18.2 电功率（原卷版）

第十八章 电功率 第2 节 电功率 1 能说出电功率的物理意义、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，说出用电器名牌上额定电压、额定功率所表示的含义，并能区别额定电压和实际电压、额定功率和 实际功率。 3 能说出千瓦时的来历，知道千瓦时和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。 一、电功率： 1 定义：电流在单位时间（1s）内所做的功；（或电流在1s 内所消耗的电能） 2 符号：P 3 公式： （1）定义式： P=W t （2）推导式： ①P=UI （通用公式） ② P=U 2 R （适用于纯电阻电路，一般用于并联电路） ③P=I 2 R （适用于纯电阻电路，一般用于串联电路） 4 单位： （1）国际单位：瓦特（），简称瓦；或焦每秒（/s） 1=1/s （2）常用单位：千瓦（k） 1k=1000 学习目标 1 预习导学 02 5 物理意义：表示电流做功快慢（用电器消耗电能的快慢）； 说明：20 的物理意义：电流在1 秒内做的功是20（用电器在1 秒内消耗的电能是20）； 6 概念区分： （1）电功和电功率：电功表示消耗电能的多少，电功率表示消耗电能的快慢； （2）千瓦和千瓦时：千瓦是电功率的单位，千瓦时是电功单位； （3）电能表测量的是电功，而不是电功率； 7 串联电路的电功： （1） P1 P2 =W 1 W 2 =U 1 U 2 = R1 R2 ； （2）P=P1+P2+…+P 8 并联电路的电功： （1） P1 P2 =W 1 W 2 = I1 I 2 = R2 R1 ； （2）P=P1+P2+…+P 无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功：P=P1+P2+…+P 二、额定电压、额定功率、实际电压、实际功率： 1 额定电压：用电器 正常工作 时的电压。（此时的电流叫额定电流） 2 额定功率：用电器在 额定电压 下的功率： P额=U额I 额= U 额2 R 某灯泡上标有“PZ22-25”字样分别表示： PZ：普通照明，额定电压220V，额定功率25 的灯泡。 若知该灯“正常发光”可知：该灯额定电压为220V，额定功率25， 则额定电流： I= P U = 011 ，灯丝阻值： R= U 额2 P = 1936 Ω。 3 实际功率：用电器在实际电压下的功率： 当用电器的电阻不变时： R= U 额 2 P额 = U 实 2 P实；可得： P实=（ U 实 U 额 ） 2P额 4 用电器在实际电压与额定电压时的工作情况对比： ①当U 实=U 额时，P实=P额，用电器正常工作（灯正常发光）； ②当U 实<U 额时，P实<P额，用电器不能正常工作（灯光暗淡）； ③当U 实>U 额时，P实>P额，用电器不能正常工作（灯光较亮），有时会损坏用电器； 5 灯L1“220V 100”，灯L2“220V 25”相比较而言，L1灯丝粗短，L2灯丝细长。 判断灯丝电阻口诀：“大功率：粗短，小功率：细长”（U 额相同） 两灯串联时，灯L2亮，两灯并联时，灯L1亮； 判断哪个灯亮的口诀“串小（功率）并大” （U 额 相同） 5“1 千瓦时”的规定：1k 的用电器工作1 消耗的电能。 知识点一：电功率 【探究重点】 （一）电功率计算类型 电功率计算是必考点，是初中物理重点，也是难点。命题题型有选择题、填空题、综合应用题，有时在探究 题里也涉及。各地中考每年都要出现15 分左右的电功率计算题。加大这方面复习训练的力度，掌握考题类型，应 用不同的规律各个突破。所以同学们认真学习本文将会起到画龙点睛的作用。 1 考查以电能表为素材，求解电功率的相关问题。 2 利用串并联电路特点和和欧姆定律解决与电功率有关的计算。 3 考查开关的闭合与串并联电路特点及欧姆定律应用相关的电功率极值问题。 4 考查与-U 图像相关的电功率计算。 5 以热力电综合为素材的电功率计算。6 其他情况。 （二）电功率计算公式中， 适用于所有电路电功率的计算，而推导公式 只适用于纯电 阻电路（电能全部转化为内能的电路）。 （三）用电功率公式求电功率： ，主要适用于已知t、和求功率的情况。式中t 为用电器单独工作的时间， 为用电器单独工作t 时间内电能表转盘转过的转数，为电能表铭牌上每消耗1 千瓦时电能表转盘转过的转数。在 计算过程中特别要注意单位的统一。 【例题精讲】（2023•济南）商场中，卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说：微波炉很省电，用一次花 不了多少电费；顾客说：我觉得微波炉很费电，我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看，售货员 所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时（ ） ．消耗较少的电能，消耗较多的电能 探究提升 03 B．电功率较小，电功率较大 ．电功率较小，消耗较多的电能 D．消耗较少的电能，电功率较大 【巩固训练】（2023•宿迁）小明在课后实践活动中做了如下记录，其中符合实际的是（ ） ．室里课桌的高度约80m B．人体感觉舒适的气温约37℃ ．物理课本的质量约1kg D．挂壁式空调的电功率约100 知识点二：额定功率和实际功率 【探究重点】电压与电功率问题 1．用电器正常工作的电压叫做额定电压。 2．用电器在额定电压下的功率叫做额定功率。 3．实际加在用电器两端的电压叫做实际电压。 4．用电器在实际电压下的功率叫做实际功率。 5 若用 U0表示灯泡的额定电压，若用 P0表示灯泡的额定功率； 若用 U 表示灯泡的实际电压，若用 P 表示灯泡的 实际功率。则： 当U > U0时，则P > P0 ；灯很亮，易烧坏。 当U < U0时，则P < P0 ；灯很暗， 当U = U0时，则P = P0 ；正常发光。 用电器两端的电压 电功率 用电器的工作情况 U 实=U 额 P 实=P 额 正常工作 U 实>U 额 P 实>P 额 容易损坏用电器 U 实<U 额 P 实<P 额 不能正常工作 6 额定功率与实际功率的比较 知识点 内容 额定功率 用电器正常工作时的电压，即用电器上标明的电压值就是额定电压；用电器在额 定电压下正常工作时的功率，即用电器上标明的功率就是额定功率。 实际功率 用电器实际工作时的电压叫实际电压，它可能与额定电压相等，也可能比额定电 压大或者小；用电器在实际电压下的功率叫做实际功率，它可能与额定功率相 等，也可能比额定功率大或者小。 灯泡亮暗的比较若灯泡都能正常发光，则额定功率大的比较亮，因为灯泡在各自的额定电压下工 作时，实际功率等于额定功率。额定功率大的灯泡，实际功率就大，灯泡就亮。 若灯泡串联，电阻大的灯泡较亮。因为灯泡越亮，它的实际功率就越大，在串联 电路中，由于各处电流相等，根据P=2R 知灯泡的电阻越大，灯泡的实际功率越 大 若灯泡是并联，电阻小的灯泡较亮。在并联电路中，由于各支路两端的电压相 等，根据 ，灯泡的电阻越小，灯泡的 实际功率就越大，灯泡就越亮 【例题精讲】（2023•广西）小明发现家里的白炽灯突然变亮，主要原因可能是白炽灯的（ ） ．额定电压变大 B．实际电压变大 ．额定功率变小 D．实际电压变小 【巩固训练】（2023•临沂）将一只“6V 3”的小灯泡（忽略温度影响）与一个阻值为12Ω 的电阻串联后接到12V 的电源上，闭合开关后，小灯泡的实际功率（ ） ．大于3 B．等于3 ．小于3 D．无法确定 1．（2023•石峰区模拟）下列家用电器中，功率最接近15k 的是（ ） ． 台灯 B． 液晶电视 ． 笔记本电脑 D． 空调 2．（2023•姑苏区校级二模）如图1 所示，电源电压不变，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片P，使其从最右端向 左滑动，直到灯泡L 正常发光时停止滑动，电流表示数与两电压表示数的关系如图2 所示，下列思路点拨正确 强化训练 040 的是（ ） ．移动滑动变阻器滑片的过程中，滑动变阻器阻值的变化范围是5～75Ω B．移动滑动变阻器滑片的过程中，电压表V1示数的变化范围是1～6V ．电源电压是8V D．灯泡L 正常发光时的功率是56 3．（2023•临沂一模）如图是电阻甲和乙的﹣U 图象，将它们串联在3V 的电源上，则（ ） ．乙的阻值为04Ω B．电路的总电阻为3Ω ．电路的电流为05 D．电路的总功率为12 4．（2023•嘉禾县校级三模）灯泡L1（标有“6V 6”）和灯泡L2（标有“6V 3”）的电流随两端电压变化的关系曲 线如图甲所示。现将其分别与不同的电源连接成如图乙、丙所示的电路，其中图乙中电源电压为U＝3V，图丙 中 恰 好 有 一 盏 灯 正 常 发 光 。 以 下 结 果 正 确 的 是 （ ） ．图乙中电流表示数为075 B．图乙中灯泡L2的实际功率为3 ．图丙中电压表示数为6V D．图丙中电路消耗的总功率约为4 5．（2023•惠城区二模）如图所示的电路，闭合开关S 后发现L2比L1亮，下列有关L1、L2的物理量关系正确的是 （ ） ．R1＜R2 P1＜P2 B．R1＞R2 P1＞P2 ．R1＜R2 P1＞P2 D．R1＞R2 P1＜P2 6．（2023•无锡二模）如图甲所示电路中，电源电压不变，电流表的量程为0～06，电压表的量程为0～15V，灯 泡L 的额定电压为4V。第一次只闭合开关S、S1，滑片P 从端移到b 端，图乙是滑动变阻器功率与电压表示数 的关系图象；第二次只闭合开关S、S2，保证电路中所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P，图丙是 在安全的前提下通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系图象。则下列说法正确的是（ ） ．定值电阻R0的阻值为20Ω B．电源电压为10V ．只闭合开关S、S2，电路的最大总功率是24 D．只闭合开关S、S2，为保证电路安全，滑动变阻器移动的阻值范围为10～50Ω 7．（2023•广州二模）如图所示电路中，灯泡L1标有“6V 3”L2标有“3V 3”，假设灯泡电阻随温度变化。将开关S 闭合，两灯均发光。下列说法正确的是（ ） ．灯L1和灯L2的亮度相同 B．通过点的电流大于通过B 点的电流 ．灯L1和L2实际电功率之比为4：1 D．为保证两灯不被损坏，电路两端允许加的最大电压为9V 8．（2023•高港区模拟）如图所示，把标有“6V 3”的小灯泡与最大阻值为100Ω 的滑动变阻器连接在电源电压恒 为18V 的电路中，不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关，为了保证电路安全，下列说法正确的是（ ） ．电路的总功率最大为108 B．小灯泡的电功率最小为075 ．滑动变阻器允许调节的范围是24～100Ω D．滑动变阻器滑片向左滑动的过程中，电流表示数变大，电压表示数变大 9．（2023•江岸区模拟）如图所示电源电压U 保持不变，滑动变阻器的规格为“20Ω 1”。当闭合S1、断开S2、S3 时，将滑片置于最上端，电流表的示数为1，定值电阻R1 的电功率为P1，滑动变阻器的电功率为P；当闭合 S1、S2、S3时，将滑片置于最下端，此时电流表的示数为2，R1的电功率为P1′，R3的电功率为P2；当闭合S3、 断开S1、S2时，将滑片置于最下端，此时电路中的电流为01，R3的电功率为P2′。已知1：2＝1：4，P1：P1′＝ 1：9，P＝08。下列结果不正确的是（ ） ．U＝6V B．1＝02 ．R3＝30Ω D．P2：P2′＝2：1 10．（2023•孟州市模拟）如图甲所示，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P 从最右端滑至灯泡L 正常发光的位置， 在此过程中，电流表示数与两只电压表示数的关系如图乙所示，如下说法错误的是（ ） ．灯泡的额定电压是9V B．灯泡的额定功率是56 ．滑动变阻器的最大阻值是45Ω D．电路的最大功率为8 1．（2023•泰州）如图所示为模拟调光灯电路，电源电压恒为9V，滑动变阻器R 标有“20Ω 1”的字样，电流表选 用“0～06”的量程，当滑片P 移至中点时，小灯泡恰好正常发光。已知小灯泡上标有“3V 09”字样（忽略温度 对灯丝电阻的影响）。为保证电路安全，下列选项正确的是（ ） ．滑动变阻器阻值的变化范围为5～20Ω B．定值电阻的阻值为20Ω ．电流表示数变化的范围为0225～03 D．小灯泡的最小功率为0675 2．（2023•深圳）已知R1＝2Ω，R2＝3Ω，某同学分别按照图甲和图乙两种方式将电阻连接在一起，则（ ） ．图甲中R1与R2的电流比1：2＝2：3 B．图乙中R1与R2的电压比U1：U2＝3：2 ．图甲与图乙的总功率比P1：P2＝6：25 D．图甲与图乙的总功率比P1：P2＝25：6 3．（2023•济宁）如图是灯泡L 的﹣U 图像。结合图像思路点拨，下列选项正确的是（ ） ．通过灯泡L 的电流与其两端的电压成正比 B．当通过灯泡L 的电流为03 时，其实际功率为072 ．将两个完全相同的灯泡L 串联在24V 的电源两端，电路的总功率为024 D．将灯泡L 和18Ω 的定值电阻并联在36V 的电源两端，电路的总电阻为6Ω 4．（2023•遂宁）如图甲所示电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，滑动变阻器R2铭牌上标有“120Ω 08”的字样， 电流表量程0～06，电压表量程0～15V。在保证电路安全的前提下，移动滑动变阻器滑片，经测量思路点拨， 得出R2的电功率P 与其两端电压U 的关系如图乙。则下列说法正确的是（ ） ．电源电压为16V B．R1的阻值为25Ω ．电路总功率的最大变化量为108 D．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω～100Ω 5．（2023•丹东）小潘家的电能表上标着“3000revs/（k•）”。他将家里台式电脑单独接入电路，工作3m，电能 表转盘转了30 转，台式电脑消耗的电能为 ，电功率为 。 6．（2023•吉林）如图是某电饭锅内部电路简图。S 断开时，电路中的电流是05，通电1m 后，电路中消耗的电能 是 ；S 闭合后，电路中消耗的总功率将 。 7．（2023•赤峰）如图所示，电源电压保持不变，R2＝30Ω，R3＝10Ω。当闭合开关S，断开开关S1、S2时，电压 表的示数为4V，电流表示数为02，则电源电压为 V；当开关S、S1、S2都闭合时，则电路消耗的总功率为 。 8．（2023•天津）某节能灯标有“220V 22”字样，当它正常工作时，电功率为 ，通过它的电流为 。 9．（2023•凉山州）如图甲，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b 点滑到点过程中，两个电压表 示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。则该过程中电路的总功率最大值为 。 10．（2023•重庆）如图所示的电路，电源电压恒为6V，白炽灯泡L1 标有“5V，025”，白炽灯泡L2 标有“6V， 3”，R 的阻值为10Ω。忽略温度对灯丝电阻的影响，只闭合开关S1时，灯泡 更亮；只闭合开关S2时，R 的 功率为 。