25第十四章 电功率-【智乐星中考·学考传奇】2025年山东省中考物理讲练本（五四制）

1 2 电功率 第十四章 3 知识梳理·夯基础 精讲巧练·抓重点 科学探究·理实验 目 录 母题研究·破难点 4 知识点1　电能　电功 1.电能 (1)定义：电流所具有的能量称为电能。 (2)单位及其换算 A.国际单位：________，符号是J。  B.常用单位：________，也叫作度，符号是______。  C.单位换算：1 kW·h=__________J。  焦耳 千瓦时 kW·h 3.6×106 5 2.电功 (1)定义：电流通过某段导体所做的功叫作电功，用符号____表示， 单位是焦耳(J)。  (2)实质：电能转化为______________的过程。  (3)计算公式：W=_____。(普遍适用)  推导式：W=I2Rt=t。(只适用于纯电阻电路) W 其他形式的能 UIt 6 3.电能表 类型 转盘式电能表 频闪式电能表 示 意 图 作用 测量用电器在一段时间内消耗的_________ 主要 参数 “220 V”表示电能表正常工作时的电压为220 V “10(20) A”表示这个电能表的标定电流为______A，额定最大 电流为______A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流  电能   10 20 7 类型 转盘式电能表 频闪式电能表 主要 参数 “50 Hz”表示电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用 “600 revs/(kW·h)”表示每消 耗 1 kW·h 的电能，电能表 转盘转过______ “600 imp/(kW·h)”表示每消耗 1 kW·h的电能，电能表指示灯 闪烁________ 读数 电能表最右边格中显示的是小数部分，前面的格中是整数部分。 消耗电能=前后两次电能表示数之差。如图所示，电能表的示数 都为________kW·h  600 r 600 imp 2 021.6 8 知识点2　电功率 1.电功率 (1)物理意义：电功率是表示______________的物理量。  (2)定义：物理学中把电流___________与___________之比叫作电功率， 用符号P表示。  (3)单位及其换算 A.国际单位：瓦特，简称瓦，符号是____。  B.其他单位：千瓦(kW)，毫瓦(mW)。 C.单位换算：1 kW=_____W，1 mW=_____W。  电流做功快慢 所做的功 所用时间 W 103 10-3 9 (4)计算公式 A.定义式：________。(普遍适用)  B.推导式：P=________= 。(只适用于纯电阻电路)  P= I2R 10 2.额定功率与实际功率 (1)概念 A.额定电压：用电器正常工作时的电压。 B.额定电流：用电器正常工作时的电流。 C.额定功率：用电器在____________下工作时对应的功率。  D.实际功率：用电器在____________下工作时对应的功率。  额定电压 实际电压 11 (2)判断用电器是否正常工作的方法 A.若U实=U额，则P实=P额，用电器正常工作，如灯泡正常发光。 B.若U实<U额，则P实<P额，用电器不能正常工作，如灯泡较暗。 C.若U实>U额，则P实>P额，用电器可能被损坏，如灯丝被烧断。 12 知识点3　焦耳定律 1.电流的热效应 (1)定义：电流通过导体时电能转化成________的现象叫作电流的热效应。  (2)电热的利用与防止 A.利用：电暖器、电烙铁、电热毯、电饭锅等。 B.防止：散热片、电脑的微型风扇等。 内能 13 2.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟_______________成正比， 跟_____________成正比，跟___________成正比。  (2)计算公式：________。(普遍适用)  推导式：Q=W=_____=________= ____。  (只适用于纯电阻电路) 电流的二次方 导体的电阻 通电时间 Q=I2Rt UIt Pt t 14 【温馨提示】 　　在纯电阻电路(电热器)中，电流做的功全部转化为热量，即Q=W；在非纯电阻电路(电动机)中，电热是电流做功的一部分，即Q<W，只能用Q=I2Rt计算。 15 【夯基辨疑】 ①电流做功的过程就是消耗电能的过程( ) ②用电能表可以测量电流做功的多少( ) ③电流越大，电流做功就一定越多( ) ④电流做功的时间越短，电功率越大( ) ⑤消耗电能越多的用电器，电功率就越大( ) ⑥电路中发光越亮的电灯，它的额定功率就越大( ) ⑦导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多( ) ⑧电流通过用电器产生的热量等于消耗的电能( ) √ √ × × × × × × 16 命题点1　电能表的读数及相关计算 　 例1 【类题整合】 如图是小明家6月初和6月末的电能表表盘示意图。从表盘 信息可知，他家同时使用的用电器总功率不能超过_______W，6月消耗的电能 为______kW·h，若小明家所在地区每度电的电费是 0.6元，这个月他家应交 ____元电费。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作 3 min，电能表指示 灯闪烁了32次，则该用电器在上述时间内消耗的电能为______kW·h，该用电 器的电功率为______W。  4400 125 75 0.02 400 17 【解题通法】 电能表的相关计算 1.计量法 (1)计量：记录电能表一段时间前、后的示数。 (2)计算：电能W=W2-W1，电功率P=。 2.参数法 (1)参数：看电能表表盘参数N[每消耗1度电，转盘转过的圈数(或指示灯闪烁的次数)]，记录t时间内电能表转的圈数(或闪烁的次数)n。 (2)计算：电能W= kW·h=×3.6×106 J，电功率P==×3.6×106 W。 18 练1 (2024·聊城)为了测量家中路由器的电功率，小慧利用五一假期外出期间， 关闭家里的其他用电器，用电能表测出一台路由器所消耗的电能，数据见 表，计算可得路由器的电功率为_____W。若小慧所在小区有1 000户家庭， 按每户家庭只使用一台这样的路由器且全天开机、每度电0.6元计算，则小区 用户每月(30天)为路由器支付的总电费为________元。  时间 2024年5月1日上午7点 2024年5月6日上午7点 电能表示 数/(kW·h) 10 4 320 19 命题点2　电能、电功率的估测　 例2 【类题整合】 下列是对日常生活中一些物理量的估测，正确 的打“√”，错误的打“×”。 (1)家用电冰箱一天消耗的电能约为24 kW·h( ) (2)日光灯的额定功率约为500 W( ) (3)电吹风的电功率约为5 W( ) (4)台式计算机的电功率约为2 000 W( ) (5)液晶电视机的电功率约为100 W( ) (6)家用空调的电功率约为1 000 W( ) × × × × √ √ 20 练2 【新素材·电子工具】(2024·潍坊)手机是常用的电子工具。图示是某款国产手机，使用功率为60 W的充电器半小时可充满一次电。下列对于 该款手机的估测，最符合实际的是(　 ) A.质量约为500 g B.正常使用时，后壳温度约为65 ℃ C.充满一次电消耗的电能约为0.3 kW·h D.长度约为1.2 dm D 21 命题点3　焦耳定律的理解与计算 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 考法❶　电流的热效应 例3 (2024·菏泽)下列家用电器，利用电流的热效应工作的是(　 ) A.电冰箱 B.洗衣机 C.电脑 D.电饭煲 D 22 练3 (2024·济南高新一模)取口香糖锡纸，中间剪掉一些(图乙)，将锡纸条 带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现锡纸条 开始冒烟、着火(图甲)，这是利用了电流的 效应。锡纸条上ab、bc、 cd段长度相等，ab段的 (选填“电阻”或“电流”)大导致此处最先着火。  热 电阻 23 考法❷　焦耳定律的相关计算 例4 (2023·聊城)熔断器是根据电流超过规定值一定时间后，以本身产生 的热量使其熔断的原理制成的。测得某熔断器在不同电流下的熔断时间 如表所示。若通过的电流为2.0 A，熔断器的电阻为1 Ω，则通电时间为 _____s时熔断器熔断，此过程中熔断器产生的热量是_______J。  电流I/A 1.2 2.0 2.5 3.0 4.0 熔断时间t/s 不会熔断 40 8 4.5 2.5 【解题关键】 焦耳定律Q=I2Rt。 40 160 24 练4 (2024·德州天衢新区二模)如图为一台“3 V　3 W”的手持迷你型小风 扇，电动机线圈阻值为0.2 Ω。则小风扇正常工作1 min消耗的电能为 ________J，电动机线圈1 min产生的热量为 J。  180 12 25 命题点4　额定功率与实际功率的辨析 　 例5 【类题整合】 有两只灯泡，灯泡L1标有“220 V 100 W”字样，灯泡 L2标有“220 V　40 W”字样，假设两灯的灯丝电阻不受温度影响。判断 下列说法正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)L1的电阻大于L2的电阻( ) (2)若两灯串联，则通过L1的电流比通过L2的电流大( ) (3)若两灯串联，则两灯的额定功率都不变( ) (4)若两灯串联，则L1的实际功率比L2的实际功率大( ) × × √ × 26 (5)若两灯串联在440 V的电路中，则两灯均正常工作( ) (6)若两灯串联在220 V的电路中，则两灯的实际功率之和大于40 W( ) (7)若L1两端的电压变为110 V，则实际功率为50 W( ) (8)若两灯并联，则L1比较亮( ) (9)若两灯并联，则L1消耗的电能一定比L2多( ) × × × √ × 27 练5 (2023·临沂)将一只“6 V　3 W”的小灯泡与一个阻值为12 Ω的电阻 串联后接到12 V的电源上，闭合开关后，小灯泡的实际功率( 　)　　　　　　　　　 A.大于3 W B.等于3 W C.小于3 W D.无法确定 B 28 命题点5　电功、电功率的相关计算 　 【核心母题】 有两只灯泡，灯泡L1标有“6 V　3 W”字样，灯泡L2标有 “6 V　6 W”字样，假设两灯的灯丝电阻不受温度影响，则： (1)灯泡L1的额定电压为____V，额定功率为____W。  (2)灯泡L1的额定电流为_____A，正常发光时的电阻为_____Ω。  (3)将灯泡L1接到电压为3 V的电源上，该灯泡的实际功率为______W。  (4)灯泡L1正常发光1 min消耗的电能为______J。  6 3 0.5 12 0.75 180 29 (5)1.2度电可供一个灯泡L1正常发光______h。  (6)将灯泡L1与灯泡L2串联接在6 V的电源上，灯泡____更亮一些，灯泡L1 两端的电压为____V。  (7)将灯泡L1与灯泡L2并联接在4 V的电源上，灯泡____更亮一些。  (8)若将灯泡L1与灯泡L2串联接在某电源两端，在保证电路安全且其中 一只灯泡正常工作的条件下，电路中的电流为_____A，电源电压为____V， 不能正常发光的那个灯泡的实际功率为_____W。  400 L1 4 L2 0.5 9 1.5 30 【解题模板】 31 【变式1】 铭牌类问题分析与计算 (2024·济南)如图所示，是“220 V　15 W”的LED灯和“220 V　15 W”的白 炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作 时，下列说法正确的是(　　) A.灯两端的实际电压：LED灯低于白炽灯 B.相同时间产生的内能：LED灯多于白炽灯 C.相同时间消耗的电能：LED灯少于白炽灯 D.电能转化为光能的效率：LED灯高于白炽灯 D 32 【变式2】 简单电路类分析与计算 (2024·济宁)在如图所示的电路中，电源电压为6 V，当开关S闭合后， 电路总功率变化了1.8 W，则电流表示数变化了________A，电阻 R=________Ω。  0.3 0.3 33 【变式3】 图像类问题分析与计算 (2024·济宁)如图是一个灯泡L和一个定值电阻R的I-U图像。下列分析 正确的是(　 ) A.甲为灯泡L的图线 B.当电压为0时，L与R的阻值均为0 C.将L和R并联在6 V的电源两端，电路总电阻为36 Ω D.将L和R串联在6 V的电源两端，L的功率为0.24 W D 34 【变式4】 动态电路类分析与计算 (2024·枣庄)如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6 V　3 W”字样， 滑动变阻器的规格“20 Ω　1 A”，电流表量程为0～0.6 A。当开关S1、S2同时 闭合时，小灯泡正常发光，则小灯泡正常发光的电阻RL为________Ω，滑动 变阻器滑片P向右移动时，小灯泡的亮度将________(选填“变亮”“变暗”或“不 变”)；保持开关S1始终闭合，通过调节电路，使电路消耗的最大功率为P1， 最小功率为P2，则P1∶P2=________。  12 不变 11∶3 35 【变式5】 动态电路+图像分析与计算 (2024·淄博)如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻 器的滑片P从b端移到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如 图乙所示。下列说法中( ) ①电源电压为6 V ②定值电阻R的阻值为5 Ω ③滑动变阻器的最大阻值为10 Ω ④滑片P在b端时，通电1 min电阻R产生的热量为27 J A.只有②③正确　　　　B.只有①③正确 C.只有②③④正确 D.只有①②④正确 C 36 【变式6】 家用电器类分析与计算 (2024·淄博)商场有甲、乙两种价格相同的电热水壶，额定电压均为220 V，额定功率分别为800 W和1 500 W。请通过计算解决下列问题： (1)家庭电路电压是220 V，室内插座的额定电流是5 A，用该插座给电热水壶供电，从安全用电的角度考虑，应选购哪种电热水壶？ (2)经测试发现，乙种电热水壶正常工作时，将质量为1 kg的水从25 ℃烧开用时250 s(1标准大气压下)。若甲种电热水壶的加热效率为80%，从节能的角度考虑，应选购哪种电热水壶？[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] 37 解：(1)该插座允许接入的最大电功率： P大=UI大=220 V×5 A=1 100 W， 因为P甲=800 W<1 100 W、P乙=1 500 W>1 100 W，所以从安全用电的角度考虑，应选购甲种电热水壶。 (2)1标准大气压下水的沸点为100 ℃，将质量为1 kg的水从25 ℃烧开，水吸收的热量： Q吸=c水m(t末-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-25 ℃)=3.15×105 J， 38 乙种电热水壶正常工作250 s消耗的电能： W乙=P乙t=1 500 W×250 s=3.75×105 J， 乙种电热水壶的加热效率： η乙==×100%=84%， 甲种电热水壶的加热效率η甲=80%，则η甲<η乙，从节能的角度考虑，应选购乙种电热水壶。 39 实验22 测量小灯泡的电功率 1.实验原理： P=UI 。  2.实验器材：小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。 3.实验装置 40 4.实验步骤 (1)按电路图连接实物电路。 (2)闭合开关S，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压，观察小灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。 (3)调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压高于额定电压，为额定电压值的1.2倍，观察小灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。 (4)调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压低于额定电压，为额定电压值的0.8倍，观察小灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。 (5)断开开关，整理实验器材。 41 5.实验分析 (1)电路作图：画电路图、连接实物图或实物图纠错。 (2)连接实物电路时的注意事项：开关应 断开 ，滑动变阻器的滑片移到 阻值最大处 。  (3)滑动变阻器的作用： 保护电路，改变小灯泡两端的电压 。  (4)电流表和电压表的使用与读数。 42 (5)电表量程及滑动变阻器规格的选取 ①电压表量程根据电源电压、小灯泡的额定电压或实物图中电池的节数判断。 ②电流表量程根据I=判断。 ③滑动变阻器规格的选取根据R滑≥(Umin为小灯泡两端最小电压)判断。 (6)电路故障分析。 43 (7)测量小灯泡的电功率 不需要 多次测量求平均值，原因是 小灯泡在不同电压下的功率不同 。  (8)使小灯泡正常发光的操作： 移动滑动变阻器的滑片使电压表示数等于小灯泡的额定电压 。  (9)小灯泡亮暗与实际功率的关系：实际功率越大，小灯泡越 亮 。  (10)小灯泡的U-I图像不是直线的原因： 灯丝的电阻随温度的升高而增大 。  (11)计算小灯泡的电功率： P=UI 。  44 【实验分层训练】 1.在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压为3 V，小灯泡的额定电压为 2.5 V。 45 【基础设问】 (1)请根据图甲，将图乙所示的实物电路用笔画线连接完整。 如图所示 46 (2)在连接电路时，开关应_______，滑动变阻器的滑片P应置于___ (选填 “A”或“B”)端。  (3)移动滑片P，当电压表的示数为1.5 V时，电流表的示数如图丙所示， 其示数为______A，小灯泡此时的电功率为______W。要测量小灯泡的额 定功率，需将滑片P向____(选填“A”或“B”)端移动，直到电压表的示数为 2.5 V。  断开 B 0.24 0.36 A 47 (4)将下表数据填完整后进行分析，发现小灯泡亮度是变化的，小灯泡的 亮度是由其___________(选填“实际功率”或“额定功率”)决定的。  实验 次数 小灯泡两 端的电压 U/V 通过小灯 泡的电流 I/A 小灯泡的 亮度 小灯泡的 电功率 P/W 1 1 0.2 微弱 0.2 2 1.5   较暗   3 2.5 0.28 明亮 0.7 实际功率 48 进一步分析还发现： ①__________________越大，小灯泡的实际功率越____，小灯泡越亮。  ②虽然是同一小灯泡，但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成 正比，其原因是________________________________。  ③实验设计中存在不完善的地方是__________________________。  小灯泡两端的电压 大 小灯泡的电阻随温度的变化而变化 实际电压都不大于额定电压 49 (5)实验中多次测量的目的是 。  A.测不同电压下小灯泡的实际功率 B.多次测量求平均值，减小误差 (6)实验中，小灯泡突然熄灭，电流表示数为零，电压表示数变大， 电路中的故障可能是 。  A 小灯泡断路 50 【能力设问】 (7)小灯泡用久了，钨丝会变细，在2.5 V电压下，小灯泡实际功率 ________(选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率。  (8)当加在小灯泡两端的电压为额定电压的一半时，小灯泡的实际功率 P实 (选填“>”“<”或“=”)P额。  (9)利用图甲电路________(选填“能”或“不能”)探究出导体中的电流与导体 两端的电压成正比，原因是_______________________________________ ____________________________________________。  小于 > 不能 在探究导体中电流和导体两端电压关系时应 保持电阻不变，但小灯泡的电阻是随温度变化的 51 (10)另一同学利用相同的器材做实验，当他连接好最后一根导线时， 灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，他连线过程中肯定出现的 错误是____________，还可能出现了以下错误中的___ (填字母序号)。  A.电压表串联在了电路中 B.电流表并联在了小灯泡两端 C.连接滑动变阻器时，用了C、D两个接线柱 D.连接滑动变阻器时，用了A、B两个接线柱 未断开开关 C 52 (11)若考虑电压表的电阻(即电压表中有电流通过)，图甲电路所测小灯泡 的额定功率与真实值相比______ (选填“偏大”或“偏小”)。  (12)若电压表损坏，某同学利用一个定值电阻R0和两个开关，设计了 如图丁所示的电路，并进行实验： ①只闭合开关S和S1，调节滑片P，使电流表示数为________ ；  ②保持滑片P位置不动，断开开关____，闭合其他开关，读出电流表示数 为I；  ③小灯泡的额定功率表达式为P额=_______________(用已知量和测量量表示)。  偏大 S1 2.5 V×(I-) 53 实验23 探究影响电流热效应的因素 1.实验器材：电源、电阻丝、滑动变阻器、开关、空气盒、U形管、导线。 2.实验装置 54 3.实验步骤 (1)探究电流通过导体时产生的热量与 电阻 的关系：将图甲装置接入电路，一段时间后观察U形管中液面的高度变化。  (2)探究电流通过导体时产生的热量与 电流 的关系：将图乙装置接入电路，一段时间后观察U形管中液面的高度变化。  55 4.实验分析 (1)被加热物质的要求： 物质种类、质量、初温均相同 。  (2)被加热物质选用空气的原因： 空气的比热容小，可以使实验现象更明显 。  56 (3)实验方法 ①转换法的应用：通过观察 U形管中液面高度的变化 来比较电流通过导体时产生热量的多少。  ②控制变量法的应用： A.探究电热与电流的关系时，控制 电阻丝的阻值 和 通电时间 相同，改变 通过两电阻丝的电流大小 。  B.探究电热与电阻的关系时，控制 通过电阻丝的电流 和 通电时间 相同，选择两个阻值不同的电阻丝。  C.探究电热与通电时间的关系时，控制 电阻丝的阻值 和 通过电阻丝的电流 相同，改变 通电时间的长短 。  (4)焦耳定律的相关计算： Q=I2Rt 。  57 5.实验结论：电流通过导体时产生的热量与 电流 、 电阻 和 通电时间 有关。在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的热量 越多 。在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量 越多 。在电阻相同、通过电阻的电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量 越多 。  58 【实验分层训练】 2.图甲是物理实验小组探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。 59 【基础设问】 (1)组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管________(选填“属于”或 “不属于”)连通器。  (2)图甲是探究在通电时间相同和________相同的情况下，导体产生的 热量与________大小是否有关的装置。  属于 电流 电阻 60 (3)实验中通过观察_________________的变化反映密闭空气温度的变化， 在探究许多物理问题时都会用到这种方法，下列探究实例采用的探究 方法与此相同的是_____。  A.探究电流与电压、电阻的关系 B.用铁屑显示磁体周围磁场分布 C.探究光的传播时，引入“光线” D.扩散现象表明分子在不停地做无规则运动 (4)如图乙所示，电流表的示数为____A，在这种情况下，右侧容器中定值 电阻在10 s内产生的热量是______J。  U 形管液面高度 BD 2 400 61 【能力设问】 (5)某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度 几乎不变，发生此现象的原因可能是______________________________ ______________________。  透明容器密闭性不好(或透明容器 漏气、对应电阻丝短路) 62 (6)移走图甲中的电阻，换接图丙中的电阻到电路中，重做这个实验， 这是为了探究电流通过电阻丝产生的热量与________的关系。由图中的 实验现象可以得到的结论是___________________________________ ____________________________________。  丙 电流 在电阻相同、通电时间相同的情况下， 通过电阻的电流越大，产生的热量越多 63 (7)英国物理学家焦耳通过大量实验，最先精确地确定了电流通过导体 时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的________成正比，跟 ____________成正比，这个规律叫作焦耳定律，其表达式为Q= _____。  (8)根据以上实验可以分析“电炉工作时，电炉丝发热明显，而与电炉丝 相连的导线发热不明显”的原因：通过电炉丝的电流______通过导线的电 流，电炉丝的电阻______导线的电阻，电炉丝产生的热量较多。(均选填 “大于”“等于”或“小于”)  电阻 通电时间 I2Rt 等于 大于 64 $$