内容正文:
第十八章《电功率》复习
2025-2026人教版初中物理新教材
(辽宁)
知识点1:电功
(1)定义:电能转化为其他形式的能的过程,也可以说成是电流做功的过程
(2)符号:W
(3)单位:焦耳,简称焦,符号是J。生活中常用“度”作电能单位,学名叫做千瓦时
(4)符号是kW·h ;换算关系:1度=1 kW·h=3.6×106 J
(5)公式:W=UIt;W=Pt(可以用于任何电路,无限制条件)
(6)推导式:W= I2Rt=t(只能用于纯电阻电路)
例题:某品牌手机充电宝,上面标有电压为5 V,容量为12000 mA·h,它充满电后,可以储存的电能是 J,在充电过程中,将电能转化为 能储存。
2.16×105 化学
[解析] 该电池充满电后储存的电能W=UIt=5 V×12000×10-3 A×3600 s=2.16×105 J;充电宝的充电和供电是相反的过程,充电时是把电能转化为化学能,放电时是把化学能转化为电能。
知识点2:电能表:
(1)“220 V”指电能表应接在220 V的电路使用。
(2)“10(20) A”,10 A表示电能表持续工作的标定电流,20 A表示短时间内允许通过的最大电流。
(3)3 60 revs/(kW·h)或3 60 imp/(kW·h):用电器每消耗1 kW·h的电能,电能表转盘转动3 60转或灯闪烁3 60次
0.02 1200
[解析] 空调消耗的电能W==0.02 kW·h;空调的功率P===1.2 kW=1200 W。
例题:某家庭电能表如图所示,若该家庭单独让空调工作,测得1 min内电能表的转盘转了60转,则空调消耗的电能为 kW·h,空调的实际功率是 W。
知识点3:电功率
(1)符号:P
(2)单位:瓦特,简称瓦,符号W
(3)公式P=;P=UI(可以用于任何电路,无限制
(4)推导式P=I2R=(只能用于纯电阻电路)
例题甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图K17-5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。
8 180
[解析] 甲、乙两灯泡串联,甲灯泡中通过的电流为0.5 A时,I乙=I甲=0.5 A,由题图可知,灯泡两端的电压分别为U甲=2 V,U乙=6 V,电源电压U=U甲+U乙=2 V+6 V=8 V,乙灯泡1 min消耗的电能W乙=U乙I乙t=6 V×0.5 A×60 s=180 J。
例题:如图所示是某款电热水壶,其铭牌的部分参数如下表所示,当电热水壶正常工作时,求:[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)电热水壶的电阻。
(2)将一壶水从25 ℃加热到100 ℃时,水吸收的热量。
(3)若加热一壶水所需时间为10 min,电热水壶的热效率是多少。
额定电压 220 V
频率 50 Hz
额定功率 1000 W
容量 1.5 L
解:(1)电热水壶的电阻R===48.4 Ω。
(2)水的体积V=1.5 L=1.5×10-3 m3,
水的质量m=ρV=1×103 kg/m3×1.5×10-3 m3=1.5 kg,
水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1.5 kg×(100 ℃-25 ℃)=4.725×105 J。
(3)电热水壶
消耗的电能W=P额t'=1000 W×10×60 s=6×105 J,
电热水壶的热效率η===78.75%。
知识点四:额定电压 额定功率
知识点3: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,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比
2.公式Q=I2Rt(可以用于任何电路,无限制条件)
3.推导式Q=I2Rt=UIt=t(只能用于纯电阻电路)
例题:图甲是小红家里具有加热和保温功能的电热饮水机,其电路图如图乙所示,S1为温控开关,额定电压为220 V,加热功率为500 W,保温功率为60 W,R1、R2均为加热电阻丝(假设电阻不变),请解答下列问题:
(1)电阻丝R1的阻值是多少?
(2)某一次小红家中只使用了该饮水机,在加热状态下她观察到电能表上的指示灯在5 min内闪烁了54次,她家电能表上标有“1600 imp/(kW·h)”的字样,此时,饮水机的实际功率和实际电压是多少?
解:(1)R1的功率P1=P加热-P保湿=500 W-60 W=440 W,
R1的阻值R1===110 Ω。
(2)5 min消耗的电能W==0.03375 kW·h=1.215×105 J。
加热状态的实际功率
P实===405 W;
加热状态的总电阻
R总===96.8 Ω;
实际电压U实===198 V。
知识点五:伏安法测小灯泡电功率
1.实验原理:P=UI(电功率等于电压与电流的乘积)
2.实验器材:电源、小灯泡(标注额定电压,如 2.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、若干导线。
器材作用:
① 保护电路;
② 改变小灯泡两端的电压,获得多组测量数据(探究不同电压下的实际功率)。
3.电路连接要点
(1)电流表串联在电路中(电流从正接线柱流入,负接线柱流出)。
(2)电压表并联在小灯泡两端(正接线柱接靠近电源正极一端,负接线柱接另一端)。
(3)滑动变阻器 “一上一下” 接线,闭合开关前,滑片移到最大阻值处(保护电路)。
(4)电压表:根据小灯泡额定电压选择(如 2.5V 灯泡选 0~3V 量程)。
(5)电流表:根据额定电流(I 额 = P 额 / U 额)估算,选合适量程(避免量程过大导致读数误差)。
4.实验步骤
(1)按电路图连接好所有器材,检查电路无误后,闭合开关前将滑动变阻器滑片移到最大阻值处。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数等于小灯泡的额定电压,记录此时电流表的示数,计算额定功率(P 额 = U 额 I 额)。
(3)继续调节滑片,使电压表示数分别为额定电压的 1.2 倍(实际功率大于额定功率,灯泡偏亮,注意时间不宜过长)和 0.8 倍(实际功率小于额定功率,灯泡偏暗),分别记录电流值,计算对应实际功率。
(4)整理器材,分析实验数据。
5.关键结论
(1)实际功率与电压的关系:电压越高,实际功率越大,灯泡越亮(灯泡亮度由实际功率决定,与额定功率无关)。
(2)额定功率与实际功率区别:
●额定功率:小灯泡在额定电压下的功率(唯一值,标注在灯泡上)。●实际功率:小灯泡在实际电压下的功率(随电压变化而变化)。
6.常见误差与注意事项
(1)误差来源:电流表、电压表的读数误差;器材接触不良导致的电路故障。
(2)注意事项:
●严禁将滑动变阻器滑片移到最小阻值处(会导致电流过大,烧坏灯泡或电源)。
●测量时电压不能超过额定电压的 1.2 倍,否则灯泡易损坏。
●多次测量的目的是探究实际功率与电压的关系,而非求平均值(因为不同电压下实际功率不同)。
例题:实验小组在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压为6 V,小灯泡的额定电压是3.8 V。
(1)如图甲所示是小明没有连接完的实物图,请你用笔画线代替导线将实物图补充完整。
(2)连接电路时,开关应处于 状态。
(3)实验时,小灯泡几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度,原因是他把滑动变阻器的
(选填“A、B”或“C、D”)接线柱同时接入了电路。
(4)排除故障后,实验中,移动滑动变阻器滑片P到某一点,电压表的示数如图乙所示,为
V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
(5)小红没有使用电流表,而是多选用了2个开关和一个已知电阻R0,其他元件与小明的相同,也测出小灯泡的额定功率,请在图丁虚线框内画出设计的电路图。
(1)
(2)断开
(3)A、B
(4) 2.5 B 1.14
(5)
答案
19
1.考查热点:
(1)电功的概念
(2)电功率与焦耳定律
(3)实际功率与额定功率的概念
(4)测定小灯泡的电功率
(5)电功和电功率的计算
2.考查题型: 以选择题、填空题、实验题、计算题为主
3.备考重点: 电功、电功率和电热的计算,伏安法测电功率的探究实验
中考考点
同学们再见
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