第14讲　电功　电功率　焦耳定律　第1课时　电功　电功率课件2025年中考物理一轮复习（甘肃专版）

第三单元　电学　磁学 第十四讲　电功　电功率　焦耳定律 第1课时　电功　电功率 教材梳理　夯实基础 考向探究　培养能力 实验突破　提升素养 考点一 电能表 作用 　测量用电器在一段时间内　　　　　　　  参数 220 V 　在220 V的电路中使用 10(20) A 　10 A表示            , 20 A表示　   50 Hz 　在频率为50 Hz的交流电路中使用 3000 r/(kW·h)                 读数 　最后一位为小数,如图所示,电能表的示数为　　　　kW·h  消耗的电能 该电能表的标定电流为10 A 该电能表的额定最大电流为20 A 接在这个电能表上的用电器每消耗1 kW·h 的电能,该电能表的转盘转过3000 r 367.2 教材梳理　夯实基础 返回目录 2 (续表) 测量 　用电器在某一段时间内消耗的电能等于这段时间内电能表前后两次的示数之　　　;电能表转过n圈,消耗的电能为W= kW·h= ×3.6×106 J(N表示消耗1 kW·h电能时转盘转过的圈数)  差 教材梳理　夯实基础 返回目录 1.1 小刚家4月底电能表的示数为821.6 kW·h,5月底电能表的示数如图14-1所示,那么5月份他家消耗了　　　kW·h的电能,他家同时使用的用电器总功率不能超过　　　　W。小刚发现在0.5 h内该电能表的转盘转了1250 r,则他家0.5 h内消耗的电能为　　　　kW·h。  基础配练 图14-1 110 2200 0.5 教材梳理　夯实基础 返回目录 物理量 电能(电功)W 电功率P 含义 　电流做功的过程,即电能转化为其他形式能的过程 　电流在单位时间内所做的功,表示电流做功的　　　  单位 　单位:　　 　　;  　常用单位:千瓦时(kW·h),俗称度,1度=1 kW·h=　　　　　J  　单位:　　　　;  　常用单位:千瓦(kW);1 kW= 　　　　W  考点二 电能和电功率 快慢 焦耳(J) 瓦(W) 1000 3.6×106 教材梳理　夯实基础 返回目录 (续表) 物理量 电能(电功)W 电功率P 公式 　①W=　　　　(定义式);  　②W=　 　(适用所有电路); 　③纯电阻电路(结合欧姆定律可推导):W=　 ,W=　 　  　①P=　　　　(定义式);  　②P=　　　　(测电功率原理); 　③纯电阻电路(结合欧姆定律可推导):P=　　　　,P=　　　  比例 关系 　①串联电路:; 　②并联电路: UIt Pt I2Rt UI I2R 教材梳理　夯实基础 返回目录 (1)额定功率:用电器正常工作时的电功率;实际功率:用电器在实际电压下消耗的功率。 (2)灯泡的亮度取决于灯泡　　　　功率的大小,　　　功率越大,灯泡越亮。 (3)电路总功率与用电器电功率的关系:无论用电器串联还是并联,电路总功率均等于各用电器实际功率之和,即P总=P1+P2+…+Pn。 注意 实际 实际 教材梳理　夯实基础 返回目录 2.1 为响应国家节能环保的需要,许多地方都引进了新能源电动公交车,若充电电流为100 A,充电电压为380 V,则给该公交车充电2 h消耗的电能为 　　　　　　　　J=　　　　kW·h。  基础配练 2.736×108 76 教材梳理　夯实基础 返回目录 2.2 若把标有“220 V　100 W”字样的灯泡接到110 V的电路中,忽略温度对灯泡电阻的影响,则 (　　) A.灯泡正常发光 B.灯泡的实际功率为50 W C.灯泡的实际功率为25 W D.通过灯泡的电流与正常发光时的一样大 C 教材梳理　夯实基础 返回目录 例 1 (2024绥化)图14-2为家庭电路中的电能表,该电能表允许接入用电器的最大总功率是　　　　W;表盘上的某个参数模糊不清,为测得这个参数,仅将额定功率为1200 W的空调接入电路,正常工作1 min,电能表转盘转了60转,计算可知,该参数为　　 　　　r/(kW·h)。  考向一 电能表的相关计算 8800 图14-2 3000 考向探究　培养能力 返回目录 10 变式1 (2024广安)小强上次查看家里的电能表显示为 ,本次查看时电能表示数如图14-3所示,下列说法正确的是 (　　) A.电能表是测量电功率的仪表 B.在这段时间内消耗的电能为792 kW·h C.小强家同时工作的用电器的总功率不能超过 2200 W D.只将一台标有“220 V　1000 W”的电热水 器接入电路中,正常工作5 min,电能表的指示灯闪烁300次 图14-3 D 考向探究　培养能力 返回目录 例 2 如图14-4甲所示,闭合开关S,在将滑动变阻器R的滑片P由A端移动到B端的过程中,定值电阻R0的电功率P和电路中的电流I的关系图像如图乙所示。假设电源电压保持不变,求: (1)电源电压和R0的阻值。 (2)当滑动变阻器的滑片P在A端时, 滑动变阻器在1 min内消耗的 电能。 考向二 电功、电功率的相关计算 图14-4 考向探究　培养能力 返回目录 例 2 如图14-4甲所示,闭合开关S,在将滑动变阻器R的滑片P由A端移动到B端的过程中,定值电阻R0的电功率P和电路中的电流I的关系图像如图乙所示。假设电源电压保持不变,求: (1)电源电压和R0的阻值。 图14-4 解:(1)由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。 由图甲可知,当滑片位于B端时, 滑动变阻器接入电路中的电阻 为零,此时电路中的电流最大, 考向探究　培养能力 返回目录 由图乙可知,电路中的最大电流I大=0.5 A,此时R0消耗的电功率最大, 为P0大=4.5 W,由上述分析可知,R0消耗的电功率最大时,电路为R0的简单电路,此时R0两端的电压即电源电压, 即U=U0大==9 V; 由I=可得,定值电阻R0的阻值: R0==18 Ω。 图14-4 考向探究　培养能力 返回目录 例 2 如图14-4甲所示,闭合开关S,在将滑动变阻器R的滑片P由A端移动到B端的过程中,定值电阻R0的电功率P和电路中的电流I的关系图像如图乙所示。假设电源电压保持不变,求: (2)当滑动变阻器的滑片P在A端时,滑动变阻器在1 min内消耗的电能。 图14-4 (2)滑片位于A端时,电路的总电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.1 A,　 此时电路的总电阻: R总==90 Ω, 考向探究　培养能力 返回目录 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,滑动变阻器的最大阻值: R大=R总-R0=90 Ω-18 Ω=72 Ω, 滑动变阻器在1 min内消耗的电能: W=URI小t=R大t=(0.1 A)2×72 Ω×60 s=43.2 J。 图14-4 考向探究　培养能力 返回目录 变式2 如图14-5甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12 V,闭合开关S后,在滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的I-U关系图像如图乙所示。 (1)求小灯泡正常发光时的电阻。 (2)当滑片P移至最右端时,闭合开 关S,求通电2 min滑动变阻器消 耗的电能。 图14-5 解:(1)由图乙可知,当小灯泡两端的电压为12 V 时,通过小灯泡的电流为 2 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 RL==6 Ω。 考向探究　培养能力 返回目录 变式2 如图14-5甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12 V,闭合开关S后,在滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的I-U关系图像如图乙所示。 (2)当滑片P移至最右端时,闭合开关S,求通电2 min滑动变阻器消耗的 电能。 图14-5 (2)由图甲可知,闭合开关,小灯泡 和滑动变阻器串联,电流表测量 电路中的电流,电压表测量小灯 泡两端的电压。 考向探究　培养能力 返回目录 当滑片P移至最左端时,只有小灯泡接入电路,此时小灯泡两端的电压等于电源电压,由图乙可知,电源电压为12 V,当滑片P移至最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值为滑动变阻器的最大阻值,根据图乙可知,此时电路中的电流最小,为1 A,小灯泡两端的电压为3 V,此时滑动变阻器两端的电压:U滑=U-UL'=12 V-3 V=9 V,通电2 min滑动变阻器消耗的电能为W=U滑It=9 V×1 A×2×60 s=1080 J。 图14-5 考向探究　培养能力 返回目录 变式3 (2023烟台)如图14-6甲所示,电源电压恒定不变,R1的阻值为10 Ω,图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合S1、S2时,电压表示数为2 V,此时通过小灯泡L的电流为　　　　A,电源电压为　　　V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4 V,电路在1 min 内消耗的电能为　　　J。 图14-6 0.6 8 384 考向探究　培养能力 返回目录 例 3 (2023深圳)已知R1=2 Ω,R2=3 Ω,琴琴同学分别按如图14-7甲和乙所示的两种方式将两电阻连接在一起,两图中电源电压相同,则 (　　) A.图甲中通过R1与R2的电流之比为2∶3 B.图乙中R1与R2两端的电压之比为3∶2 C.图甲与图乙所示电路的总功率之比为 6∶25 D.图甲与图乙所示电路的总功率之比为25∶6 图14-7 C 考向探究　培养能力 返回目录 变式4 (2023广元)如图14-8甲所示电路,电源电压不变,R1是定值电阻,通过R2的电流与R2两端的电压关系如图乙所示。当M、N都是电流表,且S1闭合、S2断开时,M的示数为0.4 A,电路的总电阻为R';当M、N都是电压表,且S1、S2都闭合时,N的示数为2 V,电路的总电阻为R″。下列说法正确的是(　　) A.R1的阻值为15 Ω B.R'∶R″=6∶25 C.当M、N都是电压表,S1、S2都 闭合时,R1与R2的功率之比为1∶3 D.当M、N都是电流表,且S1闭合、S2断开时,M、N两表示数之比为3∶5 图14-8 D 考向探究　培养能力 返回目录 例 4 (2024枣庄)如图14-9所示,电源电压保持不变,R2=2R1,滑动变阻器标有“20 Ω　1 A”字样,闭合S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P位于最右端时,电压表的示数为3 V,电路的总功率为P1;当闭合S2,断开S1,滑动变阻器的滑片P移至中点时,电压表示数为1.2 V,电路的总功率为P2,下列说法正确的是 (　　) A.P1∶P2=4∶5 B.电源电压为12 V C.R1阻值为40 Ω D.电路的最大功率为2.7 W 图14-9 D 考向探究　培养能力 返回目录 变式5 (2024凉山州)如图14-10甲所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~15 V。滑动变阻器R1的规格为“50 Ω　0.5 A”。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器接入电路的阻值变化关系图像,如图乙所示。在保证电路安全的情况下,下列计算结果中正确的是(　　) A.电源电压为12 V B.R0的阻值为15 Ω C.滑动变阻器接入电路的阻值 变化范围是10~50 Ω D.滑动变阻器的最大功率为0.9 W 图14-10 D 考向探究　培养能力 返回目录 变式6 (2024广安)如图14-11甲所示电路,电源电压恒定不变,电流表量程是0~0.6 A,电压表量程是0~3 V。闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑到a点的过程中,滑动变阻器R和灯泡L的U-I图像如图乙所示,当滑片在a点时灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是 (　　) A.电源电压为4 V B.灯泡L正常发光时的电阻为6 Ω C.电路中允许的最大功率为 2.25 W D.电压表测量的是滑动变阻 器R两端的电压 图14-11 C 考向探究　培养能力 返回目录 【常考点梳理】 1.滑动变阻器的作用是保护电路和　　　　　　　　　　　　。  2.进行多次测量是为了得出小灯泡在不同电压下的　　　　　,便于比较,得出普遍规律。  3.当移动滑动变阻器的滑片使接入电路的阻值变大时,小灯泡　　　　,实际功率　　　　,这说明小灯泡的实际功率与小灯泡两端的            有关。 改变小灯泡两端的电压 实际功率 变暗 变小 实际电压 突破 测量小灯泡的电功率 实验突破　提升素养 返回目录 例 1 在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为3 V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5 V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。 (1)请用笔画线代替导线,将如图14-12所示的实物图连接完整。要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大。 图14-12 [答案]如图所示 实验突破　提升素养 返回目录 (2)正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不会发光,两电表示数均无变化。产生这一故障的原因可能是　　　　　　　。  (3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P到某一位置,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图14-13所示,则小灯泡的额定功率为　　　　W。 图14-13 小灯泡断路 0.65 实验突破　提升素养 返回目录 例 2 (2024凉山州)在“测量小灯泡的功率”实验中,小灯泡额定电压为 2.5 V,小灯泡的正常发光时的电阻约为9 Ω,按如图14-14甲所示连接好电路。 图14-14 (1)连接电路时应断开开关,闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到            (选填“A”或“B”)端。  A 实验突破　提升素养 返回目录 (2)小明试触时,发现电流表指针偏转如图乙所示,电路出现的问题为电流表 　　　　(选填字母序号)。  A.量程选择过大 B.量程选择过小 C.正、负接线柱接反 图14-14 C 实验突破　提升素养 返回目录 (3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时电压表示数为2.1 V,为了让灯泡正常发光,滑片应向　　　　(选填“A”或“B”)端移动。  (4)移动滑片使灯泡正常发光,此时电流表示数如图丙所示,则灯泡的额定功率为　　　　W。  (5)小明同学通过计算发现在不同功率下灯泡的电阻不同,主要原因是灯泡的电阻受　　　　的影响。  图14-14 B 0.75 温度 实验突破　提升素养 返回目录 (6)在测量小灯泡电功率拓展实验中,电流表坏了,老师给同学们提供了一个阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图14-15所示的实验电路图,下面是某同学的实验步骤: ①按电路图连接好电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为U额; ②保持滑片的位置不动,再将开关S2拨到触点1,读出 电压表的示数为U; ③小灯泡额定功率的表达式为P额=            (用U额、U和R0表示)。  图14-15 U额 实验突破　提升素养 返回目录 $$