15.2 电功率（第2课时）（考点解读）（原卷版）
4、电功率的计算
（1）定义式：P=UI．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。
P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A
（2）导出式：P=I2R，,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
※解题方法点拨:
（1）分析比较用电器的电功率：
首先考虑公式P=UI分析，如果不好使，可以考虑：
①对于串联电路，因为电流到处相等，用P=I2R较为利便；
串联电路中电功率与电压、电阻的关系：串联电路：（电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比）
②对于并联电路，因为各并联电路两端电压相等，用较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系：（电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比）
（2）计算用电器的电功率：计算每个用电器的电功率，无论串联、并联电路，都可以用P=I2R计算，也都可以用计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。
5、电功率的测量
（1）实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率。
测量电功率的方法：
①测量用电器的电功率可以用专门的仪器。
②用电能表测量出电流通过用电器做的功，用秒表测量出所用的时间。根据公式计算出用电器的电功率。
③用电压表测出加在用电器两端的电压，用电流表测出通过用电器的电流，根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率，这种方法叫做伏安法。
（2）伏安法测电功率的电路图：如图所示，测量小灯泡电功率的电路有两种接法。
（3）如果没有电压表，我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表，根据U=IR可得出电压值，这时应将小灯泡与已知电阻并联，因为得出了已知电阻两端的电压，就知道了小灯泡两端的电压；反之，如果没有电流表，我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表，根据可得出电流值，这时应将小灯泡与已知电阻串联，因为得出了已知电阻的电流，就知道了通过小灯泡的电流。
6、探究小灯泡的电功率实验
（1）实验目的：用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率；
（2）实验原理：；
（3）实验方法：伏安法。
（5）实验步骤：步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；
步骤②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
步骤③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中；
步骤整理实验器材。
（6）实验分析和结论：
①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮；
②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大；
③灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。
（7）实验补充：
实验中滑动变阻器的作用：
①闭合开关前，应该先调节滑动变阻器的滑片，使其连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏；（保护电路）
②接通电源后，移动滑动变阻器的滑片，可以调节小灯泡两端的电压。（调节电压）
实验中电路故障分析
故障 | 现象 | 故障原因 |
灯泡不亮 | 闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数 | ①滑动变阻器接成定值电阻 ②电源电压太低 |
闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表无示数 | ①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏 ②接线柱接触不良 ③连接导线断裂 | |
闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转 | ①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良 ②电流表和电压表的位置互换了 | |
电表问题 | 电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转 | 电流表和电压表的“﹢”“－”接线柱接反了 |
电流表与电压表的指针偏转角度很小 | ①电表的量程都选择过大 ②电源电压过低 | |
电表的指针超过最大刻度 | ①量程选择过小 ②电路中出现短路 | |
滑动变阻器问题 | 滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化 | 滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻 |
无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压 | 电源电压过低 | |
闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数 | 灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置 | |
【考点4 电功率的计算】
【典例4-1】（2023秋•石家庄月考）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．A的电阻值为6.25Ω
B．A和B串联在电压为4.5V的电源两端，A、B的电功率之比为4：5
C．A和B并联在电压为2.5V的电源两端，A、B的电功率之比为4：5
D．当A和B串联，两者电阻相同时，电源电压为3V
【典例4-2】（2023•丹东一模）（多选）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．电压V1表对应的是图线① B．电压满足Uc＝Ua+Ua'
C．R2的最大阻值小于R1的阻值 D．电路的最大总功率为2UbIc
【典例4-3】（2023•开原市开学）小林家住农村，他家的厕所离房子有一段距离，为了方便和节能，他用“220V，40W”的灯泡，阻值为1210Ω的电阻和开关S1、S2设计了一个电路，电路图如图所示。天黑后，当无人上厕所时，要求灯光较暗，但能起到指示作用，此时开关 （填开关S1和S2的通断情况），此时灯泡消耗的电功率为 W；当有人上厕所时，闭合开关S2，灯泡正常发光，起到照明作用，此时灯泡消耗的电功率为 W。
【典例4-4】（2023•襄阳）L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图甲所示。图乙中R是“30Ω 1A”的滑动变阻器。
（1）L1正常发光时的电阻值；
（2）求把L1、L并联电阻计算2并联在6V电源下，电路中消耗的总电功率；
（3）按图乙所示把L1、L2连接在另一恒定电源上，在不损坏电路元件的情况下进行如下操
作：当滑片P移至某一位置时，使其中一盏灯正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1；当滑片P移至另一点时，电压表示数变化了4V，此时滑动变阻器消耗的功率为P2，且P1：P2＝8：9。求变阻器阻值变化范围。
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