课时15.2 电功率（3） 串并联电路中电功率的分析与计算--2020-2021学年九年级物理下册同步课堂帮帮帮（苏科版）

第十五章 电功和电热 课时 15.2 电功率 课时3 串并联电路中电功率的分析与计算 结合欧姆定律，计算动态电路的电功率； 电功率的计算 (1)电功率推导式及其适用范围 公式：P = UI； P=W / t 因为欧姆定律只适用于纯电阻电路，而对非纯电阻电路则不适用，所以推导出的两个公式P= 及P==I2R也只适用于纯电阻电路。对于非纯电阻电路不适用。 注：在纯电阻电路中，P、U、I、R这4个物理量只需要知道其中任两个都能一步求出其它两个。 (2)电功率与用电器电阻的关系 当电流一定时，由P=I2R可知，电功率与电阻成正比。由于串联电路中通过各用电器的电流相等。所以P1：P2=R1：R2 当电压一定时，由P= 可知，电功率与电阻成反比，由于并联电路中各支路电压相等，所以P1：P2=R2：R1 (3)电路总功率与用电器电功率的关系 无论用电器串联或并联，电路总功率均等于各用电器实际功率之和，表达式为P总=P1+P2+…+Pn 考点一 电功率的计算 例1 如图，电源电压恒定不变，闭合开关，电压表的示数为U;将另一电阻R接入a、b间，再闭合开关，电压表示数变为0.4U，则接入R后 (　 　) A.通过R0的电流变小 B.R0两端的电压变小 C.R0消耗的功率减小0.84U2/R0 D.R和R0两端电压之比为2∶3 【答案】D； 【解析】由电路图可知，闭合开关，电路处于开路状态，电压表测量电源电压；当将另一电阻R接入ab间，再闭合开关，两电阻串联，电压表测电阻R两端电压；则UR=0.6U； 根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知： R0两端电压为U0=U-UR=U-0.6U=0.4U； A、由于ab间没有接电阻R时，电路中没有电流；当将另一电阻R接入ab间，再闭合开关，两电阻串联，电路中有电流，故通过R0的电流变大，故A错误； B、由于ab间没有接电阻R时，电路中没有电流，R0两端的电压为零；当将另一电阻R接入ab间，再闭合开关，两电阻串联，R0两端的电压为0.6U，故R0两端的电压变大，故B错误； C、由于ab间没有接电阻R时，电路中没有电流，R0消耗的功率为零；当将另一电阻R接入ab间，再闭合开关，两电阻串联，R0消耗的功率为P0= U02 /R0 = (0.4U)2 /R0 = 0.16U2/ R0 ，故R0消耗的功率变大，增加了 0.16U2 /R0 ，故C错误。 D、R和R0两端电压之比为UR：U0=0.6U：0.4U=3：2，故D正确； 变式1 如果加在某定值电阻两端的电压从4V升高到5V，通过该电阻的电流变化了0.1A，则该电阻的阻值是 Ω，该电阻的电功率变化了 W。 【答案】10；0.9； 【解析】电阻两端的电压变化，电阻保持不变，当电阻两端的电压为4V时，通过电阻的电流为I1= U1 /R = 4V /R …①， 当电阻两端的电压为5V时，通过电阻的电流为I2= U2/ R = 5V R …②， 电流的变化量△I=I2-I1=0.1A…③， 由①②③解得R=10Ω，电阻电功率变化量： △P=P2-P1= U22 /R - U12 /R = (5V)2 /10Ω - (4V)2 /10Ω =0.9W； 考点二 动态电路中的电功率计算 例2 如图，电源电压18V且保持不变，电流表接“0～0.6A”量程，电压表接“0～15V”量程，灯泡上标有“6V　3W”字样，灯丝电阻保持恒定不变。求： (1)灯泡正常发光时的电流； (2)当电流表的示数为0.4A时，电压表的示数； (3)为了保证电路的安全，滑动变阻器的最大阻值和允许接入的最小电阻 【答案】0.5A；13.2V；24Ω—60Ω； 【解析】（1）由“6V 3W”知，灯泡额定电压是6V，额定功率是3W； 灯泡正常发光时的电流为：I额= P额 /U额 = 3W /6V =0.5A， 答：灯泡正常发光时的电流是0.5A。 （2）灯泡灯丝电阻为RL= U 额2 /P额 = (6V)2 / 3W =12Ω， 当电流表的示数为0.4A时，灯泡两端的电压为： UL1=I1×RL=0.4A×12Ω=4.8V， 电压表的示数为：U/R0=U-UL1=18V-4.8V=13.2V， 答：当电流表的示数为0.4A时，电压表的示数是13.2V。 （3）滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电压表示数应等于15V， 此时灯泡两端电压为：UL2=18V-15V=3V， 此时电路中的电流为I2= UL2 /RL = 3V /12Ω =0.25A， 滑动变阻器接入电路的最大阻值为： Rm= Um/ I2 = 15V /0.25A =60Ω， 由（1）知灯泡正常发光时的电流I额=0.5A， 电流表量程是IA=0.6A， 流过电路的最大电流Im=0.5A，此时电路中的总电阻