专题十三 电功.docx

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专题十三电功

专题十三电功、电功率和电热

1．从能量转化的角度认识电源和用电器的作用．

2．通过实验探究认识电流做功的相关因素．

3．学会读家用电能表，通过电能表计算电费．

4．理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单计算．

5．能区分用电器的额定功率和实际功率．

6．会测算小灯泡的额定电功率和实际电功率．

7．知道焦耳定律的意义．

【知识梳理】

考点1　电功

（1）电功：

电流所做的功叫电功，用字母W表示，单位：

焦耳（J）．

（2）电流做功的实质：

电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能量的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能量．

（3）电功公式：

W＝UIt，其中U的单位用V，I的单位用A，t的单位用s，W的单位为J.当U的单位用kV，I的单位用A，t的单位用h时，电功的单位为kW·h，读作千瓦时．

1kW·h＝3.6×106J.

（4）电能表：

电能表是测量电功的仪器，俗称电度表．电能表上最后一位数字表示小数后数字.

【关键点击】在W＝UIt中，U、I、t要针对同一段电路或同一导体而言，单位要统一．若电路为纯电阻（不含电动机）型电路，又可变形为W＝I2Rt＝

t.

【复习策略】本考点重点考查电能表的读数，根据电能表的参数及转盘的转数计算消耗的电能等．复习本考点时，需要同学们多了解一些电能表和用电器的信息，多读读它们的铭牌，对解答这类问题会有很大的帮助．

考点2　电功率

（1）定义：

电流在单位时间内所做的功叫做电功率，用字母P表示．

（2）单位：

瓦特（W），简称瓦．

（3）意义：

描述电流做功快慢的物理量．电功率越大，说明电流做功越快，单位时间内消耗的电能越多．

（4）公式：

P＝

＝UI，U的单位用V，I的单位用A，P的单位用W.若电路为纯电阻型电路，公式可变形为P＝I2R＝

.

（5）额定功率与实际功率

用电器在实际电压下工作时的功率叫做实际功率，用P实来表示；用电器在额定电压下正常工作时的功率叫做额定功率，用P额表示．

【关键点击】

（1）在P＝UI中，U、I要针对同一段电路，单位要统一．

（2）要注意千瓦时与千瓦的区别：

千瓦时是电功和电能的单位，而千瓦是电功率的单位．

（3）小灯泡的亮度是由其实际功率决定的．

【复习策略】当用电器两端电压是额定电压时，其功率是额定功率，当电压改变时，其实际功率、电流都会改变．复习本专题知识时，应结合额定功率和实际功率的概念，切实弄清影响用电器实际功率的因素，会利用电功率计算公式计算．同时还要熟识一些常用家电的额定电压、额定功率．

考点3　测小灯泡的功率

（1）实验原理：

P＝UI.

（2）实验器材：

电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、灯座、开关、导线若干．

（3）实验步骤：

①在做实验前，先按照实验要求设计出电路并画出相应的电路图，如图所示．

②检查所提供的器材是否够用、是否完好、是否符合规格．

③检查完毕之后按照电路图来连图接电路，连接时要注意开关应断开，滑动变阻器的滑片P应放置到阻值最大处．

④在检查电路连接无误后，再进行实验．

【关键点击】测量小灯泡的功率还有很多方法，如安安法、伏伏法等，其原理同安安法、伏伏法测导体电阻的实验，可参见专题十二的相关部分．

【复习策略】伏安法测定小灯泡的电功率是初中电学中最重要的实验之一，是中考中必考的重点和热点：

完成实物图的连接、设计并画出电路图、电压表和电流表的使用、滑动变阻器在电路中的使用、用电器的开路、短路等电路故障对电流表和电压表示数的影响、根据测量计算电功率等多个知识点．解答此类问题，一定要亲身经历过探究过程，熟知实验过程中可能出现的问题，还要具备利用欧姆定律和电功率的知识和技能解决实际问题的能力．

考点4　电流的热效应

（1）焦耳定律：

电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比．

（2）公式：

Q＝I2Rt，I单位用A，R单位用Ω，t单位用s.

（3）电热器：

电热器是利用电流的热效应工作的主要设备．它的主要组成部分是发热体，发热体是利用电阻大、熔点高的金属导体制作，例如家里的电热水器、电熨斗、电烤箱等，它们在工作时把电能全部转化为内能．

【复习策略】电流通过导体时电能要转化为内能，这是电流的热效应．探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”时要用控制变量法．在电流相同的条件下，电能转化成电热的功率跟导体的电阻成正比，有P＝I2R.电热要科学利用，也应防止电热带来的危害．

【关键点击】电热与电功是两个完全不同的概念，只有在纯电阻电路中，电流做功消耗的电能全部转化成内能时，电热在数量上才与电功相等，Q＝I2Rt＝W＝UIt＝Pt＝

.若导体不是纯电阻电路（如电动机、电视机、电冰箱等），W＝UIt＝Pt＞Q＝I2Rt，电功中只有一部分转化为内能，还有一部分转化为其他形式的能量．

【真题精练】

一、选择题

1.（2011·四川成都）下列物理量中，以科学家的名字“焦耳”作为单位的是（）

A．时间B．密度C．电阻D．电功

2．（2011·江苏扬州）下列家用电器中，工作一小时消耗电接近1.2kw·h的是（）

A.空调B.电冰箱C.电视机D.台灯

3.（2011·湖南株洲）普通白炽灯正常工作时消耗的电能有90%因发热而损失，而新型的LED灯（发光二极管）

发光时几乎不发热，从而减少了电能的损失，成为科技创新的重要领域之一.下面有关普通白炽灯和LED灯工作

过程的比较说法不正确的是（）

A.普通白炽灯正常工作时消耗的电能转化为光能和热能

B.LED灯的发光原理是电能直接转化为光能

C.普通白炽灯正常工作时消耗的电能主要转化为光能

D.LED灯提高了电能转化为光能的效率，有利于节约能源

4.（2011·内蒙杭锦旗）今年四月，美国《科学》杂志发表“新超导体将中国物理学家推到最前沿”的评述.这表明，在新超导体研究领域，我国取得了令人瞩目的成就.假如人们已研制出常温下的超导体，则可以用它制作（）

A.家用保险丝B.白炽灯泡的灯丝C.电炉的电阻丝D.远距离输电导线

5.（2011·福建龙岩）自动空气开关的主要作用是当电路中的实际电流超过电路允许的最大工作电流时，自动“跳

闸”，切断电源保护用电器.小李家的自动空气开关经常“跳闸”，造成这一现象的可能原因是（）

A.电压太低B.同时用了太多用电器

C.某条线路开路D.用电器金属外壳没有接地

6.（2011·湖南邵阳）一个灯泡的灯丝断了，把断了的灯丝搭在一起，灯会更亮.这是因为（）

A.灯丝电阻变小，实际功率变大B.灯丝电阻变大，实际功率变大

C.灯丝电阻变大，实际功率变小D.灯丝电阻变小，实际功率变小

7.（2011·内蒙古杭锦旗）小刚利用电能表测某家用电器的电功率．当电路中只有这个用电器工作时，测得在15min内，消耗电能0.3kW·h，这个用电器可能是（）

A.空调器B.电冰箱C.电视机D.收音机

8.（2011·安徽）如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V，通过该电阻的电流变化了0.1A，则该电阻的电功率变化了（）

A.1.6WB.4.0WC.0.4WD.3.4W

9.（2011·四川绵阳）以下关于灯泡亮暗的讨论，你认为正确的是（）

A.灯泡的亮暗由灯泡的电压决定B.灯泡的亮暗由灯泡的电流决定

C.灯泡的亮暗由灯泡的实际功率决定D.灯泡的亮暗由灯泡的额定功率决定

10.（2011·内蒙古赤峰）两盏白炽灯，甲标有“PZ220V40W”，乙标有“PZ220V25W”，比较它们的亮度，下

列说法正确的是（）

A.甲一定比乙亮B.乙一定比甲亮

C.都正常工作时，甲比乙亮D.都正常工作时，乙比甲亮

11.（2011·山东济宁）将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在电路中，如图1所示.闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，其原因是（）

A.灯L1额定功率较大

B.灯L2两端电压较大

C.灯L1的电阻较大

D.通过灯L1的电流较大

12.（2011·贵州贵阳）小悦将额定电压相同的两只灯泡L1、L2串联接在电源上，如图2所示.闭合开关后发现L1发出明亮的光，却看不到L2发光，造成此现象的原因可能是（）

A.L1开路B.L1的电阻相对太小

C.L2的额定功率相对太大D.L1的实际电压相对太小

13.（2011·内蒙古包头）甲、乙两只白炽灯的铭牌如图3所示，下列说法正确的是（）

A.甲灯灯丝比乙灯灯丝细

B.两灯都正常发光时，甲灯消耗的电能较少

C.两灯都正常发光时，甲灯电阻小于乙灯电阻

D.两灯串联后，接在220V电路中，甲灯比乙灯暗

14.（2011·山东东营）将标有“220V100W”的灯泡接在电压为110V的电路中，灯泡的实际功率是（不考虑温度对电阻的影响）（）

A.100WB.50WC.25WD.20W

15.（2011·江苏扬州）在如图4所示的电路中，电源电压恒定，L1、L2均标有“6V6W”字样（设灯丝的电阻不变）.当S1、S2闭合时，灯L1正常发光；则S1闭合，S2断开时，两盏灯的总功率是（）

A.12WB.6WC.3WD.2W

16.（2011·湖北潜江）饮水机、电饭煲等家用电器都具有保温和加热功能.同学们设计了模拟电路，

如图5所示.当S1闭合，S2断开时，为保温状态；当S1、S2都闭合时为加热状态.其中不符合上述要求的是（）

17.（2011·湖北荆州）如图6所示的电路，闭合开关后，当滑片P向左移动时，下列说法正确的是（）

A.灯泡L变亮

B.电压表示数变大

C.电流表A1示数变小

D.电路消耗的总功率变大

18.（2011·贵州铜仁）如图7所示，当滑片P置于中点时，小灯泡刚好正常发光，当滑片P由中点向b端滑动时，电流表的示数和小要泡的亮度变化情况是（）

A.电流表示数变小，小灯泡变暗

B.电流表示数变大，小灯泡变亮

C.电流表示数不变，小灯泡变暗

D.电流表示数变小，小灯泡亮度不变

19.（2011·吉林长春）如图8所示，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑片P向下移动时，则（）

A.电压表的示数变大，灯变暗

B.电流表的示数变小，灯变暗

C.电压表的示数不变，总功率变大

D.电流表的示数变

大，总功率变小

20.（2011·湖北黄冈）小阳设计一个天然气泄漏检测电路，如图9甲所示，R为气敏电阻，其阻值随天然气浓度变化曲线如图9乙所示，R0为定值电阻，电源电压恒定不变．则下列说法正确的是（）

A.天然气浓度增大，电压表示数变小

B.天然气浓度减小，电流表示数变大

C.天然气浓度增大，电路消耗的总功率变小

D.天然气浓度减小，电压表与电流表示数的比值不变

21.（2011·山东莱芜）如图10所示电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。

闭合开关S后，滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中（）

A.电流表A的示数变大，电压表V的示数变小

B.电流表A的示数变大，电压表V的示数变大

C.R1消耗的电功率变小

D.R1消耗的电功率变小

22.（2011·福建三明）将标有“6V4W”的灯泡L接入电压恒为6V的电路中，若要让电路中的总功率变为16W,则下列方法可行的是（）

A.与灯泡L串联一个“6V12W”的灯泡B.与灯泡L并联一个“6V12W”的灯泡

C.与灯泡L串联一个“6V4W”的灯泡D.与灯泡L并联一个“6V4W”的灯泡

23.（2011·四川广安）在如图11所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比是1∶5.闭合S后，

与

的阻值之比和电功率之比分别是（）

A.4∶11∶4　　B.1∶44∶1　　C.1∶55∶1　D.5∶11∶5

24.（2011·黑龙江哈尔滨）同学们用如图12所示电路探究“电功率与电流的关系”.以下观点不正确的是（）

A.实验要选取规格不同的灯泡

B.实验中将两灯并联控制了灯两端电压相同

C.将滑动变阻器串联在于路中可以完成实验

D.将题中并联电路改为串联电路也可以完成实验

25.（2011·湖南岳阳）图13中电源电压保持不变，R2的电阻为5Ω.闭合开关，电压表示数为3V，电流表示数为0.3A，则（）

A.R2两端电压小于3V

B.R1、R2中的电流均为0.3A

C.R1与R2的等效电阻为15Ω

D.R2的电功率为1.8W

26.（2011·江苏无锡）小华用如图14所示的电路测小灯泡功率.电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为O～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20ΩlA”，灯泡标有“2.5V1.25W”字样.若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（）

A.电流表示数的变化范围是O～0.5A

B.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5～20Ω

C.灯泡的最小功率是0.162W

D.该电路的最大功率是2.7W

27.（2011·辽宁阜新）（多选）小灯泡L上标有“2.5V”字样，它的电阻随它两端电压变化的图像如图15甲所示.将小灯泡L和电阻R0接入图15乙所示的电路中，电源电压为6V，且保持不变.当开关S闭合时，小灯泡L恰好能正常发光.下列说法正确的是（）

A.开关S断开时，小灯泡L的电阻为0ΩB.开关S闭合时，小灯泡L的电阻为10Ω

C.小灯泡L的额定功率为0.625WD.电阻R0的阻值为14Ω

28.（2011·内蒙古包头）（多选）图16所示电路，电源电压为6V，R1＝10Ω，R2＝20Ω，R3＝5Ω，当闭合开关S1后，下列说法正确的是（）

A.闭合开关S2、S3，通过R2的电流是0.24A

B.断开S2、S3，电路消耗的功率是2.4W

C.断开S2、闭合S3，R1两端的电压是6V

D.在相等的时间内，闭合S2、S3时和断开S2、S3时，电流通过R1产生的热量之比是9：

4

29.（2011·广西河池）标有“6V3W”的小灯泡，通过它的电流与电压的

关系如图17所示.若把它与一只阻值为8Ω的电阻并联接在电压为4V的电

路中，则整个电路消耗的功率为（）

A.3W

B.3.3W

C.3.6W

D.5W

30.（2011·新疆乌鲁木齐）如图18，当滑动变阻器接入电路电阻的阻值为R时，其消耗的功率为30W，当接入电路电阻的阻值为3R时，其消耗的功率不可能是（）

A.10WB.20W

C.30WD.80W

31.（2011·湖北荆州）如图19所示电路，当开关闭合时，电压表V1、V2的示数分别为

10V和4V，已知电动机M的线圈电阻为1Ω，R是阻值为4Ω的定值电阻.下列结论正确的是（　　）.

A.R两端的电压为6V

B.通过电动机的电流为6A

C.电阻R消耗的电功率为144W

D.电动机消耗的电功率为6W

32.（2011·湖北咸宁）一盏电灯接在恒定电压的电源上，其功率为100W.若将这盏电灯先接在一段很长的导线后，再接在同一电源上，已知导线上损失功率是5W，那么此时电灯实际消耗功率是（　　）

A.95WB.小于95WC.大于95WD.条件不足，无法确定

33.（2011·甘肃兰州）关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（　　）

A.根据Q＝I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多

B.根据Q=

t可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少

C.根据Q＝UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关

D.根据Q＝I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多

34.（2011·山东济南）甲、乙为两段材料、长度均相同，但横截面积不同的电阻丝.将它们如图20所示串联在电路中，则通电一段时间后（　　）

A.甲导体温度升高得多B.乙导体放出的热量多

C.甲导体通过的电流大D.乙导体消耗的电能多

35.（2011·辽宁大连）家庭电路中，当进户线的火线与零线的电流不相等，且差值达到一定值时，安装在干路上的漏电保护器就会切断电路.则下列情况可能使漏电保护器切断电路的是（）

A.用电器短路B.用电器金属外壳没有接地

C.正在工作的电用电器总功率过大D.小孩站在地上，手接触插座上火线相连插孔的金属体

36.（2011·辽宁沈阳）（多选）如图21所示是探究在通电时间一定时，电流产生热量与哪些因素有关的实验装置.烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积相同.下列选项是关于此实验的一些描述，其中正确的是（）

A.在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系

B.在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系

C.在甲图中，闭合开关一段时间后，A瓶中温度计的示数更高

D.在乙图中，相同时间内，电流越大，温度计的示数升高得越多

二、填空题

37.（2011·新疆）世界自然基金会倡导的“地球一小时活动”是通过关灯的方式减少通电_________来减少消耗的电能；用新型的节能LED灯代替白炽灯照明是通过减少用电器_________来减少消耗的电能.

38.（2011·四川重庆）小明家中的电能表如图22所示，从表盘信息可知，小明家接入的用电器总功率不能超过_________W.当家里只有微波炉工作时，电能表在1min内转60转，则微波炉消耗的电能为___________J.

39.（2011·山东聊城）小刚家安装了新感应式电能表，一个月后此表的示数如图23所示，这个月他家用电kW·h；小刚家最多能接入总功率为W的用电器.

40.（2011·广东湛江）小鹏同学家的电能表如图24所示，则小鹏家已消耗的电能为______kW•h，转盘已转过______转；他发现家里只使用一只电水壶（其它用电器都关闭）时，观察到电能表转盘3分钟转过100转，电水壶工作时的实际电功率为______W．

41.（2011·广东）硅、锗等半导体材料的导电能力比铜、铁等金属的导电能力＿＿（选填“强”或“弱”）．某

些物质在温度很低时，电阻变为＿＿＿，这就是超导现象．如果能制造出常温下的超导体，它可以在下列哪些情

境得到应用＿＿＿＿（选填序号）．①用作电吹风的电热丝②用作白炽灯的灯丝③用作输电线缆.

42.（2011·湖南益阳）家里往往不止一盏电灯，还有电视、电冰箱等用电器.这些用电器之间的连接方式是联.电灯的开关应该接在线和灯泡之间.

43.（2011·四川广安）为了搞好城市管理，我市在部分交叉路口相继安装了交通红绿灯和电子警

察监控系统.如图25所示为某一路口的红绿灯设施.已知三只灯泡均标有“220V40W”字样，其中

一只灯泡的电阻是Ω，该设施正常工作一天（24h）将消耗____kW·h.

44.（2011·青海西宁）如图26是一台电冰箱的铭牌，其中“耗电量0.50

（kW·h/24h）这个参数的含义是，该冰箱正常使用24h消耗的电能

为.如果按照额定功率是70W和24h计算，则消耗的电能是kW·h，这个计算结果与电冰箱铭

牌上提供的相关参数差异较大，是由于冰箱具有工作的特点.

45.（2011·湖北荆州）家庭电路中“超负荷”是指电路中电流过大，出现上

述情况时，电路中保险丝会自动熔断，是因为保险丝的熔点较＿＿，其工作原

理是利用电流的_______效应．

46.（2011·福建漳州24题）安装额定功率为1500W的电热水器时，需加装一个开关便于控制热水器的工作.

现有规格分别为“250V6A”、“250V16A”的两种开关.为了安全和实用，应选用规格为___________的开关和

图27中______（选填“甲”或“乙”）插座.

47.（2011·湖北襄樊）电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热，是因为电炉丝的　　　　

_______比导线大得多，根据焦耳定律可知，在　　__________________　相同时，电炉丝产生了更多的热量.

48.（2011·浙江金华）如图28所示L1、L2两灯的电阻分别是R1、R2.当S1、S3闭合，S2断开时，L1、L2正常发光.当S1、S3断开，S2闭合时，L1、L2的连接方式是，如果L1亮、L2不亮，则L1、L2的电阻大小应满足的关系是.

49.（2011·江苏扬州）某电子体重计的电路如图29所示，其中弹簧上端和滑动变阻器固定在一起，AB间有可收缩的导线，R0是保护电阻，当称量的体重增加时，变阻器的电阻值；电压表的示数；电路消耗的总功率.（变大/不变/变小）

50.（2011·四川达州）有两个定值电阻R1=12Ω,R2=24Ω,串联后接在某电源上，R1、R2两端的电压之比为；R1、R2消耗的电功率之比为；如并联后接在同一电源上，通过R1、R2的电流之比为；R1、R2消耗的电功率之比为.

51.（2011·福建福州）如图30所示，电源电压不变，灯L标有“6V　6W”字样.当闭合开关S1时，灯L正常发光，它的电阻是＿＿＿＿Ω；再闭合开关S2，前后两次电流表的示数之比为2：

3，则电阻R的阻值为＿＿＿＿Ω.

52.（2011·四川凉山）灯泡L1村有“6V3W”字样，灯泡L2标有“6V2W”字样，它们串联后接在某电源上.闭合开关后，一个灯泡正常发光，另一个灯泡发光暗淡，则正常发光的灯泡是______，该电压的电压值是____V.

53.（2011·湖北潜江）有一种亮度可以调节的小台灯，其电路图如图31甲所示.电源电压为15V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图31乙所示，灯泡L的额定电压为12V.则灯泡L的额定功率为W；调节滑动变阻器R，使灯泡L的功率为3.6W，此时滑动变阻器R连入电路的阻值为Ω.

54.（2011·广西柳州）电动自行车已经是柳州市大部分市民的主要交通工具，其优点是经济实惠.如果某一电动自行车电动机的额定功率是240W，以6m／s的速度匀速行驶时的供电电流为5A，则电动机的额定工作电压为________V，若该车电动机的效率为80％，则牵引力为___________N.

55.（2011·广西桂林）如图32所示，电源电压不变.将定值电阻R1和R2串联后接在电源上，R1消耗的功率为3W，R2消耗的功率为6W，则R1＝　　　R2；若将它们并联后仍接在该电源上，则电路消耗的总功率为　W.

.

三、简答题

56.（2011·山东潍坊）某天晚上，家里的所有用电器全都停止工作．请你猜想两种可能原因，并说明你将怎样

去直接证实你的猜想．

原因一：

证实办法：

原因二：

证实办法：

57.（2011·贵州铜仁）小明在使用电炉时发现，电炉丝热得发红而导线却不怎么热，这是为什么？

请你说明其中的道理.

58.（2011·辽宁阜新）盛夏“酷热难耐”，人们家中的电风扇、空调都在工作，导致电路火灾时有发生.调查发现，起火原因如出一辙：

电线超负荷，使电线内的金属导线发热，引燃了外面的绝缘皮.请你运用所学的物理知识分析：

电线超负荷引起火灾的原因，并就电路安全问题提出一条合理化建议.

59.（2011·新疆）同学的电能表铭牌上标有“10A，220V”字样，该同学晚上在家中将一1000W的电饭煲插入插座的瞬间，发现只有自家的电灯熄灭了，空气开关也跳闸了.

（1）分析原因可能是电饭煲插头_________________或家庭电路中___________过大.

（2）请你