總復(fù)習(xí)電功率基礎(chǔ)知識(shí)講解

1、總復(fù)習(xí)：電功率（基礎(chǔ)）撰稿：肖鋒 審稿：史會(huì)娜【考綱要求】1、從能的轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)電源和用電器的作用并能夠進(jìn)行電能的計(jì)算；2、理解電功率和電流、電壓之間的關(guān)系并能進(jìn)行電功率的計(jì)算。能區(qū)別實(shí)際功率和額定功率；3、焦耳定律；4、串并聯(lián)電路電能、電熱、電功率的分配關(guān)系；5、家庭電路及安全用電；6、電功率的測(cè)量及焦耳定律實(shí)驗(yàn)探究?！局R(shí)網(wǎng)絡(luò)】【考點(diǎn)梳理】考點(diǎn)一 、電能及電能表（高清課堂電學(xué)2:電功和電功率電功和電能）1、電能：電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。用電器可以把電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能。（將電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的用電器稱為純電阻用電器。如電飯煲、電爐子等；非純電阻電路是有一部分電能轉(zhuǎn)化成除內(nèi)能以外的

2、其他形式的能，如洗衣機(jī)，電風(fēng)扇等。2、電能的單位：國(guó)際單位是焦耳，簡(jiǎn)稱焦，符號(hào)J，常用的單位是度，即千瓦時(shí)，符號(hào)kW·h，1kW·h =3.6×106J3、電能表作用：電能表是測(cè)量電功或者說(shuō)是用戶的用電器在某段時(shí)間內(nèi)消耗電能多少的儀表。讀數(shù)：電能表的計(jì)數(shù)器上前后兩次的讀數(shù)之差就是用戶在這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。注意：計(jì)數(shù)器顯示的數(shù)字中最后一位是小數(shù)。表盤上的參數(shù)：220V表示電能表應(yīng)接到220V的電路中使用；5A表示電能表允許通過的最大電流不超過5A；2500r/kW·h表示消耗1kW·h的電能，電能表的表盤轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)；50HZ表示這個(gè)電能表應(yīng)接

3、在頻率為50HZ的電路中使用。4、電功與電能電流做功的實(shí)質(zhì)：電流做功的過程實(shí)質(zhì)就是電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能的過程。電流做了多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能。電功的單位也是焦耳。5、計(jì)算普遍適用公式W=UIt=Pt (所有電路) 即電流在某段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓和電路中的電流，和通電時(shí)間的乘積。電壓的單位用V，電流的單位用A，時(shí)間的單位用s，電功的單位就是J。導(dǎo)出公式（純電阻電路）考點(diǎn)二 、電功率1、定義：電功與時(shí)間之比。它是表示電流做功快慢的物理量。2、單位：國(guó)際主單位 瓦特（W）常用單位 千瓦（kW） 換算關(guān)系 1kW=1000W3、計(jì)算 普遍適用公式 推導(dǎo)公式 P=I2R

4、=U2/R (適用于純電阻電路)4、額定功率和實(shí)際功率額定功率：用電器在額定電壓下的功率。（用電器在正常工作時(shí)的功率）實(shí)際功率：用電器在實(shí)際電壓下的功率。要點(diǎn)詮釋：1、實(shí)際功率隨電壓的變化而變化：當(dāng)U實(shí)=U額時(shí)，P實(shí)=P額用電器正常工作；當(dāng)U實(shí)<U額時(shí)，P實(shí)<P額用電器不能正常工作；當(dāng)U實(shí)>U額時(shí)，P實(shí)>P額長(zhǎng)期使用會(huì)影響用電器的壽命，有時(shí)會(huì)損壞用電器。2、對(duì)某一用電器而言，額定電壓和額定功率只有一個(gè)，而實(shí)際電壓和實(shí)際功率卻有無(wú)數(shù)個(gè)。燈泡的亮度是由它的實(shí)際功率決定的。3、若不考慮溫度對(duì)用電器電阻的影響，則有，即電阻一定時(shí)，實(shí)際電壓是額定電壓的n倍，則實(shí)際電流也是額定電流

5、的n倍，實(shí)際功率是額定功率的n2倍?？键c(diǎn)三、焦耳定律1、電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2、焦耳定律：內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。公式：Q=I2Rt (普遍適用)（純電阻電路）3、電熱和電能的關(guān)系：在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，Q=W。如電爐子。在非純電阻電路中，電能只有部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電熱小于電能，即Q<W?？键c(diǎn)四、家庭電路和安全用電1、家庭電路的組成：兩根進(jìn)戶線、電能表、閘刀開關(guān)、保險(xiǎn)盒、插座、用電器和開關(guān)。2、保險(xiǎn)絲：材料：由電阻率大、熔點(diǎn)低的鉛銻合金制成。工作原理：當(dāng)通過它的電流過

6、大時(shí)，保險(xiǎn)絲產(chǎn)生較多的熱量，使它的溫度達(dá)到熔點(diǎn)，于是保險(xiǎn)絲熔斷。接法：保險(xiǎn)絲與所保護(hù)的電路要串聯(lián)，且一般只接在火線上。選擇：保險(xiǎn)絲在選擇的時(shí)候應(yīng)使其額定電流等于或稍大于家庭電路的最大工作電流。越粗的保險(xiǎn)絲額定電流越大。更換原則：保險(xiǎn)絲在更換時(shí)不能用較粗的或鐵絲、銅絲、鋁絲代替。三孔插座：左零右火中接地。3、安全用電：安全電壓不高于36V。要點(diǎn)詮釋： 觸電原因：家庭電路的觸電都是由于人體直接或間接與火線接觸造成的。低壓觸電：包括單線觸電和雙線觸電。高壓觸電：高壓電弧觸電和跨步電壓觸電。安全用電原則：不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體。考點(diǎn)五、測(cè)量小燈泡的功率1、實(shí)驗(yàn)原理：P=UI 測(cè)出小燈泡的電

7、壓U和電流I，利用公式P=UI計(jì)算求得電功率。2、實(shí)驗(yàn)器材：電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、小燈泡、燈座、導(dǎo)線等。3、實(shí)驗(yàn)電路圖及表格：次數(shù) 電壓U/V 電流I/A 功率P/W 發(fā)光情況 1 2 3 4、實(shí)驗(yàn)步驟：（1）實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備：檢查儀器是否齊全，規(guī)格是否合乎要求，查看小燈泡的額定電壓U額；（2）按電路圖連電路，查無(wú)誤，閉合開關(guān)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為U額，記錄電流表示數(shù)I額；（4）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端電壓等于1.2U額，記下電壓表、電流表的示數(shù)，并觀察小燈泡發(fā)光情況；（5）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端電壓小于U額，記下電壓表，電流表的示數(shù)，并觀察

8、小燈泡發(fā)光情況；（6）斷開開關(guān)，計(jì)算電功率值填入表格。5、數(shù)據(jù)分析，總結(jié)結(jié)論。(1)分析數(shù)據(jù)知，實(shí)際功率隨實(shí)際電壓改變而改變；(2)燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率，實(shí)際功率越大燈泡越亮。 6、注意事項(xiàng)：A連接時(shí)，開關(guān)斷開，防止因短路而損壞電源或燈泡。B閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑至滑動(dòng)變阻器的最大阻值處，防止電路中的電流過大，將燈燒壞。C電源電壓應(yīng)高于燈泡的額定電壓，防止無(wú)法調(diào)節(jié)到額定電壓。D電壓表的量程應(yīng)大于燈泡的額定電壓，電流表的量程應(yīng)大于燈泡正常工作時(shí)的電流。E滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流要大于燈泡正常工作時(shí)的電流，滑動(dòng)變阻器的最大電阻值應(yīng)與燈泡的電阻差不多，以使調(diào)節(jié)效果明顯。F通過

9、三次不同電壓下（額定電壓，1.2倍額定電壓和低于額定電壓）的測(cè)量，體會(huì)用電器的實(shí)際功率并不一定等于額定功率，而是取決于加在用電器兩端的實(shí)際電壓。G在做第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)（實(shí)際電壓不能超過額定電壓的1.2倍）需要小心調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，以免燒壞燈泡。H實(shí)驗(yàn)前，要檢查電路并試觸，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要先斷開開關(guān)，再整理器材。【典型例題】類型一、基礎(chǔ)知識(shí)1、如圖是新式的電子式單相電能表，電能表上標(biāo)有6400imp/kwh，它表示；10A字樣表示；一臺(tái)標(biāo)有800W的取暖器，連續(xù)工作2小時(shí)，則電能表的計(jì)數(shù)器上的顯示數(shù)將從圖甲變?yōu)?；電能表的耗電指示燈將閃爍次。電能表的耗電指示燈閃爍越快，表示接入電路中的用電器的總功率。（填

10、“越大”、“越小”）【思路點(diǎn)撥】6400imp/kwh，它表示每消耗1kwh的電能，耗電指示燈將閃爍6400次，10A表示標(biāo)定電流為10A；已知功率和工作的時(shí)間，根據(jù)公式W=Pt可求消耗的電能，進(jìn)一步求出電能表的示數(shù)；電能表的耗電指示燈閃爍越快，表示接入電路中的用電器的總功率越大。【答案】每消耗1kwh的電能，耗電指示燈將閃爍6400次 ；標(biāo)定電流為10A ； 00332；10240； 越大?！窘馕觥?400imp/kwh，它表示每消耗1kwh的電能，耗電指示燈將閃爍6400次，10A表示標(biāo)定電流為10A；消耗電能W=Pt=0.8kw×2h=1.6kwh；電能表的計(jì)數(shù)器上的顯示數(shù)將從

11、圖甲變?yōu)?1.6kwh+1.6kwh=33.2kwh；即變?yōu)?0332；電能表的耗電指示燈將閃爍6400imp/kwh×1.6kwh=10240次；在相等的時(shí)間內(nèi)，電能表的耗電指示燈閃爍越快，表示接入電路中的用電器的總功率越大，消耗的電能越多?！究偨Y(jié)升華】本題考查消耗電能的計(jì)算，難點(diǎn)是明白電能表的各個(gè)參數(shù)所表示的物理意義以及電能表的讀數(shù)方法。舉一反三【變式】從如圖所示的電能表中，可以獲得的正確信息是（）A電能表的讀數(shù)為3672kWhB電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過2500轉(zhuǎn)消耗電功率1kWC用電器正常工作時(shí)的總功率不得超過2200WD用電器正常工作時(shí)的總功率不得超過4400W【答案】C2、甲、乙兩燈

12、分別標(biāo)有“220V60W”和“220V40W”字樣，若它們串聯(lián)后接入220V的電路中，燈較亮。（選填：“甲”或“乙”）【思路點(diǎn)撥】（1）由銘牌可知兩燈泡的額定電壓相等，根據(jù)R=U2/P比較兩燈泡的電阻關(guān)系；（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=I2R比較兩燈泡的實(shí)際功率，再根據(jù)燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小判斷燈泡的亮暗?！敬鸢浮恳摇窘馕觥勘绢}是一道綜合題，主要考查實(shí)際功率和額定功率的關(guān)系。解題的關(guān)鍵是看它們的實(shí)際功率的大小，即燈泡的亮度由它們的實(shí)際功率決定。解答本題，按下列步驟進(jìn)行：（1）先求出兩燈的電阻：R甲，R乙所以，R甲R(shí)乙。（2）當(dāng)兩燈串聯(lián)在220V電路中時(shí)：由“220V60W”和“22

13、0V40W”可知，兩燈正常發(fā)光的條件均是兩端電壓為220V，現(xiàn)在的條件是U甲U乙220V，所以U甲220V，U乙220V，兩燈均不能正常發(fā)光。此時(shí)P甲I甲2R甲，P乙I乙2R乙，因?yàn)镮甲I乙，R甲R(shí)乙，所以P甲P乙，即乙燈較亮?！究偨Y(jié)升華】本題考查了串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和電功率公式的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵是燈泡銘牌參數(shù)含義的理解與掌握。舉一反三：【變式】燈泡L1和L2串聯(lián)在電路中，L1的電阻比L2大，在相等的時(shí)間里，電流做的功（）A、L1燈做的功多 B、L2燈做的功多C、兩燈一樣多 D、無(wú)法確定【答案】A3、標(biāo)有“6V、3W”的燈L1和標(biāo)有“6V、1W”的燈L2串聯(lián)后接在12伏的電源上，求燈L1的實(shí)際功

14、率?！舅悸伏c(diǎn)撥】已知燈L1和燈L2的額定電壓和額定功率，可利用公式R=U2/P求得兩燈的電阻，燈L1和燈L2串聯(lián)，利用串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)，可以求出總電阻，知道電源電壓，由歐姆定律求得兩燈的實(shí)際電流，已求出L1的電阻，可利用公式P=I2R求得實(shí)際功率。【答案與解析】【總結(jié)升華】本題考查了串聯(lián)電路電流和電阻的特點(diǎn)，并可以利用電功率計(jì)算。舉一反三：【變式】今有“6V、6W”的電燈L1和“6V、1.5W”的電燈L2各式各一盞，把它們分別接到電壓6伏的電源上，要求兩燈具有同樣的亮度，應(yīng)在哪一盞燈的電路里串聯(lián)一個(gè)電阻？阻值為多大？【答案與解析】解：U=U額1=U額2=6V若L1、L2直接接入6伏電路上均能

15、正常發(fā)光，即P1=6W，P2=1.5W。今要求兩燈具有相同的亮度，即L1的實(shí)際功率與L2的額定功率相同： P1=P2=P額2=1.5W L1的電路中應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻RX起分壓作用，如圖所示答：應(yīng)給“6V、6W”的電燈串聯(lián)一個(gè)6歐的電阻。4、如圖所示為小明所連的兩盞白熾燈和兩個(gè)插座的電路圖。下列說(shuō)法正確的是()A拆掉燈丙，兩線頭連在一起會(huì)造成短路B拆掉插座甲，兩線頭連在一起會(huì)造成短路C拆掉S1，兩線頭連在一起會(huì)造成短路D拆掉S2，兩線頭連在一起會(huì)造成短路【思路點(diǎn)撥】如圖，因?yàn)椴遄椎奈恢脝栴}使得插座丁和燈乙不能正常工作，分別分析拆掉燈丙、插座甲、開關(guān)S2、開關(guān)S3把兩條導(dǎo)線連在一起時(shí)，電路所處的狀

16、態(tài)，看有無(wú)短路現(xiàn)象，若有短路現(xiàn)象，會(huì)使電路中的電流過大，易引起火災(zāi)?！敬鸢浮緼【解析】選項(xiàng)C、D描述情況正好是把燈丙，插座丁連入電路，不會(huì)造成短路，故C D錯(cuò)誤。插座甲串聯(lián)在火線上，當(dāng)此處連通時(shí)燈乙正常工作。若同時(shí)將甲與丁連通，再閉合S2時(shí)才能造成短路，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤?！究偨Y(jié)升華】本題考查了學(xué)生對(duì)插座的連接方法、短路危害的了解和掌握，屬于與實(shí)際用電相結(jié)合題目。類型二、知識(shí)運(yùn)用5、如圖所示，R1=2R2，電源電壓U保持不變，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電阻R1的功率為P1，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電阻R1的功率是P1，則P1與P1之比為()A2:3B2:1C4:9D9:4【思路點(diǎn)撥】由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，兩電阻串

17、聯(lián)，可求此時(shí)電流，根據(jù)P=I2R求出電阻R1的功率；當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電路中只有電阻R1，根據(jù)求出此時(shí)電阻R1的功率；進(jìn)一步可知它們的功率之比?！敬鸢浮緾【解析】當(dāng)開關(guān)斷開和閉合時(shí)，研究的都是電阻R1的功率，不變量是電阻R1的阻值，改變量是它兩端的電壓U1，可以確定用去分析。當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，利用串聯(lián)中電壓分配跟電阻成正比，有，則，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電阻被短路，根據(jù)有：【總結(jié)升華】本題考查電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是判斷開關(guān)斷開與閉合時(shí)電路的連接情況。舉一反三：【變式】如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。開關(guān)S由閉合到斷開，電路消耗的總功率之比為4：3。如果R1=12，則R2的電阻是（）A36B16C9D4【答

18、案與解析】6、科學(xué)探究活動(dòng)小組的同學(xué)們制作了一臺(tái)家庭調(diào)光燈模型，如圖是設(shè)計(jì)的電路圖，其中小燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣，當(dāng)開關(guān)S扳到觸點(diǎn)a時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)開關(guān)S反向觸點(diǎn)b時(shí)，通過小燈泡的電流減少了0.2A，假定燈絲電阻及電源電壓不變，求：小燈泡L的電阻值；R的電阻值；開關(guān)S扳向觸點(diǎn)b時(shí)，電阻R消耗的功率。【思路點(diǎn)撥】當(dāng)開關(guān)S扳到觸點(diǎn)a時(shí)，知道額定電壓和額定功率可以求燈絲電阻，和正常發(fā)光時(shí)的電流，也就可以求出當(dāng)開關(guān)S扳到觸點(diǎn)b時(shí)的電流，再利用P=I2R求解。【答案】12； 8； 0.72W【解析】 當(dāng)S扳到a點(diǎn)時(shí)燈L正常發(fā)光，知電源電壓，電路中電流為 當(dāng)S扳到b點(diǎn)時(shí)，燈L與R串聯(lián)，電阻變大

19、，電流變小 電路中電流 總電阻 ，【總結(jié)升華】電學(xué)計(jì)算題可求的物理量較多，綜合性較強(qiáng)，類型多類，但百變不離其宗，只要理解計(jì)算公式，最終都將化繁為簡(jiǎn)。舉一反三：【變式】保溫箱的簡(jiǎn)化電路如圖所示，A為溫度傳感器，它的作用相當(dāng)于開關(guān)，達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)自動(dòng)斷開電路，低于設(shè)定溫度時(shí)，自動(dòng)接通電路。S是保溫箱的溫度設(shè)定開關(guān)，它有三個(gè)檔，分別為60、50和40，加熱功率分別為90W、72W和45W。電源電壓為36V，R1、R2、R3都是發(fā)熱體。求：（1）當(dāng)S撥至位置1時(shí)，加熱功率是多少？R1的阻值是多少？（2）當(dāng)S撥至位置3時(shí)，電路中的電流是多少？（3）當(dāng)S撥至位置2時(shí)，R2的阻值是多少？【答案與解析】（1）

20、R1、R2、R3都是發(fā)熱體， 可知：U總一定時(shí)，串聯(lián)電阻越多時(shí)，R總越大，P熱越小，是低溫檔。所以當(dāng)S撥至位置1時(shí)，加熱功率為90W，是60高溫檔：電路中只有R1工作，（2）當(dāng)S撥至位置3時(shí)，R1、R2、R3是串聯(lián)，總功率是45W，利用（3）當(dāng)S撥至位置2時(shí)，根據(jù)前面求出的R1=14.4和此時(shí)功率72W， 知7、某同學(xué)做“測(cè)量一個(gè)小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)，所用燈泡的額定電壓是2.2V。（1）如圖是他實(shí)驗(yàn)的電路，但連接不完整，請(qǐng)你幫他完成電路的連接。（2）電路連接完整后，當(dāng)向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P時(shí)，電壓表的示數(shù)將_，電流表的示數(shù)將_（3）實(shí)際實(shí)驗(yàn)的有關(guān)記錄與計(jì)算如下表實(shí)驗(yàn)次數(shù)123電壓（V）2.

21、201.502.50電流（A）0.220.160.24功率（W）0.4840.240.60該同學(xué)注意到燈的亮度變化是：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮。你認(rèn)為，根據(jù)他觀察的現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，可得出一些什么結(jié)論呢？請(qǐng)你說(shuō)出兩點(diǎn)（這兩點(diǎn)的意思應(yīng)不同）：_ _（4）他還注意到，這個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄也可以用來(lái)計(jì)算燈絲的電阻，并完成了有關(guān)計(jì)算如下表格：實(shí)驗(yàn)次數(shù)123電壓（V）2.201.502.50電流（A）0.220.160.24燈絲電阻（）10.009.3810.42這位同學(xué)有些納悶兒：導(dǎo)體的電阻不是與電壓、電流無(wú)關(guān)嗎？怎么三次計(jì)算的燈絲電阻卻不一樣呢？請(qǐng)你對(duì)此做出兩種可能性的解釋： _ _【思路點(diǎn)撥】（1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)；滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中。（2）根據(jù)確定接入電路電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和燈泡兩端的電壓變化。（3）表格中包含電壓、電流、功率。觀察到燈泡的亮度，可以分析，燈泡亮度與功率、功率與電壓、電壓與電流的關(guān)系等。（4）根據(jù)電表的分度值和量程讀出電表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)燈絲的電阻；分析燈泡在不同電壓下溫度發(fā)生了變化，故據(jù)此可判斷電阻不同的原因?！敬鸢浮浚?）如圖（2）變大 變大（3）燈泡兩