1、 专题十二 电功率易错清单1. W的意义不同电功(或电能)的符号和瓦特的符号都用字母W表示.表示电功(或电能)的W是物理量;瓦特是电功率的单位,因此表示瓦特的W是单位.2. 额定电压和额定功率(1)定义额定电压:用电器正常工作时的电压叫做额定电压.我国用电器的额定电压一般是220V.额定功率:额定电压下的功率叫做额定功率.用电器上标明的功率就是额定功率.实际电压:用电器实际工作时的电压.实际功率:用电器在实际电压下的功率.(2)关系用电器实际消耗的功率与加在它两端的电压有关.P额与P实的关系:若U实U额,则P实P额;若U实=U额,则P实=P额;若U实U额,则P实P额.用电器的额定功率的计算公式
2、:P额=U额I额;导出公式:P额=,P额=R(只在纯电阻电路中适用).用电器的实际功率是在实际电压下消耗的电功率,一般利用实际电压或实际电流和电阻计算.名师点拨一、 电能表的读数及参数认识机械式电能表:电能表里面有一个水平的圆盘,其边缘有一个红点.电路中的用电器消耗电能时,电能表的表盘就会水平转动,每看到一次红点,表示表盘转动了一圈.表盘转动到一定圈数,又会带动使数值发生增长.读数:此时表示用户共消耗了931.6kWh的电能;表盘中的“931”表示整数位,“6”表示小数.此读数方法也适用于电子式电能表的读数.参数:“220V”是指这个电能表应该在220伏的电路中使用;“10(20)A”是指这个
3、电能表的标定电流为10安,额定最大电流为20安;“50Hz”是指这个电能表在50赫(兹)的交流电路中使用;“2500r/kWh”是指接在这个电能表中的用电器,每消耗1千瓦时的电能,电能表上的转盘要转过2500转.【例1】物业工作人员来李明家收电费,他观察到李明家电能表的情况如图所示.然后从记录本上查出上月电能表的示数是811.6kWh.若按0.5元/kWh计费,李明家本月应缴电费元.李明家同时使用的用电器总功率不得超过W.【解析】由图中可以读出,电能表读数为931.6kWh,结合上月的数值,本月共消耗电能W=931.6kWh-811.6kWh=120kWh,应缴电费为120kWh0.5元/kW
4、h=60元;由图还可以看出,电能表允许通过的最大电流为5A,李明家同时使用的用电器总功率最大为P=IU=5A220V=1100W.【答案】601100二、 额定功率和实际功率额定电压:是指用电器正常工作时电压(铭牌上标出的电压);额定功率:是指用电器在额定电压下的功率(铭牌上标出的功率);实际电压:是指用电器实际工作时的电压;实际功率:是指用电器在实际电压下的功率.【例2】星期天,小明根据课本中有关“综合实践活动”的要求与提示,对家用电器进行相关观察和研究.他以一只电热水壶为观察、研究对象,有关记录如下表:观察对象有关活动与相关记录观察电热水壶铭牌额定电压:220V额定功率:1kW观察电能表铭
5、牌有关参数:220V10(40)A50Hz300r/kWh在电热水壶烧水时观察电能表关闭家里其他用电器,只将电热水壶接入电路烧水.观察电能表,表盘在2min内转过了9r请你就小明在活动中获得的有关资料,求解或提出有关问题.(1)若不考虑温度对电热水壶中电热丝电阻的影响,求电热丝的电阻值.(2)在电热水壶烧水过程中,根据电能表表盘的转动情况,求2min内电热水壶消耗的电能和电热水壶的功率.(3)将问题(2)的求解结果,与小明在活动中记录的有关数据进行比较,提出一个有待进一步研究的新问题.(注:只提出问题,不要求作说明或解答)【解析】本题可利用电功率的计算公式结合欧姆定律来进行解答,在纯电阻电路中
6、,电阻丝的阻值R=;电能表测量电能方法有两种,本题中未给出电能表的读数,故不能采用读数直接相减法,可利用所提供的参数“300r/kWh”和电能表在2min转过了“9r”计算电热水壶消耗的电能;再利用P=计算烧水壶的功率.计算出的电能和电功率“与小明在活动中记录的有关数据进行比较”,提出的新问题应与计算结果有关,只能是烧水壶的实际功率与额定功率的不同.解答过程中,应注意单位的统一和计算技巧,如在计算电功率时用J和s为单位,得到的结果就没有用kWh和h直接计算出来更容易比较.本题是对新课程“能在物理学习过程中发现一些问题”目标的落实.【答案】(1)R=48.4.(2)W=1kWh=0.03kWh
7、P=0.03kW=0.9kW.(3)为什么计算的电功率小于(或“不等于”)电热水壶的额定功率?或计算的功率变小(或“计算的功率不等于热水壶额定功率”)的原因是什么?或计算的电功率变小(或“不等于热水壶的额定功率”)是由于热水壶不正常工作吗?(围绕计算的功率与额定功率所提出的问题,只要基本合理就可,其他毫不相干的问题错误)实际功率与额定功率的关系三、 电功和电功率的区别与联系及计算电功率考点在应用时,往往要与欧姆定律整合在一起出现.当电能全部转化为热能时,根据欧姆定律可推导出电功率的下列计算公式:P=IU=I2R=.对于两个推导公式及用来求解电阻、电流或电压时的变形式,要注意上面的应用条件.物理
8、概念特点比较电功(W)电功率(P)概念电流所做的功电流在单位时间内所做的功意义电流做功多少电流做功快慢公式W=UItP=UI单位焦耳(J)千瓦时(kWh)1kWh=3.6106J瓦特(W)千瓦(kW)1kW=1000W测量方法用电能表直接测量用伏安法间接测量联系W=PtW=【例3】科学探究活动小组的同学们制作了一台家庭调光灯模型.如图所示是设计的电路图.其中小灯泡L标有“6V3W”字样.当开关S扳到触点a时,小灯泡正常发光;当开关S扳向触点b时,通过小灯泡的电流减少了0.2A.假定灯丝电阻及电源电压不变,求:(1)小灯泡L的电阻值;(2)R的电阻值;(3)开关S扳向触点b时,电阻R消耗的功率.
9、【解析】本题解答思路如下:由小灯泡的额定电压和额定功率可求小灯泡的额定电流和电阻;电源电压等于小灯泡的额定电压;S扳向触点b时,小灯泡L与电阻R串联,由“通过小灯泡的电流减少了0.2A”,可求串联电路的电流,进一步可求串联电路的总电阻和R的阻值;利用电功率的计算式及变形式,可有多种方法求解R消耗的功率.【答案】(1)由P=IU,得L的额定电流0.5A,小灯泡L的电阻(2)当S扳到触点a时,由小灯泡正常发光,得电源电压U=6V,当S扳到触点b时,电路中的电流I=I额-0.2A=0.5A-0.2A=0.3A,电路总电阻R=R总-RL=20-12=8.(3)方法1:UR=IR=0.3A8=2.4V,
10、R消耗的功率PR=IUR=0.3A2.4V=0.72W.方法2:R消耗的功率PR=I2R=(0.3A)28=0.72W.方法3:UR=IR=0.3A8=2.4V,R消耗的功率PR=提分策略【趋势总览】从近三年的各地中考来看,对本部分的考查呈现如下趋势:1. 电功和电功率是电学部分综合性最强的试题,可以囊括各种题型,但主要考查计算和实验.2. 中考题内容主要是计算用电器的实际功率和额定功率、测量小灯泡的功率的实验、电能表的读数和测量功率、电热的计算等.3. 近几年各省市中考题中,考查电功率的知识经常与生产、生活相联系,注重应用、安全意识的形成、科学探究能力的考查.2015年的中考命题方向预测:电
11、功与电功率的概念、实际功率与额定功率的区分、电功率的实验探究【锦囊妙计】1. 认识电能表(1)电能表铭牌的意义“220V10A(20A)”中的“220V”是指这个电能表正常工作时的电压(额定电压)为220V;“10A(20A)”10A是指这个电能表的标定电流,20A是指允许短时间通过电能表的最大电流为20A;“kWh”表示电功的常用单位千瓦时(俗称度);“3000r/(kWh)”是指接在这个电能表上的用电器每消耗1kWh的电能,电能表上的转盘转了3000转;“50Hz”是指这个电能表应该接在频率为50赫兹的电路中使用.(2)用电能表测量电功率单独让某一用电器工作,利用电能表测量出一段时间t内电
12、能表转盘的转数n,由电能表上的参数和转数n计算出这段时间内消耗的电能W,根据P=计算出用电器的电功率.2. 电功和电功率的计算(1)计算电功率的公式:定义式:P=;常用公式:P=UI;导出公式:P=,P=I2R(只在纯电阻电路中适用).(2)应用推导公式计算时要注意适用条件.如在应用W=t和W=I2Rt计算电功以及应用Q=t和Q=UIt计算电热时,只适合在纯电阻电路中.(3)利用公式P=UI计算电功率时,也要注意电流I、电阻R和电压U的同一性和同时性,千万不要张冠李戴.(4)电功率问题可以应用分析法解题.从已知条件入手,首先对研究对象的状态及电路的变化作出准确判断,再根据给定的物理量,运用相应
13、的公式或物理规律导出所求量.3. 安全用电注意事项及触电事故的正确处理(1)家庭电路的安装要符合安全用电的要求:有金属外壳的家用电器要用三孔插座和三脚插头;电灯开关要接在火线上;螺口灯泡的螺旋套要接在零线上等等.(2)不接触低压带电体,不靠近高压带电体.(3)要特别警惕本来绝缘的物体导了电,即不弄湿用电器;本来不带电的物体带了电,即不损坏绝缘皮.触电事故的处理原则:切断电源,注意自身安全.具体做法是:首先切断电源,不能切断电源时,用一根绝缘棒将电线挑开,尽快使触电者脱离电源;二是尽力抢救;三是发生电火灾时,务必在切断电源后,才能泼水救火.在整个救护过程中,必须随时注意自身保护,防止自己也触电.
14、专项训练一、 选择题1. (2014江苏模拟)如图是恩涛家里电热锅的工作原理图,电热锅有高、中、低三挡加热功率.现需选择低温挡加热,以下开关选择正确的是().A. 只合上S2 B. S2合上,S1合到bC. S2合上,S1合到a D. S2断开,S1合到b2. (2014江苏南京模拟)灯泡L标有“2.5V”字样,它的电阻随它两端电压变化的关系图像如图甲所示.将该灯泡L和电阻R0接入电源电压恒为3V的电路中(如图乙),闭合开关S,灯泡L恰好正常发光.下列说法中正确的是().甲乙A. 闭合开关S,灯泡L的电阻为8B. 灯泡L的额定功率为0.625WC. 断开开关S,灯泡L的电阻为0D. 闭合开关S
15、,1s内电阻R0产生的热量为0.325J3. (2013江苏常熟模拟)下列做法中,符合安全用电要求的是().A. 用湿抹布擦抹电器B. 发现有人触电时,立即用手把人拉开C. 开关安装在电灯和火线之间D. 使用测电笔时,手要与笔尖金属体接触4. (2013江苏南京白下模拟)标有“6V1.5W”的小灯泡,通过它的电流随电压变化的关系如图所示.若把这样的两只灯泡串联接在8V的电源上,则此时每只灯泡的电阻及功率为().A. 240.67WB. 240.8WC. 200.96WD. 200.8W5. (2013江苏高邮模拟)如图所示,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器的最大阻值为20,定值电阻R0为5
16、.闭合开关后,移动滑片,发现能使电流表(“00.6A”或“03A”)和电压表(“03V”或“015V”)的指针同时达到满刻度线.则R0的电功率与电流的关系图像可能是下图中的().二、 填空题6. (2014江苏扬州模拟)如图甲的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙,当滑片P置于b端时,变阻器消耗的功率为W.通过探究(如采用计算特殊值进行比较等方法)可以得出:当滑片P由b端滑到a端的过程中,变阻器所消耗功率的变化规律是(填“逐渐增大”“逐渐减小”或“先增大后减小”).甲乙7. (2014湖北武汉模拟)电能跟我们关系十分密切,生产和
17、生活都离不开它.某物理学习小组进行综合实践社会活动,对小丽家的家庭用电的几个问题进行了探究. (1)如图所示是小丽房间里的一只照明台灯.它正常工作时的电流约是A.正常工作h消耗1kWh的电能.(2)小丽家的电子电能表上标有“220V10(20)A”和“2500imp/kWh”的字样,这个电能表允许接入的用电器的最大功率是W.小丽用手表记下在5min内她家电能表的耗电指示灯闪烁了75次,则小丽家正在使用的用电器的总功率为W.(3)下图是小丽家BC-65B型电冰箱的铭牌,多数用电器都有类似的铭牌,从中可以查到这个用电器的一些技术参数.请你仔细阅读该铭牌,该电冰箱的压缩机一天正常工作的总时间是h.B
18、C-65B电冰箱额定电压 220V工作频率 50Hz额定功率 70W耗电量0.63kWh/24h8. (2013江苏南京六合模拟)如图甲所示,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关系图像如图乙所示.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.9. (2013江苏南京六合模拟)小王家中的电能表如图所示,从表盘信息可知,他家接入的用电器总功率不能超过W.当家里只有电磁炉工作时,电能表在1min内转90转,则电磁炉工作时的电功率W.10. (2013江苏如皋模拟)如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻.闭
19、合开关S,调节滑动变阻器R,发现电流表示数从0.2A变为0.4A,电压表示数改变了2V.由此可判断在这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值(填“变大”或“变小”),定值电阻R的阻值为.定值电阻R的电功率变化了W.三、 实验与简答题11. (2013江苏南京六合模拟)在“探究影响电流热效应的因素”活动中,小明联想到生活中以下两种现象:现象1:电热器只有在通电时才发热.现象2:电炉是通过铜导线接入电路中的,通电时,电炉丝发热而铜导线几乎不发热.根据以上现象,小明猜想:影响电流热效应的因素可能有电阻大小、电流大小和通电时间.(1)现象1主要支持以上猜想中的因素是.(2)图中,通电时电阻丝产生的热量被液体
20、吸收,液体的温度就会升高.我们可以通过比较(填“相等”或“不等”)质量的(填“同种”或“不同”)液体的多少来比较电阻丝发热量的多少.(3)实验时如将R1与R2(R1R2)串联接入电路中,这样设计主要是为了研究.四、 计算题12. (2014四川乐山模拟)如图所示,电源电压恒定不变,R2的阻值为8,小灯泡L上标有“6V3W”字样,小灯泡电阻不随温度改变.若闭合S1、S2,断开S3,小灯泡刚好正常发光,此时电压表的示数为3V,那么:(1)小灯泡L的电阻为多大?(2)电源电压为多少?(3)若闭合S1、S3,断开S2,并移动滑动变阻器R的滑片,滑动变阻器接入电路的电阻为多大时,电路的总功率最大.这个最
21、大的功率等于多少?13. (2013江苏建湖模拟)如图是小明设计的调光电路图,他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路,小灯泡的额定电压为10V.闭合开关S后,滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,小灯泡的I-U关系图像(实线部分)如图所示.(电阻丝AB的阻值不随温度变化).求:(1)小灯泡的额定功率;(2)电源电压;(3)电阻丝AB的阻值;(4)当灯泡实际消耗的电功率为1.2W时,AB连入电路的阻值. 第 12 页 共 12 页 参考答案与解析1. D2. B3. C4. D5. C6. 3先增大后减少7. (1)0.1140(2)2200360(3)98. 241299. 2200150
22、010. 变小101.211. (1)电流大小(2)相等相同升高的温度(3)电流产生的热量与电阻的是否有关12. (1)由欧姆定律得: (2)闭合S1、S2,断开S3,灯L和R1串联,此时灯正常发光.电源电压U=UL+U1=6V+3V=9V.(3)闭合S1、S3,断开S2,灯L、R2和滑动变阻器R串联当R=0时,电路的总功率最小. 13. (1)根据题意可知,P滑至B点时,灯正常发光,由图像可知:U灯额=10V,I灯额=0.4A,P灯额=U灯额I灯额=10V0.4A=4W.(2)P滑至B点时,当U电=U灯额=10V.(3)当P滑至A点时滑动变阻器与电灯串联,由图像可知小灯泡两端电压为U=2V,电流I=0.2A,U滑=10V-2V=8V,I滑=0.2A, (4)由图像可知:U灯=4V,I灯=0.3A,
