第20讲　电功　电功率人教版中考物理

物理第20讲电功电功率考点一电能1．电能2.电能表的认识和使用考点二电功率1．电功率2.额定电压和额定功率【特别提醒】(1)用电器功率大，说明用电器消耗电能快，但不一定消耗电能多。(2)用电器额定功率与外加电压和通过的电流无关。(3)用电设备的P额、U额具有唯一性、对应性，而用电设备的U实、P实可以有很多个，但U实、P实具有同体性、同时性。(4)串、并联电路，总功率P总＝P1＋P2＋…Pn，串联电路电功率与电阻关系：P1P2＝R1R2，并联电路电功率与电阻关系：P1P2＝R2R1。考点一与电能表相关的计算【例1】(2016，淄博)如图所示是某电能表表盘的部分数据(imp表示电能表指示灯闪烁的次数)。当电路中某用电器单独工作6min时，电能表指示灯闪烁了320次，则该用电器消耗的电能是______kW·h，它的功率是________W。【点拨】电能表铭牌数据3200imp/(kW·h)表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3200次，当指示灯闪烁320次，可以求出6min消耗的电能，再由P＝求出电功率。【答案】0.11000Wt考点一与电能表相关的计算【方法归纳】①利用电能表进行计算时，明确电能表铭牌数据的含义；②利用电能表上前后两次示数之差求出消耗的电能；③利用nN求出消耗的电能(n为电能表转过的转数，N为电能表每消耗1kW·h的转数)；④利用P＝Wt求出用电器的功率。考点二电功、电功率的计算【例2】(2015，武汉)如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变。只闭合开关S1时，将滑动变阻器的滑片移至最左端，电流表A1的示数为1.2A，再将滑片移至最右端，电压表V2的示数变化了4V，电流表A1的示数变化了0.8A；只闭合开关S1、S2时，电路消耗的功率为P，只闭合开关S1、S3时，电路消耗的功率为P′。已知P∶P′＝1∶2。若将开关S1、S2和S3都闭合，则下列说法正确的是()A．R1、R3的阻值分别为2.5Ω、5ΩB．电压表V1的示数始终为18VC．电流表A2最小示数为0.6AD．电路消耗的最小功率为108W考点二电功、电功率的计算【点拨】本题综合了串、并联电路特点、欧姆定律、电功率等知识点，难度较大，只闭合S1、滑片P移至最左端时，R2＝0，R1、R3串联，有U＝1.2A×(R1＋R3)，同理滑片P移至最右端时，U＝(1.2A－0.8A)×(R1＋R2＋R3)，同时R3＝ΔU3ΔI＝4V0.8A＝5Ω，三式综合解得R2＝2R1＋10Ω；当只闭合S1、S2时，R2、R3被短路，只R1接入电路，P＝U2R1，同理当只闭合S1、S3时，R1、R2被短路，只有R3接入电路，有P′＝U2R3，结合P∶P′＝1∶2，三式综合得R1＝10Ω，与前几式综合得R2＝30Ω，U＝18V，当S1、S2、S3都闭合时，R1、R2、R3并联，A2表测流过R1、R2的电流和，IR2小＝UR2＝18V30Ω＝0.6A，同理求得I1＝1.8A，A2最小示数为2.4A，I3＝3.6A，由P＝UI求得电路最小功率P小＝UI＝18V×(1.8A＋0.6A＋3.6A)＝108W。考点二电功、电功率的计算【答案】D【方法归纳】解电学计算题时，应先画出在不同状态下的等效电路图，弄清变化量与不变量的关系，结合所学知识灵活选择公式、等式计算。充分利用电路中的不变量，如电源电压、定值电阻，列等式综合求解。【易错易混】1．易将公式W＝Pt中的各物理量单位弄混。(在国际单位制中，分别为J、W、s；在常用单位中，分别为kW·h、kW、h)2．某电阻两端电压变化量△U，流过电流变化量△I，误认为其电功率变化量为△P＝△U×△I，应该是△P＝P1－P2。3．当用电器两端电压减小一半，误认为其实际功率也减小一半，应该是P实＝P额。14考点二电功、电功率的计算【例3】下列关于电功率的说法中，正确的是()A．电能表是用来测量用电器消耗电功率的仪表B．测电功率和测电阻的电路图、实验器材、实验原理都一样C．测电功率时需多次测量，目的是减小实验误差D．在用电高峰期时，白炽灯变暗，是因为它的实际电压变小了D实验伏安法测小灯泡的电功率命题点1．实验原理：P＝____。2．实验电路图如图所示。3．连接实物电路时，开关应______，变阻器的滑片移到________________。4．滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变______________________。5．电路故障分析。6．数据与误差分析。7．多次测量的目的：研究小灯泡亮度(或电功率)与_________________的关系，_______(填“能”或“不能”)用多次测量的小灯泡电功率求平均值。8．实验结论：灯泡两端电压越大，灯泡的实际功率_____，灯泡越____；灯丝的温度越高，其电阻越____。UI阻值最大处断开灯泡两端的电压灯泡两端电压不能越大亮大实验拓展：特殊方法测小灯泡额定功率(已知小灯泡的额定电压为U额)二、伏阻法(利用电压表和已知电阻R0测量)1．电路图如图所示。2．测量方法：①只闭合S2，调节变阻器滑片使V表示数为U额。②断开S2，闭合S1，记下V表示数为U。3．灯泡额定功率P额＝_________________________。U额·U－U额R0实验拓展：特殊方法测小灯泡额定功率(已知小灯泡的额定电压为U额)三、等效替代法1．电路图如图所示。2．测量方法：①只闭合S2，调节滑动变阻器，使V表示数为U额。②保持滑片不动，断开S2，闭合S1，调节电阻箱，使V表示数仍为U额，并记下此时电阻箱的阻值R′。3．灯泡额定功率P额＝______________。U额2R′实验拓展：特殊方法测小灯泡额定功率(已知小灯泡的额定电压为U额)【例】“测量小灯泡电功率”的实验电路如图甲所示。电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于____(填“A”或“B”)端，目的是__________。(2)实验中，闭合开关，移动滑片P到某个位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向____(填“A”或“B”)端移动，使电压表的示数为____V，这时电流表的示数如图乙所示，读数为____A，则小灯泡的额定功率为____W。A保护电路B2.50.320.8实验拓展：特殊方法测小灯泡额定功率(已知小灯泡的额定电压为U额)【点拨】(1)闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于其最大阻值处，因此确定滑片位于左右两端哪个位置时阻值最大；同时要了解滑动变阻器的作用；(2)要想测量灯泡的额定功率，灯泡两端的电压要增大到2.5V，则灯泡电流要增大，电路电阻要变小，从而确定滑片移动的方向；由图乙确定电流表量程与最小分度值，读出电流表示数，由电功率公式P＝UI求出灯泡的功率。实验拓展：特殊方法测小灯泡额定功率(已知小灯泡的额定电压为U额)【拓展设问】小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表(没有电流表)、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图丙是该电路的不完整电路图。(3)请你将丙电路图补充完整。(4)闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值______的位置。(5)闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表V1的示数为____V，此时电压表V2的示数如图丁所示，是____V。(6)小灯泡的额定功率为____W。最大2.52.40.6(7)她还进一步设计出了只有电流表没有电压表时解决这个问题的方法，其电路如图戊所示，R0＝10Ω，关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表A2的示数为___________A时，再读出电流表A1的示数，才能计算出小灯泡的额定功率。0.25请完成