第十八章 电功 电功率 复习学案 2021-2022学年人教版物理九年级（有答案）

第十八章 专题复习 电功 电功率
（兰州命题：选择题2~3道,填空2道,计算1道,实验1题）
【知识梳理】
一、电能
1．电功：电流通过某段导体所做的功叫电功，消耗电能的过程即电流做功的过程，实质上是将电能转化为______能的过程。可以用公式W＝UIt计算电功的大小，推导公式有_______________________
2．电能(电功)：国际主单位是_________，符号____，日常生活中常用单位是____，物理学中叫______________，1 kW·h＝______________J。
3．电能表：俗称电度表，是测量_____________的仪表。
二、电功率
4．电功率：反映电流做功_________的物理量，电功率等于_________与___________之比。
5．电功率公式：P＝__________＝___________，若是纯电阻电路，由欧姆定律可得变形公式P＝_________或P＝_____________。
6．单位：国际主单位是____________，另一个单位是____________，二者换算关系是_____________。
7．额定电压和额定功率：额定电压是指用电器在_______________时的电压，额定功率是指用电器在_____________电压下的电功率，与实际电压、实际功率的关系如下：
P实＝()2·P额
若U实＝U额时，则P实_______P额，用电器正常工作；
若U实＜U额时，则P实_______P额，用电器不能正常工作；
若U实________U额时，则P实＞P额，损坏用电器。
三、焦耳定律
8．电流的热效应：电流通过导体时电能转化为热能的现象。例如利用电热工作的用电器有电饭锅等。
9．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟_____________成正比，跟导体的______成正比，跟____________成正比。用公式表示为：Q＝______，电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，则有：Q＝W。
10．生活中要注意防止电热造成的危害。例如短路易引起火灾等。
【考点透析】
命题点一: 电能
【例1】今年6月，我国空调“能效比”实行新的等级标准，空调制冷“能效比”EER是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率比。小明家需要一台制冷量为3200 W的空调，若选“能效比”为3.2的空调，则制冷消耗的电功率为____________W；若选“能效比”为4.0的空调，工作1 h将比原空调节约电能____________kW·h。
【变式题1】如图是某同学家中的电能表，现用它测量一只灯泡的实际功率。他关掉其他用电器只让该灯泡工作，电能表转盘转过30转用时10 min。这段时间灯泡消耗的电能是__________ kW·h，灯泡的实际功率是_______ W。
命题点二:与电功率有关的计算
【例2】“赛龙舟”是端午节里的传统节目。小安同学自制了一个卡通龙舟，她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。她选用规格为“12 V　6 W”的红灯和“12 V　12 W”的绿灯及“24 Ω　2 A”的滑动变阻器等元件设计了如图电路。当闭合开关S、S1、S2，且滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光(电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化)。求：
(1)两灯都正常发光时电流表的示数为多少？
(2)该电路中最大电功率和最小电功率分别为多少？
【变式题2】如图所示的电路中，电源电压恒为6 V。
(1)当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为0.3 A，求R的阻值。
(2)闭合开关S1、S3，断开S2时，小灯泡正常发光，电流表示数为0.9 A，求通电10 s灯泡消耗的电能。
(3)闭合开关S2，断开S1、S3时，求小灯泡的实际电功率(假设小灯泡的电阻不变)。
命题点三:电热的利用
【例3】右表是小明家电热水壶的铭牌。求：
(1)电热水壶的电阻。
(2)将1 kg水从20 ℃加热到100 ℃，水吸收的热量。
(3)要放出这些热量，电热水壶正常工作的时间[不计热量损失，C水＝4.2×103 J/(kg·℃)]。
【变式题3】某电饭锅内有R0＝44 Ω、R＝2156 Ω的两根电热丝，将它接入电路，如图所示。当S分别置于“1”挡和“2”挡时，__________挡是保温状态；当S接“2”挡时，电路中的电流大小是__________A，通电100s电路产生的热量是______________ J。
命题点四:探究电流产生的热量跟哪些因素有关
【例4】如图所示是探究焦耳定律的实验装置图，除灯丝电阻R甲>R乙外，其余条件均相同。开关闭合，电路接通后，下列对甲、乙两瓶的对比分析判断，正确的是( )
A．因为通过两种电阻丝的电流相等，所以两电阻丝两端的电压相等
B．因为通过乙瓶电阻丝的电流大，所以乙瓶的温度计示数变化快
C．因为甲瓶中煤油的比热容要小，所以甲瓶的温度计示数变化快
D．因为甲瓶中电阻丝产生的热量多，所以甲瓶的温度计示数变化快
【冲刺中考】
1．有两个电阻：R1＝3 Ω，R2＝4 Ω，若将它们串联在电路中，则在相同时间内消耗的电能之比W1∶W2＝______________；若将它们并联在电路中，则在相同时间内产生的热量之比Q1∶Q2＝__________。
2．如果10 s内流过导体某横截面的电荷量为6库仑，则通过导体的电流是________A；若导体两端电压为10 V，则电流做功为________J；将导体两端电压减小，导体电阻_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
3．学校学生宿舍走廊的灯，灯泡容易损坏，经常需要更换，电工小段在原来电灯的位置，接入了两盏与原来一样的白炽灯，同学们注意到灯很长一段时间都没有坏，而且这两盏灯的亮度比原来用一盏灯时要暗，由此：
(1)同学们猜想这两盏灯的连接方式是哪图甲、乙两图中的一种，你认为正确的是________图。
(2)电工小段这样做比原来_______(选填“能”或“不能”)省电，理由是_____________________________________
______________________________________
4．智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生。移动充电宝就是一个可充电的锂聚合物电池。某品牌移动充电宝部分相关参数如表所示。该充电宝的输出功率为_________W。表中有明显不符合科学规范之处，请加以改正：__________________。
5．电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流____________(选填“相同”或“不同”)，电炉丝热得发红而导线却几乎不热，说明电流通过导体时产生的热量跟导体的__________有关。
6．如图所示，电源电压不变，当S1、S2同时闭合时，电流表示数是0.3 A，电压表示数是6V，则R1＝________Ω。若两表位置互换，S2闭合、S1断开时，电流表示数是0.2 A，则R2消耗的功率为__________W。
7．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为6 V。闭合开关S后，当滑片P从R的一端滑到另一端的过程中，小灯泡的I－U关系图象如图乙所示。则小灯泡的额定功率为_________W，电源电压为_______V，滑动变阻器的最大阻值为_________Ω。
8．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关后，滑片P由b 端滑到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示，则电源电压是________V，滑动变阻器的最大阻值是_________Ω，当滑片P置于b端时，变阻器消耗的功率为________W。
9．将“6 V 3 W”和“6 V 6 W”的两只灯泡L1和L2串联后接在电源两端，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则( )
A．电源电压为12 V时，两只灯泡均能正常发光
B．两个灯泡发光时，灯泡L2比灯泡L1亮一些
C．灯泡发光时，电路中允许通过的最大电流为1 A
D．灯泡L1正常发光时，灯泡L2的实际功率是1.5 W
10．灯泡L上标有“2.5 V”的字样，它的电阻随它两端电压的变化关系如图所示，下列说法中正确的是( )
A．灯泡L的额定电流是0.2 A
B．灯泡L正常发光时的电阻是10 Ω
C．灯泡L的额定功率是6.25 W
D．灯丝的电阻随电压的增大而减小
11．在如图所示的电路中，电源电压恒为9 V，电压表的量程为0～15 V，电流表的量程为0～0.6A，定值电阻R1的规格为“30 Ω 0.5 A”，滑动变阻器R2的规格为“20 Ω 1 A”，灯泡L上标有“6 V 3 W”的字样，假设灯丝的电阻不变，闭合开关，在不损坏电路元件的情况下，下列说法中正确的是( )
A．整个电路消耗的总功率的变化范围是3.375～4.5 W
B．电压表示数的变化范围是3～6 V
C．滑动变阻器允许的调节范围是5～20 Ω
D．电流表示数的变化范围是0.1～0.5 A
12. 将阻值为40 Ω的电阻丝接在电源两端，通电10 min，电流产生的热量是1.5×103 J，若将阻值为10 Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电20 min，电流产生的热量是( )
A. 1.2×104 J 　　　　　　 B. 3.75×103 J
C. 7.5×103 J D. 6.0×103 J
13．下列家用电器正常工作20 min消耗电能最多的是( )
A．电饭煲 B．电热毯
C．电视机 D．电风扇
14．小红同学家的电冰箱正常工作时电流大约是1 A，则它正常工作10 h所消耗的电能是( )
A．2 200 J
B．1.32×105 J
C．7.92×105 J
D．7.92×106 J
15．为测量某电热杯的电功率，小明同学把家中其余用电器均从电源上断开，只将该电热杯接入电路，观察电能表，发现在1 min内电能表转盘转动15圈。电能表的部分技术参数如表所示，该电热杯的电功率是( )
电压 220 V
电流规格 10(20)A
电流频率 50 Hz
每千瓦时的转数 3 000 revs/(kW·h)
A.300 W B．30 W
C．150 W D．200 W
16．如图所示的电路，闭合开关S后发现灯泡L1正常发光，灯泡L2只能微弱发光，以下对于这一现象产生原因的分析中，合理的是( )
A．灯泡L2发生了断路
B．灯泡L2发生了短路
C．由于灯泡L2的电阻较大，其实际功率较小
D．由于灯泡L2的电阻较小，其实际功率较小
17．如图所示的电路，闭合开关S，当滑片P向右移动过程中( )
A．小灯泡变亮
B．电流表示数变大
C．电压表示数变小
D．电路的总功率变大
18.加在某电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的电热功率为( )
A．P B.
C. D．P－
19．把滑动变阻器R和定值电阻R1连接成如图所示电路，变阻器最大电阻R＝2R1，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片从右端向左移动时，下列叙述正确的是( )
A．电路总功率逐渐减小
B．变阻器的功率逐渐减小
C．变阻器滑片在左端与右端时的电路总功率之比为9∶1
D．电阻R1的功率与电路总功率的比值逐渐增加
20．在如图所示的电路中，电源电压恒为9 V，电压表的量程为0～15 V，电流表的量程为0～0.6 A，定值电阻R1的规格为“30 Ω　0.5 A”，滑动变阻器R2的规格为“20 Ω　1 A”，灯泡L上标有“6 V　3 W”的字样，假设灯丝的电阻不变。闭合开关，在不损坏电路元件的情况下，下列说法中正确的是( )
A．整个电路消耗的总功率的变化范围是3.375～4.5 W
B．电压表示数的变化范围是3～6 V
C．滑动变阻器允许的调节范围是5～20 Ω
D．电流表示数的变化范围是0.1～0.5 A
21．小梦选取了如图所示的实验器材，探究电流产生的热量与哪些因素有关。
(1)选取两个相同的玻璃瓶，装入相同质量煤油并插上温度计的目的是_______________________________。
(2)为了探究电流产生的热量与电流大小的关系，她连接了如图甲所示的电路。闭合开关，调节滑动变阻器使电流为I1，按下计时器并同时每隔1 min记录一次温度计的示数。她接下来的操作应该是__________________________。
(3)为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系，她连接了如图乙所示的电路，他这样做的好处是____________。
(4)该实验探究过程中应用了控制变量法。请再举两个应用此方法的实验：
①______________________________________；
②______________________________________。
22．如图所示，滑动变阻器R2的最大阻值是20 Ω，当滑片P移到B端时，闭合开关，R1两端的电压为2 V，电流表的示数为0.2 A，电源电压保持不变，求：
(1)R1的阻值；
(2)电源电压U；
(3)滑片P移动过程中，R1消耗的最大功率。
23．在如图所示的电路中，灯泡L上标有“6 V 3 W”的字样，当只闭合开关S1时，灯泡L恰能正常发光，电阻R1的功率为P1；当只闭合开关S2时，电流表的示数为0.3 A，电阻R2的功率为P2，已知P1∶P2＝25∶18，不考虑温度对灯丝电阻的影响。求：
(1)电阻R1与R2的比值；
(2)电源电压U。
1. 其他形式
2. 焦耳(焦) J 度 千瓦时(kW·h) 3.6×106
3. 电能(电功)
4. 快慢 电功 时间_
5. _UI_ I2R _U2/R
6. 瓦特(瓦) 千瓦(kW) 1_kW＝103_W
7. 正常工作 额定 ＝ ＜ ＞
9. 电流的平方 电阻 通电时间 I2Rt
【例1】根据能效比的含义，求出制冷量为3200 W的空调制冷消耗的电功率P1＝＝1000 W；再求出能效比为4.0空调的电功率P2＝ ＝800 W；两者功率的差值即为节约的电功率，利用W＝Pt求出工作1 h节约的电能△W＝△Pt＝(1000 W－800 W)×1 h＝0.2 kW·h。
【答案】1000 　0.2
【变式题1】0.01 60
【例2】(1)当S、S1、S2都闭合，滑片P移至b端时，两灯并联且都正常发光，此时电源电压等于灯的额定电压，电流表的示数等于通过两灯的电流之和，两灯的电流分别由P＝UI公式求得；(2)由P＝U2/R可知，U一定，电路中总电阻R最小时功率最大，两灯并联且滑片P在b端时电路的总电阻最小，此时两灯正常发光，最大功率为两灯的额定功率之和；R最大时，功率最小，电阻较大的红灯与滑动变阻器全值串联电阻最大，功率最小，由P＝ 计算出最小功率。
【答案】(1)I＝I红＋I绿＝＋＝＋＝1.5 A　(2)两灯并联且滑片在b端时，电路总电阻最小，功率最大，最大功率Pmax＝P红＋P绿＝12 W＋6 W＝18 W，电阻较大的红灯与滑动变阻器全值串联，电阻最大，功率最小，R红＝＝＝24 Ω，R＝R红＋R1＝48 Ω，Pmin＝＝＝3 W。
【变式题2】(1)20 Ω　(2)36 J　(3)0.4 W
【例3】(1)已知电热水壶的额定功率和额定电压，根据公式R＝U2/P可求电热水壶的电阻；
(2)知道水的质量、水的比热容和水温的变化，利用Q吸＝cm(t－t0)求出水吸收的热量；
(3)不计热量损失时，根据Q＝W＝Pt求出放出这些热量电热水壶工作的时间。
【答案】(1)根据R＝U2/P可得，电热水壶的电阻R＝U2/P＝(220 V)2/1000 W＝48.4 Ω　(2)水吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J　(3)不计热量损失时，根据Q＝W＝Pt可得，电热水壶正常工作的时间t＝W/P＝Q吸/P＝3.36×105 J/1000 W＝336 s。
【变式题3】1 5 1.1×105
【例4】本题是探究电流产生的热量跟电阻的关系，应用的是控制变量法。根据焦耳定律Q＝I2Rt，R甲和R乙是串联的，在电流I和通电时间t相同时，R甲>R乙，所以R甲产生电热多，故甲瓶的温度上升较快。
【答案】D
【例5】由公式R＝可知，R甲＜R乙，甲、乙两灯串联接入36 V的电路中，根据P＝I2R可知，电流相等，R甲＜R乙，所以P甲＜P乙，乙灯实际功率较大，所以乙灯较亮。
【答案】D
【例6】由于电动机正常工作，其功率P＝100 W，所以2 min内消耗的电能W＝Pt＝100 W×120 s＝1.2×104 J，电动机被卡死后，变成了纯电阻电路，电路中的电流I＝＝＝110 A，所以在2 min内产生的热量Q＝I2Rt＝(110 A)2×2 Ω×120 s＝2.904×106 J。
【答案】1.2×104 J　2.904×106 J
1. 3∶4 4∶3_
2. _0.6 60 不变
3.（1）甲 （2）能 _根据P＝U2/R可知，电压一定时，电阻越大，功率越小，串联时总电阻大于一个灯泡单接时电阻，故总功率小于原来功率，从而比原来省电_
4. 4 将重量改为质量
5. 相同 电阻
6. 20 0.4
7. 1.2 _6_ 45
8. 9 12 3
9. D 10. B 11. A 12. A 13. A
14. D 15. A 16. D 17. C 18. C
19. D 20. A
21. （1）显示电流产生热量的多少
（2）调节滑动变阻器改变电流，重复以上实验
（3）可以保证电流和通电时间相同
（4）①__探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关__；
②__探究压力的作用效果与哪些因素有关__。
22.解：(1)R1＝＝＝10 Ω；
(2)U2＝IR2＝0.2 A×20 Ω＝4 V，U＝U1＋U2＝2 V＋4 V＝6 V；
(3)当滑片P移到A端时，电阻最小，R1消耗的电功率最大，Pmax＝＝＝3.6 W
23解：(1)灯泡L正常发光时I1＝IL＝＝＝0.5A，＝＝＝，∴＝
(2)RL＝＝＝12 Ω，
　解得U＝18 V
重　　量：145 g
安全充电：150 mA/20 V/5 h
输出电压：5 V
输出电流：800 mA