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第十四章　电学综合
第4节　电功率的理解及计算
1．电能
(1)来源：电能是由其他形式的能转化而来的。
(2)单位及其换算关系：千瓦时(kW?h)、焦耳(J)。它们之间的换算关系是
1 kW?h＝①__________J。
电能和电能表
3.6×106
2．电能表
(1)作用：测量用电器在一段时间内消耗的电能。
(2)电能表的参数及其意义
(3)用电能表测量电路消耗电能的方法
a．消耗电能较多时，消耗的电能为两次示数②________，即W＝W末－
W初。
b．消耗电能较少时，可通过转盘所转过的圈数(或指示灯闪烁的次数)计算。如参数为N r/(kW?h)的电能表，转盘转n转消耗的电能为W＝
③_____kW?h或W＝ ×3.6×106 J。
之差
某导体两端的电压是6 V，通过该导体的电流为0.3 A，通电10 s电流做功为____J；若将该导体两端的电压调整为0，则该导体的电阻为____Ω。
18
20
1. 电功和电功率
电功和电功率
项目
电功
电功率
定义
电流做功是电能转化为其他形式能的过程，有多少电能发生了转化，就说电流做了多少功。用符号W表示
电功率等于④_____与所用⑤______之比，是表示电流⑥__________的物理量。用符号P表示
电功
时间
做功快慢
项目
电功
电功率
单
位
单位
国际单位：焦耳(J)；
其他常用单位：
度[千瓦时(kW?h)]
国际单位：瓦特(W)；
其他常用单位：兆瓦(MW)、
千瓦(kW)、毫瓦(mW)
换算关系
1度＝1 kW?h＝
⑦__________J
1 MW＝106 W, 1 kW＝⑧____W，1 mW＝10－3 W
3.6×106
103
W＝UIt
之和
2．额定电压和额定功率
(1)额定电压：用电器?__________时的电压，常用U额表示。
(2)额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率，常用P额表示。
3．实际电压与实际功率
(1)实际电压：用电器?__________时的电压，它可能与额定电压相等，也可能不等，常用U实表示。
(2)实际功率：用电器在实际电压下工作时的电功率，常用P实表示。
正常工作
实际工作
(3)额定功率P额与实际功率P实的区别和联系
区别与联系
额定功率P额
实际功率P实
区别
是唯一的，不随实际电压的改变而改变
不是唯一的，不同的电压值对应的实际功率不同
联系(对于特定的用电器)
当U实＝U额时，I实＝I额，则P实＝P额，用电器正常工作；
当U实>U额时，I实>I额，则P实>P额，用电器易损坏；
当U实 如图所示，小灯泡L1标有“6 V　3 W”字样，小灯泡L2标有“6 V　2 W”字样，电源电压6 V恒定不变。闭合开关S，忽略温度对灯丝电阻的影响，则甲、乙两电路中流过L1的电流I1∶I1′＝_______，L2消耗的实际功率P2____P2′(选填“＞”“＝”或“＜”)。
2∶ 5
＜
灯泡L1上标有“6 V　3 W”字样，灯泡L2上标有“6 V　6 W”字样，灯丝电阻不变，请回答下列问题。
(1)灯泡L1的额定电压为___V，额定功率为___W；
(2)灯泡L2正常发光时，其两端的电压为___V，通过灯泡L2的电流为__A，灯泡L2正常发光时的电阻是___Ω；将两灯泡并联接入电路，且两灯泡均正常工作，则电路中的总电阻为___Ω；
额定功率和实际功率
6
3
6
1
6
4
(3)若灯泡L1两端的实际电压为3 V，则灯泡L1的实际功率为______W；
(4)灯泡L1正常工作1 min消耗的电能为_____J；
(5)将灯泡L1、L2串联接入电源电压为6 V的电路中，灯泡_____发光比较亮；将灯泡L1、L2并联接入电源电压为6 V的电路中，灯泡_____发光比较亮。(均选填“L1”或“L2”)
0.75
180
L1
L2
如图是小明家电能表上个月末的情况，其示数为_________kW?h, 接在此电能表上的用电器总功率不能超过_______W。当家庭电路中只有微波炉工作时，电能表在5 min内转了300 r，则该微波炉工作的实际功率为_______W。
8 010.1
4 400
1 200
铭牌参数相关计算
如图所示的电路中，R1＝10 Ω，R2＝30 Ω，闭合开关S，电阻R1和R2是____联的，电压表V1测的是_____两端的电压，电压表V1与V2的示数之比是_______，R1和R2消耗的电功率之比是_______。
电功、电功率的相关计算
串
R2
3∶ 4
1∶ 3
如图甲所示的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I－U图像，小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示，电源电压为8 V，则灯泡的实际功率为
_____W，定值电阻的阻值是____Ω。
0.6
20
如图所示为多功能电火锅电路原理图，已知R1＝440 Ω，R2＝
44 Ω，根据电路图分析该电火锅有___个挡位，电火锅最高挡的功率为_______W。
3
1 210
1．(2016?贵阳11题3分)将两盏分别标有“6 V　3 W”和“6 V　9 W”字样的小灯泡L1和L2，串联后接入电压为8 V的电路中，设灯泡电阻不变。下列说法中正确的是(　　)
A．两灯均能正常发光
B．两灯额定电流相同
C．L1的实际功率比L2小
D．L1的亮度比L2大
额定功率与实际功率简单应用
D
2．(2021?毕节16题3分)小明家中电能表的规格如图所示。他将家里其他用电器都关闭，只让电视机单独工作了144 s，观察到电能表转盘转了5 r，则下列说法正确的是(　　)
A．电视机此时的实际功率是50 W
B．这段时间电视机共消耗了2 021.3 kW?h的电能
C．电能表直接读出用电器消耗功率为2 021.3 W
D．此电能表转盘每小时转过2 500 r
电能表的理解及相关计算
A
3．(2022?贵阳11题3分)(多选)如图所示电路，电源电压恒为6 V。 闭合开关S，滑动变阻器R接入电路的阻值为10 Ω时，电流表的示数为1.8 A。下列说法正确的是( )
A．通过R0的电流是1.2 A
B．R0的阻值是5 Ω
C．当R为20 Ω时，其电功率是7.2 W
D．当R为30 Ω时，电路总功率是8.4 W
电功、电功率的相关计算
ABD
4．(2022?遵义29题4分)某品牌电热水杯如图甲所示，水杯容量为330 mL，有高、中、低三个加热挡位，乙图为其工作电路简图，其中U恒为220 V，R1＝200 Ω，R2＝550 Ω，则中温挡功率为_____W；若该电热水杯加热效率为90%，则用高温挡将满杯水从20 ℃加热到98 ℃，需要_____s。[ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg?℃)]
242
364
5．(2022?贵阳27题6分)如图所示电路，电源电压保持不变，灯泡L标有“6 V　6 W”。闭合开关S，灯泡正常发光，定值电阻R两端的电压是12 V。求：
(1)灯丝的电阻RL；
(2)电路中的电流I；
5．(2022?贵阳27题6分)如图所示电路，电源电压保持不变，灯泡L标有“6 V　6 W”。闭合开关S，灯泡正常发光，定值电阻R两端的电压是12 V。求：
(3)电路消耗的总功率P。
电源电压U总＝UL＋UR＝6 V＋12 V＝18 V，
电路消耗的总功率P＝U总I＝18 V×1 A＝18 W。
6．(2022?毕节40题9分)如图甲是某茶具上煮茶器的电路原理图，R1是加热电阻，R2是保温时的分压电阻，S为电源开关，S1为自动温控开关。S、S1都闭合时，煮茶器处于加热状态；当水沸腾后，S1会自动断开，转为保温状态。煮茶器工作过程中的P－t图像如图乙所示，不计电阻值随温度的变化。求：
(1)电阻R1的阻值。
6．(2022?毕节40题9分)如图甲是某茶具上煮茶器的电路原理图，R1是加热电阻，R2是保温时的分压电阻，S为电源开关，S1为自动温控开关。S、S1都闭合时，煮茶器处于加热状态；当水沸腾后，S1会自动断开，转为保温状态。煮茶器工作过程中的P－t图像如图乙所示，不计电阻值随温度的变化。求：
(2)当煮茶器处于保温状态时，R1的电功率。
6．(2022?毕节40题9分)如图甲是某茶具上煮茶器的电路原理图，R1是加热电阻，R2是保温时的分压电阻，S为电源开关，S1为自动温控开关。S、S1都闭合时，煮茶器处于加热状态；当水沸腾后，S1会自动断开，转为保温状态。煮茶器工作过程中的P－t图像如图乙所示，不计电阻值随温度的变化。求：
(3)当煮茶器处于保温状态时，电阻R2在100 s内消耗的电能。
解：电路处于保温状态时，R1两端的电压
U1＝I1R1＝0.2 A×44 Ω＝8.8 V，
电路处于保温状态时，R2两端的电压
U2＝U－U1＝220 V－8.8 V＝211.2 V，
电路处于保温状态时，R2 在100 s内消耗的电能
W2＝U2I1t＝211.2 V×0.2 A×100 s＝4 224 J。
7.(2020?遵义37题9分)如图甲所示电路，电源为电压可调的直流学生电源，小灯泡L标有“8 V　4 W”的字样，定值电阻R1＝4 Ω，滑动变阻器R标有“50 Ω　1 A”的字样；如图乙所示为小灯泡L的I－U图像。
(1)小灯泡L正常工作时的电阻是多少？
7.(2020?遵义37题9分)如图甲所示电路，电源为电压可调的直流学生电源，小灯泡L标有“8 V　4 W”的字样，定值电阻R1＝4 Ω，滑动变阻器R标有“50 Ω　1 A”的字样；如图乙所示为小灯泡L的I－U图像。
(2)只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P置于a端，调节电源电压使电压表示数为8 V，此时电源电压U是多大？
解：只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P置于a端时，小灯泡L与定值电阻R1串联，电压表测小灯泡L两端电压，当电压表示数为8 V时，由题图乙可知，电路中电流为0.5 A，
则R两端电压U1＝IR1＝0.5 A×4 Ω＝2 V，
故此时电源电压U＝U1＋UL＝2 V＋8 V＝10 V。
7.(2020?遵义37题9分)如图甲所示电路，电源为电压可调的直流学生电源，小灯泡L标有“8 V　4 W”的字样，定值电阻R1＝4 Ω，滑动变阻器R标有“50 Ω　1 A”的字样；如图乙所示为小灯泡L的I－U图像。
(3)同时闭合开关S、S1，调节电源电压为12 V，滑动变阻器的滑片P移动到某一位置时，小灯泡L消耗的电功率为2 W，此时滑动变阻器消耗的电功率是多少？
解：同时闭合开关S、S1，小灯泡L与滑动变阻器串联，由题图乙可知，当小灯泡L消耗的电功率为2 W时，小灯泡L两端电压为5 V，电路中电流为0.4 A，由题意知此时电源电压为12 V，则滑动变阻器两端电压
U滑＝U ′－UL ′＝12 V－5 V＝7 V，
此时滑动变阻器消耗的电功率P滑＝U滑I ′＝7 V×0.4 A＝2.8 W。
8．(2019?贵阳28题6分)如图所示电路，电源电压恒为8 V，小灯泡L标有“6 V 3 W”字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S，求：
(1)小灯泡的额定电流。
解：小灯泡的额定电压是6 V，额定功率是3 W，由P＝UI得，小灯泡的额定电流
8．(2019?贵阳28题6分)如图所示电路，电源电压恒为8 V，小灯泡L标有“6 V 3 W”字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S，求：
(2)小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值。
解：小灯泡正常发光时电路中的电流I＝IL＝0.5 A，
滑动变阻器两端的电压U′＝U总－UL＝8 V－6 V＝2 V，
8．(2019?贵阳28题6分)如图所示电路，电源电压恒为8 V，小灯泡L标有“6 V 3 W”字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S，求：
(3)移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3 V时，小灯泡的实际功率。

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