第十八章 电功率—（人教版）（原卷版）.docx

更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址： 第十八章 电功率 考点精讲 考点1：电能 电功 一、电能： 1．来源：各种各样的发电厂和电池，把不同形式的能转化为电能，供人们使用。 2．利用：用电器将电能转化为各种形式的能。用电器工作的过程就是消耗电能的过程。 　　即：使电能转化为其他形式能量的过程。 3．单位： （1）国际单位：焦耳，简称焦，符号为J。 （2）常用单位：千瓦时，俗称度，符号kw·h。 （3）换算：1度=1 kW·h = 1×103W×3 600 s = 3.6×106 J 二、电能的测量和计算： 1．电能表的作用：测量消耗电能多少的仪表，又叫电度表。 2．电能表的参数及含义： （1）“220V”：表示这个电能表应该在 220 伏的电路中使用。 （2）“600 revs/（kW · h）”：表示接在这个电能表上的用电器，每消耗 1 kW · h的电能，电能表上的转盘转过 600 转。 （3）“10（20）A”：表示这个电能表的标定电流为 10 A，额定最大电流为20 A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。 （4）“50 ～”：表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。 3．电能表的种类：IC卡式电能表和电子式电能表。 4．电能表的读数及计算： （1）电能表一段时间内前后两次读数之差即为该段时间内消耗的电能。 （2）若已知电能表的转速和转数，可求消耗的电能： ①如电能表的转速为600revs/（kw·h），转数为20revs，则： ②如电能表的转速为3600imp/（kw·h），指示灯闪烁次数为90imp，则： 三、电功： 1．电功与电能的关系：电能转化为其他形式的能的过程就是电流做功的过程。有多少电能发生了转化就说电流做了多少功。 2．电功：电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短成正比。 3．公式：W=UIt W —— 焦（J） U ——伏 （V） I ——安（A） t —— 秒（s） 4．注意： （1）公式应用时，各物理量的单位应统一为国际单位。 （2）公式中的各物理量应针对统一段电路（导体、用电器）。 5．导出公式： （1）结合W=UIt和，可得到：。 （2）结合W=UIt和，可得到： （3）适用范围：这两个公式只适用于纯电阻电路。 典例分析 【例1】（2021·黑龙江齐齐哈尔市·中考真题）如图所示的电能表，在某段时间内转盘转了1800转，则此段时间内接在这个电能表上的用电器消耗的总电能是______，此电能表允许接入用电器的最大总功率是______。 【例2】民航局规定：严禁乘客携带超过160W·h（瓦・时）的锂电池上飞机，某品牌笔记本电脑的电池铭牌标有“10.8V 10A·h”字样，充满电后，存储的电能为______kW·h，该笔记本电脑______（选填“能”或“不能”）带上飞机。 【例3】给手机快速充电的过程，主要是将电能转化为______能，过一会儿，充电器发烫，这是通过电流______的方式，增大了物体的内能｡ 1．电能表读数时,要注意单位和小数点.单位是“kW·h”,读数最后一位是小数. 2．括号外的电流值是“标定电流”,对一般情况下读数不起作用;括号内的电流值是“额定最大电流”,它是电路的最大电流. 1．下列关于能量的说法中，正确的是（　 　） A．洗衣机工作时是将机械能转化为电能 B．电水壶工作时是将内能转化为电能 C．用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移 D．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少 2．华为公司推出首款5G折叠屏Mate X手机，该款手机采用向外折叠、可弯曲的屏幕，屏幕材料具有的特性是＿＿＿；给手机充电是把＿＿＿能转化为化学能；手机采用双电池结构，电池总容量高达4500mAh，可以在30min内快速充电80%，则充电电流为＿＿＿A。 3．为提倡节能环保，攀枝花市引进大量新能源电动公交车。为新能源公交车充电的导线较粗是为了减小导线的　 　。若充电过程中充电电流为100A，充电电压为380V，则新能源电动公交车充电2h消耗的电能为　 　kW•h。 4．完成下列单位换算： （1）19.3g/cm3＝________kg/m3； （2）5kW•h＝________J 5．华为某款手机锂电池上面标明电压为3.7V,容量为3000mAh,则它充满电后存储的电能为______J；该手机的待机电流为15mA,则该手机最长待机时间为______h。 6．图丙是小明家的电能表月初与月末的示数，则他家本月用电 度。 7．一个电能表，表盘上标明“720revs/(kW・h)”，它的意思是__________，呼和浩特教研室某段时间用电，电能表两次示数如图所示，该时间段该地区每度电电费1.2元。这段时间需要交付多少电费？ 1 6 3 2 0 1 9 5 1 7 知识点2：电功率 一、电功率（P）： 1．物理意义：表示电流做功的快慢。 2．单位：（1）国际单位：瓦特，简称瓦，符号是 W。 （2）常用单位：千瓦（kW），毫瓦（mW） （3）换算：1kW＝1×103W，1W＝1×103mW。 3．定义：用电器工作时，电流所做的功W与做这些功所用时间t之比，叫用电器的电功率。 4．定义式：。 （1）W——电功——焦（J），t——时间——秒（s），P——功率——瓦（W）。 （2）变形式：W＝Pt，。 （3）该式为定义式，P与W和t没有正、反比关系，适用于任何电路。 5．导出式：（1）由W＝UIt和可得：P＝UI，该式为普适式，适用于任何电路。其变形式有：和。 （2）由和可得：；适用于纯电阻电路。其变形式有：和。 （3）由和可得：；适用于纯电阻电路。其变形式有：和。 二、额定电压、额定功率 1．额定电压：用电器正常工作时的电压，用U额表示。 2．额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率，用P额表示。 3．实际电压、实际功率： 　（1）实际加在用电器两端的电压，称为实际电压，用U实表示。 　（2）用电器在实际电压下工作时的功率，称为实际功率，用P实表示。 4．实际功率与额定功率的关系： （1）U实 = U额，则 P实 = P额；用电器正常工作。 （2）U实 > U额，则 P实 > P额；可能烧毁用电器。 （3）U实 < U额，则 P实 < P额；用电器不能正常工作。 5．注意： （1）灯泡的亮暗程度是由实际电功率的大小决定的。 （2）用电器消耗的电功率随着它两端电压的改变而改变。 典例分析 【例1】（2021·黑龙江绥化市·中考真题）如图所示，电源电压不变，定值电阻R0=20Ω，电流表量程为0~3A，小灯泡L标有“8V 4W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。求： （1）小灯泡正常工作一分钟消耗多少电能? （2）电源电压是多少伏? （3）当开关S、S1、S2都闭合时，调节滑片P，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的最大功率是多少? 【例2】（2021·黑龙江绥化市·中考真题）某同学家中有一台电热饮水机，铭牌上部分信息如图所示，饮水机加热电阻不受温度影响。关闭家中其它用电器，只让该饮水机单独工作，电能表转盘转了50转用时60s，电能表参数如图所示，则该饮水机在这段时间内消耗的电能为______J，此时家中的实际电压为______V。 XX牌电热饮水机 额定电压 220V 额定功率 1210W 1．电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，用符号P表示． 2．电功率大小等于用电器在1秒时间内所消耗的电能．电功率的计算公式是P＝＝UI. 3．电功率的国际主单位是瓦特，用符号W表示；另一个常用单位是千瓦，用符号 kW表示；它们之间的换算关系是1 kW＝1 000 W. 4．额定电压是指用电器正常工作时的电压；额定功率是指用电器在额定电压下的功率．当灯泡的实际电压偏高时，灯泡实际功率会偏大，灯泡发光强烈；当灯泡的实际电压偏低时，灯泡实际功率会偏小，灯泡发光暗淡． 1．某同学在做“用滑动变阻器改变电流”的实验时，连接如图所示的电路，将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处，闭合开关S，发现小灯不亮，接下来的操作，在以下步骤中最合理的是（　　） A．断开开关S，更换额定功率大一点的灯泡重新实验 B．断开开关S，增加电池的节数重新实验 C．断开开关S，拆掉导线重新连接电路 D．观察电流表的示数是否为零，判断电路是否断路 2．如图所示电路，电源电压为12V且保持不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J。则下列结果正确的是（ ） A．电路中的最大电流为1A B．滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消粍的电能为60J C．滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8∶1 D．R1先后两次消耗的电功率之比为16∶9 3．如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω，电压表的量程为0～15V。电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则下列结果正确的是（　　） A．电源电压为20V B．R1的阻值为5Ω C．为了保证电压表不被烧坏，滑动变阻器的阻值变化范围为4～30Ω D．开关S闭合后电路消耗的最小功率为14.4W 4．现有电源、开关、电流表、电压表、灯泡、滑动变阻器各一个，其中灯泡的U﹣I图象如图所示。将这些元件用导线连成电路后，闭合开关，滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中，电压表的示数从5V开始减小，电流表的示数从0.3A开始增大。下列结论正确的是（　　） A．电源的电压为5V B．小灯泡的最大功率为0.3W C．滑动变阻器的最大阻值为20Ω D．整个电路的最小功率是1.8 W 5．如图所示的电路，电源电压恒为3V。闭合开关S，电流表A1示数为0.5A，A2示数为0.3A，则电阻R1是 Ω，通过电阻R2的电流是 A，电阻R1的电功率是 W，在5min内整个电路消耗的电能是 J。 A1 S R2 R1 A2 6．如图所示的电路中，L1标有“6V 3W“，L2标有“3V 3W”，闭合开关后，两灯均发光，此时电路的总电阻R总＝　　Ω，两电压表示数之比U1︰U2＝　 　；若将两灯并联后接入3V电路中，则两灯的实际功率之比P1︰P2＝　 　。（不计温度对灯丝电阻的影响） 7．（2021·湖北十堰市·中考真题）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡L正常发光时的电阻为10Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P从a端滑至b端的过程中，电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示。求： （1）小灯泡的额定功率和定值电阻R0的阻值； （2）滑动变阻器的最大阻值； （3）电路总功率的最大值和最小值。 知识点3：焦耳定律 一、焦耳定律 1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 2．公式：Q = I2Rt  3．单位：焦耳（J） 二、电能和电热关系 1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即 　　Q = W = UIt = I2Rt 　　如：电暖器，电饭锅，电炉子等。 2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能： 电能 内能+机械能 W＞Q热 三、电热的利用和防止 1．电热的利用 用来加热 利用电热孵化器孵小鸡 电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。 2．电热的危害 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。 典例分析 【例1】下列用电器主要利用电流热效应工作的是（　　） A．电饭煲 B．电视机 C． 洗衣机 D．油烟机 【例2】用图示装置探究“影响电热的因素”，A、B、C为三根相同的电阻丝。以A、B为研究对象，该实验探究的是在　 　不变时电热与　 　的关系；若将C也置于右侧容器中，这时B、C并联后可等效为一根电阻丝，那么，该装置还可探究在　 　不变时电热与　 　的关系。（填“电流”或“电阻”） 1．电流的热效应：是指电流通过导体时电能转化为热能的现象． 2．焦耳定律：Q＝I2Rt. 3．利用电热的实例有：长时间不用的电视机会受潮，可以每过一段时间通电利用电热来驱潮；各种电热器(自身发热的电热器)如电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器；电热器的主要组成部件是发热体，它是用电阻较大、熔点较高的材料制成． 4．防止电热危害的实例有：不要让电视机长时间工作；电视机的外壳上有散热窗；电动机外壳装有许多翼状的散热片；电脑内部装有散热风扇等． 1．下列说法正确的是（　　） A．纳米防水材料制成的镜子，在充满蒸汽的浴室内依然光亮 B．活塞式抽水机利用了连通器原理 C．通常情况下，盐水和食用油都是导体 D．超导材料可用于电饭锅的发热体和远距离输电线 2．下列说法正确的是（　　） A．电荷的移动形成电流 B．电路中有电压就一定有电流 C．把一根铜丝均匀拉长后电阻变小 D．长时间使用的手机发烫，是因为电流的热效应 3．如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A、B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1=R2=R3。小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关。下列说法正确的是（　　） A B A．此实验在探究电热Q与电阻R是否有关 B．通过R1的电流和通过R2的电流大小相等 C．电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等 D．通电后，A管的液面将会比B管的液面高 4．甲图是小灯泡L 和电阻R 的 I − U 图象。将小灯泡 L 和电阻 R 接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L 的实际功率为1W。下列说法错误的是（ ） A．只闭合开关S1 时，小灯泡L 的电阻为4Ω B．再闭合开关S2 时，电流表示数增加0.2A C．再闭合开关S2 时，电路总功率为1.4W D．再闭合开关S2 后，在1min 内电阻R 产生的热量为240J 5．在探究“影响电流热效应的因素”的实验中，要探究电流热效应与电流关系，应控制的变量是 .如图所示，R1＝5Ω，R2＝10Ω，电源电压3V，则通电10s电流通过R1、R2产生热量之比为 . 5．如图所示，电源电压恒为12V，定值电阻R1＝10Ω，R2＝15Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为18Ω，则R1上每秒钟发热的最小值为 　J，R3的电功率的最大值为　 　W。 6．（2021·甘肃中考真题）在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用了如图电路。 （1）为了在短时间内达到明显的实验效果，两烧瓶中应装入质量和初温都相同的___________（选填“水”或“煤油”），实验中通过观察___________来比较电流通过导体产生热量的多少； （2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系； （3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电流表示数___________（选填“相同”或“不同”），可以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系。 实验探究：测量小灯泡的电功率 一、伏安法测量小灯泡的电功率 1．实验目的：测量小灯泡的额定功率和实际功率 2．实验原理：P=UI 3．实验器材：电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表、电压表、导线 4．电路图： 5．记录表格 灯的规格 电压（V） 电流（A） 电功率（W） 灯的发光情况 U=U额 U>U额 U<U额 6．实验步骤： （1）按电路图连接电路。连接电路时，开关应断开；闭合开关前，滑动变阻器应滑到最大阻值处。 （2）合上开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压3.8V，观察小灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。 （3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为额定电压的0.8倍即3V，记录电流表示数，观察灯泡发光情况。  （4）调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压值的1．2倍即4.5V，观察灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。  （5）断开开关依次拆除电路，整理仪器。 7．计算、分析实验数据，得出结论： （1）灯的实际功率随灯的实际电压的增大而增大，随实际电压的减小而减小。即：U实＝U额时，P实＝P额；U实＞U额时，P实＞P额；U实＜U额时，P实＜P额。 （2）灯的亮度由实际功率决定。 二、安阻法测小灯泡的额定功率 1．实验目的：测量小灯泡的额定功率 2．实验原理：P＝UI 3．实验器材：电源、开关、滑动变阻器、灯泡（额定电压为U0）、电流表、定值电阻R0、导线 4．电路图： 5．实验步骤： （1）计算R0两端的电压为U0时的电流； （2）按电路图连接电路； （3）闭合开关S，移动滑动变阻器，使电流表A2的示数为I0，读出A1的示数I。 （4）计算灯L的额定功率： 三、伏阻法测小灯泡的额定功率 1．实验目的：测量小灯泡的额定功率 2．实验原理：P＝UI 3．实验器材：电源、开关、滑动变阻器、灯泡（额定电压为U0）、电压表、定值电阻R0、导线 4．电路图： 5．实验步骤： （1）按电路图连接电路； （2）闭合开关S，移动滑动变阻器，使电流表V2的示数为U0，读出V1的示数U； （3）计算灯L的额定功率：。 典例分析 【例1】“测量小灯泡的额定功率”实验中，器材有电源、滑动变阻器、两个电流表、小灯泡（U额为3.8V）定值电阻R0（阻值为10Ω）、开关及若干导线。 （1）根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中未画出的两条导线补充完整（ ）； （2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应置于______（选填“A”或“B”）端； （3）正确连接电路后，闭合开关，发现灯不亮，两电流表有示数且相同，故障可能是______或______； （4）排除故障后，为了测量小灯泡的额定功率，移动滑动变阻器的滑片，直到电流表A2示数为______A时小灯泡正常发光，电流表A1的示数如图丙，该示数为______A，则小灯泡的额定功率为______W。 【例2】小明家的台灯是通过电位器来调节亮度的。他猜想：台灯变亮时电位器消耗电能的功率会变小，为此他设计了如图甲所示的电路进行探究，已知电源电压为4V并保持不变，电压表（0~3V）2个，电流表（0~0.6A）， 滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）。 （1）电路中a是______表，b是______表； （2）实验中，小灯泡正常发光时电流表的示数为______A； （3）根据实验数据，绘制出滑动变阻器的由功率PR与小灯泡的电功率PL的关系图像如图乙所示，由图可知：小灯泡的电功率（亮度）变大时，滑动变阻器的电功率______； （4）假设实验所用的小灯泡能承受的最大电压可以高出其额定电压的，在确保电路中各元件安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡的电功率变化范围是从______W至______W。 实验中的常见问题 ① 小灯泡不亮，电压表示数近似等于电源电压，电流表示数为0——小灯泡处发生了断路(烧坏或接触不良)． ② 电压表示数为0，电流表示数不为0——小灯泡处发生了短路． ③ 小灯泡很暗甚至不亮，电压表和电流表均有较小的示数，且移动滑片，两表示数和小灯泡亮度不变——滑动变阻器同时接了下面的两个接线柱． ④ 小灯泡很亮，电压表和电流表均有较大的示数，且移动滑片，两表示数和小灯泡亮度不变——滑动变阻器同时接了上面的两个接线柱． ⑤ 若小灯泡不亮，电压表和电流表均有很小的示数——电路没有故障，将滑动变阻器滑片向阻值变小的方向移动即可． 1．在“测量小灯泡电功率”的实验中，当用手移动变阻器滑片时，眼睛应观察(　　) A．灯泡发光情况　　 B．电流表的示数 C．电压表的示数　　 D．变阻器滑片的位置 2．为测量某电热壶的电功率，小明同学把家中其余用电器均从电源上断开，只将该电热壶接入电路，观察电能表，发现在2 min内电能表转盘转过36圈。电能表的部分技术参数如下表所示，该电热壶的电功率是(　　) 电压 220 V 电流规格 10(20) A 电流频率 50 Hz 每千瓦时的转数 3600 revs/(kW·h) A.300 W　B．200 W　C．150 W　D．30 W 3．如图所示，电源电压为6 V保持不变，要测量额定电压为3.8 V的小灯泡的额定功率，下列说法错误的是(　　) A．闭合开关前，滑片P应移动到B端 B．闭合开关后，小灯泡不发光，可能是灯泡灯丝断了 C．滑片P向A端移动时，小灯泡额定功率变大，亮度变亮 D．当电压表示数为3.8 V时，读出电流表的示数，可算出小灯泡的额定功率 4．某同学按照如图所示的电路测定小灯泡的电功率，闭合开关S后，他观察到小灯泡不发光，但电流表、电压表指针有偏转。以下判断正确的是(　　) A．灯泡被短路 B．灯泡的灯丝断了 C．灯泡与灯座接触不良 D．灯泡的实际功率比额定功率小得多 5．将如图甲所示的电热水瓶，接入家庭电路中单独工作时，观察到电能表（ 如图乙） 的转盘转 6 转用时 1min。下列关于电能表和电热水瓶的说法正确的是（ ） A．电能表应接在空气开关和用电器之间 B．该电能表所在家庭电路用电器同时工作时总功率不能超过 2200W C．电热水瓶的实际功率是 600W D．若电热水瓶的指示灯损坏， 它的发热电阻还能工作， 说明它们之间是串联的 6．小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω） （1）为了能够顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用　 　（选填“A”或“B”）。 A．“10Ω 5A”的滑动变阻器 B．“50Ω 0.5A”的滑动变阻器 （2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是　 　。 （3）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图乙所示），分析图象可知：小灯泡的额定功率为　 　W。 （4）完成上面实验后，小军同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经坏，于是他又找来了两个