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电功、电热及电功率的计算

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1 电功 电功率 电热复习

一、基本概念

1.电功（W）表示 ，电流做了多少功，就有多少 能转化为 能。

公式：W=

2.电功率（P）

表示电流 物理量。也就是单位时间内电流做的功。公式：P=

3.额定功率和实际功率

额定电压：用电器 为额定电压；额定电压也是用电器上标着的电压。

额定功率：用电器在 电压下的功率值为额定功率；也就是用电器上标着的电功率为额定功率。

实际功率:用电器在 电压下的功率值为实际功率。

电压、电流、电功率的关系（以灯为例）

4.电热（Q）

电流通过导体产生的热量，跟通过导体电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。（焦耳定律）Q=

纯电阻电路中（电流通过导体时，电能全部转化为内能的电路），结合欧姆定律还可以推导出公式。

总结W和 Q 关系：

难点突破

难点一：利用铭牌数据计算用电器在一段时间内消耗的电能

弄清电能表及常见家用电器上铭牌的物理意义，深刻理解电功公式的含义，注意公式中各物理量单位的统一，解答时还应结合具体题型的物理情景，抓住电功计算的基本公式及导出公式灵活求解。

例一：电能表是测量 的仪表，1kw . h的电能可供标有“220v 40w”的灯泡

正常工作 h。

练习1.下表是某水壶的铭牌，从铭牌中可知，在额定电压下通过水壶的电流时 A，（保留一位小数即可），1min内消耗的电能是 J。

型号 SP-988 额定功率 1500W

额定电压 220V 额定频率 50HZ

额定容量 1.6L

电压关系 电流关系 电功率关系 灯发光情况

U实>U额 I实>I额 P实>P额 比正常发光亮，有可能烧毁灯泡

U实=U额 I实=I额 P实=P额 正常发光

U实

练习2.某教室的电能表上标有“220v 5A”字样，该电能表允许通过的最大电流为 A；教室内安装有“220V 40W”的日光灯10盏，如果每天少开一个小时，每月（用电天数按20天计）可节约电能 J。

难点二：在纯电阻电路或非纯电阻电路中关于电功的计算

在纯电阻电路中，电流通过用电器把电能全部转化为内能，要充分运用串并联电路的特点及欧姆定律综合求解电功，一般采用tt22RURIW进行计算；但在非纯电阻电路中，电能没有全部转化为内能，大部分转化为机械能（如电动机）或其他形式的能，就要用tUIW进行计算。

例二：已知带动小风扇的玩具电动机两端电压为1.5V，通过电动机的电流为0.5A,通电1min消耗电能为多少?如果所消耗的电能的60%转变为叶轮转动的机械能，则1min内获得的机械能是多少？

练习1一电动机线圈电阻为1Ω，当线圈两端电压为2V时，电流为0.8A,电动机正常工作。

（1）计算电动机正常工作1min消耗的电能时，有以下两种不同的解法：

小明解：W=UIt=2V×0.8A×60s=96J

小华解：W=I2Rt=（0.8）2×1Ω×60s=38.4J

你认为那位同学做的对？请作出判断，并说明理由；

（2）电动机正常工作1min所转化的机械能是多少？

练习2：有一只“36V 6W”的灯泡，求： 3 （1）灯泡正常工作时，灯丝的电阻是多大？

（2）将该灯接在24V的电源上工作10min，将消耗多少电能（假设灯丝电阻不随温度的改变而改变）？

（3）灯泡消耗的电能并没有全部转化为光能，还有一部分能量转化为了什么能？你是根据什么现象判断的？

练习3：如图所示的电路中，电压电压保持不变，电阻R2电阻为10Ω，闭合开关S后，电流表的示数为1A,通过电阻R1的电流为0.6A,求：

（1）电源的电压U;

（2）电阻R1的阻值；

（3）通电10s，电流通过R2做的功。

难点三：如何计算电热器的电热

电热的计算主要针对纯电阻电路（如电热器），电流做的功全部转化为电热，即Q=W。在考试中多于比热容相结合考查。值得注意的是任何电热器都存在效率问题，不可能将电能全部转化为热能，其关系式η=W有/W总。

例三：有一个电热水壶，铭牌下表所示。（不计热量的损失）求：

（1）将质量为1Kg、温度为20℃的一壶冷水，加热到100℃，水吸收的热量是多少？【水的比热容为4.2×103J/Kg.℃】

（2）电热水壶正常工作多长时间才能把这壶水加热到100℃？

（3）若在用电高峰期，实际电压只有200V,要把这壶水加热到100℃，至少需要多长时间？

电热水壶

型号：91440

电压：220V 频率：50HZ

功率：1000W 最大水量：1Kg 4

练习1：太阳能热水器以节能、环保等特点为很多家庭所使用，但是如果遇到阴雨的天气，太阳能热水器的水就达不到所需要的温度。为此人们研制了太阳能、电能两用热水器。小兰家就刚刚安装了一天这样的热水器，它的容积为120L。求：

（1）若此热水器装满20℃的水，要使水温升高到40℃，需要吸收多少的热量？

（2）小兰从产品的说明书中了解到，该电加热器的额定电压为220V，额定功率为2KW。若水箱中的水用电加热器来加热，仍使满箱水从20℃升高到40℃，需要电加热器正常工作多长时间？（假定所消耗的电能全部转化为水的内能）

（3）若在上述情况下，电加热器正常工作，实际用了2h，则此电热器的效率为多少？

难点四：灯泡发光问题

灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，与灯泡的额定功率无关，实际功率越大，灯泡越亮。而判断灯泡是否正常发光，关键是判断实际电压或者电流是否是等于额定电压或者电流。

例四：把“220V 60W”和“220V 40W”的灯泡串联后接在220V的电路中，问哪个灯泡更亮？

练习1：将分别标有“6V 9W”和“6V 3W”的两个灯泡L1L2串联在12V的电源上，则（ ）

A.两个灯正常发光 B.灯L2可能被烧毁

C.两个灯都比正常发光时暗 D.灯L1比L2亮

练习2：有两只分别标有“6V 9W”和“12V 6W”字样的小灯泡L1和L2，不考虑灯丝电阻随温度的变化。求：

（1）小灯泡L1正常发光时，通过它的电流为多大？

（2）如果这两只小灯泡串联后接在14V的电源上，请通过计算，判断它们能否正常发光？

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难点五：电功率的计算

额定功率与电路中的实际功率是两个不同的概念，不能认为二者相等。只有在给用电器加的实际电压与额定电压相等时，实际功率才与额定功率相等。如标有“220V 100W”字样的灯泡，只有电压是220V时，其实际功率才有100W。若实际电压与额定电压不相等那么实际的电流强度、电功率不再与其对应的额定相符。其中唯一不变的就是电阻，因为电阻式导体本身的一种属性，它不受电压的影响。实际中常用“电阻不变”来解决电功率的问题。对于电功率，无论是串联电路还是并联电路都有以下规律：P总=P1+P2+......+Pn

例五：某导体接到6V的电压下，它消耗的功率是6W；则将改接到3V的电压下，这个导体的功率是 W。

练习1：把一盏标有“6V 12W”的灯泡与一个4.5Ω的电阻串联在6V的电源上，这时灯泡的实际功率是 W,电阻消耗的功率是 W。

练习2：如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L标有“12V 12W”字样，R2=12Ω,当S1、S2都闭合时，电流表示数为1.2A，这时灯L正常发光（不计温度对对电阻的影响）。求：

（1）灯的电阻和电源电压；

（2）电阻R1的阻值；

（3）当S1S2都断开时，灯L实际消耗功率。

R2

A R1 S1 S2

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电功、电功率计算题..

电功、电功率计算题..

电功、电功率计算题

五、计算题（2）：

1．小明家的太阳能热水器，可以贮水100㎏，天气好时，吸收的太阳辐射能可以使水温升得足够高；阴雨天可用电辅助加热，它的电加热棒的额定电压是220V，额定功率是2000W。

⑴若在阳光的照射下，100㎏的水温从20℃上升到50℃，吸收太阳的热量是多少？（水的比热c＝4.2×103J/㎏·℃）

⑵若在阴雨天仅用电热加热棒在额定电压下将这些水加热，使之升高相同的温度，需要多长的时间？（假设消耗的电能全部转化为水吸收的内能）

⑶实际上用电加热时间需要2h，请你写出产生这种现象的两个原因。

解：

2．图11所示是某种型号电冰箱的外观图，下表是该冰箱的主要技术参数，请你回答下列问题：

(1)依据表中的数据计算冰箱在给定的工作状态下压缩机—天的工作时间。该电冰箱正常工作一个月(按30天计算)耗电多少度?

(2)电冰箱有四个脚，每个脚与地面的接触面积为250mm2，若冰箱内现有食物的质量为

10kg，求电冰箱对水平地面的压强。(g取10N／kg)

(3)电冰箱在运输和放置时对倾斜程度有一定的要求，请你自己设计—种方法来检查电冰箱是否倾斜。要求画图并说明其操作方法。

3．电烙铁使用前需要一定的预热时间，因而若暂时不用也要接在电源上，这样既费电又会造成烙铁头氧化而不易沾锡。小明将一把标有“220V 55W”的电烙铁与一只灯泡（灯丝在预热状态下的电阻为495Ω）连接成如图17所示的电路。断开S，电烙铁处于预热状态；闭合S，电烙铁很快达到焊接温度。

求：（1）预热状态下电烙铁消耗的功率为多少瓦？

（2）预热状态下整个电路消耗的功率是电烙铁 正常工作时消耗功率的百分之几？ 总有效容积（L） 200

冷冻室有效容积（L） 49

总输入功率（W） 100

冷冻能力（（kg/24h） 3.0

耗电量（kw·h/24h） 0.59

制冷剂 R600a58g

外型尺寸（mm） 554×561×1499

关于电功和电功率的简单计算

关于电功和电功率的简单计算

1 关于电功和电功率的简单计算（2014年11月26日用）

填空题（共24小题）

1．平常所说的几度电的“度”，实际上是 _________ 的单位，1 kW•h= _________ J．

2．电能表是测量 _________ 的仪表．1 kWh的电能可供标有“220V 40W”的灯泡正常工作 _________ h．

3．KW•h是 _________ 的单位，2KW•h等于 _________ J．

4．在国际单位制中，电能的单位是 _________ ，符号是 _________ ，常用单位是 _________ ，符号是

_________ ，也叫做 _________ ．1KW•h= _________ J．

5．某家庭月耗电大约是80 _________ ，合 _________ J．

6．把一个标有“220V 500W”的电热杯接在电源上使其正常工作，在通电3min的时间内，该电热杯产生的热量为 J．

7．某导体两端电压为4伏，通过它的电流为0.5安，10秒内电流所做的功 _________ 焦，通过该导体横截面的电荷量为 _________ 库；当该导体两端电压为6伏时，它的电阻为 _________ 欧．

8．一只“220V 40W”的灯泡正常工作时，电流是 _________ A，每小时消耗的电能为 _________ kW•h．

9．把一个标有“220V 1500W”的电热水壶接在电源上使其正常工作，通电5min后水沸腾，电热水壶自动断电，该电热水壶消耗的电能为 _________ J．（不考虑加热过程中的损耗）

10．家庭电路的电压是 _________ V．家中的电视机是 _________ 联在电路中的，若电视机的待机功率为10W，一天待机20h，则一天内待机消耗的电能为 _________ kW•h．

11．小华发现家里单独使用某电器时，电能表的示数在3h内由变成了，则他家在这段时间内消耗的电能为 _________ kW•h，该用电器的实际功率是 _________ W．

专题 电功 电功率 电热 家庭电路

专题 电功 电功率 电热 家庭电路

电功 电功率 电热 家庭电路定稿

1．电能属于_______次能源，某块电能表的示数为 1 2 3 0 6 ，读作＿＿＿＿＿＿kW·h；如图是小明家中的电能表，现在小明要用它测量一只灯泡的实际功率，小明关掉其它用电器，只有该灯泡工作，电能表的转盘10min转过30转，这段时间灯泡消耗的电能是________kW·h，灯泡的实际功率是_______W。

2．小勤在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示。电源电压恒为4.5V，电压表量

程“0～3V”，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化）。在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是

A．灯泡两端的最大电压是1.5V B．该电路中电流的最大功率是1.25W

C．电路中电流变化的范围是0.3A～0.5A D．滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω～10Ω

3．将一只标有“6V 6W”的灯泡与一定值电阻串联后接到电压为6V的电源上，定值电阻消耗的功率为1W，假设灯丝电阻不随温度而改变，则此时

A．灯泡消耗的功率小于5W B．灯泡消耗的功率大于5W

C．灯泡与定值电阻消耗的总功率为6W D．灯泡与定值电阻消耗的总功率为7W

4．如图所示，电源电压为8V并保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P由一个位置移动到另一位置时，定值电阻R0的电功率由6.4W变成了1.6W，则电压表的示数可能是

A．由2V变为4V B．由3V变为6V

C．由4V变为6V D．由3V变为5V

5．如图所示的电路中，电源电压恒为4.5V，电压表量程0—3V，电流表量程0—0.6A，滑动变阻器规格是“10Ω 1A”，灯泡标有“2.5V 1.25W”；若闭合开关，两电表示数均不超过所选的量程，灯泡两端电压不允许超过额定电压，不考虑灯丝电阻的变化。则下列说法正确的是

第二讲 电功电热

第二讲 电功电热

第二讲 电功和电热

【知识点一】电功和电功率

1.电功 定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流做的功。用W表示。

(单位：焦耳（J）。1J=1V·A·s)

实质：是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。

表达式：WUIt

2.电功率 定义：单位时间内电流所做的功。(单位：为瓦特（W）。1W=1J/s)

表达式：WPUIt

★额定功率和实际功率

额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。

实际功率：用电器在实际电压下的功率。实际功率P实=IU，U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。

题型一：电功率基础计算

【例】夏天，空调器正常工作时制冷状态与送风状态交替运行。一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如图所示，此空调器运转1h用电( )

A 1.0度

B 1.5度

C 2.0度

D 2.5度

【例】两个绕线电阻分别标有“100Ω、10w”和“20Ω、40W”，则它们的额定电流之比为（ ）

A 5：5 B 10：20 C 5：10 D 1：2000

【例】两个小灯泡，分别标有“1A、4W”和“2A、1W”的字样， 则它们均在正常发光时的电阻阻值之比为（ ）

A 2∶1 B 16∶1 C 4∶1 D 1∶16

【例】据报道，“神舟”八号飞船将2011年下半年发射。它是一个无人目标飞行器，为中国的空间站作对接准备，也是中国神舟系列飞船进入批量生产的代表。“神舟”飞船上的太阳能电池是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池。在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达24%。单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是（ ）