电功率复习，九年级物理如何高效掌握？

九年级物理《电功率》核心知识点复习

第一部分：核心概念辨析

电功

• 定义：电流所做的功，电流做功的过程，就是电能转化为其他形式能的过程（内能、光能、机械能）。
• 符号：W
• 单位：焦耳，简称焦，符号是 J。
• 常用单位：千瓦时，俗称“度”，符号是 kW·h。
• 换算关系：1 kW·h = 3.6 × 10⁶ J

电功率

• 定义：电流在单位时间内所做的功，它表示电流做功快慢的物理量。
• 符号：P
• 单位：瓦特，简称瓦，符号是 W。
• 常用单位：千瓦，符号是 kW。
• 换算关系：1 kW = 1000 W

额定电压与实际电压

• 额定电压：用电器正常工作时的电压，通常在用电器的铭牌上标明。
• 额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率，也是铭牌上标明的功率。
• 实际电压：用电器实际接入电路时两端的电压。
• 实际功率：用电器在实际电压下工作时的功率。

核心关系：

• 当 U_实际 = U_额定 时，P_实际 = P_额定，用电器正常工作。
• 当 U_实际 < U_额定 时，P_实际 < P_额定，用电器不能正常工作（灯光发暗）。
• 当 U_实际 > U_额定 时，P_实际 > P_额定，用电器容易被烧坏。

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第二部分：核心公式

电功率的公式非常灵活,需要根据题目条件选择最合适的。

物理量	符号	核心公式	变形公式	适用范围
电功率	P	P = W / t	W = Pt	普适，任何电路
		P = UI	I = P / U U = P / I	普适，任何电路
		P = I²R	I = √(P/R)	纯电阻电路（电能全部转化为内能）
		P = U² / R	R = U² / P	纯电阻电路（电能全部转化为内能）
电功	W	W = UIt	I = W / (Ut)	普适，任何电路
		W = I²Rt		纯电阻电路
		W = (U² / R)t		纯电阻电路
焦耳定律	Q	Q = I²Rt		普适，计算产生的热量
		Q = UIt		普适，计算产生的热量
		Q = (U² / R)t		纯电阻电路（Q=W）

特别提醒：

• 在初中阶段,我们研究的电路基本都是纯电阻电路（如：白炽灯、电炉、电热水器、电饭煲等），P = I²R 和 P = U²/R 经常使用。
• 在非纯电阻电路中（如：电动机、电解槽），计算电功只能用 W = UIt，计算电热只能用 Q = I²Rt，W > Q。

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第三部分：测量小灯泡的电功率

这是本章最重要的实验,必须掌握。

实验目的

• 测量小灯泡在额定电压下的功率（额定功率）。
• 测量小灯泡在实际电压下的功率（实际功率）。
• 比较实际功率和额定功率的大小,并理解其关系。

实验原理 P = UI

实验器材 电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡、灯座、导线若干。

实电路图

• 关键点：电压表并联在小灯泡两端，电流表串联在电路中。
• 滑动变阻器的作用：
  1. 保护电路：闭合开关前，滑片应置于阻值最大处，以防电流过大烧坏电路元件。
  2. 分压：通过调节滑片，改变小灯泡两端的电压，使其达到额定电压、略高于额定电压和略低于额定电压。

实验步骤

1. 按电路图连接实物电路,开关断开，滑片置于阻值最大处。
2. 闭合开关,调节滑动变阻器，使电压表示数等于小灯泡的额定电压，记录此时电流表的示数。
3. 调节滑动变阻器,使电压表示数略小于额定电压，记录电流表示数。
4. 调节滑动变阻器,使电压表示数略大于额定电压，记录电流表示数。
5. 整理器材,计算并比较三次的功率值。

数据记录与处理

实验次数	电压 U / V	电流 I / A	电功率 P / W	灯泡亮度
1	U_额定	I_额定	P_额定	正常发光
2	< U_额定	< I_额定	< P_额定	发光较暗
3	> U_额定	> I_额定	> P_额定	发光过亮

• 当 U_实际 = U_额定 时，P_实际 = P_额定，灯泡正常发光。
• 当 U_实际 < U_额定 时，P_实际 < P_额定，灯泡发光较暗。
• 当 U_实际 > U_额定 时，P_实际 > P_额定，灯泡发光过亮，甚至烧坏。
• 灯泡的亮度取决于实际功率，实际功率越大，灯泡越亮。

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第四部分：典型例题与解题技巧

基本公式的直接应用

例题1：一个标有“220V 100W”的白炽灯，正常工作时的电流是多少？电阻是多少？若接在110V的电路中，它的实际功率是多少？

解析：

1. 正常工作电流：
   • 根据 P = UI，I = P / U = 100W / 220V ≈ 0.45A。
2. 电阻：
   • 白炽灯是纯电阻电路,根据 P = U² / R，R = U² / P = (220V)² / 100W = 484Ω。
   • 注意：电阻是导体本身的属性，不随电压和电流的改变而改变，所以接在110V电路中，电阻仍为484Ω。
3. 实际功率：
   • 根据 P_实际 = U_实际² / R = (110V)² / 484Ω = 12100 / 484W = 25W。

实际电压是额定电压的一半,实际功率是额定功率的四分之一。

动态电路分析（滑动变阻器问题）

例题2：如图所示，电源电压恒定，R₁为定值电阻，R₂为滑动变阻器，闭合开关S，将滑片P从b端移到a端的过程中，电压表V₁、V₂的示数和电路总功率如何变化？

      +---R₁---(V₁)---+
      |               |
S ---+---R₂---(V₂)---+
      |               |
      +---------------+

解析（三步法）：

1. 判断电路连接方式：R₁和R₂串联，电压表V₁测R₁两端电压，V₂测R₂两端电压。
2. 分析电阻变化：滑片P从b端移到a端，R₂接入电路的电阻减小。
3. 判断电表示数和功率变化：
   • 总电阻：R_总 = R₁ + R₂，R₂减小，R_总 减小。
   • 电流：I = U / R_总，电源电压U不变，R_总减小，所以电流 I 增大。
   • 电压表V₁：U₁ = I R₁，I增大，R₁不变，U₁ 增大。
   • 电压表V₂：U₂ = I R₂，I增大，但R₂减小，根据串联分压原理，U₂ = U - U₁，U不变，U₁增大，U₂ 减小。
   • 总功率：P_总 = U I，U不变，I增大，P_总 增大。

比例计算问题

例题3：将“6V 3W”的灯L₁和“6V 6W”的灯L₂串联在某电源上，闭合开关后，其中一盏灯恰好正常发光，另一盏灯发光较暗，求该电源的电压。

解析：

1. 求各自电阻：
   • R₁ = U₁² / P₁ = (6V)² / 3W = 12Ω
   • R₂ = U₂² / P₂ = (6V)² / 6W = 6Ω
2. 判断谁正常发光：
   • 串联电路中,电流处处相等，如果L₁正常发光，则电流 I = P₁ / U₁ = 3W / 6V = 0.5A。
   • 此时L₂两端的实际电压 U₂实 = I R₂ = 0.5A × 6Ω = 3V，小于其额定电压6V，所以L₂发光较暗。这种情况可能。
   • 如果L₂正常发光，则电流 I = P₂ / U₂ = 6W / 6V = 1A。
   • 此时L₁两端的实际电压 U₁实 = I R₁ = 1A × 12Ω = 12V，远大于其额定电压6V，L₁会被烧坏。这种情况不可能。
3. 计算电源电压：
   • 是L₁正常发光，L₂发光较暗。
   • 电源电压 U = U₁ + U₂实 = 6V + 3V = 9V。

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第五部分：易错点与注意事项

1. 单位混淆：计算时，所有单位必须统一为国际单位制（电压V，电流A，电阻Ω，功率W，时间s），功率用kW，时间用h，计算电能时用 W = Pt，结果才是kW·h（度）。
2. 公式选择错误：区分 P = UI（普适）和 P = I²R / P = U²/R（仅纯电阻），在计算电热时，首选 Q = I²Rt。
3. 额定与实际不分：铭牌上的电压和功率是额定值，只有在正常工作时才等于实际值，解题时一定要看清题目问的是额定功率还是实际功率。
4. 滑动变阻器问题：动态电路分析是难点，记住核心思路：R_总 → I → U_分 → P，串联分压，与电阻成正比；并联分流，与电阻成反比。
5. 串联、并联功率关系：
   • 串联电路：P₁ : P₂ = R₁ : R₂ （功率与电阻成正比）
   • 并联电路：P₁ : P₂ = R₂ : R₁ （功率与电阻成反比）
   • 无论串并联,总功率都等于各用电器功率之和，即 P_总 = P₁ + P₂ + ...

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第六部分：总结与复习建议

1. 回归课本：重新阅读课本，理解每个概念的定义和公式的推导过程。
2. 整理笔记：将以上知识点和易错点整理成自己的笔记，形成知识网络。
3. 精做习题：重点练习动态电路分析、额定功率与实际功率的计算、比例计算等题型。
4. 重视实验：牢记“测量小灯泡电功率”实验的目的、原理、器材、步骤和结论。
5. 建立错题本：将做错的题目抄录下来，分析错误原因，定期回顾。

祝你复习顺利,在中考中取得优异成绩！