第二节 电流做功的快慢
第1课时 电功率
基础主干落实
电功率:
(1)电功率:表示 电流做功快慢 的物理量,电流做功越快,电功率越大。
(2)定义:电流所做的 功 与 所用时间 之比。
(3)国际单位是 瓦特 ,简称 瓦 ,符号: W 1 kW=1 000 W
(4)定义式: P= ,
常用公式 P=UI 。
变形公式有 P= 和 P=I2R 。
重点案例探析
重点 电功率的相关计算
【典题】(2023·贵州中考)如图所示电路,电源电压恒为3 V。闭合开关S,电流表的示数为0.5 A,干路电流I=1.5 A,设灯丝电阻不变,求:
(1)通过灯L1的电流I1。
(2)灯L1消耗的电功率P1。
(3)灯L2的阻值R2。
解:(1)由题图可知,灯泡L1和L2并联,电流表测量通过L2的电流,根据并联电路的电流特点可知,通过L1的电流I1=I-I2=1.5 A-0.5 A=1 A。
(2)根据并联电路的电压特点可知,灯泡L1与L2的电压相等,都等于电源电压,即U1=U2=U=3 V,灯L1消耗的电功率P1=U1I1=3 V×1 A=3 W。
(3)由I=可知,灯L2的阻值R2===6 Ω。
【点拨】两个推导式:
(1)由P=UI和I=可得:P=。该推导式通常用于并联电路电功率的计算,或已知某用电器电阻而计算该用电器的电功率,或用于分析并联电路的电功率大小。
(2)由P=UI和I=可得:P=I2R。该推导式通常用于串联电路中部分电路的电功率计算,或用于分析串联电路的电功率大小。
【变式】(2024·贵阳期末)如图所示电路,电源电压不变,定值电阻R2的阻值是60 Ω。闭合开关S,电压表和电流表的示数分别是2 V和0.1 A。求:
(1)R1的阻值;
(2)电源电压;
(3)电路的总功率。
解:闭合开关S,电阻R1、R2串联接入电路,电压表测R1两端电压,电流表测电路的电流。
(1)由串联电路的电流处处相等和欧姆定律可得,R1的阻值R1===20 Ω。
(2)R2两端的电压U2=IR2=0.1 A×60 Ω=6 V,
由串联电路的电压特点知,电源电压U=U1+U2=2 V+6 V=8 V。
(3)电路的总功率P=UI=8 V×0.1 A=0.8 W。
A层·基础必会
考点一 认识电功率
1.关于电功率,下列说法正确的是 (D)
A.电功率越大,消耗电能越多
B.消耗电能越多,电功率越大
C.消耗电能的时间越短,电功率越大
D.电流1 s内消耗电能越多,电功率越大
2.以下各单位中不属于电功率的单位的是(A)
A.kW·h B.J/s
C.W D.V·A
3.一位电视台记者在报道某工厂“淘汰落后产能、促进新旧动能转换”仅上半年就节电15 000 kW·h的时候,手举一只理发用的电吹风说:“这只电吹风是1 500 W的,也就是1.5 kW,这个厂节省的电力可以开动1 000个这样的电吹风。”这位记者的报道中弄混了两个重要的电学概念。这两个概念是电能和 (C)
A.电流 B.电阻
C.电功率 D.电功
4.如图所示,“瓦片的瓦,里面一个千万的千,这个字念“千瓦”,它是电学里 电功率 (选填“电功”或“电功率”)的单位,表示电流做功 快慢 (选填“快慢”或“多少”)的物理量。
考点二 电功率的相关计算
5.家用手电筒的电源为两节干电池串联,正常发光时电流为0.32 A,则该手电筒的电功率最接近于 (A)
A.1 W B.10 W
C.0.1 kW D.1 kW
6.用电器甲在5 min内消耗的电能为1.5×105 J,用电器乙1 h内消耗的电能为0.5 kW·h。则甲和乙电功率的大小关系是 (B)
A.P甲>P乙 B.P甲=P乙
C.P甲
7.如图所示,从表盘信息可知,小军家接入的用电器总功率不能超过 4 400 W。
8.如图所示,这棵人造风力发电树可以将碎片化的风力资源化零为整,只要风速超过2 m/s,树上的风轮机就会转动从而产生电流。一棵树一年下来可发电约
3.2 kW·h这棵发电树一年的发电量可供一只正常电功率为8 W的节能灯正常工作 400 h。
9.已知R1∶R2=1∶2,将它们串联后接入12 V的电源上,它们两端的电压U1∶U2= 1∶2 ;R1两端的电压U1= 4 V ;它们的电功率P1∶P2= 1∶2 。
10.如图所示,电源电压为8 V,闭合开关后,电流表A1的示数为0.2 A,电流表A的示数为0.3 A。求:
(1)R1的阻值;
(2)通过R2的电流;
(3)电路的总功率。
解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以U1=U=8 V,
R1的阻值:R1===40 Ω;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流:
I2=I-I1=0.3 A-0.2 A=0.1 A;
(3)电路的总功率:P=UI=8 V×0.3 A=2.4 W。
B层·能力提升
11.智能手机耗电达到一定量时,会提示用户采用“省电模式”,在这种模式下,可延长电池的供电时间,原因是 (B)
A.降低了电池的输出电压
B.减小了电池的输出功率
C.减小了电子线路的电阻
D.增大了电池的输出电流
12.(多项选择)(2024·黔西南一模)如图所示,电源电压不变,R1=10 Ω。闭合开关S,电压表的示数为8 V;再闭合S1,电压表的示数变为12 V。则下列说法中正确的是( B、C )
A.R1与R2的阻值之比为1∶3
B.只闭合S时通过R1的电流为0.4 A
C.S1闭合前后,R2消耗的电功率之差为4 W
D.S1闭合前后,整个电路消耗的电功率之比为1∶3
13.小明受穿戴式“智能体温计”(如图甲所示)的启发,设计了一个如图乙所示的体温计电路图。用电表示数大小反映温度高低,热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大,定值电阻R2起保护电路的作用。该电路中的电表是用 电压表 (填“电流表”或“电压表”)改装成的,温度降低时电路的总功率 变大 。
14.如图甲所示是某手机的“超级快充”插头,匹配相应的数据线即可自动向该手机电池实现“超级快充”,其铭牌参数如图乙所示,请判断哪一组输出参数可实现超级快速充电 “10 V 4 A” (选填“5 V 2 A”或“9 V 2 A”或“10 V 4 A”),由此可推断,“超级快充”的“快”是指 电功率 大(填写一个物理量名称)。
15.(2024·毕节期末)一天晚上小明在家做作业时,家里的电灯突然变暗了,他想可能是家庭电路的电压低于正常值,导致家里的电灯变暗,电灯的实际功率变小,相同时间内消耗的电能也减少了。他又想:那么在此时使用电热水壶烧水同样也能省电。小明的想法对吗 请你结合学过的电学知识帮助小明简要分析说明。
答案:小明的想法不对。使用电热壶烧开一壶水消耗的电能(或水吸收的热量)是一定的,而消耗电能(或电流做功)的多少与用电器的电功率和通电时间的乘积有关,电热水壶的实际功率变小时(或用电器两端的电压变小,电流也变小),需要的加热时间变大,所以不能省电。
16.在如图所示的电路中,电源电压保持6 V不变,电阻R1的阻值为20 Ω。当S2断开,S1、S3闭合时,电流表的示数为0.45 A。求:
(1)当开关S2断开,S1,S3闭合时,电阻R2消耗的电功率;
(2)当开关S1、S3断开,S2闭合时,电路消耗的总电功率。
解:(1)S2断开,S1、S3闭合时的等效电路图如图甲所示,
通过电阻R1的电流I1===0.3 A,
通过电阻R2的电流I2=I-I1=0.45 A-0.3 A=0.15 A,
由I=可知,电阻R2的阻值R2===40 Ω,
电阻R2消耗的电功率:P===0.9 W;
(2)S1、S3断开,S2闭合时的等效电路图如图乙所示,
电路电流I'===0.1 A,
电路消耗的总功率:P总=UI'=6 V×0.1 A=0.6 W。第二节 电流做功的快慢
第1课时 电功率
基础主干落实
电功率:
(1)电功率:表示 的物理量,电流做功越快,电功率越大。
(2)定义:电流所做的 与 之比。
(3)国际单位是 ,简称 ,符号: 1 kW=1 000 W
(4)定义式: ,
常用公式 。
变形公式有 和 。
重点案例探析
重点 电功率的相关计算
【典题】(2023·贵州中考)如图所示电路,电源电压恒为3 V。闭合开关S,电流表的示数为0.5 A,干路电流I=1.5 A,设灯丝电阻不变,求:
(1)通过灯L1的电流I1。
(2)灯L1消耗的电功率P1。
(3)灯L2的阻值R2。
【点拨】两个推导式:
(1)由P=UI和I=可得:P=。该推导式通常用于并联电路电功率的计算,或已知某用电器电阻而计算该用电器的电功率,或用于分析并联电路的电功率大小。
(2)由P=UI和I=可得:P=I2R。该推导式通常用于串联电路中部分电路的电功率计算,或用于分析串联电路的电功率大小。
【变式】(2024·贵阳期末)如图所示电路,电源电压不变,定值电阻R2的阻值是60 Ω。闭合开关S,电压表和电流表的示数分别是2 V和0.1 A。求:
(1)R1的阻值;
(2)电源电压;
(3)电路的总功率。
A层·基础必会
考点一 认识电功率
1.关于电功率,下列说法正确的是 ()
A.电功率越大,消耗电能越多
B.消耗电能越多,电功率越大
C.消耗电能的时间越短,电功率越大
D.电流1 s内消耗电能越多,电功率越大
2.以下各单位中不属于电功率的单位的是()
A.kW·h B.J/s
C.W D.V·A
3.一位电视台记者在报道某工厂“淘汰落后产能、促进新旧动能转换”仅上半年就节电15 000 kW·h的时候,手举一只理发用的电吹风说:“这只电吹风是1 500 W的,也就是1.5 kW,这个厂节省的电力可以开动1 000个这样的电吹风。”这位记者的报道中弄混了两个重要的电学概念。这两个概念是电能和 ()
A.电流 B.电阻
C.电功率 D.电功
4.如图所示,“瓦片的瓦,里面一个千万的千,这个字念“千瓦”,它是电学里 (选填“电功”或“电功率”)的单位,表示电流做功 (选填“快慢”或“多少”)的物理量。
考点二 电功率的相关计算
5.家用手电筒的电源为两节干电池串联,正常发光时电流为0.32 A,则该手电筒的电功率最接近于 ()
A.1 W B.10 W
C.0.1 kW D.1 kW
6.用电器甲在5 min内消耗的电能为1.5×105 J,用电器乙1 h内消耗的电能为0.5 kW·h。则甲和乙电功率的大小关系是 ()
A.P甲>P乙 B.P甲=P乙
C.P甲7.如图所示,从表盘信息可知,小军家接入的用电器总功率不能超过 W。
8.如图所示,这棵人造风力发电树可以将碎片化的风力资源化零为整,只要风速超过2 m/s,树上的风轮机就会转动从而产生电流。一棵树一年下来可发电约
3.2 kW·h这棵发电树一年的发电量可供一只正常电功率为8 W的节能灯正常工作 h。
9.已知R1∶R2=1∶2,将它们串联后接入12 V的电源上,它们两端的电压U1∶U2= ;R1两端的电压U1= ;它们的电功率P1∶P2= 。
10.如图所示,电源电压为8 V,闭合开关后,电流表A1的示数为0.2 A,电流表A的示数为0.3 A。求:
(1)R1的阻值;
(2)通过R2的电流;
(3)电路的总功率。
B层·能力提升
11.智能手机耗电达到一定量时,会提示用户采用“省电模式”,在这种模式下,可延长电池的供电时间,原因是 ()
A.降低了电池的输出电压
B.减小了电池的输出功率
C.减小了电子线路的电阻
D.增大了电池的输出电流
12.(多项选择)(2024·黔西南一模)如图所示,电源电压不变,R1=10 Ω。闭合开关S,电压表的示数为8 V;再闭合S1,电压表的示数变为12 V。则下列说法中正确的是( )
A.R1与R2的阻值之比为1∶3
B.只闭合S时通过R1的电流为0.4 A
C.S1闭合前后,R2消耗的电功率之差为4 W
D.S1闭合前后,整个电路消耗的电功率之比为1∶3
13.小明受穿戴式“智能体温计”(如图甲所示)的启发,设计了一个如图乙所示的体温计电路图。用电表示数大小反映温度高低,热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大,定值电阻R2起保护电路的作用。该电路中的电表是用 (填“电流表”或“电压表”)改装成的,温度降低时电路的总功率 。
14.如图甲所示是某手机的“超级快充”插头,匹配相应的数据线即可自动向该手机电池实现“超级快充”,其铭牌参数如图乙所示,请判断哪一组输出参数可实现超级快速充电 (选填“5 V 2 A”或“9 V 2 A”或“10 V 4 A”),由此可推断,“超级快充”的“快”是指 大(填写一个物理量名称)。
15.(2024·毕节期末)一天晚上小明在家做作业时,家里的电灯突然变暗了,他想可能是家庭电路的电压低于正常值,导致家里的电灯变暗,电灯的实际功率变小,相同时间内消耗的电能也减少了。他又想:那么在此时使用电热水壶烧水同样也能省电。小明的想法对吗 请你结合学过的电学知识帮助小明简要分析说明。
16.在如图所示的电路中,电源电压保持6 V不变,电阻R1的阻值为20 Ω。当S2断开,S1、S3闭合时,电流表的示数为0.45 A。求:
(1)当开关S2断开,S1,S3闭合时,电阻R2消耗的电功率;
(2)当开关S1、S3断开,S2闭合时,电路消耗的总电功率。