人教版中考物理复习第十八章电功率第二课时测量用电器的电功率焦耳定律课件（71页ppt）

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教材梳理
第十八章 电 功 率
第二课时 测量用电器的电功率 焦耳定律
1. 知道用电器的额定功率和实际功率。
2. 通过实验，了解焦耳定律，能用焦耳定律说明生产、生活中的有关现象。
课程标准
考点梳理
额定功率和实际功率
1. 额定功率：(1)用电器_____________时的电压叫额定电压，用电器上标明的电压就是_____________。
(2)用电器在__________电压下工作时的电功率叫做额定功率，用电器上标明的功率就是_______________。
如用电器上标注“220 V 40 W”，220 V表示______________，40 W表示______________；根据这些数据可求出额定电流
I额=________A（结果保留2位小数），电阻R=__________Ω。
正常工作
额定电压
额定
额定功率
额定电压
额定功率
0.18
1 210
2. 实际功率：实际功率是在实际电压下的功率，不同的实际电压下有不同的实际功率。①当U实=U额时，P实__________P额；
②当U实＜U额时，P实_________P额；③当U实＞U额时，
P实__________P额。
=
<
>
（1）测量原理：__________。
（2）实验电路图如图1－18－18所示。
（3）电路中滑动变阻器的作用：
①____________________;
②_________________________________________。
P=UI
测量用电器的电功率
保护电路
改变用电器两端电压和通过它的电流
（4）在实验中要注意：一是连接实物时，为了______________，开关要__________；二是闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值__________的位置，防止电路中电流过大，烧坏用电器和电源。
保护电路
断开
最大
1. 电流的热效应定义：电流通过导体时电能转化为_________能的现象，叫电流的热效应。
2. 电热的计算：
(1)焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟__________的平方成正比，跟__________成正比，跟__________________成正比。
(2)公式：Q=__________，其中I、R、t的单位分别是__________、__________、__________，则Q的单位是__________。
内
焦耳定律
电流
电阻
通电时间
I2Rt
安培(A)
欧姆(Ω)
秒(s)
焦耳(J)
全部
利用
防止
课本简练
1. （九全P95动手动脑学物理1改编）一只电热水壶铭牌上标着“220 V 1 100 W”的字样，它正常工作时，电流是________A。
2. (九全P96实验改编)在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，当手移动滑动变阻器滑片时，眼睛应观察（ ）
A. 电流表的示数 B. 电压表的示数
C. 灯泡的发光情况 D. 变阻器滑片的位置
5
B
3. (九全P99图18.4-1改编)下列机器工作时应用电流热效应的是( )
A. 电热水壶 B. 电风扇
C. 刷卡机 D. 太阳能玩具车
A
4. (九全P102动手动脑学物理3改编)一个电烙铁的额定电压是220 V，在额定电压下工作的电阻是440 Ω。问：
（1）电烙铁正常工作时的电流多大？
（2）这一电烙铁正常工作10 min产生多少热量？

（2）这一电烙铁正常工作10 min产生热量
Q＝W＝UIt＝220 V×0.5 A×10×60 s＝6.6×104 J。
答：（略）
易错精讲
【例1】某个小灯泡上标有“6 V 6 W”的字样，假如接在3 V的电路中，灯丝的电阻不变，这时小灯泡的实际功率为（ ）A. 1 W B. 1.5 W
C. 3 W D. 6 W
易错点1
灯泡的额定功率和实际功率
B
思路点拨：涉及额定功率与实际功率的计算，一般的方法是根据用电器的标示计算出用电器的电阻作为已知条件。其余的计算与电学的基本计算相同。
【变式1】如图1－18－19所示，将甲、乙两灯串联在电路中，闭合开关，发现甲灯发光，乙灯不发光。则乙灯不发光的原因可能是（ ）
A. 乙灯灯丝的电阻比甲的大
B. 乙灯的实际功率太小
C. 乙灯的额定电压太低
D. 通过乙灯的电流小于甲灯的电流
B
【例2】如图1－18－20所示是测量额定电压为3 V的小灯泡的电功率时所绘制的I－U变化关系图像。根据图像，下列关于小灯泡的一些物理量分析正确的是( )
A. 实验时通过小灯泡的电流与两端电压成正比
B. 实验过程中小灯泡电阻保持不变
C. 小灯泡的额定电流是0.3 A
D. 小灯泡的额定功率是1.5 W
易错点2
灯泡的电学特征
D
思路点拨：测量灯泡的电功率，与伏安法测电阻的步骤一样。需要注意的是测量灯泡的额定功率时，灯泡必须正常发光。而灯泡正常发光，或用电压表来反映(电压表的示数为额定电压)，或用电流表来反映(电流表的示数为额定电流)。
【变式2】在测量额定电压为2.5 V的小灯泡的电功率时。小红所观察和记录的结果如下表所示。
小灯泡两端的电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
通过小灯泡的电流I/A 0.12 0.16 0.19 0.23 0.25 0.28
小灯泡的亮度 暗→亮 正常发光 过亮
分析实验记录，她得出了以下结论：①小灯泡的额定功率为0.625 W；②小灯泡的实际功率越大，亮度越亮；③小灯泡的电阻随两端的电压升高而增大；④小灯泡和阻值为2 Ω的定值电阻串联接在电压为3 V的电源两端时，能正常发光。其中正确的是( )
A. 只有① B. 只有①②
C. 只有①②③ D. ①②③④都正确
D
【例3】请完成下列有关电热的计算：
（1）一个10 Ω的定值电阻，通过2 A的电流时，1 min产生的热量是__________J。（使用公式Q=__________）
（2）一个5 Ω的定值电阻，接到2 V的电压上工作5 min，产生
的热量是__________J。（使用公式Q=__________）
易错点3
电热计算公式的运用
2 400
I2Rt
240
（3）一个定值电阻，接到3 V的电压上时通过它的电流是0.2 A，则10 min内该电阻产生的热量是__________J。（使用公式Q=__________）
（4）一个标有“220 V800 W”的电热水器，正常工作5 min能产生_______________J的热量。（使用公式Q=_________）
360
UIt
2.4×105
Pt
【变式3】(2024福建）小闽设计的车载可加热果蔬搅拌机工作电路图如图1-18-21。电热丝R的阻值为4 Ω，电动机标有
“12 V 24 W”字样。闭合开关S、S1，电动机正常工作。求：
（1）电源电压。
（2）闭合开关S、S1，电动机1 min内消耗的电能。
（3）闭合开关S、S2，通电100 s，
电热丝R产生的热量。
解：（1）由电路图知，闭合开关S、S1，电路为电动机的简单电路，此时电动机正常工作，电动机两端的电压等于电动机的额定电压，所以电源电压U＝U额＝12 V。
（2）闭合开关S、S1时，电动机1 min内消耗的电能W＝Pt＝24 W×60 s＝1 440 J。

【例4】（2019广东）某品牌电烤箱在额定电压下,电功率从大到小有高挡、中挡和低挡。图1-18-22为电烤箱在不同挡位工作时的电路图,R1、R2为发热电阻丝,且阻值R1>R2,则高挡、中挡和低挡对应的电路图分别是图________、图_________和图________。(均填“甲”“乙”或“丙”)
易错点4
电加热器的挡位判断
丙
乙
甲

【变式4】如图1-18-23甲所示为某电烤箱的内部简化电路，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图1-18-23乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像。求：
（1）低温挡工作时的电功率。
（2）电热丝R2的阻值。
（3）15 min内R1消耗的电能。


（3）15 min内R1消耗的电能W1＝UI1t＝220 V×6 A×15×60 s＝1.188×106 J＝0.33 kW·h。
答：（略）
实验一 测量小灯泡的电功率(10年3考：2017年、2019年、2020年)
重点实验
实验名称 测量小灯泡的电功率
实验器材 电流表、电压表、电源、开关、小灯泡、滑动变阻器、导线
考点归纳 （1）实验原理：P=UI
（2）画电路图或者连接实物图
（3）连接电路时开关必须断开；开关闭合前，滑动变阻器的滑片移到最大阻值处
（4）电流表、电压表选择正确量程并正确连接和读数
考点归纳 （5）滑动变阻器的作用：调节滑片使
小灯泡两端的电压达到额定电压；保
护电路；多次测量
（6）利用表格或图像，读出电流对应
的电压值，利用公式P=UI计算相应的电功率
（7）多次测量的目的：测量小灯泡在
不同电压下的电功率
实验结论 （1）小灯泡两端的电压不同，小灯泡的实际功率不同
（2）小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
【例1】【科学探究】小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中，所用电源电压恒为3 V，小灯泡上标有“3 V”的字样。
【实物图连接】
（1）请用笔画线代替导线，将图1-18-24中的实物电路连接完整。
如答图1-18-1所示。
【实验电路图】
（2）在虚线框中画出对应的电路图。
如答图1-18-2所示。
【实验器材选择】
(3)如果小灯泡的阻值为10 Ω，电源由2节干电池串联组成，电流表有量程0～0.6 A和0～3 A两挡，电压表量程有0～3 V和0～15 V两挡，那么电流表量程应选________________挡，电压表量程应选_______________挡。
0～0.6 A
0～3 V
【实验现象解释】
(4)小华进行了8次测量，并将有关数据及现象记录在表格中。在第1次实验中小灯泡不亮的原因是___________________________。
小灯泡的实际功率太小
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00
I/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205
灯泡发光情况 不亮 微亮 逐渐变亮 正常发光
【实验图像与结论】
（5）请根据上表所示的数据
在图1-18-25中画出U-I图像。
如答图1-18-3所示。
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
U/V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00
I/A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205
灯泡发光情况 不亮 微亮 逐渐变亮 正常发光
①由上表数据可知，当U＜1.40 V时，灯丝电流与电压成__________比，灯丝电阻为__________Ω；当U＞1.40 V时，灯丝的温度逐渐升高，其电阻随温度升高而__________；
②从图线上可以看出，当小灯泡两端电压逐渐地增大时，灯丝的电阻__________（填“变大”“变小”或“不变”）；
③分析表中信息，可知小灯泡的额定
功率为________W。 实验得出的结论：
小灯泡的实际电功率______，灯泡越亮。
正
10
增大
变大
0.615
越大
【实验操作】
（6）闭合开关，发现小灯泡两端电压只有1.8 V，滑动变阻器的滑片P应向__________端移动，才能使电压表示数为__________V，此时灯泡的实际功率就是额定功率。
左
3
实验二 探究电流产生的热量与哪些因素有关(10年1考：2015年)
实验名称 探究电流产生的热量与哪些因素有关
实验器材 2个透明密闭容器、2根5 Ω的电阻丝、1根10 Ω的电阻丝、U形管、开关、电源、导线
考点归纳
（1）转换法：通过U形管液
面的高度差的变化反映产生
热量的多少
考点归纳 （2）控制变量法：探究电流产生的热量与电流大小的关系时，控制电阻丝的阻值和通电时间相同，改变通过两电阻丝的电流大小；探究电流产生的热量与电阻的关系时，控制电阻丝的电流和通电时间相同，选择2个电阻不同的电阻丝；探究电流产生的热量与通电时间的关系时，控制电阻丝的阻值和通过的电流相同，改变通电时间
实验结论 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
生活应用 电饭锅、电熨斗等
【例2】【科学探究】用如图1-18-26所示的实验装置探究“电流、通电时间相同时，导体产生的热量与电阻大小的关系”（图中甲、乙是完全相同的密闭容器，实验前，A、B两U形管内液面是相平的）。
【实物图连接】
（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。
如答图1-18-4所示。
【实验原理】
(2)实验的设计依据是电流的__________效应。
【实验方法】
(3)这是采用__________的研究方法。
【实验条件】
（4）闭合开关后，通过两段金属丝中的电流是_________（填“相等”或“不相等”）的，因为两电阻丝________联。
热
转换法
相等
串
【实验结论】
(5)通过对比观察，你认为__________(填“甲”或“乙”)容器中的电阻产生的热量多。由此可知：在电流相同、通电时间相同的情况下，__________越大，电流产生的热量越多。
乙
电阻
【实验拓展1】
（6）电流产生的热量不易直接测量，因此在这个实验中通过观察U形管中液面的______________来显示甲、乙容器内空气温度的变化。当容器内温度升高时，瓶内压强会__________（填“变大”或“变小”）。
高度差
变大
【实验拓展2】
（7）用图1-18-27所示装置，探究导体通电时产生的热量与电流的关系。
①实验时需控制__________、_____________相同,改变__________;
电阻
通电时间
电流
②2个密闭容器中的电阻一样大,在其中1个容器的外部,将1个电阻与这个容器内的电阻__________,把该装置连接到电源两端，目的是_________________________________________________________;
③现象及分析：通电一段时间后,_______侧U形管中液面的高度差较大,这说明在电阻、通电时间相同时,电流越_________,导体产生的热量越多。
并联
使通过两电阻丝的电流不相等
左
大
考点1 额定功率和实际功率［10年3考：2015年(计算)、2017年(填空)、2022年(综合)考查］
1. 下列四个灯泡均正常发光时，其中最亮的是（ ）
A. “36 V 40 W” B. “110 V 60 W”
C. “220 V 25 W” D. “220 V 100 W”
考点精练
D
2. 把标有“36 V 15 W”的甲灯和标有“36 V 5 W”的乙灯串联后接在电压是36 V的电路中，则（ ）
A. 因为甲灯的额定功率较大，所以甲灯较亮
B. 因为通过的电流相等，所以两灯一样亮
C. 因为甲灯的电阻较小，所以甲灯较亮
D. 因为乙灯的实际功率较大，所以乙灯较亮
D
3. 一个标有“220 V 1 100 W”的电热器，当通过它的电流为
4 A时，它的实际功率为（ ）
A. 176 W B. 704 W
C. 880 W D. 1 100 W
B
考点2 测量用电器的电功率［10年3考：2017年(综合)、2019年(实验)、2020年(综合)考查］
4. 在测定小灯泡额定功率实验中，某同学正确连接电路，闭合开关后灯泡发光，但无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数都不能达到灯泡额定电压，可能原因是（ ）
A. 滑动变阻器总电阻太大 B. 电压表量程太大
C. 灯泡灯丝断开 D. 电源电压太低
D
5. (2024无锡）用如图1－18－28所示的电路测量小灯泡的功率，实验原理是__________。闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压3.8 V，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数记录在表中，则小灯泡L的额定功率为__________W，小灯泡的亮度由_____________决定。
P=UI
1.14
实际功率
实验序号 电压 U/V 电流I/A 小灯泡的亮度
① 3.0 0.28 较亮
② 3.8 0.30 正常发光
③ 4.2 0.32 过亮

电流
电压
（2）实验室有如下器材：标有“2.5 V 0.75 W”字样的小灯泡1只、电压为6 V的电源、电流表、电压表、导线若干条、开关、滑动变阻器R1（10 Ω 2 A）和R2（50 Ω 1 A）。根据实验要求应选用滑动变阻器__________。
R2
（3）根据实验要求，设计并填写实验记录表内的7个空格。
实验序号 __________ __________ __________ __________
1 __________ — — —
2 __________ — — —
3 __________ — — —
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮度
2.5
2.0
3.0
考点3 焦耳定律［10年6考：2015年(实验)、2018年(综合)、2020年(填空)、2021年(综合)、2022年(计算)、2023年(计算)考查］
7. （2020广东)如图1-18-30所示为“探究电流通过导体产生的热量跟__________的关系”的实验装置。实验中用Ｕ形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫__________（填“控制变量”或“转换”）法。通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量比右侧的__________（填“多”或“少”）。
电阻
转换
少
8. (2024广东）如图1-18-31所示，闭合开关，导线夹M在铅笔芯上向右移动，电流表的示数变__________。若要测量铅笔芯的电阻，需补充的仪表是_____________。实验时铅笔芯发烫的现象，属于电流的__________效应。
小
电压表
热
9. (2024广元）如图1-18-32是“扬帆”学习小组对小灯泡L和定值电阻R的阻值进行测量后，根据实验数据作出的U-I图像。若将L和R串联接在8 V的电源两端，L与R的电阻之比为__________；若将L和R并联在2 V的电源
两端，在1 min内，L与R产生的热量之比
为__________。
1∶1
3∶2
10. (2024辽宁）如图1-18-33甲、乙两个透明容器内均装有质量为100 g、初温为25 ℃的某种绝缘液体，甲、乙中都有一段电阻丝，R1＝5 Ω，R2＝10 Ω。闭合开关，电流表的示数为
1.2 A。通电120 s后，甲中温度计的示数为29 ℃，求：
（1）R2两端的电压。
（2）R2的电功率。
（3）电流通过R1产生的热量。
（4）液体的比热容（不计热量损失）。

（2）R2的电功率P2＝U2I2＝12 V×1.2 A＝14.4 W。
（3）电流通过R1产生的热量Q1＝I21R1t＝（1.2 A）2
×5 Ω×120 s＝864 J。
考点4 综合真题
11. （2023广东）如图1-18-34甲是用某款3D打印笔进行立体绘画时的场景。打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化。加热电路简化后如图1-18-34乙所示，电源电压恒为
6 V，R1和R2为发热电阻丝。只闭合S1时低温挡工作，S1、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，R1＝4 Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化。求：
（1）通过R1的电流。
（2）低温挡的功率。
（3）R2的电阻值。

12. （2017广东）某校实验小组设计了1个智能供暖器，电路如图1-18-35所示，电源两端的电压U为220 V，R1和R2是2个供热电阻丝，S1、S2是温控开关，工作过程如下：当气温低于25 ℃时，S1、S2都闭合；当气温等于或高于25 ℃时，S2断开，此时电流表的示数为1 A，电阻丝R1的电功率
为20 W(忽略温度对电阻丝的影响)。问：
(1)电阻丝R2的阻值是多少
(2)当气温低于25 ℃时，电路工作0.5 h
消耗电能是多少千瓦时


13. （2021广东）如图1-18-36甲是某品牌家用电吹风，其电路如图1-18-36乙所示，R1、R2为电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。
（1）要使电吹风正常工作，图甲中的
A处应安装__________，
B处应安装__________。
（均填“电动机”或“电阻丝”）
电阻丝
电动机
（2）如图乙，要使电吹风处于“冷风”状态，应闭合开关______，要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关__________。
（3）已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了20 ℃；处于“热风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了30 ℃。假设这两种状态下的热效率
相同，相同时间内吹出的空气质量相同，
则R1∶R2＝__________。
S
S、S1
1∶2
（4）电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会__________（填“变大”“变小”或“不变”）。
变小