1、电能与电功率电能与电功率定义：公式：电电功功电流所做的功，用W表示。国际：焦耳，简称焦，用 J 表示）W = U I t = P t = W = U I t = P t = I I2 2 Rt Rt =U =U2 2t/Rt/R单位：电电热热定义：测定电电功功率率焦耳定律内容电流在单位时间内所做的功，用P表示。单位常用单位：千瓦时，用KWh表示。换算关系：1KWh=3.6106 J公式： P=IP=I2 2R P=UR P=U2 2/R/R常用：千瓦，用KW表示。原理、电路图、器材用电器的功率额定功率实际功率公式：Q = I2 Rt 电热的利用和防止换算：1KW =1000W电流做功，电灯发光
2、。电流做功，电炉发热。电流做功，电扇转动。电流做功，电车开动。电能：电能：（1）定义：）定义：当电能转化为其他形式的能，我们当电能转化为其他形式的能，我们就说利用电能。就说利用电能。（2）单位：）单位：千瓦时（度）。千瓦时（度）。J（3）电功与电能的关系：）电功与电能的关系： 电流做了多少功就消耗电流做了多少功就消耗 了多少电能。了多少电能。例：例：电流通过电动机做电流通过电动机做2000焦的功，即有焦的功，即有_焦的焦的_能转化为能转化为_焦的焦的 _能和能和_能。能。2000 2000机械机械内内（4）公式：）公式：W=U I t（适用所有电路）（适用所有电路）电电（5）在家庭用电中测量电
3、流消耗）在家庭用电中测量电流消耗电能的仪器是：电能的仪器是：电能表。电能表。电能表：电能表：（2）2500R/KWh： 电表的表盘每转电表的表盘每转2500圈，圈，电路中就消耗电路中就消耗1度电。度电。（1）读数：）读数：最后一位是小数。最后一位是小数。电功率：电功率：（1）电功率）电功率是表示电流做功快慢的物理量。是表示电流做功快慢的物理量。（2）公式：）公式：P=W/t P=UI如果用电器是纯电阻：如果用电器是纯电阻：P=U2/R P=I2R （3）单位）单位:W、KW1kW=1 000W（4）额定功率与实际功率：）额定功率与实际功率：额定功率：用电器在额定电压或额定电流下额定功率：用电器
4、在额定电压或额定电流下工作的电功率。工作的电功率。“灯泡的亮暗由实际功率决定灯泡的亮暗由实际功率决定”。额定功率额定功率用电器正常工作时电压（铭牌上标出的电压）用电器在额定电压下的功率（铭牌上标出的功率）实际电压实际电压 用电器实际工作时的电压用电器在实际电压下的功率实际功率与额定功率的关系实际功率与额定功率的关系实实际际电电压压大于等于小于额额定定电电压压实实际际功功率率大于等于小于额额定定功功率率影响寿命正常工作不能正常工作额定电压额定电压特点特点 物理物理比较比较 概念概念电功电功电功率电功率概念概念意义意义公式公式单位单位测量方法测量方法 联系联系电流在单位时间内所做的功电流在单位时间
5、内所做的功电流做功多少电流做功多少电流做功快慢电流做功快慢W=UItP=UI焦耳焦耳 千瓦时千瓦时瓦特瓦特 千瓦千瓦用电能表直接测量用电能表直接测量用伏安法间接测量用伏安法间接测量W=P t电流所做的功电流所做的功电功和电功率的区别和联系电功和电功率的区别和联系RIRUUItQtWP222121RRPP1221RRPP运用公式运用公式直接计算：直接计算：串联电路中：串联电路中：并联电路中：并联电路中：IURURIP11211211121121UIRIRUP小明同学刚学完电功、电功率知识，有一天小明同学刚学完电功、电功率知识，有一天回到家中发现有几只灯泡。其中一只标有回到家中发现有几只灯泡。其中
6、一只标有“220V,40W”字样，由此他想到以下问题：字样，由此他想到以下问题：问题问题1 1：灯泡上面的灯泡上面的“220V,40W”表示什么意思？表示什么意思？答：答： “220V”表示这只灯泡的额定电压是表示这只灯泡的额定电压是220伏；伏； “40W”表示这只灯泡的额定功率是表示这只灯泡的额定功率是40瓦。瓦。什么是额定电压、额定功率？什么是额定电压、额定功率？问题问题2：小明想：若把此灯接在照明电路中，：小明想：若把此灯接在照明电路中，这只灯泡的功率一定是这只灯泡的功率一定是40瓦吗？瓦吗？答：不一定。只有在220伏电压下工作时，这只灯泡的功率才是40瓦。若实际电压高于220伏，它的
7、功率就大于40瓦；若实际电压低于220伏，灯泡的功率就小于40瓦。问题问题3：此灯正常工作时，灯丝电阻多大？：此灯正常工作时，灯丝电阻多大？解：由P=UI 和RUI PUR2得：121040)220(PR22WVU额额灯那么 例例: :求出求出“220V 40W”220V 40W”的灯泡接在的灯泡接在110110伏电压下的实际功率。伏电压下的实际功率。 问题问题5：小明同学又想，如果把此灯接在：小明同学又想，如果把此灯接在380伏的电路上，会发生什么现象？伏的电路上，会发生什么现象？答：根据答：根据 有有由于由于P实实远大于远大于P额额 ，所以灯丝很快被损坏。，所以灯丝很快被损坏。RUP2W1
8、191210V380RU22）（实实P 问题问题6 6：要在此电压（：要在此电压（380380伏）下仍然使灯正伏）下仍然使灯正常工作，你有什么办法？常工作，你有什么办法？方法：给此灯串联一个方法：给此灯串联一个电电 阻，如右图：阻，如右图：“220V,40W”R/U=380V解解: 而电路中的电流而电路中的电流 所以所以A18. 0A112V220W40U额额PI 880112160/AVIUR那么串联电阻应满足什么条件？那么串联电阻应满足什么条件？R/两端电压两端电压U/U总总U额额380V-220V160V如果只有几只这样的灯泡，而没有电阻，如果只有几只这样的灯泡，而没有电阻，还有什么方法
9、也可以使它工作？还有什么方法也可以使它工作？方法：可以将两个这样的灯泡串联起来组方法：可以将两个这样的灯泡串联起来组 成串联灯，这样既能起到照明作用，成串联灯，这样既能起到照明作用，同时还可以延长灯泡寿命。同时还可以延长灯泡寿命。“220V,40W”U=380V“220V,40W” 问题问题7：小明同学又拿起一只灯泡标有：小明同学又拿起一只灯泡标有“220V，25W”字样，他想若将此灯与字样，他想若将此灯与“220V,40W”的灯泡并联，接到的灯泡并联，接到220伏的伏的电路中哪个灯泡会更亮一些？电路中哪个灯泡会更亮一些？ 答：因为并联支路两端电压相等答：因为并联支路两端电压相等U UU U1
10、 1U U2 2，故两灯两端电压都等于额定电压，故两灯两端电压都等于额定电压220220伏，伏，所以消耗的功率也都等于各自的额定功率，所以消耗的功率也都等于各自的额定功率，所以所以“220V220V，40W”40W”灯泡的功率大，并且会灯泡的功率大，并且会更亮一些。更亮一些。 问题问题8 8：把这两个灯泡：把这两个灯泡(“220V(“220V，25W”25W”， “220V220V，40W”)40W”)串联起来，接到串联起来，接到220220伏的电路伏的电路中，哪个灯泡消耗的功率大？（或哪个更亮）中，哪个灯泡消耗的功率大？（或哪个更亮）分析：从分析：从 可知，在额定电压相同的情况下，可知，在额
11、定电压相同的情况下，额定功率小的灯丝电阻大，即额定功率小的灯丝电阻大，即“220V220V，25W”25W”的灯丝的灯丝电阻比电阻比“220V220V，40W”40W”的灯丝电阻大，又因为串联电的灯丝电阻大，又因为串联电路中电流处处相等，即路中电流处处相等，即I I1 1I I2 2 I I。根据。根据P PI I2 2R R可知，可知，电阻大的消耗的电功率大，所以两灯串联后电阻大的消耗的电功率大，所以两灯串联后“220V220V，25W”25W”灯泡消耗的功率大，即此灯亮。灯泡消耗的功率大，即此灯亮。额额PU2R 问题9灯丝断了以后搭接上，再接到原来的电灯丝断了以后搭接上，再接到原来的电路上
12、使用，灯泡比原来要亮些，为什么？路上使用，灯泡比原来要亮些，为什么？搭接后的灯泡在以后的使用中为什么还搭接后的灯泡在以后的使用中为什么还是从搭接处烧断？灯泡用的时间久了亮是从搭接处烧断？灯泡用的时间久了亮度会有什么变化？度会有什么变化？ 问题问题10：小明还找到一只照明灯泡，：小明还找到一只照明灯泡，但它的功率值已模糊不清，可通过什么方但它的功率值已模糊不清，可通过什么方法知道它的功率？法知道它的功率？【分析】可用实验的方法解决：把灯泡【分析】可用实验的方法解决：把灯泡与电能表连接起来，接入电路，用电能与电能表连接起来，接入电路，用电能表测出一定时间内电流所做的功，并用表测出一定时间内电流所做
13、的功，并用秒表测出时间，根据公式则可秒表测出时间，根据公式则可求得功率。求得功率。tWP 用电器的额定功率只有一个，实际功率用电器的额定功率只有一个，实际功率可以有多个，灯泡的亮度有实际功率决可以有多个，灯泡的亮度有实际功率决定的定的想一想想一想现在有两个铭牌模糊的普通灯泡，你怎么帮助现在有两个铭牌模糊的普通灯泡，你怎么帮助鉴别？（几种方法）鉴别？（几种方法） ？ ？“220V，40W”“220V，100W”方法一：并联在方法一：并联在220V的电源上，较亮的电源上，较亮的是的是100w，较暗的是，较暗的是40w。方法二：串联在方法二：串联在220V的电源上，较亮的电源上，较亮的是的是40w,
14、较暗的是较暗的是100w。方法三：灯丝较粗的是方法三：灯丝较粗的是100w，较细的，较细的是是40w。 实践题：实践题： 小刚有一个小刚有一个“110V110V，40W”40W”和一个和一个“110V110V，100W”100W”的灯泡，可是家里都是的灯泡，可是家里都是220220伏的电源，不能直接使用。他想串联电路两伏的电源，不能直接使用。他想串联电路两端的总电压等于各部分电路的电压之和。正端的总电压等于各部分电路的电压之和。正好好110V110V110V110V220V220V。两个灯泡串联，就可。两个灯泡串联，就可以使用了，可是在实际使用的时候，两个灯以使用了，可是在实际使用的时候，两个
15、灯泡都不能正常发光，而且泡都不能正常发光，而且“110V110V，40W”40W”的的灯泡很快被烧毁。请你想一想，然后再计算灯泡很快被烧毁。请你想一想，然后再计算一下，在串联电路里能不能用加上一个电阻一下，在串联电路里能不能用加上一个电阻的办法使两灯泡正常发光。的办法使两灯泡正常发光。实验：测定小灯泡的功率实验：测定小灯泡的功率三、实验：测定小灯泡的功率三、实验：测定小灯泡的功率(U额额 = 2.5V )实验：测定小灯泡的功率实验：测定小灯泡的功率(U额额 = 2.5V )2.52.50.30.30.750.753 30.350.351.051.052 20.240.240.480.48正常正
16、常较亮较亮较暗较暗 例题1、“PZ22025”的灯泡，接在220V的电路中，通过灯泡的电流有多大？这个灯泡的电阻有多大？“PZ220V60”的灯泡呢？解：对“PZ22025”的灯泡：电流电阻对“PZ22060”的灯泡：电流电阻 例题2、“PZ22025”的灯泡，接在110V的电路中，实际发出的功率是多大？接在230V的电路中，实际发出的功率又是多大？解：解：“PZ22025”的灯泡接在的灯泡接在210V的电路中：的电路中：电流电流功率功率“PZ22060”的灯泡接在的灯泡接在230V的电路中：的电路中：电流电流功率功率 灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际
17、上灯泡热得发光，为什么电线的发热却觉察不出来？ 电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾，这是为什么？家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾 4.电热：电热：（1）焦耳定律：）焦耳定律： 电流通过导体时产生的热量，跟电流通过导体时产生的热量，跟电流的平方电流的平方成正成正比，跟导体的比，跟导体的电阻电阻成正比，跟通电成正比，跟通电时间时间成正比。成正比。（2）计算公式：）计算公式：Q=I2Rt 单位：单位：J（3）电热器：）电热器：电炉子、电饭锅、电烙铁、电热水器、电熨斗。电炉子、电饭锅、电烙铁、电热水器、电熨斗。电能全部转化成内能（纯电阻电路）。电能全部
18、转化成内能（纯电阻电路）。电流所做的功等于用电器产生的热量。电流所做的功等于用电器产生的热量。Q=W，即，即Q=UIt、Q=RtU2 例题：一根60的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？ 先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流，再利用焦耳定律公式计算电流产生的热量。解：Q=I2Rt=(0.6)260300J=6480J 焦耳定律定量地描述了电能向内能转化的规焦耳定律定量地描述了电能向内能转化的规律，律， 用公式用公式Q = I2 Rt 来表示，适用于任何电路。来表示，适用于任何电路。 在电流所做的功全部用来产生热量时，焦在电流所做的功全部用来产生热量时，焦耳定律可根据电功公式耳定律可根据电功公式W=UIt和欧姆定律和欧姆定律 导出：导出：Q = W = UIt = ，这里的条件是电，这里的条件是电功全部用来产生电热，上述公式才成立，所以，功全部用来产生电热，上述公式才成立，所以，它们只适用于纯电阻电路。在纯电阻电路中，它们只适用于纯电阻电路。在纯电阻电路中，在不同的情况下，选用不同的公式去解决问题在不同的情况下，选用不同的公式去解决问题会更简便。会更简便。
