物理考点：电功、电热、电功率

【知识梳理】

1.电功

（1）定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功.

（2）公式：W=qU=IUt（适用于任何电路）.

2.电功率

（1）定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢.

3.焦耳定律

（1）电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比.

（2）计算式：Q=I2Rt.

（3）非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有W＞Q.电功只能用公式W=UIt来计算，焦耳热只能用公式Q=I2Rt来计算.对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用.

4.热功率

（1）定义：单位时间内的发热量.

【例题与变式】

例题.在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路.当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.5V.重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为1A和14V.则这台电动机正常运转时输出功率以及一分钟内产生的热量分别为（　）.

A.14W,220J　B.12W,220J

C.11W,180J　D.9W,180J

变式.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机内电阻r=0.8Ω，电路中另一电阻R=10Ω，直流电压U=160V，电压表示数UV=110V.试求：

（1）通过电动机的电流；

（2）输入电动机的电功率；

（3）若电动机以v=1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量.（g取10m/s2）

【高考对接】(www.xing528.com)

1.（2015·安徽高考）如图所示，一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为（　）.

2.（2015·浙江理综）下列说法正确的是（　）.

A.电流通过导体的热功率与电流大小成正比

B.力对物体所做的功与力的作用时间成正比

C.电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比

D.弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比

练　习

1.如图所示，a、b、c为不同材料做成的电阻，b与a的长度相等，横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等，长度是a的两倍.当开关闭合后，3个理想电压表的示数关系是U1∶U2∶U3=1∶1∶2.关于3种材料的电阻率ρa、ρb、ρc，下列说法正确的是（　）.

A.ρa是ρb的2倍　B.ρa是ρc的2倍C.ρb是ρc的2倍　D.ρc是ρa的2倍

2.如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8V，乙电路两端的电压为16V.调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，则下列关系正确的是（　）.

A.P甲＜P乙B.P甲＞P乙C.P1＞P2D.P1=P2

3.（多选）在如图所示的电路中，输入电压U恒为8V，灯泡L上标有“3V　6W”字样，电动机线圈的电阻RM=1Ω.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是（　）.　

A.电动机的输入电压是5V

B.流过电动机的电流是2A

C.电动机的效率是80%

D.整个电路消耗的电功率是10W

4.如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉，恒定电压U=12V，电解槽内阻rA=2Ω.当S1闭合，S2、S3断开时，Ⓐ示数为6A；当S2闭合，S1、S3断开时，Ⓐ示数为5A，且电动机输出功率为35W；当S3闭合，S1、S2断开时，Ⓐ示数为4A.求：

（1）电炉的电阻及发热功率；

（2）电动机的内阻；

（3）在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少.