第18讲电能与电功率
电能
1.电能
获取___________提供电能
使用用电器将电能转化为其他形式的能；单位及换算：_______；1 kW·h=_______J；测量工具：电能表2.电能表的认识和使用
作用测量电路_______；单位：________
参数
220 V 额定__________为220 V
10（20）A 标定__________为10 A,额定最大电流为20 A
600r/kW·h 每用1度电，表的铝盘转_________转
2500imp/kW·h 每用1度电，表的指示灯闪___________次
读数计数器末尾数字表示小数位；读数=月末读数-月初读数
测量电能方法
较大的电能利用刻度盘示数测量，消耗的电能为前后两次示数差，即W=W2-W1
较小的电能利用转盘圈数计量，消耗的电能为W=n/N kW·h（n为某段时间实转圈数，N为表上参数）电功率
1.电功率
意义表示用电器消耗电能的_______________；单位：________，符号W；1 kW=_______W。定义、公式用电器单位时间内______________； P=_____________
【提示】用电器功率大，说明用电器消耗电能快，但不一定消耗电能多。
2.电功和电功率常用公式
基本公式导出公式电功W= Pt =UIt W=U2t/R= I2Rt 电功率P=Wt =UI P =U2/R= I2R 适用范围普遍适用纯电阻电路
3.额定电压和额定功率
额定电压额定功率概念用电器正常工作的电压用电器在额定电压下的功率
铭牌灯泡“PZ220 V40 W”指灯泡的为_______220 V，_______为40 W
【提示】用电器额定功率与外加电压和通过的电流无关。
测量小灯泡的电功率
1．测量小灯泡的电功率的实验
原理P=_________
电路图及滑动变
阻器的
作用（1）_______________；（2）改变_____和_______，从而实现多次测量；结论：用电器两端电压不同，电功率就不同；小灯泡两端电压越高，功率越大，灯泡越亮；灯丝温度越高，灯丝电阻越大
【提示】在测量小灯泡电功率的实验中，闭合开关后小灯泡不亮，不一定是小灯泡断路，还可能是由于滑动变阻器连入了最大阻值，导致电路中的电流很小，小灯泡无法发光。
各个击破
命题点1 与电能表相关的计算
例 1.如图所示用来测量电能的仪表，这只电表此时的读数是________kW·h，当电路中只有一只电饭煲接入电
路，正常工作0.5 h，发现此电能表的转盘转过1 500转，则这只电饭煲的额定功率是________W。
题组训练
1．5月初，小明家中的电能表示数为1222.8，电能表的部分参数及6月初的示数如图所示，下列说法正确的是（）A．电能表是测量用电器消耗电功率的仪表 B．小明家5月初至6月初消耗的电能是1200 kW·h
C．小明家所有用电器同时工作，总功率不得超过4.4kW
D．若电能表转盘在10 min内转过300转，则用电器的总功率为1kW
2．小丽同学家电饭煲上的铭牌模糊不清，她想利用标有“3000revs/kW·h”字样的电能表测量电饭煲的功率。她断开家中的其他电器，只将电饭煲接入电路，测得电能表在1min内转了50圈，则电饭煲的功率是________W。
命题点2额电功率与实际功率
例2.把标有“1A 6W”的L1和“2 A 6 W”的L2两个灯泡并联接入电路中，如图，让其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡的实际功率不超过额定功率，则该电路中干路电流是________A，两灯消耗的实际
总功率为________W。
题组训练
3．小灯泡额定电压为6V，额定功率估计在7W～12W之间，小佳按如图甲所示的电路测定灯的功率，所用电流表有0.6A、3A两档，电压表有3V、15V两档，将它们连入电路时小佳作了正确选择与操作，变阻器滑到某处时两电表示数如图乙、丙所示，则（）A．小灯泡额定功率为7.5 W B．在5V时小灯泡的功率为7.5W
C．在1 V电压下小灯泡功率7.5W D．在5V时小灯泡功率为1.5W
4．将标有“2.5V 0.3A”字样的灯泡甲和“3.8V0.3A”字样的灯泡乙，分别串联
和并联后，接在电压为2.5V的电源两端，不考虑温度对电阻的影响，下列说法中正确的是（）
A．串联时，两灯都能正常发光 B．串联时，甲灯比乙灯更亮
C．并联时，通过两灯的电流相等 D．并联时，甲灯的实际功率比乙灯的实际功率大
5．如右图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 0.6W”的字样，R为定值电阻，闭合S1，断开S2，小灯泡正常发光；若再闭合S2，发现电流表示数变化了0.3A，则R的阻值为________Ω，此时灯泡L和电阻R消耗的功率之比是________。
命题点3 电能和电功率的简单计算
例3.如下图所示电路，电源电压和灯泡L的电阻值均保持不变，灯泡L标有“12V 6W”字样，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P 移到中点时，电压表示数为3V；当滑动变阻器滑片P移到最右端b点时，电压表示数为5V。求：
(1)灯泡L的电阻值；(2)灯泡L正常发光时，灯泡L在6min内消耗的电能；
(3)电源电压和滑动变阻器的最大电阻值。
题组训练
6．如图所示，电源电压恒定不变，R1＝20Ω，闭合开关S，断开开关S1，电流表示数为0.3 A；若再闭合开关S1，发现电流表示数变化了0.2 A，则电源电压为________V，电流通过电阻R2消耗的电功率与整个电
路消耗的总电功率之比P2∶P总＝________。
7.如图所示，小灯泡L上标有“8V 8W”字样，闭合开关S后，电流表的示数为0.5A。若不考虑小灯泡电阻
随温度的变化，则此时小灯泡的电功率是________W，小灯泡在1 min内消耗的电能是________J。
实验突破
命题点测量小灯泡的电功率
测量小灯泡的电功率是中考考查的重点，在中考中往往从以下几个方面展开考查：(1)实验原理的考查；(2)连接实物图或画出电路图；(3)电流表、电压表的使用和读数；(4)连接电路时的注意事项；(5)电功率的计算；(6)滑动变阻器的选取；(7)电路故障的判断；(8)实验操作的考查；(9)实验中多次测量的目的：为了找出电功率与电压的关系及亮度规律；(10)实验数据和图像分析、处理和评价；(11)特殊法测量小灯泡的电功率．
例.育才中学初3(1)班学生在探究“测量小灯泡的电功率”的实验后，某兴趣小组欲进一步探究学习，现将其改变为“探究小灯泡的电功率P与电压U之间的关系”的实验，实验中提供了以下实验器材：
A．待测小灯泡L(额定电压3.0V，额定功率1.8W)；B．电压表V(量程0～3V，量程0～
15V)；C．电流表A(量程0～0.6A，0～3A)；D．滑动变阻器R(0～10Ω)；E．定值电阻R01
＝5Ω，R02＝10Ω，R03＝15Ω；F．蓄电池，电压U＝12V；G．开关一个S，导线若干。
(1)为了比较精确的测量小灯泡的功率，电流表的量程应选________。
(2)为了保证电路安全，实验中定值电阻R0应选________。(填“R01”“R02”或“R03”)
(3)请用铅笔画线代替导线，将实验器材连接起来，使之成为准备使用的实物电路。
(4)测量结束后，应先断开开关，拆除________两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材。
(5)该小组同学在处理实验数据时，将电功率P作为纵坐标，U2作为横坐标，采用描点法，在坐标纸上作出了P－U2图像，并画出该图像是一条直线(如图乙所示)。根据图像，请你指出：所作图像的错误之处是____________________；作图时，坐标取值不恰当之处是________________________。
(6)假设实验中所给的实验器材电流表已损坏，老师又给了一只电压表，该组同学仍完成了实验．请你帮他们画出实验的电路图。
优化训练1
1．灯泡L1、L2分别标有“10V 10W”和“9V 5.4W”的字样，若将它们串联使用时，电路两端允许加的最大电压值是（）A．10V B．9V C．15V D．19V
2．如图所示为家用电饭锅，与它有关的下列数据最符合实际的是（）
A．正常工作时的电流是0.01A B．正常工作时的电压为12V
C．正常工作时的功率为700W D．正常工作1小时消耗的电能约为360J
3．如图所示，电源电压为6V，定值电阻R＝20Ω，在S闭合的情况下，下列说法正确的是（）
A．在a、b两点间接入一个合适的电压表时，电压表有明显示数 B．不能在a、b两点间接入一个电流表C．在a、b两点间接入一个“3V 0.5A”的小灯泡，小灯泡能正常发光
D．在a、b两点间接入一个10Ω的电阻，电路消耗的电功率为2 W
4．将标有“8V 4W”“16V16W”字样的两盏白炽灯串联到16V的电源上，比较两盏灯的实际功率，结果是（）A．“16V 16W”的功率大 B．一样大 C．“8V 4W”的功率大 D．不能确定哪个功率大
5．如果加在定值电阻两端的电压从8 V增加到10 V时，通过定值电阻的电流相应变化了0.2A，则该定值电阻所消耗的电功率的变化量是（）
A．0.4W B．2.8W C．3.2W D．3.6W
6．如图所示电路，电源电压不变，R是定值电阻．将一个“6V 2W”的小灯泡接在a、b两点间，小灯泡恰能正常发光；若换一个“6V 3W”的小灯泡接在a、b两点间，则这个小灯泡（）
A．比正常发光时暗些 B．比正常发光时亮些 C．恰能正常发光 D．灯丝将会被烧坏
7．有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙，甲的额定功率为1800W，乙的额定功率为1200W。两个电热水壶都正常工作时，下列说法中正确的是( )
A．甲电热水壶两端的电压较高 B．电流通过甲电热水壶做功较快
C．通过两个电热水壶的电流相等 D．相同时间内，两个电热水壶消耗的电能一样多
8．某房间原来只接有一只标有“PZ220－40”的灯泡，小明又用一只完全相同的灯泡与之串联在一起，在电源电压不变的情况下，房间内的亮度将( )
A．变亮 B．变暗 C．不变 D．无法确定
9.如图所示电路，电源电压不变，小灯泡标有“6 V 3 W”字样，闭合开关后，当滑片P移至某一位置时，小灯泡恰好正常发光，
此时滑动变阻器的功率为P1；当滑片P移至某一端点时，电流表示数为0.3 A，电压表示数变化了3V，此时滑动变阻器的功率为P 2，且P1∶P2＝5∶6.下列判断正确的是( )
A．滑动变阻器的最大阻值为10Ω
B．电路的最大功率为4.5W
C．小灯泡正常发光时，滑片P位于滑动变阻器中点位置
D．滑动变阻器的功率由P1变为P2的过程中，小灯泡的功率变化了0.6W
10．如上图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω，电压表的量程为0～15V。闭合开关S，电压表的示数与滑动变阻器R2接入电路的电阻的关系如图乙所示．则下列结果正确的是( )
A．电源电压为20V B．R1的阻值为5Ω
C．为了保证电压表不被烧坏，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围为4～30Ω D．电路的最小功率为14.4W
11．王梅发现她家新买的白炽灯用过一段时间后，在相同电压下发光时要暗一些，从物理学的角度看是因为灯发光时，温度升高，灯丝发生了________(填物态变化的名称)现象，使灯丝变细，导致灯丝电阻变________，消耗的实际功率变________的缘故。12．一台家用电脑处于待机状态下的电功率大约是10W，它表示1 s内电流做的功是________J。如果这台电脑平均每天的待机时间以10 h计算，那么待机的状态下100天消耗的电能是________kW·h。
13．某定值电阻R两端的电压由3V增大到5V时，通过它的电流变化了0.2A，则该定值电阻的阻值为________Ω，R消耗的功率变化了________W。
14．若将分别标有“3V 3W”“6V3W”字样的两灯串联接入电路时，在长时间工作过程中，允许加在它们两端的最高电压是________V，标有“3V3W”字样的灯实际消耗的电功率是________W。(灯丝电阻值不变)
15. 在“测量小灯泡额定功率”实验中，小灯泡的额定电压U 额＝2.5V。
(1)图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图．图中有一根线连接错
误，请在这根线上打“x”，并在图中改正。
(2)闭合开关前，滑片P应位于(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关，移动滑片P直到电压表示数为2.5V，此时电流表示数如图
乙所示，则小灯泡的额定功率为W。
(4)小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验。请完成下列填空(电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2最大电阻为R0)。
①只闭合开关，调节R2，使电压表的示数为2.5V；②只闭合开关，调节，使电压表的示数仍为
2.5V；③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2.则小灯泡额定功率的表达式P额＝ (用U额、R0、U1、U2表示)。
16．如右图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝10Ω。当闭合开关 S1、S，断开S2时，电流表的示数为0.4A。
(1)求电源电压；(2)当闭合开关S2、S，断开 S1时，求电流表的示数；
(3)当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，求整个电路消耗的电能。
优化训练2
1．把“220V 800W”的电炉丝改装后接在110V的电路上，欲使改装后的实际功率仍为800W，下列方案中，行之有效的做法是（）A．截取原电热丝长度的二分之一接入电路 B．将两根相同规格电热丝串联接入电路
C．将两根相同规格电热丝并联接入电路 D．将原电热丝对折后，并联接入电路
2．一只电阻两端的电压由3V增大到4V时，通过该电阻的电流增加了0.25A，则该电阻消耗的电功率增加了（）A．0.25W B．1.75W C．0.75W D．1W
3．某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为 6 V，电流表的量程为“0～
0.6A”，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器的规格为“20Ω2A”，灯泡L标有“3V 0.9W”字样(忽略
灯丝电阻变化)．在实验中为了保证所有元件的安全，下列判断正确的是（）
A．该电路中，变阻器R接入电路的阻值变化范围为0～20Ω B．该电路消耗的总功率的变化范围为1.2W～3.6W C．该电路中，电流表示数的变化范围为0.2A～0.6A D．该电路中，电灯消耗功率的变化范围为0.4W～0.9W 4．小灯泡L的额定电压为3V，它的I－U图像如图甲所示．把小灯泡接入如图乙所示的电路中，先将滑动变阻器的滑片P移至B 端，闭合开关S，电压表示数为1.5V；再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V。已知电源电压恒定，滑动变阻器的铭牌标有“10Ω2A”。下列说法中错误的是（）
A．电源电压为4.5V B．小灯泡的额定功率为1.5W
C．小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为1.25W
D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
5．如图所示，电源电压恒为7V，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～
0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”，灯泡L标有“6V3W”字样，闭合开关，若两电表示数均不超过量程，灯泡两端
的电压不超过额定电压，不考虑灯丝电阻变化，下列说法正确的是（）
A．电压表示数变化范围2V～3V B．电流表示数变化范围0.2A～0.5A
C．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围2 Ω～9Ω D．滑动变阻器的最大功率为0.5W
6．如图所示甲是某同学探究电流与电压关系的电路图，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙，则由图像可知（）
A．电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比
B．R0的电阻值是10Ω
C．该电路最小功率0.05W
D．滑动变阻器R的电功率变化范围0～0.45W
7．两电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，把它们串联接在电源电压为3 V的电路两端，总电阻R总＝____Ω，R1两端的电压U1＝____V；当R1与R2并联在原电路两端时，干路电流I总＝_____A，R1与R2两端的电压之比U1∶U2＝____，R1与R2的电功之比W1∶W2＝_____。8．如图所示，电源电压不变，R1＝4Ω，R2＝6Ω，R3＝5Ω。当开关S闭合后，电流表示数为0.3A，则电源电压为________V，电阻R 1的功率为________W。
9．下表是某型号电烤箱铭牌部分参数，其内部电路如图所示，R1和R2均为电阻丝．电
烤箱在低温挡正常工作0.5h所消耗的电能是kW·h，R2的阻值是Ω。
10.小强同学要测量额定电压为 2.5 V 小灯泡的功率：
(1)连接的不完整实物电路如图甲所示．请用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。
(2)检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是。
(3)排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向(填“A”或“B”)端移动，使电压表的示数为V。
(4)移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I－U图
像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是W。观察图丙所示的，I－U图像不
是直线的原因是。
(5)若想接着探究电流与电压的关系，需要补充的实验器材是。
(6)整理器材时发现滑动变阻器的PB部分比PC部分热，原因是。
11. 在综合实践活动中，科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置，
如图甲所示。电源电压恒为16V，R0为定值电阻，L为额定电压是2.5V
的小灯泡，其I－U关系的部分数据如图乙所示，AB为长14cm、阻值
60Ω粗细均匀的电阻丝(电阻丝的阻值与长度成正比)，OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重2 N的圆球P。闭合开关S，无风时，OP下垂并与A端接触，此时电流表示数为0.2 A；有风时，OP绕悬挂点O转动，风对球的作用力F方向始终水平向右。已知OA为10 cm，OP始终与AB接触良好且无摩擦。求：
(1)电流表示数为0.2A时，灯泡的电阻为Ω；
(2)无风时R0的电功率；
(3)为保护电路，允许风对球施加的最大作用力。