备战2021 中考物理专题复习 专题29 中考电功率的计算问题

专题29 电功率的计算问题

1.电功率

（1）定义：电流在1秒内所做的功叫电功率。

（2）意义：表示消耗电能的快慢。

（3）单位：瓦特（瓦，W），常用单位为千瓦（kW），1kW＝103W

（4）电功率的定义式：P=  

P——电功率——W；

W——电功——J；

t——通电时间——s。

（5）计算式：P=UI，此外常用的计算公式还有P=I2R，P=U2/R

2.用电器的额定功率和实际功率

（1）额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。

（2）额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。

（3）额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。

（4）用电器实际工作时的三种情况：

①U实<U额   P实<P额——用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光发暗，灯丝发红）；

②U实>U额   P实>P额——用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）；

③U实=U额   P实=P额——用电器正常工作。

3.电功、电功率重要公式

（1）电功：  W＝UIt（定义式）  W＝I2Rt＝ (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＝ (只使用于纯电阻电路)

4.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

【例题1】（2020四川成都）如图所示电路，电源电压U恒定。当A、B间接入标有“3V、1.5W”字样的灯泡L(忽略灯丝电阻变化)，闭合S、S1、S2，断开S3，滑片P移到某一位置时电流表示数为I，再向上移动一段距离，R的阻值变化了5Ω，电流表示数变化了0.1A，L恰好正常发光；当A、B间换接为R3，闭合S、S3断开S1、S2，电压表示数为U2，R1的功率为P1，R2的功率为P2，P1≠P2，电路的总功率为5W。R1、R2、R3均为定值电阻，每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能。下列结论正确的是（　　）

A. I=0.4A B. U=12V

C. U2可能是2.5V D. P1可能是2.25W

【对点练习】如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L1、L2分别标有“6V  3W”和“6V  6W”的字样，滑动变阻器R的阻值变化范围为0～12Ω，当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，两灯都正常发光．不考虑温度对灯泡电阻的影响，则（　　）

A．电源电压为12 V

B．两灯都正常发光时电流表的示数为3A

C．整个电路的最小功率2.25W

D．整个电路的最大功率9 W

【例题2】（2020四川南充）将一段电阻丝接入电路中，测得其两端电压为12V，通过的电流为3A，则该电阻丝电阻为________Ω；若将该电阻丝两端电压由12V降至6V，则电功率变化了________W。

【对点练习】如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器的规格“20Ω 2A”，L1的规格“10V 5W“，L2的规格“15V 15W”，不考虑温度对灯丝电阻的影响。（1）只闭合开关S，当滑动变阻器接人电路的阻值为4Ω时，灯泡L1正常发光，则电源电压为　　V。（2）闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点，通电1min整个电路产生的热量是　　J。

【例题3】（2020湖南常德）如图所示电路图中，已知定值电阻R1=R2=5Ω，滑动变阻器Rg的最大阻值为10Ω，电源电压为12V，电路中a处可能是电压表也可能是电流表。

(1)若只闭合开关S1，将滑动变阻器的触片滑至最左端，则电流表A2的示数为多大？

(2)若同时闭合开关S1、S2，将滑动变阻器触片滑至其中点，此时滑动变阻器消耗的电功率为多大？

【对点练习】某同学为自己设计了一盏调光灯，其原理如下图所示，已知灯L的规格为”6V3W”（不考虑灯丝电阻的变化），滑动变阻器R的阻值范围为0——12Ω，电源电压恒为6V。

（1）当S闭合，滑片滑至最左端后，求灯丝中的电流。

（2）求灯正常工作一分钟所消耗的电能。

（3）闭合S，再将滑片从右向左移动，求灯L发光最暗时的实际功率。

一、选择题

1.（2020江苏连云港）如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像。下列说法正确的是（　　）

A. 电源电压为3V B. 电压表的最大示数为2V

C. 整个电路功率变化了0.1W D. 电流表的示数变化了0.4A

2.（2020山东泰安）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时，下列说法中（　　）

①电流表A的示数变小

②电压表V的示数变大

③电压表V与电流表A1的比值变小

④滑动变阻器R2消耗的电功率变小

A. 只有①④正确 B. 只有②③正确 C. 只有①③正确 D. 只有②④正确

3.（2020天津）图所示电路中，灯泡L上标有“6V9W”字样，闭合开关S后，灯泡正常发光，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，若U1∶U2=2∶3，则（　　）

A. 电源电压是15V B. 电阻R的阻值是6Ω

C. 灯泡L中的电流是1.5A D. 电阻R消耗的功率是6W

4.小明同学家的电能表上标有“3000revs/（kW•h）”的字样，他将家中的其它用电带都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45revs，则下列说法正确的是（　　）

A．电水壶是利用电流的热效应来工作的

B．烧水过程中消耗的电能为5.4×105J

C．电水壶的额定功率为900W

D．当实际电压只有额定电压的90%时，电水壶的实际功率为729W

5.如图所示，电源电压保持6V不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（  ）

①电阻R1消耗电功率允许的变化范围为0.4W～0.9W

②电流表示数允许的变化范围为0.2A～0.5A

③滑动变阻器R2允许接入电路阻值的变化范围为10Ω～20Ω

④电路消耗总电功率允许的变化范围为1.8W～3W

A．只有①和③ B．只有①和④ C．只有②和③ D．只有②和④

6．（2019湖北荆州）如图电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻R1的功率为0.8W；当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，电压表的示数变化了1V．下列结果正确的是（　　）

A．电源电压为8V             B．R1的阻值为20Ω 

C．电路前后电流之比为1：3 D．电路总功率变化了1.2W

7.（2019四川达州）如图甲所示，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．电压表的示数与滑动变阻器R2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，滑动变阻器的阻值变化范围为4～30Ω 

D．开关S闭合后电路消耗的最小功率为14.4W

8．（2020•枣庄模拟）如图甲所示，额定电压为6V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路，电源电压一定。滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时，灯泡L的I﹣U图象如图乙所示，以下说法正确的是（　　）

A．灯泡正常发光时的电流为0.5A

B．灯泡两端的电压为3V时，它消耗的电功率为1.5 W

C．灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω

D．当滑动变阻器接入电路的阻值为2.5Ω时，如果灯泡消耗的电功率为3.2 W，此时灯丝的阻值为5Ω

二、填空题

9．（2020黑龙江龙东农垦森工）将分别标有“6V 6W“和“3V 3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3V的电源两端，　   　灯更亮；若并联接在该电源两端，两灯消耗的功率之比P甲：P乙＝　   　。（忽略温度对灯丝电阻的影响）

10．（2020黑龙江龙东农垦森工）小明家的电能表如图所示，他要用电能表和秒表测某一用电器的实际电功率。在用电高峰时，他只让规格为“220V 1000W”的电热水壶单独工作，测得在200s内电能表的转盘恰好转81圈。此时该电热水壶的实际功率　   　W，实际电压　   　V．（假设电水壶电阻不变）

11．（2020黑龙江龙东农垦森工）如图，灯L标有“4V 2W”，R＝20Ω，闭合开关S时，灯L正常发光（灯丝的电阻不受温度影响），电流表示数为　   　A，通电1min电路中产生的热量为　   　J。

12.（2020湖南常德）如图所示电路，灯L1、L2串联接在9V的电源两端，灯L1标有“6V、6W”， 灯L2标有“6V、3W”，闭合开关，1min内L2消耗的电能是______J（不计温度对灯泡电阻的影响）。

13.某电吹风工作6min，能使如图所示的电能表的转盘转过120转，则该电吹风消耗的电能为   kW•h，电功率为      W，这些电能可供一只“220V10W”的LED灯正常工作     h，一只这样的LED灯与一只“220V100W”的白炽灯正常发光时亮度相当，若LED灯正常发光时的效率为80%，则白炽灯正常发光效率为      。

三、综合计算题

14.（2020江苏连云港）连云港兴起的“厕所革命”极大地提升了市民的生活品质。为解决冬天如厕时马桶座冰冷的问题，某兴趣小组为一公厕设计了简易电热马桶座，其电路如图所示，定值电阻R1和R2为两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b。已知电阻R2 =550Ω，所加电源电压为220V。当S1闭合，S2接a时，电路发热的功率为22W。

(1)求R1的阻值；

(2)分别求出①S1断开、S2接a；②S1闭合、S2接b两种情况下电路的发热功率。

(3)小明同学对此电路设计进行评估，发现该电路一直处于工作状态，不利于节能环保，建议在电路中增加定时开关。老师认为该电路设计还有不足，请你指出所存在的不足。

15.（2020四川成都）图所示的电路，电源电压U恒定为3V，电阻R1=10Ω、R2=6Ω，导体棒DE总电阻为RDE=15Ω，开关闭合前，滑片P与导体棒最左端接触。

(1)开关S1接M，S、S2闭合，求5min内电路消耗的电能；

(2)开关S1接N，S2断开，S闭合，移动滑片P的过程中，导体棒接入电路的电阻为Rx时，电压表V1示数为U1，电压表V2示数为U2，ΔU=U1-U2。请写出ΔU的字母表达式(用U、R1、R2、Rx表示)，并求出ΔU的最大值。

16．（2019湖南邵阳）如图甲所示的电路中，电源电压不变，L是标有“6V 3W的电灯，当S1和S3闭合、S2断开时，灯L正常发光，电流表的示数如图乙所示。求：

（1）电源电压。

（2）定值电阻R的值

（3）S1和S3断开、S2闭合时，灯L的实际功率。（不考虑温度对电阻的影响）

17.如图所示，电源电压为12V，且保持不变。已知滑动变阻器的最大阻值为24Ω。定值电阻R0为20Ω，小灯泡上标有“8V  4W”字样，求：

（1）灯泡的电阻和正常工作时的电流各是多少？

（2）当S闭合，S1、S2都断开时，使灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路中的阻值为多大？

（3）当S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片到何处时，整个电路消耗的总功率最小?这个最小功率是多少？