第10讲 电功率【划重点】讲义-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

该初中物理电功率单元复习讲义通过表格对比、知识分层系统构建知识体系，将电能、电功、电功率等核心概念，串并联电路规律、额定与实际功率等重难点，以表格归纳、例题解析等形式呈现，清晰梳理知识脉络与内在联系。 讲义亮点在于“命题点分类练习”设计，如温档类家电电功率计算结合生活实例，培养科学思维；测量小灯泡电功率实验强调步骤与误差分析，提升科学探究能力。基础题与综合题分层设置，助力不同学生掌握，教师可据此实施精准复习教学。

第10讲 电功率 知识点1：电能及其计算 1.电能 电能的利用：利用电能的过程就是用电器把 转化为 的能的过程。比如电灯把电能转化为 、电动机把电能转化为 、电热器把电能转化为 等。 电能的单位及换算 (1)国际单位： ，简称 ，符号是 。 (2)常用单位：生活生产中电能的常用单位是“度”,它的学名叫做“千瓦时”,符号是kW·h。 (3)千瓦时和焦的关系：单位换算关系：1度= kW·h=1000W×3600s= J 2.电能表 电能表 转盘式电能表 频闪式电能表 示意图 作用 测量用电器在 的仪表。 主要参数 “220V”表示这个电能表应该 “50 Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用 “10(20)A”,表示这个电能表的标定电流（也叫 ）是 A,额定最大电流是 A。（额定最大电流指的是电能表在短时间内允许通过的最大电流，超过也并不一定就损坏,只是已不安全,并有可能不能准确的计量,当然长期超过的确会做电表容易损坏。） 600 r/(kW·h)表示接在这个电能表上的用电器每消耗 的电能，电能表上的转盘转600转 600 imp/(kW·h)表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电能表上的指示灯闪烁600次 读数 电能表最右边的格子显示的是小数部分，其前面的格子显示的是整数部分.如上图所示的电能表示数为 kW·h。 电量计算 ①消耗电能较多时：W = ； ②消耗电能较少时： kW·h[n为某段时间转盘转过的转数(或指示灯闪烁的次数),N为电能表上参数 N r/（kW·h）] 1．下列家用电器主要将电能转化为机械能的是（　　） A．LED灯 B．电饭锅 C．电风扇 D．电烤箱 2．下图所示是生活中常见的两种电能表。下列关于电能表的说法正确的是（　　） A．电能表用来测量用电器消耗电能的快慢 B．电能表甲的示数为18246kW·h C．两种电能表的额定最大电流均为20A，工作时电流可以超过额定最大电流 D．电能表乙中“3200imp/(kW·h)”表示接入该电能表的用电器，每消耗1kW·h的电能，脉冲指示灯闪烁3200次 3．小桂观察家中的电能表如图所示，示数为 。当关闭家中其他所有用电器，仅接通一台电热水器时，观察到电能表转盘1min内转90转，则该电热水器1min内消耗电能为 J。 4．11月初小明家中的电能表的示数为，12月初他家的电能表示数如图所示，11月他家消耗的电能是 kW·h，若以当地电价0.5元/度计算，小明家11月应缴纳电费 元。该电能表的转盘在一段时间内转过60圈，这段时间内他家的用电器消耗的电能是 J。该电能表应该在 V的电路中使用。 知识点2：电功及电功率 1.电功和电功率的区别 电功 电功率 定义 电流所做的功，是电能转化为其他形式的能的多少的量度，用符号W表示 电功率等于 与 之比，用符号P表示 国际单位 焦耳(J) 瓦特(W) 常用单位 千瓦时(kW·h)，也称度 千瓦(kW)、兆瓦(MW)、毫瓦(mW) 单位换算 1度=1kW·h=3.6×106J 1kW= W，1 MW= W 物理意义 表示电流做功的 表示电流做功的 定义式 推导公式的应用 注意 实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，也就消耗了多少电能。 电功率只表示电流做功的快慢，不表示电流做功的多少。电功率大表示电流做功 ，但并不表示电流做功一定 。 2.串、并联电路中的总功和总功率的特点 ①串联和并联电路中电流所做的总功，都等于电流通过各用电器做功 ，即W总= 。 ②串联和并联电路中总功率均等于各用电器电功率 ，即P总= 。 3.用电器的额定功率和实际功率 （1）额定电压：用电器 时的电压叫额定电压。 （2）额定功率：用电器在 下的功率叫额定功率。 （3）额定电流：用电器在 时的电流叫额定电流。 电灯泡上的铭牌“PZ220 25”表示额定电压是 V，额定功率是 W。灯泡的亮度是由其 决定的，与额定电压和额定功率无关。 越大，小灯泡越亮，反之小灯泡越暗。 （4）用电器实际工作时的三种情况： ①U实＜U额 ， P实＜P额 用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光发暗，灯丝发红，实际功率太小灯泡有可能不亮） ②U实＞U额 P实＞P额 用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝） ③U实=U额 P实=P额 用电器正常工作 （5）串并联电路P实与R大小的关系 项目 串联电路 并联电路 P实与R的关系 串联电路中电阻越 的用电器消耗的电功率越大 并联电路中电阻越 的用电器消耗的电功率越大 灯泡发光亮度 电阻大的P实越大，因此电阻大的灯泡较 电阻小的P实越大，因此电阻小的灯泡较 串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器阻值 时分压也大，小灯泡实际电压 ，小灯泡发光较 并接上滑动变阻器的小灯泡，由于并联电路中各部分互不干扰，改变滑动变阻器的阻值时，通过小灯泡所在支路的电流 ，小灯泡发光情况 4.实际功率的计算 方法1 先根据额定电压和额定功率求出用电器的电阻，然后根据欧姆定律求出实际电压或实际电流，最后求出实际功率 方法2 根据功率的推导式和用电器的电阻不变列出实际功率和额定功率的比，进而得出实际功率的表达式 5.串并联电路的电参数比例规律 串联电路 并联电路 6.温档类家用电器的电功率 多挡位问题实质是判断电路总电阻的大小.家庭电路中，总电压是220V,根据可知,R总越大，P实越小，挡位越低；R总越小，P实越大，挡位越高. 电路图 档位分析 公式计算 高温档：闭合S、S0，此时R1和R2并联接入电路，电路中总电阻最小，功率最大； 低温档：只闭合S，此时仅有R1接入电路，电路总总电阻最大，功率最小 求R1： 求R2： ①② 求电流： ①② 高温档：闭合S1、S2，此时仅有R2接入电路，电路中总电阻最小，功率最大； 低温档：只闭合S2，此时R1和R2串联接入电路，电路中总电阻最大，功率最小 求R2： 求R1： ①② 求电流： ①② 高温档：闭合S1，S2接B，此时R1和R2并联接入电路，电路中总电阻最小，功率最大； 中温档：闭合S1，S2接A，此时仅有R1接入电路，电路中总电阻中档，功率处于中档； 低温档：断开S1，S2接A，此时R1和R2串联接入电路，电路中总电阻最大，功率最小 求R1： 求R2： ①② 求电流： ①② 1．关于电功，下列说法正确的是（　　） A．电流做了多少功，就相当于有多少电能转化为其他形式的能 B．电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能的多少 C．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能 D．电功就是电能，两者只是名称不同而已 2．如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，电压表V1、V2示数之比为2∶3。下列说法正确的是（　　） A．通过R1、R2的电流之比I1∶I2=1∶2 B．R1、R2两端的电压之比U1∶U2=1∶2 C．相同时间R1、R2消耗电能之比W1∶W2=2∶1 D．R1、R2的电阻之比R1∶R2=2∶1 3．如图所示，当开关闭合后，电流表和电流表的示数之比为，则在相同时间内，电流通过和所做功之比为（    ） A． B． C． D． 4．标有“6V、3W”和“4V、2W”的字样的、两只灯泡，在接入电路时都能发光，则下列说法正确的是（　　） A．灯的额定功率较大，的亮度较大 B．两灯并联时，实际功率 C．因为灯的额定电压大，两灯正常发光时 D．两灯串联时，实际功率 5．如图所示，某品牌扫地机器人的电池输出电压为14V，电池容量为，其正常工作时的电流恒为1.5A。该扫地机器人理论上可连续正常工作的最长时间为 h。若该扫地机器人以正常工作电流连续工作了5分钟，则在此过程中，它消耗的电能为 J。 6．如图所示的电路中，电源电压不变，一个电阻器的电阻为20Ω，当断开开关和，闭合开关时，电流表的示数为0.6A；当断开开关，闭合开关时，电流表的示数为。求： (1)电源电压； (2)另一个电阻器的电阻； (3)断开开关和，闭合开关时，电阻为的电阻器两端的电压和整个电路10s内消耗的电能。 7．小明家经常使用电饭锅煮饭。电饭锅铭牌上的部分参数和内部工作电路如图所示，R1、R2为阻值未知的电热丝。 额定电压 220V 高温功率 1100W 低温功率 880W (1)由电路图可知：当开关S1闭合、S2 （选填“断开”或“闭合”）时，电饭锅处于“高温”挡； (2)电阻R1的阻值； (3)向锅内装2kg温度为25℃的水，电饭锅用“高温”挡正常工作约90s，水温升高到35℃，这时电饭锅的加热效率是多少？[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），电热丝的电阻不随温度变化] 知识点3：测量小灯泡的电功率 实验原理 P = 实验器材 电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器 实验步骤 ①按电路图连接实物。 ②检查无误后，闭合开关。移动滑片，使小灯泡在 下发光，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率。 ③调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。 ④调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压小于额定电压，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。 实验表格 次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 发光情况 1 2 3 实验结论 ①小灯泡两端的电压越大，消耗的电功率越 ，小灯泡越 。 ②小灯泡的亮度是由它的 决定的，实际功率越 ，灯泡越亮。 ③当U实=U额时，P实=P额灯泡正常发光；当U实<U额时，P实<P额灯泡发光较暗；当U实>U额时，P实>P额灯泡发光较亮。 考点梳理 ①接通电源前应将开关处于 状态，将滑动变阻器的阻值调到 ； ②连好电路后要通过 的方法选择电压表和电流表的量程； ③滑动变阻器的作用： ； ； ④本实验测电功率的3次测量是为了 ，故在本实验中不能取平均值。 1．琴琴在实验室测量小灯泡额定功率，器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。若实验室中有（10Ω  0.5A）、（20Ω  0.5A）、（200Ω  0.2A）三种规格的滑动变阻器可供选择。 (1)该实验的原理是 。通过估算，滑动变阻器应选择 （选填“”“”或“”）。滑片P滑到图甲中某一位置时，电压表示数如图乙所示，若琴琴想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，根据图丙图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W； (2)当灯泡实际电压为额定电压一半时的实际功率为，当灯泡实际电流为额定电流一半时的实际功率为， （选填“大于”“小于”或“等于”）。若琴琴将该灯泡与20Ω的定值电阻串联接在4.5V的电源上，则小灯泡的实际功率为 W； (3)完成上述实验后，她又设计了如图丁所示的电路测量该小灯泡额定功率，已知电源电压仍为6V，所用电压表量程为“0~15V”，请将以下实验步骤补充完整。 ①检查电路无误后，闭合开关S，将开关拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V； ②滑动变阻器滑片不动，再将开关拨至“2”读出电压表示数为；小灯泡的额定功率 （用、、表示）； ③若步骤②中，在将开关拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。 2．按要求完成下列填空； (1)在“探究电流与电压的关系”实验中，电源为两节干电池，滑动变阻器的规格是“”。 ①开关闭合前，发现电流表的指针在零刻度线左端，如图乙，其原因是 。 ②确认无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为，电压表示数如图丙所示，计算出R的阻值 Ω。 实验次数 1 2 3 4 电压 0.6 1.2 1.8 电流 0.12 0.24 0.36 0.5 ③记录的数据如上表所示，分析数据可以得到结论：导体的电阻一定时， 。 (2)用图丁所示电路“测量小灯泡额定电功率”。待测小灯泡的额定电压为，额定功率小于，电源为两节干电池，滑动变阻器R的规格为“”。 ①请你用笔画线代替导线，在图丁中把电路连接完整 （滑片向右移动，灯泡变亮）。 ②正确连接完电路，闭合开关，向右逐渐移动滑片，小灯泡逐渐变亮，突然小灯泡熄灭，电流表示数几乎为零，电压表示数接近，原因是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。 ③排除故障后，闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，同时观察 表示数的变化，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图戊所示，小灯泡的额定功率为 W。 ④小灯泡用久了，钨丝会变细，在电压下，小灯泡实际功率 （选填“大于”“小于”或“等于”）额定功率。 命题点1：对电能的理解和电能表的计算 【针对练习1】如图所示，电池、导线、小灯泡和开关组成闭合回路，小灯泡正常工作。针对此情景，下列说法正确的是（　　） A．电池将内能转化为电能，为小灯泡提供能量 B．电流的方向从电源正极经小灯泡流向电源负极 C．小灯泡中的自由电子由B向A定向移动 D．小灯泡工作时将电能全部转化为光能 【针对练习2】如图是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（   ） A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多 C．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗电能越快 D．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2kW 【针对练习3】电能表 （1）电能表又称电度表，是可以直接测量用电器消耗 的仪表。电能表的计量单位是 ，符号是kW·h。1kW·h＝ J；“600 revs/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过 转；“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。 （2）电能的计量： ①一段时间内消耗的电能为电能表上前后两次示数之差； ②若电能表参数为Nr/（kW·h），转盘转转，则电路消耗的电能。 【针对练习4】一位同学家中的电能表，月初示数为，月末示数为，则这个月该同学消耗的电能为 度，如果当地家庭用电的收费标准是0.6元/，他家这个月的电费是 元。电能表上的参数为3000，电路中只有一个电饭煲在工作，铝盘10min内转了300圈，则电饭煲消耗的电能为 J，电饭煲的功率为 W。 【针对练习5】阅读短文，回答问题。 热电偶 用两种不同材料的导体（如铁丝和铜丝）组成如图所示的闭合回路，当A、B两端存在温度差时，就会在AB间产生一个电压，这就是塞贝克效应（又叫热电效应），这种电路叫热电偶电路。热电偶所产生的热电压由接触电压和温差电压两部分组成。实验表明：热电偶电路中电压的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关；跟接点A和B间的温差大小有关。 (1)以下材料组合中，可以制作热电偶电路的是______； A．玻璃片、铝薄片 B．玻璃片、玻璃片 C．铝薄片、锌薄片 D．锌薄片、锌薄片 (2)这样的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由 能转化而来，其它条件不变，（如图甲）只将A处杯中的冰水混合物换为沸水，则电路中的电流 （选填“变大”、“变小”、“不变”）； (3)热电偶的温差电压与两个接点间的温度差成正比。当热、冷两点间的温度差为100℃时，产生的电压为1.5mV；若低温处的温度为－10℃，热、冷两点间产生的温差电压为15mV，则高温处的温度为 ℃。 命题点2：电功、电功率的相关计算 【针对练习6】如图，将定值电阻、按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在图甲中的功率为4W，在图乙中的功率为9W。下列说法中不正确的是（ ） A．甲、乙两个电路中通过的电流之比是2∶3 B．、的电阻之比为2∶1 C．甲、乙两电路中两端的电压之比是2∶3 D．甲、乙两电路中的总功率之比是4∶9 【针对练习7】如图甲所示电路，闭合开关，滑片在滑动变阻器上某两点间滑动的过程中，L和R的U-I图像如图乙所示。小灯泡的额定电压为2.5V，则下列说法正确的是（　　） A．此过程电路的最小总功率为0.3W B．此过程滑动变阻器的最大功率为0.25W C．小灯泡正常工作时的电阻为25Ω D．滑动变阻器的最大阻值为10Ω 【针对练习8】如图所示的电路中，电源电压不变，灯丝电阻不变。闭合开关S后，两灯均发光，两个电压表的示数之比为5∶1，则灯、两端的电压之比 ，灯、的电功率之比 。 【针对练习9】如图甲是一种新型暖手袋，它使用移动电源供热，不仅不用装水更加轻便而且电热转化效率更高。如图乙是它内部加热电路的简化图，已知电源电压恒定，的阻值为。只闭合开关S，电路中的电流为0.6A；同时闭合开关S、S1，干路电流为0.9A。求： (1)电源电压； (2)的阻值； (3)S、均闭合时，电路工作10min，整个电路消耗多少电能？ 【针对练习10】科技小组制作了一个小的“灯光秀”玩具，其电路图如图所示。电源电压保持不变，其中，小灯泡L的规格为“3V，0.75W”。当开关S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数变为0.6A。（不考虑灯丝电阻变化）求： (1)电源电压； (2)R2的阻值； (3)电路消耗的最小功率。 命题点3：温档类家用电器的计算 【针对练习11】某电饭锅设有“加热”和“保温”两挡，其内部简化电路如图所示，当开关S置于“1”挡时，电饭锅处于 （选填“加热” 或“保温”）状态；若电阻R0和R1的比值为1:9，电饭锅保温与加热时总功率之比为 。 【针对练习12】某养生壶的简化电路模型如图所示，它有加热和保温两种挡位，R1与R2均为电热丝。当加热到设定温度时，养生壶自动切换为保温挡。养生壶的部分参数如表所示。请分 析： 壶的容积 1.5L 额定电压 220V 加热功率 1000W 保温功率 44W (1)在保温挡正常工作时，电路中的电流； (2)加热挡正常工作30min，消耗的电能； (3)R2的阻值。 【针对练习13】图甲是某品牌电饭锅，图乙是其工作的电路图，下表是该电饭锅铭牌上的一些信息，R、两根电阻丝的阻值均不变。接通电路后，开关S自动与触点a、b接触，开始加热，当锅内温度达到105℃时，开关S自动与a、b断开，变为与触点c接触，开始保温，此时锅内水温不变，且未沸腾。 ××牌电饭锅 额定电压 220V 额定功率 加热挡 968W 保温挡 484W 电源频率 50Hz (1)的电阻为多大？ (2)该电饭锅处于加热挡正常工作50s，R产生的热量为多少? (3)断开其他用电器，仅让电饭锅在加热挡下工作，测得图丙中电能表转盘3min内转过150转，请计算电饭锅的实际功率。 【针对练习14】小明家新买一个电蒸锅，如图所示为其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃）。求： (1)电蒸锅正常工作时，保温挡的功率； (2)电蒸锅正常工作时，电阻R2的阻值； (3)某次电蒸锅对水加热时，加热效率为84%，要使1.2kg的水温度升高75℃需要多少时间。 【针对练习15】小红家买了一台电烤箱，有高、中、低三个挡位的发热功率。如图所示是其内部简化电路图，开关可分别与触点、接触。已知，，电源电压保持不变。 (1)当开关置于端，断开时，电烤箱处于什么挡？ (2)电烤箱在中挡工作时，电路的电功率是多少？ (3)电烤箱在高挡工作时，对食物加热5min，消耗的电能是多少？ 命题点4：实验测量小灯泡的电功率 【针对练习16】在“测量小灯泡的电功率”实验中，小华准备了以下器材：电源、标有“2.5V”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题： (1)如图甲所示，请用笔画线代替导线，正确连接电路； (2)在开关闭合前，应将滑片P移到 （选填“”或“”）端； (3)闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，该电路故障可能是小灯泡 ； (4)排除故障后，闭合开关，移动滑片P，同时眼睛要观察 表的示数，直到示数为 V时，小灯泡正常发光，记录电压表和电流表示数； (5)继续移动滑片P，让电压表示数低于2.5V，某时刻电流表示数如图乙所示，为 A，观察灯泡亮度并记录电表示数；继续缓慢移动滑片P，让电压表示数高出2.5V少许，观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的图像，如图丙所示，则小灯泡额定功率为 W。 【针对练习17】小雷想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关，于是找来额定电流均小于0.6A、额定电压是2.5V的灯和额定电压是3.8V的灯，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图所示的电路开始探究。 (1)请你用笔画线代替导线，根据图甲所示的电路图，将图乙所示的实物图连接完整 ； (2)若小雷连接好电路后闭合开关，灯几乎不发光，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“、”或“、”）接线柱接入了电路； (3)小雷排除故障后，按如图所示的电路继续进行实验，闭合开关，滑片P向端移动，使灯发光，测出灯的相关物理量，记录和计算结果如下表，可得出小灯泡的额定功率是 W； 次数 电压/V 电流/A 实际功率/W 电阻/Ω 1 1.6 0.20 0.32 8.00 2 2.5 0.24 0.60 10.42 3 2.8 0.26 0.73 10.77 (4)小雷注意到灯的亮度变化是第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的结论是：小灯泡越亮，它的实际功率越 ； (5)用替换重复上面的实验时，需要改变 表的量程，发现灯的亮度变化规律与灯相似； (6)小雷在实验结束后与同学们讨论： ①有同学认为：“用上表中灯的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确。”这种说法错误的原因是忽略了 对小灯泡电阻的影响； ②有同学认为：“把灯换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系。”你认为这种说法 （选填“正确”或“错误”）。 【针对练习18】在“测量小灯泡电功率”的实验中，器材有：电源（电压恒为6V），额定电压为2.5V的灯泡，电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器“50Ω、1A”，导线若干。 (1)以笔画线代替导线 ，将图甲中的实物图连接完（要求 ：滑片向左移动时小灯泡变亮）； (2)正确连接电路后，闭合开关，两电表均无示数，其原因可能是_____（填字母）； A．灯泡断路 B．滑动变阻器断路 C．灯泡短路 (3)问题解决后，第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； (4)第二小组的同学在准备实验时，发现电压表坏了，他们找到了一个阻值为10Ω的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，也顺利的完成了实验： ①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1，则I1= A； ②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额= ；（用U额、I1、I2表示） (5)小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，准备了三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），其余器材不变。用定值电阻更换图甲中的灯泡，每次实验保持电压表示数为2.5V不变，若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所用定值电阻的阻值为 Ω。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第10讲 电功率 知识点1：电能及其计算 1.电能 电能的利用：利用电能的过程就是用电器把电能转化为其他形式的能的过程。比如电灯把电能转化为光能、电动机把电能转化为机械能、电热器把电能转化为内能等。 电能的单位及换算 (1)国际单位：焦耳，简称焦，符号是J。 (2)常用单位：生活生产中电能的常用单位是“度”,它的学名叫做“千瓦时”,符号是kW·h。 (3)千瓦时和焦的关系：单位换算关系：1度=1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J 2.电能表 电能表 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电能的仪表。 主要参数 “220V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用 “50 Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用 “10(20)A”,表示这个电能表的标定电流（也叫基本电流）是10A,额定最大电流是20A。（额定最大电流指的是电能表在短时间内允许通过的最大电流，超过也并不一定就损坏,只是已不安全,并有可能不能准确的计量,当然长期超过的确会做电表容易损坏。） 600 r/(kW·h)表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转600转 600 imp/(kW·h)表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电能表上的指示灯闪烁600次 读数 电能表最右边的格子显示的是小数部分，其前面的格子显示的是整数部分.如上图所示的电能表示数为530.9kW·h。 电量计算 ①消耗电能较多时：W = W末 - W初； ②消耗电能较少时： kW·h[n为某段时间转盘转过的转数(或指示灯闪烁的次数),N为电能表上参数 N r/（kW·h）] 1．下列家用电器主要将电能转化为机械能的是（　　） A．LED灯 B．电饭锅 C．电风扇 D．电烤箱 【答案】C 【详解】A．LED灯工作时主要将电能转化为光能，故A不符合题意； B．电饭锅工作时主要将电能转化为内能，故B不符合题意； C．电风扇工作时，风扇转动，主要将电能转化为机械能，故C符合题意； D．电烤箱工作时主要将电能转化为内能，故D不符合题意。 故选C。 2．下图所示是生活中常见的两种电能表。下列关于电能表的说法正确的是（　　） A．电能表用来测量用电器消耗电能的快慢 B．电能表甲的示数为18246kW·h C．两种电能表的额定最大电流均为20A，工作时电流可以超过额定最大电流 D．电能表乙中“3200imp/(kW·h)”表示接入该电能表的用电器，每消耗1kW·h的电能，脉冲指示灯闪烁3200次 【答案】D 【详解】A．电能表是测量电路中用电器消耗电能多少的仪器，故A错误； B．电能表读数时，示数的最后一位是小数，图甲中的电能表显示的示数为1824.6kW·h，故B错误； C．由图可知，两种电能表工作的额定最大电流均为20A，即工作时电流不能超过额定最大电流，故C错误； D．3200imp/(kW·h)表示电路每消耗1kW·h的电能，电表脉冲指示灯闪烁3200次，故D正确。 故选D。 3．小桂观察家中的电能表如图所示，示数为 。当关闭家中其他所有用电器，仅接通一台电热水器时，观察到电能表转盘1min内转90转，则该电热水器1min内消耗电能为 J。 【答案】 226.3 【详解】[1]电能表的单位是，最后一位是小数位，则图中电能表示数为。 [2]该电热水器1min内消耗电能为 4．11月初小明家中的电能表的示数为，12月初他家的电能表示数如图所示，11月他家消耗的电能是 kW·h，若以当地电价0.5元/度计算，小明家11月应缴纳电费 元。该电能表的转盘在一段时间内转过60圈，这段时间内他家的用电器消耗的电能是 J。该电能表应该在 V的电路中使用。 【答案】 100 50 220 【详解】[1]电能表的最后一位数是小数，单位是kW·h，11月初、12月初电能表的示数分别为：1877.1kW·h、1977.1kW·h，小明家11月消耗的电能为1977.1kW·h-1877.1kW·h=100kW·h [2]应缴纳电费为0.5元/(kW·h)×100kW·h=50元 [3]3000r/(kW·h)表示电路中用电器每消耗的1kW·h电能，电能表的转盘转动3000r，该电能表的转盘在一段时间内转过60圈，这段时间内他家的用电器消耗的电能为 [4]由图可知，电能表的标定电压为220V，所以该电能表应该在220V电路中使用。 知识点2：电功及电功率 1.电功和电功率的区别 电功 电功率 定义 电流所做的功，是电能转化为其他形式的能的多少的量度，用符号W表示 电功率等于电功与时间之比，用符号P表示 国际单位 焦耳(J) 瓦特(W) 常用单位 千瓦时(kW·h)，也称度 千瓦(kW)、兆瓦(MW)、毫瓦(mW) 单位换算 1度=1kW·h=3.6×106J 1kW=103W，1 MW=106W 物理意义 表示电流做功的多少 表示电流做功的快慢 定义式 推导公式的应用 注意 实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，也就消耗了多少电能。 电功率只表示电流做功的快慢，不表示电流做功的多少。电功率大表示电流做功快，但并不表示电流做功一定多。 2.串、并联电路中的总功和总功率的特点 ①串联和并联电路中电流所做的总功，都等于电流通过各用电器做功之和，即W总=W1+W2。 ②串联和并联电路中总功率均等于各用电器电功率之和，即P总=P1+P2。 3.用电器的额定功率和实际功率 （1）额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。 （2）额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。 （3）额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。 电灯泡上的铭牌“PZ220 25”表示额定电压是220V，额定功率是25W。灯泡的亮度是由其实际电功率决定的，与额定电压和额定功率无关。实际功率越大，小灯泡越亮，反之小灯泡越暗。 （4）用电器实际工作时的三种情况： ①U实＜U额 ， P实＜P额 用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光发暗，灯丝发红，实际功率太小灯泡有可能不亮） ②U实＞U额 P实＞P额 用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝） ③U实=U额 P实=P额 用电器正常工作 （5）串并联电路P实与R大小的关系 项目 串联电路 并联电路 P实与R的关系 串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大 并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大 灯泡发光亮度 电阻大的P实越大，因此电阻大的灯泡较亮 电阻小的P实越大，因此电阻小的灯泡较亮 串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器阻值增大时分压也大，小灯泡实际电压减小，小灯泡发光较暗 并接上滑动变阻器的小灯泡，由于并联电路中各部分互不干扰，改变滑动变阻器的阻值时，通过小灯泡所在支路的电流不变，小灯泡发光情况不变 4.实际功率的计算 方法1 先根据额定电压和额定功率求出用电器的电阻，然后根据欧姆定律求出实际电压或实际电流，最后求出实际功率 方法2 根据功率的推导式和用电器的电阻不变列出实际功率和额定功率的比，进而得出实际功率的表达式 5.串并联电路的电参数比例规律 串联电路 并联电路 6.温档类家用电器的电功率 多挡位问题实质是判断电路总电阻的大小.家庭电路中，总电压是220V,根据可知,R总越大，P实越小，挡位越低；R总越小，P实越大，挡位越高. 电路图 档位分析 公式计算 高温档：闭合S、S0，此时R1和R2并联接入电路，电路中总电阻最小，功率最大； 低温档：只闭合S，此时仅有R1接入电路，电路总总电阻最大，功率最小 求R1： 求R2： ①② 求电流： ①② 高温档：闭合S1、S2，此时仅有R2接入电路，电路中总电阻最小，功率最大； 低温档：只闭合S2，此时R1和R2串联接入电路，电路中总电阻最大，功率最小 求R2： 求R1： ①② 求电流： ①② 高温档：闭合S1，S2接B，此时R1和R2并联接入电路，电路中总电阻最小，功率最大； 中温档：闭合S1，S2接A，此时仅有R1接入电路，电路中总电阻中档，功率处于中档； 低温档：断开S1，S2接A，此时R1和R2串联接入电路，电路中总电阻最大，功率最小 求R1： 求R2： ①② 求电流： ①② 1．关于电功，下列说法正确的是（　　） A．电流做了多少功，就相当于有多少电能转化为其他形式的能 B．电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能的多少 C．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能 D．电功就是电能，两者只是名称不同而已 【答案】A 【详解】A．电功的实质是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，就意味着有多少电能转化为其他形式的能。例如，电流通过电动机做功，电能转化为机械能；电流通过电热器做功，电能转化为内能，故A正确。 B．根据能量守恒定律，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，电流做功的多少与电能转化为其他形式能的多少是相等的，不存在电流做功的多少大于电能转化为其他形式能的多少这种情况，故B错误； C．电流通过电灯做功时，电能主要转化为光能，但同时也有一部分电能转化为内能，因为电灯在发光的过程中会发热，故C错误； D．电功是指电流所做的功，是一个过程量，它表示电能转化为其他形式能的过程；而电能是一种能量形式，是一个状态量。电功和电能是两个不同的概念，不能简单地认为电功就是电能，只是名称不同，故D错误。 故选A。 2．如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，电压表V1、V2示数之比为2∶3。下列说法正确的是（　　） A．通过R1、R2的电流之比I1∶I2=1∶2 B．R1、R2两端的电压之比U1∶U2=1∶2 C．相同时间R1、R2消耗电能之比W1∶W2=2∶1 D．R1、R2的电阻之比R1∶R2=2∶1 【答案】B 【详解】A．由题图可知，两电阻串联，根据串联电路电流规律可知，电流处处相等，故通过R1、R2的电流之比I1∶I2=1∶1，故A错误； BD．由题图可知，V1测量R2两端的电压，V2测量电源电压，根据欧姆定律，电压表V1、V2示数之比为 经整理可知，R1、R2的电阻之比 R1、R2两端的电压之比 故B正确，D错误； C．相同时间R1、R2消耗电能之比 故C错误。 故选B。 3．如图所示，当开关闭合后，电流表和电流表的示数之比为，则在相同时间内，电流通过和所做功之比为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由电路图可知，两电阻并联，电流表A2测干路电流，电流表A1测R1支路的电流．因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，两支路的电流之比： ， 因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以在相同时间内电流通过R1和R2所做功之比 ． A．符合题意； B．不符合题意； C．不符合题意； D．不符合题意． 4．标有“6V、3W”和“4V、2W”的字样的、两只灯泡，在接入电路时都能发光，则下列说法正确的是（　　） A．灯的额定功率较大，的亮度较大 B．两灯并联时，实际功率 C．因为灯的额定电压大，两灯正常发光时 D．两灯串联时，实际功率 【答案】B 【详解】A．因为灯泡的亮度是由实际功率决定的，尽管L1灯的额定功率较大，但不知二者的实际功率关系，所以不能确定L1的亮度较大，故A错误； B．由可知，两灯正常工作时的电阻分别为 故，并联时电压相同，由可知，实际功率P1＜P2，故B正确； C．两灯正常工作时的电流分别为 故两灯正常发光时I1=I2，故C错误； D．两灯电阻，串联电路电流相等，由可得，两灯的实际功率P1＞P2，故D错误。 故选B。 5．如图所示，某品牌扫地机器人的电池输出电压为14V，电池容量为，其正常工作时的电流恒为1.5A。该扫地机器人理论上可连续正常工作的最长时间为 h。若该扫地机器人以正常工作电流连续工作了5分钟，则在此过程中，它消耗的电能为 J。 【答案】 2 6300 【详解】[1]电池充满电储存的电能为 该扫地机器人理论上可连续正常工作的最长时间为 [2]若该扫地机器人以正常工作电流连续工作了5分钟，则在此过程中，它消耗的电能为 6．如图所示的电路中，电源电压不变，一个电阻器的电阻为20Ω，当断开开关和，闭合开关时，电流表的示数为0.6A；当断开开关，闭合开关时，电流表的示数为。求： (1)电源电压； (2)另一个电阻器的电阻； (3)断开开关和，闭合开关时，电阻为的电阻器两端的电压和整个电路10s内消耗的电能。 【答案】(1)12V (2)40Ω (3)4V，24J 【详解】（1）当只有S3闭合时，电路中只有工作，此时电源电压为 （2）断开S2且闭合 S1、S3时，两个定值电阻并联，电流表测量干路中电流。根据并联电压规律可知，两端电压仍等于电源电压，其电阻不变，因此通过其电流不变，则有通过的电流为 则 （3）闭合S2且断开 S1、S3时，两个定值电阻串联，电路中电流为 两端电压为 整个电路10s内消耗的电能为 7．小明家经常使用电饭锅煮饭。电饭锅铭牌上的部分参数和内部工作电路如图所示，R1、R2为阻值未知的电热丝。 额定电压 220V 高温功率 1100W 低温功率 880W (1)由电路图可知：当开关S1闭合、S2 （选填“断开”或“闭合”）时，电饭锅处于“高温”挡； (2)电阻R1的阻值； (3)向锅内装2kg温度为25℃的水，电饭锅用“高温”挡正常工作约90s，水温升高到35℃，这时电饭锅的加热效率是多少？[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），电热丝的电阻不随温度变化] 【答案】(1)闭合 (2) (3) 【详解】（1）据图可知，当开关S1闭合、S2闭合时，电路为定值电阻R1单独接入的简单电路，此时电路中的总电阻最小，根据可知，电功率最大为高温挡；当开关S1闭合、S2断开时，电路为两电阻串联，此时电路中的总电阻最大，根据可知，电路中的电功率最小，为低温挡。 （2）当开关S1、S2均闭合时，电阻R2被短路，电路中只有电阻R1工作，此时电饭锅处于“高温”挡。根据可得，电阻R1的阻值为 （3）水所吸收的热量 “高温”挡正常工作90s消耗的电能为                   电饭锅的加热效率为 知识点3：测量小灯泡的电功率 实验原理 P = UI 实验器材 电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器 实验步骤 ①按电路图连接实物。 ②检查无误后，闭合开关。移动滑片，使小灯泡在额定电压下发光，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率。 ③调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。 ④调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压小于额定电压，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。 实验表格 次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 发光情况 1 2 3 实验结论 ①小灯泡两端的电压越大，消耗的电功率越大，小灯泡越亮。 ②小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的，实际功率越大，灯泡越亮。 ③当U实=U额时，P实=P额灯泡正常发光；当U实<U额时，P实<P额灯泡发光较暗；当U实>U额时，P实>P额灯泡发光较亮。 考点梳理 ①接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到最大； ②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程； ③滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压和通过的电流；保护电路； ④本实验测电功率的3次测量是为了测不同电压下的实际功率并比较灯泡的亮度，故在本实验中不能取平均值。 1．琴琴在实验室测量小灯泡额定功率，器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。若实验室中有（10Ω  0.5A）、（20Ω  0.5A）、（200Ω  0.2A）三种规格的滑动变阻器可供选择。 (1)该实验的原理是 。通过估算，滑动变阻器应选择 （选填“”“”或“”）。滑片P滑到图甲中某一位置时，电压表示数如图乙所示，若琴琴想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，根据图丙图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W； (2)当灯泡实际电压为额定电压一半时的实际功率为，当灯泡实际电流为额定电流一半时的实际功率为， （选填“大于”“小于”或“等于”）。若琴琴将该灯泡与20Ω的定值电阻串联接在4.5V的电源上，则小灯泡的实际功率为 W； (3)完成上述实验后，她又设计了如图丁所示的电路测量该小灯泡额定功率，已知电源电压仍为6V，所用电压表量程为“0~15V”，请将以下实验步骤补充完整。 ①检查电路无误后，闭合开关S，将开关拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V； ②滑动变阻器滑片不动，再将开关拨至“2”读出电压表示数为；小灯泡的额定功率 （用、、表示）； ③若步骤②中，在将开关拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】(1) B 0.5 (2) 大于 0.225 (3) 3.5 偏小 【详解】（1）[1]测量小灯泡额定功率是利用电压表测电压、电流表测电流，由计算功率，因此实验原理是 [2]要使小灯泡在额定电压2.5V下工作，而电源是6V，则滑动变阻器需分压 此时小灯泡正常发光，电阻约为10Ω，则电流 滑动变阻器所需电阻 所以滑动变阻器最大阻值至少要大于14Ω，且工作电流不能低于0.25A，因此应该选择（20Ω 0.5A）。 [3]如图乙，电压表量程为0-3V，分度值为0.1V，读数为2.2V，低于灯泡额定电压，因此需要增大小灯泡两端电压，根据串联分压原理，即需减小滑动变阻器两端电压，所以需要调节滑动变阻器，使其阻值减小，如图甲，应向B端移动。 [4]如图丙，可知，当小灯泡电压为2.5V时，电流为0.2A，所以小灯泡额定功率 （2）[1]由图丙可知，当灯泡实际电压为额定电压一半即为1.25V时，灯泡电流约为0.125A，所以 灯泡实际电流为额定电流一半即为0.1A时，灯泡电压为1V，所以 显然。 [2]由图丙可知，将该灯泡与20Ω的定值电阻串联接在4.5V的电源上时，电路中电流应为0.15A，即此时满足定值电阻两端电压与灯泡两端电压之和为电源电压即 所以小灯泡此时的实际功率 （3）[1][2][3]由图可知，电路为灯泡，定值电阻滑动变阻器串联，电压表由开关连接在不同位置，测量电压故步骤如下： ①检查电路无误后，闭合开关S，将开关拨至“1”时，电压表并联在定值电阻和滑动变阻器两端，要让灯泡正常发光，需使其电压为额定电压2.5V，根据串联电路电压规律，应该调节滑片，使电压表示数为 ②滑动变阻器滑片不动，再将开关拨至“2”读出电压表示数为，此时电压表测定值电阻电压，由于电路连接方式不变，因此根据串联电路电流处处相等可知，小灯泡正常发光的电流等于通过定值电阻的电流即 所以小灯泡的额定功率 ③若步骤②中，在将开关拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，如图此时滑动变阻器接入电路的阻值增大，根据欧姆定律可知，电路中电流将变小，即计算的额定电流变小，额定电压不变，所以小灯泡的功率的测量值偏小。 2．按要求完成下列填空； (1)在“探究电流与电压的关系”实验中，电源为两节干电池，滑动变阻器的规格是“”。 ①开关闭合前，发现电流表的指针在零刻度线左端，如图乙，其原因是 。 ②确认无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为，电压表示数如图丙所示，计算出R的阻值 Ω。 实验次数 1 2 3 4 电压 0.6 1.2 1.8 电流 0.12 0.24 0.36 0.5 ③记录的数据如上表所示，分析数据可以得到结论：导体的电阻一定时， 。 (2)用图丁所示电路“测量小灯泡额定电功率”。待测小灯泡的额定电压为，额定功率小于，电源为两节干电池，滑动变阻器R的规格为“”。 ①请你用笔画线代替导线，在图丁中把电路连接完整 （滑片向右移动，灯泡变亮）。 ②正确连接完电路，闭合开关，向右逐渐移动滑片，小灯泡逐渐变亮，突然小灯泡熄灭，电流表示数几乎为零，电压表示数接近，原因是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。 ③排除故障后，闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，同时观察 表示数的变化，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图戊所示，小灯泡的额定功率为 W。 ④小灯泡用久了，钨丝会变细，在电压下，小灯泡实际功率 （选填“大于”“小于”或“等于”）额定功率。 【答案】(1) 电流表指针未调零 5 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 (2) 断路 电压 0.7 小于 【详解】（1）[1]在开关闭合前，就已经发现电流表的指针在零刻度线左端，这说明电流表未进行调零； [2]第4次实验时电流表示数为，电压表示数如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0，电压表示数为，根据欧姆定律，电阻大小为； [3]根据表中数据可知，电流与电压的比值是一个定值，在导体的电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比； （2）[1]对于电路的连接，首先需要将电源、开关、滑动变阻器、灯泡和电流表依次串联起来，注意电流从电源的正极流出，经过开关、滑动变阻器、灯泡和电流表，最后回到电源的负极；此外，滑动变阻器需要采用“一上一下”的接法，确保滑片向右移动时，灯泡变亮，即接入电路的电阻变小，电压表需要并联在灯泡的两端，用来测量灯泡两端的电压，如下图所示： [2]当向右逐渐移动滑片，小灯泡逐渐变亮时，如果突然小灯泡熄灭，电流表示数几乎为零，说明电路可能是断路，而电压表示数接近，说明电压表能与电源正负极连通，由此判断与电压表并联的小灯泡可能生了断路，因为在这种情况下，电压表直接测量了电源电压，而电流由于断路而几乎为零； [3]为了测量小灯泡的额定功率，我们需要确保小灯泡在额定电压下工作，因此，在移动滑动变阻器的滑片时，我们需要同时观察电压表的示数变化； [4]当电压表的示数达到时，小灯泡正常发光，此时根据图乙所示，电流表用小量程，分度值为，读取电流表的示数为，因此小灯泡的额定功率为 ； [5]小灯泡用久了，钨丝会变细，而钨丝的材料和长度不变，所以其电阻变大，由可知，在不变的电压下，小灯泡实际功率小于额定功率。 命题点1：对电能的理解和电能表的计算 【针对练习1】如图所示，电池、导线、小灯泡和开关组成闭合回路，小灯泡正常工作。针对此情景，下列说法正确的是（　　） A．电池将内能转化为电能，为小灯泡提供能量 B．电流的方向从电源正极经小灯泡流向电源负极 C．小灯泡中的自由电子由B向A定向移动 D．小灯泡工作时将电能全部转化为光能 【答案】B 【详解】A．电池是提供电能的装置，将化学能转化为电能，为小灯泡提供能量，故A错误； BC．电流的方向为正电荷定向移动的方向，是从电源正极经小灯泡流向电源负极，负电荷定向移动的方向与电流方向相反，电子带负电，则小灯泡中的自由电子由A向B定向移动，故B正确，C错误； D．灯泡工作时将电能转化为光能和内能，故D错误。 故选B。 【针对练习2】如图是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（   ） A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多 C．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗电能越快 D．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2kW 【答案】B 【详解】A．由图知电能表允许通过的最大电流为40A，因此小英家干路中的电流不得超过40A，故A错误； BC．1600imp/kW·h表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次，电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，故B正确，C错误； D．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能为 故D错误。 故选B。 【针对练习3】电能表 （1）电能表又称电度表，是可以直接测量用电器消耗 的仪表。电能表的计量单位是 ，符号是kW·h。1kW·h＝ J；“600 revs/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过 转；“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。 （2）电能的计量： ①一段时间内消耗的电能为电能表上前后两次示数之差； ②若电能表参数为Nr/（kW·h），转盘转转，则电路消耗的电能。 【答案】 电能 千瓦时 600 10 20 【详解】[1][2]电能表又称电度表，是可以直接测量用电器消耗电能的仪表。电能表的计量单位是千瓦时，符号是。 [3]因为1kW=1000W，1h=3600s，根据，可得 [4]“600revs/(kW⋅h)” 表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW・h的电能，电能表上的转盘转过 600 转。 [5][6]“10 (20) A” 表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A。 【针对练习4】一位同学家中的电能表，月初示数为，月末示数为，则这个月该同学消耗的电能为 度，如果当地家庭用电的收费标准是0.6元/，他家这个月的电费是 元。电能表上的参数为3000，电路中只有一个电饭煲在工作，铝盘10min内转了300圈，则电饭煲消耗的电能为 J，电饭煲的功率为 W。 【答案】 50 30 3.6×105 600 【详解】[1]电能表的读数方法为月末的示数减去月初的示数，最后一位是小数，则这个月该同学消耗的电能为 [2]这个月电费为 [3]表示电路中用电器每消耗电能，电能表的转盘转过3000圈，现电能表10min内转了300圈，电饭煲消耗的电能为 [4]根据公式可知，电饭煲的功率为 【针对练习5】阅读短文，回答问题。 热电偶 用两种不同材料的导体（如铁丝和铜丝）组成如图所示的闭合回路，当A、B两端存在温度差时，就会在AB间产生一个电压，这就是塞贝克效应（又叫热电效应），这种电路叫热电偶电路。热电偶所产生的热电压由接触电压和温差电压两部分组成。实验表明：热电偶电路中电压的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关；跟接点A和B间的温差大小有关。 (1)以下材料组合中，可以制作热电偶电路的是______； A．玻璃片、铝薄片 B．玻璃片、玻璃片 C．铝薄片、锌薄片 D．锌薄片、锌薄片 (2)这样的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由 能转化而来，其它条件不变，（如图甲）只将A处杯中的冰水混合物换为沸水，则电路中的电流 （选填“变大”、“变小”、“不变”）； (3)热电偶的温差电压与两个接点间的温度差成正比。当热、冷两点间的温度差为100℃时，产生的电压为1.5mV；若低温处的温度为－10℃，热、冷两点间产生的温差电压为15mV，则高温处的温度为 ℃。 【答案】(1)C (2) 内 变小 (3)990 【详解】（1）由材料信息得，制作热电偶电路为材料不同的导体，玻璃片不易导电，是绝缘体；铝薄片、锌薄片易导电，是导体，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 （2）[1]当物体间存在温差，物体间的热量会发生转移。当A、B两端存在温度差时，就会在AB间产生一个电压，这样的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由内能转化而来。 [2]其它条件不变，（如图甲）只将A处杯中的冰水混合物换为沸水，沸水与火焰的温差小于冰水与火焰的温差，则电路中的电流会变小。 （3）热电偶的温差电压与两个接点间的温度差成正比。当热、冷两点间的温度差为100℃时，产生的电压为1.5mV；若低温处的温度为－10℃，热、冷两点间产生的温差电压为15mV，则 解得，则高温处的温度为990℃。 命题点2：电功、电功率的相关计算 【针对练习6】如图，将定值电阻、按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在图甲中的功率为4W，在图乙中的功率为9W。下列说法中不正确的是（ ） A．甲、乙两个电路中通过的电流之比是2∶3 B．、的电阻之比为2∶1 C．甲、乙两电路中两端的电压之比是2∶3 D．甲、乙两电路中的总功率之比是4∶9 【答案】D 【详解】AC．图甲串联电路中电阻的功率 图乙并联电路中电阻的功率 所以 解得 故AC正确，不符合题意； B．甲图中因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电路中各处的电流相等，所以， 故B正确，不符合题意； D．因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，甲图中电路消耗的总功率 因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，乙图电路消耗的总功率 所以， 故D错误，符合题意。 故选D。 【针对练习7】如图甲所示电路，闭合开关，滑片在滑动变阻器上某两点间滑动的过程中，L和R的U-I图像如图乙所示。小灯泡的额定电压为2.5V，则下列说法正确的是（　　） A．此过程电路的最小总功率为0.3W B．此过程滑动变阻器的最大功率为0.25W C．小灯泡正常工作时的电阻为25Ω D．滑动变阻器的最大阻值为10Ω 【答案】A 【详解】A．由图甲可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，最小电流，此时电路总功率最小。当时，电源电压 则电路的最小功率 故A正确； B．当滑动变阻器两端电压减小时，电路中的电流是增大的。故在图乙中，从左向右呈下降趋势的图像为滑动变阻器的U-I图像。由曲线可知，当时，电流，此时滑动变阻器的功率 故B错误； C．小灯泡的额定电压，由图乙可知，此时通过灯泡的电流为，则小灯泡正常工作的电阻为 故C错误； D．当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，最小电流，此时，则滑动变阻器的最大阻值为 故D错误。 故选A。 【针对练习8】如图所示的电路中，电源电压不变，灯丝电阻不变。闭合开关S后，两灯均发光，两个电压表的示数之比为5∶1，则灯、两端的电压之比 ，灯、的电功率之比 。 【答案】 4∶1 4∶1 【详解】[1]由图知，闭合开关后两灯串联，电压表V1测量电源电压，电压表V2测量灯泡L2两端的电压。根据串联电路的电压规律可知，电压表V1的示数大于电压表V2的示数。所以电压表V1与电压表V2示数之比为5∶1。所以有 解得 [2]由于两灯串联，所以通过两灯的电流相等，则两灯功率之比为 【针对练习9】如图甲是一种新型暖手袋，它使用移动电源供热，不仅不用装水更加轻便而且电热转化效率更高。如图乙是它内部加热电路的简化图，已知电源电压恒定，的阻值为。只闭合开关S，电路中的电流为0.6A；同时闭合开关S、S1，干路电流为0.9A。求： (1)电源电压； (2)的阻值； (3)S、均闭合时，电路工作10min，整个电路消耗多少电能？ 【答案】(1)6V； (2)20Ω； (3)3240J 【详解】（1）当只闭合开关S时，电路为R2的简单电路，电路中的电流 根据欧姆定律可知，电源电压 （2）当同时闭合开关S、S1时，电阻R1与R2并联，干路电流 由并联电路电压规律可知，R2两端电压仍等于电源电压不变，R2的电阻不变，所以通过R2的电流不变，仍为 根据并联电路的电流特点，通过R1的电流 根据并联电路中的电压规律，R1两端的电压 根据欧姆定律可得，R1的阻值 （3）当S、S1均闭合时，电路工作时间 整个电路消耗的电能 【针对练习10】科技小组制作了一个小的“灯光秀”玩具，其电路图如图所示。电源电压保持不变，其中，小灯泡L的规格为“3V，0.75W”。当开关S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数变为0.6A。（不考虑灯丝电阻变化）求： (1)电源电压； (2)R2的阻值； (3)电路消耗的最小功率。 【答案】(1)8V (2)40Ω (3)2W 【详解】（1）由图可知，当开关、都断开时，电阻与小灯泡L串联，此时小灯泡L正常发光，其两端电压，所以根据电功率公式 P = UI，可得此时电路中的电流为 根据欧姆定律，电阻两端的电压 串联电路中总电压等于各部分电压之和的规律，电源电压 （2）当开关、都闭合时，电阻与并联，小灯泡L被开关短路，电流表测量干路电流，示数为 并联电路中各支路电压等于电源电压，由欧姆定律，可得通过电阻的电流 根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和的规律，通过电阻的电流 所以电阻的阻值 （3）电源电压U保持不变，根据电功率公式可知，当电路的总电阻最大时，电路消耗的总功率最小。由题可知，电路的四种状态： 1. 当开关、都闭合，电阻与并联，总电阻最小。 2.闭合、断开，与并联后与L串联。 3. 断开、闭合，断路，接入电路（L被短路）。总电阻为。 4. 、都断开：与L串联。 由于，， 结合串并联电路电阻规律可知，当与L串联时，电路的总电阻最大。 此状态即为第（1）问中的情况，电路总电阻最大，总电流最小，为0.25A。 因此，电路消耗的最小功率 命题点3：温档类家用电器的计算 【针对练习11】某电饭锅设有“加热”和“保温”两挡，其内部简化电路如图所示，当开关S置于“1”挡时，电饭锅处于 （选填“加热” 或“保温”）状态；若电阻R0和R1的比值为1:9，电饭锅保温与加热时总功率之比为 。 【答案】 保温 1:10 【详解】[1][2]根据可知，当电压一定时，R越小，P越大，开关S置于“1”挡时，R0、R1串联，电阻最大，电功率最小，电饭锅处于保温状态； 当开关S置于“2”挡时，电路中只有R0，此时最大，电饭煲处于加热状态。 若电阻R0和R1的比值为1:9，即，则电饭锅保温与加热时总功率之比 【针对练习12】某养生壶的简化电路模型如图所示，它有加热和保温两种挡位，R1与R2均为电热丝。当加热到设定温度时，养生壶自动切换为保温挡。养生壶的部分参数如表所示。请分 析： 壶的容积 1.5L 额定电压 220V 加热功率 1000W 保温功率 44W (1)在保温挡正常工作时，电路中的电流； (2)加热挡正常工作30min，消耗的电能； (3)R2的阻值。 【答案】(1)0.2A (2)1.8×106J (3)1051.6Ω 【详解】（1）由表中数据可知，保温时的功率为P保=44W，根据P=UI可知，在保温挡正常工作时，电路中的电流为 （2）由表中数据可知，加热功率为P加=1000W，加热挡正常工作30min，消耗的电能为 （3）由电路图可知，当开关S、S1都闭合时，电阻R₂被短路，电路为R1的简单电路，此时电路总电阻最小，根据电功率公式可知，电源电压U一定时，电路的总功率最大，养生壶处于加热挡； 当开关S闭合、S1断开时，电阻R1和R2串联，此时电路总电阻最大，根据电功率公式 可知，电路的总功率最小，养生壶处于保温挡。加热时，R1的阻值为 在保温挡时，电路中的总电阻为 根据串联电路电阻的特点，R2的阻值为 【针对练习13】图甲是某品牌电饭锅，图乙是其工作的电路图，下表是该电饭锅铭牌上的一些信息，R、两根电阻丝的阻值均不变。接通电路后，开关S自动与触点a、b接触，开始加热，当锅内温度达到105℃时，开关S自动与a、b断开，变为与触点c接触，开始保温，此时锅内水温不变，且未沸腾。 ××牌电饭锅 额定电压 220V 额定功率 加热挡 968W 保温挡 484W 电源频率 50Hz (1)的电阻为多大？ (2)该电饭锅处于加热挡正常工作50s，R产生的热量为多少? (3)断开其他用电器，仅让电饭锅在加热挡下工作，测得图丙中电能表转盘3min内转过150转，请计算电饭锅的实际功率。 【答案】(1)100Ω (2) (3)1000W 【详解】（1）当电饭锅处于保温挡时，开关S与触点c接触，电路中只有电阻R0工作。由铭牌可知，保温挡的额定功率 P保温= 484W，额定电压U = 220V。根据电功率公式可得，电阻R0的阻值为 （2）当电饭锅处于加热挡时，开关S与触点a、b接触，电阻R和R0并联。由铭牌可知，加热挡的额定功率P加热= 968W。由于R和R0并联在220V的电源上，R0的功率等于其单独工作时的功率，即保温功率P0=P保温= 484W 则电阻R的功率PR= P加热- P0= 968W-484W=484W 在加热挡正常工作50s，电阻R产生的热量QR = WR= PRt =484W×50s=2.42×104J （3）由图丙电能表可知，其转盘常数为3000r/(kW·h)，表示每消耗1kW·h的电能，转盘转动3000转。电能表转盘转过150转，电饭锅消耗的电能 工作时间 t =3min =180s 电饭锅的实际功率 【针对练习14】小明家新买一个电蒸锅，如图所示为其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃）。求： (1)电蒸锅正常工作时，保温挡的功率； (2)电蒸锅正常工作时，电阻R2的阻值； (3)某次电蒸锅对水加热时，加热效率为84%，要使1.2kg的水温度升高75℃需要多少时间。 【答案】(1)100W (2)44Ω (3)375s 【详解】（1）只闭合S1时，电路为R1的简单电路；S1、S2都闭合时，R1、R2并联，因并联电路的总电阻小于任一分电阻，所以由可知，只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电路中电阻最大，电功率最小，电蒸锅为保温挡；当S1、S2都闭合，R1、R2并联，电路中电阻最小，电功率最大，电蒸锅为加热挡；只闭合S1时，只有R1接入电路，电蒸锅处于保温挡，由可得保温挡功率 （2）当S1、S2均闭合时，R1、R2并联，电蒸锅处于加热挡，则电阻R2的电功率 由可知，电阻R2的阻值 （3）要使1.2kg的水温度升高75℃，水需要吸收的热量 由可知，消耗的电能 由可知，加热需要的时间 【针对练习15】小红家买了一台电烤箱，有高、中、低三个挡位的发热功率。如图所示是其内部简化电路图，开关可分别与触点、接触。已知，，电源电压保持不变。 (1)当开关置于端，断开时，电烤箱处于什么挡？ (2)电烤箱在中挡工作时，电路的电功率是多少？ (3)电烤箱在高挡工作时，对食物加热5min，消耗的电能是多少？ 【答案】(1)低 (2)800W (3) 【详解】（1）两电阻串联时电阻最大，两个电阻并联时电阻最小，根据公式可知，电阻越大，电功率越小；所以当开关S2闭合，S1接a点时，两电阻并联，电阻最小、电功率最大，处于高挡位；当开关S1置于b端，S2断开时，两电阻串联，电阻最大、电功率最小，处于低挡位。当开关S2闭合，S1接b时，电路中只有电阻R1工作，此时处于中挡位。 （2）电烤箱在中挡位工作时，电路中只有电阻R1工作，消耗的电功率 （3）电烤箱在高挡位工作时，并联电路的电阻 加热5min，消耗的电能为 命题点4：实验测量小灯泡的电功率 【针对练习16】在“测量小灯泡的电功率”实验中，小华准备了以下器材：电源、标有“2.5V”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题： (1)如图甲所示，请用笔画线代替导线，正确连接电路； (2)在开关闭合前，应将滑片P移到 （选填“”或“”）端； (3)闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，该电路故障可能是小灯泡 ； (4)排除故障后，闭合开关，移动滑片P，同时眼睛要观察 表的示数，直到示数为 V时，小灯泡正常发光，记录电压表和电流表示数； (5)继续移动滑片P，让电压表示数低于2.5V，某时刻电流表示数如图乙所示，为 A，观察灯泡亮度并记录电表示数；继续缓慢移动滑片P，让电压表示数高出2.5V少许，观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的图像，如图丙所示，则小灯泡额定功率为 W。 【答案】(1) (2)B (3)短路 (4) 电压 2.5 (5) 0.2 0.75 【详解】（1）根据实验要求可知，电压表测小灯泡两端的电压，由于小灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选择小量程，电路图如下图所示： （2）闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的B端。 （3）串联电路中，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，电压表测小灯泡两端电压，灯泡不亮，说明小灯泡两端没有电压，则电路故障可能是小灯泡短路。 （4）[1][2]闭合开关S，移动滑片P，要使小灯泡正常发光，则应该观察电压表的示数，使其达到小灯泡正常发光的额定电压2.5V，记录电压表和电流表示数。 （5）[1]由于电流表的小量程接入电路，分度值是0.02A，当电流表示数如图乙所示时，此时电路电流为0.2A。 [2]根据图丙可知，当电压达到小灯泡的额定电压2.5V时，通过小灯泡的额定电流为0.3A，由可得，小灯泡的额定功率为 【针对练习17】小雷想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关，于是找来额定电流均小于0.6A、额定电压是2.5V的灯和额定电压是3.8V的灯，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图所示的电路开始探究。 (1)请你用笔画线代替导线，根据图甲所示的电路图，将图乙所示的实物图连接完整 ； (2)若小雷连接好电路后闭合开关，灯几乎不发光，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“、”或“、”）接线柱接入了电路； (3)小雷排除故障后，按如图所示的电路继续进行实验，闭合开关，滑片P向端移动，使灯发光，测出灯的相关物理量，记录和计算结果如下表，可得出小灯泡的额定功率是 W； 次数 电压/V 电流/A 实际功率/W 电阻/Ω 1 1.6 0.20 0.32 8.00 2 2.5 0.24 0.60 10.42 3 2.8 0.26 0.73 10.77 (4)小雷注意到灯的亮度变化是第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的结论是：小灯泡越亮，它的实际功率越 ； (5)用替换重复上面的实验时，需要改变 表的量程，发现灯的亮度变化规律与灯相似； (6)小雷在实验结束后与同学们讨论： ①有同学认为：“用上表中灯的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确。”这种说法错误的原因是忽略了 对小灯泡电阻的影响； ②有同学认为：“把灯换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系。”你认为这种说法 （选填“正确”或“错误”）。 【答案】(1) (2)、 (3)0.6 (4)大 (5)电压 (6) 温度 正确 【详解】（1）灯泡的额定电流均小于0.6A，电流表应接入0~0.6A量程，电压表的负接线柱与灯泡的左接线柱相连，滑动变阻器的任意上方接线柱与电流表0.6的接线柱相连，如图所示： （2）闭合开关，灯几乎不发光可能是电路电流太小，导致实际功率过小，说明电路电阻太大，移动滑动变阻器滑片，灯泡亮度不改变，可能是滑动变阻器都接下面A、B两个接线柱。 （3）小灯泡的额定电压为2.5V，由表可知，当小灯泡两端的电压为2.5V时，小灯泡的实际功率为0.6W，此时实际功率等于额定功率，所以额定功率为0.6W。 （4）由表可知，从实验1到实验2到实验3，灯泡两端电压越大，电流越大，灯泡越来越亮，灯泡实际功率越大。 （5）L1的额定电压为2.5V，电压表选择0~3V量程，L2的额定电压为 3.8V，电压表选择0~15V量程，所以L2替换L1，同时更换电压表量程。 （6）[1]灯丝电阻受温度影响较大，灯泡在不同电压下，温度不同，灯丝中电阻不同，计算平均值代表灯丝电阻无意义，小雷忽略温度对电阻的影响。 [2]把灯L1换成定值电阻，通过调整变阻器接入阻值，根据可知，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系。故这种说明正确。 【针对练习18】在“测量小灯泡电功率”的实验中，器材有：电源（电压恒为6V），额定电压为2.5V的灯泡，电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器“50Ω、1A”，导线若干。 (1)以笔画线代替导线 ，将图甲中的实物图连接完（要求 ：滑片向左移动时小灯泡变亮）； (2)正确连接电路后，闭合开关，两电表均无示数，其原因可能是_____（填字母）； A．灯泡断路 B．滑动变阻器断路 C．灯泡短路 (3)问题解决后，第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； (4)第二小组的同学在准备实验时，发现电压表坏了，他们找到了一个阻值为10Ω的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，也顺利的完成了实验： ①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1，则I1= A； ②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额= ；（用U额、I1、I2表示） (5)小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，准备了三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），其余器材不变。用定值电阻更换图甲中的灯泡，每次实验保持电压表示数为2.5V不变，若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所用定值电阻的阻值为 Ω。 【答案】(1) (2)B (3)0.625 (4) 0.25 (5)10 【详解】（1）滑片向左移动时小灯泡变亮，说明此时变阻器阻值变小，则变阻器应选择左下接线柱与灯泡串联，作图如下： （2）正确连接电路后，闭合开关，两电表均无示数，说明电路发生断路，且电压表两端无法与电源相通，所以可能是滑动变阻器断路。故选B。 （3）由图乙可知，灯在2.5V的额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为 （4）[1][2]①先闭合开关S、S1，断开S2，灯泡和并联后与变阻器串联，电流表测电流，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1，此时灯泡应正常发光，则此时灯泡和的电压应均为2.5V，则电流表的示数 ②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，连接方式不变，电流表改测干路电流，读出电流表的示数为I2，根据并联电流规律，则小灯泡的额定电流为，则小灯泡的额定功率 （5）根据串联分压原理则有，解得，则所用定值电阻的阻值为。 学科网（北京）股份有限公司 $