《电功率》知识网络归纳典型例题题型总结

-1-人教版《第18章电功率》知识网络归纳电学中各物理量在串并联电路中的规律比较表(一)电路物理量规律(符号单位)串联电路并联电路电流（I/A）I=I1=I2=…In（串联电路中电流处处相等）I=I1+I2+…+In（并联电路中干路中的电流等于各支路电流之和）电压（U/V）U=U1+U2+…+Un（串联电路中两端的总电压等于各部分电压之和）U=U1=U2…=Un（并联电路各支路两端的电压相等）电阻（R/Ω）R=R1+R2+…+Rn（串联电路的总电阻等于各串联电阻之和）1R=1R1+1R2或R=R1R2R1+R2（并联电阻总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和）电能（W/J）W=W1+W2+…+Wn（无论串联与并联电路消耗的总电能等于各部分电功之和）电功率（P/W）P=P1+P2+…+Pn（无论串联与并联电路中的总功率等于各部分电功率之和）电热（Q/J）Q=Q1+Q2+…+Qn（无论串联与并联电路产生的电热等于各部分电热之和）各物理量与电阻的分配关系电流：II1：I2=1：1I1：I2=R2：R1（与电阻成反比）电压：UU1：U2=R1：R2（与电阻成正比）U1：U2=1：1电能：WW1：W2=R1：R2（与电阻成正比）W1：W2=R2：R1（与电阻成反比）电功率：PP1：P2=R1：R2（与电阻成正比）P1：P2=R2：R1（与电阻成反比）电热：QQ1：Q2=R1：R2（与电阻成正比）Q1：Q2=R2：R1（与电阻成反比）U1U2UR1R2III1I2R1R2U-2-二、电学中各物理量求解公式表（二）分析：1、对于电功、电功率、电热三个物理量，它们无论是在串联电路还是并联电路中，都是总量等于各部分之和。同学们在解答这类题时应灵活选取公式进行计算。如以计算电路中的总功率为例，既可以根据P=P1+P2,也可以跟据P=UI进行计算，其它几个物理量的求解也与之类似。2、用欧姆定律Ｉ=UR求电路中的电流，让学生明白此公式是由实验得出，是电学中最基本的公式，但此公式只适合于纯电阻电路(所谓纯电阻电路即电路中电能全部转化为热能的电路)。3、电功率求解公式P=Wt与P=UI这两个公式为电学中计算电功率时普遍适用最基本的两个公式，第一个为电功率的定义式，也常常作为用电能表和钟表测记家用电器电功率的公式。第二个公式是实验室用伏安法小灯泡功率的原理，也是计算用电器电功率的最基本公式。4、虽然表中公式繁多，但电学基本公式只有4个，即：Ｉ=UR、P=Wt、P=UI、Q=I2Rt。其他公式都是导出公式，同学们可以在掌握这4个公式的基础上进行推导练习，很快就会熟悉并掌握。5、应熟练掌握的几个比较重要的导出公式。具体公式：在表中分别是如下八个公式（2）I=PU（5）U=IR（6）R=UI（7）R=U2P（12）P=U2R(13)P=I2R(14)W=Pt(17)Q=I2Rt这八个公式在电学解题中使用的频率也较高，要求学生能熟练掌握。电流：Ｉ／Ａ(1)Ｉ=UR(2)I=PU电压：Ｕ／Ｖ(3)U=IR(4)U=PI(5)U=PR电阻：Ｒ／Ω(6)R=UI(7)R=U2P(8)R=PI2(9)R=QI2t电功率：Ｐ／Ｗ(10)P=Wt(11)P=UI(12)P=U2R(13)P=I2R电能（电功）：Ｗ／Ｊ(14)W=Pt(15)W=UIt(16)W=U2Rt电热：Ｑ／Ｊ(17)Q=I2Rt注：当电能完全转化为热能时(纯电阻电路)，Q=W=Pt=UIt=U2Rt其他公式：(18)W=nNKWh注：n为电能表在某一时段内转过的转数，N为用电器消耗1kW.h所转的转数-3-第1节电能电功知识点1电能消耗电能的过程就是把电能转化为其他形式能的过程，消耗了多少电能就得到多少其他形式的能。知识点2电能的计算（1）电能的单位①电能的单位焦耳简称：焦符号“J”②电能常用单位是千瓦时，符号kW·h，俗称“度”③1kW·h=3.6×610J（2）电能的测量电能表：测量用电器在一段时间内消耗电能的仪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1234.5kW·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。“220V”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（20A）”表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A。“50Hz”表示这个电能表在50Hz的交流电中使用；“600revs/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。电表所允许的最大功率是220vx10A=2200w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：h600revs/kWh1kW电表转数消耗电耗知识点3电功（1）电功：电流所做的功。用“W”表示理解：电能转化为其他形式能的过程就是电流做过的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功。（2）电功的大小与哪些因素有关(w=UIt)电流做功多少与电压、电流大小，通电时间长短有关，电流、电压越大，通电时间越长，电流做功越多。（3）电功的计算①电功的公式电流所做的功跟电压、电流和通电时间成正比。公式：W=UIt；单位分别为“J、V、A、s”综合所有公式W=UItW=PttRUW2、RtIW2（只适用于纯电阻电路）电功公式：①W=UItU=WItI=WUtt=WUI-4-②W=I2RtI2=WRtI=WRtR=WI2tt=WI2R③W=U2RtU2=WRtU=WRtR=U2tWt=WRU2④W=UQU=WQQ=WU⑤W=PtP=Wtt=WP公式中的物理量：W——电能——焦耳（J）P——功率——瓦特（W）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）（4）串、并联电路中电功特点串并联电路电功特点：①电流所做的总功等于各部分用电器电流做功之和：W=21WW②串联电路中，各用电器的电功与其电阻成正比，即W1W2=R1R2;③并联电路中，各用电器的电功与其电阻成反比，即W1W2=R2R1（各支路通电时间都相同）。2第2节电功率1、知识点电功率电功率：（1）比较消耗电能快慢的两种方法：①相同时间，比较消耗电能的多少，消耗电能越多，表示消耗电能越快②消耗相同的电能，比较所用时间的长短，用的时间越短，表示消耗电能越快定义：电流在1秒内所做的功叫电功率。意义：表示消耗电能的快慢。符号：P单位：瓦特（瓦，W），常用单位为千瓦（kW），1kW＝103W电功率的定义式：P=WtW=Ptt=WP第一种单位：P——电功率——瓦特（W）；W——电功——焦耳（J）；t——通电时间——秒（s）。第二种单位：P—电功率—千瓦（kW）；W——电功—千瓦时（kW·h）；t—通电时间—小时（h）。电功率的计算式：P=UIU=PII=PUP=I2RI2=PRI=PRR=PI2P=U2RU2=PRU=PRR=U2PP——电功率——瓦特（W）；U——电压——伏特（V）；I——电流——安培（A）；R——电阻——欧姆（Ω）。-5-RURIPUItWP22（只适用于纯电阻电路）知识点2额定功率和实际功率定义说明额定电压用电器正常工作时的电压用电器上标明的电压值就是额定电压，常用额U表示额定电流用电器正常工作时的电流用电器上标明的电流值就是额定电流，常用额I表示额定功率用电器在额定电压下的功率用电器上标明的功率值就是额定功率，常用额P表示实际电压用电器实际工作时的电压可能与额定电压相等，也可能不相等，常用实U表示实际功率用电器在实际电压下工作时的功率可能与额定功率相等，也不可能相等，常用实P表示用电器实际工作时的三种情况：①U实U额P实P额——用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光发暗，灯丝发红）；②U实U额P实P额——用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）；③U实=U额P实=P额——用电器正常工作。电灯泡上的“PZ22025”表示额定电压是220V，额定功率是25W。灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的，与额定电压和额定功率无关。额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越大。将这两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率小；将这两个灯泡并联，额定功率大的，实际功率大。串并联电路P实与R大小的关系（1）串、并联电路中的电功率分析：①21PPP总。。。（包括串并联）②同一用电器在不同电压下电功率之比等于它相应的电压二次方之比：222121UUPP③额定电压相同，额定功率不同的用电器，额定功率越大，它本身的电阻就越小；额定功率越小，它本身的电阻越大(RU2P)④额定电压相同，额定功率不同的两个灯泡并联在同一电路中，额定功率小的灯泡的实际功率越小，其亮度也比较暗；额定电压相同，额定功率不同的两个灯泡串联在同一电路中，额定功率小的灯泡的实际功率大，其亮度也比较亮。⑤串并联电路电功率计算串联电路并联电路-6-电流21III21III电压21UUU21UUU电阻21RRR21111RRR分配电压：2121RRUURRUU11电流：1221RRII11RRII电功率IUP11IUP2221PPPUIP11UIP22UIP21PPPUIP电功率的分配2121RRPP1221RRPP知识点4电功率的测量UIP第3节测量小灯泡的电功率知识点1伏安法测量小灯泡的电功率（1）实验目的学习用电压表和电流表测量小灯泡的额定功率和实际功率。（2）实验原理要测量小灯泡的电功率，根据电功率公式UIP，可以用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流。（3）实验器材电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、开关、导线若干（4）设计并进行实验①按照电路图连接电路②检查电路连接无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压低于额定电压，记下电压表与电流表的示数和小灯泡发光情况。-7-③调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压等于小灯泡的额定电压，记下电压表与电流表的示数和小灯泡的发光情况。④再次调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压约为小灯泡的额定电压的1.2倍，记下此时电压表与电流表的示数和小灯泡的发光情况⑤整理好实验器材⑥根据测出的三组实验数据分别计算出小灯泡在三种情况下的电功率实验序号电压/V电流/A电功率/W小灯泡亮度12.00.250.50较暗22.50.310.78正常33.00.381.14较亮（5）实验结论①额实〈UU时，额实〈PP②额实UU时，额实PP（正常工作）③额实〉UU时，额实〉PP1.小灯泡发光情况由实际功率决定，实际功率越大，发光越亮；2.实验中需对小灯泡的电功率进行至少三次测量，但不能根据三次测量数据计算出小灯泡平均电功率，因为本实验多次测量目的是在不同电压下小灯泡实际功率。（6）注意事项①选用电源电压要高于灯泡额定电压滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡正常工作电流，滑动变阻器的最大阻值也应与小灯泡电阻差不多，这样会使滑动变阻器调压效果。②接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到最大；③滑动变阻器的作用：改变两端灯泡的电压和通过的电流；保护电路；④滑动变阻器应有一定规律，记录的电压表值、电流表值一一对应⑤实际电压不能超过额定电压1.2倍，同时通电时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡-8-第四节焦耳定律及其应用理解焦耳定律焦耳定律是在大量实验的基础上总结得出的，它定量地描述了电能向内能转化的规律。用公式Q=I2Rt表示，它适用于任何电路。当电流所做的功全部用来产生热量时，焦耳定律可以根据电功的公式W=UIt和欧姆定律IUR导出：QWUItURtPt2·。这里的条件是电流所做的功全部用于产生热量，而电流做功全部转化成热的情况也只对纯电阻电路才成立。所以上述导出公式只适用于纯电阻电路。例如在电动机工作的电路中，加在电动机两端-9-的电