电功率（一）

二. 重点、难点：

电功率的定义，计算、测量、单位。

三. 知识点分析：

1. 掌握电功率的概念。电功率和机械功率都是表示做功快慢的物理量，只不过电功率是表示电流做功快慢的物理量。

    （1）通过电功率的定义式推导出计算式，公式中P、U、I是指同一段电路（或同一个用电器）。

（2）由于初中研究的都是纯电阻电路，所以结合欧姆定律，电功率公式还可以写作和。当比较串连电路中两电阻的电功率时，因为电流都相等，一般使用较方便；而在并联电路中，由于各支路两端电压相等，运用比较方便。

2. 用电器的额定电压、额定功率和实际电压、实际功率

是指用电器铭牌上标的电压值和功率值，是指用电器正常工作时的电压是额定电压和用电器额定电压下的功率是额定功率。

用电器在电路中工作时，两端所加的电压叫实际电压，此时的功率叫实际功率。

额定电压和额定功率对于一个确定的用电器是惟一的，而用电器的实际电压可能等于额定电压，也可能不等于额定电压，所以对应的实际功率也很多，只有当用电器的实际电压等于额定电压时，它的实际功率才等于额定功率。

灯泡的亮度取决于灯泡实际消耗的电功率。

【典型例题】

[例1] 一只标有“PZ220－40”和一只标有“PZ220－100”的灯泡，若：（1）把它们并联在220V的电源上，问哪盏灯亮些？（2）把它们串联在220V的电源上，哪盏灯亮些？

分析：灯泡的亮暗程度取决于实际功率的大小，因此只要求出并比较两只灯泡的实际功率，就可以判断它们的亮暗了。

答：

（1）当两只灯泡并联在220V的电源线上时，有U实=U额，所以P实=P额。

因为“PZ220－100”的灯泡的额定功率大，所以此灯泡较亮。

（2）当两只灯泡串联在220V的电源线上时，根据串联电路的特点，

[例2] 现有两个小灯泡，上面分别标有“6V，1. 2W”和“12V，6W”字样，如果把这两个灯泡串联起来，为了使其中一个灯泡持续正常发光，那么加在串联电路两端的电压是（    ）

A. 9.4V    B. 10.8V    C. 18V    D. 27V

分析：要使其中一个灯泡能持续正常发光，必须先找出每盏灯正常发光时的电流，并以其中较小的电流作为两灯串联后的电流，然后求出电路两端的总电压。因

两灯串联后的总电阻R=R1+R2=30Ω+24Ω=54Ω。所以加在串联电路两端的电压为

U=IR=0.2×54V=10.8V

答：B。

[例3] 将“PZ220－100”的灯泡与总电阻是121Ω的滑动变阻器串联起来，接到220V的电源上，如图所示，调整滑动变阻器的阻值时，可使电灯的功率在多大范围内变化？

分析：“PZ220－100”是指灯泡的额定电压220V和额定功率100w。当它与滑动变阻器串联后接入电路（图1）时，由于滑动变阻器的电阻发生变化，灯泡两端的实际电压和实际功率也随之变化。我们只要求出滑片在A，B两端点时灯泡的电压和实际功率即可。

答：滑片在 A端时， RAB=12lΩ，与灯泡串联，灯泡电阻

滑片在B端时，RAB=0。此时灯泡两端的电压就等于电源电压，即

U­L实=U总=220V，PL实=100W

答：灯泡的实际功率在64～100W之间变化。

[例4] 将一只电炉的电阻丝剪成长度相等的两段，并联后接到原来的电源上（设电源电压保持不变），功率将变为（    ）

A. 原来的2倍       B. 原来的4倍      C. 原来的倍      D. 原来的倍

分析：设原电炉的电阻丝电阻为R，剪成长度相等的两段后，每段阻值为，并联后的电阻为。当电源电压不变时，由得，即为原功率的4倍。

答：B

说明：此题可引伸为相同时间电炉放出热量是原来的多少倍？（由于电源电压不变，利用公式，得

[例5] 电烙铁使用前需要一定的预热时间，因而即使暂时不用也要将它接到电源上，但这样既费电又会造成烙铁头氧化而不易沾锡，所以，有时采用如图2的所示的电路，在暂时不需要焊接时，断开电键S，使电烙铁处于预热状态；当需要焊接时，闭合电键S，就能很快达到焊接温度。现给一个“220V，25W”的电烙铁预热，若灯泡L在预热状态时的电阻为800Ω，则：（1）在预热状态下电烙铁消耗的功率为多少？（2）整个电路消耗的功率是电烙铁正常工作时消耗功率的百分之几？

分析：电烙铁在预热状态时，相当于电烙铁和灯泡电阻串联在电路中，算出此时电烙铁消耗的功率即为电烙铁在预热状态下消耗的功率。

解：根据题意可知，电源电压不变，在电烙铁处于预热状态时，相当于电烙铁和灯泡电阻串联在电路中。由得电烙铁的电阻为

所以预热时的总电阻R=R1+R2=1936Ω+800Ω=2736Ω。此时通过灯泡及电烙铁的电流大小为因电烙铁与灯泡构成串联电路，所以通过它们的电流均为0.08A。由P=I2R可知此时电烙铁消耗的电功率为=（0.08）2×1936W=12.4W

同理，此时整个电路消耗的功率为

P=I2R=（0.08）2×2736W=17.5W

由于电烙铁正常工作时消耗的功率P０=25W，所以此时整个电路消耗的功率占电烙铁正常工作时消耗功率的百分比是

答：（1）预热时电烙铁的功率是12.4W；（2）整个电路消耗功率是电烙铁正常功率的70%。

[例6] 灯L1为“220V，100W”，灯L2为“220V，40W”，两灯串联在220伏电路中，哪盏灯亮？并联在220伏电路中，哪盏灯亮？两灯串联在380伏电路中，会发生什么现象？

分析：铭牌“220V、 l00W”表示，此灯额定电压为220伏，额定功率为100瓦，据此可求出用电器的电阻且电阻不变。比较灯的亮暗问题，就是要比较灯的实际功率大小问题，实际功率大的灯亮，还可根据串联分压，并联分流的特点判，即串联时，并联时，比较电阻大小可判断灯亮暗。

    ∴ 灯亮些

[例7] 如图3所示电路，电热器的电阻丝R­1和定值电阻R2都是待测，当S1、S2都闭合时，经1分钟，电热器使水到达沸点，已知水的初温为20℃，水的质量为484克，当S1闭合S2断开时，电热器加热同样的初温和质量的水使其达到沸腾，需要4分钟。求R1和R2的阻值多大？（热损失不计，电源电压 220伏不变）

图3

分析：此题是一道电学和热学的综合题。电路是纯电阻电路，当S1、S2都闭合时，定值电阻R2被局部短路，电路中只有 Rl工作；当S1闭合S­­2断开时，R2和R1串联在一起工作。因为电流通过 R­1放出的热量等于水吸收的热量。 Q吸=Q放，只要利用吸收热量公式

Q吸= Cm（t－t0）算出水吸收的热，就可利用焦耳定律计算出电阻。

解此题时要注意：① 题中有个隐含条件是水的末温是100℃；② 两次对水放热的都是R1。

解：水两次吸收的热量相等，Q吸=Cm（t－t­0）＝4.2×103焦/千克·℃×0.484千克×（100℃－20℃）=162624焦

当S1、S2都闭合时，R1两端的电压等于电路的总电压，根据焦耳定律，放出的热量。

又∵Q放=Q吸=162624焦，

∴

当S1闭合S2断开时，R14分钟放出的热量和前一次一样多，但R1两端电压只是总电压的一部分U1。则有

[例8] 用粗细均匀的电阻丝加热烧水，通电10分钟可烧开一壶水，若将电阻丝对折起来使用，电源电压不变，烧开同样一壶水的时间是：

A. 2.5分钟    B. 5分钟    C. 20分钟    D. 30分钟

分析：此题可知两次使用的电源电压相同，烧开同样一壶水所要吸收

答：A

【模拟xx】（答题时间：60分钟）

一. 填空题

1. 电流通过电烙铁，电能转化成________能，电车在马路上行驶，电能转化成________能。工业上提炼铜、铝，电能转化成________能。

2. 电流在某段电路上所做的功，等于这段电路________跟电路中的 ________以及_______的乘积，写成公式就是________。

3. 一个电炉，正常工作时的电阻为80欧姆，接在照明电路中，放出热量72600焦耳，这电炉工作的时间是________。

4. 一个导体，电阻为20欧姆，接在某一电源上，通过的电量为18库仑，电流做功108焦耳。该电源的电压是________伏特。通过导体电流强度为________安培，这段导体消耗的电功率是________瓦特。

5. 一个电熨斗，标有“220V 300W”，它的物理意义是________。这个电熨斗正常工作4小时，消耗电能________千瓦时，合____________ 焦耳。

6. 电能表是用来测量________的仪表，一只标有“220V 5A”的电能表，可以用在{zd0}功率为________瓦特的照明电路上。

7. 某电烙铁标有“220V 45W”，在额定电压下使用，10分钟产生的热量是________焦耳。

8. 一只标有“6V 3W”的小灯泡，接在4.5伏特的电源上，它的实际功率是________瓦特。

二. 选择题

1. 如图 1所示，当滑动变阻器的滑片p由a端向b端滑动时，电灯的L亮度（    ）

图1

A. 亮度不变 　　B. 由亮变暗    C. 由暗变亮　　 D. 不能判断

  2. 如图2所示，电源电压为6伏特，电键K闭合后，L1、L2都不发光，而伏特表的示数为6伏特，电路的故障可能是（    ）

图2

    A. 短路    B. 短路    C. 断路    D. 断路

3.   如图3所示，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片P向b端滑动时，下列说法正确的是（    ）

图3

A. 安培表示数变小，伏特表示数变大

B. 伏特表示数变小，安培表示数变大

C. 灯泡消耗的功率变小

D. 电路消耗的功率变大

4. 如图4所示，电源电压恒定，电键k断开时，电灯L正常发光。下列说法不正确的是（    ）

图4

A. 电键K闭合后，灯L的亮度不变

B. 电键K闭合后，灯L消耗的功率变小，亮度变暗

C. 电键K闭合后，滑片P往a端滑动，灯L还能正常发光

D. 电键K闭膈后，滑片p往b端滑动，灯L还能正常发光

5. 标有“2400Ω 40W”和“2400Ω 20W”的两个定值电阻，串联起来接在220伏特的电路上，则它们在相同的时间内产生的热量之比为（    ）

A. 1:2　   B. 2:1   　C. 1:1 　   D. 1:4

6. 一个定值电阻，接在电路中每分钟产生的热量为Q。现在想让它每分钟产生的热量为3Q，下列措施正确的是（    ）

A. 将电压变为原来的3倍

B. 将电压变为原来的倍

C. 将此电阻对折后接入原电路

D. 将电流强度变为原来的3倍

7. 1个电冰箱标有“220V 110W”，每天起动时间累计10小时，在1个月（30天）内，电流对它做功（    ）

A. 33千瓦时　　　B. 3.3×10焦耳    C. 3.3×10度 　 D. 1.188×10度

8. 在图5所示的电路中，L1、L2、L3都标有“220V  25W”，电源电压220伏特，当电键K闭合时，L1和L2亮度的变化是（    ）

图5

A. L1变亮；L2变暗 　        B. L1不变；L2变暗

C. L1、L2都不变   　　       D. L1变暗；L2变亮

三. 实验题

测小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电压为4.8伏，给出的仪器有伏特表、安培表、滑动变阻器、电键、电池组、导线。

1. 画出实验电路图。

2. 将图6中的元件连线，导线不要交叉。

3. 调节滑动变阻器的滑片P，使指示额定电压，在图7所示的表头上标出指针位置及所用接柱线。

图7

4. 当电压为额定值时，安培表的示数如图8所示，则P=________瓦特。

图8　

5. 当电压不等于额定值时，小灯泡的功率叫________。

四. 计算题

1. 如图9所示的电路，电源电压12伏特不变，滑动变阻器标有“25Ω 3A”，R1=15欧姆，当移动滑动变阻器的滑片P时，R1消耗的电功率在什么范围内变化？

图9

2. 如图10所示，电源电压是36伏特，电热器L2的电阻是20欧姆，移动滑动变阻器的滑片，当伏特表的示数为30伏特时，安培表的示数为2.5安培。求：

（1）电灯L1灯丝的电阻；

（2）电热器L2，5分钟内产生的热量。

图10

3. 如图11所示电路中的电压为12V，R1=2Ω，R2=2Ω，R3=18Ω，求：

（1）K接到a点时，伏特表的示数是多少？R1的功率是多大？

（2）K接到b点时，伏特表的示数是多少？R1的功率是多大？

图11

【xx答案】

一. 1. 热、机械、化学

2. 两端的电压、电流强度、通电时间、W=UIt

3. 120秒

4. 6、0.3、1.8

5. 此电熨斗额定电压220伏，额定功率300瓦、1.2、4.32×10

6. 电流做功多少、1100

7. 2.7×10

8. 约1.7瓦

二. 1. B 　  2. C  　3. D　  4. AD　  5. C  　6. B  　7. A　  8. A

三.1.

2. 图略     3. 图略    4. 1.44瓦   　5. 实际功率

四. 1.　

2. 解：

提示：此电路为L­1L2并联，再与Rab串联其等效电路如图

（1）L1L2的并联总电阻

提示：此题还可有其它解法。

3. 解：

（1）K接a时，R1R2串联再与R3并联，伏特表测R1两端电压。

伏

（2）K接b时，R1R3并联