第24讲 电能 电功 电功率

1、第第2424讲讲20162016年河北中考考点年河北中考考点电能电能 电功电功 电功率电功率20162016年河北中考考向年河北中考考向考点考点2 2 考点考点1 电能与电功电能与电功电功率电功率20162016年河北中考考点年河北中考考点温馨提示：点击文字链接进入温馨提示：点击文字链接进入拔尖角度拔尖角度1 1灯泡的亮度灯泡的亮度问题问题20162016年河北中考考向年河北中考考向拔尖角度拔尖角度2 2电功率图像电功率图像问题问题温馨提示：点击文字链接进入温馨提示：点击文字链接进入考点考点1 1 电能与电功电能与电功1. 1. 电能单位：国际单位是电能单位：国际单位是_；常用单位是；常用单位

2、是_ _；1 1度度1 kWh1 kWh_J_J。2 2测量工具：电能表：测量工具：电能表：(1)(1)测量用电器某一段时间内测量用电器某一段时间内_多少多少 的仪器。的仪器。(2)(2)测量较小电能时利用转盘转数读数，测量较小电能时利用转盘转数读数，W W kWhkWh ( (n表示电能表在某段时间内的转盘转数，表示电能表在某段时间内的转盘转数，N表示电能表牌上标着表示电能表牌上标着 的转盘转数的转盘转数) )。3 3电能表的参数：电能表的参数： (1)220 V (1)220 V表示这个电能表应该在表示这个电能表应该在_的路中使用；的路中使用； (2)10(20) A (2)10(20)

3、A表示这个电能表的标定电流为表示这个电能表的标定电流为_，额定最大，额定最大 电流为电流为_；焦耳焦耳(J) (J) 千瓦时千瓦时(kWh)(kWh)3.63.610106 6 消耗电能消耗电能 220 V 220 V 10 A 10 A 20 A 20 A 或度或度Nn (3)50 Hz (3)50 Hz表示这个电能表在频率为表示这个电能表在频率为50 Hz50 Hz的交流电路中使用；的交流电路中使用； (4)2500 r/(kWh) (4)2500 r/(kWh)表示接在这个电能表上的用电器每消耗表示接在这个电能表上的用电器每消耗1 kWh1 kWh 的电能，电能表的转盘转过的电能，电能表

4、的转盘转过25002500转。转。4 4电功的实质：用电器消耗电能的过程实际是电功的实质：用电器消耗电能的过程实际是_能转化为其能转化为其 他形式能的过程，也就是电流做功的过程。他形式能的过程，也就是电流做功的过程。5 5电功的计算：电功的计算：(1)(1)电流做功的多少跟电流做功的多少跟_、_、 _ _的长短都有关系，加在用电器上的电压越高，通过的的长短都有关系，加在用电器上的电压越高，通过的 电流越大，通电时间越长，电流做的功越多，写成公式为电流越大，通电时间越长，电流做的功越多，写成公式为 _ _； (2) (2)W W_ (_ (适用于所有电路适用于所有电路) )； (3) (3)对于

5、纯电阻电路，可推导出：对于纯电阻电路，可推导出： W W_。电电 电流的大小电流的大小 电压的高低电压的高低 通电时间通电时间 WUIt Pt UIt 2I Rt2UtR返回返回考点考点2 2 电功率电功率1. 1. 意义：表示消耗电能的意义：表示消耗电能的_，用符号，用符号_表示。表示。2 2单位：国际单位：单位：国际单位：_；常用单位：千瓦；常用单位：千瓦(kW)(kW)； 1 kW 1 kW_W_W。3 3电功率大小：电功率等于电功率大小：电功率等于_与与_之比。之比。4 4公式：公式：(1)(1)P P_(_(适用于所有电路适用于所有电路) )； (2) (2)对于纯电阻电路，可推导出

6、：对于纯电阻电路，可推导出：P PI I2 2R R 。拓展：拓展：“千瓦时千瓦时”的来历：将公式的来历：将公式P P 变形可得变形可得W WPtPt。如果。如果 P P和和t t的单位分别为千瓦、小时，它们相乘之后，得到电的单位分别为千瓦、小时，它们相乘之后，得到电 能的另一个单位能的另一个单位千瓦时千瓦时(kWh)(kWh)。快慢快慢 P 瓦特瓦特(W) (W) 10103 3 电功电功 时间时间 UI WttWRU25额定电压：用电器额定电压：用电器_时的电压时的电压。6 6额定功率：用电器在额定功率：用电器在_下工作的功率。下工作的功率。7 7铭牌含义：灯泡铭牌含义：灯泡“220 V2

7、20 V60 W”60 W”表示这个灯泡的额定电表示这个灯泡的额定电 压为压为 _， 额定功率为额定功率为_。8 8实际功率计算：实际功率计算：(1)(1)P P实实U U实实I I实实；(2)(2)电阻不变时，电阻不变时，P P实实 I I实实2 2R R 。正常工作正常工作 额定电压额定电压220 V220 V60 W60 WRU? ?2实实规律点拨规律点拨额定功率：额定功率： 是在额定电压下的功率，是确定的、唯一的，不是在额定电压下的功率，是确定的、唯一的，不 随实际电压的改变而改变。实际功率：是在实际随实际电压的改变而改变。实际功率：是在实际 电压下的功率，是不确定的，随实际电压的改变

8、电压下的功率，是不确定的，随实际电压的改变 而改变。而改变。 联系：联系： 当用电器两端的实际电压等于额定电压时，用电当用电器两端的实际电压等于额定电压时，用电 器的实际功率等于额定功率。器的实际功率等于额定功率。【例例1 1】20152015黑龙江黑龙江小梅学完电能表的使用后，想利用电能表小梅学完电能表的使用后，想利用电能表 测量电饭煲的电功率，观察自家的电能表如图所示，该电能测量电饭煲的电功率，观察自家的电能表如图所示，该电能表允许接入用电器的最大电功率是表允许接入用电器的最大电功率是_W_W；将家里其他；将家里其他用电器断开，只将该电饭煲接入电路中，观察到电能表的指用电器断开，只将该电饭

9、煲接入电路中，观察到电能表的指示灯示灯6 6分钟闪烁了分钟闪烁了320320次，则他家电饭煲的功率是次，则他家电饭煲的功率是_W_W。2200220010001000思路点拨思路点拨 本题考查电能表测量用电器的电功率。电能表本题考查电能表测量用电器的电功率。电能表计数方法有两种：一种是示数之差计数，另一种是计数方法有两种：一种是示数之差计数，另一种是转数转数( (闪烁次数闪烁次数) )计数。分析题意知，根据转数计数。分析题意知，根据转数( (闪烁闪烁次数次数) )计算消耗电能的多少，然后根据计算消耗电能的多少，然后根据PW/ /t计算实际功率。计算实际功率。kW hnNt解解 析析 电能表在家

10、庭电路的干路中，通过它的总电流最大是电能表在家庭电路的干路中，通过它的总电流最大是10 10 A，电能表允许接入的用电器的最大电功率为：，电能表允许接入的用电器的最大电功率为：P最大最大UI最大最大220 220 V10 10 A2200 2200 W，3200 3200 imp/ /kWh表表示电能表指示灯每闪烁示电能表指示灯每闪烁1 1次，电路中消耗次，电路中消耗 kWh的的电能，指示灯闪烁电能，指示灯闪烁320320次，电路消耗的电能为：次，电路消耗的电能为：W320320 kWh0.1 0.1 kWh；电饭煲的功率：电饭煲的功率：P 1 1 kW1000 1000 W。13200132

11、000.1kW h6h60Wt举一反三训练举一反三训练1-1.1-1.20152015铜仁铜仁芳芳家新买了一个电热壶，电热壶的铭牌如图芳芳家新买了一个电热壶，电热壶的铭牌如图 所示。请你根据电热壶的铭牌求：所示。请你根据电热壶的铭牌求： (1) (1)电热壶正常工作时的电流；电热壶正常工作时的电流；( (结果保留两位小数结果保留两位小数) ) (2) (2)电热壶正常工作时电阻不变，求电热壶正常工作时电阻不变，求1 min1 min内电热壶产生的热内电热壶产生的热 量；量；( (电能全部转化为内能电能全部转化为内能) ) (3) (3)完成上述计算后，芳芳还想用电能表验证电热壶标的额定完成上述

12、计算后，芳芳还想用电能表验证电热壶标的额定 功率是否准确，经测量，她家电路中的电压是功率是否准确，经测量，她家电路中的电压是220 V220 V。她将。她将 家中其他的用电器全部断开，把电热壶装上水后单独接入家中其他的用电器全部断开，把电热壶装上水后单独接入 电路中，芳芳观察到电能表在电路中，芳芳观察到电能表在1 min1 min内转了内转了 84 84圈，电能表上标有圈，电能表上标有“3600 r/(kWh)”3600 r/(kWh)”。 请你通过计算，判断电热壶的铭牌中标的额请你通过计算，判断电热壶的铭牌中标的额 定功率是否准确。定功率是否准确。举一反三训练举一反三训练 (1)(1)由由P

13、UI可得：电热壶正常工作时的电流为：可得：电热壶正常工作时的电流为：I 6.82 6.82 A； (2) (2)因为电能全部转化为内能，则因为电能全部转化为内能，则QWPt15001500W 60 60 s9 910104 4 J； (3) (3)电热壶实际消耗的电能为电热壶实际消耗的电能为W kWh，实际电，实际电 功率为：功率为：P 1.4 1.4 kW 1.5 1.5 kW，所以电热壶的铭牌中标的额定功率不标准。，所以电热壶的铭牌中标的额定功率不标准。PU1500W220V843600Wt84kW h36001h60举一反三训练举一反三训练1-2.1-2.20142014连云港连云港某会

14、议室里安装了某会议室里安装了100100只相同的只相同的 LED LED节能灯，这些灯全部正常发光节能灯，这些灯全部正常发光2 h2 h，且无其他，且无其他 用电器工作，电能表的示数由用电器工作，电能表的示数由 变为变为 。已知每只灯的额定电压。已知每只灯的额定电压 为为220 V220 V，则通过每只灯泡的电流为，则通过每只灯泡的电流为_A_A； 实验表明，一只这样的节能灯与一只实验表明，一只这样的节能灯与一只60 W60 W的白炽灯的白炽灯 正常发光时亮度相等。与使用正常发光时亮度相等。与使用60W60W的白炽灯相比，的白炽灯相比， 100 100只这样的节能灯正常发光只这样的节能灯正常发

15、光2 h2 h可节能可节能_kWh。0.05 0.05 9.8 9.8 【例例2 2】20152015聊城聊城如图所示电路，电源电压为如图所示电路，电源电压为6 V6 V保持不变，保持不变， R1 112 12 ，滑动变阻器，滑动变阻器R2R2的最大阻值为的最大阻值为20 20 。当开关。当开关S 闭合，闭合，S1、S2断开时，调节滑动变阻器的滑片至中点，恰断开时，调节滑动变阻器的滑片至中点，恰 好使灯泡正常发光，此时电流表示数为好使灯泡正常发光，此时电流表示数为0.3 A0.3 A。灯泡电阻。灯泡电阻 按不变计算。求：按不变计算。求： (1) (1)灯泡的电阻和额定电压。灯泡的电阻和额定电压

16、。 (2) (2)灯泡在这种情况下通电灯泡在这种情况下通电1 min1 min，电流所做的功。，电流所做的功。思路点拨思路点拨将滑动变阻器的滑片滑至最右端，仍然使开关将滑动变阻器的滑片滑至最右端，仍然使开关S闭闭 合，合，S1 1、S2 2断开，整个电路消耗的电功率为断开，整个电路消耗的电功率为P；保持；保持滑片在最右端位置不动，当滑片在最右端位置不动，当S、S1 1、S2 2都闭合时，且都闭合时，且电流表使用电流表使用0 03 3 A量程，整个电路消耗的电功率为量程，整个电路消耗的电功率为P。求。求P P的值。的值。（3 3） 本题考查电功率基本计算。本题考查电功率基本计算。(1)(1)首先

17、认清电路的连接方式首先认清电路的连接方式是串联还是并联，找出题中各量之间的关系。是串联还是并联，找出题中各量之间的关系。(2)(2)选择合适的选择合适的公式进行计算。公式进行计算。 当开关当开关S闭合，闭合，S1 1、S2 2断开且灯泡正常发光时，断开且灯泡正常发光时， 灯泡灯泡L与与 R R2 2串联，电流表测电路中的电流，由串联，电流表测电路中的电流，由I 可得，电路中的总电阻可得，电路中的总电阻R 20 20 ，因串联，因串联 电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，灯泡的电电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，灯泡的电 阻：阻：RL LR R2 220 20 20 20 10 10 ，灯泡，

18、灯泡 的额定电压：的额定电压：UL LIRL L0.3 0.3 A10 10 3 3 V； (2) (2)灯泡正常发光灯泡正常发光1 1 min，电流所做的功：，电流所做的功：WL LUL LIt 3 3 V0.3 0.3 A60 60 s5454 J；21解：解：(1)(1)21A3 . 0V6IURU21(3)(3)开关开关S闭合，闭合，S1 1、S2 2断开且滑片位于最右端时，灯泡断开且滑片位于最右端时，灯泡L 与与R2 2的最大阻值串联，则整个电路消耗的电功率：的最大阻值串联，则整个电路消耗的电功率：P=P= =1.2 =1.2 W；当；当S、S1 1、S2 2都闭合且滑片都闭合且滑片

19、 位于最右端时，位于最右端时，R1 1与与R2 2的最大阻值并联，电流表测干的最大阻值并联，电流表测干 路电流，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻路电流，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻 倒数之和，所以，电路中的总电阻：倒数之和，所以，电路中的总电阻：R 7.5 7.5 ，电路消耗的电功率：，电路消耗的电功率：P 4.8 4.8 W，则，则P P1.2 1.2 W4.8 4.8 W1414。 2010V)6(222RRUL201220122211RRRR5 . 7V)6(22RU举一反三训练举一反三训练2-1.2-1.20152015天津天津如图所示，当开关如图所示，当开关S闭合后，电闭

20、合后，电 流表流表A1 1和和A2 2的示数之比为的示数之比为3232，则，则R1 1和和R2 2的阻的阻 值之比为值之比为_，R1 1和和R2 2消耗的电功率之比消耗的电功率之比 为为_。21 21 12 12 举一反三训练举一反三训练2-2.2-2.20152015遵义遵义如图所示电路，定值电阻如图所示电路，定值电阻R0 06 6 ，灯，灯L标标 有有“6 6 V3 3 W”字样，灯字样，灯L的阻值及电源电压保持不变。闭的阻值及电源电压保持不变。闭 合开关合开关S，当滑动变阻器，当滑动变阻器R R的滑片的滑片P置于最左端时，电流表的置于最左端时，电流表的 示数为示数为0.80.8 A；滑片

21、；滑片P P置于最右端时，电流表的示数为置于最右端时，电流表的示数为0.550.55A。 求：求： (1) (1)灯灯L正常工作时的电阻；正常工作时的电阻； (2) (2)滑动变阻器的最大阻值；滑动变阻器的最大阻值； (3) (3)滑动变阻器滑片滑动变阻器滑片P置于最右端，置于最右端， 通电通电10 10 s，灯，灯L消耗的电能。消耗的电能。举一反三训练举一反三训练返回解：解：(1)(1)R RL L 12 12 。 (2) (2)当滑动变阻器当滑动变阻器R的滑片在最左端时，的滑片在最左端时，R0与与R并并 联；当滑片在最右端时，联；当滑片在最右端时，R与灯与灯L L并联，由并联，由 题目已知

22、条件可得：题目已知条件可得： = 0.8 A= 0.8 A， 0.55 A0.55 A，由上面两式得，由上面两式得 R10 10 ，U3 V3 V。 (3) (3)当滑片在最右端时，当滑片在最右端时，R与灯与灯L L并联，并联， 10 s10 s7.5 J 7.5 J UP额2额2(6v)3W106UUUUIRRR212LUUUUIRRR22(3 )12LUvWtR【例【例3 3】20142014德州德州如图所示电路，电源电压为如图所示电路，电源电压为3 3 V， 灯灯L1 1标有标有“6 6 V6 6 W”，灯，灯L L2 2标有标有“3 3 V3 3W”， 下列有关说法正确的是下列有关说法

23、正确的是( () ) A AS2 2断开，断开，S1 1接接b，L1 1可以正常发光可以正常发光 B BS2 2断开，断开，S1 1接接a，L2 2实际功率为实际功率为3 W3 W C CS2 2断开，断开，S1 1接接a，L2 2更亮更亮 D DS2 2闭合，闭合，S1 1接接b，L2 2更亮更亮拔尖角度拔尖角度1 1 灯泡的亮度问题灯泡的亮度问题D D解解 析析 本题考查电路的动态分析。本题考查电路的动态分析。S2 2断开，断开，S1 1接接b b，L1 1两端的电压两端的电压为电源电压，为为电源电压，为3 3 V，小于额定电压，不能正常发光；故，小于额定电压，不能正常发光；故A A错误；

24、错误；S2 2断开，断开，S1 1接接a，两只灯泡串联，两只灯泡两端的电压肯定都小，两只灯泡串联，两只灯泡两端的电压肯定都小于于3 3 V，所以，所以L2 2实际功率小于实际功率小于3 3 W，故，故B B错误；错误；S2 2断开，断开，S1 1接接a，两只灯泡串联，两只灯泡串联，L1 1的电阻的电阻R1 1 6 6 ；L2 2的电阻的电阻R R2 2 3 3 ；根据公式；根据公式PI I2 2R R可知，可知，L1 1的实际功率更的实际功率更大，所以更亮，故大，所以更亮，故C C错误；错误；S2 2闭合，闭合，S1 1接接b b时，两只灯泡并联，两时，两只灯泡并联，两端的电压相等，根据公式端

25、的电压相等，根据公式P P 可知，可知，L2 2的实际功率更大，的实际功率更大，所以更亮，故所以更亮，故D D正确。正确。2211(6V)6WUP2222(3V)3WUP2UR 灯泡的亮度是由实际功率决定的，比较亮暗，灯泡的亮度是由实际功率决定的，比较亮暗，实质是比较实际功率的大小，一般串联电流相同，实质是比较实际功率的大小，一般串联电流相同，电阻大的灯就亮，而并联电压相等，电阻大的灯却电阻大的灯就亮，而并联电压相等，电阻大的灯却暗。暗。 规律点拨规律点拨河北考题专练河北考题专练3. 3. 20152015安徽安徽如图所示，两个灯泡如图所示，两个灯泡L1 1、L2 2串联，闭串联，闭 合开关合

26、开关S，L1 1发光，发光，L2 2不发光。发生这一现象的原不发光。发生这一现象的原 因，不可能的是因，不可能的是( () ) A A电源电压较低电源电压较低 B BL2 2发生了断路发生了断路 C CL2 2发生了短路发生了短路 D DL2 2实际功率很小实际功率很小B B 河北考题专练河北考题专练 若电源电压较低，两个灯泡的规格不同，若电源电压较低，两个灯泡的规格不同，L2 2的电阻较小，的电阻较小，由由P PI I2 2R R可知，电流相同的情况下，其电功率会太小而不发光，可知，电流相同的情况下，其电功率会太小而不发光，只有只有L1 1发光，发光，A A可能；两灯串联，若可能；两灯串联，

27、若L2 2发生断路，则发生断路，则L1 1也不能也不能发光，所以发光，所以B B不可能；不可能；L2 2发生短路，则发生短路，则L2 2不能工作，不能工作，L1 1仍能够仍能够发光，发光，C C可能；若可能；若L L2 2的实际功率很小，则的实际功率很小，则L2 2不发光，不发光，L1 1可能发可能发光，光，D D可能。可能。返回【例【例4 4】20152015苏州苏州有两只灯泡，有两只灯泡，A A灯灯“6 V6 V6 W”6 W”、B B灯灯“6 V6 V 3 W”3 W”，A A和和B B中电流与两端电压变化关系的图像如图甲所示。中电流与两端电压变化关系的图像如图甲所示。 (1) (1)将

28、将A A、B B并联接在并联接在6 V6 V电源两端，求电源两端，求1 min1 min内电路消耗的电能；内电路消耗的电能； (2) (2)将将A A、B B串联接在某电源两端，使串联接在某电源两端，使B B灯恰好正常发光，求此时灯恰好正常发光，求此时 A A灯电阻；灯电阻； (3) (3)将将A A与一个滑动变阻器与一个滑动变阻器(50 (50 2 A)2 A)串联接在串联接在6 V6 V电源两端，电源两端， 如图乙所示。调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率和如图乙所示。调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率和A A灯灯 功率相等时，求滑动变阻器的功率。功率相等时，求滑动变阻器的功率。拔尖角度拔尖

29、角度2 2电功率图像问题思路点拨思路点拨(1)(1)解图像题的关键是识图，要明确纵坐标、横坐标所表示的物理解图像题的关键是识图，要明确纵坐标、横坐标所表示的物理 量，注意坐标上最小格的数值，找出图像中的点所对应的坐量，注意坐标上最小格的数值，找出图像中的点所对应的坐 标，正确认识和理解不同图像的物理意义。标，正确认识和理解不同图像的物理意义。(2)(2)灯丝电阻是变化的，所以不同时刻用到的电压或电流值要结合灯丝电阻是变化的，所以不同时刻用到的电压或电流值要结合 图像选取。图像选取。 (1)(1)A A、B B并联接在并联接在6 V6 V电源两端，都正常发光，因为电源两端，都正常发光，因为P P

30、W W/ /t t， 所以所以1 min1 min内电路消耗的电能：内电路消耗的电能：W W总总P P总总t t(6 W(6 W3 W)3 W)6060 s s540 J540 J； (2) (2)A A、B B串联接在某电源两端，使串联接在某电源两端，使B B灯恰好正常发光，因为灯恰好正常发光，因为P P UIUI，所以：，所以：I IA AI IB B 0.5 A0.5 A，由图甲可知此时，由图甲可知此时 U UA A2 V2 V， 所以所以R RA A 4 4 ； (3) (3)当当A A与滑动变阻器串联接在与滑动变阻器串联接在6 V6 V电源两端时，两者电流相电源两端时，两者电流相 等

31、，根据等，根据P PI I2 2R R知，当知，当R RA AR R变时功率相等，根据变时功率相等，根据U UIRIR 可知：可知：U UA AU U变变 6 V6 V3 V3 V，由图甲可知此时，由图甲可知此时I IA A0.7 0.7 A A，所以滑动变阻器的功率：，所以滑动变阻器的功率：P P变变P PA AU UA AI IA A 3 V 3 V0.7 A0.7 A2.1 W2.1 W。, ,3W6VBBPU2V0.5AAAUI12河北考题专练河北考题专练4-1.4-1.20152015成都成都现有一个小灯泡和两个相同的定值电阻，小灯泡的现有一个小灯泡和两个相同的定值电阻，小灯泡的 额

32、定电压为额定电压为2.5 V2.5 V，额定电流为，额定电流为0.35 A0.35 A，小灯泡和定值电阻的，小灯泡和定值电阻的IUIU图图 像如图所示。求：像如图所示。求： (1) (1)将小灯泡接入电路，电路电流为将小灯泡接入电路，电路电流为0.2 A0.2 A，小灯泡实际功率为多少？，小灯泡实际功率为多少？ (2) (2)将两个定值电阻并联后接在电压为将两个定值电阻并联后接在电压为2.5 V2.5 V的电源两端，工作的电源两端，工作0.5 0.5 小时，共消耗多少电能？小时，共消耗多少电能？河北考题专练河北考题专练 (1)由图像可知由图像可知IL0.2 A时，时，UL1 V，PLULIL

33、1 V0.2 A0.2 W； (2)由图像可知由图像可知UR2.5 V时，时，IR0.4 A；W1 URIRt2.5 V0.4 A0.53600 s1800 J； 两个电阻并联接在电源两端共消耗的电能为：两个电阻并联接在电源两端共消耗的电能为： W总总2W121800 J3600 J。河北考题专练河北考题专练4-2.4-2.如图甲所示是某实验小组研究灯泡亮度与灯泡实际功率的如图甲所示是某实验小组研究灯泡亮度与灯泡实际功率的关关 系所设计的电路，电源电压保持不变。当断开开关系所设计的电路，电源电压保持不变。当断开开关S1 1，闭合，闭合 开关开关S和和S2 2，滑动变阻器的滑片，滑动变阻器的滑片P P移至移至B B端接入电路中的电阻端接入电路中的电阻 为为R R2 2时，电流表的示数为时，电流表的示数为I I1 1，电阻，电阻R1R1的电功率为的电功率为P P1 1，当滑片，当