初三物理电功率讲义

电功率讲义
一、考点梳理：
1.电能
(1)用电器消耗电能的过程就是电能转化为其他形式的能的过程；有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。

(2)电能的单位：国际单位是焦耳(J)；常用单位：度(kWh)；1 kWh=3．6×106J。

(3)测量电能的仪表：电能表。

2.电功率
(1)定义：用电器在1秒内消耗的电能．
(2)物理意义：表示用电器消耗电能快慢的物理量。

灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率的大小。

(3)计算公式：P=UI=W/t(适用于所有电路)
对于纯电阻电路可推导出：P=I2R=U2/R
①串联电路中常用公式：P=I2R P1：P2：P3：…P n=R1：R2：R3：…：R n
②并联电路中常用公式：P=U2/R P1：P2=R2：R1
③无论用电器串联或并联，计算总功率常用公式P=P1+P2+…P n
(4)单位：国际单位瓦特(W)；常用单位：千瓦(kW)
(5)额定功率和实际功率
①额定电压：用电器正常工作时的电压.
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
②当U实=U额时，P实=P额(灯正常发光)
当U实<U额时，P实<P额用电器不能正常工作(灯光暗淡)
当U实>U额时，P实>P额长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈,有时会损坏用电器)
当U实>U额时，P实=0用电器烧坏(灯丝烧断)
(6)测量
①伏安法测灯泡的额定功率：原理：P=UI；电路图：略；选择和连接实物时须注意：电源：其电压高于灯泡的额定电压.滑动变阻器：接入电路时要“变阻”，且调到最大值。

根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。

电压表：并联在灯泡的两端，电流从“+”接线柱流入，“—”接线柱流出。

根据额定电压选择电压表量程。

电流表：串联在电路里，电流从“+”接线柱流人，“—”接线柱流出。

根据I额=P额/U额或I额=U额/R选择量程。

②测量家用电器的电功率：器材：电能表、秒表。

原理：P=W/t。

3.电热
(1)焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

(2)计算公式：Q=I2Rt(适用于所有电路)；对于纯电阻电路可推导出：Q=UIt=U2t/R=
W=Pt
①串联电路中常用公式：Q=I2Rt。

Q1：Q2：Q3：…：Q n=R1：R2：R3：…：R n
并联电路中常用公式：Q=U2t/R；Q1：Q2=R2：R1。

②无论用电器串联或并联，计算在一定时间所产生的总热量常用公式Q=Q1+Q2+…Q n
③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q=U2t/R=Pt
(3)应用——电热器
二、例题精讲、习题训练
1.非纯电阻电路及纯电阻电路电功及电功率问题
①电功
由W=UIt根据欧姆定律I=可推导得到W=I2Rt和，但欧姆定律公式I=
只适用于纯电阻电路，所以W=I2Rt和W=·t只对纯电阻电路适用，即W=UIt适用于所有
电路，W=I2Rt和只适用于纯电阻电路。

②电功率
同样道理，由P=UI和I=可推导得到P=I2R和P=，而P=I2R和P=也只适用
于纯电阻电路，即P=UI适用于所有电路，P=I2R和P=只适用于纯电阻电路。

③电热
由焦耳定律公式Q=I 2
Rt 和I=
可推导得到Q=UIt 和Q=·t ，很明显Q=UIt 和
Q=·t 只对纯电阻电路适用，即Q=I 2
Rt 适用于所有电路，Q=UIt 和Q=
·t 只适用于
纯电阻电路。

以电动机为例，同学们在遇到非纯电阻电路时，可牢记以下公式，解答所消耗的电能和产生的热能。

电动机工作时所消耗的电能大部分转化为机械能，一小部分才转化为热能。

因此，在计算电动机电路可用以下公式。

电流做功是所消耗的总能量W
总
=UIt ；工作时所产生
的热能Q=W 热=I 2
Rt ；所转化的机械能W 机＝W 总-W 热＝UIt-I 2
Rt 。

电流做功的功率P 总=UI ；其发热功率P 热=I 2
R ；转化的机械能功率P 机=P 总-P 热＝UI-I 2
R 。

例题1电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看．它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。

现有一台电动机，当电动机两端加220V 电压时，通过电动机线圈的电流为50A 。

问： （1）每分钟该电动机消耗的电能是多少？
（2）已知电流通过导体时产生的热量Q= I 2
R t （其中I 、R 和t 分别表示通过导体的电流、 导体的电阻和通电时间），若该电动机线圈的电阻是0.4Ω，则线圈每分钟产生的热量是多少?
（3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少?
2.有关取值范围计算题
例题2 把标有“6V 3W ”的小灯泡L 与最大阻值为100 的滑动变阻器R W 连接在总电压恒为18V 的电路中，如图4所示。

电流表和电压表选择的量程分别为“0～0.6A ”和“0～15V ”。

要求闭合开关S 后，两电表的示数均不超过所选量程的最大测量值，且灯泡L 两端电压不超过额定值（设灯丝电阻不变）。

求： （1）电路允许通过的最大电流？
（2）电路消耗总电功率的最大值？
（3）小灯泡L 消耗电功率的最小值？
（4）滑动变阻器R W 允许调节的范围是？
3.电功及其电功的实质
例题3（2011•黔南州）如图所示，R 1=6Ω，R 2=12Ω．当开关S 断开时，A 、B 间的电阻为 Ω．当S 断开时，从A 端通入5A 的电流，经过10s ，电流做的功为 J ．
例题4（2009•河池）使用电风扇涉及到很多的物理知识，请你回答下面问题：
（1）电风扇在工作过程中，主要发生了哪种形式的能量转化？实现该能量转化的部件是什么？（2）用电风扇吹潮湿的地板，能使其尽快变干，请你说说其中的道理．
4.电功的计算
习题5（2010•济宁）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 、两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻
V L R P S
A
C、两灯串联在220伏的电路中，甲灯比乙灯亮
D、将乙灯接入110伏电路中，它的实际功率为50瓦
5.电能表参数的理解与电能的求法
例题6（2010•黔东南州）电能表的表盘如图所示，关于电能表下列说法正确的是（）
A、“50Hz”是说这个电能表在50赫的交流电路中使用
B、“10（20）A”是说这个电能表的标定电流是20安
C、“10（20）A”是说这个电能表的额定最大电流是10安
D、“600revs/（kw•h）”是表示电能表上的转盘转过1转消耗的电能是600千瓦时
6.电功率
例题7 商场中，一位顾客和一位卖微波炉的售货员出现了不同意见．售货员说微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费；顾客说微波炉很费电，他家的微波炉一开就“烧保险”．他们是从不同角度来说的，其中顾客所说的角度是指微波炉加热食品时（填“电能”或“电功率”）比较大．
习题7（2005•云浮）下列说法中，正确的是（）
A、电功率是表示电流做功多少的物理量
B、电功率是表示电流做功快慢的物理量
C、用电器的电功率越大，做功越多
D、相同时间内，消耗功率大的用电器耗电一定多
7.电功率与电压、电流的关系
习题8（2010•安顺）同学们通过实验来探究“电功率跟电流、电压的关系”．
（1）实验中小灯泡电功率的大小可通过观察什么现象来判断？
（2）一位同学用干电池做电源，把L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A”两只灯泡连成如图甲所示的电路．闭合开关进行实验，记录数据如下表：
小灯泡发光情况电压U/V
L1暗 1.8
L2亮 2.7
通过观察现象及数据分析，你得出什么结论？
（3）有位同学又在原有器材基础上继续探究，连接方式如图乙所示，闭合开关S，看到小灯泡L1一闪即灭，经检查发现灯丝断了．请你分析原因并说明改进方法．
8.电功率的计算
例题9（2011•攀枝花）如图所示，电源电压保持不变，R1：R2：=1：4．只闭合S1时，电流表的示数为0.3A，R1消耗的功率为P1；只闭合S2时，R0消耗的功率0.4W，R2消耗的功率为P2，且P1：P2=9：4．则下列结果正确的是（）
A、电源电压为24V
B、R0的阻值为80Ω
C、R2的阻值为320Ω
D、R0先后两次消耗的功率之比为9：4
9.额定电压与额定功率
例题10（2006•济宁）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、甲灯的实际功率一定是40W
B、将乙灯接入110V电路中，它的额定功率仍为60W
C、两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较小
D、两灯均正常发光时，甲灯消耗的电能较少
10.实际电压和实际功率
例题11（2010•宁波）将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在如图所示的电路中，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，其原因可能是（）
A、灯L1额定功率较大
B、灯L2两端电压较大
C、灯L1的电阻较大
D、通过灯L1的电流较大
例题12（2009•成都）如图所示，小亮做实验时，把甲、乙两只灯泡并联后接在电源上．闭合开关后，发现甲灯发光，乙灯不发光．经检查，电路连接正确，两只灯泡都完好无损．则乙灯不发光的原因最有可能是（）
A、乙灯的实际功率太大
B、乙灯的实际功率太小
C、通过乙灯的电流远大于通过甲灯的电流
D、乙灯两端的电压远小于甲灯两端的电压
11.电功率的测量
例题13（2010•南昌）在“测定2.5V小灯泡功率”的实验中，小红设计了如图所示的电路．
（1）请在图的“”内填入合适的“灯泡”和“电表”符号．
（2）小红按电路图连接电路，进行实验，测得数据如下表所示．断开开关时，发现电表如图所示，其中电流表出现这种现象的原因是．
U/V 2 2.5 3
I/A 0.22 0.26 0.30
（3）假如不重新实验，请你利用小红已获取的信息，计算出该灯泡的额定功率是 W．若小灯泡两端的实际电压为3V，则小灯泡的实际功率额定功率（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
12.电热与焦耳定律
例题14（2009•河南）用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示．将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度．正确的是（）
A、甲导体的温度升高得多
B、乙导体的温度升高得多
C、甲、乙两导体升高的温度相同
D、条件不足，无法判断
13.电功与热量的综合计算
习题22（2009•辽宁）某校物理活动小组的同学，在课余时间想把一个普通烧水壶改装成一个家庭用电热水壶．已知改装后的电热水壶热效率为80%，壶的容积为2L．在一个标准大气压下，用此电热水壶在7min内烧开一壶初温为20℃的水．[C水=4.2×103J/（kg•℃）]问：（1）烧开这一壶水需要吸收多少热量？
（2）应给电热水壶装配一个多大阻值的电热丝？。