初三物理电功电功率典型例题解析(免费)

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)KW.h，1度=1千瓦时=3.6×106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（KW.h），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"220V 100W"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U E ＝36，额定功率P E ＝40W ，实际电流I L ＝1A ．

求：P L （实际电功率）

解 先判定灯是否正常发光

灯正常发光时：I E ＝E E U P ＝V

36W 40≈1.1A 因为灯的实际电流I L ＜I E ，所以灯不能正常发光，且P L 应＜P E ．

先求出灯的电阻R ＝E

E P U 2＝0W 4)V 36(2

＝32.4Ω R 不变

灯的实际功率：P L ＝I L 2R ＝（1A ）2×32.4Ω＝32.4W

答案 灯的功率为32.4W

思考 有的同学际功率，采用下面做法：

P L ＝UI L ＝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 U E ＝6V

P E ＝6W 实际U L ＝3V

求：实际P L

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

R ＝E

E P U 2＝W 6)V 6(2

＝6Ω． 电压变了，导体消耗的功率改变 R L ＝R U L 2＝Ω

6)V 3(2

＝1.5W 解法2 导体电阻不变 根据：R ＝P

U 2

E E P U 2＝L L P U 2?E L P P ＝22E

L

U U P L ＝22E L

U U ·P E ＝（V

6V 3）2×6W ＝1.5W 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 2”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 2”倍．

答案 功率是1.5W

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 ＝0.04kW

时间：t ＝P W ＝kW

04.0kWh 1＝25h 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“12V6W”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P E＝6W，U E＝12V，总电压U＝36V

求：R，P R

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 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W R＝I2Rt

图2—3—2

I ＝Rt

W R ＝100s 10Ω10J ?＝101A ＝0.1A R 两端电压：U R ＝IR ＝0.1A ×10Ω＝1V

灯L ′两端电压：U L ＝U －U R ＝10V －1V ＝9V

灯电阻：R ＝I U L ＝A

1.0V 9＝0.9Ω 灯额定电压：U E ＝R P E ＝Ω?9010W ＝30V

误解 有的同学在算完电流后，直接用：U E ＝

I P E ＝A 1.0W 10＝100V ，是错误的．因为此时灯并不是正常发光，电路中的电流不是I E ．

当然，有的同学把U L ＝9V 算为灯的额定电压，也是错误的．

答案 灯额定电压为30V

例6 有两个灯泡，L 1标有“6V 3W ”字样，L 2没有标记，测得L 2的电阻为6Ω，把

它们串联起来接入某一电路，两个灯泡均能正常发光，那么该电路两端的电压和L 2的电功

率分别是 （ ）

A ．12 V 3W

B ．12 V 1.5W

C ．9 V 3W

D ．9 V 1.5W

解 画出L 1和L 2串联的电路草图2—3—3，标明已知量和未知量．

L 1正常发光时，U 1＝6V ，P 1＝3W 电路中电流：

I ＝1

1U P ＝V 6W 3＝0.5A

图2—3—3

此时L 2也正常发光，L 2两端电压：U 2＝IR 2＝0.5A ×6Ω＝3V

P 2＝IU 2＝0.5A ×3V ＝1.5W

U ＝U 1＋U 2＝6V ＋3V ＝9V

答案 D

例7 有一盏小灯泡，当它与5Ω电阻串联后接15V 电源上，灯恰好正常发光，这时

灯的功率是10W ．

求：小灯泡正常发光时的电阻和小灯泡的额定电压的可能值．

已知：R ＝5Ω P E ＝10W U ＝15V

求：R L ，U E （额定）

分析 画出分析电路图2—3—4．

图2—3—4

从图中看，所给物理量无对应关系，可以采用方程求解．

解法1

R E 和R 串联，设灯两端电压为U E

∵ I E ＝I R

∴ E E U P ＝R

U U E - E U W 10＝Ω

-5V 15E U 整理得U E 2－15U E ＋50＝0

（U E －10）（U E －5）＝0

U E ＝10V 或U E ＝5V

灯电阻R L ＝E

E P U 2＝W 10)V 10(2

＝10Ω 或R L ＝E

E P U 2＝W 10)V 5(2

＝2.5Ω 解法2 R L 和R 串联：U ＝U E ＋U R

U ＝I

P E ＋IR 15V ＝

I W 10＋I ×5Ω 5I 2－15I ＋10＝0

I 2－3I ＋2＝0

（I －2）（I －1）＝0

解得：I ＝2A 或I ＝1A

R L ＝2I

P E ＝2)A 2(W 10＝2.5Ω 或R L ＝

2I P E ＝2)A 1(W 10＝10Ω 答案 灯正常发光，当U E ＝10V 时，灯电阻为10Ω；当U E ＝5V 时，灯电阻为2.5Ω

例8 将分别标有“6V 9W ”和“6 V 3W ”的两个灯泡L 1、L 2串联接在12 V 电

源上，则 （ ）

A ．两灯都能正常发光

B ．灯L 2可能被烧毁

C ．两灯都比正常发光时暗

D ．灯L 1比灯L 2亮 精析 考查学生能否根据实际电压和额定电压的关系，判断灯的发光情况．

解 先求出两盏灯的电阻

灯L 1的电阻： R 1＝12

1P U ＝W 9)V 6(2

＝4Ω