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（16）电功率
电能的产生：由其他形式的能转化而来。
电能的利用：通过用电器将电能转化为其他形式的能。
单位：国际单位制中的单位是焦耳（J）。
常用单位：千瓦时（kW·h），俗称“度”。
换算关系：1度 = 1 kW·h = 3.6×106 J。
电能的计量工具——电能表
（1）作用：测量用电器在一段时间内消耗的电能。
（2）计量电能的方法：电能表计数器上前后两次示数之差就是某段时间内消耗的电能，即 W=W末-W初。注意：电能表中计数器示数的最后一位为小数点后一位。（如图甲所示）
（3）电能表铭牌上（如图乙所示）重要参数的理解：
220V：电能表应该接在220 V的电路中使用。
10（40）A：电能表的标定电流是10 A，额定最大电流是40 A。
50 Hz：电能表应该在频率为50 Hz的交流电路中使用。
3000 imp/(kW·h)：接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电能表上的指示灯闪烁3000下；3000 r/(kW·h)：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3000转。
（4）种类：机械电能表、电子式电能表、IC卡电能表等。
定义：电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程，有多少电能发生了转化，就说电流做了多少功，即电功（electric work）是多少，电功符号表示为 W。
单位：焦耳（J）。
实质：电流做功的过程，实际是电能转化为其他形式能（消耗电能）的过程。
做功形式：电流通过各种用电器使用电器转动、发热、发光、发声等。
电功计算：（适用于所有电路）。
推导公式：（适用于纯电阻电路）
（1）电功率的物理意义：表示电流做功的快慢。
（2）电功率的单位：国际单位制中的单位是瓦特，简称瓦，用符号W表示
常用单位：千瓦（kW），1 kW = 103 W
（3）定义式：；普适公式：；纯电阻电路公式：和
（4）测量方法：测量出用电器两端的电压和通过该用电器的电流，用公式 P=UI计算
额定电压、额定电流、额定功率、实际电压和实际功率
概念 说明
额定电压 用电器正常工作时的电压 用电器上标明的电压值就是额定电压，通常用U额表示
额定电流 用电器在额定电压下工作时的电流 用电器上标明的电流值就是额定电流，通常用I额表示
额定功率 用电器在额定电压下工作时的电功率 用电器上标明的功率值就是额定功率，通常用P额表示
实际电压 用电器实际工作时的电压 与额定电压可能相等也可能不相等，通常用 U 来表示
实际功率 用电器在实际电压下工作时的电功率 与额定功率可能相等也可能不相等，通常用 P 来表示
用电器的电压和电功率关系
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额 P实 < P额 用电器不能正常工作
U实 > U额 P实 > P额 易损坏用电器
【注意】一个用电器消耗电能的快慢取决于它的实际功率的大小。
（1）串联电路总功率
串联电路的总功率等于各串联用电器的电功率之和，即。
（2）并联电路的总功率
并联电路的总功率等于各并联用电器的电功率之和，即。
（3）串联电路电功率的分配
纯电阻串联电路中，各电阻消耗的电功率与其阻值成正比，即。
（4）并联电路电功率的分配
纯电阻并联电路中，各电阻消耗的电功率与其阻值成反比，即。
（1）原理：通过改变总电阻R的大小来改变用电器的电功率P。
根据，U不变，R最小→P最大→高温挡；R最大→P最小→低温挡。
（2）常见用电器举例
电路图 （短路式） （并联式） （单刀双掷开关）
低温档 只闭合S，两电阻串联， 只闭合S、S2，只有接入电路， S1断开，S2接 b，、串联，
中温档 无 只闭合S、S1，只有接入电路， 闭合S1，S2接b，只有接入电路，
高温档 闭合S、S0，只有接入电路， S、S1、S2都闭合时，、并联， 闭合S1，S2接a，、并联，
电功率可以使用电力监测仪直接测量，还可以通过测量用电器两端的电压和通过用电器的电流，由电功率公式 P = UI 计算得出。
电能表可以用来测量用电器的电功率。
待测用电器的电功率表达式。其中 N 表示用电器消耗1 kW·h的电能，电能表转盘转过的圈数；n为时间t内转盘转动的圈数；t为待测用电器工作的时间。
实验 测量小灯泡的电功率
实验原理：P=UI
实验器材：电源、开关、导线若干、额定电压已知的小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器（作用是保护电路、改变小灯泡两端的电压）等
实验电路图
设计试验和进行实验
（1）按照电路图连接实物电路。连接电路时，开关要断开，滑动变阻器的滑片要移至阻值最大处。
（2）检查电路无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压分别小于、等于、稍大于它的额定电压，记录电压表与电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。
（3）根据P=UI计算出小灯泡在不同电压下工作时的电功率
分析与论证
（1）当U实（2）当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光。
（3）当U实>U额时，P实>P额，小灯泡的亮度比正常发光时亮一些。
交流和讨论
（1）多次测量的目的：测量小灯泡在不同电压下工作时的实际功率，并比较不同电压下小灯泡的发光情况。
（2）不能用多测量求得的电功率的平均值作为小灯泡电功率的原因：小灯泡的实际功率随实际电压的变化而变化，求平均值无意义。
（3）电路故障分析：
①闭合开关后，小灯泡不亮，若电流表无示数，电压表有示数，则可能是小灯泡断路。
②闭合开关后，小灯泡不亮，若电流表有示数，电压表无示数，则可能是小灯泡短路。
伏阻法
电路设计 实验步骤 表达式
（已知、） ①闭合S、S1，移动滑动变阻器滑片，使电压表的读数为； ②断开S1，闭合S2，读出电压表的示数为
（已知、） ①闭合S、S1，移动滑动变阻器滑片，使电压表的读数为； ②断开S1，闭合S2，读出电压表的示数为
安阻法
电路设计 实验步骤 表达式
（已知、） ①闭合S、S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表的读数为； ②断开S2，闭合S1，读出电流表的示数为
（已知、） ①闭合S、S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表的读数为； ②断开S2，闭合S1，读出电流表的示数为
等效替代法
电路设计 实验步骤 表达式
（已知、电阻箱阻值） ①只闭合S1，移动滑动变阻器滑片，使电流表的读数为； ②断开S1，闭合S2，保持滑片P位置不变，调节电阻箱，当电流表的示数为时，读出电阻箱连入电路的电阻为R
定义：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫作电流的热效应。
电热的利用和防止
（1）利用：电暖器、电烙铁、电热毯、电饭锅、养鸡场的电热孵化器等电热器。发热体是由电阻大、熔点高的金属导体制作的。
（2）防止：用电器的散热孔、电脑的微型风扇。
（3）优点：清洁、无污染、热效率高、便于控制和调节温度。
（4）危害：会导致导线绝缘层加速老化，甚至发生火灾。
（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。
（2）公式：。其中，I表示电流，单位是安培（A）；R表示电阻，单位是欧姆（Ω）；t表示通电时间，单位是秒（s）；Q表示热量，单位是焦耳（J）。
（3）变形式：
（4）串、并联电路中电热的关系：串联电路中电热之比等于电阻之比；并联电路中电热之比等于电阻的倒数之比。
（5）电功与电热的区别与联系
电功 电热
区别 电流所做的功 电能转化为内能的部分
联系 在纯电阻电路中，电功等于电热；在非纯电阻电路中，电功大于电热
实验 探究电流产生的热量与哪些因素有关
（1）实验方法：控制变量法；转换法，将热量的多少用受热量影响的物理量体现，如温度、气体体积等。
（2）实验过程及结论
步骤1 探究电流和通电时间相同时，电热与电阻的关系，如图1所示。
结论：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，其产生的热量越多。
步骤2 电阻和通电时间相同时，探究电热与电流的关系，如图2所示。
结论：在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，其产生的热量越多。
步骤3 电流和电阻相同时，探究电热与通电时间的关系，将相同的电阻加热不同时间即可。
结论：在电阻和电流相同的情况下，通电时间越长，其产生的热量越多。
【易混易错】
易混易错点1：电功计算公式的适用条件
（1）纯电阻电路是电能全部转化为内能的电路，如电炉、电熨斗，计算消耗的电能时，三个公式都能进行计算；
（2）非纯电阻电路是电能只有一部分转化为内能的电路，如电动机、电视机，计算消耗的电能时，只能用计算。
易混易错点2：电功和电功率的比较
电功 电功率
定义 电流通过导体或用电器所做的功 电功与时间之比
物理意义 电流做功的多少 电流做功的快慢
实质 电能转化为其他形式的能的过程 单位时间内消耗电能的多少
公式
推导公式
单位 kW·h、J kW、W
电功率大，电流做功不一定多；电功率小，电流做功不一定少
易混易错点3：额定功率与实际功率的理解
（1）额定功率只有一个，是在额定电压下的功率；实际功率有无数个，一个实际电压对应一个实际功率。
（2）灯的亮暗由它的实际功率决定，和额定功率无关。
易混易错点4：纯电阻电路和非纯电阻电路电热计算
（1）纯电阻电路中，，电热可用电能的所有公式计算。
（2）非纯电阻电路中，，电热只能用计算，电能只能用计算。
易混易错点5：测量电阻实验和测量小灯泡功率实验区分
测量定值电阻阻值实验，可以求平均值，目的是减小误差。而测量小灯泡电阻和测量小灯泡电功率实验不可以求平均值，因为小灯泡的电阻和电功率是变化的。
【答题技巧】
方法技巧1：利用电能表计算电能
根据电能表在某段时间的转数（或指示灯闪烁次数）n，和电能表的参数N revs/（kW·h）或N imp/（kW· h），可以求出这段时间内消耗的电能。
方法技巧2：用电器实际功率的计算方法
（1）利用电阻不变：若已知和，可根据求出用电器电阻，实际功率。
（2）或运用比例关系，，。
方法技巧3：利用电能表测量用电器电功率
已知用电器工作的时间t（h），电能表的参数N revs/（kW·h）或N imp/（kW· h），电能表在时间t（h）内的转数（或指示灯闪烁次数）n，则用电器的电功率。若电功的单位为J，时间的单位为s，则电功率的单位为W。
方法技巧4：测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析
故障现象 原因分析
灯泡不亮 电流表、电压表无示数 电源、电流表、导线、开关或滑动变阻器损坏，或接线柱接触不良
电压表、电流表有示数 ①滑动变阻器接成定值电阻；②滑动变阻器滑片在最大阻值处还未调节；③电源电压太低
电流表指针几乎不偏转，而电压表示数却很大，接近电源电压 ①电流表、电压表位置相互对换了；②灯泡处断路，即灯丝断了或灯座接触不良
电流表有示数，电压表无示数 灯泡短路
电表问题 闭合开关，电流表或电压表的指针反向偏转 电流表或电压表的“＋”“－”接线柱接反了
闭合开关，电流表或电压表的指针偏转角度很小 ①电流表或电压表量程选择过大；②电源电压太低；③滑动变阻器接入电路的阻值过大
闭合开关，电流表或电压表的指针偏转角度超过电表的量程 ①电流表或电压表量程选择过小；②滑动变阻器接入电路的阻值太小；③电路中出现短路
方法技巧5：非纯电阻电路能量问题的计算方法
电功
电热
电功与电热关系式
效率
方法技巧6：非纯电阻电路功率问题的计算方法
电功率
热功率
电功率与热功率关系式
效率
【回归教材】
素材1　焦耳定律(RJ九年级P120)
如图是“探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。实验中通过比较U形管内液面的高度差来比较　　　　　　　　　　　　；通电一段时间后右侧U形管液面高度差较大，由此可以得出：在　　　　　　　　相同时，导体的　　　　越大，产生的热量越多；当电流为0.3 A，通电 10 s，电阻R1产生的热量是　　　　J.
【回归教材】答案：
1. 电流通过导体产生热量的多少　电流和通电时间　电阻　4.5

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