九年级初中物理第18章电功率预习指南

电，点亮生活，驱动时代！从高铁飞驰到家电运转，都离不开它的力量。本章《电功率》将为你揭开电能、电功和电功率的奥秘，掌握电流“工作效率”的法则，理解家中电费账单的由来，并学会科学节电。让我们开启这段探索电流能量的旅程吧！

一、电能（Electric Energy）：电流的财富

1、电能的本质

电能就是电流所具有的能量，用电器则是能量“兑换机”，通过它可以将电能兑换为我们所需要的其他形式的能量，电能的消耗量取决于用电器的兑换效率和时间。

常见的能量转换形式包括：灯可以将电能转换为光；风扇可以将电能转换为动能；电水壶将电能转换为热能等等。

2、电能的单位

电能与其他能量以及“功”一样，其国际单位都是焦耳（符号J），但是这个单位太小了。在日常使用中，我们通常使用“千瓦时”（符号kW·h）来作为电能的单位，它就是我们俗称的“度”。千瓦时代表着以1千瓦的功率做功1小时所消耗的能量（或做的功），所以它和焦耳之间的换算方式是1kW·h=1000瓦×3600秒=3600000焦耳（3.6*10^6J）。

3、电能表：家庭的用电“记账本”

电能表俗称电表，它是用来统计电能消耗量的计量工具。家用电表通常为单相电表，其显示经过电能表的电流的累计做功量，也就是总计有多少电能通过了电能表。由于电能表显示的是累积数据，所以要统计一段时间的用电量，要用这段时间结束时的示数减去开始时的示数。

二、电功（Electric Work）：电流的工作量

电功指的电流做功的量，也就是用电器将电能转化为其他形式能量的数量，它都与什么有关？在其他因素不变的情况下，电压越大“干活”越多，同理电流越大、时间越长，电功都会提高。经过研究，当用电器两端电压为U，流经用电器的电流为I，工作时间为t时，电功（也就是用电器转换的电能）W为W=UIt

单位记忆：1焦耳（J）= 1伏特（V）×1安培（A）×1秒（s）

例：手电筒（3V，0.2A）工作10秒做功：

W=3V×0.2A×10s=6J（相当于将苹果举高1米做的功）

锂电池上经常有类似4600mA·h/3.7V的标注，它们是什么意思？简单来说，这串数据是用来标注它从满电到亏电所能释放的电量（电能），具体说，3.7V代表电池的平均输出电压为3.7伏特，4600mA*h代表当它以4.6A的电流大小对外输出电能时，可以工作1小时。容量计算：W=U×I×t=3.7V×4.6A×3600s≈6.1×10^4J

三、电功率（Electric Power）：电流的工作效率

电功率表示电流做功的快慢（用电器单位时间消耗的电能），它与“功率”一样使用瓦特作为标准单位（电功与其他能量、力量做功都是代表能量的转换，只是特指电流做功，所以在本质上电功率与功率有许多相同点），使用符号P来代表，结合电功计算方式可知，P=W/t=UIt/t=UI

用电器都有额定电压和额定功率，额定电压代表使用电器正常工作的电压，额定功率则为用电器在额定电压下的电功率。当用电器两端电压与额定电压不符时，其电功率与额定功率不同。

当实际电压小于额定电压时，用电器的电功率小于额定功率，用电器可能无法正常工作。当是几点呀大于额定电压时，用电器的电功率大于额定功率，用电器损坏的可能性升高。

假设不同电压下用电器的电阻不变，用电器电阻R=U额定÷I额定=U额定÷（P额定÷U额定）=U额定²÷P额定，所以用电器实际功率P实际=U实际×I实际=U实际×（U实际÷R）=U实际×（U实际÷U额定²÷P额定）=（U实际²÷U额定²）×P额定

需要注意：（1）用电器在不同电压下工作温度不同，电阻大概率不同；（2）由于大部分用电器存在将电能转化为其他形式能量的情况，所以其电阻R不等于电压除以电流，仅在纯电阻理想电路中成立。

四、焦耳定律：电流的发热法则

当用电器工作时，由于电阻的存在，会伴有热现象产生，这是电流在通过有电阻的导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。

通过大量实验，英国物理学家焦耳首先发现了电流的热效应与电流、电阻和通电时间的关系：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。使用Q代表电流热效应产生的热量，I代表电流，R代表电阻，t代表时间，焦耳定律可以表示为Q=I²Rt，如果电路中的用电器只生成热能而没有其他形式能量，则该用电器的电功与电流热效应产生的热能相等，即Q=W=UIt=I²Rt

有些时候我们要利用电流的热效应，有些时候我们又很讨厌他。比如说电暖器、电褥子等等用电器给我们带来了很大的方便，但是很多设备在工作中散发的巨大热量又使我们极为头疼，你还知道那些电流热效应的应用或是危害？

五、综合实践：家庭节电指南

如果想给我们的家庭制定节点计划，我们可以从哪几方面出发？

首先我们可以考虑在电器不用的时候断开电源，比如空调、电视等电器，即使没有处于使用中，也会有一定的待机电功率，也要消耗一定量的点。尝试计算：已知某智能空调在不工作时的待机功率约10瓦，平均每日工作时间1小时，那么1年（365天）中，其不工作时待机所消耗的电量大概有多少？

其次在达到相同效果的情况下，使用功率更低的用电器，比如使用LED灯替换荧光灯。

最后可以考虑降低部分需求，比如夏季使用空调时，设定室内温度为27℃会比设置26℃节约10%甚至更多的用电量。

六、学习提示：

理解电能与电功的转化关系（能量守恒）。

区分额定功率与实际功率。

掌握串/并联电路中电热的分配规律。

联系生活案例（如充电宝容量、雷电能量）深化理解。