资源简介

问题62. 如何计算导体的电功率？
◇学生提问
晋东南－南阳－荆门1000千伏高压交流输电示范工程，是我国第一条特高压交流输变电工程，具有大容量、低损耗的特点，可实现输送功率500万千瓦。正常输电时线路中的电流是____A，若输电线路的总电阻为10Ω，输电线路上损耗的电功率是_____W。
老师，这道题目中的电流用欧姆定律没法计算，那怎样计算线路中的电流呀？另外，输电线路上损耗的电功率应该怎样计算呀？
◇问题探究
用定义公式计算电功率（重要性：★★★）
老师：你先想想，什么是电功率？它的定义公式是什么？
学生：课本上讲，电功率表示电流做功的快慢，用符号P表示，单位是瓦特，符号是W,常用单位还有kW；电功率就是电流在单位时间内所做的功。因此它的定义公式是。
老师：很好！计算电功率的第一种方法就是用定义式，你用这一方法来解答下面的题目：
电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW·h)”字样，将某用电器单独接在该表上工作20min，电能表指示灯闪烁了300次。该用电器在上述时间内消耗的电能为__________kW·h，它的电功率是__________W。
学生：我试试。
电功　
时间　
用电器的功率　
老师，您看我做的对不对？
用基本公式计算电功率（重要性：★★★★）
老师：非常好！教材中是怎样推导出电功率的基本公式的？
学生：是利用了电功的计算公式推导的：
老师：嗯，那你再来解答这一问题：
通过甲乙两个电阻的电流随其两端电压的关系如图所示。把这两只电阻串联起来接在电源两端，通过它们的电流是0.4A，则电路的总功率是　　　W。
学生：由图像可知，当电流是0.4A时，甲、乙电阻两端电压分别为
，，
电路的总功率。
老师：很好，那荆门中考题的第一空你会做了吗？
学生：我想想，只要将电功率基本公式变形就行！
但题目只给出了输电线路的总电阻为10Ω这一物理量，输电线路分到的电压要用欧姆定律求出，这样解答挺麻烦的，有更简单的方法算出输电线路上损耗的电功率吗？
用推导公式或计算电功率（重要性：★★★★）
老师：你想想，如果给出了电压和电阻，而电流是未知量，怎样利用欧姆定律计算出电流，电功率的基本公式可以怎样推导？
学生：那
老师：那如果给出了电流和电阻，而电流是未知量，怎样利用欧姆定律计算出电压，电功率的基本公式可以怎样推导？
学生：那
所以
哦，我明白了：利用欧姆定律推导出的这两个公式，可以将没必要计算出的物理量略过，大大减小了运算量！
◇学生笔记
计算电功率的方法：
（1）用定义式计算；
（2）利用基本公式计算；
（3）利用推导公式或计算。
◇要点训练
1. 如图所示，电源电压U=18V，当滑动变阻器的滑片P移至最左端时，小灯泡L正常发光，电流表的示数为0.5A； 当滑片P移至中点时，电流表的示数变为0.25A。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）滑动变阻器的最大阻值。
解：（1）滑片P滑到最左端，滑动变阻器为0，灯L接在电源两端且正常发光
U额=18V，I额=0.5A
P额=U额I额=18V×0.5A=9W
(2) 滑片P滑到中点时，R中=R/2且R中与灯L串联
RL=U额/I额=18V/0.5A=36Ω
U总=18V 　I总=0.25A
R总=U总/I总=18V/0.25A=72Ω
R总=RL+R/2
R=2(R总－RL)=2(72Ω-36Ω)=72Ω
解析：小灯泡的额定功率可利用基本公式P＝UI计算出；滑动变阻器的电阻可利用串联电路的电阻规律计算。
2. 小明家有一个标有“220V　880W”的电炉，当它正常工作时的电功率是　 　W，通过电炉丝的电流为　　　A；在一次单独使用它时，小明家标有“1200r/kw·h”的电能表在2min的时间里铝盘转过了30转，则此时电炉的电功率是　　　W。
答案：880　4　750
解析：
电功　
时间　
用电器的功率　
解析：根据转数计算出电功，然后利用定义式计算电功率。解题技巧是电功的单位用，时间的单位用h，这样计算简单，算出的电功率单位是kW，最后化为W。
3. 灯泡L的额定电压为6V，小星通过实验测得其电流随电压变化的曲线如图。由图可知，当小灯泡L正常发光时，通过其灯丝的电流是_______A；通过调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压为3V，则此时小灯泡L消耗的实际功率为_______W。
答案：0.6 　1.5
解析：从图像中找到当电压为6V时的电流值为0.6A，这就是灯正常发光时的电流值；
所以灯的电阻
灯的实际功率
4.如图所示，电源电压为12V，且保持不变，已知滑动变阻器的最大值为18Ω，定值电阻R0为24Ω，小灯泡上标有“6V 3W”字样。求
（1）灯泡的电阻和正常工作时的电流各是多少？
（2）S闭合，S1、S2都断开时，要使灯泡正常发光，滑动变阻器接入电路中的阻值为多大
（3）S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片到何处时，整个电路消耗的总功率最小？这个最小功率是多少？
解答 （1）灯丝的电阻　由，得
灯泡正常工作时的电流　由，得
（2）S闭合，S1、S2都断开时，灯泡与滑动变阻器串联，要使灯泡正常发光，
滑动变阻器分得的电压　
根据串联分压关系可得　
（3）S、S1、S2都闭合时，小灯泡被短路，定值电阻与滑动变阻器并联，当滑动变阻器最大时电路总功率最小，即滑片应调到b端。
此时最小电流　
电路最小总功率　

展开更多......

收起↑