15.2（第4课时）电功率的综合计算-【帮课堂】九年级物理下册同步学与练（苏科版）

二、电功率 第4课时 电功率的综合计算 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； 知识点01 电功率的计算 定义式：P = ，再结合电功的公式W = UIt，得出 公式：P = UI； 推导式：P = = I2R，； 【即学即练1】 如图甲电路中，电源电压保持不变，R1是定值电阻。当开关S闭合，滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端，两电表示数变化关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A．电源电压为14V B．R2的最大阻值是30Ω C．滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时R1的电功率为1.25W D．滑片P在a端时，2分钟内R2消耗的电能是144J 【答案】BCD。 【解析】:A、由图甲知，当滑片在b端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为0Ω，电路为R的简单电路，电路中的电阻最小，电流最大，由图象乙知，电源的电压：U=U1=10V，故A错误；此时电路中的电流：I=0.5A，根据欧姆定律可得，R1的阻值：R1===20Ω；B、当滑片位于a端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电压表V的示数最小，电路中的电流最小，由图象知，此时U1'=4V，电路中电流I'=0.2A，由串联电路特点和欧姆定律可得，R2的最大阻值：R2====30Ω，故B正确；C、P由a向b恰好移动三分之一长度时，则R2的接入电路中，此时电路中电流：I″==0.25A，所以R1的电功率：P1=I″2R1=（0.25A）2×20Ω=1.25W，故C正确；D、P在a端时，由B项解答可知电路中电流I'=0.2A，此时U1'=4V，则2分钟内R2消耗的电能：W2=U2I't=（10V﹣4V）×0.2A×120s=144J，故D正确。 【即学即练2】 如图所示，灯泡L上标有“6V 2.4W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0﹣15V．滑动变阻器的最大电阻为160Ω．只闭合S1，滑片置于某点a时，滑动变阻器接入电路中的电阻Ra=40Ω，电压表示数Ua=12V，电流表示数为Ia；只闭合S2，滑片置于某点b时，滑动变阻器接入电路中的电阻为Rb，电流表示数为Ib．已知Ia：Ib=3：4，Rb：R0=3：2（灯丝电阻不随温度变化），滑片移动过程中，灯泡电压不超过额定值，电表示数不超过量程。 求：（1）小灯泡正常发光时的电阻； （2）定值电阻R0和电源电压U； （3）只闭合S1时，电路消耗的最小功率。 【答案】 （1）小灯泡的电阻为12Ω； （2）定值电阻R0为20Ω，电源电压为18V； （3）只闭合S1时，电路消耗的最小功率为2.7W。 【解析】解：（1）已知U额=6V，P额=2.4W，根据P=UI=得： 灯泡电阻RL===15Ω。 （2）只闭合S1时，滑动变阻器Ra和定值电阻R0串联，电压表示数Ua=12V，已知电阻Ra=40Ω，所以根据欧姆定律得：此时电路中电流，即电流表示数为Ia===0.3A， 则根据串联电路的电压特点和欧姆定律得：U=Ua+IaR0=12V+0.3A×R0﹣﹣﹣﹣﹣① 只闭合S2，滑片置于某点b时，滑动变阻器接入电路中的电阻为Rb，小灯泡L与Rb串联，电流表示数为Ib，由题意知：Ia：Ib=3：4，则Ib=Ia=×0.3A=0.4A 则根据串联电路的电压特点和欧姆定律得：U=IbRb+IbRL=Ib（Rb+RL）=0.4A×（Rb+15Ω）﹣﹣﹣﹣② 已知：Rb：R0=3：2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 则解①②③方程得：R0=20Ω，U=18V； （3）只闭合S1时，滑动变阻器和定值电阻R0串联，要使电路消耗的功率最小，则滑动变阻器这时连入电路的阻值达到最大值设为R最大，即此时变阻器两端的电压可以达到电压表的最大量程15V， 根据串联电路的电流特点和欧姆定律得：=，即=， 解得R最大=100Ω， 而变阻器R的最大电阻为160Ω，即滑动变阻器连入电路的阻值可以最大达到100Ω； 则电路中的电流最小为：I最小===0.15A， 消耗的最小功率P最小=UI最小=18V×0.15A=2.7W。 【典例1】 甲、乙两只灯泡，其I﹣U关系图像如图所示。现将甲、乙两灯并联在电路中，当通过乙灯的电流为0.4A时，甲灯消耗的功率是（　　） A．1.2W B．1.8W C．0.8W D．3W 【答案】B。 【解析】解：由图象可知，当通过乙灯的电流为0.4A时，其两端的电压U乙＝3V， 将甲、乙两灯并联在电路中，因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，将甲、乙两灯并联在电路中时，甲灯两端的电压U甲＝U乙＝3V， 由图象可知，此时通过甲灯的电流I甲＝0.6A， 则甲灯消耗的功率P甲＝U甲I甲＝3V×0.6A＝1.8W。 【典例2】 如图所示是一种常见的封闭电热水袋，其性能参数如表中所示。已