微课堂 | 电功率——电流做功的快慢

在八年级下学期的时候，我们已经学过了“功率”，知道功率是表示做功快慢的物理量。

电流做功也有快慢之分，也就是用电器在工作中消耗电能有快慢之分。我们可以通过观察电能表铝盘转动的快慢来比较电流通过用电器做功的快慢。

把两个规格相同的白炽灯接在电路中，可以看到：它们的亮度是一样的，两个电能表铝盘的转速也是一样的。这说明，电流通过两个灯泡做功快慢相同。

把两个规格不同的白炽灯接在电路中，可以看到：它们的亮度不一样，较亮灯泡所在电路的电能表铝盘转速快。这说明，电流通过较亮的灯泡做功快。

把节能灯和电吹风接在电路中，可以看到：电吹风所在电路的电能表铝盘转速快。这说明，电流通过电吹风做功比电流通过节能灯做功快，也就是电吹风比节能灯消耗电能快。

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电功率

电能表的铝盘转得快，说明电流做功快；电能表的铝盘转得慢，说明电流做功慢。

在物理学中，用电功率表示电流做功的快慢。

电功率等于电功与时间之比，即表示单位时间内电流所做的功。如果电功用W表示，完成这些功所用的时间用t表示，电功率用P表示，则

电功 W 的单位是 J，时间 t 的单位是 s，则电功率 P 的单位是 J/s，它还有一个专门的名称：瓦特，简称瓦，符号是W，即

1W=1J/s

“1W的物理意义”，表示电流1秒做功1J。

如果电功 W 的单位是 kW·h，时间 t 的单位是 h，则电功率 P 的单位就是 kW（千瓦）。

1 kW = 103 W

比瓦小的单位是：毫瓦，符号是mW

1 W = 103 mW

“电功率单位”

基本单位：瓦特，简称瓦，符号W

常用单位：千瓦，符号kW；毫瓦，符号mW

如果将上节学习的电功 W=UIt 代入P=W/t 可得

P=UI

电压 U 的单位是 V，电流 I 的单位是 A，则电功率 P 的单位也可以是 V·A，即1W=1V·A，这个单位并不常出现，往往只出现在特殊的习题中。

对于纯电阻电路，将欧姆定律 I =U /R 及 U=IR 代入 P=UI 可得

额定电压 额定功率

每个用电器都有铭牌，下图是某白炽灯泡的铭牌，你知道上面的“220”和“40”是什么意思吗？

“220”表示灯泡正常发光时的电压是220V；“40”表示灯泡正常发光时的电功率是40W。

在物理学中，把用电器正常工作时的电压叫做额定电压；用电器在额定电压下工作时的电功率叫做额定功率。

因此，上图中的白炽灯的额定电压是220V，额定功率是40W。

如果实际电压低于或高于额定电压，用电器的电功率还等于额定功率吗？请看下面的探究实验

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实验表明，在不同的电压下，同一个用电器的电功率不一样大；用电器实际的电功率随着它两端的电压而改变。

在实验中还可以看到，灯泡的亮度是由灯泡的实际电功率决定的。实际功率越大，灯泡越亮；灯泡越亮，实际功率越大；灯泡亮度相同，实际电功率相等。

我们在使用各种用电器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。实际电压偏低，用电器的电功率低，不能正常工作。实际电压偏高，有可能损坏用电器。

下表列出一些用电器的额定电功率。常见用电器的电功率要熟记于心，比如家用空调约1000W，洗衣机、电吹风机约500W，吸尘器、电饭锅约800W，液晶电视机约100W，台式电脑约200W。

以上所列出的用电器电功率只是大概的数值，小伙伴们一定要清楚，即使是液晶电视机，由于尺寸不同，其额定功率也会不同，有的是100W，有的可能是150W或者200W；再比如电饭锅，有800W的，也有1000W的。

我们为什么要记住一些常见用电器的电功率呢？

是因为有的习题会让你估测一下电路中的电流，可是我们对电路中的电流大小实在是不熟悉，而此时，我们可以根据P=UI，计算出电路中的电流。

例题

例题1：小致家空调的额定功率是1000W，其正常工作一小时消耗多少电能？

解：

由P=W/t 变形可得

W=Pt =1kW×1h=1kW·h

答：空调正常工作一小时消耗电能1kW·h。

“千瓦时的来历”

如果功率P 和时间t 的单位分别用千瓦、小时，那么它们相乘之后，就得到电能的另一个单位——千瓦时。

1千瓦时可以看做电功率为1千瓦的用电器使用1h所消耗的电能。

例题2：1 度电可以供40 W 的灯泡工作多长时间？

解：

由P=W/t 变形可得

答：1度电可以供40 W 的灯泡工作25 h。

解题时，一定要注意单位统一。如果电能单位是千瓦时，功率单位一定是千瓦，时间单位才会是小时；如果电能单位是焦耳，功率单位一定是瓦，时间单位才会是秒。

例题3：一个“220V 800W”的电炉，正常工作时电阻丝的电阻多大？假如电路中的电压降低到200V，电阻丝的电阻不变，这时电炉实际电功率有多大？

解：

当电压降低到200V时

答：电阻丝的电阻是60.5Ω，当电压降低到200V时，电炉实际功率约为661W。

例题4：某次雷电的电流约为2×104A，电压约108V。这次雷电的电功率约为多少瓦？

解：

P=UI =108V×2×104A=2×1012W

答：雷电的电功率约为2×1012W。

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