第十八章 电功率 期末复习考点讲义（含解析） 2024-2025学年人教版物理九年级全一册

第十八章 电功率
单元学习目标
1 结合实例理解电功和电功率。
2 知道用电器的额定功率和实际功率。
思维导图
重难知识讲解
一、电能
1.来源：其他形式的能
2.单位：
国际单位：焦耳，简称焦，符号J
常用单位：千瓦时，俗称“度”，符号kW·h
3.电能表
（1）用途：测量用电器在一段时间内消耗的电能
（2）读数方法：电能表前后两次示数之差就是用电器在这段时间内消耗的电能
二、电功
1.概念：电流所做的功为电功
2.计算公式：
变形公式：
三、电功率
1.物理意义：表示电流做功的快慢，电流做功越快，电功率越大
2.定义：如果用电器在时间t内消耗的电能为W，则所消耗的电能与时间之比，定义为这个用电器的电功率
3.单位：单位瓦(W)、千瓦(kW)、毫瓦(mW)
4.电功率的计算
（1）定义式： (适用于所有电路)
某用电器工作的时间为t，这段时间内消耗的电能为W，则该用电器的电功率可用上述公式计算。
（2）计算式：P=UI( 适用于所有电路)
推导过程：将代入公式中，可得P=UI。
（3）变形公式(仅适用于纯电阻电路)
5.额定功率与实际功率的区别和联系
额定功率 实际功率
区别 概念 用电器在额定电压下工作时的电功率 用电器在实际电压下工作时的电功率
是否变化 是唯一的，不随实际电压的改变而改变 不是唯一的，不同的电压值对应的实际功率不相同
联系 对于特定的用电器， 当时，，则，用电器正常工作； 当>时，>，则>，用电器可能被损坏； 当<时，<，则<，用电器不能正常工作
【例题】
1.我国制造的全球首艘大容量电池混动客滚船，配有1160块大容量电池，电池装船容量达到8.8MW·h（兆瓦时）。当船在充电时，电池是_____（电源／用电器），若这些电能供给某城镇规格为“220V 100W”的路灯照明使用，可供_____盏路灯正常工作2小时。
2.如图所示是家庭电子式电能表的表盘，其示数是______kW·h。表盘上标有“3200 imp/kW·h”，表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3200次。若家庭电路中只有一台电热水器在工作，该电能表的指示灯在4 min内闪烁320次，则该热水器的实际功率是______W。
3.LED灯具有节能、环保等特点，标有“220V 4.4W”字样的LED灯泡，在正常工作时通过的电流是_________A，若它每天正常发光5h，一个月（30天）消耗的电能是_________kW·h。
4.如图甲所示，电源电压恒定不变，的阻值为10Ω，如图乙所示是小灯泡L的电流与电压的关系图象。当只闭合开关时，电压表的示数为2V，电源电压为______________V；当只闭合开关时，电压表示数为，小灯泡L在1min内消耗的电能为______________J.
【实验】测量小灯泡的电功率
一、实验目的
测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。
二、实验原理
三、实验电路图和实物电路
四、实验步骤
（1）根据实验要求设计电路，画出电路图，如图甲所示，按照电路图把实物电路连接好，如图乙所示，在闭合开关之前调节滑动变阻器的滑片，使其连入电路中的电阻最大。
（2）检查电路连接无误后闭合开关s调节。滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，使其示数等于小灯泡的额定电压，观察此时小灯泡的亮度，记下电压表和电流表的示数。
（3）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压高出额定电压的1/5。观察此时小灯泡的亮度，记下电压表和电流表的示数。
（4）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压为额定电压的4/5。观察此时小灯泡的亮度，记下电压表和电流表的示数。
（5）根据测出的三组实验数据，通过计算得到小灯泡在不同亮度下的电功率。
次数 要求 灯泡亮度 电压U/V 电流I/A 电功率P/W
1
2
3
五、图像分析
小灯泡的U-I图像是曲线，原因是灯丝电阳随温度的升高而增大
六、实验结论
不同电压下，小灯泡的功率不同，实际电压越大，小灯泡的功率越大；小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
七、实验注意事项
（1）测量实际电压高于额定电压情况下的电功率时，加在小灯泡两端的电压不能高出额定电压太多，若高出额定电压太多会烧坏小灯泡。
（2）实验中不能多次测量求小灯泡电功率的平均值，因为只有在额定电压下的电功率，才是额定功率。
【例题】
5.如图甲所示的电路，电源电压恒定。闭合开关S，移动滑片P，电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。以下分析正确的是( )
A.电源电压为10 V
B.最大功率为1 W
C.滑片P向左移动过程中，两端电压逐渐变小
D.滑片P向右移动过程中，电压表与电流表的比值变大
6.将规格为“2.5 V 0.3 A”的小灯泡和规格为“3.8 V 0.3 A”的小灯泡串联，接在3 V的电源上，忽略灯丝电阻随温度的变化，下列判断正确的是( )
A.的电阻大于的电阻 B.的亮度比的亮度更小
C.两只灯泡都正常发光 D.两只灯泡实际功率相等
一、电流的热效应
1、概念
电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应
2、实质
日常中所见的电热器，就是利用电流的热效应制成的。从能量的转化角度看，电流通过导体发热的过程就是电流做功的过程，即电能转化为内能的过程
3、电热器的优点
①清洁卫生，没有环境污染；②热效率高，使用方便；③能方便地调节温度
4、注意事项
(1)任何用电器，只要有电阻存在，电流通过时就会有热效应；电流流过超导体不会有热效应。(2)判断用电器是否利用电流的热效应工作，最简单的方法是看用电器的工作目的。
二、焦耳定律
1、内容
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。
2、表达式
（适用于一切电路）
3、推导式
、（适用于纯电阻电路）
4、电功与电热
纯电阻电路：W=Q
非纯电阻电路：W＞Q
电功 电热
区别 电流所做的功 电能转化为内能的部分
联系 在纯电阻电路中电功等于电热；在非纯电阻电路中电功大于电热
7.在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，三个容器中密封着等温度、等质量的空气，电阻的连接情况如图所示，下列说法不正确的是( )
A.通过甲、乙、丙三个容器内电阻的电流的大小关系是
B.通过观察与甲、乙两容器相连的 U 形管中液面高度的变化，可以探究电流产生的热量与电阻的关系
C.通电一段时间后，U 形管中液面高度变化最大的是乙容器
D.相同时间甲、丙两容器内电阻产生的热量之比为1∶4
易错点
1.不能正确判断灯泡的亮度
①灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，灯泡的实际功率越大，灯泡就越亮。
②若不同规格的两个灯泡串联且均能发光，则电阻较大的灯泡较亮；若不同规格的两个灯泡并联且均能发光，则电阻较小的灯泡较亮。
【例】8.将“220V 60W”的灯泡和“220V 40W”的灯泡，串联在220V的电源上，组成闭合电路（设灯丝电阻不变），则下列说法正确的是( )
A.灯泡比灯泡亮
B.灯泡比灯泡亮
C.两灯泡的总功率大于40W
D.两灯泡的实际功率都变为其额定功率的一半
2.不能正确计算电热
只有在纯电阻电路中，电热在数值上才与电功相等，即Q = W，电功的相关计算公式都可以用来计算电热。在非纯电阻电路(如含有电动机的电路)中，用电器消耗的电能中只有部分转化为了内能，计算电热只能用公式Q = I2Rt。
【例】9.一台电动机正常工作时的电压为380V，内部线圈的电阻为2Ω，线圈中通过的电流为10A，这台电动机工作1s产生的热量为( )
A.3800J B.72200J C.200J D.760J
单元核心素养对接中考
1．[2024年甘肃兰州中考真题]如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P从最右端向左移动到中点的过程中，下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器消耗的功率变大 B.电流表A的示数变小
C.电压表V的示数变大 D.电压表V与电流表A的示数之比变大
2．[2024年甘肃兰州中考真题]2024年4月至10月，世界园艺博览会在成都举行。本届世园会的主题为“公园城市美好人居”，秉持“绿色低碳、节约持续、共享包容”的理念。下列说法中不正确的是( )
A.园区内的输电线如果用超导材料制作，可以降低由于输电线发热而引起的电能损耗
B.园区内使用新能源转运车，是因为新能源汽车比燃油车的能量转化效率高
C.园区内使用节水装置，是因为地球上淡水资源有限，我们需要节约用水
D.因为自然界中的能量是守恒的，所以我们不需要节约能源
3．[2024年吉林长春中考真题]的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是( )
A.节能灯 B.电饭煲 C.电视机 D.电烤箱
4．[2024年内蒙古赤峰中考真题]如图电路中，电源电压为6V恒定不变，R为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。定值电阻阻值为，闭合开关后，下列说法正确的是( )
温度 0 5 10 15 20 25 30
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360
A.温度升高时，电流表示数变小
B.温度升高时，电压表示数变小
C.温度降低时，电压表示数与电流表示数的比值不变
D.当温度为30℃时，电路总功率为0.18W
5．[2024年陕西中考真题]中药煎煮方式分为“文火”和“武火”，小明受此启发，用手动开关、温控开关、水量开关、加热电阻和限流电阻（、阻值不随温度变化），设计了煎药壶电路，其中为总开关，电源电压为220V。闭合开关，能实现下表所示的功能，下列关于此电路的分析正确的是( )
温度t/℃ 温控开关 壶内水量V/L 水量开关 的功率P/W 煎煮方式
闭合 闭合 800 武火
断开 闭合 800 武火
断开 断开 100 文火
A.温控开关与水量开关是串联的
B.加热电阻的阻值是
C.若壶内水量小于0.2L，煎药壶工作时无法进行“武火”加热
D.若限流电阻断路，煎药壶工作时只能进行“武火”加热
6．[2024年新疆中考真题]如图所示的电路，电源电压保持不变，甲、乙均为滑动变阻器。开关S闭合后，甲、乙接入电路的电阻分别为、，此时电路的总功率为。若将甲接入电路的阻值增大10Ω，乙接入电路的阻值减小10Ω，电路的总功率仍为；若将甲接入电路的阻值增大6Ω，乙接入电路的阻值减小6Ω，此时，甲的电功率为，乙的电功率为，则( )
A. B. C. D.
答案及解析
1.答案：用电器；
解析：电池充电时，消耗电能，将电能转化为化学能，相当于用电器；
电池容量
路灯正常工作2小时，路灯的总功率
路灯的盏数盏
2.答案：318.6；1500
解析：电能表的示数为318.6kW·h；因为“3200imp/（kW·h）”表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3200次，所以闪烁320次，消耗电能：，该热水器的电功率：。
3.答案：0.02；0.66
解析：正常工作时通过的电流
每天工作5h，30天工作的时间
一个月消耗的电能
4.答案：8；192
解析：只闭合开关时，电路等效为灯与串联，电压表测量灯两端的电压，此时电压表的示数为2V，由图乙可知，此时电路中电流为
0.6A，则电源电压
当只闭合开关时，灯与串联，电压表测量灯两端的电压，电压表示数为4V，由图乙可知，电流为0.8A，小灯泡L在lmin内消耗的电能
5.答案：D
解析：由题图甲可知，闭合开关，定值电阻与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流。由题图乙可知，通过电路的最大电流为0.6 A，此时滑动变阻器R两端的电压为0 V；通过电路的最小电流为0.1 A，此时滑动变阻器R两端的电压为10 V，电源电压U恒定，由串联电路的电流、电压规律和欧姆定律可得，①，②。联立①②，解得，A错误。由可知，通过电路的电流最大时，消耗的电功率最大，则最大功率，B错误。滑片P向左移动过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则电路总电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，故两端的电压逐渐变大，C错误。滑片P向右移动过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变大，由欧姆定律可知，电压表与电流表的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值，所以电压表与电流表的比值变大，D正确。
6.答案：B
解析：根据，可知的电阻小于的电阻，A错误；两灯串联在3 V的电源两端时，通过计算可知电路中的电流小于0.3 A，因此两灯均不能正常发光，C错误；根据可知，的实际功率小于的实际功率，因此的亮度比的亮度更小，B正确，D错误。
7.答案：D
解析：A.装置中，丙中两电阻并联后再与甲、乙两电阻串联，根据并联和串联电路电流的规律，通过甲、乙的电流都大于丙中容器中电阻的电流，且
故A正确，不符合题意；
B.要探究电流产生的热量与电阻的关系，要控制电流和通电时间相同，结合转换法，故应观察甲、乙两容器相连的U形管中液面高度的变化，故B正确，不符合题意；
C.通电一段时间后，通过甲、乙电阻的电流相等，都大于通过丙中容器中的电阻的电流，由焦耳定律可知，甲中电阻丝产生的电热小于乙中电阻丝产生的电热乙，比较甲、丙两图可知，由焦耳定律可知，甲中电阻丝产生的电热大于丙中电阻丝产生的电热，故乙中电阻丝产生热量最大，由转换法，U形管中液面高度变化最大的是乙容器，故C正确，不符合题意；
D.设通过甲电阻丝的电流为I，根据并联电路电压的规律和欧姆定律可知，通过丙中两电阻丝的电流相等，由并联电路电流的规律可知，丙中电阻丝的电流为0.5I，根据可知，在电阻和时间不变的条件下，产生的热量与电流的平方成正比，故甲、丙两容器中电阻产生的热量之比为4:1，故D错误，符合题意。
故选D。
8.答案：B
解析：A B.灯泡的电阻为
灯泡的电阻为
由于串联，电流相同，电阻大的电功率大，灯泡亮，故A错误；故B正确；
C.总电阻为
则总功率为
故C错误；
D.由于电阻不同，电压不同，电压没有变为原来的一半，故两灯泡的实际功率也没有变为其额定功率的一半，故D错误。
故选B。
9.答案：C
解析：由可得，电动机工作1s产生的热量
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
单元核心素养对接中考
1．答案：A
解析：由电路图可知，定值电阻和滑动变阻器并联，电流表测量滑动变阻器的电流，电压表测量电源电压；
AB.将滑动变阻器的滑片P从最右端向左移动到中点的过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，所以通过滑动变阻器的电流变大，即电流表示数变大，由于定值电阻和滑动变阻器并联，所以滑动变阻器两端电压不变，根据可知，滑动变阻器消耗的功率变大，故A正确，B错误；
C.电压表测量电源电压，电源电压不变，则电压表示数不变，故C错误；
D.电压表V与电流表A的示数之比等于滑动变阻器连入电路的阻值，由于滑动变阻器连入电路的电阻变小，所以电压表V与电流表A的示数之比变小，故D错误。
故选A。
2．答案：D
解析：A.根据焦耳定律可知，电流通过导体时会放出热量，所以利用超导材料输电，可以降低由于输电线发热而引起的电能损耗，故A正确，不符合题意；
B.燃油车在燃烧过程中会产生大量的能量损失，而新能源汽车则通过高效的能量转换和回收系统，将能源利用率提高到更高的水平，故B正确，不符合题意；
C.地球上水的储量虽然很多，但是淡水资源非常紧张，因此我们需要节约用水，故C正确，不符合题意；
D.自然界中的能量虽然是守恒的，但是能量在转化过程中，一部分能量不能再次利用，所以我们仍然需要节约能源，故D错误，符合题意。
故选D。
3．答案：A
解析：节能灯、电饭煲、电视机和电烤箱四个用电器中，节能灯的电功率最小，根据可知，的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是节能灯，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
4．答案：C
解析：AB.温度升高，由表数据可知，电阻R变小，电流变大，定值电阻电压变大，故AB错误；
C.电压表是测量定值电阻电压，电流表测量定值电阻电流，根据欧姆定律，两表示数的比值等于定值电阻的阻值，所以比值不变，故C正确；
D.当温度为30℃时，电阻，故电路总功率
故D错误。
5．答案：D
解析：A.根据表中数据可知，温控开关和水量开关互不影响，故温控开关与水量开关是并联的，故A错误；
B.当限流电阻与加热电阻串联时，由分压原理可知，加热电阻的电压小，根据可知加热电阻的功率小，当限流电阻短路（闭合与其并联的）时，电路为加热电阻的简单电路，加热电阻的电压为电源电压，根据可知其功率大，故加热电阻的阻值
故B错误；
C.若壶内水量小于0.2L，但温度小于60℃，温控开关闭合，限流电阻短路，则电路为的简单电路，煎药壶工作时可进行“武火”加热，故C错误；
D.若限流电阻断路，闭合（或）则电路连通，电路为的简单电路，煎药壶工作时只能进行“武火”加热，故D正确。
6．答案：D 暂无解析