第14期 电能与电功 认识电功率(答案见下期)-【数理报】2023-2024学年九年级(中考)物理学案（沪粤版）

书 根据中国汽车工业协会 统计的数据，２０２２年中国新能 源汽车产销量迅猛增长，已超 过五百多万辆．如图甲、乙所 示是某款智能电动汽车及其 动力电池，电池是电动汽车的 核心，衡量电池性能的一个重 要参数是能量密度，电池能量 密度指的是电池平均单位质 量所释放出的电能．电动汽车 的续航里程是指电动汽车上 动力蓄电池以全充满状态开 始到标准规定的试验结束时 所走过的里程，是电动汽车重 要的经济性指标．该款智能电 动汽车支持三种充电方式，快 充半小时即可将电池容量由 ３０％充至８０％；慢充７小时充 满；若选配随车充电宝，普通 ２２０Ｖ插座２５小时即可充满， 无论哪种充电方式都需要供 电系统中提供良好的接地线， 否则该款智能电动汽车拒绝 接受充电．该款智能电动汽车 的部分参数如下表： 整车质量 １６５０ｋｇ 电池容量 ６０ｋＷ·ｈ 电池能量密度 １５０（Ｗ·ｈ）／ｋｇ 电动机最大功率 １６０ｋＷ 最高时速 １５５ｋｍ／ｈ 最高续航里程 ６００ｋｍ 能量回收系统是该款智能电动汽车的智慧功能，当 司机高速行车过程中松开油门减速时，能量回收系统就 自行启动，车轮的转动会带动驱动电机转动，此时驱动 电机就能够给汽车的电池充电，实现能量回收的同时还 具有辅助刹车制动功能．当车速降到“设定速度”时，能 量回收系统将自行关闭． 【跟踪训练】 （１）下列关于能量回收系统的判断不正确的是 ． Ａ．能量回收系统可提高汽车的续航里程 Ｂ．能量回收系统可有效延长刹车片的寿命 Ｃ．能量回收系统启动时，驱动电机将机械能转化为 电能 Ｄ．汽车加速，速度超过“设定速度”时，能量回收系 统开始启动 （２）该电动汽车配备的电池质量是 ｋｇ． （３）若按０．５元每千瓦时的居民电价计算，在最经 济的情况下，汽车行驶１００ｋｍ的电费成本为 元． （４）该车在快充时（由３０％充至８０％）的充电功率 为 ｋＷ． 书 电功率等于电功与时间之比，它反映了电流做功的 快慢．在学习中，关于电功率的计算公式主要有三类： １．Ｐ＝Ｗｔ，这个公式与电功率的定义对应，适用于 一切电路．知道电功的多少和时间的多少，求两者的比 值就是单位时间内电流做的功，也就是电功率． ２．Ｐ＝ＵＩ，是计算、测量电功率的通用公式，适用于 初中阶段一切电路． ３．Ｐ＝Ｉ２Ｒ、Ｐ＝Ｕ ２ Ｒ，这两个公式是由Ｐ＝ＵＩ和欧姆 定律Ｉ＝ ＵＲ推导出来的公式，它只适用于纯电阻电路 （纯电阻电路是工作时电能全部转化为内能的电路，如 电热丝；非纯电阻电路中电能除了转化为内能，还转化 为其他形式的能，如电风扇、电动机）．知道电流与相应 的电阻值，或知道电压与相应的电阻值，分别用公式就 可求出电功率． 例１．家中一用电器单独接入电路使用，从电能表上 观察发现１０ｍｉｎ内耗电１．２×１０５Ｊ，则用电器的电功率 为多大？ 分析：所耗电能Ｗ＝１．２×１０５Ｊ，相应通电时间ｔ＝ １０ｍｉｎ＝６００ｓ，所以Ｐ＝Ｗｔ＝ １．２×１０５Ｊ ６００ｓ ＝２００Ｗ． 例２．已知电源电压为３Ｖ，现将一只灯泡接入电路， 并用电流表测出电流为１．２Ａ，问灯泡的电功率是多大？ 分析：灯泡两端电压为Ｕ＝３Ｖ，电流为Ｉ＝１．２Ａ， 所以Ｐ＝ＵＩ＝３Ｖ×１．２Ａ＝３．６Ｗ． 例３．某电热器的电阻是 ２２０Ω，通过它的电流是 ２Ａ，则该电热器的电功率是多大？ 分析：电阻Ｒ＝２２０Ω，电流Ｉ＝２Ａ，电热器为纯电 阻，所以Ｐ＝Ｉ２Ｒ＝（２Ａ）２×２２０Ω ＝８８０Ｗ． 例４．将两个定值电阻串联连接到电压为 Ｕ的电源 两端，Ｒ１消耗的功率为Ｐ１，Ｒ２消耗的功率为３Ｐ１．将这两 个定值电阻并联接在电压为Ｕ的电源两端时，下列说法 中正确的是 （　　） Ａ．并联时Ｒ２消耗的功率为 １６ ３Ｐ１ Ｂ．Ｒ１与Ｒ２的电阻之比为３∶１ Ｃ．并联时通过Ｒ１与Ｒ２的电流之比为１∶１ Ｄ．并联时两电阻消耗的总功率为１６３Ｐ１ 分析：本题考查了串联电路和并联电路的特点以及 欧姆定律和电功率公式的应用． 两个定值电阻串联时，设电路中的电流为Ｉ，由Ｐ＝ ＵＩ和Ｉ＝ＵＲ得Ｐ＝Ｉ ２Ｒ，故Ｐ１＝Ｉ ２Ｒ１、Ｐ２＝Ｉ ２Ｒ２，又因为 Ｐ２ ＝３Ｐ１，故 Ｒ１∶Ｒ２ ＝１∶３．进一步推理得 Ｐ１ ＝ （ Ｕ Ｒ１＋Ｒ２ ）２Ｒ１ ＝ Ｕ２ １６Ｒ１ 、Ｐ２ ＝（ Ｕ Ｒ１＋Ｒ２ ）２Ｒ２ ＝ ３Ｕ２ １６Ｒ１ ． 两个定值电阻并联时，两电阻两端电压相等，通过 Ｒ１与Ｒ２的电流之比Ｉ１∶Ｉ２＝Ｒ２∶Ｒ１＝３∶１．由Ｐ＝ＵＩ 和Ｉ＝ＵＲ得 Ｐ＝ Ｕ２ Ｒ，故 Ｐ′１＝ Ｕ２ Ｒ１ ＝１６Ｐ１，Ｐ′２＝ Ｕ２ Ｒ２ ＝ Ｕ２ ３Ｒ１ ＝１６３Ｐ１，两电阻消耗的总功率Ｐ′总 ＝Ｐ′１＋Ｐ′２＝ ６４ ３Ｐ１． 综上所述，选项Ｂ正确． 【跟踪训练】 １．单独将一个电阻为 Ｒ的电阻丝接在电压为 Ｕ的 可调电压的电源上