2021年浙江省中考科学复习课件第25讲　电功和电功率（课件 50张PPT)

第25讲　电功和电功率
思维导图
考点扫描
1．电流所做的功叫电功。电功的实质：电流做功的过程就是 转化为 的过程，电流做了多少功就有多少 转化为其他形式的能。
2．公式：W＝ ，单位为 (简称焦，符号为J)、千瓦时(kW·h)。
1 kW·h＝ J。
考点一　电功(九上教材P109)
电能
其他形式能
电能
UIt
焦耳
3.6×106
3．对于纯电阻性用电器，电功还可用公式
计算。
4．影响电功大小的因素有电压、 和通电
。
5．测量电功的仪表是 (电度表或千瓦时计)，计数器上前后两次读数之差就是这段时间内消耗的千瓦时数。
W＝I2Rt
电流
时间
电能表
1．(2020，邵阳)甲、乙二个普通白炽灯泡铭牌上分别标着“220V 40W”、“110V 40W”字样，正常发光相同时间，它们消耗的电能( )
A．甲灯的多
B．乙灯的多
C．一样多
D．不能确定
C
1．概念：电流在单位时间内所做的功叫 ，是用来表示 的物理量。
2．单位：瓦特(简称瓦，符号为W)，千瓦(kW)。1 kW＝1000 W。
3．电功率的计算公式：P＝ 、P＝ ，对于纯电阻性用电器，电功率还可用公式P＝ 、P＝ 计算。
考点二　电功率(九上教材P111)
电功率
电流做功快慢
W/t
UI
I2R
U2/R
4．额定功率
(1)用电器在 下工作时所消耗的电功率。
(2)用电器只有在额定电压下工作时，实际功率才等于额定功率。灯泡的亮度取决于灯的 电功率。
5．识别用电器的额定功率以灯泡为例：PZ220 V　40 W，PZ表示普通照明灯泡，220 V表示额定电压为220 V，40 W表示该灯泡的额定功率为40 W。
额定电压
实际
2．(2020，大连)如图所示的电路，电源电压保持不变。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从a端向b端移动的过程中，不计温度对灯丝电阻的影响，则电路总功率P与电压表示数U之间的关系图象为( )
A
1．实验原理： 。
2．实验电路图如图所示。
3．测定小灯泡的额定功率和实际功率，收集和整理实验数据得出实验结论。
调节滑动变阻器，当电压表读数不等于额定电压时，可测实际功率；当电压表读数 额定电压时，可测额定功率。
考点三　测定小灯泡的电功率(九上教材P114)
P＝UI
等于
4．注意事项
(1)电源电压应高于小灯泡的额定电压，例如，测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时至少要选两节干电池串联作电源。
(2)电压表的量程应大于小灯泡的额定电压，电流表的量程要大于小灯泡正常工作电流。
(3)滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的正常工作电流，而滑动变阻器的最大电阻值应与小灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显。
(4)根据串联分压原理进行判断，准确熟练地调节滑动变阻器，使小灯泡在等于额定电压、略高于额定电压的和低于额定电压三种条件下发光。尤其在做第二次实验时，需小心调节滑动变阻器，以免因实验电压超过额定电压太多而烧坏灯泡。
(5)开始连接电路时，要使开关断开，闭合开关前，要把滑动变阻器滑片置于最大阻值处。
(6)开始实验前，要检查电路并试触，实验结束，要先断开开关，再整理电路。
3．(2020，吉林)在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)图中的导线a应与电压表的____接线柱相连。
(2)闭合开关前应将滑动变阻器的阻值调至最大，目的是为了 。
3
保护电路
(3)实验数据如表所示，小灯泡的额定功率是
W。
(4)利用该电路无法完成“探究电流与电压的关系”实验，理由是 。
实验次数
1
2
3
电压/V
2.2
2.5
2.8
电流/A
0.28
0.30
0.32
电功率/W
0.62
?
0.90
0.75
灯的电阻随温度的变化而变化
1．定义：电流通过导体时，____能转化为____能，这种现象叫做电流的热效应。
2．电流热效应的影响因素
——用控制变量法进行研究
(1)在电流相同，通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
(2)在电阻相同，通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
考点四　电流的热效应(九上教材P115)
电
内
3．焦耳定律
(1)内容：电流通过导体产生的热量，跟 的平方、导体的 和通电时间成正比。
(2)表达式：Q＝ 。
电流
电阻
I2Rt
4．(2020，益阳)小军利用如图所示装置探究电阻产生的热量与电流大小的关系，当电路正常工作且通电时间一定时，电阻 产生的热量多；若通过R1的电流为1A，通电时间为10s时，阻值为10Ω的电阻R2产生的热量为 J。
R1
25
精讲释疑
题型一　电功的计算
用电器消耗多少电能，即电流就做了多少功。电能表是测量电功的仪表，以如图为例，电路中消耗了多少电功不仅可以从计数窗中读出，也可根据“2500r/kW·h”这一数据结合电能表转盘转过的转数来测定。
【例1】　(2020，重庆)如图所示，是小静同学观察到自家电能表的情况，其显示的示数为 kW·h。他关掉其他用电器，只让电饭锅处于加热状态工作，观察到电能表的转盘在8min内转动了72转，则他家的电饭锅加热时的电功率为 W。
1919.8
900
1．电冰箱使用时外壳一定要 ，以保证安全。夏天，为了节能，可将冰箱的设置温度适当调 （填“高”或“低”)，有一台冰箱铭牌上标有“220 V　150 W”字样，测得其一天消耗的电能为1.2 kW·h。假设冰箱在压缩机停止工作时不消耗电能，估算该冰箱压缩机在一天内工作的总时间为 h。
接地
高
8
公式P＝ 是功率的定义式，适用于一切功率的运算。而公式P＝UI仅适用于计算电功率，它反映了电功率的大小跟哪些因素有关，即电路消耗的电功率的大小由电路两端的电压与通过电路的电流这两个因素来决定。
题型二　电功率的计算


【例2】　(2020，泰州)如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω 1A”，电流表量程选择“0～0.6A”，电压表量程选择“0～3V”，小灯泡上标有“4.5V 0.3A”字样，其I－U图象如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项正确的是( )
B
A．电路的最大功率是3.6W
B．小灯泡的最小功率是0.75W
C．电流表的最小示数是0.15A
D．电流表的最大示数是0.4A
2．(2020，重庆)图中电源电压为6V并保持不变，定值电阻R为10Ω，滑动变阻器R′标有“20Ω 0.5A”字样，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”，闭合开关，移动滑片P的过程中，为保证电路元件安全，滑动变阻器R′接入电路的最小阻值为 Ω，定值电阻R的最大功率为 W。
10
0.9
【例3】　(2019，东营)如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“50Ω　1A”，小灯泡规格“2.5V　0.625W”，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( )
题型三　测定小灯泡的电功率
B
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0.1～0.25A
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2.5W
3．在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为3 V，小灯泡的额定电压为2.5 V，正常发光时的电阻约为8 Ω，实验器材如图甲所示。
(1)在图甲中，请你用笔画线
代替导线将电路连接完整(导线不得交叉)；图略
(2)在连接电路时开关应 ，滑动变阻器的滑片应放在 (选填“A”或“B”)端；
断开
B
(3)小明连接好电路后，闭合开关，移动滑片P发现电流表示数变大时，灯变亮，而电压表示数在变小，其原因可能是 ；
(4)小明正确连接好电路后，某次实验中，电压表读数为1.8 V，电流表示数为0.24 A。要测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 (选填“A”或“B”)端滑动，小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
电压表测滑动变阻器两端电压
A
0.75
(5)小明认为利用该实验还可以测出灯泡的灯丝电阻，于是他根据以上测得的两组电压和电流计算出灯丝电阻后发现两次测量的灯丝电阻相差较大，其原因是
。
灯丝电阻随温度的升高而增大
电流通过导体产热的多少不易直接比较，实验时常把它转换为给一定质量的物体加热，比较升温的多少、气球的膨胀程度、U形管内两侧液面的高低等定性或定量的观测方法；另外，因电流的大小、电阻的大小、通电时间的长短等多个因素会影响产热的多少，实验时需采用控制变量法，常通过串联滑动变阻器来改变电流大小、更换阻值不同的电阻丝来改变电阻大小。
题型四　电流的热效应
【例4】　(2020，邵阳)同学们准备了学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线，还有完全相同的甲、乙两烧瓶，其中分别装有电阻R甲、R乙和相同的温度计，连接成如图所示的电路，进行实验探究。
(1)小明利用这套装置比较甲、乙两瓶中液体的比热容，为了使两种液体在一定时间内吸收的热量相等，他设计电路时必须满足的条件是R甲、R乙的阻值 (选填“相同”或“不同”)。
相同
实验中保持液体质量相同。闭合开关，通电一段时间后，小明发现甲瓶中温度计示数升高5℃，乙瓶中温度计示数升高10℃，则 (选填“甲”或“乙”)瓶中液体的比热容较小。
乙
(2)小丽利用这套装置探究电流产生的热量跟电阻的大小是否有关，她设计电路时应使R甲、R乙阻值 (选填“相同”或“不同”)；除控制电流大小和通电时间相同外，还应控制液体的种类和 相同。
【拓展】用Q＝I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q＝UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因 。
不同
质量
不能，含有电动机的电路，电流做的功大部分转化为
机械能，有一小部分转换化内能，即发热了，W＝UIt＞Q
4．(2019，东营)如图所示是物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。
(1)组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管
(选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下，导体产生的热量与 大小是否有关的装置。
属于
电流
电阻
(3)实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是
。
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线”
D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
U形管液面高度
BD
(4)由图乙所示，电流表的示数为 A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是____J。
(5)某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是
。
2
200
透明容器密闭性不好
诊断自测
1．(2020，北京)如图所示电路中，将开关S闭合，完全相同的灯L1和灯L2均发光。下列说法正确的是( )
A.灯L1比灯L2亮
B．通过A点的电流大于通过B点的电流
C．灯L1的实际电功率比灯L2的实际电功率小
D．电路中AB两点间的电压等于BC两点间的电压
D
2．(2020，眉山)如图甲所示，电源电压不变，将小灯泡L和电阻R接入电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W。图乙是小灯泡L和电阻R的I－U图象。下列说法中正确的是( )
D
A．只闭合开关S1时，L的电阻为10Ω
B．再闭合开关S2后，电路总功率为1.2W
C．再闭合开关S2后，电流表示数增加0.5A
D．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量是24J
3．(2019，巴中)如图所示的电路中，L1标有“6V　3W”，L2标有“3V　3W”，闭合开关后，两灯均发光，此时电路的总电阻R总＝ Ω，两电压表示数之比U1∶U2＝ ；若将两灯并联后接入3V电路中，则两灯的实际功率之比P1∶P2＝ 。(不计温度对灯丝电阻的影响)
15
5∶1
1∶4
4．(2020，十堰)如图所示，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。现用该装置探究电热与电流的关系，则乙容器中的电阻丝R2＝ Ω，通电一定时间，观察到 (选填“甲”或“乙”)容器U形管的液面高度差较大，R1与R2产生的热量之比为 。
5
甲
4∶1
5．(2019，台州)图甲是测定小灯泡(额定电压2V)电功率的实验电路。
(1)某同学根据实验数据画出如图乙所示的图像，则该小灯泡的额定功率为 瓦。老师认为图乙曲线右半段不符合实验事实，理由是
。
(2)另一同学为探究电流跟电阻的关系，换用4.5V的电源，并用多个不同阻值的定值电阻替换图甲中的灯泡，得到如图丙的图像，则他选用的滑动变阻器的最大阻值至少为 欧姆。
0.8
当实际电压远大于额定电
压时，小灯泡会烧毁(答“电源电压只有3V”也可)
15
6．(2020，杭州)小金用如图甲所示的电路来研究滑动变阻器消耗的电功率与变阻器接入电路电阻之间的关系。已知电源电压恒为3V，定值电阻R0的阻值为3Ω，滑动变阻器R1上标有“2A 5Ω”字样。实验数据如表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流表示数/A
0.38
0.43
0.50
0.60
0.75
①
电压表示数/V
1.86
1.71
1.50
1.20
0.75
0.00
变阻器电功率/W
0.71
0.74
0.75
0.72
0.56
0.00
(1)用笔画线代替导线，
完成图乙的电路连接。
(2)表中第6次实验时，电流表示数如图丙所示，则表中数据①是 。
(3)根据实验数据可知，此电路中，滑动变阻器消耗的电功率随着变阻器接入电路电阻的变化的规律是
。
1.00A
随着滑动变阻器接入电路电阻值的增大(或减小)，
其电功率先增大后减小