第十五章 电能与电功率
15.1 电能与电功
一、电功：
1、定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。
2、实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，或者说就消耗了多少电能。 3、计算公式：W=UIt 或者W=Pt（适用于所有电路）
4、单位：国际单位是焦耳（J），常用单位是度（kwh） ；换算关系：1 kw·h=3.6×106J
5、不过用电器是串联还是并联，计算电路中的总电功的方法：（1）总电功等于每个用电器的电功之和,即用W总=W1+W2+„计算。（2）用W总=P总t或W总=U总I总t计算。 6、电功的测量：
（1）测量电路中所有用电器在一段时间内所做的电功（或者一段时间内测量消耗的电能）仪表是电能表，要求安装在家庭电路的干路上。
（2）电能表上标有的“220V”“5A”分别表示：电能表额定电压220V；允许通过的最大电流是5A；还可以根据P=UI计算出接在该电能表上的用电器同时使用的最大功率是1100W。标有的“3000R/kwh”表示每消耗一度电电能表转盘转3000转。
（3）电能表的读数：①测量较大电功时用刻度盘读数，最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。如：电能表月初和月底的示数分别是
3 2 4 6 8 3 2 6 5 4
（4） 这个月用电18.6度合6.696×107J 。 ②测量较小电功时，用表盘转数读数。如某用电器单独工作时，电能表（3000R/kw·h）
在10分钟内转36转，则10分钟内电器消耗的电能是4.32×104
J（提示可以把3000R/kw·h 理解成1 kw·h=3000转，则1转＝（1/3000）kw·h,如转10转则消耗电能W＝10×（1/3000）kw·h，然后再换算W＝10×（1/3000）×3.6×106J＝1.2×104J）
巩固练习： 1、我国照明电路的电压为 _______ 伏，家用电器之间是 ________的(选填“并联”或“串联”)，家庭消耗的电能是用_________表来测量的。 2、在物理学中“千瓦时”是下列哪个物理量的单位（ ） A． 电压 B．电阻 C．电功 D．电功率
3、下列仪器、仪表中，可以直接测量电功的是（ ）
A．电流表 B．电压表 C．电能表 D．测电笔
4．串联在电路中的两盏灯L1和L2，已知L1的电阻比L2的电阻大，则 灯两端电
第1页 共2页 压大，相同时间内， 灯消耗的电能多， 灯更亮些；若将它们并联在电路中，通过 灯中的电流大些，相同时间内电流通过 灯做功多些， 灯更亮一些。
5．关于电功，下列说法中正确的是（ ） A．用电器通电的时间越长，电流做的功一定越多。 B．通过用电器的电流越大，电流做的功一定越多。 C．用电器两端的电压越大，电流做的功一定越多。 D．用电器消耗的电能越大，电流做的功一定越多。 6．某电炉的电阻是48.4Ω，接到220V的电路中，通电5min ,电流做了多少J的功？
7．一个小电动机接在6V的电源上，通电1min电流做功180J。求通过电动机的电流是多大？
15.2 认识电功率
电功率：
1、定义：电流在单位时间内所做的功叫电功率。其物理意义：表示电流做功快慢的物理量。
2、国际单位是W ，还有一个单位是kw，电功率的计算公式：P=UI=W/t（适用于所有电路）此外还有两个常用公式：P=I2R和P=U2/R 3、使用Ｐ＝Ｗ/ t 、W=Pt或t=W/P时，其中的物理量“P、W、t”分别选用“W、J、s”三个单位或分别选用 “kw、 kw·h、h” 三个单位。
巩固练习：
1．电功率反映了 （ ）
A．电流做功的多少 B．电流做功的快慢 C．电流的强弱 D．用电器电阻大小
2．某用电器的电功率为100W,它的物理意义是_________________________。 3．一盏电灯25h耗电1kW·h，这盏电灯的功率是________W。
4．某照明灯额定电压是36V，正常发光时灯丝电阻为24Ω，则照明灯的额定电流是 A。
15.3怎样使用电器正常工作
一、额定功率和实际功率： （1）额定电压指用电器正常工作时的电压。额定功率指用电器在额定电压下的功率。利用它们可以计算用电器的额定电流和电阻，公式分别是：I额=P额/U额和R=U2额/P额 （2）根据R=U2额/P额可知额定电压相同的灯泡，额定功率大的灯丝电阻小，形状粗而短，额定功率小的电阻大，形状细而长。不过要注意灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率。
（3）有时需要计算用电器的额定功率，通常用P2额=U额I额或者P额=U额/R计算。 （3）有时需要计算用电器的实际功率：用电器在不同电压下工作时，通常认为它的
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电阻不变，先要根据用电器的额定电压和额定功率计算它的电阻，然后根据公式P实=U2实/R计算实际功率。如果能知道用电器实际工作的电压和电流，也可以用P实=U实I实计算实际功率。
（4）当U实 =U额时，P实=P额 用电器正常工作，当U实＜U额 时，P实＜P额 用电器不能正
常工作，当U实 > U额 P实 > P额 长期使用影响用电器寿命或用电器烧坏。
二、用伏安法测灯泡的额定功率的原理是：P=UI ；电路图是：
巩固练习：
1.把标有“PZ220V 100W”的甲灯和“PZ220V 15W”的乙灯相比较，下列说法中正确的是（ ）
A．甲灯丝较细，正常发光的电流较小 B．甲灯丝较粗，正常发光的电流较大 C．乙灯丝较细，正常发光的电流较大 D．乙灯丝较粗，正常发光的电流较小 2.一只标有“220V 25W”的灯泡，其中“220V”表示该灯的 ，“25W”表示该灯的 。1度电能供该灯正常工作 小时。
3.现有“220V 40W”、“110V 40W”和“36V 40W”的三个电灯，分别在额定电压下工作，则（ ）
A．“220V 40W”的电灯最亮 B．“110V 40W”的电灯最亮 C．“36V 40W”的电灯最亮 D．三盏电灯一样亮
4.小光做“测量小灯泡额定电功率”的实验，如图18所示是实验所用到的器材。小灯泡额定电压为2.5V。
图18
(1)、用笔画线代替导线，将还没有连接的实验器材按需要连接完整。
(2)、完成电路连接并闭合开关后，小光发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压(3v)，出现故障的可能原因是 (填字母代号)
A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．电压表短路 D．电流表断路 (3)、排除电路故障后，闭合开关，电表读数如图18甲、乙，则电压表的示数是 V，电流表的示数是 A。 (4)、若他想测量小灯泡的额定功率，应将图18中的变阻器滑片P向 端（填“A”或“B”）移动，使电压表的示数为2.5V，此时电流表的读数为0.25A，则小灯泡的额定功率是 ，此时灯泡的电阻为 。
15.4探究焦耳定律
电流的热效应与电阻的关系探究实验
第3页 共4页 1、实验原理：根据煤油在玻璃管里上升的高度判断电流产生的热量（此乃转化法）。选用煤油的目的：一方面它是绝缘体；另一方面煤油的比热容小，在相同条件下吸热，温度升高的快。
2、实验中为了控制电流相等，可以将两根电阻丝串联，结论：在电流一定时，导体发热的功率与电阻成正比；用公式P=I2R表示。实验中为了控制电压相等，可以将两根电阻丝并联，结论：在电压一定时，导体发热的功率与电阻成反比；用公式P=U2/R表示。 3、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。公式是：Q=I2Rt
4、应用——电热器：利用电流的热效应而制成的发热设备。
巩固练习：
1.一根100Ω的电阻丝通过的电流是2A，它的电功率是___W ，通电1min时产生的热量是_______J。
2.电阻R1、R2串联在电路中，R1=4，R2=6，则P1:P2=_____。 Q1:Q2=______。
3.现有甲乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞R2，分别接入电源电压220V的电路中，相同时间内，它们发热情况是（ ）
A 、甲放热多 B 、乙放热多 C 、同样多 D、无法判断 4.将一台“220V 100W”的电风扇，一个”220V 100W”的充电器，一把“220V 100W”的电烙铁分别接在220V的电源上，在相同时间内，电流通过他们时发热功率最大的是 （ ）
A 电烙铁 B 充电器 C 电风扇 D 一样多
5.一台直流电动机，线圈电阻为0.5Ω，接在12V的电源上，通过它的电流为2A，这台电动机工作1min消耗多少电能？有多少热量产生？
6.如图所示是探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验装置。
（1）为了方便比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入质量 （选填“相等”或“不等”）的 （选填“同种”或“不同”）液体。 （2）实验中通过观察 来比较电流产生的热量的多少。 （3）两电阻丝的连接方式是 ，控制 相等，选用的两电阻丝的阻值应 。 （4）实验结论是 。 （5）该实验装置还可以研究通电时间一定时电流通过导体产生的热量与 的关系。
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第十五章 电能与电功率测试题
15.1电功和电功
1．小明家中的电能表5月初的示数如图所示，5月份交 了48.4元的电费，若每度电的价格是0.8元，则小明家
KWh 0 0 1 8 5 5月底电能表的示数应为 ，根据 电能表的铭牌，你还能读到哪些信息？请写出其中的两条： 220V 10A 50H （1） ； 3000/KWh NO.1866711 （2） 。
2．电流做功的过程中，伴随着电能向 的转化，电流通过电灯泡时做了1080J
的功，说明消耗了 J的电能，转化成了 能和 能。
3．串联在电路中的两盏灯L1和L2，已知L1的电阻比L2的电阻大，则 灯两端电压大，相同时间内， 灯消耗的电能多， 灯更亮些；若将它们并联在电路中，通过 灯中的电流大些，相同时间内电流通过 灯做功多些， 灯更亮一些。 4．关于电功，下列说法中正确的是 （ ）A．用电器通电的时间越长，电流做的功一定越多。 B．通过用电器的电流越大，电流做的功一定越多。 C．用电器两端的电压越大，电流做的功一定越多。 D．用电器消耗的电能越大，电流做的功一定越多。 5．已知R1：R2＝2：3，将它们串联接到电路中，相同时间内消耗电能之比为（ ）A．3：2 B．2：5 C．3：5 D．2：3 6．某电炉的电阻是48.4Ω，接到220V的电路中，通电5min ,电流做了多少J的功？
7．R1＝6Ω、R2＝12Ω，并联后接到12V的电源上，求：（1）1min内电流通过R1所做的功。（2）通电多长时间，整个电路消耗10800J的电能？
15.2 认识电功率
1．下列关于电功率的说法中正确的是（ ） A．电功率是表示电流做功多少的物理量 B．电功率是表示电流做功效率高低的物理量
第5页 共6页 C．电功率是反映电流做功的快慢程度的物理量 D．电功率是反映电能转化为其他形式能的物理量 2．接在电路中的两个用电器，电功率大的（ ） A．消耗的电能一定多 B．通过的电流一定大 C．电流做功一定快 D．两端的电压一定大
3．两个电阻R1>R2，分别用P1和P2表示它们的电功率，下列说法中正确的是（ ） A．当电阻丝R1和R2串联接入电路中时，电功率P1 D．电功率P1 可能小于P2也可能大于P2 4．把10Ω和20Ω的两个电阻串联接在12V的电源上，它们消耗的电功率之比为 （ ） A．1：2 B．2：1 C．1：1 D．1：4 5．某用电器的电功率为100W，它工作1h消耗的电能是 KWh；另一个用电器工作40h，消耗的电能是1KWh，则它的功率是 W。 6．某灯泡接在220V的电路中时，消耗的电功率是40W，求： (1)通过灯丝的电流是多大？ (2)灯丝的电阻是多少？ (3)工作10min，消耗电能多少J？ 7．把R1＝2Ω的电阻和R2＝4Ω电阻串联后接在电源上，已知R1两端的电压是1V。求： （1）电源电压 （2）电阻R1消耗的电功率 （3）5min内电流通过R2所做的电功。 15.3怎样使用电器正常工作 1．一只标有“220V 25W”的灯泡，其中“220V”表示该灯 。“25W”表示该灯的 ；1KWh电能可供该灯正常工作 h。 2．一只标有“220V 1500W”的电炉接在220V的电路上，1h要消耗 KWh的电能，通过的是电流是 A，1s内电流做功 J。 3.白炽灯的亮度决定于它的（ ） A．额定功率的大小 B．实际功率的大小 C．灯泡两端电压的大小 D．灯泡中通过电流的大小 4．灯泡L1和L2分别标有“220V 40W”和“220V 60W”的字样，它们中 的电阻大些，若灯丝的长度相同， 灯丝粗些。 5．灯泡L1和L2分别标有“220V 25W”和“220V 15W”的字样，若两灯泡串联起来， 第6页 共6页 接在家庭电路中，则两灯的电压之比是 ，通过的电流之比是 ，消耗的实际功率之比是 ，较亮的灯是 。 6．有一电灯泡，它的额定电压是6V，当加在它两端的电压是4V时，通过通过灯泡的电流是0.2A，求： （1）灯泡的额定功率是多大？ （2）当加在灯泡两端的电压为5V时，灯泡的实际功率是多少？ 7.要使标有“9V 9W”字样的灯泡实际功率为2.25W，则它两端的实际电压应为多大？ 8．一只标有“24V 40W”的灯泡接在36V的电源上，要使它正常发光，还要串联一个多大的电阻？此电阻消耗的电功率多大？此电路工作5min消耗多少电能？ 9．将一只标有“6V 6W”的灯泡接到电源上，测得灯泡的实际功率为1.5W，求： （1）灯泡的电阻是多大？ （2）电源电压是多大？ 15.4 探究焦耳定律 1．把两根电热丝串联接到电源上，发出热量较多的一定是（ ） A．通过电流较大的 B．两端电压较大的 C．电阻较小的 D．以上三个都对 2．电熨斗通电一段时间后，熨斗面很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这是因为（ ） A．导线的电阻远小于熨斗的电阻，导线消耗的电能很少 B．通过导线的电流远小于通过熨斗的电流 C．导线的散热比熨斗快 D．导线外有绝缘皮隔热 4．有额定电压、额定电功率均相同的电风扇、电烙铁、日光灯，各自在额定电压下正常工作相同的时间，比较它们产生热量的多少，结果是（ ） A．一样多 B．电风扇最多 C．电烙铁最多 D．日光灯最多 第7页 共8页 5．将阻值为4Ω的电热丝接入电路中，通过的电流为1A，在0.5min内产生的热量是 J。 6．一种家用电熨斗的规格为“220V 800W”。这种电熨斗内部电热丝的电阻是 Ω，在额定电压下工作10min产生 J的热量。 7．某电热杯中有甲、乙两根电热丝，只将甲电热丝接到电源上时，烧开一杯水需要12min，只将乙电热丝接到电源上时，烧开同样的一杯水需18min，若将它们串联接到电源上时，烧开同样的一杯水需 min。若将甲、乙并联起来接到电源上时，烧开同样的一杯水需要 min 。(设电源电压不变，不计热量损失) 8．有一电水壶的规格“220V 1000W”，该电水壶正常工作时，内部电热丝的电阻多大？在额定电压下把1Kg20℃的水烧开需要多长时间？（不计热损失） 实验题 9.芳芳自从学习电学知识后，对家里的用电器非常感兴趣，想自制一只台灯，她去商店选购了一只标号是“36V 36W”的灯泡，回到家后在着手安装时，突然想起家庭电路的电压是220V，于是她在买回的灯泡包装盒内寻找说明书，但没有找到，却发现了一只配件. （1）芳芳想知道配件的作用及有关它的性能参数（如额定功率、额定电流、电阻等），于是设计了如图12所示的电路图和记录数据的表格，请你根据电路图帮助他把实物图连接完整.注意在连接电路时开关 ，滑动变阻器要调到 的位置。 （2）芳芳 在正确连接完电路后，将测得的实验数据记录在下列表格中，根据实验数据能够知道配件的性能参数是 （只要求写出一个参数及其数值）. （3）芳芳利用“36V 36W”的灯泡和配件制成了一只台灯，请你在虚线框内画出这只台灯的电路图，并说明配件在电路中所起的主要作用是什么 第8页 共8页 答： .】 10.安娜同学想利用图15所给实验器材 “测定小灯泡的额定功率”，已知电源电压为 6V，小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω． 1 2 0 0.2 0.4 3 0 0.6 A A B 0.6 3 图16 （1）电路连接中有一处明显错误，请你在错误处打“×”，并在原图中画出正确的电路连线。 （2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数为2.4V；继续移动滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为3.8V，此时电流表的示数如图16所示为 A，小灯泡的额定功率是 W． 11.小红用一只标有2.5V字样的小灯泡练习测定小灯泡的电功率。 P 0.6 3 3 15 + （1）小红完成的电路连接如图所示，闭合开关前滑动变阻的滑片P应置于 （选 填“左”或“右”）端； （2）小红闭合开关，发现灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，任意移动滑 动变阻器的滑片，电压表示数不变。经检查电路连接无误，且导线无接触不良之处，产生这种故障原因是 。 （3）排除故障后，为测定小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器的滑片使得电压 表示数为 V。 （4）小红还想利用上述实验装置测量一段电炉丝的电阻Rx，可是连接电路时发现电流表已烧坏，原电路不能使用。请你利用现有器材（电压未知的电源、量程合适的电 第9页 共10页 压表、最大阻值已知为R0的滑动变阻器、开关各一个，导线若干），帮助设计一个不用改变电压表位置就能测出这段电炉丝电阻的电路。把你设计的实验电路图画在虚线框内（电炉丝的符号用电阻的符号表示）， （5）你的主要实验过程及测量的物理量 是 ；计算电炉丝电阻的表达式是： 图11 Rx＝ 。 12.在“探究影响电流做功多少的因素”活动中，同学们设计了如图甲、乙、丙三个 电路。 S S A L1 S P L2 P AL1 1 L2 V A2 V1 V2 甲 乙 丙 ⑴经过讨论，认为不应该选择图甲电路，原因是 ． ⑵为研究电流做功与电压的关系，应该选择图 所示的电路． ⑶利用图丙电路研究某问题，当闭合开关后，发现两灯都不亮，电压表V1有示数，电 压表V2无示数，则电路发生的故障是 ． ⑷学习电功率知识后，小明想测灯泡的额定功率，将标有“12V 6W”灯泡L1和“6V 4W”灯泡L2按图丙电路连接，再接入电流表．经分析，能测出灯泡 的额定功率． 第10页 共10页 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容