初中九年级物理电功率全章复习与巩固提高知识讲解

《电功率》全章复习与巩固（提高）【学习目标】1、知道电能的单位是焦耳，另一个单位是千瓦时，会读电能表的示数。2、知道电功，电流做了多少功，就有多少电能转化成其它形式的能。3、知道电功率表示消耗电能的快慢，会用电功率的计算公式及导出公式进行简单的计算。4、加深对电功率概念的理解，能测量小灯泡的额定功率和实际功率。5、知道焦耳定律。了解利用和防止电热的场合和方法。【知识网络】【要点梳理】要点一、电功、电功率、焦耳定律1.基本概念：项目物理量定义单位普适公式推导公式（适用于纯电阻电路）电功电流所做的功焦（J）千瓦时（kW·h）WUIt22UWIRttR电功率电功与时间之比(表示电流做功快慢的物理量)瓦（W）千瓦（kW）WPUIt22UPIRR焦耳定律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。焦（J）2QIRt2UQUIttR电功和电热纯电阻电路：W=Q(电能全部转化成内能)；非纯电阻电路：WQ（电能部分转化成内能）。2.串、并联电路中的特点：电功、电功率、焦耳定律与电阻的关系电路中总的电功、电功率、焦耳定律与各个用电器的电功、电功率、焦耳定律的关系串联11112222WPQRWPQR12...n总12...nPPPP总12...nQQQQ总并联11122221WPQRWPQR要点诠释：1.电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程，有多少电能发生转化就说电流做了多少功。电功是电能转化多少的量度，电功和电能的单位相同。2.电功表示电流做功的多少，电功率表示电流做功的快慢。3.纯电阻电路就是指电能全部转化为热能，不转化为其他形式的能量的电路。例如电炉等。非纯电阻电路就是指电能不仅转化为热能，还转化为其他形式的能量的电路。例如电动机还转化成了动能。要点二、额定电压额定功率1.额定电压：用电器正常工作时的电压。2.额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率。2UPUIR额额额额。3.用电器的铭牌：如某灯泡上标有“PZ220V-25”字样分别表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。若知该灯“正常发光”可知：该灯额定电压为220V，额定功率25W，额定电流I=P/U=0.11A灯丝阻值21936URP额。要点诠释：1、实际电压、实际功率与额定电压、额定功率：当时，用电器正常工作当时，用电器不能正常工作，有时会损坏用电器。当时，长期使用会影响用电器的寿命。2、对某一用电器而言，额定电压和额定功率只有一个，而实际电压和实际功率却有无数个。灯泡的亮度是由它的实际功率决定的。3、若不考虑温度对用电器电阻的影响，则有，即电阻一定时，实际电压是额定电压的n倍，则实际电流也是额定电流的n倍，实际功率是额定功率的n2倍。要点三、测量、实验1.电能表：（1）作用：测量用电器在一段时间内消耗的电能。（2）计算方法：电能表的示数由四位整数和一位小数组成。电能表的计量器上前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。但要注意电能表的示数的最后一位是小数。（3）重要参数的意义：2.测量小灯泡的电功率（1）实验原理：（2）实验器材：电源、电灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。（3）电路图：（4）实验过程①按电路图连接好电路，断开开关，将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置；②闭合开关，调节滑动变阻器，使灯泡在额定电压下发光，观察电流表和电压表的示数，记录为Ie、Ue，记录小灯泡的亮度；③调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察电流表和电压表的示数，记录为I1，U1，记录小灯泡的亮度；④调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压低于额定电压，观察电流表和电压表的示数，记录为I2，U2，记录小灯泡的亮度；⑤重复步骤4两次，观察电流表和电压表的示数，记录为I3、U3，I4、U4，记录小灯泡的亮度；⑥根据P=UI，算出小灯泡的额定功率Pe和实际功率的电功率P1……P4；⑦分析数据，整理器材。（5）实验结论：小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮；当小灯泡的两端的电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光；当小灯泡的两端的电压大于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光比正常情况下亮；当小灯泡的两端的电压小于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额定功率，小灯泡发光比正常情况下暗。（6）注意事项：A．连接时，开关断开，防止因短路而损坏电源或灯泡。B．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至滑动变阻器的最大阻值处，防止电路中的电流过大，将灯烧坏。C．电源电压应高于灯泡的额定电压，防止无法调节到额定电压。D．电压表的量程应大于灯泡的额定电压，电流表的量程应大于灯泡正常工作时的电流。E．滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡正常工作时的电流，滑动变阻器的最大电阻值应与灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显。F．通过三次不同电压下（额定电压，1.2倍额定电压和低于额定电压）的测量，体会用电器的实际功率并不一定等于额定功率，而是取决于加在用电器两端的实际电压。G．在做第二次实验时（实际电压不能超过额定电压的1.2倍）需要小心调节滑动变阻器，以免烧坏灯泡。H．实验前，要检查电路并试触，实验结束后，要先断开开关，再整理器材。3.探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关（1）实验方法：控制变量（2）实验过程：①热量与电阻的关系：控制电流（I）相同，通电时间（t）相同,电阻（R）不同。②热量与电流的关系：控制电阻（R）相同，通电时间（t）相同，电流（I）不同。（3）电路图（4）实验结论：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，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。【典型例题】类型一、基础知识1.（2015•泸州中考）5月初，小明家中的电能表示数为，电能表的部分参数及6月初的示数如图所示，下列说法正确的是（）A．电能表是测量用电器消耗电功率的仪表B．小明家5月初至6月初消耗的电能是1200kW•hC．小明家所有用电器同时工作，总功率不得超过4.4kWD．若电能表转盘在10min内转过300转，则用电器的总功率为1kW【答案】C【解析】A、电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，故A错误；B、6月初的示数1342.8kW•h，5月初，小明家中的电能表示数1222.8kW•h，故小明家5月初至6月初消耗的电能是W=1342.8-1222.8=120kW•h，故B错误；C、据表盘的参数可知，此时总功率不得超过P=UI=220V×20A=4400W=4.4kW，故C正确；D、电能表的转盘转300转消耗的电能为：W=（300/1200）kW•h=0.25kW•h，该电能表上用电器的总功率：P=W/t=0.25kW•h/（1/6)h=1.5kW，故D错误。故选C。【总结升华】本题考查对电能表参数的理解，关键是理解电能表各参数的物理意义。2.一个电熨斗的功率是500W，下列表述中正确的是（）A．这个电熨斗消耗的电能是500JB．这个电熨斗每秒钟完成500J/s的功C．这个电熨斗1秒钟内消耗的电能是500JD．这个电熨斗1秒钟内完成500W的功【答案】C【解析】根据功率的物理意义，功率是500W表示1秒内做功（或消耗电能）500J，故选C。【总结升华】本题考查了功率的物理意义举一反三：【变式】下列说法中错误的是（）A.电功率是表示电流做功快慢的物理量B.kW，W都是电功率的单位C.消耗电能多的用电器功率大D.电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程【答案】C3、（2016•鸡西模拟）（多选）把标有“36V15W”和“36V5W”的甲、乙两灯串联在电压是36V的电路中，则（）A．因为甲灯额定功率较大，所以甲灯较亮B．通过它们的电流相等，但实际功率不同，所以二者亮度不同C．因为甲灯的电阻较小，所以甲灯较亮D．因为乙灯实际功率较大，所以乙灯较亮【思路点拨】根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，根据R=U2/P可知灯泡电阻，利用串联分压可以求出两电阻两端的电压，再和灯泡的额定电压去比较，就可判断出灯泡是否会被烧坏。【答案】BD【解析】由2UPR可得：两灯泡的电阻分别为：2236V86.415WURP甲甲（），2236V259.25WURP乙乙（）；因为甲、乙两灯泡串联，所以通过它们的电流相等，由P=I2R可知，故乙灯泡的电阻大，灯泡的实际功率大，灯泡较亮。故选BD。【总结升华】本题考查了串联电路的电流特点和电功率公式的灵活应用，关键是知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小和灯泡铭牌含义的理解与掌握。举一反三：【变式】电灯甲、乙额定电压相等，串联后接在某电路中，甲灯比乙灯亮，则下列说法正确的是（）A.甲灯的额定功率和实际功率都大B.乙灯的额定功率和实际功率都大C.甲灯的额定功率小，实际功率大D.乙灯的额定功率小，实际功率大【答案】C【解析】对于同一类型灯泡，比灯泡亮度，其实比的是实际功率，因为两灯串联在电路中，由2PIR可知，谁的电阻大，谁的实际功率就大，谁就亮，所以甲灯的实际功率大，其电阻也大。由题可知，两灯泡额定电压相同，由2UPR可知，当额定电压相同时，谁的电阻大，谁的额定功率小，所以甲的额定功率小。C选项正确。4、一个额定电压为2.5V的小灯泡，正常发光时通过灯丝的电流为0.2A，求（1）小灯泡的额定功率；（2）小灯泡正常发光时的灯丝电阻；（3）小灯泡正常发光时，通电1min小灯泡消耗多少电能？【答案与解析】（1）小灯泡在额定电压下正常发光时的功率即为小灯泡的额定功率。所以由题知：P额=U额·I额=2.5V×0.2A=0.5W。（2）由欧姆定律UIR可得URI，所以小灯泡正常发光时的灯丝电阻为：2.512.50.2=UVRIA额额。（3）电灯1s内消耗的电能叫小灯泡的电功率，由WPt可知，通电1min小灯泡消耗的电能为：0.56030WPtWsJ额。【总结升华】一切额定的条件都只有在题中出现“正常工作”时才能使用，否则只能用来求额定的电流、电功率、电压。还可以用来求电阻。举一反三：【变式】把一个标有“220V100W”的照明灯泡接到110V的电路上，忽略温度对灯丝电阻的影响，则此灯泡的实际功率为多少？【答案与解析】由额定条件可知类型二、综合应用5.在图所示的电路中，电源电压保持不变，开关S闭合后，调节滑动变阻器滑片P的位置，当灯泡L恰好正常发光时，电流表A的示数为0.5A，电压表V的示数为2V，则关于该电路，下述判断正确的是A.电源电压是2VB.灯泡的额定功率是1WC.若滑片再向右滑动，灯泡有可能被烧毁D.若滑片再向右滑动，A表示数将减小，V表示数将增大【思路点拨】分析电路可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电流表测的是电路中的电流，电压表并联在灯L两端，测的是灯L两端的电压。然后根据串联电路的特点和欧姆定律、功率的公式即可进行判断或计算。【答案】B【解析】分析电路可得：滑动变阻器和灯泡L串联，电压表测灯泡两端电压UL=2V，所以电源电压肯定大于2V，所以A错，灯泡的额定功率PL=ULI=2V×0.5A=1W，所以B正确。若滑片再向右滑动，其阻值变大，电路中电流变小，所以灯泡不会被烧坏，由U=IR可得灯泡两端电压变小，即电压表示数变小，C、D错误。【总结升华】该题考查了变化电路的分析、欧姆定律的应用及功率的计算，其前提是先搞清楚电路的连接情况，尤其容易出错的是，学生会误认为电压表测的是滑动变阻器两端电压。举一反三：【变式】如图所示，电源电压4.5V保持不变，灯L上标有“2.5V1.25W”字样，电流表的量程为（0～0.6）A，电压表的量程为（0～3）V，滑动变阻器的最大阻值是20Ω。当开关S闭合后，移动滑动变阻器的滑片P，在保证电路安全的情况下，则下述判断正确的是（）A．电流表的最大示数为0.6AB．电压表的最小示数为0VC．滑动变阻器消耗的功率可能为2WD．灯L消耗的最小功率0.45W【答案】D【解析】A.灯泡的额定电流：1.250.52.5PWIAU