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(共57张PPT)
考点五 电磁学
第18讲 欧姆定律、电功、
电功率的简单计算
2024年中考复习专题
考点梳理
1
素材应用
2
重点突破
3
实验剖析
4
真题试做
5
目录
考点梳理
1
考点1
欧姆定律
考点2
欧姆定律在串、并联电路中的应用
考点3
电能
考点4
电功和电功率
考点5
额定功率与实际功率
1.内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成 ,跟导体的电阻成______。
U 表示导体两端的电压，单位为V
2.公式:I= R 表示导体的电阻，单位为Ω (适用范围:纯电阻电路)
I 表示通过导体的电流，单位为A
3.变形公式: (求电压); (求电阻)。
考点1
欧姆定律
·核心考点梳理·
正比
反比
U =IR
R =
串联 并联
电路图
电流 I总=I1=I2 I总=______
电压 U总=______ U总=U1=U2
I1+I2
考点2
欧姆定律在串、并联电路中的应用
U1+U2
续表
串联 并联
电阻 R总=______ = + →R总=
总电阻大于任何一个分电阻;若某一分电阻增大,则总电阻增大 总电阻小于任何一个分电阻;若某一分电阻增大,则总电阻增大
分压或 分流作用 串联分压: = 并联分流: =
R1+R2
考点3
电能
1.电能
(1)理解:电流对外做的功,是电能转化为其他形式能的多少的量度,
用符号W表示。
(2)国际单位: ;其他常用单位有千瓦时(kW·h),俗称度。
(3)单位换算:1度= kW·h= J。
焦耳
1
3.6×106
作用 测量用电器在一段时间内___________ 参数 220 V 为220 V
10(20)A 标定电流为10 A,额定最大电流为20 A 50 Hz 在频率为50 Hz的交流电路中使用 2 500 r/(kW·h) 每消耗1 kW·h的电能,电能表上的转盘转过 ______转 读数 电能表表盘最右边的数字显示的是用去电能的小数部分,前边的数字显示的是整数部分。如上图所示,电能表的示数为 kW·h 消耗电 能的计 算方法 (1)较大的电能可以利用表盘示数计算,消耗的电能为两次示数之___ (2)较小的电能利用转盘转过的圈数或指示灯闪烁的次数计算,消耗的电能为W = kW·h(n为某段时间内转盘转过的圈数或指示灯闪烁的次数,N 为电能表参数) 2.电能的计量——电能表
消耗的电能
额定电压
2 500
367.2
差
考点4
电功和电功率
电功 电功率
概念 电能转化为其他形式能的过程。有多少电能发生了转化,就说电流做了多少功,用符号W 表示 电功率等于 与 之比,用符号P 表示
单位 国际单位:焦耳(J) 其他常用单位:度[千瓦时(kW·h)] 国际单位:瓦特(W)
其他常用单位:千瓦(kW)、毫瓦(mW)
公式 W =_____ P =____
电功
时间
UIt
续表
电功 电功率
推导公式 W =UIt P =UI(适用于任何电路) W =UIt =IR·It=I 2Rt P = (适用于纯电阻电路) W =UIt =U··t = t P = (适用于纯电阻电路) 注:纯电阻电路将电能全部转化为内能 与t之比
与t之比
与t之比
I 2R
续表
电功 电功率
分配关系 串联: = = (电压关系)= (电阻关系) 并联: = = (电流关系)= (电阻关系) 串、并联电路中,均有W总=W1+W2+…+Wn,P总=P1+P2+…+Pn
额定功率P额 实际功率P实
概念 用电器在 下工作时的电功率。例如,标有“220 V　9 W”的灯泡的额定电压为220 V,额定功率为9 W 用电器在 下工作时的电功率
区别 是唯一的,不随实际电压的改变而改变 不是唯一的,不同的电压值对应的实际功率不同
联系 (1)当U实=U额时,I实=I额,则P实 P额,用电器正常工作 (2)当U实>U额时,I实>I额,则P实 P额,有可能损坏用电器 (3)当U实考点5
额定功率与实际功率
实际电压
=
>
<
实际功率
实际功率
1.根据欧姆定律的变形式R = 可知,电流一定时,电阻与电压成正比。 ( )
2.电阻串联时,相当于增大了导体的长度,总电阻大于每一个电阻。 ( )
3.电阻并联时,相当于增大了导体的横截面积,总电阻小于每一个电阻。 ( )
4.电功率是表示消耗电能多少的物理量。 ( )
5.电流通过用电器所做的功越多,电功率越大。 ( )
6.额定功率越大的灯泡一定越亮。 ( )
7.灯泡上标有“220 V　40 W”字样,那么该灯泡每秒消耗的电能是40 J。 ( )
8.日常使用的白炽灯灯丝烧断后,重新搭上使用白炽灯将变得更亮。 ( )
9.家庭电路中,用电器的实际总功率越大,电路中的总电流越大。 ( )
×
√
·易错速判·
√
×
×
×
×
√
√
重难突破
2
重难点1
对额定功率与实际功率的理解与计算
重难点2
I-U 图象类相关计算
重难点
重难点1
对额定功率与实际功率的理解与计算
例1
例1 (一题多设问)灯泡L1上标有“6 V 3 W”字样,灯泡L2上标有“6 V
6 W”字样,忽略温度对灯丝电阻的影响,请回答下列问题。
(1)灯泡L1的额定电压为 V,额定功率为 W。
(2)灯泡L1正常发光时,通过L1的电流为 A,L1正常发光时的电阻是___Ω。
(3)灯泡L1正常工作1 min消耗的电能为 J,这些电能可供灯泡L2正常工作 min。
6
3
0.5
12
180
0.5
重难点
(4)若灯泡L1两端的实际电压为3 V,则L1的实际功率为 W;将灯泡L1接在电源电压为18 V的电源两端,则L1的实际功率为 W。
(5)若将两灯泡串联后接在某电源两端,在保证电路安全且其中一个灯泡正常工作的条件下,此时 (选填“L1”或“L2”)发光较亮,电路中的电流为 A,电源电压为 V,L1、L2消耗的电功率之比为 。
0.75
例1
0
L1
0.5
9
2∶1
(6)若将两灯泡并联接在电源电压为6 V的电路中,此时 (选填“L1”或“L2”)发光较亮,电路消耗的总功率为 W。
(7)某市场中有标有“220 V 800 W”和“220 V 1 500 W”的甲、乙两种容积相同的电热水壶,从烧水快的角度考虑,应选购 电热水壶;若家庭室内插座的额定电流是5 A,用该插座给电热水壶供电,从安全用电的角度考虑,应选购 电热水壶。(均选填“甲”或“乙”)
L2
例1
9
乙
甲
重难点
重难点2
I-U 图象类相关计算
I-U 图象分析思路:
(1)看图:明确横、纵坐标表示的是电流还是电压。
(2)看线:若为直线,该元件为定值电阻,取任意一点的对应数值即可求出电阻;若为曲线,该元件为可变电阻(如小灯泡),每个点对应的电阻均不相等,需找对应的数值求电阻。
方法指导
(3)两元件串联时,根据通过两元件的电流相等,比较电压;两元件并联时,根据加在两元件两端的电压相等,比较电流。
例2 电路元件甲、乙中的电流与两端电压的关系如图所示。
(1)甲的电阻为 Ω;当乙两端的电压为2.5 V时,其电阻为 Ω。
(2)若将它们串联接在某电源上,电路中的电流为0.2 A时,电源电压为 V。
(3)若将它们并联接在某电源上,电源电压为2 V时,干路电流为 A。
(4)若将它们并联接在某电源上,干路电流为1 A时,电源电压为 V。
5
例2
例3
5
3
0.6
2.5
例3如图所示的是额定电压均为6 V的灯泡L1和L2的I-U 图象。
(1)L1的额定电流是 A,L2的额定功率是 W。
(2)L1和L2正常发光时的阻值之比为 。
(3)若两灯泡并联在电源上,则电路消耗的最大功率为 W。
(4)若两灯泡串联在电源上,则允许加在电路两端的最大电压为 V。
0.3
例2
例3
0.9
1∶2
2.7
7
（2018~2023）
真题试做
3
电能表的使用及读数
命题点2
命题点1
简单电路图类相关计算
命题点3
动态电路类相关计算
命题点4
对I-U 图象的理解及计算
1.(2022贵阳27题,6分)如图所示的电路,电源电压保持不变,灯泡L标有“6 V 6 W”字样。闭合开关S,灯泡L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。
命题点1
简单电路图类相关计算(6年2考)
1
2
解:由P = 可知,灯泡正常发光时灯丝的电阻RL= = =6 Ω。
(2)电路中的电流I。
解：由P = UI 可知,灯泡正常发光时通过的电流IL= = =1 A,根据串联电路的电流特点可知,电路中的电流I=IL=1 A。
(3)电路消耗的总功率P。
解：根据串联电路的电压特点可知,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。
1
2
2.(2023贵州21题,8分)如图所示电路,电源电压恒为3 V。闭合开关S,电流表的示数为0.5 A,干路电流I=1.5 A,设灯丝电阻不变,求:
(1)通过灯L1的电流I1。
解:由图可知,灯泡L1和L2并联,电流表测量通过L2的电流,根据并联电路的电流特点可知,通过L1的电流I1=I-I2=1.5 A-0.5 A=1 A。
1
2
1
2
(2)灯L1消耗的电功率P1。
解：根据并联电路的电压特点可知,灯泡L1与L2的电压相等,都等于电源电压,即U1=U2=U=3 V,灯L1消耗的电功率P1=U1I1=3 V×1 A=3 W。
(3)灯L2的阻值R2。
解:由I= 可知,灯L2的阻值R2= = =6 Ω。
电能表的使用及读数
命题点2
3
4
3.(2023四川达州改编)小明家的电能表面板如图所示,他家同时使用的用电器总功率不能超过 W;家里新添置一台空调并接入该电能表中,让其单独工作5 min,电能表的指示灯闪烁了320次,则该空调的实际电功率为 W。
补充考法
1 200
2 200
4.(2023四川遂宁改编)小李从小养成了节约能源的良好
习惯。他经常观察家里面的电能表,提醒父母家里用电
情况。上月末他家电能表示数为1 959.6 kW·h,本月末
示数如图所示,则本月他家用电 __kW·h;他家里有一
台“220 V　1 100 W”的电饭锅,某次小李让该电饭锅单独正常工作6 min,消耗的电能是 kW·h,电能表转盘转动了 转。
3
4
60
0.11
275
5.(2022贵阳11题,3分)(多选)如图所示的电路,电源电压恒为6 V。闭合开关S,滑动变阻器R接入电路的阻值为10 Ω时,电流表的示数为1.8 A。下列说法正确的是( )
A.通过R0的电流是1.2 A
B.R0的阻值是5 Ω
C.当R为20 Ω时,其电功率是7.2 W
D.当R为30 Ω时,电路总功率是8.4 W
动态电路类相关计算(6年11考)
命题点3
ABD
8
9
7
6
5
6.(2021贵阳27题,6分)如图所示的电路,电源电压保持不变,灯L标有“3 V 0.6 A”的字样,定值电阻R 的阻值为10 Ω。设灯丝电阻不变,求:
(1)灯丝电阻。
解:根据灯L铭牌数据和欧姆定律可知,灯丝电阻RL= ==5 Ω。
8
9
7
6
5
(2)当开关S1闭合、S2断开,电流表的示数为 0.2 A时,灯L两端的电压。
解：当开关S1闭合、S2断开时,灯L和定值电阻R串联,电流表的示数为0.2 A,根据欧姆定律可知,灯L两端的电压UL'=IRL=0.2 A×5 Ω=1 V。
8
9
7
6
5
(3)当开关S1、S2均闭合时,定值电阻R消耗的电功率。
解：结合(2)和欧姆定律可知,R 两端的电压UR =IR =0.2 A×10 Ω=2 V,所以电源电压U =UL'+UR =1 V+2 V=3 V。当开关S1、S2均闭合时,电路中只有R 接入电路,R 消耗的电功率P = = =0.9 W。
7.(2020贵阳28题,6分)如图所示的电路,电源电压不变,定值电阻R1=10 Ω,只闭合开关S1,电流表的示数为0.3 A;再闭合开关S2,电流表的示数为0.5 A。求:
(1)电源电压。
解:只闭合开关S1,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,电流表的示数为0.3 A,由欧姆定律得,电源电压U =I1R1=0.3 A×10 Ω=3 V。
8
9
7
6
5
(2)定值电阻R2的阻值。
解：再闭合开关S2,两电阻并联,电流表测干路电流,电流表的示数为0.5 A,根据并联电路各支路互不影响,通过R1的电流不变,故通过R2的电流I2=I-I1=0.5 A-0.3 A=0.2 A,由欧姆定律可知,定值电阻R2的阻值
R2= = =15 Ω。
8
9
7
6
5
(3)开关均闭合时,电路消耗的总功率。
解：开关均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,电路消耗的总功率P =UI=3 V×0.5 A=1.5 W。
8.(2019贵阳28题,6分)如图所示的电路,电源电压恒为8 V,小灯泡L标有“6 V 3 W”字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,闭合开关S,求:
(1)小灯泡的额定电流。
解:小灯泡的额定电压是6 V,额定功率是 3 W,由P =UI得,小灯泡的额定电流IL= = =0.5 A。
8
9
7
6
5
(2)小灯泡正常发光时,滑动变阻器R 接入电路的阻值。
解：由欧姆定律得,小灯泡正常发光时,电路中的电流I=IL=0.5 A,滑动变阻器两端的电压U'=U总-UL=8 V-6 V=2 V,滑动变阻器接入电路的阻值R'= = =4 Ω。
8
9
7
6
5
(3)移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为 3 V时,小灯泡的实际功率。
解：灯丝电阻RL= = =12 Ω,当电压表的示数为3 V时,小灯泡两端的电压为 3 V,此时小灯泡的实际功率P实= = =0.75 W。
9. (多选)如图甲所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I-U关系图象如图乙所示,则下列判断正确的是( )
A.图线A是电阻R1的I-U 关系图象
B.电源电压为18 V
C.R1的阻值是20 Ω
D.滑动变阻器R2的最大阻值是30 Ω 甲 乙
补充考法
BC
8
9
7
6
5
10.(2020贵阳11题,3分)如图所示的是额定电压为3 V的小灯泡的I-U 变化关系图象。根据图象,下列关于小灯泡的一些物理量分析正确的是( )
A.此过程中电流与电压成正比
B.此过程中小灯泡电阻保持不变
C.额定电流是0.3 A
D.额定功率是1.5 W
对I-U 图象的理解及计算(6年3考)
命题点4
11
12
10
D
11.(2018贵阳10题,3分)灯泡L与定值电阻R 的I-U 图象如图所示。若将灯泡L与定值电阻R 串联在8 V的电源上,下列说法正确的是( )
A.灯泡L的电阻是10 Ω
B.灯泡L两端的电压是8 V
C.电路中的电流是1.5 A
D.电路消耗的总功率是4 W
D
11
12
10
12.(2021贵阳16题,2分)甲、乙两灯的额定电压分别为6 V和3 V,它们的电流随电压变化关系的图象如图所示。将甲灯与R1串联后接在电压恒为U的电源两端,甲灯正常发光,R1的功率为P1;将乙灯与R2串联后接在该电源两端,乙灯也能正常发光,R2的功率为P2。已知R1+R2=90 Ω,则P1∶P2= 。
25∶18
11
12
10
素养综合训练
1.(2023黑龙江龙东地区)标有“6 V 3 W”和“6 V 6 W”的灯L1和L2(假设两灯灯丝电阻不变),若将它们串联在某电源上,使其中一个灯正常发光时,下列说法正确的是( )
A.通过灯L1和L2的电流之比为1∶2
B.灯L1和L2两端的电压之比为2∶1
C.灯L2和L1的发光亮度相同
D.能够正常发光的灯应是灯L2
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
11
12
13
B
2.(2023广东深圳)已知R1=2 Ω,R2=3 Ω,某同学分别按照图甲和图乙两种方式将电阻连接在同一电源上,则( )
A.图甲中R1与R2的电流比I1∶I2=2∶3
B.图乙中R1与R2的电压比U1∶U2=3∶2
C.图甲与图乙的总功率比P1∶P2=6∶25
D.图甲与图乙的总功率比P1∶P2=25∶6 甲 乙
C
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
11
12
13
D
3.(2023山东济宁)如图所示的是灯泡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
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
11
12
13
B
4.(2023湖北鄂州)如图甲所示,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置,此过程中电流表的示数与两个电压表的示数的关系图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.曲线a是电流表的示数与电压表V2的
示数的关系图象
B.电源电压为11 V
C.灯的额定电流为0.2 A
D.滑动变阻器的最大阻值是15 Ω 甲 乙
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
11
12
13
ACD
5.(2023河北)(多选)如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1后,电流表的示数为0.4 A;断开开关,将电流表和电压表的位置互换,再将开关S1、S2均闭合后,电流表的示数为1 A,电压表的示数为6 V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为6 V
B.电阻R2的阻值为15 Ω
C.两表位置互换前后,电阻R1两端的电压之比为2∶5
D.两表位置互换前后,电阻R2的功率之比为 9∶25
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
11
12
13
1.08
6.(2023四川内江)有一只小灯泡上标有“3.6 V　0.3 A”字样,小灯泡正常发光时的电功率是 W。如果我们只有电压为6 V的电源,要使小灯泡正常发光,需要串联一个 Ω的电阻。
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
11
12
13
8
3
7.(2023山东滨州)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S,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。
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
11
12
13
36
6.6×103
8.(2023吉林)如图所示的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 。
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
11
12
13
变大
L1
9.(2023重庆)如图所示的电路,电源电压恒为6 V,白炽灯泡L1标有“5 V 0.25 A”,白炽灯泡L2标有“6 V 3 W”,R 的阻值为 10 Ω。忽略温度对灯丝电阻的影响,只闭合开关S1时,灯泡 更亮;只闭合开关S2时,R 的功率为 W。
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
11
12
13
0.4
0.6
10.(2023山东烟台)如图甲所示,电源电压恒定不变,R1的阻值为10 Ω,图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时,电压表的示数为2 V,通过小灯泡L的电流为 A,电源电压为 V;当只闭合S2、S3时,电压表的示数为4 V,电路在1 min内消耗的电能为 J。
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
11
12
13
甲 乙
8
384
解:由电路图可知,闭合开关S,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
由欧姆定律可知,电阻R1的阻值R1 ===20 Ω。
11.如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R2的阻值是10 Ω,闭合开关S后,电流表的示数为0.2 A,电压表的示数为4 V,求:
(1)电阻R1的阻值。
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
11
12
13
解：由欧姆定律可知,R2两端的电压U2=IR2=0.2 A×10 Ω=2 V,R2的电功率P2=U2I=2 V×0.2 A=0.4 W。
(2)开关S闭合后,R2的电功率。
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
11
12
13
(3)开关S闭合通电10 s后,整个电路所做的功。
解：由串联电路的电压特点可知,电源电压 U=U1+U2=4 V+2 V=6 V,开关S闭合通电 10 s后,整个电路所做的功W=UIt=6 V×0.2 A×10 s=
12 J。
解：由电路图知,R1和R2并联,U1=U2=U=6 V,则通过R1的电流I1===
0.6 A。
12.(2023福建)如图所示的是某暖手宝的工作原理图,电源电压恒为6 V,电阻R1为10 Ω。闭合开关S,电路的总电流为1 A。求:
(1)通过R1的电流。
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
11
12
13
解：通过R2的电流I2=I-I1=1 A-0.6 A=0.4 A,由R =知,R2==
=15 Ω。
(3)电路消耗的总电功率。
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
11
12
13
(2)电阻R2的阻值。
解：电路消耗的总电功率P =UI =6 V×1 A=6 W。
解：由题图甲可知,当F =0 N时,电阻R =40 Ω。
13.(2023广东深圳)R是一个随推力F变化而变化的电阻,F与R的关系如图甲所示。现有如图乙、丙所示的两个电路,R0为定值电阻,阻值为 20 Ω,电源电压恒为6 V,电流表的量程为 0～0.6 A。
甲 乙 丙
(1)当小白同学的推力为0时,求电阻R的阻值。
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解：题图乙中,R 和R0串联,已知F '=300 N,由题图甲可知此时电阻
R '=10 Ω,串联电路的电流I===0.2 A,R0的电功率P=I2R0=
(0.2 A)2×20 Ω=0.8 W。
(2)用300 N的力推电阻R,求R0的电功率(图乙)。
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(3)图丙中当干路电流不超过电流表的量程时,求小白同学推力F的最大值。
解：题图丙中,R 和R0并联,通过R0的电流I0===0.3 A;由于电流表的量程为 0～0.6 A,因此干路电流最大为Imax=0.6 A;根据并联电路电流的特点,通过R的电流I'=0.6 A-0.3 A=0.3 A,则R″===20 Ω,由题图甲可知,推力F″=200 N。

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