20届中考物理一轮复习讲义考点22电功率解析版

考点22电功率【知识回顾】考点一、电能、电功1．电功：电流通过某段电路所做的功叫电功。2．电流做功的实质：电流做功过程，实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，也就消耗了多少电能。3.电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。4．规定电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。5．电功公式：PtUItW(适用于所有电路)；对于纯电阻电路可推导出：RtItRUUItW22(1)串联电路：2121RRWW；(2)并联电路：1221RRWW；(3)在任何情况下，在一定时间所做的总功n21。6．电功单位：在国际单位制中，电功单位是焦耳(J)；常用单位还有度(kwh)，1度=1千瓦时=1kWh=3.6×106J；“1度”的规定：1kw的用电器工作1h消耗的电能。7．电功的测量⑴电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内消耗电能)的仪器。⑵电能表上“220V、5A、3000R/kW·h”等字样，分别表示：电能表额定电压是220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。⑶读数时：①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位；②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。考点二、电功率1．电功率：电流在单位时间内所做的功。2．电功率物理意义：表示电流做功快慢的物理量。3．电功率公式：tWUIP(适用于所有电路)，推导公式：RURIP22(适用于纯电阻电路)。(1)串联电路中2121RRPP；(2)并联电路中：1221RRPP；(3)无论用电器串联或并联，计算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn。4．电功率单位：在国际单位制中，功率单位是瓦特(W)，常用单位：千瓦(kW)。5．额定功率(1)某灯泡上标有“PZ220V-25”字样分别表示：普通照明，额定电压(用电器正常工作时的电压)220V，额定功率(用电器在额定电压下的功率)25W的灯泡。(2)已知U额、P额，①可根据公式I额=P额/U额计算出该灯的额定电流；②可根据公式额额PUR2计算出该灯的电阻。(3)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小：①当U实=U额时，P实=P额灯正常发光；②当U实＜U额时，P实＜P额灯光暗淡；③当U实U额时，P实P额灯发光强烈。(4)已知U额、P额、U实，可根据公式额额实实PUUP2)(，由该式可知，当实际电压变为额定电压的1/n时，实际功率就变为额定功率的1/n2。(5)灯L1“220V、100W”，灯L2“220V、25W”相比较而言，L1灯丝粗短，L2灯丝细长。考点三、测量小灯泡电功率一、伏安法测量小灯泡的电功率1.实验目的：学习用电压表和电流表测量小灯泡的额定功率和实际功率，并加以比较。2.实验原理：要测量小灯泡的电功率，根据电功率公式UIP，可以用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流。3.实验器材：电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、开关、导线若干。4.设计并进行实验：(1)按照图所示的电路图连接好实验电路，连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器的滑片置于最大阻值处。(2)检查电路连接无误后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使小灯泡两端的电压等于额定电压，记录电压表与电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。(3)调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压小于小灯泡的额定电压，记录电压表和电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。(4)调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，记录电压表与电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。(5)整理好实验器材。(6)用公式UIP计算出小灯泡的额定功率和实际功率，记录在下表中。实验序号电压/V电流/A电功率/W小灯泡亮度12.50.310.78正常22.00.250.50较暗33.00.381.14较亮5.分析与论证(1)分析表格中的实验数据后，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡的电功率越大，灯泡发光越亮。(2)小灯泡的亮度直接由它的实际功率决定。(3)小灯泡两端的实际电压只有在不高于额定电压时，才处于安全使用状态。(4)小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。6、实验结论(1)当实际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。(2)当实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际更率小于额定功率，小灯泡发光较暗。(3)当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光较亮。7、注意事项(1)电源电压应高于灯泡的额定电压；滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的正常工作电流，滑动变阻器的最大阻值应与小灯泡的电阻差不多，这样会使滑动变阻器的调压效果明显。(2)连接电路时，电压表的量程要参照小灯泡的额定电压来选择，电流表的量程应根据灯泡的额定电流来选择，如果灯泡的额定电压或电流位置，则要采用试触的方法判断。(3)连接电路时，开关要断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电流表。(4)闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置，以防止电路中电流过大，其保护电路作用。(5)调节小灯泡两端的电压高于额定电压时要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡。注意：伏安法测小灯泡电功率与伏安法测电阻阻值的异同。相同点：①实验电路基本相同，可采用同一电路；②实验方法相同，都是伏安法；③测量的物理量相同，都测量电流I和电压U。不同点：①实验原理不同，测小灯泡电功率的实验原理UIP，测电阻阻值的实验原理是IUR；②数据处理方式不同，测电阻阻值时需要多次测量，最后求平均值以减小实验误差，而测小灯泡电功率时也需要多次测量，但不能用来求平均值，而是寻找不同电压下的电功率有什么规律。考点四、焦耳定律1.电流的热效应：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.焦耳定律：电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。3.焦耳定律公式：Q=I2Rt。式中单位Q→焦(J)；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。4.当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q，如电热器、纯电阻就是这样的。5.①电热的利用：电热毯、电熨斗、电烤箱等；②电热的防止：电视机后盖有很多孔是为了通风散热，电脑运行时也需要风扇及时散热。【考点梳理】考点一、电能、电功本考点主要内容有电功、电能的基本概念，电功的基本计算、电能的概念与计算，电阻串并联电路电功的特点。本节不涉及实验探究题类试题，但与其他知识点结合组成一个大型计算题还是会经常出现的。从近三年中考试题来看，对本节内容的考查主要集中在对电功、电能概念的考查、对电能简单计算的考查、对动态电路的考查、对串并联电路电功特点的考查等方面。考题以选择题、填空题、计算题形式出现，并以填空题居多。尤其注意的是电能表的使用与相关计算，在许多地区中考试题中属于常考内容，需要认真理解和熟悉有关的计算。考点二、电功率本考点主要内容有电功率的概念，电功率基本计算及其应用。本节内容涉及到的计算问题较多，有的是单考电功率知识，一般属于基础题，较简单；有的把电功率与其他知识点结合组成一个考题，除考查对电功率的理解外，还考查电学其他知识点；更多的是有关电功率的计算，并且此类题目一般作为大型计算题出现，分值高、涉及知识面广、题目属于中等或较难。从近三年中考试题来看，对本节内容的考查主要集中在对电功率概念的考查，对电功率的计算，电功率在生活中的应用等。考题以选择题、填空题、计算题形式出现，并以选择题居多。考点三、测量小灯泡电功率测量小灯泡电功率是中考物理试卷中实验探究类考题的常考内容，如果说是必考内容也不过分，经统计中考物理试卷有关测量小灯泡电功率的实验探究题出现的概率在85%左右，所占分值在6分—12分之间。由此可见此内容在中考试卷地位和重要性。测量小灯泡实验探究题常见考查问题有：实验电路的纠错、分析、补充；电路故障排除；实验步骤与实验科学方法分析；实验手段分析；电功率概念理论研究；实验态度和实验误差等。纵观各地中考考纲和近三年考卷，对电功率的实验探究中考试卷中仍会出现，主要考查方式、内容和分值也不会有更多变化。考点四、焦耳定律焦耳定律同样是本章重点，主要讲述了什么是电流热效应、焦耳定律的内容与应用、电热计算等。尤其是电热计算，是焦耳定律在生活电器、电热器具中的应用，主要考察学生的计算能力和利用所学知识解决生活中的实际问题的能力。所以，对本部分内容的考查题型灵活，题目有简单，也有较难和难度较大的，且分值也较大。考点一、电能、电功【典例一】(2019·武威)如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电______kW•h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次。该用电器在上述时间内消耗的电能为______kW•h，它的实际电功率是______W。【答案】5546.7；0.02；400。【解析】(1)该表盘上显示数字为55467，因为最后一位是小数、单位是kW•h，所以显示已用电5546.7kW•h；(2)1600imp/(kW•h)表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，指示灯闪烁32次，则该用电器消耗的电能：W=kW•h=0.02kW•h，该用电器的实际电功率：P===0.4kW=400W。故答案为：5546.7；0.02；400。【举一反三】1.(2018·长沙)如图L1、L2是规格分别为“6V、6W”，“3V、2.7W”的小灯泡,将它们连在如图的电路中,电源电压恒定不变,当只闭合S时,L2正常发光。(不计温度对灯泡电阻的影响)求:(1)电源电压；(2)灯泡L1的电阻R1；(3)当S、S1都闭合时,10s内电流做的总功。【答案】(1)3V；(2)6Ω；(3)42J。【解析】(1)当只闭合S时，灯泡L2正常发光，灯泡两端电压U=3V，通过灯泡L2的电流：22P2.7W2U3VI=0.9A；电源电压U=3V；(2)灯泡L1的电阻2211U（6V）1P6WR=6；(3)当S、S1都闭合时，L1和L2并联，通过L1的实际电流1U3V1R6I=0.5A；通过干路的电流I=I1+I2=0.5A+0.9A=1.4A，电路消耗的总电功率P=UI=3V×1.4A=4.2W；电流做的功W=Pt=4.2W×10s=42J。故答案为：(1)3V；(2)6Ω；(3)42J。2.(2019·泸州)小明家电热水器铭牌标识为“220V、1000W”。由于使用了多年，该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，为准确测量氧化电热丝的实际电阻值，小明在家中把该电热水器单独接入220V的家庭电路中工作5min，发现电能表指示灯闪烁了242次，电能表规格如图所示。问：(1)小明测得该电热水器的实际电功率是多少？(2)该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少？(3)为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝，则并联的这段电热丝的电阻值为多少？【解析】(1)3000imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3000次，所以，电能表指示灯闪烁了242次消耗的电能：W=kW•h=×3.6×106J=2.904×105J，该电热水器的实际电功率：P实===968W；(2)由P=UI=可得，该电热水器氧化电热丝的实际电阻值：R实===50Ω；(3)电热水器铭牌标识的功率对应的电阻：R===48.4Ω，为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝R′，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，RRRR1111，解得：R′=1512.5Ω。答：(1)小明测得该电热水器的实际电功率是968W；(2)该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是50Ω；(3)并联的这段电热丝的电阻值为1512.5Ω