专题03 电功和电功率（考点串讲）-2024-2025学年九年级物理上学期期末考点大串讲（北师大版·北京）

专题03 电功和电功率【八大模型】 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 北师大·北京专用 第一部分 知识清单 知识串讲 01 电能和电功 电能的理解及测量工具 电功的概念和计算公式 知识串讲 01 电功率 电功的概念、单位和理解 电功公式和变形公式 额定值 额定电压、额定电流和额定功率的理解 知识串讲 01 电流的热效应 电流的热效应中的能量转化 影响电流热效应的因素 焦耳定律公式 电热的利用和防止 知识串讲 01 家庭电路 家庭电路的连接和组成 火线与零线的区分 家庭电路电流过大的原因 安全用电 知识串讲 01 知识串讲 01 第二部分 知识清单 方法与模型 02 模型1：电能表的相关计算 电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表。根据电能表上的有关参数，进行电功和电功率的计算 （1）由电能表转盘的转数n和每消耗1kW·h电能的转数N，计算消耗的电能W，即； （2）根据消耗的电能W和时间t，计算用电器的功率P，即； （3）根据电能表的工作电压U和允许通过的最大电流I，计算这个电能表允许接入的用电器的最大功率P=UI。 方法与模型 02 【例1】电能表是测量消耗 的仪表，小明家上次查看电能表的读数为 ，本次查看时电能表读数如图所示，则他家这段时间内消耗的电能为 度；若关闭家中其他电器，只让一个标有“220V　1000W”的电热水器正常工作10min，消耗的电能为 J，电能表的铝盘转 转。 电能 15.5 6×105 600 【详解】[1]电能表是用来测量电能的仪表。 [2]电能表最后一位为小数，两次电能表示数之差为一段时间内消耗的电能，则他家这段时间内消耗的电能为 [3][4]让一个标有“220V　1000W”的电热水器正常工作10min， 消耗的电能为 电能表的铝盘转 方法与模型 02 模型2：电功率的动态变化 电功率的动态变化题分为两类：一类是由开关闭合、断开引起的；另一类是移动滑动变阻器滑片引起的。解答由开关闭合或断开引起的动态电路变化题：首先要根据开关的闭合或断开，确定电路的连接情况，并明确电流表、电压表测量的对象；然后灵活运用串、并联电路的特点，欧姆定律、电功率的公式及其推导式进行计算求解。 解答由滑动变阻器的滑片移动引起的动态电路变化题：首先明确电路的连接情况以及电压表、电流表测量的对象；其次弄清滑片移动时，滑动变阻器连入电路中电阻的变化；然后根据欧姆定律和串、并联电路的电流、电压特点，分析电路中电流的变化；最后运用串、并联电路中的电流、电压、电功率的关系，进一步分析、求解。 【特别提示】在动态电路中，要明确电路变化前后用电器的连接方式是否变化，接入电路中的用电器是否变化，电路中的电阻值是否变化，特别要注意用电器的短路或断路情况的出现。 方法与模型 02 【例2】如图所示，电源两端的电压保持不变， R0是定值电阻，R是滑动变阻器。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P向b端移动时，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变大 B．电压表V1的示数不变 C．电阻R0消耗的功率变小 D．电压表V2的示数与电流表的示数的比值不变 【思路点拨】串反并同法；V2和电流表的比值是滑动变阻器R的阻值。 C 方法与模型 02 模型3：灯泡的亮度问题 解此类问题要明确以下方面： (1)决定因素：灯泡的亮暗是由灯泡的实际功率决定的，灯泡消耗的实际功率越大，灯泡就越亮； (2)分析步骤：①先根据其规格(铭牌)利用计算，比较电阻的大小；②根据串、并联电路中电流或电压相等的特点，选择公式或比较实际功率的大小，进而比较灯泡的亮度。 【特别提示】两灯串联时，由公式 U=IR可知，灯泡电阻大的，其两端分得电压大，由公式P=UI，灯泡实际功率大，亮度大；两灯并联时，由公式，灯泡电阻小的，实际功率大，亮度大。 方法与模型 02 【例3】将“3V，3W”和“6V，3W”的两只灯泡L1和L2串联后接在9V的电源两端，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则（　　） A．两只灯泡均能正常发光 B．两个灯泡发光时，灯泡L2比灯泡L1亮一些 C．灯L1的电阻大于灯L2的电阻 D．两灯发光时，电路中通过的电流为1.5A B 【思路点拨】灯泡的亮度与实际功率的大小有关，实际功率越大，灯泡越亮。 方法与模型 02 模型4：测量小灯泡的电功率 解题时应掌握该实验的下列知识： (1)实验原理：P=UI。 (2)移动滑片时，眼睛观察电压表。 (3)电压调节：小灯泡两端电压不要高于额定电压的 1.2倍。 (4)数据处理：多次测量的目的是寻找灯泡亮度与实际功率的关系。只有实际电压等于额定电压时，实际功率才等于额定功率，故求额定功率时，不能求平均值。 方法与模型 02 【例4】小华和小明分别测量两只发光原理相同的小灯泡的额定功率。小华测量的小灯泡L1额定电压为2.5V，小明测量的小灯泡L2额定电压为3.8V。 （1）图甲是小华的实验电路，请用笔画线代替 导线将电路补充完整，使滑片P在A端时接入电 路的阻值最大； （2）小华闭合开关，发现小灯泡很暗，电流表 和电压表的示数都比较小。随着滑动变阻器的滑 片P向右移动，小灯泡逐渐变亮，电流表和电压表的示数逐渐增大。当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示时，则L1的额定功率是 W； 0.75 电流表的示数如图乙所示时，电流表接入的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，此时的电流为0.3A，则L1的额定功率是 方法与模型 02 （3）小明测出小灯泡L2的额定功率为1.14W。他们通过对比发现：两只灯泡都正常发光时，L2要更亮一些； （4）通过交流评估两人的实验，可以发现：发光原理相同的小灯泡，实际功率越大，小灯泡就越____（选填“亮”或“暗”）； （5）当小华和小明把两只灯泡并联起来，发现L1似乎要比L2亮一些，但不明显。在不考虑温度对灯丝电阻影响的情况下，请你结合前面的实验数据和所学公式推理出L1和L2并联时实际功率的大小关系，验证他们的观察结果是否正确。 亮 通过实验发现，灯泡两端电压越大，通过的电流越大，实际功率就越大，灯泡越亮，即灯泡的亮度是由实际功率决定的，故在发光原理相同的小灯泡，实际功率越大，小灯泡就越亮。 L1、L2的电阻分别为， 即，根据，并联时，电压相同，则L1的实际功率更大，更亮。 方法与模型 02 模型5：电路的安全和极值问题 解题时，首先按题目所给的条件，根据电流流过的路径，确定各用电器串、并联关系，然后画出相应的等效电路图。解答电路安全问题，应依据“照顾弱者”的原则进行取值，即串联取最小电流并联取最小电压。 具体方法为：在串联电路中，计算各个元件允许通过的最大电流，取其中的最小值为电路中的最大电流；在并联电路中，计算各个元件两端允许所加电压的最大值，取其中的最小值为各支路两端的最大电压。解答电路消耗电功率的极值问题时电源电压不变，根据P=UI可知，当电路中电流最大时，消耗的功率最大；当电路中的电流最小时，消耗的功率最小。 方法与模型 02 【例5】如图所示，电源两端电压恒为，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~3V，灯泡规格“”，滑动变阻器规格“”。闭合开关，调节滑片P，不考虑灯丝阻值随温度的变化，灯泡两端电压不允许超过额定电压，各元件安全工作。下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数变化范围是0V~2.5V B．电流表的示数变化范围是 C．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是 D．电路总功率的最大值是 C 【思路点拨】当滑动变阻器滑片P在滑到最右端时，电阻最大，此时电流表有最小值；当灯泡两端电压为额定电压是，此时电压表有最大值。 方法与模型 02 模型6：探究影响电热因素的实验问题 解题时需掌握下列五个方面的知识： (1)由于实验中电流在导体上产生的热量无法直接观察，故采用转换法，把放出热量的多少转换为能直接观察的温度变化的多少。 (2)在探究过程中要注意控制变量法的运用，如两个烧瓶内煤油的质量、通电时间等。 (3)在探究电流一定，电流产生的热量与电阻之间的关系时，应将两电阻丝串联接入电路中；在探究电压一定，电流产生的热量与电阻之间的关系时.应将两电阻丝并联接入电路中。 方法与模型 02 (4)注意结论成立的前提条件：电流产生的热量跟电阻成正比的前提条件是“电流一定”；成反比的前提条件是“电压一定”。 (5)本实验中，选用煤油的原因是它的比热容较小，在加热时，吸收相同的热量，温度变化较大。 【特别提示】探究影响电流热效应实验中可采用的转换方法： ①转换为能直接观察的温度变化的多少。②转换为烧瓶中煤油受热后煤油柱升高的高度。③转换为密闭空气受热膨胀使U形管中有色液柱出现的高度差。 模型6：探究影响电热因素的实验问题 方法与模型 02 【例6】如图所示是探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验装置，其中乙图 A、B 烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积相同。 （1）图甲可以探究电流产生的热量与通电时间及 大小是否有关，图乙可以用来探究电流产生热量的大小与 是否有关； 电流 电阻 方法与模型 02 （2）在两个实验中都是通过观察 来判断电流产生热量的多少的； （3）在实验中，某小组的同学发现上述实验有缺陷：在做图乙实验时，改变滑片位置后必须让煤油重新冷却至室温，否则初温不同会对实验造成影响。经过讨论，利用所学的电学知识，设计了如图丙所示的电路（R1=R2>R3），使得甲、乙两实验同时完成，且不必等候煤油冷却，从而大大提高了实验效率。从电路图中我们可判断，选择比较 R2与 可研究电流产生的热量与电流的关系；选择比较 R2与 可研究电流产生的热量与电阻的关系。 温度计示数变化 R1 R3 方法与模型 02 模型7：电热器的档位问题 家用电热器的电压都是220V，由可知，电路总电阻越小，加热总功率就越大，就处于加热状态；电路总电阻越大，则加热总功率就越小，就处于保温状态。 电热器的档位问题，总体可分为两类： 一类是并联型，单电阻时是保温，双电阻时是加热； 一类是串联型，单电阻时是加热，而双电阻时是保温。 方法与模型 02 【例7】如图所示为某款电饭煲的简化电路，图中S是主开关，S闭合时电饭煲开始工作，S1为温控开关，可以实现“煮饭”和“保温”两种状态的切换，R1和R2是两个阻值恒定的电热丝，用来给电饭煲加热。已知电饭煲的额定电压为220V，R1=120Ω，“煮饭”时的额定功率为1210W。把电饭煲接在220V的电源上，求： （1）当开关S、S1闭合时，电饭煲处于 （选填“煮饭”或“保温”）状态。 （2）R2的阻值大小。 煮饭 当开关S1、S2均闭合时电路中只有R2接入电路，根据 电源电压恒定，电路中接入阻值最小，这时功率最大，电饭煲处于煮饭状态。 在加热状态下电路中只有R2，“煮饭”时的额定功率为1210W， 根据，可得 方法与模型 02 【例7】如图所示为某款电饭煲的简化电路，图中S是主开关，S闭合时电饭煲开始工作，S1为温控开关，可以实现“煮饭”和“保温”两种状态的切换，R1和R2是两个阻值恒定的电热丝，用来给电饭煲加热。已知电饭煲的额定电压为220V，R1=120Ω，“煮饭”时的额定功率为1210W。把电饭煲接在220V的电源上，求： （3）这个电饭煲在“保温”时通过R2的电流。 保温时，根据 接入的电阻较大，这时S闭合S1断开， 电路中总电阻 因为串联电路电流处处相等，所以 模型8：家庭电路组成和连接问题 方法与模型 02 家庭电路的组成：输电线、电能表、总开关、保险装置、用电器。在安装家庭电路时，应注意以下几点： (1)先确定火线和零线，然后在干路火线上串联上熔断器，即电路保险装置，当电流过大时会自动熔断以保护电路。 (2)控制电灯的开关要接在火线上，并与电灯串联。 (3)螺口灯泡的螺旋套一定要接在零线上。 模型8：家庭电路组成和连接问题 方法与模型 02 (4)电路中的插座，如果是两孔插座.一定是右孔接火线，左孔接零线，要与电灯并联；如果是三孔插座，则必须是“左零右火上接地”。 (5)各家用电器与插座并联，开关与所控制的用电器串联。 【特别提示】家庭电路的连接 火线零线并排走，接表进闸有先后；火线接进保险盒，经过开关进灯座；为方便，安插座，与灯并联不可错；试电笔，来验电，氖管发光是火线。 方法与模型 02 【例8】图甲是一个带开关的插座，请用笔画线代替导线，把带有开关的插座正确地接入图乙所示的家庭电路中，要求符合安全用电原则。 第三部分 巩固与提升 巩固与提升 03 D 如图所示，是小明家安装的电能表。下列说法正确的是（　　） A．该电能表的示数为21682kW·h B．该电能表的示数为2168.2J C．只用电能表就可以估测出家用电器的实际功率 D．电能表是测量消耗电能的仪表 巩固与提升 03 B 2. 某家庭电路的连接如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．L1和L2是串联的 B．a点所在的电源线是火线 C．空气开关只能安装在b点 D．c点所在的导线是零线 3. 如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。则该过程中下列说法正确的是（　　） A．电源电压是10V B．图乙中线段dc表示电压表V1随电流 表示数变化的图像 C．定值电阻R0的阻值是2Ω D．该过程中电路的总功率最大值为18W 巩固与提升 03 C 巩固与提升 03 D 4. 如图所示的电路中，电源电压为并保持不变，滑动变阻器标有“，”字样，定值电阻标有“10Ω 1A”字样，若电流表的量程为“”，压表的量程为 “”，滑片P移动时，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A．电流表变化范围是 B．电压表变化范围是 C．电路总功率变化范围是1.2W~3W D．滑动变阻器允许调节的范围是 巩固与提升 03 5. 图甲所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝，S是手动开关，S1是自动控制开关。该电热器的额定电压是，在它正常工作一段时间内，它的电功率随时间变化的图像如图乙所示。 （1）请画出该电热器在低温档和高温档的等效电路图； 低温档 高温档 巩固与提升 03 5. 图甲所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝，S是手动开关，S1是自动控制开关。该电热器的额定电压是，在它正常工作一段时间内，它的电功率随时间变化的图像如图乙所示。 （2）求电阻的阻值； 由图乙可知，低温挡功率P低温=P2=100W 高温挡功率P高温=P1+P2=1100W 所以P1=P高温-P2=1100W-100W=1000W 电阻R1的阻值 巩固与提升 03 5. 图甲所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝，S是手动开关，S1是自动控制开关。该电热器的额定电压是，在它正常工作一段时间内，它的电功率随时间变化的图像如图乙所示。 （3）求电热器处于高温档时，工作产生的热量为多少焦耳。 由图乙知，高温挡功率为1100W，20min产生的热量Q=W=P高温t=1100W×20×60s=1.32×106J 不负光阴不负亲， 正是读书的好时机！ 39 document.xml mm.bkiwi mmpage/page.bin page/page.xml 电功和电功率 电能和电功 电功率 电流的热效应 家庭电路 电能的理解及测量工具 电功的概念和计算公式 电功的概念、单位和理解 电功公式和变形公式 额定值 额定电压、额定电流和额定功率的理解 电流的热效应中的能量转化 影响电流热效应的因素 焦耳定律公式 电热的利用和防止 家庭电路的连接和组成 火线与零线的区分 家庭电路电流过大的原因 安全用电 rels/page_formats.xml rels/page_rels.xml theme.xml thumbnail.png $$