2018--2019学年九年级物理全册 第十八章电功电功率讲义 新版新人教版

电功、电功率


1．电功的概念
电流通过用电器所做的功叫做电功．事实上，电流通过一段电路时，自由电荷在电场力的作用下发生了定向移动，是电场力对自由电荷做了功，通常说成电流做的功．
根据能量转化守恒定律，电能也可以转化为其他形式的能，具体情况是电流通过各种不同的导体，导体会产生不同的效应．如：热效应、磁效应、化学效应，在这些过程中，电能多数会转化为内能、磁场能、化学能，电能的这些转化是通过电场力做功而实现的．
理论和实践证明，电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．
若用电器是“纯电阻型”的，如电炉、电热器、白炽灯等，电能就全部转化为内能，由电炉丝、灯丝及导线释放出来；若是“非纯电阻型”的用电器，如电动机、蓄电池、电解槽等，电能就分别转化为机械能、化学能等，只有一小部分转化为内能，由导体释放出来．
2．电功的计算
对于一般情况下，电功的计算式为；从式中可以看出，电功的大小与电压、电流的大小以及通电时间有关．根据电流的定义式，可以得，对于纯电阻电路，利用欧姆定律，代入可以得，若将代入可以得．
（1）：这是适用于计算一切电流做功的公式，它是由实验得出，但在具体计算中用得不太多．
（2）：在（1）式中，将代入即可得到该式．凡涉及由电量求电功的问题，由它直接求解较为方便．
（3）：这个公式仅适用于纯电阻电路，反映了在电流相同的情况下，电功与电阻成正比．因此在串联电路中，电流流经电阻大的那个用电器做功多．该公式常用于串联电路电功大小比较和计算．
（4）：这个公式与上式类似，也只适用于纯电阻电路，反映了在电压相同的情况下电功与电阻成反比．即在电压相同的情况下，电流流经电阻小的那个用电器做功多．这个公式常用于并联电路或不同电阻接入同一个电路中的比较或计算．
对以上公式，尤其是（3）（4）的应用，首先注意电路中隐含的条件，是电流相同还是电压相同，然后再选用适当公式进行计算．此外，关于如何判断某一公式是否适用纯电阻电路，除了记忆以外，还可看其是否由欧姆定律推导而来．由于欧姆定律本身仅适用于纯电阻电路，所以凡由欧姆定律推出的公式也只适用于纯电阻电路．
3．电功的单位
电功的单位为焦耳，简称焦，用表示．在实际应用过程中还经常用到千焦（），度即千瓦时（）等单位，其换算关系为：，1度=
4．电功的测量
在日常生活中我们经常用电能表（又叫电度表）测量电功．消耗电能数等于前后两次计数器读数之差．右图是一个生活中常见的电能表的正面照片．电能表一般精确到小数点后一位，所以表盘上最后一位表示的是小数点后一位．在电能表铭牌上还可以看见“××V ××A ××r/kW·h”，它们分别表示电流表的额定电压，最大允许通过的电流，以及每消耗一度电转盘转过的圈数．例如某电能表铭牌上标明“220V 10A 3000r/kW·h”则表示电能表的额定电压为220V，允许电路中通过的电流不超过10A，用电器每消耗1千瓦时的电能时，电能表的表盘转3000转．
以下四种情景中，能说明电能转化为机械能的是（ ）
A．植物的光合作用 B．电灯发光 C．木材燃烧 D．电风扇吹风
D
下列家用电器中，正常工作一小时耗电接近1. 2 kw?h的是（ ）
A．空调 B．电冰箱 C．电视机 D．台灯
A
小明家用的是IC卡电能表．他到供电公司买电，对售电人员说：“我买100度电”，接过发票一看，上面打印着“购电数量100kw?h”．那么，度和kW?h的关系是（ ）
A．1度= 1kW?h B．1度=3.6×106J
C．1度=3.6×106 kW?h D．1度=1 kW
A
10秒内通过某导体横截面的电荷量为5库，通过它的电流为________安；若该导体两端的电压为6伏，其电阻为________欧；这段时间内，电流做功为________焦．
0.5；12；30．
如图10所示，电源电压U=6V，电阻R2=30Ω．闭合开关后，通过R1的电流I1=0.1A．
求：（1）通过电阻R2的电流．（2）通电100S电阻R1消耗的电能．
（1）0.2A （2）60J
两根导线的电阻之比是3∶4，通过的电流之比为4∶3，在相同时间内，电流通过两根导线所做的功之比是（ ）
A．1∶1 B．4∶3 C．16∶9 D．9∶16
B
如图是电能表：
（1）请写出表盘上有关数字的含义．
①02860： ；②220V： ；⑧5A： ；
④10A： ；⑤2500R／kW?h： ．
（2）若该电能表在10分钟内转盘转过了500转，则电路所消耗的电能为 kW?h，电路中用电器的总功率为 W．
（1）该用户已使用了电能为286 kW?h ，该电能表的额定电压为220V
该电能表的额定电流为5A；短时间内通过的电流允许大些，但不能超过10A
用电器每消耗1 kW?h的电能，电能表上的转盘转过2500圈
（2）0.2；1200
小刚同学留意观察他家的电能表，发现3月20日时电表的示数为1057.4，到4月20日时，他家的电能表示数为1131.4，关于他家这个月消耗的电能，下列说法中正确的是（ ）
A．74度 B．126度 C．74kW·h D．74J
AC
小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图所示，他仔细观察照片后，得到下列四个结论，你认为正确的是（ ）
A．电能表的额定功率为2500W
B．电能表适用的额定电压为220V
C．拍照片时，小明家已消耗的电能为9316kW?h
D．拍照片时，小明家已消耗的电能为931.6J
B
电能表的表面如图，这几位同学发表了以下几种意见，你认为正确的是（ ）
A．这个电能表接在照明电路中通过的电流是10 A
B．这个电能表接在照明电路中通过的最大电流是10 A
C．这个电能表每小时消耗的电能是300 kW·h
D．这个电能表中间铝盘转过3转，所计量的用电器消耗的电能是3.6×104 J
D
如图所示是苹果公司推出的iphone手机． Iphone待机时电流约10mA，电压5V，则iphone待机时的电功率为 W；一块原装iphone电池板充满电可供其待机工作200h，则该电池板充满电时储存的电能为 J．
0.05；3.6×104
一个家用电能表的盘上标有“3000revs／kW?h”字样，它表示 ．若用这个电能表测某用电器的功率时，转盘在3min内转了15转，则电流所做的功是 J．这个用电器的功率是 W．
接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的转盘转过3000转；
1.8×104；100
1．电功率的物理意义
电功率是表示电流做功快慢的物理量．
2．电功率的定义
类似于功率的定义，我们将单位时间内电流做的功定义为电功率．
注意： 电功率的大小不仅与做功的多少有关，还与所用时间有关．一定时间内电流做的功越多，则电功率越大；做一定量的功，所用时间越短，电功率也越大．同样，电功率越大，一定时间内做的功就越多，做一定量的功所需要的时间也就越少．
3．电功率的计算
（1），，这两个公式对一切电路都适用；
（2），以上两个公式只适用于纯电阻电路．
4．电功率的单位
电功率的国际单位为瓦特，简称瓦，用W表示，常用单位有千瓦（kW），其换算关系为1kW=1000W．
5．电功率的测量
一般情况下我们是间接测量电功率的．利用电功率的计算式可以知道，只要测出了流过用电器的电流和用电器两端的电压就可以知道电功率的大小了．因此测量电功率的大小只需要利用电流表和电压表就可以了．
6．额定功率和实际功率
（1）额定电压
一个用电器在正常工作时的电压．若低于此电压，用电器不能正常工作，高于此电压，将缩短用电器的使用寿命，甚至烧坏．我国大多数用电器额定电压与生活用电电压相同，均为220V．
（2）额定功率和实际功率
用电器在额定电压下的功率叫额定功率．但往往并不能保证一切情况下用电器都能在额定电压下工作．往往电压高于或低于额定电压，即为实际电压，此时对应另一个功率，在实际电压下的功率——实际功率．对同一用电器而言，不同的工作电压，都对应一个功率，只有在额定电压下的功率才是额定功率．电压变化，其功率也随之变化，但其电阻始终不变．我们在解决实际问题时，往往就是利用电阻不变这一等量关系找到突破口的，即我们可利用如下的等量关系： ．
注意：额定电压和额定功率是在用电器设计、生产的过程中决定的，给定了一个用电器，其额定电压，和额定功率都是一定的．无论是否使用，使用情况如何，用电器的额定电压和额定功率都是不变的．
7．利用电能表间接测电功率
电能表（电度表）是计量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表．根据电能表上转盘的转动，还可以较为精确的计量某段时间内消耗的电能，如电能表上标有字样，已知某段时间内转盘转过转，那么这段时间内消耗的电能为：；
若知道具体的时间为，还能求出电能表的功率为：．
如图所示，下列用电器的额定电流最接近4A的是（ ）　
　　　
D
图中几种电器的额定功率最接近1000W的是（ ）
D
判断电灯亮度的主要依据是（　　）
A．实际电压 B．实际功率 C．额定功率 D．额定电压
B
两个定值电阻R1和R2，阻值分别为10 Ω和20 Ω，允许通过的电流分别为1 A和 0.5 A，将它们串联在电路中，下列说法中正确的是（ ）
A．加在它们两端的电压最大值为20 V B．通过电路的电流最大值为1 A
C．通过电路的电流最大值为0.5 A D．他们的总功率最大值是15 W
C
把甲乙两灯并联在电路中，甲灯较亮，把它们串联后，接到原来电路中，则（ ）
A．甲灯较亮 B．乙灯较亮 C．两灯一样亮 D．条件不足，无法判断
B
三盏电灯甲、乙、丙分别标有"220V 40W"、"110V 40W"和"36V 40W"字样，当它们都正常工作时，则 （ ）
A．甲较亮 　　B．乙较亮 　　C．丙较亮 　　D．一样亮
D
一只标有“36V 24W”的灯泡，接入9V电源两端时，其功率为 W．
1.5
将两个“220V--60W”的白炽灯串联接在家庭电路中，两灯发光的总功率为（　　）
A．120W B．60W C．30W D．15W
C
一个“220V 60W”的灯泡，如果接在110V的电源上，灯泡的实际功率为（　　）
A．30 W 　　　B．15 W 　　　C．20 W 　　　D．40 W
B
有一电炉正常工作时的电功率为P，当把电炉丝用拉线机均匀拉长为原来的2倍时，再接入原来的电路中，电炉的功率为（ ）
A．等于1/4P B．等于2P C．等于P /2 D．等于P
A
（多选）灯泡L1和L2分别标有“6V、3W”、“9V、3W”的字样，把它们串联后接在电源上则（ ）
A．闭合开关后，若只有一个灯泡正常发光，另一个较暗，则正常发光的是L2
B．闭合开关后，若只有一个灯泡正常发光，另一个较暗，则正常发光的是L1
C．闭合开关后，L2两端电压大
D．闭合开关后，L1两端电压大
AC
（多选）一个“220V 1000W”的电炉，想在不增加其他材料和设备的情况下，把它改装成接在的电路中使用，功率仍为，下列措施中可行的是（　　）
A．将电炉丝剪成等长的两段，并联后接在的电路中
B．将电炉丝剪去一半后接入110伏电路
C．将电炉丝剪去，把剩下的接入电路
D．将电炉丝剪去，把剩下的接入电路
AC
提高班
灯泡Ll标有“6V 3W”的字样，灯泡L2标有“6V 6W”的字样，将它们串联在电路中，要使每个灯泡都不损坏，这段电路两端所加最大电压为________ V，灯________ 更亮．
9 ；Ll
家庭电路中，照明灯泡与控制它的开关之间的连接方式是 联．一只标有“PZ220—100”字样的白炽灯泡，正常工作5h消耗的电能是 ．
串
某家庭的电能表在八月初示数为3248.6度，已知这家有75 W彩电一台，平均每天使用4 h,40 W的电灯3个，平均每天使用2 h，140 W电冰箱1台，平均每天使用10 h，那么到月底电表示数为________度.
（多选）如图所示，两个电饭锅甲和乙，甲的额定功率为1200W，乙的额定功率为800W．在它们正常工作的情况下，下列说法正确的是（　　）
A．电饭煲甲消耗电能快
B．电饭煲乙消耗电能快
C．在相同的时间内，电饭煲甲消耗电能多
D．在相同的时间内，电饭煲乙消耗电能多
AC
尖子班
家用电能表的盘面上，标有3000r/kW·h的字样，当接入一个用电器正常工作时，1min内电能表的转盘转了15转，则该电器消耗的实际功率是（　　）
A．5W B．500W C．300W D．3 kW
C
已知R1D
规格分别为“”和“ 24W”的甲、乙两只小灯泡，若将它们并联后接入电压为的电路中，比较两灯的亮度是 (“甲灯亮些”、“乙灯亮些”或“一样亮”)．若将它们串联后接入电压为的电路中，比较两灯的亮度是 ．(“甲灯亮些”、“乙灯亮些”或“一样亮”)．
灯的亮度决定于灯的实际功率．串联时电功率与电阻成正比；并联时电功率与电阻成反比．所以应先计算出灯的电阻，，因为，所以串联时，两灯一样亮；并联时仍等于，所以仍一样亮．
甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌 如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．甲灯的实际功率一定是25W
B．将乙灯接入电路中，它的实际功率为
C．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
D．两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较大
甲灯的额定功率为，实际功率可能大于也可能小于额定功率，所以A不对．将乙灯接入电路中，由于，所以，所以B不对．两灯均正常发光时，由于时间条件不知，所以消耗电能无法比较，所以C不对．据可知．甲灯电阻大于乙灯电阻，故D对．
小明家的电能表月初时的示数为，月末的示数如图所示，若1度电的电费按元计算，则小明家这个月的电费应该是 元．
一灯泡上标有“”字样，其中表示 ，表示 ．
额定电压为，额定功率为
“220V 100W”的电烙铁的电阻为 ，它的额定电流为 A；将它接在110V电压下工作，它的实际功率为 W．
484 0.45 25
如图所示电路，电阻R1=10Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A2的示数为0.5A．下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻R2的电流为0.5A
B．电阻R2的阻值为15Ω
C．电源电压为4.5V
D．电阻R1消耗的电功率为3W
B
有一种亮度可以调节的小台灯，其电路图如图甲所示．电源电压为15V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示，灯泡L的额定电压为12V．则灯泡L的额定功率为________W；调节滑动变阻器R，使灯泡L的电压为6伏，此时滑动变阻器R连入电路的阻值为________Ω．
9.6 ；15．
课后测
灯泡L1和L2串联在电路中，L1的电阻比L2大，在相等的时间里，电流通过电灯泡做功（　　）
A．L1灯做功多 B．L2灯做功多 C．两灯一样多 D．无法判断
A
张老师出差时恰逢抄表日，家中电能表的示数为；出差返回时发现家中有一盏60W的台灯亮着，检查其它电器都已切断电源，再查看电能表，示数为；则张老师出差的时间长（　　）
A．2400h B．14.4h C．0.24h D．240h
D
如图所示电路，电源电压保持不变，R为定值电阻．闭合开关S，调节滑动变阻器R′，发现电流表示数从0.1A变为0.3A，电压表示数改变了4V．由此可判断在这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值 （选填“变大”或“变小”），定值电阻R的电功率变化了 W．
变小；1.6
有甲、乙两只灯泡，甲标有“220V 40W”字样，乙标有“220V 60W”字样．现把它们并联在220V电源上，则通过灯丝电流较小的是 灯泡（选填“甲”或“乙”），该灯泡的电阻是 Ω．如果两灯泡钨丝长短一样，则钨丝较粗的是 灯泡．
甲；1210；乙．
家里的电风扇、电视机是 联的，正常工作电压是 V．某同学想利用家里的电能表（如图所示）测量一下家里电风扇的实际功率，于是他关闭了家里其他用电器，只让电风扇单独工作，测得家里电能表的转盘10min转了10r，则该电风扇的实际功率为 W．
并；220；100．