2023年中考物理專題《電功率》練習(xí)含答案解析

第十八章電功率（解析版）知識導(dǎo)航知識點回顧知識點1：電能電功1、電功：電流所做的功叫電功，電功的符號是W。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＝3．6×106J3、電功計算公式：W=UIt（適用于所有電路）單位：電功（W）→焦(J)；電壓（U）→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：①串聯(lián)電路：；②并聯(lián)電路：；③在任何情況下，在一定時間所做的總功。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(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)點后一位；②之差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W；常用單位有：千瓦符號是KW。2、電功率公式：（適用于所有電路）；利用計算時單位要統(tǒng)一：（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：。

（1）串聯(lián)電路中；（2）并聯(lián)電路中：；（3）無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計算總功率常用公式P=P1+P2+…Pn。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(dāng)U實>U額時，P實>P額，燈很亮，易燒壞。當(dāng)U實<U額時，P實<P額，燈很暗，當(dāng)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(dāng)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：P=UI

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(dāng)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。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?！鶎嶒炛谢瑒幼冏杵鞯淖饔茫?/p>

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(hù)電路中的各個電路元件不至于損壞；（保護(hù)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)象故障原因燈泡不亮閉合開關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流表有示數(shù)①滑動變阻器接成定值電阻②電源電壓太低閉合開關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流表無示數(shù)①電源、電流表、開關(guān)或滑動變阻器損壞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，電流表幾乎無示數(shù)，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)①燈泡的燈絲斷了或燈座與燈泡接觸不良②電流表和電壓表的位置互換了電表問題電流表與電壓表的指針向沒有刻度的方向偏轉(zhuǎn)電流表和電壓表的“﹢”“－”接線柱接反了電流表與電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很?、匐姳淼牧砍潭歼x擇過大②電源電壓過低電表的指針超過最大刻度①量程選擇過?、陔娐分谐霈F(xiàn)短路滑動變阻器問題滑動變阻器的滑片滑動時，電表示數(shù)及燈泡的亮度無變化滑動變阻器連接錯誤，沒有遵循“一上一下”的接線原則，使滑動變阻器接成了定值電阻無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表示數(shù)總小于燈泡的額定電壓電源電壓過低閉合開關(guān)瞬間，燈泡發(fā)出強光后立即熄滅，電流表指針偏轉(zhuǎn)后又回到零刻度線處，電壓表仍有示數(shù)燈泡兩端電壓過高，滑動變阻器的滑片沒有置于阻值最大位置知識點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，跟通電時間成正比。公式：Q=I2Rt式中單位Q→焦(J)；I→安(A)；R→歐(Ω)；t→秒。當(dāng)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)。典例分析考點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【答案】D?！窘獯稹拷猓篈、電能表顯示數(shù)字中最后一位是小數(shù)，單位為kW?h，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1kW?h（1度）的電能，電能表的指示燈閃爍1600次，故D正確。故選：D?！镜淅?】（2022?博望區(qū)校級一模）有一只電動機，其線圈電阻r＝1Ω，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．8J B．12J C．24J D．72J【答案】B?！窘獯稹拷猓涸诎阎匚飫蛩偬嵘龝r，2秒對重物做的功為10J。電動機輸出功率：P機械＝＝＝5W，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熱＝P機械+I2r，代入數(shù)據(jù)有：6V×I＝5W+I2×1Ω，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＝6V×1A×2s＝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(biāo)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、S1，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18J，再移動滑片P，電流表示數(shù)與R2關(guān)系如圖乙a所示；當(dāng)斷開S1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I1＝0.45A（忽略小燈泡電阻變化）?！敬鸢浮?8；0.45。【解答】解：只閉合開關(guān)S、S1，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(biāo)有“6V0.3A”字樣，小燈泡10s內(nèi)消耗的電能為：W＝UILt＝6V×0.3A×10s＝18J；燈泡的電阻：RL＝＝＝20Ω，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0～3V，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′＝，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3V＝6V，解方程可得：R＝20Ω，當(dāng)斷開S1，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I＝，即＝0.6A，解方程可得：R1＝20Ω，滑動變阻器接入電路的電阻為2R時，通過電路的電流：I1＝＝＝0.45A。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2.7×105N，供電電路輸入列車的電功率恒為2×107W。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?！窘獯稹拷猓海?）已知供電電路輸入列車的電功率恒為P＝2×107W，赤峰到寧城高鐵運行時間t＝30min＝1800s，則從赤峰站到寧城站段列車消耗的電能為：W電＝Pt＝2×107W×1800s＝3.6×1010J；（2）赤峰到寧城高鐵運行里程約100km，即s＝1×105m，引力恒為F＝2.7×105N，則列車從赤峰站至寧城站產(chǎn)生的機械能為：W機＝Fs＝2.7×105N×1×105m＝2.7×1010J，則將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為：η＝＝。答：（1）從赤峰站到寧城站段列車消耗的電能為3.6×1010J；（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%?？键c2電功率【典例5】（2022?襄陽）如圖所示，兩只燈泡L1和L2上分別標(biāo)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（）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L1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(dāng)電源電壓調(diào)節(jié)到8V時，兩燈都不能正常發(fā)光【答案】C。【解答】解：由P＝可得，兩燈泡