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第七单元电功电功率生活用电[学生用书P98]第23课时电功电功率（一）1.电功定义：______所做的功叫电功。物理意义：电流做功的过程就是电能转化为_________的能的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为__________的能。基本公式：W＝UIt＝Pt(适用于所有电路)。导出公式：W＝I2Rt＝U2tR(只适用于纯电阻电路)。电流其他形式其他形式单位：焦耳(J)，生活中常用的单位千瓦时(kW·h)，俗称“度”，1kW·h＝__________。说明：kW·h是功率为kW的用电器使用1h所消耗的电能，测量用电器消耗的电能用_______。3.6×106电能表2．电功率定义：用电器消耗电能与所用时间之比。物理意义：表示电流通过用电器消耗电能______的物理量(或表示电流做功快慢的物理量)。定义式：P＝____。计算式：(1)P＝UI(适用于所有电路)。快慢Wt(2)P＝I2R＝U2R(只适用于纯电阻电路)单位：瓦特(W)，千瓦(kW)；kW＝1000W。说明：(1)将电能全部转化为内能的用电器称为纯电阻用电器(如电阻丝、白炽灯等)。(2)当电流一定时(如串联电路)，由P＝I2R知：电功率与电阻成正比。(3)当电压一定时(如并联电路)，由P＝U2R知：电功率与电阻成反比。(4)用电器功率大，说明用电器消耗电能快，但不一定消耗电能多。3．额定功率和实际功率额定功率：用电器在________电压下工作时的功率，也是用电器铭牌上所标出的功率值。额定电流：用电器在额定电压下工作时的电流。实际功率：用电器在________电压下工作时所消耗的功率。额定实际两者关系：(1)U实＝U额，则P实＝P额，用电器正常工作。(2)U实＞U额，则P实＞P额，用电器不能正常工作，易损坏或影响使用寿命。(3)U实＜U额，则P实＜P额，用电器不能正常工作或不工作。说明：(1)对于确定的用电器来说，额定功率、额定电压只有一个值，与外加电压和通过的电流无关，但实际电压和实际功率是变化的，当电阻视为不变时，可根据公式R＝U2P计算电阻，建立联系。(2)电阻一定时，实际电压是额定电压的n倍，实际功率就为额定功率的n2倍，即P实P额＝U实U额2＝n2。如“220V100W”的灯泡接在110V电路中，实际功率为25W。(3)灯泡的亮度是由灯泡的_________决定的。实际功率越大，灯泡越亮，跟它的额定功率无关。(4)无论串联还是并联，电路中消耗的总电能或总功率都等于各用电器消耗的电能或功率之和。实际功率[学生用书P98]类型之一家庭电路电流及消耗电能的计算[2017·盐城]在综合实践活动中，小峰设计了一种煮饭电路，如图甲所示，图中R1和R2均为电阻丝，S1是自动控制开关，煮饭时，将该电路接入V电源，在min内，电路总功率随时间变化的图像如图乙所示，求：(1)0～5min内通过R1的电流。(2)30min内电路消耗的电能。(3)10～15min内R1的电功率。解：(1)依题意0～5min内，S1处于闭合状态，R1此时的电功率P1＝1100W，由P＝UI，得I1＝P1U1＝1100＝5A，R1＝U1I1＝220V5＝44Ω。(2)由P＝Wt，得W＝Pt，W＝1.1kW×2060h＋0.44kW×1060h＝0.44kW·h＝1.584×106J。(3)依题意10～15min内，S1处于断开状态，R1与R2串联，此时电路总功率P＝440W，R1＝44Ω，I′1＝I＝PU＝440W220V＝2A，由P＝UI＝I2R，得P′1＝I′12R1＝(2A)2×44Ω＝176W。类型之二额定功率和实际功率的计算[2018·南充]如图，电源电压一定，已知灯泡L标有“6V7.2W”字样(灯泡电阻不受温度影响)，R1＝10Ω。当S、S1闭合，且滑片P在a端时，灯泡正常发光；当S、S2闭合，且P在滑动变阻器中点处时，电流表示数为0.2A。(1)求灯泡L的电阻阻值。(2)求滑动变阻器Rx的最大值。(3)通过对S、S1、S2的控制和调节滑动变阻器，可使电路所消耗的总功率最小，请求出电路总功率的最小值(不能为0)。解：(1)灯泡L标有“6V7.2W”字样，由P＝U2R可得，灯泡L的电阻阻值：RL＝U额2P额＝（6V）27.2W＝5Ω。(2)由电路图知，当S、S1闭合，且滑片P在a端时，电路为L的简单电路，灯泡正常发光，所以电源电压：U＝U额＝6V；当S、S2闭合，R1与Rx串联，P在滑动变阻器中点处时，电流表测电路中的电流，由串联电路特点和欧姆定律可得总电阻：R1＋12Rx＝UI，即：10Ω＋12Rx＝6V0.2A，解得：Rx＝40Ω。(3)因为RL＜R1，所以当闭合S、S2，并且滑片在b端时，R1与Rx的最大阻值串联，电路的总电阻最大，总功率最小，电路总功率的最小值：P最小＝U2R1＋Rx＝（6V）210Ω＋40Ω＝0.72W。类型之三串、并联电路中电功率的计算[2018·达州]如图所示的电路中，小灯泡上标有“6V3.6W”字样，滑动变阻器R1的最大电阻为40Ω。当只闭合S、S2，滑动变阻器的滑片P在中点时，小灯泡正常发光；当所有开关都闭合，滑片滑到A端时，A1、A2的示数之比是3∶1(灯泡的电阻保持不变)。求：(1)电源电压。(2)当只闭合S、S2，滑动变阻器的滑片P在A端时，小灯泡两端的实际电压。(3)小灯泡消耗的最小电功率(不能为0)。解：(1)小灯泡上标有“6V3.6W”字样，表示灯泡的额定电压为6V，额定功率为3.6W，灯泡的额定电流：I＝PLUL＝3.6W6V＝0.6A，灯正常发光时的电阻：RL＝ULIL＝6V0.6A＝10Ω；当只闭合S、S2，滑动变阻器的滑片P在中点时，灯泡与变阻器一半阻值串联，小灯泡正常发光，故灯泡的电压为6V，电路中的电流为0.6A，根据欧姆定律和串联电路电压的规律，电源电压：U＝UL＋U滑＝6V＋I×0.5R滑＝6V＋0.6A×20Ω＝18V。(2)当只闭合S、S2，滑动变阻器的滑片P在A端时，灯泡与变阻器的最大电阻串联，根据电阻的串联，R串联＝RL＋R滑＝10Ω＋40Ω＝50Ω，由欧姆定律，小灯泡两端的实际电压：U实＝I实RL＝UR串联RL＝18V50Ω×10Ω＝3.6V。(3)所有开关都闭合，滑片滑到A端时，R2与变阻器的最大电阻并联，电流表A2测R2的电流，电流表A1测总电流，A1、A2的示数之比是3∶1，根据并联电路电流的规律，通过变阻器的电流为R2的2倍，根据分流原理，R2＝2×40Ω＝80Ω；当灯泡的电流最小时，根据P＝I2R，灯泡的实际功率最小，由图知，当R2与灯串联，即只闭合S、S3时，电路的总电阻最大，电路的电流最小，I小=UUL＋R2＝18V10Ω＋80Ω＝0.2A，故小灯泡消耗的最小电功率：P＝I小2RL＝(0.2A)2×10Ω＝0.4W。区分额定功率与实际功率[2015·齐齐哈尔]把标有“6VW”字样的小灯泡L1和标有“6V3W”字样的小灯泡L2串联后接在电源电压为6V的电路中(不考虑灯丝电阻的变化)，下列说法正确的是()A．因为通过它们的电流相等，所以一样亮B．因为灯L2电阻较大，实际功率较大，所以灯L2较亮C．因为灯L1额定功率较大，所以灯L1较亮D．因为灯L1实际功率较大，所以灯L1较亮【错解】【错因分析】首先明确，串联电路中，电流处处相等，而灯泡的亮度由其实际功率决定，由电功率的计算式P＝I2R可知，在电流一定时，实际功率大的电阻较大，即亮度大的阻值大，其两端的实际电压大；已知两灯的额定电压相等，由公式P＝U2R知，在额定电压一定时，电阻越大，额定功率越小。根据上述分析对各选项逐一判断即可。【正解】B[学生用书P100]1．[2018·成都]下列数据最符合实际的是A．手机充电器的工作电流约为20AB．USB接口的输出电压约为5VC．家用微波炉的额定功率约为10WD．家用空调工作一晚消耗约100度电B2．[2017·自贡]如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器R的滑片向左移动，在此过程中A．电流表示数变小B．灯泡L亮度变亮C．电压表示数变大D．电路消耗的总功率变大A3．[2018·内江]如图是电阻甲和乙的U－I图像，由图像可知下列判断正确的是A．甲、乙都是定值电阻B．当乙两端电压为1V，其电阻值为10ΩC．将甲和乙串联，若甲的电流为0.4A时，电路的总功率为1.2WD．将甲和乙并联，若甲两端电压为1V时，干路上的电流为C4．[2016·达州]灯泡L标有“6V6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化关系如图甲所示，现把灯泡L接入如图乙所示的电路中，若电源电压恒为10V，电流表的量程为“0～”，电压表的量程为“0～15V”，则下列说法正确的是甲乙DA．灯泡L能正常发光，且电压表的示数为6VB．当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为1VC．灯泡L的电阻值随电压表示数的增大而增大D．为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为6W5．[2018·眉山]如图所示，电源电压不变，下列说法正确的是A．只闭合S1，将P向左移动，电流表示数变小，电压表示数变大B．闭合S1、S2，断开S3，将P向左移动，R1消耗的功率增大C．开关都闭合，将P向左移动，电压表的示数为零，电流表示数变小D．开关都闭合，将P向左移动，L消耗的功率不变，R2消耗的功率变小B6．[2018·巴中]如图所示电路，电源电压不变。闭合开关后，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为2W。下列说法正确的是A．滑动变阻器的最大阻值为20ΩB．电源电压为10VC．小灯泡正常发光时的电阻为10ΩD．滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率为3.6WA7．[2017·深圳]如图是一个油量表的示意图，滑动变阻器规格为“20Ω1A”。闭合开关，当浮球最低时滑片P滑到a端，电流表示数为，当浮球最高时，滑片P滑到b端，电流表示数为0.5A。下列说法错误的是A．电阻R1的阻值为30B．电源电压为15VC．在加满油后，min内电阻R1产生的热量为450D．电阻R1最小功率为7.5WD8．[2018·广元]张薇期末成绩考得好，爸爸奖励她一个新手机，张薇发现手机电池上标有“电压V，容量3500mA·h”的字样，则它充满电后存储的电能为___________J，经查，该手机的待机电流为20mA，则该手机最长待机时间为_____h。1754.662×1049．[2017·达州]如图所示是通过电路元件A和B的电流与其两端电压的关系图。则由图可知：若将A和B并联后接在电压为2V的电源两端，元件A、B的电功率之比为_________；若A和B串联后接在电压为V的电源两端，电路消耗的功率为______W。3∶41.0510．[2018·达州]如图所示，电源电压保持不变，电阻R1为20Ω，小灯泡L标有“6V3W”字样。闭合S，断开S1、S2，滑动变阻器滑片P移至最右端时，小灯泡L恰好正常发光；闭合S、S1、S2，滑片P移至最左端时，电路消耗的总功率为5.4W。忽略小灯泡电阻随温度的变化，则小灯泡L的电阻为____Ω，滑动变阻器的最大阻值为____Ω；闭合S，断开S1、S2，移动滑片P，使滑动变阻器的电功率为W时，电流表的示数为_____A。12100.311．[2018·巴中]如图甲所示的电路，小灯泡L标有“6V3.6W”，R为滑动变阻器，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。(不计温度对灯丝电阻的影响)求：(1)小灯泡正常发光时的电阻。(2)电源电压。(3)当滑片P滑到中点时，小灯泡L的实际功率是多少？解：(1)小灯泡L标有“6V3.6W”，表示灯泡的额定电压为6V，灯泡的额定功率为3.6W，根据P＝U2R，灯泡正常发光时的电阻：R＝U2LPL＝（6V）23.6W＝10(2)滑片P从b端移到a端的过程中，变阻器连入电路中的电阻从最大到0，根据分压原理，电压表示数从最大到变为