第18讲电能与电功率.docx
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第18讲电能与电功率
第九单元电功率与生活用电
第18讲电能与电功率
课标要求
1.结合实例理解电功和电功率。
知道用电器的额定功率和实际功率。
教学安排
2课时
电能
1.电能
获取
___________提供电能
使用
用电器将电能转化为其他形式的能
单位
国际单位
__________
常用单位
_____________
换算关系
1kW·h=_________J
测量工具
电能表
2.电能表的认识和使用
作用
测量电路___________
单位
_______________
参数
220V
额定__________为220V
10（20）A
标定__________为10A,额定最大电流为20A
600r/kW·h
每用1度电，表的铝盘转_________转
2500imp/kW·h
每用1度电，表的指示灯闪___________次
读数
计数器末尾数字表示小数位
测量电能方法
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，消耗的电能为W=n/NkW·h（n为某段时间转盘转的圈数，N为表上参数）
电功率
1.电功率
意义
表示用电器消耗电能的_______________
单位
___________，符号W;1kW=_______W
定义
用电器单位时间内______________
公式
P=_____________
【提示】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.电功和电功率常用公式
基本公式
导出公式
电功
W=Pt=UIt
W=U2t/R=I2Rt
电功率
P=Wt=UI
P=U2/R=I2R
适用范围
普遍适用
纯电阻电路
3.额定电压和额定功率
额定电压
额定功率
概念
用电器正常工作的电压
用电器在额定电压下的功率
铭牌
灯泡“PZ220V40W”指灯泡的为_______220V，_______为40W
【提示】用电器额定功率与外加电压和通过的电流无关.
测量小灯泡的电功率
1．测量小灯泡的电功率的实验
原理
P=_________
电路图
滑动变
阻器的
作用
（1）_______________
（2）改变_______和_________，从而实现多次测量
实验
记录
结论
用电器两端电压不同，电功率就不同
小灯泡两端电压越高，功率越大，灯泡越亮
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
【提示】在测量小灯泡电功率的实验中，闭合开关后小灯泡不亮，不一定是小灯泡断路，还可能是由于滑动变阻器连入了最大阻值，导致电路中的电流很小，小灯泡无法发光.
命题点1 与电能表相关的计算
（2015·莱芜）一天晚上，小华在爷爷家发现爷爷家的电能表在10min内转了60转．如图所示，小华利用物理课上学到的知识，计算出了此时爷爷家用电器的总功率为________kW.如果当地家庭用电的收费标准是0.5元/（kW·h）．假设爷爷家平时用电时，用电器的总功率和此时总功率相同，平均每天用电4h，一个月按30天计算，爷爷家一个月的电费是________元．
根据电能表来计算电能的方法有两种：
一种是利用表盘示数月末示数减去月初示数；另一种方法是根据电能表的铭牌和转动的圈数来进行计算．具体选择哪一种方法来计算，要根据题目的已知条件来确定．
1．（2015·泸州）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·h
C．小明家所有用电器同时工作，总功率不得超过4.4kW
D．若电能表转盘在10min内转过300转，则用电器的总功率为1kW
2．（2015·邵阳）小丽同学家电饭煲上的铭牌模糊不清，她想利用标有“3000revs/（kW·h）”字样的电能表测量电饭煲的功率．她断开家中的其他用电器，只将电饭煲接入电路，测得电能表在1min内转了50圈，则电饭煲的功率是________W.
命题点2 额定功率与实际功率
（2015·临沂）如图所示，将标有“12V 6W”的灯泡L1和“6V 6W”的灯泡L2并联后，接在6V的电源上（设灯丝电阻不变），则（）
A．两灯的实际功率之和等于12W
B．两灯的实际功率之和大于12W
C．灯泡L1比灯泡L2亮
D．灯泡L2比灯泡L1亮
点拨：
灯泡L1和灯泡L2并联，利用并联电路的特点可知灯泡L1和灯泡L2两端的实际电压为6V，故灯泡L1实际功率小于额定功率，小于6W，灯泡L2实际功率等于额定功率为6W，由此确定出电路中的总功率和两个灯泡的亮暗情况．
灯泡亮暗由实际功率决定，与灯泡的额定功率无关．额定功率大的灯泡发光不一定亮，额定功率小的灯泡发光不一定暗．
3．（多选）（2015·莱芜）把标有“6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W”的灯泡L2串联后接在某电源的两端，其中一只正常发光，另一只没有达到额定功率，假设两灯泡电阻不变，则下列说法正确的是（）
A．灯泡L1正常发光
B．灯泡L2正常发光
C．灯泡L1、L2的实际功率之比为1∶2
D．灯泡L1、L2的实际功率之比为2∶1
4．（2015·哈尔滨）图乙是通过灯泡L的电流跟其两端电压关系的图像．现将L与阻值为10Ω的电阻R连入图甲所示电路．闭合开关S，L的实际功率为1.8W．则电源电压是________V，此时通过R的电流是________A.
命题点3 电能和电功率的简单计算
（2015·黑河）小明家的浴室新安装了一台可供取暖和照明的新型家用电器——浴霸．该浴霸的部分数据如表所示，其简化电路图如图所示，图中L为照明灯，L1、L2是两盏红外线取暖灯．求：
（小数点后保留两位小数）
额定电压
频率
额定功率
取暖
照明
220V
50Hz
L1
L2
L
300W
300W
60W
（1）该浴霸照明灯正常工作时，通过照明灯的电流是多少？
（2）断开开关S，闭合开关S1和S2，该浴霸取暖灯正常工作时，该电路的总电阻是多少？
（3）当L、L1、L2都同时正常工作时，10min内浴霸消耗的电能是多少？
点拨：
（1）从铭牌上可得照明灯的额定电压（220V）和额定功率（60W），根据公式I额＝
计算出通过照明灯的额定电流；
（2）断开开关S，闭合开关S1和S2，两个浴霸取暖灯正常工作，利用公式R总＝
计算出电路中的总电阻；（3）灯泡L、L1、L2同时正常工作时，总功率等于分功率之和，然后利用公式W＝Pt计算出10min内浴霸消耗的总电能．
5．（2015·德阳）有两个电路元件A、B，把它们串联在电路中，如图乙所示，流过元件的电流与其两端的电压关系如图甲所示．闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则A、B两元件的电功率之比为（）
A．4∶5B．5∶4C．2∶3D．1∶3
6．（2015·益阳）如图甲所示的电路中，电源两端的电压恒为6V．闭合开关后，电流表A1的示数如图乙所示，电流表A2的示数为0.3A．求：
（1）灯泡L2消耗的功率；
（2）灯泡L1的电阻．
7．（2015·佛山）把标有“2.5V 2W”的两个小灯泡并联到2.5V的电路中，两个小灯泡同时工作10min.求：
（1）通过每盏灯的电流是多少？
（2）两盏灯总功率是多少？
它们同时工作10min消耗的总电能是多少？
命题点 测量小灯泡的电功率
测量小灯泡的电功率是中考考查的重点，在中考中往往从以下几个方面展开考查：
（1）实验原理的考查；
（2）连接实物图或画出电路图；（3）电流表、电压表的使用和读数；（4）连接电路时的注意事项；（5）电功率的计算；（6）滑动变阻器的选取；（7）电路故障的判断；（8）实验操作的考查；（9）实验中多次测量的目的：
为了找出电功率与电压的关系及亮度规律；（10）实验数据和图像的分析、处理和评价；（11）特殊法测量小灯泡的电功率．
（2015·河南）小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中，所用电源电压恒为3V，小灯泡上标有“2.5V”的字样．
（1）请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整．
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最________（填“左”或“右”）端．闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数．若电路中仅有一处故障，这个故障可能是________．
（3）排除故障后继续实验，小华进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表格中．在第1次实验中小灯泡不亮的原因是_______________________________________________.
物理量
次数
电压
U/V
电流
I/A
实际电功率
P/W
小灯泡
亮度
1
0.5
0.12
0.06
不亮
2
1.5
0.20
0.30
偏暗
3
2.5
0.30
正常
4
2.8
0.32
0.90
更亮
（4）分析表中信息，可知小灯泡的额定功率为________W．实验得出的结论是小灯泡的实际电功率________，灯泡越亮．
点拨：
滑动变阻器“一上一下”串联在电路中，且滑到阻值最大位置处；电压表并联在小灯泡两端，使得电流从正接线柱流入负接线柱流出；闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表有示数，说明电路中出现了短路，再结合电压表无示数确定出短路的位置．
（5）小华在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用上表中灯泡L的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确．”这种说法错误的原因是小华忽略了________对小灯泡电阻的影响．
②有同学认为“把灯泡L换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系．”你认为这种说法________（填“正确”或“错误”）．
一、选择题
1．（2014·云南）小红同学家的电冰箱正常工作时电流大约是1A，则它正常工作10h所消耗的电能是（）
A．2200JB．1.32×105J
C．7.92×105JD．7.92×106J
2．（2015·济宁）小夏将n个“3V 0.3W”的小灯泡，按照甲、乙两种连接方式分别接入电压为U的电路中（如图所示），通过分别调节滑动变阻器R1和R2，使所有灯泡均正常发光．则甲、乙两电路中的总电流与总功率的关系正确的是（）
A．I甲＝I乙B．I甲＝
I乙C．P甲＝nP乙D．P甲＝n2P乙
3．（2015·岳阳）用两只电流表按图示实验电路探究“电功率与电流的关系”，下列说法不正确的是（）
A．小灯泡电功率的大小是通过灯泡两端的亮度来判断的
B．将小灯泡并联是为了控制灯泡两端电压相同
C．选用的两只小灯泡规格必须相同
D．将其中一只电流表移接到干路上也可以完成实验
4．（2015·常德）甲、乙两个灯泡的铭牌分别是“PZ220－25”“PZ220－100”，关于这两个灯泡的描述正确的是（）
A．甲灯的灯丝粗，电阻大
B．甲灯的灯丝细，电阻大
C．乙灯的灯丝细，电阻小
D．乙灯的灯丝粗，电阻大
5．（2015·巴中）灯泡L1、L2分别标有“10V 10W”和“9V 5.4W”的字样，若将它们串联使用时，电路两端允许加的最大电压值是（）
A．10VB．9VC．15VD．19V
6．（2015·荆州）如图甲所示，额定电压为6V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路，电源电压一定．滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时，灯泡L的I－U图像如图乙所示，以下说法正确的是（）
A．灯泡正常发光时的电流为0.5A
B．灯泡两端的电压为3V时，它消耗的电功率为1.5W
C．灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
D．当滑动变阻器接入电路的阻值为2.5Ω时，灯泡消耗的电功率为3.2W，此时灯丝的阻值为5Ω
二、填空题
7．（2015·永州）如图所示，小王家的电能表表盘上标有“600r/（kW·h）”字样，他将电视机单独接在该电能表上正常工作30min，电能表上的转盘转过60转，该电视机在这段时间内消耗的电能为________kW·h；小王家同时工作的用电器总功率不得超过________W.
第7题图 第8题图
8．（2015·郴州）如图所示的电路，电源电压保持不变，R1的阻值为15Ω，只闭合开关S，电流表的示数为0.2A；再闭合开关S1，电流表的示数变为0.5A，则此时电路的总功率为________W，R2的阻值是________Ω.
9．（2015·娄底）家庭中使用的电灯、电冰箱等用电器的正常工作电压为________V；某小区居民在参加“地球一小时”活动中，自觉将总功率为2000千瓦的用电器停止工作1小时，可节约用电________千瓦·时．
10．（2015·黑龙江）甲、乙两灯的额定电压均为9V，测得两灯电流与电压变化的关系图像如图所示，当把两灯并联在4V电源上时，甲的电阻是________Ω，电路消耗的总功率为________W.
三、实验探究题
11．（2015·邵阳）小红同学在“测小灯泡额定功率”的实验中，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V.
（1）她在连接如图甲所示电路时，导线M的另一端应接在电压表________（填“3”或“15”）V接线柱上．
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到________（填“a”或“b”）端．
（3）在实验过程中，她根据实验数据绘制了如图乙所示的I－U图像，根据图像可知，当电流表示数如图丙所示时，小灯泡的电阻是________Ω.小灯泡的额定功率是________W.
四、计算题
12．（2015·滨州）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L2标有“24V 12W”．开关S1闭合、S2断开时，电流表的示数为1A，电压表的示数为12V，灯泡L1正常发光，不考虑温度对灯泡灯丝电阻的影响．求：
（1）灯泡L1的额定功率；
（2）在10s内，灯泡正常L2正常发光时消耗的电能；
（3）灯泡L2的电阻；
（4）当开关S1、S2都闭合时，求电流表的示数和灯泡L2的实际功率．
一、选择题
1．（2015·玉林）如图甲所示，R1的阻值是20Ω，滑动变阻器R2消耗的功率P与其电阻R2的关系图像如图乙所示，则R2消耗的最大功率是（）
A．0.45WB．0.50WC．0.80WD．0.90W
2．（2015·南充）一只电阻两端的电压由3V增大到4V时，通过该电阻的电流增加了0.25A，则该电阻消耗的电功率增加了（）
A．0.25WB．1.75WC．0.75WD．1W
3．（2015·重庆）电源电压为3V保持不变，把标有“3V 3W”的灯L1和标有“3V 1.5W”的灯L2按如图的方式连接，开关S闭合后，下列说法中正确的是（）
A．灯L1消耗的实际功率是3W
B．灯L2消耗的实际功率是1.5W
C．两灯消耗的总功率是1W
D．电压表的示数与电源电压之比是1∶2
第3题图 第4题图
4．（2015·德阳）如图所示，电源电压为6V，定值电阻R＝20Ω，在S闭合的情况下，下列说法正确的是（）
A．在a、b两点间接入一个合适的电压表时，电压表有明显示数
B．不能在a、b两点间接入一个电流表
C．在a、b两点间接入一个“3V 0.5A”的小灯泡，小灯泡能正常发光
D．在a、b两点间接入一个10Ω的电阻，电路消耗的电功率为2W
5．（多选）（2015·天津）图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压为3V且保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示，下列判断正确的是（）
A．R1的电阻为5Ω
B．滑动变阻器的最大电阻为10Ω
C．电路消耗的最大总功率为1.8W
D．电路消耗的最小总功率为1W
二、填空题
6．（2015·营口）某市居民生活用电电价是每度电0.5元，小新家5月初和5月底电能表的示数如图所示，则小新家5月份电费为________元．小新家某用电器单独工作3min，电能表转动6圈，则该用电器的实际功率为________W.
第6题图第7题图
7．（2015·威海）如图所示电路中，电源电压恒定，滑动变阻器R2的滑片滑到a端时，电阻R1消耗的功率为7.2W；滑到b端时，电阻R1消耗的功率为0.8W，此时电压表示数为4V．则电源电压为________V，滑片在b端时电流表的示数为________A.
8．（2015·镇江）如图1所示，电源电压一定，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从最上端滑至最下端的过程中，电流表示数I与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关系如图2所示．已知定值电阻R0＝20Ω.则电源电压U＝________V．图2中坐标值I1＝________A．当电流表示数I＝0.4A时，R0与R消耗的电功率之比为________．
三、实验探究题
9．（2015·济南）海右中学到产品质量监督部门参加社会实践活动，碰到技术员正在处理一批假冒的“名牌”小灯泡．小明被安排用如图所示的器材检测这些小灯泡的质量是否合格．小明一看，检测器材跟平时在学校做实验用的器材差不多；再看那些小灯泡，做工明显粗糙，尽管标注得有点模糊，但依稀还能辨认出“2.5V 0.3A”的字样．
（1）如图已画出了小明连接检测小灯泡的实物电路的一部分，请用笔画线代替导线帮助小明完成该实物电路的连接．
（2）小明连接好检测电路后，对其中一只小灯泡进行检测，得到了下表中的检测数据．
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2.7
电流/A
0.22
0.25
0.28
0.30
0.32
/
亮度
微亮→较亮→亮→很亮
烧坏
由这些数据可以看出：
小灯泡在标注电压下工作时，通过它的实际电流比标注电流要________．
（3）如果小灯泡生产厂家制作灯丝的原材料质量是合格的，则造成这一问题的根本原因是________．
四、计算题
10．（2015·苏州）有两只灯泡，A灯泡“6V 6W”、B灯泡“6V 3W”，A和B中电流随两端电压变化关系的图像如图甲所示．
（1）将A、B并联接在6V电源两端，求1min内电路消耗的电能；
（2）将A、B串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，求此时A灯电阻；
（3）将A与一个滑动变阻器（50Ω 2A）串联接在6V电源两端，如图乙所示．调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率和A灯功率相等时，求滑动变阻器的功率．
11．（2015·烟台）小明家买了一台全自动豆浆机，其部分技术参数如下表，豆浆机的核心部件是机头，它的中间部位是一个带动刀片旋转的电动机，用来将原料粉碎打浆，外部是一个环状加热管（电热丝），用来对豆浆加热（如图甲是豆浆机的机械结构图）．制作豆浆的过程是加热－打浆－加热－打浆－加热，加热和打浆交替进行．图乙是该豆浆机做好一次豆浆的P－t图像，请根据以上信息解答下列问题：
型号
SYL－624
额定电压
220V
频率
50Hz
电动机功率
110W
加热功率
1210W
容量
1000mL
（1）豆浆机正常打浆时，通过电动机的电流是多少？
（2）豆浆机正常加热时，加热管电阻丝的阻值是多少？
（3）豆浆机做好一次豆浆，消耗的总电能是多少？
第九单元 电功率与生活用电
第18讲 电能与电功率
考点解读
考点1 1.电源 焦耳 千瓦时 3.6×106 2.消耗的电能 千瓦时（kW·h） 电压 电流 600 2500
考点2 1.快慢 瓦特 103 所消耗的电能
＝UI 3.额定电压 额定功率
考点3 UI
（1）保护电路
（2）小灯泡两端电压 通过小灯泡的电流 ＞ ＝ ＜
各个击破
例1 0.5 30
题组训练 1.C 2.1000
例2 D
题组训练 3.BC 4.6 0.6
例3
（1）照明灯正常工作时，P1＝P额＝60W，U1＝U额＝220V，I额＝
＝
≈0.27A；
（2）取暖灯正常工作时，P2＝P3＝P额＝300W，P总＝P2＋P3＝300W＋300W＝600W，U＝220V，
所以电路的总电阻是R总＝
＝
＝80.7Ω；
（3）L、L1和L2正常工作时，P＝P1＋P2＋P3＝60W＋300W＋300W＝660W，
由P＝
变形可得，W＝Pt＝0.66kW×
h＝0.11kW·h.
题组训练 5.A
6.
（1）由图示电路图可知，两灯泡并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测L2支路电流；
灯泡L2消耗的功率：
P2＝UI2＝6V×0.3A＝1.8W；
（2）由图乙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A，
通过灯泡L1的电流：
I1＝I－I2＝0.5A－0.3A＝0.2A，
由I＝
变形可得，灯泡L1的电阻为R1＝
＝
＝30Ω.
7.
（1）由P＝UI可得，通过每盏灯的电流：
I额＝
＝
＝0.8A；
（2）两盏灯的总功率：
P总＝2×P额＝2×2W＝4W，
由公式P＝
可得，消耗的总电能：
W＝Pt＝4W×10×60s＝2400J.
实验突破
例
（1）
（2）左 灯泡短路 （3）滑动变阻器接入阻值太大，灯泡的实际功率太小 （4）0.75 越大
拓展训练 （5）①温度 ②正确
整合集训
基础过关 1.D 2.C 3.C 4.B 5.C 6.D 7.0.1 2200 8.1.5 10 9.220 2000 10.8 3.2 11.
（1）3
（2）b （3）7.5 0.625
12.
（1）开关S1闭合、S2断开时，电路中只有L1，灯泡L1正常发光，
则U额1＝U＝12V，I额1＝I1＝1A，
则其额定电功率为P额1＝U额1I额1＝12V×1A＝12W；
（2）L2正常发光时功率为12W，由公式P＝
变形可得：
W＝P额2t＝12W×10s＝120J；
（3）灯泡L2的电阻R2＝
＝
＝48Ω；
（4）当开关S1、S2都闭合时，两灯泡并联，此时通过L1的电流仍为1A，
通过L2的电流I2＝
＝
＝0.25A，
所以电流表的示数为I＝I1＋I2＝1A＋0.25A＝1.25A，
L2的实际功率P2＝UI2＝12V×0.25A＝3W.
能力提升 1.A 2.B 3.C 4.A 5.ABC 6.60 40
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