18.2 电功率 暑期预习讲义- 2025-2026学年物理人教版九年级全一册

18.2 电功率 暑期预习讲义 2025-2026学年物理人教版九年级全一册 知识梳理 一、电功率的基本概念 1. 物理意义 电功率是表示电流做功快慢的物理量,用符号P表示。 2. 定义 电流在单位时间内所做的功,即电功与时间之比。 3. 单位及换算 • 国际单位:瓦特(W) • 常用单位:千瓦(kW)、毫瓦(mW) • 换算关系:1kW = 10 W,1W = 10 mW 二、电功率的计算公式 1. 定义式 • 基本公式: (适用于所有电路,W为电功,t为时间) • 两套单位: 国际单位:P(W)、W(J)、t(s) 常用单位:P(kW)、W(kW h)、t(h) 2. 计算式 • 通用公式: (适用于所有电路,U为电压,I为电流) 3. 纯电阻电路推导式 三、额定功率与实际功率 1. 基本概念 物理量 定义 符号 额定电压 用电器正常工作时的电压 额定功率 用电器在额定电压下的功率 实际电压 用电器实际工作时的电压 实际功率 用电器在实际电压下的功率 2. 关系及应用 3. 用电器铭牌解读 四、串并联电路中的电功率特点 1. 总功率 2. 功率分配 电路类型 功率与电阻关系 公式 串联电路 电功率与电阻成正比 并联电路 电功率与电阻成反比 五、电功率的测量方法 伏安法(实验室常用) • 原理: • 器材:电源、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线 • 实验步骤: 1. 按电路图连接实物,开关断开,滑动变阻器滑片置于最大阻值处 2. 闭合开关,调节滑片使电压表示数等于额定电压,记录电流表示数 3. 调节滑片使电压为额定电压的1.2倍和0.8倍,分别记录电流 4. 计算三次实际功率,比较亮度与实际功率关系 六、常见用电器的电功率 • 电子表:约0.01mW • LED灯:约5-20W • 电风扇:约60W • 电视机:约100-200W • 电吹风机:约500-1000W • 电热水器:约1000-3000W 易错点提示 1. 电功率与电功的区别:电功率表示做功快慢,电功表示做功多少 2. 灯泡亮度由实际功率决定,与额定功率无关 3. "千瓦时"是电功单位(1kW h=3.6 10⁶J),"千瓦"是电功率单位 4. 计算时需统一单位,避免混淆kW h与J、h与s 同步练习 一、单项选择题 1.把两个分别标有“10V 10W”和“9V 5.4W”的灯泡串联后接到电源上,要使其中一灯能正常发光且两灯都不被损坏(不计温度对电阻的影响),则电源电压应为() A.9V B.19V C.15V D.16V 2.学习小组用装满盐水的气球连接在如图的电路中。当用手拉扯连接气球的导线,使气球变长(盐水与导线充分接触且气球不破裂),下面说法正确的是( ) A.气球内的盐水是绝缘体 B.小灯泡变得更亮 C.无论怎样拉动,电压表的示数都不变 D.电压表与电流表示数的比值变大 3.有一只标有“6V 3W”字样的灯泡A和一只定值电阻B,A和B的电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示。则下列判断正确的有( ) A.定值电阻B两端电压与电流成正比 B.将A、B串联接在9V电源两端,灯泡A正常发光 C.A、B并联接在6V电源两端,10s内电路消耗的电能是30J D.将A与一个滑动变阻器串联接在6V电源两端,如图乙所示,当灯泡的功率与滑动变阻器的功率相等时,滑动变阻器的功率为3W 4.如图所示电路,电源电压保持不变,定值电阻,,滑动变阻器最大阻值为,电流表和电压表均为理想电表。闭合开关,将滑动变阻器滑片P从a端缓慢移动至b端的过程中,下列说法正确的是( ) A.电压表和示数逐渐增大,电流表示数逐渐减小 B.电压表示数逐渐增大,电压表和电流表示数逐渐减小 C.电压表和示数变化量相等 D.滑动变阻器消耗功率先逐渐增大,后逐渐减小 5.货车超限超载运输对公路交通安全危害极大,高速公路入口设有公路超限超载检测站,如图是某检测站的升降检测设备的工作原理图,其中电源电压恒定不变,是定值电阻、是压敏电阻,当闭合,压敏电阻的阻值随压力增加而减小。下列说法错误的是( ) A.升降机的托盘上水平放置的检测物越重,压力表示数越大 B.压力表实际是电压表 C.托盘上水平放置的检测物越重,通过的电流越大 D.检测物被取走后,电阻消耗的电功率最大 6.如图所示的电路中,电源电压保持不变,;开关闭合,、断开时,电压表的示数为,消耗的功率为;当开关、、都闭合时,电压表的示数为,消耗的功率为,且电流表的示数为0.9A;已知,,下列结论正确的是( ) A. B.电源电压为8V C.开关闭合,、断开时,电路消耗的总功率为0.6W D.当开关、、都闭合时, 7.如图所示,是“220V 25W" 的 LED灯和“220V 25W"的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时,下列说法正确的是 A.两灯的实际功率: LED灯低于白炽灯 B.两灯相同时间消耗的电能: LED灯少于白炽灯 C.电能转化为光能的效率: LED灯高于白炽灯 D.两灯相同时间产生的内能: LED灯高于白炽灯 8.如图所示,电源电压不变,闭合开关后,发现发光二极管L1比小灯泡L2亮,测得通过L1的电流为0.0013A,通过L2的电流为0.27A。工作一会儿,用手触摸发觉L1几乎不热,L2会烫手,则( ) A.L1两端的电压比L2大 B.L1的实际功率比L2大 C.L1的发光效率比L2高 D.把电源两极反接后再接通电路,L1、L2都亮 二、填空题 9.灯泡L1标有“3V 0.75W”,灯泡L2标有“3V 1.5W”。如图甲所示电路,闭合开关后,灯泡L1和L2均正常发光,则电路总电流I= A。如图乙所示电路,闭合开关后,灯泡L1正常发光,则电源电压U= V,通过灯泡L2的电流为 A。(假设灯丝电阻不变) 10.如图所示的电路,电源电压恒定不变,灯泡标“3 V 3 W”(忽略温度对灯丝电阻的影响)。闭合开关S,当滑动变阻器滑片位于中点c位置时,灯泡恰好正常发光,电压表示数为6 V;当滑动变阻器滑片位于最右端b位置时,电压表示数为 V。 11.如图所示的电路,电源电压恒为6V,白炽灯泡L1标有“5V;0.25A”,白炽灯泡L2标有“6V;3W”,的阻值为。忽略温度对灯丝电阻的影响,只闭合开关S1时,灯泡 更亮;只闭合开关S2时,的功率为 W。 12.电源电压,滑动变阻器的最大电阻32 ,定值电阻,当闭合开关S,滑动变阻器滑片移到某个位置时,两端的电压5V,那么此时滑动变阻器滑片下方的电阻 。这个电源最小电功率是 W(保留一位小数) 13.如图所示的电路中,电源电压U=6V,R1=10 ,R2=20 。只闭合S1时电路中的工作电流是 A;只闭合S2时电路消耗的功率为P,闭合S1和S3时电路消耗的功率为P',则P∶P'= 。 三、实验探究题 14.小张用如图所示的电路测量小灯泡的电功率。电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10 ,滑动变阻器规格为“20 1A”。 (1)用笔画代替导线连接完整图甲实物电路 。 (2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于 端(填“A”或“B”)。 (3)小张连接完电路后,检查无误后闭合开关,却发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数。可能发生的故障是_。(选填答案字母) A.滑动变阻器处断路 B.灯座接线短路 C.小灯泡灯丝断了 D.开关接触不好 (4)排除故障后调节变阻器,使灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。 (5)完成实验后,小聪受“单表测电阻”的启发,设计了如图丙所示的电路(电源电压仍为4.5V),也想测量出本题中小灯泡的额定功率,请根据他的思路将步骤补充完整。 ①闭合开关S,将开关S1拨到“1”,调节滑动变阻器滑片,直至电压表示数为 V; ② ,现将开关S1拨到“2”,读出电压表示数为U0; ③小灯泡的额定功率P= (用U额、U0、R0表示)。 答案解析部分 1.【答案】C 【解析】【解答】两灯泡的额定电流为:I1===1A,I2===0.6A; 两灯泡的电阻分别为: R1===10 ,R2===15 ; 为了不损坏灯泡,所以串联电路的最大电流为I=0.6A; 电源的电压为U=I(R1+R2)=0.6A (10 +15 )=15V. 故选C. 【分析】串联电路处处电流相等;为了不损坏灯泡,比较两电阻允许通过的最大电流,选其中较小的电流;然后先根据灯泡的铭牌,利用I=求出两灯泡的额定电流,利用欧姆定律求出电阻,再根据串联电路电阻的特点求出总电阻,利用欧姆定律求出电源电压的最大值.本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是知道为保证用电器不被烧坏串联电路允许的最大电流应选最小的. 2.【答案】D 【解析】【解答】A.气球内的盐水导体,故A错误; BC.由图可知,盐水气球和小灯泡串联,电压表测量的是盐水气球两端的电压,电流表测量电路中的电流;当用手向相反的方向拉扯连接气球的导线时,气球的长度变长,横截面积变小,盐水气球的电阻变大,电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;根据串联电路的分压规律可知,盐水气球的电阻变大,其两端的电压变大,即电压表示数变大,则灯泡两端的电压变小,由P=UI可知,灯泡的实际功率变小,亮度变暗,故BC错误; D.电流表示数变小,电压表示数变大,所以电压表与电流表示数的比值变大,故D正确。 故选:D。 【分析】1..盐水容易导电,是导体; 2.分析电路可知电路时串联的,当盐水气球的电阻变大时,电路中总电阻变大,根据欧姆定律可知,电流变小,即电流表的示数变小;根据串联分压关系可知,盐水气球两端电压变大,即电压表示数变大; 3.根据P=UI分析灯泡的亮度变化。 3.【答案】B 【解析】【解答】A.由图甲可知,当定值电阻B的两端电压为6V时,通过的电流为1.0A,则定值电阻B的阻值为 RB是定值电阻,通过定值电阻B的电流与其两端的电压成正比,知不能说电阻B两端电压与电流成正比,故A错误; B.由题可知灯泡正常发光时的阻值为, 当把定值电阻B和灯泡A串联在9V的电源两端时,则通过B和A的电流相等,且A和B两端的电压相加等于9V,由图甲知,此时A及B两端的电压分别为6V和3V,即灯泡正常发光,电路的总电流为 ,等于灯泡A的额定电流,所以灯泡A正常发光,故B正确; C.由题可知灯泡A和定值电阻B并联接在6V电源两端,灯泡A正常发光,其通过的电流为 ,当定值电阻B的两端电压为6V时,通过的电流为1.0A,则电路的总电流为 I1=IL+IB=0.5A+1.0A=1.5A 则10s内电路消耗的电能为 W=U1I1t=6V 1.5A 10s=90J 故C错误; D.将灯泡与一个滑动变阻器串联接在6V电源两端,由串联电路的电流特点可知,通过灯泡和滑动变阻器的电流相等,根据功率的计算公式可知,当灯泡的功率与滑动变阻器的功率相等时,其两端电压也相等,即 UA'=U滑=3V 由图甲可知,当灯泡两端电压为3V时,通过的电流为0.3A,即此时电路中的电流 I2=IA'=0.3A 则滑动变阻器的功率为 P=U滑I2=3V 0.3A=0.9W 故D错误。 故选B。 【分析】A选项,定值电阻的电流与电压成正比;BD选项,根据串联电路的电压电流关系,串联电路电流处处相等,各用电器电压相加等于电源电压;C选项,根据并联电路的电压电流关系,并联电路的电压相等,干路电流等于各支路电流之和。 4.【答案】D 【解析】【解答】图中,电路串联,电压表测的电压,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。 AB.当滑片P从a移至b时,接入电路中的电阻变大,则电流变小,电流表的示数减小,根据,、分压减小,则电压表的示数减小,滑动变阻器分压变大,电压表示数变大,故AB错误; C.根据串联电路电压规律,电阻R1、R0的分压都减小,而滑动变阻器分压变大,则V1的变化量小于V2示数的变化量,即,电压表和示数变化量不相等,故C错误; D.两定值电阻的总电阻为:,则电路中的电流为:, 计算滑动变阻器的电功率: 当时,分母最小,滑动变阻器消耗的电功率最大,滑动变阻器最大阻值为,将滑动变阻器滑片P从a端移至b端时,变阻器的电功率先增大后减小,故D正确。 故选。 【分析】在串联电路中,滑动变阻器电阻变大,电路中电流减小,定值电阻分压减小,滑动变阻器分压变大;根据串联电路分压规律,滑动变阻器的电压变化量和其他电阻的分压变化量相等;滑动变阻器的电阻取值和定值电阻相同时,滑动变阻器的电功率最大。 5.【答案】D 【解析】【解答】AB.图中,R1与R2串联,压力表与R1并联,则压力表实际是电压表;升降机的托盘上水平放置的检测物越重,压敏电阻的阻值越小,则压敏电阻两端电压变小,则R1两端电压变大,压力表示数越大,故AB正确,不符合题意; C.托盘上水平放置的检测物越重,压敏电阻的阻值越小,总电阻越小,通过的电流越大,故C正确,不符合题意; D.检测物被取走后,压敏电阻受到的压力变小,压敏电阻的阻值增大,总电阻增大,通过的电流减小,根据P=UI,电阻消耗的电功率减小,故D错误,符合题意。 故选D。 【分析】电压表和所测量的位置并联;在串联电路中,电阻减小,电路中的电路变大,减小的电阻分压减小;根据压力的变化判断压敏电阻的变化,分析电路中电流的大小变化。 6.【答案】C 【解析】【解答】AB.开关闭合,、断开时,R1、R2、R3串联,电压表测R1电压,示数为,R2消耗的功率为;当开关、、闭合时,R1、R2、R3并联,电流表测R1、R2的总电流,电压表测电源电压,示数为,R2消耗的功率为。,则,R1、R2、R3串联时,电流相等,根据,电压与电阻成正比,所以,,则R1、R2、R3串联时的总电阻为:;,R2阻值不变,根据,R2前后的电压之比为1:3,则R1、R2、R3串联时,R2的电压为电源电压为,则R2的阻值为 ,则R3阻值为: 则R1、R2、R3并联时,根据并联电流规律:, 即::则电源电压,故AB错误; C.开关闭合,、断开时,R1、R2、R3串联,电路消耗的总功率为 ,故C正确; D.当开关、、都闭合时,R1、R2、R3并联,R2消耗的功率为,则为 ,故D错误。 故选C。 【分析】根据电路中开关状态,判断电路的组成;根据电阻一定时,利用电功率比值,判断电流大小的比值、电压大小的比值;根据分压比,计算电流之比;利用,,计算电流和电功率的大小。 7.【答案】C 【解析】【解答】 A、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,LED灯比白炽灯亮,所以LED灯的实际功率大,故A错误; BCD、因两灯的额定功率相同,当两灯均正常工作时,相同时间内,根据W=Pt可知,两灯消耗的电能相等;由图可知白炽灯把大部分电能转化为内能,LED灯把大部分电能转化为光能,因此相同时间内LED灯产生的内能小于白炽灯,说明LED灯电能转化为光能的效率高,故C正确,BD错误。 故答案为:C。 【分析】 根据W=Pt结合电能转化为内能和光能的占比图分析回答 8.【答案】C 【解析】【解答】AB.根据电路图,L1、L2并联,各支路电压相等,L1的电压等于L2的电压,根据P=UI,电流越大,实际电功率越大,L1的电流小, L1的实际功率比L2小,故AB不符合题意; C.L1的实际功率较小,亮度较大,则L1把更多的电能转化为光能,是L1的发光效率比L2高,故C符合题意; D.二极管具有单向导电性,把电源两极反接后,电流方向改变,L1不亮,L2亮,故D不符合题意。 故选C。 【分析】并联电路中,各支路电压相等;根据P=UI,结合电流大小,判断电功率的大小关系;二极管具有单向导电性,将电能转化为光能更多。 9.【答案】0.75;4.5;0.25 【解析】【解答】甲图中,两灯泡并联,所以电压相同为3V,根据电功率公式P=UI可分别计算L1L2的额定电流为0.25V和0.5V,并联电路电流特点可知,电路总电流为,根据可计算两灯泡的电阻, ,,根据串联分压可知,灯泡的电阻比等于电压比, 灯泡L1正常发光 电压为3V,所以L2的电压为1.5V,根据串联电路电压规律可知,电源电压为4.5V,由(1)可知灯泡L1正常发光电流为0.25A,所以通过灯泡L2的电流为0.25A。 综上 第1空、 0.75;第1空、4.5; 第3空、0.25。 【分析】1、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和 2、并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流。 10.【答案】7.2 【解析】【解答】忽略温度对灯丝电阻的影响,灯泡的电阻为: 灯泡的额定电流为: 分析电路可知,灯泡和变阻器串联,电压表测滑动变阻器的电压。闭合开关S,当滑动变阻器滑片位于中点c位置时,灯泡恰好正常发光,电压表示数为6 V,则电路电流为1A,此时变阻器阻值为: 则变阻器最大阻值为: 电源电压为: 当滑动变阻器滑片位于最右端b位置时,变阻器阻值为,电路电流为: 则电压表示数为: 【分析】利用和计算灯泡的电阻RL和额定电流I额,由于灯泡和变阻器串联,电压表测滑动变阻器的电压。闭合开关S,当滑动变阻器滑片位于中点c位置时,灯泡恰好正常发光,电压表示数为6 V,可知此时电路中的电流为I额,利用求出滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路电压的规律计算出电源电压,当滑动变阻器滑片位于最右端b位置时,变阻器阻值最大时,利用求出此时电路中的电流I',根据计算出滑动变阻器两端的电压,即电压表的示数。 11.【答案】;0.4 【解析】【解答】 解:忽略温度对灯丝电阻的影响,根据可知,L1的电阻,根据可知,L2的电阻; 只闭合S1时,两灯泡串联,串联电路的电流处处相等,且R1>R2,根据P=I2R可知,L1的实际功率大,故小灯泡L1更亮; 只闭合开关S2时,L1和R串联,则电路中的电流为:, 故R的功率为:P=I2R=(0.2A)2 10 =0.4W。 故答案为:L1;0.4。 【分析】 根据R和的变形式分别求出两灯的电阻;只闭合S1时,两灯泡串联,串联电路的电流处处相等,根据P=I2R可知两灯泡的实际功率的大小关系,据此得出小灯泡发光情况; 只闭合开关S2时,L1和R串联,根据欧姆定律求出电路中的电流,利用P=I2R求出R的功率。 12.【答案】20;3.1 【解析】【解答】根据电路图可知,当闭合开关S,滑动变阻器下方的电阻与定值电阻并联后与滑动变阻器上方的电阻串联,设滑动变阻器下方的电阻的阻值为R,此时滑动变阻器滑片上方的电阻为;两端的电压5V,根据串联电路电压规律可计算滑动变阻器下方的电阻两端电压为;根据串联电路电阻关系可知,并联后的电阻和滑动变阻器上方的电阻大小相等,即,解得,(舍去),滑动变阻器滑片下方的电阻为20 。电路总电阻为;则最小值为0,故电路总电阻最大值为,根据P=UI=电源最小电功率是。 综上 第1空、 20; 第2空、3.1; 【分析】1、并联电路规律:并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流; 2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和; 3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。 13.【答案】0.3; 【解析】【解答】解:只闭合S1时,电路为只有R2的简单电路,此时电路中的电流为。 只闭合S2时,电路为R1和R2的串联电路,电路的总电阻为。 电路的总功率为。 闭合S1和S3时,电路为R1和R2的并联电路,电路的总功率为。 则P∶P'为。 故答案为:0.3;2:9。 【分析】 (1)只闭合S1时,只有R2接入电路,根据可求出此时电路中的电流; (2)只闭合S2时,R1和R2串联,根据串联电路电阻规律和可求出此时电路中的电流,根据P=UI可求出此时电路消耗的功率;只闭合S1和S3时,R1和R2并联,根据并联电路电阻规律可求出此时电路中的总电阻,根据可求出此时干路电流,根据P=UI可求出此时电路消耗的功率,从而求出两次功率之比。 14.【答案】(1) (2)B (3)B (4)0.75 (5)2;保持滑片不动; 【解析】【解答】(1)小灯泡正常发光的电流,故电流表的量程应选0~0.6A,如图所示: (2)为了保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器滑片应位于接入电路的阻值最大处,即B端 (3)灯泡不发光,电流表有示数,说明电路可能通路,电压表无示数,说明与电压表并联的支路短路了,故选:B。 (4)如图乙所示,电流表选用0.6A的量程,分度值0.02A,电流表示数为0.3A,小灯泡的额定功率 为:P=U1I=2.5V 0.3A=0.75W; (5)如图丙所示,闭合开关S,将开关S1拨到“1”,小灯泡、R0和滑动变阻器串联,电压表测R0和滑动变阻器两端的电压,调节滑动变阻器的滑片至电压表示数为2V,由串联电路电压的规律,灯两端的电压:U灯=U-U1=4.5V-2V=2.5V,灯泡正常发光;保持滑动变阻器的滑片不动,再将开关S1拨至"2”,小灯泡、R0和滑动变阻器仍串联,电压表测R0两端的电压为U0,电路中的电流即为小灯泡的额定电流:,则小灯泡的额定功率: 【分析】(1)选择电流表量程,并串联在电路中。 (2)为了保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器滑片应位于接入电路的阻值最大处。 (3)灯泡不发光,电流表有示数,说明电路可能通路,电压表无示数,说明与电压表并联的支路短路了。 (4)根据电流表选用量程确定分度值和读数,根据P=UI算出小灯泡的额定功率; (5)要测量小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端的电压等于其额定电压,将开关S1拨至“1”,根据串联电路电压规律可得出电压表的示数;滑片不动,再将开关S1拨至“2”,电路的电流不变,求出此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流,根据P额=U额I额求出小灯泡的额定 。 学科网(北京)股份有限公司 $$