初中物理 电功和电功率概念复习加强

电功和电功率概念复习加强模块一电功一、知识点1．电功电流通过某段电路所做的功叫做电功，用W表示．2．电功的计算W UIt＝，变形公式2UW tR＝和2W I Rt＝只适合于纯电阻电路．3．电功单位的转换61kW h 3.610Jg度＝1＝二、例题精讲【例1】★家庭电路中，直接测量电能的仪器是( )A．电流表B．电压表C．电能表D．滑动变阻器【测试题】用下列哪个器材可以作为消耗电能收取电费的依据()A．电流表B．电压表C．电能表D．测电笔【例2】★关于电功，下列说法正确的是()A．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能B．电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能量的多少C．通过导体的电流越大，电流做的功一定越多D．电流做了多少功，就相当于有多少形式的电能转化为其他形式的能【测试题】关于电功，下列说法正确的是()A．电流做功的过程，就是将电能转化为内能的过程B．电功是衡量电流做功快慢的物理量C．电功的常用单位是kW•hD．电能表只能用两次读数的“差”计算电功模块二电功率一、知识点1．电功率反应电流做功快慢的物理量。

电功率大，表示做功快．2．电功率的计算①WPt＝，P为用电器的功率，单位为瓦特(W)，W为t s内电器消耗的电能；②P UI＝，电功率的大小由电路两端的电压U和通过的电流I的乘积决定；③2UPR＝，2P I R＝，只适用于纯电阻电路．3．电功率的单位①国际制单位是瓦特，简称瓦，符号是W．②常用单位是千瓦(kW)，l千瓦＝1000瓦，1W＝1J/s 表示电流在1s内消耗的电能是1J．二、例题精讲【例3】★★甲、乙两个电阻的U－I图线如图所示，若把两个电阻串联接在同一电路中，下列说法正确的是()0.51.01.52.02.53.00.10.20.30.40.50.6U /V I /A甲乙A ． 甲的电阻值小于乙的电阻值B ． 通过甲、乙两个电阻的电流之比是2：1C ． 甲、乙两个电阻两端电压之比是2：1D ． 甲、乙两个电阻的电功率之比是1：4【测试题】下列各种情况中，哪个导体两端的电压是1V( ) A ． 导体的电阻是2Ω，通过导体的电流是2A B ． 导体的电阻是2Ω，导体消耗的电功率是0.5W C ． 通过导体的电流是1A ，通电1min ，电流做功是1J D ． 通过导体的电流是0.25A ，导体消耗的电功率是4W1J1V1A60s60＝，故C选项不符合题意；D、通过导体的电流是0.25A，导体消耗的电功率是4W，导体两端的电压U＝4V0.25API＝＝16V，故D选项不符合题意．答案：B模块三额定功率一、知识点额定电压：用电器正常工作时的电压叫做额定电压，用U额表示．额定电流：用电器额定电压下正常工作时的电流，用I额表示．额定功率：用电器在额定电压下的功率叫做额定功率，用P额表示(P额＝U额•I额)．二、例题精讲【例4】★★小灯泡L1和L2上都标有“3V”字样，其灯丝电阻分别为R1和R2，它们的电流随电压变化关系如图所示．有()A．L1的额定功率为0.36WB．L2的阻值R2为0.72ΩC．若把小灯泡L1和L2并联在电源电压为2V的电路中工作，则小灯泡L2的实际功率是0.12WD．若把小灯泡L1和L2串联在电源电压为3V的电路中工作，则小灯泡L1的实际功率是0.16W考点：电功率的计算；欧姆定律的应用．解析：A、由图像知：在额定电压为3V时，通过灯泡L1的电流为0.12A，所以灯泡L1的额定功率为P1＝U额I1＝3V×0.12A＝0.36W．此选项正确；B、由图像知：在额定电压为3V时，通过灯泡L2的电流为0.24A，所以灯泡L2的阻值为R2＝23V0.24AUI额＝＝12.5Ω．此选项错误；C、由图像知：在实际电压为2V时，通过灯泡L2的电流为0.16A，所以灯泡L2的实际功率为P2实＝U2实I2实＝2V×0.16A＝0.32W．此选项错误；D、灯泡L1的阻值为R1＝13V0.12AUI额额＝＝25Ω，串联电路的总电阻为R＝R1＋R2＝25Ω＋12.5Ω＝37.5Ω；电路电流为I串＝3V37.5ΩUR＝＝0.08A，灯泡L1的实际功率为P1实＝I串2R1＝(0.08A)2×25Ω＝0.16W．此选项正确．答案：A D【测试题】某同学把标有“8V 16W”的灯泡L1和“12V 36W”的灯泡L2串联在电路中，闭合开关后，其中一只灯泡能正常发光，另一只没有达到额定电压．由此可知电源电压为_______V，此时L1的实际功率_______ L2的实际功率(选填“大于”或“等于”或“小于”)．考点：电功率的计算；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律的应用．解析：由P＝2UR可得，两灯泡的电阻分别为：R1＝()22118V16WUP＝＝4Ω，R2＝()222212V36WUP＝＝4Ω，根据串联电路电阻的分压特点可知，两只灯泡电阻相同时，分得的电压相等；所以L1正常发光，U1＝8V，L2没有到达额定功率，U2＝U1＝8V，(电阻相同，分得的电压相同)∵串联电路中总电压等于各分电压之和，∴电源电压U＝U1＋U2＝8V＋8V＝16V，∵串联电路中各处的电流相等，∴L1的实际功率等于L2的实际功率．答案：16；等于．【例5】★★有一种亮度可以调节的小台灯，其电路图如图甲所示．电源电压为15V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示，灯泡L的额定电压为12V．则灯泡L的额定功率为____ W；调节滑动变阻器R，使灯泡L的功率为3.6W，此时滑动变阻器R连入电路的阻值为______Ω．考点：电功率的计算；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律的应用；额定功率．解析：灯泡L的额定功率P额＝U额I额＝12V×0.8A＝9.6W；当灯泡L的功率为3.6W时，根据图像可知，灯两端的电压为6V，通过的电流为0.6A，灯与变阻器串联，各处电流相等，通过变阻器的电流为0.6A．变阻器两端的电压U阻＝U－U灯＝15V－6V＝9V，变阻器连入电路的阻值R＝9V0.6AUI阻＝＝15Ω．答案：9.6；15．【测试题】某兴趣小组设计了如图甲所示的电路进行实验探究，电源为电压可调的学生电源，小灯泡L 标有“6V 1.2W”字样，R为20Ω的定值电阻．小组根据记录的电流表和电压表的示数变化，描绘出如图乙所示的I－U关系图．当电压表的示数为2V时，通过小灯泡L的电流为______A，调节电源电压，当电路消耗的总功率为1.35W时，小灯泡的实际功率为______W．考点：电功率的计算；并联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律的应用．解析：由电路图可知，灯泡L电阻R并联，电压表测并联部分两端的电压，电流表测干路中的电流．⑴由乙图像可知，当电压表的示数为2V时，电流表的示数即干路电流I＝0.4A，∵并联电路中各支路两端的电压相等，∴由欧姆定律可得，通过R的电流：I R＝2V0.1A20ΩUR＝＝，∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，∴通过小灯泡L的电流：I L＝I－I R＝0.4A－0.1A＝0.3A；⑵由乙图像可知，电路电流I＝0.45A，电源电压U＝3V时，小灯泡与定值电阻R0消耗的总功率为P总＝UI＝3V×0.45A＝1.35W，此时流过定值电阻的电流：I R′＝'3V0.15A20ΩUR＝＝，流过灯泡的电流：I L′＝I′－I R′＝0.45A－0.15A＝0.3A，则灯泡的实际功率：P L实＝U′I L′＝3V×0.3A＝0.9W．答案：0.3；0.9．【例6】★★★图甲是小灯泡中的电流随它两端电压变化的图像．将此灯泡接入图乙所示电路中，闭合开关S后，小灯泡实际功率为1W；再闭合开关S1后，电流表示数变化了0.1A，则电阻R的阻值是_____Ω，此时电路消耗的总功率是_____W．考点：欧姆定律的应用；电路的动态分析；电功率的计算．解析：⑴由小灯泡的U－I图像可知，当电功率为1W时，U L＝2V，I L＝0.5A，电源电压：U＝U L＝2V，根据题意，由图乙可知：I R＝△I＝0.1A，电阻R的阻值：R＝2V0.1ARUI＝＝20Ω；⑵∵灯L与R并联，∴I＝I L＋I R＝0.5A＋0.1A＝0.6A，∴此时电路消耗的总功率：P＝UI＝2V×0.6A＝1.2W．答案：20，1.2．【测试题】甲、乙两灯的额定电压均为9V，测得其电流与电压变化的关系图像如图所示，则甲灯的额定功率为______W；若将甲、乙两灯串联接入9V的电路中，通电10s，两灯消耗的总电能为______J．考点：额定功率；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；电功的计算．解析：⑴甲灯泡的额定电压U甲＝9V，由图像可知额定电流I甲＝0.8A，甲灯泡的额定功率P甲＝U甲I甲＝9V×0.8A＝7.2W；⑵当甲、乙两灯串联接入9V的电路中，则U＝U甲＋U乙＝9V，I＝I甲＝I乙，由图像可知，当I＝0.4A时符合；通电10s两灯消耗的总电能：【例7】★★★一个“220V 1000W”的电炉，接到110V的电源上使用，要求单位时间内产生的热量不变，可采用的方法是()A．将电炉丝截去12B．将电炉丝截去14C．将电炉丝对折后使用D．将电炉丝三等分再并联使用【测试题】一个”220V 1000W”的电炉子，将它改装后接在110V的电源上，但功率保持不变，可行的办法是()A．将电炉丝分成等长的两段，并联后接入电路中B．将电炉丝分成等长的两段，取其中一段接入电路中C．将电炉丝分成等长的四段，取其中两段并联后接入电路中D．将电炉丝分成等长的四段，并联后接入电路中原来的12×14＝18，接入110伏电路中，不能保持电功率不变，故C措施不可行；D、将电炉丝分成等长的四段，则每段电阻为原来的14，再并联后电阻变为原来的1 4×14＝116，接入110伏电路中，不能保持电功率不变，故D措施不可行．答案：A模块四串、并联电路中各物理量与电阻的关系例题精讲【例8】★如图所示电路，电源的电压不变，当电路开关闭合，滑动变阻器电阻R1的滑片向左滑动一点(滑片未滑到R1最左端)时，电压表和电流表的示数及R1功率变化是()A．电流表的读数变小，电压表V2的示数变小，R1的功率变小B．电流表的读数变小，电压表V2的示数变大，R1的功率变大C．电流表的读数变大，电压表V2的示数不变，R1的功率变大D．电流表的读数变小，电压表V2的示数不变，R1的功率变小考点：电路的动态分析．解析：当滑动变阻器的滑片向左滑动时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，∵I＝UR，∴电路中的电流变大，即电流表A的示数变大，故ABD错误；定值电阻R1两端的电压变大，即电压表V l的示数变大；电压表V2测量电源电压，电压表V2的示数不变；由P＝I2R可知，R1的功率变大，故C正确．答案：C【测试题】如图所示，电源保持6V的电压不变，开关S闭合后，电流表的示数是0.4A，电压表的示数为2V，则此时电阻R2连入电路阻值是_____Ω；将滑动变阻器R2的滑片向右移动的过程中，电压表的示数将_____，电路总功率将_____(两空选填“变大”、“变小”或“不变”)．考点：电功率的计算；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律的应用．解析：由电路图，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流．⑴滑动变阻器两端的电压：U2＝U－U1＝6V－2V＝4V，滑动变阻器接入电路中的电阻：R2＝24V0.4AUI＝＝10Ω；⑵将滑动变阻器R2的滑片向右移动的过程中，接入电路的电阻变大，∵I＝UR，∴电路中的电流变小，∵U＝IR，∴R1两端的电压变小，即电压表的示数变小，∵P＝UI，∴电路中的总功率变小．答案：10；变小；变小．【例9】★★如图所示，四只相同的灯泡分成甲、乙两组，分别接上电压相同的电源，如果甲、乙两组灯泡消耗的电能相等，则()A．通过L1与L3的电流比是1：2 B．L1与L3两端的电压比是2：1C．甲组与乙组通电时间比是4：1 D．甲组与乙组的电功率比是4：1考点：电功的计算；串联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律的应用；电阻的串联；电阻的并联．解析：R为一个灯泡的电阻；通过L1的电流I1＝2UR；通过L3的电流I3＝UR；所以通过L1与L3的电流比是2UR：UR＝1：2；故A正确；灯泡L1两端的电压为U1＝I1R＝2U；L3两端的电压为电源电压U；所以L1与L3两端的电压比是2U：U＝1：2；故B错误；甲组消耗的电能等于乙组消耗的电能；W甲＝22URt甲＝W乙＝22URt乙；所以41tt甲乙＝；故C正确；甲组与乙组的电功率比14W P t t W P t t 甲甲甲乙乙乙甲乙＝＝＝；故D 错误．答案： A C【测试题】四只相同的灯泡分成两组，两只灯泡并联，两只灯泡串联，分别接上电压相同的电源，如果这两组灯泡消耗的电能相等，则串联通电时间是并联通电时间的( ) A ．8倍 B ． 4倍 C ． 2倍 D ．0.5倍 考点： 电阻的串联；电阻的并联；电功计算公式的应用． 解析： 这两组灯泡消耗的电能相等，电源电压相等，W 串＝2U t R 串串＝W 并＝2U t R 并并 又因为R 串＝2R ，R 并＝2R，所以2412t R R R t R 串串并并＝＝＝．答案： B【例10】★★在图所示的电路中，电源电压不变，当开关S 1、S 2都闭合时，电压表V 1、V 2的示数之比为5：3，当开关S 1闭合，S 2断开时，电压表V 1、V 2的示数之比为3：2，在后一种情况下，全部通电时间内，电阻R 1与R 3产生的热量之比为( )A ． 2：3B ． 1：3C ． 3：2D ．2：1考点： 焦耳定律的计算公式及其应用；欧姆定律的应用．解析： 当开关S 1、S 2都闭合时，R 3被短路，R 1与R 2串联，电压表V 1测的是电源电压，电压表V 2测的是R 2两端的电压；因为电压表V 1、V 2示数之比为5：3，根据串联分压原理可知：R 1：R 2＝2：3…①； 当开关S 1闭合，S 2断开时，三个电阻串联，此时电压表V 1测的仍是电源电压，电压表V 2测的是R 2和R 3的总电压；因为两表示数之比为3：2，所以(R 2＋R 3)：R 1＝2：1…②； ①②联立可解得：R 1：R 3＝2：1．根据Q ＝I 2Rt 可知，当电流、通电时间相同时，产生的热量Q 与电阻R 成正比， 所以当R 1与R 3串联时，产生的热量Q 1：Q 3＝R 1：R 3＝2：1． 答案： D【测试题】如图所示，电源电压为6V，R1＝10Ω，R2＝20Ω，R3＝5Ω．闭合开关S1后，当S2，S3全部闭合和全部断开时，在相同的时间内电流通过R1产生的热量之比是()A．4：9 B．9：4 C．2：3 D．3：2考点：焦耳定律；电功与热量的综合计算．解析：当开关都闭合时，R3被短路，R1与R2并联，此时R1两端的电压为电源电压U；当开关S1闭合，S2，S3全部断开时，R2被开路，R1与R3串联，此时R1：R2＝U1：U2＝10Ω：5Ω＝2：1，则此时R1两端的电压为U1＝23U，则2121Q UQ U⎛⎫⎪⎝⎭＝＝223UU⎛⎫⎪⎪⎪⎪⎝⎭＝9：4．答案：B【例11】★★如图所示，当开关S从接点2转到接点1时，电流表、电压表对应的示数如图乙所示，由图中的信息可知：求：①R1的阻值是多少？②电路中消耗的最小功率和最大功率是多少？考点：欧姆定律的应用；电功率的计算．解析：①由电路图知，当开关接1位置时，电阻R1接入电路，电阻R2短路，此时电压表示数最大，等于电源电压；由图乙可得，此时U1＝U＝12V，I1＝1.2A，电阻R1的阻值R1＝1112V1.2AUI＝＝10Ω；②由图乙及题意知：电源电压U＝12V，由图知电路最大电流I最大＝1.2A，电路最大功率P最大＝UI最大＝12V×1.2A＝14.4W；电路的最小电流I最小＝0.4A，电路最小功率P最小＝UI最小＝12V×0.4A＝4.8W ．答案：①R1的阻值为10Ω；②电路消耗的最大功率是14.4W，最小功率是4.8W．【测试题】如图甲所示的电路中，当开关S从接点2转到接点1时，电流表与电压表对应的示数如图乙所示．由图中信息可知()A．电源电压为8 VB．电阻R1与R2之比为2：1C．电路消耗的最小电功率为0.4 WD．电路消耗的最小电功率与最大电功率之比为1：3考点：欧姆定律的应用；电阻的串联；电功率的计算．解析：当开关接点1时，电路为R1的简单电路，由乙图可知电源的电源U＝6V，电路中的电流I1＝0.6A，故A不正确；根据欧姆定律可得，电阻R1的阻值：R1＝16V0.6AUI＝＝10Ω，电路消耗的最大功率：P max＝UI1＝6V×0.6A＝3.6W；当开关接点2时，R1、R2串联，电压表的示数U1＝2V，电路中的电流I2＝0.2A；电路中的总电阻：R＝26V0.2AUI＝＝30Ω，∵串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，∴电阻R2的阻值：R2＝R－R1＝30Ω－10Ω＝20Ω，R1：R2＝10Ω：20Ω＝1：2，故B不正确；电路消耗的最小电功率：P min＝UI2＝6V×0.2A＝1.2W，故C不正确，P min：P max＝1.2W：3.6W＝1：3，故D正确．答案：D模块五电功率的应用例题精讲【例12】★★★在一个恒定电压U的两端直接接上灯泡，其功率为100W，若用很长的导线连接，使灯泡远离电源，此时灯泡功率变为64W，则线路损失的功率为多少？【测试题】某灯泡直接连接在电压不变的电源两极上时，消耗的电功率为16瓦，现将它通过两根长导线连接到原来的电源上，其消耗的电功率为9瓦，则连接灯泡的两根导线损失的电功率为()A．7瓦B．6瓦C．4瓦D．3瓦。