物理电功率-人教版.pdf

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1、人教版 物理 电 功 率（一）重点、难点：电功率的定义，计算、测量、单位。三.知识点分析：1.掌握电功率的概念。电功率和机械功率都是表示做功快慢的物理量，只不过电功率是表示电流做功快慢的物理量。（1）通过电功率的定义式 t推导出计算式P=u/,公式中p、U、I是指同一段电 路（或同 一 一 个用电器）。（2）由于初中研究的都是纯电阻电路，所以结合欧姆定律，电功率公式还可以写作U27P -尸=/?和 R o当比较串连电路中两电阻的电功率时，因为电流都相等，一般使用2P伫P=较方便；而在并联电路中，由于各支路两端电压相等，运用 R比较方便。2.用电器的额定电压、额定功率和实际电压、实际功率是指用电

2、器铭牌上标的电压值和功率值,是指用电器正常工作时的电压是额定电压和用电器额定电压下的功率是额定功率。用电器在电路中工作时，两端所加的电压叫实际电压，此时的功率叫实际功率。额定电压和额定功率对于一个确定的用电器是惟一的，而用电器的实际电压可能等于额定电压，也可能不等于额定电压，所以对应的实际功率也很多，只有当用电器的实际电压等于额定电压时，它的实际功率才等于额定功率。灯泡的亮度取决于灯泡实际消耗的电功率。【典型例题】例1 一只标有“PZ220-40”和一只标有“PZ220 100”的灯泡，若：（1）把它们并联在220V的电源上，问哪盏灯亮些？（2）把它们串联在220V的电源上，哪盏灯亮些？分析：

3、灯泡的亮暗程度取决于实际功率的大小，因此只要求出并比较两只灯泡的实际功率，就可以判断它们的亮暗了。答：（1）当两只灯泡并联在220V的电源线上时，有U实=1；配 所以P QP 额。因 为“PZ220100”的灯泡的额定功率大，所以此灯泡较亮。（2）当两只灯泡串联在220V的电源线上时，根据串联电路的特点，U 220有L=U。因为“PZ220-40”的灯泡电阻为Ri=W=C=1210Q。U2 2202 1“P Z 220T 00”的灯泡电阻为R?=隽-Q。它们的实际功率分别为厂2 1U U%丈=1；%曰夷=1强2，由R iR z，可知P以P2丈，即“P2220-40”的灯泡较亮。例 2现有两个小

4、灯泡，上面分别标有“6V,1.2W”和“12V,6W”字样，如果把这两个灯泡串联起来，为了使其中一个灯泡持续正常发光，那么加在串联电路两端的电压是（）A.9.4V B.10.8V C.18V D.27V分析：要使其中一个灯泡能持续正常发光，必须先找出每盏灯正常发光时的电流，并以其中较小的电流作为两灯串联后的电流，然后求出电路两端的总电压。因11*苧=0.2A,I?=卷=05A62电路中的电流取工=L=0.2 A,又Ri=记0 =300U：122 1Ro=z;-=-7-C=24 Q2 p2 6两灯串联后的总电阻R=R1+R2=30Q+24Q=54Q。所以加在串联电路两端的电压为U=IR=0.2X

5、54V=10.8V答：Bo 例 3将“PZ220-100”的灯泡与总电阻是121 Q的滑动变阻器串联起来，接到220V的电源上，如图所示，调整滑动变阻器的阻值时，可使电灯的功率在多大范围内变化？分析：“PZ220-100”是指灯泡的额定电压220V和额定功率100w。当它与滑动变阻器串联后接入电路（图 1）时，由于滑动变阻器的电阻发生变化，灯泡两端的实际电压和实际功率也随之变化。我们只要求出滑片在A,B 两端点时灯泡的电压和实际功率即可。220V图1答：滑 片 在 A 端时，RA B=12IC,与灯泡串联，灯泡电阻U：（2207）2 UL _ RL.UL 484aRL=TT F =484C 2

6、20V-UL 121QUL=176V 灯的实际功率P次=苓 =64W。滑片在B 端时，RAB=0O此时灯泡两端的电压就等于电源电压，即UL实=LU=220V,PL实=100W答：灯泡的实际功率在64100W之间变化。例4将一只电炉的电阻丝剪成长度相等的两段，并联后接到原来的电源上（设电源电压保持不变），功率将变为（）A.原来的2倍 B.原来的4倍 C.原来的2倍 D.原来的4倍分析：设原电炉的电阻丝电阻为R,剪成长度相等的两段后，每段阻值为2,并联后R的电阻为4。当电源电压不变时，由 R得,即为原功率的4倍。答：B说明：此题可引伸为相同时间电炉放出热量是原来的多少倍？（由于电源电压不变，利 例

7、5电烙铁使用前需要一定的预热时间，因而即使暂时不用也要将它接到电源上，但这样既费电又会造成烙铁头氧化而不易沾锡，所以，有时采用如图2的所示的电路，在暂时不需要焊接时，断开电键S,使电烙铁处于预热状态；当需要焊接时，闭合电键S,就能很快达到焊接温度。现给一个“220V,25W”的电烙铁预热，若灯泡L在预热状态时的电阻为800Q,贝I：（1）在预热状态下电烙铁消耗的功率为多少？（2）整个电路消耗的功率是电烙铁正常工作时消耗功率的百分之几？电烙铁分析：电烙铁在预热状态时，相当于电烙铁和灯泡电阻串联在电路中，算出此时电烙铁消耗的功率即为电烙铁在预热状态下消耗的功率。解：根据题意可知，电源电压不变，在电

8、烙铁处于预热状态时，相当于电烙铁和灯泡电r j2 TJ2 7202P 叫=，=1936Q阻串联在电路中。由 R得电烙铁的电阻为 P 25所以预热时的总电阻R=RI+R2=1936C+800Q=2736Q。此时通过灯泡及电烙铁的电流/=巳=2 2 =0 084大小为 R 2736 因电烙铁与灯泡构成串联电路，所以通过它们的电流均为0.08Ao由P=R可知此时电烙铁消耗的电功率为尸=（0.08）2X 1936W=12.4W同理，此时整个电路消耗的功率为P=I2R=(0.08)2X2736W=17.5W由于电烙铁正常工作时消耗的功率P“=25W,所以此时整个电路消耗的功率占电烙铁正一 J.?。%常工

9、作时消耗功率的百分比是入 25答：(1)预热时电烙铁的功率是12.4W；(2)整个电路消耗功率是电烙铁正常功率的70%。例 6灯 L i为“220V,100W”，灯 L2为“220V,40W”,两灯串联在220伏电路中，哪盏灯亮？并联在220伏电路中，哪盏灯亮？两灯串联在380伏电路中，会发生什么现象？分析：铭 牌“220V、100W”表示，此灯额定电压为220伏，额定功率为100瓦，据此可求出用电器的电阻/且电阻不变。比较灯的亮暗问题，就是要比较灯的实际功率大小问题，实际功率大的灯亮，还可根据串联分压，并联分流的特点判，即串联时P?R2,4居并 联 时 巴 飞，比较电阻大小可判断灯亮暗。解

10、根 据P*,R 导等.物耽串则-A于黑二1。片 尸2.灯乙2亮些并联时，讨目同，看假矗吟。P；P；,1.灯 L 亮些。TT R o当串联在380伏电路中，=U?K?J2 2,1.Uf=yU =yx380R =108.6伏.U；=UW-U；,=380伏-108.6伏=2714伏U f L3都标有“220V 25W”，电源电压220伏特，当电键K 闭合时，L 和 L2亮度的变化是（）图 5A.LI变亮；Lz变暗 B.L 不变；L2变暗C.Li、L2都不变 D.Li变暗；L2变亮三.实验题测小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电压为4.8伏，给出的仪器有伏特表、安培表、滑动变阻器、电键、电池组、导线。1.

11、画出实验电路图。2.将 图 6 中的元件连线，导线不要交叉。3.调节滑动变阻器的滑片P,使指示额定电压，在图7 所示的表头上标出指针位置及所用接柱线。图 74 .当电压为额定值时，安培表的示数如图8 所示，则 P=瓦特。图 85 .当电压不等于额定值时，小灯泡的功率叫四.计算题1 .如图9所示的电路，电源电压1 2 伏特不变，滑动变阻器标有“2 5。3 A ，氏=1 5 欧姆,当移动滑动变阻器的滑片P时，R i 消耗的电功率在什么范围内变化？图 92 .如 图 1 0所示，电源电压是3 6 伏特，电热器L 2 的电阻是2 0欧姆，移动滑动变阻器的滑片，当伏特表的示数为3 0伏特时，安培表的示数

12、为2.5 安培。求：(1)电灯L 灯丝的电阻；(2)电热器L 2，5 分钟内产生的热量。(V)图 1 03 .如 图 1 1 所示电路中的电压为1 2 V,R i=2 C,R2=2 Q,R3=1 8 Q,求:(1)K接到a 点时，伏特表的示数是多少？心 的功率是多大？(2)K接到b点时，伏特表的示数是多少？R 的功率是多大？R3【试题答案】1 .热、机械、化学2 .两端的电压、电流强度、通电时间、W=U I t3 .1 2 0 秒4 .6、0.3、1.85 .此电熨斗额定电压2 2 0伏，额定功率3 00瓦、1.2、4.3 2 X 1 066 .电流做功多少、1 1 007 .2.7 x W4

13、8 .约 1.7 瓦二.L B 2.C 3.D 4.A D 5.C 6.B 7.A 8.A三.1.四.1.TT 1 0解：P在a点：I =0.8（$）R 1 1 5R=P R =（0.8安）2 X 1 5欧=9.6瓦P在b点：T=1 2伏R i +R曲1 5 欧+2 5 欧=0.3 安Up，=r 2 R =（0.3安）2 x 1 5欧=1.3 5瓦所以：R 1消耗功率的范围是9.6瓦 1.3 5瓦2.解：提示：此电路为L L 2 并联，再与R a b 串联其等效电路如图U=36V（1）L|L 2 的并联总电阻长心=吧1 2 欧1 2 笈2。欧 x 1 2 欧=3 0欧为-K 2 0 欧-1 2

14、 欧 6=4 t =(3喘2 X 3 00秒=1 3 5 00焦提示：此题还可有其它解法。3.解：(1)K 接 a 时，R1R2串联再与R3并联，伏特表测RJ两端电压。U,=-U =62 伏曳产=1 8 瓦用 2 欧(2)K 接 b 时，RR3并联%=U=1 2 伏耳=*5取人教版 物理 电 功 率(二)重点、难点：电功率的定义，计算、测量、单位.三.知识点分析：1.知识提要(1)电功率：电流在单位时间内所做的功叫做电功率。用字母P 表示。它是一个反映电流做功快慢的物理量。计算公式 t。根据欧姆定律 R,可得出 R和尸=这两个公式只适用于电烙铁、电炉等纯电阻的电路。单位：在国际单位制中，电功率

15、的单位是瓦特，简称瓦(符号W),常用单位是：千瓦(符号 KW),1W=1J/S=1VA,lKW=1000Wo根据W=P t,当 P 取 KW,t 取 h,可得出电功的另一个常用单位：KWholKWh=3.6X 106Jo(2)额定电压与额定功率：额定电压是用电器正常工作时的电压，额定功率是用电器在额定电压下的功率.灯泡上标着“PZ22025”，表示额定电压是220V,额定功率是25W。实际功率是用电器在非额定电压下实际消耗的功率。2.要点点拨(1)电功和电功率的区别和联系是什么？电功是电流通过导体或用电器时，在一段时间内所做的功，它表示电流做功的多少。电功率是电流通过导体或用电器时在单位时间内

16、所做的功，它表示电流做功的快慢。可见电功和电功率的物理意义是不同的。同样，二者的计算公式、单位及测量方法也不相同。但是，由于电流做功总是需要一定的时间，所以电功等于电功率和通电时间的乘积，即：W=Pto(2)额定功率和实际功率的区别：额定电压是指用电器正常工作时的电压，额定电流是指用电器正常工作时的电流，额定功率是指用电器在额定电压时的功率。以标有“PZ220一 25”的白炽灯为例，该灯额定电压即正常工作的电压是220V,而且只有当灯泡两端的实际电压为220V时，功率才是25Wo实际功率=实际电压X 实际电流，即 P 女 M=U*31松 际 O仍 以“PZ22025”灯泡为例，若实际加的电压比

17、额定电压低，则实际功率小于额定功率。反之，若实际电压大于额定电压时，实际功率将大于额定功率，这时可能会损坏用电器。由此可见，用电器的实际功率由实际所加的电压决定，它的含义与额定功率是不相同的，两者不能混淆。(3)“KW”和“KWh”的区别：“KW”是电功率的单位，lKW=1000W=1000J/S,它表示电流通过用电器在1s内能做1000J的功，能 将 1000J的电能转化为其他形式的能；“KWh”是电功的单位。IKWh俗 称 1度，它表示功率为1KW的用电器，在 lh 内所消耗的电能，lKWh=3.6XI()6j。(4)在串、并联电路中用电器的功率和电阻的关系:在串联电路中电流处处相等。如图

18、所示，若电阻R”R2的电功率分别为口和 P 2,那么Ri Ra:-&则 片=/：尺1,P=U3=,P2/)2 穴 2。也就是说，在串联电路中用电器电功率和电阻成正比。在并联电路中，各支路电压相等，如图所示，设电阻R 1,R 2 的电功率分别为P 1 和 P 2,那么匠鸟=此上=4尺此 ,2 2 2 R2 r P2 U1/R2 R也就是说，在并联电路中用电器的电功率和电阻成反比。【典型例题】例 1 一定阻值的电阻，接在电压为3 V 的电路上，消耗的功率为0.6 W,求这个电阻的阻值,5 m i n 电流做功多少？分析：由于这是纯电阻电路,P=-可用 R求电阻，由 卬=/求出电功。解:亚=1 5

19、QP 0.6 W又根据 W =Pt=0.6 W x 5 x 6 0 s -1 8 0 J答：这个电阻的阻值是1 5 Q,5 m i n 电流做的功是1 8 0 J。例 2 1 KWh的电能能使一只“2 2 0 V 4 0 W”的灯泡正常工作几小时？P分析：由公式t得 P,即可求解。若 W 取 KW，P取 KW,贝 V的单位即为。解:由 可 得:W KWh-W 3.6 x l O6J 八 i n 4 c c=-=2 5 t =-=9 x 1 0 5 =2 5/1P 0.0 4 K W 或 P 4 0 W答:使电灯工作2 5 h。P=山 R 得:例 3 某校教学大楼有教室2 4 间，每间教室装有“

20、P Z 2 2 0 4 0”白炽灯6只。(1)求引入大楼照明线中的电流；(2)若平均每日用电3 h,每月以3 0 日计，每月耗电多少度？分析：可由P=UI及并联电路中1=11+12+.求出大楼照明线中的电流I 可由W=Pt求耗电量。解：（1）每个教室用电的功率是P=40X6W=240W全楼用电的总功率P.B=PX24=5.76X 103W空U所以,220=26.2/1（2）全楼月耗电量W=P 总 t=5.76KWX3X30h=518.4KWh=518.4（度）答：（1）照明线中电流是26.2A；（2）每月耗电518.4度。例 4电阻R”R2的阻值分别为6Q和 3 Q,现有电压为6V 且保持不变

21、的电源。（1）将两电阻串联起来接在电源两极。（2）将两电阻并联起来接在电源两极，分别求两电阻的实际功率。P 分析：电功率的计算公式有：P =U I、P=I?R、R当两电阻串联时，只要先求出电流，用公式P=FR就可直接求解。p=当两电阻并联时，选用 R,则可直接求出电功率。解：（1）串联时U6V3&+/?260+3c3产&=(2A/X6Q=8 W332.67W2P2=I2 R2=(yA)2x3Q=4二 一W3（2）并联时U2(6V)2=-=-=b W&6QD炉(6V)2 1.33W3Q答：串联时，两电阻功率分别是2.67W,1.33W；并联时分别是6W,12W。例 5家用电能表盘面上标有“300

22、0R/KWh”这一标记，能否利用这一标记与秒表测量家用电器的电功率？分析：“3000R/KWh”表示电能表转盘转过3000转时用电器所做的功为IKWh或 3.6X106J答：利用这一数据和秒表可以测量家用电器的电功率。具体做法是：在电路中断开其他电器，只留下待测电器。电器接通后，看到电能表转盘上的红点转出时，开始计忖并计数转盘转过的圈数。若在t秒内转盘转过n圈，W=-K W h =-X3.6X1067则用电器做功 3000 3000,W n,P =-x3.6xl0 W所以待测家用电器的电功率为 t 3000，例6 一个电能表的表面上每千瓦时转数的数据已模糊不清，但电表转盘在工作时能正常转动。现

23、要利用此表测定家用电风扇的功率。给出的器材有：标 有“2 2 0 V,1 0 0 W”的白炽灯一只，秒表一只。试简述测量的主要步骤和所测的数据，并写出计算电风扇功率的表达式。分析：不同的电器单独接在电能表上，只要转盘转过的圈数相同，则电流做功必然相等。答：实验步骤如下：(1)将电能表接入照明电路中，且在此表后只接入“2 2 0 V,1 0 0 W”的白炽灯一盏，用秒表测出通电t秒时电能表转盘的转数n o(2)在此表后只接入被测的电扇，记下电能表转盘转过n圈时所用的时间t 秒。(3)由于二次转盘的转数相同，因此电流做功相同，即亚=0 ，P t=P 甘，所以电风扇的功率为 t t 例7 有两个电阻

24、，R,的阻值为2欧，R,的阻值为8欧，当把它们串联起来接在某电源的两极上，R的电功率为4瓦，若把两个电阻并联起来接在同样的电源上，这时R 1的电功率和R 2的电功率多大？分析：此题表示两个电阻先串联后并联，但两次电源电压一样，所以在电阻已知的条件P 二-下，只要先求出电源电压多少，就可以根据 R求出两个电阻在并联电路中各自的功率。在串联电路中利用正好可求得电源电压。解答：解法一：在串联电路中：i=h，根据P=FR,有】=相 二 慑=&安U=I(RI+R 2)=、破 X(2 欧十 8 欧)=1 0 打 伏在并联电路：根据p=u2,有%=吗#=.瓦K /l A，P 2u2（1 0圾伏）28=2 5

25、瓦并联时，R 的功率是100瓦，R2的功率是25瓦。解法二：此题若采用比例的方法更显得简便。根据串联电路中各导体的电功率与它的电阻成正比，在并联电路中各导体的电功率跟它的电阻成反比。解法如下：当R 1和R#联 时,义=智，P.R.4瓦 X 8欧玲=4一=一 蠢-1 6瓦，P=Pj +P2=2 0瓦P R当R 1和R 2并联时，它们两端电压都为U,x 2 l x与串联时总功率有关系式：卷=也 誉，答=耳*X Xh A X X.4P i =-R,+-R2P =2 欧+欧8 欧 x 2 0h 瓦=0 0h 瓦P 2=*1=Q 1 瓦=2 5 瓦【模 拟 试 题】（答题时间：60分钟）是非题1.在相等

26、时间内，电流通过哪盏灯所做的功少，哪盏灯就暗。（）2.额定功率大的用电器，电流做的功一定多。（）3.电灯的灯丝较粗，它的额定功率较大。（）4.单位时间内流过用电器的电量越多，电功率就越大。（）二.填充题1.一电热加热器的铭牌上标有“220V,1600W”的字样，那么铭牌上的220V指 的 是,1600W指 的 是。在正常工作时，通过这个加热器的电流为 安，它的电阻为 欧,2 时消耗的电能是焦。若把这个用电器接在110伏的电源上使用，这个电加热器的实际功率为 瓦。2.如图所示电路，电源电压为6 伏，R1=6欧，R2=3欧，R3=4欧。SA1（1）当电键SA2打开，电键SA I拨到b 位置时，心

27、中的电流强度为 安。（2）当电键SA I闭合，电键SA I拨到a 位置时，R 中的电流强度为 安，R?上消耗的电功率为 瓦，在 1 0 秒内R?上消耗的电能为 焦。3.有一条阻值为2 7 欧、粗细均匀的电阻丝，将其分成等值的三段后并联，其阻值为一欧。再将它们接在电压为6伏的电源上，2分电流所做的功为焦。三.选择题1 .将一只标有“2 2 0 V,1 0 0 W”电灯泡接在1 1 0 伏的电压下，那么它的实际功率为（）A.1 0 0 瓦 B.5 0 瓦 C.2 5 瓦 D.2 0 0 瓦。2 .如图所示电路，若电阻R的阻值和电表读数为已知，则可以计算出灯泡的电功率，但其中一个电路条件不够，这个电路是（）四.计算题如图所示，a、b两端的电压U保持不变，当电键SA闭合时.，通过R i 的电流强度为3安；当电键SA断开时，R i 两端的电压为5 伏，R?上消耗的电功率为1 0 瓦。求 a、b两端的电压及R i 和 R 2 的阻值。【试题答案】1.V 2,X 3.V 4.X1.额定电压,额定功率，7.27,30.25,1.152X 107,4002.(1)0.6(2)1,12,120 3.3,1440三.1.C 2.D 四、15 伏，5 欧，10 欧