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电能和电功的概念及其计算电能和电功是电学领域中的重要概念，它们在理解和计算电路中的能量转换与传输过程时起到关键作用。
本文将介绍电能和电功的定义以及如何计算它们。
一、电能的概念及计算电能是指电荷在电场中具有的能量。
当电荷在电场中移动时，由于电场做功，电荷获得或损失能量，这种能量就是电能。
计算电能的公式为：电能（E）= 电量（Q）×电势差（V）其中，电量是指通过电路中某一点的电荷量，单位是库仑（C）；电势差是指电场中两点之间的电势差，单位是伏特（V）。
例如，如果一个电荷为 2 库仑，通过一个电势差为 5 伏特的电场，那么它的电能为：E = 2 C × 5 V = 10 J（焦耳）二、电功的概念及计算电功是指电能的转移或转化过程中所做的功。
它描述了电路中的能量变化情况。
计算电功的公式为：电功（W）= 电流（I）×电压（U）×时间（t）其中，电流是指通过电路中某一点的电荷流动速率，单位是安培（A）；电压是指电场中两点之间的电势差，单位是伏特（V）；时间是指电流通过电路的时间，单位是秒（s）。
例如，如果一个电路的电流为 2 安培，电压为 10 伏特，通过的时间是 5 秒，那么它的电功为：W = 2 A × 10 V × 5 s = 100 J（焦耳）三、电能与电功的关系电能与电功之间存在一定的关系。
当电体在电场中移动时，电势差做功使电量获得或损失能量，即电能的转化过程，这个过程的功就是电功。
根据功等于能量变化，可以得知电功与电能之间的关系为：W = ΔE其中，ΔE 表示能量变化量。
这意味着电功等于电能的变化量。
综上所述，电能是电荷在电场中所具有的能量，电功是电能转化或传输过程中做的功。
计算电能和电功的方法分别为：电能等于电量乘以电势差，电功等于电流乘以电压乘以时间。
另外，电功等于电能的变化量。
通过理解和掌握电能和电功的概念及其计算方法，我们能够更好地分析和解决电路中的问题，提高对电学知识的理解和应用能力。
专题18.1 电能电功电能电功知识点对应内容1、电能（1）电能的概念；电能是表示电流做功多少的物理量；（2）电能的转化；不同形式的能可以转化为电能；（3）电能的单位：A：焦耳简称焦，符号 JB:千瓦时，符号 kwh。
俗称：度，1度 = 1 kwh（4）单位换算：1kwh=3.6×106J2、电能的计量（1）电能的测量仪器：电能表（又叫电度表），用电器消耗的电能可以通过电能表来测量。
（2）电能表表盘上的参数表示的含义是什么：A“220V”是指：电能表正常工作时的电压为220V；B“10（20）A”是指:允许通过的最大电流是 10A；C“50”Hz表示：该电能表适用于频率为50Hz的电路中；D”600revs/kwh 表示:每消耗一度电电能表转盘转600转。
（3）读数方法：电能表前后两次读数之差就是这段时间内用电的度数。
3、电功（1）电功的概念：电流通过某段电路所做的功；（2）实质：电流做功的过程，就是把电能转化为其他形式的能；（3）计算公式：W=UIt,由公式可知：电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系，加在用电器上的电压越高、通过的电流越大、通电时间越长，电流做功越多。
1、自学P87-88“电能”内容，完成题（1）-（3）（1）我们生活中主要发电方式有发电、发电和发电等，这些都是提供的电能的主要来源。
（2）电能可以转化为其他形式的能，如电灯是电能转化为能；电动机是电能转化为能；电能转化为其他形式能量的过程，就是我们使用电能的过程。
（3）电能有两个单位：A国际单位：，符号为；B家庭及工业常用单位是，符号为，这两个单位的换算关系为：1KWh= J。
2、自学P88-89“电能的计量”内容，完成题（4）-（5）（4）生活中我们一般用电能表来计量用电器所消耗的电能多少，观察课本图18.1-1，电能表上“220V”表示；“10A”表示；“600revs/(kwh)”表示；（5）电能表上前后两次示数，就是这段时间内用电器用电的度数。
（一）电功率的计算①定义式：电功率等于电功与时间的比值。
如果电功用W 表示，完成这些电功所用的时间用t 表示，电功率用P 表示，则tW P. 定义式中各符号的意义及单位如下表所示①计算式：根据t P =与电功的公式UIt W =得：UI tt P ===. 推导式：根据欧姆公式RU I =得：R U R I UI P 22===.（二）电功与电功率的区别与联系注意事项：在纯电阻电路中，电功率的定义式tP =和一般式UI P =使用于任何电路，求出的结果是总功率，等效于RU R I UI P 22===，因为电能全部转化为内能的功率；在非纯电阻电路中，由电功率的定义式tWP =和一般式UI P =求出的结果是总功率，由公式R I P 2=表示转化为内能的功率，而除内能以外的其他形式的能的功率R I tWR I UI P P P 22-=-==内总其他-.W——总功的能量 （三）用电器实际功率的求解方法 思路1：思路2：思路3：（四）串并联电路中电学公式串联电路：2121212121QQRRUUPPWW====并联电路：1221212121RRQQIIPPWW====（五）动态电路计算题解题策略关键是分别抓住电路变化前后所处状态，分析电路中的变化量和不变量，运用有关电学规律和电路特点建立状态方程，联立求解。
总之，只要掌握正确的解题思路和方法，常见电路的计算问题都能迎刃而解。
1、如图所示电路，电源电压不变，闭合开关 S，当滑片 P 置于滑动变阻器 R2的最右端 B 处时，电压表的示数为 4V，定值电阻 R1的功率为 0.8W；当滑片 P 置于滑动变阻器 R2的中点时，电压表的示数变化了 1V。
下列结果正确的是（）A.电源电压为 8VB.R1 的阻值为 20ΩC.电路前后电流之比为 1：3D.电路总功率变化了1.2W2、灯泡L上标有“6V 6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化关系如图甲所示。
现把灯泡L接入如图乙所示的电路中，若电路电压为10V不变，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~15V”。
第3章能量的转化与守恒专题19电能、电功、电功率类型一电能、电功、电功率的理解 (2)类型二电能和电功的简单计算 (5)类型三电功率公式及其推导式的应用 (6)【方法归纳】1.家庭电路用电能表。
电能表上“220V”“5A”“3000R/kW·h”等字样，分别表示：电能表额定电压220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。
2.电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等。
电流做功的实质是：电能转化为其他形式的能量，有多少电能发生了转化，电流就做了多少功。
电功的单位和电能的单位相同，是“焦耳”和“千瓦时”。
1kW·h＝3.6×106J。
电流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。
公式W＝UIt(适用于所有电路)。
对于纯电阻电路可推导出：W＝I2Rt＝U2t/R(串联电路中常用到W＝I2Rt；并联电路中常用到W＝U2t/R)无论用电器串联或并联，总功：W＝W1＋W2＋…＋W n3.电功率是表示用电器消耗电能快慢的(也是电流做功快慢)物理量。
电功率的符号：P。
电功率的单位：瓦特(W)、千瓦(kW)，换算关系：1kW＝103W。
电功率的定义和定义式：①用电器功率的大小等于它在1s内所消耗的电能。
②电功率的定义式：P＝W/t(1瓦特＝1焦耳/秒)计算公式：P＝UI＝W/t(适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：P＝I2R＝U2/R用电器串联或并联的总功率：P＝P1＋P2＋…＋P n4.额定电压、额定功率(1)额定电压，指用电器正常工作的电压值。
(2)额定功率，指用电器在额定电压下工作时的电功率。
(3)实际电压，指用电器实际工作时的电压值。
(4)实际功率，指通过实际电压求得的电功率。
(5)额定值：对于一个用电器只有一个额定指；实际值：对于一个用电器可以有多个实际值，主要取决于用电器所在的电路。
从P＝IU这个关系式可以看出，如果用电器的电压发生了变化，它消耗的功率也会发生变化，因此用电器正常工作，是指用电器的额定电压和所接电路两端的电压相等时。
第10讲 电能 电功【考点梳理】【考点一】电能与电能表 1、电能用W 表示，电能的单位：国际单位是焦耳（J ）常用单位：千瓦时（kw •h ），千瓦时也叫度，1度=1千瓦时=1 kw •h=3.6×106J 2、测量电能的工具：电能表（电度表）①作用：是测量用电器在一段时间内消耗电能的仪表。
②读数：电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
注意：最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
③电能表上几个重要参数：“220V ”是指这个电能表应该在220V 的电路中使用；“10（20）A ”指这个电能表的标定电流为10A ，额定最大电流为20A ，电能表在短时间内最大电流不超过20A ；“50Hz ”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；“600revs/kW •h ”指这个电能表的每消耗1kw •h 的电能，转盘转过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：h 600revs/kW h1kW 电表转数消耗电耗⋅⋅=【考点二】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=UIt ②W=I2Rt ③W=U2Rt ④W=UQ ⑤ W=Pt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）【题型归纳】题型一：电能及其单位1．（2022·全国·）小明是一个爱动手并且善于思考的同学。
一天他把自己的手机拆开，看到了一块如图所示的锂电池。
以下是他做出的判断，其中不正确的是（）A．这块电池能提供的电能大约为2.3×104JB．图中mAh和Wh都是能量的单位C．将这块电池充满电需要的电费将不会超过0.1元D．这块电池提供的电能若全部用来驱动电动机，能借助机械将一个中学生提升超过20m高2．（2020·广西河池·九年级期末）某家庭在这个月使用了102度电。
1、电能（1）电能的转化：电能可以转化为其他形式的能量。
用电器工作的过程就是把电能转化为其他形式能的过程。
耳J 。
单位换算：1度＝1 kW·h ＝3.6×106 J 。
【电能的利用】用电器是消耗电能的装置，将电能转化为其他形式的能；电池（电源）是提供电能的装置，是将其他形式的能转化为电能的装置。
例如发电机：机械能→电能，干电池：化学能→电能。
（3）电能表的认识和使用【温馨提示】通过电能表求用电器消耗的电能时除所要求的用电器外，其余用电器均关闭。
2、电功(1)电流所做的功叫做电功。
电流做功，就是电能转化为其他形式的能的过程。
(2)电流在某段电路上做的功，等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流，以及通电时间的乘积，即W ＝UIt 。
(3)电功的单位为焦耳。
1焦＝1伏·安·秒。
常用单位还有“度”“千瓦时”。
1度＝1千瓦时＝3.6×106焦。
(4)电功的测量①电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。
②电能表上“220V 、5A 、3000R/kW ·h ”等字样，分别表示：电能表额定电压是220V ；允许通过的最大电流是5A ；每消耗一度电电能表转盘转3000转。
③读数时：A 最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位；B 电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
【温馨提示】电功的计算公式：W ＝Pt ，W ＝UIt ，W ＝I 2Rt ＝U 2Rt(最后一个公式仅适用于纯电阻电路)。
（1）串联电路：2121R R W W =； （2）并联电路：1221R R W W =； （3）在任何情况下，在一定时间所做的总功n W W W W ⋅⋅⋅++=21。
【拓展】电量的单位：毫安时mAh 与安时Ah当电流强度用毫安（mA ）作单位，时间用小时（h ）做单位，它们两个相乘就是毫安时（mAh ），当然还是电量，根据公式It Q =，由于1A=1000mA ，1h=3600s ，所以1Ah=3600C；1mAh=10-3A×3600s=3.6C1、假期小明一家要出门旅游，出发前家里只有一台额定功率为200W的冰箱正常工作，其它用电器都已关闭。
小明看到家里电能表的示数为2021.6kW·h，过了7天小明回到家再次查看电能表的示数如图所示。
下列有关说法正确的是（）。
A．这段时间冰箱消耗的电能是7kW·h；B．冰箱每天平均工作的时间为0.5h；C．冰箱正常工作1min电能表的转盘转过12转；D．再有其它家电和冰箱一同正常工作时，电能表转盘的转速不变【答案】A【解析】A．电能表原来的示数为2021.6kW·h，7天电能表的示数为2028.6kW·h，则这段时间冰箱消耗的电能是W=2028.6kW·h-2021.6kW·h=7kW·h故A正确；B．冰箱功率为200W，合0.2kW，电冰箱在这7天内工作的总时间为t=7?h35h0.2W kWP kW==则冰箱每天平均工作的时间为t'=35h7=5h。
故B错误；C．冰箱正常工作1min消耗的电能为W'=Pt''=0.2kW×160h=1·h300kW电能表的转盘转的圈数为n=1·h600r/?h300kW kW⨯=2r即冰箱正常工作1min电能表的转盘转过2转，故C错误；D．再有其它家电和冰箱一同正常工作时，电路中消耗电能变快，电能表转盘的转速变快，故D错误。
故选A。
2、如图所示的电能表的读数是 kW·h；若该电能表的表盘转了360转，则此时的用电器消耗了 kW·h的电能。
【答案】201.8；0.6。
【解析】电能表的读数是201.8kW·h。
若该电能表的表盘转了360转，则此时用电器消耗了360r=0.6kW h600r/kW hW=⋅⋅故此时用电器消耗了0.6kW h⋅。
3、电视机可以用遥控器关机而不用断开电源，这种功能叫做待机功能。
这一功能给人们带来了方便，但很少有人注意到在待机状态下电视机仍然要消耗电能。
例如小明家的一台34寸彩色电视机的待机功率大约是10W，假如他家电视机平均每天开机4h，看完电视后总是用遥控器关机而不切断电源。
试估算小明家一年（365天）中因这台电视机待机浪费的电能约为（）A．2.6×108J B．2.6×107J C．3.2×105J D．5.3×107J【答案】A【解析】电视机待机功率P＝10W＝0.01kW，则每天待机消耗的电能为W0＝Pt＝0.01kW×（24h﹣4h）＝0.2kW•h；每年消耗的电能为W＝365W0＝365×0.2kW•h＝73kW•h≈2.6×108J。
故选：A。
1、小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图所示。
他仔细观察照片后，得到下列结论，你认为正确的是（）A.电能表每经3200h闪一次B.电能表的额定电流为10AC.电能表使用时的电压必须是220VD.拍照片时，小明家已消耗的电能为7624J【答案】B【解析】该电能表的脉冲输出为“3200imp/(kW·h) ”，表示用电1kW·h表盘上耗电指示灯闪烁3200次。
“220V”表示电能表在220V电路中正常使用，但由于家庭电路电压有波动，所以稍大于或略小于220V时，也能工作。
“10A”表示该电能表的额定电流是10A。
电能表读数使用的单位是千瓦时而不是焦，故该电能表的读数为7624kW·h。
2、下列关于电能和电功的说法，不正确的是（）A.电灯主要把电能转化为光能，为我们照明B.“消耗了多少电能”和“电流做了多少功”两种说法是-一样的C.电能可以转化成多种其他形式的能量D.通过导体的电流越大，电流做功一定越多【答案】D【解析】电灯通电后主要把电能转化为光能；电流做了多少功，就把多少电能转化为其他形式的能；选项A、B、C正确。
电流做功除与电流大小有关外，还与时间的长短和电压高低有关。
故选D。
3、下列装置在正常工作时，可将电能转化为机械能的是（）A.电褥子B.发电机C.洗衣机D.电暖气【答案】C【解析】要认清能量变化前后的形式。
电褥子把电能转化为内能；发电机把机械能转化为电能；电暖气把电能转化为内能。
4、小明利用电能表测量某一家用电器的电功率。
当电路中只有这一个用电器连续工作时，测得在1h内，消耗的电能为1.2kW·h，那么这个用电器是（）A.电冰箱B.普通白炽灯C.彩色电视机D.挂壁式空调【答案】D【解析】根据P=W/t，可以求出该电器的电功率1.21.21kW hP kWh==，经分析只有选项D中挂壁式空调的功率符合。
5、甲用电器标有“220V 20W”，乙用电器标有“220V 60W”，它们都在额定电压下工作，则下列判断中正确的是（）A．甲用电器做功一定多B．做相同的功，甲用电器用的时间一定少C．乙用电器做功一定多D．相同时间内，乙用电器做的功一定多【答案】D【解析】额定电压下，甲用电器的电功率为20W，乙用电器的功率为60W。
AC、由W＝Pt可知，电流做功的多少与通电时间有关，故AC不正确；B、根据t=WP可知，完成相同的功，乙用电器所用的时间一定少，故B不正确；D．根据W＝Pt可知，相同时间内，乙用电器完成的功一定多，故D正确。
故选：D。
6、甲用电器标着“220V 60W”，乙用电器上标着“36V 60W”，它们都在额定电压下工作，则下列判断中正确的是（）A．甲用电器做功一定多B．乙用电器做功一定慢C．完成相同的功，甲用电器用时间一定多D．相同时间内，甲乙用电器消耗的电能一样多【答案】D【解析】甲、乙用电器在额定电压下工作时的功率均为60W。
A．由W＝Pt可知，电流做功的多少与通电时间有关，故A不正确；B．电功率是表示电流做功快慢的物理量，甲乙用电器的功率相同，做功一样快，故B不正确；C．根据W＝Pt可知，完成相同的功，两用电器用的时间一样多，故C不正确；D．根据W＝Pt可知，相同时间内，甲乙用电器消耗的电能一样多，故D正确。
故选：D。
7、时下主流华为P40 ，内置4200mAh电池，支持40W快充和27W无线快充。
其中的mAh是物理量的单位；若待机时的电流约为6mA，则这种充满电的锂电池待机时间是h。
【答案】电荷量；700。
【解析】mA为电流单位，h为时间单位，则由Q＝It可知，mA•h为电荷量的单位；根据I＝可知，锂电池待机时间为：t＝＝＝700h。
8、小米新款电池容量为4500mA•h，电池电压为4V，标配30W超级快充技术，它充满电后，大约储存的电能为J．使用该的超级快充功能，假设充电效率为90%，分钟即可从零充满。
【答案】6.48×104；40。
【解析】（1）充电宝充满电后储存的电能：W＝UIt＝4V×4500×10﹣3A×3600s＝6.48×104J。
（2）根据η＝可得，消耗的电能为：W充＝＝＝7.2×104J；由P＝可得，从零充满需要的时间：t＝＝＝2400s＝40min。
9、华为的超级快充充电器最大充电电流可达5A．现有华为某一型号的电池，容量为4000mAh，假设充电器始终以最大充电电流充电，且把电池充满，只需要min．充电过程中将电能转化为能。
如果将此电池电量全部用完，然后停下家里其它用电器，只给充电，充满后发现标有“3000revs/（kW•h）”字样的电能表表盘转了63转，则充电消耗的电能J。
【答案】48；化学；7.56×104。
【解析】（1）已知该充电器最大充电电流I＝5A＝5×103mA，电池的容量为4000mAh，由I＝可得把电池充满电，所需的时间：t＝＝＝0.8h＝48min；（2）电池在充电过程中，将电能转化为化学能储存在电池中；（3）“3000revs/（kW•h）”表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过3000r，则电能表转盘转了63转，则充电消耗的电能：W＝kW•h＝0.021kW•h＝7.56×104J。
10、如图所示甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。
将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.5A，则电源电压为V。
再闭合开关S2，电流表示数为A，1min内电流对电阻R所做的功为J。
【答案】2；0.7；24。
【解析】（1）只闭合开关S1时，电路为灯泡L的简单电路，由图象可知，当I L＝0.5A时，U L＝2V，即电源电压为2V；（2）再闭合开关S2时，灯泡L与R并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，U R＝U L＝U＝2V，由甲图R的I﹣U图象和L的I﹣U图象可知，此时通过R 的电流I R＝0.2A，通过灯泡L的电流I L＝0.5A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流：I＝I L+I R＝0.5A+0.2A＝0.7A；1min内电流对电阻R所做的功为：W＝UIt＝2V×0.2A×60s＝24J。
