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第十七章 电功率
【中考透视 明确航向】
电功率这部分内容是中考物理考查的重点之一.综观近几年各地的中考试卷，本部分考查的热点之一是综合运用欧姆定律、电功率计算公式及串、并联电路的特点等分析解决实际问题的能力，如实际功率问题，多档电热器问题等，题型多是计算题或综合题；热点之二是围绕“测定小灯泡功率”实验考查实物图的连接、电路故障的排除、实验数据的分析等；热点之三是根据w=pt解决电能消耗、节约用电等一些实际生活问题，题型一般是分析计算题或填空题.
【典例探究 提炼技法】考点一：电功的测量仪器——电能表
命题角度1：电能表的读数
(
【解法技巧】
用电器在一段时间内消耗的电能等于电能表在该段时间内初、末两次示数之差。
注意：
电能表最后一个窗格里的数字是小数部分，其他窗格里的数字为整数部分，示数的计量单位是kW.h。其中
1kW.h=3.6×10
6
J。
)
【例1】：一天小明家中的IC电能表上的余额用完了，电能表便切断了电路，小明的父亲将存有300元的IC卡插入电能表，电路又接通了，此时电能表的示数为，小明家所在地每度电的电费是0.6元，300元电费可用电kW h，为防止电能表再次切断电路，小明家应在电能表的示数为前为IC卡电能表充值．
命题角度2：根据电能表参数求电表容量或测电功率
(
【解法技巧】
①电能表的容量等于P
max总
=220V×额定最大电流。②
利用公式W=Pt和电能表的“nrevs/（kW.h）”参数测用电器的电功率时，先求出n转时所消耗的电能，然后再利用P=W/t进行求解。
注意：
利用P=W/t计算时要注意单位统一和对应，即电功用kWh(或J)时，对应的电功率和时间的单位分别是kW(W)和h（s）。其中1kWh=3.6×10
6
J。
)
【例2】：小宇同学学习了电能的知识后，回到家里观察电能表．小宇家的电能表如图所示，则小宇家里所有用电器同时工作时的总功率不得超过　 W；若小宇只让家中的热水器工作，经过30s，电能表的转盘转了30转，则该用电器的功率是　 　W．
考点二：根据电池容量利用W=UIt求其贮存的电能
(
【解法技巧】
①
首先理清电池或充电宝的容量的含义：电池容量，是指电池存储电量的大小，即放电电流与放电时间的乘积，单位是“mA.h”
（
在衡量大容量电池如铅蓄电池时，为方便起见，一般用“A.h”来表示，1Ah=1000mA.h
）
；
②
电池所储存的电能在数值上等于电池电压与容量的乘积，即W=UIt.
注意：
计算时公式中的单位要统一，即W-J、U-V、I-A、t-s。
)
【例3】：某品牌手机充电宝，上面标有电压为5V，容量为12000mA h，它充满电后，可以储存的电能是 J，在充电过程中，将电能转化为 能储存．
考点三：定性比较电功率大小
(
【解法技巧】
（1）.首先通过审题，挖掘隐含条件.当题中出现“用电器的铭牌”、“正常工作”等信息时，据此信息不但可知用电器的的额定电压和额定功率值的大小，还可以求出额定电流和电阻（或直接根据R=U
额
2
/P
额
求电阻）.
(2).采用控制变量法选择电功率公式：①单一用电器在不同状态时消耗的电功率：由于不变量是用电器的电阻，可根据变量是U或I分别选择公式P=U
2
/R和P=I
2
R进行比较电功率；②串、并联电路中两用电器消耗电功率：由于变量是电阻，对于串联电路，因电流相等，可利用P=I
2
R比较；对于并联电路，因电压相等，可利用P=U
2
/R比较；
注意：
①用电功率公式时，各物理量要做到“对应”：一是同体性；二是同时性.另外，推导公式P=U
2
/R和P=I
2
R仅适用于纯电阻电路.②灯泡亮度由实际消耗的功率决定.在有关小灯泡的电功率的计算中，通常认为其电阻是不随温度变化的.根据公式P=U
2
/R可知，电阻一定时，实际电压变为额定电压
的
“n
”
倍
，
功率就会变为原来
的
“n
2
”
倍
.
如实际电压为额定电压的一半
，
则实际功率为额定功率的1/4.电阻R是连接额定与实际的“桥梁”.
)
【例4】：一个标有“220V 100W”的电热器，当它接入电压为230V的电路时，它的实际功率（　　）
A．大于100W B．等于100W C．小于100W D．条件不足，无法判断
【例5】：一个“36V 40W”的电灯接入某电路后，林芳测得通过它的电流为1A，那么该灯的实际功率是（　　）
A．等于40W B．大于40W C．小于40W D．无法确定
【例6】：标有“220V 40W”的灯泡甲和“220V 100W”的灯泡乙，其灯丝长短相同，可发现　 　灯泡的灯丝较粗；若将这两个灯泡串联在220V的电源上，则　　 灯泡更亮一些（以上两空选填“甲”或“乙”）．
考点四：用电器电功率的估算
(
【解法技巧】
①首先要熟记常见家用电器的额定功率的大小；②根据已知条件通电时间t和电功的大小（或消耗的电能）选用
求电功率大小；最后对号入座锁定答案。
注意：
利用P=W/t计算时要注意单位统一和对应，即电功用kWh(或J)时，对应的电功率和时间的单位分别是kW(W)和h（s）。其中1kWh=3.6×10
6
J。
)
【例7】：小明利用电能表测量某个家用电器的电功率，当电路中只有这个电器连续工作时，测得在1h内，消耗的电能为1.2kW h，那么用这个电器是（　　）
A．液晶电视机 B．台式计算机 C．家用空调 D．电冰箱
考点五：串、并联电路的电功率比值问题
(
【解法技巧】
①首先明确串、并联纯电阻电路中的相关电功率、电热、电功的分配规律，在串联电路中，
在并联电路中，
。
②
根据已知条件，利用控制变量灵活选择电功、电功率、电热公式，然后以“
”的比值为突破口进行求解。
注意：
①
对于含表类型和电路连接方式都不明确的电路要利用假设法先判断电表类型，然后再根据以上步骤求解。
②求
“电阻”之比是破解此类问题的关键。
③若
题中出现“用电器的铭牌”可直接根据R=U
额
2
/P
额
求电阻之比。
)【例8】：如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯泡L1、L2都能正常发光，甲、乙两只电表的示数之比为3：5，则L1、L2的额定功率之比是（　　）
A．2：3 B．3：2 C．5：3 D．3：5
【例9】：甲、乙两灯分别标有“6V 3W”和“6V 6W”字样，先将两灯串联后接在电压为U的电路中，甲灯的功率为P1；再将两灯并联后接在同一电压下，乙灯的功率为P2．两次灯泡均安全，忽略温度对灯丝电阻的影响，则P1：P2为（　　）
A．9：2 B．2：9 C．4：9 D．1：9
考点六：电路安全问题——小灯泡类或电表类
(
【解法技巧】
①
首先明确灯泡铭牌上的“电压、电功率”和“电路安全”的含义；
为保证安全，通过小灯泡的电流不能超过其额定电流或额定电压值；②若将两灯泡串联，因串联电路中电流相等，串联电路中允许通过的最大电流为两灯泡中的最小额定电流值；若将两电阻并联，由于并联电路中各支路电压相等，并联电路中各支路允许加的最大电压为两灯泡中的最小额定电压值；③最后利用欧姆定律结合串并联电路的特点求解。
注意：
若是电表类，为保证各电表安全，通过电表的电流和加在电压表上的电压均不能超过题干中告知的各量程的最大值；然后再选择合理的电功率公式求解电功率变化范围。
若含多个电路状态时，务必根据每一状态画一个简易电路图.
)
【例10】：一只灯泡标有“12V、6W”字样，它正常工作时电流是　 　A，若把它与另一只“12V、12W”的灯泡串联在电路中，为了让两只灯泡都能长时间发光，则所能加的最大电压是　　V．
【例11】：（ 威海）如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡L的规格为”6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0～3A．当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为　　Ω，当开关S1、S2都闭合时，要保证电路各元件安全，整个电路电功率的变化范围是　 　W．
考点七：结合I-U图象求解电功率 (
【解法技巧】
正确分析I-U曲线的一般步骤:①
首先弄清两个坐标轴所代表的物理量及相应单位以及
坐标上的数值及分度值
；
②
其次根据图象信息分析一个量随着另一个量如何变化；最后选取已知坐标值，选择合理的电功率公式结合欧姆定律和串、并联电路的特点进行求解.
注意：
①
若
图象是一条直线，利用已知坐标值可求出该定值电阻的阻值.
②对于小灯泡的
图象，由于小灯泡的电阻会随温度的变化而变化，因此，其
图象是曲线。
)
【例12】：如图所示，是电路元件甲和标有“2.5V 1.25W”字样的元件乙的电流与两端电压关系的图象．若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端，电路的总功率是　　W；若把甲和乙串联在电源电压为3V的电路中，乙的实际功率是　　W；若把乙和“3V 3W”的灯泡L（灯丝电阻不变）串联在电源两端，在保证电路元件安全的情况下，电源电压最大为　　V．
考点八：单状态串、并联电路中的电功、电热、电功率计算
(
【解法技巧】
（1）.根据题意画出电路简图（不含电表、无用的短路或断路部分、开关等），明确电路连接方式，挖掘隐含条件（如已知铭牌参数可知灯泡的电阻），然后在图上标出已知量和待求量.（2）.灵活选择电功率（或电功、电热）公式结合欧姆定律与串并联电路特点采用顺推法或逆推法分析求解.
注意：
①若因含电表多导致电路连接不直观判断时，可采用“去表法”处理判别.②用欧姆定律、电功率、电功公式时，各物理量要做到“对应”：一是同体性；二是同时性.
)
【例13】：如图，将标有“6V 3W”字样的灯泡L1和标有“6V 6W”字样的灯泡L2串联在电路中，使其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡的实际功率不超过其额定功率，不考虑温度对电阻的影响．求：
（1）灯泡L1正常工作时的电流；
（2）灯泡L2的电阻；
（3）电源电压；
（4）此电路工作2分钟消耗的电能．
例13图 例14图
【例14】：如图所示电路中，灯泡L标有“12V 3W”字样，R为定值电阻，闭合开关S后，灯泡L恰好正常发光，电流表的示数为0.45A，通过计算回答：
（1）灯泡L的额定电流是多少安？
（2）定值电阻R的阻值是多少欧？
（3）该电路工作5min，定值电阻R产生的热量是多少焦？
考点九：多状态电路中的电功、电热、电功率计算
命题角度1：滑动变阻器型
(
【解法技巧】
（1）根据滑动变阻器滑片位置的不同分别画出各状态下的等效直观电路图（不含电表及开关），明确电路的连接形式.（2）
挖掘隐含条件（如已知铭牌参数可知灯泡的电阻），并
在每个图上标出已知量、待求量.（3）
.灵活选择电功率（或电功、电热）公式结合欧姆定律与串并联电路特点采用顺推法或逆推法分析求解.
注意
：
①
两个约定：没有特别说明，通常电源电压不变，定值电阻（或灯丝的电阻不随温度改变）的阻值不变.
②
对于因含电表较多导致电路连接方式不直观时，可采用“去表法”判断连接方式.③若通过任一状态不能求出待求量，此时必须通过列二元一次方程求解，通常利用不变量（电源电压或定值电阻）、分压分流原理或串并联电路特点列含已知量和待求量的等式方程.
)
【例15】：图甲是智能怀旧灯，与灯串联的调光旋钮实质是滑动变阻器，图乙是简化的电路原理图．灯L标有“12V 3W”字样，当滑动变阻器的滑片P在最左端a时，灯L正常发光．电源电压不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响，问：
（1）电源电压U是多少？
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻是12Ω时，灯L消耗的实际功率是多少？
（3）当滑片P位于中点b和最右端c时，灯L两端电压之比为3：2，则滑动变阻器的最大阻值是多少？
命题角度2：开关通断型
(
【解法技巧】
（1）首先根据开关的通断分析有无断路和短路部分，若有都去掉；然后分别画出各状态下的直观等效电路图（不含电表及开关）.（2）
挖掘隐含条件（如已知铭牌参数可知灯泡的电阻），并
在每个图上标出已知量、待求量.（3）
灵活选择电功率（或电功、电热）公式结合欧姆定律与串并联电路特点采用顺推法或逆推法分析求解.
注意
：
①
两个约定：没有特别说明，通常电源电压不变，定值电阻（或灯丝的电阻）的阻值不变.
②
对于因含电表较多导致电路连接方式不直观时，可采用“去表法”判断连接方式.
)
【例16】：如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L标有“12V 12W”的字样，R2=12Ω，当S1、S2都闭合时．电流表示数为1.2A．这时灯L正常发光（忽略温度对灯丝电阻的影响），求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1的阻值；
（3）若将开关S1、S2都断开．此时灯L实际消耗的功率是多少？
命题角度3：“I-U”图象和滑动变阻器结合型
(
【解法技巧】
1.首先根据电压表的测量对象明确I-U图象所描述的对象是关于定值电阻的还是滑动变阻器的；
2.根据I-U图象中的电流变大趋势，明确滑片P分别置于滑动变阻器连入的阻值最小端（0
Ω
）和阻值最大端点时，所对应的测量对象的已知坐标值。3.
灵活选择电功率（或电功、电热）公式结合欧姆定律与串并联电路特点采用顺推法或逆推法分析求解.
)
【例17】：（某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系，电路如图甲所示．滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中，R1的U﹣I图象如图乙所示．求：
（1）R1的阻值；
（2）电路消耗的最大功率；
（3）当R2消耗的电功率为0.5W时，R2的阻值．
考点十：电热
命题角度1：电热器的识别
(
【解法技巧】
1.从电流做功的实质对选项中逐个家用电器所消耗的电能是否全部转化为了内能，若电流做的功全部转化为内能，则家用电器就是电热器。注意：只有在纯电阻电路中，电流所做的功和电热的关系是
；
对于非纯电阻电路，
.
)
【例18】：下列用电器工作时，将电能全部转化为内能的是（　　）
A．电风扇 B．电水壶 C．电视机 D．微波炉
命题角度2：多档位电热器的综合计算
(
【解法技巧】
（1）.明确电热器档位改变的原理方法：通常采用开关对某一发热体“短路”、“断路”或“接通”使连入电路中的发热体数量或连接方式改变从而实现档位改变的目的.
（2）.判定电热器的不同档位:①首先根据电热器的不同档位画出简易电路图（不含无用的短路或断路部分、开关等），并在电路图上标出不同档位下的热功率值.②明确发热体对象及个数.③最后根据公式P=U
2
/R判断：在总电压不变的情况下，电路中的总电阻最小时是高温档，电路中的总电阻最大时是低温档.（3）.根据已知条件和待求量选择含已知量最多的电功、电热或电功率公式结合欧姆定律和串并联电路特点进行相关计算.
注意：
此类问题常与水吸热公式Q=cmΔt及电热转化效率、电能表测电功率知识相综合计算。
)
【例19】：小洋妈妈在国外旅游时买了一台家用智能电热马桶盖（如图甲），小洋从此立志学好物理，长大后创新设计推进“中国造”．图乙是小洋设计的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S2可接a或b，该电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能（见下表）．
S1 断开 断开 闭合 闭合
S2 接b 接a 接a 接b
功率 P0=0 P1=22W P2=44W Px
（1）求R1和R2的阻值；
（2）求出表中的“Px”；
（3）老年人在冬天坐上冰冷的马桶是很难受的，假设小洋想让马桶圈的温度升高4℃，则用“中温挡”加热的方式需要多长时间．（设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈的质量m=500g，马桶圈材料的比热容c=0.44×l03J/（kg ℃））
【例20】：小明家的电饭锅，额定电压为220V，“煮饭”时额定功率为1210W，简化电路如图甲，S1为温控开关，发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化，电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状态时的功率之比为1：16，求：
（1）正常“煮饭”状态，通过电饭锅的电流为多少安？
（2）电阻R1的阻值为多少欧？
（3）某天傍晚，小明关闭家里其它用电器，只让“保温”状态的电饭锅工作，发现自家电能表（如图乙）指示灯每闪烁4次所用的时间为48s．则R2两端的实际电压为多少伏？
命题角度3：含电热丝和电动机的电路计算
(
【解法技巧】
（1）.首先通过审题读图表明确电动机和电热丝的额定功率分别是多少；（2）.明确电动机电路和电热丝电路分别是非纯电阻电路和纯电阻电路；（3）.根据已知条件和待求量选择含已知量最多的相关公式结合欧姆定律和串并联电路特点进行相关计算.
注意：
①对于非纯电阻电路的计算只能选用普适公式，如W=UIt、P=UI等。②含有P-t图象的一定要明确加热时间和电动机工作时间。
)
【例21】：（小柳买了一台全自动豆浆机．下表是这个豆浆机的主要技术参数．如图甲所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，用来对液体加热煮沸．图乙是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作时的“P﹣t”图象．
型 号 SYL﹣624
额定电压 220V
频 率 50Hz
电动机功率 120W
加热功率 1210W
容 量 1000mL
（1）豆浆机正常加热时的电流是多少？
（2）豆浆机正常加热时电热管的电阻是多少？
（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
考点十一：测量小灯泡的电功率和探究焦耳定律实验
命题角度1：测量那个小灯泡的电功率
(
【解法技巧】
①首先利用已有知识写出“伏安法”测电功率的原理公式；②然后根据原理公式选择实验器材、设计实验方案、明确实验注意事项；③最后分析和处理实验数据或图表得出正确结论。
注意：
①
由于
小灯泡的电功率随外加电压的变化而变化,故不能通过求多次测量的电功率的平均值当作小灯泡的额定功率
。
②测小灯泡的功率实验常和测小灯泡的电阻融合考查。
)
【例22】：在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电池组（3V不变）、电流表、电压表、小灯泡（额定电压2.5V）、滑动变阻器、开关、导线若干，实物电路如图甲所示．
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．
（2）连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器，发现小灯泡不亮，电压表示数始终为零，电流表示数变化明显．电路故障可能是　 　．
（3）排除故障后进行实验，图乙是由实验数据描绘得到的小灯泡的I﹣U图象，则小灯泡额定功率是
W．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是　 　Ω．
（4）分析小灯泡的I﹣U图象，发现小灯泡灯丝的阻值随电压变化而变化，从本质上讲，引起小灯泡灯丝阻值变化的因素是　 　．
命题角度2：探究焦耳定律实验
(
【解法技巧】
①
首先根据已有知识写出焦耳定律的公式；
②根据焦耳定律公式选择实验器材，利用控制变量法和转换法设计实验方案并明确实验注意事项。③最后分析实验数据得出正确的结论并评估实验方案。
注意：
结论的陈述一定要有在xxx和xxxx相同时的前提条件。
)
【例23】：某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关．他们用的实验器材如下如所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝．
（1）请你用笔画线代替导线，把图甲两个容器的电阻丝接到电路中；
（2）实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫 ；
（3）接好电路，闭合开关，通电一段时间后， （填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流和通电时间均相同的情况下， 越大，所产生的热量越多；
（4）让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联（如图乙所示）．移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验．此时通过两容器中电阻的电流不同，在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度变化，由此得到的结论是 ；
（5）如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则Q＝ ．

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