专题突破 电功计算公式的应用-2023-2024学年九年级物理全一册（人教版）

专题突破 电功计算公式的应用 【知识点的认识】 （1）电功的计算公式 ①定义式：W＝UIt．U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过该电路的电流，单位是A；t表示通电时间，单位是s；W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J． ②应用公式过程中的“同一性”： a．电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量； b．单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算． （2）串、并联电路中电功的特点 ①推理探究：串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系． a．串联电路：电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I．则在时间t内电流所做的功分别是W总＝UIt，W1＝U1It，W2＝U2It；又因为U＝U1+U2，故W总＝（U1+U2）It＝U1It+U2It＝W1+W2． b．并联电路：电阻R1、R2并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，电路中的电压为U．则在时间t内电流所做的功分别是W总＝UIt，W1＝UI1t，W2＝UI2t；又因为I＝I1+I2，故W总＝U（I1+I2）t＝UI1t+UI2t＝W1+W2． 概念规律：无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器（或各支路）做功之和，表示为W总＝W1+W2． ②串、并联电路中电功分配关系 a．串联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成正比，即W1：W2＝R1：R2 b．并联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成反比，即W1：W2＝R2：R1 【命题方向】 第一类常考题：两条电阻丝的电阻之比是1：2，通过的电流强度之比是3：1，要产生相同的热量，它们通电时间的比是（　　） A．2：3 B．3：2 C．9：2 D．2：9 分析：本题要算通电时间之比，就必须先找好等量关系，也就是相同的热量．再根据题干条件，找出合适的公式代入，便可计算出时间之比． 解：由W＝I2Rt，得 由产生的热量相同， R1t1＝R2t2 代入数据得， t1：t2＝2：9 故选D； 点评：这道题还是考查学生的基本功，对于电功计算公式是否掌握熟练．这道题关键在于找到等量关系，从而再算出比值关系． 例2：近日福州闽江两岸灯光夜景改造工程完工，使江滨夜景更加美丽，又节能环保．其中尤溪洲大桥换上了约3000盏新型LED灯，灯的功率由原来的28W变成了13W，若这些夜景灯每天工作3h，则一个月（按30天计算）节省的电能 　4.05×103　kW•h，节省下的电能可使额定功率为1000W的电热水壶正常工作 　4.05×103　h． 分析：（1）根据公式W＝Pt分别求出两种灯消耗的电能，它们的差即为节省的电能； （2）根据P＝求出工作时间． 解：（1）原来灯泡消耗的电能W1＝P1t＝3000×0.028kW×30×3h＝7560kW•h， LED灯消耗的电能：W2＝P2t＝3000×0.013kW×30×3h＝3510kW•h， 节省的电能：W＝W1﹣W2＝7560kW•h﹣3510kW•h＝4050kW•h＝4.05×103kW•h； （2）∵P＝， ∴省下的电能可使额定功率为1000W的电热水壶正常工作的时间： t′＝＝＝4050h＝4.05×103h． 故答案为：4.05×103；4.05×103． 点评：此题主要考查的是学生对电能、电功率计算公式的理解和掌握，注意单位的换算，基础性题目． 【解题方法点拨】 （1）当U、I、t均已知时，利用W＝UIt来计算电功较为方便． （2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W＝I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算． （3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W＝Pt来进行比较计算较为方便． 精选习题 一．选择题（共14小题） 1．一个定值电阻R接入电路后，每分钟消耗电能为Q，要使它所在的电路每分钟消耗电能为3Q，下列说法中正确的是（　　） A．将电源电压变为原来的3倍 B．将电源电压变为原来的2倍 C．将三个与R阻值相同的电阻并联接到原电路中 D．将三个与R阻值相同的电阻串联接到原电路中 2．某智能手机的锂电池上标有“3.7V，4200mA•h”字样，该手机搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7V不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能，需要充电40min，此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近（　　） A．节能灯 B．电风扇 C．电饭锅 D．电冰箱 3．