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第十六章 电流做功与电功率
电功率与焦耳定律
一、电能与电功
1、电能（能量的符号：E）
（1）单位：焦耳（J）、千瓦时（kW·h）（度）
1kW·h＝1×103W×3600s＝3.6×106J
（2）电能的优势（相对于其他形式的能量）
①来源广泛：水力发电、火力发电、风力发电……
②使用方便：连接电路、闭合开关；
③传输方便：导线传输，无需运载工具。
2、电能表：测量电功的仪表
（1）表上数据：（以下图电能表为例）
①220V：额定电压220V，电能表在220V交流电路中工作（中国，家庭电路电压220V）；
②10（20）A：
10A：标定电流为10A；
20A：额定最大电流，超过额定最大电流，电能表测量不准确。
③50Hz：电能表在50Hz交流电路中使用；
④转速2500r/kW·h：电路中每消耗1kW·h电能，转盘旋转2500圈（转）；
※2500imp/kW·h：每消耗1kW·h，指示灯闪烁2500次；
（2）关于电能表的计算：
①如图电表读数：7831.6kW·h。
a：最后一位数字是小数；
b：一次读数，表示：从电能表安装开始，到读数时为止，电路消耗总电能；
c：两次读数差，表示：某一段时间电路消耗电能。
②根据电能表转速，计算消耗电能
找到电能表上转速N，数某段时间转的圈数n，求电路消耗的电能，公式：
③利用电能表，测量某用电器的电功率P：
关闭电路中所有其他用电器，只让这一用电器通电。掐表记录时间t，电能表转的圈数为n，用上面②中公式，计算出W，则该用电器电功率
3、电功（功的符号：W）
（1）定义：电流做的功；
（2）公式：
纯电阻：把电能转化为内能，例如电阻丝、
（3）单位：焦耳、焦（J）
单位组合（对照公式）：1J＝1V·A·s＝1W·s
（4）电路中，电流做了多少功，则电路就消耗了多少电能。E（电能）＝W（电功）
二、电功率
1、定义
表示电流做功快慢，等于单位时间内电流做功的多少。
2、公式
＃不能说“P与W成正比，跟t成反比”，P、W、t三个量之间的关系，不能直接说“W越大，P越大”。
3、单位
瓦特、瓦（W）
组合单位：1W＝1J/s=1V·A
※注意：字母W作为物理量，表示电功；作为单位，表示电功率的单位——瓦特。
4、常见用电器电功率估测
功率 电流估测 （家用电器U＝220V,） 用电器
1000W 空调、微波炉、电炉、电热水器
800W 吸尘器
500W 电吹风机、电熨斗、洗衣机
200W 电视机、电子计算机
100W 电冰箱、电扇
＜1W （不接家庭电路，U≠220V） 手电筒、计算器、电子表
三、测量小灯泡电功率实验
1、原理
2、电路图
3、要点
（1）滑动变阻器的作用
①保护电路，闭合开关前，滑动变阻器处于最大值
②改变小灯泡两端电压
（2）U实调节范围：0.8U额～1.2U额
（3）多次实验目的
对比实际功率与额定功率的区别（不可求平均值）
4、实验数据
灯泡规格 电压表示数U/V 电流表示数I/A 灯泡亮度 灯泡功率P/W
额定电压 2 0.4 0.8
2.5 0.5 1.25
3 0.6 1.8
小灯泡的亮度取决于实际功率。
四、焦耳定律
1、电流热效应
电流通过导体时，电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。
2、探究电流热效应影响因素的实验（焦耳定律实验）
实验方法：①控制变量法 ②转换法
方案A
（1）实验器材
①装有等量空气的两个完全相同的密闭容器
②装有等量液体的两个“U”形管（形和型没有区别，课本上用的是形）
（2）要点
①利用气体的热胀冷缩改变“U”形管页面高度
②用U形管页面高度表示发热的多少
③此实验可以探究热量与时间的关系（加热时间越长，液面越高）
方案B
（1）实验器材
①装有等量煤油的两个完全相同的烧瓶
②两个相同的温度计
（2）要点
用温度计的示数表示发热的多少
实验结论：
（1）在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
（2）在通电时间一定、电阻相同的情况下，通过电流大时，产生的热量多。
（3）在电阻相同，电流相等的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。
3、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，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
辨析：焦耳定律专门用来计算电能转化为内能的部分
（2）公式
单位Q——热量——焦耳（J）；
I——电流——安培（A）；
R——电阻——欧姆（Ω）；
t——通电时间——秒（s）
（3）电功和电热
①区别和联系
a.电功表示的是用电器在一段时间内消耗的总电能
b.电热表示的是用电器在一段时间内将电能转化为内能的部分
c.当用电器为纯电阻时，用电器将电能仅仅转化为内能，此时电功等于电热
②典例
纯电阻：各种电阻器、电饭煲、电阻丝取暖器、白炽灯等
电能（W） 内能（Q） W=Q
非纯电阻：电动机、LED灯
机械能（E）
电能（W） W=E+Q
内能（Q）
电动机机械效率
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