第十八章 电功率第一节 电能1、电功：定义：电流所做的功叫电功。电功的符号是W单位：焦耳（焦，J）。电功的常用单位是度，即千瓦时（kWh）。1kWh3.6106J电流做功的过程，实际上就是 能转化为 能的过程。公式：W=UIt W=I2Rt W=t W=Pt 2、电能表：测量电功的仪表是电能表（也叫电度表）。表盘上的数字表示已经消耗的 ，单位是 ，计数器的最后一位是 。用电能表月底的读数减去月初的读数，就表示这个月所消耗的电能。“220 V”表示这个电能表的额定电压是220V，应该在220V的电路中使用。“600 revs/kWh”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表盘转过600转。根据转盘转数计算电能或根据电能计算转盘转数时，可以列比例式： 3.串并联电路电功特点： 在串联电路和并联电路中，电流所做的总功等于各用电器电功之和； 串联电路中，各用电器的电功与其电阻成 比，即=; 并联电路中，各用电器的电功与其电阻成 比，即=（各支路通电时间都相同）。练习：下列家用电器正常工作20min消耗电能最多的是（ ）A电饭煲 B电热毯 C电视机 D电风扇某城市实施阶梯电价，具体方案如下表小刚留心观察了一下自家电能表，分别记录了他家第一天早8:00，晚21:00和第二天早8:00这三个时刻的读数，如图16所示。则他家这一天共消耗电能 kw.h，应付电费 元。江涛家的电能表如图5所示. 当他家某用电器单独工作时，30min内转盘正好转过50圈，则这段时间内该用电器消耗的电能是 J，该用电器的电功率为 W第二节 电功率1、 电功率：（1）定义：电流在1秒内所做的功叫电功率。（2）意义：表示消耗电能的 。（3）符号：P，单位：瓦特（瓦，W），常用单位为千瓦（kW），1kW103W（4）电功率的定义式：P= 第一种单位：P电功率瓦特（W）；W电功焦耳（J）；t通电时间秒（s）。 第二种单位：P电功率千瓦（kW）；W电功千瓦时（kWh）；t通电时间小时（h）。电功率的计算式：P=UI P= I2R P= p=w/t2、串并联电路电功率特点： 在串联电路和并联电路中，总功率等于 ； 串联电路中，各用电器的电功率与其电阻成正比，即=; 并联电路中，各用电器的电功率与其电阻成反比，即=。3、用电器的额定功率和实际功率额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。用电器实际工作时的三种情况： U实U额 P实U额 P实P额用电器 正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）；U实=U额 P实=P额用电器 工作。电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V，额定功率是25W。灯泡的亮度是由 决定的，与额定电压和额定功率无关。额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越大。将这两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率小；将这两个灯泡并联，额定功率大的，实际功率大。练习：为测量某电热杯的电功率，小明同学把家中其余用电器均从电源上断开，只将该电热杯接人电路，观察电能表，发现在1min内电能表转盘转动15圈。电能表的部分技术参数如右表所示，该电热杯的电功率是 如图所示的电路，闭合开关后，灯泡L1发光，灯泡L2不发光，电压表有示数。关于电路中L1、L2的连接方式和L2不发光的原因，下列判定正确的是（） AL1与L2串联，L2被短路 BL1与L2串联，L2的实际功率比额定功率小得多 CL1与L2并联，L2与灯座接触不良 DL1与L2并联，L2的灯丝断了6. 如图8所示电路，电源电压不变，R是定值电阻.将一个“6V 2W”的小灯泡接在a、b两点间，小灯泡恰能正常发光；若换一个“6V 3W”的小灯泡接在a、b两点间，则这个小灯泡（） A. 比正常发光时暗些 B. 比正常发光时亮些 C. 恰能正常发光 D. 灯丝将会被烧坏7下列四种电器中，利用电流热效应工作的是（）A.洗衣机 B.电脑 C.电风扇 D.电饭锅8如果加在定值电阻两端的电压从8V增加到10V时，通过定值电阻的电流相应变化了0.2A，则该定值电阻所消耗的电功率的变化量是（）A.0.4W B.2.8W C.3.2W D.3.6W9有两灯如图所示，L1，L2 分别标有 15V 、1A ； 10V 、0.5A，的字样，其中一灯正常发光时，它们的功率之比是（） A 4：3 B 3：4 C 5：3 D 3：2如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 0.6W”的字样，R为定值电阻，闭合S1，断开S2，小灯泡正常发光光；若再闭合S2，发现电流表示数变化了0.3A，则R的阻值为 ，此时灯泡L和电阻R消耗的功率之比是 第三节 测量小灯泡的电功率第四节 伏安法测小灯泡的功率【实验原理】【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、 。【实验电路图】【实验步骤】按电路图连接实物。检查无误后，闭合开关。移动滑片，使小灯泡在额定电压下发光，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率。调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压小于额定电压，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。【实验表格】次数电压U/V电流I/A电功率P/W发光情况123【注意事项】接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到最大；连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程；滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压和通过的电流；保护电路；不需要计算电功率的平均值。练习：1如图10甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为6V。闭合开关S后，当滑片P从R的一端滑到另一端的过程中，小灯泡的IU关系图象如图乙所示。则小泡的额定功率为_W，电源电压为_V，滑动变阻器的最大阻值为_。2.要求测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率（1） 按照电路图a，将图b中的实物连接成实验电路。在电路连接过程中开关应处于_状态；闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片移到_（根据你连接的实物电路选填“最右端”或“最左端”）。（2） 实验时某次电压表的示数2.20V，对应电流表示数如图c所示，则小灯泡此时的电功率为_W；要想测出小灯泡的额定电功率，接下来的操作是：_第四节 焦耳定律及其应用1、电流通过导体时电能转化成热（电能转化为内能），这个现象叫做电流的 。2、焦耳定律：（1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。（英国物理学家焦耳）（2）定义式：Q=I2Rt 导出式：Q=UIt Q=t Q=Pt （3）有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（QW），这时公式Q=Uit ,Q=t , Q=Pt均成立；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用QI2Rt。（4）利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。（5）防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。（6）串并联电路电热特点： 在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和； 串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比，即=; 并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即=（各支路通电时间都相同）。练习:1.加在某电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的电热功率为 AP B C D2在图甲所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，电阻R1的阻值为30。同时闭合开关S和S1，电流表的示数如图乙所示。求： （1）通过电阻R1的电流；（2）电阻R2的阻值；（3）在10s内，电流通过电阻R1产生的热量；（4）电阻R1与电阻R2工作时的电功率P1和P2之比。3如图所示，甲图中小灯泡上标有“2.5V，0.75W”的字样，电压表如图乙所示闭合开关，推动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，此时电压表的示数如图丙所示求：（1）电源电压；（2）电流表的示数；（3）此时滑动变阻器接入电路的阻值4在物理小组课外活动中，慧龙小组同学利用两段阻值不同的电热丝R1和R2，设计成高中低三档位的电热器，电路图如图所示，其中R1=2R2在安全情况下，用三档分别给同一容器中质量相同的水加热（水均未沸腾） (1)求R1的阻值是多少？ (2)电热器用中温档工作时，水温升高8消耗的电能是多少？ (3)结合表中信息，通过计算分析比较用高温档还是低温档更节能？5.实际测量中使用的大量程电流表是由小量程电流表改装而成的。图中G是满偏电流（即小量程电流表允许通过的最大电流）I。=1mA的电流表，其电阻R。=100。图为某同学改装后的电流表电路图，定值电阻，若使用a和b两个接线柱时，电表的量程为3mA；若使用a和c两个接线柱时，电表的量程为10mA。求R、R的阻值。6. （1）如图甲，n个相同的电阻R并联，其总电阻可以用一个等效电阻R表示（如图乙），请根据并联电路中电流、电压规律和欧姆定律推证：R=R/n.（2）如图丙，A、B之间的电压U=220V，通过导线为远处的M、N之间的用电器供电，由于距离很远，导线AM和BN的电阻不可忽略，他们的总电阻用图中的r表示，r=4，若M、N之间并联10个阻值为R=400的相同电阻，求通过导线AM的电流大小。（3）试分析说明：在图丙的电路中，M、N之间并联的用电器越多，每一个用电器的实际功率越小。7.在进行某些电学测量时，把电压表看成能显示其两端电压的大电阻，将它与一个阻值很大的待测电阻RX串联接入电路，根据电压表的示数可以测出RX的阻值，