第十八章電功率第十八章電功率考點精講考點1：電能電功一、電能：1．來源：各種各樣的發電廠和電池，把不同形式的能轉化為電能，供人們使用。2．利用：用電器將電能轉化為各種形式的能。用電器工作的過程就是消耗電能的過程。即：使電能轉化為其他形式能量的過程。3．單位：（1）國際單位：焦耳，簡稱焦，符號為J。（2）常用單位：千瓦時，俗稱度，符號kw·h。（3）換算：1度=1kW·h=1×103W×3600s=3.6×106J二、電能的測量和計算：1．電能表的作用：測量消耗電能多少的儀表，又叫電度表。2．電能表的參數及含義：（1）“220V”：表示這個電能表應該在220伏的電路中使用。（2）“600revs/（kW·h）”：表示接在這個電能表上的用電器，每消耗1kW·h的電能，電能表上的轉盤轉過600轉。（3）“10（20）A”：表示這個電能表的標定電流為10A，額定最大電流為20A。電能表工作時的電流不應超過額定最大電流。（4）“50～”：表示這個電能表在頻率為50Hz的交流電路中使用。3．電能表的種類：IC卡式電能表和電子式電能表。4．電能表的讀數及計算：（1）電能表一段時間內前后兩次讀數之差即為該段時間內消耗的電能。（2）若已知電能表的轉速和轉數，可求消耗的電能：①如電能表的轉速為600revs/（kw·h），轉數為20revs，則：②如電能表的轉速為3600imp/（kw·h），指示燈閃爍次數為90imp，則：三、電功：1．電功與電能的關系：電能轉化為其他形式的能的過程就是電流做功的過程。有多少電能發生了轉化就說電流做了多少功。2．電功：電流做功的多少跟電流的大小、電壓的高低、通電時間的長短成正比。3．公式：W=UItW——焦（J）U——伏（V）I——安（A）t——秒（s）4．注意：（1）公式應用時，各物理量的單位應統一為國際單位。（2）公式中的各物理量應針對統一段電路（導體、用電器）。5．導出公式：（1）結合W=UIt和，可得到：。（2）結合W=UIt和，可得到：（3）適用范圍：這兩個公式只適用于純電阻電路。典例分析【例1】（2022·黑龍江齊齊哈爾市·中考真題）如圖所示的電能表，在某段時間內轉盤轉了1800轉，則此段時間內接在這個電能表上的用電器消耗的總電能是______，此電能表允許接入用電器的最大總功率是______。【例2】民航局規定：嚴禁乘客攜帶超過160W·h（瓦?時）的鋰電池上飛機，某品牌筆記本電腦的電池銘牌標有“10.8V10A·h”字樣，充滿電后，存儲的電能為______kW·h，該筆記本電腦______（選填“能”或“不能”）帶上飛機?！纠?】給手機快速充電的過程，主要是將電能轉化為______能，過一會兒，充電器發燙，這是通過電流______的方式，增大了物體的內能?1．電能表讀數時,要注意單位和小數點.單位是“kW·h”,讀數最后一位是小數.2．括號外的電流值是“標定電流”,對一般情況下讀數不起作用;括號內的電流值是“額定最大電流”,它是電路的最大電流.1．下列關于能量的說法中，正確的是（）A．洗衣機工作時是將機械能轉化為電能 B．電水壺工作時是將內能轉化為電能 C．用熱水泡腳，身體會感覺暖和，說明內能可以轉移 D．能量無論是轉化還是轉移，能量總和會逐漸減少2．華為公司推出首款5G折疊屏MateX手機，該款手機采用向外折疊、可彎曲的屏幕，屏幕材料具有的特性是＿＿＿；給手機充電是把＿＿＿能轉化為化學能；手機采用雙電池結構，電池總容量高達4500mAh，可以在30min內快速充電80%，則充電電流為＿＿＿A。3．為提倡節能環保，攀枝花市引進大量新能源電動公交車。為新能源公交車充電的導線較粗是為了減小導線的。若充電過程中充電電流為100A，充電電壓為380V，則新能源電動公交車充電2h消耗的電能為kW?h。4．完成下列單位換算：（1）19.3g/cm3＝________kg/m3；（2）5kW?h＝________J5．華為某款手機鋰電池上面標明電壓為3.7V,容量為3000mAh,則它充滿電后存儲的電能為______J；該手機的待機電流為15mA,則該手機最長待機時間為______h。6．圖丙是小明家的電能表月初與月末的示數，則他家本月用電度。7．一個電能表，表盤上標明“720revs/(kW?h)”，它的意思是__________，呼和浩特教研室某段時間用電，電能表兩次示數如圖所示，該時間段該地區每度電電費1.2元。這段時間需要交付多少電費？11632019517知識點2：電功率一、電功率（P）：1．物理意義：表示電流做功的快慢。2．單位：（1）國際單位：瓦特，簡稱瓦，符號是W。（2）常用單位：千瓦（kW），毫瓦（mW）（3）換算：1kW＝1×103W，1W＝1×103mW。3．定義：用電器工作時，電流所做的功W與做這些功所用時間t之比，叫用電器的電功率。4．定義式：。（1）W——電功——焦（J），t——時間——秒（s），P——功率——瓦（W）。（2）變形式：W＝Pt，。（3）該式為定義式，P與W和t沒有正、反比關系，適用于任何電路。5．導出式：（1）由W＝UIt和可得：P＝UI，該式為普適式，適用于任何電路。其變形式有：和。（2）由和可得：；適用于純電阻電路。其變形式有：和。（3）由和可得：；適用于純電阻電路。其變形式有：和。二、額定電壓、額定功率1．額定電壓：用電器正常工作時的電壓，用U額表示。2．額定功率：用電器在額定電壓下工作時的功率，用P額表示。3．實際電壓、實際功率：（1）實際加在用電器兩端的電壓，稱為實際電壓，用U實表示。（2）用電器在實際電壓下工作時的功率，稱為實際功率，用P實表示。4．實際功率與額定功率的關系：（1）U實=U額，則P實=P額；用電器正常工作。（2）U實>U額，則P實>P額；可能燒毀用電器。（3）U實<U額，則P實<P額；用電器不能正常工作。5．注意：（1）燈泡的亮暗程度是由實際電功率的大小決定的。（2）用電器消耗的電功率隨著它兩端電壓的改變而改變。典例分析【例1】（2022·黑龍江綏化市·中考真題）如圖所示，電源電壓不變，定值電阻R0=20Ω，電流表量程為0~3A，小燈泡L標有“8V4W”字樣（不考慮溫度對燈絲電阻的影響）。當開關S閉合，S1、S2斷開，滑動變阻器的滑片P從b端滑動到某一位置時，滑動變阻器接入電路中的阻值減小了16Ω，電流表示數變化了0.2A，此時小燈泡恰好正常發光。求：（1）小燈泡正常工作一分鐘消耗多少電能?（2）電源電壓是多少伏?（3）當開關S、S1、S2都閉合時，調節滑片P，在保證電路安全的前提下，滑動變阻器R的最大功率是多少?【例2】（2022·黑龍江綏化市·中考真題）某同學家中有一臺電熱飲水機，銘牌上部分信息如圖所示，飲水機加熱電阻不受溫度影響。關閉家中其它用電器，只讓該飲水機單獨工作，電能表轉盤轉了50轉用時60s，電能表參數如圖所示，則該飲水機在這段時間內消耗的電能為______J，此時家中的實際電壓為______V。XX牌電熱飲水機額定電壓220V額定功率1210W1．電功率是表示用電器消耗電能快慢的物理量，用符號P表示．2．電功率大小等于用電器在1秒時間內所消耗的電能．電功率的計算公式是P＝eq\f(W,t)＝UI.3．電功率的國際主單位是瓦特，用符號W表示；另一個常用單位是千瓦，用符號kW表示；它們之間的換算關系是1kW＝1000W.4．額定電壓是指用電器正常工作時的電壓；額定功率是指用電器在額定電壓下的功率．當燈泡的實際電壓偏高時，燈泡實際功率會偏大，燈泡發光強烈；當燈泡的實際電壓偏低時，燈泡實際功率會偏小，燈泡發光暗淡．1．某同學在做“用滑動變阻器改變電流”的實驗時，連接如圖所示的電路，將滑動變阻器的滑片移動到最大阻值處，閉合開關S，發現小燈不亮，接下來的操作，在以下步驟中最合理的是（）A．斷開開關S，更換額定功率大一點的燈泡重新實驗 B．斷開開關S，增加電池的節數重新實驗 C．斷開開關S，拆掉導線重新連接電路 D．觀察電流表的示數是否為零，判斷電路是否斷路2．如圖所示電路，電源電壓為12V且保持不變。閉合開關S，當滑片P置于變阻器的中點時，電壓表的示數為4V；當滑片P置于變阻器的b端時，電壓表的示數變化了2V，在10s內定值電阻R1產生的熱量為36J。則下列結果正確的是（）A．電路中的最大電流為1AB．滑片P在中點時，10s內滑動變阻器R消粍的電能為60JC．滑動變阻器R先后兩次消耗的電功率之比為8∶1D．R1先后兩次消耗的電功率之比為16∶93．如圖甲所示，電源電壓保持不變，R1為定值電阻，滑動變阻器R2的最大阻值為30Ω，電壓表的量程為0～15V。電壓表的示數與滑動變阻器R2的關系如圖乙所示。則下列結果正確的是（）A．電源電壓為20V B．R1的阻值為5Ω C．為了保證電壓表不被燒壞，滑動變阻器的阻值變化范圍為4～30Ω D．開關S閉合后電路消耗的最小功率為14.4W4．現有電源、開關、電流表、電壓表、燈泡、滑動變阻器各一個，其中燈泡的U﹣I圖象如圖所示。將這些元件用導線連成電路后，閉合開關，滑動變阻器的滑片從最左端向右滑動的過程中，電壓表的示數從5V開始減小，電流表的示數從0.3A開始增大。下列結論正確的是（）A．電源的電壓為5V B．小燈泡的最大功率為0.3W C．滑動變阻器的最大阻值為20Ω D．整個電路的最小功率是1.8W5．如圖所示的電路，電源電壓恒為3V。閉合開關S，電流表A1示數為0.5A，A2示數為0.3A，則電阻R1是Ω，通過電阻R2的電流是A，電阻R1的電功率是W，在5min內整個電路消耗的電能是J。AA1SR2R1A26．如圖所示的電路中，L1標有“6V3W“，L2標有“3V3W”，閉合開關后，兩燈均發光，此時電路的總電阻R總＝Ω，兩電壓表示數之比U1︰U2＝；若將兩燈并聯后接入3V電路中，則兩燈的實際功率之比P1︰P2＝。（不計溫度對燈絲電阻的影響）7．（2022·湖北十堰市·中考真題）如圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡L正常發光時的電阻為10Ω，閉合開關S，調節滑動變阻器的滑片P從a端滑至b端的過程中，電流表示數與兩電壓表示數的關系圖像如圖乙所示。求：（1）小燈泡的額定功率和定值電阻R0的阻值；（2）滑動變阻器的最大阻值；（3）電路總功率的最大值和最小值。知識點3：焦耳定律一、焦耳定律1．內容：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。2．公式：Q=I2Rt

3．單位：焦耳（J）二、電能和電熱關系1．當電流通過導體時，如果電能全部轉化為內能，而沒有同時轉化成其他形式的能量，那么電流產生的熱量Q就等于消耗的電能W，即Q=W=UIt=I2Rt如：電暖器，電飯鍋，電爐子等。2．當電扇工作時，消耗的電能主要轉化為電機的機械能：電能內能+機械能W＞Q熱三、電熱的利用和防止1．電熱的利用用來加熱利用電熱孵化器孵小雞電熱器的優點:清潔衛生，沒有環境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調節溫度。2．電熱的危害很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。如：電視機的后蓋有很多孔，為了通風散熱；電腦運行時要用微型風扇及時散熱等等。典例分析【例1】下列用電器主要利用電流熱效應工作的是（）A．電飯煲B．電視機C．洗衣機 D．油煙機【例2】用圖示裝置探究“影響電熱的因素”，A、B、C為三根相同的電阻絲。以A、B為研究對象，該實驗探究的是在不變時電熱與的關系；若將C也置于右側容器中，這時B、C并聯后可等效為一根電阻絲，那么，該裝置還可探究在不變時電熱與的關系。（填“電流”或“電阻”）1．電流的熱效應：是指電流通過導體時電能轉化為熱能的現象．2．焦耳定律：Q＝I2Rt.3．利用電熱的實例有：長時間不用的電視機會受潮，可以每過一段時間通電利用電熱來驅潮；各種電熱器(自身發熱的電熱器)如電熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器；電熱器的主要組成部件是發熱體，它是用電阻較大、熔點較高的材料制成．4．防止電熱危害的實例有：不要讓電視機長時間工作；電視機的外殼上有散熱窗；電動機外殼裝有許多翼狀的散熱片；電腦內部裝有散熱風扇等．1．下列說法正確的是（）A．納米防水材料制成的鏡子，在充滿蒸汽的浴室內依然光亮 B．活塞式抽水機利用了連通器原理 C．通常情況下，鹽水和食用油都是導體 D．超導材料可用于電飯鍋的發熱體和遠距離輸電線2．下列說法正確的是（）A．電荷的移動形成電流B．電路中有電壓就一定有電流C．把一根銅絲均勻拉長后電阻變小D．長時間使用的手機發燙，是因為電流的熱效應3．如圖所示，兩個透明容器中密閉著等量的空氣，A、B兩U形管內的液面相平，電阻絲的電阻R1=R2=R3。小明用圖示裝置進行實驗，探究電流通過導體時產生的熱量Q跟什么因素有關。下列說法正確的是（）ABA．此實驗在探究電熱Q與電阻RABB．通過R1的電流和通過R2的電流大小相等C．電阻R1兩端的電壓和R2兩端的電壓相等D．通電后，A管的液面將會比B管的液面高4．甲圖是小燈泡L和電阻R的I?U圖象。將小燈泡L和電阻R接入乙圖所示電路中，只閉合開關S1時，小燈泡L的實際功率為1W。下列說法錯誤的是（ ）A．只閉合開關S1時，小燈泡L的電阻為4?B．再閉合開關S2時，電流表示數增加0.2AC．再閉合開關S2時，電路總功率為1.4WD．再閉合開關S2后，在1min內電阻R產生的熱量為240J5．在探究“影響電流熱效應的因素”的實驗中，要探究電流熱效應與電流關系，應控制的變量是.如圖所示，R1＝5Ω，R2＝10Ω，電源電壓3V，則通電10s電流通過R1、R2產生熱量之比為.5．如圖所示，電源電壓恒為12V，定值電阻R1＝10Ω，R2＝15Ω，滑動變阻器R3的最大阻值為18Ω，則R1上每秒鐘發熱的最小值為J，R3的電功率的最大值為W。6．（2022·甘肅中考真題）在探究“電流通過導體產生熱量的多少與哪些因素有關”的實驗中，采用了如圖電路。（1）為了在短時間內達到明顯的實驗效果，兩燒瓶中應裝入質量和初溫都相同的___________（選填“水”或“煤油”），實驗中通過觀察___________來比較電流通過導體產生熱量的多少；（2）如圖甲所示，兩燒瓶中裝有阻值不同的電熱絲，以探究電流通過導體產生的熱量與___________的關系；（3）如圖乙所示，兩燒瓶中裝有阻值相同的電熱絲，閉合開關，調節滑動變阻器，使兩電流表示數___________（選填“相同”或“不同”），可以探究電流通過導體產生的熱量與___________的關系。實驗探究：測量小燈泡的電功率一、伏安法測量小燈泡的電功率1．實驗目的：測量小燈泡的額定功率和實際功率2．實驗原理：P=UI3．實驗器材：電源、開關、滑動變阻器、燈泡、電流表、電壓表、導線4．電路圖：5．記錄表格燈的規格（V）電流（A）電功率（W）燈的發光情況U=U額U>U額U<U額6．實驗步驟：（1）按電路圖連接電路。連接電路時，開關應斷開；閉合開關前，滑動變阻器應滑到最大阻值處。（2）合上開關，調節滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓為額定電壓3.8V，觀察小燈泡發光情況，記錄電流表、電壓表示數。（3）調節滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓約為額定電壓的0.8倍即3V，記錄電流表示數，觀察燈泡發光情況。

（4）調節滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓為額定電壓值的1．2倍即4.5V，觀察燈泡發光情況，記錄電流表、電壓表示數。

（5）斷開開關依次拆除電路，整理儀器。7．計算、分析實驗數據，得出結論：（1）燈的實際功率隨燈的實際電壓的增大而增大，隨實際電壓的減小而減小。即：U實＝U額時，P實＝P額；U實＞U額時，P實＞P額；U實＜U額時，P實＜P額。（2）燈的亮度由實際功率決定。二、安阻法測小燈泡的額定功率1．實驗目的：測量小燈泡的額定功率2．實驗原理：P＝UI3．實驗器材：電源、開關、滑動變阻器、燈泡（額定電壓為U0）、電流表、定值電阻R0、導線4．電路圖：5．實驗步驟：（1）計算R0兩端的電壓為U0時的電流；（2）按電路圖連接電路；（3）閉合開關S，移動滑動變阻器，使電流表A2的示數為I0，讀出A1的示數I。（4）計算燈L的額定功率：三、伏阻法測小燈泡的額定功率1．實驗目的：測量小燈泡的額定功率2．實驗原理：P＝UI3．實驗器材：電源、開關、滑動變阻器、燈泡（額定電壓為U0）、電壓表、定值電阻R0、導線4．電路圖：5．實驗步驟：（1）按電路圖連接電路；（2）閉合開關S，移動滑動變阻器，使電流表V2的示數為U0，讀出V1的示數U；（3）計算燈L的額定功率：。典例分析【例1】“測量小燈泡的額定功率”實驗中，器材有電源、滑動變阻器、兩個電流表、小燈泡（U額為3.8V）定值電阻R0（阻值為10Ω）、開關及若干導線。（1）根據圖甲，用筆畫線代替導線，將圖乙中未畫出的兩條導線補充完整（）；（2）閉合開關前，滑動變阻器滑片P應置于______（選填“A”或“B”）端；（3）正確連接電路后，閉合開關，發現燈不亮，兩電流表有示數且相同，故障可能是______或______；（4）排除故障后，為了測量小燈泡的額定功率，移動滑動變阻器的滑片，直到電流表A2示數為______A時小燈泡正常發光，電流表A1的示數如圖丙，該示數為______A，則小燈泡的額定功率為______W?！纠?】小明家的臺燈是通過電位器來調節亮度的。他猜想：臺燈變亮時電位器消耗電能的功率會變小，為此他設計了如圖甲所示的電路進行探究，已知電源電壓為4V并保持不變，電壓表（0~3V）2個，電流表（0~0.6A），滑動變阻器規格為“20Ω1A”，小燈泡L標有“2.5V1.25W”字樣（忽略溫度對燈絲電阻的影響）。（1）電路中a是______表，b是______表；（2）實驗中，小燈泡正常發光時電流表的示數為______A；（3）根據實驗數據，繪制出滑動變阻器的由功率PR與小燈泡的電功率PL的關系圖像如圖乙所示，由圖可知：小燈泡的電功率（亮度）變大時，滑動變阻器的電功率______；（4）假設實驗所用的小燈泡能承受的最大電壓可以高出其額定電壓的，在確保電路中各元件安全的情況下，移動滑動變阻器的滑片，小燈泡的電功率變化范圍是從______W至______W。實驗中的常見問題①小燈泡不亮，電壓表示數近似等于電源電壓，電流表示數為0——小燈泡處發生了斷路(燒壞或接觸不良)．②電壓表示數為0，電流表示數不為0——小燈泡處發生了短路．③小燈泡很暗甚至不亮，電壓表和電流表均有較小的示數，且移動滑片，兩表示數和小燈泡亮度不變——滑動變阻器同時接了下面的兩個接線柱．④小燈泡很亮，電壓表和電流表均有較大的示數，且移動滑片，兩表示數和小燈泡亮度不變——滑動變阻器同時接了上面的兩個接線柱．⑤若小燈泡不亮，電壓表和電流表均有很小的示數——電路沒有故障，將滑動變阻器滑片向阻值變小的方向移動即可．1．在“測量小燈泡電功率”的實驗中，當用手移動變阻器滑片時，眼睛應觀察()A．燈泡發光情況B．電流表的示數C．電壓表的示數D．變阻器滑片的位置2．為測量某電熱壺的電功率，小明同學把家中其余用電器均從電源上斷開，只將該電熱壺接入電路，觀察電能表，發現在2min內電能表轉盤轉過36圈。電能表的部分技術參數如下表所示，該電熱壺的電功率是()電壓220V電流規格10(20)A電流頻率50Hz每千瓦時的轉數3600revs/(kW·h)A.300WB．200WC．150WD．30W3．如圖所示，電源電壓為6V保持不變，要測量額定電壓為3.8V的小燈泡的額定功率，下列說法錯誤的是()A．閉合開關前，滑片P應移動到B端B．閉合開關后，小燈泡不發光，可能是燈泡燈絲斷了C．滑片P向A端移動時，小燈泡額定功率變大，亮度變亮D．當電壓表示數為3.8V時，讀出電流表的示數，可算出小燈泡的額定功率4．某同學按照如圖所示的電路測定小燈泡的電功率，閉合開關S后，他觀察到小燈泡不發光，但電流表、電壓表指針有偏轉。以下判斷正確的是()A．燈泡被短路B．燈泡的燈絲斷了C．燈泡與燈座接觸不良D．燈泡的實際功率比額定功率小得多5．將如圖甲所示的電熱水瓶，接入家庭電路中單獨工作時，觀察到電能表（如圖乙）的轉盤轉6轉用時1min。下列關于電能表和電熱水瓶的說法正確的是（）A．電能表應接在空氣開關和用電器之間B．該電能表所在家庭電路用電器同時工作時總功率不能超過2200WC．電熱水瓶的實際功率是600WD．若電熱水瓶的指示燈損壞，它的發熱電阻還能工作，說明它們之間是串聯的6．小軍同學在“測定小燈泡電功率”的實驗中，選用如圖甲所示的器材和電路，其中電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V（燈絲電阻約為12Ω）（1）為了能夠順利完成該實驗探究，下列兩種規格的滑動變阻器應選用（選填“A”或“B”）。A．“10Ω5A”的滑動變阻器B．“50Ω0.5A”的滑動變阻器（2）閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發現小燈泡始終不發光，電壓表有示數，電流表無示數，若電路只有一處故障，則故障原因是。（3）根據實驗測得的數據，繪制出小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關系圖象（如圖乙所示），分析圖象可知：小燈泡的額定功率為W。（4）完成上面實驗后，小軍同學又想測量額定電壓為U額的小燈泡的額定功率，但發現電流表已經壞，于是他又找來了兩個開關和一定值電阻，設計了如圖丙所示的電路，已知電源電壓恒為U，定值電阻的阻值為R0，請你完成下面實驗步驟：①（填寫S、S1、S2的通斷情況），調節滑動變阻器的滑片使電壓表示數為；②（填寫S、S1、S2的通斷情況），保持滑動變阻器的滑片不動，讀出電壓表示數為U1；③燈泡額定功率的表達式為P額＝。7．某班同學分成兩個小組做了以下不同的實驗：（1）第一小組觀察小燈泡的亮度與實際功率的關系，小燈泡的額定電壓為2.5V實物電路連接如圖所示。①開關閉合后，會發現（選填“電壓表”或“電流表”）的指針反偏；②將錯誤連接改正后，閉合開關，調節滑動變阻器，使電壓表的示數為0.2V時，發現燈泡不亮，你認為其原因是（填寫選項前的字母序號）A：小燈泡斷路B：小燈泡的實際功率太小③繼續調節滑動變阻器，使電壓表的示數為2.5V，燈泡正常發光，電流表的示數為0.30A；再調節滑動變阻器使電壓表的示數達到3.0V，燈泡強烈發光，此時燈泡的實際功率（選填“小于”或“等于”或“大于”）1.08W。（2）第二小組測量額定電壓為3.8V的小燈泡的額定功率，采用如甲所示的電路圖，其中電源電為4.5V，R＝10Ω。①閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，使電流表的示數為A，燈泡正常發光；②保持滑動變阻器滑片的位置不變，斷開開關，將電流表改接到燈泡