12電能與電功率（講義）（原卷版）

浙教版中考科學(xué)二輪復(fù)習(xí)電能與電功率電能表的使用、電功率的計(jì)算、電能的計(jì)算【知識(shí)點(diǎn)分析】一．電功1.定義：電流通過某段電路所做的功叫電功。2.實(shí)質(zhì)：電流做功的過程，實(shí)際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（消耗電能）的過程；電流做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，就消耗了多少電能。電流做功的形式：電流通過各種用電器使其轉(zhuǎn)動(dòng)、發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等都是電流做功的表現(xiàn)。3.規(guī)定：電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端的電壓，電路中的電流和通電時(shí)間的乘積。4.單位：國(guó)際單位是焦耳（J）常用單位：度（kwh）

1度=1千瓦時(shí)=1kwh=3．6×106J5.測(cè)量電功：⑴電能表：是測(cè)量用戶用電器在某一段時(shí)間內(nèi)所做電功（某一段時(shí)間內(nèi)消耗電能）的儀器。⑵電能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字樣，分別表示：電電能表額定電壓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)。⑶讀數(shù)：A、測(cè)量較大電功時(shí)用刻度盤讀數(shù)。①最后一位有紅色標(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)點(diǎn)后一位。②電能表前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。二．電功率的計(jì)算1．定義：2．物理意義：表示電流做功快慢的物理量。燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率大小。3．電功率計(jì)算公式：P=UI=W/t（適用于所有電路）對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出：P=I2R=U2/R①串聯(lián)電路中常用公式：P=I2R

P1：P2：P3：…Pn=R1：R2：R3：…：Rn②并聯(lián)電路中常用公式：P=U2/R

P1：P2=R2：R1③無(wú)論用電器串聯(lián)或并聯(lián)。計(jì)算總功率

常用公式P=P1+P2+…Pn4．單位：國(guó)際單位瓦特（W）

常用單位：千瓦（kw）5．額定功率和實(shí)際功率：⑴額定電壓：用電器正常工作時(shí)的電壓。額定功率：用電器在額定電壓下的功率。P額=U額I額=U2額/R某燈泡上標(biāo)有“PZ22OV25”字樣分別表示：普通照明，額定電壓220V，額定功率25W的燈泡。若知該燈“正常發(fā)光”可知：該燈額定電壓為220V，額定功率25W，額定電流I=P/U=0．11A燈絲阻值Ｒ＝U額2/Ｐ＝2936Ω。⑵當(dāng)U實(shí)=U額時(shí)，=用電器正常工作（燈正常發(fā)光）當(dāng)U時(shí)，＜用電器不能正常工作（燈光暗淡），有時(shí)會(huì)損壞用電器6.家庭電路電功率的計(jì)算使用公式P=W/t，如電能表使用消耗電能多少千瓦時(shí)，可根據(jù)1千瓦時(shí)是功率為一千瓦的用電器工作一小時(shí)消耗的電能，可根據(jù)比例計(jì)算用電器電功率。一.焦耳定律及電熱1．焦耳定律：(1)1841年，英國(guó)物理學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量Q（稱為焦耳熱）與電流I的平方、導(dǎo)體的電阻R、通電時(shí)間t成正比，這個(gè)規(guī)律叫焦耳定律。焦耳定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律。它的適用范圍很廣，純電阻電路、非純電阻電路在計(jì)算電熱時(shí)都用到它。(2)熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)導(dǎo)體的發(fā)熱功率叫做熱功率．熱功率等于通電導(dǎo)體中電流I的二次方與導(dǎo)體電阻R的乘積．(3)電功率與熱功率:對(duì)純電阻電路，電功率等于熱功率即：P=I*U=I2R=U2/R此時(shí)，可得U=IR,所以純電阻電路也可以說是歐姆定律成立的電路對(duì)非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和．2.電熱（1）電熱：由于導(dǎo)體的電阻，使電流通過導(dǎo)體時(shí)消耗的電能中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那一部分能量叫電熱。（2）內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量等于電流的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間的乘積。（3）公式：Q=I2Rt.（4）適用對(duì)象:凡是要計(jì)算電熱，都應(yīng)首選Q=I2Rt，可求任何電路中電流I通過電阻R時(shí)所產(chǎn)生的熱量。3．熱功率的意義及計(jì)算（1）熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)發(fā)熱的功率叫作熱功率。熱功率即電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率，即：P=Q/t=I2R（2）熱功率計(jì)算:當(dāng)電路不是純電阻電路時(shí)，電功用W=UIt來(lái)計(jì)算，電熱Q只能用Q=I2Rt進(jìn)行計(jì)算，電功率用P=IU計(jì)算，熱功率只能用P熱=I2R計(jì)算。4.電熱的檔位問題：如圖所示R1>R2根據(jù)P=U2/R可得出高溫檔：R2單獨(dú)工作中溫檔：R1單獨(dú)工作低溫檔：R1,R2同時(shí)工作如圖所示R1>R2根據(jù)P=U2/R可得出高溫檔：R1,R2同時(shí)工作中溫檔：R2單獨(dú)工作低溫檔：R1單獨(dú)工作【例題分析】一、單選題1．LED燈已成為家庭照明的主要選擇，如圖所示，一個(gè)18W的LED燈照明亮度和一個(gè)40W的白熾燈是相等的，兩個(gè)燈泡均正常工作時(shí)，以下說法正確的是（

）A．LED燈每秒消耗40J電能 B．LED燈每秒產(chǎn)生的內(nèi)能大于白熾燈C．兩個(gè)燈泡正常工作時(shí)的電功率相同 D．LED燈將電能轉(zhuǎn)化為光能的效率較高2．如圖甲所示的電路中，電源電壓恒定不變，R2=40Ω，通過R1的電流隨它兩端電壓變化關(guān)系如圖乙所示，則下列計(jì)算不正確的（）A．R1的阻值大小是20ΩB．當(dāng)S1、S2、S3均閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.6A，則通過電阻R2的電流是0.2AC．當(dāng)S1、S2、S3均閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.6A，則電源電壓是6VD．當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為0.16A，則R3消耗的功率是0.256W3．如圖為小麗家半年前新裝的一只電能表，10月底查看電能表示數(shù)為，11月底表盤的示數(shù)如圖中所示，下列說法正確的是（）A．該電能表的額定電流為20AB．電能表是用來(lái)測(cè)量電功率的儀表C．小麗家11月份總共消耗了903kW·h的電能D．若以每度電0.5元計(jì)算，則11月份應(yīng)繳電費(fèi)45.15元4．圖甲是一款智能汽車的后視鏡，該后視鏡有防霧、除雨露、除冰霜三種功能，需要的熱量依次增多，圖乙是其原理圖。已知車載電源電壓為12V，電熱絲電阻分別為R1＝5Ω，R2＝10Ω，R3＝15Ω，下列說法正確的是（）A．開關(guān)旋至“1”擋，開啟除冰霜功能B．開啟防霧功能，電路總電阻為15ΩC．開啟除冰霜功能，電路的總功率為14.4WD．從防霧到除雨露，電路總電流變化0.1A5．關(guān)于家用電器的相關(guān)知識(shí)，下列說法不正確的是（

）A．中國(guó)家用電器的正常工作電壓一般為220VB．接入電路的用電器越多，電路中電流越大C．由圖可知買一級(jí)能耗的家用電器產(chǎn)品更節(jié)電，耗能更低D．2800W的電熱水器一定比800W的電熨斗消耗的電能多6．燈泡L上標(biāo)有“6V6W”字樣，測(cè)得該燈泡的電流隨電壓變化關(guān)系如圖（甲）所示?，F(xiàn)把燈泡L接入如圖（乙）所示的電路中，若電路電源電壓為9V不變，電流表的量程為“0~0.6A”，電壓表的量程為“0~15V”。則下列說法正確的是（）A．電路的電功率隨著滑動(dòng)變阻器兩端電壓的減小而減小B．燈泡L的電阻值因?yàn)殡妷罕淼氖緮?shù)增大而增大C．為了保證電路安全，整個(gè)電路消耗的最大功率為5.4WD．當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，電壓表的示數(shù)為6V7．如圖（a）所示，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱，電壓裝示數(shù)與電流表示數(shù)關(guān)系圖像如圖（b）所示，是電阻箱阻值為零時(shí)的電流，則下列說法正確的是（）A．定值電阻R0阻值大小為B．電阻箱兩端電壓隨電流增大而增大C．電路消耗的總功率最大值在數(shù)值上等于圖形S3與S4的面積之和D．電阻箱消耗的電功率最大值在數(shù)值上等于圖形S1的面積8．小燈泡的I﹣U圖像如圖甲所示，將它與定值電阻R并聯(lián)，如圖乙所示，閉合開關(guān)S1，電流表的示數(shù)為0.1A；再閉合開關(guān)S2，電流表的示數(shù)增加了0.25A。則（）A．定值電阻阻值為20Ω B．燈泡功率為0.15WC．電源電壓為3V D．電路總功率為0.5W9．如圖為小王家電能表的情況。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）A．該電能表的示數(shù)為8533.5kW?hB．小王家每消耗一度電，電能表上的轉(zhuǎn)盤將轉(zhuǎn)過3600圈C．該電能表應(yīng)在頻率為50Hz的交流電路中使用D．該電能表所在電路用電器的總功率不能超過2200W10．探究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)如圖所示，兩個(gè)透明容器中密封著等質(zhì)量的空氣，下列說法正確的是（）A．U形管內(nèi)液面高度變化是由管中液體熱脹冷縮引起的B．該圖是探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置C．通電一段時(shí)間后U形管右管內(nèi)的液面高度比左管低D．通電一段時(shí)間后左右兩個(gè)容器內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量之比為2∶111．A、B兩只燈泡的額定電壓均為6V，通過它們的電流隨兩端電壓變化關(guān)系如圖所示，下列選項(xiàng)正確的是（）A．A、B兩燈泡的電阻均隨燈泡兩端電壓的增大而減小B．將兩燈并聯(lián)接在3V的電源兩端，A、B兩燈的實(shí)際功率之比為1∶2C．將兩燈串聯(lián)接在某電源兩端，使B燈恰好正常發(fā)光，電源兩端電壓為9VD．將5Ω的電阻與B燈串聯(lián)接在6V的電源兩端，該電阻消耗的功率為0.8W12.實(shí)驗(yàn)室有R1和R2兩個(gè)電阻，它們的電流與電壓關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是（）A．R1的阻值小于R2的阻值 B．R1與R2并聯(lián)時(shí)的功率之比是2∶3C．R1和R2串聯(lián)時(shí)的電壓之比是2∶3 D．R1和R2串聯(lián)時(shí)的電流之比是1∶113．如圖所示分別是小陽(yáng)家8月1日和9月1日電能表的示數(shù)。結(jié)合表盤上的信息可知，下列判斷正確的是（）A．電能表是測(cè)量電功率的儀表B．小陽(yáng)家8月份消耗的電能為1011kW?hC．電能表工作時(shí)的電流不應(yīng)超過標(biāo)定電流40AD．這個(gè)電能表應(yīng)該接在頻率為50Hz的交流電路中使用14．如圖甲所示的電路，電源電壓保持不變，R0為定值電阻，閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器R的滑片P從a端滑到b端的過程中，電流表和電壓表示數(shù)變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．電源電壓為8VB．定值電阻R0的阻值為C．整個(gè)電路消耗的最大功率為D．整個(gè)電路消耗的最小功率為15．如圖，甲、乙為兩只相同電表，當(dāng)閉合S1、S2時(shí)，甲、乙兩表示數(shù)之比為3∶2，電路總功率為P1；同時(shí)更換兩電表種類，調(diào)整開關(guān)狀態(tài)，使兩表均有正常示數(shù)，此時(shí)電路總功率為P2，則R1∶R2和P1∶P2是（）A．1∶2

2∶9 B．1∶3

1∶3 C．1∶2

2∶3 D．1∶2

1∶216．如圖所示，電源電壓不變，只閉合開關(guān)S1，電流表示數(shù)為0.3A，再閉合S2，電流表示數(shù)變化了0.4A，則同時(shí)閉合S1、S2后，相同時(shí)間內(nèi)R1、R2消耗的電能之比是（）A．3∶4 B．4∶3 C．7∶3 D．4∶717．甲是通過小燈泡L的電流與其兩端電壓的關(guān)系圖像。現(xiàn)將小燈泡L與電阻R連入如圖乙所示的電路中。閉合開關(guān)S，小燈泡的實(shí)際功率為，電壓表示數(shù)為3V。下列結(jié)果正確的是（）A．電源電壓為6V B．電路消耗的總功率為2.7WC．電阻R的阻值為15Ω D．通過電阻R的電流為0.2A18．定值電阻R1和小燈泡R2的I﹣U圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．圖線a表示的是小燈泡R2B．定值電阻R1的電阻為0.1ΩC．將R1和R2并聯(lián)在電壓為5V的電源兩端，通過R1與R2的電功率之比為3∶5D．若將R1和R2串聯(lián)后接在8V的電源兩端，則R1與R2的電壓之比為3∶519．利用圖中5個(gè)阻值相等的電阻完成“焦耳定律”的探究實(shí)驗(yàn)，以下說法錯(cuò)誤的是（

）A．本實(shí)驗(yàn)采用的研究方法有“控制變量法”和“轉(zhuǎn)換法”B．通電后會(huì)發(fā)現(xiàn)在相同時(shí)間內(nèi)乙產(chǎn)生的熱量是丙產(chǎn)生熱量的2倍C．若要探究導(dǎo)體的電阻對(duì)電熱的影響，應(yīng)該選擇觀察甲、乙D．圖丙中外接5Ω電阻的作用是改變流過電阻D的電流，使通過電阻A、D的電流不同20．額定電壓相同的電熱水壺、電烤箱和電飯鍋正常工作過程中消耗的電能W和通電時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。關(guān)于這三個(gè)用電器，下列判斷正確的是（）A．正常工作時(shí)，電熱水壺比電烤箱產(chǎn)生的熱量少B．正常工作時(shí)，電熱水壺比電飯鍋的功率大C．正常工作時(shí)，通過電飯鍋的電流最大D．在一個(gè)月內(nèi)，電熱水壺消耗的電能一定最多21．加強(qiáng)城市交通安全，我市在交叉路口相繼安裝了交通紅綠燈和電子警察監(jiān)控系統(tǒng)。如圖所示，這是某一路口的紅綠燈設(shè)施，紅、綠、黃三只燈泡均標(biāo)有“220V22W”字樣。下列說法正確的是（）A．紅、綠、黃三只燈泡是串聯(lián)的B．紅綠燈設(shè)施兩端的總電壓為660VC．紅綠燈設(shè)施正常工作20h消耗的電能為D．紅、綠、黃三只燈泡的燈絲若使用超導(dǎo)體材料制作，燈泡的亮度將更亮22．如圖所示，將乙圖錫紙條的中間剪掉一些，已知ab、bc、cd長(zhǎng)度相等，如圖甲所示，將錫紙條接在電池兩極，很快錫紙條開始冒煙、著火。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析錯(cuò)誤的是（）A．a(chǎn)b段的電阻大于bc段的電阻 B．a(chǎn)b段的電流小于bc段的電流C．a(chǎn)b段兩端的電壓大于cd段兩端的電壓 D．bc段產(chǎn)生的熱量大于cd段23．圖所示的相同容器中分別裝有相同質(zhì)量的水，水中的電阻絲分別為R1和R2，且R1＞R2，則閉合開關(guān)S后，a，b容器中水溫升高較慢的是（）A．b容器中的水B．a(chǎn)容器中的水C．a(chǎn)、b容器中的水溫上升快慢一樣D．無(wú)法判斷24．如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S后，滑片P從b端移動(dòng)到a端的過程中，電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的關(guān)系圖像如圖乙所示，下列判斷正確的是（）

A．電源電壓為8VB．R1的阻值為40ΩC．當(dāng)滑片P移至中點(diǎn)時(shí)，電路消耗的總功率為3.6