初中物理 电功和电功率概念复习加强.docx
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初中物理电功和电功率概念复习加强
电功和电功率概念复习加强
模块一电功
一、知识点
1．电功
电流通过某段电路所做的功叫做电功，用W表示．
2．电功的计算
，
变形公式
和
只适合于纯电阻电路．
3．电功单位的转换
二、例题精讲
【例1】★
家庭电路中，直接测量电能的仪器是（ ）
A．电流表B．电压表C．电能表D．滑动变阻器
考点：
电能表参数的理解与电能的求法．
解析：
电能表是用来测量电功的多少，也就是消耗电能多少的仪器．
答案：
C
【测试题】
用下列哪个器材可以作为消耗电能收取电费的依据（ ）
A．电流表B．电压表C．电能表D．测电笔
考点：
电能表参数的理解与电能的求法．
解析：
收取电费时要知道这段时间内用电器消耗的电能，测量用电器消耗电能多少的仪表是电能表，所以电能表是作为消耗电能收取电费的依据．
答案：
C
【例2】★
关于电功，下列说法正确的是（ ）
A．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能
B．电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能量的多少
C．通过导体的电流越大，电流做的功一定越多
D．电流做了多少功，就相当于有多少形式的电能转化为其他形式的能
考点：
电功．
解析：
A、电流通过电灯做功时，电能转化为了其他形式的能，如电风扇将电能转化为了机械能，电饭锅将电能转化为了内能，故A错误；
BD、根据能量守恒定律可知，电流做了多少功，就有多少形式的电能转化为其他形式的能，故B错误，D正确；
C、由W＝UIt可知，电流做功的多少与通过导体的电流、导体两端的电压以及通电时间有关，故C错误．
答案：
D
【测试题】
关于电功，下列说法正确的是（ ）
A．电流做功的过程，就是将电能转化为内能的过程
B．电功是衡量电流做功快慢的物理量
C．电功的常用单位是kW•h
D．电能表只能用两次读数的“差”计算电功
考点：
电功．
解析：
A、电流做功的过程，就是将电能转化为其他形式能的过程，故A错误；
B、电功率是衡量电流做功快慢的物理量，故B错误；
C、电功的单位国际单位是J，生活单位有kW•h，故C正确；
D、电能表是测量消耗电能多少的仪表，利用前后两次示数差可以计算电功，也可以电能表上的电能参数和转盘转数计算电功，故D错误．
答案：
C
模块二电功率
一、知识点
1．电功率
反应电流做功快慢的物理量。
电功率大，表示做功快．
2．电功率的计算
①
，P为用电器的功率，单位为瓦特（W），W为ts内电器消耗的电能；
②
，电功率的大小由电路两端的电压U和通过的电流I的乘积决定；
③
，
，只适用于纯电阻电路．
3．电功率的单位
①国际制单位是瓦特，简称瓦，符号是W．
②常用单位是千瓦（kW），l千瓦＝1000瓦，
1W＝1J/s表示电流在1s内消耗的电能是1J．
二、例题精讲
【例3】★★
甲、乙两个电阻的U－I图线如图所示，若把两个电阻串联接在同一电路中，下列说法正确的是（ ）
A．甲的电阻值小于乙的电阻值
B．通过甲、乙两个电阻的电流之比是2：
1
C．甲、乙两个电阻两端电压之比是2：
1
D．甲、乙两个电阻的电功率之比是1：
4
考点：
欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；电功率的计算．
解析：
⑴由图像可知，通过两电阻的电流与两端的电压成正比即两电阻是定值电阻，且
U甲＝U乙＝3V时，I甲＝0.3A，I乙＝0.6A，
根据欧姆定律可得，两电阻的阻值分别为：
R甲＝
＝10Ω，R乙＝
＝5Ω，
∴甲的电阻值大于乙的电阻值，故A不正确；
⑵把两个电阻串联接在同一电路中时，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴通过甲、乙两个电阻的电流之比是1：
1，故B不正确；
甲、乙两个电阻两端电压：
，故C正确；
甲、乙两个电阻的电功率之比：
，故D不正确．
答案：
C
【测试题】
下列各种情况中，哪个导体两端的电压是1V（ ）
A．导体的电阻是2Ω，通过导体的电流是2A
B．导体的电阻是2Ω，导体消耗的电功率是0.5W
C．通过导体的电流是1A，通电1min，电流做功是1J
D．通过导体的电流是0.25A，导体消耗的电功率是4W
考点：
欧姆定律的应用；电功的计算；电功率的计算．
解析：
A、导体的电阻是2Ω，通过导体的电流是2A时，导体两端的电压U＝IR＝2A×2Ω＝4V，故A选项不符合题意；
B、导体的电阻是2Ω，导体消耗的电功率是0.5W时，导体两端的电压U＝
＝
＝1V，故B符合题意；
C、通过导体的电流是1A，通电1min，电流做功是1J时，导体两端的电压U＝
＝
，故C选项不符合题意；
D、通过导体的电流是0.25A，导体消耗的电功率是4W，导体两端的电压U＝
＝16V，故D选项不符合题意．
答案：
B
模块三额定功率
一、知识点
额定电压：
用电器正常工作时的电压叫做额定电压，用U额表示．
额定电流：
用电器额定电压下正常工作时的电流，用I额表示．
额定功率：
用电器在额定电压下的功率叫做额定功率，用P额表示（P额＝U额•I额）．
二、例题精讲
【例4】★★
小灯泡L1和L2上都标有“3V”字样，其灯丝电阻分别为R1和R2，它们的电流随电压变化关系如图所示．有（ ）
A．L1的额定功率为0.36W
B．L2的阻值R2为0.72Ω
C．若把小灯泡L1和L2并联在电源电压为2V的电路中工作，则小灯泡L2的实际功率是0.12W
D．若把小灯泡L1和L2串联在电源电压为3V的电路中工作，则小灯泡L1的实际功率是0.16W
考点：
电功率的计算；欧姆定律的应用．
解析：
A、由图像知：
在额定电压为3V时，通过灯泡L1的电流为0.12A，所以灯泡L1的额定功率为P1＝U额I1＝3V×0.12A＝0.36W．此选项正确；
B、由图像知：
在额定电压为3V时，通过灯泡L2的电流为0.24A，所以灯泡L2的阻值为R2＝
＝12.5Ω．此选项错误；
C、由图像知：
在实际电压为2V时，通过灯泡L2的电流为0.16A，所以灯泡L2的实际功率为P2实＝U2实I2实＝2V×0.16A＝0.32W．此选项错误；
D、灯泡L1的阻值为R1＝
＝25Ω，
串联电路的总电阻为R＝R1＋R2＝25Ω＋12.5Ω＝37.5Ω；
电路电流为I串＝
＝0.08A，
灯泡L1的实际功率为P1实＝I串2R1＝（0.08A）2×25Ω＝0.16W．此选项正确．
答案：
AD
【测试题】
某同学把标有“8V16W”的灯泡L1和“12V36W”的灯泡L2串联在电路中，闭合开关后，其中一只灯泡能正常发光，另一只没有达到额定电压．由此可知电源电压为_______V，此时L1的实际功率_______L2的实际功率（选填“大于”或“等于”或“小于”）．
考点：
电功率的计算；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律的应用．
解析：
由P＝
可得，两灯泡的电阻分别为：
R1＝
＝4Ω，R2＝
＝4Ω，
根据串联电路电阻的分压特点可知，两只灯泡电阻相同时，分得的电压相等；
所以L1正常发光，U1＝8V，
L2没有到达额定功率，U2＝U1＝8V，（电阻相同，分得的电压相同）
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴电源电压U＝U1＋U2＝8V＋8V＝16V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴L1的实际功率等于L2的实际功率．
答案：
16；等于．
【例5】★★
有一种亮度可以调节的小台灯，其电路图如图甲所示．电源电压为15V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示，灯泡L的额定电压为12V．则灯泡L的额定功率为____W；调节滑动变阻器R，使灯泡L的功率为3.6W，此时滑动变阻器R连入电路的阻值为______Ω．
考点：
电功率的计算；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律的应用；额定功率．
解析：
灯泡L的额定功率P额＝U额I额＝12V×0.8A＝9.6W；
当灯泡L的功率为3.6W时，
根据图像可知，灯两端的电压为6V，通过的电流为0.6A，
灯与变阻器串联，各处电流相等，通过变阻器的电流为0.6A．
变阻器两端的电压U阻＝U－U灯＝15V－6V＝9V，
变阻器连入电路的阻值R＝
＝15Ω．
答案：
9.6；15．
【测试题】
某兴趣小组设计了如图甲所示的电路进行实验探究，电源为电压可调的学生电源，小灯泡L标有“6V1.2W”字样，R为20Ω的定值电阻．小组根据记录的电流表和电压表的示数变化，描绘出如图乙所示的I－U关系图．当电压表的示数为2V时，通过小灯泡L的电流为______A，调节电源电压，当电路消耗的总功率为1.35W时，小灯泡的实际功率为______W．
考点：
电功率的计算；并联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律的应用．
解析：
由电路图可知，灯泡L电阻R并联，电压表测并联部分两端的电压，电流表测干路中的电流．
⑴由乙图像可知，当电压表的示数为2V时，电流表的示数即干路电流I＝0.4A，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，
∴由欧姆定律可得，通过R的电流：
IR＝
，
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
∴通过小灯泡L的电流：
IL＝I－IR＝0.4A－0.1A＝0.3A；
⑵由乙图像可知，电路电流I＝0.45A，电源电压U＝3V时，
小灯泡与定值电阻R0消耗的总功率为P总＝UI＝3V×0.45A＝1.35W，
此时流过定值电阻的电流：
IR′＝
，
流过灯泡的电流：
IL′＝I′－IR′＝0.45A－0.15A＝0.3A，
则灯泡的实际功率：
PL实＝U′IL′＝3V×0.3A＝0.9W．
答案：
0.3；0.9．
【例6】★★★
图甲是小灯泡中的电流随它两端电压变化的图像．将此灯泡接入图乙所示电路中，闭合开关S后，小灯泡实际功率为1W；再闭合开关S1后，电流表示数变化了0.1A，则电阻R的阻值是_____Ω，此时电路消耗的总功率是_____W．
考点：
欧姆定律的应用；电路的动态分析；电功率的计算．
解析：
⑴由小灯泡的U－I图像可知，当电功率为1W时，UL＝2V，IL＝0.5A，
电源电压：
U＝UL＝2V，
根据题意，由图乙可知：
IR＝△I＝0.1A，
电阻R的阻值：
R＝
＝20Ω；
⑵∵灯L与R并联，
∴I＝IL＋IR＝0.5A＋0.1A＝0.6A，
∴此时电路消耗的总功率：
P＝UI＝2V×0.6A＝1.2W．
答案：
20，1.2．
【测试题】
甲、乙两灯的额定电压均为9V，测得其电流与电压变化的关系图像如图所示，则甲灯的额定功率为______W；若将甲、乙两灯串联接入9V的电路中，通电10s，两灯消耗的总电能为______J．
考点：
额定功率；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；电功的计算．
解析：
⑴甲灯泡的额定电压U甲＝9V，由图像可知额定电流I甲＝0.8A，
甲灯泡的额定功率P甲＝U甲I甲＝9V×0.8A＝7.2W；
⑵当甲、乙两灯串联接入9V的电路中，则
U＝U甲＋U乙＝9V，I＝I甲＝I乙，
由图像可知，当I＝0.4A时符合；
通电10s两灯消耗的总电能：
W＝UIt＝9V×0.4A×10s＝36J．
答案：
7.2；36．
【例7】★★★
一个“220V1000W”的电炉，接到110V的电源上使用，要求单位时间内产生的热量不变，可采用的方法是（ ）
A．将电炉丝截去
B．将电炉丝截去
C．将电炉丝对折后使用D．将电炉丝三等分再并联使用
考点：
焦耳定律的计算公式及其应用．
解析：
A．将电炉丝截去一半后接入电路，电阻阻值变为原来的
，不能保持单位时间内产生的热量不变，故A错误；
B．将将电炉丝截去
，电阻阻值变为原来的
，不能保持单位时间内产生的热量不变，故B错误；
C．将电炉丝对折后使用，长度减半、横截面积变为原来的2倍，电阻阻值变为原来的
，能保持单位时间内产生的热量不变，故C正确；
D．将电炉丝三等分再并联使用，长度变为原来的
，横截面积变为原来的3倍，电阻阻值变为原来的
，不能保持单位时间内产生的热量不变，故D错误．
答案：
C
【测试题】
一个”220V1000W”的电炉子，将它改装后接在110V的电源上，但功率保持不变，可行的办法是（ ）
A．将电炉丝分成等长的两段，并联后接入电路中
B．将电炉丝分成等长的两段，取其中一段接入电路中
C．将电炉丝分成等长的四段，取其中两段并联后接入电路中
D．将电炉丝分成等长的四段，并联后接入电路中
考点：
电功率与电压、电流的关系．
解析：
A、将电炉丝剪成等长两段，并联后接在110V电路中，电炉丝阻值变为原来的
，电炉电功率不变，故A措施可行；
B、将电炉丝剪去一半后接入110伏电路中，电阻变为原来的
，不能保持电功率不变，故B措施不可行；
C、将电炉丝分成等长的四段，则每段电阻为原来的
，取其中两段并联后电阻变为原来的
×
＝
，接入110伏电路中，不能保持电功率不变，故C措施不可行；
D、将电炉丝分成等长的四段，则每段电阻为原来的
，再并联后电阻变为原来的
×
＝
，接入110伏电路中，不能保持电功率不变，故D措施不可行．
答案：
A
模块四串、并联电路中各物理量与电阻的关系
例题精讲
【例8】★
如图所示电路，电源的电压不变，当电路开关闭合，滑动变阻器电阻R1的滑片向左滑动一点（滑片未滑到R1最左端）时，电压表和电流表的示数及R1功率变化是（ ）
A．电流表的读数变小，电压表V2的示数变小，R1的功率变小
B．电流表的读数变小，电压表V2的示数变大，R1的功率变大
C．电流表的读数变大，电压表V2的示数不变，R1的功率变大
D．电流表的读数变小，电压表V2的示数不变，R1的功率变小
考点：
电路的动态分析．
解析：
当滑动变阻器的滑片向左滑动时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，
∵I＝
，
∴电路中的电流变大，即电流表A的示数变大，故ABD错误；
定值电阻R1两端的电压变大，即电压表Vl的示数变大；电压表V2测量电源电压，电压表V2的示数不变；
由P＝I2R可知，R1的功率变大，故C正确．
答案：
C
【测试题】
如图所示，电源保持6V的电压不变，开关S闭合后，电流表的示数是0.4A，电压表的示数为2V，则此时电阻R2连入电路阻值是_____Ω；将滑动变阻器R2的滑片向右移动的过程中，电压表的示数将_____，电路总功率将_____（两空选填“变大”、“变小”或“不变”）．
考点：
电功率的计算；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律的应用．
解析：
由电路图，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流．
⑴滑动变阻器两端的电压：
U2＝U－U1＝6V－2V＝4V，
滑动变阻器接入电路中的电阻：
R2＝
＝10Ω；
⑵将滑动变阻器R2的滑片向右移动的过程中，接入电路的电阻变大，
∵I＝
，
∴电路中的电流变小，
∵U＝IR，
∴R1两端的电压变小，即电压表的示数变小，
∵P＝UI，
∴电路中的总功率变小．
答案：
10；变小；变小．
【例9】★★
如图所示，四只相同的灯泡分成甲、乙两组，分别接上电压相同的电源，如果甲、乙两组灯泡消耗的电能相等，则（ ）
A．通过L1与L3的电流比是1：
2B．L1与L3两端的电压比是2：
1
C．甲组与乙组通电时间比是4：
1D．甲组与乙组的电功率比是4：
1
考点：
电功的计算；串联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律的应用；电阻的串联；电阻的并联．
解析：
R为一个灯泡的电阻；通过L1的电流I1＝
；通过L3的电流I3＝
；
所以通过L1与L3的电流比是
：
＝1：
2；故A正确；
灯泡L1两端的电压为U1＝I1R＝
；L3两端的电压为电源电压U；
所以L1与L3两端的电压比是
：
U＝1：
2；故B错误；
甲组消耗的电能等于乙组消耗的电能；W甲＝
t甲＝W乙＝
t乙；
所以
；故C正确；
甲组与乙组的电功率比
；故D错误．
答案：
AC
【测试题】
四只相同的灯泡分成两组，两只灯泡并联，两只灯泡串联，分别接上电压相同的电源，如果这两组灯泡消耗的电能相等，则串联通电时间是并联通电时间的（ ）
A．8倍B．4倍C．2倍D．0.5倍
考点：
电阻的串联；电阻的并联；电功计算公式的应用．
解析：
这两组灯泡消耗的电能相等，电源电压相等，W串＝
＝W并＝
又因为R串＝2R，R并＝
，所以
．
答案：
B
【例10】★★
在图所示的电路中，电源电压不变，当开关S1、S2都闭合时，电压表V1、V2的示数之比为5：
3，当开关S1闭合，S2断开时，电压表V1、V2的示数之比为3：
2，在后一种情况下，全部通电时间内，电阻R1与R3产生的热量之比为（ ）
A．2：
3B．1：
3C．3：
2D．2：
1
考点：
焦耳定律的计算公式及其应用；欧姆定律的应用．
解析：
当开关S1、S2都闭合时，R3被短路，R1与R2串联，电压表V1测的是电源电压，电压表V2测的是R2两端的电压；
因为电压表V1、V2示数之比为5：
3，根据串联分压原理可知：
R1：
R2＝2：
3…①；
当开关S1闭合，S2断开时，三个电阻串联，此时电压表V1测的仍是电源电压，电压表V2测的是R2和R3的总电压；
因为两表示数之比为3：
2，所以（R2＋R3）：
R1＝2：
1…②；
①②联立可解得：
R1：
R3＝2：
1．
根据Q＝I2Rt可知，当电流、通电时间相同时，产生的热量Q与电阻R成正比，
所以当R1与R3串联时，产生的热量Q1：
Q3＝R1：
R3＝2：
1．
答案：
D
【测试题】
如图所示，电源电压为6V，R1＝10Ω，R2＝20Ω，R3＝5Ω．闭合开关S1后，当S2，S3全部闭合和全部断开时，在相同的时间内电流通过R1产生的热量之比是（ ）
A．4：
9B．9：
4C．2：
3D．3：
2
考点：
焦耳定律；电功与热量的综合计算．
解析：
当开关都闭合时，R3被短路，R1与R2并联，此时R1两端的电压为电源电压U；
当开关S1闭合，S2，S3全部断开时，R2被开路，R1与R3串联，此时R1：
R2＝U1：
U2＝10Ω：
5Ω＝2：
1，则此时R1两端的电压为U1＝
U，
则
＝
＝9：
4．
答案：
B
【例11】★★
如图所示，当开关S从接点2转到接点1时，电流表、电压表对应的示数如图乙所示，由图中的信息可知：
求：
①R1的阻值是多少？
②电路中消耗的最小功率和最大功率是多少？
考点：
欧姆定律的应用；电功率的计算．
解析：
①由电路图知，当开关接1位置时，电阻R1接入电路，电阻R2短路，此时电压表示数最大，等于电源电压；
由图乙可得，此时U1＝U＝12V，I1＝1.2A，电阻R1的阻值R1＝
＝10Ω；
②由图乙及题意知：
电源电压U＝12V，由图知电路最大电流I最大＝1.2A，
电路最大功率P最大＝UI最大＝12V×1.2A＝14.4W；
电路的最小电流I最小＝0.4A，电路最小功率P最小＝UI最小＝12V×0.4A＝4.8W．
答案：
①R1的阻值为10Ω；②电路消耗的最大功率是14.4W，最小功率是4.8W．
【测试题】
如图甲所示的电路中，当开关S从接点2转到接点1时，电流表与电压表对应的示数如图乙所示．由图中信息可知（ ）
A．电源电压为8V
B．电阻R1与R2之比为2：
1
C．电路消耗的最小电功率为0.4W
D．电路消耗的最小电功率与最大电功率之比为1：
3
考点：
欧姆定律的应用；电阻的串联；电功率的计算．
解析：
当开关接点1时，电路为R1的简单电路，由乙图可知电源的电源U＝6V，电路中的电流I1＝0.6A，故A不正确；
根据欧姆定律可得，电阻R1的阻值：
R1＝
＝10Ω，
电路消耗的最大功率：
Pmax＝UI1＝6V×0.6A＝3.6W；
当开关接点2时，R1、R2串联，电压表的示数U1＝2V，电路中的电流I2＝0.2A；
电路中的总电阻：
R＝
＝30Ω，
∵串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，
∴电阻R2的阻值：
R2＝R－R1＝30Ω－10Ω＝20Ω，
R1：
R2＝10Ω：
20Ω＝1：
2，故B不正确；
电路消耗的最小电功率：
Pmin＝UI2＝6V×0.2A＝1.2W，故C不正确，
Pmin：
Pmax＝1.2W：
3.6W＝1：
3，故D正确．
答案：
D
模块五电功率的应用
例题精讲
【例12】★★★
在一个恒定电压U的两端直接接上灯泡，其功率为100W，若用很长的导线连接，使灯泡远离电源，此时灯泡功率变为64W，则线路损失的功率为多少？
考点：
电功、电功率．
解析：
在一个恒定电压U的两端直接接上灯泡，其功率为100W，有：
100＝
①
串联导线电阻R后灯泡的功率：
64＝（
）2RL②
串联导线电阻R后导线的功率：
P＝（
）2R③
由①②解得：
R：
RL＝1：
4④
由②③解得：
P＝16W
答案：
线路损失的功率为16W.
【测试题】
某灯泡直接连接在电压不变的电源两极上时，消耗的电功率为16瓦，现将它通过两根长导线连接到原来的电源上，其消耗的电功率为9瓦，则连接灯泡的两根导线损失的电功率为（ ）
A．7瓦B．6瓦C．4瓦D．3瓦
考点：
电功率的计算．
解析：
设灯泡直接连接在电源两极上时电路中的电流为I，
此时灯泡的功率为P＝I2R＝16W－－－－－－－－－－①
当它通过两根长导线连接到原来的电源上时电路中的电流为I′，
此时灯泡的实际功率为P′＝I′2R＝9W－－－－－－－－②
由①②可得：
I′＝
I，
此时电路的总功率P总＝UI′＝U×
I＝
×16W＝12W，
连接灯泡的两根导线损失的电功率为12W－9W＝3W．
答案：
D
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