1、一一电能和电热有何关系？电能和电热有何关系？电能（电功）/W电热/Q计算公式W=UItQ=I2Rt快慢程度P电=UIP热=I2R关 系在纯电阻电路中，W=Q，P电=P热在非纯电阻电路中，WQ，P电P热二二串、并联电路中常用的电功、电功率公式有哪些？串、并联电路中常用的电功、电功率公式有哪些？串联电路并联电路W总=W1+W2P总=P1+P2W总=W1+W2P总=P1+P2W=I2RtP=I2R2UWtR2UPR1122WRWR1122PRPR1221WRWR1221PRPR【方法技巧】【方法技巧】弄清电能表上各参数的意义以及电能表的读数方法和用电器铭牌上各参数的意义是解题的关键。1.会利用公式W
2、=Pt和某用电器铭牌参数求耗电量。2.会利用公式W=Pt和电能表的“nrevs/(kW.h)”参数测某用电器的电功率。注意：注意：再利用W=Pt进行简单计算时要注意单位统一，即电功用kWh(或J)时，对应的电功率和时间的单位分别是kW(W)和h(s)。其中1kWh=3.6106J。三三如何求解与如何求解与 电能表的使用有关的问题？电能表的使用有关的问题？【典型剖析】【典型剖析】例例1.1.某水电壶工作2min，使图示电能表的转盘转过150r，则电水壶消耗的电能为_kWh，电功率为_kW，这些电能可供一只“220V 10W”的节能灯正常工作_h。解析：解析：转过150r消耗的电能：1kW h 1
3、50=0.05kW h3000W 电功率：0.05kW h=1.5kW2h60WPt由 得：这些电能可供一只220V 10W”的节能灯正常工作：WPt30.05kW h=5h10 10 kWWtP点评：点评：本题考查消耗电能、电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用；难点是对电能表各个参数物理意义的正确理解；解题过程中要注意单位的换算。例例2.2.如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1600imp/kWh”表示每消耗1kWh的电能，指示灯闪烁1600次，下列选项中正确的是（）A.指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多B.小明上月消耗的电能为911kWhC.小 明家干路中
4、的电流不得超过10AD.断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的功率为600W解析：解析：A.因为电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快慢，因此指示灯闪烁越快，电能表所在电路的总功率越大，故A错误；B.小明家上月消耗的电能为：5637.8kWh546.7kWh，故B正确；C.因为电能表允许通过的最大电流为20A，因此小明家干路中的电流不得超过20A，故C错误；D.指示灯闪烁32次消耗的电能：32kW h=0.02kW h1600W 电饭锅的功率：0.02kW h=0.6kW=600W2h60WPt故选D。点评：点评：本题考查对电能表参数的理解，关键是要明白各参数
5、的物理意义，还要能读出电能表的示数和计算出当月消耗的电能以及用电器的功率。【方法技巧】【方法技巧】（1）首先通过审题，挖掘隐含条件。当题中出现“用电器的铭牌”、“正常工作”等信息时，据此信息不但可知用电器的的额定电压和额定功率值的大小，还可以求出额定电流（I额）和电阻（或直接根据R=U额2/P额求电阻）。（2）采用控制变量法选择电功率公式：单一用电器在不同状态时电功率大小的比较：由于不变量是用电器的电阻，可根据变量是U或I分别选择公式P=U2/R和P=IR比较电功率大小。四四如何定性比较电功率或电功、电热的大小？如何定性比较电功率或电功、电热的大小？串、并联电路中两用电器消耗电功率的大小比较：
6、由于变量是电阻，对于串联电路，因电流相等，可利用P=I2R比较；对于并联电路，因电压相等，可利用P=U2/R比较；电功率大小关系确定后，再利用W=Pt可比较消耗的电能或电热。注意：注意：用电功率或电功公式时，各物理量要做到“对应”：一是同体性；二是同时性。另外，推导公式P=U2/R和P=I2R仅适用于纯电阻电路。在初中阶段，有关电功、电热、电功率的计算都是有关纯电阻电路的。非纯电阻电路的计算几乎不涉及。灯泡亮度由实际消耗的功率决定。在有关小灯泡的电功率的计算中，通常认为其电阻是不随温度变化的根据公式P=U2/R可知，电阻一定时，实际电压变为额定电压的“n”倍，功率就会变为原来的“n2”倍。如实
7、际电压为额定电压的一半，则实际功率为额定功率的1/4。电阻R是连接额定与实际的“桥梁”。【典例剖析】【典例剖析】甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是（）A.两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多B.两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻C.两灯串联在220V的电路中，甲灯比乙灯亮D.将乙灯接入110V电路中，它的实际功率为50W解析：解析：A.两灯均正常发光时，乙的电功率大，因为不知道发光时间是否相同，所以不能比较两灯消耗的电能的多少，故A错误；B.两灯均正常发光时，额定电压相同都等于220V，由于灯丝电阻R=U额2/P额，甲灯额定功率小于乙灯的额定功率，所以甲灯的电阻大
8、于乙灯的电阻，故B错误；C.由R=U额2/P额知道甲灯的电阻大于乙灯的电阻，当两灯串联时，通过的电流相等，由P=I2R可知，甲灯的实际功率比乙灯的大，则当两灯串联接在220V电路中，甲灯比乙灯亮，故C正确；点评：点评：本题考查了电功（消耗电能）的计算、电功率的计算、两灯串联时消耗电能的比较，灵活选用公式是本题的关键。点评：点评：本题考查了电功（消耗电能）的计算、电功率的计算、两灯串联时消耗电能的比较，灵活选用公式是本题的关键。D.将乙灯接在110V的电路中，22220=484100URP额乙额VW22110=25484UPR实乙乙VW故D错误。故选C。五五如何计算有关串并联电路中的电功率、电热
9、问题？如何计算有关串并联电路中的电功率、电热问题？（1）根据题意画出电路简图（不含电表、无用的短路或断路部分、开关等），明确电路连接方式，然后标出已知量和待求量。（2）灵活选择电功率（或电功、电热）公式结合欧姆定律与串并联电路特点采用顺推法或逆推法分析求解。注意：若因含电表多导致电路连接不直观判断时，可采用“去表法”处理判别。若含两个电路状态时，务必根据每一状态画一个简易电路图。用欧姆定律、电功率、电功公式时，各物理量要做到“对应”：一是同体性；二是同时性。例例1.如图甲的电路中，R1、R2的电压与电流的关系如图乙所示，闭合开关，电阻R2两端的电压为U1，通过电路的电流为l1，电路消耗的总功率
10、为P1；在不改变电源电压的情况下，用30的电阻R3替换R1，此时R2两端的电压为U2，通过电路的总电流为l2，电路消耗的总功率为P2，则（）A.U1:U2=1:2B.P1:P2=4:1C.R1:R2=3:1D.I1:I2=1:4解析：解析：A.由图甲可知R1、R2并联，根据并联电路的电压特点可知，U1 U2=1 1，故A错误；BC.由可得：UIR216=200.3URIVA126=600.1URIVA由图乙可知，当U=6V时，R1支路中的电流I1=0.1A，R2支路中的电流I2=0.3A，则干路上的电流：I=I1+I2=0.3A+0.1A=0.4A电路消耗的总功率为：P1=UI=6V0.4A=
11、2.4W用30的电阻R3替换R1，因为R3=30，R3支路中的电流：316=0.230UIIVA则电路消耗的总功率为：P2=UI=6V（0.3A+0.2A）=3W所以：P1 P2=2.4W 3W=4 5，故B正确，C错误；D.由题意，电阻R2两端的电压U1，通过电路的电流为I1，可知：160201560+20UUI 在不改变电源电压的情况下，用30的电阻R3替换R1，通过电路的总电流为I2：2232320301220+30UUUIR RRR则：124:15125IUUI故D错误。故选B。点评：点评：本题考查并联电路电压和电流的规律、欧姆定律和电功率公式的应用，难易程度适中，关键是看懂图象。例例
12、2.如图，电源电压恒为6V，定值电阻R为6Q，灯泡L标有“6V3W”字样，灯丝电阻不变，求：（1）灯泡L正常发光的电阻是多少?（2）开关S1、S2、S3分别在什么状态时，整个电路中消耗的总功率最小?最小功率是多少?（3）开关S1、S2、S3分别在什么状态时，整个电路中消耗的总功率最大？最大功率是多少？解析解析：（1）由 可知，灯泡正常发光的电阻：2UPR226=123LLLURPVW22min6=218UPR总VW2UPR（2）当S2闭合，S1、S3断开时，此时L与R串联，电路的总电阻最大，由 可知，电路总功率最小电路中的总电阻：R总=RL+R=12+6=18电路的总功率：226=66RUPR
13、VW2UPR（3）当S2断开，S1、S3闭合时，此时L与R并联，L正常发光，电路的总电阻最小，由 可知，电路总功率最大电阻R的功率：电路的总功率：Pmax=PL+PR=3W+6W=9W总结：总结：本题考查功率计算公式的应用，关键明确开关处于什么状态时，电路消耗的总功率最小和最大。六、如何分析或计算两档或三档电热器的热功率问题六、如何分析或计算两档或三档电热器的热功率问题?方法技巧：方法技巧：（1）明确电热器档位改变的原理方法：通常采用开关对某一发热体“短路”、“断路”或“接通”使连入电路中的发热体数量或连接方式改变从而实现档位改变的目的。（2）判定电热器的不同档位：首先根据电热器的不同档位画出
14、简易电路图（不含无用的短路或断路部分、开关等），并在电路图上标出不同档位下的热功率值；明确发热体对象及个数；最后根据公式P=U2/R判断：在总电压不变的情况下，电路中的总电阻最小时是高温档，电路中的总电阻最大时是低温档。（3）熟练利用欧姆定律、电功率、串并联电路特点进行相关计算。【典例剖析】【典例剖析】例例1.1.如图所示，是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝，不同的连接方式，其发热功率不同。下列说法不正确的是（）A.甲的发热功率与丙的发热功率相等B.丁的发热功率是丙的发热功率的2倍C.丙的发热功率是乙的发热功率的2倍D.丁的发热功率是乙的发热功率的4倍解析：解析：甲图的连接
15、方式是开路。乙图中两电阻串联、丙图中只有电阻R1工作、丁图中两电阻并联。乙、丙、丁简易电路图如图所示。由题意知，R1、R2为阻值相同的电热丝，设R1=R2=R，由简易电路图可分别求出各电路的总电阻分别是：R乙=2R、R丙=R、R丁=1/2R。根据P=U2/R可求得：P乙=U2/2R，P丙=U2/R，P丁=2U2/R，则A不正确。例例2.2.吴丽发现象家中电视机的额定功率为121W，额定电压为220V；电饭锅上的铭牌如下表，工作电路如图：型号WKF-315S电源220V50Hz加热功率1100W保温功率330W制造商小家电有限公司请完成下列问题：（1）电饭锅加热电阻的阻值是多少?（2）已知电饭锅
16、在额度电压下正常工作600s，恰好能将1标准大气压下1.65kg、20的水烧开。该电饭锅烧开这些水时的工作效率是多少?c水=4.2103J/(kg)（3）当吴丽家中的电器只有电视机和电饭锅工作时，将1标准大气压下1.65kg、20的水烧开用了726s。她通过观察电能表的转动圈数，计算得到该过程共耗电0.2035度。求吴丽家中电路的实际电压和通过电视机的实际电流各是多少?（不考虑电压变化对电饭锅工作效率的影响）解析：解析：（1）由电路图可知，当温控开关闭合时，电路为电阻R的简单电路，此时总电阻最小，总功率最大，电饭锅处于加热状态；根据P=U2/R可得，电饭锅加热电阻的阻值：（2）水吸收的热量：Q
17、吸=cmt=4.2103/(kg)1.65kg(10020)=5.544105J22220=441100URP额加热VW电饭锅正常烧开这些水时消耗的电能：W=P加热t=1100W600s=6.6105J电饭锅的工作效率：（3）根据题意可知，水吸收的热量不变，电饭锅的工作效率不变，则电饭锅正常烧开这些水时消耗的电能不变，即W=6.6105J电饭锅与电视机并联，并联电路各支路两端电压相等；555.544 10=84%6.6 10QW吸JJ已知该过程共耗电0.2035度即：W总=0.2035度=0.2035kWh=0.20353.6106J=7.326105J则电视机消耗的电能：W=W总W=7.326105J6.6105J=7.26104J又因为电视机消耗的电能W=U实I实t，所以通过电视机的实际电流：根据可得，电路的实际电压：2UWtR56.6 10=200726sWRUt实J 44V47.26 10=0.5200sWIU t实实JAV 726点评：点评：本题考查了电功与热量的计算，涉及到吸热公式、电功率公式和效率公式的灵活应用；难点是第3问，注意对题意的理解，根据电功公式可求得实际电压和实际电流。
