第五讲 电功率 电功 电热

电功、电功率、电能、电热之间的区别联系一、电功是电流所做的功，实质就是电能转化为其他形式能的过程，表示电流做功多少的物理量，用W表示电功。

单位为焦耳（J），焦耳这个单位很小，用起来不方便，生活中常用“度”做电功的单位，就是平常说的用了几度电的“度”。

“度”在技术中叫做千瓦小时（kwh）。

1、电功的计算公式：电功W（度）=电功率P（kw）×时间t（h）电功W（度）=电压U（kv）×电流I（A）×时间t（h）；电功W（度）=电压U（v）×电流I（A）×时间t（秒）二、电功率是单位时间内电流所做的功。

表示电流做功的快慢。

单位为瓦（w）或千瓦（kw）。

1、电功率的计算公式：电功率P（瓦w）＝电压U（伏V）×电流I（安A）电功率P（瓦w）＝电功W（焦耳J）／时间t（秒s）电功率P（瓦w）＝电阻R（欧姆Ω）×I2电功率P（瓦w）=U2／R2、电功率单位换算关系：1千瓦（kw）=1000瓦（w）；1瓦=1伏·安=1焦/秒三、电能就是电流的能量，是电流以各种形式做功的能力。

电流可以近似地类比为水流，水流具有动能与势能，电同样具有能量，具体表现为做功，单位是度或者千瓦小时。

1、电能的计算公式：电能（kWh）=电功率P（kw）×时间t（h）2、电能单位换算关系：1度=1千瓦小时（kWh）=3600焦耳（J）;1大卡（Kcal）=4187焦耳（J）；1大卡（Kcal）=1000卡（cal）；1焦耳（J）=0.24卡（cal）；1千瓦（kw）=1000焦耳（J）。

四、电热是电流流过导体时所产生的热量，是电能转化的热能，单位为焦耳（J）。

1、电热的计算公式：A、电热Q（焦耳J ）=电流I2（安A）×电阻R（欧Ω）×时间t （秒s）但是这种公式只适用于纯电阻电路，即电流通过导体时，如果电能全部转化为热，而没有同时转化成其他形式的能量，那么就是纯电阻电路，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，即Q=W=UIt。

2020年高考物理专题复习：电功、电功率、电热、热功率的计算精讲 考纲导读：一、基本概念1. 电功（1）定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功。

（2）公式：W ＝qU ＝IUt （适用于任何电路）。

（3）电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程。

2. 电功率（1）定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢。

（2）公式：P ＝t W ＝IU （适用于任何电路）。

3. 焦耳定律（1）电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。

（2）计算式：Q ＝I 2Rt 。

4. 热功率（1）定义：单位时间内的发热量；（2）表达式：P ＝tQ ＝I 2R 。

二、不同电路中的计算比较1. 电功是电能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化为内能的量度。

计算电功时用公式W ＝IUt ，计算电热时用公式Q ＝I 2Rt 。

2. 从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是W≥Q 、UIt≥I 2Rt 。

（1）纯电阻电路：如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时有W＝Q 。

计算时可任选一公式：W ＝Q ＝Pt ＝I 2Rt ＝UIt ＝RU 2t 。

（2）非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有W>Q 。

电功只能用公式W ＝UIt 来计算，焦耳热只能用公式Q ＝I 2Rt 来计算。

对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用。

典例精析例题1 如图所示，电阻R 1=20 Ω，电动机绕线电阻R 2=10 Ω，当开关打开时，电流表的示数是0.5 A ，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I 和电路消耗的电功率P 应是（ ）A. I=1.5 AB. I<1.5 AC. P<15 WD. P=15 W【考点】非纯电阻电路的计算【思路分析】当开关S 断开时，电动机没有通电，欧姆定律成立，所以电路两端的电压U=I 1R 1=10 V ；当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压U=10V ，通过电动机的电流应满足U/I 2>R 2，所以I 2<1 A 。

电功、电功率、电热的综合计算【公式回顾】1.普遍适用的公式：W= = ,P= = 。

2.只适用于纯电阻电路的公式：由欧姆定律 推导得W= = , P= = 。

3.总功和总功率(适用于任何串联和并联电路)：W 总=W1+W2+W3+… P 总=P1+P2+P3+…4.利用电能表测电功和电功率：(1)利用电能表计算电能：在时间t 内,消耗电能W=W 2-W 1(W 1、W 2是前后两次电能表的示数),则P= ;(2)在时间t 内,转盘转n 转,W= kW·h(n 是实际的转数,N 是电能表标定转数),则P=5.单位的对应性：电功kW·h ——电功率kW 、时间h 电功J ——电功率W 、时间s 。

6.电能与电热的关系：电能(电功)(W) 电热(Q) 计算公式W=UIt Q=I 2Rt 快慢程度P 电=UI P 热=I 2R关 系 在纯电阻电路中,W=Q,P 电=P 热在非纯电阻电路中,W>Q,P 电>P 热 7.电能、电功率、电热在计算时的公式比较：【示范题】1、某电吹风的主要技术参数如下表所示。

(1)电吹风的电路是由电动机和电热丝 联组成的。

电动机工作时将电能转化为 能,电热丝工作时将电能转化为 能。

(2)该电吹风正常工作时分为两种状态：①吹冷风时,只有电动机工作,通过它的电流约为 A;②吹热风时,电动机和电热丝同时工作,通过电吹风的电流为 A 。

(3)电热丝的电阻为 Ω。

(4)该电吹风正常工作时,若吹热风5min,则产生的热量是 J,消耗的电能是 J 。

2、(2014·福州)如图所示是家庭电子式电能表的表盘,其示数是 kW·h 。

表盘上标有“3 200 imp/kW·h ”,表示每消耗1 kW·h 的电能,指示灯闪烁3 200次。

若家庭电路中只有一台电热水器在工作,该电能表的指示灯在4 min 内闪烁320次,则该热水器的实际功率是 W 。

电功、电热、电功率和热功率1．电功是电能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化为内能的量度．计算电功时用公式W ＝IUt ，计算电热时用公式Q ＝I 2Rt .2．从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是W ≥Q 、UIt ≥I 2Rt .(1)纯电阻电路：如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时有W ＝Q .计算时可任选一公式：W ＝Q ＝Pt ＝I 2Rt ＝UIt ＝t .U 2R (2)非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有W >Q .电功只能用公式W ＝UIt 来计算，焦耳热只能用公式Q ＝I 2Rt 来计算．对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用．1、如图8所示的电路中，电源的输出电压恒为U ，电动机M 线圈电阻与电炉L 的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，下列判断正确的是( )A ．电炉放出的热量与电动机放出的热量相等 图8B ．电炉两端电压小于电动机两端电压C ．电炉两端电压等于电动机两端电压D ．电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率解析　电炉是纯电阻，电动机是非纯电阻，由于电炉和电动机构成串联电路，二者的电流相等，则电炉两端电压小于电动机两端电压，又Q ＝I 2Rt ，故A 、B 正确，C 、D 错误．答案　AB电功和电热的处理方法1.P ＝UI 、W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt 在任何电路中都能使用．在纯电阻电路中，W ＝Q ，UIt ＝I 2Rt ，在非纯电阻电路中，W >Q ，UIt >I 2Rt .2．在非纯电阻电路中，由于UIt >I 2Rt ，即U >IR ，欧姆定律R ＝不再成立．UI 3．处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．2、电阻R 和电动机M 串联接到电路中，如图9所示，已知电阻R 跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作，设电阻R 和电动机M 两端的电压分别为U 1和U 2，经过时间t ，电流通过电阻R 做功为W 1，产生热量为Q 1， 图9电流通过电动机做功为W 2，产生热量为Q 2，则有( )A ．U 1<U 2，Q 1＝Q 2B ．U 1＝U 2，Q 1＝Q 2C ．W 1＝W 2，Q 1>Q 2D ．W 1<W 2，Q 1<Q 2答案　A解析　电动机是非纯电阻，其两端电压U 2>IR ＝U 1，B 错；电流做的功W 1＝IU 1t ，W 2＝IU 2t ，因此W 1<W 2，C 错；电流产生的热量由Q ＝I 2Rt 可判断Q 1＝Q 2，A 对，D 错．3、如图5所示为一未知电路，现测得两个端点a 、b 之间的电阻 为R ，若在a 、b 之间加上电压U ，测得通过电路的电流为I ，则该未知电路的电功率一定为( )A ．I 2R B.图5U 2R C ．UI D ．UI －I 2R答案　C解析　不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率一定为P ＝UI ，选项C 正确；只有电路为纯电阻电路时，才有P ＝UI ＝I 2R ＝，故A 、B 错误；而UI －I 2R 为电能转化为其他形U 2R 式能的功率，故D 错误．4、在研究微型电动机的性能时，应用如图6所示的实验电路．调节滑动变阻器R 并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A 和2.0 V ．重新调节R 并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A 图6和24.0 V ．则这台电动机正常运转时输出功率为( )A ．32 WB ．44 WC ．47 WD ．48 W 答案　A解析　当电动机停止转动时，此时电动机相当于一个纯电阻，所以由题中的两表读数，可以计算出电动机的内阻为r ＝，代入数据得r ＝4 Ω，重新调节R 并使电动机恢复正UI 常运转，根据题中的两表读数，计算出电动机的输出功率为P ＝UI －I 2r ，代入数据得P ＝32 W ，B 、C 、D 错误，A 正确．5、如图7所示，电源电动势E ＝8 V ，内电阻为r ＝0.5 Ω，“3 V,3 W ”的灯泡L 与电动机M 串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R 0＝1.5 Ω.下列说法中正确的是( )A ．通过电动机的电流为1.6 A图7B ．电源的输出功率是8 WC ．电动机消耗的功率为3 WD ．电动机的输出功率为3 W 答案　D解析　“3 V,3 W ”的灯泡L 与电动机M 串联，说明通过灯泡与电动机的电流相等，其电流大小为I L ＝＝ A ＝1 A ；路端电压U ＝E －Ir ＝8 V －1×0.5 V ＝7.5 V ，电源的输P LU L 33出功率P 出＝UI ＝7.5×1 W ＝7.5 W ；电动机消耗的功率为P M ＝P 出－P L ＝7.5 W －3 W ＝4.5 W ；电动机的热功率为P 热＝I R 0＝12×1.5 W ＝1.5 W ；电动机的输出功率为2L P M －P 热＝4.5 W －1.5 W ＝3 W ；本题答案为D.6、如图9所示，一直流电动机与阻值R ＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E ＝30 V ，内阻r ＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U ＝10 V ，已知电动机线圈电阻R M ＝1 Ω，则下列说法中正确的是( ) 图9A ．通过电动机的电流为10 AB ．电动机的输入功率为20 WC ．电动机的热功率为4 WD ．电动机的输出功率为16 W 答案　BCD解析　由E ＝30 V ，电动机两端电压为10 V 可得R 和电源内阻上分担电压为20 V ，则I ＝ A ＝2 A ，故A 错误；电动机输入功率P ＝UI ＝10 V ×2 A ＝20 W ，故B 正确；P209＋1热＝I2RM ＝4×1 W ＝4 W ，故C 正确；P 输出＝P －P 热＝20 W －4 W ＝16 W ，故D 正确．7、一台小型电动机在3 V 电压下工作，用此电动机提升所受重力为4 N 的物体时，通过它的电流是0.2 A ．在30 s 内可使该物体被匀速提升3 m ．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在提升重物的30 s 内，电动机线圈所产生的热量；(3)线圈的电阻．答案　(1)0.6 W (2)6 J (3)5 Ω解析　(1)电动机的输入功率 P 入＝UI ＝3×0.2 W ＝0.6 W.(2)电动机提升重物的机械功率P 机＝F v ＝4× W ＝0.4 W. 根据能量关系P 入＝P 机＋P Q ，得热功率330P Q ＝P 入－P 机＝(0.6－0.4) W ＝0.2 W. 所产生的热量Q ＝P Q t ＝0.2×30 J ＝6 J.(3)根据焦耳定律Q ＝I 2Rt ，得线圈的电阻R ＝＝ Ω＝5 Ω.QI 2t 60.22×30。

初三物理电的公式很多，怎样判断一道题用哪个公式？初中物理电学部分公式看起来感觉较多，其实是有章法的，最重要的是要从最根本的定义去理解和把握。

电学中的基本物理量有电压U，电阻R和电流I这三个好兄弟。

其中最核心的物理量是电流I，因为我们之所以学习和研究电这个东西，是因为电具有能量，也就是电能，而我们希望将电能转化为我们所需要的能，比如动能、化学能、热能等等最终来为我们的生活服务。

而我们知道，能量的转化过程就是做功的过程，也就是说，我们在把电能转化为我们想要的其它形式的能的过程中，需要一个东西来做功。

而这个做功的东西，就是电流。

也就是说，电压U、电阻R、电流I这三个小伙伴中，只有电流I可以做功。

那么电压和电阻又起到什么作用呢？电压起到的作用就是提供电流，因为我们希望电流来做功，首先需要有电流的产生，而电压就是产生电流的保证。

所以有了电压的存在，我们将电路接通，就会产生电流啦，也就是具备了做功的条件，但是在电流做功的过程中，总有一个小伙伴在唱反调，让人很烦，这个小伙伴就是电阻。

它总是将电流好不容易做的功给转化成电热，直观表现就是电路发烫。

所以我们平时用手机、用电脑，非常讨厌它们发热厉害，一款特别容易发热的手机和电脑一般都不受欢迎，其实之所以发热，就是电阻在作祟。

好啦，说到这里，我们又引入了两个小伙伴，就是电流做的功：电功，以及在此过程中，电阻发的热：电热。

加上我们之前说的电压、电阻、电流，一共就是5个小伙伴啦。

OK，整个电学，就是在搞定这5个小伙伴：电压U、电阻R、电流I、电功W、电热Q。

其中，电功W是电流的功劳，电热Q是电阻的功劳。

那么，最重要的两个公式来了：W=UIT、Q=I2RT.所以，只要是求电功，我们就找到电流这个主角去求W，求电热，我们就找到电阻这个主角去求Q.但是，有一种很常见的电路，尤其是在初中阶段，几乎所有电路都是如此，那就是这个电路中电流所做的电功W，完全被电阻给转化成了电热Q，也就是W=Q。

第十五章 电功 电功率 电热 安全用电 串联电路：2121212121R R Q Q P P W W U U ====（电压、电功、电功率、电热与电阻成正比） 并联电路：1221212121R R Q Q P P W W I I ====（电流、电功、电功率、电热与电阻成反比） （一）电功1、电功的概念：电流所做的功叫做电功。

发光、发热、发声、转动等都可以是电流做功的表现。

2、电功的实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式能量的过程。

电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能量。

3、公式及单位：电流在某段导体上做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。

① UIt W = （此式普遍适用） （U 、I 、t 、W ）都是对同一段电路而言的。

单位：U 的单位用伏，I 的单位用安，t 的单位用秒，电功W 的单位用J 。

根据电流的定义可知，It Q =，所以电功的公式也可以表示为②UQ W =。

R U I =和IR U =可得：③t RU W ⋅=2和 ④ t R I W ⋅=2 （③④式只适用于纯电阻电路——即将电能全部转化为内能的装置，叫做纯电阻电路） J 是功的国际单位，这个单位很小，实际中常用kW ·h 来做功的单位，千瓦时就是常说的度。

1kW ·h = 1度 = 3.6×106J4、电路串联、并联电路的电功特点： 串联电路：111222U W R U W R ==（电流相等，电压、电功、与电阻成正比）12n W W W W =++ 并联电路：112221I W R I W R ==（电压相等，电流、电功、与电阻成反比）12n W W W W =++ 5、电功的测量：电能表，俗称电度表，是测量电功的仪表，或者说是测量用电器消耗电能多少的仪表。

把电能表接在电路中，前后两次读数之差就是这段时间内用电的度数。

电能表的铭牌上标有如下内容： “220V 10A ”“KWh ”“3000r/kW ·h ”，代表的含义如下：220V ——表示电能表的额定电压是220V ，即接在220V 的电路上使用。

电功、电功率、电能、电热之间的区别联系一、电功是电流所做的功，实质就是电能转化为其他形式能的过程,表示电流做功多少的物理量。

用W表示电功（注意，电功率P的单位也用w表示，不要搞混淆）。

单位为焦耳，焦耳这个单位很小，用起来不方便，生活中常用“度”做电功的单位，就是平常说的用了几度电的“度”。

“度”在技术中叫做千瓦小时，符号是kWh。

1、电功的计算公式：电功W（度）=电功率P（kw）×时间t（h）=电压U（kv）×电流I（A）×时间t（h）；电功W（焦耳J ）=电压U（v）×电流I（A）×时间t（秒）二、电功率是单位时间内电流所做的功。

表示电流做功的快慢。

单位为瓦（w）或千瓦（kw）。

1、电功率的计算公式：电功率P（瓦w）=电压V（伏V）×电流（安A）=电功W（焦耳J）／时间t（秒s）=R I2 =U2／R2、电功率单位换算关系：1千瓦（kw）=1000瓦（w）；1瓦=1伏·安=1焦/秒三、电能就是电流的能量，是电流以各种形式做功的能力。

电流可以近似地类比为水流，水流具有动能与势能，电同样具有能量，具体表现为做功。

，单位是度或者千瓦小时。

1、电能的计算公式：电能（kWh）=有功功率P（kw）×时间t（h）2、电能单位换算关系：1度=1千瓦小时（kWh）=3600焦耳（J）; 1大卡（Kcal）=4187焦耳（J）1大卡（Kcal）=1000 卡（cal）；1焦耳（J）=0.24卡（cal）1千瓦（kw）=1000焦耳（J）；四、电热是电流流过导体时所产生的热量。

是电能转化的热能。

单位为焦耳。

1、电热的计算公式：A、电热Q（焦耳J ）=电流I2（安A）×电阻R（欧Ω）×时间t（秒s）但是这种公式只适用于纯电阻电路，即电流通过导体时，如果电能全部转化为热，而没有同时转化成其他形式的能量，那么就是纯电阻电路，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，即Q=W=UIt。