第八章 电功率

第八章电功率
第一节电能（W）
1.电能：是能量的一种形式，电能的获取是由各种形式的能量转化而来的。

2.电能的单位：电能的国际单位是焦耳（J），常用单位是千瓦时（kw·h）,千瓦时俗称“度”。

3.千瓦时和焦耳的关系：1kw·h = 3.6106J
电源是提供电能的装置，用电器是消耗电能的装置。

4.电能表：测量用电器在一段时间内消耗电能的装置。

读数的方法：月末数 - 月初数 = 本月用电量（电能表小方格里的数字表示小数点后一位）
电能表铭牌表示的意义：
①“220V”表示电能表应该在220V电压下工作。

②“10（20A）”表示电能表的额定电流时10A，在短时间内电流允许大些，但不允许超过20A。

③“50Hz”表示电能表应该在50Hz的交流电中使用。

④“1500r/kw·h”表示每消耗1kwh的电能，电能表的转盘转1500转。

5.电能与其他形式的能量之间的转化：
例如：电灯发光时把电能转化为光能；电风扇转动是把电能转化为机械能；电饭锅煮饭是把电能转化为热能；给手机电池充电是把电能转化为化学能；电动机是把电能转化为机械能；发电机是把机械能转化为电能。

电功：电流所做的功叫做电功。

电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能量的过程。

电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能量。

6.电能的计算：
①（例如：）
②W = UIt(W表示电能，单位是焦耳；U表示电压，单位:伏特；I表示电流，单位:安培；t表示时间，单位: 秒)
③W = Pt
④（这两个公式只能用于纯电阻型用电器的计算。

）
第二节电功率（P）
1. 电功率：电流在单位时间内所做的功叫做电功率。

2. 电功率的物理意义：电功率是表示电流做功快慢的物理量。

3. 电功率的单位：瓦特（w）、千瓦（kw） 1kw=1000w
4. 1千瓦时的含义：功率是1kw的用电器1小时消耗的电能。

5. 电功率与消耗电能的关系理解：对用电器来说，电功率大的用电器比电功率小的用电器在相同时间内消耗的电能多，或者说
电功率大的用电器消耗电能快。

6. 额定电压：用电器正常工作时的电压。

（是正常电压也是标准电压，能维持用电器正常使用。

）
额定功率：用电器在额定电压下的功率。

（是正常使用的功率）
实际电压：用电器实际工作时的电压。

（用电器当时所处的电压，可能比正常电压高，也可能比正常电压低。

）
实际功率：用电器在实际电压下的功率。

（非正常工作的功率，可能比正常功率大，也可能比正常功率小。

）
7. 额定电压和额定功率都是固定不变的量，它们在用电器出厂时就已经在铭牌上标出，是提醒我们使用的标准电压和功率。

8. 电功率的计算：
（1）定义式：
（2）计算式：P =UI（U是电压单位是伏特，I是电流单位是安培，P是电功率单位是瓦。

）
（3）推导式：由P =UI和得（这两个公式只能用于纯电阻型用电器的计算。

）
9. 纯电阻型用电器是指，使用时把电能完全转化为热能的用电器，如：电灯、电饭锅、电炉子、电熨斗、电热毯等。

但如：电
风扇、电冰箱、洗衣机、电磁炉、空调、电动机等都不是纯电阻型用电器。

对于非纯电阻型用电器，计算电功率时，只能使用公式（1）和（2）。

第三节测量小灯泡的电功率
1. 用伏安法测小灯泡的电功率：
2. 实验原理：P=UI
3. 实验器材：电流表、电压表、小灯泡、电源、开关、导线、滑动变阻器。

4. 实验电路图：
5. 实验步骤：
①根据电路图连接电路。

连接电路时开关断开，滑动变阻器滑到阻值最大处。

②闭合开关，调节滑片，使小灯泡在额定电压下发光，读出此时电流表和电压表的示数。

③调节滑片，使小灯泡两端电压高于额定电压，读出此时电流表和电压表的示数。

④调节滑片，使小灯泡两端电压低于额定电压，读出此时电流表和电压表的示数。

将实验数据填入表格中：
通过表中数据可知，在实际电压不同时，小灯泡的实际功率不同，电压越高，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮。

※因此灯泡的亮度有灯的实际功率决定，而实际功率还与实际电压有直接的联系。

6. 典型题：
※“220v 100w的小灯泡”表示：额定电压时220v额定功率是100w。

例：“6v 6w”和“6v 3w”的小灯泡串联时的最大电流是多少？哪个灯更亮？
先要找到解决问题的关键点：①串联时电流相等，要保证额定电流小的灯不损坏，所以电流应该是0.5A。

②看哪个灯更亮，要计算两个灯的实际功率。

首先要计算两个灯的电阻：
R1==6；R2= =12。

然后计算两个灯串联时的实际功率：
P1=I2R1=1.5w ；P2=I2R2=3w ； 1.5w<3w 串联时“6v 3w”的灯泡更亮。

7. 从上面的例题中可以看出，利用额定电压和额定功率求出电阻式解决问题的关键。

因为，无论电压怎么变，电流怎么变，用
电器的电阻的阻值是不变的。

紧紧抓住这一点。

第四节电与热
1. 电流的热效应：电流通过导体时把电能转化为热能，这种现象叫做电流的热效应。

各种用电器都属于导体，电流通过任何导体时都会产生电流的热效应。

如：电视机工作时间长了会发热，电灯打开开关就会发热等。

问题：为什么电炉丝与导线串联，电炉丝热得发烫而导线却不怎么热？
2. 电流的热效应跟导体电阻的关系：
※在电流相同的条件下，电能转化成热能时的功率更导体的电阻成正比。

如图：两个烧瓶中装有相同质量的煤油，通电后温度计的示数不同。

3. 发热功率：电能转化成热能时的功率叫做发热功率。

发热功率的表达式：P=I2R
4. 焦耳定律：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，更通电的时间成正比。

这个规律
叫做焦耳定律。

（1）焦耳定律公式：Q=I2Rt
Q——热量——焦耳（J）R——电阻——欧姆（Ω）
I——电流——安培（A）t ——时间——秒（s）
（2）电流通过导体时如果把电能完全转化为热能而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量就等于消耗的电能。

公式：Q = W = UI t （Q = t）
5. 电热的利用和防止：
6. 电热的利用：
①电热器：是利用电来加热的设备，并且把电能完全转化为热能。

如：电热水壶、电饭煲、电熨斗、电暖气、电褥子、电灯、电炉子、电烙铁、养鸡场的电孵化器等都是电热器。

有些家用电器不是电热器，如：电风扇、电动机、电冰箱、空调、洗衣机等。

②发热体：电热器的主要组成部分叫做发热体，而发热体是由电阻率大，熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的，电
流通过电阻丝发热。

利用电来加热的设备都是电热器。

③电热器的工作原理：都是利用电流的热效应。

7. 电热的防止：
在用电器上装有：散热窗、金属片外壳、散热风扇等。

如：电视机后盖上有很多散热孔、电脑主机的内部装有小风扇、电动机的金属外壳有很多翼状的散热片等。

8. 典型题：使电热器的发热功率减小一半，下列办法中正确的是（）
A.使电阻丝两端的电压减小一半
B.使通过电阻丝的电流减小一半
C.使电阻丝的阻值减小一半，同时把电阻丝两端的电压减小一半
D.以上说法都不正确
第五节电功率与安全用电
1. 家庭电路中电流过大的原因：
（一）电路中总功率过大：在家庭电路中，各用电器都是并联的，总电流等于各用电器的电流之和，因此，并联的用电器越多，电路中的电流越大。

（二）电路中出现短路：短路是指电流不经过用电器而直接构成回路，在电压一定时，到校的电阻很小，则导线中的电流很大。

2. 下列现象都属于短路现象：
①供电线路中的两根接线头相碰；
②白炽灯灯头中的两根接线头相碰；
③插座的两孔用导线相连；
注意：开关中的两个接线头相接触不属于短路。

3. 保险丝：
材料：电阻丝是用电阻率大、熔点较低的铅锑合金制成的。

作用：当电路中电流过大时，保险丝可以自动切断电路，起到保险的作用。

连接：保险丝一般要接在火线上，且与保护电路串联。

选用原则：使保险丝的额定电流稍大于或等于电路中的最大正常工作电流。

注意：保险丝不能过粗活过细，更不能用铜丝、铁丝代替保险丝！
4. 空气开关：空气开关本身带偶保险装置，当电流过大时，开关中的电磁铁起作用，是开关断开，切断电路。

5. 注意：当电路中保险装置切断时，不要急于更换保险丝或使空气开关复位，要先找到故障原因，排除之后再回复供电。

6. 安全用电：
（1）触电形式：①单线触电②双线触电
（2）安全用电原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。

（3）注意防雷。