初中物理-总复习：电功率（基础）知识讲解

总复习：电功率（基础）

【考纲要求】

1、从能的转化的角度认识电源和用电器的作用并能够进行电能的计算；

2、理解电功率和电流、电压之间的关系并能进行电功率的计算。能区别实际功率和额定功率;

3、焦耳定律；

4、串并联电路电能、电热、电功率的分配关系；

5、家庭电路及安全用电；

6、电功率的测量及焦耳定律实验探究。

【知识网络】

，实后

公式

广电能“

单位

〔翱僮

「定义

物理意义

公式

电功率《

单位

额定功率和实际功率

电功率〔测量

（电流的热效应

电执焦耳定律

一J］电热器

［电功和电热的区别

「生活用电常识

全用电4电路中电流过大的原因

I安全用电

【考点梳理】

考点一、电能及电能表（高清课堂《电学2:电功和电功率》电功和电能）

1、电能：电源将其他形式的能转化为电能。用电器可以把电能转化成其他形式的能。（将电能全部

转化成内能的用电器称为纯电阻用电器。如电饭煲、电炉子等；非纯电阻电路是有一部分电能转化成除

内能以外的其他形式的能，如洗衣机，电风扇等。

2、电能的单位：国际单位是焦耳，简称焦，符号J,常用的单位是度，即千瓦时，符号kW力，IkW-h

=3.6X106J

3、电能表

作用：电能表是测量电功或者说是用户的用电器在某段时间内消耗电能多少的仪表。

读数：电能表的计数器上前后两次的读数之差就是用户在这段时间内用电的度数。

注意：计数器显示的数字中最后一位是小数。

表盘上的参数：

220V表示电能表应接到220V的电路中使用；

1

5A表示电能表允许通过的最大电流不超过5A；

2500r/kW•h表示消耗IkW•h的电能，电能表的表盘转2500转；

50HZ表示这个电能表应接在频率为50HZ的电路中使用。

4、电功与电能

电流做功的实质：电流做功的过程实质就是电能转化成其他形式的能的过程。电流做了多少功就有

多少电能转化成其他形式的能。

电功的单位也是焦耳。

5、计算

普遍适用公式W=UIt=Pt（所有电路）即电流在某段电路上所做的功等于这段电路两端的电压和电路

中的电流，和通电时间的乘积。电压的单位用V,电流的单位用A,时间的单位用s,电功的单位就是J。

TJ

导出公式=:t（纯电阻电路）

R

考点二、电功率

1、定义：电功与时间之比。它是表示电流做功快慢的物理量。

2、单位：国际主单位瓦特（W）

常用单位千瓦（kW）

换算关系lkW=1000W

w

3、计算普遍适用公式P=—=UI

t

推导公式P=FR=U2/R（适用于纯电阻电路）

4、额定功率和实际功率

额定功率：用电器在额定电压下的功率。（用电器在正常工作时的功率）

实际功率：用电器在实际电压下的功率。

要点诠释：

1、实际功率随电压的变化而变化：

当Ua；=U额时，P^P额用电器正常工作；

当U实＜U额时，P实＜P额用电器不能正常工作；

当UQU额时，PQP额长期使用会影响用电器的寿命，有时会损坏用电器。

2、对某一用电器而言，额定电压和额定功率只有一个，而实际电压和实际功率却有无数个。灯泡

的亮度是由它的实际功率决定的。

p（uy

3、若不考虑温度对用电器电阻的影响，则有二=」，即电阻一定时，实际电压是额定电压

P额〔"额,

的n倍，则实际电流也是额定电流的n倍，实际功率是额定功率的d倍。

考点三、焦耳定律

1、电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。

2、焦耳定律：

内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

公式：Q=FRt（普遍适用）

Q=Uh=~t=Pt（纯电阻电路）

3、电热和电能的关系:

2

在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，Q=Wo如电炉子。

在非纯电阻电路中，电能只有部分转化为内能，电热小于电能，即Q<W。

考点四、家庭电路和安全用电

1、家庭电路的组成：两根进户线、电能表、闸刀开关、保险盒、插座、用电器和开关。

2、保险丝：

材料：由电阻率大、熔点低的铅镀合金制成。

工作原理：当通过它的电流过大时，保险丝产生较多的热量，使它的温度达到熔点，于是保险丝熔

断。

接法：保险丝与所保护的电路要串联，且一般只接在火线上。

选择：保险丝在选择的时候应使其额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。越粗的保险丝

额定电流越大。

更换原则：保险丝在更换时不能用较粗的或铁丝、铜丝、铝丝代替。

三孔插座：左零右火中接地。

3、安全用电：安全电压不高于36V。

要点诠释：

触电原因：家庭电路的触电都是由于人体直接或间接与火线接触造成的。

低压触电：包括单线触电和双线触电。

高压触电：高压电弧触电和跨步电压触电。

安全用电原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。

考点五、测量小灯泡的功率

1、实验原理：P=UI测出小灯泡的电压U和电流I,利用公式P=UI计算求得电功率。

2、实验器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、灯座、导线等。

3、实验电路图及表格：

次数电压U/V电流I/A功率P/W发光情况

1

2

3

4、实验步骤：

(1)实验前准备：检查仪器是否齐全，规格是否合乎要求，查看小灯泡的额定电压U额；

(2)按电路图连电路，查无误，闭合开关，进行实验；

(3)调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为U额，记录电流表示数I额；

(4)调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压等于L2U额，记下电压表、电流表的示数，并观察小灯

泡发光情况；

(5)调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压小于U额，记下电压表，电流表的示数，并观察小灯泡发

光情况；

(6)断开开关，计算电功率值填入表格。

5、数据分析，总结结论。

(1)分析数据知，实际功率随实际电压改变而改变；

(2)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大灯泡越亮。

6、注意事项：

A.连接时，开关断开，防止因短路而损坏电源或灯泡。

3

B.闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至滑动变阻器的最大阻值处，防止电路中的电流过大，将

灯烧坏。

C.电源电压应高于灯泡的额定电压，防止无法调节到额定电压。

D.电压表的量程应大于灯泡的额定电压，电流表的量程应大于灯泡正常工作时的电流。

E.滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡正常工作时的电流，滑动变阻器的最大电阻值应与

灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显。

F.通过三次不同电压下（额定电压，L2倍额定电压和低于额定电压）的测量，体会用电器的实际

功率并不一定等于额定功率，而是取决于加在用电器两端的实际电压。

G.在做第二次实验时（实际电压不能超过额定电压的1.2倍）需要小心调节滑动变阻器，以免烧坏

灯泡。

H.实验前，要检查电路并试触，实验结束后，要先断开开关，再整理器材。

【典型例题】

类型一、基础知识

1、如图是新式的电子式单相电能表，电能表上标有6400imp/kW・h,它表示；10A

字样表示;一台标有800W的取暖器，连续工作2小时，则电能

表的计数器上的显示数将从图甲变为；电能表的耗电指示灯将闪烁次。

电能表的耗电指示灯闪烁越快，表示接入电路中的用电器的总功率。（填“越大”或“越小”）

电干式单用电能表

220VI0ASOHi

MOVimfyfliWb•4.

【思路点拨】6400imp/kW・h,它表示每消耗lkW・h的电能，耗电指示灯将闪烁6400次，10A表示标定电

流为10A；已知功率和工作的时间，根据公式W=Pt可求消耗的电能，进一步求出电能表的示数；

电能表的耗电指示灯闪烁越快，表示接入电路中的用电器的总功率越大。

【答案】每消耗lkW・h的电能，耗电指示灯将闪烁6400次；标定电流为10A；00332；10240；越大。

【解析】6400imp/kW・h,它表示每消耗lkW・h的电能，耗电指示灯将闪烁6400次，10A表示标定电流为

10A；

消耗电能W=Pt=O.8kWX2h=l.6kW«h；

电能表的计数器上的显示数将从图甲变为31.6kW-h+l.6kW-h=33.2kW-h；即变为00332；

电能表的耗电指示灯将闪烁6400imp/kW«hXl.6kW«h=10240次；

在相等的时间内，电能表的耗电指示灯闪烁越快，表示接入电路中的用电器的总功率越大，消耗的电能

越多。

【总结升华】本题考查消耗电能的计算，难点是明白电能表的各个参数所表示的物理意义以及电能表的

读数方法。

举一反三

【变式】从如图所示的电能表中，可以获得的正确信息是（）

4

A.电能表的读数为3672kW・h

B.电能表转盘转过2500转消耗电功率IkW

C.用电器正常工作时的总功率不得超过2200W

D.用电器正常工作时的总功率不得超过4400W

【答案】C

1^2、甲、乙两灯分别标有“220V60W”和“220V40W”字样，若它们串联后接入220V的电路中，

（选填“甲”或“乙”）灯较亮。

【思路点拨】（1）由铭牌可知两灯泡的额定电压相等，根据R=lf/P比较两灯泡的电阻关系；

（2）根据串联电路的电流特点和P=/R比较两灯泡的实际功率，再根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大

小判断灯泡的亮暗。

【答案】乙

【解析】本题是一道综合题，主要考查实际功率和额定功率的关系。解题的关键是看它们的实际功率的

大小，即灯泡的亮度由它们的实际功率决定。解答本题，按下列步骤进行：

（1）先求出两灯的电阻：

P甲60WP440W

所以，R单＜R乙。

（2）当两灯串联在220V电路中时：

由“220V60W”和“220V40W”可知，两灯正常发光的条件均是两端电压为220V,现在的条件是U

甲+U乙=220V,所以U甲＜220V,U乙＜220V,两灯均不能正常发光。此时P甲=1甲2R甲，p乙=1乙2R乙，因为1

甲=1乙，Rep＜R乙，所以PtfiVPz,,即乙灯较凫。

【总结升华】本题考查了串联电路的电流特点和电功率公式的灵活运用，关键是灯泡铭牌参数含义的理

解与掌握。

举一反三：

【变式】（2016•滑县一模）把标有“36V15W”的甲灯和标有“36V5W”的乙灯串联后接在电压是36V的

电路中，下列说法正确的是（）

A.因为两灯串联，甲灯的电阻较小，所以甲灯两端电压小

B.因为通过它们的电流相等，所以一样亮

C.因为甲灯额定功率较大，所以甲灯较亮

D.因为乙灯实际功率较大，所以乙灯较亮

【答案】D

周’3、标有“6V、3W”的灯L和标有“6V、1W”的灯L串联后接在12伏的电源上，求灯L的实际功率。

5

【思路点拨】已知灯L和灯L2的额定电压和额定功率，可利用公式R=lf/P求得两灯的电阻，灯L和灯

Lz串联，利用串联电路电阻的特点，可以求出总电阻，知道电源电压，由欧姆定律/=幺求得两灯的实

R

际电流，已求出L的电阻，可利用公式P二求得实际功率。

【答案与解析】

(6"

R、£1=12Q

P额13W

2

UK(6V)

R?=36Q

P额21W

炒甲联----=-----=——=—

U2R2363

13

U、=—U=3伏，=—U=9伏

4'4

®U->U额二二%会烧毁，电路断路4无法工作，肩=0

【总结升华】本题考查了串联电路电流和电阻的特点，并可以利用电功率计算。

举一反三：

【变式】今有“6V、6旷的电灯L和“6V、L5W”的电灯L,各式各一盏，把它们分别接到电压6伏的电源上,

要求两灯具有同样的亮度，应在哪一盏灯的电路里串联一个电阻？阻值为多大？

【答案与解析】

解：：U=U额i=U额z=6V

.•.若LI、Lz直接接入6伏电路上均能正常发光，即Pi=6W,P2=l.5Wo

今要求两灯具有相同的亮度，即L的实际功率与L2的额定功率相同：

P1=P2=P«2=1-5W

L的电路中应串联一个电阻&起分压作用，如图所示

zPx=l.5W区

&P=------—r

RD=6V-----

U、==J1.5瓦x6欧=3伏

。串联二=。=。|=6伏-3伏=3伏

由分压原理可得：Rx=RLl=6欧

答：应给“6V、6-的电灯串联一个6欧的电阻。

@^4、如图所示为小明所连的两盏白炽灯和两个插座的电路图。下列说法正确的是（）

A.拆掉灯丙，两线头连在一起会造成短路

B.拆掉插座甲，两线头连在一起会造成短路

6

C.拆掉S1,两线头连在一起会造成短路

D.拆掉S2,两线头连在一起会造成短路

【思路点拨】如图，因为插座甲的位置问题使得插座丁和灯乙不能正常工作，分别分析拆掉灯丙、插座

甲、开关Sz、开关S3把两条导线连在一起时，电路所处的状态，

看有无短路现象，若有短路现象，会使电路中的电流过大，易引起火。

火灾。

【答案】A

零O

【解析】选项C、D描述情况正好是把灯丙，插座丁连入电路，不

会造成短路，故CD错误。插座甲串联在火线上，当此处连通时灯

乙正常工作。若同时将甲与丁连通，再闭合Sz时才能造成短路，

故选项B错误。

【总结升华】本题考查了学生对插座的连接方法、短路危害的了解和掌握，属于与实际用电相结合题目。

类型二、知识运用

、（2016•德江县模拟）如图所示，将灯L、Lz按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,

在甲图中灯L的功率为4W,在乙图中灯L的功率为9W。设灯丝电阻不变.下列说法中不正确的是（）

3口

：

LiL送

—0170-■OUO-

甲乙

A.甲、乙两图中灯L两端的电压之比是2：3

B.L、L?两灯灯丝电阻之比是2：1

C.甲图中灯L、L?的功率之比是2：1

D.甲、乙两图电路消耗的总功率之比是4：9

【思路点拨】甲图中，两灯串联，乙图中两灯并联，根据公式可求甲乙两图中灯L两端的电压

R

之比。在甲图中，电流相等，根据欧姆定律可知电压之比就等于电阻之比，已知甲图和乙图中灯L两端

的电压之比，可求出电阻之比。在甲图中，两灯串联，电流相等，已知电阻之比，根据公式P=PR可求

电功率之比。已知电源电压不变，在甲图中，两灯串联，乙图中，两灯并联，根据公式/〉=土可求总功

R

率之比。

【答案】D

【解析】甲图中，灯L的功率耳=孥，乙图中，灯的功率S，所以4=3=4=黑，

[鸟]4/>'trU-9W

所以热=；,故A正确；在甲图中，灯L?两端的电压为两灯串联，所以所以5=2,串联电

U3U3[Z,1

路电流相等，所以叶=5=3，故B正确；在甲图中，灯Li的功率Pi=iRi,灯L2的功率P2—R2,

Aj怎4d1

7

所以4=兽=5=3，故c正确；在甲图中消耗的总功率及=高二，在乙图中消耗的总功率

12/A-)1A|+Zvj

U2/&+&g2x12

,所以2u1(4+&>(2+1)29,故D错误。故选D。

K+4

【总结升华】本题考查电阻之比、电压之比、电功率之比，关键是欧姆定律和电功率公式及其变形的应

用，还要知道串、并联电路电流和电压的规律。

举一反三：

【变式】如图所示的电路中，电源电压保持不变。开关s由闭合到断开，电路消耗的总功率之比为4：3。

如果Ri=12Q,则Rz的电阻是()

A.36QB.16QC.9QD.4Q

【答案与解析】

当开关S闭合时，电阻R.和R.并联，设电阻R.的阻值为R-,

而R.=12Q,

[R.R-12OXR.

.••此时电路中的总电阴为：区^+士区近二言忑'

此时电路消耗的总功率为：P苓；

当开关S断开时，电路中只有电阻R-,

;此时电路消耗的总功率为：p-=9;

而开关S由闭合到断开，电路消耗的总功率之比为4：3,

LR

pJTir2R-R.三—12C+R-120+R-

即P丁=-=~r=—X-=12。XF.c=R_X——-=----------

'23V*R正R——1'12QXR?12Q

-u12P-R-4

解得：R.=4Q.

4

g广6、科学探究活动小组的同学们制作了一台家庭调光灯模型，如图是设计的电路图，其中小灯泡L

标有“6V3W”字样，当开关S扳到触点a时，小灯泡正常发光，当开关S反向触点b时，通过小灯泡

的电流减少了0.2A,假定灯丝电阻及电源电压不变，求：①小灯泡L的电阻值；②R的电阻值；③开关

S扳向触点b时，电阻R消耗的功率。

【思路点拨】当开关S扳到触点a时，知道额定电压和额定功率可以求灯丝电阻，和正常发光时的电流,

也就可以求出当开关S扳到触点b时的电流，再利用P=「R求解。

8

【答案】12Q；8Q；0.72W

【解析】①上丁：12Q

P.我

pw

②当S扳到a点时灯L正常发光，知电源电压U=q=歹，电路中电流为=胪=歹=0.54

当S扳到b点时，灯L与R串联，电阻变大，电流变小

电路中电流/=/.-024=03H

u级

总电阻=_=_=20Q,A=2?-/?=20Q-12Q=8Q

aI0.3/81AZ

③区=/筑=(03⑶a*8Q=j

【总结升华】电学计算题可求的物理量较多，综合性较强，类型多类，但百变不离其宗，只要理解计算

公式，最终都将化繁为简。

举一反三：

【变式】保温箱的简化电路如图所示，A为温度传感器，它的作用相当于开关，达到设定温度时自动断

开电路，低于设定温度时，自动接通电路。S是保温箱的温度设定开关，它有三个档，分别为60℃、50℃

和40℃,加热功率分别为90W、72W和45W。电源电压为36V,RHR2,R3都是发热体。求：

(1)当S拨至位置1时，加热功率是多少？Ri的阻值是多少？„

(2)当S拨至位置3时，电路中的电流是多少？传感器

(3)当S拨至位置2时，R?的阻值是多少？~A

12R3

【答案与解析】

RiR2

(1)Ri、R2、R3都是发热体，P»=产可知：

仆

UL定时，串联电阻越多时，R总越大，P热越小，是低温档。

所以当S拨至位置1时，加热功率为90W,是60℃高温档：

电路中只有Ri工作,144Q

(2)当S拨至位置3时，Ri、R2、R3是串联，总功率是45W,利用/=二P=二45二W一=125/

U360

(3)当S拨至位置2时，根据前面求出的Ri=14.4Q和此时功率72W,

案二（36厅

知鸟+鸟=18Q

~P^~12W

^=18Q-14.4Q=3.6Q

9

CZ、某同学做“测量一个小灯泡的电功率”实验，所用灯泡的额定电压是2.2V。

（1）如图是他实验的电路，但连接不完整，请你帮他完成电路的连接。

（2）电路连接完整后，当向右移动滑动变阻器的滑片P时，电压表的示数将,电流表的

示数将________

（3）实际实验的有关记录与计算如下表

实验次数123

电压（V）2.201.502.50

电流（A）0.220.160.24

功率（W）0.4840.240.60

该同学注意到灯的亮度变化是：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮。你认为，根据他观察的

现象和实验数据分析，可得出一些什么结论呢？请你说出两点（这两点的意思应不同）：

①②

（4）他还注意到，这个实验记录也可以用来计算灯丝的电阻，并完成了有关计算如下表格：

实验次数123

电压（V）2.201.502.50

电流（A）0.220.160.24

灯丝电阻