2025年中考物理一轮复习基础拓展课件（四川）：电功、电功率、焦耳定律

电功、电功率、焦耳定律 1．单位：在物理学中电能的单位是焦耳，符号是J；生活中常用的单位是千瓦时(度)，符号是kW·h。它们之间的换算关系是1 kW·h＝ ①　 　J。  电能 　3.6×106　 知识点1 夯基础 知识精讲 项目 说明 图示 作用 　　　　　　　　　　　计量用电器在一段时间内消耗的②_______　 　 主要 参数 “220 V”指电能表应接在电压是220 V的电路中使用 “10(20)A”表示这个电能表的标定电流是③　 　A，额定最大电流是④　 　A  “600 revs/(kW·h)”指用电器每消耗⑤　 　的电能时，电能表的转盘转过 ⑥　 　转  读数 电能表示数的最后一位表示小数点后第一位，图中电能表的示数为⑦　 　kW·h  计量 方法 a．电能表结束和起始时的示数之差即为这段时间内用电的度数。 b．电能表的转盘转动n圈或指示灯闪烁n次，消耗的电能W＝ kW·h＝×3.6×106 J，其中N表示每消耗1 kW·h的电能，电能表转盘转过的圈数或指示灯闪烁的次数 　530.9　 　600　 　1 kW·h　 　20　 　10　 　电能　  2．电能表 项目 电功 电功率 定义 电流对外做的功，是电能转化为其他形式能多少的量度，用符号⑧　 　表示  电功率等于电功与时间之比，是表示电流做功⑨　 　的物理量，用符号P表示  单位 国际单位：焦耳(J)； 常用单位：千瓦时(kW·h)，也称度 国际单位：瓦特(W)； 常用单位：毫瓦(mW)、千瓦(kW) 　快慢　 　W　 知识点2 电功　电功率 1．电功与电功率 项目 电功 电功率 单位换算 1度＝1 kW·h＝3.6×106 J 1 MW＝1×106 W，1 kW＝ ⑩　 W，  1 mW＝1×10－3 W 定义式 　　　　　　W＝⑪　 　  P＝⑫________ 推导 公式 W＝Pt(适用于所有电路)； W＝I2Rt、W＝t(适用于纯电阻电路) P＝UI(适用于所有电路)； P＝I2R、P＝(适用于纯电阻电路) 比例 关系 串联电路：＝⑬  　(电压关系)＝⑭  　(电阻关系)；  并联电路：＝⑮　 (电流关系)＝⑯  　(电阻关系)  1×103　 UIt   2．额定电压和额定功率 (1)额定电压：用电器正常工作时的电压，常用U额表示。 (2)额定功率：用电器在⑰　 　下工作时的电功率，常用P额表示。  (3)实际电压：用电器实际工作时的电压，它可能与额定电压相等，也可能不等，常用U实表示。 (4)实际功率：用电器在实际电压下工作时的电功率，常用P实表示。 　额定电压　 小明家的电能表面板如图所示，他家同时使用的用电器总功率不能超过 　 　W。他家里新添置了一台空调，让其单独工作5 min，电能表的指示灯闪烁了320次，则该空调的实际功率为　 　W。 　1 200　 基础小练 　4 400　 　Q＝I2Rt　 　时间　 　电阻　 焦耳定律 　内　 知识点3 1．电流的热效应：电流通过导体时将电能转化为⑱ 　 　能，这种现象叫作电流的热效应。  2．焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的 ⑲ 　 　成正比，跟通电⑳ 　 　成正比。  (2)公式： ㉑ 　 　。  (3)推导公式：Q＝t＝UIt＝Pt＝W(只适用于纯电阻电路)。 3．电热的利用与防止 (1)电热的利用：凡是利用电流热效应来加热升温的用电器都属于电热的利用，如电饭煲、电炉、电熨斗、电热水器、电取暖器等。 (2)电热的防止：如电视机的散热窗、电脑里的风扇等。 如图所示的便携式封口机，使用电压为3 V的电源，接通电路发热电阻温度升高，利用电流的　 　实现高温封口。阻值为1 Ω的发热电阻10 s内产生　 　J的热量。 　90　 基础小练 　热效应　 1．判断下列物理量的估测是否正确。 (1)(2023·成都A卷4B题0.5分)一个电热水壶的加热功率约为10 W。( ) (2)(2023·成都A卷4D题0.5分)一盏台灯工作2 h消耗电能约为5 kW·h。( ) 对电功率、电能的估测 ✕ ✕ 明考向 四川真题 命题点1 2．(2024·凉山35题第二、三空2分)近年来，凉山的山川田野间一座座风力发电机组拔地而起。风力发电机是利用风力带动风轮旋转，把风的动能转变为风轮轴的机械能。某型号风力发电机转一圈的发电量为2 kW·h，能让额定功率为50 W的灯泡正常工作　 　h；相当于　 　kg的煤完全燃烧释放的能量。(q煤＝3×107 J/kg)  　0.24　 命题点2 　40　 甲　 　乙 3．(2024·凉山33题3分)小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，其两者的I－U 关系图像如图乙所示，　 　(选填“A”或“B”)图像是小灯泡L的I－U关系图像，B图像所代表元件的阻值为　 　Ω，  当电压表示数为8 V时，小灯泡L和定值电阻R在10 s内消耗的总电能为 　 　J。  　48　 　40　 　A　 4．(2022·绵阳16题4分)如图所示，灯泡L1、L2、L3规格均为“220 V　40 W”，照明电路电压恒为220 V，灯泡电阻变化忽略不计。先闭合S1、S2、S3，电流表示数为I1；再断开S2、S3，电流表示数为I2，则I1∶I2＝　 　。闭合S1，断开S2、S3，持续照明10 h，电路消耗的总电能为 　kW·h。  0.2　 　4∶1　 5．(2022·攀枝花18题3分)如图甲所示是小李同学家上月初和月末的电能表表盘示意图，小李同学家电路干路中的电流不得超过　 　A，上月消耗的电能为　 　kW·h。年发电量可达1.5×109 kW·h的攀枝花银江水电站(图乙)将于2025年投产发电，投产发电后的银江水电站可满足　 　户小李同学这样的家庭用电需求。  　1.0×106　 　125　 　20　 (1)小李阅读说明书后，有以下认识，你认为不合理 的是　 　(填序号)。  A．电话手表的表带内侧设计有导汗槽，有助于加快汗液的蒸发 B．用尖锐物撬手表电池容易起火，可能是因为电路发生了断路 C．恶劣天气搜索不到通信信号，可能是因为电磁波传播过程受到干扰 D．紧贴耳朵使用会造成听力损伤，是因为声音响度与声源到耳朵距离有关 6．(2024·成都B卷6题4分)图1是小李购买的某款国产电话手表，她与爸爸妈妈一起了解和研究电话手表的功能，以确保正确且安全使用。 图1　 　 　B　 (2)小李用电话手表与爷爷长时间视频通话，手表突然自动关机，原因是手表过热，启动了保护功能。她认为手表启动保护功能一段时间后，应有自动开机功能，于是她用所学知识设计出模拟过热保护装置的示意图(如图2)，R0为定值电阻，R为热敏电阻(有两种类型可供选择，其电阻随温度变化关系如图3所示，R的温度变化主要受发热元件影响)。下列分析合理的是　 　(填序号)。  A．热敏电阻应选择NTC类型 B．热敏电阻温度升高，电磁铁磁性减弱 C．启动保护模式后，控制电路自动断开 D．启动保护模式后，工作电路无法再次启动 　A　 图2 图3 (3)小李和爸爸在家庭实验室对电话手表进行充电测试，测得充电时充电器的输出电压约为5 V，输出功率约为6 W，则输出电流与常见家用电器 　 　(选填“电视机”“空调”或“电热灭蚊器”)的正常工作电流最接近。  　电视机　 (4)妈妈告诉小李，充电器在插座上未给电话手表充电时，内部也有电流通过。他们查阅网站得知，截止2024年3月末我国移动电话用户总数约为18亿户。若有 用户不拔充电器，一户一个充电器，每个充电器每天平均闲置时间约为20 h，平均实际功率约为0.1 W，则全国一天因此浪费的电能约为　 　kW·h。  小李通过查询资料进一步发现，长时间让家用电器处于待机状态，不仅浪费电能，还可能引起火灾。为了您和家人的安全，请正确使用家用电器。 　9×105 　 7．(2023·绵阳22题9分)某学校九年级2班教室共有规格为“220 V　30 W” 的节能灯20盏，有规格为“220 V　1 900 W”的空调2台。求： (1)这间教室节能灯和空调正常工作时的总功率。 (2)这间教室全部用电器正常工作时干路中的总电流。 解：(1)这间教室节能灯和空调正常工作时的总功率 P总＝20 P灯＋2 P空调＝20×30 W＋2×1 900 W＝4 400 W。 (2)这间教室全部用电器正常工作时干路中的总电流I总＝＝20 A。 8．(2023·攀枝花26题9分)某品牌电煎锅的简化电路如图所示，它有高、中、低三个挡位，最大功率为990 W。S为旋钮开关，转动S可将开关分别调至0、1、2、3挡位置，与该挡的两个触点同时接通。R1、R2、R3为发热电阻，且阻值恒定。将电煎锅接入220 V的家庭电路中，当开关S旋至1挡时，电路的工作电流为1 A；当开关S旋至2挡时，电路的功率为550 W。某次用2挡烹饪过程中，用时1 min将质量为50 g、比热容为4.0×103 J/(kg·℃)的某种食物从20 ℃加热至119 ℃。求： (1)电阻R1、R2、R3的阻值。 (2)该次烹饪过程中电煎锅加热食物的效率。 解：由题图可知，S旋至1挡时，R1和R2串联；S旋至2挡时，R1被短路，仅有R2接入电路；S旋至3挡时，R2和R3并联。 (1)由P＝可知，开关S旋至2挡时，电路的电阻较小，功率较大，电煎锅处于中挡，此时P中＝P2＝550 W，则R2的阻值R2＝＝88 Ω； 开关S旋至1挡时，R1和R2串联，电路的电阻最大，功率最小，电煎锅处于低挡， 此时电路中的电流为1 A，由欧姆定律和串联电路中电阻的规律可得，R1的阻值 R1＝－R2＝－88 Ω＝132 Ω； S旋至3挡时，R2和R3并联，电路的电阻最小，功率最大，电煎锅处于高挡， 则P高＝＋P2， R3的阻值 R3＝＝110 Ω。 (2)食物吸收的热量 Q吸＝cm(t2－t1)＝4.0×103 J/(kg·℃)×50×10－3 kg×(119 ℃－20 ℃)＝1.98×104 J， 利用2挡烹饪过程中，电煎锅1 min消耗的电能 W＝P2t＝550 W×60 s＝3.3×104 J， 电煎锅加热食物的效率 η＝＝0.6＝60%。 9．(2021·成都A卷21题4分)实验室有两个额定电压相同的小灯泡L1、L2，小华想知道哪个小灯泡额定功率大，于是将它们串联接入电路中，如图所示。闭合开关，两个小灯泡均发光，电压表V1示数比V2小，此时实际功率大的小灯泡是　 　。据此小华可以判断，额定功率大的小灯泡是 　 　。  　L1　 电功率的理解和相关计算 　L2　 命题点3 10．(2024· 凉山36题2分)小灯泡上标有“6 V　3 W”的字样，则小灯泡正常发光时的电阻为　 　Ω；若将小灯泡接在电源电压为9 V的电路中，要使小灯泡正常发光，需要串联一个阻值为　 　Ω的定值电阻。  　6　 　12　 11．(2023·攀枝花18题2分)如图所示，电阻R1、R2、R3的阻值分别为R、2R、3R，“ ”为二极管。二极管具有单向导电性，只允许电流从其正极向负极通过，不允许电流反方向通过；当电流从二极管的正极流向负极时，其电阻为零。闭合开关S，接入电路的总电阻为　 　。现将电源正负极对调再接回原位置，则前后两种情况R2消耗的电功率之比 为　 　。  　9∶25　 　5R　 (1)同学们研究说明书和电吹风内部结构后，有以下认识，其中不合理的是 　 　。  A．说明书提示“请勿在手湿的情况下使用”，主要是为了防止触电或引发短路 B．说明书提示“请勿在使用过程中用手触摸出风口”，主要是为了避免烫伤 C．电吹风额定功率是指电吹风正常工作时的最大发热功率 D．绕电阻丝的支架应采用绝缘、耐高温材料制作 12．(2023·成都B卷6题4分)某品牌电吹风铭牌上标有“220 V　2 000 W”字样，有“断开、冷风、慢速中温、快速高温”四个挡位。物理兴趣小组同学把此款电吹风拆解后，发现有两条不同的电阻丝绕于支架上并置于出风筒内，经研究后画出了简化电路(如图)。 　C　 (2)开关S与0、1两触点接触时，电吹风处于“慢速中温”挡；开关S与2、3两触点接触时，电吹风处于“快速高温”挡。两挡相比，电动机在“快速高温”挡转得更快，原因是　 _ 　。  (3)同学们进一步研究发现该电吹风具有过热自动断电保护功能，其内部有一个双金属片开关，当温度达到设定值时，双金属片开关自动断开，电吹风停止工作，待温度下降到安全值后又自动接通。则双金属片开关应安装在图中的　 　(选填“a”“b”“c”或“d”)点。  　d　 的电压更大　 　在“快速高温”挡时电动机两端 (4)同学们在组长家中采用以下步骤测量电吹风的实际功率。 ①测量开始前关闭家中所有用电器，记录智能电能表示数为2 127.23 kW·h。 ②将电吹风调至“快速高温”挡工作4 min断开开关，记录电能表示数为2 127.36 kW·h。 ③根据实验数据，计算电吹风在“快速高温”挡工作的实际功率为 　 　W。  　1 950　 13．【2024·凉山46(2)(3)题4分】电动自行车是常见的交通工具，如图所示，某型号的电动自行车质量为48 kg，输出电压为48 V，电动机的额定功率为240 W，电池最大储能能量E＝3×106 J。 (2)若电动自行车以额定功率行驶，求通过电动机的电流。 (3)若电动自行车匀速直线行驶时受到的阻力为80 N，能量转化率为80%，求充满电后能行驶的最远路程。 解：(2)电动自行车以额定功率行驶时，通过电动机的电流I＝＝5 A。 (3)电动自行车匀速直线行驶时，获得的机械能 W＝ηE＝80%×3×106 J＝2.4×106 J， 电动自行车匀速直线行驶时受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，即F牵＝f＝80 N， 则充满电后能行驶的最远路程 s＝＝3×104 m。 14．(2020·攀枝花6题3分)下列用电器中，主要利用电流的热效应工作的是( ) A．电视机　　　　　B．电水壶 C．洗衣机 D．电风扇 焦耳定律的理解和相关计算 B 命题点4 15．(2024·成都A卷20题4分)小张想设计一个有“低温”“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其电路原理如图所示，电源电压为220 V，R1、R2是电热丝，开关S接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝，R1＝ 242 Ω，另外两根电热丝的阻值分别是121 Ω和242 Ω，R2该选取阻值为 　 　Ω 的电热丝。开关S接触“1”“2”两个触点时，通电1 min，电流产生的热量是　 　J。  　1.2×104　 　121　 16．(2021·攀枝花21题2分)某物理兴趣小组的师生自制了一个电炉。电炉的电阻丝通过5 A的电流时，每分钟可产生6.6×104 J的热量，则这个电炉的电功率为　 　W，电阻丝工作时的电阻为　 　Ω。  　44　 　1 100　 17．(2020·成都A卷22题2分)小彬用如图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”，电源电压为3 V，电阻丝R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，两气球相同。闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到 　 　气球先鼓起来。通电1 min，R2产生的热量为　 　J。  　12　 　乙　 $$