九年级物理-电功与电能

电功率

【学习目标】

1.理解电功率的概念，知道电功率表示消耗电能的快慢； 2.知道电功率的单位W、kW；

3.理解用电器的额定功率，知道额定功率是在额定电压下工作时的功率； 4.会用功率的公式进行简单的计算； 5.掌握测量小灯泡电功率的方法。

【要点梳理】

要点一、电功率的基本概念

1.物理意义：电功率是表示电流做功快慢的物理量。电流做功越快，电功率就越大，电流做功越慢，电功率就越小。

2.定义：电功率等于电功与时间的比 3．单位：瓦(W)、千瓦(kW) 1kW=103W 4．定义公式：

W——电流所做的功(消耗的电能)——焦(J)——kW·h t——所用的时间 ——秒(s)——h P——用电器的功率 ——瓦(W)——kW 要点诠释：

1．kW·h是电功的单位，是由电功率的单位kW和时间的单位h组成的复合单位。

2．据公式P=W/t得W=Pt。 P的单位用kW，t的单位用h，则电功(电能)的单位为kW·h，由此可知1kW·h就是功率为1KW的用电器使用1h所消耗的电能。 3．kW·h和J的换算关系：1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J。 要点二、电功率的公式推导

1．计算电功率最常用的基本公式：P=IU 该公式表明：用电器的电功率P等于通过用电器的电流I和用电器两端的电压U的乘积。 2．公式变形：3．推导公式：

U22PIRR要点三、额定电功率和实际电功率 1．额定电压与额定功率：

2．实际电压与实际功率：

（1）实际电压：用电器工作时两端的电压

，

可能大于 ，可能等于 ，可能小于。

（2）实际功率：实际功率是指用电器在实际电压下工作时的功率；用电器的实际功率可能大

于额定功率，可能等于额定功率，可能小于额定功率。 3．用电器所消耗的功率与用电器两端电压的关系： 当时，； 当

时，

；

当时，。 要点诠释：

1.对某一用电器而言，额定电压和额定功率只有一个，而实际电压和实际功率却有无数个。灯泡的亮度是由它的实际功率决定的。 2.若不考虑温度对用电器电阻的影响，则有

，即电阻一定时，实际电压是额定电

压的n倍，则实际电流也是额定电流的n倍，实际功率是额定功率的n2倍。 要点四、测定小灯泡的电功率 1.实验原理：

2.实验器材：电源、电灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。

3.电路图：

4.实验步骤

（1）按电路图连接好电路，断开开关，将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置；

（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使灯泡在额定电压下发光，观察电流表和电压表的示数，记录为Ie、Ue，记录小灯泡的亮度；

（3）调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察电流表和电压表的示数，记录为I1，U1，记录小灯泡的亮度；

（4）调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压低于额定电压，观察电流表和电压表的示数，记录为I2，U2，记录小灯泡的亮度；

（5）重复步骤4两次，观察电流表和电压表的示数，记录为I3、U3，I4、U4，记录小灯泡的亮度；

（6）根据P=UI，算出小灯泡的额定功率Pe和实际功率的电功率P1……P4； （7）分析数据，整理器材。 5.实验结论：

小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮；

当小灯泡的两端的电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光；

当小灯泡的两端的电压大于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光比正常情况下亮；

当小灯泡的两端的电压小于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额定功率，小灯泡发光比正常情况下暗。 要点诠释：

1.电源：电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如：，至少要选择2节干电池串联作电源，学生电源选择3V的电源。

2.电压表的量程应大于，电流表的量程应大于灯泡正常的工作电流；在被测电压、电流不

超电压表、电流表量程的情况下，应尽可能选用小量程；例如的小灯泡电压表量程选0—3V，电流表选0—0.6A的量程。

3.滑动变阻器的允许通过最大电流要大于灯泡的正常工作电流，而其最大阻值应与灯泡的电阻差不多，以便调节效果明显。

【典型例题】

类型一、电功率的概念

1.（多选）下列说法中，正确的是（ ） A．电功率是表示电流做功多少的物理量 B．电功率是表示电流做功快慢的物理量 C．用电器的电功率越大，做功越多

D．相同时间内，功率大的用电器耗电一定多 举一反三：

【变式】有几位同学对电功率这个概念，有以下几种理解，你认为正确的是（ ） A．电功率是表示电流通过用电器时做功多少的物理量 B．电功率是表示电流通过用电器时做功快慢的物理量 C．电功率大的用电器工作时消耗的电能一定多 D．电功率大的用电器工作时所用的时间一定少

类型二、电功率的计算

2.如图1所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V。闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I-U关系图象如图2所示。则小灯泡的额定功率为 W，电源电压为 V，滑动变阻器的最大阻值为 Ω。

举一反三：

【变式】有一种亮度可以调节的小台灯，其电路图如图甲所示。电源电压为15V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示，灯泡L的额定电压为12V。则灯泡L的额定功率为 W；调节滑动变阻器R，使灯泡L的功率为3.6W，此时滑动变阻器R连入电路的阻值为 Ω。

3.把标有“12V 12W”的灯L1和“12V 6W”的灯L2串联起来接在电源电压为12V的电路中，下列说法正确的是（ ）

A．两灯均不能正常发光，但L1灯较亮 B．两灯均不能正常发光，但L2灯较亮 C．两灯均能正常发光

D．把电源电压提高到24V，两灯都能正常发光

4.在如图所示的电路中，电源电压保持6V不变，电阻R1的阻值为20Ω。当S2断开，S1、S3闭合时，电流表的示数为0.45A。求： （1）电阻R2的阻值；

（2）当S1、S3断开、S2闭合时，电路消耗的总电功率是多少？

举一反三：

【变式】在如图所示电路中，电源电压6V保持不变．只闭合开关S1，电流表示数为0.2A；再闭

合开关S2，电流表示数变化了0.4A．则R2的阻值为 Ω，S2闭合前后R1消耗的电功率相差 W。

类型三、测量小灯泡的电功率

5.学习小组在测定“小灯泡的电功率”的实验中，电源由三节新干电池串联组成，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。

（1）请你用笔画线代替导线，将图1甲中的实物电路连接完整。

（2）某次实验时，电压表示数如图1乙所示，此时灯泡两端的电压为 V；如果要使灯泡正常发光，应该向 （选填“A”或“B”）移动滑动变阻器的滑片。

（3）小菁同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图1丙所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定电功率是 W。

（4）某同学实验中电流表和电压表指针偏转情况如图2所示，则出现的问题是 。

（5）在实验中，小章同学发现当小灯泡两端电压减小时，它的亮度随之减弱，测量的小灯泡电阻也相应减小，造成这一变化的合理解释是 。 A．导体电阻与导体两端的电压有关；

B．根据欧姆定律，电流一定时，导体的电阻与电压成正比； C．电压减小时，通过小灯泡的电流不变，电阻变小； D．电压减小时，小灯泡亮度变暗，温度变低，电阻变小。

【巩固练习】

一、选择

1.下列家用电器正常工作时，电功率最大的是（ ）

A．空调 B．电扇 C．电视机 D．手电筒

2. 接在电路中的两个用电器，电功率大的（ ）

A．消耗的电能一定多 B．通过的电流一定大 C．电流做功一定快 D．两端的电压一定大

3.（多选）小华等几个同学在实验室中看到有两只外形相同的灯泡，铭牌标注如图所示。下面列出了他们在讨论中的几种说法，其中正确的是（ ）

A．两灯都正常发光时，通过它们的电流相等

B．两灯串联在电压合适的电源上时，只有一盏灯能正常发光 C．两灯并联在6V的电源上时，“6V6W”灯消耗的功率比较大 D．两灯串联在9V的电源上时，“12V12W”灯消耗的功率比较大

4.如图所示的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻，当开关闭合时，标有“8V 8W”的小灯泡L恰好正常发光；若保持定值电阻R不变，将L换成另一只标有“8V 4W”的小灯泡，闭合开关后，小灯泡工作时消耗的实际功率（ ）

A．大于4W B．等于4W C．小于4W D．无法确定

5. 额定电压相同的甲、乙两只白炽灯，串联后接入某电路，甲灯比乙灯亮。则下列说法中正确的是（ ）

A．甲灯的额定功率和实际功率都比乙灯大 B．甲灯的额定功率大，实际功率小 C．甲灯的额定功率和实际功率都比乙灯小 D．甲灯的额定功率小，实际功率大

6.标有“6V 3W”的小灯泡，通过它的电流与电压的关系如图所示。若把它与一只阻值为5Ω的电阻串联接在电压为6V的电路中，则整个电路消耗的功率为（ ） A．3.2W B．2.4W C．2.1W D．3W

7.如图1是测小灯泡功率的实验电路图。小灯泡正常工作时，两电表的示数如图2所示，则下列说法中不正确的是（ ）

A．小灯泡的额定电压是2.4V

B．滑片P向b端滑动，则小灯泡的实际功率将变大

C．连接电路时，开关应断开，并将变阻器阻值调至最大值 D．小灯泡的额定功率为0.72W

二、填空

8.电流在单位时间内做所做的功叫做 ，可用公式 表示，他的国际单位是 ，他是反映电流做功 的物理量。

9.小敏家的电热水壶铭牌已模糊不清，他想估测其功率，把家里所有用电器关闭，只让该电热水壶工作1min，其铭牌上标有“3000R/kW•h”的电能表刚好转30转，则功率为 W；若他

家平均每天要用该电热水壶烧水约0.5h，则一个月（30天）电热水壶将耗电 度。

10.星期天，小梅同学在厨房里使用家中一台标有“220V、880W”的电烤箱做蛋糕。当此电烤箱正常工作时，流过电烤箱的电流为 A。此电烤箱与台灯插座是 联。

11.甲、乙两灯的额定电压均为9V，测得其电流与电压变化的关系图象如图所示，则甲灯的额定功率为 W；若将甲、乙两灯串连接入9V的电路中，通电10s，两灯消耗的总电能为 J。

12.在如图所示的电路中，电源电压恒定，滑动变阻器R2的滑片在a、b之间滑动的过程中，电压表的最大示数为4V，电阻R1消耗的电功率变化范围是0.8-7.2W，则滑片在b端时，电流表的示数为 A，R2的电功率为 W。

三、实验探究

13.小明设计了如图甲所示的电路图，用来测定额定电压为“2.5伏”的小灯泡的电功率。各元件都完好，电源电压保持不变。

（1）小明将各元件连接成如图乙所示的电路，请指出其中的错误： 。

（2）电路调整正确后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当观察到 时，表明小灯泡正常发光，并记录电流表的示数。

（3）为了进一步探究小灯泡的亮度与实际电功率的关系，小明继续调节滑动变阻器的滑片，并记录数据如下表，发现第2次实验小灯泡最亮，此时小灯泡的实际电功率为 瓦。

实验次数 电压表示数/伏 电流表示数/安 1 2.5 0.32 2 2.8 0.35 3 2.0 0.27

四、解答

14.如图是某电热器的原理简图，它有高温、低温两档，发热体由R1和R2两个电热丝构成，阻值分别为l10Ω、220Ω。

（1）S1闭合、S2开时，求电热器的功率；

（2）S1、S2都闭合时，求电热器的工作电流；

（3）S1，S2都闭合时，电热器是处于“高温档”还是处于“低温档”’通过有关计算证明你的结论

15.如图所示，灯泡L1标有“4V 8W”字样，灯泡L2标有“4V？W”（？表示数字模糊不清），串联在电路中，电源电压为恒6V，当开关S闭合时，测得灯泡L2比灯泡L1亮，灯泡L2消耗的功率为4W，不计温度对灯泡阻值的影响。求： （1）灯泡L1的电阻R1。（2）灯泡L2的电阻R2和灯泡L2的额定功率。