内容正文:
15.2 电功率(第2课时)(原卷版)
考点直击
典例分析+变式训练
考点4 电功率的计算
(1)定义式:P=UI.即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积,该公式是电功率的普适公式,适用于所有的用电器。
P表示电功率,单位是W;U表示某段电路两端的电压,单位是V;I表示通过这段电路的电流,单位是A
(2)导出式:P=I2R,,这两个公式只适用于纯电阻电路,即能将电能全部转化为内能的用电器,如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
※解题方法点拨:
(1)分析比较用电器的电功率:
首先考虑公式P=UI分析,如果不好使,可以考虑:
①对于串联电路,因为电流到处相等,用P=I2R较为利便;
串联电路中电功率与电压、电阻的关系:串联电路:(电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比)
②对于并联电路,因为各并联电路两端电压相等,用较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系:(电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比)
(2)计算用电器的电功率:计算每个用电器的电功率,无论串联、并联电路,都可以用P=I2R计算,也都可以用计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。
【典例4-1】如图甲所示,是小毛同学“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率P总随电流I变化的关系”的实验电路图,通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线,如图乙所示。根据图象可知,下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V B.定值电阻R0的阻值为2Ω
C.图线a是电源总功率P总的图线 D.滑动变阻器的最大功率为2W
【典例4-2】如图是小林家的一个电加热器的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电阻,下表是它的部分参数。若小林家的电能表标有“3000r/(kW•h)”,将该电加热器单独接入电路中,电加器的两个开关都闭合,且正常工作30min,电能表的转盘转了
转。由上述参数可得R1= Ω。
额定电压
220V
额定加热功率
880W
额定保温功率
110W
【典例4-3】如图甲所示电路,电源电压可调,R为标有“1A”字样的滑动变阻器,电流表量程为0~3A,L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡,其电流与电压的关系如图乙所示,求:
(1)L2正常发光时的电阻;
(2)若只闭合开关S1,电源电压调节为10V,滑片P滑至中点时小灯泡正常发光,滑动变阻器的最大阻值;
(3)只闭合S3,滑片P移至最左端,调节电源电压,使小灯泡L2正常发光,求此时电路消耗的总功率。
【变式4-1】如图甲所示,电源电压不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中,R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.R1的阻值为20Ω B.R2的最大阻值为25Ω
C.电源电压为9V D.该电路消耗的最大电功率为3.6W
【变式4-2】如图所示的电路,电源电压为6V,电压表的示数为2V,则灯泡L1两端的电压为 V,灯泡L1与L2的电功率之比为 。
【变式4-3】如图所示的电路中,灯泡L标有“12V 6W”,当S1、S2、S3均闭合,滑片P滑到最左端a时、小灯泡刚好正常发光,此时电流表的示数为1.5A;当S1、S2闭合,S3断开,P滑到最右端b时,电压表为3V。求:
(1)电源电压;
(2)R1的阻值;
(3)当S1、S2闭合,S3断开,P滑到最右端b时,R2的电功率。
考点5 电功率的测量
(1)实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率。
测量电功率的方法:
①测量用电器的电功率可以用专门的仪器。
②用电能表测量出电流通过用电器做的功,用秒表测量出所用的时间。根据公式计算出用电器的电功率。
③用电压表测出加在用电器两端的电压,用电流表测出通过用电器的电流,根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率,这种方法叫做伏安法。
(2)伏安法测电功率的电路图:如图所示,测量小灯泡电功率的电路有两种接法。
(3)如果没有电压表,我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表,根据U=IR可得出电压值,这时应将小灯泡与已知电阻并联,因为得出了已知电阻两端的电压,就知道了小灯泡两端的电压;反之,如果没有电流表,我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表,根据可得出电流值,这时应将小灯泡与已知电阻串联,因为得出了已知电阻的电流,就知道了通过小灯泡的电流。
【典例5-1】下列各组仪器中,可以用来测量电功率的是( )
①电能表和电压表 ②电能表和电流表 ③电能表和秒表 ④电压表和电流表
A.①② B.③④ C.①④ D.②③④
【典例5-2】在探