备战2022 中考科学 精讲精练 专题25 电功 电功率（学案）

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一、电功
eq \a\vs4\al(考点1 概述电功的概念 )
电功的实质：电流做功的过程就是________转化为________的过程。
eq \a\vs4\al(考点2 知道电功的单位)
单位为________(简称焦，符号为J)、千瓦时(kW·h)。
换算：1kW·h＝________J。
eq \a\vs4\al(考点3 列举决定电功大小的因素 )
影响电功大小的因素有电压、________和通电________。
eq \a\vs4\al(考点4 知道用电器消耗的电能可以用电功来量度 )
电流做功的过程实际上就是电能转化为其他形式能量的过程，电流做了多少功就有多少________转化为其他形式的能。
eq \a\vs4\al(考点5 应用电功的公式计算用电器消耗的电能 )
电能计算公式为：________，对纯电阻性用电器，电功还可用公式________计算。
eq \a\vs4\al(考点6 根据电能表读数的变化估算消耗的电能 )
测量电功的仪表是________(电度表或千瓦时计)，计数器上前后两次读数之差就是这段时间内消耗的千瓦时数。
二、电功率
eq \a\vs4\al(考点7 概述电功率的概念 )
电流在单位时间内所做的功叫________，是用来表示________的物理量。
eq \a\vs4\al(考点8 知道电功率的单位 )
单位：瓦特(简称瓦，符号为W)，千瓦(kW)。1kW＝1000W。
eq \a\vs4\al(考点9 应用电功率的公式进行简单的计算 )
电功率计算公式为：P＝________、P＝________。对于纯电阻性用电器，电功率还可用公式P＝________、P＝________计算。
eq \a\vs4\al(考点10 知道额定功率的概念 )
1．额定功率：用电器在________下工作时所消耗的电功率。
2．用电器只有在额定电压下工作时，实际功率等于额定功率。灯泡的亮度取决于灯的________电功率。
eq \a\vs4\al(考点11 从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率 )
以灯泡为例：PZ220V 25W
PZ表示普通照明灯泡，220V表示额定电压为220V，25W表示该灯泡的额定功率为25W。
三、测定小灯泡的电功率
eq \a\vs4\al(考点12 说明伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理)
原理为________。
eq \a\vs4\al(考点13 绘制实验的电路图 )
考点14 测定小灯泡的额定功率和实际功率，收集和整理实验数据得出实验结论
调节滑动变阻器，当电压表读数不等于额定电压时，可测实际功率；当电压表读数________额定电压时，可测额定功率。
四、电流的热效应
考点15 知道电路具有热效应 a；概述探究影响电流热效应因素实验的原理和涉及的科学方法
1．电流热效应
电流通过导体时，____________能转化为____________能，这种现象叫做电流的热效应。
2．用控制变量法进行研究
在电流相同，通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
在电阻相同，通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
考点16 说出焦耳定律的内容和数学表达式 ；应用焦耳定律解决简单问题
焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟____________的平方、导体的____________和通电时间成正比。
表达式：Q＝____________
【例题精析】
例1．（2019•荆州）如图电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻R1的功率为0.8W；当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，电压表的示数变化了1V．下列结果正确的是（ ）
A．电源电压为8V
B．R1的阻值为20Ω
C．电路变化前后电流之比为1：3
D．电路总功率变化了1.2W
例2．（2019•温州）小明按图甲连接电路，闭合开关，灯泡L1的功率为P1．他将一个阻值大于L1的灯泡L2串联接入电路（如图乙），闭合开关后，L1、L2的功率分别为P1'、P2'（不计温度对灯泡电阻的影响，电源电压恒定），下列关系式正确的是（ ）
A．P2'＞P1'＞P1B．P2'＞P1＞P1'C．P1＞P2'＞P1'D．P1＞P1'＞P2'
例3．（2020•温州）小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸，发现当车牌被识别系统识别后，绿灯亮，栏杆抬起，车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路，车牌识别成功相当于图中开关S闭合。
（1）已知该电路电源电压为6伏，指示灯L工作时的阻值为5欧，滑动变阻器接入电路的阻值为10欧，线圈阻值不计。闭合开关后，线圈吸住铁柱时，指示灯的功率为 瓦。
（2）若电源电压下降，栏杆不能抬起。除了更换电池外，请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法。 。
例4．（2020•衢州）小科测量额定电压为2.0V小灯泡的电功率，电路图如图甲所示，电源为两节干电池，利用测得数据绘制图象如图乙、丙所示，图中x为滑片P移动的距离。
（1）当滑片P移动的距离为a时，图丙中电流突然变小的原因是 。
（2）该小灯泡的额定功率是 。
例5．（2020•绍兴）如图是某电烤箱的内部简化电路图，下表是电烤箱铭牌的部分信息，R0和R均为电热丝，其他电阻均忽略不计。已知R＝202欧。
（1）电烤箱A、B触点中连接火线的是 触点。
（2）闭合总开关，将旋钮开关转到如图所示位置，此时电烤箱处于 （选填“高温挡”或“低温挡”）。
（3）在额定电压下，电烤箱高温挡工作2分钟产生内能 焦。
例6．（2020•金华）某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。
实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源（电压恒为6V）、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、滑动变阻器（“20Ω 1A”）、开关各一只，导线若干。
（1）小金组按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3.8伏时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 瓦。
（2）小丽组同学发现，实验桌上的电压表0～15V的量程已损坏，其它器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表0～3V的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：
步骤一：按图甲电路先将电压表（0～3V）接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏。断开开关，拆下电压表；
步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在 两端；
步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向 （填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为 伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。
（3）反思：实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。
例7．（2019•台州）图甲是测定小灯泡（额定电压2V）电功率的实验电路。
（1）某同学根据实验数据画出如图乙所示的图象，则该小灯泡的额定功率为 瓦。老师认为图乙曲线右半段不符合实验事实，理由是 。
（2）另一同学为探究电流跟电阻的关系，换用4.5V的电源，并用多个不同阻值的定值电阻替换图甲中的灯泡，得到如图丙的图象，则他选用的滑动变阻器的最大阻值至少为 欧姆。
例8．（2020•湖州）方方用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图，如图乙。
（1）实线表示的是 （选填“R”或“R0”）的功率与电流的关系。
（2）求R0的阻值。（写出计算过程）
（3）当电流表示数为0.5安时，求R消耗的功率。（写出计算过程）
例9．（2020•杭州）如图电路中，电源电压恒为9V，灯泡L规格为“6V 3W”。闭合开关，灯泡正常工作。求：
（1）电阻R的阻值。
（2）灯泡工作5分钟消耗的电能及电阻R产生的热量。
例10．（2020•桂林）小明的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸。下表是这个豆浆机的主要技术参数；图丙所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的部分过程中电热管和电动机交替工作的“P﹣t”图象。
请解答下列问题：
（1）豆浆机正常工作时的最大电流是多大？
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，消耗的电能是多少？
（3）在一次豆浆机工作的时候，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“1200r/kW•h”字样的电能表转盘在1min内转过了22转。此时电路的实际功率是多大？
【习题巩固】
一．选择题（共13小题）
1．如图所示，将三个相同空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，将多个阻值相同的电阻R以不同的连接方式接入电路中，通电一段时间后体积变化最大的气球是（ ）
A．aB．bC．cD．三个相同
2．图甲是一款车载USB充电器，工作原理如图乙，闭合S后稳压元件两端电压恒为U，可为手机等提供稳定的充电电压，汽车电源电压为U总（U总＞U），R为定值电阻，其消耗的电功率为P，则下列关于P﹣U总图象的变化正确的是（ ）
A．B．C．D．
3．多功能煲汤炖锅可以实现保温、慢炖、快炖三种功能，使用时可通过旋钮开关实现功能切换。下图是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为5伏，四段电热丝电阻均为5欧，保温、慢炖、快炖所需加热功率依次增大。下列说法正确的是（ ）
A．开关旋至“1”档，开启快炖功能
B．开启保温功能，电路中的总电阻为5欧
C．从快炖到慢炖，电路总电流变化0.5安
D．快炖与慢炖电路总功率之比为2：1
4．某同学想设计一个具有加热和保温功能的电热器模型，且加热与保温的功率之比为4：1．他利用阻值为10Ω的R1和阻值为40Ω的R2设计了如下电路图，若电源电压不变，则符合要求的电路图是（ ）
A．B．
C．D．
5．如图所示，电源电压为18V，R0＝60Ω，滑动变阻器的规格为“100Ω 2A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“12V 6W”字样。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全，则（ ）
A．S、S1、S2都闭合，电路消耗的总功率最小值为5.4W
B．S、S1、S2都闭合，当电路消耗的总功率最大时，滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω
C．S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器接入电路的阻值范围是6～100Ω
D．S闭合，S1、S2都断开，调节滑动变阻器，灯泡的功率变化范围是0.5～6W
6．一根电热丝的电阻值为R，将它接在电压为U的电路中时，在时间t内产生的热量为Q．使用一段时间后，将电热丝剪掉一小段，剩下一段的电阻值为0.5R．现将剩下的这段电热丝接入电路，则（ ）
A．若仍将它接在电压为U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q
B．若仍将它接在电压为U的电路中，产生的热量为Q，所需时间为2t
C．若将它接入电压为0.5U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q
D．若将它接入另一电路，在时间t内产生的热量仍为Q，这个电路的电压为0.5U
7．在“测量小灯泡和定值电阻的阻值”实验中，根据测得的电流和电压数据绘制了如图甲中A、B的I﹣U图象，现将小灯泡L和定值电阻R连成如图乙、丙电路（电源电压均为8V），则下列说法正确（ ）
A．由图甲知小灯泡电阻随温度的增大而减小
B．图乙电路的总功率为 2.4W
C．由图甲知定值电阻的阻值为 10Ω
D．图丙电路中电流表示数为 0.7A
8．如图所示电路，电源电压恒为6V，L1标有“6V 7.2W”，L2标有“6V 3.6W”。忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．仅闭合S1、S3，L1不亮，L2亮
B．仅闭合S2、S3，电流表读数为1.2A
C．仅闭合S1、S2，电路总电阻为15Ω
D．仅闭合S3，电路消耗的总功率为2.4W
9．两盏白炽灯，甲灯标有“PZ220V25W”，乙灯标有“PZ220V100W”，比较它们工作时的亮度，正确的是（ ）
A．甲灯一定比乙灯亮
B．乙灯一定比甲灯亮
C．都正常工作时，甲灯比乙灯亮
D．都正常工作时，乙灯比甲灯亮
10．如图所示，电源的输出电压恒定不变，现将一个灯泡L接在离电源很近的AB两点时，灯泡L（电阻不变）消耗的功率为100W，若将灯泡L接在离电源较远的CD两点时，灯泡L消耗的功率为81W．则输电导线AC、BD上消耗的功率为（ ）
A．10WB．19WC．9WD．15W
11．某同学设计的煤气检测电路如图甲所示，电源电压恒定，R0为定值电阻，气敏元件R的阻值随煤气浓度变化而改变。改变煤气浓度，电流表的示数煤气浓度c变化的关系如图乙所示，则下列描述电压表的示数U、电路消耗的总功率P随煤气浓度C变化的关系图线中，可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
12．如图所示。电源电压保持不变。开关s闭合后。灯L1、L2都能正常工作，甲、乙两个电表的示数之比是4：5，此时灯L1、L2的电功率之比是（ ）
A．4：5B．4：1C．1：4D．5：4
13．接通电路，加在某玩具电动机上的电压是U，用手将电动机转轴捏住使其不转，电动机将电能全部转化为热能，消耗的电功率为P1；松手后电动机正常工作，消耗的电功率为P2，则电动机正常工作时，线圈上消耗的机械功率为（ ）
A．P2﹣P1B．P2
C．P22P1D．P2-P22P1
二．填空题（共5小题）
14．共享自行车已在我国很多城市兴起，大大方便了市民的出行。
（1）使用共享自行车时可以用手机扫描车上的二维码解锁。手机摄像头相当于一个 镜。要使屏幕上二维码的像变大，只需将手机摄像头 （选填“靠近”或“远离”）二维码。
（2）共享自行车的车筐底部覆盖一层太阳发电板，它吸收太阳光给里面的蓄电池充电，从而不间断地为GPS和通信模块供电。小王通过查阅资料得到以下信息：
①太阳能电池板接收太阳能的有效面积为400厘米2，光电转化效率为100%；
②夏季晴天，太阳光照射到地面1米2面积上的辐射功率为1000瓦；夏季晴天光照2小时，该太阳能电池可获得的电能为 焦。
15．如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m＝60kg，电源电压U＝220V保持不变，电动机线圈的电阻R＝10Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I＝4A。
（1）电源的输出功率是 。
（2）试从能量转化和守恒的角度分析计算，重物上升的速度大小为 m/s。
16．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为6V．闭合开关S后，当滑片P从R的一端滑至另一端的过程中，小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示。则小灯泡的额定功率为 W，电源电压为 V，滑片在最右端时，滑动变阻器的电功率为 W。
17．如图所示是一种灭蚊灯，它具有结构简单、售价低廉、省电、环保等优点，越来越受到人们的青睐。灭蚊灯是利用蚊虫的夜行性和趋光性（蚊子对特殊波长具有敏感性），以发光的灯管引诱后，再以高压电击杀死接触的蚊子。
（1）该灭蚊灯正常工作时通过灯管的电流为 A。
（2）蚊虫夜行性和趋光性等适应性特性是经过长期 形成的。
18．无水箱式电热水器具有体积小、加热快的优点，图甲是它的工作原理图。
（1）温控器：水温传感器测量到出水温度并将信息传给微电脑芯片，微电脑芯片将测量到的水温和预先设定的温度进行比较，然后即时控制温控器内的两个开关的状态，从而让喷头喷出预先设定温度的热水。请在图乙虚线框中补齐温控器内的两个开关。
（2）水压控制开关：当热水器内没有水或水压过低时，图丙所示的水压控制开关能确保电热水器停止工作。图中顶杆必须具有很好的 性才能防止漏电。
（3）家庭电路中该电热水器在正常电压下工作，当喷头喷出水的流量为4.5L/min时，5℃的冷水经过加热后温度最高可达38℃，已知通过电热水器的电流为52.5A，则该电热水器的加热效率多少？如果此时还要进一步提高水温，应该怎样调节冷水的流量的大小？
三．实验探究题（共2小题）
19．在“测定小灯泡电功率”的实验中，提供以下器材：常用的小灯泡1只（标明额定电压，未标明额定功率），电流表、电压表各1只，滑动变阻器1只，开关1只，电源，导线若干。
（1）在方框图中画出实验电路图。
（2）按正确的电路图连接电路，根据数据画出小灯泡灯丝U﹣I曲线如图所示，这个图象中，横坐标表示的是 。（选填“电流”或“电压”）请你结合已学知识，说明理由？ 。
20．在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电池组（恒为3V）、电流表、电压表、小灯泡（额定电压2.5V，电阻约10欧姆）、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）某小组测量小灯泡的电功率的实物如图甲所示，请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变暗；
（2）连接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，发现小灯泡不亮，电压表示数近似等于3V，电流表示数几乎为零，电路故障可能是 ；
（3）排除故障后进行实验，实验数据如表格所示，则小灯泡额定功率是 W。
（4）另一小组测量的是额定电压为2V的特殊小灯泡的额定功率，实验中他们发现电压表出现了故障不能使用，于是设计了如图乙所示的电路，也能测量该小灯泡的额定功率，其中已知定值电阻R0＝5Ω，测量方法：先闭合开关S和S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为 A，然后将S1断开，S2闭合，此时电流表的示数为0.55A，则该小灯泡的额定功率P额＝ W。
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
高温挡
低温挡
200W
型 号
SYL﹣624
额定电压
220V
额定频率
50Hz
电机功率
120W
加热功率
1210W
容量
1000mL
额定电压/V
220
额定功率/W
15
额定频率/Hz
50
适应面积/m2
60
小灯泡的规格
电压表示数U/V
电流表示数I/A
小灯泡亮度
U额＝2.5V
1.5
0.20
较暗
2.5
0.25
正常
3.0
0.28
较亮