电功和电功率 人教版(理科)重点

1、电功和电功率【课前复习】会做了，学习新课才能有保障1电场中，A、B两点电势差为UAB，电荷q由电场中的一点A移动到另一点B时，电场力所做的功WAB_2电荷量q跟电流I和时间t的关系：_3电场力做功的过程是电势能和其他形式的能相互转化的过程，电场力做了多少功，就有多少_和_发生相互转化4导体两端的电压U_答案：1qUAB 2Iq/t 3电势能 其他形式的能 4IR先看书，再来做一做1电功的计算式是_，式中各量的物理意义是_2电功率的计算公式是_，式中各量的物理意义是_3焦耳定律的表达式为_，热功率的表达式为_4在同一段电路上，电功率P和热功率P热的关系是P_P热（填“”“”或“”）5电流做5 J

2、的功，表示有_电能转化成为_能电流通过导体产生5 J的热量，表示有_能转化为_能【学习目标】1理解电功、电功率和热功率的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功（或电流所做的功），会用各自的公式进行有关运算2掌握焦耳定律，会计算电热3知道电功与电热、电功率与热功率的区别与联系4能从能量转化的角度说明电路中电能与其他形式的能的转化情况【基础知识精讲】课文全解一、电功1定义：电流流过一段电路，自由电荷在电场力的作用下发生定向移动在驱使自由电荷定向移动的过程中，电场力对自由电荷做了功，简称为电功2表达式：WUIt（普遍适用）上式表示，电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I

3、和通电时间t三者的乘积3单位：焦耳，符号为J说明：电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，表明有多少电能转化为其他形式的能可见电功反映了电能转化为其他形式能的多少二、电功率1定义：单位时间内电流所做的功2表达式：PUI（普遍适用）上式表示，一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积3单位：瓦特，符号W4物理意义：表示电流做功的快慢三、电热1定义：电流通过有电阻的导体（或用电器）时，导体（或用电器）总要发热，这就是电流的热效应产生的热量通常叫做电热2计算公式：QI2Rt（普遍适用）说明：QI2Rt是焦耳定律的表达式，可用来求任何电路中产生的热量（电热）3

4、单位：焦耳，符号J4微观解释：在金属导体中，除了自由电子，还有金属正离子在电场力的作用下，做加速定向移动的自由电子要频繁地与离子发生碰撞，并把定向移动的动能传给离子，使离子的热运动加剧，于是通电导体的内能增加，温度升高5实质：电能通过电流做功转化为内能四、热功率1定义：单位时间内发热的功率，通常称为热功率2表达式：PI2R（普遍适用）3单位：瓦特，符号W五、额定电压、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用电器上标注的电压为额定电压2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注的功率是额定功率3实际功率：用电器在实际工作时的电功率实际功率可能大于、小于或等于额定功率为保

5、护用电器，实际功率应小于或等于额定功率问题全解问题：电功与电热的区分电功是电能转化为其他形式能量的量度，即电功表示了电流通过导体时转化为其他形式能量的电能的多少电热表示的是电流通过导体时转化为内能的电能，即电热是电能转化为内能的量度可见电功与电热是两个不同的物理量，不能混淆因此，计算电功时用公式WIUt进行计算，计算电热时用公式QI2Rt进行计算从能量转化角度看，电功与电热间的数量关系是WQ，即UItI2Rt具体说：（1）在纯电阻电路中，如有白炽灯、电炉丝等构成的电路，由于服从欧姆定律I，故电流做功时电能全部转化为内能（电热），且电功率和热功率相等即WQPtI2Rtt，PP热UII2R(2)在

6、非纯电阻电路中，如含有电动机、电解槽等的电路，由于不服从欧姆定律I，而存在UIR，故电流做功时电能除转化为内能（电热）外，还要转化为其他形式的能，如机械能、化学能等因而，在非纯电阻电路中，电功大于电热，电功率大于热功率，在计算电功和电热时要用各自的定义式计算即WUIt，PUI，QI2Rt，P热I2R总之，从能量的转化与守恒可以看出，电功是转化为其他各种形式能量的电能的总和，而电热仅是转化为内能的电能，可见二者不同【学习方法指导】例1有关额定值分别为“220 V、40 W”和“220 V、100 W”的两只白炽灯，下列说法中正确的是A40 W的额定电流大，正常工作时电阻小B100 W的额定电流大

7、，正常工作时电阻小C40 W的额定电流小，正常工作时电阻大D100 W的额定电流小，正常工作时电阻大解题方法：公式法白炽灯为纯电阻元件，欧姆定律I适用，PUII2R解析：白炽灯工作时，有P额U额I额，因两灯的U额相同，故额定功率大的白炽灯额定电流大，电阻阻值小；额定功率小的白炽灯额定电流小，电阻阻值大BC正确点评：白炽灯正常工作时的电阻要比不工作时的电阻大，原因是灯丝温度升高时电阻会变大例2有一个直流电动机，把它装入0.2 V电压的电路时，电机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A；若把电动机接入2.0 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A，求电动机正常工作时的输出功率多大？如

8、果在电动机正常工作时，转子突然卡住，电动机的发热功率是多大？解题方法：求解对照法对用电器，首先要分清它是纯电阻元件还是非纯电阻元件，分清要求的是电功还是电热，其次对照公式的适用条件，合理选择解题的规律或公式解析：电动机在接入0.2 V的电路时，电动机不转，测得电流是0.4 A，可知此时的电功等于电热，根据欧姆定律，可求得线圈内阻r0.5 ；当接入2.0 V电压时，电流为1.0 A，电动机正常工作，可知此时输入功率为PUI2.0 W，线圈发热功率为P热 I2r0.5 W，即电功不等于电热，PP热1.5 W以机械能的形式输出；如果在正常工作时电动机被卡住，则电流做的功全部转化为电热，这时I4 A，

9、P热I2r8 W点评：不能认为含有电动机的电路一定是非纯电阻电路，当电动机转子不转时，可看成纯电阻电路；只有当电动机的转子转动时，才可看成非纯电阻电路例3某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380 V的电动机带动下以0.4 m/s的恒定速率向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9 kW，不载人时测得电动机中的电流为5 A若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为多少人？（人的平均质量为60 kg，g10 m/s2)解题方法：能量观点法解析：设可同时乘载的最多人数为n，此时，电动机处于最大输出功率状态该状态下，电动机的输出功率一方面转

10、化为扶梯移动所需的功率，另一方面转化为n个人以恒定速率向上移动所需功率即PmaxP扶P人，PmaxIUnmgvsin30°，49005×380n×60×10×0.4×，n25人点评：（1）自动扶梯不载人匀速上行时，电动机的输出功率即为扶梯上升的机械功率；（2）该试题情景新颖，把电动机模型移到了自动扶梯上【知识拓展】迁移例4一只规格为“220 V，2000 W”的电炉，求在正常工作时的电阻；若电网电压为200 V，求电路的实际功率；在220 V的电压下，如果平均每天使用电炉2 h，求此电炉一个月要消耗多少度电？解析：电炉为纯电阻元件设电

11、炉电阻为R，由P得R24.2 当电压为U200 V时，电炉的实际功率为：PW1653 W在220 V电压下，一月耗用电能（按30天计）：WPt2×2×30 kW·h120 kW·h点评：当用电器电压达不到额定电压时，其实际功率会小于额定功率电能的单位在生活中通常用“度”表示，1度1 kW·h电费也是按“度”计算的例5额定电压都是110 V，额定功率PA100 W，PB40 W的A、B两灯，接在220 V的电路中，使电灯均正常发光，能使电路消耗的电功率最小的电路是图1451中的图1451解析：两灯正常发光，两灯的实际电压要都等于其额定电压由P可知

12、RARB再根据串联分压原理，则A图中有UA110 V，UB110 V，两灯不能正常工作，所以A错B图中A和变阻器并联后的电阻比A灯的电阻还要小，即仍有UA110 V，UB110 V，所以B错C和D图中两灯电压均有可能为110 V，此时要看电路消耗的功率谁最小C图中灯A消耗功率100 W，灯B和变阻器并联后的阻值与灯A相等，所以电路消耗的总功率为200 W；D图中A、B两灯并联后的阻值与变阻器相等，所以变阻器消耗的功率为140 W，电路消耗的总功率为280 W由此而知C图消耗功率最小点评：在电路设计时，尽管能使用电器正常工作的设计方案可能有多种，但我们要选择的是一个最安全和最经济的方案发散发散一

13、：电灯的亮度由其消耗的实际功率决定实际功率大的电灯最明亮，额定功率大的电灯不一定最明亮，只有都在额定电压下工作时，额定功率最大的电灯才最亮发散二：纯并联电路允许加的最大电压、最大电流和最大功率纯并联电路中，电路允许加的最大电压等于各用电器中额定电压最小的那一数值；电路允许通过的最大电流等于电路允许加的最大电压与总电阻之比；电路允许消耗的最大功率等于允许加的最大电压的二次方跟总电阻的比值发散三：串联电路特点：1II1I2In；2UU1U2Un；3RR1R2Rn；4电压分配规律：UR；5功率分配规律：PR发散四：并联电路特点：1II1I2In；2UU1U2Un；3；4电流分配规律：I；5功率分配规

14、律：P【同步达纲训练】1下列关于电功的说法中，错误的是A导体内电场力移动电荷所做的功叫做电功B电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程C电流做功消耗的能量，由电源提供D电功就是电能2有一段电路，电压为U，电流为I，电阻为R，通电时间为 t，下列说法正确的是A电流做功WUIt，产生的热量QI2Rt，WQ总是成立的B由于I，所以Wt一定成立C电路中产生的热量QI2RttD电流做的功WUIt，产生的热量为QI2Rt，有可能WQ3有三个电阻的阻值及额定功率分别为R110 、P110 W，R220 、P280 W，R3 50 、P320 W，求三电阻串联时，电路两端允许加的最大电压和通过的最大电流值4电子小产品越来越渗透到现代家庭，如微型电风扇、电动牙刷、微型吸尘器等等产品的核心部分是其中的直流电动机，设直流电动机的电阻一定，当加在电动机两端的电压为0.3 V时，电流为0.3 A，此时电动机不转动；当加在电动机上的电压为2.0 V时，电流为 0.8 A，电动机正常工作试求:（1）电动机内阻；（2）电动机正常工作时的热功率和转化为机械能的功率参考答案1D提示：电功是过程量，电能是状态量；尽管电功的数值等于消耗的电能，但电功不是电能2D提示：只有纯电阻电路，才有电功等于电热3.35