电功和电功率-知识点分析2023中考物理考试

易错点16电功和电功率常考易错陷阱分析

易错分析电功和电功率常考易错陷阱分析

陷阱一：利用电能表计算电功和电功率易错？

6

假设电能表标有M∕Kw.h,电能表在t时间内转过N转，则电功W=N∕MkW.h=N∕M×XIOJo

6

电功率为p=W∕×IOJZMto

陷阱二：额定功率和实际功率易错？

1.额定功率和实际功率：额定功率只有一个，在额定电压下取得；实际功率有无数多个，一个

实际电压对应一个实际功率。

2.灯的明暗程度由它的实际功率决定，与额定功率无关。

陷阱三：题目条件提取不完整易错。

题设的“潜在条件”：如“用电器恰好正常工作”，含义是“该用电器两端的电压为它的额定电

压,功率为额定功率，电流为额定电流”;“在家庭电路中”,含义是“此时它两端的电压为220V”

等。对于动态电路,注意要根据题设要求先准确画出其等效电路图，再根据等效电路进行分析，

使问题简化。

错题纠正

【例题1】图示电能表能接入用电器的最大总功率为小明发现家中多个用电器正常工作

时，指示灯在Imin内闪烁90次，这段时间内电路消耗的电能为—kW∙h;他再将额定功率为

IOOoW的电水壶接入该电路，发现额定电流为30A的熔丝熔断了，这是因为电路发生了故

障。

电子式电就去

∣2∣C∣2∣2[jJ

Llɪjɪ

W隼瓶示灯AO

22OVMJA

UMλ)onp<kW-h>

【分析】图示电能表能接入用电器的最大总功率为：P=In=220VX30A=6600W;指示灯在Imin

内闪烁90次，这段时间内电路消耗的电能为：TY=90∕3000kW∙h=0.03kW・h；多个用电器正常

W0.03X3.6Xloq

工作时通过电路的电流：1。=Ut=22ovx6os-8.2A,将额定功率为IoOoW的电水壶接入该电路，

通过电路的电流I'=P∕U=1000W∕220V≈4.5A,此时通过电路的总电流：

Is=L+Γ=8.2A+4.5A=12.7A<30A,但是额定电流为30A的熔丝熔断了，说明电路发生短

路。

【答案】66000.03短路

【例题2】如图是额定电压均为220V的灯泡L和L2的U-I图像。下列分析不正确的是（）

A.当L两端的电压为IOOV时，其实际功率为20W

B.当通过L2的电流为645A时,其Imin消耗的电能为432OJ

C.将L、L?串联，若L两端的电压为40V,则L的功率为8W

D.将L、匕并联，若通过L的电流为0.5A,则L的功率为66W

I两端的电压为IOOV时，根据图像可知，通过L的电流为0.2A,其实际功率为：P1=U1I1=IOOV

×0.2A=20W,A正确。

2的电流为O45A时,L?两端的电压为160V,其Imin消耗的电能为

W=U2I2t=160V×0.45A×60s=4320J,B正确。

卜L?串联，若LJ两端的电压为40V,由图像可知，通过灯泡L的电流：

「∣=0.1A,根据串联电路电流规律可知，通过灯泡L的电流「2=1'∣=0∙1A；由图像可知，

,

此时灯泡Lz两端的电压为U'2=20V,L2的功率为:P2=U212=20V×0.1A=2W,C错。

I、L并联，若通过L?的电流为0.5A,由图像可知，L两端的电压为：U∖=220V,根据并联电

路电压规律可知，灯泡L两端的电压：U∖=U∖=220V;由图像可知，通过

Ll的电流I"ι=0.3A,Ll的功率为:Pι=U*1Γ,=220V×0.3A=66W,D正确。

【答案】C

【例题3】如图所示为某小组设计的多挡位电热器电路，U不变，R、R2为电阻丝且

R.>R2,电热器功率最大时开关状态为（）

C.Sl断开，Sz接aD.Sl断开，Sz接b

【解析】并联电路总电阻小于任一分电阻，串联电路总电阻大于任一分电阻，由图示电路图可

知，当Sl闭合、S?接到a端时，两电阻并联，此时电路电阻最小，由P=lf∕R可知，此时电热

器的电功率最大；Sl闭合，&接b时，R被短路，电路为R的简单电路，Sl断开，S?接a时•，

电路为R的简单电路，当Sl断开，SZ接在b端时，两电阻串联，电路总电阻最大，由P=∕∕R

可知，此时电热器的功率最小。

【答案】A

举一反三〉

【强化1】如图所示，两只灯泡L和L2上分别标有“8V4W”和“4VIWw字样,将它们串联后

接在电压可在4〜8V之间调节的电源上，闭合开关S,假设两灯的灯丝电阻不随温度变化，则

下列说法正确的是()

~~Θ~~Θ~~

LlL2

-----------------[⅛g----—

A.通过灯L的电流大于通过灯Lz的电流

B.在调节电源电压的过程中，灯LI始终比灯Lz亮

C.在调节电源电压的过程中，两灯的功率变化量相同

D.当电源电压调节到8V时，两灯都不能正常发光

2

【解析】由P-/!?可得,两灯泡的电阻分别为:R1=U,7P1=(8V)∕4W=16Ω,

R2=U27P2=(4V)7IW=16Ω0

A.两灯泡串联，通过灯L的电流等于通过灯L的电流，A错。

B.在调节电源电压的过程中，由P=FR可知，两灯泡的实际功率相等，两灯泡一样亮，B错。

C.两灯泡串联，在调节电源电压的过程中，通过两灯泡的电流变化相同，两灯泡电阻相同，由

P=IR可知，灯泡功率的变化相同，C正确。

D.当电源电压调节到8V时，两灯泡的电阻相同，分得的电压相同，所以两灯泡分得的电压都

为4V,所以灯泡L不能正常发光，灯泡L正常发光，D错。

【答案】C

【强化2】如图是小明家电能表的表盘，其读数是_kW・h。小明将家中其他用电器关闭，只

让干衣机单独工作，观察到6min内电能表指示灯闪烁了160次，干衣机在这6min内消耗的电

能为_kW・h,它的实际功率是_kW。

【解析】电能表的最后一位是小数、单位是kW∙h,由图可知，电能表的示数为

619.5kW∙ho6min内电能表指示灯闪烁了160次，干手机消耗的电能:W=160∕1600kW∙h=0.IkW

∙h,t=6min=0.Ih,干手机的电功率:P=W∕t=O.IkW.h∕0.h=lkWo

【答案】619.50.11

【强化3】如图甲所示，电源电压恒定不变，灯泡L的额定电压为6V,滑动变阻器L的规格

为“10OQ1A”，电压表的量程为0〜15V,电流表的量程为0〜0.6A。当断开开关S3,闭

合S2,移动滑片，电压表示数为3V时灯泡正常发光。图乙是灯泡L、电阻R的I-U图像。求：

【分析】（1）灯泡的额定电压为6V,由图乙可知灯泡的额定电流为0.5A,根据I=U∕R可得,

灯泡正常发光时的电阻为：Ri=U√I额=6V∕0.5Λ=12Ω。

（2）当断开开关Si、S3,闭合昆，灯L与变阻器&串联，电压表测变阻器两端电压，移动滑

片，电压表示数为3V时灯泡正常发光，根据串联电路电压规律可知，电源电压为：

U=U额+Uift=6V+3V=9V,由图乙可知，当RJ两端的电压为IA=6V时，通过RI的电流为

I,=0.3A,根据I=U/R可得，Rl的阻值为:R.=U1∕Il=6V∕0.3A=20Ω,闭合£、S2ʌS：,时，灯

L被短路，定值电阻Rl与变阻器L并联，电流表测干路电流，此时通过RI的电流为：

L'=U∕Rl=9V∕20Ω=0.45Λ,因为电流表的量程为0〜0.6A,故干路电流最大为I火=0.6A,

根据并联电路电流规律可知，通过变阻器Rz的最大电流为：

b大=I大-L'=0.6A-0.45A=0.15A0

（3）断开S八S3,闭合Sl时，灯L与定值电阻R串联，因串联电路中各处的电流相等，且总

电压等于各分电压之和，由图乙可知，当电路中的电流为1=0.3A时，UJ=3V,

,

U1=6V,电源电压：U=UJ+UJ=3V+6V=9V,符合题目条件，所以此时电路的总功率为:

P=UI=9V×0.3A=2.7Wo

【答案】（1）灯泡正常发光时的电阻为12。；（2）闭合Si、S八S3时，允许通过滑动变阻器的

最大电流为O15A；《3）断开S2、S3,闭合Sl时，电路的总功率为2.7W。

易错题通关

1.如图所示的电路，当闭合开关后，小灯泡Li、L2均可发光，它们的实际功率分别为P/、P2,

A.电压表Vl的示数等于电压表V2的示数

B.若L2灯丝烧断，电压表V|、V2均几乎没有示数

C.若L2灯丝烧断，则电压表V2几乎没有示数，Vl有示数

D.若一导线接在L2两端，则电压表V2几乎没有示数，Vl有示数

【答案】D

【详解】A.闭合开关，两灯泡串联，电压表VI测LI两端电压，电压表V2测L2两端电压。

由串联电路电流特点可知流过两灯泡的电流大小相等，因为P∕>P2,由F=尸R可知，灯泡Ll

的电阻大于灯泡L2的电阻。再由串联电路的分压规律可知，电阻较大的Ll两端电压较大，故

Vl表示数大于V?表示数，故A不符合题意;

BC.若Lz灯丝烧断，V2表与Ll串联接入电路，V2表示数接近电源电压，Vl表几乎没有示数,

故BC不符合题意;

D.若一导线接在L2两端，则L2被短路，V2表此时测一段光导线两端的电压，所以V2表几

乎没有示数；此时Ll正常工作，所以Vl有示数，故D符合题意。

故选D。

2.小薇同学设计了一个可测量压力的装置，如图所示是该装置电路原理图。其表盘/能显示

出施加压力厂的大小。下列分析正确的是（）

A.装置的表盘/是电压表改装而成B.压力F改变时，R2两端的电压不变

C.压力/为零时，电路中的电流最小D.压力逐渐变大时，电路的总功率变小

【答案】C

【详解】A.根据电路图可知，表盘/串联接入电路中，应是电流表改装而成。故A错误；

B.压力/改变时，滑动变阻器接入电路中的电阻改变，根据欧姆定律可知，根据。二次可知，

色两端的电压改变，故B错误；

C.压力/为零时，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据欧姆定律J∙g可知，电源电

压一定时，此时电路中电流最小。故C正确；

D.压力逐渐变大时，总电阻变小，电路中的电流变大，电路的总功率变大。故D错误。

故选C。

3.如图所示是某同学探究“电压一定时，电流与电阻的关系”的实验电路图。已知电源电压恒

为，滑动变阻器规格为“25C；1A”，可供选择的定值电阻的阻值为5Ω>IOC、15Q、20Ω和25C。

依次更换电阻凡闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如表。下列说法正确的是（）

数据序号12345

电阻/Q510152025

电流/A

多次实验的目的是减小实验误差

B.第1次实验滑动变阻器的功率最小

C.第5次实验数据不能由本实验得到

D.第1次实验滑动变阻器接入电路中的阻值比第2次更大

【答案】C

【详解】A.多次实验的目的是得出普遍规律，故A错误。

B.实验中，应控制定值电阻两端的电压不变，根据串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两

端的电压不变，根据表格数据可知，第1次实验中电路中的电流最大，根据P=U/可知，第1

次实验滑动变阻器的功率最大，故B错误。

C.若电路中的电流为，根据欧姆定律可知电路总电阻为

U_4.5V

«56250

于O08A

根据电阻串联的特点可知此时滑动变阻器接入电路的阻值

鸟=5625Ω-25Ω=3I25Ω

滑动变阻器的最大阻值为25C,故第5次实验数据不能由本实验得到，故C正确。

D.根据表格数据可知，第I次实验中电路中的电流大于第2次实验中电路中的电流，根据

N（H号可知第1次实验滑动变阻器接入电路中的限值比第2次更小，故D错误。

故选C。

4.标有“6V”字样的甲、乙两个小灯泡，它们的电流与电压变化的关系如图所示。下列判断正

确的是（）

//A

Ol^nLL.LLL」」」—►

023456U∕v

A.甲灯的额定功率小于乙灯的额定功率

B.将甲、乙两个小灯泡串联在6V的电路中时甲灯比乙灯亮

C.为保证灯泡不损坏，两灯串联时电路两端的电压不超过8V

D.将甲、乙两个小灯泡并联在3V的电路中时它们的功率各自变为原来的一半

【答案】C

【详解】A.由图可知当灯泡两端的电压为额定电压6V时，通过甲灯泡的电流为1A,通过乙

灯泡的电流为，由P=U/可知甲灯泡的额定功率大于乙灯泡的额定功率，故A错误；

B.由图可知当通过电路的电流为时，甲灯泡两端的电压为，乙灯泡两端的电压为，根据串联电

路电压规律可知此时电源电压正好为6V,由P=U/可知甲灯泡的实际功率小于乙灯泡的实际

功率，实际功率越大，灯泡越亮，所以甲灯比乙灯暗，故B错误；

C.由图可知通过甲灯泡的最大电流为1A,通过乙灯泡的最大电流为，两灯串联时通过电路的

最大电流为，此时甲灯泡两端的电压为2V,乙灯泡两端的电压为6V,由串联电路电压规律可

知最大电源电压为8V,故C正确；

D.将甲、乙两个小灯泡并联在3V的电路中时，其两端的电压变为原来的一半，同时通过两灯

泡的电流也比原来要小，由P=U/可知其实际功率要比原来的一半要小，故D错误。

故选C。

5.如图甲所示电路图，定值电阻&的限值为6Ω,滑动变阻器规格为“20Q,1A”，两个电压

表的量程都为0~3V,灯泡L标有“3V,0.6W”，则灯泡的额定电流为Ao在保证

电路安全的前提下，当闭合开关S、Sl时，移动滑片P,得到R2两端电压的倒数。与R/的阻

值变化图像如图乙所示；当闭合开关S、S2时，电路的最小总电功率为W（不计

灯泡电阻的变化）。

【答案】

【详解】［1］灯泡L标有“3V,0.6W”的字样，由可得，灯泡的额定电流

r⅞06W

⑵闭合开关S、SI时，两电阻串联接入电路电压表Vl测滑动变阻器两端的电压，电压表V2

测定值电阻两端的电压，电流表测通过电路的电流，两个电压表的量程都为0~3V,根据欧姆

定律可得通过定值电阻的最大电流

A-⅛-⅛-θ5A

滑动变阻器规格为“20Ω,8A”，根据串联电路电流特点可知通过电路的最大电流为，由图乙可

知此时滑动变阻器接入电路的电阻为2R。，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定

律可得，电源电压

lΓ=Zχ2ξ+ZJ⅞=05A×2^+05Aχ6Ω--------------①

由图乙可知，当上两端电压的倒数

(04V)T

Ui

时，即

½-25V

时，滑动变阻器接入电路中电阻为3m，根据欧姆定律可得，此时通过电路的电流

F卫.”CA

Pi6Ω12

根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得，电源电压

U=J∙X3N+∕X=.AX3N+(AX6Q

②

①②联立可得

^=2Ω,σ-5V

当闭合开关S、S2时，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电压表Vl测量滑动变阻器电压，当

电压表示数为3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，此时灯泡的电压为

U[∙U~%-5V-3V-2V

由欧姆定律得，灯泡的电阻

q。比

此时通过电路的电流

rtζ2V2.

*R15Ω15

电路的最小总功率

P=W⅛»5VX2A--W«067W

+153

6.小明和妈妈去超市购买电热水壶，发现有甲、乙两款，分别标有“220V；800W,∖tt220V;

180OW”的字样，妈妈认为用乙款水壶烧水时，在相同时间内产生的热量_______，烧水，

准备用乙款，小明说此款不合适，因为乙款电水壶的额定电流为A,超过了家里室内

插座的额定电流。（结果保留一位小数）

【答案】多快

【详解】口][2]由题意可知，乙款电热水壶的额定功率大于甲的额定功率，根据Q=*r=a可知，

用乙款电热水壶烧水时，在相同时间内产生的热量多，烧水快。

⑶由S可知，乙款电热水壶的额定电流

⅛-1800Wʌ

,%220V

7.今年冬天，很多人在办公桌上放置了电热桌垫（如图），小科同学想知道它的电热原理，查

看说明书后发现：该电热桌垫由12伏电源供电，Ri、R2的阻值分别为6Q、4Ω,该桌垫可通

过调温开关控制不同的电功率（不考虑温度的变化对电阻的影响）。小科认为，其内部的电路

设计可以有图中的甲、乙两种连接方式。

（1）若采用图乙电路连接，电热桌垫处于高温挡时，则开关应打在______处（选填“ab”或“be”

或“cd”）。

（2）若采用图甲电路连接，求电热桌垫处于低温挡时电路的总功率0

（3）若采用图甲电路连接，求电热桌垫处于高温挡时1分钟内电路消耗多少电能?

【答案】cd14.4W2160J

【详解】（1）口］若采用图乙电路连接，电热桌垫处于高温挡时，总功率较大，电源电压不变，

根据尸=竺可知总电阻应较小，根据电阻并联的特点可知，则开关应打在Cd处；

R

（2）［2］若采用图甲电路连接，只闭合Sl时•，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据

户=C可知总功率较小，电热桌垫处于低温挡，此时电路的总功率

R

,

dU,（12V）以心

**+鸟6Ω⅛4Ω

（3）［3］若采用图甲电路连接，两开关均闭合时，电路为R2的简单电路，总电阻较小，电源电

压不变，根据尸=《可知总功率较大，电热桌垫处于高温挡，电热桌垫处于高温挡时1分钟

R

内电路消耗的电能

JF-⅞-f-^l⅛22χl×60s-216OJ

Ri4Q

8.若在用电高峰期家庭电路中的实际电压是198V,则一只“220V,IOOW”的白炽灯工作Iomin

所消耗的电能为Jo（假设灯丝的电阻保持不变）

【答案】48600

【详解】白炽灯的电阻

,¾IOOW

白炽灯工作IOmin所消耗的电能

取4840

9.如图甲所示的电压力锅，集压力锅、电饭锅的优点于一体，省时节电，Ri.七是电热丝(阻

值恒定)。当接通电源220V,温控开关S闭合；锅内达到预定温度时S自动断开，电压力锅处

于保温状态。若电压力锅保温时的电功率为400W,R/的阻值为。完成下列问题：

(1)求电热丝&的阻值；

(2)该电压力锅处于正常加热状态5分钟，需要消耗多少电能？

(3)若电路的实际电压为IIOV,电压力锅加热时的实际功率为多少？

二Ik~^I

®t⅛J

甲乙

【答案】(1)121Ω;(2)27xlθ,j:(3)225W

【详解】解：(1)当S断开，电路功率较小，电压力锅处于保温状态,此时&连入电路，由尸=?

R

可知，R的阻值

Ui(220V)*

^^oouτ121ω

(2)电压力锅处于正常加热状态时，&的功率为P2=400W；根据公式U=∕H可知Q的功率

电压力锅的加热功率

⅞+∕¾-4OOW+500W-900W

由，-L可知，需要消耗的电能

^=⅛=900WX5×60S=47×1D5J

（3）电路的实际电压为IlOV,根据并联电路的电压特点可知，R2、处两端的电压均为IlO