内容正文:
第十八章 电功率
第2节 电功率
序号 学习任务 核心素养
1 能说出电功率的物理意义、定义和单位,能利用电功率的公式进行相关计算 科学思维
2 能结合实际,说出用电器铭牌上额定电压、额定功率所表示的含义,并能区别额定电压和实际电压、额定功率和实际功率 科学思维
3 会利用电流表和电压表测量用电器的电功率 科学探究
知识点一 电功率
1.物理意义:电功率是表示 的物理量。
2.定义:电功率等于 与完成这些电功所用的 之比。
3.单位:电功率的国际单位是 ,简称 ,符号是 。工农业中使用的用电器的电功率往往很大,这时就要用更大的单位
—— 来表示,它的符号是 。
4.公式:如果电功用W表示,完成这些电功所用的时间用t表示,电功率用P表示,则有 ;将电功W=UIt代入上式得 。
电流做功快慢
电功
时间
瓦特
瓦
W
kW
千瓦
P=
P=UI
例1 关于电功率,下列说法正确的是( )。
A.做功多的用电器电功率一定大
B.电功率大的用电器消耗电能一定多
C.电流做功快的用电器电功率不一定大
D.相同时间内,电流通过导体做功越多,电功率越大
知识拓展 将公式P=变形后,可得到W=Pt,故电功率为1 kW 的用电器工作1 h所消耗的电能就是1 kW·h。
D
知识点二 额定电压 额定功率
1.用电器正常工作时的电压叫作 ,用电器在额定电压下工作时的电功率叫作 。实际电压偏低,用电器的电功率 ,不能正常工作。实际电压偏高,有可能损坏用电器。
2.小灯泡的亮度由 决定, 越大,灯越亮。
额定电压
额定功率
实际功率
低
实际功率
例2 将标有“6 V 6 W”和“3 V 6 W” 的L1、L2两盏灯并联接在电源电压为3 V 的电路中,下列说法正确的是( )。
A.灯L1两端的电压大于灯L2
B.两盏灯的实际功率相等
C.两盏灯都能正常发光
D.灯L2比灯L1亮
D
规律总结 (1)灯泡的亮度由实际功率决定,而实际功率随实际电压的增大而增大,即:
①U实>U额,P实>P额,灯泡发光较亮或烧坏。
②U实=U额,P实=P额,灯泡正常发光。
③U实<U额,P实<P额,灯泡发光较暗或不发光。
(2)无论额定电压如何,额定功率如何,在灯泡没有损坏的前提下,实际功率相等,灯泡发光的亮度就相同。
①当灯泡都正常发光时,额定功率大的灯泡亮。
②当灯泡不是正常发光时,若灯泡串联,则由P=I2R知电阻大的灯泡亮;若灯泡并联,则由P=知电阻小的灯泡亮。
知识点三 电功率的测量
1.直接测量:电功率可以使用电力监测仪直接测量。
2.间接测量:测量用电器两端的电压和通过用电器的电流,由电功率公式 计算得出。
例3 为测量标有“2.5 V”字样的小灯泡的额定功率,某同学设计了如图甲所示的电路图。
P=UI
甲 乙
(1)按照如图甲所示电路图连接好实物元器件后,该同学将滑动变阻器的滑片移至 端。
(2)试触开关时,他发现电压表无示数,电流表有示数,小灯泡发光,则电路故障可能是电压表 。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,直至 ,电流表的示数如图乙所示,为 A,则该小灯泡的额定功率为 W。
方法技巧 鉴别电路故障时,如果电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数说明电压表断路或被短路;小灯泡发光,说明电压表没有被短路。
B
0.40
断路
1
电压表的示数为2.5 V
知识点一 电功率
1.关于电功和电功率,下列说法正确的是( )。
A.用电器消耗的电能越多,电功率越大
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量
C.单位时间内电流做功越多,电功率越小
D.千瓦时是电功率的单位,千瓦是电功的单位
B
2.电阻器甲、乙并联在电路中,通过它们的电流I随其两端电压U变化的关系图像如图所示。闭合开关S,则电阻器甲、乙的电功率之比为( )。
A.1:2 B.2:1
C.1:4 D.4:1
B
3.某台电功率为140 W的电视机正常工作2 h,消耗的电能为 kW·h。
4.某电阻器的电阻为10 Ω,将其接在电压为2 V 的电路中,通过它的电流为 A,该电阻器的电功率为 W。
0.28
0.2
0.4
知识点二 额定电压 额定功率
5.灯泡L1、L2分别标有“220 V 60 W”和“220 V 25 W”字样,将它们串联在电路中, 下列说法正确的是( )。
A.灯泡L1较亮
B.灯泡L2较亮
C.额定功率大的灯泡较亮
D.两灯泡亮度相同
B
6.一只电烙铁的铭牌上标有“220 V 110 W” 字样,将这只电烙铁接在110 V的电源两端。
(1)求该电烙铁的电阻。
(2)求该电烙铁的实际功率。
解:(1)电烙铁正常工作时,
通过的电流I===0.5 A,R===440 Ω。
(2)电烙铁接在110 V的电源两端,通过的电流I'===0.25 A,实际功率P'=U'I'=110 V×0.25 A=27.5 W。
知识点三 电功率的测量
7.校园板报上有一篇题为《电器待机“偷电”多少,你知道吗?》的文章,文章旁边配有如图所示的一幅插图。图中正在使用一种叫“电力监测仪”的测量工具对计算机显示器进行测量。小文注意到插图边的文字说明存在科学性错误,这个错误混淆的两个概念是( )。
A.电压和电流
B.电流和电功率
C.电能和电功率
D.电能和电功
C
8.为测量标有“2.5 V”字样的小灯泡的额定功率,某实验小组设计并连接了如图甲所示的电路。
甲 乙
(1)请用笔画线表示导线,将图甲所示的电路连接完整。
(2)连接完整后,闭合开关S,移动滑片P,同时眼睛要观察 表的示数,直到小灯泡两端电压为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
如图所示
电压
2.5
0.75
1.关于电功、电功率,下列说法正确的是( )。
A.电流做功越快,电功越大
B.电流做功时间越长,电功率越小
C.用电器消耗电能越多,电功越大
D.用电器消耗电能越多,电功率越大
C
2.如图所示,闭合开关S,两灯泡均正常发光,则两灯泡一定具有相同的( )。
A.实际功率 B.额定电压
C.额定功率 D.电阻
B
3.如图所示电路中,电源电压及灯泡电阻均不变,闭合开关,向右移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )。
A.电流表示数变大 B.电压表示数不变
C.电路的总功率变小 D.灯泡变亮
C
4.如图所示,甲、乙两电阻器的电阻分别为R甲=10 Ω、R乙=5 Ω,开关闭合后,甲和乙消耗的电能之比为 ;电功率之比为 。
5.一个标有“220 V 40 W”的灯泡接入某电路,测得通过它的电流是0.15 A,则灯泡的实际功率 (填“大于”“小于”或“等于”)40 W。
2 : 1
2 : 1
小于
6.在如图所示的电路中,两电阻器的连接方式为 联。电源电压为3 V,电流表A示数为0.5 A,A1示数为0.3 A,则流过电阻为R2的电阻器的电流为 A。此时电路中的总功率为 W。
并
0.3
1.5
7.将标有“220 V 40 W”的灯泡L1和标有“220 V 100 W”的灯泡L2并联后接到220 V的电路中。
(1)求灯泡L1的实际功率。
(2)求电路消耗的总功率。
解:(1)灯泡L1和灯泡L2的额定电压都为220 V,两灯泡并联后接到 220 V 的电路中,根据并联电路各支路两端的电压相等可知,灯泡L1两端的实际电压为220 V,与灯泡L1的额定电压相等,灯泡L1正常工作,灯泡L1的实际功率P1==40 W。
(2)灯泡L2两端的实际电压为220 V,与灯泡L2的额定电压相等,灯泡L2正常工作,灯泡L2的实际功率P2==100 W,
所以,电路消耗的总功率P=P1+P2=40 W+100 W=140 W。
8.标有“6 V 3 W”“6 V 6 W”字样的两个小灯泡L1和L2分别串联和并联接入电源电压恒为6 V的电路中,假设小灯泡的电阻不随温度变化,下列说法正确的是( )。
A.串联接入电路,两灯都能正常发光
B.并联接入电路,消耗的总电功率为9 W
C.无论串联还是并联,都是L1较亮
D.串联接入电路消耗的总电功率大于并联接入电路消耗的总电功率
B
9.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器,发现电流表示数从0.1 A变为0.2 A,电压表示数改变了2 V,由此可判断这一过程中滑动变阻器连入电路的电阻 ,电压表示数 ,定值电阻的电功率变化了 W。(前两空均填“变大”或“变小”)
变小
变小
0.6
10.某同学进行了如下实验。
(1)用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5 V的小灯泡L1的额定功率,电源两端电压保持不变。
甲 乙
①闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放置在 端。
②闭合开关后,应 , 以使小灯泡L1正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则L1的额定功率P1= W。
(2)该同学想比较另一个额定电压为2.5 V 的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系,他断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,将L1替换为L2,闭合开关后,发现电压表示数为2.3 V。依据上述现象,可推断出P1 (填“>”“<”或“=”)P2,他继续完成了额定功率P2的测量后,验证了推断。
A
调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5 V
0.75
<
11.如图所示电路中,灯泡L标有“6 V 1.2 W”字样,不考虑灯丝电阻的变化,闭合开关S,灯泡L恰好正常发光,电流表的示数为0.8 A。
(1)求通过灯泡L的电流。
(2)求电阻器的电功率。
解:(1)灯泡正常发光时,由P=UI得IL===0.2 A。
(2)闭合开关S,小灯泡与电阻器并联,且小灯泡正常发光。U=UR=UL=6 V,IR=I-IL=0.8 A-0.2 A=0.6 A,PR=URIR=6 V×0.6 A=3.6 W。
12.一只标有“220 V 40 W”的灯泡接在电路中,测得通过它的电流是 0.2 A,不考虑灯丝电阻的变化,这个灯泡的实际功率是多少?假设灯泡不被损坏。
解:由P=UI=知,灯泡的电阻RL===1 210 Ω,该灯泡的实际功率P'=I'2RL=(0.2 A)2×1 210 Ω=48.4 W。
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