第24讲 电功与电功率期末复习专项提升课件-2024-2025学年九年级浙教版科学上册

第24讲 电功与电功率 1 第24讲 电功与电功率 2 1.电功的概念、决定电功大小的因素与电功的计算。 2.电功率的概念与意义以及电功率的计算。 3.额定功率和实际功率的区别。 4.测定小灯泡（或电阻丝）的电功率。 第24讲 电功与电功率 3 一、电功 1.电功：规定电流在某段电路上所做的功等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。 第24讲 电功与电功率 4 2.电功的公式： 适用于所有电路)；推导公式： 适用于纯电阻电路)。 （1）串联电路： 。 （2）并联电路： 。 3.电功的单位：在国际单位制中是焦耳 ，常用单位还有度 度 千瓦时， 。 第24讲 电功与电功率 5 二、电功率 1.电功率：电流在单位时间内所做的功。物理意义：表示电流做功 快慢的物理量。 2.电功率的公式： （适用于所有电路）；推导公式： （适用于纯电阻电路）。 （1）串联电路： 。 第24讲 电功与电功率 6 （2）并联电路： 。 难点解析：不论是串联电路还是并联电路，都有以下等式成立： 、 。 3.额定功率与实际功率。 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小：①当 时， ，灯泡正常发光；②当 时， ，灯泡偏暗；③ 当 时， ，灯泡偏亮，易烧坏。 第24讲 电功与电功率 7 知识点一：电功与电能表 如图所示分别为某同学家上月初 和月末的电能表的表盘，表盘上“16 00 ”表示每消耗 的电能，指示灯闪烁1600 次。下列说法中正确的是 ( ) 第24讲 电功与电功率 8 A.若指示灯闪烁得越快，则电能表所在电路消耗的电能越多 B.该同学家上月消耗的电能为 C.该电路允许通过的最小电流为 D.若只让一个标有“ ”的电热水器正常工作 ，则指 示灯要闪烁400次 通过表盘信息和电功公式 来判断和计算即可。 √ 第24讲 电功与电功率 9 在相同时间内，若指示灯闪烁得越快，则电能表 所在电路消耗的电能越多；该同学家上月消耗的电能为 ；“ ”表示电 能表的额定电流是 ，短时间内允许通过的最大电流为 ；若只 让一个标有“ ”的电热水器正常工作 ，则消耗 的电能 ，指示灯要闪烁 次。 &4& 理解电能表参数的含义及相关计算，知道功率是表示电流做功快慢的物理量。 第24讲 电功与电功率 10 如图所示为某家用电器工作时的能量输入和输出情况， 据此推测该家用电器可能是 ( ) B A.电饭锅 B.电扇 C.电热水器 D.LED照明灯 第24讲 电功与电功率 11 知识点二：电功与电功率的计算 如图甲所示的电路，电源电压保 持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑 片 从最右端滑至最左端的过程中， 小灯泡的 关系图像如图乙所示， 且滑片 在最左端时小灯泡恰好正常发光。求： 第24讲 电功与电功率 12 （1）小灯泡的额定功率。 ] 由图甲可知，当滑片 位于最左端时，滑动变阻器接 入电路的阻值为0，电路中的电流最大，此时小灯泡恰好正常发光， ，此时通过小灯泡的电流 。 （2）滑片 在最左端时， 内电路消耗的电能。 滑片 在最左端时， 内电路消耗的电能 。 第24讲 电功与电功率 13 （3）滑动变阻器的最大阻值。 当滑片位于最右端时， ； 滑动变阻器的最大阻值 。 由图甲可知，当滑片 位于最左端时，滑动变阻器接入 电路的阻值为0，电路中的电流最大；当滑片 位于最右端时，小灯泡 与滑动变阻器串联，电路中的电流最小。根据图像读出两电表的示数， 再根据电功、电功率的公式进行计算。 第24讲 电功与电功率 14 &9& 本题考查串联电路的特点、欧姆定律以及电功和电功率的计算，结合电路图、分析图像的变化得出两电表对应的示数是解题的关键。 第24讲 电功与电功率 15 实验室有“ ”和“ ”的灯泡各一只， 小明设计了如图所示的四种接法，将两灯泡接入电源电压为 的电 路中，使两灯泡都正常发光的最佳方案是 ( ) D A.&11& B.&12& C.&13& D.&14& 第24讲 电功与电功率 16 [解析] 设“ ”和“ ”的灯泡分别为A、B。根据 可知，“ ”的灯泡的电阻 ， “ ”灯泡的电阻 。选项A中灯 泡A和灯泡B并联后又与电阻 串联，要让灯泡正常工作，根据分压原 理，必须满足灯泡A和灯泡B并联后与电阻 的阻值相等；由公式 ，得灯泡A和灯泡B并联后的电阻 ，故选项A 所示电路的总电阻 ；选项B所示 第24讲 电功与电功率 17 的电路中灯泡A、灯泡B和电阻串联，然后接到 的电路中，根据 串联电路的分压特点可知，两灯泡两端的电压都小于 ，所以不能 正常工作；选项C所示的电路中，灯泡B和电阻 并联后又与灯泡A串 联，要让灯泡正常工作，必须满足灯泡B和电阻 并联后与灯泡A的阻 值相等；但并联电路中，总电阻小于任何一个分电阻，所以此电路中灯 泡A和灯泡B都不能正常工作；选项D所示的电路中灯泡A和电阻 并联 后又与灯泡B串联，要让灯泡正常工作，必须满足灯泡A和电阻 并联 后与灯泡B的阻值相等，分析可知此电路可以满足此条件，可以使灯泡 第24讲 电功与电功率 A和灯泡B正常工作；所以 。根 据 可知，电路电阻越大，消耗的功率就越小，比较选项A、D， 两种接法都能使灯正常发光，但是选项D所示的接法总电阻较大，消耗 的功率较小，是最佳方案。 第24讲 电功与电功率 知识点三：测定小灯泡的电功率 小明在做“测量小灯泡的电功率”实验，实验器材有：电源(电压恒为 ，小灯泡(额定电压为 ，正常发光时灯丝的电阻约为 ， 电流表、电压表、开关各一个，规格分别为 和 的滑动变阻器各一个，导线若干。 第24讲 电功与电功率 20 （1）连接电路时，滑动变阻器应选____（填“ ”或“ ”）。 <m></m> &16& 由串联电路的特点求出小灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值,据此解答即可。 小灯泡正常发光时电路中的电流约为 ； 此时 ； ，因此滑动变阻器应选 。 第24讲 电功与电功率 21 （2）连接好如图甲所示的电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流 表有示数，电压表无示数，电路故障是____________。 小灯泡短路 &18& 滑动变阻器与小灯泡串联，电流表测电路中的电流,电压表测小灯泡两端的电压，根据电流表有无示数判断短路或断路情况,根据电压表示数判断故障的具体位置。 &19& 闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的支路短路，即电路故障是小灯泡短路。 第24讲 电功与电功率 22 （3）排除故障，闭合开关，移动滑片 至某位置时，电压表的示数为 ，若想测量小灯泡的额定功率，则应将滑片 向___（填“A”或“B”） 端移动。通过实验绘制出小灯泡的 图像如图乙所示，则小灯泡的 额定功率为______W。 B 0.625 若要测小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压增大 到 则通过小灯泡的电流要增大，电路中的阻值要变小，从而确定 滑动变阻器滑片的移动方向。从图乙中读出小灯泡的额定电流，再由 求出小灯泡的额定功率。 第24讲 电功与电功率 23 &21& 电压表示数小于小灯泡的额定电压 ，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，则应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故滑动变阻器的滑片 应向B端移动。由 图像可知， 时， 。 第24讲 电功与电功率 24 （4）小军设计了如图丙所示的电路来测量另一只小灯泡的额定功率(已 知小灯泡的额定电压为 的阻值已知。 ①断开开关 ，闭合开关 ，调节滑动变阻器的滑片 ，使得电 流表示数为_ ___（用字母表示），此时小灯泡正常发光。 ②保持滑动变阻器滑片 的位置不变，断开开关 ，闭合开关 ， 记下电流表的示数为 。 ③计算小灯泡额定功率的表达式 _ _____________（用字母 、 表示）。 <m></m> <m></m> <m></m> 第24讲 电功与电功率 25 &22& 测小灯泡的额定功率，在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻 相当于电压表，故将 与电流表串联后再与小灯泡并联，根据并联电路电流的规律求出小灯泡的额定电流，再由 写出额定功率的表达式。 第24讲 电功与电功率 26 根据并联电路电压特点和欧姆定律可知，步骤① 中使得电流表示数为 ，小灯泡正常发光；步骤②中小灯泡与电阻 仍并联，电流表测通过小灯泡和电阻 的总电流；因电路的连接关系 没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，小灯泡仍正常发光，根据 并联电路电流的规律，小灯泡的额定电流 ，则小灯泡的额 定功率 。 第24讲 电功与电功率 27 &24& 本题是测量小灯泡的电功率实验，该实验考查的知识点涉及器材的选择、电路故障、实验操作、功率的计算及实验方案设计等。 第24讲 电功与电功率 28 小灯泡的额定电压已知、定值电阻 的阻值已知，小明设 计了四种不同的方案测量小灯泡的额定功率，在电路不能重新拆接的条 件下，其中不能测出小灯泡的额定功率的是 ( ) B A.&26& B.&27& C.&28& D.&29& 第24讲 电功与电功率 29 小宁制作了一个电路“黑箱”，如图甲所示，外部有 三个接 线柱，内部电路由两个定值电阻连接而成。小宁设计了如图乙所示的部 分电路来研究“黑箱”内电阻的连接情况，已知电源电压恒定不变， 是 滑动变阻器。小宁进行了如下实验操作： 第24讲 电功与电功率 30 ①把 两个接线柱接到 之间，闭合开关，将 的滑片移至最左 端时，电压表示数为 ，电流表示数为 。 ②把 两个接线柱接到 之间，闭合开关，将 的滑片从最右端 移至最左端时，电压表的示数变化了 ，电流表的示数变化了 。 ③用导线把 连接起来，再将 接线柱接入 之间，闭合开 关，将 的滑片移至最左端时，电流表示数为 。 第24讲 电功与电功率 31 （1）电源电压为___V。 9 把 、 两个接线柱接到 、 之间，闭合开关，将 的 滑片移至最左端时，滑动变阻器接入的阻值为0，所以电压表示数即为 电源电压，由此可求出电源电压。 根据题意，把 两个接线柱接到 之间， 电压表的示数即为电源电压，故电源电压为 ； 间接入的阻值 。故答案为：9。 第24讲 电功与电功率 32 （2）滑动变阻器的最大阻值为____ 。 30 把 、 两个接线柱接到 、 之间，闭合开关，将 的 滑片从最右端移至最左端时，电压表的示数变化了 ，电流表的示数 变化了 ，利用 求出接入的电阻；当滑片在最左端时， 接 入的阻值为 两端的电压为 ，求出最大电流；当滑片在最右端 时， 接入的阻值最大，为 ，电压表的示数变化了 ，电流表的示 数变化了 ，求出此时对应的电压和电流，然后求出 的最大阻值。 第24讲 电功与电功率 33 把 两个接线柱接到 之间，闭合开关， 将 的滑片从最右端移至最左端时，电压表的示数变化了 ，电流表 的示数变化了 间的阻值 ；当滑片在 最左端时， 接入的阻值为 两端的电压为 ，电流 ；当滑片在最右端时，电压表的示数变化了 ， 电流表的示数变化了 ，故电压表示数为 ； 两端 的电压 ，电流 ，则滑动变阻器的最大阻值 。故答案为：30。 第24讲 电功与电功率 34 （3）小宁制作的“黑箱”的内部电路图是___（填字母）。 C A.&35& B.&36& C.&37& D.&38& &39& 通过三次不同方式的接入判断四个选项。 第24讲 电功与电功率 35 &40& 当接 时， ，排除B；当接 时， ，排除A；用导线把 连接起来，再将 接线柱接入 之间，闭合开关，将 的滑片移至最左端时，电流表的示数为 ，故D错误，C符合。故答案为：C。 第24讲 电功与电功率 36 （4）分别将 与 与 与 接到 与 之间，闭合开关，移动 的滑片，“黑箱”的电功率会随之变化，求此过程中“黑箱”的最小电功率 与最大电功率之比。 当在 、 间接入 、 ，将滑片移至最左端时，“黑箱” 的电功率最大；当在 、 间接入 、 ，将滑片移至最右端时，“黑箱” 的电功率最小。 第24讲 电功与电功率 37 当在 间接入 ，将滑片移至最左端时，“黑 箱”的电功率最大， ；当在 间接入 ，将滑片移至最右端时，“黑箱”的电功率最小， ； ；则 。 第24讲 电功与电功率 38 &42& 本题综合性较强，考查的内容较多。会辨别串、并联电路，知道串、并联电路的电压规律、电流规律与电阻规律，并运用欧姆定律及电功率公式进行计算是解题的关键。 第24讲 电功与电功率 39 1.下列家用电器中，正常工作相同的时间，消耗电能最多的是( ) B A.冰箱 B.电热水壶 C.液晶电视 D.笔记本电脑 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 40 2.如图所示为小华家电能表的表盘，他用秒表测出 内电能表上的转盘转过100转，则这 内消 耗的电能是 ( ) A A. B. C. D. 3.如图所示，甲、乙两电路的电源电压相等， 其中 ，则两个电路的总功率之比为 ( ) B A. B. C. D. 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 41 4.“伏安法测电阻”和“伏安法测小灯泡的电功率”是电学中两个重要的实 验，小明对这两个实验进行了梳理和对比，下列说法中正确的是 ( ) C A.两个实验的原理相同 B.滑动变阻器在两个实验中的作用仅是保护电路 C.两个实验进行多次测量的目的不同 D.两个实验都采用了控制变量法 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 42 5.如图所示的电路，电源电压为 ，定值电阻 ，滑动变阻 器 的最大阻值为 。下列说法中正确的是 ( ) D A.当滑片 在 端时，电流表的示数最小 B.当滑片 在 端时，电压表的示数为 C.当滑片 在 端时，电路的总功率最大 D.当滑片 在 端时，电压表的示数为 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 43 6.如图甲所示的电路，电源电压保持不变， 当闭合开关S，调节滑动变阻器的阻值从最 大变化到最小时，两个电阻的 关系图 像如图乙所示，则电源电压为___V，定值 6 10 0.9 电阻 的阻值为____ ，滑动变阻器的最大功率为____W。 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 44 7.【金华】学习小组开展“测量小灯泡的功率”实验，实验电路如图甲所 示，绘制出小灯泡的 关系曲线如图乙所示，已知小灯泡的额定电 压为 ，电源电压恒为 。 （1）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片， 当电压表示数为____V时，读出电流表示 数，即可计算小灯泡的额定功率。 3.8 （2）实验时，滑动变阻器的滑片向左移动的过程中，电流表与电压表 示数的比值将______（填“变大”“不变”或“变小”）。 变小 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 45 8.如图所示，电源的输出电压恒定不变，现将一个灯泡L 接在离电源很近的 两点间时，灯泡L的电功率为 C A. B. C. D. ；若将灯泡L接在离电源较远的 两点时，灯泡L的电功率为 。输电导线 上的电功率为（假设灯丝的电阻不变） ( ) 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 46 [解析] 设灯泡L连接在A、B两点时，电路的电流为 ，则 ①。若将灯泡L连接在C、D两点时，电路的电流为 ，则 ②。由①、②式可得 。若将灯泡 L连接在C、D两点时，电路的总功率 ，则 ，即 ，所以导线 和 消耗的总功率 。 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 47 9.【鄂尔多斯】在如图甲所示的电路中，电源电压恒定， 为滑动变 阻器， 为定值电阻。开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片从一端移至 另一端的过程中，滑动变阻器的功率 随其阻值 的变化关系如图乙 所示。下列对电路的表述中正确的是 ( ) B A. 的阻值为 B.电源电压为 C.滑动变阻器的最大功率为9 W D.电流表示数的变化范围是 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 48 [解析] 由电路图可知， 、 串联，电压表测 两端的电压，电流 表测电路中的电流。（1）由题图乙可知，当 接入电路的阻值为 时，滑动变阻器的功率为 ，由 可知，此时电路中的 电流 。由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知， 电源电压 ①；当 接入电路的阻 值为 时，滑动变阻器的功率为 ，此时电路中的电流 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 49 ，电源电压 ②。联立①、②式解得 。（2）由题图乙可知，滑动变阻器的最大阻值为 ，滑动变阻器消耗的功率 ，所以 当 时，滑动变阻器消耗的电功率最大；则滑动变阻器的 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 最大功率 。（3）当滑动变阻器接入电路 的阻值为零时，电路中的电流最大，由欧姆定律可知，电路中的最大电 流 ，当滑动变阻器接入电路的阻值最大，为 时，电路中的电流最小，由（1）可知，最小电流 ，因此电流表示数的变化范围为 。 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10.如图所示，灯泡的规格均相同，图甲中电源电压恒 为 ，图乙中电源电压恒为 。分别调节 使灯泡均正常发光，那么此时电路消耗的总功率之比 <m></m> <m></m> _____，滑动变阻器接入电路中的阻值之比 _____。 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 52 [解析] 设三个规格相同灯泡正常发光时的电流为 ，电压为 。（1） 由题图甲可知，三个灯泡并联后与 串联，因并联电路中干路电流等 于各支路电流之和，且三个灯泡均正常发光，所以干路电流 ， 电路的总功率 ；由题图乙可知，三个 灯泡与 串联，因为串联电路中各处的电流相等，所以电路的总功率 ，所以 。 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 53 （2）因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以题图甲中 两端 的电压 ，由 可得， 接入电路中的阻 值 ；题图乙中， 两端的电压 接入电路中的阻值 ，所以 。 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 54 11.小华在做“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验室有如下器材：电 源(电压恒为 ，小灯泡 额定电压为 ，灯丝电阻约为 ， 电流表、电压表、开关以及规格分别为“ ”的滑动变阻器 和“ ”的滑动变阻器 各一个，导线若干。 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 55 （1）请用笔画线代替导线，帮小华将图甲中的电路连接完整。 [答案] 如图所示。 [解析] 小灯泡的额定电压为 ，故电压表选用小量程与小灯泡并联， 灯丝电阻约为 ，则小灯泡正常发光时电路中的电流约为 ，所以电流表要选用小量程与小灯泡串联。 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 56 （2）为了顺利完成实验，小华应选用滑动变阻器_ ___（填“ ”或“ ”）。 <m></m> [解析] 小灯泡正常发光时电路中的电流为 ，根据串联电路的规 律，小灯泡正常发光时滑动变阻器应分去的电压 ，则滑动变阻器的阻值至少为 ＞ ，所以应选择规格为“ ”的 滑动变阻器。 （3）分析图乙中的图像发现小灯泡的电阻是变化的，影响其变化的主 要原因是__________________________。 小灯泡的电阻受温度的影响 [解析] 小灯泡的电阻会受温度的影响，所以小灯泡的电阻是变化的。 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 57 （4）小华打算增加一个阻值为 的定值电阻 ，只利用一只电表， 通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接 各一次）测量 小灯泡的额定电功率。图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图， 则下列判断中正确的是___（填字母）。 B A.两种方案都能 B.两种方案都不能 C.图丙方案能，图丁方案不能 D.图丙方案不能，图丁方案能 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 58 [解析] 题图丙中，无论开关接 还是 都无法得知小灯泡是否正常发 光，此方案不能测定小灯泡的额定电功率；题图丁中， 、小灯泡、 滑动变阻器三者串联，S接 时，电压表测定值电阻两端的电压，当开 关接 时，电压表测小灯泡和定值电阻两端的总电压，不能通过调节滑 动变阻器使小灯泡两端的电压为 ，所以此方案不能测出小灯泡的 额定电功率。 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 59 12.在如图所示的电路中， 的阻值 为 和 的阻值均为 间的电压 为 ，则 间的总 10 2.5 电阻为____ ，电阻 消耗的功率为____W。 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 60 [解析] 电路图的最右边，两个 串联后的总电阻为 ，再 和 并联，并联后的总电阻为 ，依次向左推导， 右边的电阻 也为 ，再和 并联，则C、D间的总电阻 、B间的总电阻 。因为电阻 和 右边的电阻并联（电阻相同），所以通过电阻 的电流 ，电阻 消耗的电功率 。 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 61 13.【贵阳市校级自主招生】如图甲 所示，电源电压恒定， 是一个定 值电阻， 是滑动变阻器，小灯泡 L的额定电压为 ；如图乙所示为 通过小灯泡L的电流随两端电压变化的曲线。当开关 闭合， 断开， 滑动变阻器的滑片移至最左端时，小灯泡L恰好正常发光；滑动变阻器 的滑片移至最右端时，电压表的示数为 。当开关 都闭合，滑 动变阻器的滑片移至最左端时，电流表的示数为 消耗的功率 为 。求： 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 62 （1）小灯泡的额定功率 。 [答案] 由题意知，小灯泡L的额定电压 为 ，由题图乙知，小灯 泡正常发光时通过的电流 ，所以小灯泡的额定功率 。 （2）滑动变阻器的最大阻值 。 [答案] 当开关 闭合、 断开，滑动变阻器的滑片 移至最右端时， 电路为小灯泡和滑动变阻器的串联电路，则小灯泡两端的电压 ；由题图乙知，此时通过电路的电流为 ，则滑动变阻器的最大阻值 。 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 63 （3）定值电阻 消耗的功率 。 [答案] 当开关 、 闭合，滑动变阻器的滑片 移至最左端时，电路为小灯泡L与定值电阻 的并联电路，此时通过小灯泡的电流 ，通过定值电阻 的电流 ；定值电阻 消耗的功率 。 第24讲 电功与电功率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 64 $$