第27讲 电功 电功率 新版初中物理竞赛补充基础版讲练

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第27讲 电功 电功率
27.1学习提要
28.1.1 电功
电流通过电动机时，电动机便会转动并发热，电能就转化为电动机的机械能和内能，在此过程中电流做了功。电流在通过各种用电器时都做了功。
1.电功
电流所做的功叫做电功。
电流做功的过程，就是电能转化成其他形式的能的过程；电流做了多少功，就有多少电能转化成其他形式的能。若电路中的用电器是纯电阻元件，则电能全部转化成内能。
2.电功的计算
电流做功的多少与通过导体的电流、导体两端的电压以及通电时间有关。电流通过导体所做的电功等于导体两端的电压、通过导体的电流和通电时间的乘积。即，
对于纯电阻电路，还可以采用或进行计算。
. 另外根据，所以电流所做的功还可以用公式。
3.电功的单位
在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称为焦（J）。1焦（J）= 1伏安秒(VAs)。
生活中电功常用的单位是千瓦时（kWh）， 1 kWh = 3.6×106J。
通过家用手电筒内小电珠的电流，每秒钟所做的电功大约为1J，这表明家用手电筒通电时，每秒钟约有1J的电能转化为内能和光能。
27. 1.2 电功率
电流通过不同的用电器，做功的快慢程度是不同的。例如电风扇工作时，通过电动机的电流1h可以做功十几万焦；而通过大型机床电动机的电流10 s就可以做功几十万焦。电流做功的快慢不仅与做功的多少有关，还与做功的时间有关。
1.电功率 .
电功率是表示电流做功快慢的物浬量，定义为单位时间内电流所做的功，即。
对于纯电阻电路,则还可以使用或。
2.电功率的单位
在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，简称为瓦，记为W。1W=1VA。常用单位还有千瓦：(kW)，lkW= 1000 W。
3.额定电压、额定功率
额定电压是用电器正常工作时的电压。如用电器上标有“220 V”字样，表示该用电器正常工作时的电压为220 V。
额定功率是用电器在额定电压下消耗的电功率，如用电器上标有“40 W”宇样，表示该用电器在正常工作时消耗的电功率为40 W。
如图27-1所示，用电器上标有“220 V 40 W”表示用电器在220 V电压下可以正常工作，它在220 V电压下消耗的电功率为40 W。
额定电功率与额定电压是在设计用电器时设定了的。一个用电器一般只有一个额定电压值、一个额定电功率值。表27- 1为一些电器设备的额定电功率。
表 27-1
电 器
电功率（W）
电 器
电功率(W)
日光灯
8〜40
白炽灯
约:15〜60
电视机
约75
家用空调器
]000 〜2000
电冰箱
约250
电饭锅
约700
27.1. 3测定小灯泡电功率的实验
1.实验原理
根据公式P = UI可知需要测量的物理量为电压（U）和电流（I）。
2.实验器材
电源，电流表，电压表，小灯泡，滑动变阻器，电键，导线若干。
3.实验步驟
（1）按图27-2连接电路； 图27-2
（2）滑动变阻器的滑片放在阻值最大的位置，闭合电键，接通电路调节滑动变阻器的滑片，使小灯在额定电压下发光，在 表27 - 2中记录下电压表和电流表的示数；
（3）计算小灯的额定电功率；
（4）移动滑片，使小灯两端的电压比额定电压稍高和稍低，分别观察小灯发光的情况与额定电压时的发光情况有什么不同，并记下电压表和电流表的示数；
分别算出小灯泡的实际电功率并填人表27 -2中。
表27-2
实验序号
电压U（V）
电流I（A）
电功率P(W)
小灯的亮暗程度
1



稍安
2



正常
3



稍亮

注意：在测定小灯电功率实验中，小灯的电阻随温度的改变而改变,所以我们不可以用小灯的电阻或电路的总电阻分析。
27.2 难点释疑
27. 2.1关于纯电阻电路
电流通过电阻(电阻器)时，电能全部转化为内能。当电路中的用电器都是“纯粹”的电阻时，组成的电路称之为纯电阻电路。可以看作纯电阻的用电器有：电炉、电烙铁、电热水器、电饭锅、电热毯、白炽灯等。而电动机、微波炉、电视机、电脑、日光灯等用电器则不是纯电阻用电器，电流通过这类用电器时，一小部分电能转化成热量，大部分电能转化成机械能、光能、电磁能或声能等。“学习提要”中电功和电功率的两个推导式只适合于纯电阻电路。
27. 2. 2正确理解额定电压、额定电功率、实际电压、实际电功率
如果用电器两端的电压不等于额定电压，用电器就不能正常工作，它的实际电功率也就不等于它的额定电功率。用电器工作时的实际电功率取决于工作时的实际电压。
当U实=U额时，P实=P额，用电器正常工作；
当U实>U额时，P实>P额，用电器不能正常工作,容易被烧坏；
当U实