2024年湖北省武汉市中考物理复习课件 (共76张PPT) 第十五讲　电功率

(共76张PPT)
第十五讲　电功率
第1课时　电功　电功率
目
录
1
回归教材 掌握必备知识
2
对照课标 突破核心考点
3
实验探究 一题三阶通关
1．结合实例，了解电功和电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。
2．通过实验，了解焦耳定律。能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。
1．电能　电功
(1)发电机或电池将其他形式的能转化为____能，用电器将____能转化为其他形式的能。
(2)生活中常用的电能单位是________，当功率为1 kW的用电器使用1 h所消耗的电能为1 kW·h。1 kW·h＝__________J。
(3)电流做了多少功，用电器就消耗多少的电能，电功与电压、电流和通电时间的关系是___________。
必备知识 电能 电功
1
电
电
千瓦时
3.6×106
W＝UIt
[串、并联电路中，W＝W1＋W2]
2．电能的计量：消耗电能的多少用________来计量。
电能表
参 数 220 V 该电能表应在220 V的电路中使用
10(20)A 该电能表的标定电流为10 A，额定最大电流为20 A
50 Hz 该电能表应在频率为50 Hz的交流电路中使用
2 500 r/kW·h 每消耗1 kW·h的电能，该电能表上的转盘转过2 500转
最后一位为小数
(1)某段时间内消耗的电能等于电能表前后两次示数之差，即W＝__________。
(2)利用电能表转盘转数及秒表计算，即W＝____kW·h。
W2－W1
表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3200次
对点练习1　电能可以转化为多种形式的能，下列用电器在使用过程中电能转化的主要形式与电烙铁相同的是(　　)
A．电风扇 B．日光灯
C．电烤箱 D．电动车
C
对点练习2　如图所示是电能表表盘示意图，下列说法正确的是(　　)
A．电能表是用来测电功率的仪器
B．此时电能表的读数为6 198.5 kW·h
C．这个电能表通过的电流一定为10 A
D．当指示灯闪烁900次，说明这段时间用电器耗
电7.2×106 J
B
1．电功率
(1)电功率是反映____________________________________的物理量。
(2)定义式：P＝___＝______(任何条件都适用)；推导式：P＝____＝___ (仅纯电阻电路适用)。
2．“千瓦时”的来历：由P＝ 得W＝_____，“kW·h”是______的单位，1 kW·h的物理意义是：电功率为_______的用电器工作1 h电流所做的功。某用电器在2 h内消耗了1.8×106 J的电能，则它的电功率为______kW。
必备知识 电功率
2
电流做功快慢(或用电器消耗电能快慢)
UI
I2R
Pt
电功
1 kW
0.25
[串、并联电路中，P＝P1＋P2]
3．额定功率
额定功率(P额) 实际功率(P实)
区别 定义 用电器在额定电压下工作时的功率 用电器在实际电压下工作时的功率
是否变化 是确定的、唯一的，不随实际工作电压的改变而改变 是不确定的，随两端所加电压的改变而改变
额定功率(P额) 实际功率(P实)
联系 ①当U实＝U额时，P实____P额，用电器____正常工作； ②当U实＜U额时，P实____P额，用电器______正常工作； ③当U实＞U额时，P实____P额，用电器不能正常工作，有可能会烧坏用电器 [在用电器电阻不变的情况下，可得R＝ ，故P实 ＝ ]
＝
能
＜
不能
＞
4．电功率的测量：可以利用________和秒表来测量用电器的电功率。
电能表
对点练习3　下列关于电功、电功率的说法中正确的是(　　)
A．通过用电器的电流做功越多，则用电器电功率就越大
B．用电器消耗的电功率越小，则电流做的功就越少
C．千瓦和千瓦时都是电功率的单位
D．用电器消耗的功率越大，则电流做功越快
对点练习4　一个规格为“220 V　800 W”的电炉，正常工作时的电阻是_______Ω。某次用电高峰期时的电压降低到200 V，电阻丝的电阻不变，这时电炉的实际功率是_________W(结果保留两位小数)。
D
60.5
661.16
对点练习5　连接如图所示的电路，闭合开关后，调节滑动变阻器滑片，观察到白炽灯泡L1比L2亮，说明L1的实际功率比L2大。关于该实验，下列说法中正确的是(　　)
A．可以验证电功与电压大小的关系
B．L1对应的电压表示数比L2的小
C．通过L1的电流比L2的大
D．L1、L2的规格是相同的
A
1．实验目的：测量小灯泡在额定电压下和不在额定电压下的电功率，并加以比较。
多次实验的目的：__________________________________________。
必备知识 测量小灯泡的电功率
3
寻找实际电功率与灯泡亮度或实际电压的关系
2．实验原理：__________。
【易错易混】 错将该实验当作测量型实验。可把实验分类、该实验与测量小灯泡电阻的实验异同点进行归纳。
P＝UI
小平家5月份的电费为50元，当地电价为0．5元/kW·h，5月末他家的电能表示数如图所示，5月初电能表的示数应为__________kW·h。电能表上的参数“20 A”的物理意义是：_______________________________。他单独使用电炖锅正常工作3 min，电能表转盘转过160转，则电炖锅的额定功率为_______W，此电炖锅的电阻是________Ω。
核心考点 电能表
1
1 923.6
该电能表的额定最大电流是20 A
1 600
30.25
如图所示是某型号手机电池的铭牌，该手机正常通话时平均电流为100 mA，待机时平均电流为10 mA。下列说法错误的是(　　)
A．该手机电池的容量也可以标记为1 700 mA·h
B．该手机电池理论上只能维持连续正常通话15 h
C．该手机电池理论上可让手机待机一周
D．电池的电极设计为向里凹陷，可以
防止电池与硬币等金属物体接触引起
短路
核心考点 电容量
2
B
小华等几个同学在实验室中看到有两只外形相同的灯泡，铭牌如图所示。下面列出了他们在讨论中的几种说法，其中错误的是(　　)
A．两灯都正常发光时，通过它们的电流相等
B．两灯串联在电压合适的电源两端时，只有一盏灯能正常发光
C．两灯并联在6 V的电源两端时，“6 V　6 W”灯消耗的功率比较大
D．两灯串联在9 V的电源两端时，“12 V　12 W”灯消耗的功率比较大
核心考点 额定功率和实际功率
3
B
额定电压12V，
额定电流1A
额定电压6V，
额定电流1A
两灯串联在18V的电源上时，都能正常发光
如图所示电路中，电源电压恒定，灯L1、L2分别标有“6 V　6 W”和“6 V　12 W”字样，当开关S闭合时，灯L1正常发光；当开关S断开时，两盏灯的总电功率是(不考虑灯泡电阻受温度的影响)(　　)
A．4 W
B．18 W
C．9 W
D．12 W
A
某只小灯泡上标有“6 V　6 W”字样，其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示，那么小灯泡两端的电压为1 V时，小灯泡的电功率为______W。当另一个5 Ω的定值电阻与该灯泡串联接在电源电压为5 V的电路中时，电路的总功率为___W。
0.4
3
1．(1)电功的计算公式：①W＝Pt；②W＝UIt；③W＝ ；④W＝I2Rt。
(2)电功率的计算公式：①P＝ ；②P＝UI；③P＝ ；④P＝I2R。
【注意】①和②适用于所有电路，③和④只适用于纯电阻电路。
2．(1)同一电路不同电阻：串联时P1∶P2＝W1∶W2＝U1∶U2＝__________；并联时P1∶P2＝W1∶W2＝I1∶I2＝__________。
(2)同一电阻不同电路：P∶P′＝U2∶U′2＝I2∶I′2。
核心考点 电功和电功率的应用
4
R1∶R2
R2∶R1
如图所示是巨磁电阻(GMR)的特性原理示意图，巨磁电阻的阻值随所在磁场强度的增强而减小，若闭合开关S1、S2，并使滑片P向右滑动，下列说法正确的是(　　)
A．电压表示数变小
B．指示灯亮度变暗
C．电流表示数变大
D．巨磁电阻(GMR)阻值变小
B
如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器的滑片由中点向右移动的过程中，下列判断正确的是(　　)
A．小灯泡亮度变暗 　
B．电压表示数变大
C．电流表示数不变 　
D．电路总功率变小
D
如图所示是电吹风工作原理的电路图及铭牌信息，当电吹风正常工作且吹热风时，两条支路电流之比为(　　)
A．IR∶IM＝9∶1
B．IR∶IM＝1∶9
C．IR∶IM＝8∶1
D．IR∶IM＝1∶8
额定电压 220 V
工作频率 50 Hz
热风挡电功率 900 W
冷风挡电功率 100 W
C
如图所示电路中，电源电压恒为6 V，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程0～3 V，滑动变阻器R的规格为“20 Ω　1 A”，小灯泡L标有“2．5 V　1．25 W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。在保证电路安全的情况下，灯泡两端电压不超过其额定电压。移动滑动变阻器的滑片，下列说法中错误的是(　　)
A．小灯泡正常发光时电阻为5 Ω
B．滑动变阻器滑片P向左移动，小灯泡变亮
C．电路中通过的最小电流为0.24 A
D．整个电路的最大电功率为3.6 W
D
某品牌浴室多功能取暖器具有灯暖和风暖两种功能，其简化电路如图所示，部分参数如表所示。当取暖器正常工作时，求：
额定电压 220 V
灯暖 额定电流 2.5 A
风暖 吹风电机额定电流 0.15 A
加热电阻 22 Ω
(1)灯暖灯丝的电阻；
解：灯暖灯丝的电阻：R＝ ＝88 Ω；
(2)灯暖功能10 min消耗的电能；
解：灯暖功能10 min消耗的电能：W＝UIt＝220 V×2.5 A×10×60 s＝3.3×105 J；
额定电压 220 V
灯暖 额定电流 2.5 A
风暖 吹风电机额定电流 0.15 A
加热电阻 22 Ω
(3)仅使用风暖功能时电路中的电流。
解：仅使用风暖功能时电路中吹风电机与加热电阻并联，通过加热电阻的电流：I1＝ ＝10 A，
则仅使用风暖功能时电路中的电流：I′＝I1＋I2＝10 A＋0.15 A＝10.15 A。
额定电压 220 V
灯暖 额定电流 2.5 A
风暖 吹风电机额定电流 0.15 A
加热电阻 22 Ω
音乐喷泉是集光机电技术于一体的装置，让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上，通过电脑控制三种色灯功率的比例就能让水柱变换颜色，呈现美轮美奂的视觉效果。图甲是某段时间内红、绿两色灯功率随时间变化的图象。
(1)第28 s红灯两端的电压为100 V，求此时通过红灯的电流；
解：第28 s红灯两端的电压为100 V，由图甲可知，此时红灯的功率P红＝200 W，
由P＝UI可得，此时通过红灯的电流：I红＝ ＝2 A；
(2)请计算0～30 s内红灯和绿灯消耗的总电能；
解：由图甲可知，红灯和绿灯在0～20 s内的总功率P1＝200 W，在20～25 s内总功率为P2＝0 W，在25～30 s内总功率P3＝200 W＋200 W＝400 W，
所以0～30 s内红灯和绿灯消耗的总电能：W＝W1＋W2＋W3＝P1t1＋P2t2＋P3t3＝200 W×20 s＋0 W×5 s＋400 W×5 s＝6 000 J；
(3)图乙是控制喷泉水柱工作的模拟电路。AB两端输入如图丙所示的周期性变化的电压UAB，定值电阻R＝2 Ω，D为特殊电子元件。当UAB＜6 V时，D两端的电压UD＝UAB；当UAB≥6 V时，UD恒为6 V不变。当通过R的电流满足I≥2 A时，电路启动喷水，此时UAB至少为多少伏？该电路工作10 min，其中喷水时间有多少秒？
解：根据题意可知：当UAB＜6 V时，D两端的电压UD等于输入电压，当UAB≥6 V时，UD保持6 V不变；
当通过R的电流满足I≥2 A时，电路启动喷水，由I＝ 可得，喷水时R两端的电压至少为：UR＝IR＝2 A×2 Ω＝4 V，
这个电压为能否喷水的临界电压，所以UAB对应的电压：UAB＝UD＋UR＝6 V＋4 V＝10 V；
由图丙可知，0～3 s内AB两端的电压均匀增加，3 s时达到15 V，则2 s时对应的电压为10 V，即在一个周期的2～4 s内，UAB≥10 V，则一个周期内(周期为6 s)有三分之一的时间在喷水(一个周期内喷水时间为2 s)，10 min＝600 s，相当于100个周期，则有2 s×100＝200 s时间在喷水。
小浩和小组同学进行“测量小灯泡电功率”的实验，电源电压恒为6 V，小灯泡上标有“3.8 V”字样。
实验 测量小灯泡的电功率
(1)如图甲所示是小浩连接的实验电路，连好后他发现图中有一根导线连接错误，请你在这根导线上打“×”，并在图中改正。
(2)电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则可能的故障是__________。
灯泡短路
(3)排除故障后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移动到某一位置时，电压表的示数为3 V；要测出小灯泡的额定功率，滑动变阻器的滑片应向____(选填“左”或“右”)端移动。当电压表的示数为3.8 V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。
左
1.14
(4)实验中可供选择的滑动变阻器有R1“5 Ω　1 A”和R2“20 Ω　1 A”，则本实验选择的滑动变阻器为_____(选填“R1”或“R2”)。
(5)为了减小误差，同组的小倩算出了小灯泡的平均功率作为小灯泡的额定功率，你认为这样处理数据是________(选填“合理”或“不合理”)的。
(6)同组的小丰想用上面的实验器材探究“电流与电压的关系”，小浩肯定地说“不可以”，小浩给出正确的解释是_____________________________
____________。
R2
不合理
灯泡的电阻不是定值，会随温度
升高而增大
要控制电阻一定
(7)测出小灯泡的额定功率后，小浩接着移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为0.32 A时，电压表的示数可能是____(选填字母代号)。
A．3.9 V　　　 B．4.0 V　　　 C．4.1 V
(8)在电压表0～15 V的量程损坏的情况下，只能换用0～3 V的量程，机智的小浩将电压表______________________，也测出小灯泡的额定功率，实验过程中，当电压表的示数为_____V时，小灯泡正常发光。
C
并联在滑动变阻器两端
2.2
本课时内容结束
请完成《练测本》对应内容
第十五讲　电功率
第2课时　焦耳定律的理解
及应用
2024《中考导学案》
武汉 ——物理
目
录
1
回归教材 掌握必备知识
2
对照课标 突破核心考点
3
实验探究 一题三阶通关
当电流通过导体时，电能转化成______的现象，叫做电流的________。各种用电器里都有导体，所以只要用电器通电，就会发热。电热可供利用，但有时也有危害。
必备知识 电流的热效应 电热的利用和防止
1
内能
热效应
电热水壶 电熨斗 电饭锅 电暖气
对点练习1　下列用电器中，主要利用电流的热效应工作的是(　　)
A．笔记本电脑
B．空气净化器
C．电热壶
D．洗衣机
C
电能主要转化为内能
电流通过导体产生热量的多少跟电流的______成正比，跟导体的______成正比，跟__________成正比。
必备知识 探究电热与哪些因素有关
2
平方
电阻
通电时间
对点练习2　如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器内密封着等量的空气，下列有关说法正确的是(　　)
A．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
B．通电一段时间后，图甲中左侧导体产生的热量是右侧导体产生热量的一半
C．图乙可以用于探究电流通过导体时产生的热量的多少与电阻大小的关系
D．图乙中通电一段时间后，
U形管中左侧液面的高度差比右侧的小
B
焦耳定律用公式____________表示。对于纯电阻电路，消耗的电能______电热，非纯电阻电路，消耗的电能______电热。(后两空均选填“大于”“小于”或“等于”)
必备知识 焦耳定律
3
Q＝I2Rt
等于
大于
　　【注意】 非纯电阻电路电流做功消耗的电能转化为内能和其他形
式的能，此时有W＝Pt＝UIt、Q＝I2Rt，W＞Q，如含电动机的电路。
对点练习3　电炉丝与导线串联接到电路里，通电后电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热，造成上述现象的主要原因是(　　)
A．导线的绝缘外皮隔热
B．导线散热比电阻丝快
C．电炉丝的电阻比导线的电阻大得多
D．通过电炉丝的电流比通过导线的电流大得多
C
对点练习4　一只电烙铁的额定电压是220 V，在额定电压下工作时的电阻是1 210 Ω，它的额定功率是____W，在额定电压下通电10 min产生的热量为___________J。
40
2.4×104
将规格都是“220 V　180 W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是(　　)
A．电冰箱产生的热量最多
B．电脑产生的热量最多
C．电热毯消耗的电能最多
D．三者电流做功一样多
核心考点 电能 电热
1
D
根据W=Pt可知，三种用电器消耗的电能相同，即电流做功一样多
取口香糖锡纸，剪成如图甲所示形状，其中AB和CD段等长。戴好防护手套，将锡纸条(带锡的一面)两端连接电池正、负极，如图乙所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是(　　)
A．通过AB和CD段的电流不相等
B．正常情况下，AB段会先着火
C．AB和CD段的电压相等
D．AB和CD段的电阻相等
核心考点 焦耳定律
2
B
点拨：影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积。AB段横截面积小，电阻大，在电流相同时，易发热。
将电能输送到几百千米之外的用户，在输电线上会有能量的损耗，这主要是由于电流的____效应引起的。某段输电线路的总电阻为0.5 Ω，输送电流为100 A，每输电1 min这段线路便会损耗________J的电能。
热
3×105
饮水机、电饭煲等家用电器都具有保温和加热功能。同学们设计了模拟电路，如图所示。当S1闭合，S2断开时，为保温状态；当S1、S2都闭合时，为加热状态。其中不符合上述要求的是(　　)
核心考点 多挡位问题
3
D
某破壁机的简化电路如图所示，它有加热和保温打浆两个挡位，R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1的阻值为25 Ω，加热功率为
2 000 W。闭合开关S，扇形旋钮开关旋至位置___时，破壁机处于保温打浆状态；R2的阻值为________Ω；电路处于加热状态时，1 min电路产生的热量为__________J。
3
756.25
1.2×105
如图甲所示是某款新型电饭煲，额定电压为220 V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，如图乙所示是其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220 V电路中，在电饭煲工作的30 min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求：
甲
(1)电饭煲运行在高温挡时，电路中的总电流；
解：当开关S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电路的总电阻最小，由P＝
可知，电饭煲的电功率最大，为高温挡，
由图丙可知，此时电路的总功率P＝880 W，
由P＝UI可得，电路中的总电流：I＝ ＝4 A；
(2)R2的阻值；
解：当只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小，为低温挡，
由图丙可知，此时电路的功率P′＝660 W，
则电阻R2的电功率：P2＝P－P′＝880 W－660 W＝220 W，
由P＝ 可得，电阻R2的阻值：R2＝ ＝220 Ω；
(3)0～30 min电饭煲产生的总热量。
解：由图丙可知，0～30 min内电饭煲功率最大时工作的时间和功率较小时的工作时间均为t＝15 min＝900 s，
则0～30 min电饭煲产生的总热量：Q＝W＋W′＝Pt＋P′t＝880 W×900 s＋660 W×900 s＝1.386×106 J。
下表是一台家用电热器的铭牌(有一项内容模糊不清)，电热器内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：
××牌电热器
额定电压 220 V
额定电功率 高温挡
中温挡 880 W
低温挡 440 W
(1)低温挡正常工作时的电流；
解：由P＝UI可得，低温挡正常工作时的电流：I低＝ ＝2 A；
(2)中温挡正常工作10 min产生的热量；
解：中温挡正常工作10 min产生的热量：Q＝W＝P中t＝880 W×600 s＝5.28×105 J；
(3)高温挡正常工作时的电功率。
解：当开关S2闭合、S1接a时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，由P＝
可知，电路的总功率最大，电热水器处于高温挡；当开关S2断开、S1接b时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，电热水器处于低温挡；当开关S2闭合、S1接b时，电路为R1的简单电路，电热水器处于中温挡；中温挡时的功率为880 W，则电阻R1的阻值：R1＝ ＝55 Ω；
当开关S2断开、S1接b时，R1与R2串联，电热水器处于低温挡，
此时电路的总电阻：R＝ ＝110 Ω，
R2的阻值：R2＝R－R1＝110 Ω－55 Ω＝55 Ω；
高温挡时，R1与R2并联，
则高温挡正常工作时的电功率：P高＝P1＋P2＝
＝1 760 W。
某同学用如图所示的实验装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，两个透明容器中密封着等量的空气。
实验 探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关
(1)实验中通过观察____________________的变化来反映电阻产生热量的多少。下列实验中，也运用了这种实验方法的是____(填序号)。
①探究物体的动能跟哪些因素有关 ②探究杠杆的平衡条件
U形管中液面高度差
①
(2)通电后透明容器中电阻丝的内能增大是通过______方式改变的。
(3)观察图甲中的左右两管，在通电时间相等时，发现右管液面上升得更高，表明电流通过导体产生的热量多少与______有关。
做功
电阻
串联电流相同，通电时间相同，电阻不同
(4)想探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，R2的阻值大小应为___Ω；若图乙中的R2＝10 Ω，则______(选填“能”或“不能”)探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。
5
不能
(5)图乙中R2与R3并联，目的是使通过R1与R2的______不同。右边透明容器外的电阻R3____(选填“能”或“不能”)选用阻值为3 Ω的电阻丝。
(6)能用图乙中的实验结论解释的现象是____(填序号)。
①电炉丝通过导线连接到电路里，电炉丝热得发红而导线几乎不发热
②电源短路时容易烧坏电源
③家庭电路导线连接处比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾
电流
能
②
(7)某小组在利用图乙装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好，请你分析实验现象不同的原因：_____________。
电阻R3断路
本课时内容结束