第18章 核心素养整合提升 电功率-【高效课堂】2026-2027学年九年级下册物理同步导学案（人教版·新教材）

26 核心素养整合提升 电功率 01 知识构建 多 1.电能产生的过程，就是把其他形式能转化为 的过程 能 用电器消耗电能的过程，就是把电能转化为 的过程 2.计算公式：w=P1=Un=PR:-发（注意适用条件） 电 (1)单位及符号：焦耳、J 功3.单位 (2)换算关系：1度=1kW·h=3.6×10J 4. 电能表读数方法：电能表的计数器上前后两次读数差，就是这段时间内的用电度数 1.物理意义：用来表示 的物理量，其表示符号是P 2.定义：用电器在1s内消耗的电能叫电功率 3.单位及换算：瓦特、千瓦；1kW=103W 电 4计算公式P-UI-Y-PR-发（住意适用条件） t 率 (1)额定电压：用电器 时的电压 (2)额定功率：用电器在 下的功率 5 (3)实际电压：实际加在用电器两端的电压 定 (4)实际功率：用电器在实际电压下的功率（灯泡的亮暗由P实决定） ①U实=U额，则P实=P额，用电器正常工作 实 (5)用电器 ②U实>U颜，则P实>P缬，用电器不能正常工作并有可能损坏用电器 工作状态 电 量 ③U实<U额，则P实<P额，用电器不能正常工作 率 《6)用电器藏定功家与实际功率的关系：号-是（忽略用电器电阻份变化） 6.测量小灯泡 (1)原理分别是P-UI;P= t 的电功率（常用(2）需要测量的物理量分别是：电压、电流；电功、时间 的两种方法》 (3)所需仪器分别是：电压表、电流表；电能表、手表 (4)不能求平均值是因为：不同电压下灯的 不同，取平均值无意义 (1)电流的热效应：电流通过导体时电能转化成 的现象 ①如何探究电流通过导体产生的热量的多少与电阻的关系？ 应将两个阻值 的金属丝串联接入电路中，目的是为了 (2)实验探究 控制电流和通电时间相同 7.电与热 ②如何探究电流通过导体时产生热量的多少与电流大小的关系？ 控制电阻与通电时间，改变 的大小 ①内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成 (3)焦耳定律跟导体的电阻成 ,跟通电时间成 ②公式： 02典例导析 满载质量 轮胎与地面 3t 0.1m 接触总面积 考点一 电能与电功 电池能 【例1】太阳能充电宝的上表 量密度 0.2kW·h/kg 电池包质量 500kg 面贴有太阳能电池板，可利用 考点二 电功率的计算 太阳能为内部锂电池充电，但 【例2】如图所示，电源电压U=12V,小灯泡L标 销量低迷。某款太阳能充电宝内锂电池容量为 有“6V3W”字样，R2=122。当开关S闭合，开 0.05kW·h,合 J。在充足阳光下太 关S、S2断开，R1的滑片在变阻器的中点时，L 阳能板产生5V电压、0.2A电流为锂电池充电，充 正常发光。求： 电时太阳能板输出的电能完成转化成锂电池的化 学能的效率为80%，现在将锂电池从无电状态下 充满，太阳能板需要输出 J的电能。 若每天充足太阳光照10小时，需要 天 才能将锂电池充满。 (1)L正常发光时的电阻。 【解析】太阳能充电宝内锂电池容量为W= (2)滑动变阻器的最大阻值。 0.05kW·h=0.05×3.6×10J=1.8×105J;由 (3)开关S、S、S2都闭合时，调节滑动变阻器，整 W 门一E太阳 可知，太阳能板需要输出的电能：E太阳= 个电路消耗电功率的最小值。 W_1.8×10J=2.25×10J,由W=U1t可知， 【解析】(1)L正常发光时的电阻由P= R,得R 7 80% U_(6V) 将锂电池充满电所需的时间：t= E太阳一 UI P 3W =122 2.25×10J=2.25×10g=62.5h,若每天充足 (2)开关S闭合，开关S、S2断开，滑片位于中点 5V×0.2A 时，L受牵联，由P=U1,塔1=是- =0.5A, 太阳光照10小时，将锂电池充满电所需的天数： 62.5h=6.25天。 n=1oh天 南1=只得尽-U4=1W 0.5A =120,则 ◎针对练1 R1=242。 1.(烟台中考)电能是现代社会生活的重要资源， (3)开关S、S、S2都闭合，且滑片位于b端时，电功 每个人都应该有节约用电的意识。下列用电 U2(12V)2 器正常工作1小时所消耗的电能最接近1度 率最小卫二R=240 6w是-x 电的是 ( ) 12W,P=P1+P2=18W。 A.台灯 B.智能手机 ◎针对练2 C.家用空调 D.笔记本电脑 3.如图所示的电路，电源电压U=4.5V且保持 2.汽车的参数如表所示，则汽车满载时对水平地 不变，R1=5,R2为标有“5020.5A”字样的 面压强为 Pa,g取10N/kg。电池 滑动变阻器，电流表的量程为0~0.6A,电压 的能量密度指的是“单位质量的电池所能释放 表的量程为0~3V。求： 的电能”，则电池包充满电时储存的电能为 (1)在接入电路之前，滑动变阻器R2两端允许 kW·h,若采用800V、500A超级快充 加载的最大电压是多少？ 给电量耗尽的电池包充电，最快 h可 (2)电路的最大总功率为多少？ 以充满电。 (3)为了保护电路，滑动变阻器接入电路的电 28 阻值的变化范围是多少？ (3)小施同学分析表中实验数据后，发现还能求 得小灯泡的电阻，于是他分别算出了所给的三种 情况下小灯泡的电阻并取平均值。你认为小施 同学的做法对吗？请说明理由： 【答案】(1)连接C和电流表的0.6A量程（或D 和电流表的0.6A量程)，电压表的“一”接线柱 与灯的左接线柱相连。(2)0.5。(3)不对，随着 电压增大，灯泡功率增大，灯丝温度升高，电阻会 变大。 ○针对练3 4.测量小灯泡的电功率。小灯泡的额定电流为 0.3A,灯丝阻值为10~152。所提供的器材 有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V)、开关 各一个，滑动变阻器(“522A”“2021A”) 两个，导线若干。 (1)图甲是小明没有连接完的实物电路，请你 用笔画线代替导线将实物图补充完整。 考点三测量小灯泡的电功率 【例3】某同学在“测量小灯泡额定功率”的实验 中，所用电源电压为6V,小灯泡L的额定电压为 2.5V,他按图甲所示的电路进行实验。实验时， (2)小明选用的滑动变阻器的规格 调节滑动变阻器滑片的位置，观察小灯泡发光的 情况，并记录电表的示数（如下表所示）。请回答 为 (3)闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为 下列问题： 0.3A时，电压表的示数如图乙所示，读数为 V,小灯泡的额定功率为 W 10 witmtntw 实验次数 V表示数/A表示数/A 豆览量 乙 丙 1 2.0 0.17 (4)小红没用电压表，但多用了一个开关，其他 2 2.5 0.20 器材与小明的相同，也测出了小灯泡的额定功 3 3.0 0.22 率。请在图丙的虚线框内画出她设计的电路 (1)请你用笔画线代替导线，根据图甲所示的电 图，并写出实验步骤及测定额定功率的表达 路图，将图乙所示实物图连接完整。 式。实验步骤： (2)分析表中实验数据，可知小灯泡L的额定功 率为 W。 表达式：P额= 位的电功率分别为60W、30W,电源电压为 12V。处于低挡位时开关的通断情况为 考点四电热的计算及应用 ,此时电路消耗的总功率为 【例4】（深圳中考）图甲所示，是一款熨烫衣服的 W。 便携式挂烫机，它有两个加热挡位，正常工作电 压为220V,高温挡功率为1200W。其内部电路 =5Ω =102 如图乙所示，电热丝R1=60.52。c=4.2× 103J/(kg·℃)。请计算： R o Uo 第5题图 第6题图 6.(广东中考)如图所示实验，实验前已调好器材，实 220Vo 验过程中通过电阻R、R2的电流 (选填 甲 (1)将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃， “相等”或“不相等”)；观察U形管内液面高度 需要吸收的热量。 差可知 (选填“R1”或“R2”)产生的热量 (2)R2阻值。 较多；要使液面高度差变化更快，可将滑动变 (3)若用高温挡加热这些水，所需时间为70s,挂 阻器的滑片P向 滑动。 烫机的加热效率。 7.如图所示为电烤炉的简化电路图，小张查看说 【解析】(1)将水箱中0.2kg的水从10℃加热到 明书后得知：R1、R2均为电热丝，R1=442,R2 100℃，需要吸收的热量： =662。当开关S闭合，S2处于不同状态时， Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg× 电烤炉处于不同挡位，忽略温度对电热丝电阻 (100℃-10℃)=75600J。 的影响。下列说法正确的是 ( A.闭合S、S2时，电烤炉 WWWN (2)当开关旋至位置2时只有R1连进电路，处于 R2 低温挡，可求得此时的功率：卫=] 2(220V)2 处于低温挡状态 220V 60.52 B.电烤炉处于高温挡与低 S2 9 =800W,当开关旋至位置3时，R1和R2并联， 温挡状态时，R两端的 _M R 处于高温挡，则R2单独的功率：P2=P一P1= 电压之比为5：2 1200W-800W=400w,根据公式P= R,可推 C.电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，电路在 相同时间内所消耗的电能之比为3：2 导出R=,则可求得息阻R-公- (220V)2 400W D.电烤炉处于低温挡状态时，R1、R2所消耗的 =121。 电功率之比为3：2 (3)高温挡加热水所需的总电能：W=Pt= 8.盛夏酷暑，妈妈为了让小明在考试前有一个更 1200W×70s=84000J,根据加热效率公式： 舒适的学习环境，特意在他的房间安装了一台 冷热两用的空调，这台空调说明书中的主要数 7号×100%-8509×100%=90%. 据如下表所示。 ◎针对练4 额定电压 220V 5.(威海中考)某汽车加热坐椅的工作原理如图 频率 50Hz 所示，R1、R2均为发热电阻，通过控制开关通 额定制冷功率 1400W 断，实现高、中、低三挡加热功能，其中高、中挡 额定制热功率 1800w 30 (1)空调正常制冷时电流多大？连续正常制冷 样，电压表选用的量程是0~15V,在该电路正 30min消耗多少kW·h的电能？ 常使用的情况下，则 (2)这些电能若用于加热水，加热器的热效率 A.电路消耗的最大功率 D 为80%，能使50kg、20℃的水温度升高多少？ 为20W B.电路消耗的最小功率 为8W C.电压表的最小示数为5V D.滑动变阻器接入电路的最小阻值为102 4.如图甲所示的电路，电源电压为12V且保持不 变，R2为阻值未知的定值电阻，图乙是小灯泡L 和定值电阻R的电流随它们两端电压变化的 图象。当同时闭合开关S、S2和S时，小灯泡 L的实际功率为P,定值电阻R1的功率为P, 则P:P= :当闭合开关S、断开开关 S2和S3时，小灯泡的实际功率为0.6W,此时 03综合训练 灯丝电阻为R,则R:R2= 1.分别标有“6V 6W”和“6V IIA ↑IIA 1.0 1.0-- 3W”的甲、乙两只灯泡，经 0.8 0.8 06 实验测得其I一U特性曲线 0.4 0.6 0.2 0.4 如图所示。现将甲、乙两灯 012345U/V 0.2 并联在电路中，当两只灯泡的总电流为1A 024681012U/V 时，两只灯泡消耗的总功率是 分 A.3W B.4W C.4.5W D.6W 5.(云南中考)为保障行车安全，同学设计了后视 2.(临沂中考)图甲是一款能自动变形、万向行走 镜除雾、除霜装置，简化电路如图所示。电源 的坦克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩具 电压为12V,加热电阻R1、R2的阻值均为62， 的电源电压为4.5V,闭合开关后，“0.5V0. 电路低温挡除雾，高温挡除霜。将旋转开关调 2W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.52的 至“1”时启动 模式，加热 电动机正常工作，则 lmin,后视镜温度升高6℃，后视镜玻璃质量 M 为0.15kg,加热效率为 。[c玻璃=0.8 ×103J/(kg·℃)] 甲 A.指示灯的灯丝电阻为0.82 B.电动机的发热功率为1.6W C.电动机的额定功率为0.08W D.电路的总功率为1.8W 6.在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图 3.如图所示的电路中，电源电压为20V,定值电 甲所示的器材，其中电源电压为6V,小灯泡额 阻R为202，滑动变阻器标有“3021A”字 定电压为2.5V(灯丝电阻约为122)。 31 电阻R。=102,Rv为压敏电阻，其阻值与所受 到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0~ 0.6A,踏板重力不计。则： R ↑R/ 90 匆 (1)为了能顺利完成该实验探究，下列两种规 60 格的滑动变阻器应选用 ( ) A.“1020.5A”的滑动变阻器 B.“2020.5A”的滑动变阻器 060012001800F/N (2)用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电 甲 乙 路连接完整。 (1)当体重计空载时，电路中的电流是多少？ (3)连接电路时，开关应 ,闭合开关 (2)当体重计测量的体重值最大时，电路中的 前，应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到 总功率是多大？ 端（填“A”或“B”)。 (3)若要使该体重计测量的最大体重增加，则 (4)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现 应 （选填“增大”或“减小”)定值电阻 小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无 R。的阻值，并说明理由。 示数，若电路只有一处故障，则故障原因 是： (5)排除故障后，闭合开关，移动滑片，发现电 压表的示数如图乙所示，其读数是 V; 为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器 的滑片向 端移动（填“A”或“B”)。 /A 0.4 10 lyp 0.3 121 0.2 …… 0.1 1 234 丙 (6)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关 系如图丙所示。分析图象可知： ①该小灯泡正常发光时的电阻是 2; 额定功率为 W。 ②小灯泡灯丝的电阻是变化的，主要是受 变化的影响。 7.（中原名校联考)为积极响应国家卫健委等16 部门联合发起的体重管理三年行动计划，某科 技小组的同学们学以致用，凭借扎实的物理知 识，成功设计制作出一台简易体重计，其工作 电路如图甲所示。已知电源电压为12V,定值专题八电热综合计算 L=15A; 山少电动汽车对外供电时的最大输出电流1号=3义W (2)电热水壶消耗的电能：W壶=P壶t=1000W×360s=3.6X 105J; (3)水吸收的热量Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg·C)×1kg× (100℃-20℃)=3.36×105J; 电热水壶的效率？厂W ×100%=336×10×100%≈98.3%， 3.6×105J (4)0.1kW·h的电能可供汽车行驶的路程 0.1kW·h=0.1km。 s=1kw·h/km 2.(1)大电阻 (2)一个标准大气压下，水的沸点是100℃， 水吸收的热量：Q吸=cm(t-t右)=4.2×103J·(kg·℃)-1×1kgX (100℃-20℃)=3.36×105J, 山7器可知，发热盘消耗的电能：w-2g=3360X0J- 80% 4.2×105J, 由P二W可知，将水烧开需要的时间：t=:=4.210=420 1000W 答：略。 3.(1)当S在位置“1”时，R1接入电路，电路中的电流为5.0A, 由1-只可得，R的阻值， R-7-23Y-4a: (2)当S在位置“2”时，R2接入电路，挂烫机处于待机状态， 则挂烫机待机状态的功率：P待机=UI2=220V×0.02A=4.4W; (3)挂烫机加热状态时的功率： P加热=UI1=220V×5A=1100W; 挂烫机0~150s消耗的电能： W=P加热t加热十P特机t特机=1100W×(30s十70s)十4.4W×(20s十 30s)=110220J. 4.(1)保温挡功率：P保=110w,由P-U1得，1=P=0W U220V =0.5A; (2)水吸收的热量：Q吸=c水m(t一t)=4.2×103J/(kg·℃)× 3kg×(100℃-10℃)=1.134×10J, 消耗的电能：W=1862.59kW·h-1862.24kW·h=0.35kW·h =1.26×106J, 加热效率：号×10%-18-60% 3)S团合时为加热挡，P式-（2经0=10ow=1kw,了 每天加热3h消耗电能W加热=P蜘热t加热=1kW×3h=3kW·h, 保温挡功率：P保温=110W=0.11kW, 每天保温8h消耗电能：W保湿=P保温t保温=0.11kW×8h= —31 0.88kW·h, 每天需消耗电能：W=W加热十W保温=3.88kW·h, 3天需消耗电能：W总=3.88kW·h×3=11.64kW·h, 11.64kw,h2=29.1m2。 需太阳能电池板的面积：s一0.4kw·h/m 核心素养整合提升电功率 知识构建 电能其他形式能消耗电能快慢正常工作额定电压实际 功率内能不同电流正比正比正比Q=P·R·t 考点一 1.8×1052.25×1056.25 针对练1 1.C2.3×1051000.25 3.（1)U2最=I2最R2最=0.5A×502=25V。 (2)当电路中电流最大时，电路中的总功率最大：P大=UI大= 4.5V×0.5A=2.25W。 (3)当电流表示数为I大=0.5A时，电阻R两端电压为U1=I大R1= 0.5A×52=2.5V,滑动变阻器两端的电压U2=U一U1=4.5V- 25V=2V,所以滑动变阻器连人电路的电阻最小为R小三兰 0.5A=4;当电压表示数最大为U妖=3V时，R两端电压为U,= 2V 0-U4.5-3V=1.5V,电路电流为1-3=8=0.3A, 动变阻器接入电路的电阻最大为R大 U2达_3V 产0.3A=102。 故滑动变阻器接入电路的电阻范围为4n~102。 4.(1) A (2)2021A(3)41.2 (4)①只闭合S,移动滑片P,使电流表的示数为0.3A。②滑片 P的位置不变，再闭合S2,电流表示数为I。 (1.8-05)w。 5.S2连接2，S1断开15 6.相等R2右7.B 8.(1)正常工作时工作电流： 1=号-28Y66A: 正常制冷30min,消耗的电能： W=Pt=1.4kW×0.5h=0.7kW·h。 (2)W=0.7kW·h=0.7×3.6×10J=2.52×10J;水吸收热量 Q=7W=80%×2.52×10J=2.016×10J;由Q=cm△t可得 一32— AI=Q= 2.016×105J n4.2X10J/(kg·C)X50kg=9.6℃。 综合训练 1.A2.D3.B4.4:31:55.高温挡除霜50% 6.(1)B (2) (3)断开A(4)灯泡断路(5)2.2B (6)①12.50.5②温度 7.(1)当体重计空载时，压敏电阻受到的压力为零，由图乙可知，此 时压敏电阻Rv的阻值为90D,此时电路中的总电阻：R=R。十 Ry=102+902=1002, 电路中的电流1发--0.12A: (2)由乙图可知，体重越大时，压敏电阻Rv的阻值越小，电路中 的电流越大， 电流表量程为0~0.6A,当电路中的电流为Imax=0.6A时，体重 计测量的体重值最大， 此时电路的总功率：P=UImax=7.2W; (3)增大；要使测量的最大体重增加，即压敏电阻所受压力增大， 由图乙可知压敏电阻的阻值减小，根据串联电路的电阻关系可 知，为保证电路的最小总电阻不变，应增大R。的阻值。 第十九章生活用电 第1节安全用电 1.C2.C3.B4.总功率过大不要同时使用大功率用电器 5.甲乙的额定电流大于插座的额定电流 6.B7.D8.440不要用潮湿的手触摸电器设备9.C10.B 11.B 12.甲当开关S断开时，甲小鸟的两脚在开关S两端，甲小鸟起 到了导线的作用，有较大的电流流过它的身体，因此最有可能 触电 13.(1)电饭锅正常工作时加热电阻的阻值为： pw 65. (2)插线板允许通过的最大负载功率为： P=UI=220V×10A=2200W: 已经接入的电饭锅和电风扇的功率为： P'=P1+P2=880W+100W=980W; 在保证插线板安全使用的条件下，还可以再接入一个用电器的 最大功率为：P。=P-P'=2200W-980W=1220W; 所以还可以接入一个电饼铛1000W,此时电路中的实际总功率 为：P总=P1+P2+P3=880W+100W+1000W=1980W。 _P总=1980W=9A. 干路中的实际总电流为：1。= 220V —33