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电能 电功 电功率
基 础知识梳理
一、电能和电功(11年11考)
1．电能的转化：用电器工作的过程就是把____能转化为其他形式的能的过程。
2．电能的单位：国际单位是___________，常用单位是__________ _______，1 kW·h＝___________J。
电　
焦耳(J)　
千瓦时
(kW·h)　
3.6×106　
3．电能表(也叫电度表)
(1)作用：计量用电器一段时间内消耗的______。
(2)读数方法：电能表表盘上前后两次示数之____就是这段时间内的用电量(单位：千瓦时或度)。
电能　
图1
如图1所示，电能表的读数是_______________。
差　
1 020.3 kW·h　
(3)电能表上各参数的意义：
“220 V”表示这个电能表应该在__________的电路中使用；
“10(20) A”表示这个电能表的标定电流为____A，额定最大电流为____A；
“50 Hz”表示这个电能表应该在 50 Hz的交流电路中使用；
“3 000 revs/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗___kW·h的电能，电能表的转盘转过__________转。
220 V　
10　
20　
1　
3 000　
4．电功
(1)电能与电功的关系：电流做功的过程其实就是电能转化为______________的过程，电流做了多少功就有多少______转化为其他形式的能。
(2)电功(电能)的计算：电流做功的多少跟______、______、__________有关。计算公式为W＝_____。
其他形式的能　
电能　
电压　
电流　
通电时间　
UIt　
注意　电功率是表示电流做功快慢的物理量，电功率大的用电器，其做功一定快，但其做功不一定多，时间也不一定少。
快慢　
P　
快　
瓦特(W)　
千瓦(kW)　
1 000　
电压　
电流　
P＝UI　
I2R　
5．额定电压与额定功率
(1)额定电压：用电器______工作时的电压。
(2)额定功率：用电器在______电压下工作时的电功率。
(3)实际电压与额定电压、实际功率与额定功率的关系：
①当U实____U额时，P实____P额，用电器正常工作；
②当U实____U额时，P实____P额，可能烧毁用电器；
③当U实____U额时，P实____P额，用电器不能正常工作(效能较低)。
注意　(1)用电器铭牌：如标有“PZ220 V　60 W”字样的灯泡，它的额定电压为__________，额定功率为_________。(2)用电器的额定功率与其两端电压和通过的电流无关。
正常　
额定　
＝　
＝　
>　
>　
<　
<　
220 V　
60 W　
强化训练
1．(RJ素材)一位电视台记者在报道某工厂仅上半年就节电15 000 kW·h的时候，手举一只理发用的电吹风说：“这个电吹风是1 500 W的，也就是1.5 kW，这个工厂节省的电力可以开动10 000个这样的电吹风。”这位记者的报道中弄混了两个重要的电学概念。这两个概念是电能和(　　)
A．电流 B．电阻
C．电功率 D．电功
C　
2．(RJ素材)如图1所示，日常中的节能灯上可以看到“220 V”和“18 W”这类的字样，对于这款节能灯，下列说法中正确的是(　　)
A．节能灯工作时的电压是220 V
B．节能灯发光时的功率是18 W
C．节能灯两端电压高于或低于220 V时均不能
发光
D．只有当节能灯两端电压为220 V时，其实际
功率才是18 W
D　
图1
3．(RJ、YH素材)将标有“220 V　15 W”字样的灯泡L1和标有“220 V　100 W”字样的灯泡L2同时接入家庭电路中，则灯泡____(选填“L1”或“L2”)比较亮，在相同时间内灯泡____(选填“L1”或“L2”)消耗的电能更多；若灯泡的亮度突然变暗，则灯泡的额定功率将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
L2　
L2　
不变　
4．(RJ、YH素材)图2为小明家一周前、后电能表的示数，则小明家本周一中午时电能表的读数为________kW·h，从上周一到本周一共用了_______kW·h的电，若小明家所在的地区每度电的电费是0.6元，则他家本周的电费为________元。
823.3　
图2
41.8　
25.08　
5．(RJ素材)一个“220 V　800 W”的电炉，正常工作时电阻丝的电阻为_______Ω，正常工作36 min消耗的电能为_______kW·h。假如电路中的电压降低到200 V，电阻丝的电阻不变，这时电炉实际的电功率为_____W(计算结果保留到整数)。
60.5　
0.48　
661　
例1　把标有“36 V　15 W”的甲灯和标有“36 V　5 W”的乙灯串联后接在电压是36 V的电路中，则(　　)
A．因为甲灯的额定功率较大，所以甲灯较亮
B．因为通过它们的电流相等，所以两灯一样亮
C．因为甲灯的电阻较小，所以甲灯较亮
D．因为乙灯的实际功率较大，所以乙灯较亮
技巧规律　用电器只有在正常工作时，其实际电压(功率)才等于额定电压(功率)，否则只考虑实际电压与实际功率。灯泡的亮度与实际功率有关，与额定功率无关。
易错易混点
用电器的额定电压(功率)与实际电压(功率)
D　
1.(2022临沂)一个标有“220 V　1 100 W”的电热器，当通过它的电流为4 A时，它的实际功率为(　　)
A．176 W B．704 W
C．880 W D．1 100 W
B　
例2　如图2所示电路中，灯L1标有“6 V　3 W”字样，灯L2标有“3 V　3 W”字样，闭合开关S后，两灯均发光，此时通过两灯的电流之比I1∶I2＝______，两电压表的示数之比U1∶U2＝
______；若将两灯并联后接入3 V的电路中，
则灯L1、L2的实际功率之比P1∶P2＝______
(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
易错易混点
串、并联电路的比例问题
1∶1　
图2
5∶1　
1∶4　
技巧规律　在串联电路中电流处处相等，故电流之比为1∶1，其他物理量均与电阻成正比；并联电路中各支路两端电压相等，故电压之比是1∶1，其他物理量均与电阻成反比。
2.如图3所示电路中，电源电压恒定，R1∶R2＝2∶1。开关S闭合后，若R1、R2中的电流分别为I1、I2；两端的电压分别为U1、U2；消耗的电功率分别为P1、P2；电流做的功分别为W1、W2。则下列说法正确的是(　　)
A．I1∶I2＝2∶1
B．U1∶U2＝2∶l
C．P1∶P2＝2∶1
D．W1∶W2＝1∶2
D　
图3
例3　图4是灯泡L和电阻R的I－U图像，灯泡L的额定电压为2 V，则：
(1)灯泡L正常发光时的电功率为______W，灯泡L正常工作1 min消耗的电能为____J。
(2)若将灯泡L和电阻R并联接在某电源两端时，
灯泡L正常发光，则干路电流为_______A，
电路的总功率为______W。
(3)若将灯泡L和电阻R串联接在某电源两端
时，灯泡L正常发光，则电源电压为___V，电路
工作1 min消耗的总电能为_____J。
易错易混点
与图像相关的电功率计算
0.5　
图4
30　
0.35　
0.7　
7　
105　
3.如图5－甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流的关系图像如图5－乙所示。则下列说法错误的是(　　)
C　
图5
A．滑动变阻器的最大阻值是20 Ω
B．滑动变阻器消耗的电功率最大时，其阻值是10 Ω
C．电源电压为8 V
D．电路消耗的最大电功率为14.4 W
考点强化
【课标要求】3.4.5结合实例，了解电功和电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。
1．(2022青海)一种家用电能表上的参数如图6所示，下列说法错误的是(　　)
A．该电能表应该在220 V的电路中使用
B．该电能表的额定最大电流为20 A
C．电能表是计量用电器消耗电能的仪表
D．该电能表此时的读数是31.6 J
考点
电能与电能表(8年3考)
D　
图6
2．(2021广东)小明家的电能表月初示数如图7所示，月底示数为941.4 kW·h，若用电价格为0.7元/度，则小明家该月电费为_____元。
图7
140　
3．(2016广东)某家庭电能表如图8所示。若该家庭单独让空调工作，测得1 min内电能表转盘转了60转，则空调消耗的电能为_______kW·h，空调的电功率是__________W。
0.02　
图8
1 200　
4．(2016广东)图9所示是电阻甲和乙的I－U图像。由图像可知：电阻乙的阻值为___Ω；若将电阻甲和乙并联后接在电压为6 V的电源两端，则电路的总电阻为_______Ω，总电功率为______W。
考点
电功率及其相关计算(8年8考)
6　
图9
3.75　
9.6　
5.(2022河南)在如图10所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为20 Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.5 A和0.2 A，则电源电压为___V，电阻R1的阻值为____Ω。通电1 min，该电路消耗的总电能为_____J。
6　
图10
30　
180　
6．(2017广东)有“3 V　0.75 W”的灯泡L1和“3 V　1.5 W”的灯泡L2，如图11－甲所示，闭合开关，灯泡L1和L2正常发光，则电路的总电阻R＝___Ω；如图11－乙所示，闭合开关，灯泡L1正常发光，则电源2的电压U＝______V，此时灯泡L2消耗的实际功率P＝________W(假设灯丝电阻不变)。
4　
图11
4.5　
0.375　
7．(2018广东)如图12所示，要使R1与R2组成并联电路，应闭合开关________，若此时电流表A1和A2的示数之比为2∶5，则R1与R2的电阻之比为______，R1与R2消耗的电功率之比为______。
S1、S3　
图12
3∶2　
2∶3　
8．(2021广东)图13中，灯泡L1、L2分别标有“6 V　3 W”“6 V　6 W”字样，电源电压不变，开关S闭合。①只闭合S1，灯泡L1、L发光；②只闭合S2，灯泡L2、L发光。灯泡L在②中比在①中(设灯丝电阻不变)(　　)
A．电功率较大，亮度较亮
B．电功率较小，亮度较暗
C．电功率相同，亮度相同
D．电功率较大，亮度较暗
A　
图13
9．(2022黔东南)如图14所示，电源电压为4.5 V且保持不变，电压表的量程为0～3 V，电流表的量程为0～0.6 A，滑动变阻器R的规格是“25 Ω　1 A”，灯泡L上标有“2.5 V　1.25 W”的字样。若闭合开关S，在保证电路安全的情况下，忽略温度对灯丝电阻的影响，则下列说法正确的是(　　)
A．小灯泡的电阻为2 Ω
B．电流表的示数变化范围是0.15～0.5 A
C．滑动变阻器允许调节的阻值范围是5～25 Ω
D．电路消耗的最大总功率为2.7 W
B　
图14
10．(2022临沂)如图15－甲所示电路，电源电压为4.5 V，小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动到某一位置的过程中，两电表的示数关系如图15－乙所示。下列判断正确的是(　　)
A　
图15
A．小灯泡的额定功率为0.625 W
B．电路的最大总功率为1.2 W
C．小灯泡的灯丝阻值越来越小
D．R的阻值变化范围为20 Ω～8 Ω
11．(2019广东)如图16所示，电源的电压恒定，R1、R2为定值电阻。R2的阻值为60 Ω。只闭合开关S0时，电流表的示数为0.2 A，再闭合开关S1，电流表的示数为0.6 A。求：
图16
(1)电源的电压；
解：(1)只闭合开关S0时，电路为R2的简单电路，电流表测电路中的电流。
电源的电压：U＝I2R2＝0.2 A×60 Ω＝12 V
答：(1)电源的电压为12 V；
图16
(2)电阻R1的阻值；
答：(2)电阻R1的阻值为30 Ω；
图16
(3)开关S0、S1均闭合后，通电10 s电路消耗的总电能。
解：(3)开关S0、S1均闭合后，通电10 s电路消耗的总电能：W＝
UIt＝12 V×0.6 A×10 s＝72 J
答：(3)开关S0、S1均闭合后，通电10 s电路消耗的总电能为72 J。
图16
12．(2021广东)如图17－甲所示电路，电源电压不变，闭合开关S，将滑动变阻器R的滑片P由a移动到b时，R0的电功率和电流的关系图像如图17－乙所示，求：
图17
(1)电源电压；
答：(1)电源电压为9 V；
图17
(2)滑动变阻器的最大阻值。
答：(2)滑动变阻器的最大阻值为72 Ω。
图17
13．(2017广东)某校实验小组设计了一个智能供暖器，电路如图18所示，电路两端的电压U为220 V，R1、R2是两个供热电阻丝，S1、S2是温控开关。工作过程如下：当气温低于25 ℃时，开关S1、S2都闭合；当气温等于或高于25 ℃时，开关S2断开，此时电流表的示数为1 A，电阻丝R1的电功率为20 W。(忽略温度对电阻丝的影响)则
图18
(1)电阻丝R2的阻值是多少？
答：(1)电阻丝R2的阻值为200 Ω；
图18
(2)当气温低于25 ℃时，电路工作0.5 h，消耗的电能是多少千瓦时？
答：(2)当气温低于25 ℃时，电路工作0.5 h，消耗的电能为1.21 kW·h。
图18

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