電功和電功率
【解析】
這是一道綜合運用串聯電路特點和歐姆定律來計算電功的問題。對于純電阻器件而言,只要想辦法求出該器件的電流、電壓、電阻三個電學基本量的任意兩個量和時間即可求出電功。在這一思想指導下,計算r3在2s內所消耗的電能:方法一是求r3的電壓u3和電流i3;方法二是求u3和r3;方法三可先求i3和r3。在計算過程中要充分利用串聯電路的特性、公式,注意歐姆定律在適用時各物理量應滿足同一性原則。解決此類問題的方法是先弄清電路的連接方式,在運用相應的串、并聯電路特性和歐姆定律去分頭尋找研究對象的三個基本量中的任意兩個(時間往往是已知的);如果研究對象是非純電阻器件,計算電功只能適用定義式計算。該題在r3上消耗的電能是27j。
二、 電能表的問題
1.電能表是測量電功或者說是測量用戶的用電器在一段時間內消耗電能的多少。
2.讀數:窗口兩次之差就是這段時間內使用的千瓦時數,最后一位是小數。
3.銘牌如圖2所示的物理意義:
①“220v”表示電能表的額定電壓是220v。
②“20a”表示允許通過這只電能表的最大電流是20a。
③“kwh”表示電能表測量電功所用的單位是kwh,即“度”。
④“2500r/kwh”表示每消耗1度電,電能表的表盤旋轉2500轉。
三、額定電壓與額定功率
u實>u額,則p實>p額 u實=u額,則p實=p額 u實<u額,則p實<p額
【例題2】三盞電燈a(220v,40w)、b(110v,40w)、c(36v,40w),當它們各自正常
發光時,單位時間內所消耗的電能哪個最大?
【解析】
本題容易出錯的地方在于不了解電功率的意義,誤認為額定電壓越高的電功率便越大。
正確分析方式是:電流通過電燈做功的過程就是消耗電能的過程,單位時間內做多少電功便消耗多少電能,當三盞電燈都正常發光時,雖工作電壓各不相同,但其電功率都是40w,所以三盞燈每秒做的電功以及每秒消耗的電能都是40j,所以正確的答案是單位時間內三盞燈消耗的電能相同。
四、測量小燈泡的電功率
【例題2】如圖3所示是測額定電壓為2.5v小燈泡的額定功率的
電路圖
(1)a是 表,b是 表。
(2)按圖連接好器材,測量前開關應 ,滑片p應滑到 點。
(3)如果小燈泡的阻值約為10ω,電源有兩節干電池串聯組成,電流表有量程0∽0.6a
和0∽3a兩檔,那么a表量程應選 擋,b表量程選 擋。
(4)閉合開關,發現小燈泡兩端電壓只有1.8v,滑動變阻器的滑片p向 端移動,才能使電壓表示數為 v,此時燈泡實際功率就是額定功率。
(5)要測量的數據是 和 ,計算燈泡的額定功率公式為 。