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物理第21讲电功电功率考点一电能、电功考点一1．电功：电流通过某段导体所做的功叫电功，消耗电能的过程即电流做功的过程，实质是将电能转化为__其他形式__能的过程，可用公式W＝UIt计算电功大小，推导式有W＝__Pt__＝__I2Rt__＝__U2t/R__。②计算电功公式W＝Pt＝UIt是普遍适用的公式，由定义式W＝UIt和欧姆定律I＝UR，可以推导两个式子：W＝U2Rt(方便用于并联电路)和W＝I2Rt(方便用于串联电路)。③无论串联还是并联，电路的总功W总＝W1＋W2＋…＋Wn。2．电能(电功)：国际主单位是__焦__，符号是__J__，日常生活中常用单位是__度__，物理学中叫__kW·h__，1kW·h＝__3.6×106__J。考点一电能、电功考点一作用测量电路消耗电能(电流做功)单位度(kW·h)读数计数器末尾数字的单位是十分位220V额定__电压__10A额定__电流__600r/(kW·h)每用1度电，表盘转__600__转考点一电功率考点二4．电功率：反映电流做功__快慢__的物理量，等于__电流做的功__与__时间__的比值。5．电功率公式：P＝__W/t__＝__UI__，若是纯电阻电路，由欧姆定律可得变形公式P＝__I2R__或P＝__U2/R__。6．单位：国际主单位是__瓦(W)__，另一个单位是__千瓦(KW)__二者换算关系是__1kW＝103W__。7．额定电压和额定功率：额定电压是指用电器在__正常工作__时的电压，额定功率是指用电器在__额定__电压下的电功率，与实际电压、实际功率的关系如下：P实＝(U实U额)2·P额若U实＝U额时，则P实__＝__P额，用电器正常工作；若U实＜U额时，则P实__＜__P额，用电器不能正常工作；若U实__＞__U额时，则P实＞P额，损坏用电器。灯泡的亮度是由灯泡的__实际功率__决定的。考点一电功率考点二1．用电设备的P额、U额具有唯一性、对应性，而用电设备的U实、P实可有很多个，但U实、P实具有同体性，同时性；2．串、并联电路，总功率P总＝P1＋P2＋…＋Pn，串联电路电功率与电阻关系：P1P2＝R1R2，并联电路电功率与电阻关系：P1P2＝R2R1。考点一电功率的测量考点三8．伏安法测小灯泡电功率(1)原理是__P＝UI__。(2)电路图：(3)滑动变阻器的作用：①__保护电路__；②改变__小灯泡两端电压__和__通过小灯泡的电流__，从而实现多次测量。注意：在测量小灯泡电功率的实验中，不能将多次测得的电功率求平均值。选择滑动变阻器的最大阻与小灯泡阻值相差不大，调节效果明显。考点一电功率的测量考点三(1)在测量小灯泡电功率的实验中，多次测量的目的：为了研究小灯泡亮度(或电功率)与小灯泡两端电压的关系。(2)在测量小灯泡电阻的实验中，多次测量的目的：为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关。(3)在测量定值电阻的实验中，多次测量的目的是为了求平均值，以减小测量误差。9．用电能表、秒表测用电器功率的原理是__P＝W/t__。方法是：用电能表测出用电器在某一段时间(t)消耗的电能W＝nn0kW·h＝nn0×3.6×106J(n、n0表示转数)，则用电器的电功率为P＝Wt＝3.6×106nn0t(W)。考点一电功率的测量考点三10．几种特殊测电功率方法(1)安阻法，如图所示：表达式为：P＝UI＝I2R0·I考点一电功率的测量考点三(2)伏阻法，如图所示：表达式为：P＝U（URR0－U）R0考点一电功率的测量考点三(3)转换法，如图所示：表达式为：P＝（U源－U0）U0R0考点一电功率的测量考点三11．电功、电功率的综合计算题一般涉及电路变化问题，解答此类题时，应先根据开关的通、断和滑动变阻器的移动情况，确定各时刻的电路结构，最好画出等效电路图，然后根据电阻的变化情况以及“灯泡正常发光”“串联”等关键字眼，逐步分析电流和电压的变化，再灵活选择合适的公式进行求解。电能、电功例1：(2014，福州)如图所示是家庭电子式电能表的表盘，其示数是________kW·h。表盘上标有“3200imp/(kW·h)”，表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3200次。若家庭电路中只有一台电热水器在工作，该电能表的指示灯在4min内闪烁320次，则该热水器的实际功率是________W。解析：由表盘上标有的“3200imp/(kW·h)”，当指示灯闪烁320次时，热水器消耗的电能W＝3203200kW·h，由P＝Wt可求实际功率的大小。答案：318.61500[方法归纳]在与电能表相关的计算时，应先弄清电能表各参数的物理含义，然后根据公式进行计算。电功率相关的计算例2：(2014，潍坊)如图所示的电路中，电源电压为5V且保持不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，R1为滑动变阻器，R2＝20Ω，灯泡L标有“4V1.6W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响)，在仪表和灯泡安全工作的情况下，求：(1)开关S1断开，S2和S3闭合时，滑动变阻器R1消耗的最大功率；(2)开关S1闭合，S2和S3断开时，滑动变阻器R1允许的取值范围。电功率相关的计算解析：当S1断开，S2、S3闭合时，等效电路如图所示，流过R2电流一定，当表示数最大为0.6A时，可求出流过R1的最大电流，由P＝UI可得出R1消耗的最大功率，当S1闭合，S1、S3断开时，等效电路如图所示：当电路中最大电流I大＝IL额时，R1接入电路的阻值最小；当电压表示数最大为3V时，R1接入电路中的阻值最大，从而可得R1的取值范围。答案：(1)当S1断开，S2、S3闭合，R1、R2并联I2＝UR2＝5V20Ω＝0.25A，I1大＝I总－I2＝0.6A－0.25A＝0.35A，R1大＝UI1大＝5V×0.35A＝1.75W，(2)当S1闭合，S2、S3断开时，R1、L串联，此时电路中最大电流I大＝IL＝P额U额＝1.6W4V＝0.4A，R1小＝U1I大＝5V－4V0.4A＝2.5Ω；当表最大为3V时，I小＝UL′RL＝5V－3V（4V）21.6W＝0.2A，R1大＝U1大I小＝3V0.2A＝15Ω，故R1允许的取值范围为2.5～15Ω。测小灯泡的功率中考中电学实验不是考查电阻，就是考查测电功率，试题一般会从以下方面进行考查：电路连接、故障排除、数据处理、结论概括。例3：(2014，淮安)在“测量小灯泡额定功率”的实验中，选用的器材有：新干电池2节、标有“2.5V”的小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各1个和导线若干。(1)连接的实物电路如图甲所示。闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到________(选填“A”或“B”)端，其作用是__________________________；(2)对照实物电路，补充完整图乙的电路图；(3)检查电路连接无误后，闭合开关，读得电压表、电流表的示数分别是0.6V、0.12A，则滑动变阻器的最大阻值为________Ω；(4)实验过程中，当电压表的读数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，其值为________A，则小灯泡的额定功率是________W；测小灯泡的功率(5)LED节能灯的发光亮度与此小灯泡相同时，LED灯可节约85.8%的电能，据此推算小灯泡正常发光时的亮度与________W的LED灯亮度相当。解析：电源由二节新干电池串联，电压为3V，当电压表、电流表的示数分别为0.6V，0.12A时，可求出变阻器的最大阻值；当P灯额＝0.5W时，与LED灯发光亮度相同，则LED的功率PL＝0.5W×(1－85.8%)＝0.071W答案：(1)A保护电路(2)图略(3)20(4)0.20.5(5)0.0711．误认为电能表是测电功率的仪器。2．某电阻两端电压变化△U，流过电流变化△I，误认为其电功率变化为△P＝△U×△I。3．当用电器两端电压减小一半，误认为其实际功率也减小一半。4．将“110V100W”和“110V25W”两灯串联在220V电源上，两灯不能正常发光。5．用I＝U/R计算电动机的工作电流。例4：如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V，通过该电阻的电流变化了0.1A，则该电阻的电功率变化了________。解析：设电阻在6V电压下的电流为I，因为电阻不变，有6VI＝10VI＋0.1A解得I＝0.15A，则电功率变化了△P＝P2－P1＝U2I2－U1I1＝10V×(0.15A＋0.1A)－6V×0.15A＝1.6W。答案：1.6W