第6章 电功率 章末小结
1．教科版9上P103图6－2－7
【命题点】额定电压和额定功率
【示例】电灯泡标有“220 V 40 W”，其中“40 W”表示的是灯泡正常情况下通电1秒，消耗的电能是 J。照这样计算，这个灯泡正常情况下通电 小时，消耗的电能是1 kW·h。
2．教科版9上P107图6－3－3
【命题点】他就电流产生的热量与什么因素有关
【示例】在“探究电流产生的热量与电阻关系”的实验时，部分实验装置如图所示，实验中通过观察两个U形管中 来判断电流产生的热量的多少，此实验装置可探究的是电流产生的热量与 的关系。
考点? 电功及其测量
1．（湖南湘潭中考）如图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．此时电能表的示数为61 985 kW·h
C．这个电能表通过的电流一定为10 A
D．这个电能表应该在220 V的电路中使用
2．（黑龙江齐齐哈尔中考）小夏一家假期外出旅游，家中只有一个网络摄像头和一个路由器在工作，其实际功率分别为5 W和15 W。出发和回家时，电能表示数如图所示，这段时间内小夏家消耗电能 kW·h，小夏一家外出 h。（电路其他元件损耗电能不计）
考点? 电功率及其计算
3．（四川巴中中考）如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，电压表V1、V2示数之比为2∶3。下列说法正确的是( )
A．通过R1、R2的电流之比I1∶I2＝1∶2
B．R1、R2两端的电压之比U1∶U2＝2∶1
C．相同时间R1、R2消耗电功之比W1∶W2＝1∶2
D．R1、R2的电功率之比P1∶P2＝2∶1
4．（山东济宁中考）如图是灯泡L的IU图像。结合图像分析，下列选项正确的是( )
A．通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比
B．当通过灯泡L的电流为0.3 A时，其实际功率为0.72 W
C．将两个完全相同的灯泡L串联在2.4 V的电源两端，电路的总功率为0.24 W
D．将灯泡L和18 Ω的定值电阻并联在3.6 V的电源两端，电路的总电阻为6 Ω
5．（辽宁中考）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，5月初电能表的示数应为 kW·h。他家可以同时使用用电器的总功率不能超过 W。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。
6．（山东淄博中考）如图所示电路，灯L标有“3 V 0.9 W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）。当开关S1断开，S2、S3闭合时，电流表的示数为0.6 A，灯L正常发光，灯L的电阻为 Ω，电压表的示数为 V；当开关S2、S3断开，S1闭合时，灯L与电阻R的连接方式为 ，电流表的示数为 A。
考点? 测量小灯泡的电功率
7．（江苏无锡江阴市模拟）下列各组仪器中，可以用来测量电功率的是( )
①电能表和电压表
②电能表和电流表
③电能表和停表
④电压表和电流表
A.①② B．③④ C．①④ D．②③④
8．（上海中考）小海同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压为2 V的整数倍）、滑动变阻器两个分别标有A“10 Ω 2 A”、B“20 Ω 2 A”字样、待测小灯泡（标有“2.5 V”字样）、电流表、电压表、开关及导线若干。他选取一个变阻器进行实验，将电流表串联在电路中，将电压表并联在电路中。移动滑片，又进行实验，记录数据如下表，并用其中一组数据成功计算出小灯泡的额定电功率。
物理量 实验序号 电压U/V 电流I/A U/I/
1 3.0 0.18
2 2.5 0.26
3 5
(1)测定小灯泡电功率的实验原理是 。
(2)请通过以上信息判断小海同学所选滑动变阻器为 。
(3)请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P额。（需写出主要推理和计算过程）
考点? 探究影响电流热效应的因素
9．（河北邢台期中）“探究电流产生的热量与什么因素有关”的实验装置如图所示，两个透明容器中分别接入了电阻丝R1和R2，且密封着等量的空气。将导线a和b接入电路进行实验，下列说法错误的是( )
A．该装置是用来研究电流通过导体时产生热量跟电流大小关系的
B．该实验利用了U形管内液体的热胀冷缩判断导体发热多少
C．两容器中的电阻R1和R2的阻值应相等
D．通电一段时间后，左边U形管液面的高度差较大
考点? 焦耳定律及其应用
10．（四川广元中考）“扬帆”学习小组对小灯泡L和定值电阻R的阻值进行测量后，根据实验数据作出的UI图像如图所示。若将L和R串联在8 V的电源两端，L与R的电阻之比为 ；若将L和R并联在2 V的电源两端，在1min内，L与R产生的热量之比为 。
11．（辽宁中考）中医药是中华优秀传统文化的重要组成部分。如图所示为一款电热中药壶的简化电路图，它有急火和文火两种工作状态，由温控开关S1自动控制，文火时的电功率为220 W。R1和R2均为发热电阻，且R2的阻值为123.2 Ω。c中药取4.0×103 J/(kg· ℃)，求：
(1)中药壶在文火状态下的电流；
(2)将3 kg中药从20 ℃加热至100 ℃，中药吸收的热量；
(3)若不计热量损失，用急火完成(2)中的加热过程所用的时间。
12．（辽宁朝阳中考）小红想测量标有“2.5 V”字样小灯泡的电功率，从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干，进行了如下实验。
(1)用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。
(2)检查无误后，闭合开关，发现电流表无示数，小灯泡不亮，电压表示数接近电源电压。造成这一故障的原因可能是小灯泡 。
(3)排除电路故障后，闭合开关，移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值，并绘制了小灯泡的IU图像，如图丙所示。
(4)小红认为，利用图甲的装置也可以探究电流与电压的关系。小明认为小红的观点不合理，理由是 。
(5)小红还想测出另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻，在保证电路安全的前提下，设计了如图丁所示的电路（电源电压恒定大于U额且未知，滑动变阻器R最大阻值未知，定值电阻阻值为R0），请将实验步骤补充完整：
①闭合S、S2，断开S1，移动滑片P，使电压表示数为 ；
②闭合S、S1，断开S2，保持滑片P位置不变，读出电压表的示数为U1；
③闭合S、S1，断开S2， ，读出电压表的示数为U2；
④小灯泡正常发光时的电阻RL＝ （用U1、U2、U额、R0表示）。
13．（河北中考）如图所示，电源电压不变，R1、R2均为定值电阻，R1＝20 Ω、R2＝10 Ω，R为滑动变阻器，电压表V1的测量范围为0～15 V，V2的测量范围为0～3 V。闭合开关，滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时，电压表V1的示数为14 V，V2的示数为2 V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片，两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时，电路中的电流；
(2)求电源电压；
(3)用最大阻值为50 Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1，不改变其他元件的连接。闭合开关，使电路总功率保持最大，在保证电路安全的情况下，调节R和R0接入电路的阻值，其中R仅可以在替换前的范围内变化，求R0接入电路的阻值范围。第6章 电功率 章末小结
1．教科版9上P103图6－2－7
【命题点】额定电压和额定功率
【示例】电灯泡标有“220 V 40 W”，其中“40 W”表示的是灯泡正常情况下通电1秒，消耗的电能是40J。照这样计算，这个灯泡正常情况下通电25小时，消耗的电能是1 kW·h。
2．教科版9上P107图6－3－3
【命题点】他就电流产生的热量与什么因素有关
【示例】在“探究电流产生的热量与电阻关系”的实验时，部分实验装置如图所示，实验中通过观察两个U形管中液面高度变化来判断电流产生的热量的多少，此实验装置可探究的是电流产生的热量与电阻的关系。
考点? 电功及其测量
1．（湖南湘潭中考）如图是电能表表盘示意图，下列说法正确的是(D)
A．电能表是用来测电功率的仪器
B．此时电能表的示数为61 985 kW·h
C．这个电能表通过的电流一定为10 A
D．这个电能表应该在220 V的电路中使用
2．（黑龙江齐齐哈尔中考）小夏一家假期外出旅游，家中只有一个网络摄像头和一个路由器在工作，其实际功率分别为5 W和15 W。出发和回家时，电能表示数如图所示，这段时间内小夏家消耗电能4.8kW·h，小夏一家外出240h。（电路其他元件损耗电能不计）
这段时间内小夏家消耗电能2 023.6 kW·h－2 018.8 kW·h＝4.8 kW·h；根据P＝得，小夏一家外出的时间t＝＝＝240 h。
考点? 电功率及其计算
3．（四川巴中中考）如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，电压表V1、V2示数之比为2∶3。下列说法正确的是(C)
A．通过R1、R2的电流之比I1∶I2＝1∶2
B．R1、R2两端的电压之比U1∶U2＝2∶1
C．相同时间R1、R2消耗电功之比W1∶W2＝1∶2
D．R1、R2的电功率之比P1∶P2＝2∶1
4．（山东济宁中考）如图是灯泡L的IU图像。结合图像分析，下列选项正确的是(D)
A．通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比
B．当通过灯泡L的电流为0.3 A时，其实际功率为0.72 W
C．将两个完全相同的灯泡L串联在2.4 V的电源两端，电路的总功率为0.24 W
D．将灯泡L和18 Ω的定值电阻并联在3.6 V的电源两端，电路的总电阻为6 Ω
5．（辽宁中考）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，5月初电能表的示数应为1 923.6kW·h。他家可以同时使用用电器的总功率不能超过4 400W。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1 600W。
由题意可得，他家五月份消耗的电能W＝＝100 kW·h，由图知五月末电能表的示数为2 023.6 kW·h，则月初电能表的示数2 023.6 kW·h－100 kW·h＝1 923.6 kW·h；他家同时使用的用电器总功率不能超过P最大＝UI最大＝220 V×20 A＝4 400 W；“2 000 r/(kW·h)”可知，电路中用电器每消耗1 kW·h电能，电能表转盘转2 000 r，转盘转160 r，电炖锅消耗的电能W＝ kW·h＝0.08 kW·h，t＝3 min＝0.05 h，电炖锅正常工作的电功率，即额定功率P＝＝＝1.6 kW＝1 600 W。
6．（山东淄博中考）如图所示电路，灯L标有“3 V 0.9 W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）。当开关S1断开，S2、S3闭合时，电流表的示数为0.6 A，灯L正常发光，灯L的电阻为10 Ω，电压表的示数为3V；当开关S2、S3断开，S1闭合时，灯L与电阻R的连接方式为串联，电流表的示数为0.2A。
已知灯L标有“3 V 0.9 W”字样，根据P＝可知，灯L的电阻为RL＝＝＝10 Ω；当开关S1断开，S2、S3闭合时，定值电阻R与灯泡并联，电流表测通过R的电流，电压表测电源电压，此时灯L正常工作，因此灯L两端电压为3 V，根据并联电路电压的特点可知，电源电压等于定值电阻R两端电压等于灯L两端电压，为3 V，因此电压表的示数为3 V，此时电流表的示数为0.6 A，则定值电阻R的阻值为R＝＝＝5 Ω；当开关S2、S3断开，S1闭合时，电路中只有一条电流路径，因此灯L与电阻R串联，电流表测电路电流，电压表测定值电阻R两端电压。根据串联电路电阻的特点可知，此时电路的总电阻为R总＝R＋RL＝5 Ω＋10 Ω＝15 Ω，此时电路的电流为I串＝＝＝0.2 A，因此电流表的示数为0.2 A。
考点? 测量小灯泡的电功率
7．（江苏无锡江阴市模拟）下列各组仪器中，可以用来测量电功率的是(B)
①电能表和电压表
②电能表和电流表
③电能表和停表
④电压表和电流表
A.①② B．③④ C．①④ D．②③④
8．（上海中考）小海同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压为2 V的整数倍）、滑动变阻器两个分别标有A“10 Ω 2 A”、B“20 Ω 2 A”字样、待测小灯泡（标有“2.5 V”字样）、电流表、电压表、开关及导线若干。他选取一个变阻器进行实验，将电流表串联在电路中，将电压表并联在电路中。移动滑片，又进行实验，记录数据如下表，并用其中一组数据成功计算出小灯泡的额定电功率。
物理量 实验序号 电压U/V 电流I/A U/I/
1 3.0 0.18
2 2.5 0.26
3 5
(1)测定小灯泡电功率的实验原理是P＝UI。
(2)请通过以上信息判断小海同学所选滑动变阻器为B。
(3)请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P额。（需写出主要推理和计算过程）
当小灯泡两端的电压为额定电压2.5 V时，对应的电流为0.3 A，所以小灯泡的额定功率为：P额＝U额I＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W
考点? 探究影响电流热效应的因素
9．（河北邢台期中）“探究电流产生的热量与什么因素有关”的实验装置如图所示，两个透明容器中分别接入了电阻丝R1和R2，且密封着等量的空气。将导线a和b接入电路进行实验，下列说法错误的是(B)
A．该装置是用来研究电流通过导体时产生热量跟电流大小关系的
B．该实验利用了U形管内液体的热胀冷缩判断导体发热多少
C．两容器中的电阻R1和R2的阻值应相等
D．通电一段时间后，左边U形管液面的高度差较大
考点? 焦耳定律及其应用
10．（四川广元中考）“扬帆”学习小组对小灯泡L和定值电阻R的阻值进行测量后，根据实验数据作出的UI图像如图所示。若将L和R串联在8 V的电源两端，L与R的电阻之比为1∶1；若将L和R并联在2 V的电源两端，在1min内，L与R产生的热量之比为3∶2。
11．（辽宁中考）中医药是中华优秀传统文化的重要组成部分。如图所示为一款电热中药壶的简化电路图，它有急火和文火两种工作状态，由温控开关S1自动控制，文火时的电功率为220 W。R1和R2均为发热电阻，且R2的阻值为123.2 Ω。c中药取4.0×103 J/(kg· ℃)，求：
(1)中药壶在文火状态下的电流；
(2)将3 kg中药从20 ℃加热至100 ℃，中药吸收的热量；
(3)若不计热量损失，用急火完成(2)中的加热过程所用的时间。
(1)由P＝UI可得，中药壶在文火状态下的电流
I文火＝＝＝1 A；
(2)中药吸收的热量
Q吸＝c中药mΔt＝4.0×103 J/(kg·℃)×3 kg×(100 ℃－20 ℃)＝9.6×105 J；
(3)当S1接b时，R1与R2串联在电路中，电路的总电阻最大，由P＝可知，中药壶消耗的电功率最小，为文火状态，
由P＝可得，总电阻R总＝＝＝220 Ω，
则R1的阻值R1＝R总－R2＝220 Ω－123.2 Ω＝96.8 Ω；
当S1接a时，只有R1在电路中，电路的电阻最小，由P＝可知，中药壶消耗的电功率最大，为急火状态，此时功率
P急火＝＝＝500 W，
不计热量损失，W＝Q吸＝9.6×105 J，
由P＝可得，加热过程所用的时间
t＝＝＝1 920 s。
答：(1)中药壶在文火状态下的电流为1 A。
(2)中药吸收的热量9.6×105 J。
(3)加热过程所用时间为1 920 s。
12．（辽宁朝阳中考）小红想测量标有“2.5 V”字样小灯泡的电功率，从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干，进行了如下实验。
(1)用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。
见解析图
(2)检查无误后，闭合开关，发现电流表无示数，小灯泡不亮，电压表示数接近电源电压。造成这一故障的原因可能是小灯泡断路。
(3)排除电路故障后，闭合开关，移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为0.75W；接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值，并绘制了小灯泡的IU图像，如图丙所示。
(4)小红认为，利用图甲的装置也可以探究电流与电压的关系。小明认为小红的观点不合理，理由是灯丝电阻随温度的变化而变化。
(5)小红还想测出另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻，在保证电路安全的前提下，设计了如图丁所示的电路（电源电压恒定大于U额且未知，滑动变阻器R最大阻值未知，定值电阻阻值为R0），请将实验步骤补充完整：
①闭合S、S2，断开S1，移动滑片P，使电压表示数为U额；
②闭合S、S1，断开S2，保持滑片P位置不变，读出电压表的示数为U1；
③闭合S、S1，断开S2，滑片移动到最左端，读出电压表的示数为U2；
④小灯泡正常发光时的电阻RL＝（用U1、U2、U额、R0表示）。
(1)测量标有“2.5 V”字样小灯泡的电功率时，电压表与小灯泡并联接入电路中，如下图所示：
(2)电流表无示数，灯泡不亮，说明电路是断路，电压表示数接近电源电压，说明与电压表并联部分以外的电路是通路，故造成这一现象的原因可能是小灯泡断路；(3)图中电流表选用小测量范围，分度值为0.02 A，示数为0.3 A，则小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W；(4)探究电流与电压的关系时，需要控制与电压表并联的电阻的阻值不变，根据图丙可知，小灯泡灯丝的电阻是变化的，所以不能完成实验探究；(5)①闭合S、S2，断开S1，移动滑片P，使电压表示数为U额，此时灯泡正常发光；②闭合S、S1，断开S2，保持滑片P位置不变，读出电压表的示数为U1，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流I＝；③闭合S、S1，断开S2，滑片移动到最左端，此时电压表测量的是电源电压，读出电压表的示数为U2，则电源电压为U2；④②中滑动变阻器两端的电压U滑＝U2－U1，则滑动变阻器接入电路中的阻值R滑＝＝＝R0；①中滑动变阻器两端的电压U滑′＝U2－U额，此时电路中的电流I′＝，则小灯泡正常发光时的电阻RL＝＝＝。
13．（河北中考）如图所示，电源电压不变，R1、R2均为定值电阻，R1＝20 Ω、R2＝10 Ω，R为滑动变阻器，电压表V1的测量范围为0～15 V，V2的测量范围为0～3 V。闭合开关，滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时，电压表V1的示数为14 V，V2的示数为2 V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片，两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时，电路中的电流；
(2)求电源电压；
(3)用最大阻值为50 Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1，不改变其他元件的连接。闭合开关，使电路总功率保持最大，在保证电路安全的情况下，调节R和R0接入电路的阻值，其中R仅可以在替换前的范围内变化，求R0接入电路的阻值范围。
(1)当滑片置于A时，变阻器R、R1和R2串联，V2测量R2两端的电压，根据串联电路规律可知，电路中的电流等于通过R2的电流，为I2＝＝＝0.2 A
(2)R1两端的电压为U1＝I2R1＝0.2 A×20 Ω＝4 V
V1测量变阻器R和R2两端的总电压，则电源电压为U＝U1＋UR2＋R＝4 V＋14 V＝18 V
(3)根据I＝可知，当R阻值越小时，电路中电流
越大，R2两端电压越大，V2的测量范围为0～3 V，则R2两端的最大电压为3 V，电路中的最大电流为I3＝＝＝0.3 A
R1两端的电压为U4＝I3R1＝0.3 A×20 Ω＝6 V
则R两端的电压为U5＝U－U4－U3＝18 V－3 V－6 V＝9 V
则替换前R最小电阻为
R3＝＝＝30 Ω
当R阻值最大时，R和R2两端电压最大，为15 V，则此时R1两端电压为
U6＝U－U7＝18 V－15 V＝3 V
电路中的电流为I4＝＝＝0.15 A
则R2两端的电压为U8＝I4R2＝0.15 A×10 Ω＝1.5 V
则此时R两端电压为U9＝U7－U8＝15 V－1.5 V＝13.5 V
R的最大阻值为R4＝＝＝90 Ω
即R的阻值范围为30～90 Ω，闭合开关，使电路总功率保持最大，根据P＝UI可知，当电流恒为最大值时，电路的总功率保持最大，由上述可知，电流最大时为Imax＝I3＝0.3 A
电路中的总电阻为R总＝＝＝60 Ω
此时R在阻值最小值时，为30 Ω，则R0的最大阻值为R0max＝R总－R3－R2＝60 Ω－30 Ω－10 Ω＝20 Ω
当R阻值最大时，R0两端的阻值最小，R和R2两端电压最大为15 V，则R0两端的电压为UR0max＝U－U7＝18 V－15 V＝3 V
则R0的最小阻值为
R0min＝＝＝10 Ω
综上所述，R0的阻值范围为10～20 Ω
答：(1)滑片置于A时，电路中的电流为0.2 A；(2)电源电压为18 V；(3)R0接入电路的阻值范围为10～20 Ω。
