33.第十五讲 电功和电功率-【决胜中考】2025年中考物理全程复习配套课件（安徽专版）

物理 返回目录 第十五讲　电功和电功率 知识网络梳理 01 经典例题详解 02 安徽中考精选 04 全国真题精选 05 实验突破 03 知识网络梳理 返回目录 类型 转盘式 闪光式 示意图 主要 参数 10(20)A 表示这个电能表的标定电流为 ③　 　A,额定最大电流为 ④　 　A,电能表工作时的电流不应超过额定最大电流  3 000 revs/(kW·h)表示接在这个电能表上的⑤　 　每消耗1 kW·h的电能,电能表上的转盘转过3 000转  3 000 imps/(kW·h)表示接在这个电能表上的⑥　 　每消耗1 kW·h的电能,电能表上的指示灯闪烁3 000次  读数 电能表数字窗上最后一位是十分位,图中电能表读数都为 ⑦　 　kW·h  　用电器　 　20　 　10　 　123.4　 　用电器　 单位:焦耳(J),常用的单位是千瓦时(kW·h),也叫度,1度=①　 　kW·h= ②　 　J  　3.6×106　 电能 　1　 电功和电功率 知识网络梳理 返回目录   电功 电功率 定义 电流做功的过程实际是电能转化为 ⑧　 　的过程,有多少电能转化为⑨　 　的能,电流就做了多少功,用符号W表示  电功率等于电功与做功时间之比,用符号P表示 公式 W=⑩_______　 　 P=⑪ _______ 单位 换算 1 kW·h=3.6×106 J 1 kW=⑫ 　 　W  推导式 W=Pt W=t=I2Rt(适用于纯电阻电路,即电能全部转化内能的电路) P=UIP=t=I2Rt(适用于纯电阻电路) 　1 000　 　UIt　  　其他形式　 　其他形式能　 额定功率与实际功率:灯泡上标有“220 V　25 W”的含义是 ⑬__________________________________________________________________________ 灯泡的额定电压是220 V, 额定功率是25 W　  知识网络梳理 返回目录 通电时间　 电阻 电流的平方　 内 电 知识网络梳理 返回目录 典例1　(2024·河南)图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路，电阻R阻值为10 Ω，闭合开关S，电流表示数为0.2 A，则电源电压为　　　　V，干路电流为 　　　　A，此时灯泡L的电功率为　　　　W。 经典例题详解 返回目录 ［解析］定值电阻R与灯泡L并联，根据并联电路电压规律U=UR=UL，电流表接在定值电阻R支路上，且示数为0.2 A，UR=IRR=0.2 A×10 Ω=2 V，故电源电压为2 V。由甲图可知，当灯泡电压为2 V时，电流为0.25 A，故干路电流I=IR+IL=0.2 A+0.25 A=0.45 A。此时灯泡L的电功率PL=UIL=2 V×0.25 A=0.5 W。 ［答案］2　0.45　0.5 经典例题详解 返回目录 典例2　(2024·遂宁)在甲图所示的电路中，闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表A1的示数变大，此时两电流表指针都指在刻度盘的中央，均如乙图所示，则通过R1的电流为　　　　A，R1∶R2=　　　　，在相同时间内两电阻产生的热量之比Q1∶Q2=　　　　.  经典例题详解 返回目录 ［解析］两个电流表指针偏转角度一样，电流表A1在干路上，选择大量程，电流表A2在支路上，选择小量程，所以I总=1.5 A，I2=0.30 A，I1=I总-I2=1.5 A-0.30 A=1.2 A；并联电路中，电流与电阻成反比，I1∶I2=4∶1，则R1∶R2=1∶4；由Q=I2Rt得Q1∶Q2=4∶1。 ［答案］1.2　1∶4　4∶1 经典例题详解 返回目录 ［实验装置］   ［实验原理］P=UI ［实验步骤］(1)如图按电路图连接实物图；(2)闭合开关后，调节滑片使灯泡两端的电压分别到不同的位置，记下电压表和电流表的示数，把灯泡亮度记录在表格中，并计算出灯泡消耗的实际电功率   实验　测量小灯泡的电功率 实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡亮度 1 U实<U额     较暗 2 U实=U额     正常发光 3 U实>U额     较亮 实验突破 返回目录 滑动变阻器的作用：1.保护电路；2.改变灯泡两端的电压，比较灯泡在不同电压下的电功率 ［实验结论］灯泡两端的实际电压越大，灯泡消耗的实际电功率①　 　；灯泡的亮度由②　 　决定，实际电功率越大，灯泡的亮度③_________　 　 　越大　  　实际电功率　 　越大　 实验突破 返回目录 在测定小灯泡的电功率的实验中，选用了如图甲所示的器材，其中电源电压为6 V，小灯泡额定的电压为2.5 V。 实验突破 返回目录 基础考法 (1)实验原理是　 　。  (2)请在图甲中用笔画线代替导线完成电路连接。 　P=UI　 如图所示 实验突破 返回目录 (3)开关考察：①连接电路时，开关要处于　 　状态；②连接完最后一根导线后，看到电流表和电压表指针立即发生偏转，原因是连接电路时开关　 　；③闭合开关后，发现电压表示数几乎满偏，为了保证小灯泡不被损坏，接下来应该进行的操作是　 　。 　断开开关　 　未断开　 　断开　 实验突破 返回目录 (4)滑动变阻器考察：①闭合开关前，滑动变阻器应移到 　 　(选填“A”或“B”)端；②闭合开关后，灯泡不亮，电流表和电压表指针均偏转太小，为测出小灯泡的额定功率，接下来的操作是　 _ 　；③闭合开关后，灯泡不亮，电流表和电压表指针均偏转太小，调节滑片，电流表和电压表示数均不变，原因可能是　 　；④该实验中滑动变阻器的作用是　 　和　 _ 　。  泡两端的电压，比较灯泡在不同电压下的电功率　 　改变灯 　保护电路　 　导线接在滑动变阻器下面两个接线柱上了　 下电流表示数　 　调节滑片，使电压表示数为2.5 V，并记 　A　 实验突破 返回目录 (5)电表考察：闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，接下来正确完整的实验操作是 　 　，记下电流表示数(如图丙)为　 　A，可计算出该小灯泡的额定功率为　 　W。 　0.7　 　0.28　 　将滑动变阻器滑片向右移动，直到电压表示数为2.5 V　 实验突破 返回目录 能力提升 (6)根据所画的实验图线可以发现，该图像不是直线，原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大；实验中小灯泡随着它两端电压的增大而逐渐变亮，是因为小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的。 实验突破 返回目录 (7)闭合开关后，移动滑片，发现电流表示数随电压表示数的增大而减小，原因是 　。  电压表并联在滑动变阻器两端　 实验突破 返回目录 (8)完成实验后，对实验现象进一步分析可知：小灯泡的实际功率越大，小灯泡的亮度越大。但小明发现：标有“220 V　11 W”的节能灯与标有“220 V　60 W”的白炽灯都正常发光时，亮度几乎相当，请分析造成这一现象的原因可能是　 　。  A.亮灯的发光效率不同 B.两灯的实际功率相同 C.在相同时间内，电流通过两灯做功不同 　A　 实验突破 返回目录 核心素养 (9)(缺少电流表)小明设计了如图电路测出额定电压为U额的小灯泡的额定功率(定值电阻R0阻值已知，电源电压未知)； 实验突破 返回目录 ①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R的滑片，使电压表的示数为U额； ②保持滑动变阻器的滑片不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，读出电压表的示数为U1； ③则小灯泡的额定功率P额=  (用U额、U1、R0表示)。 U额　 实验突破 返回目录 考点1　电功和电功率 1.(2021·安徽)中国空间站“天和”核心舱首次采用了大面积可展收柔性太阳能电池翼，单翼的发电功率可达9 kW，从能量转化的角度分析，“9 kW”表示的物理意义是： 　 　。  　1 s可将9 000 J太阳能转化为电能　 安徽中考精选 返回目录 2.(2019·安徽)如图电路中，U=12 V，R1=6 Ω，R2=3 Ω，R3=4 Ω。当S2断开，S1闭合时，电阻R1消耗的电功率为 　 　W；当S1、S2都闭合时，6 s内电流通过R2产生的热量是　 　J。  　32　 　8.64　 安徽中考精选 返回目录 3.(2017·安徽)车床照明灯的额定电压是36 V，它正常工作时灯丝的电阻是24 Ω，则该照明灯正常工作时，消耗的电功率是　 　W，工作30 min，电流通过灯丝产生的热量是 　 　J。 　97 200　 　54　 安徽中考精选 返回目录 4.(2022·安徽)下表为某电火锅的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1<R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作。 ××牌电火锅 额定电压 220 V 额定功率 低温挡 500 W 中温挡 1 000 W 高温挡 1 500 W 安徽中考精选 返回目录 (1)电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？ (2)求R1∶R2的值。 (3)若家庭电路的电压是220 V，某插座的额定电流是5 A，用该插座仅给电火锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择哪个挡位？说明理由。 安徽中考精选 返回目录 解：(1)由题图知只闭合开关S1时，只有电阻R1接入电路，只闭合开关S2时，只有电阻R2接入电路，同时闭合开关S1、S2时两电阻并联，由于并联电路的总电阻小于任何分电阻且R1<R2，由P=知只闭合开关S2时电阻最大，电火锅处于低温挡，只闭合开关S1时电阻较大，电火锅处于中温挡，同时闭合开关S1、S2时总电阻最小，电火锅处于高温挡。 安徽中考精选 返回目录 (2)根据P=知两电阻之比。 (3)该插座的最大功率P大=UI大=220 V×5 A=1 100 W，由于 1 000 W<P大<1 500 W，所以从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择中温挡。 安徽中考精选 返回目录 考点2　焦耳定律 5.(2024·安徽)如图所示，电源两端电压为6 V，电阻R2=20 Ω，闭合开关S，电压表示数为4 V，则通电100 s整个电路产生的热量为　 　J。 　120　 安徽中考精选 返回目录 6.(2023·安徽)在某汽车尾部的挡风玻璃上，有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为12 Ω的电阻丝并联而成，简化结构如图所示。该装置与12 V的汽车电池接通工作1 min，产生的总热量为　 　J。  　3 600　 安徽中考精选 返回目录 7.(2023·安徽节选)为估测一个电热水壶烧水时的电功率，小林在壶中装入质量为1 kg的水，接入家庭电路中，通电加热210 s，水温从20 ℃上升到70 ℃。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。 (1)若电流产生的热量全部被水吸收，请通过计算估测该热水壶的电功率。 (2)用上述方案估测出的电功率与实际功率相比，偏大还是偏小？简要说明原因。 安徽中考精选 返回目录 解：(1)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)× 1 kg×(70 ℃-20 ℃)=2.1×105 J。若电流产生的热量全部被水吸收，则电热水壶消耗的电能W=Q吸=2.1×105 J，电热水壶的电功率P==1 000 W。 (2)加热过程中，由于存在热量的损失，水吸收的热量会小于电热水壶消耗的电能，根据P=可知，估测的电功率会小于电热水壶的实际功率。 安徽中考精选 返回目录 考点3　动态电路 8.(2024·安徽)如图所示的电路中，电源两端电压U=9 V，R1、R2、R3均为定值电阻，其中R2=45 Ω，R3=30 Ω。 (1)当闭合开关S和S1，断开开关S2时，求R3两端的电压U3。 (2)当开关S、S1和S2均闭合时，求电流表的示数I。 (3)当闭合开关S，断开开关S1和S2时， 电压表示数为6 V，求R1消耗的电功率P。 安徽中考精选 返回目录 解：(1)当闭合开关S和S1，断开开关S2时，电路中只有R3工作，R3两端的电压U3=U=9 V。 (2)当开关S、S1和S2均闭合时，R1被短接，R2和R3并联接入电路，电流表测量干路电流。通过R2的电流I2==0.2 A，通过R3的电流I3==0.3 A，电流表的示数 I=I2 +I3 =0.2 A+0.3 A=0.5 A。 安徽中考精选 返回目录 (3)当闭合开关S，断开开关S1和S2时，R2断路，R1和R3串联接入电路，电压表测量R3两端的电压；R1两端的电压U1=U-U″3=9 V-6 V=3 V，电路中的电流I'==0.2 A，R1的电功率P1=U1I' =3 V×0.2 A=0.6 W。 安徽中考精选 返回目录 9.(2021·安徽)图示电路中，电源电压不变，R为滑动变阻器，L为小灯泡(假设灯丝电阻不变)。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中( ) A.电流表示数减小，小灯泡变暗 B.电压表示数增大，小灯泡变亮 C.电压表示数与电流表示数的比值减小，小灯泡变亮 D.电压表示数与电流表示数的比值不变，小灯泡变亮 C 安徽中考精选 返回目录 10.(2017·安徽)如图所示，滑动变阻器的滑片P处于中间位置，闭合开关S，两个灯泡均能发光(假设灯丝电阻不变)，此时，将滑动变阻器的滑片P向右移动，则( ) A.L1和L2都变亮　　 B.L1变暗，L2变亮 C.L1变亮，L2变暗 D.L1和L2都变暗 B 安徽中考精选 返回目录 11.(2016·安徽)如图，电源电压保持6 V不变，灯泡L标有“6 V　6 W”字样，开关S闭合后，在滑片P从b端向a端滑动的过程中，下列说法正确的是( ) A.灯泡两端的电压不断增大 B.通过灯泡的电流不断减小 C.灯泡消耗的电功率不断减小 D.灯泡消耗的电功率恒定不变 A 安徽中考精选 返回目录 考点4　测量小灯泡的电功率 12.(2023·安徽)用图1所示电路测量小灯泡的电阻和电功率，电源电压为4.5 V，小灯泡L的额定电压为2.5 V，滑动变阻器的规格为“50 Ω　1.5 A”。 序号 U/V I/A R/Ω 1 1.0 0.18 5.56 2 1.5 0.22 6.82 3 2.0 0.25 8.00 4 3.0     安徽中考精选 返回目录 (1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至　 　(选填“a”或“b”)端。  (2)正确连接电路后，闭合开关S，调节滑动变阻器进行多次测量，部分实验数据如表所示。第4次测量时，电流表示数如图2所示，此时小灯泡的电阻为　 　Ω，电功率为 　 　W。  (3)由实验数据可以判断，小灯泡正常发光时的电阻可能为 　 　 (选填“①”“②”或“③”)。  ①7.60 Ω　　②8.93 Ω　　③10.60 Ω 　②　 　0.90　 　10.00　 　b　 安徽中考精选 返回目录 考点1　 电能表 1.(2024·盐城)在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，小明发现家中电能表表盘如图所示，该电能表的示数为 　 　kW·h，他家同时工作的用电器总功率不能超过 　 　W。小明想测家中电水壶的功率，只让电水壶在电路中工作，当指示灯闪烁了48次，用时 1 min，则该电水壶的功率为　 　W。  　1 800　 　8 800　 　326.6　 全国真题精选 返回目录 2.(2024·长春)1 kW·h的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是( ) A.节能灯　　　　　B.电饭煲 C.电视机 D.电烤箱 A 全国真题精选 返回目录 考点2　 电功和电功率 3.(2024·南充)我国电动汽车的多项技术已领跑世界，某型号的国产电动汽车的电池容量为200 A·h，额定电压为400 V，充满电后，它储存了　 　kW·h的能量。  4.(2024·上海)家庭电路中的冰箱和空调是　 　(选填“串联”或“并联”)连接的，标有“220 V　100 W”的电器正常工作时，两端的电压为　 　V，当此电器正常工作2小时，耗电为　 　度。  　0.2　 　220　 　并联　 　80　 全国真题精选 返回目录 5.(2024·凉山州)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　 全国真题精选 返回目录 6.(2024·达州)定值电阻R和灯泡L，其电流随两端电压的变化图像如图所示。若将R与L串联在4 V电源两端，则R与L消耗的电功率之比为　 　；若将R与L并联在2 V的电源两端，电路消耗的总功率为　 　W。  　1.3　 　3∶1　 全国真题精选 返回目录 7.(2024·临沂)图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5 V，闭合开关后，“0.5 V　0.2 W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5 Ω的电动机正常工作，则( ) A.指示灯的灯丝电阻为0.8 Ω B.电动机的发热功率为1.6 W C.电动机的额定功率为0.08 W D.电路的总功率为1.8 W D 全国真题精选 返回目录 8.(2024·重庆A卷)图甲是同学们自制的调光小台灯，图乙是台灯的电路原理图。电源电压为3 V，R是调节亮度的变阻器，最大阻值为10 Ω。灯L标有“2.5 V　0.5 W”字样。忽略温度对电阻的影响。求： (1)灯L正常发光时的电阻。 (2)灯L正常发光时，变阻器R工作10 min产生的热量。 (3)电源电压降为2.7 V后，灯L的最小实际电功率。 全国真题精选 返回目录 解：(1)由R=和P=UI可得，灯L正常发光时的电阻 R灯==12.5 Ω。 (2)灯L正常发光时，电路中的电流I==0.2 A，根据串联分压知识可知，变阻器两端的电压U2=U-U1=3 V-2.5 V=0.5 V，变阻器R工作10 min产生的热量 Q=W=U2It=0.5 V×0.2 A×10×60 s=60 J。 全国真题精选 返回目录 (3)忽略温度对电阻的影响，电源电压降为2.7 V后，根据P=I2R可知，当电路中电流最小时，灯L的实际电功率最小，则当变阻器的阻值最大时，电路中的电流最小且最小电流 I实==0.12 A，则灯L的最小实际电功率P实=I2实R灯=(0.12 A)2×12.5 Ω=0.18 W。 全国真题精选 返回目录 考点3　焦耳定律 9.(2024·龙东)如图是“探究通电导体产生的热量与　 _　大小关系”的实验装置。通过左侧容器中电阻丝的电流为0.4 A，在1 min内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为 　 　J。  　12　 　电流 全国真题精选 返回目录 10.(2024·内蒙古)电饭煲是常用的家用电器，它是利用电流的　 　效应工作的。某品牌电饭煲有“加热”和“保温”两挡功能，简化电路如图，R1=242 Ω，R2=60.5 Ω。当该电饭煲处于“加热”挡工作10 min，其消耗的电能是 　 　J。  　6×105　 　热　 全国真题精选 返回目录 11.(2024·宜宾)中医在我国具有悠久的历史。一款电热中药壶有急火和文火两种工作状态，由开关S2控制，在下图的简化电路中不能实现要求的是( ) B 全国真题精选 返回目录 考点4　动态电路 12.(2024·凉山州)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”)图像是灯泡的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　 全国真题精选 返回目录 13.(2024·贵州)如图甲所示电路，电源电压恒为9 V，灯泡L额定电压为6 V，通过L的电流I随其两端电压U变化关系图像如图乙所示。闭合开关S，下列分析错误的是( ) A.无论如何移动滑片，L的电阻始终为20 Ω B.滑片向左移动过程中，L的实际功率减小 C.为保证电路安全，R接入的最小阻值为10 Ω D.L实际功率为0.75 W时，R的阻值为24 Ω A 全国真题精选 返回目录 14.(2024·枣庄)如图所示，电源电压保持不变，R2=2滑动变阻器标有“20 Ω　1 A”字样，闭合S1，断开S2，滑动变阻器的滑片位于最右端时，电压表的示数为3 V，电路的总功率为P1；当闭合S2，断开S1，滑动变阻器的滑片移至中点时，电压表示数为1.2 V，电路的总功率为P2。下列说法正确的是( ) A.P1∶P2=4∶5 B.电源电压为12 V C.R1阻值为40 Ω D.电路的最大功率为2.7 W D 全国真题精选 返回目录 考点5　测量小灯泡的电功率 15.(2024·绥化)在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用的小灯泡上标有“2.5 V”字样，额定电流约为0.3 A，电源电压恒为6 V，实验电路如图甲所示。 全国真题精选 返回目录 (1)请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。(导线不允许交叉) 如图所示 全国真题精选 返回目录 (2)现有规格为 A“10 Ω　2 A”、B“20 Ω　1 A”和C“50 Ω　0.2 A”的三个滑动变阻器可供选择，应选择　 　(选填字母)滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。实验中滑动变阻器的作用是　 　和调节小灯泡两端的电压及通过的电流。  (3)电路连接完成后，闭合开关，发现小灯泡发光很暗，这时眼睛应该看着　 　(选填“电流表”或“电压表”)移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W。  　0.65　 　电压表　 　保护电路　 　B　 全国真题精选 返回目录 (4)实验中改变小灯泡两端的电压，多次测量的目的是 　 　。  　寻找普遍规律　 全国真题精选 返回目录 (5)测得小灯泡的额定功率后，把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的功率大于其额定功率的四分之一，请对其加以分析：___________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。  根据P=可知，若灯丝电阻不变，实际电压为额定电压一半时，实际功率恰好等于额定功率的四分之一；当实际电压低于额定电压时，灯丝温度降低，电阻减小，所以此时实际功率大于额定功率的四分之一　 全国真题精选 返回目录 谢谢观看 返回目录 $