初中物理-總復(fù)習(xí)：電功率（基礎(chǔ)）知識講解

總復(fù)習(xí)：電功率（基礎(chǔ)）

【考綱要求】

1、從能的轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識電源和用電器的作用并能夠進行電能的計算；

2、理解電功率和電流、電壓之間的關(guān)系并能進行電功率的計算。能區(qū)別實際功率和額定功率;

3、焦耳定律；

4、串并聯(lián)電路電能、電熱、電功率的分配關(guān)系；

5、家庭電路及安全用電；

6、電功率的測量及焦耳定律實驗探究。

【知識網(wǎng)絡(luò)】

，實后

公式

廣電能“

單位

〔翱僮

「定義

物理意義

公式

電功率《

單位

額定功率和實際功率

電功率〔測量

（電流的熱效應(yīng)

電執(zhí)焦耳定律

一J］電熱器

［電功和電熱的區(qū)別

「生活用電常識

全用電4電路中電流過大的原因

I安全用電

【考點梳理】

考點一、電能及電能表（高清課堂《電學(xué)2:電功和電功率》電功和電能）

1、電能：電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。用電器可以把電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能。（將電能全部

轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的用電器稱為純電阻用電器。如電飯煲、電爐子等；非純電阻電路是有一部分電能轉(zhuǎn)化成除

內(nèi)能以外的其他形式的能，如洗衣機，電風(fēng)扇等。

2、電能的單位：國際單位是焦耳，簡稱焦，符號J,常用的單位是度，即千瓦時，符號kW力，IkW-h

=3.6X106J

3、電能表

作用：電能表是測量電功或者說是用戶的用電器在某段時間內(nèi)消耗電能多少的儀表。

讀數(shù)：電能表的計數(shù)器上前后兩次的讀數(shù)之差就是用戶在這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。

注意：計數(shù)器顯示的數(shù)字中最后一位是小數(shù)。

表盤上的參數(shù)：

220V表示電能表應(yīng)接到220V的電路中使用；

1

5A表示電能表允許通過的最大電流不超過5A；

2500r/kW?h表示消耗IkW?h的電能，電能表的表盤轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)；

50HZ表示這個電能表應(yīng)接在頻率為50HZ的電路中使用。

4、電功與電能

電流做功的實質(zhì)：電流做功的過程實質(zhì)就是電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能的過程。電流做了多少功就有

多少電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能。

電功的單位也是焦耳。

5、計算

普遍適用公式W=UIt=Pt（所有電路）即電流在某段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓和電路

中的電流，和通電時間的乘積。電壓的單位用V,電流的單位用A,時間的單位用s,電功的單位就是J。

TJ

導(dǎo)出公式=:t（純電阻電路）

R

考點二、電功率

1、定義：電功與時間之比。它是表示電流做功快慢的物理量。

2、單位：國際主單位瓦特（W）

常用單位千瓦（kW）

換算關(guān)系lkW=1000W

w

3、計算普遍適用公式P=—=UI

t

推導(dǎo)公式P=FR=U2/R（適用于純電阻電路）

4、額定功率和實際功率

額定功率：用電器在額定電壓下的功率。（用電器在正常工作時的功率）

實際功率：用電器在實際電壓下的功率。

要點詮釋：

1、實際功率隨電壓的變化而變化：

當(dāng)Ua；=U額時，P^P額用電器正常工作；

當(dāng)U實＜U額時，P實＜P額用電器不能正常工作；

當(dāng)UQU額時，PQP額長期使用會影響用電器的壽命，有時會損壞用電器。

2、對某一用電器而言，額定電壓和額定功率只有一個，而實際電壓和實際功率卻有無數(shù)個。燈泡

的亮度是由它的實際功率決定的。

p（uy

3、若不考慮溫度對用電器電阻的影響，則有二=」，即電阻一定時，實際電壓是額定電壓

P額〔"額,

的n倍，則實際電流也是額定電流的n倍，實際功率是額定功率的d倍。

考點三、焦耳定律

1、電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。

2、焦耳定律：

內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。

公式：Q=FRt（普遍適用）

Q=Uh=~t=Pt（純電阻電路）

3、電熱和電能的關(guān)系:

2

在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，Q=Wo如電爐子。

在非純電阻電路中，電能只有部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電熱小于電能，即Q<W。

考點四、家庭電路和安全用電

1、家庭電路的組成：兩根進戶線、電能表、閘刀開關(guān)、保險盒、插座、用電器和開關(guān)。

2、保險絲：

材料：由電阻率大、熔點低的鉛鍍合金制成。

工作原理：當(dāng)通過它的電流過大時，保險絲產(chǎn)生較多的熱量，使它的溫度達(dá)到熔點，于是保險絲熔

斷。

接法：保險絲與所保護的電路要串聯(lián)，且一般只接在火線上。

選擇：保險絲在選擇的時候應(yīng)使其額定電流等于或稍大于家庭電路的最大工作電流。越粗的保險絲

額定電流越大。

更換原則：保險絲在更換時不能用較粗的或鐵絲、銅絲、鋁絲代替。

三孔插座：左零右火中接地。

3、安全用電：安全電壓不高于36V。

要點詮釋：

觸電原因：家庭電路的觸電都是由于人體直接或間接與火線接觸造成的。

低壓觸電：包括單線觸電和雙線觸電。

高壓觸電：高壓電弧觸電和跨步電壓觸電。

安全用電原則：不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體。

考點五、測量小燈泡的功率

1、實驗原理：P=UI測出小燈泡的電壓U和電流I,利用公式P=UI計算求得電功率。

2、實驗器材：電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、小燈泡、燈座、導(dǎo)線等。

3、實驗電路圖及表格：

次數(shù)電壓U/V電流I/A功率P/W發(fā)光情況

1

2

3

4、實驗步驟：

(1)實驗前準(zhǔn)備：檢查儀器是否齊全，規(guī)格是否合乎要求，查看小燈泡的額定電壓U額；

(2)按電路圖連電路，查無誤，閉合開關(guān)，進行實驗；

(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為U額，記錄電流表示數(shù)I額；

(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓等于L2U額，記下電壓表、電流表的示數(shù)，并觀察小燈

泡發(fā)光情況；

(5)調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓小于U額，記下電壓表，電流表的示數(shù)，并觀察小燈泡發(fā)

光情況；

(6)斷開開關(guān)，計算電功率值填入表格。

5、數(shù)據(jù)分析，總結(jié)結(jié)論。

(1)分析數(shù)據(jù)知，實際功率隨實際電壓改變而改變；

(2)燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率，實際功率越大燈泡越亮。

6、注意事項：

A.連接時，開關(guān)斷開，防止因短路而損壞電源或燈泡。

3

B.閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑至滑動變阻器的最大阻值處，防止電路中的電流過大，將

燈燒壞。

C.電源電壓應(yīng)高于燈泡的額定電壓，防止無法調(diào)節(jié)到額定電壓。

D.電壓表的量程應(yīng)大于燈泡的額定電壓，電流表的量程應(yīng)大于燈泡正常工作時的電流。

E.滑動變阻器允許通過的最大電流要大于燈泡正常工作時的電流，滑動變阻器的最大電阻值應(yīng)與

燈泡的電阻差不多，以使調(diào)節(jié)效果明顯。

F.通過三次不同電壓下（額定電壓，L2倍額定電壓和低于額定電壓）的測量，體會用電器的實際

功率并不一定等于額定功率，而是取決于加在用電器兩端的實際電壓。

G.在做第二次實驗時（實際電壓不能超過額定電壓的1.2倍）需要小心調(diào)節(jié)滑動變阻器，以免燒壞

燈泡。

H.實驗前，要檢查電路并試觸，實驗結(jié)束后，要先斷開開關(guān)，再整理器材。

【典型例題】

類型一、基礎(chǔ)知識

1、如圖是新式的電子式單相電能表，電能表上標(biāo)有6400imp/kW?h,它表示；10A

字樣表示;一臺標(biāo)有800W的取暖器，連續(xù)工作2小時，則電能

表的計數(shù)器上的顯示數(shù)將從圖甲變?yōu)?；電能表的耗電指示燈將閃爍次。

電能表的耗電指示燈閃爍越快，表示接入電路中的用電器的總功率。（填“越大”或“越小”）

電干式單用電能表

220VI0ASOHi

MOVimfyfliWb?4.

【思路點撥】6400imp/kW?h,它表示每消耗lkW?h的電能，耗電指示燈將閃爍6400次，10A表示標(biāo)定電

流為10A；已知功率和工作的時間，根據(jù)公式W=Pt可求消耗的電能，進一步求出電能表的示數(shù)；

電能表的耗電指示燈閃爍越快，表示接入電路中的用電器的總功率越大。

【答案】每消耗lkW?h的電能，耗電指示燈將閃爍6400次；標(biāo)定電流為10A；00332；10240；越大。

【解析】6400imp/kW?h,它表示每消耗lkW?h的電能，耗電指示燈將閃爍6400次，10A表示標(biāo)定電流為

10A；

消耗電能W=Pt=O.8kWX2h=l.6kW?h；

電能表的計數(shù)器上的顯示數(shù)將從圖甲變?yōu)?1.6kW-h+l.6kW-h=33.2kW-h；即變?yōu)?0332；

電能表的耗電指示燈將閃爍6400imp/kW?hXl.6kW?h=10240次；

在相等的時間內(nèi)，電能表的耗電指示燈閃爍越快，表示接入電路中的用電器的總功率越大，消耗的電能

越多。

【總結(jié)升華】本題考查消耗電能的計算，難點是明白電能表的各個參數(shù)所表示的物理意義以及電能表的

讀數(shù)方法。

舉一反三

【變式】從如圖所示的電能表中，可以獲得的正確信息是（）

4

A.電能表的讀數(shù)為3672kW?h

B.電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過2500轉(zhuǎn)消耗電功率IkW

C.用電器正常工作時的總功率不得超過2200W

D.用電器正常工作時的總功率不得超過4400W

【答案】C

1^2、甲、乙兩燈分別標(biāo)有“220V60W”和“220V40W”字樣，若它們串聯(lián)后接入220V的電路中，

（選填“甲”或“乙”）燈較亮。

【思路點撥】（1）由銘牌可知兩燈泡的額定電壓相等，根據(jù)R=lf/P比較兩燈泡的電阻關(guān)系；

（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和P=/R比較兩燈泡的實際功率，再根據(jù)燈泡的亮暗取決于實際功率的大

小判斷燈泡的亮暗。

【答案】乙

【解析】本題是一道綜合題，主要考查實際功率和額定功率的關(guān)系。解題的關(guān)鍵是看它們的實際功率的

大小，即燈泡的亮度由它們的實際功率決定。解答本題，按下列步驟進行：

（1）先求出兩燈的電阻：

P甲60WP440W

所以，R單＜R乙。

（2）當(dāng)兩燈串聯(lián)在220V電路中時：

由“220V60W”和“220V40W”可知，兩燈正常發(fā)光的條件均是兩端電壓為220V,現(xiàn)在的條件是U

甲+U乙=220V,所以U甲＜220V,U乙＜220V,兩燈均不能正常發(fā)光。此時P甲=1甲2R甲，p乙=1乙2R乙，因為1

甲=1乙，Rep＜R乙，所以PtfiVPz,,即乙燈較鳧。

【總結(jié)升華】本題考查了串聯(lián)電路的電流特點和電功率公式的靈活運用，關(guān)鍵是燈泡銘牌參數(shù)含義的理

解與掌握。

舉一反三：

【變式】（2016?滑縣一模）把標(biāo)有“36V15W”的甲燈和標(biāo)有“36V5W”的乙燈串聯(lián)后接在電壓是36V的

電路中，下列說法正確的是（）

A.因為兩燈串聯(lián)，甲燈的電阻較小，所以甲燈兩端電壓小

B.因為通過它們的電流相等，所以一樣亮

C.因為甲燈額定功率較大，所以甲燈較亮

D.因為乙燈實際功率較大，所以乙燈較亮

【答案】D

周’3、標(biāo)有“6V、3W”的燈L和標(biāo)有“6V、1W”的燈L串聯(lián)后接在12伏的電源上，求燈L的實際功率。

5

【思路點撥】已知燈L和燈L2的額定電壓和額定功率，可利用公式R=lf/P求得兩燈的電阻，燈L和燈

Lz串聯(lián)，利用串聯(lián)電路電阻的特點，可以求出總電阻，知道電源電壓，由歐姆定律/=幺求得兩燈的實

R

際電流，已求出L的電阻，可利用公式P二求得實際功率。

【答案與解析】

(6"

R、￡1=12Q

P額13W

2

UK(6V)

R?=36Q

P額21W

炒甲聯(lián)----=-----=——=—

U2R2363

13

U、=—U=3伏，=—U=9伏

4'4

?U->U額二二%會燒毀，電路斷路4無法工作，肩=0

【總結(jié)升華】本題考查了串聯(lián)電路電流和電阻的特點，并可以利用電功率計算。

舉一反三：

【變式】今有“6V、6曠的電燈L和“6V、L5W”的電燈L,各式各一盞，把它們分別接到電壓6伏的電源上,

要求兩燈具有同樣的亮度，應(yīng)在哪一盞燈的電路里串聯(lián)一個電阻？阻值為多大？

【答案與解析】

解：：U=U額i=U額z=6V

.?.若LI、Lz直接接入6伏電路上均能正常發(fā)光，即Pi=6W,P2=l.5Wo

今要求兩燈具有相同的亮度，即L的實際功率與L2的額定功率相同：

P1=P2=P?2=1-5W

L的電路中應(yīng)串聯(lián)一個電阻&起分壓作用，如圖所示

zPx=l.5W區(qū)

&P=------—r

RD=6V-----

U、==J1.5瓦x6歐=3伏

。串聯(lián)二=。=。|=6伏-3伏=3伏

由分壓原理可得：Rx=RLl=6歐

答：應(yīng)給“6V、6-的電燈串聯(lián)一個6歐的電阻。

@^4、如圖所示為小明所連的兩盞白熾燈和兩個插座的電路圖。下列說法正確的是（）

A.拆掉燈丙，兩線頭連在一起會造成短路

B.拆掉插座甲，兩線頭連在一起會造成短路

6

C.拆掉S1,兩線頭連在一起會造成短路

D.拆掉S2,兩線頭連在一起會造成短路

【思路點撥】如圖，因為插座甲的位置問題使得插座丁和燈乙不能正常工作，分別分析拆掉燈丙、插座

甲、開關(guān)Sz、開關(guān)S3把兩條導(dǎo)線連在一起時，電路所處的狀態(tài)，

看有無短路現(xiàn)象，若有短路現(xiàn)象，會使電路中的電流過大，易引起火。

火災(zāi)。

【答案】A

零O

【解析】選項C、D描述情況正好是把燈丙，插座丁連入電路，不

會造成短路，故CD錯誤。插座甲串聯(lián)在火線上，當(dāng)此處連通時燈

乙正常工作。若同時將甲與丁連通，再閉合Sz時才能造成短路，

故選項B錯誤。

【總結(jié)升華】本題考查了學(xué)生對插座的連接方法、短路危害的了解和掌握，屬于與實際用電相結(jié)合題目。

類型二、知識運用

、（2016?德江縣模擬）如圖所示，將燈L、Lz按圖甲、乙兩種方式接在電壓均為U的兩個電路中,

在甲圖中燈L的功率為4W,在乙圖中燈L的功率為9W。設(shè)燈絲電阻不變.下列說法中不正確的是（）

3口

：

LiL送

—0170-■OUO-

甲乙

A.甲、乙兩圖中燈L兩端的電壓之比是2：3

B.L、L?兩燈燈絲電阻之比是2：1

C.甲圖中燈L、L?的功率之比是2：1

D.甲、乙兩圖電路消耗的總功率之比是4：9

【思路點撥】甲圖中，兩燈串聯(lián)，乙圖中兩燈并聯(lián)，根據(jù)公式可求甲乙兩圖中燈L兩端的電壓

R

之比。在甲圖中，電流相等，根據(jù)歐姆定律可知電壓之比就等于電阻之比，已知甲圖和乙圖中燈L兩端

的電壓之比，可求出電阻之比。在甲圖中，兩燈串聯(lián)，電流相等，已知電阻之比，根據(jù)公式P=PR可求

電功率之比。已知電源電壓不變，在甲圖中，兩燈串聯(lián)，乙圖中，兩燈并聯(lián)，根據(jù)公式/〉=土可求總功

R

率之比。

【答案】D

【解析】甲圖中，燈L的功率耳=孥，乙圖中，燈的功率S，所以4=3=4=黑，

[鳥]4/>'trU-9W

所以熱=；,故A正確；在甲圖中，燈L?兩端的電壓為兩燈串聯(lián)，所以所以5=2,串聯(lián)電

U3U3[Z,1

路電流相等，所以葉=5=3，故B正確；在甲圖中，燈Li的功率Pi=iRi,燈L2的功率P2—R2,

Aj怎4d1

7

所以4=獸=5=3，故c正確；在甲圖中消耗的總功率及=高二，在乙圖中消耗的總功率

12/A-)1A|+Zvj

U2/&+&g2x12

,所以2u1(4+&>(2+1)29,故D錯誤。故選D。

K+4

【總結(jié)升華】本題考查電阻之比、電壓之比、電功率之比，關(guān)鍵是歐姆定律和電功率公式及其變形的應(yīng)

用，還要知道串、并聯(lián)電路電流和電壓的規(guī)律。

舉一反三：

【變式】如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。開關(guān)s由閉合到斷開，電路消耗的總功率之比為4：3。

如果Ri=12Q,則Rz的電阻是()

A.36QB.16QC.9QD.4Q

【答案與解析】

當(dāng)開關(guān)S閉合時，電阻R.和R.并聯(lián)，設(shè)電阻R.的阻值為R-,

而R.=12Q,

[R.R-12OXR.

.??此時電路中的總電陰為：區(qū)^+士區(qū)近二言忑'

此時電路消耗的總功率為：P苓；

當(dāng)開關(guān)S斷開時，電路中只有電阻R-,

;此時電路消耗的總功率為：p-=9;

而開關(guān)S由閉合到斷開，電路消耗的總功率之比為4：3,

LR

pJTir2R-R.三—12C+R-120+R-

即P丁=-=~r=—X-=12。XF.c=R_X——-=----------

'23V*R正R——1'12QXR?12Q

-u12P-R-4

解得：R.=4Q.

4

g廣6、科學(xué)探究活動小組的同學(xué)們制作了一臺家庭調(diào)光燈模型，如圖是設(shè)計的電路圖，其中小燈泡L

標(biāo)有“6V3W”字樣，當(dāng)開關(guān)S扳到觸點a時，小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)開關(guān)S反向觸點b時，通過小燈泡

的電流減少了0.2A,假定燈絲電阻及電源電壓不變，求：①小燈泡L的電阻值；②R的電阻值；③開關(guān)

S扳向觸點b時，電阻R消耗的功率。

【思路點撥】當(dāng)開關(guān)S扳到觸點a時，知道額定電壓和額定功率可以求燈絲電阻，和正常發(fā)光時的電流,

也就可以求出當(dāng)開關(guān)S扳到觸點b時的電流，再利用P=「R求解。

8

【答案】12Q；8Q；0.72W

【解析】①上?。?2Q

P.我

pw

②當(dāng)S扳到a點時燈L正常發(fā)光，知電源電壓U=q=歹，電路中電流為=臚=歹=0.54

當(dāng)S扳到b點時，燈L與R串聯(lián)，電阻變大，電流變小

電路中電流/=/.-024=03H

u級

總電阻=_=_=20Q,A=2?-/?=20Q-12Q=8Q

aI0.3/81AZ

③區(qū)=/筑=(03⑶a*8Q=j

【總結(jié)升華】電學(xué)計算題可求的物理量較多，綜合性較強，類型多類，但百變不離其宗，只要理解計算

公式，最終都將化繁為簡。

舉一反三：

【變式】保溫箱的簡化電路如圖所示，A為溫度傳感器，它的作用相當(dāng)于開關(guān)，達(dá)到設(shè)定溫度時自動斷

開電路，低于設(shè)定溫度時，自動接通電路。S是保溫箱的溫度設(shè)定開關(guān)，它有三個檔，分別為60℃、50℃

和40℃,加熱功率分別為90W、72W和45W。電源電壓為36V,RHR2,R3都是發(fā)熱體。求：

(1)當(dāng)S撥至位置1時，加熱功率是多少？Ri的阻值是多少？?

(2)當(dāng)S撥至位置3時，電路中的電流是多少？傳感器

(3)當(dāng)S撥至位置2時，R?的阻值是多少？~A

12R3

【答案與解析】

RiR2

(1)Ri、R2、R3都是發(fā)熱體，P?=產(chǎn)可知：

仆

UL定時，串聯(lián)電阻越多時，R總越大，P熱越小，是低溫檔。

所以當(dāng)S撥至位置1時，加熱功率為90W,是60℃高溫檔：

電路中只有Ri工作,144Q

(2)當(dāng)S撥至位置3時，Ri、R2、R3是串聯(lián)，總功率是45W,利用/=二P=二45二W一=125/

U360

(3)當(dāng)S撥至位置2時，根據(jù)前面求出的Ri=14.4Q和此時功率72W,

案二（36廳

知鳥+鳥=18Q

~P^~12W

^=18Q-14.4Q=3.6Q

9

CZ、某同學(xué)做“測量一個小燈泡的電功率”實驗，所用燈泡的額定電壓是2.2V。

（1）如圖是他實驗的電路，但連接不完整，請你幫他完成電路的連接。

（2）電路連接完整后，當(dāng)向右移動滑動變阻器的滑片P時，電壓表的示數(shù)將,電流表的

示數(shù)將________

（3）實際實驗的有關(guān)記錄與計算如下表

實驗次數(shù)123

電壓（V）2.201.502.50

電流（A）0.220.160.24

功率（W）0.4840.240.60

該同學(xué)注意到燈的亮度變化是：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮。你認(rèn)為，根據(jù)他觀察的

現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)分析，可得出一些什么結(jié)論呢？請你說出兩點（這兩點的意思應(yīng)不同）：

①②

（4）他還注意到，這個實驗記錄也可以用來計算燈絲的電阻，并完成了有關(guān)計算如下表格：

實驗次數(shù)123

電壓（V）2.201.502.50

電流（A）0.220.160.24

燈絲電阻