备战2023物理新中考二轮复习重难突破（山东专用）专题11 电功和电功率

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 重点讲解重点一、电能1.电能用 W    表示，常用单位是 千瓦时（kW·h），又叫“度”，在物理学中能量的通用单位是焦耳（J），简称焦。1kW•h=  3.6×106   J。2.电能表是 测量用电器在一段时间内消耗电能多少 的仪器。几个重要参数：“220V”是指这个电能表应该在220V的电路中使用；“ 20A”指这个电能表的额定电流为  20   A；“50Hz”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；“2500revs/kW•h”指这个电能表的每消耗一千瓦时的电能，转盘转过     2500转。3.电能转化为其他形式能的过程是  电流做功      的过程，电流做了多少功就消耗了多少电能，也就是有多少电能转化为   其他形式的能量    。实质上，电功就是电能，也用W表示，通用单位也是  焦耳   （J），常用单位是千瓦时（kW•h）。公式W=  UIt  。电功：1.电流所做的功叫电功，数值上等于电路中电流、电压和通电时间的乘积。2.公式：（适用于任何电路）。3.导出式：，（只适用于纯电阻电路）重点二、电功率1.电功率是表示 消耗电能快慢 的物理量，用P表示，国际制单位的主单位是 瓦特，简称瓦，符号是W。常用单位有千瓦（kW）。1kW = 1000 W 。2.电功率与电能、时间的关系： P=  W/t      在使用时，单位要统一，单位有两种可用：（1）、电功率用瓦（W），电能用  焦耳   （J），时间用   秒   （S）；（2）、电功率用  千瓦     （kW），电能用千瓦时（kW•h，度），时间用  小时    （h）。3.1千瓦时是功率为1kW的用电器使用 一个小时   所消耗的电能。4.电功率与电压、电流的关系公式： P= UI    单位：电功率用瓦（W），电流用安（A），电压用伏（V）。5.用电器在额定电压下工作时的电功率（或者说用电器正常工作时的电功率），叫做   额定  功率。用电器实际工作时的电功率叫   实际   功率，电灯的亮度就取决于灯的 实际    功率。6.推导公式：P=UI= U2/R   =  I2R         W=Pt=  UIt   =I2Rt= (U2/R )t      7.家用电器的电功率（估计数值）：1000W：空调、微波炉、电炉、电热水器；800W：吸尘器；500W：电吹风机、电熨斗、洗衣机；200W：电视机、电子计算机；100W：电冰箱、电扇。低于1W：手电筒、计算器、电子表。8.有关电功、电功率的公式及其适用范围：电功电功率公式的适用范围普遍适用普遍适用只适用于纯电阻电路（只含电阻的电路）只适用于纯电阻电路9.用电器的额定功率和实际功率额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。用电器实际工作时的三种情况：——用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光发暗，灯丝发红）——用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）——用电器正常工作。电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V，额定功率是25W。有些地区电压不稳定，使用稳压器可以获得较为稳定的电压。额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越大。将这两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率小；将这两个灯泡并联，额定功率大的，实际功率大。串并联电路P实与R大小的关系项目串联电路并联电路P实与R的关系串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大灯泡发光亮度实际电压大的P实越大，因此实际电压大的灯泡较亮通过电流大的P实越大，因此通过电流大的灯泡较亮电阻大的P实越大，因此电阻大的灯泡较亮电阻小的P实越大，因此电阻小的灯泡较亮串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器阻值增大时分压也大，小灯泡实际电压减小，小灯泡发光较暗并接上滑动变阻器的电灯，由于并联电路中各部分互不干扰，所以通过小灯泡所在支路的电流不变，小灯泡发光情况不变重点三、测量小灯泡的电功率Ⅰ、伏安法测灯泡的额定功率：① 原理：  P=UI ② 电路图： ③ 选择和连接实物时须注意：电——其电压要高于灯泡的额定电压。滑动变阻器——（变阻、最大位置）根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。电压表——（并联、“+” “－”接线柱）根据额定电压选择电压表量程。电流表——（串联、“+” “－”接线柱）根据或 选择电流表量程。1．灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的，与额定电压和额定功率无关。2．额定电压相同的灯泡，额定功率越大的灯丝越粗，电阻越小。3．亮度与小灯泡亮度相当的发光二极管，小灯泡灯丝发热消耗大量电能，  发光二极管发热  少，电功率较小。Ⅱ 测量家用电器的电功率——器材：  电能表、秒表       原理： 方法一： 关闭家庭电路中所有用电器  ，记下电能表示数W1，再让待测用电器工作一段时间t，记下电能表示数W2，则用电器在这段时间内消耗的电能W＝W2－W1。方法二：  关闭家庭电路中其他用电器  ，只让待测用电器工作，记录t时间内电能表的铝盘转n1转，电能表参数n2（＝3000revs/kW﹒h），则（单位：n1——revs，n2——revs/kW﹒h，t——h，p——kW）4.进行测量时，一般要分别测量小灯泡过暗、  正常     发光、过亮时三次的电功率，但不能用求平均值的方法计算电功率，只能用小灯泡正常发光时的电功率。（1）U实  ＝   U额时、P实   ＝  P额，用电器处于正常工作状态；（2）U实   ＜  U额时、P实   ＜  P额，用电器不能正常工作；（3）U实   ＞  U额时、P实   ＞  P额，用电器寿命减短，且容易烧坏。 真题演练一、单选题1．（2021·山东聊城·中考真题）某型号的电热毯有高温和低温两个挡，其内部电路原理图和主要参数如下所示，R 1是发热体，以下说法正确的是（       ）额定电压220V高温发热功率121W低温发热功率44W交流频率50Hz A．当 S 闭合时是低温挡B．发热体的电阻是40ΩC．在低温挡工作1min发热体产生的热量是44JD．实际电压为200V时，高温挡实际发热功率是100 W2．（2021·山东日照·中考真题）如图是某款洗衣机及所用的三孔插座，它的铭牌标有“220V 150W”。下列说法正确的是（　　）A．洗衣机只能在220V的电压下工作B．洗衣机正常工作时，10s内会产生1500J的热量C．洗衣机外壳和火线绝缘损坏，外壳带电时，总电路中的保险丝会熔断D．洗衣机外壳和火线绝缘损坏，外壳带电时，电路中的漏电保护器会切断电流3．（2021·山东淄博·中考真题）长短、粗细均相同的保险丝和铜丝，分别接到线路板上A、B间和C、D间，如图所示。移动滑动变阻器的滑片，发现保险丝熔断而铜丝完好。下列说法错误的是   （       ）A．保险丝的电阻比铜丝的大B．通过保险丝的电流比铜丝的大C．电流通过保险丝产生的热量比铜丝的多D．为了用电安全，禁止用铜丝代替保险丝4．（2021·山东威海·中考真题）甲、乙、丙三个导体串联在电路中，它们材料相同、均为圆柱体，规格如表所示，通电1min，电流通过甲、乙、丙做的功分别为，则（　　）导体长度/cm横截面积/cm2甲51乙101丙52 A． B． C． D．5．（2021·山东滨州·中考真题）关于家庭电路和安全用电的说法中，正确的是（　　）A．家庭电路中的空气开关，可以安装在任意位置B．家庭电路中同时工作的用电器的多少，完全由用户自己决定C．防范触电事故最重要的是要有安全用电的意识，遵守安全用电的原则D．正确使用试电笔测火线时，没有电流通过人体保证了人的安全6．（2021·山东滨州·中考真题）如表是小滨家中两挡位电饭锅铭牌，图甲是其简化电路。R1和R2都是电阻丝，温度对电阻的影响，产生的热量全部被水吸收，水的比热容4.2×103J/（kg·℃），通过断开其它用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，来测量电饭锅的功率，观察图乙所示的电能表的转盘1min内转了40转，下面说法正确的是（　　）额定电压220V频率50Hz额定功率加热880W保温44W A．电饭锅在加热状态下正常工作时的总电流4AB．电阻R2的阻值是1100ΩC．测量时电饭锅的实际加热功率是800WD．电饭锅在加热状态下正常工作7min，可将2.2kg水的温度升高2℃7．（2021·山东济宁·中考真题）下列分析判断错误的是（　　）A．船闸利用了连通器的原理B．物体速度改变，一定受到力的作用C．电能表是测量消耗电能的仪表D．发光二极管是由超导材料制成的8．（2021·山东潍坊·中考真题）充电宝内部主要部件是锂电池，充电宝铭牌上标注了锂电池的电压和容量，民航局规定严禁携带额定能量超过160W·h的充电宝乘机，则电压为3.7V、容量为下列数值的充电宝可以带上飞机的是（　　）A．10000mA·h B．40000mA·h C．50A·h D．30A·h9．（2021·山东潍坊·中考真题）一款塔式多孔插座如图所示，其技术参数为：最大电压250V，最大电流10A，关于该插座的接线和使用方法正确的是（　　）A．插座通电后可用湿布擦去表面灰尘B．插座内可以只接火线和零线C．手机充电器使用后应与插座断开D．标有“220V，3000W”的电热水器可使用该插座二、多选题10．（2021·山东潍坊·中考真题）某电热水器的工作原理如图甲所示，用电磁继电器控制加热和保温状态的转换。为电热丝，且，为滑动变阻器，为热敏电阻（置于电热水器内），阻值随温度的变化规律如图乙所示。电E的电压为6V，当中的电流时，衔铁被吸下，继电器线圈电阻不计，下列说法正确的是（　　）A．热水器的加热功率是保温功率的4倍B．S1闭合，当衔铁吸下后，热水器处于加热状态C．当热水温度设置为55℃时，R3连入电路的阻值为250ΩD．若提高热水设置温度，应向左移动R3滑片三、填空题11．（2021·山东威海·中考真题）标有“220V 0.22A”字样的节能灯，正常工作10s电流做的功为______J；若正常工作时发光功率为36W，则这款节能灯将电能转化为光能的效率是______（结果保留1位小数）。12．（2021·山东德州·中考真题）如图甲所示，电火锅可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热，电路图如图乙所示，、是电热丝，当断开，接a时，电火锅为______挡；当闭合，接b时，电火锅为______挡；当只有______（选填“”或“”）接入电路时，电火锅为______挡。13．（2021·山东菏泽·中考真题）某电热水壶加热电阻丝的阻值为22Ω，通电后流过电阻丝的电流为10A，电热水壶加热时的功率为________W；若加热时有84%的热量被水吸收，则壶内1kg水的温度由34℃加热到100℃所需要的时间为_______（已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。四、实验题14．（2021·山东日照·中考真题）某物理学习小组进行“探究电流相同时通电导体产生热量的多少跟电阻的关系”时，可供选用的器材有：6V电，5Ω的发热电阻两只，10Ω的发热电阻两只，量程适合的温度计两只，规格相同的烧瓶两只，水，酒精，煤油，开关，导线若干。（1）他们设计了图甲和图乙所示的两个方案，本实验应该选用图___________所示方案。（2）所选方案中两发热电阻的阻值应________ ，两个烧瓶内的液体应为质量_________的_______种类的液体。（均填“相同”或“不同”）（3）已知比热容的大小为c水>c酒精>c煤油，为了缩短实验时间，应选用的液体是_______。完成上述实验后，实验小组利用以上器材，又添加了天平、烧杯、停表等器材，设计了“测定酒精的比热容”的实验。已知在本次实验条件下，水的沸点为100℃，酒精的沸点为78℃，忽略热量散失。（4）实验小组认为图甲和图乙所示两个方案均可行，为了让两种液体相同时间内吸收的热量相同，不论选择哪种方案，两发热电阻的阻值应___________ （填“相同”或“不同”）。（5）方案选定后，实验过程如下：①将天平放在水平实验台上，把游码拨到标尺左端的零刻度线处，观察到指针偏向分度盘的左侧，向右调节___________，直至天平平衡。用烧杯和天平测量出质量相等的水和酒精，分别装入两个烧瓶里。②记下两种液体的初始温度，接通电路，加热一段时间后，记下液体的末态温度。该实验过程中应保证酒精的温度低于___________。③根据表中数据可得酒精的比热容为___________J/（kg·℃）。液体加热时间/s质量/g初始温度/℃末态温度/℃比热容/J/（kg·℃）水4206020324.2×103酒精420602041  （6）结合表中数据进一步分析，可知实验过程中选择的是图___________所示方案。15．（2021·山东淄博·中考真题）电阻是组成电路的重要元件，在进行电路实验时，通常需要知道电阻的阻值。小雨利用电（恒定不变）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、等器材，测电阻R的阻值。（1）图甲是小雨连接的部分电路，请用笔画线代线将电路连接完整______。 （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调到______（填“A”或“B”）端。滑动滑片P，两表指针均不动。产生这一现象的原因是______。（3）改正错误后，闭合开关，将滑片P移到某位置，记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是______（填字母）A．结束实验，整理器材B．将滑片P移到另外几个位置，分别记下电压表和电流表的示数C．换用另一个定值电阻将滑片P移到某位置，记下电压表和电流表的示数（4）小雨将实验数据记录在下表中。实验次数电压U/V电流I/A电阻R/Ω110.2 220.42 33   ①第3次实验时，将滑片P移到A端，电流表的指针位置如图乙所示，此时，电流表的示数为______。②算出每次的电阻后，为得到电阻R的阻值，还应______。（5）小雨想利用现有器材继续测量一个阻值约为500Ω的电阻，正确连接电路，闭合开关，移动滑片P，发现实验无法进行，原因是______。16．（2021·山东威海·中考真题）小红和小明进行“测量小灯泡的额定功率”的实验，实验室提供的器材有：不同规格的小灯泡和滑动变阻器、1.5V的干电池（若干）和其他常用器材。（1）图甲是小红进行实验的实物电路图，小灯泡额定电压为3.8V，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”，请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大______。（2）连接好电路之后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不发光，小红猜想可能的原因：①小灯泡的灯丝断了；②小灯泡短路；③滑动变阻器断路。她再观察，发现电流表示数为零，由此可判断猜想______是错误的；又进一步观察到电压表有示数，最终确定猜想______是正确的。（两空均选填“①”“②”或“③”）（3）排除故障后，小红移动滑片，使电压表的示数达到小灯泡的额定电压，此时电流表的指针如图乙所示，小灯泡的额定功率为______W。（4）小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率。闭合开关，保证小灯泡发光的情况下，无论如何移动滑片，电压表示数始终高于2.5V，为此必须对实验器材进行调整，下列措施可行的是：______、______。（填字母代号）A．换最大阻值较小的滑动变阻器       B．串联定值电阻C．减少电池个数             D．增加电池个数17．（2021·山东青岛·中考真题）探究电流通过导体产生的热量的多少与什么因素有关实验小组同学猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。于是他们利用如图器材进行了探究实验。甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，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。（1）选用________组合，并将它们________联接到电两端进行实验，可以探究电热与电阻的关系。（2）选用乙、丙组合，串联接到电两端进行实验，可以探究电热与________的关系，其中15Ω电阻的作用是________。（3）选用乙、丙组合，串联接到电两端进行实验，发现乙装置U形管中液面无高度差，丙装置U形管中液面有高度差，产生此现象的原因可能是乙装置________。18．（2021·山东烟台·中考真题）为了测量小灯泡的电功率及观察小灯泡的亮度变化情况，某小组选用了一只额定电压为3.8V的小灯泡，他们准备进行三次测量，加在小灯泡两端的电压分别为3.8V、4.5V和3V，连接的实物电路图如图所示。电压表示数（V）电流表示数（A）小灯泡的实际功率（W）小灯泡的发光情况3.80.40 正常发光4.50.421.89校亮3.00.381.14较暗 （1）开始实验后，闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片时，发现小灯泡的亮度____________（选填“变亮”、“变暗”或“不变”），电流表的示数____________，电压表的示数____________（后两个空均选填“变大”、“变小”或“不变”）；（2）小组成员根据观察到的现象检查发现有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，用笔画线代替导线画出正确的连线_______；（3）正确连接电路后开始实验，实验所测数据如上表所示，则小灯泡的额定功率为____________W；（4）根据上表的实验数据以及小灯泡的发光情况，你有什么发现_______?19．（2021·山东潍坊·中考真题）现有下列实验器材：①额定电压为2.5V的小灯泡；②电压约为6V的直流电：③量程为6V的电压表；④最大阻值为99.99Ω的电阻箱R；⑤开关，单刀双掷开关，导线若干。要测量小灯泡的额定功率，请将下列实验步骤补充完整。 （1）按电路图甲将图乙所示的实物图连接完整_______。（2）先将电箱阻值调到________（选填“最大”、“最小”或“任意值”）再闭合开关S1。（3）将S2掷向a，调节电阻箱阻值，使电压表示数，再将掷向b，电压表示数U2及电阻箱示数R如图丙所示，=________V，R=________Ω，则该小灯泡的额定功率为________W。五、计算题20．（2021·山东聊城·中考真题）如图甲所示，是通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图像。将小灯泡连接到如图乙所示的电路中，已知电电压保持3V不变，小灯泡的额定电流是0.3A，R1=20Ω， R2标有“30Ω、2A”字样。（1）求小灯泡正常发光时的电阻；（2）同时闭合开关 S、S2，断开 S1，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为1V，求此时滑动变阻器 R2的电阻；（3）同时闭合开关 S、S1和 S2，当滑动变阻器的滑片调至最左端时，求此时整个电路工作 lmin消耗的电能；（4）在电路通电的情况下，调整开关 S1、S2的开闭状态，并移动滑动变阻器的滑片，求整个电路消耗的最小电功率。21．（2021·山东威海·中考真题）某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空挡”“低温挡”和“高温挡”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。和均为电热丝，阻值不受温度影响，。电热扇部分参数如表所示。（1）请画出电热扇处于低温挡且不转动时的等效电路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率。（2）求的阻值。（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为多少？额定电压220V高温档加热功率1650W电动机功率44W电动机线圈电阻6Ω 22．（2021·山东青岛·中考真题）如图甲所示电路，电电压保持不变，灯R1标有“6V   6W”的字样，且阻值不变。当只闭合开关S、S1，滑动变阻器的滑片P置于a端时，灯R1的实际功率为1.5W，滑片P置于c点时，R3在1min内消耗的电能为20J。当只闭合开关S、S2时，滑动变阻器的滑片P由a端移动到b端的过程中，电路总功率P随滑动变阻器R3阻值变化的关系图象如图乙所示，且滑片P置于b端时，R2与R3的功率之比为1∶5。求：（1）灯R1的阻值；（2）滑片P置于c点时，滑动变阻器连入电路中的阻值；（3）当只闭合开关S、S2时，电路消耗的最小功率。23．（2021·山东德州·中考真题）小强坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会变暗。汽车的蓄电池、定值电阻、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图甲所示。汽车蓄电池的电压为12.5V且保持不变，车灯接通电动机未启动时，电流表示数为10A；车打接通电动机启动时，电流表示数为70A，已知车灯的图像如图乙所示。求：（1）定值电阻R的阻值；（2）车灯接通电动机启动时，车灯的功率减少了多少；（3）车灯接通电动机启动2秒，此过程电动机消耗的电能。