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第18课时电能电功率考点知识聚焦考点一电能及其测量电能单位国际单位是;常用单位是;1度=1kW·h=J电功实质用电器消耗电能的过程实际是能转化为其他形式能的过程,也就是电流做功的过程计算①用电器消耗的电能等于这段电路两端的、电路中的和的乘积,即W=;②W==(适用于所有电路);③对于纯电阻电路可推导出:W==焦耳(J)千瓦时(kW·h)或度3.6×106电电压电流通电时间UItPtUItI2Rt𝑼𝟐𝑹t考点知识聚焦（续表）计量工具电能表:测量用电器某一段时间内消耗电能多少的仪器方法①测量较大电能时用刻度盘读数,即W=W2-W1;(注意:电能表刻度盘上示数的最后一位是小数位)②测量较小电能时利用转盘转数读数,即W=nNkW·h(n表示电能表在某段时间内的转盘转数,N表示电能表铭牌上标着的转数)考点知识聚焦考点二电功率1.电功率意义表示电流做功的,用符号表示单位国际单位:;常用单位:千瓦(kW),1kW=W大小用电器在1s内消耗的电能公式①P==(适用于所有电路);②对于纯电阻电路可推导出:P=I2R=𝑈2𝑅快慢P瓦特(W)103UI𝑾𝒕考点知识聚焦2.额定电压和额定功率概念额定电压:用电器时的电压额定功率:用电器在下工作时的功率铭牌含义灯泡“PZ220V60W”:这个灯泡的额定电压为,额定功率为实际功率的计算①P实=U实I实;②电阻不变时,P=𝐼实2R=𝑈实2𝑅正常工作额定电压220V60W考点知识聚焦考点三伏安法测量小灯泡的电功率原理P=UI实物图与电路图电路连接开关:连接电路时,开关要断开。滑动变阻:滑动变阻器“一上一下”接入电路,且开关闭合前,滑片要移到阻值最大处。电表:①电流表与小灯泡串联,电压表与小灯泡并联;②电流从正接线柱注入,负接线柱流出;③电压表的量程由小灯泡的额定电压决定,电流表的量程由小泡的额定电流决定考点知识聚焦（续表）滑动变阻器的作用改变灯泡两端的电压和保护电路。连接电路无误后,移动滑片的位置,同时眼睛观察电压表的示数,当电压表的示数达到额定电压时,停止移动滑片,并记下电流表的示数,利用公式即可求出灯泡的额定功率电路故障分析电表示数异常的原因:①电流表无示数:与电流表串联的电路断路(或电流表被短路或断路);②电流表指针满偏:电流表所选量程太小或与之串联的电路发生短路;③电压表无示数;小灯泡发生短路(或电压表短路或断路,或与电压表并联的电路以外部分断路);④电压表示数接近电源电压;小灯泡发生断路,或滑动变阻器短路。小灯泡不亮的原因:①电路完好,灯不亮;滑动变阻器连入电路的阻值太大,移动滑片观察小灯泡是否发光;②电路故障,灯不亮;小灯泡断路或短路,根据电表示数判断。移动滑片,电表示数不变的原因:滑动变阻器同时接两个上接线柱或同时接两个下接线柱考点知识聚焦（续表）多次测量的目的测出小灯泡在不同电压下的实际功率并比较、探究电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律(小灯泡实际电压不同,小灯泡的实际功率理应不同,求平均值没有意义)设计表格序号U/VI/AP/W123考点知识聚焦（续表）图像分析实验绘制的小灯泡U-I图像是条曲线,原因是灯丝电阻随温度的升高而增大实验结论不同电压下,小灯泡的功率不同,实际电压越大,小灯泡的功率越大;小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮实验评估小灯泡额定电压为3.8V时,电压表读数不准确;若电源电压为6V,可将电压表并联在滑动变阻器两端,来减小实验误差热点考向探究探究一电能表及其相关计算例1[2017·鄂尔多斯]小龙家上月初电能表示数为,电能表的部分参数及上月末的示数如图18-1所示。表盘上“3200imp/(kW·h)”表示每消耗1kW·h的电能,指示灯闪烁3200次。下列选项正确的是()图18-1A.小龙家上月消耗的电能为680kW·hB.小龙家同时使用的用电器总功率不可超过2200WC.指示灯闪烁的次数越多,电能表所在电路接入的用电器总功率越大D.断开其他用电器,只让阻值是100Ω的电热棒单独工作3min,指示灯闪烁64次,此时小龙家的实际电压是200V热点考向探究【答案】D【解析】电能表表盘上数字的最后一位为小数位,则小龙家上月初电能表示数为704.3kW·h,月末为772.3kW·h,则小龙家上月消耗的电能为772.3kW·h-704.3kW·h=68kW·h,故A错误。由电能表表盘可知,该电路中允许通过的最大电流为20A,电压为220V,则小龙家同时使用的用电器总功率为P大=UI大=220V×20A=4400W,故B错误。指示灯闪烁的次数越多,说明接入的用电器消耗的电能越多,不能说明总功率的大小,指示灯闪烁得越快,则说明总功率越大,故C错误。指示灯闪烁64次时,W=64imp3200imp/(kW·h)=150kW·h,所用时间t=360h=120h,则P实=𝑊𝑡=150kW·h120h=0.4kW=400W,由P=𝑈2𝑅可知,小龙家实际电压U实=𝑃实𝑅=400W×100Ω=200V,故D正确。热点考向探究【变式】[2018·泰州]某电吹风工作6min,能使如图18-2所示的电能表的转盘转过120转,则该电吹风消耗的电能为kW·h,电功率为W,这些电能可供一只“220V10W”的LED灯正常工作h。一只这样的LED灯与一只“220V100W”的白炽灯正常发光时亮度相当,若LED灯正常发光时的效率为80%,则白炽灯正常发光效率为。图18-20.11000108%【解析】100W的白炽灯与10W的LED灯的发光亮度相当,则白炽灯的发光效率是LED灯的110,即8%。热点考向探究探究二额定功率和实际功率例3[2018·成都]标有“12V60W”的汽车灯泡工作时,用电压表测得其两端电压如图18-3所示,则灯泡的实际电压为V,灯泡的实际功率(选填“大于”“小于”或“等于”)60W。图18-311.5小于热点考向探究【变式1】[2018·内江]将规格为“2.5V0.3A”的小灯泡L1和规格为“3.8V0.3A”的小灯泡L2串联,接在3V的电源上,下列判断正确的是()A.L1的电阻大于L2的电阻B.L1的亮度比L2的亮度小C.两只灯泡都正常发光D.两只灯泡实际功率相等B热点考向探究【变式2】[2018·海南]如图18-4所示,A、B为两盏白炽灯,A灯型号是“110V25W”,B灯型号是“110V100W”,R是一个未知电阻。若把它们接到电压为220V的电路上,下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是()图18-4C热点考向探究【变式3】[2018·济宁]根据额定电压为2.5V小灯泡的I-U图像(如图18-5所示)分析,下列结论正确的是()图18-5A.当小灯泡两端的电压为0V时,其电阻为0B.当通过小灯泡的电流为0.1A时,其实际功率为0.1WC.通过小灯泡的电流与其两端的电压成正比D.小灯泡的额定功率为0.625W【答案】C【解析】电阻是导体的特性,只与导体长度、横截面积、材料和温度有关,与其两端有无电压无关,当小灯泡两端的电压为0V时,其电阻不会为0,故A错误。由题图可知,当通过小灯泡的电流为0.1A时,其两端电压是0.5V,其实际功率为P实=U1I1=0.5V×0.1A=0.05W,故B错误。通过图像可知通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比例,故C错误。小灯泡两端的电压为2.5V时,其电流是0.25A,因此额定功率P=IU=0.25A×2.5V=0.625W,故D正确。热点考向探究例3[2018·齐齐哈尔]如图18-6所示,电源电压不变,先闭合开关S1,再闭合S2,下列说法正确的是()图18-6A.电压表、电流表示数均变小B.电压表示数变大,电路总功率变大C.电压表示数不变,总电阻变小,电流表示数变大D.电压表与电流表示数的比值变大探究三有关电功率的动态电路问题B热点考向探究【变式1】(多选)[2018·青岛]如图18-7所示电路,电源电压保持不变。下列说法正确的是()图18-7A.同时闭合开关S1和S3,则电路会出现短路B.同时闭合开关S1和S2,则R2被短接,只有R1接入电路C.只闭合开关S1,则R1与R2串联,再将滑片P向左移,电路的总功率变大D.同时闭合开关S2和S3,则R1与R2并联,再将滑片P向左移,电路的总电阻变小ACD热点考向探究【变式2】[2018·眉山]小芳同学在做电学实验时,实物图如图18-8所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程为0~3V,灯L标有“2.5V1.25W”字样(设灯丝电阻不变),滑动变阻器规格为“20Ω1A”,在不损坏电路元件的情况下进行实验,下列说法正确的是()图18-8A.灯泡的最小功率是0.162WB.该电路的最大功率是4.05WC.电路中电流变化的范围是0.3~0.4AD.滑动变阻器的阻值应在4~10Ω之间变化D热点考向探究【变式3】[2018·德州]图18-9是检测酒精浓度的测试仪原理图,图中电源电压恒定为8V,R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时,R2=60Ω,此时电压表示数为2V。以下说法错误的是()图18-9A.酒精气体浓度越大,电压表和电流表示数都越大B.定值电阻R1的阻值为20ΩC.酒精浓度为0时,电路消耗的总功率为0.6WD.若电流表示数达到0.2A时,表示酒驾,此时R2消耗的电功率为0.8W热点考向探究【答案】C【解析】酒精气体浓度增大,则酒精气体传感器R2的阻值减小,电路的总电阻减小,由I=𝑈𝑅得电流表示数增大,电压表的示数U=IR1,电流I增大,则电压表的示数增大,故A正确,不符合题意。当R2=60Ω时,电压表的示数为2V,则R2的分压为6V,由串联电路分压规律可得,定值电阻R1的阻值是R2的13,即为20Ω,故B正确,不符合题意。当酒精浓度为0时,电路中的电流为I1=𝑈𝑅1+𝑅2=8V20Ω+60Ω=0.1A,则电路消耗的总功率:P=I1U=0.1A×8V=0.8W,故C错误,符合题意。当电路中的电流为I'=0.2A时,电路消耗的总功率:P'=I'U=0.2A×8V=1.6W,R1消耗的功率P1=I'2R1=(0.2A)2×20Ω=0.8W,则R2消耗的功率P2=P'-P1=1.6W-0.8W=0.8W,所以D正确,不符合题意。热点考向探究【变式4】[2018·邵阳]某同学为自己设计了一盏调光灯,其原理如图18-10所示,已知灯L的规格为“6V3W”(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器R的阻值范围为0~12Ω,电源电压恒为6V。(1)当开关S闭合,滑片滑至最左端后,求灯丝中的电流。(2)求灯L正常工作1min所消耗的电能。(3)闭合开关S,再将滑片从右向左移动,求灯L发光最暗时的实际功率。图18-10解:(1)当开关S闭合,滑片滑至最左端时,此时电路为灯L的简单电路。因为电源电压为6V,所以此时小灯泡正常发光,即I=𝑃额𝑈额=3W6V=0.5A。(2)灯L正常工作1min消耗的电能W=P额t=3W×60s=180J。热点考向探究【变式4】[2018·邵阳]某同学为自己设计了一盏调光灯,其原理如图18-10所示,已知灯L的规格为“6V3W”(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器R的阻值范围为0~12Ω,电源电压恒为6V。(3)闭合开关S,再将滑片从右向左移动,求灯L发光最暗时的实际功率。图18-10解:(3)灯L的电阻RL=𝑈额2𝑃额=(6V)23W=12Ω,当滑片在最右端时灯L发光最暗,此时电路中的电流I小=𝑈𝑅+𝑅L=6V12Ω+12Ω=0.25A,P实=𝐼小2RL=(0.25A)2×12Ω=0.75W。热点考向探究实验突破突破伏安法测电功率【实验梳理】原理P=UI实物图与电路图电路连接开关:连接电路时,开关要断开。滑动变阻器:滑动变阻器“一上一下”接入电路,且开关闭合前,滑片要移到阻值最大处。电表:①电流表与小灯泡串联,电压表与小灯泡并联。②电流从正接线柱流入,负接线柱流出。③电压表的量程由小灯泡的额定电压决定,电流表的量程由小灯泡的额定电流决定热点考向探究（续表）滑