北京市中考物理复习典型例题含答案第九章 电功和电功率.docx
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北京市中考物理复习典型例题含答案第九章电功和电功率
第九章电功和电功率典例点拨
课时电功、电功率和焦耳定律
知识梳理
1．电功
（1）电流做功的过程实质是电能转化为其他形式能的过程.电流做了多少功，就会消耗多少电能，转化为多少其他形式的能.
（2）电功的单位：
J和kW·h.1kW·h=J.
（3）电功的测量：
使用电能表.
2．电功率
（1）意义：
电功率是表示电流做功快慢的物理量.
（2）定义：
电功率的大小等于用电器在1s内所消耗的电能.定义式为P=.
（3）电功率的单位：
W.
3.焦耳定律内容：
电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比.
考点典例
考点1电功、电功率的定义、单位及测量
【例1】下课后王老师去关闭微机房的总电闸时，发现图9.1-1所示的电能表转盘在缓慢地转动，他利用手表估测了一下，2min转盘转动了5圈，那么2min内消耗了___________J电能；经检查发现，原来机房内还有20台型号相同的电脑显示器处于待机状态，则一台电脑显示器的待机功率约为___________W.
图9.1-1
【思路分析】学生要知道2500r/kW·h的含义，会算出电能表转一圈消耗的电能大小，再求出2min内消耗的电能.求功率要用P=.
【答案】72003
【例2】如图9.1-2是额定电压为220V的理发用电吹风机的典型电路.其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风.正常工作时:
图9.1-2
（1）要送热风，选择开关应放在___________位置（选填“A”“B”或“C”）.
（2）已知电动机的额定功率是120W.当送冷风时，通电5min，电流所做的功是多少？
（3）如果电热丝的电阻是55Ω，当送热风时，电路消耗的总功率是多少？
【思路分析】吹风机吹热风的含义是既要电动机送风，还用电热丝加热，需同时工作，所以选择开关放在A.
求电流做功要用公式W=Pt.
送热风时，电动机和电热丝并联，两功率相加即为电路消耗的总功率.
【自主解答】J（3）1000W
考点2串并联电路中电功、电功率特点及比例关系应用
【例3】一个电阻接入电路后，每分钟产生的热量为Q，如果要使这个电阻每分钟产生的热量为3Q，下列方法可以实现的是（）
A．将这个电阻值变为原来的
B．将这个电阻两端的电压变为原来的3倍
C．再取两个相同的电阻与它并联
D．再取两个相同的电阻与它串联
【思路分析】根据公式Q=t，时间不变，Q要变大3倍，可以U不变，R变为原来的.
还可以U和R同时变为原来的3倍.
【答案】A
【例4】两只灯泡与，的电阻是电阻的2倍，先将灯泡串联在一起，接到电源上，此时两只灯泡的总功率为；然后将灯泡并联在一起，接到同一电源上，此时两只灯泡的总功率为，则比是（）
A．2∶9B．4∶9C．2∶3D．4∶3
【思路分析】运用串联P与R成正比，并联P与R成反比的知识进行分析即可求出比.
【答案】A
【例5】在图9.1-3所示的电路中，L是一盏标有“8V4W”字样的电灯，为变阻器，电源电压为16V，求：
图9.1-3
（1）将变阻器的阻值调到多大时，才能使L和消耗的功率相等？
（2）当L的实际功率为1W时，L两端的电压多大？
此时变阻器阻值应调到多大？
【思路分析】先用R=求出电灯的电阻，要使L和消耗的功率相等，只要它们的电阻相等就可以.计算L实际电压要用到公式=PR.
【自主解答】
（1）16=4VR=48Ω
考点3实际功率与额定功率（高频考点）
【例6】一只“PZ220—100”的灯泡，其额定电压为___________V，额定功率为___________W，灯丝的电阻是___________Ω.
【思路分析】额定电压指用电器正常工作时的电压，即为220V.额定功率指用电器在额定电压下的电功率，即为100W.灯丝电阻要用R=求出.
【答案】220100484
【例7】家庭电路电压在用电高峰时段有时会降低到198V，在此电压下，一盏“220V100W”的灯泡工作时的实际功率将___________100W（选填“大于”或“小于”），灯泡的亮度会比正常发光时___________一些.
【思路分析】灯泡亮度由实际功率决定，求实际功率，先根据“220V100W”求出电阻，再利用公式P=求实际功率.
【答案】小于暗
【例8】如图9.1-4甲是一种双向双动式和面机.主要构造为：
一个带动搅拌器的电动机和一个带动料桶的电动机，在和面过程中二者交替工作，搅拌器正反搅拌.搅拌电动机正转时间、反转时间和料桶电动机的转动时间分别为、和，且∶∶＝1∶1∶1.和面机的铭牌如图乙所示.
甲乙
图9.1-4
为了测量和面机料桶电动机的功率，小阳将家里的其他用电器都关闭，他观察到和面机正常工作12min，恰好搅拌机正转、反转和料桶电动机的转动各完成两次，家里标有“3000r/kW·h”字样的电能表转盘转过了480转，则料桶电动机的功率为___________W.
【思路分析】此题要分析清楚题目所给的条件和所求的未知量，先根据“3000r/kW·h”求出表盘转1圈消耗的电能，再求出转过了480转消耗的电能，据P=计算料桶电动机的功率.
【答案】600
考点4实验：
测量用电器实际电功率（高频考点）
【例9】小华用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及新的干电池等实验器材，测量额定电压为2.5V小灯泡L的额定功率.
甲乙
图9.1-5
（1）小华连接好图9.1-5甲所示电路，闭合开关S，发现小灯泡L发光暗淡，观察电压表、电流表均有示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数均不变，出现这种现象的原因是___________.
（2）小华改正实验错误后，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.5V时，发现电流表示数如图乙所示，由此可知，此时通过小灯泡L的电流为___________A.小灯泡L的额定功率为___________W.
【思路分析】测量小灯泡额定功率是每年中考高频考点，主要考查电路的连接、电路故障分析和额定功率计算，此题考查实际电路连接和滑动变阻器接法.
【答案】
（1）滑动变阻器全部连入电路（相当于阻值较大的定值电阻）
（2）0.30.75
【例10】小霖利用电阻箱和一块电流表测量小灯泡的实际功率，他选择了满足这个实验要求的器材，设计并连接了如图9.1-6所示的部分实验电路.
图9.1-6
（1）请你添加一条导线，将图所示的实物图补充完整；
（2）闭合开关，将开关扳向___________（选填“1”或“2”），调节滑动变阻器使小灯泡发光，记录电流表的示数；
（3）将开关扳向另一端，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节___________的阻值为时，电流表的示数为；
（4）请用和表示小灯泡的实际功率，则=___________.
【思路分析】此题是在伏安法测小灯泡电功率的题型基础演变出的新题，要求用电阻箱和电流表测小灯泡电功率，重点是明白原理，用求解.
【答案】
（1）图中漏线为：
小灯泡左接线柱与开关的“1”连接
（2）1（3）电阻箱
考点5电流的热效应、焦耳定律（高频考点）
【例11】如图9.1-7所示的电器中，利用电流热效应的是（）
A.电热水壶B.洗衣机C.电风扇D.电视机
图9.1-7
【思路分析】电流热效应是每年中考高频考点，主要考查学生联系实际生活的能力，知道生活中哪些用电器是利用电流热效应工作的，哪些用电器需要防止电流的热效应.
【答案】A
【例12】小欢用图9.1-8所示的装置研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系”.图中三个烧瓶内盛有质量和温度都相同的食用油，温度计显示食用油的温度，每瓶食用油中都浸泡着一段电阻丝，已知三段电阻丝的阻值关系是<.
图9.1-8
（1）通过实验可知，在电流和通电时间都相同时，导体电阻越大，产生的热量越___________；（选填“多”或“少”）
（2）实验中的自变量是___________，控制变量是___________；
（3）小丽想研究“电流通过导体时产生的热量与导体中电流大小的关系”，她将烧瓶中的三段电阻丝并联后接入电路，你认为是否可行并说明理由，___________.
【思路分析】同学们需要知道，电流通过导体时产生的热量与导体电阻、通过导体的电流和通电时间都有关系，即焦耳定律，当电流、时间一定时，电阻阻值越大，电阻上产生的热量就越多.做“电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系”探究实验前应先明确因变量、自变量以及控制不变的量，本实验的因变量是热量，自变量是电阻阻值，电流、时间应是控制不变的量.若研究“电流通过导体时产生的热量与导体中电流大小的关系”，应控制电阻、时间不变，若将烧瓶中的三段电阻丝并联后接入电路，虽然流过三个电阻上的电流不同，但电阻也不同，这样就有两个变量了.
【答案】
（1）多
（2）电阻的阻值电流和通电时间（3）不可行，没有控制电阻阻值不变考点6电功、电功率及焦耳定律计算（高频考点）
【例13】某型号家用电饭锅有高温烧煮和保温焖饭两个挡位，其原理如图9.1-9所示，和为两个加热电阻.已知电阻＝44Ω，保温焖饭时电饭锅的功率P′＝22W.求：
图9.1-9
（1）电饭锅高温烧煮的功率P；
（2）保温焖饭时电路中的电流I和两端的电压；
（3）一次做晚饭，用该电饭锅高温烧煮15min，保温焖饭30min，则此过程中电饭锅消耗多少度电.
【思路分析】当开关S接1时，加热电阻接入电路，电饭锅处于高温烧煮挡，等效电路如图9.1-10甲所示.
甲乙
图9.1-10
当开关S接2时，加热电阻和串联接入电路，电饭锅处于保温焖饭挡，等效电路如图乙所示.
（1）甲图中，电饭锅高温烧煮的功率P＝＝＝1100W
（2）乙图中，电饭锅保温焖饭时，I＝＝＝0.1A
加热电阻两端电压＝I＝0.1A×44Ω＝4.4V
（3）电饭锅耗电W＝＋＝1.1kW×0.25h＋0.022kW×0.5h＝0.275kW·h＋0.011kW·h＝0.286kW·h
【答案】
（1）1100W
（2）0.1A4.4V（3）0.286kW·h
基础训练
一、单项选择题
1．下列四位物理学家中，以其名字命名电功单位的是（）
A．安培B．欧姆C．伏特D．焦耳
答案：
D
2．图9.1-11所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是（）
A.电饭锅B.笔记本电脑C.电风扇D.电视机
图9.1-11
答案：
A
3．如图9.1-12所示电路，电源电压不变.闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在15s内定值电阻产生的热量为60J.则下列结果正确的是（）
图9.1-12
A．电源电压为10V
B．的阻值为18Ω
C．滑动变阻器R的最大阻值为9Ω
D．先后两次消耗的电功率之比为4∶3
答案：
C
4．有5Ω和10Ω的两个定值电阻，先将它们串联，后将它们并联接在同一个电源上，则关于它们两端的电压和消耗的电功率的关系是（）
A．串联时，电压之比是1∶2，电功率之比是2∶1
B．串联时，电压之比是2∶1，电功率之比是1∶2
C．并联时，电压之比是1∶1，电功率之比是2∶1
D．并联时，电压之比是1∶1，电功率之比是1∶2
答案：
C
5．把电阻和串联在电路中，已知＞，通电时，通过它们的电流分别为和，它们的电功率分别是和，则（）
A．＞，＞B．，＜
C．，＞D．＜，
答案：
C
6.家庭电路中正在使用的两白炽灯，若甲灯比乙灯亮，则（）
A．甲灯灯丝电阻一定比乙灯的大
B．甲灯两端的电压一定比乙灯的大
C．通过甲灯的电量一定比乙灯的多
D．甲灯的实际功率一定比乙灯的大
答案：
D
7.如图9.1-13所示，已知灯泡L标有“4V4W”字样，滑动变阻器阻值为0～8Ω，当滑片P移到端点a时，灯泡正常发光；当滑片P移到中点时，灯泡的电阻和实际功率分别为（不计温度对灯丝电阻的影响）（）
图9.1-13
A．4Ω，1WB．1Ω，4W
C．4Ω，2WD．2Ω，1W
答案：
A
8.若将通过某一电阻上的电流增大到原来的3倍,则在单位时间内（）
A．电流产生的热量是原来的3倍
B．电流产生的热量是原来的6倍
C．电流产生的热量是原来的27倍
D．电流产生的热量是原来的9倍
答案：
D
二、实验探究题
9．小红同学利用电压表、电流表测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电功率.
（1）请把图9.1-14甲中的实物电路按上述实验要求连接完整.
甲乙
图9.1-14
（2）在连接电路时，开关应该__________________.（选填“闭合”或“断开”）
（3）连接好电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应放在___________端.（选填“A”或“B”）
（4）闭合开关后，通过调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2.5V，这时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡电流的测量值为___________A，小灯泡正常发光时电功率的测量值为___________W.
答案：
（1）图略
（2）断开（3）A（4）0.30.75
10.如图9.1-15所示是测定额定电压为2.5V灯泡的额定功率的电路图.
图9.1-15
（1）a是___________表，b是___________表.
（2）如果小灯泡的阻值约为10Ω，电源由2节干电池串联组成，电流表有量程为0~0.6A和03A两挡，电压表有量程为0~3V和0~15V两挡，则a表量程应选___________挡，b表量程应选___________挡.
（3）闭合开关，发现小灯泡两端电压只有1.8V，滑动变阻器的滑片P应向___________端移动，才能使电压表示数为___________V.此时灯泡的实际功率就是额定功率.
（4）要测量的数据是___________和___________，计算灯泡的额定功率公式为___________.
答案：
（1）电流电压
（2）0~0.6A0~3V（3）左2.5（4）UIP=UI
11．小华为了探究影响电流产生热量的因素，他用两个完全相同的烧瓶，内装质量相等的煤油，两个带有橡胶塞的规格完全相同的温度计，两根阻值不同的电阻丝和（已知：
），以及电源、开关、滑动变阻器、导线等，连接了如图9.1-16所示的实验电路.
图9.1-16
（1）此电路可探究当___________和通电时间一定时，电流产生热量跟电阻的关系.
（2）闭合开关，通电一段时间后，温度升高较少的是___________温度计（选填“甲”或“乙”）.
答案：
（1）电流
（2）乙
12.下表是小李在实验中记录的实验数据，请根据表中数据归纳出电功率P与电阻R的关系：
P=___________.
R/Ω
10
20
30
40
50
60
P/W
6
9
12
15
18
21
答案：
（0.3W/Ω）R+3W
13.小明猜想导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量就越多.为了验证猜想，他准备了三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，并将三段阻值不同的电阻丝（＜＜）浸在煤油中，再用带有规格完全相同的温度计的橡胶塞封住瓶口，如图9.1-17甲所示.然后他将电源、开关、电流表、滑动变阻器、图甲中的烧瓶①、导线连成如图乙所示的电路.接下来小明进行了如下操作：
a.闭合开关，移动滑动变阻器滑片到适当位置，电流表的示数为I，记录相关数据.
b.断开开关，用烧瓶②替换下烧瓶①，闭合开关，移动滑动变阻器滑片到适当位置，使电流表的示数仍为I，记录相关数据.
c.断开开关，用烧瓶③替换下烧瓶②，闭合开关，移动滑动变阻器滑片到适当位置，使电流表的示数仍为I，记录相关数据.
请你分析并回答下列问题：
（1）在小明设计的探究实验中，自变量是___________.
（2）小华认为小明的实验操作不能验证他的猜想，其理由是___________.
甲乙
图9.1-17
答案：
（1）电阻
（2）没有控制通电时间相同
三、计算题
14.图9.1-18甲是某品牌电吹风机，图乙是其内部的电路图，表格中列出了有关参数.
甲乙
图9.1-18
型号
SHZ2010－624
热风温度
50℃~75℃
额定功率
热风时：
1100W
冷风时：
120W
额定电压
220V
质量
0.5kg
求:
（1）计算吹热风时，通过电热丝的电流；（结果保留两位有效数字）
（2）某人用此电吹风吹冷风5min，共消耗多少电能.
解：
（1）根据公式P=UI可得，I==≈4.5A
=120W×5×60J
（其他解法正确均可）
15．如图9.1-19所示电路，电源电压保持不变，=40Ω.当滑动变阻器滑片P置于b端时，两端电压与两端电压之比为3∶2，5min内产生的热量为120J.求：
图9.1-19
（1）当滑片P置于b端时，电路中的电流I；
（2）当滑片P置于b端时，电阻接入电路的阻值；
（3）当滑片P置于a端时，电路的总功率P.
解：
，==0.1A
（2）=，==×40Ω=60Ω
=0.1A×（60Ω+40Ω）=10V
P===2.5W
16.如图9.1-20所示，是某种“电子测重仪”的原理图.其中电源两端电压U恒为3V，A为托盘，P为金属滑片且固定在托盘下的弹簧上，并能随弹簧上下滑动.开关S闭合，当托盘中不放物体时，P位于R的最上端，的电功率为；当称量物体质量达到最大值时，滑片P位于R的最下端，的电功率为，且∶=1∶9.求：
电子测重仪正常工作过程中，电压表示数的范围.（请画出相关电路的等效电路图）
图9.1-20
解：
当开关S闭合，托盘中不放物体时，等效电路如图9.1-21甲所示；
当开关S闭合，称量物体质量达到最大值时，等效电路如图乙所示.
甲乙
图9.1-21
（1）根据：
P=，因为不变，＝＝
所以＝
已知U＝3V，所以＝U＝×3V＝1V
因此，电压表示数的范围为1V～3V.
拓展提高
1.（多选）把标有“220V40W”和“220V15W”的甲、乙两盏灯串联接在220V电压下，则下面分析正确的是（）
A．两盏灯的总功率等于55W
B．两盏灯的总功率小于15W
C．甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率
D．乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率
答案：
BD
2.甲、乙两电炉并联在同一电源上，各有开关控制，甲炉电阻是乙炉的4倍，要两电炉产生同样多的热量则应（）
A．甲通电时间是乙的4倍B．乙通电时间是甲的4倍
C．甲、乙通电时间一样长D．不知道额定电压无法比较
答案：
A
3.两只灯泡串联在电路中，其中一只亮，另一只不亮，原因可能是（）
A．不亮的灯泡灯丝断了或接触不良
B．两灯相比，不亮的灯泡其电阻太小
C．两灯相比，不亮的灯泡其电阻太大
D．两灯相比，通过不亮灯泡的电流较小
答案：
B
4.如图9.1-22所示的电路，当变阻器的滑片P向b移动过程中（）
图9.1-22
A．灯L功率变大，电表
的示数都变小
B．灯L功率变大，电表
的示数变小，电表
的示数变大
C．灯L功率变小，电表
示数都变大
D．灯L功率变小，电表
的示数变小，电表
示数变大
答案：
D
5.（多选）有两个定值电阻和，的阻值已知，现在用一只电压表和一只电流表按图9.1-23中四种接法读取数据，能算出消耗的功率的原理图是（）
ABCD
图9.1-23
答案：
ABCD
6.额定功率不同、额定电压相同的两只灯泡，___________联在电路中，额定功率大的灯泡亮，_________联在电路中，额定功率小的灯泡亮.
答案：
并串
7.把一个标有“6V3W”的灯泡接在10V的电源上，要使灯泡正常发光，需要___________联一个___________Ω的电阻，此时电阻消耗的电功率是___________W.
答案：
串82
8.电灯的电阻为30Ω，正常发光时通过它的电流为0.1A，现把它接在恒定电流为0.4A的电路中，要使它正常发光，应把___________Ω的电阻跟电灯___________联，此时电阻消耗的电功率是___________W.
答案：
10并0.9
9．小宣在研究“电阻消耗的电功率与该电阻阻值之间的关系”时，记录的实验数据如下表所示.请你对表格中的数据进行分析，归纳出电功率与电阻阻值之间的关系：
___________
_________________________________.
R/Ω
10
20
30
50
60
70
I/A
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
U/V
3
6
9
15
18
21
P/W
0.9
1.8
2.7
4.5
5.4
6.3
答案：
当流过电阻的电流一定时，电阻消耗的电功率与其阻值成正比
10．有两盏白炽灯和，标有“PZ220100”字样，标有“PZ22040”字样.将这两盏灯串联接在电压为220V的电源两端，已知灯都发光，灯的电阻小于的电阻，请你判断哪盏灯的实际功率较大，为什么？
答案：
的实际功率大.因为两灯串联接入电路，则流过两灯的电流I相同，而，根据可知电阻大的实际功率大.
11.小灯泡的额定电压为6V，电阻约为12Ω，为测定它的额定功率：
（1）下列操作中，正确的顺序为___________（填序号）
A.将滑动变阻器调到最大位置；
B.断开电源；
C.观察并记录电流表的示数；
D.断开开关，按电路图连接电路；
E.设计电路并画出电路图；
F.应用公式，计算灯泡的额定功率；
G.闭合开关，调节滑动变阻器，使灯泡两端电压等于其额定电压；
H.整理仪器.
（2）实验中电压表的量程应选___________.如果实验时，电流表的示数为0.48A,这只灯泡的额定功率为___________.
答案：
（1）E、D、A、G、C、B、H、F
（2）015V2.88W
12.小亮同学做测定“小灯泡的额定功率”实验时所用器材有电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡（小灯泡的额定功率小于1W）、滑动变阻器（50Ω1A）以及符合实验要求的电压表和电流表、开关和导线.如图9.1-24甲是小亮同学没有连接完整的电路.
甲乙
图9.1-24
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整.
（2）小亮同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可
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