初三物理电功电功率典型例题解析(免费).doc

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电功电功率典例精析

电功和电功率基础知识

1.电功（W）：

电流对用电器做的功（电能转化成其他形式能的多少）叫电功。

①电功的国际单位：

焦耳（J）。

常用：

度（千瓦时）KW.h，1度=1千瓦时=3.6×106焦耳。

②测量电功的工具：

电能表（电度表）

③电功公式：

W=Pt=UIt（式中单位W→焦（J）；U→伏（V）；I→安（A）；t→秒）。

④利用W=UIt计算时注意：

①式中的W、U、I、t必须对于同一导体（同一段电路）的同一过程，才能代入公式计算，即要满足“同一性”；②计算时单位要统一;③已知任意的三个量都可以求出第四个量；

⑤其他计算公式：

W=I2Rt（多用于串联电路），W=U2t/R（多用于并联电路）

2.电功率（P）：

表示电流做功的快慢。

国际单位：

瓦特（W）。

常用单位：

千瓦（KW）

①计算公式：

P=W/t=UI（式中单位P→瓦（w）；W→焦（J）；t→秒（s）；U→伏（V）；I→安（A））

②利用公式计算时单位要统一：

a.如果W用焦（J），t用秒（s），则P的单位是瓦（w）；

b.如果W用千瓦时（KW.h），t用小时（h），则P的单位是千瓦（KW）。

c.公式中各物理量必须满足“同一性”才能代入公式计算。

③其他计算公式：

P=I2R（多用于串联电路），P=U2/R（多用于并联电路）

④额定电压（U额）：

用电器正常工作的电压。

另有：

额定电流

⑤额定功率（P额）：

用电器在额定电压下的功率。

⑥实际电压（U实）：

实际加在用电器两端的电压。

另有：

实际电流

⑦实际功率（P实）：

用电器在实际电压下的功率。

⑧用电器消耗的实际功率随加在它两端的实际电压而改变。

实际电压升高，实际功率增大；反之则减小。

a.当U实>U额时，则P实>P额；（灯很亮,将缩短灯泡寿命，且易烧坏）。

b.当U实

c.当U实=U额时，则P实=P额；（正常发光）。

⑨同一个电阻,接在不同的电压下使用，则有，如：

当实际电压是额定电压的一半时，则实际功率就是额定功率的1/4。

（即同一用电器消耗的实际功率跟它两端的实际电压的平方成正比，P1/P2=U12/U22）

例如：

一只标有"220V100W"字样的灯泡，如果接在110伏的电路中,则它消耗的实际功率是25瓦）

3.焦耳定律：

电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

①计算公式：

Q=I2Rt，（式中单位Q→焦（J）；I→安（A）；R→欧（Ω）；t→秒。

）

②当电流通过导体做的功（电功）全部用来产生热量（电热）,则有：

Q=W，可用电功计算公式来计算电热.（如热水器，电炉，电烙铁，电饭锅，电热毯，电热灭蚊器，电烤箱，电熨斗等纯电阻用电器），即有：

Q=W=Pt=UIt=U2t/R（只适用于纯电阻电路）

4.补充结论：

①在串联电路中,电流对各部分电路（用电器）所做的功、产生的热量、做功的功率与其电阻成正比,即W1/W2=Q1/Q2=P1/P2=R1/R2U1/U2=R1/R2

反比,即W1/W2=Q1/Q2=P1/P2=R2/R1I1/I2=R2/R1

③额定电压相等的用电器：

a.额定电压相等的用电器（灯泡），额定功率越大的其电阻越小；额定功率越小的其电阻越大。

b.当用电器串联在电路中时，额定功率越大，它消耗的实际功率越小（灯泡较暗）；额定功率越小，它消耗的实际功率越大（灯泡较亮）。

可简单地记成“额大实小，额小实大”。

c.当用电器并联在电路中时，额定功率越大，它消耗的实际功率越大（灯泡较亮）；额定功率越小，它消耗的实际功率越小（灯泡较暗）。

可简单地记成“额大实大，额小实小”。

④同一用电器接在不同电压的电路中时，它消耗的实际功率大小跟它两端的实际电压的平方成正比，即：

P1/P2=（U1/U2）2

⑤两个不同规格的电灯（其它用电器）串联时，应让额定电流小的电灯（用电器）正常工作；当它们并联时，应让额定电压小的电灯（用电器）正常工作。

⑥两个电阻（假设R1>R2）：

当它们串联接入电路中时，R1消耗的实际功率大于R2消耗的实际功率，即P1>P2；

当它们并联接入电路中时，R1消耗的实际功率小于R2消耗的实际功率，即P1

⑦解决串联电路的相关问题时，应抓住“电流相等”这一特征；

解决并联电路的相关问题时，应抓住“电压相等”这一特征。

例题解析

例1　一盏灯标有“36V　40W”字样，将这盏灯接到某电路中，通过它的电流是1A，此时，这盏灯的电功率是________W．

　　精析　考查额定电压，额定功率的概念．

　　已知：

灯的额定电压UE＝36，额定功率PE＝40W，实际电流IL＝1A．

　　求：

PL（实际电功率）

　　解　先判定灯是否正常发光

　　灯正常发光时：

IE＝＝≈1.1A

　　因为灯的实际电流IL＜IE，所以灯不能正常发光，且PL应＜PE．

　　先求出灯的电阻R＝＝＝32.4Ω

　　R不变

　　灯的实际功率：

PL＝IL2R＝（1A）2×32.4Ω＝32.4W

　　答案　灯的功率为32.4W

　　思考　有的同学求实际功率，采用下面做法：

　　PL＝UIL＝36V×1V＝36W

　　你能看出其中的问题吗？

　　例2　某导体接到6V电压下，它消耗的功率是6W；将改接到3V的电压下，这个导体的功率是________W．

　　已知　UE＝6V　 PE＝6W 实际UL＝3V

　　求：

实际PL

　　分析　一个导体，在额定电压下，电阻为R，同样一个导体，电压改变，电阻仍为R．

　　同样一个导体，电压改变，电阻仍为R．

　　∴　电功率的习题，往往从求解电阻入手．

　　解法1　导体电阻

　　R＝＝＝6Ω．

　　电压变了，导体消耗的功率改变

　　RL＝＝＝1.5W

　　解法2　导体电阻不变

　　根据：

R＝

　　＝＝

　　PL＝·PE＝（）2×6W＝1.5W

　　小结　从解法2看出，电阻一定时，电压是原来的“n”倍，功率是原来的“n2”倍．因为P＝UI，U是原来的“n”倍，I也是原来的“n”倍，所以P是原来的“n2”倍．　

　　答案　功率是1.5W

　　例3　电能表是测量________的仪表．1kWh的电能可供标有“220V　40W”的灯泡正常工作________h．

　　精析　电能表是日常生活中常用的仪表．考查能否灵活利用W＝Pt进行计算．

　　正确选择合适的单位，可以简化计算．

　　解　电能表是测量电功的仪表．题目给出：

W＝1kWh　P＝40W＝0.04kW

　　时间：

t＝＝＝25h

　　如果选用国际单位，则计算要麻烦得多．

　　答案　电功，25

　　例4　一个“12V　6W”的小灯泡，如果接在36V电源上，为使其正常发光，需串联一个________Ω的电阻，该电阻消耗的功率是________W．

　　精析　在串联电路中，利用电流、电压等特点，计算电阻和电功率．

　　已知：

额定PE＝6W，UE＝12V，总电压U＝36V

　　求：

R，PR

　　解　灯的额定电压是12V，直接将其接在36V的电源上，灯将烧毁：

这时应将一个电阻和灯串联；—使灯正常发光．

　　画出灯与R串联的电路草图2—3—1．并标出已知量和未知量．

图2—3—1

　　只要求出通过R的电流和R两端的电压．就可以求出未知量．

　　流过灯的电流和流过R的电流相等：

　　答案　48Ω，12W

　　例5　电阻R和灯泡L串联接到电压为10V的电路中，R＝10Ω，电路接通后，100s内电阻R上电流做的功为10J，已知灯L的额定功率为10W，灯的电阻不变．求：

灯的额定电压．

　　解　画出灯L和电阻只串联的电路草图2—3—2，并标明已知量和未知量．

　　串联电路，通过L和R电流相等，设为I．

　　则WR＝I2Rt

图2—3—2

　　I＝＝＝A＝0.1A

　　R两端电压：

UR＝IR＝0.1A×10Ω＝1V

　　灯L′两端电压：

UL＝U－UR＝10V－1V＝9V

　　灯电阻：

R＝＝＝0.9Ω

　　灯额定电压：

UE＝＝＝30V

　　误解　有的同学在算完电流后，直接用：

UE＝＝＝100V，是错误的．因为此时灯并不是正常发光，电路中的电流不是IE．

　　当然，有的同学把UL＝9V算为灯的额定电压，也是错误的．

　　答案　灯额定电压为30V

　　例6　有两个灯泡，L1标有“6V3W”字样，L2没有标记，测得L2的电阻为6Ω，把它们串联起来接入某一电路，两个灯泡均能正常发光，那么该电路两端的电压和L2的电功率分别是　（　　）

　　A．12V　3W B．12V　1.5W

　　C．9V　3W D．9V　　1.5W

　　解　画出L1和L2串联的电路草图2—3—3，标明已知量和未知量．

　　L1正常发光时，U1＝6V，P1＝3W电路中电流：

　　I＝＝＝0.5A

图2—3—3

　　此时L2也正常发光，L2两端电压：

U2＝IR2＝0.5A×6Ω＝3V

　　P2＝IU2＝0.5A×3V＝1.5W

　　U＝U1＋U2＝6V＋3V＝9V

　　答案　D

　　例7　有一盏小灯泡，当它与5Ω电阻串联后接15V电源上，灯恰好正常发光，这时灯的功率是10W．

　　求：

小灯泡正常发光时的电阻和小灯泡的额定电压的可能值．

　　已知：

R＝5Ω PE＝10W U＝15V

　　求：

RL，UE（额定）

　　分析　画出分析电路图2—3—4．

图2—3—4

　　从图中看，所给物理量无对应关系，可以采用方程求解．

　　解法1

　　RE和R串联，设灯两端电压为UE

　　∵　IE＝IR

　　∴　＝

　　＝

　　整理得UE2－15UE＋50＝0

　　（UE－10）（UE－5）＝0

　　UE＝10V或UE＝5V

　　灯电阻RL＝＝＝10Ω

　　或RL＝＝＝2.5Ω

　　解法2　RL和R串联：

U＝UE＋UR

　　U＝＋IR

　　15V＝＋I×5Ω

　　5I2－15I＋10＝0

　　I2－3I＋2＝0

　　（I－2）（I－1）＝0

　　解得：

I＝2A或I＝1A

　　RL＝＝＝2.5Ω

　　或RL＝＝＝10Ω

　　答案　灯正常发光，当UE＝10V时，灯电阻为10Ω；当UE＝5V时，灯电阻为2.5Ω

　　例8　将分别标有“6V　9W”和“6V　3W”的两个灯泡L1、L2串联接在12V电源上，则　（　　）

　　A．两灯都能正常发光　　 B．灯L2可能被烧毁

　　C．两灯都比正常发光时暗　　 D．灯L1比灯L2亮

　　精析　考查学生能否根据实际电压和额定电压的关系，判断灯的发光情况．

　　解　先求出两盏灯的电阻

　　灯L1的电阻：

R1＝＝＝4Ω

　　灯L2的电阻：

R2＝＝＝12Ω

　　求出灯两端的实际电压U1′

　　∵R1、R2串联

　　＝＝＝

　　U1′＝U＝×12V＝3V

　　L2两端电压U2′＝U－U1′＝12V－3V＝9V

　　比较实际电压和额定电压

　　U1′＜U1，U2′＜U2

　　两灯都不能正常发光；灯L2可能会被烧毁

　　答案　B

　　例9　家庭电路中正在使用的两白炽灯，若甲灯比乙灯亮，则　（　　）

　　A．甲灯灯丝电阻一定比乙灯的大

　　B．甲灯两端的电压一定比乙灯的大

　　C．通过甲灯的电量一定比乙灯的多

　　D．甲灯的实际功率一定比乙灯的大

　　精析　考查家庭电路中灯的连接方式，并由灯的亮度判断电阻的大小．

　　分析　家庭电路，灯的连接方式是并联．甲、乙两灯两端电压相同．甲灯比乙灯亮，说明甲灯实际功率比乙灯大