年浙江省中考科学一轮复习基础提升课件电功和电功率家庭电路1

电功和电功率、家庭电路

要点1家庭电路、安全用电1.家庭电路的组成：进户线（包括

火线和零线）、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关。火线2.电路的连接情况（1）各用电器和插座（隐形的用电器）之间都是并联连接。（2）控制用电器的开关与用电器串联。（3）熔断器和开关必须连在火线上，即先进熔断器和开关再进用电器。3.家庭电路各部分的作用（1）进户线分为火线和零线。火线和零线之间电压为

220V

。辨别火线与零线用

测电笔，使用测电笔时手指接触笔尾金属体，但不能接触笔尖金属体。（2）电能表的作用是测量电路消耗的

电能。（3）闸刀开关可以控制整个电路的通断，以便检测电路、更换设备。安装时注意静触点在上、动触点在下，以防断开后的动触点在重力作用下自动合上。220V

测电笔电能（4）熔断器（内装保险丝）的保险原理是当电路中电流过大时，保险丝会自动熔断，起到保护电路作用。保险丝一般由

熔点较低的铅锑合金制成。保险丝要串联接入电路，一般串联接在

火线上。保险丝选用原则：

保险丝的熔断电流等于或稍大于电路中正常工作的电流。（5）插座的作用是连接家用电器。（6）用电器（电灯）、开关：白炽灯是利用

电流的热效应进行工作的。熔点较低火线保险丝的熔断电流等于或稍大于电路中正常工作的电流电流的热效应【知识拓展】1.家庭电路中所用的保险丝不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替。因为铜丝电阻小，产生的热量少，且铜的熔点高，在电流过大时，不易熔断。2.保险丝的选材料原则与电热丝的选材料原则不能相混，保险丝要求熔点较低，而电热丝要求熔点较高，两者都要求电阻率较大。3.家庭电路烧断保险丝的原因：①发生短路引起电流过大；②用电器功率过大而使电流过大；③选择了额定电流过小的保险丝。（1）安全电压一般指

24V及以下的电压。生产动力电路的电压为

380

V，我国家庭电路的电压为

220

V，都超出了安全电压。（2）安全用电原则：

不接触低压带电体，不靠近高压带电体。24V及以下380

220

不接触低压带电体，不靠近高压带电体4.安全用电要点2电功、电功率（一）电功1.物理意义：度量

电能转化为其他能量多少的物理量。2.定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。电流做功的过程，实际就是

电能转化为

其他形式能量的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。3.公式：W＝

UIt

＝

Pt

（适用于所有电路）。4.单位：

焦耳，简称焦，符号为

J

，常用单位：

千瓦时（kW·h）

，俗称“度”。1度＝

1

千瓦时＝

1

kW·h＝

3.6×106

J。电能电能其他形式UIt

Pt

焦耳J

千瓦时（kW·h）

1

1

3.6×106

5.公式拓展对于纯电阻电路可推导出：

①串联电路中常用公式：W＝I2Rt，W1∶W2＝R1∶R2。

W1∶W2＝R2∶R1。③无论用电器串联或并联，计算在一段时间内所做的总功都可用公式：W＝W1＋W2。I2Rt

（二）电功率1.物理意义：描述

电流做功快慢的物理量。2.含义：电功率是电流在

单位时间内做的功。

（1）串联纯电阻电路中常用公式：P＝

I2R

；P1∶P2＝

R1∶R2

。

（3）无论用电器串联或并联，计算总功率可用公式：P＝P1＋P2。电流单位时间

UI

I2R

I2R

R1∶R2

R2∶R1

4.单位：

瓦特，简称瓦，符号为W，常用单位：

千瓦（kW）

。5.额定功率和实际功率额定电压：正常工作的电压；实际电压：实际得到的电压；额定功率：在

额定电压下工作时的电功率；实际功率：在

实际电压下工作时的电功率。

瓦特千瓦（kW）

额定电压实际电压（三）伏安法测量小灯泡的额定功率1.实验原理：

P＝UI

，电路原理图如图所示。P＝UI

2.实验步骤（1）按电路图连接电路；（2）闭合开关，注意观察电压表示数，缓慢移动滑动变阻器滑片，使电压表示数达到小灯泡的

额定电压，记录电压值；（3）同时，记录此时电流表的示数I；（4）计算小灯泡的额定功率：P＝UI；（5）稍移动变阻器的滑片，使电压表示数略高于或略低于灯泡的额定电压，观察此时小灯泡的亮度。注：伏安法测功率

不需要计算多次实验的平均功率。额定电压不需要

电内电流的平方正比正比I2Rt

3.电流的热效应的探究实验（用控制变量法进行研究）（1）在电流相同，通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。（2）在电阻相同，通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。该实验可探究电流通过导体产生的热量的影响因素。实验原理是根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝产生热量的多少。实验采用煤油的原因是煤油比热容小且绝缘。【知识拓展】所谓纯电阻电路指的是工作时将电能全部转化为内能的电路。电动机属于典型的非纯电阻电路，电动机工作时将电能主要转化为机械能，少量转化为内能。电动机的耗电功率即为总功，计算公式：P总＝UI。发热功率指电动机在工作时将电能转化为内能的功率，计算公式：P热＝I2R（此处的R指电动机的纯电阻）。电动机的机械功率不能直接求得，只能通过将两者相减：P机＝P总－

P热＝UI－

I2R。

例1下列关于电功和电功率的叙述中，正确的是（

D

）A.电功率越大，电流做的功越多B.电流做的功越多，电功率越大C.电流做功的时间越短，电功率越大D.电流在一定时间内做功越多，电功率越大D跟踪训练1小舟说：微波炉很省电，用它加热食物花不了多少电费、小宁说：微波炉很费电，他家的微波炉一使用空气开关就“跳闸”。上述争论中，混淆的两个概念是（

B

）A.电压和电流B.电能和电功率C.电能和电压D.电阻和电能B例2如图所示电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡规格是“3V，0.75W”。（1）灯泡正常工作时，电压表V1、V2示数分别为多少？滑动变阻器接入的电阻为多少？（1）3

V

1.5

V

6

Ω

（2）灯泡正常工作4min，整个电路消耗的电能是多少？（2）270

J跟踪训练2.1如图所示，R1＝10Ω，R2＝5Ω，闭合开关，电压表的示数为3V，电源电压U＝

3

V，R1的电功率P1＝

0.9

W，通电10s后，R2消耗的电能W2＝

1.8

J。3

0.9

1.8

跟踪训练2.2智能家居带给我们健康、舒适的生活，如智能马桶（图甲）。某品牌智能马桶座圈的简易加热电路如图乙所示，电阻R1和R2是阻值恒定的电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b，再通过开关S1的通断，实现“高、中、低”三种温挡的调节，其中低温挡的功率为20W，电阻R2为1210Ω。

甲

乙（1）座圈加热时，电能转化为

内（或热）

能。内（或热）

（2）当开关S1闭合、S2接a时，该座圈的电路相当于下列选项中的

C

。（3）1kW·h的电能可供该座圈低温挡工作多少小时？（3）50h

（4）该座圈处于中温挡工作时的电功率为多少？（4）40WC

例3小明家的电水壶的内部电路如图所示，其中R1、R2为电热丝，S是电源开关，S0是温控开关（水温达到100℃，自动由加热状态切换为保温状态）。该电水壶的部分重要参数如表所示。已知电源电压为220V。求：××牌电水壶额定电压220V电源频率50Hz加热功率880W保温功率44W（1）当开关S闭合，S0断开时，电路中的电流。（1）当开关S闭合，S0断开时，电路中的电流为0.2A

（2）当开关S和S0均闭合时，R1的电功率。（2）当开关S和S0均闭合时，R1的电功率为836W

（3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能。（3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能为4.4×104J跟踪训练3某型号的电炖盅有“高温”和“低温”两个挡位，其简化电路如图所示、部分参数如表所示。同时闭合开关S、S1，电炖盅处于

高温挡。1kW·h电能可供电炖盅在“高温”挡正常工作

0.5

h。

高温0.5

××型电炖盅额定电压220V高温功率2000W低温功率400W例4图甲是小宁的哥哥测定小灯泡额定功率的电路，小灯泡上标有“3.8V”字样。甲（1）测小灯泡电压的电压表有“0～3V”“0～15V”两个量程，小宁的哥哥正确选用了“

0～15V

”量程。0～15V

（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3.8V，此时，电流表的示数如图乙所示。实验测得的该小灯泡的额定功率为

1.14

W。乙1.14

（3）小宁发现，与我们教材中测小灯泡电功率的电路相比，哥哥的实验电路多了一根导线。这根导线是

b

。（用图甲中导线旁的字母表示）b

跟踪训练4小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定。甲（1）依据图甲，请用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整。乙（2）小金正确连接实物电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，此时灯泡两端电压为

2.30

V。接下来调节滑动变阻器的滑片向

B

（选填“A”或“B”）端移动，直至小灯泡正常发光。丙2.30

B

例5用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素，甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油，电阻丝R1、R2、R3浸没在煤油中，其中R1＝R2＝5Ω，R3＝10Ω。闭合开关前，记录下煤油的初温度t0。开关S接a，调节滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为1A，记录下第100s和第200s时甲容器中煤油的末温度t；开关S接b，调节滑片P，使电流表的示数为0.5A，记录下第200s时乙、丙容器中煤油的末温度t，断开开关。结果如表，比较序号①②可得：当通过导体的电流和导体的

电阻相等时，导体产生的热量与通电

时间有关。比较序号②和

③

可知导体产生的热量与电流大小有关。实验中，电阻R2产生的热量为

250

J。电阻时间③

250

序号电阻I/A时间/st0/℃t/℃①R111002034②R112002048③R20.52002027④R30.52002034跟踪训练5在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用了如下电路。（1）为了在短时间内达到明显的实验效果，两烧瓶中应装入质量和初温都相同的

煤油（选填“水”或“煤油”），实验中通过观察

两支温度计示数变化来比较电流通过导体产生热量的多少；煤油两支温度计示数变化（2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，可以探究电流通过导体产生的热量与

电阻的关系；甲电阻（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电流表示数

不同（选填“相同”或“不同”），可以探究电流通过导体产生的热量与

电流的关系。乙不同电流例6下列四幅家庭电路图中，连接正确的是（

A

）

A

B

C

DA跟踪训练6开关是电路的重要元件，既可确保安全用电，又能方便控制电路。学校的STEM课堂上，小科在家庭电路图中设置了五处开关（如图所示）。小江觉得该电路设计不合理，因为有几处开关必须处于常闭状态，所以无需设置，这几处开关是（

C

）A.

1、2B.

1、4C.2、4D.

3、5C例7如图是家庭常用的插线板，开关断开时，指示灯不发光，插孔不能提供工作电压；开关闭合时，指示灯发光，插孔可以提供工作电压；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供工作电压。下列说法正确的是（

D

）DA.插线板上指示灯和插孔是串联关系B.开关闭合时用试电笔接触任一插孔，试电笔的氖管都会发光C.插线板电线的绝缘皮破损，仍能安全使用D.插线板接多个用电器同时工作时，总电流不能超过插线板允许的最大电流跟踪训练7如图是浴室使用的带防护罩的插座，其外壳上标有“10A”。下列有关该插座的使用及安全用电说法正确的是（

D

）A.插座与照明灯之间是串联的B.三孔插座的右孔与家庭电路的零线相连C.插座允许接入两个任意大功率用电器同时使用D.防护罩能防止进水所引起的安全事故D例8如图所示家庭电路，在未装保险丝之前，先把灯泡L0接在装保险盒的两个接线柱上，当只闭合S1时，L0和L1发光都偏暗；当只闭合S2时，L0正常发光L2不发光；当只闭合S3时，L0和L3均不发光。则下列判断正确的是（四只灯泡的额定电压均为220V）（

C

）CA.去掉L0后装上保险丝，闭合所有开关后，三个

灯泡都能正常发光B.灯泡L1、灯泡L2、灯泡L3所在的三条支路都有电路故障C.灯泡L1所在的支路正常，灯泡L2所在的支路短路D.灯泡L2所在的支路正常，灯泡L3所在的支路断路跟踪训练8如图所示是小明同学家庭正在工作的电路的一部分。再将电风扇的插头插入插座中时，灯泡突然熄灭，检查时发现空气开关跳闸了，下列分析合理的是（

D

）DA.电路中各用电器使用正确B.电风扇断路造成电路总电流过大C.电路中的总功率可能太大了，造成总电流变小D.电风扇的插头短路，造成电路中总电流过大

影响导体电热大小的相关因素1.教材实验原理图2.实验结论电流通过导体产生的热量跟电流I、导体的电阻R、通电时间t有关。电流越大、电阻越大、通电时间越长，导体产生的电热就越多。3.实验关键点（1）控制变量法电流产生的热量跟电流、电阻、通电时间有关，要研究电热与某个因素的关系时，需采用控制变量法。（2）转换法烧瓶与玻璃管相当于液体温度计，电流产生热量的多少通过玻璃管中液面高度变化显示，采用的是转换法。例9小乐认为电流通过导体时产生的热量可能与通过导体的电流、导体电阻和通电时间有关。她用如图所示实验装置进行探究，接入的三根电阻丝规格相同（阻值为5Ω）；两个相同的空气盒各自连接一个相同的U形管，两U形管装有同种液体并封闭等量的空气，且两U形管内的各液面相平。则该实验（

D

）DA.通电后能观察到管②中的液面比管①中的液面升得更快B.可探究导体产生的热量与导体电阻的关系C.无法探究导体产生的热量与通电时间的关系D.运用了控制变量法和转换法跟踪训练9某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。甲（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中

热量的散失；热量（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化ΔT和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图象如图乙。根据上述实验，可以得出结论：

当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比。乙当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。电流I/A0.20.30.40.50.6升高的温度ΔT/℃0.40.91.62.53.6请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。1.6

1.下列说法中，正确的是（

B

）A.电功率是表示电流做功多少的物理量B.电功率是表示电流做功快慢的物理量C.用电器的电功率越大，做功越多D.消耗功率大的用电器耗电一定多B2.如图是“测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率”的实验电路图。在这个实验的具体操作中，手和眼睛最合理的分工应该是（

A

）A.手从右向左移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数B.手从右向左移动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数C.手从左向右移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数D.手从左向右移动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数A3.如图所示，电源电压不变，只闭合开关S1，电流表示数为0.3A，再闭合S2，电流表示数变化了0.4A。则同时闭合S1、S2后，相同时间内R1、R2消耗的电能之比是（

A

）A.

3∶4B.

4∶3C.7∶3D.

4∶7A4.某小组用“伏安法”测小灯泡额定功率，已知小灯泡额定电压为2.5V。若此实验中只有一只电表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小组同学们增加一个阻值为25Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”“b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图甲、图乙是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是（

B

）BA.两种方案都能B.两种方案都不能C.甲方案能，乙方案不能D.甲方案不能，乙方案能

甲

乙5.将锡箔纸剪成了如图所示的形状（其中a、b、c三段的长度相同），然后将M、N分别接在相同的干电池正负两极上构成一个闭合回路。则在通电时间相同的条件下，该锡箔纸上产生热量最少的部位是（

A

）A.

aB.

bC.cD.无法确定A6.在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，三个透明容器中密封着等量的空气，容器内的电阻连接情况如图所示。通电后，观察U形管中液面高度的变化，则下列说法中正确的是（

D

）A.实验中用的电能属于一次能源B.要探究电流产生的热量与电阻的关系，

需观察乙、丙两个U形管中液面高度的变化C.若甲中的电阻丝断了，不会影响乙和丙中的实验现象D.通电一段时间后，将电能转化为电热最大的是乙D7.如图所示是某家庭电路，闭合开关S1、S2，L1灯发光，L2灯不发光。用试电笔分别接触c、d两点，氖管都发光。若电路中只有一处故障，则（

D

）A.

L2短路B.

L2断路C.

ad间断路D.

bc间断路D8.图甲是一款电热服，衣服里嵌有电热纤维。图乙是其简化的工作电路，R1、R2为电热纤维，R1阻值为5欧；利用配套的锂电池供电，输出电压为5伏；可在低温、中温、高温三挡间切换，高温挡功率为15瓦。

甲

乙（1）电热服是利用电流的

热效应工作的；（2）电热纤维应具有能导电、抗氧化、耐腐蚀、轻便柔软等性质，下列材料最适合做电热纤维的是

A

（选填字母）。A.石墨纤维B.棉纤维C.细铁丝（3）电热服在高温挡工作时通过R1的电流为

1

A及R2的阻值为

2.5

Ω。（忽略温度对电阻的影响）。热A

1

2.5

【实验器材】干电池3节，小灯泡（额定电压为3.8V、电阻约为15Ω），滑动变阻器（4Ω，1A），电流表，电压表，开关，导线若干（所有器材均完好）9.在“测量小灯泡额定功率”实验中，同学们进行如下研究。【实验方案】将量程为0～15V的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，读出并记录电流表的示数。甲（1）实验时若闭合开关，发现灯泡不亮，接下来