18.2 电功率（考点解读）（原卷版）

182 电功率（考点解读）（原卷版） 1、电功率的概念 （1）定义：电流单位时间内所做的功。 （2）物理意义：表示电流做功快慢的物理量，用字母P 表示，灯泡的亮度取决于灯泡的 实 际功率大小。 （3）国际单位：瓦特（）；常用单位：千瓦（ k ） 。 （4）电功与电功率的区别：用电器消耗电能的多少为电功，而消耗电能的快慢叫电功率。 电功电功率的比较如下表所示。 物理量 物理意义 定义 公式 单位 测量 电功（） 表示用电器消 耗电能的多少 电流做功的多 少 =Pt =Ut 焦耳 千瓦时 （度） 电能表 电功率 （P） 表示电流做功 的快慢 单位时间内电 流所做的功 P=U 瓦特 千瓦 用电压表、电流测 量 2、额定电压、额定功率、实际电压、实际功率 （1）定义： ①用电器正常工作时的电压叫额定电压；用电器在额定电压下的功率叫额定功率； ②用电器实际工作时的电压叫实际电压；用电器在实际电压下的功率叫实际功率。 （2）方法点拨 ①灯泡铭牌的意义：例如“PZ220-40”，其中PZ 表示该灯泡适用于普通照明电路，220 表示该灯泡的额定电压是220V，40 表示该灯泡的额定功率是40； ②灯泡的亮度取决于实际功率，如果实际功率相等，则亮度相同； ③额定功率是唯一的、确定的，不随实际工作电压而改变；实际功率是不确定的，随实际 电压而改变； ④用电器只有在额定电压下才能正常工作。 3、电功率与电能、时间的关系 （1）电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1 秒钟内消耗电能的多少，因此，用 所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式 。 （2）公式在使用时单位要统一，有两种可用：①电功率用瓦（），电能用焦耳（），时 间用秒（ s ） ；②电功率用千瓦（ k ） ，电能用千瓦时（ k• 度） ，时间用小时（）。 4、电功率与电压、电流的关系 （1）在电压相等的情况下，通过灯泡的电流越大，灯泡消耗的电功率越大； （2）在电流相同的情况，电功率的大小与电压的大小有关，且与电压成正比； （3）在电压相同的情况，电功率的大小与电流的大小有关，且与电流成正比。 5、电功率的计算 （1）定义式：P=U．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是 电功率的普适公式，适用于所有的用电器。 P 表示电功率，单位是；U 表示某段电路两端的电压，单位是V；表示通过这段电路的电 流，单位是 （2）导出式：P=2R， ,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为 内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。 ※解题方法点拨: （1）分析比较用电器的电功率： 首先考虑公式P=U 分析，如果不好使，可以考虑： ①对于串联电路，因为电流到处相等，用P=2R 较为利便； 串联电路中电功率与电压、电阻的关系：串联电路： （电功率之比等于它 们所对应的电压、电阻之比） ②对于并联电路，因为各并联电路两端电压相等，用 较为利便。并联电路中电功 率与电流、电阻的关系： （电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它 们所对应电阻的反比） （2）计算用电器的电功率：计算每个用电器的电功率，无论串联、并联电路，都可以用 P=2R 计算，也都可以用 计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。 【考点1 电功率的概念】 【典例1-1】（2022 秋•会同县期末）小伟利用电能表和秒表测某家用电器的电功率，当电 路中只有这个用电器工作时，测得在15m 内消耗的电能为05k•，则这个用电器可能是（ ） ．节能灯 B．洗衣机 ．电视机 D．空调机 【典例1-2】（2022 秋•柳州期末）智能手机设置了自动调节屏幕亮度的功能后，处于光照 比较强的环境时，屏幕会变亮，此时经过手机屏幕的电流 ，消耗的电功率 。 （选填“变大”、“变小”或“不变”） 【变式1-1】（2022 秋•通道县期末）图中的几种用电器正常使用时功率最接近250 的是（ ） ． 家庭电扇 B． 自动洗衣机 ． 台灯 D． 电饭锅 【变式1-2】（2022 秋•涟水县期末）央视春晚，岳云鹏和孙越的相声《妙言趣语》中，小 岳岳说，“瓦片的瓦，里面一个千万的千，这个字念‘千瓦’。”友第一时间翻了家里 的《新华字典》，结果还真有如图所示的“瓩”，念两个音“千瓦”，它是电学里 （选填“电功”或“电功率”）的单位，表示电流做功 （选填“快慢”或“多 少”）的物理量。 【考点2 额定电压、额定功率、实际电压、实际功率】 【典例2-1】（2023•天府新区模拟）以下用电器中，能直接在220V 电压下正常工作的是（ ） ．电子手表 B．电子体温计 ．电视机遥控器 D．电视机 【典例2-2】（2022 秋•汉寿县期末）把标有“220V 40”和“220V 15”的甲、乙两盏灯串联 接在220V 电压下，则下列分析正确的是（ ） ．两盏灯的总功率等于55 B．两盏灯的总功率大于15 ．甲灯消耗的电能少于乙灯消耗的电能 D．乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率 【典例2-3】（2022 秋•费县期末）有甲、乙两只灯泡分别标有“220V 40”和“110V 50”字 样，当它们正常发光时 （填“甲灯较亮”、“乙灯较亮”、“一样亮”或“无 法判断”）；小明养成随手关灯的良好习惯，当他关掉家中不用的电灯后，家中电路的 总电阻 （填“变大”、“变小”或“不变”）。 【变式2-1】（2023•岳阳一模）如图所示，闭合开关S，两灯泡均正常发光，则两灯泡一 定具有相同的（ ） ．实际功率 B．额定电压 ．额定功率 D．电阻 【变式2-2】（2022 秋•大连期末）一个标有“20V 12”的电热器，当通过它的电流为05 时， 它的实际功率（ ） ．小于12 B．等于12 ．大于12 D．条件不足，无法判断 【变式2-3】（2022 秋•曲阜市期末）两只灯泡额定电压都是220V，额定功率分别是100 和 40，但灯泡上的铭牌标识都模糊不清，为了区别两灯，小明进行以下操作：先观察灯丝， 灯丝细的是 的；再将两灯串联在家庭电路中，发光较亮的是 的（两空均选 填“40”或“100”）。 【考点3 电功率与电能、时间的关系】 【典例3-1】（2022 秋•山西期末）小亮新买了一款手机，他通过说明书了解到手机电池的 规格为“5V 4000m•”，为了测试充电器的充电速度，他在电池电量剩余30%时，立刻插 上最大功率为40 的充电器，直到电量充满，则这次给手机充电的最短时间为（ ） ．02 B．035 ．05 D．067 【典例3-2】（2022 秋•郑州期末）如图所示，这是人们利用充电桩给电动汽车充电时的情 景，充电过程中，将 能转化为 能。已知该充电桩的充电功率为7k，电动汽 车的蓄电池容量为42k•，则在电池电量用尽的情况下，充满电需要 。 【变式3-1】（2023•莆田一模）智能手机在生活中应用越来越频繁，当手机“电量”所剩 无几时，我们可以采用“省电模式”来延长使用时间，这是通过哪种方式实现的（ ） ．减小电功率 B．增加电池电压 ．降低散热能力 D．给电池充电 【变式3-2】（2022 秋•磁县期末）小明同学看见爸爸的手机锂电池上面标明“电压为 37V，容量为1100m•”，则它充满电后存储的电能为 ；手机电池充电过程中将 能转化成 能；智能手机在频繁的使用时会导致它的电能消耗很快，当手机“电 量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，这是通过 （选填“增大”或“减小”）总功率的方式实现的。 【考点4 电功率与电压、电流的关系】 【典例4-1】（2023•长春二模）按如图连接电路，闭合开关，观察到灯L1 比L2 亮。灯 L1、L2 的电流、电压和电阻分别记为1、2、U1、U2、R1、R2，下列说法正确的是（ ） ．1＞2 B．R1＜R2 ．U1＞U2 D．U1＝U2 【典例4-2】（2022 秋•庐阳区期末）如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L1 标有 “3V 12”、灯L2 标有“3V 09”字样。先只闭合开关S1，灯L1 正常发光；再闭合开关 S2，电流表应选择 （选填“0～06”或“0～3”）的量程。 【变式4-1】（2022 秋•云州区期末）为了保护同学们的视力，学校室里用如图所示的规格 为“220V 22”的LED 护眼灯更换日光灯。下列说法错误的是（ ） ．制成LED 护眼灯的主要材料是半导体 B．正常工作时，通过每盏LED 护眼灯的电流是01 ．学校中同时工作的用电器越多，电路的总电阻越大 D．LED 护眼灯发光更明亮的原因是它将电能大部分转化为光能 【变式4-2】（2022 秋•泗洪县期末）分别标有“220V 40”“36V 40”字样的甲、乙两盏白炽 灯，当它们正常发光时，通过它们的电流甲 乙，两灯的电阻R 甲 R 乙。（选填 “＞”、“＝”或“＜”） 【考点5 电功率的计算】 【典例5-1】（2022 秋•会同县期末）如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变，R2＝ 40Ω，通过R1的电流随它两端电压变化关系如图乙所示，则下列计算不正确的（ ） ．R1的阻值大小是20Ω B．当S1、S2、S3均闭合时，电流表的示数为06，则通过电阻R2的电流时02 ．当S1、S2、S3均闭合时，电流表的示数为06，则电源电压是6V D．当S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为016，则R3消耗的功率是0256 【典例5-2】（2022 秋•西华县期末）小灯泡的﹣U 图像如图甲所示，将它与定值电阻R 并 联，如图乙所示，闭合开关S1，电流表的示数为02；再闭合开关S2，电流表的示数为 045。则电源电压为 V；定值电阻的阻值为 Ω；此时小灯泡的电功率为 。 【典例5-3】（2022 秋•邹城市期末）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动 变阻器的滑片P 从b 端滑到端。电压表示数U 与电流表示数的变化关系如图乙所示。求： （1）电源电压； （2）定值电阻R 的阻值； （3）电路的最小总功率。 【变式5-1】（2022 秋•肇源县期末）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值 电阻，R 为滑动变阻器。闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关 系的图像如图乙所示。则下列分析正确的是（ ） ①电源电压为8V ②滑动变阻器的最大阻值是20Ω ③滑动变阻器消耗的电功率最大时，变阻器的阻值是20Ω ④整个电路消耗的最大电功率为144 ．只有①③ B．只有①④ ．只有②③ D．只有②④ 【变式5-2】（2022 秋•枣阳市期末）某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如 图所示，电源电压恒为6V，电流表、电压表的量程分别为“0～06”“0～3V”，滑动变阻 器的规格为“20Ω 2”，灯泡标有“3V 09”字样（忽略灯丝电阻变化），在实验中为保证 所有元件安全，电流表示数的变化范围是 ，滑动变阻器消耗的功率变化范围 是 。 【变式5-3】（2022 秋•永川区期末）如图所示，灯泡L 标有“25V，05”字样（不考虑灯丝 电阻的变化），滑动变阻器R2标有“50Ω，1”字样，电压表的量程为0～3V，电流表的 量程为0～06。当闭合开关S1、断开开关S2 时，灯泡正常发光，通电100s 电流通过定 值电阻R1 所做的功为250。当闭合开关S2、断开开关S1 时，在保证电表不超量程的情 况下，定值电阻R1消耗的电功率为P1。求： （1）灯泡L 的额定功率； （2）电源电压； （3）电阻R1的电功率P1的变化范围。 一、选择题。 1．（2022 秋•庄河市期末）下列生活中常见的电流、电压、电功率值最接近实际的是（ ） ．家用电冰箱的电流约1 B．手机电池电压约37V ．手电筒中的电流约200 D．液晶电视机的功率约为05 2．（2022 秋•淄博期末）一位电视台记者在报道某工厂上半年共节电5000k•的时候，手举 一只理发用的电吹风说：“我这只电吹风是500 的，也就是05k，这个厂节省的电力可 以开动10000 个这样的电吹风。”这位记者的报道中混淆了两个重要的电学概念，这两 个概念是电能和（ ） ．电流 B．电阻 ．电功率 D．电功 3．（2022 秋•高阳县校级期末）某电视机的额定功率是200，那么1k•的电能可以使它正常 工作（ ） ．005 B．02 ．5 D．200 4．（2022 秋•海珠区期末）如图所示的电路，当闭合开关后，小灯泡L1、L2均可发光，它 们的实际功率分别为P1、P2，P1＞P2。此时（ ） ．电压表V1的示数等于电压表V2的示数 B．若L2灯丝烧断，电压表V1、V2均几乎没有示数 ．若L2灯丝烧断，则电压表V2几乎没有示数，V1有示数 D．若一导线接在L2两端，则电压表V2几乎没有示数，V1有示数 5．（2022 秋•宿迁期末）宿迁市在创建文明典范城市过程中，需要我们共同关注环境。某 校兴趣小组为了检测空气质量指数，设计了甲图所示的检测电路。R 为气敏电阻，其电 阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示，已知电源电压6V 保持不变，R0＝10Ω， 当电压表示数为3V 时，下列说法错误的是（ ） ．气敏电阻R 的电阻为10Ω B．通过R 的电流为03 ．此时空气质量指数为25 D．电阻R 的电功率为12 6．（2022 秋•沙坪坝区校级期末）如图，电源电压恒定，小灯泡L 标有“4V 16”字样（灯 泡电阻不变），电流表的量程为0～06，电压表的量程均为0～15V，电阻均匀分布的滑 动变阻器R2标有字样“30Ω 1”。闭合S1、S2，断开S3，将滑动变阻器R2的滑片P2调到 最下端，滑动变阻器R1的滑片P1从最左端移至中点时，电压表V1的的示数为15V。闭 合S3，断开S1、S2，当滑动变阻器R2 的滑片从下往上移动总长度的六分之五时，小灯 泡正常发光。则在电路安全的前提下，下列说法正确的是（ ） ①电源电压为6V ②滑动变阻器R1的最大阻值为90Ω ③闭合S3，断开S1、S2时，R2功率的变化范围为0675～09 ④闭合S3，断开S1、S2时，电路总功率的变化范围为12～24 ．①② B．①③ ．①③④ D．②③④ 7．（2022 秋•青山区期末）（多选）小明用如图甲所示的电路来测量额定电压为25V 的小 灯泡的电功率，电源电压恒为45V，小明从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记 录数据，测得小灯泡的U﹣图象如图乙所示。下列计算结果正确的是（ ） ．小灯泡的额定功率为1 B．小灯泡正常工作时的电阻为5Ω ．滑动变阻器的最大阻值为20Ω D．电路消耗的最小功率为045 8．（2022 秋•环江县期末）（多选）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R1为定值电阻。 电流表的量程为“0～06”，电压表的量程为“0～15V”，滑动变阻器R2 的最大阻值为 80Ω。在保证电路元件安全的情况下，小心移动滑片，R2消耗的电功率P 与电压表示数 U 的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ） ．定值电阻R1的阻值为20Ω B．电压表的最小示数为12V ．电路消耗总功率的最大值为9 D．R2消耗功率的最大变化量为27 二、填空题。 9．（2022 秋•萧县校级期末）某电热水器的电功率为2000，其物理意义是 。 10．（2022 秋•项城市期末）有一盏标有“220V，25”的白炽灯，若把它接入110V 的电路 上，它的实际功率 （选填“大于”“小于”或“等于”）25，此时的灯泡 （选填“能”或“不能”）正常发光。 11．（2022 秋•高邮市期末）小明用两只灯泡做实验，灯甲标有“6V 6”，灯乙标有“3V 6”，把它们串联在同一电路中保证其中一个灯泡正常工作，则电路两端允许的最高电压 是 V；两灯消耗的总功率为 ：把它们并联在同一电路中保证其中一个灯泡正常工 作，则电路干路中允许经过的最大的电流是 。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。 三、计算题。 12．（2022 秋•珙县期末）如图所示，电源电压为18V，R0 为定值电阻，R 为滑动变阻器， 电流表量程为“0～06”，电压表量程为“0～15V”。闭合开关S，移动滑片，当滑片移 至滑动变阻器中点时，电流表的示数为036，电压表的示数为36V。 （1）求R0的阻值； （2）求滑动变阻器的最大阻值； （3）在保证电路安全的情况下，求电路消耗的最大功率。 13．（2022 秋•会同县期末）如图所示电路中，电源两端电压为U，且保持不变。R1、R2 和R3 为三个定值电阻，已知R1＝5Ω。当只闭合开关S2 时，电流表的示数为03，电路 消耗的总功率为P；当三个开关都闭合时，电流表的示数变化了195，电路消耗的总功 率为P′；当只断开开关S1时，电流表的示数为045，电路消耗的总功率为P″。试求： （1）电源电压U； （2）电阻R2和R3 （3）总功率P″； （4）P：P′。 14．（2022 秋•天心区期末）如图所示，电源电压U 保持不变，滑动变阻器R0标有“90Ω 08”字样，灯泡R3的铭牌标有“6V 36”字样（不考虑温度对灯泡电阻的影响），当开关 S1 闭合、S2 和S3 断开，滑动变阻器的滑片距离左端三分之一的位置时，R1 的功率是 P1；当开关S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，R1的功率是P1′；当开 关S2闭合、S1和S3断开，滑动变阻器的滑片在最左端时，通过灯泡的电流为05。已知 R2：R3＝8：5，P1：P1′＝1：16，电流表的量程为0～3，电压表V 的量程为0～15V。求： （1）小灯泡正常工作时的电流； （2）电源电压； （3）只闭合开关S3，断开S1、S2，为保证电路安全，求滑动变阻器的取值范围； （4）只闭合开关S1，断开S2、S3，当滑动变阻器的电功率为72 时，求电压表的示数。