初三物理电功电功率典型例题解析(免费)

第1页电功电功率典例精析电功和电功率基础知识1.电功(W)：电流对用电器做的功（电能转化成其他形式能的多少）叫电功。①电功的国际单位：焦耳（J）。常用：度(千瓦时)KW.h，1度=1千瓦时=3.6×106焦耳。②测量电功的工具：电能表（电度表）③电功公式：W=Pt=UIt(式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒)。④利用W=UIt计算时注意：①式中的W、U、I、t必须对于同一导体（同一段电路）的同一过程，才能代入公式计算，即要满足“同一性”；②计算时单位要统一;③已知任意的三个量都可以求出第四个量；⑤其他计算公式：W=I2Rt（多用于串联电路），W=U2t/R（多用于并联电路）2.电功率(P)：表示电流做功的快慢。国际单位：瓦特(W)。常用单位：千瓦（KW）①计算公式：P=W/t=UI（式中单位P→瓦(w)；W→焦（J）；t→秒(s)；U→伏(V)；I→安(A)）②利用公式计算时单位要统一：a.如果W用焦（J），t用秒(s)，则P的单位是瓦(w)；b.如果W用千瓦时（KW.h），t用小时（h），则P的单位是千瓦（KW）。c.公式中各物理量必须满足“同一性”才能代入公式计算。③其他计算公式：P=I2R（多用于串联电路），P=U2/R（多用于并联电路）④额定电压(U额)：用电器正常工作的电压。另有：额定电流⑤额定功率(P额)：用电器在额定电压下的功率。⑥实际电压(U实)：实际加在用电器两端的电压。另有：实际电流⑦实际功率(P实)：用电器在实际电压下的功率。⑧用电器消耗的实际功率随加在它两端的实际电压而改变。实际电压升高，实际功率增大；反之则减小。a.当U实U额时，则P实P额；（灯很亮,将缩短灯泡寿命，且易烧坏）。b.当U实U额时，则P实P额；（灯很暗）。c.当U实=U额时，则P实=P额；（正常发光）。⑨同一个电阻,接在不同的电压下使用，则有，如：当实际电压是额定电压的一半时，则实际功率就是额定功率的1/4。（即同一用电器消耗的实际功率跟它两端的实际电压的平方成正比，P1/P2=U12/U22）第2页例如：一只标有220V100W字样的灯泡，如果接在110伏的电路中,则它消耗的实际功率是25瓦)3.焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。①计算公式：Q=I2Rt，(式中单位Q→焦(J)；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。)②当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热),则有：Q=W，可用电功计算公式来计算电热.(如热水器，电炉，电烙铁，电饭锅，电热毯，电热灭蚊器，电烤箱，电熨斗等纯电阻用电器)，即有：Q=W=Pt=UIt=U2t/R（只适用于纯电阻电路）4.补充结论：①在串联电路中,电流对各部分电路(用电器)所做的功、产生的热量、做功的功率与其电阻成正比,即W1/W2=Q1/Q2=P1/P2=R1/R2U1/U2=R1/R2反比,即W1/W2=Q1/Q2=P1/P2=R2/R1I1/I2=R2/R1③额定电压相等的用电器：a.额定电压相等的用电器(灯泡)，额定功率越大的其电阻越小；额定功率越小的其电阻越大。b.当用电器串联在电路中时，额定功率越大，它消耗的实际功率越小（灯泡较暗）；额定功率越小，它消耗的实际功率越大（灯泡较亮）。可简单地记成“额大实小，额小实大”。c.当用电器并联在电路中时，额定功率越大，它消耗的实际功率越大（灯泡较亮）；额定功率越小，它消耗的实际功率越小（灯泡较暗）。可简单地记成“额大实大，额小实小”。④同一用电器接在不同电压的电路中时，它消耗的实际功率大小跟它两端的实际电压的平方成正比，即：P1/P2=（U1/U2）2⑤两个不同规格的电灯（其它用电器）串联时，应让额定电流小的电灯（用电器）正常工作；当它们并联时，应让额定电压小的电灯（用电器）正常工作。⑥两个电阻（假设R1R2）：当它们串联接入电路中时，R1消耗的实际功率大于R2消耗的实际功率，即P1P2；当它们并联接入电路中时，R1消耗的实际功率小于R2消耗的实际功率，即P1P2。⑦解决串联电路的相关问题时，应抓住“电流相等”这一特征；解决并联电路的相关问题时，应抓住“电压相等”这一特征。第3页例题解析例1一盏灯标有“36V40W”字样，将这盏灯接到某电路中，通过它的电流是1A，此时，这盏灯的电功率是________W．精析考查额定电压，额定功率的概念．已知：灯的额定电压UE＝36，额定功率PE＝40W，实际电流IL＝1A．求：PL（实际电功率）解先判定灯是否正常发光灯正常发光时：IE＝EEUP＝V36W40≈1.1A因为灯的实际电流IL＜IE，所以灯不能正常发光，且PL应＜PE．先求出灯的电阻R＝EEPU2＝0W4)V36(2＝32.4ΩR不变灯的实际功率：PL＝IL2R＝（1A）2×32.4Ω＝32.4W答案灯的功率为32.4W思考有的同学求实际功率，采用下面做法：PL＝UIL＝36V×1V＝36W你能看出其中的问题吗？例2某导体接到6V电压下，它消耗的功率是6W；将改接到3V的电压下，这个导体的功率是________W．已知UE＝6VPE＝6W实际UL＝3V求：实际PL分析一个导体，在额定电压下，电阻为R，同样一个导体，电压改变，电阻仍为R．同样一个导体，电压改变，电阻仍为R．∴电功率的习题，往往从求解电阻入手．解法1导体电阻R＝EEPU2＝W6)V6(2＝6Ω．电压变了，导体消耗的功率改变第4页RL＝RUL2＝6)V3(2＝1.5W解法2导体电阻不变根据：R＝PU2EEPU2＝LLPU2ELPP＝22ELUUPL＝22ELUU·PE＝（V6V3）2×6W＝1.5W小结从解法2看出，电阻一定时，电压是原来的“n”倍，功率是原来的“n2”倍．因为P＝UI，U是原来的“n”倍，I也是原来的“n”倍，所以P是原来的“n2”倍．答案功率是1.5W例3电能表是测量________的仪表．1kWh的电能可供标有“220V40W”的灯泡正常工作________h．精析电能表是日常生活中常用的仪表．考查能否灵活利用W＝Pt进行计算．正确选择合适的单位，可以简化计算．解电能表是测量电功的仪表．题目给出：W＝1kWhP＝40W＝0.04kW时间：t＝PW＝kW04.0kWh1＝25h如果选用国际单位，则计算要麻烦得多．答案电功，25例4一个“12V6W”的小灯泡，如果接在36V电源上，为使其正常发光，需串联一个________Ω的电阻，该电阻消耗的功率是________W．精析在串联电路中，利用电流、电压等特点，计算电阻和电功率．已知：额定PE＝6W，UE＝12V，总电压U＝36V求：R，PR解灯的额定电压是12V，直接将其接在36V的电源上，灯将烧毁：这时应将一个电阻和灯串联；—使灯正常发光．画出灯与R串联的电路草图2—3—1．并标出已知量和未知量．第5页图2—3—1只要求出通过R的电流和R两端的电压．就可以求出未知量．流过灯的电流和流过R的电流相等：答案48Ω，12W例5电阻R和灯泡L串联接到电压为10V的电路中，R＝10Ω，电路接通后，100s内电阻R上电流做的功为10J，已知灯L的额定功率为10W，灯的电阻不变．求：灯的额定电压．解画出灯L和电阻只串联的电路草图2—3—2，并标明已知量和未知量．串联电路，通过L和R电流相等，设为I．则WR＝I2Rt图2—3—2I＝RtWR＝100s10Ω10J＝101A＝0.1AR两端电压：UR＝IR＝0.1A×10Ω＝1V灯L′两端电压：UL＝U－UR＝10V－1V＝9V灯电阻：R＝IUL＝A1.0V9＝0.9Ω灯额定电压：UE＝RPE＝9010W＝30V误解有的同学在算完电流后，直接用：UE＝IPE＝A1.0W10＝100V，是错误的．因为此时灯并不是正常发光，电路中的电流不是IE．当然，有的同学把UL＝9V算为灯的额定电压，也是错误的．答案灯额定电压为30V第6页例6有两个灯泡，L1标有“6V3W”字样，L2没有标记，测得L2的电阻为6Ω，把它们串联起来接入某一电路，两个灯泡均能正常发光，那么该电路两端的电压和L2的电功率分别是（）A．12V3WB．12V1.5WC．9V3WD．9V1.5W解画出L1和L2串联的电路草图2—3—3，标明已知量和未知量．L1正常发光时，U1＝6V，P1＝3W电路中电流：I＝11UP＝V6W3＝0.5A图2—3—3此时L2也正常发光，L2两端电压：U2＝IR2＝0.5A×6Ω＝3VP2＝IU2＝0.5A×3V＝1.5WU＝U1＋U2＝6V＋3V＝9V答案D例7有一盏小灯泡，当它与5Ω电阻串联后接15V电源上，灯恰好正常发光，这时灯的功率是10W．求：小灯泡正常发光时的电阻和小灯泡的额定电压的可能值．已知：R＝5ΩPE＝10WU＝15V求：RL，UE（额定）分析画出分析电路图2—3—4．图2—3—4从图中看，所给物理量无对应关系，可以采用方程求解．解法1第7页RE和R串联，设灯两端电压为UE∵IE＝IR∴EEUP＝RUUEEUW10＝5V15EU整理得UE2－15UE＋50＝0（UE－10）（UE－5）＝0UE＝10V或UE＝5V灯电阻RL＝EEPU2＝W10)V10(2＝10Ω或RL＝EEPU2＝W10)V5(2＝2.5Ω解法2RL和R串联：U＝UE＋URU＝IPE＋IR15V＝IW10＋I×5Ω5I2－15I＋10＝0I2－3I＋2＝0（I－2）（I－1）＝0解得：I＝2A或I＝1ARL＝2IPE＝2)A2(W10＝2.5Ω或RL＝2IPE＝2)A1(W10＝10Ω答案灯正常发光，当UE＝10V时，灯电阻为10Ω；当UE＝5V时，灯电阻为2.5Ω例8将分别标有“6V9W”和“6V3W”的两个灯泡L1、L2串联接在12V电源上，则（）第8页A．两灯都能正常发光B．灯L2可能被烧毁C．两灯都比正常发光时暗D．灯L1比灯L2亮精析考查学生能否根据实际电压和额定电压的关系，判断灯的发光情况．解先求出两盏灯的电阻灯L1的电阻：R1＝121PU＝W9)V6(2＝4Ω灯L2的电阻：R2＝222PU＝W3)V6(2＝12Ω求出灯两端的实际电压U1′∵R1、R2串联UU1＝211RRR＝1244＝41U1′＝41U＝41×12V＝3VL2两端电压U2′＝U－U1′＝12V－3V＝9V比较实际电压和额定电压U1′＜U1，U2′＜U2两灯都不能正常发光；灯L2可能会被烧毁答案B例9家庭电路中正在使用的两白炽灯，若甲灯比乙灯亮，则（）A．甲灯灯丝电阻一定比乙灯的大B．甲灯两端的电压一定比乙灯的大C．通过甲灯的电量一定比乙灯的多D．甲灯的实际功率一定比乙灯的大精析考查家庭电路中灯的连接方式，并由灯的亮度判断电阻的大小．分析家庭电路，灯的连接方式是并联．甲、乙两灯两端电压相同．甲灯比乙灯亮，说明甲灯实际功率比乙灯大．D选项正确．甲灯比乙灯亮，在并联电路中，R甲＜R乙．U相同，I甲＞I乙电量Q＝It，若两灯同时使用，因为t相同，I甲＞I乙，则Q甲＞Q乙，C选项正确．答案C、D第9页例10如图2—3—5，电源电压和电灯L的电阻均保持不变．当开关S闭合后，在变阻器的滑片P从中点向下滑动的过程中，下列说法正确的是（）A．电压表的示数变大B．电灯L的亮度变暗C．电流表A1的示数不变D．电流表A2的示数变小图2—3—5精析考查学生识别电路的能力．能否根据欧姆定律分析电路中电流变化，灯的亮度变化．分析电路是由灯和变阻器并联而成．测的是干路电流测的是流过变阻器的电流测的是电路两端电压当变阻器的滑片P由中点向b端移动时，变阻器的电阻增大，通过变阻器电流减小，示数变小，D选项正确．并联电路，U一定，灯电阻不变，则流过灯的电流不变，灯的亮度不变．示数变小．答案D例11如图2—3—6，电源电压不变，开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比为2∶7，则电阻R1∶R2＝________，电功率P1∶P2，电功率P1∶P1′＝________，电功率P1∶P1＝________．精析分析S闭合前后，电路中电阻的连接关