21、电功率(原卷版+解析)

二十一、电功率知识导航知识导航电功率：1、定义：2、物理意义：表示电流做功快慢的物理量灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。3、电功率计算公式：P=UI=W/t（适用于所有电路）对于纯电阻电路可推导出：P=I2R=U2/R①串联电路中常用公式：P=I2RP1:P2:P3:…Pn=R1:R2:R3:…:Rn②并联电路中常用公式：P=U2/RP1:P2=R2:R1③无论用电器串联或并联。计算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn4、单位：国际单位瓦特（w）常用单位：千瓦（kw）5、额定功率和实际功率：⑴额定电压：用电器正常工作时的电压。额定功率：用电器在额定电压下的功率。P额=U额I额=U2额/R某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。若知该灯“正常发光”可知：该灯额定电压为220V，额定功率25W，额定电流I=P/U=0.11A灯丝阻值Ｒ＝U2额/Ｐ＝２９３６Ω。⑵当U实=U额时，=用电器正常工作（灯正常发光）当U时，＜用电器不能正常工作（灯光暗淡）,有时会损坏用电器U2额U2额U2实＝＝RU2＝RU2则P′=如：U实=12U额=14当U>=用电器烧坏(灯丝烧断)⑶灯L1“220V100W”，灯L2“220V25W”相比较而言，L1灯丝粗短，L2灯丝细长。两灯串联时，灯L2亮，两灯并联时，灯L1亮。判断哪个灯亮的口诀“串小（功率）并大”（相同）⑷“1度”的规定：1kw的用电器工作１h消耗的电能。Ｐ＝Ｗ/t可使用两套单位：“W、J、s”、“kw、kwh、h”例题演练例题演练一．选择题（共11小题）1．一位电视台记者在报道某工厂“淘汰落后产能、促进新旧动能转换”仅上半年就节电15000kW•h的时候，手举一只理发用的电吹风说：“这只电吹风是1500W的，也就是1.5kW，这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”这位记者的报道中弄混了两个重要的电学概念。这两个概念是电能和（）A．电流 B．电阻 C．电功率 D．电功2．下列说法符合实际情况的是（）A．人的正常体温约为39℃ B．成年人步行的速度约为1.1m/s C．中学生的体重约为50N D．电冰箱的电功率约为1000W3．一台电风扇的电功率是60W，它表示（）A．1s内消耗60W的电能 B．1s有60J的电能转化为机械能 C．1s内消耗的电能是60J D．电流在1s内消耗的电能是60W/s4．下列数据中最接近生活实际的是（）A．全自动洗衣机的功率约为2W B．家用空调的工作电流约为5A C．电水壶正常工作时电阻大约1000Ω D．干电池两极间的电压约为15V5．在学习、生活中所涉及到的物理量，你认为最接近实际情况的是（）A．实验室中所用导线的电阻约为1kΩ B．教室电风扇额定电功率约为1000W C．电冰箱一天消耗的电能约为50kW•h D．液晶电视正常工作时的功率约为100W6．如图所示，标有“220V40W”的L1和“220V60W”的L2两个灯泡串联在220伏的电路中。闭合开关，则（）A．L1较亮 B．L2较亮 C．串联电流相等，两灯一样亮 D．两灯都不正常发光，无法比较亮度7．将标有“6V6W”和“12V6W”的甲、乙两只灯泡，并联在6V的电路中，闭合开关，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（）A．两灯泡总功率等于12W B．两只灯泡一样亮 C．甲灯泡更亮 D．乙灯泡更亮8．标有“6V3.6W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压的变化关系如图所示。若把这种规格的两只灯泡串联在6V的电源两端，每只灯泡的实际电阻和实际功率分别为（）A．10Ω0.9W B．6Ω1.5W C．6Ω0.95W D．10Ω1.8W9．将规格为“2.5V0.3A”的小灯泡L1和规格为“3.8V0.3A”的小灯泡L2串联，接在3V的电源上，下列判断正确的是（）A．L1的电阻大于L2的电阻 B．两只灯泡都正常发光 C．L1的亮度比L2的亮度更小 D．两只灯泡实际功率相等10．小明将“3V3W”的灯L1和“3V1.5W”灯L2按如图所示的两种方式，连入3V的电源上，两灯都发光。下列说法中正确的是（）A．两个电路中，若用导线连接灯L1的两个接线柱，灯L2都仍能发光 B．两个电路中，乙图中的灯L1最亮 C．两个电路中，若将灯L1取下，灯L2都不会熄灭 D．两个电路中，灯L1都比灯L2亮11．将一个“220V100W”的灯L1和一个“110V40W”的灯L2，并联接入110V的电路中，则：（）A．L1较亮 B．L2较亮 C．一样亮 D．无法确定二．计算题（共5小题）12．如图所示，灯泡L标有“6V3W”字样（不考虑灯丝电阻变化），定值电阻R1＝28Ω，当开关S1、S2、S3全部闭合时，灯泡正常发光，电流表示数为0.75A。求：（1）电源电压U；（2）定值电阻R0的大小；（3）当S1闭合，S2、S3断开时，电路消耗的功率。13．如图所示的电路，电源电压保持不变。同时闭合开关S1和S2时，电流表示数为2A，电阻R1消耗的功率为16W；只闭合开关S2时，电流表的示数变化了1A．求：（1）电源电压U；（2）电阻R1的电阻值；（3）只闭合开关S2时，电阻R2消耗的功率P2。14．在如图所示的电路中，电源电压恒定为6V，小灯泡上标有“6V3W”字样。（不考虑温度对小灯泡电阻的影响）（1）若断开开关S，闭合开关S1和S2，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，在电流表示数为0.6A时，问电压表的示数为多少和求R1的阻值；（2）若断开开关S和S1、闭合开关S2，移动滑动变阻器的滑片P，在电流表示数为0.3A时，求滑动变阻器消耗的电功率。15．利用标有“6V6W”的灯泡L1和“6V3W“的灯泡L2进行实验：如图甲所示，A，B分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。求（1）当L1和L2并联接在电路中，且并联电压为3V时，通过L2的电流和并联电路的总功率；（2）现将两灯连入如图乙所示电路中，当L1和L2安全工作，且使其中一个灯泡正常发光，则电路消耗的总功率。16．图甲是某品牌电热加湿器，图乙为其原理简化电路图。加湿器的额定电压为220V，最大功率为20W，电热丝R1为定值电阻，气雾调节器R2的阻值范围为0～2420Ω。当闭合开关S，R1将加热仓中的水加热到沸腾后变成水蒸气喷出，增加空气的湿度，当空气湿度达到标准值，气雾调节器R2自动将加热仓中的功率调至最小。某次，加湿器在额定电压下工作，开机后，加热仓先以最大功率工作10min，空气湿度达到标准值后，以最小功率继续工作50min。求：（1）电热丝R1的阻值；（2）加湿器工作时的最小功率；（3）在额定电压下，加湿器工作1h消耗的电能。二十一、电功率知识导航知识导航电功率：1、定义：2、物理意义：表示电流做功快慢的物理量灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。3、电功率计算公式：P=UI=W/t（适用于所有电路）对于纯电阻电路可推导出：P=I2R=U2/R①串联电路中常用公式：P=I2RP1:P2:P3:…Pn=R1:R2:R3:…:Rn②并联电路中常用公式：P=U2/RP1:P2=R2:R1③无论用电器串联或并联。计算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn4、单位：国际单位瓦特（w）常用单位：千瓦（kw）5、额定功率和实际功率：⑴额定电压：用电器正常工作时的电压。额定功率：用电器在额定电压下的功率。P额=U额I额=U2额/R某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。若知该灯“正常发光”可知：该灯额定电压为220V，额定功率25W，额定电流I=P/U=0.11A灯丝阻值Ｒ＝U2额/Ｐ＝２９３６Ω。⑵当U实=U额时，=用电器正常工作（灯正常发光）当U时，＜用电器不能正常工作（灯光暗淡）,有时会损坏用电器U2额U2额U2实＝＝RU2＝RU2则P′=如：U实=12U额=14当U>=用电器烧坏(灯丝烧断)⑶灯L1“220V100W”，灯L2“220V25W”相比较而言，L1灯丝粗短，L2灯丝细长。两灯串联时，灯L2亮，两灯并联时，灯L1亮。判断哪个灯亮的口诀“串小（功率）并大”（相同）⑷“1度”的规定：1kw的用电器工作１h消耗的电能。Ｐ＝Ｗ/t可使用两套单位：“W、J、s”、“kw、kwh、h”例题演练例题演练一．选择题（共11小题）1．一位电视台记者在报道某工厂“淘汰落后产能、促进新旧动能转换”仅上半年就节电15000kW•h的时候，手举一只理发用的电吹风说：“这只电吹风是1500W的，也就是1.5kW，这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。”这位记者的报道中弄混了两个重要的电学概念。这两个概念是电能和（）A．电流 B．电阻 C．电功率 D．电功【解答】解：某工厂上半年共节电15000kW•h，即节省的电能是15000kW•h；这只电吹风是1500瓦的，也就是1.5kW，1.5kW是指电吹风的电功率，所以这个记者把电能和电功率混淆了。故选：C。2．下列说法符合实际情况的是（）A．人的正常体温约为39℃ B．成年人步行的速度约为1.1m/s C．中学生的体重约为50N D．电冰箱的电功率约为1000W【解答】解：A、正常情况下，人的体温约37℃，变化幅度很小，故A错误；B、成年人步行的速度在1.1m/s左右，故B正确；C、中学生的质量约为50kg，重力约为G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，故C错误；D、电冰箱的电功率约为200W，故D错误。故选：B。3．一台电风扇的电功率是60W，它表示（）A．1s内消耗60W的电能 B．1s有60J的电能转化为机械能 C．1s内消耗的电能是60J D．电流在1s内消耗的电能是60W/s【解答】解：一台电风扇的功率是60W，表示该电风扇在1s内消耗60J的电能，电风扇工作时，电能主要转化为机械能，所以1s内转化为机械能的电能要小于60J，故C正确，ABD错误。故选：C。4．下列数据中最接近生活实际的是（）A．全自动洗衣机的功率约为2W B．家用空调的工作电流约为5A C．电水壶正常工作时电阻大约1000Ω D．干电池两极间的电压约为15V【解答】解：A、根据全自动洗衣机上的铭牌可知，额定功率一般为300W左右，故A错误；B、家用空调的额定功率为1000W左右，则工作电流约为I＝＝≈5A，故B正确；C、当电水壶正常工作时电阻大约1000Ω时，则电水壶的功率P＝＝＝48.4W，而电水壶的功率约为1000W，故C错误；D、一节干电池电压为1.5V，故D错误。故选：B。5．在学习、生活中所涉及到的物理量，你认为最接近实际情况的是（）A．实验室中所用导线的电阻约为1kΩ B．教室电风扇额定电功率约为1000W C．电冰箱一天消耗的电能约为50kW•h D．液晶电视正常工作时的功率约为100W【解答】解：A.实验室中所用导线的电阻约为0.01Ω，故A错误；B.教室电风扇额定电功率约为40W，故B错误；C.家用电冰箱的功率约200W，是间歇工作，一天消耗的电能一般不超过1kW•žh左右，故C错误；D.液晶电视正常工作时的功率约为100W，故D正确。故选：D。6．如图所示，标有“220V40W”的L1和“220V60W”的L2两个灯泡串联在220伏的电路中。闭合开关，则（）A．L1较亮 B．L2较亮 C．串联电流相等，两灯一样亮 D．两灯都不正常发光，无法比较亮度【解答】解：ABC、由灯泡的铭牌可知，两灯泡的额定电压相等，由P＝可知，灯泡L1的额定功率较小，电阻较大，两灯泡串联在220V的电路中时，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝I2R可知，灯泡L1的实际功率较大，则L1比L2亮，故A正确，BC错误D、由于两灯的实际电压都不等于其额定电压，所以两灯都不正常发光，但可以比较亮度，故D错误。故选：A。7．将标有“6V6W”和“12V6W”的甲、乙两只灯泡，并联在6V的电路中，闭合开关，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（）A．两灯泡总功率等于12W B．两只灯泡一样亮 C．甲灯泡更亮 D．乙灯泡更亮【解答】解：两灯并联接在电路中，灯泡两端电压为额定电压较小的6V，不考虑温度对灯丝电阻的影响，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由P＝可知，甲灯泡的电阻较小，甲灯泡实际功率较大，甲灯泡较亮。故选：C。8．标有“6V3.6W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压的变化关系如图所示。若把这种规格的两只灯泡串联在6V的电源两端，每只灯泡的实际电阻和实际功率分别为（）A．10Ω0.9W B．6Ω1.5W C．6Ω0.95W D．10Ω1.8W【解答】解：把同种规格的两只灯泡串联接在6V的电源两端，由串联分压的规律可知，每只灯泡分得的电压都为3V，由图像可知，此时通过灯泡的电流为0.5A，由欧姆定律可得，每只灯泡的实际电阻：R＝＝＝6Ω，每只灯泡的实际功率：P＝UI＝3V×0.5A＝1.5W。故选：B。9．将规格为“2.5V0.3A”的小灯泡L1和规格为“3.8V0.3A”的小灯泡L2串联，接在3V的电源上，下列判断正确的是（）A．L1的电阻大于L2的电阻 B．两只灯泡都正常发光 C．L1的亮度比L2的亮度更小 D．两只灯泡实际功率相等【解答】解：（1）由两灯的铭牌可知，两灯的额定电流相同，灯泡L2的额定电压较大，根据R＝可知：R1＜R2，故A错误；因为串联电路中电流处处相等，由P＝I2R可知，灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率，故C正确、D错误；（2）已知小灯泡L1的额定电压为2.5V0.3A，则该灯泡的电阻：R1＝＝≈8.3Ω，小灯泡L2的额定电压为3.8V0.3A，则该灯泡的电阻：R2＝＝≈12.7Ω，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，所以电路总电阻为：R＝R1+R2＝8.3Ω+12.7Ω＝21Ω，将两灯泡串联接在3V的电源上，则通过电路的电流为：I＝＝≈0.14A，可知，两只灯泡都没有在额定电流下工作，所以都不能正常发光，故B错误。故选：C。10．小明将“3V3W”的灯L1和“3V1.5W”灯L2按如图所示的两种方式，连入3V的电源上，两灯都发光。下列说法中正确的是（）A．两个电路中，若用导线连接灯L1的两个接线柱，灯L2都仍能发光 B．两个电路中，乙图中的灯L1最亮 C．两个电路中，若将灯L1取下，灯L2都不会熄灭 D．两个电路中，灯L1都比灯L2亮【解答】解：A、图甲中两灯泡串联接入电路，若用导线连接灯L1的两个接线柱，灯L1被短路，灯L2仍能发光，图乙中两灯泡并联接入电路，若用导线连接灯L1的两个接线柱，则两灯泡都被短路，灯泡都不亮，故A错误；B、电源电压为3V，图甲中两灯泡串联接入电路，灯泡两端的电压小于电源电压，即灯泡两端实际电压都小于额定电压，所以灯泡的实际功率都小于额定功率，图乙中两灯泡并联接入电路，灯泡两端电压等于电源电压，即灯泡两端实际电压都等于额定电压，所以灯泡的实际功率都等于额定功率，灯泡L1的额定功率大，所以两个电路中，乙图中的灯L1最亮，故B正确；C、图甲中两灯泡串联接入电路，若将灯L1取下，电路断路，灯L2不会亮，图乙中两灯泡并联接入电路，并联电路互不影响，若将灯L1取下，灯L2不会熄灭，故C错误；D、两灯泡的额定电压相同，由P＝UI＝可知额定功率大的灯泡，其电阻小，灯L1的规格为“3V3W”，灯L2的规格为“3V1.5W”，所以灯L2的电阻大，、图甲中两灯泡串联接入电路，通过两灯泡的电流相等，由P＝UI＝I2R可知灯L2的实际功率大于灯L1的实际功率，所以灯L2比灯L1亮，图乙中两灯泡并联接入电路，灯泡的实际功率都等于额定功率，所以灯L1比灯L2亮，故D错误。故选：B。11．将一个“220V100W”的灯L1和一个“110V40W”的灯L2，并联接入110V的电路中，则：（）A．L1较亮 B．L2较亮 C．一样亮 D．无法确定【解答】解：根据P＝可得，两灯泡的电阻分别为：R1＝＝＝484Ω，R2＝＝＝302.5Ω，∵并联电路中各支路两端的电压相等，∴根据P＝可知，两灯泡并联接入110V的电路中时，L2的实际功率较大，∵灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，∴L2较亮。故选：B。二．计算题（共5小题）12．如图所示，灯泡L标有“6V3W”字样（不考虑灯丝电阻变化），定值电阻R1＝28Ω，当开关S1、S2、S3全部闭合时，灯泡正常发光，电流表示数为0.75A。求：（1）电源电压U；（2）定值电阻R0的大小；（3）当S1闭合，S2、S3断开时，电路消耗的功率。【解答】解：（1）当开关S1、S2、S3全部闭合时，灯泡L与定值电阻R0并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，所以，电源电压U＝UL＝6V；（2）由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝0.5A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R0的电流：I0＝I﹣IL＝0.75A﹣0.5A＝0.25A，由I＝可得，定值电阻R0的阻值：R0＝＝＝24Ω；（3）灯泡的电阻：RL＝＝＝12Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，R1与L串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路消耗的功率：P＝＝＝＝0.9W。答：（1）电源电压U为6V；（2）定值电阻R0的大小为24Ω；（3）当S1闭合，S2、S3断开时，电路消耗的功率为0.9W。13．如图所示的电路，电源电压保持不变。同时闭合开关S1和S2时，电流表示数为2A，电阻R1消耗的功率为16W；只闭合开关S2时，电流表的示数变化了1A．求：（1）电源电压U；（2）电阻R1的电阻值；（3）只闭合开关S2时，电阻R2消耗的功率P2。【解答】解：（1）同时闭合开关S1和S2时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，由P＝UI可得，电源电压：U＝＝＝8V；（2）由I＝可得，电阻R1的电阻值：R1＝＝＝4Ω；（3）只闭合开关S2时，R1与R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由电流表的示数变化了1A可知，此时电路中的电流I′＝1A，此时电路的总功率：P′＝UI′＝8V×1A＝8W，此时电阻R1的电功率：P1＝（I′）2R1＝（1A）2×4Ω＝4W，则电阻R2消耗的功率：P2＝P′﹣P1＝8W﹣4W＝4W。答：（1）电源电压为8V；（2）电阻R1的电阻值为4Ω；（3）只闭合开关S2时，电阻R2消耗的功率为4W。14．在如图所示的电路中，电源电压恒定为6V，小灯泡上标有“6V3W”字样。（不考虑温度对小灯泡电阻的影响）（1）若断开开关S，闭合开关S1和S2，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，在电流表示数为0.6A时，问电压表的示数为多少和求R1的阻值；（2）若断开开关S和S1、闭合开关S2，移动滑动变阻器的滑片P，在电流表示数为0.3A时，求滑动变阻器消耗的电功率。【解答】解：（1）若断开开关S，闭合开关S1和S2，将滑动变阻器的滑片P移到最右端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，电压表与电流表并联，故电压表示数为0，电流表测量干路电流；则电路为灯泡与R1并联，并联电路各并联支路两端电压相等，根据并联电路的电压特点可知：UL＝U＝U额＝6V，所以，灯泡正常工作，根据P＝UI可得：IL＝＝＝0.5A，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过定值电阻的电流：I1＝I﹣IL＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，根据I＝可得：R1＝＝＝60Ω；（2）由于不考虑温度对小灯泡电阻的影响，根据P＝可得：灯泡电阻RL＝＝＝12Ω；若断开开关S和S1闭合开关S2，滑动变阻器R与灯泡串联，根据I＝可得：R总＝＝＝20Ω；则滑动变阻器接入电路的电阻R＝R总﹣RL＝20Ω﹣12Ω＝8Ω，滑动变阻器消耗的电功率；P＝I′2R＝（0.3A）2×8Ω＝0.72W。答：（1）电压表的示数为0，R1的阻值为60Ω；（2）滑动变阻器消耗的电功率为0.72W。15．利用标有“6V6W”的灯泡L1和“6V3W“的灯泡L2进行实验：如图甲所示，A，B分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。求（1）当L1和L2并联接在电路中，且并联电压为3V时，通过L2的电流和并联电路的总功率；（2）现将两灯连入如图乙所示电路中，当L1和L2安全工作，且使其中一个灯泡正常发光，则电路消耗的总功率。【解答】解：（1）由图甲可知，当L1和L2并联接在电路中，且并联电压为3V时，I1＝0.7A，I2＝0.