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电功率
第十八章 电功率
第2节
第一课
第1课时
第2课时
第1课时
电功率
24 W
500 W
观察与思考
灯泡上的“24W”和电吹风“500W”这类的字样，这是什么意思？
分别使用一只24W节能灯和500W电吹风，观察电能表，使用谁时铝盘转动得快？这是为什么呢？
观察与思考
实验现象
电能表铝盘转得快
铝盘转得慢
消耗电能慢
电流做功慢
铝盘转得快
消耗电能快
电流做功快
电能表铝盘转得慢
结论：电流做功有快慢之分
VS
换算关系： 1 kW = 103 W 1 W = 103 mW
常用的单位还有千瓦 (kW)，毫瓦(mW)。
一、电功率
1.电功率及其单位
（1）在物理学中，用电功率表示电流做功的快慢。
（2）电功率用 P 表示，单位是瓦特，简称瓦，符号是 W。
前面的24W，500W就是指用电器的电功率！
约50mW
2.常见电功率值
常见电功率值
天河一号巨型计算机 4.04×106W 液晶电视机 约100W
家用空调 约1 000W 排风扇 约20W
吸 尘 器 约800W 手 电 筒 约0.5W
电吹风机 约500W 计 算 器 约0.5mW
台式计算机 约200W 电 子 表 约0.01mW
记住常见的用电器的电功率值
甲灯20s电流做功为1200J,乙灯20s电流做功800J,哪个灯电流做功快
丙灯40s电流做功为1000J，丁灯25s电流做功为1000J，哪个灯泡电流做功得快
甲灯
丁灯
思考：有哪些方法可以比较电流做功的快慢？（类比比较运动的快慢）
做功多的电流做功快
通电时间相同，比较做功多少
01
时间短的电流做功快
电流做功相同，比较时间长短
02
P =
W
t
P =UI
将上节电功 W=UIt 代入上式得：
W —— 电功
t —— 时间
公式：
（定义式）
电功率：等于电功与时间之比。即单位时间内，电流做的电功。
U —— 电压——V
I —— 电流——A
3.电功率的计算公式
1 瓦特 =1 焦耳/秒
= 1 伏特·安培
1W=1J/s=1V·A
一只电热水壶的铭牌上标着“220 V 1000 W”的字样，它正常工作时，电流是多少？
解：由 P =UI
得
I =
P
U
=
1000 W
220 V
= 4.55 A
已知U和P，求I，利用变形公式
I =
P
U
例题
我们学习了功率的公式
P =
W
t
P = UI
和
结合欧姆定律 ，电功率的公式还能变形为
P = I2R
P =
U2
R
和
仅适合纯电阻电路，即电能全部转化为内能的电路。
适合所有电路
I =
U
R
4.电功率的推导公式
串并联电路中电功率的关系：
R1
R2
R1
R2
串联电路中：
得：P1 ：P2 = R1 ：R2
并联电路中：
得：P1 ：P2 = R2 ：R1
任何电路中：
P总= P1 + P2 + …Pn
根据公式 推导
根据公式 推导
P = I2R
P =
U2R
如图所示电路中，电源电压保持不变，电阻R1与R2的阻值之比为2：1。开关S断开时，R1与R2的电功率之比为_________； 开关S闭合前后，电压表两次的示数之比为________。
2：1
2：3
解析：开关断开时R1与R2串联，通过它们的电流相等，由电功率的推导公式P=I2R 得：P1 ：P2 = R1 ：R2
开关闭合前，R1、R2串联，电压表测量R1两端电压U1；开关闭合时，R2短路，电压表测量电源电压。由分压公式可得开关闭合前后的电压表示数之比为
例题
R1 ：（R1+R2）=2：3
思考：“千瓦时”和“千瓦”有关系吗？有什么关系呢？
如果 P 和 t 的单位分别用 千瓦（kW） 和小时 （h），那么它们相乘之后，就得到电能的另一个单位：千瓦时(度)。
W = Pt
1 千瓦时可以看作功率为 1 kW 的用电器使用 1 h 所消耗的电能。
P =
W
t
二、“千瓦时”的来历
1.千瓦时的来历
电能W （消耗电能的多少） 时间t 功率P
（消耗电能的快慢）
单位1 J s W
单位2 kW·h h kW
单位换 算关系 1 kW·h=3.6×106 J
1 h=3 600 s
1 kW=103 W
两套单位不能混用，遇到不同的单位要进行换算
2.电功、电功率和时间计算时的两套单位
想想议议:
一位电视记者在讲到某工厂上半年共节约5 000kW·h的时候，手举一只理发用电吹风机说：“我这只电吹风是500瓦的，也就是0.5千瓦，这个厂节省的电力可以开动10 000 个这样的电吹风。”这位记者错在哪里？
这个记者的错误：混淆了（电能）kW·h与（电功率）kW的关系。
正确的说法是：“节省的电力可以开动10000个这样的电吹风工作1h”。
10000×0.5kW×1h=5000kW·h
一台电视机的电功率是150W，每天使用3h，一个月用电多少千瓦时？
解 : P = 150W = 0.15kW
t = 3h×30 = 90h
W = Pt
由P = 变形，得
W
t
一个月内消耗的电能是
W = Pt = 0.15kW×90h = 13.5kW·h
例题
已知 t 和P，求W，利用变形公式
W =Pt
一个阻值为10Ω的定值电阻与一只灯泡L串联接到4V电源上，定值电阻的功率是0.1W。求：
（1）电路中的电流。
（2）灯泡L的电功率。
解析：已知 R 和P，求I，利用公式P =I2R可求出电流，然后利用串联电路的电流、电压特点求出灯泡两端的电压及通过的电流，最后根据P=UI 求出灯泡的电功率
例题
（2）根据 可得，定值电阻两端的电压：
UR=IRR=0.1A×10Ω=1V
由串联电路中电压规律可得：
UL=U－UR=4V－1V=3V
灯泡L的电功率：P =ULI=3V×0.1A=0.3W
解：（1）由P=I2R 可得：I= = =0.1A
I =
U
R
电功率
定义：表示电流做功的快慢
1 千瓦时:功率为 1 kW 的用电器使用 1 h 所消耗的电能。1 kW·h=1 kW×1 h（W=Pt）
单位：瓦(W)，千瓦(kW)，豪瓦(mW)
表达式
P =
W
t
推导式：
I 2R
P =UI= =
U2
R
串联电路中：P1 ：P2 = R1 ：R2
并联电路中：P1 ：P2 = R2 ：R1
1．对于电功率的认识，以下说法正确的是( )
A．电功率越大的用电器做功一定越多
B．做相同的功，所用时间短的用电器功率大
C．电功率是反映电流做功多少的物理量
D．两个用电器工作时，通电时间短的电功率大
B
2．1 度电可以供 40 W 的灯泡工作多长时间？
解：
t = = = = 25 h
W
P
1 kW·h
40 W
1 kW·h
0.04 kW
3. [中考·齐齐哈尔]小丽仔细观察了自己家的电能表，参数如图2所示。她让家中某个用电器单独工作3 min，发现电能表的转盘转过90 转，则此用电器消耗的电能是______ kW·h，此用电器的电功率是______ W。
0.025
500
4．甲、乙两用电器电功率之比为1∶2，通电时间之比为3∶4，则消耗电能之比为（ ）
A．1∶2 B．3∶8
C．3∶4 D．2∶3
B
5.如图电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a 端向b 端移动过程中，示数减小的电表是 (选填“A”“V1”或“V2”)，电路的总功率 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
V1
增大
第2课时
额定电压 额定功率
观察与思考
不同用电器的电功率一般不相同，但是同一个用电器工作在不同的电压下，它的功率总是一样的吗？
三、额定电压与额定功率
1.额定电压、额定功率的定义
（1）用电器正常工作时的电压为额定电压(U额)
（2）用电器在额定电压下工作时的功率为额定功率(P额)
2.实际电压、实际功率的定义
（1）实际加在用电器两端的电压为实际电压(U实)
（2）用电器在实际电压下工作时的功率为实际功率(P实)
注意：计算中，都要用实际数值计算，只有当用电器正常工作时才能使用额定数值。
灯泡上标注的“36V,25W”分别指灯泡的额定电压和额定功率
3.用电器工作情况与实际功率的关系
U实 = U额
P实 = P额
用电器正常工作
U实 < U额
P实 < P额
用电器不能正常工作
U实 > U额
P实 > P额
可能损坏用电器
灯泡的亮度是由灯泡在电路中工作时的实际功率所决定的。
小型稳压器：能提供稳定的电压
用电器只有一个额定电压和一个额定功率，但可以有多个实际电压和实际功率；我们使用各种用电器时一定要注意它的额定电压，只有在额定电压下用电器才能正常工作。
额定功率
额定电压
想想议议:
一种彩色灯泡的额定电压是 36 V，要接在 220 V 的电路中，要串联多少个这种灯泡才行
分析：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和， U=U1+U2+…+Un，串联都是同一种灯泡，因此在电路中它们的电压相同
220V
36V
n = ≈ 6.1
因为不能超过额定电压，所以要串联7个这种灯泡
小华同学出国旅游，将我国生产的如图所示的电热水壶带到了英国，却发现英国民用电压是 230V。在没有使用变压器的情况下，此电热水壶的实际功率将（ ）
A．大于1200W B．等于1200W
C．小于1200W D．无法判断
A
XX牌电热水壶
额定电压：220V
额定频率：50Hz
额定功率：1200W
例题
一个“220 V 800 W”的电炉，正常工作时电阻丝的电阻有多大？加入电路中的电压降低到 200 V，电阻丝的电阻不变，这时电炉的实际功率有多大？
P =
U2
R
解：由 得
R =
U2
P
=
(220 V)2
800 W
= 60.5 Ω。
当电压为 200 V 时，实际功率：
P实=
U实2
R
=
(200 V)2
60.5 Ω
≈ 661 W。
例题
4.关于用电器工作情况与实际功率的分析
思考：将标有“PZ220 100”（L1）和“PZ220 40”(L2)的两只灯泡先后并联和串联接入家庭电路中，观察灯泡的发光情况，想想为什么会出现这种情况？
（前一个的为L1，后一个为L2）
现象：在串联电路中更亮的灯泡(L2)，在并联电路中反而变暗(L1)
R1= = =484Ω
U额2
P额
（220V）2
100W
分析：
R2= = =1210Ω
U额2
P额
（220V）2
40W
因为R1＜R2，并联时，根据 可得：P1＞P2
P =
U2
R
因为R1＜R2，串联时，根据 可得：P1＜P2
P = I2R
PZ220 100（L1） PZ220 40(L2)
甲灯泡标有“22V 2W”，乙灯泡标有“220V 100W”，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列正确的是 （ ）
A．甲灯泡的功率一定小于乙灯泡的功率
B．甲灯泡消耗的电能一定小于乙灯泡消耗的电能
C．两灯串联在电路中，甲灯泡一定比乙灯泡亮
D．两灯并联在电路中，甲灯泡一定比乙灯泡亮
D
=
R甲
P额甲
U额甲2
=
（22V）2
2W
=242Ω，
同理，R乙=484Ω
由P=I2R，电阻大的功率大
由 ,电阻小的功率大
例题
四、电功率的测量
1.用电能表测量用电器的电功率
原理：
P =
W
t
测量工具
电能表
停表
让被测用电器单独工作，用停表记录工作一段时间t内铝盘转动的圈数n，计算出测出用电器消耗的电能 W，由公式 计算出用电器的电功率。
P =
W
t
实验步骤：
用电压表测出用电器两端的电压 U，用电流表测出通过用电器的电流 I ，由公式 P = UI 计算出用电器的电功率。
原理：
P=UI
2.用电流表和电压表测量用电器的电功率
测量工具
电压表
电流表
电功率
电功率的测量
额定电压和额定功率
U实＝U额 P实=P额
U实＜U额 P实
U实＞U额 P实>P额
实际电压和实际功率
用电器工作情况由实际功率决定
电流表和电压表测量
电能表测量
1.细心的小明发现：傍晚时分，家中的白炽灯比平常暗一些，这是因为白炽灯 （ ）
A.灯丝电阻变大的缘故 B.额定电压变大的缘故
C.额定功率变小的缘故 D.实际功率变小的缘故
D
2.如图所示，灯L1、L2上分别标有“6V 6W”、“6V 3W”的字样，当开关S闭合时，灯L1、L2都能发光，则甲、乙两电压表的示数之比是（ ）
A.1：1 B.1：2 C.2：3 D.3：2
C
4. 将一个标有“3 V 3 W”字样的灯泡接到 9 V的电源上，若要让它正常工作，应串联一个 Ω的电阻。
3.（辽宁抚顺市）如图所示是小明家的电能表，他家同时使用的用电器总功率不能超过 W;小明让一个用电器单独工作15min，这段时间内电能表转盘刚好转了120转，则该用电器的实际功率为 W，电能表示数将变为 。
4400
800
2019.8
6
5.如图所示的电路中，电源电压为6V并保持不变，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“5V 2.5W”字样。闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的位置，这时通过灯泡的电流为多少？若要求两电表的示数均不超过所选
量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，
则该电路消耗的最大功率为多少？
（不考虑灯丝电阻的变化）
（1）由 P=UI= 可得，灯泡的电阻
U2
R
RL= = =10Ω
UL2
PL
(5V)2
2.5W
所以，此时通过灯泡的电流：IL′=I= = =0.2A
U
RL+R滑
6V
10Ω+20Ω
（2）当电压表的示数UL′=3V时，通过灯泡的电流：
UL′
RL
3V
10Ω
IL″= = =0.3A
因电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，所以，电路中的最大电流I大=0.3A，此时电路消耗的电功率最大，
则P大=UI大=6V×0.3A=1.8W