（人教版）中考物理一轮复习考点讲与练第一十八章 电功率（2份，原卷版+解析版）

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知识点回顾
知识点1：电能 电功
1、电功：电流所做的功叫电功，电功的符号是W。
电功的实际：电流做功的过程，实际上就是电能转化为其他形式的能的过程。
2、电功的单位：焦耳（焦，J），电功的常用单位是度，即：千瓦时（kW·h）
1度=1kw.h＝3．6×106J
3、电功计算公式：W=UIt（适用于所有电路）
单位：电功（W）→焦(J)；电压（U）→伏(V)；电流（I）→安(A)；时间（t）→秒（s）。
4、利用W=UIt计算电功时注意：
（1）式中的W、U、I和t是在同一段电路；
（2）计算时单位要统一；
（3）已知任意的三个量都可以求出第四个量。
5、计算电功还有以下公式：
（1）W=Pt（适用于电功、机械功等所有求功的办法），计算时有两套单位：千瓦时、焦
（2）对于纯电阻电路（只有电能转化为内能的电路）可推导出：
①串联电路：； ②并联电路：；
③在任何情况下，在一定时间所做的总功。
6、电功的测量
（1）电能表：测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。
（2）电能表上“220V、5A、3000R/kW·h”等字样，分别表示：电能表额定电压是220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电，电能表转盘转3000转。
（3）读数时：①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位；②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。电能表以千瓦时为单位
知识点2：电功率
1、电功率(P)：电流在单位时间内做的功。
（1）电功率表示电流做功快慢，不表示做功多少；
（2）单位：瓦特(国际)，符号是W；常用单位有：千瓦符号是KW。
2、电功率公式：（适用于所有电路）；
利用计算时单位要统一：
（1）如果W用焦、t用秒，则P的单位是瓦；
（2）如果W用千瓦时、t用小时，则P的单位是千瓦。
3、对于纯电阻电路推导公式：。
（1）串联电路中；
（2）并联电路中：；
（3）无论用电器串联或并联，计算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn。
4、额定值与实际值：
（1）额定电压：用电器正常工作的电压。
（2）额定功率：用电器在额定电压下的功率。
（3）实际电压：实际加在用电器两端的电压。
（4）实际功率：用电器在实际电压下的功率。
当U实 > U额 时，P实 > P额 ，灯很亮，易烧坏。
当U实 < U额 时，P实 < P额 ，灯很暗，
当U实 = U额 时，P实 = P额 ，正常发光。
同一个电阻或灯炮，接在不同的电压下使用，当实际电压是额定电压的一半时，则实际功率就是额定功率的1/4。例“220V 100W”表示额定电压是220伏，额定功率是100瓦的灯泡，如果接在110伏的电路中，则实际功率是25瓦。（不计温度对电阻的影响）
知识点3：测量小灯泡的电功率
1、实验原理：P=UI
根据P=UI可知，只要用电压表（伏特表）测出小灯泡两端的电压、用电流表（安培表）测出通过小灯泡的电流，就可以间接测量出小灯泡的电功率了。为了测量不同电压下的电功率，我们要用串联滑动变阻器的办法，来控制加在灯泡两端的电压；
2、实验器材：电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器；
3、实验电路：若所用小灯泡的额定电压是2.5V，要测出小灯泡的功率，至少需要两节干电池（3V）作电源，电路图和实物电路图设计如图甲乙所示；
4、实验步骤：
（1）按电路图连接实物图，将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大（右）端；
（2）检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
（3）调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
（4）将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中。
5、实验分析：
（1）小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮；
（2）灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大；
（3）灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。
※实验中滑动变阻器的作用：
①闭合开关前，应该先调节滑动变阻器的滑片，使其连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏；（保护电路）
②接通电源后，移动滑动变阻器的滑片，可以调节小灯泡两端的电压。（调节电压）
※实验中电路故障分析
知识点4：焦耳定律
1、焦耳定律：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。
公式：Q= I2Rt 式中单位Q→焦(J)；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。
当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)时，则有W=Q，可用电功公式来计算Q(如电热器，电阻就是这样的。)
2、串联电路各部分电路产生的热量与它的电阻成正比，并联电路各支路产生的热量与它的电阻成反比。
3、电饭锅属于电热器，它的工作原理是电流的热效应。
典例分析
考点1 电能 电功
【典例1】（2021•湘潭）如图是小王家的电能表，下列说法正确的是（ ）
A．电能表的读数为56378kW•h
B．这个电能表正常工作的电压为380V
C．这个电能表要在20A的电流下才能正常工作
D．小王家用电器每消耗1度电，电能表指示灯闪烁1600次
【典例2】（2022•博望区校级一模）有一只电动机，其线圈电阻r＝1Ω，电动机允许通过的最大电流为2A，如图所示，将这只电动机接在电压U＝6V不变的电源上，在把重物匀速提升时，2s对重物做的总功为10J。则电动机提升重物时消耗的电能是（ ）
A．8JB．12JC．24JD．72J
【典例3】（2022•重庆）如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6V 0.3A”字样，电流表量程0～0.6A、电压表量程0～3V。在保障电路安全的前提下，只闭合开关S、S1，滑片P位于最右端，小灯泡恰好正常发光，则小灯泡10s内消耗的电能为 J，再移动滑片P，电流表示数与R2关系如图乙a所示；当断开S1闭合S、S2、S3时，电流表示数与R2的关系如图乙b所示，则I1＝ A（忽略小灯泡电阻变化）。
【典例4】（2021•赤峰）小红从赤峰到宁城，选择了尾气零排放的G8208次列车。经查询赤峰到宁城高铁运行里程约100km，运行时间约30min。若该列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为2.7×105N，供电电路输入列车的电功率恒为2×107W。请你根据以上信息，解决下列问题：
（1）从赤峰站到宁城站段列车消耗的电能。
（2）求该列车从赤峰站至宁城站将电能转化为机械能的效率。
考点2 电功率
【典例5】（2022•襄阳）如图所示，两只灯泡L1和L2上分别标有“8V 4W”和“4V 1W”字样，将它们串联后接在电压可在4～8V之间调节的电源上，闭合开关S，假设两灯的灯丝电阻不随温度变化，则下列说法正确的是（ ）
A．通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
B．在调节电源电压的过程中，灯L1始终比灯L2亮
C．在调节电源电压的过程中，两灯的功率变化量相同
D．当电源电压调节到8V时，两灯都不能正常发光
【典例6】（2022•鄂尔多斯）在图甲电路中，电源电压恒定，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。开关闭合后，将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中，变阻器的电功率P随其阻值R1的变化关系如图乙所示。下列对电路的表述中，正确的是（ ）
A．R2的阻值为5Ω B．电源电压为6V
C．滑动变阻器的最大功率为9W D．电流表示数的变化范围为0.75～1.5A
【典例7】（2022•铜仁市）如图所示电路中，R1＝R2＝10Ω。当开关S闭合时，电流表的示数为0.6A，电源电压为 V；若把电流表换成电压表，电压表示数为 V；这两种情况下R2消耗的功率之比为 。
【典例8】（2022•安顺）在如图所示的电路中，电源电压恒为6V，滑动变阻器R2标有“20Ω 3A”。闭合开关S，电流表的示数为0.3A。求
（1）R1的阻值；
（2）R2允许接入电路的最小阻值；
（3）整个电路允许消耗的最大功率与最小功率之比。
考点3 测量小灯泡的电功率
【典例9】（2022•江岸区校级模拟）为了测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，某同学设计了如图所示的电路，实验中电源电压3V保持不变，闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表。下列说法正确的是（ ）
A．多次实验的目的是减小误差
B．第4次实验数据是错误的
C．实验完毕断开开关，小灯泡的电阻可能是“1.2Ω”
D．第1、2两次实验，滑动变阻器接入电路电阻的改变量ΔR1小于小灯泡的电阻改变量ΔR2
【典例10】（2022•岳池县模拟）“测量小灯泡的额定功率”实验中，器材有电源、滑动变阻器、两个电流表、小灯泡（U额为2.5V）定值电阻R0（阻值为10Ω）、开关及若干导线。
（1）根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中未画出的两条导线补充完整；
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现灯不亮，两电流表有示数且相同，故障可能是 ；
（3）排除故障后，为了测量小灯泡的额定功率，移动滑动变阻器的滑片，直到电流表A2示数为 A时小灯泡正常发光，电流表A1的示数如图丙，则小灯泡的额定功率为 W。
【典例11】（2022•鄂尔多斯）物理实验小组利用图甲所示器材来测量小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电压2.5V，电源电压值为3V。

（1）图甲中缺少一根导线，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整。
（2）电路连接正确后，滑动变阻器的滑片P从阻值最大处开始移动，逐渐改变小灯泡两端的电压，利用测得的数据绘制出灯泡的I﹣U图像，如图乙。由图像可知，小灯泡的额定功率为 W，该电路所选的滑动变阻器为 。
A.10Ω 1.5A B.15Ω 1A C.25Ω 0.5A D.30Ω 0.5A
（3）同学们观察图像，发现通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，其原因可能是 。
（4）为了测量额定电压为U0的小灯泡的额定功率，同组的小玲设计了如图丙所示的电路（R0为已知阻值的定值电阻，R为滑动变阻器），实验操作如下：
①闭合开关S和S2，断开开关S1，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为 时小灯泡恰好正常发光。
②保持变阻器滑片P位置不变，闭合开关S和S1，断开开关S2，记下电流表示数I，则小灯泡L的额定功率P额＝ 。（均用U0、R0和I表示）
考点4 焦耳定律
【典例12】（2022•聊城）如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是（ ）
A．U形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B．通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C．右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小
D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
【典例13】（2022•牡丹江二模）如图所示，R1和R2是两个电热丝，接在电源电压为3V的电路中。闭合开关1min，下列说法正确的是（ ）
A．R1产生的热量0.6J B．R1和R2的电压之比为1：1
C．R1和R2的电流之和为0.9A D．R2消耗的电能为12J
【典例14】（2022•常州）某型号电饭锅有加热和保温两挡，电路如图所示，220V电压下，其加热挡功率为1100W，保温挡功率为20W。
（1）闭合开关S1、S2，电饭锅处于 挡。
（2）电阻丝R1的阻值为 Ω，R2的阻值为 Ω。
（3）处于保温状态的电饭锅，20min产生热量 J。

【典例15】（2021•贵港）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路
如图1所示，其中R1＞R2。

实验一：探究电流产生的热量与电阻大小的关系：
（1）请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整；
（2）实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制 ；电阻丝放出热量的多少，通过 来进行判断。
（3）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入 相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容 水的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
实验二：探究电流产生的热量与电流大小的关系：
（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1加热的煤油，在实验一中温度升高△t1，在实验二中温度升高△t1′，则△t1′ 2△t1（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流大小 正比例关系（选填“成”或“不成”）。实验中，用电阻丝R2加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出相同的结论。
（5）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值 的电阻丝（选填“相同”或“不同”），就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质量为m，瓶中电阻丝的阻值为R，测出通过它的电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为△t，若不计热量损失，则a液体的比热容为 （用所给出的物理量写出比热容的表达式）。
【典例16】（2022•丹东）中国茶文化源远流长。如图甲所示是一款煮茶器，有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路图如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，煮茶器部分参数如表。煮茶器中装有初温为20℃的水，在标准大气压下，将水刚好加热到沸腾，用时700s，在此过程中煮茶器的加热效率为80%。求：
（1）发热电阻R1的阻值。
（2）加热过程中煮茶器消耗的电能。
（3）煮茶器中水的质量。[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）]
巩固训练
一、选择题。
1．（2021•天津）某电能表的表盘如图所示，用电时电能表的铝盘每转过720转，接在该电能表上的用电器消耗的电能是（ ）
A．1.8×106JB．3.6×106JC．5.4×106JD．7.2×106J
2．（2022•玉林）已知甲电阻是乙电阻的3倍，若分别对甲、乙两种导体通电，通过甲、乙两导体的电流之比为2：3，则甲、乙的功率之比为（ ）
A．2：1B．2：3C．4：3D．9：2
3．（2022•临沂）一个标有“220V 1100W”的电热器，当通过它的电流为4A时，它的实际功率为（ ）
A．176WB．704WC．880WD．1100W
4．（2022•长春）下列家用电器中利用电热工作的是（ ）
A．电风扇B．洗衣机C．电饭锅D．吸油烟机
5．（2022•柳州）在“探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关”的实验中发现，电路中的电阻丝温度升高而导线温度没有明显变化，这是因为二者的（ ）
A．电阻不同 B．电流不同 C．密度不同 D．通电时间不同
二、填空题。
6．（2022•辽宁）如图是小鹏家的电能表，他家同时工作用电器的总功率不能超过 W。电能表的转盘转得越快，说明电路总功率越 。将电热水器单独接入电路，正常工作3min，电能表的转盘转150转，电热水器的功率为 W。
7．（2022•广安）如图所示，电源电压6V不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，当开关S接2时，电压表示数为 V；当开关S接1时，通过R1的电流10s内所做的功为 J。

8．（2022•襄阳）如图所示电路，电源电压不变，R0为定值电阻。闭合开关S，滑片P向左移动时，电压表示数会变 。第一次移动滑片至某位置时电压表的示数为8V；再次移动滑片至另一位置。若前后两次滑动变阻器消耗的电功率相等，两次电路中电流之比为1：2，则电源电压为 V。
9．（2022•贵阳）如图所示电路，电源电压保持不变。只闭合开关S1时，定值电阻R1的功率是16W；当开关S1、S2都闭合时，R1的功率是25W。则先后两次电路消耗的功率之比是 。

10．（2022•淄博）电热水壶是利用电流的 效应工作的。小明家要购买一只电热水壶，他发现某商场有容积相同、额定电压均为220V、额定功率分别为800W和1800W的两种电热水壶。家中给电热水壶供电插座的额定电流是5A，从安全用电的角度考虑，小明应选购 W的电热水壶。如图电热水壶的插头中插脚①较长，将插头插入插座时，可确保电热水壶的金属外壳先接触 线，避免触电事故。插头外壳是用橡胶做的，是因为橡胶是 体。

11．（2022•烟台）如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V 6W”字样。闭合开关S1，灯泡L正常发光，此时灯泡L的电阻为 Ω；再闭合开关S2，前后两次电流表的示数之比为2：3，则电阻R的阻值为 Ω，电阻R在10s内产生的热量为 J。
三、实验探究题。
12．（2022•深圳）小明需要测量小灯泡的额定功率，灯泡铭牌是3.8V，1.15W。
（1）小明连接电路后，发现灯泡不亮，下列哪种方法可以一次性解析多项问题？ 。
A、检查电源 B、检查导线连接
C、检查电流表和电压表的示数 D、调节滑动变阻器观察灯泡亮度
（2）实验过程中，小明发现小灯泡较暗，如果要让小灯泡正常发光，他应将滑动变阻器向 （左/右）滑动。
（3）如图乙所示，当电压表示数为4.5V时，电流表示数为 A。
（4）从表格可以求出，当灯泡正常发光时电阻为 Ω。
（5）通过计算，判断出这只小灯泡铭牌上的参数 （合格/不合格）；在这个实验中，可能会观察到小灯泡出现的现象是 （一点即可）。
13．（2022•湛江模拟）图甲中两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。
（1）图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下，导体产生的热量与 大小是否有关的装置；
（2）实验中通过观察U形管内 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种“转换法”，下列研究实例采用研究方法与此相同的是 。（不定项选择题）
A.探究电流与电压、电阻的关系 B.用海绵的凹陷程度显示压力作用效果
C.研究光的传播时，引入“光线” D.通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱
（3）由图乙所示，电流表的示数为 A，由图甲可得到结论：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越 ，导体产生的热量越多。
四、计算题。
14．（2022•泰安）如图所示，物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型，由控制器和加热器组成，可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个挡位，由开关S和加热电阻丝R1、R2组成，U＝220V，R2＝242Ω；控制电路电压恒定，R0＝10Ω，RF为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘T形硬质杆，水箱注水后圆柱形浮体A竖直上浮，通过T形杆对压敏电阻产生压力，所受压力每增加1.5N，电阻减小5Ω。浮体A体积为1000cm3，质量为50g。科技小组对加湿器进行测试：向水箱内缓慢注水，当液面上升至浮体A体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为200mA，此时衔铁恰好被吸下，加热器开始工作；当液面上升至浮体A体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为240mA；当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为300mA。T形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计，g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。
（1）当加热器处于高挡位时，加热140s所产生的热量全部被1.2kg的水吸收，水温升高了25℃。求加热器的高挡功率和低挡功率；
（2）求浮体A体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力；
（3）求水箱注水量达到最大值时，浮体A浸入水中的体积。
故障
现象
故障原因
灯泡不亮
闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻 ②电源电压太低
闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表无示数
①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏
②接线柱接触不良 ③连接导线断裂
闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转
①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良
②电流表和电压表的位置互换了
电表问题
电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转
电流表和电压表的“﹢”“－”接线柱接反了
电流表与电压表的指针偏转角度很小
①电表的量程都选择过大 ②电源电压过低
电表的指针超过最大刻度
①量程选择过小 ②电路中出现短路
滑动变阻器问题
滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化
滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻
无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压
电源电压过低
闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数
灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置
实验次数
1
2
3
4
5
发光情况
熄灭
微光
暗
较暗
明亮
电压U/V
0.5
1
1.5
2.0
2.5
电流1/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
额定电压
220V
保温挡功率
100W
加热挡功率
900W
电压表示数
电流表示数
3.0V
0.32A
3.8V
0.4A
4.5V