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第15讲电能

1．电能

（1）电能的转化：电能可以转化为其他形式的能量．用电器工作的过程就是把电能转化为其他形式能的过程．

（2）电能

电能用W表示，常用单位是千瓦时(kW·h)，也叫作度，能量的国际单位是焦耳(J)．

单位换算：1度＝1kW·h＝3.6×106J.

（3）电能表的认识和使用

作用

测量电路消耗的电能

单位

千瓦时(kW·h)

参数

220V

额定电压为220V

10（20）A

标定电流为10A，额定最大电流为20A

600r/kW·h

每用1度电，表的铝盘转600转

2500imp/kW·h

每用1度电，表的指示灯闪2500次

读数

计数器末尾数字表示小数位

测量电能方法

较大的电能利用刻度盘示数测量，消耗的电能为前后两次示数差，即W=W2-W1

较小的电能利用转盘圈数计量，消耗的电能为W=n/NkW·h（n为某段时间转盘转的圈数，N为表上参数）

eq\x(\x(特别关注))通过电能表求用电器消耗的电能时除所要求的用电器外，其余用电器均关闭。

2．电功

(1)电流所做的功叫做电功。电流做功，就是电能转化为其他形式的能的过程。

(2)电流在某段电路上做的功，等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流，以及通电时间的乘积，即W＝UIt。

(3)电功的单位为焦耳。

1焦＝__1__伏·安·秒。常用单位还有“度”“千瓦时”。1度＝__1__千瓦时＝3.6×106焦。

(4)电功的测量用电能表，又称千瓦时计，俗称电度表。

【温馨提示】电功的计算公式：W＝Pt，W＝UIt，W＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t(最后一个公式仅适用于纯电阻电路)。

3.电功率

(1)电功率表示电流做功的快慢。电流在单位时间内做的功叫做电功率。根据电功率定义，电功率计算公式是P＝eq\f(W,t)。

【温馨提示】①用电器功率大，说明用电器消耗电能快，但不一定消耗电能多.②功率定义式P＝eq\f(W,t)是普遍适用的，它不但可用于计算机械功率，也可用于计算电功率或其他功率。

(2)电器消耗的电功率，等于通过这个电器的电流与这个电器两端电压的乘积，即P＝UI。

由欧姆定律，可推出：P＝eq\f(U2,R)，P＝I2R。

(3)电功率的单位为：瓦特或千瓦。1瓦＝__1__伏·安。

电功率对应两套单位，见下表.

项目

国际单位

常用单位

功率P

瓦(W)

千瓦(kW)

时间t

秒(s)

小时(h)

电功W

焦(J)

千瓦时(kW·h)

(4)额定电压：用电器正常工作时的电压。

①额定功率：用电器在额定电压下消耗的功率。

②实际电压：用电器在实际工作时其两端的电压．

③实际功率：用电器在实际电压下工作时的功率。

额定功率和实际功率的关系：只有当实际电压等于额定电压时，实际功率等于额定功率。当实际电压大于额定电压时，实际功率大于额定功率，此时用电器容易损坏。当实际电压小于额定电压时，实际功率小于额定功率，此时用电器不能正常工作，如电灯变暗。

eq\x(\x(特别关注))①用电器额定功率与外加电压和通过的电流无关.

②计算公式：P＝eq\f(W,t)(定义式)，P＝UI(普遍成立)，P＝I2R＝eq\f(U2,R)，P实＝I实2R，P实＝eq\f(U实2,R)(仅适用于纯电阻电路)，由eq\f(U额2,P额)＝eq\f(U实2,P实)可得P实＝eq\f(U实2,U额2)P额(适用于用电器的电阻不变时)。

(5)灯的亮度由实际功率决定，实际功率越大，灯越亮。

4.测量小灯泡电功率的实验

原理

P=UI

电路图

滑动变阻器的作用

（1）保护电路

（2）改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流，从而实现多次测量

实验记录

结论

用电器两端电压不同，电功率就不同

小灯泡两端电压越高，功率越大，灯泡越亮

灯丝温度越高，灯丝电阻越大

注意

（1）不能将多次测得的电功率求平均值

（2）I-U图像不是直线：灯丝的阻值随温度的升高而增大

（3）特殊方法测额定功率(如下电路图)

①利用串联电流规律，调节电压表V1的示数为U额，通过R0的电流等于通过灯L的电流，灯L的额定功率为P额＝eq\f(U额U2,R0)

②利用并联电压规律，调节电流表A1的示数为eq\f(U额,R0)，R0两端的电压等于灯L两端的电压，灯L的额定功率为P额＝I2U额

【温馨提示】在测量小灯泡电功率的实验中，闭合开关后小灯泡不亮，不一定是小灯泡断路，还可能是由于滑动变阻器连入了最大阻值，导致电路中的电流很小，小灯泡无法发光.

5．电热器

(1)电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能的过程。电热器都是利用电流的热效应工作的。

电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有转化