电功与电功率概念解析

电功与电功率

知识概述：

1、电功及其计算

2、电功率及其计算

3、焦耳定律与电热作用

知识讲解

1、电功

1）电功的公式.W＝UIt

2）必须明确电功公式中各物理量之间的对应关系，即公式中的电功W、电压U、电流强度I、时间t 都是指同一段电路或同一用电器而言。

3）能综合运用学过的知识解决简单的电功问题。由于初中阶段研究的都是纯电阻电路，所以结合欧姆

定律，电功公式还可写为：W＝I2Rt、W＝

4）分析电路中用电器做功多少，首先要搞清用电器的连接方法，结合串、并联电路各自的特点具体分析。

2、电功率

1．）掌握电功率的概念。电功率和机械功率都是表示做功快慢的物理量，只不过电功率是表示电流做功快慢的物理量。

（1）通过电功率的定义P＝W/t推导出计算式P＝UI，式中P、U、I是指同一段电路（或同一个用电器）。

（2）由于初中研究的都是纯电阻电路，所以结合欧姆定律，电功率公式还可写作P＝I2R和P＝U2/R。

当比较串联电路中两电阻的电功率时，因为电流相等，一般使用P＝I2R较方便，而在并联电路中，由于各支两端的电压相等，运用P＝U2/R比较方便。

2．）用电器的额定电压、额定功率和实际电压：

用电器的额定电压与额定功率是指用电器铭牌上标的电压值和功率值，是指用电器正常工作时的电压与电功率。

用电器在电路中工作时，两端所加的电压叫实际电压，此时的功率叫实际功率。

额定电压和额定功率对于一个确定的用电器是唯一的，而用电器的实际电压可能等于额定电压，也可能不等于额定电压，所以对应的实际功率也很多，只有当用电器的实际电压等于额定电压时，它的实际功率才等于额定功率。

灯泡的亮度取决于灯泡实际消耗的电功率。

3、电功率的计算

要提高运用电功率知识解决问题的能力应明确下列两个问题。

1．）电功率随电压的增高而增大。在不考虑温度对电阻的影响时，对于一个确定的用电器来说电阻是不变的，根据欧姆定律I＝U/R，用电器两端电压增高时，通过它的电流也增大，根据P=UI，所以，用电器的电功率也增大。

2．）明确电功率在串、并联电路中的规律。（1）在串联电路中，电阻越大，电功率越大，即串联电路中的电功率与电阻成正比。（2）在并联电路中，电阻越小，电功率越大，即在并联电路中电功率与电阻成反比。

无论是串联电路还是并联电路消耗的总功率都等于各用电器电功率之和。

4、焦耳定律

1）焦耳定律是实验定律，它是经过大量实验总结出来的。

2）焦耳定律反映了电流热效应的规律，是能量转化和守恒定律在电能和内能转化中的体现。

3）由公式Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量和电流强度I、电阻R、通电时间t有关，又因为产生的热量跟导体中电流强度的平方成正比，所以，电流强度大小的变化对产生热量多少影响更大。

4）运用公式Q=I2Rt解决问题时，电流强度I的单位是安，电阻R的单位是欧，时间t的单位是秒，热量Q的单位才是焦耳，即各物理量代入公式前应该先统一单位。

5）用电功公式和欧姆定律推导焦耳定律公式的前提是电能全部转化为内能。因为电能还可能同时转化为其他形式的能，所以只有电流所做的功全用来产生热量，才有Q＝W＝UIt或Q＝W＝U2t/R才成立。

5、电热的作用

1）电热器的原理是电流的热效应，它表现的是电流通过导体都要发热的现象，在这一现象中产生热量的多少可运用焦耳定律计算。

2）发热体是电热器的主要组成部分，它的作用是将电能转变为内能供人类使用。

例题解析：

例1、加在导体两端的电压为6V，30s内电流通过导体做功72J，则通过导体的电流多大？这段时间内通过该导体某截面的电量是多少？

分析与解：已知W、U、t，所以可以通过W=UIt就可以求出电流I，再由I=Q/t，即可求得电量Q=It。

解：由W=UIt得：I=W/（Ut）= .

由I=Q/t得：Q=It=0.4A×30S=12库.

答：通过导体的电流是0.4A，通过截面的电量是12库。

例2、有两个电阻，R1=4欧，R2=6欧，先把它们串联起来接在6伏电池组的两极间，求：每分钟电流通过各个电阻所做的功和整个电路的总功，再把它们并联起来接在6伏电池组的两极间，求：每分钟电流通过每个电阻所做的功和整个并联电路的总功。

分析与解：在求电功时，一般根据公式W=UIt，只要我们能知道所求电路（或用电器）的I、U和t，

即可应用电功公式求出W，在此题的串联电路中，时间已知，我们可利用欧姆定律求出串联电路中两电阻的电流和各自两端的电压，再代入公式求电功；而并联电路中，由于各电阻两端的电压都相等，所以只要求出各自通过的电流即可代入公式求电功。

解法一：串联电路中的电流：。

所以，I1=I2=0.6安

U1=IR1=0.6安×4欧=2.4伏

U2=IR2=0.6安×6欧=3.6伏

根据电功公式W=UIt

W1=U1It=2.4伏×0.6安×60秒=86.4焦

W2=U2It=3.6伏×0.6安×60秒=129.6焦

W总=UIt=6伏×0.6安×60秒=216焦（或W总=W1+W2=86.4焦+129.6焦=216焦）

在并联电路中，U1=U2=U=6伏.

所以I1=U/R1=6伏/4欧=1.5安,I2= U/R1=6伏/6欧=1安

W`1=UI2t=6伏×1.5安×60秒=540焦

W`2=UI2t=6伏×1安×60秒=360焦

W`总=UIt=U(I1+I2)t=6伏×（1.5安+1安）×60秒=900焦

解题时要注意到各种电路的特点，灵活运用电功公式的变形式，可使解题过程简化，因为该例题属于纯电阻电路，我们可以应用W=I2Rt或W=U2t/R求得电功。

解法二：如串联电路中求出电流后

W1=I2R1t=(0.6安)2×4欧×60秒=86.4焦

W2=I2R2t=(0.6安)2×6欧×60秒=129.6焦

W=I2Rt=I2(R1+R2)t=IR1t+I2R2t=W1+W2=86.4焦+129.6焦=216焦