电功率及其测试系统
功率分类及其关系
电功率是电流在单位时间内做的功，表示电能消耗的快慢。电机的电功率表示电机每秒钟消耗的电能。交流电机采用正弦交流电供电，正弦交流电的功率分为三类，分别是有功功率、无功功率和视载功率。三者的关系为： 正弦交流电无功功率计算公式：sin Q UI =?
正弦交流电有功功率计算公式：cos Q UI =?
正弦交流电视载功率计算公式：Q UI =
有功无功概念
异步电机在工作时，消耗的电功率有 2 种：一种是有功功率，另一种是无功功率。
有功功率是将电能转换为其他形式的能量，如光能、热能、动能等等。 无功功率是指电路中的电感、电容元件与外界交换电场或磁场能量的规模，是不做功的功率，用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率，电力系统中的发电机、变压器、电动机、仪表、继电器等均必须有无功电流予以励磁才能维持工作，是不能省略和消失的，也不是无用的功率。无功功率在电力系统中占有很重要的地位 因为电力系统中许多根据电磁感应原理工作的设备 例如变压器和电动机等 都是具有电感的负载 它们要依靠磁场来传递和转换能量 通过磁场 变压器才能改变电压并且将能量传送过去 电动机才能转动并且带动机械负载 没有磁场 这些设备就不能工作 而磁场所具有的磁场能就是由电源供给的。我们用无功功率来说明电源向电感负载所提供的磁场能量的规模。无功功率绝对不是 无用功率它是具有电感的设备正常工作所必不可少的条件。在电容电路中只有电容器与电源之间的能量的转换没有能量的消耗。和电感电路相似，我们把这种能量转换的规模(也就是瞬时功率的最大值)叫做电容性无功功率，可以认为在电路中电感是吸收无功功率的，而电容则是发出无功功率的。
交流发电设备都是按照规定的额定电压和额定电流来设计和使用的，所以用视在功率表明设备的容量是比较方便的。一般所说的发电机变压器的容量 就是指它们的视在功率而言的 视在功率的单位为伏安(VA)或千伏安(k VA)
仅有有功功率才转化为机械转矩，故用来计算悬点载荷的功率仅指有功功率。 又因为在交流电路中有功功率 P 无功功率 Q 和视在功率 S 之间满足功率三角形关
系 所以无功功率 Q 的表达式为Q =
有功功率公式计算来源
平均功率通常指交流电路的瞬时功率在一个周期内的平均值 即交流电压u(t)和交流电流i(t) 瞬时值之积在一个周期内的平均值,据此计算则一相有功功率为:
00()()()T T p t dt
u t i t dt
P T T ==?? （1）
设
()sin()m u u t U w =+ψ （2）
()sin()m i i t I w =+ψ (3)
把 2 和 3代1可得
cos P UI =?
式中u i ?=ψ-ψ为电压和电流的相位差。
功率因数的定义
有功功率P 和视在功率S 的比值等于功率因数cos ?即cos ?=P/S 。它表示一个负荷所需要的有功功率和视在功率的比值，功率因数较低的负荷工作时需要较多的无功功率。但功率因数过低，电源设备的容量就不能充分利用。而且在线路上将引起较大的电压降落和功率损失，因此提高电力系统的功率因数能使发变电设备的容量得到充分的利用，同时也能使电能得到大量的节约。也就是说在同样的发变电设备的条件下能够提高供电能力，并且改善供电质量。电力系统中大多是感性负载，在负载端并联电容器以进行无功功率的补偿，以提高功率因数。
采样定理 由于计算机技术和大规模集成电路的飞速发展，促进了用时域离散信号代替时域连续信号进行分析。时域连续信号通常为某一物理量的波形，如电流、电压等物理量，因此也将时域连续信号称为模拟信号。如果信号只在某些离散时刻有定义，则称其为时域离散信号，如
果在每个离散时刻的信号幅值只能取某些离散值，则这样的时域离散信号称为数字信号[12]。
目前，在电参数测量系统中，也普遍采用数字方法处理模拟信号替代用模拟系统处理信号。 对一个连续信号以一定的时间间隔取其瞬时值，称为采样。在实际工作中，信号的采样是通过采样/保持器和 A/D 转换器来实现的，通过 A/D 转换器，可将连续信号()x t 变成数字信号()s x nT ，以便计算机或微处理器实现信号数字处理 。一系列采样值虽然已经离散化和量子化，但只要满足一定的条件，仍能包含被采样信号所载有的信息。采样定理则规定了所要满足的条件。 采样定理是由Nyquist 和Shannon.C.Z 分别于 1928 年和 1949 年提出的。它指出，在一定的条件下一个连续的时间信号完全可由该信号在等时间间隔点的样本值来表示，并且可以用这些样本值把该信号全部恢复出来，这就是采样定理的观点。这是一个非常重要的定理，它在连续时间信号和离散时间信号之间架起了桥梁 许多数字采集系统和通信系统都以该定理作为理论基础 它也是采样过程所遵循的基本规律和基本原则。
采样定理内容为：若连续信号()x t 是有限宽带的，其频谱的最高频率为m f ,对()x t 采样时，若保持采样频率为2s m f f ≥ ，那么，可由()s x nT 恢复出()x t ，即()s x nT 保留了()x t 的全部信息。采样定理指出若想无失真地恢复原信号，信号的采样频率s f 必须不小于信号最高频率的两倍。
电机接线有两种
（1）三相三线
在三相三线制系统中,由三相电流之和为零
（2）三相四线
在三相四线制系统中,由于三相电流之和不为零
测量交流电功率的方法有三类：
（1）一表法
（2）两表法
两功率表法能正确测量三相三线对称与不对称电路的有功功率。当用两功率表法测量三相四线电路有功功率,由于两功率表法只能反映电路中正序分量和负序分量的有功功率,而不能测量电路中零序分量的有功功率。当三相四线电路产生零序电压和零序电流时,两功率表法测量的功率和电路的实际功率不相符。·
a 两功率表法测量三相三线电路功率
b 两功率表法测量三相四线电路功率
在图a 中，
在图b 中，
a b c o i i i i ++=
（3）三表法
对三相四线制(Y0接)系统,测三相平均功率的接线见图1。它的接线特点是每个功率表所接的电压均以中线N为参考点,功率表W AN,W BN和W CN的读数分别为P AN,P BN和P CN, 式中h,h,h分别表示下标电压、电流之间的相位差。三相的总功率为P=P AN+ P BN+ P CN。三个表的读数均有明确的物理意义,即P AN,P BN和P CN分别表示A相、B相和C相负载各自吸收的平均功率。这就是传统的三表法[2～4]。
,三表法测三相功率不止图1所示的一种接线方式,另外还有如图2所示的共A共B共C 三种接线方式(图1中的接法可称作共N接法)。对应每一种接线中的三个表的读数的代数和均表示三相负载吸收的总功率。实际上,因为是对称三相电路,有i N=0,所以图2(a),(b)和(c)中的W NA,W NB和W NC的读数必为零,在测量时可不接,此时的三表法便简化为两表法。可见,此时的两表法是三表法的特例。当然,这里单个表的读数没有明确的物理意义。上述四种三表法的接线的特点是每组接线中的三个表所接电压均以同一根线为参考点,即分别是共A,B,C或N,而电流则分别是非参考线中的电流。功率表接线的极性端如图3所示。
图2三表法测三相四线制三相负载平均功率的另三种接线图
对于三相三线制系统(Y或Δ接),由于没有中线,故图1所示接法便不存在,图2中接在中线上的功率表也不存在。此时的接线方法将只有图3所示的三种接线方式。可见,此时功率
的测量只能用两表法,每组接线中单个功率表的读数无物理意义,两表读数的代数和为三相负载吸收的总平均功率。
现以图3(c)为例,可知功率表W AC和W BC的读数依次为
因为是对称三相电路,式(2)可简化为
式中: U L,I L为线电压和线电流;φ为负载阻抗角。
式(2)、式(3)是一般教材中均给出的结果[2～4]。对于图3(a)、(b)中两表的读数可由类似式子得到。
三相三线制系统中的例外情况是Y接时中点可以引出的情况。此时可以将功率表的公共点接在N点,即仍可以用三表法测三相功率。三个表的读数仍分别表示对应相的负载功率。但此时实际上是相当于从负载中点引出一中线,对负载端而言,可将其归于三相四线制。
1.2不对称三相电路的功率测量
不对称三相电路又可分为三相电源对称、负载不对称和电源、负载均不对称等情况。在本文的功率测量方法讨论中,它们并无差别。讨论仍分别从三相四线制和三相三线制两种情况讨论。
1)不对称三相四线制系统。其测量接线图仍分别有图1和图2四种接线方式。与对称三相电路不同的是,此时中电流i N≠0,所以,图2中电流线圈接在中线上的功率表读数一般不为零。就是说,此时两表法不再成立,而必须用三表法测得三相负载的总功率。同时,所给出的四种接线方式可以回答引言中所说的思考题。
以图2(c)为例,W AC,W BC,W NC的读数为
P AC,P BC和P NC的代数和即三相负载吸收的平均功率。证明如下:
瞬时功率
式中P AC,P BC和P NC分别对应三个功率表W AC,W BC,W NC的读数,右边三项分别为三相负载吸收的功率。可见,用图2(c)的三表法同样可测出三相电路的总平均功率。同理可以证明图2(a)和(b)中的三表读数代数和是不对称三相电路的总平均功率。但图2的三种接线中,单个表的读数无明确物理意义。
(2)不对称三相三线制(Y接和Δ接)系统。其功率测量接线将只有图3所示的三种两表法的接线方式。其读数的表达式仍如式(2)所示(共C接法)。对称和不对称两种情况的不同之处是,在对称三相电路中,两表的读数表达式有式(3)所示的简单结果,而不对称时无此结果。
不对称三相三线制系统的例外情况依然是Y接时中点可以引出的情况。此时可以将功率表的公共点接在N点,即仍可以用三表法测三相功率。
3 三相异步电机接线图
三相四线制除了三根火线之外，第四根叫中线（注意：单相才有零线的，三相的没有），中线起到保证负载相电压时对称不变的作用。如果三相电路中的每一根所接的负载都相同，每一时刻流过中线的电流之和为零，把中线去掉，用三相三线制供电是可以的。三相电动机是对称三相负载，中线不起作用，因此采用三相三线制供电即可，所以电动机一般情况下只要三条相线就可以了。
三相定子绕组的六根端头可将三相定子绕组接成星形或三角形。星形接法是将三相绕组的末端并联起来，即将U2、V2和W2 接线柱用铜片连结在一起，而将三相绕组首端分别接入三相交流电源。三角形接法则是将第一相绕组的首端U 1 与第三相绕组的末端W2 相连接，再接入一相电源；第二相绕组的首端V1与第一绕组的末端U2相连接，再接入第二相电源；第三相绕组的首端W1与第二相绕组的末端
V2相连接，再接入第三相电源。即在接线板上将接线柱U1 和W2、和U2、和V2 分别用铜片连接起来，V1、W1再分别接入三相电源，如下图所示。
一台电动机是接成星形还是接成三角形，应视厂家规定而进行，可以从电动机铭牌上查到。星形接法由于起输出功率小，常用于小功率，大扭矩电机，或功率较大的电机起步时候用，这样对机器损耗较小,正常工作后再换用三角形接法。这就是常常说到的星——三角启动。一般3KW以下的三相电动机是星形接法，并直接启动。3KW以上的三相电动机是用三角形接法。三相异步电动机如果是△接线就没有中性点，也就不会有零线的接线端子，只能是三相三线制；星形的话:由于星形接线有个中性点，当三相负载平衡时，此点的电压为零，此点可接零线。
好像平时看到的都只是三相三线制的电机（小的几百瓦，大的几十千瓦）！！三相三线制的电机可否改为三相四线制的电机呢？怎样改？客户要求订的是三相四线制的电机而如果我给他三相三线制的电机使用上有没有问题？？还有客户订的是45KW的马达。三相电机是平衡负载，相电流等于线电流，矢量和为零，所以不需要零线，角形接法的电机是没有零线可接的，星形接法可以在中性点接零线，但没有意义，接或不接都是一样的。给他个地线接头就行了，一样效果。电机接线三相四线制中，三根为电机的电源线（A 相、B相、C相），另一根为电机外壳接地线。即设备接地保护线，用PE表示，该接地应与接地体可靠连接。电机外壳接地线在可靠接地后，再和电源的零线连接；接零后最好重复接地。对容量大的电机，外壳接零线后，必须重复接地。
1、低压供电方式有单相、三相三线、三相四线制，并无“三相五线制”。之所以会产生这样的误解，是因为JGJ46-2005第7.2.1条规定：需要三相四线制配电的电缆线路必须采用五芯电缆。
2、三相四线制配电线路的四根线是三根相线，一根工作零线（N线），在施工现场临时用电工程中采用电缆配电时，还有一根保护接（零）地线（PE线）。
3、三相四线制配电是最常用的低压配电方式，既适合单相用电，同时又适合三相用电。当只有三相用电时，宜采用三相三线制，当只有单相用电时，宜采用单相配电。
4、电动机有两种接线方法：△接法和Y接法。△接线时三角形的三个顶角接三根相线，这时的线电压等于相电压，适用于供电电压220V的三相供电，不过这种方式很少用；Y接法时三个绕组的一端相联，另一端分别接三根相线，三个绕组的相电压等于线电压的1/√2，即380V/√2=220V，适用于电压380V的三相供电，这是电动机最常用的接线方式，电动机出厂时就按这种方式将三个绕组的一端（星点）已连接好。电动机接线盒背面有接线图。
5、工作零线不需接入电动机，保护零线接电动机外壳。
在三相三线电功率微机测试中,一般采用几个单相功率测试方法,依次对三相电路相电压、相电流同时采样(六个模拟量)、模数转换、送入存贮区,再算出单相交流电路一个周其内的平均功率并求和,求出二相电功率。
电能计算专题练习 1．电源电压保持不变，点灯L上标有“6V 3.6W”字样，且灯丝电阻不受温度的影响．当滑动变阻器R的滑片在中点时，电压表示数为3V，若将滑片P移到变阻器的最左端时，电压表的示数为2V．求： （1）滑动变阻器的最大值和电源电压； （2）若滑片在中点和最左端时电灯上消耗的电功率之比为25：16，则滑动变阻器的最大阻值又是多大？ 2．如图所示的电路中，电源电压U=4.5V且保持不变，电阻R1=5Ω，滑动变阻器R2的最大值为20Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3A． （1）当电压表的读数为2V时，通过R1的电流是多少A． （2）当电流表的读数为0.3A时，电阻R1与滑动变阻器R2消耗的电功率之比为多少？ （3）为保证电表安全，滑动变阻器连入电路的阻值范围是多少？ 3．在如图所示的电路中，电源电压为9V且保持不变，电流表的规格为“0﹣0.6A”，电压表的规格为“O﹣15V”，灯泡上标有“6V 3W”和标有“15Ω，1A”字样的滑动变阻器，设灯丝电阻不变． 请解答： （1）灯泡正常发光时的电阻． （2）当电流表示数为0.4A时，变阻器与灯泡消耗的电功率之比． （3）移动滑动变阻器滑片P，电流表、电压表示数的范围分别是多少． 4．如图所示电路总电压保持不变．断开开关S3，分别只闭合S1和S2时，电阻R1和R2的电功率之比4：3，电阻R3两端的电压之比为2：3；只闭合S2是电阻R3消耗的电功率为9W．求： （1）电阻R1和R3之比； （2）开关都闭合时，电路消耗的总功率？
5．电源电压不变，只闭合S，S3时，电流表示数为I1，总功率为3W，当S，S1，S2，S3都闭合时，电流表示数为I2，总功率为10.5W，电阻R2的功率为4.5W． （1）电流I1：I2之比 （2）电阻R1和R3的比值 （3）当只闭合S，S2时，电阻R1的电功率． 6．如图是一电饭锅的内部简化图．R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；R2是限流电阻，其阻值远大于R1．煮饭时，接通电源、闭合手动开关S1，电饭锅在加热状态．当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合．S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度低于70℃时会自动闭合，温度达到80℃时会自动断开．问： （1）电饭锅处于保温状态时能将饭煮熟吗？为什么？ （2）电饭锅正常煮饭时的功率是多少？ （3）在加热和保温两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是11：1，求R2的阻值是多少？ 7．如图所示电路，电源电压保持不变．灯L上标有“6V 3W”字样，它的电阻不随温度变化．闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P滑到某一位置M时，电压表的示数为U1，滑动变阻器的功率为P2，灯L与电阻R1 的电功率之比为1：2；当滑动变阻器的滑片P滑到另一位置N时，电压表的示数为U1′，滑动变阻器的功率为P2′，且U1=2U1′、．求：滑动变阻器滑片P在M、N之间滑动时滑动变阻器的阻值变化范围． 8．在如图所示电路中，灯L1的电阻R1是灯L2电阻R2的（不考虑灯丝电阻随温度的变化），电源电压为 10V且保持不变．当闭合开关S0、S1，断开开关S2时，灯L1正常发光，电阻R3消耗的电功率为2W，电压表示数为U1；当闭合开关S2，断开开关S0、S1时，电阻R4消耗的电功率为0.25W， 电压表示数为U1．（画出等效电路图） 求： （1）电流表前后两次电流之比； （2）灯L1的额定电功率； （3）电阻R4的阻值．
电功、电功率计算题 五、计算题（2）： 1．小明家的太阳能热水器，可以贮水100㎏，天气好时，吸收的太阳辐射能可以使水温升得足够高；阴雨天可用电辅助加热，它的电加热棒的额定电压是220V，额定功率是2000W。 ⑴若在阳光的照射下，100㎏的水温从20℃上升到50℃，吸收太阳的热量是多少？（水的比热c＝4.2×103J/㎏·℃） ⑵若在阴雨天仅用电热加热棒在额定电压下将这些水加热，使之升高相同的温度，需要多长的时间？（假设消耗的电能全部转化为水吸收的内能） ⑶实际上用电加热时间需要2h，请你写出产生这种现象的两个原因。 解： 2．图11所示是某种型号电冰箱的外观图，下表是该冰箱的主要技术参数，请你回答下列问题： 总有效容积（L）200 冷冻室有效容积（L）49 总输入功率（W）100 冷冻能力（（kg/24h） 3.0 耗电量（kw·h/24h）0.59 制冷剂R600a58g 外型尺寸（mm）554×561×1499 重量（kg）60 气候类型ST×SN×N (1)依据表中的数据计算冰箱在给定的工作状态下压缩机—天的工作时间。该电冰箱正常工作一个月(按30天计算)耗电多少度? (2)电冰箱有四个脚，每个脚与地面的接触面积为250mm2，若冰箱内现有食物的质量为10kg，求电冰箱对水平地面的压强。(g取10N／kg) (3)电冰箱在运输和放置时对倾斜程度有一定的要求，请你自己设计—种方法来检查电冰箱是否倾斜。要求画图并说明其操作方法。 3．电烙铁使用前需要一定的预热时间，因而若暂时不用也要接在电源上，这样既费电又会造成烙铁头氧化而不易沾锡。小明将一把标有“220V 55W”的电烙铁与一只灯泡（灯 丝在预热状态下的电阻为495Ω）连接成如图17所示的电路。 断开S，电烙铁处于预热状态；闭合S，电烙铁很快达到焊接温 度。 求：（1）预热状态下电烙铁消耗的功率为多少瓦？ （2）预热状态下整个电路消耗的功率是电烙铁正常工作时 消耗功率的百分之几？
一、初中物理电功率的综合计算问题 1．如图甲所示的电路中，电源电压U 保持不变，R 0为定值电阻。闭合开关，电流表A 的示数为I ，电压表V 1的示数为U 1，电压表V 2的示数为U 2；将滑动变阻器R 的滑片从一端移动到另一端，U 1、U 2随I 变化的关系如图乙所示；则下列说法正确的是（ ） A ．电源电压为5.5 V B ．滑片在最右端时，定值电阻R 0的功率为6W C ．滑动变阻器的最大阻值为12.5 Ω D ．电灯的电阻随着电流的增大而减小 【来源】2020年中考一轮模拟测试物理试题（一) 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 由图可知，灯泡L 与R 0、R 组成串联电路，电压表V 2测量L 两端的电压，电压表V 1测量灯泡L 与R 两端的总电压，当电流表的示数变大时，电压表V 2变大，电压表V 1变小，所以U 2-I 的图线为BQ ， U 1-I 图线应该为AQ ； ABC ．由图像乙知，Q 点U 1和U 2相等，则此时滑动变阻器两端的电压为零，电阻为零，电压表的示数都是3V ，电路中的电流为2.0A ，所以 03V 2.0R U +=电源…① 当滑动变阻器的滑片移到最左端时，电路中的电流最小为1.0A ，由图像知：电压表V 1的示数为4.5V ，电压表V 2的示数为1V ，所以 04.5V 1.0=R U +电源…② 由①②得：U 电源=6V ，R 0=1.5Ω，故A 错误； 此时滑动变阻器两端的电压为 12= 4.5V-1V=3.5V U U U -=滑 滑动变阻器的最大阻值为 3.5V = ==3.5Ω1.0A U R I 滑滑大小 故C 错误；
电功率计算专题－简单计算题 练习一直接用公式及变形式电能的计算公式：W= UIt,W=Pt推导式： 电功率的计算公式：P= ,P= ,P= 第一类基本公式应用 1、一电灯工作时两端的电压220V，电流0.5A，则其功率是多少瓦？合多少千瓦？ 2、一电热器工作时两端电压36V，它工作时的功率是72W，则工作时的电流是多少安？ 3、一电炉，工作时电流为5A，功率1100W，则其两端的电压为多少伏？ 第二类推导公式应用 (一)4、一电饭锅电阻44Ω，工作时电压220V，则它的功率为多少瓦？合多少千瓦？ 5、一电灯工作电压220V，若功率为40瓦，则它的电阻为多少欧？ 6、一小灯泡两端60瓦，若电阻807欧，则它两端的电压为多少伏？ （二）7、一小灯泡的电阻10Ω，灯泡中的电流200mA，则功率为多少瓦？ 8、一电阻阻值10Ω，若功率0.9W，则通过它的电流为多少安？合多少毫安？ 9、一电阻工作时电流5A，若功率1100W，则电阻的阻值为多少欧？ （三）W=Pt应用 10、一电灯半小时消耗电能0.1度，则它的功率是多少千瓦？合多少瓦特？ 11、一电炉功率1500W，则20分钟消耗电能多少度？合多少千瓦时？合多少焦？ 12、一盏25瓦特的电灯多少小时用一度电？ (四) W= UIt应用 13、一电灯工作时两端的电压220V，电流0.5A，则10S消耗的电能是多少焦？ 14、一电热器工作时两端电压36V，10S消耗电能720J，则工作时的电流是多少安？ 综合 15、一只标有“220V 100W”的白炽灯，正常工作时两端的电压是多少？此时灯丝电阻是多少？正常工作1小时消耗电能是多少？
测量电功率的几种特殊方法 同学们都熟悉用如图1的方法测量小灯泡的电功率，这是测量电功 率的标准方法，除过这种方法外，还有几种测量电功率得特殊方法，这 里就结合几道考题予以介绍。 例1、要测出一只额定电压为3.8V 的小灯泡的额定功率，器材有： 电源（电压恒为6V ）、阻值合适的滑动变阻器一个、开关一个、导线若 干、电流表一块、电压表一块，其中电流表的量程完好，电压表的量程只有0～3V 档可用。请设计电路，并回答：闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数达到＿＿＿V 时，小灯泡恰好正常发光。若此时电流表的示数为0.3A ，则小灯泡的额定功率为＿＿＿W 。 解析：显然，小灯泡的额定电压3.8V 大于电压表的最大量程3V ，所以我们不能用电压表直接测量小灯泡两端的电压；但是，由于电源电压已知，我们可考虑通过测量滑动变阻器两端的电压间接测量出小灯泡两端的电压。因为电源电压为6V ，小灯 泡的额定电压为3.8V ，这时滑动变阻器两端的电压为2.2V ，而2.2V 正 好小于3V ，所以可以这样来测量。因此可得如图2的电路图。然而， 由于电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，所以，要测量小灯泡的额 定功率，电压表的示数应为2.2V 。而小灯泡的额定功率应为其额定电压 （一定要注意是 3.8V 而不是 2.2V ）和此时电流的乘积，所以有： W A V UI P 14.13.08.3=?==。 可以看出，用这样的电路测量电功率时，当电流表示数变大时电压表示数变小；而当电流表示数变小时电压表示数变大。有时命题者也依此命题，请同学们注意。 例2、在一次测定小灯泡额定功率的实验中，老师给出了如下器材：额定电压为U 0的小灯泡、电源（电压未知）、一个阻值为R 的电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、一只电压表、一个单刀双掷开关和若干导线。实验时不能忽略灯丝的电阻随温度的变化。 ⑴小张同学设计的实验电路图如图3，请你根据这个电路图写出测量小灯泡额定功率的主要步骤和需要测量的物理量（物理量用字母表示）。 ⑵本实验中，小灯泡额定功率的表达式P=＿＿＿＿＿＿＿。 ⑶若在给出的器材中只将其中的一只电流表改为一只电压表，请 你重新设计一个实验电路图，测量小灯泡的额定功率（只画出电路图， 不需要说明测量步骤）。 解析：⑴由于题目中只给了电流表，所以设法使小灯泡两端的电 压等于其额定电压是解决问题的关键。从电路图可以看出，小灯泡与定值电阻并联，它们两端的电压相等，而定值电阻两端的电压为U=I R R ，这样，如果将S 掷向1时，当电流表的示数为U 0/R 时，它们两端的电压就为小灯泡的额定电压U 0。因此，我们可以这样测量小灯泡的额定功率：a 、计算当R 两端的电压为U 0时，通过它的电流为U 0/R ；b 、S 掷向接线柱1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为U 0/R ；c 、保持滑动变阻器滑片不动，S 掷向接线柱2，读出电流表示数I 。 ⑵这一步我们来推导P 的表达式：显然，L 和R 是并联的，当S 接1时，电流表测量的是R 的电流，大小为U 0/R ；当S 接2时，电流 表测量的是R 和L 的总电流I 所以，通过L 的电流为I-U 0/R 。而我们 前面已经看到这时L 两端的正好是小灯泡的额定电压U 0，所以小灯泡的额定功率为：)(00R U I U P -=。 ⑶由于题目中只给出了电压表，所以应设法测量出小灯泡正常工作时的电流，而定值
1、小明学了家庭电路知识后，利用电能表和秒表测量家中电热水器的实际功率。他的做法是：打开标有 “220V 1210W”的热水器，关掉家里的其他用电器，测得电能表（标有“1800r/kW·h”）的铝盘转过200 转所用的时间是400s。（热水器电热丝的阻值不变） 求：（1）热水器消耗的电能（2）热水器的实际功率。（3）通过热水器的电流。 2、PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它的发热效率较高．PTC有一个人为设定的温度，当它的温度低于设定温度时，其电阻值会随它的温度升高而变小；当它的温度高于设定温度时，其电阻值随它的温度升高而变大．如图（a）所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料．它的工作电路如图（b）所示，R0是定值电阻，其阻值不受温度的影响．RT是PTC的电阻，RT的电阻值与温度的关系如图（c）所示．该电热水壶在RT设定温度状态工作时，电路中的电流为5A． （1）电热水壶RT的设定温度是多少？ （2）R0的阻值为多少？ （3）当RT的温度为130℃时，电路中RT的实际功率为多少？ 3、如右图所示是额定电压为220V的理发用电吹风的典型电路，其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，且电动机的额定功率为120W。 (1)要送冷风，选择开关应放在______位置；要送热风，选择开关应放在_______位置。(填“A”、“B”或“C”) (2)若电吹风在额定电压下工作，送冷风时，通电8min电流所做的功是多少? (3)若电吹风在额定电压下工作，送热风时电路消耗的总功率为560W，则电热丝R的阻值应为多大？
4、如图9所示，电源电压保持不变，滑动变阻器最大值为R1=40Ω，小灯泡的电阻为10Ω且保持不变。当S1、S2 均闭合且滑片P 滑到b 端时，电流表 A1 、 A2的示数之比为3:2；当S1 、S2均断开且滑片P置于滑动变阻器中点时，小灯泡 L的功率为10W。求： （1）电阻R2 的阻值；（2）当S1S2 均闭合且滑片P 在b 端时，电压表的示数；（3）整个电路消耗的最小电功率。 5、在图所示的电路中，设电源电压不变，灯泡L上标有“6V，3W”字样，当K1闭合，单 刀双掷开关K2接a时，灯泡L正常发光；当K1断开，单刀双掷开关K2接b时，电压表 示数为3V．（设灯丝的电阻不变） 求：（1）电源电压是多少伏？ （2）电阻R的阻值是多少欧？ （3）K1断开，K2接b时，该灯泡L在1分钟内消耗的电能为多少焦耳？ 6、如图为一台两挡式电热水器的内部简化电路，S为温控开关，当S接a时电路中的电流为5A；当S接b时电路消耗的电功率为22W．求：(1)R1的电阻； (2)高温挡时电路消耗的电功率； (3)在低温挡工作时电路中的电流以及10min，R2产生的热量； 7、山区某工地施工时，照明电路需用导线从离工地250米处的电源引来，工地上要用一只“220V 100W”和一只“220V 200W”的灯泡来照明，所用导线的电阻为每米0.018欧，如果电源两端的电压为220伏，且保持不变，试求照明时导线上所消耗的功率和每只灯泡实际所消耗的功率。（计算时不考虑灯丝电阻的变化，数值只取整数，小数可四舍五入） 8、山区某工地方程式时，照明电路需用导线从离工地250m处的电源引来，工地上要用一只“220V 100W”和一只“220V 200W”的灯泡来照明，所用导线的电阻为0.018Ω/m，如果电源两端的电压为220V，且保持不变，
电功率计算题专题训练 1.一只标有“PZ220－40”和一只标有“PZ220－100”的灯泡，若：(1)把它们并联在220V 的电 源上，问哪盏灯亮些？(2)把它们串联在220V 的电源上，哪盏灯亮些？ 2. 有一个标有“8V ，2W ”的小灯泡，如果接到12V 的电源上必须如何联接一个阻值多大的电阻？才能使小灯泡正常发光，此时这个电阻上消耗的电功率是多少W ？ 3.现有两个小灯泡，上面分别标有“6V ， 1. 2W ”和“12V ，6W ”字样，如果把这两个灯泡串联起来，为了使其中一个灯泡持续正常发光，那么加在串联电路两端的电压是多少？ 4.家用电器工作时往往达不到额定的电压和功率。某同学在家中做了如下实验：他首先查看自己家的电能表，表上标有“3600R ／kW ·h ”字样；随后他关闭了家中所有用电器，只让一只标有“220V 、1210W ”的电水壶盛满水持续工作，与此同时，观察到电能表转盘3分钟转过180圈。假设电水壶的电阻保持不变，求：(1)电水壶的电阻；(2)电水壶工作时的实际电功率；(3)该同学家的实际电压。 6.小华家买了一个家用电吹风，如图20甲所示。其简化电路如图20乙所示，主要技术参数如右表。 型号 SHZ2010－624 热风温度 50℃~75℃ 额定功率 热风时：1000W 冷风时：120W 额定电压 220V 图20 插头 甲 乙
请解答如下问题：（1）当电吹风吹冷风时，正常工作5min消耗的电能是多少？（2）当选择开关旋至何处时，电吹风正常工作的功率最大？此时电路中的总电流是多大？（3）当电路供电电压为200V时，电吹风电热丝的实际电功率为多大？ 7.标有“6V 3W ”的小灯泡L 与额定功率为6W的电阻器R按如图电路连接，闭合开关S时， 灯L正常发光，且电流表示数为0.75A。求： （１）电阻器 R 的阻值； （２）整个电路消耗的实际功率。 8．在右图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R 1 的阻值为20欧。 闭合电键S,电流表 A1的示数为0.3安，电流表A2的示数为 0.2 安。 求： (1) 电源电压 U。 (2) 电阻R2的阻值。 (3) 通电10秒，电流通过电阻 R2 做的功W2。 9.如图11所示电路，电源电压为4．5V，R1阻值为5Ω，滑动变阻器 R2最大阻值为20Ω，电流表量程为0～0．6A，电压表量程为0～3V。 求：(1)滑动变阻器允许接入电路的阻值范围； (2)正常工作时整个电路消耗的最大功率。
电功率经典计算题 1．如图45所示，灯炮L正常发光时，求：(1)通过灯泡的电流强度是多少？ (2)安培表示数是多少？ 2．如图46所示，电源电压为10伏，电灯L的电压为9伏特，它的电阻为12欧姆．安培表示数I=1.2安培，求： (1)电阻R1是多少欧姆？ (2)若将R1换成36欧姆的电阻R2，然后调节变阻器使安培表示数变为I＇=0.8安培，这 时电灯上的电流强度是多少？ 3．在图47所示的电路中，AB是滑动变阻器，P是滑片，小灯泡L上标有“2.5V 1W”字样，电源电压为4.5伏特，电路中串接一只量程为0～0.6安培的电流表。 (1)当K1、K2都打开时，滑片P应在滑动变阻器的哪一端？(2)当闭合K1，调节滑动变阻 器，使电流表中的读数多大时，小灯泡才能正常发光？这时滑动变阻器的阻值是多少 (3)若此时将开关K2闭合，问通过电流表的电流会不会超过量程？ 4．现有两个小灯泡A和B。A灯标有“6V 1.2w”的字样，B灯标有“12V 6W”字样，试求：(1)两个小灯泡的额定电流；(2)如果把它们串联起来，为了使其中一个灯泡能够持续地正常发光，加在串联灯泡两端的总电压不得超过多少伏特？（设灯丝的电阻不随温度变化） 5．如图48所示，L为标为“3V 0.15W”的一只灯泡，R的阻值为120欧姆。 (1)当开关K2闭合，K1断开时，L恰好正常发光，此时安培表和伏特表的示数各是多少？(2)当开关K1闭合，K2断开时，安培表和伏特表的示数各是多少？ 6．图49中的A是标有“24V 60W”的用电器，E是电压为32伏特电源，K是电键，B是滑动变阻器，若确保用电器正常工作，请在图中把电路连接起来，并求出滑动变阻器B中通过电流的那段电阻值和它消耗的电功率。
初中特殊方法测量电阻、电功率(专题)
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特殊方法测量电阻、电功率 一、无滑动变阻器的实验设计 1．某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和已知阻值的定值电阻R0，测量未知电 阻Rx阻值，图8中可实现测量R阻值的正确电路图是 2.某同学在没有电压表的情况下，利用电流表和已知阻值的定值电阻R0，测量未知电阻Rx 阻值，如图中可实现测量R x阻值的正确电路图是（） 3.某同学在没有电压表的情况下，只利用电流表和已知阻值的定值电阻R0，测量未知电阻R x 阻值，图中可实现测量R x阻值的正确电路图是（） 4.如图所示，几个同学在只有电流表或电压表时，利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻R x的电路，其中不可行的是（） 5．给你以下器材：一个电源（其电压未知），导线若干，两个开关、一块电流表、一个待测电阻R x，一个已知电阻值的定值电阻R0，请你设计一个能测出R x电阻值的电路。 要求：电路连接好后，电路元件和电流表的位置不得再移动。 （1）在方框内画出你所设计的电路图： （2）简要写出实验操作步骤： （3）写出待测电阻的表达式：R x=______。
6．现在手头有两个定值电阻R1和R2，它们的阻值分别为10 Ω和30 Ω，一个电压大约为15 V的电源，一个量程只有0～0.6 A的电流表，开关若干。请利用上述器材，设计一种最精确的方法测量出阻值约为20 Ω左右的待测电阻R x阻值。要求： （1）画出电路图（可以重复组合电路）； （2）写出实验步骤； （3）写出待测电阻R x的表达式（用已知量和测量量表示）。 7.15中考24.（6分）某同学要测出一个电压约为40V的电压电压（电压保持不变），可供选用的器材如下：待测电源；一块电压表（量程0-15V）;四个阻值已知的电阻，分别为R1(100Ω)、R2(150Ω)、R3(200Ω)、和R4(4kΩ)；一个开关及若干导线，请合理选择器材，设计一个实验精确测出电压电压。要求：（1）画出实验电路图 （2）写出实验步骤及所需测量的物理量 （3）写出电源电压的表达式（用已知量和测量量表示） 8.（2017中考）24．现有一个阻值为 20 Ω的定值电阻R0，一个电压约为 15 V 的电源，一个量程为 0～1 A 的电流表，一个单刀双掷开关及导线若干。请你利用上述器材设计实验，测出约为 10 Ω的未知电阻Rx的阻值。要求： （1）画出实验电路图； （2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量； （3）写出待测电阻Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 单刀双掷开关简介 小资料 实物图：符号： 使用方法：单刀双掷开关由动端“刀” 和不动端“1”“2”两个触点组成，使 用时可将“刀”掷向“1”或“2”触 点，起到双控的作用。 二、有滑动变阻器（无电流表） 1.测量小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电压 2.5V，额定功率约1.5W，一个蓄电池（电压约6V）。定值 电阻R0，电压表一个，电源一个，滑动电阻器一个开关三个，导线若干，请你设计一个电路测（电路不可重组，不能忽略温度对灯丝电阻的影响） 2.小灯泡上标有“ 3.8V”，电压表（0—3V和0—15V),电流表（0-0.6A和0-3A），滑动变阻器的规格为 “20? 1A”电源（电压恒为6V）开关、导线若干。（增加定值电阻R0，电路不可重组，发现电流表也坏了）
电功与电功率计算题专题 1、如图所示电路,电源电压不变,R1的电阻为20Ω。只闭合开关S1时,电流表的读数为0.3A;S1、S2都闭合时,电流表的读数为0.5A。求:(1)电源电压;(2)S1、S2都闭合时R2的电功率。 2、(8分)如图甲电路所示,电源电压为9V且保持不变,小灯炮标有“6V 6W”的字样,小灯 泡的电流随电压的变化曲线如图乙。求:(1)小灯炮正常发光时电阻为多少欧?(2)当电流表的示数为0.7A时,小灯泡的电功率为多少瓦?(3)当电压表的示数为2V时,整个电路10s内消耗的电能就是多少焦？ 甲乙 3、如图13所示电路图,电源电压U=6V且保持不变,闭合开关后,电流表A1的示数为0.2A,A的示数为0.5A。 求:(1)电阻R 1的阻值。(2)电阻R2的电功率。 4、(6分)某校师生自制了一台电烘箱.电烘箱的电阻丝通过5A的电流时,每分钟 可产生6、6×104J的热量。求: (1)此时电阻丝的电功率; (2)此时电阻丝的电阻; (3)此时电阻丝的工作电压。 5、如图所示的电路中,当ab两点间接入4Ω的电阻时,其消耗的功率为16W。当ab两点间接入9Ω的电阻时,其消耗的功率仍为16W。求: ⑴ab两点间接入4Ω与9Ω的电阻时,电路中的电流; ⑵电源的电压。 6、(7分)如图所示,电源电压为12V,且保持不变,己知滑动变阻器R3的 最大阻值为20Ω,定值电阻R1 = 10Ω,R2= 15Ω,电流表的量程为0.6A。 (l)S,S1闭合,S2断开时,要使电流表的示数最小,则滑动变阻器的滑片P应
滑到何处?此时电压表的示数为多少? 10min内电流通过R1产生的热量就是多少? (2)S、S2闭合,S1断开时,求电路允许消耗的最大功率。 水箱容量2L 额定电压220V 7、(6分)小明制作了一个简易电加热器,其电路图如图10所示。R1、R2就是发热电阻,开关S接“1”时为高温挡、接“2”时为低温挡,在每个挡内温度就是可调的。电源电压就是12V,变阻器R的 最大电阻就是10Ω,R2的电阻就是32Ω。试求: (1)开关S接“1”时,变阻器的滑片在a端,R1的功率就是8W。则R1的电阻就是多少？ (2)开关S接“2”时,变阻器的滑片在b端,则R1与R2的总功率就是多少？ 8、物理兴趣小组的同学们设计了一个饮水机模型,其电路实物连接示意图如图所示。电路中电源电压为12V,且保持不变,R1就是供加热的电阻丝,R2就是一个定值电阻。当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为0.8A;当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数为7、5V。求: (1)电阻丝R1的阻值。 (2)开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数及R2的阻值。 (3)开关S1、S2都闭合时,这个模型处于加热状态还就是保温状态？请 计算出此状态下它的功率。 9、如图l 5所示的电路图中,R1=30Ω,R2=20Ω,电源电压不变。(设小灯泡的电阻不变) (1)当S1、S2都闭合时,电流电A1的示数为0.5 A,小灯泡恰好正常发光,求电源电压。 (2)当S1、S2都断开时,电流表A2的示数为0.2A,求小灯泡的电阻与实际功率。 (3)小灯泡的额定功率就是多少? 10、(8分)如图所示,电热水器有加热与保温两种状态(由机内温控 开关S2自动控制),其铭牌技术参数如表中所示。
电功率计算题专题练习 12)家庭电路----电能表----能否再接一只800 W的电饭锅 某同学家电能表的规格是“220 V，4 A”，他家已有40 W日光灯两盏，80 W彩电一台，120 W的洗衣机一台，当这些用电器同时使用时，能否再接一只800 W的电饭锅使用？ 16)家庭电路----家用电器 一台额定电压为220V，制冷额定功率为1000W的空调，温度设定从原来24℃改为28℃，仅此一项措施，家中的电能表平均每天少走2.5kW·h。求： （1）这台空调正常制冷时，工作电流是多少? （2）这台空调一个月（按30天计算）可节约电能多少kW·h? （3）某“希望小学”，每间教室有两盏“220V 40W”电灯，那么这台空调一个月所节约的电能，可供这两盏电灯正常发光多少小时? 27)家庭电路----热水器----功率.电流.电阻 一个电热水器，其额定电压是220 V，他将家中的其他用电器全部关闭，将电热水器接入电路中，经过12 min，他发现电能表的示数增加了0.1度，请你帮他计算出： （1）这个电热水器的功率多大？ （2）这个电热水器正常工作时的电流多大？ （3）这个电热水器正常工作时的电阻多大？
33)家庭电路----电阻消耗的电功率 某变电所附近的居民区，用户电压经常比正常电压高22V， ①将“PZ220—40”的灯泡接入这样的电路里，灯泡的实际功率可达到多大？（设灯丝电阻不变） ②要使“PZ220—40”的灯泡在电压最高时正常发光，需要串联一个式大的电阻？这时电阻消耗的电功率多大？ 38)串联----阻值.电压.热量 将一未知电阻R的两端连在电池组正、负极上，测得通过R的电流强度为0.3安培；若将R与一个20欧姆的电阻串联后再连在同一电池组正、负极上，测得通过它们的电流强度为0.4安培。求： (1)电阻R的阻值。 (2)电池组的电压。 (3)电阻R单独接在电池组正负极上，每分钟产生的热量。 41)家庭电路----发生触电事故 用电器R接在电压为220V的电源上时，消耗电功率是1100W，电路中还有额定电流为10A的熔断丝。则： (1)只有用电器R接入电路时，通过熔断丝的电流为多少? (2)一个潮湿的人，赤脚站在地上，由于不小心，手接触火线，发生触电事故，则通过人体的电流是多少(表电阻数据适用此人)?并分析为什么保险丝不会断(即保险丝不能救人命)。
电功率的计算 一．知识链接： 1、电功率的计算 （1）定义式:P=___________ （2）计算式：根据t W P = 与电功的公式UIt W =得：UI t UIt t W P === （3）推导式：根据欧姆定律R U I =和电功率的计算式UI P =可以推导出R U R I P 22 ==。 注意：推导公式仅适用于纯电阻电路。 2、串、并联电路中电学公式汇总 3、用电器实际功率的计算思路 思路1： R U P P U R R U P 222实 实额 额 额= ?= ?= 思路2： 额额实实额实额实实实额 额P U U P R U R U P P R U P R U P 22222::???? ??=?=???? ????= =
3、电功率的导出公式 有关电功率的计算： 2 2 W U P UI I R t R ====有关电流的计算: U P P I R U R === 有关电压的计算： P U IR PR I ===有关电阻的计算： 2 U U R I P == 二．自主学习： 1、如图所示电路，电源电压不变，R1的电阻为20Ω。只闭合开关S1时， 电流表的读数为0.3A；S1、S2都闭合时，电流表的读数为0.5A。求： （1）电源电压；（2）S1、S2都闭合时R2的电功率。 2、如图所示电路图，电源电压U=6V且保持不变，闭合开关后，电流表 A1的示数为0.2A，A的示数为0.5A。 求：（1）电阻R1的阻值。（2）电阻R2的电功率。 三．合作探究： 1、某校师生自制了一台电烘箱．电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生6.6×104J 的热量。求: (1)此时电阻丝的电功率；(2)此时电阻丝的电阻；(3)此时电阻丝的工作电压。
专题3.2 与电功、电功率有关的计算题解题策略 1.电功、电功率重要公式 （1）电功： W＝UIt（定义式） W＝I2Rt＝ 2 U t R (只使用于纯电阻电路) （2）电功率：P＝W/t（定义式） P=UI(计算式） P＝I2R＝ 2 U R (只使用于纯电阻电路) 2.求解电功及其电功率题的类型 （1）以电能表为素材，求解电功率的相关问题 （2）与滑动变阻器相关的电功率计算 （3）与串并联电路特点及欧姆定律应用相关的电功率计算 （4）考查与I-U图像相关的电功率计算 类型1.根据电能表表盘数据信息，结合公式的计算。 【例题1】（2018?淄博）如图所示是某电能表表盘的部分数据（imp表示电能表指示灯闪烁的次数）．当电路中某用电器单独工作6min时，电能表指示灯闪烁了320次，则该用电器消耗的电能是kW?h，它的功率是W。 【答案】0.1；1000。 【解析】电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表。 3200imp/（kW?h）的含义是：电路中每消耗1kW?h的电能，指示灯闪烁3200次。 根据题目所给条件和电功率的公式P=，进行解答。 因为电路中每消耗1kW?h的电能，指示灯闪烁3200次。 知识回顾 类型与典例突破
所以当指示灯闪烁320次时，消耗的电能为W==0.1kW?h， t=6min=0.1h 用电器的额定功率P===1kW=1000W。 类型2. 物理量的变化量计算问题 【例题2】（2019四川内江）如图所示，电源电压恒定不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离，电压表V1、V2示数的变化量分别为△U1、△U2，电流表示数的变化量为△I，阻值相同的定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为△P1、△P2．则下列判断正确的是（） A．△P1+△P2＝△I2．（R1+R2）B．|△U1|＞|△U2| C．||+||＝R1+R2D．|△U1|＜|△U2| 【答案】C 【解析】由电路图可知，R1与R0、R2串联，电压表V1测R0与R2两端的电压之和，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离，设移动前后电路中的电流分别为I1、I2， 由I＝可得，电压表V2示数的变化量： △U2＝U2﹣U2′＝I1R2﹣I2R2＝（I1﹣I2）R2＝△IR2，则|△U2|＝|△IR2|， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电压表V1示数的变化量： △U1＝U1﹣U1′＝（U﹣I1R1）﹣（U﹣I2R1）＝（I2﹣I1）R1＝﹣△IR1，则|△U1|＝|△IR1|， 因R1、R2的阻值相同， 所以，|△U1|＝|△U2|，故BD错误； 由||＝R1、||＝R2可知，||+||＝R1+R2，故C正确； （2）定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为△P1、△P2， 则△P1+△P2＝（I12﹣I22）（R1+R2）＝（I1﹣I2）（I1+I2）（R1+R2）＝△I（I1+I2）（R1+R2）。
例1、如左图：电源电压一定，定值电阻 R 阻值已知，要求测定额定电压为 U o 的小灯泡的额定功率 ①断开S 、闭合S 2,移动变阻器滑片使电压表示数为 U 。； ②保持滑片位置不变，闭合 Si,断开Q,记下电压表的示数为 U,则此时R 两 端电压为U-U O ,通过R 之电流等于(U-U o ) /R,因串联，所以通过灯泡的电流也 等于(U-U o ) /R.由 P=IU 得出 P o = U o ( U —U o ) /R 练习：1.如右图：电源电压一定， S 是单刀双掷开关，定值电阻 R=10Q ，要求 测额定电压为2.5V 的小灯泡的额定功率 疋, ①当S 接 ②保持 ______________________ 为4.5V,则此时R 两端电压为 时，移动变阻器滑片使电压表示数为 _________ V; 不变，S 改接 _______ ，此时若电压表的示数 V,通过R 之电流等于 A,因串联，所以通 ，则小灯泡的额定功率是 2.现只有一块电压表，若干导线，滑动变阻器， ，已知阻值为R o 的定值电阻，开 关，电源等器材来测定额定电压为 U o 的小灯泡的额定功率。 电路图如右图：实验步骤： (1)，按照电路图连接实物( 2)，先将表接到 _ ，使电压表示数达到 _;再把电压表改接到 _ U,此时电路中的电流可表示为 过灯泡的电流与 R 中电流 关, (能否)移动变阻器的滑片，读出电压表的求数为 额定功率的表达式为 W. ，闭合开 处，此时 。(3)则小灯泡的 3.现只用一块电压表，若干导线，滑动变阻器，已知阻值的定值电阻 R o ,单刀 双掷开关，开关，电源等器材来测定额定电压为 U 。的小灯泡的额定功率。 电 路图如右图，实验步骤：(1)按照电路图连接实物 (2)闭合S,将S i 拨到位置_，移动滑动变阻器，使电压表示数为 __________________ , 再将开关Si 拨到位置 _________ ，此时 _____ (能否)移动变阻器的滑片，读出电压表读数为 ? U,此时电路中的 电流可表示为 练习：4.如右图：电源电压 。(3)则小灯泡的额定功率的表达式为 例2、如左图：电源电压一定，定值电阻 R 阻值已知，要求测定额定电压为 U o 的小 灯泡的额定功率①闭合0、断开&，移动滑片，使电流表示数为 U o + R 此时灯恰好 - 正常发光。②保持滑片位置不变，断开 Si 、闭合&,记下电流表的示数为I,则通过 灯的电流为I- ( U o +R 0③则灯泡的额定功率的表达式为 定， 定值电阻R=10Q,要求测定额定电压为 2.5V P o = U o (I — U o *R _(8> 的小灯泡的额定功率。实验步骤： (1)将S 拨到 ________ ，移动滑片，使电流表 A; (2)将S 拨到2,滑片位置 ___________ ，此时若电流表的示数为 示数为 0.45A ，则小灯泡的额定功率为 _______ W 。 5.如右图：电源电压一定，定值电阻 R D 阻值已知，要求测定额定电压为 U o 的小灯泡的额定功率。实验步骤：闭合S, ______________ ,使Ai 的示数等于 _ ; 再 。则小灯泡的额定功率的表达式为 6.如左图：电源电压一定，定值电阻 R D 阻值已知，要求测定额定电压为 U o 的小灯 泡的额定功率实验步骤：(1)闭合s,将s 拨到位置 阻器，使电流表示数I i 和R D 的乘积等于 _______________________________ ，移动滑动变 (2)再将开关S i 拨到位置 _______ ，此时变阻器滑片位置 _____ (不动或向 右滑或向左滑)，记录此时 _______________________________ 。 ( 3)则小灯泡
初中物理电功率经典计算题100个 1、一根阻值为20Ω的电炉丝做成电热器，接上10V电源能正常工作；用这个电热器与一个小灯泡串联接人该电源时，电热器消耗的功率是其额定功率的0.64倍。求： (1)电热器正常工作的电流和额定功率； (2)小灯泡的电阻值。 2、用R1=121Ω、R2=60.5Ω的两根电阻丝，两个开关（S1、S2）设计有低、中、高三档不同的电功率的取暖器，简化如图求： （1）取暖器工作于低档时，S1、S2的断开或闭合情况是怎样的？此时电路的电流和电功率各多大？ （2）电取暖器工作于高档时，S1、S2的断开或闭合情况是怎样的？此时电路的干路电流和电功率多大？ 3、小灯泡L标有“6V 6W”字样，R2＝3Ω，当S1、S2都闭合时，电流表示数为1.2A，这时小灯泡L正常发光，求： (1)电源电压U ; (2)电阻R1的阻值 ; (3)当S1、S2都断开时，小灯泡L消耗的功率. 4、电源电压U＝7.5v , R 为保护电阻，L 为标有“6 V 3w”的小灯泡，电流表量程为0～0.6A ，电压表量程为0～3v 。闭合开关S 后，要求灯L两端的电压不超过额定电压，且两电表的示数均不超过各自的量程，则滑动变阻器允许接入电路的最大阻值为
5、L是标有“6V 3W“的电灯，电压是8伏特的电源求：电阻R和滑动变阻器RW的阻值各是多大时，才能使滑动变阻器的滑片P无论在什么位置上，加在电灯两端的电压都不超过3～6伏特的范围。 6、有两个阻值分别为20Ω、30Ω的电阻在电路中，请你任意补充一个条件，提出问题，然后解答。(至少选择两种解。法，但要求每次补充不同条件，提出不同的问题) 7、闭合开关后，用电器R1、R2均能正常工作。已知R1的额定功率为1．5 W，电流表A1的示数为0．5 A，电流表A2的示数为1．5 A。求（1）R1的电阻大小。（2）R2的额定电功率 8、“220 V 500 W”的小电炉子接在家庭电路中使用，求： (1)半个小时内它能放出多少焦耳的热量? (2)你还能算出该电炉子的哪些物理量?请任意选择两个计算出来。 9、接在家庭电路上的一盏灯，在10 min内消耗的电能是2.4×104 J.求这盏灯的电功率和通过灯丝的电流. 10、一个额定电压为2.5 V的小灯泡，正常发光时通过灯丝的电流为0.2 A，求 （1）小灯泡的额定功率； （2）小灯泡发光时的灯丝电阻； （3）通电1 min小灯泡消耗多少电能？
《电功率》计算题专项训练 1、太阳能电动车，它由太阳能电池提供动力，右图是它的电路简化图，光能转化为电能储存在太阳能电池中，提供电动机转动需要的动力，可通过改变调速电阻来调节电动机转速。已知太阳能电池电压为600V。请回答以下问题： （1）当调速电阻的滑片P在最右端时，调速电阻接入电路的阻值为10Ω，闭合开关S，电压表示数为500V，此时电动机的电功率是多少？ （2）当调速电阻的滑片P滑到最左端时，电动机电功率达到18KW，此时电流表示数多大？ 2、如图2所示，电源电压U保持不变，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω。 当S闭合、S1断开，P在b端时，灯泡L的功率为0.4W，电流表的示数为0.2A；当S 、S1均闭合，P在a端时，电流表的示数为1.5A。求：（1）灯L的电阻R L和电源电压；（2）电阻R1的阻值。（不考虑温度对电阻的影响） 图2 3、小明的奶奶住在徐闻农村，她家的楼道灯泡在深夜时很容易烧坏．为解决这一问题，小明设计了如图3所示的电路，L1和L2都是“220V40W”．请回答下列问题：(设灯泡的电阻不变化，电源电压变化忽略不计)
(1)灯泡L 1的电阻是多少?闭合开关S 和S 1，L 1正常发光，工作5h 消耗的电能是多少? (2)断开S 1，闭合S ，让两灯泡都发光，深夜灯泡就不容易烧掉了，请计算此时L 1两端的电压． (3)请计算两盏灯泡都亮时电路消耗的总功率是多少? 4、如图4所示，灯泡L 标有“6V ，3W ”字样，滑动变阻器的最大值为12Ω，当开关S 1、S 2闭合，滑动变阻器的滑片P 滑到最右端时，小灯泡恰好正常发光。求： （1）灯泡的电阻 （2）电源电压 （3）当开关S 1闭合、S 2断开时，滑片移到变阻器的最左端，求灯泡的功率。 5、如图甲电路所示，电源电压为9V 且保持不变，小灯炮标有 “6V ；6W ”的字样，小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙．求：（1）小灯炮正常发光时电阻为多少欧?（2）当电流表的示数为0.7A 时，小灯泡的电功率为多少瓦?（3）当电压表的示数为2V 时，整个电路10s 消耗的电能是多少焦？ 甲 乙 R L 1 S 2S 图4
1．（2011自贡）如图所示，小灯泡L 标有“8V 4W ”字样。闭合开关，小灯泡正常发光，电流表的示数为2A 。求：（1）小灯泡L 的电阻；（2）通过R 0的电流；（3）电阻R 0消耗的电功率。 1．（2011宿迁）如图甲所示为某小组设计的模拟调光灯电路，选用的 电源电压恒为6V ，灯泡上标有“3.8V 0.4A”字样，变阻器上标有“20Ω 1A”字样． （1）求灯泡正常发光时的电阻． （2）求灯泡正常发光时变阻器消耗的电功率． （3）使用中小明发现这个电路存在缺陷，于是他在电路中串联了一个电阻R 0，电路如图乙所示．你认为R 0在电路中起到了什么作用？其阻值为多大比较合适？ 2．（2011沈阳）额定电压为2.5V 的小灯泡连入如图8甲所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R 0的最大电阻为10 。闭合开关S ，滑片从b 端向a 端滑动，直到小灯泡正常发光，得到如图8乙所示的I —U 图象。求： (1)小灯泡的额定功率。 (2)滑片在b 端时小灯泡的电阻。 (3)电源电压。 3．（2011陕西）图-1为小明家的电饼铛（cheng ），主要用于食品的考烙和烹制。它采用双控电路，额定电压为220V ，上、下盘同时加热时额定功率为1000W ，工作的简化电路如图-2，S 为总开关，S 1和S 2为两个温控开关，R 1和R 2为上、下两盘的加热电阻，R 1=R 2。 （1）R 1正常工作时，R 1消耗的电功率是 W 。 （2）R 1正常工作时，通过R 1的电流是多少？（计算结果保留一位小数） （3）小明妈妈总感觉做晚饭时烙熟一个饼所用时间比在其他时段要长。小明决定用家中的电能表 第24题图 甲 乙 图8