人教版九年级物理全册教学案：第十八章电功率 复习课学案（有答案）

第十八章电功率 复习课
复习目标
1.知道电能，认识电能表。
2.结合实例理解电功和电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。
3.知道电功率与电流、电压之间的关系，能运用电功率的公式进行简单计算。
4.会用“伏安法”测量小灯泡在不同电压时的电功率。
5.通过实验，探究并了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。
要点回顾
一、电能
1.电流做功的实质：将_______能转化为其他形式的能量。
2.公式：
（1）普遍适用：W=_______。
（2）只适用于纯电阻电路：W=_______=_______。
3.单位：千瓦时（度），1 kW·h=_______ J。
4.测量：
（1）工具：_______。
（2）电能表的参数:
“220 V　50 Hz”，表示该电能表应该在220 V、50 Hz的交流电路中使用；
“10（20）A”，表示这个电能表的标定电流是10 A，短时间内允许通过的_______电流为20 A。
“1 500 r/kW·h”，表示用电器每消耗1 kW·h的电能，电能表上的转盘就转_______圈。
二、电功率
1.意义：表示消耗______的物理量。
2.概念：把电流在某段时间内所做的______跟这段时间的比叫做电功率。
3.国际单位：瓦（W）；常用单位：千瓦（kW）。换算关系：1kW＝________W。
4.公式
（1）定义式：P=______，决定式：P=______，变形式：P=______或P=______。
（2）产生电热的电功率公式：P热=______。
5.额定电压和额定功率、实际电压和实际功率
（1）额定电压：用电器______时的电压；额定功率：用电器在______下工作的功率。
（2）实际电压：用电器实际工作时的电压；实际功率：用电器在______下工作的功率。
6.伏安法测灯泡的额定功率
（1）原理：______。
（2）实验电路图
（3）选择和连接实物时需注意以下几点:
①电源：其电压高于灯泡的______。
②滑动变阻器：接入电路时阻值要调到______，且接入电路中的电阻值能够调节（即接线柱的选择，要求为“______”），根据能否将灯泡的电压调节至______选择滑动变阻器。
③电压表：______在灯泡的两端，“+”接线柱流入，“-”接线柱流出，根据______选择电压表量程。
④电流表：______在电路里，“+”接线柱流入，“-”接线柱流出。根据______选择量程。
三、焦耳定律
1.电流热效应：当电流通过导体时，　　　　能转化为　　　　能的现象。
2.通电导体放出的热量跟哪些因素有关
（1）实验原理：根据U形管中______的变化来判断电流通过电阻丝产生电热的多少。
（2）实验方法：运用了______，如探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系时，采取的措施是将两电阻______起来，控制通过它们的______相等。
3.焦耳定律：
（1）内容：电流通过导体时产生的热量，跟电流的平方成______，跟导体的电阻成______，跟通电的时间成______。
（2）公式：______（适用于所有电路）。
4.电热功率：
（1）定义：电流通过导体的发热功率。
（2）公式：______。
5.电热的利用与防护
（1）利用：电热器，如：电热水器、电饭锅、电熨斗等
（2）防护：电视机散热孔、电动机散热片。
本章热点题型
考点一 电能和电能表
例1 小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A.他家在这段时间内消耗的电能为903 kW?h
B.电能表是测量电功率的仪表
C.若只让一个标有“220 V 1 000 W”的电热水器正常工作10 min，则电能表的圆盘转了600转
D.这个电能表的额定功率为2 200 W
解析：这段时间内消耗的电能W=8 633.5 kW?h-8 543.2 kW?h=90.3 kW?h，A错误。电能表是测量消耗电能的仪表，不是测量电功率的仪表，B错误。3 600 r/kW?h表示电路中每消耗1 kW?h的电能，电能表的转盘转过3 600 r，只让一个标有“220 V 1000 W”的电热水器正常工作10 min，其消耗的电能为W=Pt=l kW×16 h=16 kW?h；则电能表的圆盘转过的圈数N=16 kW?h×3 600r/kW?h=600r，C正确。由电能表的铭牌可知，其允许接入用电器的最大功率P=UI=220 V×10 A=2 200 W；但电能表属于测量仪表，不消耗电能，没有额定功率，D错误。
答案：C
【跟踪训练】
1.某品牌手机的超级快充充电器最大充电电流可达5 A。现有该品牌某一型号的电池，容量为4 200 mA?h（其中“mA”为电流的单位“毫安”，“h”为时间的单位“小时”），假设充电器始终以最大充电电流充电，且把电池充满，只需要_____min。如果将此电池电量全部用完，然后停下家里其他用电器，只给手机充电，充满后发现标有“3 000 revs/（kW?h）”字样的电能表转了63转，则充电消耗的电能为_________ kW?h。
2.LED灯具有节能、环保的特点。一个“220 V 5 W”的LED灯与一个“220 V 60 W”的白炽灯亮度相当。若一个“220 V 60 W”的白炽灯每天正常工作4小时，30天消耗的电能是________ kW?h，这些电能可供“220 V 5 W”的LED灯正常工作_________小时。
考点二 电功率及简单计算
例2 有一个标有“220 V 110 W”字样的灯泡L1。（不考虑温度对灯泡电阻的影响）求：
（1）1.1度的电可供该灯泡正常工作多少小时？
（2）灯泡 L1的电阻阻值大小？
（3）若把L1与标有“220 V 1 A”的另一个灯泡 L2 串联接到220 V的电路中，求L1实际消耗的电功率。（结果保留整数）
解：(1)由W=Pt得t=WP=1.1 kW?h0.11 kW=10 h。
(2)由P=U2R得灯泡L1的电阻R1=U2P=220 V×220 V110 W=440 Ω。
(3)灯泡L2的电阻R2=UI2=220 V1 A=220 Ω，L1与L2串联后，电路中的总电阻R总=R1＋R2=440 Ω＋220 Ω=660 Ω，电路中的电流I=U R总=220 V660 Ω=13A，L1实际消耗的电功率P1=I2R1=13 A×13 A×440 Ω≈49 W。
【跟踪训练】
3.如图所示，R=5Ω，灯泡标有“2.5 V”字样，当灯泡正常发光时，定值电阻R的电功率为1.25 W，则下列说法正确的是（　　）
A.电源电压为5 V
B.电路中的电流为0.3 A
C.灯泡的额定功率为0.75 W
D.电路消耗的总功率为3 W
4.如图所示，将规格相同的小灯泡按照甲、乙两种连接方式接入电压均为U且保持不变的电路中，通过分别调节滑动变阻器R1和R2使所有灯泡均正常发光，则甲、乙两电路中的总电流之比I1∶I2=_______，电路的总功率之比P甲∶P乙=_______。

考点三 伏安法测电功率
例3 某学习小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中，电源由三节新干电池串联组成，小灯泡的额定电压为2.5 V，电阻约为10 Ω。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。

甲 乙 丙
（2）某次实验中，电压表的示数如图乙所示，此时电路中滑动变阻器两端的电压为______V；要使灯泡正常发光，应该向________(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片。
（3）小菁同学移动滑片 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，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定电功率是______W。
解析：（1）已知灯泡额定电压为2.5 V，灯丝电阻约10 Ω，所以正常发光时通过灯泡的电流为I=UR=2.5V10Ω=0.25A。因此电流表0.6 A接线柱与灯泡左接线柱相连（从电压表负接线柱到电流表0.6 A接线柱也可）。
（2）由图乙知，电压表量程是0~3 V，分度值是0.1 V，示数是2.2 V，电源电压由三节电池提供，为4.5 V，所以滑动变阻器两端电压为2.2 V；电压表示数小于灯泡额定电压，要使灯泡正常发光，应向B端移动滑动变阻器滑片，增大灯泡两端的电压，直到电压表示数等于灯泡额定电压2.5 V为止。
（3）由图丙所示I-U图像可知，灯泡额定电压U=2.5V，所对应的电流I1=0.2A，则灯泡的额定功率P=UI1=2.5V×0.2A=0.5W。
答案：（1）如图所示 （2）2.2 B （3）0.5
【跟踪训练】
5.如图所示为测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6 V，电流表量程0～0.6 A，电压表量程0～3 V，滑动变阻器规格“50 Ω 1 A”，小灯泡规格“2.5 V 0.625 W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是（　　）
A.滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大
B.电流表的示数允许变化范围是0.1～0.25 A
C.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24～50Ω
D.电路的最大电功率是2.5 W
6.在测量小灯泡额定功率的实验中，电源电压为6 V，现有一个额定电压为2.5 V，电阻大约为10Ω的小灯泡，实验电路如图（a）。

（a） （b）
（1）实验室里有规格为甲“10 Ω 1 A”和乙“50Ω 1 A”的滑动变阻器，为了完成该实验，你认为应该选择________（选填“甲”或“乙”）滑动变阻器。
（2）在实验器材选择无误，电路连接正确的情况下，闭合开关，电压表和电流表都有示数，小灯泡不亮，其原因是___________________。调整电路正常后，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表示数突然变为0，电压表的指针偏转超过最大刻度，你判断故障可能是________。
（3）根据实验数据绘出的小灯泡的I-U图像如图（b）所示，计算出小灯泡的额定功率是_____W。
考点四 电热及其应用
例4 将规格都是“220 V 100 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列有关说法中，错误的是( )
A.三个电器产生的热量一样多
B.电流通过三个电器做功一样多
C.三个电器消耗的电能一样多
D.电烙铁产生的热量最多
解析：三个电器都在额定电压下工作，实际功率相同都是100 W，相同时间内电流通过三个电器做的功以及消耗的电能一样多；电风扇工作时，电能转化成内能和机械能；电视机工作时，电能转化成内能、光能和声能；电烙铁工作时，电能全部转化成内能。电器转化成的内能越大，产生的热量越多，因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，A错误。
答案：A
【跟踪训练】
7.额定功率相等的白炽灯和电风扇，它们在正常工作状态下工作1小时，下列说法正确的是（　　）
A.两种电器消耗的电能一样多，产生的热量也一样多
B.两种电器消耗的电能一样多，白炽灯产生的热量多
C.白炽灯消耗的电能更多，电风扇产生的热量多
D.电风扇消耗的电能更多，白炽灯产生的热量多
8.（多选）下列实例中，为了防止电热危害的是（　　）
A.电脑机箱内安装有散热小风扇
B.收音机、电视机的机壳上有许多孔
C.大型爆破工程，用电热装置引爆炸药
D.炎热夏天，连续长时间工作的电视机要停用一会儿
考点五 焦耳定律及简单计算
例5 （2021·天津）某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5 A的电流时，10 min可产生6.6×105 J的热量。求：
（1）这台电烘箱的电功率；
（2）电阻丝工作时的电阻。
解：（1）电烘箱的电功率P====1.1×103 W；
（2）根据焦耳定律Q=I2Rt可得，
R===44 Ω。
【跟踪训练】
9.如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法不正确的是（ ）

甲 乙
A.U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩
B.通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的
C.图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系
D.图甲中，通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1∶2
10.小亮家里的一款迷你电饭锅的电路图如图所示，额定电压为220 V，电饭锅有加热和保温两挡，“加热”时额定功率为550 W，发热电阻R1和R2阻值不随温度变化，电阻R1在“保温”状态和“加热”状态时功率之比为1∶400。求：
（1）正常“加热”状态，通过电饭锅的电流是多少？
（2）正常“加热”状态，通电10 min产生的热量是多少？
（3）R2的阻值是多少？
参考答案
要点回顾
一、1.电 2.（1）UIt （2）I2Rt U2Rt 3.3.6×106 4.（1）电能表 （2）额定最大 1 500
二、1.电能的快慢 2.电功 3.103 4.（1）Wt UI I2R U2R （2）I2R
5.（1）正常工作 额定电压 （2）实际电压
6.（1）P=UI （3）①额定电压　②最大值 一上一下 额定电压
③并联　额定电压　④串联　额定电流
三、1.电 内 2.（1）液面高度 （2）控制变量法 串联 电流
3.（1）正比 正比 正比 （2）Q=I2Rt　4.（2）P=I2R
跟踪训练
1.50.4 0.021 解析：由I=Qt可得，充电时间t=QI=4 200mA?h5×103mA=0.84 h=50.4 min，“3 000 revs/（kW?h）”表示电路中的用电器每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转3 000 r，则电能表转盘转动63转消耗的电能W=633000kW?h=0.021 kW?h。
2.7.2 1.44×103 解析：若一个“220 V 60 W”的白炽灯每天正常工作4小时，则30天消耗的电能W=Pt=60×10-3kW×4 h×30=7.2 kW?h；这些电能可供“220 V 5 W”的LED灯正常工作的时间t'=WP'=7.2kW?h5×10-3kW=1.44×103 h。
3.A 解析：由电路图可知，灯泡L与电阻R串联，当灯泡正常发光时，定值电阻R的电功率为1.25 W，且R=5Ω，电路中的电流I=PRR=1.25W5Ω=0.5A，B错误；灯泡的额定功率PL =ULI=2.5 V×0.5 A=1.25 W，C错误；定值电阻两端的电压UR=IR=0.5 A×5Ω=2.5 V，电源的电压U=UL+UR=2.5V+2.5V=5V，A正确；电路消耗的总功率P=UI=5V×0.5A=2.5W，D错误。
4.2∶1 2∶1 解析：甲、乙两图中小灯泡规格相同，且两电路中灯泡都正常发光，若灯泡正常发光时的电流为I，甲图中两灯并联后与滑动变阻器串联，干路电流I1=2I，乙图中两灯以及滑动变阻器串联，电路中电流I2=I，所以I1∶I2=2I∶I=2∶1；两电路的电源电压相等，电路的总功率之比P甲∶P乙=UI1∶UI2=I1∶I2=2∶1。
5.B 解析：由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大时，电路中的电流变小，即电流表示数变小，灯泡两端的电压变小，即电压表示数变小，A错误；灯泡的额定电流IL额=PL额UL额=0.625W2.5V=0.25A，电路中的最大电流为 Imax=0.25A，灯泡的电阻RL=UL额IL额=2.5V0.25A=10Ω，电路中的总电阻Rmin=UImax=6V0.25A=24Ω，滑动变阻器接入电路中的最小阻值R滑min=Rmin-RL=24Ω-10Ω=14Ω，C错误；电路的最大功率Pmax=UImax=6V×0.25A=1.5W，D错误；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，此时电路中的电流Imin=URL+Rmax=6V10Ω+50Ω=0.1A，则电流表示数的变化范围是0.1～0.25A，B正确。
6.（1）乙 （2）小灯泡的实际功率太小 灯泡断路 （3）0.5
解析：（1）额定电压为2.5 V，电阻大约为10Ω的小灯泡，由欧姆定律，灯泡的额定电流约为I=ULR=2.5V10Ω=0.25A，电源电压为6 V，灯泡正常发光时滑动变阻器连入的电阻R滑=U-ULI=6V-2.5V0.25A=14Ω，即选用“50 Ω 1 A”的滑动变阻器，即选择乙滑动变阻器。（2）在实验器材选择无误，电路连接正确的情况下，闭合开关，电压表和电流表都有示数，则电路为通路，小灯泡不亮，其原因是：电路的电流过小，导致灯的实际功率过小；调整电路正常后，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表示数突然变为0，则电路可能断路，电压表的指针偏转超过最大刻度，则电压表与电源连通，故障可能是灯泡断路。（3）根据绘出的小灯泡的I-U图像知，灯泡在额定电压下的电流为0.2 A，小灯泡的额定功率是P=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W。
7.B 解析：额定功率相同的白炽灯和电风扇正常工作相同的时间，由W=Pt可知，它们消耗的电能一样多，但它们产生的热量不相同。白炽灯工作时将电能转化为较多的内能，电风扇工作时主要将电能转化为机械能，因此，白炽灯产生的热量较多，B正确。
8.ABD 解析：电脑机箱中安有电风扇，是为了加快空气流动速度，加快散热，使电脑内产生的热量能及时散出，属于防止电热危害，A符合题意；收音机、电视机的机壳上有许多散热孔，是为了把各电器元件产生的热量及时散出，属于防止电热危害，B符合题意；大型爆破工程，利用电流产生的热量引爆炸药，属于电热的利用，C不符合题意；炎热夏天，连续长时间工作的电视机要停用一会儿，是为了防止产生过多的热量，影响电视机的正常使用，属于防止电热危害，D符合题意。
9.B 解析：电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器中空气的温度变化导致容器中空气体积的变化，即可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，A正确；电流通过电阻丝时，电流做功，电能转化为内能，空气吸收电阻丝的热量，是通过热传递的方式改变内能的，B错误；在乙装置中，一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，右边两个电阻的总电流和通过左边电阻的电流相等，即I右=I左；两个5Ω的电阻并联，则支路中电流相等，即I1=I2，而I右=I1+I2，所以右边容器中通过电阻的电流是左边容器中通过电阻的电流的一半，即这是研究电流产生的热量与电流的关系，C正确；甲实验，两个电阻丝是串联的，电流和通电时间相同，右侧电阻产生热量是左侧电阻产生热量的2倍，即左右两边容器内电阻产生的热量之比是1∶2，故D正确。
10.解：（1）加热时的电流I=PU=550W220V=2.5A；
（2）通电10min产生的热量是W=Pt=550W×600s=330 000 J；
（3）当开关S接1时，电路中只有电阻R1，R1的阻值
R1=UI=220V2.5A=88Ω，
当开关S接2时，电阻R1和R2串联，
由P=U2R可知，此时为保温状态，
“保温”状态R1功率与“加热”状态R1功率之比为1∶400,
即I保2R1∶I加2R1=1∶400；I保∶I加=1∶20,
即UR1+R2∶UR1=1∶20，所以R2=1 672 Ω。