16.2电流做功的快慢(要点讲解+当堂检测+答案)

沪科版物理九年级上册同步学案
第十六章　电流做功与电功率
第二节　电流做功的快慢
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
物理学中把电流所做的功与所用时间之比叫做电功率
公式
P＝
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有四个
(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　将R1＝12Ω、R2＝6Ω两电阻串联在某一电源上，R1、R2消耗的功率之比P1∶P2＝________，此时电路消耗的总功率为P；再将它们并联后接入同一电源上，电路的总电阻R′＝________，此时电路消耗的总功率为P′，则P∶P′＝________。
解析：因为串联电路的电流处处相等，根据电功率公式P＝I2R，可知＝＝＝，即2∶1；两电阻串联时总电阻R＝12Ω＋6Ω＝18Ω，两电阻并联后，根据公式＝＋，代入可得总电阻R′＝4Ω，两电阻串联和并联时接在同一电源上，则电路两端的总电压相等，根据电功率的公式P＝，可得＝＝＝，即2∶9。
答案：2∶1　4Ω　2∶9
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做实际电压。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做实际功率。常用P实表示。
拓展：(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　一个标着“220V　1100W”的电炉，正常工作时电阻丝的电阻为________Ω；当其两端电压为110V时，该电炉的实际功率为________W。(不计温度对电阻的影响)
解析：电炉正常工作时的功率P＝1100W，电压为220V，
根据P＝可得，电阻丝的电阻R＝＝＝44Ω，
当电路中的电压降低到110V时，其实际功率P实＝＝＝275W。
答案：44　275
易错易混警示　额定功率与实际功率
1. 额定功率是用电器在额定电压下正常工作时的功率，常用P额表示；实际功率是用电器在实际电压下工作时的功率，常用P实表示，它可能与额定功率相等，可能比额定功率大，也可能比额定功率小。P实与P额关系如下：当R一定时(P＝)，若U实>U额，则P实>P额；若U实＝U额，则P实＝P额；若U实2. 用电器的电功率是随着加在它两端的电压的改变而改变的，但是用电器也不是随便接入什么电路都能工作。设计用电器时，需要确定它在正常工作时的工作条件(如电压和电流)、工作性能(如电功率)。
经典例题3　将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在电路中，如图所示。闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，其原因是(　　　)
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
解析：两灯泡串联时，通过两灯丝的电流相等，灯L1较亮，说明L1灯的实际功率较大，根据功率公式P＝UI＝I2R可知，L1灯的灯丝电阻较大，其两端的电压较高，由于两灯的额定电压相同，所以根据功率公式P＝判断，灯L1的额定功率较小，所以只有C选项正确。
答案：C
当 堂 检 测
1. 下列属于电功率单位的是(　　)
A. 焦 B. 伏·安·秒 C. 瓦·秒 D. 伏·安
2. 关于电功率，下列说法中正确的是(　　)
A. 电流做功越多，功率越大
B. 电流做功时间越短，功率越大
C. 电流做功越多，用的时间越长，功率越大
D. 相同时间内，电流做功越多，功率越大
3. 某白炽灯铭牌上标有“220V　40W”的字样，关于这盏白炽灯的说法正确的是(　　)
A. 该灯只能在220V的电压下工作 B. 该灯工作时的电功率一定为40W
C. 该灯正常工作时的电流为5.5A D. 该灯正常工作时的电阻为1210Ω
4. 下列四盏灯正常发光时，通过灯丝的电流最大的是(　　)
A. “220V　60W” B. “110V　100W”
C. “36V　40W” D. “24V　25W”
5. 将标有“2.5V　0.3A”字样的灯泡甲和“3.8V　0.3A”字样的灯泡乙，分别串联和并联后，接在电压为2.5V的电源两端，不考虑温度对电阻的影响，下列说法中正确的是(　　)
A. 串联时，两灯都能正常发光
B. 串联时，甲灯比乙灯更亮
C. 并联时，通过两灯的电流相等
D. 并联时，甲灯的实际功率比乙灯的实际功率大
6. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻。在a、b两接线柱间接上一个标有“6V　1W”的灯泡，闭合开关S后，灯泡恰好正常发光；若a、b两接线柱间换上一个标有“6V　2W”的灯泡，闭合开关S后，灯泡消耗的电功率(　　)
A. 大于2W B. 等于2W
C. 小于2W D. 不能确定

第6题 第7题
7. 如图所示，闭合开关后，两只实验室常用电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同，此时灯R1和R2所消耗的电功率P1和P2的比值为 。
8. 如图所示，小灯泡L上标有“10V　10W”字样，闭合开关后，电流表的示数为0.5A，若不考虑小灯泡电阻随温度的变化，则此时小灯泡的电功率是 W，小灯泡在1min内消耗的电能是
J。
9. 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. D 2. D 3. D 4. C 5. D 6. C
7. 4∶1
8. 2.5 150
9. 解：根据欧姆定律I＝＝＝1.2A，电功率P＝UI＝12V×1.2A＝14.4W。对折后接入电路时电阻变了，相当于两个5Ω的电阻并联在12V的电路中，由并联电路的电阻特点求出总电阻：＝＋，把数据代入＝＋，得R′＝2.5Ω，根据欧姆定律求出电流I＝＝＝4.8A，电功率P＝UI＝12V×4.8A＝57.6W。