1、 第八章 电功率 电功率电功率冰箱冰箱220V100W金世教育：金世教育：唐学刚唐学刚王老师 2013.1知知识识回回顾顾电功率电功率定义定义：符号符号：P WKW3101UItWP电流在单位时间内所做的功电流在单位时间内所做的功 单位：单位：瓦特瓦特（W）公式公式额定电压：额定电压：用电器正常工作时的电用电器正常工作时的电 压压额定功率：额定功率：用电器在额定电压下用电器在额定电压下的功率的功率灯灯 泡泡 铭铭 牌牌1.有甲、乙两盏电灯，甲灯上标有有甲、乙两盏电灯，甲灯上标有“36V 60W”，乙灯上标有，乙灯上标有“220V 60W”，当，当它们接在它们接在110V电压下工作发光时，其亮电
2、压下工作发光时，其亮度是度是（）A乙灯比甲灯更亮乙灯比甲灯更亮 B甲灯比乙灯更亮甲灯比乙灯更亮 C两盏灯一样亮两盏灯一样亮 D无法判定无法判定提示：灯泡的亮度由实际功率决定提示：灯泡的亮度由实际功率决定额额实实PUUP22B电学关系式电学关系式RURIUItWP22电功率公式电功率公式电学物理量在串并联电路中的关系电学物理量在串并联电路中的关系串联：串联：1121II21212121RRWWPPUU总UUU21比例关系比例关系总III21并联：并联：1121UU12212121RRWWPPII总III211R2R1I2I总I总U1U2U122211221121RRURRURURUII总UUU2
3、1同理可以推出同理可以推出2.甲、乙两个灯泡分别标有甲、乙两个灯泡分别标有“220V，40W”、“220V，60W”字样，并联在字样，并联在220V电源上，通过灯丝电流强度大的是电源上，通过灯丝电流强度大的是_灯泡，灯丝电阻较大的是灯泡，灯丝电阻较大的是_灯泡如果两灯泡钨丝长短一样，灯泡如果两灯泡钨丝长短一样，则钨丝较粗的是则钨丝较粗的是_，使用相，使用相同时间，甲、乙两灯消耗的电能之比同时间，甲、乙两灯消耗的电能之比_PURRUP22提示：先根据提示：先根据乙乙甲甲乙灯泡乙灯泡2 ：32.如图所示的电路图中，如图所示的电路图中，R1=30，R2=20，电源电压不变。电源电压不变。(1)当当S
4、1、S2都闭合时，电流表都闭合时，电流表A1的示数为的示数为0.5 A，小灯泡恰好正常发光，求电源电压。，小灯泡恰好正常发光，求电源电压。1R2R1S2S12L解：当闭合解：当闭合S1，S2时，时，R1被短路，灯被短路，灯L与与电阻电阻R2并联，其等效电路图为并联，其等效电路图为则此时根据并联电路有则此时根据并联电路有电源10205.0212RIUUURL为避免分析错误，为避免分析错误，把每一种状态把每一种状态的电路图画出来的电路图画出来(2)当当S1、S2都断开时，电流表都断开时，电流表A2的示数为的示数为0.2A，求小灯泡的电阻和实际功率。，求小灯泡的电阻和实际功率。解：当解：当S1,S2
5、都断开时，都断开时，R2被断路，灯泡被断路，灯泡L与电阻与电阻R1串联，此时的电路等效为串联，此时的电路等效为202.0302.0102122电源IRIUIURLL根据串联电路可知根据串联电路可知WRIPLL8.0202.0222）（(3)小灯泡的额定功率是多少小灯泡的额定功率是多少?解：有（解：有（1）小题知灯泡正常发光，则此）小题知灯泡正常发光，则此时有时有U额额=UL=10，由（，由（2）小题可知灯）小题可知灯泡的电阻泡的电阻RL=20,因此有因此有WRUPL520)10(22额额 这一类习题的特点是在电源电压和定这一类习题的特点是在电源电压和定值电阻不变的情况下，开关的断开闭合，值电阻
6、不变的情况下，开关的断开闭合，移动滑动变阻器滑片，改变电路的结构，移动滑动变阻器滑片，改变电路的结构，从而得电路中电流，分电压，分电流，分从而得电路中电流，分电压，分电流，分功率等各物理量发生变化。让学生通过不功率等各物理量发生变化。让学生通过不同的状态，对电路的各个物理量进行计算。同的状态，对电路的各个物理量进行计算。开关的断开和闭合，常常是使某个电阻开关的断开和闭合，常常是使某个电阻或某段电路接入电路中，或者使某个电阻或或某段电路接入电路中，或者使某个电阻或某段电路被短路，从而改变电路结构，使电某段电路被短路，从而改变电路结构，使电阻发生变化。阻发生变化。开关的每一次断开或者闭合，就是开关
7、的每一次断开或者闭合，就是一种状态，为了避免思维出现错乱，针一种状态，为了避免思维出现错乱，针对每一种状态，对每一种状态，我们画出其此种状态的我们画出其此种状态的等效电路图，再在等效电路图上进行电等效电路图，再在等效电路图上进行电路分析。路分析。思路对策思路对策解题的要求和要领是：解题的要求和要领是：针对每一种电路状态分别画出电路图，针对每一种电路状态分别画出电路图，建立物理图景，以便将不同的两状态区分建立物理图景，以便将不同的两状态区分开来。开来。对于不同的两种电路状态来说，只有电对于不同的两种电路状态来说，只有电源电压，定值电阻被认为是不变的。其它源电压，定值电阻被认为是不变的。其它的物理
8、量一般是不同的。的物理量一般是不同的。运用公式要严格地做到运用公式要严格地做到“对应对应”。除电。除电源电压、定值电阻外，切忌将前后两种状源电压、定值电阻外，切忌将前后两种状态中的物理量相互混淆代入到公式中进行态中的物理量相互混淆代入到公式中进行计算。计算。3如图所示，电源电压为如图所示，电源电压为12V，并且保持不变，并且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为滑动变阻器的最大阻值为18，小灯泡上标，小灯泡上标有有“6V 3W”字样。求：字样。求：(1)灯泡的电阻和正常工作时的电流是多少？灯泡的电阻和正常工作时的电流是多少？解：由灯泡铭牌可知解：由灯泡铭牌可知123)6(222WVPURRUPLL额
9、额额额AVWUPIIUPLL5.063额额额额(2)当当S闭合，闭合，S1、S2都断开时，要使灯泡都断开时，要使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路中的阻值正常工作，滑动变阻器接入电路中的阻值为多大？为多大？解：当解：当S闭合，闭合，S1、S2都断开时，都断开时，R0被断被断路，灯路，灯L与滑动变阻器串联，其等效电路与滑动变阻器串联，其等效电路为为要使要使L正常供作正常供作，则其电压达，则其电压达到额定电压即到额定电压即UL=6V，由（，由（1）知此时电路中电流知此时电路中电流I=IL=0.5A根据串联分压可知，根据串联分压可知，UR=U电源电源-UL=12V-6V=6V125.06AVIURR此
10、时此时(3)保持滑动变阻器的位置不变，闭合保持滑动变阻器的位置不变，闭合S、S1、S2，此时电流表示数变化了，此时电流表示数变化了1A，求，求R0的阻值是多少？的阻值是多少？解：闭合解：闭合S、S1、S2时，时，灯泡灯泡L被短路，滑动变阻被短路，滑动变阻器器R与与R0并联，等效电路并联，等效电路图为图为分析可知电流表的示数是增大分析可知电流表的示数是增大1A，因此，因此85.112AVIUR总电源总AAAI5.15.01总24812128000总总总RRRRRRRRRR第四课时第四课时 有关欧姆定律、有关欧姆定律、电功率计算电功率计算 要点考点聚焦要点考点聚焦 课前热身课前热身 典型例题解析典
11、型例题解析 方法小结方法小结 课时训练课时训练计算题专题计算题专题 要点考点聚焦要点考点聚焦 对欧姆定律的考查，电功率的考查是电学计算题对欧姆定律的考查，电功率的考查是电学计算题中的必考内容，复习时要加强这方面的训练中的必考内容，复习时要加强这方面的训练.1.1.饮水机是一种常见的家用电器，其工作电路可简化为如饮水机是一种常见的家用电器，其工作电路可简化为如图图4-4-14-4-1所示的电路，其中所示的电路，其中S S是一是一 个温控开关，当开关个温控开关，当开关S S接接a a时，饮水机正常工作，将水迅速加热；当水达到一定温度时，饮水机正常工作，将水迅速加热；当水达到一定温度时，时，开关开关
12、S S自动换到自动换到b b，饮水机处于保温状态，若饮水机正，饮水机处于保温状态，若饮水机正常工作时发热板的电功率为常工作时发热板的电功率为550 W 550 W，而保温时的发热板的，而保温时的发热板的功率是正常工作时电热板功率的功率是正常工作时电热板功率的0.10.1倍，求电阻倍，求电阻R R1 1的阻值的阻值.图图4-4-14-4-1【答案】【答案】190190课前热身课前热身课前热身课前热身2.在如图在如图4-4-2的电路中，已知滑动变阻器的最大阻值为的电路中，已知滑动变阻器的最大阻值为18，电流电压恒为，电流电压恒为6 V，灯泡上，灯泡上 有有“6 V3 W”的字样的字样.图图4-4-
13、2(1)闭合闭合S1、S2滑片滑片P滑到滑到b端时，电流表示数为端时，电流表示数为1 A，求，求电阻电阻R1的值的值.(2)闭合闭合S1断开断开S2，滑片，滑片P滑到滑到a端时，电压表的示数为多端时，电压表的示数为多少少?电阻电阻R上上 消耗的电功率是多大消耗的电功率是多大?【答案】【答案】(1)12 (2)2.4 V，0.48 W典型例题解析典型例题解析 【例【例1 1】如图】如图4-4-34-4-3所示的电路中，滑动变阻器所示的电路中，滑动变阻器R3R3的最的最大阻值是大阻值是20 20 ，电源电压为，电源电压为8 V8 V且保持不变，当滑动且保持不变，当滑动变阻器的滑片变阻器的滑片P P
14、移至移至a a端时，将端时，将S S1 1闭合，闭合，S S2 2断开，电流表断开，电流表的示数为的示数为0.8 A0.8 A，当滑动变阻器滑片，当滑动变阻器滑片P P移至移至b b端时，将端时，将S S1 1、S S2 2都都 闭合，电流表的示数为闭合，电流表的示数为2A2A，求：，求：R R1 1、R R2 2的阻值的阻值.图图4-4-3解析解析解：解：(1)当滑片当滑片P移至移至a端，闭合端，闭合S1，断开断开S2时，时，R3连入电路的阻值连入电路的阻值 为为0，R1短路，只有短路，只有R2连入电路，连入电路，其等效电路为其等效电路为3-4-3(a)所示所示(2)当滑片当滑片P移至移至b
15、端，闭合端，闭合S1、S2时，时，R2短路，短路，R1与与R3并并 联，且联，且R3=20，其等效电路如图其等效电路如图4-4-4(b)所示所示I3=8/20 A=0.4 AI2=2A-0.4 A=1.6 AR3=U/I3=8/1.6=5 典型例题解析典型例题解析图图4-4-4.IUR108082 则则典型例题解析典型例题解析【例【例2 2】如图】如图4-4-54-4-5所示电路，电源电压所示电路，电源电压U=4.5 VU=4.5 V且保持且保持不变，不变，R R 1 1=5=5，变阻器，变阻器R R2 2的最大阻值为的最大阻值为20 20，电流表，电流表量程为量程为0 00.6 A0.6 A
16、，电压表量程为，电压表量程为0 03 V3 V，通过分析计，通过分析计算：说明变阻器算：说明变阻器R R2 2允许的取值范围允许的取值范围图图4-4-5解析解析(1)(1)当滑片当滑片P P向左端移动时，向左端移动时，R R2 2减小，电路中电流增大，减小，电路中电流增大，R R2 2两端的电压减小两端的电压减小 ，电流表的量程为，电流表的量程为0 00.6 A0.6 A，即电路中，即电路中的电流最大值为的电流最大值为0.6 A0.6 A，那么此时，那么此时R R2 2接入电接入电 路中的值为最路中的值为最小值、小值、R R2 2minminU U1 1=I I1 1R R1 1=0.6=0.
17、65 V=3 V5 V=3 VU U2 2=4.5 V-3V=1.5 V=4.5 V-3V=1.5 VR R2 2minmin=U U2 2/I I2 2=1.5/0.6 =1.5/0.6 =2.5=2.5(2)(2)当滑片当滑片P P向右端移动时，向右端移动时，R R2 2增大，增大，R R2 2两端的电压增大，两端的电压增大，电压表的量程为电压表的量程为 0 03 V3 V，即，即R R2 2两端的电压最大值为两端的电压最大值为3 V3 V，此时此时R R2 2接入电路中的阻值为最大值接入电路中的阻值为最大值 R R2 2maxmaxUU1 1=4.5 V-3 V=1.5 V=4.5 V-
18、3 V=1.5 VII1 1=1.5/5 A=0.3 A=1.5/5 A=0.3 AR R2 2maxmax=UU/I I2=3/0.3 2=3/0.3=10=10 综上所述综上所述R R2 2的取值范围为的取值范围为2.5 2.5 RR2 210 10.典型例题解析典型例题解析典型例题解析典型例题解析【例【例3】如图】如图4-4-6所示电路，电源电压所示电路，电源电压U恒定且小于恒定且小于10 V，R1=1 5，滑动变阻器的最大阻值为，滑动变阻器的最大阻值为20，小灯泡，小灯泡L的的电阻小于电阻小于15，当开关，当开关S断开，滑动变阻断开，滑动变阻 器的滑片位于器的滑片位于b端时，表示数为端
19、时，表示数为0.2 A，当开关，当开关S闭合，滑动变阻器的滑闭合，滑动变阻器的滑 片位于片位于a端时，表示数为端时，表示数为1 A，且小灯泡正常发光，求小，且小灯泡正常发光，求小灯泡的额定灯泡的额定 功率功率(忽略温度对灯丝电阻的影响忽略温度对灯丝电阻的影响).图图4-4-6解析解析AA(1)当开关当开关S断开，滑动变阻器置于断开，滑动变阻器置于b端时，灯泡与端时，灯泡与RL串联串联(2)当开关当开关S闭合，滑动变阻器置于闭合，滑动变阻器置于a端时，灯泡与端时，灯泡与R1并联并联解解式方程组得式方程组得此时灯泡正常发光则此时灯泡正常发光则U额额=6 V典型例题解析典型例题解析2020.RUL
20、115 URUL 1063010LLRVURVU（舍去）或（舍去）或W.WRUPPL6310622 额额额额实实典型例题解析典型例题解析【例【例4】如图】如图4-4-7所示是一个电热毯示意图，所示是一个电热毯示意图，R0是电热毯是电热毯中的电阻中的电阻 丝，丝，R是与电阻丝串联的电阻，电热毯上标有是与电阻丝串联的电阻，电热毯上标有“220V100W”字样，字样，S是控制电热毯处于是控制电热毯处于 加热状态或保加热状态或保温状态的开关温状态的开关.(1)用学过的公式推理说明开关用学过的公式推理说明开关S断开时，电热毯是处于加断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态热状态还是保温状态?(2)若要求
21、在保温时电流通过电阻丝若要求在保温时电流通过电阻丝R0每每1分钟有分钟有60 J的电的电能转化为内能，电阻能转化为内能，电阻R 的阻值为多大的阻值为多大?图图4-4-7解析解析【解析】【解析】(1)当当S闭合时，闭合时，R0的功率，的功率，P0=U2/R0当当S断开时，断开时，R0的功率，的功率，P0=U20 /R0U0UP0P0即即S断开时，电热毯处于保温状态断开时，电热毯处于保温状态.(2)电阻丝的电阻电阻丝的电阻R0=U2额额/P额额=2202/100=484 保温状态时，电阻丝两端的电压为保温状态时，电阻丝两端的电压为U0R两端电压两端电压UR=220 V-22 V=198 V典型例题
22、解析典型例题解析tRUR0020 VVtQRU22604846000 43562219848400 UURRR典型例题解析典型例题解析【例【例5】如图】如图4-4-8所示的电路中，电源电压保持不变，闭所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关合开关S，已知，已知 当滑片当滑片P分别滑至分别滑至a端和端和b端时，电阻端时，电阻R1消耗消耗的电功率之比为的电功率之比为P1 P2=9 4，当滑片在，当滑片在a端时，电流表示端时，电流表示数为数为3 A，滑片，滑片P在在b端时电压表示端时电压表示 数为数为6 V，求：，求：(1)R1的阻的阻值和滑动变阻器的最大阻值值和滑动变阻器的最大阻值R2；(2)电源
23、电压是多少电源电压是多少 伏伏?图图4-4-8解解 析析【解析】【解析】(1)当滑片当滑片P在在a端时端时P1=I21R1 当滑片当滑片P在在b端时端时I2=U2/R2滑片在滑片在a端时端时U=I1R1滑片在滑片在b端时端时U=I2(R1+R2)I1R1=I2(R1+R2)(2)由由I=U/R得得U=I1R1=36 V=18 V典型例题解析典型例题解析492112221222 PPRRURIP222122221129449 RUIRURI 332632332122221 IURRUI即即AARUI236222 6233221221 IIRIR方法小结方法小结 理解欧姆定律、电功率和串并联电路中
24、电流、电压理解欧姆定律、电功率和串并联电路中电流、电压、电阻三者间规律是计算这类问题的基础、电阻三者间规律是计算这类问题的基础 和关键和关键.1.1.如图如图4-4-94-4-9所示的电路中，电源电压为所示的电路中，电源电压为12 V12 V且保持不变且保持不变，滑动变阻器最大值为，滑动变阻器最大值为R R2 2，闭合开关闭合开关S S后，当滑动变阻后，当滑动变阻器的滑片器的滑片P P由由a a端向端向b b端滑动时，端滑动时，表示数由表示数由1.5A1.5A变为变为0.5 0.5 A A，求：，求：图图4-4-94-4-9(1)(1)滑动变阻器的最大阻值滑动变阻器的最大阻值.(2)(2)电压
25、表的示数的变化范围电压表的示数的变化范围.(3)(3)滑动变阻器的滑片滑动变阻器的滑片P P滑到滑到b b端时，端时，通电通电2 2minRminR1 1产生的热量产生的热量.【答案】【答案】(1)16(1)16 (2)0(2)08 V (3)240 J8 V (3)240 J课时训练课时训练A2.如图如图4-4-10所示，灯所示，灯L1标有标有“6V3W”灯灯L2标有标有“12V4W”，将开关闭合后，将开关闭合后L1恰恰 好正常发光，求：好正常发光，求：图图4-4-10(1)电压表示数电压表示数.(2)电流表电流表A2的示数的示数.(3)灯灯L2的实际功率和的实际功率和L2通电通电1min产
26、生的热量产生的热量.【答案】【答案】(1)6 V (2)0.17 A (3)60 J课时训练课时训练3.如图如图4-4-11所示，电源电压为所示，电源电压为6 V且保持不变；灯且保持不变；灯L1上上标有标有“8V8W”字样，滑动变阻字样，滑动变阻 器的最大阻值为器的最大阻值为20.图图4-4-11(1)当滑片当滑片P移到移到b端，开关端，开关S1闭合，闭合，S2断开时，断开时，示数为示数为0.2 A，求，求 电压表的示数和电压表的示数和L2的电阻的电阻.(2)当滑片当滑片P移到移到a端，开关端，开关S1、S2均闭合时，求灯均闭合时，求灯L1消耗消耗的实际功率和电流表的的实际功率和电流表的 示数
27、示数.【答案】【答案】(1)4 V，10 (2)4.5 W，0.6 A课时训练课时训练A3.如图如图4-4-11所示，电源电压为所示，电源电压为6 V且保持不变；灯且保持不变；灯L1上上标有标有“8V8W”字样，滑动变阻字样，滑动变阻 器的最大阻值为器的最大阻值为20.图图4-4-11(1)当滑片当滑片P移到移到b端，开关端，开关S1闭合，闭合，S2断开时，断开时，示数为示数为0.2 A，求，求 电压表的示数和电压表的示数和L2的电阻的电阻.(2)当滑片当滑片P移到移到a端，开关端，开关S1、S2均闭合时，求灯均闭合时，求灯L1消耗消耗的实际功率和电流表的的实际功率和电流表的 示数示数.【答案】【答案】(1)4 V，10 (2)4.5 W，0.6 A课时训练课时训练A
