电功率

王梅军

考情分析

电功率是历年来中招考试中电学的重中之重，题型多样。选择题、填空题以考查对电能表的使用、电功、电功率等概念和公式的理解为主；实验探究题多集中在对小灯泡电功率的测量和探究电热与哪些因素有关这两个实验上；电功、电功率和电热的计算题侧重于生活实际的应用，计算难度较高。

由于电功率的知识是前面的电路、电流、电压、电阻以及欧姆定律的延伸，而且与之联系的比较多。所以，中招试题常将以上电学知识联合起来进行考查，在解决实际电学问题中比较和分析它们之间的关系，并应用电学知识进行解答。特别需要注意的是，近年来以生活中的灯泡、电饭锅、电冰箱等家用电器为平台命题考查电功率的知识是今后中考的热点。

典例分析

考点一应用电能表计量电能

【例1】（2016·广东）某家庭电能表如所示。若该家庭单独让空调工作，测得1 min内电能表转盘转了60转，则空调消耗的电能为kW·h，空调的电功率是W。

解析：“3000 revs/（kW·h）”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW·h的电能，电能表上的转盘转过3000转。该家庭单独让空调工作，测得1 min内电能表转盘转了60转，则空调消耗的电能为W=603000kW·h=0.02 kW·h。空调的电功率是P=Wt=0.02 kW·h160h=1.2 kW=1200 W。

答案：0.021200

【易错点拨】电能表并不能直接显示消耗的电能，在一段时间内消耗的电能，是这一段时间前后两次电能表的读数的差。

跟踪练习1

1.（2016·聊城）某家庭单独使用电饭锅，用时15 min，电能表的示数由甲示数变成乙示数，则该电饭锅在这段时间内消耗电能约为。

2.（2015·阜新）小明家电能表5月初读数如所示，6月初读数是，这个月用电度。阜新地区每度电的电费是0.5元，则小明家这个月应交电费元。

3.（2015·泸州）5月初，小明家中的电能表示数为，电能表的部分参数及6月初的示数如所示，下列说法正确的是（）

A.电能表是测量用电器消耗电功率的仪表

B.小明家5月初至6月初消耗的电能是1200 kW·h

C.小明家所有用电器同时工作，总功率不得超过4.4 kW

D.若电能表转盘在10 min内转过300转，则用电器的总功率为1 kW

4.（双选）所示是电子式电能表的表盘示意图。下列与其技术参数有关的说法正确的是（）

A.此电能表应该接在220 V的电路中使用

B.正常运行的最大电流为10 A

C.指示灯每闪烁3000次电路耗电为1 kW·h

D.电路已经消耗的电能是76241 kW·h

考点二电功和电功率的计算

【例2】（2016·玉林）如所示，电源电压恒为4 V，灯泡标有“4 V2 W”字样（灯丝电阻不变）。当S1、S2都闭合，且滑动变阻器R2的滑片P在中点时，电流表示数为0.9 A，此时灯泡的功率为P1，当S1、S2都断开时，灯泡实际消耗的功率为P2，且P2︰P1=1︰4。求：

（1）灯泡的额定电流；

（2）R2的最大阻值；

（3）当S1、S2都闭合时，电路消耗的最小功率；

（4）当S1、S2都断开时，R1工作2 min消耗的电能。

解析：（1）灯泡的额定电流为IL=PL/UL=2 W/4 V=0.5 A

（2）当S1、S2都闭合，且变阻器滑片P在中点时，灯L与R2并联，此时灯泡正常发光

I2=I-IL=0.9 A-0.5 A=0.4 A

此时变阻器的阻值为：R2′=U/I2=4 V/0.4 A=10 Ω

变阻器的最大阻值为：R2=2R2/=2×10 Ω=20 Ω

（3）当S1、S2都闭合时，此时灯L与R2并联，灯L正常发光：P1=PL

当R2的阻值最大时，R2消耗的功率最小：

P2min=U2/R2=（4 V）2/20 Ω=0.8 W

电路消耗的最小功率为：Pmin=P1+P2min=PL+P2min=2 W+0.8 W=2.8 W

（4）当S1、S2都断开时，R1与灯L串联：

∵P2P1=P2PL=I2RLI2LRL，且P2∶P1=1∶4

∴I2（0.5 A）2=14得I=0.25 A

∵RL=UL/IL=4 V/0.5 A=8 Ω

∴UL′=IRL=0.25 A×8 Ω=2 V

U1=U-UL′=4 V-2 V=2 V

R1工作2 min消耗的电能W1=U1It=2 V×0.25 A×2×60 s=60 J

答案：（1）0.5 A（2）20 Ω（3）2.8 W（4）60 J

【名师点拨】解决此类动态电路试题要注意以下方面：（1）应强调对题设条件中的动态过程的始末条件分析，必要时可以通过画出其等效电路图来简化电路，分析出电路连接方式，从中提炼出电路元件中的各物理量之间的关系。（2）还要注意对电路动态过程中的信息收集，变动为静、活用规律、寻找联系、建立相关等式或方程，借助数学工具去解决。

跟踪练习2

1.（2016·十堰）如所示，电源电压保持不变，小灯泡L上标有“6 V3 W”字样，电阻R1=40 Ω，电压表的量程为0～3 V，当开关S1断开，S2、S3闭合时，灯泡L恰好正常发光。（不考虑温度对电阻的影响）

（1）求灯泡L正常工作时的电阻和电源电压。

（2）当闭合S1，断开S2、S3，且把滑动变阻器R2的滑片滑到最右端时，电流表的示数为0.1 A，滑动变阻器的最大阻值为多大？

（3）当断开S1、S2，闭合S3时，在保证电路安全的条件下，灯泡L消耗的最小功率为多少？并求出此种情况下电路1 min消耗的电能。

2.（2016·孝感）如所示，电源电压保持不变，灯泡上标有“6 V3 W”字样，当开关S1闭合、S2断开、滑动变阻器的滑片P移到a端时，电压表的示数为2.4 V，电流表示数为0.3 A（灯泡灯丝电阻不随温度的变化而改变）。求：

（1）滑动变阻器的最大阻值。

（2）此时灯泡的实际功率。

（3）电源电压。

（4）当开关S1和S2都闭合、滑动变阻器的滑片P移到b端时，电路消耗的总功率。

3.（2016·聊城）如所示，小灯泡L标有“6 V3 W”的字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器R的最大阻值为24 Ω，电源电压保持不变。当开关S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，小灯泡恰好正常发光。保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S1、S2，发现电流表的示数变化了1 A。求：

（1）小灯泡正常发光时的电流。

（2）电源电压。

（3）当开关S、S1、S2都闭合时，电路消耗总功率的最小值。

考点三测量小灯泡的电功率

【例3】（2016·孝感）小勇在测量额定电压是2.5V小灯泡电功率的实验中：

（1）为完成实验，请用笔画线代替导线，将0甲中的实物电路图连接完整。

（2）闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡发光较暗但亮度一直不变，其原因是。

0（3）正确连接电路后，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为2 V时，电流表示数如0乙所示，此时小灯泡的实际功率为W。

（4）若要测量小灯泡的额定功率，应再将滑动变阻器的滑片向（填“左”或“右”）移动，直至电压表示数为V为止。

（5）移动滑动变阻器的滑片，记下多组电流表示数及对应的电压表示数，并画出0丙所示的IU图象，从图象可以计算出小灯泡的额定功率为W。

解析：（1）测量小灯泡电功率的实验中，滑动变阻器应一上一下串联入电路中，电压表测灯泡电压应与灯泡并联，灯泡额定电压2.5 V，所以电压表使用0～3 V量程，由此连接实物如1所示。

1（2）如果滑动变阻器同时接下面两个接线柱，滑动变阻器阻值全部接入电路，此时滑动变阻器相当于定值电阻，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电路中电阻都不变，电路中电流较小，所以灯泡的亮度比较暗。

（3）由0乙所示的电流表可知，电流表量程是0～0.6 A，分度值是0.02 A，电流表示数为0.22 A，所以电压表示数为2 V时，灯泡的实际功率为P=UI=2 V×0.22 A=0.44 W。

（4）要测量灯泡的额定功率，应使灯泡两端的电压等于其额定电压，此时应减小滑动变阻器的阻值，将滑片向左端滑动，使电压表的示数为2.5 V。

（5）由0丙所示IU图象可知，灯泡额定电压U=2.5 V所对应的电流I=0.25 A，则灯泡的额定功率为P=UI=2.5 V×0.25 A=0.625 W。

答案：（1）如1所示（2）滑动变阻器同时接下面两个接线柱（3）0.44（4）左2.5（5）0.625

【归纳总结】本题是一道比较典型的综合考查题型，其中包括对电路的连接、电表的读数、小灯泡功率的计算、对实验过程中出现的问题的解释等内容。目的在于考查同学们对实验探究过程中分析、处理和应对的能力，培养同学们解决实际问题的能力。

跟踪练习3

1.（2016·株洲）某实验小组用伏安法测量小灯泡的电功率，待测小灯泡的额定电压为2.5 V。

（1）请用笔画线代替导线，完成2甲实物电路的连接。（要求：连线不得交叉，电压表量程要正确）

2（2）检查电路连接无误后，闭合开关S，灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是。

（3）故障排除后进行实验，通过移动滑片记录了多组数据，并作出了如2乙所示的IU图象。据图可知小灯泡的额定功率为W。

（4）现将该小灯泡与一个10 Ω的定值电阻串联后接入电压为3 V的电源两端，此时小灯泡的实际功率是W。

2.（2016·南京）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V。

3（1）如3甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图（不完整）。请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整。

（2）闭合开关前，3甲中滑动变阻器的滑片P应位于（填“A”或“B”）端。

（3）连接好电路后，闭合开关，小明发现移动滑动变阻器滑片P，小灯泡不发光，电压表的示数为零。进一步观察并检查电路，发现电压表、电流表、导线及其连接均完好。针对电路中出现的小灯泡不发光的故障现象，他提出了如下猜想：①小灯泡短路；②小灯泡的灯丝断了；③滑动变阻器断路。根据故障现象，猜想（填序号，下同）是错误的。如果观察到电流表有示数，则猜想是正确的。

（4）排除故障，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置，电压表示数如3乙所示，此时应将滑片P向（填“A”或“B”）端移到合适位置，读出电流表示数，即可算出小灯泡的额定功率。

（5）小平打算增加一个阻值为10 Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过图中操作（开关S接“a”、“b”各一次）来测量小灯泡的额定功率。3丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是（填字母）。

A.两种方案都能

B.两种方案都不能

C.丙方案能，丁方案不能

D.丙方案不能，丁方案能

3.（2016·苏州）在“测定小灯泡电功率”的实验中，提供的器材有：“3.8 V？A”的小灯泡、“10 Ω1 A”的滑动变阻器、四节新干电池等。

4（1）连接电路时开关应。

（2）请用笔画线代替导线，将4甲中的实物电路连接完整，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大。

（3）闭合开关，发现灯泡不亮，两电表均无示数。为了查找故障，小明将电压表拆下，在开关闭合状态下，分别将电压表接在电源、滑动变阻器及开关两端，结果只有接在滑动变阻器两端时，电压表无示数，则肯定出现故障的元件是。

（4）排除故障后继续实验，滑片P移到某一位置时，电压表示数如4乙所示，为测量灯泡的额定功率，应将滑片P向端移动，直至电压表的示数为3.8 V，此时电流表示数如4丙所示，则小灯泡的额定功率是W。

（5）若用该电路测量规格是“2.5 V0.3 A”灯泡的额定功率，须对实验进行适当调整，写出你的做法。

方法一：；

方法二：。

考点四焦耳定律的探究及应用

5【例4】（2016·宜昌）采用5的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”。接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使U形管的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。

（1）5所示是探究电流产生的热量跟的关系，通电一段时间（填“左瓶”或“右瓶”）内的电阻丝产生的热量多。

（2）让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟的关系，一段时间后电阻丝产生的热量（填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”）多。

解析：（1）图中所示装置中一个5 Ω的电阻与两个5 Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端电阻的电流相等，即I右=I左，两个5 Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I内+I外，所以，I左>I内，烧瓶内的电阻值都是5 Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，根据控制变量法可知，是探究电流产生热量跟电流的关系。根据“在通电时间和电阻相同，电流越大，导体产生的电热越多”可知，通电一段时间左瓶内的电阻丝产生的热量多。

（2）让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，此时右瓶的总电阻小于5 Ω。则控制了电流相同，使左瓶和右瓶内的电阻不同，根据控制变量法可知，是探究电流产生的热量跟电阻的关系。根据“在通电时间和电流相同，电阻越大，导体产生的电热越多”可知，通电一段时间左瓶内的电阻丝产生的热量多。

答案：（1）电流左瓶（2）电阻左瓶

【思维拓展】为了研究某物理量同影响它的几个因素中的一个因素之间的关系，需要将另外几个因素人为地控制起来，使它们保持不变，以便观察和研究该物理量与这一因素之间的关系。这就是“控制变量”的方法。

跟踪练习4

61.（2016·孝感）如6所示，两个透明容器中密封着等质量的空气，通电t秒后（两容器都不向外放热），下列说法正确的是（）

A.两容器中电阻产生的热量相同

B.右边容器中空气的温度是左边容器中空气温度的两倍

C.右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍

D.右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍

72.（2016·泰州）在如7所示的电路中，定值电阻R0的阻值为20 Ω，电动机线圈电阻为2 Ω，闭合开关，电流表A1、A2的示数分别为0.8 A、0.3 A，则该电路电源电压为V。1 min内电路消耗的电能为J，1 min内电流通过电动机产生的热量为J。

83.（2016·南京）某型号的电饭锅有两挡，分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡，其原理如8所示（虚线框内为电饭锅的发热部位）。已知R1=44 Ω，R2=2156 Ω。

（1）开关S置于（填“1”或“2”）挡时是高温烧煮挡，它的功率是多大？

（2）保温焖饭时电路中的电流是多大？10 min产生的热量是多少？

（3）若只要求将保温焖饭挡的功率提升10%，请通过计算体说明改进措施。

中考零距离

1.（2016·枣庄）如9甲所示，额定电压为6 V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路，电源电压一定。滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时，灯泡L的IU图象如9乙所示，以下说法正确的是（）

9A.灯泡正常发光时的电流为0.5 A

B.灯泡两端的电压为3 V时，它消耗的电功率为1.5 W

C.灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3 Ω

D.当滑动变阻器接入电路的阻值为2.5 Ω时，灯泡消耗的电功率为3.2 W，此时灯丝的阻值为5 Ω

2.（2016·南充）已知一台直流电动机两端的电压为6 V，通过电动机的电流为2 A，线圈的电阻为0.5 Ω。则在1 min内电动机消耗的电能及产生的热量分别为（）

A.720 J120 JB.720 J720 J

C.720 J600 JD.600 J120 J

3.（2016·绥化）小悦家的电能表上标有“600 revs/（kW·h）”的字样，她把家中其他用电器都与电源断开，仅让电水壶单独工作，观察到1 min内电能表的表盘转过18圈，则该电水壶在1 min内消耗kW·h的电能，它的电功率为kW。

4.（2016·巴中）灯泡L1、L2分别标有“4 V4 W”和“3 V3 W”的字样，将他们并联连接起来使用，干路中允许的最大电流为A，此时L1消耗的电功率为W。

5.（2016·重庆）同学们在“探究小灯泡的亮度与电功率的关系”实验中，所用电源电压为6 V，灯泡的额定电压U0=3.8 V，额定功率在1～1.5 W的范围内。

0（1）按0甲所示的电路图，请你用笔画线代替导线将0乙的电路补充完整。

（2）小杜同学在实验过程中，将滑动变阻器的滑片P缓慢向B端移动，小灯泡的实际功率将（填“变大”“变小”或“不变”）；同时观察到小灯泡的亮度将变（填“亮”或“暗”）。

（3）另一组的小张同学在实验过程中发现电流表、电压表示数如0丙所示，此时电流表的示数是A，电压表的示数是V；经分析造成这种现象的原因是。

（4）小张同学重新调整电路连接后，继续探究小灯泡在额定功率时的亮度，但发现无法准确读出额定电压，他用第（3）问中所测数据先算出灯泡的电阻RL，再根据P0=U20RL计算灯泡的额定功率。按此方法算出灯的额定功率比真实值偏（填“大”或“小”），原因是

。

16.实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等的煤油、型号相同的温度计和阻值不等且不变的电阻丝R，如1所示。另外，还有满足实验要求的电源、滑动变阻器和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干。请利用上述实验器材，设计一个实验证明：“保持电流值不变，在相同时间内，电流通过电阻产生的热量多少与电阻大小有关”。实验设计中可用煤油升高的温度Δt的大小表示电流通过电阻丝R产生热量的多少。请画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表格。

7.（2016·湘潭）有一种PTC半导体元件，发热效率很高，且具有自动保温功能，其电阻RT随温度t的变化曲线如2所示。某新型智能电蒸锅的发热体就是采用这种材料制成的，2是它的简化工作电路图，电源电压为220 V，R0是调控电阻（阻值可调但不受温度的影响），RT是PTC电阻。则：

2（1）当RT的温度从40 ℃升高到120 ℃时，RT的电阻变化是：（填“先减小后增大”或“先增大后减小”）。

（2）当温度达到100 ℃时，RT的阻值是Ω，此时电蒸锅的总功率为880 W，则调控电阻R0的阻值是Ω。

（3）当R0的阻值调节为10 Ω，RT的温度达到120 ℃时，电蒸锅的总功率是多少？

8.（2016·宜昌）电热加湿器靠电流的热效应工作，某种家用电热加湿器相关参数、外形如下表所示，电路简化图如3所示。电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入到加热仓中。

工作电压：220 V工作频率：50 Hz最大运行功率：40 W储水箱容量：2.4 L尺寸：高315 mm，底部直径168 mm满水工作时间：高气雾量10 h，低气雾量24 h3（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝R1的电阻值。

（2）如果加热仓内冷水的温度为20 ℃，用最大运行功率工作，经过5 min 36 s水沸腾产生蒸气，求加热仓中水的体积。[c水=4.2×103 J/（kg·℃），ρ水=1×103 kg/m3，电热丝R1产生的热量全部被水吸收，环境为标准大气压]

（3）当滑片移到最右端时，气雾调节器R2的阻值为605 Ω，加湿器以低气雾量工作。求此时电热丝R1的电功率是多少瓦？24 h电热丝R1消耗多少度电？（计算结果保留一位小数）