电功电功率和电热热功率
电功、电功率、_电能、电热之间的区别联系
电功、电功率、电能、电热之间的区别联系一、电功是电流所做的功，实质就是电能转化为其他形式能的过程，表示电流做功多少的物理量，用W表示电功。
单位为焦耳（J），焦耳这个单位很小，用起来不方便，生活中常用“度”做电功的单位，就是平常说的用了几度电的“度”。
“度”在技术中叫做千瓦小时（kwh）。
1、电功的计算公式：电功W（度）=电功率P（kw）×时间t（h）电功W（度）=电压U（kv）×电流I（A）×时间t（h）；电功W（度）=电压U（v）×电流I（A）×时间t（秒）二、电功率是单位时间内电流所做的功。
表示电流做功的快慢。
单位为瓦（w）或千瓦（kw）。
1、电功率的计算公式：电功率P（瓦w）＝电压U（伏V）×电流I（安A）电功率P（瓦w）＝电功W（焦耳J）／时间t（秒s）电功率P（瓦w）＝电阻R（欧姆Ω）×I2电功率P（瓦w）=U2／R2、电功率单位换算关系：1千瓦（kw）=1000瓦（w）；1瓦=1伏·安=1焦/秒三、电能就是电流的能量，是电流以各种形式做功的能力。
电流可以近似地类比为水流，水流具有动能与势能，电同样具有能量，具体表现为做功，单位是度或者千瓦小时。
1、电能的计算公式：电能（kWh）=电功率P（kw）×时间t（h）2、电能单位换算关系：1度=1千瓦小时（kWh）=3600焦耳（J）;1大卡（Kcal）=4187焦耳（J）；1大卡（Kcal）=1000卡（cal）；1焦耳（J）=0.24卡（cal）；1千瓦（kw）=1000焦耳（J）。
四、电热是电流流过导体时所产生的热量，是电能转化的热能，单位为焦耳（J）。
1、电热的计算公式：A、电热Q（焦耳J ）=电流I2（安A）×电阻R（欧Ω）×时间t （秒s）但是这种公式只适用于纯电阻电路，即电流通过导体时，如果电能全部转化为热，而没有同时转化成其他形式的能量，那么就是纯电阻电路，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，即Q=W=UIt。
什么是电功和电功率如何计算
什么是电功和电功率如何计算电功是电流在电路中流动时所做的功。
它是一个标量量，单位是焦耳（J）。
电功的计算公式为：[ W = VIt ]其中，W表示电功，V表示电压，I表示电流，t表示时间。
电压是电路中电荷流动的推动力，单位是伏特（V）。
电压的计算公式为：[ V = ]其中，W表示电功，I表示电流，t表示时间。
电流是单位时间内通过导体横截面的电荷流量，单位是安培（A）。
电流的计算公式为：[ I = ]其中，Q表示通过导体横截面的电荷量，t表示时间。
电功率是单位时间内电路中电功的消耗量，单位是瓦特（W）。
电功率的计算公式为：[ P = ]其中，W表示电功，t表示时间。
电压和电流的关系：电压和电流之间的关系可以用欧姆定律来描述，公式为：[ V = IR ]其中，V表示电压，I表示电流，R表示电阻。
电阻是电路中对电流流动的阻碍作用，单位是欧姆（Ω）。
电阻的计算公式为：[ R = ]其中，V表示电压，I表示电流。
电功和电功率的关系：电功率是电功的速率，即单位时间内电功的消耗量。
电功率的计算公式可以表示为：[ P = ]其中，P表示电功率，W表示电功，t表示时间。
电功是电流在电路中流动时所做的功，单位是焦耳。
电功率是单位时间内电路中电功的消耗量，单位是瓦特。
电功和电功率的计算公式分别为[ W = VIt ]和[ P = ]。
电压、电流和电阻之间的关系可以用欧姆定律来描述，公式为[ V = IR ]。
电阻的计算公式为[ R = ]。
习题及方法：一个电路中，电压为12V，电流为2A，求电路在3秒内所做的电功。
根据电功的计算公式[ W = VIt ]，代入已知的电压、电流和时间，计算电路所做的电功。
[ W = 12V 2A 3s = 72J ]电路在3秒内所做的电功为72焦耳。
一个电路中，电压为6V，电流为3A，求电路在2秒内所做的电功。
根据电功的计算公式[ W = VIt ]，代入已知的电压、电流和时间，计算电路所做的电功。
电功、电热、电功率和热功率(含答案)
电功、电热、电功率和热功率1．电功是电能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化为内能的量度． 计算电功时用公式W ＝IUt ，计算电热时用公式Q ＝I 2Rt .2．从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是W ≥Q 、UIt ≥I 2Rt .(1)纯电阻电路：如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时有W ＝Q .计算时可任选一公式：W ＝Q ＝Pt ＝I 2Rt ＝UIt ＝U 2Rt . (2)非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有W >Q .电功只能用公式W ＝UIt 来计算，焦耳热只能用公式Q ＝I 2Rt 来计算．对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用． 1、如图8所示的电路中，电源的输出电压恒为U ，电动机M 线圈 电阻与电炉L 的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内， 下列判断正确的是( ) A ．电炉放出的热量与电动机放出的热量相等图8B ．电炉两端电压小于电动机两端电压C ．电炉两端电压等于电动机两端电压D ．电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率解析 电炉是纯电阻，电动机是非纯电阻，由于电炉和电动机构成串联电路，二者的电流相等，则电炉两端电压小于电动机两端电压，又Q ＝I 2Rt ，故A 、B 正确，C 、D 错误． 答案 AB电功和电热的处理方法1.P ＝UI 、W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt 在任何电路中都能使用．在纯电阻电路中，W ＝Q ，UIt ＝I 2Rt ，在非纯电阻电路中，W >Q ，UIt >I 2Rt .2．在非纯电阻电路中，由于UIt >I 2Rt ，即U >IR ，欧姆定律R ＝UI 不再成立．3．处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．2、电阻R 和电动机M 串联接到电路中，如图9所示，已知电阻R 跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作，设电阻R 和电动机M 两端的电压分别为U 1和U 2， 经过时间t ，电流通过电阻R 做功为W 1，产生热量为Q 1，图9电流通过电动机做功为W 2，产生热量为Q 2，则有( ) A ．U 1<U 2，Q 1＝Q 2 B ．U 1＝U 2，Q 1＝Q 2 C ．W 1＝W 2，Q 1>Q 2D ．W 1<W 2，Q 1<Q 2答案 A解析 电动机是非纯电阻，其两端电压U 2>IR ＝U 1，B 错；电流做的功W 1＝IU 1t ，W 2＝IU 2t ，因此W 1<W 2，C 错；电流产生的热量由Q ＝I 2Rt 可判断Q 1＝Q 2，A 对，D 错． 3、如图5所示为一未知电路，现测得两个端点a 、b 之间的电阻 为R ，若在a 、b 之间加上电压U ，测得通过电路的电流为I ， 则该未知电路的电功率一定为( ) A ．I 2RB.U 2R图5C ．UID ．UI －I 2R答案 C解析 不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率一定为P ＝UI ，选项C 正确；只有电路为纯电阻电路时，才有P ＝UI ＝I 2R ＝U 2R，故A 、B 错误；而UI －I 2R 为电能转化为其他形式能的功率，故D 错误．4、在研究微型电动机的性能时，应用如图6所示的实验电路．调节滑动变阻器R 并控制电动机停止转动时，电流表和电 压表的示数分别为0.50 A 和2.0 V ．重新调节R 并使电动 机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A 图6和24.0 V ．则这台电动机正常运转时输出功率为 ( ) A ．32 W B ．44 W C ．47 W D ．48 W答案 A解析 当电动机停止转动时，此时电动机相当于一个纯电阻，所以由题中的两表读数，可以计算出电动机的内阻为r ＝UI ，代入数据得r ＝4 Ω，重新调节R 并使电动机恢复正常运转，根据题中的两表读数，计算出电动机的输出功率为P ＝UI －I 2r ，代入数据得P ＝32 W ，B 、C 、D 错误，A 正确．5、如图7所示，电源电动势E ＝8 V ，内电阻为r ＝0.5 Ω，“3 V ,3 W ”的灯泡L 与电动机M 串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R 0＝1.5 Ω.下列说法中正确的 是( ) A ．通过电动机的电流为1.6 A图7B ．电源的输出功率是8 WC ．电动机消耗的功率为3 WD ．电动机的输出功率为3 W 答案 D解析 “3 V,3 W ”的灯泡L 与电动机M 串联，说明通过灯泡与电动机的电流相等，其电流大小为I L ＝P L U L ＝33A ＝1 A ；路端电压U ＝E －Ir ＝8 V －1×0.5 V ＝7.5 V ，电源的输出功率P 出＝UI ＝7.5×1 W ＝7.5 W ；电动机消耗的功率为P M ＝P 出－P L ＝7.5 W －3 W＝4.5 W ；电动机的热功率为P 热＝I 2L R 0＝12×1.5 W ＝1.5 W ；电动机的输出功率为P M－P 热＝4.5 W －1.5 W ＝3 W ；本题答案为D.6、如图9所示，一直流电动机与阻值R ＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E ＝30 V ，内阻r ＝1 Ω，用理想电压表测出电动机 两端电压U ＝10 V ，已知电动机线圈电阻R M ＝1 Ω，则下列 说法中正确的是( )图9A ．通过电动机的电流为10 AB ．电动机的输入功率为20 WC ．电动机的热功率为4 WD ．电动机的输出功率为16 W 答案 BCD解析 由E ＝30 V ，电动机两端电压为10 V 可得R 和电源内阻上分担电压为20 V ，则I ＝209＋1A ＝2 A ，故A 错误；电动机输入功率P ＝UI ＝10 V ×2 A ＝20 W ，故B 正确；P 热＝I 2R M ＝4×1 W ＝4 W ，故C 正确；P 输出＝P －P 热＝20 W －4 W ＝16 W ，故D 正确． 7、一台小型电动机在3 V 电压下工作，用此电动机提升所受重力为4 N 的物体时，通过它的电流是0.2 A ．在30 s 内可使该物体被匀速提升3 m ．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求： (1)电动机的输入功率；(2)在提升重物的30 s 内，电动机线圈所产生的热量；。
电功、电热、电功率和热功率
电功 电热 电功率
热功率
单位时间内导体 产生的热量
P＝I2R
电场力做的功称为电功． 2 ________. (2)公式：W＝qU＝□
UIt
电能 3 ________ (3)电流做功的实质： 转化成其他形式能的过程． □
2．电功率
4 (1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的□
快慢 ________.
W UI 5 (2)公式：P＝ ＝□________. t
1. (多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的 是 ( BCD )
2. 电阻R和电动机M相串联接到电路中，如图所示，已知电 阻R跟电动机线圈的电阻相等，开关接通后，电动机正常工作 ，设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2；经过时间t，电 流通过电阻R做功W1,产生的电热为Q1；电流通过电动机M做功 W2，产生的电热为Q2，则有( AD )
电功 电功率 电热和热功率
西合营中学 范栋梁
考纲解读 ： 非纯电阻电路的分析与计算，将结合实 际问题考查电功和电热的关系．能量守 恒定律在电路中的应用是高考命题的热 点，多以选择题或计算题的形式出现．
电功 电功率电热和热功率
1．电功
电场力 作用下定向移动， 1 ________ (1)定义： 导体中的自由电荷在□
3 . 额定电压都是110V，额定功率PA=100W、PB=40W的电灯两 盏，若接在外电压是220V的电路上，使每盏电灯均能正常发 光，且电路中消耗的功率最小的电路是下图所示的（ C ）
总结
电功、电热、电功率和热功率的区别
意义 电流在一段电路 中所做的功 电流通过导体产 生的热量 单位时间内电流 所做的功 公式 W＝UIt Q＝I2Rt P＝UI 联系 对纯电阻电路，电功等 于电热， W＝Q＝UIt＝I2Rt； 对非纯电阻电路，电功 大于电热，W＞Q 对纯电阻电路，电功率 等于热功率， P电＝P热＝UI＝I2R； 对非纯电阻电路，电功 率大于热功率，P电＞P热
电功、电功率、电热的综合计算
电功、电功率、电热的综合计算【公式回顾】1.普遍适用的公式：W= = ,P= = 。
2.只适用于纯电阻电路的公式：由欧姆定律 推导得W= = , P= = 。
3.总功和总功率(适用于任何串联和并联电路)：W 总=W1+W2+W3+… P 总=P1+P2+P3+…4.利用电能表测电功和电功率：(1)利用电能表计算电能：在时间t 内,消耗电能W=W 2-W 1(W 1、W 2是前后两次电能表的示数),则P= ;(2)在时间t 内,转盘转n 转,W= kW·h(n 是实际的转数,N 是电能表标定转数),则P=5.单位的对应性：电功kW·h ——电功率kW 、时间h 电功J ——电功率W 、时间s 。
6.电能与电热的关系：电能(电功)(W) 电热(Q) 计算公式W=UIt Q=I 2Rt 快慢程度P 电=UI P 热=I 2R关 系 在纯电阻电路中,W=Q,P 电=P 热在非纯电阻电路中,W>Q,P 电>P 热 7.电能、电功率、电热在计算时的公式比较：【示范题】1、某电吹风的主要技术参数如下表所示。
(1)电吹风的电路是由电动机和电热丝 联组成的。
电动机工作时将电能转化为 能,电热丝工作时将电能转化为 能。
(2)该电吹风正常工作时分为两种状态：①吹冷风时,只有电动机工作,通过它的电流约为 A;②吹热风时,电动机和电热丝同时工作,通过电吹风的电流为 A 。
(3)电热丝的电阻为 Ω。
(4)该电吹风正常工作时,若吹热风5min,则产生的热量是 J,消耗的电能是 J 。
2、(2014·福州)如图所示是家庭电子式电能表的表盘,其示数是 kW·h 。
表盘上标有“3 200 imp/kW·h ”,表示每消耗1 kW·h 的电能,指示灯闪烁3 200次。
若家庭电路中只有一台电热水器在工作,该电能表的指示灯在4 min 内闪烁320次,则该热水器的实际功率是 W 。
知识讲解 电功和电热、焦耳定律、电阻定律
电功和电热、焦耳定律、电阻定律【学习目标】1．理解电功、电功率以及焦耳热的计算公式，能够熟练地运用其进行计算；明确不同的电路中能的转化情况，能够区分电功和焦耳热的不同、电功率和热功率的不同。
2．在非纯电阻电路中能的转化，电功和电热的区别以及一些功率的意义（如电源的总功率，发热功率，额定功率，实际功率等）。
3．明确导体电阻的决定因素，能够从实验和理论的两个方面理解电阻定律，能够熟练地运用电阻定律进行计算。
【要点梳理】要点一、电功1．电功的计算及单位（1）定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U 、电路中的电流I 、通电时间t 三者的乘积。
（2）公式：W qU UIt ==.（3）单位：在国际单位制中功的单位是焦耳，符号为J ，常用的单位还有：千瓦时（kW h ⋅），也称“度”，61kW h 3.610J ⋅=⨯.2．电功计算公式所适用的电路（1）电功W UIt =适用于任何电路。
（2）在纯电阻电路中，由于U I R=，所以22U W UIt I Rt t R ===.3．电功实质及意义如图一段电路两端的电压为U ，通过的电流为I ，在时间t 内通过这段电路任一横截面的电荷量q It =，则电场力做功W qU =即：W UIt =．（1）实质：电流通过一段电路所做的功，实质是电场力在这段电路中所做的功。
（2）意义：电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程，电流做了多少功，表明就有多少电能转化为其它形式的能，即电功是电能转化为其它形式的能的量度。
要点二、电功率1．电功率定义、公式及单位（1）定义：单位时间内电流所做的功，等于这段电路两端的电压U 与通过这段导体的电流I 的乘积。
（2）公式：W P UI t==.（3）单位是瓦特，符号为W （国际单位制），常用的还有千瓦（kW ），1kW=1000W .2．电功率计算公式所适用的电路（1）电功率P UI =适用于任何电路。
（2）在纯电阻电路中，22U P I R R ==.3．电功率的意义（1）意义：电功率表示电流做功的快慢。
电功、电功率和热量的综合计算
电功、电功率和热量的综合计算
（2）表中是电吹风的部分参数，求吹冷风时电路中的电流。
（3）求电热丝R的电阻。 并联电路中，电路中的总功率等于各用电器消耗电功率之和
（2）保温状态下电路中的电流是多少？
电功、电功率和热量的综合计算
（3）若将体积为1L，初温为20℃的水烧开需要7分钟，求电水壶的加热效率 η．（结果 保留一位小数）
电功、电功率和热量的综合计算
例3.如图甲、乙所示，相同容器中装了质量都为 2kg 的纯净水，用不同电加热器加热， 设加热器放出的热量全部被水吸收，得到如图丙所示的水温与加热时间的图象，已知水 的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。下列说法正确的是（ ）
（1）当开关S置于
（选填“1”或“2”）时电热水壶处于加热挡，这个时候它的功率是多大？
（2）保温状态下电路中的电流是多少？
（3）若将体积为1L，初温为20℃的水烧开需要7分钟，求电水壶的加热效率 η．（结果保留一位小数）
电功、电功率和热量的综合计算
（1）当开关S置于 2 （选填“1”或“2”）时电热水壶处于加热挡，这个时候它的 功率是多大？
电功、电功率和热量的综合计算
例5.如图所示，为电炖锅的内部简化电路图，电炖锅上有 800W 快煮和慢炖两档，其工 作过程是：按下开关，自动选择 800W 档将汤煮至沸腾，然后自动跳至慢炖档进行保温 慢炖。求： （1）R1的阻值是多少？ （2）已知R2＝3R1，则慢炖档功率多大？ （3）某次炖汤，花了15分钟快煮至100℃，又用了30分钟慢炖，已知汤的质量为2kg， 初温为20℃，汤的比热容为4.0×103J/（kg•℃），则汤煮至沸腾吸收了多少热量？本次炖 汤共消耗了多少电能？
第二讲 电功电热
第二讲电功和电热【知识点一】电功和电功率1.电功定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流做的功。
用W表示。
(单位：焦耳（J）。
1J=1V·A·s)实质：是能量守恒定律在电路中的体现。
即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。
表达式：W UIt=2.电功率定义：单位时间内电流所做的功。
(单位：为瓦特（W）。
1W=1J/s)表达式：WP UIt==★额定功率和实际功率额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。
实际功率：用电器在实际电压下的功率。
实际功率P实=IU，U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。
题型一：电功率基础计算【例】夏天，空调器正常工作时制冷状态与送风状态交替运行。
一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如图所示，此空调器运转1h用电( )A 1.0度B 1.5度C 2.0度D 2.5度【例】两个绕线电阻分别标有“100Ω、10w”和“20Ω、40W”，则它们的额定电流之比为（）A 5：5B 10：20C 5：10D 1：2000【例】两个小灯泡，分别标有“1A、4W”和“2A、1W”的字样，则它们均在正常发光时的电阻阻值之比为（）A 2∶1 B16∶1 C 4∶1 D 1∶16【例】据报道，“神舟”八号飞船将2011年下半年发射。
它是一个无人目标飞行器，为中国的空间站作对接准备，也是中国神舟系列飞船进入批量生产的代表。
“神舟”飞船上的太阳能电池是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池。
在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达24%。
单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是（）A 0.24JB 0.25JC 0.26JD 0.28J题型二：电功率与电阻率结合【例】甲、乙两根粗细相同的不同导线，电阻率之比为1∶2，长度之比为4∶1，那么两根导线加相同的电压时，其电功率之比P甲∶P乙=________；如果通过两根导线的电流强度相同，则其电功率之比P甲∶P/乙=_________。
电功、电热、电功率和热功率
4.下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数, 不计其自身机械损耗.若该车在额定状态下以最大运行速度行驶, 则( AD )
A.电动机的输入功率为576 W B.电动机的内电阻为4 Ω C.该车获得的牵引力为104 N D.该车受到的阻力为63 N
自重 载重
A.U1<U2,Q1=Q2 B.W1=W2,Q1=Q2 C.W1<W2,Q1<Q2 D.W1<W2,Q1=Q2
3.一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为 220 V 的交 流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测 得通过电饭煲的电流是 5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是 0.50
3.无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中，发热功率都 是I2r. 4.处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的 角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋ 其他能量”寻找等量关系求解．
1. (多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的 是 ( BCD )
2. 电阻R和电动机M相串联接到电路中，如图所示，已知电 阻R跟电动机线圈的电阻相等，开关接通后，电动机正常工作 ，设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2；经过时间t，电 流通过电阻R做功W1,产生的电热为Q1；电流通过电动机M做功 W2，产生的电热为Q2，则有( AD )
总结 电功、电热、电功率和热功率的区别
电功
意义 电流在一段电路
中所做的功
电热
电流通过导体产 生的热量
电功率
单位时间内电流 所做的功
热功率
单位时间内导体 产生的热量
公式
W＝UIt Q＝I2Rt P＝UI
P＝I2R
电功、电热及电功率的计算
型号：91440
电压：220V 频率：50HZ
功率：1000W 最大水量：1Kg
例三：有一个电热水壶，铭牌下表所示。（不计热量的损失）求：
（1）将质量为1Kg、温度为20℃的一壶冷水，加热到100℃，水吸收的热量是多少？【水的比热容为4.2×103J/Kg.℃】
（2）电热水壶正常工作多长时间才能把这壶水加热到100℃？
难点四：灯泡发光问题
灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，与灯泡的额定功率无关，实际功率越大，灯泡越亮。而判断灯泡是否正常发光，关键是判断实际电压或者电流是否是等于额定电压或者电流。
例四：把“220V 60W”和“220V 40W”的灯泡串联后接在220V的电路中，问哪个灯泡更亮？
启思1：将分别标有“6V 9W”和“6V 3W”的两个灯泡L1L2串联在12V的电源上，则（）
启思1.下表是某水壶的铭牌，从铭牌中可知，在额定电压下通过水壶的电流时A，（保留一位小数即可），1min内消耗的电能是J。
型号
SP-988
额定功率
1500W
额定电压
220V
额定频率
50HZ
额定容量
1.6L
启思2.某教室的电能表上标有“220v 5A”字样，该电能表允许通过的最大电流为A；教室内安装有“220V 40W”的日光灯10盏，如果每天少开一个小时，每月（用电天数按20天计）可节约电能J。
例五：某导体接到6V的电压下，它消耗的功率是6W；则将改接到3V的电压下，这个导体的功率是W。
启思1：把一盏标有“6V 12W”的灯泡与一个4.5Ω的电阻串联在6V的电源上，这时灯泡的实际功率是W,电阻消耗的功率是W。
启思2：如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L标有“12V 12W”字样，R2=12Ω,当S1、S2都闭合时，电流表示数为1.2A，这时灯L正常发光（不计温度对对电阻的影响）。求：
第二章 6 焦耳定律 电路中的能量转化
6 焦耳定律 电路中的能量转化[学习目标] 1.理解电功、电功率、电热、热功率的概念.2.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别.3.明确闭合电路中的能量转化和几种功率．1．电功 电功率 (1)电功①定义：电场力移动电荷所做的功，简称电功．②公式：W ＝UIt ，此式表明电场力在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U 与电路中的电流I 和通电时间t 三者的乘积． ③单位：焦耳，符号是J.常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h ＝3.6×106 J. ④电流做多少功，就表示有多少电能转化为其他形式的能． (2)电功率①电流所做的功与做这些功所用时间的比值叫做电功率，它在数值上等于单位时间内电流所做的功．②公式：P ＝Wt＝UI .③单位：瓦特，符号是W,1 W ＝1 J/s. 2．焦耳定律 热功率 (1)焦耳定律①内容：电流通过电阻产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻值成正比，跟通电时间成正比．②表达式：Q ＝I 2Rt . (2)热功率①定义：电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的比值．它在数值上等于单位时间内电阻通电所产生的热量． ②表达式：P 热＝I 2R .③物理意义：表示电流发热快慢的物理量． 3．电路中的能量转化(1)电源是把其他形式的能转化为电能的装置．电源提供的能量一部分消耗在外电路上，电能转化为其他形式的能；一部分消耗在内电路上，电能转化为内能．(2)能量关系：电源提供的能量等于内、外电路消耗的能量之和，即：EIt ＝UIt ＋I 2rt .功率关系：电源提供的电功率等于内、外电路消耗的电功率之和，即：EI ＝UI ＋I 2r . 对于外电路是纯电阻的电路，其能量关系和功率关系分别为：EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt ，EI ＝I 2R ＋I 2r . 当外电路短路时：I 0E ＝I 02r ，即发生短路时，电源释放的能量全部在内电路上转化成内能，这种状态很危险．(1)电功率越大，表示电流做功越多．(×)(2)电功W ＝UIt 可以用来计算所有电路中电流所做的功．(√)(3)电热Q ＝I 2Rt 可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热．(√) (4)在外电路是非纯电阻电路时，外电路消耗的电能可用I 2Rt 表示．(×)(5)无论外电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路，均可用EIt ＝UIt ＋I 2rt 表示电路中的能量关系．(√)一、电功 电功率1．如图1所示，电路中电流为I ，通电时间为t ，那么在这段时间内通过这段电路的电荷量是多少？如果电路左、右两端的电势差是U ，在电荷q 从左端移到右端的过程中，电场力做的功是多少？图1答案 It IUt2．电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同？答案 不相同．电流做功的快慢用电功率表示，电流做功的多少用电功表示．电流做功的多少与做功的时间和做功的快慢有关．电流做功快，但做功不一定多．1．电功是指电路中电场力对电荷所做的功，电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程．2．电功的计算式W ＝UIt 和电功率的计算式P ＝UI 均适用于任何电路． 3．纯电阻电路中，U ＝IR ，所以W ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2R t ，P ＝UI ＝I 2R ＝U 2R.4．串、并联电路中的功率关系串联电路 并联电路 功率分配 P 1P 2＝R 1R 2(纯电阻) P 1P 2＝R 2R 1(纯电阻) 总功率P ＝P 1＋P 2＋…＋P n (任意电路)P ＝P 1＋P 2＋…＋P n (任意电路)例1 a 、b 两灯连接成如图2所示的电路．a 灯的规格为“220 V 40 W ”，b 灯的规格为“220 V 100 W ”．通电时，a 、b 两灯两端电压分别为U a 、U b ，实际功率分别为P a 、P b ，且实际功率都没有超过额定功率，设a 、b 两灯电阻均不变．下列判断正确的是( )图2A ．U a <U b ，P a <P bB ．U a <U b ，P a >P bC ．U a >U b ，P a <P bD ．U a >U b ，P a >P b答案 D解析 根据P ＝U 2R 知，a 灯的电阻为R 1＝220240 Ω＝1 210 Ω，b 灯的电阻为R 2＝2202100 Ω＝484Ω，所以a 灯的电阻大于b 灯的电阻，因为两灯电流相等，根据U ＝IR 知U a >U b ，又因为P ＝UI ，所以P a >P b ，A 、B 、C 错误，D 正确．例2 两盏额定电压均为110 V 、额定功率P A ＝100 W 、P B ＝40 W 的灯泡，若接在电压为220 V 的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是( )答案 C解析 判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是不是额定电压或电流是不是额定电流，对灯泡有P ＝UI ＝U 2R，可知R A ＜R B .对于A 电路，由于R A ＜R B ，所以U B ＞U A ，U B ＋U A ＝220 V ，则U B ＞110 V ，B 灯被烧毁，U A ＜110 V ，A 灯不能正常发光，A 错；对于B 电路，由于R B ＞R A ，A 灯又并联滑动变阻器，并联电阻小于R B ，所以U B ＞U 并，B灯被烧毁，A灯不能正常发光，B错；对于C电路，B灯与滑动变阻器并联，并联电阻可能等于R A，所以可能U A＝U B＝110 V，两灯可以正常发光．对于D电路，若滑动变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则U A＝U B＝110 V，两灯可以正常发光．比较C、D两个电路，当灯A、B均正常发光时，由于C电路中滑动变阻器功率为(I A－I B)×110 V，而D电路中滑动变阻器功率为(I A＋I B)×110 V，所以C电路消耗电功率最小，C对，D 错．二、焦耳定律热功率1．某一电路中只含有某一电阻元件，即白炽灯、电动机、电炉、电容器、电熨斗、电饭锅、电解槽其中的一种，分析哪些属于纯电阻元件，哪些属于非纯电阻元件．答案纯电阻元件有：白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅；非纯电阻元件有：电动机、电容器、电解槽．2．电吹风工作时，将电能转化为什么能？电熨斗工作时，将电能转化为什么能？答案电吹风工作时，把电能转化为内能和机械能．电熨斗工作时，将电能转化为内能．1．电热和热功率电热的计算式Q＝I2Rt热功率的计算式P热＝I2R可以计算任何电路中产生的电热和热功率．2．纯电阻电路与非纯电阻电路(1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能．(2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电流做功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能．3．纯电阻电路和非纯电阻电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路举例白炽灯、电烙铁、电熨斗、电饭锅电动机、电解槽能量转化情况电功和电热的关系 W ＝Q 即IUt ＝I 2Rt W ＝Q ＋E 其他 即UIt ＝I 2Rt ＋E 其他 电功率和热功率的关系 P 电＝P 热，即IU ＝I 2RP 电＝P 热＋P 其他 即IU ＝I 2R ＋P 其他 欧姆定律是否成立U ＝IR ，I ＝UR成立U ＞IR ，I ＜UR不成立说明W ＝UIt ，P 电＝UI 适用于任意电路计算电功和电功率Q ＝I 2Rt ，P 热＝I 2R 适用于任意电路计算电热和热功率 只有纯电阻电路W ＝Q ，P 电＝P 热，非纯电阻电路W ＞Q ，P 电＞P 热4.电动机的功率和效率(1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P 入＝UI . (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P 热＝I 2r .(3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率，P 出＝IU －I 2r . (4)电动机的效率：η＝P 出P 入×100%＝IU －I 2rIU ×100%.例3 (多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( ) A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻电路 C ．在非纯电阻电路中，UI >I 2R D ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路 答案 BCD解析 电功率公式P ＝Wt ，表示电功率越大，电流做功越快，对于一段电路，有P ＝IU ，I＝P U ，焦耳热Q ＝(PU )2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 、R 都有关，所以P 越大，Q 不一定越大，A 错．W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而I ＝UR 只适用于纯电阻电路，B 对．在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W >Q ，故UI >I 2R ，C 对．Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D 对．例4 (2021·九江一中月考)有一个直流电动机，把它接入0.2 V 电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A ；把它接入2 V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1 A.(1)求这台电动机的内阻；(2)求电动机正常工作时的输出功率；(3)如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率为多大？ 答案 (1)0.5 Ω (2)1.5 W (3)8 W解析 (1)电动机不转时电路为纯电阻电路，由欧姆定律可知电动机线圈的内阻r ＝U 0I 0＝0.20.4Ω＝0.5 Ω(2)电动机正常工作时电路为非纯电阻电路，消耗的总功率P 总＝UI ＝2×1 W ＝2 W 线圈内阻的热功率P 热＝I 2r ＝12×0.5 W ＝0.5 W则电动机正常工作时的输出功率P 出＝P 总－P 热＝2 W －0.5 W ＝1.5 W(3)电动机的转子突然被卡住时，此时电路为纯电阻电路，发热功率P ＝U 2r ＝220.5 W ＝8 W.例5 小型直流电动机(其线圈内阻为r ＝1 Ω)与规格为“4 V 4 W ”的小灯泡并联，再与阻值为R ＝5 Ω的电阻串联，然后接至U ＝12 V 的电源上，如图3所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：图3(1)通过电动机的电流； (2)电动机的输出功率P 出； (3)电动机的效率．答案 (1)0.6 A (2)2.04 W (3)85% 解析 (1)流经灯泡的电流I L ＝P U L ＝44 A ＝1 A流经电阻R 的电流I R ＝U －U L R ＝12－45 A ＝1.6 A流经电动机的电流I ＝I R －I L ＝0.6 A.(2)电动机消耗的总功率P ′＝U L I ＝4×0.6 W ＝2.4 W 电动机的热功率P 热＝I 2r ＝(0.6)2×1 W ＝0.36 W电动机的输出功率P 出＝P ′－P 热＝2.4 W －0.36 W ＝2.04 W (3)电动机的效率：η＝P 出P ′×100%＝2.042.4×100%＝85%.三、电路中的能量转化1．电源的有关功率和电源的效率 (1)电源的总功率：P 总＝IE . (2)电源的输出功率：P 出＝IU . (3)电源内部的发热功率：P 内＝I 2r .(4)三者关系：P 总＝P 出＋P 内(适用于任何电路) 或EI ＝U 外I ＋U 内I (适用于任何电路)或EI ＝I 2R ＋I 2r (适用于外电路是纯电阻的电路)(5)电源的效率：η＝P 出P 总×100%＝U E ×100%，对于纯电阻电路，η＝RR ＋r ×100%.2．串、并联电路的总功率(1)串联电路：P 总＝U 总I ＝(U 1＋U 2＋U 3＋…)I ＝P 1＋P 2＋P 3＋… (2)并联电路：P 总＝UI 总＝U (I 1＋I 2＋I 3＋…)＝P 1＋P 2＋P 3＋…从能量转化的角度看，无论是串联电路还是并联电路，无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和．例6 如图4所示的电路中，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝0.5 Ω，电动机的电阻R 0＝1.0 Ω，定值电阻R 1＝1.5 Ω.电动机正常工作时，理想电压表的示数U 1＝3.0 V ．求：图4(1)电源总功率； (2)电源的输出功率；(3)电动机消耗的电功率，以及将电能转化为机械能的功率． 答案 (1)20 W (2)18 W (3)12 W 8 W解析 (1)已知电压表的示数U 1＝3.0 V 和定值电阻R 1＝1.5 Ω，根据欧姆定律可求出电路中的电流 I ＝U 1R 1＝2.0 A 电源的总功率P 总＝EI ＝20 W(2)电源的输出功率P 出＝EI －I 2r ＝18 W(3)根据闭合电路的欧姆定律，电动机两端的电压U 2＝E －U 1－Ir ＝6 V 电动机消耗的电功率P 电＝U 2I ＝12 W电动机将电能转化为机械能的功率，就是电动机的输出功率P 机＝U 2I －I 2R 0＝8 W.1．(电功、电功率的理解)(多选)关于电功和电功率，下列说法正确的是( ) A ．电流做功就是电场力对电荷做功，从而把电能转化为其他形式的能 B ．电功率越大，电流做功越多 C ．电功率越大，电流做功越快D ．在相等时间内，额定功率越大的用电器，电流做功一定越多 答案 AC解析 从电功实质可知，A 正确；电功率是描述电流做功快慢的物理量，B 错误，C 正确；额定功率是用电器正常工作时的功率，而电流做功的多少由用电器的实际功率和做功所用时间共同决定，D 错误．2．(电热的表达式)有一台电风扇，标有“220 V 50 W ”，电动机线圈的电阻为0.4 Ω，把它接入220 V 的电路中，以下关于计算时间t 内产生热量的方法正确的是( ) A ．Q ＝U 2t RB ．Q ＝PtC ．Q ＝⎝⎛⎭⎫P U 2Rt D ．以上三种方法均正确答案 C解析 通过电风扇的电流为I ＝P U ，因为电风扇不是纯电阻电路，所以其焦耳热为Q ＝⎝⎛⎭⎫P U 2Rt ，而不应该是Q ＝U 2tR或Q ＝Pt ，C 正确．3．(纯电阻电路的功率分配与计算)把两个相同的电灯分别接在如图5所示的甲、乙两个电路中，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光，两电路中消耗的总功率分别为P 甲和P 乙，可以断定( )图5A ．P 甲>P 乙B ．P 甲<P 乙C ．P 甲＝P 乙D ．无法确定答案 C解析 两灯泡规格相同且正常发光，题图甲两灯泡并联，电流I 1＝2I 额；题图乙两灯泡串联，电流I 2＝I 额；所以P 甲∶P 乙＝U 1I 1∶U 2I 2＝8 V ×2I 额∶16 V ×I 额＝1∶1，即P 甲＝P 乙．考点一 电功、电功率 电热、热功率1．把家用电炉的电热丝剪去一小段后，继续使用，则在同样的时间内( ) A ．由Q ＝I 2Rt 可知，电炉的发热量减小 B ．由Q ＝UIt 可知，电炉的发热量不变 C ．由Q ＝U 2R t 可知，电炉的发热量增大D ．无法确定 答案 C解析 将家用电炉的电热丝剪去一小段后，其电阻R 变小，由于加在电炉两端的电压U 不变，因此由公式Q ＝U 2R t 可知，在相同时间t 内，电炉的发热量Q 增大，选项C 正确．2．(多选)关于三个公式P ＝UI 、P ＝I 2R 、P ＝U 2R的适用范围，以下说法正确的是( ) A ．第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率 B ．在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率C ．在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义D ．由U ＝IR 可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所示P 即是电功率答案 BC3．有一台电风扇，额定电压为220 V ，额定电功率为50 W ，线圈电阻为0.4 Ω.当电风扇在额定电压下工作时，关于它的线圈电阻每分钟产生的热量是多少，有四位同学计算如下，其中正确的是( )A ．Q ＝I 2Rt ＝⎝⎛⎭⎫502202×0.4×60 J ≈1.24 J B ．Q ＝Pt ＝50×60 J ＝3 000 J C ．Q ＝IUt ＝50220×220×60 J ＝3 000 JD ．Q ＝U 2R t ＝22020.4×60 J ＝7.26×106 J答案 A解析 电风扇正常工作时产生的热量是由于线圈发热产生的，所以每分钟产生的热量为Q ＝I 2Rt ≈1.24 J ，A 正确．考点二 纯电阻电路功率分配与分析4．(多选)有两个灯泡L 1、L 2，额定电压均为6 V ，额定功率分别为6 W 、3 W ，将它们接在电路中，下列说法正确的是( )A ．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9 WB ．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5 WC ．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9 WD ．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5 W 答案 BC解析 当两灯泡串联时，电流相等，L 1的额定电流为I 1＝P 1U 1＝1 A ，电阻R 1＝U 12P 1＝6 Ω，L 2的额定电流为I 2＝P 2U 2＝0.5 A ，电阻R 2＝U 22P 2＝12 Ω.要使两灯泡不被烧坏，电路中的最大电流为0.5 A ，最大功率为P max ＝I 22R 1＋I 22R 2＝4.5 W ，故A 错误，B 正确；当两灯泡并联时，电压相等，当电压为6 V 时，两灯皆可正常发光，此时电路最大功率为9 W ，故C 正确，D 错误．5．把6个相同的电灯接在如图1甲、乙所示的两电路中，通过调节供电电压与变阻器R 1、R 2的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则R 1、R 2大小满足( )图1A ．R 2＝9R 1B ．R 2＝6R 1C ．R 2＝3R 1D ．R 1＝R 2答案 A解析 设每个灯泡正常发光时其电流为I ，则题图甲中总电流为3I ，题图乙中总电流为I ；要使两电路消耗的总电功率也相同，需使P R 1＝P R 2，即(3I )2R 1＝I 2R 2，故R 2＝9R 1，所以选项A 正确．6．(2021·河北黄骅中学高二检测)如图2所示是饮水机的工作电路简化图，S 是温控开关，当水温升高到一定温度时，它会自动切换，使饮水机处于保温状态；R 0是饮水机加热管电阻，R 是与加热管串联的电阻．表格是从其说明书中摘录的一些技术数据．不考虑R 0、R 的电阻受温度变化的影响，表中的功率均指加热管的功率．当S 闭合时，饮水机的工作状态和R 0的阻值是( )图2稳定电压 220 V 频率 50 Hz 加热功率 550 W 保温功率22 WA.加热，88 Ω B ．加热，220 Ω C ．保温，88 Ω D ．保温，220 Ω答案 A解析 由电功率公式P ＝U 2R 可知，电压不变的条件下，电阻越小功率越大．电源电压不变，当S 闭合时，电阻R 被短路，只有R 0接在电路中，电路中的电阻变小，总功率变大，因而开关S 闭合时是加热状态．由P ＝U 2R 0得R 0＝2202550 Ω＝88 Ω，A 正确．考点三 非纯电阻电路分析7．(多选)日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风可将头发吹干．设电动机线圈的电阻为R 1，它与电阻为R 2的电热丝相串联，接到直流电源上，电吹风两端电压为U ，通过的电流为I ，消耗的电功率为P ，则以下选项正确的是( ) A ．IU >P B ．IU ＝P C ．P >I 2(R 1＋R 2) D ．P ＝I 2(R 1＋R 2)答案 BC解析 根据题意可知，通过电吹风的电流为I ，它两端的电压为U ，所以它消耗的电功率P ＝UI ，B 项正确，A 项错误；电吹风内部有两部分电阻，一是电热丝的电阻，二是电动机线圈的电阻，所以热功率为I 2(R 1＋R 2)，因为有一部分电能转化为电动机的机械能，所以P >I 2(R 1＋R 2)，C 项正确，D 项错误．8.在如图3所示的电路中，输入电压U 恒为8 V ，灯泡L 标有“3 V 6 W ”字样，电动机线圈的电阻R M ＝0.5 Ω.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是( )图3A ．电动机的输入电压是8 VB ．流过电动机的电流是10 AC ．电动机的效率是80%D ．整个电路消耗的电功率是10 W 答案 C解析 电动机的输入电压U 1＝U －U L ＝8 V －3 V ＝5 V ，故A 错误；整个电路中的电流I ＝P LU L＝6 W 3 V ＝2 A ，所以电动机消耗的电功率P 电＝U 1I ＝5×2 W ＝10 W ，电动机发热的功率P 热＝I 2R M ＝4×0.5 W ＝2 W ，则电动机输出的功率P 出＝P 电－P 热＝10 W －2 W ＝8 W ，η＝P 出P 电×100%＝810×100%＝80%，故B 错误，C 正确；整个电路消耗的电功率P 总＝UI ＝8×2 W＝16 W ，故D 错误．9.A 、B 为“220 V 100 W ”的两盏相同的灯泡，C 、D 为“220 V 40 W ”的两盏相同的灯泡．现将四盏灯泡接成如图4所示的电路，并将两端接入电路，各灯实际功率分别为P A 、P B 、P C 、P D .则实际功率的大小关系为( )图4A ．P A ＝PB ，PC ＝PD B ．P A ＝P D ＞P B ＝P C C ．P D ＞P A ＞P B ＞P C D ．P B ＞P C ＞P D ＞P A答案 C解析 根据R ＝U 2P 得，R A ＝R B ＜R C ＝R D .由电路图知，U B ＝U C ，根据P ＝U 2R 知P B ＞P C ；因为I A ＝I D ，根据P ＝I 2R 知，P D ＞P A .流过A 、D 的电流大于流过B 、C 的电流，由P ＝I 2R 知，P A ＞P B ，P D ＞P C ，所以P D ＞P A ＞P B ＞P C ，C 正确．10．(多选)如图5所示是某款电吹风的电路图，它主要由电动机M 和电热丝R 构成，电动机的内阻为r ＝40 Ω，已知电吹风的额定电压为220 V ，吹冷风时电吹风的功率为110 W ，吹热风时电吹风的功率为990 W ，关于该电吹风，下列说法正确的是( )图5A ．电热丝正常工作时的电阻为55 ΩB ．电动机工作时的电流为5.5 AC ．当电吹风吹热风时，电动机每分钟消耗的电能为6 600 JD ．电动机的机械功率为100 W 答案 ACD解析 电热丝和电动机并联，两端电压均为220 V ，吹热风和吹冷风状态下电动机功率相等，P M ＝110 W ，所以电热丝电阻的功率P R ＝990 W －110 W ＝880 W ，由R ＝U 2P R ＝2202880 Ω＝55 Ω，A 对；电动机工作时的电流为I M ＝P M U ＝110220 A ＝0.5 A ，B 错；当电吹风吹热风时，电动机每分钟消耗的电能为Q ＝P M t ＝110×60 J ＝6 600 J ，C 对；P M ＝110 W ，I M ＝0.5 A ，所以电动机的热功率P 热＝I M 2r ＝0.52×40 W ＝10 W ，则电动机的机械功率P 机＝110 W －10 W ＝100 W ，D 对．11．一台电风扇的额定功率是60 W ，内阻为2 Ω，当把它接在220 V 的电压下时可以正常运转．(1)求电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒钟有多少电能转化为机械能？(2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？此时可能会发生什么问题？答案 (1)0.27 A 59.85 J (2)110 A 24 200 W 电风扇将被烧坏解析 (1)电风扇正常运转，消耗的功率为额定功率P ＝UI ，所以I ＝P U ＝60220 A ≈0.27 A ，由能量守恒定律W ＝Q ＋E ，得Pt ＝I 2Rt ＋E ，所以E ＝Pt －I 2Rt ≈59.85 J.(2)电风扇不转动时，相当于纯电阻，由欧姆定律得U ＝I ′R ，所以I ′＝U R ＝2202 A ＝110 A ，实际消耗的电功率P ′＝U 2R ＝22022 W ＝24 200 W ．由于电风扇实际消耗的电功率远大于其额定功率，且电能全部转化为内能，电风扇将被烧坏．12.如图6所示，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝0.5 Ω，标有“8 V ,16 W ”的灯泡L 恰好能正常发光，电动机M 绕线的电阻R 0＝1 Ω，求：图6(1)电源的总功率； (2)电动机的输出功率． 答案 (1)40 W (2)12 W解析 (1)L 正常发光，路端电压等于灯泡额定电压8 V 内电压U 内＝(10－8)V ＝2 V ， 则总电流I ＝U 内r＝4 A电源的总功率为P 电＝IE ＝4×10 W ＝40 W. (2)流经电动机的电流I M ＝I －I L ＝I －PU ＝2 A输入电动机的总功率P M 总＝U ·I M ＝8×2 W ＝16 W 电动机内阻消耗功率P M 内＝I M 2R 0＝4×1 W ＝4 W 故电动机输出功率P M 出＝(16－4) W ＝12 W.13.图7为电动机提升重物的装置示意图，电动机线圈电阻为r ＝1 Ω，电动机两端的电压为5 V ，电路中的电流为1 A ，重物A 所受的重力为20 N ，不计摩擦力．图7(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？ (2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？ (3)电动机在10 s 内可以把重物A 匀速提升多高？ (4)这台电动机的机械效率是多少？答案 (1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m (4)80%解析 (1)根据焦耳定律，热功率为P 热＝I 2r ＝12×1 W ＝1 W.(2)输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积，即P 入＝IU ＝1×5 W ＝5 W. 输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率，即P 出＝P 入－P 热＝5 W －1 W ＝4 W. (3)电动机输出的功率用来提升重物，转化为机械功率，在10 s 内有P 出t ＝Gh ，解得h ＝P 出tG ＝4×1020m ＝2 m.(4)机械效率η＝P 出P 入×100%＝80%.。
串,并联电路的电阻,电流,电压,电功,电功率,电热的分配规律
串,并联电路的电阻,电流，电压，电功，电功率，电热的分配规律1、电量：（1）定义：物体含有电荷的多少叫电量，用符号Q 表示。
（2）单位：库仑（库），用符号C表示。
（3）检验：验电器（结构、原理、使用）。
2、电流：（1）定义：1 秒钟内通过导体横截面的电量叫电流强度（电流）。
用符号I 表示。
（2）公式：I=Q/t （定义式）式中I 表示电流强度（电流），Q 表示通过导体横截面的电量，t 表示通电时间。
（3）单位：国际单位安培（安）（A）常用单位还有毫安（mA）、微安（&muA）。
（4）测量：电流表。
（5）电路特点:串联电路中，电流处处相等，即:I1=I2=I3==In 并联电路中，干路中的电流等于各支路中的电流之和，即I 总=I1+I2++In3、电压：（1）电压的作用：电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因。
用符号U 表示。
（2）电源的作用：电源的使导体的两端产生电压，是提供电压的装置，它把其它形式的能转化成了电能，而在对外供电时，却又把电能转化为其它形式的能。
（3）单位：国际单位伏特（伏）（V）常用单位还有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（&muV）。
4）几种电压值：1、一节干电池的电压U=1.5 伏2、每个铅蓄电池的电压U=2 伏3、照明电路（家庭电路）的电压U=220 伏4、对人体的安全电压不高于36伏（U&Ie36伏）（5）测量：电压表。
（6 ）电路特点：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
即U=U1+U2++Un并联电路里，各支路两端的电压均相等。
即U=U1=U2==Un4、电阻：（1）定义：导体对电流的阻碍作用叫电阻。
用符号R表示。
（2）单位：国际单位欧姆（欧）（&0mega）常用单位还有千欧（k&Omega）、兆欧（M&Omega）。
（3 ）决定电阻大小的因素：导体的电阻是本身的一种性质，它的大小决定于导体的长度、横截面积和材料，导体的电阻还跟温度有关。
电功、电功率和电能的综合计算
详细描述
记录设备的运行时间，根据生产计划和实际生产情况来 确定。
根据工业用电的电价政策和电费单价，计算工业用电的 费用。
结合电功、电功率和电能的基本公式，综合分析工业生 产的能耗效率和节能潜力。
新能源发电的电功、电功率和电能计算
总结词：新能源发电是当前能源领域的研究热点，计算 新能源发电的电功、电功率和电能需要考虑发电设备的 功率、发电效率和能量存储等因素。
详细描述
根据国际单位制，电能的单位是焦耳 （J），而在日常生活中，人们更常用 千瓦时（kWh）或度作为电能的计量 单位。1千瓦时表示功率为1千瓦的电 器工作1小时所消耗的电能，即 3.6×10^6焦耳。
电能的计算公式
总结词
电能可以通过电功率与时间的乘积来计 算。
VS
详细描述
电能的计算公式是 W = P × t，其中 W 表示电能，P 表示电功率，t 表示时间。 这个公式表明，电能等于电功率与时间的 乘积，即单位时间内所做的功。通过这个 公式，可以计算出在不同电功率下，电器 工作一定时间所消耗的电能。
根据当地电费单价和电价政策，计算电费账单。
结合电功、电功率和电能的基本公式，综合计算家庭用 电的能耗情况。
工业用电的电功、电功率和电能计算
总结词：工业用电是工业生产过程中必不可少的能源， 计算工业用电的电功、电功率和电能需要考虑生产设备 的功率、运行时间和生产任务等因素。
统计工厂内各种生产设备的功率，通常在设备的铭牌上 标明。
了解新能源发电设备的功率，如太阳能电池板、风力发 电机等。
详细描述
评估发电设备的发电效率，根据实际运行情况和环境因 素来计算。
分析能量存储设备的容量和充放电效率，如电池储能系 统。
结合电功、电功率和电能的基本公式，综合评估新能源 发电的经济效益和社会效益。
电功、电功率、_电能、电热之间的区别联系
电功、电功率、电能、电热之间的区别联系一、电功是电流所做的功，实质就是电能转化为其他形式能的过程,表示电流做功多少的物理量。
用W表示电功（注意，电功率P的单位也用w表示，不要搞混淆）。
单位为焦耳，焦耳这个单位很小，用起来不方便，生活中常用“度”做电功的单位，就是平常说的用了几度电的“度”。
“度”在技术中叫做千瓦小时，符号是kWh。
1、电功的计算公式：电功W（度）=电功率P（kw）×时间t（h）=电压U（kv）×电流I（A）×时间t （h）；电功W（焦耳J ）=电压U（v）×电流I（A）×时间t（秒）二、电功率是单位时间内电流所做的功。
表示电流做功的快慢。
单位为瓦（w）或千瓦（kw）。
1、电功率的计算公式：电功率P（瓦w）=电压V（伏V）×电流（安A）=电功W（焦耳J）／时间t（秒s）=R I2 =U2／R2、电功率单位换算关系：1千瓦（kw）=1000瓦（w）；1瓦=1伏·安=1焦/秒三、电能就是电流的能量，是电流以各种形式做功的能力。
电流可以近似地类比为水流，水流具有动能与势能，电同样具有能量，具体表现为做功。
，单位是度或者千瓦小时。
1、电能的计算公式：电能（kWh）=有功功率P（kw）×时间t（h）2、电能单位换算关系：1度=1千瓦小时（kWh）=3600焦耳（J）; 1大卡（Kcal）=4187焦耳（J）1大卡（Kcal）=1000 卡（cal）；1焦耳（J）=0.24卡（cal）1千瓦（kw）=1000焦耳（J）；四、电热是电流流过导体时所产生的热量。
是电能转化的热能。
单位为焦耳。
1、电热的计算公式：A、电热Q（焦耳J ）=电流I2（安A）×电阻R（欧Ω）×时间t（秒s）但是这种公式只适用于纯电阻电路，即电流通过导体时，如果电能全部转化为热，而没有同时转化成其他形式的能量，那么就是纯电阻电路，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，即Q=W=UIt。
高中物理：电功和电功率
高中物理：电功和电功率【知识点的认识】1．电功（1）电功：电路中电场力移动电荷做的功．（2）公式：W＝qU＝IUt．（3）实质：电能转化成其他形式能的过程．2．电功率（1）定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢．（2）公式：P＝＝IU．3．电热：电流流过导体产生的热量．由焦耳定律来计算，Q＝I2Rt．4．热功率：单位时间内的发热量，表达式为：P═I2R．【命题方向】（1）常考题型考查对电功与电热：功率为10w的发光二极管（LED灯）的亮度与功率为60W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代．估算出全国一年节省的电能最接近（）A．8×108KW•h B．8×1010KW•h C．8×1011KW•h D．8×1013KW•h分析：全国大约有5.5亿户人家，每天亮灯时间大约4h，已知白炽灯和节能灯的额定功率和各自的工作时间，根据公式W＝Pt可求节能灯少消耗的电能．解：全国一年节省的电能最接近W＝Pt＝2（0.06kW﹣0.01kW）×5.5×108×4h×365＝8.03×1010kW•h．故选B．点评：本题考查的功率的计算，关键是要了解全国有多少家庭及每天亮灯时间．解题过程中要注意单位的换算，同时养成节能的好习惯．（2）第二类常考题型是考查电功率与热功率的理解：额定电压都是110V，额定功率P A＝100W、P B＝40W的电灯两盏，若接在外电压是220V的电路上，使每盏电灯均能正常发光，且电路中消耗的功率最小的电路是下图所示的（）A．B．C．D．分析：由题可知，灯泡的电压相等，但是灯泡的功率不同，由此可以知道两种灯泡的电阻的大小不同，在由电路的串并联的知识先逐个分析灯泡能否正常的发光，再判断消耗的功率最小的电路．解：A、由于AB两个灯泡的电阻大小不同，所以直接把AB串连接入电路的话，AB的电压不会平分，AB不会同时正常发光，所以A错误；B、由于额定电压都是110V，额定功率P A＝100W、P B＝40W，由此可知R B＞R A，把灯泡A与电阻并联的话，会使并联的部分的电阻更小，所以AB的电压不会平分，AB不会同时正常发光，所以B错误；C、由于额定电压都是110V，额定功率P A＝100W、P B＝40W，由此可知R B＞R A，把灯泡B与电阻并联的话，可以使并联部分的电阻减小，可能使A与并联部分的电阻相同，所以AB能同时正常发光，并且电路消耗的功率与A灯泡的功率相同，所以总功率的大小为200W；D、把AB并联之后与电阻串连接入电路的话，当电阻的阻值与AB并联的总的电阻相等时，AB就可以正常发光，此时电阻消耗的功率为AB灯泡功率的和，所以电路消耗的总的功率的大小为280W；由CD的分析可知，正常发光并且消耗的功率最小的为C，所以C正确．故选C．点评：解答本题是一定要注意题目要同时满足两个条件即灯泡能够正常发光并且消耗的功率还要最小．此类问题的分析思路分两步：先分清哪个电路的灯泡能正常发光，这里可以从电压、电流、电功率三个量中任意挑选一个使其达到其额定值，其余两个也达到额定值；确定了正常发光的电路后，再比较哪一个的实际功率小，可以用计算的方法比较，也可以用定性分析的方法比较．【解题方法点拨】1．电功与电热、电功率与热功率的理解纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等电功与电热W＝UIt＝UqQ＝I2Rt＝tW＝Q W＝UIt＝Uq，Q＝I2RtW＞Q电功率与热功率P电＝UI，P热＝I2R＝P电＝P热P电＝UI，P热＝I2RP电＞P热2．电功和电热的处理方法无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中，发热功率都是I2r．处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热+其他能量”寻找等量关系求解．。
高中物理考点：电功、电热、电功率和热功率
4.备选训练
【跟踪训练】 如图所示，是一提升重物用的直流电动机工作时的电路 图．电动机内电阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻 R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数UV ＝110 V．试求： (1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物， 求该重物的质量？(g取10 m/s2)
576－350 ＝P 出＋I 2r，r＝ 122
Ω＝17123
Ω，故选项 B 错；由 P 出＝Fv＝Ff v，F
＝Ff＝63 N，故选项 C 错，D 正确。 答案 AD
解析显隐
3.规律方法
电功和电热的处理方法
1.首先判断电路是纯电阻电路还是非电阻电路； 2.若是非纯电阻电路，关键是搞清楚电能转化为什么形式的能，然 后再确定选用哪个公式计算电功或电功率． 3.无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中，发热功率都是I2r. 4.处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发， 紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量 关系求解．
A.电动机的输入功率为576 W
自重 40 kg 额定电压 48 V
B．电动机的内电阻为4 Ω
载重 75 kg 额定电流 12 A
C．该车获得的牵引力为104 N 最大行驶 20 额定输出 350
D．该车受到的阻力为63 N
速度 km/h 功率
W
解析 由于 U＝48 V，I＝12 A，则 P＝IU＝576 W，故选项 A 正确；因 P 入
2.典例剖析
1．[电功、电功率的计算]一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为
220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作。用电流表分别测
电功 电热 功率 电功率 电热功率总结
1、定义：电场力(或电流)所做的功.
2、公式: W=IUt 适用于任何电路
电流在一段电路中所做的功W等于这 段电路中的电流 I 、电路两端的电压U、 通电时间 t 三者的乘积．
3、单位：焦(J) 千瓦时或度(kW·h).
1kW·h＝3.6×106J
二、电功率
1、定义：单位时间内电流所做的功.
t
用电器有的是纯电阻用电器(例电炉、电烙铁等) 有的是非纯电阻用电器(例电动机、电解槽等)．
只有在纯电阻用电器的前提下，才可由 I U
改写电功率的表达式．
R
所以，正确选项为C、D．
例2、对计算任何用电器的热功率
都适用的公式是 (
)
Ａ．P I 2R Ｂ．P U 2
R
Ｃ．P UI Ｄ．P Q
物理意义： 表示电流做功的快慢．
2、公式: P =W/t=IU 适用任何电路
电流在一段电路上做功的功率P等于 电流I与这段电路两端的电压U的乘积．
3、单位：瓦(W) 千瓦(kW)．
1kW＝103W
三、电热
1、定义:电流通过导体产生的热量. 2、公式:
(1)推导： 电能全部转化为内能： Q=W:P Q I2R t
例3、一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两端 所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台 电动机每分钟所做的机械功有多少?
解:据能量守恒定律得: IUt = I2Rt +W
故电动机每分钟所做的机械功为: W=(IU-I2R)t =(5×220-52×0.4) ×60 J =6.5×104 J
（3）用电器的电功率和热功率 ①电功率 P 电＝IU ②热功率 P 热＝I2R ③在纯电阻电路中，P 电＝P 热＝IU＝I2R＝UR2
专题三 电功、电功率、电热的综合计算
D．通电1 min电动机产生的机械能是360 J
原创新课堂
3．(2018·硚口区二模)如图所示电路中，电源两端电压为U，且保持不变。
R1、R2和R3为三个定值电阻，已知R1＝5 Ω。当只闭合开关S2时，电流表的示 数为0.3 A，电路消耗的总功率为P；当三个开关都闭合时，电流表的示数变
中有关此小灯泡功率P与U2或P与I2的图象可能正确的是( D)
类型二 写清过程型计算
原创新课堂
5．实验室提供的实验器材有电源、电流表、电压表各一只，两只定值电阻
R1＝6 Ω，R2＝4 Ω。
原创新课堂
(1)请你任选其中三件器材用符号表示填入图中，组成甲、乙、丙、丁四个
不同的电路，要求组成电路的各元件均能正常工作且各个电路消耗的电功率
＝0.3 A，消耗的最大功率 P 大＝I 大 U＝0.3 A×6 V＝1.8 W
原创新课堂
7．下表为某电烤箱铭牌，如图虚线框所示是电烤箱内部简化电路图，R1和R2
均为电热丝。求：
××牌电烤箱 额定电压 额定功率 高温挡 低温挡 频率
220 V
1 100 W 440 W 50 Hz
(1)电烤箱在高温挡工作10分钟所消耗的电能； (2)电路中R2的阻值。
物理
九年级下册 人教版
原创新课堂
第十八章 电功率
专题三 电功、电功率、电热的综 合计算
原创新课堂
一、串、并联电路规律总结
电路 电流 电压
电阻
分配
电功 W1＝R1 W2 R2 W＝W1＋W2 电功率 P1＝R1 P2 R2 P＝P1＋P2
串联电路(分压) I＝I1＝I2
U＝U1＋U2 R＝R1＋R2
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电功W、电功率P和电热Q、热功率P热的区别和计算
（电能）
一纯电阻电路（如电饭锅电炉子等）
二非纯电阻电路（如电动机等）
练习
1 一台电动机线圈电阻为2欧，工作时两端电压为220V,通过的电流为5A,那么它在5min内电流做功为________J，产生电热________J，产生机械能________J.电功率为________W，热功率为________W，机械功率为________W 。
2 一台标有“220V 2.5A”字样的电动机，它的电阻为10欧，它正常工作时电流为________A,功率为________W,发热功率为________W,机械功率为________W.
3 有一台“220V 100W”洗衣机，由于使用不当，造成卡死，温度升高烧坏。
已知洗衣机的电动机内阻为2欧，则这台洗衣机正常工作2min耗电________J，产生电热________J，产生机械能________J.热功率为________W，机械功率为________W；如果洗衣机的电动机卡死时，2min产生电热为________J。