热功率,电功率
高二物理电功、电功率、焦耳热通用版知识精讲
高二物理电功、电功率、焦耳热通用版【本讲主要内容】电功、电功率、焦耳热【知识掌握】【知识点精析】（一）电功和电功率1. 电功（1）定义：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功。
（2）公式：W＝UIt。
电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t 三者的乘积。
注意：电功的计算式W＝UIt对在恒定电流下的任何一段电路或用电器均成立。
（3）单位：在国际单位制中是焦（J），常用单位有千瓦时（kW·h），1kW·h＝3.6×106J。
2. 电功率：表示电流做功的快慢（1）定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。
（2）公式：PWtUI ==一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积。
（3）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）。
1kW＝103W＝106mW。
（4）额定功率和实际功率用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率，用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率。
彩电1. 电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程。
电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能转化为化学能；电热器把电能转化为热能。
2. 焦耳定律、热功率在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的功能传给离子，使离子热运动加剧，将电能完全转化为内能。
（1）焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积：Q＝I2Rt。
焦耳定律不仅适用于纯电阻电路，还适用于非纯电阻电路。
纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件。
非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路。
功率计算公式大全
功率计算公式大全功率是物体在单位时间内所做的功或能量的转化速率。
在物理学中，功率的计算公式可以根据不同情况而有所不同。
下面是一些常见的功率计算公式：1.电功率电功率是指电能转化为其他形式能量的速率，单位为瓦特（W）。
公式：P=VI其中，P为电功率，V为电压，I为电流。
2.机械功率机械功率是指物体在单位时间内所做的机械功，单位为瓦特（W）。
公式：P=Fv其中，P为机械功率，F为物体所受的力，v为物体的速度。
3.光功率光功率是指光能转化为其他形式能量的速率，单位为瓦特（W）。
公式：P=E/t其中，P为光功率，E为光能，t为时间。
4.热功率热功率是指热能转化为其他形式能量的速率，单位为瓦特（W）。
公式：P=Q/t其中，P为热功率，Q为热能，t为时间。
5.声功率声功率是指声能转化为其他形式能量的速率，单位为瓦特（W）。
公式：P=E/t其中，P为声功率，E为声能，t为时间。
6.标称功率标称功率是指设备或器件的额定功率，单位为瓦特（W）。
7.平均功率平均功率是指在一段时间内所做的平均功，单位为瓦特（W）。
公式：P=W/t其中，P为平均功率，W为功，t为时间。
8.电子功率电子功率是指电子流所做的功，单位为瓦特（W）。
公式：P=Vq/t其中，P为电子功率，V为电压，q为电荷量，t为时间。
9.太阳能功率太阳能功率是指太阳能转化为其他形式能量的速率，单位为瓦特（W）。
公式：P=AηI其中，P为太阳能功率，A为接收面积，η为转换效率，I为太阳辐射强度。
这些是一些常见的功率计算公式，根据具体情况和能量形式的不同，还会有其他的功率计算公式。
功率的定义与计算方法
功率的定义与计算方法功率是描述物体或系统能量转换速率的物理量，它是衡量能量放出或者吸收的速度。
在物理学中，功率通常用于描述做功的速度，以及元件或系统转化或传输能量的速度。
本文将介绍功率的定义与计算方法，并对不同领域中常见的功率计算进行探讨。
一、功率的定义功率（P）的定义是单位时间内完成的功（W）的数量。
以物体做功为例，功率可以用以下公式表示：P = W / t其中，P表示功率，W表示做的功，t表示所用的时间。
功率的单位通常为瓦特（W）或者千瓦特（kW）。
二、功率的计算方法1. 电功率在电路中，功率是指电源提供给电路或者电路中用电器消耗的能量的速度。
电功率（P）由电流（I）和电压（U）决定，根据欧姆定律，可以使用以下公式计算电功率：P = U * I其中，P表示电功率，U表示电压，I表示电流。
电功率的单位为瓦特（W）。
2. 机械功率机械功率是指机械设备完成单位时间内的工作量。
对于一个物体沿直线的直线运动，机械功率可以用以下公式表示：P = F * v其中，P表示机械功率，F表示物体所受的力，v表示物体的速度。
机械功率的单位为瓦特（W）。
3. 光功率在光学领域，功率被用于描述光源或者光束的辐射和传输能量的速率。
光功率可以用以下公式计算：P = E / t其中，P表示光功率，E表示传输的能量，t表示所用的时间。
光功率的单位通常为瓦特（W）。
4. 热功率热功率是指单位时间内传输或转化的热量的数量。
热功率可以用以下公式计算：P = Q / t其中，P表示热功率，Q表示传输的热量，t表示所用的时间。
热功率的单位通常为瓦特（W）。
三、不同领域的功率计算1. 电子技术中的功率计算在电子技术中，功率计算是一个常见的问题。
例如，可以通过使用欧姆定律计算电路中电功率的大小。
另外，对于交流电路，还需要考虑到电流和电压的相位差。
2. 机械工程中的功率计算在机械工程中，常常需要计算机械设备的功率，例如电机的功率。
根据机械功率的定义，通过测量物体所受的力和速度，可以计算出机械设备的功率。
电路中的能量知道电功电热电功率的概念并知道电功
电动机的输入功率和输出功率又各是
多少？
解：由电路图可知，电阻 R 与电动机串联，所以电流相 等，对电阻 R 根据欧姆定律得： U－U′ 160 V－110 V I＝ R ＝ ＝5 A 10 Ω 电动机的输入功率 P＝IU′＝5×110 W＝550 W 电动机的发热功率 P1＝I2r＝52×0.6 W＝15 W 所以电动机的输出功率 P 出＝P－P1＝535 W.
提示：功是能量转化的量度，电流做多少功就表明有多 少电能转化为其它形式的能．
2．电功率
(1)定义： 单位时间
的快慢．
内电流所做的功，表示电流做功
(2)公式：P＝W/t＝ UI (适用于任何电路)． 3．电热：电流流过导体产生的热量．由 焦耳 定律来计 算，公式为： Q＝I2Rt .
Q 4 ． 热功率： 单位时间内的发热量，表达式为： P ＝ t ＝
2 U 率可以用 P＝I2R，P＝ R 计算．(2)在非纯电阻电路中，电功
大于电热，电功率只能用 P＝UI 计算全部 转化为内能，这时电动机相当于一个纯电阻．
1．如图所示，有一个提升重物用
的直流电动机，电阻为r＝0.6 Ω，电路 中的固定电阻R＝10 Ω，电路两端的电 压U＝160 V，理想电压表的示数U′＝ 110 V，则通过电动机的电流是多少，
2 P 热＝I2 2r＝(1.0) ×0.5 W＝0.5 W
所以电动机正常工作时的输出功率 P 出＝P－P 热＝2.0 W－0.5 W＝1.5 W 如果在电动机正常工作时转子突然被卡住， 则电动机相 当 U2 2 于纯电阻，发热功率 P 热′＝ r ＝8 W.
【方法归纳】(1)在纯电阻电路中，电功等于电热，电功
＝ IU内
．
P出 P总
4．电源的效率：电源的输出功率与总功率的比值η＝ ×100%，它随外电路电阻的增大而增大．
电功电功率和电热热功率
电功W、电功率P和电热Q、热功率P热的区别和计算
（电能）
一纯电阻电路（如电饭锅电炉子等）
二非纯电阻电路（如电动机等）
练习
1 一台电动机线圈电阻为2欧，工作时两端电压为220V,通过的电流为5A,那么它在5min内电流做功为________J，产生电热________J，产生机械能________J.电功率为________W，热功率为________W，机械功率为________W 。
2 一台标有“220V 2.5A”字样的电动机，它的电阻为10欧，它正常工作时电流为________A,功率为________W,发热功率为________W,机械功率为________W.
3 有一台“220V 100W”洗衣机，由于使用不当，造成卡死，温度升高烧坏。
已知洗衣机的电动机内阻为2欧，则这台洗衣机正常工作2min耗电________J，产生电热________J，产生机械能________J.热功率为________W，机械功率为________W；如果洗衣机的电动机卡死时，2min产生电热为________J。
3.6.2电功率与焦耳定律的计算(讲义)(原卷版+解析)
浙教版九年级上册第三章第六节电功率与焦耳定律的计算【知识点分析】一.焦耳定律及电热1．焦耳定律：(1)1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律叫焦耳定律。
焦耳定律是一个实验定律。
它的适用范围很广，纯电阻电路、非纯电阻电路在计算电热时都用到它。
(2)热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率．热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积．(3)电功率与热功率:对纯电阻电路，电功率等于热功率即： P=I*U=I2R=U2/R此时，可得U=IR,所以纯电阻电路也可以说是欧姆定律成立的电路对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．2.电热（1）电热：由于导体的电阻，使电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热。
（2）内容：电流通过导体时产生的热量等于电流的平方、导体的电阻和通电时间的乘积。
（3）公式：Q=I2Rt.（4）适用对象:凡是要计算电热，都应首选Q=I2Rt，可求任何电路中电流I通过电阻R时所产生的热量。
3．热功率的意义及计算（1）热功率：单位时间内发热的功率叫作热功率。
热功率即电能转化为内能的功率，即：P=Q/t=I2R（2）热功率计算:当电路不是纯电阻电路时，电功用W=UIt来计算，电热Q只能用Q=I2Rt 进行计算，电功率用P=IU计算，热功率只能用P热=I2R计算。
4.电热的档位问题：如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R2单独工作中温档：R1单独工作低温档：R1,R2同时工作如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R1,R2同时工作中温档：R2单独工作低温档：R1单独工作【例题分析】【例1】（2021·甘肃期末）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I﹣U图像如图所示，下列说法正确的是（）A．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3∶2B．甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时，实际功率之比为1∶3C．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小D．甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1【例2】（2021·山东期末）如图所示，为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路，两密封容器内部盛有等量的空气，以下说法正确的是（）A．闭合开关S1、S2，通过三根电阻丝的电流相同B．先闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表示数保持不变C．同时闭合开关S1和S2，可以比较电流通过导体时产生的热量与电流的关系D．闭合开关S1、S2一段时间后，右边U形管内的液面高度差比左边U形管的高【例3】（2022·河北期末）如图所示，灯L标有“6V，3.6W”字样，电源电压保持不变，闭合开关S，电流表示数为0.1A，灯实际功率为0.9W（灯丝电阻不随温度变化），下列分析不正确的是（）A．灯L的额定电流为0.6A B．电源电压为3VC．定值电阻R0的阻值为30Ω D．整个电路消耗的总功率为1.5W【例4】（2022·贵州六盘水中考）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R 的最大阻值为5Ω。
电功、电热、电功率和热功率
电功 电热 电功率
热功率
单位时间内导体 产生的热量
P＝I2R
电场力做的功称为电功． 2 ________. (2)公式：W＝qU＝□
UIt
电能 3 ________ (3)电流做功的实质： 转化成其他形式能的过程． □
2．电功率
4 (1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的□
快慢 ________.
W UI 5 (2)公式：P＝ ＝□________. t
1. (多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的 是 ( BCD )
2. 电阻R和电动机M相串联接到电路中，如图所示，已知电 阻R跟电动机线圈的电阻相等，开关接通后，电动机正常工作 ，设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2；经过时间t，电 流通过电阻R做功W1,产生的电热为Q1；电流通过电动机M做功 W2，产生的电热为Q2，则有( AD )
电功 电功率 电热和热功率
西合营中学 范栋梁
考纲解读 ： 非纯电阻电路的分析与计算，将结合实 际问题考查电功和电热的关系．能量守 恒定律在电路中的应用是高考命题的热 点，多以选择题或计算题的形式出现．
电功 电功率电热和热功率
1．电功
电场力 作用下定向移动， 1 ________ (1)定义： 导体中的自由电荷在□
3 . 额定电压都是110V，额定功率PA=100W、PB=40W的电灯两 盏，若接在外电压是220V的电路上，使每盏电灯均能正常发 光，且电路中消耗的功率最小的电路是下图所示的（ C ）
总结
电功、电热、电功率和热功率的区别
意义 电流在一段电路 中所做的功 电流通过导体产 生的热量 单位时间内电流 所做的功 公式 W＝UIt Q＝I2Rt P＝UI 联系 对纯电阻电路，电功等 于电热， W＝Q＝UIt＝I2Rt； 对非纯电阻电路，电功 大于电热，W＞Q 对纯电阻电路，电功率 等于热功率， P电＝P热＝UI＝I2R； 对非纯电阻电路，电功 率大于热功率，P电＞P热
思想方法：欧姆定律I=UR、电功率P=IU和热功率P=I2R的使用
思想方法11.欧姆定律I＝UR、电功率P＝IU和热功率P＝I2R的使用1．欧姆定律I＝UR的使用对于纯电阻，适合欧姆定律，即纯电阻两端的电压满足U＝IR.对于非纯电阻，不适合欧姆定律，因P电＝UI＝P热＋P其他＝I2R＋P其他，所以UI>I2R，即非纯电阻两端的电压满足U>IR. 【典例1】有一家用电风扇，电风扇两端的电压为220 V，工作电流为0.5 A，则下列说法中，正确的是A．电扇线圈的电阻为440 ΩB．电扇线圈的电阻大于440 ΩC．电扇线圈的电阻小于440 ΩD．电风扇线圈的电阻满足欧姆定律即学即练1有一提升重物的直流电动机，工作时电路如图7－1－4所示，内阻为r＝0.6 Ω，R＝10 Ω，直流电压为U＝160 V，电压表两端的示数为110 V，则通过电动机的电流是多少？电动机的输入功率为多少？电动机在1 h内产生的热量是多少？【典例2】额定电压都是110 V，额定功率P A＝100 W，P B＝40 W的电灯两盏，若接入电压是220 V的下列电路上，则使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗的电功率最小的电路是()．即学即练2如图7－1－5所示，电源电动势E＝8 V，内阻为r＝0.5 Ω，“3 V，3 W”的灯泡L与电动机M串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R0＝1.5 Ω.下列说法中正确的是()．A．通过电动机的电流为1.6 A B．电源的输出功率是8 WC．电动机消耗的电功率为3 W D．电动机的输出功率为3 W附：对应高考题组(PPT课件文本，见教师用书)1．(2011·全国卷)通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V，云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是()．A．闪电电流的瞬时值可达到1×105 A B．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 WC．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/m D．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J2．(2012·浙江卷，17)功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近()．A．8×108 kW·h B．8×1010 kW·h C．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h3．(2012·上海卷，13)当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗的电能为0.9 J．为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是()．A．3 V 1.8 J B．3 V 3.6 J C．6 V 1.8 J D．6 V 3.6 J4．(2012·四川卷，23)四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一．某地要把河水抽高20 m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380 V，此时输入电动机的电功率为19 kW，电动机的内阻为0.4 Ω.已知水的密度为1×103 kg/m3，重力加速度取10 m/s2.求：(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864 m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)．【典例1】解析 电风扇是非纯电阻，故电风扇两端的电压满足U >IR ，所以220>0.5R ，所以R <440 Ω.选CD.答案 CD 反思总结 在解答这类问题时，很多同学没有辨明用电器是纯电阻还是非纯电阻，就直接用欧姆定律求解，导致错误．图7－1－4即学即练1解析 电动机正常工作时，电动机两端的电压不满足欧姆定律，故不能直接用欧姆定律来求流过电动机的电流．因电动机和电阻串联，所以流过电动机的电流等于流过电阻的电流．I ＝U R ＝160－11010A ＝5 A P 输入＝UI ＝110×5 W ＝550 WQ ＝I 2rt ＝52×0.6×3 600 J ＝5.4×104 J答案 5 A 550 W 5.4×104 J2．电功率P ＝UI 和热功率P ＝I 2R 的使用不论纯电阻还是非纯电阻，电流的电功率均为P 电＝UI ，热功率均为P 热＝I 2R .对于纯电阻而言：P 电＝P 热＝UI ＝I 2R ＝U 2R对于非纯电阻而言：P 电＝UI ＝P 热＋P 其他＝I 2R ＋P 其他≠U 2R＋P 其他 【典例2】解析 判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否为额定电压，或电流是否为额定电流．由P ＝U 2R和已知条件可知，R A <R B . 对于A 电路，由于R A <R B ，所以U B >110 V ，B 灯被烧坏，两灯不能正常发光．对于B 电路，由于R A <R B ，A 灯与变阻器并联，并联电阻更小于R B ，U B >110 V ，B 灯被烧坏，两灯不能正常发光． 对于C 电路，B 灯与变阻器并联电阻可能等于R A ，所以可能U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光．对于D 电路，若变阻器的有效电阻等于A 、B 的并联电阻，则U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光．比较C 、D 两个电路，由于C 电路中变阻器功率为(I A －I B )×110 V ，而D 电路中变阻器功率为(I A ＋I B )×110 V ，所以C 电路消耗的功率最小．选C.答案 C反思总结 此类问题的分析思路分两步：先分清哪个电路的灯泡能正常发光，这里可以从电压、电流、电功率三个量中任意挑选一个使其达到其额定值，其余两个也达到额定值；确定了正常发光的电路后，再比较哪一个的实际功率小，可以用计算的方法比较，也可以用定性分析的方法比较．图7－1－5即学即练2解析 “3 V ,3 W ”的灯泡L 与电动机M 串联，说明通过灯泡与电动机的电流相等，其电流大小为I L ＝P L U L ＝3 W 3 V＝1 A ；路端电压U ＝E －I L r ＝8 V －1 A ×0.5 Ω＝7.5 V ，电源的输出功率P 出＝UI L ＝7.5 V ×1 A ＝7.5 W ；电动机消耗的功率为P M ＝P 出－P L ＝7.5 W －3 W ＝4.5 W ；电动机的热功率为P 热＝I 2L R 0＝1.5 Ω×(1 A)2＝1.5 W ；电动机的输出功率为P M －P 热＝4.5 W －1.5 W ＝3 W.答案 D附：对应高考题组(PPT 课件文本，见教师用书)1.解析 根据题意，第一个闪击过程中转移电荷量Q ＝6 C ，时间约为t ＝60 μs ，故平均电流为I 平＝Q t＝1×105 A ，闪电过程中的瞬时值可达到1×105 A ，故A 对；第一次闪击过程中电功约为W ＝QU ＝6×109 J ，第一个闪击过程的平均功率P ＝W t＝1×1014 W ，由于一次闪电过程的电荷转移主要发生在第一个闪击过程中，但整个闪电过程的时间远大于60 μs ，故B 错；闪电前云地间的电场强度约为E ＝U d ＝1.0×1091 000V/m ＝1×106 V/m ，C 对；整个闪电过程向外释放的能量约为W ＝6×109 J ，D 错．答案 AC2.解析 按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为(2×60－2×10)×10－3×5×365 kW·h ＝182.5 kW·h ，假设全国共有4亿户家庭，则全国一年节省的电能为182.5×4×108 kW·h ＝7.3×1010 kW·h ，最接近于B 选项，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．3.解析 设两次加在电阻R 上的电压分别为U 1和U 2，通电的时间都为t .由公式W 1＝U 1q 1和W 1＝U 21R t 可得：U 1＝3 V ，t R＝0.1.再由W 2＝U 2q 2和W 2＝U 22Rt 可求出：U 2＝6 V ，W 2＝3.6 J ，故选项D 正确． 答案 D4.解析 (1)设电动机的电功率为P ，则P ＝UI ，设电动机内阻r 上消耗的热功率为P r ，则P r ＝I 2r ，代入数据解得P r ＝1×103 W.(2)设蓄水总质量为M ，所用抽水时间为t .已知抽水高度为h ，容积为V ，水的密度为ρ，则M ＝ρV ，设质量为M的河水增加的重力势能为ΔE p，则ΔE p＝Mgh，设电动机的输出功率为P0，则P0＝P－P r，根据能量守恒定律得P0t×60%×80%＝ΔE p，代入数据解得t＝2×104 s.答案(1)1×103 W(2)2×104 s。
初中物理之电功和电功率和热量的综合计算
电功、电功率和热量的综合计算
（3）若将体积为1L，初温为20℃的水烧开需要7分钟，求电水壶的加热效率 η．（结果 保留一位小数）
谢谢观看
（1）在吹“热风”时，开关应掷向 1 （填序号）。 （2）表中是电吹风的部分参数，求吹冷风时电路中的电流。 （3）求电热丝 R 的电阻。 （4）某次使用该电吹风，吹热风5分钟，求消耗的电能和产生的热量各是多少？
电功、电功率和热量的综合计算
（2）表中是电吹风的部分参数，求吹冷风时电路中的电流。
（3）求电热丝R的电阻。 并联电路中，电路中的总功率等于各用电器消耗电功率之和
（1）当开关S置于
（选填“1”或“2”）时电热水壶处于加热挡，这个时候它的功率是多大？
（2）保温状态下电路中的电流是多少？
（3）若将体积为1L，初温为20℃的水烧开需要7分钟，求电水壶的加热效率 η．（结果保留一位小数）
电功、电功率和热量的综合计算
（1）当开关S置于 2 （选填“1”或“2”）时电热水壶处于加热挡，这个时候它的 功率是多大？
电功、电功率和热量 的综合计算
电功、电功率和热量的综合计算 电功：表示电流做功的多少
电功率：表示电流做功的快慢
焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电 阻成正比，跟通电时间成正比
电功、电功率和热量的综合计算
例1：如图所示，是一种电吹风的工作原理图，有“冷风”和“热风”两个档位。
（4）某次使用该电吹风，吹热风5分钟，求消耗的电能和产生的热量各是多少？
W Pt P2t 1200W5 60s 3.6105 J Q W PRt 1167W5 60s 3.501105 J
电功、电功率和热量的综合计算
(完整版)电功、电热、电功率和热功率(含答案),推荐文档
电功、电热、电功率和热功率1．电功是电能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化为内能的量度．计算电功时用公式W ＝IUt ，计算电热时用公式Q ＝I 2Rt .2．从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是W ≥Q 、UIt ≥I 2Rt .(1)纯电阻电路：如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时有W ＝Q .计算时可任选一公式：W ＝Q ＝Pt ＝I 2Rt ＝UIt ＝t .U 2R (2)非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有W >Q .电功只能用公式W ＝UIt 来计算，焦耳热只能用公式Q ＝I 2Rt 来计算．对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用．1、如图8所示的电路中，电源的输出电压恒为U ，电动机M 线圈电阻与电炉L 的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，下列判断正确的是( )A ．电炉放出的热量与电动机放出的热量相等 图8B ．电炉两端电压小于电动机两端电压C ．电炉两端电压等于电动机两端电压D ．电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率解析 电炉是纯电阻，电动机是非纯电阻，由于电炉和电动机构成串联电路，二者的电流相等，则电炉两端电压小于电动机两端电压，又Q ＝I 2Rt ，故A 、B 正确，C 、D 错误．答案 AB电功和电热的处理方法1.P ＝UI 、W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt 在任何电路中都能使用．在纯电阻电路中，W ＝Q ，UIt ＝I 2Rt ，在非纯电阻电路中，W >Q ，UIt >I 2Rt .2．在非纯电阻电路中，由于UIt >I 2Rt ，即U >IR ，欧姆定律R ＝不再成立．UI 3．处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．2、电阻R 和电动机M 串联接到电路中，如图9所示，已知电阻R 跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作，设电阻R 和电动机M 两端的电压分别为U 1和U 2，经过时间t ，电流通过电阻R 做功为W 1，产生热量为Q 1， 图9电流通过电动机做功为W 2，产生热量为Q 2，则有( )A ．U 1<U 2，Q 1＝Q 2B ．U 1＝U 2，Q 1＝Q 2C ．W 1＝W 2，Q 1>Q 2D ．W 1<W 2，Q 1<Q 2答案 A解析 电动机是非纯电阻，其两端电压U 2>IR ＝U 1，B 错；电流做的功W 1＝IU 1t ，W 2＝IU 2t ，因此W 1<W 2，C 错；电流产生的热量由Q ＝I 2Rt 可判断Q 1＝Q 2，A 对，D 错．3、如图5所示为一未知电路，现测得两个端点a 、b 之间的电阻 为R ，若在a 、b 之间加上电压U ，测得通过电路的电流为I ，则该未知电路的电功率一定为( )A ．I 2R B.图5U 2R C ．UI D ．UI －I 2R答案 C解析 不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率一定为P ＝UI ，选项C 正确；只有电路为纯电阻电路时，才有P ＝UI ＝I 2R ＝，故A 、B 错误；而UI －I 2R 为电能转化为其他形U 2R 式能的功率，故D 错误．4、在研究微型电动机的性能时，应用如图6所示的实验电路．调节滑动变阻器R 并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A 和2.0 V ．重新调节R 并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A 图6和24.0 V ．则这台电动机正常运转时输出功率为( )A ．32 WB ．44 WC ．47 WD ．48 W 答案 A解析 当电动机停止转动时，此时电动机相当于一个纯电阻，所以由题中的两表读数，可以计算出电动机的内阻为r ＝，代入数据得r ＝4 Ω，重新调节R 并使电动机恢复正UI 常运转，根据题中的两表读数，计算出电动机的输出功率为P ＝UI －I 2r ，代入数据得P ＝32 W ，B 、C 、D 错误，A 正确．5、如图7所示，电源电动势E ＝8 V ，内电阻为r ＝0.5 Ω，“3 V,3 W ”的灯泡L 与电动机M 串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R 0＝1.5 Ω.下列说法中正确的是( )A ．通过电动机的电流为1.6 A图7B ．电源的输出功率是8 WC ．电动机消耗的功率为3 WD ．电动机的输出功率为3 W 答案 D解析 “3 V,3 W ”的灯泡L 与电动机M 串联，说明通过灯泡与电动机的电流相等，其电流大小为I L ＝＝ A ＝1 A ；路端电压U ＝E －Ir ＝8 V －1×0.5 V ＝7.5 V ，电源的输P LU L 33出功率P 出＝UI ＝7.5×1 W ＝7.5 W ；电动机消耗的功率为P M ＝P 出－P L ＝7.5 W －3 W ＝4.5 W ；电动机的热功率为P 热＝I R 0＝12×1.5 W ＝1.5 W ；电动机的输出功率为2L P M －P 热＝4.5 W －1.5 W ＝3 W ；本题答案为D.6、如图9所示，一直流电动机与阻值R ＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E ＝30 V ，内阻r ＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U ＝10 V ，已知电动机线圈电阻R M ＝1 Ω，则下列说法中正确的是( ) 图9A ．通过电动机的电流为10 AB ．电动机的输入功率为20 WC ．电动机的热功率为4 WD ．电动机的输出功率为16 W 答案 BCD解析 由E ＝30 V ，电动机两端电压为10 V 可得R 和电源内阻上分担电压为20 V ，则I ＝ A ＝2 A ，故A 错误；电动机输入功率P ＝UI ＝10 V ×2 A ＝20 W ，故B 正确；P209＋1热＝I2RM ＝4×1 W ＝4 W ，故C 正确；P 输出＝P －P 热＝20 W －4 W ＝16 W ，故D 正确．7、一台小型电动机在3 V 电压下工作，用此电动机提升所受重力为4 N 的物体时，通过它的电流是0.2 A ．在30 s 内可使该物体被匀速提升3 m ．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在提升重物的30 s 内，电动机线圈所产生的热量；(3)线圈的电阻．答案 (1)0.6 W (2)6 J (3)5 Ω解析 (1)电动机的输入功率 P 入＝UI ＝3×0.2 W ＝0.6 W.(2)电动机提升重物的机械功率P 机＝F v ＝4× W ＝0.4 W. 根据能量关系P 入＝P 机＋P Q ，得热功率330P Q ＝P 入－P 机＝(0.6－0.4) W ＝0.2 W. 所产生的热量Q ＝P Q t ＝0.2×30 J ＝6 J.(3)根据焦耳定律Q ＝I 2Rt ，得线圈的电阻R ＝＝ Ω＝5 Ω.QI 2t 60.22×30。
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热功率，电功率
有一个小型直流电动机,把它接入电压为U1=0.2V的电路中时,电动机不转,测得流过电动机的电流I1=0.4A;若把电动机接入U2=2.0V 的电路中,电动机正常工作,工作电流I2=1.0A。
求：
(1)电动机正常工作时的输出功率多大?
(2)如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率是多大?
【解题指南】解答本题注意以下两点：
(1)非纯电阻电路,可根据能量的转化与守恒定律计算电动机的发热功率。
(2)纯电阻电路,因为此时电动机的输出功率为零,输入功率等于电动机的发热功率。
【解析】(1)U1=0.2V时,电动机不转,此时电动机为纯电阻,故电动机线圈内阻
r==Ω=0.5Ω
U2=2.0V时,电动机正常工作,此时电动机为非纯电阻,则由电功率与热功率的定义式得
P电=U2I2=2.0×1.0 W=2 W
P热=r=1.02×0.5W=0.5 W
所以由能量守恒定律可知,电动机的输出功率
P出=P电-P热=2 W-0.5 W=1.5 W
(2)此时若电动机突然被卡住,则电动机成为纯电阻,其热功率P′热==W=8 W
答案：(1)1.5 W(2)8 W
【总结提升】非纯电阻电路的计算技巧
(1)在非纯电阻电路中,t既不能表示电功也不能表示电热,因为欧姆定律不再成立。
(2)不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路,当电动机不转动时,仍为纯电阻电路,欧姆定律仍适用,电能全部转化为内能。
只有在电动机转动时为非纯电阻电路,U>IR,欧姆定律不再适用,大部分电能转化为机械能。