2017年度中考物理（电能 电功率）一轮复习题 8页

第 10 讲 电能 电功率 考纲要求 备考指津 1.能从能量转化角度认识电源和用电器的 作用、电能表的作用、重要参数、读数方 法及电费的计算，电能的简单计算。 2．理解电功率和电流、电压之间的关系， 并能进行简单的计算。能区分家用电器的 额定功率和实际功率。 本课时的重点是电能表的读数，根据电能 表的参数及转盘的转数计算消耗的电能， 电功率的意义、计算、测量以及额定功率 和实际功率的关系。预计今后的中考中， 利用电能和电功率的知识解决实际问题以 及电器使用的安全问题将是考查的热点问 题。 考点 1 电能 (1)概念 电能是能让用电器工作的一种能源，电能转化成其他形式能的过程就是电流做功的过 程，电能的转化过程中电流所做的功叫电功，用符号 W 表示，电流做了多少功，就有多少电 能转化为其他形式的能。 (2)单位 电能和电功的国际单位都是焦耳，简称焦，符号为 J；常用单位是“度”，学名千瓦时， 符号是 kW·h；1 kW·h＝3.6×106 J。 (3)电功的计算 计算公式：W＝UIt＝Pt(普适公式)。 推导公式：由欧姆定律可推导出 W＝I2Rt＝U2 R t(只适用于纯电阻电路)。 (4)电能的测量：测量工具——电能表 ①关于电能表的几个重要参数的意义： “220 V”表示电能表应接在 220_V 的电路中使用，即额定电压为 220 V。 “10(20) A”表示电能表的标定电流是 10_A，在短时间内允许通过的最大电流不能超 过 20_A。 “50 Hz”表示电能表在 50 赫兹的交流电路中使用。 “600 r/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗 1 千瓦时的电能，电能表上 的转盘转过 600 转。 ②电能表的读数：电能表计数器上前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。 考点 2 电功率 (1)概念 用电器在 1 s 内消耗的电能叫做电功率，用符号 P 表示；电功率是表示用电器消耗电能 快慢的物理量。 (2)电功率的计算 计算公式： P＝W t ＝UI(普适公式)。 推导公式： 由欧姆定律可推导出，P＝U2 R ＝I2R(只适用于纯电阻电路)。 (3)单位 电功率的国际单位是瓦特，简称瓦(W)；常用单位还有千瓦(kW),1 kW＝103 W。 (4)额定电压、额定功率和实际功率 额定电压：指用电器正常工作时的电压，即用电器上标着的电压；家用电器的额定电压 通常是 220_V。 额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率，即用电器上标着的功率。 实际功率：用电器在非额定电压下工作时实际消耗的电功率；实际功率随实际电压而变 化，实际电压越高，实际功率越大。 (5)串、并联电路的电功率 串联电路：①在串联电路中，总功率等于各用电器实际功率之和，即 P 总＝P1＋P2＋…＋ Pn。 ②在串联电路中电功率分配与电阻成正比，即P1 P2 ＝R1 R2 。 并联电路：①在并联电路中，总功率等于各用电器实际功率之和，即 P 总＝P1＋P2＋…＋ Pn。 ②在并联电路中总功率分配与电阻成反比，即P1 P2 ＝R2 R1 。 1．电能表是用来测量( )。 A．用电器消耗的电能 B．电路中电流的大小 C．电路两端电压的高低 D．用电器通电的时间 2．下列用电器中，可以将电能转化为机械能的是( )。 A．电烙铁 B．电灯 C．电熨斗 D．电动机 3．一只电能表上标着“3 000 r/kW·h”这表示每消耗 1 kW·h 的电能，电能表的表盘 转 3 000 转，现在室内只接了一只灯泡，测出表盘 3 min 转了 15 转，利用这些数据，算出 灯泡在这段时间消耗的电能是______kW·h＝________J。 4．上海世博会太阳能光伏发电项目的年发电量可达 5×106 kW·h，这一项目是通过高 科技将太阳能转化为________能。某学校共有 250 盏标有“220 V 40 W”字样的日光灯，若 它们同时正常工作，则通过其中一盏灯的电流为________A，上述发电量可供这些日光灯正 常工作________h。 5．在如图所示的电路中，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，闭合开关后，电流表的示数为 0.3 A。 求： (1)电阻 R1 两端的电压； (2)通过电阻 R2 的电流； (3)电路消耗的总功率。 正确区分额定功率和实际功率 (1)一个用电器的电功率是随着它两端的电压的改变而改变的。而且，一个用电器也不 是随便接入什么电路都能工作的。设计用电器时，需要确定它在正常工作时的工作条件(如 电压、电流)、工作性能(如电功率)，通常在用电器的铭牌上标出。正常工作时的电压叫做 额定电压，在额定电压下的电功率叫做额定功率。 (2)实际功率是用电器在实际工作时的功率，是不确定的。如果用电器两端实际电压等 于它的 额定电压时，则实际功率等于额定功率，这时用电器正常工作；如果用电器两端的 实际电压小于它的额定电压，则实际功率小于额定功率，这时用电器不能正常工作；如果用 电器 两端的实际电压大于它的额定电压，则实际功率大于额定功率，用电器也不能正常工 作，严重时会影响用电器的使用寿命。为此，在使用用电器时，应尽量保证用电器两端的电 压等于或接近其额定电压，这样才能使用电器更好地发挥作用。 【例题】甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是( )。 A．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 B．两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻 C．两灯串联在 220 V 的电路中，甲灯比乙灯亮 D．将乙灯接入 110 V 电路中，它的实际功率为 50 W 解析：由题图可知，U 甲＝U 乙＝220 V，P 甲＝25 W，P 乙＝100 W。两灯均正常发光时，灯 泡消耗的电能 W＝Pt，灯泡乙的功率较大，但消耗的电能不一定多，所以选项 A 错。两灯均 正常发光时，由 R＝U2 P ，U 甲＝U 乙，P 甲

R 乙，所以选项 B 错。两灯串联在 220 V 的电路中，电流相同，由 P＝I2R 得，则甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率，所以甲灯比 乙灯亮，选项 C 正确。将乙灯接入 110 V 电路中，若不考虑灯丝电阻变化，U 实＝1 2 U 乙，则 P 实＝1 4 P 乙＝25 W，选项 D 错。 答案：C 解答本题的关键是正确理解额定功率和实际功率的含义：在额定电压下的功率叫额定功 率，实际电压下的功率称为实际功率，只有在实际电压等于额定电压时，实际功率才等于额 定功率。 1．(2011·四川成都中考)下列物理量中，以科学家的名字“焦耳”作为单位的是 ( )。 A．时间 B．密度 C．电阻 D．电功 2．(2011·浙江宁波中考)小科做作业时，电灯突然变暗，其原因可能是( )。 A．电灯的实际电压变大 B．电灯的额定电压变小 C．电灯的实际功率变小 D．电灯的额定功率变小 3．(2011·安徽中考)实验室有甲、乙两只灯泡，甲标有“15 V 1.0 A”字样，乙标有 “10 V 0.5 A”字样。现把它们串联起来，则该串联电路两端允许加的最高电压为(不考虑 温度对灯泡电阻的影响)( )。 A．25 V B．35 V C．17.5 V D．12.5 V 4．(2012·江苏扬州中考)如图所示，电源电压 6 V 不变，电阻 R1＝10 Ω，R2＝20 Ω， 当开关 S 接到点 2 时，电压表示数为________V；当开关 S 转换到点 1 时，在 10 s 内电流所 做的功为________J。 5．(2012·山东烟台中考)如果加在某定值电阻两端的电压从 6 V 升高到 10 V，通过该 电阻的电流变化了 0.1 A，则该电阻的电功率变化了________。 6．(2012·安徽中考)某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示。表 盘上“1 600 imp/kW·h”表示每用电 1 kW·h 指示灯闪烁 1 600 次。根据表盘上的信息， 回答下列问题： (1)该同学家上个月共用电多少千瓦时？ (2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少？ (3)若只让一个标有“220 V 484 W”的电热器工作 3 min，观察到电能表的指示灯闪 烁了 32 次，则该同学家的实际电压是多大？(设电热器的电阻不变) 1．下列数据中，符合实际情况的是( )。 A．人体感到舒适的温度约为 42 ℃ B．八年级物理课本的宽度约为 18 mm C．教室里日光灯的额定功率约为 40 W D．做一遍中学生眼保健操的时间约需 5 s 2．LED 灯的能耗小，造价低廉，使用寿命长，一自制的 LED 台灯，用电压为 6 V 的电 源电压供电，正常工作电流为 300 mA。那么此 LED 台灯正常工作时的功率为( )。 A．1.8 W B．18 W C．180 W D．1 800 W 3. 如图所示，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向上滑动时，观察到的现象是( )。 A．灯泡变暗，电压表示数变大 B．灯泡变亮，电压表示数不变 C．电路消耗的总功率变小，电压表示数不变 D．电路消耗的总功率变大，电压表示数变大 4．将额定电压相同的两个灯泡 L1、L2 串联后接入电路中，如图所示。接通电路后发现 L1 要亮一些，则下列判断正确的是( )。 A．L1 的电阻比 L2 的小 B．L1 的额定功率比 L2 的大 C．两灯正常工作时 L1 发光要暗一些 D．若将两灯并联接入电路，L1 发光要亮一些 5．将两只额定电压相同的小灯泡 L1、L2 串联在如图所示的电路中，闭合开关后，发现 灯 L1 较亮，灯 L2 较暗，其原因可能是( )。 A．灯 L1 额定功率较大 B．灯 L2 两端电压较大 C．灯 L1 的电阻较大 D．通过灯 L1 的电流较大 6．小明家安装了新的感应式电能表，一个月后此表的面板如图所示，这个月他家用电 ________kW·h，电能表的转盘转过了______圈，小明家最多能接入总功率为____ W 的用电 器。 7．一盏白炽灯泡铭牌上标有“220 V 100 W”字样，则这盏灯正常发光时的灯丝电阻为 ________Ω。灯泡正常发光 1 min，灯丝消耗的电能为________J。如果灯丝断了之后重新 将灯丝搭上，灯丝电阻变为 440 Ω，通电后灯泡消耗的功率为________W。 8．在图甲所示的电路中，闭合开关 S 后，电压表的示数为 2 V，两个电流表的指针指 在图乙所示的同一位置。则电灯 L1 中的电流 I1＝________A，L1 的电阻 R1＝______Ω，电路 的总电阻 R＝________Ω；电灯 L1 消耗的电功率 P1 与 L2 消耗的电功率 P2 之比为________。 9．灯泡 L 的额定电压为 6 V，小明通过实验测得电流随电压变化的曲线如图所示。由 图可知，当灯泡 L 正常发光时，通过其灯丝的电流是________A，此时灯泡 L 的电阻是 ________Ω；通过调节滑动变阻器，使灯泡 L 两端的电压为 3 V，则此时灯泡 L 消耗的实际 功率为________W。 10．如图所示，一个白炽灯泡 L 标有“4 V 4 W”的字样，将它与一个定值电阻 R0 串联 后接入电源电压恒为 6 V 的电路中，当开关闭合后，测得电路中的电流为 0.5 A，R0 消耗的 电功率为 2 W，不计温度对灯泡阻值的影响，求： (1)灯泡 L 的电阻值； (2)定值电阻 R0 的电阻值； (3)灯泡 L 的实际功率。 11. 太阳能电动车由太阳能电池提供动力，如图是它的电路简化图，光能转化为电能储 存在太阳能电池中，提供电动机转动需要的动力，可通过改变调速电阻来调节电动机转速。 已知太阳能电池电压为 600 V。请回答以下问题： (1)当调速电阻的滑片 P 在最右端时，调速电阻接入电路的阻值为 10 Ω，闭合开关 S， 电压表示数为 500 V，此时电动机的电功率是多少？ (2)当调速电阻的滑片 P 滑到最左端时，电动机电功率达到 18 kW，此时电流表示数为 多大？ 参考答案 基础自主导学 自主测试 1．A 2.D 3．答案：0.005 1.8×104 4．答案：电 0.18 5×105 5．答案：(1)3 V (2)0.15 A (3)1.35 W 解析：(1)U＝I1R1＝0.3 A×10 Ω＝3 V。 (2)通过电阻 R2 的电流：I2＝U R2 ＝ 3 V 20 Ω ＝0.15 A。 (3)电路中的总电流： I＝I1＋I2＝0.3 A＋0.15 A＝0.45 A 电路消耗的总功率： P＝UI＝3 V×0.45 A＝1.35 W。 知能优化训练 中考回顾 1．D 2．C 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，电灯突然变暗，说明灯泡的实际功率变小， 所以正确的选项是 C。 3．C 甲、乙两灯泡串联，通过两灯泡的电流相等，因此电路中的最大电流为 I＝0.5 A。 由 I＝U R 得，R 甲＝U 甲 I 甲 ＝ 15 V 1.0 A ＝15 Ω。当电流为 I＝0.5 A 时，甲灯泡两端的电压 U 甲′＝IR 甲＝0.5 A×15 Ω＝7.5 V。则电路两端允许加的最高电压 U＝U 甲′＋U 乙＝7.5 V＋10 V＝17.5 V。 4．答案：2 36 5．答案：1.6 W 6．答案：(1)95 kW·h (2)2 200 W (3)200 V 解析：(1)该同学家上个月共用电 W＝(12 614.6－12 519.6) kW·h＝95 kW·h (2)可以同时使用的用电器总功率最大为 P＝UI＝220×10 W＝2 200 W (3)3 min 内消耗的电能 W＝ 32 1 600 ×3.6×106 J＝7.2×104 J 电热器的实际功率 P 实＝W t ＝7.2×104 180 W＝400 W 电热器的电阻 R＝U2 额 P 额 ＝2202 484 Ω＝100 Ω 该同学家的实际电压 U 实＝ P 实 R＝ 400×100 V＝200 V 模拟预测 1．C 2.A 3．C 当开关闭合时，滑动变阻器跟灯泡串联，电压表测电源电压，将滑动变阻器的滑 片向上滑动时，电压表示数不变，滑动变阻器连入电路的电阻增大，电路的总电阻增大，由 欧姆定律可知，电路中的电流减小，电路消耗的总功率 P＝UI 会变小，所以正确的选项是 C。 4．C 由于灯泡 L1、L2 串联，根据串联电路电流特点知，I1＝I2，L1 要亮一些说明两灯 的实际功率 P1 大于 P2，根据电功率公式 P＝I2R 可知 RL1>RL2 故选项 A 错误；又根据电功率的 公式 P 额＝U2 额 R 知，额定电压 U 额相同，所以 L1 的额定功率小于 L2 的额定功率，即正常发光时 L1 发光要暗一些，故选项 B 错误，选项 C 正确；若将两灯并联接入电路，根据电功率公式 P ＝U2 R ，电压 U 相同，所以 L1 的实际功率小于 L2 的实际功率，所以 L1 发光要暗一些，选项 D 错误。 5．C 灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，由题意知，灯 L1 的实际功率大于灯 L2 的实 际功率，由于两灯泡串联，通过两灯的电流相等，根据公式 P＝I2R 可知，L1 的电阻大于 L2 的电阻，由 P＝UI 可知，灯 L1 两端的电压大于灯 L2 两端的电压，故选项 C 正确，B、D 错误； 两灯的额定电压相同，由 P 额＝U2 额 R 知，灯 L2 的额定功率大于灯 L1 的额定功率，故选项 A 错误。 6．答案：125.0 2.5×105 4.4×103 解析：从表盘显示的数据看，这个月他家用电为 125.0 kW·h，则这个月表盘共转了 2 000 r/(kW·h)×125 kW·h＝2.5×105r，此电能表允许通过的最大电流是 20 A，允许接的 最大功率 P＝UI＝220 V×20 A＝4.4×103 W。 7．答案：484 6 000 110 解析：根据 P＝UI＝U2 R 可得，R＝U2 P ＝(220 V)2 100 W ＝484 Ω；灯丝消耗的电能 W＝Pt＝100 W ×60 s＝6 000 J；灯丝重新接上后，其电压仍为 220 V，此时功率 P1＝U2 R1 ＝(220 V)2 440 Ω ＝110 W。 8．答案：0.2 10 2 1∶4 解析：由题中电路图可以看出，两灯并联，电流表 A2 测干路总电流，而电流表 A1 测灯 L1 中的电流，所以干路中电流表用 0～3 A 量程，支路电流表用 0～0.6 A 量程，A2、A1 示数 分别为 1 A、0.2 A，根据并联电路电流规律知道通过灯 L2 电流为 1 A－0.2 A＝0.8 A，电 压表测电源电压，也就是两灯两端的电压，根据欧姆定律可知 R1＝U I1 ＝ 2 V 0.2 A ＝10 Ω，R2＝ U I2 ＝ 2 V 0.8 A ＝2.5 Ω，电路的总电阻 R＝U I ＝2 V 1 A ＝2 Ω，由于两灯两端的电压相等，根据 P＝ U2 R 知，其功率之比与电阻成反比，故 P1∶P2＝R2∶R1＝1∶4。 9．答案：0.6 10 1.5 解析：灯泡 L 的额定电压为 6 V，说明灯泡 L 在 6 V 的电压下正常发光，从题图中可以 看出通过灯泡 L 的电流为 0.6 A，由 I＝U R 可得，R1＝U1 I1 ＝ 6 V 0.6 A ＝10 Ω；由图象知当灯泡两 端的电压为 3 V 时电流为 0.5 A，根据电功率公式 P＝U1I2＝3 V×0.5 A＝1.5 W。 10．答案：(1)4 Ω (2)8 Ω (3)1 W 解析：(1)RL＝U2 L PL ＝(4 V)2 4 W ＝4 Ω。 (2)设电路中的电流为 I，则由欧姆定律得 I(RL＋R0)＝U 即 I(4 Ω＋R0)＝6 V ① 由题可得 I2R0＝2 W ② 由①②两式得 I＝0.5 A，R0＝8 Ω或 I′＝1 A，R0′＝2 Ω 灯泡正常发光的电流为 IL＝PL UL ＝4 W 4 V ＝1 A 由于灯泡未正常发光，所以电路中的电流 I＝0.5 A，定值电阻 R0＝8 Ω。 (3)灯泡 L 的实际功率为 P 实＝I2RL＝(0.5 A)2×4 Ω＝1 W。 11．答案：(1)5 000 W (2)30 A 解析：(1)滑片 P 在最右端时，调速电阻与电动机串联，根据串联电路特点，调速电阻 分压 UP＝U－UM，电压表与电动机并联，UM＝500 V UP＝U－UM＝600 V－500 V＝100 V 由 I＝U R 得 IM＝IP＝UP RP ＝100 V 10 Ω ＝10 A 由 P＝UI 得 PM＝UM·IM＝500 V×10 A＝5 000 W。 (2)滑片 P 到达最左端时， UM′＝U＝600 V 由 P＝UI 得 IA＝IM′＝PM′ UM′ ＝18×103 W 600 V ＝30 A ）