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中考物理一轮复习
　第十八章　电功率
第1课时　电能、电功、电功率
知 识 梳 理
一、电能　电功
1. 电能及其测量
(1)电能单位：国际单位是　 　；常用单位是　 　；1度＝1kW·h＝　 J。
(2)电功实质：用电器消耗电能的过程实际是　 　能转化为其他形式能的过程，也就是电流做功的过程。
(3)计算：①用电器消耗的电能等于这段电路两端的　 　、电路中的　 　和　 的乘积，即：W＝　 　；②W＝　 　＝　 　(适用于所有电路)；③对于纯电阻电路可推导出：W＝　 　＝ 　。
(4)计量
①电能表：测量用电器某一段时间内　 　多少的仪器。
②方法：a. 测量较大电能时用刻度盘读数，即W＝　 　；b. 测量较小电能时利用转盘转数计数，即W＝kW·h(n表示电能表在某段时间内的转数，N表示电能表铭牌上标着的转盘转数)。
2. 电能表参数的意义
(1)220V：表示电能表　 　在220V电路中使用。
(2)50Hz：应该在50Hz的交流电中使用。
(3)10A(20A)：标定电流为10A，　 　是20A。
(4)3000imp/(kW·h)[或600revs/(kw·h)]：表示用电器每消耗1kW·h电能，电能表的　 　3000次(或　 　转过600转)。
二、电功率
3. 电功率
(1)意义：表示消耗电能的　 　，用符号　 　表示。
(2)单位
①国际单位：　 。
②常用单位：千瓦kW，1kW＝　 　W。
(3)大小：用电器消耗电能与时间的　 。
(4)公式
①P＝　 　＝　 　(适用于所有电路)；
②对于纯电阻电路可推导出：P＝I2R＝。
(5)千瓦·时：功率为　 　的用电器正常工作　 　所消耗的电能。
4. 额定电压和额定功率
(1)概念
①额定电压：用电器　 　时的电压；
②额定功率：用电器在　 　下工作的功率。
(2)铭牌含义：灯泡“PZ220V　60W”：这个灯泡的额定电压为　 　，额定功率为　 。
(3)实际功率的计算
①P实＝U实I实；
②电阻不变时，P＝R＝。
三、测量小灯泡的电功率
5. 伏安法测量小灯泡的电功率
(1)原理：P＝　 。
(2)选择仪器
①电源：其电压高于灯泡的额定电压；
②电压表：并联在灯泡的两端；根据额定电压选择电压表量程，所选量程要略大于灯泡的额定电压(特殊要求除外)；
③电流表：串联在电路里；依据I额＝或I额＝计算出电流值，而后选择量程，所选量程要略大于灯泡的额定电流。
(3)测量：分别在额定电压、约1.2倍额定电压和低于额定电压的情况下测出小灯泡的功率。
(4)结论：用电器两端的电压不同，电功率就　 　，小灯泡两端的电压越高，实际功率越　 　，灯泡越　 。
温馨提示：(1)在测量小灯泡电功率的实验中，多次测量的目的：为了研究小灯泡亮度(或电功率)与小灯泡两端电压的关系。(2)在测量小灯泡电阻的实验中，多次测量的目的：为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关。(3)在测量定值电阻的实验中，多次测量的目的是为了求平均值，以减小测量误差。
考 点 讲 解
考点一　与电能表相关的计算
【方法技巧】电能表测用电器消耗电能的两种方法：(1)某段时间电能表上先后两次示数之差，就是被测电路在这段时间内消耗的电能。(2)电能表铭牌标有mr/kW·h，转盘转动了n圈，则W＝kW·h(或W＝×3.6×106J)。
【典例1】小刚早上8：00出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示，然后关闭家中其它用电器，只让电冰箱工作。下午18：00回家后再次查看电能表，显示的数字如图乙所示，则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为　 　kW·h，电冰箱的实际电功率为　 　W。
甲 乙
【跟踪训练1】某电水壶工作2min，使如图所示的电能表的转盘转过150r，则电水壶消耗的电能为
　 　kW·h，电功率为　 　kW，这些电能可供一只“220V　10W”的节能灯正常工作　 　h。
考点二　电功、电功率相关计算
【方法技巧】
解题方法：(1)首先认清电路的连接方式是串联还是并联，找出题中各量之间的关系；(2)选择合适的公式进行计算。
解题注意事项：(1)计算时要注意单位的统一；(2)要注意计算公式里面几个物理量的同一性和同时性。
【典例2】如图所示的电路中，定值电阻R1＝40Ω，R2＝20Ω，电压表示数为10V。求：
(1)通过R2的电流；
(2)通电300s，电流通过R1所做的功。
【跟踪训练2】如图所示的电路，电源电压为3V，R1＝15Ω，R2＝5Ω，当开关S闭合时，下列分析正确的是( )
A.R1、R2两端电压之比为3∶1 B.通过R1、R2电流之比为3∶1
C.R1、R2消耗的电功率之比为1∶3 D.R1的电功率为1.8W
【跟踪训练3】将电阻R1、R2串联后接在电路中。如图所示，在a、b间接一根导线时，电路中的电功率将变为原来的4倍；在a、b间接电压表时，其示数为3V，在a、b间接电流表时，其示数为1A。求：
(1)电压U；
(2)R1的阻值；
(3)电路的总功率。
考点三　额定功率与实际功率的计算
【方法技巧】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，即使灯泡的额定电压不同，只要其实际功率相同，灯泡的亮度就相同。
【典例3】将规格为“2.5V　0.3A”的小灯泡L1和规格为“3.8V　0.3A”的小灯泡L2串联，接在3V的电源上，下列判断正确的是( )
A.L1的电阻大于L2的电阻 B.L1的亮度比L2的亮度更小
C.两只灯泡都正常发光 D.两只灯泡实际功率相等
【跟踪训练4】电源电压3V保持不变，把标有“3V　3W”的灯L1和标有“3V　1.5W”的灯L2按如图所示的方式连接，当开关S闭合后，则下列说法中正确的是( )
A.灯L1消耗的实际功率是3W B.灯L2消耗的实际功率是1.5W
C.两灯消耗的总功率是1W D.电压表的示数与电源电压之比是1∶2
【跟踪训练5】一只电烙铁的铭牌上标有“220V　100W”的字样，它正常工作时，电压是　 　V，电阻是　 　Ω，当其两端电压为110V时，该电炉的实际功率为　 　W。(不计温度对电阻的影响)
考点四　有关电功率的“极值”、“取值范围”的相关计算
【方法技巧】1. 滑动变阻器阻值的极值：(1)最大阻值：首先应先进行分析，若随着变阻器阻值的增大，各电表的示数在减小，则变阻器允许的最大值即为变阻器铭牌中标注的最大值；若串联电路中，有电压表并联在滑动变阻器两端，则应利用电压表的量程的最大值及此时电路电流值，求变阻器允许的最大阻值；(2)最小阻值：应先确定电路中允许的电流最大值，确定的依据是：电流表的量程、滑动变阻器的铭牌、用电器的额定电流以及并联在用电器两端的电压表量程，利用这四者分别求出每一条件限制下允许的最大电流，取四者中最小的，作为电路中允许的最大电流。然后再依据滑动变阻器之外的用电器两端的电压、电源电压来计算滑动变阻器的最小阻值。
2. 电路电流的极值：(1)电路最大电流：依据能保证电路正常工作时它们最大值中的用电器的额定电流、电流表的量程来决定，取两者中的最小值作为电路的最大电流值；(2)电路最小电流：由滑动变阻器允许接入电路的最大阻值决定，此时电路中的总电阻值最大，由I＝可知，此时电路电流为最小电流值。
3. 用电器两端电压的极值：(1)最大电压：依据用电器的额定电压、电压表的量程来决定，取两者中的最小值作为用电器两端的最大电压值；(2)最小电压：当滑动变阻器允许接入电路的最大阻值全部接入电路时，变阻器两端电压为其最大电压，则根据U用＝U电源－U滑动可知此时用电器两端的电压为最小电压。另外，求滑动变阻器的最小电压时，要根据滑动变阻器之外的用电器的额定电压或电压表的量程来决定，此时要注意电路安全问题，即要注意在变阻器之外的用电器不超过其额定值及电压表量程的情况下来取最小电压。
【典例4】如图所示的电路，电源电压U＝12V保持不变，滑动变阻器R0标有“100Ω　1A”字样，灯泡L标有“6V　6W”字样(灯丝电阻不随温度而变化)，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V。为了确保测量准确，要求电表的示数不小于其最大测量值的，要使测量准确并确保电路安全，下列判断正确的是( )
A.灯泡L消耗的最小功率是0.24W B.正常发光时灯丝的电阻是12Ω
C.电路中电流的变化范围是0.11A~0.6A D.滑动变阻器阻值的变化范围是14Ω~48Ω
【跟踪训练6】如图所示，定值电阻R0＝10Ω，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，灯泡L上标有“3V　0.6W”的字样，忽略灯丝电阻的变化.只闭合开关S、S1，并把R的滑片移到最右端，电流表的示数为0.1A。下列说法不正确的是( )
A.电源电压为3V B.此电路的最小功率为0.3W
C.此电路的最大功率为1.5W D.通过灯泡L的最大电流为0.2A
【跟踪训练7】如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器(a，b为其两个端点)。当闭合开关S，滑片P在某一端点时，电压表示数为8V，R2消耗的功率为0.8W；当滑片P移到另一位置时，电流表示数为0.3A，R2消耗的功率比原来增加了1W，则滑动变阻器R2的最大阻值是　 Ω，整个电路消耗的最大功率是　 　W。
【跟踪训练8】如图所示，电源电压保持不变，灯泡上标有“12V　6W”，定值电阻R1＝120Ω，滑动变阻器R2上标有“50Ω　1A”，电压表的量程选用“0~3V”。断开S2，闭合S和S1，滑片P移到B端，灯泡刚好正常发光。
(1)将滑片P移到B端，三个开关都闭合，1min内电路消耗的电能是多少
(2)断开S1，闭合S和S2，在安全前提下，调节滑片P的过程中，电路消耗的最小功率是多少
随 堂 精 练
1. “焦耳”是下列哪个物理量的单位( )
A.功率 B.电功 C.压强 D.长度
2. 如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1、S2，断开开关S3，当滑片P向左滑动时( )
A.灯泡L2亮度变亮，电流表示数减小 B.灯泡L1亮度不变，电压表示数增小
C.电流表示数不变，电压表示数增大 D.电流表示数不变，电压表示数不变
3. 如图所示，电路中L1“6V　3W”和L2“6V　6W”两灯泡和滑动变阻器R串联，电源电压恒为12V，下列说法正确的是( )
A.闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，两灯泡均能正常发光
B.保证两灯泡均不损坏，滑动变阻器R连入电路的最小值为3Ω
C.滑片P从最右端向左移动，使某灯刚好正常发光，则此时另一盏灯的实际功率为1.5W
D.在保证电路安全的情况下，电路总功率最大可达到12W
4. 如图所示的电路中，电源电压恒为3V，灯泡L的电阻为10Ω且保持不变。闭合开关S后，滑片P由b端向a端滑动的过程中，下列判断正确的是( )
A.灯泡L亮度变暗 B.电压表示数变大，电流表示数变小
C.电压表与电流表示数的比值变小 D.灯泡L的最大功率为0.9W
5. 如图所示，A、B为两盏白炽灯，A灯型号是“110V　25W”，B灯型号是“110V 100W”，R是一个未知电阻.若把它们接到电压为220V的电路上，下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是( )
A B C D
6. 如图所示，电源电压保持12V不变，小灯泡L上标有“6V　3W”字样，滑动变阻器最大电阻值R＝48Ω。闭合开关，若不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是( )
A.要使电压表的示数增大1V，小灯泡L两端的电压就会减小1V
B.小灯泡L的最小实际电功率为0.6W
C.当滑片P移到变阻器的中点时，小灯泡L正常发光
D.当滑片P移到最右端时，通电10s滑动变阻器消耗的电能是19.2J
7. 有一块手机用的锂电池，上面标明电压为3.7V，容量为1800mA·h，它充满电后，大约储存了　 　J的电能；某同学观察到家中电能表上标有600revs/(kW·h)的字样，他断开家中其他用电器仅使电水壶工作，测得1min内该电能表的转盘转了9圈，则该电水壶的电功率是　 　W。
8. 如图所示，电源电压为10V，电路消耗的最大功率为10W。若只闭合S1时，电流表的示数为I1，R1消耗的功率为P1；只闭合S2时，电流表的示数为I2，电路消耗的功率为P2，且R1∶R2＝2∶1，P1∶P2＝8∶9，则R＝　 　Ω，I1∶I2＝　 　。
9. 如图所示的电路中，R1、R2为定值电阻，其中R1＝10Ω，当只闭合开关S1时，电流表的示数为0.4A，则电源电压为　 　V；当同时闭合开关S1、S2时，电流表的示数增大为1.2A，则R2消耗的电功率为　 　W。
10. 如图所示，电源电压保持不变，电阻R1为20Ω，小灯泡L标有“6V　3W”字样。闭合S，断开S1、S2，滑动变阻器滑片P移至最右端时，小灯泡L恰好正常发光；闭合S、S1、S2，滑片P移至最左端时，电路消耗的总功率为5.4W，忽略小灯泡电阻随温度的变化，则小灯泡L的电阻为　 　Ω，滑动变阻器的最大阻值为　 　Ω；闭合S，断开S1、S2，移动滑片P，使滑动变阻器的电功率为0.72W时，电流表的示数为　 　A。
11. 某同学为自己设计了一盏调光灯，其原理如下图所示，已知灯L的规格为“6V 3W”(不考虑灯丝电阻的变化)，滑动变阻器R的阻值范围为0~12Ω，电源电压恒为6V。
(1)当S闭合，滑片滑至最左端后，求灯丝中的电流。
(2)求灯正常工作一分钟所消耗的电能。
(3)闭合S，再将滑片从右向左移动，求灯L发光最暗时的实际功率。
实 验 突 破
实验　测小灯泡的电功率
命题点：
1. 实验操作
(1)闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压，观察小灯泡的亮度，并记录电流表和电压表的示数
(2)如果电压表量程不够，则需要用电压表测滑动变阻器的电压，然后计算出小灯泡的电压(电源电压恒定且已知)
2. 注意事项
(1)电路连接时开关要断开，滑动变阻器的滑片移到最大阻值处(目的是防止电路接通时电流过大烧坏灯泡，烧坏电流表)
(2)滑动变阻器的作用(改变灯泡两端电压；保护电路)
(3)温度对灯泡灯丝电阻的影响(温度越高，灯丝电阻越大)
(4)正确连接电路，闭合开关，小灯泡不亮的原因(滑动变阻器连入了最大阻值，小灯泡的实际功率太小，无法发光)
(5)实验中多次测量的目的(找电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律)
(6)不能用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率的原因(电压改变，功率也改变)
【实验结论】(1)电压不同，小灯泡的实际功率不同.额定功率是灯泡在额定电压下工作的电功率，是唯一的；(2)小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
【典例】某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡L的额定电压为3.8V，额定功率小于1W，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“20Ω　1A”，图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。
甲
乙 丙
(1)请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路图连接完整。
(2)正确连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因应该是　 　。(填序号)
A.电流表内部断路了 B.灯泡的灯丝断了
C.灯座内部出现短路 D.滑动变阻器的电阻线断了
(3)排出故障后，通过正确操作，等灯泡正常发光时，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”)值偏大引起小灯泡功率偏大的。
参 考 答 案
知识梳理
1. (1)焦耳(J)　千瓦时(kW·h)　3．6×106 (2)电　(3)①电压　电流　通电时间 UIt　②Pt　UIt　③I2Rt　t　(4)①消耗电能　②a. W2－W1　2. (1)应该　(3)额定最大电流　(4)灯闪　转盘　3. (1)快慢　P　(2)①瓦特(W) ②103　(3)比值 (4)①　UI　(5)1kW　1h　4. (1)①正常工作　②额定电压　(2)220V　60W 5. (1)UI (4)不同　大　亮
考点讲解
【典例1】0.5　50　
【跟踪训练1】0.05　1.5　5　
【典例2】解：(1)电压表V测R2两端电压：U2＝10V，I＝＝＝0.5A。
(2)串联电路中各处电流相等，电流通过R1做功：W＝I2R1t＝(0.5A)2×40Ω×300s＝3000J。
【跟踪训练2】C
【跟踪训练3】解：在a、b间接导线时电路只接入R1，4·＝，所以3R1＝R2；①在a、b间接电压表，R1与R2串联：＝；②在a、b间接电流表，电路只接入R1：＝1A；③ 联立①②③得U＝4V，R1＝4Ω，R2＝12Ω。电路总功率：P＝＝＝1W。
【典例3】B
【跟踪训练4】C
【跟踪训练5】220　484　25　
【典例4】A
【跟踪训练6】B
【跟踪训练7】80 8.1　
【跟踪训练8】解：(1)当断开S2，闭合S和S1，滑片P移到B端，灯泡刚好正常发光，故电源电压U＝UL＝12V。当三个开关都闭合，滑片P移到B端，此时L和R1并联，则有U1＝UL＝U＝12V，灯泡的电流IL＝＝＝0.5A，R1的电流I1＝＝＝0.1A，干路电流I＝I1＋IL＝0.1A＋0.5A＝0.6A，故电路消耗的电能W＝UIt＝12V×0.6A×60s＝432J。
(2)在安全前提下，电压表示数为U2＝3V时，有电路消耗的最小功率Pmin，此时，R1两端的电压U3＝U－U2＝9V，R1的电流I3＝＝＝0.075A，故电路消耗的最小功率Pmin＝UI3＝12V×0.075A＝0.9W。
随堂精练
1. B 2. C 3. C 4. D 5. C 6. D
7. 23976　900　8. 10　2∶3　9. 4　3.2　10. 12　10　0.3　
11. 解：(1)I＝＝＝0．5A。
(2)W＝P额t＝3W×60s＝180J。
(3)RL＝＝＝12Ω，I＝＝＝0．25A，P实＝UI＝I2RL＝(0.25A)2×12Ω＝0.75W。
实验突破
【典例】(1)如图所示。
(2)B　(3)0.2　0.76　(4)右　(5)不需要　小灯泡两端的实际电压不同，它的实际功率就不同　(6)电流　
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