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(共30张PPT)
专题2　电功　电功率
必备知识 夯根基
重点难点 释疑难
聚焦湖南中考 模拟
思维导图 建体系
思维导图 建体系
必备知识 夯根基
一、电能和电功
1.电能:
(1)利用:把电能转化为______________的能。
(2)单位及换算:1度=_______kW·h=____________J。
(3)电能表:计量一段时间消耗的电能。这段时间起始和结束时两次示数_______
就是这段时间的用电量。
　其他形式　
　1　
　3.6×106　
　之差
2.电功:
(1)实质:电能 ______________的能。电功的多少__________电能转化为其他形式的能的多少。
(2)大小:电流做功的大小与电流的大小、电压、通电时间有关,电压越高,电流越大,通电时间越长,用电器做功就__________。
(3)计算公式:___________。
　其他形式　
　等于　
　越多　
　W=UIt　
二、电功率
1.定义:__________与__________之比。
2.计算公式:P=_____=________。
3.单位及换率:1 W=_______V·A,1 kW=________W。
4.额定功率、额定电压:
(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电功率。
(3)实际功率:用电器在______________下的电功率。
　电功　
　时间　
　
　UI　
　1　
　103　
　实际电压　
(4)实际电压、实际功率、灯泡亮度的关系:
电　压 功　率 灯泡亮度
U实>U额 P实>P额 灯泡偏________
U实U实=U额 P实=P额 灯泡______________
　亮　
　暗　
　正常发光　
【教材图片解读】
【填一填】电学综合
小明在只使用电暖器取暖时,发现电能表的示数在4 h 内由甲图变为乙图,电暖器的铭牌如图丙。
(1)在4 h内,电暖器消耗的电能为________kW·h,应付电费_________元。[电费价格按 0.55元/(kW·h)计算]
(2)这个电暖器正常工作时的电流是___________,电阻是___________。
(3)在200 V的电压下电暖器的实际功率是_____________。(按电阻不变计算)
　3.8　
　2.09　
　3.64 A　
　60.5 Ω　
　661.2 W　
重点难点 释疑难
考点　 电功、电功率的计算
【示范题】(2025·岳阳模拟)如图所示电路,电源电压保持不变,定值电阻R0的阻值为10 Ω,小灯泡L标有“6 V　3.6 W”(电阻不随温度而变化),滑动变阻器R标有
“30 Ω　1 A”,电流表的测量范围为0~3 A。当S闭合,S1、S2断开,滑片P移到距R最右端处时,小灯泡正常发光。不考虑温度对灯丝电阻的影响,求:
(1)小灯泡的电阻RL;
(2)通电10 s电路消耗的电能;
(3)在保证电路安全的前提下,任意调整开关S、S1、S2的开闭
状态,并移动变阻器的滑片P,电路消耗总功率的最小值与最大
值之比。
解:(1)小灯泡的电阻:RL===10 Ω
(2)当S闭合,S1、S2断开,R和L串联,滑片P处于R的处时:R'=×30 Ω=10 Ω
滑动变阻器的阻值与小灯泡的电阻相同,根据串联分压的特点,故UL=UR=6 V,则电源电压U总=6 V+6 V=12 V。
串联电路的电流:I===0.6 A
则通电10 s消耗的电能:
W=UIt=12 V×0.6 A×10 s=72 J
(3)要保证电路安全,分析电路可得,当闭合开关S、S1和S2时,且通过滑动变阻器的电流为1 A时,干路电流最大。
此时通过R0的电流:I0===1.2 A
干路最大电流:Imax=1 A+1.2 A=2.2 A<3 A
电路消耗的最大功率:
Pmax=UImax=12 V×2.2 A=26.4 W
S闭合,S1、S2都断开,R与L串联,当灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时,电路电流最小,电路最小电流:
Imin===0.3 A
电路消耗的最小功率:
Pmin=UImin=12 V×0.3 A=3.6 W
则电路消耗总功率的最小值与最大值之比Pmin:Pmax=3.6 W∶26.4 W=3∶22。
【提分必备】
项目 电功 电功率 适用条件 基本 公式 W=Pt P= 适用于各种电路 W=UIt P=UI 推导 公式 W=t P= 并联 只适用于纯电阻电路(电能全部转化为内能)
W=I2Rt P=I2R 串联 总功与 总电功率 的计算 不论是串联电路,还是并联电路,总有: W总=W1+W2+W3+…… P总=P1+P2+P3+…… 【变式训练】(2025·广东中考)小明设计了可改变灯泡亮度的电路,如图,电源电压U为6 V,灯泡L标有“6 V　0.5 A”。定值电阻R的阻值为12 Ω。
(1)S2拨到1处时,闭合开关S1,求L的电功率。
(2)S2拨到2处时,闭合开关S1,电流表示数为0.3 A,求:
①R两端的电压;
②L工作100 s消耗的电能。
解:(1)当S2拨到1处时,闭合开关S1,电路中只有灯泡L工作,由题意可知此时通过灯L的电流为0.5 A。
L的电功率:PL=ULIL=6 V×0.5 A=3 W。
(2)当S2拨到2处时,闭合开关S1,灯泡L与电阻R串联。
①由I=可得:R两端的电压:
UR=I1R=0.3 A×12 Ω=3.6 V。
②小灯泡L此时两端的电压:
UL'=U-UR=6 V-3.6 V=2.4 V;
L工作100 s消耗的电能:
W=UL'I1t=2.4 V×0.3 A×100 s=72 J。
聚焦湖南中考 模拟
基础达标
题组1　额定功率和实际功率的理解
1.(2025·长沙二模)小一经过调查发现如果将学校内100 W的白炽灯更换为同等亮度的12 W的LED灯,仅此一项一天就能节约电能100 kW·h。下列说法正确的是( )
A.学校节约的电能相当于1 000只100 W的白炽灯正常工作一小时消耗的电能
B.由于LED灯与白炽灯正常工作时的亮度相当,此时它们的电功率相等
C.100 W的白炽灯正常工作时一定比12 W的LED灯正常工作时消耗的电能慢
D.100 W的白炽灯正常工作时一定比12 W的LED灯正常工作时消耗的电能多
A
2.(2022·衡阳中考)某商场有甲、乙两种容积相同的电热水壶,甲标有“220 V　800 W”的字样,乙标有“220 V　1 500 W”的字样,若家庭电路的电压是220 V,室内插座的额定电流是5 A,用该插座给电热水壶供电,从安全用电的角度考虑,应选购________(选填“甲”或“乙”)电热水壶,选择的理由是______________________
______________。
　甲　
　乙的额定电流大于插座
的额定电流　
题组2　动态电路的分析与计算
3.(2025·娄底模拟)在食品发酵装置中,常用智能温控器来控制温度,其简化电路图如图甲所示,电源电压恒为12 V,R2为10 Ω的定值电阻,R1为温控传感器,其阻值随温度变化的关系图像如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.温控电阻R1的阻值随温度的升高而增大
B.当环境温度升高时,电路消耗的总功率不变
C.当电流表示数为0.4 A时,环境温度为20 ℃
D.当环境温度为20 ℃时,电路消耗的总功率为2.4 W
D
4.(2023·邵阳中考)如图所示,电源电压为4.5 V保持不变,电流表的测量范围为0~0.6 A,电压表的测量范围为0~3 V,灯泡L标有“3 V　1.5 W”字样(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器R标有“20 Ω　1 A”字样。将滑片P置于中点位置,闭合开关S,在保证电路安全的情况下,下列判断正确的是( )
A.滑片P向左移动过程中,滑动变阻器消耗的电功率一直变大
B.滑片P向左移动过程中,滑动变阻器消耗的电功率先变大后变小
C.滑片P向右移动过程中,滑动变阻器消耗的电功率一直变大
D.滑片P向右移动过程中,滑动变阻器消耗的电功率先变大后变小
B
题组3　电功、电功率的计算
5.(2024·湖南中考)小明给爷爷房间设计了一个夜灯工作的电路模型,如图所示。电源电压恒为6 V,地灯L1标有“6 V　3 W”字样,床灯L2标有“6 V　6 W”字样。
(1)闭合开关S1,断开开关S2,灯　　发光;
(2)求L2正常工作时的电阻R2;
(3)闭合开关S1、S2,求整个电路工作1 min消耗的电能。
解:(1)由图可知,闭合开关S1,断开开关S2,灯L1接通电路,所以L1发光。
答案:L1
(2)由题意知,床灯L2标有“6 V　6 W”字样,根据P=可知,R2的阻值为R2===6 Ω
(3)闭合开关S1、S2,两个灯泡并联,根据并联电路电压的特点可知,两个灯泡两端的电压均为6 V,因此均正常发光,因此整个电路工作1 min消耗的电能
W=P总t=(P1+P2)t=(3 W+6 W)×60 s=540 J。
6.(2023·常德中考)在图甲所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30 Ω,闭合开关S,两电流表的指针均指在表盘正中间位置如图乙所示。
(1)求电源电压U;
(2)求电阻R2的功率;
(3)现用电阻R替换原来的两个电阻中的一个,发现替换前后只有一个电流表的示数发生了变化,且电路的总功率变化了1.2 W。求电阻R的阻值(结果保留1位小数)。
解:由图甲可知,两电阻并联,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测干路电流;
(1)由并联电路的电流特点可知,干路电流大于支路电流,A2的示数应大于A1的示数,因此A2选用大量程,A1选用小量程;由图乙可知,A1的分度值为0.02 A,示数为0.3 A,A2的分度值为0.1 A,示数为1.5 A,由并联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:
U=U2=U1=I1R1=0.3 A×30 Ω=9 V;
(2)由并联电路的电流特点可知,通过R2的电流:
I2=I-I1=1.5 A-0.3 A=1.2 A,
则电阻R2的功率:P2=U2I2=9 V×1.2 A=10.8 W;
(3)由于替换前后只有一个电流表的示数发生了变化,由并联电路的特点可知,此时无论更换哪个电阻,干路电流一定会发生变化,则A1的示数不能发生变化。因此被替换的电阻为R2,通过R1的电流不变;
原来电路的总功率:P=UI=9 V×1.5 A=13.5 W,
则更换后电路的总功率:
P'=P+ΔP=13.5 W+1.2 W=14.7 W
或P″=P-ΔP=13.5 W-1.2 W=12.3 W。
当P'=14.7 W时,由P=UI可知,干路电流:I'== A,
由并联电路的电流特点可知,此时通过R的电流:IR=I'-I1= A,由欧姆定律可知,电阻R的阻值:R=≈6.8 Ω;
当P″=12.3 W时,干路电流:I″== A,
此时通过R的电流:IR'=I″-I1= A,
电阻R的阻值:R'=≈8.4 Ω;
因此电阻R的阻值为6.8 Ω或8.4 Ω。
能力提升
7.(2025·株洲二模)如图1电路,电源电压不变,L为灯泡,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,滑片置于A点时灯泡正常发光,向某一方向移动滑片,当滑片从A点滑到某一端点B的过程中(A、B两点图中未标出),电流表示数与两电压表示数变化关系如图2所示。求:
(1)滑动变阻器R2的最大阻值为__________。
(2)灯泡正常发光时的功率为___________。
(3)滑片在A点时,R1的电功率为___________。
　50 Ω　
　3.6 W　
　1.8 W　
8.(2023·永州中考)如图所示,电源电压恒为3 V,小灯泡标有“2.5 V　1.25 W”(设小灯泡电阻不变),滑动变阻器的最大阻值为20 Ω。
(1)求小灯泡正常发光时的电流;
(2)求小灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)求小灯泡正常发光时电路的总功率;
(4)在保证电路安全的前提下,移动滑动变阻器的滑片P
至某一位置,此时滑动变阻器的功率最大,求滑动变阻器的最大功率。
解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中电流。
(1)灯泡正常发光时的电流:IL==0.5 A,
(2)灯泡正常发光时的电阻:RL==5 Ω,
串联电路中各处的电流相等,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路的阻值:R=-RL=1 Ω;
(3)小灯泡正常发光时电路的总功率:
P=UIL=3 V×0.5 A=1.5 W;
(4)滑动变阻器的电功率等于电路总功率与灯泡的功率之差,即:P'=UI-I2RL=3 V
×I-I2×5 Ω,根据抛物线的性质可得当I=0.3 A时,此时滑动变阻器接入电路的电阻:RP=-RL=5 Ω<20 Ω,
滑动变阻器的电功率最大,最大为:P'=0.45 W。
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