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第2節(jié) 電功率
第十八章 電功率
知識點(diǎn)
電功率
知1－講
1
1. 物理意義：表示電流做功的快慢。
2. 定義：等于電功與時(shí)間之比(比值定義法)。
3. 定義式：P=(求電功率)。
變形式：W=Pt(求電功)、t =(求時(shí)間)。

知1－講
4. P= 與v=的比較(如圖1 所示，類比思想)。

知1－講
5. 公式：P=UI 。推導(dǎo)：P===UI。
說明：電功率的定義式P=和公式P=UI 適用于任何情況的計(jì)算，沒有條件限制。
知1－講
6. 兩套單位
電能W 時(shí)間t 功率P
單位1 J s W
單位2 kW·h h kW
單位 換算 關(guān)系 1 kW·h=3.6×106 J 1 h=3 600 s 1 kW=103 W
知1－講
方法點(diǎn)撥
比值定義法：就是用幾個(gè)基本的物理量的“比”來定義一個(gè)新的物理量的方法。比如速度、密度、壓強(qiáng)、功率、熱值和電功率等。
知1－講
特別提醒
電功率是表示電流做功快慢的物理量。而不是表示電流做功多少的物理量。用電器功率大，說明用電器消耗電能快，但消耗的電能不一定多。
知1－講
特別提醒
兩套單位不能混用:
若電能W的單位用“kW·h”，則電功率P的單位為kW，時(shí)間t的單位為h。
若電能W的單位用“J”，則電功率P的單位為W，時(shí)間t的單位為s。
知1－練
例 1
關(guān)于電功率，下列說法中正確的是(　　)
A. 通過導(dǎo)體的電流做功越少，電功率越小
B. 用電器消耗電能越多，電功率越大
C. 用電器消耗電能越快，電功率越大
D. 用電器工作時(shí)間越長，電功率越大
知1－練
解題秘方：僅知電流做功多少，未知時(shí)間，不能判斷電功率的大小；僅知電功率的大小，未知時(shí)間，也不能判斷電流做功多少。簡言之，不能根據(jù)多少判斷大小，也不能根據(jù)大小判斷多少。
知1－練
解析：電功率等于電流做的功與所用時(shí)間的比值，電流做功少，不知道電流做功時(shí)間，電功率不一定小，故A 錯誤；用電器消耗電能越多，即電流做功越多，不知道電流做功時(shí)間，電功率不一定大，故B 錯誤；電功率是表示電流做功快慢的物理量，用電器消耗電能越快，電功率越大，故C 正確；用電器工作時(shí)間長，不知道電流做功多少，電功率不一定大，故D 錯誤。
答案：C
知1－練
1. [中考·山東] 某商家銷售的移動電源相當(dāng)于大型“充電寶”，其銘牌如圖所示。
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顧客咨詢：“該移動電源可以供2.5 kW的用電器正常工作嗎？”客服回復(fù)：“沒問題，這是3 kW·h 的，3 kW 的用電器都可以正常使用。”該客服( )
A．說法正確
B．混淆了電功率和電能
C．混淆了電功率和電流
D．混淆了電功率和電壓
B
知1－練
例 2
亮亮了解到某個(gè)家用電器連續(xù)工作1 h，消耗的電能約為1.2 kW·h，這個(gè)用電器可能是( )
A. 家用空調(diào)
B. 臺式計(jì)算機(jī)
C. 液晶電視機(jī)
D. 計(jì)算器
知1－練
解題秘方：由電功率的定義式P=求出這個(gè)家用電器的電功率，然后和選項(xiàng)中各用電器的電功率進(jìn)行對比分析，即可得出答案。
知1－練
解析：用電器的電功率P= ==1.2 kW=
1 200 W，家用空調(diào)的電功率在1000 W 以上，臺式計(jì)算機(jī)的電功率約為200W，液晶電視機(jī)的電功率約為100 W，計(jì)算器的電功率小于1W，所以電功率是
12 00 W 的用電器可能是家用空調(diào)。
知1－練
2. 小榮一家假期外出旅游，家中只有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像頭和一個(gè)路由器在工作，其實(shí)際功率分別為5 W 和15 W。出發(fā)和回家時(shí)，電能表示數(shù)如圖所示，這段時(shí)間內(nèi)小榮家消耗電能________kW·h，小榮一家外出 ________ h。(電路其他元件損耗電能不計(jì))
4.8
240
知1－練
例 3
如圖2 所示是某暖手寶的工作原理圖，電源電壓恒為6 V，電阻R1 為10 Ω。閉合開關(guān)S，電路的總電流為1 A 。求：
知1－練
(1)通過電阻R1 的電流；
解題秘方：求解某個(gè)用電器的電功率：串聯(lián)電路，P1=U1I、P2=U2 I；并聯(lián)電路，P1=UI1、P2=UI2；
解：閉合開關(guān)S，兩個(gè)電阻并聯(lián)，U1=U2=U=6 V；通過R1的電流I1===0.6 A。
知1－練
(2)電阻R2 消耗的電功率；
解題秘方：求解電路的電功率：P=UI，其中I== (串聯(lián))、I= I1＋I(xiàn)2=＋(并聯(lián))。
解：通過R2 的電流I2=I－I1=1 A－0.6 A=0.4 A，R2 的消耗的電功率P2=UI2=6 V×0.4 A=2.4 W。
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(3)電路消耗的總電功率。
解：電路消耗的總電功率P=UI=6 V×1 A=6 W。
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3. [一模·賀州] 如圖，電源電壓不變，當(dāng)開關(guān)S1、S2 同時(shí)閉合時(shí)，電流表的示數(shù)是0.3 A，電壓表示數(shù)是6 V；若兩表互換位置，當(dāng)開關(guān)S2閉合、S1 斷開時(shí)，電流表示數(shù)是0.2 A，則電源電壓為_______V，
R2 消耗的電功率為_______ W。
6
0.4
知2－講
知識點(diǎn)
額定電壓 額定功率
2
1. 額定電壓與額定功率
(1)額定電壓：用電器正常工作時(shí)的電壓。
(2) 額定功率：用電器在額定電壓下工作時(shí)的電功率。
知2－講
2. 實(shí)際電壓與實(shí)際功率
(1) 實(shí)際電壓：用電器實(shí)際工作時(shí)的電壓。實(shí)際電壓可以等于額定電壓，也可以高于或低于額定電壓。
(2) 實(shí)際功率：用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的電功率。實(shí)際功率也可以等于其額定功率，但是，若實(shí)際電壓高于額定電壓，則實(shí)際功率大于額定功率，用電器有可能損壞；若實(shí)際電壓低于額定電壓，則實(shí)際功率小于額定功率，用電器不能正常工作。






知2－講
3. 用電器的銘牌：以電熱水壺的銘牌為例，如圖3 所示。
(1)220V——電熱水壺的額定電壓。
(2)1500W——電熱水壺的額定功率。
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深度理解
額定功率與實(shí)際功率的聯(lián)系與區(qū)別。
物理量 額定功率 實(shí)際功率
區(qū) 別 定義 用電器在額定電壓下工作時(shí)的電功率 用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的電功率
是否變化 不隨實(shí)際電壓的改變而改變 隨實(shí)際電壓的改變而改變
聯(lián)系 U 實(shí)>U 額，P 實(shí)>P 額 U 實(shí)=U 額，P 實(shí)=P 額 U 實(shí)知2－練
例 4
[中考·郴州]如圖4 甲所示，把標(biāo)有“6 V 3 W”的燈泡L 和滑動變阻器R 串聯(lián)接入恒定電壓為9 V 的電源上，通過L 的電流I 與L 兩端電壓U 的關(guān)系如圖
乙所示，則
L 正常發(fā)光
時(shí)，
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滑動變阻器接入電路的電阻是_______Ω；當(dāng)電路中電流為0.4 A 時(shí)，L 的實(shí)際功率是_______ W。
6
1.6
解題秘方：理解額定電壓和額定功率的定義，是求用電器正常工作時(shí)電流的前提；求燈的實(shí)際功率，找準(zhǔn)已知電流對應(yīng)的電壓值是關(guān)鍵。
知2－練
知2－練
解析：燈泡L 與滑動變阻器R 串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光
時(shí)，R兩端的電壓UR=U－UL= 9 V－ 6 V=3 V，由圖乙可知，此時(shí)電流為0.5 A，則滑動變阻器接入電路中的電阻R==== 6 Ω；當(dāng)電路中電流為
0.4 A 時(shí)，由圖乙可知，L 兩端的電壓UL′= 4 V，則燈泡L 的實(shí)際功率PL′=UL′IL′= 4 V×0.4 A=1.6 W。
知2－練
特別提示：當(dāng)用I－U 圖象提供關(guān)于燈泡的有關(guān)信息時(shí)，一定要注意燈絲電阻是變化的，計(jì)算對應(yīng)電流下的實(shí)際功率，要由圖象找出對應(yīng)的電壓值，然后用公式P=UI計(jì)算燈泡的實(shí)際功率。
知2－練
4. 某教室共有20 盞“220 V 40 W” 的普通日光燈，如果改用20盞“220 V 13 W” 的LED 燈，不僅亮度相當(dāng)，而且可以省電，若該教室平均每天用電5 h，則一天可節(jié)約_______度電。
2.7
知2－練
5. [中考·陜西] 如圖所示的是小榮家新購置的便攜式電熱水杯及其相關(guān)參數(shù)。
知2－練
(1)電熱水杯正常工作時(shí)的電流是多少？
知2－練
(2)電熱水杯正常工作時(shí)，其加熱電阻阻值是多少？
知3－講
知識點(diǎn)
電功率的測量、電功率的推導(dǎo)公式
3
1. 電功率的測量
(1)使用電力監(jiān)測儀直接測量。如圖5 所示，把電力監(jiān)測儀的插頭插入穩(wěn)定供電的插座上，將用電器的插頭插入電力監(jiān)測儀的插孔上，選擇功率模式，然后打開用電器電源，即可測量該用電器的電功率。
知3－講
(2)測量出用電器兩端的電壓和流過用電器的電流，運(yùn)用公式P=UI 計(jì)算用電器實(shí)際的電功率。
(3)利用電能表測量出某用電器工作一段時(shí)間t內(nèi)所消耗的電能W，然后由P=計(jì)算它的實(shí)際功率。
知3－講
2. 電功率的兩個(gè)推導(dǎo)式
(1)由P=UI 和I=可得：P=。
該推導(dǎo)式通常用于并聯(lián)電路電功率的計(jì)算，或已知某用
電器電阻而計(jì)算該用電器的電功率，或用于分析并聯(lián)電
路的電功率大小。

知3－講
(2)由P=UI 和U=IR 可得：P=I2 R。
該推導(dǎo)式通常用于串聯(lián)電路中部分電路的電功率計(jì)算，
或用于分析串聯(lián)電路的電功率大小。

知3－講
3. 在純電阻電路中，電功率與電阻的關(guān)系
串聯(lián)電路
并聯(lián)電路
知3－講
深度理解
對比定義式、公式與推導(dǎo)式：
表達(dá)式 適用范圍
定義式 任何電路
公式 P=UI 任何電路
推導(dǎo)式 純電阻電路
知3－練
如圖6 所示是一款有高、低溫兩擋的電熨斗電路原理圖，R1、R2 為電熱絲，只閉合開關(guān)S1，電熨斗處于 _______溫?fù)酰蝗舾邷負(fù)跖c低溫?fù)醯墓β手葹?∶1，則R1 ∶R2=_______。
例 5
低
3 ∶1
知3－練
解題秘方：求并聯(lián)電路(純電阻電路)中兩個(gè)電阻的電功率，首選推導(dǎo)式P= 。
知3－練
解析：當(dāng)只閉合S1 時(shí)，只有電阻R1 接入電路，根據(jù)P= ，此時(shí)電路電阻較大，功率較小，電熨斗處于低溫?fù)酢．?dāng)兩個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，兩電熱絲并聯(lián)，電路電阻較小，根據(jù)P= 可知，電熨斗處于高溫?fù)酢８鶕?jù)題意，高溫?fù)跖c低溫?fù)醯墓β手萈 高∶
P 低=(＋ )∶ =4 ∶1，解得R1∶R2 =3 ∶1。
知3－練
特別提醒：若題目標(biāo)明“燈絲電阻不變”，計(jì)算燈絲電阻或求燈的實(shí)際功率，都可以用推導(dǎo)式P= 。
知3－練
6. [立德樹人 傳統(tǒng)文化]如圖所示，“葫蘆烙畫”是從民間進(jìn)入課堂的手工技藝，傳承了非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。烙畫所使用的一只“220 V 40 W ”的電烙鐵正常工
作時(shí)的電阻為_______Ω ；如果實(shí)際工作電
壓只有110 V，則它的實(shí)際功率為 _______
W。(忽略溫度對電阻的影響)
1210
10
知3－練
例 6
如圖7 所示，電阻R1=10 Ω，R2為滑動變阻器，電源電壓為U=12 V 且保持不變。閉合開關(guān)S，調(diào)整滑動變阻器滑片P 位于R2 的中點(diǎn)處，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.3 A 。求：
知3－練
解題秘方：求串聯(lián)電路(純電阻電路)中部分電路的電功率，首選推導(dǎo)式“P=I2R”。

知3－練
(1)滑動變阻器R2 的最大阻值；
解：由電路圖可知，R1、R2 串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測R2 的部分電壓。(1)閉合開關(guān)S，調(diào)整滑動變阻器滑片P 位于R2 的中點(diǎn)處，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.3 A，則電路中的總電阻為R 總=== 40 Ω，因?yàn)榛瑒幼冏杵魅孔柚到尤腚娐罚曰瑒幼冏杵鞯淖畲笞柚禐镽2=R總－R1=40 Ω－10 Ω=30 Ω。
知3－練
(2)滑動變阻器滑片P 位于R2 的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)；
解：滑動變阻器滑片P 位于R2 的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)
U2=I×R2= 0.3 A××3 0 Ω= 4.5 V。
知3－練
(3)R1 消耗的電功率。
解：R1 消耗的電功率P1=I2 R1=(0.3 A)2×10 Ω=0.9 W。
知3－練
7. 如圖所示的電路中，甲、乙兩處接電壓表或電流表，當(dāng)開關(guān)S 斷開時(shí)，甲、乙兩處均接電流表，甲、乙兩處電表示數(shù)之比為3 ∶ 5；當(dāng)開關(guān)S 閉合時(shí)，甲、乙兩處均接電壓表，甲、乙兩處電表示數(shù)之比
為5 ∶ 2，則電阻R1 ∶ R2= ________ ，
當(dāng)開關(guān)S 閉合時(shí)，R1 與R2 的電功率之
比是________。
3∶2
3∶2
將規(guī)格為“ 2.5 V 0. 3 A”的小燈泡L1 和規(guī)格為
“3.8 V 0. 3 A”的小燈泡L2 串聯(lián)(忽略溫度對燈絲電阻的影響)，接在3 V 的電源上，下列判斷正確的是( )
A. L1 的電阻大于L2 的電阻
B. L1 的亮度比L2 的亮度更小
C. 兩只燈泡都正常發(fā)光
D. 兩只燈泡實(shí)際功率相等
例 7
易錯點(diǎn)
不理解燈的亮度與實(shí)際功率間的關(guān)系
解析：兩燈泡額定電流均為0.3 A，但額定電壓分別為2.5 V 和3.8 V，根據(jù)歐姆定律可知，L1 的電阻小于L2 的電阻，A 錯誤；兩燈泡串聯(lián)在3 V 的電源上時(shí)，電流相等，由P=I2R 可知，燈泡L1 的實(shí)際功率比燈泡L2 的實(shí)際功率小，所以L1 的亮度比L2 的亮度更小，B 正確，D 錯誤；電源電壓為3 V，串聯(lián)時(shí)兩燈泡兩端的電壓都不能達(dá)到額定電壓，兩燈都不可能正常發(fā)光，C 錯誤。
答案：B
診誤區(qū)：
在比較不同燈的亮度時(shí)，易出現(xiàn)以下錯誤：
(1) 會錯誤地認(rèn)為，電流(或額定電流)大的燈亮度大。
(2) 會錯誤地認(rèn)為，電壓(或額定電壓)高的燈一定亮。
(3) 會錯誤地認(rèn)為，額定功率大的燈亮度一定大。
電功率
電功率
額定電壓
額定電流
額定功率
公式
物理意義
定義、定義式
P=
推導(dǎo)式
P=UI
P=，P=I2R