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第19讲　电功率
2022版课标要求 了解电功和电功率；知道用电器的额定功率和实际功率。
近三年广东中考
考查情况分析 年份 题型 考点 分值
2021 选择题、实验题、计算题、综合题 电能、电功率综合应用 13分
2022 填空题、计算题、综合题 电能、电功率综合应用 10分
2023 计算题、综合题 电能、电功率综合应用 7分
考点回顾
※考点梳理
考点一：电能、电能表
1.电能(或电功)的国际单位是焦耳，符号是J；生活中的常用单位是
　　　　，符号是kW·h。单位换算：1 kW·h=　　　　　　　J。
2.电能表是测量用电器消耗电能的仪表。如图所示的电能表上有几个主要的参数：
千瓦时
3.6×106
(1)“220 V”表示这个电能表应该在　　　　　的电路中使用。
(2)“10(20) A”表示它的标定电流是　　　　　，在短时间通过的电流允许大些，但不能超过20 A。
(3)“50 Hz”表示这个电能表在50 Hz的交流电路中使用。
(4)“600 revs/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转动　　　　　。
220 V
10 A
600圈
考点二：电功率
3.物理学中，电功率用来表示电流做功的　　　。电功率的国际单位是瓦特，符号是W。常用的单位还有kW，1 kW=　　　　W。
4.电功率等于电功与时间之比，用公式表示是　　　　　。公式变形W=Pt可以用来计算用电器在一定时间内消耗的电能，W、P、t的国际单位分别是J、　　　　、s，常用的单位分别还有　　　　、kW、
　　　　。
5.理论证明：电功率P和电流I、电压U之间的关系式是　　　　　，P、U、I的国际单位分别是　　　　、　　　　、　　　　。
快慢
1 000
W
kW·h
h
P=UI　
W
V
A
考点三：测量小灯泡的电功率
6.额定电压：用电器　　　 　　　的电压叫额定电压。额定功率：用电器在　　　　　下消耗的功率叫做额定功率。如“PZ 220 V　25 W”表示额定电压为220 V，额定功率为25 W的普通照明灯。
正常工作时
额定电压
7.伏安法测电功率的原理是P=UI，实验电路如图所示，在实验中要注意：一是连接实物时，开关要　　　　，这是为了防止　　 　 ；二是闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到　　　　　　　　的位置上，起到限制　　　　、保护电路的作用。
断开
电路短路　
阻值最大
电流
※考点点拨
1.在串、并联电路中的比例关系(以两个电阻为例)：
比例 总功率
串联 P总=P1+P2
并联 P总=P1+P2
2.用电器的实际值与额定值的关系：
电压关系 电流关系 电功率关系
U实>U额 I实>I额 P实>P额
U实=U额 I实=I额 P实=P额
U实夯实基础
考点一：电能、电能表　考点二：电功率
1.(2022·玉林改编)分别对甲、乙两种导体通电，甲导体两端电压是乙的3倍，通过甲、乙两导体的电流之比为2∶3，则甲、乙的功率之比为(　　)
A.2∶1 B.2∶3 C.4∶3 D.9∶2
A
2.(2023·济宁)右图是灯泡L的I-U图象。结合图象分析，下列选项正确的是(　　)
A.通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比
B.当通过灯泡L的电流为0.3 A时，其实际功率为0.72 W
C.将两个完全相同的灯泡L串联在2.4 V的电源两端，电路的总功率为0.24 W
D.将灯泡L和18 Ω的定值电阻并联在3.6 V的电源两端，电路的总电阻为6 Ω
D
3.(2022·凉山)某同学家的电能表面板如图所示，则他家同时使用的用电器总功率不能超过　　 　W，图中电能表的示数为____
　　 　kW·h。如将某用电器单独接在该电能表上工作10 min，电能表上的指示灯闪烁了320次，那么该用电器在上述时间内消耗的电能为　 　　J，该用电器功率为　　　W。
2 200
219.6
3.6×105
600
4.(2023·宜昌)某品牌电动汽车的电池容量为130 A·h，额定电压为400 V，充电时它将电能转化为　　　　能存储起来，充满电后它存储了　　　　kW·h的能量。
化学
52
5.(2023·吉林)下图是某电饭锅内部电路简图。S断开时，电路中的电流是0.5 A，通电1 min后，电路中消耗的电能是　　 　　J；S闭合后，电路中消耗的总功率将　　　　。
6.6×103　
变大
6.(2023·滨州)如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为10 Ω。闭合开关，电流表A的示数为0.5 A，A1的示数为0.3 A，则电源电压为　　　V，定值电阻R2在1 min内消耗的电能为　　　J。
3
36
7.(2022·贵阳)如图所示电路，电源电压保持不变，灯泡L标有“6 V　6 W”。闭合开关S，灯泡正常发光，定值电阻R两端的电压是12 V。求：
(1)灯丝的电阻RL。
(2)电路中的电流I。
(3)电路消耗的总功率P。
(3)电源电压
U=UL+UR=6 V+12 V=18 V
电路消耗的总功率
P=UI=18 V×1 A=18 W
答：(1)灯丝的电阻RL为6 Ω。
(2)电路中的电流I为1 A。
(3)电路消耗的总功率P为18 W。
考点三：测量小灯泡的电功率
8.(2022·娄底)小明准备测量小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5 V，电阻约为10 Ω，实验室有如下器材：电源(电压为6 V)，电流表(0~0.6 A、0~3 A)，电压表(0~3 V、0~15 V)，开关，导线若干，滑动变阻器两只：R1(10 Ω、0.5 A)，R2(20 Ω、0.5 A)。
(1)图甲所示的是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
如图所示
(2)正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是　　　。
A.灯泡短路　　　 　 B.灯泡断路　　　
C.滑动变阻器短路　　　　 　D.滑动变阻器断路
B
(3)电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是　　 　A。
(4)为了满足测量要求，实验电路应该选用滑动变阻器　　　。(选填“R1”或“R2”)
(5)小明根据记录的多组I-U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙)，则小灯泡的额定功率为　　 　W。
0.14
R2
0.625
9.(2023·达州)小明学习了电功率的知识后，在家中找来了一个标有额定电压为“6 V”的小灯泡，为了测定该小灯泡的额定功率，他在学校的实验室找到了相关器材，并进行了如下实验，已知电源电压恒为8 V。
(1)请用笔画线代替导线，在图甲中连接好实物图。要求闭合开关后，滑片向右移，灯泡变亮。
如图所示
(2)小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，你认为出现此现象的原因是　　　(选填字母)。
A.滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱
B.灯泡的电阻太小
C.滑动变阻器的最大阻值太小
A
(3)排除故障后，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，接下来他应该将滑动变阻器的滑片向　　 　移动，同时眼睛注意观察
　　　　 　(选填“电流表”“电压表”或“灯泡”)，直到灯泡正常发光。
(4)经过多次测量，小明绘制了小灯泡的I-U图象，如图丙所示，则该小灯泡的额定功率为　　　　W。
右
电压表
3
(5)若该实验中电压表标有15 V的接线柱损坏了无法使用，于是他向老师请教，老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率，你认为老师的方案可能是　　　(选填字母)。
A.只将电源电压减小
B.只更换一个其他规格的滑动变阻器
C.将该电压表并联到滑动变阻器的两端
C
(6)小明还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻Rx的阻值，于是他设计了如图所示的电路图，操作步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3 V；
②保持滑动变阻器的滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，电压表示数为4.5 V，则Rx=　　　　Ω。
5
优化提升
1.(2023·兰州)小明设计的质量测量仪如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S后，下列说法中正确的是(　　)
A.不放重物时，小灯泡L的亮度最暗
B.与电流表相比，用电压表的示数表示重物的质量，更符合人们的思维习惯
C.重物的质量越大，电流表示数越小，电压表示数也越小
D.重物的质量越小，电路消耗的总功率越小
B
2.(2023·枣庄)如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的阻值不变，滑动变阻器R的规格是“100 Ω　1 A”。闭合开关，在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下，最大范围内移动滑片，绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图象，如图乙所示。下列说法正确的是(　　)
A.电源电压为6 V
B.小灯泡的电阻为10 Ω
C.小灯泡的额定功率为1.8 W
D.整个电路电功率最小时，20 s内滑动变阻器消耗的电能为12 J
C
3.(2022·通辽)如图甲所示，某同学在做“测量小灯泡的电功率”实验。实验器材：电源(电压恒为6 V)、小灯泡(额定电压为2.5 V，正常发光时灯丝电阻约为10 Ω)、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R1(10 Ω　1 A)和R2(30 Ω　0.5 A)的滑动变阻器各一个，导线若干。
(1)连接电路时，滑动变阻器应选　　 　(选填“R1”或“R2”)。
(2)连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，电路故障原因是　　　　　　　　　　。
(3)排除故障，闭合开关，移动滑片P至某位置时，电压表的示数为2.2 V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向　　　端移动(选填“A”或“B”)。通过实验绘制出小灯泡的U-I图象，如图乙所示，小灯泡的额定功率为　　 　W。
R2
小灯泡短路
B
0.625
(4)乙同学设计了如图丙所示电路，来测量另一只小灯泡的额定功率(已知灯泡的额定电压为U额)，R0阻值已知。
①断开开关S3，闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器滑片P，使得电流表示数为　　 　(用字母表示)，此时灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S2，闭合开关S1、S3，记下电流表的读数为I；
③小灯泡额定功率的表达式P额=　　　 　(用字母U额、I、R0表示)。
4.(2023·武威)图甲所示的为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位。工作电路简化为图乙所示，其中S'为挡位开关，R1、R2为发热电阻(假定工作时电阻不变)，A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220 V，猛火挡的额定功率为2 420 W，R2的阻值为180 Ω。
(1)判断A灯是　　　　(选填“红灯”或“绿灯”)，你的判断依据是什么？
(2)求电中药壶“文火”挡的额定功率？
(3)某天用电高峰时，小艺用电中药壶帮奶奶熬药。为了计算家里电路的实际电压，她关了家里其他用电器，只将电中药壶调到猛火挡上，电中药壶工作1 min，电能表(如图丙所示)的表盘转了100转，由此她计算出家庭电路的实际电压是多少？
红灯
解：分析图乙，指示灯的阻值忽略，当开关S闭合，S'打至触点M时，电路为两电阻和指示灯B的串联的电路，此时电路中总电阻较大，总功率较小，图中药壶处于文火挡；
当开关S闭合，S'打至触点N时，电路为R1和指示灯A的串联电路，此时电路中总电阻较小，总功率较大，图中药壶处于猛火挡
(1)中药壶处于猛火挡时红灯亮，故A灯是红灯
搏击中考
1.(2022·广东)家庭电路中，若用电热水壶加热0.8 kg的水，使其温度从30 ℃升高到80 ℃。此过程中，电热水壶实际消耗的电能_____
　　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)水吸收的热量。
大于
2.(2021·广东)如图甲电路，电源电压不变，闭合开关S，将滑动变阻器R的滑片P由a移动到b时，R0的电功率和电流的P-I关系图象如图乙所示，求：
(1)电源电压。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
3.(2023·广东)图甲所示的是用某款3D打印笔进行立体绘画时的场景。打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化。加热电路简化后如图乙所示，电源电压恒为6 V，R1和R2为发热电阻丝。只闭合S1时低温挡工作，S1、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，R1=4 Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化。求：
(1)低温挡的功率。
(2)R2的电阻值。
4.(2022·广东)阅读下列短文，回答问题。
直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池(以下简称电池)。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。
现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙所示(为方便计算，图象已作近似处理)。充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。
(1)通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更　 　　。
(2)在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是____
　　　 。当D为70%时，充电电流为　　 　A。
充电电压(V) 充电电流(A) 充电时长(min) 充电度数(kW·h) 充电费用(元)
400 45 24.0 28.80
大
先变大，后不变
100
(3)若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为
　　　元。
(4)设D从70%增至80%所需时间为t1，从80%增至90%所需时间为t2，且t1∶t2=2∶3，则测试全过程的充电总时长为　　 　min。
50.4
109
5.(2023·广东节选)阅读材料，回答问题。
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。
某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在5 m/s≤v≤10 m/s的范围内，P与v的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系如图丁所示。(为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。)
(1)当风速为12 m/s时，风力发电机组工作1 h输出的电能相当于____　　　　kg的煤完全燃烧放出的热量。(q煤=3.0×107 J/kg)
(2)当风速为13 m/s时，发电机转子1 min转400圈。若发电机输出电能1 kW·h，叶片需要转动　　　圈。
(3)若14∶00~15∶00和15∶00~16∶00两段时间内输出电能之比为1∶3，则14∶00~20∶00的时间段内风力发电机组的输出电能为
　　　　　kW·h。
36
4
1 084.3

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