2020年中考物理重難點(diǎn)專練16電功、電功率(專項(xiàng)四電學(xué))

1、專項(xiàng)四電學(xué)重難點(diǎn)16電功、電功率【知識(shí)梳理】1.電功、電功率、電熱物理量定義符國際單位主要計(jì)算公聯(lián)系號(hào)電功電流所做的功W焦耳（焦），符號(hào)：J式W=UItW=Pt電功率單位時(shí)間內(nèi)用電器所做的功P瓦特（瓦），符號(hào)：WP=UIP=W/t電熱電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（熱效應(yīng)）Q焦耳（焦），符號(hào)：JQ=I2Rt當(dāng)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí)，有Q=W2.焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。數(shù)學(xué)表達(dá)式：Q=I2Rt。3.額定功率和實(shí)際功率：用電器正常工作時(shí)的電壓，叫額定電壓；此時(shí)的功率，為額定功率；額定電壓和額定功率都只有唯一確定值，不隨電壓、功率的改變而改變。實(shí)際電壓

2、，決定實(shí)際功率，一一對(duì)應(yīng)。實(shí)際電壓與額定電壓U實(shí)U額U實(shí)=U額U實(shí)U額4.測(cè)量小燈泡的電功率的原理：P=UI.5.主要計(jì)算公式和比例計(jì)算中的比例式實(shí)際功率與額定功率P實(shí)P額P實(shí)=P額P實(shí)P額物理量計(jì)算公式串聯(lián)電路中比例并聯(lián)電路中比例電功W=UItW1:W2=R1:R2;W1:W2=R2:R1W=Pt電功率通用：P=UI;P=W/t。適用于純電阻：P=I2R;P=U2/R。實(shí)際功通用：P實(shí)=U實(shí)I實(shí)。率適用于純電阻：P實(shí)=I實(shí)2R;P=U實(shí)2/R。W總=W1+W2P1:P2=P1:P2P總=P1+P2W總=W1+W2P1:P2=P2:P1P總=P1+P2電熱通用：Q=I2Rt適用于純電阻：Q=U

3、2R/t.Q1:Q2=R1:R2;Q總=Q1+Q2Q1:Q2=Q2:Q1Q總=Q1+Q26.利用電能表測(cè)電功、電功率假設(shè)電能標(biāo)有M轉(zhuǎn)/Kw.h,電能表在t時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過N轉(zhuǎn)，則電功W=kW.h=3.6106J.電功率為P=W。【解題思路】1.總的來說，思考方法與歐姆定律的基本相同，要注意的是注意公式的使用范圍。2.測(cè)小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中不能對(duì)不同電壓下的電功率求平均值。最高電壓不要超過額定電壓的1.2倍。電表量程的選擇：額定電壓的大小決定電壓表的量程，電壓表的量程要高于額定電壓。求額定功率時(shí)，一定要用額定電壓去乘以額定電壓下的電流值。3.電熱問題的解題思路（1）串聯(lián)式電加熱典型電路圖只閉合S，R2

4、工作，低溫檔；S、S0同時(shí)閉合，高溫檔。R1、R2并聯(lián)。（2）并聯(lián)式電加熱典型電路圖只閉合S，R2工作，低溫檔；S、S0同時(shí)閉合，高溫檔。R1、R2并聯(lián)。4.圖像分析：主要是小燈泡的伏安曲線。在考慮燈絲電阻隨溫度改變的題目中，一般用伏安曲線給出小燈泡的電阻。在相應(yīng)的計(jì)算中，要根據(jù)圖像獲取燈泡的電阻或者功率?！菊骖}再現(xiàn)】1.（2019山東菏澤）下列電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是（）A電風(fēng)扇B電暖氣C電視機(jī)D電磁繼電器【答案】B【簡(jiǎn)析】電風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)工作時(shí)主要把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，A錯(cuò)。電暖氣工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流熱效應(yīng)工作的，B正確。電視機(jī)主要是把電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能，C錯(cuò)。電磁繼電器

5、主要利用了電流的磁效應(yīng)工作的，D錯(cuò)。2.（2019浙江寧波）某些金屬在溫度降到一定值時(shí)，其電阻會(huì)突然消失，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象。假設(shè)白熾燈的燈絲、電風(fēng)扇的線圈、電水壺和電熨斗的電熱絲都用超導(dǎo)材料制作，通電時(shí)能正常工作的是（）B電風(fēng)扇A白熾燈B.白熾燈C.電水壺D.電熨斗【答案】B【簡(jiǎn)析】白熾燈燈絲、電水壺、電熨斗都是利用電流的熱效應(yīng)工作的，如果導(dǎo)體沒有電阻，當(dāng)用電器通電時(shí)，用電器不會(huì)產(chǎn)生電熱，它們都無法工作。電風(fēng)扇主要是電動(dòng)機(jī)工作，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能，假設(shè)導(dǎo)體沒有電阻，當(dāng)電動(dòng)機(jī)通電時(shí)，電動(dòng)機(jī)不會(huì)產(chǎn)生電熱，電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，效率更高更好，B正確。3.（2019浙江寧波）如圖所示，電源電

6、壓恒定，當(dāng)開關(guān)S1和S2斷開、S3閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)是2.0V，電流表的示數(shù)是0.1A，當(dāng)開關(guān)S1和S2閉合、S3斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)是6.0V，則此時(shí)（）A電路總電阻為60B電流表讀數(shù)為0.3ACR2的功率為0.9WD1min內(nèi)電路消耗的總電能為108J【答案】C【簡(jiǎn)析】（1）當(dāng)開關(guān)S1和S2閉合、S3斷開時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電壓表測(cè)電源兩端的電壓，則電源兩端的電壓U6.0V；當(dāng)開關(guān)S1和S2斷開、S3閉合時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R1兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，由I可得R120；R2兩端的電壓：U2UU16.0V2.0V4.0V，則R2的阻值R240。（2）當(dāng)開關(guān)S1和S2閉合、

7、S3斷開時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電壓表測(cè)電源兩端的電壓，電流表測(cè)干路電流，電路的總電阻R12，A錯(cuò)。干路電流表的讀數(shù)I0.5A，B錯(cuò)。因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，R2的功率P21.2W，C正確。1min內(nèi)電路消耗的總電能Wt60s180J，D錯(cuò)。4.（2019天津市）現(xiàn)有一個(gè)電壓不變的電源，兩個(gè)定值電R1、R2先將這兩個(gè)電阻以某種形式連接到電源上，R1消耗功率為P0；再將它們以另一種形式連接到該電源上，R1消耗功率為9P0兩種連接形式中均有電流通過R2，則先后兩種連接形式中（）A.R1兩端的電壓比為1：2C.R2消耗的功率比為1：9【答案】BB.R1兩端的電壓比為1：3D.R2消耗的功

8、率比為2：9【解析】（1）將這兩個(gè)電阻以某種形式連接到電源上，R1消耗功率為：P0=;另一種形式連接到該電源上R1消耗功率為：9P0=;比較兩式可得：=9，解得R1兩端的電壓比為U1：U1=1：3，A錯(cuò)，B正確。（2）因?yàn)镽1、R2接到同一電源上，且第2次R1兩端的電壓更大，所以，第一種以串聯(lián)方式連接；第2次以并聯(lián)方式連接，如下圖：則由并聯(lián)電路的特點(diǎn)和前面的解答可得，電源電壓U=U1=3U1；因?yàn)榇?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以，串聯(lián)時(shí)，R2兩端的電壓U2=U-U1=3U1-U1=2U1，并聯(lián)時(shí)，R2兩端的電壓U2=U=3U1；則第一種連接時(shí)，R2消耗的功率：P2=；第二種連接時(shí)，R2

9、消耗的功率：P2=；則=（）2=（）2=，C、D錯(cuò)。5.（2019山東棗莊）在如圖所示的電路中，電源電壓為4.5V保持不變，電壓表量程03V，電流表量程00.6A，滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格是“101A”，燈泡L標(biāo)有“2.5V0.5A”字樣，若閉合開關(guān)S，兩電表示數(shù)均不超過所選的量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定電壓，不考慮燈絲電阻的變化，則下列說法正確的是（）A電流表的示數(shù)變化范圍0.3A0.6AB燈泡消耗的最小功率為0.9WC電路消耗的最大總功率為2.7WD滑動(dòng)變阻器允許調(diào)節(jié)的阻值范圍是410【答案】D【簡(jiǎn)析】由圖可知：燈泡和滑動(dòng)變阻器是并聯(lián)的，電流表測(cè)量整個(gè)電路電流，電壓表測(cè)量燈泡的電壓。燈泡電阻

10、RL5。當(dāng)滑動(dòng)變阻器向左移動(dòng)時(shí)，電路中最大電流為0.5A，因?yàn)橐疹櫾凶钚〉碾娏髦?，否則會(huì)燒壞最小電流的用電器。當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻最小時(shí)，電流表示數(shù)I最小=0.5A。當(dāng)電流為0.5A時(shí)，燈泡正常工作，電壓表測(cè)量燈泡電壓，所以電壓表示數(shù)為2.5V。此時(shí)滑動(dòng)變阻器電阻R最小4。當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻最大時(shí)，電路電流最小電流表不會(huì)被燒壞，電壓表示數(shù)也變小也不會(huì)被燒壞，所以滑動(dòng)變阻器可以取最大值10。所以滑動(dòng)變阻器允許調(diào)節(jié)的阻值范圍是410。電路電流為I總0.3A；電壓表示數(shù)為：ULI總RL0.3A51.5V,滑動(dòng)變阻器可以取最大值為10。綜合上面的種情況可得：電流表的示數(shù)變化范圍0.3A0.5A，A錯(cuò)。

11、燈泡的最小電流為0.3A，最小電壓是1.5V，燈泡消耗的最小功率：PUI總1.5V0.3A0.45W，B錯(cuò)。電源電壓是4.5V，最大電流是0.5A，電路最大功率：PUI4.5V0.5A2.25WC錯(cuò)誤?；瑒?dòng)變阻器的電阻變化范圍是410，D正確。6.（2019湖南邵陽）李芳家的電子式電能表表盤上標(biāo)有“3000imp/（kWh）”的字樣，其含義是電路每消耗lkWh的電能，電能表上指示燈閃爍3000次。她把家中的其他用電器都與電源斷開，僅讓一個(gè)用電器工作3min，發(fā)現(xiàn)電能表指示燈閃爍了60次。該用電器在上述時(shí)間內(nèi)消耗的電能為kWh?！敬鸢浮?.02【簡(jiǎn)析】由電能表的盤上標(biāo)有“3000imp/（kWh

12、）”，可知電路中每消耗1kWh的電能，電能表的指示燈閃爍3000次。指示燈閃爍60次消耗的電能W=kW.h=kW.h=0.02kW.h。7.（2019山東威海）將分別標(biāo)有“6V，6W“和“3V，3W”的甲、乙兩只燈泡串聯(lián)接在電壓為3V的電源兩端，燈更亮；若并聯(lián)接在該電源兩端，兩燈消耗的功率之比P甲：P乙。（忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響）【答案】甲1：2【簡(jiǎn)析】（1）由P可得，兩燈的電阻分別為：R甲6，R乙3。若兩燈串聯(lián)，因串聯(lián)電路中電流處處相等，R甲R(shí)乙，由PI2R可得P甲實(shí)P乙實(shí)，所以甲燈比乙燈更亮。（2）若并聯(lián)接在該電源兩端，并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等，即U并甲U并乙，由PUI可得，兩燈消耗

13、的功率之比：P并甲：P并乙：。8.（2019天津市）如圖甲所示的電路，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器滑片P從a端移動(dòng)到b端的整個(gè)過程中，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的關(guān)系圖象如圖乙所示。則電阻R1的阻值為_；當(dāng)變阻器滑片P處于a端時(shí)，電阻R1消耗的電功率為_W?！敬鸢浮?00.1【簡(jiǎn)析】由甲圖可知，定值電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R1兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。（1）當(dāng)滑片位于b端時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電壓表測(cè)電源電壓，此時(shí)電路中的電流最大，由乙圖可知，電源電壓U=3V，此時(shí)R1兩端的電壓U1=U=3V，電路中的電流I=0.3A，R1=10。（2）當(dāng)滑片位于a端時(shí)，

14、R1、R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R1兩端的電壓，由乙圖象可知，此時(shí)電路中的電流I=0.1A時(shí)，R1兩端的電壓U1=1V，電阻R1消耗的電功率P1=U1I=1V0.1A=0.1W。9.在“探究電流產(chǎn)生的熱里與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，提供了如圖的實(shí)驗(yàn)器材，其中R1R2。實(shí)驗(yàn)一：探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系：（1）請(qǐng)按照?qǐng)D中的電路圖將對(duì)應(yīng)實(shí)物圖連接完整；（2）電路中電阻絲的連接方式是為了控制_；電阻絲放出熱量的多少，通過_來進(jìn)行判斷：（3）閉合開關(guān)，經(jīng)過一定時(shí)間，用電阻絲R1熱的煤油溫度升高了eqoac(,t)1，用電阻絲R2加熱的煤油溫度升高了eqoac(,t)eqoac(,2)，那么teqoac(,1

15、)_t2（選填“大于”，“等于”或“小于”）實(shí)驗(yàn)二：探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系（4）閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，使電路中的電流變成實(shí)驗(yàn)一中電流的2倍，且通電時(shí)間相同。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：用電阻絲R1（或R2）加熱的煤油，溫度升高eqoac(,t)1（或eqoac(,t)eqoac(,2)_2t1（或2eqoac(,t)2）（選填“大于“等于”或“小于”），該實(shí)驗(yàn)說明電流產(chǎn)生的熱量與電流的_正比例關(guān)系。（5）你認(rèn)為做這個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因是?！敬鸢浮浚?）（2）電流和通電時(shí)間相等溫度升高的示數(shù)（3）大于（4）大于不成正比（5）兩瓶煤油的質(zhì)量大小是否相等【簡(jiǎn)析】（1）探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻

16、的關(guān)系，要使電流和通電時(shí)間相同，電阻不同，所以需要將R1和R2串聯(lián)在電路中?；瑒?dòng)變阻器的連接要“一上一下”接入電路，這里已經(jīng)接好上面的接線柱，所以需將下面的一個(gè)接線柱接入電路，綜合分析如上圖所示。（2）將R1和R2串聯(lián)在電路中，利用“串聯(lián)電路中電流處處相等，同時(shí)工作，同時(shí)不工作”的特點(diǎn)來控制“電流”和“通電時(shí)間”這兩個(gè)變量。這里比較電阻放熱的多少，是通過加熱等質(zhì)量的煤油，讓其溫度升高的多少來間接判斷的，使用了“轉(zhuǎn)換法”。（3）因?yàn)镽1R2，在電流和通電時(shí)間相等時(shí)，根據(jù)焦耳定律，電阻大的放熱多，所以eqoac(,t)1大于eqoac(,t)2。（4）根據(jù)焦耳定律，在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大

17、，產(chǎn)生的熱量越多，所以eqoac(,t)eqoac(,1)（或t2大于2eqoac(,t)1（或2eqoac(,t)2）。（5）本實(shí)驗(yàn)的誤差主要來源于兩容器的質(zhì)量和煤油的質(zhì)量是否相等。10.在小明“測(cè)量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，有如下器材：電源為兩節(jié)新的干電池，小燈泡額定電壓為2.5，阻值約為10，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“201A”字樣。（1）請(qǐng)你在圖甲中用筆畫線代替導(dǎo)線幫助小明完成電路連接（要求導(dǎo)線不得交叉）；（2）連接電路時(shí)，小明應(yīng)讓開關(guān)處于狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片置于端（填“A”或“B”）；（3）電路正確連接后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，出現(xiàn)這一故障的原因可能是小燈泡

18、處（選填“短路”或“斷路”）；（4）排除故障后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)通過小燈泡的電流是A，則小燈泡的額定功率是W；（5）請(qǐng)你判斷：小明能否求小燈泡在2V、2.5V和3V時(shí)對(duì)應(yīng)的電功率的平均值，（選填“能”或“不能”），原因是?！敬鸢浮浚?）如圖所示：（2）斷開B（3）斷路（4）0.280.7【簡(jiǎn)析】（1）小燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，變阻器應(yīng)該“一上一下”接入電路中，這里已經(jīng)接入了下端，所以應(yīng)該將上端的一個(gè)接線柱接入電路中，如上圖所示。（2）連接電路時(shí)，小明應(yīng)讓開關(guān)處于斷開狀態(tài)，避免接連過程中如果有短路現(xiàn)象，損壞電路。滑動(dòng)變阻器的滑片在電鍵閉合前應(yīng)該處于阻值最大處，這里連入的下端是A端，所以要滑到距A端最遠(yuǎn)的B端。（3）電流表無示數(shù)，是斷路故障，電壓表有示數(shù)，所以是電壓表所測(cè)部分的燈泡斷路。（4）電流表示數(shù)如圖乙所示，選用的是小量程，分度值為0.02A，所以通過小燈泡的電流是0.28A。因?yàn)榇藭r(shí)小燈泡正常工作，所以小燈泡的額定功率是：PUI2.5V0.28A0.7W。（5）燈在額定電壓下的功率為額定功率，燈在不同電壓下的功率不同，故不能將小燈泡在不同電壓下的電功率取平均值。11.（2019天津市）