2023年中考物理一轮复习讲义--《电功率难点易错点剖析》

这是一份2023年中考物理一轮复习讲义--《电功率难点易错点剖析》，共13页。学案主要包含了电功的计算，电功的测量，电功率，实验探究，电功率的计算，焦耳定律等内容，欢迎下载使用。
1.“网络式”复习法：即采用章、节、标题、要点四个层次对教材进行梳理和编织记忆网络。
2.提高“回头率”：为了防止遗忘，就要采用提高“回头率”的`方法，即看完一节、一章、一部分之后，再回头扫视一遍，这样知识得到了系统的巩固，效果很好。
3.“空想法”：所谓空想法就是不看课本回想看过的内容;或看课本的大纲填充细节。
4.树形图：复习时，可以在每门考试科目众多的参考书中，选出一本较有代表性的参考书，通读全书后，理出该领域研究的主要线索。
5.梳理错题法：把综合复习阶段做过的所有习题重新浏览一遍。把曾经做错并改正后的题重点看一遍。
6.“齐头并进”法：在复习过程中，由于要复习的学科多，所以必须合理安排时间。学科和学科之间不可偏废。可将每天的时间划分为大致相等的5部分，用于7门课的复习，弱科花的时间稍多一些。
电功率难点易错点剖析
一、电功的计算
1.W=Pt或W=UIt
对易错点解析1：
W=Pt公式中注意单位的一致性。
W（J）=P（W）t（s），
W（kW·h）=P（kW）t（h）；
电功国际制单位：焦耳（J）；
常用单位：kW·h（度）
单位换算关系：1kW·h=3.6×106J
对易错点解析2：
这两个公式可以计算所有电路中的电功（电能）；
对易错点解析3：
功的大小由功率和时间共同决定，不能说功率越大做功越多，也不能认为时间越短做功越少。
2.纯电阻电路：W＝Pt、W＝UIt、W＝U2t/R、W＝I2Rt均适用、无差别
非纯电阻电路：
a.求总电功用W＝Pt、W＝UIt；
b.计算电路中电热用：Q＝I2Rt；
对易错点解析1：
纯电阻电路中电能全部转化为内能，利用这两个公式计算的电热和电功相等，即Q=W；
对易错点解析2：
非纯电阻电路中电能转化为内能和其它形式的能，这两个公式计算的只是电功中的一部分即：电热，此时Q＜W。
二、电功的测量
1.测量电功的仪表：电能表
2.电能表的单位：kW·h（度）
3.电能表读数：电能表的最后一位是小数；一段时间内消耗的电能等于电能表后来的示数减去原来的示数。
4.电能表上一些重要参数：“220V 50Hz”表示：电能表正常工作电压是220V，正常工作电流的频率是50Hz。
对易错点解析1：
“5（10）A”表示：持续工作的最大电流5A，短时间可通过电流5A～10A；
“1200r/ kW·h”表示：每消耗1kW·h电能，电能表转盘转动1200转。
“3200imp/ kW·h” 表示：每消耗1kW·h电能，电能表指示灯闪烁3200次。
对易错点解析2：
用“对应量比例法”求解“圈数法”测量电功：
转数（或闪烁次数）——→电功
Nr 1kW·h（或3.6×106J）
nr W
上下相比列比例：（或）
解得电能表表盘转n转用电器所消耗的电能（电流所做的功）：
三、电功率
1.定义：电流在单位时间内所做的功；
2.物理意义：表示电流做功快慢的物理量；
对易错点解析1：灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小，实际功率越大灯泡越亮。
对易错点解析2：电功率是家电的重要性能指标，电功率越大，表示相同时间内消耗的电能越多。
关于小灯泡功率经常讨论的问题归纳：
电压对功率的影响：由可知：
注意：灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，若灯泡的实际功率相同，则亮度相同，不需考虑电压、电流是否相同；使用用电器时，电压不能超过额定电压，否则会造成用电器实际功率超过额定功率，容易使用电器损坏；若看到“用电器正常工作”、“小灯泡正常发光”字样，则用电器两端的电压即为额定电压。
四、实验探究：电功率与电压、电流的关系
实验方法：控制变量法和转换法，实验中通过观察小灯泡的亮度比较电功率的大小；
对易错点解析1：选择实验器材、设计实验电路：保持电流相同，探究P与U关系时，两个灯泡两端的电压应不同，故应选择两个规格不同的小灯泡串联起来进行实验探究。
保持电压相同，探究P与I关系时，通过两个灯泡的电流应不同，故应选择两个规格不同的小灯泡并联起来进行实验探究。
对易错点解析2：实验结论：电流一定时，用电器两端电压越大，电功率越大；电压一定时，通过用电器的电流越大，电功率越大；
对易错点解析3：比较电功率大小的方法：串联时利用公式P=I2R比较电功率，电阻大的功率大。
并联时利用公式P=U2/R比较电功率，电阻小的功率大。家庭电路中的白炽灯泡，额定功率大的灯丝较粗（电阻小）。
五、电功率的计算
电功率的大小等于电压与电流的乘积。即：P=UI
1.计算时，P、U、I应针对同一段导体。
2.纯电阻电路：、P=UI、、P=I2R，均适用，无差别。
对易错点解析：
1.非纯电阻电路：、P=UI，计算电路总的电功率；P=I2R，计算电路中的电热功率。
2.在纯电阻电路中“电热功率”和电路的电功率相等。
3.在非纯电阻电路中“电热功率”小于电路的电功率，在非纯电阻电路中P=I2R计算的则是发热功率。
4.，常用于并联电路中比较、计算电功率的大小；P=I2R常用于串联电路中比较、计算电功率的大小。
5.电路消耗的总功率等于每个用电器消耗的功率之和。即：P总＝P1＋P2＋…＋Pn
6.电路中电流所做总功等于每个用电器所做电功之和。即：W总＝W1＋W2＋…＋Wn
7.对于串联电路中，电阻越大，其电功率越大。
8.对于并联电路中，电阻越大，其电功率越小。
9.串联电路中，用电器电功率大小的变化值不等于电压、电流变化值的乘积。
六、焦耳定律
1.探究电流的热效应与什么因素有关
①方法：控制变量法与转换法。将比较电热的多少转化为电热现象的比较。如比较液柱的高低、气球的大小、蜡块熔化的多少、火柴是否燃烧等。
注意：实验结论叙述时应注意控制变量。
2.焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，Q=I2Rt
对易错点解析：
①纯电阻电路中，电流做的功全部用来产生热量，即：Q=W、W=Pt、W=UIt、、W=I2Rt均适用，无差别。
②非纯电阻电路中，电流做的功没有全部用来产生热量，则Q＜W，非纯电阻电路：W＝Pt、W＝UIt ，计算电流做的总电功； Q＝I2Rt ，计算电路中的电热。
如：电动机将电能转化为内能和机械能，W电＝Q＋W机；W＝Pt、W＝UIt二者计算的是电流做的功（包括Q与W机），而Q＝I2Rt计算的则为电热。
易错1.认为ΔP=ΔU•ΔI
1.如果加在某定值电阻两端的电压从8V升高到10V，通过该电阻的电流变化了0.2A，则该电阻的电功率变化了（ ）

【错解】ΔU=2V，ΔI=0.2A，所以ΔP=ΔU•ΔI=0.4W。
【解析】设定值电阻为R，可得：（10V/R）－（8V/R）=0.2A，解得R=10Ω。由P=U2/R得：原来的功率为P=（8V）2/10Ω=6.4W，后来的功率为P=（10V）2/10Ω=10W，变化量为：10W－6.4W=3.6W，故D正确。
答案：D
易错2 .灯泡能否正常发光问题
2.标有“220V 100W”和“220V 60W”的甲、乙两盏白炽灯，串联在家庭电路中时，较亮的是_______（选填“甲”或“乙”）灯。
【错解】甲。
【解析】由R=U2/P，可知乙灯电阻大于甲灯电阻，串联时电流相等，根据P=I2R可知：乙灯的实际功率大于甲灯，所以甲灯比乙灯亮。
答案：乙
3.有两只灯泡，甲灯标有“110V 25W”，乙灯标有“110V 100W”，将两只灯泡串联在220V的电压下使用，设灯丝的电阻不变，下列情况中可能出现的是（ ）
A.两只灯泡都能正常发光 B.甲灯被烧坏，两灯都不亮
C.乙灯被烧坏，两灯都不亮 D.两只灯泡同时被烧坏
【错解】C。
【解析】由R=U2/P，可知甲灯电阻是乙灯电阻的4倍。两灯串联在220V的电压下使用时，根据串联分压规律U甲∶U乙=R甲∶R乙，可求得U甲=176V，U乙=44V，由此可知：甲灯的实际电压远远大于额定电压，所以甲灯被烧坏。乙灯的实际电压远远小于额定电压，乙灯不会烧坏。
答案：B
易错3.混淆图象中物理量关系
4.实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U-I图像如图所示，则下列选项中有关该小灯泡功率P与U2或P与I2的图像可能正确的是（ ）

【错解】A或C
【解析】由U-I图象知，小灯泡的电阻随电压或电流的增大而增大。由于电阻是变化的，根据P=U2/R和P=I2R可知P与U2或I2不成正比，所以A、C错误。由P=U2/R可知，随着电压的增大，P也增大，但由于R在不断增大，所以P的增大是越来越慢的，而图象B表示的是P的增大越来越快，所以B错误。由P=I2R可知，随着电流的增大，P也增大，但由于R在不断增大，所以P的增大是越来越快的，因此D正确。
答案：D
易错4.计算公式选用不当
5.小华准备参加玩具赛车比赛，他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机。设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的示数为2A；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的示数为0.6 A。则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为（ ）
A.91% B.30% C.70% D.9%
【解析】设电源电压为U，电动机不转时，为纯电阻电路，可求出电动机线圈的电阻为R=U/I=U/2。电动机正常转动时，消耗的电能为W=UIt=0.6Ut，线圈发热损耗为Q=I2Rt=0.62×（U/2）t=0.18Ut。电动机输出的机械能E=W－Q=0.42Ut，转化效率为0.42Ut/0.6Ut=0.7=70%，故C正确。
答案：C
易错5.实际功率与额定功率不分
6.如图为一只标有“6V 1.5W”小灯泡的电流随电压变化的关系图像。若把三只这样的灯泡串联起来，接在12V的电源两端，则此时每只灯泡的电阻及实际功率为（ ）
A.24Ω，0.67W B.20Ω，0.8W C.24Ω，0.96W D.20Ω，0.67W
【解析】三只这样的灯泡串联起来，接在12V的电源两端时，每只灯泡的电压为4V，由图象可知，电压为4V时，电流为0.2A，据此可求出灯泡的电阻为20Ω，实际功率为0.8W。
答案：B
7.如图所示的电路，电源电压为12V，R1=8Ω。当只闭合开关S1时，灯L正常发光；只闭合开关S2、S3时，灯L的实际功率为额定功率的25/36；只闭合开关S3时，R2的功率为0.48W。求：
（1）灯L的额定功率；
（2）只闭合开关S3时，灯L的实际功率。
解析：（1）当只闭合S1时，灯L正常发光，此电路为L的简单电路，
则灯L的额定功率：
只闭合S2、S3时，灯L和R1串联，则电路中的电流：
此时灯L的实际功率：
因为此时灯L的实际功率为额定功率的，所以有：
解得：R=40Ω，则灯L的额定功率：
（2）只闭合开关S3，灯L和R1、R2串联，此时电路中的电流：
………………………………①
又因为R2的功率P2=0.48W，即：I2R2=0.48W……………………②
联立①②可得：R2=12Ω或R2=192Ω
将R2=12Ω代入①式可得：I′=0.2 A
此时灯L的实际功率：
将R2=192Ω代入①式可得：I′=0.05A
此时灯L的实际功率：
电功和电功率常考易错陷阱分析
一、易错分析
陷阱一：利用电能表计算电功和电功率易错？
假设电能表标有M/kW·h，电能表在t时间内转过N转，则电功W=N/M kW·h=N/M×3.6×106J。
电功率为P= W/t=3.6×106J/Mt
陷阱二：额定功率和实际功率易错？
1.额定功率和实际功率：额定功率只有一个，在额定电压下取得；实际功率有无数多个，一个实际电压对应一个实际功率。
2.灯的明暗程度由它的实际功率决定，与额定功率无关。
陷阱三：题目条件提取不完整易错。
题设的“潜在条件”：如“用电器恰好正常工作”，含义是“该用电器两端的电压为它的额定电压，功率为额定功率，电流为额定电流”；“在家庭电路中”，含义是“此时它两端的电压为220V”等。对于动态电路，注意要根据题设要求先准确画出其等效电路图，再根据等效电路进行分析，使问题简化。
二、错题纠正
【例题1】图示电能表能接入用电器的最大总功率为_______W；小明发现家中多个用电器正常工作时，指示灯在1min内闪烁90次，这段时间内电路消耗的电能为_______kW•h；他再将额定功率为1000W的电水壶接入该电路，发现额定电流为30A的熔丝熔断了，这是因为电路发生了________故障。
【例题2】如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U-I图像。下列分析不正确的是（ ）

A.当L1两端的电压为100V时，其实际功率为20W
B.当通过L2的电流为0.45A时，其1min消耗的电能为4320J
C.将L1、L2串联，若L1两端的电压为40V，则L2的功率为8W
D.将L1、L2并联，若通过L2的电流为0.5A，则L1的功率为66W
【例题3】如图所示为某小组设计的多挡位电热器电路，U不变，R1、R2为电阻丝且R1＞R2，电热器功率最大时开关状态为（ ）
A.S1闭合，S2接a B.S1闭合，S2接b
C.S1断开，S2接a D.S1断开，S2接b
三、举一反三
【强化1】如图所示，两只灯泡L1和L2上分别标有“8V 4W”和“4V 1W”字样，将它们串联后接在电压可在4~8V之间调节的电源上，闭合开关S，假设两灯的灯丝电阻不随温度变化，则下列说法正确的是（ ）
A.通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
B.在调节电源电压的过程中，灯L1始终比灯L2亮
C.在调节电源电压的过程中，两灯的功率变化量相同
D.当电源电压调节到8V时，两灯都不能正常发光
【强化2】如图是小明家电能表的表盘，其读数是________kW•h。小明将家中其他用电器关闭，只让干衣机单独工作，观察到6min内电能表指示灯闪烁了160次，干衣机在这6min内消耗的电能为________kW•h，它的实际功率是________kW。
【强化3】如图甲所示，电源电压恒定不变，灯泡L的额定电压为6V，滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”，电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0～0.6A。当断开开关S1、S3，闭合S2，移动滑片，电压表示数为3V时灯泡正常发光。图乙是灯泡L、电阻R1的I-U图像。求：（1）灯泡正常发光时的电阻。（2）闭合S1、S2、S3时，允许通过滑动变阻器的最大电流。（3）断开S2、S3，闭合S1时，电路的总功率。
四、易错题通关
1.如图所示的电路，当闭合开关后，小灯泡L1、L2均可发光，它们的实际功率分别为P1、P2，P1＞P2。此时（ ）
A.电压表V1的示数等于电压表V2的示数
B.若L2灯丝烧断，电压表V1、V2均几乎没有示数
C.若L2灯丝烧断，则电压表V2几乎没有示数，V1有示数
D.若一导线接在L2两端，则电压表V2几乎没有示数，V1有示数
2.小薇同学设计了一个可测量压力的装置，如图所示是该装置电路原理图。其表盘f能显示出施加压力F的大小。下列分析正确的是（ ）
A.装置的表盘f是电压表改装而成 B.压力F改变时，R2两端的电压不变
C.压力F为零时，电路中的电流最小 D.压力逐渐变大时，电路的总功率变小
3.如图所示是某同学探究“电压一定时，电流与电阻的关系”的实验电路图。已知电源电压恒为4.5V，滑动变阻器规格为“25Ω；1A”，可供选择的定值电阻的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。依次更换电阻R，闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如表。下列说法正确的是（ ）
A.多次实验的目的是减小实验误差
B.第1次实验滑动变阻器的功率最小
C.第5次实验数据不能由本实验得到
D.第1次实验滑动变阻器接入电路中的阻值比第2次更大
4.标有“6V”字样的甲、乙两个小灯泡，它们的电流与电压变化的关系如图所示。下列判断正确的是（ ）
A.甲灯的额定功率小于乙灯的额定功率
B.将甲、乙两个小灯泡串联在6V的电路中时甲灯比乙灯亮
C.为保证灯泡不损坏，两灯串联时电路两端的电压不超过8V
D.将甲、乙两个小灯泡并联在3V的电路中时它们的功率各自变为原来的一半
5.如图甲所示电路图，定值电阻R2的阻值为6Ω，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，两个电压表的量程都为0~3V，灯泡L标有“3V 0.6W”，则灯泡的额定电流为_______A。在保证电路安全的前提下，当闭合开关S、S1时，移动滑片P，得到R2两端电压的倒数U′与R1的阻值变化图像如图乙所示；当闭合开关S、S2时，电路的最小总电功率为_______W（不计灯泡电阻的变化）。

6.小明和妈妈去超市购买电热水壶，发现有甲、乙两款，分别标有“220V 800W”、“220V 1800W”的字样，妈妈认为用乙款水壶烧水时，在相同时间内产生的热量_________，烧水_________，准备用乙款，小明说此款不合适，因为乙款电水壶的额定电流为_______A，超过了家里室内插座的额定电流。（结果保留一位小数）
7.今年冬天，很多人在办公桌上放置了电热桌垫（如图），小科同学想知道它的电热原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由12伏电源供电，R1、R2的阻值分别为6Ω、4Ω，该桌垫可通过调温开关控制不同的电功率（不考虑温度的变化对电阻的影响）。小科认为，其内部的电路设计可以有图中的甲、乙两种连接方式。
（1）若采用图乙电路连接，电热桌垫处于高温挡时，则开关应打在_______处（选填“ab”或“bc”或“cd”）。
（2）若采用图甲电路连接，求电热桌垫处于低温挡时电路的总功率_________。
（3）若采用图甲电路连接，求电热桌垫处于高温挡时1分钟内电路消耗多少电能？
8.若在用电高峰期家庭电路中的实际电压是198V，则一只“220V 100W”的白炽灯工作10min所消耗的电能为________J。（假设灯丝的电阻保持不变）
9.如图甲所示的电压力锅，集压力锅、电饭锅的优点于一体，省时节电，R1、R2是电热丝（阻值恒定）。当接通电源220V，温控开关S闭合；锅内达到预定温度时S自动断开，电压力锅处于保温状态。若电压力锅保温时的电功率为400W，R1的阻值为96.8Ω。完成下列问题：
（1）求电热丝R2的阻值；
（2）该电压力锅处于正常加热状态5分钟，需要消耗多少电能？
（3）若电路的实际电压为110V，电压力锅加热时的实际功率为多少？
10.小聪做“测量小灯泡电功率”实验，灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）用笔画线代替导线将甲图连接完整，要求：当滑片P向右滑动时，灯泡变亮_________；
（2）电路连接正确且无故障，闭合开关，两电表示数如图乙所示，电压表的示数为_______V，造成此现象的原因是________________；
（3）调整后继续实验，数据如下：
小灯泡的额定功率为_______W；
（4）根据实验数据在图丙中画出灯泡的电流与电压的关系图像________，由图像可知，当灯泡两端电压为2.2V时，通过灯泡的电流为_______A；
（5）小华小组在做此实验的过程中，正确连接电路，无论怎样调节滑动变阻器滑片都不能使小灯泡正常发光，请对这一现象产生的原因提出合理的猜想_________。数据序号
1
2
3
4
5
电阻/Ω
5
10
15
20
25
电流/A
0.4
0.19
0.12
0.1
0.08
次数
1
2
3
4
5
6
7
电压/V
0.3
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流/A
0.12
0.16
0.21
0.26
0.30
0.32
0.33