中考科学总复习 第25课时 电功 电功率课件.ppt

第二篇物质科学 一 第25课时电功电功率 学用P124页 一 电功考点1概述电功的概念b电功的实质 电流做功的过程就是 转化为 的过程 考点2知道电功的单位a单位为 简称焦 符号为J 千瓦时 kW h 换算 1kW h J 考点3列举决定电功大小的因素a影响电功大小的因素有 电能 其他形式能 焦耳 3 6 106 电压 电流和通电时间 考点4知道用电器消耗的电能可以用电功来量度a电流做功的过程实际上就是电能转化为其他形式能量的过程 电流做了多少功就有多少 考点5应用电功的公式计算用电器消耗的电能c电能计算公式为 对纯电阻性用电器 电功还可用公式 计算 考点6根据电能表读数的变化估算消耗的电能b测量电功的仪表是 电度表或千瓦时计 计数器上前后两次读数之差就是这段时间内消耗的千瓦时数 电能转化为其 他形式的能 W UIt W Pt W U2 R t W I2Rt 电能表 1 2014 德阳 下列家用电器正常工作20min消耗电能最多的是 A 电饭煲B 电热毯C 电视机D 电风扇 A 2 2013 义乌 电视上有某品牌空调的广告 称 好空调 一天只需一度电 在其他媒体上也有该品牌的广告词 称 xx空调 最低耗电仅相当于一只45W的灯泡 考虑到空调实际使用情况及估计等因素 你认为这两句广告词体现的内容 填 基本一致 或 完全不一致 因为根据其中信息可以计算出一度电可让该空调运行约 小时 结果保留整数 基本一致 22 3 自贡中考 如图所示是太阳能路灯 灯杆顶端是太阳能电池板 它能将太阳能转化为电能 并向灯杆下方的蓄电池充电 供夜晚路灯照明 若在一定时间内 太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2 1 107J 这些能量经转化后 可供功率为35W的路灯工作50h 则该路灯消耗的电能为 该太阳能路灯的转化效率为 W Pt 35W 50 3600s 6 3 106J 学用P125页 二 电功率考点7概述电功率的概念b电流在单位时间内所做的功叫 是用来表示 的物理量 考点8知道电功率的单位a单位 瓦特 简称瓦 符号为W 千瓦 kW 1kW 1000W 考点9应用电功率的公式进行简单的计算c电功率计算公式为 P P 对于纯电阻性用电器 电功率还可用公式P P 计算 电功率 电流做功快慢 W t UI U2 R I2R 考点10知道额定功率的概念a 1 额定功率 用电器在额定电压下工作时所消耗的电功率 2 用电器只有在额定电压下工作时 实际功率等于额定功率 灯泡的亮度取决于灯的实际电功率 考点11从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率a以灯泡为例 PZ220V25WPZ表示普通照明灯泡 220V表示额定电压为220V 25W表示该灯泡的额定功率为25W 4 2014 温州 光敏电阻的特点是电阻值随照射光的强度增强而变小 如图所示是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置 R1为光敏电阻 有人通过通道而遮蔽照射光线时 电路中 A 通过R1的电流变大B 监控装置两端电压变大C 总电阻变大D R1消耗的功率变大 C 5 2014 宁波 如图所示的电路 闭合开关S 当滑片P向右移动过程中 A 小灯泡变亮B 电流表示数变大C 电压表示数变小D 电路的总功率变大 C 6 2013 雅安 电动自行车已成为大众化的一种交通工具 小乔对家里的电动自行车进行了测试 他骑车在平直的路面上由静止开始运动 获得如图所示的速度v和牵引力F随时间t变化的关系图像 已知匀速行驶时 电动机输入电压48V 输入电流5A 由图可知 7 12s电动自行车受到的摩擦力为 N 电动自行车匀速行驶时 电能转化为机械能的效率为 35 87 5 解析 由速度 时间图像可知 电动自行车的运动特点是先加速 后匀速 由牵引力 时间图像可知 在7 12s牵引力大小F 35N 因为在7 12s匀速运动 所以摩擦力f F 35N 由速度 时间图像可知 电动自行车匀速行驶时速度v 6m s 则克服摩擦力做功的功率为P有用 fv 35N 6m s 210W 电动机输入总功率为P总 UI 48V 5A 240W 所以效率 三 测定小灯泡的电功率考点12说明伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理b原理为 考点13绘制实验的电路图b考点14测定小灯泡的额定功率和实际功率 收集和整理实验数据得出实验结论b调节滑动变阻器 当电压表读数不等于额定电压时 可测实际功率 当电压表读数 额定电压时 可测额定功率 P UI 等于 7 荆门中考 在今年的实验技能考试中 实验桌上准备的器材有 学生电源 电压表 电流表 滑动变阻器 开关 待测小灯泡及导线若干 在做测量小灯泡的电功率实验时 小明在连接电路的过程中 由于疏忽 把两表的位置给颠倒了 其他连接正确无误 当开关闭合后 所产生的现象是 A 电流表将被烧坏B 电压表将被烧坏C 电压表有读数 电流表的读数几乎为0D 电流表有读数 电压表的读数几乎为0 解析 当把电压表和电流表的位置给颠倒后 由于电压表串联在电路中 且电压表的阻值特别大 所以导致电路中的电流很小 所以电压表有读数 电流表的读数几乎为零 C 学用P126页 8 2014 杭州 为测量规格 6 3V 0 15A 小灯泡的额定功率 提供的实验器材有 蓄电池 输出电压约10V 滑动变阻器 有 10 2A 50 1 5A 两种规格 电流表 电压表各一只 1 下图是小张测量时所连接的部分实物连线图 请你根据电路图补全实物连线图 2 实验中 小徐同学选择了规格为 10 2A 的滑动变阻器 你预计会出现什么现象 说明理由 3 在某次测量中 电流表 电压表读数如图所示 则电流表读数为 电压表读数为 此时应如何改变滑动变阻器的阻值才能测量小灯泡的额定功率 填 变大 变小 或 不变 答案 1 见图 2 现象 小灯泡烧坏 或不正常发光 理由 滑动变阻器与小灯泡串联 两者电压之比等于电阻之比 R滑 10 滑动变阻器的阻值太小 滑动变阻器分担的电压过少 小灯泡的实际电压大于额定电压 3 0 08A2 5V变小 高频点1电功的计算例1 2013 镇江 LED灯具有节能 环保特点 220V8 5W LED灯泡和 220V60W 白炽灯泡正常发光时的亮度相当 与白炽灯相比 LED灯泡可以节能约 A 14 2 B 85 8 C 16 5 D 83 5 答案 B 解析 设两种灯泡正常发光的时间为t LED消耗的电能为W1 P1t 8 5W t 白炽灯消耗的电能为W2 P2t 60W t LED灯可以节约 1 2014 宁波 如图电路中 电源电压不变 当只闭合S1时 电压表示数为3V 电流表示数为0 2A 1 1min内电路消耗的电能为多少 2 把两表的位置互换后 闭合S1 S2 电流表的示数为0 5A 此时R2消耗的电功率P2为多少 答案 1 W UIt 3V 0 2A 60s 36J 2 R U I 3V 0 2A 15 R1 U1 I1 3V 0 5A 6 R2 R R1 15 6 9 P2 U22 R2 3V 2 9 1W答 1 1min内电路消耗的电能为36J 2 R2消耗的功率P2为1W 高频点2电功率的计算例2 2014 金华 义乌 如表为某电烤箱铭牌 如图虚线框内所示是其内部简化电路图 R1和R2均为电热丝 求 1 电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能 2 电路中R2的阻值 3 若在电路中加一个 限高温开关 当电烤箱超过一定温度时能自动断开电路 该开关最好安装在A B C中的 点处 答案 1 6 6 105J 2 66 3 B 解析 1 W Pt 1100W 10 60s 6 6 105J 2 高温档时 R1 U2 P高 220V 2 1100W 44 低温档时 R总 U2 P低 220V 2 440W 110 R2 R总 R1 110 44 66 3 如果把 限高温开关 接在零线上 即使把开关断开 电路中的火线还是接通的 也还是有电流存在 会电到人的 装在火线上 限高温开关 断开 火线也就断开了 就没有电了 能够保证安全 故装在B点 2 2014 嘉兴 舟山 随着生活水平的提高 扫地机器人逐步进入普通家庭 扫地机器人具有主动躲避障碍物 自动吸尘 自动返回充电座充电等诸多智能功能 如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数 请回答下列有关问题 学用P127页 1 机器人吸尘的工作原理是通过电机转动时内部压强 减小 从而使杂物进入吸尘器 2 电池容量 2000mAh 是指当工作电流为2000mA 能持续供电1小时 若充满电后所有电量用于扫地 则可供机器人持续正常工作多少时间 3 机器人的供电系统设有自动充电功能 当检测到电池容量低至10 时会自动返回充电 若返回过程中受到的阻力为20牛 为确保机器人能顺利返回充电 需要充电时离充电座最远为多少米 剩余电池容量的40 用于提供克服阻力做功 解 2 P UI 3 克服阻力做功 W UIt 15V 2000mAh 10 40 4320JW Fs答 一次充满电后机器人可持续正常工作1小时 为确保机器人顺利返回充电 需要充电时离充电座最远为216米 高频点3小灯泡功率的测定例3 2014 金华 义乌 小楼想测量某个仅标有 0 25A 字样的灯泡的额定功率 电源电压为6V且恒定 1 检查器材时 小楼发现电压表存在图甲所示的两个问题 一是指针位置不对 二是部分刻度模糊 出现指针位置不对的原因是 2 小楼认为不更换电压表也能测出灯泡的额定功率 他进行了如下操作 解决了指针问题后 按规范步骤连接的部分电路如图乙 请你用笔画线代替导线帮他连接完整 连接好电路并检查无误后 闭合开关 在移动变阻器滑片时 眼睛要注视 的变化 当灯泡正常发光时 滑片正好在变阻器的中点 在滑片移动过程中 电流表示数从0 2A增大到0 25A 而电压表示数从2 0伏开始增大 3 小楼的同桌依据实验数据计算如下 小楼发现步骤b的结果有错 请你指出错误原因 灯泡的额定功率是 W 答案 1 电压表没有调零 2 如图 电流表 或电流表的示数 3 没有考虑灯泡电阻随温度的变化 或代入的灯泡电阻有误 0 875 解析 1 电压表在未使用前 指针应该对准 0 刻度 因此需要调零 2 题目告诉我们 小灯泡的额定电流为0 25A 因此在进行实验时 眼睛应观察电流表 使其示数达到0 25A 3 灯泡发光后 温度升高 电阻会增大 不能用0 2A时的电阻代替0 25A时的电阻 小楼是按照规范步骤操作的 也即一开始 滑动变阻器全部接入电路 此时滑动变阻器两端的电压为6V 2 0V 4VR滑 4V 0 2A 20 当正常发光时 滑片正好在变阻器的中点 即接入10 电流为0 25A 则滑动变阻器两端电压为U IR 10 0 25A 2 5V则电灯泡两端电压 6V 2 5V 3 5VP灯 3 5V 0 25A 0 875W 提醒 本题考查了电阻的U I图像 欧姆定律的应用 功率公式的应用 根据电表的量程及电路结构求出流过电路的最大电流与最小电流是本题的难点 也是本题的解题关键 例4 2013 贵港 图1是用伏安法测电阻的实验电路图 实验所用的器材 电源一个 电压保持6V不变 待测电阻一个 电流表 0 0 6A 0 3A 一只 电压表 0 3V 0 15V 一只 滑动变阻器 0 12 一只 开关一个 导线若干 实验过程中要求电表不超过其量程 且电表的指针至少能达到刻度盘的中线 根据实验数据绘出被测电阻R的U I图像如图2所示 当电流表和电压表能按要求工作时 R消耗的最大功率与最小功率之比为 A 25 4B 64 25C 9 2D 4 1 答案 D 解析 根据图2可知 电流表的量程为0 0 6A 电压表的量程为0 15V 当电路中的电流为0 3A时 电压表示数为2 4V 则如果滑动变阻器接入电路的电阻为零 电路中的电流A 0 6A 因此当电流表示数为0 6A时 电路中的电流最大 则最大功率 P最大 0 6A 2 8 2 88W 当滑动变阻器接入电路的阻值最大时 电路中的电流最小 R消耗的功率最小 此时电路中的电流 则最小功率 P最小 0 3A 2 8 0 72W 故消耗的最大功率与最小功率之比为2 88W 0 72W 4 1 提醒 本题要用到二次函数的知识才能真正解决问题 例5 2014 绍兴 把滑动变阻器R和定值电阻R1连接成如图电路 变阻器最大电阻R 2R1 闭合开关S 当滑动变阻器的滑片向左移动时 下列叙述正确的是 A 电路总功率逐渐减小B 变阻器的功率逐渐减小C 变阻器滑片在左端与右端时的电路总功率之比为9 1D 电阻R1的功率与电路总功率的比值逐渐增加 答案 D 解析 A P总 U2 R1 R 当滑片向左滑动时 R变小 总功率变大 B 可设总功率为UI R1消耗的功率为I2R1 滑动变阻器消耗的功率为P 三者有如下关系 UI I2R1 P P R1I2 UI 其中R1 U为常数 P与I为二次函数关系 由此可知 当I b 2a U 2R1时 P达到最大值 2R1 R1 R R R1 即当滑动变阻器的阻值与定值电阻相等时 滑动变阻器消耗的功率达到了最大值 由此可知滑片向左滑动时 滑动变阻器消耗的功率是先变大 再变小 B错 C 最左端是P U2 R1 最右端是P U2 R1 R U2 3R1 两者比值为3 1 D 电阻R1的功率 P1 I2R1 P总 I2 R1 R P1 P总 R1 R1 R 当向左滑时 R变小 故比值变大 例6 2014 台州 小明发现 每天晚上7点至9点左右 小区处于用电高峰期时 家中的电灯相对暗些 而到了晚上11点以后 过了用电高峰期 电灯又会变得亮一些 这是为什么呢 爸爸这样提示他 不同时段 电路中使用的用电器数量不同 其总电阻也不同 可以把某一时段小区内正在使用的所有家用电器看作一个整体 用一个小灯泡来模拟 通过比较小灯泡两端电压 相当于家用电器两端的实际电压 的变化 你就能知道原因了 于是 小明根据如图电路进行了探究 进行实验 第1步 连接电路 闭合开关 读出电压表和电流表的示数 并记录在表格中 记录数据后发现小灯泡突然熄灭 电压表指针指在3伏处 第2步 查明故障并分别换上两个不同规格的小灯泡后继续实验 把测量结果记录在表格中 第3步 计算小灯泡的电功率和电阻值并记录在表格中 学用P128页 数据分析 每次实验 电压表的读数都小于电源电压 说明实验中导线等其他元件也有电阻 会 分走 一部分电压 反思解释 1 实验中小灯泡突然熄灭 可能是发生了 填 短路 或 开路 2 过了用电高峰期 家中的电灯功率变大 亮度增加 其原因是 3 在输电线路中 为了减少电能的损耗 应尽量选择 的导线 A 长而细B 长而粗C 短而粗D 短而细 答案 1 开路 2 电路中的用电器减少 通过输电线的电流变小 两端分得的电压变小 用电器两端分得的电压变大 实际功率变大 3 C 解析 1 灯泡熄灭 并且灯泡两端电压为3V 因此故障一定为灯泡开路 2 晚上7点至9点时为用电高峰期 同时使用的用电器增多 它们并联后的总电阻变小 又因用电器与输电线串联 根据欧姆定律可知 通过输电线的电流变大 两端分得的电压变大 用电器分得的电压减小 实际功率减小 所以灯泡变暗一些 反之到了11点以后同时使用的用电器减少 通过输电线的电流变小 两端分得的电压变小 用电器两端分得的电压变大 实际功率变大 灯泡变亮一些 3 当导线的材料一定时 导线越短 越粗 导线的电阻越小 由Q I2Rt可知 导线消耗的电能越少 故选C 1 2014 广东 图中 分别表示电表的正负接线柱 可以测量R消耗的电功率的电路图是 B 2 2014 达州 分别标有 6V6W 和 6V3W 的甲 乙两只灯泡 经实验测得其I U特性曲线如图所示 现将甲 乙两灯并联在电路中 当两只灯泡的总电流为1A时 两只灯泡消耗的总功率是 A 3WB 4WC 4 5WD 6W 第2题图 A 3 2014 丽水 如图所示电路 电源电压恒为6伏 L1标有 6V7 2W L2标有 6V3 6W 忽略温度对灯丝电阻的影响 下列说法正确的是 A 仅闭合S1 S3 L1不亮 L2亮B 仅闭合S2 S3 电流表读数为0 6安C 仅闭合S1 S2 电路总电阻为15欧D 仅闭合S3 电路消耗的总功率为10 8瓦 B 第3题图 4 2014 德阳 如图所示的电路 闭合开关S后发现L1正常发光 L2只能微弱发光 以下对于这一现象产生原因的分析中 合理的是 A 灯泡L2发生了断路B 灯泡L2发生了短路C 由于灯泡L2的电阻较大 其实际功率较小D 由于灯泡L2的电阻较小 其实际功率较小 解析 A 当电路中发生断路时 串联电路中没有电流 灯泡都不亮 不符合题意 B 当灯泡L2发生了短路 L2会不亮 不符合题意 C D 串联电路中的电流相同 根据公式P I2R L2电阻越小 功率越小 灯泡越暗 C错D对 D 第4题图 5 2014 扬州 如图 电源电压恒为4 5V 灯泡L标有 3V0 9A 字样 在不损害电路元件的情况下 下列判断正确的是 A 该电路的最大功率是1 35WB 滑动变阻器的阻值可以调到零C 滑片向左移动时 电压表示数变大D 滑片向右移动时 灯泡消耗的功率变小 D 第5题图 解析 由电路图可知 灯泡与滑动变阻器串联 电压表测滑动变阻器两端的电压 灯泡正常发光时的电压为3V 电流为0 9A 串联电路中各处的电流相等 电路中的最大电流Imax 0 9A 电路的最大电功率 Pmax UImax 4 5V 0 9A 4 05W 故A错误 串联电路总电压等于各分电压之和 此时电压表的示数U滑 U UL 4 5V 3V 1 5V 此时滑动变阻器接入电路的最小电阻不能为零 故B错误 滑片向左移动时 此时滑动变阻器接入电路中的电阻变小 根据串联电路电阻越大分得电压越大的特点可知 滑动变阻器两端的电压变小 即电压表的示数变小 故C错误 滑片向右移动时 滑动变阻器接入电路中的电阻变大 电路中的电流变小 根据P I2RL可知灯泡的功率变小 故D正确 6 2013 安顺 某电饭锅设有 加热 和 保温 两档 其内部简化电路如图所示 当开关S置于 1 档时 电饭锅处于 填 加热 或 保温 状态 若电饭锅保温和加热时总功率之比为1 50 则电阻R0和R1的比值为 第6题图 保温 1 49 7 2014 温州 小刚观察了市场上的 测重仪 后 画出了如图所示的原理图 A为托盘 P为金属滑片且固定在托盘下的轻质弹簧上 并能随轻质弹簧一起上下滑动 当托盘中不放物体时 P位于R的最上端 已知R0 5 R的最大阻值为25 电源电压恒为3V 1 小刚根据图判断 质量表是电流表改装的 其判断的依据是 第7题图 图中的质量表串联在电路中 2 当称量物体质量达到最大值时 R0消耗的功率是多少 解 当称量物体质量达到最大时 金属滑片P在R的最下端 U0 3V I0 U0 R0 3V 5 0 6A P0 U0I0 3V 0 6A 1 8W 3 当托盘A中所放物体质量增加时 质量表的示数也随之增大 请结合图分析其原因 当称量物体质量增加时 托盘对弹簧的压力增大 弹簧缩短 滑片向下滑动 滑动变阻器接入电路的电阻变小 总电阻也变小 而总电压不变 总电流变大 电流表 即质量表 的示数变大 8 2014 台州 智能手机耗电量大 移动充电宝应运而生 移动充电宝就是一个可充电的锂聚合物电池 某品牌移动充电宝部分相关参数如表格 该充电宝的输出功率为 瓦 表中有明显不符合科学规范之处 请加以改正 4 将重量改为质量 学用P129页 9 2013 宁波 如图所示 黑匣子上有A B C三个接线柱 内部只有一个电压恒为6V的电源和两个定值电阻R1 R2 R1 R2 当电流表分别连接到接线柱AB AC BC时 电流表示数如表所示 15 10 1 请将表格填写完整 2 第3次实验时 电流为零 说明BC之间 填 有 或 没有 电源 3 若用导线同时把AB AC连接起来 电路可能消耗的总功率为多大 第9题图 见表 没有 解 如甲所示电路 用导线同时将AB AC连接起来 导线将R2短路 如乙图所示 用导线同时将AB AC连接起来 R1 R2并联 10 2014 台州 博物馆不能有直射阳光进入展示空间 因为展品在阳光的直接照射下会遭受不同程度的损害 某博物馆采用了一种新的天窗形式 光导天窗 如图甲 当外界较强的阳光射到天窗时 电动卷帘能随时调整光线的角度和进光量 使适量的光斜射到井壁的平面镜上 把光导入到光井底部的漫射器上 当外界光照太弱时 光井内有人工照明给予补充 图乙为馆内亮度自动调节电路原理图 R0为保护电阻 R为光敏电阻 其阻值随光照的强弱而变化 可以近似认为 光照较强时电阻几乎为0 光照较弱时电阻接近于无穷大 M为自动卷帘电动机 1 阳光在光井中经过多次 后 通过底部漫射器均匀高效地照射到需要光照的地方 2 光敏电阻R相当于控制电路中的 填 开关 或 用电器 第10题图 反射 开关 3 电磁线圈自身电阻为10欧 允许通过的电流不超过0 12安 当通过电流达到0 06安时能吸合衔铁 则保护电阻R0的阻值范围是 4 图乙中的L代表光井中所安装的10盏 220V15W 的节能灯 若这些节能灯正常工作4小时 共消耗多少电能 解 P 10 15瓦 150瓦 0 15千瓦W Pt 0 15千瓦 4时 0 6千瓦时答 共消耗电能0 6千瓦时 90欧姆 190欧姆