人教版九年級上學(xué)期物理期末復(fù)習(xí) 專題04 電功率（考點(diǎn)串講）

專題04電功率九年級物理上學(xué)期·期末復(fù)習(xí)大串講知識串講方法模型歸納鞏固提升人教版知識串講01第18章

電功率一、電能電功1.電能：電源將其他

轉(zhuǎn)化為電能。用電器可以把電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能。（將電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的用電器稱為純電阻用電器。如電飯煲、電爐子等；非純電阻電路是有一部分電能轉(zhuǎn)化成除內(nèi)能以外的其他形式的能，如洗衣機(jī)，電風(fēng)扇等。）2.電能的單位：國際單位是

，簡稱焦，符號J，常用的單位是度，即千瓦時，符號kW·h，1kW·h=3.6×106J形式的能焦耳知識串講013.電能表作用：電能表是測量電功或者說是用戶的用電器在某段時間內(nèi)消耗

的儀表。讀數(shù)：電能表的計數(shù)器上前后兩次的

就是用戶在這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。注意：計數(shù)器顯示的數(shù)字中最后一位是小數(shù)。表盤上的參數(shù)：

220V表示電能表應(yīng)接到220V的電路中使用；5A表示電能表允許通過的最大電流不超過5A；2500r/kW·h表示消耗1kW·h的電能，電能表的表盤轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)；50HZ表示這個電能表應(yīng)接在頻率為50HZ的電路中使用。電能多少讀數(shù)之差知識串講014.電功與電能電流做功的實(shí)質(zhì)：電流做功的過程實(shí)質(zhì)就是

轉(zhuǎn)化成其他形式的能的過程。電流做了多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能。電功的單位也是焦耳。5.計算普遍適用公式

(所有電路)即電流在某段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓和電路中的電流，和通電時間的乘積。電壓的單位用V，電流的單位用A，時間的單位用s，電功的單位就是J。導(dǎo)出公式（純電阻電路）：電能W=UIt=Pt知識串講01二、電功率1.定義：電功與時間

。它是表示電流

的物理量。2.單位：國際主單位瓦特（W）；常用單位千瓦（kW）；換算關(guān)系1kW=

W。3.計算普遍適用公式：

；推導(dǎo)公式P=I2R=U2/R(適用于純電阻電路)4.額定功率和實(shí)際功率額定功率：用電器在

下的功率。（用電器在正常工作時的功率）實(shí)際功率：用電器在

下的功率。之比做功快慢1000額定電壓實(shí)際電壓知識串講01注意：1.實(shí)際功率隨電壓的變化而變化：當(dāng)U實(shí)=U額時，P實(shí)=P額用電器正常工作。當(dāng)U實(shí)<U額時，P實(shí)<P額用電器不能正常工作。當(dāng)U實(shí)>U額時，P實(shí)>P額長期使用會影響用電器的壽命，有時會損壞用電器。2.對某一用電器而言，額定電壓和額定功率只有一個，而實(shí)際電壓和實(shí)際功率卻有無數(shù)個。燈泡的亮度是由它的實(shí)際功率決定的。3.若不考慮溫度對用電器電阻的影響，則有即電阻一定時，實(shí)際電壓是額定電壓的n倍，則實(shí)際電流也是額定電流的n倍，實(shí)際功率是額定功率的n2倍。知識串講01三、測量小燈泡的電功率1.實(shí)驗(yàn)原理：P=UI，測出小燈泡的電壓U和電流I，利用公式P=UI計算求得電功率。2.實(shí)驗(yàn)器材：電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、小燈泡、燈座、導(dǎo)線等。3.實(shí)驗(yàn)電路圖及表格：次數(shù)電壓U/V電流I/A功率P/W發(fā)光情況1

2

3

知識串講014.實(shí)驗(yàn)步驟：（1）實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備：檢查儀器是否齊全，規(guī)格是否合乎要求，查看小燈泡的額定電壓U額；（2）按電路圖連電路，查無誤，閉合開關(guān)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為U額，記錄電流表示數(shù)I額；（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓等于1.2U額，記下電壓表、電流表的示數(shù)，并觀察小燈泡發(fā)光情況；（5）調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓小于U額，記下電壓表，電流表的示數(shù)，并觀察小燈泡發(fā)光情況；（6）斷開開關(guān)，計算電功率值填入表格。知識串講015.數(shù)據(jù)分析，總結(jié)結(jié)論(1)分析數(shù)據(jù)知，實(shí)際功率隨實(shí)際電壓改變而改變；(2)燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率，實(shí)際功率越大燈泡越亮。6.注意事項：A．連接時，開關(guān)斷開，防止因短路而損壞電源或燈泡。B．閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑至滑動變阻器的最大阻值處，防止電路中的電流過大，將燈燒壞。C．電源電壓應(yīng)高于燈泡的額定電壓，防止無法調(diào)節(jié)到額定電壓。D．電壓表的量程應(yīng)大于燈泡的額定電壓，電流表的量程應(yīng)大于燈泡正常工作時的電流。知識串講01E．滑動變阻器允許通過的最大電流要大于燈泡正常工作時的電流，滑動變阻器的最大電阻值應(yīng)與燈泡的電阻差不多，以使調(diào)節(jié)效果明顯。F．通過三次不同電壓下（額定電壓，1.2倍額定電壓和低于額定電壓）的測量，體會用電器的實(shí)際功率并不一定等于額定功率，而是取決于加在用電器兩端的實(shí)際電壓。G．在做第二次實(shí)驗(yàn)時（實(shí)際電壓不能超過額定電壓的1.2倍）需要小心調(diào)節(jié)滑動變阻器，以免燒壞燈泡。H．實(shí)驗(yàn)前，要檢查電路并試觸，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要先斷開開關(guān)，再整理器材。知識串講01四、焦耳定律1.電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象叫做

。2.焦耳定律內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成

，跟導(dǎo)體的電阻成

，跟通電時間成

。（1）公式：

(普遍適用)（2）對純電阻電路：3.電熱和電能的關(guān)系：在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，Q=W。如電爐子。在非純電阻電路中，電能只有部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電熱小于電能，即Q<W。電流的熱效應(yīng)正比正比正比Q=I2Rt方法模型歸納021、與電能表有關(guān)的電功（能）的計算公式（1）長時間消耗的電能：W=W2-W1（W1、W2是電能表在不同時間時的電能表計算器的示數(shù)）（2）短時間內(nèi)電能表轉(zhuǎn)過n轉(zhuǎn)：

（N是電能表標(biāo)的Nr/kW·h或Nimp/kW·h）2、電功大小的影響式：W=UIt。3、推導(dǎo)式（1）將U=It帶入W=UIt中，可以推導(dǎo)出：W＝I2Rt。（2）將

帶入Ｗ＝UIt中，可以推導(dǎo)出：

一、電功的計算公式方法模型歸納024、各個公式適用范圍計算公式適用范圍W＝UIt普適式任何電路都適用W=I2Rt適用式適用適用于純電阻電路適用式適用于純電阻電路方法模型歸納02例1.（23-24九年級上·重慶大渡口·期末）如圖所示的電路中，電源電壓恒為3V，R1的阻值為10Ω，R2的阻值為20Ω，不計電表對電路的影響，下列選項合理的是（）A．只閉合S1，電流表示數(shù)為0.15A，電壓表無示數(shù)B．只閉合S2，電流表示數(shù)為0.3A，電壓表示數(shù)為3VC．當(dāng)S1、S2都閉合，電流表示數(shù)為0.45A，電壓表示數(shù)為2VD．當(dāng)S1、S2都閉合，電路在10s內(nèi)消耗的總電能為13.5JD方法模型歸納02例2.（23-24九年級上·陜西西安·期末）電能表是測量電路消耗

的儀表，如圖所示分別是阿來家上月初和上月末電能表的示數(shù)，結(jié)合表盤上的信息。阿來算出了自家上月用電量為

度。若該電能表上指示燈閃爍320次，表示消耗電能

kW·h。電能多少101.10.2方法模型歸納02例3.（23-24九年級上·陜西西安·期末）如圖，R1＝4Ω，R2＝6Ω，電源電壓6V恒定，當(dāng)閉合開關(guān)S。求：（1）通過電阻R1的電流。（2）電壓表的示數(shù)。（3）通電2min，電路消耗的總電能是多少。方法模型歸納02例3.解：根據(jù)電路圖分析可知，兩電阻是串聯(lián)的，電壓表測的是R2兩端的電壓，電流表測的是電路中的電流；（1）由串聯(lián)電路電阻和規(guī)律和歐姆定律知，通過電阻R1的電流為（2）R2兩端的電壓為即電壓表的示數(shù)為3.6V。（3）通電2min，電路消耗的總電能是答：（1）通過電阻R1的電流為0.6A；（2）電壓表的示數(shù)為3.6V；（3）通電6min，電路消耗的總電能是432J。方法模型歸納02二、電功率動態(tài)最值的計算1、電路中用電器往往有額定電壓或額定電流限制、電壓表和電流表有量程限制、滑動變阻器有最大電流限制，當(dāng)電路發(fā)生動態(tài)變化時，電流、電壓表示數(shù)、滑動變阻器接入電路的電阻或電功率等物理量出現(xiàn)范圍（或極值）問題。2、為保證電路安全，首先從電流下手，找出各個用電器及電流表允許的電流值，取其中最小的作為電路中電流的最大值（此時滑動變阻器接入電阻最?。鶕?jù)電壓表的量程或滑動變阻器的最大阻值來確定電流的最小值，在此過程中就能確定電流的范圍，電壓表的范圍和滑動變阻器阻值范圍。在此過程中，一定要注意：（1）用電器兩端的電壓不高于額定電壓或不高于額定電流、滑動變阻器所允許通過的最大電流；（2）電流不超過電流表的量程、電壓不超過電壓表的量程。方法模型歸納02例4.（23-24九年級上·江蘇南京·期末）如圖所示，電源電壓恒為6V，

，滑動變阻器的規(guī)格為“30Ω1A”，電流表的量程為“0～0.6A”，小燈泡上標(biāo)有“4V2W”字樣，不考慮燈絲電阻變化，并保證電路安全，則（）A．當(dāng)S閉合，S1、S2都斷開時，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是4Ω～30ΩB．當(dāng)S閉合，S1、S2都斷開時，電路消耗最大功率是3.6WC．當(dāng)S、S1、S2都閉合時，電路消耗的總功率最小值為2.4WD．當(dāng)S、S1、S2都閉合時，滑動變阻器接入電路的最小阻值是6ΩA方法模型歸納02例5.（23-24九年級上·江蘇泰州·期末）如圖所示電路，電源電壓恒定，定值電阻R0=12Ω，小燈泡L標(biāo)有“6V

3W”的字樣（假設(shè)燈泡電阻不變），滑動變阻器R標(biāo)有“*Ω

1.5A”的字樣，電流表的量程為0~3A，只閉合開關(guān)S，滑片P從b端滑到某一位置時，滑動變阻器R的電阻減小了6Ω，電流表的示數(shù)變化了0.1A，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時電路的電流為

A，電源電壓為

V：當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合時，調(diào)節(jié)滑片P，電路消耗的最大電功率為

W。0.51230方法模型歸納02三、電功率極值（最值）的計算1、對特定條件下電路中電流、電壓允許的最大值、最小值確定出每個用電器的額定電流、電流表的量程和滑動變阻器的最大電流，以其中最小的電流作為電路的最大電流；最小電流則需滑動變阻器接入阻值最大（當(dāng)滑動變阻器兩端有電壓限制時，需滿足滑動變阻器兩端電壓達(dá)到最大），通過歐姆定律求解得到。通過最大電流和最小電流求得電壓的最大值和最小值。方法模型歸納022、電路中可能出現(xiàn)的最大、最小功率首先要判斷：變阻器阻值從最小變到最大的過程中，相應(yīng)的電壓，電流的功率是否是單調(diào)變化（遞增或遞減）還是非單調(diào)變化，非單調(diào)變化就有最值（最大或最小）。在解題時，頭腦里一定要呈數(shù)學(xué)函數(shù)圖像，判斷該圖像的類型，性質(zhì)等等。在求電功率的最大、最小值時，將電功率寫成關(guān)于電阻的二次函數(shù)的形式，即P=（A-B）2+C，當(dāng)A=B時有最值。方法模型歸納02（1）電路中的最大電流I大：由“用電器額定電流、電流表量程、滑動變阻器的最大電流”中的小電流值決定，則

，故R小滑=R總小-R定、U小滑=I大R小滑、P大=UI大。（2）電路中的最小電流I?。河苫瑒幼冏杵鹘尤胱畲笞柚禌Q定，則R總大=R定值＋R滑大、

，U滑大=I小R滑大、P小=UI小。（3）滑動變阻器分得最大電壓U滑大：由電壓表量程決定。方法模型歸納02例6.（23-24九年級上·山東菏澤·期末）如圖所示，把標(biāo)有“12Ω3W”的電阻R0與最大阻值為50Ω的滑動變阻器R連接在電壓恒為18V的電源兩端，閉合開關(guān)S，電壓表所用量程為0~15V，電流表所用量程為0~0.6A，在不損壞電路元件的前提下，下列說法正確的是（）A．電路中允許流過的最大電流為0.6AB．電阻R0的額定電壓12VC．電路消耗總功率的范圍為4.5W~9WD．滑動變阻器的可調(diào)范圍為24Ω~50ΩD方法模型歸納02四、多擋位電熱器擋位判斷1、多擋位電熱器是利用電流的熱效應(yīng)工作的。電熱器電路是純電阻電路，一般接在家庭電路，電壓為220V，是個常量，依據(jù)

可知：（1）當(dāng)電路中電阻最大，電功率最小，為低擋位（保溫?fù)酰┕ぷ?。?）當(dāng)電路中電阻最小，電功率最大，為高擋位（加熱擋）工作。（3）當(dāng)電阻介于最大電阻和最小電阻之間時，為中擋位（中溫?fù)酰┕ぷ鳌?、通常家用多擋電熱器是通過改變開關(guān)狀態(tài)，改變工作電路結(jié)構(gòu)，從而改變用電器消耗的電功率，實(shí)現(xiàn)高溫?fù)?、中溫?fù)鹾偷蜏負(fù)醯霓D(zhuǎn)換的。方法模型歸納02例7.（23-24九年級上·山東淄博·期末）圖甲是一款電熱杯墊，有高、低溫兩個擋位。杯墊內(nèi)部簡化電路如圖乙所示，R1、R2為加熱電阻，電源電壓為220V，R1的阻值為2200Ω，高溫?fù)豕β蕿?6W。下列說法正確的是（）A．閉合S1、S2時是低溫?fù)?/p>

B．低溫檔功率是44WC．電阻R2的阻值是1100Ω

D．在高溫?fù)豕ぷ?0min，產(chǎn)生的熱量是660JC方法模型歸納02例8.（23-24九年級上·山東泰安·期末）某學(xué)習(xí)興趣小組的同學(xué)們調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雨雪天氣里汽車后視鏡會變模糊，影響行車安全。如圖為同學(xué)們設(shè)計的給后視鏡除霧、除霜的簡化加熱電路。電路低溫?fù)醭F，高溫?fù)醭?。已知電源電壓?10V，R1與R2均為加熱電阻，R2阻值為142Ω，除霜功率為121W。求:（1）電阻R1的阻值；（2）除霜模式下，電阻R1工作5min產(chǎn)生的熱量；（3）除霧模式下，電路工作1min共消耗的電能。方法模型歸納02解：（1）當(dāng)開關(guān)S、S1都閉合時，只有R1工作，電路中總電阻最小，由

可知電路的功率最大，處于高溫除霜模式；電阻R1的阻值（2）除霜模式下，電阻R1工作5min產(chǎn)生的熱量Q=W=P高t=121W×5×60s=3.63×104J（3）除霧模式下S1斷開，R1與R2串聯(lián)接入電路，電路工作1min共消耗的電能答：（1）電阻R1的阻值是100Ω；（2）除霜模式下，電阻R1工作5min產(chǎn)生的熱量是3.63×104J；（3）除霧模式下，電路工作1min共消耗的電能是3000J。鞏固提升031.（23-24九年級上·湖南湘潭·期末）兩電阻絲串聯(lián)接入電路，已知R1∶R2=1∶2，通電相同時間后，R1、R2產(chǎn)生的熱量之比為（）A．1∶4 B．1∶2 C．4∶1 D．2∶1B鞏固提升032.如圖為一只“6V1.5W”小燈泡的電流隨電壓變化的關(guān)系圖像。若把這樣的三只燈泡串聯(lián)起來，接在12V的電源兩端，則此時每只燈泡的電阻及實(shí)際功率為（）A．24Ω67W B．20Ω67WC．24Ω0.96W D．20Ω0.8WD鞏固提升033.（24-25九年級上·內(nèi)蒙古巴彥淖爾·期末）以下是瑞瑞對一些物理量進(jìn)行的估測，其中最符合實(shí)際的是（）A．日光燈正常工作時的電流約為0.15AB．充電寶的輸出電壓約為220VC．電冰箱正常工作1h約耗電1KW.hD．電飯煲正常工作時的功率約為100WA鞏固提升034.（23-24九年級上·陜西西安·期末）如圖所示是小榮的玩具警車的簡化電路圖，則下列說法正確的是（）A．玩具警車的電動機(jī)和警燈是串聯(lián)的B．玩具警車在路面做勻速直線運(yùn)動時受力不平衡C．閉合開關(guān)S2斷開開關(guān)S1，警車只行駛，警燈不亮D．若警車的車輪卡死，由于電流具有熱效應(yīng)，警車可能燒壞D鞏固提升035.（23-24九年級上·陜西渭南·期末）如圖1所示電路，電源電壓保持不變，當(dāng)閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值從最大變化到最小，兩個電阻的“U---I”關(guān)系圖像如圖2所示，則下列判斷正確的是（）A．電源電壓為9VB．定值電阻R1的阻值為20ΩC．滑動變阻器R2的阻值變化范圍為0~10ΩD．變阻器滑片在中點(diǎn)時，5min內(nèi)電路消耗的電能為540JD鞏固提升036.（23-24九年級上·江西贛州·期末）定值電阻R1=10Ω，R2=5Ω串聯(lián)在電源電壓不變的電路中，通過R1的電流I1=0.2A，則電源電壓U=

V；若將兩電阻并聯(lián)在同一電源中時，電路消耗的總功率為

W。32.7鞏固提升037.（23-24九年級上·河南鄭州·期末）學(xué)校將教室中“220V40W”的日光燈更換為“220V22W”的LED護(hù)眼燈，如圖所示。若學(xué)校共更換護(hù)眼燈120盞，電燈每天正常工作10h（按30天）可節(jié)約

kW·h的電能。教室中電燈的連接方式是

，你判斷的依據(jù)是

。648并聯(lián)各燈之間互不影響鞏固提升038.（23-24九年級上·湖南株洲·期末）某實(shí)驗(yàn)小組在做“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，所用電源電壓為3V，待測小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω。(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線，完成圖甲中實(shí)物電路的連接，（要求：連線不得交叉，電流表量程要正確）；(2)檢查電路連接無誤后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表幾乎無示數(shù)。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是________；A．變阻器斷路 B．電壓表短路 C．電壓表斷路 D．小燈泡斷路D鞏固提升03(3)故障排除后，閉合開關(guān)，當(dāng)滑動變阻器的滑片P移到某一位置時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，此時的讀數(shù)為

。要測