第十八章第二节电功率.docx

20232024学年人教版九年级物理高效课堂培优讲义第2节电功率知识点一：电功率新课知识解析少，电流做功越多,表示电流做功越快.(2)做相同的电功，比较所用时间的长短,所用的时间越短,表示电流做功越快.(3)在物理学中，用电功与时间的比值表示电流做功的快慢，比值越大,表示电流做功越快.2.电功率(1)定义：电功与时间之比叫电功率,用字母匕表示.(2)物理意义:在物理学中，用电功率表示电流做功的快慢.电功率越大,电流做功越快：电功率越小,电流做功越慢.千瓦(kW)、亳瓦(InW),换算关系：1kW=103w,1W=IOmw.3 .电功率的计算(D定义式:P=如功生，W是由功，t是时间。计算式:将W=UIt代人公式P=/中，可得P=UI(适用于所有电路)，即已知某用电器两端的电压和通过该用电器的电流,就可用该公式计算该用电器的电功率.(3)推导式：由欧姆定律可推导，P=<=2r(仅适用于纯电阻电路)4 .电路中电功率关系的三个推论(1)两个比例关系推论1:对于纯电阻串联电路来说，由P=I2R可知，各电阻消耗的电功率与其阻值成正比，即P1:P2:.:P1,=R1:R2.:R11.推论2:对于纯电阻并联电路来说，由P=<可知，各电阻消耗的电功率与其阻值的倒数成正比,即，P：P2：:Pn*:T"：?RlRn(2)电路的总功率推论3:无论是串联电路还是并联电路,整个电路消耗的总功率都等于各个用电器消耗的电功率之和,知识点二：额定电压和额即Pa=Pl+P2+P11.用电器的铭牌和使用说明书上标明的电压值就是额定电压,常用U领表示.示明的功率值就是额定功率,常用P领表示.3.额定电流：用电器在额定电压下工作时的电流,常用I眼表示.实表.5.实际功率：实际功率.8t与实际功率P实的区别与联系知识点三:测量电功率的三种方法m常生活中应用较少.额定功率实际功率区别概念用电器在额定电压下工作时的电功率.用电器在实际电压下工作时的电功率.是否变化是唯一的，不随实际电压的改变而改变.不是唯的，不同的电压值，对应的实际功率不相同.联系当UQUI实=I%贝1P实=P软，用电器正常工作；当UQU软时，IQl额,则P实P诏,用电器不能正常工作，且可能被损坏；当U水U帽时，I实1项,则P实P联,用电器不能正常工作.在中学阶段的学习中,我们最常见的是通过电流和电压的测量来间接测量用电器的电功率.由P=UI可知，只要测出用电器两端的电压和通过用电器的电流,就可以计算出该用电器的实际功率.在精确度要求不高的时候,也可以用家庭电能表和钟表测量用电器的电功率.题型专场题型一：电功率的实际应用如图甲所示是坐位体前屈测量仪，如图乙所示是坐位体前屈测量仪的简化电路图。闭合开关，当推动绝缘柄使滑动变阻器的滑片向左移动，可利用示数增大的电表反映测量成绩。在测量坐位体前屈的过程中，下列分析正确的是（）A.绝缘柄向左推的距离越大，滑动变阻器连入电路中的电阻越大B.绝缘柄向左推的距离越大，电路的总功率越大C.绝缘柄向左推时，电流表示数变小，电压表示数变大D.此电路设计中，用电压表示数的大小反映测试成绩【答案】B【解析】根据乙图可知，变阻器Rl与艮串联，电压表测R：的电压，电流表测总电流。柄向左推的距离越大，变阻器接入的长度变小，则接入的电阻越小。根据R总=RjRz可知，总电阻变小，则电流表的示数变大。根据P=Ul可知，电路的总功率变大。根据串联电路电压与电阻成正比可知，此时电压表的示数变小，故A、C错误，B正确；D.当滑片向左移动时，电流表的示数变大，则用电流表反映测试成绩，故D错误。故选B0题型二：P=:及其变形式的应用如图所示，当闭合开关S1、断开开关S2时，整个电路消耗的电功率为36W；闭合开关S2、断开开关Sl时，整个电路消耗的电功率为18勿，那么Si,S?都闭合时，整个电路消耗的电功率为()A.54WB.27WC.12WD.6W【答案】A【解析】根据电路图判断，电阻并联，各支路的电功率之和是总电功率，为36W+18W=54W,A符合题意。故答案为：A.题型三：额定功率和实际功率的计算电源电压3V保持不变，把标有“3V3W”的灯L和标有“3V1.5W”的灯L?按如图的方式连接,当开关S闭合后，则下列说法中正确的是()A.灯L消耗的实际功率是3WB.电压表测Lz两端的电压C.两灯消耗的总功率是IWD.电压表的示数与电源电压之比是1：2【答案】C【解析】由P=U/可得，两灯泡的额定电流分别为A=需=骈=14P2 ISW= 0.54由欧姆定律可得，两灯泡的电阻分别为%=/=笠=3。U23V刈=77=两=6。AB.由电路图可知，开关S闭合后，L与L2串联，电压表测L两端的电压；此时电路中的电流/=U_3V_1R1+R2=30+6C=3A灯L消耗的实际功率P=I2R1=(71)2×3=W0.33WA、B不符合题意；C.灯I2消耗的实际功率P2=I2R2=(1)2×6=V灯Lz消耗的实际功率为IIV；则两灯消耗的总功率P=P'+P；=<W+,W=IWC符合题意；D.因串联电路中各处的电流相等，且总电阻等于各分电阻之和，所以，电压表的示数与电源电rr÷up%'"1Rl-3(1-1仄AnJU-/(1+2)-R1+R2-3+6-3电压表的示数与电源电压之比是L3,D不符合题意。故答案为：Co题型四：灯泡亮暗的比较将4B两个灯泡，按图一、图二两种方式连接，已知心=4。、Rb=6,电源电压相同，下面分析正确的是()A.图一中A灯比B灯亮B.图二中4灯比B灯亮C.图一中4灯比图二中力灯亮D.图一中的总功率比图二中的总功率要大【答案】B【解析】【解答】A.灯泡串联时，根据P二FR,电阻越大，电功率越大，所以灯泡B的亮度大，A不符合题意；B.图二中灯泡并联，电压相同，根据P=，电阻越大，电功率越小，A电阻小，亮度大，B符A合题意；C图一中灯泡分压小于电源电压，相同灯泡的电功率小，亮度小，C不符合题意；D.图一中的总电阻大，电功率小，D不符合题意。故答案为：B.题型五：电功率的比值计算如图甲所示电路，电源电压保持不变，当闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P使阻值从最大变化到最小，两个电阻的“力关系图像如图乙所示。电源电压为V,滑动变阻器的最大阻值为Q,电路的最大总功率和最小总功率之比为o【答案】6；20；3：1【解析】两个电阻串联，由分压作用，电流表测干路电流，贝iJR1、R2两端电压之和即为电源电压，由图乙可知，两电阻电压之和恒为6V,则电源电压为6V；当滑动变阻器阻值最大时，电路电流最小，滑动变阻器两端电压最大，当滑动变阻器阻值为最小，即为0时，滑动变阻器两端电压为0,由图乙可知，此时Rl两端电压为6V,电流为，所以R阻值为R=午=怒=10。，滑动变阻器阻值最大时，电流为，则用两端电压为UnRk2V,所以滑动变阻器两端电压为4V,则滑动变阻器最大阻值为RmaX=W=尚=200；电路电流坡大时，总功率最大，所以最大功率为Pmax=Uimax=6V×0.6A=3.6IV,最小功率为PmE=Umin=6VX0.2A=1.2W，所以电路最大总功率和最小总功率之比为3：1题型六：开关类动态电路中电功率的计算实验小组设计了如图所示的电路，已知电源电压不变，灯泡L标有“2.5V0.3A'字样，其阻值会随温度变化，将滑动变阻器的滑片置于最右端，只闭合开关Sl时，电压表的示数为3匕Rl的功率为Pi;只闭合开关N,移动滑片至最左端时，电流表的示数为0.34Rl的功率为P2：闭合开关SI和S2,移动滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为3P和0.24已知Pi：P2=1：4。(1)灯泡L的额定功率为W；(2)滑动变阻器的最大阻值为;(3)在有电流通过灯泡A的情况下，灯泡的最小功率与最大功率之比为。【答案】(1)(2) 20(3) 1：20【解析】(1)根据电压和电流的乘积，计算电功率为：(2)只闭合开关S】，移动滑片至最左端时，滑动变阻器接入电路的电阻为OO,灯泡与R串联,电流表的示数为，由于灯泡L标有，0.3A,字样，则此时灯泡L正常发光，根据灯泡的额定电压可知，此时灯泡L两端的电压为，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得：电源电压：=+R11闭合开关S和S2,移动滑片至某一位置时，L短路，R1.七串联，电压表测量Rz两端的电压,电压表和电流表的示数分别为3V和，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压：=U2+IR1=3V÷0.2A×R1联立解得：U=4V,R1=5:将滑动变阻器R的滑片置于最右端，只闭合开关S时，灯泡与R1、&串联，电压表测量兄两端的电压，Rl的功率为已知匕：P2=I:4,根据P=FR可得：I12R12I22Rl=Is4,所以4I2=I:2,即：A=*2=*X0.3=0.154根据/=,可得滑动变阻器R2的最大值为:R2=，=20;（3）只闭合Sl时，灯泡才有电流通过，滑动变阻器R2的滑片置于最右端时，接入电路的阻值最大，电路电流最小，灯泡的功率最小，此时滑动变阻器两端的电压为Uk3V,根据/=半可得日两端电压为：U1=I1R1,根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得，灯泡两端电压为：l=U12,则灯泡的最小功率为：PL产Uh；滑动变阻器Rz的滑片置于最左端时，滑动变阻器接入电路阻值为零，电路电流最大，是，灯泡正常发光，灯泡的功率最大，此时灯泡的功率为额定功率：Plx=Pl=l2;灯泡的最大功率与最小功率之比为：Plx：Pl0.0375W=20:Io巩固提升1.L、Lz是两只分别标有“220V60W”和u220V40W,1的灯泡，若将它们串联后接入220V的家庭电路，则下列说法正确的是（）A.灯泡L比灯泡Lz亮B.灯泡L?比灯泡L亮C.两只灯泡一样亮D.无法判断【答案】B【解析】由R二UVP可得，灯泡Lz的电阻大，将两灯串联接入220V电路两端，因串联电路电流都相等，根据Pn2R可知，灯泡L2的实际功率大，因灯的亮度取决于灯的实际功率，Lz亮，故B正确，ACD错误。故选Bo2.如图，甲所示电路中，R为定值电阻，Rl为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像。下列说法正确的是（）A.电源电压为3VC.整个电路功率变化了B.电压表的最大示数为2VD. R的功率变化了【答案】D【解析】A.由电路图可知，Rl与R串联，电压表测Rl两端的电压，电流表测电路中的电流，当/0.9W0-= 0.3412 = 0.24 ,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电源R尸10。时,巳，当R；二20。时，巴,因串联电路中各处的电流相等，电路中的电流分别为的电压不变，电源的电压为=I1(R+R1)=I2(R÷R1,),即0.3A×(R+10)=0.2A×(R+20),解得R=10,电源电压U=6V,A不符合题意:B.当R'=20Q时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最大，则电压表的最大示数1'=l2R1-0.2A×20=4V,B不符合题意；C.当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻最小，整个电路的总功率最大，最大功率为P子=噂=华柒=3.6W，当R'=20O时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，整个电路的总功率最小，则最小功率为P小=U2,所以，整个电路功率变化了P=PP小，C不符合题意：D.当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电流为3=0.6t1,R的功率变化了APl=I32R-I22R=(0.64)2X10_24)2X10=32W,D符合题意,故答案为：D。3.如图甲电路，电源电压为3.0V,L、1_2、L3,为三个规格相同的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示。闭合开关后，下列说法正确的是()A.干路的电流为05AB.通过LI的电流为Lz电流的2倍C.三个小灯泡的阻值相等D.电路消耗的总电功率为1.35W【答案】D【解析】AB.由电路图可知，L2与1_3串联后再与L并联，且三灯泡的规格相同，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，L两端的电压U,因串联电路中总电压等于各分电压之和，且三灯泡的规格相同，所以，l2和两端的电压&二&,由图像可知，此时通过L的电流I】，通过L?和l3的电流均为片，所以，灯泡L的电流不是灯泡Lz电流的2倍，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流1二14以AB不符合题意；C.L的电阻为i=o=12，L2和L3的电阻为4=色=看=摆=7.5。,C不符合题意：D.电路消耗的总功率，D符合题意。故答案为：Da4.在如图所示的电路中，电源电压和灯泡电阻都保持不变。闭合开关当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时，下列判断正确的是（）A.电流表和电压表的示数都减小B.电路总功率变大C.灯泡功率变小D.变阻器功率变小【答案】D【解析】A.由图可知，灯泡与变阻器并联，电流表测通过变阻器的电流，电压表测电源电压，所以滑片移动时电压表的示数不变：当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时，变阻器连入电路中的电阻变大，由/=,可知，通过变阻器的电流变小，即电流表示数减小，A不符合题意；BCD.变阻器两端的电压不变，通过变阻器的电流变小，由P二Ul可知，变阻器的功率变小；并联电路各支路互不影响，移动滑片时，灯泡两端的电压不变，通过灯泡的电流不变，根据P=Ul可知，灯泡的功率不变；电路的总功率等于变阻器的电功率和灯泡的电功率之和，所以电路的总功率变小，D符合题意，BC不符合题意。故答案为：D。【答案】A【解析】【解答】A电热水壶的额定功率大约是IoOOW,高于400W,A符合题意:B.电视机的额定功率大约是200W,低于400W,B不符合题意：C.电风扇的额定功率大约是100W,低于400W,C不符合题意；D.台灯的额定功率大约是40W,低于400W,D不符合题意。故答案为：A6.如图所示，电源电压为6V,定值电阻R=18。，闭合开关S。下列说法正确的是（）A.在a、b两点间接入一个电压表时，电压表无示数B.在a、b两点间接入导线，电流2s做的功是2JC.在a、b两点间接入一个12Q的电阻，电路消耗的总功率为D.在a、b两点间接入一个,1.5V0.25A,的小灯泡，小灯泡不能正常发光【答案】C【解析】A.在a、b两点间接入一个电压表时，电压表串联在电路中测电源的电压，即电压表有明显示数，A不符合题意：B.在a、b两点间接入导线，电流做功W=Wt=需X2s=句KlollB不符合题意；fUU6V4C.在a、b两点间接入一个12。的电阻，电路中的电流/=下一=而标=18C+12C=°24总电路消耗的总功率P=UI=6V×0.2A=1.2WC符合题意：D.因串联电路中总电压等于各分电压之和，若灯泡正常发光，则电阻两端电压U产UUL因小联电路中各处的电流相等，则串联时通过灯泡的电流/_心_3="K_0254则通过灯泡的电流等于灯泡的额定电流，故小灯泡能正常发光，D不符合题意。故答案为：Co7 .当智能电量不足时，可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，“省电模式”通过以下哪种方式实现的（）A.减小电池电压B.增大电池电压C.减小总功率D.增大总功率【答案】C【解析】AB.里有许多小元件组成，每个元件对电压都有一定的要求，改变电压可能使不能正常工作，AB不符合题意：CD.根据电功率的公式W=Pt,在相同时间，如果功率减小，则相同的电量使用的时间更长,增大总功率，使用的时间更短，C符合题意，D不符合题意。故答案为：Co8 .如图甲，凡为定值电阻，RP为滑动变阻器，闭合开关，RP的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图像如图乙，下列说法正确的是（）A.滑动变阻器滑到最右时电流表示数为B.电源电压为3V,&阻值为10。C.电路消耗的最小功率为D.滑动变阻器的最大阻值为5。【答案】C【解析】由电路图可知，定值电阻Rl和滑动变阻器RP串联，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压。A.当滑片位于右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时电流表和电压表的示数最小，由图乙可知，此时电流表示数为，A不符合题意；8 .由图乙得，当电压表示数为3V时，电流表示数为，由T可得，R的阻值=,=怒=5,B不符合题意；C.当滑片位于左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为0,此时电路中只有定值电阻凡工作，电流表和电压表的示数最大，由图乙可知，此时电压表的示数为3V,因此电源电压为3V,电路消耗的最小电功率为P=UImin=3V×0.2A=0.6W,C符合题意：D.由图乙可知，电路中的最小电流为时，Rl两端的电压=此时滑动变阻器两端的电压Up=U-U'1=3V-1V=2V由欧姆定律得，滑动变阻器的最大阻值Rp=10Q,D不符合题意。故答案为：Co9 .图甲所示的电路中，电源电压不变，闭合开关，在各元件安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片P,记录电表示数：图乙是电流与变阻器两端电压关系的图像，则（）A.定值电阻R。的阻值是10。B.电源电压为C滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是515QD.当滑动变阻器的滑片P移至中点时，电流表的示数是【答案】B【解析】由图甲可知，定值电阻R。与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流。AB.由图乙可知，当滑动变阻器两端的电压为O时，电路中的电流最大为IQ根据欧姆定律可知，电源电压Un人R。=06AR。，当滑动变阻器两端的电压为3V时，电路中的电流，根据串联电路的特点和欧姆定律可知，电源电压U=U滔+1R产3V+0.2AxR。，联立解得：定值电阻R。，电源电压，A不符合题意，B符合题意；C.当电压表示数为O时，滑动变阻器连入电路的阻值为0,当电压表示数为3V时，通过电路中的电流为，由欧姆定律可知，滑动变阻器连入电路的最大阻值R=匕&=牝=150，所以K滑大I0.2Af滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是015Q,C不符合题意：D.当滑动变阻器的滑片P移至中点时，滑动变阻器接入电路中的电阻R滑,=i,=i×15。=7.5。，根据串联电路的特点可知，电路中的总电阻R=R/+Rc=7.5Q+75。=15。，此时电路中的电流/'=%=揶=034,即电流表示数为，D不符合题意。故答案为：Bo10.为研究定值电阻消耗功率的情况，小明按照图甲连接了实验电路，闭合开关S,记录了滑动变阻器的滑片P在几个不同位置时，电流表和电压表的示数。他利用实验数据作出U-I图像，如图乙所不O电路中的最大电流为1A,最小电流为。求：（1）当电流表示数为IA时，定值电阻消耗功率凡；（2）定值电阻的阻值&；（3）滑动变阻器的最大阻值R2;（4）当电压表示数为8V时，滑动变阻器消耗功率P2。【答案】（1）解：由甲图可知，R1、Rz串联，电压表测R的电压，当电流表示数为IA时，R1的电流IklA,电路中只有R工作：由图乙可知R的电压为U=20V,此时电源电压U=Uk20V则定值电阻消耗功率巳为Pl=U1I1=20VXlA=20W答：当电流表示数为IA时，定值电阻消耗功率H为20W（2）解：图乙可知当电流表示数为IA时，R1的电流II=IA,用的电压为Uk20V,则定值电阻的阻值Rl为&=肛=缪=20。答：定值电阻的阻值印为20。；（3）解：当电路中电流最小时，滑动变阻器R2的阻值最大，最小电流为，由图乙可知，当电路中电流b时，&的电压为U；=4V,因为母、兄串联,所以R2的电压为U2=U-U1,=20V-4V=16V则滑动变阻器的最大阻值R2为Rz=券=摆=80Q答：滑动变阻器的最大阻值Rz为80Q：（4）解：当电压表示数为8V时，由图乙可知，此时电路中的电流为，滑动变阻器的电压为U2,=20V-8V=16V则滑动变阻器消耗功率P2为P2=内"'=12VX044=4.8W答：当电压表示数为8V时，滑动变阻器消耗功率P?为。