（河北专版）2018年中考物理 第一部分 系统复习 成绩基石 第15讲 电功率课件

第一部分系统复习成绩基石第十五讲电功率考点梳理过关考点1电能电功★1．电能电能定义电能是由其他形式的能①转化而来的．如干电池：②化学能转化成电能；发电机：③机械能转化成电能；光伏电池：④光能转化成电能等单位及换算kW·h，俗称“度”；1kW·h＝3.6×106J测量工具：电能表参数220V额定⑤电压为220V10(20)A标定⑥电流为10A，额定最大电流为20A1200r/kW·h每用1kW·h电，电能表的转盘转⑦1200转2500imp/kW·h每用1kW·h电，电能表的指示灯闪烁⑧2500次读数注意事项计数器末尾数字表示小数位测量工具：电能表测量电能的方法较大的电能利用刻度盘示数测量，消耗的电能为前后两次示数差，即W＝W2－W1较小的电能利用转盘圈数计量，消耗的电能W＝kW·h(n为某段时间转盘转的圈数，N为电能表上参数)2.电功实质电流做功的过程实际就是电能转化为⑨其他形式的能的过程；有多少电能转化为其他形式的能，电流就做了多少功做功形式电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等影响因素电流做功的多少只与⑩电压、⑪电流和⑫时间有关电功计算W＝Pt＝UIt(适用于所有电路)，对于纯电阻电路可推导出W＝t＝I2Rt辨一辨►1.给蓄电池充、放电时，电能转化为化学能．(×)2.电压越高，电流越大，通电时间越长，电流做功越多．(√)易错提示►蓄电池放电时，化学能转化为电能；充电时，电能转化为化学能.考点2电功率★1．电功率意义表示电流做功的①快慢辨一辨►1.用电器功率大，说明用电器消耗电能快，消耗的电能一定多．(×)2.用电器做的功越多，电功率越大．(×)定义电功与②时间之比单位瓦特，简称瓦，符号W；1kW＝③1000W公式2.电功和电功率常用公式3.额定电压和额定功率额定电压额定功率辨一辨►用电器额定功率与外加电压和通过的电流无关．(√)概念用电器正常工作时的电压用电器在额定电压下工作时的电功率铭牌灯泡上标着“220V40W”指灯泡的④额定电压为220V，⑤额定功率为40W考点3测量小灯泡的电功率实验原理P＝①UI电路图滑动变阻器的作用(1)在实验中，滑动变阻器串联在电路中，起到②分压、限流的作用，闭合开关前其阻值要调到③最大；(2)通过调节滑片，改变④电压表的读数，从而测出灯泡在不同电压下的电功率实验记录结论(1)用电器两端电压不同，电功率就不同；(2)小灯泡两端电压越高，功率越大，灯泡越亮；(3)灯丝温度越高，灯丝电阻越大注意不能将多次测得的电功率求平均值电压关系功率关系灯泡亮度U实U额P实P额最亮U实U额P实⑤P额暗U实＝U额P实⑥＝P额正常发光辨一辨1.在测量小灯泡电功率的实验中，闭合开关后小灯泡不亮，一定是小灯泡断路.(×)2.灯泡的额定电压不同，只要其实际功率相同，则灯泡的亮度就相同.(√)考点4焦耳定律★电流的热效应定义电流通过导体时①电能转化成②内能，这种现象叫做电流的热效应影响因素电流越大，电阻越大，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多焦耳定律内容电流通过导体产生的热量跟③电流的二次方成正比，跟④导体的电阻成正比，跟⑤通电时间成正比基本公式导出公式电热的利用和防止利用电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等防止散热窗、散热片、散热孔、电脑的微型风扇等辨一辨1.电功不一定等于电热，只有在电能完全转化为内能的电路中，电功才等于电热．(√)2．焦耳定律是计算电流通过导体时产生热量多少的，它能用来计算电能转化为其他形式的能的多少．(×)重点图片命题点1.电能如第一节首图所示，各种各样的发电厂把不同形式的能转化为①电能．电灯把电能转化为②光能和内能，电动机把电能转化为③机械能，电热器把电能转化为④内能.2.额定电压额定功率如图18.2－1所示，在日常使用的节能灯上可以看到“220V”和“24W”这类的字样，这说明该节能灯的额定电压是⑤220V，额定功率是⑥24W．若接在200V的电压下，节能灯⑦不能正常工作，此时它的实际功率⑧小于24W.3.电流的热效应如图18.4－1所示，电炉是利用⑨电流的热效应工作的用电器，电炉工作时电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热，这是因为二者的⑩电阻不同.4.探究影响电热大小的因素如图18.4－2所示是探究电流通过导体时产生热量与⑪电阻的关系，当通过R1的电流是2A时，10s内电流通过R1产生的热量是⑫200J.【教材重点图片】重点难点突破类型1电表、仪器取值范围的问题【例1】[2017·威海中考](多选)如图所示，电源电压为4.5V，电压表量程为“0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“10Ω1A”，小灯泡L标有“2.5V1.25W”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)，在保证通过小灯泡L的电流不超过额定电流的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列选项正确的是(BD)A.小灯泡的额定电流是0.6AB.电流表示数变化范围是0.3～0.5AC.电压表示数变化范围是0～3VD.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4～10Ω【思路点拨】已知灯泡的额定电压和额定功率，由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流I额＝P额U额＝1.25W2.5V＝0.5A；由题知，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表量程为“0～0.6A”，串联电路中电流处处相等，所以电路中的最大电流Imax＝0.5A，此时灯泡正常发光；由欧姆定律知，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，最小为：R滑min＝U滑Imax＝U－U额Imax＝4.5V－2.5V0.5A＝4Ω；灯泡的电阻RL＝U额I额＝2.5V0.5A＝5Ω，当电压表示数最大为3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，此时灯泡两端的电压UL′＝U－U滑max＝4.5V－3V＝1.5V，电路中的最小电流Imin＝ULRL＝1.5V5Ω＝0.3A，所以电路中电流变化的范围是0.3～0.5A；滑动变阻器接入电路中的最大阻值R滑max＝U滑maxImin＝3V0.3A＝10Ω，所以滑动变阻器阻值变化范围是4～10Ω；电源电压为4.5V，灯泡额定电压为2.5V，灯泡两端最大电压为2.5V，此时滑动变阻器两端电压最小为：4.5V－2.5V＝2V；则电压表示数变化范围是2～3V.变式运用1.[2017·枣庄中考]如图所示，电源电压恒为5V，电压表量程为“0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”，灯泡标有“3V1.8W”字样．闭合开关，在电路安全的情况下(不考虑灯丝电阻的变化)，则下列说法中正确的是()A.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是0～20ΩB.电流表示数的变化范围是0.1A～0.6AC.电压表示数的变化范围是1V～3VD.灯泡的最小功率是1WC本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算．由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流．根据P＝UI可得，灯的额定电流IL额＝PL额UL额＝1.8W3V＝0.6A，由I＝UR得，灯泡的电阻RL＝UL额IL额＝3V0.6A＝5Ω，由于电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，则灯泡两端的最大电压为3V，通过灯泡的最大电流I最大＝IL额＝0.6A；由I＝UR得，电路中的最小总电阻R最小＝UI最大＝5V0.6A≈8.3Ω，由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，滑动变阻器接入电路中的最小阻值R滑最小＝R最小－RL＝8.3Ω－5Ω＝3.3Ω，因为滑动变阻器的规格为“20Ω1A”，所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是3.3Ω～20Ω，故A错误；电路中的最大总电阻R最大＝RL＋R＝5Ω＋20Ω＝25Ω，则电路中的最小电流I最小＝UR最大＝5V25Ω＝0.2A，所以电流表示数的变化范围是0.2～0.6A，故B错误；灯泡两端的最小电压UL最小＝I最小RL＝0.2A×5Ω＝1V；所以电压表示数的变化范围是1V～3V，故C正确；此时灯泡的功率最小为：PL最小＝I2最小RL＝(0.2A)2×5Ω＝0.2W，故D错误．类型2电能表的计算1．或变形应用．2．电热器的高低挡指的是“功率”不同，电源电压不变，高挡时功率大，电阻小，为单电阻或两电阻并联；而低挡时功率小，电阻大，为两电阻串联或单电阻，具体电路结构有以下四种：η＝Q吸W【例2】[2017·裕华区一模]小明在家中做了如下实验，他关闭了家中所有用电器，让一只标有“220V1210W”的用电器单独工作，他观察到标有“3600r/kW·h”字样的电能表转盘3分钟转过180圈．若用电器的电阻不变，则该用电器的电阻为40Ω，该用电器工作时的实际功率为1000W.【思路点拨】已知用电器的额定电压和额定功率．由公式R＝U2P即可求出用电器电阻；已知用电器工作的时间t，电流表过的周数n，则用电器消耗的电能为W＝nN，实际功率为P＝Wt.变式运用2.[2016·石家庄裕华区模拟]小明家的电能表如图所示，根据电能表盘上的显示，他家允许消耗的最大电功率为W；他发现当其他用电器都关闭，单独让一只标有“220V1100W”、装有2kg初温为20℃水的电水壶工作，电能表转盘3分钟转过150转，壶中水温升高到38℃，电水壶工作时的实际电功率为W，电水壶的加热效率为.[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]4400100084%电能表的额定电压是220V，允许通过的最大电流是20A，所以电路最大功率P＝UI＝220V×20A＝4400W.电能表转盘3分钟转过150转，消耗的电能W＝nn0＝150r3000r/kW·h＝0.05kW·h，电水壶工作时的实际电功率P＝Wt＝0.05×3.6×106J3×60s＝1000W.水吸收的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(38℃－20℃)＝1.512×105J，电水壶的加热效率η＝QW×100%＝1.512×105J0.05×3.6×106J×100%＝84%.类型3电功率的综合计算1．电能、电功率、电热在计算时的公式比较如下表(1)分清电路在每个状态下的结构，即电路的连接方式，滑动变阻器使用的阻值范围，电压表、电流表所测定的物理量，针对每种状态画出相应的等效电路图，在图中标出这种状态下所对应的已知量、不变量和待求量．(2)以“不变量”为中心列出电路方程．当电路状态发生改变时，电路的电源电压和定值电阻阻值一般不随电路状态的改变而改变．抓住以上“不变量”，利用欧姆定律、串并联电路特点、电功及电功率的计算公式，可列出电路方程．以电路中的等量关系、比值关系引出方程或以此作为联系方程中的物理量间的纽带，代换求解.【例3】[2017·石家庄桥西区模拟]如图所示，灯L上标有“12V3.6W”，定值电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”．闭合S1、S2，灯L正常发光．电流表、电压表的量程分别为0～3A,0～15V，求：(1)灯正常发光时的电阻；(2)滑动变阻器允许连入的阻值范围；(3)断开S1、S2，用一个新的电源去替代原来的电源，电流表、电压表的量程分别为0～0.6A,0～3V.移动滑动变阻器的滑片过程中，要求两个电表先后均能达到满刻度且电路正常工作．求允许替换电源的范围.解：(1)由P＝U2R可得灯泡电阻RL＝U2LPL＝12V23.6W＝40Ω(2)闭合S1、S2，灯L与滑动变阻器R2并联，电流表测量干路中的电流由于灯L正常发光，则电源电压U＝UL额＝12V灯正常发光时的电流IL＝ULRL＝12V40Ω＝0.3A所以，当滑动变阻器达到允许通过的最大电流1A时，干路电流为1A＋0.3A＝1.3A＜3A，电流表是安全的．所以滑动变阻器允许连入最小值R2最小＝UI2最大＝12V1A＝12Ω则滑动变阻器的变阻范围为12Ω≤R滑≤50Ω.(3)断开S1、S2，R1、R2串联．当电流表示数最大时，I最大＝0.6A，U最小＝I最大R总最小＝0.6A×10Ω＝6V当电压表示数最大时，U2＝3V，U＝U1＋U2＝10Ω×3V50Ω＋3V＝3.6V此时电流表不可能达到最大，所以3.6V舍去．当I最大＝0.6A且U2最大＝3V时，U最大′＝U1＋U2＝0