赢在中考2020年中考物理一轮复习专题18电功率课件 72页

2020 年中考物理 一轮复习讲练测 专题 18 电功率 1 复习目标 会： 计算电功；计算电功率；进行电热计算。 理解： 电流做功；电功率概念；焦耳定律。 掌握： 电能表读数及其相关计算；测量小灯泡电功率的基本内容。 了解 ：额定功率的概念。 2 一、电能与电功 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： W=IUt=Pt( 适用于所有电路 ) 。 2 一、电能与电功 对于纯电阻电路可推导出： （ 1 ）串联电路： （ 2 ）并联电路： （ 3 ）在任何情况下，在一定时间所做的总功 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=1k Wh=3.6×10 6 J ；“1度”的规定：1kw的用电器工作1h消耗的电能。 2 一、电能与电功 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。 2 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： （适用于所有电路），推导公式： （适用于纯电阻电路）。 （ 1 ）串联电路中 : （ 2 ）并联电路中： （ 3 ）无论用电器串联或并联，计算总功率常用公式 P=P 1 +P 2 +…P n 。 2 二、电功率 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 计算出该灯的电阻。 2 二、电功率 （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 ，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/n 2 。 （5）灯L 1 “220V 、100W”，灯L 2 “220V 、25W”相比较而言，L 1 灯丝 粗短 ， L 2 灯丝 细长 。 2 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 ，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 三、测量小灯泡电功率 （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。 2 三、测量小灯泡电功率 （6）用公式 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 1 2.5 0.31 0.78 正常 2 2.0 0.25 0.50 较暗 3 3.0 0.38 1.14 较亮 2 三、测量小灯泡电功率 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。 2 三、测量小灯泡电功率 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。 2 三、测量小灯泡电功率 （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 ，测电阻阻值的实验原理是 ；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。 2 三、测量小灯泡电功率 二、实验中电路故障分析 故障 现象 故障原因 灯泡不亮 闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数 ①滑动变阻器接成定值电阻 ②电源电压太低 闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表无示数 ①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏②接线柱接触不良 ③连接导线断裂 闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转 ①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良②电流表和电压表的位置互换了 电表问题 电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转 电流表和电压表的“﹢”“－”接线柱接反了 电流表与电压表的指针偏转角度很小 ①电表的量程都选择过大 ②电源电压过低 电表的指针超过最大刻度 ①量程选择过小 ②电路中出现短路 滑动变阻器问题 滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化 滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻 无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压 电源电压过低 闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数 灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置 2 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=I 2 Rt 。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。 3 考点一：电能与电功 1. (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 。 5546.7 0.02 400 3 考点一：电能与电功 【点睛】（ 1 ）电能表的读数：最后一位是小数、单位是 kW•h 。（ 2 ） 1600imp/ （ kW•h ）表示每消耗 1kW•h 的电能，指示灯闪烁 1600 次，据此可求闪烁 32 次消耗的电能，再利用 P= 求用电器的实际电功率。本题考查了电能表的读数，消耗电能和电功率的计算，明确电能表相关参数的意义是关键。 3 考点一：电能与电功 【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： =0.4kW=400W 。 故答案为： 5546.7 ； 0.02 ； 400 。 3 考点一：电能与电功 C 2 ． （2019·岳阳） 如图所示，电源电压恒定不变。闭合开关后，滑动变阻器的滑片P由b端移到某点c的过程中，电压表的示数由4V变为3V，电流表的示数由0.2A变为0.3A，由此可知（ ）。 A．电源电压为7V B．R 1 的阻值为20Ω C．电路消耗的最小功率为1.2W D．滑片P在b端时，10秒内R 1 产生的热量为12J 3 考点一：电能与电功 【点睛】由电路图可知， R 1 与 R 2 串联，电压表测 R 2 两端的电压，电流表测电路中的电流。（ 1 ）滑动变阻器滑片 P 在 B 端时， R 1 与 R 2 串联，滑动变阻器的滑片 P 由 B 端移到某点 C ，根据串联电路的电压特点，应用欧姆定律求出 R 1 的阻值和电源电压。（ 2 ）滑动变阻器滑片 P 在 B 端时， R 1 与 R 2 串联，此时电路中的电阻值最大，利用 P=UI 可求得最小功率。（ 3 ）滑片 P 在 b 端时，根据串联电路的电压特点可求得 R 1 两端电压，再利用 Q=W=UIt 可求得 10 秒内 R 1 产生的热量。 3 考点一：电能与电功 【解析】由电路图可知，R 1 与R 2 串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 （ 1 ）由“闭合开关后，滑动变阻器的滑片 P 由 B 端移到某点 C 的过程中，电压表的示数由 4V 变为 3V ，电流表的示数由 0.2A 变为 0.3A ，”可知， R 2 两端电压为 4V ， ac 两端电压 Uac=3V ，当滑动变阻器的滑片 P 在 b 端时，电流 I=0.2A ，当滑片 P 由 b 端移到某点 c 时，电流 I=0.3A ，设电源电压为 U ， 解得 R=10 Ω， U=6V ，故 AB 错误； （2）滑动变阻器滑片P在b端时，R1与R2串联，由P=UI可得，电路消耗的最小功率P=UI=6V×0.2A=1.2W，故C正确； （ 3 ）滑片 P 在 b 端时，根据串联电路的电压特点可得， R1 两端电压 U1=U-U2=6V-4V=2V ， 10 秒内 R1 产生的热量 Q=W=U1It=2V×0.2A×10S=4J ，故 D 错误。故选 C 。 3 考点一：电能与电功 4400 3 ．（ 2019· 辽阳市中考考前最后一卷） 李刚家的电能表如图所示，从表盘信息可知：电能表允许接入的用电器总功率不能超过 　 　 W；当电路中只有电风扇工作时，电能表转盘在6min内转过了10转，这个电风扇的实际功率 　 　 W。 50 3 考点一：电能与电功 【解析】电能表允许接入用电器的最大总功率：P＝UI＝220V×20A＝4400W； 因2000r/kW•h表示转盘转1圈，电路中消耗 kW•h的电能， 所以，这6min内消耗的电能： 电风扇的电功率： 0.05kW＝0.05×1000W＝50W。 故答案为：4400；50。 3 考点二：电功率 10 1 ． （2019·天津） 如图甲所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关 S ，滑动变阻器滑片 P 从 a 端移动到 b 端的整个过程中，电流表示数 I 与电压表示数 U 的关系图象如图乙所示。则电阻 R 1 的阻值为 ______Ω ；当变阻器滑片 P 处于 a 端时，电阻 R 1 消耗的电功率为 ______W 。 0.1 3 考点二：电功率 【点睛】分析电路图，定值电阻 R 1 与滑动变阻器 R 2 串联，电压表测 R 1 两端的电压，电流表测电路中的电流。（ 1 ）当滑片位于 b 端时，电路为 R 1 的简单电路，电压表测 R 1 两端的电压（电源电压），此时电路中的电流最大，由图象可知此时 R 1 两端的电压、电路中的电流，利用欧姆定律求 R 1 的阻值；（ 2 ）当滑片位于 a 端时， R 1 、 R 2 串联，电压表测 R 1 两端的电压，由图象可知，此时电路中的电流、 R 1 两端的电压，利用 P=UI 求电阻 R 1 消耗的电功率。本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功率的计算，从图象中获取有用的信息是关键。 3 考点二：电功率 【解析】由电路图可知，定值电阻 R 1 与滑动变阻器 R 2 串联，电压表测 R 1 两端的电压，电流表测电路中的电流。 （ 1 ）当滑片位于 b 端时，电路为 R 1 的简单电路，电压表测电源电压，此时电路中的电流最大，由图象可知，电源电压 U=3V ，此时 R 1 两端的电压 U 1 =U=3V ，电路中的电流 I=0.3A ， 由欧姆定律可得： （ 2 ）当滑片位于 a 端时， R 1 、 R 2 串联，电压表测 R 1 两端的电压，由图象可知，此时电路中的电流 I′=0.1A 时， R 1 两端的电压 U 1 ′=1V ，电阻 R 1 消耗的电功率 I 1 ′=U 1 ′I′=1V×0.1A=0.1W 。 故答案为： 10 ； 0.1 。 3 考点二：电功率 D 2. （2019·苏州） 额定电压均为 6V 的甲、乙两灯， I-U 图线如图所示。下列说法正确的是（ ）。 A. 甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小； B. 甲、乙两灯的额定功率之比为 4 ： 1 ； C. 甲、乙两灯并联接在电压为 2V 的电源两端时，电阻之比为 3 ： 2 ； D. 甲、乙两灯串联接在电压为 8V 的电源两端时，实际功率之比为 1 ： 3 3 考点二：电功率 【点睛】（ 1 ）通过曲线图可知小灯泡的电阻随电压的增大而增大；（ 2 ）甲灯正常工作时的电压和额定电压相等，根据图象读出通过甲、乙的电流，根据 P=UI 求额定功率之比；（ 3 ）甲、乙两灯并联在 2V 的电源两端时，根据图象读出通过甲、乙的电流，再根据欧姆定律求出电阻之比；（ 4 ）当把两灯串联在 8V 电源上时，根据串联电路的电流特点和串联电路电压的特点确定甲、乙两灯两端的实际电压，利用 P=UI 即可得出实际功率之比。本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键。 3 考点二：电功率 【解析】 A ．由甲、乙曲线图可知，灯泡的电阻随电压的增大而增大。故 A 错误； B ．由于甲、乙两灯的额定电压均为 6V ，由图象可知： I 甲额 =0.6A ， I 乙额 =0.3A ， C 、甲、乙两灯并联在 2V 的电源两端时，由图象可知： I 甲 =0.3A ， I 乙 =0.2A ，根据 I= 可得电阻之比； D ．把甲、乙两灯串联接在 8V 的电源上时，通过它们的电流相等，且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和，由图象可知，当电路中的电流为 0.3A ，甲灯的实际电压为 2V ，乙灯的实际电压为 6V 时满足电源电压为 8V ，所以实际功率之比： P 甲 ： P 乙 =U 甲 I ： U 乙 I=2V ： 6V=1 ： 3 ，故 D 正确。故选 D 。 3 考点二：电功率 3. （2019·菏泽） 如图所示，将标有“2.5V 0.625W”字样的小灯泡接入电源电压4.5V（电压保持不变）电路中，为调节灯泡亮度，在电路中串联一个滑动变阻器，两个电压表的量程都是3V。 （1）移动滑动变阻器滑片，使小灯泡正常发光，灯泡正常发光时的电阻是多大？ （2）在小灯泡正常发光的情况下，通电5分钟，滑动变阻器消耗的电能是多少？ （3）为保证两个电压表两端的电压不超过3V，小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下，滑动变阻器允许的取值范围是多少？（假定灯丝电阻保持不变） 3 考点二：电功率 【点睛】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测L两端的电压，电压表V2测R两端的电压。 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据求出灯泡正常发光时的电阻；（2）根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出小灯泡正常发光时电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用W=UIt求出通电5分钟滑动变阻器消耗的电能；（3）为保证两个电压表两端的电压不超过3V，小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下，当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律 求出其大小；当电压表V2的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出此时灯泡两端的电压，利用串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出变阻器接入电路中的最大阻值，然后得出答案。 3 考点二：电功率 【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测L两端的电压，电压表V2测R两端的电压。（1）由 可得，灯泡正常发光时的电阻： ； （2）因串联电路中各处的电流相等，且小灯泡正常发光， 所以，电路中的电流： ， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动变阻器两端的电压： U R =U-U L =4.5V-2.5V=2V， 则通电5分钟，滑动变阻器消耗的电能： W R =U R It=2V×0.25A×5×60S=150J； （3）为保证两个电压表两端的电压不超过3V，小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下， 当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小， 则 ； 3 考点二：电功率 当电压表 V 2 的示数 U R大 =3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大， 此时灯泡两端的电压： U L小 =U-U R大 =4.5V-3V=1.5V， 此时电路中的电流： ， 解得： R 大 =20Ω，所以，滑动变阻器允许的取值范围是8Ω～20Ω。 答：（1）灯泡正常发光时的电阻是10Ω；（2）在小灯泡正常发光的情况下，通电5分钟，滑动变阻器消耗的电能是150J；（3）滑动变阻器允许的取值范围是8Ω～20Ω。 3 考点三：测量小灯泡电功率 1. （2019·遂宁） 在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压 2.5V 的小灯泡，滑动变阻器、开关、导线若干，部分实物电路如图甲所示。 （ 1 ）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：滑片 P 向右移动时小灯泡变亮）。 （ 2 ）连接好电路，闭合开关，发现小灯泡很亮，电压表示数为 3V 。 断开开关，经检查，各元件完好，电路连接正确则实验中操作错误之处是 。 滑动变阻器的滑片没有调到阻值最大处 3 考点三：测量小灯泡电功率 B （ 3 ）改正错误后进行实验，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器的滑片 P 应向 ______ 端移动（选填 “A ”或“ B ”）。 （ 4 ）图丙是由实验数据描出的小灯泡的 I-U 图象，则小灯泡额定功率是 W 。 （ 5 ）根据小灯泡的 I-U 图象计算出不同电压下灯丝电阻值不同，原因是灯丝电阻随 ______ 的变化而变化。 （ 6 ）若用第（ 3 ）小问中所测得数据算出灯泡的电阻 R L ，再根据 P= 计算灯泡的额定功率。按此方案算出灯泡的额定功率比真实值 ______ （选填“偏大”或“偏小”）。 0.625 温度 偏大 3 考点三：测量小灯泡电功率 【点睛】（ 1 ）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，滑片 P 向右移动时小灯泡变亮，说明滑动变阻器接入电路中的电阻变小，即右下方接线柱必须接入电路中；（ 2 ）为防止电路中的电流过大，烧坏电路元件闭合开关前滑动变阻器处于最大阻值处；（ 3 ）根据电压表的量程和分度值读出示数，然后与灯泡的额定电压相比较确定灯泡两端电压变化，根据串联电路的分压特点可知变阻器接入电路中电阻的变化，从而得出滑片移动的方向；（ 4 ）根据图丙读出额定电流，根据 P=UI 求出灯泡的额定功率；（ 5 ）灯泡灯丝的电阻与温度有关；（ 6 ）比较两个电压下灯泡电阻的关系，根据 P= 得出按此方案算出灯泡的额定功率与真实值的关系。本题考查了实物图的连接和实验的注意事项、电压表的读数、串联电路的分压特点、电功率的计算等，涉及到的知识点较多，综合性强，有一定的难度。 3 考点三：测量小灯泡电功率 【解析】（ 1 ）滑动变阻器的右下方接线柱与开关相连时，滑片 P 向右移动时小灯泡变亮，如下图所示： （ 2 ）连接好电路，闭合开关，发现小灯泡很亮，电压表示数为 3V ，且各元件完好，电路连接正确，则实验中操作错误之处是：滑动变阻器的滑片没有调到阻值最大处； （ 3 ）由图乙可知，电压表的量程为 0 ～ 3V ，分度值为 0.1V ，示数为 2V ，若要测量小灯泡的额定功率，应使电压表的示数达到 2.5V ，由串联电路的分压特点可知，应减小滑动变阻器接入电路中的电阻，即滑片 P 应向 B 端移动； （ 4 ）由图丙可知，电压表的示数为 2.5V 时，通过的电流为 0.25A ， 则小灯泡额定功率是P P=UI=2.5V×0.25A=0.625W ； 3 考点三：测量小灯泡电功率 （ 5 ）根据小灯泡的 I-U 图象计算出不同电压下灯丝电阻值不同，原因是灯丝电阻随温度的变化而变化； （ 6 ）由图丙可知，灯泡两端的电压为 2V 时，通过的电流为 0.225A ， 由 I= 的变形式 R= 可得，灯泡两端的电压为 2V 、 2.5V 时的电阻分别为 8.9Ω 、 10Ω ， 若用第（ 3 ）小问中所测得数据算出灯泡的电阻 R L ，再根据 P= 计算灯泡的额定功率，按此方案算出灯泡的额定功率比真实值偏大。 故答案为：（ 1 ）如上图所示；（ 2 ）滑动变阻器的滑片没有调到阻值最大处；（ 3 ） B ；（ 4 ） 0.625 ；（ 5 ）温度；（ 6 ）偏大。 3 考点三：测量小灯泡电功率 2. （2019·河南） 在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω 2A“，小灯泡的额定电压U 额 =2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R 0 可供选择。 （1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。 3 考点三：测量小灯泡电功率 （2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为 W。 1 2 3 4 5 电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流/A 0.24 0.32 0.38 0.44 电功率/W （3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而_____。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R 0 =_____Ω的定值电阻。 3 考点三：测量小灯泡电功率 （4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。 ① 检查电路无误后，闭合开关S，将开关S 1 拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为_____； ② 滑片不动，再将开关 S 1 ，拨至“2”，读出电压表示数为U 0 ； ③ 小灯泡的额定功率： P 额 =_____。（用U 额 、 U 0 、 R 0 表示） 若步骤 ② 中，在将开关 S 1 拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值_____（选填“偏大”或“偏小”） 3 考点三：测量小灯泡电功率 【点睛】（1）先根据P=UI估测灯泡的额定电流，进而确定电流表的量程，然后按电流的顺顺连接即可；（2）电流表选择0～0.6A量程，分度值为0.02A，根据指针位置进行读数，然后根据P=UI求出小灯泡的额定功率；（3）由表中数据可知，随着灯泡两端电压的增大，电流也增大，根据P=UI可知小灯泡消耗的电功率变化情况；由表中数据可知，第5次实验电流最大，此时电路总电阻最小，根据I= 求出第5次实验时电路总电阻，进而得出答案；（4）要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压，根据串联电路电压规律可得出电压表的示数；滑片不动，再将开关S 1 拨至“2”，求出此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流，根据P 额 =U 额 I 额 求出小灯泡的额定功率；将开关 S 1 拨至“2”，滑片向右移动稍许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压知识可知，滑动变阻器两端的电压和定值电阻R 0 两端的电压变化，最后根据 P 额 =U 额 I 额 可判断测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小还是偏大。 3 考点三：测量小灯泡电功率 【解析】（1）由P=UI得，小灯泡的额定电流约为： ，所以，电流表选择0-0.6A的量程；灯泡、R 0 及滑动变阻器串联，故将电流表的“0.6”接线柱与电源的“+”极连接，小灯泡的左接线柱与R 0 的左接线柱连接，如图所示： 3 考点三：测量小灯泡电功率 （2）由（1）可知，电流表选择0-0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.42A，则小灯泡的额定功率：P 额 =U 额 I 额 =2.5V×0.42A=1.05W。 （3）由表中数据可知，随着灯泡两端电压的增大，电流也增大，根据P=UI可知，小灯泡消耗的电功率增大，即小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大。 由表中数据可知，第5次实验电流最大，此时电路总电阻最小， 由I= 可得，第5次实验时电路总电阻： ， 因 R 总 =R L +R 0 +R 滑 ，已知定值电阻 R 0 的阻值为10Ω或20Ω，故小聪在实验中选用的是 R 0 =10Ω。 （4）要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压， ① 闭合开关S，将开关S 1 拨至“1”，小灯泡、R 0 和滑动变阻器串联，电压表测 R 0 和滑动变阻器两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，灯泡正常发光时，电压表的示数： U V =U-U 额 =8V-2.5V=5.5V。 3 考点三：测量小灯泡电功率 ② 滑片不动，再将开关 S 1 拨至“2”，电压表测R 0 两端的电压 U 0 ，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流： ③ 小灯泡的额定功率： P 额 =U 额 I 额 =U 额 • 。将开关S 1 拨至“2”，滑片向右移动稍许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压知识可知，滑动变阻器两端的电压变大，定值电阻R 0 两端的电压 U 0 变小，根据 P 额 =U 额 I 额 =U 额 • 可知，测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。 故答案为：（1）如上图所示；（2）1.05；（3）增大； 10；（4） ① 5.5V； ③U 额 • ； 偏小。 3 考点四：焦耳定律 6 1. （2019·益阳） 如图所示电路，电源电压不变， R 1 为发热电阻，阻值10Ω．R 2 为定值电阻，阻值为 20Ω 。R为滑动变阻器（A、B为其两个端点）。闭合开关S，当滑片P移动到A端时，电流表的示数为0.3A，电源电压U=______V。当滑片P移到B点时，发热电阻R 1 在1分钟内产生的热量为______J。 216 3 考点四：焦耳定律 【点睛】滑片移到A端时，滑动变阻器断路，闭合开关S，R 1 和 R 2 并联，电流表测量通过 R 2 的电流。已知 R 2 阻值和电流表示数，可以得到 R 2 两端电压，也就是电源电压；因为 R 1 直接连接在电源两端，所以滑片是否移动，对 R 1 状态没有影响，已知 R 1 阻值、两端电压和通电时间，利用公式 得到发热电阻 R 1 在1分钟内产生的热量。 3 考点四：焦耳定律 【解析】由图知，闭合开关S，当滑片P移动到A端时，R 1 和 R 2 并联，电流表测量通过 R 2 的电流。 因为I= ，所以电源电压为U=I 2 R 2 =0.3A×20Ω=6V； 滑片P移动过程中，R 1 两端电压不变，阻值不变， 所以1分钟内产生的热量为 。 故答案为：6；216。 3 考点四：焦耳定律 48.4 2. （2019·贵港） 家用电吹风的简化电路如图5所示，主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是 ________ Ω，正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是 ________ J。 3×10 5 3 考点四：焦耳定律 【解析】由表知，电热丝吹热风时，电热丝的额定功率为P=1000W，额定电压为U=220V， 故电热丝的阻值为 ； 正常工作吹热风5min电热丝产生的热量为： 。 3 考点四：焦耳定律 3. (2019岳阳) 一新款节能电炖锅如图甲，有关技术参数如表（设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变）。 额定电压 电炖锅档位 额定功率/W 200V 低温 200 中温 400 高温 600 3 考点四：焦耳定律 （1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流（计算结果保留一位小数）； （2）在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于中温挡状态的电炖锅工作，观察到标有“1800r/（kW•h）”的电能表转盘在12ls内转了20圈，求此时的实际电压； （3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，待水温达到50℃时开始计时，绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息，通过计算，分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。 3 考点四：焦耳定律 【点睛】（ 1 ）由功率公式 可求得高温档时的电流；（ 2 ）由公式 变形可求得电炖锅的电阻，已知电能表每消耗 1kw•h 的电能转盘就转动 1800r ，据此求出电能表转盘在 121s 内转了 20r 消耗的电能，利用 p= 求出其实际功率，再根据公式的变形求出他家电路的实际电压。（ 3 ）计算出低温档和高温档每分钟消耗电能的多少比较即可解答。 3 考点四：焦耳定律 【解析】（ 1 ）由表中数据可知，高温的功率 P 高 =600 W，由P=UI可得，在高温档工作时，电路中的电流： ； （ 2 ）由 可得，电炖锅的电阻： ， 电炖锅在高档工作时，电能表转盘在在 121s 内转了 20r ， 则电炖锅消耗的电能： 实际功率为： 由 可得，电路的实际电压： 3 考点四：焦耳定律 （ 3 ）高温档消耗的电能 W 高 =p 高 t 高 =600W×6×60s=2.16×105J ，则水升高 1 ℃消耗的电能 2.16×10 5 J/20=1.08×10 4 J， 低温档消耗的电能 W 低 =P 低 t 低 =200W×9×60s=1.08×10 5 J ， 则水升高 1 ℃消耗的电能为 1.08×10 5 J/8=1.35×10 4 J ， 因为 1.08×10 4 J ＜ 1.35×10 4 J ，且两档加热水的质量相同，所以加热等质量的水升高 1 ℃，高温档比低温档消耗电能少，用高温档节能。 答：（ 1 ）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流是 2.7A ； （ 2 ）在用电高峰期，此时的实际电压是 200V ； （ 3 ）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，由（ 3 ）可知用高温挡更节能。 4 考点一：电能和电功 20 2. （2019·达州） 如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“10V 5W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），当S、S 1 都闭合且滑动变阻器的滑片P在A端时，电流表A的示数为1A，此时灯泡正常发光，则滑动变阻器的最大阻值为 Ω 。当S闭合、S 1 断开且滑动变阻器的滑片P在B端时，电压表的示数为 V，灯泡L的实际功率为 W。 5 1.25 4 考点一：电能和电功 968W 2. （2019·泸州） 小明家电热水器铭牌标识为 “220 V 、 1000 W ” 。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 220 V 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？ 50 Ω 1512.5 Ω 4 考点一：电能和电功 6 Ω 3. （ 2018 ·长沙） 如图 L 1 、 L 2 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 ,L 2 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 L 1 的电阻 R 1 ； (3) 当 S 、 S 1 都闭合时 ,10s 内电流做的总功。 3V 42J 4 考点二：电功率 AD 1. （2019·河北） 如图所示，电源电压不变， R 1 、 R 2 为定值电阻，R为滑动变阻器，a、b是电流表或电压表。当只闭合开关S、S 1 时，a、b的指针均明显偏转，将位于中点的滑片P向左移动，a的示数不变，b的示数有变化。以下说法正确的是（ ）。 A．b是电流表； B．只闭合S、S 2 ，移动滑片P，则a示数的变化量与b示数的变化量的比值可能等于R 1 +R 2 ； C．若将b换成另一种电表，只闭合S、S 2 ，将滑片P向右移动，R 2 消耗的功率一定变大； D．若将a与b的位置互换，只闭合S、S 2 ，则a的示数与b的示数的比值可能等于R 2 4 考点二：电功率 A 2. （2019·达州） 如图所示，电源电压保持不变， R 1 、 R 2 、 R 3 为定值电阻，且 R 2 ＝ R 3 ＝20Ω．闭合开关S，电压表V 1 和 V 2 的示数之比为4：3，此时电路消耗的总功率为P 1 ；若把电压表 V 1 和 V 2 分别换成电流表 A 1 和 A 2 ，闭合开关S后电流表A 1 的示数为 I 1 ，电流表 A 2 的示数为 I 2 ，此时电路消耗的总功率为 P 2 。则下列结果正确的是（ ）。 A．R 1 ＝ 10Ω 、 I 1 ： I 2 ＝3：2、 P 1 ： P 2 ＝1：10；B．R 1 ＝ 5Ω 、 I 1 ： I 2 ＝2：3、 P 1 ： P 2 ＝1：10； C．R 1 ＝ 10Ω 、 I 1 ： I 2 ＝3：2、 P 1 ： P 2 ＝10：1；D．R 1 ＝ 5Ω 、 I 1 ： I 2 ＝2：3、 P 1 ： P 2 ＝10：1 4 考点二：电功率 B 3. （2019·天津） 现有一个电压不变的电源，两个定值电 R 1 、 R 2 ．先将这两个电阻以某种形式连接到电源上， R 1 消耗功率为 P 0 ；再将它们以另一种形式连接到该电源上， R 1 消耗功率为 9P 0 ．两种连接形式中均有电流通过 R 2 ，则先后两种连接形式中（ ）。 A.R 1 两端的电压比为 1 ： 2 ； B.R 1 两端的电压比为 1 ： 3 ； C.R 2 消耗的功率比为 1 ： 9 ； D. R 2 消耗的功率比为 2 ： 9 4 考点二：电功率 增大 4. （2019·湖州） 现有规格分别为 “6V 、 3W ”和“ 6V 、 6W ”两个小灯泡 L 1 、 L 2 ，已知它们的电流与电压间关系如图所示。 （ 1 ）由图可知， L 1 、 L 2 的灯丝电阻都随电流的增大而 ______ （选填“增大”“减小”或“不变”）。 （ 2 ）若将 L 1 、 L 2 并联接在学生电源间，电源电压调节为 6 伏，通电 5 分钟，则两灯泡消耗的总电能为多少焦？ （ 3 ）若将 L 1 、 L 2 串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证 每个灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下， L 1 、 L 2 消耗的 实际总功率最大值是多少？ 2700J 4W 4 考点三：测量小灯泡电功率 A 1 1. （2019·绵阳） 测量标有“2.5V”字样的小灯泡在额定电压下工作时的电阻，小灯泡的额定功率估计在0.8W左右。实验室提供的器材有：两节干电池、电压表V（量程0-3V）、滑动变阻器、导线若干、开关、待测小灯泡。供选择的电流表：A 1 （量程0-0.6A）、A 2 （量程0-3A）。回答下列问题： （1）电流表应选用________（“A 1 ”或“A 2 ”）。 （2）连接好如图所示的实验电路，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有较大的示数。电路的故障可能是________（选填序号） A．电压表断路 B．小灯泡断路 C．电压表短路，且小灯泡断路 D．电流表短路，且小灯泡断路 （3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V，电流表示数如图乙所示，小灯泡正常发光时的电阻是________Ω（小数点后保留一位数字）。 B 、 D 8.3 4 考点三：测量小灯泡电功率 4 考点三：测量小灯泡电功率 2. （2018·潍坊） 要测量一个额定电压为3.8V小灯泡的功率，小灯泡工作时的电阻约为10Ω。现有电流表、电压表、开关各一个，规格分别为“10Ω、1A“、“50Ω、0.5A”和500Ω、0.1A”的滑动变阻器各一个，导线若干，电源（8V）一个。 （1）为完成实验，应该选取规格为 的滑动变阻器； （2）选出合适的滑动变阻器后，将实验器材连成如图所示的实验电路，闭合开关，将滑动变阻器滑片向右移动，观察到的现象是 （多选）； A．小灯泡变亮，电压表示数变大； B．电流表示数为零，小灯泡不亮； C．电流表示数变大，电压表示数变小； D．电压表示数接近8V，且示数不变。 “50Ω 0.5A” BD 4 考点三：测量小灯泡电功率 （3）造成上述现象的原因是其中有一条导线连接错误，请将该导线打上“×”号；并用笔画线代替导线把它改到正确的位置上； （4）线路改正后，移动滑片，记录多组电流和电压U，并在坐标纸上做出I-U关系图象，如图所示。由图可知小灯泡的额定功率为 W；当小灯泡两端电压为3V时，灯泡电阻为 Ω。 1.14 12 4 考点三：测量小灯泡电功率 B 3 ． （2018·滨州） 某实验小组的同学用 图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测 小灯泡L的额定电压为3.8V，额定功率 小于1W，电源电压恒为6V，滑动变阻 器R的规格为“20Ω、1A”，图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。 （1）请你用笔线代替导线，在图甲中把电路连接完整； （2）正确连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因应该是 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）。 A．电流表内部断路了；B．灯泡的灯丝断了； C．灯座内部出现了短路；D．滑动变阻器的电阻线断了 4 考点三：测量小灯泡电功率 0.2 （3）排出故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，其值为 A，小灯泡的额定功率为 W。 （4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）端滑动。 （5）测量小灯泡的电功率 （选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是 。 （6）图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图，测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测 （选填“电压”或“电流”）值偏大引起小灯跑电功率偏大的。 0.76 右 不需要 灯在不同电压下的功率不同 电流 4 考点四：焦耳定律 2100 1. （2019·河南） 在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作2min，测得家中如图所示的电能表的转盘转了70r，热水器的实际功率为_____W；若不计能量损失，这段时间内热水器中50L的水可升温_____ ℃ 。 由于热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度考虑，热水器的电源线比冰箱的要_____（选填“粗”或“细”）。[已知ρ 水 =1.0×10 3 kg/m 3 ， c 水 =4.2×10 3 J/（kg• ℃ ） ] 1.2 粗 4 考点四：焦耳定律 0.88 2. （2019·绵阳） 某一天晚上睡觉前，小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥。小文将大米等食材放入电饭煲内，接通220V家庭电路，经过了待机、加热、保温三个过程，早餐前断开电源，电饭煲消耗的电功率随时间变化的图象如图甲所示，电饭煲加热过程消耗的电能是________kW•h。已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示，S是接通家庭电路的开关，S 1 是自动开关， R 1 和 R 2 为电阻不变的电热丝，则 R 2 =________Ω。 220 4 考点四：焦耳定律 3.36×10 5 J 3. （2019·天津） 某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时，把 1kg 水从 20 ℃加热到 100 ℃用时 7min ，已知 c 水 =4.2×10 3 J/ （ kg •℃），求： （ 1 ）水吸收的热量； （ 2 ）电热水壶的热效率。 型号 xx 额定电压 220 V 额定功率 1000 W 频率 50 Hz 80%