PAGE第十八章电功率第一节电能1、电功：定义：电流所做的功叫电功。电功的符号是W单位：焦耳（焦，J）。电功的常用单位是度，即千瓦时（kW·h）。1kW·h＝3.6×106J电流做功的过程，实际上就是电能转化为其他形式能的过程。公式：①W=UItU=eq\f(W,It)I=eq\f(W,Ut)t=eq\f(W,UI)②W=I2RtI2=eq\f(W,Rt)I=eq\f(W,Rt)R=eq\f(W,I2t)t=eq\f(W,I2R)③W=eq\f(U2,R)tU2=eq\f(WR,t)U=eq\f(WR,t)R=eq\f(U2t,W)t=eq\f(WR,U2)④W=UQU=eq\f(W,Q)Q=eq\f(W,U)⑤W=PtP=eq\f(W,t)t=eq\f(W,P)公式中的物理量：W——电能——焦耳（J）U——电压——伏特（V）I——电流——安培（A）t——时间——秒（s）R——电阻——欧姆（Ω）Q——电荷量——库伦（C）P——功率——瓦特（W）电能
表
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：测量电功的仪表是电能表（也叫电度表）。下图是一种电能表的表盘。表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦时，计数器的最后一位是小数，即1234.5kW·h。用电能表月底的读数减去月初的读数，就表示这个月所消耗的电能。“220V”表示这个电能表的额定电压是220V，应该在220V的电路中使用。“10（20A）”表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A。“50Hz”表示这个电能表在50Hz的交流电中使用；“600revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表盘转过600转。根据转盘转数计算电能或根据电能计算转盘转数时，可以列比例式：串并联电路电功特点：在串联电路和并联电路中，电流所做的总功等于各用电器电功之和；串联电路中，各用电器的电功与其电阻成正比，即eq\f(W1,W2)=eq\f(R1,R2);并联电路中，各用电器的电功与其电阻成反比，即eq\f(W1,W2)=eq\f(R2,R1)（各支路通电时间都相同）。第二节电功率电功率：定义：电流在1秒内所做的功叫电功率。意义：表示消耗电能的快慢。符号：P单位：瓦特（瓦，W），常用单位为千瓦（kW），1kW＝103W电功率的定义式：P=eq\f(W,t)W=Ptt=eq\f(W,P)第一种单位：P——电功率——瓦特（W）；W——电功——焦耳（J）；t——通电时间——秒（s）。第二种单位：P——电功率——千瓦（kW）；W——电功——千瓦时（kW·h）；t——通电时间——小时（h）。电功率的计算式：P=UIU=eq\f(P,I)I=eq\f(P,U)P=I2RI2=eq\f(P,R)I=eq\f(P,R)R=eq\f(P,I2)P=eq\f(U2,R)U2=PRU=PRR=eq\f(U2,P)P——电功率——瓦特（W）；U——电压——伏特（V）；I——电流——安培（A）；R——电阻——欧姆（Ω）。2、串并联电路电功率特点：在串联电路和并联电路中，总功率等于各用电器电功率之和；串联电路中，各用电器的电功率与其电阻成正比，即eq\f(P1,P2)=eq\f(R1,R2);并联电路中，各用电器的电功率与其电阻成反比，即eq\f(P1,P2)=eq\f(R2,R1)。3、用电器的额定功率和实际功率额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。用电器实际工作时的三种情况：①U实
U额P实>P额——用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）；③U实=U额P实=P额——用电器正常工作。电灯泡上的“PZ22025”表示额定电压是220V，额定功率是25W。灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的，与额定电压和额定功率无关。额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越大。将这两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率小；将这两个灯泡并联，额定功率大的，实际功率大。串并联电路P实与R大小的关系项目串联电路并联电路P实与R的关系串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大灯泡发光亮度实际电压大的P实越大，因此实际电压大的灯泡较亮通过电流大的P实越大，因此通过电流大的灯泡较亮电阻大的P实越大，因此电阻大的灯泡较亮电阻小的P实越大，因此电阻小的灯泡较亮串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器阻值增大时分压也大，小灯泡实际电压减小，小灯泡发光较暗并接上滑动变阻器的电灯，由于并联电路中各部分互不干扰，所以通过小灯泡所在支路的电流不变，小灯泡发光情况不变第三节测量小灯泡的电功率伏安法测小灯泡的功率【实验原理】【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。【实验电路图】【实验步骤】①按电路图连接实物。②检查无误后，闭合开关。移动滑片，使小灯泡在额定电压下发光，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率。③调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。④调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压小于额定电压，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。【实验表格】次数电压U/V电流I/A电功率P/W发光情况123【注意事项】①接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到最大；②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程；③滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压和通过的电流；保护电路；④不需要计算电功率的平均值。第四节焦耳定律及其应用电流通过导体时电能转化成热（电能转化为内能），这个现象叫做电流的热效应。焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。（英国物理学家焦耳）定义式：Q=I2RtI2=eq\f(Q,Rt)I=eq\f(Q,Rt)R=eq\f(Q,I2t)t=eq\f(Q,I2R)导出式：①Q=UItU=eq\f(Q,It)I=eq\f(Q,Ut)t=eq\f(Q,UI)②Q=eq\f(U2,R)tU2=eq\f(QR,t)U=eq\f(QR,t)R=eq\f(U2t,Q)t=eq\f(QR,U2)③Q=PtP=eq\f(Q,t)t=eq\f(Q,P)Q——热量——焦耳（J）；I——电流——安培（A）；R——电阻——欧姆（Ω）；t——通电时间——秒（s）；P——电功率——瓦特（W）；U——电压——伏特（V）。有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q＝W），这时以下公式均成立Q=UitQ=eq\f(U2,R)tQ=Pt；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。串并联电路电功特点：在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和；串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比，即eq\f(Q1,Q2)=eq\f(R1,R2);并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即eq\f(Q1,Q2)=eq\f(R2,R1)（各支路通电时间都相同）。
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