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第十八章 电功率
一、 电能
1、电功：
（1）定义：电流所做的功叫电功。电功的符号是
（2）单位： 。电功的常用单位是 （符号 ），俗称 。1kW·h＝ J
（3）公式：①
②
③
④
公式中的物理量：
W——电能——焦耳（J） U——电压——伏特（V） I——电流——安培（A）
t——时间——秒（s） R——电阻——欧姆（Ω） P——功率——瓦特（W）
2、电能的计算
（1）电能表：
测量电功的仪表是电能表（也叫电度表）。下图是一种电能表的表盘。
表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是 ，计数器的最后一位是 ，即1234.5 kW·h。用电能表月底的读数减去月初的读数，就表示这个月所消耗的电能。
“220 V”表示这个电能表的额定电压是220V，应该在220V的电路中使用。
“10（20 A）”表示这个电能表的标定电流为 A，额定最大电流为 A。
“50 Hz”表示这个电能表在50 Hz的交流电中使用；
“600 revs/kW·h”表示
(2)根据转盘转数计算电能或根据电能计算转盘转数时，可以列比例式：
二、 电功率
电功率：
（1）定义：电流在1秒内所做的功叫电功率。
（2）意义：表示消耗电能的 。
（4）单位： （简称 符号 ），常用单位为 （符号 ），1kW＝ W
（5）电功率的定义式：P=
第一种单位：P——电功率——瓦特（W）；W——电功——焦耳（J）；t——通电时间——秒（s）。
第二种单位：P——电功率——千瓦（kW）；W——电功——千瓦时（kW·h）；t——通电时间——小时（h）。
（6）电功率的计算式：
①
②
③
P——电功率——瓦特（W）； U——电压——伏特（V）；
I——电流——安培（A）； R——电阻——欧姆（Ω）。
2、串并联电路电功率特点：在串联电路和并联电路中，总功率等于 ；
3、用电器的额定功率和实际功率
（1）额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。
（2）额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。
（3）额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。
用电器实际工作时的三种情况：
①U实②U实>U额 P实 P额——用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）；
③U实=U额 P实 P额——用电器正常工作。
电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是 V，额定功率是 W。
（4）灯泡的亮度是由 决定的，与额定电压和额定功率无关。
额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越 。
（5）将功率不同的两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率 ；将功率不同的两个灯泡并联，额定功率大的，实际功率 。
4、电功率的测量
方法：（1）功率表
（2）伏安法
三、 测量小灯泡的电功率
伏安法测小灯泡的功率
【实验原理】
【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、 、电流表、 。
【实验电路图】
【实验步骤】
①按电路图连接实物。
②检查无误后，闭合开关。移动滑片，使小灯泡在额定电压下发光，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率。
③调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。
④调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压小于额定电压，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。
【实验表格】
【注意事项】
①接通电源前应将开关处于 状态，将滑动变阻器的阻值调到 ；
②连好电路后要通过 的方法选择电压表和电流表的量程；
③滑动变阻器的作用： ； ；
④不需要计算电功率的平均值。
四、焦耳定律
1、电流的热效应
（1）定义：电流通过导体时电能转化成 ，这个现象叫做电流的热效应。
（2）实验：通过观察 来比较放出热量多少，方法 、 。在实验中我们把 相同的空气密封在左右两边的容器中，研究电热与电阻的关系时，把 不同的电阻丝 。
2、焦耳定律
（1）内容： 。（ 国物理学家 ）
（2）定义式：Q=
（3）其它公式：① ② ③
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）； P——电功率——瓦特（W）； U——电压——伏特（V）。
（4）有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q＝W），这时以下公式均成立Q=UIt, Q=t Q=Pt；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。
3、电热的利用和防止
（1）利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
（2）防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。
参考答案：
一、 电能
1、电功：
（1）定义：电流所做的功叫电功。电功的符号是W
（2）单位： J 。电功的常用单位是 千瓦时 （符号kW·h ），俗称 度 。1kW·h＝ J
（3）公式：① W=UIt
② W=
③
④ W=Pt
公式中的物理量：
W——电能——焦耳（J） U——电压——伏特（V） I——电流——安培（A）
t——时间——秒（s） R——电阻——欧姆（Ω） P——功率——瓦特（W）
2、电能的计算
（1）电能表：
测量电功的仪表是电能表（也叫电度表）。下图是一种电能表的表盘。
表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是 千瓦时 ，计数器的最后一位是 小数 ，即1234.5 kW·h。用电能表月底的读数减去月初的读数，就表示这个月所消耗的电能。
“220 V”表示这个电能表的额定电压是220V，应该在220V的电路中使用。
“10（20 A）”表示这个电能表的标定电流为 10 A，额定最大电流为 20 A。
“50 Hz”表示这个电能表在50 Hz的交流电中使用；
“600 revs/kW·h”表示 每消耗1千瓦时的电能，转盘转过600转
(2)根据转盘转数计算电能或根据电能计算转盘转数时，可以列比例式：
二、 电功率
1、电功率：
（1）定义：电流在1秒内所做的功叫电功率。
（2）意义：表示消耗电能的 快慢 。
（4）单位： 瓦特 （简称 瓦 符号 W ），常用单位为 千瓦 （符号kW ），1kW＝ 1000 W
（5）电功率的定义式：P= W/t
第一种单位：P——电功率——瓦特（W）；W——电功——焦耳（J）；t——通电时间——秒（s）。
第二种单位：P——电功率——千瓦（kW）；W——电功——千瓦时（kW·h）；t——通电时间——小时（h）。
（6）电功率的计算式：
① P=UI
②
③
P——电功率——瓦特（W）； U——电压——伏特（V）；
I——电流——安培（A）； R——电阻——欧姆（Ω）。
2、串并联电路电功率特点：在串联电路和并联电路中，总功率等于 各用电器功率之和 ；
3、用电器的额定功率和实际功率
（1）额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。
（2）额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。
（3）额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。
用电器实际工作时的三种情况：
①U实②U实>U额 P实 ＞ P额——用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）；
③U实=U额 P实 ＝ P额——用电器正常工作。
电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是 220 V，额定功率是 25 W。
（4）灯泡的亮度是由 实际功率 决定的，与额定电压和额定功率无关。
额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越 大 。
（5）将功率不同的两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率 小 ；将功率不同的两个灯泡并联，额定功率大的，实际功率 大 。
4、电功率的测量
方法：（1）功率表
（2）伏安法
三、 测量小灯泡的电功率
伏安法测小灯泡的功率
【实验原理】 P=UI
【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、 滑动变阻器 、电流表、电压表 。
【实验电路图】
【实验步骤】
①按电路图连接实物。
②检查无误后，闭合开关。移动滑片，使小灯泡在额定电压下发光，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率。
③调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。
④调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压小于额定电压，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。
【实验表格】略
【注意事项】
①接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到阻值最大处 ；
②连好电路后要通过试触 的方法选择电压表和电流表的量程；
③滑动变阻器的作用：：改变电路中的电流 ； 保护电路 ；
④不需要计算电功率的平均值。
四、焦耳定律
1、电流的热效应
（1）定义：电流通过导体时电能转化成 内能 ，这个现象叫做电流的热效应。
（2）实验：通过观察液面的高度的变化来比较放出热量多少，方法控制变量 、转换法 。在实验中我们把质量 相同的空气密封在左右两边的容器中，研究电热与电阻的关系时，把 不同的电阻丝串联 。
2、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，跟电阻成正比，跟通电时间成正比 。（ 英 国物理学家焦耳 ）
（2）定义式：Q= I2Rt。
（3）其它公式：①Q=UIt ②Q=t ③Q=Pt
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）； P——电功率——瓦特（W）； U——电压——伏特（V）。
（4）有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q＝W），这时以下公式均成立Q=UIt, Q=t , Q=Pt；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。
3、电热的利用和防止
（1）利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
（2）防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。
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