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专题十八：电功率
备考目标：
1.了解：额定功率的概念。
2.会：估算电功；估算电功率；进行电热估算。
3.理解：电压做功；电功率概念；焦耳定理。
4.把握：电能表读数及其相关估算；检测小灯泡电功率的基本内容。
知识梳理：
知识点一：电能和电功
1.电功：电压通过某段电路所做的功叫电功。
2．电压做功的实质：电压做功过程，实际就是电能转化为其他方式的能（消耗电能）的过程；电压做多少功，就有多少电能转化为其他方式的能，也就消耗了多少电能。
3.电压做功的方式：电压通过各类用家电使其转动、发热、发光、发声等都是电压做功的表现。
4．规定电压在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电流，电路中的电压和通电时间的乘积。
5．电功公式：
（适用于所有电路）；
对于纯内阻电路可推导入：
（1）串联电路：
（2）并联电路：
（3）在任何情况下，在一定时间所做的总功
6．电功单位：在国际单位制中，电功单位是焦耳（J）；常用单位还有度（kwh），1度=1千瓦时=1kWh=3.6×106J；“1度”的规定：1kw的用家电工作1h消耗的电能。
7．电功的检测
⑴电能表：是检测用户用家电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/kW·h”等字样，分别表示：电能表额定电流是220V；容许通过的最大电压是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。
⑶读数时：①最后一位有黑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。
知识点二：电功率
1．电功率：电压在单位时间内所做的功。
2．电功率数学意义：表示电压做功快慢的数学量。
3．电功率公式：
（适用于所有电路），推论公式：
（适用于纯内阻电路）。
（1）串联电路中
（2）并联电路中：
（3）无论用家电串联或并联，估算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn。
4．电功率单位：在国际单位制中，功率单位是瓦特（W），常用单位：千瓦（kW）。
知识点三：检测小灯泡电功率
一、伏安法检测小灯泡的电功率
1.实验目的：学习用电流表和电压表检测小灯泡的额定功率和实际功率，并加以比较。
2.实验原理：要检测小灯泡的电功率，依照电功率公式
，可以用电流表测出小灯泡两端的电流，用电压表测出通过小灯泡的电压。
3.实验器材：电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、开关、导线若干。
4.设计并进行实验：
（1）根据图所示的电路图联接好实验电路，联接电路时电功率p等于什么，开关处于断掉状态，滑动变阻器的滑片放在最大电阻处。
（2）检测电路联接无误后，闭合开关，联通滑动变阻器滑片，使小灯泡两端的电流等于额定电流，记录电流表与电压表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。
（3）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电流大于小灯泡的额定电流，记录电流表和电压表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。
（4）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电流约为额定电流的1.2倍，记录电流表与电压表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。
（5）整理好实验器材。
（6）用公式估算出小灯泡的额定功率和实际功率，记录在下表中。
实验序号
电流/V
电压/A
电功率/W
小灯泡色温
2.5
0.31
0.78
正常
2.0
0.25
0.50
较暗
3.0
0.38
1.14
较亮
5.剖析与论证
（1）剖析表格中的实验数据后，发觉小灯泡两端的实际电流越高，小灯泡的电功率越大，灯泡发光越亮。
（2）小灯泡的色温直接由它的实际功率决定。
（3）小灯泡两端的实际电流只有在不低于额定电流时，才处于安全使用状态。
（4）小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。
6、实验推论
（1）当实际电流等于额定电流时电功率p等于什么，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光。
（2）当实际电流高于额定电流时，小灯泡的实际更率大于额定功率，小灯泡发光较暗。
（3）当实际电流低于额定电流时，小灯泡的实际功率小于额定功率，小灯泡发光较亮。
7、注意事项
（1）电源电流应低于灯泡的额定电流；滑动变阻器容许通过的最大电压要小于小灯泡的正常工作电压，滑动变阻器的最大电阻应与小灯泡的阻值差不多，这样会使滑动变阻器的调压疗效显著。
（2）联接电路时，电流表的阻值要参照小灯泡的额定电流来选择，电压表的阻值应按照灯泡的额定电压来选择，假如灯泡的额定电流或电压位置，则要采用试触的方式判定。
（3）联接电路时，开关要断掉，避免因为电路联接错误而发生漏电，毁坏电压表。
（4）闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片放在电阻最大的位置，以避免电路中电流过大，其保护电路作用。
（5）调节小灯泡两端的电流低于额定电流时要注意平缓调节滑动变阻器的滑片，实际电流不能超过额定电流的1.2倍，同时通电时间不能过长，否则容易烧毁小灯泡。
注意：伏安法测小灯泡电功率与伏安法测内阻电阻的优缺。
相同点：①实验电路基本相同，可采用同一电路；②实验方式相同，都是伏安法；③测量的化学量相同，都检测电压I和电流U。
不同点：①实验原理不同，测小灯泡电功率的实验原理，测内阻电阻的实验原理是；②数据处理方法不同，测内阻电阻时须要多次检测，最后求平均值以减少实验偏差，而测小灯泡电功率时也须要多次检测，但不能拿来求平均值，而是找寻不同电流下的电功率有哪些规律。
二、实验中电路故障剖析
故障
现象
故障缘由
灯泡不亮
闭合开关，灯泡不亮，电流表、电流表有示数
①滑动变阻器接成定值内阻②电源电流太低
闭合开关，灯泡不亮，电流表、电流表无示数
①电源、电流表、开关或滑动变阻器受损
②接线柱接触不良③连接导线破裂
闭合开关，灯泡不亮，电压表几乎无示数，电流表表针显著偏转
①灯泡的钨丝断了或灯管与灯泡接触不良
②电流表和电流表的位置互换了
水表问题
电压表与电流表的表针向没有刻度的方向偏转
电压表和电流表的“﹢”“－”接线柱接反了
电压表与电流表的表针偏转角度很小
①电表的阻值都选择过大②电源电流过高
水表的表针超过最大刻度
①量程选择过小②电路中出现漏电
滑动变阻器问题
滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的色温无变化
滑动变阻器联接错误，没有遵守“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值内阻
无论如何调节滑动变阻器，电流表示数总大于灯泡的额定电流
电源电流过高
闭合开关顿时，灯泡发出强光后立刻熄灭，电压表表针偏转后又回到零刻度线处，电流表仍有示数
灯泡两端电流偏低，滑动变阻器的滑片没有放在电阻最大位置
知识点四：焦耳定理
1.电压的热效应：电压通过导体时电能转化为内能，这些现象称作电压的热效应。
2.焦耳定理：电压通过导体形成的热量，与电压的平方成反比，与导体的内阻成反比，与通电时间成反比。
3.焦耳定理公式：Q=I2Rt。式中单位Q→焦(J)；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。
4.当电压通过导体做的功(电功)全部拿来形成热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来估算Q，如电热器、纯内阻就是这样的。
5.①电热的借助：电热毯、电熨斗、电烤炉等；②电热的避免：电视机后盖有好多孔是为了通风散热，笔记本运行时也须要吊扇及时散热。
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