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第十八章 电功率
【考点1 电能及其测量】
1．电功与电能的计算
（1）电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端电压，电路中电流和通电时间的乘积；
（2）计算公式：W＝UIt＝UQ＝Pt（适用于所有电路）；
（3）对于纯电阻电路可推导出：W＝I2Rt＝
①串联电路中常用公式：W＝I2Rt；
②并联电路中常用公式：W＝ W1：W2＝R2：R1；
③无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W＝W1+W2+…Wn。
2．电能表
（1）参数的理解
220V：表示电能表应该在220V的电路中使用；
10（20）A：表示该电能表的标定电流是10A，额定最大电流是20A；
50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用；
600revs/kW h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW h的电能，电能表上的转盘转过600圈。
当使用智能电能表时，参数标有1600imp/kW h，它表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW h的电能，电能表上的脉冲灯闪烁1600次。
（2）电能的求法
①测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）；
②测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。
3. 串并联电路电功特点
（1）在串联电路和并联电路中，电流所做的总功等于各用电器电功之和；
（2）串联电路中，各用电器的电功与其电阻成正比，即W1 /W2=R1 /R2；
（3）并联电路中，各用电器的电功与其电阻成反比，即W1 /W2=R2 /R1。
说明：各支路通电时间都相同。
【考点2 电功率】
1．电功率的概念
（1）定义：电流单位时间内所做的功；
（2）物理意义：表示电流做功快慢的物理量，用字母P表示，灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小；
（3）国际单位：瓦特（W）；常用单位：千瓦（kW）。
2．电功率与电能、时间的关系
（1）电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式P＝；
（2）公式在使用时单位要统一，有两种可用：①电功率用瓦（W），电能用焦耳（J），时间用秒（s）；②电功率用千瓦（kW），电能用千瓦时（kW h 度），时间用小时（h）。
3．电功率与电压、电流的关系
（1）在电压相等的情况下，通过灯泡的电流越大，灯泡消耗的电功率越大；
（2）在电流相同的情况，电功率的大小与电压的大小有关，且与电压成正比；
（3）在电压相同的情况，电功率的大小与电流的大小有关，且与电流成正比。
4．电功率的计算
（1）定义式：P＝UI．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。
P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A。
（2）导出式：P＝I2R，P＝。这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
5．额定功率与实际功率
（1）用电器正常工作时的电压叫额定电压；用电器在额定电压下的功率叫额定功率；
（2）用电器实际工作时的电压叫实际电压；用电器在实际电压下的功率叫实际功率。
【考点3 测量小灯泡的电功率实验】
1．实验原理P＝UI
根据P＝UI可知，只要用电压表测出小灯泡两端的电压、用电流表测出通过小灯泡的电流，就可以间接测量出小灯泡的电功率了。为了测量不同电压下的电功率，要用串联滑动变阻器的办法，来控制加在灯泡两端的电压。
2．实验器材：电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器。
3．实验电路：若所用小灯泡的额定电压是2.5V，要测出小灯泡的功率，至少需要两节干电池（3V）作电源，电路图和实物电路图设计如图甲乙所示。
4．实验步骤：
（1）按电路图连接实物图，将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大（右）端；
（2）检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
（3）调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2．SV、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
（4）将实验中记录的数据分别代入P＝UI，算出小灯泡的实际功率，并填入表格中。
5．实验分析
（1）小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮；
（2）灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大；
（3）灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。
【考点4 焦耳定律】
1．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，这个规律叫焦耳定律；
（2）公式：Q＝I2Rt，公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（Ω），通过的时间t的单位要用秒（s）这样，热量Q的单位就是焦耳（J）；
（3）变形公式：Q＝ t，Q＝UI。
2．焦耳定律的计算及其应用
（1）公式：Q＝I2Rt。Q表示电热，单位是焦耳J；I表示电流，单位是安培A；R表示电阻，单位是欧姆Ω；t表示时间，单位是秒s；
（2）推导式：Q＝ t和Q＝UIt；（仅适用于纯电阻电路）
（3）电热与电能的关系：纯电阻电路时Q＝W；非纯电阻电路时Q＜W。
3．电功与电热的综合计算
（1）焦耳定律：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。
（2）定义式：Q＝I2RT。
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。
（4）串并联电路电功特点：
①在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和；
②串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比，即；
③并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即（各支路通电时间都相同）。
【考点5 探究影响电流通过导体时产生热量的因素】
1．实验器材：密闭容器两个，U形管两个、导线若干、不同阻值电阻丝若干、电源。
2．实验装置：
3．实验步骤：
（1）探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系
实验设计：保持电流和通电时间不变，改变电阻。如图甲，把两个不同的电阻串联在电路中。
（2）探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系
实验设计：保持电阻和通电时间不变，改变电流。如图乙，将两个相同的电阻先联，再与另一个电阻串联。
（3）探究电流通过导体产生热量的多少与通电时间的关系
实验设计：保持电阻和电流不变，改变通电时间。
4．实验结论：
（1）在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；
（2）在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的热量越多；
（3）在电阻和通过电阻的电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。

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