内容正文:
第一部分 教材知识巩固
电学
第十四讲 电功率
第1节 电能 电功 电功率
2022年版课程标准内容要求
3.4.5结合实例,了解电功和电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。
考点1
电能
1.单位:_______(J)。电能表的计量单位是千瓦时(_________),俗称度。
2.电能表
(1)电能表的示数:电能表示数显示的是从表开始计数到读数时为止用户消耗的电能。
(2)计算电能:计量一段时间内消耗的电能,要记录这段时间起始和结束时电能表上的示数,两次示数的______就是这段时间的用电量。
焦耳
kW·h
差
1.[人教“练习与应用”改编题]小明家3月末和4月末电能表表盘的示数如图所示,则小明家4月份用电_______kW·h,若以当地电价0.5元/度计算,小明家4月份应缴纳电费_______元。
3月末 4月末
240
120
考点2
电功 电功率
1.电功和电功率
电功 电功率
定义 电流所做的功,是电能转化为其他形式的能的多少的量度,用W表示 电功与完成这些电功所用的时间的比值,用P表示,是表示电流做功①________的物理量
单位 单位 焦耳(J)、千瓦时(kW·h)、度 瓦特(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)
单位换算 1度=1 kW·h=②________J 1 MW=③_______kW,1 kW=④______W
快慢
3.6×106
103
103
电功 电功率
公式 公式 W=⑤____ U表示电压,单位为V
I表示电流,单位为A
t表示时间,单位为s P=⑥____ W表示电功,单位为J
t表示时间,单位为s
推导公式 W=I2Rt (仅适用于纯电阻电路)
W=t(仅适用于纯电阻电路)
W=Pt (适用于所有电路) P=UI(适用于所有电路)
P=I2R(仅适用于纯电阻电路)
P=⑦____(仅适用于纯电阻电路)
UIt
2.常考的电功率估测:电冰箱、液晶电视的额定功率一般是100~200 W;空调、电热水器的额定功率通常是1 000~3 000 W。
2.[人教“练习与应用”改编题]有一块手机用的电池,上面标明电压为3.7 V,容量为4 000 mA·h,它充满电后大约储存的电能为_____________J。
5.328×104
考点3
额定电压与额定功率
1.额定电压U额:用电器____________时的电压。用电器铭牌上标注的电压值即其额定电压。
2.额定功率P额:用电器在____________下工作时的功率。用电器上标注的功率值即其额定功率,此时用电器正常工作,P额=U额I额,用电器的额定功率是唯一的。
3.实际功率P实:用电器在____________下工作时的功率,P实=U实I实,灯泡的亮度由其____________决定。
4.铭牌参数:灯泡上标有“220 V 25 W”的字样,其中“220 V”表示该灯泡的____________,“25 W”表示该灯泡的____________。
正常工作
额定电压
实际电压
实际功率
额定电压
额定功率
5.理解:当U实=U额时,用电器正常工作,此时P实=P额;当U实<U额时,用电器不能正常工作,此时P实<P额;当U实>U额时,可能损坏用电器,此时P实>P额。
3.[沪科图片、人教“练习与应用”改编题]如图所示是小明家新购买的电热水壶,他发现水壶有一铭牌如下表所示。电热水壶烧水时将______能转化为______能。电热水壶正常工作时的电阻为______Ω,电热水壶在额定功率下工作100 s,消耗的电能是_____________J。借助电力监测仪测得电热水壶的实际功率为1 000 W,则此时电路的实际电压为_______V。(忽略温度对电阻的影响)
型号 SYL-529
额定电压 220 V
频率 50 Hz
额定功率 1 210 W
容量 1 L
电
内
40
1.21×105
200
4.[沪科“做中学”、人教“演示”改编题]小江发现家里不同房间的灯亮度不同,猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干,测量额定电压为2.5 V的小灯泡的功率。
(1)小江连接的实物电路如图甲所示,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2 V,读出电流表的示数,将数据记入表格。
(2)接着小江想要测量小灯泡的额定功率,他应_______________________
___________________________,使小灯泡正常发光。此时电流表的示数如图乙所示为________A,则小灯泡的额定功率为_________W。
0.3
移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5 V
0.75
(3)继续移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压为2.9 V,读出电流表的示数,将数据记入表格。实验表明小灯泡的亮度由___________决定。
(4)实验中改变小灯泡两端的电压,多次测量的目的是_________________
_________________。
实验次数 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的电功率P/W 发光情况
1 2 0.26 0.52 较暗
2 2.5 正常发光
3 2.9 0.32 0.928 较亮
实际功率
测量不同电压下小灯泡的实际功率
(5)测得小灯泡的额定功率后,把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半,发现测得的功率大于其额定功率的四分之一,请对其加以分析:
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(6)小灯泡用久了,钨丝会变细,在2.5 V电压下,小灯泡的实际功率_____
(选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率。
根据P=知,在电阻R不变时,电压为原来的二分之一,功率为原来的四分之一,但因灯丝的电阻随温度的降低而减小,故小灯泡两端的电压调为额定电压的一半,测得的实际功率大于其额定功率的四分之一
小
命题点1
额定功率与实际功率的理解及计算
1.(2016贵阳)将两盏分别标有“6 V 3 W”和“6 V 9 W”字样的小灯泡L1和L2,串联后接入电压为8 V的电路中,设灯泡电阻不变。下列说法中正确的是( )
A.两灯均能正常发光
B.两灯额定电流相同
C.L1的实际功率比L2小
D.L1的亮度比L2大
D
命题点2
图像类分析与计算
2.(2020贵阳)如图所示是额定电压为3 V的小灯泡的I-U关系图像。根据图像,下列关于小灯泡的一些物理量分析正确的是( )
A.此过程中电流与电压成正比
B.此过程中小灯泡的电阻保持不变
C.额定电流是0.3 A
D.额定功率是1.5 W
D
3.(2018贵阳)灯泡L与定值电阻R的I-U图像如图所示。若将L与R串联在8 V的电源上,下列说法正确的是( )
A.灯泡的电阻是10 Ω
B.灯泡两端的电压是8 V
C.电路中的电流是1.5 A
D.电路消耗的总功率是4 W
D
4.(2021贵阳)甲、乙两灯的额定电压分别为6 V和3 V,它们的电流随电压变化的图像如图所示。将甲灯与R1串联后接在电压恒为U的电源两端,甲灯正常发光,R1的功率为P1;乙灯与R2串联接在该电源两端,乙灯也能正常发光,R2的功率为P2。已知R1+R2=90 Ω,则P1∶P2=___________。
25∶18
命题点3
简单电路图类计算
5.(2025贵州)如图所示的电路,电源两端电压恒为3 V,定值电阻R1的阻值为10 Ω。闭合开关S,电流表的示数为0.2 A。
(1)通过电阻R1的电流为________A。
(2)求R1两端的电压U1。
(3)求电路消耗的总功率P。
0.2
解:(2)由欧姆定律可知,R1两端的电压
U1=IR1=0.2 A×10 Ω=2 V
(3)电路消耗的总功率
P=UI=3 V×0.2 A=0.6 W
6.(2024贵州)如图所示的电路,电源电压U=3 V保持不变,定值电阻R1=5 Ω,闭合开关S,电压表的示数为2 V。求:
(1)定值电阻R2两端的电压U2为多少伏;
(2)通过定值电阻R1的电流I1为多少安;
(3)通电10 s,整个电路电流所做的功W为多少焦。
解:(1)由图可知,电阻R1和R2串联,闭合开关S,电压表测量R1两端的电压,则定值电阻R2两端的电压
U2=U-U1=3 V-2 V=1 V
(2)通过定值电阻R1的电流
I1==0.4 A
(3)串联电路各处电流相等,则I=I1=0.4 A,通电10 s,整个电路电流所做的功
W=UIt=3 V×0.4 A×10 s=12 J
7.(2023贵州)如图所示的电路,电源电压恒为3 V。闭合开关S,电流表的示数为0.5 A,干路电流I=1.5 A,设灯丝电阻不变,求:
(1)通过灯L1的电流I1;
(2)灯L1消耗的电功率P1;
(3)灯L2的阻值R2。
解:(1)由图可知,灯L1和L2并联,电流表测量通过L2的电流,根据并联电路的电流特点可知,通过L1的电流
I1=I-I2=1.5 A-0.5 A=1 A
(2)根据并联电路的电压特点可知,灯L1与L2两端的电压相等,都等于电源电压,即U1=U2=U=3 V,灯L1消耗的电功率
P1=U1 I1=3 V×1 A=3 W
(3)由I=可知,灯L2的阻值
R2==6 Ω
8.(2022贵阳)如图所示的电路,电源电压保持不变,灯泡L标有“6 V 6 W”。闭合开关S,灯泡正常发光,定值电阻R两端的电压是12 V。求:
(1)灯丝的电阻RL;
(2)电路中的电流I;
(3)电路消耗的总功率P。
解:(1)由P=可知,灯泡正常发光时灯丝的电阻RL==6 Ω
(2)由P=UI可知,通过灯泡的电流
IL==1 A
根据串联电路的电流特点可知,电路中的电流I=IL=1 A
(3)根据串联电路的电压特点可知,电源电压
U=UL+UR=6 V+12 V=18 V
电路消耗的总功率
P=UI=18 V×1 A=18 W
$