第15章：电功和电热(1)

第十五章《电功和电热》（第1课时）
【课标要求】
1、会读家用电能表，
2、理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单计算。

3、能区分用电器的额定功率和实际功率。

4、通过实验探究，知道在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比。

一、【自主学习】
1．电功（W ）： 叫电功。

2．电流做功的特点：电流做功时，把 能转化为 。

3．电功的单位：国际单位： 。

常用单位有：度（千瓦时），1度=1 = 焦耳。

4．电能表是测量 的工具。

5．电流做功的多少与 、 和 有关。

电功计算公式： 。

利用W=UIt 计算电功时注意：①式中的W.U.I 和t 是在同一段电路；②计算时单位要统一；③已知任意的三个量都可以求出第四个量。

6．计算电功还可用以下公式：W=I 2Rt ；t R
U W 2= ，W=Pt ；
7．电功率（P ）定义：电流在 。

国际单位有： ；常用单位有： 8计算电功率公式：P= = （式中单位P → ；W → ；t → ；U → ）；I →
9．利用t
W P =计算时单位要统一，①如果W 用焦、t 用 ，则P 的单位是 ；②如果W 用 、t 用 ，则P 的单位是 。

10．计算电功率还可用右公式（只适用于纯电阻电路）：P=I 2R 和P=U 2/R
11．额定电压（U 额）：用电器 的电压。

额定功率（P 额）：用电器在 下的功率。

13．实际电压（U 实）：实际加在用电器两端的电压。

实际功率（P 实）：用电器在 电压下的功率。

以灯为例子： 当U 实> U 额时，则P 实 P 额 ；灯很 ，易 。

当U 实< U 额时，则P 实 P 额；灯很 ，
当U 实= U 额时，则P 实 P 额；灯 。

二、【典型例题分析】 【例1】一个家用电能表的盘面上标有“3000 r ／kW ·h ”字样，它表示每消耗
1kW·h 的电能，电能表的转盘转3000转．若某个电热水器单独使用时，电表转盘在300s 内转了210转，则热水器消耗的电能是 ，这个热水器放出
的热量能使质量为__________的水温度升高10℃．[ 假设没有能量损失，已知：
c 水= 4.2×10 3 J/（kg ·℃）]
【拓展变式】
（2009年娄底市）小明同学在家中拍到一张电能表照片，如
图，他仔细观察照片后，得到下列结论，你认为正确的是
A.电能表的额定功率为2500W
B.电能表的标定电流为5A
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
导学提示 例1考查学生对电能表参数的理解。

【例2】一只标有“PZ220—100”字样的灯泡，求：
（1）正常工作时的电流和灯丝的电阻各是多大？
（2）1KWh 的电能可供标有“PZ220—40”字的灯泡正常工作多少h ？
（3）当通过灯丝的电流为0.2A 时,灯泡的实际功率、额定功率各是多大？
（4）当灯泡两端所加的电压为200V 时，灯泡的实际功率又是多大？
【拓展变式】
两个分别标有“9V3W”和“6V 3W”字样的电灯泡，如果将它们串联在电路中，
使其中一个灯泡恰能正常发光，则加在串联电路两端的电压最大是多少？ 若
将这两个灯泡并联，则干路中的电流最大是多少？
【例3】电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看．它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。

现有一台电动机，当电动机两端加220V 电压时，通过电动机线圈的电流为50A 。

问： （1）每分钟该电动机消耗的电能是多少， （2）已知电流通过导体时产生的热量Q=I2Rt （其中I 、R 和t 分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间），若该电动机线圈的电阻是0.4Ω，则线圈每
分钟产生的热量是多少?
（3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少?
三、【课堂检测】
1. 某家用电器正常工作时的功率约为2kW ，则它可能是( )．
A 电风扇
B ．电视机
C ．空调器
D ．电冰箱
2. 如图所示，设电源电压保持不变，R 是一个定值电阻，在a 、b 两点间接入一个
标有“3V 2W ”功灯泡L 1，它恰能正常发光；若在a 、b 两点间换接入标有“3V
3W ”的灯泡L 2，则该灯泡（ ）
A ．也能正常发光，其消耗的电功率等于2W
B ．也能正常发光，其消耗的电功率等于3W
C ．不能正常发光，其消耗的电功率小于3W
D ．不能正常发光，其消耗的电功率大于3W
3.串联在电路中的两盏灯L 1和L 2的电阻分别为R 1、R 2，若R l >R 2，在相同时间内，电流通过L 1、L 2所做的功分别为W 1、W 2，它们的关系是( )．
A. W l <W 2 B ．W 1=W 2 C ．W 1>W 2 D ．无法确定
4.有一个“12V6W ”的小灯泡，如果接在36V 的电路上，并使它正常发光，必须怎样连接一个多大的电阻才行？这个电阻消耗的电功率又是多少？
5．“6V 3W ”的A 灯和“12V 4W ”B 灯串联后接在电路中，若使其中一盏灯能正常发光，并且另一盏灯又不损坏，则电源的电压不能超过多少？
导学提示 例2考查学生对实际功率和额定功率的理解。

例3考查学生对于纯电阻电路和非纯电阻电路的理解和运用。

四、【课后练习】
1．小明利用电能表测量某一家用电器的电功率.当电路中只有这一个用电器连续工作时，测得在1h 内，消耗的电能为1.2kW ·h,那么这一个用电器是 （ ）
A ．电冰箱
B ．普通白炽灯
C ．彩色电视机
D ．挂壁式空调机
2．如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。

当在ab 间接入"6V 6W"的灯泡时，闭合开关，灯L 恰能正常发光；断开开关，在ab 间换接人一个“6V 4W ”的灯泡后，再闭合开关，下列说法错误的是（ ）
A.灯L 将变亮
B.灯L 将变暗
C.换接的灯可能烧坏
D.电路总功率要小
3．把标有“8V 16W ”的灯泡L 1和“12V 36W ”的灯泡L 2串联后接在电
源两端，其中一只灯泡正常发光，另一只没有达到其额定功率，则（ ）
A ．电源电压为20V
B ．两灯泡的总功率为32W
C ．电路中电流为3A
D ．灯L 2的实际功率小于灯L 1的实际功率
4．下面几个灯泡，都在其额定电压下工作，其中亮度最大的是 ( )．
A.“220V 25W”
B.“110V 40W” C .“36V 60W ” D ．“24V 100W”
5、为了使某电炉消耗的功率减为原来的1/2，下列办法能用的是 ( )．
A ．将电阻减为原来的一半，电压不变
B ．将电压、电阻都减为原来的一半
C ．使电压减为原来的一半，电阻不交 D. 电流减为原来的一半，电阻不变
6、有5Ω和10Ω的两个定值电阻，先将它们串联，后将它们并联接在同一个电源上，则关于它们
两端的电压和消耗的电功率的关系是 ( )
A ．串联时，电压之比是1：2，电功率之比是2：1
B ．串联时，电压之比是2：1，电功率之比是1：2
C ．并联时，电压之比是1：1，电功率之比是2：1
D ．并联时，电压之比是1：1，电功率之比是1：2
7、将标有“6V 3W ”和“6V 2W ”的甲、乙两只小灯泡串联起来，接在电压为6V 的电源两端，接通电路后，以下说法正确的是( )
A.两只小灯泡都不能正常工作，甲灯比乙灯亮
B.两只小灯泡都能正常发光
C.通过乙灯的电流较大 ，所以乙灯较亮
D.两只小灯泡的总功率小于2W
8、标有“6V 3W ”的甲灯和“12V 12W ”的乙灯，并联接在6V 的电源上（假设灯丝的电阻不变），下列说法正确的是( )
A ．甲、乙两灯消耗的电能之比是1:4
B ．甲、乙两灯的电阻之比是1:2
C ．通过甲、乙两灯的电流之比是1:2
D ．甲、乙两灯的实际电功率之比是1:1
9、如图所示，将滑动变阻器滑片P 从某一位置移动到另一位置，则电压表的
示数由8V 变为6V ，电流表示数相应由0.4A 变为0.6A ，那么定值电阻R 0的
电功率改变量为（不计温度对电阻的影响，电源电压保持不变）( )
A ．12W
B ．4W
C ．8W
D ．2W
10、如图所示，小灯泡规格为“6V 3．6W”(灯丝电阻不变)，闭合开关，当滑动
变阻器的滑片P移至a端时，电流表示数为0．6A；当滑片P移至b端时，电
压表示数为4V，则 ( )
A．小灯泡灯丝电阻是6Ω B．电源电压是10V
C．滑动变阻器最大阻值是10Ω D．滑片P位于b端时．滑动变阻器消耗的功率是0．8W 11、学校的路灯经常烧坏，更换十分不便，电工师傅用“挑担灯’’解决了这个问题，即将“220V 100W”和“220V 60W”的甲乙两盏规格相同的白炽灯串联接入照明电路。

上述两盏灯相比较，灯丝较粗的是______灯，两灯工作时，较亮的是_____灯。

(填“甲”或“乙”)
12、灯泡L l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L3标有“220V 25W”的字样，灯L4标有“220 V 60W”的字样，将L3、L4两灯串联接到220V的电路中，灯更亮些。

13、有一种新型节能灯——LED灯，使用这种灯比旧灯泡节能90％，且发出光的颜色会随电压的
变化而变化（见右表）。

（1）根据表中数据，求出当LED灯发出红光时，100s消耗的电能是多少？
（2）把一个LED灯接入如图所示的电路中，已知电源电压为5V且保持不变，电阻R为90Ω。

闭合开关，毫安表（量程更小的电流表）的读数为20ｍA，请你通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光？
14、下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。

求：（1）电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能；
（2）电烤箱在低温档正常工作时，R2的阻值是多少；
（3）假设在用电高峰时，家庭电路实际电压为200V，电烤箱在高温档的实际功率是多少（实际功率计算结果保留到小数点后1位）？。