初三物理电功电功率典型例题解析

电功电功率典例精析

电功和电功率基础知识

1. 电功(W)：电流对用电器做的功（电能转化成其他形式能的多少）叫电功。 ①电功的国际单位：焦耳（J）。常用：度(千瓦时)， 1度=1千瓦时=×106焦耳。 ②测量电功的工具：电能表（电度表）

③电功公式：W=Pt=UIt(式中单位 W→焦(J)； U→伏(V)； I→安(A)； t→秒)。

④利用W=UIt计算时注意：①式中的W、U、I、t必须对于同一导体（同一段电路）的同 一过程，才能代入公式计算，即要满足“同一性”；②计算时单位要统一;③已知任意的三个量都可以求出第四个量；

⑤其他计算公式：W=I2Rt（多用于串联电路） ， W=U2t/R（多用于并联电路） 2. 电功率(P)：表示电流做功的快慢。国际单位：瓦特(W)。 常用单位：千瓦（KW） ①计算公式：P=W/t=UI（式中单位P→瓦(w)；W→焦（J）；t→秒(s)；U→伏(V)；I→安(A)） ②利用公式计算时单位要统一：

a.如果W用焦（J），t用秒(s)，则P的单位是瓦(w)；

b.如果W用千瓦时（），t用小时（h），则P的单位是千瓦（KW）。 c.公式中各物理量必须满足“同一性”才能代入公式计算。

③其他计算公式：P=I2R （多用于串联电路），P=U2/R（多用于并联电路） ④额定电压(U额)：用电器正常工作的电压。另有：额定电流 ⑤额定功率(P额)：用电器在额定电压下的功率。

⑥实际电压(U实)：实际加在用电器两端的电压。另有：实际电流 ⑦实际功率(P实)：用电器在实际电压下的功率。

⑧用电器消耗的实际功率随加在它两端的实际电压而改变。实际电压升高，实际功率增大；反之则减小。

a.当U 实> U额时，则P 实> P额 ；（灯很亮,将缩短灯泡寿命，且易烧坏）。 b.当U实 < U额时，则P实 < P额；（灯很暗）。 c.当U实 = U额时，则P实 = P额；（正常发光）。

⑨同一个电阻,接在不同的电压下使用，则有，如：当实际电压是额定电压的一半时，则实际功率就是额定功率的1/4。（即同一用电器消耗的实际功率跟它两端的实际电压的平方成正比，P1/P2=U12/U22）

例如：一只标有\字样的灯泡，如果接在110伏的电路中,则它消耗的实际功率是25瓦)

3. 焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

①计算公式：Q=I2Rt ，(式中单位Q→焦(J)； I→安(A)； R→欧(Ω)； t→秒。) ②当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热),则有：Q=W，可用电功计算公式来计算电热.(如热水器，电炉，电烙铁，电饭锅，电热毯，电热灭蚊器，电烤箱，电熨斗等纯电阻用电器)，即有： Q=W= Pt=UIt =U2t/R（只适用于纯电阻电路） 4. 补充结论：

①在串联电路中,电流对各部分电路(用电器)所做的功、产生的热量、做功的功率与其电阻成正比,即 W1/W2=Q1/Q2=P1/P2=R1/R2 U1/U2=R1/R2 反比,即 W1/W2=Q1/Q2=P1/P2=R2/R1 I1/I2=R2/R1 ③额定电压相等的用电器：

a. 额定电压相等的用电器(灯泡)，额定功率越大的其电阻越小；额定功率越小的其电阻越大。

b. 当用电器串联在电路中时，额定功率越大，它消耗的实际功率越小（灯泡较暗）；额定功率越小，它消耗的实际功率越大（灯泡较亮）。 可简单地记成“额大实小，额小实大”。

c. 当用电器并联在电路中时，额定功率越大，它消耗的实际功率越大（灯泡较亮）；额定功率越小，它消耗的实际功率越小（灯泡较暗）。 可简单地记成“额大实大，额小实小”。 ④同一用电器接在不同电压的电路中时，它消耗的实际功率大小跟它两端的实际电压的平方成正比，即： P1/P2=（U1/U2）2

⑤两个不同规格的电灯（其它用电器）串联时，应让额定电流小的电灯（用电器）正常工作；当它们并联时，应让额定电压小的电灯（用电器）正常工作。 ⑥两个电阻（假设R1>R2）：

当它们串联接入电路中时，R1消耗的实际功率大于R2消耗的实际功率，即P1> P2； 当它们并联接入电路中时，R1消耗的实际功率小于R2消耗的实际功率，即P1< P2。 ⑦解决串联电路的相关问题时，应抓住“电流相等”这一特征； 解决并联电路的相关问题时，应抓住“电压相等”这一特征。

例题解析

例1 一盏灯标有“36V 40W”字样，将这盏灯接到某电路中，通过它的电流是1A，此时，这盏灯的电功率是________W．

精析 考查额定电压，额定功率的概念．

已知：灯的额定电压UE＝36，额定功率PE＝40W，实际电流IL＝1A． 求：PL（实际电功率） 解 先判定灯是否正常发光 灯正常发光时：IE＝

PE40W＝≈ UE36V 因为灯的实际电流IL＜IE，所以灯不能正常发光，且PL应＜PE．

UE(36V)2 先求出灯的电阻R＝＝＝Ω

40WPE R不变

灯的实际功率：PL＝ILR＝（1A）×Ω＝ 答案 灯的功率为

思考 有的同学求实际功率，采用下面做法： PL＝UIL＝36V×1V＝36W 你能看出其中的问题吗

例2 某导体接到6V电压下，它消耗的功率是6W；将改接到3V的电压下，这个导体的功率是________W． 已知 UE＝6V 求：实际PL

分析 一个导体，在额定电压下，电阻为R，同样一个导体，电压改变，电阻仍为R． 同样一个导体，电压改变，电阻仍为R． ∴ 电功率的习题，往往从求解电阻入手． 解法1 导体电阻

2

2

2PE＝6W 实际UL＝3V

UE(6V)2 R＝＝＝6Ω．

6WPE 电压变了，导体消耗的功率改变

2UL(3V)2 RL＝＝＝

R6? 解法2 导体电阻不变

2U2 根据：R＝

P22PUUEUL ＝?L＝L2

PEUEPEPL2 PL＝

ULUE22·PE＝（

3V2

）×6W＝ 6V2

小结 从解法2看出，电阻一定时，电压是原来的“n”倍，功率是原来的“n”倍．因为P＝UI，U是原来的“n”倍，I也是原来的“n”倍，所以P是原来的“n”倍． 答案 功率是

例3 电能表是测量________的仪表．1 kWh的电能可供标有“220V 40W”的灯泡正常工作________h．

精析 电能表是日常生活中常用的仪表．考查能否灵活利用W＝Pt进行计算． 正确选择合适的单位，可以简化计算．

解 电能表是测量电功的仪表．题目给出：W＝1kWh P＝40W＝ 时间：t＝

2

W1kWh＝＝25h P0.04kW 如果选用国际单位，则计算要麻烦得多． 答案 电功，25

例4 一个“12V 6W”的小灯泡，如果接在36V电源上，为使其正常发光，需串联一个________Ω的电阻，该电阻消耗的功率是________W．

精析 在串联电路中，利用电流、电压等特点，计算电阻和电功率． 已知：额定PE＝6W，UE＝12V，总电压U＝36V 求：R，PR

解 灯的额定电压是12V，直接将其接在36V的电源上，灯将烧毁：这时应将一个电阻和灯串联；—使灯正常发光．

画出灯与R串联的电路草图2—3—1．并标出已知量和未知量．

图2—3—1

只要求出通过R的电流和R两端的电压．就可以求出未知量． 流过灯的电流和流过R的电流相等： 答案 48Ω，12W

例5 电阻R和灯泡L串联接到电压为10V的电路中，R＝10Ω，电路接通后，100s内电阻R上电流做的功为10J，已知灯L的额定功率为10W，灯的电阻不变．求：灯的额定电压．

解 画出灯L和电阻只串联的电路草图2—3—2，并标明已知量和未知量． 串联电路，通过L和R电流相等，设为I． 则WR＝IRt

2

图2—3—2

I＝

WR10J1＝＝A＝0.1A Rt10Ω?100s10 R两端电压：UR＝IR＝×10Ω＝1V 灯L′两端电压：UL＝U－UR＝10V－1V＝9V 灯电阻：R＝

UL9V＝＝Ω I0.1A 灯额定电压：UE＝PER＝10W?90?＝30V 误解 有的同学在算完电流后，直接用：UE＝时灯并不是正常发光，电路中的电流不是IE．

当然，有的同学把UL＝9V算为灯的额定电压，也是错误的． 答案 灯额定电压为30V

PE10W＝＝100V，是错误的．因为此I0.1A