1、第十八章电功率第十八章电功率电能电能电功率电功率电与热电与热第第1节节 电能电能l电能的优点：电能的优点：其它形式的能量可以方便的转化为电能。其它形式的能量可以方便的转化为电能。电能便于输送。电能便于输送。电能可以方便的转化为其它形式的能。电能可以方便的转化为其它形式的能。l电能的单位电能的单位焦耳（焦耳（J）、千瓦时（）、千瓦时（kwh）1kWh=_J3.6106l电能的测量电能的测量2月底：月底：3月底：月底：3月份用电：月份用电：_kWh59.2l电能的计算电能的计算W=UIt电能表表盘上各数值的含义电能表表盘上各数值的含义电能表的计数电能表的计数W=Pt第第2节节 电功率电功率电功率表
2、示消耗电能的快慢。电功率表示消耗电能的快慢。一个用电器的一个用电器的电功率等于它在单位时间内消耗的电能电功率等于它在单位时间内消耗的电能。l电功率电功率l电功率的公式电功率的公式P()W()t()电功率电功率时间时间瓦特瓦特(W)或千瓦或千瓦(kW)电功电功焦耳焦耳(J)或千瓦时或千瓦时(kWh)秒秒(s)或小时或小时(h)P=Wtl 例题例题1.一支一支20W的节能灯，的节能灯，1kWh的电可供该节能灯正的电可供该节能灯正常工作多长时间？该节能灯一个月常工作多长时间？该节能灯一个月(每天照明每天照明5h)耗电多少度？耗电多少度？解解:P=20W=0.02kWt=PW=0.02kW1kWh=5
3、0hW=Pt=0.02kW305h=3kWhl电功率的计算公式电功率的计算公式P=WtP=UIP=I2R普遍适用普遍适用只适用于电阻只适用于电阻P=U2R第第3节测小灯泡的功率节测小灯泡的功率l实验原理及器材实验原理及器材l实验电路及步骤实验电路及步骤P=UILR测小灯泡的功率实例测小灯泡的功率实例 小宇同学测量一标有小宇同学测量一标有“2.5V”的小灯泡的功率的小灯泡的功率,估计小灯泡的电阻约为估计小灯泡的电阻约为10，电源电压为，电源电压为6V恒定，恒定，他按图甲的电路图连接好电路，闭合开关，移动他按图甲的电路图连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为滑动变阻器的滑片，使
4、电压表示数为_V时，时，灯泡正常发光时，此时电流表示数如图乙所示，灯泡正常发光时，此时电流表示数如图乙所示，则灯泡的额定功率是则灯泡的额定功率是_W。小宇同学要测量。小宇同学要测量灯泡电压灯泡电压2V时的功率，应将滑动变阻器的滑片向时的功率，应将滑动变阻器的滑片向_调节，但无论怎样调节滑动变阻器的滑片，调节，但无论怎样调节滑动变阻器的滑片，都不能使电压表示数为都不能使电压表示数为2V，原因是，原因是_。2.5最大阻值小了最大阻值小了LR0.8右右甲甲乙乙滑动变阻器的滑动变阻器的最大阻值至少最大阻值至少应是应是_。20滑动变阻器的滑动变阻器的第第4节焦耳定律节焦耳定律电流通过导体时，电能要转化成
5、内能。电流通过导体时，电能要转化成内能。l电流的热效应电流的热效应甲甲乙乙 如图甲是探究如图甲是探究_相同时，相同时，_的实验装置的实验装置,实验中通过实验中通过_知道产生热量多少的知道产生热量多少的。电流产电流产玻璃玻璃电流和通电时间电流和通电时间生热量与电阻关系生热量与电阻关系管中液柱上升高度差管中液柱上升高度差l焦耳定律焦耳定律甲甲乙乙 如图也是探究影响电流产生如图也是探究影响电流产生的热量有哪些因素的实验装置。的热量有哪些因素的实验装置。电流通过导体产生的热量跟电电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。成正比，跟通电时
6、间成正比。QI2Rt对于电热器，对于电热器，Q=W。l电热的利用和防止电热的利用和防止 已知已知R1R2，电源电压一定。，电源电压一定。R1和和R2串联在串联在电路中时，相同时间内，电路中时，相同时间内，_产生的热量多；产生的热量多；R1和和R2并联在电路中时，相同时间内，并联在电路中时，相同时间内，_产生的热产生的热量多；量多；相同时间内两电阻串联产生的热量多还相同时间内两电阻串联产生的热量多还是并联产生的热量多？答是并联产生的热量多？答_产生的热量多。产生的热量多。R1R2并联并联 电热器是利用电流电热器是利用电流_工作的。它的主要部工作的。它的主要部件是件是_，是用，是用_的材料制成的。
7、的材料制成的。热效应热效应发热体发热体电阻率大熔点高电阻率大熔点高电视机电视机、电动机电动机、电脑是用什么方式防止电热的？电脑是用什么方式防止电热的？例题例题1(1)1.R1=10，R2=20，电源电压，电源电压6V。(1)两电阻串联两电阻串联时，时，R1和和R2的电功率各是多少？电路总功率是多的电功率各是多少？电路总功率是多少？少？(2)两电阻并联时，两电阻并联时，R1和和R2的电功率各是多的电功率各是多少？电路总功率是多少？少？电路总功率是多少？解解:(1)R=R1+R2=10+20=30I=RU=306V=0.2AP1=I2R1=(0.2A)210=0.4WP2=I2R2=(0.2A)2
8、20=0.8WP=I2R=(0.2A)230=1.2W例题例题1(2)1.R1=10，R2=20，电源电压，电源电压6V。(1)两电阻串联两电阻串联时，时，R1和和R2的电功率各是多少？电路总功率是多的电功率各是多少？电路总功率是多少？少？(2)两电阻并联时，两电阻并联时，R1和和R2的电功率各是多的电功率各是多少？电路总功率是多少？少？电路总功率是多少？(2)P1=R1U2=(6V)2=3.6W10P2=R2U2=(6V)2=1.8W20R=R1+R2R1R2=102010+20=203P=RU2=(6V)2=5.4W203例题例题22.标有标有“220V110W”的电烙铁，正常工作时的电流
9、的电烙铁，正常工作时的电流是多大？电阻是多大？是多大？电阻是多大？1min产生的热量是多少？产生的热量是多少？解解:t=1min=60sI=UP=220V110W=0.5AR=IU=0.5A220V=440Q=W=Pt=110W60s=6600J例题例题33.一台标有一台标有“220V500W”的饮水机，当实际电压为的饮水机，当实际电压为200V时，功率是多大？如果实际功率是时，功率是多大？如果实际功率是405W，实际电压又是多大？实际电压又是多大？解解:R=PU0=(220V)2500W=96.82P1=RU12=(200V)2=413.2W96.8U2=P2R=405W96.8=198V例
10、题例题44.标有标有“6V2W”和和“6V3W”的两只小灯泡，串联的两只小灯泡，串联在在6V的电源上时，各灯的实际功率是多少？的电源上时，各灯的实际功率是多少？解解:R1=P01U0=(6V)22W=182R2=P02U0=(6V)23W=122R=R1+R2=18+12=30I=RU=306V=0.2AP1=I2R1=(0.2A)218=0.72WP2=I2R2=(0.2A)212=0.48W例题例题55.如图所示的电路可调节小灯泡的亮度，如图所示的电路可调节小灯泡的亮度，L标有标有“36V36W”,滑动变阻器的最大阻值是滑动变阻器的最大阻值是36,电源电电源电压为压为36V,设灯丝电阻保持
11、不变。求设灯丝电阻保持不变。求:(1)该电路中小该电路中小灯泡功率的调节范围？灯泡功率的调节范围？(2)当滑动变阻器的滑片滑当滑动变阻器的滑片滑至中点时小灯泡两端的电压和小灯泡的功率？至中点时小灯泡两端的电压和小灯泡的功率？LR36V解解:(1)RL=PL0U0=(36V)236W=362R的滑片滑至右端时的滑片滑至右端时,R=36R总总=RL+R=36+36=72I=RU=7236V=0.5APL=I2RL=(0.5A)236=9W灯泡功率的调节范围是灯泡功率的调节范围是9W36W例题例题5(2)5.如图所示的电路可调节小灯泡的亮度，如图所示的电路可调节小灯泡的亮度，L标有标有“36V36W
12、”,滑动变阻器的最大阻值是滑动变阻器的最大阻值是36,电源电源电压为电压为36V,设灯丝电阻保持不变。设灯丝电阻保持不变。(2)当滑动变阻当滑动变阻器的滑片滑至中点时小灯泡两端的电压和小灯泡器的滑片滑至中点时小灯泡两端的电压和小灯泡的功率？的功率？LR36V(2)R的滑片滑至中点时时的滑片滑至中点时时,R=18R总总=RL+R=36+18=54I=R总总U=5436V=23AR总总=UL=IRL=23A54=24VPL=ULI=24V23A=16W例题例题66.如图是电饭煲的工作原理图，如图是电饭煲的工作原理图，R1和和R2是发热盘上是发热盘上的两个发热电阻，的两个发热电阻，R1=55，R2=
13、429。计算电饭。计算电饭煲煮饭和保温时消耗的电功率分别是多少？煲煮饭和保温时消耗的电功率分别是多少？R2SR1220V解解:当当S闭合时闭合时,电饭煲处于煮饭状态电饭煲处于煮饭状态P1=R1U2=(220V)2=880W55S断开时断开时,电饭煲处于保温状态电饭煲处于保温状态R=R1+R2=55+429=484P=RU2=(220V)2=100W484例题例题66.如图是电饭煲的工作原理图，如图是电饭煲的工作原理图，R1和和R2是发热盘上是发热盘上的两个发热电阻，的两个发热电阻，R1=55，R2=429。计算电饭。计算电饭煲煮饭和保温时消耗的电功率分别是多少？煲煮饭和保温时消耗的电功率分别是
14、多少？R2SR1220V解解:当当S闭合时闭合时,电饭煲处于煮饭状态电饭煲处于煮饭状态I=R1U=55220V=4AP1=UI=220V4A=880W当当S断开时，电饭煲处于保温状态断开时，电饭煲处于保温状态R=R1+R2=55+429=484I=RU=484220V=511AP=UI=220V511A=100W例题例题77.一种电热水器的原理如图所示一种电热水器的原理如图所示,S2为温度控制开关为温度控制开关,当水温达到沸点时当水温达到沸点时,自动断开自动断开,电热水器处于保温状电热水器处于保温状态态;当水温低于当水温低于90,自动闭合自动闭合,电热水器处于加热电热水器处于加热状态。已知电热
15、水器加热和保温时的功率分别为状态。已知电热水器加热和保温时的功率分别为1100W和和110W，电源电压为，电源电压为220V。求。求:R1和和R2的的阻值。阻值。R2S1R1220VS2解解:R=PU2=(220V)21100W=44R1=P1U2=(220V)2110W=440R2=R1-RR1R=440-4444044=48.9例题例题88.某型号电烤箱有低、中、高三个档位的发热功率。某型号电烤箱有低、中、高三个档位的发热功率。如图是其内部简化电路图如图是其内部简化电路图,开关开关S1可分别与触点可分别与触点a、b接触。接触。已知已知:R1=R2=44,电源电压不变。电源电压不变。(1)求
16、电烤箱低、中、高三档消耗的电功率分别是求电烤箱低、中、高三档消耗的电功率分别是多少？多少？(2)电烤箱在高档位工作时电烤箱在高档位工作时,对食物加热对食物加热6min,消耗的电能为多少消耗的电能为多少?R2R1S2S1a b220V解解:(1)当当S1接接b、S2闭合闭合时，低温档时，低温档R串串=R1+R2=44+44=88 P低低=R串串U2=(220V)2=550W88例题例题8(1)8.某型号电烤箱有低、中、高三个档位的发热功率。某型号电烤箱有低、中、高三个档位的发热功率。如图是其内部简化电路图如图是其内部简化电路图,开关开关S1可分别与触点可分别与触点a、b接触。接触。已知已知:R1
17、=R2=44,电源电压不变。电源电压不变。(1)求电烤箱低、中、高三档消耗的电功率分别是求电烤箱低、中、高三档消耗的电功率分别是多少？多少？(2)电烤箱在高档位工作时电烤箱在高档位工作时,对食物加热对食物加热6min,消耗的电能为多少消耗的电能为多少?R2R1S2S1a b220V解解:(1)当当S1接接b、S2闭合闭合时，中温档时，中温档P中中=R1U2=(220V)2=1100W44当当S1接接a、S2闭合闭合时，高温档时，高温档P高高=P1+P2=1100W+1100W=2200W例题例题8(1)8.某型号电烤箱有低、中、高三个档位的发热功率。某型号电烤箱有低、中、高三个档位的发热功率。
18、如图是其内部简化电路图如图是其内部简化电路图,开关开关S1可分别与触点可分别与触点a、b接触。接触。已知已知:R1=R2=44,电源电压不变。电源电压不变。(1)求电烤箱低、中、高三档消耗的电功率分别是求电烤箱低、中、高三档消耗的电功率分别是多少？多少？(2)电烤箱在高档位工作时电烤箱在高档位工作时,对食物加热对食物加热6min,消耗的电能为多少消耗的电能为多少?R2R1S2S1a b220V(2)t=6min=0.1hP高高=2200W=2.2kWW=P高高t=2.2kW0.1h=0.22kWh例题例题99.小明利用标有小明利用标有“6V6W”的灯泡的灯泡L1和和“6V3W”的灯泡的灯泡L2
19、进行实验。通过灯泡进行实验。通过灯泡L1和和L2中的电流随中的电流随两端电压变化关系的如图甲所示。现两端电压变化关系的如图甲所示。现将两灯连入图乙所示电路将两灯连入图乙所示电路,要使其要使其中一个灯泡正常发光中一个灯泡正常发光,电路中电流电路中电流表的示数为多少表的示数为多少A?电压表的示数电压表的示数是多少是多少?电路总功率是少？电路总功率是少？甲甲L1SL2乙乙解解:I=U0P02=3W=0.5A6V从图象得，从图象得，I=0.5时，时，U1=2VP1=U1I=2V 0.5A=1WP=P1+P2=1W+3W=4W例题例题1010.某饮水机的铭牌如右表所示。把饮水机内某饮水机的铭牌如右表所示
20、。把饮水机内0.5L水从水从15加热到加热到95。(1)水吸收的热量是多少？水吸收的热量是多少？(2)饮水机消耗的电能是多少？需要加热多长时饮水机消耗的电能是多少？需要加热多长时间？间？(3)用电高峰时用电高峰时,电压只有电压只有198V,饮水机的实际功率是多少？饮水机的实际功率是多少？牌饮水机牌饮水机额定电压额定电压 220V额定容量额定容量 0.5L额定功率额定功率1000W频率频率50Hz效率效率96%解解:(1)V=0.5L=510-4m3m=V=1103kg/m3510-4m3=0.5kgQ吸吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)0.5kg(95-15)=1.68105J例题
21、例题10(2)10.某饮水机的铭牌如右表所示。把饮水机内某饮水机的铭牌如右表所示。把饮水机内0.5L水从水从15加热到加热到95。(1)水吸收的热量是多少？水吸收的热量是多少？(2)饮水机消耗的电能是多少？需要加热多长时饮水机消耗的电能是多少？需要加热多长时间？间？(3)用电高峰时用电高峰时,电压只有电压只有198V,饮水机的实际功率是多少？饮水机的实际功率是多少？牌饮水机牌饮水机额定电压额定电压 220V额定容量额定容量 0.5L额定功率额定功率1000W频率频率50Hz效率效率96%(2)W=Q吸吸=1.68105J0.96=1.75105Jt=P0W=1.75105J1000W=175s
22、例题例题10(3)10.某饮水机的铭牌如右表所示。把饮水机内某饮水机的铭牌如右表所示。把饮水机内0.5L水从水从15加热到加热到95。(1)水吸收的热量是多少？水吸收的热量是多少？(2)饮水机消耗的电能是多少？需要加热多长时饮水机消耗的电能是多少？需要加热多长时间？间？(3)用电高峰时用电高峰时,电压只有电压只有198V,饮水机的实际功率是多少？饮水机的实际功率是多少？牌饮水机牌饮水机额定电压额定电压 220V额定容量额定容量 0.5L额定功率额定功率1000W频率频率50Hz效率效率96%(3)R=P0U0=(220V)21000W=48.42P1=RU2=(198V)2=810W48.4例
23、题例题1111.一电动自动车的部分规格如下表：一电动自动车的部分规格如下表：(1)当质量是当质量是60kg的人骑车以的人骑车以6m/s的速度匀速行驶的速度匀速行驶10分钟，受分钟，受到的阻力是车重的到的阻力是车重的0.02倍，电动车克服阻力做的倍，电动车克服阻力做的功是多少？功是多少？(2)10分钟此车所消耗的电能是多少？分钟此车所消耗的电能是多少？(3)通过电动机线圈的电流是多少？通过电动机线圈的电流是多少？电池规格电池规格36V/10Ah整车质量整车质量40kg最大载质量最大载质量105kg最大时速最大时速30km/h效率效率80%解解:(1)t=10min=600s电动车匀速行驶电动车匀
24、速行驶f阻阻=0.02G=0.02mgs=t=6m/s600s=3600mW=Fs=20N3600m=7.2104J=0.02(40kg+60kg)10N/kg=20NF=f阻阻=20N例题例题11(2)11.一电动自动车的部分规格如下表：一电动自动车的部分规格如下表：(1)当质量是当质量是60kg的人骑车以的人骑车以6m/s的速度匀速行驶的速度匀速行驶10分钟，受分钟，受到的阻力是车重的到的阻力是车重的0.02倍，电动车克服阻力做的倍，电动车克服阻力做的功是多少？功是多少？(2)10分钟此车所消耗的电能是多少？分钟此车所消耗的电能是多少？(3)通过电动机线圈的电流是多少？通过电动机线圈的电流
25、是多少？电池规格电池规格36V/10Ah整车质量整车质量40kg最大载质量最大载质量105kg最大时速最大时速30km/h效率效率80%(2)W电电=W=7.2104J0.8=9104J(3)I=UtW=36V600s9104J=4.17A例题例题1212.小刚家有一台电热水器小刚家有一台电热水器,标识已模糊不清，他家标识已模糊不清，他家中电能表中电能表如图所示。如图所示。当家中只接入热水器，热水当家中只接入热水器，热水器正常工作时，电能表的转盘在器正常工作时，电能表的转盘在1min内转了内转了25转。求转。求:热水器的额定功率？热水器的额定功率？解解:(1)t=1min=60sW=3.610
26、6J300025=3104JP=tW=3104J60s=500W例题例题1212.小刚家有一台电热水器小刚家有一台电热水器,标识已模糊不清，他家标识已模糊不清，他家中电能表中电能表如图所示。如图所示。当家中只接入热水器，热水当家中只接入热水器，热水器正常工作时，电能表的转盘在器正常工作时，电能表的转盘在1min内转了内转了25转。求转。求:热水器的额定功率？热水器的额定功率？11W=kWh 25=kWh30001201t=1min=h60解：1kWhW120P=0.5kW=500W1th60例题例题1413.一台电动机，线圈电阻是一台电动机，线圈电阻是10，接在家庭电路，接在家庭电路中，通过线
27、圈的电流是中，通过线圈的电流是2A，电动机的功率是多，电动机的功率是多少？每分钟产生的热量是多少？电动机效率是多少？每分钟产生的热量是多少？电动机效率是多少？少？解解:t=1min=60sP=UI=220V2A=440WQ=I2Rt=(2A)21060s=2400JW=Pt=440W60s=2.64104J=W有有W=2.64104J-2400J2.64104J=90.91%例题例题1414.农村电网改造前，小鹏家农村电网改造前，小鹏家“220V500W”的电热的电热水壶，烧开一壶水用了水壶，烧开一壶水用了8分分20秒，而在商店买壶秒，而在商店买壶时电热水壶正常工作烧开同样的一壶水只用了时电热
28、水壶正常工作烧开同样的一壶水只用了6分分45秒。求小鹏家秒。求小鹏家家庭电路的电压家庭电路的电压？解解:t0=660s+45s=405s t=860s+20s=500sW=P0t0=500W405s=2.025105JP=tW=2.025105J60s=405WR=P0U0=(220V)2500W=96.82U=PR=405W96.8=198V例题例题15续续15.农村电网改造前，小鹏家农村电网改造前，小鹏家“220V500W”的电热的电热水壶，烧开一壶水用了水壶，烧开一壶水用了8分分20秒，而在商店买壶秒，而在商店买壶时电热水壶正常工作烧开同样的一壶水只用了时电热水壶正常工作烧开同样的一壶水只用了6分分45秒。求小鹏家输电线上损失的电功率？秒。求小鹏家输电线上损失的电功率？U=PR=405W 96.8198V U198V45I=AR96.822U线线=U0-U=220V-198V=22V45P=U I=22VA=45W22线线
