第23讲 电功和电功率

1、第23讲电功和电功率第二部分 物质科学(一)知识结构 引导思维，图形记忆考点梳理 分类讲练，高效全面热点聚焦 以例求法，举一反三内容索引知识结构返回返回考点梳理返回知识回顾 自主梳理 夯实基础电功专题一1.电功的定义：指 通过用电器时所做的功。电流做了多少功，就有多 少的 能转化为 的能。电功用来量度用电器消耗了多少的电能。2.电功的单位：焦耳(J)；常用单位有：千瓦时(kWh)。 1 kWh 焦耳 1焦耳1瓦秒1伏安秒。3.影响电功大小的因素：电压、电流和通电时间。4.电功的计算公式：W ，WPt。5.在纯电阻电路中，WI2RtU2t/R。电流电其他形式3.6106UIt命题设计 解决问题

2、提升考能解析答案视角一电功的概念视角一电功的概念1.关于电流做功过程中的能量转化，下列说法中正确的是() A.电风扇主要把电能转化为机械能 B.电炉主要把电能转化为机械能 C.给蓄电池充电的过程中，化学能转化为电能 D.在电流通过电动起重机的过程中，主要是机械能转化为电能 解析解析电风扇主要把电能转化为机械能； 电炉主要把电能转化为内能； 给蓄电池充电的过程中，电能转化为化学能； 在电流通过电动起重机的过程中，主要是电能转化为机械能。A解析答案视角二决定电功大小的因素视角二决定电功大小的因素2.电流通过某段电路所做的功取决于() A.电路中的电流 B.电路中的电流和电路两端的电压 C.电路中的

3、电流、这段电路的电阻及通电时间 D.电路中的电流、电路两端的电压和通电时间 解析解析由电功的计算公式WUIt可知，电流所做的功与电路中的电流、 电路两端的电压和通电时间有关。D解析答案视角三应用电功的公式计算用电器消耗的电能视角三应用电功的公式计算用电器消耗的电能3.(2014宁波)如图电路中，电源电压不变。当只闭合S1时，电压表示数 为3V，电流表示数为0.2A。请计算：1min内电路消耗的电能为多少？ 解解WUIt3V0.2A60s36J 答：答：1min内电路消耗的电能为36焦。知识回顾 自主梳理 夯实基础电功率1.电功率的定义：电流在单位时间内所做的功，它反映电流做功快慢。 电功率大表

4、示电流做功快，表示电能转化为其他形式的能量快。2.影响电功率大小的因素： 和 。3.电功率的单位：瓦特(W)；1瓦特1伏安1焦/秒。 常用单位：千瓦；1千瓦1000瓦。4.电功率的计算公式：P ，P 。在纯电阻电路中，P 。5.额定电压：用电器 时两端的电压。专题二电压电流I2R正常工作UI6.实际电压：将用电器接入某一电路时，用电器 时两端的电压。7.额定功率：用电器在 下工作时所消耗的电功率。8.实际功率：用电器在 下工作时所消耗的电功率。9.铭牌的主要内容有额定电压、额定功率或额定电流等。用电器的额定 电压、额定功率是确定的，而实际电压和对应的实际功率是不确定的， 随用电器工作条件的改变

5、而变化。只有用电器两端实际电压等于额定 电压时，实际功率才等于额定功率，用电器才能正常工作。工作额定电压实际电压10.解读铭牌：(以下图为例)PZ220100中P表示普通，Z表示照明，220表示额定电压220V,100表示额定电功率100W。命题设计 解决问题 提升考能解析答案视角一电功率的概念视角一电功率的概念1.报纸上有一篇题为“电器待机偷电多少，你知道吗？”的文章，配有 如图所示的一副插图。图中正在使用一种叫“电力检测仪”的测量工具 对计算机显示器进行测量。小明根据插图中“电力 检测仪”显示屏显示的内容判断出此时测量的是 显示器的_(填写物理量名称)。小明还注意到 插图边的文字说明存在科

6、学性错误，正确的文字 说明应该是：“显示器待机_”。功率功率为0.3W解析解析图中“电力检测仪”显示屏上标有W，W是功率的单位，此时是测量显示器的功率。功率的单位是W，而不是W/h，因此正确的文字说明应该是显示器待机功率是0.3W。视角二应用电功率的公式进行简单计算视角二应用电功率的公式进行简单计算2.(2015德阳)有两个电路元件A、B，把它们串联在电路中，如图(乙)所示， 流过元件的电流与其两端的电压关系如图(甲)所示。闭合开关S，这时电 流表的示数为0.4A，则A、B两元件的电功率之比为() A.45 B.54 C.23 D.13解析答案A解析解析由图示电路图可知，两元件串联，通过它们的

7、电流相等；由图甲所示图象可知，电流为0.4A时，A、B两元件两端的电压分别为2.0V、2.5V，两元件的电功率之比：3.(2016德州)甲、乙两只灯泡，其IU关系 图像如图所示，现将甲、乙两灯串联在 电路中，当甲灯两端电压为2V时，乙灯 消耗的功率是() A.1.2W B.0.8W C.2W D.3W 解析解析因为甲、乙两灯串联在电路中，所以通过甲、乙灯的电流相等， 当甲灯两端电压为U12V时，由图可知电流I0.4A，乙灯两端电压U2 3V，所以乙灯消耗的功率PU2I3V0.4A1.2W。解析答案A4.(2015泸州)粗细均匀的电热丝放入一壶水中，通电一段时间将水加热 至沸腾。若将电热丝对折并

8、联后放入同样一壶水中，通电到将水加热 至沸腾，所需时间与第一次的通电时间相比 (电源电压恒定，不计一切 热损失)，下列判断正确的是() A.相等 B.增加 C.减少 D.无法确定C解析答案视角三知道额定功率的概念和从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率视角三知道额定功率的概念和从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率5.(2016凉山)某同学家中有一个电磁炉，上面标有“220V2000W”的 字样，下面关于这个电磁炉的说法中正确的是() A.使用这个电磁炉时应连接额定电流为10A的保险丝 B.这个电磁炉在正常工作时的电阻为484 C.这个电磁炉工作时的电功率是2000W D.这个电磁炉正常工作0.5

9、h消耗电能为1.8106J解析答案A电磁炉只有两端电压为额定电压时，即正常工作时，其消耗的电功率才为额定功率2000W，故C错误。由 P 可 得 ， 电 磁 炉 正 常 工 作 0 . 5 h 消 耗 的 电 能 W P t 2000W0.53600s3.6106J，故D错误。6.某洗衣机说明书所列数据如下表所示，下列说法正确的是() A.洗衣机正常工作2h，需耗电0.88kWh B.洗衣机正常工作时，通过的电流为0.5A C.这台洗衣机所受重力为29.4N D.洗衣机接在110V的电路中，实际消耗 功率为220W 解析解析正常工作时，洗衣机的功率为440W，则消耗的电能WPt 0.44kW2

10、h0.88kWh。解析答案额定电压220V额定频率50Hz额定洗衣服、脱水功率440W额定洗衣服、脱水容量3kg整机质量30kgA知识回顾 自主梳理 夯实基础测定小灯泡的电功率1.伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理：P 。2.绘制实验电路图：专题三3.实验器材：电池若干、导线若干、开关、待测小灯泡、电压表、电流表、 滑动变阻器。UI4.按照实验电路图连接电路。5.闭合开关，移动变阻器滑片的位置，直到电压表的读数等于额定电压， 记录电流表和电压表的读数，观察小灯泡正常发光的亮度。6.适当改变变阻器的滑片位置，使小灯泡两端的电压低于它的额定电压 (如4/5额定电压)，分别记下电压表和电流表的读数，

11、并观察小灯泡的 亮度变化。7.再适当改变变阻器的滑片位置，使小灯泡两端的电压高于它的额定电压 (如6/5额定电压)，分别记下电压表和电流表的读数，并观察小灯泡的 亮度变化。8.根据测得的数据，计算出小灯泡的额定功率和低于或高于额定电压时的 实际功率。9.设计实验数据记录表格并记录实验数据。序号U/VI/AP/W小灯泡亮度变化1 2 3 10.合作交流，分析说明，得出结论。(1)小灯泡只有在 时才能正常发光。(2)当实际电压额定电压时，小灯泡实际消耗的功率小于额定功率。(3)当实际电压额定电压时，小灯泡实际消耗的功率大于额定功率。 可见，用电器的实际功率随着工作电压的变化而变化。额定电压命题设计

12、 解决问题 提升考能解析答案视角一伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理视角一伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理1.(2015岳阳)用两只电流表按图示实验电路探究“电功率与电流的关系”， 下列说法不正确的是() A.小灯泡电功率的大小是通过灯泡的亮度来判断的 B.将小灯泡并联是为了控制灯泡两端电压相同 C.选用的两只小灯泡规格必须相同 D.将其中一只电流表移接到干路上也可以完成实验C解析解析灯泡的亮暗是由它的实际功率决定的，灯泡越亮，实际功率越大，所以小灯泡电功率的大小可以通过灯泡的亮度来判断，故A正确。由图可知，两灯泡的连接方式是并联，在并联电路中，各支路两端的电压都相等，故B正确。实验目的是研

13、究电功率与电流的关系，所以在电路中的两个灯泡的规格即功率要有所不同，故C错误。在并联电路中干路电流与支路电流的关系是干路电流等于各支路电流之和；将其中一只电流表移接到干路上也可以求出两个支路的电流，可以完成实验，故D正确。视角二测定小灯泡的额定功率和实际功率视角二测定小灯泡的额定功率和实际功率2.(2016绥化)小萌在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V40W”的字样， 下列说法中正确的是() A.该灯泡只能在220V电压下工作 B.该灯泡的实际功率是40W不变 C.该灯泡每秒消耗的电能是40W D.该灯泡正常发光时的功率是40W解析答案D解析解析“220V”为灯泡正常工作时的电压，说明其工作时

14、工作电压不能超过220V，可以小于或等于220V，故A错误； 灯的实际功率随实际电压的变化而变化，故B错误； 若灯正常工作，由WPt可得每秒钟消耗的电能为：W40W1s40J，故C错误； 灯在220V电压下正常工作，则此时发光功率为40W，故D正确。 3.(2014金华)小楼想测量某个仅标有“0.25A”字样的灯泡的额定功率。 电源电压为6V且恒定。解析答案(1)检查器材时，小楼发现电压表存在图甲所示的两个问题：一是指针位置不对；二是部分刻度模糊。出现指针位置不对的原因是_。解析解析电表使用前要调零。电表使用前没有调零(2)小楼认为不更换电压表也能测出灯泡的额定 功率。他进行了如下操作： 解决

15、了指针问题后，按规范步骤连接好 电路如图乙，请你用笔画线代替导线帮他 连接完整；解析解析根据灯泡额定电流为0.25A，电流表选择00.6A量程，把电流表串联接入电路；答案答案如图所示解析答案连接好电路并检查无误后，闭合开关，在移动变阻器滑片时，眼睛要 注视_的变化，当灯泡正常发光时，滑片正好在变阻器的中点。 在滑片移动过程中，电流表示数从0.2A增大到0.25A，而电压表示数从 2.0伏开始增大。解析解析实验时要观察电流表示数，当电流表示数等于额定电流时，灯泡正常发光。解析答案电流表(3)小楼的同桌依据实验数据计算如下：解析答案 小楼发现步骤b的结果有错，请你指出错误原因_ 。 灯泡的额定功率

16、是_W。灯泡电阻随温度变化，不是定值0.875知识回顾 自主梳理 夯实基础电流的热效应1.电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热 效应。2.电热器：利用电流热效应工作的仪器。如：电熨斗、电热毯、电热壶、 电饭煲、电烙铁等。3.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的 电阻成正比，跟通电时间成正比。 公式：Q 。专题四I2Rt4.电功、电功率、热量的比较 电功电功率热量计算公式WUItPtPUIW/tQI2Rt单位焦、千瓦时瓦、千瓦焦注意 在纯电阻电路中，电流产生的热量与电流所做的功相等， 即：QW。命题设计 解决问题 提升考能解析答案视角一电流具有热效

17、应视角一电流具有热效应1.(2016漳州)下列家用电器，利用电流的热效应工作的是()A.洗衣机 B.电视机C.电冰箱 D.电饭煲解析解析洗衣机、电冰箱主要是把电能转化为机械能，电视机工作时主要将电能转化为光能和声能，故不合题意；只有电饭煲是把电能转化为内能，是利用电流的热效应，符合题意。D视角二探究影响电流热效应因素实验原理和涉及的科学方法视角二探究影响电流热效应因素实验原理和涉及的科学方法2.(2016舟山)某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系， 设计了如下电路图，其中正确的是()解析答案 A. B. C. D.C解析解析要探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系，需保证通过

18、电阻的电流相同，电阻不同，因此需让不同阻值的定值电阻串联连接，故ABD错误，C正确。视角三焦耳定律内容和数学表达式视角三焦耳定律内容和数学表达式3.(2016孝感)如图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电t秒后 (两容器都不向外放热)，下列说法正确的是() A.两容器中电阻产生的热量相同 B.右边容器中空气的温度是左边容器中 空气温度的两倍 C.右边容器中空气温度的变化量是左边 容器中空气温度变化量的两倍 D.右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍解析答案C解析解析如图所示装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻

19、小于右边容器中的电阻，由QI2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，右端液面高；故A错误。4.(2016常州)电动车为人们的出行提供了方便，但违规改造、非正常使用 和内部故障都可能引起自燃。下列情况不可能引起自燃的是() A.换用高压蓄电池 B.电源开关断路 C.充电时电流过大 D.线路连接处接触不良解析答案B解析解析擅自换用高压蓄电池，电路电流增大，产生热量增加，线路温度升高，可能造成自燃，故A不符合题意；电源开关断路，整个电路没有电流，不会产生热量，不可能引起自燃，故B符合题意；充电时电流过大，产生热量增加，线路温度升高，可能造成自燃，故C不符合题意；线路连接处接触不良，接

20、头处会产生较多的热量，线路温度升高，可能造成自燃，故D不符合题意。视角四应用焦耳定律解决简单问题视角四应用焦耳定律解决简单问题5.(2016南宁)电炉通电一段时间后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的 导线却几乎不发热，这主要是因为() A.通过导线的电流大于通过电炉丝的电流 B.导线的电阻远大于电炉丝的电阻 C.通过导线的电流小于通过电炉丝的电流 D.导线的电阻远小于电炉丝的电阻 解析解析电炉丝与导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，由于 QI2Rt，R电炉丝R导线，即电阻越大，相同时间内产生的热量越多。D解析答案返回热点聚焦返回热点考向一小灯泡电功率的测定提示提示用伏安法测定小灯泡消耗

21、的电功率，其实验原理为PUI。选择电路中各元件时，电源电压应大于小灯泡的额定电压；电压表量程应大于小灯泡的额定电压；电流表量程应大于小灯泡的额定电流。正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，可测得小灯泡工作时两端的电压和通过的电流，利用公式PUI可算出小灯泡实际消耗的电功率和额定功率。解析答案例例1(2016苏州)在“测定小灯泡功率”的实验中，提供的器材有：“3.8V？A”的小灯泡、“101A”的滑动变阻器、四节新干电池等。(1)连接电路时开关应 _。解析解析为保护电路元件，连接电路时，开关应断开。断开解析答案(2)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整，使闭合开关时 滑动变阻器连入

22、电路的电阻最大。解析解析由小灯泡额定电压为3.8V3V和图丙知，电压表选用大量程，电流表选用小量程，并要使闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大，滑片以右部分的电阻丝连入电路，如图所示。答案答案如上图所示解析答案(3)闭合开关，发现灯泡不亮，两电表均无示数。为了查找故障，小明将电压表拆下，在开关闭合状态下，分别将电压表接在电源、滑动变阻器及开关两端，结果只有接在滑动变阻器两端时，电压表无示数，则肯定出现故障的元件是_。开关解析解析闭合开关，发现灯泡不亮，两电表均无示数，则此电路为断路；在开关闭合状态下，将电压表接在电源两端时，电压表有示数，说明电源、电压表是完好的；电压表接在开关两端时有示数，

23、说明开关以外的电路是通路，而开关是断开的，所以，肯定出现故障的元件是开关(电压表接在滑动变阻器两端，因无电源，没有示数)。解析答案(4)排除故障后继续实验，滑片P移到某一位置时，电压表示数如图乙所示， 为测量灯泡的额定功率，应将滑片P向_端移动，直至电压表的示数为 3.8V，此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是_W。右1.14解析解析电压表大量程的分度值为0.5V，示数为3V，为使灯正常发光，应增加灯的电压；根据分压原理，减小变阻器的电压，变阻器连入电路中的电阻减小，滑动变阻器的滑片向右移动。电流表小量程的分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率P额U额I3.8V0.3A

24、1.14W。解析答案(5)若用该电路测量规格是“2.5V0.3A”灯泡的额定功率，须对实验进行适当调整，写出你的做法。 方法一：_； 方法二：_。换用最大阻值较大的滑动变阻器(或串联定值电阻)减小电池个数方法二：由上面的计算可知，“101A”的滑动变阻器最大阻值连入电路时，灯的电压仍高于2.5V，所以，也可以采用减小电池个数的方法来减小电源电压达到使灯正常发光的目的。热点考向二电学知识的计算(电功、电功率、电热等的计算)提提示示用电器消耗多少电能，即电流做了多少功，可用公式WUIt或WPt来计算，当用电器为纯电阻时，还可用公式WU2t/RI 2Rt来计算。在计算的时候要注意单位统一和各量的对应

25、。电功率表示电流做功的快慢，可用PW/t，PUI来计算用电器消耗的电功率大小，对于纯电阻用电器，电功率还可用PU2/R，PI2R计算，并且电流产生的热量与电流所做的功相等，即：QW。例例2(2016贺州)如图甲所示的滑动变阻器是贺州市初中物理实验操作考查 中要用到的仪器之一，小露将一个标有“201A”字样的滑动变阻器的 A、B、C接线柱，分别与图乙中部分电路图的A、B、C导线对应连 接。已知滑动变阻器的滑片P恰好移到中点，定值电阻R10，电源电压 为6V。 (1)连接好甲、乙两图中对应AA、 BB、CC后，闭合开关S，求电 路中通过电阻R的电流是多少A，此 时电压表的计数是多少V? 解析答案解解由电路图可知，连接好甲、乙两图中对应AA、BB、CC后，定值电阻R与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器中点右边的一半电阻两端的电压， 则总电阻R总RR102030， 答答：通过电阻R的电流是0.2A，此时电压表的计数是2V; 解析答案(2)求电阻R的电功率是多少W? 解解R的电功率PI2R(0.2A)2100.4W; 答：答：电阻R的电功率是0.4W; 解析答案(3)通电1min后电阻R产生的热量是多少J?解解