内容正文:
第十五章 电功和电热
第29讲 电功 电功率
第一部分 教材整合过关
01
知识体系构建
02
考点分类突破
03
知能达标训练
目
录
一、 电能和电功
1. 电能
(1) 电能的单位
① 国际单位: ,符号是 。
② 常用单位: ,俗称度,符号是 。1kW∙h
= J。
焦耳
J
千瓦时
kW∙h
3.6×106
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(2) 电能表
① 功能: 用来测量电路 的仪表。
② 读数方法:电能表计数器前后两次读数之差,就是被测用电器在这
段时间内消耗的电能。
③ 利用电能表常数计算电能:若电能表常数为Nimp/(kW∙h),电能表
脉冲指示灯闪烁n次,说明用电器消耗的电能W= kW∙h
= J。
消耗电能多少
×3.6×106
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2. 电功
(1) 定义:电流所做的功叫作电功。
(2) 符号: 。
(3) 单位:国际单位是焦(J),常用单位是千瓦时(kW∙h)。
(4) 电功的计算
① 公式:W= 。公式中U表示电压,单位是V;I表示电流,单
位是A;t表示时间,单位是s;W表示电功,单位是J。
② 理解:电流通过导体做的功,与导体两端的 、导体中
的 和 成正比。
W
UIt
电压
电流
通电时间
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二、 电功率
1. 定义: 和做功所用 的比值。用符号 表示。
2. 物理意义:电功率是表示电流做功 的物理量,在数值上等
于单位时间内电流所做的功。
3. 单位: ,简称 ,符号 。
1W= J/s,1kW= W,1W= mW。
电功
时间
P
快慢
瓦特
瓦
W
1
1000
1000
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4. 公式:P= 。公式中若电功W的单位是J,做功时间t的单位是
s,则功率P的单位就是 ;若W的单位是kW∙h,t的单位是h,则功
率的单位就是 。
5. 变形公式
(1) W= (计算电功);t= (计算时间)。
(2) 电功率与电流、电压的关系:P= 。
(3) 根据欧姆定律可推出P= 或P= ,这两个公式只适
用于纯电阻电路。
W
kW
Pt
UI
I2R
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6. 额定功率和实际功率
(1) 额定电压和额定功率:用电器 时的电压称作额定电
压,用电器 时的电功率称作额定功率。
(2) 实际功率:用电器在实际电压下工作时的电功率称作实际功率。
(3) 实际功率与额定功率的关系。
① 若U实=U额,则P实 P额,用电器正常工作。
② 若U实<U额,则P实 P额,用电器不能正常工作。
③ 若U实>U额,则P实 P额,用电器不能正常工作,有可能被
损坏。
正常工作
在额定电压下工作
=
<
>
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7. 串、并联电路中电功、电功率的规律
(1) 串联电路中的电功、电功率的规律。
① W串=W1+W2;P串=P1+P2。
② ===。
(2) 并联电路中的电功、电功率的规律。
① W并=W1+W2;P并=P1+P2。
② ===。
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考点一 电功与电能表
例1某款5G手机的电池容量为5000mA∙h,电压为4V,则充满电时电池储
存的电能为 J。若此款手机正常使用时电流为0.1A,则充
满电的情况下可以供手机正常工作 h。
7.2×104
50
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例2图
(1) 切换回当前总电量后如图乙所示,他家本月消耗电能为 kW∙h,
(2) 小明家同时使用的用电器的总功率不能超过 W。
(3) 当只有一台空调机工作时,在1min内电能表脉冲指示灯闪烁了24
次,则此空调机消耗的电能是 kW∙h,电功率是 W。
10
17600
0.02
1200
例2 在“对家庭用电的调查研究”跨学科实践活动中,小明发现家中电能表表盘如图甲所示。
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考点二 电功率
例3(2025∙烟台)电能是现代社会生活的重要资源,每个人都应该有节
约用电的意识。下列用电器正常工作1h所消耗的电能最接近1度电的是
( C )
C
A. 台灯 B. 智能手机
C. 家用空调 D. 笔记本电脑
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例4(2025∙天津)将标有“6V 6W”的甲灯泡和“6V 3W”的乙灯泡
串联后,接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则
( B )
B
A. 甲灯能正常发光
B. 乙灯能正常发光
C. 两灯均能正常发光
D. 两灯均不能正常发光
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例5(2025∙重庆)科技小组的同学按图甲所示的电路研究自制小台灯的
调光效果,灯泡L标有“2.5V”字样,电源电压恒为4.5V,电压表量程
为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”。闭合开关S,在确保电路安
全的情况下,最大范围移动变阻器的滑片P,观察灯泡L的亮暗,绘出灯
泡L的I-U图像如图乙所示。下列分析正确的是( C )
C
例5图
A. 灯泡正常发光时的电阻值为5Ω
B. 灯泡随滑片P向b端移动而变亮
C. 变阻器接入的阻值范围为8~40Ω
D. 电路消耗的最大电功率为0.625W
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例6 用图甲所示电路测量小灯泡电功率,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1) 请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求:
滑片向左端滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大。由图可知A端为
蓄电池的 极。
负
例6图
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(2) 闭合开关,移动变阻器的滑片,电流表有示数,而电压表没有示
数,故障的原因可能是小灯泡 (短路/断路)。
短路
(3) 排除故障后移动滑片到某位置,电压表示数为2V,此时应将滑片
向 (左/右)端滑动,直至小灯泡正常发光。此时电流表示数如
图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
右
0.6
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(4) 完成上述实验后,又设计了如图丙所示的电路,测出了只标有额
定电流为0.3A的小灯泡的额定功率。电源电压恒定,R0的电阻为5Ω,
实验操作如下。
① 闭合S1,将S2接“2”,移动变阻器的滑片,使电压表的示数
为 V。
② 将S2改接到“1”,记录此时电压表示数为2.7V。
③ 小灯泡的额定功率为 W。
1.5
0.36
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1. (2025∙宿迁模拟)如图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图
像,将它们按如图乙所示接入电路中,闭合开关S和S1,小灯泡的实际
功率为1W,则此时小灯泡的电阻为 Ω:再断开开关S1,电流表示
数变化了 A。若将R与标有“20Ω 0.5A”的滑动变阻器串联后
接到该电源(电源电压恒定)上,则滑动变阻器消耗的最大电功率
是 W。
4
0.2
0.1
第1题
1
2
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2. (2025∙徐州模拟)如图所示电路,灯泡L标有“4V 2W”字样,R2
的阻值为10Ω。只闭合开关S时,灯泡正常发光;开关S、S1、S2都闭合
时,电流表的示数为3A。求:
(1) 灯泡正常发光时的电阻。
解:(1) 灯泡正常发光时的电流IL===0.5A,
灯泡正常发光时的电阻RL===8Ω
第2题
1
2
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(2) 开关S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率。
解:(2) 只闭合开关S时,灯泡与电阻R1串联,灯泡正
常发光,则灯泡两端的电压为4V,电路中的电流为
0.5A,电阻R1两端的电压U1=ILR1=0.5A×R1,则电源
电压U=4V+0.5A×R1,开关S、S1、S2都闭合时,R1、
R2并联,电流表测干路中的电流,由题意得I=I1+I2=
+=+=3A,解得R1=40Ω
或R1=2Ω。当R1=40Ω时,电源电压U=4V+
0.5A×40Ω=24V,开关S、S1、S2都闭合时,电路消耗
的总功率P=UI=24V×3A=72W;当R1=2Ω时电源电
压U=4V+0.5A×2Ω=5V,开关S、S1、S2都闭合时,
电路消耗的总功率P=UI=5V×3A=15W
1
2
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