文档内容
2 电功率
第 1 讲 认识电功率
[学习目标]
1. 理解电功率的概念,知道电功率表示消耗电能的快慢;
2. 知道电功率的单位 W、kW;
3. 理解用电器的额定功率,知道额定功率是在额定电压下工作时的功率;
1.电功率:电流在__________所做的_____。
2.电功率物理意义:表示电流做功_____的物理量。
3.电功率单位:在国际单位制中,功率单位是_____(W),常用单位:_____
(kW)。
4.额定功率某灯泡上标有“PZ220V-25”字样分别表示:普通照明,__________
(用电器正常工作时的电压)220V,__________(用电器在额定电压下的功率)25W的
灯泡。
① 已知U 、P :1)可根据公式__________计算出该灯的额定电流;2)可
额 额
根据公式_____计算出该灯的电阻。
② 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小:1)当_____时,_____灯正常发
光;2)当_____时,_____灯光暗淡;3)当_____时,_____发光强烈。
③ 已知U 、P 、U ,可根据公式__________, 由该式可知,当实际电压变
额 额 实
为额定电压的_____时,实际功率就变为额定功率的_____。
④ 灯L “220V、100W”,灯L “220V、25W”相比较而言,L 灯丝_____,L
1 2 1 2
灯丝_____。
用电器两端的电压 实验电流 电功率 用电器工作情况
当U = U 时 I = I P = P ; 正常工作
实 额 实 额 实 额
当U < U 时 I < I P < P ; 会导致不能正常工作
实 额 实 额 实 额
当U > U 时 I > I P > P ; 容易损坏
实 额 实 额 实 额
一、电功率
1.定义:电流在单位时间内所做的功叫电功率。
2.物理意义:在物理学中。电功率表示电流做功的快慢。用字母 P表示。电功
率大的用电器只能说明它消耗电能快或电流做功快。并不表示电流做功的多少。
3.单位:单位是瓦特。简称瓦。符号是 W。常用单位有千瓦(kW)、毫瓦
(mW)。
4.定义式:P=W / t,再结合电功的公式 W=UIt,得出5.公式:P = UI; 推导式:P= =I2R,(含R)只适用于纯电阻电路;
6.符号、意义及单位:W—电能—焦(J);t-时间—秒(s);P电功率—瓦(W)。以
上物理量常用的配套单位分别还有千瓦时(kW•h)、小时(h)和千瓦(kW)。
7.千瓦时1(kW•h)的物理意义:1千瓦时可以看作电功率为 1kW的用电器使用
1h所消耗的电能。
二、额定电压、额定功率
1.额定电压与额定功率
① 额定电压:用电器正常工作时的电压。标注在用电器铭牌上。常用 U表示
② 额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率。标注在用电器铭牌上。
常用P表示。
③ 灯泡铭牌的意义:一只灯泡上标着“PZ22025”。其中“PZ”表示该灯泡适用
于普通照明。“220”表示该灯泡的额定电压是 220V。“25”表示该灯泡的额定功率
是25W。
2.实际电压与实际功率
① 实际电压:用电器实际工作时的电压。它可能与额定电压相等。也可能不
等。常用U实表示。
② 实际功率:用电器在实际电压下工作时的电功率。用 P实表示。由于电路
的实际电压不一定恰好等于用电器的额定电压,所以用电器实际工作时的功率不一
定等于额定功率。
③ 实际功率和额定功率的关系
2.额定功率与实际功率
知识点 内容
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
额定功率
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
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
实际功率 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
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
灯泡亮暗的比
若灯泡串联且不能正常发光,电阻大的灯泡较亮。因为灯泡越亮,它的实际
较
功率就越大,在串联电路中,由于各处电流相等,根据 P=I2R 知灯泡的电
阻越大,灯泡的实际功率越大
若灯泡是并联的且不能正常发光,电阻小的灯泡较亮。在并联电路中,由于U2
P=
R
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
知识点一:电功率的概念
【探究重点】
W W
P= t=
t P
电功率的定义式: 推导式:W=Pt ;
W
P=
t
电功率计算公式: =UI(适用于所有电路)
U2
R
对于纯电阻电路可推导出:P=I2R=
【例题精讲】
1. 下列关于电功和电功率的说法正确的是( )
A.电流做功越多,电功率越大
B.电功率越大,电流做功越快
C.电流做功时间越短,电功率越大
D.电流做同样的功,用电时间越长,电功率越大
【巩固训练】
2. 下列家用电器中,正常工作一小时耗电接近 1.2千瓦时的是( )
A.空调B.台式计算机 C.电视机 D.台灯
知识点二:额定功率与实际功率
【探究重点】
1.对某个用电器而言,其额定电压、额定功率的值只有一个,实际功率随电压
变化而变化。实际电压、实际电功率的值有无数个。
2.某灯泡上标有“PZ220V-25”字样分别表示:普通照明,额定电压(用电器正
常工作时的电压)220V,额定功率(用电器在额定电压下的功率)25W 的灯泡。
3.已知U 、P ,①可根据公式I =P /U 计算出该灯的额定电流;②可根
额 额 额 额 额
U2
R= 额
P
据公式 额 计算出该灯的电阻。
4.灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小:①当U =U 时,P =P 灯正常发
实 额 实 额
光;②当U <U 时,P <P 灯光暗淡;③当U > U 时,P >P 灯发光强烈。
实 额 实 额 实 额 实 额
【例题精讲】
3. (2022·山东临沂)一个标有“220V 1100W”的电热器,当通过它的电流为 4A
时,它的实际功率为( )。A. 176W B. 704W C. 880W D. 1100W
【巩固训练】
4. (2022·四川遂宁)傍晚用电高峰时期,小何观察到家中一只标有“220V
48.4W”的白炽灯比正常时暗。他发现灯泡内壁发黑,根据所学知识他知道造成
该现象的原因是:灯泡长时间使用后,灯丝升华变细,电阻变______,导致功率
变小;另外,用电高峰期家中实际电压低于220V,实际功率低于额定功率。他想
知道此时家中的实际电压,于是更换了一只同规格的新灯泡,关闭家中其它用电
器,让该灯单独工作100s,电能表(如图)转盘转了4转,则家中实际电压为
______V。
知识点三:电功率计算
【探究重点】
U
P =( 实 ) 2P
实 U 额
1.已知U 额 、P 额 、U 实 ,可根据公式 额 ,若用电器电阻R不变,根
U2 1 1
P=
R n n2
据 ,如果U减小为原来的 ,则P变为原来的 。
U2
R=
P
2.灯L “220 V 100 W”,灯L “220 V 25 W”,由 可知,L 灯丝
1 2 1
电阻小,L 灯丝粗短,L 灯丝细长。判断灯丝电阻口诀:“大(功率)粗短,小细长”(U
1 2 额
U2
P =I2R
P=
R
相同)。两灯串联时,由 实 ,可知灯L 亮,两灯并联时,由 可知灯L
2 1
亮。
【例题精讲】
5. 常温常压下,一台标有“220V 2000W“的电热水壶正常工作时,将质量为
1kg、初温为20℃的水烧开,需要的时间是 [假设该热水壶产生的热量
完全被水吸收,c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
【巩固训练】
6. (2021·江苏泰州市·中考真题)小明用电水壶将质量为1.8kg 的水加热升温50℃,
水吸收的热量为________J。若电水壶工作时功率为2000W,所消耗的电能全部
被水吸收,则加热这壶水需要的时间是_______秒。小明家的电能表参数如图所
示,若家中只有电水壶单独工作,则这段时间内电能表指示灯闪烁了_______
次。[c =4.2×103J/(kg·℃)]
水知识点四:电功率图像与动态电路
【探究重点】
1.注意图像含义的理解;2.注意电路动态变化的原理
【例题精讲】
7. (2021·辽宁辽宁·中考真题)如图甲,小灯泡为“6V 3W”,潜动变阻器为“?Ω
2A”。只闭合开关S 和S ,在电路安全的情况下最大范围调节阻器的滑片,绘制
1 3
了电流表示数与变阻器连入阻值关系的图象(图乙);只闭合开关S ,最大范围调
2
节变阻器的滑片,绘制了电流表与电压表示数关系的图象(图丙)该电路的电源电
压为______V;只闭合开关S 和S ,变阻器连入的最大阻值为______Ω;只闭合
1 3
开关S 时灯泡的最小功率为______W。
2
【巩固训练】
8. (2021·甘肃兰州·中考真题)如图所示,电源电压恒为6V,电流表量程为
,电压表量程为 ,定值电阻 的阻值为10Ω,滑动变阻器 的规格为“
”。闭合开关S,在确保电路安全的前提下,移动滑动变阻器的滑片
P,下列说法中正确的是( )。
A.电路消耗的最大总功率为3W;
B.电流表示数的变化范围为 ;
C.滑动变阻器 接入电路的最小阻值为2Ω;
D.电阻 消耗的最大功率为0.9W1. 小明利用电能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15min 内,消耗电能0.2kW•h,这个用电器可能是( )
A.电视机 B.电冰箱 C.电饭煲 D.收音机
2. 智能手机耗电达到一定量时,会自动提示用户采用“省电模式”,在这种模式
下,可延长电池的供电时间,其原因可能是( )
A.减小了电池的输出电流 B.增大了电池的输出电压
C.减小了电子线路的电阻 D.增大了电池的输出功率
3. 用电高峰期,会看到家里的白炽灯泡比正常发光要暗一些。这是因为,用电高峰
期并联用电器增多,造成( )
A.电路中的总电阻增大 B.电路中的总电流减小
C.白炽灯泡的实际功率减小 D.白炽灯泡的额定功率减小
4. 某电烤箱内部简化电路如图所示,R 和R 为长度和材料均相同的电热丝,铭牌上
1 2
的部分参数如表所示。该电烤箱处于低温挡时,正常工作12min所消耗的电能为
________kW⋅h,R
2
的阻值为________Ω,R
1
的横截面积比R
2
的________。
5. 小明家有额定功率均为40 W的电风扇和白炽灯,它们正常工作相同的时间,
产生的热量多。小明家还有一个“220 V 1 500 W”的电热水器,将其单独连接在
电路中,发现电能表(如图所示)上的铝盘在121 s内转了125转,电热水器消耗了
J的电能,他家的实际电压为 V。
6. 如图所示,把标有“6V,6W”字样的灯泡L接入电源电压恒为9V的电路中,为
使灯泡L正常发光,需要串联的定值电阻 R = 。
0
7. 如图所示的电路,电源电压U=4.5V 且保持不变,R1=5Ω,R2标有“50Ω
0.5A”字样的滑动变阻器,电流表的量程为0﹣0.6A,电压表的量程为0~3V,则:(1)在接入电路之前,滑动变阻器R2两端允许加载的最大电压是多少?
(2)电路的最大总功率为多少?
(3)为了保护电路,滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围是怎样的?
1. 某家用电器2h消耗的电能为2.4kW•h,该用电器可能是( )
A.挂壁式空调 B.液晶电视机 C.家用照明灯 D.电风扇
2. 在测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时。小红所观察和记录的结果如表所
示。
小灯泡两端的电压 U/V 0.5 1.0 1.5 2 2.5 3
通过小灯泡的电流 I/A 0.12 0.16 0.19 0.23 0.25 0.28
小灯泡的亮度 暗→亮 正常发光 过亮
分析实验记录,她得出了以下结论
①小灯泡的额定功率为 0.625W
②小灯泡的实际功率越大,亮度越亮
③小灯泡的电阻随两端的电压升高而增大
①小灯泡和阻值为 2Ω的定值电阻串联接在电压为 3V的电源两端时,能正常发
光
其中正确的是( )
A.只有① B.只有①② C.只有①②③ D.①②③④都正
确
3. 右图为某同学实验时所用电路,电路中电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3
V,滑动变阻器的最大阻值为50 Ω,定值电阻R 为10 Ω,电源电压为6 V且保持
0
不变,实验时操作正确并保证电路各器材安全,则在闭合开关后移动滑片P的过程
中( )
A.电流表的最大示数是0.6 A B.电压表的最小示数是1 V
C.滑动变阻器的最小功率是0.5 W D.电阻R 的最大功率是0.6 W
04. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B.两灯串联在220V的电路中,甲灯比乙灯亮
C.将乙灯接入110V的电路中,它的实际功率为 50W
D.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
5. 一学生按照图甲所示的电路图做实验。此时两表示数如图乙所示,电压表的示数
为 2 V,则电热丝电阻 Rx的阻值为 Ω.已知电热丝Rx和滑动变阻器的最
大阻值相等,滑片P在b端时,电热丝的发热功率为 Pb,滑片P在a端时,电热
丝的发热功率为 Pa,那么Pa:Pb= 。(不考虑电热丝阻值随温度的变化)
6. 小明到早餐店吃早餐,发现电能表适用的额定电压为 220V,正常运行的最大电
流值为20A,他观察到电能表示数在20min内增加了1.1kW•h.且指示灯闪烁稳
定,则店内正在使用的用电器实际功率为 W,通过电能表的电流为
A.此时店主正拿出电饼铛,准备烙饼,小明注意到电饼铛的铭牌信息如表格中
所示,于是提醒店主不要使用,小明这样做的理由是 。
额定电压 220V~
额定频率 50Hz
额定功率 1350W
7. (2021·湖北湖北·中考真题)如图甲所示电路,电源电压恒定,灯泡L标有“6V
6W” 的字样,R 为定值电阻。闭合开关,在滑片P由b端滑到a端的过程中,电
0
压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示,灯泡由较暗到正常发光,电路中的
电流变为原来的2倍。求∶
(1)小灯泡L正常工作时的电流,及小灯泡正常工作 10s消耗的电能;
(2) R 的电阻 ;
0(3)当滑片P移到某一点c时,R上消耗的功率P 与滑片移到b点时R上消耗的功率
c
P 之比为P ∶P =33∶35,且此时R上消耗的功率P 等于灯泡L和R 上消耗的总功
b c b c 0
率。求滑片P滑到c点时灯泡L的实际功率。(结果保留二位小数)
1. 右图是A、B两定值电阻的U-I图象,由图象信息可知( )
A.若将A、B两电阻串联在某电源两端,则B两端的电压大
B.若将A、B两电阻串联在某电源两端,则B的实际功率大
C.若将A、B两电阻并联在某电源两端,则通过A的电流大
D.若将A、B两电阻并联在某电源两端,则A的实际功率小
2. 如图所示为学校实验室中某电能表的表盘。
(1)该电能表示数为 kW•h.
(2)小明利用该电能表和秒表检测一只标识为“220V 10W”节能灯的额定功
率。他关闭其他用电器,将该节能灯接入220V的测量电路,设计了以下三种测量方
案:
方案一:测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用的时间 t;
方案二:测量出1min时间内电能表转盘转过的圈数n;
方案三:测量出电能表转盘转过1圈所用时间t。①若使用方案二,小明计算额定功率的关系式应该为:P= (单位:W)。
(用数字和n表示)
②比较三种方案,最可行的是方案 。
3. 电饭锅是家中常用的用电器,下表是小字家中一台电饭锅的铭牌,其内部结构
简化如图所示,其中R 和R 都是电热丝(不考虑温度对电阻的影响)
1 2
(1)电饭锅正常工作时,在加热状态下的总电流是多少?
(2)电阻R 的阻值是多少?
2
(3)一天,小宇断开家中其它用电器,只接通电饭锅且处于加热状态,发现家中标
有“220V 10(20A);3000r/kW•h”的电能表5min内转了200 圈,求电饭锅此时的实
际加热功率是多少?
额定电压 220V
频率 50Hz
额定功率 加热 880W
保温 44W
4. (2021·贵州黔东南·中考真题)如图甲是某电热水壶的电路图,铭牌如图乙。R为
加热器,温控器S是一个双金属片温控开关,当温度较低时,其处于闭合状态,加
热器加热。当水沸腾后,S会自动断开进入保温状态,从而实现了自动温度开关控
制(设加热器电阻阻值一定)。[已知:水的比热容c=4.2 103J/(kg·℃),1L=10-3m3]。
求:
(1)该电热水壶正常加热工作时,其加热器的阻值是多少?
(2)该电热水壶正常加热工作时,对加热器通电10s产生的热量是多少?
(3)将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃,水吸收的热量是多少?
(4)用如图丙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能,实际加热时。3min电
能表中间的铝质圆盘转动了24转,此时电路消耗的实际功率是多少?5. 小华家距离变压器2km,在变压器与小华家之间的两条输电线,每条输电线每千
米的电阻为0.5Ω,即0.5Ω/km,变压器加在输电线两端的电压是220V.在某一时
间段,整个线路只有小华家一台额定电压 220V、额定功率2420W的电热水器工作。
不考虑温度变化对电热水器电阻的影响。求:
(1)输电线中电流的大小
(2)热水器的实际电功率
6. 如图所示电路中,电源电压不变,小灯泡 L标有“3V 1.2W”的字样,R 、R 为
1 2
定值电阻,R =15Ω,R =30Ω.当开关S闭合,S 、S 都断开时小灯泡L正常发光
1 2 1 2
(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。求:
(1)电压表的示数;
(2)当开关S,S 闭合,S 断开时,电流表的示数;
1 2
(3)当开关S,S 、S 都闭合时,整个电路消耗的电功率。
1 2