电功和电功率专题复习
【考点1】:电功与电功率的概念
1.电功与电功率
物理量 定义 国际单位 常用单位 公式
电功 电流所做的功 焦耳(J) 度,干瓦时(kW ·h) W=UIt
电功率 电功与时间之比(表示电流做功快慢的物理量) 瓦特(W) 干瓦(kW) p=W/t=UI
常见家用电器的电功率
家用电器的电功率
空调 约1000W 电吹风机 约500W 台式计算机 约200W
微波炉 约1000W 电熨斗 约500W 电冰箱 约100W
计算器 约0.5mW 洗衣机 约500W 排电扇 约20W
电热水器 约1000W 电视机 约200W 手电筒 约0.5W
3.说明:
1.电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,有多少电能发生转化就说明电流做了多少功。 电功是电能转化多少的量度,电功和电能的单位相同。
2.电功表示电流做功的多少,电功率表示电流做功的快慢。
例1. 如图所示的四种用电器,其中有一用电器工作时能量转化的主要形式与其他用电器不同的是( )
A. 电风扇 B. 电熨斗 C. 电动自行车 D. 洗衣机
【解答】选B。A、图中的用电器是电风扇,它工作时将电能主要转化为机械能;
B、图中的用电器是电熨斗,它工作时将电能转化为内能;
C、图中的用电器是电动自行车,它工作时将电能主要转化为机械能;
D、图中的用电器是洗衣机,它工作时将电能主要转化为机械能。
综上所述,只有电熨斗使用时能量转化的主要形式与其他用电器不同。 故选B。
例2. 关于电功、电功率,下列说法正确的是( )
A. 电流通过导体做功越少,电功率越小
B. 电功是表示电流做功快慢的物理量
C. 电功率大的用电器一定比电功率小的用电器做的功多
D. 在相同时间内,电流通过导体做功越多,电功率越大
【解答】选D。AD、电功率是表示电流做功快慢的物理量,而电功是用电器中电流所做的功,消耗多少电能就做多少功,若在相同时间内,电流通过导体做功越多(越小),电功率越大(小),故A错误、D正确;
B、电功率是表示电流做功快慢的物理量,而电功的实质是电能与其他形式能量的转换,故B错误;
C、根据W=Pt知,在不确定做功时间的情况下,电功率大的用电器不一定比电功率小的用电器做的功多,故C错误.
故选D.
【考点2】:电能表的使用
电能表:
1.作用:测量用电器在一段时间内消耗的电能。
2.计算方法:电能表的示数由四位整数和一位小数组成。 电能表的计量器上前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。但要注意电能表示数的最后一位是小数。
3.重要参数的意义:
例3. 小吴家的电能表5月1日的读数如图甲,6月1日的读数如图乙,若电价为0.56元/度,则小吴家5月份的应交电费是( )
A. 30.08元 B. 31.08元 C. 300.8元 D. 310.8元
【解答】选B。由图示电能表可知:5月1日的诺数是612.4kW h,6月1日的诺数是667.9kW h;(1)这个月消耗的电能为W=667.9kW h﹣612.4kW h=55.5kW h;(2)需要交纳的电费为0.5元/kW h×55.5kW h=27.75元. 故选B.
变式1. 如图中的甲、乙分别是某家庭5月初和6月初电能表的示数,则下列说法正确的是( )
A.电能表是测电功率的仪表
B.该家庭在这段时间内总共用电2000kW h
C.电能表的计量单位是kW h,1kW h相当于3.6×105J
D.该电能表转盘每转过600转,电路消耗电能0.5kW h
【考点3】电功和电功率的简单计算
物理量 普适公式 推导公式(适用于纯电阻电路)
电功 W=UIt
电功率 P=W/t=UI
例4. 家庭电路中,某用电器正常工作15min消耗电能0.3kW h,该用电器可能是下列的哪一个( )
A. 洗衣机 B. 电视机 C. 空调 D. 白炽灯
【解答】选C,该用电器的电功率:P= =1.2kW,以上四种家用电器中,功率超过1000W的只有空调.故选C.
例5. 把阻值为10欧电阻R接在电压为6伏的电路中,通电1分钟,下列描述正确的是( )
A. 电流做的功是3600J
B. 电流做的功是216J
C. 电功率为60W
D. 电流做的功是3.6J
【解答】选B。ABD、通过电阻的电流:I===0.6A,电流做的功:W=UIt=6V×0.6A×60s=216J;故AD错、B正确;
C、电流做功的功率:P=UI=6V×0.6A=3.6W,故C错.故选B.
变式2. 一个电阻在电压为U,电流为I时,消耗的电功率为P,则( )
A. 当电压为2U时,其消耗的电功率为2P
B. 当电流为2I时,其消耗的电功率为2P
C. 当通过它的电量增加时,它的功率一定增大
D. 当电流为1.5I时,其消耗的电功率为2.25P
【答案】A、已知电压和电阻,可利用公式P=进行分析,B和D、已知电流和电阻,可利用公式P=I2R进行分析,
C、∵P=UI,P=I2R,P=,∴电压为2U时,而电阻不变,由公式P=可知,P消==4=4P,A 不符合题意,
电流为2I时,而电阻不变,由公式P=I2R可知,P消=(2I)2R=4I2R=4P,B不符合题意,
通过它的电量增加,而时间t的大小无法判断,由公式I=可知,电流的大小无法判断,因此电功率的大小无法判断,C不符合题意,电流为1.5I时,而电阻不变,由公式P=I2R可知,P消=(1.5I)2R=2.25I2R=2.25P,D符合题意.
故选D.
【考点4】:额定功率与实际功率---比较灯泡的亮暗
1.额定电压:用电器正常工作时的电压。
2.额定功率:用电器在额定电压下工作时的功率。
3.用电器的铭牌:如某灯泡上标有“PZ220V-25”的字样分别表示:普通照明,额定电压220V,额定功率25W的灯泡。
4.实际与额定的关系:
电压关系 电功率关系 工作状态
U额=U实 P额=P实 用电器正常工作
U额<U实 P额<P实 用电器不能正常工作,有时会损坏用电器
U额>U实 P额>P实 长期使用会影响用电器的寿命
说明:对某一用电器而言,额定电压和额定功率只有一个,而实际电压和实际功率却有无数个。 灯泡的亮
度是由它的实际功率决定
例6. 规格分别为“220V,40W”、“36V,40W”、“110V,40W”的三盏电灯,各自在额定电压下工作,其发光情况为( )
A. “220V,40W”电灯最亮
B. “36V,40W”电灯最亮
C. “110V,40W”电灯最亮
D. 三盏电灯一样亮
【解答】D由题可知,三只电灯的额定功率相同,当三只电灯分别在各自的额定电压下工作时,三只电灯的实际功率都等于各自的额定功率,所以三只电灯的实际功率相同(均为40W),而灯泡的亮度由实际功率决定,所以三盏灯泡的亮度相同. 故选D. 用电器上标的“220V,25W””、“36V,40W”、“110V,40W”字样,表示的额定电压和额定功率.用电器在额定电压工作时的功率为额定功率.用电器不在额定电压工作时的功率为实际功率.灯泡的亮度由实际功率决定.
变式3. 把标有“36V15W”的甲灯和标有“36V5W”的乙灯串联后接在电压是36V的电路中,则( )
A. 因为甲灯额定功率较大,所以甲灯较亮
B. 因为通过它们的电流相等,所以一样亮
C. 因为甲灯的电阻较小,所以甲灯较亮
D. 因为乙灯实际功率较大,所以乙灯较亮
【考点5】:额定功率与实际功率---灯泡正常发光问题
例7. 如图所示,电源电压保持不变,R是一个定值电阻,在a、b两点间接入一个标有“3V 2W”的灯泡L1,它恰能正常发光;若在a、b两点间换接入标有“3V 3W”的灯泡L2,则该灯泡( )
A. 不能正常发光,其消耗电功率小于3W
B. 不能正常发光,其消耗电功率大于3W
C. 能正常发光,其消耗电功率等于2W
D. 能正常发光,其消耗电功率等于3W
【解答】由铭牌及P=可知,额定电压相同,P1<P2,所以R1>R2,
当接入L1时正常发光,U1=3V,
当接入L2时,因为R1>R2,所以:U2<U1=3V,
所以当接入L2时,所加电压小于额定电压,其实际功率小于额定功率(3W),不能正常发光.
故选A.
变式4. 两个灯泡L
1、L
2分别标有“6V 2A”和“9V 1A”字样.若不考虑温度对灯丝电阻的影响,且两灯的实际电功率均不得超过其额定电功率,则下列说法正确的是( )
A. 两灯并联时,干路电流最大值为3A
B. 两灯串联时,总电压最大值为15V
C. 两灯并联时,总功率最大值为21W
D. 两灯串联时,L1的功率最大值为3W
变式5. 几个同学在实验室中看到甲、乙两只外形相同的灯泡,铭牌标注如图所示.若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A. 甲灯的电阻小于乙灯的电阻
B. 两灯都正常发光时,通过甲灯的电流小于通过乙灯的电流
C. 两灯串联后接在18V的电源上,它们都能正常工作
D. 两灯并联后接在6V的电源上,甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率
【考点6】:串联电路中电功率的计算
1. 串联电路中的比例关系:
2. 电路中总的电功、电功率与各个用电器的电功、电功率的关系:W总=W1+W2+··+Wn ,P总=P1+P2+··+Pn。
例8. 标有“6V,6W”,“6V,3W”的灯泡L 1和L 2,串联在某电源上,设灯丝电阻不变,则下列说法正确的是( )
A. 通过L 1,L 2的电流之比为2:1
B. 灯L 1,L 2的实际功率之比为2:1
C. 电源电压为18V时,灯L 1正常发光
D. 电源电压为9V时,灯L 2正常发光
【解答】两灯串联,所以电流相等,故A错., ,
不知道电源电压无法计算实际功率,故B错.电源电压为18V时,两灯会被烧毁,故C错.
电源电压为9V时,电路中电流 ,灯L 2电压U′=I 1R 2=0.5A×12Ω=6V=U 2,正常发光,故D对.故选D.
变式6. 两白炽灯L1上标着“220V,100W”,L2上标着“220V,40W”,现把它们串联后接入220V的电路,下列说法正确的是( )
A.L2的功率小于L1的功率
B.L1、L2的总功率小于100W大于40W
C.L1的功率小于25W
D.L1、L2功率之比是5:2
【考点7】:并联电路中电功率的计算
1. 并联电路中的比例关系:
2. 电路中总的电功、电功率与各个用电器的电功、电功率的关系:W总=W1+W2+··+Wn ,P总=P1+P2+··+Pn。
例9. 如图所示,电源电压保持不变。只闭合开关S,电流表的示数为0.2A,再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.3A。那么闭合开关S、S1后,R1与R2的电功率之比是( )
A. 2:3 B. 3:2 C. 5:2 D. 1:2
【解答】当只闭合开关S时,电路为R1的简单电路,电流表的示数为通过R1的电流,即I1=0.2A;
当再闭合开关S1时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,
∴闭合开关S1时通过R1的电流不变,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴通过R2的电流等于电流表的变化量,即I2=0.3A,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴闭合S、S1后,R1与R2的电功率之比:====。故选A。
变式7. 如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S闭合、S1断开,甲、乙两表为电流表时,R1和R2消耗的电功率P1:P2=2:3;当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,两电压表示数之比U甲:U乙和R1、R2消耗的电功率之比P1′:P2′分别为( )
A. 5:2 3:2 B. 2:3 4:9
C. 5:2 2:3 D. 2:3 9:4
【解答】甲、乙均为电流表,开关S闭合,S1断开,两电阻并联,U=U1=U2,
根据P=,P1:P2=:=R2:R1=2:3,
当开关S1和S都闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测电阻R2两端电压,I=I1=I2,
则U1:U2=IR1:IR2=R1:R2=3:2,所以U甲:U乙=U:U2=(U1+U2):U2=5:2;
根据P=I2R可得R1、R2消耗的功率P1′:P2′=I2R1:I2R2=R1:R2=3:2;故选A。
变式8. 如图所示,当只闭合S3时,电阻R1的电功率P1=4W,R1两端电压为U1,R2消耗的电功率为P2;当只闭合S1、S2时,电阻R1的电功率P1′=9W,此时R1两端电压为U1′,R2消耗的电功率为P2′。则下列选项错误的是( )
A. U1:U1′=2:3 B. R1:R2=1:2 C. P1:P2=2:1 D. P2:P2′=1:9
巩固练习
1. 下列说法正确的是( )
A. 电流通过用电器消耗的电能越多,用电器的功率越大
B. 千瓦、千瓦 时都是电功率的单位
C. 电功是表示电流做功快慢的物理量
D. “220V 60W”的灯泡正常工作时,每秒消耗60J的电能
2. 甲灯上标有“36V 20W”字样,乙灯上标有“220V 20W”字样,当它们分别在其额定电压下发光时,会看到( )
A. 甲灯比乙灯亮 B. 乙灯比甲灯亮 C. 两盏灯一样亮 D. 无法确定哪盏灯更亮
3. 把额定功率相同但额定电压不同的小灯泡L1和小灯泡L2串联后,接在同一电路中两灯泡都发光(不考虑灯丝电阻的变化)。下列说法正确的是
A. 因为通过它们的电流相等,所以一样亮
B. 因为额定功率相同,所以两个灯一样亮
C. 若灯
较亮,则
的额定电压小
D. 若灯
较亮,则
的电阻比
大
4. 有两个灯泡,L1标有“6V 3W”字样,L2没有标记,测得L2正常工作时的电阻为6Ω,把它们串联起来接入某一电路,两个灯泡均能正常发光,那么该电路两端的电压和L2的电功率分别是( ).
A. 12V,3W B. 12V,1.5W C. 9V,3W D. 9V,1.5W
5. 两只电灯并联时,其功率之比为2:3,则串联后接在同一电源上使用,其功率之比为( )
A. 2:3 B. 3:2 C. 4:9 D. 9:4
6. 某家用电能表的有关参数如图所示,可知( )
A.该电能表示数3021kW·h
B该电能表能满足测量要求,且能长期工作的最大电流是10A
C该电能能表上用电器的总功率不能超过2.2kW
D.该电能表的转盘每小时最多转26400r
变式练习参考答案
变式1、D
变式2、D
变式3、D
变式4、D
变式5、C
变式6、C
变式7、A
变式8、B
巩固练习参考答案
1.D 2.C 3.D 4.D 5.B 6.D