第六章 · 第二节
电功率
P=W/t=UI · 额定功率与实际功率 · 灯泡亮度由实际功率决定

📖 知识点学习

🎯 学习目标

  • 理解电功率的概念和物理意义
  • 掌握电功率公式 P=W/t=UI 及其变形
  • 理解额定功率和实际功率的区别
  • 知道灯泡亮度由实际功率决定
知识点一:电功率的定义
⚡ 电功率
电流在单位时间内所做的功叫做电功率,用字母 P 表示。
电功率表示电流做功的快慢。电功率越大,电流做功越快。
P = W / t = UI
P:电功率(W)   W:电功(J)   t:时间(s)   U:电压(V)   I:电流(A)
P
电功率
单位:瓦特(W)
1W
1瓦特
= 1J/s = 1V·A
kW
千瓦
1kW = 1000W
知识点二:额定功率与实际功率
🔒 额定功率
用电器在额定电压下工作时的功率叫做额定功率
额定电压是用电器正常工作时的电压(如灯泡标注"220V 40W")。
🔓 实际功率
用电器在实际电压下工作时的功率叫做实际功率
实际电压 > 额定电压:实际功率 > 额定功率,用电器可能烧坏
实际电压 = 额定电压:实际功率 = 额定功率,正常工作
实际电压 < 额定电压:实际功率 < 额定功率,不能正常工作
知识点三:灯泡的亮度
💡 灯泡亮度
灯泡的亮度由实际功率决定。实际功率越大,灯泡越亮。
比较两个灯泡的亮度时,应比较它们的实际功率,而不是额定功率。
💡 电功率推导公式
  • P = UI(基本公式,适用于所有电路)
  • P = I²R(适用于已知电流和电阻,纯电阻电路)
  • P = U²/R(适用于已知电压和电阻,纯电阻电路)
  • 串联电路:P₁/P₂ = R₁/R₂(正比于电阻)
  • 并联电路:P₁/P₂ = R₂/R₁(反比于电阻)

🎬 动画讲解

📢
点击「播放动画」按钮开始学习...

🧪 互动实验:不同功率灯泡亮度对比

💡 调节实际电压,观察灯泡的实际功率和亮度变化
⚙️ 灯泡参数
额定电压 220 V
额定功率 40 W
实际功率 40.0 W
亮度状态 正常发光
📋 实验结论
灯泡电阻不变,实际功率 P = U²/R。当实际电压等于额定电压(220V)时正常发光;电压偏高时实际功率增大、灯泡更亮(可能烧坏);电压偏低时实际功率减小、灯泡变暗。灯泡亮度由实际功率决定

📝 例题精讲

💡 提示:点击「下一步」按钮,逐步查看详细解题过程
例题 1 电功率计算
一个电灯接在 220V 的电路中,通过它的电流为 0.18A。求该灯泡的电功率。若工作 10h,消耗多少电能?
🔍 解题过程
1 已知量:
U = 220V,I = 0.18A,t = 10h
2 求电功率:
P = UI = 220V × 0.18A = 39.6W
3 求消耗电能:
P = 39.6W = 0.0396kW
W = Pt = 0.0396kW × 10h = 0.396 kW·h
答:电功率为39.6W,消耗电能0.396kW·h。
✅ P = 39.6W,W = 0.396 kW·h
例题 2 额定与实际功率
标有"220V 100W"的灯泡,接在 110V 的电路中。求实际功率。(设灯丝电阻不变)
🔍 解题过程
1 先求灯丝电阻:
由 P = U²/R 得 R = U额²/P额
R = (220V)²/100W = 48400V²/100W = 484Ω
2 求实际功率:
P实 = (110V)²/484Ω
= 12100V²/484Ω = 25W
3 快捷方法验证:
电阻不变时 P = U²/R,P与U²成正比
U实/U额 = 110V/220V = 1/2
P实/P额 = (1/2)² = 1/4
P实 = 100W × 1/4 = 25W,结果一致。
答:实际功率为25W(灯泡很暗)。
✅ P实 = 25W(额定1/4)

🚀 拓展提升

🔬 串并联电路中的功率分配

电功率在串并联电路中有不同的分配规律:

  • 串联电路:电流相同,由 P=I²R 知 P与R成正比。电阻大的用电器功率大。
  • 并联电路:电压相同,由 P=U²/R 知 P与R成反比。电阻小的用电器功率大。
  • 两个灯泡串联时,额定功率大的灯泡反而更暗(因为其电阻小,串联分到的功率小)。
  • 两个灯泡并联时,额定功率大的灯泡更亮(因为其电阻小,并联分到的功率大)。

📊 灯丝电阻与温度的关系

严格来说,灯丝的电阻会随温度变化:

  • 金属导体的电阻随温度升高而增大
  • 灯泡正常发光时温度很高(2000°C以上),电阻远大于不发光时
  • 刚开灯瞬间灯丝温度低、电阻小、电流大,最容易烧断
  • 题目中通常假设电阻不变以简化计算

⚡ 实际功率与额定功率的判断

用电器是否正常工作取决于实际电压:

U实 = U额 → P实 = P额(正常)
U实 > U额 → P实 > P额(过载,危险)
U实 < U额 → P实 < P额(欠压,偏暗)
  • 电阻不变时:P实/P额 = (U实/U额)²
  • 电压减半,功率变为原来的1/4
  • 比较灯泡亮度时,只需比较实际功率的大小

✏️ 练习巩固

💡 提示:每道题作答后会立即显示解析,请认真思考后再作答
第 1 题 ★☆☆ 基础
电功率的单位是?
A瓦特(W)
B焦耳(J)
C安培(A)
D伏特(V)
第 2 题 ★☆☆ 基础
电功率的公式是?
AW = UIt
BP = UI
CQ = I²Rt
DI = U/R
第 3 题 ★★☆ 巩固
标有"220V 40W"的灯泡,接在 220V 电路中,实际功率是多少?
A20W
B40W
C80W
D10W
第 4 题 ★★☆ 巩固
决定灯泡亮度的物理量是?
A额定功率
B实际功率
C额定电压
D通过电流
第 5 题 ★★★ 拓展
标有"220V 100W"的灯泡,接在 110V 电路中(电阻不变),实际功率为多少瓦特?

🧠 知识点问答

老师来考考你!下面的问题都来自本节课的知识点,看看你掌握了多少。每次点击"再考一次"题目顺序都会随机打乱哦!
🎉

课程完成!

恭喜你完成了「电功率」的学习!

📌 本节核心要点回顾:
① 电功率 P = W/t = UI,单位瓦特(W)
② 额定功率:额定电压下的功率
③ 实际功率:实际电压下的功率
④ 灯泡亮度由实际功率决定
⑤ 推导公式:P=I²R,P=U²/R(纯电阻电路)