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1.知道电功率的物理意义、定义和单位，能利用电功率的公式进行相关计算。

2.能结合实际，说出用电器铭牌上额定电压、额定功率所表示的含义，并能区别额定电压与实际电压，额定功率与实际功率。

3.能说出“千瓦时”的来历，知道“千瓦时”与“焦耳”之间的换算关系。

4.会利用电流表和电压表测量用电器的电功率。

相关知识链接

1.在物理学中，用功率表示做功的快慢。

2.功与做功所用时间之比叫做功率，表达式为P=W/t，单位是W，还有kW，1kW=103W。

3.欧姆定律的表达式为I=U/R，变形公式有U=IR、R=U/I。

4.电能表表盘上600revs（kW·h）表示接在该电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过600转。

5.电功的公式为W=UIt，电功的单位是焦（J），常用单位是kW·h，1kW·h=3.6×105J。

知识点一电功率

1.探究电流做功的快慢

探究归纳：电流做功有快慢之分。

方法技巧

本实验通过观察电能表的铝盘转动的快慢来比较两灯泡做功的快慢，运用了转换法。

2.比较电流做功快慢的三种方法

（1）相同时间，比较电功的多少，电功越多，表示电流做功越快。

（2）电功相同，比较所用的时间，用的时间越短，表示电流做功越快。

（3）用电功与时间的比值表示电流做功的快慢，比值越大，表示电流做功越快。

3.电功率

（1）定义：电功与时间之比叫电功率，电功率用P表示。

（2）公式：P=W/t。

（3）物理意义：表示电流做功的快慢。

（4）单位：在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，简称瓦（W），1W=1J/s。常用单位还有千瓦（kW）毫瓦（mW），1kW=103w，1W=103mW。

深化透析

理解电功率的概念时，应注意以下三点

（1）电功率是表示电流做功快慢的物理量。用电器的电功率大说明电流通过该用电器时做功快，即消耗电能快，并不表示消耗电能多。

（2）电功率可以反映电流通过用电器时产生的效果。如：某灯泡的电功率大，说明单位时间内灯泡消耗的电能多，电能转化成的光能就多，灯泡的亮度就大。

（3）如果某用电器的电功率是500W，其物理意义是该用电器每秒消牦500J的电能或电流每秒做功500J。

4.部分用电器的电功率

天河一号巨型计算机：4.04×106W；液晶电视机：约100W；家用空调：约1000W；排风扇：约20W；吸尘器：约800W；手电筒：约0.5W；电吹风机：约500W；计算器：约0.5mW；台式计算机：约200W；电子表：约0.01mW

5.电功率的计算

注意

这两个公式仅适用于纯电阻电路，即电能全部转化为内能的电路，例如：电灯、电炉、电饭锅、电熨斗等所在的电路。

应用公式进行计算时需注意以下两点

（1）用电器的电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积。公式中U的单位用伏特（V），I的单位用安培（A），P的单位就是瓦特（W），即1W=1V·A。在工农业生产中，用电器的电功率往往比较大，这时电功率的单位通常用“千瓦（kW)”。

（2）P=W/t主要适用于涉及时间求电功率时；P=UI主要适用于已知电压和电流求电功率时；P=I2R主要适用于串联电路或电流、电阻已知求电功率时；P=U2/R主要适用于并联电路或电压、电阻已知求电功率时。

6.电功与电功率的区别及联系

注意

电功率大消耗电能不一定多

在家庭电路中，如果使用大功率用电器，这时电能表的转盘转动得非常快，但这不能说电功率大的用电器消耗的电能就一定多，因为消耗电能的多少由电流做功所用时间和电功率共同决定。我们习惯认为电功率越大消耗电能越多，这是我们无意识地加入了时间相同这个条件。

知识点二 “千瓦时”的来历

1kW·h表示电功率为1kW的用电器正常工作1h所消耗的电能。因此有1kW·h=1kW×1h=1000W×3600s=3.6×106J。

注意

千瓦和千瓦时是两个不同物理量的单位，两者不要混淆。千瓦（kW）是电功率的单位，千瓦时（kW·h）是电能（电功）的单位。

知识点三额定电压额定功率

1.现象探究：用电器的电功率

实验过程：取一个标有“36V 25W”的灯泡，把它接在36V的电路中，观察它的发光情况；把它分别接在24V和40V的电路中，观察它的发光情况

实验现象：该灯泡接在36V的电路中，正常发光；接在24V的电路中，发光暗淡；接在40V的电路中，发光强烈

现象分析：该灯泡在36V电压下处于正常工作状态，所观察到的亮度是功率为25W时的发光情况；而在24V和40V电压下它都不能正常发光，其功率分别低于和高于25W

实验结论：在不同电压下，同一用电器的电功率不一样大；用电器的实际电功率随着它两端电压的改变而改变

2.额定功率和实际功率及相关物理量

额定电压：定义：用电器正常工作时的电压；说明：用电器上标明的电压值就是额定电压，常用U吸表示

额定电流：定义：用电器正常工作时的电流；说明：用电器上标明的电流值就是额定电流，常用I额表示

额定功率：定义：用电器在额定电压下工作时的电功率；说明：用电器上标明的功率值就是额定功率，常用P额表示

实际电压：用电器实际工作时的电压；说明：可能与额定电压相等，也可能不相等，常用U实表示

实际功率：用电器在实际电压下工作时的电功率；说明：可能与额定功率相等，也可能不相等，常用P实表示

点拨

（1）使用用电器时一定要注意它的额定电压，只有在额定电压下用电器才能正常工作。

（2）铭牌的含义

3.额定功率与实际功率的区别与联系

4.用电器实际功率的计算思路

5.串、并联电路中的电功率分析

（1）串联电路

串联电路中的总功率等于各用电器的电功率之和。

串联电路中电功率之比等于电阻之比（电压之比）

（2）并联电路

并联电路中的总功率等于各用电器的电功率之和。

并联电路中，电功率之比等于电阻的反比。

串联电路和并联电路中电学公式汇总

知识点四电功率的测量

1.专业测量通常使用专用的功率表来测量电功率，在非专业的实验中，常常通过对电流和电压的测量来间接得知用电器的电功率。

2.实验测量：用电压表测出用电器两端的电压，用电流表测出通过用电器的电流，根据公式P=UI计算出该用电器的电功率，这种测量电功率的方法称为“伏安法”。

【例】“西电东送”是将我国西部发电厂发出的电传输到我国东部。由发电厂输出的电功率是一定的，它决定于发电机组的发电能力，根据P=UI中发电机的功率不变效应，若提高输电线路中的电压U，那么线路中的电流一定会减小；反之亦然。输电线路的电能损耗主要是输电线的电流热效应，输电线损失的热功率P=I2R，所以采用输电线的电阻要尽量小。如果线路中电流降低到原来的1/2，那么线路中损失的热功率就减少为原来的1/4，因此提高电压可以很有效地降低输电线路中的热功率损失。

设发电厂的输出电功率P0=11×108W，输电线路上的总电阻为10Ω。

（1）若采用110kV超高压输送电能，输电线路的电流I1=______A，输电线路损失的热功率P1=____W，其与发电厂的输出电功率P0之比P1：P0=_______。

（2）若采用1100kV超高压输送电能，输电线路损失的热功率P2=____W，其与高压输送电能损失的热功率P1之比P2：P1=_______，所以采用超高压远距离输电可以大大降低输电线路的____的损失。

（3）若想使输电线路中的热功率损耗为零，还可采用____作为输电线材料。

【解析】(1)由P=UI得高压输电线路的电流I1=P0/U1=(1.1×108W)/(110×103V)=1000A，输电线路上损失的热功率P1=I12R=(1000A)2×10Ω=1×107W，与发电厂输出电功率P0之比P1：P0=(1×105)：(1×108)=1:11。(2)由P=UI得超高压输电线路的电流I2=P0/U2=(1.1×108W)/(1100×103V)=100A，输电线路损失的热功率P2=I22R=(100A)2×10Ω=1×105W，与高压输送电能损失的电功率之比P2：P1=(1×105)：(1×107)=1:100，由此比例可知，采用超高压输电可以大大降低输电线路的热功率损失。（3）为了使输电线路中的热功率损耗为零，可使用电阻为零的材料，即超导材料。

【答案】(1)1000 1×107 1:11 (2)1×105 1:100 热功率 (3)超导材料

易误点一计算电功率变化时，电压与电流没有对应同一时刻。

【例】如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V，通过该电阻的电流变化了0.1A，则该电阻的电功率变化了______。

【错解】ΔP=ΔU·ΔI=（10V-6V）×0.1A=0.4W。

【易错分析】利用P=UI计算电功率时，U、I是针对同一导体、同一时刻的电压值和电流值。

【解析】设定值电阻的阻值为R，则根据欧姆定律I=U/R并结合题意有10V/R-6V/R=0.1A，得R=40Ω，根据电功率的推导式P=U2/R可得，两次电功率之差为ΔP=(10V)2/R-(6V)2/R=(10V)2/40Ω-(6V)2/40Ω=1.6W。

【答案】1.6W

易误点二误认为额定功率大的灯泡亮。

【易误点辨析】用电器的实际功率与加在它两端的实际电压有关，与它的额定功率无关，在判断灯泡的亮暗时，主要比较它们的实际功率，实际功率大的灯泡亮。

【例】将规格分别为“6V 6W”和“6V 3W”的甲、乙两只小灯泡串联后接到电压为6V的电源上，两灯均发光，忽略灯丝电阻的变化，则下列说法中正确的是( )

A.甲灯泡两端电压较大

B.通过乙灯泡的电流较大

C.甲灯泡较亮

D.乙灯泡较亮

【解析】由灯泡的铭牌可知，两灯泡的额定电压相等，甲的额定功率大于乙的额定功率，由P=U2/R变形可得R=U2/P，甲灯泡的电阻较小，乙灯泡的电阻较大，两灯泡串联后接到6V的电源上时,串联电路中各处的电流相等，所以通过两灯泡的电流相等，故B选项错误。由U=IR可知，乙灯泡两端电压较大，故A选项错误。小灯泡的亮暗程度是由灯泡的实际功率决定的，由P=I2R可知，乙灯泡的实际功率较大，乙灯泡较亮，故C选项错误、D选项正确。

【答案】D

易误点三将用电器在额定电压下的工作状态和实际电压下的工作状态混淆，易导致实际功率计算错误。

【易误点辨析】用电器只有在额定电压下才能正常工作，此时用电器的实际功率等于其额定功率；当用电器两端的电压不等于其额定电压时，用电器不能正常工作，用电器的额定功率是确定的，而实际功率不是确定的，同一用电器在不同的电压下实际功率不同。解题时要切记实际电压改变，实际功率也会随着改变，但一般认为用电器的电阻不随电压的改变而改变。

【例】将一只标有“6V 6W”字样的灯泡与一定值电阻串联后接到电压为6V的电源上，定值电阻消耗的功率为1W，假设灯丝电阻不随温度的改变而改变，则此时（）

A.灯泡消耗的功率小于5W

B.灯泡消耗的功率大于5W

C.灯泡与定值电阻消耗的总功率为6W

D.灯泡与定值电阻消耗的总功率为7W

【解析】已知灯泡的额定电压是6V，额定功率是6W，灯泡与电阻串联后的总电阻大于灯泡电阻，由公式P=U2/R可知，灯泡与电阻串联后接在6V电路中时，电路消耗的总功率小于6W，已知定值电阻消耗的功率为1W，则灯泡消耗的功率一定小于5W。

【答案】A

18.2 电功率