(完整版)初三物理电功电功率典型例题解析(免费)

1、第1页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 杓 6 焦耳。2测量电功的工具：电能表（电度表）3电功公式： W=Pt=Ult（式中单位 皿焦（J）; X 伏（V）; I 安 （A） ; tT秒）。4利用 W=UIt 计算时注意：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”；计算时单位要统一；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），

2、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PT瓦（w） ; WT焦（J）; tT秒（s）;UT伏（V） ; IT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）,贝 U 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

3、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 U 额时，则 P 实 P 额；（灯很暗）。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,则实第2页际功率就是额定功率的

4、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 220V 100W 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=l2Rt ,（式中单位QT焦（J）;IT安（A）;R2欧（Q）tT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

5、=W= Pt=UIt =U2t/R （只适用于纯电阻电路）4.补充结论：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/R13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

6、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）25两个不同规格的电灯（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 R1R2）：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

7、小于 R2 消耗的实际功率，即 P1 P2。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。第3页例题解析例 1 一盏灯标有“ 36V40W”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=PE=40WI.IAUE36V因为灯的实际电流ILv IE,所以灯不能正常发光，且PL应VPE.R不变2 2灯的实际功率：PL=|LR=( 1A)X

8、32.4Q=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=36VX1V=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=6VPE=6V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=空=型匸=6Q.PE6W电压变了，导体消耗的功率改变先求出灯的电阻R=UE22(36V)=32.4QPE40W第4页解法 2 导体电阻不

9、变PEPL3V2PE=()x6W=1.5W6V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“ 220V40W”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 丄W1kWh,时间：t=:=25hP0.04kW如果选用国际单位，则计算要麻烦得多.答案电功

10、，25例 4 一个“ 12V6W”的小灯泡，如果接在 36V电源上，为使其正常发光，需串联一个_Q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；一使灯正常发光.RL=UL(3V)2=1.5W根据:R=UL电=UL2PL=UL第5页画出灯与R串联的电路草图 23 1 并标出已知量和未知量.第6页7=12 J丹仝W- -p 二36 -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

11、未知量.流过灯的电流和流过R的电流相等：答案 48Q,12W例 5 电阻R和灯泡L串联接到电压为 10V的电路中，R= 10Q，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 32，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=|2Rtr=tOV- 图 2 32I10J=丄A= 0.1A Rt V10Q100s10R两端电压：UR=IR= 0.1Ax10Q=1V灯L两端电压：UL=U-UR= 10V- 1V= 9V灯电阻：R=-9乞=0.9QI0.1A灯额定电压：U

12、E=PER=10W 90= 30V误解 有的同学在算完电流后，直接用：UE=PE= 100V，是错误的.因为I0.1A此时灯并不是正常发光，电路中的电流不是IE.L-=iow島i帕ZbZOO*第7页当然，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解法 1第8页例 6 有两个灯泡，Li标有“ 6V3W”字样，L2没有标记，测得L2的电阻为 6Q,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. 12V3WB. 12V1.5WC. 9V3WD. 9V1.5W解 画出L1和L2串联的电路草图 2 3 3，标明

13、已知量和未知量.L1正常发光时，U1= 6V,P1= 3W电路中电流：,P 3W I= = 0.5AU16VLi-Hg)-n6V3W*此时L2也正常发光，L2两端电压：U2=IR2= 0.5Ax6Q= 3VP2=IU2=0.5Ax3V=1.5WU=U1+U2= 6V+ 3V= 9V答案D例 7 有一盏小灯泡，当它与 5Q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= 5QPE=10WU= 15V求：RL,UE（额定）分析画出分析电路图 234.C1J-Pt-JOW* 七一U-Ut 一对】5V-*图 2 34从

14、图中看，所给物理量无对应关系，可以采用方程求解.Lz4/?:=6Q居？图 2 33第9页RE和R串联，设灯两端电压为UEIE=IR.生=U UEUER+IR15V=10W.2 .51 151+ 10= 0答案 灯正常发光，当UE=10V时，灯电阻为 10Q;当UE= 5V时，灯电阻为 2.5Q例 8 将分别标有“ 6V9W”和“ 6V3W”的两个灯泡L1、L2串联接在 12V电源上，则 （）10W15V UE5UE整理得UE2 15UE+ 50= 0(UE10) (UE 5)= 0UE=10V或UE=5V2 2灯电阻RL=且=皿=10Q10WPE或RL=UE2PE2竺=2.5Q10W解法 2R

15、L和R串联：U=UE+URRL=I210W2(2A)=2.5Q或RL=PE=10WI2(1A)2=10Q第10页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 Ri、R2串联Ui，= 1U=- X12V=3V44L2两端电压U2=UUi= 12V 3V= 9V比较实际电压和额定电压UivUi,U2，vU2两灯都不能正常发光；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，贝U()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

16、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.D选项正确甲灯比乙灯亮，在并联电路中，R甲vR乙.U相同，I甲I乙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Li比灯L2亮灯Li的电阻：Ri=UdR2(6V)=4Q9W2灯L2的电阻：R2=U2P22型L=i2Q3W求出灯两端的实际电压UrUIURiR-!R244 i2 4第11页电量Q=It,若两灯同时使用，因为t相同，I甲I乙，则Q甲Q乙，C选项正确.答案C、D第12页例 10 如图 23 5，电源电压和电灯L的电阻均保持不变当开关S闭

17、合后，在变阻器的滑片P从中点向下滑动的过程中，下列说法正确的是（）精析 考查学生识别电路的能力.能否根据欧姆定律分析电路中电流变化，灯的亮度变化.分析电路是由灯和变阻器并联而成.测的是干路电流1测的是流过变阻器的电流测的是电路两端电压当变阻器的滑片P由中点向b端移动时，变阻器的电阻增大，通过变阻器电流减小，- 示数变小，D选项正确.并联电路，U一定，灯电阻不变，则流过灯的电流不变，灯的亮度不变.示数变小.答案D例 11 如图 2 3 6,电源电压不变，开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比为 2 :7,则电阻Rl:R2=_，电功率Pi:P2,电功率Pi:Pi= _，电功率Pi:P1=_.精析

18、分析S闭合前后，电路中电阻的连接关系.写出P、I、U、R之间的关系，利用公式求解.解S断开，只有Ri,示数为Ii,Ri两端电压为U，流过Ri的电流为Ii.S闭合，Ri、R2并联，丨；示数为li+ 12,Ri两端电压不变为U，流过Ri的电流不变为A.电压表的示数变大C.电流表Ai的示数不变B.电灯L的亮度变暗D.电流表A2的示数变小第13页Ii,Ri功率为Pi第 iO 页图 2 36Ii_2Ii=2IiI27I25并联：土=R2=2Ri=5I2Ri5R22PiIiU_iRIiUiPiIiU=2P(IiQU7答案Ri:R2= 5 : 2,Pi:P2= 2 : 5,Pi例 i2如图 2 3 7 (a

19、),当变阻器滑片从:Pi= 1 :A点滑到1,Pi:P= 2 : 7B点时，Ri两端的电压比为 2 :3,变阻器两端电压比UA:UB= 4 : 3.(电源电压不变)求：IA:IB，RA:RB，Pi:Piz,PA:PB,Ri:RA(a)(b)图 2 37(c)精析 画出电路变化前后对应的两个电路：如图2 37 (b) (C)所示.已知:UiUi2 UA=43，UB3UiRiUiRiUi2匸=3第15页2 2PI_IARI_IA_/2、2_42=2=()=P lBR IB39IA1ARA4v2PBIB2RB91图(b)：U=IA(Ri+RA)图(c)：U=IB(Ri+RB)1I2U相等：RB= -

20、 RA,丄=-代入2IB31IA(Ri+RA)=IB(Ri+RA)212 (Ri+RA)=3 (Ri+RA)2Ri=1 2另解：图(b)U=Ui+UA图(c)U=Ui+UB33Ui= Ui,UB=UA,U不变24Ui+UA=Ui+UA2411-Ui=- UA24Ui=丄UA 2RiUi1-Ri、RA串=-RAUA2答案IA:IB=2 : 3,RA:RB=2 ： 1,Pi:Pi= 4 : 9,PA:PB=8 : 9,Ri:RA=1 :2RARBIAUB匕X上=彳X 3 =UBIA321第 i16页例 13 如 2 38(a)已知Ri:R2= 2 : 3，当S2闭合，S1、S3断开时，Ri的功率为

21、Pi,电路中电流为I；当S、S3闭合，S2断开时，Ri的功率为Pi,电路中电流为I:I(电第 i17页源电压不变）求：Ul:U2,Pl:Pl,1:1已知：R2=2Ri图（c）中Ri两端电压为U图(b)：U=I(Ri+R2)图(c)：U=I (RiR2)RiR2U不变I（Ri+R?）=I （RiR2）R-iR22 3I（2 + 3）=I（）2 3丄_6I25答案Ui:U2= 2 : 3,Pi:Pi= 4 : 25,I:I= 6 : 25例 i4 如果将两个定值电阻Ri和R2以某种形式连接起来，接入电路中，则电阻 耗的电精析画出变化前后电路图3和（c）(a)Fi黑ft Ri J _L - 14_

22、) 4 Ui 卜卜仍*4-U-(b)求:UlPl图（b）中Ri、R2串,UiU2RR2RiUi2(2)PiU2425Ri消第 i18页功率为 i2W如果将这两个电阻以另一种形式连接起来接入原电路中，测得该电路 的总电流为 9A，此时电阻Ri上消耗的电功率为 iO8W（电源电压不变）2R2= 2Ri= 6 Q第 i3 页求：(1)电阻Ri和R2的阻值；(2)电阻R2上两次电功率的比值.精析 先判断电阻Ri、R2的两次连接方式.因为总电压不变，由PivPi和Ri一定，判断出：UivUi所以第一次第二次并联.解 画出分析电路图 239 (a) (b)I2li+I2=I= 9Ali= 6A|2= 3A

23、Ri=Pi(li)2i08W(6A)Ri、R2串联，求：Ri、R2P2、P2电阻PiCD(a)Ri，根据P=Ui22(Ui)U2i2Wi08W如图(a)Ui+U2=UUiU2Ri、R2串& =丄R2U22如图(b)Ri、R2并联,Iii(Ui=U)9R2=2第 14 页求：P甲、U乙、R甲、R乙设第一次R甲、R乙并联，此时两灯均能正常发光，说明：U乙=U甲=9V2 2R乙=U =(9V)=27QP乙3W而R甲不变时,(2)求P2P2关键求出R2两端电压比从图（a）可知：U2U2U由图（a）和（b)同一电阻R2:P2P252(U1)22牛=(2)2=4U239答案Ri=3Q,R2=6Q,

24、P2：P2=4:9例 15甲灯标有 9V,乙灯标有 3W,已知电阻R甲R乙，若把两灯以某种方式连接到某电源上,两灯均正常发光，若把两灯以另一种方式连接到另一电源上，乙灯仍能正常发光,甲灯的实际功率与它的额定功率比P甲,:P甲=4 ： 9求：（1）甲灯的额定功率P甲;（2）乙灯的额定电压 U乙;（3）两灯电阻R甲和R乙.精析 注意两次电路总电压不同，所以不能像例4 那样判断电路连接方式已知：U甲=9V,P乙=3W,R甲R乙，P甲：P甲=4： 9第二次R甲、R乙串联,乙灯仍正常发光, 说明U乙=U乙=9VU，=2U3x9V=6V第 14 页R甲、R乙串联U甲6V9V第22页得R甲vR乙，与题意不符

25、.由上判定：电路第一次串联， 第二次并联，画出分析示意图REPE* - -图(b)Ri、R2串P2RL=2R21, 2如图(b)P2=|2R2=URiR22R2(1)2如图(C)Pa=|3Ra=R1UR22R3（2）第27页图 2 3 14(1) 按大小排列出Qi、Q2和Q3的顺序是：_ _ _ .(2)将上述热量由大到小的顺序排列，其比值是20 : 10： 3，求电源电压U和电热器 处于保温状态时，每分钟放出的热量.精析 对于联系实际的问题， 首先把它和所学的物理知识对应起来，本题用到的是焦耳定律的知识.(1)可以将AB段电阻分成三部分:Q1匚RCBQ2ItRDBQ1Q2Q3开关位于D，是加

26、热状态，断开S,电阻为RAB，是保温状态.(2)已知RAB=500 QUCD=33V,Q2:Q1:Q= 20 : 10 : 3t一定,U2从图中看出，不论使用哪一段电阻丝，电压均为U电热丝放热公式：Q t.R第一次,S闭合,S接C,使用的是电阻丝CB段，电阻为RCB，电阻丝 1min放热第一次,S闭合,S接D，使用的是电阻丝DB段，电阻为RDB，电阻丝 1min放热第三次,S断开, 电阻丝 1min放热Q3 tRDBVRCBv RABQ2RDB _2Q3UPABRDB203RAB第28页Q1RAB10Q3RCB3 RDB=20t一定，U一定,x RAB=X 500Q=75Q20第29页33RC

27、B=RAB=X500Q=150Q1010RCD=150Q75Q =75QI=虹=空=0.44A.FCD75U= IRAB=0.44X500Q=220V保温时，电阻为RAB,t= 1 min= 60s22Q3=Xt=竺 XLX60s=5808JRAB500答案(1)Q2QIQ3，电源电压 220V，保温：Q3= 5808J例 19 图 2 315 是一个电热毯示意电路图.R0是电热毯中的电阻丝，R是与电热毯与电阻丝串联的电阻.电热毯上标有“ 220V100W”字样，S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关.(1)用学过的公式推理说明开关 S 断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态?阻值是多大

28、?2解 (1)根据公式P=I R2U2S断开时，R0=I R0=()R0R R0比较两式得P0P0.S闭合，电热毯处于加热状态.(2)若要求在保温时电流通过电阻丝R0每分钟有60J 的电能转化为内能，电阻R的R0一定，t一定时，电热毯功率大时, 处于加热状态.2S闭合时，R发热功率：P0=I R0=()2R0R0第30页S断开，电热毯处于保温状态.第31页保温时：电阻Ro两端电压为Uo.电路中电流：1=虫=2 = A.R48422R=UR=I=UU0220V22V= 4356QI丄A22答案 (1)闭合S,电热毯处于加热状态(2)R= 4356Q例 20 图 2 316,是供电设备向居民楼用户

29、输电的示意图，为保证居民楼内的用户所有用电器都能正常工作，居民楼的输入导线间的电压必须保证为220V，当居民楼内消耗的功率为 44kW的时候V*i| :恨电：j用户；图 2 3 16(220V)1 2 3 4=484Q100W已知：Qo= 60Jt= 1 min= 60 s60J 48460s=22V.(2) Ro=第32页解(1)已知Uo= 220V4Po=44Kw=4.4X10WI=UP：=4 104W=220220V(2)U=U线+Uo=IR线+Uo=220AX0.1Q+220V=240V2 2P线=IR线=(400A) X0.1Q=16000W_22增容前：卩线=IR线=(200A)X

30、0.1Q=4000WP线=P线一P线=16000W 4000W= 12000W2(4)分析：在Uo,P。一定时，I不能减少，使卩线=I R线减小的方法，应减小R线.T导线电阻与材料、长度、横截面积有关长度一定，可换用电阻率小的导线或适当增加线的横截面积，这样可以减小电阻.答案 (1) 220A(2) 240V( 3) 12000W例 21 已知两个小灯泡L1、L2的额定电压均为U额，在额定电压下通过L1的电流I1是通过L2电流I2的 2 倍，若把灯L1、L2串联后接到电压为U的电源上，贝 U()图 2 3 17(3)I48.8 10 W=400U。220V蘇ZbUti 川户电?宀第33页图 2

31、 3 18第34页u额R1=I1=1R2u额I22串联1电路: ：U1=R1=1U2R22选项A:u=3u额U1=1u额，U2=u额，L2正常发光22选项B:u1工u额,u2工u额, 所以L1、L2都不能正常发光选项C：U1=u额,u2=u额，L2烧毁，导致L1不能正常发光选项D: 只要U1=u额，u2就要烧毁，所以L1总不能正常发光答案A、D例 22 将标有“ 6V3W”的灯泡Li和标“ 4V4W”的灯泡L2串联起来接入电路，欲 使其中一盏灯能够正常发光，电源电压应是（）A. 12VB. 8VC. 10VD. 16V精析 求出两盏灯的电阻，分析加在灯上的实际电压是“大于”“等于”还是“小于”UE、（U额为额定电压）画出电路示意图 2 319,并标出灯的电阻