第18讲 电能 电功 电功率本讲内容历来是中考的热点，主要考查：电能表的使用，电功与电功率的计算，测量小灯泡的额定功率．有时还与热学知识、效率的知识综合考查．题型多以选择题、填空及简答题、实验探究题、计算题形式出现.考试说明1.结合实例理解电功和电功率.2.知道用电器的额定功率和实际功率. 电能1．电能获取___________提供电能使用用电器将电能转化为其他形式的能单位国际单位__________常用单位_____________换算关系1kW·h=_________J测量工具电能表 2.电能表的认识和使用作用测量电路___________单位_______________参数220V额定__________为220V10（20）A标定__________为10A,额定最大电流为20A600r/kW·h每用1度电，表的铝盘转_________转2500imp/kW·h每用1度电，表的指示灯闪___________次读数计数器末尾数字表示小数位测量电能方法较大的电能利用刻度盘示数测量，消耗的电能为前后两次示数差，即W=W2-W1较小的电能利用转盘圈数计量，消耗的电能为W=n/NkW·h（n为某段时间转盘转的圈数，N为表上参数） 电功率1.电功率意义表示用电器消耗电能的_______________单位___________，符号W;1kW=_______W定义用电器单位时间内______________公式P=_____________【提示】(1)用电器功率大，说明用电器消耗电能快，但不一定消耗电能多.(2)电功和电功率常用公式基本公式导出公式电功W=Pt=UItW=U2t/R=I2Rt电功率P=Wt=UIP=U2/R=I2R适用范围普遍适用纯电阻电路2.额定电压和额定功率额定电压额定功率概念用电器正常工作的电压用电器在额定电压下的功率铭牌灯泡“PZ220V40W”指灯泡的为_______220V，_______为40W【提示】用电器额定功率与外加电压和通过的电流无关. 测量小灯泡的电功率测量小灯泡的电功率的实验原理P=_________12\n电路图滑动变阻器的作用（1）_______________（2）改变_______和_________，从而实现多次测量实验记录结论用电器两端电压不同，电功率就不同小灯泡两端电压越高，功率越大，灯泡越亮灯丝温度越高，灯丝电阻越大注意不能将多次测得的电功率求平均值 【提示】 在测量小灯泡电功率的实验中，闭合开关后小灯泡不亮，不一定是小灯泡断路，还可能是由于滑动变阻器连入了最大阻值，导致电路中的电流很小，小灯泡无法发光．命题点1 电功、电功率的计算 (2022·安顺)LED灯是一种半导体新型节能灯．已知某LED灯在一定电压范围内的工作电流都是0.02A，只是在不同电压下发光颜色不同：当加在它上面的电压为1.8V时，它发红光；当加在它上面的电压为1.4V时，它发黄光；当加在它上面的电压为3.2V时，它发蓝光．将该LED灯与一定值电阻R串联后接在电压为5V的电源两端时它发红光，则该LED灯的电功率是______W，定值电阻R阻值是______Ω.点拨：当LED灯发红光时，知道其两端的电压及通过的电流，利用P＝UI可求出电功率；根据串并联电路的电压特点求出R两端的电压，利用欧姆定律求出定值电阻的阻值．1．(2022·铜仁)如图所示，是某电饭煲的电路原理图，电饭煲有加热和保温两种工作状态，当闭合开关S后，电饭煲内温度达到102℃时开关S1自动断开，处于保温状态．已知电源电压保持220V不变，电阻R1的阻值为550Ω，电阻R2的阻值为55Ω.则电饭煲处于保温状态时的电功率是______W，电饭煲处于加热状态时电路的总电流是______A.2．(2022·遵义)如图所示，电子式电能表表盘上标有“3000imp/kW·h”字样(“3000imp/kW·h”指接在这个电能表上的用电器消耗1kW·h的电能，电能表上的指示灯闪烁3000次)．现将若干盏规格都为“220V 20W”的节能灯接在该电能表上一起正常工作15min，电能表的指示灯闪烁了135次，这些节能灯消耗的电能为________J，接入的节能灯共有____盏．3．(2022·黔西南)如图是许多城市路灯，都采用太阳能LED照明灯，主要由太阳能电池板和LED灯头等组成，LED是一种半导体二极管，通过电流能够发光，可以把电能直接转化为____能，太阳能是______(填“一次”或“二次”)能源，清洁无污染，如果LED灯用6V的电压，正常工作电流为2400mA，则LED灯的功率是______．12\n4．(2022·兰州)如图所示，电源电压恒定，小灯泡L1、L2均标有“6V 3W”的字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)，当开关S1、S2都闭合时，灯泡L1正常发光，则电源电压为______V；当开关S1闭合，S2断开时，电路的总功率______W.命题点2 有关电功率的比例及图像问题 (2022·贵阳)定值电阻R、灯泡L的电流随电压变化关系的图像如图所示，现将它们串联接在电压恒为6V的电源两端，则下列判断正确的是( )A．电路中的电流为0.24AB．定值电阻的阻值是灯泡阻值的3倍C．定值电阻与灯泡消耗的实际功率之比2∶1D．通电2min，灯泡消耗的电能是180J点拨：定值电阻R和灯L串联在6V的电源上，由图可知电流I＝0.2A，根据R＝U/I，P＝UI计算定值电阻和灯L的阻值和实际功率进行比较，利用W＝UIt计算灯消耗的电功．5．(2022·黔西南)有两灯如图所示，L1，L2分别标有“15V 1A”、“10V 0.5A”的字样，其中一灯正常发光时，它们的功率之比是( )A．4∶3 B．3∶4 C．5∶3 D．3∶2 6．(2022·安顺)某个小灯泡上标有“6V 6W”字样，其电流随两端电压变化关系的I－U曲线如图所示．那么当小灯泡两端的电压为2V时，小灯泡的电功率为____W，此时小灯泡的电阻为____Ω.7．(2022·遵义)某兴趣小组设计了如图甲所示的电路进行实验探究，电源为电压可调的学生电源，小灯泡L标有“6V 1.2W”字样，R为20Ω的定值电阻．小组根据记录的电流表和电压表的示数变化，描绘出如图乙所示的I－U关系图．当电压表的示数为2V时，通过小灯泡L的电流为____A，调节电源电压，当电路消耗的总功率为1.35W时，小灯泡的实际功率为____W.12\n8．(2022·泉州)如图所示的电路中，电源电压保持不变．当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时，R1和R2消耗的功率P1∶P2＝2∶3；当开关S和S1都闭合，甲、乙两表为电压表时，两电压表示数V甲∶V乙和R1、R2消耗的功率P1′∶P2′分别为( )A．5∶2 3∶2B．2∶3 4∶9C．5∶2 2∶3D．2∶3 9∶4命题点 测量小灯泡的电功率这是电学三个重点实验之一，所涉及的知识点较多，综合性强，是中考电学实验中较为重要的实验．导体中的电流与导体的电阻和电压有关，在探究过程中要用到控制变量法，从而决定了滑动变阻器的作用不同；有关电学实验，电路图的画法、电路的连接、电路故障的分析也是常考查的内容，应掌握． (2022·黔东南)如图甲所示，是小丽用伏安法“测小灯泡的电功率”的实验，电路连接不完整，请你帮助她完成以下实验．(1)连接电路前，开关必须是______的；滑动变阻器的滑片要调节到______(填“最大值”或“最小值”)的位置．(2)请用笔画线代替导线将电路连接完整，要求滑片P向右移动时灯泡变亮．(连线不能交叉)(3)小丽连接好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，但电压表有示数，电流表没有示数，出现这种故障的原因可能是____________________．(4)电路故障排除后，调节滑动变阻器，灯泡正常发光时，电流表和电压表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为____W.(5)小灯泡正常发光时的电阻为____Ω(保留一位小数)，测量过程中发现小灯泡两端电压和通过的电流越大时，小灯泡的电阻越大，原因是：小灯泡灯丝的电阻受____的影响．测定小灯泡额定功率的实验中，电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，起保护电路和改变灯泡两端电压作用的滑动变阻器与灯泡串联；根据串联电路电压特点可知，灯泡正常工作时，电压表的示数为额定电压，根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，根据小灯泡正常发光时的电压和电流计算额定功率．(6)小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑．灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生______(填物态变化名称)而变细，消耗的实际功率______(填“变大”“变小”或“不变”)．12\n一、选择题1．(2022·来宾)如图所示，电源电压保持不变，灯L标有“6V 0.6W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，灯L正常发光，电压表示数为4V，当滑片P移到最大阻值时，灯L与滑动变阻器的电功率之比为( )A．4∶3 B．3∶4 C．3∶2 D．2∶3 2．(2022·黔南)如图所示，灯L1比L2亮，下列描述正确的是( )A．L1的电阻比L2的电阻小B．L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大C．通过L1的实际电流比L2的实际电流大D．L1的额定功率比L2的额定功率大3．(2022·黔东南)将灯L接到电压为U的电路上时，灯的电功率为36W，若将灯L与一个电阻R串联后仍接在原电路上时，灯L消耗的电功率为25W，设灯丝电阻不变，则此电阻消耗的电功率是( )A．3WB．4WC．5WD．11W4．(2022·南京)如图所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器(a、b为其两端点)．闭合开关S，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.1A，R2消耗的电功率为1W；当滑片P移动至某一位置时，电流表示数为0.3A，R2消耗的电功率为1.8W．则当滑片P从a移到b的过程中( )A．电流表示数变化了0.6AB．电压表示数变化了4VC．R1消耗的电功率变化了5WD．电路消耗的总功率变化了6W5．(2022·铜仁)如图所示，电源电压为8V并保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P由一个位置移动到另一位置时，定值电阻R0的电功率由6.4W变成了1.6W，则电压表的示数可能是 （）A．由2V变为4VB．由3V变为6VC．由4V变为6VD．由3V变为5V6．(2022·兰州)如图甲所示的电路，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，则下列说法中正确的是( )12\n 甲 乙A．R1的阻值是20ΩB．当电流表的示数是0.4A时，R2接入电路的阻值是30ΩC．电源电压是16VD．该电路的最大电功率为7.2W三、计算题7．(2022·尤东)小梅学完电能表的使用后，想利用电能表测量电饭煲的电功率，观察自家的电能表如图所示，该电能表允许接入用电器的最大电功率是______W；将家里其他用电器断开，只将该电饭煲接入电路中，观察到电能表的指示灯6分钟闪烁了320次，则他家电饭煲的功率是______W.8．(2022·遵义)如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1＝15Ω，闭合S1、S2，断开S3时，电流表示数为0.4A，则此时R1两端的电压为____V．当S1、S2、S3都闭合时，R1的电功率为P1；闭合S1、S3，断开S2时，R1的电功率变为P1的，则R2的电阻为____Ω.9．(2022·黔南)如图所示，变阻器R标有“20Ω 1.5A”字样，灯L标有“6V 3W”的字样，当只闭合S1时，灯L正常发光；再闭合S2，变阻器滑片向右滑动的过程中，电压表示数____(填“变大”“变小”或“不变”)，电流表示数____(填“变大”“变小”或“不变”)；如果电流表所接量程是0～3A，电压表所接量程是0～15V，则电路消耗的总功率变化范围是________W.10．(2022·贵阳)将定值电阻R1与R2串联接在电压恒为U的电源两端，R1消耗的电功率为4W，两电阻消耗的总功率为P；若将R1与R2并联接在该电源两端，R1消耗的电功率为36W，两电阻消耗的总功率为P′，则P∶P′＝______．三、实验探究题11．(2022·安顺)在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压恒定为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω左右，可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω、50Ω，实验电路如图所示． 甲 乙(1)应该选用的滑动变阻器是______．(2)电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数．12\n为使灯泡变亮，接下来应进行的操作是什么？(写出具体的操作)(3)如图乙根据实验数据绘成的U－I图像．根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是多少？(4)某同学继续移动滑片，小灯泡突然熄灭，此时电流表示数为零，而电压表有示数，那么出现的故障是什么？此时电压表的示数是多少？12．(2022·毕节)实验小组在“测量小灯泡的额定电压的电功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡的额定电压是3.8V.(1)如图甲所示是小明没有连接完的实物图，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整．(2)连接电路时，开关应处于____状态．(3)实验时，小灯泡几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度，原因是他把滑动变器的____(填“A、B”或“C、D”)接线柱同时接入了电路．(4)排除故障后，实验中，移动滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表的示数如图乙所示，为______V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向____(填“A”或“B”)端移动．当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是____W.(5)小红没有使用电流表，而是多选用了2个开关和一个已知电阻R0，其他元件与小明的相同，也测量了小灯泡的额定功率．请在虚线框内画出设计的电路图．四、计算题13．(2022·毕节)如图所示，电源电压保持不变，R为定值电阻，灯泡L标有“6V 3W”字样，当开关S、S1同时闭合时，灯泡L正常发光；当开关S闭合，S1断开时，电流表示数为0.2A(设灯丝电阻不受温度影响)．求：(1)电源电压；12\n(2)电阻R的阻值；(3)当开关S闭合，S1断开时，灯泡L消耗的实际功率．14．(2022·贵阳)如图所示，电源电压为12V，且保持不变，定值电阻R1为24Ω，小灯泡上标有“6V 3W”字样．灯丝电阻不随温度改变．(1)求灯泡的额定电流；(2)求当S、S1、S2都闭合时，R1的电功率；(3)当只闭合S，断开S1，S2，滑动变阻器滑片P移至中点时，小灯泡恰好正常发光，求滑动变阻器的最大阻值．一、选择题1．(2022·遵义)如图所示的电路中，移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数从6V变成5V，电流表的示数变化了0.2A，则该定值电阻所消耗功率的变化量为( )A．0.2WB．1.0WC．1.2WD．2.2W2．(2022·雅安)小灯泡L的额定电压为3V，它的I－U图像如图甲所示．把小灯泡接入如图乙所示的电路中，先将滑动变阻器的滑片P移至B端，闭合开关S，电压表示数为1.5V；再将滑片P向左移动直到电压表示数为312\nV．已知电源电压恒定，滑动变阻器的铭牌标有“10Ω 2A”．下列说法中错误的是( )A．电源电压为4.5VB．小灯泡的额定功率为1.5WC．小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为1.25WD．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω二、填空题3．(2022·贵阳)如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω.移动滑片至变阻器的最右端时，闭合开关，电压表示数为2V，R2消耗的电功率为P2；移动滑片将其置于某位置时，电压表示数为3V，R2消耗的电功率为P′2.若P2∶P′2＝8∶9，则电源电压为____V.4．(2022·黔南)如图所示电路，电压U不变，电流表的示数为1A．如果R1与R2的等效电阻为R，并且R1∶R＝5∶3，电阻R2消耗的电功率为2.4W，则电阻R1＝______Ω.三、计算题5．(2022·黔西南)如图所示，电源电压为6V，小灯泡标有“4V 1.6W”的字样，定值电阻R＝20Ω，不考虑温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器上标有“0～20Ω 1A”字样．求：(1)小灯泡的电阻为多大？(2)若只闭合S、S1时，要使电路消耗的功率最小，此时滑动变阻器的滑片应向哪端移动？此时消耗最小功率是多少？(3)若电流表的测量范围为0～0.6A，电压表的测量范围为0～3V，当只闭合S与S212\n时，在不损坏用电器的前提下，求滑动变阻器的取值范围．12\n参考答案考点解读考点1 1.电源 焦耳 千瓦时 3.6×106 2.消耗的电能 千瓦时(kW·h) 电压 电流 600 2500考点2 1.快慢 瓦特 103 所消耗的电能 ＝UI 2.额定电压额定功率考点3 UI (1)保护电路 (2)小灯泡两端电压 通过小灯泡的电流 ＞ ＝ ＜各个击破例1 0.036 160 例2 C题组训练 1.88 4.4 2.1.62×105 9 3.光 一次 14.4W4．6 1.5 5.A 6.1 4 7.0.3 0.9 8.A实验突破例 (1)断开 最大值 (2)(3)灯丝断了(或灯泡接线接触不良) (4)0.75 (5)8.3 温度拓展训练 (6)升华 变小整合集训基础过关1．B 2.B 3.C 4.D 5.C 6.A 7.2200 1000 8.6 5 9.不变 变小 4.8～12 10.2∶9 11.(1)R2 (2)向左移动滑动变阻器滑片． (3)P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W． (4)灯泡烧坏，6V.12．(1)(2)断开 (3)A、B (4)2.5 B 1.14 (5)13．(1)当开关S、S1同时闭合时，灯泡L正常发光，电路为灯泡L的简单电路，灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．电源电压U＝UL额＝6V；(2)根据P＝可得灯泡的电阻：RL＝＝＝12Ω，当开关S闭合，S1断开时，灯泡L与R串联，由I＝可得电路中的总电阻R总＝＝＝30Ω，串联电路的总阻值等于串联的各电阻阻值之和：R＝R额－RL＝30Ω－12Ω＝18Ω；(3)由P＝UI＝I2R得灯泡L的实际功率：PL＝I2RL＝(0.2A)2×12Ω＝0.48W． 14.(1)由P＝UI可得，通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.5A；(2)当开关S、S1、S2都闭合时，R1与R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，电源的电压U1＝U＝12V，∴P1＝＝＝6W；(3)当只闭合S，断开S1，S2时，滑动变阻器与灯泡串联，∵灯泡恰好正常发光可知电路中的电流，∴UL＝U额＝6V，I＝IL＝0.5A，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，U′2＝U－UL＝12V－6V＝6V，由欧姆定律得：R′2＝＝＝12Ω，∴R2＝2R′2＝2×12Ω＝24Ω.能力提升12\n1．D 2.C 3.6 4.10 5.(1)由P＝可知，灯泡电阻：RL＝＝＝10Ω；(2)由图示电路图可知，只闭合S、S1时两电阻串联，由P＝可知，在电压U一定时，电路总电阻R越大，电路总功率越小，只闭合S、S1，滑片移至b端时电路总电阻最大，功率最小，最小功率：P＝＝＝0.9W；(3)由P＝UI可知，灯泡额定电流：IL＝＝＝0.4A，由图示电路图可知，当只闭合S与S2时灯泡与滑动变阻器串联，电流表的测量范围为0～0.6A，灯泡额定电流为0.4A，则电路最大电流：I＝0.4A．由I＝可知，R总最小＝RL＋R滑最小＝＝＝15Ω，滑动变阻器接入电路的最小电阻：R滑最小＝R总最小－RL＝15Ω－10Ω＝5Ω，此时表的测量范围0～3V，滑动变阻器两端最大电压：U滑最大＝3V，此时滑动变阻接入电路的阻值最大，电路电流最小，最小电路电流：I最小＝＝＝＝0.3A，由I＝可知，R滑最大＝＝＝10Ω，滑动变阻器接入电路的阻值范围是：5Ω～10Ω.12
