重难突破课件：第18讲 电功 电功率

2023年中考物理重难点突破第18讲电功电功率一、电功及其测量1.用电器消耗电能的过程，实质上是电能转化为其它形式的能的过程。2.电流做的功，叫电功。符号：W。单位：焦耳（J）。常见单位：kW·h。1kW·h=3.6×106J。3.测量电功的仪表：电能表（又叫“电表”、“电度表”）。它的单位是：千瓦时，符号是：kW·h。。表盘上的Nr/kW·h表示的意思是：电路中每消耗1kW·h时的电能，表盘转过N转。【重难点与突破】【例1】（2022镇江）图示电能表能接入用电器的最大总功率为

W；小明发现家中多个用电器正常工作时，指示灯在1min内闪烁90次，这段时间内电路消耗的电能为

kW·h；他再将额定功率为1000W的电水壶接入该电路，发现额定电流为30A的熔丝熔断了，这是因为电路发生了

故障。

二、电功率

1.主要计算公式和比例关系物理量计算公式串联电路中比例并联电路中比例电功W=UItW=PtW1：W2=R1：R2W总=W1+W2W1：W2=R2：R1W总=W1+W2电功率通用：P=UI；P=W/t适用于纯电阻：P=I2R；P=U2/RP1：P2=P1：P2P总=P1+P2P1：P2=P2：P1P总=P1+P2实际功率通用：P实=U实I实适用于纯电阻：P实=I实2R；P=U实2/R电热通用：Q=I2Rt适用于纯电阻：Q=U2R/tQ1：Q2=R1：R2Q总=Q1+Q2Q1：Q2=Q2：Q1Q总=Q1+Q2【注意】1.不要错误的认为“电功越多，电功率越大”；“电功率越大，电功越多”。2.电功与电功率的单位：根据计算电功和电功率的计算公式来判断单位。【例2】（2022达州）如图甲所示，电源电压恒定不变，灯泡L的额定电压为6V，滑动变阻器R2的规格为“100Ω1A”，电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～0.6A。当断开开关S1、S3，闭合S2，移动滑片，电压表示数为3V时灯泡正常发光。图乙是灯泡L、电阻R1的I﹣U图像。求：（1）灯泡正常发光时的电阻。（2）闭合S1、S2、S3时，允许通过滑动变阻器的最大电流。（3）断开S2、S3，闭合S1时，电路的总功率。【分析】

（1）灯泡的额定电压为6V，由图乙可知灯泡的额定电流为0.5A，根据I＝U/R可得，灯泡正常发光时的电阻为：RL＝U额/I额=6V/0.5A＝12Ω。

（2）当断开开关S1、S3，闭合S2，灯L与变阻器R2串联，电压表测变阻器两端电压，移动滑片，电压表示数为3V时灯泡正常发光，根据串联电路电压规律可知，电源电压为：U＝U额+U滑＝6V+3V＝9V，由图乙可知，当R1两端的电压为U1＝6V时，通过R1的电流为I1＝0.3A，根据I＝U/R可得，R1的阻值为：R1＝U1/I1=6V/0.3A＝20Ω，闭合S1、S2、S3时，灯L被短路，定值电阻R1与变阻器R2并联，电流表测干路电流，此时通过R1的电流为：I1′＝U/R1=9V/20Ω＝0.45A，因为电流表的量程为0～0.6A，故干路电流最大为I大＝0.6A，根据并联电路电流规律可知，通过变阻器R2的最大电流为：I2大＝I大﹣I1′＝0.6A﹣0.45A＝0.15A。

（3）断开S2、S3，闭合S1时，灯L与定值电阻R1串联，因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，由图乙可知，当电路中的电流为I＝0.3A时，UL′＝3V，U1′＝6V，电源电压：U＝UL′+U1′＝3V+6V＝9V，符合题目条件，所以此时电路的总功率为：P＝UI＝9V×0.3A＝2.7W。【答案】

（1）灯泡正常发光时的电阻为12Ω；

（2）闭合S1、S2、S3时，允许通过滑动变阻器的最大电流为0.15A；

（3）断开S2、S3，闭合S1时，电路的总功率为2.7W。【突破】注意利用题设的“潜在条件”：如“用电器恰好正常工作”，含义是“该用电器两端的电压为它的额定电压，功率为额定功率，电流为额定电流”；“在家庭电路中”，含义是“此时它两端的电压为220V”等。对于动态电路，注意要根据题设要求先准确画出其等效电路图，再根据等效电路进行分析，使问题简化。三、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，叫额定电压；此时的功率，为额定功率；额定电压和额定功率都只有唯一确定值，不随电压、功率的改变而改变。实际电压，决定实际功率，一个实际电压对应一个实际功率。实际电压与额定电压实际功率与额定功率U实＜U额P实＜P额U实=U额P实=P额U实＞U额P实＞P额【例3】（2022济宁）如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U﹣I图像。下列分析不正确的是（）A.当L1两端的电压为100V时，其实际功率为20W B.当通过L2的电流为0.45A时，其1min消耗的电能为4320J C.将L1、L2串联，若L1两端的电压为40V，则L2的功率为8W D.将L1、L2并联，若通过L2的电流为0.5A，则L1的功率为66W【分析】

A.当L1两端的电压为100V时，根据图像可知，通过L1的电流为0.2A，其实际功率为：P1＝U1I1＝100V×0.2A＝20W，A正确B.当通过L2的电流为0.45A时，L2两端的电压为160V，其1min消耗的电能为W＝U2I2t＝160V×0.45A×60s＝4320J，B正确。C.将L1、L2串联，若L1两端的电压为40V，由图像可知，通过灯泡L1的电流：I′1＝0.1A，根据串联电路电流规律可知，通过灯泡L2的电流I′2＝I′1＝0.1A；由图像可知，此时灯泡L2两端的电压为U′2＝20V，L2的功率为：P2＝U2I′2＝20V×0.1A＝2W，C错。D.将L1、L2并联，若通过L2的电流为0.5A，由图像可知，L2两端的电压为：U〃2＝220V，根据并联电路电压规律可知，灯泡L1两端的电压：U〃1＝U〃2＝220V；由图像可知，通过L1的电流I〃1＝0.3A，L1的功率为：P1＝U〃1I〃1＝220V×0.3A＝66W，D正确。【答案】C【突破】

1.额定功率和实际功率：额定功率只有一个，在额定电压下取得；实际功率有无数多个，一个实际电压对应一个实际功率。2.灯的明暗程度由它的实际功率决定，与额定功率无关。四、家庭电路与安全用电1.家庭电路的连接

（1）灯泡的接法：火线首先进开关，再入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套。

（2）断路器，也叫空气开关，为保证电路安全，在火线中要串联接入断路器。

（3）开关要连在火线上，保险丝和空气开关要连在火线上，三孔插座遵循遵循左零右火上接地的连线，用电器的金属外壳要接地线，可以防止表面带电而引发触电事故。2.安全用电常识

（1）安全用电的原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。

（2）正确使用验电笔时，手要接触笔尾金属体，不能接触笔尖金属体。

（3）对于金属外壳的家用电器，金属外壳一定接地，防止外壳漏电，发生触电事故。

（4）根据家庭电路安全用电的原则，开关应该接在进户线的火线上。（5）更换灯泡时需要断开开关。

（6）家庭电路中必须要有保险丝或空气开关。（7）插座、导线和家用电器等老化后要及时更换，防止发生触电事故。（8）保险丝采用电阻率大熔点低的铅锑合金制成，在电流过大时能自动切断电源，保险丝应该接在火线上。

（9）不要用湿毛巾或者湿手接触电器。【例4】（2022湘潭）下列做法不符合安全用电要求的是（）A.更换灯泡前断开电源开关

B.用湿抹布擦电器

C.家用电器的开关接在火线上

D.及时更换电路中绝缘皮老化、破损的导线【分析】A.更换灯泡时容易碰到金属部分，切断电源可以保证金属部分不带电，故A符合安全用电要求；B.生活中的水是导体，用湿抹布擦电器容易发生触电；故B不符合安全用电要求；C.家用电器的开关要接在火线上，比如灯泡要与开关串联，并且开关与火线相连，这样当灯泡出现故障进行维修时，断开开关就可以断开灯泡与火线的连接了，故C符合安全用电要求；D.电线的绝缘皮破损老化时应及时更换，否则容易发生触电事故，故D符合安全用电要求。【答案】B1.（2022柳州）下列单个用电器正常工作时，相同时间内耗电量最小的是（）A.电饭煲

B.电暖器

C.小台灯

D.电热水器2.（2022襄阳）用电安全很重要。下列做法符合安全用电原则的是（）A.用电器的金属外壳要接地

B.空气开关跳闸后立即合上C.用手指触碰插座的插孔

D.保险丝缺少时用铁丝代替CA【针对练习精编】3.（2022镇江）如图所示为某小组设计的多挡位电热器电路，U不变，R1、R2为电阻丝且R1＞R2，电热器功率最大时开关状态为（）A.S1闭合，S2接a B.S1闭合，S2接b C.S1断开，S2接a D.S1断开，S2接bA4.（2022襄阳）如图所示，两只灯泡L1和L2上分别标有“8V4W”和“4V1W”字样，将它们串联后接在电压可在4～8V之间调节的电源上，闭合开关S，假设两灯的灯丝电阻不随温度变化，则下列说法正确的是（

）A.通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流

B.在调节电源电压的过程中，灯L1始终比灯L2亮C.在调节电源电压的过程中，两灯的功率变化量相同D.当电源电压调节到8V时，两灯都不能正常发光C5.（2022张家界）如图所示：电能表示数为

kW·h。某兴趣小组利用该电能表和秒表检测一只标识为“220V10W”节能灯的实际功率。关闭其他用电器，将该节能灯接入家庭电路，分别设计出两种测量方案：方案一：测量出1min时间内电能表转盘转过的圈数n；方案二：测量出电能表转盘转过1圈所用时间t；比较两种方案，最可行的是

。2022.8方案二6.（2022湘潭）如图是小明家电能表的表盘，其读数是

kW•h。小明将家中其他用电器关闭，只让干衣机单独工作，观察到6min内电能表指示灯闪烁了160次，干衣机在这6min内消耗的电能为

kW•h，它的实际功率是

kW。619.50.117.（2022德阳）如图所示，电源电压恒定不变，R1、R2为定值电阻，R1＝10Ω，R1＜R2。当闭合开关S2、S3，开关S1处于

状态时，R1、R2并联，电流表示数为0.45A；当断开S2、S3，闭合S1时，电流表示数为0.1A。由以上数据可得，电源电压为

V；R1、R2并联时，R2消耗的功率为

W。断开30.458.（2022襄阳）如图所示电路，电源电压不变，R0为定值电阻。闭合开关S，滑片P向左移动时，电压表示数会变

。第一次移动滑片至某位置时电压表的示数为8V；再次移动滑片至另一位置。若前后两次滑动变阻器消耗的电功率相等，两次电路中电流之比为1：2，则电源电压为

V。大129.（2022德阳）如图所示的电路中，电源电压U＝10V，R1＝5Ω，R2＝20Ω。只闭合S1时，电路中的工作电