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文档简介
重难点04电功率焦耳定律
工命题趋势
考点三年考情分析2025考向预测
1、额定功率与实际功率通常结合2024年北京中考:含电功率的动态电功率一般在选择题、填空题、计
灯泡铭牌信息考查灯泡能否正常电路分析、实验:测量小灯泡的电算题、实验题中都有出现,结合电
发光、灯泡亮度比较等;功率路图、图像、家用电器、生活场景
2、动态电路相关分析常考查电表2023年北京中考:含电功率的动态等考查。
示数及相应物理量、灯泡亮暗的变电路分析常考考点有:电能表的认识与相关
化判断等;2022年北京中考:含电功率的动态计算、额定功率与实际功率、含电
3、电功率计算要对欧姆定律及电电路分析、电能表的认识与相关计功率的动态电路分析(高频)、电
功率公式灵活应用,常结合电路图算功率的计算、用电器相关计算(高
和图像分析与计算;频)、实验:测量小灯泡的电功率、
4、用电器相关计算作为中考高频探究电流产生的热量与哪些因素
考点,主要考查的内容及公式有:有关等。
结合铭牌、的多挡位计算、非挡位
的电热综合计算等。
重难诠释◎
【体系构建】
注意区分测量定值电阻
6
焦耳(J)1kWh=3.6xlOJ与小灯泡电功率的不同,
单位
千瓦时(kW-h)或度〉
原理
重要数据含义
测量电路图
读数电能表电能
滑动变阻器的作用
计算
普适电能转化为其他形式能
单位:瓦特(W)
(电流做功)的过程
公式:W=Ult普适
wu2
适用于纯电阻电路:P^-=UIP==FR
2--~~—
U2
W=——t=FRt电功电功率。额与「额适用于纯
R电阻电路
U实与P实
电流做功的快慢
普适
公式:Q=PRt
【知识必备】
知识点01电能
1、电能的来源:其他形式的能转化为电能。
电能来源能量转化
干电池、蓄电池化学能一电能
火力发电燃料的化学能一电能
水力发电、风力发电机械能一电能
太阳能发电太阳能一电能
核能发电站核能f电能
2、电能的利用
用电器是消耗电能的装置,消耗电能的过程,就是把电能转化成其他形式的能的过程,消
耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能。
3、电能的符号及单位
(1)符号:电能用符号/表示。
(2)单位:在国际单位制中,电能的单位是焦耳,简称焦,用符号J表示。电能的常用单位是_王
瓦时,俗称度,用符号kwh表示。换算关系为IkW*=3.6’10"。
知识点02电能表
1、作用:计量用电器在一段时间内消耗的电能。
2、读数方法
电能表在一段时间内前后两次示数的差值,就是这段时间内用电的度数,即这段时间内消耗的电能。最后
一位框内数字为小数。
【注】电子式电能表独有的"3000imp/(kW•h)”表示接在这个电能表上的用电器,每消耗IkW-h的电能,
电能表的指示灯闪烁3000次。
kWh
1。1口2|5|6|回
DDSD443
单相电子式电能表
220V10(40)A50Hz
3000imp/(kw-h)[>O
后示灯|
知识点03电功
1、电功
电流做的功叫电功,用字母/表示。电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功
的过程,有多少电能发生了转化就说电流做了多少功,即电功是多少。
【注】电功是过程量,反映的是电能消耗的多少;电能是状态量,反映的是能够做功的本领。
2、电功的计算
(1)公式:W=UIT。(适用于所有电路)
考点二电功率
知识点01电功率
1、定义:电功与所用时间之比,用符号户表示。
2、物理意义:表示电流做功的快慢。
3、单位:瓦特,简称瓦,用符号W表示。常用单位还有千瓦(kW),它们的换算关系是lkW=1000Wo
4、常见用电器的电功率
家用空调、电饭煲、微波率、烤箱约80W电吹风、洗衣机约500W
液晶电视机、电冰箱约100W热水器约2000W
台式计算机约120W手电筒约1W
5、电功率的计算
知识点02额定电压额定功率
用心口表示,是唯一的。
1>额定电压:用电器_正常工作—时的电压,
用%表示,是唯一的。
2、额定功率:用电器_正常工作—时的功率,
用L二表不,是
3、实际电压:用电器_实际工作—时的电压,可能与额定电压相等,也可能不等,
变化的。
用弓实表示,
4、实际功率:用电器实际工作时的功率,可能与额定功率相等,也可能不等,
是变化的。
5、额定电压、额定功率、实际电压、实际功率之间的关系
用电器两端电压电功率用电器工作情况
品气正常工作
/冯%>p用电器不能正常工作,有可能损坏用电器
%V%弓(弓用电器不能正常工作
6、影响灯泡亮暗的因素:灯泡的亮暗由其实际功率决定,实际功率越大,灯越亮。
知识点03串、并联电路的总功率
1、串联电路总功率
串联电路的总功率等于各串联用电器的电功率之和,即P=R+6。
2、并联电路的总功率
并联电路的总功率等于各并联用电器的电功率之和,即P=R+鸟。
3、串联电路电功率的分配
纯电阻串联电路中,各电阻消耗的电功率与其阻值成正比,即只《
4、并联电路电功率的分配
纯电阻并联电路中,各电阻消耗的电功率与其阻值成反比,即p凡
知识点04用电器挡位问题
1、原理:通过改变总电阻7?的大小来改变用电器的电功率A
pE
根据R不变,"最小一户最大一高温挡;"最大一户最小一低温挡。
2、常见用电器举例
只闭合S,两电阻串联,只闭合s、只有R接入
S1断开,S2接b,、4串联,
7=—^―
R+R?电路,以KR.
低温档G±>-
H优R
-c±>"---r-□---
—o220Vo—
—o220\o——o220\o-
中温档无只闭合s、St,只有R|接入闭合Si,Sz接b,只有留接入电
电路,U2
片=—
路,凡
---(=!---
H.
「220Vo—।
720Vo—
闭合S、So,只有K接入电S、Si、Sz都闭合时,K、&
闭合S2接a,,耳、&并联,
路,并联,
R
高温档R
£S
L>220\O-J
—220Vo—1
考点三测量小灯泡的电功率
知识点01伏安法测量小灯泡的电功率
1、实验原理:P=UI。
2、实验器材:两节干电池、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡(额定电压为2.5V)、开关、导线若
干。
3、实验步骤
(1)按照电路图连接实物图,检查电路无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片、观察电压表的示数。
(2)①使小灯泡两端的电压.等于额定电压,观察小灯泡的亮度,测量它的电功率,这是它的额定功
率。
②使小灯泡两端的电压」^额定电压,观察小灯泡的亮度,测量它实际的电功率。
③使小灯泡两端的电压约为额定电压的工倍,观察小灯泡的亮度,测量它实际的电功率。
(3)按照电路图连接实物图,检查电路无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片、观察电压表的示数。
4、实验结论:小灯泡在不同电压下,功率不同,实际功率越大,小灯泡越亮。
5、实验注意事项及常考的作用
(1)滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变小灯泡两端电压,实现多次测量。
(2)调节小灯泡两端的电压高于额定电压时,要注意实际电压不能超过额定电压的1.2倍,同时通电时间
不能过长,否则容易烧坏小灯泡。
(3)分析数据时,不能(能、不能)把三次的电功率取平均值,因为这三次的电功率是小灯泡在三
个不同电压下的实际功率,求平均值无任何意义。
考点四焦耳定律
知识点01电流的热效应
1、定义:电流通过导体时电能转化为内能的现象。
2、电热的利用和防止
(1)利用:电暖气、电烙铁、电热毯、电饭锅、养鸡场的电热孵化器等电热器。发热体是由电阻大、熔点
高的金属导体制作的。
(2)防止:用电器的散热孔、电脑的微型风扇。
知识点02探究电流产生的热量与哪些因素有关
1、实验方法
(1)控制变量法;
(2)转换法:通过液面高度差反映电阻丝产生热量的多少。
2、实验步骤
(1)图甲:探究电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系
把两个密封着等量空气的透明容器中的两个阻值不同的电阻丝串联起来;通电一段时间,观察比较两
个U形管中液面高度的变化。
(2)图乙:探究电流通过导体产生热量的多少与加热时间的关系
两个密封容器中的电阻丝阻值一样大;在右边容器的外部,将一个阻值和容器内电阻丝阻值相等的电阻丝
与容器内电阻丝并联;通电一段时间,观察比较两个U形管中液面高度的变化。
甲乙
3、实验结论
电阻越大、通过电阻的电流越大、通电的时间越长,电阻产生的热量越大。
知识点03焦耳定律
1公式
U2
Q=I'Rt=Ult--t
R
2、焦耳定律公式的理论推导
当电流做的功全部转化为电热时,即匠=Q。对纯电阻电路(只存在电流热效应的电路),可用
、U2
Q=I2Rt=UIt=—t
R进行电热计算。
3、串、并联电路中电热的关系
串联电路中电热之比等于电阻之比;并联电路中电热之比等于电阻的倒数之比。
【重难解读】
1:电功计算公式的适用条件
(1)纯电阻电路是电能全部转化为内能的电路,如电炉、电熨斗,计算消耗的电能时,三个公式都能进行
计算;
(2)非纯电阻电路是电能只有一部分转化为内能的电路,如电动机、电视机,计算消耗的电能时,只能用
W=UA计算。
2:电功和电功率的比较
电功电功率
电流通过导体或用电器所做的
定义电功与时间之比
功
物理意义电流做功的多少电流做功的快慢
电能转化为其他形式的能的过
实质单位时间内消耗电能的多少
程
w…
公式W=Pl=UItP=—=UI
t
U2,U2
推导公式Pn--=/R
RR
单位kW・h、JkW、W
电功率大,电流做功不一定多;电功率小,电流做功不一定少
3:额定功率与实际功率的理解
(1)额定功率只有一个,是在额定电压下的功率;实际功率有无数个,一个实际电压对应一个实际功率。
(2)灯的亮暗由它的实际功率决定,和额定功率无关。
4:纯电阻电路和非纯电阻电路电热计算
,U2
八_W-Pt=U/f-IRt=t
(i)纯电阻电路中,Q=uw/,电热可用电能的所有公式R计算。
(2)非纯电阻电路中,W>Q,电热只能用Q=,R'计算,电能只能用w'=Pi=u"计算。
5:测量电阻实验和测量小灯泡功率实验区分
测量定值电阻阻值实验,可以求平均值,目的是减小误差。而测量小灯泡电阻和测量小灯泡电功率实验不
可以求平均值,因为小灯泡的电阻和电功率是变化的。
方法技巧1:利用电能表计算电能
根据电能表在某段时间的转数(或指示灯闪烁次数)n,和电能表的参数Nrevs/(kW•h)或Nimp/
=kw
(kW-h),可以求出这段时间内消耗的电能N。
方法技巧2:用电器实际功率的计算方法
IPR*P
(I)利用电阻不变:若已知1和P,可根据=—R求出用电器电阻1,实际功率LQ斗R»
P;p-%:4
(2)或运用比例关系,u''R'R。
方法技巧3:利用电能表测量用电器电功率
已知用电器工作的时间t(h),电能表的参数Nrevs/(kW•h)或Nimp/(kW•h),电能表在时间t(h)
P=-^kW
内的转数(或指示灯闪烁次数)〃,则用电器的电功率NX。若电功的单位为j,时间的单位为s,
则电功率的单位为肌
方法技巧4:测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析
故障现象原因分析
电源、电流表、导线、开关或滑动变阻器损坏,或接
电流表、电压表无示数
线柱接触不良
灯
①滑动变阻器接成定值电阻;②滑动变阻器滑片在最
泡电压表、电流表有示数
大阻值处还未调节;③电源电压太低
不
电流表指针几乎不偏转,而电压表示数却很①电流表、电压表位置相互对换了;②灯泡处断路,
亮
大,接近电源电压即灯丝断了或灯座接触不良
电流表有示数,电压表无示数灯泡短路
闭合开关,电流表或电压表的指针反向偏转电流表或电压表的“+”“一”接线柱接反了
电
闭合开关,电流表或电压表的指针偏转角度很①电流表或电压表量程选择过大;②电源电压太低;
表
小③滑动变阻器接入电路的阻值过大
问
闭合开关,电流表或电压表的指针偏转角度超①电流表或电压表量程选择过小;②滑动变阻器接入
题
过电表的量程电路的阻值太小;③电路中出现短路
方法技巧5:非纯电阻电路能量问题的计算方法
电功W=P[=uit
电热Q=I2Rt
电功与电热关系式W=Q+喉
效率
ww
方法技巧6:非纯电阻电路功率问题的计算方法
电功率P=^=UI
t
热功率4=/2R
电功率与热功率关系式P+与口
p
效率h=S^-='
pp
限时提升练J
一、单选题
1.物理学中,用欧姆作为单位的物理量是()
A.电功B.电荷量C.电流D.电阻
2.如果电视机,电烙铁和电风扇上都标有“220V,60W”的字样,它们都在额定电压下,工作相同的时间,
三个用电器产生的热量是()
A.电视机最多B.电烙铁最多C.电风扇最多D.一样多
3.以下关于灯泡亮暗的讨论,你认为正确的是
A.灯泡的亮暗由灯泡的电压决定B.灯泡的亮暗由灯泡的电流决定
C.灯泡的亮暗由灯泡的实际功率决定D.灯泡的亮暗由灯泡的额定功率决定
4.如图所示,电能表的示数是()
kW-h
单相电度表
220V10(20)A50Hz
2500r/(kWh)
0
A.2017.5kW-hB.20175kW-hC.2017.5JD.20175J
5.下列关于热量和内能的说法中,正确的是
A.炒菜时主要通过做功使菜的内能增加
B.在汽油机压缩冲程中汽缸内气体的内能增加
C.通电导体产生的热量只与电流大小有关
D.晶体在熔化过程中内能保持不变
6.如图的四个电路中,电源电压。相同,RI<R2,电路的总电阻由小到大的顺序是()
R1
A.甲乙丙丁B.丁丙乙甲C.D.丙乙甲丁
7.某些物质在很低的温度时,电阻会变成0,称为超导现象。下列元件可以用超导材料制作的是()
A.电饭锅的发热盘B.白炽灯丝
C.电冰箱的压缩机D.热水器的电热管
8.如图所示是家用电吹风的工作原理图,圆弧形触片可置于A、3、C三处,电吹风工作时可以吹出热风也
可以吹出凉风,下列说法正确的是()
Ao
电
热
22丝
-
A.电风扇工作时将机械能转化为电能
B.电热丝选材时要选择导电性能好的铜丝
C.圆弧形触片置于A处时电风扇和电热丝串联
D.圆弧形触片置于8处时电吹风吹凉风
9.如图所示,闭合开关S,两灯泡均正常发光,则两灯光一定具有相同的()
L|L2
A.额定功率B.额定电压C.额定电流D.电阻
10.在物理研究中,常通过一定的探究来认知某一定律,其中通过探究“电流与电压、电阻的关系”来认知
的定律是
A.牛顿第一定律B.欧姆定律C.焦耳定律D.能
量守恒定律
11.小明仔细观察家中的电视机、电风扇、电烙铁和节能灯四种电器,发现它们上都标有“220V40W”的字
样,若它们都在额定电压下工作相同的时间,则产生的热量最多的是()
A.电视机B.电风扇
C.电烙铁D.节能灯
12.如图所示,电源电压保持不变,Ri、&、R3为定值电阻,且&=氏3=20。.闭合开关S,电压表Vi和
V2的示数之比为4:3,此时电路消耗的总功率为P;若把电压表Vi和V2分别换成电流表Ai和A2,闭合
开关S后电流表Ai的示数为刀,电流表A2的示数为/2,此时电路消耗的总功率为尸2.则下列结果正确的
是
A.昭=10。刀:及=3:2Pi:尸2=1:10
B.R/=5Q//:h=2:3Pi:P2=l:10
C.Z?7=10Q/7:6=3:2Pi:P2=10:1
D.Ri=5Qh:12=2:3Pi:己=10:1
13.将一只“6V3W”的小灯泡与一个阻值为12。的电阻串联后接到12V的电源上,闭合开关后,小灯泡的
实际功率()
A.大于3WB.等于3WC.小于3WD.无法确定
14.如图甲所示,电源电压12V保持不变,闭合开关S后,当滑片尸从最右端向最左端滑动的过程中,小
灯泡L的/-U关系图像如图乙所示,最后小灯泡正常发光。下列说法中正确的是()
A.小灯泡的额定电压为3V
B.L正常发光Imin,电流所做的功为1440J
C.该电路总功率变化范围为3W~24W
D.滑动变阻器的最大阻值为3。
15.在如图所示的电路中,两只电流表的规格相同,分别有两个量程(。〜Q6A和。〜3A)。电阻舄和&均
有电流通过,两只电流表的指针偏转角度相同,则为与与消耗的电功率的比值为()
16.下列不属于电功单位的是
A.伏•库B.伏•安C.瓦•秒D.焦耳
17.下列用电器均标有“220V,100W”,在额定电压下工作相同时间产生热量最多的是()
A.电热水袋B.电视机C.电风扇D.白炽灯
18.如图所示,电源电压保持9V不变,电流表的量程为0〜0.6A,电压表的量程为0〜3V,定值电阻R/
的规格为“10。0.5A”,滑动变阻器&的规格为“40。1A"。闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片P
移动过程中,下列说法正确的是()
A.电阻R/消耗最大功率为0.9W
B.电流表示数允许的变化范围为0.3A〜0.5A
C.变阻器上接入电路的阻值允许变化范围为8Q-20Q
D.电路消耗最大总功率为4.5W
二、多选题
19.如下表所示,在某实验探究中用电压表和电流表测出了多组数据,该实验探究可能是()
实验次数123456
电压UN1.01.41.82.22.63.0
电流〃A0.260.340.420.480.520.54
A.探究灯泡的电功率跟哪些因素有关
B.测量小灯泡的阻值
C.探究通过导体的电流与电压的关系
D.测量小灯泡的电功率
20.【广西壮族自治区崇左市2015年初中毕业升学统一考试】(双项选择)如图是探究电流热效应的实验装
置.烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油,铜丝和锲铭合金丝的长度、横截面积均相同,则
A.在甲图中,探究的是电流产生热量与电阻的关系
B.在乙图中,探究的是电流产生热量与电阻的关系
C.在甲图中,闭合开关一段时间后,两个瓶中温度计示数相同
D.在乙图中,相同时间内,电流越大,温度计的示数升得越多
21.实验表明,某些金属当温度降低到某一定值时,其电阻突然降为零,这种现象叫做超导超导现象.这
一特定温度称为转变温度,其值与金属材料有关.美国《科学》杂志曾发表“新超导体将中国物理学家推到
最前沿”的评述.这表明,在新超导体研究领域,我国取得了令人瞩目的成就.假如人们已研制出常温下的
超导体,则可以用它制作图中的
C.电动机的线圈
D.白炽灯泡的灯丝
22.在某段电路中,其两端电压为U,通过的电流为/,通电时间为3若该电路电阻为R,则关于电功和
电热的关系,下列结论正确的是
A.在任何电路中,电功。〃=尸刘
B.在任何电路中,电功为电热为72M
C.在纯电阻电路中,UIt=PRt
D.在非纯电阻电路中,UIt>PRt
23.如图1是伏安法测小灯泡电阻、功率的实验电路图。滑动变阻器在如图所示位置时。小灯泡正常工作,
两电表的示数如图2所示,则下列说法中正确的是()
图1图2
A.在连接电路时,应将开关断开,并将变阻器阻值调至阻值最大处
B.小灯泡的额定功率为1.25W,此时的电阻为5。
C.如果将滑片P从如图所示位置向。端滑动,则电压表的示数将变大
D.如果将滑片P从如图所示位置向6端滑动,则小灯泡的实际功率将小于额定功率
三、实验题
24.实验室购买了一批规格为“2.5V0.75W”的小灯泡,小明利用其中一只灯泡做“测量小灯泡电功率”的实验。
(1)参照电路图甲,用笔画线代替导线在上图所示的实物电路补充完整
(2)按图连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调至______端(选填“左”或“右”);
(3)检查电路连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电压表、电流表都有示数但指针偏转较小,小明下一步
的操作是移动滑片P,观察;
(4)小明测得数据如右表,其中第2次实验时的电流表示数如图丙所示,则第2次测得的电流是;
实验
123
次数
电压
22.53
U/N
电流
0.34?0.44
V7A
①分析数据,小明判断该小灯泡不合格,其原因是:;
②假如生产这种小灯泡鸨丝的粗细是一定的,则这个小灯泡内鸨丝的长度(选填“大于”或“小于”)
合格产品鸨丝的长度。
步串联起来接到电源上,使通过两段电阻的电阻并联,因此通过两容器中电阻的电
骤丝的②_____相等,通电一段时间后,发流⑦_____,在通电时间相同的情况下,⑧
现右侧U形管中液面高度差③____.U形管中的液面高度差较大.
在通电时间和④一定时,导体电阻在通电时间和⑨____一定时,通过导体的
结
越⑤_____,通电导体所产生的热量越电流越⑩____通电导体所产生的热量
论
⑥_____.越_____•
反
在探究过程中主要用到的研究方法是____和_____
思
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