期末专题九 电功率相关计算题精做-2023-2024学年九年级全一册物理同步精剖细解讲义（人教版）

期末专题九 电功率相关计算题精做 知识点1：电功 定义：电流所做的功叫电功，电功的符号是W。电流做功的过程，实际上就是电能转化为其他形式能的过程。 单位：焦耳（焦，J）。电功的常用单位是度，即千瓦时（kW·h）。 单位换算关系：1度=1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J。 物理意义：表示电能转化为其他形式能的多少；表示电流做功的多少 ；表示消耗电能的多少。 电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。根据能量守恒定律，电流做了多少功，就消耗了多少电能，就产生了相应数量的其它形式的能。 电功等于电压、电流和通电时间的乘积，公式为：，影响因素：①与电路两端的电压成正比；②与电路中的电流成正比；③与通电时间成正比。 电功的计算： 知识点2：电功率 1、电功率 电流在单位时间内所做的功。 定义式： 物理意义： 表示电流做功快慢（消耗电能快慢）的物理量。 国际单位制：瓦特，符号：W。常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW）。 单位换算：1 kW = 1 000 W、1 W = 1 000 mW 。 公式的推导： ①（通用公式）； ②（适用于纯电阻电路，一般用于并联电路）； ③（适用于纯电阻电路，一般用于串联电路）。 知识点3：焦耳定律 1、焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。定义式：Q=I2Rt 。 公式适用范围：普遍适用，适用于任何用电器和电路。 公式应用注意事项：①同体性：Q、I、R、t必须对应同一段导体或同一个用电器；②同时性：Q、I、R必须是同一时间t内同一段电路中的三个物理量；③统一单位：Q、I、R、t四个物理量的单位都必须是国际单位。 2、焦耳定律公式的理论推导：在纯电阻电路中，电流所做的功全部转化为热量，而没有转化为其他形式的能，那么，此时电流产生的热量Q就等于消耗的电能W电，即Q=W电，因W电=UIt，根据欧姆定律的变形式U=IR，可推导出Q=W电=UIt=IR·lt=I2Rt。 3、纯电阻电路与非纯电阻电路的公式应用规律： 电能 内能（热能） 备注 纯电阻电路 电能全部转化为内能，所以求电能的公式全部适用于求内能 非纯电阻电路 在非纯电阻电路中，电流做的功只有一部分转化为热量，故Q＜W电。如电动机 电功与电能的计算 1．如图所示电路，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器R1标有“50Ω，2A”字样。将滑动变阻器的滑片P滑至最右端，闭合S1、S2，电流表示I＝0.6A，求： （1）通过滑动变阻器R1的电流； （2）R2的阻值； （3）通电10s电流通过R2所做的功。 2．我国的基建事业位列世界前茅。某兴趣小组模拟建筑工地的起吊机自制了一个起吊模型，如图甲所示，重为19N的重物挂在滑轮组下方，并在电动机的作用下以0.02m/s的速度匀速提升10s。电动机所在的电路如图乙所示，已知电源电压为6V，电阻R1＝10Ω，在匀速提升过程中电压表示数为1V。（不计绳重与摩擦） （1）求滑轮组提升重物的有用功； （2）求电动机消耗的电能； （3）已知电动机线圈电阻R2＝10Ω，求电动机的效率。 3．如图所示，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，其中R1＝10Ω，滑动变阻器R3标有“20Ω 0.5A”字样。只闭合开关S1，电流表的示数为0.9A；再闭合开关S2、S3时，电流表的示数变为1.5A。求： （1）电源电压； （2）R2的电阻值； （3）若只闭合S2，为了保证电路安全，R3允许接入电路中的阻值范围是多少？R2在10s内消耗的电能最多是多少？ 4．如图所示，电源电压恒定，R1的阻值为20Ω，R2的阻值为10Ω，当S闭合，S1、S2断开时，电流表的示数为0.5A。求： （1）电源电压； （2）通电10s内电路消耗的总电能； （3）当S、S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.9A．则R3的阻值是多大？ 5．图甲所示是一艘完全依靠太阳能驱动的船。该船长30米，宽15米，满载时排水量为80吨，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6×105W，假设接收的太阳能只用来驱动船前进。在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到的水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图乙，航行速度如图丙所示。（海水密度约为1.0×103kg/m3）求： （1）满载时太阳能船受到的浮力。 （2）第50s到100s，牵引力在这段时间内做的功。 （3）在第50s到100s的运动过程中，太阳能船的效率。 6．如图所示电路中，已知R1的阻值为20Ω，电源电压是3V。当闭合开关S时，电流表的示数为0.1A。 求：（1）电压表的示数； （2）此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值； （3）移动滑片P使电压表示数为1V，通电100s整个电路消耗的电能