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必备知识
方法技巧
知识1　电功、电能和电热
一、电能
1.电能的定义:电流所具有的能量称为电能。
2.电能的应用

3.电能的国际单位制单位:焦耳(J);常用单位:kW·h(度),1 kW·h=1度,1 kW·h=3.6×106 J。
4.电能的优越性
⑴电能的来源比较广泛。自然界中存在着各种形式的能,如化学能、水能、风能、太阳能等,这些
能都能较方便地转化为电能,如电池和发电机就是实现这种转化的装置。
⑵电能便于输送。用电线就可以把电能输送到很远的地方,输送电能比输送煤、石油等燃料方便
得多。
⑶电能使用方便。电能能很方便地转化为其他形式的能。
⑷用电器在管理和操作方面比较简单,污染少,有利于环保。
二、电功
1.定义:电功就是电流所做的功,电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,因此,可以认
为电功就是电能转化成其他形式的能的量度。
2.基本公式:W=UIt,在使用时要注意这四个量的单位必须统一,且这四个量必须是同一导体在相应
时间的值。
3.推导公式:W=I2Rt(常用于纯电阻的串联电路)
W=U2t/R(常用于纯电阻的并联电路) W=Pt(力学与电学通用)
注:纯电阻电路是指把电能全部转化成内能的电路,对于纯电阻电路,以上公式都可以用,对于非纯
电阻电路,只能用基本公式,不能用推导公式。
4.单位:电功的国际单位制单位和其他功的单位一样,也是焦耳(J),常用单位是千瓦时,也叫“度”,
用“kW·h”来表示。
5.测量工具:电能表。
三、利用电能表测家庭电路中消耗的电能
1.电能表中几个重要的参数

⑴“220 V”表示这个电能表应该在220伏的电路中使用;
⑵“10(20)A”表示这个电能表的额定电流为10安,短时间内最大电流为20安,电能表工作时的电流不应超过20安;
⑶“2 500 r/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1 kW·h的电能,电能表上的转盘转过
2 500转;
⑷“50 Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。
2.本月底电能表示数-上月底电能表示数=本月消耗电能。
3. =消耗电能(kW·h);
=消耗电能(kW·h)。
四、电热
1.电热的计算
电流通过导体产生的电热Q=I2Rt,纯电阻电路中Q=W=Pt=UIt= t=I2Rt。
2.电热的利用率(热效率)
以电水壶为例,电流通过时产生的热量Q总=W=Pt,而水吸收的热量Q吸知识2　电功率
一、电功率
1.定义:电流在单位时间内做的功。
2.意义:表示电流做功快慢的物理量。
3.基本公式:P=W/t,P=UI。
4.推导公式:P=I2R(常用于纯电阻的串联电路)
P=U2/R(常用于纯电阻的并联电路)
注:纯电阻电路是指把电能全部转化成内能的电路,对于纯电阻电路,以上公式都可以用,对于非纯
电阻电路,只能用基本公式,不能用推导公式。
5.单位:在国际单位制中,电功率的单位是瓦特(W),常用单位还有千瓦(kW)。
二、串、并联电路中功率的规律
串联电路 并联电路
电路图
总功率 P总=P1+P2 P总=P1+P2
各用电器功率关系 = =
三、测量小灯泡的电功率
1.实验原理:P=UI。
2.实验电路图
3.实验器材
电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、开关、导线若干。
4.实验步骤
⑴按设计的电路图连接实物,并设计实验记录表格。
⑵检查电路无误后,将滑动变阻器滑片移至最右端,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,观察电压
表的示数。当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时,停止滑动,并记下电流表的示数。
⑶调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍,观察小灯泡的发光情况,并记
下电压表和电流表的示数。
⑷调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压为额定电压的 ,观察小灯泡的发光情况,并记下电
压表和电流表的示数。
⑸利用公式P=UI分别计算出小灯光的电功率,记录在表格中。
⑹整理实验器材。
5.实验表格
电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡亮度
U实=U额
U实>U额
U实6.实验结论
若U实>U额,则P实>P额,小灯泡较亮;
若U实=U额,则P实=P额,小灯泡正常发光;
若U实四、额定功率和实际功率的区别与联系
1.额定电压:用电器正常工作时的电压,或用电器上标明的电压,常用U额来表示。用电器两端电压
低于额定电压时,用电器不能正常工作;高于额定电压时,用电器易被烧坏。
2.额定功率:用电器在额定电压下工作时的功率叫额定功率,用P额来表示。用电器上所标出的功率
一般为额定功率。
3.实际电压:用电器实际工作时的电压,常用U实来表示。
4.实际功率:用电器实际消耗的电功率,常用P实来表示。
说明:每个用电器的额定电压和额定功率只有一个,而实际电压和实际功率可以有无数个。额定电
压和额定功率与实际电压和实际功率的关系如表。
电压关系 功率关系 用电器工作情况
U实=U额 P实=P额 用电器正常工作
U实U实>U额 P实>P额 用电器不能正常工作,易损坏用电器
方法　多挡位电路的处理技巧
　　通常家用多挡用电器是通过改变开关或连接状态,改变工作电路,从而改变用电器消耗的电功
率,达到改变工作效果的目的。如常见的电饭锅、电热水器处于消耗电功率较大的挡,加热效果明
显。
电热器工作时将电能转化为内能,根据实际需要,往往要设计不同挡位。电热器的高、低挡指的是
“功率”不同。由于电源电压不变,高挡时功率大,电阻小,通常为单个小电阻或两电阻并联;而低
挡时功率小,电阻大,通常为两电阻串联或单个大电阻。
例　小黄家中新购置了一台挂式电热水器,他查看了电热水器说明书后,将电热水器内部电路结构
简化成如图所示电路图,该热水器设有高、中、低三挡,电热丝R1=48.4 Ω,电热丝R2=24.2 Ω,容积为
20 L,使水从20 ℃加热到70 ℃,下列说法不正确的是[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)] (　 )
A.开关S、S1闭合,S2断开,处于低温挡
B.水从20 ℃加热到70 ℃需要吸收的热量为4.2×10 6 J
C.若利用中温挡加热需要4 200 s,则电热转化效率为50%
D.高温挡的加热功率为2 800 W
D
变式　某兴趣小组想要利用风扇、发热电阻等元件,制作一个有低温挡和高温挡的暖风机,设计了
发热部分的两种电路,如图甲、乙所示。
(1)图甲中,当开关S闭合、S1断开时,R1和R2的连接方式是　　　 ,此时处于　　 挡工作状态。
(2)若选用图乙所示电路,电源电压为24伏,想要实现发热电阻R3的电功率为120瓦,则选用R3的阻值
应为多少
(3)按图乙电路制作的暖风机高温挡的总功率为200瓦,在高温挡工作600秒,暖风机所消耗的电能
是多少
串联
低温
1.2×10 5 J 　
4.8Ω　

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