2024山东中考物理二轮重点专题研究 微专题 电功率 电热的理解及计算（课件）

这是一份2024山东中考物理二轮重点专题研究 微专题 电功率 电热的理解及计算（课件），共60页。PPT课件主要包含了考点清单，重难点突破，额定功率与实际功率，电功率相关计算，ACD，转换法，I2Rt，电功率，6×106，电能表等内容，欢迎下载使用。
实验 探究电流产生的热量与什么因素有关
电能表的读数及相关计算　
1. (2020烟台17题3分)如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该电能表的标定电流是________A，表盘上显示已用电________kW·h.若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3 min，电能表指示灯闪烁了32次，该用电器在上述时间内消耗的电能为________kW·h
2. (2022德州17题2分)小刚早上8∶00出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示，然后关闭家中其他用电器，只让电冰箱工作．下午18∶00回家后再次查看电能表，显示的数字如图乙所示，则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为________kW·h，电冰箱的实际电功率为________W.
3. (2023菏泽2题2分)下列电器中，利用电流热效应工作的是(　　)A. 电风扇 B. 电暖气 C. 电视机 D. 电磁继电器4. (2021烟台19题3分)为了防止电流过大将用电器核心部件烧毁，很多用电器都装有保险管，如图甲所示．乙、丙两图分别是两个保险管的截面图，若两管内保险丝的材料相同，长度相同，粗细不同，则两图中__________保险丝的电阻大；当乙、丙两保险管通过相同的电流时，________保险丝的热功率大，________保险丝更容易熔断．(均选填“乙图”或“丙图”)
5. (2022临沂26题2分)某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图，阻值为2 Ω的警灯与线圈电阻为0.5 Ω的电动机串联．当玩具警车正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为1 A，则警灯两端的电压是_____V，2 min内电动机线圈产生的热量是______J.
6. (2023日照15题4分)如图所示电路，已知R1的阻值为100 Ω，电流表 、 示数分别为1.5 A、0.5 A，则R2＝________Ω，经过1 min电阻R1产生的热量为________J.
7. (2023临沂17题2分)一个标有“220 V　440 W”的电热器，当通过它的电流为1 A时，它的实际功率(　　)A. 等于额定功率 B. 大于额定功率C. 小于额定功率 D. 无法判断
8. (2021济宁10题2分)如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R1的最大阻值为20 Ω，小灯泡的电阻RL＝8 Ω，R2＜RL，闭合开关S，当滑片P置于b端时，小灯泡的实际功率为2 W，忽略温度对小灯泡电阻的影响，则滑片P置于a端时小灯泡的实际功率可能是(　　)
A. 10 W B. 15 W C. 25 W D. 30 W
类型一　简单电路类(烟台2考，淄博2考，济宁2考，日照3考)
9. (2021日照12题4分)(多选)如图所示，将两个定值电阻R1、R2按甲、乙两种方式接在电源电压均为U的两个电路中．开关闭合时，甲、乙两个电路中流经R1的电流分别为0.2 A和0.3 A．下列判断正确的有(　　 )
A. R1、R2的电阻之比为2∶1B. 甲乙两电路中的总功率之比为4∶81C. R2在甲乙两电路中的电压之比为1∶3D. 甲乙两电路中R1的电功率之比为4∶9
10. (2022德州18题2分)甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示．将甲、乙两灯泡串联后接在电压为________V的电源两端时，甲灯泡中通过的电流为0.5 A，此时乙灯泡1 min消耗的电能是________J.
11. 如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻．闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表示数U与电流表示数I间的关系图像如图乙所示．求：(1)电源电压、R0的阻值及滑动变阻器的最大阻值；
(2)当滑片在a端时，通电1 min电阻R0产生的热量．
当滑片滑到a端时，R接入电路中的阻值最大，此时电路中的电流最小，由图像乙可得出：U0＝4 V，I0＝IR＝0.4 A，此时滑动变阻器R两端的电压UR＝U电－U0＝12 V－4 V＝8 V所以R的最大阻值R最大＝ ＝ ＝20 Ω
12. (2023济宁22题6分)如图所示，电路中的电源电压不变．只用一根导线连接b、c时，电阻R上的电压为9.6 V，通过灯泡L的电流为0.2 A；用一根导线连接a、b，一根导线连接c、d时，电阻R与灯泡L的电功率之比为1∶4，灯泡L正常发光．求：(1)电阻R的阻值；
(2)灯泡L的额定电压；
(3)只用一根导线连接c、d时电路消耗的总功率．
(2)当用一根导线连接a、b，一根导线连接c、d时，小灯泡与定值电阻并联．在并联电路中，电功率与对应的电阻成反比关系，故由PR∶PL＝1∶4得出它们的电阻之比为R∶RL＝4∶1，所以小灯泡的电阻为RL＝12 Ω；当只用一根导线连接b、c时，小灯泡与定值电阻串联，电源电压为U＝I(R＋RL)＝0.2 A×(48 Ω＋12 Ω)＝12 V；当小灯泡与定值电阻并联时，小灯泡正常发光，所以小灯泡的额定电压为12 V
13. (2020淄博26题8分)如图是探究电流通过导体时产生热量与电流的关系实验装置．烧瓶中煤油质量为200 g，电阻丝R的阻值为20 Ω.电路中电源电压12 V保持不变，滑动变阻器规格为“50 Ω　1 A”．闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.5 A时，通电5 min观察到烧瓶中煤油的温度从25 ℃升高了3 ℃.[c煤油＝2.1×103 J/(kg·℃)]求：(1)滑动变阻器连入电路的阻值；
(2)煤油吸收的热量；
(3)电阻丝的加热效率.
(2)煤油吸收的热量为Q＝c煤油mΔt＝2.1×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×3 ℃＝1.26×103 J
类型二　铭牌信息类[烟台3考，淄博4考，济宁3考]
14. (2023烟台15题2分)标有“6 V　1.5 W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的三只灯泡串联起来，接在12 V的电源两端，灯泡的电阻及实际功率约为(　　)
A. 24 Ω　0.67 W B. 20 Ω　0.8 WC. 24 Ω　0.96 W D. 20 Ω　0.67 W
15. (2020聊城10题3分)下表是小明家电饭煲铭牌的部分信息，小明家电能表的示数如图所示．把电饭煲接在家庭电路中使用时，下列说法错误的是(　　)
A. 电饭煲是利用电流的热效应工作的B. 电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小C. 电饭煲在高挡正常工作10 min，消耗的电能是1.08×106 JD. 若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10 min，电能表示数将变成7 328.6 kW·h
16. (2022烟台18题3分)甲、乙两只电炉标有“220 V 500 W”和“220 V　1 000 W”的字样，把它们串联在220 V的电路中，在相同时间内产生热量较多的是______，将它们并联在电路中，产生热量较多的是______(均选填“甲”或“乙”)．串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为_________．
17. 如表所示为一台饮水机的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝且阻值不变．(1)该饮水机处于加热状态时，正常工作3 min，在1标准大气压下能否把0.5千克的水从20 ℃加热至沸腾？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)保温功率是指S断开时电路消耗的总功率．该饮水机正常保温时，R1实际消耗的电功率是多少？
类型三　多挡位家用电器类
18. 图甲所示为某电暖器的简化原理图，其中R1、R2是两个相同的电热丝，单个电热丝的电流与电压的关系图像如图乙所示．已知电源电压为220 V，每个电热丝的额定电压均为220 V，现要在某卧室使用该电暖器，卧室的容积为50 m3，空气的比热容为1.0×103 J/(kg·℃)，空气密度为ρ＝1.2 kg/m3，假设卧室封闭，请根据图像及以上信息解答下列问题．(1)每个电热丝正常工作时的电阻及额定功率是多少？(2)只闭合S2时，流过电热丝的电流为多少？此时电暖器消耗的总功率为多少？(3)只闭合S1和S3，让电暖器工作15 min，卧室内的温度升高了10 ℃，电暖器的加热效率是多少？
(2)只闭合S2时，R1与R2串联，且R1＝R2，根据串联电路分压规律可知，U1＝U2＝110 V，由图乙可知当电压为110 V时，电流为1.5 A此时电暖器消耗的总功率为P′＝UI′＝220 V×1.5 A＝330 W
19. 吴丽设计了一个内有水箱的孵化箱．利用图甲所示电路，对水箱内的水加热．电路中R是阻值恒为40 Ω的发热电阻，R0是阻值恒为160 Ω的调控电阻；S为温控开关，当温度等于或低于37 ℃时闭合，温度等于或高于42 ℃时断开，使箱内温度维持在37 ℃到42 ℃之间；额定电压为220 V．请完成下列问题：(1)在额定电压下，发热电阻R工作的最大发热功率和最小发热功率各为多少瓦特？
(2)设计完成后，吴丽对孵化箱进行了工作测试．从孵化箱温度刚刚变为42 ℃开始计时，电路中的电流随时间变化的图像如图乙．ⅰ.测试时的实际电压为多少伏特？ⅱ.工作测试一个小时，电路消耗的电能为多少度？
ⅲ.已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)．假设升温过程中，发热电阻发出的热量全部被水吸收，不考虑热量散失，则测试时水箱内水的质量为多少千克？(本小问结果可用分数表示)
(2)i.测试时，当开关S断开，实际电压是U＝I′(R＋R0)＝1 A×(40 Ω＋160 Ω)＝200 V
类型四　结合电磁继电器类
20. 某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表．如图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换．R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻(置于电热水器内)，其阻值随温度的升高而减小．红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响．
(1)分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态？(2)工作时，若要提高电热水器的保温温度，如何调节保护电阻R2的滑片？
(3)R1工作时的电阻是多大？
(4)电热水器处于加热状态时，工作4.2 min，可使1 L水的温度升高40 ℃.则该电热水器的效率是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，计算结果保留一位小数]
(2)调节保护电阻R2，使滑片P向b端适当移动
探究电流产生的热量与什么因素有关(济宁2考，日照3考)
21. 某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关．他们用的实验器材如下图所示，两个透明容器中密封着等量空气．U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝．
(1)请你用笔画线代替导线，把图甲两个容器的电阻丝接到电路中．
(3)接好电路，闭合开关，通电一段时间后，______(选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流相同、通电时间相同的情况下，________越大，它所产生的热量越多．
(2)实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫________．
(4)让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联(如图乙所示)．移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验．此时通过两容器中电阻的电流不同，在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度的变化，由此得到的结论是：_________________________________________________________.(5)如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则Q＝________．
在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多
1、单位：________，符号：________．2、常用单位：千瓦时(kW·h)，也叫度，1度＝____kW·h＝_________J.3、测量工具：__________．作用是测量用电器某段时间内消耗的电能．
【版本导航】鲁科：九上P70～P91； 人教：九年级P86～P103；沪科：九年级P117～P136；教科：九上P85～P102.
三、额定功率与实际功率
1、额定电压：用电器正常工作时的电压．(即用电器铭牌上标的电压值)2、额定功率：用电器在____________下工作时的电功率．(即用电器铭牌上标的功率值)3、实际电压：电路中用电器实际工作时的电压．4、实际功率：用电器在___________下工作的功率．5、灯泡的亮暗的因素：灯泡的亮暗与它的_________有关，_________越大，灯泡越亮，反之灯泡越暗．
1、电流热效应：电流通过导体时______能转化为______能的现象．2、焦耳定律(1)发现：英国物理学家________做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系．(2)内容：电流通过导体时产生的热量跟________________成正比，跟导体的__________成正比，跟______________成正比．　　
R表示电阻，单位是Ω.t表示通电时间，单位是s.注：当电路为纯电阻电路时，电流产生的热量Q才等于电路所消耗的电能W，即Q＝W＝Pt＝UIt＝I2Rt＝________，否则只能用焦耳定律计算．
1、利用：电暖气、电烙铁、电热毯、电饭锅、养鸡场的电热孵化器等．2、防止：有孔的电视机后盖、电脑的微型风扇等．
(3)公式：Q= ________Q表示________，单位是______．I表示电流，单位是A.　
1. 判断下列说法是否正确．(1)电流做功的过程，实际是把其他形式的能转化为电能的过程(　　)(2)电流通过用电器所做的功越多，电功率一定越大(　　)(3)电能表的功能是测量家庭电路用电器的功率(　　)(4)额定功率越大的用电器，电流通过它所做的功就越多(　　)(5)用电器工作过程中实际电功率可能小于它的额定功率(　　)(6)电流做了多少功，就一定消耗了多少电能，二者在数值上是相等的(　　)(7)用电器消耗的电能越多，用电器上产生的电热(热量)就一定越多(　　)
一、实际功率与额定功率的理解及计算
(3)实际功率的计算：若灯泡 L1 两端的实际电压为3 V，则L1 的实际功率为______W.(4)电能的计算：灯泡 L1正常工作 1 min消耗的电能为________J. (5)灯泡亮度判断：将 L1、L2串联接入电源电压为6 V的电路中，________发光比较亮；将L1、L2并联接入电源电压为 6 V的电路中，________发光比较亮．(均选填“L1”或“L2”)(6)若将两灯串联后接在某电源两端，在保证电路安全且其中一盏灯正常工作的条件下，电路中的电流为________A，电源电压为________V.
二、多挡位家用电器类相关计算
电路中多挡位问题解题思路多挡位问题的实质是判断电路总电阻的大小．对于家庭电路，在不同挡位时总电压不变(220 V)，根据P＝ 知，总电阻最小时，总功率最大，用电器处于高温挡；总电阻最大时，总功率最小，用电器处于低温挡．
(1)当开关处于1位置时，电阻________(选填“R0”、“R”或“R0与R”)连入电路，电饭锅处于________(选填“高温”或“低温”)挡，此时电路中的电流为______A，电饭锅的功率为______W，电饭锅在这一状态下工作10 min消耗的电能为____________J.(2)当开关处于2位置时，电阻______(选填“R0”或“R”)被短路，电饭锅处于________(选填“高温”或“低温”)挡，此时电路中的电流为____A，电饭锅的功率为______W，电饭锅在这一状态下工作10 min消耗的电能为_________J.
2. 某型号电饭锅有“高温挡”和“低温挡”两个挡位，其原理如图所示，已知电阻R0＝44 Ω，R＝2 156 Ω.
3. 如图所示为某热水器的简化电路图，该热水器有加热和保温两个挡位，已知该热水器的加热功率为1 100 W，加热丝R2的阻值为440 Ω.
(1)开关S、S1都闭合时：热水器处于______(选填“加热”或“保温”)状态；加热丝R1的功率为______W，加热丝R2的功率为______W，该状态下工作60 s消耗的电能为________J.(2)只闭合开关S时：热水器处于________(选填“加热”或“保温”)状态，该状态下工作5 min消耗的电能为__________J.
(1)开关S1闭合，当S2接A，养生壶处于________挡，此时电路中的电流为______A，R1的阻值是______Ω；
(2)养生壶处于低温挡时，电路中开关的闭合情况是：_________________；此时R2消耗的电功率为________W； (3)该养生壶在额定电压下，处于高温挡状态下，将装满储水罐的水从20 ℃加热至45 ℃，用时120 s，则水吸收的热量为__________J，养生壶消耗的电能为__________J，养生壶的加热效率为________．(保留1位小数)
开关S1断开，S2接A
(4)夏天在傍晚时候，用电高峰期，小金关闭了家中的其他用电器，该壶在高温挡加热过程中，家用电能表(如图乙)的转盘396 s内转了300转，电路中的实际电压是________V.
探究电流产生的热量与什么因素有关
例 　某小组同学猜想电流通过导体产生的热量跟下列因素有关：猜想A：与电流大小有关猜想猜想B：与电阻大小有关猜想猜想C：与通电时间长短有关
他们用如图甲、乙所示的实验装置进行探究，左右两个透明的容器中密闭了等量的空气，两个密闭容器中都有一段电阻丝，U形管中装的是红色煤油.
(1)如图甲所示装置是为了探究猜想____，判断的依据是__________________________________________________________.(2)若要用图乙所示装置探究猜想A，请用笔画线代替导线完成电路的连接.(3)在探究猜想C时，就应该控制________和________不变.
两电阻串联，电流相等，通电时间也相等，而电阻值不同
(4)实验中通过观察U形管中液面的________来比较容器内空气温度的变化，这里采用的方法与下列研究实例相同的是________(多选).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
(5)甲图通电一段时间后，发现其中一个U形管的液面高度几乎不变，则出现该现象的原因可能是容器______________.(6)排除问题后继续实验，通电一段时间后，甲图______(选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流相同、通电时间相同的情况下，________越大所产生的热量越多.(7)乙容器通电一段时间后，______(选填“左”或“右”)侧容器中电流产生的热量多.
(8)英国物理学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的________成正比，跟____________成正比．这个规律叫做焦耳定律，其表达式为__________.
(9)(2022十堰改编)图甲中，通电一段时间后左右两侧容器内电阻产生的热量之比是________.
(10)另一位同学用如图丙所示的装置进行探究，为了在较短的时间内达到明显的实验效果，两个容器里应装入的是等量的________(选填“水”或“煤油”)．该实验中，若A容器中温度计示数的变化量大，可以判断RA_______(选填“>”“