《2025年新课程实践与探究丛书九年级物理全一册人教版》

1. 额定电压与额定功率
| | 额定功率 | 实际功率 |
| 区别 | 概念 | 用电器在额定电压下工作时的电功率 | 用电器在实际电压下工作时的电功率 |
| | 是否变化 | 是确定的、唯一的,不随实际工作电压的改变而改变 | 是不确定的,随用电器两端所加电压的改变而改变 |
| 联系 | 当用电器两端的实际电压等于额定电压时,用电器的实际功率等于额定功率 |

当 $ U_{实} = U_{额} $ 时,$ P_{实} $______$ P_{额} $；用电器正常工作。
当 $ U_{实} ＞ U_{额} $ 时,$ P_{实} $______$ P_{额} $；用电器超负荷工作,可能损坏用电器。
当 $ U_{实} ＜ U_{额} $ 时,$ P_{实} $______$ P_{额} $；用电器不能正常工作,不会损坏用电器。

答案： ＝ ＞ ＜

2. 小灯泡的亮度是由______功率来决定的(而与标称的额定功率大小无关)。______功率越大,则小灯泡越亮,反之,小灯泡越暗；实际功率相同的灯泡,无论它的额定电压是否相同,其亮度都相同。
用电器使用时一定要注意它的额定电压,只有在额定电压下用电器才能正常工作。标有“PZ 220 V 60 W”的灯泡,其中“PZ”表示普通照明的意思,“220 V 60 W”表示该灯泡的额定电压是 220 V,额定功率是 60 W。

答案： 实际 实际

例 1 (2024·徐州)如图所示,电源电压不变,灯泡 L 标有“6 V 3 W”字样,$ R_1 $、$ R_2 $ 为定值电阻。当 S 闭合,$ S_1 $ 和 $ S_2 $ 断开时,灯泡 L 正常发光,L 和 $ R_1 $ 的功率之比为 3 : 1；当开关都闭合时,$ R_1 $ 和 $ R_2 $ 的功率之比为 4 : 1。求：
(1)灯泡 L 正常发光时的电阻；
(2)开关都闭合时 $ R_2 $ 的功率。

思路点拨 (1)根据 $ P = \frac{U^2}{R} $ 可得灯泡正常发光时的电阻；(2)当 S 闭合,$ S_1 $ 和 $ S_2 $ 断开时,灯泡 L 和 $ R_1 $ 串联,结合功率之比等于电阻之比,计算 $ R_1 $ 电阻大小,根据串联电压规律计算电源电压；当开关都闭合时,$ R_1 $ 和 $ R_2 $ 并联,结合并联电路的特点分析电阻,根据 $ P = \frac{U^2}{R} $ 计算 $ R_2 $ 的功率。
规律总结 本题考查动态电路,会识别电路的连接,会利用变形公式计算电功率。

答案：
(1)灯泡L标有“6V　3W”，由$P=\frac{U^2}{R}$可得，灯泡的电阻为：$R_{L}=\frac{U_{L}^2}{P_{L}}=\frac{(6\ V)^2}{3\ W}=12\ \Omega$；
(2)当S闭合，$S_1$和$S_2$断开时，灯泡L和$R_1$串联，根据串联电路中电流相等，$P=UI$知，电压之比等于功率之比，为3∶1，灯泡正常发光且电压为6V，则电阻$R_1$的电压为2V；电源电压$U=U_{L}+U_1=6\ V+2\ V=8\ V$；根据$P=UI=I^2R$知，电功率之比等于电阻之比，故电阻之比为3∶1，则$R_1=\frac{1}{3}R_{L}=\frac{1}{3}×12\ \Omega=4\ \Omega$；当开关都闭合时，L被短路，$R_1$和$R_2$并联，根据$P=\frac{U^2}{R}$，电功率之比等于电阻倒数的比，$R_1$和$R_2$的功率之比为4∶1，电阻之比为1∶4，故$R_2=4R_1=4×4\ \Omega=16\ \Omega$；结合并联电路的特点分析，根据$P=\frac{U^2}{R}$计算$R_2$的功率，则$R_2$的功率$P_2=\frac{U_{电源}^2}{R_2}=\frac{(8\ V)^2}{16\ \Omega}=4\ W$。