专题01 电能与电功
电功
1、定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。
2、实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。
3、计算公式：W=UIt （适用于所有电路） W=Pt（常用于计算一段时间消耗的电能) 对于纯电阻电路可推导出：
①串联电路中常用公式：W= IRt ②并联电路中常用公式：W= Ut/R
③总电功的计算：W总= W1+W2 （无论用电器串联或并联） 4、在电路中的特点： W1/W2=R1/R2 （串联与电阻成正比)
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W1/W2=R2/R1 （并联与电阻成反比）
5、单位：国际单位是焦耳（J） 常用单位：kWh（度） 1度=1千瓦时=1 kWh=3.6×10J
6、测量电功：⑴电能表：是测量用户用电器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单位：电能表的读数单位是kWh ⑶读数：最后一位数字表示小数
⑷电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样，分别表示：电能表额定电压220V；允许通过的最大电流是5A（最大功率可以利用P=UI得出）；每消耗一度电电能表转盘转3000转。
典型例题 小明家中的电能表如图所示，从表盘信息可知，小明家接入的用电器总功率不能超过_________W。当家里只有微波炉工作时，电能表在3 mIn内转60转，则微波炉消耗的电能为 J.
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解析：小明家的电能表所能承受的最大功率为P?UI?220V?20A?4400W，
600Revs/kw·h表示每消耗1kw﹒h电能，转盘转600转，那么转盘转60转消耗的电能为：
W?
60r?0.1kW?h?3.6?105J
600r/kW?h1
答案：4400；3.6×10
针对练习1 如图所示，电能表的示数为 kW·h。
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针对练习2 将定值电阻R接在电压恒为6V的电源两端，通过电阻R的电流为0.2A，则10s内电流在电阻R上所做的功是 J。
2、 12 解析：电流做功的公式是W=UIt，把相关物理量人代入计算即可。W=UIt=6V×0.2A×10s=12J。 针对练习3 小王家新买的电热淋浴器的铭牌如右表所示。小王按说明书要求给淋浴器装满水，通电正常工作50 min，观察到淋浴器上温度计示数由23℃上升到43℃。
求： （1）在加热过程中，水箱中水吸收的热量是多少J?[c水=4.2×10 J／（kg·℃）] （2）电热淋浴器加热过程中消耗的电能是多少J? （3）该电热淋浴器的效率是多少？
3、（1） m＝ρV＝1×10kg/m×50×10m＝50kg ， Q＝cm△t＝4.2×10 J／（kg·℃） ×50kg×20℃=4. 2×10J。（2）W壶 =P壶t=1600W×300S=4. 8×10J。（3）η= Q／W壶=4. 2×10 J／4. 8×10J =87.5％。 解析：（1）由题意可知：水箱中水的体积为V=50L=50×10m，密度ρ=1×10kg/m，C
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－33
3
3
水
6
6
6
6
3
3
－33
33
=4.2×10 J／
－33
3
（kg·℃），升高的温度△t＝（43℃－23℃）=20℃，则水的质量 m＝ρV＝1×10kg/m×50×10m＝50kg ，水吸收的热量 Q＝cm△t＝4.2×10 J／（kg·℃） ×50kg×20℃=4. 2×10J。（2）由题意知：输入功率
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6
P壶=1600W，通电正常工作时间t=50min=3000s，则消耗的电能W壶 =P壶t=1600W×3000S=4. 8×106 J。（3）
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由（1）、（2）知：Q＝4. 2×10J，W壶 = 4. 8×10J，则该电热淋浴器的效率为η= Q／W壶×100%=4. 2×10 J／4. 8×10J =87.5％。
1、如今各种节能电器的广泛使用，充分体现出“节能与环保”的理念。如图所示，是一种节能的LED灯泡，它的额定功率为5W，但亮度相当于100W的白炽灯。如果某中学使用这种节能灯泡10只代替原来学校内100W的白炽灯，若每天开灯6小时，则该校使用此节能灯泡比原来每天节电 kW.h。
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6 6 6
1、5.7 解析：节约的电能等于减少的电功率与通电时间的乘积：
W?Pt?10?（0.1kW-0.005kW）?6h?5.7kW?h
2、一些城市开始使用了风能、光能互补路灯。它是由太阳能电池板、小型风力发电机各自给24V蓄电池充电，晚上由LED（发光二极管)灯照明。右表是亮度相当的两种灯的相关数据。要使该路灯总发光效果相当于500W白炽灯，它应由 只LED灯 联而成。原来是用500W白炽灯，若每晚供电10小时，一个月（30天)，消耗了 kw·h的电能。
3、一个标有“220V、1000W”的电炉，接在220V电源上，工作0.5h，消耗电能 度，产生的热量是 焦耳.
3
3、0.5；1.8×10 解析：电能W?Pt?1kW?0.5h?0.5kW?h，热量
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Q?W?0.5?3.6?106J?1.8?106J
4、暑假期间某同学和家人外出旅游，他忘记将家中电视机的电源关闭，电视机处于屏幕保护状态，出门前它家电能表的示数如图所示，10天后它回到家中，电能表的示数为
。这段时间电视
机消耗了_______kW·h的电能，电视机处于屏幕保护状态时的电功率为 ___________W。你从电能表的盘面上还能获得什么信息： _____________________________________ 。（写出一条即可）
4、2.4；100；该电能表只能接在220V电路中工作; （允许通过该电能表的最大电流为10A;该电能表允许接的用电器最大功率为2200W）
5、下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝．（不考虑温度对电阻的影响） 则：（1)电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能是多少焦？ （2)电烤箱在低温档正常工作时R2的阻值是多少欧？
（3)假设在用电高峰时家庭电路实际电压为198V，电烤箱在高温档的实际功率是多少瓦？ （解答要求：要写出依据的主要公式或变形公式，要有数据代入和运算结果）
5、（1) 9.9×10J （2) 66Ω （3)891W 解析：
（1)电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能 W高＝P高t=1100W×15×60s=9.9×10J
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6、用豆浆机制作豆浆的过程是:按合适的比例把豆料、清水放人豆浆机中、经过预热、打浆、加热等程序.即可制成熟豆浆.某豆桨机的参数如下表:
一次打浆要向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg，需13min完成加工过程，其工作信息如图所示.请解答下列问题:
（1）根据工作信息图可知：从第6min至第9min为第一段加热过程，求这段过程中豆浆吸收的热量是多少?（C豆浆=4.0 × 10J（kg.℃)）
（2）豆浆机正常工作完成一次豆浆制作，共消耗多少电能?
6、（1）这段过程中豆浆吸收的热量是1.8×10J；（2）豆浆机正常工作完成一次豆浆制作，共消耗0.21kW?h
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