电功电功率的相关计算

一、题型概述本知识点的相关计算常考的2类基本题型：※电功的计算问题涉及的物理量：电功、电流、电压、通电时间等．解题思路：运用电功的定义式及电功率与时间的乘积解题1.根据已知条件先判断涉及的物理量；2.代入电功的定义式及电功率与时间的乘积进行分析解答．常用公式：W=UIt、W=Pt有时候还要结合串并联电路的电流及电压特点.基本类型大致可以分成以下情况：简单的电能消耗计算问题；电能与其它形式能的转化计算问题等．

2023/5/27二、题型突破例1

如图所示是电阻甲和乙的U-I图象，当把它们串联后接在6V的电源上，10分钟内电阻乙消耗多少电能？

2.1电功的计算问题即U乙=6V-20ΩI,将U乙=6V-20ΩI的图像画在U-I图象中(如图所示)找到此时乙的工作点为：I=0.2A,U乙=2V,故t=600s时电阻乙消耗电能为：W=IU乙t=0.2A×2V×600s=240J2023/5/27【小试牛刀】1.

如图所示是电阻甲和乙的I－U图象，若将甲、乙串联在某一电路中，当电流为0.1A时，电源电压为________V；若将甲、乙并联在电源电压为1.5V的电路中，10分钟电路消耗的电能为__________J.36022023/5/27例2

如图所示，电源电压保持6

V不变，电流表的量程为0~0.6

A，电压表的量程为0~3

V，定值电阻的规格为“10Ω

0.5A”，滑动变阻器的规格为“20Ω

1A”．闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是()

A．电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4

W~0.9

WB．电流表示数允许的变化范围为0.2

A~0.5

A[来源:学|科|网]C．变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2

Ω~20

ΩD．电路消耗总功率允许的变化范围为1.2

W~3

W分析：滑动变阻器R2跟定值电阻R1串联，电压表测量定值电阻两端的电压，根据串联电路的分压原理（电阻越大，电阻两端的电压越高），当电压表的示数最小时，变阻器接入电路的电阻最大；当电流表的示数达到最大值时，变阻器接入电路的电阻最小；根据欧姆定律的应用可分别求出电路中的总电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻值，同时可以确定电压表示数、电流表示数以及电路中总功率的变化．2.2电功率的分析计算问题2023/5/27解析：题意知当电压表的最大测量值为3V时，定值电阻R1两端的电压U1=3V，电路中的电流为I=I1=

U1/R1=3V/10Ω=0.3A＜0.6A因此电路中的最大电流为0.3A,

故滑动变阻器接入电路中的最小电阻R2=(6V-3V)/0.3A=10Ω此时电路消耗的最大功率为P=UI=6V×0.3A=1.8W电阻R1消耗功率最大功率P1=U1I=3V×0.3A=0.9W故BCD错误.例2

如图所示，电源电压保持6

V不变，电流表的量程为0~0.6

A，电压表的量程为0~3

V，定值电阻的规格为“10Ω

0.5A”，滑动变阻器的规格为“20Ω

1A”．闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是()

A．电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4

W~0.9

WB．电流表示数允许的变化范围为0.2

A~0.5

A[来源:学|科|网]C．变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2

Ω~20

ΩD．电路消耗总功率允许的变化范围为1.2

W~3

W2023/5/27例2

如图所示，电源电压保持6

V不变，电流表的量程为0~0.6

A，电压表的量程为0~3

V，定值电阻的规格为“10Ω

0.5A”，滑动变阻器的规格为“20Ω

1A”．闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是()

A．电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4

W~0.9

WB．电流表示数允许的变化范围为0.2

A~0.5

A[来源:学|科|网]C．变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2

Ω~20

ΩD．电路消耗总功率允许的变化范围为1.2

W~3

W当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，即I1′=6V/(10Ω+20Ω)=0.2A电阻R1电路消耗的最小功率P′=(I1′)2R1=(0.2A)2×10Ω=0.4W又由前面的计算可知电阻R1消耗的最大功率P1=0.9W,故答案A正确.综上,本题选A.2023/5/272小明按如图甲所示的电路进行实验，已知电源电压不变，闭合开关，改变a、b之间的电阻箱R的阻值，得到一组电压表的示数U-R图象如图乙所示．若分别将电阻RA和RB接入a、b之间时，读得对应的电压表示数为1V和3V，在这两种情况下，R0上消耗的电功率变化了多少？【小试牛刀】答案：R0上消耗的电功率变化了3.06W2023/5/27分析：由于输电线路电阻的影响,当线路中通过电流时导线因发热而消耗电能,耗电功率用热功率计算公式P=I2R计算.输电效率即用户得到的电功率与电站输出的电功率的比值.导线电阻的大小是一个关键量.例3某发电站的输出功率为500kW,当此发电站以6kV的电压向用户远距离输电时,经测定,输电线路一昼夜损耗电能4800kWh.若要使这条输电线的输电效率提高到98%,应将电站的输出端电压提高到多少?(仍用原有的输电线路).2023/5/27例3某发电站的输出功率为500kW,当此发电站以6kV的电压向用户远距离输电时,经测定,输电线路一昼夜损耗电能4800kWh.若要使这条输电线的输电效率提高到98%,应将电站的输出端电压提高到多少?(仍用原有的输电线路).解:

当发电站以6kV的电压向用户远距离输电时,电路中是电流为

输电线的电阻为设输电线的输电效率为98%时,发电站的输出电压为U′,电路中的电流为I′,损耗功率为P耗′,由题意解得P耗′=10kW,由P耗′=I′2R解得I′=18.6A.故当此输电线的输电效率为98%,发电站的输出端电压应为

2023/5/27例4如图所示的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,变阻器阻值变化范围为0-R,且R＞R0.闭合开关S,将滑片P由a端缓慢滑向b端,那么通过变阻器的电流和变阻器消耗的电功率的说法中正确的是()A.电流先变大后变小

B.电流逐渐变小C.电功率逐渐变大

D.电功率先变大后变小

2023/5/27【小试牛刀】3有两个分别标有“3V

1W”和“6V

4W”的电灯，如果将它们串联在电路中，使其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡不被烧坏，则加在串联电路两端的电压是多少伏？两灯泡消耗的总功率是多少瓦？【答案：6V、2W】4

如图所示，电源电压为4V,电阻R的阻值为10Ω.开关S闭合后,在100秒的时间内电阻R上消耗10J的电能.已知灯泡L的额定功率为1.2

W(灯泡电阻不随温度变化),求灯泡的额定电压？【答案：6V】2023/5/27三、备考指津2023/5/27

电功、电功率的相关计算既是初中物理的重点又是难点，它是历年中考的高频考点，常常以压轴题出现，理解并掌握电功、电功率的计算公式的适用范