人教版中考物理一輪復(fù)習(xí)講解與訓(xùn)練：電功率（原卷版+解析）

第十八章電功率（原卷版）

[加擁魚?顧

知識點1:電能電功

1、電功：電流所做的功叫電功,電功的符號是事

電功的實際：電流做功的過程，實際上就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。

2、電功的單位：焦耳（焦，J）,電功的常用單位是度，即：千瓦時（kW-h）

1度=1kw.h=3.6X106J

3、電功計算公式：VMJlt（適用于所有電路）

單位：電功（W）T焦（J）；電壓（U）T伏（V）；電流（I）-＞安（A）；時間（t）T秒（s）。

4、利用W=UIt計算電功時注意：

（1）式中的w、U、I和t是在同一段電路；

（2）計算時單位要統(tǒng)一；

（3）已知任意的三個量都可以求出第四個量。

5、計算電功還有以下公式：

（1）W=Pt（適用于電功、機械功等所有求功的辦法），計算時有兩套單位：千瓦時、焦

（2）對于純電阻電路（只有電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路）可推導(dǎo)出：w==M

R

①串聯(lián)電路：.=旦；②并聯(lián)電路：吆=&;

%氏2叼為

③在任何情況下，在一定時間所做的總功皿=叱+%+…%。

6、電功的測量

（1）電能表：測量用戶用電器在某一段時間內(nèi)所做電功（某一段時間內(nèi)消耗電能）的儀器。

（2）電能表上“220V、5A、3000R/kW-h"等字樣，分別表示：電能表額定電壓是220V；

允許通過的最大電流是5A；每消耗一度電，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。

(3)讀數(shù)時：①最后一位有紅色標記的數(shù)字表示小數(shù)點后一位；②電能表前后兩次讀數(shù)之差，

就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。電能表以千瓦時為單位

知識點2：電功率

1、電功率(P)：電流在單位時間內(nèi)做的功。

(1)電功率表示電流做功快慢，不表示做功多少；

(2)單位：瓦特(國際),符號是也常用單位有：千瓦符號是KW。

2、電功率公式：P=UI=—(適用于所有電路)；

t

利用p=w*計算時單位要統(tǒng)一：

t

(1)如果W用焦、t用秒，則P的單位是瓦；

(2)如果W用千瓦時、t用小時，則P的單位是千瓦。

3、對于純電阻電路推導(dǎo)公式：P=/27?=—o

R

(1)串聯(lián)電路中旦；

P14

(2)并聯(lián)電路中：&=生；

P2氏

(3)無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計算總功率常用公式P=P計蛛…匕。

4、額定值與實際值：

(1)額定電壓:用電器正常工作的電壓。

(2)額定功率:用電器在額定電壓下的功率。

(3)實際電壓:實際加在用電器兩端的電壓。

(4)實際功率:用電器在實際電壓下的功率。

當U實＞U額時，P實＞,燈很殼，易燒壞。

當U實＜U領(lǐng)時，P實＜P額，燈很暗，

當U實=U額時，P實=P額，正常發(fā)光。

同一個電阻或燈炮，接在不同的電壓下使用，當實際電壓是額定電壓的一半時,則實際功

率就是額定功率的1/4。例“220V100W"表示額定電壓是220伏，額定功率是100瓦的

燈泡，如果接在110伏的電路中，則實際功率是25瓦。(不計溫度對電阻的影響)

知識點3：測量小燈泡的電功率

1、實驗原理：巴U!

根據(jù)P=UI可知，只要用電壓表(伏特表)測出小燈泡兩端的電壓、用電流表(安培表)測

出通過小燈泡的電流，就可以間接測量出小燈泡的電功率了。為了測量不同電壓下的電功率,

我們要用串聯(lián)滑動變阻器的辦法，來控制加在燈泡兩端的電壓；

2、實驗器材：電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、電壓表、滑動變阻器;

3、實驗電路：若所用小燈泡的額定電壓是2.5V,要測出小燈泡的功率，至少需要兩節(jié)干電

池(3V)作電源，電路圖和實物電路圖設(shè)計如圖甲乙所示；

4、實驗步驟：

(1)按電路圖連接實物圖，將滑動變阻器的滑片滑到阻值量大(右)端；

(2)檢查電路無誤后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片,當電壓表的示數(shù)等于2.5V時,

停止滑動，記錄此時電流表的示數(shù)，并觀察燈泡的亮度，記錄在表格中；

(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，分別使電壓表的示數(shù)低于2.5V、等于2.5V的1.2倍(注意

不能超過小燈泡的額定電壓太多，否則會損壞小燈泡)，記錄每一次對應(yīng)電流表的示數(shù)，并

觀察燈泡的亮度，記錄在表格中；

(4)將實驗中記錄的數(shù)據(jù)分別代入P=UI,算出小燈泡的實際功率，并填人表格中。

U實/V電壓/V電流/A燈泡亮度

U實=/2.50.30.75正常發(fā)光

U實＞U額30.361.08既

U實＜U額20.240.48較暗

5、實驗分析:

(1)小燈泡的發(fā)光情況由它的實際功率決定，實際功率越大,燈泡越亮;

(2)燈泡實際消耗的電功率隨著加在它兩端的電壓而改變，電壓越大,功率越大;

(3)燈泡的實際功率可以等于額定功率，也可以不等于額定功率。

※實驗中滑動變阻器的作用：

①閉合開關(guān)前，應(yīng)該先調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使其連入電路中的電阻最大，電路中的電流

最小，這樣能夠保護電路中的各個電路元件不至于損壞；(保護電路)

②接通電源后，移動滑動變阻器的滑片，可以調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓。(調(diào)節(jié)電壓)

※實驗中電路故障分析

故障現(xiàn)象故障原因

閉合開關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流①滑動變阻器接成定值電阻②電源電壓太

表有示數(shù)低

燈泡不閉合開關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流①電源、電流表、開關(guān)或滑動變阻器損壞

亮表無示數(shù)②接線柱接觸不良③連接導(dǎo)線斷裂

閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表幾乎無①燈泡的燈絲斷了或燈座與燈泡接觸不良

示數(shù)，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)②電流表和電壓表的位置互換了

電流表與電壓表的指針向沒有刻度

電流表和電壓表的“+”“一”接線柱接反了

的方向偏轉(zhuǎn)

電表問

電流表與電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很

題①電表的量程都選擇過大②電源電壓過低

小

電表的指針超過最大刻度①量程選擇過小②電路中出現(xiàn)短路

滑動變阻器的滑片滑動時，電表示數(shù)滑動變阻器連接錯誤，沒有遵循“一上一下”

及燈泡的亮度無變化的接線原則，使滑動變阻器接成了定值電阻

滑動變無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表示

電源電壓過低

阻器問數(shù)總小于燈泡的額定電壓

題閉合開關(guān)瞬間，燈泡發(fā)出強光后立即

燈泡兩端電壓過高，滑動變阻器的滑片沒有

熄滅，電流表指針偏轉(zhuǎn)后又回到零刻

置于阻值最大位置

度線處，電壓表仍有示數(shù)

知識點4：焦耳定律

1、焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方:成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟

通電蛔成正比。

公式：Q=/Rt式中單位QT焦（J）；IT安（A）；RT歐（Q）；tT秒。

當電流通過導(dǎo)體做的功（電功）全部用來產(chǎn)生熱量（電熱）時，則有W=Q,可用電功公式來計算

Q（如電熱器，電阻就是這樣的。）

2、串聯(lián)電路各部分電路產(chǎn)生的熱量與它的電阻成正比，并聯(lián)電路各支路產(chǎn)生的熱量與它的

電阻成反比。

3、電飯鍋屬于電熱器，它的工作原理是電流的熱效應(yīng)。

考點1電能電功

【典例1】（2021?湘潭）如圖是小王家的電能表，下列說法正確的是（）

A.電能表的讀數(shù)為56378kW?h

B.這個電能表正常工作的電壓為380V

C.這個電能表要在20A的電流下才能正常工作

D.小王家用電器每消耗1度電，電能表指示燈閃爍1600次

【典例2】（2022?博望區(qū)校級一模）有一只電動機，其線圈電阻r=l。，電動機允許通過的

最大電流為2A,如圖所示，將這只電動機接在電壓U=6V不變的電源上，在把重物勻

速提升時，2s對重物做的總功為10J。則電動機提升重物時消耗的電能是（）

A.8JB.12JC.24JD.72J

【典例3】（2022?重慶）如圖甲所示電路中，電源電壓恒定不變，小燈泡L標有“6V0.3A”

字樣，電流表量程0?0.6A、電壓表量程0?3V。在保障電路安全的前提下，只閉合開關(guān)

S、Si,滑片P位于最右端，小燈泡恰好正常發(fā)光，則小燈泡10s內(nèi)消耗的電能為—J,

再移動滑片P,電流表示數(shù)與R2關(guān)系如圖乙a所示；當斷開Si閉合S、S2、S3時，電流

表示數(shù)與R2的關(guān)系如圖乙b所示，則11=A（忽略小燈泡電阻變化）。

【典例4】（2021?赤峰）小紅從赤峰到寧城，選擇了尾氣零排放的G8208次列車。經(jīng)查詢赤

峰到寧城高鐵運行里程約100km,運行時間約30mino若該列車全程勻速行駛在平直的

軌道上，牽引力恒為2.7XK）5N,供電電路輸入列車的電功率恒為2X1（）7W。請你根據(jù)以

上信息，解決下列問題：

（1）從赤峰站到寧城站段列車消耗的電能。

（2）求該列車從赤峰站至寧城站將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率。

考點2電功率

【典例5】（2022?襄陽）如圖所示，兩只燈泡Li和L2上分別標有“8V4W”和“4V1W”

字樣，將它們串聯(lián)后接在電壓可在4?8V之間調(diào)節(jié)的電源上，閉合開關(guān)S,假設(shè)兩燈的

燈絲電阻不隨溫度變化，則下列說法正確的是（）

LiL2

-------------gn--

A.通過燈L1的電流大于通過燈L2的電流

B.在調(diào)節(jié)電源電壓的過程中，燈Li始終比燈L2亮

C.在調(diào)節(jié)電源電壓的過程中，兩燈的功率變化量相同

D.當電源電壓調(diào)節(jié)到8V時，兩燈都不能正常發(fā)光

【典例6】（2022?鄂爾多斯）在圖甲電路中，電源電壓恒定，Ri為滑動變阻器，R2為定值

電阻。開關(guān)閉合后，將滑動變阻器的滑片從一端移至另一端的過程中，變阻器的電功率P

隨其阻值R1的變化關(guān)系如圖乙所示。下列對電路的表述中，正確的是（）

A.R2的阻值為5QB.電源電壓為6V

C.滑動變阻器的最大功率為9WD.電流表示數(shù)的變化范圍為0.75?1.5A

【典例7】（2022?銅仁市）如圖所示電路中，Ri=R2=10flo當開關(guān)S閉合時，電流表的示

數(shù)為0.6A,電源電壓為V；若把電流表換成電壓表，電壓表示數(shù)為V；這兩

種情況下R2消耗的功率之比為。

RiR：

【典例8]（2022?安順）在如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V,滑動變阻器R2標有“20。

3A”。閉合開關(guān)S,電流表的示數(shù)為0.3A。求

（1）R1的阻值;

（2）R2允許接入電路的最小阻值;

（3）整個電路允許消耗的最大功率與最小功率之比。

考點3測量小燈泡的電功率

【典例9]（2022?江岸區(qū)校級模擬）為了測量一只額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率,

某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的電路，實驗中電源電壓3V保持不變，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻

器，得到的實驗數(shù)據(jù)如下表。下列說法正確的是（）

實驗次數(shù)12345

發(fā)光情況熄滅微光暗較暗明亮

電壓U/V0.511.52.02.5

電流1/A0.100.140.160.240.28

A.多次實驗的目的是減小誤差

B.第4次實驗數(shù)據(jù)是錯誤的

C.實驗完畢斷開開關(guān)，小燈泡的電阻可能是“1.2Q”

D.第1、2兩次實驗，滑動變阻器接入電路電阻的改變量AR1小于小燈泡的電阻改變量

AR2

【典例10】（2022?岳池縣模擬）“測量小燈泡的額定功率”實驗中，器材有電源、滑動變阻

器、兩個電流表、小燈泡（U額為2.5V）定值電阻Ro（阻值為10。）、開關(guān)及若干導(dǎo)線。

甲乙丙

（1）根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中未畫出的兩條導(dǎo)線補充完整;

（2）正確連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈不亮，兩電流表有示數(shù)且相同，故障可能

是_________________________________________________

（3）排除故障后，為了測量小燈泡的額定功率，移動滑動變阻器的滑片，直到電流表

A2示數(shù)為A時小燈泡正常發(fā)光，電流表Ai的示數(shù)如圖丙，則小燈泡的額定功

率為Wo

【典例11］（2022?鄂爾多斯）物理實驗小組利用圖甲所示器材來測量小燈泡的額定功率，

小燈泡的額定電壓2.5V,電源電壓值為3V。

（1）圖甲中缺少一根導(dǎo)線，請你用筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖補充完整。

（2）電路連接正確后，滑動變阻器的滑片P從阻值最大處開始移動，逐漸改變小燈泡兩

端的電壓，利用測得的數(shù)據(jù)繪制出燈泡的I-U圖像，如圖乙。由圖像可知，小燈泡的額

定功率為W,該電路所選的滑動變阻器為

A.ion1.5AB.15Q1AC.25Q0.5AD.30Q0.5A

（3）同學(xué)們觀察圖像，發(fā)現(xiàn)通過小燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比，其原因可能

是O

（4）為了測量額定電壓為Uo的小燈泡的額定功率，同組的小玲設(shè)計了如圖丙所示的電

路（Ro為已知阻值的定值電阻，R為滑動變阻器），實驗操作如下：

①閉合開關(guān)S和S2,斷開開關(guān)Si,移動滑動變阻器滑片P,使電流表示數(shù)為時小

燈泡恰好正常發(fā)光。

②保持變阻器滑片P位置不變，閉合開關(guān)S和Si,斷開開關(guān)S2,記下電流表示數(shù)I,則

小燈泡L的額定功率P額=。（均用Uo、Ro和I表示）

考點4焦耳定律

【典例12］（2022?聊城）如圖所示是“探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)”

的實驗裝置，兩個透明容器中密封著等量的空氣，通電一段時間后，左側(cè)U形管中液面

高度差比右側(cè)的大。下列說法錯誤的是（）

A.U形管中液面高度的變化反映了電阻產(chǎn)生熱量的多少

B.通過左、右兩邊容器中電阻絲的電流相同

C.右邊容器中的電阻R2比左邊容器中的電阻R1小

D.通電時間相同，兩個容器中空氣吸收的熱量相同

【典例13】（2022?牡丹江二模）如圖所示，Ri和R2是兩個電熱絲，接在電源電壓為3V的

電路中。閉合開關(guān)Imin,

A.Ri產(chǎn)生的熱量0.6JB.Ri和R2的電壓之比為1：1

C.Ri和R2的電流之和為0.9AD.R2消耗的電能為12J

【典例14】（2022?常州）某型號電飯鍋有加熱和保溫兩擋，電路如圖所示，220V電壓下,

其加熱擋功率為1100W,保溫擋功率為20W。

（1）閉合開關(guān)Si、S2,電飯鍋處于擋。

（2）電阻絲Ri的阻值為C,R2的阻值為ft0

（3）處于保溫狀態(tài)的電飯鍋，20min產(chǎn)生熱量J。

【典例15］（2021?貴港）在“探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實驗中，實驗電路

如圖1所示，其中R1>R2O

實驗一：探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系：

（1）請按照圖1中的電路圖將圖2實物圖連接完整；

（2）實驗電路按照圖1中的電路圖連接是為了控制通電時間相同和控制；

電阻絲放出熱量的多少，通過來進行判斷。

（3）為了便于比較兩根電阻絲通過電流后產(chǎn)生熱量的多少，a、b兩瓶中要裝入相

等、初溫相同的同種液體。為了在較短時間內(nèi)達到明顯的實驗效果，實驗時選用煤油而

不選水，是因為煤油的比熱容水的比熱容（選填“大于”、“等于”或“小于”）。

實驗二：探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系：

（4）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，使電路中的電流變成實驗一中電流的2倍，且

通電時間相同。實驗發(fā)現(xiàn)：用電阻絲R1加熱的煤油，在實驗一中溫度升高△口,在實驗

二中溫度升高△1，則2Ati（選填“大于”、“等于”或“小于”），該實

驗說明電流產(chǎn)生的熱量與電流大小正比例關(guān)系（選填“成”或“不成”）。實驗中，

用電阻絲R2加熱煤油重復(fù)以上實驗步驟，也可以得出相同的結(jié)論。

（5）如果在兩燒瓶中分別裝入質(zhì)量相等的不同液體，并接入兩根阻值的電阻絲

（選填“相同”或“不同”），就可用這個裝置來探究兩種不同液體的吸熱性質(zhì)。假設(shè)a

燒瓶中液體的質(zhì)量為m,瓶中電阻絲的阻值為R,測出通過它的電流為I,通電一段時間

t后，溫度計的示數(shù)變化量為At,若不計熱量損失，則a液體的比熱容為（用

所給出的物理量寫出比熱容的表達式）。

【典例16】（2022?丹東）中國茶文化源遠流長。如圖甲所示是一款煮茶器，有“加熱”和

“保溫”兩個擋位，其簡化電路圖如圖乙所示，R1和R2均為發(fā)熱電阻，煮茶器部分參數(shù)

如表。煮茶器中裝有初溫為20℃的水，在標準大氣壓下,將水剛好加熱到沸騰，用時700s,

在此過程中煮茶器的加熱效率為80%o求：

額定電壓220V

保溫擋功率100W

加熱擋功率900W

（1）發(fā)熱電阻R1的阻值。

（2）加熱過程中煮茶器消耗的電能。

（3）煮茶器中水的質(zhì)量。［水的比熱容C=4.2X1（）3J/（kg*）］

|應(yīng)圓利珠

一、選擇題。

1.（2021?天津）某電能表的表盤如圖所示，用電時電能表的鋁盤每轉(zhuǎn)過720轉(zhuǎn)，接在該電

能表上的用電器消耗的電能是（）

A.1.8X106JB.3.6X106JC.5.4X1061D.7.2X106J

2.（2022?玉林）已知甲電阻是乙電阻的3倍，若分別對甲、乙兩種導(dǎo)體通電，通過甲、乙

兩導(dǎo)體的電流之比為2：3,則甲、乙的功率之比為（）

A.2：1B.2：3C.4：3D.9：2

3.（2022?臨沂）一個標有“220V1100W”的電熱器，當通過它的電流為4A時，它的實際

功率為（）

A.176WB.704WC.880WD.1100W

4.（2022?長春）下列家用電器中利用電熱工作的是（）

A.電風(fēng)扇B.洗衣機C.電飯鍋D.吸油煙機

5.（2022?柳州）在“探究通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)”的實驗中發(fā)現(xiàn)，電路中的

電阻絲溫度升高而導(dǎo)線溫度沒有明顯變化，這是因為二者的（）

A.電阻不同B.電流不同C.密度不同D.通電時間不同

二、填空題。

6.（2022?遼寧）如圖是小鵬家的電能表，他家同時工作用電器的總功率不能超過W=

電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)得越快，說明電路總功率越。將電熱水器單獨接入電路，正常工

作3min,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)150轉(zhuǎn)，電熱水器的功率為W。

7.（2022?廣安）如圖所示，電源電壓6V不變，電阻Ri=10O,R2=20Q,當開關(guān)S接2

時，電壓表示數(shù)為V；當開關(guān)S接1時，通過Ri的電流10s內(nèi)所做的功為.

RRz

8.（2022?襄陽）如圖所示電路，電源電壓不變，Ro為定值電阻。閉合開關(guān)S,滑片P向左

移動時，電壓表示數(shù)會變。第一次移動滑片至某位置時電壓表的示數(shù)為8V；再

次移動滑片至另一位置。若前后兩次滑動變阻器消耗的電功率相等，兩次電路中電流之

比為1：2,則電源電壓為V。

p

9.（2022?貴陽）如圖所示電路，電源電壓保持不變。只閉合開關(guān)Si時，定值電阻Ri的功

率是16W；當開關(guān)Si、S2都閉合時，R1的功率是25W。則先后兩次電路消耗的功率之

10.（2022?淄博）電熱水壺是利用電流的效應(yīng)工作的。小明家要購買一只電熱水壺，

他發(fā)現(xiàn)某商場有容積相同、額定電壓均為220V、額定功率分別為800W和1800W的兩

種電熱水壺。家中給電熱水壺供電插座的額定電流是5A,從安全用電的角度考慮，小明

應(yīng)選購W的電熱水壺。如圖電熱水壺的插頭中插腳①較長，將插頭插入插座時,

可確保電熱水壺的金屬外殼先接觸線，避免觸電事故。插頭外殼是用橡膠做的，

是因為橡膠是體。

11.（2022?煙臺）如圖所示，電源電壓不變，燈泡L標有“6V6W”字樣。閉合開關(guān)Si,

燈泡L正常發(fā)光，此時燈泡L的電阻為C；再閉合開關(guān)S2,前后兩次電流表的示

數(shù)之比為2：3,則電阻R的阻值為11,電阻R在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Jo

三、實驗探究題。

12.（2022?深圳）小明需要測量小燈泡的額定功率，燈泡銘牌是3.8V,1.15W。

0.32A

3.8V0.4A

4.5V

（1）小明連接電路后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，下列哪種方法可以一次性解析多項問題?

A、檢查電源B、檢查導(dǎo)線連接

C、檢查電流表和電壓表的示數(shù)D、調(diào)節(jié)滑動變阻器觀察燈泡亮度

（2）實驗過程中，小明發(fā)現(xiàn)小燈泡較暗,如果要讓小燈泡正常發(fā)光，他應(yīng)將滑動變阻器

向（左/右）滑動。

（3）如圖乙所示，當電壓表示數(shù)為4.5V時，電流表示數(shù)為A?

（4）從表格可以求出，當燈泡正常發(fā)光時電阻為Ho

（5）通過計算，判斷出這只小燈泡銘牌上的參數(shù)（合格/不合格）；在這個實

驗中，可能會觀察到小燈泡出現(xiàn)的現(xiàn)象是（一點即可）。

13.（2022?湛江模擬）圖甲中兩個透明容器中封閉著等量的空氣，且都有一段電阻絲。將透

明容器與U形管相連，接入電路。

（1）圖甲是探究在通電時間相同和.相同的情況下，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與.大

小是否有關(guān)的裝置;

（2）實驗中通過觀察U形管內(nèi)的變化反映密閉空氣溫度的變化，在研究許多

物理問題時都會用到這種“轉(zhuǎn)換法”,下列研究實例采用研究方法與此相同的是

（不定項選擇題）

A.探究電流與電壓、電阻的關(guān)系B.用海綿的凹陷程度顯示壓力作用效果

C.研究光的傳播時，引入“光線”D.通過吸引大頭針的數(shù)量來顯示電磁鐵磁性的強弱

（3）由圖乙所示，電流表的示數(shù)為A,由圖甲可得到結(jié)論：在電流和通電時間相

同的情況下，電阻越,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。

四、計算題。

14.(2022?泰安)如圖所示，物理科技小組設(shè)計的具有防干燒功能的空氣加濕器裝置模型，

由控制器和加熱器組成，可在水量不足時自動停止加熱。加熱器有高、低兩個擋位，由

開關(guān)S和加熱電阻絲Ri、R2組成，U=220V,R2=242Q；控制電路電壓恒定，Ro=lOQ,

RF為壓敏電阻,下方固定一個輕質(zhì)絕緣T形硬質(zhì)桿,水箱注水后圓柱形浮體A豎直上浮，

通過T形桿對壓敏電阻產(chǎn)生壓力，所受壓力每增加L5N,電阻減小5Q。浮體A體積為

1000cm3,質(zhì)量為50g?？萍夹〗M對加濕器進行測試：向水箱內(nèi)緩慢注水，當液面上升至

浮體A體積的工浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為200mA,此時銜鐵恰好被吸下，加熱

5

器開始工作；當液面上升至浮體A體積的工浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為240mA；

2

當水箱注水量達到最大值時，電磁鐵線圈中電流為300mA。T形硬質(zhì)桿的質(zhì)量和電磁鐵

線圈電阻忽略不計，g取10N/kg,水的密度為l.OXICpkg/n?,水的比熱容為4.2Xl()3j/

(kg?℃)?

(1)當加熱器處于高擋位時，加熱140s所產(chǎn)生的熱量全部被1.2kg的水吸收，水溫升高

了25℃。求加熱器的高擋功率和低擋功率；

(2)求浮體A體積的工浸入水中時受到的浮力和此時壓敏電阻受到的壓力；

5

(3)求水箱注水量達到最大值時，浮體A浸入水中的體積。

第十八章電功率（解析版）

和鐫導(dǎo)航

和敘直?顧

1、電功：電流所做的功叫電功，電功的符號是鵬

電功的實際：電流做功的過程，實際上就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。

2、電功的單位：焦耳（焦，J）,電功的常用單位是度，即：千瓦時（kW-h）

1度=1kw.h=3.6X106J

3、電功計算公式：VMJjt（適用于所有電路）

單位：電功（W）T焦（J）；電壓（U）T伏（V）；電流（I）-＞安（A）；時間（t）■?秒（s）。

4、利用W=UIt計算電功時注意：

（1）式中的w、U、I和t是在同一段電路；

（2）計算時單位要統(tǒng)一；

（3）已知任意的三個量都可以求出第四個量。

5、計算電功還有以下公式：

（1）W=Pt（適用于電功、機械功等所有求功的辦法），計算時有兩套單位：千瓦時、焦

（2）對于純電阻電路（只有電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路）可推導(dǎo)出：w=Ult=fRt

R

①串聯(lián)電路：叫=旦；②并聯(lián)電路：叫=組；

%出叼與

③在任何情況下，在一定時間所做的總功卬=叱+%+…%。

6、電功的測量

（1）電能表：測量用戶用電器在某一段時間內(nèi)所做電功（某一段時間內(nèi)消耗電能）的儀器。

（2）電能表上“220V、5A、3000R/kW-h"等字樣，分別表示：電能表額定電壓是220V；

允許通過的最大電流是5A；每消耗一度電，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。

（3）讀數(shù)時：①最后一位有紅色標記的數(shù)字表示小數(shù)點后一位；②電能表前后兩次讀數(shù)之差，

就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。電能表以千瓦時為單位

知識點2：電功率

1、電功率（P）：電流在單位時間內(nèi)做的功。

(1)電功率表示電流做功快慢,不表示做功多少；

(2)單位：瓦特(國際),符號是股常用單位有：千瓦符號是KW。

2、電功率公式：P=UI=-(適用于所有電路)；

t

利用尸=計算時單位要統(tǒng)一:

t

(1)如果W用焦、t用秒，則P的單位是瓦；

(2)如果W用千瓦時、t用小時，則P的單位是千瓦。

〃2

3、對于純電阻電路推導(dǎo)公式：P=/27?=—o

R

(1)串聯(lián)電路中立=旦；

(2)并聯(lián)電路中：&=

舄氏

(3)無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計算總功率常用公式P=Pi+P?+…匕。

4、額定值與實際值：

(1)額定電壓:用電器正常工作的電壓。

(2)額定功率:用電器在額定電壓下的功率。

(3)實際電壓:實際加在用電器兩端的電壓。

(4)實際功率:用電器在實際電壓下的功率。

當U實＞U額時，P實〉P額,燈很亮，易燒壞。

當U實＜U領(lǐng)時，P實＜P額，燈很暗，

當U實=U額時，P實=P額，正常發(fā)光。

同一個電阻或燈炮，接在不同的電壓下使用，當實際電壓是額定電壓的一半時,則實際功

率就是額定功率的1/4。例“220V100W"表示額定電壓是220伏，額定功率是100瓦的

燈泡，如果接在110伏的電路中，則實際功率是25瓦。(不計溫度對電阻的影響)

知識點3：測量小燈泡的電功率

1、實驗原理：回1

根據(jù)P=UI可知，只要用電壓表(伏特表)測出小燈泡兩端的電壓、用電流表(安培表)測

出通過小燈泡的電流，就可以間接測量出小燈泡的電功率了。為了測量不同電壓下的電功率,

我們要用串聯(lián)滑動變阻器的辦法，來控制加在燈泡兩端的電壓；

2、實驗器材：電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、電壓表、滑動變阻器;

3、實驗電路：若所用小燈泡的額定電壓是2.5V,要測出小燈泡的功率，至少需要兩節(jié)干電

池(3V)作電源，電路圖和實物電路圖設(shè)計如圖甲乙所示；

4、實驗步驟：

(1)按電路圖連接實物圖，將滑動變阻器的滑片滑到阻值最大(右)端；

(2)檢查電路無誤后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片,當電壓表的示數(shù)等于2.5V時,

停止滑動，記錄此時電流表的示數(shù)，并觀察燈泡的亮度，記錄在表格中；

(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，分別使電壓表的示數(shù)低于2.5V、等于2.5V的1.2倍(注意

不能超過小燈泡的額定電壓太多，否則會損壞小燈泡)，記錄每一次對應(yīng)電流表的示數(shù)，并

觀察燈泡的亮度，記錄在表格中；

(4)將實驗中記錄的數(shù)據(jù)分別代入P=UI,算出小燈泡的實際功率，并填人表格中。

U實/V電壓/V電流伏燈泡亮度

U實=/2.50.30.75正常發(fā)光

U實＞U額30.361.08既

U實＜U額20.240.48較暗

5、實驗分析：

(1)小燈泡的發(fā)光情況由它的實際功率決定，實際功率越大,燈泡越亮;

(2)燈泡實際消耗的電功率隨著加在它兩端的電壓而改變，電壓越大,功率越大;

(3)燈泡的實際功率可以等于額定功率，也可以不等于額定功率。

※實驗中滑動變阻器的作用：

①閉合開關(guān)前，應(yīng)該先調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使其連入電路中的電阻最大，電路中的電流

最小，這樣能夠保護電路中的各個電路元件不至于損壞；(保護電路)

②接通電源后，移動滑動變阻器的滑片，可以調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓。(調(diào)節(jié)電壓)

※實驗中電路故障分析

故障現(xiàn)象故障原因

燈泡不閉合開關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流①滑動變阻器接成定值電阻②電源電壓太

亮表有示數(shù)低

閉合開關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流①電源、電流表、開關(guān)或滑動變阻器損壞

表無示數(shù)②接線柱接觸不良③連接導(dǎo)線斷裂

閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表幾乎無①燈泡的燈絲斷了或燈座與燈泡接觸不良

示數(shù)，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)②電流表和電壓表的位置互換了

電流表與電壓表的指針向沒有刻度

電流表和電壓表的“+”“一”接線柱接反了

的方向偏轉(zhuǎn)

電表問

電流表與電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很

題①電表的量程都選擇過大②電源電壓過低

小

電表的指針超過最大刻度①量程選擇過?、陔娐分谐霈F(xiàn)短路

滑動變阻器的滑片滑動時，電表示數(shù)滑動變阻器連接錯誤，沒有遵循“一上一下”

及燈泡的亮度無變化的接線原則，使滑動變阻器接成了定值電阻

滑動變無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表示

電源電壓過低

阻器問數(shù)總小于燈泡的額定電壓

題閉合開關(guān)瞬間，燈泡發(fā)出強光后立即

燈泡兩端電壓過高，滑動變阻器的滑片沒有

熄滅，電流表指針偏轉(zhuǎn)后又回到零刻

置于阻值最大位置

度線處，電壓表仍有示數(shù)

知識點4：焦耳定律

1、焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的三次左成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟

通電時間成正比。

公式：Q=『Rt式中單位QT焦（J）；IT安（A）；RT歐（Q）；tT秒。

當電流通過導(dǎo)體做的功（電功）全部用來產(chǎn)生熱量（電熱）時，則有W=Q,可用電功公式來計算

Q（如電熱器，電阻就是這樣的。）

2、串聯(lián)電路各部分電路產(chǎn)生的熱量與它的電阻成正比，并聯(lián)電路各支路產(chǎn)生的熱量與它的

電阻成反比。

3、電飯鍋屬于電熱器，它的工作原理是電流的熱效應(yīng)。

【典例1】（2021?湘潭）如圖是小王家的電能表，下列說法正確的是（）

A.電能表的讀數(shù)為56378kW?h

B.這個電能表正常工作的電壓為380V

C.這個電能表要在20A的電流下才能正常工作

D.小王家用電器每消耗1度電，電能表指示燈閃爍1600次

【答案】D。

【解答】解：

A、電能表顯示數(shù)字中最后一位是小數(shù)，單位為kWh,則圖中電能表示數(shù)為5637.8kW?

h,故A錯誤；

B、表盤上“220V”表示電能表的正常工作電壓為220V,故B錯誤；

C、20A表示該電能表正常工作時允許通過的最大電流，故C錯誤；

D、“1600imp/（kW?h）”表示用電器每消耗IkW-h（1度）的電能，電能表的指示燈閃

爍1600次，故D正確。

故選：D。

【典例2】（2022?博望區(qū)校級一模）有一只電動機，其線圈電阻r=10,電動機允許通過的

最大電流為2A,如圖所示，將這只電動機接在電壓U=6V不變的電源上，在把重物勻

速提升時，2s對重物做的總功為10J。則電動機提升重物時消耗的電能是（）

A.8JB.12JC.24JD.72J

【答案】Bo

【解答】解：在把重物勻速提升時，2秒對重物做的功為10J。

電動機輸出功率：P機械=上些=理工=5亞，

t2s

不考慮摩擦和動滑輪的重力，電動機總功率：P總=UI=P機械+P（（S=P機械+圾，

代入數(shù)據(jù)有：6VXI=5W+I2Xin,

解得：I=5A或1A,

由題意可知，電動機允許通過的最大電流為2A.因此舍去5A,

電動機消耗的總電能為：

W=UIt=6VXlAX2s=12J,故B正確。

故選：B,

【典例3】（2022?重慶）如圖甲所示電路中，電源電壓恒定不變，小燈泡L標有“6V0.3A”

字樣，電流表量程。?0.6A、電壓表量程。?3V。在保障電路安全的前提下，只閉合開關(guān)

S、Si,滑片P位于最右端，小燈泡恰好正常發(fā)光，則小燈泡10s內(nèi)消耗的電能為18

J,再移動滑片P,電流表示數(shù)與R2關(guān)系如圖乙a所示；當斷開Si閉合S、S2、S3時，

電流表示數(shù)與R2的關(guān)系如圖乙b所示，則11=0.45A（忽略小燈泡電阻變化）。

【答案】18；0.450

【解答】解：只閉合開關(guān)S、Si,滑動變阻器和燈泡串聯(lián)接入電路，電流表測通過電路的

電流，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，

滑片P位于最右端，此時滑動變阻器接入電路的電阻為0,電路為燈泡的簡單電路，燈

泡兩端電壓等于電源電壓，

小燈泡恰好正常發(fā)光，小燈泡L標有“6V0.3A”字樣，小燈泡10s內(nèi)消耗的電能為：W

=UlLt=6VX0.3Ax10s=18J；

燈泡的電阻：RL=」L=6V=20。,

0.3A

由乙圖可知滑動變阻器接入電路的電阻為R時，通過電路的電流最小，根據(jù)歐姆定律可

知此時滑動變阻器接入電路的電阻最大，電壓表量程。?3V,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知電

壓表示數(shù)為3V,根據(jù)歐姆定律可得此時通過電路的電流：I'=",

R

串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，根據(jù)歐姆定律可得電源電壓：U=U2+UL=3V+I'

RL,即3V4^上義20。=6V,解方程可得：R=20C,

R

當斷開SI,閉合S、S2、S3時，定值電阻和滑動變阻器并聯(lián)接入電路，電流表測干路電

流，

由乙圖可知滑動變阻器接入電路的電阻為R時，通過電路的電流最大，電流表量程0?

0.6A,所以通過電路的最大電流為0.6A,

并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和，根據(jù)歐姆定律可得干路電流即空

RlRRi

-k-^-=0.6A,解方程可得：Ri=20fl,

20。

滑動變阻器接入電路的電阻為2R時，通過電路的電流:hd_迎k

Rl2R2002X200

=0.45Ao

故答案為：18；0.45?

【典例4】(2021?赤峰)小紅從赤峰到寧城，選擇了尾氣零排放的G8208次列車。經(jīng)查詢赤

峰到寧城高鐵運行里程約100km,運行時間約30min?若該列車全程勻速行駛在平直的

軌道上，牽引力恒為2.7X1()5N,供電電路輸入列車的電功率恒為2Xdw。請你根據(jù)以

上信息，解決下列問題：

(1)從赤峰站到寧城站段列車消耗的電能。

(2)求該列車從赤峰站至寧城站將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率。

【解答】解：(1)已知供電電路輸入列車的電功率恒為P=2X1()7W,赤峰到寧城高鐵運

行時間t=30min=1800s,

710

則從赤峰站到寧城站段列車消耗的電能為：Wffe=Pt=2X10WX1800s=3.6X10J；

（2）赤峰到寧城高鐵運行里程約100km,即s=lX105m,引力恒為F=27><產(chǎn)犯

則列車從赤峰站至寧城站產(chǎn)生的機械能為：WjftuFsuZ7X1（）5NX1X105m=2.7X1010J,

則將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為：獸

T]=x100%=2.7X叫：JX100%=75%o

W電3.6X1Q1OJ

答：（1）從赤峰站到寧城站段列車消耗的電能為3.6X1O"J；

（2）求該列車從赤峰站至寧城站將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為75%o

考點2電功率

【典例5】（2022?襄陽）如圖所示，兩只燈泡L1和L2上分別標有“8V4W”和“4V1W”

字樣，將它們串聯(lián)后接在電壓可在4?8V之間調(diào)節(jié)的電源上，閉合開關(guān)S,假設(shè)兩燈的

燈絲電阻不隨溫度變化，則下列說法正確的是（）

LiL2

----------S3~~上—

A.通過燈Li的電流大于通過燈L2的電流

B.在調(diào)節(jié)電源電壓的過程中，燈Li始終比燈L2亮

C.在調(diào)節(jié)電源電壓的過程中，兩燈的功率變化量相同

D.當電源電壓調(diào)節(jié)到8V時，兩燈都不能正常發(fā)光