电功、电功率、_电能、电热之间的区别联系
物理电功电功率知识点
物理电功电功率知识点物理电功电功率知识点一、电功1.定义:电流所做的功。
2.电流做功的实质:电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程，电功是电能转化的量度。
电功是过程量，电流做功时，总伴随着能量状态的变化。
电流通过用电器所做的功的数值与该用电器此时消耗的电能数值完全相同。
3.电功的公式及其变换式:W=UIt(变换式W=U2/Rt，W=I2Rt)，即电流在某段电流上所做的功，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。
4.电功的单位;焦耳(J)、千瓦时(kwh)5.电功测量:电能表是测量电功的仪表。
二、电功率1.定义及意义:电流在单位时间内所做的功叫电功率。
电流做功不仅有大小而且有快慢之分。
用电器的功率表示做功的快慢。
电功率大的用电器只能说明用电器电流做功快，并不表示电流做功的多少。
2.公式:P=W/t=UIt=UI，该公式适用于任何电器。
3.单位:瓦特(W)，千瓦(kw)4.额定电压与额定功率:额定电压是用电器正常工作时的电压，额定功率是用电器在额定电压下的功率。
5.测小灯泡的电功率:(1)实验原理;(2)实验电路图;(3)实验步骤;(4)数据处理。
三、焦耳定律1.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。
2.焦耳定律的数学表达式:Q=I2Rt四、熟记电学中基本量的规律和特点，进行电功、电功率和电热的计算物理量(符号)公式单位(符号)串联电路特点并联电路特点电功(W)电功率(P)电热(Q)物理学习方法有哪些1重视定义和公式初中生要想学好物理一定要重视定义和公式。
在学习物理时，我们经常用到的有很多公式，有些公式表面没有什么联系，但是内在是有一些联系的，如果我们经常进行公式的推导，找出这些公式的内在联系，那么我们在做题时就会非常的顺手。
2重视知识点之间的联系初中生学好物理的方法之一就是重视知识点之间的联系，相比其他学科，物理各个知识间的联系性更强，考试卷子试题非常综合，即在同一道题中会考察到多个考点。
第5节焦耳定律
第5节焦耳定律◆学习目标定位1．理解电功及电功率，理解电能和其他形式的能量转化的关系．2．知道焦耳定律的物理意义，掌握焦耳定律在生活中的应用．3．从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻电路和非纯电阻电路．一、电功和电功率1．电功(1)定义：电流在一段电路中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．(2)公式：W＝qU＝UIt(适用于所有的用电器)．(3)单位：焦耳，符号：J.(4)实质：电能转化成其他形式的能的过程．2．电功率(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢．(2)公式：P＝Wt＝UI(适用于任何电路)．(3)单位：瓦特，符号：W.(4)额定功率：当用电器两端的电压或流过用电器的电流为额定值时，用电器正常工作．此时用电器的功率就是额定功率．二、焦耳定律1．焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．(2)表达式：Q＝I2Rt.(3)单位：焦耳，符号：J.(4)实质：电流通过做功把电能转化为内能．2．热功率(1)定义：单位时间内产生的热量．(2)公式：P＝Qt＝I2R.(3)单位：瓦特，符号：W.(4)实质：电能转化为内能的功率．要点1|纯电阻电路与非纯电阻电路1．两种电路的比较不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，计算电功时都用W＝UIt，电功率都用P＝UI，热量都用Q＝I2Rt，热功率都用P＝I2R，若用变形式时，就要考虑是否是纯电阻电路．关于电功和电热，下面说法正确的是()A．任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，且W＝QB ．任何电路中的电功W ＝UIt ，电热Q ＝I 2Rt ，且W 有时不等于QC ．电功W ＝UIt 在任何电路中都适用，Q ＝I 2Rt 只在纯电阻电路中适用D ．电功W ＝UIt ，电热Q ＝I 2Rt ，只适用于纯电阻电路【解析】 W ＝UIt 适用于求一切电路中的电功，Q ＝I 2Rt 适用于求一切电路中的电热．在纯电阻电路中，W ＝Q ，在非纯电阻电路中，W ＞Q .B 选项正确．【答案】 B处理电路中的能量转化问题时，一要明确电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路，二要清楚题目求解的是电功还是电热，再选用相应的公式求解．(2018·伊春市二中期中)如图所示为一未知电路，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 ，则该未知电路电功率一定为( )A ．I 2R B.U 2RC ．UID ．UI －I 2 R解析：图示方框中是一个未知电学元件，可能是纯电阻元件，也可能是非纯电阻元件，电功率只能用P ＝UI ，C 选项正确．答案：C要点2|纯电阻电路电功和电功率的计算1．电流通过纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能，如电灯、电炉子、电烙铁，欧姆定律适用于纯电阻电路．2．电功等于电热，W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2R t；电功率等于热功率，P电＝P热＝UI＝I2R＝U2 R.3．串、并联电路中的功率关系如图所示的电路中，电源电压U恒为12 V，灯L标有“6 V,1 A”的字样，R1的阻值为3 Ω.(1)当电键S断开时，若灯L恰好正常发光，则灯L消耗电功率多大？此时R2接入电路的电阻有多少？(2)当电键S闭合后，灯L消耗的电功率又是多少？若仍要灯L正常发光则R2又要调到阻值为多少？【解析】(1)当电键S断开时，L正常发光，P L＝UI＝6 W；此时R2的电压U2＝6 V，电阻R2＝U2I＝6 Ω.(2)电键S闭合后，R1L＝R1R LR1＋R L＝2 Ω，U L′＝U×R1LR1L＋R2＝3 V，P L′＝U L′2R L＝1.5 W，若要灯正常发光则灯泡电压应为6 V，R2两端的电压为6 V；电路中电流I＝U LR1L＝3 A，则R2＝2 Ω，要灯正常发光R2应调为2 Ω.【答案】(1)6 W6Ω(2)1.5 W 2 Ω在纯电阻电路中电功W＝Q＝IUt＝I2Rt＝U2R t；另外应熟练应用串、并联电路和欧姆定律解题，还要注意串、并联电路的功率分配情况．一根电阻丝，通过2 C电荷量所消耗的电能是8 J．若在相同的时间内通过4 C的电荷量，则该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是()A．4 V,16 J B．8 V,16 J C．8 V,32 J D．4 V,32 J解析：根据电功公式可知，电阻丝在通过2 C的电量时，消耗的电能是8 J，电压U＝W q＝4 V，当在相同的时间内通过电阻丝的电量是4 C时，根据电流的定义式可知，I＝qt，I′＝2I，由U＝IR可知，电阻不变，此时电阻丝两端电压U′＝2U＝8 V，电阻丝在这段时间内消耗的电能W＝q′U′＝32 J，C选项正确．答案：C要点3|电动机问题的解题技巧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．电动机工作时所消耗的电能大部分转化为机械能，一小部分才转化为热能．因此，在计算电动机电路可用以下公式．1．电流做功是所消耗的总能量W总＝UIt；工作所产生的热量Q＝I2Rt；所转化的机械能W机＝W总－Q＝UIt－I2Rt.2．电流做功的功率P总＝UI；其发热功率P热＝I2R；转化的机械功率P机＝P总－P热＝UI－I2R.如图所示的电路中，电阻R＝10 Ω，电动机M的线圈电阻r＝1 Ω，加在电路两端的电压U＝100 V，已知电流表的读数为30 A，求：(1)通过电动机线圈的电流强度为多少？(2)通电1 min，电动机M输出的机械功为多少？【解析】(1)根据欧姆定律可知，通过R电流I R＝UR＝10 A，根据串并联电路规律可知，通过电动机的电流I M＝I－I R＝20 A.(2)电动机在1 min内消耗的电能W＝UI M t＝1.2×105 J，电流通过电动机产生的热量Q ＝I2M rt＝2.4×104 J，电动机在1 min内输出的机械功W′＝W－Q＝9.6×104 J.【答案】(1)20 A(2)9.6×104 J含电动机电路的分析与计算：并不是所有含有电动机的电路都是非纯电阻电路，要注意区分电动机正常工作和被卡住两种情况．(1)当电动机正常工作时，要注意分清电功和电热的关系，电动机消耗的电能也就是电流做的功W＝UIt，电动机产生的内能必须用Q＝I2Rt来求，另外，还要注意能量守恒定律的应用即W＝Q＋E(E为其他形式的能)或P入＝P机＋P热，其中，P入＝UI，P热＝I2R，P机为机械功率．(2)当电动机被卡住时，电动机消耗的电能全部转化为电动机产生的内能，W＝Q，即UIt＝I2Rt.(多选)(2018·太原市金河学校期中)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗．若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则()B．电动机的内电阻为4 ΩC．该车获得的牵引力为104 ND．该车受到的阻力为63 N解析：根据功率公式可知，电动机的输入功率P入＝UI＝576 W，A选项正确；电动机正常工作时为非纯电阻电路，不能用欧姆定律求内电阻，B选项错误；电动车速度最大时，处于匀速直线运动状态，牵引力F与阻力F f大小相等，F f＝P出v m＝63 N，C选项错误，D选项正确．答案：AD1．下列关于电功的说法中，错误的是()A．导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功B．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式能的过程C．电流做功消耗的能量，由电源供给D．电功就是电能解析：根据电场力做功的定义及特点，可以判断A、B、C均正确．电功是电能转化为其他形式能量的量度，功和能量是不同的概念，D错．答案：D2．如图所示为两条电阻丝的U-I图线，甲、乙图线分别与横坐标轴夹角为α、β，当两条电阻丝加以相同的电压时，其功率之比P甲∶P乙为()A．tanα∶tanβB．tanβ∶tanαC．tan2α∶tan2βD．tan2β∶tan2α解析：根据欧姆定律可知，U-I图象的斜率表示导体的电阻，即R甲∶R乙＝tanα∶tanβ，当加相同的电压时，根据电功率公式P＝U2R可知，电功率与电阻成反比，故两个电阻丝功率之比P甲∶P乙＝tanβ∶tanα，B选项正确．答案：B3．如图所示，把两相同的灯泡分别组成甲、乙两种电路，甲电路所加的电压为8 V，乙电路所加的电压为14 V．调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的电功率分别为P甲和P乙，下列关系中正确的是()A．P甲＞P乙B．P甲＜P乙C．P甲＝P乙D．无法确定解析：设灯泡的额定电流为I，额定电压为U，根据串并联电路规律和功率公式得，P 甲＝(8－U)·2I，P乙＝(14－2U)·I，比较可知，P甲＞P乙，A选项正确．答案：A4．如图所示电路中，三个相同的灯泡额定功率都是40 W，在不损坏灯泡的情况下，这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过()A．40 W B．60 WC．80 W D．120 W解析：分析电路可知，三个灯泡的电阻相等，L1和L2并联后电阻相当于L3电阻的一半，电压为L3的一半，灯泡L3正常发光，功率P＝40 W，灯泡L1和L2消耗的功率均为10 W，总功率最大为60 W，B选项正确．答案：B5．一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.311 V ，电流为0.3 A ．松开转轴，在线圈两端加电压为2 V 时，电流为0.8 A ，电动机正常工作，求：(1)该电动机正常工作时，输入的电功率；(2)电动机的机械功率；(3)若电机突然被卡住，求此时的热功率．解析：(1)电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为P 入＝I 2U 2＝0.8×2 W ＝1.6 W.(2)电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：r ＝U 1I 1＝0.30.3Ω＝1 Ω. 电动机的机械功率：P 机＝P 入－I 22r ＝1.6 W －0.82×1 W ＝0.96 W.(3)此时电压U 3＝2 V ，I 3＝U 3r ＝2 A ，P 热＝U 3I 3＝4 W.答案：(1)1.6 W (2)0.96 W (3)4 W。
第十八章 微专题2 电能、电热、电功率的综合计算)
(1)电阻丝 R1 的阻值是多少？ (2)某一次小红家中只使用了饮水机，在加热状态下 她观察到电能表上的指示灯在 5 分钟内闪烁了 54 次，她 家电能表上标有“1600 imp/kW·h ”的字样，此时， 饮水机的实际功率和实际电压是多少？
解：(1)饮水机保温时电路为 R2 的简单电路，饮水机 加热时 R1 与 R2 并联，因电路的总功率等于各用电器功 率之和，所以，加热时电阻丝 R1 的电功率：P1＝P － 加热 P 保温＝500 W－60 W＝440 W，因并联电路中各支路两端 的电压相等，所以，由 P＝UR2可得，电阻 R1 的阻值：R1 ＝UP12＝（242400 VW）2＝110 Ω；
专题训练 题型 1 电功率、电能的综合计算 1. 如图所示，电源电压不变，R 是定值电阻，电灯 L 标有“6 V 3 W”的字样．当只闭合 S 时，电流表 的示数为 0.6 A．再闭合 S1 时，电流表的示数变化了 0.5 A．求： (1)电阻 R 的阻值； (2)开关都闭合后，5 min 内电路消耗的总电能．
3. 其他推导公式：
(1)电路中的总功率：P＝P1＋P2＋…＋Pn. (2)串联电路中：WW12＝QQ12＝PP12＝RR21. (3)并联电路中：WW12＝QQ12＝PP12＝RR12. (4)额定电压相同的用电器，串联时：PP12实 实＝PP21额 额.
(5)利用电能表计算电能：W＝W2－W1(W1、W2 是 前后两次电能表的示数)；W＝mn kW·h(n 是实际的转数， m 是电能表标定转数)．
V. 答：(1)电阻丝 R1 的阻值是 110 Ω；
(2)饮水机的实际功率是 405 W，实际电压是 198 V.
题型 2 电热的计算 3. (2018·滨州)图甲是一家用电器，有“低温”， “中温”，“高温”三档，铭牌见下表(“高温”档功率 空出)，图乙为其简化的电路原理图，S 是自我保护开关， 电暖器跌倒时，S 自动断开，切断电源，保证安全，闭 合 S1 为“低温”档．请完成下列问题：
初中物理第十三章电功和电功率
电功和电功率一、电能和电功一、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330m 2。
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。
高中物理粤教版2019必修三第一节 电路中的能量
C [电动机两端的电压为 U1＝U－UL＝(12－6) V＝6 V，整个电 路中的电流为 I＝UP＝2 A，所以电动机消耗功率为 P＝U1I＝6×2 W ＝12 W，故 A 错误；电动机的热功率为 P 热＝I2RM＝22×0.5 W＝2 W， 故 B 错误；电动机的输出功率为 P 出＝P－P 热＝(12－2) W＝10 W， 故 C 正确；整个电路消耗的功率为 P 总＝UI＝12×2 W＝24 W，故 D 错误。]
( √)
2．关于电功和电热的计算，下列说法正确的是( ) A．如果是纯电阻电路，电功可用公式 W＝UIt 计算，也可用公 式 W＝I2Rt 计算 B．如果是纯电阻电路，电热可用公式 W＝I2Rt 计算，但不能用 公式 W＝UIt 计算 C．如果不是纯电阻电路，电功只能用公式 W＝I2Rt 计算 D．如果不是纯电阻电路，电热可用公式 W＝I2Rt 计算，也可用 公式 W＝UIt 计算
A [纯电阻电路，根据能量守恒，电功和电热相等，电功可用 公式 W＝UIt 计算，也可用公式 W＝I2Rt 计算，故 A 正确，B 错误； 非纯电阻电路，电功用公式 W＝UIt 计算，故 C 错误；非纯电阻电 路，电热用公式 W＝I2Rt 计算，故 D 错误。]
3．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
整理得：R1R2＝r2。
3．电源的效率 (1)定义：输出功率跟电路消耗的总功率的比值， 即 η＝UEII＝UE。 (2)如果外电路为纯电阻电路，则 η＝UE＝IRI＋R r＝R＋R r＝1＋1 Rr ， 所以外电路电阻越大，电源效率越高。 (3)当电源输出功率最大时，R＝r，η＝50%。
电源的功率和效率
闭合电路中，电源电动势为 E，内、外电路的电阻分别是 r 和 R， 电路中的电流为 I，t 时间内电源把多少其他形式的能转化为电能？ 外电路产生的热量是多少？内电路产生的热量是多少？三者之间有 何关系？
人教版(2019)高中物理必修三第十二章第1节电路中的能量转化
第1节 电路中的能量转化学习目标核心素养形成脉络1.理解电功和电功率的概念，明确电流做功的实质．2．理解电功和电热的区别，能够区分纯电阻电路和非纯电阻电路． 3．电功率和热功率的理解.一、电功和电功率 1．电功(1)定义：电流在一段电路中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．(2)公式：W ＝IUt .(3)国际单位：焦耳，简称焦，符号为J. 2．电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比． (2)公式：P ＝Wt＝IU ．(3)单位：瓦特，简称瓦，符号为W. (4)意义：表示电流做功的快慢． 二、焦耳定律 1．焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．(2)公式：Q ＝I 2Rt ． (3)适用范围：任何电路．2．热功率(1)定义：电流通过导体发热的功率． (2)公式：P ＝Qt ＝I 2R ．三、电路中的能量转化1．纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的电热． 2．非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能．3．纯电阻电路中P 电＝P 热；电动机电路中P 电＝P 机＋P 损．其中P 电＝UI ，P 热＝I 2R ；P损＝P 热．思维辨析(1)电动机从电源获得能量，一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能．( ) (2)正在充电的电池，电能全部转化为化学能．( )(3)焦耳定律的表达式为Q ＝I 2Rt ，此式适用于任何电路．( ) (4)三个公式P ＝UI 、P ＝I 2R 、P ＝U 2R没有任何区别，它们表达相同的意义，所以P 即是电功率．( )提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)× 深度思考 (1)如图所示，电吹风工作时，将电能转化为什么能？电熨斗工作时，将电能转化为什么能？ (2)公式W ＝UIt 、W ＝I 2Rt 在应用时应注意什么？W ＝UIt 可以计算热量吗？提示：(1)电吹风工作时，把电能转化为内能和机械能．电熨斗工作时，将电能转化为内能．(2)W ＝UIt 普遍适用，而W ＝I 2Rt 只适用于纯电阻电路．在纯电阻电路中，可以应用W ＝UIt 计算热量，而在非纯电阻电路中不能应用W ＝UIt 计算热量．串、并联电路中的电功率的分析与计算【核心深化】1．串联电路的功率关系(1)各部分电路电流I 相同，根据P ＝I 2R ，各电阻上的电功率与电阻成正比． (2)总功率P 总＝UI ＝(U 1＋U 2＋…＋U n )I ＝P 1＋P 2＋…＋P n . 2．并联电路的功率关系(1)各支路电压相同，根据P ＝U 2R ，各支路电阻上的电功率与电阻成反比．(2)总功率P 总＝UI ＝U (I 1＋I 2＋…＋I n )＝P 1＋P 2＋…＋P n .3．结论：无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和．现有标有“110 V 40 W ”的灯泡L 1和标有“110 V 100 W ”的灯泡L 2及一只最大阻值为500 Ω的滑动变阻器R ，将它们接在220 V 的电路中，在如图所示的几种接法中，最合理的是( )[解析] L 1和L 2的额定电压相同，由P ＝U 2R 可知R 1>R 2，由串、并联电路电流、电压特点可知A 、D 中L 1、L 2一定不会同时正常发光；虽然B 、C 中都能使L 1、L 2同时正常发光，但B 中P 总＝2(P 1＋P 2)，C 中P 总＝2P 2，故C 正确．[答案] C(1)额定功率：用电器正常工作时所消耗的功率，也是用电器两端电压为额定电压(或通过的电流为额定电流)时消耗的电功率．用电器铭牌上所标的功率即为额定功率．(2)实际功率：用电器实际工作时消耗的电功率．为了保证用电器不被损坏，要求实际功率不能大于其额定功率．(2020·广东深圳高二检测)有人在调制电路时用一个“100 k Ω 18W ”的电阻和一个“300 k Ω 18 W ”的电阻串联，作为400 k Ω的电阻使用，此时两串联电阻允许消耗的最大功率为( )A.12 W B.16 W C.18W D.14W 解析：选B.由P ＝I 2R 可知，允许流过两电阻的最大电流I 1>I 2，当300 k Ω的电阻达到额定值时，100 k Ω电阻消耗的功率为其功率的13；则有最大功率P m ＝I 22(R 1＋R 2)＝13×18 W ＋18 W ＝16W ．故选B. 对电功和电热的理解 【核心深化】1．电功和电功率：W ＝UIt 是电功的计算式，P ＝UI 是电功率的计算式，适用于任何电路．2．电热和热功率：Q ＝I 2Rt 是电热的计算式，P 热＝I 2R 是热功率的计算式，可以计算任何电路产生的电热和热功率．3．纯电阻电路与非纯电阻电路(1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能．(2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电流做功将电能除了部分转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能．4．纯电阻电路和非纯电阻电路的比较纯电阻电路 非纯电阻电路 举例白炽灯、电炉、 电熨斗、电饭锅电动机、电解槽能量转化情况电功和电热的关系 W ＝Q 即IUt ＝I 2Rt W ＝Q ＋E 其他 UIt ＝I 2Rt ＋E 其他 电功率和热 功率的关系P ＝P 热 即IU ＝I 2RP ＝P 热＋P 其他 即IU ＝I 2R ＋P 其他欧姆定律是否成立U＝IR，I＝UR成立U＞IR，I＜UR不成立说明W＝UIt、P电＝UI适用于任何电路计算电功和电功率．Q＝I2Rt、P热＝I2R适用于任意电路计算电热和热功率．只有纯电阻电路满足W＝Q，P电＝P热；非纯电阻电路W>Q，P电>P热如图所示的电路中，电炉电阻R＝10 Ω，电动机线圈的电阻r＝1 Ω，电路两端的电压U ＝100 V，电流表的示数为30 A，问通过电动机的电流为多少？通电1 min，电动机做的有用功为多少？[思路点拨][解析]题图中的两个支路分别为纯电阻电路(电炉)和非纯电阻电路(电动机)．在纯电阻电路中可运用欧姆定律I＝UR直接求出电流，而非纯电阻电路中的电流只能运用干路和支路中电流的关系求出．在非纯电阻电路中，电功大于电热，两者的差值才是有用功．根据欧姆定律，通过电炉的电流为I1＝UR＝10010A＝10 A根据并联电路中的干路电流和支路电流的关系，则通过电动机的电流为I2＝30 A－I1＝20 A电动机的总功率为P＝UI2＝100×20 W＝2×103 W电动机因发热而损耗的功率为P′＝I22r＝400 W电动机的有用功率(机械功率)为P″＝P－P′＝1.6×103 W电动机通电1 min 做的有用功为 W ＝P ″t ＝1.6×103×60 J ＝9.6×104 J. [答案] 20 A 9.6×104 J解决电动机问题的一般方法(1)电动机两端的电压U M 、通过的电流I M 的求解是关键，但由于不是纯电阻电路不满足欧姆定律，U M 、I M 都是利用电路规律间接求解的．(2)对电动机而言，求电功率用P 电＝I M U M ，求热功率用P 热＝I 2M r ，求输出机械功率用P 出＝P 电－P 热．(3)求电动机输出的机械功率还可用P 出＝F 牵v .【针对训练】1．如图是某品牌吊扇的相关参数，假设吊扇的吊杆下方的转盘与扇叶的总质量为7 kg ，g 取10 m/s 2，则( )A ．吊扇的内电阻为880 ΩB ．以额定功率工作时通过吊扇的电流为0.25 AC ．正常工作时吊扇的机械功率等于55 WD ．正常工作时吊杆对转盘的拉力大于70 N解析：选B.由参数可知额定电压为220 V ，额定功率为55 W ，则额定电流I ＝P U ＝55220 A＝0.25 A ，B 正确；若电器为纯电阻，则电阻为R ＝U 2P ＝220255 Ω＝880 Ω，因电扇不是纯电阻，则内阻不等于880 Ω，A 错误；机械功率等于总功率与内阻消耗功率之差，可知正常工作时吊扇的输出机械功率小于55 W ，C 错误；吊扇工作时，给空气向下的作用力，空气给电扇向上的反作用力，可知吊杆对转盘的拉力小于重力70 N ，D 错误．2．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内电阻r ＝0.8 Ω，电路中另一电阻R ＝10 Ω.直流电压U ＝160 V ，电压表示数U V ＝110 V.(1)求通过电动机的电流； (2)求输入电动机的电功率；(3)若电动机以v ＝1 m/s 的速度匀速竖直向上提升重物，则该重物的质量为多少？(g 取10 m/s 2)解析：(1)由电路中的电压关系可得电阻R 两端的电压 U R ＝U －U V ＝(160－110)V ＝50 V 流过电阻R 的电流I R ＝U R R ＝5010 A ＝5 A即通过电动机的电流I M ＝I R ＝5 A. (2)电动机两端的电压U M ＝U V ＝110 V 输入电动机的功率P 电＝I M U M ＝550 W. (3)电动机的发热功率P 热＝I 2M r ＝20 W电动机输出的机械功率P 出＝P 电－P 热＝530 W 又P 出＝mg v ，所以m ＝P 出g v ＝53 kg.答案：(1)5 A (2)550 W (3)53 kg1．(对电功率的理解)如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电风扇等．停电时，用欧姆表测得A 、B 间电阻为R ；供电后，各家电器同时使用，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是( )A ．P ＝I 2RB ．P ＝U 2RC ．P ＝IUD ．P ＝I 2R ＋U 2R解析：选C.家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只能用P ＝UI 来计算，C 正确．2．(对焦耳定律的理解)如表为某电热水壶铭牌上的一部分内容，根据表中的信息，可计算出电热水壶在额定电压下以额定功率工作时的电流约为( )型号 DF －938 额定功率 900 W 额定电压220 V额定容量 1.2 LA.6.8 A B ．4.1 A C ．1.2 AD ．0.24 A解析：选B.由铭牌读出电热水壶额定功率为P ＝900 W ，额定电压为U ＝220 V ；由P ＝UI 得，电热水壶的额定电流为：I ＝P U ＝900220A ≈4.1 A.3．(纯电阻电路功率的分配及计算)把6个相同的电灯接成如图甲、乙所示两电路，通过调节供电电压与变阻器R 1、R 2的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则R 1、R 2大小满足( )A ．R 2＝9R 1B ．R 2＝6R 1C ．R 2＝3R 1D ．R 1＝R 2解析：选A.设每个灯泡正常发光时其电流为I ，则题图甲中总电流为3I ，题图乙中总电流为I ；要使两电路消耗的总电功率也相同，需使P R 1＝P R 2，即(3I )2R 1＝I 2R 2，故R 2＝9R 1，所以A 正确．4．(非纯电阻电路功率的计算)(2020·四川南充高二检测)某同学对时下流行的一款充一次电就可使用一个月的电动牙刷产生了兴趣，于是他对电动牙刷内的主要部件——微型电动机的性能进行了研究．运用如图所示的实验电路，调节滑动变阻器R 使电动机停止转动，电流表和电压表的示数分别为200 mA 和1.2 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100 mA 和2.4 V ．则这台微型电动机正常运转时输出功率为( )A ．0.24 WB ．0.16 WC ．0.18 WD ．0.06 W解析：选C.根据公式R ＝UI 可求电动机停转时的电阻；利用公式P ＝UI 可求电动机的总功率，根据公式P ＝I 2R 可求内阻消耗的热功率，总功率与内阻消耗的热功率之差就是电动机的输出功率．电动机的电阻：R ＝U I ＝1.20.2Ω＝6 Ω，电动机的总功率：P ＝U 1I 1＝2.4 V ×0.1 A ＝0.24 W ，电动机内阻消耗的功率：P R ＝I 21R ＝(0.1 A)2×6 Ω＝0.06 W ，电动机正常运转时的输出功率是P 输出＝P －P R ＝0.24 W －0.06 W ＝0.18 W ，故C 正确，A 、B 、D 错误．(建议用时：30分钟) 【合格考练】1．室内有几种用电器：1.5 kW 的电饭煲、200 W 的电冰箱、750 W 的取暖器、250 W 的电视机和2 kW 的空调器．如果进线处有13 A 的保险丝，供电电压为220 V ，下列情况下不能同时使用的是( )A ．电饭煲和电冰箱B ．取暖器和空调器C ．电饭煲和空调器D ．电冰箱、电视机和空调器解析：选C.电路中允许的最大功率为P m ＝UI ＝2 860 W ．用电器的功率之和大于P m 时，用电器就不可以同时使用，故C 正确．2．(2020·淄博校级联考)如果家里的微波炉(1 000 W)、电视机(100 W)和洗衣机(400 W)平均每天都工作2 h ，一个月(30天计)的用电量是( )A ．10 kW ·hB ．20 kW ·hC ．45 kW ·hD ．90 kW ·h解析：选D.P ＝1 000 W ＋100 W ＋400 W ＝1 500 W ＝1.5 kW ，故W ＝Pt ＝1.5 kW ×2 h ×30＝90 kW ·h.3．(2020·北京房山高二期中)一台电动机，额定电压是100 V，电阻是2 Ω.正常工作时，通过的电流为5 A，则电动机因发热损失的功率为()A．500 W B．200 WC．50 W D．450 W解析：选C.根据焦耳定律得到P热＝I2r＝(5 A)2×2 Ω＝50 W，故C正确．4．如图为某品牌的扫地机器人，其内部电机的电阻为0.5 Ω，额定功率为24 W，额定工作电压为8 V，扫地机器人的锂电池容量为9 A·h，则该机器人正常工作时() A．额定工作电流为3 AB．额定工作电流为16 AC．充满电后最长工作时间约为9 hD．每秒消耗能量为128 J解析：选A.额定功率为24 W，额定工作电压为8 V，所以额定电流为I＝PU＝3 A，A 正确，B错误；工作电流为3 A，锂电池容量为9 A·h，由Q＝It可知，能够工作3 h，C错误；每秒消耗能量为24 J，D错误．5．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电动机内阻为R1.当开关闭合，电动机正常工作时，滑动变阻器接入电路中的电阻为R2，电动机两端的电压为U，通过电动机的电流为I.电动机的输出功率等于()A．UI B．I2R1C．UI－I2R1 D.ER1＋R2＋rU解析：选C.电动机消耗的总的电功率为P总＝UI，其中一部分用于产生热量P热＝I2R1，另一部分输出机械功率P，由P总＝P热＋P，解得P＝IU－I2R1，故C正确．6．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，此空调运行1小时用电()A ．1.0度B ．1.5度C ．2.0度D ．2.5度解析：选B.从题图可以看出，在1小时内，空调器以0.5 kW 的功率工作的时间为20分钟，以2 kW 的功率工作的时间为40分钟，故空调器1小时内用电为W ＝P 1t 1＋P 2t 2＝⎝⎛⎭⎫0.5×13＋2×23 kW ·h ＝1.5 kW ·h ＝1.5度，故选B.7．(2020·西安东仪中学高二期末)一个直流电动机所加电压为U ，电流为 I ，线圈内阻为 R ，当它工作时，下述说法中正确的是( )A ．电动机的输出功率为U 2RB ．电动机的输出功率为UI －I 2RC ．电动机的发热功率为UID ．电动机的功率可写作IU ＝I 2R ＝U 2R解析：选B.直流电动机为非纯电阻，电动机的输出功率为P 出＝UI －I 2R ，故A 错误，B 正确；根据焦耳定律，电动机的发热功率P热＝I 2R ，故C 错误；电动机的功率可写作P＝IU ，由于直流电动机为非纯电阻电路，故欧姆定律不成立，故不能写成I 2R或U 2R，故D 错误．8．(2020·宁夏石嘴山高二检测)有一个直流电动机，把它接入0.2 V 电压的电路中电机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A ；若把电动机接入2.0 V 电压的电路中，正常工作时的电流是1.0 A ，此时，电动机的输出功率是P 出；如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是P 热，则( )A ．P 出＝2 W ，P 热＝0.5 WB ．P 出＝1.5 W ，P 热＝8 WC ．P 出＝2 W ，P 热＝8 WD ．P 出＝1.5 W ，P 热＝0.5 W解析：选B.当电动机卡住时，电流做的功全部转化为热能，即是纯电阻，符合欧姆定律，故可得电动机的电阻为R ＝0.20.4 Ω＝0.5 Ω，正常工作时，电动机消耗的总功率为P 总＝UI ＝2 W ，输出功率为总功率与热功率之差，故P 出＝P 总－I 2R ＝2 W －12×0.5 W ＝1.5 W ，若此时电动机突然卡住，则电能全部转化为内能，故热功率为P 热＝U 2R ＝220.5 W ＝8 W ，故B正确．【等级考练】9．(2020·河北黄骅中学高二检测)如图所示是饮水机的工作电路简化图，S 是温控开关，当水温升高到一定温度时，它会自动切换，使饮水机处于保温状态；R 0是饮水机加热管电阻，R 是与加热管串联的电阻．表格是从其说明书中摘录的一些技术数据．不考虑R 0、R 的电阻受温度变化的影响，表中的功率均指加热管的功率．当S 闭合时，饮水机的工作状态和R 0的阻值是( )A ．加热，88 ΩB ．加热，220 ΩC ．保温，88 ΩD ．保温，220 Ω解析：选A.由电功率公式P ＝I 2R 和I ＝U R ＋r 可知，电压不变的条件下，电阻越小电流越大，功率越大．电源电压不变，当S 闭合时，只有R 0接入在电源上，电路中的电阻变小，总功率变大，因而开关S 闭合时是加热状态．利用公式R ＝U 2P ，知R 0＝2202550 Ω＝88 Ω，A正确．10．(2020·贵州都匀高二检测)根据都匀一中学生宿舍管理条例，严禁学生使用功率超过100 W 的电吹风，否则将对学生做出没收电吹风和记过处分的双重惩罚．如图所示是一次行动中没收的某大功率的电吹风的电路图，它主要由电动机M 和电热丝R 构成．当闭合开关S 1、S 2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出．已知电吹风的额定电压为220 V ，吹冷风时的功率为190 W ，吹热风时的功率为1 400 W ．关于该电吹风，下列说法正确的是( )A ．电热丝的电阻为55 ΩB ．电动机线圈的电阻无法计算C ．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1 400 JD ．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1 400 J解析：选B.电动机和电阻并联，当吹热风时，电阻消耗的功率为P ＝P 热－P 冷＝(1 400－190) W ＝1 210 W ，根据P ＝U 2R ，可得电热丝的电阻为R ＝U 2P ＝22021 210 Ω＝40 Ω，故A 错误；电动机为非纯电阻，所以不能计算其电阻，故B 正确；当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为Q ＝Pt ＝1 210×1 J ＝1 210 J ，故C 错误；当电吹风吹热风时，电动机M 和电热丝R 并联，电动机的功率为190 W ，所以每秒钟消耗的电能Q ′＝P ′t ＝190×1 J ＝190 J ，故D 错误．11．规格为“220 V 36 W ”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求： (1)接220 V 的电源后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上(1)中电源后，扇叶卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率． 解析：(1)排气扇在220 V 的电压下正常工作时的电流为I ＝P U ＝36220 A ≈0.16 A发热功率为P 热＝I 2R ＝(0.16)2×40 W ≈1 W 转化为机械能的功率为P 机＝P －P 热＝(36－1) W ＝35 W.(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机所在电路成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为I ′＝U R ＝22040A ＝5.5 A电动机消耗的功率即电功率等于发热功率： P 电′＝P 热′＝UI ′＝220×5.5 W ＝1 210 W. 答案：(1)35 W 1 W (2)1 210 W 1 210 W12．一台小型电动机在380 V 电压下正常工作时，能将30 kg 的货物在30 s 内匀速提升30 m ，通过它的电流是1 A ．除电动机线圈生热，其他能量损失不计，求在此过程中：(g 取10 N/kg)(1)拉力对货物做功的功率； (2)电动机的输出功率；(3)电动机线圈所产生的热量．解析：(1)货物匀速上升，故拉力等于重力， 故有F ＝mg ＝30×10 N ＝300 N 上升的速度为v ＝h t ＝30 m30 s＝1 m/s故拉力的功率为P ＝F v ＝300×1 W ＝300 W. (2)电动机的输出功率P 出＝P ＝300 W. (3)由能量守恒定律可知Q ＝IUt －mgh ＝(1×380×30－300×30) J ＝2 400 J. 答案：(1)300 W (2)300 W (3)2 400 J。
12.1电路中的能量转化习题课课件-人教版高中物理必修第三册
四、非纯电阻电路当中的问题
2、非纯电阻电路当中电功率
P=UI（适用于一切电路） 一、对电功和电热的理解 四、非纯电阻电路当中的问题 一、对电功和电热的理解
非纯电阻电路中W＞Q，P ＞P 三、纯电阻电路当中的功率问题
三4、、焦纯耳电定阻律电：路电当流中通的过功导率体问产题生的热量跟电流的二次方成电正比，跟热导体. 的电阻及通电时间成正比。
1．串联电阻的功率分配 (1)分配规律：各电阻上的电功率与电阻成正比，即 PP12＝RR12，PP总n ＝RR总n . (2)总功率：电阻消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和， 即 P 总＝P1＋P2＋…＋Pn.
三、纯电阻电路当中的功率问题
2．并联电阻的功率分配 (1)分配规律：各支路电阻上的电功率与电阻成反比，即PP12＝ RR21，PP总n ＝PR总n . (2)总功率：电路消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和， 即 P 总＝P1＋P2＋…＋Pn.
二、电功率三个公式的对比应用
（1）P＝UIt是电功的计算式，P电＝UI是电功率的计算式，
适用于任何电路.
（2）Q＝I2Rt是电热的计算式，可以计算任何电路中电流
I通过电阻R时在t时间内产生的热量。P热＝I2R可以计算任 何电路中的热功率 （3）P U 2 只适用于纯电阻电路的电功率
R
三、纯电阻电路当中的功率问题
四、非纯电阻电路当中的问题
跟踪训练 2.如图所示，电源内阻为 r， 此电源为线圈电阻是 R 的直流电动机供 电，当电动机正常工作时，电源两端的 电压是 U，通过电动机的电流是 I，则 ( C) A．电源的电动势为 I(R＋r) B．电源的输出功率为 IU＋I2R C．电动机内部发热功率为 I2R D．电动机的机械功率为 IU＋I2R
高中物理人教版选修3-1 第二章 第五节 焦耳定律
这些用电器有什么共同点？ 电能全部转化为内能
电流通过导体产生的热量，即电热应该如何计算？
焦耳定律
知道并理解电流热效应 理解并掌握焦耳定律 理解并掌握热功率
焦耳定律
在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等） 电能全部转化为热能，电功等于电热
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 最初是焦耳用实验直接得到的
电炉通电时，电能转化为内能
电动机通电时，电能转化为机械能
蓄电池充电时，电能转化为化学能
功是能量转化的量度，电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程 电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量 那么，电流做功如何计算？
电功率
理解额定功率和实际功率 会计算电路中的总功率 理解并掌握电功和电功率
阻
，求电炉A上的电压和它消耗的功率。
电功的实质
电流做功的实质 导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功
自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移 动，结果电荷的电势能减小，其他形式的能增加
电功的实质
如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中 就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电 流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?
单位： 焦，符号：J 常用单位有千瓦时（kW·h)
物理意义：反映了“多少电能转化为其他形式的能”
电功的反思
电路中如有白炽灯、电炉、电动机等元件，电功与这些元件的种类有关吗？ 电功W（消耗了多少电能）只与元件两端的电压U，通过的电流I和通电时间 t有关，与元件的种类无关。
不同的用电器电流做功的快慢不同
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电功、电功率、电能、电热之间的区别联系
一、电功是电流所做的功，实质就是电能转化为其他形式能的过程,表示电流做功多少的物理量。
用W表示电功（注意，电功率P的单位也用w表示，不要搞混淆）。
单位为焦耳，焦耳这个单位很小，用起来不方便，生活中常用“度”做电功的单位，就是平常说的用了几度电的“度”。
“度”在技术中叫做千瓦小时，符号是kWh。
1、电功的计算公式：
电功W（度）=电功率P（kw）×时间t（h）=电压U（kv）×电流I（A）×时间t （h）；
电功W（焦耳J ）=电压U（v）×电流I（A）×时间t（秒）
二、电功率是单位时间内电流所做的功。
表示电流做功的快慢。
单位为瓦（w）或千瓦（kw）。
1、电功率的计算公式：
电功率P（瓦w）=电压V（伏V）×电流（安A）=电功W（焦耳J）／时间t（秒s）=R I2 =U2／R
2、电功率单位换算关系：1千瓦（kw）=1000瓦（w）；1瓦=1伏·安=1焦/秒
三、电能就是电流的能量，是电流以各种形式做功的能力。
电流可以近似地类比为水流，水流具有动能与势能，电同样具有能量，具体表现为做功。
，单位是度或者千瓦小时。
1、电能的计算公式：电能（kWh）=有功功率P（kw）×时间t（h）
2、电能单位换算关系：1度=1千瓦小时（kWh）=3600焦耳（J）; 1大卡（Kcal）=4187焦耳（J）
1大卡（Kcal）=1000 卡（cal）；1焦耳（J）=0.24卡（cal）
1千瓦（kw）=1000焦耳（J）；
四、电热是电流流过导体时所产生的热量。
是电能转化的热能。
单位为焦耳。
1、电热的计算公式：
A、电热Q（焦耳J ）=电流I2（安A）×电阻R（欧Ω）×时间t（秒s）
但是这种公式只适用于纯电阻电路，即电流通过导体时，如果电能全部转化为热，而没有同时转化成其他形式的能量，那么就是纯电阻电路，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，即Q=W=UIt。
B、电热Q（卡cal ）=0.24电流I2率（安A）×电阻R（欧Ω）×时间t（秒s）
2、电热单位换算关系：1焦耳（J）=0.24卡（cal ）；1大卡（Kcal）=4.187千焦（kJ）=4187焦（J）；
1瓦（w）=0.86大卡或千卡/小时（Kcal/h）。