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2023-2024人教版9年物理全册同步学讲练测学案（全国通用）
第十八章 电功率 专题18.2 电功率
1.理解电功率的概念，知道电功率是表示消耗电能快慢的物理量。
2．理解电功率的公式，并能进行简单的计算，知道P=UI。
3.了解生活中用电器的电功率，知道“千瓦时”的来历。
4. 理解用电器的额定电压和额定电功率。
5．掌握与用电器铭牌有关的简单计算。
6. 理解测量用电器电功率的原理和方法。
阅读本节课教材，参考教材完成教师给出的知识点问题的填空：
知识点1. 电功率
（1）电功率的意义：表示电流做功 快慢 的物理量，用符号 P 表示.
（2）电功率的定义：电功率等于 电功 与 时间 之比.
（3）电功率的公式：P= 。把W=UIt带入公式，可得P=UI .
（4）电功率的单位：电功率的国际单位是 瓦特 ，简称 瓦 ，符号 W . 常用的电功率单位还有千瓦（kW）和毫瓦（mW），1kW= 1000 W，1W= 1000 mW.
知识点2. 额定电压 额定功率
（1）用电器 正常工作时的电压叫做额定电压；用电器在额定电压下的电功率叫做额定功率。
用电器的正常工作状态是唯一的，所以用电器的额定电压和额定功率也是唯一的。而灯的实际工作状态多种多样，因此实际电压和对应的实际功率有无数个。
（2）电灯泡上标有“PZ220 100”的字样，表示 额定电压是220V，表示额定功率是100W；把这盏灯接在110V的电源上不能正常发光，会暗些。若接在380V的电源上，会很亮，甚至可能烧坏。灯泡的亮暗程度是由灯泡实际功率决定的。
（3）若已知用电器的“U额、P额”，可用公式P额=I额U额计算出用电器正常工作时的电流，用公式 计算出用电器正常工作时的电阻。
（4）用电器的实际电压与额定电压、实际功率与额定功率的关系为
1）U实 = U额，则 P实 = P额；用电器正常工作。
2）U实 > U额，则 P实 > P额；可能烧毁用电器。
3）U实 < U额，则 P实 < P额；用电器不能正常工作。
知识点3. 电功率的计算
1. 由P=UI及欧姆定律I=U∕R可推导出:P=U2/R ；由P=UI及U=IR可推导出:P= I2R 。这两个推导公式是根据欧姆定律推导而来的，只适用于欧姆定律适用的纯电阻电路。
2.电功率的定义公式和一般公式P=UI则适用于一切电路和用电器的电功率的计算。
考点1. 电功率
【例题1】（2023甘肃金昌）学校科技小组设计了一个室内天然气泄漏检测仪，原理如图所示，其中R是检测天然气的电阻（气敏电阻），天然气浓度增大时，R减小，R0为定值电阻，电源电压不变，闭合开关S，下列判断正确的是（ ）
A. 显示仪一定是电流表
B. 室内有天然气泄漏时，显示仪示数变小
C. 室内有天然气泄漏时，电路消耗的电功率变小
D. 若调低报警浓度，可将R0换成阻值大一点的电阻
【答案】D
【解析】A．由电路图可知，R与R0串联，当天然气浓度增大时，R阻值减小，由串联电路电阻等比例分压可知，此时R0两端电压增大，可知显示仪可以为电压表，故A错误；
B．室内有天然气泄漏时，R阻值减小，若显示仪为电压表，则由串联电路电阻等比例分压可知，此时R0两端电压增大，若显示仪为电流表，此时R0将被短路，电路中只有R，R阻值减小，由欧姆定律可得，电路中电流增大，故可知B错误；
C．室内有天然气泄漏时，此时电路中的阻值变小，由可得，电路消耗的电功率变大，故C错误；
D．若调低报警浓度，即电阻R阻值较大时，此时R0两端电压不变，故由串联电路电阻等比例分压可知，可将R0换成阻值大一点的电阻，故D正确。
考点2. 实际电压和实际功率
【例题2】（2023广西）小明发现家里的白炽灯突然变亮，主要原因可能是白炽灯的（ ）
A. 额定电压变大 B. 实际电压变大 C. 额定功率变小 D. 实际电压变小
【答案】B
【解析】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮。小明发现家里的白炽灯突然变亮，说明白炽灯的实际功率变大，根据公式可知，在灯泡电阻不变时，是因为白炽灯的实际电压变大了，白炽灯额定电压和额定功率保持不变，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
考点3. 估测电功率
【例题3】（2023安徽）为估测一个电热水壶烧水时的电功率，小林在壶中装入质量为1kg的水，接入家庭电路中，通电加热210s，水温从20℃上升到70℃。已知水的比热容为。
（1）求该过程中水吸收的热量；
（2）若电流产生的热量全部被水吸收，请通过计算估测该热水壶的电功率；
（3）用上述方案估测出的电功率与实际功率相比、偏大还是偏小？简要说明原因。
【答案】（1）2.1×105J；（2）1000W；（3）偏小；在加热的实际过程中是有热量损失的
【解析】（1）水吸收的热量为
Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(70℃﹣20℃)=2.1×105J
（2）若电热水壶产生的热量全部被水吸收
W=Q吸=2.1×105J
热水壶的加热功率为
（3）因为在加热的实际过程中是有热量损失的，例如：容器吸热、周围空气吸热等，所以第（2）问所得的功率比实际功率偏小。
考点4.电功率综合计算
【例题4】（2023甘肃金昌） 如图甲所示为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，工作电路简化为图乙所示，其中S'为挡位开关，R1、R2为发热电阻（假定工作时电阻不变），A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火挡的额定功率为2420W，R2的阻值为180Ω。
（1）判断A灯是______（选填“红灯”或“绿灯”），你的判断依据是什么？（ ）
（2）求电中药壶“文火”挡的额定功率？（ ）
（3）某天用电高峰时，小艺用电中药壶帮奶奶熬药，为了计算家里电路的实际电压，她关了家里其它用电器，只将电中药壶调到猛火挡上，电中药壶工作1min，电能表（如图丙所示）的电能表表盘转了100转，由此她计算出家庭电路的实际电压是多少？（ ）
【答案】（1）红灯 见解析 （2） 242W （3） 200V
【解析】（1）由电路图可知，当开关S闭合，S'打至触点N时，电路为R1和指示灯A的串联电路，此时电路中阻值较小，由可知，此时电路功率较大，则电中药壶处于猛火挡，此时红灯亮，故A灯是红灯。
（2）由题意可知，猛火挡的额定功率为2420W，由可得，电阻R1的阻值为
当开关S闭合，S'打至触点M时，电路为两电阻和指示灯B的串联，此时电路中阻值较大，功率较小，电中药壶处于文火挡，故电中药壶文火挡的额定功率为
（3）由电能表表盘上的信息可知，电中药壶消耗的电能为
故电中药壶的实际功率为
由可得，电中药壶的实际电压为
【演练1】如图所示电路，电源电压恒为6V。闭合开关S，滑动变阻器R接入电路的阻值为10Ω时，电流表的示数为1.8A。下列说法正确的是（ ）
A. 通过R0的电流是1.2A B. R0的阻值是5Ω
C. 当R为20Ω时，其电功率是7.2W D. 当R为30Ω时，电路总功率是8.4W
【答案】ABD
【解析】AB．电源电压恒为6V，闭合开关S，滑动变阻器R接入电路的阻值为10Ω时，通过滑动变阻器R的电流IR=0.6A，则通过R0的电流
IR0=1.8A-0.6A=1.2A
则R0阻值
故AB正确；
C．当R为20Ω时，其电功率
故C错误；
D．当R为30Ω时，其电功率
R0的电功率
则电路总功率为8.4W，故D正确。
故选ABD。
【演练2】随着汽车的普及，车载电饭煲开始得到应用，人们能够在车内随时随地做饭而不受场地的限制，更好满足了旅游个性化要求。下图是某品牌车载电饭煲简化后的电路原理图，直流电源的电压为，、均为电热丝。当只闭合时是保温挡，功率为96W；当、都闭合时为加热挡，功率为300W。求：
（1）在加热挡工作时，工作100秒电路中消耗的电能；
（2）的阻值；
（3）在保温挡时，的电功率。
【答案】（1）30000J；（2）0.48Ω；（3）65.28W
【解析】（1）在加热挡工作时，工作100s电路中消耗的电能
W=P加热t=300W×100s=30000J
（2）由电路图知，加热挡工作时，电路中只有R1工作，据 得，R1的阻值
（3）保温挡工作时，两个电阻串联在电路中，电路中的电流
R1消耗的电功率
P1=I2R1=(8A)2×0.48Ω=30.72W
R2消耗的电功率
P2=P保温-P1=96W-30.72W=65.28W
1.求解电功及其电功率题的类型
（1）以电能表为素材，求解电功率的相关问题
（2）与滑动变阻器相关的电功率计算
（3）与串并联电路特点及欧姆定律应用相关的电功率计算
（4）考查与I-U图像相关的电功率计算
2.电功和电功率的区别和联系
3.课节知识导图
（满分100分，答题时间90分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评）
一、选择题（本大题8小题，每小题4分，共32分）
1.（2023北京） 如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和33圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并联在电路中工作一段时间，下列说法正确的是（ ）
A. 通过R1的电流等于通过R2的电流
B. R1两端的电压大于R2两端的电压
C. R1的电功率大于R2的电功率
D. R1消耗的电能小于R2消耗的电能
【答案】D
【解析】由题意可知，两电阻丝的材料相同，电阻丝R1比R2长且细，则R1>R2；
AB．因R1与R2并联，电阻两端的电压相等，由可知，电阻大的通过的电流小，所以通过R1的电流小于通过R2的电流，故AB错误；
C．由可知，R1电功率小于R2的电功率，故C错误；
D．R1电功率小于R2的电功率，根据W=Pt可知，相同时间内R1消耗的电能小于R2消耗的电能，故D正确。
故选D。
2. （2022广西玉林）已知甲电阻是乙电阻的3倍，若分别对甲、乙两种导体通电，通过甲、乙两导体的电流之比为2∶3，则甲、乙的功率之比为（ ）
A. 2∶1 B. 2∶3 C. 4∶3 D. 9∶2
【答案】C
【解析】已知甲电阻是乙电阻的3倍，则R甲∶R乙=3∶1，若分别对甲、乙两种导体通电，通过甲、乙两导体的电流之比为2∶3，即I甲∶I乙=2∶3。由P=I2R可知，甲、乙的功率之比为
。故选C
3.如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时，下列说法中（ ）
①电流表A的示数变小
②电压表V的示数变大
③电压表V与电流表A1的比值变小
④滑动变阻器R2消耗的电功率变小
A. 只有①④正确 B. 只有②③正确 C. 只有①③正确 D. 只有②④正确
【答案】A
【解析】①由图可知，电阻R1和变阻器R2并联，电流表A1测量通过R1的电流，电流表A测量干路中的电流，电压表测量电源电压，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时，滑动变阻器R2连入电路的电阻变大，由I=可知通过变阻器的电流变小，由并联电路的特点可知通过电阻R1的电流不变，即电流表A1的示数不变，由并联电路电流的规律可知干路中的电流变小，即电流表A的示数变小；故①的说法正确；
②电压表测量电源电压，电压表V的示数不变，故②的说法错误；
③电压表V的示数不变，电流表A1的示数不变，电压表V与电流表A1的比值不变，故③的说法错误；
④变阻器两端的电压等于电源电压，所以变阻器两端的电压不变，通过变阻器的电流变小，由P=UI可知滑动变阻器R2消耗的电功率变小，故④的说法正确。
4. （2022黑龙江牡鸡）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右移动，下列说法正确的是（ ）
A.电路总电阻减小，电路总功率增大 B. 电路总电阻增大，电路总功率减小
C. 电压表示数不变，电流表示数增大 D. 电压表示数不变，电流表示数不变
【答案】BD
【解析】由电路图可知，当闭合开关S，R1与R2并联，电流表测通过R1的电流，电压表测电源电压，所以电压表示数不变；滑动变阻器的滑片P向右移动，R2接入电路的阻值变大，由并联电路电阻规律，任一支路电阻变大，电路总电阻变大，则滑动变阻器的滑片P向右移动，电路总电阻增大；由可知，在电源电压一定时，电路总电阻变大，电路总功率变小；并联电路各支路互不影响，独立工作，滑动变阻器的滑片P向右移动，R1两端的电压和阻值都不变，由可知，通过R1的电流不变，所以电流表示数不变。综上所述，故AC错误，BD正确。
故选BD。
5.如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P由b端向a端移动过程中，小灯泡L始终发光（忽略温度对小灯泡电阻的影响）。下列说法正确的是（ ）
A. 电流表示数变小
B. 电路的总功率变大
C. 电压表V1示数与电流表示数的比值变小
D. 电压表V2示数与电流表示数的比值变大
【答案】B
【解析】由电路图可知灯泡和滑动变阻器串联，电压表V1测量灯泡的电压，电压表V2测量滑动变阻器的电压，滑动变阻器的滑片P由b端向a端移动过程中，接入滑动变阻器的阻值变小；
A．滑动变阻器接入的阻值变小，总电阻变小，电源电压不变，故电流变大，故A错误；
B．电流变大，电源电压不变，故总功率变大，故B正确；
C．电压表V1示数与电流表示数的比值，即为灯泡L的电阻，灯泡的电阻不变，故比值不变，故C错误；
D．电压表V2示数与电流表示数的比值，即滑动变阻器的接入阻值，其阻值变小，故比值变小，故D错误。
6. 如图所示，电源电压恒为4.5V，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~3V”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（设灯丝电阻不变），滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑片P的过程中，下列正确的是（ ）
A. 电流表的示数最大为0.6A B. 滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω
C. 灯泡消耗的最小电功率为0.12W D. 电路消耗的最大功率为2.7W
【答案】B
【解析】从图中可以看，开关闭合后，根据电流的流法可知，这是一个串联电路，灯泡L和滑动变阻器R串联在电路中，电压表并联在灯泡L两端，电流表测串联电路的电流。
A．假设电流表的示数最大为0.6A，这时串联电路的电流是0.6A，流过灯泡L的电流是0.6A，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样，并且设灯丝电阻不变，根据电功率的推导式可知，灯泡L的电阻
灯泡L的电阻是5Ω；根据欧姆定律的变换式可知，灯泡L的电压
这时灯泡L的电压是3.0V，但是灯泡L标有“2.5V”字样，即额定电压是2.5V，这是最大电压，不能超过这个电压，那么灯泡L的电压不能是3.0V，假设不成立，电流表的示数最大不能为0.6A，故A错误；
B．假设滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω，由A解析可知，灯泡L的电阻是5Ω，电源电压恒为4.5V，电路中的电流
这时灯泡L的电压
这时灯泡L的电压是额定电压，灯泡安全工作，这也是滑动变阻器接入电路的最小电阻，不能再小，否则灯泡不能安全工作，故B正确；
C．根据电功率的推导式可知，灯泡L的电阻不变，当流过灯泡L的电流最小时，灯泡的电功率最小，即要求串联电路的电流最小，从图中可以看到，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路的电流最小，即
这时灯泡L的电压
灯泡不会出现安全问题，电压表也没有安全问题，电路的电流是0.18A，电流表也没有安全问题，没有超过滑动变阻器R的最大电流1A，电路是安全的，0.18A是电路的最小电流值，是允许存在的，不能再小了，灯泡L的电阻是5Ω，根据电功率的推导式可知，灯泡消耗的最小电功率
灯泡消耗的最小电功率是0.162W，不是0.12W，故C错误；
D．由B解析可知，滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω，这时电路的总电阻最小，电路的电流最大，大小是0.5A，电源电压恒为4.5V，根据电功率的公式可知，电路消耗的最大功率
电路消耗的最大功率是2.25W，不是2.7W，故D错误。
7. 如图，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A2的示数为0.2A，电路通电时间为3min.下列说法中不正确的是（ ）
A. 电源电压为6V B. 电阻R2的阻值为30Ω
C. 电路的总功率为3W D. 这段时间电路消耗的电能为9J
【答案】D
【解析】A．电阻R1与R2并联，电源电压等于R1两端的电压
故A正确，不符合题意；
B．电阻R2的阻值
故B正确，不符合题意；
C．电路的总功率为
故C正确，不符合题意；
D．这段时间电路消耗的电能
故D错误，符合题意。
8. 如图所示，电源电压保持不变，R1是电阻箱，最大阻值为R，R2是定值电阻。闭合开关S，当电阻箱阻值调为R时，电压表示数为3V，电阻箱的功率为0.9W；当电阻箱阻值调为0.5R时，电压表的示数变化了1.5V。则下列说法中正确的是（ ）
A. 电源电压为3V
B. 电阻箱R1的最大阻值为40Ω
C. 前后两次电路总功率变化了0.45W
D. 为保证电路安全，电流表量程不能选0~0.6A
【答案】B
【解析】A．由电路图可知，电阻箱R1与定值电阻R2串联，电流表测量串联电路的电流，电压表测量R2两端电压，由题意得，当电阻箱R1的阻值为R时，电压表示数即R2两端电压为U2=3V，电阻箱R1的功率为P1=0.9W，电路中的电流为
电阻箱R1两端电压为
由串联电路中，电源电压等于各用电器两端电压之和可得，电源电压为
当电阻箱R1的阻值为0.5R时，电压表示数变化了，根据串联电路中电阻分压可知，R1减小，R1两端电压减小，相应的R2两端电压增大，故此时R2两端电压为
此时电路中的电流为
R1两端电压为
由串联电路的电压规律可得
两次电源电压不变，则有
即
解得R=2R2，将此结果代入以上推导式可知，当电阻箱R1的阻值为R时，R1两端电压为
则电源电压为
故A错误；
B．当电阻箱R1的阻值为R时，其电功率为
则定值电阻R2的阻值为
电阻箱R1的最大阻值R为
故B正确；
C．当R1阻值为R时，电路中电流为
此时电路中的总功率为
当电阻箱阻值调为0.5R时，R2两端电压为，电路中电流为
此时电路中的总功率为
前后两次电路总功率变化为
故C错误；
D．根据欧姆定律可知，当电路中电压一定时，总电阻最小时，电路中电流值最大。电路中总电阻为
当变阻箱R1为零时，电路中总电阻最小为
此时电路中电流最大为
因0.45A<0.6A，所以为保证电路安全，电流表量程能选0~0.6A，故D错误。故选B。
二、填空题（本大题6小题，11个空，每空2分，共22分）
1. 小丽仔观察了自己家的电能表，参数如图所示。她让家中某个用电器单独工作3min，发现电能表的转盘转过90转，则此用电器消耗的电能是_____kW h，此用电器的电功率是_____W。
【答案】 0.025 500
【解析】电能表的转盘转过90转，则此用电器消耗的电能
此用电器消耗的电能为0.025kW h。
此用电器电功率
此用电器的电功率是500W。
2．将分别标有“6V 6W“和“3V 3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3V的电源两端， 灯更亮；若并联接在该电源两端，两灯消耗的功率之比P甲：P乙＝ 。（忽略温度对灯丝电阻的影响）
【答案】甲；1：2。
【解析】（1）由P＝可得，两灯的电阻分别为：
R甲＝＝＝6Ω，R乙＝＝＝3Ω，
若两灯串联，因串联电路中电流处处相等，R甲＞R乙，由P＝I2R可得P甲实＞P乙实，所以甲灯比乙灯更亮；
（2）若并联接在该电源两端，并联电路中各支路两端电压相等，即U并甲＝U并乙，
由P＝UI＝可得，两灯消耗的功率之比：
P并甲：P并乙＝：＝×＝＝＝。
3．小明家的电能表如图所示，他要用电能表和秒表测某一用电器的实际电功率。在用电高峰时，他只让规格为“220V 1000W”的电热水壶单独工作，测得在200s内电能表的转盘恰好转81圈。此时该电热水壶的实际功率 W，实际电压 V．（假设电水壶电阻不变）
【答案】810；198。
【解析】由P＝可得：
电热水壶的电阻：R＝＝＝48.4Ω，
因为每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转1800转，所以电能表的转盘转81转消耗的电能为：
W＝＝kW h＝×3.6×106J＝1.62×105J，
电热水壶的实际功率为：P实＝＝＝810W，
所以实际电压：U实＝＝＝198V。
4. （2022贵阳）如图所示电路，电源电压保持不变。只闭合开关S1时，定值电阻R1的功率是16W；当开关S1、S2都闭合时，R1的功率是25W。则先后两次电路消耗的功率之比是______。
【答案】4：5
【解析】当开关S1、S2都闭合时，电路中只有R1工作，R1的功率是25W，可求出电源电压
只闭合开关S1时，R1与R2串联，定值电阻R1的功率是16W，可求出R1的电压
则R2的电压
串联电路中电压与电阻成正比
串联电路中功率与电阻成正比
故
P2=4W
只闭合开关S1时，电路总功率
P=P1+P2=16W+4W=20W
所以先后两次电路消耗的功率之比
5. 如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S、S1，断开开关S2，在滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中，电压表示数变化范围是4～12V，电流表示数变化范围是0.4～1.2A，则电源电压是 _______V；闭合开关S、S2，断开开关S1，当滑动变阻器的滑片从a端移动到中点时，小灯泡L恰好正常发光，此过程中电路最大功率和最小功率之比为4:3，则小灯泡L的额定功率是 _______W。（不计温度对灯丝电阻的影响）
【答案】 12 3.2
【解析】闭合开关S、S1，断开开关S2，滑动变阻器的滑片P在b端时，电路中只接入R1，电压表测电源电压，此时电压表的示数为12V，即电源电压为12V。此时电流表的示数为1.2A，则R1的阻值为
闭合开关S、S1，断开开关S2，滑动变阻器的滑片P在a端时，R1和R2串联，电压表测R1两端的电压，此时电压表的示数为4V，电流表的示数为0.4A，则R2两端的电压为
R2的最大阻值为
闭合开关S、S2，断开开关S1时，小灯泡L和R2串联，滑片从a端移动到中点时，电源电压不变，电路最大功率和最小功率之比为4:3，由公式可得
可求得RL=20Ω。
滑片移动到中点时，电路总电阻为
此时小灯泡L恰好正常发光，电路中的电流为
则小灯泡L的额定功率为
6. （2022湖南岳阳）PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。它有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其阻值随温度的升高而减小；高于这个温度时，其阻值随温度的升高而增大。我们把这个设定的温度叫做“居里点温度”。如图甲的3D打印笔，其内部电路如图乙所示，R1、R2是两个相同的PTC发热电阻，单个PTC的阻值与温度的关系如图丙所示：
（1）打印笔工作时有快、慢两挡，图乙中当S、S1都闭合时，处于_______挡；
（2）由图丙可知，该PTC材料的“居里点温度”是______℃。
【答案】 快 120
【解析】（1）由图乙知，只闭合S时，电路中只有R1工作，此时电路中的电阻较大，据 知，电路的功率较小，处于慢挡；S、S1都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路中的总电阻较小，据 知，电路的功率较大，处于快挡。
（2）由图丙知，低于120℃时，发热电阻阻值随温度升高而减小，高于120℃时，发热电阻阻值随温度升高而增大，所以该PTC材料的居里点温度是120℃。
三、综合计算题（46分）
1.（9分）（2023福建省） 下图是某暖手宝的工作原理图，电源电压恒为6V，电阻R1为10Ω，闭合开关S，电路的总电流为1A，求：
（1）通过R1的电流；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电路消耗的总电功率。
【答案】（1）0.6A；（2）15Ω；（3）6W
【解析】（1）由电路图可知，R1和R2并联，由欧姆定律可得，通过R1的电流为
（2）由并联电路的电流规律可得，通过R2的电流为
I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A
故由欧姆定律可得，电阻R2阻值为
（3）由P=UI可得，电路消耗的总电功率为
P=UI=6V×1A=6W
2.（15分）如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，R1=10Ω，滑动变阻器R2的规格为“50Ω 1A”。
（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为0.8A，求电源电压；
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表的示数为5V，求R3的阻值；
（3）闭合开关S1、S2和S3，在保证各电路元件安全的情况下，求电路的最大电功率及此时滑动变阻器R2连入电路的阻值。
【答案】（1）8V；（2）15Ω；（3）14.4W；8Ω
【解析】（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3时，电路仅R1工作，电路中电流为I1=0.8A，电源电压
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电阻R2与R3串联，电压表测R2两端电压，R2=25Ω，U2=5V，则
所以
（3）闭合开关S1、S2和S3时，R3被短路，电阻R1、R2并联接入电路，当I2′=1A时，干路电流最大
此时电路的电功率最大
滑动变阻器接入的阻值为
3. （9分）如图所示，电源电压恒定，L为“6V 3.6W”的小灯泡（假设灯丝电阻不随温度变化）。当S1断开，S和S2闭合时，灯泡L正常发光；当S、S1、S2都闭合时，通过定值电阻R1、R2的电流之比为3：2；闭合开关S，在确保通过电阻R2的电流不为零的前提下，控制S1、S2的通断，R2消耗的最大功率和最小功率之比为9：1。求：
（1）灯泡L的电阻；
（2）电源电压；
（3）R2消耗的最大功率。
【答案】（1）10Ω；（2）6V；（3）4.8W
【解析】（1）由“6V 3.6W”可得，小灯泡L的电阻为
（2）当S1断开、S和S2闭合时，R1、R2短路，只有L接入电路，小灯泡正常发光，即电源电压等于小灯泡两端的电压为6V。
（3）当S、S1和S2都闭合时，L、R1、R2并联，此时功率最大为
通过定值电阻R1、R2的电流之比为3：2，由并联电路各支路两端电压相等
可得
当S闭合，S1，S2都断开时，L、、串联，此时功率最小为
由R2消耗的最大功率和最小功率之比为9：1，则
可得，此时R2两端的电压为
根据串联分压规律
可得，此时R1两端的电压为
小灯泡两端的电压为
R2的阻值为
则R2消耗的最大功率为
4. （13分）随着国家经济的发展，人民生活水平不断提高，越来越多的电器设备进入老百姓家中，极大地方便了人们的日常生活。次仁同学发现家中电饭煲的铭牌信息模糊不清，如图（甲）所示，简化电路图如图（乙）所示，当饭做好后电饭煲自动进入保温状态，他想利用在学校学到的物理知识对电饭煲进行研究。
(1)根据电路图分析，开关断开时，电饭煲处于_______（选填“保温”或“加热”）状态；
(2)求电饭煲保温时的电功率；
(3)电饭煲接通电源即开始加热，10min后进入保温状态。图（丙）为次仁家的电能表，那么电能表转动100转所提供的电能可以让电饭煲正常工作多长时间
【答案】(1)保温 (2)80W (3)681.8s
【解析】(1)由图乙知，当开关断开时，电阻，串联，电阻中总电阻最大，由知，此时电饭煲处于保温状态。
(2)当开关闭合时，被短路，电路中只有接入电路，此时电饭煲处于加热状态，则的阻值为
处于加热状态时，电路中的总电阻为
则电饭煲的保温功率为
(3)电能表转动100转时，用电器所消耗的电能为
由可得这些电能可以让电饭煲正常工作时间
估测电气设备电功率必备知识
学习目标
自学知识点梳理
考点例题精讲
对点演练
解题方法归纳
课时减负课外小测验
科学精神与担当
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2023-2024人教版9年物理全册同步学讲练测学案（全国通用）
第十八章 电功率 专题18.2 电功率
1.理解电功率的概念，知道电功率是表示消耗电能快慢的物理量。
2．理解电功率的公式，并能进行简单的计算，知道P=UI。
3.了解生活中用电器的电功率，知道“千瓦时”的来历。
4. 理解用电器的额定电压和额定电功率。
5．掌握与用电器铭牌有关的简单计算。
6. 理解测量用电器电功率的原理和方法。
阅读本节课教材，参考教材完成教师给出的知识点问题的填空：
知识点1. 电功率
（1）电功率的意义：表示电流做功_____的物理量，用符号_____表示.
（2）电功率的定义：电功率等于_____与_____之比.
（3）电功率的公式：P=_____ ，把W=_____带入公式，可得P=_____.
（4）电功率的单位：电功率的国际单位是_____，简称_____，符号_____. 常用的电功率单位还有千瓦（kW）和毫瓦（mW），1kW=_____W，1W=_____mW.
知识点2. 额定电压 额定功率
（1）用电器_____叫做额定电压；用电器_____叫做额定功率。
用电器的正常工作状态是唯一的，所以用电器的额定电压和额定功率也是_____的。而灯的实际工作状态多种多样，因此_____和对应的_____有无数个。
（2）电灯泡上标有“PZ220 100”的字样，表示_____是220V，表示_____是100W；把这盏灯接在110V的电源上_____正常发光，会_____些。若接在380V的电源上，会很_____，甚至可能烧坏。灯泡的亮暗程度是由灯泡_____决定的。
（3）若已知用电器的“U额、P额”，可用公式P额=I额U额计算出用电器正常工作时的电流，用公式 计算出用电器正常工作时的电阻。
（4）用电器的实际电压与额定电压、实际功率与额定功率的关系为
1）U实 = U额，则 P实 = P额；用电器正常工作。
2）U实 > U额，则 P实 > P额；可能烧毁用电器。
3）U实 < U额，则 P实 < P额；用电器不能正常工作。
知识点3. 电功率的计算
1. 由P=UI及欧姆定律I=U∕R可推导出:P=_____；由P=UI及U=IR可推导出:P=_____。这两个推导公式是根据欧姆定律推导而来的，只适用于欧姆定律适用的_____电路。
2.电功率的定义公式_____和一般公式_____则适用于一切电路和用电器的电功率的计算。
考点1. 电功率
【例题1】（2023甘肃金昌）学校科技小组设计了一个室内天然气泄漏检测仪，原理如图所示，其中R是检测天然气的电阻（气敏电阻），天然气浓度增大时，R减小，R0为定值电阻，电源电压不变，闭合开关S，下列判断正确的是（ ）
A. 显示仪一定是电流表
B. 室内有天然气泄漏时，显示仪示数变小
C. 室内有天然气泄漏时，电路消耗的电功率变小
D. 若调低报警浓度，可将R0换成阻值大一点的电阻
考点2. 实际电压和实际功率
【例题2】（2023广西）小明发现家里的白炽灯突然变亮，主要原因可能是白炽灯的（ ）
A. 额定电压变大 B. 实际电压变大 C. 额定功率变小 D. 实际电压变小
考点3. 估测电功率
【例题3】（2023安徽）为估测一个电热水壶烧水时的电功率，小林在壶中装入质量为1kg的水，接入家庭电路中，通电加热210s，水温从20℃上升到70℃。已知水的比热容为。
（1）求该过程中水吸收的热量；
（2）若电流产生的热量全部被水吸收，请通过计算估测该热水壶的电功率；
（3）用上述方案估测出的电功率与实际功率相比、偏大还是偏小？简要说明原因。
考点4.电功率综合计算
【例题4】（2023甘肃金昌） 如图甲所示为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，工作电路简化为图乙所示，其中S'为挡位开关，R1、R2为发热电阻（假定工作时电阻不变），A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火挡的额定功率为2420W，R2的阻值为180Ω。
（1）判断A灯是______（选填“红灯”或“绿灯”），你的判断依据是什么？（ ）
（2）求电中药壶“文火”挡的额定功率？（ ）
（3）某天用电高峰时，小艺用电中药壶帮奶奶熬药，为了计算家里电路的实际电压，她关了家里其它用电器，只将电中药壶调到猛火挡上，电中药壶工作1min，电能表（如图丙所示）的电能表表盘转了100转，由此她计算出家庭电路的实际电压是多少？（ ）
【演练1】如图所示电路，电源电压恒为6V。闭合开关S，滑动变阻器R接入电路的阻值为10Ω时，电流表的示数为1.8A。下列说法正确的是（ ）
A. 通过R0的电流是1.2A B. R0的阻值是5Ω
C. 当R为20Ω时，其电功率是7.2W D. 当R为30Ω时，电路总功率是8.4W
【演练2】随着汽车的普及，车载电饭煲开始得到应用，人们能够在车内随时随地做饭而不受场地的限制，更好满足了旅游个性化要求。下图是某品牌车载电饭煲简化后的电路原理图，直流电源的电压为，、均为电热丝。当只闭合时是保温挡，功率为96W；当、都闭合时为加热挡，功率为300W。求：
（1）在加热挡工作时，工作100秒电路中消耗的电能；
（2）的阻值；
（3）在保温挡时，的电功率。
1.求解电功及其电功率题的类型
（1）以电能表为素材，求解电功率的相关问题
（2）与滑动变阻器相关的电功率计算
（3）与串并联电路特点及欧姆定律应用相关的电功率计算
（4）考查与I-U图像相关的电功率计算
2.电功和电功率的区别和联系
3.课节知识导图
（满分100分，答题时间90分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评）
一、选择题（本大题8小题，每小题4分，共32分）
1.（2023北京） 如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和33圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并联在电路中工作一段时间，下列说法正确的是（ ）
A. 通过R1的电流等于通过R2的电流
B. R1两端的电压大于R2两端的电压
C. R1的电功率大于R2的电功率
D. R1消耗的电能小于R2消耗的电能
2. （2022广西玉林）已知甲电阻是乙电阻的3倍，若分别对甲、乙两种导体通电，通过甲、乙两导体的电流之比为2∶3，则甲、乙的功率之比为（ ）
A. 2∶1 B. 2∶3 C. 4∶3 D. 9∶2
3.如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时，下列说法中（ ）
①电流表A的示数变小
②电压表V的示数变大
③电压表V与电流表A1的比值变小
④滑动变阻器R2消耗的电功率变小
A. 只有①④正确 B. 只有②③正确 C. 只有①③正确 D. 只有②④正确
4. （2022黑龙江牡鸡）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右移动，下列说法正确的是（ ）
A.电路总电阻减小，电路总功率增大 B. 电路总电阻增大，电路总功率减小
C. 电压表示数不变，电流表示数增大 D. 电压表示数不变，电流表示数不变
5.如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P由b端向a端移动过程中，小灯泡L始终发光（忽略温度对小灯泡电阻的影响）。下列说法正确的是（ ）
A. 电流表示数变小
B. 电路的总功率变大
C. 电压表V1示数与电流表示数的比值变小
D. 电压表V2示数与电流表示数的比值变大
6. 如图所示，电源电压恒为4.5V，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~3V”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（设灯丝电阻不变），滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑片P的过程中，下列正确的是（ ）
A. 电流表的示数最大为0.6A B. 滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω
C. 灯泡消耗的最小电功率为0.12W D. 电路消耗的最大功率为2.7W
7. 如图，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A2的示数为0.2A，电路通电时间为3min.下列说法中不正确的是（ ）
A. 电源电压为6V B. 电阻R2的阻值为30Ω
C. 电路的总功率为3W D. 这段时间电路消耗的电能为9J
8. 如图所示，电源电压保持不变，R1是电阻箱，最大阻值为R，R2是定值电阻。闭合开关S，当电阻箱阻值调为R时，电压表示数为3V，电阻箱的功率为0.9W；当电阻箱阻值调为0.5R时，电压表的示数变化了1.5V。则下列说法中正确的是（ ）
A. 电源电压为3V
B. 电阻箱R1的最大阻值为40Ω
C. 前后两次电路总功率变化了0.45W
D. 为保证电路安全，电流表量程不能选0~0.6A
二、填空题（本大题6小题，11个空，每空2分，共22分）
1. 小丽仔观察了自己家的电能表，参数如图所示。她让家中某个用电器单独工作3min，发现电能表的转盘转过90转，则此用电器消耗的电能是_____kW h，此用电器的电功率是_____W。
2．将分别标有“6V 6W“和“3V 3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3V的电源两端， 灯更亮；若并联接在该电源两端，两灯消耗的功率之比P甲：P乙＝ 。（忽略温度对灯丝电阻的影响）
3．小明家的电能表如图所示，他要用电能表和秒表测某一用电器的实际电功率。在用电高峰时，他只让规格为“220V 1000W”的电热水壶单独工作，测得在200s内电能表的转盘恰好转81圈。此时该电热水壶的实际功率 W，实际电压 V．（假设电水壶电阻不变）
4. （2022贵阳）如图所示电路，电源电压保持不变。只闭合开关S1时，定值电阻R1的功率是16W；当开关S1、S2都闭合时，R1的功率是25W。则先后两次电路消耗的功率之比是______。
5. 如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S、S1，断开开关S2，在滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中，电压表示数变化范围是4～12V，电流表示数变化范围是0.4～1.2A，则电源电压是 _______V；闭合开关S、S2，断开开关S1，当滑动变阻器的滑片从a端移动到中点时，小灯泡L恰好正常发光，此过程中电路最大功率和最小功率之比为4:3，则小灯泡L的额定功率是 _______W。（不计温度对灯丝电阻的影响）
6. （2022湖南岳阳）PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。它有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其阻值随温度的升高而减小；高于这个温度时，其阻值随温度的升高而增大。我们把这个设定的温度叫做“居里点温度”。如图甲的3D打印笔，其内部电路如图乙所示，R1、R2是两个相同的PTC发热电阻，单个PTC的阻值与温度的关系如图丙所示：
（1）打印笔工作时有快、慢两挡，图乙中当S、S1都闭合时，处于_______挡；
（2）由图丙可知，该PTC材料的“居里点温度”是______℃。
三、综合计算题（46分）
1.（9分）（2023福建省） 下图是某暖手宝的工作原理图，电源电压恒为6V，电阻R1为10Ω，闭合开关S，电路的总电流为1A，求：
（1）通过R1的电流；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电路消耗的总电功率。
2.（15分）如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，R1=10Ω，滑动变阻器R2的规格为“50Ω 1A”。
（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为0.8A，求电源电压；
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表的示数为5V，求R3的阻值；
（3）闭合开关S1、S2和S3，在保证各电路元件安全的情况下，求电路的最大电功率及此时滑动变阻器R2连入电路的阻值。
3. （9分）如图所示，电源电压恒定，L为“6V 3.6W”的小灯泡（假设灯丝电阻不随温度变化）。当S1断开，S和S2闭合时，灯泡L正常发光；当S、S1、S2都闭合时，通过定值电阻R1、R2的电流之比为3：2；闭合开关S，在确保通过电阻R2的电流不为零的前提下，控制S1、S2的通断，R2消耗的最大功率和最小功率之比为9：1。求：
（1）灯泡L的电阻；
（2）电源电压；
（3）R2消耗的最大功率。
4. （13分）随着国家经济的发展，人民生活水平不断提高，越来越多的电器设备进入老百姓家中，极大地方便了人们的日常生活。次仁同学发现家中电饭煲的铭牌信息模糊不清，如图（甲）所示，简化电路图如图（乙）所示，当饭做好后电饭煲自动进入保温状态，他想利用在学校学到的物理知识对电饭煲进行研究。
(1)根据电路图分析，开关断开时，电饭煲处于_______（选填“保温”或“加热”）状态；
(2)求电饭煲保温时的电功率；
(3)电饭煲接通电源即开始加热，10min后进入保温状态。图（丙）为次仁家的电能表，那么电能表转动100转所提供的电能可以让电饭煲正常工作多长时间
估测电气设备电功率必备知识
学习目标
自学知识点梳理
考点例题精讲
对点演练
解题方法归纳
课时减负课外小测验
科学精神与担当
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