2020年中考物理重难点专练16电功、电功率(专项四电学)(含解析)

1、专项四电学重难点16电功、电功率【知识梳理】1.电功、电功率、电热物理量定义符号国际单位主要计算公式联系电功电流所做的功W焦耳（焦），符号：JW=UItW=Pt电功率单位时间内用电器所做的功P瓦特（瓦），WP=UIP=W/t电热电能转化为内能（热效应）Q焦耳（焦），符号：JQ=I2Rt当电能全部转化为内能时，有Q=W2.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时 间成正比。数学表达式：Q=I2Rt。3.额定功率和实际功率：用电器正常工作时的电压，叫额定电压；此时的功率，为额定功率； 额定电压和额定功率都只有唯一确定值，不随电压、功率的改变而改变。实际电压，

2、决定实际 功率，一一对应。实际电压与额定电压实际功率与额定功率U实v U额P实V P额U实=U额P实=P额U实 U额P实P额4.测量小灯泡的电功率的原理：P=UI.5.主要计算公式和比例计算中的比例式物理量计算公式串联电路中比例并联电路中比例电功W=UItW=PtW：WfR:R2；WxW+WW：W2=R:RiW总=W+W电功率通用：P=UI;P=W/t。适用于纯电阻：P=I2R;P=U2/R。P1：P2=P1：P2P=P1+P2P1：P2 = P2：P1P总=P1+F2实际功率通用：P实=U实I实。适用于纯电阻：P实=1实2R；P=U实2/R。电热通用：Q=I2Rt适用于纯电阻：Q=UR/t.

3、Q:Q2=R:R2；Qe=Q+QQ:Q2=Q:Q1Q*Q+Q6.利用电能表测电功、电功率假设电能标有 M转/Kw.h,电能表在t时间内转过N转，则电功 W=jkW.h=x3.6 X106J.电功率为 P= = W t Mt【解题思路】1 .总的来说，思考方法与欧姆定律的基本相同，要注意的是注意公式的使用范围。2 .测小灯泡电功率的实验中不能对不同电压下的电功率求平均值。最高电压不要超过额定电压的1.2倍。电表量程的选择：额定电压的大小决定电压表的量程，电压表的量程要高于额定电压。求额定功率时，一定要用额定电压去乘以额定电压下的电流值。3 .电热问题的解题思路(1)串联式电加热典型电路图只I合S

4、, R2工作，低温档；S、So同时闭合，高温档。R、R2并联。(2)并联式电加热典型电路图只I合S, R2工作，低温档；S、&同时闭合，高温档。R、R2并联。4 .图像分析：主要是小灯泡的伏安曲线。在考虑灯丝电阻随温度改变的题目中，一般用伏安曲线给出小灯泡的电阻。在相应的计算中，要根据图像获取灯泡的电阻或者功率。 【真题再现】1. (2019山东荷泽)下列电器中，利用电流热效应工作的是()A.电风扇B.电暖气C.电视机D.电磁继电器【答案】B【简析】电风扇的电动机工作时主要把电能转化为机械能，A错。电暖气工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，B正确。电视机主要是把电能转化为光

5、能和声能，C错。电磁继电器主要利用了电流的磁效应工作的，D错。2. （2019浙江宁波）某些金属在温度降到一定值时， 其电阻会突然消失，这种现象称为超导现象。假设白炽灯的灯丝、电风扇的线圈、电水壶和电熨斗的电热丝都用超导材料制作，通电时能正常工作的是（）风扇A. 白炽灯 B. 白炽灯 C. 电水壶 D. 电熨斗【答案】B【简析】白炽灯灯丝、电水壶、电熨斗都是利用电流的热效应工作的，如果导体没有电阻，当 用电器通电时，用电器不会产生电热，它们都无法工作。电风扇主要是电动机工作，将电能转 化为机械能和内能，假设导体没有电阻，当电动机通电时，电动机不会产生电热，电能全部转 化为机械能，效率更高更好，

6、 B正确。3. （2019浙江宁波）如图所示，电源电压恒定，当开关Si和S2断开、$闭合时，电压表的示数是2.0V,电流表的示数是 0.1A,当开关Si和&闭合、S3断开时，电压表的示数是 6.0V,则 此时（）A.电路总电阻为 60 aB.电流表读数为 0.3AC. R2的功率为0.9WD. imin内电路消耗的总电能为 108J【答案】C【简析】（1）当开关S和S2闭合、S3断开时，R与R2并联，电压表测电源两端的电压，则电源两端白电压 U= 6.0V;当开关Si和S2断开、S3闭合时，R与R串联，电压表测Ri两端的电压，U? 0V电流表测电路中的电流，由I =三可得R =7 =

7、A , = 20Q ; R两端的电压：U2= U- Ui = 6.0VKJ-1 U. 1A6 4 OV-2.0V = 4.0V,则R2的阻值R> = -= 77T = 40Q° （ 2）当开关Si和S2闭合、S3断开时，R与R2并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，电路的总电阻"靛=噩端衿1肛A错。干路电流表的读数尹温'"八"错。因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，的的功率B =2一=0Q_=1.2W, C正确。1minR2 30。内电路消耗的总电能 W止t =0Q：x60s= 180J, D错。R 1204. （2019天津

8、市）现有一个电压不变的电源，两个定值电R、R.先将这两个电阻以某种形式连接到电源上，R消耗功率为P。；再将它们以另一种形式连接到该电源上，R消耗功率为9R.两种连接形式中均有电流通过R,则先后两种连接形式中（）A.R两端的电压比为 1: 2B.R两端的电压比为 1 : 3C. R2消耗的功率比为 1: 9D.R2消耗的功率比为 2: 9【答案】B【解析】（1）将这两个电阻以某种形式连接到电源上，R消耗功率为：Po上;另一种形式连国接到该电源上 R1消耗功率为：9P0="比较两式可得： " =9X U，解得R两端的电压比 /?j/?!为U: U' =1: 3, A错，

9、B正确。（2）因为R1、R2接到同一电源上，且第 2次R两端的电压更大，所以，第一种以串联方式连接；第2次以并联方式连接，如下图：71TtUL - u -则由并联电路的特点和前面的解答可得，电源电压U=U' =3U;因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以，串联时， 的两端的电压 U2=U-U1=3U1-U1=2U1,并联时， 的两端的电压r7U2' =U=3U;则第一种连接时，的消耗的功率：心=式；第二种连接时，R消耗的功率：P2'P #心明.1则立造=（鬲2=（就）2"。D错。 d jf -2-0 3V, 字样，5. （2019山东枣庄）在如图所示的电

10、路中，电源电压为 4.5V保持不变，电压表量程 电流表量程0-0.6A,滑动变阻器 R的规格是“10Q 1A"，灯泡 L标有“2.5V 0.5A ” 若闭合开关S,两电表示数均不超过所选的量程，灯泡两端电压不允许超过额定电压，不考虑 灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（）A.电流表的示数变化范围0.3A0.6AB.灯泡消耗的最小功率为0.9WC.电路消耗的最大总功率为2.7WD.滑动变阻器允许调节的阻值范围是410a【简析】由图可知：灯泡和滑动变阻器是并联的，电流表测量整个电路电流，电压表测量灯泡的电压。灯泡电阻整 =50。当滑动变阻器向左移动时，电路中最大电流为0.5A,Il因为要

11、照顾元件中最小的电流值，否则会烧坏最小电流的用电器。当滑动变阻器电阻最小时，电流表示数I最小=0.5A。当电流为0.5A时，灯泡正常工作，电压表测量灯泡电压，所以电压表示数为2.5V。此时滑动变阻器电阻R最小二4二空二塔萨=皿当滑动变阻器电阻最大时，电路电流最小电流表不会被烧坏，电压表示数也变小也不会被烧坏，所以滑动变阻器可以取最大值100。所以滑动变阻器允许调节的阻值范围是4100。电路电流为I总U U 4.5V二 容=瓦4瓦=引用而 二°.3A；电压表示数为：U' l=I总R=0.3AX5Q= 1.5V,滑动变阻器J.-可以取最大值为10。综合上面的种情况可得：电流表的示

12、数变化范围0.3A0.5A,A错。灯泡的最小电流为 0.3A,最小电压是1.5V,灯泡消耗的最小功率：P'=UI总=1.5VX0.3A = 0.45W, B错。电源电压是 4.5V,最大电流是 0.5A,电路最大功率： P= UI = 4.5V X 0.5A = 2.25W. C错误。滑动变阻器的电阻变化范围是 4Q - 10Q, D正确。6. （2019湖南邵阳）李芳家的电子式电能表表盘上标有“3000imp/ （kW?h ”的字样，其含义是电路每消耗lkW?h的电能，电能表上指示灯闪烁 3000次。她把家中的其他用电器都与电源 断开，仅让一个用电器工作 3min,发现电能表指示灯闪

13、烁了 60次。该用电器在上述时间内消 耗的电能为 kW?h【答案】0.02【简析】由电能表的盘上标有“ 3000imp/ （kW?h : 可知电路中每消耗1kW?h的电能，电能表的指示灯闪烁 3000次。指示灯闪烁 60次消耗的电能 W=kW.h=；7- kW.h=0.02 kW.h 。7. （2019山东威海）将分别标有“ 6V, 6W"和“3V, 3W的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3V的电源两端， 灯更亮；若并联接在该电源两端，两灯消耗的功率之比P甲：P乙=。（忽略温度对灯丝电阻的影响）【答案】甲1:2/U甲'（6V”Ut 2【简析】（1）由P=-可得，两灯的电阻分别为：

14、一=12 =60, R乙=，一RP额甲 6WP额乙2= （3V）=30。若两灯串联，因串联电路中电流处处相等，R甲> R乙，由P=/R可得P甲实3WP乙实，所以甲灯比乙灯更亮。（2）若并联接在该电源两端，并联电路中各支路两端电压相等，即U并甲=U并乙，由P= UI =可得，两灯消耗白功率之比：P并甲：P并乙=注电一：一若工一=RR甲 R乙并用, RN 区乙301瓦铲 十并乙一而前一1。8. （2019天津市）如图甲所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S,滑动变阻器滑片 P从a端移动到b端的整个过程中，电流表示数I与电压表示数 U的关系图象如图乙所示。则电阻R的阻值为;当变阻器滑片 P处

15、于a端时，电阻R消耗的电功率为 W【答案】10 0.1【简析】由甲图可知，定值电阻R与滑动变阻器 R2串联，电压表测 R两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）当滑片位于b端时，电路为 R的简单电路，电压表测电源电压，此时电路中的电流最大，由乙图可知，电源电压U=3V此时 R两端的电压 U=U=3V,电路中的电流fTt ：出I=0.3A , R1= = - =10QO （2）当滑片位于 a端时，R、R2串联，电压表测 R1两端的电压,由乙图象可知，此时电路中的电流I' =0.1A时，R两端的电压 U' =1V,电阻R消耗的电功率R ' =U1' I '

16、=1VX 0.1A=0.1WA提供了如图的实验器材， 其中R>R。9. 在“探究电流产生的热里与哪些因素有关”的实验中,实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系:（1）请按照图中的电路图将对应实物图连接完整；（2）电路中电阻丝的连接方式是为了控制 ;电阻丝放出热量的多少，通过 来进行判断：（3）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R热的煤油温度升高了 ti,用电阻丝R2加热的煤油温度升高了 t2,那么 t1 t2 （选填“大于”，“等于”或“小于”） 实验二：探究电流产生的热量与电流的关系（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：

17、用电阻丝R （或R）加热的煤油，温度升高%'（或 t2' 2A ti （或24t2）（选填“大于“等于”或“小于”），该实验说明电流产生 的热量与电流的 正比例关系。（5）你认为做这个实验产生误差的主要原因是 。【答案】（1）（2）电流和通电时间相等温度升高的示数（3）大于（4）大于不成正比（5）两瓶煤油的质量大小是否相等【简析】（1）探究电流产生的热量与电阻的关系，要使电流和通电时间相同，电阻不同，所 以需要将R和R2串联在电路中。滑动变阻器的连接要“一上一下”接入电路，这里已经接好 上面的接线柱，所以需将下面的一个接线柱接入电路，综合分析如上图所示。（2）将Ri和R2串联在

18、电路中，利用“串联电路中电流处处相等，同时工作，同时不工作”的特点来控制“电 流”和“通电时间”这两个变量。这里比较电阻放热的多少，是通过加热等质量的煤油，让其 温度升高的多少来间接判断的，使用了 “转换法”。（3）因为R>R,在电流和通电时间相等时，根据焦耳定律，电阻大的放热多，所以ti大于tz。（4）根据焦耳定律，在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多，所以ti'（或 t2'大于24 ti （或24t。（5）本实验的误差主要来源于两容器的质量和煤油的质量是否相等。10. 在小明“测量小灯泡的电功率”的实验中，有如下器材：电源为两节新的干电池，小灯泡额定电压为

19、2.5 V,阻值约为ioa,滑动变阻器上标有“ 20QiA”字样。口（1）请你在图甲中用笔画线代替导线帮助小明完成电路连接（要求导线不得交叉）；（2）连接电路时，小明应让开关处于 状态，滑动变阻器的滑片置于 端（填“A”或“B”）；（3）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，出现这一故障的原因可能是小灯泡处 （选填“短路”或“断路”）；（4）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，此时通过小灯泡白电流是 A,则小灯泡的额定功率是 W（5）请你判断：小明能否求小灯泡在2V、2.5V和3V时对应的电功率的平均值， （选填“能”或“不能”），原因是 。【答案】（1）如图所示：（2）断开B（3）断路（4） 0.28 0.7【简析】（1）小灯泡的额定电压为 2.5V,所以电压表选用小量程与灯并联，变阻器应该“一上一下”接入电路中，这里已经接入了下端，所以应该将上端的一个接线柱接入电路中，如上图 所示。（2）连接电路时，小明应