?微專題17-1 電功率?？蓟绢}型
知識·解讀
一、電能
1、概念：電能是能讓用電器工作的一種能源，電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程就是電流做功的過程，電能的轉(zhuǎn)化過程中電流所做的功叫電功，用符號W表示，電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
2、單位：電能和電功的國際單位都是焦耳，簡稱焦，符號為J；常用單位是“度”，學名千瓦時，符號是kW·h；1 kW·h＝3.6×106 J。
3、電功的計算：（1）計算公式：W＝UIt＝Pt(普適公式)。
（2）推導公式：由歐姆定律可推導出W＝I2Rt＝t(只適用于純電阻電路)。
4、電能的測量：測量工具——電能表
（1）關(guān)于電能表的幾個重要參數(shù)的意義：
①“220 V”表示電能表應(yīng)接在220 V的電路中使用，即額定電壓為220 V。
②“10(20) A”表示電能表的標定電流是10 A，在短時間內(nèi)允許通過的最大電流不能超過20 A。
③“50 Hz”表示電能表在50赫茲的交流電路中使用。
④“600 r/kW·h”表示接在這個電能表上的用電器，每消耗1千瓦時的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)。
（2）電能表的讀數(shù)：電能表計數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。
二、電功率
1、概念：用電器在1s內(nèi)消耗的電能叫做電功率，用符號P表示；電功率是表示用電器消耗電能快慢的物理量。
2、電功率的計算：（1）計算公式：P＝＝UI(普適公式)。
（2）推導公式：由歐姆定律可推導出，P＝＝I2R(只適用于純電阻電路)。
3、單位：電功率的國際單位是瓦特，簡稱瓦(W)；常用單位還有千瓦(kW),1 kW＝103 W。
4、額定電壓、額定功率和實際功率
（1）額定電壓：指用電器正常工作時的電壓，即用電器上標著的電壓；家用電器的額定電壓通常是220 V。
（2）額定功率：用電器在額定電壓下工作時的電功率，即用電器上標著的功率。
（3）實際功率：用電器在非額定電壓下工作時實際消耗的電功率；實際功率隨實際電壓而變化，實際電壓越高，實際功率越大。
5、串、并聯(lián)電路的電功率
（1）串聯(lián)電路：
①在串聯(lián)電路中，總功率等于各用電器實際功率之和，即P總＝P1＋P2＋…＋Pn。
②在串聯(lián)電路中電功率分配與電阻成正比，即＝。
（2）并聯(lián)電路：
①在并聯(lián)電路中，總功率等于各用電器實際功率之和，即P總＝P1＋P2＋…＋Pn。
②在并聯(lián)電路中總功率分配與電阻成反比，即＝。
三、電流的熱效應(yīng)
1、概念：電流通過導體時電能轉(zhuǎn)化成熱能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
2、根據(jù)電功率的公式P＝UI和U＝IR，可得P＝I2R，它表示電流通過導體時產(chǎn)生熱能的快慢。這個公式表明：
(1)在電流相同的條件下，電能轉(zhuǎn)化成熱能的功率與導體的電阻成正比；
(2)在導體電阻相同的條件下，電能轉(zhuǎn)化成熱能的功率與電流的平方成正比。
3、在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，由于導體產(chǎn)生的熱量Q與電路消耗的電能W相等，因此計算電熱的功率可用如下導出公式P＝，P＝UI，P＝。
四、焦耳定律、電熱器
1、內(nèi)容：電流通過導體時產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。
2、公式：Q＝I2Rt。
3、電熱器是利用電流的熱效應(yīng)制成的加熱設(shè)備。發(fā)熱體是由電阻率大、熔點高的合金絲繞在絕緣材料上做成的。其優(yōu)點：①清潔衛(wèi)生，②熱效率高，③方便調(diào)控，缺點是非加熱用電器工作時也產(chǎn)生熱量。
典例·解讀
類型一、區(qū)分額定功率和實際功率
例1、甲、乙兩只普通照明燈泡的銘牌如圖所示，下列說法中正確的是(　　)。
A、兩燈均正常發(fā)光時，乙燈消耗的電能較多
B、兩燈均正常發(fā)光時，甲燈的電阻小于乙燈的電阻
C、兩燈串聯(lián)在220 V的電路中，甲燈比乙燈亮
D、將乙燈接入110 V電路中，它的實際功率為50 W
【答案】 C.
【解析】由題圖可知，U甲＝U乙＝220 V，P甲＝25 W，P乙＝100 W。兩燈均正常發(fā)光時，燈泡消耗的電能W＝Pt，燈泡乙的功率較大，但消耗的電能不一定多，所以選項A錯。兩燈均正常發(fā)光

時，由R＝，U甲＝U乙，P甲R乙，所以選項B錯。兩燈串聯(lián)在220 V的電路中，電流相同，由P＝I2R得，則甲燈的實際功率大于乙燈的實際功率，所以甲燈比乙燈亮，選項C正確。將乙燈接入110 V電路中，若不考慮燈絲電阻變化，U實＝U乙，則P實＝P乙＝25 W，選項D錯。

易錯概念辨析 正確區(qū)分額定功率和實際功率
(1)一個用電器的電功率是隨著它兩端的電壓的改變而改變的。而且，一個用電器也不是隨便接入什么電路都能工作的。設(shè)計用電器時，需要確定它在正常工作時的工作條件(如電壓、電流)、工作性能(如電功率)，通常在用電器的銘牌上標出。正常工作時的電壓叫做額定電壓，在額定電壓下的電功率叫做額定功率。
(2)實際功率是用電器在實際工作時的功率，是不確定的。如果用電器兩端實際電壓等于它的額定電壓時，則實際功率等于額定功率，這時用電器正常工作；如果用電器兩端的實際電壓小于它的額定電壓，則實際功率小于額定功率，這時用電器不能正常工作；如果用電器兩端的實際電壓大于它的額定電壓，則實際功率大于額定功率，用電器也不能正常工作，嚴重時會影響用電器的使用壽命。為此，在使用用電器時，應(yīng)盡量保證用電器兩端的電壓等于或接近其額定電壓，這樣才能使用電器更好地發(fā)揮作用。

類型二、電能表參數(shù)識別
例2、小明觀察家中的電能表(如圖)，下列說法正確的是(　　)
A、此電能表應(yīng)該接在220V的電路中使用
B、電能表的額定功率是220W
C、小明家已經(jīng)消耗的電能為107J
D、此電能表轉(zhuǎn)盤每小時轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn)
【答案】 A.
【解析】本題考查對電能表技術(shù)參數(shù)的了解。此電能表的額定電壓是220V，它應(yīng)該接在220V的電路中使用，故A正確、B錯誤；小明家已經(jīng)消耗的電能為107kW·h，故C錯誤；“3000r/kW·h”表示每消耗1kW·h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)，故D錯誤。

例3、某同學家的電子式電能表上個月月初、月末的表盤如圖所示。表盤上“1 600 imp/kW·h”表示每用電1 kW·h指示燈閃爍1 600次。根據(jù)表盤上的信息，回答下列問題：
(1)該同學家上個月共用電多少千瓦時？
(2)該同學家同時使用的用電器總功率不得超過多少？
(3)若只讓一個標有“220 V　484 W”的電熱器工作3 min，觀察到電能表的指示燈閃爍了32次，則該同學家的實際電壓是多大？(設(shè)電熱器的電阻不變)
【答案】(1)95 kW·h；　(2)2200 W；　(3)200 V.
【解析】(1)該同學家上個月共用電W＝(12 614.6－12 519.6) kW·h＝95 kW·h
(2)可以同時使用的用電器總功率最大為P＝UI＝220×10 W＝2 200 W
(3)3 min內(nèi)消耗的電能W＝×3.6×106 J＝7.2×104 J
電熱器的實際功率P實＝＝ W＝400 W
電熱器的電阻R＝＝ Ω＝100 Ω
該同學家的實際電壓U實＝＝ V＝200 V。

類型三、公式W=Pt的單位換算問題
例4、一度電可以（　?。?
A、使80W的電視機正常工作25h B、使40W的日光燈正常工作60h
C、使100W的電烙鐵正常工作10h D、使1000W的電飯鍋正常工作10h
【答案】C.
【解析】方法一：三個物理量都使用國際單位：
以選項A為例，W=1度電=1 kW·h＝3.6×106 J，P=80W，
則，故A不正確；
方法二：三個物理量都使用常用單位：
以選項A為例，W=1度電=1 kW·h，P=80W=0.08KW，
則, 故A不正確.但顯然方法二在計算方面更為簡略，不易出錯。
因此，以下選項我們都選擇方法二來計算。
B、一度電可以使40W的日光燈正常工作時間：tB =；
C、一度電可以使100W的電烙鐵正常工作時間：tC =
D、一度電可以使1000W的電飯鍋正常工作時間：tD =
故選C．

類型四、電池容量的計算
例5、有一款手機用的鋰電池，上面標明電壓為3.7V，容量為1000mA·h，給它充電時，是電能轉(zhuǎn)化為_________能，充滿電后，大約存儲了___________J電能。
【答案】 化學；13320.
【解析】本題考查能量的轉(zhuǎn)化和電功的計算。給手機充電時，將電能轉(zhuǎn)化為化學能；觀察電池容量“1000mA·h”，其單位為mA·h，提示我們這是表示電流I和時間t乘積的物理量。充滿電后，儲存的電能約為W=UIt=3.7V×1A×3600s=13320J。

類型五、在電功率中的應(yīng)用
例6、一只電阻兩端的電壓由3V增大到4V時，通過該電阻的電流增大了0.25A，則該電阻消耗的電功率增加了(　　)
A、0.25W B、1.75W C、0.75W D、1W
【答案】B.
【解析】本題考查電功率的計算。電阻兩端的電壓變化，電阻保持不變，當電阻兩端的電壓為3V時，通過電阻的電流為I1=；當電阻兩端的電壓為4 V時，通過電阻的電流為I2=，則ΔI=I2-I1=-=0.25 A，解得R=4Ω。根據(jù)功率的計算公式P=，可得定值電阻所消耗的電功率的變化量ΔP=P2-P1=-=1.75W，故選B。
注意：此題極易錯選為A選項。很多同學認為既然歐姆定律的變形式：，則一定有，這個推導式是錯誤的，是沒有對正比例和反比例函數(shù)的意義真正弄清楚。記住，只有是成立的！

類型六、燈泡規(guī)格巧解最值問題
例7、燈L1標有“8V、16W”的字樣，燈L2標有“12V、36W”的字樣，兩燈串聯(lián)后接在電壓為U的電路中，要保證兩燈不損壞，電壓U的最大值為( )
A、8V B、12V C、1 6V D、20V
【答案】C.
【解析】“8V、16W”的燈L1額定電流I1=P/U=16/8A=2A，電阻R=U/I=4Ω；“12V、36W”的燈L2額定電流I2=P/U =36/12A=3A，電阻R=U/I=4Ω；兩燈串聯(lián)后接在電壓為U的電路中，要保證兩燈不損壞，電流最大值為2A，允許加的電壓U的最大值為U=2A×(4Ω+4Ω)=16V, 選項 C正確。
【名師點評】可由用電器的銘牌得到用電器額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI確定用電器額定電流，再由額定電壓和額定電流確定純電阻用電器的工作電阻。

例8、將標有“3V、3W”字樣的甲燈和“6V、6W”字樣的乙燈接入電路．若不考慮溫度對燈泡電阻的影響，則對兩燈接入電路后的情況判斷錯誤的是（　?。?br /> A、兩燈串聯(lián)，當其中一燈消耗的功率是3W時，兩燈消耗的總功率是9W
B、兩燈串聯(lián)后接到電壓為9V的電源兩端，兩燈均能正常發(fā)光
C、兩燈并聯(lián)后接到電源兩端，兩燈的最大總功率是4.5W
D、兩燈并聯(lián)后接到電壓為1.5V的電源兩端，甲、乙兩燈消耗的功率之比為2：1
【答案】A.
【分析】?知道兩燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI求出額定電流，根據(jù)歐姆定律求出兩燈泡的電阻．
①兩燈泡串聯(lián)時，若甲燈泡的功率為3W，則電路中的電流和額定電流相等，乙燈泡的功率和

額定功率相等，然后求出兩燈泡的功率之和；若乙燈泡的功率為3W，甲的電阻是乙燈泡電阻的一半，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=I2R求出電路的總功率，綜合以上判斷該選項的正誤；
②兩燈泡的額定電流相等則它們可以同時正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電源的電壓；
③兩燈并聯(lián)時它們兩端的電壓相等，電源的電壓為額定電壓中較小的，根據(jù)求出甲、乙兩燈消耗的功率，然后求出電路的最大總功率；
④兩燈并聯(lián)后接到電壓為1.5V的電源兩端，根據(jù)求出兩燈泡消耗的電功率之比．
解：由P=UI可得，兩燈泡的額定電流分別為：I甲=P甲/U甲=3W/3V=1A，
I乙=P乙/U乙=6W/6V=1A，
由I=U/R可得，兩燈泡的電阻分別為：R甲=U甲/I甲=3V/1A=3Ω，R乙=U乙/I乙=6V/1A=6Ω；
①兩燈泡串聯(lián)時，若甲燈泡的功率為3W，由串聯(lián)電路中各處的電流相等可知，電路中的電流為1A，此時乙燈泡的功率為6W，則P=P甲+P乙=3W+6W=9W，
若乙燈泡的功率為3W，由串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可知，
電路的總功率=4.5W，綜上可知，A錯誤；
②兩燈泡的額定電流均為1A，當兩燈泡正常發(fā)光時，它們兩端的電壓分別為U甲=3V，U乙=6V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的電壓U=U甲+U乙=3V+6V=9V，即兩燈均能正常發(fā)光，故B正確；
③因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，兩燈并聯(lián)時，甲燈泡正常發(fā)光時，兩燈泡的總功率最大，此時電源的電壓U=U甲=3V，甲燈泡的功率為3W，乙燈泡的功率P乙″=（U'）2R乙=（3V）2÷6Ω=1.5W，電路的最大總功率P′=P甲+P乙″=3W+1.5W=4.5W，故C正確；
④兩燈并聯(lián)后接到電壓為1.5V的電源兩端時，甲、乙兩燈消耗的功率之比：
P甲實/P乙實 = 2:1，故D正確．故選A．

類型七、圖像問題
例9、（多選）如圖甲，電源電壓恒定，R0為定值電阻，電阻R的阻值隨環(huán)境溫度變化而改變，改變環(huán)境溫度，定值電阻R0兩端的電壓U0隨溫度t變化的關(guān)系如圖乙所示，則下列描述R兩端的電壓U，電路消耗的總功率P隨溫度t變化的關(guān)系圖線中，可能正確的是(　　)

【答案】BD.
【分析】設(shè)電源電壓為U，由圖甲可知，定值電阻R0與熱敏電阻R串聯(lián)，由圖乙可知，UR0＝U0－kt，則UR＝U－UR0＝U－U0＋kt，可見UR圖像是關(guān)于t的正比例函數(shù)圖像，并且是在UR＝kt的基礎(chǔ)上向上平移(U－U0)，A錯誤，B正確；因為電源電壓保持不變，溫度升高時電路中的電流線性變

小，所以根據(jù)P＝UI可知，電路消耗的總功率線性變小(即P－t圖線應(yīng)是一條斜向下的直線)，C錯誤，D正確．故選BD.

例10、如圖甲所示電路中，R0為定值電阻，R1為滑動變阻器。圖乙是該滑動變阻器消耗的電功率與電流關(guān)系的圖像。則該滑動變阻器的最大電阻值是_______Ω，電源電壓是_______V。

【答案】50； 12.
【分析】本題考查電功率的有關(guān)計算。由圖甲可知，R0與R1串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流。由圖乙可知，當電路中的電流I=0.2A時，R1的電功率P1=2W，由P=I2R可得，R1接入電路的電阻R1===50Ω，電源電壓U=I(R0+R1)=0.2A×(R0+50Ω)；
當電路中的電流I′=0.4A時，R1的電功率P′1=3.2W，此時R1接入電路的電阻
R′1===20Ω，電源電壓U=I′(R0+R′1)=0.4A×(R0+20Ω)，
解得R0=10Ω，電源電壓U=I(R0+R1)=0.2A×(10Ω+50Ω)=12V。

培優(yōu)·訓練
一、選擇題
1、一盞白熾燈的額定功率與額定電壓分別為36 W與36 V。若把此燈泡接到輸出電壓為18 V的電源兩端，則燈泡消耗的電功率(　　)
A、等于 36 W B、小于 36 W，大于 9 W
C、等于 9 W D、小于9 W
2、小燈泡L上標有“3V、1W”的字樣，其電流隨電壓變化的曲線如圖甲所示，將其連入圖乙所示的電路，電源電壓恒定為6V，當電壓表示數(shù)為4.5V時，下列選項中正確的是（? ）
A、小燈泡燈絲電阻值為9Ω
B、滑動變阻器連入電路的阻值為13.5Ω
C、小燈泡消耗的電功率為1W
D、電路消耗的總功率為1.5W
3、燈泡L1、L2分別標有“10 V、10 W”和“9 V、5.4 W”的字樣，若將它們串聯(lián)使用時，電路兩端允許加的最大電壓值是(?? )
A、11V B、9V C、15V D、19V
4、當一個電阻的阻值為R時，將它接在電路中通電一段時間，產(chǎn)生的熱量為Q。如果要使它產(chǎn)生的熱量為2Q，下列辦法中可行的是(　　)
A、將電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，通電時間變?yōu)樵瓉淼?br /> B、將電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，通電時間變?yōu)樵瓉淼?br /> C、將電阻變?yōu)樵瓉淼?，通電時間變?yōu)樵瓉淼?倍
D、將電壓變?yōu)樵瓉淼?，電阻變?yōu)樵瓉淼?倍
5、如圖所示，電源電壓保持6V不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，定值電阻R1的規(guī)格為“10Ω　0.5A”，滑動變阻器R2的規(guī)格為“20Ω　1A”。閉合開關(guān)，為了保證電路安全，在變阻器滑片P移動過程中，下列說法正確的是(　　)
A、電阻R1消耗功率允許的變化范圍為0.4～2.5W
B、電流表示數(shù)允許的變化范圍為0.2～0.3A
C、變阻器R2接入電路的阻值允許的變化范圍為2～20Ω
D、電路消耗總功率允許的變化范圍為1.2～3W
6、如圖所示，額定電壓為110伏的A、B兩盞電燈，額定功率分別為100瓦和25瓦。把它們接到220伏的電路上，欲使它們都能正常發(fā)光且電路消耗的電能最少，正確的電路是（ ）

7、甲、乙兩燈為鎢絲白熾燈，將它們并聯(lián)在照明電路里都能正常發(fā)光，且甲燈比乙燈亮，那么 （ ）
A、甲燈的額定功率一定比乙燈大 B、甲燈消耗的電能一定比乙燈多
C、甲燈的電阻比乙燈大. D、甲燈兩端的電壓比乙燈兩端的電壓大
8、將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，燈泡的電功率為40瓦。如果將燈泡和某電阻R串聯(lián)后再接到上述電源的兩端，電阻的電功率為3.6瓦，不考慮燈泡的電阻隨溫度而發(fā)生變化，且燈泡的電阻小于R，則此時燈泡的電功率為 ( )
A、14.4瓦 B、32.4瓦 C、0.4瓦 D、0.9瓦
9、把“220 V　800 W”的電爐絲改裝后接在110 V的電路上，欲使改裝后的實際功率仍為800 W，下列改裝方案中，行之有效的做法是 (　 　)
A、截取原電熱絲長度的二分之一接入電路 B、將兩根相同規(guī)格電熱絲串聯(lián)接入電路
C、將兩根相同規(guī)格電熱絲并聯(lián)接入電路 D、將原電熱絲對折后，并聯(lián)接入電路
10、如果加在某定值電阻兩端的電壓從6 V升高到10 V，通過該電阻的電流變化了0.1 A，則該電阻的電功率變化了（　?。?br /> A、1.6 W B、4.0 W C、0.4 W D、3.4 W
11、實驗中繪出了小燈泡的電流與電壓關(guān)系的U－I圖像如圖甲所示，則圖乙中有關(guān)此小燈泡功率P與U2或P與I2的圖像可能正確的是( )

12、燈泡L與定值電阻R的I－U圖像如圖所示．若將L與R串聯(lián)在8 V的電源上，下列說法正確的是(　　)
A、燈泡的電阻是10 Ω B、燈泡兩端的電壓是8 V
C、電路中的電流是1.5 A D、電路消耗的總功率是4 W
13、現(xiàn)有“12 V、6 W”的燈泡L1和“12 V、12 W”的燈泡L2，將它們接入電路中，不考慮燈絲電阻的變化．下列說法正確的是(　　)
A、并聯(lián)接到電壓是12 V電路的兩端，L1燈不能正常發(fā)光
B、串聯(lián)接到電壓是24 V電路的兩端，兩燈均能正常發(fā)光
C、兩燈并聯(lián)工作時，L1和L2中的電流之比為2∶1
D、兩燈串聯(lián)工作時，L1和L2兩端的電壓之比為2∶1
14、如圖所示的電路中，a、b、c是三只電表(電壓表或電流表)，閉合開關(guān)S，標有“3 V、1.5 W”的燈泡L1正常發(fā)光，標有“6 V、3 W”的燈泡L2發(fā)光較暗．若不考慮溫度對燈絲電阻的影響，下列說法正確的是(　　)
A、電表a為電流表，且示數(shù)為1 A
B、電表b為電壓表，且示數(shù)為3 V
C、電表c為電流表，且示數(shù)為0.25 A
D、閉合開關(guān)S，電路消耗的總功率為2.25 W
15、如圖所示，R0為定值電阻，R1為滑動變阻器，A1、A2為實驗室用電流表（接線柱上標有“﹣”，“0.6”，“3”），閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑片P，使兩電流表指針所指位置相同。下列說法正確的是（?。?br /> A、電流表A1與A2的示數(shù)之比為1：4
B、通過R0與R1的電流之比為4：1
C、R0與R1兩端的電壓之比為1：4
D、R0與R1的阻值之比為4：1
重　　量：145g
完全充電：150mA/20V/5h
輸出電壓：5V
輸出電流：800mA
二、填空題
1、智能手機耗電量大，移動充電寶應(yīng)運而生。移動充電寶就是一個可充電的鋰聚合物電池。某品牌移動充電寶部分相關(guān)參數(shù)如下表格。該充電寶的輸出功率為_____W。表中有明顯不符合科學規(guī)范之處，請加以改正：_______________________________________________。

2、若將分別標有“3V、3W”“6V、3W”字樣的兩燈串聯(lián)接入電路時，在長時間工作過程中，允許加在它們兩端的最高電壓是　　　V，標有“3V、3W”字樣的燈實際消耗的電功率是　　　W。(燈絲電阻值不變)
3、如圖所示是通過電路元件A和B的電流與其兩端電壓的關(guān)系圖。則由圖可知；若將A和B并聯(lián)后接在電壓為2 V的電源兩端，元件A、B的電功率之比為_____；若A和B串聯(lián)后接在電壓為3.5 V的電源兩端，電路消耗的功率為_____W。
4、如圖甲所示的電路中，R0為定值電阻，R為電阻式傳感器，電源電壓保持不變．當R阻值從0增大到60 Ω，測得的電功率與通過它的電流關(guān)系圖像如圖乙，則電源電壓為________V；當電流為0.6 A時，5 s內(nèi)電路消耗的電能為________J.
三、計算題
1、如圖甲所示，在2015年某工廠要研發(fā)一種新型材料，要求對該材料的承受的撞擊力進行測試。在測試時將材料樣品（不計質(zhì)量）平放在壓力傳感器上，閉合開關(guān)S，由靜止自由釋放重物，經(jīng)撞擊后樣品材料仍完好無損。從重物開始下落到撞擊樣品的這個過程中，電流表的示數(shù)I隨時間t變化的圖象如圖乙所示，壓力傳感器的電阻R隨壓力F變化的圖象如圖丙所示。電源的電壓等于24V，定值電阻R0=10Ω。求：
（1）在重物下落的過程中，壓力傳感器的電阻是多少？
（2）在撞擊過程中，樣品受到的最大撞擊力是多少？




2、將標有“3V、6W”和“3V、12W”的兩只燈泡串聯(lián)接入電路中,在小燈泡不燒壞的條件下,
（1）電路兩端的電壓最大是多少？
（2）兩只燈泡的總功率是多大？




3、圖甲是某電吹風的工作原理圖。電吹風工作時，可以分別吹出熱風和涼風。為了防止溫度過高，用一個PTC電阻R0與電阻為100 Ω的電熱絲R串聯(lián)，R0的阻值隨溫度的變化如圖乙所示。
(1)當開關(guān)S指向1、2位置時，電吹風吹_____風；
(2)該電吹風吹熱風時，其溫度基本恒定在200 ℃左右，當它的溫度繼續(xù)升高時，R0的電阻將______，電熱絲的發(fā)熱功率將______；(兩空均選填“增大”“不變”或“減小”)
(3)該電熱絲的最大發(fā)熱功率是多少？

四、閱讀理解題
1、閱讀下面的短文：
由于霧霾天氣的增多，空氣凈化器逐漸走入家庭，其工作過程（如圖25）是：臟空氣進入凈化器時，灰塵被正電鎢絲放電而帶上正電，流到負電路柵板時，帶電灰塵被吸附。此后經(jīng)過活性炭層時，化學有毒氣體被吸附，排出空氣的污染物濃度大幅降低，多次循環(huán)后變成潔凈空氣。
潔凈空氣量（CADR）是反映其凈化能力的性能指標，CADR值越大，其凈化效率越高。利用CADR值，可以評估其在運行一定時間后，去除室內(nèi)空氣污染物的效果。按下列公式計算CADR：CADR＝?
（V表示房間容積；t表示空氣凈化器使房間污染物的濃度下降90%運行的時間）
某空氣凈化器銘牌如下表：
規(guī)格
額定電壓
頻率
額定功率
潔凈空氣量（CADR）
GH﹣2034A型
220V
50HZ
44W
138m3/h
請根據(jù)上述材料，回答下列問題：
（1）負電格柵板吸附灰塵的原理是____________.
（2）取出使用一段時間后的活性炭，可以聞到刺激性的氣味，說明分子在_________________.
（3）該空氣凈化器正常工作時的電流為_____A。
（4）此空氣凈化器正常工作10min所消耗的電能是_______J.
（5）某房間的使用面積約大為18m2，高度大約3m，此空氣凈化器是否能在1小時內(nèi)使房間污染物濃度下降90%？（通過計算說明，并寫出估算過程）。

2、閱讀下面的短文，回答問題．
智 能 機 器 人
智能機器人有相當發(fā)達的“大腦”，具備形形色色的內(nèi)部信息傳感器和外部信息傳感器如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺．此外，它還有效應(yīng)器，通過電動機使手、腳、鼻子、觸角等動起來．
智能機器人能用人類語言同操作者對話，能調(diào)整自己的動作以達到操作者所提出的全部要求．機器人往往使用熔點為200℃的玻璃鋼作外殼，有著其它材質(zhì)不可替代的優(yōu)點智能機器人的電源主要有鈉硫電池、鎳鎘電池、鋰電池等．
隨著智能機器人技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，它將走進千家萬戶，服務(wù)人們的生活．
（1）鋰電池充電時的能量轉(zhuǎn)化形式為：電能轉(zhuǎn)化為_______．
（2）關(guān)于智能機器人，下列說法中有哪些是正確的？答：_____．
A、傳感器是將非電學量轉(zhuǎn)化為電學量的裝置
某款機器人
鋰電池
電壓
24V
容量
10Ah
電動機
額定電壓
24V
額定功率
120W
B、溫度為200℃的玻璃鋼一定是液態(tài)
C、智能機器人通過嗅覺能聞到外界的各種氣味，說明分子在做無規(guī)則的運動
D、智能機器人將最終代替人類
（3）某智能機器人“小駿”站著發(fā)射超聲波，經(jīng)過0.02s后收到障礙物的回波，則“小駿”與障礙物間的距離約為________m．“小駿”靠底座輪子驅(qū)動，其驅(qū)動電動機的具體參數(shù)如表所示，若“小駿”的驅(qū)動電動機線圈電阻為0.2Ω，則電動機正常工作下的發(fā)熱功率為_______W．（設(shè)超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s）
（4）若當剩余電量減為電池容量的10%時，“小駿”會主動尋找充電器充電，則充滿電后至下一次自動充電前，“小駿”能夠連續(xù)正常工作的最長時間為______h．為確?！靶◎E”能順利返回充電，假設(shè)需要充電時離充電器最遠路程不能超過600m，則“小駿”返回過程中受到的水平阻力為______N．（剩余電池容量的40%用于提供克服阻力做功）
3、閱讀短文，回答問題：
半 導 體 的 應(yīng) 用
半導體指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料.半導體是指一種導電性可受控制，范圍可從絕緣體至導體之間的材料.
發(fā)光二極管（LED）是半導體二極管的一種，具有單向?qū)щ娦?當二極管兩端外加正向電壓時，如果正向電壓很小，正向電流也幾乎為零，當正向電壓大于某個值以后，二極管正向?qū)?，電流隨電壓增大而迅速上升.當二極管兩端外加反向電壓不超過一定范圍時，通過二極管的電流幾乎為零，二極管處于截止狀態(tài).外加反向電壓超過某一數(shù)值時，反向電流會突然增大，這種現(xiàn)象稱為電擊穿.因而使用時應(yīng)避免二極管外加的反向電壓過高.如圖甲所示為某發(fā)光二極管中的電流隨它兩端電壓變化的曲線.
PTC是一種新型的半導體陶瓷材料，它以鈦酸鋇為主，滲入多種物質(zhì)后加工而成，目前家用的陶瓷暖風器、陶瓷電熱水壺等就是用這種材料做成的.PTC有一個根據(jù)需要設(shè)定的溫度，低于這個溫度時，其電阻隨溫度的升高而減小，高于這個溫度時，電阻值則隨溫度的升高而增大，我們把這個設(shè)定的溫度叫“居里點溫度”，用PTC材料制成的電熱器具有發(fā)熱、控溫雙重功能，應(yīng)用十分廣泛.
家用固體電熱滅蚊器也使用了PTC陶瓷電熱元件，該元件電阻與溫度的關(guān)系如圖所示.

請根據(jù)上述材料，回答下列問題：
（1）由圖甲可知，有關(guān)該發(fā)光二極管以下判斷中錯誤的是（???）
A、當該二極管兩端的正向電壓為0.8V時，二極管處于導通狀態(tài)、
B、當該二極管兩端的正向電壓為0.2V時，二極管處于導通狀態(tài)
C、當該二極管兩端的反向電壓為10V時，二極管處于截止狀態(tài)
D、當該二極管兩端的反向電壓為50V時，二極管將會被擊穿
（2）該發(fā)光二極管兩端的正向電壓為0.5V時的電阻________（大于/等于/小于）正向電壓為0.7V時的電阻.
（3）由圖乙可知，該PTC陶瓷電熱元件的居里點溫度為______℃.
（4）該電熱滅蚊器通電后（電源電壓保持不變），它的功率隨時間變化的曲線應(yīng)如下圖______示.
A、 B、 C、 D 、
（5）某家用插座用一只“2V?100mA”發(fā)光二極管與一定值電阻串聯(lián)在電路中作為指示燈.將該插座接在家庭電路中，指示燈正常發(fā)光，則在200s內(nèi)電流通過該二極管所做的功為________J.

微專題17-1 電功率?？蓟绢}型
例1、【答案】 C.
【解析】由題圖可知，U甲＝U乙＝220 V，P甲＝25 W，P乙＝100 W。兩燈均正常發(fā)光時，燈泡消耗的電能W＝Pt，燈泡乙的功率較大，但消耗的電能不一定多，所以選項A錯。兩燈均正常發(fā)光時，由R＝，U甲＝U乙，P甲R乙，所以選項B錯。兩燈串聯(lián)在220 V的電路中，電流相同，由P＝I2R得，則甲燈的實際功率大于乙燈的實際功率，所以甲燈比乙燈亮，選項C正確。將乙燈接入110 V電路中，若不考慮燈絲電阻變化，U實＝U乙，則P實＝P乙＝25 W，選項D錯。
例2、【答案】 A.
【解析】本題考查對電能表技術(shù)參數(shù)的了解。此電能表的額定電壓是220V，它應(yīng)該接在220V的電路中使用，故A正確、B錯誤；小明家已經(jīng)消耗的電能為107kW·h，故C錯誤；“3000r/kW·h”表示每消耗1kW·h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)，故D錯誤。
例3、【答案】(1)95 kW·h；　(2)2200 W；　(3)200 V.
【解析】(1)該同學家上個月共用電W＝(12 614.6－12 519.6) kW·h＝95 kW·h
(2)可以同時使用的用電器總功率最大為P＝UI＝220×10 W＝2 200 W
(3)3 min內(nèi)消耗的電能W＝×3.6×106 J＝7.2×104 J
電熱器的實際功率P實＝＝ W＝400 W
電熱器的電阻R＝＝ Ω＝100 Ω
該同學家的實際電壓U實＝＝ V＝200 V。
例4、【答案】C.
【解析】方法一：三個物理量都使用國際單位：
以選項A為例，W=1度電=1 kW·h＝3.6×106 J，P=80W，
則，故A不正確；
方法二：三個物理量都使用常用單位：
以選項A為例，W=1度電=1 kW·h，P=80W=0.08KW，
則, 故A不正確.但顯然方法二在計算方面更為簡略，不易出錯。
因此，以下選項我們都選擇方法二來計算。
B、一度電可以使40W的日光燈正常工作時間：tB =；
C、一度電可以使100W的電烙鐵正常工作時間：tC =
D、一度電可以使1000W的電飯鍋正常工作時間：tD =
故選C．
例5、【答案】 化學；13320.
【解析】本題考查能量的轉(zhuǎn)化和電功的計算。給手機充電時，將電能轉(zhuǎn)化為化學能；觀察電池容量“1000mA·h”，其單位為mA·h，提示我們這是表示電流I和時間t乘積的物理量。充滿電后，儲存的電能約為W=UIt=3.7V×1A×3600s=13320J。
例6、【答案】B.
【解析】本題考查電功率的計算。電阻兩端的電壓變化，電阻保持不變，當電阻兩端的電壓為3V時，通過電阻的電流為I1=；當電阻兩端的電壓為4 V時，通過電阻的電流為I2=，則ΔI=I2-I1=-=0.25 A，解得R=4Ω。根據(jù)功率的計算公式P=，可得定值電阻所消耗的電功率的變化量ΔP=P2-P1=-=1.75W，故選B。
注意：此題極易錯選為A選項。很多同學認為既然歐姆定律的變形式：，則一定有，這個推導式是錯誤的，是沒有對正比例和反比例函數(shù)的意義真正弄清楚。記住，只有是成立的！
例7、【答案】C.
【解析】“8V、16W”的燈L1額定電流I1=P/U=16/8A=2A，電阻R=U/I=4Ω；“12V、36W”的燈L2額定電流I2=P/U =36/12A=3A，電阻R=U/I=4Ω；兩燈串聯(lián)后接在電壓為U的電路中，要保證兩燈不損壞，電流最大值為2A，允許加的電壓U的最大值為U=2A×(4Ω+4Ω)=16V, 選項 C正確。
【名師點評】可由用電器的銘牌得到用電器額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI確定用電器額定電流，再由額定電壓和額定電流確定純電阻用電器的工作電阻。
例8、【答案】A.
【分析】?知道兩燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI求出額定電流，根據(jù)歐姆定律求出兩燈泡的電阻．
①兩燈泡串聯(lián)時，若甲燈泡的功率為3W，則電路中的電流和額定電流相等，乙燈泡的功率和額定功率相等，然后求出兩燈泡的功率之和；
若乙燈泡的功率為3W，甲的電阻是乙燈泡電阻的一半，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=I2R求出電路的總功率，綜合以上判斷該選項的正誤；
②兩燈泡的額定電流相等則它們可以同時正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電源的電壓；
③兩燈并聯(lián)時它們兩端的電壓相等，電源的電壓為額定電壓中較小的，根據(jù)求出甲、乙兩燈消耗的功率，然后求出電路的最大總功率；
④兩燈并聯(lián)后接到電壓為1.5V的電源兩端，根據(jù)求出兩燈泡消耗的電功率之比．
解：由P=UI可得，兩燈泡的額定電流分別為：I甲=P甲/U甲=3W/3V=1A，
I乙=P乙/U乙=6W/6V=1A，
由I=U/R可得，兩燈泡的電阻分別為：R甲=U甲/I甲=3V/1A=3Ω，R乙=U乙/I乙=6V/1A=6Ω；
①兩燈泡串聯(lián)時，若甲燈泡的功率為3W，由串聯(lián)電路中各處的電流相等可知，電路中的電流為1A，此時乙燈泡的功率為6W，則P=P甲+P乙=3W+6W=9W，
若乙燈泡的功率為3W，由串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可知，
電路的總功率=4.5W，綜上可知，A錯誤；
②兩燈泡的額定電流均為1A，當兩燈泡正常發(fā)光時，它們兩端的電壓分別為U甲=3V，U乙=6V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的電壓U=U甲+U乙=3V+6V=9V，即兩燈均能正常發(fā)光，故B正確；
③因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，兩燈并聯(lián)時，甲燈泡正常發(fā)光時，兩燈泡的總功率最大，此時電源的電壓U=U甲=3V，甲燈泡的功率為3W，乙燈泡的功率P乙″=（U'）2R乙=（3V）2÷6Ω=1.5W，電路的最大總功率P′=P甲+P乙″=3W+1.5W=4.5W，故C正確；
④兩燈并聯(lián)后接到電壓為1.5V的電源兩端時，甲、乙兩燈消耗的功率之比：
P甲實/P乙實 = 2:1，故D正確．故選A．
例9、【答案】BD.
【分析】設(shè)電源電壓為U，由圖甲可知，定值電阻R0與熱敏電阻R串聯(lián)，由圖乙可知，UR0＝U0－kt，則UR＝U－UR0＝U－U0＋kt，可見UR圖像是關(guān)于t的正比例函數(shù)圖像，并且是在UR＝kt的基礎(chǔ)上向上平移(U－U0)，A錯誤，B正確；因為電源電壓保持不變，溫度升高時電路中的電流線性變小，所以根據(jù)P＝UI可知，電路消耗的總功率線性變小(即P－t圖線應(yīng)是一條斜向下的直線)，C錯誤，D正確．故選BD.
例10、【答案】50； 12.
【分析】本題考查電功率的有關(guān)計算。由圖甲可知，R0與R1串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流。由圖乙可知，當電路中的電流I=0.2A時，R1的電功率P1=2W，由P=I2R可得，R1接入電路的電阻R1===50Ω，電源電壓U=I(R0+R1)=0.2A×(R0+50Ω)；
當電路中的電流I′=0.4A時，R1的電功率P′1=3.2W，此時R1接入電路的電阻
R′1===20Ω，電源電壓U=I′(R0+R′1)=0.4A×(R0+20Ω)，
解得R0=10Ω，電源電壓U=I(R0+R1)=0.2A×(10Ω+50Ω)=12V。
培優(yōu)·訓練
一、選擇題
1、B
解析：白熾燈在正常工作時的電阻為R，由P＝得R＝36 Ω，當接入18 V電壓時，假設(shè)燈泡的電阻也為36 Ω，則它消耗的功率為P＝＝W＝9 W，但是當燈泡兩端接入18 V電壓時，它的發(fā)熱功率小，燈絲的溫度較正常工作時溫度低，其電阻率減小，所以其電阻要小于36 Ω，其實際功率大于9 W，故B項正確。
2、D
3、C
4、A
【解析】本題考查電熱公式的理解和應(yīng)用。設(shè)電阻兩端的電壓為U，電阻的阻值為R，通電時間為t，則產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=t。
A項中，QA=×t=2t=2Q，正確；
B項中，QB=×t=t=Q，錯誤；
C項中，QC=×2t=4t=4Q，錯誤；
D項中，QD=t=×t=Q，錯誤。
5、B
【解析】本題考查動態(tài)電路的分析。電源兩端電壓為6V保持不變，定值電阻R1=10Ω。由題意知，當電壓表的最大測量值為3V，此時定值電阻R1兩端的電壓U1=3V，電路中的電流I===0.3A

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