初三物理之电流做功的快慢

第二节黄冈中学网校达州分校黄冈中学网校达州分校经典导学 1、影响电流做功快慢的因素通过实验探究，理解电功率与电流、电压之间的关系 2、电功率的概念 结合机械功率来理解电功率的概念、物理含义．3、电功率的计算公式掌握电功率的计算公式及其简单的应用4、额定功率的概念结合用电器的铭牌认识用电器的额定功率，理解额定功率与实际功率的区别与联系．黄冈中学网校达州分校知识频道黄冈中学网校达州分校1．电功率

(1)概念：物理学中，把电流在单位时间内所做的功叫做电功率．

（2)公式：

(3)单位：瓦特，简称瓦(W)，比瓦大的单位还有千瓦(kW)，且1kW=1000W．

说明：(1)电功率是表示电流做功快慢的物理量，不能表示电流做功的多少。电功才表示电流做功的多少。 （2）由P=UI和欧姆定律I=U/R可推导出P=I2R和P=U2/R两个重要的推出公式，注意这两个推出公式仅适用于纯电阻电路。黄冈中学网校达州分校 探究导引：电功率为40W和100W的两个灯泡都正常工作，哪一个灯泡更亮呢?因为100W的灯泡电功率大，做功更快，所以正常工作时，100W的灯泡更亮．黄冈中学网校达州分校2．探究：电流做功快慢与哪些因素有关黄冈中学网校达州分校黄冈中学网校达州分校 我的行动

(1)测出瓶内煤油的质量m，连接实物电路．(2)①测出煤油初温t0；②闭合开关，同时按下停表计时；③读出电压表和电流表的示数；④过2min后，记下煤油末温t1．(3)更换电阻丝，重复步骤(2)．

(4)计算煤油各次吸 的热和电功率．黄冈中学网校达州分校

注意事项接通电路到2min后．不要立即读温度计的示数，应先断开开关，待温度计内液柱稳定后再读．

解释说明 尽量多进行几次实验以取得多组数据，从而可归纳出一个普遍的规律．因为电流释放的内能并不能完全被煤油吸收。还有一部分被空气和瓶子吸收，所以实验存在较大误差．黄冈中学网校达州分校3．额定功率和实际功率

(1)额定功率：用电器正常工作时的电压值叫做额定电压，用电器在额定电压下的功率叫做额定功率． (2)实际功率：用电器在实际电压下工作时的功率叫做用电器的实际功率．黄冈中学网校达州分校 说明：（1）用电器的额定功率是确定的、唯一的。在用电器的铭牌上往往要标出额定电压和额定功率。如图15-2-3所示为一灯泡的铭牌，其中“PZ220W25W”就是表示此灯泡的额定电压为220V，额定功率不25W。 （2）实际功率是不确定的， 随两端所加电压为改变而改变， 只有当用电器两端的实际电压 等于额定电压时，用电器的实 际功率才等于额定功率。黄冈中学网校达州分校能力频道黄冈中学网校达州分校理解电功率的物理含义 下列关于电功率的说法中正确的是()．

A．用电器消耗电能越多，电功率越大

B．电功率越大，用电器消耗的电能越快

C．用电器消耗电能所用的时间越短，电功率越大

D．消耗同样多的电能，用时间越长的用电器，电功率越大黄冈中学网校达州分校 解析：用电器单位时间内消耗的电能叫做电功率，其定义式为P=W/t，从公式可以看出，电功率的大小与消耗电能的多少和消耗电能所用的时间有关．在一定的时间内，电功率越大，消耗的电能越多；消耗同样多的电能，电功率大的用的时间越少，即电能消耗越快；A选项中未注明消耗电能的时间；C选项中未说明消耗了多少电能；D选项中将结论说反了，故都是错误的．答案：B黄冈中学网校达州分校

知识体验：电功率的物理含义容易与电功混淆，所以要注意理解电功率中的“快慢”和电功中的“多少”的区别．因为“快慢”≠“多少”，所以说做功快不一定做功多；反过来，做功多也不一定做功快． 探究分析：结合电功率的定义式P=W/t，认识电功率的物理含义．黄冈中学网校达州分校公式P=W／t的应用 甲灯泡正常工作5h，消耗了1kW.h的电能，则甲灯泡功率为多少?这些电能可以使功率为40W的乙灯泡正常工作多长时间?

解析：根据P=W／t和推出公式t=W／P，即可求得灯泡的功率和工作时间： 甲灯泡功率为： 因为 所以乙灯泡的工作时间就为：黄冈中学网校达州分校 答案：25h

知识体验：使用公式P=W／t时，首先要注意对公式灵活变形，其次还要特别注意三个物理量的单位要统一，即要用国际单位(瓦、焦、秒)，都用国际单位，要用常用单位(千瓦、千瓦时、时)都用常用单位．

解题技巧：要根据实际情况灵活变形公式和选用单位．黄冈中学网校达州分校公式P=UI的应用 一个铭牌上标有“PZ220V 40W”字样的灯泡在正常发光时通过灯丝电流是多大?灯丝电阻是多大?

解析：“PZ220V 40W”表示该灯泡正常工作时的电压(即额定电压)为220V，该灯泡正常工作时的电功率(即额定功率)为40W，根据P=UI的推出公式I=P／U，即可求出灯泡正常工作时的电流(额定电流)： 从而该灯泡电阻为：黄冈中学网校达州分校 或 答案：0．18A 1210Ω

知识体验：通过本题可以看出，用电器的铭牌不仅告诉我们额定电压和额定功率，通过公式I=P／U和R=U2／P，还可知道用电器的额定电流和电阻． 解题技巧：灵活运用变形公式P=UI及其推出公式．黄冈中学网校达州分校认识实际功率和额定功率的区别 如图15—2—4所示，电源电压不变，定值电阻R的阻值为18Ω，有四只白炽灯泡L1、L2、L3、L4，它们的规格分别为“3V 2W”“6V2W”“12V 2W”“24V2W”．当把它们分别接在电路中的M、N两端时，实际功率最大的是()．

A．L1

B．L2

C．L3

D．L4黄冈中学网校达州分校解析：设电源电压为U，则电路中的电流为： 分别求出四个灯泡的电阻R1并代入公式： 根据黄冈中学网校达州分校比较可知：L2的功率最大，故选B． 答案：B黄冈中学网校达州分校

知识体验：用电器在实际电压下消耗的电功率叫做它的实际功率．实际功率可能和额定功率相等，条件是实际电压和额定电压相等；当实际电压不等于额定电压时，实际功率和额定功率不相等．

解题技巧：抓住实际电压改变时，实际功率也改变，但用电器的电阻不变这一特性，利用公式P=U2／R求解黄冈中学网校达州分校探究专栏 实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、开关一只、各种阻值已知的定值电阻和导线若干．要求从实验桌上选择适当器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”．请画出实验电路图，并写出实验步骤．

(1)实验电路图：

(2)实验步骤：黄冈中学网校达州分校 解析：(1)电路图如图15—2—5所示，将各电阻串联可保证通过它们的电流相同，(2)实验步骤：①将各电阻串联在电路中，用电流表测电路中电流；②用电压表分别测出各电阻两端的电压U1、U2、U3，并读出电流表的示数即电路中电流I；③利用公式P=UI可求得各电阻消耗的电功率，而电阻的阻值 已知，从而可分析出电阻 阻值与消耗电功率的关系．黄冈中学网校达州分校 答案：(1)如图15—2—5所示(2)见解析 知识体验：用电压表测得电阻两端的电压，用电流表测得电阻中的电流，利用公式P=UI即可计算电阻消耗的电功率． 探究分析：在本探究中因为电流的大小也会影响电阻消耗的功率，所以必须采用控制变量法，使通过各电阻的电流相阐，而器材中没有滑动变阻器，只能通过串联来达到这一目的．黄冈中学网校达州分校例题频道黄冈中学网校达州分校1．关于串、并联电路中的电功率计算 【例1】如果将铭牌为“220V25W”和“220V60W”的两灯泡L1和L2并联接在220V的电源上时，两灯消耗的实际功率之比为

，如果再把两灯串联接在同一电路中，则此时两灯消耗的实际功率之比又为

． 解析：根据公式 可得 所以两灯泡的电阻之比黄冈中学网校达州分校 在并联电路中，电压相等，则 在串联电路中，电流相等，则 答案：5：12 12：5 阅题笔记：由本题可知：在串联电路中，导体消耗的电功率与其阻值成正比，即 在并联电路中，导体消耗的电功率与其阻值成反比，即 建议：在串联电路中应用P=I2R，在并联电路或电压相同的电路中应用P=U2／R计算较方便．黄冈中学网校达州分校2．动态电路的电功率分析 【例2】如图15—2—5所示，一个标有“6V3．6W”字样的灯泡L和最大阻值为50Ω的滑动变阻器R串联后接在电源电压U恒为6V的电路中．设灯泡电阻不变，则下列判断正确的是()．黄冈中学网校达州分校

A．无论如何移动滑片P，电路中的总功率 不会超过2WB．移动滑片P，电路中总功率最小值为 0．6W C．当滑片P滑至某个位置时，L和R的电功 率相等 D．在滑片P由a滑向b的过程中，灯泡L的电 功率一直是减小的黄冈中学网校达州分校 解析：电路中小灯泡L和滑动变阻器R串联，电源电压U=6V．当变阻器R的滑片在a端时，R0=0，则此时灯泡两端电压为6V，其功率为额定功率3．6W．A错； 则当滑片P滑至某一位置，使接入电路的电阻 时，其两端电压相等，L和R的电功率相等．当滑片P由a滑向b的过程中，电路总电阻逐渐增大，电路中电流逐渐减小， 由 知，灯泡L的电功率一直是减小黄冈中学网校达州分校 的，D对；且当滑片滑到b处时总功率最小 B对． 答案：BCD

阅题笔记：分析动态电路电功率变化，实际上就是分析电路中的电流、电阻、电压的变化对电功率的影响． 建议：解答此类题目首先要分清电路的结构，较复杂的电路可画出等效电路图．然后根据欧姆定律分析电路电流的变化，最后再分析电功率的变化．

黄冈中学网校达州分校3．电功率的综合应用 【例3】如图15—2—7所示是一条电热毯电路的示意图，R0是发热电阻丝，R=990Ω是串联在电路中的电阻，S是控温开关，电热毯标牌上标有“220V40W”字样，问(不考虑温度对电阻值的影响)：

(1)要使电热毯处于低 温挡时，开关S应处于什 么状态? (2)当电热毯处于低温 挡时，电阻丝R0功率是多少?黄冈中学网校达州分校 解析：(1)电热毯在工作时，有高温挡和低温挡之分，由P=U2/R可知，在电压U相同时，电阻R越大，电功率越小；电阻R越小，电功率越大．所以开关S闭合时，电阻R被短路，电路中电阻小，电热毯处在发热状态；S断开时，电路中电阻大，电热毯处在低温挡．(2)由 可得发热电阻丝的阻值为： 电热毯处于低温挡时，电阻丝R0与R串联，则电阻丝消耗的功率为：黄冈中学网校达州分校

答案：(1)开关S处于断开状态(2)12．1W

阅题笔记：解答本题易受推出公式P=I2R影响，误认为电阻越大产生的热量越多，而忽略电阻变化造成电流的变化． 建议：分析问题要养成细心、认真的习惯．例如对于公式P=I2R和P=U2／R中，要注意分析电功率分别与电阻成反比和正比的条件．黄冈中学网校达州分校思维创新突破 【例4】日本东京某中学学生友好交流团访问兰州市某中学时，一位日本同学发现他随身携带的旅行电热水壶不能在兰州使用，他的电热水壶的英文和中文铭牌如下：黄冈中学网校达州分校

(1)这种电热水壶为什么不能在兰州使用? (2)请你设计一种不改造电热水壶而又能使用的方法? (3)这种电热水壶正常工作10min消耗电能多少焦耳?

解析：由铭牌可知，此电热水壶的额定电压是110V，额定功率是500W，我国家庭电路的电压是220V，所以该电热水壶不能单独使用，否则会被烧坏，要想使这种电热水壶能在220V电路中使用，需要串联一个分压电阻，分去一半的电压．串联的电阻两端电压与电热水壶两端黄冈中学网校达州分校 电压相等，所以，串联电阻的大小等于电热水壶的电阻： 此电热水壶正常工作10min消耗电能为： 答案：(1)因为我国家庭电路电压是220V，远远超出了这个电热水壶的额定电压，故直接使用会烧坏 (2)可串联一个阻值为24．2Ω电阻 (3)3×105J

阅题笔记：串联电阻可以起到分压作用，所以要从这方面出发找到解决问题的突破口．如有两个这样的水壶，可串联使用． 建议：平常遇到问题多动手动脑，亲自想方设法找到解决问题的最佳方法，培养自己解决问题的能力．黄冈中学网校达州分校中考预览 【例5】小明家的电能表如图15—2—8所示，家中用电器的总功率不能超过

W．当小明家中只有一盏电灯工作时，3min内转盘正好转过5圈，则该灯泡 消耗的电能是

J， 它的电功率为

W．黄冈中学网校达州分校 解析：由电能表的参数“220V5A”可知，此电能表应在220V的电路中工作，通过的最大电流为5A，则家中用电器最大功率 由参数“2500r／kW·h”可知，每消耗1kW·h的电能，转盘转过2500圈，则转过5圈消耗的电能为 则黄冈中学网校达州分校 答案：1100 7200 40

阅题笔记：“220V5A”不仅告诉我们电能表的工作电压和最大电流，还告诉我们此电能表允许通过的最大功率，这一点必须注意．建议：要学会根据实际的需要，灵活选用电功率的计算公式．黄冈中学网校达州分校 【例6】甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图15—2—9所示，下列说法中正确的是()．黄冈中学网校达州分校 A．甲灯的实际功率一定是25W B．将乙灯接入110V电路中，它的实际功率为 50W C．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多

D．两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较大黄冈中学网校达州分校 解析：由两灯的铭牌可知，两灯的额定电压都是220V，甲灯额定功率为25W，乙灯额定功率为100W．实际功率随实际电压的改变而改变，可知A错；当将乙灯接入110V电路中时，实际电压为额定电压的一半，根据公式 可知，实际功率应为额定功率的1／4，即25W，故B错；乙灯的额定功率大，只