18.2 电功率（讲义）物理新教材人教版九年级全一册

第十八章 电功率 第2节 电功率 课标要点 1. 理解电功率的概念，知道电功率是表示电流做功快慢的物理量。 2. 掌握电功率的定义式 P=W/t和计算式 P=UI，知道其单位及换算关系。 3. 理解额定电压和额定功率的概念，能区分“额定功率”与“实际功率”，知道灯泡的亮度由实际功率决定。 4. 能结合欧姆定律和串并联电路规律，选用合适的公式（P=UI、P=I2R、P=U2/R）进行电功率的综合计算。 5. 会看用电器的铭牌，能根据铭牌信息进行简单的计算与分析。 学习重难点 重点：电功率的概念及公式 P=UI的应用；额定功率与实际功率的区别；根据实际功率判断灯泡亮度。 难点：电功率公式的灵活选择（纯电阻与非纯电阻的区别）；串并联电路中的动态功率分析；实际功率的计算。 知识点 电功率的概念与公式 1. 物理意义： 电功率是表示电流做功快慢（即消耗电能快慢）的物理量。用符号 P 表示。 2. 定义式： 电功与时间之比叫做电功率。 P=W/t · W：电功（消耗的电能），单位焦耳（J）； · t：时间，单位秒（s）； · P：电功率，单位瓦特（W）。 3. 单位及换算： · 国际单位： 瓦特，简称瓦，符号 W。 · 常用单位： 千瓦（kW）、毫瓦（mW）。 · 换算关系： 1 kW=103 W；1 W=103 mW。 4. 计算式（普适公式）： 结合电功公式 W=UIt，代入定义式可得： P=UI · U：电压（V）；I：电流（A）；P：电功率（W）。 5. 推导公式（仅限纯电阻电路）： 结合欧姆定律 I=U/R 或 U=IR，可推导出： P=I2R和P=U2/R ​ 特别提醒： 1、定义式与计算式的单位匹配：使用 P=W/t时，若 WW 用 kW⋅h，t必须用 h，算出的P单位才是kW；若W用J，t用s，算出的P单位才是W。 2、公式适用范围的陷阱：P=UI是普适公式，任何电路都适用；而 P=I2R和 P=U2R是仅适用于纯电阻电路的推导公式。在非纯电阻电路（如电动机）中，计算电功率只能用 P=UI，不能用另外两个推导式。 3、“快慢”与“多少”的区分： 电功率大表示做功快，不代表做功多（还要看时间）；电功大表示做功多，不代表做功快。 随学随练 1．下列关于电功率的说法中，正确的是（ ） A. 用电器消耗的电能越多，它的电功率越大 B. 用电器工作时间越短，它的电功率越大 C. 电流做功越快的用电器，电功率越大 D. 电功率是表示电流做功多少的物理量 【答案】 C 【详解】 电功率是表示电流做功快慢的物理量，不表示做功多少，D错误。电功率大小由做功多少和时间共同决定（P=W/t），单看消耗电能的多少或时间长短无法确定电功率大小，A、B错误。电流做功越快，电功率越大，C正确。 故选：C。 2．学校教室的灯管之间是___________联的，灯管正常发光时两端电压为___________V；1可供一盏“220V40W”灯管正常工作___________小时。 【答案】 并 220 25 【详解】 学校教室内各灯管能独立工作、互不影响，因此灯管之间采用并联连接。我国照明电路的电压为，用电器正常发光时两端电压等于家庭电路电压。 灯的电功率 ， 根据电功公式，变形可得工作时间 3．如图所示电路图，电源电压保持不变，，断开开关后，电流表A的示数为0.3A，闭合开关后电流表A的示数为0.5A。求： (1)电源电压； (2)闭合开关后，电阻消耗的功率。 【详解】（1）断开开关时，只有电阻接入电路，电阻两端的电压等于电源电压；由可得，电源电压为 （2）闭合开关后，电阻和电阻并联，电流表在干路上测干路电流，即；根据并联电流规律可知，通过电阻的电流为 根据并联电压规律可知，电阻两端的电压为 由可得，电阻消耗的电功率为 知识点 额定电压与额定功率 1. 额定电压与额定功率： 额定电压：用电器正常工作时的电压（铭牌上标明的电压）。 额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率（铭牌上标明的功率）。 2. 实际电压与实际功率： 用电器实际接入电路时两端的电压叫实际电压，此时对应的电功率叫实际功率。两者的关系如下： 电压关系 功率关系 用电器工作状态 U实=U额 P实=P额 正常工作 U实<U额 P实<P额 不能正常工作（如灯泡发光较暗） U实>U额 P实>P额 容易损坏（长期超压工作会烧毁） 3. 决定灯泡亮度的因素： 灯泡的亮度只由它的实际功率决定。实际功率越大，灯泡越亮。与额定功率大小无关。特别提醒： 1、额定功率大 ≠ 一定亮： 甲灯标有“220V 100W”，乙灯标有“220V 40W”，如果甲灯接在 110V 的电源上，乙灯接在 220V 电源上，乙灯反而比甲灯亮。因此，比较亮度必须看实际功率。 2、电阻的隐蔽性： 无论用电器是否在额定电压下工作，如果忽略温度对电阻的影响，它的电阻是不变的。通常可以通过铭牌上的额定值利用 R=U额2/P额计算出电阻，这是解决实际功率问题的第一步。 3、“铭牌参数”不代表实际状态： “220V 100W”表示该用电器在 220V 电压下工作时的功率才是 100W。若接在 110V 电路中，实际功率并非 100W。 随学随练 1．下列四只灯泡，各自在额定电压下正常发光，其中最亮的是（　　） A．“220 V 25 W” B．“220 V 100 W” C．“110 V 110 W” D．“36 V 40 W” 【答案】C 【详解】 灯泡在额定电压下正常发光时，实际功率等于额定功率，而灯泡的亮度由实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。A选项中灯泡额定功率为25W，正常发光时实际功率为25W； B选项中灯泡额定功率为100W，正常发光时实际功率为100W； C选项中灯泡额定功率为110W，正常发光时实际功率为110W； D选项中灯泡额定功率为40W，正常发光时实际功率为40W。比较可知，所以C选项的灯泡实际功率最大，因此最亮。 故选：C。 2．一个“6V　3W”的小灯泡，不考虑温度对小灯泡电阻的影响。问： (1)“6V　3W”表示的意思？ (2)正常工作时的电流？ (3)要使此小灯泡接在9V的电压下能够正常工作，那么应该串联一个多大的电阻？ 【详解】 （1）略 （2）由得，小灯泡正常发光时的电流为 （3）小灯泡正常工作时，串联的电阻两端的电压为 串联的电阻阻值为 3．在如图所示的电路中，电源电压恒为，小灯泡标有“6V  3W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关闭合时，小灯泡刚好正常发光，求： (1)小灯泡正常工作时的电流； (2)通电电流通过电阻做的功。 【详解】 （1）小灯泡的额定电压和额定功率分别为，额定功率，其正常工作时的电流 （2）小灯泡正常发光时电路中电流，电阻R两端电压 通电电流通过电阻做功 知识点 串、并联电路中电功率的分析 1. 串联电路中的电功率分配： · 由 P=I2R可知，串联电路中电流处处相等，所以各用电器的电功率与其电阻成正比。 P1:P2=R1:R2 · 总功率等于各部分功率之和： P总=P1+P2。 2. 并联电路中的电功率分配： · 由 P=U2/R可知，并联电路中各支路电压相等，所以各用电器的电功率与其电阻成反比。 P1:P2=R2:R1 · 总功率等于各支路功率之和： P总=P1+P2​。 3. 无论串联还是并联，电路总功率都等于各部分功率之和。 特别提醒： 1、比例陷阱：串联电路中“电阻大、分压大、功率大”；并联电路中“电阻大、分流小、功率小”。切勿将功率比例与电阻比例直接等同。 2、动态变化陷阱：在动态电路中，一个电阻改变可能导致总功率和各部分功率发生变化。分析时，应先判断电路结构，再根据公式逐步推导。在并联电路中，某支路变化不影响其他支路的功率。 3、总功率计算的多样性：电路总功率可用 P总=P1+P2计算，也可用 P总=U总I总​或 P总=U总2R总（纯电阻电路）。 随学随练 1．不在同一电路中的两个电阻，阻值之比为，通过的电流之比为，则两个电阻消耗的电功率之比为（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 已知=，=，根据P=I2R可得，两个电阻消耗的电功率之比： ==()2×=， 故B正确，ACD错误． 故选：B。 2．如图，电源电压不变。闭合开关S，当滑片P置于中点时，电压表示数为4V；当滑片P置于b端时，电压表示数变化了2V，定值电阻的电动率为4W。则下列结果正确的是（ ）。 A．电源电压为10V B．的阻值为 C．滑动变阻器R的最大阻值为 D．先后两次消耗的电功率之比为4∶3 【答案】C。 【详解】 由题图可知，两电阻串联，电压表测的是变阻器的两端电压，设变阻器最大阻值为R滑大。 ABC．闭合开关S，当滑片P置于中点时，变阻器接入电路的电阻为，根据欧姆定律可得，此时通过变阻器的电流为 根据串联电路特点和欧姆定律可得，电源电压为   ① 当滑片P置于b端时，变阻器接入电路的电阻变大，根据串联分压原理可得，变阻器的两端电压变大，电压表示数变化了2V，此时变阻器的两端电压为6V，根据欧姆定律可得，此时通过变阻器的电流为 根据串联电路特点和欧姆定律可得，电源电压为   ② 此时定值电阻的电动率为 ③ 联立①②③可得：U=12V，R1=9Ω，R滑大=9Ω；故AB错误，C正确； D．R1第一次消耗的功率为 因此先后两次消耗的电功率之比为 故D错误。 故选：C。 3．如图所示的电路中，电源电压不变。当甲、乙两表均为电流表时，S闭合，断开，和消耗的功率；当甲、乙两表均为电压表时，开关和S都闭合，两电压表示数，消耗的功率，则（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】 当甲、乙两表均为电流表时，S闭合，S1断开，R1和R2并联，R1和R2的电压相等；R1和R2消耗的功率 由得 当甲、乙两表均为电压表时，开关S1和S都闭合，R1和R2串联，则R1和R2电流相等，甲电压表测量电源电压，乙电压表测量R2的电压，由欧姆定律得 由得，R1、R2消耗的功率 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 题型 额定功率与实际功率的综合计算 解题三步法： ①抓铭牌算电阻：无论题目给什么条件，第一步先利用铭牌上的额定值计算出定值电阻：R=U额2/P额​​（忽略温度影响）。 ②看现状求实际：分析实际电路状态，找出用电器两端的实际电压 U实​或通过的实际电流 I实。 ③选公式求实功： 利用 P实=U实2/R或 P实=I实2R计算实际功率。 ⚠️ 高频陷阱： ① 混淆额定与实际： 看到电压变为原来的一半，直接套用1/2P额​（正确应为 1/4P额​，因为P与U2成正比）。 ② 忘记求电阻：不求出定值电阻，导致无法建立额定状态与实际状态的联系。 ③ 串并联条件代入错误：把额定功率直接代入串联电路的分压公式中计算。 活学活用 1．小灯的亮暗程度取决于小灯泡的（　　） A．额定功率 B．额定电压 C．实际功率 D．实际电压 【答案】C 【详解】 灯泡的实际功率越大，灯泡越亮，灯泡的亮暗程度取决于灯泡的实际功率的大小，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 2．标有“110V  25W”“110V  40W”、“36V  40W”、“36V  60W”四种规格的灯泡，若都在正常工作，其中最暗的灯是（　　） A．“36V  60W” B．“110V  40W” C．“36V  40W” D．“110V  25W” 【答案】D 【详解】 四个灯泡都正常工作，即为每个灯泡得到的电压都是额定电压，功率都为额定功率，灯泡的亮暗由实际功率决定，故“110V   25W”规格的灯泡的功率最小，亮度最暗，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选：D。 3．甲灯的规格为“4V 4W”，乙灯的规格为“4V 2W”，若将甲、乙两灯串联，为保证电路安全，电源的最大电压为 V，较暗灯泡的实际功率为 W。（假设灯丝电阻不随温度变化） 【答案】 6 1 【详解】 [1][2]“4V 4W”表示甲灯的额定电压为4V、额定功率为4W；“4V 2W”表示乙灯的额定电压为4V、额定功率为2W。甲灯正常工作的电流 乙灯正常工作的电流 甲灯电阻 乙灯电阻 若将甲、乙两灯串联，通过的电流相等，为保证电路安全，电流取较小电流0.5A，电源的最大电压 根据可知，电阻较小的灯实际功率较小，亮度较暗，所以甲灯较暗，其实际功率 题型 串、并联电路中电功率的综合分析 解题四步法： ①判结构：明确电路的串并联关系。 ②找不变量：串联找电流相等；并联找电压相等；定值电阻阻值不变。 ③用比例或公式：串联优先用 P=I2R（功率与电阻成正比）；并联优先用 P=U2/R（功率与电阻成反比）。 ④求总功率：灵活使用 P总=P1+P2或 P总=U总I总求解。 ⚠️ 高频陷阱： ① 比例关系记反：串联时功率与电阻成正比，并联时成反比。 ② 动态电路分析错误：并联电路中，某一支路断路或电阻变化，其他支路的功率和总电压不变，只有总功率变化；串联电路中，某一电阻变化，其他电阻的功率也会随之改变。 ③ 总功率直接相加的条件：只有在同一个电路中，P总=P1+P2才成立，不能把不同状态下的功率相加减。 活学活用 4．如图所示，虚线框内连接一个开关S和两个阻值相同的定值电阻、。当S断开后，电流表示数减小0.2A，整个电路消耗的电功率减小1.6W。下列选项中，电路连接情况和、阻值不符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】 A．图中两电阻串联，可得总电阻为 当S断开后，电路中没有电流，若电流减小0.2A，即该电路工作时电流是0.2A，则该电路的电功率为 即整个电路消耗的电功率减小1.6W，符合要求，故A不符合题意； B．据图可知，当开关S闭合时，电路中只有R2，此时电路中的电流为 当开关S断开时，R1、R2串联，此时电路中的电流为 已知当断开S时，电流表示数减小0.2A，即 解得，，，可得开关S闭合时，电路中的电功率为 当开关S断开时，电路中的电功率为 整个电路消耗的电功率减小 符合要求，故B不符合题意； C．当S断开后，R1所在支路断开，此时电流减小0.2A，说明R1这条支路的电流是0.2A，已知，则减少的电功率为 不符合要求，故C符合题意； D．图中R1、R2并联，可得等效电阻为 开关S在干路，当S断开后，减小的电流为0.2A，则减小的电功率为 符合要求，故D不符合题意。 故选：C。 5．随着冬季的到来，柱式水循环电暖器凭借稳定的供热效果和环保的设计理念，受到越来越多用户的青睐。小意家为了冬季房间采暖，如图甲所示。电暖器底部加热器的简化电路如图乙，其中R1和R2是电热丝，部分参数如表。小意将电暖器灌满水进行首次试用，用加热挡加热10分钟将水从5℃升温到65℃当温度高于设置温度时电暖器自动转入保温工作状态。 注水电热取暖器相关参数表 暖气型号 QN50系列 额定电压 220V 加热功率 2.1kW 保温功率 1.0kW 规格 12柱 尺寸/cm 120×55×6.5 盛水量/L 4.5 (1)电暖器通电，底部加热器是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式增大内能的。电暖器还附有空气加湿器的功能，若向其中滴入芳香精油就能让房间充满芳香气息，这是 现象； (2)电暖器底部加热器的加热效率为多少？ (3)电热丝R1和R2的阻值分别为多少Ω？ 【答案】(1) 做功 扩散 (2)90% (3)48.4Ω，44Ω 【详解】 （1）[1]底部加热器工作消耗电能，消耗电能是电流做功的过程，因此底部加热器是通过做功的方式增大内能。 [2]向其中滴入芳香精油就能让房间充满芳香气息，是扩散现象，说明构成物质的分子不停地做无规则运动。 （2）根据表格参数可知，水的质量为 用加热挡加热10分钟将水从5℃升温到65℃，水吸收的热量为 消耗的电能为 电暖器底部加热器的加热效率为 （3）据乙图可知，开关连接1、2时，电路为R1单独串联；开关连接2、3时，电路为两电阻并联，由于并联电路中总电阻最小，根据可知，电功率最大为加热档，则R1单独串联为保温档，则R1的阻值为 加热档时，R2的电功率为 R2的阻值为 6．为探索生命历程，生物小组的同学们要制作如图甲所示的孵化箱，观察鸡蛋孵化的过程，需要设计具有加热和保温两种功能的电路。小组同学们收集了电压为12V的蓄电池、两个开关S1和S2、两个阻值均为8Ω的电阻丝R1和R2、导线若干。 (1)请你帮助他们设计电路，并画在图乙虚线框内； (2)求该孵化箱处于保温挡工作时，电路中的电流； (3)求该孵化箱处于加热挡时，工作1min消耗的电能。 【答案】(1)/ (2)0.75A/1.5A (3)1080J/2160J 【详解】 （1）解法一：设计具有加热和保温两种功能的电路，电源电压不变，根据可知，电阻丝R1和R2组成串联电路，如下图所示： 解法二：设计具有加热和保温两种功能的电路，电源电压不变，根据可知，电阻丝R1和R2组成并联的电路，如下图所示： （2）解法一：如图 当开关S1闭合、断开S2时，R1和R2串联，电路中电阻最大，根据可知，孵化器处于保温挡，电路中的电流 解法二：如图所示 只开关S1闭合，电路中电阻大，根据可知，孵化器处于保温挡，电路中的电流 （3）解法一：如图 当开关S1和S2均闭合时，电路中只有R1工作，电路中电阻小，根据可知，该孵化箱处于加热挡，工作1min消耗的电能 解法二：如图所示 当开关S1和S2均闭合时，R1和R2并联，电路中电阻小，根据可知，该孵化箱处于加热挡，工作1min消耗的电能 基础通关 1．小灯泡和的额定电压相同，闭合开关后，发现比亮，下列分析正确的是（　　） A．的额定功率比的额定功率大 B．两端电压比两端电压小 C．的电阻比的电阻大 D．的电流比通过的电流大 【答案】C 【详解】 AC．开关闭合后，L1比L2亮，则说明L1的实际功率大于L2的实际功率，由于L1、L2两灯串联在电路中，所以通过L1、L2的电流相等，由可知灯L1的阻值大于灯L2的阻值，小灯泡L1、L2的额定电压相同，由可知，L1的额定功率比L2的额定功率小，故A错误，C正确； BD．由于L1、L2两灯串联在电路中，所以通过L1、L2的电流相等，由可知灯L1的阻值大于灯L2的阻值，由U=IR可知L1两端电压比L2两端电压大，故BD错误。 故选：C。 2．如图所示，将一个标有“6V；1.5W”的小灯泡L1和另一个小灯泡L2串联后，接在电压为16V的电源上，两盏灯都能正常发光，则灯泡L2的额定电压和额定功率分别是（　　） A．6V　1.5W B．10V　2.5W C．6V　2.5W D．10V　1.5W 【答案】B 【详解】 灯泡L1正常发光时的电压U1=6V，功率P1=1.5W，串联电路中各处的电流相等，且此时两灯泡均正常发光，根据P=UI可得，电路中的电流即L2的额定电流 串联电路中总电压等于各分电压之和，灯泡L2的额定电压 U2=U-U1=16V-6V=10V 灯泡L2的额定功率 P2=U2I2=10V×0.25A=2.5W 故选：B。 3．根据电功率公式P=W/t=UI可知，下列关于电功率的说法中正确的是（　　） A．电流做功越多，电功率越大 B．电流做功时间越短，电功率越大 C．两端电压大的灯泡，电功率一定大 D．灯泡的电功率大，它两端的电压与通过它的电流的乘积就大 【答案】D 【详解】 A．由公式P=W/t可知，电流做功越快，而不是越多，电功率越大，故A错误； B．由公式P=W/t可知，在做功相同的情况下，电流做功时间越短，电功率越大，故B错误； C．根据电功率公式P=W/t=UI可知，在电流相同的情况下，两端电压大的灯泡，电功率一定大，故C错误； D．根据电功率公式P=W/t=UI可知，电功率在数值上等于电压与电流的乘积，所以灯泡的电功率大，它两端的电压与通过它的电流的乘积就大，故D正确。 故选：D。 4．如题图为某家用电器的铭牌参数图，该电器最有可能为（　 　） 额定电压：220V 额定频率：50Hz 额定功率：2800W A．柜机空调 B．电灯 C．电视机 D．移动电话 【答案】A 【详解】 A．柜机空调的功率较大，可能为2800W，故A符合题意； B．电灯的功率约为20W，故B不符合题意； C．电视机的功率约为200W，故C不符合题意； D．移动电话在使用过程中的电功率一般低于10W，故D不符合题意。 故选：A。 5．甲、乙两个LED灯泡的参数如题图所示，假设使用过程中电阻不变，则下列说法中正确的是（　　） A．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 B．当甲灯泡两端的电压减小时，其额定功率减小 C．当乙灯两端的电压为12V时，其实际功率为12W D．将两灯串联在电压为24V的电路中，乙灯比甲灯亮 【答案】C 【详解】 由铭牌可知：甲灯的额定电压为24V，额定功率为24W；乙灯的额定电压为24V，额定功率为48W。 A．两灯均正常发光时，由W=Pt可知，工作时间未知，故两灯消耗的电能无法判断，故A错误； B．额定功率是指用电器正常工作时的功率，额定功率不变，与灯泡两端的电压无关，故B错误； C．根据P=U2/R得，在电阻不变时，电功率与电压的平方成正比，若将乙灯接入12伏电路中，实际功率为额定功率的1/4，即实际功率为12W，故C正确； D．由题意可知，甲的额定功率小于乙的额定功率，由R=U2/P可知，R甲>R乙。两灯串联在24伏的电路中，因为两灯串联，电流相等，因为甲灯的电阻大于乙灯的电阻，由P=I2R可知，甲灯的实际功率大，甲灯亮，故D错误。 故选：C。 6．R1和R2两个电阻（R1＞R2），按图所示的四种方式接入同一电路中，则电路的总功率最小的是（　　） A B C D 【答案】B 【详解】 根据P＝可知，当电压一定时，电路中的电阻越大，电路的总功率越小，又因为R1＞R2，所以，R1和R2两个电阻串联时，电阻最大，大于任何一个电阻，即B选项的连接方式，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选：B。 7．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功率为4400W。将电视机单独接入电路正常工作6min，电能表转盘转6转，电视机的功率为_____W。电视机正常工作1h，消耗的电能为_____J。 【答案】100，3.6 ×105 【详解】 600r/kW·h表示电路中用电器每消耗1kW·h电能，电能表的转盘装600转，则电能表转盘转6转，电视机消耗的电能 W==0.01kW·h 电视机工作时间t=6min=0.1h 电视机的电功率 P＝==0.1 kW=100W 电视机正常工作1h，消耗的电能 W＇=Pt=100 W×3.6 ×103s=3.6 ×105J 8．甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示（小灯泡电阻不变），下列说法中正确的是（　） A．甲灯的实际功率一定是40W B．将乙灯接入110V电路，它的实际功率为30W C．两灯均正常发光时，甲灯消耗的电能较多 D．若两灯并联在220V的电路中，则乙灯较亮 【答案】D 【详解】 A．由图可知，甲灯的额定功率是40W，在不同电压下实际功率不同，甲灯的实际功率不一定是40W，故A错误； B．由灯泡的铭牌可知，乙灯泡的额定电压为220V，额定功率为60W，将乙灯接入110V电路，实际电压是额定电压的一半，根据P=U2/R可知，电阻不变，电功率变为原来的1/4，为15W，故B错误； C．两灯均正常发光时，两灯的实际功率等于额定功率，则乙的实际功率大，由于不知通电时间，所以无法比较两灯消耗电能的大小关系，故C错误； D．两灯均正常发光时，两灯的实际功率等于额定功率，则乙的实际功率大，灯泡的亮度取决于其实际功率的大小，若两灯并联在220V的电路中，则均能正常发光，所以两灯乙灯较亮，故D正确。 故选：D。 9．甲、乙两灯泡铭牌上分别标有“6V 3W”和“8V 8W”，请你填空（灯泡电阻不变）： （1）若两灯都正常发光，则 灯会更亮一些； （2）若把两灯串联在10 V的电压下，则 灯会更亮一些。 【答案】 乙 甲 【详解】 （1）甲、乙两灯的额定功率分别为3W、8W，两灯都正常发光，甲灯的实际功率小，故甲灯的亮度会小于乙灯亮度，乙灯更亮些。 （2）根据P=U2/R可知甲、乙两灯泡的电阻分别为 若把两灯串联在10V的电压下，根据欧姆定律可知电路电流为 则乙灯的实际功率为 故甲灯更亮些。 10．某电热水壶的简化电路如图所示，、为电热丝。忽略电线、开关、节点的电阻，当开关S闭合后，若再闭合开关，电热丝中的电流________（选填“会”或“不会”）发生变化；当开关S闭合、________（选填“断开”或“闭合”）时，电热水壶处于高温挡。 【答案】 不变 闭合 【详解】 [1]当开关S闭合，断开，电路为的简单电路，根据欧姆定律，此时电路中的电流 若再闭合开关，与并联，并联电路各支路电压相等，此时两端电压仍为U，根据欧姆定律可知，当导体两端电压和电阻不变时，通过导体的电流不变，因此闭合前后，电热丝的电流不变。 [2]电热水壶的功率，电源电压U不变，总电阻越小，功率越大，S闭合、闭合时，与并联，电路中总电阻最小，功率最大，处于高温挡。 11．小明同学用一个电压表和两个电流表测电路中的电压和电流，如图。若测出两灯都发光时，电压表的示数3.0V，两只电流表A1、A2的示数分别为0.3A、0.2A，则灯泡L2的功率是 ，电路的总功率是 。 【答案】 0.6W 0.9W 【详解】 由电路图可知，两灯并联，电流表A1测干路电流，A2测L2的电流。电压表测电源电压。根据题意可知，电源电压为3V，通过L2的电流为0.2A，电路中的总电流为0.3A。根据P=UI可得，灯泡L2的功率为 P2=UI2=3V×0.2A=0.6W 电路的总功率 P=UI=3V×0.3A=0.9W 12．在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用的小灯泡上标有“2.5V”字样，电源电压恒为6V，实验电路如图甲所示。 （1）连接电路，在闭合开关前，应将变阻器的滑片移到最 （选填“左”或“右”）端； （2）电路连接完成后，闭合开关，发现小灯泡发光很暗，这时眼睛应该看着 （填“电流表”或“电压表”）移动滑动变阻器的滑片。当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，读数为 A，则小灯泡的额定功率为 W。 （3）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，发现测得的实际功率 （选填：“大于”、“小于”或“等于”）额定功率的四分之一，请对其加以分析原因： 。 【答案】（1）左；（2）电压表，0.26，0.65；（3）大于，见详解 【详解】 （1）为保护电路，在闭合开关前，应将变阻器的滑片移到阻值最大处，即最左端。 （2）灯泡额定电压为2.5V，所以闭合开关，发现小灯泡发光很暗，这时眼睛应该看着电压表，移动滑动变阻器的滑片，直至电压表示数为2.5V时，灯泡正常发光。 此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.26A，则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.26A=0.65W （3）小灯泡的电阻随温度升高而变大，小灯泡两端的电压调为额定电压的一半时的电阻小于正常发光时的电阻，根据P=U2/R可知，把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额定功率的四分之一。 素养提升 13．如图所示是某液晶彩色电视的铭牌。下列说法正确的是（　） A．该电视可以接在380V的电压下使用 B．1kW·h的电能可供该电视正常工作2h C．正常工作时，该电视1s内消耗250J电能 D．正常工作时，该电视比60W的灯消耗电能多 【答案】C 【详解】 A．根据铭牌上数据可知，电视机的工作电压为220~240V，我国家庭电路电压是220V，电视机接在家庭电路中使用，故其正常工作电压为220V，提供给动力用电电压为380V，故A错误； B．由铭牌信息可知，电视机的额定功率为，由可知，1kW·h的电能可供该电视机正常工作的时间为 故B错误； C．正常工作时，该电视机1s消耗的电能为 故C正确； D．用电器消耗电能的多少与电功率和通电时间有关，由于不知道工作时间，故无法比较电视机和灯泡消耗电能的多少，故D错误。 故选：C。 14．如图所示的电路中，甲、乙两灯泡串联后接在电路中，观察到甲灯泡比乙灯泡亮，则下列描述中错误的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 A．甲灯泡比乙灯泡亮，则，故A正确，不符合题意； B．甲、乙两灯泡串联后接在电路中，根据串联电流规律，，故B错误，符合题意； C．，，根据可知，故C正确，不符合题意； D．，，根据可知，故D正确，不符合题意。 故选：B。 15．（多选）如下图所示的四个电路中，电源电压已知，电阻R的阻值已知，根据电压表或电流表的示数，无论直接还是间接能求出灯泡电功率的电路是（    ） A B C D 【答案】ABD 【详解】 A．图中定值电阻R与小灯泡串联，电压表测定值电阻两端的电压，则小灯泡两端的电压 通过小灯泡的电流 所以小灯泡消耗的电功率 ， 故A符合题意； B．图中定值电阻和小灯泡串联，电压表测量小灯泡两端的电压，示数为，则通过小灯泡的电流 小灯泡的电功率 ， 故B符合题意； C．图中定值电阻与小灯泡并联，电压表测电源电压，电源电压已知，电压表的测量是多余的，无法求出通过小灯泡的电流，因此无法测出小灯泡的功率，故C不符合题意； D．图中定值电阻和小灯泡并联，电流表测干路电流I，则通过小灯泡的电流 因为并联电路各支路两端的电压都等于电源电压，所以小灯泡两端的电压，则小灯泡的电功率 ， 故D符合题意。 故选：ABD。 16．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器R的滑片由最右端向最左端移动的过程中，两个电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示，下列说法正确的是（   ） A．a是灯泡的图线 B．灯泡电阻的最小值为5Ω C．R的最大阻值为20Ω D．电路的最大功率为1.8W 【答案】B 【详解】 A．当滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的总电阻减小，电流增大。根据串联电路的分压原理，滑动变阻器两端的电压减小，灯泡两端的电压增大。因此，图乙中a线表示滑动变阻器的电压与电流关系，b线表示灯泡的电压与电流关系，故A错误； B．灯泡电阻的最小值出现在电流最小的时候，即滑片在最右端时。从图乙中可以看出，此时电流为0.2A，灯泡两端电压为1V。利用欧姆定律，可以计算灯泡的最小电阻，故B正确； C．滑动变阻器的最大阻值出现在滑片在最右端时，此时电流为0.2A，滑动变阻器两端电压为5V。利用欧姆定律，可以计算滑动变阻器的最大阻值，故C错误； D．电路的最大功率出现在电流最大的时候，即滑片在最左端时。从图乙中可以看出，此时电流为0.6A，电源电压为6V。利用电功率公式，可以计算电路的最大功率，故D错误。 故选：B。 17．如图甲是某品牌智能体重秤，它既能测量体重，又能测量肌肉、水分、脂肪和内脏脂肪的含量，以及卡路里、BMI、骨密度等，图乙是它的电路结构图，电源电压恒定为1.5V，工作电流的范围为，R0为阻值20Ω的定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻，其阻值随所受压力增大而减小。下列判断正确的是（　　） A．电压表示数最小为0.2V B．压敏电阻的阻值最大为280Ω C．体重越重时，电压表与电流表示数比值越小 D．体重越重时，电路消耗的总功率越小 【答案】B 【详解】 A．如图乙的电路图，压敏电阻与电阻R0串联，电流表测电路中的电流，电压表测电阻R0两端的电压，根据欧姆定律可知，当电流最小为5mA时，电阻R0两端的电压最小即电压表示数最小为 ， 故A错误； B．当电路中电流最小时，根据欧姆定律可知，此时电路中总电阻最大为 则压敏电阻的阻值最大为 ， 故B正确； C．电压表测定值电阻R0两端的电压，电压表与电流表示数的比值是定值电阻R0的阻值，定值电阻R0的阻值不变，所以电压表与电流表示数的比值不变，故C错误； D．当体重越重时，压敏电阻的阻值减小，则电路总电阻减小，电源电压恒定，根据欧姆定律可知，通过电路的电流增大，根据可得，电路总功率越大，故D错误。 故选：B。 18．小明设计了一个病人输液时的自动输液报警器如图甲，其原理如图乙。当输液管中有药液时绿灯亮，无药液时电铃报警。关于本装置说法正确的是（     ） A．图乙控制电路中电磁铁的上端为S极 B．选用图丙中光敏电阻A可实现上述功能 C．药液流完后，控制电路的总电功率减小 D．调试时，输液管中有无药液流过都会报警，可换用电阻更小的R0 【答案】CD 【详解】 A．由图可知，电流从电磁铁下端流入，上端流出，由安培定则可知，电磁铁上端为N极，故A 错误； B．当输液管中有药液时绿灯亮，电磁铁的磁性较强，将衔铁吸下，电磁铁中的电流较大，电路的电阻较小，而有药液时，药液可以聚光，光敏电阻的阻值应随着光照强度增大而减小。无药液时，电磁铁的磁性较弱，衔铁在弹簧的作用下被提升，与上面触点接触，电磁铁中电流较小，电路的电阻较大，无药液时光照变弱，电阻变大，由图丙可知，光敏电阻B符合“光照越强，电阻越小”的特性，故应选光敏电阻B，故B错误。 C．药液流完后，没有药液聚光，光敏电阻接收的光照强度变弱，电阻变大，控制电路的总电阻变大，电源电压不变，电路的总功率变小，故C正确； D．“无论有无药液都报警”说明，即使有药液时，控制电路的电流都偏小，电磁铁的磁性过弱，不吸合衔铁，为了增强电磁铁的磁性，可以减小总电阻来增大电流，即换用电阻更小的R0，故D正确。 故选：CD。 19．某小区门口安装了行人监控设备（监控装置相当于一个定值电阻），其原理如图所示，光敏电阻R的阻值随光照强度的增强而变小。当有人从通道经过而遮挡光线时，R两端的电压__________，电路的功率__________。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】 变大 变小 【详解】 [1]由电路图可知，电阻R与监控装置串联，当有人通过通道而遮蔽照射光线，光敏电阻R的阻值增大，根据串联电路的分压原理可得，电阻R的分压变大，即R两端的电压变大。 [2]电阻R阻值增大，监控装置电阻不变，串联电路总电阻增大，电源电压不变，由可知，电路消耗的总功率变小。 20．如图所示是小明家的家庭电子式电能表，小明将家中其他的用电器关闭，只让标有“220V，1280W”的暖风机单独工作，他记下在10min内这个电能表的脉冲指示灯闪烁了240次，暖风机在这10min内的实际功率是 W，此时家庭电路中的电压 （选填“大于”“小于”或“等于”）220V。一蓝牙耳机内的微型充电电池上标有“3.7V，500mAh”字样，则该电池充满电后储存的电能是 J。 【答案】1200 小于 6660 【详解】 [1]“1200imps/kW·h”表示电路每消耗1kW·h的电能，电能表的指示灯闪烁1200次。 10min指示灯闪烁240次时，则暖风机消耗的电能 所以暖风机的实际功率 [2]暖风机的发热电阻不变，根据可知，由于，所以，即此时家庭电路中的电压小于220V。 [3]该电池充满电后储存的电能 21．图甲电路中，电源电压保持不变，是定值电阻，通过的电流与其两端的电压关系如图乙所示。当①、②都是电压表，闭合开关，时，表②的示数为，此时的电功率 W；当①、②都是电流表，仅闭合开关时，表②的示数为1.6A，此时 。 【答案】1.5 3:5/ 【详解】 [1]由题意得当①、②都是电压表，闭合开关，时，和串联，②电压表并联在两端，测两端的电压，，由图乙得此时通过的电流为0.5A，的电功率 [2]分析两电阻串联时，两端电压为3V（这里可得电源电压大于3V）。 当①、②都是电流表，仅闭合开关时，电阻和并联，②电流表在干路，干路电流，①电流表串联在支路上，测支路上的电流。 并联时各支路两端电压相等且等于电源电压。故如图乙所示，假设两端电压为6V，即电源电压为6V，此时通过的电流，所以 验证：将代入到当①、②都是电压表，闭合开关，时的电路中，则通过的电流 满足题意，所以确定电源电压为6V，且 ，。 则 22．小全在做“测量小灯泡电功率”的实验，小灯泡额定电压为2.5V。 (1)测量小灯泡功率的原理是________。 (2)连接完电路，闭合开关后，小全发现灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是________（选填序号） A．更换小灯泡 B．检查电路是否断路 C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 (3)小全排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.0V，要测量小灯泡的额定功率。应将滑片P向______端滑动（选填“左”或“右”）。 (4)小全通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图乙所示的U-I图像。根据U-I图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是______W。为了减小测量小灯泡电功率的误差，有同学觉得应多次测量小灯泡的不同的电压和电流，取电功率的平均值，你认为该同学是______（选填“正确”或“错误”）的。 (5)小全还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻的阻值，于是他设计了如图丙所示的电路图，操作步骤如下： ①闭合开关S、，断开，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为______V。 ②保持滑动变阻器滑片位置不动，闭合S、，断开，电压表示数为4.5V；则______。 【答案】(1) (2)C (3)右 (4) 0.625 错误 (5) 2.5 8 【详解】 （1）在做“测量小灯泡电功率”的实验中，用电压表测灯泡两端电压，用电流表测通过灯泡的电流，根据求出小灯泡电功率，故测量小灯泡功率的原理是。 （2）连接完电路，闭合开关后，电压表、电流表均有示数，说明电路是通路，且灯泡没有短路，灯泡不亮，说明灯泡实际功率太小，因此接下来的操作应是移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，故选C。 （3）排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.0V，小于灯泡额定电压2.5V，要测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片P向右端滑动。 （4）[1]由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，则小灯泡额定功率为 [2]灯泡在不同电压下实际功率不同，求小灯泡电功率的平均值没有意义，故该同学是错误的。 （5）[1]①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2.5V； ②保持滑动变阻器滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，电压表示数为4.5V； 在步骤①中，灯与定值电阻串联后再与滑动变阻器串联，电压表测灯两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，使电压表读数为小灯泡额定电压2.5V，灯正常发光，电流为； [2]在步骤②中，电压表测灯与Rx两端的电压为4.5V，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Rx两端的电压 由串联电路电流特点可知，电路中的电流为 则Rx的阻值为 23．如图所示，电源电压保持不变，定值电阻R1=20Ω，滑动变阻器R3最大阻值20Ω。当闭合开关S、S1，断开S2，滑片P在某位置时，电流表示数为0.2A，电压表示数为2V；当开关S、S1、S2都闭合，滑片P在最左端时，电流表示数为0.5A。求： (1)电源电压； (2)定值电阻R2的阻值； (3)在什么条件下，电路的电功率最小，求电路的最小功率。 【答案】(1)6V (2)30Ω (3)0.72W 【详解】 （1）当闭合开关S、S1，断开S2，、滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器电压，电流表测电路中电流。 滑片P在某位置时，电流表示数为0.2A，电压表示数为2V，此时电压为 根据串联电压规律，电源电压 （2）当开关S、S1、S2都闭合，滑片P在最左端时，、并联，电流表测干路电流。此时的电流为 根据并联电流规律，的电流为 则定值电阻R2的阻值 （3）当闭合开关S、S2，滑片P在最右端时，和滑动变阻器最大阻值串联，此时总电阻最大，根据 可知电路的电功率最小，则电路的最小功率为 迁移创新 24．如图所示是小南设计的电子秤原理简化图，电源电压恒定，R0为定值电阻，滑片P可在电阻R上滑动，不放物品时，P处于R的最上端。当所称物品的质量增大时，由电表改装成的显示器示数也增大。下列说法正确的是（     ） A．显示器是由电压表改装而成 B．接线柱“1”应与“2”连 C．减小R0的电阻，可以增大电子秤的量程 D．物品质量越大，电阻R0消耗的功率越大 【答案】D 【详解】 A．显示器串联在电路中，应为电流表改装而成，故A错误； B．质量增大，滑片P下移。若1与2连，接入电路电阻变大，由 可知电流变小；若1与3连，接入电路电阻变小，电流变大。题意要求示数增大，故1应与3连，故B错误； C．设电源电压为，显示器允许最大电流为；当电流达时，滑动变阻器接入电阻 越小，滑片越靠下，质量越大；当减小时，变大，则量程减小，故C错误； D．质量越大，滑片下移，接入电阻变小。由 可知，电流变大。由可知，消耗功率变大，故D正确。 故选：D。 25．如图甲是某学校餐厅安装的一种具有自动保温和加热功能的分餐台，放满饭菜后餐台的质量为200kg。分餐台内部的部分电路如图乙。当把饭菜放在分餐台时，闭合开关S，分餐台开始工作处于保温状态，当分餐台上饭菜温度降到10oC时，控制开关S0自动闭合，分餐台又处于加热状态，分餐台的部分信息如下表所示。求： 额定电压 220V 加热功率 2kW 保温功率 880W 加热效率 （1）该分餐台保温时的工作电流； （2）处于加热状态的分餐台，使5kg初温10oC的水升温至60oC需要的加热时间[水的比热容取]； （3）小明发现餐厅里的电能表表盘上的某个参数“”不完整，如图丙所示，为了测出这个参数，他和实验小组的同学们进行了如下实验：关掉学校餐厅的其他用电器，让分餐台单独工作，在加热挡正常工作90s，观察到学校餐厅的电能表转盘转了80r，请你通过计算，将该参数补充完整。 【答案】（1）4A；（2）625s；（3） 【详解】 （1）由表格数据可知，分餐台保温时的功率，由P=UI可知，该分餐台保温时的工作电流 （2）水吸收的热量 分餐台消耗的电能 加热时间 （3）分餐台单独工作，在加热挡正常工作90s，消耗电能 观察到学校餐厅的电能表转盘转了80r，则电能表表盘上的某个参数 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十八章 电功率 第2节 电功率 课标要点 1. 理解电功率的概念，知道电功率是表示电流做功快慢的物理量。 2. 掌握电功率的定义式 P=W/t和计算式 P=UI，知道其单位及换算关系。 3. 理解额定电压和额定功率的概念，能区分“额定功率”与“实际功率”，知道灯泡的亮度由实际功率决定。 4. 能结合欧姆定律和串并联电路规律，选用合适的公式（P=UI、P=I2R、P=U2/R）进行电功率的综合计算。 5. 会看用电器的铭牌，能根据铭牌信息进行简单的计算与分析。 学习重难点 重点：电功率的概念及公式 P=UI的应用；额定功率与实际功率的区别；根据实际功率判断灯泡亮度。 难点：电功率公式的灵活选择（纯电阻与非纯电阻的区别）；串并联电路中的动态功率分析；实际功率的计算。 知识点 电功率的概念与公式 1. 物理意义： 电功率是表示电流做功快慢（即消耗电能快慢）的物理量。用符号 P 表示。 2. 定义式： 电功与时间之比叫做电功率。 P=W/t · W：电功（消耗的电能），单位焦耳（J）； · t：时间，单位秒（s）； · P：电功率，单位瓦特（W）。 3. 单位及换算： · 国际单位： 瓦特，简称瓦，符号 W。 · 常用单位： 千瓦（kW）、毫瓦（mW）。 · 换算关系： 1 kW=103 W；1 W=103 mW。 4. 计算式（普适公式）： 结合电功公式 W=UIt，代入定义式可得： P=UI · U：电压（V）；I：电流（A）；P：电功率（W）。 5. 推导公式（仅限纯电阻电路）： 结合欧姆定律 I=U/R 或 U=IR，可推导出： P=I2R和P=U2/R ​ 特别提醒： 1、定义式与计算式的单位匹配：使用 P=W/t时，若 WW 用 kW⋅h，t必须用 h，算出的P单位才是kW；若W用J，t用s，算出的P单位才是W。 2、公式适用范围的陷阱：P=UI是普适公式，任何电路都适用；而 P=I2R和 P=U2R是仅适用于纯电阻电路的推导公式。在非纯电阻电路（如电动机）中，计算电功率只能用 P=UI，不能用另外两个推导式。 3、“快慢”与“多少”的区分： 电功率大表示做功快，不代表做功多（还要看时间）；电功大表示做功多，不代表做功快。 随学随练 1．下列关于电功率的说法中，正确的是（ ） A. 用电器消耗的电能越多，它的电功率越大 B. 用电器工作时间越短，它的电功率越大 C. 电流做功越快的用电器，电功率越大 D. 电功率是表示电流做功多少的物理量 2．学校教室的灯管之间是___________联的，灯管正常发光时两端电压为___________V；1可供一盏“220V40W”灯管正常工作___________小时。 3．如图所示电路图，电源电压保持不变，，断开开关后，电流表A的示数为0.3A，闭合开关后电流表A的示数为0.5A。求： (1)电源电压； (2)闭合开关后，电阻消耗的功率。 知识点 额定电压与额定功率 1. 额定电压与额定功率： 额定电压：用电器正常工作时的电压（铭牌上标明的电压）。 额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率（铭牌上标明的功率）。 2. 实际电压与实际功率： 用电器实际接入电路时两端的电压叫实际电压，此时对应的电功率叫实际功率。两者的关系如下： 电压关系 功率关系 用电器工作状态 U实=U额 P实=P额 正常工作 U实<U额 P实<P额 不能正常工作（如灯泡发光较暗） U实>U额 P实>P额 容易损坏（长期超压工作会烧毁） 3. 决定灯泡亮度的因素： 灯泡的亮度只由它的实际功率决定。实际功率越大，灯泡越亮。与额定功率大小无关。特别提醒： 1、额定功率大 ≠ 一定亮： 甲灯标有“220V 100W”，乙灯标有“220V 40W”，如果甲灯接在 110V 的电源上，乙灯接在 220V 电源上，乙灯反而比甲灯亮。因此，比较亮度必须看实际功率。 2、电阻的隐蔽性： 无论用电器是否在额定电压下工作，如果忽略温度对电阻的影响，它的电阻是不变的。通常可以通过铭牌上的额定值利用 R=U额2/P额计算出电阻，这是解决实际功率问题的第一步。 3、“铭牌参数”不代表实际状态： “220V 100W”表示该用电器在 220V 电压下工作时的功率才是 100W。若接在 110V 电路中，实际功率并非 100W。 随学随练 1．下列四只灯泡，各自在额定电压下正常发光，其中最亮的是（　　） A．“220 V 25 W” B．“220 V 100 W” C．“110 V 110 W” D．“36 V 40 W” 2．一个“6V　3W”的小灯泡，不考虑温度对小灯泡电阻的影响。问： (1)“6V　3W”表示的意思？ (2)正常工作时的电流？ (3)要使此小灯泡接在9V的电压下能够正常工作，那么应该串联一个多大的电阻？ 3．在如图所示的电路中，电源电压恒为，小灯泡标有“6V  3W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关闭合时，小灯泡刚好正常发光，求： (1)小灯泡正常工作时的电流； (2)通电电流通过电阻做的功。 知识点 串、并联电路中电功率的分析 1. 串联电路中的电功率分配： · 由 P=I2R可知，串联电路中电流处处相等，所以各用电器的电功率与其电阻成正比。 P1:P2=R1:R2 · 总功率等于各部分功率之和： P总=P1+P2。 2. 并联电路中的电功率分配： · 由 P=U2/R可知，并联电路中各支路电压相等，所以各用电器的电功率与其电阻成反比。 P1:P2=R2:R1 · 总功率等于各支路功率之和： P总=P1+P2​。 3. 无论串联还是并联，电路总功率都等于各部分功率之和。 特别提醒： 1、比例陷阱：串联电路中“电阻大、分压大、功率大”；并联电路中“电阻大、分流小、功率小”。切勿将功率比例与电阻比例直接等同。 2、动态变化陷阱：在动态电路中，一个电阻改变可能导致总功率和各部分功率发生变化。分析时，应先判断电路结构，再根据公式逐步推导。在并联电路中，某支路变化不影响其他支路的功率。 3、总功率计算的多样性：电路总功率可用 P总=P1+P2计算，也可用 P总=U总I总​或 P总=U总2R总（纯电阻电路）。 随学随练 1．不在同一电路中的两个电阻，阻值之比为，通过的电流之比为，则两个电阻消耗的电功率之比为（     ） A． B． C． D． 2．如图，电源电压不变。闭合开关S，当滑片P置于中点时，电压表示数为4V；当滑片P置于b端时，电压表示数变化了2V，定值电阻的电动率为4W。则下列结果正确的是（ ）。 A．电源电压为10V B．的阻值为 C．滑动变阻器R的最大阻值为 D．先后两次消耗的电功率之比为4∶3 3．如图所示的电路中，电源电压不变。当甲、乙两表均为电流表时，S闭合，断开，和消耗的功率；当甲、乙两表均为电压表时，开关和S都闭合，两电压表示数，消耗的功率，则（　　） A．， B．， C．， D．， 题型 额定功率与实际功率的综合计算 解题三步法： ①抓铭牌算电阻：无论题目给什么条件，第一步先利用铭牌上的额定值计算出定值电阻：R=U额2/P额​​（忽略温度影响）。 ②看现状求实际：分析实际电路状态，找出用电器两端的实际电压 U实​或通过的实际电流 I实。 ③选公式求实功： 利用 P实=U实2/R或 P实=I实2R计算实际功率。 ⚠️ 高频陷阱： ① 混淆额定与实际： 看到电压变为原来的一半，直接套用1/2P额​（正确应为 1/4P额​，因为P与U2成正比）。 ② 忘记求电阻：不求出定值电阻，导致无法建立额定状态与实际状态的联系。 ③ 串并联条件代入错误：把额定功率直接代入串联电路的分压公式中计算。 活学活用 1．小灯的亮暗程度取决于小灯泡的（　　） A．额定功率 B．额定电压 C．实际功率 D．实际电压 2．标有“110V  25W”“110V  40W”、“36V  40W”、“36V  60W”四种规格的灯泡，若都在正常工作，其中最暗的灯是（　　） A．“36V  60W” B．“110V  40W” C．“36V  40W” D．“110V  25W” 3．甲灯的规格为“4V 4W”，乙灯的规格为“4V 2W”，若将甲、乙两灯串联，为保证电路安全，电源的最大电压为 V，较暗灯泡的实际功率为 W。（假设灯丝电阻不随温度变化） 题型 串、并联电路中电功率的综合分析 解题四步法： ①判结构：明确电路的串并联关系。 ②找不变量：串联找电流相等；并联找电压相等；定值电阻阻值不变。 ③用比例或公式：串联优先用 P=I2R（功率与电阻成正比）；并联优先用 P=U2/R（功率与电阻成反比）。 ④求总功率：灵活使用 P总=P1+P2或 P总=U总I总求解。 ⚠️ 高频陷阱： ① 比例关系记反：串联时功率与电阻成正比，并联时成反比。 ② 动态电路分析错误：并联电路中，某一支路断路或电阻变化，其他支路的功率和总电压不变，只有总功率变化；串联电路中，某一电阻变化，其他电阻的功率也会随之改变。 ③ 总功率直接相加的条件：只有在同一个电路中，P总=P1+P2才成立，不能把不同状态下的功率相加减。 活学活用 4．如图所示，虚线框内连接一个开关S和两个阻值相同的定值电阻、。当S断开后，电流表示数减小0.2A，整个电路消耗的电功率减小1.6W。下列选项中，电路连接情况和、阻值不符合要求的是（　　） A． B． C． D． 5．随着冬季的到来，柱式水循环电暖器凭借稳定的供热效果和环保的设计理念，受到越来越多用户的青睐。小意家为了冬季房间采暖，如图甲所示。电暖器底部加热器的简化电路如图乙，其中R1和R2是电热丝，部分参数如表。小意将电暖器灌满水进行首次试用，用加热挡加热10分钟将水从5℃升温到65℃当温度高于设置温度时电暖器自动转入保温工作状态。 注水电热取暖器相关参数表 暖气型号 QN50系列 额定电压 220V 加热功率 2.1kW 保温功率 1.0kW 规格 12柱 尺寸/cm 120×55×6.5 盛水量/L 4.5 (1)电暖器通电，底部加热器是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式增大内能的。电暖器还附有空气加湿器的功能，若向其中滴入芳香精油就能让房间充满芳香气息，这是 现象； (2)电暖器底部加热器的加热效率为多少？ (3)电热丝R1和R2的阻值分别为多少Ω？ 6．为探索生命历程，生物小组的同学们要制作如图甲所示的孵化箱，观察鸡蛋孵化的过程，需要设计具有加热和保温两种功能的电路。小组同学们收集了电压为12V的蓄电池、两个开关S1和S2、两个阻值均为8Ω的电阻丝R1和R2、导线若干。 (1)请你帮助他们设计电路，并画在图乙虚线框内； (2)求该孵化箱处于保温挡工作时，电路中的电流； (3)求该孵化箱处于加热挡时，工作1min消耗的电能。 基础通关 1．小灯泡和的额定电压相同，闭合开关后，发现比亮，下列分析正确的是（　　） A．的额定功率比的额定功率大 B．两端电压比两端电压小 C．的电阻比的电阻大 D．的电流比通过的电流大 2．如图所示，将一个标有“6V；1.5W”的小灯泡L1和另一个小灯泡L2串联后，接在电压为16V的电源上，两盏灯都能正常发光，则灯泡L2的额定电压和额定功率分别是（　　） A．6V　1.5W B．10V　2.5W C．6V　2.5W D．10V　1.5W 3．根据电功率公式P=W/t=UI可知，下列关于电功率的说法中正确的是（　　） A．电流做功越多，电功率越大 B．电流做功时间越短，电功率越大 C．两端电压大的灯泡，电功率一定大 D．灯泡的电功率大，它两端的电压与通过它的电流的乘积就大 4．如题图为某家用电器的铭牌参数图，该电器最有可能为（　 　） 额定电压：220V 额定频率：50Hz 额定功率：2800W A．柜机空调 B．电灯 C．电视机 D．移动电话 5．甲、乙两个LED灯泡的参数如题图所示，假设使用过程中电阻不变，则下列说法中正确的是（　　） A．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 B．当甲灯泡两端的电压减小时，其额定功率减小 C．当乙灯两端的电压为12V时，其实际功率为12W D．将两灯串联在电压为24V的电路中，乙灯比甲灯亮 6．R1和R2两个电阻（R1＞R2），按图所示的四种方式接入同一电路中，则电路的总功率最小的是（　　） A B C D 7．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功率为4400W。将电视机单独接入电路正常工作6min，电能表转盘转6转，电视机的功率为_____W。电视机正常工作1h，消耗的电能为_____J。 8．甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示（小灯泡电阻不变），下列说法中正确的是（　） A．甲灯的实际功率一定是40W B．将乙灯接入110V电路，它的实际功率为30W C．两灯均正常发光时，甲灯消耗的电能较多 D．若两灯并联在220V的电路中，则乙灯较亮 9．甲、乙两灯泡铭牌上分别标有“6V 3W”和“8V 8W”，请你填空（灯泡电阻不变）： （1）若两灯都正常发光，则 灯会更亮一些； （2）若把两灯串联在10 V的电压下，则 灯会更亮一些。 10．某电热水壶的简化电路如图所示，、为电热丝。忽略电线、开关、节点的电阻，当开关S闭合后，若再闭合开关，电热丝中的电流________（选填“会”或“不会”）发生变化；当开关S闭合、________（选填“断开”或“闭合”）时，电热水壶处于高温挡。 11．小明同学用一个电压表和两个电流表测电路中的电压和电流，如图。若测出两灯都发光时，电压表的示数3.0V，两只电流表A1、A2的示数分别为0.3A、0.2A，则灯泡L2的功率是 ，电路的总功率是 。 12．在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用的小灯泡上标有“2.5V”字样，电源电压恒为6V，实验电路如图甲所示。 （1）连接电路，在闭合开关前，应将变阻器的滑片移到最 （选填“左”或“右”）端； （2）电路连接完成后，闭合开关，发现小灯泡发光很暗，这时眼睛应该看着 （填“电流表”或“电压表”）移动滑动变阻器的滑片。当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，读数为 A，则小灯泡的额定功率为 W。 （3）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，发现测得的实际功率 （选填：“大于”、“小于”或“等于”）额定功率的四分之一，请对其加以分析原因： 。 素养提升 13．如图所示是某液晶彩色电视的铭牌。下列说法正确的是（　） A．该电视可以接在380V的电压下使用 B．1kW·h的电能可供该电视正常工作2h C．正常工作时，该电视1s内消耗250J电能 D．正常工作时，该电视比60W的灯消耗电能多 14．如图所示的电路中，甲、乙两灯泡串联后接在电路中，观察到甲灯泡比乙灯泡亮，则下列描述中错误的是（    ） A． B． C． D． 15．（多选）如下图所示的四个电路中，电源电压已知，电阻R的阻值已知，根据电压表或电流表的示数，无论直接还是间接能求出灯泡电功率的电路是（    ） A B C D 16．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器R的滑片由最右端向最左端移动的过程中，两个电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示，下列说法正确的是（   ） A．a是灯泡的图线 B．灯泡电阻的最小值为5Ω C．R的最大阻值为20Ω D．电路的最大功率为1.8W 17．如图甲是某品牌智能体重秤，它既能测量体重，又能测量肌肉、水分、脂肪和内脏脂肪的含量，以及卡路里、BMI、骨密度等，图乙是它的电路结构图，电源电压恒定为1.5V，工作电流的范围为，R0为阻值20Ω的定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻，其阻值随所受压力增大而减小。下列判断正确的是（　　） A．电压表示数最小为0.2V B．压敏电阻的阻值最大为280Ω C．体重越重时，电压表与电流表示数比值越小 D．体重越重时，电路消耗的总功率越小 18．小明设计了一个病人输液时的自动输液报警器如图甲，其原理如图乙。当输液管中有药液时绿灯亮，无药液时电铃报警。关于本装置说法正确的是（     ） A．图乙控制电路中电磁铁的上端为S极 B．选用图丙中光敏电阻A可实现上述功能 C．药液流完后，控制电路的总电功率减小 D．调试时，输液管中有无药液流过都会报警，可换用电阻更小的R0 19．某小区门口安装了行人监控设备（监控装置相当于一个定值电阻），其原理如图所示，光敏电阻R的阻值随光照强度的增强而变小。当有人从通道经过而遮挡光线时，R两端的电压__________，电路的功率__________。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 20．如图所示是小明家的家庭电子式电能表，小明将家中其他的用电器关闭，只让标有“220V，1280W”的暖风机单独工作，他记下在10min内这个电能表的脉冲指示灯闪烁了240次，暖风机在这10min内的实际功率是 W，此时家庭电路中的电压 （选填“大于”“小于”或“等于”）220V。一蓝牙耳机内的微型充电电池上标有“3.7V，500mAh”字样，则该电池充满电后储存的电能是 J。 21．图甲电路中，电源电压保持不变，是定值电阻，通过的电流与其两端的电压关系如图乙所示。当①、②都是电压表，闭合开关，时，表②的示数为，此时的电功率 W；当①、②都是电流表，仅闭合开关时，表②的示数为1.6A，此时 。 22．小全在做“测量小灯泡电功率”的实验，小灯泡额定电压为2.5V。 (1)测量小灯泡功率的原理是________。 (2)连接完电路，闭合开关后，小全发现灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是________（选填序号） A．更换小灯泡 B．检查电路是否断路 C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 (3)小全排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.0V，要测量小灯泡的额定功率。应将滑片P向______端滑动（选填“左”或“右”）。 (4)小全通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图乙所示的U-I图像。根据U-I图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是______W。为了减小测量小灯泡电功率的误差，有同学觉得应多次测量小灯泡的不同的电压和电流，取电功率的平均值，你认为该同学是______（选填“正确”或“错误”）的。 (5)小全还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻的阻值，于是他设计了如图丙所示的电路图，操作步骤如下： ①闭合开关S、，断开，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为______V。 ②保持滑动变阻器滑片位置不动，闭合S、，断开，电压表示数为4.5V；则______。 23．如图所示，电源电压保持不变，定值电阻R1=20Ω，滑动变阻器R3最大阻值20Ω。当闭合开关S、S1，断开S2，滑片P在某位置时，电流表示数为0.2A，电压表示数为2V；当开关S、S1、S2都闭合，滑片P在最左端时，电流表示数为0.5A。求： (1)电源电压； (2)定值电阻R2的阻值； (3)在什么条件下，电路的电功率最小，求电路的最小功率。 迁移创新 24．如图所示是小南设计的电子秤原理简化图，电源电压恒定，R0为定值电阻，滑片P可在电阻R上滑动，不放物品时，P处于R的最上端。当所称物品的质量增大时，由电表改装成的显示器示数也增大。下列说法正确的是（     ） A．显示器是由电压表改装而成 B．接线柱“1”应与“2”连 C．减小R0的电阻，可以增大电子秤的量程 D．物品质量越大，电阻R0消耗的功率越大 25．如图甲是某学校餐厅安装的一种具有自动保温和加热功能的分餐台，放满饭菜后餐台的质量为200kg。分餐台内部的部分电路如图乙。当把饭菜放在分餐台时，闭合开关S，分餐台开始工作处于保温状态，当分餐台上饭菜温度降到10oC时，控制开关S0自动闭合，分餐台又处于加热状态，分餐台的部分信息如下表所示。求： 额定电压 220V 加热功率 2kW 保温功率 880W 加热效率 （1）该分餐台保温时的工作电流； （2）处于加热状态的分餐台，使5kg初温10oC的水升温至60oC需要的加热时间[水的比热容取]； （3）小明发现餐厅里的电能表表盘上的某个参数“”不完整，如图丙所示，为了测出这个参数，他和实验小组的同学们进行了如下实验：关掉学校餐厅的其他用电器，让分餐台单独工作，在加热挡正常工作90s，观察到学校餐厅的电能表转盘转了80r，请你通过计算，将该参数补充完整。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $