電功率專題復習

復習電功率時，要重點理解電功率和電流、電壓、電阻的關系并能進行簡單的計算，能區分額定功率和實際功率，會測量小燈泡的額定功率，會讀電能表的示數并計算電費．

電功和電功率是中考的熱點，也是期末考試的重點．近幾年來，考查的重點已轉移到聯系生活實際上來，用所學的電功和電功率知識解決生活中的實際問題，如根據電器銘牌上的信息進行計算、電器在使用時的安全問題、電熱及效率、電功率的測量、電學綜合題等是重中之重，且出現了新穎的實驗探究設計問題．

一、 電功率的概念

電功率是表示電流做功快慢的物理量．電功率越大的機器做功越快．但不一定做功越多．

例1 （2007年成都市中考題）小剛利用電能表測某家用電器的電功率．當電路中只有這個用電器工作時，測得在15 min內消耗電能0．3 kW·h，這個用電器可能是（）.

A. 空調器B． 電冰箱C． 電視機D． 收音機

思路分析：可以直接根據公式計算P==＝1.2 kW，跟家用電器的功率相比較，接近的是答案A．選A.

點評：估算題是一種命題趨勢，要求我們記一些生活常識性的知識，如人步行的速度、中學生的體重及身高、托起一個蘋果所用的力、家用電器的功率等．功率約為1 000 W的有空調、微波爐、電爐、電熱水器等；功率約為500 W的有電吹風機、電熨斗、洗衣機等；功率約為100 W的有電視機、電冰箱、抽油煙機等．

二、 電功率的計算公式

定義式：P = ．

決定式：P =UI（普遍適用）．

導出式：P =，P = I2R（只適用于純電阻電路）．

這四個公式和歐姆定律I=配合應用，只要知道P、U、I、R四個量中的任何兩個，就可以通過上述公式求出另外兩個．但求電功W和電熱Q時，必須知道時間t．因為電功W的計算公式W=P t和電熱Q的計算公式Q=I2Rt中都包含時間t.

例2 （2007年自貢市中考題）曉敏家新買了一個自動電飯鍋，銘牌上部分數據如圖1所示．此電飯鍋正常工作時的電阻是＿＿＿＿＿＿Ω，正常工作2 h耗電＿＿＿＿＿＿kW．h．

思路分析：由公式P =可得R== Ω＝60.5 Ω．

正常工作2 h消耗的電能W=P t=0．8 kW×2 h=1．6 kW·h．

點評：對公式W=P t有兩套單位，若功率用瓦特（W），時間一定要用秒（s），此時電功的單位就是焦耳（J）；若功率用千瓦（kW），時間一定要用小時（h），此時電功的單位就是千瓦時（kW·h），俗稱度.它們之間的換算關系是：1 kW·h=3．6×106 J.計算中根據題目要求，選取適當的配套單位，能節約運算時間．

例3 圖2所示的四個電路中，電源電壓相同．R1＜R2，電路消耗的總功率由大到小的順序是（）.

A． 甲、乙、丙、丁 B. 丁、丙、乙、甲

C． 丁、甲、乙、丙 D． 丙、乙、甲、丁

思路分析：功率的計算公式有四個：P=，P=UI，P=，P=I2R．究竟用哪一個呢？四個電路中的總電阻由大到小的順序是R丙>R乙>R甲>R丁，而四個電路的總電壓是相同的，所以由P=知道，在總電壓相同時，總功率與總電阻成反比．選C．

例4 分別標有“220 V 40 W”和“220 V 60 W”的兩只燈泡L1、L2串聯在電路中時，兩燈均發光，實際消耗的功率分別為P1和P2，則（）.

A． P1>P2 B． P1=P2 C． P1

思路分析：在串聯電路中，電功率的分配與電阻成正比，電阻大的用電器實際功率就大．已知燈泡的額定電壓和額定功率，可由R=計算出電阻，燈泡L1的電阻大，它實際消耗的功率也大.選A.

點評：常備知識點：（1）若已知“××V ××W”，一定要能熟練地計算出電阻，因為一個用電器不管工作在什么狀態下，也不管電路如何變化，其電阻是不變的．（2）在串聯電路中，電流處處相等，兩用電器的電壓U、實際功率P、相同時間內消耗的電能W和產生的電熱Q都與電阻R成正比；在并聯電路中，各支路兩端的電壓相等，電流I、實際功率P、相同時間內消耗的電能W和產生的電熱Q都與電阻R成反比．（3）對于額定電壓相同的燈泡，它的明亮程度取決于實際功率．在串聯電路中，電阻大的燈泡實際功率大，更亮（也更易燒壞）；在并聯電路中，電阻小的燈泡實際功率大，更亮．（4）額定電壓相同的燈泡，額定功率大的燈絲粗，電阻小．

例5 一只電能表表盤如圖3所示，接在照明電路中．表盤上標有“220 V 10（20） A”和“1 500 r ／ kW·h”的字樣．當只接通某一用電器時，電能表的轉盤在1 min內轉過3轉，求這個用電器的實際功率．

思路分析：由于每個家庭都離不開電能表，所以，考試中常從電能表的讀數、家用電器實際功率的計算方面進行考查．

首先應會讀數（圖示為2 316．7度）和明白表盤上標示的參數所代表的含義．“1 500 r ／ kW·h”的意思是每消耗1度電，電能表轉盤要轉1 500轉，那么轉3轉消耗的電能W==（度），消耗這么多電能所用的時間t=1 min= h，由P=得出電功率為0．12 kW．

例6 在一次物理課外科技活動中，老師為活動小組的同學們提供了一個新型的電子器件．只知道該新型電子器件兩端的電壓與通過的電流的比值不是一個定值．老師要求活動小組的同學們用如圖4所示的電路探究通過新型電子器件的電流I與可控電源的電壓U的關系.已知可控電源的電壓在0～220 V間可調，定值電阻R0=20 Ω．同學們在老師的指導下得到了如圖5所示的圖象．

（1）請說出同學們在按老師給出的電路圖正確連接好電路后，得到該圖象要經過哪些主要步驟．

（2）當電源電壓U=110 V時，求該新型電子器件的電功率．

思路分析：（1）由圖可以看出，電子器件上所加的電壓從0逐漸升高到220 V，讀出多組可控電源的電壓U和與之對應的電流表的示數I，建立I-U坐標系，并將測出的多組數據在I-U坐標系中描點，最后將各點連接得到圖5的I-U圖象.

（2）由圖5可以看出，當電源電壓U=110 V時，電路中的電流I=1．0 A，因為電子器件與定值電阻R0串聯，所以電子器件上所加的電壓

U1=U-IR0 =110 V-1．0×20 V=90 V．

所以新型電子器件消耗的電功率P1=U1I=90 V×1 A=90 W．

點評：本題巧妙地將實驗、圖表信息和計算結合在一起.圖4中，雖然只給出了四組實驗數據，但曲線的得來只用四組數據是遠遠不夠的，因此回答第一問時，應讀出多組對應的U、I值，然后進行描點，根據所描點的走向才能得到圖4中的曲線．另外，在求電子器件消耗的電功率時，很容易把110 V當成是它兩端的電壓而計算為110 W．

例7 一臺直流電動機的線圈電阻為2 Ω，工作時通過線圈的電流為5 A，加在它兩端的電壓為220 V，那么電流在5 min內做的功和產生的熱量分別為（）.

A． 3．3×105 J，1．5×104 J B． 1．5×104 J，3．3×105 J

C． 3．3×105 J，3．3×105 J D． 1．5×104 J，1．5×104 J

思路分析：根據電功的計算公式，5 min內電流做功

W=UIt=220 V×5 A×300 s=3．3×105 J.

根據焦耳定律，5min內電流產生的熱量

Q=I2Rt=（5 A）2×2 Ω×300 s=1．5×104 J.選A．

點評：該題容易錯選C．造成錯選的原因是把電動機當做純電阻電路，從而認為電流做的功W等于電熱Q．對于電動機，它不是純電阻電路，電流做的功W大部分轉化為機械能，也就是W電 =W機械 +Q．所以要注意公式的適應性.

1． 如圖6所示，電源電壓保持不變，S斷開時，L正常發光，電路的總功率為4 W；S閉合時，電路的總功率為9 W，此時通過R的電流為0．5 A．求：

（1）燈泡的額定電壓．

（2）燈泡的電阻．

2． 分別標有“6 V 3 W”和“6 V 6 W”的兩只燈泡L1和L2串聯起來接入電路中，要使其中一個燈泡正常發光，另一個較暗，求電路兩端應加多大的電壓．

參考答案：1． （1）U額=10 V． （2）RL＝25Ω． 2． U＝9 V．

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”