13.2电功率(要点讲解+当堂检测+答案)

北师大版物理九年级上册同步学案
第十三章　电功和电功率
第二节　电功率
要 点 讲 解
要点一　电功率
1. 电功率的物理意义、定义、公式和单位
物理意义
电功率表示电流做功的快慢，即用电器消耗电能的快慢
定义
我们把电流做的功与完成这些功所用时间的比叫作电功率
公式
P＝(P＝UI，推导P＝，P＝I2R)
单位
电功率的单位是瓦(W)，常用单位还有千瓦(kW)。换算关系：1kW＝1000W
2. 计算电功率的基本公式
(1)P＝，这是电功率的定义式，此公式适用于各种用电器和电路，依据该公式能测量某一家用电器的电功率或利用变形公式W＝Pt来计算用电器在某段时间内所消耗的电能。由该公式可知，在电功一定时，通电时间越短，电功率越大；在通电时间一定时，电流做的功越多，电功率越大。切不可单纯地说“用电器消耗的电能越多，电功率越大”或“通电时间越短，电功率越大”。
(2)P＝UI，这是电功率的计算式。此公式适用于所有电路，它是伏安法测小灯泡电功率的理论依据。该公式表明，用电器的实际功率等于实际电压与实际电流的乘积。常常借助于用电器的铭牌用此公式来计算用电器的额定电流，进而计算用电器的电阻；当然这个公式的最大用处还是用来计算各类用电器实际消耗的电功率或电路的总功率。
(3)导出公式：P＝I2R，P＝。这两个公式是把欧姆定律代入电功率的计算式后推导得出的，只适用于纯电阻电路(即用电器把消耗的电能全部转化成内能的电路)的电功率计算。
经典例题1　如图电源电压恒定，闭合S0，当S闭合，甲、乙两表为电压表时，两表示数之比U甲∶U乙＝7∶5；当S断开，甲、乙两表为电流表时，两表示数之比I甲∶I乙＝________，此时R1、R2消耗的功率之比P1∶P2＝________。
解析：从题图中可以看出，闭合S0、S，甲、乙两表为电压表时，电阻R1、R2构成串联电路，根据欧姆定律可知＝＝＝，求得R1＝R2。当S断开，甲、乙两表为电流表时，电阻R1、R2构成并联电路，甲、乙两表分别测量R2支路电流、并联电路的干路电流，所以I 甲＝，I乙＝＝＝U，所以求得＝＝。由于P＝，所以推知＝＝。
答案：2∶7　5∶2
点拨：本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活运用，关键是根据题意得出两电阻之间的关系，解题过程要注意各量之间的对应关系。
要点二　额定功率与实际功率
1. 实际电压：实际电路中的电压有时会发生改变，不同的电路的电压可能不同，用电器在实际电路中的电压叫作实际电压。常用U实表示。
2. 额定电压：用电设备在正常工作时的电压。用电器的铭牌上标明的电压值就是额定电压，常用U额表示。
3. 额定电流：用电器在额定电压下正常工作时的电流。用电器的铭牌上标明的电流值就是额定电流，常用I额表示。
4. 额定功率：用电器在额定电压下消耗的功率叫额定功率。用电器上标明的功率值就是其额定功率，常用P额表示。每个用电器的额定功率是确定的并且是唯一的。额定功率可以用以下公式来计算：P额＝U额I额。
5. 实际功率：用电器接入不同的电路中时，加在它两端的实际电压并不一定等于其额定电压，其功率也不一定等于额定功率。用电器在实际电压下所消耗的电功率叫作实际功率。常用P实表示。
(1)由电功率的计算公式P＝UI可知，用电器消耗的电功率随着加在它两端的电压的改变而改变。用电器的实际功率可以分为三种情况：①当U实>U额时，P实>P额。此种情况下用电器超负荷工作(例如灯发光强烈)，使用寿命将变短，容易被烧坏；②当U实＝U额时，P实＝P额。此种情况下用电器正常工作(例如灯正常发光)；③当U实(2)知道用电器的额定电压与额定功率，由公式可以求出其正常工作时的电流：I额＝，再结合欧姆定律可求出其电阻。在解题时，只要没有特别说明，用电器的电阻和电源电压我们都认为是不变的，所以，当电路变化后，我们可以利用这两个不变量进行解题。如R＝＝。
经典例题2　标有“12V　12W”“12V　6W”的灯L1和L2(假设灯丝电阻不变)，若将它们串联在某电源上，两灯都发光，下列说法正确的是(　　　)
A. 通过灯L1和L2的电流之比为2∶1
B. 灯L1和L2的电阻之比为2∶1
C. 灯L2比灯L1亮
D. 灯L1和L2的实际功率之比为2∶1
解析：两灯串联，所以电流相等，则通过灯L1和L2的电流之比为1∶1，故A错误；R1＝＝＝12Ω，R2＝＝＝24Ω，则灯L1和L2的电阻之比为1∶2，故B错误；将它们串联在某电源上，两灯都发光，由P＝I2R可知灯L2比灯L1的实际功率大，则灯L2比灯L1亮，故C正确；将它们串联在某电源上，两灯都发光，由P＝I2R可知：＝＝＝，故D错误。
答案：C
点拨：本题考查电功率的计算和欧姆定律的应用，以及电阻的串联。关键是知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。要注意区分额定功率与实际功率。对所有用电器来说P额＝＝U额I额，若是纯电阻电路，则由欧姆定律I＝得P额＝＝IR；同理P实＝＝U实I实，若是纯电阻电路，P实＝＝IR；当且仅当用电器正常工作时，实际功率才等于额定功率。
易错易混警示　将用电器在额定电压下的工作状态与实际电压下的工作状态相混淆，易导致实际功率计算错误用电器只有在额定电压下才能正常工作，此时用电器的实际功率等于其额定功率；当用电器两端的电压不等于其额定电压时，用电器不能正常工作，用电器的实际功率要根据题目中的已知条件运用相关公式进行计算。因此，正确判断或计算出用电器两端的实际电压是解决此类题目的关键。
经典例题3　灯L1和L2上分别标有“6V　6W”和“6V　9W”字样，把它们先后接在如图所示电路的a、b两端，电源电压不变。当灯L1接入时，其功率刚好为6W，则L2接入时，其功率为(　　　)
A. 一定等于9W B. 一定小于9W
C. 一定大于9W D. 条件不足，无法确定
解析：根据两灯泡的额定功率和额定电压可知，R1＝＝＝6Ω，R2＝＝＝4Ω，a、b间接电阻为6Ω的R1时，分得6V电压。当接4Ω的R2时，a、b间电阻减小，所分电压小于6V，达不到L2的额定电压，所以L2的实际功率一定小于9W。
答案：B
当 堂 检 测
1. 如图所示，手电筒中的电流为0.5A，电源为三节干电池，则该手电筒小灯泡的电功率最接近(　　)
A. 0.25W　 B. 0.75W C. 2.25W D. 9.00W
2. 把“220V　800W”的电炉丝改装后接在110V的电源两端，欲使改装后的实际功率仍为800W，下列改装方案中，行之有效的做法是(　　)
A. 截取原电炉丝长度的二分之一接入电路
B. 将两根相同规格的电炉丝串联接入电路
C. 将两根相同规格的电炉丝并联接入电路
D. 将原电炉丝对折后接入电路
3. 小明借助如图所示的电能表测量家中电视机的待机功率。他将电视机接通电源并使其处于待机状态，其余家用电器均从电源处断开；观察电能表，发现转盘(图中未画出)转10圈用时40min，则该电视机的待机功率是(　　)
A. 2W B. 5W C. 10W D. 25W

第3题 第4题
4. 如图所示，从甲地通过两条输电线向乙地用户供电，若甲地电源电压恒为U，输电线的总电阻为r，当乙地用户用电时，下列说法正确的是(　　)
A. 用户使用的用电器两端电压为U
B. 输电线上消耗的电功率为
C. 当用户使用的用电器增多时，用电器两端的电压升高
D. 当用户使用的用电器增多时，输电线上因发热而损失的功率增大
5. 灯的亮度由它实际消耗的功率决定。现有甲、乙两盏电灯，分别标有“220V　36W”和“36V　36W”字样，如果它们都正常发光，则(　　　)
A. 甲灯亮　　　 B. 乙灯亮 C. 一样亮 D. 无法确定
6. 甲、乙两只灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是(　　)
A. 灯泡正常发光时，甲灯灯丝的电阻较小
B. 两灯都正常发光时，甲灯消耗的电能较少
C. 甲灯的实际功率一定是40W
D. 将乙灯接在110V电路中，它的额定功率仍为60W
7. 甲、乙两灯分别标有“6V　3W”和“6V　6W”字样，先将两灯串联后接在电压为U的电路中，甲灯的功率为P1；再将两灯并联后接在同一电压下，乙灯的功率为P2。两次灯泡均安全，忽略温度对灯丝电阻的影响，则P1∶P2为(　　)
A. 9∶2 B. 2∶9 C. 4∶9 D. 1∶9
8. 一盏白炽灯铭牌上标有“220V　100W”字样，接通电路灯泡恰能正常发光，则1min灯丝消耗的电能为 J。如果灯丝断了之后重新将灯丝搭上，灯丝电阻变为440Ω，通电后灯泡两端电压没有变，则灯泡的实际功率为 W。
9. 如果通过某定值电阻的电流从1A升高到2A，加在该电阻两端的电压变化了5V，则该电阻消耗的电功率变化了 W。
10. 有一粗细均匀的电阻丝阻值是10Ω，把它接在12V的电路中，它的电功率是多大？如果把它对折后仍接在这个电源上，则它的电功率是多大？
当堂检测参考答案
1. C 2. D 3. B 4. D 5. C 6. D 7. B
8. 6×103 110
9. 15
10. 解：P1＝＝＝14.4W，P2＝＝＝57.6W。