初中物理尖子生自主招生培优讲义版块17 电功率 专题17-1 电功率常考基本题型 （教师版）

页专题17-1电功率常考基本题型知识·解读一、电能1、概念：电能是能让用电器工作的一种能源，电能转化成其他形式能的过程就是电流做功的过程，电能的转化过程中电流所做的功叫电功，用符号W表示，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。2、单位：电能和电功的国际单位都是焦耳，简称焦，符号为J；常用单位是“度”，学名千瓦时，符号是kW·h；1kW·h＝3.6×106J。3、电功的计算：（1）计算公式：W＝UIt＝Pt(普适公式)。（2）推导公式：由欧姆定律可推导出W＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t(只适用于纯电阻电路)。4、电能的测量：测量工具——电能表（1）关于电能表的几个重要参数的意义：=1\*GB3①“220V”表示电能表应接在220V的电路中使用，即额定电压为220V。=2\*GB3②“10(20)A”表示电能表的标定电流是10A，在短时间内允许通过的最大电流不能超过20A。=3\*GB3③“50Hz”表示电能表在50赫兹的交流电路中使用。=4\*GB3④“600r/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的转盘转过600转。（2）电能表的读数：电能表计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。二、电功率1、概念：用电器在1s内消耗的电能叫做电功率，用符号P表示；电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量。2、电功率的计算：（1）计算公式：P＝eq\f(W,t)＝UI(普适公式)。（2）推导公式：由欧姆定律可推导出，P＝eq\f(U2,R)＝I2R(只适用于纯电阻电路)。3、单位：电功率的国际单位是瓦特，简称瓦(W)；常用单位还有千瓦(kW),1kW＝103W。4、额定电压、额定功率和实际功率（1）额定电压：指用电器正常工作时的电压，即用电器上标着的电压；家用电器的额定电压通常是220V。（2）额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率，即用电器上标着的功率。（3）实际功率：用电器在非额定电压下工作时实际消耗的电功率；实际功率随实际电压而变化，实际电压越高，实际功率越大。5、串、并联电路的电功率（1）串联电路：①在串联电路中，总功率等于各用电器实际功率之和，即P总＝P1＋P2＋…＋Pn。②在串联电路中电功率分配与电阻成正比，即eq\f(P1,P2)＝eq\f(R1,R2)。（2）并联电路：①在并联电路中，总功率等于各用电器实际功率之和，即P总＝P1＋P2＋…＋Pn。②在并联电路中总功率分配与电阻成反比，即eq\f(P1,P2)＝eq\f(R2,R1)。三、电流的热效应1、概念：电流通过导体时电能转化成热能的现象叫做电流的热效应。2、根据电功率的公式P＝UI和U＝IR，可得P＝I2R，它表示电流通过导体时产生热能的快慢。这个公式表明：(1)在电流相同的条件下，电能转化成热能的功率与导体的电阻成正比；(2)在导体电阻相同的条件下，电能转化成热能的功率与电流的平方成正比。3、在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，由于导体产生的热量Q与电路消耗的电能W相等，因此计算电热的功率可用如下导出公式P＝eq\f(W,t)，P＝UI，P＝eq\f(U2,R)。四、焦耳定律、电热器1、内容：电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。2、公式：Q＝I2Rt。3、电热器是利用电流的热效应制成的加热设备。发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上做成的。其优点：①清洁卫生，②热效率高，③方便调控，缺点是非加热用电器工作时也产生热量。典例·解读类型一、区分额定功率和实际功率例1、甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是()。A、两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多B、两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻C、两灯串联在220V的电路中，甲灯比乙灯亮D、将乙灯接入110V电路中，它的实际功率为50W【【答案】C.【解析】由题图可知，U甲＝U乙＝220V，P甲＝25W，P乙＝100W。两灯均正常发光时，灯泡消耗的电能W＝Pt，灯泡乙的功率较大，但消耗的电能不一定多，所以选项A错。两灯均正常发光时，由时，由R＝eq\f(U2,P)，U甲＝U乙，P甲<P乙，则R甲>R乙，所以选项B错。两灯串联在220V的电路中，电流相同，由P＝I2R得，则甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率，所以甲灯比乙灯亮，选项C正确。将乙灯接入110V电路中，若不考虑灯丝电阻变化，U实＝eq\f(1,2)U乙，则P实＝eq\f(1,4)P乙＝25W，选项D错。易错概念辨析易错概念辨析正确区分额定功率和实际功率(1)一个用电器的电功率是随着它两端的电压的改变而改变的。而且，一个用电器也不是随便接入什么电路都能工作的。设计用电器时，需要确定它在正常工作时的工作条件(如电压、电流)、工作性能(如电功率)，通常在用电器的铭牌上标出。正常工作时的电压叫做额定电压，在额定电压下的电功率叫做额定功率。(2)实际功率是用电器在实际工作时的功率，是不确定的。如果用电器两端实际电压等于它的额定电压时，则实际功率等于额定功率，这时用电器正常工作；如果用电器两端的实际电压小于它的额定电压，则实际功率小于额定功率，这时用电器不能正常工作；如果用电器两端的实际电压大于它的额定电压，则实际功率大于额定功率，用电器也不能正常工作，严重时会影响用电器的使用寿命。为此，在使用用电器时，应尽量保证用电器两端的电压等于或接近其额定电压，这样才能使用电器更好地发挥作用。类型二、电能表参数识别例2、小明观察家中的电能表(如图)，下列说法正确的是()A、此电能表应该接在220V的电路中使用B、电能表的额定功率是220WC、小明家已经消耗的电能为107JD、此电能表转盘每小时转过3000转【【答案】A.【解析】本题考查对电能表技术参数的了解。此电能表的额定电压是220V，它应该接在220V的电路中使用，故A正确、B错误；小明家已经消耗的电能为107kW·h，故C错误；“3000r/kW·h”表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000转，故D错误。例3、某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示。表盘上“1600imp/kW·h”表示每用电1kW·h指示灯闪烁1600次。根据表盘上的信息，回答下列问题：(1)该同学家上个月共用电多少千瓦时？(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少？(3)若只让一个标有“220V484W”的电热器工作3min，观察到电能表的指示灯闪烁了32次，则该同学家的实际电压是多大？(设电热器的电阻不变)【【答案】(1)95kW·h；(2)2200W；(3)200V.【解析】(1)该同学家上个月共用电W＝(12614.6－12519.6)kW·h＝95kW·h(2)可以同时使用的用电器总功率最大为P＝UI＝220×10W＝2200W(3)3min内消耗的电能W＝eq\f(32,1600)×3.6×106J＝7.2×104J电热器的实际功率P实＝eq\f(W,t)＝eq\f(7.2×104,180)W＝400W电热器的电阻R＝eq\f(U\o\al(2,额),P额)＝eq\f(2202,484)Ω＝100Ω该同学家的实际电压U实＝eq\r(P实R)＝eq\r(400×100)V＝200V。类型三、公式W=Pt的单位换算问题例4、一度电可以（）A、使80W的电视机正常工作25hB、使40W的日光灯正常工作60hC、使100W的电烙铁正常工作10hD、使1000W的电饭锅正常工作10h【【答案】C.【解析】方法一：三个物理量都使用国际单位：以选项A为例，W=1度电=1kW·h＝3.6×106J，P=80W，则t=WP=方法二：三个物理量都使用常用单位：以选项A为例，W=1度电=1kW·h，P=80W=0.08KW，则t=WP=因此，以下选项我们都选择方法二来计算。B、一度电可以使40W的日光灯正常工作时间：tB=WPC、一度电可以使100W的电烙铁正常工作时间：tC=WD、一度电可以使1000W的电饭锅正常工作时间：tD=W故选C．类型四、电池容量的计算例5、有一款手机用的锂电池，上面标明电压为3.7V，容量为1000mA·h，给它充电时，是电能转化为_________能，充满电后，大约存储了___________J电能。【【答案】化13320.【解析】本题考查能量的转化和电功的计算。给手机充电时，将电能转化为化学能；观察电池容量“1000mA·h”，其单位为mA·h，提示我们这是表示电流I和时间t乘积的物理量。充满电后，储存的电能约为W=UIt=3.7V×1A×3600s=13320J。类型五、R=∆U例6、一只电阻两端的电压由3V增大到4V时，通过该电阻的电流增大了0.25A，则该电阻消耗的电功率增加了()A、0.25WB、1.75WC、0.75WD、1W【【答案】B.【解析】本题考查电功率的计算。电阻两端的电压变化，电阻保持不变，当电阻两端的电压为3V时，通过电阻的电流为I1=3VR；当电阻两端的电压为4V时，通过电阻的电流为I2=4VR，则ΔI=I2-I1=4VR-3VR=0.25A，解得R=4Ω。根据功率的计算公式P=U2R，可得定值电阻所消耗的电功率的变化量注意：此题极易错选为A选项。很多同学认为既然欧姆定律的变形式：R=UI=∆U∆I，则一定有P=UI=∆U∆I类型六、灯泡规格巧解最值问题例7、灯L1标有“8V、16W”的字样，灯L2标有“12V、36W”的字样，两灯串联后接在电压为U的电路中，要保证两灯不损坏，电压U的最大值为()A、8VB、12VC、16VD、20V【【答案】C.【解析】“8V、16W”的灯L1额定电流I1=P/U=16/8A=2A，电阻R=U/I=4Ω；“12V、36W”的灯L2额定电流I2=P/U=36/12A=3A，电阻R=U/I=4Ω；两灯串联后接在电压为U的电路中，要保证两灯不损坏，电流最大值为2A，允许加的电压U的最大值为U=2A×(4Ω+4Ω)=16V,选项C正确。【名师点评】可由用电器的铭牌得到用电器额定电压和额定功率，根据P=UI确定用电器额定电流，再由额定电压和额定电流确定纯电阻用电器的工作电阻。例8、将标有“3V、3W”字样的甲灯和“6V、6W”字样的乙灯接入电路．若不考虑温度对灯泡电阻的影响，则对两灯接入电路后的情况判断错误的是（）A、两灯串联，当其中一灯消耗的功率是3W时，两灯消耗的总功率是9WB、两灯串联后接到电压为9V的电源两端，两灯均能正常发光C、两灯并联后接到电源两端，两灯的最大总功率是4.5WD、两灯并联后接到电压为1.5V的电源两端，甲、乙两灯消耗的功率之比为2：1【【答案】A.【分析】

知道两灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI求出额定电流，根据欧姆定律求出两灯泡的电阻．=1\*GB3①两灯泡串联时，若甲灯泡的功率为3W，则电路中的电流和额定电流相等，乙灯泡的功率和额定功率相等，然后求出两灯泡的功率之和；若乙灯泡的功率为3W，甲的电阻是乙灯泡电阻的一半，根据电阻的串联和P=I额定功率相等，然后求出两灯泡的功率之和；若乙灯泡的功率为3W，甲的电阻是乙灯泡电阻的一半，根据电阻的串联和P=I2R求出电路的总功率，综合以上判断该选项的正误；②两灯泡的额定电流相等则它们可以同时正常发光，根据串联电路的电压特点求出电源的电压；③两灯并联时它们两端的电压相等，电源的电压为额定电压中较小的，根据P=U④两灯并联后接到电压为1.5V的电源两端，根据P=U解：由P=UI可得，两灯泡的额定电流分别为：I甲=P甲/U甲=3W/3V=1A，I乙=P乙/U乙=6W/6V=1A，由I=U/R可得，两灯泡的电阻分别为：R甲=U甲/I甲=3V/1A=3Ω，R乙=U乙/I乙=6V/1A=6Ω；=1\*GB3①两灯泡串联时，若甲灯泡的功率为3W，由串联电路中各处的电流相等可知，电路中的电流为1A，此时乙灯泡的功率为6W，则P=P甲+P乙=3W+6W=9W，若乙灯泡的功率为3W，由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，电路的总功率P=I②两灯泡的额定电流均为1A，当两灯泡正常发光时，它们两端的电压分别为U甲=3V，U乙=6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压U=U甲+U乙=3V+6V=9V，即两灯均能正常发光，故B正确；③因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，两灯并联时，甲灯泡正常发光时，两灯泡的总功率最大，此时电源的电压U=U甲=3V，甲灯泡的功率为3W，乙灯泡的功率P乙″=（U'）2R乙=（3V）2÷6Ω=1.5W，电路的最大总功率P′=P甲+P乙″=3W+1.5W=4.5W，故C正确；④两灯并联后接到电压为1.5V的电源两端时，甲、乙两灯消耗的功率之比：P甲实/P乙实=2:1，故D正确．故选A．类型七、图像问题例9、（多选）如图甲，电源电压恒定，R0为定值电阻，电阻R的阻值随环境温度变化而改变，改变环境温度，定值电阻R0两端的电压U0随温度t变化的关系如图乙所示，则下列描述R两端的电压U，电路消耗的总功率P随温度t变化的关系图线中，可能正确的是()【【答案】BD.【分析】设电源电压为U，由图甲可知，定值电阻R0与热敏电阻R串联，由图乙可知，UR0＝U0－kt，则UR＝U－UR0＝U－U0＋kt，可见UR图像是关于t的正比例函数图像，并且是在UR＝kt的基础上向上平移(U－U0)，A错误，B正确；因为电源电压保持不变，温度升高时电路中的电流线性变小小，所以根据P＝UI可知，电路消耗的总功率线性变小(即P－t图线应是一条斜向下的直线)，C错误，D正确．故选BD.例10、如图甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像。则该滑动变阻器的最大电阻值是_______Ω，电源电压是_______V。【【答案】50；12.【分析】本题考查电功率的有关计算。由图甲可知，R0与R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙可知，当电路中的电流I=0.2A时，R1的电功率P1=2W，由P=I2R可得，R1接入电路的电阻R1=P1I2=2W(0.2A)2=50Ω，电源电压U=I(R0+R1当电路中的电流I′=0.4A时，R1的电功率P′1=3.2W，此时R1接入电路的电阻R′1=P'1I'2=3.2W(0.4A)2=20Ω，电源电压U=I′(R0+R解得R0=10Ω，电源电压U=I(R0+R1)=0.2A×(10Ω+50Ω)=12V。培优·训练一、选择题1、一盏白炽灯的额定功率与额定电压分别为36W与36V。若把此灯泡接到输出电压为18V的电源两端，则灯泡消耗的电功率()A、等于36WB、小于36W，大于9WC、等于9WD、小于9W2、小灯泡L上标有“3V、1W”的字样，其电流随电压变化的曲线如图甲所示，将其连入图乙所示的电路，电源电压恒定为6V，当电压表示数为4.5V时，下列选项中正确的是（

）A、小灯泡灯丝电阻值为9ΩB、滑动变阻器连入电路的阻值为13.5ΩC、小灯泡消耗的电功率为1WD、电路消耗的总功率为1.5W3、灯泡L1、L2分别标有“10V、10W”和“9V、5.4W”的字样，若将它们串联使用时，电路两端允许加的最大电压值是(

)A、11VB、9VC、15VD、19V4、当一个电阻的阻值为R时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为Q。如果要使它产生的热量为2Q，下列办法中可行的是()A、将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的1B、将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的1C、将电阻变为原来的12D、将电压变为原来的125、如图所示，电源电压保持6V不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，定值电阻R1的规格为“10Ω0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20Ω1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片P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0.4～2.5WB、电流表示数允许的变化范围为0.2～0.3AC、变阻器R2接入电路的阻值允许的变化范围为2～20ΩD、电路消耗总功率允许的变化范围为1.2～3W6、如图所示，额定电压为110伏的A、B两盏电灯，额定功率分别为100瓦和25瓦。把它们接到220伏的电路上，欲使它们都能正常发光且电路消耗的电能最少，正确的电路是（）7、甲、乙两灯为钨丝白炽灯，将它们并联在照明电路里都能正常发光，且甲灯比乙灯亮，那么（）A、甲灯的额定功率一定比乙灯大B、甲灯消耗的电能一定比乙灯多C、甲灯的电阻比乙灯大.D、甲灯两端的电压比乙灯两端的电压大8、将某灯泡接到电压不变的电源两端，灯泡的电功率为40瓦。如果将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，电阻的电功率为3.6瓦，不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化，且灯泡的电阻小于R，则此时灯泡的电功率为()A、14.4瓦B、32.4瓦C、0.4瓦D、0.9瓦9、把“220V800W”的电炉丝改装后接在110V的电路上，欲使改装后的实际功率仍为800W，下列改装方案中，行之有效的做法是()A、截取原电热丝长度的二分之一接入电路B、将两根相同规格电热丝串联接入电路C、将两根相同规格电热丝并联接入电路D、将原电热丝对折后，并联接入电路10、如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V，通过该电阻的电流变化了0.1A，则该电阻的电功率变化了（）A、1.6WB、4.0WC、0.4WD、3.4W11、实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U－I图像如图甲所示，则图乙中有关此小灯泡功率P与U2或P与I2的图像可能正确的是()12、灯泡L与定值电阻R的I－U图像如图所示．若将L与R串联在8V的电源上，下列说法正确的是()A、灯泡的电阻是10ΩB、灯泡两端的电压是8VC、电路中的电流是1.5AD、电路消耗的总功率是4W13、现有“12V、6W”的灯泡L1和“12V、12W”的灯泡L2，将它们接入电路中，不考虑灯丝电阻的变化．下列说法正确的是()A、并联接到电压是12V电路的两端，L1灯不能正常发光B、串联接到电压是24V电路的两端，两灯均能正常发光C、两灯并联工作时，L1和L2中的电流之比为2∶1D、两灯串联工作时，L1和L2两端的电压之比为2∶114、如图所示的电路中，a、b、c是三只电表(电压表或电流表)，闭合开关S，标有“3V、1.5W”的灯泡L1正常发光，标有“6V、3W”的灯泡L2发光较暗．若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是()A、电表a为电流表，且示数为1AB、电表b为电压表，且示数为3VC、电表c为电流表，且示数为0.25AD、闭合开关S，电路消耗的总功率为2.25W15、如图所示，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器，A1、A2为实验室用电流表（接线柱上标有“﹣”，“0.6”，“3”），闭合开关后，调节滑片P，使两电流表指针所指位置相同。下列说法正确的是（）A、电流表A1与A2的示数之比为1：4B、通过R0与R1的电流之比为4：1C、R0与R1两端的电压之比为1：4D、R0与R1的阻值之比为4：1重量：145g完全充电：150mA/20V/5h重量：145g完全充电：150mA/20V/5h输出电压：5V输出电流：800mA1、智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生。移动充电宝就是一个可充电的锂聚合物电池。某品牌移动充电宝部分相关参数如下表格。该充电宝的输出功率为_____W。表中有明显不符合科学规范之处，请加以改正：_______________________________________________。2、若将分别标有“3V、3W”“6V、3W”字样的两灯串联接入电路时，在长时间工作过程中，允许加在它们两端的最高电压是V，标有“3V、3W”字样的灯实际消耗的电功率是W。(灯丝电阻值不变)3、如图所示是通过电路元件A和B的电流与其两端电压的关系图。则由图可知；若将A和B并联后接在电压为2V的电源两端，元件A、B的电功率之比为_____；若A和B串联后接在电压为3.5V的电源两端，电路消耗的功率为_____W。4、如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R为电阻式传感器，电源电压保持不变．当R阻值从0增大到60Ω，测得的电功率与通过它的电流关系图像如图乙，则电源电压为________V；当电流为0.6A时，5s内电路消耗的电能为________J.三、计算题1、如图甲所示，在2015年某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料的承受的撞击力进行测试。在测试时将材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关S，由静止自由释放重物，经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品的这个过程中，电流表的示数I随时间t变化的图象如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示。电源的电压等于24V，定值电阻R0=10Ω。求：（1）在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是多少？（2）在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少？2、将标有“3V、6W”和“3V、12W”的两只灯泡串联接入电路中,在小灯泡不烧坏的条件下,（1）电路两端的电压最大是多少？（2）两只灯泡的总功率是多大？3、图甲是某电吹风的工作原理图。电吹风工作时，可以分别吹出热风和凉风。为了防止温度过高，用一个PTC电阻R0与电阻为100Ω的电热丝R串联，R0的阻值随温度的变化如图乙所示。(1)当开关S指向1、2位置时，电吹风吹_____风；(2)该电吹风吹热风时，其温度基本恒定在200℃左右，当它的温度继续升高时，R0的电阻将______，电热丝的发热功率将______；(两空均选填“增大”“不变”或“减小”)(3)该电热丝的最大发热功率是多少？四、阅读理解题1、阅读下面的短文：由于雾霾天气的增多，空气净化器逐渐走入家庭，其工作过程（如图25）是：脏空气进入净化器时，灰尘被正电钨丝放电而带上正电，流到负电路栅板时，带电灰尘被吸附。此后经过活性炭层时，化学有毒气体被吸附，排出空气的污染物浓度大幅降低，多次循环后变成洁净空气。洁净空气量（CADR）是反映其净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高。利用CADR值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。按下列公式计算CADR：CADR＝

（V表示房间容积；t表示空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间）某空气净化器铭牌如下表：规格额定电压频率额定功率洁净空气量（CADR）GH﹣2034A型220V50HZ44W138m3/h请根据上述材料，回答下列问题：（1）负电格栅板吸附灰尘的原理是____________.（2）取出使用一段时间后的活性炭，可以闻到刺激性的气味，说明分子在_________________.（3）该空气净化器正常工作时的电流为_____A。（4）此空气净化器正常工作10min所消耗的电能是_______J.（5）某房间的使用面积约大为18m2，高度大约3m，此空气净化器是否能在1小时内使房间污染物浓度下降90%？（通过计算说明，并写出估算过程）。2、阅读下面的短文，回答问题．智能机器人智能机器人有相当发达的“大脑”，具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器如视觉、听觉、触觉、嗅觉．此外，它还有效应器，通过电动机使手、脚、鼻子、触角等动起来．智能机器人能用人类语言同操作者对话，能调整自己的动作以达到操作者所提出的全部要求．机器人往往使用熔点为200℃的玻璃钢作外壳，有着其它材质不可替代的优点智能机器人的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池等．随着智能机器人技术的不断发展和成熟，它将走进千家万户，服务人们的生活．（1）锂电池充电时的能量转化形式为：电能转化为_______．（2）关于智能机器人，下列说法中有哪些是正确的？答：_____．A、传感器是将非电学量转化为电学量的装置某款机器人锂电池电压24V容量10Ah电动机额定电压24V额定功率120WB、温度为200℃的玻璃钢一定是液态C、智能机器人通过嗅觉能闻到外界的各种气味，说明分子在做无规则的运动D、智能机器人将最终代替人类（3）某智能机器人“小骏”站着发射超声波，经过0.02s后收到障碍物的回波，则“小骏”与障碍物间的距离约为________m．“小骏”靠底座轮子驱动，其驱动电动机的具体参数如表所示，若“小骏”的驱动电动机线圈电阻为0.2Ω，则电动机正常工作下的发热功率为_______W．（设超声波在空气中的传播速度为340m/s）（4）若当剩余电量减为电池容量的10%时，“小骏”会主动寻找充电器充电，则充满电后至下一次自动充电前，“小骏”能够连续正常工作的最长时间为______h．为确保“小骏”能顺利返回充电，假设需要充电时离充电器最远路程不能超过600m，则“小骏”返回过程中受到的水平阻力为______N．（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功）3、阅读短文，回答问题：半导体的应用半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料.半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料.发光二极管（LED）是半导体二极管的一种，具有单向导电性.当二极管两端外加正向电压时，如果正向电压很小，正向电流也几乎为零，当正向电压大于某个值以后，二极管正向导通，电流随电压增大而迅速上升.当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流几乎为零，二极管处于截止状态.外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿.因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高.如图甲所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线.PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的.PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛.家用固体电热灭蚊器也使用了PTC陶瓷电热元件，该元件电阻与温度的关系如图所示.请根据上述材料，回答下列问题：（1）由图甲可知，有关该发光二极管以下判断中错误的是（

）A、当该二极管两端的正向电压为0.8V时，二极管处于导通状态、B、当该二极管两端的正向电压为0.2V时，二极管处于导通状态C、当该二极管两端的反向电压为10V时，二极管处于截止状态D、当该二极管两端的反向电压为50V时，二极管将会被击穿（2）该发光二极管两端的正向电压为0.5V时的电阻________（大于/等于/小于）正向电压为0.7V时的电阻.（3）由图乙可知，该PTC陶瓷电热元件的居里点温度为______℃.（4）该电热灭蚊器通电后（电源电压保持不变），它的功率随时间变化的曲线应如下图______示.A、B、C、D、（5）某家用插座用一只“2V

100mA”发光二极管与一定值电阻串联在电路中作为指示灯.将该插座接在家庭电路中，指示灯正常发光，则在200s内电流通过该二极管所做的功为________J.专题17-1电功率常考基本题型例1、【答案】C.【解析】由题图可知，U甲＝U乙＝220V，P甲＝25W，P乙＝100W。两灯均正常发光时，灯泡消耗的电能W＝Pt，灯泡乙的功率较大，但消耗的电能不一定多，所以选项A错。两灯均正常发光时，由R＝eq\f(U2,P)，U甲＝U乙，P甲<P乙，则R甲>R乙，所以选项B错。两灯串联在220V的电路中，电流相同，由P＝I2R得，则甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率，所以甲灯比乙灯亮，选项C正确。将乙灯接入110V电路中，若不考虑灯丝电阻变化，U实＝eq\f(1,2)U乙，则P实＝eq\f(1,4)P乙＝25W，选项D错。例2、【答案】A.【解析】本题考查对电能表技术参数的了解。此电能表的额定电压是220V，它应该接在220V的电路中使用，故A正确、B错误；小明家已经消耗的电能为107kW·h，故C错误；“3000r/kW·h”表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000转，故D错误。例3、【答案】(1)95kW·h；(2)2200W；(3)200V.【解析】(1)该同学家上个月共用电W＝(12614.6－12519.6)kW·h＝95kW·h(2)可以同时使用的用电器总功率最大为P＝UI＝220×10W＝2200W(3)3min内消耗的电能W＝eq\f(32,1600)×3.6×106J＝7.2×104J电热器的实际功率P实＝eq\f(W,t)＝eq\f(7.2×104,180)W＝400W电热器的电阻R＝eq\f(U\o\al(2,额),P额)＝eq\f(2202,484)Ω＝100Ω该同学家的实际电压U实＝eq\r(P实R)＝eq\r(400×100)V＝200V。例4、【答案】C.【解析】方法一：三个物理量都使用国际单位：以选项A为例，W=1度电=1kW·h＝3.6×106J，P=80W，则t=WP=方法二：三个物理量都使用常用单位：以选项A为例，W=1度电=1kW·h，P=80W=0.08KW，则t=WP=因此，以下选项我们都选择方法二来计算。B、一度电可以使40W的日光灯正常工作时间：tB=WPC、一度电可以使100W的电烙铁正常工作时间：tC=WD、一度电可以使1000W的电饭锅正常工作时间：tD=W故选C．例5、【答案】化13320.【解析】本题考查能量的转化和电功的计算。给手机充电时，将电能转化为化学能；观察电池容量“1000mA·h”，其单位为mA·h，提示我们这是表示电流I和时间t乘积的物理量。充满电后，储存的电能约为W=UIt=3.7V×1A×3600s=13320J。例6、【答案】B.【解析】本题考查电功率的计算。电阻两端的电压变化，电阻保持不变，当电阻两端的电压为3V时，通过电阻的电流为I1=3VR；当电阻两端的电压为4V时，通过电阻的电流为I2=4VR，则ΔI=I2-I1=4VR-3VR=0.25A，解得R=4Ω。根据功率的计算公式P=U2R，可得定值电阻所消耗的电功率的变化量注意：此题极易错选为A选项。很多同学认为既然欧姆定律的变形式：R=UI=∆U∆I例7、【答案】C.【解析】“8V、16W”的灯L1额定电流I1=P/U=16/8A=2A，电阻R=U/I=4Ω；“12V、36W”的灯L2额定电流I2=P/U=36/12A=3A，电阻R=U/I=4Ω；两灯串联后接在电压为U的电路中，要保证两灯不损坏，电流最大值为2A，允许加的电压U的最大值为U=2A×(4Ω+4Ω)=16V,选项C正确。【名师点评】可由用电器的铭牌得到用电器额定电压和额定功率，根据P=UI确定用电器额定电流，再由额定电压和额定电流确定纯电阻用电器的工作电阻。例8、【答案】A.【分析】

知道两灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI求出额定电流，根据欧姆定律求出两灯泡的电阻．=1\*GB3①两灯泡串联时，若甲灯泡的功率为3W，则电路中的电流和额定电流相等，乙灯泡的功率和额定功率相等，然后求出两灯泡的功率之和；若乙灯泡的功率为3W，甲的电阻是乙灯泡电阻的一半，根据电阻的串联和P=I2R求出电路的总功率，综合以上判断该选项的正误；②两灯泡的额定电流相等则它们可以同时正常发光，根据串联电路的电压特点求出电源的电压；③两灯并联时它们两端的电压相等，电源的电压为额定电压中较小的，根据P=U④两灯并联后接到电压为1.5V的电源两端，根据P=U解：由P=UI可得，两灯泡的额定电流分别为：I甲=P甲/U甲=3W/3V=1A，I乙=P乙/U乙=6W/6V=1A，由I=U/R可得，两灯泡的电阻分别为：R甲=U甲/I甲=3V/1A=3Ω，R乙=U乙/I乙=6V/1A=6Ω；=1\*GB3①两灯泡串联时，若甲灯泡的功率为3W，由串联电路中各处的电流相等可知，电路中的电流为1A，此时乙灯泡的功率为6W，则P=P甲+P乙=3W+6W=9W，若乙灯泡的功率为3W，由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，电路的总功率P=I②两灯泡的额定电流均为1A，当两灯泡正常发光时，它们两端的电压分别为U甲=3V，U乙=6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压U=U甲+U乙=3V+6V=9V，即两灯均能正常发光，故B正确；③因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，两灯并联时，甲灯泡正常发光时，两灯泡的总功率最大，此时电源的电压U=U甲=3V，甲灯泡的功率为3W，乙灯泡的功率P乙″=（U'）2R乙=（3V）2÷6Ω=1.5W，电路的最大总功率P′=P甲+P乙″=3W+1.5W=4.5W，故C正确；④两灯并联后接到电压为1.5V的电源两端时，甲、乙两灯消耗的功率之比：P甲实/P乙实=2:1，故D正确．故选A．例9、【答案】BD.【分析】设电源电压为U，由图甲可知，定值电阻R0与热敏电阻R串联，由图乙可知，UR0＝U0－kt，则UR＝U－UR0＝U－U0＋kt，可见UR图像是关于t的正比例函数图像，并且是在UR＝kt的基础上向上平移(U－U0)，A错误，B正确；因为电源电压保持不变，温度升高时电路中的电流线性变小，所以根据P＝UI可知，电路消耗的总功率线性变小(即P－t图线应是一条斜向下的直线)，C错误，D正确．故选BD.例10、【答案】50；12.【分析】本题考查电功率的有关计算。由图甲可知，R0与R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙可知，当电路中的电流I=0.2A时，R1的电功率P1=2W，由P=I2R可得，R1接入电路的电阻R1=P1I2=2W(0.2A)2=50Ω，电源电压U=I(R0+R1当电路中的电流I′=0.4A时，R1的电功率P′1=3.2W，此时R1接入电路的电阻R′1=P'1I'2=3.2W(0.4A)2=20Ω，电源电压U=I′(R0+R解得R0=10Ω，电源电压U=I(R0+R1)=0.2A×(10Ω+50Ω)=12V。培优·训练一、选择题1、B解析：白炽灯在正常工作时的电阻为R，由P＝eq\f(U2,R)得R＝36Ω，当接入18V电压时，假设灯泡的电阻也为36Ω，则它消耗的功率为P＝eq\f(U2,R)＝eq\f(182,36)W＝9W，但是当灯泡两端接入18V电压时，它的发热功率小，灯丝的温度较正常工作时温度低，其电阻率减小，所以其电阻要小于36Ω，其实际功率大于9W，故B项正确。2、D3、C4、A【解析】本题考查电热公式的理解和应用。设电阻两端的电压为U，电阻的阻值为R，通电时间为t，则产生的热量Q=I2Rt=U2A项中，QA=(2U)2R×B项中，QB=U22R×12t=1C项中，QC=U212RD项中，QD=12U22Rt=185、B【解析】本题考查动态电路的分析。电源两端电压为6V保持不变，定值电阻R1=10Ω。由题意知，当电压表的最大测量值为3V，此时定值电阻R1两端的电压U1=3V，电路中的电流I=U1R1=3V10Ω=0.3A<0.6A，故电路中的最大电流为0.3A，滑动变阻器R2接入电路中的最小电阻R2=U2I=6V-3V0.3A=10Ω，电路消耗的最大功率P=UI=6V×0.3A=1.8W，电阻R1消耗最大功率P1=U16、C【解析】：利用串联并联电路知识分析可知，电路ABC都可以使额定电压为110伏的A、B两盏电灯正常发光，电路消耗的电能最少的是电路C。7、A【解析】：根据两灯并联在照明电路里都能正常发光，且甲灯比乙灯亮，说明甲灯的额定功率一定比乙灯大，两灯电压相同，甲灯的电阻比乙灯小，选项A正确CD错误。灯消耗的电能与时间相关，选项B错误。8、C【解析】：设电源电压为U，灯泡电阻R0，将某灯泡接到电压不变的电源两端，有=40W；将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，电路电流I=；电阻的电功率I2R=3.6W；灯泡的电功率为P=I2R0.联立解得P=0.4W，选项C正确。9、D【解析】A．截取原电热丝长度的二分之一接在110V电路中时，电阻阻值变为原来的eq\f(1,2)，由P′＝eq\f(（U′）2,R′)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)U))\s\up12(2),\f(1,2)R)＝eq\f(1,2)·eq\f(U2,R)＝eq\f(1,2)P，可知，电炉的功率变为原来的eq\f(1,2)，故A不符合题意；B.将两根相同规格的电热丝串联接在110V电路中时，电阻阻值变为原来的2倍，由P＝eq\f(U2,R)可知，电炉的功率变为原来的eq\f(1,8)，故B不符合题意；C.将两根相同规格的电热丝并联接入电路中时，电阻阻值变为原来的eq\f(1,2)，由P＝eq\f(U2,R)可知，电炉的功率变为原来的eq\f(1,2)，故C不符合题意；D.将电热丝对折起来接在110V电路中时，电阻变为原来的eq\f(1,4)，由P＝eq\f(U2,R)可知，能保持电功率不变，故D符合题意。故选D。10、A解析：本题考查了电功率。设定值电阻为R，加6V电压时通过的电流是eq\f(6V,R)，加10V电压时通过的电流是eq\f(10V,R)，由于两次电流的变化是0.1A，所以eq\f(10V,R)－eq\f(6V,R)＝0.1A，解得R＝40Ω。加6V电压时通过的电功率是eq\f((6V)2,40Ω)＝0.9W，加10V电压时通过的电功率是eq\f((10V)2,40Ω)＝2.5W，所以电功率的变化是2.5W－0.9W＝1.6W。方法归纳利用不变量选择公式的方法有：（1）电流不变：在串联电路中，首选P＝I2R。串联电路中电流处处相等，电功率与电阻成正比，采用P＝I2R计算更简单。（2）电压不变：在并联电路中，首选P＝eq\f(U2,R)。并联电路中各支路两端的电压相等，电功率与电阻成反比，采用P＝eq\f(U2,R)计算更简单。（3）电阻不变：计算同一用电器在不同电压下的电功率时，首先利用导出公式R＝eq\f(U2,P)算出电阻后再求解其他量。11、D12、D【解析】由串联电路特点，L和R串联在8V的电路中，由题图可知，I＝0.5A，灯泡两端电压为3V，灯泡电阻RL＝eq\f(UL,I)＝eq\f(3V,0.5A)＝6Ω，A、B、C错误；电路消耗的总功率为P＝UI＝8V×0.5A＝4W，D正确．故选D.13、D【解析】两灯泡并联接入12V电路中，两灯两端电压均为12V，都能正常发光，A错误；根据P＝eq\f(U2,R)得R＝eq\f(U2,P)可知R1