备战2023年物理新中考二轮复习热点透析 核心考点16 电功

核心考点16 电功、电功率

一、考向分析

了解额定功率的概念。会计算电功；计算电功率；进行电热计算。

理解电流做功；电功率概念；焦耳定律。掌握电能表读数及其相关计算；测量小灯泡电功率的基本内容。命题形式主要是以选择题、填空题、实验探究题，计算题的形式呈现。

二、考点详解

考点一、电能及其测量

1.用电器消耗电能的过程，实质上是电能转化为其它形式的能的过程。

2.电流做的功，叫电功。符号：W。单位：焦耳（J）。

3.测量电功的仪表：电能表。它的单位是：千瓦时，符号是：kW.h。1 kW.h=3.6×106J。表盘上表示的Nr/ kW.h的意思是：电路中每消耗1 kW.h时的电能，表盘转过N转。

考点二、功率

1.定义：单位时间内所做的功叫功率，用符号P表示。

2.物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。

(1)相同时间内，物体做功越多功率越大

(2)做相同的功，物体用时越短功率越大

(3)物体做功越快功率越大

3.电功率的计算

1.计算电功的常见公式：①W=UIt（U-电压，单位：V；I-电流，单位：A；t-时间，单位：s）；

②W=Pt（P—电功率，单位：W）；③ W=I2Rt=（R-电阻，单位：ῼ）（这两个公式仅适用于纯电阻电路）。

2.计算电功率的常见公式：①P=UI；②P=（W-电功）；③P=I2R= （这两个公式仅适用于纯电阻电路）。

3.在串联电路中，电功、电功率的分配都与其电阻成正比；总功、总功率等于各部分之和。即：

=     =      W总=W1+W2    P总=P1+P2

4. 在串联电路中，电功、电功率的分配都与其电阻成反比；总功、总功率等于各部分之和。即：

=     =  W总=W1+W2    P总=P1+P2

考点三、 动能

1.定义：物体由于运动具有的能。

△注：一切运动的物体都具有动能。

2.影响因素：动能大小与物体的质量和速度有关。

质量相同时，物体速度越大，动能越大。

速度相同时，物体质量越大，动能越大。

△注：速度对物体动能的影响更大。

3.实验常考汇总：

（1）在控制物体到达水平面的初速度相同时，是通过控制小球静止释放高度相同来实现的。

（2）动能的大小是通过转换法探究的：根据小球撞击木块运动的距离长短来实现。

（3）在改变小球质量时，需要控制小球的体积相同。

考点四、测量小灯泡的功率

1.实验原理：P=UI。测出小灯泡的电压U和电流I，利用公式P=UI计算求得电功率。

2.实验器材：电、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、灯座、导线等。

3.实验电路图及表格：

4.实验步骤：

（1）实验前准备：检查仪器是否齐全，规格是否合乎要求，查看小灯泡的额定电压U额；

（2）按电路图连电路，查无误，闭合开关，进行实验；

（3）调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为U额，记录电流表示数I额；

（4）调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压等于1.2U额，记下电压表、电流表的示数，并观察小灯泡发光情况；

（5）调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压小于U额，记下电压表，电流表的示数，并观察小灯泡发光情况；

（6）断开开关，计算电功率值填入表格。

5.数据分析，总结结论。(1)分析数据知，实际功率随实际电压改变而改变；(2)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大灯泡越亮。

6.注意事项：

A．连接时，开关断开，防止因短路而损坏电或灯泡。

B．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至滑动变阻器的最大阻值处，防止电路中的电流过大，将灯烧坏。

C．电电压应高于灯泡的额定电压，防止无法调节到额定电压。

D．电压表的量程应大于灯泡的额定电压，电流表的量程应大于灯泡正常工作时的电流。

E．滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡正常工作时的电流，滑动变阻器的最大电阻值应与灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显。

F．通过三次不同电压下（额定电压，1.2倍额定电压和低于额定电压）的测量，体会用电器的实际功率并不一定等于额定功率，而是取决于加在用电器两端的实际电压。

G．在做第二次实验时（实际电压不能超过额定电压的1.2倍）需要小心调节滑动变阻器，以免烧坏灯泡。

H．实验前，要检查电路并试触，实验结束后，要先断开开关，再整理器材。

三、真题再现

1.（2021·贵州中考真题）关于下列物理测量工具说法正确的是（  ）。

A．甲图中所测物体的长度为3.40cm；

B．乙图中电能表的读数为23865kW·h；

C．丙图中弹簧测力计只能在竖直方向上使用；

D．丁图中体温计是根据液体热胀冷缩原理制成的

【答案】D。

【解析】A．甲图中刻度尺分度值为0.1cm，所测物体左端与1.00cm对齐，右端与3.40cm对齐，则物体的长度为l=3.40cm-1.00cm=2.40cm

故A错误；

B．电能表显示的最后数字为小数点后第一位，故乙图中电能表的读数为2386.5kW·h，故B错误；

C．只要弹簧测力计弹簧的轴线方向与所测力在一条直线上就能测量，不是只能在竖直方向上使用，故C错误；

D．体温计中装的是水银，是利用液体热胀冷缩原理工作的，故D正确。故选D。

2.（2021内江）在如图所示的电路中，电的电压恒定，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为8Ω。闭合开关，移动滑片P，当R2等于2Ω或8Ω时，R2消耗的电功率均为8W，则下列选项中正确的是（　　）

A．电流表示数最大为6A                   B．电压表示数最大为6V

C．R1的阻值为8Ω                        D．R2的最大功率为9W

【答案】D

【解析】如图R1、R2串联，电压表测R2的电压，R2消耗的电功率均为8W。P1=I12R2′=I12×2ῼ=8W；

P2=I22R2″=I22×8ῼ=8W，解得：I1=2A，I2=1A。

C．设电电压为U，则有：U=I1R1+I1R2=2A×R1+2A×2ῼ，U=I2R1+I2R2=1A×R1+1A×8ῼ,解得：R1=4ῼ,U=12V。

C错。

B．当滑动变阻器达到最大值时，电压表示数最大，最大值为：Umax=I2R2″=1A×8ῼ=8V,B错。

A．当滑动变阻器达到最小值即阻值为0时，电流表示数最大为：Imax= = 3A，A错。

D．当R2的值等于R1的值时，最大功率为：P=（）2R2= （）2×4ῼ=9W，D正确。选D。

3.（2020·广西玉林市·九年级二模）下列关于电能的说法正确的是（　　）

A．可以通过电流表把电能直接测量出来

B．消耗电能相同的用电器，产生的热量一定相同

C．电功率越大的用电器，消耗电能就越多

D．电能的单位是“度”，学名叫做千瓦时

【答案】D

【详解】

A．电流表是测量电流的工具，不能测电能，故A错误；

B．如果是纯电阻消耗电能全部用来发热，消耗的电能等于产生的热量，如果是非纯电阻，消耗电能除了发热还转化为其它形式的能量，故消耗的电能大于产生的热量，故B错误；

C．电功率是表示电流做功快慢的物理量，如果电功率大，说明用电器耗电快，故C错误；

D．电能生活中所用的单位是“度”，它的学名叫做千瓦时，故D正确。

故选D。

4.（2021·辽宁中考真题）假期小明一家要出门旅游，出发前家里只有一台额定功率为200W的冰箱正常工作，其它用电器都已关闭。小明看到家里电能表的示数为2021.6kW·h，过了7天小明回到家再次查看电能表的示数如图所示。下列有关说法正确的是（  ）。

A．这段时间冰箱消耗的电能是7kW·h；

B．冰箱每天平均工作的时间为0.5h；

C．冰箱正常工作1min电能表的转盘转过12转；

D．再有其它家电和冰箱一同正常工作时，电能表转盘的转速不变

【答案】A。

【解析】A．电能表原来的示数为2021.6kW·h，7天电能表的示数为2028.6kW·h，则这段时间冰箱消耗的电能是W=2028.6kW·h-2021.6kW·h=7kW·h，故A正确；

B．冰箱功率为200W，合0.2kW，电冰箱在这7天内工作的总时间为t=

则冰箱每天平均工作的时间为t'=5h，故B错误；

C．冰箱正常工作1min消耗的电能为W'=Pt''=0.2kW×h=

电能表的转盘转的圈数为n==2r

即冰箱正常工作1min电能表的转盘转过2转，故C错误；

D．再有其它家电和冰箱一同正常工作时，电路中消耗电能变快，电能表转盘的转速变快，故D错误。故选A。

5.（2020·四川攀枝花市·九年级一模）下列数据最接近实际情况的是（　　）

A．学生课桌高度约为200cm

B．大气对拇指指甲盖的压力约为 10N

C．让人感觉舒适的气温约为37℃

D．家用节能灯的功率约为1kW

【答案】B

【详解】

A．中学生的身高在160cm左右，课桌的高度大约是中学生身高的一半，在80cm左右，故A不符合题意；

B．大气压强约105Pa，拇指指甲盖的面积约1cm2即10-4m2，大气对拇指指甲盖的压力约为

故B符合题意；

C．人体正常体温在37℃左右，感觉舒适的温度在23℃左右，故C不符合题意；

D．家用节能灯的功率一般不超过20W，故D不符合题意。

故选B。

6.（2021·四川凉山彝族自治州）如图所示，电电压不变，灯泡标有“6V  3W”字样，当开关S闭合时，灯泡正常发光，电流表示数为0.6A电阻R的电功率为______W，通电10min后R产生的热量为______J。

【答案】0.6；360。

【解析】[1]因为闭合开关后，灯泡正常发光，所以此时灯泡两端的电压为6V，电功率为3W，根据，通过小灯泡的电流为

因为电路为并联电路，所以电电压和电阻两端的电压也为6V，总电流等于各支路电流总和，所以通过电阻的电流为

所以电阻的电功率为

[2]根据可知，10分钟后R产生的热量为。

7.（2021陕西）如图1所示电路中，电电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为20Ω。滑动变阻器R2的最大阻值为100Ω。开关闭合后，当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时。电压表V1的示数如图2所示，R2的功率为1.75W。下列说法正确的是（　　）

A．电阻R1与滑动变阻器R2并联 B．电压表V1测量电电压

C．电流表的示数为0.05A D．电电压为12V

【答案】D

【解析】A．电压表相当于断路，电流表等于导线，故此时电阻R1与滑动变阻器R2串联，A错。

B．电压表V1并联在电阻R1两端，故测量的是电阻R1的电压，B错。

C．若电压表的示数为1V，则电流为：I= = =0.05A，根据P=UI=I2R，R2的功率为1.75W，电阻R2的阻值为：R2= = =700ῼ，不符合R2的最大阻值为200Ω，故电压表的示数为5V，则此时的电流为：I′= = =0.25A，C错。

D．则此时电阻R2的阻值为：R2= = =28ῼ，此时R2两端的电压为：U2=I′R2=0.25A×28ῼ=7V，则电电压为：U=U1+U2=5V+7V=12V,D正确。选D。

8.（2020·山东临沂市·九年级二模）把标有“220V 60W”和“220V 40W”字样的甲、乙两盏灯串联接在220V的电上，假设灯的电阻不变，则下列分析中正确的是（　　）

A．两盏灯的总功率等于100W

B．通过甲灯的电流大于通过乙灯的电流

C．甲灯两端的电压大于乙灯两端的电压

D．甲灯消耗的功率小于乙灯消耗的功率

【答案】D

【详解】

根据P＝可得两灯泡的电阻分别为

==807

===1210

则

R甲＜R乙

当甲、乙两盏灯串联接在220V的电上时：

A．两盏灯的总功率

P===24W

故A错误；

B．因串联电路中各处的电流相等，则通过甲灯的电流等于通过乙灯的电流，故B错误；

C．因串联电路中各处的电流相等，R甲＜R乙；由U＝IR可知，甲灯两端的电压小于乙灯两端的电压，故C错误；

D．通过甲灯的电流等于通过乙灯的电流，且R甲＜R乙；由P＝I2R可知，甲灯泡消耗的功率小于乙灯消耗的功率，故D正确。

故选D。

9.（2021·辽宁中考真题）如图所示的电路，电电压恒定，R0=36Ω，滑动变阻器R1的规格为“48Ω   2A”，电流表的量程为“0. 3A”，小灯泡L上标有“12V 6W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响。当只闭合开关S且R1连入的阻值为12Ω时，小灯泡正常发光，在电路安全的情况下，以下计算结果正确的是（  ）。

A．电电压为18V；

B．当只闭合开关S时，小灯泡的最小功率是1.5W；

C．当开关都闭合时，电路的总电流最大值是2.5A；

D．只闭合开关S和S2，滑动变阻器连入的最小值是6Ω

【答案】ABC。

【解析】A．由P=可得小灯泡的电阻RL===24Ω

当只闭合开关S，R1与小灯泡串联，小灯泡正常发光，则UL =12V ，R1连入的阻值为12Ω，据串联电路电压规律，R1两端的电压为U1=UL=12V=6V

则电电压U= U1+ UL=6V+12V=18V，故A正确；

B．只闭合开关S，R1滑到最大值时，电路电流最小，小灯泡的功率最小，此时电路电流I最小===0.25A

小灯泡的最小功率PL最小= RL=(0.25A)224Ω=1.5W，故B正确；

C．当开关都闭合时，小灯泡短路，R0与R1并联，电流表测干路电流，通过R0的电流I0===0.5A

滑动变阻器R1的规格为“48Ω 2A”，因此通过R1的最大电流为2A，则电路的总电流最大值I= I0+I R1最大=0.5A+2A=2.5A；

故C正确；

D．只闭合开关S和S2，电路中只有R1，通过R1的最大电流为2A，则滑动变阻器连入的最小值R1最小===9Ω，故D错误。故选ABC。

10.（2021扬州）如图所示电路，电电压保持6V不变，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，定值电阻R2为5Ω，电压表示数为U1，R2的电功率为P2，电流表示数为I，闭合开关后，移动滑片P，下列图像可能正确的是（　　）

A．B．C．D．

【答案】D

【解析】如图，两个电阻串联，电压表测滑动变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流。

AB．R1为滑动变阻器最大阻值为15Ω时，电流最小，Imax= = =0.3A，对应电压表的读数：U1=Imax×R1=0.3A×15ῼ=4.5V，图中对应的点应该为(0.3A，4.5)；当滑动变阻器阻值为0时，电流最大，最大电流为：Imax= = =1.2A，在图中对应的点应改为(0，1.2)；A图中对应点(0，6V)不应在图像上，B图中(0.3，5)不应在图像上，AB错。

CD．R2的最小功率：P2min= （Imin）2R2= （0.3A）2×5ῼ=0.45W，R2的最大功率：

P2max= （Imax）2×R2=（1.2A）2×5ῼ=7.2W，以上图像上的点均正确，由公式P=I2R可知，P与I2成正比，图像应为二次函数图像的一部分，C错,D正确。选D。

11.（2020·四川德阳市·九年级一模）家用电饭煲铭牌上标有“220V1000W”的字样，它正常工作时的电阻为______Ω，正常工作一小时消耗电能为______kW·h。

【答案】48.4    1   

【详解】

[1]电饭煲正常工作时的电阻为

[2]正常工作一小时消耗电能为

12.（2020·苏州市吴江区八都学校九年级一模）手机己成为人们沟通交流和生活娱乐的重要工具，华为、几小米等自主品牌的手机越来越受到国内外用户的青睐。

(1)手机是利用_________传输信号实现通讯的，通话时声音信息在空中以_____m/s的速度传递给对方。

(2)“小米4”手机的散热材料是石墨烯晶体，因为它具有优良_____（导热/导电）性能，并且石墨烯 ____（有/没有）固定的熔点。

(3)“华为P40”手机的电池标有“标称电压3.8V”、“电池容量5000mA·h”的字样。“标称电压”是指手机工作时的电压，该电压对人体_____（属于/不属于）安全电压，“电池容量”是指电池所能容纳的最大电荷量，1mA·h=1mA×1h，则该手机一次充满电可储存的电能约为_____J。

【答案】电磁波    3×108    导热    有    属于    6.48×104   

【详解】

(1)[1]手机信号是通过电磁波传输的。

[2]电磁波在空气中传播的速度是3×108m/s。

(2)[3][4]石墨烯是晶体，晶体有固定的熔点，同时石墨烯是用作散热材料，故具有优良的导热性能。

(3)[5]人体安全电压为36V，标称电压为3.6V，低于人体的安全电压，属于安全电压范畴。

[6]电池容量

5000mA·h=5×3600A·s=1.8×104A·s

该手机一次充满电可储存的电能

W=UIt=3.6V×1.8×104A·s=6.48×104J

13.（2021·四川凉山彝族自治州）如图所示，电电压不变，灯泡标有“6V  3W”字样，当开关S闭合时，灯泡正常发光，电流表示数为0.6A电阻R的电功率为______W，通电10min后R产生的热量为______J。

【答案】0.6；360。

【解析】[1]因为闭合开关后，灯泡正常发光，所以此时灯泡两端的电压为6V，电功率为3W，根据，通过小灯泡的电流为

因为电路为并联电路，所以电电压和电阻两端的电压也为6V，总电流等于各支路电流总和，所以通过电阻的电流为

所以电阻的电功率为

[2]根据可知，10分钟后R产生的热量为。

14.（2020·四川德阳市·九年级一模）家用电饭煲铭牌上标有“220V1000W”的字样，它正常工作时的电阻为______Ω，正常工作一小时消耗电能为______kW·h。

【答案】48.4    1   

【详解】

[1]电饭煲正常工作时的电阻为

[2]正常工作一小时消耗电能为

15.（2021·辽宁中考真题）如图甲所示电路，电流表A1的量程为0~3A， A2的量程为0~0.6A，闭合开关S。电压表V示数为12V，小灯泡正常发光。在电路安全的情况下最大范围调节滑动变阻器R的滑片，电流表A1示数与R连入的阻值的关系图像如图乙所示。则小灯泡的额定功率为______ W， 滑动变阻器R连入电路的最小阻值为______Ω， 当滑动变阻器的滑片置于中点时，电流表A1的示数为______A。

【答案】14.4；20；1.6。

【解析】由图可知，开关闭合时，灯泡和滑动变阻器并联，电压表测电电压为12V，电流表A1测干路电流，电流表A2测滑动变阻器电流，在电路安全情况下调节滑片过程，灯泡电流不变，灯泡两端电压为12V，正常发光；

[1]滑动变阻器阻值调到最小值时，干路电流为I=1.8A，此时电流表A2达最大量程为0.6A，可求得灯泡电流为

小灯泡的额定功率为

[2]滑动变阻器阻值调到最小值时，电流表A2达最大量程为0.6A，其最小值阻为

[3]滑动变阻器阻值调到最大值时，干路电流最小为I′=1.4A，灯泡电流为1.2A，可求得此时滑动变阻器电流为

求得滑动变阻器阻值最大值为

滑动变阻器的滑片置于中点时，接入阻值为

滑动变阻器的电流为

电流表A1的示数为两支路电流之和。

16.（2020·河北九年级其他模拟）小红在“测量小灯泡电功率”的实验中，电电压恒为3V，小灯泡上标有“2.5V”字样．

（1）连接如图所示电路时，导线M的另一端已经接在电压表 __________ V（选填“3”或“15”）接线柱上．

（2）闭合开关后，若灯泡不亮，电压表无示数、电流表有示数，则电路中发生的故障是 __________ ．

（3）闭合开关后，电压表示数为1.5V，此时应将滑动变阻器的滑片向 __________ （选填“a”或“b”）小灯泡正常发光．

小红进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表格中．

（4）分析表中信息，可知小灯泡的额定功率为 __________ W．实验还可以得出，小灯泡实际电功率越大，小灯泡的电阻 __________ （选填“越大”“越小”或“不变”）．

（拓展）细心的小红发现，如果将小灯泡换成电阻，也可以用这个电路测量电阻的阻值．于是他将电路改接正确后，闭合开关，调节变阻器的滑片到某位置时，电压表和电流表的示数分别是2V和0.2A，被测电阻的阻值是 __________ Ω．老师告诉小红还需要多次测量，这样可以 __________ ．

【答案】3    小灯泡短路    a    0.75    越大    10    减小误差   

【详解】

(1) 连接如图所示电路时，因为小灯泡的额定电压为2.5V，电电压为3V，所以为了读数更准确，导线M的另一端应接在电压表3V接线柱上．

(2)闭合开关后，若灯泡不亮，电流表有示数，因为电流表有示数而电压表无示数，说明电路是通路，小灯泡不亮是因为灯的实际功率过小而不是小灯泡断路，灯泡几乎无电流经过，所以电路中发生的故障是小灯泡被短路．

(3)闭合开关后，电压表示数为1.5V，为了达到额定电压2.5V，应增加其两端电压，根据串联分压原理，应减小滑动变阻器两端的电压，所以应将滑片向a端移动使小灯泡正常发光．

(4)分析表中信息，灯的电压为额定电压时，电流为0.3A，可知小灯泡的额定功率为：

P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；由表中第1次到第4第次实验数据并结合欧姆定律，实验功率越大时，对应电压与电流的比值越大，即灯的电阻越大；

拓展：根据欧姆定律可知电阻大小；本实验中多次移动滑动变阻器改变灯泡两端电压测出多组数据，根据计算出不同电压下待测电阻的阻值，多次测量取平均值是为了减小误差，使实验结果更接近准确值．

17.（2021齐齐哈尔）如图所示的电能表，在某段时间内转盘转了1800转，则此段时间内接在这个电能表上的用电器消耗的总电能是______ kW.h，此电能表允许接入用电器的最大总功率是____W。

【答案】0.6    4400   

【解析】电能表上标有3000r/ kW.h，表示电能表转盘每转动3000圈，消耗的电能为1 kW.h，在某段时间内转盘转了1800转，则此段时间内接在这个电能表上的用电器消耗的总电能是： ×1kW.h=0.6 kW.h。220V表示这个电能表要接在220V的电路中，10A表示电能允许通过的最大电流，20A表示电能表短时间内通过的最大电流，故此电能表允许接入用电器的最大总功率是：

P=UI=220V×20A=4400W。

18.（2021·湖南长沙市）下图是小伟做课外实验的实物图，他闭合开关后，把滑动变阻器的滑片从一个端点A移到另一个端点B时，在下表中记录下滑片在这两个端点时电压表V1、V2的信息，滑片在A、B两点时，R1和R2的功率之和相差0.35W。已知灯泡上标有“2.5V 0.5A”的字样，灯的电阻随温度的变化忽略不计，电电压恒定不变。求：

（1）灯泡正常发光时的电阻；

（2）灯泡正常发光100s消耗的电能；

（3）闭合开关，滑片从端点A移到端点B的过程中电路总功率的最小值。

【答案】（1）；（2）；（3）。

【解析】（1）灯泡正常发光时的电阻

（2）灯泡正常发光100s消耗的电能

（3）当滑片在A点时，两电压表的示数相等，说明在A点时，滑动变阻器的阻值为零，此时电压表的示数为9U0，此时电路中的电流为

此时两电阻的总功率为

还可以根据串联电路电压规律列等式

当滑片在另外一个端点B时，滑动变阻器全部接入，则此时电压表的示数为9U0，此时电路中的电流为

此时两电阻的总功率为

R1和R2的功率之和相差0.35W，则可以列等式

经整理可得

还可以根据串联电路电压规律列等式

联立电电压公式，可以得到

代入即可求出

则电电压为

当滑动变阻器在B端时，滑动变阻器的阻值最大，电流最小，最小的电流为

则滑片从端点A移到端点B的过程中电路总功率的最小值。

答：（1）灯泡正常发光时的电阻为5Ω；（2）灯泡正常发光100s消耗的电能为；（3）闭合开关，滑片从端点A移到端点B的过程中电路总功率的最小值为。