初三物理每日一练—电功与电功率计算

初三物理每日一练 电功与电功率计算 知识点 1 比较电功与电功率 项目 电功 W 电功率 P 定义 电流所做的功 某段时间内电流所做的功跟这段时间的比 物理意义 描述电流做功多少的物理量 描述电流做功快慢的物理量 国际单位 J W 常用单位 kW h kW 单位换算 1 kW h 3 6 106 J 1 kW 1000 W 公式 W UIt P UI 测量工具或方法 电能表 伏安法 联系 2 额定功率与实际功率 物理量物理量 区别区别 联系联系 定义定义 说明说明 P P实 实 P P额 额 U U实 实 U U额 额 2 2 电阻不变时电阻不变时 额定功率额定功率P P额 额 用电器在额定电压下用电器在额定电压下 工作时的功率工作时的功率 只有一个数值只有一个数值 常标常标 在铭牌上在铭牌上 实际功率实际功率P P实 实 用电器在实际电压下用电器在实际电压下 工作时的功率工作时的功率 有多个数值有多个数值 随用电随用电 器两端电压的改变而器两端电压的改变而 改变改变 3 电功 电能 的计算 1 电流通过用电器做了多少功 就消耗多少电能 所以求解用电器消耗电能的多少就是 求解电功 W 2 计算电功 需明确对象 求哪个用电器的电功 则公式中代入的就是哪个用电器两 端的电压 通过它的电流和通电时间 3 整个电路消耗的电能 W 总的两种求解思路 消耗的电能 电功 W 2 U2I2t 求 R 2的电功 通电时间 R 2两端的电压 通过 R 2的电流 整体法 W 总 UIt 电 能 对整个电路使用电功的公式进行求 解 其中 U 为整个电路的总电压 I 为电路的总电流 t 为对应的时间 求和法 W 总 W1 W2 无论是串联电路还是并联电路 电 路消耗的总电能都等于电路中各元 件消耗的电能之和 4 电功率的计算 1 易错辨析 2 电功率的计算解题技巧 纯电阻电路中的四个电学量可两两互算 任一段导体均有对应的四个电学物理量 电压 电流 电阻 电功率 由 P UI 和 I U R 可知 在四个量中知道其中的任意两个 均能计算出另外两个 如下表所示 电功率 电功 表示电流做功的多少 表示电流做功的快慢 快慢 多少 电功率大小等于电功与时间的比值 不能仅凭电功率的大小推断电功多少或时间长短 也 不能仅凭电功多少或时间长短推断电功率大小 电功的多少与电功率 时间两个因素有关 电流做功所需时间长短与电功多少 电功率大小两个因素有关 已知物理已知物理 量量 待求物理量待求物理量 说明说明 U U I I R R U U I I P P UIUI 其中难度较大的是已知电功率和电阻其中难度较大的是已知电功率和电阻 利用利用两个两个基本基本公式公式 P P UIUI 和和 I I U U R R无法计 无法计 算算 此时需要将两公式联立方程求得电压此时需要将两公式联立方程求得电压 和电流和电流 或由两个公式或由两个公式推导得出推导得出 P P U U 2 2 R R 或或 P P I I 2 2R R 利用这两个推导公式求解电压和利用这两个推导公式求解电压和 电流电流 U U R R I I U U R R P P U U 2 2 R R I I R R U U IRIR P P I I 2 2R R P P U U I I P P U U R R U U 2 2 P P P P I I U U P P I I R R P P I I 2 2 P P R R U U PRPR I I P P R R 3 电路中总电功率的两种求解思路 电 功 率 整 体 法 求和法 P 总 P1 P2 对整个电路使用电功率的公式进行求解 其中 U 为整个电路的总电压 I 为电 路的总电流 无论是串联电路还是并联电路 电路总 电功率一定等于电路各元件的电功率之 和 典型例题 例 1 有两个电路元件 A 和 B 流过它们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 时 电流表的示数为 0 4 A 求 1 电源电压 2 10 s 内元件 A 消耗的电能为多少 整个电路消耗的电能为多少 解答 1 由图甲可知 当电流为 0 4 A时 元件 A 两端的电压为 2 0 V 元件 B 两端的 电压为 2 5 V 元件 A B 串联在电路中 所以电源电压 U UA UB 2 0 V 2 5 V 4 5 V 2 10 s内元件 A 消耗的电能 WA UAIAtA 2 0 V 0 4 A 10 s 8 J 10 s内整个电路 消耗的电能 W UIt 4 5 V 0 4 A 10 s 18 J 或 10 s内元件 B 消耗的电能 WB UBIBtB 2 5 V 0 4 A 10 s 10 J 10 s内整个电路消耗的电能 W WA WB 8 J 10 J 18 J 例 2 如图所示 R1 240 R2 360 电路中的电流为 0 2 A 问 1 R1的电功率为多大 2 整个电路的电功率为多大 3 工作 5 h 整个电路消耗多少焦耳的电能 合多少千瓦时 解答 1 R1两端的电压 U1 IR1 0 2 A 240 48 V R1的电功率 P1 U1I 48 V 0 2 A 9 6 W 2 R2两端的电压 U2 IR2 0 2 A 360 72 V 电源电压 U U1 U2 48 V 72 V 120 V 整个电路的电功率 P总 UI 120 V 0 2 A 24 W 或 P2 U2I 72 V 0 2 A 14 4 W P总 P1 P2 9 6 W 14 4 W 24 W 3 整个电路工作 5 h消耗的电能 W总 P总t 24 W 5 3600 s 4 32 105 J 4 32 105 J 0 12 kW h 巩固练习 如图所示电路中 电源电压恒定 小灯泡 L 标有 6 V 4 8 W 电阻 R1 的阻值为 10 滑动变阻器 R2标有 20 0 5 A 当 R2的滑片 P 置于最左端时 只闭合 S1 灯 泡正常发光 1 求小灯泡的额定电流 2 将滑片 P 置于最左端 闭合 S1 S2 求 10 s 内电路消耗的电能 3 将滑片 P 置于最右端 只闭合 S2 移动滑片 P 使 R2的电功率占电路总功率的比值最 小 则 R2的电功率多大 解答 1 根据 P UI 得小灯泡正常发光的电流 I额 P额 U额 4 8 W 6 V 0 8 A 2 当 R2的滑片 P 置于最左端时 只闭合S1 电路为灯泡L的简单电路 灯泡正常发光 说 明灯泡两端的电压为电源电压 故 U U额 6 V 滑片 P 置于最左端 闭合S1 S2 电路中灯泡L和电阻 R1并联 通过电阻 R1的电流为 I1 U R1 6 V 10 0 6 A 干路的电流为 I I 额 I1 0 8 A 0 6 A 1 4 A 10 s内电路消耗 的电能 W UIt 6 V 1 4 A 10 s 84 J 3 滑片 P 置于最右端 只闭合S2 电路中电阻 R1和 R2串联 滑动变阻器 R2消耗的电功率 为 P2 U2I 电路消耗的总功率为 P总 U总I R2的电功率与电路总功率的比值 P2 P总 U2I UI U2 U IR2 I R1 R2 R2 R1 R2 1 R1 R2 1 要想使这个比值最小 则 R1 R2 1 要最大 滑动变阻器 R2接入电路的