14.3.1电功率及其计算 课件 2023-2024学年鲁科版物理九年级上册

电功率及其计算 3.1 第十四章 电功率 [2023·中卫期末]下列单位中不是电功率单位的是(　　) A．kW·h 　B．V·A 　C．W D．J/s 1 A 2 一台电风扇的电功率是60 W，它表示(　　) A．1 s内消耗60 W的电能 B．1 s内有60 J的电能转化为机械能 C．1 s内消耗的电能是60 J D．电流在1 s内做的功是60 W 2 C 3 [2023·北京期末]下列家用电器中，正常工作时的电功率最接近15 W的是(　　) A．微波炉　B．台灯　C．电烤炉　D．空调 B 4 [2022·唐山模拟]关于电功率，下列说法正确的是(　　) A．用电器消耗的电能越多，它的电功率越大 B．用电器工作时所用的时间越短，它的电功率越大 C．消耗的电能一定时，所用时间越长，它的电功率越大 D．用电器工作的时间一定时，消耗的电能越多，它的电功率越大 D 5 [2023·长春月考]LED灯具有节能、环保的特点。一个“220 V　5 W”的LED灯与一个“220 V　60 W”的白炽灯亮度相当。若一个“220 V　60 W”的白炽灯每天正常工作2 h，30天消耗的电能是________kW·h，这些电能可供“220 V　5 W”的LED灯正常工作________h。 3.6 720 【点拨】 【点易错】 电功率单位为W，时间单位为s时，电能单位才是J；电功率单位为kW，时间单位为h时，电能单位才是kW ·h。计算前要先统一单位。 • • • • • • • • • 如图所示，R1的电阻为5 Ω，闭合开关S后，通过电阻R1和R2的电流分别为0.6 A和0.3 A，则电源电压为________V，整个电路消耗的总电功率为________W。 6 3 2.7 9 [2022·北京]如图所示的电路中，电源两端电压为6 V并保持不变，电阻R1的阻值是10 Ω，闭合开关S后，电压表的示数为2 V。求： 7 (1)电阻R2的阻值。 (2)电阻R1消耗的电功率。 解：电阻R1消耗的电功率P＝U1I＝4 V×0.4 A＝1.6 W。 [2022·玉林]已知甲导体电阻是乙导体电阻的3倍，若分别对甲、乙两导体通电，通过甲、乙两导体的电流之比为2∶3，则甲、乙两导体的电功率之比为(　　) A．2∶1 B．2∶3 C．4∶3 D．9∶2 8 【点拨】 【答案】C 甲、乙两个电子元件的I－U图象如图所示，将甲、乙并联接在电源电压恒为2 V的电路中，则甲、乙两个电子元件的电阻之比为________，消耗的电功率之比为________，如果该电路通电5 min， 则甲、乙消耗的总电能为 ________J。 9 1∶2 2∶1 360 【点拨】 【点规律】 [2022·辽宁]如图所示是小明家的电能表，他家电路中可以接入用电器的最大总电功率为________W。将电视机单独接入电路正常工作6 min， 电能表转盘转6转，电视机的电功 率为________W。电视机正常工 作1 h，消耗的电能为________J。 10 4 400 100 3.6×105 [2023·保定期末]在如图所示的电路中，电源电压和灯泡电阻都保持不变。 11 当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时，正确的是(　　) A．电压表的示数不变，电路总电功率变大 B．电流表和电压表的示数都增大，电路总电功率变大 C．电流表示数减小，电压表示数不变，滑动变阻器电功率变小 D．电流表示数减小，电压表示数变大，灯泡电功率不变 【点拨】 由图可知，灯泡与滑动变阻器并联，电压表测电源的电压，电流表测通过滑动变阻器的电流。因电源电压保持不变，所以滑片移动时，电压表的示数不变；因并联电路中各支路两端的电压相等，等于电源电压，所以滑动变阻器两端的电压不变，当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，由欧姆定律可知通过滑动变阻器的电流减小，即电流表的示数减小，由P＝UI可知，滑动变阻器的电功率变小； 并联电路中，各支路互不影响，所以滑片移动时，通过灯泡的电流不变，灯泡两端的电压不变，根据P＝UI可知，灯泡的实际功率不变；根据并联电路电流的规律可知，干路的电流变小，由P＝UI可知，电路总电功率变小。 【答案】C 如图所示，电源电压为9 V，R1的阻值为20 Ω，滑动变阻器R2标有“100 Ω　1 A”字样，电流表接0～0.6 A量程。 12 调整开关S1、S2的状态(至少有一个开关闭合)及R2的大小，在保证电路安全的前提下，下列说法正确的是(　　) A．干路电流的最大值为1.6 A B．R2消耗的最大电功率为9 W C．电路消耗的最小电功率和最大电功率之比为3∶20 D．若开关S1、S2都闭合，R2的取值范围为9 Ω～100 Ω 【点拨】 由图可知，R1、R2并联，电流表测干路电流。电流表接0～0.6 A量程，所以干路电流的最大值为0.6 A，A错误；当只闭合S2时，只有R2接入电路，且电路中的电流值为0.6 A时，R2消耗的电功率最大，R2的最大电功率P2大＝U2大I2大＝9 V×0.6 A＝5.4 W，B错误； 【答案】C [2022·岳阳]音乐喷泉是集光机电技术于一体的装置，让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上，通过电脑控制三种色灯电功率的比例就能让水柱变换颜色，呈现美轮美奂的视觉效果。如图甲、乙所示是某段时间内红、绿两种色灯电功率随时间变化的图象。 13 (1)第28 s红灯两端的电压为100 V，求此时通过红灯的电流。 (2)请计算0～30 s内红灯和绿灯消耗的总电能。 解：由图可知，红灯和绿灯在0～20 s内的总电功率P1＝200 W，在20 s～25 s内的总电功率P2＝0 W，在25 s～30 s内的总电功率P3＝200 W＋200 W＝400 W，所以0～30 s内红灯和绿灯消耗的总电能W＝W1＋ W2＋W3＝P1t1＋P2t2＋P3t3＝200 W×20 s＋0 W× 5 s＋400 W×5 s＝6 000 J。 白炽灯正常工作时电功率为60 W，每天正常工作2 h，则30天消耗的电能W＝Pt＝60×10－3 kW×2 h×30＝3.6 kW·h，这些电能可供“220 V　5 W”的LED灯正常工作的时间 t′＝＝＝720 h。 解：电阻R1两端的电压U1＝U－U2＝6 V－2 V＝4 V，通过电路的电流I＝＝＝0.4 A，电阻R2的阻值R2＝＝＝5 Ω。 由题意可知，R甲＝3R乙，通过甲、乙两导体的电流之比I甲∶I乙＝2∶3，则甲、乙两导体的电功率之比＝＝×＝×3＝。 两个电子元件并联在电源电压为2 V的电路中时，由图象可知，通过两元件的电流分别为I甲＝0.4 A、I乙＝0.2 A，由R＝可得，甲、乙两个电子元件的电阻之比＝＝＝＝； 甲、乙两个电子元件消耗的电功率之比＝＝＝＝；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路中的总电流I＝I甲＋I乙＝0.4 A＋0.2 A＝0.6 A，通电5 min，甲、乙消耗的总电能W＝UIt＝2 V× 0.6 A×5×60 s＝360 J。 纯电阻电路中的比值关系：串联电路中＝＝＝，并联电路中＝＝＝。 当干路电流最大为0.6 A时，电路消耗的电功率最大，P大＝ U大I ＝9 V×0.6 A＝5.4 W，要电路消耗的电功率最小，可知总电阻应最大，因并联电路的总电阻小于任意一个分电阻，且R1<R2大，所以当只闭合S2，且R2滑片调到最大阻值处时，电路消耗的电功率最小，P小＝＝＝0.81 W，则P小∶ P大＝0.81 W∶5.4 W＝3∶20，C正确； 开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，通过R1的电流I1＝＝＝0.45 A，当干路电流最大为0.6 A时，通过R2的电流也最大，此时R2连入电路的阻值最小，通过R2的最大电流I2＝I－I1＝0.6 A－0.45 A＝0.15 A，则R2连入电路的最小值R2小＝＝＝60 Ω，当R2滑片调到最大阻值100 Ω时，电路安全，所以R2的取值范围为60 Ω～100 Ω，D错误。 解：第28 s红灯两端的电压为100 V，由图甲可知，此时红灯的电功率P红＝200 W，由P＝UI可得，此时通过红灯的电流I红＝＝＝2 A。 $$