备考2024届高考物理一轮复习讲义第十章恒定电流第1讲电路的基本概念和规律考点4电功电功率及焦耳定律

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1.电功
（1）定义：导体中的恒定电场对自由电荷的[24] 静电力 做的功.
（2）公式：W＝qU＝IUt（适用于任何电路）.
（3）电流做功的实质：[25] 电能 转化成其他形式能的过程.
2.电功率
（1）定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的[26] 快慢 .
（2）公式：P＝Wt＝[27] IU （适用于任何电路）.
3.焦耳定律
（1）内容：电流通过导体产生的热量跟[28] 电流的二次方 成正比，跟[29] 导体的电阻 及[30] 通电时间 成正比.
（2）公式：Q＝[31] I2Rt （适用于任何电路）.
4.热功率
（1）定义：单位时间内的发热量.
（2）表达式：P＝Qt＝[32] I2R .
家用电热水壶的额定电压为220V，阻值为60.5Ω.
（1）电热水壶正常工作时的功率为多少？
（2）电热水壶中装有1L的水，把水烧开需要7分钟，假设电热水壶产生的热量均被水吸收，此过程中电热水壶产生的热量是多少？此过程电流做了多少功？
答案 （1）800W （2）336000J 336000J
解析 （1）P＝U2R＝800W.
（2）电热水壶产生的热量Q＝Pt＝336000J，此过程电流做的功等于电热水壶产生的热量，故电流做的功为336000J.
研透高考 明确方向
命题点1 纯电阻电路中的功率问题
9.[海南高考]一车载加热器（额定电压为24V）发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为Pab、Pac、Pbc，则（ D ）
A.Pab＞PbcB.Pab＝Pac
C.Pac＝PbcD.Pab＜Pac
解析 a、b端点接入电路时，电阻R和9R串联后与9R并联，电路的总电阻为Rab＝
9R(R+9R)R+9R+9R＝9019R；a、c端点接入电路时，电阻9R和9R串联后与R并联，电路的总电阻为Rac＝R(9R+9R)R+9R+9R＝1819R；b、c端点接入电路时，电阻9R和R串联后与9R并联，电路的总电阻为Rbc＝9R(R+9R)R+9R+9R＝9019R.由题意知，不管接哪两个端点，电压不变，均为U＝24 V，根据P＝U2R并可知Pab＝Pbc＜Pac，D正确.
命题点2 非纯电阻电路中的功率问题
10.电饭煲和洗衣机并联接在输出电压为220V的交流电源上（电源内阻忽略不计），两者均正常工作.用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A，通过洗衣机电动机的电流是0.50A，则下列说法正确的是（ C ）
A.电饭煲的电阻为44Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440Ω
B.电饭煲消耗的电功率为1555W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5W
C.1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103J
D.电饭煲的发热功率是洗衣机的电动机的发热功率的10倍
解析 由于电饭煲是纯电阻用电器，所以R1＝UI1＝44 Ω，P1＝UI1＝1 100 W，其在1 min内消耗的电能W1＝UI1t＝6.6×104 J；洗衣机为非纯电阻用电器，所以R2≠UI2＝440 Ω，P2＝UI2＝110 W，其在1 min内消耗的电能W2＝UI2t＝6.6×103 J，其热功率P热≠P2，而P1＝10P2，所以电饭煲的发热功率不是洗衣机的电动机的发热功率的10倍，只有C正确.
方法点拨
1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
用电器纯电阻W＝Q，U＝IR，I＝UR，R＝UIUIt＝I2Rt＝U2RtUI＝I2R＝U2R如电炉子、白炽灯等非纯电阻W＞Q，U＞IR，I＜UR，R＜UIUIt＝I2Rt＋W其他UI＝I2R＋P其他如电风扇、电动机等
2.电动机的三个功率及关系
输入功率
电动机的总功率P总＝P入＝UI
输出功率
电动机的有用功的功率，也叫机械功率
热功率
电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时会发热，热功率P热＝I2r
三者关系
P总＝P出＋P热
效率
η＝P出P入×100％＝P出P总×100％
特别说明
（1）正常工作的电动机是非纯电阻元件；
（2）电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻元件