内容正文:
第十八章 电 功 率
考点一 电能表 电功计算公式的应用
典例1 某款手机的“超级快充”充电器的最大充电电流可达5A。该手机的电池容量为4200mA·h(其中“mA”为电流的单位“毫安”,“h”为时间的单位“小时”),假设充电器始终以最大充电电流充电,且把电池充满只需要 min。若将此电池电量全部用完,然后关闭家里的其他用电器,只给手机充电,充满后发现标有“3000r/(kW·h)”字样的电能表转盘转了63r,则充电消耗的电能为 kW·h。
解析:本题考查了电流定义式的应用以及电能表参数的物理含义,要注意从题干中获取有用的信息。已知I=5A=5×103mA,由题可得,t==0.84h=50.4min,“3000r/(kW·h)”表示电路中的用电器每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转3000r,则电能表转盘转动63r消耗的电能W==0.021kW·h。
答案:50.4 0.021
1. (2022·重庆北碚校级期末)如图所示为威威家的电能表,由表盘上的信息可知,他家同时使用的用电器总功率不能超过 4400 W。威威家有一台烤面包机,铭牌上标有“220V 1000W”的字样,某次烤面包机单独正常工作时,电能表的转盘转了30转,则此次烤面包机工作 0.01 h。
4400
0.01
考点二 额定功率与实际功率
典例2 (2022·济宁)如图所示为额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U-I图象。下列说法中,错误的是( )
A. 当L1两端的电压为100V时,其实际功率为20W
B. 当通过L2的电流为0.45A时,其1min消耗的电能为4320J
C. 将L1、L2串联,若L1两端的电压为40V,则L2的功率为8W
D. 将L1、L2并联,若通过L2的电流为0.5A,则L1的功率为66W
解析:本题考查了串联和并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,解题的关键是从图象中获取有用的信息。当L1两端的电压为100V时,由图象可知,通过L1的电流为0.2A,其实际功率P1=U1I1=100V×0.2A=20W,故A正确;当通过L2的电流为0.45A时,L2两端的电压为160V,其1min消耗的电能W=U2I2t=160V×0.45A×60s=4320J,故B正确;将L1、L2串联,若L1两端的电压为40V,由图象可知,通过L1的电流I1'=0.1A,根据串联电路的电流规律可知,通过L2的电流I2'=I1'=0.1A;由图象可知,此时L2两端的电压U2'=20V,则L2的功率P2=U2'I2'=20V×0.1A=2W,故C错误;将L1、L2并联,若通过L2的电流为0.5A,由图象可知,L2两端的电压U2″=220V,根据并联电路的电压规律可知,L1两端的电压U1″=U2″=220V,由图象可知,通过L1的电流I1″=0.3A,L1的功率P1'=U1″I1″=220V×0.3A=66W。
答案:C
2. (2022·南京江宁期末)如图甲所示的电路中,电源电压恒为6V,滑动变阻器R标有“25Ω 1A”字样,电流表的量程选择“0~0.6A”,电压表的量程选择“0~3V”,小灯泡上标有“4.5V 0.3A”字样,其I-U图象如图乙所示,闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑片P的过程中,下列说法中,正确的是( B )
A. 电路的最大功率是3.6W
B. 小灯泡的最小功率是0.75W
C. 电流表的示数范围是0.15~0.3A
D. 滑动变阻器接入电路的阻值范围是5~25Ω
B
考点三 焦耳定律的计算及其应用
典例3 如图甲所示为小灯泡L和电阻R的I-U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合S1时,电流表的示数为0.5A。电源电压保持不变,下列说法中,正确的是( )
A. 只闭合S1时,小灯泡L的电阻为2Ω
B. 只闭合S1时,小灯泡L的功率为8W
C. 再闭合S2后,电路总功率的增加量为2.8W
D. 再闭合S2后,1min 内电阻R产生的热量为48J
解析:只闭合S1时,电路为小灯泡L的简单电路,电流表测电路中的电流,由图甲可知,此时小灯泡L两端的电压UL=4V,由I=可得,小灯泡L的电阻RL===8Ω,故A错误;小灯泡L的功率PL=ULIL=4V×0.5A=2W,故B错误;再闭合S2后,小灯泡L与电阻R并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以通过小灯泡L的电流不变,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以电阻R两端的电压UR=UL=4V,由图甲可知,通过电阻R的电流IR=0.2A,则电路总功率的增加量ΔP=PR=URIR=4V×0.2A=0.8W,故C错误;1min内电阻R产生的热量QR=WR=PRt=0.8W×60s=48