第十八章 电功率 章末复习 2024-2025学年人教版九年级物理上学期

人教版九年级物理上 第十八章 电功率 章末复习 一、知识点讲解 知识点一、电能与电功 1.电能的单位：国际单位是焦耳，常用单位是千瓦时，符号是kw·h，俗称度，1 kW·h＝3.6×106J。 2.电能表： （1）“220V”表示该表应该在 220V的交流电路中使用(例如,学生实验就不能用此表来测电能)； （2）“5(10)A”或“5（20）A”表示这个电能表的 标定 电流为5A， 额定最大电流为10A或20A。电流表工作时的电流不应超过额定最大电流； （3）“2500R/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1千瓦时的电能,电能表上的转盘转过2500 转；电子式电能表“3200imp/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1千瓦时的电能,电能表上的闪烁灯闪烁3200次。 （4）电能计算： 3.电功 （1）实质：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，即做功是多少。 （2）计算：电流做功的多少跟电压的高低、电流的大小、时间的长短都有关系。计算公式为。 （3）公式推导：由 推导出： （4）两个比例式：①串联电路： ②并联电路： 例1．某型号电能表上标有“600 r/(kW·h)”字样，用钟表记录了10 min内电能表上的转盘转过120 r，那么这段时间消耗的电能是______ kW·h，合______________J。 例2.关于电功，下列说法正确的是( ) A．通电的时间越长，电流所做的功就越多 B．通过用电器的电流越大，电流所做的功越多 C．用电器两端的电压越大，电流所做的功越多 D．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能 例3.有一手机用的锂电池，上面标有电压为3.7V，容量为1130mA·h，它充满电后，大约储存多少电能？ 例4.如图所示，导体A、B是由同种材料做成的，A和B等长，但A比B的横截面积大。当开关S闭合后，在相同时间内，下列叙述正确的是( ) A．电流通过A、B所做的功WA＞WB B．电流通过A、B所做的功WA＜WB C．电流通过A、B所做的功WA＝WB D．无法比较电流通过A、B时做功的大小 例5.如图所示电路中，电源电压不变，只闭合开关S1，电流表的示数为0.3 A，再闭合开关S2，电流表示数变化了0.4 A，则同时闭合S1、S2后，相同时间内R1、R2消耗的电能之比是( ) A．3∶4 B．4∶3 C．7∶3 D．4∶7 知识点二、电功率及其测量 1.电功率 （1）物理意义：表示电流做功的快慢 （2）单位时间内做功的多少。电流所做的功与时间的比值： （3）公式推导：由 推导出： （4）两个比例式：①串联电路： ②并联电路： （5）千瓦时的由来： 2.额定电压与额定功率 （1）额定电压和额定功率：用电器正常工作时的电压叫做额定电压，用电器在额定电压下工作时的电功率叫做额定功率。(一般标在用电器铭牌上) （2）用电器实际功率和额定功率的关系 电压 电功率 工作状况 U实＞U额 P实＞P额 用电器不能正常工作，有可能烧坏(灯泡表现为极亮、发白，甚至灯丝烧断) U实＝U额 P实＝P额 用电器正常工作(灯泡亮度正常) U实＜U额 P实＜P额 用电器不能正常工作(灯泡表现为发暗、发红甚至不亮) （3）灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，实际功率越大，灯泡越亮。 【特别提醒】 ①串联电路中的不同灯泡，由P＝I2R可知，灯泡电阻越大，灯越亮。 ②并联电路中的不同灯泡，由可知，灯泡电阻越小，实际功率越大，灯越亮。 （4）小灯泡规格：“220v 24w”信息提取 ①正常工作时的电流：由P=UI得 ②灯泡电阻不受温度影响：由得 3．电功率的测量 (1)利用电能表测用电器功率： 在用电能表和钟表测量用电器的电功率时应注意如下问题： ①应将其他用电器的开关断开，只让待测用电器工作. ②应让电能表的铝盘转的转数为整数，这样便于计算. ③且应该选用一个转速较大的电能表和一个功率较大的用电器来做实验，效果会更好. (2)伏安法测小灯泡功率： ①原理：P=UI ②电路图： ③滑动变阻器的作用：保护电路；改变灯泡两端的电压 ④多次测量的目的：测量小灯泡在不同电压下的电功率 ⑤常见故障分析 例1．(易错题)下列关于电功率的说法中正确的是( ) A．电流做功越多，电功率越大 B．用电器的电功率越大，工作时消耗的电能就越多 C．用电器工作的时间越短，其电功率越大 D．用电器的电功率越大，表示电流通过用电器时做功越快 例2.如图所示，当开关闭合后，两电流表指针正常偏转且偏转角度相同，则L1、L2两灯消耗的电功率之比为( ) A．4∶1　 　 B．1∶4 C．5∶1　 　 D．1∶5 例3．如图所示的电路中，电源电压保持6 V不变，电阻R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，闭合开关S，R1消耗的电功率为______W；若通电30 s，电阻R2消耗的电能为______ J。 例4．下列四个节能灯，均接在36 V电压下工作，能正常发光的是( ) A．220 V　18 W B．220 V　9 W C．12 V　18 W D．36 V　9 W 例5．将标有“8 V　4 W”字样的灯泡接到12 V的电源上，欲使该灯正常发光，应在电路中______联一个阻值为______Ω的电阻，此时电路的总功率为______W。(不考虑灯泡电阻的变化) 例6.灯泡L1和L2分别标有“220 V　25 W”和“220 V　100 W”字样，若将它们串联接入照明电路中，L1和L2的实际功率之比P1∶P2＝________。并联接在同一电路中时灯______更亮。(灯丝电阻不变) 例7.张华同学采用如图甲所示的电路图测量额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率，电源电压恒为3 V。 (1)连接电路时，开关应处于_________状态，滑动变阻器的滑片应滑到______(选填“左”或“右”) 端。 (2)闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数为0，电流表有示数，产生这一现象的原因是________(填序号)。 A．小灯泡短路 　 B．小灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路 (3)排除故障后，继续进行实验，张华移动滑动变阻器的滑片，记录了多组数据，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图象，如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为_______W，图象是曲线的主要原因是_____________________________________。 (4)李英同学设计了另一种方案：不用电流表，但增加了一只阻值已知的定值电阻R0，用图丙所示的电路进行实验，也测量出了该小灯泡的额定功率。具体步骤如下：她闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额；然后保持_______________不变，将电压表接在a处的导线换接到b处，读出电压表示数U，利用此方法测量出小灯泡的额定功率表达式P＝___________________________(用已知和所测量的物理量符号表示)。 知识点三、电流的热效应 1.探究电热的影响因素 （1）影响因素：电流、电阻、时间，利用控制变量法探究 （2）U型管液面高差显示产生电热的多少，体现了转换法思想 2.焦耳定律：（适用于所有电路） （1）①纯电阻电路：W=Q ②非纯电阻电路：W＞Q （2）纯电阻电路：“算Q即算W” 例1.如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。若探究电流通过导体产生热量与电流的关系，实验前应选择__________(选填“甲”或“乙”)装置。如果甲装置中通过5 Ω电阻丝的电流为0.6 A，则甲装置中10 Ω电阻丝在1 min内产生的热量是__________J。 例2.用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。 (1)实验中通过观察____________________来比较电流产生的热量的多少。 (2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲、乙两瓶中要装入_______________、__________________的同种液体。 (3)为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值___________(选填“相等”或“不相等”)。 (4)实验结论是_________________________________________________________ ___________________________________________。 (5)在实验中，若选择比热容较_________(选填“大”或“小”)的液体作为被加热物体，实验现象会更明显。 (6)该实验装置还可以研究通电时间一定时，导体产生的热量与________的关系。 例3．小明将线圈电阻为4.84 Ω的电动机接入220 V的家庭电路中，关闭家中其他用电器，只让电动机工作时，观察到他家标有2000 imp/(kW·h)的电能表3 min内闪烁了100次，则电动机在这段时间内消耗的电能为___________kW·h，电动机线圈产生______________J的热量。 例4.一只额定功率为450w的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生的热量？ 例5.电烤箱的电阻通过5A的电流时，每分钟可产生6.6×104J的热量。求这台电烤箱的电功率和电阻丝工作的电阻？ 二、基础达标 1.如图所示，帽檐上的小风扇在烈日下不停地转着。小风扇中电动机两端的电压为6 V，通过电动机的电流是0.2 A，1 min内电流所做的功是( ) A．8 J　　B．36 J　　C．72 J　　D．15 J 2.小王随父母去自贡江姐故里进行红色研学之旅。需要提前给移动充电宝进行充电，充电宝容量为60000 mA·h，充电电压为5 V，充电时剩余电量为0。于是她关闭家中其他用电器，并观察到家里电能表如图所示，要给充电宝充满电，电能表的转盘将转过( ) A．120 r B．200 r C．300 r D．1000 r 3.如图所示，是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图象。下列说法正确的是( ) A．电阻R的电阻值是10 Ω B．当通过L的电流是0.2 A时，其消耗的电功率是0.8 W C．仅把L、R并联在电压是2 V的电路中，干路中的电流是0.4 A D．仅把L、R串联在电路中，当电流是0.2 A时，它们两端总电压是4 V 4．如图所示是小柯连接的电路，开关闭合后，发现灯L2比L1亮，关于该电路分析正确的是( ) A．通过L2的电流比L1的电流大 B．L2的电阻比L1的电阻大 C．L2两端电压比L1两端电压小 D．L2的实际功率比L1的实际功率小 5．将两电热丝R1、R2串联起来，接在电路中。如图所示，若R1＞R2，则先被点燃的火柴是( ) A．电热丝R1上的火柴 B．电热丝R2上的火柴 C．两电热丝上的火柴同时被点燃 D．无法确定 6.某手电筒正常工作时，小灯泡两端电压为2.5 V，通过的电流是0.3 A，若通电10 min，有_______ J的电能转化成了内能和_______能。 7.为提倡节能环保，攀枝花市引进大量新能源电动公交车。若充电过程中充电电流为100 A，充电电压为380 V，则新能源电动公交车充电2 h消耗的电能为_______ kW·h。 8.某电阻的阻值是10 Ω，若通过它的电流为0.2 A，通电5 min，电流所做的功为________ J。 9．某同学家的电能表面板如图所示，则他家同时使用的用电器总功率不能超过________W，图中电能表的示数为________kW·h。如将某用电器单独接在该电能表上工作10 min，电能表上的指示灯闪烁了320次，那么该用电器在上述时间内消耗的电能为 ____________J，该用电器的电功率为________W。 10．如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1与R2的阻值之比为2∶3。开关S断开时，R1与R2的电功率之比为____________；开关S闭合前后，电压表两次的示数之比为____________。 11.一个标有“220 V　440 W”字样的电热器，当通过它的电流为1 A时，它两端实际电压是________ V，实际功率是________ W。(不考虑温度对电阻的影响) 12.小明准备测定小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5 V，电阻约为10 Ω，实验室有如下器材：电源(电压为6 V)，电流表(0～0.6 A、0～3 A)，电压表(0～3 V、0～15 V)，开关，导线若干，滑动变阻器两只：R1(10 Ω　0.5 A)、R2(20 Ω　0.5 A)。 (1)如图甲所示是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并画出正确的连线。 (2)正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是________(填序号)。 A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路 (3)电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是________A。 (4)为了满足测量要求，实验电路应该选用滑动变阻器______。(选填“R1”或“R2”) (5)小明根据记录的多组I­U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙)，则小灯泡的额定功率为________W。 13．如图所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为10 Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为2 A，电流表A2的示数为0.8 A。求： (1)电源电压。 (2)电阻R1消耗的电功率。 三、能力提升 1．如图所示的电路，闭合开关后，当滑片P向右移动时，下列说法正确的是( ) A．灯泡L变暗 B．电压表示数变小 C．电流表A1示数变大 D．整个电路消耗的总功率变小 2．如图所示，阻值为R的电阻丝，用四种方法分别接在电压为U或2U的电源上，闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是( ) 3．甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示。将甲、乙两灯泡串联后接在电压为______V的电源两端时，甲灯泡中通过的电流为0.5 A，此时乙灯泡1 min消耗的电能是________J。 4．灯L1标有“12 V　12 W”的字样，灯L2标有“6 V　3 W”的字样(灯丝电阻不变)，为保证灯泡安全，若将两灯串联，它们两端允许的最大电压为______V，此时电路的最大功率为______ W；若将两灯并联，则干路中的电流最大为______ A，此时灯L1的电功率为______W。 5．某型号的电水壶有加热和保温两个挡位，其电路如图所示。当S闭合，S1断开时，电水壶处于_____________挡，加热和保温的功率分别为1200 W和44 W。用它把质量为1 kg、初温为20 ℃的水加热到100 ℃，用时400 s，则水吸收的热量是____________J，此过程中电水壶的效率η＝______%。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 6．如图所示的电路中，定值电阻R1＝40 Ω，R2＝20 Ω，电压表示数为10 V。求： (1)通过R2的电流。 (2)通电300 s，电流通过R1所做的功。 7．如图所示的电路，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，A、B为其两端点，闭合开关S，当滑片P移动至某一位置C时，电流表示数为0.4 A，R2的电功率为3.2 W。当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.2 A，R2的电功率为2 W。求： (1)电源电压U及R1的阻值。 (2)当滑动变阻器接入电路的电阻R2＝R1时，滑动变阻器的功率为多大？ 8．如图所示，电路中使用的是可调电压电源，电阻R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，小灯泡L标有“12 V　18 W”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影响)。 (1)开关S1、S2、S3闭合，调节电源电压为6 V时，求电流表A的示数。 (2)开关S1、S2闭合，S3断开，调节电源电压为10 V时，求小灯泡L的实际发光功率。 (3)开关S1闭合，S2、S3断开，调节电源电压使小灯泡L正常发光时，求电路消耗的总功率。 参考答案 一、知识点讲解 知识点一、电能与电功 例1、0.2 7.2×105 例2、 D 例3、15051.6 例4、B 例5、A 知识点二、电功率及其测量 例1、 D 例2、 B 例3、0.4 24 例3、 D 例4、 串 8 6 例6、4:1 L2 例7、 （1）断开 右 （2）A （3）0.625 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 （4）滑片位置 知识点三、电流的热效应 例1、 乙 216 例2、（1）温度计示数的变化 （2）质量相等 初温相等 （3）不相等 （4）在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多 （5）小 （6）电流 例3、0.05 1.8×104 例4、分析：纯电阻电路，“算Q即算W”，Q=W=Pt=450w×60s=2.7×104J 例5、分析：纯电阻电路，“算Q即算W”，Q=W=6.6×104J 二、基础达标 1、C 2、C 3、C 4、B 5、A 6、450 光 7、76 8、120 9、2200 219.6 3.6×105 600 10、2:3 2:5 11、110 110 12、（1）略 （2）B （3）0.4 （4）R2 （5）0.625 13、解：(1)电源电压U＝I2R2＝0.8 A×10 Ω＝8 V (2)通过电阻R1的电流I1＝I－I2＝2 A－0.8 A＝1.2 A，电阻R1消耗的电功率P＝UI1＝8 V×1.2 A＝9.6 W 三、能力提升 1、D 2、D 3、8 180 4、12 6 1 3 5、保温 3.36×105 70 6、解：(1)由电路图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压。根据欧姆定律可得，通过R2的电流I2＝＝＝0.5 A　 (2)串联电路中各处的电流相等，则通过R1的电流I1＝I2＝0.5 A，通电300 s，电流通过R1所做的功W1＝I1U1t＝I12R1t＝(0.5 A)2×40 Ω×300 s＝3000 J 7、解：(1)由图可知R1与R2串联，当滑片P移动至某一位置C时，此时R2两端的电压U2C＝＝＝8 V，电源电压U＝ICR1＋U2C＝0.4 A×R1＋8 V①，当滑片P在某一端点时，电流表示数由0.4 A变为0.2 A，电流变小，所以滑动变阻器移到了最右端，此时R2两端的电压U2B＝＝＝10 V，电源电压U＝IBR1＋U2B＝0.2 A×R1＋10 V②，由①②解得：R1＝10 Ω，U＝12 V　 (2)当R2＝R1＝10 Ω时，电路中的电流I＝＝＝＝0.6 A，则滑动变阻器的功率P＝I2R2＝(0.6 A)2×10 Ω＝3.6 W 8、解：(1)开关S1、S2、S3闭合，R2和L并联，R1被短路，电流表A测干路电流。小灯泡L的电阻RL＝＝＝8 Ω；开关S1、S2、S3闭合，通过小灯泡的电流I灯＝＝＝0.75 A；通过R2的电流I2＝＝＝1 A；电流表A的示数I＝I灯＋I2＝0.75 A＋1 A＝1.75 A　 （2）开关S1、S2闭合，S3断开，小灯泡L接入电路，R1被短路，R2被断路；小灯泡L的实际发光功率P＝＝＝12.5 W　 (3)开关S1闭合，S2、S3断开，R1和L串联，R2被断路；小灯泡正常发光，小灯泡的电流IL＝＝＝1.5 A；电路消耗的总功率P总＝IL2(R1＋RL)＝(1.5 A)2×(3 Ω＋8 Ω)＝24.75 W 1 学科网（北京）股份有限公司 $$