2021年中考物理一轮复习课件专题18 电功率

这是一份2021年中考物理一轮复习课件专题18 电功率，共35页。PPT课件主要包含了复习目标，电能与电功，1串联电路，2并联电路，电功率，1串联电路中，2并联电路中，测量小灯泡电功率，焦耳定律，考点一电能与电功等内容，欢迎下载使用。
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。
了解：额定功率的概念。
1.电功：电流通过某段电路所做的功叫电功。2．电流做功的实质：电流做功过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，也就消耗了多少电能。3.电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。4．规定电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。5．电功公式：W=IUt=Pt(适用于所有电路)。
对于纯电阻电路可推导出：
（3）在任何情况下，在一定时间所做的总功
6．电功单位：在国际单位制中，电功单位是焦耳（J）；常用单位还有度（kwh）， 1度=1千瓦时=1kWh=3.6×106J；“1度”的规定：1kw的用电器工作1h消耗的电能。
7．电功的测量⑴电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。⑵电能表上“220V、5A、3000R/kW·h”等字样，分别表示：电能表额定电压是220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。⑶读数时：①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位；②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
1．电功率：电流在单位时间内所做的功。2．电功率物理意义：表示电流做功快慢的物理量。
3．电功率公式： （适用于所有电路），推导公式： （适用于纯电阻电路）。
（3）无论用电器串联或并联，计算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn。
4．电功率单位：在国际单位制中，功率单位是瓦特（W），常用单位：千瓦（kW）。5．额定功率（1）某灯泡上标有“PZ220V-25”字样分别表示：普通照明，额定电压（用电器正常工作时的电压）220V，额定功率（用电器在额定电压下的功率）25W的灯泡。
（2）已知U额、P额，①可根据公式I额=P额/U额计算出该灯的额定电流；②可根据公式 计算出该灯的电阻。
（3）灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小：①当U实=U额时，P实=P额灯正常发光；②当U实＜U额 时，P实＜P额灯光暗淡；③当U实> U额时，P实>P额灯发光强烈。
（4）已知U额、P额、U实，可根据公式 ，由该式可知，当实际电压变为额定电压的1/n时，实际功率就变为额定功率的1/n2。
（5）灯L1“220V、100W”，灯L2“220V、25W”相比较而言，L1灯丝粗短，L2灯丝细长。
一、伏安法测量小灯泡的电功率1.实验目的：学习用电压表和电流表测量小灯泡的额定功率和实际功率，并加以比较。
2.实验原理：要测量小灯泡的电功率，根据电功率公式 ，可以用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流。
3.实验器材：电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、开关、导线若干。4.设计并进行实验：（1）按照图所示的电路图连接好实验电路，连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器的滑片置于最大阻值处。
（2）检查电路连接无误后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使小灯泡两端的电压等于额定电压，记录电压表与电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。（3）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压小于小灯泡的额定电压，记录电压表和电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。（4）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，记录电压表与电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。（5）整理好实验器材。
（6）用公式 计算出小灯泡的额定功率和实际功率，记录在下表中。
5.分析与论证（1）分析表格中的实验数据后，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡的电功率越大，灯泡发光越亮。（2）小灯泡的亮度直接由它的实际功率决定。（3）小灯泡两端的实际电压只有在不高于额定电压时，才处于安全使用状态。（4）小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。6、实验结论（1）当实际电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光。（2）当实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际更率小于额定功率，小灯泡发光较暗。（3）当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光较亮。
7、注意事项（1）电源电压应高于灯泡的额定电压；滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的正常工作电流，滑动变阻器的最大阻值应与小灯泡的电阻差不多，这样会使滑动变阻器的调压效果明显。（2）连接电路时，电压表的量程要参照小灯泡的额定电压来选择，电流表的量程应根据灯泡的额定电流来选择，如果灯泡的额定电压或电流位置，则要采用试触的方法判断。（3）连接电路时，开关要断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电流表。（4）闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置，以防止电路中电流过大，其保护电路作用。
（5）调节小灯泡两端的电压高于额定电压时要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡。注意：伏安法测小灯泡电功率与伏安法测电阻阻值的异同。相同点：①实验电路基本相同，可采用同一电路；②实验方法相同，都是伏安法；③测量的物理量相同，都测量电流I和电压U。
不同点：①实验原理不同，测小灯泡电功率的实验原理 ，测电阻阻值的实验原理是 ；②数据处理方式不同，测电阻阻值时需要多次测量，最后求平均值以减小实验误差，而测小灯泡电功率时也需要多次测量，但不能用来求平均值，而是寻找不同电压下的电功率有什么规律。
二、实验中电路故障分析
1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。2.焦耳定律：电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。3.焦耳定律公式：Q=I2Rt。式中单位Q→焦(J)；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。4.当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q，如电热器、纯电阻就是这样的。5.①电热的利用：电热毯、电熨斗、电烤箱等；②电热的防止：电视机后盖有很多孔是为了通风散热，电脑运行时也需要风扇及时散热。
1.(2019·武威)如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电______kW•h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，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，它的实际电功率是______W。
【点睛】（1）电能表的读数：最后一位是小数、单位是kW•h。（2）1600imp/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，据此可求闪烁32次消耗的电能，再利用P= 求用电器的实际电功率。本题考查了电能表的读数，消耗电能和电功率的计算，明确电能表相关参数的意义是关键。
【解析】（1）该表盘上显示数字为55467，因为最后一位是小数、单位是kW•h，所以显示已用电5546.7kW•h；
（2）1600imp/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，指示灯闪烁32次，则该用电器消耗的电能：W= kW•h=0.02kW•h，
该用电器的实际电功率： =0.4kW=400W。
故答案为：5546.7；0.02；400。
2．（2019·岳阳）如图所示，电源电压恒定不变。闭合开关后，滑动变阻器的滑片P由b端移到某点c的过程中，电压表的示数由4V变为3V，电流表的示数由0.2A变为0.3A，由此可知（ ）。
【点睛】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）滑动变阻器滑片P在B端时，R1与R2串联，滑动变阻器的滑片P由B端移到某点C，根据串联电路的电压特点，应用欧姆定律求出R1的阻值和电源电压。（2）滑动变阻器滑片P在B端时，R1与R2串联，此时电路中的电阻值最大，利用P=UI可求得最小功率。（3）滑片P在b端时，根据串联电路的电压特点可求得R1两端电压，再利用Q=W=UIt可求得10秒内R1产生的热量。
【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）由“闭合开关后，滑动变阻器的滑片P由B端移到某点C的过程中，电压表的示数由4V变为3V，电流表的示数由0.2A变为0.3A，”可知，R2两端电压为4V，ac两端电压Uac=3V，当滑动变阻器的滑片P在b端时，电流I=0.2A，当滑片P由b端移到某点c时，电流I=0.3A，设电源电压为U，
解得R=10Ω，U=6V，故AB错误；
（2）滑动变阻器滑片P在b端时，R1与R2串联，由P=UI可得，电路消耗的最小功率P=UI=6V×0.2A=1.2W，故C正确；（3）滑片P在b端时，根据串联电路的电压特点可得，R1两端电压U1=U-U2=6V-4V=2V， 10秒内R1产生的热量Q=W=U1It=2V×0.2A×10S=4J，故D错误。故选C。
3．李刚家的电能表如图所示，从表盘信息可知：电能表允许接入的用电器总功率不能超过　 　W；当电路中只有电风扇工作时，电能表转盘在6min内转过了10转，这个电风扇的实际功率　 　W。
【解析】电能表允许接入用电器的最大总功率：P＝UI＝220V×20A＝4400W；
因2000r/kW•h表示转盘转1圈，电路中消耗 kW•h的电能，
所以，这6min内消耗的电能：
0.05kW＝0.05×1000W＝50W。故答案为：4400；50。
【点睛】分析电路图，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）当滑片位于b端时，电路为R1的简单电路，电压表测R1两端的电压（电源电压），此时电路中的电流最大，由图象可知此时R1两端的电压、电路中的电流，利用欧姆定律求R1的阻值；（2）当滑片位于a端时，R1、R2串联，电压表测R1两端的电压，由图象可知，此时电路中的电流、R1两端的电压，利用P=UI求电阻R1消耗的电功率。本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功率的计算，从图象中获取有用的信息是关键。
【点睛】（1）通过曲线图可知小灯泡的电阻随电压的增大而增大；（2）甲灯正常工作时的电压和额定电压相等，根据图象读出通过甲、乙的电流，根据P=UI求额定功率之比；（3）甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，根据图象读出通过甲、乙的电流，再根据欧姆定律求出电阻之比；（4）当把两灯串联在8V电源上时，根据串联电路的电流特点和串联电路电压的特点确定甲、乙两灯两端的实际电压，利用P=UI即可得出实际功率之比。本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键。
考点三：测量小灯泡电功率
（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为 W。
（3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而_____。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0=_____Ω的定值电阻。
（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为_____；②滑片不动，再将开关S1，拨至“2”，读出电压表示数为U0；③小灯泡的额定功率：P额=_____。（用U额、U0、R0表示）若步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值_____（选填“偏大”或“偏小”）
（1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流（计算结果保留一位小数）；（2）在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于中温挡状态的电炖锅工作，观察到标有“1800r/（kW•h）”的电能表转盘在12ls内转了20圈，求此时的实际电压；（3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，待水温达到50℃时开始计时，绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息，通过计算，分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。
（3）高温档消耗的电能W高=p高t高=600W×6×60s=2.16×105J，则水升高1℃消耗的电能2.16×105J/20=1.08×104J，低温档消耗的电能W低=P低t低=200W×9×60s=1.08×105J，则水升高1℃消耗的电能为1.08×105J/8=1.35×104J，因为1.08×104J＜1.35×104J，且两档加热水的质量相同，所以加热等质量的水升高1℃，高温档比低温档消耗电能少，用高温档节能。答：（1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流是2.7A； （2）在用电高峰期，此时的实际电压是200V； （3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，由（3）可知用高温挡更节能。
3.（2019·天津）现有一个电压不变的电源，两个定值电R1、R2．先将这两个电阻以某种形式连接到电源上，R1消耗功率为P0；再将它们以另一种形式连接到该电源上，R1消耗功率为9P0．两种连接形式中均有电流通过R2，则先后两种连接形式中（ ）。A.R1两端的电压比为1：2；B.R1两端的电压比为1：3；C.R2消耗的功率比为1：9；D. R2消耗的功率比为2：9
1.（2019·绵阳）测量标有“2.5V”字样的小灯泡在额定电压下工作时的电阻，小灯泡的额定功率估计在0.8W左右。实验室提供的器材有：两节干电池、电压表V（量程0-3V）、滑动变阻器、导线若干、开关、待测小灯泡。供选择的电流表：A1（量程0-0.6A）、A2（量程0-3A）。回答下列问题：（1）电流表应选用________（“A1”或“A2”）。（2）连接好如图所示的实验电路，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有较大的示数。电路的故障可能是________（选填序号）A．电压表断路 B．小灯泡断路C．电压表短路，且小灯泡断路 D．电流表短路，且小灯泡断路（3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V，电流表示数如图乙所示，小灯泡正常发光时的电阻是________Ω（小数点后保留一位数字）。
（3）造成上述现象的原因是其中有一条导线连接错误，请将该导线打上“×”号；并用笔画线代替导线把它改到正确的位置上；（4）线路改正后，移动滑片，记录多组电流和电压U，并在坐标纸上做出I-U关系图象，如图所示。由图可知小灯泡的额定功率为 W；当小灯泡两端电压为3V时，灯泡电阻为 Ω。
（3）排出故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，其值为 A，小灯泡的额定功率为 W。（4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）端滑动。（5）测量小灯泡的电功率 （选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是 。（6）图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图，测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测 （选填“电压”或“电流”）值偏大引起小灯跑电功率偏大的。
灯在不同电压下的功率不同