中考物理总复习：电功率（基础）知识讲解

选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 总复习：电功率（基础）总复习：电功率（基础） 责编：武霞 【考纲要求】【考纲要求】 1、从能的转化的角度认识电源和用电器的作用并能够进行电能的计算； 2、理解电功率和电流、电压之间的关系并能进行电功率的计算。能区别实际功率和额定功率； 3、焦耳定律； 4、串并联电路电能、电热、电功率的分配关系； 5、家庭电路及安全用电； 6、电功率的测量及焦耳定律实验探究。 【知识网络】【知识网络】 【考点梳理】【考点梳理】 考点一考点一 、电能及电能表电能及电能表（高清课堂电学（高清课堂电学 2:2:电功和电功率电功和电能）电功和电功率电功和电能） 1、电能：、电能：电源将其他形式的能转化为电能。用电器可以把电能转化成其他形式的能。 （将电能全 部转化成内能的用电器称为纯电阻用电器。如电饭煲、电炉子等；非纯电阻电路是有一部分电能转化 成除内能以外的其他形式的能，如洗衣机，电风扇等。 2、电能的单位：、电能的单位：国际单位是焦耳，简称焦，符号 J，常用的单位是度，即千瓦时，符号 kWh， 1kWh =3.6106J 3、电能表、电能表 作用：电能表是测量电功或者说是用户的用电器在某段时间内消耗电能多少的仪表。 读数：电能表的计数器上前后两次的读数之差就是用户在这段时间内用电的度数。 注意：计数器显示的数字中最后一位是小数。 表盘上的参数： 220V 表示电能表应接到 220V 的电路中使用； 5A 表示电能表允许通过的最大电流不超过 5A； 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 2500r/kWh 表示消耗 1kWh 的电能，电能表的表盘转 2500 转； 50HZ 表示这个电能表应接在频率为 50HZ 的电路中使用。 4、电功与电能、电功与电能 电流做功的实质：电流做功的过程实质就是电能转化成其他形式的能的过程。电流做了多少功就 有多少电能转化成其他形式的能。 电功的单位也是焦耳。 5、计算、计算 普遍适用公式 W=UIt=Pt (所有电路) 即电流在某段电路上所做的功等于这段电路两端的电压和电路 中的电流，和通电时间的乘积。电压的单位用 V，电流的单位用 A，时间的单位用 s，电功的单位就是 J。 导出公式（纯电阻电路） t R U RIW 2 2 t 考点二考点二 、电功率、电功率 1、定义：、定义：电功与时间之比。它是表示电流做功快慢的物理量。 2、单位：、单位：国际主单位 瓦特（W） 常用单位 千瓦（kW） 换算关系 1kW=1000W 3、计算、计算 普遍适用公式 UI t W P 推导公式 P=I2R=U2/R (适用于纯电阻电路) 4、额定功率和实际功率、额定功率和实际功率 额定功率：用电器在额定电压下的功率。 （用电器在正常工作时的功率） 实际功率：用电器在实际电压下的功率。 要点诠释：要点诠释： 1、实际功率随电压的变化而变化： 当 U实=U额时，P实=P额用电器正常工作； 当 U实P额长期使用会影响用电器的寿命，有时会损坏用电器。 2、对某一用电器而言，额定电压和额定功率只有一个，而实际电压和实际功率却有无数个。灯 泡的亮度是由它的实际功率决定的。 3、若不考虑温度对用电器电阻的影响，则有，即电阻一定时，实际电压是额定电 2 额 实 额 实 U U P P 压的 n 倍，则实际电流也是额定电流的 n 倍，实际功率是额定功率的 n2倍。 考点三、焦耳定律考点三、焦耳定律 1、电流的热效应：、电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。 2、焦耳定律：、焦耳定律： 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。 公式：Q=I2Rt (普遍适用) （纯电阻电路） 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 3、电热和电能的关系：、电热和电能的关系： 在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，Q=W。如电炉子。 在非纯电阻电路中，电能只有部分转化为内能，电热小于电能，即 QW。 考点四、家庭电路和安全用电考点四、家庭电路和安全用电 1、家庭电路的组成：、家庭电路的组成：两根进户线、电能表、闸刀开关、保险盒、插座、用电器和开关。 2、保险丝：、保险丝： 材料：由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成。 工作原理：当通过它的电流过大时，保险丝产生较多的热量，使它的温度达到熔点，于是保险丝 熔断。 接法：保险丝与所保护的电路要串联，且一般只接在火线上。 选择：保险丝在选择的时候应使其额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。越粗的保险 丝额定电流越大。 更换原则：保险丝在更换时不能用较粗的或铁丝、铜丝、铝丝代替。 三孔插座：左零右火中接地。 3、安全用电：、安全用电：安全电压不高于 36V。 要点诠释：要点诠释： 触电原因：家庭电路的触电都是由于人体直接或间接与火线接触造成的。 低压触电：包括单线触电和双线触电。 高压触电：高压电弧触电和跨步电压触电。 安全用电原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。 考点五、测量小灯泡的功率考点五、测量小灯泡的功率 1、实验原理：、实验原理：P=UI 测出小灯泡的电压 U 和电流 I，利用公式 P=UI 计算求得电功率。 2、实验器材：、实验器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、灯座、导线等。 3、实验电路图及表格：、实验电路图及表格： 次数 电压 U/V 电流 I/A 功率 P/W 发光情况 1 2 3 4、实验步骤：、实验步骤： （1）实验前准备：检查仪器是否齐全，规格是否合乎要求，查看小灯泡的额定电压 U额； （2）按电路图连电路，查无误，闭合开关，进行实验； （3）调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为 U额，记录电流表示数 I额； （4）调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压等于 1.2U额，记下电压表、电流表的示数，并观察小灯 泡发光情况； （5）调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压小于 U额，记下电压表，电流表的示数，并观察小灯泡 发光情况； （6）断开开关，计算电功率值填入表格。 5、数据分析，总结结论。、数据分析，总结结论。 (1)分析数据知，实际功率随实际电压改变而改变； (2)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大灯泡越亮。 6、注意事项：、注意事项： 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 A连接时，开关断开，防止因短路而损坏电源或灯泡。 B闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至滑动变阻器的最大阻值处，防止电路中的电流过大，将 灯烧坏。 C电源电压应高于灯泡的额定电压，防止无法调节到额定电压。 D电压表的量程应大于灯泡的额定电压，电流表的量程应大于灯泡正常工作时的电流。 E滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡正常工作时的电流，滑动变阻器的最大电阻值应与 灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显。 F通过三次不同电压下（额定电压，1.2 倍额定电压和低于额定电压）的测量，体会用电器的实 际功率并不一定等于额定功率，而是取决于加在用电器两端的实际电压。 G在做第二次实验时（实际电压不能超过额定电压的 1.2 倍）需要小心调节滑动变阻器，以免烧 坏灯泡。 H实验前，要检查电路并试触，实验结束后，要先断开开关，再整理器材。 【典型例题】【典型例题】 类型一、基础知识类型一、基础知识 1、如图是新式的电子式单相电能表，电能表上标有 6400imp/kWh，它表示 ；10A 字样表示 ；一台标有 800W 的取暖器，连续工作 2 小时，则电能 表的计数器上的显示数将从图甲变为 ；电能表的耗电指示灯将闪烁 次。 电能表的耗电指示灯闪烁越快，表示接入电路中的用电器的总功率 。 （填“越大”或“越小”） 【思路点拨】6400imp/kWh，它表示每消耗 1kWh 的电能，耗电指示灯将闪烁 6400 次，10A 表示标定 电流为 10A；已知功率和工作的时间，根据公式 W=Pt 可求消耗的电能，进一步求出电能表的示数； 电能表的耗电指示灯闪烁越快，表示接入电路中的用电器的总功率越大。 【答案】每消耗 1kWh 的电能，耗电指示灯将闪烁 6400 次 ；标定电流为 10A； 00332；10240； 越 大。 【解析】6400imp/kWh，它表示每消耗 1kWh 的电能，耗电指示灯将闪烁 6400 次，10A 表示标定电流 为 10A； 消耗电能 W=Pt=0.8kW2h=1.6kWh； 电能表的计数器上的显示数将从图甲变为 31.6kWh+1.6kWh=33.2kWh；即变为 00332； 电能表的耗电指示灯将闪烁 6400imp/kWh1.6kWh=10240 次； 在相等的时间内，电能表的耗电指示灯闪烁越快，表示接入电路中的用电器的总功率越大，消耗的电 能越多。 【总结升华】本题考查消耗电能的计算，难点是明白电能表的各个参数所表示的物理意义以及电能表 的读数方法。 举一反三举一反三 【变式】从如图所示的电能表中，可以获得的正确信息是（ ） 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 A电能表的读数为 3672kWh B电能表转盘转过 2500 转消耗电功率 1kW C用电器正常工作时的总功率不得超过 2200W D用电器正常工作时的总功率不得超过 4400W 【答案】C 2、甲、乙两灯分别标有“220V 60W”和“220V 40W”字样，若它们串联后接入 220V 的电路中， （选填“甲”或“乙”）灯较亮。 【思路点拨】 （1）由铭牌可知两灯泡的额定电压相等，根据 R=U2/P 比较两灯泡的电阻关系； （2）根据串联电路的电流特点和 P=I2R 比较两灯泡的实际功率，再根据灯泡的亮暗取决于实际功率的 大小判断灯泡的亮暗。 【答案】乙 【解析】本题是一道综合题，主要考查实际功率和额定功率的关系。解题的关键是看它们的实际功率 的大小，即灯泡的亮度由它们的实际功率决定。解答本题，按下列步骤进行： （1）先求出两灯的电阻： R甲 甲 甲 U P 2 W V 60 ）220（ 2 ，R乙 乙 乙 U P 2 W V 40 ）220（ 2 所以，R甲R乙。 （2）当两灯串联在220V电路中时： 由“220V 60W”和“220V 40W”可知，两灯正常发光的条件均是两端电压为220V，现在的条件是 U甲U乙220V，所以U甲220V，U乙220V，两灯均不能正常发光。此时P甲I甲2R甲，P乙I乙2R 乙，因为I甲I乙，R甲R乙，所以P甲P乙，即乙灯较亮。 【总结升华】本题考查了串联电路的电流特点和电功率公式的灵活运用，关键是灯泡铭牌参数含义的 理解与掌握。 举一反三：举一反三： 【变式】 （2016滑县一模）把标有“36V 15W”的甲灯和标有“36V 5W”的乙灯串联后接在电压是36V的 电路中，下列说法正确的是（ ） A因为两灯串联，甲灯的电阻较小，所以甲灯两端电压小 B因为通过它们的电流相等，所以一样亮 C因为甲灯额定功率较大，所以甲灯较亮 D因为乙灯实际功率较大，所以乙灯较亮 【答案】D 3、标有“6V、3W”的灯 L1和标有“6V、1W”的灯 L2串联后接在 12 伏的电源上，求灯 L1的实际功率。 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 【思路点拨】已知灯 L1和灯 L2的额定电压和额定功率，可利用公式 R=U2/P 求得两灯的电阻，灯 L1和 灯 L2串联，利用串联电路电阻的特点，可以求出总电阻，知道电源电压，由欧姆定律求得两灯 R U I 的实际电流，已求出 L1的电阻，可利用公式 P=I2R 求得实际功率。 【答案与解析】 12 3 )6( 2 1 2 1 1 W V P U R 额 额 36 1 )6( 2 2 2 2 2 W V P U R 额 额 0, 9 4 3 ,3 4 1 3 1 36 12 1122 21 2 1 2 1 PLLUU UUUU R R U U L 无法工作电路断路会烧毁 伏伏 串联 额 【总结升华】本题考查了串联电路电流和电阻的特点，并可以利用电功率计算。 举一反三：举一反三： 【变式】今有“6V、6W”的电灯 L1和“6V、1.5W”的电灯 L2各式各一盏，把它们分别接到电压 6 伏的电源 上，要求两灯具有同样的亮度，应在哪一盏灯的电路里串联一个电阻？阻值为多大？ 【答案与解析】 解：解：U=U额1=U额2=6V 若L1、L2直接接入6伏电路上均能正常发光，即P1=6W，P2=1.5W。 今要求两灯具有相同的亮度，即L1的实际功率与L2的额定功率相同： P1=P2=P额2=1.5W L1的电路中应串联一个电阻RX起分压作用，如图所示 6 6 )6( 2 1 2 1 1 2 W V P U R R U P L 额 额 欧由分压原理可得 伏伏伏串联 伏欧瓦 6: 336 365 . 1 1 12 111 LX L RR UUU RPU 答：答：应给“6V、6W”的电灯串联一个6欧的电阻。 4、如图所示为小明所连的两盏白炽灯和两个插座的电路图。下列说法正确的是( ) A拆掉灯丙，两线头连在一起会造成短路 B拆掉插座甲，两线头连在一起会造成短路 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 C拆掉 S1，两线头连在一起会造成短路 D拆掉 S2，两线头连在一起会造成短路 【思路点拨】如图，因为插座甲的位置问题使得插座丁和灯乙不能正常工作，分别分析拆掉灯丙、插 座甲、开关 S2、开关 S3把两条导线连在一起时，电路所处的状 态，看有无短路现象，若有短路现象，会使电路中的电流过大， 易引起火灾。 【答案】A 【解析】选项 C、D 描述情况正好是把灯丙，插座丁连入电路，不 会造成短路，故 C D 错误。插座甲串联在火线上，当此处连通时 灯乙正常工作。若同时将甲与丁连通，再闭合 S2时才能造成短 路，故选项 B 错误。 【总结升华】本题考查了学生对插座的连接方法、短路危害的了解和掌握，属于与实际用电相结合题 目。 类型二、知识运用类型二、知识运用 5、 （2016德江县模拟）如图所示，将灯 L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为 U 的两个电路 中，在甲图中灯 L1的功率为 4W，在乙图中灯 L1的功率为 9W。设灯丝电阻不变下列说法中不正确的 是（ ） A甲、乙两图中灯 L1两端的电压之比是 2：3 BL1、L2两灯灯丝电阻之比是 2：1 C甲图中灯 L1、L2的功率之比是 2：1 D甲、乙两图电路消耗的总功率之比是 4：9 【思路点拨】甲图中，两灯串联，乙图中两灯并联，根据公式可求甲乙两图中灯 L1两端的电压 之比。在甲图中，电流相等，根据欧姆定律可知电压之比就等于电阻之比，已知甲图和乙图中灯 L1两 端的电压之比，可求出电阻之比。在甲图中，两灯串联，电流相等，已知电阻之比，根据公式 P=I2R 可 求电功率之比。已知电源电压不变，在甲图中，两灯串联，乙图中，两灯并联，根据公式可求 总功率之比。 【答案】D 【解析】甲图中，灯 L1的功率，乙图中，灯 L1的功率，所以， 所以，故 A 正确；在甲图中，灯 L2两端的电压为 U2，两灯串联，所以，所以，串联 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 电路电流相等，所以，故 B 正确；在甲图中，灯 L1的功率 P1=I2R1，灯 L2的功率 P2=I2R2， 所以，故 C 正确；在甲图中消耗的总功率，在乙图中消耗的总功率 ，所以，故 D 错误。故选 D。 【总结升华】本题考查电阻之比、电压之比、电功率之比，关键是欧姆定律和电功率公式及其变形的 应用，还要知道串、并联电路电流和电压的规律。 举一反三：举一反三： 【变式】如图所示的电路中，电源电压保持不变。开关 S 由闭合到断开，电路消耗的总功率之比为 4： 3。如果 R1=12，则 R2的电阻是（ ） A36 B16 C9 D4 【答案与解析】 6、科学探究活动小组的同学们制作了一台家庭调光灯模型，如图是设计的电路图，其中小灯泡 L 标有“6V 3W”字样，当开关 S 扳到触点 a 时，小灯泡正常发光，当开关 S 反向触点 b 时，通过小灯 泡的电流减少了 0.2A，假定灯丝电阻及电源电压不变，求：小灯泡 L 的电阻值；R 的电阻值； 开关 S 扳向触点 b 时，电阻 R 消耗的功率。 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 【思路点拨】当开关 S 扳到触点 a 时，知道额定电压和额定功率可以求灯丝电阻，和正常发光时的电 流，也就可以求出当开关 S 扳到触点 b 时的电流，再利用 P=I2R 求解。 【答案】12； 8； 0.72W 【解析】 当 S 扳到 a 点时灯 L 正常发光，知电源电压，电路中电流为 当 S 扳到 b 点时，灯 L 与 R 串联，电阻变大，电流变小 电路中电流 总电阻 ， 【总结升华】电学计算题可求的物理量较多，综合性较强，类型多类，但百变不离其宗，只要理解计 算公式，最终都将化繁为简。 举一反三：举一反三： 【变式】保温箱的简化电路如图所示，A 为温度传感器，它的作用相当于开关，达到设定温度时自动断 开电路，低于设定温度时，自动接通电路。S 是保温箱的温度设定开关，它有三个档，分别为 60、 50和 40，加热功率分别为 90W、72W 和 45W。电源电压为 36V，R1、R2、R3都是发热体。求： （1）当 S 拨至位置 1 时，加热功率是多少？R1的阻值是多 少？ （2）当 S 拨至位置 3 时，电路中的电流是多少？ （3）当 S 拨至位置 2 时，R2的阻值是多少？ 【答案与解析】 （1）R1、R2、R3都是发热体， 可知： U总一定时，串联电阻越多时，R总越大，P热越小，是低温档。 所以当 S 拨至位置 1 时，加热功率为 90W，是 60高温档： 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 电路中只有 R1工作， （2）当 S 拨至位置 3 时，R1、R2、R3是串联，总功率是 45W，利用 （3）当 S 拨至位置 2 时，根据前面求出的 R1=14.4和此时功率 72W， 知 7、某同学做“测量一个小灯泡的电功率”实验，所用灯泡的额定电压是 2.2V。 （1）如图是他实验的电路，但连接不完整，请你帮他完成电路的连接。 （2）电路连接完整后，当向右移动滑动变阻器的滑片 P 时，电压表的示数将_，电流表 的示数将_ （3）实际实验的有关记录与计算如下表 实验次数123 电压（V）2.201.502.50 电流（A）0.220.160.24 功率（W）0.4840.240.60 该同学注意到灯的亮度变化是：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮。你认为，根据他观察 的现象和实验数据分析，可得出一些什么结论呢？请你说出两点（这两点的意思应不同）： _ _ （4）他还注意到，这个实验记录也可以用来计算灯丝的电阻，并完成了有关计算如下表格： 实验次数123 电压（V）2.201.502.50 电流（A）0.220.160.24 灯丝电阻（）10.009.3810.42 这位同学有些纳闷儿：导体的电阻不是与电压、电流无关吗？怎么三次计算的灯丝电阻却不一样 呢？ 请你对此做出两种可能性的解释： _ _ 【思路点拨】 （1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，且与灯泡并联；滑动变阻器按一上一下的 原则串联在电路中。 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 （2）根据确定接入电路电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端的电压变化。 （3）表格中包含电压、电流、功率。观察到灯泡的亮度，可以分析，灯泡亮度与功率、功率与电压、 电压与电流的关系等。 （4）根据电表的分度值和量程读出电表的示数，根据欧姆定律求出此时灯