電功和電功率-知識點分析2023中考物理考試

易錯點16電功和電功率?？家族e陷阱分析

易錯分析電功和電功率?？家族e陷阱分析

陷阱一：利用電能表計算電功和電功率易錯？

6

假設電能表標有M∕Kw.h,電能表在t時間內轉過N轉，則電功W=N∕MkW.h=N∕M×XIOJo

6

電功率為p=W∕×IOJZMto

陷阱二：額定功率和實際功率易錯？

1.額定功率和實際功率：額定功率只有一個，在額定電壓下取得；實際功率有無數多個，一個

實際電壓對應一個實際功率。

2.燈的明暗程度由它的實際功率決定，與額定功率無關。

陷阱三：題目條件提取不完整易錯。

題設的“潛在條件”：如“用電器恰好正常工作”，含義是“該用電器兩端的電壓為它的額定電

壓,功率為額定功率，電流為額定電流”;“在家庭電路中”,含義是“此時它兩端的電壓為220V”

等。對于動態(tài)電路,注意要根據題設要求先準確畫出其等效電路圖，再根據等效電路進行分析，

使問題簡化。

錯題糾正

【例題1】圖示電能表能接入用電器的最大總功率為小明發(fā)現(xiàn)家中多個用電器正常工作

時，指示燈在Imin內閃爍90次，這段時間內電路消耗的電能為—kW?h;他再將額定功率為

IOOoW的電水壺接入該電路，發(fā)現(xiàn)額定電流為30A的熔絲熔斷了，這是因為電路發(fā)生了故

障。

電子式電就去

∣2∣C∣2∣2[jJ

Ll?j?

W隼瓶示燈AO

22OVMJA

UMλ)onp<kW-h>

【分析】圖示電能表能接入用電器的最大總功率為：P=In=220VX30A=6600W;指示燈在Imin

內閃爍90次，這段時間內電路消耗的電能為：TY=90∕3000kW?h=0.03kW?h；多個用電器正常

W0.03X3.6Xloq

工作時通過電路的電流：1。=Ut=22ovx6os-8.2A,將額定功率為IoOoW的電水壺接入該電路，

通過電路的電流I'=P∕U=1000W∕220V≈4.5A,此時通過電路的總電流：

Is=L+Γ=8.2A+4.5A=12.7A<30A,但是額定電流為30A的熔絲熔斷了，說明電路發(fā)生短

路。

【答案】66000.03短路

【例題2】如圖是額定電壓均為220V的燈泡L和L2的U-I圖像。下列分析不正確的是（）

A.當L兩端的電壓為IOOV時，其實際功率為20W

B.當通過L2的電流為645A時,其Imin消耗的電能為432OJ

C.將L、L?串聯(lián)，若L兩端的電壓為40V,則L的功率為8W

D.將L、匕并聯(lián)，若通過L的電流為0.5A,則L的功率為66W

I兩端的電壓為IOOV時，根據圖像可知，通過L的電流為0.2A,其實際功率為：P1=U1I1=IOOV

×0.2A=20W,A正確。

2的電流為O45A時,L?兩端的電壓為160V,其Imin消耗的電能為

W=U2I2t=160V×0.45A×60s=4320J,B正確。

卜L?串聯(lián)，若LJ兩端的電壓為40V,由圖像可知，通過燈泡L的電流：

「∣=0.1A,根據串聯(lián)電路電流規(guī)律可知，通過燈泡L的電流「2=1'∣=0?1A；由圖像可知，

,

此時燈泡Lz兩端的電壓為U'2=20V,L2的功率為:P2=U212=20V×0.1A=2W,C錯。

I、L并聯(lián)，若通過L?的電流為0.5A,由圖像可知，L兩端的電壓為：U?=220V,根據并聯(lián)電

路電壓規(guī)律可知，燈泡L兩端的電壓：U?=U?=220V;由圖像可知，通過

Ll的電流I"ι=0.3A,Ll的功率為:Pι=U*1Γ,=220V×0.3A=66W,D正確。

【答案】C

【例題3】如圖所示為某小組設計的多擋位電熱器電路，U不變，R、R2為電阻絲且

R.>R2,電熱器功率最大時開關狀態(tài)為（）

C.Sl斷開，Sz接aD.Sl斷開，Sz接b

【解析】并聯(lián)電路總電阻小于任一分電阻，串聯(lián)電路總電阻大于任一分電阻，由圖示電路圖可

知，當Sl閉合、S?接到a端時，兩電阻并聯(lián)，此時電路電阻最小，由P=lf∕R可知，此時電熱

器的電功率最大；Sl閉合，&接b時，R被短路，電路為R的簡單電路，Sl斷開，S?接a時?，

電路為R的簡單電路，當Sl斷開，SZ接在b端時，兩電阻串聯(lián)，電路總電阻最大，由P=∕∕R

可知，此時電熱器的功率最小。

【答案】A

舉一反三〉

【強化1】如圖所示，兩只燈泡L和L2上分別標有“8V4W”和“4VIWw字樣,將它們串聯(lián)后

接在電壓可在4?8V之間調節(jié)的電源上，閉合開關S,假設兩燈的燈絲電阻不隨溫度變化，則

下列說法正確的是()

~~Θ~~Θ~~

LlL2

-----------------[?g----—

A.通過燈L的電流大于通過燈Lz的電流

B.在調節(jié)電源電壓的過程中，燈LI始終比燈Lz亮

C.在調節(jié)電源電壓的過程中，兩燈的功率變化量相同

D.當電源電壓調節(jié)到8V時，兩燈都不能正常發(fā)光

2

【解析】由P-/!?可得,兩燈泡的電阻分別為:R1=U,7P1=(8V)∕4W=16Ω,

R2=U27P2=(4V)7IW=16Ω0

A.兩燈泡串聯(lián)，通過燈L的電流等于通過燈L的電流，A錯。

B.在調節(jié)電源電壓的過程中，由P=FR可知，兩燈泡的實際功率相等，兩燈泡一樣亮，B錯。

C.兩燈泡串聯(lián)，在調節(jié)電源電壓的過程中，通過兩燈泡的電流變化相同，兩燈泡電阻相同，由

P=IR可知，燈泡功率的變化相同，C正確。

D.當電源電壓調節(jié)到8V時，兩燈泡的電阻相同，分得的電壓相同，所以兩燈泡分得的電壓都

為4V,所以燈泡L不能正常發(fā)光，燈泡L正常發(fā)光，D錯。

【答案】C

【強化2】如圖是小明家電能表的表盤，其讀數是_kW?h。小明將家中其他用電器關閉，只

讓干衣機單獨工作，觀察到6min內電能表指示燈閃爍了160次，干衣機在這6min內消耗的電

能為_kW?h,它的實際功率是_kW。

【解析】電能表的最后一位是小數、單位是kW?h,由圖可知，電能表的示數為

619.5kW?ho6min內電能表指示燈閃爍了160次，干手機消耗的電能:W=160∕1600kW?h=0.IkW

?h,t=6min=0.Ih,干手機的電功率:P=W∕t=O.IkW.h∕0.h=lkWo

【答案】619.50.11

【強化3】如圖甲所示，電源電壓恒定不變，燈泡L的額定電壓為6V,滑動變阻器L的規(guī)格

為“10OQ1A”，電壓表的量程為0?15V,電流表的量程為0?0.6A。當斷開開關S3,閉

合S2,移動滑片，電壓表示數為3V時燈泡正常發(fā)光。圖乙是燈泡L、電阻R的I-U圖像。求：

【分析】（1）燈泡的額定電壓為6V,由圖乙可知燈泡的額定電流為0.5A,根據I=U∕R可得,

燈泡正常發(fā)光時的電阻為：Ri=U√I額=6V∕0.5Λ=12Ω。

（2）當斷開開關Si、S3,閉合昆，燈L與變阻器&串聯(lián)，電壓表測變阻器兩端電壓，移動滑

片，電壓表示數為3V時燈泡正常發(fā)光，根據串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，電源電壓為：

U=U額+Uift=6V+3V=9V,由圖乙可知，當RJ兩端的電壓為IA=6V時，通過RI的電流為

I,=0.3A,根據I=U/R可得，Rl的阻值為:R.=U1∕Il=6V∕0.3A=20Ω,閉合￡、S2?S：,時，燈

L被短路，定值電阻Rl與變阻器L并聯(lián)，電流表測干路電流，此時通過RI的電流為：

L'=U∕Rl=9V∕20Ω=0.45Λ,因為電流表的量程為0?0.6A,故干路電流最大為I火=0.6A,

根據并聯(lián)電路電流規(guī)律可知，通過變阻器Rz的最大電流為：

b大=I大-L'=0.6A-0.45A=0.15A0

（3）斷開S八S3,閉合Sl時，燈L與定值電阻R串聯(lián)，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且總

電壓等于各分電壓之和，由圖乙可知，當電路中的電流為1=0.3A時，UJ=3V,

,

U1=6V,電源電壓：U=UJ+UJ=3V+6V=9V,符合題目條件，所以此時電路的總功率為:

P=UI=9V×0.3A=2.7Wo

【答案】（1）燈泡正常發(fā)光時的電阻為12。；（2）閉合Si、S八S3時，允許通過滑動變阻器的

最大電流為O15A；《3）斷開S2、S3,閉合Sl時，電路的總功率為2.7W。

易錯題通關

1.如圖所示的電路，當閉合開關后，小燈泡Li、L2均可發(fā)光，它們的實際功率分別為P/、P2,

A.電壓表Vl的示數等于電壓表V2的示數

B.若L2燈絲燒斷，電壓表V|、V2均幾乎沒有示數

C.若L2燈絲燒斷，則電壓表V2幾乎沒有示數，Vl有示數

D.若一導線接在L2兩端，則電壓表V2幾乎沒有示數，Vl有示數

【答案】D

【詳解】A.閉合開關，兩燈泡串聯(lián)，電壓表VI測LI兩端電壓，電壓表V2測L2兩端電壓。

由串聯(lián)電路電流特點可知流過兩燈泡的電流大小相等，因為P∕>P2,由F=尸R可知，燈泡Ll

的電阻大于燈泡L2的電阻。再由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，電阻較大的Ll兩端電壓較大，故

Vl表示數大于V?表示數，故A不符合題意;

BC.若Lz燈絲燒斷，V2表與Ll串聯(lián)接入電路，V2表示數接近電源電壓，Vl表幾乎沒有示數,

故BC不符合題意;

D.若一導線接在L2兩端，則L2被短路，V2表此時測一段光導線兩端的電壓，所以V2表幾

乎沒有示數；此時Ll正常工作，所以Vl有示數，故D符合題意。

故選D。

2.小薇同學設計了一個可測量壓力的裝置，如圖所示是該裝置電路原理圖。其表盤/能顯示

出施加壓力廠的大小。下列分析正確的是（）

A.裝置的表盤/是電壓表改裝而成B.壓力F改變時，R2兩端的電壓不變

C.壓力/為零時，電路中的電流最小D.壓力逐漸變大時，電路的總功率變小

【答案】C

【詳解】A.根據電路圖可知，表盤/串聯(lián)接入電路中，應是電流表改裝而成。故A錯誤；

B.壓力/改變時，滑動變阻器接入電路中的電阻改變，根據歐姆定律可知，根據。二次可知，

色兩端的電壓改變，故B錯誤；

C.壓力/為零時，此時滑動變阻器接入電路的電阻最大，根據歐姆定律J?g可知，電源電

壓一定時，此時電路中電流最小。故C正確；

D.壓力逐漸變大時，總電阻變小，電路中的電流變大，電路的總功率變大。故D錯誤。

故選C。

3.如圖所示是某同學探究“電壓一定時，電流與電阻的關系”的實驗電路圖。已知電源電壓恒

為，滑動變阻器規(guī)格為“25C；1A”，可供選擇的定值電阻的阻值為5Ω>IOC、15Q、20Ω和25C。

依次更換電阻凡閉合開關，調節(jié)滑動變阻器，得到的實驗數據如表。下列說法正確的是（）

數據序號12345

電阻/Q510152025

電流/A

多次實驗的目的是減小實驗誤差

B.第1次實驗滑動變阻器的功率最小

C.第5次實驗數據不能由本實驗得到

D.第1次實驗滑動變阻器接入電路中的阻值比第2次更大

【答案】C

【詳解】A.多次實驗的目的是得出普遍規(guī)律，故A錯誤。

B.實驗中，應控制定值電阻兩端的電壓不變，根據串聯(lián)電路的電壓特點可知，滑動變阻器兩

端的電壓不變，根據表格數據可知，第1次實驗中電路中的電流最大，根據P=U/可知，第1

次實驗滑動變阻器的功率最大，故B錯誤。

C.若電路中的電流為，根據歐姆定律可知電路總電阻為

U_4.5V

?56250

于O08A

根據電阻串聯(lián)的特點可知此時滑動變阻器接入電路的阻值

鳥=5625Ω-25Ω=3I25Ω

滑動變阻器的最大阻值為25C,故第5次實驗數據不能由本實驗得到，故C正確。

D.根據表格數據可知，第I次實驗中電路中的電流大于第2次實驗中電路中的電流，根據

N（H號可知第1次實驗滑動變阻器接入電路中的限值比第2次更小，故D錯誤。

故選C。

4.標有“6V”字樣的甲、乙兩個小燈泡，它們的電流與電壓變化的關系如圖所示。下列判斷正

確的是（）

//A

Ol^nLL.LLL」」」—?

023456U∕v

A.甲燈的額定功率小于乙燈的額定功率

B.將甲、乙兩個小燈泡串聯(lián)在6V的電路中時甲燈比乙燈亮

C.為保證燈泡不損壞，兩燈串聯(lián)時電路兩端的電壓不超過8V

D.將甲、乙兩個小燈泡并聯(lián)在3V的電路中時它們的功率各自變?yōu)樵瓉淼囊话?/p>

【答案】C

【詳解】A.由圖可知當燈泡兩端的電壓為額定電壓6V時，通過甲燈泡的電流為1A,通過乙

燈泡的電流為，由P=U/可知甲燈泡的額定功率大于乙燈泡的額定功率，故A錯誤；

B.由圖可知當通過電路的電流為時，甲燈泡兩端的電壓為，乙燈泡兩端的電壓為，根據串聯(lián)電

路電壓規(guī)律可知此時電源電壓正好為6V,由P=U/可知甲燈泡的實際功率小于乙燈泡的實際

功率，實際功率越大，燈泡越亮，所以甲燈比乙燈暗，故B錯誤；

C.由圖可知通過甲燈泡的最大電流為1A,通過乙燈泡的最大電流為，兩燈串聯(lián)時通過電路的

最大電流為，此時甲燈泡兩端的電壓為2V,乙燈泡兩端的電壓為6V,由串聯(lián)電路電壓規(guī)律可

知最大電源電壓為8V,故C正確；

D.將甲、乙兩個小燈泡并聯(lián)在3V的電路中時，其兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼囊话?，同時通過兩燈

泡的電流也比原來要小，由P=U/可知其實際功率要比原來的一半要小，故D錯誤。

故選C。

5.如圖甲所示電路圖，定值電阻&的限值為6Ω,滑動變阻器規(guī)格為“20Q,1A”，兩個電壓

表的量程都為0~3V,燈泡L標有“3V,0.6W”，則燈泡的額定電流為Ao在保證

電路安全的前提下，當閉合開關S、Sl時，移動滑片P,得到R2兩端電壓的倒數。與R/的阻

值變化圖像如圖乙所示；當閉合開關S、S2時，電路的最小總電功率為W（不計

燈泡電阻的變化）。

【答案】

【詳解】［1］燈泡L標有“3V,0.6W”的字樣，由可得，燈泡的額定電流

r?06W

⑵閉合開關S、SI時，兩電阻串聯(lián)接入電路電壓表Vl測滑動變阻器兩端的電壓，電壓表V2

測定值電阻兩端的電壓，電流表測通過電路的電流，兩個電壓表的量程都為0~3V,根據歐姆

定律可得通過定值電阻的最大電流

A-?-?-θ5A

滑動變阻器規(guī)格為“20Ω,8A”，根據串聯(lián)電路電流特點可知通過電路的最大電流為，由圖乙可

知此時滑動變阻器接入電路的電阻為2R。，串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，根據歐姆定

律可得，電源電壓

lΓ=Zχ2ξ+ZJ?=05A×2^+05Aχ6Ω--------------①

由圖乙可知，當上兩端電壓的倒數

(04V)T

Ui

時，即

?-25V

時，滑動變阻器接入電路中電阻為3m，根據歐姆定律可得，此時通過電路的電流

F衛(wèi).”CA

Pi6Ω12

根據串聯(lián)電路電壓規(guī)律結合歐姆定律可得，電源電壓

U=J?X3N+∕X=.AX3N+(AX6Q

②

①②聯(lián)立可得

^=2Ω,σ-5V

當閉合開關S、S2時，燈泡和滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表Vl測量滑動變阻器電壓，當

電壓表示數為3V時，滑動變阻器接入電路的電阻最大，此時燈泡的電壓為

U[?U~%-5V-3V-2V

由歐姆定律得，燈泡的電阻

q。比

此時通過電路的電流

rtζ2V2.

*R15Ω15

電路的最小總功率

P=W??5VX2A--W?067W

+153

6.小明和媽媽去超市購買電熱水壺，發(fā)現(xiàn)有甲、乙兩款，分別標有“220V；800W,?tt220V;

180OW”的字樣，媽媽認為用乙款水壺燒水時，在相同時間內產生的熱量_______，燒水，

準備用乙款，小明說此款不合適，因為乙款電水壺的額定電流為A,超過了家里室內

插座的額定電流。（結果保留一位小數）

【答案】多快

【詳解】口][2]由題意可知，乙款電熱水壺的額定功率大于甲的額定功率，根據Q=*r=a可知，

用乙款電熱水壺燒水時，在相同時間內產生的熱量多，燒水快。

⑶由S可知，乙款電熱水壺的額定電流

?-1800W?

,%220V

7.今年冬天，很多人在辦公桌上放置了電熱桌墊（如圖），小科同學想知道它的電熱原理，查

看說明書后發(fā)現(xiàn)：該電熱桌墊由12伏電源供電，Ri、R2的阻值分別為6Q、4Ω,該桌墊可通

過調溫開關控制不同的電功率（不考慮溫度的變化對電阻的影響）。小科認為，其內部的電路

設計可以有圖中的甲、乙兩種連接方式。

（1）若采用圖乙電路連接，電熱桌墊處于高溫擋時，則開關應打在______處（選填“ab”或“be”

或“cd”）。

（2）若采用圖甲電路連接，求電熱桌墊處于低溫擋時電路的總功率0

（3）若采用圖甲電路連接，求電熱桌墊處于高溫擋時1分鐘內電路消耗多少電能?

【答案】cd14.4W2160J

【詳解】（1）口］若采用圖乙電路連接，電熱桌墊處于高溫擋時，總功率較大，電源電壓不變，

根據尸=竺可知總電阻應較小，根據電阻并聯(lián)的特點可知，則開關應打在Cd處；

R

（2）［2］若采用圖甲電路連接，只閉合Sl時?，兩電阻串聯(lián)，總電阻較大，電源電壓不變，根據

戶=C可知總功率較小，電熱桌墊處于低溫擋，此時電路的總功率

R

,

dU,（12V）以心

**+鳥6Ω?4Ω

（3）［3］若采用圖甲電路連接，兩開關均閉合時，電路為R2的簡單電路，總電阻較小，電源電

壓不變，根據尸=《可知總功率較大，電熱桌墊處于高溫擋，電熱桌墊處于高溫擋時1分鐘

R

內電路消耗的電能

JF-?-f-^l?22χl×60s-216OJ

Ri4Q

8.若在用電高峰期家庭電路中的實際電壓是198V,則一只“220V,IOOW”的白熾燈工作Iomin

所消耗的電能為Jo（假設燈絲的電阻保持不變）

【答案】48600

【詳解】白熾燈的電阻

,?IOOW

白熾燈工作IOmin所消耗的電能

取4840

9.如圖甲所示的電壓力鍋，集壓力鍋、電飯鍋的優(yōu)點于一體，省時節(jié)電，Ri.七是電熱絲(阻

值恒定)。當接通電源220V,溫控開關S閉合；鍋內達到預定溫度時S自動斷開，電壓力鍋處

于保溫狀態(tài)。若電壓力鍋保溫時的電功率為400W,R/的阻值為。完成下列問題：

(1)求電熱絲&的阻值；

(2)該電壓力鍋處于正常加熱狀態(tài)5分鐘，需要消耗多少電能？

(3)若電路的實際電壓為IIOV,電壓力鍋加熱時的實際功率為多少？

二Ik~^I

?t?J

甲乙

【答案】(1)121Ω;(2)27xlθ,j:(3)225W

【詳解】解：(1)當S斷開，電路功率較小，電壓力鍋處于保溫狀態(tài),此時&連入電路，由尸=?

R

可知，R的阻值

Ui(220V)*

^^oouτ121ω

(2)電壓力鍋處于正常加熱狀態(tài)時，&的功率為P2=400W；根據公式U=∕H可知Q的功率

電壓力鍋的加熱功率

?+∕?-4OOW+500W-900W

由，-L可知，需要消耗的電能

^=?=900WX5×60S=47×1D5J

（3）電路的實際電壓為IlOV,根據并聯(lián)電路的電壓特點可知，R2、處兩端的電壓均為IlO