15.2 电功率(讲义)物理新教材北师大版(北京)九年级全一册
2026-07-29
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理北师大版(北京)九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第二节 电功率 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 电功率 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.72 MB |
| 发布时间 | 2026-07-29 |
| 更新时间 | 2026-07-29 |
| 作者 | 物理快线 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59017245.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本初中物理讲义聚焦“电功率”核心知识点,系统梳理电功率的定义、物理意义、计算公式及单位,衔接电流做功知识,构建额定电压与实际电压、额定功率与实际功率的区别及换算体系,形成从概念到计算的学习支架。
资料通过随学随练、活学活用及基础到迁移创新的梯度题型设计,结合“PZ220 25”灯泡、充电宝等实际情境,培养学生物理观念和科学思维,课中辅助教师分层教学,课后助力学生查漏补缺,强化知识应用能力。
内容正文:
第十五章
电流做功
第2节 电功率
课标要点
1.理解电功率物理意义、计算公式与单位;
2.区分额定电压、额定功率、实际电压、实际功率;
3.会结合公式计算用电器耗电、功率大小。
学习重难点
重点:电功率公式计算;额定值与实际值的区别与换算。
难点:电压变化时,实际功率的推导计算;灯泡亮度由实际功率决定。
知识点 电功率
1. 电功率:
(1)定义:电流在1秒内所做的功叫电功率。
(2)物理意义:表示消耗电能的快慢。
(3)符号:P
(4)单位:瓦特(瓦,W),常用单位为千瓦(kW),1kW=103W
(5)电功率的定义式:P= W=Pt t=
第一种单位:P—电功率—瓦特(W);W—电功—焦耳(J); t—通电时间—秒(s)。
第二种单位:P—电功率—千瓦(kW);W—电功—千瓦时(kW·h);t—通电时间—小时(h)。
2. 串并联电路电功率特点:
(1)在串联电路和并联电路中,总功率等于各用电器电功率之和;
(2)串联电路中,各用电器的电功率与其电阻成正比,即=;
(3)并联电路中,各用电器的电功率与其电阻成反比,即=。
随学随练下列关于电功和电功率的说法正确的是( )
A.电流做功越多,电功率越大
B.电流做功越快,电功率越大
C.电流做功时间越短,电功率越大
D.电流做相同的功,用电时间越长,电功率越大
【答案】B
【详解】A.电流做功多,可能在很长时间内完成,做功不一定快,其功率不一定大,故A错误;
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量,即电流做功越快,电功率越大,故B正确;
C.电流做功用的时间长短不能判断电功率的大小,从公式可知,还应该考虑做功的多少,故C错误;
D.根据可知,在做功相同的条件下,用电时间越长,电功率越小,故D错误。
故选B。
知识点 额定电压、额定功率(重点)
(1)额定电压:用电器正常工作时的电压叫额定电压。
(2)额定功率:用电器在额定电压下的功率叫额定功率。
(3)额定电流:用电器在正常工作时的电流叫额定电流。
(4)用电器实际工作时的三种情况:
①U实<U额 P实<P额—用电器不能正常工作。(如果是灯泡,则表现为灯光发暗,灯丝发红);
②U实>U额 P实>P额—用电器不能正常工作,有可能烧坏。(如果是灯泡,则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝);
③U实=U额 P实=P额—用电器正常工作。
电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V,额定功率是25W。
灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的,与额定电压和额定功率无关。
额定电压相同,额定功率不同的灯泡,灯丝越粗,功率越大。
将这两个灯泡串联,额定功率大的,实际功率小;将这两个灯泡并联,额定功率大的,实际功率大。
随学随练充电宝自身充电时输入功率、对外供电时输出功率一般不同,某品牌充电宝的铭牌如图所示,该充电宝( )
A.充满电后,一定能连续使用
B.该充电宝的额定输出功率是
C.电量剩余28%时,需要才能充满电
D.type-c口的供电功率大于lightning口
【答案】C
【详解】A.充电宝的额定能量为,若想连续使用,则输出功率为,而充电宝对外供电时输出功率一般不同,所以不一定能连续使用50h,故A错误;
B.由铭牌信息可知,充电宝type-c口的额定输出功率为,充电宝lightning口的额定输出功率为,故B错误;
C.电量剩余28%时,需充电的能量为,充电宝的额定输入功率为,充电时间为,故C正确;
D.由B选项分析可知,type-c口的供电功率小于lightning口,故D错误。
故选C。
题型 电功率
活学活用下列用电器功率接近1kW的是( )
A.台式计算机 B.电视机 C.电冰箱 D.电热水壶
【答案】D
【详解】A.台式计算机的功率在100W左右,故A不符合题意;
B.电视机的功率在100W左右,故B不符合题意;
C.电冰箱的功率在200W左右,故C不符合题意;
D.电热水壶的功率比较大,约为1kW,故D符合题意。
故选D。
题型 额定电压、额定功率
活学活用灯泡L标有“6V 12W”字样,关于这个字样的含义,下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常工作时的电压应为12V
B.灯泡L正常工作时,消耗的电功率为12W
C.灯泡L两端电压低于6V时,灯泡就将烧坏
D.灯泡L两端电压为6V时,消耗的电功率最大
【答案】B
【详解】A.灯泡L标有“6V 12W”字样,可知灯泡正常工作电压是6V,故A错误;
B.正常工作时的电功率等于额定功率12W,故B正确;
C.灯泡两端电压低于6V时,实际功率小于额定功率,只是发光偏暗,不会烧坏,故C错误;
D.当灯泡两端电压高于6V时,实际功率会大于12W,只是此时灯泡容易烧坏,但实际功率更大,因此6V时功率不是最大,故D错误。
故选B。
基础通关
1.在国际单位制中,电功率的单位是( )
A.安培 B.伏特 C.焦耳 D.瓦特
【答案】D
【详解】A.安培是电流的国际单位,故A不符合题意;
B.伏特是电压的国际单位,故B不符合题意;
C.焦耳是电功、电能、热量的国际单位,故C不符合题意;
D.瓦特是电功率的国际单位,故D符合题意。
故选 D。
2.如图所示是小盛同学设计的测小灯泡额定电功率的实验电路图,小灯泡的额定电压为2.5V,其中定值电阻的阻值R=25Ω,操作过程如下:
(1)只闭合开关S和_________,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1=________A;
(2)只闭合开关S和________,保持滑动变阻器滑片的位置不动,读出电流表示数为I2;
(3)小灯泡额定功率表达式P额=________(用U额、I1、I2表示)。
【答案】(1) 0.1
(2)
(3)
【详解】(1)[1][2]只闭合开关和时,定值电阻与小灯泡并联,电流表测的电流;
要让小灯泡两端电压等于额定电压,根据并联电路电压相等,两端电压也为,由欧姆定律得此时电流
此时小灯泡正常发光。
(2)只闭合开关和,保持滑片不动,与仍并联,电流表测和的总电流,因为滑动变阻器位置不变,并联部分电压仍为额定电压,的电流不变。
(3)根据并联电路电流规律,小灯泡的额定电流
小灯泡额定功率
3.下列用电器正常工作时,电功率最接近1kW的是( )
A.电饭锅 B.台灯 C.手电筒 D.收音机
【答案】A
【详解】A.电饭锅正常工作时的功率通常在500W~1500W之间,接近1000W,即1kW,故A符合题意;
B.台灯正常工作时的功率通常在10W~40W之间,远小于1kW,故B不符合题意;
C.手电筒正常工作时的功率通常在1W~5W之间,远小于1kW,故C不符合题意;
D.收音机正常工作时的功率通常在1W~10W之间,远小于1kW,故D不符合题意。
故选A。
4.家用电烤箱的铭牌标有“220V 1500W”,电饭锅铭牌标有“220V 900W”。两个用电器正常工作情况下进行比较,下列说法正确的是( )
A.电烤箱消耗的电能多 B.电流通过电烤箱做功多
C.电流通过电烤箱做功快 D.通过电饭锅的电流大
【答案】C
【详解】C.电功率是反映电流做功快慢的物理量,两个用电器正常工作情况下,实际功率等于额定功率,电烤箱的实际功率更大,做功更快,故C正确;
AB.电烤箱的实际功率更大,但没有明确做功的时间,无法比较谁消耗的电能多, AB错误;
D.两电器的额定电压相同,根据可知,在时,通过电烤箱的电流大于通过电饭锅的电流,故D错误。
故选C。
5.关于电功和电功率,下列说法正确的是( )
A.电功率是表示电流做功快慢的物理量
B.电流通过用电器做功的时间越长,电功率越小
C.用电器的电功率越大,电流通过用电器做功越多
D.电流通过用电器做功的过程就是电能转化为内能的过程
【答案】A
【详解】A.电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量,也是表示电流做功快慢的物理量,故A正确;
B.由可知,电流通过用电器做功的时间越长,电流做功的大小未知,电功率不一定越小,故B错误;
C.由公式可知,用电器做功多少与功率和时间有关,用电器的电功率越大,时间未知,做功不一定越多,故C错误;
D.电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,故D错误。
故选A。
素养提升
6.如表所示为两种家用电器的铭牌,下列说法正确的是( )
电热水器
额定电压220V
工作频率50Hz
额定功率2000W
电饭锅
额定电压220V
工作频率50Hz
额定功率800W
A.两种家用电器正常工作时,电饭锅的工作电流大
B.1kW•h的电能可以供电热水器正常工作2小时
C.电热水器接在110V的电路中,它的实际功率约为1000W
D.两种家用电器正常工作时,电热水器比电饭锅消耗电能快
【答案】D
【详解】A.根据,,额定电压都是 220V。电热水器电流
电饭锅电流
显然,电热水器电流更大。故A错误;
B.由,
,
只能工作0.5小时。故B错误;
C.先求电热水器电阻
接到电路中,实际功率
不是1000W。故C错误;
D.电功率表示电流做功(消耗电能)的快慢。
电热水器额定功率大于电饭锅额定功率 ,正常工作时电热水器消耗电能更快。故D正确。
故选D。
7.如图所示是一种检测植物叶片含水量的电路,R0为定值电阻,R为条状石墨烯制成的湿敏电阻(阻值随叶片含水量的增大而减小,电路图符号)。电源两端的电压保持不变,闭合开关,当所检测的叶片含水量增大时,下列说法中正确的是( )
A.湿敏电阻两端的电压变大 B.湿敏电阻两端的电压不变
C.电路的总功率变小 D.电路中的电流变大
【答案】D
【详解】由电路图可知,湿敏电阻R与定值电阻串联,电流表测电路电流。 叶片含水量增大,湿敏电阻R阻值减小,电路总电阻减小。电源电压不变,根据欧姆定律,电路中电流变大;
AB.定值电阻的电流变大,由可知,两端电压变大。电源总电压不变,因此湿敏电阻两端电压变小,故AB错误;
C.电源电压U不变,电路电流I变大,根据,电路总功率变大,故C错误;
D.总电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律,电路中的电流变大,故D正确。
故选D。
8.图甲是某款电热饭盒,部分参数如表所示,其简化电路如图乙所示,、均是发热电阻(阻值不随温度变化),求:
额定电压
220 V
额定
功率
低温挡
48.4 W
高温挡
400 W
(1)请画出电热饭盒处于低温挡工作时的等效电路图。
(2)开关S接触1时,电热饭盒1分钟产生热量为多少焦耳?
(3)电阻的阻值为多少欧姆?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)开关接入1时,、串联,电阻较大,接入2时,仅R1工作,电阻较小,根据可知,开关接入1时,、串联为低温挡。
(2)S接1是低温挡,时间
纯电阻电路产生热量
(3)S接2为高温挡,只有接入电路中,的阻值
低温挡时、串联,串联电路总电阻
电阻的阻值为
9.小乐做“测量小灯泡的电阻”实验,电源两端电压恒为6 V,小灯泡的铭牌标有“2.5 V 0.3 A”。
(1)现有三个滑动变阻器,①“10 Ω 2 A”、②“20 Ω 1 A”和③“50 Ω 0.2 A”。为了实验的顺利进行,小乐应选择滑动变阻器__________(选填“①”、“②”或“③”)接入电路。
(2)小乐连接的实物电路如图甲,闭合开关后,发现只有电压表有示数,经检查发现有一根导线连接错误。请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(3)闭合开关,移动滑片,当电压表的示数如图乙所示时,电流表的示数如图丙所示,则此时小灯泡的电阻为__________Ω。
(4)完成上述实验后,小乐又设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡的额定功率,其中定值电阻的阻值为。小乐的实验步骤如下:
①闭合开关S、,断开,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为小灯泡额定电压;
②保持滑片P位置不变,__________,记录电压表示数为;
③请利用、和写出小灯泡的额定功率表达式:__________。
【答案】(1)②
(2)
(3)7.5
(4) 闭合开关S、S2,断开S1
【详解】(1)灯泡正常发光时灯泡两端的电压为2.5V,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得滑动变阻器的阻值
“50Ω 0.2A”变阻器允许通过的最大电流小于0.3A,不合适。所以该选择“20Ω 1A”的滑动变阻器②。
(2)原电路中,电流表与灯并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表与灯串联,电压表与灯并联。
(3)闭合开关,移动滑片,当电压表的示数如图乙所示时,电流表的示数如图丙所示,电表选用小量程,分度值分别为0.1V和0.02A,电压为1.5V,电流为0.2A,则此时小灯泡的电阻为
(4)②保持滑片P位置不变,记录电压表示数为U1;③在②中,电压表测灯与的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压:
由欧姆定律通过定值电阻的电流
即灯的额定电流,小灯泡的额定功率表达式:
10.如图甲所示为某品牌体重秤。其工作电路示意图如图乙所示,其中电源两端的电压保持不变,为定值电阻,秤盘下方的电阻为压力敏感电阻,其阻值随所受压力的增大而减小。闭合开关,当站在秤盘上的人体重越大时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数越小 B.电压表示数越小
C.电阻的电功率越大 D.电压表与电流表示数的比值越大
【答案】C
【详解】由图乙可知,压力敏感电阻与定值电阻串联,电流表测电路电流,电压表测两端电压。根据题意,体重越大时,受到的压力越大,的阻值越小。
A.串联电路总电阻,减小则总电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律,电路电流变大,电流表示数变大,故A错误;
B.是定值电阻,根据,电流变大,因此两端电压变大,电压表示数变大,故B错误;
C.定值电阻的电功率,不变,电流变大,因此的电功率变大,故C正确;
D.电压表测电压,电流表测电路电流,根据欧姆定律可得,是定值,阻值不变,因此电压表与电流表示数的比值不变,故D错误。
故选C。
迁移创新
11.(多选)如图(a),电源电压保持不变,电流表量程0~0.6 A,电压表量程0~15 V。在保证各元件安全的情况下(灯泡两端的电压不超过额定电压,电表均不超过量程),进行下列操作:只闭合S1、S2,最大范围内移动滑动变阻器滑片P电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值的关系如图(b)所示;只闭合S3,滑片P从最右端向左滑动,直至灯泡正常发光,电流表示数与电压表示数的关系如图(c)所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5 V
B.小灯泡的额定功率为2.64 W
C.小灯泡工作时的最小电压为1 V
D.只闭合S1、S2与只闭合S2、S3,滑动变阻器允许接入电路的最小电阻之比为15∶4
【答案】BCD
【分析】本题首先通过只闭合 、 时的并联电路及图(b)数据,结合只闭合 时图(c)中变阻器短路(电压为0)的状态,求出电源电压为 并算出灯泡额定功率。接着利用串联电路电流最小时( )变阻器分压最大,计算出灯泡的最小工作电压为 。最后分别根据并联电路干路电流限制和串联电路电流表量程限制,求出两种状态下变阻器允许接入的最小电阻并得出比值为 。
【详解】由图(a)可知:只闭合 、 时,滑动变阻器与灯泡并联,电流表测量干路电流。 只闭合 时,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。
由图(c)可知:当滑片 在最左端(滑动变阻器接入电阻为 )时,电压表示数为 ,此时灯泡正常发光,电路中的电流达到最大,为 。此时电路为灯泡的简单电路,电源电压等于灯泡的额定电压。
由图(b)可知:当只闭合 、 (并联电路)时,滑动变阻器接入最大阻值 时,干路电流为 。在并联电路中,灯泡两端电压始终为电源电压,即额定电压,因此通过灯泡的电流保持不变,为 。此时滑动变阻器的电流
此时滑动变阻器两端电压(即电源电压)
小灯泡的额定功率
只闭合 时,灯泡与滑动变阻器串联。当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小,灯泡两端的电压最小。由图(c)可知,电路中的最小电流为 。此时滑动变阻器接入电路的阻值最大为 (对应图 b 中的最大阻值)。滑动变阻器两端的最大电压
小灯泡的最小电压
只闭合 、 (并联电路)电流表量程为 ,干路最大电流为 。通过灯泡的电流为 ,则通过滑动变阻器的最大电流
滑动变阻器允许接入的最小电阻
只闭合 、 ,此时灯泡被短路,电路中只有滑动变阻器,电压表测量电源电压( ,未超过 量程),电流表测量通过滑动变阻器的电流。电流表最大量程为 ,则滑动变阻器允许通过的最大电流为 。滑动变阻器允许接入的最小电阻
两者之比为
综上所述,故选BCD。
12.在青少年科技创新大赛中,小一制作了一个水位仪,其内部简化结构如图甲所示。一根轻质绝缘细杆上端与滑片P固定,下端与边长为10cm的正方体木块M相连,木块M放在足够高的圆柱形容器内。未注水时,滑片P刚好在滑动变阻器R1的最下端,现向容器中缓慢注水,滑片P随M的浮动在滑动变阻器R1上滑动,滑片P始终没有离开R1。R1的电阻大小与自身长度成正比,定值电阻R2的电功率与注水深度H的关系如图乙所示(不计绝缘杆、滑片的体积和自重及滑片处的摩擦力)。已知电源电压恒为18V,电压表选用0~15V测量范围,水的密度为,以下说法正确的是( )
A.的阻值为
B.每滑动,滑动变阻器电阻值变化
C.电路安全范围内,注水的最大深度为
D.正方形木块的密度为
【答案】C
【详解】A.由电路图甲可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙可知,当注水深度H在时,R2的电功率P2保持32.4W不变。这说明在此过程中,电路中的电流不变,电路总电阻不变,即滑动变阻器接入电路的电阻为0。此时,电路为R2的简单电路,根据电功率公式可得,R2的阻值为
故A错误;
B.由图乙可知,当水位为时,R2的电功率,此时电路中的电流
电路的总电阻
滑动变阻器接入电路的电阻
由乙图可知,此时滑片P移动的距离即M上升的距离为
故每滑动,滑动变阻器变化电阻值为
故B错误;
C.为保证电路安全,需满足电流表和电压表的测量范围。
①电流表安全,当R₁接入电路的电阻最小时(为0),电路中电流最大,为
因为,所以电流表始终是安全的。
②电压表安全,电压表测量R₁两端的电压U₁,其示数不能超过15V,根据串联电路分压规律,,即,
解得,即滑动变阻器接入电路的最大安全电阻为50Ω,滑片P需要移动的距离为
注水的最大深度
故C正确;
D.当注入水6cm时,M恰好漂浮,根据物体的浮沉条件可得,木块的重力为
木块的密度为
故D错误。
故选C。
13.如图所示电路,电源两端电压且保持不变。电阻,滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 0.5A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,在保证电路安全的条件下,下列说法正确的是( )
A.电路中的最大电流为0.6A
B.滑动变阻器的阻值取值范围为2.5Ω~4Ω
C.电阻电功率的最大值为1W
D.整个电路消耗电功率的最小值为0.81W
【答案】D
【详解】AB.由电路图可知,R1与R2串联,电压表V测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 0.5A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,电路中允许的最大电流是0.5A,此时电压表V的示数
小于电压表V的量程,即电路中的电流最大为0.5A,此时变阻器接入电路中的电阻最小,因串联电路中各处的电流相等,串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的最小电压
变阻器接入电路中的最小阻值
变阻器的最大阻值是20Ω,滑动变阻器R2的阻值取值范围为4Ω~20Ω,故AB错误;
C.滑动变阻器的功率为
可知当时,电阻R2电功率的最大,它的最大值为
故C错误;
D.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,整个电路消耗电功率的最小值为
故D正确。
故选D。
14.小安给学校图书馆设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为10Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。当空气湿度增大时,下列分析正确的是( )
A.R的阻值增大 B.电压表的示数变小
C.电路消耗的总功率变小 D.当电压表的示数为2.4V时,空气湿度为60%
【答案】D
【详解】A.由图乙可知,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,故A错误;
BC.由甲图可知,两电阻串联,电压表测量R0的电压,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,电路中的电流越大,由可知,R0两端的电压变大,电压表示数变大;电源电压不变,由可知,电路消耗的总功率变大,故BC错误;
D.当电压表示数为2.4V时,电路中的电流
R的电压
R的电阻
由乙图可知,当R的阻值为15Ω时,空气湿度为60%,故D正确。
故选D。
15.科技小组设计了一款高、中、低三个挡位的迷你多功能电热锅,其部分设计参数如图甲所示,简化电路如图乙所示,、、为电热丝,其中。电热锅在高温挡、中温挡工作时,开关均处于闭合状态;在低温挡工作时,开关、均处于断开状态,闭合开关S,移动滑片,可调节低温挡的功率。
(1)求电热锅中温挡功率;
(2)现有“30Ω 3A”、“40Ω 2A”、“50Ω 1.5A”三种规格,为了达到设计的低温挡功率范围,请通过计算说明应选择哪种规格。
【答案】(1)90W
(2)应选择“40Ω 2A”符合要求
【详解】(1)由图可知,当开关S、、都闭合时,、并联,此时电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,电热锅处于高温挡;
当开关S、闭合,断开时,只有工作;电路中总电阻较小,总功率较大,电热锅处于中温挡;
高温挡时消耗的电功率
因高温挡时总功率等于、消耗电功率之和,且在高温挡和中温挡消耗的电功率不变,即
所以电热锅中温挡功率
(2)电热锅中温挡功率为90W,由可知,的阻值
在低温挡工作时,开关、均处于断开状态,开关S闭合,由图可知,此时、串联,移动滑片,通过改变接入电路的阻值可调节低温挡的功率;当低温挡的功率最小为20W时,由可知,电路中的最大总电阻
根据串联电路的电阻特点可知,接入电路的最大阻值
则规格为“30Ω 3A”的不符合要求;
当低温挡功率最大为50W时,由可知,此时电路中的电流
则规格为“50Ω 1.5A”的不符合要求;
所以应该选择规格为“40Ω 2A”的,所以滑动变阻器只能选择的规格为“40Ω 2A”。
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第十五章
电流做功
第2节 电功率
课标要点
1.理解电功率物理意义、计算公式与单位;
2.区分额定电压、额定功率、实际电压、实际功率;
3.会结合公式计算用电器耗电、功率大小。
学习重难点
重点:电功率公式计算;额定值与实际值的区别与换算。
难点:电压变化时,实际功率的推导计算;灯泡亮度由实际功率决定。
知识点 电功率
1. 电功率:
(1)定义:电流在1秒内所做的功叫电功率。
(2)物理意义:表示消耗电能的快慢。
(3)符号:P
(4)单位:瓦特(瓦,W),常用单位为千瓦(kW),1kW=103W
(5)电功率的定义式:P= W=Pt t=
第一种单位:P—电功率—瓦特(W);W—电功—焦耳(J); t—通电时间—秒(s)。
第二种单位:P—电功率—千瓦(kW);W—电功—千瓦时(kW·h);t—通电时间—小时(h)。
2. 串并联电路电功率特点:
(1)在串联电路和并联电路中,总功率等于各用电器电功率之和;
(2)串联电路中,各用电器的电功率与其电阻成正比,即=;
(3)并联电路中,各用电器的电功率与其电阻成反比,即=。
随学随练下列关于电功和电功率的说法正确的是( )
A.电流做功越多,电功率越大
B.电流做功越快,电功率越大
C.电流做功时间越短,电功率越大
D.电流做相同的功,用电时间越长,电功率越大
知识点 额定电压、额定功率(重点)
(1)额定电压:用电器正常工作时的电压叫额定电压。
(2)额定功率:用电器在额定电压下的功率叫额定功率。
(3)额定电流:用电器在正常工作时的电流叫额定电流。
(4)用电器实际工作时的三种情况:
①U实<U额 P实<P额—用电器不能正常工作。(如果是灯泡,则表现为灯光发暗,灯丝发红);
②U实>U额 P实>P额—用电器不能正常工作,有可能烧坏。(如果是灯泡,则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝);
③U实=U额 P实=P额—用电器正常工作。
电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V,额定功率是25W。
灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的,与额定电压和额定功率无关。
额定电压相同,额定功率不同的灯泡,灯丝越粗,功率越大。
将这两个灯泡串联,额定功率大的,实际功率小;将这两个灯泡并联,额定功率大的,实际功率大。
随学随练充电宝自身充电时输入功率、对外供电时输出功率一般不同,某品牌充电宝的铭牌如图所示,该充电宝( )
A.充满电后,一定能连续使用
B.该充电宝的额定输出功率是
C.电量剩余28%时,需要才能充满电
D.type-c口的供电功率大于lightning口
题型 电功率
活学活用下列用电器功率接近1kW的是( )
A.台式计算机 B.电视机 C.电冰箱 D.电热水壶
题型 额定电压、额定功率
活学活用灯泡L标有“6V 12W”字样,关于这个字样的含义,下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常工作时的电压应为12V
B.灯泡L正常工作时,消耗的电功率为12W
C.灯泡L两端电压低于6V时,灯泡就将烧坏
D.灯泡L两端电压为6V时,消耗的电功率最大
基础通关
1.在国际单位制中,电功率的单位是( )
A.安培 B.伏特 C.焦耳 D.瓦特
2.如图所示是小盛同学设计的测小灯泡额定电功率的实验电路图,小灯泡的额定电压为2.5V,其中定值电阻的阻值R=25Ω,操作过程如下:
(1)只闭合开关S和_________,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1=________A;
(2)只闭合开关S和________,保持滑动变阻器滑片的位置不动,读出电流表示数为I2;
(3)小灯泡额定功率表达式P额=________(用U额、I1、I2表示)。
3.下列用电器正常工作时,电功率最接近1kW的是( )
A.电饭锅 B.台灯 C.手电筒 D.收音机
4.家用电烤箱的铭牌标有“220V 1500W”,电饭锅铭牌标有“220V 900W”。两个用电器正常工作情况下进行比较,下列说法正确的是( )
A.电烤箱消耗的电能多 B.电流通过电烤箱做功多
C.电流通过电烤箱做功快 D.通过电饭锅的电流大
5.关于电功和电功率,下列说法正确的是( )
A.电功率是表示电流做功快慢的物理量
B.电流通过用电器做功的时间越长,电功率越小
C.用电器的电功率越大,电流通过用电器做功越多
D.电流通过用电器做功的过程就是电能转化为内能的过程
素养提升
6.如表所示为两种家用电器的铭牌,下列说法正确的是( )
电热水器
额定电压220V
工作频率50Hz
额定功率2000W
电饭锅
额定电压220V
工作频率50Hz
额定功率800W
A.两种家用电器正常工作时,电饭锅的工作电流大
B.1kW•h的电能可以供电热水器正常工作2小时
C.电热水器接在110V的电路中,它的实际功率约为1000W
D.两种家用电器正常工作时,电热水器比电饭锅消耗电能快
7.如图所示是一种检测植物叶片含水量的电路,R0为定值电阻,R为条状石墨烯制成的湿敏电阻(阻值随叶片含水量的增大而减小,电路图符号)。电源两端的电压保持不变,闭合开关,当所检测的叶片含水量增大时,下列说法中正确的是( )
A.湿敏电阻两端的电压变大 B.湿敏电阻两端的电压不变
C.电路的总功率变小 D.电路中的电流变大
8.图甲是某款电热饭盒,部分参数如表所示,其简化电路如图乙所示,、均是发热电阻(阻值不随温度变化),求:
额定电压
220 V
额定
功率
低温挡
48.4 W
高温挡
400 W
(1)请画出电热饭盒处于低温挡工作时的等效电路图。
(2)开关S接触1时,电热饭盒1分钟产生热量为多少焦耳?
(3)电阻的阻值为多少欧姆?
9.小乐做“测量小灯泡的电阻”实验,电源两端电压恒为6 V,小灯泡的铭牌标有“2.5 V 0.3 A”。
(1)现有三个滑动变阻器,①“10 Ω 2 A”、②“20 Ω 1 A”和③“50 Ω 0.2 A”。为了实验的顺利进行,小乐应选择滑动变阻器__________(选填“①”、“②”或“③”)接入电路。
(2)小乐连接的实物电路如图甲,闭合开关后,发现只有电压表有示数,经检查发现有一根导线连接错误。请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(3)闭合开关,移动滑片,当电压表的示数如图乙所示时,电流表的示数如图丙所示,则此时小灯泡的电阻为__________Ω。
(4)完成上述实验后,小乐又设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡的额定功率,其中定值电阻的阻值为。小乐的实验步骤如下:
①闭合开关S、,断开,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为小灯泡额定电压;
②保持滑片P位置不变,__________,记录电压表示数为;
③请利用、和写出小灯泡的额定功率表达式:__________。
10.如图甲所示为某品牌体重秤。其工作电路示意图如图乙所示,其中电源两端的电压保持不变,为定值电阻,秤盘下方的电阻为压力敏感电阻,其阻值随所受压力的增大而减小。闭合开关,当站在秤盘上的人体重越大时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数越小 B.电压表示数越小
C.电阻的电功率越大 D.电压表与电流表示数的比值越大
迁移创新
11.(多选)如图(a),电源电压保持不变,电流表量程0~0.6 A,电压表量程0~15 V。在保证各元件安全的情况下(灯泡两端的电压不超过额定电压,电表均不超过量程),进行下列操作:只闭合S1、S2,最大范围内移动滑动变阻器滑片P电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值的关系如图(b)所示;只闭合S3,滑片P从最右端向左滑动,直至灯泡正常发光,电流表示数与电压表示数的关系如图(c)所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5 V
B.小灯泡的额定功率为2.64 W
C.小灯泡工作时的最小电压为1 V
D.只闭合S1、S2与只闭合S2、S3,滑动变阻器允许接入电路的最小电阻之比为15∶4
12.在青少年科技创新大赛中,小一制作了一个水位仪,其内部简化结构如图甲所示。一根轻质绝缘细杆上端与滑片P固定,下端与边长为10cm的正方体木块M相连,木块M放在足够高的圆柱形容器内。未注水时,滑片P刚好在滑动变阻器R1的最下端,现向容器中缓慢注水,滑片P随M的浮动在滑动变阻器R1上滑动,滑片P始终没有离开R1。R1的电阻大小与自身长度成正比,定值电阻R2的电功率与注水深度H的关系如图乙所示(不计绝缘杆、滑片的体积和自重及滑片处的摩擦力)。已知电源电压恒为18V,电压表选用0~15V测量范围,水的密度为,以下说法正确的是( )
A.的阻值为
B.每滑动,滑动变阻器电阻值变化
C.电路安全范围内,注水的最大深度为
D.正方形木块的密度为
13.如图所示电路,电源两端电压且保持不变。电阻,滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 0.5A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,在保证电路安全的条件下,下列说法正确的是( )
A.电路中的最大电流为0.6A
B.滑动变阻器的阻值取值范围为2.5Ω~4Ω
C.电阻电功率的最大值为1W
D.整个电路消耗电功率的最小值为0.81W
14.小安给学校图书馆设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为10Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。当空气湿度增大时,下列分析正确的是( )
A.R的阻值增大 B.电压表的示数变小
C.电路消耗的总功率变小 D.当电压表的示数为2.4V时,空气湿度为60%
15.科技小组设计了一款高、中、低三个挡位的迷你多功能电热锅,其部分设计参数如图甲所示,简化电路如图乙所示,、、为电热丝,其中。电热锅在高温挡、中温挡工作时,开关均处于闭合状态;在低温挡工作时,开关、均处于断开状态,闭合开关S,移动滑片,可调节低温挡的功率。
(1)求电热锅中温挡功率;
(2)现有“30Ω 3A”、“40Ω 2A”、“50Ω 1.5A”三种规格,为了达到设计的低温挡功率范围,请通过计算说明应选择哪种规格。
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