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2023-2024人教版9年物理全冊同步學講練測學案（全國通用）
第十八章 電功率 專題18.2 電功率
1.理解電功率的概念，知道電功率是表示消耗電能快慢的物理量。
2．理解電功率的公式，并能進行簡單的計算，知道P=UI。
3.了解生活中用電器的電功率，知道“千瓦時”的來歷。
4. 理解用電器的額定電壓和額定電功率。
5．掌握與用電器銘牌有關的簡單計算。
6. 理解測量用電器電功率的原理和方法。
閱讀本節課教材，參考教材完成教師給出的知識點問題的填空：
知識點1. 電功率
（1）電功率的意義：表示電流做功 快慢 的物理量，用符號 P 表示.
（2）電功率的定義：電功率等于 電功 與 時間 之比.
（3）電功率的公式：P= 。把W=UIt帶入公式，可得P=UI .
（4）電功率的單位：電功率的國際單位是 瓦特 ，簡稱 瓦 ，符號 W . 常用的電功率單位還有千瓦（kW）和毫瓦（mW），1kW= 1000 W，1W= 1000 mW.
知識點2. 額定電壓 額定功率
（1）用電器 正常工作時的電壓叫做額定電壓；用電器在額定電壓下的電功率叫做額定功率。
用電器的正常工作狀態是唯一的，所以用電器的額定電壓和額定功率也是唯一的。而燈的實際工作狀態多種多樣，因此實際電壓和對應的實際功率有無數個。
（2）電燈泡上標有“PZ220 100”的字樣，表示 額定電壓是220V，表示額定功率是100W；把這盞燈接在110V的電源上不能正常發光，會暗些。若接在380V的電源上，會很亮，甚至可能燒壞。燈泡的亮暗程度是由燈泡實際功率決定的。
（3）若已知用電器的“U額、P額”，可用公式P額=I額U額計算出用電器正常工作時的電流，用公式 計算出用電器正常工作時的電阻。
（4）用電器的實際電壓與額定電壓、實際功率與額定功率的關系為
1）U實 = U額，則 P實 = P額；用電器正常工作。
2）U實 > U額，則 P實 > P額；可能燒毀用電器。
3）U實 < U額，則 P實 < P額；用電器不能正常工作。
知識點3. 電功率的計算
1. 由P=UI及歐姆定律I=U∕R可推導出:P=U2/R ；由P=UI及U=IR可推導出:P= I2R 。這兩個推導公式是根據歐姆定律推導而來的，只適用于歐姆定律適用的純電阻電路。
2.電功率的定義公式和一般公式P=UI則適用于一切電路和用電器的電功率的計算。
考點1. 電功率
【例題1】（2023甘肅金昌）學校科技小組設計了一個室內天然氣泄漏檢測儀，原理如圖所示，其中R是檢測天然氣的電阻（氣敏電阻），天然氣濃度增大時，R減小，R0為定值電阻，電源電壓不變，閉合開關S，下列判斷正確的是（　　）
A. 顯示儀一定是電流表
B. 室內有天然氣泄漏時，顯示儀示數變小
C. 室內有天然氣泄漏時，電路消耗的電功率變小
D. 若調低報警濃度，可將R0換成阻值大一點的電阻
【答案】D
【解析】A．由電路圖可知，R與R0串聯，當天然氣濃度增大時，R阻值減小，由串聯電路電阻等比例分壓可知，此時R0兩端電壓增大，可知顯示儀可以為電壓表，故A錯誤；
B．室內有天然氣泄漏時，R阻值減小，若顯示儀為電壓表，則由串聯電路電阻等比例分壓可知，此時R0兩端電壓增大，若顯示儀為電流表，此時R0將被短路，電路中只有R，R阻值減小，由歐姆定律可得，電路中電流增大，故可知B錯誤；
C．室內有天然氣泄漏時，此時電路中的阻值變小，由可得，電路消耗的電功率變大，故C錯誤；
D．若調低報警濃度，即電阻R阻值較大時，此時R0兩端電壓不變，故由串聯電路電阻等比例分壓可知，可將R0換成阻值大一點的電阻，故D正確。
考點2. 實際電壓和實際功率
【例題2】（2023廣西）小明發現家里的白熾燈突然變亮，主要原因可能是白熾燈的（　　）
A. 額定電壓變大 B. 實際電壓變大 C. 額定功率變小 D. 實際電壓變小
【答案】B
【解析】燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率，實際功率越大，燈泡越亮。小明發現家里的白熾燈突然變亮，說明白熾燈的實際功率變大，根據公式可知，在燈泡電阻不變時，是因為白熾燈的實際電壓變大了，白熾燈額定電壓和額定功率保持不變，故B符合題意，ACD不符合題意。
故選B。
考點3. 估測電功率
【例題3】（2023安徽）為估測一個電熱水壺燒水時的電功率，小林在壺中裝入質量為1kg的水，接入家庭電路中，通電加熱210s，水溫從20℃上升到70℃。已知水的比熱容為。
（1）求該過程中水吸收的熱量；
（2）若電流產生的熱量全部被水吸收，請通過計算估測該熱水壺的電功率；
（3）用上述方案估測出的電功率與實際功率相比、偏大還是偏小？簡要說明原因。
【答案】（1）2.1×105J；（2）1000W；（3）偏小；在加熱的實際過程中是有熱量損失的
【解析】（1）水吸收的熱量為
Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(70℃﹣20℃)=2.1×105J
（2）若電熱水壺產生的熱量全部被水吸收
W=Q吸=2.1×105J
熱水壺的加熱功率為
（3）因為在加熱的實際過程中是有熱量損失的，例如：容器吸熱、周圍空氣吸熱等，所以第（2）問所得的功率比實際功率偏小。
考點4.電功率綜合計算
【例題4】（2023甘肅金昌） 如圖甲所示為小藝同學家的電中藥壺，有“猛火”和“文火”兩個擋位，工作電路簡化為圖乙所示，其中S'為擋位開關，R1、R2為發熱電阻（假定工作時電阻不變），A、B為阻值可忽略不計的指示燈。當電中藥壺處于猛火擋時，紅燈亮；處于文火擋時，綠燈亮。已知電中藥壺額定電壓為220V，猛火擋的額定功率為2420W，R2的阻值為180Ω。
（1）判斷A燈是______（選填“紅燈”或“綠燈”），你的判斷依據是什么？（ ）
（2）求電中藥壺“文火”擋的額定功率？（ ）
（3）某天用電高峰時，小藝用電中藥壺幫奶奶熬藥，為了計算家里電路的實際電壓，她關了家里其它用電器，只將電中藥壺調到猛火擋上，電中藥壺工作1min，電能表（如圖丙所示）的電能表表盤轉了100轉，由此她計算出家庭電路的實際電壓是多少？（ ）
【答案】（1）紅燈 見解析 （2） 242W （3） 200V
【解析】（1）由電路圖可知，當開關S閉合，S'打至觸點N時，電路為R1和指示燈A的串聯電路，此時電路中阻值較小，由可知，此時電路功率較大，則電中藥壺處于猛火擋，此時紅燈亮，故A燈是紅燈。
（2）由題意可知，猛火擋的額定功率為2420W，由可得，電阻R1的阻值為
當開關S閉合，S'打至觸點M時，電路為兩電阻和指示燈B的串聯，此時電路中阻值較大，功率較小，電中藥壺處于文火擋，故電中藥壺文火擋的額定功率為
（3）由電能表表盤上的信息可知，電中藥壺消耗的電能為
故電中藥壺的實際功率為
由可得，電中藥壺的實際電壓為
【演練1】如圖所示電路，電源電壓恒為6V。閉合開關S，滑動變阻器R接入電路的阻值為10Ω時，電流表的示數為1.8A。下列說法正確的是（　　）
A. 通過R0的電流是1.2A B. R0的阻值是5Ω
C. 當R為20Ω時，其電功率是7.2W D. 當R為30Ω時，電路總功率是8.4W
【答案】ABD
【解析】AB．電源電壓恒為6V，閉合開關S，滑動變阻器R接入電路的阻值為10Ω時，通過滑動變阻器R的電流IR=0.6A，則通過R0的電流
IR0=1.8A-0.6A=1.2A
則R0阻值
故AB正確；
C．當R為20Ω時，其電功率
故C錯誤；
D．當R為30Ω時，其電功率
R0的電功率
則電路總功率為8.4W，故D正確。
故選ABD。
【演練2】隨著汽車的普及，車載電飯煲開始得到應用，人們能夠在車內隨時隨地做飯而不受場地的限制，更好滿足了旅游個性化要求。下圖是某品牌車載電飯煲簡化后的電路原理圖，直流電源的電壓為，、均為電熱絲。當只閉合時是保溫擋，功率為96W；當、都閉合時為加熱擋，功率為300W。求：
（1）在加熱擋工作時，工作100秒電路中消耗的電能；
（2）的阻值；
（3）在保溫擋時，的電功率。
【答案】（1）30000J；（2）0.48Ω；（3）65.28W
【解析】（1）在加熱擋工作時，工作100s電路中消耗的電能
W=P加熱t=300W×100s=30000J
（2）由電路圖知，加熱擋工作時，電路中只有R1工作，據 得，R1的阻值
（3）保溫擋工作時，兩個電阻串聯在電路中，電路中的電流
R1消耗的電功率
P1=I2R1=(8A)2×0.48Ω=30.72W
R2消耗的電功率
P2=P保溫-P1=96W-30.72W=65.28W
1.求解電功及其電功率題的類型
（1）以電能表為素材，求解電功率的相關問題
（2）與滑動變阻器相關的電功率計算
（3）與串并聯電路特點及歐姆定律應用相關的電功率計算
（4）考查與I-U圖像相關的電功率計算
2.電功和電功率的區別和聯系
3.課節知識導圖
（滿分100分，答題時間90分鐘，根據下面給出的試題答案與解析自測自評）
一、選擇題（本大題8小題，每小題4分，共32分）
1.（2023北京） 如圖是兩個定值電阻R1、R2的內部結構圖，R1、R2所用電阻絲（涂有絕緣漆）粗細均勻、材料相同，分別纏繞在相同的圓柱形絕緣棒上，圈數分別為43圈和33圈，R1的電阻絲比R2的電阻絲細。將R1、R2并聯在電路中工作一段時間，下列說法正確的是（　　）
A. 通過R1的電流等于通過R2的電流
B. R1兩端的電壓大于R2兩端的電壓
C. R1的電功率大于R2的電功率
D. R1消耗的電能小于R2消耗的電能
【答案】D
【解析】由題意可知，兩電阻絲的材料相同，電阻絲R1比R2長且細，則R1>R2；
AB．因R1與R2并聯，電阻兩端的電壓相等，由可知，電阻大的通過的電流小，所以通過R1的電流小于通過R2的電流，故AB錯誤；
C．由可知，R1電功率小于R2的電功率，故C錯誤；
D．R1電功率小于R2的電功率，根據W=Pt可知，相同時間內R1消耗的電能小于R2消耗的電能，故D正確。
故選D。
2. （2022廣西玉林）已知甲電阻是乙電阻的3倍，若分別對甲、乙兩種導體通電，通過甲、乙兩導體的電流之比為2∶3，則甲、乙的功率之比為（　　）
A. 2∶1 B. 2∶3 C. 4∶3 D. 9∶2
【答案】C
【解析】已知甲電阻是乙電阻的3倍，則R甲∶R乙=3∶1，若分別對甲、乙兩種導體通電，通過甲、乙兩導體的電流之比為2∶3，即I甲∶I乙=2∶3。由P=I2R可知，甲、乙的功率之比為
。故選C
3.如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，R1為定值電阻，閉合開關S，當滑動變阻器R2的滑片P向右移動時，下列說法中（　　）
①電流表A的示數變小
②電壓表V的示數變大
③電壓表V與電流表A1的比值變小
④滑動變阻器R2消耗的電功率變小
A. 只有①④正確 B. 只有②③正確 C. 只有①③正確 D. 只有②④正確
【答案】A
【解析】①由圖可知，電阻R1和變阻器R2并聯，電流表A1測量通過R1的電流，電流表A測量干路中的電流，電壓表測量電源電壓，閉合開關S，當滑動變阻器R2的滑片P向右移動時，滑動變阻器R2連入電路的電阻變大，由I=可知通過變阻器的電流變小，由并聯電路的特點可知通過電阻R1的電流不變，即電流表A1的示數不變，由并聯電路電流的規律可知干路中的電流變小，即電流表A的示數變小；故①的說法正確；
②電壓表測量電源電壓，電壓表V的示數不變，故②的說法錯誤；
③電壓表V的示數不變，電流表A1的示數不變，電壓表V與電流表A1的比值不變，故③的說法錯誤；
④變阻器兩端的電壓等于電源電壓，所以變阻器兩端的電壓不變，通過變阻器的電流變小，由P=UI可知滑動變阻器R2消耗的電功率變小，故④的說法正確。
4. （2022黑龍江牡雞）在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當閉合開關S，滑動變阻器的滑片P向右移動，下列說法正確的是（　　）
A.電路總電阻減小，電路總功率增大 B. 電路總電阻增大，電路總功率減小
C. 電壓表示數不變，電流表示數增大 D. 電壓表示數不變，電流表示數不變
【答案】BD
【解析】由電路圖可知，當閉合開關S，R1與R2并聯，電流表測通過R1的電流，電壓表測電源電壓，所以電壓表示數不變；滑動變阻器的滑片P向右移動，R2接入電路的阻值變大，由并聯電路電阻規律，任一支路電阻變大，電路總電阻變大，則滑動變阻器的滑片P向右移動，電路總電阻增大；由可知，在電源電壓一定時，電路總電阻變大，電路總功率變小；并聯電路各支路互不影響，獨立工作，滑動變阻器的滑片P向右移動，R1兩端的電壓和阻值都不變，由可知，通過R1的電流不變，所以電流表示數不變。綜上所述，故AC錯誤，BD正確。
故選BD。
5.如圖所示的電路，電源電壓保持不變，閉合開關S，滑動變阻器的滑片P由b端向a端移動過程中，小燈泡L始終發光（忽略溫度對小燈泡電阻的影響）。下列說法正確的是（　　）
A. 電流表示數變小
B. 電路的總功率變大
C. 電壓表V1示數與電流表示數的比值變小
D. 電壓表V2示數與電流表示數的比值變大
【答案】B
【解析】由電路圖可知燈泡和滑動變阻器串聯，電壓表V1測量燈泡的電壓，電壓表V2測量滑動變阻器的電壓，滑動變阻器的滑片P由b端向a端移動過程中，接入滑動變阻器的阻值變小；
A．滑動變阻器接入的阻值變小，總電阻變小，電源電壓不變，故電流變大，故A錯誤；
B．電流變大，電源電壓不變，故總功率變大，故B正確；
C．電壓表V1示數與電流表示數的比值，即為燈泡L的電阻，燈泡的電阻不變，故比值不變，故C錯誤；
D．電壓表V2示數與電流表示數的比值，即滑動變阻器的接入阻值，其阻值變小，故比值變小，故D錯誤。
6. 如圖所示，電源電壓恒為4.5V，電流表的量程為“0~0.6A”，電壓表的量程為“0~3V”，燈泡L標有“2.5V 1.25W”字樣（設燈絲電阻不變），滑動變阻器R的規格為“20Ω 1A”。閉合開關，在保證電路安全的情況下，移動滑片P的過程中，下列正確的是（　　）
A. 電流表的示數最大為0.6A B. 滑動變阻器接入電路的最小電阻為4Ω
C. 燈泡消耗的最小電功率為0.12W D. 電路消耗的最大功率為2.7W
【答案】B
【解析】從圖中可以看，開關閉合后，根據電流的流法可知，這是一個串聯電路，燈泡L和滑動變阻器R串聯在電路中，電壓表并聯在燈泡L兩端，電流表測串聯電路的電流。
A．假設電流表的示數最大為0.6A，這時串聯電路的電流是0.6A，流過燈泡L的電流是0.6A，燈泡L標有“2.5V 1.25W”字樣，并且設燈絲電阻不變，根據電功率的推導式可知，燈泡L的電阻
燈泡L的電阻是5Ω；根據歐姆定律的變換式可知，燈泡L的電壓
這時燈泡L的電壓是3.0V，但是燈泡L標有“2.5V”字樣，即額定電壓是2.5V，這是最大電壓，不能超過這個電壓，那么燈泡L的電壓不能是3.0V，假設不成立，電流表的示數最大不能為0.6A，故A錯誤；
B．假設滑動變阻器接入電路的最小電阻為4Ω，由A解析可知，燈泡L的電阻是5Ω，電源電壓恒為4.5V，電路中的電流
這時燈泡L的電壓
這時燈泡L的電壓是額定電壓，燈泡安全工作，這也是滑動變阻器接入電路的最小電阻，不能再小，否則燈泡不能安全工作，故B正確；
C．根據電功率的推導式可知，燈泡L的電阻不變，當流過燈泡L的電流最小時，燈泡的電功率最小，即要求串聯電路的電流最小，從圖中可以看到，當滑動變阻器接入電路的電阻最大時，電路的電流最小，即
這時燈泡L的電壓
燈泡不會出現安全問題，電壓表也沒有安全問題，電路的電流是0.18A，電流表也沒有安全問題，沒有超過滑動變阻器R的最大電流1A，電路是安全的，0.18A是電路的最小電流值，是允許存在的，不能再小了，燈泡L的電阻是5Ω，根據電功率的推導式可知，燈泡消耗的最小電功率
燈泡消耗的最小電功率是0.162W，不是0.12W，故C錯誤；
D．由B解析可知，滑動變阻器接入電路的最小電阻為4Ω，這時電路的總電阻最小，電路的電流最大，大小是0.5A，電源電壓恒為4.5V，根據電功率的公式可知，電路消耗的最大功率
電路消耗的最大功率是2.25W，不是2.7W，故D錯誤。
7. 如圖，電源電壓保持不變，電阻R1的阻值為20Ω，閉合開關S，電流表A1的示數為0.3A，電流表A2的示數為0.2A，電路通電時間為3min.下列說法中不正確的是（　　）
A. 電源電壓為6V B. 電阻R2的阻值為30Ω
C. 電路的總功率為3W D. 這段時間電路消耗的電能為9J
【答案】D
【解析】A．電阻R1與R2并聯，電源電壓等于R1兩端的電壓
故A正確，不符合題意；
B．電阻R2的阻值
故B正確，不符合題意；
C．電路的總功率為
故C正確，不符合題意；
D．這段時間電路消耗的電能
故D錯誤，符合題意。
8. 如圖所示，電源電壓保持不變，R1是電阻箱，最大阻值為R，R2是定值電阻。閉合開關S，當電阻箱阻值調為R時，電壓表示數為3V，電阻箱的功率為0.9W；當電阻箱阻值調為0.5R時，電壓表的示數變化了1.5V。則下列說法中正確的是（　　）
A. 電源電壓為3V
B. 電阻箱R1的最大阻值為40Ω
C. 前后兩次電路總功率變化了0.45W
D. 為保證電路安全，電流表量程不能選0~0.6A
【答案】B
【解析】A．由電路圖可知，電阻箱R1與定值電阻R2串聯，電流表測量串聯電路的電流，電壓表測量R2兩端電壓，由題意得，當電阻箱R1的阻值為R時，電壓表示數即R2兩端電壓為U2=3V，電阻箱R1的功率為P1=0.9W，電路中的電流為
電阻箱R1兩端電壓為
由串聯電路中，電源電壓等于各用電器兩端電壓之和可得，電源電壓為
當電阻箱R1的阻值為0.5R時，電壓表示數變化了，根據串聯電路中電阻分壓可知，R1減小，R1兩端電壓減小，相應的R2兩端電壓增大，故此時R2兩端電壓為
此時電路中的電流為
R1兩端電壓為
由串聯電路的電壓規律可得
兩次電源電壓不變，則有
即
解得R=2R2，將此結果代入以上推導式可知，當電阻箱R1的阻值為R時，R1兩端電壓為
則電源電壓為
故A錯誤；
B．當電阻箱R1的阻值為R時，其電功率為
則定值電阻R2的阻值為
電阻箱R1的最大阻值R為
故B正確；
C．當R1阻值為R時，電路中電流為
此時電路中的總功率為
當電阻箱阻值調為0.5R時，R2兩端電壓為，電路中電流為
此時電路中的總功率為
前后兩次電路總功率變化為
故C錯誤；
D．根據歐姆定律可知，當電路中電壓一定時，總電阻最小時，電路中電流值最大。電路中總電阻為
當變阻箱R1為零時，電路中總電阻最小為
此時電路中電流最大為
因0.45A<0.6A，所以為保證電路安全，電流表量程能選0~0.6A，故D錯誤。故選B。
二、填空題（本大題6小題，11個空，每空2分，共22分）
1. 小麗仔觀察了自己家的電能表，參數如圖所示。她讓家中某個用電器單獨工作3min，發現電能表的轉盤轉過90轉，則此用電器消耗的電能是_____kW h，此用電器的電功率是_____W。
【答案】 0.025 500
【解析】電能表的轉盤轉過90轉，則此用電器消耗的電能
此用電器消耗的電能為0.025kW h。
此用電器電功率
此用電器的電功率是500W。
2．將分別標有“6V 6W“和“3V 3W”的甲、乙兩只燈泡串聯接在電壓為3V的電源兩端，　 　燈更亮；若并聯接在該電源兩端，兩燈消耗的功率之比P甲：P乙＝　 　。（忽略溫度對燈絲電阻的影響）
【答案】甲；1：2。
【解析】（1）由P＝可得，兩燈的電阻分別為：
R甲＝＝＝6Ω，R乙＝＝＝3Ω，
若兩燈串聯，因串聯電路中電流處處相等，R甲＞R乙，由P＝I2R可得P甲實＞P乙實，所以甲燈比乙燈更亮；
（2）若并聯接在該電源兩端，并聯電路中各支路兩端電壓相等，即U并甲＝U并乙，
由P＝UI＝可得，兩燈消耗的功率之比：
P并甲：P并乙＝：＝×＝＝＝。
3．小明家的電能表如圖所示，他要用電能表和秒表測某一用電器的實際電功率。在用電高峰時，他只讓規格為“220V 1000W”的電熱水壺單獨工作，測得在200s內電能表的轉盤恰好轉81圈。此時該電熱水壺的實際功率　 　W，實際電壓　 　V．（假設電水壺電阻不變）
【答案】810；198。
【解析】由P＝可得：
電熱水壺的電阻：R＝＝＝48.4Ω，
因為每消耗1kW h的電能，電能表的轉盤轉1800轉，所以電能表的轉盤轉81轉消耗的電能為：
W＝＝kW h＝×3.6×106J＝1.62×105J，
電熱水壺的實際功率為：P實＝＝＝810W，
所以實際電壓：U實＝＝＝198V。
4. （2022貴陽）如圖所示電路，電源電壓保持不變。只閉合開關S1時，定值電阻R1的功率是16W；當開關S1、S2都閉合時，R1的功率是25W。則先后兩次電路消耗的功率之比是______。
【答案】4：5
【解析】當開關S1、S2都閉合時，電路中只有R1工作，R1的功率是25W，可求出電源電壓
只閉合開關S1時，R1與R2串聯，定值電阻R1的功率是16W，可求出R1的電壓
則R2的電壓
串聯電路中電壓與電阻成正比
串聯電路中功率與電阻成正比
故
P2=4W
只閉合開關S1時，電路總功率
P=P1+P2=16W+4W=20W
所以先后兩次電路消耗的功率之比
5. 如圖所示的電路，電源電壓保持不變，閉合開關S、S1，斷開開關S2，在滑動變阻器的滑片P從a端移動到b端的過程中，電壓表示數變化范圍是4～12V，電流表示數變化范圍是0.4～1.2A，則電源電壓是 _______V；閉合開關S、S2，斷開開關S1，當滑動變阻器的滑片從a端移動到中點時，小燈泡L恰好正常發光，此過程中電路最大功率和最小功率之比為4:3，則小燈泡L的額定功率是 _______W。（不計溫度對燈絲電阻的影響）
【答案】 12 3.2
【解析】閉合開關S、S1，斷開開關S2，滑動變阻器的滑片P在b端時，電路中只接入R1，電壓表測電源電壓，此時電壓表的示數為12V，即電源電壓為12V。此時電流表的示數為1.2A，則R1的阻值為
閉合開關S、S1，斷開開關S2，滑動變阻器的滑片P在a端時，R1和R2串聯，電壓表測R1兩端的電壓，此時電壓表的示數為4V，電流表的示數為0.4A，則R2兩端的電壓為
R2的最大阻值為
閉合開關S、S2，斷開開關S1時，小燈泡L和R2串聯，滑片從a端移動到中點時，電源電壓不變，電路最大功率和最小功率之比為4:3，由公式可得
可求得RL=20Ω。
滑片移動到中點時，電路總電阻為
此時小燈泡L恰好正常發光，電路中的電流為
則小燈泡L的額定功率為
6. （2022湖南岳陽）PTC是一種新型的半導體陶瓷材料，具有發熱、控溫雙重功能，應用十分廣泛。它有一個根據需要設定的溫度，低于這個溫度時，其阻值隨溫度的升高而減小；高于這個溫度時，其阻值隨溫度的升高而增大。我們把這個設定的溫度叫做“居里點溫度”。如圖甲的3D打印筆，其內部電路如圖乙所示，R1、R2是兩個相同的PTC發熱電阻，單個PTC的阻值與溫度的關系如圖丙所示：
（1）打印筆工作時有快、慢兩擋，圖乙中當S、S1都閉合時，處于_______擋；
（2）由圖丙可知，該PTC材料的“居里點溫度”是______℃。
【答案】 快 120
【解析】（1）由圖乙知，只閉合S時，電路中只有R1工作，此時電路中的電阻較大，據 知，電路的功率較小，處于慢擋；S、S1都閉合時，兩個電阻并聯在電路中，電路中的總電阻較小，據 知，電路的功率較大，處于快擋。
（2）由圖丙知，低于120℃時，發熱電阻阻值隨溫度升高而減小，高于120℃時，發熱電阻阻值隨溫度升高而增大，所以該PTC材料的居里點溫度是120℃。
三、綜合計算題（46分）
1.（9分）（2023福建省） 下圖是某暖手寶的工作原理圖，電源電壓恒為6V，電阻R1為10Ω，閉合開關S，電路的總電流為1A，求：
（1）通過R1的電流；
（2）電阻R2的阻值；
（3）電路消耗的總電功率。
【答案】（1）0.6A；（2）15Ω；（3）6W
【解析】（1）由電路圖可知，R1和R2并聯，由歐姆定律可得，通過R1的電流為
（2）由并聯電路的電流規律可得，通過R2的電流為
I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A
故由歐姆定律可得，電阻R2阻值為
（3）由P=UI可得，電路消耗的總電功率為
P=UI=6V×1A=6W
2.（15分）如圖所示，電源電壓保持不變，電流表的量程為0～3A，電壓表的量程為0～15V，R1=10Ω，滑動變阻器R2的規格為“50Ω 1A”。
（1）閉合開關S1，斷開開關S2、S3，電流表示數為0.8A，求電源電壓；
（2）閉合開關S3，斷開開關S1、S2，滑動變阻器滑片置于中點位置時，電壓表的示數為5V，求R3的阻值；
（3）閉合開關S1、S2和S3，在保證各電路元件安全的情況下，求電路的最大電功率及此時滑動變阻器R2連入電路的阻值。
【答案】（1）8V；（2）15Ω；（3）14.4W；8Ω
【解析】（1）閉合開關S1，斷開開關S2、S3時，電路僅R1工作，電路中電流為I1=0.8A，電源電壓
（2）閉合開關S3，斷開開關S1、S2，滑動變阻器滑片置于中點位置時，電阻R2與R3串聯，電壓表測R2兩端電壓，R2=25Ω，U2=5V，則
所以
（3）閉合開關S1、S2和S3時，R3被短路，電阻R1、R2并聯接入電路，當I2′=1A時，干路電流最大
此時電路的電功率最大
滑動變阻器接入的阻值為
3. （9分）如圖所示，電源電壓恒定，L為“6V 3.6W”的小燈泡（假設燈絲電阻不隨溫度變化）。當S1斷開，S和S2閉合時，燈泡L正常發光；當S、S1、S2都閉合時，通過定值電阻R1、R2的電流之比為3：2；閉合開關S，在確保通過電阻R2的電流不為零的前提下，控制S1、S2的通斷，R2消耗的最大功率和最小功率之比為9：1。求：
（1）燈泡L的電阻；
（2）電源電壓；
（3）R2消耗的最大功率。
【答案】（1）10Ω；（2）6V；（3）4.8W
【解析】（1）由“6V 3.6W”可得，小燈泡L的電阻為
（2）當S1斷開、S和S2閉合時，R1、R2短路，只有L接入電路，小燈泡正常發光，即電源電壓等于小燈泡兩端的電壓為6V。
（3）當S、S1和S2都閉合時，L、R1、R2并聯，此時功率最大為
通過定值電阻R1、R2的電流之比為3：2，由并聯電路各支路兩端電壓相等
可得
當S閉合，S1，S2都斷開時，L、、串聯，此時功率最小為
由R2消耗的最大功率和最小功率之比為9：1，則
可得，此時R2兩端的電壓為
根據串聯分壓規律
可得，此時R1兩端的電壓為
小燈泡兩端的電壓為
R2的阻值為
則R2消耗的最大功率為
4. （13分）隨著國家經濟的發展，人民生活水平不斷提高，越來越多的電器設備進入老百姓家中，極大地方便了人們的日常生活。次仁同學發現家中電飯煲的銘牌信息模糊不清，如圖（甲）所示，簡化電路圖如圖（乙）所示，當飯做好后電飯煲自動進入保溫狀態，他想利用在學校學到的物理知識對電飯煲進行研究。
(1)根據電路圖分析，開關斷開時，電飯煲處于_______（選填“保溫”或“加熱”）狀態；
(2)求電飯煲保溫時的電功率；
(3)電飯煲接通電源即開始加熱，10min后進入保溫狀態。圖（丙）為次仁家的電能表，那么電能表轉動100轉所提供的電能可以讓電飯煲正常工作多長時間
【答案】(1)保溫 (2)80W (3)681.8s
【解析】(1)由圖乙知，當開關斷開時，電阻，串聯，電阻中總電阻最大，由知，此時電飯煲處于保溫狀態。
(2)當開關閉合時，被短路，電路中只有接入電路，此時電飯煲處于加熱狀態，則的阻值為
處于加熱狀態時，電路中的總電阻為
則電飯煲的保溫功率為
(3)電能表轉動100轉時，用電器所消耗的電能為
由可得這些電能可以讓電飯煲正常工作時間
估測電氣設備電功率必備知識
學習目標
自學知識點梳理
考點例題精講
對點演練
解題方法歸納
課時減負課外小測驗
科學精神與擔當
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2023-2024人教版9年物理全冊同步學講練測學案（全國通用）
第十八章 電功率 專題18.2 電功率
1.理解電功率的概念，知道電功率是表示消耗電能快慢的物理量。
2．理解電功率的公式，并能進行簡單的計算，知道P=UI。
3.了解生活中用電器的電功率，知道“千瓦時”的來歷。
4. 理解用電器的額定電壓和額定電功率。
5．掌握與用電器銘牌有關的簡單計算。
6. 理解測量用電器電功率的原理和方法。
閱讀本節課教材，參考教材完成教師給出的知識點問題的填空：
知識點1. 電功率
（1）電功率的意義：表示電流做功_____的物理量，用符號_____表示.
（2）電功率的定義：電功率等于_____與_____之比.
（3）電功率的公式：P=_____ ，把W=_____帶入公式，可得P=_____.
（4）電功率的單位：電功率的國際單位是_____，簡稱_____，符號_____. 常用的電功率單位還有千瓦（kW）和毫瓦（mW），1kW=_____W，1W=_____mW.
知識點2. 額定電壓 額定功率
（1）用電器_____叫做額定電壓；用電器_____叫做額定功率。
用電器的正常工作狀態是唯一的，所以用電器的額定電壓和額定功率也是_____的。而燈的實際工作狀態多種多樣，因此_____和對應的_____有無數個。
（2）電燈泡上標有“PZ220 100”的字樣，表示_____是220V，表示_____是100W；把這盞燈接在110V的電源上_____正常發光，會_____些。若接在380V的電源上，會很_____，甚至可能燒壞。燈泡的亮暗程度是由燈泡_____決定的。
（3）若已知用電器的“U額、P額”，可用公式P額=I額U額計算出用電器正常工作時的電流，用公式 計算出用電器正常工作時的電阻。
（4）用電器的實際電壓與額定電壓、實際功率與額定功率的關系為
1）U實 = U額，則 P實 = P額；用電器正常工作。
2）U實 > U額，則 P實 > P額；可能燒毀用電器。
3）U實 < U額，則 P實 < P額；用電器不能正常工作。
知識點3. 電功率的計算
1. 由P=UI及歐姆定律I=U∕R可推導出:P=_____；由P=UI及U=IR可推導出:P=_____。這兩個推導公式是根據歐姆定律推導而來的，只適用于歐姆定律適用的_____電路。
2.電功率的定義公式_____和一般公式_____則適用于一切電路和用電器的電功率的計算。
考點1. 電功率
【例題1】（2023甘肅金昌）學校科技小組設計了一個室內天然氣泄漏檢測儀，原理如圖所示，其中R是檢測天然氣的電阻（氣敏電阻），天然氣濃度增大時，R減小，R0為定值電阻，電源電壓不變，閉合開關S，下列判斷正確的是（　　）
A. 顯示儀一定是電流表
B. 室內有天然氣泄漏時，顯示儀示數變小
C. 室內有天然氣泄漏時，電路消耗的電功率變小
D. 若調低報警濃度，可將R0換成阻值大一點的電阻
考點2. 實際電壓和實際功率
【例題2】（2023廣西）小明發現家里的白熾燈突然變亮，主要原因可能是白熾燈的（　　）
A. 額定電壓變大 B. 實際電壓變大 C. 額定功率變小 D. 實際電壓變小
考點3. 估測電功率
【例題3】（2023安徽）為估測一個電熱水壺燒水時的電功率，小林在壺中裝入質量為1kg的水，接入家庭電路中，通電加熱210s，水溫從20℃上升到70℃。已知水的比熱容為。
（1）求該過程中水吸收的熱量；
（2）若電流產生的熱量全部被水吸收，請通過計算估測該熱水壺的電功率；
（3）用上述方案估測出的電功率與實際功率相比、偏大還是偏小？簡要說明原因。
考點4.電功率綜合計算
【例題4】（2023甘肅金昌） 如圖甲所示為小藝同學家的電中藥壺，有“猛火”和“文火”兩個擋位，工作電路簡化為圖乙所示，其中S'為擋位開關，R1、R2為發熱電阻（假定工作時電阻不變），A、B為阻值可忽略不計的指示燈。當電中藥壺處于猛火擋時，紅燈亮；處于文火擋時，綠燈亮。已知電中藥壺額定電壓為220V，猛火擋的額定功率為2420W，R2的阻值為180Ω。
（1）判斷A燈是______（選填“紅燈”或“綠燈”），你的判斷依據是什么？（ ）
（2）求電中藥壺“文火”擋的額定功率？（ ）
（3）某天用電高峰時，小藝用電中藥壺幫奶奶熬藥，為了計算家里電路的實際電壓，她關了家里其它用電器，只將電中藥壺調到猛火擋上，電中藥壺工作1min，電能表（如圖丙所示）的電能表表盤轉了100轉，由此她計算出家庭電路的實際電壓是多少？（ ）
【演練1】如圖所示電路，電源電壓恒為6V。閉合開關S，滑動變阻器R接入電路的阻值為10Ω時，電流表的示數為1.8A。下列說法正確的是（　　）
A. 通過R0的電流是1.2A B. R0的阻值是5Ω
C. 當R為20Ω時，其電功率是7.2W D. 當R為30Ω時，電路總功率是8.4W
【演練2】隨著汽車的普及，車載電飯煲開始得到應用，人們能夠在車內隨時隨地做飯而不受場地的限制，更好滿足了旅游個性化要求。下圖是某品牌車載電飯煲簡化后的電路原理圖，直流電源的電壓為，、均為電熱絲。當只閉合時是保溫擋，功率為96W；當、都閉合時為加熱擋，功率為300W。求：
（1）在加熱擋工作時，工作100秒電路中消耗的電能；
（2）的阻值；
（3）在保溫擋時，的電功率。
1.求解電功及其電功率題的類型
（1）以電能表為素材，求解電功率的相關問題
（2）與滑動變阻器相關的電功率計算
（3）與串并聯電路特點及歐姆定律應用相關的電功率計算
（4）考查與I-U圖像相關的電功率計算
2.電功和電功率的區別和聯系
3.課節知識導圖
（滿分100分，答題時間90分鐘，根據下面給出的試題答案與解析自測自評）
一、選擇題（本大題8小題，每小題4分，共32分）
1.（2023北京） 如圖是兩個定值電阻R1、R2的內部結構圖，R1、R2所用電阻絲（涂有絕緣漆）粗細均勻、材料相同，分別纏繞在相同的圓柱形絕緣棒上，圈數分別為43圈和33圈，R1的電阻絲比R2的電阻絲細。將R1、R2并聯在電路中工作一段時間，下列說法正確的是（　　）
A. 通過R1的電流等于通過R2的電流
B. R1兩端的電壓大于R2兩端的電壓
C. R1的電功率大于R2的電功率
D. R1消耗的電能小于R2消耗的電能
2. （2022廣西玉林）已知甲電阻是乙電阻的3倍，若分別對甲、乙兩種導體通電，通過甲、乙兩導體的電流之比為2∶3，則甲、乙的功率之比為（　　）
A. 2∶1 B. 2∶3 C. 4∶3 D. 9∶2
3.如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，R1為定值電阻，閉合開關S，當滑動變阻器R2的滑片P向右移動時，下列說法中（　　）
①電流表A的示數變小
②電壓表V的示數變大
③電壓表V與電流表A1的比值變小
④滑動變阻器R2消耗的電功率變小
A. 只有①④正確 B. 只有②③正確 C. 只有①③正確 D. 只有②④正確
4. （2022黑龍江牡雞）在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當閉合開關S，滑動變阻器的滑片P向右移動，下列說法正確的是（　　）
A.電路總電阻減小，電路總功率增大 B. 電路總電阻增大，電路總功率減小
C. 電壓表示數不變，電流表示數增大 D. 電壓表示數不變，電流表示數不變
5.如圖所示的電路，電源電壓保持不變，閉合開關S，滑動變阻器的滑片P由b端向a端移動過程中，小燈泡L始終發光（忽略溫度對小燈泡電阻的影響）。下列說法正確的是（　　）
A. 電流表示數變小
B. 電路的總功率變大
C. 電壓表V1示數與電流表示數的比值變小
D. 電壓表V2示數與電流表示數的比值變大
6. 如圖所示，電源電壓恒為4.5V，電流表的量程為“0~0.6A”，電壓表的量程為“0~3V”，燈泡L標有“2.5V 1.25W”字樣（設燈絲電阻不變），滑動變阻器R的規格為“20Ω 1A”。閉合開關，在保證電路安全的情況下，移動滑片P的過程中，下列正確的是（　　）
A. 電流表的示數最大為0.6A B. 滑動變阻器接入電路的最小電阻為4Ω
C. 燈泡消耗的最小電功率為0.12W D. 電路消耗的最大功率為2.7W
7. 如圖，電源電壓保持不變，電阻R1的阻值為20Ω，閉合開關S，電流表A1的示數為0.3A，電流表A2的示數為0.2A，電路通電時間為3min.下列說法中不正確的是（　　）
A. 電源電壓為6V B. 電阻R2的阻值為30Ω
C. 電路的總功率為3W D. 這段時間電路消耗的電能為9J
8. 如圖所示，電源電壓保持不變，R1是電阻箱，最大阻值為R，R2是定值電阻。閉合開關S，當電阻箱阻值調為R時，電壓表示數為3V，電阻箱的功率為0.9W；當電阻箱阻值調為0.5R時，電壓表的示數變化了1.5V。則下列說法中正確的是（　　）
A. 電源電壓為3V
B. 電阻箱R1的最大阻值為40Ω
C. 前后兩次電路總功率變化了0.45W
D. 為保證電路安全，電流表量程不能選0~0.6A
二、填空題（本大題6小題，11個空，每空2分，共22分）
1. 小麗仔觀察了自己家的電能表，參數如圖所示。她讓家中某個用電器單獨工作3min，發現電能表的轉盤轉過90轉，則此用電器消耗的電能是_____kW h，此用電器的電功率是_____W。
2．將分別標有“6V 6W“和“3V 3W”的甲、乙兩只燈泡串聯接在電壓為3V的電源兩端，　　燈更亮；若并聯接在該電源兩端，兩燈消耗的功率之比P甲：P乙＝　　。（忽略溫度對燈絲電阻的影響）
3．小明家的電能表如圖所示，他要用電能表和秒表測某一用電器的實際電功率。在用電高峰時，他只讓規格為“220V 1000W”的電熱水壺單獨工作，測得在200s內電能表的轉盤恰好轉81圈。此時該電熱水壺的實際功率　 　W，實際電壓　 　V．（假設電水壺電阻不變）
4. （2022貴陽）如圖所示電路，電源電壓保持不變。只閉合開關S1時，定值電阻R1的功率是16W；當開關S1、S2都閉合時，R1的功率是25W。則先后兩次電路消耗的功率之比是______。
5. 如圖所示的電路，電源電壓保持不變，閉合開關S、S1，斷開開關S2，在滑動變阻器的滑片P從a端移動到b端的過程中，電壓表示數變化范圍是4～12V，電流表示數變化范圍是0.4～1.2A，則電源電壓是 _______V；閉合開關S、S2，斷開開關S1，當滑動變阻器的滑片從a端移動到中點時，小燈泡L恰好正常發光，此過程中電路最大功率和最小功率之比為4:3，則小燈泡L的額定功率是 _______W。（不計溫度對燈絲電阻的影響）
6. （2022湖南岳陽）PTC是一種新型的半導體陶瓷材料，具有發熱、控溫雙重功能，應用十分廣泛。它有一個根據需要設定的溫度，低于這個溫度時，其阻值隨溫度的升高而減小；高于這個溫度時，其阻值隨溫度的升高而增大。我們把這個設定的溫度叫做“居里點溫度”。如圖甲的3D打印筆，其內部電路如圖乙所示，R1、R2是兩個相同的PTC發熱電阻，單個PTC的阻值與溫度的關系如圖丙所示：
（1）打印筆工作時有快、慢兩擋，圖乙中當S、S1都閉合時，處于_______擋；
（2）由圖丙可知，該PTC材料的“居里點溫度”是______℃。
三、綜合計算題（46分）
1.（9分）（2023福建省） 下圖是某暖手寶的工作原理圖，電源電壓恒為6V，電阻R1為10Ω，閉合開關S，電路的總電流為1A，求：
（1）通過R1的電流；
（2）電阻R2的阻值；
（3）電路消耗的總電功率。
2.（15分）如圖所示，電源電壓保持不變，電流表的量程為0～3A，電壓表的量程為0～15V，R1=10Ω，滑動變阻器R2的規格為“50Ω 1A”。
（1）閉合開關S1，斷開開關S2、S3，電流表示數為0.8A，求電源電壓；
（2）閉合開關S3，斷開開關S1、S2，滑動變阻器滑片置于中點位置時，電壓表的示數為5V，求R3的阻值；
（3）閉合開關S1、S2和S3，在保證各電路元件安全的情況下，求電路的最大電功率及此時滑動變阻器R2連入電路的阻值。
3. （9分）如圖所示，電源電壓恒定，L為“6V 3.6W”的小燈泡（假設燈絲電阻不隨溫度變化）。當S1斷開，S和S2閉合時，燈泡L正常發光；當S、S1、S2都閉合時，通過定值電阻R1、R2的電流之比為3：2；閉合開關S，在確保通過電阻R2的電流不為零的前提下，控制S1、S2的通斷，R2消耗的最大功率和最小功率之比為9：1。求：
（1）燈泡L的電阻；
（2）電源電壓；
（3）R2消耗的最大功率。
4. （13分）隨著國家經濟的發展，人民生活水平不斷提高，越來越多的電器設備進入老百姓家中，極大地方便了人們的日常生活。次仁同學發現家中電飯煲的銘牌信息模糊不清，如圖（甲）所示，簡化電路圖如圖（乙）所示，當飯做好后電飯煲自動進入保溫狀態，他想利用在學校學到的物理知識對電飯煲進行研究。
(1)根據電路圖分析，開關斷開時，電飯煲處于_______（選填“保溫”或“加熱”）狀態；
(2)求電飯煲保溫時的電功率；
(3)電飯煲接通電源即開始加熱，10min后進入保溫狀態。圖（丙）為次仁家的電能表，那么電能表轉動100轉所提供的電能可以讓電飯煲正常工作多長時間
估測電氣設備電功率必備知識
學習目標
自學知識點梳理
考點例題精講
對點演練
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課時減負課外小測驗
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