电能、电功与电功率-教师版

讲义知识梳电内能（火力、地热）

光机械能（火力、风力

核

电能化学能化学能

（JkW·h．1kW·h＝3.6×106二、电能表电能表是测量用电器消耗电能多少的仪器kW·h注意：消耗的电能数最后一位是小数。即：285.1“220V5A10（20）A“3000R/kwh2200W④“3000R（r）/kW.h1kW.h（度）30003246832654 初读数 这个月用 3246832654三、电 工作时，可以说电能转化成了动能，也可以说电流在做功．在日常生活中，常说消耗了多少电能，而很少说电流做了多少功，其实，两种说法W代表电功．电功的单位和能量的单位一样，是焦耳，也可以用千对于纯电阻电路可推导出：W=I2Rt=U2t/R ①串联电路中常用公式：W= ②并联电路中常用公式：W= W:W ③无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总 常用公式W=四．电功率表示做功快慢的物理量。单位：瓦特对于纯电阻电路可推导出：P=I2R=U2/R ①串联电路中常用公式：P= ②并联电路中常用公式：P= P:P 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P=额定功率与实际功率 （R实验：测量小灯泡的实验原理：通过测出电流和电压，从而得出电功率Pz220-220V40W指额定功率

材料：电源、电压表、电流表、定植电阻、滑动变阻器、开关、导线②小灯泡的亮度取决于U>U，PPU=U，PP额正常发光U<U，PP额暗注：该实验不能求平均值，进行多次测量是为了测量小灯泡在不压值下的功典型例知识点1、电★1（2005年·常州市）为改善驻守在南沙某岛礁边防战士的工作、生活条件，今年在岛上安装了电池板白天，能电池板给蓄电池充电晚上蓄电池为探照灯供电这样白天与晚上的能量转化形式是（）A．白天：能→内能→电 B．白天：能→化学能→电C．晚上：化学能→电能→大阳 ，解析白天能电池板给蓄电池充电是能转化为化学能，晚上，蓄电池为探照，答案解后★同类变式连线题：把左边的用电器与右边的能量转化形式对应连接起来． 电 电能转化为动白炽电 电能转化为热能和光给电池充 电能转化为化学解析1的不同点是，本题给出了几种用电器和能量的转换方式，然后彼此找“对答解后知识点2、电 的电路中使用，它允许通过的最大电流为 ．某用户的电能表上月底示数为，这个月底示数为，本月用电 ＝41kW·h；10A是指这种电能表正常工作允许通过的电流．答案220V；10A；41解后★例 一只家用电能表内标着3000R/kW·h，这表示每消耗1kW·h的电能，电能表转盘转3000R．现在室内只接了一只灯泡，测出转盘3min内转了15R，利用这些数据， 解析本题考查对电能表表盘上参数的认识．由“3000R/kW·h”的含义可以推算：3000R1kW·h15R灯泡对应消耗的电能为：w＝3000kW·h＝5×103kw·h＝5×103×3.6X106＝1.8×104J．答案5×103；1.8×104解后电能表的示数与转盘的转数成正比，如本例中有等式：3000R∶1kW·h＝15R∶W．知识3、电功★例4 D100J100J解析电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，有电流在做功，就一定有电能转化为其他形式的能，A选项正确；电功的单位和电能的单位一样，都是焦耳，B选项不C选项不正确；电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，D选项正确．答案解后分析与解：W、U、tW=UItII=Q/t，即可Q=It。解：由W=UIt得 I=Q/t答：通过导体的电流是0.4A，通过截面的电量是12C6V电池组的分析与解：在求电功时，一般根据公式W=UIt，只要能知道所求电路（或用电器）的I、U和t，即可应用电功公式求出W，在此题的串联电路中，时间已知，可利用欧解法一：串联电路中的电流 W=UItW总=UIt=6V×0.6A×60s=216J（W总I1=U/R1=6V/4Ω=1.5A,I2U/R1=6V/6Ω=1A为该例题属于纯电阻电路，可以应用W=I2Rt或W=U2t/R求得电功。W总W’1W’2=540J+360J=900JW=W1+W2+…+Wn★★★7.15min沸腾，另一根通电时(电压不变)30min沸腾。假如把两根电热丝串联或并联起来，那么通电后t1和t2，那么每根电热丝单独通电加热时所放出的热量分别为：由Q1＝Q2，且U相等，得 R串Q串=Q1由Q并=Q1， 答：串联时需45min，并联时需10min。★★例8.一个电能表的表面上每千瓦时转数的数据已模糊不清，但转盘在工作时能正“220100W”tn。nt’W=W，Pt= ★9、24间，每间教室装有“PZ220-40”6若平均用电3h，每月以30日计，每月耗电多少度（1）全楼用电的总功率 P总（2）全楼月耗电量：W=Pt=5.76kw×3×30h=518.4kw.h=518.4(度（1）26.2A（2）考点4：电功率的测★★例10、用伏安法测定电压为2.5V的小灯泡的电阻和额定电功率 (2)S0.5V。要使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑P向＿移动(填：A，B)。(3)小灯泡正常发光时，电流表的示数〔图1(b)］是 (4)小灯泡正常发光时的电阻R= 分析、伏安法测电阻、测电功率，是利用电压表、电流表分别测出待测电阻的电压U答(1)从图(a)中滑动变阻器的滑片所在的位置，可知导线M可以和接线柱A或B连接，C连接。要使小灯泡正常发光，应使它两端的电压从0.5V增大到2.5V，因此要增大电路的电流，采取的方法是减小滑动变阻器的电阻。如果M接在A处，这时使用的是靠近A端的电PAM接在BPB端移动。电流表使用的是0～0.6A档，这时指针指在0.4～0.6A的中间，故示数是0.50A。也可以这样读数，这一量程每一小格(最小分度值)是0.02A，指针偏过了25格，故示数是(5)小灯泡的额定功率P=IU=0.5×2.5W=1.25W。考点5：电功率的计算★★例11. 精析解灯正常发光时：IE＝UE

IL＜IEPLUR＝E

R答案32.4W思考★★例12 已知 实际分析R 解法1 UR＝E

U RL＝LR

解法 导体电阻不UPU U

U2E＝LL＝2 U

UE PL＝L ）UE UE小结P＝UI，U是原来的“n”倍，I也是原来的“nP是原来的“n2”倍．答案1.5W★例13 的仪表．1kWh的电能可供标有 精析W＝Pt进行计算．解电能表是测量电功的仪表．题目给出 时间：t＝P

＝

答案电功，25

精析在串联电路中，利用电流、电压等特点，计算电阻和电功率．PE＝6W，UE＝12VU＝36V解12V36V的电源上，灯将烧毁：这时应将一个电R2—3—1RR两端的电压．就可以求出未知量．R的电流相等：答案★★★例15（市中考试题）电阻R和灯泡L串联接到电压为10V的电路中＝10Ω，电路接通后，100sR10JL10W，解L2—3—2，并标明已知量和未知量．LRI．

10Ω10Ω R灯L′两端电压灯电阻：R＝ULI

误解有的同学在算完电流后，直接用：UE＝PE＝10W＝100V UL＝9V算为灯的额定电压，也是错误的．答案30V★★例16 测得L2的电阻为6Ω，把它们串联起来接入某一电路，两个灯泡均能正常发光，那么该路两端的电压和L2的电功率分别（）A．12 B．12C．9 D．9解L1L22—3—3L1正常发光时，U1＝6V，P1＝3W电路中电流I＝U1

6此时L2也正常发光，L2两端电压答案★★例17 有一盏小灯泡，当它与5Ω电阻串联后接15V电源上，灯恰好正常发光，这时灯的功率是10W． 求：RL，UE（额定分析2—3—1RER UE

＝UUER10W＝15VUUE EUEUE＝10VUE＝5VURL＝E

URL＝E

解法 RL和R串联U＝PEI

I

25I2（I－2（I－1）＝0解得：I＝2ARL＝PE＝

I RL＝PE＝

I 答案UE＝10V10ΩUE＝5V 例18 9W”和“6V 个灯泡L1、L2串联接在12V电源上，则（ B．灯L2可能被烧 D．灯L1比灯L2精析考查学生能否根据实际电压和额定电压的关系，判断灯的发光情况．解先求出两盏灯的电阻UL1R1＝1

U L2R2＝2 R1、R2

U

1＝ ＝ R1 4 U1′＝1U＝1 L2两端电压U2′＝U－U1′＝12V－3V＝9V答案B★★例 （市东城区中考试题）家庭电路中正在使用的两白炽灯，若甲灯比 精析家庭电路，灯的连接方式是并联．甲、乙两灯两端电压相同．甲灯比乙灯亮，说明甲灯实际功率比乙灯大．D选项正确．甲灯比乙灯亮，在并联电路中，R甲＜R乙．U相同，I甲＞I乙Q＝Itt相同，I甲＞I乙Q甲＞Q乙，C选项正确．答案C、D★★例20 如图2—3—5，电源电压和电灯L的电阻均保持不变．当开关S闭合后，在变阻器的滑片P从中点向下滑动的过程中，下列说法正确的是（ B．电灯L的亮度变C．电流表A1的示数不 D．电流表A2的示数变精析电路是由灯和变阻器并联而成．测的是干路电流，Pb，示数变小，D并联电路，U示数变小．答案★★例21如图2—3—6，电源电压不变，开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比为2∶7，则电阻R1∶R2＝ ，电功率P1∶P2，电功率P1∶P1′＝ 功率P1∶P1＝ 精析SP、I、U、R之间的关系，利解S断开，只有R1，示数为I1，R1两端电压为U，流过R1的电流为S闭合，R1、R2并联，示数为I1＋12，R1两端电压不变为U，流过R1的电流不变I1，R1 ＝ I1I

1＝1I

1并联：I1＝R2＝ R＝1I P1＝I1U＝

I P1 ＝ (I1I2 答案★★★例22 （a3，变阻器两端电压比UA∶UB＝4∶3（电源电压不变） 2—3—7精析7（b（c）U1＝2UA＝UU1UU IAUU

UB R1＝U1＝I 1 URA＝IA＝UA×I

＝× U I

I I2 I 1＝ 1＝A＝（）RI2I2 RI2I2 I2 2A＝ A＝×2R I R图U相等：RB＝1RAIA＝2 I IA（R1＋RA）＝IB（R1＋122（R1＋RA）＝3（R1＋2R1＝

U1′＝2

U1，UB＝4

UA，U U1＋UA＝2

U1＋341U1＝1 U1＝U R1、RA

R1＝U1＝ U 答案2★★例 如2—3—8（a，已知R1∶R2＝2∶3，当S2闭合，S1、S3断开时，R1的率为P1，电路中电流为IS1、S3闭合，S2断开时，R1的功率为P1′，电路中电流为I∶I（精析画出变化前后电路图（b）和 2—3—8R1＝ 1，求：U1， 1，PI1U PI12解图（b）R、2

＝R1＝1U2U1 U

U 1＝1＝1＝（） U

图（c）中R1两端电压为图（b：U＝I（R1＋R2）图

R1 U不变I（R＋R

R1I（2＋3）＝I′（232 I＝答案★★例24121129R1108（电源电压不变）（1）电阻R1R2的阻值（2）电阻R2上两次电功率的比值精析R1、R2因为总电压不变P1＜P1R1一定，判断出：U1＜U1′所以第一次R1、R2串联，求：R1、 P2、解2—3—9（a（b） 2同一电阻R1，根据P＝2R U U 有1＝ ＝1＝

＝P11 (U)2 UP11

∴U1＝ 如图（a）U＋U

U1＝ 2U2 R、RU2

R1＝U1＝ RU2I RU2如图（b）R1、R2

1＝2I

1(I1

＝(6A)2R2＝2P（2）P2关键求出R2两端电压从图（a）U1＝U ∴U2＝ 由图（a）和 U U

同一电阻R2：2＝ ＝2＝（）＝P12 (U)2 U P12答案R1＝3Ω，R2＝6Ω，★★★259V3WR甲＞R乙，若把两灯以某种方式P甲′∶P甲＝4∶9（1）U乙R甲R乙精析4那样判断电路连接方式已知：U甲＝9V，P乙＝3W，R甲＞R乙，P甲′∶P甲＝4∶9求：P甲、U乙、R甲、RR甲、R乙并联，此时两灯均能正常发光，说明：U乙＝U甲UR乙＝乙P

R甲、R乙U乙′＝U乙R甲2

PU甲＝甲＝PU U 2 3

U甲3

R甲、R乙

＝

U 甲 U R甲＜R乙（b． 解由图（a）和（b）P U R

甲＝甲＝ ＝甲2U92 U 2U92U′＝23

甲＝×3U乙′＝U乙由图（b）UR乙＝乙

由图（a）R甲、R乙＝＝I甲＝I

UUR甲

I P甲＝IU甲答案4.5W6V10Ω，考点7动态电路电功率问题的分析与计解决电功率问题的一般思路：根据电路的连接状况分析电路的工作状态，根据各部分（括变形式）列出代数式（方程、方程组）解答。解决电功率问题的一般方法化弄清电路各状态的连接方式和接入此电路的用电器，必要时画等效电路弄清电压表、电流表测的是哪部分电路的电压和（单个用电器）电路、.串联电路和并联电路三类；在识别电路的同时，观察（一般考题中电路变化是利用开关的通断和滑动变阻器滑片的移动引起电路的变化在图上标出已知条件，根据串、并联电路的特点建立关系式，也就是方程（组。通常从等1：1L“12V9W”字样，当开SS1都闭合，变阻器的滑片P移到a时，灯恰好正常发光，1.25A，求：（1S、S1，PaL112计算出通过灯的电流，再根据并联电路特点求出通过变阻器的电流。1L 的电阻根据P=I2R；②当开关S闭合，S断开，变阻器的滑片Pb端时，变阻器与灯L串联接入电路，且变阻器全部接入电路，电流表测串联电路电流；③根据灯的铭牌可求得灯丝电阻R，因为电源电压为12V（已求得可以计算此时电路中的电流I’,再根据欧U’P=U’1L （1）额UILI额额U额

9W

0.75R1I1IIL1.25A0.75A因为灯LR1URULU源

UR

I1 I1（2）当开关SS1断开，滑片P滑到R1b端时，灯LR1串联

U源I

RRLR11624IU源

0.3AU’=IRL L灯的实际功率：PLUI

或L LL巩固训★1.如图8-1-2是一电能表面板的，据此你认为下面有关该表的几个参数的说法正确的 A.220V220VB.10（20）A10A20C.50Hz50HzD.600revs/（kW·h）6001kW·h的电能解析：220V告诉该电能表应该在多高电压的电路中工作，但稍高或稍低于此电压时，A错。10（20）A表明该表正常工作时，通过的电流为10A或10A以下，短时间应用时电流可大些，但过20A，B不正确。50Hz600D不正确。★2.电风扇在工作时，电流对它做了500J的功，则它消耗的电能 500J（填“大于”“小于”或“等于”）答案：等 小朋的实验，电吹风在吹冷风时，一定有电能转变 能，吹热风时是电能转变 变成了1295.8,那么亮亮家本月共用了 kW·h的电能，合 ★5.已知R1＞R2，将它们串联在同一电路中，则 两端的电压大，电流通 解析：U1U

R1＞R2U1＞U2W=I2RtW＞W;I1R2可知：在并联电路中，因为R＞RIR IR U所以I1＜I2。由公式W R★6.、数码相机等常用充电电池作为电源，图8-1-3所示是某电池铭牌，观察可知 解析：由电池铭牌可知电池电压为3.6V，以750mA的电流向外放电，可使用1h，充W=UIt=3.6V×0.75A×3600s=9720J。 B．L1L2的大DL1要暗一些8.（07常德），电源电压保持不变，S断开时，L正常发光，电路的功率为4W；S9WR0.5A。求：S×LS×L解（1）S断开时，LL正常发光，U额＝U，P额S闭合，LR并联，LPR＝P总－P额U额 4（2）I额＝P额／U额RL＝U额／I额 29.（07）小灯泡额定电压为6V，额定功率估计在7W～l2W之间，按甲的电路测定灯的功率，所用电流表有0.6A、3A两档，电压表有3V、l5V两档，将它们连入电路时作了正确选择与操作，变阻器滑到某处时两示数如图的乙、丙所示， 答案 10（07）利用电能表测某家用电器的电功率．当电路中只有这个用电器工作时，15min0.3KW·h，这个用电器可能是 C．电视机D．收音机闭合，滑动片Pb点时，电压表的示数为12V，灯泡正常发光，当滑动片Pb点滑到a6Ω，（1）滑动片Pa？（2（1） 16欧（2分 （2）2.56W（2分（1（2（1如果在用电时间内用电热水壶烧水，电压只有200V左右，这时电热水壶发热时的功率大约是多大?（1 （2）6.72×105J（2分（3）840S（1分（1，13.（07恩施）天翔一家计划中考结束后到腾龙洞旅游，于是买回一种新式手电筒。它的前端有3颗发光灯，能发出耀眼的白光说那是3颗并联关系的高亮度发光二极，30.3A；灯泡使用约为50小时，为方便更换，灯头采用螺旋式。20小时；发光二极管属冷光源，正常发光时温度几乎不升高（接近室温所以其使用极高，可达10万小时；另外，抗震能力强，电光转①电筒的额定工作电压 画出他家新买电的电路图（框内已画出了发光二极管的符号。③发光二极管手电有许多优点，如：抗震能力强、使用高、电光转换效率 ④比较而言，老式手电的灯泡很低，主要 一节××牌干电池所的电能大约是多少焦耳？（写出计算过程 系扣1分；没有开关或开关不在干扣1分；没有电源不给分 灯泡使用长【或不需频繁更换 21节干电池所的电能 2111114（07福州）日常生活中发生的火灾事故，大多是短路导致的。同学猜想：通电导体关同时闭合后，调节滑动变阻器使两电路中的电流不同，如图20甲、乙所示，实验中观察到A瓶中的煤油液面升得比B瓶高，说明了A瓶中煤油吸收的热量比B瓶 .多；在电阻和通电时间一定时，电流越大，电生的热量越空调空调贴“中国能效标识”的，。能效空调空调A在电压下工作时的电流是多少？（计算结果保留两位小数两台空调的制冷量相同，但能效比却不相同。假设两台空调的使用都为1250012A比一般节能空B能节约多少千瓦时的电能？ (2分 (1分 (2分 (1分 (1分 (1分）16.（07济宁要用图所示的实验器材探究电压一定时，电流热效应与电阻的关系。）甲镍铬合金乙 甲镍铬合金乙。 4）问117.（07济宁）问题 答 ，暑假里的一天去商店电热水壶,售货员给他了一份推销××牌电热水 ，3

××牌电热水壶名器3水 ℃，根据你的估计值，若将一壶水烧开需要吸收多少热量？[C=4.2×103J/(kg·℃)气压为1标准大气压]水P=1000WU=220VP=U2／RR=U2／P=（220V）2／1000W=48.4Ω （1分电热水壶工作3min消耗的电能：W=Pt=1000W×3×60S=1.8×105J（1分③估计的水温只要在10℃～35℃之间皆 （1分一壶水的体积V=2L=2.0×10- 水的密度一壶水的质量m=ρV=1.0×103Kg∕m3×2.0×10-3m3=2 （1分2121均为正确④电热水壶3min内产生的热量Q=W=1.8×105J，该热量远远小于烧开一壶水所用的热量（或电热水壶3分钟消耗的电能远小于烧开一壶水需要的热量），所以3分钟不可能将水烧开，此宣传不（1分。 。18（07衢州小红学电路知识之后对电路很有看到家里的电吹风便把它拆开来研究并画出了下电路（为电吹风中带动风扇的电认为当只闭合开关S1时，电吹风吹冷风；当S1和S2都闭合图觉得有问题如果仅闭合S2会现电热丝R工作而电不工作的现象从而使电风的塑料外壳过热造成损坏为只要把其中一个开关移到干就能做到电丝R工作电就一定在工作从而保证塑料外壳不会因操作而损坏请分回答下列问题：。RR··M吹热