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2024海南中考物理二轮重点专题研究 微专题 电功率、焦耳定律的理解及简单计算（课件）
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这是一份2024海南中考物理二轮重点专题研究 微专题 电功率、焦耳定律的理解及简单计算（课件），共36页。PPT课件主要包含了考点清单，重难点突破，2×105，不恒定，焦耳定律，kW·h，电功和电功率，UIt，额定电压，实际电压等内容，欢迎下载使用。
实验 探究电流产生的热量与哪些因素有关
电功、电功率的简单计算(10年7考)
1. (2021年17题4分)如图所示，电源电压和灯泡L的电阻不变，灯泡L上标有“6 V 6 W”字样．当开关S、S1均闭合，滑片P移至a端时，电流表示数为2.0 A，灯泡L正常发光；当开关S闭合，S1断开，滑片P移至b端时，电源电压U为__V, 灯泡L的实际电功率P为____W.
2. (2020年17题4分)长1 m、横截面积1 mm2的银与铁，在20 ℃时的电阻值分别为0.016 Ω与0.096 Ω，银与铁两种材料相比，___容易导电；已知金属丝的电阻和它的长度成正比，和它的横截面积成反比．在长短与粗细完全相同的银丝和铁丝两端加相同电压，通电相同时间，不计温度对电阻的影响，银丝和铁丝消耗的电能之比为_____．
3. (2023年17题4分)一电热水壶的铭牌上标有“220 V 2 000 W”字样，在额定电压下用它对质量为2 kg的水加热，使水的温度升高50 ℃，用时 6min.则水吸收的热量为_______J．此过程中电热水壶消耗的电能为____kW·h.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
4. (2022年16题4分)如表是某品牌空调室内机上的铭牌，该铭牌的信息表明，这台空调机必须使用_____(选填“直流”或“交流”)电，它正常工作1 h所消耗的电能为____kW·h.
5. (2022年22题12分)如图所示，图甲是小谦同学研究调光灯的实验电路图．小灯泡规格是“6 V 3 W”，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P在A点时，滑动变阻器连入电路的电阻为R1，电压表的示数为4 V；当滑动变阻器滑片P在B点时，滑动变阻器连入电路的电阻为R2，电压表的示数为2 V，且R2＝2R1；测绘出小灯泡的I－U图像如图乙所示，电源电压保持不变．
(1)根据小灯泡的I－U图像判断，小灯泡的阻值是否恒定_______(选填“恒定”或“不恒定”)，用物理知识解释其原因是__________________________.
(2)小灯泡正常发光时的电流是多少A?(3)小灯泡两端电压为2 V时的实际电功率是多少W?(4)电源电压是多少V?
灯丝电阻随温度的改变而改变
解：(2)小灯泡正常发光时的电流为I额＝ ＝ ＝0.5 A(3)小灯泡两端电压为2 V时，由图乙可知，通过小灯泡的实际电流为0.25 A，实际功率为：P＝UI＝2 V×0.25 A＝0.5 W
(4)由图甲可知，小灯泡与滑动变阻器组成串联电路，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流．当电压表示数为4 V时，由图乙可知，流过小灯泡及R1的电流为0.4 A，设电源电压为U源，由欧姆定律可得： ＝0.4 A……………①当电压表示数为2 V时，由图乙可知，流过小灯泡及R2的电流为0.25 A，由欧姆定律可得： ＝0.25 A……………②R2＝2R1………………③由①②③解得：U源＝12 V，即电源电压为12 V
6. (2022年22题12分)小谦根据如图甲所示的电路组装成调光灯，并进行测试．电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是6 V，小灯泡的I－U图像如图乙所示．求：(1)小灯泡正常发光时的电阻．(2)小灯泡正常发光10 min消耗的电能．
解：(1)由图乙可知，小灯泡正常发光时的电流I额＝1.0 A，额定电压U额＝6 V小灯泡正常发光时的电阻为RL＝ ＝ ＝6 Ω(2)小灯泡正常发光10 min消耗的电能W＝U额I额t＝6 V×1.0 A×10×60 s＝3 600 J
(3)经测算，小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3 V，小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是多少？(4)小谦认为这个调光灯使用时，小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低，请写出一种出现这种情况的原因．
解：(3)小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，即 ＝50 %由P额＝U额I额＝6 V×1.0 A＝6 W，解得此时电路总功率P＝12 W电源电压U＝ ＝ ＝12 V当小灯泡两端的电压为3 V时，由图乙可知，流过小灯泡的电流为0.7 A此时小灯泡的实际功率P实＝U1I1＝3 V×0.7 A＝2.1 W电路总功率P′＝UI′＝12 V×0.7 A＝8.4 W小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比 ＝ ×100%＝25%
(4)调光灯通过调节滑动变阻器来调节灯泡的亮度，这个调光灯电源电压太高，调光时滑动变阻器消耗的功率过多．
7. (2021年22题12分)为了庆祝中国共产党成立100周年，某校开展了科技竞赛活动，物理兴趣小组设计了车速提醒简化电路，如图甲所示，电源电压保持不变，定值电阻R的阻值为10 Ω，Rv为可变电阻，当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速．当车速从0加速到120 km/h的过程中，Rv消耗的电功率随电流变化的图像如图乙所示；图丙是Rv的阻值与车速关系的图像．求：
(2)当车速为120 km/h时，电流表示数为0.2 A，求此时电压表的示数和Rv的阻值；(3)电源电压的大小；(4)当车速是60 km/h时，电压表的示数．
(1)由图丙可知，车速越大，Rv的阻值越___(选填“大”或“小”)；
解：(2)图甲电路中，R与Rv串联，电压表测Rv两端的电压，由图乙可知，电流I＝0.2 A时，Rv的功率P＝2.0 W；根据P＝UI可得，电压表的示数Uv＝ ＝ ＝10 V根据欧姆定律I＝ 可得：Rv＝ ＝ ＝50 Ω(其他正确解法均得分)
(3)解法一：根据欧姆定律变形可得，定值电阻R两端电压为：UR＝IR＝0.2 A×10 Ω＝2 V根据串联电路的电压规律可得：电源电压U＝Uv＋UR＝10 V＋2 V＝12 V解法二：根据串联电路的电阻规律可得：此时电路的总电阻R总＝Rv＋R＝50 Ω＋10 Ω＝60 Ω根据欧姆定律变形可得：电源电压U＝IR总＝0.2 A×60 Ω＝12 V(其他正确解法均得分)
(4)由图丙可知，当车速达到60 km/h时，Rv的电阻记为Rv′根据数学相似三角形的知识可得：解得：Rv′＝30 Ω由串联电路的电阻规律可得，此时电路的总电阻R总′＝Rv′＋R＝30 Ω＋10 Ω＝40 Ω
根据欧姆定律可得I′＝ ＝ ＝0.3 A此时电压表的示数为Uv′＝I′Rv′＝0.3 A×30 Ω＝9 V(其他正确解法均得分)
【版本导航】沪科：九年级第十六章P117～P136； 北师大：九年级第十三章P100～P123
一、电能表1、作用：用来测量用电器在一段时间内消耗_____多少的仪表．
三、额定功率与实际功率1、额定电压：用电器正常工作的电压值．2、额定功率：用电器在_________下工作时所对应的功率．3、实际功率：用电器在_________下工作时所对应的功率．4、举例：一个标有“36 V 25 W”的灯泡，其中“36 V”表示灯泡的________为36 V，“25 W”表示该灯泡的_________为25 W.5、判断用电器是否正常工作的方法(1)若U实＝U额，则P实＝P额，用电器正常工作(如：灯泡正常发光)；(2)若U实＜U额，则P实＜P额，用电器不能正常工作(如：灯泡发光较暗)；(3)若U实＞U额，则P实＞P额，用电器可能被损坏(如：灯丝被烧断)．
四、电流的热效应1、定义：电流通过导体时___能转化为___能的现象．2、影响因素a.在电流相同，通电时间相同的情况下，_____越大，这个电阻产生的热量越多．b.在电阻相同，通电时间相同的情况下，通过电阻的_____越大，这个电阻产生的热量越多．c.在电阻和电流相同的情况下，________越长，这个电阻产生的热量越多.
3、焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟_____________成正比，跟导体的_____成正比，跟_________成正比．(2)公式：Q＝_____Q表示热量，单位是J；I表示电流，单位是A；R表示电阻，单位是Ω；t表示通电时间，单位是s.(3)推导式：Q＝W＝Pt＝UIt＝ t(适用于纯电阻电路)．
一、额定功率与实际功率
例1 灯泡L1上标有“6 V 3 W”字样，灯泡L2上标有“6 V 9 W” 字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，请回答下列问题：(1)灯泡L1的额定电压为__V，额定功率为__W；(2)灯泡L1正常发光时，其两端的电压为__V，通过L1的电流为 ____A，L1正常发光时的电阻是___Ω；
(3)若灯泡L1两端的实际电压为3 V，则灯泡L1消耗的实际功率为_____W；若将灯泡L1接在电源电压为18 V的电路中，则灯泡L1消耗的实际功率为__W；(4)灯泡L1正常工作1 min消耗的电能为____J，这些电能能供灯泡L2正常工作___s；(5)若将灯泡L1、L2串联接入电源电压为6 V的电路中，灯泡__发光比较亮；(6)若将灯泡L1、L2并联接入电源电压为6 V的电路中，___发光比较亮，电路消耗的总电功率为___W；(7)若将灯泡L1、L2串联接入电路中，为保证电路安全，允许通过的最大电流为____A，若让其中一只灯泡正常工作，则电源电压为__V，另外一只灯泡的实际功率为__W.
二、坐标图像的相关计算例2 (2021铜仁)如图是灯L和定值电阻R的I－U图像，当L和R串联在电压恒定的电源上时，L功率为0.3 W；当L和R并联在同一电源上时，干路电流是0.9 A, 此时L阻值为__Ω，R工作1 min产生的热量是___ J.
例3 (2021营口改编)如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示．则滑动变阻器的最大阻值是___Ω，电源电压为___V.
探究电流产生的热量与哪些因素有关(近10年未考)
例 在探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路图如图所示，其中电阻R1＞R2.
(1)请用笔画线代替导线，将电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时，电流表示数变小．
(2)图中a、b两瓶中要装入质量_____、初温相同的同种液体．为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选用水，是因为煤油的比热容_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)水的比热容．(3)实验中通过观察___________________来比较电流产生热量的多少，这里采用的方法是_______．
(4)闭合开关，通电一段时间后，发现a瓶中温度计示数高于b瓶，说明在电流大小和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越___.(5)若要探究电流产生的热量与电流大小的关系，取质量、温度均与上述实验初始状态相同的煤油，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成(4)中电流的2倍，且通电时间相同．实验发现：用电阻丝R1加热的煤油，在(4)中温度升高Δt1，在此实验中温度升高Δt1′，则Δt1′____(选填“大于”、“等于”或“小于”)2Δt1，该实验说明电流产生的热量与电流大小_____(选填“成”或“不成”)正比例关系.实验中，用电阻丝R2加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出相同的结论.
实验 探究电流产生的热量与哪些因素有关
电功、电功率的简单计算(10年7考)
1. (2021年17题4分)如图所示，电源电压和灯泡L的电阻不变，灯泡L上标有“6 V 6 W”字样．当开关S、S1均闭合，滑片P移至a端时，电流表示数为2.0 A，灯泡L正常发光；当开关S闭合，S1断开，滑片P移至b端时，电源电压U为__V, 灯泡L的实际电功率P为____W.
2. (2020年17题4分)长1 m、横截面积1 mm2的银与铁，在20 ℃时的电阻值分别为0.016 Ω与0.096 Ω，银与铁两种材料相比，___容易导电；已知金属丝的电阻和它的长度成正比，和它的横截面积成反比．在长短与粗细完全相同的银丝和铁丝两端加相同电压，通电相同时间，不计温度对电阻的影响，银丝和铁丝消耗的电能之比为_____．
3. (2023年17题4分)一电热水壶的铭牌上标有“220 V 2 000 W”字样，在额定电压下用它对质量为2 kg的水加热，使水的温度升高50 ℃，用时 6min.则水吸收的热量为_______J．此过程中电热水壶消耗的电能为____kW·h.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
4. (2022年16题4分)如表是某品牌空调室内机上的铭牌，该铭牌的信息表明，这台空调机必须使用_____(选填“直流”或“交流”)电，它正常工作1 h所消耗的电能为____kW·h.
5. (2022年22题12分)如图所示，图甲是小谦同学研究调光灯的实验电路图．小灯泡规格是“6 V 3 W”，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P在A点时，滑动变阻器连入电路的电阻为R1，电压表的示数为4 V；当滑动变阻器滑片P在B点时，滑动变阻器连入电路的电阻为R2，电压表的示数为2 V，且R2＝2R1；测绘出小灯泡的I－U图像如图乙所示，电源电压保持不变．
(1)根据小灯泡的I－U图像判断，小灯泡的阻值是否恒定_______(选填“恒定”或“不恒定”)，用物理知识解释其原因是__________________________.
(2)小灯泡正常发光时的电流是多少A?(3)小灯泡两端电压为2 V时的实际电功率是多少W?(4)电源电压是多少V?
灯丝电阻随温度的改变而改变
解：(2)小灯泡正常发光时的电流为I额＝ ＝ ＝0.5 A(3)小灯泡两端电压为2 V时，由图乙可知，通过小灯泡的实际电流为0.25 A，实际功率为：P＝UI＝2 V×0.25 A＝0.5 W
(4)由图甲可知，小灯泡与滑动变阻器组成串联电路，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流．当电压表示数为4 V时，由图乙可知，流过小灯泡及R1的电流为0.4 A，设电源电压为U源，由欧姆定律可得： ＝0.4 A……………①当电压表示数为2 V时，由图乙可知，流过小灯泡及R2的电流为0.25 A，由欧姆定律可得： ＝0.25 A……………②R2＝2R1………………③由①②③解得：U源＝12 V，即电源电压为12 V
6. (2022年22题12分)小谦根据如图甲所示的电路组装成调光灯，并进行测试．电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是6 V，小灯泡的I－U图像如图乙所示．求：(1)小灯泡正常发光时的电阻．(2)小灯泡正常发光10 min消耗的电能．
解：(1)由图乙可知，小灯泡正常发光时的电流I额＝1.0 A，额定电压U额＝6 V小灯泡正常发光时的电阻为RL＝ ＝ ＝6 Ω(2)小灯泡正常发光10 min消耗的电能W＝U额I额t＝6 V×1.0 A×10×60 s＝3 600 J
(3)经测算，小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3 V，小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是多少？(4)小谦认为这个调光灯使用时，小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低，请写出一种出现这种情况的原因．
解：(3)小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，即 ＝50 %由P额＝U额I额＝6 V×1.0 A＝6 W，解得此时电路总功率P＝12 W电源电压U＝ ＝ ＝12 V当小灯泡两端的电压为3 V时，由图乙可知，流过小灯泡的电流为0.7 A此时小灯泡的实际功率P实＝U1I1＝3 V×0.7 A＝2.1 W电路总功率P′＝UI′＝12 V×0.7 A＝8.4 W小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比 ＝ ×100%＝25%
(4)调光灯通过调节滑动变阻器来调节灯泡的亮度，这个调光灯电源电压太高，调光时滑动变阻器消耗的功率过多．
7. (2021年22题12分)为了庆祝中国共产党成立100周年，某校开展了科技竞赛活动，物理兴趣小组设计了车速提醒简化电路，如图甲所示，电源电压保持不变，定值电阻R的阻值为10 Ω，Rv为可变电阻，当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速．当车速从0加速到120 km/h的过程中，Rv消耗的电功率随电流变化的图像如图乙所示；图丙是Rv的阻值与车速关系的图像．求：
(2)当车速为120 km/h时，电流表示数为0.2 A，求此时电压表的示数和Rv的阻值；(3)电源电压的大小；(4)当车速是60 km/h时，电压表的示数．
(1)由图丙可知，车速越大，Rv的阻值越___(选填“大”或“小”)；
解：(2)图甲电路中，R与Rv串联，电压表测Rv两端的电压，由图乙可知，电流I＝0.2 A时，Rv的功率P＝2.0 W；根据P＝UI可得，电压表的示数Uv＝ ＝ ＝10 V根据欧姆定律I＝ 可得：Rv＝ ＝ ＝50 Ω(其他正确解法均得分)
(3)解法一：根据欧姆定律变形可得，定值电阻R两端电压为：UR＝IR＝0.2 A×10 Ω＝2 V根据串联电路的电压规律可得：电源电压U＝Uv＋UR＝10 V＋2 V＝12 V解法二：根据串联电路的电阻规律可得：此时电路的总电阻R总＝Rv＋R＝50 Ω＋10 Ω＝60 Ω根据欧姆定律变形可得：电源电压U＝IR总＝0.2 A×60 Ω＝12 V(其他正确解法均得分)
(4)由图丙可知，当车速达到60 km/h时，Rv的电阻记为Rv′根据数学相似三角形的知识可得：解得：Rv′＝30 Ω由串联电路的电阻规律可得，此时电路的总电阻R总′＝Rv′＋R＝30 Ω＋10 Ω＝40 Ω
根据欧姆定律可得I′＝ ＝ ＝0.3 A此时电压表的示数为Uv′＝I′Rv′＝0.3 A×30 Ω＝9 V(其他正确解法均得分)
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一、电能表1、作用：用来测量用电器在一段时间内消耗_____多少的仪表．
三、额定功率与实际功率1、额定电压：用电器正常工作的电压值．2、额定功率：用电器在_________下工作时所对应的功率．3、实际功率：用电器在_________下工作时所对应的功率．4、举例：一个标有“36 V 25 W”的灯泡，其中“36 V”表示灯泡的________为36 V，“25 W”表示该灯泡的_________为25 W.5、判断用电器是否正常工作的方法(1)若U实＝U额，则P实＝P额，用电器正常工作(如：灯泡正常发光)；(2)若U实＜U额，则P实＜P额，用电器不能正常工作(如：灯泡发光较暗)；(3)若U实＞U额，则P实＞P额，用电器可能被损坏(如：灯丝被烧断)．
四、电流的热效应1、定义：电流通过导体时___能转化为___能的现象．2、影响因素a.在电流相同，通电时间相同的情况下，_____越大，这个电阻产生的热量越多．b.在电阻相同，通电时间相同的情况下，通过电阻的_____越大，这个电阻产生的热量越多．c.在电阻和电流相同的情况下，________越长，这个电阻产生的热量越多.
3、焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟_____________成正比，跟导体的_____成正比，跟_________成正比．(2)公式：Q＝_____Q表示热量，单位是J；I表示电流，单位是A；R表示电阻，单位是Ω；t表示通电时间，单位是s.(3)推导式：Q＝W＝Pt＝UIt＝ t(适用于纯电阻电路)．
一、额定功率与实际功率
例1 灯泡L1上标有“6 V 3 W”字样，灯泡L2上标有“6 V 9 W” 字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，请回答下列问题：(1)灯泡L1的额定电压为__V，额定功率为__W；(2)灯泡L1正常发光时，其两端的电压为__V，通过L1的电流为 ____A，L1正常发光时的电阻是___Ω；
(3)若灯泡L1两端的实际电压为3 V，则灯泡L1消耗的实际功率为_____W；若将灯泡L1接在电源电压为18 V的电路中，则灯泡L1消耗的实际功率为__W；(4)灯泡L1正常工作1 min消耗的电能为____J，这些电能能供灯泡L2正常工作___s；(5)若将灯泡L1、L2串联接入电源电压为6 V的电路中，灯泡__发光比较亮；(6)若将灯泡L1、L2并联接入电源电压为6 V的电路中，___发光比较亮，电路消耗的总电功率为___W；(7)若将灯泡L1、L2串联接入电路中，为保证电路安全，允许通过的最大电流为____A，若让其中一只灯泡正常工作，则电源电压为__V，另外一只灯泡的实际功率为__W.
二、坐标图像的相关计算例2 (2021铜仁)如图是灯L和定值电阻R的I－U图像，当L和R串联在电压恒定的电源上时，L功率为0.3 W；当L和R并联在同一电源上时，干路电流是0.9 A, 此时L阻值为__Ω，R工作1 min产生的热量是___ J.
例3 (2021营口改编)如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示．则滑动变阻器的最大阻值是___Ω，电源电压为___V.
探究电流产生的热量与哪些因素有关(近10年未考)
例 在探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路图如图所示，其中电阻R1＞R2.
(1)请用笔画线代替导线，将电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时，电流表示数变小．
(2)图中a、b两瓶中要装入质量_____、初温相同的同种液体．为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选用水，是因为煤油的比热容_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)水的比热容．(3)实验中通过观察___________________来比较电流产生热量的多少，这里采用的方法是_______．
(4)闭合开关，通电一段时间后，发现a瓶中温度计示数高于b瓶，说明在电流大小和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越___.(5)若要探究电流产生的热量与电流大小的关系，取质量、温度均与上述实验初始状态相同的煤油，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成(4)中电流的2倍，且通电时间相同．实验发现：用电阻丝R1加热的煤油，在(4)中温度升高Δt1，在此实验中温度升高Δt1′，则Δt1′____(选填“大于”、“等于”或“小于”)2Δt1，该实验说明电流产生的热量与电流大小_____(选填“成”或“不成”)正比例关系.实验中，用电阻丝R2加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出相同的结论.
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