第11讲 电功和电功率的计算 学案 (教师版 学生版)

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第11讲 电功和电功率的计算 学案 (教师版 学生版)

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电功和电功率的计算
精讲
1电功率
重难点解读
串并联电路中的电功率比较
多个用电器串联使用时,由于电流相等,在比较电功率的大小时,可以利用导出公式,电流相同的情况下,电阻越大,电功率越大。
多个用电器并联使用时,由于电压相等,在比较电功率的大小时,可以利用导出公式,电流相同的情况下,电阻越大,电功率越小。
易错易混
电路中的总功率
?无论是串联电路还是并联电路,电路中的总电功率都等于各用电器的电功率之和。
巩固练习
考点1:
利用导出公式计算电功率
【例1】如图所示的电路中,电阻R1=10
Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.3
A,电流表A2的示数为0.5
A。下列说法正确的是(

A.通过电阻R2的电流为0.5
A
B.电阻R2的阻值为15
Ω
C.电源电压为4.5
V
D.电阻R1消耗的电功率为3
W
答案
B
【变式1】两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图所示。现将甲和乙并联后接在电压为6
V的电源两端,则通过甲、乙两电阻的电流之比为_______,甲、乙两电阻两端电压之比为_________,甲、乙两电阻消耗的功率之比为________。
答案
2:1,1:1,2:1
【例2】甲、乙两个用电器,串联后接在某一电路上,在相同时间内,电流通过甲用电器消耗的电能比乙用电器消耗的电能多,则R甲
R乙。
答案

【变式1】把5Ω的电阻R1与10Ω的电阻R2串联接在一电压不变的电源上,如果通过电阻R1的电流为0.4
A,则该电源的电压为_______V。若把R1、R2分别串联、并联或单独连接到该电源上,则电路中的最大功率为_________W。
答案
6,10.8
考点2:与电路综合的计算
【例1】在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变大的是(

A.电路的总电阻
B.电路的总功率
C.电流表A示数与电流表A1示数的差值
D.电压表V示数与电流表A1示数的乘积
答案A
【例2】小明用如图甲所示的电路测额定电压为6
V的灯泡的电功率,保护电阻R0=2
Ω.闭合开关S,滑动变阻器的滑动触片从最右端向最左端移动过程中,通过灯泡的电流I与其两端电压U的关系如图乙所示.求:
(1)灯泡的额定功率.
(2)电源的电压.
(3)滑动变阻器的最大电阻值.
答案
(1)6W;(2)8V;(3)12
【变式1】如图甲所示是R1、R2的电流与电压的变化关系图象,图乙中电压表的示数为4
V,回答下列问题:
(1)求R1、R2的阻值.
(2)求电源电压.
(3)求R1、R2的总功率.
答案
(1)20;10;(2)6V;(3)1.2W
精讲2
额定功率和实际功率
?用电器在额定电压下工作时的功率叫额定功率,用电器在实际电压下工作时的功率叫实际功率。
?灯泡的铭牌解读:
?PZ,普通照明;
?220,额定电压220v;
?100,额定功率100w
重难点解读
额定功率和实际功率的理解
?一个用电器的电功率是随着加在它两端的电压的改变而改变的。一个用电器(比如灯泡)生产出来了,其额定电压、额定功率是确定的,只有一个。实际功率是用电器在实际工作时的功率,是不确定的,它随用电器的工作条件的变化而变化。
灯光的亮度是由灯泡的实际功率决定的,灯泡的实际功率越大,灯泡越亮。
易错易混
额定功率和实际功率的区别
?额定功率是唯一的,实际功率不是唯一的,同一用电器在不同的电压下实际功率会不同,在解题时要注意实际电压变了,实际电流、实际功率也会改变,它们之间的联系是电阻不变(不考虑温度对电阻的影响)。
巩固练习
考点1:利用灯泡的额定功率计算实际功率
【例1】一个标有“220
V
1100
W”的电炉,正常工作时电阻丝的电阻为________Ω;当其两端电压为110
V时,该电炉的实际功率为________W。(不计温度对电阻的影响)
答案44,275
【例2】LED灯具有节能、环保等特点。一只额定电压为220
V,额定功率为4.4
W的LED灯泡,该灯泡的额定电流是________A,该灯泡正常发光的电阻是_________Ω。把该灯泡接在110v的电压下时的实际功率为________W。(不计温度对电阻的影响)
答案0.02,11000,1.1
【变式1】灯泡L上标有“2.5
V”的字样,它的电阻随它两端电压的变化关系如图所示。下列说法中正确的是(
)
A.灯泡L的额定电流是0.2
A
B.灯泡L正常发光时的电阻是10
Ω
C.灯泡L的额定功率是6.25
W
D.灯丝的电阻随电压的增大而减小
答案
B
【变式2】在如图所示的电路中,电源电压恒定.L1、L2均标有“6
V
6
W”的字样(设灯丝的电阻不变).当S1、S2闭合时,灯L1正常发光;则S1闭合,S2断开时,两盏灯的总功率是
(
)
A.12
W
B.6
W
C.3
W
D.2
W
答案C
考点2:灯泡亮度的比较
【例1】将标有“2.5
V
0.3
A”字样的灯泡甲和“3.8
V
0.3
A”字样的灯泡乙,分别串联和并联后,接在电压为2.5
V的电源两端,不考虑温度对电阻的影响,下列说法中正确的是(
)
A.串联时,两灯都能正常发光
B.串联时,甲灯比乙灯更亮
C.并联时,通过两灯的电流相等
D.并联时,甲灯的实际功率比乙灯的实际功率大
答案D
【例2】甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是(
)
A.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C.两灯串联在220
V的电路中,甲灯比乙灯亮
D.将乙灯接入110
V电路中,它的实际功率为50
W
答案C
【变式1】如图所示电路,电源电压不变,R是定值电阻.将一个“6
V
2
W”的小灯泡接在a、b两点间,小灯泡恰能正常发光;若换一个“6
V
3
W”的小灯泡接在a、b两点间,则这个小灯泡(
)
比正常发光时暗些
B.比正常发光时亮些
C.恰能正常发光
D.灯丝将会被烧坏
答案A
考点3:比较不同规格的灯泡亮度
【例1】标有“220
V
100
W”和“220
V
60
W”的甲、乙两盏白炽灯,灯丝较粗的是________灯(选填“甲”或“乙”),当它们并联在家庭电路中时,较亮的是________灯.(选填“甲”或“乙”)当它们串联在同一个电路中时,较亮的是
灯。(选填“甲”或“乙”)
答案甲,甲,乙
考点4:利用串并联特点计算电功率
【例1】一个弧光灯的电阻是5Ω,正常发光时的功率为500W,若想将它接入220V的电源上,仍使其正常发光.必须______联一个________的电阻.
答案串,17
【变式1】要使“6V
3W”的灯泡接在8V的电源上能正常发光,应串联一个多大的电阻?
答案4
【变式2】一只“8V
4W”的灯泡L1和一只“12V
4W”的灯泡L2,若串联在同一个电路中,哪个灯泡比较亮?若是并联在同一个电路中,哪个灯泡比较亮?现将两个灯泡并联接在电源电压为16v的电路中,两个灯泡正常发光吗?若要两只灯泡都正常发光,需要分别串联多大的电阻?
答案
串联R2亮;并联R1亮;均不能正常发光;16和12
效果验证
1.如图所示,是某实验小组设计的低压可调亮度台灯的电路。电源电压U保持不变,滑动变阻器的最大阻值是10Ω,开关闭合,滑片P在a端时电流表示数为0.5A.当滑片P在b端时电流表示数为2.5A,小灯泡正常发光。则下列说法中正确的是(

A.实验中电源电压是25V
B.小灯泡正常发光的电阻是2Ω
C.小灯泡的额定功率为10W
D.滑片在b端时,电路的总功率为15W
答案
C
2.将“6V
3W”和“6V
6W”的两只灯泡
L1和L2
串联后接在电源两端,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则下列说法不正确的是(

A.电源电压为12V时,两只灯泡均能正常发光
B.两个灯泡发光时,灯泡
L1比灯泡
L2亮一些
C.灯泡发光时,电路中允许通过的最大电流为0.5A
D.灯泡
L1正常发光时,灯泡
L2的实际功率是1.5W
答案
A
有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图(甲)所示。把它们串联在电路中,如图(乙)所示。闭合开关S,这时电流表的示数为0.4A,则电源电压是
V,元件B的电功率是
W。
答案
4.5;1
4.“220V
15W”的灯泡甲和“220V
100W”的灯泡乙,其灯丝长短相同,可发现灯泡
的灯丝较细,若将这两个灯泡并联在220V的电源上,
灯泡亮些,若将这两个灯泡串联在220V的电源上,则
灯泡亮些。
答案
甲;乙;甲
课后作业
1.下列几种用电器的额定功率最接近1000
W的是(

A.家庭电风扇
B.笔记本电脑
C.台灯
D.电饭锅
答案D
2.一盏标有“220
V
100
W”的白炽灯正常发光时的电阻为______Ω;“220
V
100
W”的白炽灯与“220
V
20
W”的节能灯均正常工作时亮度相当,若两灯都正常工作,分别消耗1
kW·h的电能,节能灯比白炽灯多工作
h。
答案
484Ω,40h
3.将阻值为R甲=40
Ω和R乙=10
Ω的两个电阻串联后接在电源上,相同时间内两电阻中产生热量较多的是_____;若将两电阻并联后接在4
V的电源上,1
min内电路中消耗的电能为______J。
答案
甲;120
4.如图所示的电路,闭合开关S后发现灯泡L1正常发光,灯泡L2只能微弱发光,以下对于这一现象产生原因的分析中,合理的是(

A.灯泡L2发生了断路
B.灯泡L2发生了短路
C.由于灯泡L2的电阻较大,其实际功率较小
D.由于灯泡L2的电阻较小,其实际功率较小
答案D
5.实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U?I图象如图甲所示,则图乙中有关此小灯泡功率P与U2或P与I2的图象可能正确的是(

答案D
如图所示,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变,小灯泡L标有“4V
1.6W”字样,R1=20Ω,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0﹣0.6A,电压表的量程为0﹣3V.则:
(1)只闭合开关S2时,电压表的示数为2V,求电源电压。
(2)在不损坏各电路元件的情况下,若闭合所有开关,滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3:1,求R2的最大阻值。
(3)只闭合开关S3,求小灯泡L消耗的电功率变化范围。
答案(1)电源电压为6V。(2)R2的最大阻值为30Ω。(3)只闭合开关S3,小灯泡L消耗的电功率变化范围为0.225W~0.9W。
新能源汽车是社会发展的必然趋势,某款自主品牌纯电动汽车一些参数如表所示,若汽车以40km/h
的速度匀速行驶,充一次电可以续航多少公里?此时电机工作电流是少?(充电效率假设为100%)
答案充一次电可以续航400公里;此时电机工作电流为234.375A。中小学教育资源及组卷应用平台
电功和电功率的计算
精讲
1电功率
重难点解读
串并联电路中的电功率比较
多个用电器串联使用时,由于电流相等,在比较电功率的大小时,可以利用导出公式,电流相同的情况下,电阻越大,电功率越大。
多个用电器并联使用时,由于电压相等,在比较电功率的大小时,可以利用导出公式,电流相同的情况下,电阻越大,电功率越小。
易错易混
电路中的总功率
?无论是串联电路还是并联电路,电路中的总电功率都等于各用电器的电功率之和。
巩固练习
考点1:
利用导出公式计算电功率
【例1】如图所示的电路中,电阻R1=10
Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.3
A,电流表A2的示数为0.5
A。下列说法正确的是(

A.通过电阻R2的电流为0.5
A
B.电阻R2的阻值为15
Ω
C.电源电压为4.5
V
D.电阻R1消耗的电功率为3
W
【变式1】两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图所示。现将甲和乙并联后接在电压为6
V的电源两端,则通过甲、乙两电阻的电流之比为_______,甲、乙两电阻两端电压之比为_________,甲、乙两电阻消耗的功率之比为________。
【例2】甲、乙两个用电器,串联后接在某一电路上,在相同时间内,电流通过甲用电器消耗的电能比乙用电器消耗的电能多,则R甲
R乙。
【变式1】把5Ω的电阻R1与10Ω的电阻R2串联接在一电压不变的电源上,如果通过电阻R1的电流为0.4
A,则该电源的电压为_______V。若把R1、R2分别串联、并联或单独连接到该电源上,则电路中的最大功率为_________W。
考点2:与电路综合的计算
【例1】在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变大的是(

A.电路的总电阻
B.电路的总功率
C.电流表A示数与电流表A1示数的差值
D.电压表V示数与电流表A1示数的乘积
【例2】小明用如图甲所示的电路测额定电压为6
V的灯泡的电功率,保护电阻R0=2
Ω.闭合开关S,滑动变阻器的滑动触片从最右端向最左端移动过程中,通过灯泡的电流I与其两端电压U的关系如图乙所示.求:
(1)灯泡的额定功率.
(2)电源的电压.
(3)滑动变阻器的最大电阻值.
【变式1】如图甲所示是R1、R2的电流与电压的变化关系图象,图乙中电压表的示数为4
V,回答下列问题:
(1)求R1、R2的阻值.
(2)求电源电压.
(3)求R1、R2的总功率.
精讲2
额定功率和实际功率
?用电器在额定电压下工作时的功率叫额定功率,用电器在实际电压下工作时的功率叫实际功率。
?灯泡的铭牌解读:
?PZ,普通照明;
?220,额定电压220v;
?100,额定功率100w
重难点解读
额定功率和实际功率的理解
?一个用电器的电功率是随着加在它两端的电压的改变而改变的。一个用电器(比如灯泡)生产出来了,其额定电压、额定功率是确定的,只有一个。实际功率是用电器在实际工作时的功率,是不确定的,它随用电器的工作条件的变化而变化。
灯光的亮度是由灯泡的实际功率决定的,灯泡的实际功率越大,灯泡越亮。
易错易混
额定功率和实际功率的区别
?额定功率是唯一的,实际功率不是唯一的,同一用电器在不同的电压下实际功率会不同,在解题时要注意实际电压变了,实际电流、实际功率也会改变,它们之间的联系是电阻不变(不考虑温度对电阻的影响)。
巩固练习
考点1:利用灯泡的额定功率计算实际功率
【例1】一个标有“220
V
1100
W”的电炉,正常工作时电阻丝的电阻为________Ω;当其两端电压为110
V时,该电炉的实际功率为________W。(不计温度对电阻的影响)
【例2】LED灯具有节能、环保等特点。一只额定电压为220
V,额定功率为4.4
W的LED灯泡,该灯泡的额定电流是________A,该灯泡正常发光的电阻是_________Ω。把该灯泡接在110v的电压下时的实际功率为________W。(不计温度对电阻的影响)
【变式1】灯泡L上标有“2.5
V”的字样,它的电阻随它两端电压的变化关系如图所示。下列说法中正确的是(
)
A.灯泡L的额定电流是0.2
A
B.灯泡L正常发光时的电阻是10
Ω
C.灯泡L的额定功率是6.25
W
D.灯丝的电阻随电压的增大而减小
【变式2】在如图所示的电路中,电源电压恒定.L1、L2均标有“6
V
6
W”的字样(设灯丝的电阻不变).当S1、S2闭合时,灯L1正常发光;则S1闭合,S2断开时,两盏灯的总功率是
(
)
A.12
W
B.6
W
C.3
W
D.2
W
考点2:灯泡亮度的比较
【例1】将标有“2.5
V
0.3
A”字样的灯泡甲和“3.8
V
0.3
A”字样的灯泡乙,分别串联和并联后,接在电压为2.5
V的电源两端,不考虑温度对电阻的影响,下列说法中正确的是(
)
A.串联时,两灯都能正常发光
B.串联时,甲灯比乙灯更亮
C.并联时,通过两灯的电流相等
D.并联时,甲灯的实际功率比乙灯的实际功率大
【例2】甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是(
)
A.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C.两灯串联在220
V的电路中,甲灯比乙灯亮
D.将乙灯接入110
V电路中,它的实际功率为50
W
答案C
【变式1】如图所示电路,电源电压不变,R是定值电阻.将一个“6
V
2
W”的小灯泡接在a、b两点间,小灯泡恰能正常发光;若换一个“6
V
3
W”的小灯泡接在a、b两点间,则这个小灯泡(
)
比正常发光时暗些
B.比正常发光时亮些
C.恰能正常发光
D.灯丝将会被烧坏
考点3:比较不同规格的灯泡亮度
【例1】标有“220
V
100
W”和“220
V
60
W”的甲、乙两盏白炽灯,灯丝较粗的是________灯(选填“甲”或“乙”),当它们并联在家庭电路中时,较亮的是________灯.(选填“甲”或“乙”)当它们串联在同一个电路中时,较亮的是
灯。(选填“甲”或“乙”)
考点4:利用串并联特点计算电功率
【例1】一个弧光灯的电阻是5Ω,正常发光时的功率为500W,若想将它接入220V的电源上,仍使其正常发光.必须______联一个________的电阻.
【变式1】要使“6V
3W”的灯泡接在8V的电源上能正常发光,应串联一个多大的电阻?
【变式2】一只“8V
4W”的灯泡L1和一只“12V
4W”的灯泡L2,若串联在同一个电路中,哪个灯泡比较亮?若是并联在同一个电路中,哪个灯泡比较亮?现将两个灯泡并联接在电源电压为16v的电路中,两个灯泡正常发光吗?若要两只灯泡都正常发光,需要分别串联多大的电阻?
效果验证
1.如图所示,是某实验小组设计的低压可调亮度台灯的电路。电源电压U保持不变,滑动变阻器的最大阻值是10Ω,开关闭合,滑片P在a端时电流表示数为0.5A.当滑片P在b端时电流表示数为2.5A,小灯泡正常发光。则下列说法中正确的是(

A.实验中电源电压是25V
B.小灯泡正常发光的电阻是2Ω
C.小灯泡的额定功率为10W
D.滑片在b端时,电路的总功率为15W
2.将“6V
3W”和“6V
6W”的两只灯泡
L1和L2
串联后接在电源两端,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则下列说法不正确的是(

A.电源电压为12V时,两只灯泡均能正常发光
B.两个灯泡发光时,灯泡
L1比灯泡
L2亮一些
C.灯泡发光时,电路中允许通过的最大电流为0.5A
D.灯泡
L1正常发光时,灯泡
L2的实际功率是1.5W
有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图(甲)所示。把它们串联在电路中,如图(乙)所示。闭合开关S,这时电流表的示数为0.4A,则电源电压是
V,元件B的电功率是
W。
4.“220V
15W”的灯泡甲和“220V
100W”的灯泡乙,其灯丝长短相同,可发现灯泡
的灯丝较细,若将这两个灯泡并联在220V的电源上,
灯泡亮些,若将这两个灯泡串联在220V的电源上,则
灯泡亮些。
课后作业
1.下列几种用电器的额定功率最接近1000
W的是(

A.家庭电风扇
B.笔记本电脑
C.台灯
D.电饭锅
2.一盏标有“220
V
100
W”的白炽灯正常发光时的电阻为______Ω;“220
V
100
W”的白炽灯与“220
V
20
W”的节能灯均正常工作时亮度相当,若两灯都正常工作,分别消耗1
kW·h的电能,节能灯比白炽灯多工作
h。
3.将阻值为R甲=40
Ω和R乙=10
Ω的两个电阻串联后接在电源上,相同时间内两电阻中产生热量较多的是_____;若将两电阻并联后接在4
V的电源上,1
min内电路中消耗的电能为______J。
4.如图所示的电路,闭合开关S后发现灯泡L1正常发光,灯泡L2只能微弱发光,以下对于这一现象产生原因的分析中,合理的是(

A.灯泡L2发生了断路
B.灯泡L2发生了短路
C.由于灯泡L2的电阻较大,其实际功率较小
D.由于灯泡L2的电阻较小,其实际功率较小
5.实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U?I图象如图甲所示,则图乙中有关此小灯泡功率P与U2或P与I2的图象可能正确的是(

如图所示,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变,小灯泡L标有“4V
1.6W”字样,R1=20Ω,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0﹣0.6A,电压表的量程为0﹣3V.则:
(1)只闭合开关S2时,电压表的示数为2V,求电源电压。
(2)在不损坏各电路元件的情况下,若闭合所有开关,滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3:1,求R2的最大阻值。
(3)只闭合开关S3,求小灯泡L消耗的电功率变化范围。
新能源汽车是社会发展的必然趋势,某款自主品牌纯电动汽车一些参数如表所示,若汽车以40km/h
的速度匀速行驶,充一次电可以续航多少公里?此时电机工作电流是少?(充电效率假设为100%)

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