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※新知三额定功率和实际功率
1、额定电压U额:
用电器正常工作时的电压。
额定功率P额:
用电器在额定电压下的功率。
P额=U额I额=U2额/R=I2额R
实际电压U实:
用电器在电路中实际得到的电压
实际功率P实:
用电器在实际电压下的功率。
P实=U实I实=U2实/R=I2实R
2、额定功率和实际功率的联系:
当U实=U额时,P实=P额用电器正常工作(灯正常发光)
当U实<U额时,P实<P额用电器不能正常工作(灯光暗淡)
当U实>
U额P实>
P额长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈)
●注意:
①对于同一用电器的额定电压、额定功率是确定的、唯一的,不随实际电压的改变而改变;
而实际电压、实际功率是不确定的,随实际电压的改变,有无数个。
②灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
3、用电器铭牌:
如:
某灯泡上标有“PZ22O-25”字样分别表示:
普通照明,额定电压是220V,额定功率是25W。
●电功率的计算要注意以下几点:
1、先要看清题目要求额定功率还是实际功率
2、公式计算电功率时公式中的各量要有同一性和同时性,且要用不同下标区分
3、若知用电器“正常发光”可知:
U实=U额,P实=P额,
4、单位要对应统一
(1)运用P=UI=I2R=U2/R进行计算时,各量必须使用国际单位,即电功率P-W、电流I-A、电压U-V、电阻R—Ω.;
(2)运用P=W/t计算时,有两组单位:
①时间t--s、相应的电能W—J、电功率P--W、
②时间t—h、电能W-kW·
h.、电功率P—kW
☆方法与规律总结:
1、如果知道用电器的额定电压U额及额定功率P额,求用电器的额定功率P实的方法:
方法一、先由R=
,求用电器的电阻R,后由P实=
求用电器的实际功率P实
方法二:
由于同一用电器的电阻不变所以:
,可根据此式求P实
【例2】、标有220V40W的电灯泡,它正常发光时的电阻是多少?
若把它接在110V的电路中它的实际功率是多少?
总结规律:
【例3】、L1、L2分别标有PZ22025和PZ220100的字样,若它们正常发光,则较亮;
若把它们串联在110V的电路中,则较亮;
若把它们并联在110V的电路中,则较亮
※新知四测量电功率方法:
1、用功率表直接测量(专业测量)
2.用伏安法测小灯泡的电功率:
原理是P=UI,即用电压表测小灯泡两端的电压,用
电流表测小灯泡中的电流,再用公式P=UI计算.
3.用电能表测电功率:
(1)记下电能表在时间t内转盘转过的圈数n,电能表上的参数”每消耗
1kW·
h的电能转盘转过的圈数N
(2)由以下公式可算出用电器在时间t内消耗的电能和电功
率:
W=
×
3.6×
106JP=
【例4】小明家的电能表如图3所示,家中用电器的总功率不能超过
W.当小明家只有一盏电灯工作时,3min内转盘正好转过5圈,则该灯泡消耗的电能是J,它的电功率为W.
☆同步练习☆
一、选择题
1、(多选)电功和电功率的单位分别是()
A.千瓦时和瓦B.瓦和千瓦C.焦和瓦D.千瓦和千瓦时
2.下列说法中,正确的是()
A。
电流通过导体消耗的电能越多,电功率越大B。
电功率小的用电器消耗的电能少
C。
干瓦时是电功率的单位D.Is内电流通过用电器做功越多,电功率越大
3.电流流过灯丝时,10s内做功400J,则这一灯泡的功率为()
400WB。
40WC。
40JD。
无法确定
4、一台21时液晶电视的电功率是40W,它表示()
电视机在1秒内消耗的电能是40WB.电视机在1秒内消耗的电功率是40W
C,电视机在1秒内消耗的电能是40JD.电视机在1秒内消耗的电能是1J/s
5、下列家用电器中,正常工作一小时耗电接近1.2kW·
h的是()
A.空调B.电冰箱C.电视机D.台灯
6.把标有“220V60W”的甲灯和标有“220V100W”的乙灯串联后接在220V的电路中,则
A.因为甲灯的电阻较大,所以甲灯较亮B.因为通过它们的电流相等,所以一样亮
C.因为乙灯额定功率较大,所以乙灯较亮D.因为乙灯实际功率较大,所以乙灯较亮
7、甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图7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220伏的电路中,甲灯比乙灯亮.
D.将乙灯接入110伏电路中,它的实际功率为50瓦
8.2011年3月11日,日本宫城县北部发生里氏9.0级地震,地震还引发了海啸、核泄漏等一系列灾难.我国向日本援助了大量的包括抗震帐篷在内的各种救灾物资.帐篷内标有“220V100W”字样的电灯在日本110V电路电压下的实际电功率为(电灯电阻不变)()
A.200WB.100WC.50WD.25W
9、R1与R2并联在电路中,消耗的功率之比为4︰3,如果把R1、R2串联起来,仍接在同一电路中,则R1、R2消耗的功率之比是()
A.4:
3B。
3:
4C.9:
16D.l0:
9
10、有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图(甲)所示.把它们串联在电路中,如图(乙)所示.闭合开关S,这时电流表的示数为0.4A,则电源电压和元件B的电功率分别是()
A.2.0V0.8WB.2.5V1.0WC.4.5V1.0WD.4.5V1.8W
10、两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图11所示,现将甲和乙并联后接在电压为6V的电源两端,下列分析正确的是()(多项)
A.乙消耗的电功率为3.6WB.甲消耗的电功率为3.6W
C.甲中的电流小于乙中的电流D.甲的电阻值小于乙的电阻值
二、填空题
11、叫做电功率,电功率是表示的物理量;
电功率的大小数值上等于,电功率的定义式是,电功率
单位是
12、晓敏家新买了一个自动电饭锅,铭牌上部分数据如图所示,此电饭锅正常工作时的电阻是Ω,正常工作2h耗电kWh。
13,夏天用电高峰时,家庭速路电压常有所下降,一个“220V40W”的灯泡的额定功率40W,实际功率40W,(填“>”、“=”或“<”)
14、白织灯泡的灯丝烧断了重新搭起来使用会比以前更亮,是因为重新搭接后灯丝的电阻变
实际功率变
15.一台洗衣机工作0.3h电流做了3.6×
105J的功,这台洗衣机消耗的电能是,它的实际电功率是(保留1位小数)
16、一个“220v1000w”的电热水壶正常工作30min,消耗的电能是___kW·
h,合___J·
17、一只“‘PZ220-100”的灯泡,其额定电压为;
额定功率为w,灯丝的电阻是Ω.
18、小明家的电能表如图所示,家中同时工作的
用电器的总功率不能超过____W.当小明家
只有一盏电灯工作时,3min内转盘正好转过5圈
,则该电灯消耗的电能是____J,它的电功率
为____W.该电路最多可安装图中标志的灯
泡个
19.如图12所示,电源电压不变,灯L1标有“6V3W”字样,当开关S1、S2均闭合时,灯L1正常发光,电流表示数是______A,若闭合开关S1,断开开关S2,电流表表示数是0.3A,则此时灯L2的电功率为______W。
20、如图13所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12V。
闭合开关S后
,当滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的I—U关系图像如图14所示。
则小灯泡的额定功率为
W,电源电压为V,滑动变阻器的最大阻值为Ω。
三、计算题
20、如图所示,一个白炽灯泡标有“6V6W”的字样,现将它与一定值电阻R并联后接入电源电压恒为6V的电路中。
闭合开关后,电流表示数为1.5A,不计温度对灯泡阻值的影响,求:
(1)灯泡L的电阻值;
(2)定值电阻R的阻值;
(3)定值电阻R消耗的电功率。
21、如图所示的电路图中,R1=20Ω,R2=15Ω,电源电压不变。
(设小灯泡的电阻不变)
(1)当S1、S2都闭合时,电流表A1的示数为0.2A,小灯泡恰好正常发光,则电源电压是少?
(2)当S1、S2都断开时,电流表A2的示数为0.1A,则此时小灯泡的电功率为多少?
(3)求小灯泡的额定功率是多少?
22、如图所示,将标有“6V3.6W”的小灯泡与规格为“10Ω1A”的滑动变阻器及电流表串联后接到6V的电源上(提示:
灯丝的电阻随温度而变化)。
求:
(1)小灯泡正常发光时的电流及电阻。
(2)小灯泡正常工作2min,消耗的电能。
(3)闭合开关S,将变阻器的滑片移到B端时,电流表的示数为0.4A此时小灯泡的实际功率。
23、在图26的电路中,电源电压为9V且保持不变,电流表的规格为“0~0.6A”,电压表的规格为“0~15V”,灯泡上标有“6V6W”字样,灯泡电流随电压变化关系如图27所示,求:
(1)灯泡正常发光时的电流。
(2)当电流表示数为0.4A时,电压表的示数。
(3)为了保证电路安全,滑动变阻器接人电路中的最小阻值及此时电路消耗的总功率。
24、小强的爸爸为了给小强营造一个舒适的学习环境,利用“五·
一”假期购买了一台壁挂式空调机,这台空调的铭牌参数如下表所示,求:
(1)这台空调正常工作时的电流;
(2)这台空调正常工作2h消耗的电能;
额定电压:
220V
型号:
KFH-2GWuR2
频率:
50Hz
额定功率:
1100W
出厂日期:
2011.3
编号:
A000490
(3)在用电高峰期,电路的实际电压只有198V,此时通过空调的实际电流。
25、小华家买了一个家用电吹风,如图甲所示。
其简化电路如图乙所示,主要技术参数如表。
请解答如下问题:
型号
SHZ2010—624
热风温度
50℃~75℃
额定功率
热风时:
1000W
冷风时:
120W
额定电压
质量
0.5kg
(1)当电吹风吹冷风时,正常工作5min消耗的电能是多少?
(2)选择开关应旋至何处时,电吹风吹热风?
此时电路中的总电流多大?
(保留一位小数)
(3)当电路供电电压为110V时,吹风机电热丝的实际功率为多大?
说明:
对于电吹风,不管那种电路图,电动机和发热电阻都是并联的,不管吹什么风电动机和发热电阻各自的电流、电压、功率都是不变的;
热风功率是指电动机和发热电阻的总功率,冷风功率是指电动机的功率。
26、崇左市努力调整农业产业结构,增加农民收入,农村家庭电气化普及程度越来越高。
小芳家里的某品牌电烤箱铭牌及其内部简化电路如图10所示,R1和R2均为电热丝。
牌电烤箱
额定
功率
高温档
低温档
440W
电源频率
(1)若某种食物需要用该电烤箱高温档烘烤1000s,则该电烤箱消耗的电能是多少?
(2)电路中R1的阻值是多少?
(3)该电烤箱在低温档正常工作时,电路中的电流和R1的功率分别是多少?
对于高温(加热)、低温(保温)两档用电器,首先要知道题目给出的电功率是指电路的总功率,不管题目给出那种电路图,都是抓住公式P总=
去理解,总电压不变,当电路的总电阻最小时,总功率最大,是高温(加热)档;
当电路的总电阻最大时,总功率最小,是低温(保温)档。
18.3测量小灯泡的电功率
Ø
实验目的:
测量小灯泡的电功率.
实验原理:
P=UI
实验需要测出的物理量:
小灯泡两端的电压U和通过的电流I
实验器材:
电源、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。
实验步骤
(1)按图所示的电路图接好电路。
(2)检查无误后闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压分别为额定电压、约为额定电压的1.2倍、低于额定电压,记下相应的电表示数和小灯泡的发光情况,算出相应的电功率。
(3)设计记录表格,将以上数据填人表格。
实验次数
1
2
3
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡发光情况
(4)整理好实验器材,
实验结论
(1)若U实>U额,则P实>P额小灯泡发光很亮,影响使用寿命。
(2)若U实=U额则P实=P额灯泡发光较亮,用电器正常工作.
(3)若U实<U额则P实<P额,灯泡发光较暗,用电器不能正常工作。
(4)小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮,
◆实验中应注意的问题:
(1)为了保护电路,连接电路时,开关要断开;
闭合开关之前应该将变阻器的滑片调到阻值最大处。
(2)电流表、电压表的量程选择要合适。
电压表量程选择方法:
根据小灯泡的额定电压选
电流表量程选择方法:
根据小灯泡的额定电流(I额=U额/RL约或I额=P约/UL额)选
(3)从安全角度考虑,小灯泡两端的电压不能超过小灯泡的额定电压的1.2倍。
(4)实验中多次测量不是为了求小灯泡电功率的平均值来减小误差的,而是为了观察小灯泡在不同电压下的发光情况的
【例1】、在伏安法测小灯泡的电功率实验中,小灯泡的额定电压为3.8V,阻值约为10Ω,则电压表的量程应选;
电流表的量程应选
【例2】在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,实验器材如图所示,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)在方框内画出你设计的实验电路图。
(2)小赵同学连接好电路后,闭合开关时,发现灯光特别亮,这表明他在闭合开关前没有____。
(3)小赵同学移动滑动变阻器的滑片P,记下了三组对应的电压表和电流表的示数,如下表所示。
由此可知,他在实验中,电压表选择的量程应该是___;
该小灯泡的额定功率是__W。
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
电功率/W
1.5
0.16
较暗
2.5
0.2
较亮
0.24
很亮
(4)小组同学们分析小赵实验数据得出:
小灯泡的发光亮度是由灯泡的
决定的,且灯泡的,灯泡发光越亮。
☆同步练习☆
1.在用伏安法测小灯泡的电功率实验中,滑动变阻器的作用是()
A.为了多次测量求平均值B。
为了改变小灯泡两端的电压
滑动变阻器在这个实验中可有可无D.以上说法都不对
2.在“测定小灯泡额定功率”的实验中,某同学正确地连接了电路,闭合开关,灯泡发光,但测试中无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都达不到灯泡的额定电压值,其原因可能是()
A,变阻器总电阻太大B。
电压表量程太大
电源两极电压太低D。
灯泡灯丝断开
3.小米同学在“伏安法测电功率”实验过程中,闭合开关后发现灯泡不亮,你认为电路故障的原因不可能是()
A.灯泡没有旋进灯座B。
开关接触不良
灯泡的灯丝断了D。
电流表被短路
4.用电高峰时期,家庭里的白炽灯泡比正常发光要暗一些。
这是因为,在用电高峰时()
并联用电器增多,电路的总电阻增大B。
并联用电器增多,电路的总电流减小
C,并联用电器增多,家用电器的实际功率减小D。
并联用电器增多,家用电器的额定功率减小
5、(多选)小灯泡L上标有“2.5V”字样,它的电阻随它两端电压变化的图像如图甲所示。
将小灯泡L和电阻R0接入图乙所示的电路中,电源电压为6V,且保持不变。
当开关S闭合时,小灯泡L恰好能正常发光。
下列说法正确的是
A.开关S断开时,小灯泡L的电阻为0Ω
B.开关S闭合时,小灯泡L的电阻为10Ω
C.小灯泡L的额定功率为0.625W
D.电阻R0的阻值为14Ω
6、(2011遂宁)下列甲图是某实验小组探究小灯泡功率所用的器材,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
①请你用笔画线代替导线,将甲图实物连接完整.要求:
滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡亮度变亮,连线不能交叉。
②电路中使用滑动变阻器的目的是____________________。
③该组同学连接好电路,将滑片P移到____端(选填A或B),并用开关试触,检查无误后,闭合开关,并调节滑片P,虽然两表示数能够发生变化,但发现灯泡电压无法降低到2.5V,其原因可能是____________________。
④解决问题后,在实验过程中记录同学不小心漏填了一个电压的数据如图乙所示,请你读出该电压值填入表中的空格处。
⑤从表中数据可算出该灯泡的额定功率是____W。
⑥细心的同学观察表中的数据发现,虽然是同一灯泡,但灯泡中的电流与其两端的电压并不成正比,请你分析其原因是________________。
7、(2011锦州)小明在进行“测量小灯泡电功率”的实验时,实验台上给他提供的器材有:
6V蓄电池、电流表(0-0.6A、0-3A)、电压表(0-3V、0-15V)、“50Ω、1A”和“10Ω、1.5A”两种规格的滑动变阻器,额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时的电阻约为10Ω)、开关各一个,导线若干。
(1)为顺利完成实验,小明在实验中应选用规格为________的滑动变阻器。
(2)请你用笔画线代替导线,帮小明将图甲的实物电路连接完整。
(要求:
滑片P向右移动时,小灯泡变亮)
(3)连好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,原因可能是____________________。
(4)排除故障后,小明继续实验,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制了U-I图像如图乙所示。
根据U-I图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是____W,当加在小灯泡两端的电压为1.5V时,小灯泡的电阻是____Ω。
(5)小明根据U-I图像中数据计算发现:
小灯泡两端电压不同时灯丝的电阻不相等,你认为原因可能是________________。
8、(2011泉州)在测定小灯泡的额定功率的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
小灯泡的电阻大约是10Ω,两个规格分别是“l0Ω,1A”、“50Ω,5A”,的滑动变阻器,电源电压6V。
(1)本次实验中应选择规格为___________的滑动变阻器;
图(a)已经连接了部分电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
在连接电路前,开关要__________。
正确连接电路后,闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至___________端(填“A”或“B”)。
(a)(b)(c)
(2)闭合开关后发现电流表指针向左偏转如图(b)所示,产生故障的原因可能是_________________________,排除故障后,调节滑片的位置,当电压表的示数2.5V时,电流表的示数如图(c)所示为___________A,小灯泡的额定功率是____________W。
不改变这个电路,还可以完成的实验有:
____________________(写出一个即可)。
9、(2011莱芜)在“测量小灯泡电功率”的实验中,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V:
(1)连接电路时,开关应________。
(2)图甲是小刚所接的实验电路,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上打“×
”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
甲乙
(3)故障排除后,小刚进行了实验,根据测出的数据,画出了小灯泡电流、电压变化的关系图像,如图乙所示,由图像可知小灯泡的额定功率为____W。
(4)分析图像还可以发现,小灯泡灯丝的电阻随电流的增大逐渐________,原因是________________________。
(5)另一组同学在实验时发现电压表“0—15V”的量程已损坏,只剩下“0—3V”的量程。
在不更换器材的情况下,为完成实验,请你在虚线框内画出重新设计的实验电路图。
10、(2011鸡西)某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电功率,待测小灯泡额定电压为3.8V,小灯泡的额定功率估计在1W左右。
(1)请用笔画线代替导线,完成图乙中实物电路的连接,连线时导线不能交叉。
(2)检查电路连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是。
(3)故障排除后,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡正常发光时,电流表示数如图甲所示,请读出电流表的示数,并填入表格中。
(4)实验中,同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值,但表格中仍有不完整的地方,请将所缺内容填写完整。
2.0
3.0
3.8
4.0
0.22
0.25
0.28
0.34
0.3
0.44
0.625
0.84
1.36
很暗暗正常发光很亮
(5)小组同学们分析实验数据得出:
(6)用图乙电路还可测量灯泡的,当小灯泡正常发光时的电阻是Ω(取整数)。