第十八章 电功率-人教版九年级《物理》全一册知识清单

第1节电能电功

一、电能

1.电能的获取及能量转化

电能的获取能量转化

水力发电机械能转化为电能

风力发电机械能转化为电能

火力发电燃料的化学能转化为电能

太阳能发电太阳能转化为电能

核能发电核能转化为电能

干电池、蓄电池、锂电池化学能转化为电能

2.电能的利用及能量转化

电能的利用(用电器)能量转化

电灯电能转化为光能和内能

电风扇、电动车电能转化为机械能

热水器、电饭煲电能转化为内能

电视机电能转化为光能和由能

空调电能转化为内能

充电宝充电电能转化为机化学能

3.电能的单位

(1)国际单位：鲤E，简称恁，符号是I。

(2)常用单位：千瓦时,符号是kW•位即常说的“度”。

(3)单位换算：1度=lkw・h=lX103WX3600S=3.6X10。1

去w同月用电

668.5qQ52。

139.5冠

112268.怒东巳用电巳B500・.且已Mil去年同

月用电■.修馍・少■■对技用电.含K用电.

根M果访本月电费计11.每当的的电出余■不足以支

付本月电费,力盼止产生突塞停电.it议您襄第先・

用雷.

日电■钵情表演■

4.电能的计量

（1）电能表：计量用电器在一段时间内消耗的电能的仪表。

电子式电能表

10（100）A：表示电能表的标定电流为A,额定最大电流为』A。电能表工作时的电

流不应超过额定最大电流。

220V：表示该电能表正常工作电压为22QV。

800imp/（kW•h）：表示接在这个电能表上的用电器，每消耗lkW-h的电能，电能表

上的脉冲指示灯闪烁幽L次。

50Hz：表示这个电能表在频率为2Hz的交流电路中使用。

（2）电能表的读数:

电能表可以显示表开始计数到读数时为止用户消耗的电能。

计量某段时间内消耗的电能，要记录这段时间起始和结束时电能表的示数，两次示数之差就

是这段时间内的用电量。

10月用电量：电子式单相电暨电，式单相电壁

I。回0|2|9口］|。⑼“4卜)回

9149.9kW・h-9029.1kW-h

kWht>・kWh>>

=120.8kW・h=120.8度220VIO(2O)A50Hz220VIO(2O)A50Hz

600imp/(kWh)600imp/(kWh)

9月30日电能表示数10月30日电能表示数

5.利用电能表求消耗的电能

（1）电能表计算器上前后两次的示数之差，为这段时间内消耗的电能：即：卬二WeW«

（2）利用电能表的转数求电能

根据电能表转盘的实际转速〃和电能表参数Nrevs/kw-h,可较精确的计算出某段时间内消

耗的电能。即

nn

W=—kw.h=-x3.6x106J

NN

6.一度电的作用

节约用电：电能是人们生

活的重要资源，社会需求

越来越多，能源供应日益

紧张，每个人都应具有节

约电能的意识。

二、电功

1.电功

（1）定义：电流所做的功叫电功，用地表示。

（2）实质：电能转化为"他形式白.量的过程。我们常说消耗了多少电能，也可以说过程中

电流做了多少功。

（3）电功和电能的区别

①电功是过程吊:：反映了一段时间内电能转化或消耗电能的多少。

②电能是状态量：反映了做功的本领。

（4）影响电流做功多少的因素

实验：探究电功与电压的关系

实验器材：

电源、电流表、电压表、不同规格的小灯泡、开关、导线若干。

实验过程：

①把两盏规格不同的小灯串联在电路中，用电压表分别测量它们两端的电压，同时观察比较

小灯的发光情况。

②将该两盏规格不同的小灯并联，用电流表分别测量通过它们的电流，同时观察比较小灯的

发光情况。

实验记录:

连接方式电压表示数电流表示数灯泡亮度

L、串联q：1.5V&:1.2V0.5ALiEXL段暗

L、L•、并联2.8VZpO.SAZ2:1.2AL1更暗L、较灵

实验结论：

电流做功的多少跟电流的人小、电压的高低、通电时间的长短都有关系。

电流与通电时间一定时，电压越大,电流做功就越变。

电压与通电时间一定时，电流越大,电流做功就越多。

2.电功的计算

(I)电功的表达式：物理学规定，电功等于电压、电流与通电时间的乘积。

即：电功=电压X电流X通电时间

w=u〃

(2)电功的单位：

①国际单位：焦耳(J)

②常用单位：千瓦时(kW•h)

当用电器两端的电压为IV,通过其的电流为IA,通电时间为Is时，用电器消耗的电能为

1J，电流做的功也是1L即1J=1VX1AX1S

(3)电功的推导公式：

-----------,r

W=UIt/=-T

RU2

LW=—e

R

(4)应用电动公式的注意问题:

甲灯与乙灯连接在电路中，计算电流通

W、U、/、/必须是同一个导

电路的回—过甲灯做的功，应该等于甲灯两端电

体在同一时间对应的四个物理

性压、通过甲灯的电流和甲灯通电时间的

量。

乘积。

某灯两端电压是6V,通过的电流是

0.2A,

单位的统•公式中单位必须是国际单位，

性分别为：焦、伏、安、秒。求通电Imin电流做的功。

W=U/Z=6VX0.2AX60s=72J

适用范围w=u〃是普遍适用的公式；电功的两个推导公式只适用于纯电阻电路.

第2节电功率

一、电功率

1.探究电流做功快慢

在家庭电路中，分别让•盏电灯、一台电吹风机单独工作，观察记录电能表指示灯在Imin

内闪动的次数。

实验现象：在相同时间内电能表指示灯闪烁的次数不同.在使用电吹风时，Imin内指示灯

闪烁的次数更多。

现象分析：在相同的时间内指示灯闪烁的次数越多，说明用电器消耗的电能越快，即电流

做功越快。

实验结论：电流做功有快慢之分。

2.比较电流做功快慢的方法

①相同时间，比较电功的多少，电功越多，表示电流做功越快。

②电功相同，比较所用的时间，用的时间越短，表示电流做功越快。

用电功与时间的比值表示电流做功的快慢，比值越大,表示电流做功越快。

【例题】把一盏电灯接在家庭电路中通电lh,消耗的电能是3.6X105J；把一只电炉接在家

庭电路中通电Imin,消耗的电能是6义100。谁消耗的电能较多？谁消耗电能较快？

分析：分别求出电灯和电炉在1s（单位时间内）内消耗的电能多少，即可比较二者消耗电

能的快慢。

解：在Is内，电灯内消耗的电能：

3.6x105J

=100)/s

3.6x103s

在Is内，电炉内消耗的电能:

6x104J

=1000J/S

60s

由此可知，在相同时间内电炉消耗电能比电灯泡更快。即，比较电流做功的快慢，可以通过

器.电功率

3.电功率

(1)物理意义：电功率是表示电流做功快慢的物理量。

(2)定义：在物理学中，用电器消耗的电能W与通电时间/的比值叫电功率。即

八七电功

功率=------

时间

(3)计算公式：

(4)公式变形：

由尸="W=UIt得

tR

P=UIP=-P=FR

R

(5)单位:

①国际单位：W,简称瓦，符号是口。

②常用单位：千瓦(kW),亳瓦(mW)

③换算关系：lkW=103W1W=1()3mW

(6)一些用电器的电功率

冰箱约IOOW洗衣机约300W

4.电功率和电功的区别:

电功电功率

物理意义表示电流做功的多少表示电流做功的快慢

电功等于电压、电流与通电时间的乘

定义电功与时间之比

积

公式\V=UltP=w/t=u/

单位焦(J)、千瓦时(kwh)瓦(w)、千瓦(kw)

二、“千瓦时”的来历

将公式片W/f变形后，可得到可以得到上节介绍

的“千瓦时”：IkW-h可看作电功率为IkW的用电器工

作lh所消耗的电能。

W=Pr=lkWXlh=lkW-h=1000WX3600s=3.6X106J

即：lkW・h=3.6X106j

三、额定电压额定功率

1.实验：小灯泡的电功率随电压变化

实验器材：电源、电流表、电压表、标有2.5V的小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干。

实验过程：

根据电路图，连接电路，我们用滑动变阻器控制小灯泡两端的

电压，使小灯泡两端的电压分别等于、低于和略高于2.5V,

观察小灯泡的亮度，比较不同电压下小灯泡的电功率。

实验数据：

灯泡两端的电压电流表示数电功率灯泡的亮度

2.0V0.15A0.3W暗

2.5V0.2A0.5W亮

2.6V0.25A0.65W更亮

实验结论：

在不同的电压下，同一个小灯泡的亮度不同，电功率不一样；小灯泡的电功率随它两端的电

压改变而改变。

2.额定电压额定功率

（1）额定电压与额定功率及其相关物理量

项目定义说明

额定电压用电器正常工作时的电压用电器铭牌上所标电压值

额定功率用电器在逊磁压下工作时的电功率用电器铭牌上所标功率值

额定电流用电器正常工作时的电流小电灯铭牌上所标电流值

可能等于额定电压也可能不相

实际电压用电器实际工作时的电压

等

可能等于额定功率也可能不相

实际功率用电器在实际电压下工作时的功率

等

灯泡泡两两端端的的电电压压电电流流表表示示数数电电功功率率灯灯泡泡的的亮亮度度

0.15A暗

额定电压一包0.2A卜0.54额定功率

O.25A更亮

实际电压实际功率

。实额，则〃实二尸额；用电器正常工作。

1〕实＞。额，贝I」P实＞2额；可能烧毁用电器。

。实V。额，则尸实额；用电器不能正常工作。

灯泡的亮度由实际功率决定。

（2）额定功率与实际功率的区别

一个用电器只有一个额定电压和一个

用电器的实际功率是不确定的，随

变化情况额定功率，是确定的，与实际电压无

着它两端电压的改变而改变。

关。

3.额定功率的相关计算

【例题】某额定功率为I800W的甩热水壶在220V的额定电压下工作，加热一壶水至沸腾

用了4min。

（I）加热这壶水消耗了多少电能？

（2）加热时通过电热水壶的电流是多少？

解：（1）电热水壶的额定功率P=1800W.加热一壶水至沸腾的时间『4min,

根据P=W/i可得消耗的电能为

W=Pr=1800WX240s=4.32X105J

（2）电热水壶的额定电压U=220V,根据可得通过它的电流为

1800W

=8.2A

220V

答：（1）加热这壶水消耗了4.32X105J电能。（2）加热时通过电热水壶的电流是8.2A。

四、电功率的测量

电功率的测量方法:

（1）电力监测仪直接测量通过测量。

（2）根据用电器两端的电压和通过用电器的电流，由电功率公式计算得出。

①实验：把额定电压都为2.5V的小灯泡和LED灯并联在电路中。闭合开关后，测曷通过

小灯泡和LED灯的电流和它们两端的电压，计算它们的电功率。观察小灯泡和LED灯的发

光情况，再结合它们的电功率看看哪种灯更节能？

通过电流电功率发光情况

小灯泡0.2A0.5W亮

LED灯0.05A0.125W明亮

小灯泡的电功率为：

Pi=(7/i=0.2AX2.5V=0.5W

LED灯的电功率为：P2=(/72=0.05AX2.5V=0.125W

结论：LED灯更节能。

②推论一：在前面实验中，推论出并联电路中电功率的特点是怎样的？

根据并联电路电流和电压特点可知,通过电路的干路电流为LtkO.2A

=/,+/=0.2A+0.05A=0.25A

162飞避产WA

电路的总功率为

产总=(7/总=2.5VX0.25A=0.625W——

U=2.5V

根据Pi=0.5W2=0.125W可得

结论：并联电路中，总功率等于各用电器的电功率之和。

②推论二：如图所示的电路中，电源两端电压保持不表，电阻&的阻值为10Q。当开关S

闭合后，电压表的示数为2V,电流表的示数为0.4A0电阻R的电功率为

P产UJ=2Vx0.4A=0.8W

根据串联电路电流和欧姆定律可得，电阻&的两端的电压为

)1111】

S=/&=0.4Axl()C=4V&公

电阻R2的电功率为P2=t/2/=4VxO.4A=1.6WQ

根据串联电路电压规律可得，电源电压为

电阻Ri的两端的电压为U=UI+U2=2V+4V=6V

电路中的总功率为

P总=6VxO.4A=2.4W

根据Pi=0.8WP2=1.6W可得

P总=尸1+02

结论：串联电路中，总功率等于各用电器的电功率之和。

归纳总结：

R1&&

TryiT■■■r"ii~"

*u—<u]>

<--------------U----------------►

ka-U-------->

在电路中，总功率等于各用电器的电功率之和。艮P：P总=尸1+22+........+Pn

第4节焦耳定律

一、电流的热效应

1.电流的热效应

生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。电流通过导体时电能转化成内能，这

种现象叫作电流的热效应，

2.实验：探究影响电流的热效应的因素

猜想与假设：

（1）有电流导体时，导体才会发热。则可能与通过导体的电流有关。

（2）电烤炉工作时，烤炉温度高，导线几乎不发热。则可能与导体的电阻有关

（3）电热水壶刚通电时，水并不能立即沸腾，而需要一定的时间。则可能与通电时间有

关。

实验思路：

选取阻值不一样的电阻丝，如5C和10C的电阻丝，装入实验装置中，两个透明容器中密封

着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。

实验过程：

(1)电热与电阻的关系：如图两个容器中的电阻丝串联起来接到

电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两

个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？

结论一:在电流相同、通电时间相同的情况下，一段电阻丝的电阻

越大,电阻丝产生的热量越炙C

(2)电热与电流的关系：选取阻值相同的两个5C电阻丝，装入

两个透明容器中，并在其中一个容器的外部，并联一个限值为5c

电阻丝，则通过两个容器中电阻丝的电流不同。闭合开关，在通

电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。你看

到的现象说明了什么？

融土在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝

的电流越大,电阻丝产生的热量越炙。

(3)电热与通电时间的关系：将一阻值为5c电阻丝，装入一个透明容器中。闭合开关，在

通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？

归纳总结：

①在电流相同和通电时间一定时，电阻越大,这个电阻产生的热量越多;

②在电阻和通电时间相同时，通过电阻电流越大，电阻产生的热量越多;

③在电流相同、电阻相同忖，通电时间越长,这个电阻产生的热量越多。

二、焦耳定律

1.实验：探究电流通过导体产生的热量跟电阻是否成正比

将不同阻值的电阻串联接入电路，接在稳定电源上，接通电路，通电一段时间后，观察点

度的变化情况，并记录数据。

电阻必CI23456

初温％OC26.626.826.726.626.826.7

末温〃。C27.228.128.629.129.930.4

温度变化量0.61.31.92.53.13.7

实验结论：在电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟电阻成正比。

理论探究：

两个定值电阻R=5Q、&=10。串联起来，接在电源上，通

过它们的电流应该是相等的。通电一段时间后，电阻消耗的电

能全部转化为内能，对这两个电阻产生的热量，应用卬二U”和

欧姆定律进行分析，我们能得出什么推论？

由于凡、自串联

W^UJxt=I{R^Ixt=PR{t

一忆》

W=UIt4

U=IRH

结论：在电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体电阻成正比。

2.焦耳定律

(1)定义：电流通过导体产生的热量跟电流二次方成止比，跟导体的电阻成正比,跟通电

时间成正比,这个规律叫作焦耳定律。

(2)表达式：

用/表示电流，R表示电阻，/表示时间，只表示热量，焦耳定律可以表示为

Q=hRt

(3)单位：

/的单位用安(A),R的单位用欧(C),I的单位用秒(s),。的单位用焦(J)。

u=iA2n-s

(4)焦耳定律的理解

D焦耳定律定义式餐尸小，只适用于计算电流通过导体时产生的热量。

②电功的计算式於=5，适用于计算将电能转化为各种形式的能的过

程中电流做的功。

(5)电功与电热

①电功是指电流经过电路所做的功，其做功的多少表示电路消耗电

能的多少，表示了有多少电能转化为其他形式的能。

区别

②电热是指电流经过电路时，其产生的电能转化为内能的那一部分。

①当电流通过某些用电器时，电能全部转化为了内能，电流产生的

热量就等于消耗的电能，即。=1兀

联系

②当电流通过某些用电器时，电能主要转化为其他形式的能量，

只有少部分转化为内能，即。＜用。

（6）运用焦耳定律公式的计算热量

【例题】四个电阻器的电阻分别为R、生、心、如图甲所示，