滬科版從測算家庭電費說起(中考版)

要點。聚焦突破

燈泡亮暗的比較燈泡的亮暗是由它消耗的電功率（實際功率）決定的，消耗的電功率（實際功率）越大，燈泡就越亮.1.正常發(fā)光時，額定功率越大的燈泡越亮.2.若兩燈泡串聯(lián)，根據①I1=I2；②P=I2R，可知：電阻越大的燈泡越亮.3.若兩燈泡并聯(lián)，根據①U1=U2；②，可知：電阻越小的燈泡越亮.【典例1】（2010·桂林中考）將額定電壓相同的兩個燈泡L1、L2串聯(lián)后接入電路中，如圖所示.接通電路后發(fā)現L1要亮一些，則下列判斷正確的是()A．L1的電阻比L2的小B．L1的額定功率比L2的大C．兩燈正常工作時L1發(fā)光要暗一些D．若將兩燈并聯(lián)接入電路，L1發(fā)光要亮一些C

電功、電功率的計算1.W=Pt=UIt、=UI是普遍適用的公式.2.結合歐姆定律可得,，這些公式只適用于純電阻電路中計算電功、電功率.3.若電功單位選“kW·h”，則電功率、時間應分別用kW、h作單位；若電功單位選“J”，則電功率、時間應分別用W、s作單位.正確地選擇單位可以簡便計算.計算用電器實際功率的思路：【典例2】（2011·威海中考）如圖所示，小燈泡L標有“6V3W”字樣，滑動變阻器的最大阻值為100Ω，電壓表的量程是0～15V，閉合開關后，移動滑動變阻器，使電壓表的示數為6V，這時燈泡正常發(fā)光，求：（1）電源電壓.（2）當滑動變阻器接入電路中的電阻是28Ω時，小燈泡消耗的實際功率.【解析】（1）由題圖可以看出，小燈泡L與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，當電壓表的示數為6V時，小燈泡正常發(fā)光，此時小燈泡兩端的電壓為6V，由串聯(lián)電路電壓特點可知，此電路電源電壓為U=U1+U2=6V+6V=12V.（2）由P=UI得,小燈泡的電阻為，電路中的總電流為，小燈泡消耗的實際功率為P=I2R=（0.3A）2×12Ω=1.08W.答案：（1）12V（2）1.08W

測量電功率的幾種方法電功率的測量是中考必考的內容，通過測量其他物理量去間接地測電功率，主要有以下幾種情況：1.伏安法：（1）用電壓表和電流表分別測出待測用電器兩端的電壓和對應的電流，用P=UI求出用電器的功率.（2）注意事項：①電源電壓應高于小燈泡的額定電壓.例如，測量額定電壓為2.5V的小燈泡的電功率時，至少要選兩節(jié)干電池串聯(lián)作電源.②電壓表的量程應大于小燈泡的額定電壓，電流表的量程要大于小燈泡的正常工作電流.③滑動變阻器允許通過的最大電流要大于小燈泡的正常工作電流.而滑動變阻器的最大電阻值應與小燈泡的電阻差不多，以使調節(jié)效果明顯.④根據串聯(lián)分壓原理進行判斷，準確熟練地調節(jié)滑動變阻器，使小燈泡在等于額定電壓、約高于額定電壓的和低于額定電壓三種條件下發(fā)光.尤其在做第二次實驗時，需小心調節(jié)滑動變阻器，以免因實際電壓超過額定電壓太多而燒壞燈泡.⑤開始連接電路時，要使開關斷開，閉合開關前，要把滑動變阻器滑片置于最大阻值處.2.電能表測用電器的電功率（1）使室內其他用電器均停止工作，只有待測用電器工作.（2）記下電能表轉盤轉過一定轉數n所用的時間t.（3）計算用電器的實際功率（瓦）（n0為電能表銘牌標著的每消耗1kW·h電能轉盤轉數）.3.伏阻法：如果只有電壓表，無電流表,需要用一個已知阻值的電阻R0和用電器串聯(lián)，利用或計算（如圖）.4.安阻法：只有電流表，無電壓表，需要用一個已知阻值的電阻R0和用電器并聯(lián)，利用P=R0·I0·IR或P=R0·I0（I-I0）計算（如圖）.

伏安法測電阻和測功率在數據處理方法上不同，測電阻最后要求測出三個電阻值的平均值，目的是減小實驗誤差；而測電功率時，在小于、等于、大于額定電壓的情況下，求出三個電功率值的含義是不同的，不能用來求平均值.只有在額定電壓下求得的功率才為額定功率.【典例3】（2011·杭錦旗中考）在用電流表、電壓表測小燈泡功率的實驗時，燈泡上標有“3.4V”字樣.小紅設計的實驗電路圖如圖甲所示，并連接了部分實驗電路，如圖乙所示.（1）請你幫助小紅完成實驗電路的連接.（2）連接完實驗電路后，小紅閉合開關，發(fā)現：燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數且接近于電源電壓.請你幫助小紅分析電路出現故障的原因：_________________.（3）排除故障后，小紅調節(jié)滑動變阻器，使燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數如圖丙所示，讀數為_____A，則小燈泡的額定功率為_____W.（4）假若電壓表15V量程損壞，3V量程能正常使用，電源電壓為6V且穩(wěn)定不變，仍利用現有的器材完成實驗，你認為正確的操作方法是：____________________________【解析】（1）本電路圖中缺少的兩根導線是：①滑動變阻器金屬桿和燈泡左側接線柱之間的導線；②電壓表“15”接線柱和燈泡右側的接線柱之間的導線.（2）在連接完實驗電路后，小紅閉合開關，發(fā)現燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數且接近于電源電壓，這說明燈泡處接線柱松動或者燈絲已經燒斷，實質上是電壓表串聯(lián)在了電路中.（3）燈泡正常發(fā)光時電流表的示數是0.5A，此時燈泡兩端的電壓是3.4V，根據P=UI可以計算出額定功率為1.7W.（4）讓電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，調節(jié)滑片使電壓表的示數為2.6V.答案：（1）如圖所示（2）小燈泡開路（3）0.51.7（4）讓電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，調節(jié)滑片使電壓表的示數為2.6V時，燈泡兩端的電壓即為3.4V.實驗。主題探究一、實驗探究：探究電流做功與哪些因素有關1.探究過程中，通過什么實驗現象或物理量的變化來判斷電流做功的多少？提示：實驗裝置是依據電流的熱效應設計的，即電流做功使電能轉化為煤油的內能.當煤油的內能增加時，溫度就會升高.我們通過溫度計示數變化的大小，來判斷電流做功的多少，這種方法為轉換法.2.在探究“電流做功與電壓的關系”時，為什么將兩電阻串聯(lián)？提示：因為在串聯(lián)電路中電流處處相等，所以實驗中我們通過組成串聯(lián)電路控制通過兩電阻絲的電流相等.3.在探究“電流做功與電流的關系”時，為什么將兩電阻并聯(lián)？提示：因為在并聯(lián)電路中各支路電壓相等，均等于電源電壓，所以實驗中我們通過組成并聯(lián)電路，控制兩電阻絲兩端的電壓相等.因為水的比熱容較大，煤油的比熱容較小，取質量相同、初溫相同的水和煤油，吸收相同的熱量后，煤油溫度變化較大，實驗效果比較明顯，所以在本實驗中，用煤油而不用水.【典例1】（2011·濟寧中考）電流做的功跟電壓、電流和通電時間三個因素都有關.李明同學要通過實驗探究電功跟電壓的關系，他選用的器材如圖所示.其中甲、乙兩容器完全相同，電阻絲R1的阻值大于電阻絲R2的阻值.（1）請你用筆畫線代替導線，幫他把實驗電路連接完整.（2）他在該實驗中選用兩根阻值不同的電阻絲，其目的是________________________________________________.（3）在這個實驗中，李明是通過觀察比較________來比較電流做功多少的.電流通過電阻絲______做的功多（填“R1”或“R2”）.（4）由這個實驗可以得到的結論是：_________________.【解析】本題考查探究影響電功大小因素的實驗.（1）由于電功大小與電壓、電流和通電時間三個因素有關，因此在探究與其中一個因素的關系時，要采用“控制變量法”.探究“電功跟電壓的關系”，必須使R1和R2流過的電流相同，而電壓不同，故采用串聯(lián).電路連接如圖所示；（2）實驗中選用R1和R2的阻值不同，目的是使兩電阻兩端電壓不同；（3）電流做功使電能轉化為煤油的內能，煤油溫度就會升高.因此實驗中通過觀察溫度計的示數變化比較電功的大小，R1、R2串聯(lián)時，相同時間內，電流通過阻值大的電阻絲電流做功多；（4）當電流相等、通電時間相同時，電壓越高，電流做功越多.答案：（1）見解析（2）使R1、R2兩端的電壓不同（3）溫度計示數的變化R1

（4）在電流一定、通電時間一定時，電壓越高，電流做的功越多二、實驗探究：電流做功的快慢與哪些因素有關1.實驗的設計思路是什么？提示：依據電流的熱效應，即電流做功使電能轉化為煤油的內能.當煤油的內能增加時，溫度就會升高，根據Q吸=cmΔt計算出煤油吸收的熱量，利用W=Q吸和，然后和電阻絲兩端的電壓及其電流比較分析其關系.2．實驗中需要測量哪些物理量？提示：瓶中煤油的質量m，煤油的初溫t1，煤油的末溫t2，所用時間t，電阻絲兩端的電壓U和通過它的電流I.3．實驗中是如何判斷電功率與電流、電壓之間的關系的？提示：通過計算煤油吸收的熱量可以知道電功率的大小，然后利用電流表、電壓表分別讀出電阻絲的電流值、電壓值.分析電功率與電流、電壓的關系，即可得出結論.4.實驗中如何運用轉換法？提示：實驗時把不容易表現的電流做功的快慢轉換為煤油在單位時間內吸收的熱量的多少.【典例2】（2010·安順中考）同學們通過實驗來探究“電功率跟電流、電壓的關系”.(1)實驗中小燈泡電功率的大小可通過觀察什么現象來判斷?(2)一位同學用干電池做電源，把L1“2．5V0．3A”和L2“3．8V0．3A”兩只燈泡連成如圖甲所示的電路.閉合開關進行實驗，記錄數據如表：

通過觀察現象及數據分析，你得出什么結論?(3)有位同學又在原有器材基礎上繼續(xù)探究，連接方式如圖乙所示，閉合開關S，看到小燈泡L1一閃即滅，經檢查發(fā)現燈絲斷了.請你分析原因并說明改進方法.【解析】電功率的大小可以用“轉換法”來判斷，通過燈泡的亮度來顯示；甲圖中兩燈串聯(lián)，控制了電流相等；乙圖中兩燈并聯(lián)，控制了電壓相等，閉合開關S，看到小燈泡L1一閃即滅，說明燈泡兩端的電壓過大，應想辦法減小燈泡兩端的電壓.答案：(1)小燈泡的亮度(2)由于L1與L2的額定功率不同，串聯(lián)在電路中后得到的實際電壓不同，電壓高的功率大，實際功率大，就較亮(3)從甲圖和表中數據知道，電源電壓不低于4V，而乙圖中L1是并聯(lián)在電源上的，因其額定電壓(2．5V)低于電源電壓而被燒壞.改進辦法是在其支路上串聯(lián)一分壓電阻三、實驗探究：測量小燈泡的電功率1.實驗中滑動變阻器的作用有哪些？提示：（1）保護電路；（2）調節(jié)小燈泡兩端的電壓，使小燈泡兩端電壓略低于、等于或略高于額定電壓值.2.怎樣選擇電壓表、電流表的量程？提示：電表量程參照小燈泡的額定電壓、額定電流，選擇大于額定電壓、額定電流的量程.如額定電壓為2.5V的小燈泡，電壓表可選0～3V量程，電流表選0～0.6A量程.3.如何選擇合適的滑動變阻器？提示：滑動變阻器允許通過的最大電流要大于燈泡的正常工作電流，而滑動變阻器的最大電阻值應與小燈泡的電阻差不多，這樣調節(jié)效果明顯．4.連接電路時開關和滑動變阻器應該注意什么？提示：開關應該處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器的滑片應該滑到阻值最大的位置.5.實驗時，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器滑片的位置時，發(fā)現小燈泡的亮度比較暗而且沒有發(fā)生變化，原因可能是什么？提示：滑動變阻器的接線柱選擇了下面的兩個，等于連入了一個定值電阻，不能起到變阻的作用.【典例3】（2011·黃石中考）王明同學準備測量額定電壓為2.5V的小燈泡在實際工作時的功率，根據已有器材，他設計好了電路原理圖，并完成了實物連接．如圖所示.(1)根據實物連接圖，請你在虛線框內畫出與之對應的電路原理圖.(2)在某次測量過程中，閉合開關后，電壓表和電流表的示數如圖所示，則電壓表的示數為_____V，電流表的示數為_____A，則此時小燈泡的功率為_____W.（最后一空保留兩位小數）(3）滑動變阻器的滑片P向B端滑動后，小燈泡的電功率將______（選填“增大”、“減小”或“不變”).(4)王明同學經過多次測量與計算后，得到了一組功率P與電壓的平方U2的數據，下列各圖中能正確表示P與U2的關系的是（設燈絲電阻不變）()【解析】此題考查實驗“測小燈泡的功率”，涉及到電路圖的畫法、功率計算、數據分析等，都是重點知識，應熟練掌握；屬于中檔題.（1）如圖所示（2）由題圖可知電壓表的示數為1.2V，電流表的示數為0.4A，由P=UI=1.2V×0.4A=0.48W，得小燈泡的功率為0.48W.（3）滑片P向B端滑動，由題圖可知電路中電阻減小，電流增大，小燈泡兩端電壓增大，所以小燈泡的電功率將增大.（4）由可知，電阻一定時，P與U2成正比，所以能表示P與U2的關系的圖應為A.答案：（1）圖見解析（2）1.20.40.48（3）增大（4）A訓練?；A達標一、選擇題1.小明同學在家中拍到一張電能表照片，如圖所示，他仔細觀察照片后，得到下列四個結論，你認為正確的是()A．電能表的額定功率為2500WB．電能表的標定電流為5AC．拍照片時，小明家已消耗的電能為9316kW·hD．拍照片時，小明家已消耗的電能為931.6J【解析】選B.本題考查電能表銘牌參數的解讀.電能表是測量消耗電能多少的儀表，由題圖可知：電能表的負載是P=UI=220V×5A=1100W，故A錯；該電能表的標定電流是5A，額定最大電流是10A，故B正確；由題圖，在拍照片時，小明家已消耗的電能為931.6kW·h，而不是9316kW·h，其計數器最后一位是小數部分，電能表讀數的單位是kW·h，而不是J，故C、D都錯.2.（2011·寧波中考）小科做作業(yè)時，電燈突然變暗，其原因可能是()A.電燈的實際電壓變大 B.電燈的額定電壓變小C.電燈的實際功率變小 D.電燈的額定功率變小【解析】選C.燈泡的亮度是由燈泡的實際功率決定的，燈泡的額定功率和額定電壓是不會變化的，B、D錯，C對；當燈泡的實際電壓變大時，燈泡的實際功率將會變大，燈泡應變亮，A錯.3.如圖所示的三個電路中電源電壓均相同且不變，燈泡規(guī)格相同，忽略溫度對電阻的影響.閉合開關,a、b、d三盞燈實際功率的大小關系式正確的是()A．Pa＝Pd＝Pb B．Pa＞Pd＞PbC．Pa＝Pd＞Pb D．Pa＜Pd＝Pb【解析】選C.靈活選擇電功率的計算公式，是快速比較兩用電器的電功率的相對大小的關鍵.兩個用電器的電阻相對大小一般都已知（或較容易判斷），如果兩個比較對象的電壓相等，一般選擇公式；如果兩個比較對象的電流相等，一般選擇公式P=I2R進行比較.本題中“燈泡規(guī)格相同，忽略溫度對電阻的影響”，說明燈泡的電阻R相同.a、b、d三盞燈由于連接方式不同導致燈泡兩端的實際電壓U不同，因而可以選用來比較電功率的大小，對于燈a、b、d來說，R一樣，Ua=Ud=U總，Ub=U總，所以Pa＝Pd＞Pb.4．（2011·銅仁中考）如圖所示，當滑片P置于中點時，小燈泡剛好正常發(fā)光，當滑片P由中點向b端滑動時，電流表的示數和小燈泡的亮度變化情況是()A．電流表示數變小，小燈泡變暗B．電流表示數變大，小燈泡變亮C．電流表示數不變，小燈泡變暗D．電流表示數變小，小燈泡亮度不變【解析】選A.滑動變阻器與小燈泡串聯(lián)，當滑片P由中點向b端滑動時，滑動變阻器連入電路的電阻變大，所以電路中的電流變小，電流表示數變小，小燈泡變暗.故A選項正確.5.（2011·邵陽中考）一個燈泡的燈絲燒斷了，把斷了的燈絲搭在一起,燈泡會更亮，這是因為()A.燈絲電阻變小，實際功率變大B.燈絲電阻變大，實際功率變大C.燈絲電阻變大，實際功率變小D.燈絲電阻變小，實際功率變小【解析】選A.把斷了的燈絲搭在一起，燈絲的長度變短，橫截面積變大，燈絲的電阻變小,根據，U不變，R變小，P實變大，故選A.二、填空題6.人類正面臨能源危機，為了找到更節(jié)能的光源，科學家做了大量的實驗，實驗發(fā)現下表中的LED燈和白熾燈在正常工作時，光照強度相同.（1）由表中給出的信息知道：LED燈和白熾燈的發(fā)光原理是_______的（選填“相同”或“不相同”）；（2）LED燈正常發(fā)光時的電流是_____A；正常工作1h，使用LED燈比白熾燈要節(jié)約_____kW·h的電能.【解析】（1）由表中信息知LED燈的發(fā)光原理是二極管發(fā)光，白熾燈的發(fā)光原理是鎢絲高溫發(fā)光，二者原理不相同.（2）LED燈正常發(fā)光時的電流；正常工作1h，使用LED燈比白熾燈節(jié)約的電能為W=(P額2-P額1)t=(0.1kW-0.012kW)×1h=0.088kW·h.答案：（1）不相同（2）0.50.088

7．小華家電能表4月底的示數為，5月底的示數為，則小華家5月份消耗的電能為_____kW·h，應付電費____元(按每度電均價0．5元計算)．【解析】本題考查電能表的讀數.解決問題的關鍵是明確從電能表的計數器上讀數時需要注意的三點：（1）它的計數器上顯示的數字以kW·h為單位；（2）計數器上最右邊的一位是小數點后的數字；（3）某段時間內用電的度數等于前后兩次讀數之差.小華家5月份消耗的電能為5月底的示數和4月底的示數之差，即2178.2kW·h－2138.2kW·h＝40kW·h；應付電費40kW·h×0.5元/kW·h=20元.答案：40208．如圖是測定小燈泡電功率的實驗電路.閉合開關S，使滑片P向左不斷移動，則電流表的示數______（選填“增大”、“不變”或“減小”)，小燈泡消耗的電功率_____（選填“增大”、“不變”或“減小”）.【解析】本題通過分析滑動變阻器的阻值變化時電路中電流的變化及燈泡功率的變化，考查歐姆定律和電功率的知識，分析清楚滑動變阻器有效電阻的變化是解決本題的關鍵.首先分析電路的組成，是小燈泡、滑動變阻器組成的串聯(lián)電路，將滑片P向左不斷移動時，滑動變阻器接入電路的有效電阻減小，電路中的總電阻也將減小，根據歐姆定律I=U/R，電流表的示數增大，小燈泡消耗的電功率P=I2R將會增大.答案：增大增大9．(2011·威海中考)在“探究電流通過導體產生的熱量與電阻間關系”的實驗中，兩阻值分別為R和2R的電阻絲浸在相同質量和初溫的煤油中，每一燒瓶里各插入一溫度計，如圖所示，電流通過導體產生的熱量不易直接觀察，本實驗中通過______顯示電流產生的熱量變化；上述實驗中采用這種電路連接方式的目的是________.【解析】電流做功是將電能轉化為煤油的內能，因此電流做功的多少可以通過煤油的溫度計示數顯示出來，若通電一段時間后，兩瓶中煤油溫度變化不同，則說明電流做功不同.探究電熱與電阻的關系，應保持通過兩電阻絲的電流和通電時間相同，故將其串聯(lián)在電路中.答案：溫度計示數上升（改變）保證通過兩個電阻絲的電流相等（串聯(lián)電流相等）三、簡答題10．某工廠在節(jié)能增效活動中，僅2010年下半年就節(jié)電5000kW·h.一位電視記者在報道這個工廠節(jié)約用電的經驗時，手舉一只理發(fā)用的電吹風說：“我這里有一只理發(fā)用的電吹風，它的功率是500瓦，也就是0.5千瓦，這個廠半年節(jié)約的電力可以開動10000個這樣的電吹風．”（1）請你指出這位記者報道中的說法錯誤之處是_____________________________________________________