知识体系构建
脉络梳理，构建知识体系
电功、电功率
电能表与电功
电能表
用途:用来测量电路消耗①的多少。
技术参数及其含义。
计量单位:②,俗称度。
电功
含义:电流所做的功叫作电功,单位是$\mathrm{kW·h}$和$\mathrm{J}$,$1\ \mathrm{kW·h}=3.6×10^{6}\ \mathrm{J}$。
影响因素:电流的大小、电压的高低、通电时间的长短。
计算公式:$W=$③(普遍适用),$W=I^2Rt=\frac{U^2}{R}t$(仅适用于纯电阻电路)。
电功率
物理意义:描述电流做功的快慢。
单位:瓦特($\mathrm{W}$)、千瓦($\mathrm{kW}$)、毫瓦($\mathrm{mW}$);$1\ \mathrm{kW}=10^3\ \mathrm{W}$,$1\ \mathrm{W}=10^3\ \mathrm{mW}$。
计算公式:$P=$④$=$⑤(普遍适用),$P=I^2R=\frac{U^2}{R}$(仅适用于纯电阻电路)。

① 电能 ② 千瓦时(kW·h) ③ $UIt$ ④ $\dfrac{W}{t}$ ⑤ $UI$

【分析】
这道题是电功、电功率章节的基础概念填空题，需回忆对应知识点：①电能表的用途是测量电路消耗的电能；②电能表的计量单位是千瓦时；③电功普遍适用的计算公式是电压、电流与通电时间的乘积；④电功率的定义式是电功与时间的比值；⑤电功率的计算式是电压与电流的乘积，二者均普遍适用。
【解析】
1. ①：电能表的功能是测量电路消耗电能的多少，故填“电能”；
2. ②：电能表的计量单位为千瓦时，符号kW·h，俗称“度”，故填“千瓦时(kW·h)”；
3. ③：电功的普遍适用公式为W=UIt，适用于所有电路，故填“UIt”；
4. ④：电功率的定义式为P=W/t，反映电流做功快慢，普遍适用，故填“$\dfrac{W}{t}$”；
5. ⑤：电功率的计算式为P=UI，适用于所有电路，故填“UI”。
【答案】
① 电能；② 千瓦时(kW·h)；③ $UIt$；④ $\dfrac{W}{t}$；⑤ $UI$
【知识点】
电能表、电功、电功率
【点评】
本题为电功电功率章节的基础概念梳理题，考查核心基础知识点的记忆，是巩固章节知识的典型基础题。
【难度系数】
0.7

1 小夏一家外出旅游，家中只有一个网络摄像头和一个路由器在工作，其实际功率分别为5 W和15 W。出发前和回家时，电能表示数如图甲所示，若其他元件损耗电能不计，这段时间内小夏家消耗的电能为kW·h，小夏一家外出h。小夏想利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常，他观察家中的电能表，上面标有“3 200 imp/(kW·h)”的字样，现仅接通一台参数如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1 min内闪烁80次，则1 min内消耗电能为J，其两端电压(大于/等于/小于)220 V。

1. 2.4 120 90 000 等于

【分析】
要解决本题，需分步骤计算：首先利用电能表的示数差求消耗的总电能；再结合总功率，通过公式$t=\frac{W}{P}$计算外出时间；接着根据电能表的脉冲参数计算电热水器消耗的电能，再求实际功率，与额定功率比较判断电压是否正常。
【解析】
1. 消耗的总电能：由电能表前后示数差得，这段时间消耗的电能$W=2.4\ \mathrm{kW·h}$；
2. 总功率：网络摄像头和路由器的总功率$P=5\ \mathrm{W}+15\ \mathrm{W}=20\ \mathrm{W}=0.02\ \mathrm{kW}$，根据$t=\frac{W}{P}$，外出时间$t=\frac{2.4\ \mathrm{kW·h}}{0.02\ \mathrm{kW}}=120\ \mathrm{h}$；
3. 电热水器消耗的电能：电能表参数“$3200\ \mathrm{imp/(kW·h)}$”表示每消耗$1\ \mathrm{kW·h}$电能，指示灯闪烁$3200$次，闪烁$80$次消耗的电能$W'=\frac{80}{3200}\ \mathrm{kW·h}=0.025\ \mathrm{kW·h}=0.025×3.6×10^6\ \mathrm{J}=90000\ \mathrm{J}$；
4. 电压判断：电热水器的实际功率$P'=\frac{W'}{t'}=\frac{90000\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=1500\ \mathrm{W}$，等于其额定功率，故两端电压等于$220\ \mathrm{V}$。
【答案】
2.4；120；90000；等于
【知识点】
电能表参数应用、电功与电功率计算
【点评】
本题考查电能表的读数及电功、电功率的基本计算，需掌握电能表参数的物理意义，灵活运用公式进行推导，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5

2 某品牌电动汽车的电池容量为130 A·h，额定电压为400 V，充电时它将电能转化为能存储起来，充满电后它存储了kW·h的能量。

2. 化学 52

【分析】本题包含两个问题，第一问需判断电池充电时的能量转化形式，第二问需根据电池参数计算存储的电能并转换为指定单位。首先明确电池充电的能量转化规律，再利用电能公式结合单位换算求解。
【解析】1. 充电时，电池将外部输入的电能转化为内部的化学能存储，因此第一空填“化学”；2. 电能计算公式为$ W = UQ $（$ U $为额定电压，$ Q $为电池容量），代入数据得：$ W = 400V × 130A·h = 52000W·h = 52kW·h $，因此第二空填“52”。
【答案】化学；52
【知识点】能量转化、电能计算
【点评】本题考查能量转化的判断和电能单位换算，属于电学基础知识点，难度较低，学生掌握电池充电的能量形式及电能公式应用即可解答。
【难度系数】0.6

3 灯泡的额定电压为 36 V，通过它的电流随其两端电压变化的关系曲线如图甲所示。

（1）灯泡正常发光时，通过灯丝的电流为A。
（2）将若干个此规格的灯泡串联接入 220 V 电路中使用，则至少要串联个灯泡。
（3）将灯泡接入电路中，如图乙所示。滑动变阻器标有“80 Ω 1 A”的字样，当闭合开关 S，滑片 P 位于中点 c 时，灯泡消耗的电功率为 12 W，则电源电压为V。

3. (1) 0.7 (2) 7 (3) 44

【分析】
本题结合I-U图像考查串联电路的相关计算，解题思路如下：
1. 对于（1）：灯泡正常发光时两端电压等于额定电压，从图甲中找到额定电压对应的电流即可；
2. 对于（2）：串联电路总电压等于各用电器电压之和，需计算220V电路中至少需要多少个额定电压36V的灯泡，结果需向上取整；
3. 对于（3）：先确定滑动变阻器中点的电阻，再结合灯泡功率公式，从图甲中找到满足功率条件的灯泡电压和电流，最后根据串联电路电压规律计算电源电压。
【解析】
（1）灯泡正常发光时，两端电压等于额定电压36V，观察图甲，当U=36V时，对应的电流I=0.7A，因此正常发光时电流为0.7A；
（2）串联电路总电压等于各部分电压之和，每个灯泡额定电压为36V，要串联在220V电路中，所需灯泡数量n满足n×36V≥220V，计算得n≥220/36≈6.11，由于灯泡数量为整数，因此至少需要7个灯泡；
（3）滑动变阻器标有“80Ω 1A”，滑片在中点时，接入电路的电阻R滑=80Ω/2=40Ω。灯泡功率P=12W，即P=U灯×I灯=12W，结合图甲寻找满足该式的数值：当U灯=20V时，I灯=0.6A，此时20V×0.6A=12W，符合条件。串联电路电流相等，滑动变阻器两端电压U滑=I灯×R滑=0.6A×40Ω=24V，因此电源电压U总=U灯+U滑=20V+24V=44V。
【答案】
(1) 0.7 (2) 7 (3) 44
【知识点】
欧姆定律应用、串联电路电压规律、电功率计算
【点评】
本题结合I-U图像考查串联电路的综合计算，需要学生能从图像中提取有效信息，结合串联电路特点和电功率公式分析，综合性较强。
【难度系数】
0.5