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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=UIt U=W It I =W U t t =WU I②W=I 2Rt I 2= W Rt I = W Rt R=W I 2t t = W I 2R③W=U 2R t U 2= WR t U = WR t R =U 2 t W t =WR U2④W=UQ U=W Q Q =W U⑤ W=Pt P=W t t=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 ）1、 电能表：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1234.5 kW ·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。
“220 V ”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（20 A ）”表示这个电能表的标定电流为10A ，额定最大电流为20 A 。
“50 Hz ”表示这个电能表在50 Hz 的交流电中使用； “600 revs/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： h 600revs/kW h1kW 电表转数消耗电耗⋅⋅=2、 串并联电路电功特点：① 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；② 串联电路中，各用电器的电功与其电阻成正比，即W 1W 2 =R 1R 2;③ 并联电路中，各用电器的电功与其电阻成反比，即W 1W 2 =R 2R 1（各支路通电时间都相同）。
第十八章电功率本章知识结构图：一、电能电功1.电能（1）产生过程：其他形式的能转化为电能。
（2）利用：通过用电器将电能转化成其他形式的能。
（3）单位：国际单位是焦耳（J），常用单位是千瓦时（kW·h）。
（4）计量：用电能表来计量，计算方法是把计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
在表盘上的参数，只是用电量的累计度数。
2.电功（1）定义：有多少电能发生了转化或者消耗了多少电能我们就说电流做了多少功。
即：电流做了多少功，我们就说消耗了多少电能。
（2）计算：a.基本公式：研究表明，电流在某段电路上所做的功，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。
表达式：W=UIt。
b.推导公式（只用于纯电阻电路）：R tWU2=，RtW I2=。
二、电功率1.电功率及其测量（1）定义：电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量。
（2）单位：瓦特，简称瓦，用符号W 表示。
1kW=1000W 。
（3）计算公式：电功率等于电功与时间之比，即P=W/t ，P=UI 。
推导公式：R P I 2=，R P U 2=，PR U 2=。
（纯电阻电路可以任选公式，非纯电阻电路只能用基本公式。
其中，对非纯电阻电路，可以用R P I 2=来计算用电器的发热功率）（4）测量电功率：用电功表，通过测量出用电器两端的电压和通过用电器的电流，用P=UI 来计算。
（5）1kWh=3.6⨯106J 。
2.额定电压 额定功率（1）用电器上标明的电压（或功率）叫做额定电压（或额定功率），用U 额（或P 额）表示。
（2）用电器上实际工作时的电压（或功率）叫做实际电压（或实际功率），用U 实（或P 实）表示。
（3）当U 额=U 实，P 额=P 实时，用电器才能正常工作。
当U 额>U 实，P 额>P 实时，用电器不能正常工作。
当U 额<U 实，P 额<P 实时，用电器容易损坏。
（4）一个用电器消耗电能的快慢取决于它实际功率的大小。
新人教版新九年级物理第18章电功率知识点全面总结第1节电能电功一、电能1、我们使用的电能是有其他形式的能转化而来的；电源是提供电能的装置。
2、用电器时消耗电能的装置；用电器消耗电能的过程；就是把电能转化为其他形式的能的过程；消耗了多少电能就得到了多少其他形式的能。
3、电能的单位（1）国际单位：焦耳；简称焦；用符号J表示。
（2）常用单位：千瓦时；用符号kW·h表示；俗称度。
（3）换算关系：1kW·h=1×103W×3600s=3.6×106J。
二、电能的计量1、电能的计量工具——电能表；也叫电度表；是计量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表。
2、电能表的读数电能表计数器上显示着数字；计数器前后两次示数之差就是这段时间内用电的度数（消耗电能的多少）；单位是kW·h（度）。
注意电能表计数器中最后一位数字是小数（十分位）。
3、电能表上所标参数的含义（1）“220V”——这个电能表应该在220V的电路中使用。
（2）“10（20）A”——这个电能表的标定电流为10A；额定最大电流为20A。
电能表工作时的电流不能超过额定最大电流。
（3）“50Hz”——这个电能表在频率为50Hz的交流电路中使用。
（4）“3000revs/（kW·h）”——接在这个电能表上的用电器；每消耗1kW·h的电能；电能表上的转盘转过3000转。
4、1kW·h的作用：洗衣机工作约2.7h；电脑工作约5h；电车行驶0.85km；灌溉农田330m2。
三、电功1、电功概念（1）定义：当电能转化为其他形式的能时；我们说电流做了功；简称电功。
电功用“W”表示。
（2）实质：电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
所以说用电器消耗了多少电能和电流做了多少功；两种说法是一样的。
电流做了多少功；就有多少电能转化为其他形式的能；就消耗了多少电能。
2、电流做功多少的影响因素：跟电压的高低、电流的大小、通电时间的长短都有关。
第十八章电能从哪里来单元总结思维导图知识要点一、电能的获得【知识详解】1.电池：是一种把其他形式能转化成电能的装置(1)化学电池：化学电池是将化学能转化为电能的装置。
(2)太阳能电池（光伏电池）：将太阳能转化成电能的装置。
(1)发电方式：火力发电、水力发电、核能发电。
(2)电磁感应现象的内容：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。
电磁感应过程中，将机械能转化为电能。
(3)发电机的原理：利用了电磁感应现象，将机械能转化为电能。
(4)交流发电机的组成：主要是由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成。
要点诠释：1.电磁感应现象的几点说明：（1）产生感应电流的条件有两个：一是“闭合电路的一部分导体”（这句话包括两层意思：①电路应该是闭合的，而不是断开的，即组成电路的各元件连接成一个电流的通路；②要有一部分导体做切割磁感线运动，也就是说切割磁感线的导体一定是闭合电路的一部分）；二是“做切割磁感线运动”，所谓切割磁感线运动，类似于切菜，可以使垂直切割，也可以是斜着切割，但导体运动方向不能与磁感线方向平行，可以使导体运动，也可以使磁场运动。
（2）在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导体切割磁感线运动的方向和磁感线方向有关，当导体运动方向改为与原方向相反，或将磁感线方向改为与原来相反，则感应电流方向将与原方向相反；若导体运动方向和磁感线方向都变为和原来相反，则感应电流方向不变。
（3）在电磁感应现象中，影响感应电流大小的因素有：磁场的强弱、切割磁感线运动的速度、切割磁感线导体的长度，磁场越强，切割磁感线运动的速度越大，切割磁感线导体的长度越长，则产生的感应电流越大。
2.在实际生产中往往有不同的动力机来带动发电机，如水轮机、汽轮机、内燃机、蒸汽机等。
3.我国在电力事业发展的主要成就（如核电、水电、风力发电等）【典例分析】例1、（2019•某某模拟）如图所示的实验装置中，能用来解释发电机工作原理的是（）A． B． C． D．【答案】A【解析】A图示的是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会产生电流，是电磁感应现象，属于发电机的工作原理，故该选项符合题意；B图示的通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故该选项不符合题意；C图示的是通电线圈在磁场中受力转动，是电动机的工作原理，故该选项不符合题意；D图示的是奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，故该选项不符合题意；故选A。
第十八章电功率本章知识构造图：一、电能电功1.电能（1）产生过程：其余形式的能转变为电能。
（2）利用：经过用电器将电能转变成其余形式的能。
（3）单位：国际单位是焦耳（ J），常用单位是千瓦时（ kW· h）。
（4）计量：用电能表来计量，计算方法是把计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
在表盘上的参数，不过用电量的累计度数。
2.电功（1）定义：有多少电能发生了转变或许耗费了多少电能我们就说电流做了多少功。
即：电流做了多少功，我们就说耗费了多少电能。
（2）计算：a. 基本公式：研究表示，电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两头的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。
表达式：W=UIt。
b.推导公式（只用于纯电阻电路）：二、电功率1.电功率及其丈量22 W Ut，W I Rt。
R（1）定义：电功率是表示用电器耗费电能快慢的物理量。
（2）单位：瓦特，简称瓦，用符号W 表示。
1kW=1000W 。
（3）计算公式：电功率等于电功与时间之比，即 P=W/t ，P=UI 。
222U ， R U 。
（纯电阻电路能够任选公式，非纯电阻电路只好推导公式： PIR ，PR P用基本公式。
此中，对非纯电阻电路，能够用PI2R 来计算用电器的发热功率）（4）丈量电功率：用电功表，经过丈量出用电器两头的电压和经过用电器的电流，用P=UI6来计算。
（ 5） 1kWh=3.610 J 。
2. 额定电压 额定功率（1）用电器上注明的电压（或功率）叫做额定电压（或额定功率），用U 额（或 P 额）表示。
（2）用电器上实质工作时的电压（或功率）叫做实质电压（或实质功率），用 U 实（或 P实）表示。
（3）当 U 额 =U 实， P 额 =P 及时，用电器才能正常工作。
当 U 额 >U 实， P 额 >P 及时，用电器不可以正常工作。
当 U 额 <U 实， P 额 <P 及时，用电器简单破坏。
第一节电能的产生知识点一电池精练版P16电池是一种把其他形式的能转化为电能的装置，电池提供的是直流电，由于制作材料、工作原理、用途的不同，电池有很多种类。
(1)水果电池提出问题：利用水果能否制成电池？如果能，它产生的电流又是怎样的？设计并进行实验：取一个西红柿、一个铜片、一个锌片、一副耳机和两小段导线，如图所示，先将铜片和锌片分别插入西红柿中，再把两根导线分别与耳机的两个接线脚相连，其中的一根导线连接在铜片上，另一根导线刮擦锌片，从耳机中会听到“嚓嚓”的响声。
探究分析：西红柿中含有丰富的营养成分和各种元素。
将铜片和锌片插入西红柿中，就构成了一个水果电池。
铜片和锌片分别相当于电池的两极，当导线与锌片刮擦时，耳机中通过了强弱变化的电流，所以发出“嚓嚓”的响声。
用其他的水果代替西红柿，也会出现同样的现象。
注意此电流比较微弱，不能使小灯泡发光。
(教材第159页迷你实验室答案)进一步实验还会发现，这种利用水果制成的电池只能提供短暂的电流，而要提供持续的电流需利用其他电源。
总结归纳：利用水果可制成水果电池，水果电池只能提供短暂电流。
(2)化学电池化学电池是通过化学反应把化学能转化为电能的装置。
根据所用的材料不同，化学电池分为锌锰干电池、铅酸蓄电池、镍镉电池、锂电池、银锌电池等。
①干电池a．分类：根据电池体积大小可分为：1号、2号、5号、7号等，但它们提供的电压都是1.5V。
b．构造：化学电池主要由正极(导体)、负极(导体)和糊状电解质组成，如图所示是锌锰干电池的构造示意图，其中碳棒为正极，锌筒为负极。
c．使用电池时应明确以下三点：第一，多数化学电池为一次性的，且在连续使用一段时间后，电流会减弱；第二，不同型号电池的性能不同，新旧电池的性能也不同，因此不能把不同型号或新旧不同的电池混合使用；第三，废电池中含有汞、锂、镉等元素，随便乱丢会污染环境，应分类投入专用回收箱内，集中处理。
d．干电池也有能多次使用的，使用时注意观察电池的标注，只能对可充电电池进行充电。
②蓄电池大多数干电池都是一次性的，且电压通常比较低，使用时间比较短，在很多情况下，人们需要能够提供比较大的电流，电压比较稳定且能够反复使用的电源。
因此，在汽车和电动自行车里，常使用个头比较大的铅酸蓄电池，手机、笔记本电脑使用的是比较轻薄的锂电池。
a．原理及能量转化：常见的铅蓄电池的极板是铅制的，中间的电解质溶液是稀硫酸。
一个铅蓄电池的电压是2V，使用时，将若干个蓄电池串联起来可得到更大的电压。
蓄电池在使用前要先充电，把电能转化为化学能储存在蓄电池内，使用时再把化学能转化为电能。
b．特点：可以多次重复使用；与干电池相比能提供较大的电流，电压比较稳定。
(3)太阳能电池太阳能电池(又称光伏电池)是将太阳能转化为电能的装置。
①原理及能量转化：太阳能电池用半导体硅和金属导体制成，当太阳光照射到电池上时，在正负两极间形成电压，把太阳能转化为电能。
②特点：a.清洁无污染；b.使用时受地理位置、天气条件的限制。
③应用实例；人们把太阳能电池制成一个大大的顶盖，安装在汽车顶上，以便接收更多的太阳能辐射，它提供的电能可以取代汽油燃烧产生的内能，干净又无废气污染，所以这种汽车被认为是大有前途的环保“汽车”。
而太阳能电池另一种非常重要的用途是在人造卫星上，在浩瀚无垠的宇宙中，卫星可以尽情地伸展它的“翅膀”去“享受”太阳的辐射，把太阳能电池产生的电能供给卫星中的仪器。
例1 把两种不同的金属片插入柠檬，制成“水果电池”，用电压表测量水果电池的电压，如图所示。
下列说法正确的是( )A．金属片B是水果电池的正极B．水果电池把化学能转化为电能C．水果电池把内能转化为电能D．水果电池把电能转化为化学能解析：由题图可知，与电压表的正接线柱连接的金属片A是水果电池的正极。
水果电池放电时把化学能转化为电能。
故A、C、D选项均错误，B选项正确。
答案：B知识点二发电机及发电方式精练版P161．发电机的能量转化及种类电池提供的电能是有限的，更充足、更强大的电能要通过发电机获取。
发电机也是一种把其他形式的能转化成电能的装置。
目前常用的发电方式有火力发电、水力发电和核能发电等。
2．火力发电(1)火力发电原理：火力发电就是通过煤、石油、天然气等化学燃料的燃烧来加热锅炉中的水，产生高温、高压的水蒸气，推动汽轮机叶轮高速旋转，从而带动发电机转动发电。
火力发电的过程如图所示。
②能量转化过程：燃料的化学能―→水和水蒸气的内能―→发电机转子的机械能―→电能。
③火力发电的缺点：火力发电要燃烧大量的煤、石油等燃料，它对能源的消耗是非常巨大的。
同时，燃料燃烧产生大量的二氧化碳，二氧化碳的增多是造成温室效应、全球变暖的原因之一。
燃料燃烧时还会产生大量的二氧化碳、含硫气体和粉尘等，污染环境，降低了空气质量，对生态环境产生了不利的影响。
(3)水力发电①水力发电原理：在江河上筑坝建水库，让水库的水从可控制的闸门奔泻而出，冲击水轮机，水轮机带动发电机转子转动发电。
②能量转化过程：水的机械能→水轮机的机械能→发电机转子的机械能→电能。
③水力发电的优点和缺点：水力发电是对自然资源的综合利用，可以提高江河的排洪、泄洪能力，对环境无污染，但其发展受到资源的地理位置和自然条件变化的制约，并且对当地生态有相当大的影响。
(4)核能发电①核能发电原理：核能发电是利用铀原子核裂变时释放的核能来加热水，用水产生的高温、高压蒸汽作为动力，推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机转子发电。
如图是核电站的原理示意图。
第一回路中用泵将水或其他液体压入核反应堆，在那里被加热，然后进入热交换器，把热量传给第二回路中的水，经加热生成高温、高压蒸汽，送入蒸汽涡轮机，驱动叶轮转动，从而带动发电机发电，蒸汽做功后，温度和压强都降低，进入冷凝器，最后又用水泵把它压回热交换器。
②核能发电的能量传递和转化过程：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能。
③核能发电的优点和缺点：核能发电只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，这样可以节省大量的煤、石油等资源。
核能发电还可以大大减少燃料的运输，例如，一座100万千瓦的火力发电站每年耗煤三四百万吨，而相同功率的核电站每年仅需铀燃料三四十吨，运输量仅是燃煤的十万分之一。
核电站在运行过程中不会产生二氧化碳，二氧化硫和粉尘等有污染的物质，核电是一种比较清洁的能源。
由于核电站的诸多优点，世界上许多国家都在大力发展核电，核能将成为21世纪的主要能源之一。
核电站的建设必须采用可靠的保护措施，以保证核电站的安全运行，防止放射性物质泄漏，避免造成放射性污染。
2011年3月11日，日本福岛第一核电站发生过泄漏事件，对周围的环境造成了不可估量的污染，对人的身体健康和生命安全构成了巨大的威胁。
核能发电后遗留下来的核废料仍有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下。
(5)火力发电、水力发电、核能发电的比较(6)其他形式的发电火力发电、水力发电和核能发电是目前发电的主要形式，除此以外，人们还在研究利用其他资源发电的方法。
3．潮汐发电如图1所示，在海湾上建起堤坝，涨潮时利用海水推动水轮机转动，水轮机带动发电机产生电能，退潮时，也经历类似的过程。
潮汐发电是将水的机械能转化为水轮机的机械能，再带动发电机的转子转动发电，将机械能转化为电能。
4．地热发电如图2所示，地热发电同火力发电的原理一样，所不同的是它不需要消耗煤，而是利用地球内部的内能将水加热成为高温、高压的水蒸气，推动汽轮机转动，带动发电机转子转动产生电能。
5．风力发电风吹动风车转动，可带动发电机发电，单个风力发电机的输出功率较小，在风力资源丰富的地区，可同时安装几十台到几百台风力发电机，连在一起供电。
风能利用起来比较简单，而且不会污染环境，但风力发电受地理位置限制且风能不稳定，也不便于储存。
6．太阳能发电将大量的太阳能电池串联在一起，就可以建成太阳能发电站，除了可以在地面建太阳能发电站外，还可以把它建在太空中。
不管是哪一种发电站，都是将其他形式的能转化为电能，供给各种各样的用电器使用，在选择能源的时候，要考虑利用无污染、可再生的能源，因此，各国的科学家在不断地开发新能源，这是解决能源问题和环境问题的主要出路。
例2 请你把下列对应的能量转化用线连接起来。
火力发电站电能转化为机械能干电池在使用时太阳能转化为电能阳光照在太阳能电池上化学能转化为电能电流通过电动机电能转化为内能电流通过电热器给蓄电池充电核能转化为电能核能发电电能转化为化学能解析：电流通过电动机、电热器和给蓄电池充电时，都消耗了电能，而分别得到了机械能、内能和化学能，所以分别是电能转化为机械能、电能转化为内能和电能转化为化学能的过程；火力发电站，干电池使用、阳光照在太阳能电池上和核能发电都得到了电能，而分列消耗了化学能、化学能、太阳能和核能，所以分别是化学能转化为电能，化学能转化为电能、太阳能转化为电能和核能转化为电能的过程。
答案：易错点对电能的产生和使用过程中能的转化容易混淆能的转化是自然界中普遍存在的现象。
能的形式多种多样：与光现象有关的能称之为光能，与电现象有关的能称之为电能，与热现象有关的能称之为内能，与物体机械运动有关的能称之为机械能，与化学变化有关的能称之为化学能等。
能量的转化过程，消耗一种形式的能，得到另一种形式的能。
例3 蓄电池使用前要先充电，在这个过程中把________能转化为________能储存在电池内，使用时再把________能转化为________能。
跟干电池相比，蓄电池能提供________，电压也比较________，但蓄电池同干电池也有相同之处，它们在工作时都是将________能转化为________能。
解析：蓄电池的使用有两个过程，一是充电，二是放电。
充电时将电能转化为化学能储存在蓄电池内部，放电时再把储存的化学能转化为电能，为用电器提供电能。
这两个过程能量的转化是不同的。
答案：电化学化学电强电流高化学电。
