专题03 电功率（考点串讲）-2024-2025学年九年级物理上学期期末考点大串讲（鲁科版）

专题03 电功率 九年级物理上学期·期末复习大串讲 知识串讲 方法模型归纳 巩固提升 鲁科版 知识串讲 01 第14章 电功率 一、电能 1.电能：电源将其他 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：国际单位是 ，简称焦，符号J，常用的单位是度，即千瓦时，符号kW·h，1kW·h =3.6×106J 形式的能 焦耳 知识串讲 01 3.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 的仪表。 读数：电能表的计数器上前后两次的 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； 2500r/kW·h表示消耗1kW·h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。 电能多少 读数之差 知识串讲 01 二、电功 1.电流做功的实质：电流做功的过程实质就是 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。 2.计算 普遍适用公式 (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）： 电能 W=UIt=Pt 知识串讲 01 三、电功率 1.定义：电功与时间 。它是表示电流 的物理量。 2.单位：国际主单位 瓦特（W）；常用单位 千瓦（kW）；换算关系 1kW= W。 3.计算普遍适用公式： ；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：用电器在 下的功率。（用电器在正常工作时的功率） 实际功率：用电器在 下的功率。 之比 做功快慢 1000 额定电压 实际电压 知识串讲 01 注意： 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<U额时，P实<P额用电器不能正常工作。 当U实>U额时，P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。 知识串讲 01 四、测量小灯泡的电功率 1.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：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： 次数 1 2 3 电压U/V 　 　 　 电流I/A 　 　 　 功率P/W 　 　 　 发光情况 　 　 　 知识串讲 01 4.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。 知识串讲 01 5.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： 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。 知识串讲 01 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。 知识串讲 01 四、焦耳定律 1.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 。 2.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 ，跟导体的电阻成 ，跟通电时间成 。 （1）公式： (普遍适用) （2）对纯电阻电路： 3.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Q<W。 电流的热效应 正比 正比 正比 Q=I2Rt 方法模型归纳 02 1、与电能表有关的电功（能）的计算公式 （1）长时间消耗的电能：W=W2-W1（W1、W2是电能表在不同时间时的电能表计算器的示数） （2）短时间内电能表转过n转： （N是电能表标的Nr/kW·h或Nimp/kW·h） 2、电功大小的影响式：W=UIt。 3、推导式 （1）将U=It带入W=UIt中，可以推导出：W＝I2Rt。 （2）将 带入Ｗ＝UIt中，可以推导出： 一、电功的计算公式 方法模型归纳 02 4、各个公式适用范围 计算公式 W＝UIt W=I2Rt 适用范围 普适式 适用式 适用式 适用范围 任何电路都适用 适用适用于纯电阻电路 适用于纯电阻电路 方法模型归纳 02 例1.（23-24九年级上·山东枣庄·期末）王华家上次查看电能表示数为 ，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．电能表是测量电功率的仪表 B．他家在这段时间内消耗的电能为90.3kW·h C．只将一盏标有“220V，100W”的电灯接在电路中，正常工作1h，转盘转3600圈 D．这个电能表的测量值是以“J”为单位 B 方法模型归纳 02 例2.（2024·山东德州·一模）一盏白炽灯标有“220V 100W”，将这盏灯单独接入装有图所示的电能表的家庭电路中，正常工作2h后，电能表的示数将变为 kW·h，电能表的转盘会转过 圈。 1042.8 240 方法模型归纳 02 例3.解：根据电路图分析可知，两电阻是串联的，电压表测的是R2两端的电压，电流表测的是电路中的电流； （1）由串联电路电阻和规律和欧姆定律知，通过电阻R1的电流为 （2）R2两端的电压为 即电压表的示数为3.6V。 （3）通电2min，电路消耗的总电能是 答：（1）通过电阻R1的电流为0.6A；（2）电压表的示数为3.6V；（3）通电6min，电路消耗的总电能是432J。 方法模型归纳 02 二、电功率动态最值的计算 1、电路中用电器往往有额定电压或额定电流限制、电压表和电流表有量程限制、滑动变阻器有最大电流限制，当电路发生动态变化时，电流、电压表示数、滑动变阻器接入电路的电阻或电功率等物理量出现范围（或极值）问题。 2、为保证电路安全，首先从电流下手，找出各个用电器及电流表允许的电流值，取其中最小的作为电路中电流的最大值（此时滑动变阻器接入电阻最小），根据电压表的量程或滑动变阻器的最大阻值来确定电流的最小值，在此过程中就能确定电流的范围，电压表的范围和滑动变阻器阻值范围。在此过程中，一定要注意：（1）用电器两端的电压不高于额定电压或不高于额定电流、滑动变阻器所允许通过的最大电流；（2）电流不超过电流表的量程、电压不超过电压表的量程。 方法模型归纳 02 例3.（2024·山东泰安·二模）图甲电路中电源电压9V不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，定值电阻R2=10Ω，电流表量程为0~0.6A，滑动变阻器R1规格为“20Ω 1A”。当闭合S、S1接2时，当滑动变阻器R1的滑片在某两点间滑动时，小灯泡的电功率随其两端电压变化的图像如图乙。则（　　） ①闭合S、S1接1时，电路的最小功率为2.7W ②闭合S、S1接1时，R2在1min内产生的热量最多为216J ③闭合S、S1接2时，滑动变阻器接入电路的电阻范围为6~18Ω ④闭合S、S1接2时，小灯泡实际功率为1W时，滑动变阻器的功率为2W A．①②③④ B．②③④ C．①②④ D．①③④ A 方法模型归纳 02 例4.（2023·山东临沂·一模）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从最右端a滑动到最左端b的过程中，电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．电源电压为6V B．定值电阻R0的阻值为6Ω C．滑片P在b端时，电路中电流为1A D．电路消耗的最大功率为27W D 方法模型归纳 02 三、电功率极值（最值）的计算 1、对特定条件下电路中电流、电压允许的最大值、最小值 确定出每个用电器的额定电流、电流表的量程和滑动变阻器的最大电流，以其中最小的电流作为电路的最大电流；最小电流则需滑动变阻器接入阻值最大（当滑动变阻器两端有电压限制时，需满足滑动变阻器两端电压达到最大），通过欧姆定律求解得到。通过最大电流和最小电流求得电压的最大值和最小值。 方法模型归纳 02 2、电路中可能出现的最大、最小功率 首先要判断：变阻器阻值从最小变到最大的过程中，相应的电压，电流的功率是否是单调变化（递增或递减）还是非单调变化，非单调变化就有最值（最大或最小）。在解题时，头脑里一定要呈数学函数图像，判断该图像的类型，性质等等。在求电功率的最大、最小值时，将电功率写成关于电阻的二次函数的形式，即P=（A-B）2+C，当A=B时有最值。 方法模型归纳 02 （1）电路中的最大电流I大：由“用电器额定电流、电流表量程、滑动变阻器的最大电流”中的小电流值决定，则 ，故R小滑=R总小-R定、U小滑=I大R小滑、P大=UI大。 （2）电路中的最小电流I小：由滑动变阻器接入最大阻值决定，则R总大=R定值＋R滑大、 ，U滑大=I小R滑大、P小=UI小。 （3）滑动变阻器分得最大电压U滑大：由电压表量程决定。 方法模型归纳 02 例5.（2024·山东淄博·二模）如图是一种测量环境湿度仪器的简化工作原理图。电源电压恒为6V，定值电阻R=10Ω，R0为湿敏电阻，R0阻值随环境湿度的增加而减小，R0的阻值范围为2Ω～20Ω，电压表接入电路的量程为0～3V，电流表接入电路的量程为0～0.6A．闭合开关S，当环境的湿度增加时，在保证两表安全的情况下，下列分析正确的是（　　） A．电压表的示数变化范围为2V～5V B．电流表的示数变化范围为0～0.3A C．电阻R的最大功率为3.6W D．R0的阻值变化范围为20Ω～10Ω D 方法模型归纳 02 例6.如图所示是小明用实验室常用的器材连接的电路，已知电源电压为8V，电流表的量程是0～3A，滑动变阻器铭牌上标有“20Ω，2A”字样，小灯泡上标有“6V×W”，额定功率已经模糊不清了，为了保证电路安全，滑动变阻器的阻值只能在“4Ω～7.2Ω”的范围变化。根据题意推断电压表使用的量程是 ，该电路的最大功率为 。（设小灯泡的电阻保持不变） 0～3V 4W 方法模型归纳 02 四、多挡位电热器挡位判断 1、多挡位电热器是利用电流的热效应工作的。电热器电路是纯电阻电路，一般接在家庭电路，电压为220V，是个常量，依据 可知： （1）当电路中电阻最大，电功率最小，为低挡位（保温挡）工作。 （2）当电路中电阻最小，电功率最大，为高挡位（加热挡）工作。 （3）当电阻介于最大电阻和最小电阻之间时，为中挡位（中温挡）工作。 2、通常家用多挡电热器是通过改变开关状态，改变工作电路结构，从而改变用电器消耗的电功率，实现高温挡、中温挡和低温挡的转换的。 方法模型归纳 02 例7.（23-24九年级上·山东淄博·期末）图甲是一款电热杯垫，有高、低温两个挡位。杯垫内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热电阻，电源电压为220V，R1的阻值为2200Ω，高温挡功率为66W。下列说法正确的是（　　） A．闭合S1、S2时是低温挡 B．低温档功率是44W C．电阻R2的阻值是1100Ω D．在高温挡工作10min，产生的热量是660J C 方法模型归纳 02 例8.（2024·山东临沂·二模）某紫砂电饭锅的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻，电饭锅工作时，通过开关S₁、 S2实现保温、加热挡位控制，已知加热功率为462W， R1=2200求； （1）电饭锅工作时通过 R1的电流； （2）电饭锅处于保温挡时，工作 1min产生的热量； （3）R2的阻值。 方法模型归纳 02 解：（1）当闭合S1、S2时，R1、R2并联，此时电阻最小，由可知，电功率最大，电饭锅处于加热挡，R1和R2的两端电压都等于电源电压，即U1=U2=U=220V 电饭锅工作时通过R1的电流为 （2）当开关S1闭合、S2断开时，只有R1接入电路，此时电阻较大，由可知，电功率较小，电饭锅处于保温挡，工作 1min产生的热量 （3）电饭锅工作时R1的功率 当闭合S1、S2时，R1、R2并联，电饭锅处于加热挡，R2的功率 R2的阻值 答：（1）电饭锅工作时通过 R1的电流是0.1A；（2）电饭锅处于保温挡时，工作 1min产生的热量为1320J；（3）R2的阻值为110Ω。 巩固提升 03 1. 如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图象。下列说法正确的是（    ） ①电源电压为3V         ②电压表的最大示数为4V ③整个电路功率变化了0.1W    ④电流表的示数变化了0.4A A．只有①③正确 B．只有②③正确 C．只有①②正确 D．只有②④都正确 D 巩固提升 03 2.（24-25九年级上·山东烟台·期中）小胡同学设计的质量测量仪如图所示，载物台可以上下移动，电源电压保持不变，闭合开关S后，下列说法正确的是（　　） A．定值电阻R0在这个电路中没有作用 B．重物的质量越大，电流表示数越大 C．重物的质量越大，电压表示数越大 D．重物的质量越大，电路的总功率越小 CD 巩固提升 03 3. 在测量小灯泡电阻的实验中，选用L1“6V，3W”和L2“6V，6W”两灯泡进行实验，画出电压和电流的图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．L1的额定电流大于L2的额定电流 B．L1、L2的灯丝电阻都随着电流的增大而增大 C．为了减小实验误差，采用的方法是多次测量求平均值 D．两灯泡串联时，当电源电压为6V时，电路总功率为9W B 巩固提升 03 4. （23-24九年级下·山东泰安·期中）在你的校园生活中，对物理量估测最合理的是（　　） A．书桌的高度约为8dm B．夏天教室的温度约为45℃ C．教室内每盏照明灯的功率约为400W D．运动会上200米赛跑冠军用时约为13s A 巩固提升 03 5. （24-25九年级上·山东青岛·期中）关于能量的转化，下列说法正确的是（   ） A．植物进行光合作用，光能转化为内能 B．酒精燃烧时，化学能转化为内能 C．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起，化学能转化为机械能 D．电动机带动水泵把水送到高处，机械能转化为电能 B 巩固提升 03 6. （24-25九年级上·山东威海·期中）有一块手机用的锂电池，上面标注电压为5V，容量为4000mAh，它充满电后，大约储存了 J的电能，这些电能能让100W的灯正常工作 s。 72000 720 巩固提升 03 7. （24-25九年级上·山东威海·期中）图甲所示电路的电源电压为3V，闭合开关后，两电流表的指针偏转均如图乙所示， 则电路的总电阻为 ；相同时间内电流通过R1与R2时消耗的电能之比为 。 2Ω 1∶4 巩固提升 03 8. （2024·山东泰安·二模）小刚家电能表如图所示，他让家中一个用电器单独工作了2分钟，发现电能表的转盘刚好转过5圈，则该用电器的电功率为 W。 60 巩固提升 03 9. （24-25九年级上·山东淄博·期中）两只定值电阻，甲标有“10Ω　1A”，乙标有“16Ω　0.5A”，把它们串联在同一电路中，总电阻为 Ω，电路两端允许加的最大电压为 V；若把两定值电阻并联起来，则流过两电阻的电流之比为 ，电功率之比为 。 13 26 8∶5 8∶5 巩固提升 03 10. （2024·山东济南·二模）如图所示，这是有加热和保温两挡的电热器工作电路图，电源电压U=220V。发热体由R1和R2两个电热丝（阻值均不变）构成，只闭合开关S1时，为保温挡，通过电热丝R1的电流为1A；开关S1、S2同时闭合时，为加热挡，通过电热丝R2的电流为4.5A。求： (1)电热器保温时的功率； (2)电热器处于加热挡时电路的总电阻； (3)电热器处于加热挡时正常工作5min电热丝产生的热量。 巩固提升 03 （1）只闭合开关S1时，为保温挡，此时电路为R1的简单电路，通过电热丝R1的电流为1A，根据P=UI可得，电热器保温时的功率为 （2）开关S1、S2同时闭合时，为加热挡，根据并联电路特点可知，此时通过电热丝R1的电流仍为1A，通过电热丝R2的电流为4.5A，所以，此时电路的总电流为 根据欧姆定律可得，电热器处于加热挡时电路的总电阻为 （3）电热器处于加热挡时正常工作5min电热丝产生的热量为 课堂小结