文档内容
第十八章 电功率(解析版)
课时18.5 第十八章 电功率复习总结
2022年课程标准 物理素养
物理观念:理解电流做功的概念;知道电功率的概念、定义式和单位;知道千瓦时
的由来和意义;加深对电功率的理解,会测算小灯泡的额定功率和实际功率,进一
步练习使用电流表、电压表和滑动变阻器;会利用焦耳定律解释一些生活中简单现
3.4.5 结 合 实
象;
例,了解电功和 科学思维:了解电能的转化过程;会利用电能表进行相关计算;会用公式P=UI进行
电功率。 简单的计算;知道测量小灯泡功率的原理,会测小灯泡的额定功率和实际功率;理
解焦耳定律;
3.4.6 通 过 实
科学探究:认识电能与生活的关系,建立节电意识;知道额定电压和额定功率;通
验,了解焦耳定
过实验,体验小灯泡的电功率随它两端电压的变化而变化的规律;通过实验探究,
律。能用焦耳定
总结出焦耳定律,并会用焦耳定律进行计算;
律说明生产生活
科学态度与责任:认识电能及电能的单位;知道电能表的作用与读数;了解我们身
中的有关现象。
边常见电器的电功率值;通过实验认识用电器正常工作与不正常工作对用电器的影
响,培养学生科学使用用电器的意识;通过生活实例,认识电流的热效应;举例说
出生活中利用电热的实例,了解电热的危害和防止方法。
思维导图问题一:电能表的相关计算
※专题概述
电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表。根据电能表上的有关参数,进行电功和电功率的计算是
中考中常见的题目,题型有填空题、选择题,常考的类型有:
(1)由电能表转盘的转数 n 和每消耗 1kW·h 电能的转数 N,计算消耗的电能 W,即
;
(2)根据消耗的电能W和时间t,计算用电器的功率P,即 ;
(3)根据电能表的工作电压U和允许通过的最大电流I,计算这个电能表允许接入的用电器的最大
功率P=UI。
【典例1】(23-24九年级上·湖北武汉·阶段练习)如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表
的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是( )。
A.小英家上个月消耗的电功率为B.断开其他用电器,只让电饭锅单独工作 ,指示灯闪烁32次,此时电饭锅的实际功率为600W
C.小英家家庭电路中允许接入的用电器最大功率不得超过2200W
D.电能表上指示灯闪烁越快,表示电能表所在电路消耗的电能越多
【答案】B。
【解析】A.由图可知,小英上月初电能表的示数为5546.7kW.h,5月底电能表的示数为
5647.8kW.h,小英家上个月消耗的电能
不是电功率,故A错误;
B. 表示用电器每消耗1kW.h的电能,电能表的指示灯闪烁1600次,由此可知电能表
的指示灯闪烁32次时,电饭锅消耗的电能
此时电饭锅的实际功率为 ,故B正确;
C.由图可知,电能表允许通过的最大电流为40A,则小英家家庭电路中允许接入的用电器最大功率
故C错误;
D.电能表上指示灯闪烁越快,表示电能表所在电路消耗的电能越快,故D错误。
故选B。
【典例2】(2024·云南昆明·一模)如图,甲是一个食品自动加热台的简化电路图,此加热台单独
与图乙所示的电能表相连接。闭合图甲中的开关S,加热台开始正常工作,当台内食品温度降到30℃
时,温度控制开关S 自动转接,使电路处于加热状态;当台内食品温度升高到60℃时,S 自动转接到保
0 0
温状态。已知定值电阻R=24.2Ω,保温功率为484W。下列说法中正确的是( )。
1
A.图甲中的S 自动转接到“2”时,电路处于加热状态
0
B.图甲中定值电阻R的阻值为75.8Ω
2
C.加热台的加热功率为2000W
D.加热台在加热状态下工作5min消耗的电能使图乙中的电能表转盘转过150转
【答案】BC。
【解析】A.图甲中的S 自动转接到“2”时,两个电阻串联,根据 可知,此时电路中的电阻
0
最大,电功率最小,电路处于保温状态,故A错误;B.加热台保温时,两个电阻串联,总电阻为
根据串联电路电阻的特点可知,图甲中定值电阻R的阻值为R=R-R=100Ω-24.2Ω=75.8Ω
2 2 1
故B正确;
CD.当开关转到“1”时,只有电阻R接入电路,据 可知,此时电路中的电阻最小,电功率
1
最大,电路处于加热状态,此时加热功率为
工作5min消耗的电能为
图乙中的电能表转过的转数为
故C正确,D错误。故选BC。
【典例3】(2024·河南新乡·三模)某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位,其简化电路如
图甲所示,电热丝R=48.4Ω,R=435.6Ω。小亮同学为了测量电热壶的实际功率,他把家中的其它用电
1 2
器都与电源断开,仅让电热壶工作,1min内电能表(如图乙)的转盘转动了16转。开关S接“1”时,
电热壶为 挡位,测量时电热壶的实际加热功率为 W,电热壶在额定电压下,保温10min
消耗的电能为 J。
【答案】加热;800;6×104。
【解析】[1]由图甲可知,当开关S接2时,R、R串联,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路
1 2
中的总电阻最大,由 可知,电路中的总功率最小,电热壶处于保温挡;当开关S接1时,只有R
1
工作,电路中的总电阻最小,总功率最大,电热壶处于加热挡。
[2]图乙中1200r/(kW•h)表示电路用电器用电器每消耗1kW•h电能,电能表的转盘转过1200转,
则电能表的转盘转过16转,电热壶消耗的电能
电热壶的实际加热功率
[3]根据串联电路的电阻特点和 可知,电热壶的额定保温功率保温10min消耗的电能 。
【典例4】(23-24九年级上·湖北武汉·阶段练习)小丽家中的电能表如图所示,从表盘信息可知
她家同时工作的用电器的总功率不能超过 W。当家里只有电饭煲工作时,电能表在3min内转过60
转,则电饭煲工作时的功率为 W。
【答案】4400;600。
【解析】[1]由电能表参数可知,电能表的工作电压为220 V,允许通过的最大电流为20 A。小丽家
接入用电器的最大总功率
[2]2000 表示每消耗 的电能,电能表转盘转过2000转。转盘转60转时电饭煲消耗的电
能
电饭煲的功率 。
问题二:动态电路中电功率的计算
※专题概述
动态电路分析是电学考查的重要内容之一。它主要是由于开关的闭合(或断开)、滑动变阻器滑片
移动而引起的电路中各物理量的变化。中考中,常以选择题、填空题的形式出现,常考的类型有:电路
中电流表、电压表示数的变化、电阻电功率的变化、小灯泡亮度的变化。试题难度一般较大。
【典例1】(2024·黑龙江齐齐哈尔·二模)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻
器滑片P由图示位置向右滑动时,下列说法正确的是( )。
A.小灯泡L与滑动变阻器R串联 B.电流表 和 示数之差不变
C.电压表V示数变大 D.小灯泡L亮度变暗
【答案】B。【解析】由图可知,滑动变阻器和小灯泡并联,电流表 测通过滑动变阻器的电流,电流表 测干
路总电流,电压表测各支路两端和电源两端电压。
A.由图可知,有两条电流路径,所以滑动变阻器和小灯泡并联,故A错误;
B.根据并联电流规律,电流表 和 示数之差即为灯泡的电流,由并联电路,各个用电器之间相
互不影响可知,通过小灯泡的电流不变,则电流表 和 示数之差不变,故B正确;
C.电压表测各支路两端和电源两端电压,电源电压不变,则电压表示数不变,故C错误;
D.由于并联电路,各个用电器之间相互不影响,所以通过小灯泡的电流不变,电压也不变,根据
可知灯泡的功率不变,则小灯泡的亮度不变,故D错误。
故选B。
【典例2】(2024·山东枣庄·一模)如图甲所示,电源电压保持不变。电流表A的量程为0-0.6A,
电压表 、 的量程均0-3V,滑动变阻器R的规格为“50Ω、2A”,小灯泡的额定电压为2.5V。滑动变
阻器的滑片P在某点时,小灯泡正常发光,此时电压表 的示数为1.5V。在保证电路各元件安全的最大
范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。下列说法正确的是( )。
A.小灯泡的功率范围为0.1W-1.25W B.滑动变阻器的取值范围是3Ω-5Ω
C.电压表 的示数变化范围为1.5V-3V D.电源电压为3V
【答案】A。
【解析】AC.由串联电路的分压原理可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻变大时,其分得的电压
变大,即电压表V 的示数变大,此时电路中的总电阻变大,由 可知,电路中的电流变小,由串联电
2
路的电压特点可知,灯泡L两端的电压变小,即电压表V 的示数变小,由图乙可知,当电压表的示数增
1
大时,电流表的示数减小,则图像为滑动变阻器的I﹣U图像;由图乙知当变阻器两端电压最大,即U
P大
=3V时,灯泡两端电压最小,即U =U﹣U =4V﹣3V=1V
L小 P大
为保证灯泡长期工作,灯泡两端电压最大为其额定电压,所以电压表V 的示数变化范围为1~2.5V。
1
当电路中的电流I =0.1A,灯泡两端的电压为U'=U﹣U =4V﹣3V=1V
小 L P大
灯泡的最小功率为P =U'×I =1V×0.1A=0.1W
L小 L 小
当电路中的电流I =0.5A,灯泡两端的电压U=2.5V,灯泡的最大功率为
大 L
P =U×I =2.5V×0.5A=1.25W
L大 L 大
所以小灯泡的功率范围为0.1~1.25W,故A正确,C错误;
B.由图乙知变阻器电阻最大时,其两端电压U =3V时,电路中的电流I =0.1A,则滑动变阻器接
P大 小入电路中的最大阻值为
当变阻器接入电路的阻值最小时,其两端电压U =1.5V,电路中的电流I =0.5A,则滑动变阻器
P小 大
接入电路中的最小阻值为
所以滑动变阻器的取值范围是3Ω~30Ω,故B错误;
D.由题意可知,滑动变阻器的滑片P在某点时,小灯泡正常发光,此时电压表V 的示数U=1.5V,
2 P
灯泡两端的电压为U=U =2.5V
L L额
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压为U=U+U=2.5V+1.5V=4V
L P
故D错误。故选A。
【典例3】(2024·江苏泰州·二模)如图甲所示,电源电压恒定,R是定值电阻,R是最大值为
1 2
20Ω的滑动变阻器,灯泡L的额定电压为2.5V,其I-U图像如图乙闭合开关,当R的滑片P在最右端
2
时,电压表V 的示数是1V,电压表V(图中未画出)的示数是2V,向左移动滑片直至灯泡正常发光时,
1 2
电压表V 的示数是2V,电压表V 的示数是4.5V。则:
1 2
①电阻R的阻值是5Ω;
1
②电源电压是6V;
③灯泡的额定功率是1W;
④灯泡正常发光时,变阻器的功率是0.6W。上述结论中正确的有( )。
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【答案】A。
【解析】由电路图可知,闭合开关S后,定值电阻R与灯泡L、变阻器R串联,电压表V 测R两端
1 2 1 1
的电压,电流表测电路中的电流,电压表V 未画出。
2
①②将R的滑片P由最右端向左移动,直至灯泡正常发光的过程中,变阻器R接入电路中的电阻变
2 2
小,由串联电路的电压特点可知,R两端分得的电压变小,由串联电路的电压特点可知,灯泡L和R两
2 1
端的电压均变大,由题意可知,电压表V 的示数变大时,电压表V 的示数变大,且两电压表的示数不相
1 2
等,所以,电压表V 并联在灯泡L和R两端测两者电压之和,当R的滑片P在最右端时,变阻器连入电
2 1 2
路的电阻最大,电压表V 的示数是1V,电压表V 的示数是2V,由串联电路电压的规律可知灯泡两端的电
1 2
压
U=2V-1V=1V
L1
由图乙可知通过灯泡的电流是0.2A,由串联电路电流的规律可知通过电路的电流是0.2A,电阻R的
1
阻值
此时变阻器两端的电压U=IR =0.2A×20Ω=4V
2 2大电源电压U=U+U=2V+4V=6V,故①②正确;
V2 2
③④向左移动滑片直至灯泡正常发光时,电压表V 的示数是2V,电压表V 的示数是4.5V,灯泡正常
1 2
发光时灯泡两端的电压U=4.5V-2V=2.5V
L
此时电路中的电流
灯泡的额定功率P=UI′=2.5V×0.4A=1W
L L
变阻器两端的电压U′=6V-4.5V=1.5V
2
变阻器的功率P= U′I′=1.5V×0.4A=0.6W
2 2
故③④正确。故选A。
【典例4】(2024·天津南开·二模)如图甲所示是某压力测力计的电路原理示意图,图中电源电压
恒为15V,电压表量程为“0~15V”,电流表量程为“0~0.6A”;定值电阻R的规格是“20Ω0.5A”,
0
起保护电路的作用;测力显示器是由电流表改装成的(电阻忽略不计),R是一种新型电子元件,其阻值
R随压力F大小变化的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )。
A.R允许消耗的最大功率是5W
0
B.电压表示数的变化范围是7.5V~10V
C.该测力计所能测量的最大压力是300N
D.适当增大R的阻值可以增大该测力计的量程
0
【答案】ABD。
【解析】A.由图可知,R与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端电压;当压力变大
0 0
时,R电阻变小,电流变大,电流表量程为“0~0.6A”,R的规格是“20Ω 0.5A”,所以电路中的最
0
大电流为0.5A,当电流为0.5A时,R消耗的最大功率为 .
0
故A正确;
B.当电流为0.5A时,电压表最大示数为U=I R=0.5A×20Ω=10V
0 大 0
由图乙可知,R的最大电阻为20Ω,当R电阻最大时,电压表示数最小,电流表示数为
电压表最小示数为Uʹ=I R=0.375A×20Ω=7.5V
0 小 0
所以电压表示数的变化范围是7.5~10V,故B正确;
C.当压力变大时,R电阻变小,电流变大,当电流为0.5A时,压力最大,R电阻最小,为由图乙可知,此时压力是250N,则该测力计所能测量的最大压力是250N,故C错误;
D.适当增大R的阻值,在电流一定时,R的阻值减小,由图乙可知,R电阻越小,压力越大,所以
0
可以增大该测力计的量程,故D正确。
故选ABD。
问题三:额定功率和实际功率
※专题概述
(1)实际功率是指用电器在实际电压下消耗的功率,额定功率是指用电器在额定电压下消耗的电功
率。
(2)实际功率不一定等于额定功率,只有当用电器在额定电压下工作时,其实际功率才会等于额定
功率。
(3)额定电压是唯一的,所以额定功率也是唯一的,但实际功率不是唯一的。
(4)当U >U 时,P >P ;
实 额 实 额
当U >U 时,P