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专题 电功率和家庭第1页，本讲稿共41页知识点的把握知识点的把握1.知道电功的概念，常识性了解电能表。2.1.知道电功的概念，常识性了解电能表。2.理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单计算。3.能区分用电器的额定功率和实际功率。4.通过实验探究，知道在电流一定时，导体消耗的功率与导体的电阻成正比。5.了解家庭电路和安全用电常识，有安全用电的意识。6.了解电能在人类社会的作用，认识节约用电的重要性。7.通过参与科学探究活动，初步认识科学研究方法的重要性。理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单计算。3.能区分用电器的额定功率和实际功率。4.通6.了解电能在人类社会的作用，认识节约用电的重要性。7.通过参与科学探究活动，初步认识科学研究方法的重要性。第2页，本讲稿共41页命题方向命题方向 根据物理课程标准的要求，中考对本专题知识考查的重点和热点一般是：电能的单位、电能表的读数方法，电功率的概念和单位、计算公式和应用，测量小灯泡的电功率的探究实验，电和热及其应用，家庭电路的基本组成，电功率和安全用电。本专题综合性强，重点内容密集，知识应用面广，既是考查概念和规律的热点，又是考查能力的热点。在近年的中考中，考查这一专题各知识点的形式多样，既有填空、选择和作图题，也有实验题和计算题，并且计算题作为试卷压轴题的频率极高。在各地市中考试题中，本专题知识点约占试卷总分值的1020。第3页，本讲稿共41页考试重点考试重点一、电功及其测量一、电功及其测量 学习本考点，我们要明确的重要内容是：电能的产生过程，使用电能过程中，能量的转化,电能的单位、电能的测量和电能表的使用，电功的概念和单位等。同时还要了解电能在现代社会中的作用，增强节约用电的意识。其中利用电能表提供的信息解答实际问题是中考的重点内容。电能表在生活中应用广泛，它的作用就是测量消耗电能多少的仪表。电能表上的重要参数，都是电能表正常工作和避免电能表损坏时应注意的。在中考命题时，重点考查电能表的读数、电能表参数的运用，也常会利用电能表读数及电费的计算对学生有无节能意识进行考查。问题考查的形式有填空题或实验题。第4页，本讲稿共41页【例1】物业工作人员来李明家收电费，他观察到李明家电能表的情况如图8-1所示。然后从记录本上查出上月电能表的示数是811.6 kWh。若按0.5元 kWh计费，李明家本月应缴电费_元。李明家同时使用的用电器总功率不得超过_W。第5页，本讲稿共41页解析解析由图中可以读出，电能表读数为931.6 kWh，结合上月的数值，本月共消耗电能W=931.6 kWh811.6 kWh120 kWh，应缴电费为120 kWh0.5元 kWh60元；由图还可以看出，电能表允许通过的最大电流为5 A，李明家同时使用的用电器总功率最大为P=IU=5 A220 V=1 100 W。答案：答案：60 1 100第6页，本讲稿共41页【例2】如图8-2所示，这是个家庭电路中的电能表示意图，根据图中的数据，你能得到哪些信息？请写出两条：第7页，本讲稿共41页(1)_。(2)_。解析：解析：电能表俗称电度表，是家庭电路中常用测量用电器一段时间内消耗电功多少的仪表，对于电能表，我们应掌握它的作用和重要参数。根据它的铭牌，我们可以获得很多信息：“V”表示它的使用电压，“()A”表示这个电能表长时间和短时间允许通过的最大电流，“50 Hz”表明它能在50 Hz的交流电路中使用。表盘上的最右边示数为小数点后读数。有的电能表还有“3 000 r/kWh”字样，表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kWh电能，电能表的转盘转过3 000转。此题是对新课程目标“能简单描述所观察物理现象的主要特征”的落实。另外，此类信息题为开放性试题，答案不唯一，只要表达的信息准确即可，同时也要注意表达时语言的简练。答案：答案：(1)电能表使用的电压是220 V (2)电能表此时的读数是123.4度(或123.4 kWh)等第8页，本讲稿共41页二、电功率及其计算二、电功率及其计算 学习本考点，我们要明确的重要内容是：电功率的物理意义、概念、单位及单位换算关系，电功率的计算公式P=、P=UI及其变形式P=I2R和P=的应用。其中电功率计算公式的应用是本考点乃至整个电学部分的考查重点。电功率考点在应用时，往往要与欧姆定律整合在一起出现。当电能全部转化为热能时，根据欧姆定律可推导出电功率的下列计算公式：P=IU=I2R=。对于两个推导公式及用来求解电阻、电流或电压时的变形式，要注意上面的应用条件。电功率这部分内容永远是中考的考查热点，它具有以下特点：一是考查题型多样化，选择题、填空题、实验讨论、作图题和计算题都会涉及到；二是考查比重大，一般都会占中考分数的20%40%，三是考查内容难、中、易都有。第9页，本讲稿共41页【例3】如图8-3所示，电源有两节新的干电池串联组成，电阻R=20，灯L标有“6 V 3.6W”字样，闭合开关S后，串联电路中的电流为_A，R两端电压为 _V，灯L消耗的功率为_W。第10页，本讲稿共41页解析解析解析：解析：由题意知，电源为3 V不变，灯泡的额定功率为3.6 W，可求灯丝电阻为RL=U2/P。开关闭合后，电路总电阻R总=R+RL=20+10=30,据欧姆定律，串联电路中电流I=0.1 A,电阻R两端电压 U=IR=0.1 A20=2 V。求解灯L消耗的功率有三种方法：(1)PL=IUL=I(U-U)=0.1 A(3 V-2 V)=0.1 W(2)PL=I2RL=(0.1 A)210=0.1 W(3)PL=0.1 W答案：答案：0.1 2 0.1第11页，本讲稿共41页【例4】【例4】科学探究活动小组的同学们制作了一台家庭调光灯模型。如图8-4所示是设计的电路图。其中小灯泡L标有“6 V 3 W”字样。当开关S扳到触点a时，小灯泡正常发光；当开关S扳向触点b时，通过小灯泡的电流减少了0.2 A。假定灯丝电阻及电源电压不变，求：(1)小灯泡L的电阻值；(2)R的电阻值；(3)开关S扳向触点b时，电阻R消耗的功率。第12页，本讲稿共41页解析解析本题解答思路如下：由小灯泡的额定电压和额定功率可求小灯泡的额定电流和电阻；电源电压等于小灯泡的额定电压；S扳向触点b时，小灯泡L与电阻R串联，由“通过小灯泡的电流减少了0.2 A”，可求串联电路的电流，进一步可求串联电路的总电阻和R的阻值；利用电功率的计算式及变形式，可有多种方法求解R消耗的功率.答案：答案：(1)由 P=IU，得L的额定电流I额=0.5 A,小灯泡L的电阻RL=12；(2)当S扳到触点a时，由小灯泡正常发光，得电源电压U=6 V，当S扳到触点b时，电路中的电流I=I额-0.2 A=0.5 A-0.2 A=0.3 A，电路总电阻R总=20,R=R总-RL=20-12=8；(3)方法1：UR=IR=0.3 A8=2.4 V,R消耗的功率PR=IUR=0.3 A2.4 V=0.72 W；方法2：R消耗的功率 PR=I2R=(0.3 A)28=0.72 W；方法3：UR=IR=0.3 A8=2.4 V，R消耗的功率PR=0.72 W。第13页，本讲稿共41页接上页方法3：UR=IR=0.3 A8=2.4 V，R消耗的功率PR=0.72 W。第14页，本讲稿共41页三、额定功率和实际功率三、额定功率和实际功率学习本考点，我们要明确的重要内容是：额定功率和实际功率的概念及二者的区别，常用家用电器的额定功率，常用测量用电器实际功率的方法有电能表法、伏安法等。其中，用电器实际功率的测量和计算是中考的重要内容。当用电器两端电压是额定电压时，其功率是额定功率，当电压改变时，其实际功率、电流都会改变。复习本专题知识时，应结合额定功率和实际功率的概念，切实弄清影响用电器实际功率的因素，会利用电功率计算公式计算。同时还要熟识一些常用家电的额定电压、额定功率。在中考命题时，一般会以填空、选择题的形式比较实际功率和额定功率的大小，或者比较在串(并)联电路中不同用电器的实际功率大小，分值约在25分。第15页，本讲稿共41页【例5】将“6 V 3 W”的灯泡L1和“6 V 2 W”的灯泡L2串联后接入6 V电路中，L1的实际电功率为_W，并联后接人6 V电路中，电路的总功率为_W。第16页，本讲稿共41页解析解析根据L1和L2的额定电压及额定功率可求它们的电阻分别为：R1=12 ，R2=18.当两灯串联在6 V的电路中时，通过两灯的电流为=0.2 A,L1的实际电功率为(0.2 A)212=0.48 W；当两灯并联后接在6 V的电路中，加在两灯两端的电压等于它们的额定电压，它们这时的功率均为额定功率，分别为3 W和2 W，电路总功率为5 W.答案：答案：0.48 5第17页，本讲稿共41页【例6】星期天，小明根据课本中有关“综合实践活动”的要求与提示，对家用电器进行相关观察和研究。他以一只电热水壶为观察、研究对象，有关记录如下表：观察对象有关活动与相关记录观察电热水壶铭牌额定电压：220 V 额定功率：1 kW观察电能表铭牌有关参数：220 V 10(40)A 50 Hz 300 r/kWh在电热水壶烧水时观察电能表关闭家里其他用电器，只将电热水壶接入电路烧水。观察电能表，表盘在2 min内转过了9 r请你就小明在活动中获得的有关资料，求解或提出有关问题。(1)若不考虑温度对电热水壶中电热丝电阻的影响，求电热丝的电阻值。(2)在电热水壶烧水过程中，根据电能表表盘的转动情况，求2 min内电热水壶消耗的电能和电热水壶的功率。(3)将问题(2)的求解结果，与小明在活动中记录的有关数据进行比较，提出一个有待进一步研究的新问题。(注：只提出问题，不要求作说明或解答)第18页，本讲稿共41页解析解析 本题可利用电功率的计算公式结合欧姆定律来进行解答，在纯电阻电路中，电阻丝的阻值R=；电能表测量电能方法有两种，本题中未给出电能表的读数，故不能采用读数直接相减法，可利用所提供的参数“300 r/kWh”和电能表在2 min转过了“9 r”计算电热水壶消耗的电能；再利用P=计算烧水壶的功率。计算出的电能和电功率“与小明在活动中记录的有关数据进行比较”，提出的新问题应与计算结果有关，只能是烧水壶的实际功率与额定功率的不同。解答过程中，应注意单位的统一和计算技巧，如在计算电功率时用J和s为单位，得到的结果就没有用kWh和h直接计算出来更容易比较。本题是对新课程“能在物理学习过程中发现一些问题”目标的落实。答案：答案：(1)R=(2)W=1 kWh=0.03 kWh P=(3)为什么计算的电功率小于(或“不等于”)电热水壶的额定功率？或计算的功率变小(或“计算的功率不等于热水壶额定功率”)的原因是什么？或计算的电功率变小(或“不等于热水壶的额定功率”)是由于热水壶不正常工作吗?(围绕计算的功率与额定功率所提出的问题，只要基本合理就可,其他毫不相干的问题错误)第19页，本讲稿共41页四、电流的热效应与电流的关系四、电流的热效应与电流的关系学习本考点，我们要明确的重要内容和方法是：什么是电流的热效应，电热和电功的关系，电流的热效应跟电阻大小的关系，探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”时用到的控制变量法，电热的利用和防止。电流通过导体时电能要转化为内能，这是电流的热效应。在电流相同的条件下，电能转化成热时的功率跟导体的电阻成正比，有P=I2R。电热要科学利用，也应防止电热带来的危害。这部分内容在中考中以填空、选择、探究题为主，有时也会与热学知识结合，组成热学、电学综合题，分值在210分不等。第20页，本讲稿共41页【例7】小明家的插座由于使用次数过多，造成与插头接触不良，使接触处电阻变大。在使用这个插座时，小明发现插头处很热，而与插头相连的导线却不怎么热。他的猜想是：在这种情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。为了验证自己的猜想，他从实验室找来一段阻值较大的电阻丝R1、一段阻值较小的电阻丝R2、相同的烧瓶和温度计各两个、足够多的煤油、新干电池和导线若干，进行了实验。(1)他在两个烧瓶中装入质量和初温都相同的煤油，按图8-5甲和乙组成两个电路，保证通电时间相同，通过观察_来比较电流产生热量的大小。(2)他发现电流通过R2产生的热量多，这与他的猜想不一致，原因是什么？(3)利用以上器材，改进实验电路，可以验证小明的猜想。请你在上面右侧方框中画出改进后的电路图。第21页，本讲稿共41页图8-5第22页，本讲稿共41页解析解析解析：解析：小明能在观察物理现象中发现一些问题，并拟定了简单的科学探究计划和实验方案，具有初步的发现问题和收集信息的能力。他所设计的实验采用了控制变量法和转化法：在加在电阻丝两端电压不变的情况下，比较在相同时间内导体产生的热量；导体产生的热量无法直接比较，用便于观察和测量的煤油升高的温度来表示.但是在他设计实验时，忽略了这样一个重要条件：插头与导线串联在电路中，电流相等。在探究实验中，应该使通过R1和R2的电流相等，而不是加在它们两端的电压相等。因此，他也得出了与猜想不相符的结论.本题是考查了学生是否具有初步的信息收集能力和信息处理能力。第23页，本讲稿共41页图8-6 第24页，本讲稿共41页答案答案(1)温度计(或温度计的示数)(2)他设计的实验没有保持通过R1和R2的电流相等 (3)如图8-6所示第25页，本讲稿共41页【例8】在图8-7所示的实验电路中，R1、R2是两个电阻圈，R1的阻值大于R2的阻值，电阻圈上各夹一根火柴。接通电路，一会儿观察到两电阻圈上的火柴先后被点燃，这说明电流通过电阻时会产生热，将_能转化为_能。若继续进行以下实验：第26页，本讲稿共41页问(1)断开开关，待两个电阻圈完全冷却，再重新各夹一根火柴，使变阻器接入电路的阻值较大。接通电路，经历时间t1，R1上的火柴先被点燃。这说明，在电流和通电时间相同的情况下，_越大，产生的_越多。(2)断开开关，待两个电阻圈完全冷却，再重新各夹一根火柴，使变阻器接入电路的阻值较小。接通电路，经历时间t2，R1上的火柴先被点燃，比较发现t2小于t1。由此推理，在电阻和通电时间相同的情况下，_越大，产生的_越多。第27页，本讲稿共41页解析解析 本题要探究的是“影响电流的热效应的因素”。从图中看出，R1、R2两个电阻圈串联在同一电路中，通电一段时间后，电阻圈上的火柴被点燃说明电阻发热，是电能转化为内能。R1的阻值大于R2，在通电时间和电流相同的情况下，R1上的火柴先被点燃，说明R1上产生的热量多。在改变变阻器连入电路阻值变小，电流变大，t2小于t1，说明电流越大，产生的热量越多。从结论看，影响电流的热效应的因素有电阻、电流和通电时间；从方法上看，本实验用到了转换法和控制变量法等研究问题的科学方法。本题是对新课程“有初步的信息处理能力”的落实。答案：答案：电内(或“热”)(1)电阻热量(2)电流热量第28页，本讲稿共41页五、伏安法测功率五、伏安法测功率 学习本考点，我们要明确的重要内容是：测量小灯泡电功率的实验原理，实验器材的选择依据，实验过程中应注意的问题，实验电路的常见故障及其排除办法，用电器实际功率随两端电压变化的规律等。“测量小灯泡电功率”的实验是电学中极为重要的实验，上述知识点均会单独或综合命题。伏安法测定小灯泡的电功率是初中电学中最重要的实验之一，中考命题经常考查：完成实物图的连接、设计并画出电路图、电压表和电流表的使用、滑动变阻器在电路中的使用、用电器的开路、短路等电路故障对电流表和电压表示数的影响、根据测量计算电功率等多个知识点。解答此类问题，一定要亲身经历过探究过程，熟知实验过程中可能出现的问题，还要具备利用欧姆定律和电功率的知识和技能解决实际问题的能力 第29页，本讲稿共41页【例9】在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源为两节铅蓄电池，小灯泡的额定电压为2.5 V，电阻约为10，滑动变阻器上标有“20 1 A”字样，某同学已连接的部分电路如图8-8甲。第30页，本讲稿共41页问题(1)该同学连接的电路中有错误，请用笔在错误处划“”标明。(2)错误改正后，请你用笔画线代替导线，在图88甲中把电路连接完整。(3)闭合开关，将变阻器的滑片移到某位置时，电压表示数为2.5 V，电流表示数如图8-8乙所示，则此时小灯泡中的电流是_A，小灯泡的额定功率是_W。(4)另一同学连好电路闭合开关后，发现小灯泡先很亮后熄灭，你认为他在连接电路时可能出现的问题是_。第31页，本讲稿共41页解析解析 由图甲可知，该同学连接电路时的错误是闭合了开关；由图乙可知，电流表使用“00.6 A”量程，在电压表示数等于灯泡额定电压2.5 V时，电流表示数为0.20 A，此时小灯泡消耗的功率等于灯泡的额定功率，P额=IU=0.20 A2.5 V=0.5 W。当灯泡出现很亮后熄灭的现象时，说明闭合开关后通过小灯泡的电流过大，小灯泡的实际功率超过额定功率过多，原因可能是滑动变阻器连接错误，导线都接在上方接线柱，或者虽然连接方法正确，滑片却调到了阻值为零处，没有起到保护作用。答案：答案：(1)(2)如图8-9所示 (3)0.20(或0.2)0.5 (4)滑动变阻器同时连接上方两个接线柱第32页，本讲稿共41页【例10】如图8-10所示，是测定小灯泡额定功率的实物连接图，其中电源是三节新的干电池，灯泡额定电压是3.8 V，其电阻约是10，滑动变阻器标有“10 1 A”字样，电流表(00.6 A，03 A)，电压表(03 V，015 V)第33页，本讲稿共41页接(1)用笔画线代替导线将电路中未连接的部分连接好，使它成为完整的实验电路。(2)小刚合理地连接好电路，并按正确的顺序操作，但闭合开关后灯不亮，聪明的小刚猜想A.可能灯丝断了 B.可能是变阻器开路C.可能是小灯泡短路 D.可能是电流表开路根据小刚的猜想，请你借助电流表和电压表验证小刚的猜想，将电压表、电流表示数填入下表。猜想电流表示数(A)电压表示数(V)如果A成立如果C成立(3)假如电压表015 V量程已损坏，小刚仍想测出小灯泡的额定功率，请你将小刚设计的电路图画在下面的方框内。第34页，本讲稿共41页方框内 第35页，本讲稿共41页接(4)按小刚新设计的电路图调节滑动变阻器，使电压表示数达到_V，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图8-11所示，则小灯泡的额定功率是_W。第36页，本讲稿共41页解析解析 本题全面考查了实验的设计、操作等能力。(1)连接实物图时，电压表并联在灯泡两端，注意变阻器连接应“一上一下”。(2)若灯丝断了，电路不通，电流表示数为0，电压表接在电源上，示数为电源电压4.5 V；若灯泡短路，则电压表被短路，示数为0.而开始连接电路时，滑动变阻器接入阻值最大，为10，所以电路中电流为0.45 A，电流表示数为0.45 A。(3)当出现电压表015 V量程损坏，不可能再测出小灯泡正常工作时两端的电压3.8 V。可以考虑小灯泡正常工作时，其两端电压为额定电压3.8 V，滑动变阻器两端电压为4.5 V-3.8 V0.7 V，在电压表03 V的使用范围内。所以得到如图8-13的实验电路图。(4)电路中，总电阻大于10，根据欧姆定律，电流最大为=0.45 A.由此可判断图8-11中电流表示数不可能为2 A，应为0.4 A，故小灯泡的额定功率是P=IU=0.4 A3.8 V=1.52 W。答案：答案：(1)如图8-12所示 (2)A成立：0 4.5 C成立：0.45 0 (3)如图8-13 (4)0.7 1.52第37页，本讲稿共41页六、家庭电路和安全用电六、家庭电路和安全用电 学习本考点，我们要明确的重要内容是：家庭电路的基本组成和连接方式，试电笔的使用，触电和触电急救，欧姆定律与安全用电，电路中的电流随用电器功率的增大而增大，总电流增大的原因，保险丝的原理、作用和选用原则。本考点的知识点较多，分散到多个章节中。家庭电路中，用电器、插座并联，保险丝要串联在火线上，测电笔是区别火线、零线的工具，触电有低压触电和高压触电，发生触电事故时，要先切断电源，短路和用电器总功率过大是家庭电路中干路电流过大的两个主要原因，今后生产和生活中会逐渐用空气开关代替保险丝。在中考试题中，本考点多以填空题、选择题、作图题为主，有时也会出现计算题。复习时，应先熟悉家庭电路的基本组成，再结合欧姆定律和电功率的知识系统掌握好安全用电常识。第38页，本讲稿共41页【例11】随着人们生活水平的逐步提高，家用电器的不断增多，在家庭电路中，下列说法正确的是()A.灯与控制它的开关是并联的，与插座是串联的B.使用测电笔时，不能用手接触到笔尾的金属体C.电路中电流过大的原因之一是使用的电器总功率过大D.增加大功率用电器时，只需换上足够粗的保险丝即可解析：解析：本题考查了一些基本的用电常识。在家庭电路中，灯与控制它的开关是串联关系，与插座是并联关系，故A错；使用测电笔的要点之一就是要用手接触笔尾的金属体，否则即使笔尖接触到火线，氖管也不会发光，根本就起不到辨别作用，故B错。家庭电路中电流过大的原因有两个，一是使用的用电器总功率过大，二是短路，故C对。当增大大功率用电器时，要同时更换电能表、导线及保险丝，故D错.选择C。本题是对新课程标准“了解电学知识在生活、生产中的应用”目标的落实。答案：答案：C第39页，本讲稿共41页【例12】现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分突出的问题。下表提供了一组人体电阻数据。测量项目完全干燥时出汗或潮湿时手与手之间电阻200 k5 k手与脚之间电阻300 k8.8 k手与塑料鞋底之间电阻8 000 k10 k如图8-14所示，用电器R接在电压为220 V的电源上时，消耗电功率是1 100 W，电路中还有额定电流为10 A的熔断丝(俗称保险丝)。则：第40页，本讲稿共41页（1）只有用电器R接入电路时，通过熔断丝的电流为多少?(2)一个潮湿的人，赤脚站在地上，由于不小心，手接触火线，发生触电事故，则通过人体的电流是多少(上表电阻数据适用此人)?并分析为什么熔断丝不会断(即熔断丝不能救人命)。解析：解析：这是一道考查欧姆定律与安全用电的题目。当只有用电器R接入电路时，根据电功率计算公式有I=5 A。由表中可知，潮湿的人赤脚站在地上时，手与脚之间电阻为8.8 k，据欧姆定律，人体通过电流为I=0.025 A，此电流远小于10 A保险丝的额定电流，所以保险丝不会熔断，可见保险丝不能救人命。答案：答案：(1)5 A (2)0.025 A 小于10 A保险丝的额定电流，保险丝不会熔断。第41页，本讲稿共41页