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初中科学(九年级上册)第三章《能量的转化与守恒》
3.6 电 能
2021年7月1日
电能的计算
【例1】有一种新型的电压力锅,它用电加热,具有压力锅的优点。如图所示是一只压力锅的铭牌,问该压力锅正常工作15分钟能够产生多少热量?
电能的计算
【变式】某额定功率为750W的电热水器正常工作半小时时,能使1L的水(20℃)升高到多少度?(c水=4.2×103J/(kg·℃))
电能的计算(档位问题)
【例2】如图是电饭锅的电路图。电饭锅工作时有两种状态:当自动开关S 接通时,电饭锅处于加热状态,将锅内的水加热直到烧开;当自动开关S 断开时,电饭锅处于保温状态。图中R2 是加热用的电热丝,阻值为55 欧;R1 是电阻,阻值为145 欧。
(1)在加热状态下,电饭锅正常工作30分钟产生多少热量?
(2)在保温状态下,电饭锅消耗的功率多大?
电能的计算(档位问题)
加热状态
保温状态
问题1:加热和保温时的本质区别是什么?
电压不变
电功率不同
电阻改变
加热与保温的电路形式
S、S自都闭合
S闭合、S自断开
并联加热型
S、S自都闭合
S闭合、S自断开
加热时饮水机的电阻 ,保温时电阻 ;
小
大
串联保温型
电能的计算(档位问题)
低档
中档
高档
电能的计算(档位问题)
电能的计算(档位问题)
【例4】如图所示,为电饭锅的电原理图,当控制开关闭合时电饭锅处于加热煮状态,此时功率为1000W.饭熟后,控制开关自动断开,电饭锅处于保温状态,若此时电饭锅的功率为100W,求电热板和保温器的电阻各为多少(假设电阻值不随温度的变化而变化)?
电能的计算(档位问题)
【例5】下面的图表是从某台电热饮水机的说明书上收集到的信息。经分析得知,电热饮水机有加热和保温两种工作状态,当S闭合、S0断开时,饮水机处于保温状态,当S、S0同时闭合时,饮水机处于加热状态,求:(1)电热饮水机在保温状态下正常工作时的电流。(结果保留两位小数)(2)电热饮水机保温2h产生的热量?(3)电阻R1的阻值。
热水箱容量
2 L
额定电压
220 V
加热时的功率
400 W
保温时的功率
40 W
电能的计算(纯电阻与非纯电阻)
①在非纯电阻电路中,W=UIt 求得的是总消耗的电
能; Q=I2Rt 公式求得的是在总电能中部分转化为
内能的能量。
电功与与电热的关系(W与Q的关系)
W=UIt
Q=I2Rt
②在纯电阻电路(电热器电路)中:
即:W Q
W=UIt=U2t/R=I2Rt
Q=I2Rt=U2t/R=UIt
W = Q
【辨析】
电能的计算(纯电阻与非纯电阻)
【例6】一台电动机的线圈电阻为0.5Ω,工作时的额定电压为220V,通过的电流为4A,当它工作30min时,求 :
(1)电动机的额定功率;
(2)电流通过电动机做的功;
(3)电动机发热消耗的功率;
(4)电动机发出的热量;
(5)有多少电能转换成机械能。
电能的计算(纯电阻与非纯电阻)
【变式】物重为G=1000N的物体挂在绳下,电动机依靠定滑轮竖直拉着绳子使重物以0.9m/s的速度向上运动,电源和电动机串联,电源电压为220V,电路中的电流为I=5A,不计各处的摩擦,
求(1)电动机输出的机械功率?
(2)电动机线圈的电阻?
电能的计算(纯电阻与非纯电阻)
电动机属于非纯电阻电器,它将电能转化为内能和机械能。计算电动机消耗的电能、产生的内能和机械能的公式是不同的。电动机总功率包括电动机的发热功率和机械功率,可利用公式P=UI计算出电动机的总功率,再利用公式P=I2R计算出电动机的发热功率,两者相减便可以计算出电动机的机械功率。
电能的计算(纯电阻与非纯电阻)
【例7】如图所示电路,电动机M的线圈电阻为0.5Ω。当S断开时,电流表的示数为1 A;当S闭合时,电流表的示数为3 A。问:
(1)电阻R为多大?(2)电动机的机械功率为多大?
(3)电动机工作2 min,电动机线圈产生了多少热量?
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