【中考零距离】2017潍坊中考物理复习知识精炼三年中考例析第15单元电功率

1.电流做功的过程实际是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功就会消耗多少电能。在国际单位制中，电能的单位是焦耳，常用单位是千瓦时，1度＝1kW·h＝J。2.电流做功的多少跟电压的高低、电流的大小和通电时间的长短都有关系，当电路两端的电压为U，电路中的电流为I，通电时间为t时，电功W(或者说消耗的电能)可用公式表示为W＝UIt。对于纯电阻电路，可推导出W＝t＝。3.电能表上的几个参数：参数意义220V表示这个电能表应该在220_V的电路中使用10(20)A表示这个电能表的标定电流为10_A，额定最大电流为20_A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流(20_A)50Hz表示这个电能表在频率为50_Hz的交流电路中使用2500revs/(kW·h)表示接在这个电能表上的用电器每消耗1_kW·h的电能，电能表上的转盘转过2_500转4.电功率是表示电流做功快慢的物理量，它的定义式是P＝，即电功与时间之比。电功率与电压和电流的关系是P＝UI，对于纯电阻电路，可推导出P＝＝。在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，常用单位是千瓦。5.额定电压和额定功率概念额定电压：用电器正常工作时的电压额定功率：用电器在额定电压下工作的功率铭牌含义灯泡标有“PZ220V60W”字样，220V表示额定电压为220_V，60W表示额定功率为60_W。实际功率的计算①②纯电阻电路中，电阻不变时，6.伏安法测量小灯泡的电功率实验原理P＝UI实物图与电路图器材选择(1)电源电压要高于(选填“高于”“低于”或“等于”)小灯泡的额定电压(2)电压表要并联在小灯泡的两端，所选量程要略大于(选填“大于”“小于”或“等于”)小灯泡的额定电压(3)电流表要串联在电路中，所选量程要略大于(选填“大于”“小于”或“等于”)小灯泡的额定电流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电功率结论用电器两端的电压不同，电功率就不同，小灯泡两端的电压越高，实际功率越大，小灯泡越亮7.探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关探究课题电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关实验装置甲乙探究方法控制变量法和转换法实验设计在甲图所示的实验装置中，让5Ω和10Ω的电阻串联在电路中，目的是控制电流和通电时间相同，探究电热与电阻之间的关系；在乙图所示的实验装置中，两个密闭容器中的电阻相同，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器中的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不相同，这样做的目的是控制电阻和通电时间相同，探究电热与电流之间的关系实验结论在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；在电阻、通电时间相同的情况下，通过的电流越大，产生的热量越多8.电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律，其数学表达式为Q＝。对于纯电阻电路，可推导出Q＝UIt＝t。考点1电能及其测量【例1】(2016·娄底)小明家记录5月初电能表示数为1432.7度，电能表的部分示数及6月初的示数如图15-1所示，下列说法正确的是()图15-1A.电能表是测量用电器电功率的仪表B.此电能表适用于电流方向一秒钟改变50次的交流电路C.小明家5月初至6月初消耗的电能是105kW·hD.若电能表转盘在10min内转过250转，则用电器的总功率为1kW【解析】电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，故选项A错误；频率为50Hz的交变电流，周期T＝0.02s，一个周期内电流方向改变2次，所以在1s时间内电流方向改变100次，故选项B错误；6月初的示数为1537.7kW·h，5月初，小明家中的电能表示数为1432.7kW·h，故小明家5月初至6月初消耗的电能是W＝1537.7kW·h-1432.7kW·h＝105kW·h，故选项C正确；电能表的转盘转250转消耗的电能为W＝kW·h＝0.1kW·h，该电能表上用电器的功率P＝＝＝0.6kW，故选项D错误。【答案】C【变式训练】1.如图15-2所示是小琪同学家的电能表，表盘示数是上月月末电能表读数，若本月使用电费55元[0.4元/(kW·h)]，则本月抄表时示数为________kW·h。从电能表上看出，小琪家接入用电器的电功率最多允许达到________W。图15-2答案：169.14400考点2额定功率和实际功率【例2】(2016·临沂)一个标有“220V440W”的电热器，当通过它的电流为1A时，它的实际功率()A.等于额定功率B.大于额定功率C.小于额定功率D.无法判断【解析】由P＝可得电热器的电阻为：R＝＝＝110Ω，通过它的电流是1A时电热器的实际功率为：P′＝＝×110Ω＝110W＜＝440W。故本题答案选C。【答案】C【变式训练】2.标有“6V1.5W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图15-3所示，若把这样的三只灯泡串联起来，接在12V的电源两端，其中一只灯泡的电阻及实际功率约为()图15-3A.24Ω0.67WB.20Ω0.8WC.24Ω0.96WD.20Ω0.67W答案：B考点3伏安法测电功率【例3】(2016·哈尔滨)小明在实验室发现一只标有“2.5V0.3A”字样的小灯泡，他想测定这个小灯泡的电功率，请你帮他完成以下实验：(1)请科学合理连接实物电路(图15-4)。图15-4(2)连接电路时，开关应________(选填“断开”或“闭合”)。实验中小明移动滑动变阻器滑片P，先后使电压表的示数为2.0V、2.5V，分别读出电流表示数并记录数据。①小灯泡的额定功率是________W。次序电压U/V电流I/A电功率P/W12.00.260.5222.50.30②当电压表示数是2.5V时，滑片位置如图所示，若要测量小灯泡两端电压为3.0V时的电功率，应向________移动滑片。(3)利用表格中的数据还可以计算的另一个物理量是________。【解析】(1)因小灯泡正常工作时的电流0.3A＜0.6A，所以电流表选用小量程，将变阻器、电流表串联接入电路，并注意“一上一下”选择变阻器接线柱，如图15-5所示。(2)为保障电路的安全，连接电路时开关应断开；①因小灯泡的额定电压为2.5V，对应的电流为0.3A，所以小灯泡的额定电功率I＝2.5V×0.30A＝0.75W；②由图知，变阻器滑片左边电阻丝连入电路，电压表示数是2.5V时，滑片位置如图所示，若要测量小灯泡两端电压为3.0V时的电功率，就要增大小灯泡的电压，根据串联电路电压的特点，应减小变阻器的电压，由分压原理，减小变阻器连入电路中的电阻即可，故应向左移动滑片。(3)已知电压和电流，根据欧姆定律，还可计算对应的小灯泡的电阻值。【答案】(1)如图15-5所示(2)断开①0.75②左(3)小灯泡电阻图15-5【变式训练】3.在“测定小灯泡的电功率”的实验中，小明同学选取了一个标有“2.5V”、额定功率约为1W的小灯泡和必要的实验器材，连接的电路如图15-6甲所示。甲乙图15-6(1)闭合开关前，老师检查发现小明同学连接的电路有一根导线连接错误，请你在错误的连线上画“×”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线将电路连接正确。(2)经检查电路连接正确后，小明连续进行了4次测量，并把测量的数据和观察到的现象填写在表格里，其中第3次测量时电流表的示数如图乙所示，此时的电流为________A，小灯泡的额定功率为________W。次数电压表示数U/V电流表示数I/A灯泡亮度11.500.32发光微弱22.000.38较暗32.50正常发光43.000.46很亮(3)从表格中的数据可知，灯丝的电阻随两端电压的增加而________(选填“增大”或“减小”)，灯丝电阻发生变化的本质是电阻随________而增大。答案：(1)如图15-7所示(2)0.421.05(3)增大温度升高图15-7解析：(1)由题图甲所示电路可知，电压表连接错误，修改后的电路如图15-7所示。(2)由题图乙所示电流表可知，所选量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.42A，小灯泡额定功率P＝UI＝2.50V×0.42A＝1.05W。(3)由表中实验数据可知，随灯丝两端电压增大，电压与电流的比值增大，即灯丝电阻增大，由此可知，灯丝电阻随电压增大而增大，这是因为灯丝电阻受温度影响，随温度升高而增大造成的。考点4焦耳定律及其应用【例4】(2016·宜昌)采用如图15-8的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”，接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使U形管中的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。图15-8(1)如图所示的是探究电流产生的热量跟________的关系，通电一段时间后________(选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。(2)让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟________的关系，一段时间后电阻丝产生的热量________(选填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多。【解析】(1)在题图的装置中，右边两个5Ω的电阻并联后再与左边5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，通过右边两个电阻的总电流和通过左边电阻的电流相等，即＝，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点可知＝，比较可知＞；两瓶中电阻相等(均为5Ω)，通电时间相等，电流不同，故探究的是电流产生的热量跟电流的关系；通电一段时间后，由于电阻相同、通电时间相同、＞，根据焦耳定律Q＝可知，左瓶内的电阻丝产生的热量多。(2)让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，右瓶中两根电阻丝对瓶内空气进行加热；根据并联电路总电阻的计算公式可得，右瓶中两根5Ω电阻丝的总电阻为2.5Ω，小于5Ω，即＞；两瓶内电阻丝的总电阻不相等，通电时间相等，电流相等，故探究的是电流产生的热量跟电阻的关系；通电一段时间后，由于电流相同(即＝)、通电时间相同、＞，根据焦耳定律Q＝可知，左瓶内的电阻丝产生的热量多。【答案】(1)电流左瓶(2)电阻左瓶【变式训练】4.用如图15-9所示的实验装置探究“电流相同时，通过导体产生的热量与电阻大小的关系”(图中甲、乙是完全相同的密闭容器，实验前，A、B两U形管内液面是相平的)。图15-9(1)请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。(2)电流产生的热量不易直接测量，因此在这个实验中是通过观察U形管两侧液面的______来显示甲、乙容器内空气温度的变化。通过对比观察，你认为________(选填“甲”或“乙”)容器中的电阻产生的热量多。由此可知：在电流相同、通电时间相同的情况下，________越大，电流产生的热量越多。(3)当密闭容器中的空气温度升高时，空气的内能将会________(选填“变大”“变小”或“不变”)。(4)根据你得出的结论，简要解释：电炉工作时，电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不热，这是为什么？答案：(1)如图15-10所示(2)高度差乙电阻(3)变大(4)电炉丝通过导线连接到电路中，电流和通电时间都相同，而电炉丝的电阻远大于导线的电阻，根据焦耳定律Q＝知，电炉丝产生的热量较多，所以电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不热。图15-10解析：(1)将两电阻串联接入电路中，如图15-10所示。(2)实验中是通过观察U形管两侧液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化。由题图知，乙容器中液面的高度差较大，可知乙容器中的电阻产生的热量较多。由此可知：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。(3)当密闭容器中的空气温度升高时，空气的内能将会变大。(4)电炉丝通过导线连接到电路中，电流和通电时间都相同，根据Q＝知，电阻越大，产生的热量越多，电炉丝的电阻远大于导线的电阻，所以在电流和通电时间都相同时，电炉丝产生的热量较多，电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不热。考点5电能、电功率的综合计算【例5】(2016·泉州)小强最近买了一个自动电热水壶，其铭牌如下表，小