第十五讲 电功率

1、第一部分第一部分 考点研究考点研究第十五讲第十五讲 电功率电功率知识精讲知识精讲考点清单考点清单重难点突破重难点突破实验突破实验突破考点清单考点清单电电功功率率电能电能 电功电功 电功率电功率焦耳定律焦耳定律电能电能电能的计量电能的计量电功电功电功率电功率“千瓦时千瓦时”的来历的来历额定电压额定功率额定电压额定功率电流的热效应电流的热效应焦耳定律焦耳定律电热的利用和防止电热的利用和防止电能电能在物理学中，常用的能量单位是在物理学中，常用的能量单位是_.生活中也常用度为单位，度的学名叫做生活中也常用度为单位，度的学名叫做_，符号是，符号是kWh.1度度=_kWh=_J.焦耳焦耳千瓦时千瓦时13.

2、6106电电能能的的计计量量测量工具：用电器在一段时间内消耗的电测量工具：用电器在一段时间内消耗的电能，可以通过能，可以通过_计量出来计量出来. 电能表上显示的数字是从开始计数到读数为止用去的电能电能表上显示的数字是从开始计数到读数为止用去的电能.为了计量一段时间内消耗的电能，必须记录这段时间起始为了计量一段时间内消耗的电能，必须记录这段时间起始和结束时电能表上计数器的示数和结束时电能表上计数器的示数.前后两次示数之差，就前后两次示数之差，就是这段时间内用电的度数是这段时间内用电的度数.电能表（也叫电度表）电能表（也叫电度表）电电功功定义：电能可以转化成多种形式能量，电能转定义：电能可以转化成

3、多种形式能量，电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功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的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少多少_，即电功，用符号，即电功，用符号_表示表示.电功的公式为电功的公式为_，其中，其中W表示电功，表示电功，单位是单位是J，U是电路两端的电压，单位是是电路两端的电压，单位是V，I是电路中的电流，单位是是电路中的电流，单位是A，t是通电时间，单是通电时间，单位是位是s.影响因素：电流的大小、电压的高低、通电时影响因素：电流的大小、电压的高低、通电时间的长短间的长短.功功WW=UIt电电功功率率物理意义：物理学中

4、，用电功率表示电流做物理意义：物理学中，用电功率表示电流做功的功的_,用符号用符号_表示表示.单位及符号：单位及符号：电功率的单位是瓦特，符号是电功率的单位是瓦特，符号是 _.单位换算：比瓦更大的单位是千瓦（单位换算：比瓦更大的单位是千瓦（kW），），比瓦小的单位是毫瓦（比瓦小的单位是毫瓦（mW）.1 kW= _W，1 mW= _W.快慢快慢PW121310310-311常考的电功率：家用空调的电功率约常考的电功率：家用空调的电功率约1 000 W，电吹风机的电功率约，电吹风机的电功率约500 W，洗衣机的，洗衣机的电功率约为电功率约为300 W,台式计算机的电功率约台式计算机的电功率约200

5、 W，液晶电视机的电功率约，液晶电视机的电功率约100 W，日，日光灯的电功率约光灯的电功率约40 W， 手电筒的电功率约手电筒的电功率约0.5 W，计算器的电功率约，计算器的电功率约0.5 mW,电子表的电子表的电功率约电功率约0.01 mW电电功功率率定义：作为表示电流做功快慢的物理量，电功定义：作为表示电流做功快慢的物理量，电功率等于电功与时间之比率等于电功与时间之比.定义式：电功率的公式为定义式：电功率的公式为P= _.其中其中P表示表示电功率，单位是电功率，单位是W，W表示电功，单位是表示电功，单位是J，t表表示完成这些电功所用的时间，单位是示完成这些电功所用的时间，单位是s.推导式

6、：结合推导式：结合W=UIt 可得可得P=UI，还可根据还可根据I= ，推导出，推导出P=I2R，P= .14WtRU2RU2电电功功率率P和和t的单位分别用千瓦和小时，那么它们的单位分别用千瓦和小时，那么它们相乘之后，就得到电能的另一个单位相乘之后，就得到电能的另一个单位 _（度）（度）.千瓦时可以看作电功千瓦时可以看作电功率为率为1 kW的用电器使用的用电器使用1 h所消耗的电能所消耗的电能.15千瓦时千瓦时“千瓦时千瓦时”的来历的来历:额定额定电压电压额定额定功率功率 在不同的电压下，同一个用电器的电功率在不同的电压下，同一个用电器的电功率不一样大；用电器实际的电功率随着它两不一样大；用

7、电器实际的电功率随着它两端的电压而改变端的电压而改变.额定电压是指用电器额定电压是指用电器 _时的电压时的电压.额定功率是用电器额定功率是用电器 _在工作在工作时的电功率时的电功率.实际电压是指在电路中电压表所测的电压实际电压是指在电路中电压表所测的电压.实际功率是用电器实际功率是用电器 _在下工在下工作的电功率作的电功率.正常工作正常工作额定电压额定电压实际电压实际电压161718电流的电流的热效应热效应定义：电流通过导体时定义：电流通过导体时 _能转化为能转化为 _能，这种现象叫做电流的热效应能，这种现象叫做电流的热效应.在电流相同，通电时间相同的情况下，在电流相同，通电时间相同的情况下，

8、电阻越大，这个电阻产生的热量越多电阻越大，这个电阻产生的热量越多.在电阻相同，通电时间相同的情况下，在电阻相同，通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多生的热量越多.1920电电内内内容：电流通过导体产生的热量跟内容：电流通过导体产生的热量跟 _成正比，跟导体的成正比，跟导体的 _成正成正比，跟比，跟 _成正比，这个规律叫成正比，这个规律叫做焦耳定律做焦耳定律.公式：焦耳定律的公式为公式：焦耳定律的公式为 _.其其中中Q表示热量，单位是表示热量，单位是J，I表示电流，单表示电流，单位是位是A，R表示电阻，单位是表示电阻，单位是,t表

9、示时间，表示时间，单位是单位是s.焦耳焦耳定律定律22QI2Rt流的平方流的平方电阻电阻通电时间通电时间212324电电利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、养鸡场的电热孵化器等；养鸡场的电热孵化器等；防止：带有孔的电视机后盖、电脑防止：带有孔的电视机后盖、电脑的微型风扇的微型风扇.电热的利电热的利用和防止用和防止重难点突破重难点突破1. 额定功率和实际功率的区别额定功率和实际功率的区别 由额定电压、额定功率可以求得的物理量由额定电压、额定功率可以求得的物理量：若某用电器的额定电压为若某用电器的额定电压为U0、额定功率为、额定功率为P0，则，则用电器正常工作时通过用电

10、器的电流用电器正常工作时通过用电器的电流I= ；用；用电器的电阻电器的电阻R= ；用电器正常工作时在一定时；用电器正常工作时在一定时间内消耗的电能间内消耗的电能W=P0t；用电器在电压为；用电器在电压为U（UU0）下工作时的实际功率）下工作时的实际功率 P= = = （设用电器电阻不变设用电器电阻不变）00PU200UP2UR2200UUPUPU200()例例1 （2014齐齐哈尔改编齐齐哈尔改编）小哲同学用甲、乙两）小哲同学用甲、乙两个小灯泡连接如图所示电路，个小灯泡连接如图所示电路，闭合开关闭合开关S后，甲、乙两灯后，甲、乙两灯均正常发光，但甲灯比乙灯均正常发光，但甲灯比乙灯亮，下列说法错

11、误的是亮，下列说法错误的是 （ ）A. 两灯均正常发光时，甲灯功率等于乙灯功率两灯均正常发光时，甲灯功率等于乙灯功率B. 两灯均正常发光时，甲灯电阻小于乙灯电阻两灯均正常发光时，甲灯电阻小于乙灯电阻C. 若两灯位置对换，甲灯仍比乙灯亮若两灯位置对换，甲灯仍比乙灯亮D. 如果将两灯串联在该电源上，则乙灯比甲灯亮如果将两灯串联在该电源上，则乙灯比甲灯亮例例1题图题图A1.（2014临沂）临沂）如图为一只如图为一只“6V 1.5W”小灯泡小灯泡的电流随电压变化的关系图像若把这样的三只的电流随电压变化的关系图像若把这样的三只灯泡串联起来，接在灯泡串联起来，接在12V的电源两端，则此时每的电源两端，则此

12、时每只灯泡的电阻及实际功率为只灯泡的电阻及实际功率为 （）（）A.24 0.67 B.20 0.8C.24 0.96 D.20 0.67B【解析】【解析】三只灯泡串联且规格相同，它们的电流三只灯泡串联且规格相同，它们的电流和电阻都相同，即这三只灯泡串联时两端分得的和电阻都相同，即这三只灯泡串联时两端分得的电压都相同，三只灯泡串联接电压都相同，三只灯泡串联接12V的电源两端时，的电源两端时，每只灯泡两端的电压都为每只灯泡两端的电压都为U=4V；由图像可知，；由图像可知，当当U=4V时，时，I=0.2A，则小灯泡的电阻：，则小灯泡的电阻： 20，小灯泡的实际电功率：，小灯泡的实际电功率：P = U

13、I = 4V 0.2A = 0.8WUPI 4 4V V0 0. . 2 2A A2. 电能、电功率的计算电能、电功率的计算电功、电功率的计算公式的使用条件、解题电功、电功率的计算公式的使用条件、解题方法及步骤、解题注意事项总结如下表所示：方法及步骤、解题注意事项总结如下表所示：2()UtR2UR 例例2（2014兰州兰州）有两个电阻：）有两个电阻：R1= 3 ，R2=4 ，若将它们串联在电路中，则在相同时，若将它们串联在电路中，则在相同时间内消耗的电能之比间内消耗的电能之比W1 W2=_；若将它们；若将它们并联在电路中，则在相同时间内产生的热量之比并联在电路中，则在相同时间内产生的热量之比Q

14、1 Q2=_.3:44:33. 电学计算中有关最大值、最小值、电学计算中有关最大值、最小值、取值范围的计算取值范围的计算考情分析考情分析：此命题点主要为计算滑动变阻器的最大此命题点主要为计算滑动变阻器的最大阻值和用电器（灯泡和电阻）的最大、最小电功率；阻值和用电器（灯泡和电阻）的最大、最小电功率；涉及计算电压表、电流表的示数范围，计算滑动变涉及计算电压表、电流表的示数范围，计算滑动变阻器的接入阻值范围，计算实际应用中的测量仪器阻器的接入阻值范围，计算实际应用中的测量仪器的测量范围的测量范围.引起电路范围变化的本质引起电路范围变化的本质: 滑动变阻器接入滑动变阻器接入电阻可变；电阻可变；电流表、

15、电压表量程；电流表、电压表量程；用电器用电器规格（规格（小灯泡的额定电压、额定功率小灯泡的额定电压、额定功率），在计），在计算前，首先要明确电源电压不变，定值电阻和算前，首先要明确电源电压不变，定值电阻和用电器的电阻不变，具体如下：用电器的电阻不变，具体如下：（1 1）滑动变阻器的阻值的极值：）滑动变阻器的阻值的极值：最大阻值：首先应先进行分析，若随着变阻最大阻值：首先应先进行分析，若随着变阻器阻值的增大，各电表的示数在减小，则变阻器阻值的增大，各电表的示数在减小，则变阻器允许的最大值即为变阻器铭牌中标注的最大器允许的最大值即为变阻器铭牌中标注的最大值；若串联电路中，有电压表并联在滑动变阻值；

16、若串联电路中，有电压表并联在滑动变阻器两端，则应利用电压表的量程的最大值和此器两端，则应利用电压表的量程的最大值和此时电路电流值，求变阻器允许的最大阻值，时电路电流值，求变阻器允许的最大阻值，即即 ； URImaxmaxmax 电电压压表表最小阻值：应先确定电路中允许的电流最大值，最小阻值：应先确定电路中允许的电流最大值，确定的依据是：电流表的量程、滑动变阻器的铭确定的依据是：电流表的量程、滑动变阻器的铭牌以及并联在定值电阻两端的电压表量程，利用牌以及并联在定值电阻两端的电压表量程，利用这三者分别求出每一条件限制下允许的最大电流，这三者分别求出每一条件限制下允许的最大电流，取三者中最小的，作为

17、电路中允许的最大电流取三者中最小的，作为电路中允许的最大电流. 结合电源电压不变求出总电阻结合电源电压不变求出总电阻 ,那么滑那么滑动变阻器的最大值动变阻器的最大值Rmax=R总总-R其他其他 .maxIUR电源电源总总 （2）电路电流的极值：）电路电流的极值：电路最大电流：依据电路中用电器的额定电流、电路最大电流：依据电路中用电器的额定电流、电流表的量程来决定，取两者中的最小值作为电电流表的量程来决定，取两者中的最小值作为电路的最大电流值；路的最大电流值；电路最小电流：由滑动变阻器接入电路的最大电路最小电流：由滑动变阻器接入电路的最大阻值决定，此时电路中的总电阻值最大，则电路阻值决定，此时电

18、路中的总电阻值最大，则电路最小电流为最小电流为 .minURI 电电源源总总最最大大（3）用电器两端电压的极值：）用电器两端电压的极值：最大电压：依据用电器的额定电压、电压表的量最大电压：依据用电器的额定电压、电压表的量程来决定，取两者中的最小值作为用电器两端的最程来决定，取两者中的最小值作为用电器两端的最大电压值；大电压值；最小电压：一般是求滑动变阻器的最小电压，此最小电压：一般是求滑动变阻器的最小电压，此时要根据滑动变阻器之外的用电器的额定电压或电时要根据滑动变阻器之外的用电器的额定电压或电压表的量程来决定，此时要注意电路安全问题，即压表的量程来决定，此时要注意电路安全问题，即要注意在变阻

19、器之外的用电器在不超过其额定值的要注意在变阻器之外的用电器在不超过其额定值的情况下来取最小电压情况下来取最小电压.（4 4）电路、用电器的电功率的极值：这只要根据电）电路、用电器的电功率的极值：这只要根据电路、用电器中各自最大（小）物理量值即可求得路、用电器中各自最大（小）物理量值即可求得. .最大（小）电压值、电流值，则有最大（小）电压值、电流值，则有 ；最大（小）电压值、电阻值，则有最大（小）电压值、电阻值，则有 ；最大（小）电流值、电阻值，则有最大（小）电流值、电阻值，则有 . .UIPmin/max RUP2max min/RIP2max min/例例3（2014兰州兰州）在如图所示的

20、电路中，电源电）在如图所示的电路中，电源电压恒为压恒为9 V，电压表的量程为，电压表的量程为015 V，电流表的量，电流表的量程为程为00.6 A，定值电阻，定值电阻R1的规格为的规格为“30 0.5 A”，滑动变阻器，滑动变阻器R2的规格为的规格为“20 1 A”，灯泡，灯泡L上标有上标有“6 V 3 W”的字样，假设灯丝的电阻不变的字样，假设灯丝的电阻不变.闭合开关，在不损坏电路元件的情况下，下列说闭合开关，在不损坏电路元件的情况下，下列说法中正确的是法中正确的是 ( )A 整个电路消耗的总功率的变化范围是整个电路消耗的总功率的变化范围是3.3754.5WB. 电压表示数的变化范围是电压表

21、示数的变化范围是36 VC. 滑动变阻器允许的调节范围是滑动变阻器允许的调节范围是520 D. 电流表示数的变化范围是电流表示数的变化范围是0.10.5 A实验突破实验突破实验一实验一 测量小灯泡的功率测量小灯泡的功率 1.1.电路图的连接、电路连接错误的判断（电路图的连接、电路连接错误的判断（电路图电路图连接中应该注意滑动变阻器连接中应该注意滑动变阻器“一上一下一上一下”的接法、的接法、电流表串联在电路中、电压表并联在电路中电流表串联在电路中、电压表并联在电路中）2.2.实验操作过程中滑动变阻器的位置和开关的状实验操作过程中滑动变阻器的位置和开关的状态态3.电压表、电流表的读数电压表、电流表

22、的读数4.电路故障分析电路故障分析5.电功率的计算（电功率的计算（P=UI）6.能否用多次测量求出的电功率的平均值作为小能否用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率灯泡的额定功率a.多次测量不是为了减小误差，是为了找电功率多次测量不是为了减小误差，是为了找电功率与电压的关系及亮度规律，因为电压改变后小与电压的关系及亮度规律，因为电压改变后小灯泡的功率也改变，不能将平均值作为小灯泡灯泡的功率也改变，不能将平均值作为小灯泡的额定功率的额定功率b.额定功率为小灯泡在额定电压下的功率，而额定功率为小灯泡在额定电压下的功率，而小灯泡的实际功率是随外加电压的变化而变化，小灯泡的实际功率是随外加电

23、压的变化而变化，所以求平均值没有意义所以求平均值没有意义7.通过数据或图像分析总结相关结论（通过数据或图像分析总结相关结论（小灯泡的小灯泡的电阻随温度的变化而变化电阻随温度的变化而变化）例例1（2014 杭州杭州）为测量规格）为测量规格“6.3 V 0.15 A”小灯泡的额定功率，提供的实验器材有：蓄电池小灯泡的额定功率，提供的实验器材有：蓄电池（输出电压约输出电压约10 V）、滑动变阻器（有）、滑动变阻器（有“10 2 A”、“50 1.5 A”两种规格两种规格）、电流表、电）、电流表、电压表各一只压表各一只.（1）如图乙是小张测量时所连接的部分实物连）如图乙是小张测量时所连接的部分实物连线

24、图，请你根据电路图补全实物连线图线图，请你根据电路图补全实物连线图. （2）实验中，小徐同学选择了规格为）实验中，小徐同学选择了规格为“10 2 A”的滑动变阻器，你预计会出现什么现象？说明理由的滑动变阻器，你预计会出现什么现象？说明理由_.滑动变阻器与小灯泡串联，两者电压之比等于电阻滑动变阻器与小灯泡串联，两者电压之比等于电阻之比之比.由于由于R滑滑10 ，滑动变阻器的阻值太小，所以，滑动变阻器的阻值太小，所以滑动变阻器分担的电压过少，使得小灯泡的实际电滑动变阻器分担的电压过少，使得小灯泡的实际电压大于额定电压压大于额定电压现象：小灯泡被烧坏（或不正常发光）理由：现象：小灯泡被烧坏（或不正常

25、发光）理由：（3）在某次测量中，电流表、电压表读数如图）在某次测量中，电流表、电压表读数如图丙所示，则电流表读数为丙所示，则电流表读数为_ ，电压表读数，电压表读数为为_，此时应如何改变滑动变阻器的阻值才，此时应如何改变滑动变阻器的阻值才能测量小灯泡的额定功率？能测量小灯泡的额定功率？_（选填选填“变变大大”、“变小变小”或或“不变不变”）.0.08 A 2.5 V 变小变小 （1）如图所示，同组的小刚同学连接的电路中）如图所示，同组的小刚同学连接的电路中有一处错误，而且只需改动一根导线的连接，有一处错误，而且只需改动一根导线的连接，就会符合实验要求就会符合实验要求. 请你在图甲中需要改动的导

26、请你在图甲中需要改动的导线上打上线上打上“”，并用笔画线代替导线画出正确，并用笔画线代替导线画出正确的接线的接线.如答图所示如答图所示实验拓展题答图实验拓展题答图（2）如图乙）如图乙I-U图像：观察图中所示的图像：观察图中所示的I-U图像不是图像不是直线的原因是：直线的原因是：_.（3）当电路正确连接后，调节滑动变阻器，发现电）当电路正确连接后，调节滑动变阻器，发现电流表无示数，电压表示数几乎等于电源电压，分析流表无示数，电压表示数几乎等于电源电压，分析其原因可能是其原因可能是_.（4）测量小灯泡额定功率时（选填）测量小灯泡额定功率时（选填“需要需要”或或“不不需要需要”）多次测量求平均值，原

27、因）多次测量求平均值，原因_.灯丝的电阻随温度的升高而增大灯丝的电阻随温度的升高而增大小灯泡断路小灯泡断路不需要额定功率为不需要额定功率为小灯泡在额定电压下的功率，所以求平均值没有小灯泡在额定电压下的功率，所以求平均值没有意义意义1.在在“测量小电灯功率测量小电灯功率”的实验中，小电灯的额的实验中，小电灯的额定电压为定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为，正常发光时的电阻约为10（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中实物电请你用笔画线代替导线，将图甲中实物电路连接完路连接完如答图所示如答图所示（2）连接好电路，闭合开关，小电灯发光，连接好电路，闭合开关，小电灯发光，但电压表示数为，经检查，图中但

28、电压表示数为，经检查，图中a、b、c、d四根导线有一根断了，则该导线是四根导线有一根断了，则该导线是_（填写（填写字母）字母）（3）排除故障后，闭合开关，测量小电灯额排除故障后，闭合开关，测量小电灯额定功率，移动变阻器的滑片定功率，移动变阻器的滑片P，眼睛应先注视，眼睛应先注视_表的示数，然后读出另一电表示数，当表的示数，然后读出另一电表示数，当小电灯正常发光时，电流表的示数如图乙所示，小电灯正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小电灯的额定功率为则小电灯的额定功率为_Wb0.6电压电压（4）在小电灯正常发光时，再将滑片在小电灯正常发光时，再将滑片P向向B端移端移动到某一位置，则小电灯的实际功

29、率动到某一位置，则小电灯的实际功率_（选（选填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”）额定功率）额定功率小于小于实验二实验二 探究影响电流热效应的因素探究影响电流热效应的因素1. 转换法的应用（转换法的应用（通过细玻璃管中红色液柱的通过细玻璃管中红色液柱的高度的变化反映产生电热的多少高度的变化反映产生电热的多少）2. 控制变量法的应用控制变量法的应用（1）探究电热与通电电流的关系，控制电）探究电热与通电电流的关系，控制电阻丝阻值和通电时间相同，改变通过两电阻阻丝阻值和通电时间相同，改变通过两电阻丝的电流大小丝的电流大小.（电路设计：将阻值相同的电电路设计：将阻值相同的电阻丝并联在其中一个

30、电热丝两端）阻丝并联在其中一个电热丝两端）（2）探究电热与电阻的关系，控制通过电阻）探究电热与电阻的关系，控制通过电阻丝的电流和通电时间相同，选择两个电阻不同丝的电流和通电时间相同，选择两个电阻不同的电阻丝的电阻丝.（电路设计：将阻值不同的电阻丝电路设计：将阻值不同的电阻丝串联在电路中串联在电路中）（3）探究电热与通电时间的关系，控制电热）探究电热与通电时间的关系，控制电热丝的阻值和通过电阻丝的电流相同，改变通电丝的阻值和通过电阻丝的电流相同，改变通电时间的长短时间的长短例例2（2014长沙长沙）在做）在做“电流通过导体时产生的热电流通过导体时产生的热量与什么因素有关量与什么因素有关”的实验时

31、，小于采用了如图甲的实验时，小于采用了如图甲所示的实验装置所示的实验装置.两个透明容器中封闭着等量的空两个透明容器中封闭着等量的空气，气，U形管中液面变化反映了密闭空气温度的变化形管中液面变化反映了密闭空气温度的变化.例例2题图题图（1）如图甲所示通电相同时间，发现）如图甲所示通电相同时间，发现B玻璃管内液玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的况下，导体的_越大，产生的热量越多越大，产生的热量越多.（2）小刚采用了如图乙所示的实验装置，通电相）小刚采用了如图乙所示的实验装置，通电相同时间，发现同时间，发现A玻璃管液面上升较高，这表明：在玻璃管液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的电阻和通