电功率的计算知识点及习题- 大数跨境

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电功率的计算知识点及习题

长春漖育帮

2019-11-23

导读：中考物理

能力点一：电功率的基本计算

前面的欧姆定律的计算已让我们的有些同学焦头烂额了，现在又多了那么多的公式，还要进行计算，那肯定是“又添新愁”了。

需要说明的是，关于电功率的计算就是在原来认识电路、掌握电路规律、熟悉欧姆定律计算的基础之上，再增加了一些新的公式和单位，解决这些问题，最好的方法那肯定是多做练习，并善于思考总结才行，急不得的。

例1、一只小灯泡的铭牌上标有“12V 6W”的字样，接到18V的电源上，要想使它正常发光，需要与它联一个多少欧的电阻？

能力点二：电功率与串、并联电路

请研究下面几个问题：

（一）用电器R₁=10Ω与用电器R₂=30Ω分别单独接到接在12V的电源上工作，那么两个用电器的电功率分别是多少？

（二）以上二者串联接到电源上后它们的电功率分别是多少，比值是多少？总功率是多少？

（三）以上二者并联接到电源上后它们的电功率分别是多少，比值是多少？总功率是多少？

解析：（一）如图：

I1=U/R1=12V/10Ω=1.2A

P₁=UI₁=12V×1.2A=14.4W

I₂=U/R₂=12V/30Ω=0.4A

P₂=UI₂=12V×0.4A=4.8W

看得出来，在相同的电压下，电阻小的用电器的电功率大。我们也发现商店里卖的白炽灯100W的灯丝要比20W的粗得多，想一想为什么？

（二）如图：

串联后电流：I=U/（R₁+R₂）=12V/（10Ω+30Ω）=0.3A

R₁两端电压：U₁=IR₁=0.3A×10Ω=3V

R₂两端电压：U₂=IR₂=0.3A×30Ω=9V

R₁的实际电功率：P₁=U₁I=3V×0.3A=0.9W

R₁的实际电功率：P₂=U₂I=9V×0.3A=2.7W

二者功率之比：0.9W:2.7W=1:3

串联总功率：

P_串=UI=12V×0.3A=3.6W

或 P_串=P₁+P₂=0.9W+2.7W=3.6W

以上可以看出两电器串联时有以下规律：

1、串联后电路的总功率小于其中任一个单独工作时的功率；

2、串联后电路的总功率等于两电器实际功率之和；

3、串联电路中用电器的电阻越大的功率越大，二者之比等于电阻之比，这点与串联“分压”关系一致。

（三）如图：

I₁=U/R₁=12V/10Ω=1.2A

P₁=UI₁=12V×1.2A=14.4W

I₂=U/R₂=12V/30Ω=0.4A

P₂=UI₂=12V×0.4A=4.8W

P₁:P₂=14.4W:4.8W=1:3

并联总功率：

P_并=UI=12V×（1.2A+0.4A）=19.2W

或 P_并=P₁+P₂=14.4W+4.8W=19.2W

从上面可以看到：

1、两个不同的用电器并联时工作，各自的功率与单独工作时是一样的；

2、并联后总功率也等于二者的功率之和。

3、并联时电阻越大的电功率越小，二者之比等于电阻的反比，这点与并联“分流”关系一致；

电功率的计算是电学知识的集大成者，对电路的分析、电路关系的梳理、欧姆定律的理解、关于欧姆定律、电功、电功率的公式和单位的运用，都要求大家熟练掌握，还要加以苦练，才能达到过关斩将的境界！

电功率的综合计算

例1、如图电路中串联了三个电阻R1、R2、R3，阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω，S闭合S1断开时，R2的的电功率是20W；S、S1都闭合时，整个电路的电功率是多少？

例2、如图电源电压不变，R1=10Ω R2：R3=2：3，当S1闭合，S2断开时，电流表的示数为0.6A，当开关都断开时电流表示数为0.4A，如果开关都闭合时，电路的总功率是多少？

例题探讨一

如图R₁=10Ω、R₂=20Ω，电源电压是6V,只闭合开关S₁时，R₁的电功率是0.4W，那么R₂的电功率是 W，电路的总功率是 W;

如果只闭合S₂，R₁的电功率是 W，R₂的电功率是 W；如果只闭合S₃，R₁的电功率是 W，R₂的电功率是 W；

如果同时闭合S₂、S₃，R₁的电功率是 W，R₂的电功率是 W，电路的总功率是 W; 开关是不可以同时闭合的。

解析：如图：

只闭合S₁时二者串联，如果P₁=0.4W，由于电阻之比是1：2，所以P₂=0.8W，看这多简单！

此时电路的总功率是0.4W+0.8W=1.2W；

只闭合S₂，只有R₁单独工作，此时I=U/R₁=6V/10Ω=0.6A，P₁=UI=6V×0.6A=3.6W,R₂没有工作，功率为零。

只闭合S₃，只有R₂单独工作，此时I=U/R₂=6V/20Ω=0.3A，P₂=UI=6V×0.3A=1.8W,R₁没有工作，功率为零。

同时闭合S₂、S₃，R₁、R₂并联，此时R₁、R₂各自工作的情况与单独工作一样，所以R₁的电功率还是3.6W,R₂的电功率还是1.8W,电路的总功率是5.4W。

S₁、S₂、S₃三个开关不可以同时闭合，不然会发生短路现象。

例题探讨二

用电器R₁上标有“6V 3W”的字样。

求：（一）、R₁正常中作时的电流；R₁的电阻值；

（二）、用电器R₁与标有“4V 4W”的R₂并联工作，让其中一个正常工作，而另一个不会烧坏，应该接在电压多高的电源上？它们两个的实际电功率分别是多少？

（三）、用电器R₁它与标有“4V 4W”的R₂串联工作，让其中一个正常工作，而另一个不会烧坏，应该接在电压多高的电源上？它们两个的实际电功率分别是多少？

解析：

（一）、根据“两明两暗”的思想，已知“6V 3W”就可以知道，该用电器正常工作的电压是6V，正常工作时的电功率是3W，可求出正常工作的电流是I=P/U=3W/6V=0.5A，用电器的阻值是：R=U/I=6V/0.5A=12Ω。

（二）与上相同，用电器R₂正常工作的电压是4V，正常工作时的电功率是4W，可求出正常工作的电流是1A，阻值是：4Ω。

如果二者并联，若让“6V 3W”的R1正常工作，电源电压就要6V，那么与之并联的R2就会被烧坏；

所以只能让“4V 4W”的R2正常工作，电源电压就要4V，R2的实际电功率就等于额定功率4W，那么R1虽不会烧坏，但也只能委屈地在4V的电压下工作了。

此时它的实际电压低于额定电压，实际电功率一定低于额定功率，那么具体是多大呢？

根据公式P=UI，一个用电器的实际电功率等于实际电压与实际电流的积。

如图：

现在R₁的实际电压是4V，阻值是12Ω，所以I_1实=4V/12Ω=0.3A,那么P_1实=4V×0.3A=1.2W;

（三）由于R1的额定电流是0.5A，R2的额定电流是1A，如果二者串联，若让额定电流是1A的R₂正常工作，电路中的电流就是1A，那么与之串联的R1就会被烧坏；

所以只能让R1正常工作，R1的实际电功率就等于额定功率3W，那么R2虽不会烧坏，但它的实际电流也只能是0.5A了。

此时R2的实际电功率一定低于额定功率，那么具体是多大呢？

如图：

现在R₂的实际电压是0.5A，阻值是4Ω，所以U_2实=0.5A×4Ω=2V那么P_2实=2V×0.5A=1W.此时，电源的电压应该是6V+2V=8V。

答案：

（一）R₁正常中作时的电流0.5A；R₁的电阻值12Ω；

（二）它与标有“4V 4W”的R₂并联工作，让其中一个正常工作，而另一个不会烧坏，应该接在电压为4V的电源上？它们两个的实际电功率分别4W、1.2W。

（三）3它与标有“4V 4W”的R₂串联工作，让其中一个正常工作，而另一个不会烧坏，应该接在电压为8V的电源上，它们两个的实际电功率分别是3W、1W。

技巧总结：

1.对于某一用电器来说,知道“P、U、I、R”四个量中的两个量,就可以求出另外两个量.若题中提供了这四个量中的两个量,就相当于告诉了我们这四个量.

2.当题中出现“××V ××W”的字样时,一般要求出用电器的电阻.

3.解图像类计算题时,应根据题中要求的问题,在图像上找寻解答信息.

练习

1.如图所示，一个可调亮的台灯，当闭合开关，滑动变阻器滑片向上滑动时，下列说法正确的是( )

A.灯泡变暗，电压表示数变大

B.灯泡变亮，电压表示数不变

C.电路消耗的总功率变小，电压表示数不变

D.电路消耗的总功率变大，电压表示数变大

2.如图所示两个灯泡L₁、L₂阻值分别为6 Ω和10 Ω，闭合开关后的现象是( )

A.通过两灯泡的电流I₁∶I₂=3∶5

B.灯泡两端的电压U₁∶U₂=3∶5

C.灯泡的电功率P₁∶P₂=5∶3

D.灯泡的消耗的电能W₁∶W₂=3∶5

3.一个白炽灯泡铭牌上标有“220 V 100 W”字样,则这盏灯的灯丝电阻为______Ω.如果灯丝断了之后,重新将灯丝搭上,设灯丝电阻变为440 Ω,通电后,则灯丝中实际电流为______A;实际功率为______W;通电1 min后,灯丝实际消耗的电能为______J(假设灯丝电阻不随温度改变).

4.在“怎样使两个灯泡都亮起来”的活动中，小明采用如图所示的方法连接，结果两个灯泡都亮了.这时，两灯的连接方式是________.若电源电压为3 V，灯泡的规格均为“2.2 V 0.22 A”，则每个灯泡的电阻是________Ω，每个灯泡的实际功率是________W.