资源简介

一、电功
电功的实质：电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
单位为焦耳(简称焦，符号为J)、千瓦时(kW·h)。
换算：1kW·h＝3.6×106J。
影响电功大小的因素有电压、电流和通电时间。
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电能转化为其他形式的能。
电能计算公式为：W＝UIt、W＝Pt，对纯电阻性用电器，电功还可用公式W＝(U2/R)t、
W＝I2Rt计算。
测量电功的仪表是电能表(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
电流在单位时间内所做的功叫电功率，是用来表示电流做功快慢的物理量。
单位：瓦特(简称瓦，符号为W)，千瓦(kW)。1kW＝1000W。
电功率计算公式为：P＝W/t、P＝UI。对于纯电阻性用电器，电功率还可用公式P＝U2/R、P＝I2R计算。
1．额定功率：用电器在额定电压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　实际电功率。
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
原理为P＝UI。
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；当电压表读数等于额定电压时，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　
1．电流热效应
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．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，跟电流强度的平方、导体的电阻和通电时间成正比。表达式：Q＝I2Rt
例1、小明家上月末查看电能表示数为，本月末查看电能表示数如图所示。则下列说法正确的是（　　）
A．他家本月消耗的电能为B．电能表是测量电功率的仪表
C．该电能表的标定电流为20A D．若以每度电0.5元计算，则本月应缴电费45.15元
例2、甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，若它们的电阻不随温度的变化而改变，则下列说法中正确的是（　　）
A．甲灯泡的电阻小于乙灯泡的电阻
B．两灯泡均正常工作时，乙消耗的电能较多
C．两灯泡串联后接在220V的电路中，乙的实际功率较大
D．将乙灯泡接入110V的电路中，它的实际功率为25W
例3、有两个电路元件A、B，把它们串联在电路中，如图甲所示，流过元件的电流与其两端的电压关系如图乙所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则在相同时间内A、B两元件的电功之比为（　　）
A．4:5 B．5:4 C．2:3 D．1:3
例4、在探究电流通过导体产生的热量跟某一因素有关的实验中，将两个完全相同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并装入相等质量的煤油，所连电路（电源电压不变）如图所示，闭合开关（　　）
A．相同通电时间内，电阻丝R1和R2产生的热量相等
B．本实验探究导体产生的热量与导体的电阻大小是否有关
C．若变阻器滑片P向右滑动，每秒钟电阻R2产生的热量变少
D．本实验通过电流表的示数大小，来判断导体产生热量的多少
例5、小明家新买了一台某品牌空调，看到该品牌空调“一晚一度电”的广告，他决定检验一下。观察到家中空调每制冷工作10min后，就转变成送风状态工作5min，再转变为制冷状态，如此反复。为了测量空调制冷时的电功率，他单独将该空调接入电路中，并记录了家中电能表的数据（见表）。空调送风10min所消耗的电能为_____kW·h，30min内空调消耗的电能为_____kW·h，空调制冷时的电功率为_____kW。某晚10点整开启空调并正常工作，到第二天8点整关闭，这晚空调耗电_____kW·h，此空调的广告_____（选填“存在”或“不存在”）虚假宣传。
送风状态时消耗的功率：0.24kW
测量时间 30分钟
电能表示数/(kW·h) 开始计时 1666.0
30分钟 1666.5
例6、小亮家新买了一辆汽车，车上的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示。通过观察和研究，他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位。“低温”挡功率为24W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝，电热丝R2阻值为12Ω。求：
（1）电热丝R1的阻值是多少？
（2）“高温”挡的功率为多少？
（3）座椅垫高温挡工作3min电流做了多少功？
1．如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘。表盘上“1600imp/kW·h”表示每消耗1kW的电能，指示灯闪烁1600次。下列选项中正确的是（　　）
A．指示灯闪烁越快，电能表在电路消耗的电能越多
B．小明家上月消耗的电能为911kW·h
C．10（20）A表示该电能表在10~20A的电路中使用
D．断开其它用电器，只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的功率为600W
2.有四段电阻线a、b、c、d，它们由同种材料做成，截面积相同，但绕成不相同的圈数（每圈的长度相等，a、c圈数相同，b、d圈数相同）如图连接，通电后在相同的时间内，它们产生的热量由多到少的顺序是（　　）
A．a、b、d、c B．a、c、b、d C．b、d、a、c D．d、c、b、a
3.如图所示的电路中，电源电压为6V，灯L上标有“4V 0.5A”且灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示，滑动变阻器上标有“20Ω 1A”的字样，闭合开关，当滑片P移到中点时，下列说法正确的是（　　）
A．此时灯L的电阻为8Ω
B．此时电路消耗的电功率为3W
C．此时灯L与滑动变阻器消耗的电功率之比为1∶2
D．此时电路1min消耗的电能为180J
4．定值电阻R与灯泡L的电流随电压变化关系的图像如图所示，现将它们串联接在电压恒为6V的电源两端，则下列判断正确的是（　　）
A．电路中的电流为0.3A
B．定值电阻与灯泡消耗的实际功率之比为2∶1
C．定值电阻的阻值是灯泡阻值的3倍
D．通电2min，灯泡消耗的电能是180J
5.如图是小张家一台快速电热水壶，铭牌如表。为了测量它烧水时的实际功率，小张和父亲合作进行了如下实验：关掉家里所有用电器，将该电水壶装满温度为25℃的水后单独接入家庭电路中，闭合壶的开关，测得壶中的水上升到100℃所用的时间是12min，同时观察到家中电子电能表的表盘上的脉冲闪灯闪烁320次。请根据相关信息求：[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（1）电热水壶中水吸收的热量；
（2）电热水壶烧水的实际功率；
（3）电热水壶加热的效率。
6.如图甲所示的电热杯垫，它能够对杯子进行加热或保温，杯垫内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热电阻，其中R1=10Ω。只闭合开关S1，通过电源线的电流为0.5A，杯垫处于保温状态：同时闭合开关S1、S2，通过电源线的电流为1.5A，杯垫处于加热状态。求：
（1）杯垫工作时的电源电压U；
（2）杯垫保温100s产生的热量Q；
（3）杯垫加热时消耗的电功率P。
1.小虎家的电热水壶及相关数据如图所示，则下列说法错误的是（　　）
额定电压 220V
额定功率 770W
最大容量 1L
A．为了安全，电热水壶应使用三脚插头
B．电热水壶正常工作时的电流是3.5A
C．1标准大气压下，将一满壶水加热至沸腾，水吸热3.36×105J
D．用该电热水壶烧开一满壶水共用时8min，消耗的电能是6160J
2.如图所示，甲、乙装置中的透明容器内密封有等量的空气，所连接的U形管内的液柱可以显示空气温度的变化。小华将两套装置分别接到电压相同的电源上，来探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”。下列说法正确的是（　　）
①甲图中闭合开关后，A管中液面上升较快
②乙图中闭合开关后，A管中液面上升较快
③甲图实验装置是控制电压、通电时间一定时，探究电热与电流的关系
④乙图实验装置是控制电流、通电时间一定时，探究电热与电阻的关系
A．只有①② B．只有①④ C．只有②③ D．只有③④
3.如图甲所示电路中，R1为定值电阻，R为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像，下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为3V B．电压表的最大示数为2V
C．整个电路功率变化了2.4W D．电流表的示数变化了0.1A
4.在家庭电路调查活动中，小明观察到电能表的月初的示数为，本月底读数如图，小明本月消耗的电能为 _____，小明家能同时使用的用电器的总功率不得超过 _____W；目前他家已有40W的灯泡5盏，70W的电视机一台，200W的洗衣机一台，2000W的电磁炉一台，他家的所有用电器 _____同时使用（选填“能”或“不能”）。
5.小东家的电冰箱铭牌如下表。小东在家用电器只有冰箱工作的情况下，观察冰箱从启动到停止工作用了6min，电能表转盘转了18圈。则该冰箱以标定耗电量工作时，
耗电量 0.72 额定电压 220V
冷冻量 4kg 输入功率 120W
制冷剂 R600a 气候类型 N ST
（1）一天实际工作多少小时？启动多少次？
（2）每消耗1度电，电能表转盘转多少圈？
6.图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。求：
（1）S和S1均闭合时，电路中的总电流；
（2）R2的阻值和0~30min电饭煲产生的总热量；
（3）在不考虑热损失的条件下，当用电高峰期实际电压为200V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要的时间比在额定电压时使用多了多长时间？
答案及解析
例1、D
【解析】A．电能表的最后一位是小数，单位是，所以小明家本月消耗的电能为
故A错误；
B．电能表是测量消耗电能（电功）的仪表，不是测量电功率，故B错误；
C．电能表上“10（20）A”是指电能表的标定电流为10A，故C错误；
D．本月应交电费为 90.3度×0.5元度=45.15元
故D正确。
例2、D
【解析】A．它们的电阻不随温度的变化而改变，由得
甲灯的电阻比乙灯的电阻大，故A错误；
B．两灯均正常发光时，乙的电功率大，因为不知道发光时间是否相同，所以不能比较两灯消耗的电能的多少，故B错误；
C．甲灯的电阻大于乙灯的电阻，当两灯串联时，通过的电流相等，由P=I2R可知，甲灯的实际功率比乙灯的大，故C错误；
D．将乙灯泡接入110V的电路中，它的实际功率为
故D正确。
例3、A
【解析】由甲电路图可知，元件A和元件B串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中各处的电流相等，所以，电流表的示数为0.4A时 IA＝IB＝0.4A
由图乙可知 UA＝2V，UB＝2.5V
根据W=UIt，在电流和通电时间相同时，A、B两元件的电功之比等于A、B两元件的电压之比，在相同时间内A、B两元件的电功之比 WA: WB = UA: UB = 2V:2.5V=4:5
故A符合题意，BCD不符合题意。
例4、C
【解析】由图知，该电路为并联电路，两电阻丝R1、R2在两条支路上，滑动变阻器与R2串联，A1测通过R1支路的电流，A2测通过R2支路的电流；
A．由于两条支路的电阻不相等（R2支路的总电阻较大），所以根据欧姆定律可知，两条支路的电流不相等；根据可知，在电阻丝阻值和通电时间均相同时，两条支路的电流不相等，则电流通过两个电阻丝产生的热量不相等，故A不符合题意；
B．由题意和前面解答可知，两电阻丝阻值相同，但通过电阻丝的电流不同，所以该实验可以探究导体产生的热量与电流大小是否有关，故B不符合题意；
C．若变阻器滑片向右滑动，变阻器接入电路的阻值变大，该支路的总电阻变大，该支路的电压始终等于电源电压，根据欧姆定律可知，该支路的电流减小，由公式可知，每秒钟电阻R2产生的热量变少，故C正符合题意；
D．本实验是通过温度计的示数变化来判断导体产生热量的多少，故D不符合题意。
例5、 0.04 0.5 1.38 10 存在
【解析】由题意可知，空调送风的时间
空调送风的时间为；观察表中的数据可知，送风状态时消耗的功率为0.24kW，根据电功率公式，可知空调送风10min所消耗的电能
空调送风10min所消耗的电能为0.04kW·h。
从表中数据可知，开始计数时，电能表的示数为1666.0kW·h，30min后电能表的示数为1666.5kW·h，则30min内空调消耗的电能
30min内空调消耗的电能为0.5kW·h。
因空调每制冷工作10min后，就转变成送风状态工作5min，再转变为制冷状态，如此反复，所以，30min内，空调送风10min，制冷20min，则空调制冷时消耗的电能
空调制冷时消耗的电能为0.46kW·h；制冷时间
制冷时间为，根据电功率公式，可知空调制冷时的电功率
空调制冷时的电功率为1.38kW。
某晚10点整开启空调并正常工作，到第二天8点整关闭，共10h，由题意可知，30min内总共消耗的电能为0.5kW·h，那么10h总共消耗的电能符合关系式
解得
这晚空调消耗的电能大于一度电，所以，此空调的广告存在虚假宣传。
例6、（1）12Ω；（2）48W；（3）8640J
【解析】解：（1）S接3位置时，电路为R1、R2的串联电路，总电阻较大，电源电压不变，根据可知，总功率较小，座椅垫处于“低温”挡，根据可知，总电阻为
根据电阻串联的特点可知电热丝R1的阻值为
（2）S接2位置时，电路为R1的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，根据可知，总功率较大，座椅垫处于“高温”挡，根据可知，“高温”挡的功率
（3）座椅垫高温挡工作3min，电流做的功为
答：（1）电热丝R1的阻值是12Ω；
（2）“高温”挡的功率为48W；
（3）座椅垫高温挡工作3min电流做了8640J的功。
1．D
【解析】A．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗电能越快，但消耗的电能不一定越多，故A错误；
B．电能表计数器的最后一位是小数，所以小明家上月消耗的电能为
故B错误；
C．该电能表允许通过的最大电流为20A，标定电流为10A，不是说小明家干路中的电流范围是10A~20A，故C错误；
D．表盘上“1600imp/kW·h”表示每消耗1kW的电能，指示灯闪烁1600次，而指示灯闪烁32次，消耗的电能为
此时根据功率的计算公式可得，电饭锅的功率为
故D正确；
2.A
【解析】由题意知，电阻线a、b、c、d，它们由同种材料做成，截面积相同；
b的圈数大于a的圈数，所以b的电阻大于a的电阻；由图知，电阻线a、b并联在6V的电路中，由并联电路的电压特点知，两电阻线两端的电压相等，通电时间相同，根据
可知，a产生的热量大于b；
d的圈数大于c的圈数，所以d的电阻大于c的电阻；由图知，c、d串联在6V的电路中，通过的电流相同，通电时间相同，由 Q＝W＝I2Rt
可知，d产生的热量大于c；
b、d圈数相同，则电阻大小相同；根据串联电路的电压关系可知，d两端的电压要小于电源电压，即小于b两端的电压，通电时间相同，根据
可知，b产生的热量大于d；
a、c圈数相同，则电阻大小相同；根据串联电路的电压关系可知，c两端的电压要小于电源电压，即小于a两端的电压，通电时间相同，根据
可知，a产生的热量大于c；
所以它们产生的热量由多到少的顺序是a、b、d、c，故A符合题意，BCD不符合题意。
3.C
【解析】闭合开关，灯泡L和滑动变阻器R串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量灯泡L两端的电压。当滑片P移到中点时，滑动变阻器接入电路的电阻为
从图乙可知，当灯泡两端的电压为2V时，通过灯泡的电流为0.4A，若通过滑动变阻器两端的电流为0.4A时，根据欧姆定律可知滑动变阻器两端的电压 UR=IR=0.4A×10Ω=4V
根据串联电路的特点可知电路总电压为 2V+4V=6V
等于电源电压，故此时电路中的电流为0.4A。
A．此时灯L的电阻
故A错误；
B．此时电路消耗的电功率 P=UI=6V×0.4A=2.4W
故B错误；
C．此时灯L与滑动变阻器消耗的电功率之比为
故C正确；
D．此时电路1min消耗的电能 W=UIt=6V×0.4A×1×60s=144J
故D错误。
4．B
【解析】A．定值电阻R与灯泡L串联接在电压恒为6V的电源两端，因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，由图像可知，电路中的电流I=0.2A，UR=4V，UL=2V时符合，故A错误；
B．由P=UI可得，定值电阻与灯泡消耗的实际功率之比
故B正确；
C．由可得，定值电阻的阻值与灯泡阻值的比值
即定值电阻的阻值是灯泡阻值的2倍，故C错误；
D．通电2min灯泡消耗的电能 WL=ULIt=2V×0.2A×2×60s=48J
故D错误。
5.（1）6.3×105J；（2）1000W；（3）87.5%
【解析】解：（1）由可得，水的质量
电热水壶中水吸收的热量
（2）1600imp/（kW h）表示每消耗1kW h的电能，脉冲闪灯闪烁1600次，则表盘上的脉冲闪灯闪烁320次消耗的电能
电水壶烧水的实际功率
（3）电水壶加热的效率
答：（1）电水壶中水吸收的热量为6.3×105J；
（2）电热水壶烧水的实际功率为1000W；
（3）电热水壶加热的效率为87.5%。
6.（1）5V；（2）250J；（3）7.5W
【解析】解：（1）由题和图乙可知，只闭合S1时，只有R1连入电路中，此时杯垫处于保温状态，电路中的电流是0.5A，由欧姆定律可得，杯垫工作时的电源电压
（2）保温100s产生的热量
（3）由题和图乙可知，S1、S2同时闭合时，两电阻并联，杯垫处于加热状态，干路电流为1.5A，则杯垫加热时消耗的电功率
答：（1）杯垫工作时的电源电压是5V；
（2）保温100s产生的热量是250J；
（3）杯垫加热时消耗的电功率是7.5W。
1.D
【解析】A．为了安全，有金属外壳的电热水壶要使用三脚插头，故A正确，不符合题意；
B．电热水壶正常工作时的电流为
故B正确，不符合题意；
C．一满壶的体积为
所以一满壶水的质量为
1标准大气压下，水的沸点为100℃，由可知，，将一满壶水加热至沸腾，水吸热为
故C正确，不符合题意；
D．由可知，用该电热水壶烧开一满壶水共用时8min，消耗的电能为
故D错误，符合题意。
2.B
【解析】①甲图中闭合开关后，容器内的电阻值、通电时间相等，根据串联和并联电路电流的规律，通过右侧容器内电阻丝的电流较小，根据Q=I2Rt，右侧容器内电阻丝产生的热量较少，B管液面上升得较慢，A管液面上升较快，故①正确；
②乙图中闭合开关后，容器内两电阻串联，电路中通电时间、电流相等，但是右侧电阻丝阻值较大，根据Q=I2Rt，右侧容器内电阻丝产生的热量较多，因此B管液面升高快，故②错误；
③甲图中，容器内两电阻相等，即实验装置控制了电阻、通电时间一定时，而通过容器内两电阻的电流不相等，探究电热与电流的关系，故③错误；
④乙图实验装置，容器内两电阻串联，控制电流、通电时间一定时，而两电阻大小不同，故探究电热与电阻的关系，故④正确。
故ACD错误，B正确。
3.C
【解析】A．由电路图可知，R1与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，由图乙可知，当时，，当时，，因串联电路中各处的电流相等，所以由
可得，电路中的电流分别为 ，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，所以由可得，电源的电压
即
解得
电源的电压
故A错误；
B．当时，变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联分压原理可知电压表的示数最大，则电压表的最大示数
故B错误；
C．滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻最小，整个电路的总功率最大，则
当时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，整个电路的总功率最小，则
所以整个电路功率变化了
故C正确；
D．当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻最小，电路中电流表的示数最大，则
当时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，即电流表的示数最小，所以电流表的示数变化了
故D错误。
4. 205 4400 能
【解析】由于电能表最后一位是小数、单位，月底示数为，本月消耗电能为
由图可知，电能表平时工作允许的最大电流为20A，小明家能同时使用的用电器的最大总功率
他家已有用电器的总功率为
他家已有用电器的总功率小于能同时使用的用电器的最大总功率，所以，他家的所有用电器能同时使用。
5.（1）6小时，60次；（2）1500圈
【解析】解：（1）由表中数据可知，电冰箱一天消耗的电能为，电冰箱的输入功率是 120W=0.12kW
由可得，电冰箱每天实际工作时间为
电冰箱每次启动工作时间为6min=h，电冰箱每天启动的次数为
（2）由可得，电冰箱每次启动消耗的电能为 W1=Pt1=120W×60s×6=43200J
设消耗1度电，电能表转过的圈数为n，则 ，即
则 n=1500圈
答：（1）一天实际工作6小时，启动60次；
（2）每消耗1度电，电能表转盘转1500圈。
6.（1）3A；（2）9.9×105J；（3）2.1min
【解析】解：（1）当开关S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电路的总电阻最小，电饭煲的功率较大，由图丙可知，此时电路的总功率P=660W，由P=UI可得，电路中的总电流
（2）由电路图可知，当开关S和S1均闭合时，电路为R1与R2并联，电饭煲的功率较大，只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小，则电阻R2的电功率
P2=P-P′=660W-440W=220W
由可得，电阻R2的阻值
由图丙可知，0~30min内电饭煲功率最大时工作的时间和功率较小时的工作时间
t=15min=900s
则0~30min电饭煲产生的总热量 Q=W+W′=Pt+P′t=660W×900s+440W×900s=9.9×105J
（3）电饭煲正常工作时，由图丙可知，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开时的时间
t1=10min=600s
此过程中产生的热量 Q′=W=Pt1=660W×600s=3.96×105J
电饭煲最大功率时电路中的总电阻
因在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同，所以由可得，在实际电压是200V时电饭煲工作的时间
所以从开始工作到S1第一次自动断开需要的时间比在额定电压时使用多用的时间
Δt=t2-t1=12.1min-10min=2.1min
答：（1）S和S1均闭合时，电路中的总电流为3A；
（2）R2的阻值为220Ω，0~30min电饭煲产生的总热量为9.9×105J；
（3）从开始工作到S1第一次自动断开需要的时间比在额定电压时使用多了2.1min。
浙教版2022-2023学年上学期九年级科学期末专题复习（三）
电功和电功率
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