第十五章 电能与电功率

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电能与电功率3.6×106电能表电其他形式电能快慢电能UII2RI2R额定电压UI电压电压表电流电流表>＝ R—二次方电阻I2Rt 电阻电热器电饭锅散热窗散热片 (3)计算式：W＝________；推导式：W＝I2Rt，W＝
适用于纯电阻电路)． 一、电能和电能表
1．电功(W)：
(1)概念：_______转化为______________的过程，我们就说电流做了功．(2)常用单位：_______，符号是_______，俗称“度”．
基本单位：_______，简称焦，符号是 J. 单位换算：1 度＝1 kW·h＝______________.U2
Rt(只电能其他形式的能千瓦时kW·h焦耳3.6×106 JUIt＝Pt2．电能表：(1)作用：测量_______(电能)． (2)读数方法：电能表表盘上_____________________就是
这段时间内消耗的电能．
(3)铭牌上参数的意义： 图 1电功先后两次示数之差二、电功率1．电功率(P)：(1)物理意义：表示电流做功快慢的物理量．
(2)定义：用电器在__________内消耗的______．

推导公式：P＝U2
R，P＝I2R.(适用于纯电阻电路) (4)单位：瓦特，简称瓦，符号是 W.常用单位：千瓦，
符号是 kW. 1 kW＝1 000 W.单位时间电能2．额定功率和实际功率：(1)额定功率：用电器在__________下工作时的功率．
(2)实际功率：用电器在__________下工作时的功率．
3．实际电功率跟实际电压的关系：
(1)当__________时，则__________，用电器正常工作；
(2)当__________时，则__________，用电器容易烧坏；
(3)当__________时，则__________，用电器不能正常工作．U 实＝U 额P 实＝P 额U 实＞U 额P 实＞P 额U 实＜U 额P 实＜P 额额定电压实际电压①当实际电压不等于额定电压时，实际电流不等于额定电流，电阻不变是计算实际功率的突破口，一般利用公式P实＝UI计算实际功率比较简单．
②使用 W＝Pt 时，要注意单位的统一，两套单位不能混用．
三、测量小灯泡的额定电功率
1．原理：P＝UI.
2．电路图和实物图：电路图实物图
3．实验步骤：
(1)根据电路图连接实物．
(2)检查电路无误后，闭合开关 S，调节滑动变阻器使电压
表的示数等于小灯泡的额定电压，同时，读出电流表的示数，
并填入表格，并观察小灯泡的亮度，断开 S.图 2 (3)闭合开关 S，调节滑动变阻器使电压表的示数略高于小
灯泡的额定电压，同时，读出电流表的示数，并填入表格，并
观察小灯泡的亮度，断开 S. (4)闭合开关 S，调节滑动变阻器使电压表的示数稍小于小
灯泡的额定电压，同时，读出电流表的示数，并填入表格，并
观察小灯泡的亮度，断开 S.②根据灯泡的额定电压选择电压表的量程，根据 I＝ 或I＝ 选择电流表的量程．①灯泡的亮度决定于它的实际功率，灯泡的实际功率越大，灯泡越亮．四、电与热 1．电热：
(1)电流的热效应：电流通过导体时会使导体发热的现象．
(2)应用：电热器，主要组成部分是_________，发热体是
由___________、________的导体做成的．
如：电烙铁、电热毯、电饭锅、电热水壶等．
(3)危害和防止：为了防止用电器过热烧坏用电器，一般装
__________和_________．发热体电阻率大熔点高散热风扇散热窗2．焦耳定律： (1) 内容：电流在导体上产生的热量跟____________ 成正
比，跟_____成正比，跟__________成正比．(2)公式：Q＝I2Rt. (3)电流产生的热量跟_____、_____和__________有关．
纯电阻电路中，电热器产生的热量一般利用公式 Q＝W＝
Pt 计算．电流的二次方电阻通电时间电流电阻通电时间 考点 1 电能表
【例 1】如图 3 所示，电能表的示数为_________度；
在某段时间内转盘转过了 1 000 转，表示此段时间内用
了________度电．

思维点拨：读电能表时要注意最后一位是小数．图 31 931.60.4 考点 2 电功率
【例 2】有一个标有“220 V 110 W”字样的灯泡 L1.求：
(1)1.1 度的电可供该灯泡正常工作多少小时？
(2)该灯泡 L1 的电阻阻值大小？(不考虑温度对灯泡电阻的
影响)(3)若把 L1 与标有“220 V1 A”的另一个灯泡 L2 串联接到 220 V 的电路中，求 L1 实际消耗的电功率是多少瓦？(结果保
留整数)
思维点拨：利用用电器的额定电压和额定功率，可以求出
额定电流和用电器的电阻；当实际电压或实际电流变化时，用
电器的电阻不变是求用电器的实际功率的突破口．考点 3 测量小灯泡的额定功率 【例 3】某学习小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中，
电源由三节新干电池串联组成，小灯泡的额定电压为 2.5 V，电
阻约为 10 Ω.图 4(1)请你用笔画线代替导线，将图 4 甲中的实物电路连接完整． (2)某次实验中，电压表的示数如图乙所示，此时电路中滑
动变阻器两端的电压为______V；如果要使灯泡正常发光，应
该向________(填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片．
(3)小菁同学移动滑片 P，记下多组对应的电压表和电流表
的示数，并绘制成如图丙所示的 I－U 图象，根据图象信息，可
计算出小灯泡的额定电功率是______W.2.3 B 0.5可根据I＝ 估算小灯泡的额定电流，确定电流表的量程；当电思维点拨：小灯泡的额定电压为 2.5 V，电阻约为 10 Ω，压表的示数为 2.2 V 时，说明小灯泡还没达到额定电压，要增
大小灯泡的电压，可以减小滑动变阻器的阻值；由图丙可知，
当U额＝2.5 V 时，I额＝0.2 A，根据P额＝U 额 I 额可求出小灯泡
的额定电功率． 王强同学观察到，现在的手电筒大都由原来的一个小灯泡换成了多颗发光二极管，他通过使用发现这种手电筒非常明亮而且还非常省电．他很好奇，于是就到电子器材商店买了两颗这样的发光二极管准备用实验测出它的额定功率．从包装盒上，他了解到这种发光二极管的额定电压是 3 V，正常发光时的电阻大约为 80 Ω.当他选好器材(电源是电压为 6V 的蓄电池，滑动变阻器上标有“20 Ω 1 A”的字样)，并将实验电路连成如图 5 甲所示的情况后： (1)请你用笔画线当导线，替他把电路连接完整．(要求选择合适的量程，导线不交叉) (2)实验前，老师建议王强同学先使用电压表的大量程．王
强将电路连好并检查无误后，再将滑动变阻器调到阻值最大的
位置，即图甲中的________端．这时，他闭合开关后发现发光
二极管非常明亮且还冒烟，接着就被烧坏了，产生这种现象的
原因是_______________________________________________．图 5A(C 或左) 滑动变阻器的阻值太小，使发光二极管两端的电压过高 (3)当王强找到原因并换上合适的器材后，按照正确的操作
规则将电压表的示数调到______V，这时他观察到电流表的示
数如图乙所示，则这时通过发光二极管的电流是______A，发
光二极管的额定功率是______W. (4) 在 实 验 中 ， 滑 动 变 阻 器 所 起 的 作 用 是 ：
①________________；②___________________________. 3 0.04 0.12 保护电路 调节发光二极管两端的电压考点 4 电热的利用和危害【例 4】将规格都是“220 V100 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列有关说法中，错误的是() A．三个电器产生的热量一样多
B．电流通过三个电器做功一样多
C．三个电器消耗的电能一样多
D．电烙铁产生的热量最多

思维点拨：三个用电器的电功率相同，相同的时间内电流做
功相同，即消耗的电能相同；电烙铁属于电热器，它工作时，将
电能几乎全部转化为内能，其他用电器，如果产生的热量过多，
可能烧坏用电器．A考点 5 焦耳定律
【例 5】电烙铁通电一段时间后变得很烫，)而连接电烙铁的导线却没有明显发热，这主要是因为(
A．导线的绝缘皮隔热 B．导线散热比电烙铁快
C．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流
D．导线的电阻远小于电烙铁中电热丝的电阻

思维点拨：导线和电烙铁的电热丝是串联接入电路的，通
电时间和电流相等，根据焦耳定律 Q＝I2Rt 可知：电烙铁中电
热丝的电阻大，产生的热量多；导线的电阻小，产生的热量少．D 1．如图 6 所示的装置可用来定性研究________定律．将电
阻 R 甲与 R 乙(R 甲>R 乙)串联在电路中是为了使通电时间和_____
相同，通过温度计示数的变化可以比较______ ________的多少．
图 6焦耳电流电流产生的热量2．根据表中所提供的数据，可以确定适宜制作保险丝的是( )AA. 铅C. 铁B.铜D.钨3．甲、乙两个灯泡的铭牌分别是“PZ220－25”、“PZ220－
100”，关于这两个灯泡的描述正确的是( )CA．甲灯的灯丝粗、电阻大 B．乙灯的灯丝细、电阻小
C．甲灯的灯丝细、电阻大 D．乙灯的灯丝粗、电阻大 4．小鹏同学家的电能表如图7所示，则小鹏家已消耗的
电能为________kW·h ，转盘已转过________转；他发现家里
只使用一只电水壶(其他用电器都关闭)时，观察到电能表转盘
3 分钟转过 100 转，电水壶工作时的实际电功率为________W.
306×1041 000图 7 5．如图 8 所示，在探究电流做功与哪些因素有关的实
验中，小电动机通过细线将砝码吊起．图 8图 9(1)请将滑动变阻器接入电路中(要求连线不得交叉)；
(2)若不计摩擦及损耗，则电流通过小电动机所做的功，与小电动机对________做的功相等； (3)电流表和电压表的读数如图 9 甲、乙所示，则小电
动机两端的电压是________V，电功率 P 电＝________W；
(4)若砝码的重力是 10 N，小电动机在 5 s 内将砝码匀速提升 0.4 m，则它的机械功率 P＝________W； (5)P 电与 P 的大小关系是 P电 ______(填“＞”、“＝”或
“＜”)P；造成这种情况的原因可能是____________________
__________________________(写出一条理由即可)．砝码 4.50.9 0.8>有摩擦力存在(或小电动机消耗的电能一部分要发热