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專題20電功率
中考考點分析 電功率這部分內(nèi)容是中考物理考查的重點之一.綜觀近幾年各地的中考試卷，本部分考查的熱點之一是綜合運用歐姆定律、電功率計算公式及串、并聯(lián)電路的特點等分析解決實際問題的能力，如實際功率問題，多檔電熱器問題等，題型多是計算題或綜合題；熱點之二是圍繞“測定小燈泡功率”實驗考查實物圖的連接、電路故障的排除、實驗數(shù)據(jù)的分析等；熱點之三是根據(jù)w=pt解決電能消耗、節(jié)約用電等一些實際生活問題，題型一般是分析計算題或填空題.
【母題1】（真題來源：河池）如圖甲所示的電路，為定值電阻，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，記錄電壓表、電流表的示數(shù)，作出關系圖象如圖乙①所示。已知某小燈泡的圖象如圖乙②所示，現(xiàn)用該小燈泡替換圖甲中的滑動變阻器，電路其他元件不變。則此時小燈泡的實際功率為　　
A． B． C． D．
【分析】由圖甲可知，定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，電流表測量電路中的電流；
當滑動變阻器滑片移到最左端時，滑動變阻器被短路，電壓表示數(shù)為0，由圖乙可知，此時電路中的電流，根據(jù)歐姆定律可得電源電壓，
由圖乙可知，當電流表示數(shù)為時，電壓表示數(shù)為，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點可得電源電壓，
聯(lián)立以上兩式可得電源電壓和定值電阻的阻值；
用小燈泡替換圖甲中的滑動變阻器，電路其他元件不變，小燈泡與定值電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路特點結合圖乙可知電路中的電流和燈泡兩端的電壓，根據(jù)求出小燈泡兩端的實際功率。
【解答】解：由圖甲可知，定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，電流表測量電路中的電流；
當滑動變阻器滑片移到最左端時，滑動變阻器被短路，電壓表示數(shù)為0，由圖乙可知，此時電路中的電流，根據(jù)歐姆定律可得，電源電壓——————①
由圖乙可知，當電流表示數(shù)為時，電壓表示數(shù)為，
根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點可得，電源電壓——————②
聯(lián)立①②兩式可得，電源電壓，定值電阻；
用小燈泡替換圖甲中的滑動變阻器，電路其他元件不變，則小燈泡與定值電阻串聯(lián)，
根據(jù)串聯(lián)電路特點結合圖乙可知，當電路中的電流，小燈泡兩端電壓為時，電源電壓，滿足要求；
此時小燈泡的實際功率。
故選：。
【名師點評】 【點評】本題考查串聯(lián)電路的特點、歐姆定律的應用以及電功率的計算，能從圖中獲取相關信息是解題的感覺。
【母題2】（真題來源：濟寧）如圖是額定電壓均為的燈泡和的圖像。下列分析不正確的是　　
A．當兩端的電壓為時，其實際功率為
B．當通過的電流為時，其消耗的電能為
C．將、串聯(lián)，若兩端的電壓為，則的功率為
D．將、并聯(lián)，若通過的電流為，則的功率為
【分析】（1）當兩端的電壓為時，根據(jù)圖像得出通過的電流，根據(jù)求出的實際功率；
（2）當通過的電流為時，根據(jù)圖像得出兩端的電壓，根據(jù)求出消耗的電能；
（3）將、串聯(lián)，若兩端的電壓為，由圖像可知通過燈泡的電流，根據(jù)串聯(lián)電路電流規(guī)律可求出通過燈泡的電流，根據(jù)圖像可知燈泡兩端的電壓，根據(jù)求出的功率；
（4）將、并聯(lián)，若通過的電流為，根據(jù)圖像可知兩端的電壓，根據(jù)并聯(lián)電路電壓規(guī)律可得通過的電流，根據(jù)求出的功率
【解答】解：
、當兩端的電壓為時，根據(jù)圖像可知，通過的電流為，其實際功率為：，故正確；
、當通過的電流為時，兩端的電壓為，其消耗的電能為，故正確；
、將、串聯(lián)，若兩端的電壓為，由圖像可知，通過燈泡的電流：，根據(jù)串聯(lián)電路電流規(guī)律可知，通過燈泡的電流；
由圖像可知，此時燈泡兩端的電壓為，的功率為：，故錯誤；
、將、并聯(lián)，若通過的電流為，由圖像可知，兩端的電壓為：，根據(jù)并聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，燈泡兩端的電壓：；
由圖像可知，通過的電流，的功率為：，故正確。
故選：。
【名師點評】 本題考查了串聯(lián)、并聯(lián)電路特點、歐姆定律的應用和電功率公式的應用，關鍵是從圖象找到有用的信息。
【解法技巧】 （1）.首先通過審題，挖掘隱含條件.當題中出現(xiàn)“用電器的銘牌”、“正常工作”等信息時，據(jù)此信息不但可知用電器的的額定電壓和額定功率值的大小，還可以求出額定電流和電阻（或直接根據(jù)R=U額2/P額求電阻）. (2).采用控制變量法選擇電功率公式：①單一用電器在不同狀態(tài)時消耗的電功率：由于不變量是用電器的電阻，可根據(jù)變量是U或I分別選擇公式P=U2/R和P=I2R進行比較電功率；②串、并聯(lián)電路中兩用電器消耗電功率：由于變量是電阻，對于串聯(lián)電路，因電流相等，可利用P=I2R比較；對于并聯(lián)電路，因電壓相等，可利用P=U2/R比較；注意：①用電功率公式時，各物理量要做到“對應”：一是同體性；二是同時性.另外，推導公式P=U2/R和P=I2R僅適用于純電阻電路.②燈泡亮度由實際消耗的功率決定.在有關小燈泡的電功率的計算中，通常認為其電阻是不隨溫度變化的.根據(jù)公式P=U2/R可知，電阻一定時，實際電壓變?yōu)轭~定電壓的“n”倍，功率就會變?yōu)樵瓉淼摹皀2”倍.如實際電壓為額定電壓的一半，則實際功率為額定功率的1/4.電阻R是連接額定與實際的“橋梁”.
1．（真題來源：漢陽區(qū)校級一模）在日常生活中，用電器在一段時間內(nèi)消耗的電能可以用電能表測出，電能表表盤上有幾個重要參數(shù)：（1）“， “；它可以用在最大功率為　　的家庭電路中。（2）“3000轉 “是指每消耗的電能，電能表的轉盤轉　　轉；若接入一個用電器，轉盤在1分鐘內(nèi)轉了30轉，共消耗　　電能，該用電器的功率為　　。
【分析】電能表是測量消耗電能的儀表，掌握電能表表盤上各參數(shù)的含義：
（1）“ ”：“ ”指這個電能表的工作電壓為，“”是指這個電能表平時工作允許通過的最大電流為；根據(jù)可以計算電路的最大功率。
（2）“”是指接在這個電能表上的用電器，每消耗的電能，電能表上的轉盤轉過3000轉。先求出電能表的轉數(shù)為30轉時消耗的電能，還知道工作時間，根據(jù)公式可求用電器的功率。
【解答】解：
（1）“”是指這個電能表的工作電壓為。
“”是指這個電能表平時工作允許通過的最大電流為，
電路最大功率為：。
（2）“”表示每消耗的電能，電能表上的轉盤轉過3000轉；
電能表轉盤轉30轉消耗的電能：
，
該用電器的功率：
。
故答案為：；3000；0.01；600。
2．（真題來源：小店區(qū)校級一模）小明家買了一臺電烤箱，其內(nèi)部簡化電路如圖所示，和均為電熱絲。電烤箱說明書中的銘牌如表所示，根據(jù)表格中的參數(shù)，回答下列問題：
牌電烤箱
額定電壓
額定功率 高溫擋
低溫擋
電源頻率
（1）電路中的阻值；
（2）電烤箱在高溫擋正常工作所消耗的電能；
（3）電烤箱在低溫擋正常工作時，的功率。
【分析】（1）由電路圖可知，開關閉合時，電路為的簡單電路，電路中的總電阻最小，由可得，電路的總功率最大，電烤箱處于加熱擋，從表格中得出高溫功率，由可得電路中的阻值；
（2）根據(jù)求出電烤箱在高溫擋正常工作所消耗的電能；
（3）開關斷開時，兩電熱絲串聯(lián)，電路中的總電阻最大，功率最小，電烤箱處于低溫擋，根據(jù)求出電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電壓特點求出兩端的電壓，利用求出的功率。
【解答】解：（1）由電路圖可知，開關閉合時，電路為的簡單電路，電烤箱處于加熱狀態(tài)，
由可得，的阻值：
；
（2）由可得，電烤箱在高溫擋正常工作所消耗的電能：
；
（3）開關斷開時，兩電熱絲串聯(lián)，電烤箱處于低溫擋，
由可得，電路中的電流：
，
由可得，兩端的電壓：
，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，兩端的電壓：
，
的功率：
。
答：（1）電路中的阻值為；
（2）電烤箱在高溫擋正常工作所消耗的電能為；
（3）電烤箱在低溫擋正常工作時，的功率為。
3．（真題來源：偃師市一模）如圖甲為某電飯鍋的簡化電路原理圖，和為加熱電阻，且阻值保持不變，，為靠近加熱盤的感溫開關，1、2是開關連接的觸點，加熱盤溫度達到時，自動切換到保溫狀態(tài)。某次煮飯時，僅將電飯鍋接入的電路。按下開關與觸點1連接，工作了，自動切換到保溫狀態(tài)，保溫時如圖乙所示電能表的轉盤在內(nèi)轉過5轉。求：
（1）加熱狀態(tài)時，電飯鍋消耗的功率。
（2）的阻值。
（3）用電高峰時，電飯鍋兩端的實際電壓只有額定電壓的，簡要說明為什么用電高峰時用電器兩端電壓會變低。
【分析】（1）分析電路圖，比較開關與觸點1、2連接時，電路中電阻大小關系，電源電壓一定，利用可知電功率大小關系，進而得出是處于加熱狀態(tài)還是保溫狀態(tài)，并計算加熱功率。
（2）當開關與觸點2連接時，、串聯(lián)，電路電功率較小、電飯鍋處于保溫狀態(tài)。表示電路中用電器每消耗的電能，電能表的轉盤轉3000轉，據(jù)此求消耗的電能，再利用求保溫功率，利用求串聯(lián)電阻，進而求出的阻值；
（3）用電高峰時期，由于使用的用電器增多，導致家庭電路中的總電阻減小，從而使線路上分得的電壓增大，用電器兩端的實際電壓減小。
【解答】解：（1）由圖甲可知，當開關與觸點1連接時，電路中只有，電路中電阻較小；當開關與觸點2連接時，電路中、串聯(lián)，電路中電阻較大；電源電壓一定，由可知，當開關與觸點1連接時，電路電功率較大、電飯鍋處于加熱狀態(tài)；當開關與觸點2連接時，電路電功率較小、電飯鍋處于保溫狀態(tài)。
加熱的電功率；
（2）當開關與觸點2連接時，、串聯(lián)，電路電功率較小、電飯鍋處于保溫狀態(tài)，
表示電路中用電器每消耗的電能，電能表的轉盤轉3000轉，
消耗的電能：
，
保溫功率：
，
由可得：
，
的阻值：
；
（3）用電高峰時期，由于使用的用電器增多，導致家庭電路中的總電阻減小，干路上的電流增大，根據(jù)知，線路上分得的電壓增大，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知，用電器兩端的實際電壓減小。
故答案為：（1）加熱狀態(tài)時，電飯鍋消耗的功率。
（2）的阻值為。
（3）見解答。
【母題1】（真題來源：威海）如圖所示，電源電壓恒為，，滑動變阻器的規(guī)格為“”，電流表的量程為“”，小燈泡上標有“”字樣，不考慮溫度對燈絲電阻的影響。當開關閉合，、斷開，小燈泡正常發(fā)光，則通電電流通過滑動變阻器產(chǎn)生的熱量
為 　 　；當、、都閉合，為了保證電路中各元件的安全，滑動變阻器允許接入電路中的最小阻值為 　　。
【分析】（1）當開關閉合，、斷開，燈泡與變阻器串聯(lián)，已知燈泡正常發(fā)光且知道燈泡的規(guī)格，根據(jù)可得串聯(lián)電路中的電流，由串聯(lián)電路的電壓特點可得變阻器兩端電壓，再根據(jù)求出電流通過滑動變阻器產(chǎn)生的熱量；
（2）當、、都閉合，此時燈泡被短路，與并聯(lián)，電流表測干路中的電流；根據(jù)電流表的量程可知干路電流的最大值，利用并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出通過的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知通過變阻器的最大電流，最后根據(jù)歐姆定律求出變阻器允許接入電路中的最小阻值。
【解答】解：（1）當開關閉合，、斷開，燈泡與變阻器串聯(lián)，
因為此時小燈泡正常發(fā)光，所以，；
由可得，串聯(lián)電路中的電流：，
由串聯(lián)電路的電壓特點可得變阻器兩端的電壓為：，
則通電電流通過滑動變阻器產(chǎn)生的熱量為：；
（2）當、、都閉合，此時燈泡被短路，與并聯(lián)，電流表測干路中的電流；
電流表的量程為“”，為了保證干路中的電流表不被燒壞，則干路電流最大為，
通過的電流為：，
由并聯(lián)電路的電流特點可知，通過變阻器的最大電流為：，
滑動變阻器允許接入電路中的最小阻值：。
故答案為：180；30。
【名師點評】 準確分析各開關通斷時電路的變化情況，熟練運用串并聯(lián)電路的特點、歐姆定律、電功率公式，是解答此題的關鍵。
【母題2】（真題來源：煙臺）如圖所示，電源電壓不變，燈泡標有“”字樣。閉合開關，燈泡正常發(fā)光，此時燈泡的電阻為 　 　；再閉合開關，前后兩次電流表的示數(shù)之比為，則電阻的阻值為 　　，電阻在內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 　　。
【分析】由燈泡銘牌可知，燈泡額定電壓是，額定功率是；
（1）由電功率公式的變形公式可以求出燈泡電阻；
（2）由電功率公式的變形公式求出燈泡正常發(fā)光時的電流，根據(jù)閉合開關時，前后電流表的示數(shù)之比為，利用并聯(lián)電路特點可以求出通過電阻的電流，利用歐姆定律求出電阻的阻值；
（3）運用焦耳定律求出電阻放出的熱量。
【解答】解：（1）由可知，燈泡電阻；
（2）燈泡與電阻并聯(lián)接在電源兩端，閉合開關時，燈正常發(fā)光，因此電源電壓，
由可知，燈泡正常發(fā)光時的電流：，
閉合開關時，只有燈接入電路，電流表測通過燈的電流，，
閉合開關時，燈泡與電阻并聯(lián)接入電路，電流表測干路電流，
由前后兩次電流表的示數(shù)之比為可知，，
所以干路電流：，
根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知，通過電阻的電流：，
根據(jù)并聯(lián)電路的電壓它的可知，燈泡與電阻兩端電壓相等，都等于電源電壓，即；
由可知，電阻的阻值：；
（3）電阻內(nèi)產(chǎn)生的熱量：。
故答案為：6；12；30。
【名師點評】 本題考查并聯(lián)電路的特點、電功率公式、歐姆定律公式和焦耳定律公式的應用，是一道電學綜合題。
【解法技巧】 （1）.明確電熱器檔位改變的原理方法：通常采用開關對某一發(fā)熱體“短路”、“斷路”或“接通”使連入電路中的發(fā)熱體數(shù)量或連接方式改變從而實現(xiàn)檔位改變的目的. （2）.判定電熱器的不同檔位:①首先根據(jù)電熱器的不同檔位畫出簡易電路圖（不含無用的短路或斷路部分、開關等），并在電路圖上標出不同檔位下的熱功率值.②明確發(fā)熱體對象及個數(shù).③最后根據(jù)公式P=U2/R判斷：在總電壓不變的情況下，電路中的總電阻最小時是高溫檔，電路中的總電阻最大時是低溫檔.（3）.根據(jù)已知條件和待求量選擇含已知量最多的電功、電熱或電功率公式結合歐姆定律和串并聯(lián)電路特點進行相關計算.注意：此類問題常與水吸熱公式Q=cmΔt及電熱轉化效率、電能表測電功率知識相綜合計算。
1．（真題來源：九龍坡區(qū)校級模擬）圖甲所示，電源電壓保持不受，小燈泡的額定功率為，電壓表量程為，電流表量程為，在保證電路各元件安全的前提下，先只閉合開關、，將滑片從最右端向左最大范圍移動到點，再斷開開關，閉合開關，將滑片從點向右移動到最右端。圖乙是這兩次實驗過程中繪制的電流表與電壓表示數(shù)的關系圖像，下列說法正確的是　　
A．小燈泡的額定電壓為
B．電源電壓為
C．只閉合開關、，滑片在點時，定值電阻在內(nèi)產(chǎn)生的熱量為
D．只閉合開關、，滑動變阻器的阻值變化范圍為
【分析】（1）從圖乙可知，電路中的最大電流為，而電流表的量程為，小燈泡的額定功率為，利用求得小燈泡的額定電壓；
（2）只閉合開關、，與串聯(lián)，電流表測電路中電流，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，保證電路元件安全，根據(jù)串聯(lián)電路電流特點和電流表量程，由圖乙判斷燈泡的正常發(fā)光電流，由計算燈泡的額定電壓；由歐姆定律計算左側部分電壓，從而計算電源電壓；
（3）只閉合開關、，滑片在點時，因電壓表相當于開路，則可知的最大阻值與串聯(lián)，由歐姆定律求出整個滑動變阻器分得的電壓，再由串聯(lián)電路的電壓特點求出兩端的電壓，由計算定值電阻在產(chǎn)生的熱量；
（4）只閉合開關、，與串聯(lián)，電流表測電路中電流，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓；由題意可知，滑片在點時電路的總電阻最小，根據(jù)歐姆定律知電路的電流最大，由圖像讀出最大電流和此時滑動變阻器兩端的電壓，由歐姆定律算出滑動變阻器的最小電阻；滑片在端時，電路的總電阻最大，根據(jù)歐姆定律知電路的電流最小，由圖像讀出最小電流和此時滑動變阻器兩端的電壓，由歐姆定律算出滑動變阻器的最大電阻，再判斷出滑動變阻器的阻值變化范圍。
【解答】解：從圖乙可知，電路中的最大電流為，而電流表的量程為，小燈泡的額定功率為，則小燈泡的額定電壓為：，故錯誤；
．當電流為，小燈泡的電壓為，滑動變阻器兩端的電壓為，故電源電壓為，故錯誤；
．當只閉合開關、，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，從圖像可知，當電壓表的示數(shù)為時，電流表的示數(shù)為，則此時滑動變阻器的阻值為：，
當電壓表的示數(shù)為，電流表的示數(shù)為，則此時滑動變阻器的阻值為：，故正確；
．當斷開開關，閉合開關，滑動變阻器此時是一個定值，滑動變阻器與電阻串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器左半部分的電壓，隨著滑片向右滑動，電路中的電流不變，此時電路中的電流為，則總電阻為：
，
定值電阻的阻值為：
，
只閉合開關、，滑片在點時，定值電阻在內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：
，故錯誤。
故選：。
2．（真題來源：牡丹江二模）如圖所示，和是兩個電熱絲，接在電源電壓為的電路中。閉合開關，下列說法正確的是　　
A．產(chǎn)生的熱量 B．和的電壓之比為
C．和的電流之和為 D．消耗的電能為
【分析】由右圖根據(jù)歐姆定律求出、的阻值；由左圖可知，、串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點和歐姆定律求出電路中的電流；
（1）根據(jù)求出產(chǎn)生的熱量；
（2）根據(jù)歐姆定律求出和的電壓之比；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點求出和的電流之和；
（4）利用求出消耗的電能。
【解答】解：根據(jù)歐姆定律，由右圖可知，的阻值：，的阻值：；
由左圖可知，、串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知，電路中的總電阻：，
電路中的電流：；
、產(chǎn)生的熱量：，故錯誤；
、由可知，和的電壓之比：，故錯誤；
、和的電流之和：，故錯誤；
、消耗的電能：，故正確。
故選：。
3．（真題來源：和平區(qū)校級三模）某品牌家用吸塵器及其銘牌如圖所示，正常工作10秒時間內(nèi)電動機做總功為 　　，若電動機線圈電阻為，10秒時間內(nèi)電動機線圈發(fā)熱量是 　　，該吸塵器電動機的效率為 　　（保留整數(shù)）。
產(chǎn)品尺寸
額定電壓 220
額定功率 1100
【分析】（1）由表格知吸塵器功率，由計算正常工作10秒時間內(nèi)電動機做的總功（消耗電能）；
（2）由計算電動機工作時的電流，由計算10秒時間內(nèi)電動機線圈發(fā)熱量；
（3）消耗的電能減去線圈產(chǎn)生的熱量可得獲得的機械能（有用功），獲得的機械能與消耗的電能的比值即為電動機的效率。
【解答】解：由表中數(shù)據(jù)知，吸塵器的電動機額定電壓，額定功率，由可得，正常工作時間內(nèi)電動機做總功
由可得通過電動機的電流，
10秒時間內(nèi)電動機線圈產(chǎn)生的熱量為：
，
這臺吸塵器正常工作獲得的機械能為：
，
吸塵器電動機的效率為：
。
故答案為：；250；98。

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