电功电功率电热(一)

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2022届高中物理新教材同步必修第三册第12章 1 电路中的能量转化

1 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，知道它们的区别与联系.2.知道纯电阻电路与非纯电阻电路的特点和区别，理解两种电路的能量转化关系．一、电功和电功率 1．电功(1)电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功．电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的． (2)电功的计算公式：W ＝UIt . 单位：焦耳，符号为J.常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h ＝3.6×106 J. 2．电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比． (2)公式：P ＝Wt ＝UI .(3)单位：瓦特，符号为W. (4)意义：表示电流做功的快慢．二、焦耳定律 1．焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比． (2)表达式：Q ＝I 2Rt . 2．热功率(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率． (2)公式：P 热＝I 2R . 三、电路中的能量转化1．电动机消耗的功率P 电＝UI .2．电动机线圈电阻上的热功率P 热＝I 2R . 3．电动机输出功率P 机＝UI －I 2R .1．判断下列说法的正误．(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)电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热．( √ ) (5)三个公式P ＝UI 、P ＝I 2R 、P ＝U 2R没有任何区别，它们表达相同的意义，所以三式中P 都是电功率．( × )2．通过电阻R 的电流为I 时，在t 时间内产生的热量为Q ，若电阻为2R ，电流为I2，则在时间t 内产生的热量为________．答案Q 2解析根据Q ＝I 2Rt 得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的12，时间不变，Q ′＝⎝⎛⎭⎫I 22·2R ·t ＝12I 2Rt ＝Q 2.一、电功和电热的理解导学探究电吹风工作时，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，将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．知识深化 1．电功和电功率W ＝UIt 是电功的计算式，P ＝UI 是电功率的计算式，适用于任何电路． 2．电热和热功率Q ＝I 2Rt 是电热的计算式，P 热＝I 2R 是热功率的计算式，可以计算任何电路产生的电热和热功率．3．电功和电热的关系 (1)在纯电阻电路中：①电功和电热相等，W ＝Q ＝UIt ＝U 2R t ＝I 2Rt ；②电功率和热功率相等，P 电＝P 热＝UI ＝I 2R ＝U 2R；③欧姆定律成立：由UIt ＝I 2Rt 得：I ＝UR .(2)在非纯电阻电路中：①电功大于电热，W ＝Q ＋W 其他，电功只能用W ＝UIt 计算，电功率只能用P ＝UI 计算； ②电热只能用Q ＝I 2Rt 计算，热功率只能用P ＝I 2R 计算； ③欧姆定律不成立，由UIt >I 2Rt 得：U >IR .(多选)对电功及焦耳定律公式的理解正确的是( )A ．焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解B ．电功公式W ＝UIt 、焦耳定律公式Q ＝I 2Rt 都适合于任何电路，因此W 一定等于QC ．非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热D ．电功的另一表达式W ＝U 2R t 只适用于纯电阻电路答案 AD解析任何电路的焦耳热都可用焦耳定律求解，A 正确；B 选项中的两个公式均适合于任何电路，但W 不一定等于Q ，B 错误；非纯电阻电路中的电功一定大于焦耳热，C 错误；W ＝U 2R t 只适用于纯电阻电路，D 正确．如图1所示，一幢居民楼里住着生活需求各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电风扇等．停电时，用欧姆表测得A 、B 间电阻为R ；供电后，各家电器同时使用，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是( )图1A ．P ＝I 2RB ．P ＝U 2RC ．P ＝IUD ．P ＝I 2R ＋U 2R答案 C解析家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只能用P ＝UI 来计算，C 正确．二、纯电阻电路中功率的分配与计算1．在纯电阻电路中，由于W ＝Q ，I ＝U R ，所以有P ＝UI ＝I 2R ＝U 2R .2．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 2P 1P 2＝R 2R 1总功率P ＝P 1＋P 2＋…＋P nP ＝P 1＋P 2＋…＋P n3.额定功率和实际功率(1)用电器正常工作时所消耗的电功率叫作额定功率．当实际电压达到额定电压时，实际功率等于额定功率．(2)为了用电器不被烧毁，实际功率不能大于额定功率．(2020·广州市模拟)定值电阻R 1、R 2、R 3的阻值均为2 Ω，在电路中允许消耗的电功率的最大值分别为10 W 、10 W 、2 W ，现将这三个电阻按照如图2所示的方式连接，则这部分电路消耗的电功率的最大值为( )图2A ．22 WB ．12 WC ．15 WD ．16 W 答案 B解析首先分析两个并联电阻R 2、R 3所允许消耗的最大功率，因为R 2与R 3并联，则两端电压相等，由公式P ＝U 2R 可知，R 2与R 3所消耗的电功率一样．已知R 2与R 3本身允许的最大电功率分别是10 W 和2 W ，所以R 2、R 3在该电路中消耗的最大电功率都是2 W ，否则会超过R 3的最大电功率．再分析R 1在电路中允许消耗的最大电功率，把R 2与R 3看成一个并联电阻R ′，则电路就是R 1与R ′串联，而串联电路电流处处相等，再由P ＝I 2R 知，R 1与R ′所消耗的电功率之比为P 1P ′＝R 1R ′＝2，则R 1消耗的电功率为2×4 W ＝8 W<10 W ．所以这部分电路消耗的电功率最大值为2 W ＋2 W ＋8 W ＝12 W ，故B 正确．针对训练 (2020·广东惠州实验中学期中)把相同的小灯泡接成如图3甲、乙所示的电路，调节滑动变阻器使灯泡均正常发光，两电路所消耗的电功率分别用P 甲和P 乙表示，则下列结论正确的是( )图3A ．P 甲＝3P 乙B ．P 甲>3P 乙C ．P 乙＝3P 甲D ．P 乙>3P 甲答案 A解析设灯泡正常发光时的电流为I ，题图甲中，电路的总电流为3I ，则P 甲＝U ·3I ，题图乙中，电路的总电流为I ，则P 乙＝U ·I ，所以P 甲＝3P 乙，选项A 正确．三、非纯电阻电路功率的分析与计算 1．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 电＝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＝P 机．三者关系为：P 电＝P 热＋P 机(4)电动机的效率：η＝P 机P 电×100%＝IU －I 2R IU ×100%＝U －IR U ×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＋…＋U n )I ＝P 1＋P 2＋P 3＋…＋P n (2)并联电路：P 总＝UI 总＝U (I 1＋I 2＋I 3＋…＋I n )＝P 1＋P 2＋P 3＋…＋P n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部分消耗的功率之和．(2020·九江一中月考)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 ＝220.5W ＝8 W.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4所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：图4(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)灯泡正常发光，则通过灯泡的电流I L ＝P L U L ＝44A ＝1 A 通过电阻R 的电流I R ＝U －U L R ＝12－45 A ＝1.6 A通过电动机的电流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 电动机线圈内阻的热功率 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%.考点一电功和电热的理解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( ) 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 ＝W t ，表示电功率越大，电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝PU ，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 错误．W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而I ＝U R 、W ＝I 2Rt ＝U 2R t 只适用于纯电阻电路，B正确．在非纯电阻电路中，W ＝Q ＋W 其他，所以W >Q ，故UI >I 2R ，C 正确． Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D 正确．2．室内有几种家庭常用电器：1.5 kW 的电饭煲、200 W 的电冰箱、750 W 的取暖器、250 W 的电视机和2 kW 的空调器．如果进线处有13 A 的保险丝，供电电压为220 V ，下列情况下不能同时使用的是( ) A ．电饭煲和电冰箱 B ．取暖器和空调器 C ．电饭煲和空调器D ．电冰箱、电视机和空调器答案 C解析电路中允许的最大功率为P m ＝UI ＝2 860 W ．用电器的功率之和大于P m 时，用电器就不可以同时使用，故选C. 考点二纯电阻电路的分析及计算3.如图1所示为某两个电阻的U －I 图像，则电阻之比R 1∶R 2和把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2及并联后接入电路时消耗功率之比P1′∶P2′分别是()图1A．2∶12∶11∶2B．2∶11∶22∶1C．1∶21∶22∶1D．1∶22∶11∶2答案 A4．额定电压均为110 V，额定功率P A＝100 W，P B＝40 W的A、B两盏灯泡，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，就要判断实际电压是不是额定电压或实际电流是不是额定电，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 流，对灯泡有P＝UI＝U2R＝220 V，则U B＞110 V，B灯被烧毁，U A＜110 V，A灯不能正常发光；对于B电路，由于R B＞R A，A灯与滑动变阻器并联，并联电阻小于R B，所以U B＞U并，则U B＞110 V，B灯被烧毁，A灯不能正常发光；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灯、B灯的并联电阻，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，综上所述，C 正确．5．(2020·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 得R 0＝2202550 Ω＝88 Ω，A 正确．考点三非纯电阻电路的分析与计算6.如图3所示，直流电动机M 的线圈电阻为r ，接入电压恒为U 的电源时，电动机正常工作，此时电动机中通过的电流为I 、消耗的电功率为P 、线圈电阻的发热功率为P 热、输出的机械功率为P 出．则下列关系式正确的是( )图3A ．I ＝UrB ．P ＝UI ＋I 2rC ．P 热＝U 2rD ．P 出＝UI －I 2r答案 D解析电动机为非纯电阻用电器，电动机中通过的电流为I <Ur ，它消耗的电能一部分转化成机械能，一部分自身发热，线圈电阻的发热功率P 热＝I 2r ，消耗的电功率为P ＝UI ，所以根据能量守恒得P 出＝UI －I 2r .7.如图4所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V 60 W ”的灯泡串联后接在电压为220 V 的直流电路两端，灯泡正常发光，则( )图4A ．电解槽消耗的电功率为120 WB ．电解槽的发热功率为60 WC ．电解槽消耗的电功率为60 WD ．整个电路消耗的总功率为60 W 答案 C解析灯泡正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V 电压，且由于电解槽和灯泡串联，它们的电流相等，所以有I ＝I灯＝611A ，则电解槽消耗的电功率P ＝P 灯＝60 W ，A 错误，C正确；电解槽的发热功率P 热＝I 2R 内≈1.3 W ，B 错误；整个电路消耗的总功率P 总＝220×611W ＝120 W ，D 错误．8.(2020·吉林榆树一中期中)在如图5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5A ．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 L U 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.在如图6所示的电路中，有四盏灯，L 1和L 2都标有“220 V 100 W ”字样，L 3和L 4都标有“220 V 40 W ”字样，把电路接通后，最暗的是( )图6A ．L 1B ．L 2C ．L 3D ．L 4答案 C解析由题意可知，L 1、L 2的电阻相等，L 3、L 4的电阻相等．由公式P ＝U 2R可知，L 1和L 2的电阻小于L 3和L 4的电阻．设L 1、L 2、L 3、L 4实际消耗的功率分别为P 1、P 2、P 3、P 4.由题图可知，通过L 1的电流大于通过L 2的电流，由公式P ＝I 2R 得到，P 1>P 2.同理，P 4＞P 3，P 4＞P 1.L 2和L 3的电压相等，由公式P ＝U 2R可知，P 2>P 3.故P 4＞P 1>P 2>P 3，所以L 3最暗． 10．(多选)(2020·广西高二期末)国庆期间小明去逛超市，遇促销打折买了一个电吹风，电吹风的使用说明书上给出了如表所示的参数及图7所示电路图．下列说法正确的是( )电吹风铭牌参数额定电压220 V 50 Hz 额定功率热风1 000 W 冷风250 W图7A ．该电吹风发热电阻R 的阻值约为64.5 ΩB ．该电吹风电动机M 的内阻为193.6 ΩC ．当开关S 1断开、S 2闭合时，电吹风吹冷风D ．当开关S 1、S 2均闭合时，电动机每秒消耗的电能为1 000 J答案 AC解析由表格可知发热电阻的功率P R ＝P －P M ＝1 000 W －250 W ＝750 W ，所以该电吹风发热电阻R ＝U 2P R ＝2202750Ω≈64.5 Ω，故A 正确；电动机正常工作过程为非纯电阻用电器，不能使用公式R ＝U 2P M计算电动机内阻，故B 错误；由题图可知当开关S 1断开、S 2闭合时，发热电阻断路，电吹风吹冷风，故C 正确；当开关S 1、S 2均闭合时，电动机正常工作，功率仍然为250 W ，故电动机每秒消耗的电能为W ＝P M t ＝250×1 J ＝250 J ，故D 错误．11.如图8所示，M 为电动机，N 为电炉，电炉的电阻R ＝4 Ω，电动机的内阻r ＝1 Ω，恒定电压U ＝12 V ．当S 1闭合、S 2断开时，理想电流表A 示数为I 1；当S 1、S 2同时闭合时，理想电流表A 示数为I 2＝5 A ．求：图8(1)理想电流表的示数I 1及电炉发热功率；(2)电动机的输出功率．答案 (1)3 A 36 W (2)20 W解析 (1)电炉为纯电阻元件，由欧姆定律得：I 1＝U R ＝124A ＝3 A 其发热功率为：P R ＝I 12R ＝32×4 W ＝36 W ；(2)当S 1、S 2同时闭合时，流过电动机的电流为：I 3＝I 2－I 1＝2 A ，电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UI3＝P出＋I32r，代入数据解得：P出＝20 W.12．(2020·江苏南京师大附属实验学校期中)如图9所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机，P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上．闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时理想电流表和理想电压表的示数分别是I＝5 A和U＝110 V，重物P上升的速度v＝0.7 m/s.已知重物的质量m＝45 kg，g取10 m/s2.求：图9(1)电动机消耗的电功率P电；(2)细绳对重物做功的机械功率P机；(3)电动机线圈的电阻R.答案(1)550 W(2)315 W(3)9.4 Ω解析(1)根据电功率表达式可知，电动机消耗的电功率为P电＝UI＝110×5 W＝550 W. (2)以重物为研究对象，由于重物匀速上升，有F－mg＝0，P机＝F v联立并代入数据得P机＝315 W(3)P电＝P机＋P热，P热＝I2R联立并代入数据得R＝9.4 Ω.。

2。5焦耳定律(人教版)

1kW·h＝3.6×106J ＝ ×
2．电功率：电功率：单位时间内电流所做的功
W P = =UI 电 t
（1）电流做功的快慢
单位：单位：瓦（W））千瓦（千瓦（kW））
（2）①额定功率用电器在额定电压下工作的功率 ②实际功率用电器在实际电压下工作的功率
控制变量法
1、 2、 3、
电流和通电时间相同：电阻越大，热量越多电阻和通电时间相同：电流越大，热量越多. 电流和电阻相同：通电时间越长，热量越多
二、焦耳定律
英国*焦耳英国焦耳
(1)内容：内容：电流通过导体时产生的热量 Q ，跟电流 I 的二次方成正比跟导体的电阻成正比，二次方成正比，跟导体的电阻 R 及通电时间 t 成正比。成正比。
U2 2 W = Q = Pt = UIt = t = I Rt R
P电 = P热
W U 2 = = UI = =I R t R
2
三、用电器：纯电阻和非纯电阻用电器：纯电阻和非纯电阻
2、非纯电阻
电动机、电动机、发生化学反应的电解槽
W >Q
即：UIt > I Rt
2
W = Q + E机
P > P热电
W =Q
I=U/R
欧姆定律适用
电能 W UIt
转化
内能 Q I2Rt
=
M
非纯电阻电路: 非纯电阻电路:
W电能
W UIt
转化
Q
内能+机械能内能机械能 E机
＞ I2Rt
三、用电器：纯电阻和非纯电阻用电器：纯电阻和非纯电阻
1、纯电阻
电炉、电烙铁、白炽灯、电饭锅、电炉、电烙铁、白炽灯、电饭锅、电热水器 …

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++In 3、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&le36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）（&Omega）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。

焦耳定律2

电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。
公式：Q=I2Rt
4. 热功率：P热导体在单位时间内发出的热量公式：P热=Q/t=I2R
单位：W kW
纯电阻电路: 电能
W
指转化为
→
内能
Q
内能的那部分电能!
指某段电路在某段时间
UIt
内消耗的全
部电能!
非纯电阻电路: 电能
=
I2Rt I=U/R
说明：欧姆
电功大于电热 W
UIt ＞
电功：W= UIt 电功率：P=UI
Q
W-Q
I2Rt
I＜U/R
电热：Q=I2Rt
热功率：P热=IBiblioteka R电功、电功率的计算(1)用电器正常工作的条件： ①用电器两端的实际电压等于其额定电压. ②用电器中的实际电流等于其额定电流． ③用电器的实际电功率等于其额定功率．
由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件．灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程．
【练习】如图所示，电阻R1＝8Ω，电动机绕组
电阻R0＝2Ω，当电键K断开时，电阻R1消耗的电功率是2.88W；当电键闭合时，电阻R1消耗的电功率是2W，若电源的电动势为6V.求：电键闭合时，电动机输出的机械功率.
K
D
R1=8 Ω
Er
练习、如图示，电阻R1=20 Ω ，电动机的绕组R2＝10 Ω 。当电键打开时，电流表的示数是0．5A，当电键
(B) P1＝P2 (D) P1'＞2P2'
【例】已知R1、R2都标有"4W 100Ω"字样，而R3标有"1W 100Ω"字样．按图中所示的电路连接，则A、B间允许消耗的最大电功率为

第五节焦耳定律

AC
5.规格为“220V，1000W”的电
炉，求：（1）电炉正常工作时，通过电阻丝的电流（2）电炉的电阻
4.5A
48.4Ω
6.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=I2Rt可知，电炉的发热量减少 B．由Q=UIt可知，电炉的发热量不变 C．由Q= U2t/R 可知，电炉的发热量增加 D．无法确定
3.下列求解电热的公式中，对所有电路均适用的是（） A．Q=UIt B．Q=I2Rt C．Q= U2/R t D．W=Pt
BD
4.关于电功和电热的计算，下列说法正确的是（） A．如果是纯电阻电路，电功可用公式W = UIt 计算，也可用公式W = I2Rt计算 B．如果是纯电阻电路，电热可用公式W = I2Rt计算，但不能用公式W = UIt计算 C．如果不是纯电阻电路，电功只能用公式W = IUt 计算，电热只能用Q=I2Rt计算 D．如果不是纯电阻电路，电热可用公式W = I2Rt 计算，也可用公式W = UIt计算
电热
4. 热功率：P热导体在单位时间内发出的热量公式：P热=Q/t=I2R 单位：W kW
纯电阻电路: 电能
W
指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!
→
指转化为内能的那内能部分电能! Q
I2Rt
UIt
=
M
I=U/R
非纯电阻电路: 电能
W
→
说明：欧姆定律不适用于非纯电阻内能+其它形式的能电路！
C．在不是纯电阻的电路中，UI＞I2R
D．焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路
BCD
2、加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为 P ，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为（） A． B． U 2 / r CP C．P 2r /U 2 D．P – P 2r / U 2

(完整版)电功、电热、电功率和热功率(含答案),推荐文档

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 ＝t .U 2R (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 ＝不再成立．UI 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 2B ．U 1＝U 2，Q 1＝Q 2C ．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 2R B.图5U 2R C ．UI D ．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 ＝，故A 、B 错误；而UI －I 2R 为电能转化为其他形U 2R 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 WB ．44 WC ．47 WD ．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 ＝，代入数据得r ＝4 Ω，重新调节R 并使电动机恢复正UI 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 ＝＝ A ＝1 A ；路端电压U ＝E －Ir ＝8 V －1×0.5 V ＝7.5 V ，电源的输P LU L 33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 R 0＝12×1.5 W ＝1.5 W ；电动机的输出功率为2L 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 ＝ A ＝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；P209＋1热＝I2RM ＝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；(3)线圈的电阻．答案　(1)0.6 W (2)6 J (3)5 Ω解析　(1)电动机的输入功率 P 入＝UI ＝3×0.2 W ＝0.6 W.(2)电动机提升重物的机械功率P 机＝F v ＝4× W ＝0.4 W. 根据能量关系P 入＝P 机＋P Q ，得热功率330P Q ＝P 入－P 机＝(0.6－0.4) W ＝0.2 W. 所产生的热量Q ＝P Q t ＝0.2×30 J ＝6 J.(3)根据焦耳定律Q ＝I 2Rt ，得线圈的电阻R ＝＝ Ω＝5 Ω.QI 2t 60.22×30。

电功、电热及电功率的计算

电热水壶
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：

基本电学概念(电荷守恒、电容、电路、带电粒子在电场中的运动)

一、静电的产生1静电产生的方式：摩擦起电，接触起电，感应起电。

（1）摩擦起电：两种不同材料的物体相互摩擦，因为不同物质对电子的吸引力不同，会是两种材料到带电。

如用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电，用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电。

（2）接触起电：一个物体带电时，电荷之间会相互排斥，如果接触另一个导体，电荷会转移到这个导体上，使物体带电，这种方式称为接触起电。

验电器和带电体接触时，正是因为接触起电，带电体的一部分电荷转移到验电器上，实验电器指针张开。

（3）感应起电：由于受附近带电体的影响而出现带电的现象叫做静电感应，利用静电感应使导体带电，叫做感应起电。

2静电的应用（1）静电吸引轻小物体：静电复印、喷漆、除尘等。

（2）静电产生强电场：静电保鲜、静电灭菌、作物种子处理等。

（3）利用静电放电产生的臭氧杀菌消毒等。

二、电荷、电荷守恒1、电荷：自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。

2、元电荷（1）科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，人们把这最小的电荷量叫元电荷，用e表示，现测得e=1.6*10 -19次方C（2）任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍，也就是说电荷量是不能连续变化的物理量。

3、电荷守恒定律大量事实证明：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或从一个物体转移到另一个物体。

在任何转移的过程中，电荷的总量不变。

这个定律叫做电荷守恒定律。

三、库仑定律1、内容：在真空中的两个点电荷的作用力跟他们的电荷量的乘积成正比，跟他们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在他们的连线上。

2、公式：F=k(q1q2)/r平方（式中k=1x10 9次方N*m平方/C平方叫做静电力常量）。

3、使用条件：真空中的点电荷。

4、实验证明：当多个带电体同时存在时，任意两个带电体间的作用规律仍满足库仑定律；任一带电体受说个带电体作用，其所受的静电力的合力，就是这个几个力的矢量和。

误区*对不能看成点电荷的带电体应用库仑定律或场强的计算公式。

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%.。

2022年中考物理专题15 电功、电功率和电热(原卷版)(第1期)

三、计算题
17.（2022·陕西省）如图是某家用电扇的铭牌。
（1）电动机的工作原理是磁场对通电导体有___________的作用；电扇正常工作时，电能主要转化为___________能；
（2）电扇底座与地面总接触面积为，电扇静止时对水平地面的压强是多少？（g取10N/kg）___________
（3）电扇使用事项中明确规定：“禁止用手或其他物体阻挡叶片转动”，这是因为正常工作的电扇，如果叶片被卡住而不转动时，电能将全部转化为内能，很容易烧坏电动机线圈。已知线圈电阻为22Ω，正常工作的电扇叶片被卡住不转时，线圈中的电流为多少___________？若此状态持续1min，则线圈中电流产生的热量是多少？___________
18.（2022·四川自贡）小亮在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，、均是发热电阻（阻值不随温度变化），欲将质量为1kg，初温为的汤加热至，设此汤的比热容为，求：
额定电压
220V
额定功率
低温档
48.4W
高温档
500W
（1）汤需要吸收的热量；
（2）利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要多少时间？
15.（2022·陕西省）如图-1所示电路，电源电压不变，L是额定电压为2.5V的小灯泡，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P在某两点间移动的过程中，电流表A与电压表V1的示数变化关系如图-2所示。当电流表示数为0.2A时，两电压表的示数相等，则电源电压为___________V。小灯泡正常工作时的电流为___________A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为___________Ω，电路的总功率为___________W。
10.（2022·安徽省）如图所示，电源电压保持不变，电阻、。闭合开关，则通电，电阻产生的热量为______ 。

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．。

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。

【最新—中考必备】(苏科版)2014中考复习方案课件：专题八电功电功率电热

方法三：实际加热功率：
2 2 U实 U实（198 V）2 （198 V）2 P 实＝P1 实＋P2 实＝＋＝＋ R1 R2 55 Ω 1210 Ω
＝745.2 W。
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专题八┃电功电功率Байду номын сангаас电热
电热器“多挡”问题
(1)理解“多挡” 电热器工作时将电能转化为内能，俗称热能，根据实际需要往往要设计不同挡位。电热器的高低挡指的是“功率” 不同，电源电压不变，高挡时功率大，电阻小，为单阻或两阻并联；而低挡时功率小，电阻大，为两阻串联或单阻，具体电路如图TZ8－2所示。
40 W；当开关 S、S0 闭合时，电热饮水机处于加热状态，此时 R1 消耗的电功率为： P1＝P 总－P2＝920 W－ 40 W＝880 W，
U2 （220 V）2 则有 R1＝＝＝55 Ω。 P1 880 W
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专题八┃电功电功率电热
(3)方法一：电热饮水机处于加热状态时的总电阻为：
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专题八┃电功电功率电热
电路故障
小灯泡不亮的原因： (1)电路完好灯不亮：滑动变阻器选择了大阻值或滑动变阻器连入的阻值太大，接下来的操作是移动滑片，观察灯泡是否发光。 (2)电路故障灯不亮：灯泡短路或断路，根据电表示数来确定
多测目的
测定值电阻阻值的实验中，多次测量是为了求平均值从而减小误差；而测量小灯泡电阻和实际功率的实验中，多次测量是为了分析变化的普遍规律
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实验结论
电阻一定时，电流与电压成正比
取平均值减小误差，计算电阻值
灯丝电阻随温度升高而增大灯泡两端的电压不同，电功率不同，灯泡两端的电压越高，实际功率越大，灯泡越亮

高二物理焦耳定律(1)

2．电功率（1）定义：单位时间内电流所做的功 W UI 电功率普适公式（2）公式：P t 一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积．（3）意义：电功率表示电流做功的快慢．（4）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）． 1kW＝103W＝106mW=10-3MW
二、电热和热功率
电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程．电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能转化为化学能；电热器把电能转化为热能．在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的功能传给离子，使离子热运动加剧，将电能完全转化为内能．
电能
W UIt 电功：W= UIt 电功率：P=UI
→ 内能+其它形式的能 E其 + Q I＜U/R ＞ I2Rt
电热：Q=I2Rt 热功率：P热=I2R
M
4．电功率和热功率的区别与联系
（1）区别：电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积；热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率．决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积．（2）联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．
(2)、公式:P=Q /t=I2R 热功率普适公式
热功率P等于通电导体中电流 I 的二次方与导体电阻R 的乘积．
(3)、单位：瓦(W) 千瓦(kW)．
纯电阻电路:
指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!

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

中考物理(沪粤版)总复习课件：专题八电功电功率电热

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专题八
电功
电功率
电热
电路故障
灯泡不亮的原因： (1)电路完好灯泡不亮：滑动变阻器选择了大阻值或滑动变阻器连入的阻值太大，接下来的操作是移动滑片，观察灯泡是否发光。 (2)电路故障灯泡不亮：灯泡短路或断路，根据电表示数
来确定
多测目的测定值电阻阻值的实验中，多次测量是为了求平均值从而减小误差；而测量小灯泡电阻和实际功率的实验中，多次测量
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专题八
电功
电功率
电热
电表 (1)量程选择：电压表的量程由被测元件的额定电压或电源电压决问题 U额 P额定；电流表的量程由 I＝或 I＝决定。 R U额 (2)常见问题 ①电表错连：流表并短路生，压表串电路断，柱接反针反偏。 ②电表错测：压表测滑变，两表示数反；压表测电源，其数不改变
表达式 U额 U P 额＝ R0
P 额＝U 额 I 0
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专题八
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单表＋定值电阻＋两开关＋滑动变阻器
①断开 S1、闭合 S2，移动滑片，使电压表示数等于灯泡的额定 P 额＝电压 U 额； U额（U－U额） R0 ②保持滑片位置不变，闭合 S1、断开 S2，记下电压表示数 U ①闭合 S1、断开 S2，移动滑片， P 额＝U 额 U额使电流表示数等于； R0 U额 I － R0 ②保持滑片位置不变，断开 S1、闭合 S2，记下电流表示数 I
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┃要点聚焦┃ 要点1 电学实验梳理
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