18.2 电功率 （导学案）物理新教材人教版九年级全一册

第2节 电功率 （导学案） 【学习目标】 1. 知道电功率表示电流做功的快慢，是电能转化或消耗快慢的物理量；知道电功率的定义式 P=W/tP=W/t 和计算式 P=UI，知道电功率的单位是瓦特（W），常用单位有千瓦（kW）、毫瓦（mW）；知道千瓦时的来历，能由 W=Pt解释“1 kW·h”的含义；知道用电器的额定电压和额定功率，能区分额定功率与实际功率。 2. 通过类比机械功率建立电功率概念，体会“用比值定义物理量”的方法；能由 P=W/t和W=UIt推导 P=UI；能在纯电阻电路中推导 P=I2R和P=U2/R；能分析额定功率与实际功率的关系，并利用电功率公式进行简单的综合计算。 3. 通过观察电能表铝盘转动的快慢与用电器种类的关系，感知“电流做功有快慢”；通过小灯泡在不同电压下亮度的变化，探究实际功率与电压的关系；能设计简单的测量方案，为下一节“测量小灯泡的电功率”作铺垫。 4. 通过常见用电器电功率数据的比较，形成对电功率“量”的直观认识；在额定功率与实际功率的辨析中养成“用电器应在额定电压下工作”的安全用电意识；结合瓦特改良蒸汽机的历史，体会科学概念与工程实践的相互推动。 【学习重点】 1. 电功率的物理意义、定义式 P=W/t和计算式 P=UI； 2. 额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的区分； 3. 电功率的简单计算及千瓦时来历的解释； 4. 纯电阻电路中 P=I2R和 P=U2/R的推导与选用。 【学习难点】 1. 理解“电功率表示电流做功快慢”，区分“消耗电能多少”与“消耗电能快慢”； 2. 额定功率与实际功率的关系及动态变化分析； 3. 在纯电阻条件下由 P=UI推导 P=I2R、P=U2/R，并能根据已知条件选择合适公式。 【自主预习】阅读教材《第2节 电功率》，完成以下问题： 1. 电功率是表示______的物理量，等于______与______之比，定义式是______。 2. 电功率的国际单位是______，符号是______；常用单位还有______和______，换算关系：1 kW =______W，1 W=______mW。 3. 由 W=UI和 P=W/t可推导出电功率的计算式 P=______，其中 U的单位是______，I的单位是______。 4. 千瓦时（度）是由公式______得到的：1 kW⋅h=1 kW×1 h =______________J。 5. 额定电压是指用电器______时的电压；额定功率是指用电器在______下工作时的功率。 6. 当实际电压等于额定电压时，实际功率______额定功率，用电器正常工作；当实际电压大于额定电压时，实际功率______额定功率，可能烧毁用电器；当实际电压小于额定电压时，实际功率______额定功率，用电器不能正常工作。灯泡的亮度由______决定。 7. 在纯电阻电路中，由 P=UI和欧姆定律可推导出 P = __________和 P =___________。 【课堂探究】 探究一、电功率的概念与公式 1. 电功率的物理意义 电能表铝盘转动的快慢不同，说明电流做功有快慢之分。电功率就是表示电流做功快慢的物理量，也就是表示电能消耗快慢的物理量。 2. 电功率的定义 电功率等于电功与时间之比： P=W/t 3. 电功率的单位 （1）国际单位：瓦特，符号 W，1W=1 J/s。 （2）常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW）。 （3）换算关系： 1 kW=103 W 1 W=103 mW 4. 电功率的计算式 由 W=UIt和 P=W/t，得： P=W/t=UIt/t=UI 即： P=UI 其中 U的单位是 V，I的单位是 A，P的单位是 W。 5. 历史附加信息 功率的单位“瓦特”是为了纪念英国科学家詹姆斯·瓦特（James Watt）在蒸汽机改进中的杰出贡献。瓦特为了说明自己改进的蒸汽机比旧式蒸汽机效率更高，需要一种定量比较“做功快慢”的指标，功率概念由此在工程实践中逐步形成。在瓦特之前，人们用“马力”比较动力机械的能力，1马力约等于735.5 W。1882年，后人以瓦特的名字命名功率单位，1W=1J/s。 特别提醒： （1）P=W/t是定义式，适用于任何电路；P=UI是计算式，是电学中计算电功率最常用的公式。 （2）电功率大表示做功快，但不一定做功多，还要看时间。 （3）不能把“电功率大”简单等同于“消耗电能多”。 【典例1】下列关于电功率的说法中，错误的是（　　） A．电功率是表示消耗电能多少的物理量 B．电功率是表示消耗电能快慢的物理量 C．用电器的电功率等于它在1s内所消耗的电能 D．瓦和千瓦都是电功率的单位，且1kW=1000W 【典例2】科学的发展离不开物理学家的突出贡献，为了纪念他们，常将他们的名字命名为物理量的单位；国际单位制中，人们以物理学家 的名字作为电流的单位，蒸汽机的改良者瓦特的名字被命名为 的单位。 探究二、常见用电器的电功率与千瓦时的来历 1. 常见用电器的电功率 用电器 电功率（约） 电子表 0.01 mW 计算器 0.5 mW 手电筒 0.5 W 排风扇 20 W 液晶电视机 100 W 台式计算机 200 W 电吹风机 500 W 吸尘器 800 W 家用空调 1000 W “天河一号”巨型计算机 4.04×106 W 不同用电器的电功率相差极大，从毫瓦到兆瓦跨越多个数量级。 2. 千瓦时的来历 由 W=Pt，若 P的单位取 kW，t的单位取h，则W的单位就是 kW⋅h。 1 kW⋅h=1 kW×1 h=1000 W×3600 s=3.6×106 J 即：1 kW·h 是电功率为 1 kW 的用电器工作 1 h 所消耗的电能。 特别提醒： （1）千瓦时不是新的物理量，而是由P和 t的单位组合得到的电功单位。 （2）计算电能时，若 P用 kW、t用 h，则 W的单位是 kW·h；若 P用 W、t用 s，则 W的单位是 J。 【典例3】小虎同学是班里出了名的“粗心大王”，以下是从他的物理课堂笔记中摘录的有关物理量的值，其中与实际不相符的是（　　） A．一台电吹风机正常工作时的电功率约为500 W B．手电筒中小灯泡灯丝的电阻约为1 kΩ C．一盏家用节能灯正常发光时的电流约为100  mA D．一块智能手机电池的电压约为3.7 V 【典例4】华为Mate60Pro手机搭载了我国自主研发芯片麒麟9000S5G处理器，拥有容量为5000mA•h，标称电压为4V的超大锂离子聚合物电池，支持50W无线超级快充，支持20W无线反向充电，极大方便了人们的使用。该手机电池充满电后可储存的电能为 J  ；若每次都将手机电池电量耗尽后再充满，一度电最多能让该手机充满电 次 ；手机“超级快充”技术中的“快”是指充电时的 大。 探究三、额定功率与实际功率 1. 额定电压与额定功率 （1）额定电压：用电器正常工作时的电压。 （2）额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率。 铭牌上标注的“220 V　100 W”表示该用电器的额定电压为220 V，额定功率为100 W。 2. 实际功率与额定功率的关系 实际电压与额定电压的关系 实际功率与额定功率的关系 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 可能烧毁 U实 < U额 P实 < P额 不能正常工作 3. 灯泡亮度由实际功率决定 灯泡的亮度不由额定功率决定，而由实际功率决定。实际功率越大，灯泡越亮。 4. 安全用电意识 用电器应在额定电压下工作；长期超过额定电压会缩短寿命甚至烧毁。 特别提醒： （1）额定功率是设计参数，实际功率是工作参数，二者不能混淆。 （2）“220 V 100 W”的灯泡接在110 V电路中，实际功率不是100W，也不是50W，而是约25W（假设电阻不变，由 P=U2/R计算）。 （3）比较灯泡亮度时，应比较实际功率，不能只看额定功率。 【典例5】两个小灯泡L1“6V，3W”、L2“6V，6W”串联后接,12V的电路中，下列说法正确的是（　　） A．两灯都能正常发光 B．两灯一样亮 C．L1较亮 D．电路消耗的电功率是9W 【典例6】小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他把一台如图甲所示的电热水器单独接入家庭电路，8：00时电能表表盘示数如图乙所示，8：30时电能表表盘示数如图丙所示。这段时间内电热水器消耗的电能为 kW•h；电热水器的实际功率为 W；则该段时间内小明家的电压 （选填“高于”、“等于”或“低于”）220V。 探究四、电功率公式的选用与综合计算 1. 基本公式 P=W/t P=UI 2. 纯电阻电路中的推导公式 由 P=UI和 I=U/R，得： P=I2R 由 P=UIP=UI 和 U=IRU=IR，得： P=U2/R 适用条件：P=I2R和 P=U2/R仅适用于纯电阻电路（如定值电阻、白炽灯正常工作时的灯丝可近似看作纯电阻）。 3. 公式选用策略 已知条件 选用公式 U、I P=UI I、R P=I2R U、R P=U2/R W、t P=W/t 【典例7】如图，电源两端电压为9V且保持不变，定值电阻R1阻值为18Ω，灯泡L标有“6V 3W”的字样。滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω。（不考虑温度对灯泡电阻的影响） (1)当开关S、S1、S2、S3都闭合，将滑动变阻器的滑片P移到最右端时，求电流表的示数； (2)当开关S、S1闭合，S2、S3断开，求小灯泡的实际功率。 【典例8】在跨学科实践活动中，小明设计了一款智能电热坐垫，如图所示，R1和R2均为电热丝，高温挡和低温挡的功率比为5∶1，R1＝220Ω。求： (1)电热坐垫正常工作时，处于低挡位的电流； (2)高挡位的额定功率； (3)R2的电阻。 【归纳整理】 第2节 电功率 【课堂练习】 1．关于电功、电功率，下列说法中正确的是（　　） A．电流做功越多，电功率越大 B．电流做功越快，电功越大 C．用电器消耗电能越多，电功率越大 D．用电器消耗电能越多，电功越大 2．下列说法中正确的是（　　） A．超导材料可应用于远距离输电线和制作滑动变阻器的电阻丝 B．实际电功率越大，说明消耗电能越快 C．说明导体的电阻与其两端的电压成正比，与通过它的电流成反比 D．电源提供电压，电压推动电荷定向移动形成电流，所以有电压一定有电流 3．同学们用如图所示的电路进行电学实验探究，下列说法中错误的是（    ） A．按电路图连接实物电路时，开关应是断开的 B．开关闭合前，滑片应滑到B端 C．闭合开关，如果灯泡不发光，一定是灯泡短路了 D．用此电路可研究灯泡实际电功率跟实际电压的关系 4．如图所示，电源电压不变，当开关S1、都闭合时，灯L正常发光，消耗的功率为9W；当开关、都断开时，灯L的功率为其额定功率的，消耗的功率为0.5W，已知，不考虑灯丝电阻变化。下列结论正确的是（　　） A． B． C．L的额定功率为6W D．当开关、都断开时，的电功率为4.5W 5．如图所示是体育课中测量肺活量的测试仪原理图，其中R1为定值电阻，气体传感器R2的电阻随气体压强的增大而减小，电源电压不变，闭合开关，如果吹的气越多，则（　　） A．电流表的示数变大 B．定值电阻R1消耗的电功率变小 C．传感器R2两端的电压变大 D．电路消耗的总功率变小 6．夏天同学在探究电功率影响因素的实验中，做了如图甲所示探究电功率与电压关系的实验与如图乙所示探究电功率与电流关系的实验，下列关于实验及结论说法正确的是（　　） A．甲图实验中，是通过电压表的示数大小反映电功率的大小 B．甲图实验中，应选择阻值不同的灯泡L1与L2来进行实验 C．乙图实验中，将两灯泡并联的目的是控制两灯的电流相同 D．通过实验可得结论，电功率与电流、电压、通电时间有关 7．小明家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个，将这三个用电器正常工作1小时消耗的电能绘制成了如图所示的柱状图。则下列说法中正确的是（　　） ①当这三个用电器正常工作时，电烤箱两端的电压最大 ②当这三个用电器正常工作时，电视机的电功率最小 ③当这三个用电器正常工作时，通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流 ④在一个月内，电烤箱消耗的电能一定比电饭锅消耗的电能多 A．②③ B．②④ C．①③ D．①②③ 8．如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2=20Ω，滑动变阻器R上标有“50Ω，0.5A”的字样，电压表V的量程为0~15V。当开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片在最左端时，电压表的示数为8V；当开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片在中点时，滑动变阻器R的功率为P=4W。以下描述正确的是（　　） A．电源电压U为12V B．定值电阻R1的阻值为20Ω C．当开关S、S2闭合，S1断开，在电路安全的前提下，电路总功率最大时，R的阻值为16Ω D．当开关S、S1闭合，S2断开时，在电路安全的前提下，电压表V的示数范围为10~15V 9．如图所示，将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在甲图中灯L1的功率9W，在乙图中灯L1的功率为16W（灯丝电阻不受温度影响），则甲、乙两图电路消耗的总功率之比是 。 10．甲灯标有“220V 22W”字样，它正常发光的电压为 伏，10小时内消耗的电能为 度；乙灯标有“220V 11W”字样，甲、乙均正常发光时， 灯更亮。 11．如图所示，电源电压恒为9V，灯泡L标有“6V，1.2W”字样。当滑动变阻器的滑片P移到中点时，灯泡L恰好正常发光（不考虑温度对灯丝电阻的影响），求： (1)灯泡L正常发光时的电阻； (2)滑动变阻器的最大阻值。 【课后反思】 本节课学习了电功率的物理意义、定义式和计算式，掌握了千瓦时的来历、额定功率与实际功率的区分，能在纯电阻电路中选用合适的公式进行计算。 反思：是否理解“电功率表示电流做功快慢”与“消耗电能多少”的区别？P=W/t和 P=UI的关系是否清楚？千瓦时的来历是否理解？额定功率与实际功率的区别是否掌握，能否分析实际电压变化时实际功率的变化？P=I2R和P=U2/R的适用条件是否清楚？计算中单位是否统一？还有哪些公式选用和计算容易出错？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 电功率 （导学案） 【学习目标】 1. 知道电功率表示电流做功的快慢，是电能转化或消耗快慢的物理量；知道电功率的定义式 P=W/tP=W/t 和计算式 P=UI，知道电功率的单位是瓦特（W），常用单位有千瓦（kW）、毫瓦（mW）；知道千瓦时的来历，能由 W=Pt解释“1 kW·h”的含义；知道用电器的额定电压和额定功率，能区分额定功率与实际功率。 2. 通过类比机械功率建立电功率概念，体会“用比值定义物理量”的方法；能由 P=W/t和W=UIt推导 P=UI；能在纯电阻电路中推导 P=I2R和P=U2/R；能分析额定功率与实际功率的关系，并利用电功率公式进行简单的综合计算。 3. 通过观察电能表铝盘转动的快慢与用电器种类的关系，感知“电流做功有快慢”；通过小灯泡在不同电压下亮度的变化，探究实际功率与电压的关系；能设计简单的测量方案，为下一节“测量小灯泡的电功率”作铺垫。 4. 通过常见用电器电功率数据的比较，形成对电功率“量”的直观认识；在额定功率与实际功率的辨析中养成“用电器应在额定电压下工作”的安全用电意识；结合瓦特改良蒸汽机的历史，体会科学概念与工程实践的相互推动。 【学习重点】 1. 电功率的物理意义、定义式 P=W/t和计算式 P=UI； 2. 额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的区分； 3. 电功率的简单计算及千瓦时来历的解释； 4. 纯电阻电路中 P=I2R和 P=U2/R的推导与选用。 【学习难点】 1. 理解“电功率表示电流做功快慢”，区分“消耗电能多少”与“消耗电能快慢”； 2. 额定功率与实际功率的关系及动态变化分析； 3. 在纯电阻条件下由 P=UI推导 P=I2R、P=U2/R，并能根据已知条件选择合适公式。 【自主预习】阅读教材《第2节 电功率》，完成以下问题： 1. 电功率是表示______的物理量，等于______与______之比，定义式是______。 2. 电功率的国际单位是______，符号是______；常用单位还有______和______，换算关系：1 kW =______W，1 W=______mW。 3. 由 W=UI和 P=W/t可推导出电功率的计算式 P=______，其中 U的单位是______，I的单位是______。 4. 千瓦时（度）是由公式______得到的：1 kW⋅h=1 kW×1 h =______________J。 5. 额定电压是指用电器______时的电压；额定功率是指用电器在______下工作时的功率。 6. 当实际电压等于额定电压时，实际功率______额定功率，用电器正常工作；当实际电压大于额定电压时，实际功率______额定功率，可能烧毁用电器；当实际电压小于额定电压时，实际功率______额定功率，用电器不能正常工作。灯泡的亮度由______决定。 7. 在纯电阻电路中，由 P=UI和欧姆定律可推导出 P = __________和 P =___________。 答案： 1.电流做功快慢；电功；时间；P=W/t 2.瓦特；W；千瓦（kW）；毫瓦（mW）；103；103 3. UI；V；A 4. W=Pt；3.6×106 5.正常工作；额定电压 6.等于；大于；小于；实际功率 7. I2R；U2/R 【课堂探究】 探究一、电功率的概念与公式 1. 电功率的物理意义 电能表铝盘转动的快慢不同，说明电流做功有快慢之分。电功率就是表示电流做功快慢的物理量，也就是表示电能消耗快慢的物理量。 2. 电功率的定义 电功率等于电功与时间之比： P=W/t 3. 电功率的单位 （1）国际单位：瓦特，符号 W，1W=1 J/s。 （2）常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW）。 （3）换算关系： 1 kW=103 W 1 W=103 mW 4. 电功率的计算式 由 W=UIt和 P=W/t，得： P=W/t=UIt/t=UI 即： P=UI 其中 U的单位是 V，I的单位是 A，P的单位是 W。 5. 历史附加信息 功率的单位“瓦特”是为了纪念英国科学家詹姆斯·瓦特（James Watt）在蒸汽机改进中的杰出贡献。瓦特为了说明自己改进的蒸汽机比旧式蒸汽机效率更高，需要一种定量比较“做功快慢”的指标，功率概念由此在工程实践中逐步形成。在瓦特之前，人们用“马力”比较动力机械的能力，1马力约等于735.5 W。1882年，后人以瓦特的名字命名功率单位，1W=1J/s。 特别提醒： （1）P=W/t是定义式，适用于任何电路；P=UI是计算式，是电学中计算电功率最常用的公式。 （2）电功率大表示做功快，但不一定做功多，还要看时间。 （3）不能把“电功率大”简单等同于“消耗电能多”。 【典例1】下列关于电功率的说法中，错误的是（　　） A．电功率是表示消耗电能多少的物理量 B．电功率是表示消耗电能快慢的物理量 C．用电器的电功率等于它在1s内所消耗的电能 D．瓦和千瓦都是电功率的单位，且1kW=1000W 【答案】A 【详解】 ABC．电功率表示电流做功快慢的物理量，等于电功与时间之比，用电器的电功率等于它在1s内消耗的电能，故A错误，符合题意，BC正确，不符合题意； D．较大的电功率用更大的单位：kW，较小的电功率用较小的单位W，且1kW=1000W，故D正确，不符合题意。 故选：A。 【典例2】科学的发展离不开物理学家的突出贡献，为了纪念他们，常将他们的名字命名为物理量的单位；国际单位制中，人们以物理学家 的名字作为电流的单位，蒸汽机的改良者瓦特的名字被命名为 的单位。 【答案】 安培 功率 【详解】 [1]电流的单位是安培，是为了纪念物理学家安培作出的巨大贡献。 [2]功率的单位是瓦特，是为了纪念物理学家瓦特为改良的蒸汽机等作出了巨大贡献。 探究二、常见用电器的电功率与千瓦时的来历 1. 常见用电器的电功率 用电器 电功率（约） 电子表 0.01 mW 计算器 0.5 mW 手电筒 0.5 W 排风扇 20 W 液晶电视机 100 W 台式计算机 200 W 电吹风机 500 W 吸尘器 800 W 家用空调 1000 W “天河一号”巨型计算机 4.04×106 W 不同用电器的电功率相差极大，从毫瓦到兆瓦跨越多个数量级。 2. 千瓦时的来历 由 W=Pt，若 P的单位取 kW，t的单位取h，则W的单位就是 kW⋅h。 1 kW⋅h=1 kW×1 h=1000 W×3600 s=3.6×106 J 即：1 kW·h 是电功率为 1 kW 的用电器工作 1 h 所消耗的电能。 特别提醒： （1）千瓦时不是新的物理量，而是由P和 t的单位组合得到的电功单位。 （2）计算电能时，若 P用 kW、t用 h，则 W的单位是 kW·h；若 P用 W、t用 s，则 W的单位是 J。 【典例3】小虎同学是班里出了名的“粗心大王”，以下是从他的物理课堂笔记中摘录的有关物理量的值，其中与实际不相符的是（　　） A．一台电吹风机正常工作时的电功率约为500 W B．手电筒中小灯泡灯丝的电阻约为1 kΩ C．一盏家用节能灯正常发光时的电流约为100  mA D．一块智能手机电池的电压约为3.7 V 【答案】B 【详解】A．一台电吹风机正常工作时的电功率为500 W左右，故A不符合题意； B．一般电压为2.5V，电流为0.3A ，所以正常工作的电阻为8.3Ω，故B符合题意； C．一盏家用节能灯正常发光时的电流约为 故C不符合题意； D．一节干电池的电压为1.5V，一块智能手机电池的电压为3.7 V左右，故D不符合题意。 故选：B。 【典例4】华为Mate60Pro手机搭载了我国自主研发芯片麒麟9000S5G处理器，拥有容量为5000mA•h，标称电压为4V的超大锂离子聚合物电池，支持50W无线超级快充，支持20W无线反向充电，极大方便了人们的使用。该手机电池充满电后可储存的电能为 J  ；若每次都将手机电池电量耗尽后再充满，一度电最多能让该手机充满电 次 ；手机“超级快充”技术中的“快”是指充电时的 大。 【答案】 72000 50 电功率 【详解】 [1]该手机电池充满电后可储存的电能为 [2]一度电最多能让该手机充满电的次数为 则一度电最多能让该手机充满电的次数为50次。 [3]手机“超级快充”技术中的快指充电快，所用时间短，根据可知充电时的电功率大。 探究三、额定功率与实际功率 1. 额定电压与额定功率 （1）额定电压：用电器正常工作时的电压。 （2）额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率。 铭牌上标注的“220 V　100 W”表示该用电器的额定电压为220 V，额定功率为100 W。 2. 实际功率与额定功率的关系 实际电压与额定电压的关系 实际功率与额定功率的关系 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 可能烧毁 U实 < U额 P实 < P额 不能正常工作 3. 灯泡亮度由实际功率决定 灯泡的亮度不由额定功率决定，而由实际功率决定。实际功率越大，灯泡越亮。 4. 安全用电意识 用电器应在额定电压下工作；长期超过额定电压会缩短寿命甚至烧毁。 特别提醒： （1）额定功率是设计参数，实际功率是工作参数，二者不能混淆。 （2）“220 V 100 W”的灯泡接在110 V电路中，实际功率不是100W，也不是50W，而是约25W（假设电阻不变，由 P=U2/R计算）。 （3）比较灯泡亮度时，应比较实际功率，不能只看额定功率。 【典例5】两个小灯泡L1“6V，3W”、L2“6V，6W”串联后接,12V的电路中，下列说法正确的是（　　） A．两灯都能正常发光 B．两灯一样亮 C．L1较亮 D．电路消耗的电功率是9W 【答案】C 【详解】 ABC．灯泡L1的电阻 灯泡L2的电阻 两灯泡串联，通过两灯泡的电流相等，由可知，灯泡L1两端的电压大，由可知，两灯都不能正常发光，灯泡L1较亮，故C正确，AB错误； D．电路消耗的电功率 故D错误。 故选：C。 【典例6】小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他把一台如图甲所示的电热水器单独接入家庭电路，8：00时电能表表盘示数如图乙所示，8：30时电能表表盘示数如图丙所示。这段时间内电热水器消耗的电能为 kW•h；电热水器的实际功率为 W；则该段时间内小明家的电压 （选填“高于”、“等于”或“低于”）220V。 【答案】 0.7 1400 低于 【详解】 [1]由电能表表盘的示数可知该段时间内电热水器消耗的电能W=3024.3kW•h-3023.6kW•h=0.7 kW•h [2][3]由电功率公式可得电热水器的实际功率 因为实际功率低于额定功率，由可知，该段时间内小明家的电压低于220V。 探究四、电功率公式的选用与综合计算 1. 基本公式 P=W/t P=UI 2. 纯电阻电路中的推导公式 由 P=UI和 I=U/R，得： P=I2R 由 P=UIP=UI 和 U=IRU=IR，得： P=U2/R 适用条件：P=I2R和 P=U2/R仅适用于纯电阻电路（如定值电阻、白炽灯正常工作时的灯丝可近似看作纯电阻）。 3. 公式选用策略 已知条件 选用公式 U、I P=UI I、R P=I2R U、R P=U2/R W、t P=W/t 【典例7】如图，电源两端电压为9V且保持不变，定值电阻R1阻值为18Ω，灯泡L标有“6V 3W”的字样。滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω。（不考虑温度对灯泡电阻的影响） (1)当开关S、S1、S2、S3都闭合，将滑动变阻器的滑片P移到最右端时，求电流表的示数； (2)当开关S、S1闭合，S2、S3断开，求小灯泡的实际功率。 【答案】(1)0.8A (2)1.08W 【详解】 （1）当开关S、S1、S2、S3都闭合，将滑动变阻器的滑片P移到最右端时，定值电阻R1和R2最大阻值并联，电流表测量干路电流。根据并联电路特点和欧姆定律，此时通过R1的电流为 通过R2的电流为 根据并联电路电流规律，电流表的示数为 I＝I1+I2＝0.5A+0.3A＝0.8A （2）当开关S、S1闭合，S2、S3断开，定值电阻R1和灯泡L串联，灯泡的电阻 则此时电路中的电流为 则小灯泡的实际功率为 【典例8】在跨学科实践活动中，小明设计了一款智能电热坐垫，如图所示，R1和R2均为电热丝，高温挡和低温挡的功率比为5∶1，R1＝220Ω。求： (1)电热坐垫正常工作时，处于低挡位的电流； (2)高挡位的额定功率； (3)R2的电阻。 【答案】(1)1A (2)1100W (3)55Ω 【详解】 S1、S2均闭合时，两电阻并联，只闭合S1时，为R1的简单电路，根据并联电阻的规律，只闭合S1时电路的电阻大，由可知，电路的电功率小，为低温挡，S1、S2均闭合时，为高温挡。电热坐垫正常工作时，处于低挡位的电流为 低挡位的额定功率为 高温挡和低温挡的功率比为5：1，即，因此高挡位的额定功率为 高温挡时电路总电流为 通过R2的电流为 R2的电阻为 【归纳整理】 第2节 电功率 【课堂练习】 1．关于电功、电功率，下列说法中正确的是（　　） A．电流做功越多，电功率越大 B．电流做功越快，电功越大 C．用电器消耗电能越多，电功率越大 D．用电器消耗电能越多，电功越大 【答案】D 【详解】A．电功率是表示电流做功快慢的物理量，其大小与做功多少和做功时间都有关系，故A错误； B．电流做功越快，电功率越大，在不确定做功时间的情况下，做功快的用电器，电流做功不一定多，故B错误； C．用电器消耗电能越多，则电流做功越多，在做功时间不确定的情况下，电功率不一定大，故C错误； D．用电器消耗电能越多，则电流做功越多，也就是说电功越大，故D正确。 故选：D。 2．下列说法中正确的是（　　） A．超导材料可应用于远距离输电线和制作滑动变阻器的电阻丝 B．实际电功率越大，说明消耗电能越快 C．说明导体的电阻与其两端的电压成正比，与通过它的电流成反比 D．电源提供电压，电压推动电荷定向移动形成电流，所以有电压一定有电流 【答案】B 【详解】 A．超导材料电阻为零，滑动变阻器的作用是可以改变接入电路中的电阻，所以制作滑动变阻器的电阻丝不能用超导材料，故A错误； B．电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量，即用电器的电功率越大，它消耗电能越快，故B正确； C．导体的电阻是导体的一种性质，与导体中的电流、导体两端的电压大小无关，故C错误； D．虽然电压是推动自由电荷发生定向移动形成电流的原因，但是若只有电压，电路断开也不会形成电流，所以有电压不一定有电流，故D错误。 故选：B。 3．同学们用如图所示的电路进行电学实验探究，下列说法中错误的是（    ） A．按电路图连接实物电路时，开关应是断开的 B．开关闭合前，滑片应滑到B端 C．闭合开关，如果灯泡不发光，一定是灯泡短路了 D．用此电路可研究灯泡实际电功率跟实际电压的关系 【答案】C 【详解】 A．连接线路时，应该先将开关断开，以免瞬间电流过大，损坏电器元件，故A正确，不符合题意； B．在实验开关闭合前，应该将滑片P移到阻值最大端，即B端，故B正确，不符合题意； C．开关闭合灯泡不亮，可能是灯泡断路，故C错误，符合题意； D．由题意及图可得，电路中电压表测小灯泡实际电压，电流表测通过小灯泡的电流，所以此电路可研究灯泡实际电功率跟实际电压的关系，故D正确，不符合题意。 故选：C。 4．如图所示，电源电压不变，当开关S1、都闭合时，灯L正常发光，消耗的功率为9W；当开关、都断开时，灯L的功率为其额定功率的，消耗的功率为0.5W，已知，不考虑灯丝电阻变化。下列结论正确的是（　　） A． B． C．L的额定功率为6W D．当开关、都断开时，的电功率为4.5W 【答案】C 【详解】 ABC．由电路图知，当两个开关都闭合时，灯L、R1、R2并联在电路中，此时灯L正常发光，即电源电压等于灯L的额定电压。R1消耗的功率为9W，据得 ① 则灯的额定功率 所以 ② 两个开关都断开时，灯L和两个电阻串联在电路中。灯的功率等于额定功率的，灯丝电阻变化不考虑，据得 所以，据串联电路的电压特点知，R1和R2两端的总电压 据分压特点有 所以 RL=R1+R2③ 此时电路的总电阻 R总=RL+R1+R2R2消耗的功率 所以 即 ④ 联合②③④三式得 解得或R1=2R2。由题意知R1>R2，所以R1=2R2。则 R1:R2=2:1 把R2=2R2代入③得 把RL及R1代入②式 解得P额=6W。故AB错误，C正确； D．两个开关都断开时，三个用电器串联，R1、R2两端的总电压为，据串联电路的分压特点有 解得。此时，R1的电功率 ⑤ 联合①⑤两式得，P1=1W。故D错误。 故选：C。 5．如图所示是体育课中测量肺活量的测试仪原理图，其中R1为定值电阻，气体传感器R2的电阻随气体压强的增大而减小，电源电压不变，闭合开关，如果吹的气越多，则（　　） A．电流表的示数变大 B．定值电阻R1消耗的电功率变小 C．传感器R2两端的电压变大 D．电路消耗的总功率变小 【答案】A 【详解】AC．由电路图可知R1与气体传感器串联，电流表测电路电流；若吹的气越多，气压越大，则气体传感器的电阻越小，电路的总电阻越小，由可知，电路中电流越大，即电流表的示数变大，由可知定值电阻的电压增大，由串联电路电压特点可知传感器R2的电压变小，故A符合题意，C不符合题意； B．因电路中电流变大，由可知，定值电阻R1消耗的电功率变大，故B不符合题意； D．电源电压不变，电路中电流变大，由可知电路中消耗的总功率变大，故D不符合题意。 故选：A。 6．夏天同学在探究电功率影响因素的实验中，做了如图甲所示探究电功率与电压关系的实验与如图乙所示探究电功率与电流关系的实验，下列关于实验及结论说法正确的是（　　） A．甲图实验中，是通过电压表的示数大小反映电功率的大小 B．甲图实验中，应选择阻值不同的灯泡L1与L2来进行实验 C．乙图实验中，将两灯泡并联的目的是控制两灯的电流相同 D．通过实验可得结论，电功率与电流、电压、通电时间有关 【答案】B 【详解】 A．甲图实验中，我们可以通过观察小灯泡的亮度来判断灯泡功率的大小，灯泡越亮，电功率越大。故A错误； B．为使实验结论更具有普遍性，得出正确结论，甲图实验中，应选择阻值不同的灯泡L1与L2来进行实验。故B正确； C．乙图实验中，将两灯泡并联的目的是控制两灯两端的电压相同。故C错误； D．电动率与电压和电流有关，与通电时间无关。故D错误。 故选：B。 7．小明家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个，将这三个用电器正常工作1小时消耗的电能绘制成了如图所示的柱状图。则下列说法中正确的是（　　） ①当这三个用电器正常工作时，电烤箱两端的电压最大 ②当这三个用电器正常工作时，电视机的电功率最小 ③当这三个用电器正常工作时，通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流 ④在一个月内，电烤箱消耗的电能一定比电饭锅消耗的电能多 A．②③ B．②④ C．①③ D．①②③ 【答案】A 【详解】 ①．由题意可知，三个用电器的额定电压相同，根据额定电压下用电器正常工作可知，三个用电器正常工作时的电压相等，故①错误； ②．由图可知，工作1小时，电烤箱消耗的电能最多，电视机消耗的电能最少，由可知，电烤箱的电功率最大，电视机的电功率最小，故②正确； ③．由于三个用电器正常工作时的电压相等，电烤箱的电功率最大，电视机的电功率最小，由可知，当这三个用电器正常工作时，通过电烤箱的电流最大，通过电视机的电流最小，故③正确； ④．由公式可知，消耗电能的多少与电功率大小和时间长短有关，在一个月内，小明家三种用电器的使用时间t的关系不确定，电烤箱消耗的电能不一定比电饭锅消耗的电能多，故④错误。 综上，故A正确，BCD错误。 故选：A。 8．如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2=20Ω，滑动变阻器R上标有“50Ω，0.5A”的字样，电压表V的量程为0~15V。当开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片在最左端时，电压表的示数为8V；当开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片在中点时，滑动变阻器R的功率为P=4W。以下描述正确的是（　　） A．电源电压U为12V B．定值电阻R1的阻值为20Ω C．当开关S、S2闭合，S1断开，在电路安全的前提下，电路总功率最大时，R的阻值为16Ω D．当开关S、S1闭合，S2断开时，在电路安全的前提下，电压表V的示数范围为10~15V 【答案】C 【详解】 A．当开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片在中点时，此时是R2和滑动变阻器串联，滑动变阻器R的功率为P=4W，根据可得，此时电路中的电流为 电源电压U为 故A错误； B．当开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片在最左端时，R1和滑动变阻器串联， 此时电路中的电流为 定值电阻R1的阻值为 故B错误； C．当开关S、S2闭合，S1断开，R2和滑动变阻器串联，滑动变阻器R上标有“50Ω，0.5A”，R2两端电压为 因此在电路安全的前提下，电路中的最大电流可为0.5A，此时电路总功率最大。此时滑动变阻器两端电压为 R的阻值为 故C正确； D．当开关S、S1闭合，S2断开时，R1和滑动变阻器串联，电压表测量R1两端电压，当滑动变阻器接入最大阻值时，电路总电阻最大，电流最小，电压表V的示数最小，由可得此时R1两端电压 由电压表V的量程为0~15V可知，电压表V的示数最大为15V，即在电路安全的前提下，电压表V的示数范围为8~15V，故D错误。 故选：C。 9．如图所示，将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在甲图中灯L1的功率9W，在乙图中灯L1的功率为16W（灯丝电阻不受温度影响），则甲、乙两图电路消耗的总功率之比是 。 【答案】3∶16 【详解】 如图，甲中L1、L2串联，乙中L1、L2并联。由知， 解得，由串联电路中电压的规律知，L2两端电压为 由串联分压原理知，L2的阻值为 甲图中电路中的电流为 乙图中干路的电流为 所以甲、乙两图电路消耗的总功率之比为 10．甲灯标有“220V 22W”字样，它正常发光的电压为 伏，10小时内消耗的电能为 度；乙灯标有“220V 11W”字样，甲、乙均正常发光时， 灯更亮。 【答案】 220 0.22 甲 【详解】 [1]灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，故甲灯正常发光的电压为220V。 [2]甲灯泡正常发光时消耗的电功率为22W；由可得，10h消耗电能为 W=Pt=0.022kW×10h=0.22kW⋅h=0.22度 [3]灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，当灯泡正常工作时的实际功率和额定功率相等，由铭牌可知，甲灯泡的实际功率大、灯泡更亮。 11．如图所示，电源电压恒为9V，灯泡L标有“6V，1.2W”字样。当滑动变阻器的滑片P移到中点时，灯泡L恰好正常发光（不考虑温度对灯丝电阻的影响），求： (1)灯泡L正常发光时的电阻； (2)滑动变阻器的最大阻值。 【答案】(1)30Ω (2)30Ω 【详解】 （1）由电路图可知，灯泡L和滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片P移到中点时，灯泡L恰好正常发光，串联电路各处电流相等，由可得，电路中的电流 由欧姆定律可得，灯泡的阻值 （2）串联电路总电压等于各部分电压之和，灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压 由欧姆定律可得，滑动变阻器接入电路的阻值 则滑动变阻器的最大阻值为 【课后反思】 本节课学习了电功率的物理意义、定义式和计算式，掌握了千瓦时的来历、额定功率与实际功率的区分，能在纯电阻电路中选用合适的公式进行计算。 反思：是否理解“电功率表示电流做功快慢”与“消耗电能多少”的区别？P=W/t和 P=UI的关系是否清楚？千瓦时的来历是否理解？额定功率与实际功率的区别是否掌握，能否分析实际电压变化时实际功率的变化？P=I2R和P=U2/R的适用条件是否清楚？计算中单位是否统一？还有哪些公式选用和计算容易出错？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $