2022年浙江省中考科学一轮复习 第28课时　电功和电功率（课件 61张PPT）

(共61张PPT)
第28课时　电功和电功率
●知识体系梳理
●重难考点精讲
●当堂限时训练
知识体系
电功与电功率
电功
焦耳定律
电功率
电流　
电　
　电能表　
千瓦时
3.6×106　
UIt　
伏·安·秒　
　电　
内　
　I 2Rt
安2·欧·秒
电流在单位时间内做的功
做功快慢　
消耗电能
　　
　　
电能表
秒表
UI　
电压表　
　电流表
重点梳理
1.比较纯电阻与非纯电阻电路适用公式
项目 纯电阻电路 非纯电阻电路
电功 W=P电t=UIt=I2Rt= W=P电t=UIt
电功率 P电==UI=I2R= P电==UI
电热 Q=I2Rt=UIt= Q=I2Rt
(续表)
发热功率 P热=I2R=UI= P热=I2R
能量转化 P电=P热 P电>P热
欧姆定律 I= I≠
2.比较两灯(电阻)功率大小的方法:
(1)两灯串联时,电流I相等,由P=I2R可知,电阻越大的灯实际功率越大,灯越亮。
(2)两灯并联时,电压U相等,由P=可知,电阻越小的灯实际功率越大,灯越亮。
对点练习
1.[2020·温州]电蚊拍灭蚊时,蚊子碰到金属网形成闭合电路,蚊子往往会被烧毁,下列说法不合理的是 (　　)
A.蚊子是可以导电的
B.电蚊拍电压降低烧毁效果变差
C.蚊子烧毁是因为电流的热效应
D.烧毁时可能没有电流通过蚊子
D
2.[2021·湖州]2020年10月15日,《自然》杂志报道了一种可以在15 ℃下实现超导的新材料,向创造没有电阻的高效电力系统迈出了重要一步。超导材料可以应用在 (　　)
A.电热毯
B.电动汽车动力系统
C.电热水壶
D.充电暖手宝
B
3.[2015·杭州]某同学设计了如图28-1所示的一个电路,电源电压不超过任意一盏灯泡的额定电压,电流表和电压表的量程足够大,先闭合开关S1,两盏灯泡均发光,此时若将S2闭合,下列说法正确的是 (　　)
A.电路的总功率变小
B.灯泡L1和L2均不亮
C.灯泡L1不亮,L2变亮
D.电流表和电压表的示数均变大
图28-1
D
4.[2019·宁波]如图28-2甲所示电路,分别把定值电阻R1、R2(R1>R2)接入A、B之间后进行实验,并根据电流表和电压表示数画出A、B之间电阻的P-U图像,如图乙所示。如果把R1和R2并联后接入A、B之间进行实验,同理,可以在图乙中画出它的P-U图像③。则图像①所对应的电阻和图像③所在的区域分别是 (　　)
A.R1和Ⅰ　　　　　B.R1和Ⅲ
C.R2和Ⅰ D.R2和Ⅲ
图28-2
C
5.[2020·衢州]小科测量额定电压为2.0 V小灯泡的电功率,电路图如图28-3甲所示,电源为两节干电池,利用测得数据绘制图像如图乙、丙所示,图中x为
滑片P移动的距离。
(1)当滑片P移动的距离为a时,图
丙中电流突然变小的原因是
　　　　　。
(2)该小灯泡的额定功率是　　　　。
图28-3
灯丝断了
0.4 W
6.[2020·绍兴]如图28-4所示是某电烤箱的内部简化电路图,下表是电烤箱铭牌的部分信息,R0和R均为电热丝,其他电阻均忽略不计。已知R=202 Ω。
图28-4
额定电压 220 V
频率 50 Hz
额定功率 高温挡
低温挡 200 W
(1)电烤箱A、B触点中连接火线的是　　触点。
(2)闭合总开关,将旋钮开关转到如图所示位置,此时电烤箱处于　　　　(选填“高温挡”或“低温挡”)。
(3)在额定电压下,电烤箱高温挡工作2 min产
生内能　　　　　　J。
图28-4
A
低温挡
1.452×105
7.[2009·杭州]如图28-5甲所示电路是在环境温度为10 ℃左右的条件下工作的某自动恒温箱原理简图。箱内电阻R1=5 kΩ,R2为热敏电阻,其阻值随温度变化的图线如图乙所示,电源电压为12 V。当电压鉴别器的
两接入点a、b间的电压Uab小于2 V时,
鉴别器将使开关S接通,使恒温箱内的电
热丝通电而发热,从而使箱内温度升高;
当Uab大于4 V时,鉴别器将使开关S断开,停止加热。
图28-5
(1)从图乙中读出环境温度为15 ℃时的热敏电阻R2为
　　　　kΩ。
(2)通过计算判定该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围
(3)若想使此恒温箱内的温度变化范围
在第(2)问的基础上降低一些,在鉴别器
功能和热敏电阻不变的条件下,可采取
怎样的措施
图28-5
(1)从图乙中读出环境温度为15 ℃时的热敏电阻R2为
　　　　kΩ。
图28-5
25
(2)通过计算判定该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围
图28-5
解:(2)当Uab=2 V时开始加热,U2=U-Uab=12 V-2 V=10 V,
I==4×10-4 A,
R2==2.5×104 Ω
=25 kΩ,
由题图乙可知此时的环境温度为
15 ℃,即恒温箱的最低温度为15 ℃;
当Uab'=4 V时停止加热,U2'=U-Uab'=12 V-4 V=8 V,
I'==8×10-4 A,
R2'==104 Ω=10 kΩ,
由题图乙可知此时的环境温度为50
℃,即恒温箱的最高温度为50 ℃;
所以此恒温箱内的温度将保持在15~50 ℃的范围。
(3)若想使此恒温箱内的温度变化范围在第(2)问的基础上降低一些,在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下,可采取怎样的措施
解:(3)可增加R1的阻值或增大电源
电压。
图28-5
8.[2021·丽水]小科开展了课外探究活动:串联电路中,滑动变阻器的电功率与其接入电路电阻的关系。
【建立猜想】猜想1:滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而增大;
猜想2:滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而减小;
猜想3:滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而先增大后减小。
【进行实验】将5 Ω的定值电阻R0、“10 Ω　3 A”的滑动变阻器R、电压恒为15 V的电源、数字电流表和电压表、开关、若干导线按如图28-6甲所示电路图连接。
图28-6
(1)图甲中电压表测　　　 　　　两端的电压。
(2)实验中,将滑动变阻器滑片向　　　　(选填“左”或“右”)移动,电流表示数变小。
图28-6
滑动变阻器(或R)
右
(3)实验中,R分别取0 Ω、1 Ω……10 Ω接入电路,观察记录并处理数据,得到下表,请将表中缺失的数据补充完整。

R阻值/Ω 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
电流/A 3.00 2.50 2.14 1.88 1.67 1.50 1.36 1.24 1.14 1.06 1.00
电压/V 0.00 2.50 4.28 5.64 6.68 7.50 8.16 8.68 9.12 9.54 10.00
电功率/W 0.00 6.25 9.16 10.60 11.16 　 11.10 10.76 10.40 10.11 10.00
11.25
【得出结论】根据实验数据,作出滑动变阻器的电功率随其接入电路电阻变化的曲线(如图乙所示),小科得出结论:猜想3成立,且当R=R0时,滑动变阻器的电功率最大。
【交流评价】(4)小科只通过上述探究得出实验结论可靠吗 并说明理由:_____________________________________________
_____________________ ___________________________________
_________________________________________________________
　　　　　　　　　。
不可靠,没有换用不同的R0,进行多次实验,无法得出普遍规律(或没有换用不同的R,进行多次实验,无法得出普遍规律;或在滑动变阻器电阻为4~6 Ω之间没有用更多的阻值进行实验)
重点一
纯电阻电路选择电功率公式
例1 图28-7是小柯连接的电路,开关闭合后,发现灯L2比L1亮,下列关于该电路分析正确的是 (　　)
A.通过L2的电流比通过L1的电流大
B.L2的电阻比L1的电阻大
C.L2两端电压比L1两端电压小
D.L2的实际功率比L1的实际功率小
图28-7
B
【变式1】[2019·温州]小明按图28-8甲所示连接电路,闭合开关,灯泡L1的功率为P1。他将一个阻值大于L1的灯泡L2串联接入电路(如图乙所示),闭合开关后,L1、L2的功率分别为P1'、P2'(不计温度对灯泡电阻的影响,电源电压恒定),下列关系式正确的是 (　　)
A.P2'>P1'>P1 B.P2'>P1>P1'
C.P1>P2'>P1' D.P1>P1'>P2'
图28-8
　C
重点二
多挡位问题分析
例2 [2021·丽水]智能家居带给我们健康、舒适的生活,如智能马桶(如图28-9甲所示)。某品牌智能马桶座圈的简易加热电路如图乙所示,电阻R1和R2是阻值恒定的电热丝,单刀双掷开关S2可接a或b,再通过开关S1的通断,实现“高、中、低”三种温挡的调节,其中低温挡的功
率为20 W,电阻R2为1 210 Ω。
图28-9
(1)座圈加热时,把电能转化为　 　　　能。
(2)当开关S1闭合、S2接a时,该座圈的电路相当于图28-10中的　　　　。(填序号)
图28-10
内(或热)
C
(3)1 kW·h的电能可供该座圈低温挡工作多少小时
解:(3)根据题意可知,低温挡的功率
P低=20 W=0.02 kW,
1 kW·h的电能可供该座圈低温挡
工作的时间
t==50 h。
图28-9
(4)该座圈处于中温挡工作时的电功率为多少
解:(4)低温挡时,R1和R2是串联的,
此时电路的总电阻R总==2 420 Ω,
R1的阻值R1=R总-R2=2 420 Ω-1 210 Ω=1 210 Ω,
中温挡时,电路中只有电阻R1工作,
中温挡工作时的电功率
P中==40 W。
【名师点睛】多挡位问题分析
　　在生活中,用电器常需要设计多挡位以满足不同需求,设计时主要是通过改变接入电路的电阻从而改变发热功率来达到目的。不管电路是单个电阻还是多个电阻串联或并联,确定是保温还是加热,只需比较两个状态下的总电阻,总电阻较小时是加热状态。
【变式2】[2018·台州]在3D打印笔中装入塑料条,接通电源,等待一段时间后即可挤出热熔的塑料,塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态(如图28-11甲所示)。其内部电路如图乙所示,R1、R2是相同的PTC发热电阻。单个PTC的电阻与温度的关系如图丙所示。
图28-11
(1)打印笔工作时,PTC电阻发热,塑料受热会逐渐变软变稀。可见,塑料　　　　 (选填“是”或“不是”)晶体。
(2)打印笔工作有快、慢两挡。快挡打印时,图中开关S1应处于　　　　状态,若此时温度为250 ℃,打印笔的电功率是多少
图28-11
不是
闭合
(2)解:当温度为250 ℃时,单个PTC的电阻为1 210 Ω,单个PTC的电功率P==40 W,则打印笔的电功率
P快=2P=2×40 W=80 W。
(3)打印笔正常工作时的温度能自动稳定在250 ℃左右,结合图丙信息,说明理由。
解:(3)当温度超过250 ℃时,
电阻增大,功率减小,产热
减慢,温度下降;当温度低
于250 ℃时,电阻减小,功率增大,产热加快,温度上升。
图28-11
重点三
测小灯泡电功率
例3 [改编]某实验小组用如图28-12甲所示的器材测定小灯泡的电功率,电源电压为4.5 V,小灯泡额定电压为2.5 V。
(1)请将图甲中电路连接完整。
(1)如图所示
图28-12
(2)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应移动到　　(选填“A”或“B”)端。
(3)小明闭合开关,移动滑片P 到某一点时,电压表示数如图乙所示,若他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,使电压
表的示数为2.5 V。
图28-12
B　
A　
(4)小明移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的I-U图像。若小灯泡两端实际电压为1.5 V时,电流表的示数如图丁所示,则小灯泡的额定功率可能是　　　　。(填序号)
A.0.45 W　　　　
B.0.75 W
C.1.05 W
D.1.25 W
图28-12
C　
(5)小明没注意到开关闭合前电流表的指针如图戊所示,则他上面测得的额定功率　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
图28-12
偏大
【变式3】[2021·绍兴]在“测量小灯泡的功率”实验中,电源为2节干电池,小灯泡标有“2.5 V”字样。
(1)按如图28-13甲所示方式连接好电路,小敏刚要闭合开关时,同组同学提醒他的操作有一个不妥之处,请你帮他指出:
_________________________
　　　　　　　　　。
图28-13
滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置
(2)闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,小敏发现小灯泡始终不发光,电压表示数接近于3 V保持不变,电流表示数始终为零,则故障原因可能是　　　　　　。
(3)排除故障后,小敏闭合开关进行实验,当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定
功率为　 W。
灯泡处断路
1.05
(4)实验结束后,小组同学对测量结果进行误差分析,考虑到电压表中也有电流通过,该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比　　　　(选填“不变”“偏大”或“偏小”)。
偏大
1.[2020·浙江一模]如图28-14所示的四个用电器的额定电流最接近4 A的是 (　　)
A.电冰箱
B.电脑
C.电风扇
D.电压力锅
图28-14
D
2.[2021·温州乐清模拟]关于“6 V　9 W”灯泡L1和“12 V　9 W”灯泡L2,下列说法正确的是 (　　)
A.灯泡L1和灯泡L2都正常发光时,它们消耗的电功率不同
B.将它们串联在6 V的电源上,灯泡L2消耗的电功率较大
C.将它们并联在6 V的电源上,灯泡L1消耗的电功率较小
D.将它们串联在18 V的电源上,它们都能正常发光
B
3.[2020·嘉兴一模]如图28-15所示的电路,不考虑温度对灯丝电阻的影响,电源电压保持不变,R是一个定值电阻,阻值为10 Ω,若在a、b间接入一个标有“4 V　4 W”灯泡L1和开关S,它恰好能正常发光,若在a、b间接入一个标有“4 V”的灯泡L2,闭合开关S,它比正常发光时要稍亮一些,则下列判断不正确的是 (　　)
A.电源电压为14 V
B.R的实际功率变大
C.整个电路的实际功率变小
D.灯泡L2的额定功率小于4 W
图28-15
B
4.[2019·宁波一模]如图28-16甲所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I-U图线如图乙所示。则下列判断正确的是 (　　)
A.图线B是R2的I-U图像
B.该过程中,R2的电功率先增大后
减小
C.R1的阻值是70 Ω
D.利用图线A可以探究电流与导体电阻之间的关系
图28-16
B
5.[2021·温州一模]如图28-17甲所示是一款车载USB充电器,工作原理如图乙所示,闭合开关S后稳压元件两端电压恒为U,可为手机等提供稳定的充电电压,汽车电源电压为U总(U总>U),R为定值电阻,其消耗的电功率为P,则图28-18中关于P-U总图像的变化正确的是 (　　)
图28-17
图28-18
A
B
C
D
A
6.[2021·衢州]绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图28-19所示是额定功率为5 W的LED灯与60 W的白炽灯,LED灯直接把电能转化为光能,白炽灯由灯丝通电加热发光,正常工作时,它们的亮度相同。
(1)使用　　　　灯照明更符合绿
色生态理念。
(2)两灯都正常工作时,相等时间内
通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为　　　　。
图28-19
LED
1∶12
7.某电热器的简化电路如图28-20所示,可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220 V,R1=2 000 Ω,R2=48.4 Ω。
(1)开关转至ac位置时,R1和R2的连接方式是　　　　。
(2)开关转至bd位置时,该电热器可实现
　　　功能,此时它的额定功率是
　　　　W。
图28-20
串联
加热　
1 000
8.[2020·台州椒江一模]为了探究“电流通过导体产生的热量与导体电阻大小的关系”,小科连接了如图28-21所示的实验装置,其中R1图28-21
(1)实验中,通过温度计示数的变化比较导体产生热量的多少,以下实验中采用方法与此相类似的有　　　　　。(填序号)
A.通过红墨水扩散探究分子运动情况
B.利用总电阻来表示两个串联的电阻
C.探究电流与电阻关系时,保持电压不变
D.比较加热的等体积水升温多少,反映不
同燃料的热值大小
图28-21
AD
(2)在通电时间相同时,哪个装置中的温度计示数上升较多 并说明你做出此判断的理由。_______________________________
　。
(3)电流通过导体时产生的热量符合焦耳定律:Q=I2Rt。小科根据自己实验中获得的事实分析认为:一
定时间内,电阻越小,电流通过导体产生的
热量越大。请你对小科的观点作出评价
和分析。 　。
图28-21
装置甲中的温度计示数上升较多,在电压和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多
不正确,实验中两个电阻并联,没有控制电流相同
9.[2021·杭州]如图28-22所示电路中,电源电压恒为4.5 V,灯泡规格是“3 V　0.75 W”。则:
(1)灯泡正常工作时,电压表V1、V2的示数分别为多少 滑动变阻器接入电路的电阻为多少
(2)灯泡正常工作4 min,整个电路消
耗的电能是多少
图28-22
9.[2021·杭州]如图28-22所示电路中,电源电压恒为4.5 V,灯泡规格是“3 V　0.75 W”。则:
(1)灯泡正常工作时,电压表V1、V2的示数分别为多少 滑动变阻器接入电路的电阻为多少
图28-22
解:(1)由图可知,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,则灯泡正常工作时,电压表V1的示数为灯泡的额定电压,即3 V;
电压表V2的示数U2=U-U1=4.5 V-3 V
=1.5 V;
灯泡正常工作时电路中的电流I==0.25 A,
滑动变阻器接入电路的电阻R==6 Ω。
9.[2021·杭州]如图28-22所示电路中,电源电压恒为4.5 V,灯泡规格是“3 V　0.75 W”。则:
(2)灯泡正常工作4 min,整个电路消耗的电能是多少
解:(2)灯泡正常工作4 min,整个电路消
耗的电能
W=UIt=4.5 V×0.25 A×4×60 s
=270 J。
图28-22
10.[2021·浙江期末改编]如图28-23甲所示是某品牌家用电暖器,如图乙所示是其简化的电路原理图,已知电阻R1>R2,铭牌见下表。该电暖器有高温挡、中温挡和低温挡三个挡位,请回答下列问题:

额定电压 220 V
煤油体积 25 L
功率选择 1 500 W/1 100 W/400 W三挡可调
操作方式 手动
图28-23
(1)跌倒开关能在电暖器跌倒时,自动断开电路以保证安全,则跌倒开关应安装在　　　　(选填“a”或“b”)处。
(2)R1的阻值为　　　　。
b
121 Ω
图28-23
(3)当家中只有电暖器在中温挡工作时,如图丙所示的电能
表转盘在100 s内转了75 r,求此时电暖器的实际功率为　　　　 。
1 080 W
图28-23