苏教版九年级物理教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：47【提高】电功率

电功率（提高）

【学习目标】
1.理解电功率的概念，知道电功率表示消耗电能的快慢；2.知道电功率的单位W、kW；3.理解用电器的额定功率，知道额定功率是在额定电压下工作时的功率；　　 4.会用功率的公式进行简单的计算；
5.掌握测量小灯泡电功率的方法。
【典型例题】
类型一、电功率的计算
1.如图所示为一可保温电热水壶的电路示意图，烧水时，开关S2处于 状态。若电热水壶烧水时消耗的功率为1000W，则电阻R1= Ω。如果保温状态下电热水壶消耗的功率是烧水时的，则R2消耗的功率为 W。
【思路点拨】本题对求电功率P=公式的应用，当电压一定时，电路的电阻越大，电功率越小；电路的电阻越小，电功率越大；从而可以判断电路的状态，进行有效计算
【答案】闭合；48.4；9.9
【解析】当开关闭合时，只有R1工作，电路电阻最小，功率最大，所以烧水时开关闭合，电阻R1的阻值：，
保温状态下电热水壶消耗的功率：，
电路电流为：，此时电阻R1的功率为：
所以R2消耗的功率为P2=P保-P1=10W-0.1W=9.9W。
【总结升华】题目联系实际应用，考查电阻、电功率、电流等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用。
举一反三：【变式】（2019?绥化中考）某品牌的电加热器工作电路如图所示，其额定电压为220V，加热功率为1100W，保温功率为44W。单刀双掷开关S接b时，电加热器处于 （选填“保温”或“加热”）状态；电路中定值电阻R1的阻值为 Ω。
【答案】加热；44
2. 如图所示，电源电压保持不变，R1:R2=1:4。只闭合S1时，电流表的示数为0.3A，R1消耗的功率为P1；只闭合S2?时，R0消耗的功率0.4W，R2消耗的功率为P2，且P1:P2=9:4。则下列结果正确的是（　　）
A．电源电压为24V B．R0的阻值为80Ω
C．R2的阻值为320Ω D．R0先后两次消耗的功率之比为9：4
【思路点拨】本题难度较大，同学一定分清电路的状态，各电阻的关系，对于多状态电学问题，一定把每种情况的等效图画出来，标出各物理量，是解题的关键
【答案】C
【解析】只闭合S1时，如图1所示，R1消耗的电功率为：
只闭合S2时，如图2所示，R2消耗的电功率为：因为 ，所以
所以R0的阻值为：故B错误，只闭合S1时，电路电流：——①
只闭合S2时电路电流：——②
又因为：R1:R2=1：4——③
①②③联立代入数据可得：R1=80Ω，R2=320Ω，U=36V，故A错误，C正确R0第一次消耗的电功率：
所以R0先后两次消耗的功率之比为：故D错误。
【总结升华】本题考查欧姆定律和电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是变化电路的分析，题目的综合性比较强，是一道难题。
举一反三：【变式】（2019?濠江区模拟）如图所示，电源电压和灯L的电阻不变，灯L上标有“6V 3W”字样．当开关S闭合，滑片P移至a端时，电流表的示数为1.0A，灯L正常发光；当开关S断开，滑片P移至b端时，电源电压U和灯L消耗的电功率P为（　　）
A．3V 1.5W B．3V 0.75W C．6V 1.5W D．6V 0.75W
【答案】D
类型二、实际电功率和额定电功率
3. 将“6V，2W”L1和“8V，2W”L2各一只串联在电源上，通电后有一只灯正常发光，另一只发光较暗，则哪只灯在正常发光？电源电压为多少？此时两灯的实际功率分别为多少？
【答案与解析】（1）由公式
根据灯泡的铭牌可得：，
（2）由公式可得：
L1正常工作时的电流：
L2正常工作时的电流：
电流较小的能正常发光，所以L2正常发光，此时的电流是0.25A
L2正常发光时电路两端的电压是：U=I（R1+R2）=0.25A×（18Ω+32Ω）=12.5V（3）灯泡L1的实际电功率：P1=Ie22R1=（0.25A）2×18Ω=1.125W
L2正常发光所以实际电功率等于额定电功率2W
答：灯L2在正常发光，电源电压为12.5V，两灯的实际功率分别为1.125W、2W。
【总结升华】能读懂用电器的铭牌，根据用电器铭牌上的信息，求用电器工作时的实际电流、电压、电功率等物理量。
举一反三：【变式】现在有“6V??3W”的L1和“12V??3W”的L2两只小灯泡串联后接在电路中使用时，通过两灯的电流之比I1:I2= ，两灯消耗的实际功率之比P1:P2= ，为了使电路能安全使用，电路两端允许加的最大电压为 V。
【答案】1:1；1:4；15
类型三、测量灯泡的电功率
4.（2019?广安模拟）小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡上标有“2.5V”字样。
请用笔画线代替导线，将下图中的实物电路连接完整。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最 端（选填“左”或“右”）；滑到变阻器的作用除保护电路外，还有 。（3）闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数；若电路中仅有一处故障，这个故障可能是： 。
（4）排除故障后继续实验，小华进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表格中。在第1次实验中小灯泡不亮的原因是： 。
【思路点拨】（1）滑动变阻器串联在电路中，接线一上一下；电压表并联在小灯泡两端，使得电流从正接线柱流入负接线柱流出；（2）闭合开关前滑动变阻器滑片处于阻值最大处；滑动变阻器的作用有保护电路或调节用电器两端电压实现多次测量；（3）在判断故障时，电压表的示数的变化很关键，若电压表有示数，说明电压表与电源能相通，若无示数，说明电压表与电源不能相通；（4）灯的亮度取决于实际电功率；（4）利用其额定电压和额定电流求出额定功率；分析实际功率与亮度关系得出结论。
【答案与解析】（1）滑动变阻器串联在电路中，接线一上一下；电压表并联在小灯泡两端，使得电流从正接线柱流入负接线柱流出；
如图所示：
（2）根据实物连图可知，闭合开关前，滑片应滑到最左端；在该实验中滑动变阻器串联除了保护电路外，还起到调节小灯泡两端电压，实现多次测量的目的；
（3）闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，则小灯泡短路了；
（4）分析实验数据可知，在笫1次实验中小灯泡不亮的原因是滑动变阻器接入阻值太大，通过的电流太小，小灯泡的实际功率太小；
（5）因为小灯泡的额定电压为2.5V，对应的电流为0.3A，则其额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
根据实验实际功率与亮度对应关系可知：小灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。
故答案为：（1）如前图；
（2）左；调节小灯泡两端电压实现多次测量；
（3）小灯泡短路了；
（4）变阻器接入阻值太大，灯的实际功率太小；
（5）0.75；越大。
【总结升华】此实验中考察了学生关于实物连图、线路故障、灯的亮度与实际功率的关系以及额定功率的求解，属于综合性难题。
【巩固练习】
一、选择
1.（2019?黄浦区一模）额定功率最接近700瓦的是（　　）
A．电冰箱 B．电饭锅 C．电子表 D．电视机
2.（2019?深圳三模）下列说法不正确的是（　　）
A．电功率是表示电流做功快慢的物理量
B．电流做功的过程就是电能转化成其他形式的能的过程
C．千瓦、瓦都是电功率的单位
D．消耗电能多的用电器电功率越大
3.如图所示，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为20?，定值电阻R0为5?。闭合开关后，移动滑片，发现能使电流表（“0～0.6A”或“0～3A”）和电压表（“0～3V”或“0～15V”）的指针同时达到满刻度线。则R0的电功率与电流的关系图象可能是（　　）
4.用电高峰期，会看到家里的白炽灯泡比正常发光要暗一些。这是因为，用电高峰期并联用电器增多，造成（　　）
A．电路中的总电阻增大 B．电路中的总电流减小
C．白炽灯泡的实际功率减小 D．白炽灯泡的额定功率减小
5.如果加在某定值电阻两端的电压从8V升高到10V，通过该电阻的电流变化了0.1A，则该电阻的电功率变化了（　　）
A．0.2W B．1.8W C．2.0W D．8.0W
6.某同学发现在家使用电热水壶时，同房间的电灯会变暗。他的分析如图，设R为家庭电路干路的等效电阻，电源电压恒为220V，则闭合开关S后，说法不正确的是（　　）
A．灯两端实际电压变大 B．R两端的电压变大
C．灯两端实际电压变小 D．整个电路的总功率变大
7.某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。电路中电源电压保持4.5V不变，灯泡上标有“3V，1W”字样。闭合开关，将滑片P滑到某一位置时，电压表的指针指示的位置如图乙所示。下列说法错误的是（　　）
A．灯泡的额定功率为1W B．灯泡正常发光时的电阻为9Ω
C．灯泡的实际功率为0.64W D．此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8:7
二、填空
8.（2019秋?鸡冠区校级期中）电功率是表示消耗电能 的物理量，生活中可以用 表和 表来测量，实验室中可以用 表和 表来测量。
9.一台家用电视机待机状态下的电功率大约是10W，这表示1秒钟电流做的功是 。如果这台电视机平均每天的待机时间以18h计，那么在待机状态下100天消耗的电能是 kW?h。
10.一个小灯泡的额定功率是1.8W，额定电压小于8V，当它与一个30Ω电阻并联后接入电路中，干路电流是0.5A，且灯泡正常发光，小灯泡的额定电压是 V，灯丝的电阻是 Ω。
11.甲、乙两盏灯的额定电压相等，额定功率不等，P甲额:P乙额=2：1，求：（1）它们的电阻之比R甲：R乙=_______；（2）正常发光时的电流之比I甲：I乙=_____________；（3）将它们并联后接入电路，________灯较亮，两灯的电流之比=　 ；（4）将它们串联后接入电路，__________灯较亮，两灯的电压之比__________。
12.（2019?河池中考）某电阻R的阻值不变，标有“6V 6W”字样，它的电阻是 Ω。将R与灯泡L、电压表（量程为0～3V）、电流表（量程为0～0.6A）和开关及合适的电源，连成如图甲所示的电路。开关S闭合后，通过灯泡L的电流随它两端电压变化的图象如图乙所示。在保证电路中各器件都安全的情况下，灯泡L消耗的最大功率为 W。

三、实验探究
13.小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，电源电压为3伏且保持不变，滑动变阻器标有“3A?5?”
的字样，所用小灯泡是测定电压为“2.2V”和“2.5V”中的一个。①小华连接的电路如图（a）所示，图中尚有一根导线未连接，请用笔线代替导线在图中正确连接。②闭合电键后，移动滑动变阻器的滑片，发现滑片在中点附近某位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图（b）所示，则该试验中所用小灯泡的额定功率为 瓦。接着，小华又移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡发出耀眼的亮光，则此时小灯泡的电功率 （选填“小于”“等于”或“大于”） 额定功率，可判断他是向滑动变阻器的 （选填“左”或“右”） 端移动。

四、解答
14.（2019?泰州中考）某型号的电饭锅有两档，其原理如图所示，电阻R1=44Ω，当开关S闭合时，电饭锅处于高温档，当开关S断开时，电饭锅处于焖饭、保温档，焖饭、保温时电饭锅的功率为高温档功率的0.02倍，求：
（1）高温档的功率；（2）焖饭、保温时电路中的电流；（3）电阻R2的阻值。
15.如图所示电路中，电源电压6V恒定，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，灯L1和L2的规格分别为“6V 1.8W”和“6V 1.2W”，滑动变阻器R的规格为“50Ω 1.5A”，不计温度对灯丝电阻的影响。求：　　(1)滑动变阻器的滑片P放在a端时，闭合开关S1、S2、S3后，电压表和电流表的读数是多少?　　(2)若两灯中只允许一盏灯工作，且要求电路元件安全使用，在滑片移动过程中，整个电路至少消耗多少电功率? 　　　　　　　　　　　　　　　
【答案与解析】
一、选择
1.【答案】B
【解析】A．电冰箱的额定功率约为200W，故A错误；B．电饭锅的电功率约为700W～1100W，故B正确；C．电子表的功率很小，约为几毫瓦，故C错误；D．电视机的额定功率约为120W左右，故D错误。2.【答案】D
【解析】电功率是表示电流做功快慢的物理量；电流做功的过程就是将电能转化为其他形式能的过程；电功率的单位有瓦、千瓦、毫瓦，电功率大的用电器，做功快．故D错误；
故选：D。
3.【答案】C
【解析】由于闭合开关后，定值电阻始终能接在电路中，且电压恒定为6V，所以电流不为0，故A、B错误；根据当滑动变阻器接入电路中的阻值最小（即为0Ω）时，电路中的电流最大，由公式，可知D错；故选C。
4.【答案】C
【解析】家庭电路是并联的，并联的用电器增多，因此总电阻变小，A不符合题意，在并联电路中I=I1+I2，因此并联的用电器增多，电路中的总电流变大，B不符合题意；在家庭电路中，输电线和家用电器之间是串联，用电高峰期，接入电路的用电器变多，干路中的电流变大，而输电导线有一定的电阻，输电导线损失的电压U损=IR，输电导线的电阻R一定，当I增大时U损增大，用电器两端的电压减小，由公式P=可知用电器的实际功率减小，灯泡比正常发光要暗一些，C符合题意；额定功率是用电器在额定电压工作时的功率，用电器正常工作时两端的电压为额定电压，额定电压只有一个，对应的额定功率只有一个，它不随电压的改变而改变。
5.【答案】B
【解析】电流的变化量：电阻电功率变化量：
故选B。
6.【答案】A
【解析】当开关闭合后，根据并联电路电阻越并越小，小于任何一个分电阻可知，并联部分电阻变小，整个电路的电阻变小；根据欧姆定律可知，电路中的电流变大；根据串联电路电阻的分压特点可知，R两端的电压变大，故B正确，不符合题意；而并联部分的电压减小，即灯泡两端的电压减小，故C正确，不符合题意；A错误，符合题意；根据P=UI可知，电源电压不变时，整个电路总功率变大，故D正确，不符合题意。
7.【答案】C
【解析】由铭牌可知，灯泡的额定功率为1W，额定电压为3V，所以电压表的量程为0～3V，故此时电压表的示数为2.1V；灯泡的额定电流：，灯泡的电阻：；此时灯泡两端的电压：UL=U-U滑=4.5V-2.1V=2.4V，若灯泡的电阻不变时，此时灯泡的实际功率，因灯泡的电阻一般会随温度的升高而变大，且此时灯泡分得的电压小于额定电压，所以此时灯泡的电阻会变小，实际功率应大于0.64W；因串联电路电阻分得的电压与电阻成正比所以：。
二、填空
8.【答案】快慢；电能；停；电压；电流
【解析】电功率是表示电流做功快慢的物理量，利用电能表参数可以测量用电器单独工作一段时间内消耗电能，根据 ，计算用电器单独工作的电功率，因此生活中可以用电能表和停表来测量，实验室中可以用电压表和电流表可以分别测出小灯泡发光时的电压和电流，根据P=UI计算小灯泡的电功率；故答案为：快慢；电能；停；电压；电流。
9.【答案】10J；18
【解析】1s电流做的功：W=Pt=10W×1s=10J；
电视机平均每天的待机时间以18h计，那么在待机状态下100天消耗的电能：
W′=Pt′=0.01kW×18h×100=18kW?h。
10.【答案】6；20
【解析】小灯泡与电阻并联且正常发光，∴UL=UR=U，∵，，∴
化简得：U2-15U+54=0，解方程得：U=6V或U=9V，又∵额定电压小于8V，∴U=6V，。
11.【答案】(1)1:2 (2)2:1（3）甲灯较亮；2:1（4）乙灯较亮；1:2
【解析】灯泡发光时的亮度是由其实际功率决定的。电灯泡正常工作时，它的功率是额定功率，为了计算方便，我们通常认为电灯泡正常工作和不正常工作时的电阻是不变的。（1）∵，U甲额=U乙额 ∴（2）∵　 ∴　又∵U甲额=U乙额　 ∴（3）∵并联时两灯两端的电压相等
∴甲、乙两灯实际功率P甲、P乙与R甲、R乙的关系是：，P甲>P乙，甲灯较亮
通过两灯的电流之比：　
（4）∵串联时通过两灯的电流相同
∴甲、乙两灯实际功率、与R甲、R乙的关系是：，，乙灯较亮
通过两灯的电压之比：
12.【答案】6；1
【解析】（1）由P=U2/R可得，电阻R的阻值：R=U2/P=(6V)2/6W=6Ω；（2）当电压表示数为3V时，通过电阻的电流最大：I最大=U/R=3V/6Ω=0.5A，而电流表选择的量程为0～0.6A，因此电路中允许的最大电流为0.5A；
根据图乙可知，当通过灯泡的电流为0.5A时，灯泡两端电压为2V，因此在保证电路中各器件都安全的情况下，灯泡L消耗的最大功率：P最大=ULI最大=2V×0.5A=1W。
三、实验探究
13.【答案】（1）如下图；（2）0.35；大于；右
【解析】（1）实物连接中电流表和开关没有连接，电路处于断路状态；（2）首先确认小灯泡选择的是哪一个，解决问题的关键在于理解“滑片在中点附近某位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图”。此时滑动变阻器接入电路阻值为最大阻值的一半即2.5Ω，由图可知电路中电流为0.14A，则滑动变阻器两端的电压为U1=2.5Ω×0.14A=0.35V，根据串联电路电压的特点，小灯泡两端的电压为U2=3V-0.35V=2.65V。因为此时小灯泡正常发光，因此这个电压就接近灯泡的额定电压，考虑到导线电阻，因此实验中选择的是标有“2.5V”字样的那个灯泡。①小灯泡的额定功率为额定电压和额定电流的乘积，即P=UI=2.5V×0.14A=0.35W；②移动滑片时，小灯泡发光较亮，说明实际功率变大，小灯泡两端电压增大，电路中的电流增大，总电阻减小，滑片应向电阻减小的那端移动。四、解答
14.【答案】(1) 1100W；（2）0.1A；（3）2156Ω
【解析】（1）当开关S闭合时，电路为R1的简单电路，电饭锅处于高温档，则高温档的功率：；
（2）当开关S断开时，R1与R2串联，电饭锅处于焖饭、保温档，由题意可知，保温档的功率：P保温=0.02P高温=0.02×1100W=22W，由P=UI可得，电路中的电流：；
（3）由I=U/R 可得，保温时电路中的总电阻：R=U/I=220V/0.1A=2200Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R2的阻值：R2=R-R1=2200Ω-44Ω=2156Ω。
15.【答案】（1）0V；0.5A（2）0.6W
【解析】（1）由题意知L1、L2的阻值R1、R2分别为：　　　当P放在最左端时，滑动变阻器连入电路的阻值为0，电压表被短路，示数为0；L1、L2并联，电流表测量干路电流。读数：。　　（2）只有一盏灯接入电路时，应是L1或L2与滑动变阻器串联，电路的总功率决定于电源电压和电流（电流表的示数）。电路中的总电阻，电路中的电流等于＜0.6A＜1.5A,电流表、滑动变阻器始终安全。　　加在滑动变阻器两端的电压，若电压表安全，有，可以判断滑动变阻器的电阻为30Ω，则电路中的电流为。　　所以：