年浙江省中考科學一輪復習基礎(chǔ)提升課件電功和電功率家庭電路1

電功和電功率、家庭電路

要點1家庭電路、安全用電1.家庭電路的組成：進戶線（包括

火線和零線）、電能表、閘刀開關(guān)、保險絲、用電器、插座、燈座、開關(guān)?；鹁€2.電路的連接情況（1）各用電器和插座（隱形的用電器）之間都是并聯(lián)連接。（2）控制用電器的開關(guān)與用電器串聯(lián)。（3）熔斷器和開關(guān)必須連在火線上，即先進熔斷器和開關(guān)再進用電器。3.家庭電路各部分的作用（1）進戶線分為火線和零線?；鹁€和零線之間電壓為

220V

。辨別火線與零線用

測電筆，使用測電筆時手指接觸筆尾金屬體，但不能接觸筆尖金屬體。（2）電能表的作用是測量電路消耗的

電能。（3）閘刀開關(guān)可以控制整個電路的通斷，以便檢測電路、更換設(shè)備。安裝時注意靜觸點在上、動觸點在下，以防斷開后的動觸點在重力作用下自動合上。220V

測電筆電能（4）熔斷器（內(nèi)裝保險絲）的保險原理是當電路中電流過大時，保險絲會自動熔斷，起到保護電路作用。保險絲一般由

熔點較低的鉛銻合金制成。保險絲要串聯(lián)接入電路，一般串聯(lián)接在

火線上。保險絲選用原則：

保險絲的熔斷電流等于或稍大于電路中正常工作的電流。（5）插座的作用是連接家用電器。（6）用電器（電燈）、開關(guān)：白熾燈是利用

電流的熱效應進行工作的。熔點較低火線保險絲的熔斷電流等于或稍大于電路中正常工作的電流電流的熱效應【知識拓展】1.家庭電路中所用的保險絲不能用較粗的保險絲或鐵絲、銅絲、鋁絲等代替。因為銅絲電阻小，產(chǎn)生的熱量少，且銅的熔點高，在電流過大時，不易熔斷。2.保險絲的選材料原則與電熱絲的選材料原則不能相混，保險絲要求熔點較低，而電熱絲要求熔點較高，兩者都要求電阻率較大。3.家庭電路燒斷保險絲的原因：①發(fā)生短路引起電流過大；②用電器功率過大而使電流過大；③選擇了額定電流過小的保險絲。（1）安全電壓一般指

24V及以下的電壓。生產(chǎn)動力電路的電壓為

380

V，我國家庭電路的電壓為

220

V，都超出了安全電壓。（2）安全用電原則：

不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體。24V及以下380

220

不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體4.安全用電要點2電功、電功率（一）電功1.物理意義：度量

電能轉(zhuǎn)化為其他能量多少的物理量。2.定義：電流通過某段電路所做的功叫電功。電流做功的過程，實際就是

電能轉(zhuǎn)化為

其他形式能量的過程；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。3.公式：W＝

UIt

＝

Pt

（適用于所有電路）。4.單位：

焦耳，簡稱焦，符號為

J

，常用單位：

千瓦時（kW·h）

，俗稱“度”。1度＝

1

千瓦時＝

1

kW·h＝

3.6×106

J。電能電能其他形式UIt

Pt

焦耳J

千瓦時（kW·h）

1

1

3.6×106

5.公式拓展對于純電阻電路可推導出：

①串聯(lián)電路中常用公式：W＝I2Rt，W1∶W2＝R1∶R2。

W1∶W2＝R2∶R1。③無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計算在一段時間內(nèi)所做的總功都可用公式：W＝W1＋W2。I2Rt

（二）電功率1.物理意義：描述

電流做功快慢的物理量。2.含義：電功率是電流在

單位時間內(nèi)做的功。

（1）串聯(lián)純電阻電路中常用公式：P＝

I2R

；P1∶P2＝

R1∶R2

。

（3）無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計算總功率可用公式：P＝P1＋P2。電流單位時間

UI

I2R

I2R

R1∶R2

R2∶R1

4.單位：

瓦特，簡稱瓦，符號為W，常用單位：

千瓦（kW）

。5.額定功率和實際功率額定電壓：正常工作的電壓；實際電壓：實際得到的電壓；額定功率：在

額定電壓下工作時的電功率；實際功率：在

實際電壓下工作時的電功率。

瓦特千瓦（kW）

額定電壓實際電壓（三）伏安法測量小燈泡的額定功率1.實驗原理：

P＝UI

，電路原理圖如圖所示。P＝UI

2.實驗步驟（1）按電路圖連接電路；（2）閉合開關(guān)，注意觀察電壓表示數(shù)，緩慢移動滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)達到小燈泡的

額定電壓，記錄電壓值；（3）同時，記錄此時電流表的示數(shù)I；（4）計算小燈泡的額定功率：P＝UI；（5）稍移動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)略高于或略低于燈泡的額定電壓，觀察此時小燈泡的亮度。注：伏安法測功率

不需要計算多次實驗的平均功率。額定電壓不需要

電內(nèi)電流的平方正比正比I2Rt

3.電流的熱效應的探究實驗（用控制變量法進行研究）（1）在電流相同，通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。（2）在電阻相同，通電時間相同的情況下，通過電阻的電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。該實驗可探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量的影響因素。實驗原理是根據(jù)煤油在玻璃管里上升的高度來判斷電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量的多少。實驗采用煤油的原因是煤油比熱容小且絕緣?！局R拓展】所謂純電阻電路指的是工作時將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路。電動機屬于典型的非純電阻電路，電動機工作時將電能主要轉(zhuǎn)化為機械能，少量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。電動機的耗電功率即為總功，計算公式：P總＝UI。發(fā)熱功率指電動機在工作時將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率，計算公式：P熱＝I2R（此處的R指電動機的純電阻）。電動機的機械功率不能直接求得，只能通過將兩者相減：P機＝P總－

P熱＝UI－

I2R。

例1下列關(guān)于電功和電功率的敘述中，正確的是（

D

）A.電功率越大，電流做的功越多B.電流做的功越多，電功率越大C.電流做功的時間越短，電功率越大D.電流在一定時間內(nèi)做功越多，電功率越大D跟蹤訓練1小舟說：微波爐很省電，用它加熱食物花不了多少電費、小寧說：微波爐很費電，他家的微波爐一使用空氣開關(guān)就“跳閘”。上述爭論中，混淆的兩個概念是（

B

）A.電壓和電流B.電能和電功率C.電能和電壓D.電阻和電能B例2如圖所示電路中，電源電壓恒為4.5V，燈泡規(guī)格是“3V，0.75W”。（1）燈泡正常工作時，電壓表V1、V2示數(shù)分別為多少？滑動變阻器接入的電阻為多少？（1）3

V

1.5

V

6

Ω

（2）燈泡正常工作4min，整個電路消耗的電能是多少？（2）270

J跟蹤訓練2.1如圖所示，R1＝10Ω，R2＝5Ω，閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)為3V，電源電壓U＝

3

V，R1的電功率P1＝

0.9

W，通電10s后，R2消耗的電能W2＝

1.8

J。3

0.9

1.8

跟蹤訓練2.2智能家居帶給我們健康、舒適的生活，如智能馬桶（圖甲）。某品牌智能馬桶座圈的簡易加熱電路如圖乙所示，電阻R1和R2是阻值恒定的電熱絲，單刀雙擲開關(guān)S2可接a或b，再通過開關(guān)S1的通斷，實現(xiàn)“高、中、低”三種溫擋的調(diào)節(jié)，其中低溫擋的功率為20W，電阻R2為1210Ω。

甲

乙（1）座圈加熱時，電能轉(zhuǎn)化為

內(nèi)（或熱）

能。內(nèi)（或熱）

（2）當開關(guān)S1閉合、S2接a時，該座圈的電路相當于下列選項中的

C

。（3）1kW·h的電能可供該座圈低溫擋工作多少小時？（3）50h

（4）該座圈處于中溫擋工作時的電功率為多少？（4）40WC

例3小明家的電水壺的內(nèi)部電路如圖所示，其中R1、R2為電熱絲，S是電源開關(guān)，S0是溫控開關(guān)（水溫達到100℃，自動由加熱狀態(tài)切換為保溫狀態(tài)）。該電水壺的部分重要參數(shù)如表所示。已知電源電壓為220V。求：××牌電水壺額定電壓220V電源頻率50Hz加熱功率880W保溫功率44W（1）當開關(guān)S閉合，S0斷開時，電路中的電流。（1）當開關(guān)S閉合，S0斷開時，電路中的電流為0.2A

（2）當開關(guān)S和S0均閉合時，R1的電功率。（2）當開關(guān)S和S0均閉合時，R1的電功率為836W

（3）在加熱狀態(tài)下，該電水壺工作50s消耗的電能。（3）在加熱狀態(tài)下，該電水壺工作50s消耗的電能為4.4×104J跟蹤訓練3某型號的電燉盅有“高溫”和“低溫”兩個擋位，其簡化電路如圖所示、部分參數(shù)如表所示。同時閉合開關(guān)S、S1，電燉盅處于

高溫擋。1kW·h電能可供電燉盅在“高溫”擋正常工作

0.5

h。

高溫0.5

××型電燉盅額定電壓220V高溫功率2000W低溫功率400W例4圖甲是小寧的哥哥測定小燈泡額定功率的電路，小燈泡上標有“3.8V”字樣。甲（1）測小燈泡電壓的電壓表有“0～3V”“0～15V”兩個量程，小寧的哥哥正確選用了“

0～15V

”量程。0～15V

（2）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片，使電壓表的示數(shù)為3.8V，此時，電流表的示數(shù)如圖乙所示。實驗測得的該小燈泡的額定功率為

1.14

W。乙1.14

（3）小寧發(fā)現(xiàn)，與我們教材中測小燈泡電功率的電路相比，哥哥的實驗電路多了一根導線。這根導線是

b

。（用圖甲中導線旁的字母表示）b

跟蹤訓練4小金利用如圖甲所示的電路來測量小燈泡的額定功率。小燈泡額定電壓為2.5V，電源電壓恒定。甲（1）依據(jù)圖甲，請用筆畫線代替導線，將圖乙中的實物圖補充完整。乙（2）小金正確連接實物電路，閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器的滑片至某位置時，電壓表示數(shù)如圖丙所示，此時燈泡兩端電壓為

2.30

V。接下來調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片向

B

（選填“A”或“B”）端移動，直至小燈泡正常發(fā)光。丙2.30

B

例5用如圖所示的裝置探究影響電流熱效應的因素，甲、乙、丙三個相同的容器內(nèi)均裝有質(zhì)量相等的煤油，電阻絲R1、R2、R3浸沒在煤油中，其中R1＝R2＝5Ω，R3＝10Ω。閉合開關(guān)前，記錄下煤油的初溫度t0。開關(guān)S接a，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P，使電流表的示數(shù)為1A，記錄下第100s和第200s時甲容器中煤油的末溫度t；開關(guān)S接b，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表的示數(shù)為0.5A，記錄下第200s時乙、丙容器中煤油的末溫度t，斷開開關(guān)。結(jié)果如表，比較序號①②可得：當通過導體的電流和導體的

電阻相等時，導體產(chǎn)生的熱量與通電

時間有關(guān)。比較序號②和

③

可知導體產(chǎn)生的熱量與電流大小有關(guān)。實驗中，電阻R2產(chǎn)生的熱量為

250

J。電阻時間③

250

序號電阻I/A時間/st0/℃t/℃①R111002034②R112002048③R20.52002027④R30.52002034跟蹤訓練5在探究“電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)”的實驗中，采用了如下電路。（1）為了在短時間內(nèi)達到明顯的實驗效果，兩燒瓶中應裝入質(zhì)量和初溫都相同的

煤油（選填“水”或“煤油”），實驗中通過觀察

兩支溫度計示數(shù)變化來比較電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少；煤油兩支溫度計示數(shù)變化（2）如圖甲所示，兩燒瓶中裝有阻值不同的電熱絲，可以探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與

電阻的關(guān)系；甲電阻（3）如圖乙所示，兩燒瓶中裝有阻值相同的電熱絲，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使兩電流表示數(shù)

不同（選填“相同”或“不同”），可以探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與

電流的關(guān)系。乙不同電流例6下列四幅家庭電路圖中，連接正確的是（

A

）

A

B

C

DA跟蹤訓練6開關(guān)是電路的重要元件，既可確保安全用電，又能方便控制電路。學校的STEM課堂上，小科在家庭電路圖中設(shè)置了五處開關(guān)（如圖所示）。小江覺得該電路設(shè)計不合理，因為有幾處開關(guān)必須處于常閉狀態(tài)，所以無需設(shè)置，這幾處開關(guān)是（

C

）A.

1、2B.

1、4C.2、4D.

3、5C例7如圖是家庭常用的插線板，開關(guān)斷開時，指示燈不發(fā)光，插孔不能提供工作電壓；開關(guān)閉合時，指示燈發(fā)光，插孔可以提供工作電壓；如果指示燈損壞，開關(guān)閉合時插孔也能提供工作電壓。下列說法正確的是（

D

）DA.插線板上指示燈和插孔是串聯(lián)關(guān)系B.開關(guān)閉合時用試電筆接觸任一插孔，試電筆的氖管都會發(fā)光C.插線板電線的絕緣皮破損，仍能安全使用D.插線板接多個用電器同時工作時，總電流不能超過插線板允許的最大電流跟蹤訓練7如圖是浴室使用的帶防護罩的插座，其外殼上標有“10A”。下列有關(guān)該插座的使用及安全用電說法正確的是（

D

）A.插座與照明燈之間是串聯(lián)的B.三孔插座的右孔與家庭電路的零線相連C.插座允許接入兩個任意大功率用電器同時使用D.防護罩能防止進水所引起的安全事故D例8如圖所示家庭電路，在未裝保險絲之前，先把燈泡L0接在裝保險盒的兩個接線柱上，當只閉合S1時，L0和L1發(fā)光都偏暗；當只閉合S2時，L0正常發(fā)光L2不發(fā)光；當只閉合S3時，L0和L3均不發(fā)光。則下列判斷正確的是（四只燈泡的額定電壓均為220V）（

C

）CA.去掉L0后裝上保險絲，閉合所有開關(guān)后，三個

燈泡都能正常發(fā)光B.燈泡L1、燈泡L2、燈泡L3所在的三條支路都有電路故障C.燈泡L1所在的支路正常，燈泡L2所在的支路短路D.燈泡L2所在的支路正常，燈泡L3所在的支路斷路跟蹤訓練8如圖所示是小明同學家庭正在工作的電路的一部分。再將電風扇的插頭插入插座中時，燈泡突然熄滅，檢查時發(fā)現(xiàn)空氣開關(guān)跳閘了，下列分析合理的是（

D

）DA.電路中各用電器使用正確B.電風扇斷路造成電路總電流過大C.電路中的總功率可能太大了，造成總電流變小D.電風扇的插頭短路，造成電路中總電流過大

影響導體電熱大小的相關(guān)因素1.教材實驗原理圖2.實驗結(jié)論電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流I、導體的電阻R、通電時間t有關(guān)。電流越大、電阻越大、通電時間越長，導體產(chǎn)生的電熱就越多。3.實驗關(guān)鍵點（1）控制變量法電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻、通電時間有關(guān)，要研究電熱與某個因素的關(guān)系時，需采用控制變量法。（2）轉(zhuǎn)換法燒瓶與玻璃管相當于液體溫度計，電流產(chǎn)生熱量的多少通過玻璃管中液面高度變化顯示，采用的是轉(zhuǎn)換法。例9小樂認為電流通過導體時產(chǎn)生的熱量可能與通過導體的電流、導體電阻和通電時間有關(guān)。她用如圖所示實驗裝置進行探究，接入的三根電阻絲規(guī)格相同（阻值為5Ω）；兩個相同的空氣盒各自連接一個相同的U形管，兩U形管裝有同種液體并封閉等量的空氣，且兩U形管內(nèi)的各液面相平。則該實驗（

D

）DA.通電后能觀察到管②中的液面比管①中的液面升得更快B.可探究導體產(chǎn)生的熱量與導體電阻的關(guān)系C.無法探究導體產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系D.運用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法跟蹤訓練9某興趣小組在研究“電阻絲產(chǎn)生的熱量與電阻、電流及通電時間的定量關(guān)系”時，制作了如圖甲所示的實驗裝置：有機玻璃盒內(nèi)裝有電阻絲、水和電子溫度計，盒外采用優(yōu)質(zhì)保溫材料包裹。甲（1）采用優(yōu)質(zhì)保溫材料的目的是減少實驗過程中

熱量的散失；熱量（2）保持水的質(zhì)量和電流不變，換用不同阻值的電阻絲R，記錄水溫變化ΔT和通電時間t的數(shù)據(jù)，整理部分數(shù)據(jù)并繪制圖象如圖乙。根據(jù)上述實驗，可以得出結(jié)論：

當電流和通電時間一定時，電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟導體的電阻成正比。乙當電流和通電時間一定時，電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟導體的電阻成正比（3）保持水的質(zhì)量、電阻和通電時間不變，改變電流大小，相關(guān)數(shù)據(jù)整理如下表。電流I/A0.20.30.40.50.6升高的溫度ΔT/℃0.40.91.62.53.6請分析表中數(shù)據(jù)，并將表中所缺的數(shù)據(jù)補上。1.6

1.下列說法中，正確的是（

B

）A.電功率是表示電流做功多少的物理量B.電功率是表示電流做功快慢的物理量C.用電器的電功率越大，做功越多D.消耗功率大的用電器耗電一定多B2.如圖是“測量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率”的實驗電路圖。在這個實驗的具體操作中，手和眼睛最合理的分工應該是（

A

）A.手從右向左移動變阻器的滑片，眼睛觀察電壓表的示數(shù)B.手從右向左移動變阻器的滑片，眼睛觀察電流表的示數(shù)C.手從左向右移動變阻器的滑片，眼睛觀察電壓表的示數(shù)D.手從左向右移動變阻器的滑片，眼睛觀察電流表的示數(shù)A3.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。則同時閉合S1、S2后，相同時間內(nèi)R1、R2消耗的電能之比是（

A

）A.

3∶4B.

4∶3C.7∶3D.

4∶7A4.某小組用“伏安法”測小燈泡額定功率，已知小燈泡額定電壓為2.5V。若此實驗中只有一只電表壞了，為了測出小燈泡的額定功率，小組同學們增加一個阻值為25Ω的定值電阻R0，只利用一只電表，通過操作圖中單刀雙擲開關(guān)（單刀雙擲開關(guān)分別接“a”“b”各一次）測量小燈泡的額定電功率，圖甲、圖乙是他設(shè)計的兩種不同方案的電路圖，則以下判斷正確的是（

B

）BA.兩種方案都能B.兩種方案都不能C.甲方案能，乙方案不能D.甲方案不能，乙方案能

甲

乙5.將錫箔紙剪成了如圖所示的形狀（其中a、b、c三段的長度相同），然后將M、N分別接在相同的干電池正負兩極上構(gòu)成一個閉合回路。則在通電時間相同的條件下，該錫箔紙上產(chǎn)生熱量最少的部位是（

A

）A.

aB.

bC.cD.無法確定A6.在探究“電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)”的實驗中，三個透明容器中密封著等量的空氣，容器內(nèi)的電阻連接情況如圖所示。通電后，觀察U形管中液面高度的變化，則下列說法中正確的是（

D

）A.實驗中用的電能屬于一次能源B.要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，

需觀察乙、丙兩個U形管中液面高度的變化C.若甲中的電阻絲斷了，不會影響乙和丙中的實驗現(xiàn)象D.通電一段時間后，將電能轉(zhuǎn)化為電熱最大的是乙D7.如圖所示是某家庭電路，閉合開關(guān)S1、S2，L1燈發(fā)光，L2燈不發(fā)光。用試電筆分別接觸c、d兩點，氖管都發(fā)光。若電路中只有一處故障，則（

D

）A.

L2短路B.

L2斷路C.

ad間斷路D.

bc間斷路D8.圖甲是一款電熱服，衣服里嵌有電熱纖維。圖乙是其簡化的工作電路，R1、R2為電熱纖維，R1阻值為5歐；利用配套的鋰電池供電，輸出電壓為5伏；可在低溫、中溫、高溫三擋間切換，高溫擋功率為15瓦。

甲

乙（1）電熱服是利用電流的

熱效應工作的；（2）電熱纖維應具有能導電、抗氧化、耐腐蝕、輕便柔軟等性質(zhì)，下列材料最適合做電熱纖維的是

A

（選填字母）。A.石墨纖維B.棉纖維C.細鐵絲（3）電熱服在高溫擋工作時通過R1的電流為

1

A及R2的阻值為

2.5

Ω。（忽略溫度對電阻的影響）。熱A

1

2.5

【實驗器材】干電池3節(jié)，小燈泡（額定電壓為3.8V、電阻約為15Ω），滑動變阻器（4Ω，1A），電流表，電壓表，開關(guān)，導線若干（所有器材均完好）9.在“測量小燈泡額定功率”實驗中，同學們進行如下研究?！緦嶒灧桨浮繉⒘砍虨?～15V的電壓表并聯(lián)到小燈泡兩端，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片使小燈泡正常發(fā)光，讀出并記錄電流表的示數(shù)。甲（1）實驗時若閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，接下來