初中物理同步講義北師大版電功率 知識講解（提高）

電功率（提高）

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.理解電功率的概念，知道電功率表示消耗電能的快慢；

2.知道電功率的單位W、kW；

3.理解用電器的額定功率，知道額定功率是在額定電壓下工作時的功率；

4.會用功率的公式進(jìn)行簡單的計算；

5.掌握測量小燈泡電功率的方法。

【要點梳理】

要點一、電功率的基本概念

1.物理意義：電功率是表示電流做功快慢的物理量。電流做功越快，電功率就越大，電流做功越慢，電

功率就越小。

2.定義：電功率等于電功與時間的比

3．單位：瓦(W)、千瓦(kW)1kW=103W

4．定義公式：

W——電流所做的功(消耗的電能)——焦(J)——kW·h

t——所用的時間——秒(s)——h

P——用電器的功率——瓦(W)——kW

要點詮釋：

1．kW·h是電功的單位，是由電功率的單位KW和時間的單位h組成的復(fù)合單位。

2．據(jù)公式P=W/t得W=Pt。P的單位用kW，t的單位用h，則電功(電能)的單位為kW·h，由此可知1kW·h

就是功率為1KW的用電器使用1h所消耗的電能。

3．kW·h和J的換算關(guān)系：1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J。

要點二、電功率的公式推導(dǎo)

1．計算電功率最常用的基本公式：P=IU該公式表明：用電器的電功率P等于通過用電器的電流I和用

電器兩端的電壓U的乘積。

2．公式變形：

3．推導(dǎo)公式：

U2

PI2R

R

要點三、額定電功率和實際電功率

1．額定電壓與額定功率：

2．實際電壓與實際功率：

（1）實際電壓：用電器工作時兩端的電壓，

可能大于，可能等于，可能小于。

（2）實際功率：實際功率是指用電器在實際電壓下工作時的功率；用電器的實際功率可能大于額定功

率，可能等于額定功率，可能小于額定功率。

3．用電器所消耗的功率與用電器兩端電壓的關(guān)系：

當(dāng)時，；

當(dāng)時，；

當(dāng)時，。

要點詮釋：

1.對某一用電器而言，額定電壓和額定功率只有一個，而實際電壓和實際功率卻有無數(shù)個。燈泡的亮度

是由它的實際功率決定的。

2.若不考慮溫度對用電器電阻的影響，則有，即電阻一定時，實際電壓是額定電壓的n倍，

則實際電流也是額定電流的n倍，實際功率是額定功率的n2倍。

要點四、測定小燈泡的電功率

1.實驗原理：

2.實驗器材：電源、電燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干。

3.電路圖：

4.實驗步驟

（1）按電路圖連接好電路，斷開開關(guān)，將滑動變阻器的滑片置于阻值最大的位置；

（2）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使燈泡在額定電壓下發(fā)光，觀察電流表和電壓表的示數(shù)，記錄為Ie、

Ue，記錄小燈泡的亮度；

（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器，使燈泡兩端的電壓為額定電壓的1.2倍，觀察電流表和電壓表的示數(shù)，記錄為

I1，U1，記錄小燈泡的亮度；

（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器，使燈泡兩端的電壓低于額定電壓，觀察電流表和電壓表的示數(shù)，記錄為I2，U2，

記錄小燈泡的亮度；

（5）重復(fù)步驟4兩次，觀察電流表和電壓表的示數(shù)，記錄為I3、U3，I4、U4，記錄小燈泡的亮度；

（6）根據(jù)P=UI，算出小燈泡的額定功率Pe和實際功率的電功率P1……P4；

（7）分析數(shù)據(jù)，整理器材。

5.實驗結(jié)論：

小燈泡的實際功率越大，小燈泡越亮；

當(dāng)小燈泡的兩端的電壓等于額定電壓時，小燈泡的實際功率等于額定功率，小燈泡正常發(fā)光；

當(dāng)小燈泡的兩端的電壓大于額定電壓時，小燈泡的實際功率大于額定功率，小燈泡發(fā)光比正常情況

下亮；

當(dāng)小燈泡的兩端的電壓小于額定電壓時，小燈泡的實際功率小于額定功率，小燈泡發(fā)光比正常情況

下暗。

要點詮釋：

1.電源：電源電壓應(yīng)高于小燈泡的額定電壓。例如：，至少要選擇2節(jié)干電池串聯(lián)作電源，

學(xué)生電源選擇3V的電源。

2.電壓表的量程應(yīng)大于，電流表的量程應(yīng)大于燈泡正常的工作電流；在被測電壓、電流不超電壓表、

電流表量程的情況下，應(yīng)盡可能選用小量程；例如的小燈泡電壓表量程選0—3V，電流表選

0—0.6A的量程。

3.滑動變阻器的允許通過最大電流要大于燈泡的正常工作電流，而其最大阻值應(yīng)與燈泡的電阻差不多，

以便調(diào)節(jié)效果明顯。

【典型例題】

類型一、電功率的計算

1.如圖所示為一可保溫電熱水壺的電路示意圖，燒水時，開關(guān)S2處于狀態(tài)。若電熱水壺?zé)?/p>

1

水時消耗的功率為1000W，則電阻R1=Ω。如果保溫狀態(tài)下電熱水壺消耗的功率是燒水時的，

100

則R2消耗的功率為W。

U2

【思路點撥】本題對求電功率P=公式的應(yīng)用，當(dāng)電壓一定時，電路的電阻越大，電功率越??；電路

R

的電阻越小，電功率越大；從而可以判斷電路的狀態(tài)，進(jìn)行有效計算

【答案】閉合；48.4；9.9

【解析】當(dāng)開關(guān)閉合時，只有R1工作，電路電阻最小，功率最大，所以燒水時開關(guān)閉合，

U2(220V)2

電阻R1的阻值：R48.4，

1P1000W

1

保溫狀態(tài)下電熱水壺消耗的功率：P保=P=10W，

100

P保10W1

電路電流為：I=＝A，

U220V22

212

此時電阻R1的功率為：PIR（A）48.4=0.1W

1122

所以R2消耗的功率為P2=P保-P1=10W-0.1W=9.9W。

【總結(jié)升華】題目聯(lián)系實際應(yīng)用，考查電阻、電功率、電流等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用。

舉一反三：

【變式】（?綏化中考）某品牌的電加熱器工作電路如圖所示，其額定電壓為220V，加熱功率為1100W，

保溫功率為44W。單刀雙擲開關(guān)S接b時，電加熱器處于（選填“保溫”或“加熱”）狀態(tài)；電

路中定值電阻R1的阻值為Ω。

【答案】加熱；44

2.如圖所示，電源電壓保持不變，R1:R2=1:4。只閉合S1時，電流表的示數(shù)為0.3A，R1消耗的功率

為P1；只閉合S2時，R0消耗的功率0.4W，R2消耗的功率為P2，且P1:P2=9:4。則下列結(jié)果正確的是（）

A．電源電壓為24VB．R0的阻值為80Ω

C．R2的阻值為320ΩD．R0先后兩次消耗的功率之比為9：4

【思路點撥】本題難度較大，同學(xué)一定分清電路的狀態(tài)，各電阻的關(guān)系，對于多狀態(tài)電學(xué)問題，一定把

每種情況的等效圖畫出來，標(biāo)出各物理量，是解題的關(guān)鍵

【答案】C

【解析】只閉合時，如圖所示，消耗的電功率為：2

S11R1P1I1R1

只閉合時，如圖所示，消耗的電功率為：2

S22R2P2I2R2

PI2R9I3

因為111，所以1

2I20.1A

P2I2R24I21

P0.4W

所以的阻值為：0故錯誤，

R0R02240B

I2(0.1A)

U

只閉合時，電路電流：——①

S1I10.3A

R1R0

U

只閉合時電路電流：——②

S2I20.1A

R2R0

又因為：R1:R2=1：4——③

①②③聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可得：R1=80Ω，R2=320Ω，U=36V，故A錯誤，C正確

第一次消耗的電功率：22

R0P0I1R0(0.3A)403.6W

P03.6W9

所以R0先后兩次消耗的功率之比為：故D錯誤。

P00.4W1

【總結(jié)升華】本題考查歐姆定律和電功率的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是變化電路的

分析，題目的綜合性比較強，是一道難題。

舉一反三：

【變式】（?濠江區(qū)模擬）如圖所示，電源電壓和燈L的電阻不變，燈L上標(biāo)有“6V3W”字樣．當(dāng)開關(guān)

S閉合，滑片P移至a端時，電流表的示數(shù)為1.0A，燈L正常發(fā)光；當(dāng)開關(guān)S斷開，滑片P移至b端時，

電源電壓U和燈L消耗的電功率P為（）

A．3V1.5WB．3V0.75WC．6V1.5WD．6V0.75W

【答案】D

類型二、實際電功率和額定電功率

3.將“6V，2W”L1和“8V，2W”L2各一只串聯(lián)在電源上，通電后有一只燈正常發(fā)光，另一只發(fā)光

較暗，則哪只燈在正常發(fā)光？電源電壓為多少？此時兩燈的實際功率分別為多少？

U2U2

【答案與解析】（1）由公式P=R=

RP

U2(6V)2U2(8V)2

根據(jù)燈泡的銘牌可得：e1，e2

R1=18R2=32

Pe12WPe22W

P

（2）由公式PUII可得：

U

P2W1

正常工作時的電流：e1

L1Ie1A

Ue16V3

P2W1

正常工作時的電流：e2

L2Ie2A

Ue28V4

電流較小的能正常發(fā)光，所以L2正常發(fā)光，此時的電流是0.25A

L2正常發(fā)光時電路兩端的電壓是：U=I（R1+R2）=0.25A×（18Ω+32Ω）=12.5V

22

（3）燈泡L1的實際電功率：P1=Ie2R1=（0.25A）×18Ω=1.125W

L2正常發(fā)光所以實際電功率等于額定電功率2W

答：燈L2在正常發(fā)光，電源電壓為12.5V，兩燈的實際功率分別為1.125W、2W。

【總結(jié)升華】能讀懂用電器的銘牌，根據(jù)用電器銘牌上的信息，求用電器工作時的實際電流、電壓、電

功率等物理量。

舉一反三：

【變式】現(xiàn)在有“6V3W”的L1和“12V3W”的L2兩只小燈泡串聯(lián)后接在電路中使用時，通過兩

燈的電流之比I1:I2=，兩燈消耗的實際功率之比P1:P2=，為了使電路能安全使用，

電路兩端允許加的最大電壓為V。

【答案】1:1；1:4；15

類型三、測量燈泡的電功率

4.（?廣安模擬）小華在“探究小燈泡的亮度與哪些因素有關(guān)”的實驗中，電源電壓恒為3V，小

燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣。

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將下圖中的實物電路連接完整。

（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到最端（選填“左”或“右”）；滑到變阻器的作用

除保護(hù)電路外，還有。（3）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表無示數(shù)，電

流表有示數(shù)；若電路中僅有一處故障，這個故障可能是：。

（4）排除故障后繼續(xù)實驗，小華進(jìn)行了4次測量，并將有關(guān)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象記錄在表格中。在第