《电功和电功率的计算》学习目标：通过对本章知识的梳理，对电流和电路的知识结构以及内容有一个总体的理解，形成一个知识网络；有一定的解决电学问题的基本的分析能力；能够熟练地运用所学的知识、规律解决日常生活中碰到电学方面的一些现象。学习的重点和难点：对概念的理解掌握学习过程：知识板块（一）、电能和电功1、定义：。2、实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。例1、电炉接通电源后电流做功的过程是将（）CA、电能转化为机械能B、电能转化为化学能C、电能转化为内能D、电能转化为光能例2、洗衣机工作时电流做功的过程是将（）AA、电能转化为机械能B、电能转化为光能C、电能转化为化学能D、电能转化为内能3、规定：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。4、计算公式：W=UItＷ＝Ｐt对于纯电阻电路可推导出：W=I2RtW=U2t/R①串联电路中常用公式：W=I2Rt。②并联电路中常用公式：W=U2t/RW1:W2=R2:R1③无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总功常用公式W=W1+W2+…Wn5、单位：国际单位是焦耳（J）常用单位：度（kw·h）1度=1千瓦时=1kw·h=3.6×106J6、测量电功：⑴电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。⑵电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样，分别表示：电能表额定电压220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。⑶读数：A、测量较大电功时用刻度盘读数。①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。例3、某同学查看记录了自家电能表上月初和月末计数器上的读数分别是1078.2和1138.2那么本月用电是。B、测量较小电功时，用表盘转数读数。例如：某用电器单独工作电能表（3000R/kwh）在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是J。知识板块（二）电功率同学了解：7\n1、电功率是反映什么的物理量?2、电功率的定义是什么?电功率的计算公式是什么?电功率的单位是什么?3、其他计算电功率的公式有哪些？教师强调：电功率公式P=UI的导出公式P=U2/R和P=I2R中,电功率与电阻间的关系并不矛盾,有的同学认为根据“P=U2/R可知电功率与电阻成反比”,而有的同学认为“根据P=I2R可知电功率与电阻成正比”。其实这两种说法都是错误的,到底怎样说才正确呢?这要看条件.只有电流一定时,才能根据P=I2R得出电功率跟导体的电阻成正比；同理,只有当电压一定时,才能根据P=U2/R得到电功率跟导体的电阻成反比,可见,在不同的条件下,电功率跟电阻之间的比例关系不同,但并不矛盾，计算时要灵活应用。4、什么叫额定功率?额定功率与实际功率有什么不同?5、如何比较灯泡的亮暗？知识板块三：本节的重点和难点强化学生自主学习：1、简单的电功率计算并能区分额定功率与实际功率；2、灵活应用公式进行电功率计算；3、实验测小灯泡电功率。（1）区分额定功率与实际功率；用电器正常工作时的功率就是额定功率，也就是铭牌上标有的数值，由于各种原因用电器实际工作的功率往往不是铭牌上的功率即实际功率。对于此类问题解题应该抓住关键点，即应抓住用电器在额定状态和实际状态下电阻不变来解题。（假使电阻不随温度而变化）某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。若知该灯“正常发光”可知：该灯额定电压为220V，额定功率25W，额定电流I=P/U=0.11A。灯丝阻值Ｒ＝U2额/Ｐ＝２９３６Ω。当U实=U额时，P实=P额用电器正常工作（灯正常发光） 当U实＜U额时，P实＜P额用电器不能正常工作（灯光暗淡） 当U实>U额P实>P额长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈)P实P额U2额U2实＝实际功率随电压变化而变化根据P=U2/R得例1：一盏标有”220V100W”字样的电灯,它的电阻是多大？正常工作时通过灯丝的电流是多少？将它接到110伏的电路中,它的实际电功率是多大?(不考虑温度,电阻的影响)解析:在很多电学题中,要先想办法求出用电器的电阻,然后利用有关条件解题,本题电灯发光时,电阻认为是不变的,因此,可以由灯泡额定电压U额和额定功率P额,先根据对R=U额2/P额求出灯泡的电阻,然后利用P实=U实2/R求出电灯的实际功率学生练习：解:R=U额2/P额=（220V）2/100w=484欧正常工作电流I=P额/U额=100W/220V=0.45AP=U实2/R=(110V)2/484Ω=25瓦点评电功率基础题，通过本题加深对额定功率和实际功率的理解（2）灵活应用公式进行电功率计算；电功率进行计算的基本公式是P=W/t=UI，而从P=I27\nR中看出，在串联电路中（电流相等）电功率与电阻成正比；从P=U2/R中看出，在并联电路中（电压相等）电功率与电阻成反比。掌握以上关系特别是比例关系可以提高解题速度，达到事半功倍效果。例2：把“220V100W”的灯L1和“220V400W”的灯L2串联在220V的电路中，哪盏灯亮？为什么？教师强调方法：在串联电路中选用公式P=I2R。这样只要在比较灯泡电阻的大小(R=U2/P)即可。很容易知道R2大，所以L2亮些。注意：往往有不少学生不看题目的适应条件，只看额定功率大的灯泡就认为它亮些。例3：如图所示灯L上标有“6V,3W”字样,S为单刀双掷开关,电源电压为9V且恒定不变,电阻R2的阻值为18Ω,不计温度对灯丝电阻的影响(1)当S接a时,灯L恰能正常发光,求电阻R1的阻值。(2)S接a与S接b两种情况下，求电路消耗的总功率之比。教师分析讲解，突出方法学生求解：（1）IL=PL/UL=3W/6W=0.5AIa=I1=IL=0.5AU1=U-UL=9V-6V=3VR1=U1/I1=3V/0.5A=6Ω（2）RL=UL2/PL=(6V)2/3W=12ΩRb=RL+R2=12Ω+18Ω=30ΩIb=U/Rb=9V/30Ω=0.3ΩPa：Pb=Ia:Ib=0.5A:0.3A=5:3点评学生求解：（多数可能求出两灯的实际功率的具体数值，方法很繁）本题主要考查通过比较小灯泡实际功率大小，判别灯泡的亮暗--灯泡亮度应由实际电功率大小决定；更重要的是考察学生灵活运用公式能力。例4：下课后王老师去关闭微机房的总电闸时，发现如图所示电能表转盘在缓缓地转动，他利用手表估测了一下，2min转盘转了5r，那么2min内消耗了多少电能？经检查发现，原来机房内还有20台型号相同的电脑显示器处于待机状态，则一台电脑显示器的待机功率约为多少？例5：如图20所示电路中，Rl=2Ω，R2=3Ω。当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A；当开关S1、S2、S3都闭合时，电流表示数为1.5A，且灯泡正常发光。求：(1)电源电压；(2)灯泡的额定功率；(3)当S1、S2、S3都闭合时，通电lmin，电流通过电阻R2所做的功。(设电源电压不变)（4）练习与反馈7\n1、电功率是电流在_______时间内所做的功,它是表示电流做功_______的物理量.在国际单位制中,电功率的单位是_______,0.5千瓦=_______瓦。2、一只灯泡标有“36V，40W”的字样，这说明灯泡的____是36伏，灯泡的____是40瓦。3、将标有“220V，750W”的微波炉接在电压为220伏的电路上，正常工作时，通过它的电流是____安，它的电阻是____欧，这个微波炉2分消耗的电能是____焦。4、一只标有“PZ220—100”字样的灯泡，正常工作100小时，用几度电？1千瓦时的电可供标有“PZ220—40”字的灯泡正常工作几小时？5、一只标有“2.5V0.5W”的小灯泡，要把它接在6伏的电源上，正常发光，必须串联一个多大的电阻？6、将L1“12V6W”和L2“12V4W”的两盏灯串联接在某电源上，已知其中有一盏灯恰好正常发光，而其中的另一盏比正常暗，问：（1）哪一盏正常发光？（2）电源电压是多大？点评可利用投影将4、5、6三题学生练习反馈矫正（第4题是W=Pt公式的应用提醒学生用kW和h相对应的单位kW·h非常计算方便）课后针对性练习题1、电饭堡有两档开关，如右图所示。档2是高温烧煮；档1是焖饭、保温。当接档“2”时，电路的功率为1100W；当接档“l”时，电路的总功率为22W。求：1）串联电阻R的阻值。2）串联电阻R在挡1时的功率。2：电饭堡有两档开关，如右图所示。档2是高温烧煮；档1是焖饭、保温。当接档“2”时，电路的功率为1100W；当接档“l”时，电路的R0的功率为11W。求：1）串联电阻R0的阻值。2）串联电阻R的阻值3、培养菌种需要在恒温下进行．如图所示为探究小组设计的恒温箱的简易图．他们将一段阻值为72Ω的电热丝接入电源电压为36V的电路中（假设电热丝阻值不随温度变化），请解答下列问题：（1）电路工作时电热丝消耗的电功率是多大？（2）电热丝工作1h所消耗的电能是多少焦耳？（3）为了保证某种菌种的培养，恒温箱的发热功率应调整为8W．在不改变电源电压和原电热丝的情况下，需在箱外串联一个电阻R1，求R1的阻值。（4）如果在恒温箱内串联一根电热丝R2，使恒温箱的发热功率调整为8W，求这根电热丝R2的阻值。（5）你认为上面两种改进方案那种更好，说明理由。AB图164、周友银同学在课外实践活动中自制了一个可调节亮度的台灯，他设计的电路如图16所示．灯泡上标有“220V40W”，滑动变阻器R上标有“990Ω5A”，设灯泡的电阻不随温度改变，电源电压保持220V不变，求：(1)灯泡的电阻；(2)灯泡最亮时实际消耗的电功率；(3)灯泡最暗时，求电路中的电流和滑动变阻器每分钟产生的热量.7\n5．小明的奶奶住在徐闻农村，她家的楼道灯泡在深夜时很容易烧坏．为解决这一问题，小明设计了如图12所示的电路，L1和L2都是“220V40W”．请回答下列问题：(设灯泡的电阻不变化，电源电压变化忽略不计)(1)乙灯泡的电阻是多少?闭合开关S和S1，L1正常发光，工作5h消耗的电能是多少?(2)断开S1，闭合S，让两灯泡都发光，深夜灯泡就不容易烧掉了，请计算此时L1两端的电压．(3)请计算两盏灯泡都亮时电路消耗的总功率是多少?6、如图：电源电压为6V，且保持不变，开关S闭合后，调节滑片P，使灯泡恰好正常发光，此时电流表的示数为0.5A，电压表的示数为4V,求：（1）灯泡的额定功率（2）灯泡的电阻（3）当滑动变阻器连入电路中的电阻为16Ω时，灯泡的实际功率是多少7．一传感器(可以看作一纯电阻)上标有”3V，0.9W“字样，为了检测它的电学性能，设计了如图所示的电路，将它与滑动变阻器串联，滑动变阻器上标有”10Ω，1A“字样。（1）为确保电路安全，请计算在a、b间所加电压的最大值。（2）如果a、b间加4.5V的电压，要使传感器正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻多大？整个电路消耗的功率多大？8、小华家买了一个家用电吹风，如图20甲所示。其简化电路如图20乙所示，主要技术参数如右表。请解答如下问题：（1）当电吹风吹冷风时，正常工作5min消耗的电能是多少？（2）当选择开关旋至何处时，电吹风正常工作的功率最大？此时电路中的总电流是多大？（3）当电路供电电压为200V时，电吹风电热丝的实际电功率为多大？（计算结果保留一位小数）9、某实验小组的同学设计制作了一个简易三个档位的：“电热宝”，其电路图如图所示：R1和R2都是发热电阻，电源电压为12V保持不变。其中该电热宝中温档的功率为18W,高温档的功率为36W求：1、分析电路说明当电热宝处于高温档时，S1S2各处于什么状态？7\n2、分析电路说明当电热宝处于低温档时，S1S2各处于什么状态？3、分析电路说明当电热宝处于中温档时，S1S2各处于什么状态？4、R1和R2的阻值各是多少？5、当电热宝处于低温档时1h产生多少热量？10、小明家电热吹风机的铭牌如表格（甲）所示，其工作原理如图（乙）所示．由于使用了多年，吹风机中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，电动机性能仍保持不变．为准确测量氧化电热丝的实际电阻值，小明在家中把该吹风机单独接入家庭电路并使其吹热风，发现电能表的转盘6min内转过132圈，电能表规格如图（丙）所示．问：。（1）氧化电热丝的实际电阻值是多少？（2）为恢复电热吹风机的铭牌功率，应与氧化电热丝串联还是并联一段新电热丝？（3）新电热丝的阻值是多少？11．一天，小王同学要用电吹风机时，发现家里的电吹风只能吹冷风不能吹热风。经检查，原来是机内的电热丝已经烧坏了。小王想用一根阻值相同的电热丝来替换，为此： （1）他从铭牌上查到电吹风机的额定功率为600W；又认真研究了电吹风机的电路（如图17），弄清了当选择开关放在“冷”时，就把__________连入了电路，当选择开关放到“热”时，就把_____________连入了电路。 (2)小王关掉家中的所有用电器，只打开电吹风机，观测出家中的电能表2min内转了20转．结合电能表铭牌上的“3000r/kW·h”字样，问他求出的吹风机吹冷风时的功率是多少额定电压220V额定功率0.42KW额定频率50HZ额定容量80L12、如图是某个电热水器的铭牌，在加热的过程中只有64%的热量被水吸收，当该热水器装满水时，将20℃的水加热到100℃需要多少时间？13．图甲是内胆为铝质材料的电饭锅，内部电路如图22乙所示．R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；R2是限流电阻，阻值为484Ω．煮饭时，接通电源(220V50Hz)，闭合手动开关Sl，电饭锅处在加热状态．当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合．S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合．【已知水的比热容为4.2×103Ｊ/(kg•℃)；查表可知铝的熔点为660℃】请解答下列问题：（1）如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S1电饭锅的内胆是否会熔化？为什么？7\n（2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少？（3）若在一个标准大气压下将温度为20℃、质量为2.5kg的水烧开需要16min40s，求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？14、如图，电源的电压保持不变，灯L标有“12V12W”的字样，R2=6Ω,当S1S2都闭合时，电流表示数为1.2A，这时灯L正常发光（不计温度对电阻的影响）求：（1）灯L电阻和电源的电压为多少？（2）电阻R1的阻值是多大？（3）当S1S2都断开时，灯L的实际功率是多少？7
