專題十八電功率

總覽

知識結(jié)構(gòu)

模塊一：電能電功

模塊二：電功率

知識清單模塊三：測量小燈泡的電功率

模塊四：焦耳定律

考向1:電能

考向2：電能表及其相關(guān)計(jì)算

考向3：電功及其計(jì)算

考向4：電功率

考向5：額定功率與實(shí)際功率

方法清單考向6：電功率的綜合問題（動態(tài)分析+計(jì)算）

+典例+練習(xí)考向7：伏安法測小燈泡的電功率

考向8：測量小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

y考向9：探究影響電流熱效應(yīng)的因素

考向10：焦耳定律及應(yīng)用

考向11：有關(guān)電熱的綜合計(jì)算

1.電功公式仍=0f、％?后和％=02"的適用條件

2.用電器在額定電壓、實(shí)際電壓下的工作狀態(tài)

易混易錯分析3.溫度對燈絲電阻的影響

+典例4.根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇合適的器材及電表量程

5.熱量公式片%總=尸片0P必=產(chǎn)山的適用范圍

1.燈泡亮度的判斷

2.電路安全問題——“最值”和“范圍”

中考熱點(diǎn)掃描3.電學(xué)綜合計(jì)算

+典例4.電功率的測量電學(xué)綜合計(jì)算

5.電熱器的多擋位問題電學(xué)綜合計(jì)算

-知識結(jié)構(gòu)

來源：電源把其他形式的能一電能

應(yīng)用：用電器電能-其他形式的能

電

能單位：J、kWhlkWh=3600000J

「計(jì)量用電器消耗的電能

電能表

參數(shù)：額定電流、標(biāo)定電流；xxxr/kW-h

電功：電流所做的功

實(shí)質(zhì)：電流做功將電能一其他形式能

-y

大小：W=Ult

-單位：焦（J）w"

此燈的額定功

普通^明燈［廠率為40W

電

"220V”表示此燈的

功物理意義：表示電流做功快慢額定電壓是22"V

和

電定義：電功與時間之比尸=而

電

功

單位：瓦、千瓦lkW=1000W

率

功

額定電壓：用電器正常工作時的電壓

率

額定功率：用電器在額定電壓下的電功率

測量小一原理尸=〃

下電路圖當(dāng)?shù)模糢額時，尸實(shí)〈尸額

結(jié)論：當(dāng)仁=U額時，?實(shí)=尸額

當(dāng)。實(shí)＞u額時，尸實(shí)〉尸額

電流熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能

影響電熱因素：電流、電阻、通電時間

總亙電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量踉電流的

讓甘小生平方、導(dǎo)體電阻、通電時間成正比

XE律焦耳定律

L公式Q=FRt

電熱的利利用：電熱器

用和防止;防止：散熱器

二、知識清單+方法清單

模塊一電能電功

知識清單N

一、電能

i.電能的來源：各種電池以及各種發(fā)電廠它們把不同形式的能轉(zhuǎn)化為電能，供人們使用。

（1）利用電池獲取電能：

干電池、蓄電池把化學(xué)能電能;太陽能電池把太陽能（光能）一電能。

（2）發(fā)電廠獲取電能：把其他形式的能一機(jī)械能一電能。

2.電能的利用

（1）人們利用電能時，通過用電器將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。如：白熾燈將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和

光能；電動機(jī)將電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;電飯鍋將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

（2）電源與用電器：電源是提供電能的，是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；而用電器是消耗

電能的，是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的裝置。

3.電能的單位及其換算

（1）國際單位：焦耳，簡稱焦，用符號J表示。

（2）常用單位：千瓦時,用符號kwh表示，俗稱“度”。

6

（3）換算關(guān)系：lkwh=3.6xlQJo

二、電能的計(jì)量

1.電能表的用途：用來計(jì)量用電器在一段時間內(nèi)消耗的電能。

2.電能表的幾個重要參數(shù)（如圖所示）。

電子式單相電筆表

0|0|3川8|6

kWh>?

220V10(40)A50Hz

1600imp/kWh

(1)“kW.h”表示電能表示數(shù)的單位是千瓦時;

(2)“220V”表示該表應(yīng)該在220V的交流電路中使用:

(3)“10（20）A"表示這個電能表的標(biāo)定電流為皿，額定最大電流為20A。電流表工作時的

電流不應(yīng)超過額定最大電流。

（5）機(jī)械式電能表（左圖）“3000R/（kW-h）”表示接在這個電能表上的用電器每消耗1千瓦時

的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過迤轉(zhuǎn)；電子式電能表（右圖）“1600imp/（kW?h）”表示接在這個電

能表上的用電器每消耗1千瓦時的電能，電能表上的閃爍燈閃爍1600次。

3.電能表的讀數(shù)

(1)電能表計(jì)算器上前后兩次的示數(shù)之差就是用電器在這段時間內(nèi)消耗的電能：W=W后-W前。電

能表月初和月底的讀數(shù)如圖所示，則本月消耗的電能為：

w=印后-W前=1469.5-1387.5=82kW-h

(2)利用電能表的轉(zhuǎn)數(shù)求電能：利用電能表轉(zhuǎn)盤的實(shí)際轉(zhuǎn)速w和電流表參數(shù)Nrevs/kW-h,可以比

較精確的計(jì)算出某段時間內(nèi)消耗的電能。即：W=^kW.h=^X3.6X106J

如圖所示，電表上標(biāo)有“3000r/kW-h”的字樣，若一段時間內(nèi)該電能表盤轉(zhuǎn)了60轉(zhuǎn)，則在這段時

間內(nèi)用電器消耗的電能為

g30(Xw#W.h或02kW.h=7.2xlQ4j

三、電功

1.電功的概念

(1)定義：電流所做的功叫做電功，用W表示。

(2)實(shí)質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程是電流做功的過程，有多少電能發(fā)生了轉(zhuǎn)化就說電流做

了多少功，即電功是多少。

注意：電能是狀態(tài)量，反映了做功的本領(lǐng)；電功是過程量，反映了電能轉(zhuǎn)化或消耗電能的多少。

3.電功的計(jì)算

(1)影響電功多少的因素：電流做功的多少與電壓U、電流/和通電時間f都有關(guān)。

(2)公式：W^UIt,此公式適用于一切情形下電功的計(jì)算。

4.電功的單位

(1)在國際單位制中，電功的單位是焦耳,簡稱焦，用符號J表示，1J=1V-A-S。

(2)常用單位：千瓦時(kW-h)

(3)單位換算：lkw-h=3.6xlQ6J

5.電功的推導(dǎo)公式：由W=U〃和歐姆定律/=與可推導(dǎo)出電功的兩個公式：

U2

W=PRt

(1)是普遍適用的公式；電功的兩個推導(dǎo)公式只適用于純電阻電路;

(2)利用電功公式及其變形公式時，要注意各物理量的同一性和同時性。

方法清單

考向01電能

【例題1】（2023?湖北襄陽.中考真題）下列能提供電能的裝置是（）

A.電能表B.電飯鍋C.開關(guān)D.干電池

【答案】D

【詳解】A.電能表是測量電功的裝置，故A不符合題意；

B.電飯鍋是消耗電能的裝置，故B不符合題意；

C.開關(guān)是控制電路通斷的裝置，故C不符合題意；

D.干電池是提供電能的裝置，為電路提供電壓，故D符合題意。

故選D。

方法技巧把握兩點(diǎn)，解決家用電器電能的轉(zhuǎn)化問題

1.明目的：使用不同的用電器，目的就是通過電流做功，將電能轉(zhuǎn)化為人

們所需要的能量；

2.找方法：在判斷電能的轉(zhuǎn)化時，可結(jié)合某用電器的特征及人們的需要來

分析并做出判斷。

【訓(xùn)練LD下列對能量轉(zhuǎn)化的描述不正確的是（）

A.蓄電池充電：電能一化學(xué)能

B.電熱水器燒水：電能一內(nèi)能

C.電動機(jī)工作是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

D.內(nèi)燃機(jī)工作：化學(xué)能-內(nèi)能—機(jī)械能

【答案】C

【詳解】A.給蓄電池充電時，蓄電池相當(dāng)于用電器，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，故A正

確，不符合題意；

B.電熱水器燒水時，消耗電能，使水的內(nèi)能增大，即是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，故B正確，不

符合題意；

C.電動機(jī)工作過程中，消耗電能，獲得機(jī)械能，故C錯誤，符合題意；

D.內(nèi)燃機(jī)工作時，燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，D正確，不符題意。

故選C。

考向02電能表及其相關(guān)計(jì)算

【例題2】如圖所示是某家用電子式電能表的表盤，該表盤上顯示已用電kWho若將某用

電器單獨(dú)接在該電能表上正常工作3min,電能表指示燈閃爍了32次。該用電器在上述時間內(nèi)消耗的電

能為kWh。

單相電子式電能表

I0I5|5|4|6|0

kW-h

220V10(20)A50Hz

1600imp/kW-h>Q

指示燈

【答案】5546.70.02

【詳解】電能表表盤上顯示的數(shù)據(jù)為已使用的電量，最后一位數(shù)字是小數(shù)，單位是kW-h,因此該

表盤上顯示已用電5546.7kWho

1600imp/kWh表示每消耗lkW-h的電能，指示燈閃爍1600次，電能表指示燈閃爍了32次，該用

電器在上述時間內(nèi)消耗的電能為

32imp

W^—=0.02kW-h

N1600imp/kW-h

方法技巧注意關(guān)于電能表計(jì)量的兩個誤區(qū)

1.在計(jì)算某段時間內(nèi)所消耗的電能時并不是直接讀出電能表表盤上的示

數(shù)，而是在這段時間內(nèi)電能表前后兩次示數(shù)之差。

2.電能表表盤上最后一位是小數(shù)，這一點(diǎn)很容易忽視。

【訓(xùn)練2-1】（2024?吉林?中考真題）圖中儀表可以用來計(jì)量（）

A.導(dǎo)體的電阻B.電路中的電流

C.用電器兩端的電壓D.用電器在一段時間內(nèi)消耗的電能

【答案】D

【詳解】圖上有kW-h,則圖中儀表為電能表。電能表是用來計(jì)量用電器在一段時間內(nèi)消耗的電能

的儀表，故ABC不符合題意，D符合題意。

故選D。

【訓(xùn)【練2-2】如圖，電能表讀數(shù)是kWh；若該電能表轉(zhuǎn)了300轉(zhuǎn)，則用電器消耗了J的

電能。

【答案】201.81.8X106J

【詳解】電能表最后一位是小數(shù)，故讀數(shù)為201.8kW-h。

若該電能表轉(zhuǎn)了300轉(zhuǎn)，則用電器消耗了電能為

300r1￡?

W=--------------=-x3.6xlO6J=1.8xlO6J

600r/kWh2

單相表

220V10(20)A50Hz

600r/kWh

考向03電功及其計(jì)算

【例題3】(2024.江蘇揚(yáng)州.中考真題)家中應(yīng)急手電筒的電路圖如圖所示，電源電壓為3V,閉合

開關(guān)，通過燈泡的電流為0.6A,忽略燈泡電阻的變化。求：

(1)燈泡電阻R；

(2)電路工作Imin消耗的電能W；

【答案】(1)5Q；(2)108J

【詳解】(1)燈泡電阻為

(2)電路工作Imin消耗的電能為P="/=3V><0.6Ax60s=108J

答：(1)燈泡電阻R為5。；

(2)電路工作Imin消耗的電能為108J。

方法技巧把握兩點(diǎn)，確保正確計(jì)算電功問題

1.公式選擇：電流做的功用進(jìn)行計(jì)算。對于電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

的用電器，也可以用W=^t和計(jì)算。

2.單位統(tǒng)一：計(jì)算電流做的功或消耗的電能，根據(jù)相應(yīng)的公式先統(tǒng)一相關(guān)

量的單位，再進(jìn)行計(jì)算，以上公式均采用國際單位制。

【訓(xùn)練3-1】(2023?青島?中考真題)有一塊手機(jī)用的電池，上面標(biāo)明電壓為3.7V,容量為4000

mAh它充滿電后大約儲存的電能為()

A.5.3xl04JB.5.3xlO7JC.14.8JD.14.8kW-h

【答案】A

【詳解】根據(jù)電功的計(jì)算公式可得電池充滿電后大約儲存的電能為

W=UIt=3.7VX4000*10-3Ax3600s=53280J~5.3xlO4J

故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。

【訓(xùn)練3-2】如圖所示的電路中，電源兩端電壓為6V并保持不變。當(dāng)開關(guān)S閉合、Si斷開時，電

流表示數(shù)為0.2A；當(dāng)開關(guān)S、Si都閉合時，電流表示數(shù)為0.5A。求:

(2)&的阻值；

(3)當(dāng)開關(guān)S、Si都閉合時，通電Imin電流通過&做的功。

【答案】(1)0.3A；(2)20Q；(3)72J

【詳解】(1)當(dāng)開關(guān)S閉合、Si斷開時，電路為員的簡單電路，電流表測電路中的電流，尺的兩

端電壓等于電源電壓，此時電路電流為/i=0.2A；當(dāng)開關(guān)S、Si都閉合時，兩電阻并聯(lián)，電流表測的是

干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，兩電阻的兩端電壓都等于電源電壓，此時通過凡的電流等

于/i，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可得，通過&的電流為

/2=/-ZI=：0.5A-0.2A=0.3A

(2)根據(jù)歐姆定律可得，&的阻值為

&菅總=2。口

(3)當(dāng)開關(guān)S、Si都閉合時，通過R的電流等于八，則通電Imin電流通過R做的功為

嗎=UItt=6Vx0.2Ax60s=72J

答：(1)當(dāng)開關(guān)S、S1都閉合時，通過&的電流為0.3A；

(2)&的阻值為20C；

(3)當(dāng)開關(guān)S、Si都閉合時，通電Imin電流通過R做的功為72J。

模塊二電功率

知識清單小

、電功率

1.物理意義：表示電流做功的快慢。

2.定義：電功與時間之比叫作電功率(比值定義法)。

w

3.定義式：變形式：電功皿=2八時間

4.單位

(1)國際單位：瓦(W),1瓦=1焦/秒

(2)常用單位：壬瓦(kW)、毫瓦(mW)

(3)單位換算：1kW=l(ywiw=10imW

(4)應(yīng)用公式■及變形式卬=尸八f=WZP進(jìn)行計(jì)算時，可應(yīng)用兩套單位：

①若電功W的單位用焦(J)、時間，的單位用秒(s),則功率P的單位是瓦(W)；

②若電功卬的單位用千瓦時(kW-h),時間/的單位用時(h),則功率P的單位是千瓦(kW)o

5.電功率的推導(dǎo)式

(1)推導(dǎo)：將W=U〃代入P=W%可得尸=必。

說明：電功率的定義式尸=%和尸=0都具有普遍意義，適用于任何電路。

(2)利用尸=以和歐姆定律/=〃R及變形式可推導(dǎo)出兩個表達(dá)式：

P=FR尸=匕說明：這兩個公式只適用于純電阻電路。

6.“千瓦時”的來歷：千瓦時是功率為IkW的用電器工作1L所消耗的電能。

說明：千瓦時是電能的單位,而千瓦是電功率的單位,二者的意義完全不同。

二、額定電壓額定功率

一般情況下，用電器上都標(biāo)有額定電壓和額定功率，如圖所示，是一白熾燈的“銘牌”：

20貳“40W”表示

/此燈的額定功

普通照明燈7率為40W

“220V”表示此燈的

額定電壓是22。V

L額定電壓和額定功率

(1)額定電壓U額：用電器正常工作時的電壓。

(2)額定功率P額：用電器在額定電壓下工作時的電功率。

2.實(shí)際電壓和實(shí)際功率

(1)實(shí)際電壓U實(shí)：用電器實(shí)際工作時的電壓;

(2)實(shí)際功率P賣：用電器在實(shí)際電壓下工作時的電功率。

3.實(shí)際功率和額定功率的關(guān)系

(1)當(dāng)〃實(shí)=。額時，尸實(shí)=P額，用電器正常工作；

（2）當(dāng)U實(shí)＞U額時，尸實(shí)二尸額，用電器容易損壞；

（3）當(dāng)U實(shí)＜U額時，P實(shí)WP頷，用電器不能正常工作。

注意：一個用電器只有二個額定電壓和二個額定功率，是確定的，與實(shí)際電壓無關(guān)。用電器的實(shí)

際功率是不確定的，隨著它兩端電壓的改變而改變。

4.用電器銘牌上所標(biāo)物理量的意義：例如，一只燈泡上標(biāo)著“22025”，其中，“220”表示該燈

泡的額定電壓是220V,“25”表示該燈泡的額定功率是25W0

5.燈泡的亮度：燈泡的亮度取決于實(shí)際功率的大小。例如額定電壓不同的白熾電燈，如果實(shí)際功

率相等，則它們發(fā)光的亮度就相同。

三、利用電能表測量電功率

電能表

I1I4|6|9|回

220V30A50Hz

2000r/kW-h

利用電能表測量出某用電器工作一段時間，內(nèi)所消耗的電能W,然后由電功率的定義式2=%計(jì)

算它的實(shí)際功率。如圖所示，若在時間，（單位用小時）內(nèi)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)為心

則用電器消耗的電能為：

用電器的電功率表達(dá)式為:

考向01電功率

【例題1】（2023.濟(jì)南?中考真題）商場中，賣微波爐的售貨員和顧客發(fā)生了爭執(zhí)。售貨員說：微波

爐很省電，用一次花不了多少電費(fèi)；顧客說：我覺得微波爐很費(fèi)電，我家的微波爐一開就“燒保險(xiǎn)

從物理學(xué)的角度看，售貨員所說的“省電”和顧客所說的“費(fèi)電”分別指的是微波爐在使用時

()

A.消耗較少的電能，消耗較多的電能

B.電功率較小，電功率較大

C.電功率較小，消耗較多的電能

D.消耗較少的電能，電功率較大

【答案】D

【詳解】售貨員認(rèn)為微波爐很省電，是說微波爐的電功率大，但加熱食物用時很短，消耗的電能

并不多，所以“微波爐很省電，用一次花不了多少電費(fèi)”，即售貨員是從消耗較少的電能角度說的；顧

客是從電功率角度考慮的，因?yàn)槲⒉t屬于大功率用電器，工作時電路中電流很大，會燒斷保險(xiǎn)絲，

相同時間內(nèi)消耗的電能多，所以認(rèn)為很“費(fèi)電”。

故選D。

方法技巧

1.區(qū)別電功率與電功

電功率與電功是兩個不同的概念。電功表示電流做功多少，單位是kW-h或J；電

功率是電功與通電時間的比值，表示電流做功的快慢，其單位是kW或W。

2.純電阻電路中電功率計(jì)算公式的選用技巧

(1)兩個電阻串聯(lián)接入電路，因串聯(lián)電路中電流相同，比較兩個電阻的電功率

時，優(yōu)先考慮用公式尸=產(chǎn)七

(2)兩個電阻并聯(lián)接入電路，因并聯(lián)電路兩電阻兩端電壓相同，比較電阻電功率

時優(yōu)先考慮公式R；

(3)若已知電阻兩端電壓和通過電阻的電流，優(yōu)先考慮公式尸=0。

【訓(xùn)練1-1】有兩個額定電壓相同的電熱水壺甲和乙，甲的額定功率為1800W,乙的額定功率為

1200W.兩個電熱水壺都正常工作時，下列說法中正確的是()

A.甲電熱水壺兩端的電壓較高

B.電流通過甲電熱水壺做功較快

C.通過兩個電熱水壺的電流相等

D.相同時間內(nèi)，兩個電熱水壺消耗的電能一樣多

【答案】B

【詳解】A.因?yàn)閮蓚€電熱水壺的額定電壓相同，且兩個電熱水壺都正常工作，即在額定電壓下工

作，所以甲、乙電熱水壺兩端的電壓相等，故A錯誤；

B.都正常工作時，甲的額定功率大，所以電流通過甲電熱水壺做功較快，故B正確；

C.都正常工作時，甲的額定功率大，根據(jù)/=P/U,通過甲電熱水壺的電流大，故c錯誤；

D.都正常工作時，甲的額定功率大，根據(jù)可知，相同時間內(nèi)，甲電熱水壺消耗的電能多,

故D錯誤；故選B.

【訓(xùn)練1-2】（2023?宿遷?中考真題）關(guān)于圖中小明家的電能表，下列選項(xiàng)正確的是（）

kWh

2023同

電子式單向電能表

220V10（40）A

1600imp/kWh

A.電能表的示數(shù)為2023.6J

B.電能表能正常工作的最大電流是40A

C.電能表是測量電功率的儀表

D.脈沖指示燈閃的越快，電路消耗電能越多

【答案】B

【詳解】A.電能表的示數(shù)為2023.6kW-h,故A錯誤；

B.10（40）A表示該電能表的標(biāo)定電流為10A,額定最大電流為40A,故B正確；

C.電能表是測量用電器消耗電能的儀表，故c錯誤；

D.脈沖指示燈閃的越快，表示電路消耗電能越快，即接在這個電能表的用電器電功率越大。故D

錯誤。故選B。

考向02額定功率與實(shí)際功率

【例題2】將標(biāo)有“6V3W”、“6V6W”的甲、乙兩個燈泡，串聯(lián)接在9V的電源上，閉合開關(guān)后

發(fā)光較暗的燈，乙燈的實(shí)際功率是0（設(shè)燈絲的電阻保持不變）

【答案】乙1.5W

【詳解】兩燈泡的電阻

甲、乙兩個燈泡串聯(lián)后接在9V的電源上時，因?yàn)榇?lián)電路中各處的電流相等，通過它們的電流相

等，甲燈泡的電阻大于乙燈泡的電阻，由Pn-R可知，甲燈泡的實(shí)際功率大于乙燈泡的實(shí)際功率；因

燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小，所以甲燈泡較亮，乙燈泡較暗。

兩燈串聯(lián)接在9V的電源上，電路中的電流

UU_9V

=0.5A

R諄+R乙12Q+6Q

乙燈的實(shí)際功率P乙后PR乙二（0.5A）2><6Q=L5W

額定功率和實(shí)際功率的橋梁一電阻

當(dāng)用電器的電阻大小不變時，可先由額定參數(shù)求出用電器的電阻，然后

再結(jié)合實(shí)際工作時的電壓、電流，利用下列公式計(jì)算出實(shí)際功率。

Rp=r^R

【訓(xùn)練2-1】一只電烙鐵的銘牌上標(biāo)有“220V200W”的字樣，它正常工作時的電阻是—Q,當(dāng)

其兩端電壓為110V時，該電爐的實(shí)際功率為Wo（不計(jì)溫度對電阻的影響）

【答案】24250

【詳解】由題意知，電烙鐵正常工作時的功率P=100W,電壓為220V,若不計(jì)溫度對電阻的影

響，根據(jù)尸=U/R可得，電阻絲的電阻為

U2(220V)

R=—=---=242Q

P200W

當(dāng)電路中的電壓為110V時，其實(shí)際功率為

p尸=(110V)2

=50W

實(shí)R242Q

【訓(xùn)練2-2】將“12V12W”的小燈泡Li和“12V6W”的小燈泡L2串聯(lián)起來，直接接到電壓恒

定的電源兩端。開關(guān)閉合后，恰好有一個小燈泡正常發(fā)光，而另一個小燈泡比正常發(fā)光時暗些，則正

常發(fā)光的小燈泡是，電源電壓是V,發(fā)光較暗的小燈泡的實(shí)際功率是Wo（燈絲電

阻不變）

【答案】L218V3

【詳解】根據(jù)P=U/可得它們各自正常發(fā)光時的額定電流

=J^=12W=1A

4a12V

根據(jù)P=U/R可得它們各自的電阻

兩個小燈泡串聯(lián)在電壓恒定的電源兩端。因?yàn)榇?lián)電路電流處處相等，且開關(guān)閉合后，恰好有一

個小燈泡正常發(fā)光，而另一個小燈泡比正常發(fā)光時暗些，則此時電路電流/=0.5A

因?yàn)榇藭r電路電流等于小燈泡L2的額定電流，故正常發(fā)光的小燈泡是L2；根據(jù)串聯(lián)電路總電阻與

分電阻之間的關(guān)系以及歐姆定律可得電源電壓

U=/（K+E）=0.5Ax（12Q+24Q）=18V

而此時電路電流小于小燈泡Li的額定電流，所以發(fā)光較暗的是小燈泡Li，則此時小燈泡Li的實(shí)

際功率

22

及i=IR]=(O.5A)X12Q=3W

考向03電功率的綜合問題(動態(tài)分析+計(jì)算)

【例題3】(2024.西藏?中考真題)如圖(乙)所示為扎西家兩檔位電熱水壺的簡化電路原理圖，Si

為溫控開關(guān)，當(dāng)水沸騰時會自動斷開。Ri和R2為加熱定值電阻，Ri=44。，保溫檔的功率為110W。

求：

甲乙

(1)加熱時&的電功率；

(2)在加熱檔工作時電路的總電流;

(3)某次燒水，電熱水壺將水加熱至沸騰耗時5min,自動跳轉(zhuǎn)至保溫檔工作5min,在這lOmin

內(nèi)電熱水壺消耗的電能。

【答案】(1)1100W；(2)5.5A；(3)3.96X105J

【詳解】(1)加熱時，R和&并聯(lián)，4的電功率為

2

U2(220V)

P——=----1100W

R1&44。

(2)由于根據(jù)尸二^^可知，當(dāng)只閉合開關(guān)S時，為保溫檔，電阻&的阻值為

2

U2(220V)

=440Q

々呆now

在加熱檔工作時電路的總電流為

2+幺迎+迎=5.5A

并KR244c440Q

(3)加熱5min電熱水壺消耗的電能為嗎口熱=%Z=220Vx5.5Ax5x60s=3.63xl()5j

保溫5min電熱水壺消耗的電能為叫呆溫=尸保E10WX5X60S=3.3X1()4J

在這lOmin內(nèi)電熱水壺消耗的電能為

W=叫口熱+%溫=3.3*IO,J+3.63*IO'J=3.96*IO'J

方法技巧解決電功率綜合問題的方法一綜合法

1.綜合法是從題設(shè)已知條件入手，對電路的結(jié)構(gòu)做出準(zhǔn)確地判斷，再

根據(jù)給定的物理量，找出相應(yīng)的公式或物理規(guī)律將它們聯(lián)系起來，最后導(dǎo)

出所求量。

2.解題思路：(1)認(rèn)真審題，確定電路的連接方式；(2)列出已知條

件，根據(jù)已知條件選擇相應(yīng)的公式或物理規(guī)律；（3）將已知條件、公式或

規(guī)律聯(lián)系起來，進(jìn)行分析與計(jì)算。

【訓(xùn)練3-1】（2024?四川達(dá)州?中考真題）如圖所示是某品牌電熱毯內(nèi)部電路簡化圖，該電熱毯具有

高低兩檔加熱功能，下列說法正確的是（）

A.只閉合開關(guān)Si時，電路處于高溫檔

B.只閉合開關(guān)S2時，電路處于低溫檔

C.同時閉合開關(guān)Si、S2時，電路處于高溫檔

D.同時閉合開關(guān)Si、S2時，電路處于低溫檔

【答案】c

【詳解】A.只閉合開關(guān)S1時，只有R1接入電路，由尸=U/R,此時電熱毯電功率最小，為低溫

檔，故A錯誤；

B.只閉合開關(guān)S2時，電路斷路，故B錯誤；

CD.由電路圖知，Si、S2閉合時，R和&并聯(lián)，此時電路電阻最小，而電源電壓一定，由

P=U/R可知，此時電熱毯電功率最大，為高溫檔，故C正確，D錯誤。

故選C。

【訓(xùn)練3-2】（2023?廣東?中考真題）題圖甲是用某款3D打印第進(jìn)行立體繪畫時的場景，打印筆通

電后，筆內(nèi)電阻絲發(fā)熱使筆內(nèi)繪畫材料熔化；加熱電路簡化后如圖所示，電源電壓恒為6V,Ri和&

為發(fā)熱電阻絲，只閉合&時低溫?fù)豕ぷ鳎琒i、S2都閉合時高溫?fù)豕ぷ鳎邷負(fù)鹾偷蜏負(fù)醯墓β时葹?：

3,Ri=4Q,忽略電阻絲阻值隨溫度變化，求：

（1）低溫檔工作時，通過Ri的電流；

（2）低溫?fù)醯墓β剩?/p>

（3）&的電阻值。

甲乙

【答案】(1)1.5A；(2)9W；(3)12Q

【詳解】(1)由題意可知，電源電壓恒為6V,只閉合Si時，電路中只有Ri一個用電器，則用兩

端電壓為6V,/?i=4Q,根據(jù)歐姆定律可得

'翼嗯—

(2)只閉合Si時低溫?fù)豕ぷ鳎妷簽?V,則低溫檔的電功率為

(3)Si、S2都閉合時高溫?fù)豕ぷ鳎琑和Rz并聯(lián)，高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)醯墓β时葹?/p>

P高：「低=4:3,

則高溫檔的功率為P高=12W

電路并聯(lián)，總功率等于各支路功率之和，即產(chǎn)高=々氐+尸!<2

則&的電功率為

心％隼=12W-9W=3W

根據(jù)P=U/R可得，&的電阻值為

U2(6V)^

R.=----=--------=12Q

PKR23W

答：(1)低溫?fù)豕ぷ鲿r，通過燈的電流為1.5A；

(2)低溫?fù)醯墓β蕿?W；

(3)&的電阻值為12。。

模塊三測量小燈泡的電功率

知識清單二

一、伏安法測量小燈泡的電功率

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹坑秒娏鞅砗碗妷罕頊y量小燈泡在不同電壓下的電功率。

【實(shí)驗(yàn)步驟】

(1)按照電路圖連接電路。注意斷開開關(guān)，將滑動變阻器滑片放在阻值最大處。

(2)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2.5V(等于額定電壓)，記下此時對應(yīng)的

電流表示數(shù)，填在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中，并觀察燈泡的發(fā)光情況。

(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使使小燈泡兩端電壓低于額定電壓，觀察此時小燈泡的發(fā)光情況與

在額定電壓下的發(fā)光情況有什么不同，記下此時電壓表和電流表的示數(shù)，數(shù)據(jù)記錄表中。

(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)約為額定電壓的1.2倍，觀察此時小燈泡的發(fā)光情況

與在額定電壓下的發(fā)光情況有什么不同，記下此時電壓表和電流表的示數(shù)，數(shù)據(jù)記錄表中。

(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，斷開開關(guān)，將連接電路的導(dǎo)線拆開，并整理好實(shí)驗(yàn)器材。

【數(shù)據(jù)處理】根據(jù)公式尸=U/計(jì)算出小燈泡的額定功率和實(shí)際功率。注意：不能求平均值。

【分析論證】

①分析表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)燈泡兩端的實(shí)際電壓越高，實(shí)際功率越大，小燈泡越亮。

②小燈泡的亮度直接由它的實(shí)際功率決定。

③小燈泡的實(shí)際功率有多個，額定功率只有二個。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】

(1)當(dāng)燈泡的實(shí)際電壓等于額定電壓時，燈泡的實(shí)際功率等于額定功率,燈泡正常發(fā)光。

(2)當(dāng)實(shí)際電壓低于額定電壓時，小燈泡的實(shí)際功率小工額定功率，小燈泡發(fā)光較喧。

(3)當(dāng)實(shí)際電壓高于額定電壓時，小燈泡的實(shí)際功率大于額定功率,小燈泡發(fā)光較亮。

【交流討論】對小燈泡的電功率進(jìn)行了多次測量，不求小燈泡功率的平均值的原因：因?yàn)轭~定功

率是額定電壓下的功率，不是不同電壓下功率的平均值；用電器在不同電壓下的實(shí)際功率不同，把三

次測量的平均值作為小燈泡的額定功率是不合理的。

、特殊方法測量小燈泡的額定功率（用單一電表測小燈泡的額定功率）

方

法已知條件電路圖操作過程小燈的額定功率

測量器材是電壓燈泡的額定電流：

①閉合S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑

7-U合-U額

表，缺少電流表；/額=D

動變阻器R,使電壓表示數(shù)為。Ko

已知小燈泡的額定燈泡的額定功率：

額，此時燈泡正常發(fā)光；

電壓。額，定值電產(chǎn)額=。額/額

~3P②閉合S、Sz,斷開Si,電壓表

。合一U額

阻&的阻值。,ISTT

伏測出&與L兩端的電壓為U*2K

阻

法③燈泡的額定電壓：

測量器材是電壓①閉合S,S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑

—1|-------。額=。合一/額Ro

表，缺少電流表；動變阻器R,使電壓表示數(shù)為/額

燈泡的額定功率：

已知小燈泡的額定Ro,此時燈正常發(fā)光；

P額=。額/額=

電流/額，定值電阻②閉合S,S2,斷開Si,電壓表

（。合-/額Ro）/額

Ro的阻值。測出&與L兩端的電壓U合。

測量器材是電流L①閉合S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑③燈泡的額定電流：

----0----

表，缺少電壓表；TTU額

動變阻器R，使得電流表示數(shù)為/額=/總---

Ko

己知小燈泡的額定亨。菽剛，此時燈泡正常發(fā)光；燈泡的額定功率：

電壓。額，定值電②閉合S、S,斷開Si,電流表

2P額=。額/燈=。額（/總

阻Ro的阻值。測出通過&與L的合電流Zfio

伏Ro

安

法燈泡的額定電壓：

測量器材是電流

①閉合S、S2,斷開Si,調(diào)節(jié)滑

&。U額=UHo

表，缺少電壓表；

?動變阻器R,使得電流表示數(shù)為/

1~—（/總-/額）Ro

已知小燈泡的額定

-S~L?,此時燈泡正常發(fā)光；燈泡的額定功率：

電流/額，定值電阻R

②閉合S、S1,斷開S2,電流表P額=0額/額

Ro的阻值。

測出通過扁與L的合電流入。—（/總-/額）Ro/額

三、伏安法測小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)中常見故障及原因分析

常見故障現(xiàn)象原因分析

閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表、電壓表①滑動變阻器接成定值電阻；②滑動變阻器滑片在

有示數(shù)阻值最大處；③電源電壓過低。

燈

泡閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表、電壓表

不①電源無電壓；②燈泡以外電路有斷路

亮無示數(shù)

閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表指針幾乎①電流表、電壓表位置互換了；

不偏轉(zhuǎn)，而電壓表示數(shù)卻接近電源電壓②燈泡處斷路，即燈泡的燈絲斷了或燈座接觸不

良。

閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表有示數(shù)，

燈泡短路。

電壓表無示數(shù)

閉合開關(guān)，電流表或電壓表的指針偏轉(zhuǎn)①電流表或電壓表的量程過大；②電源電壓太低；

角度很小③滑動變阻器接入電路的阻值過大。

電

表閉合開關(guān)，電流表或電壓表指針反向偏

問電流表或電壓表的“+”接線柱接反了。

題轉(zhuǎn)

閉合開關(guān)，電流表或電壓表指針的偏轉(zhuǎn)①電流表或電壓表量程選擇過小；②電路中出現(xiàn)短

角度超過電表的量程路；③滑動變阻器接入電路中的阻值太小。

開

關(guān)連接電路時，接完最后一根導(dǎo)線燈泡立

問連接電路時，開關(guān)一直處于閉合。

題即發(fā)光

閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片時，滑動變阻器同時接入了上面（或下面）兩個接線

電表示數(shù)及燈泡的亮度均無變化柱。

滑閉合開關(guān)，無論怎么調(diào)節(jié)滑動變阻器，

動電源電壓過低。

變電壓表示數(shù)總小于燈泡額定電壓

阻

器無論怎么調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表示數(shù)①電源電壓過高；②選用滑動變阻器最大阻值過

問總大于燈泡的額定電壓小。

題

閉合開關(guān)瞬間，燈泡發(fā)出強(qiáng)光后立即熄滑動變阻器同時接入了上面兩個接線柱或滑動變阻

滅，電流表指針偏轉(zhuǎn)后又回到零刻度線器的滑片沒有置于阻值最大位置，導(dǎo)致燈泡兩端電

處，電壓表仍有示數(shù)壓過高，燈泡燈絲熔斷。

方法清單

考向01伏安法測量小燈泡電功率

【例題1】（2024.山東淄博.中考真題）在“測量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的額定電壓為

2.5V（正常發(fā)光時的電阻約為9。）。

乙

(1)圖甲是小明連接的電路，請指出不妥之處:

(2)重新連好電路，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片,進(jìn)行多次測量，將數(shù)據(jù)及現(xiàn)象記錄在表

格中。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓