(共19张PPT)
专题突破十五 电功率的“极值”与“取值范围”问题
1．解极值、范围类题目应明确的问题
(1)明确电路连接方式，确定电表测量对象，对动态电路进行正确的分析
(2)明确动态电路变化的因素：①滑动变阻器滑片移动引起的电阻变化，从而引起电路其他物理量的变化；②开关的断开与闭合引起的电阻变化，从而引起电路中其他物理量的变化；③敏感电阻的阻值变化，从而引起电路中其他物理量的变化。
(3)明确电路安全的因素：①电流表、电压表的量程；②滑动变阻器的规格，如：“50 Ω 2 A”；③用电器的规格，即用电器的额定电压和额定功率，如：“220 V 200 W”。
2．判断电流的最大值与最小值
类型1：滑动变阻器滑片移动类
1．如图，把标有“12 Ω 3 W”的电阻R0与最大阻值为50 Ω的滑动变阻器R连接在电压恒为18 V 的电源两端，闭合开关S，电压表所用量程为0～15 V，电流表所用量程为0～0.6 A，在不损坏电路元件的前提下，下列说法正确的是( )
A．电路中允许流过的最大电流为0.6 A
B．电阻R0的额定电压12 V
C．电路消耗总功率的范围为 4～9 W
D．滑动变阻器的可调范围为24～50 Ω
D
【思路点拨】先计算R0的额定电流，结合电流表量程确定电路允许的最大电流。根据电压表量程限制，分析滑动变阻器的阻值范围，确保电压不超过15 V。
2．(南充中考)如图所示，电源电压不变，电流表的量程为0～0.6 A，定值电阻R1＝30 Ω，R2为滑动变阻器，其最大阻值为50 Ω，滑动变阻器的滑片P在b端时，电流表的读数为 0.3 A，则电源电压为 V，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器的功率范围为 W。
24
3.6～4.8
【思路点拨】据电阻的串联及电流表的量程得出电路的最大安全电流，再串联分压求出滑动变阻器两端电压，得出最小电功率；根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，P＝I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率，利用数学知识判断出消耗电功率的最大值。
3．(烟台中考)如图甲，电源电压恒定，R0为定值电阻。闭合开关，将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中，其电流I与电压U的关系图像如图乙，则电源电压为 V，滑动变阻器R的最大阻值为 Ω，电阻R0消耗的最大功率和最小功率之比为 。
3
10
9 ∶ 1
【思路点拨】取图乙中的两个特殊点数值，根据串联电路规律和欧姆定律列出电源电压的表达式，解方程组求出电源电压。
类型2：多开关类
4．(德州中考)如图所示，电源电压恒为4.5 V，灯泡L上标有“3 V 1.5 W”字样，滑动变阻器R2上标有“15 Ω 1 A”字样，定值电阻R1阻值为10 Ω，电压表量程为0～3 V，不计温度对灯丝电阻的影响，在保证电路元件安全的前提下，
下列说法错误的是( )
A．小灯泡正常工作时电流为0.5 A
B．当开关S1、S2、S3断开，S闭合时，R2接入电路的最小阻值为3 Ω
C．当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路总功率最小值为3.375 W
D．当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，R2接入电路的最大阻值为15 Ω
D
类型3：多开关与滑动变阻器综合类
5．(枣庄中考)如图所示，电源电压保持不变，R2＝2R1，滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”字样，闭合S1，断开S2，滑动变阻器的滑片P位于最右端时，电压表的示数为3 V，电路的总功率为P1；当闭合S2，断开S1，滑动变阻器的滑片P移至中点时，电压表示数为1.2 V，电路的总功率为P2。下列说法正确的是( )
A．P1∶P2＝4 ∶5 B．电源电压为12 V
C．R1阻值为40 Ω D．电路最大功率为2.7 W
D
【思路点拨】当闭合S1，断开S2，滑动变阻器的滑片位于最右端时，R1与滑动变阻器的最大值串联，电压表测滑动变阻器的电压，根据欧姆定律和串联电路的特点列出电源电压的表达式；当闭合闭合S2，断开S1，滑动变阻器的滑片移至中点时，R2与滑动变阻器的一半阻值串联，根据欧姆定律和串联电路的特点列出电源电压的表达式，结合两个表达式求出电压和电阻，再计算出电功率之比。
6．(南通中考)如图所示，电源电压恒定，R0是定值电阻，小灯泡L标有
“6 V 3 W”，滑动变阻器R1的最大阻值为20 Ω。三个开关均闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为 1.5 A。
(1)求小灯泡的额定电流；
(2)求电阻R0的阻值；
(3)闭合S，断开S1和S2，移动变阻器的滑片P，
求电路总功率的最小值和最大值。
解：(1)根据P＝UI可知，小灯泡的额定电流：
IL＝＝＝0.5 A；
(2)三个开关均闭合时，灯泡和定值电阻并联，小灯泡恰好正常发光，根据并联电路的电压特点可知电源电压U＝UL＝6 V，电流表示数为1.5 A，根据并联电路的电流特点可知，通过定值电阻的电流：
I0＝I－IL＝1.5 A－0.5 A＝1 A，
根据欧姆定律可知电阻R0的阻值：
R0＝＝＝6 Ω；
(3)闭合S，断开S1和S2，定值电阻和滑动变阻器串联，电源电压不变，根据P＝ 可知，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，总电阻最大，电路的总功率最小；当滑动变阻器R接入电路的阻值为0时，总电阻最小，电路的总功率最大。
则电路总功率的最小值：P1＝＝≈1.4 W，
电路总功率的最大值：P2＝＝＝6 W。(共21张PPT)
专题突破十三 与电功率相关的图像问题
类型1：与定值电阻相关的图像问题
1．(多选) 两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图所示，现将甲和乙并联后接在电压恒为6 V的电源两端。下列分析正确的是 ( )
A．通过甲的电流为1.2 A
B．甲消耗的电功率为3.6 W
C．1 min内乙消耗的电能为216 J
D．整个电路消耗的电功率为10.8 W
BD
2．如图甲电路，电源电压不变，闭合开关S，将滑动变阻器R的滑片P由a移动到b时，R0的电功率和电流的P－I关系图像如图乙，R0的电阻为 Ω；电源电压 V；电路中的最小总功率为 W。
18
9
0.9
类型2：与小灯泡相关的图像问题
3．标有“6 V 6 W”的灯L1和标有“6 V 3 W”的灯L2的I－U图像如图所示，在保证电路安全的前提下，
下列说法正确的是( )
A．两灯的电流与电压不成正比，故两灯的电流、电压和电阻不遵循欧姆定律
B．当灯L2正常发光时，通过灯L1的电流一定为1.0 A
C．两灯并联时，电路的最大总功率为4.5 W
D．当灯L1、L2串联且有一个灯正常工作时，另一个灯的功率为1 W
D
4．(多选)如图甲的电路中，灯泡L的额定电压为12 V，在保证电路安全的情况下，开关S闭合，滑动变阻器的滑片由一端移到另一端，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙，
下列说法中正确的是( )
A．滑动变阻器能够连入电路的最大阻值为50 Ω
B．当灯泡正常发光时，实际功率为4.8 W
C．当滑动变阻器连入的电阻为20 Ω时，灯泡的实际功率为1.8 W
D．该电路以最小功率工作时，1 min内电路消耗的电能为288 J
BC
【思路点拨】分析电路中电表的测量对象，通过图乙中数据，利用欧姆定律、电功率公式进行相关计算。
5．小灯泡标有“6 V 3.6 W”的字样，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。若把两只这种规格的小灯泡串联在6 V的电源两端，每只小灯泡消耗的实际功率为 W。
10
1.5
6．(齐齐哈尔中考)如图甲所示的电路，电源电压为12 V且保持不变，R2为阻值未知的定值电阻，图乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流随它们两端电压变化的图像。当同时闭合开关S1、S2和S3时，小灯泡L的实际功率为P，定值电阻R1的功率为P1，则P ∶P1＝ ；当闭合开关S1、断开开关S2和S3时，小灯泡的实际功率为0.6 W，此时灯丝电阻为R，则R∶R2＝ 。
4 ∶3
1∶5
7．(宜宾中考)如图甲所示，已知电源电压4.5 V 保持不变，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3 V，滑动变阻器R的规格为“50 Ω 2 A”，灯泡L的规格为“4 V 1.2 W”，其电流与电压的关系图像如图乙。
(1)求灯泡正常发光时的电流；
(2)当滑片P滑到某一位置时，电压表的示数为2.5 V，求此时电路的总功率；
(3)在电路安全情况下，调节滑片P，当灯泡的电功率最小时，求灯泡L的阻值；
解：(1)由P＝UI得，灯泡正常发光时的电流：
IL＝＝＝0.3 A；
(2)由图甲得，灯泡与变阻器串联，电压表测量变阻器的电压，电流表测量电路电流，当滑片P滑到某一位置时，电压表的示数为2.5 V，此时灯泡的电压：
U′L＝U－UP＝4.5 V－2.5 V＝2 V，
由图乙得，此时灯泡的电流为0.25 A，串联电路电流处处相等，此时电路的总功率：
P＝UI＝4.5 V×0.25 A＝1.125 W；
(3)当电压表示数最大为3 V时，变阻器接入电路中电阻最大，电路中电阻最大，电流最小，灯泡的电压最小，电功率最小，此时灯泡的电压：
U″L＝U－U′P＝4.5 V－3 V＝1.5 V，
由图像得，此时电路中电流为0.2 A，由欧姆定律得，灯泡L的阻值：
RL＝＝＝7.5 Ω；
(4)用一个阻值为30 Ω的定值电阻R1替换灯泡L，调节滑片P，当滑动变阻器的功率为0.15 W时，求滑动变阻器连入电路的阻值。
解：用一个阻值为30 Ω的定值电阻R1替换灯泡L，定值电阻R1与R串联，调节滑片P，当滑动变阻器的功率为0.15 W时，由欧姆定律与P＝I2R得，此时变阻器的电功率：
PP＝I2R＝( )2R＝( )2R＝0.15 W，
解得滑动变阻器连入电路的阻值：
R＝15 Ω或R＝60 Ω(舍去)，
则滑动变阻器连入电路阻值为15 Ω。
类型3：与滑动变阻器相关的图像问题
8．图甲的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P移动过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙。
下列说法正确的是( )
A．电源电压为5 V
B．R0的阻值为10 Ω
C．R＝5 Ω时，其功率最大
D．R＝15 Ω时，电路消耗的功率为1.6 W
C
【思路点拨】由图甲知， R0与R串联，电压表测R两端的电压。根据欧姆定律和串联电路的电流电压的特点，结合图乙中的数据进行分析计算。
9．如图甲，电源电压保持不变，R1为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从a端移动到b端的过程中，电流表示数随滑动变阻器R2连入电路的阻值的变化关系如图乙，则电源电压为 V，R1的阻值为 ；当滑片P位于中点时，R1与R2的电功率之比为 。
8
10
2 ∶3(共42张PPT)
第十五章 电能与电功率常考重难点突破与提升
【重难点突破】
重难点1：电功、电功率的理解与计算
1．【科学本质观】关于电功和电功率，下列说法中正确的是( )
A．电流做功的过程就是电能转化光能的过程
B．电流做功越多，电流做功越快
C．电功率越大，单位时间内电流做功越多
D．功率大的灯泡一定比功率小的灯泡亮
C
2．分别标有“220 V 40 W”和“36 V 40 W”字样的两盏灯都正常发光时，关于这两盏灯的亮暗，下列说法中正确的是( )
A．“220 V 40 W”的灯亮
B．“36 V 40 W”的灯亮
C．两盏灯一样亮
D．条件不足，无法判定
C
3．把阻值分别为4 Ω、6 Ω的两电阻串联在一个电压不变的电源上，电路中的电流为1.2 A；如果将它们并联在同一电源上，则电路总功率为( )
A．24 W B．36 W
C．48 W D．60 W
D
4．(多选)小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，其两者的I－U关系图像如图乙所示，下列说法中正确的是( )
A．图乙中曲线A表示电阻R的I－U关系图像
B．当电源电压为4 V时，电流表示数为0.4 A
C．当电源电压为4 V时，小灯泡L的实际功率为1.6 W
D．若将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10 V 的电源两端，电路消耗的总功率为2 W
BD
5．(多选)如图，电源电压恒为6 V，定值电阻R1阻值为5 Ω，滑动变阻器R2上标有“10 Ω 2 A”的字样，电流表和电压表选用的量程分别为“0～0.6 A”和“0～15 V”。当闭合开关S，在保证各元件安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片P，则下列正确的是( )
A．电压表示数的最大值为3 V
B．定值电阻R1两端的最大电压为3 V
C．滑动变阻器接入电路中的最小电阻值是5 Ω
D．电路总功率的最小值是2.0 W
BC
6．(绥化中考)如图为家庭电路的电能表，该电能表允许接入用电器的最大总功率是 W；表盘上的某个参数模糊不清，为测得这个参数，仅将额定功率为1 200 W的空调接入电路，正常工作1 min电能表转盘转了60转，计算可知该参数为 r/(kW h)。
8 800
3 000
7．如图甲所示的电路中，电源电压保持6 V不变，定值电阻R1的阻值为
10 Ω。闭合开关S，电压表的示数如图乙所示，则定值电阻R2的阻值为
Ω；电路消耗的总功率为 W。
20
1.2
8. (达州中考)定值电阻R和灯泡L，其电流随两端电压的变化图像如图所示。若将R与L串联在4 V 电源两端，则R与L消耗的电功率之比为 ；若将R与L并联在2 V的电源两端，电路消耗的总功率为 W。
3∶1
1.3
9．如图所示，R1＝6 Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为1 A；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为0.2 A。
(1)求电源电压；
(2)求电阻R2的阻值；
(3)当S1、S2闭合，S3断开时，求电路的总功率。
解：(1)当S1闭合，S2、S3断开时，只有R1接入电路，电源电压：
U＝I1R1＝1 A×6 Ω＝6 V；
(2)当S3闭合，S1、S2断开时，R1、R2串联，由I＝可得，电路中的总电阻：
R总＝＝＝30 Ω，
电阻R2的阻值：R2＝R总－R1＝30 Ω－6 Ω＝24 Ω；
(3)当S1、S2闭合，S3断开时，R1、R2并联，
通过R2的电流：I2＝＝＝0.25 A，
电路中的总电流：
I总＝I1＋I2＝1 A＋0.25 A＝1.25 A，
电路的总功率：P＝UI总＝6 V×1.25 A＝7.5 W。
10．如图，L是标有“6 V 2.4 W”字样的小灯泡，R是定值电阻。断开开关S2，闭合开关S1和S3，灯泡正常发光，电流表的示数为0.6 A，忽略温度对小灯泡电阻的影响。
(1)灯泡正常发光时，求1 min内灯泡消耗的电能；
(2)求定值电阻R的阻值；
解：(1)灯正常发光时，其功率为2.4 W，正常工作 1 min灯泡的电能：
W＝Pt＝2.4 W×1×60 s＝144 J；
(2)断开开关S2，闭合开关S1和S3，灯泡与定值电阻R并联，电流表测量的是干路电流。灯泡正常发光，可知电源电压等于灯的额定电压为6 V。此时通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.4 A，
通过电阻R的电流：I′＝I－IL＝0.6 A－0.4 A＝0.2 A，
定值电阻R的阻值：R＝＝＝30 Ω；
(3)断开或闭合任意开关，求电路的最大功率和最小功率之比。
解：断开开关S2，闭合开关S1和S3，灯泡L与电阻R并联，电路中的总功率最大，最大功率：
P大＝U总I＝6 V×0.6 A＝3.6 W，
灯泡L的电阻为RL＝＝＝15 Ω，
闭合开关S2，断开开关S1和S3，灯泡L与电阻R串联，电路中的总功率最小，最小功率：
P小＝＝＝0.8 W，
电路最大功率和最小功率之比：
＝＝。
重难点2：测量小灯泡的电功率
11．(广西中考)小明用标有“2.5 V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“a”或“b”)端，闭合开关后，发现小灯泡不亮，则电路故障可能是滑动变阻器 (选填“短路”或“断路”)。
(2)排除故障后，某次实验电压表的示数如图乙所示为 V；小明测得多组数据，并画出如图丙所示的图像，由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω，小灯泡的额定功率为 W。
b
断路
1.2
6.25
1
(3)图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而 。
(4)受到上述实验的启发，为测量高温物体的温度，小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下：将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表？请说明理由(从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述)。
答： 0
0
增大
温度越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路分压原理可知，电阻
丝两端的电压越大，因此选择电压表改装为温度显示仪。
重难点3：焦耳定律
12．有两根电热丝R1、R2，且R1＝3R2，若单独用R2烧开一壶水， 所需时间为t0。若将这两根电热丝分别串联和并联在同一电源中烧开同一壶水， 则所需的时间分别为(不计热损失)( )
A． t0， t0 B．4t0， t0
C． t0，t0 D．4t0， t0
D
【思路点拨】利用电功公式Q＝W＝ t，根据同一壶水吸收热量相同(即消耗电能相同)，结合串联、并联电阻的计算方法，分别求出串联和并联时烧开同一壶水所需时间。
13．(多选)(宜宾中考)如图是探究电流热效应的实验装置，两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻R1、R2，其中R1＝5 Ω，R2＝R3＝10 Ω。
下列说法正确的是( )
A．只闭合S1，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B．只闭合S1，若电路中的电流为0.2 A，通电 1 min 电阻R1产生的热量为
12 J
C．闭合S1和S2，通过R1的电流是R2电流的0.5倍
D．闭合S1和S2后，左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样
AB
14．(遂宁中考)在图甲所示的电路中，闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表A1的示数变大，此时两电流表指针都指在刻度盘的中央，均如乙图所示，则通过R1的电流为 A，R1∶R2＝ ，在相同时间内两电阻产生的热量之比Q1 ∶Q2＝ 。
1.2
1∶4
4∶1
【思路点拨】先根据开关闭合情况判断电路连接方式，再依据电流表量程和示数确定支路电流，进而利用并联电路特点及相关公式求解电阻比和热量比。
15．如图为一款养生壶电路图，该壶有“加热”和“保温”两挡，电源电压为220 V，电阻丝R1、R2的阻值分别为44 Ω、 356 Ω。养生壶在“加热”挡工作时，电功率为 W；现将壶内1 kg的养生茶从20 ℃ 加热至75 ℃，加热过程中若不计热量损失，所需时间为 s；养生茶的内能增加是通过
的方式实现的。[已知c水＝4.2×103 J/(kg ℃)]
1 100
210
热传递
16．小华在进行“探究影响电流热效应的因素”实验时，将图甲的装置按照图乙接入电路。
(1)小华保持通电时间一定，调节滑动变阻器，是在探究电流通过导体产生的热量与 的关系。
(2)实验中，可以通过观察 来比较电流通过导体产生热量的多少。
(3)实验中，锥形瓶内的液体应选择 (选填“水”或“煤油”)。
(4)小华要探究电热与电阻的关系，找来了与R阻值 (选填“相同”或“不同”)的电阻R′，分别安装在如图甲的两个相同装置中，然后将它们 接入电路。
电流
温度计示数
煤油
不同
串联
17．如图所示的电路中，定值电阻R1＝10 Ω，R2为滑动变阻器，电源电压恒定不变。当滑片P在a端时，电流表的示数是0.6 A；滑片在b端时，电压表的示数是4 V。
(1)求电源电压；
(2)求变阻器R2的最大阻值；
(3)当滑片P在R2的中点时，
求整个电路在10 min内产生的热量。
解：(1)当滑片在a端时电路为R1的简单电路，由
I＝ 可得，电源电压：
U＝I0R1＝0.6 A×10 Ω＝6 V；
(2)当滑片在b端时，电阻R1和滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，则R1两端的电压：
U1＝U－U2＝6 V－4 V＝2 V，
根据串联电路中电流的特点，知电路中的电流等于通过R1的电流：
I＝I1＝＝＝0.2 A，
滑动变阻器的最大阻值：R2＝＝＝20 Ω；
(3)当滑片P在R2的中点时，变阻器R2接入电路的阻值：
R2′＝ R2＝×20 Ω＝10 Ω，
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得，总电阻：
R＝R1＋R2′＝10 Ω＋10 Ω＝20 Ω，
则整个电路在10 min内产生的热量：
Q＝W＝＝×10×60 s＝1 080 J。
重难点4：动态电路分析
18．(多选)如图，闭合开关S，在变阻器滑片向右滑动过程中，下列说法正确的是 ( )
A．电压表V1示数变大，灯泡L的实际功率变大
B．电压表V2示数变大，灯泡L的实际功率变小
C．电流表A示数变大，灯泡L的亮度变亮
D．电压表V1与电流表A示数比值变大，灯泡L的亮度变暗
BD
【思路点拨】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测电源电压，电压表V2测滑动变阻器两端电压，电流表测电路电流；根据滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，然后由串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式分析。
19．如图电路，电源电压不变，R0是定值电阻，R是光敏电阻，R的阻值随光照的增强而减小。闭合开关S，逐渐减弱对R的光照，则电流表的示数 ，电压表的示数 ，定值电阻R0的电功率 。
变小
变大
变小
【综合提升】
20．(多选)有甲、乙两盏小灯泡，分别标有“12 V 6 W”和“6 V 4 W”的字样，它们以串联或并联两种方式接在电压可调的电源两端，两灯均发光，且两灯的实际功率均不超过各自的额定功率。设灯丝的电阻不变，下列判断正确的是( )
A．两灯串联或并联时，电路消耗的最大总功率均小于8 W
B．串联电路消耗的最大总功率与并联电路消耗的最大总功率之比为3 ∶2
C．串联电路乙灯消耗的最大功率与并联电路乙灯消耗的最大功率之比为9 ∶16
D．串联电路通过甲灯的最大电流与并联电路通过甲灯的最大电流之比为4 ∶1
BC
21．如图，灯泡标有“6 V 3 W”字样，R1标有“5 Ω 1.5 A”，R2为标有“10 Ω 1 A”的滑动变阻器，电源电压恒定。闭合所有开关时，灯泡恰好正常发光，则10 s内R1产生的热量为 J；断开S1、S2，R2允许调节的阻值范围为
Ω，移动R2滑片的过程中，R2的电功率与电路总功率的最大比值为 。
72
1～10
2 ∶3
【思路点拨】闭合所有开关，R1和灯泡并联，根据灯泡正常发光和并联电路的特点可知电源电压和R1两端的电压，由此可求出10 s内R1产生的热量；断开S1、S2, R1与滑动变阻器R2串联，根据滑动变阻器和R1的规格可知电路中的最大电流，根据欧姆定律求出电路中的最小总电阻，根据串联电路特点求滑动变阻器接入电路的最小阻值；根据P＝I2R求出R2的电功率与电路的总电功率的最大比值。
综合实践活动 泡沫切割机
【材料准备】细金属丝、两把废旧的金属钥匙、电池等。
【制作过程】(1)将金属丝分别缠绕在两把钥匙的顶端；(2)将钥匙末端分别接在电池的正、负极；(3)稍等片刻，即可用金属丝切割泡沫，如图。(温馨提示：谨防烫伤)
【思考】
(1)该装置利用的是电流的 。
(2)为什么选择非常细的金属丝？
热效应
答：材料和长度相同时，细金属丝的电阻较大，根据焦耳定律可知，在加热时间和电流相同时，电阻较大产生的热量较多(合理即可)。(共16张PPT)
专题突破十二 与电功率 相关的动态电路的分析与计算
类型1：与电功率相关的动态电路分析
1．(连云港中考)如图所示，电源电压不变，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右移动过程中( )
A．电流表示数变小，灯变暗
B．电流表示数变大，灯变亮
C．电压表示数不变，灯亮度不变
D．电压表示数变小，灯变亮
A
2．用石墨烯制成的湿敏电阻，其阻值会随含水量的升高而增大。如图是检测植物叶片含水量的电路，电源电压不变。将湿敏电阻R附着在叶片上，当叶片含水量升高时( )
A．电流表示数增大
B．电压表示数减小
C．电路总电阻减小
D．电路总功率增大
B
3．(多选)如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P由中点向右滑动时，下列说法正确的是( )
A．滑动变阻器的阻值变大
B．小灯泡L亮度变暗
C．电压表V的示数变大
D．电路的总功率变小
AD
【思路点拨】滑片右移时，明确滑动变阻器接入电阻的变化，进而判断总电阻变化。根据欧姆定律，分析电流表示数、电压表示数及灯泡亮度的变化趋势；总功率取决于总电流变化，需结合电源电压恒定条件判断。
4．(多选)如图所示，电源电压保持不变。只闭合开关S1，电流表和电压表均有示数，若再闭合开关S2，则下列说法正确的是( )
A．电流表示数变大，电压表示数变大
B．电流表示数变小，电压表示数不变
C．电压表示数与电流表示数的比值变小
D．电压表示数与电流表示数的比值不变
AD
5．(多选)为有效遏制涉酒交通事故的发生，各地交警均组织开展了酒驾交通违法集中整治行动。如图甲是某呼气式酒精测试仪的电路原理图，R1为气敏电阻，它的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙，若测试到酒精气体浓度变大时，下列说法正确的是( )
A．R1的阻值变大
B．V的示数变大
C．V与A的示数比值变大
D．R2的功率增大
BD
6．如图所示的电路中，电源电压恒定不变。若先闭合开关S1，再闭合开关S2，则电压表的示数将 ，电流表的示数将 ，R2的功率将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
变大
变大
变大
类型2：与电功率相关的动态电路计算
7．如图，电源电压恒定，R1为5 Ω，R2为10 Ω。若闭合S1、S3，断开S2时，电流表示数为1.8 A，则只闭合S2时，电路消耗的总功率P为( )
A．2.4 W
B．10.8 W
C．27 W
D．48.6 W
A
8．小明设计了如图所示的模拟调光灯电路，使用的电源电压为9 V，灯泡L标有“6 V 3 W”字样。开始时，小明将滑动变阻器的滑片P滑到最右端，闭合开关。电压表和电流表示数分别为6 V和0.25 A，以下说法正确的是( )
A．刚开始闭合开关，灯泡马上正常发光
B．灯泡正常工作时，电流表读数为0.5 A
C．灯泡正常工作时，滑动变阻器接入电路电阻为12 Ω
D．滑动变阻器的最大阻值为12 Ω
B
9．如图所示的电路中，电源电压恒定不变，已知R1的阻值为 30 Ω。先闭合开关S1，电流表的示数为 0.1 A；再闭合开关S2，电流表的示数为0.4 A。则电源电压为 V，R2的阻值为 Ω。闭合S1、S2后，电流通过电阻R1、R2所消耗电能的功率之比为 。
3
10
1∶3
10．如图甲所示，电源电压恒为5 V，定值电阻R＝3 Ω，Rx为压敏电阻，其阻值Rx与风力F关系如图乙所示。开关闭合后，无风时，压敏电阻的功率为 W；若电压表的量程是0～3 V，想让该装置能测量更大的风力，可以采取改进装置的措施是 。
1.75
减小R的电阻值
11．如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L标有“12 V 12 W”的字样，R2＝12 Ω，当S1、S2都闭合时，电流表示数为1.2 A，这时灯L正常发光(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
(1)求电源电压；
(2)求电阻R1的阻值；
(3)若将开关S1、S2都断开，求此时灯L实际消耗的功率。
解：(1)当S1、S2都闭合时，L与R1并联，电流表测量干路中的电流，由并联电路中各支路两端的电压相等，都等于电源电压，且灯泡正常发光，可知，电源的电压：U＝UL＝12 V；
(2)当S1、S2都闭合时，由P＝UI可得，通过灯泡的电流：
IL＝＝＝1 A，
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和，可得，通过R1的电流：
I1＝I－IL＝1.2 A－1 A＝0.2 A，
由I＝可得，电阻R1的阻值：
R1＝＝＝60 Ω；
(3)由I＝、P＝UI可得，灯泡L的电阻：
RL＝＝＝12 Ω，
开关S1、S2都断开时，L与R2串联，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，即
R总＝RL＋R2＝12 Ω＋12 Ω＝24 Ω，
则电路中的电流：I′＝＝＝0.5 A，
则灯L实际消耗的功率：P实＝I′2RL＝(0.5 A)2×12 Ω＝3 W。(共32张PPT)
第十五章 电能与电功率
15．1 电能与电功
【学习目标】
1．理解电功的概念，会运用公式进行简单计算。
2．了解电能表的作用和读数方法，树立节约意识。
【自主预习】
请阅读九上教材P96至P99，完成下列知识要点：
1．电功
(1)概念：当电能转化为 时，我们就说电流做了功。
(2)公式：W＝ 。
(3)单位：国际单位是 ，符号为 。生活中常用 (kW h)，也被称为“度”。1 kW h＝ J。
其他形式的能
UIt
焦耳
J
千瓦 时
3.6×106
2．电能表
(1)用途：测量 ，即记录电路消耗电能的仪表。
(2)读数：①数字栏中最右边的一位是 位；②单位为 ；③电能表在一段时间内前后两次示数的 ，就是这段时间内所消耗电能的多少。
电功
小数
kW h
差值
(3)标值的物理意义：
①“220 V 50 Hz”表示该表应接在“ ”的交流电路中工作。
②“10(20) A”表示该表的基本电流为 A，额定最大电流为 A。
③“1 600 imp/(kW h)”表示用电器每消耗1 kW h的电能，电能表指示灯闪亮 次。
220 V 50 Hz
10
20
1 600
【合作探究】
一、探究电流做功的实质
情境：教室里的电灯、电扇、热水器等用电器工作都需要电。
问题：这些用电器工作时，能量是如何转化的？有什么不同？
分析：用电器工作时，电流做功，电能转化为其他形式的能，电灯将电能转化为 能和 能，电扇将电能转化为 能，热水器将电能转化为 能。
总结：电流做功的过程就是电能转化为 的能量的过程，电流做了多少功，就有多少电能发生 。
光
内
机械
内
其他形式
转化
二、电功的简单计算
例：一电熨斗电热丝的电阻为100 Ω，接在电压为220 V的家庭电路中。电熨斗工作25 min 消耗的电能为多少？
【分析】已知电热丝的阻值及其两端的电压，根据欧姆定律可以求得通过的电流；由计算出的电流和已知的电压、工作时间，根据电功公式可计算出电功，即是电熨斗消耗的电能。
解：由题意可知，电热丝两端的电压U＝220 V，电热丝的阻值R＝100 Ω，电流做功时间：
t＝25×60 s＝1 500 s，
由欧姆定律得电熨斗工作时的电流：
I＝＝＝2.2 A，
电熨斗消耗的电能：
W＝ UIt ＝ 220 V×2.2 A×1 500 s＝7.26×105 J。
【随堂巩固】
1．(多选)有一台电动机工作一段时间后消耗了2度电，则下列说法正确的是( )
A．电流通过电动机做了7.2×106 J的功
B．有7.2×106 J 的电能全部转化为机械能
C．电流做功小于7.2×106 J
D．转化成的机械能小于7.2×106 J
AD
2．用两节串接后的干电池给小灯泡供电，电压是3 V，小灯泡发光时通过的电流为0.3 A，此时小灯泡的电阻为 Ω，工作0.5 min消耗的电功为
J。
10
27
知识点1：电能与电功
1．下列几种家用电器工作时，主要将电能转化为内能的是( )
A．电风扇 B．电视机
C．电饭锅 D．洗衣机
C
2．【科学本质观】(多选)关于电能与电功， 下列说法中正确的是( )
A．电功和电能单位相同，但不是同一个物理量
B．通过导体的电流越大，电流做的功越多
C．电流做功多少只与电流和通电时间有关
D．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能
AD
3．电能可以转化为其他形式的能。通电的电灯泡把电能转化为 能，给我们照明；电动机把电能转化为 能，使得电风扇旋转；电热水器把电能转化为 能，烧水供我们使用。
4．某教室内有4盏日光灯，每天使用8 h消耗电能约为1.3 kW h＝ J＝ 度。
光
机械
内
4.68×106
1.3
知识点2：电功的简单计算
5．某市引进了大量新能源电动公交车，若充电过程中充电电流为120 A，充电电压为380 V，则新能源电动公交车充电3 h，电流做功为 J，消耗的电能为 kW h。
6．通过某导体的电流为0.5 A，工作10 s电流做功180 J，则导体两端的电压为 V。
7．加在导体两端的电压为3 V，通电2 min，电流做功360 J，则该导体的电阻为 Ω。
4.9 248×108
136.8
36
3
8．如图所示的电路中，电源电压为3 V，电阻R1的阻值为10 Ω。闭合开关S，电流表的示数为 0.2 A。
(1)求R1两端的电压；
(2)求电阻R2的阻值；
(3)求整个电路工作1 min消耗的电能。
解：(1)根据公式I＝ 可知，R1两端的电压：
＝IR1＝0.2 A ×10 Ω＝2 V；
(2)由串联电路的电压规律可知，R2两端的电压：
＝U－＝3 V－2 V＝1 V，
电阻R2的阻值：R2＝＝＝5 Ω；
(3)整个电路工作1 min消耗的电能：
W＝UIt＝3 V×0.2 A×60 s＝36 J。
知识点3：用电能表测量电功
9．【教材情境素材改编】小明家中的电能表月初示数为 ，月末示数为 ，则这个月他家消耗的电能为 度，如果当地家庭用电的收费标准是0.5元/(kW h)，则他家这个月的电费是 元。
50
25
10．一种家用电能表上的参数如图所示。
(1)电能表是记录 的仪表。
(2)该电能表应该接在 V的电路中使用。
(3)该电能表的基本电流为 A，额定最大电流为 A。
(4)该电能表转盘转过600 r，接在这个电能表上的用电器消耗的电能是
kW h，合 J。
用电器消耗电能
220
10
20
1
3.6×106
11．如图，导体A、B是由同种材料做成的，A与B等长，但A的横截面积大于B。当S闭合后，在相同的时间内，下列叙述正确的是( )
A．电流通过A、B所做的功是WA＞WB
B．电流通过A、B所做的功是WA＜WB
C．电流通过A、B所做的功是WA＝WB
D．无法比较电流通过A、B时所做的电功的大小
B
【思路点拨】在材料和长度相同的情况下，横截面积越大的导体，电阻越小。
12．(多选)小明家电能表标有“3 000 r/(kW h)”，小红家电能表标有“2 000 r/(kW h)”。所测量的1 h内，两电能表均转过6 000 r。下列相关描述正确的是( )
A．在该时间段内，转数相同，所以两家用电器消耗的电能一样多
B．在该时间段内，小红家用电器消耗的电能多于小明家
C．若测量前小明家电能表的示数为 ，则测量后小明家电能表的示数为
D．若小红家所在地电价为0.6元/(kW h)，则测量过程中所耗电费1.2元
BC
13．【科学推理】图甲的电路中，电压表V1和V2的示数之比为2 ∶3。若将电阻R1、R2改接为图乙的电路，则电流表A1、A2的示数之比为 ，相同的时间内R1、R2消耗的电能之比为 。
1∶3
1∶2
【思路点拨】图甲中R1、R2串联，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R1、R2两端电压之和；图乙中R1、R2并联，电流表A1测通过R1的电流，电流表A2测通过R1、R2的总电流，明确电路变化过程中R1、R2阻值不变。
14．将阻值分别为20 Ω、30 Ω的定值电阻R0、R1接入如图所示的电路中，闭合开关一段时间，消耗电能较少的是电阻 。若电源电压为6 V，则电阻R1工作 10 min 电流通过其所做的电功为 J。
R1
720
15．某品牌手机的闪充充电器的充电电压为5 V，充电电流为4 A，电池容量是3 000 mA h，电池输出电压为3.7 V，则闪充5 min最多可以充入电能
J；给手机充电过程中， 能转化为 能。若正常通话时，手机的工作电流范围是150～200 mA，则手机充满电后最少可通话 h。
6 000
电
化学
15
16．如图所示，电源电压不变，R1＝12 Ω，R2＝6 Ω。当S1闭合、S2断开时，电流表的示数为1 A，则电源电压是 V；当开关S1、S2断开时，电流表的示数为0.2 A，则R3的阻值是 Ω，电路在1 min内消耗的电能为
J。
12
42
144
17．如图电路中，电源电压保持不变，R1＝R2＝R3＝30 Ω，当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.2 A。
(1)求电源电压；
(2)当开关S1、S2、S3都闭合时，求电流表的示数；
(3)当开关S1闭合，S2、S3断开时，求通电1 min 电阻R2消耗的电能。
解：(1)由图可知，当开关S1闭合，S2、S3断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，此时电路中的总电阻：
R＝R1＋R2＝30 Ω＋30 Ω＝60 Ω，
电源的电压：U＝IR＝0.2 A×60 Ω＝12 V；
(2)当开关S1、S2、S3都闭合时，R2短路，R1与R3并联，电流表测干路电流，此时通过R1的电流：
I1＝＝＝0.4 A，
通过R3的电流：I3＝＝＝0.4 A，
干路的总电流：I′＝I1＋I3＝0.4 A＋0.4 A＝0.8 A，
即电流表示数为0.8 A；
(3)当开关S1闭合，S2、S3断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，则通电1 min电阻R2消耗的电能：
W＝I2R2t＝(0.2 A)2×30 Ω×60 s＝72 J。(共18张PPT)
专题突破十一 特殊方法测电功率
1．缺电流表：
(1)方法：①使小灯泡正常发光：调节滑片的位置，使小灯泡两端电压等于额定电压U额；②利用电压表并联定值电阻(或已知最大阻值的滑动变阻器)等效替代电流表，间接测出通过小灯泡的额定电流I额。
(2)相关表达式：I额＝I0＝(R0为定值电阻)。
2．缺电压表：
(1)方法：①使小灯泡正常发光：利用电流表串联定值电阻(或已知最大阻值的滑动变阻器)等效替代电压表，调节滑片的位置，使电流表的示数等于 ；②利用电流表测出通过小灯泡的额定电流I额。
(2)相关表达式：U额＝U0＝I额R0(R0为定值电阻)。
类型1：缺电流表
1．实验小组在测量小灯泡额定功率实验过程中，电流表坏了，他们找来一只阻值合适的定值电阻R0，设计了如图电路图，操作步骤如下：
(1)断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额。
(2) ，断开S2，闭合S1，记下此时电压表示数为U。
(3)小灯泡的额定功率P额＝ (用U额、U和R0表示)。
保持滑动变阻器的滑片位置不变
U额
2．测量小灯泡的额定功率实验过程中，电流表出现了损坏，为了测出该小灯泡(额定电压为U额)的额定功率，小明跟老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻，设计了如图所示的电路和如下实验方案：
(1)调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为 。
(2)保持变阻器滑片P的位置不变，将电压表从灯泡两端拆下，改接到电阻R0两端，读出电压表的读数，记为U0。
(3)小灯泡的额定功率P＝ (用实验测得的数值和符号表示)。
U额
3．用如图所示电路来测量一只额定电压为U0的小灯泡的额定功率。
(1)仅闭合S1，调节滑动变阻器R2滑片至某一位置，使电压表示数为U0。
(2)在保持 的情况下，仅闭合S2，调节电阻箱R1使电压表示数为U0，此时R1接入电路的阻值为R0。
(3)该小灯泡的额定功率P＝ 。
滑片位置不动
4．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小雨的电流表坏了，老师给他一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器、一个阻值未知的定值电阻R1、电压保持不变的电源、若干开关和导线，小雨设计了如图所示的电路图，按电路图连接电路，并正确测出小灯泡的额定功率P额。具体实验步骤如下：
(1)断开开关S2，闭合开关S1和S3，调节滑片P至a端，电压表的示数为U1；
再将滑片P调至b端，电压表示数为U2，则R1＝ (用U1、U2和R0表示)。
(2)断开开关S1和S3，闭合开关S2，调节滑片P，使电压表的示数为U1－U额；(U额为已知量，表示小灯泡的额定电压)
(3)不改变滑片P的位置，断开开关S2和S3，闭合开关S1，电压表示数为U3。
(4)小灯泡的额定功率P额＝ (用U额、U1、U2、U3和R0表示)。
U额
类型2：缺电压表
5．为测量额定电流为I0的小灯泡的额定功率，小明设计了如图所示的电路，电源电压U不变，实验步骤如下：
(1)只闭合开关 ，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为I0。
(2)再闭合另一个开关， (选填“保持”或“改变”)滑动变阻器滑片的位置，读出电流表的示数I1。
(3)该小灯泡额定功率的表达式为P额＝ (用U、I0、I1表示)。
S1
保持
( U－ )I0
6．为测量额定电压为U0的小灯泡的额定功率，小玲设计了如图所示的电路(R0为已知阻值的定值电阻，R为滑动变阻器)，操作如下：
(1)闭合开关S和S2，断开开关S1，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数
为 时，小灯泡恰好正常发光。
(2)保持变阻器滑片P位置不变，闭合开关S和S1，断开开关S2，记下电流表示数I。
(3)小灯泡L的额定功率P额＝ (用U0、R0和I表示)。
U0( I－ )
7．在“测量小灯泡的电功率”实验中，电压表损坏，小明设计了如图所示的电路图，测量额定电流为I额的小灯泡的额定电功率，请你帮他将实验步骤补充完整：(已知电源电压为U)
(1)闭合S1，调节滑片P使电流表示数为I额。
(2)再闭合S2，保持滑片位置不变，电流表示数为I1。
(3)小灯泡正常发光时的电阻RL＝ ，额定功率P额＝ 。
U
U( I额－ )
8．利用如图所示的电路，测量额定电流为I1的小灯泡的额定功率。请完成以下步骤。
(1)闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1。
(2)保持滑动变阻器的滑片位置 (选填“改变”或“不变”)，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数R0。
(3)则小灯泡的额定功率表达式P额＝ (用字母表示)。
不变
I12R0(共44张PPT)
15．3 用电器的正确使用
第1课时 额定功率与实际功率
知识点1：额定功率与实际功率
1．小叶在更换灯泡时发现灯泡上标有“220 V 40 W”的字样，下列说法正确的是( )
A．该灯泡只能在220 V的电压下工作
B．该灯泡的额定功率是40 W
C．该灯泡的实际功率一定是40 W
D．灯泡发光时的亮度由额定功率决定
B
2．甲、乙、丙三盏灯泡分别标有“220 V 25 W”“220 V 50 W”和“110 V 60 W”的字样，当它们分别正常发光时( )
A．甲灯最亮
B．乙灯最亮
C．丙灯最亮
D．三盏灯泡一样亮
C
【思路点拨】灯泡的亮度由实际功率决定，灯泡正常发光，说明实际功率等于额定功率。
3．【科学本质观】关于用电器的额定功率和实际功率，下列说法中正确的是( )
A．额定功率大的用电器，其实际功率一定大
B．用电器不通电时，其额定功率为零
C．用电器额定功率会随所加电压改变而改变
D．用电器实际功率会随所加电压改变而改变
D
4．小明爸爸把两个灯泡串联接在家庭电路中，两灯都比正常发光时暗，这是因为每盏灯的实际功率 于额定功率。
小
5．如图，闭合开关，若小灯泡L1比小灯泡L2更亮，则通过小灯泡L1的电流I1与通过小灯泡L2的电流I2的大小关系是I1 0(选填“>”“＝”或“<”)I2，小灯泡L1更亮的原因是 。
＝
L1的实际功率比L2的大
知识点2：实际功率的相关计算
6．标有“6 V 9 W”和“12 V 6 W”字样两只灯泡L1和L2串联后接在电源两端，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则下列说法正确的是( )
A．两灯电压之比U1∶U2＝1∶2
B．两灯电流之比I1∶I2＝1∶3
C．电源电压为18 V时，两只灯泡均能正常发光
D．L1亮度比L2暗
D
7．一个标有“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
8．一只灯泡标有“6 V 3.6 W”，灯丝电阻不变，灯泡正常工作时的电流为 A；若灯泡的实际电压只有4 V，则灯泡的实际功率为 W；若通过灯泡的电流为0.3 A，则灯泡的实际功率为 W。
0.6
1.6
0.9
9．如图电路中，电源电压恒为6 V，灯泡上标有“6 V 3.6 W”的字样。(不计温度对灯丝电阻的影响)
(1)求灯丝的电阻；
(2)电压表示数为2 V时，求灯泡的实际功率。
解：(1)由P＝UI＝ 可得，灯丝的电阻：
RL＝＝＝10 Ω；
(2)由图知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，当电压表示数为2 V时，灯泡的电压：UL＝U－U滑＝6 V－2 V＝4 V，
灯泡的实际功率：
P实＝＝＝1.6 W。
10．如图所示电路，电源电压保持不变，R为定值电阻，当在a、b两点间接入一个“2.5 V 1.25 W”的小灯泡时，恰好正常发光；若换一个“2.5 V 0.6 A”的小灯泡，(设两盏灯的电阻不变)则这个小灯泡( )
A．比正常发光亮些
B．比正常发光暗些
C．仍能正常发光
D．灯丝将会烧断
B
11．(多选)将灯泡L1标有“6 V 6 W”和L2标有“12 V 6 W”(假设灯泡电阻保持不变)连接在电压为6 V的电源上，闭合开关后两灯都能发光，下列说法正确的是( )
A．串联接入电路，L2能正常发光
B．串联接入电路，L2更亮
C．并联接入电路，L1能正常发光
D．并联接入电路，L2更亮
BC
12．(多选)如图电路，甲、乙两灯分别标有“6 V 6 W”和“6 V 3 W”字样，电源电压恒为 6 V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是
( )
A．只闭合S1时，甲、乙两灯实际功率之比为2∶1
B．只闭合S2、S3时，甲、乙两灯实际功率之比为2∶1
C．只闭合S1、S2时，电路的总功率为6 W
D．只闭合S1、S2时，电路的总功率为3 W
BD
13．小灯泡上标有“6 V 3 W”的字样，则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω；若将小灯泡接在电源电压为9 V的电路中，要使小灯泡正常发光，需要串联一个阻值为 Ω 的定值电阻。
12
6
14．如图电路中，电源电压3 V不变，灯L1标有“3 V 3 W”字样，灯L2标有“3 V 1.5 W”字样。若使L1、L2都正常发光，需闭合开关 。只闭合开关S3时， 较亮，电路消耗的总电功率为 W。(不考虑灯丝电阻的变化)
S1、S2
L2
1
15．如图电路中，电源电压为6 V且保持不变。闭合开关后，移动滑片，电压表示数为2.2 V时，电流表示数为0.4 A，则小灯泡L两端的电压为
V，L的实际功率为 W。
3.8
1.52
16．小明家电能表的表盘标有“3 000 r/(kW h)”字样。他将一个标有“220 V 1 210 W”的电烤箱单独接入家庭电路中工作12 min，电能表的转盘转了
600转。在此过程中，该用电器的实际功率为 W，电路的实际电压为 V。
1 000
200
17．如图所示，电源电压恒定，滑动变阻器的滑片滑到a端时，电阻R1消耗的功率为7.2 W；滑到b端时，电阻R1消耗的功率为1.8 W，此时电压表示数为4 V。则电源电压为 V，滑片在a端时电流表的示数为 A。
8
0.9
【思路点拨】R1与R2串联，电流表测电路中电流，电压表测R2两端电压。由串联电路特点和P＝列出滑片在a和b点时R1消耗功率，联立计算出电源电压和R1的阻值，再由P＝UI计算电路中电流。
15．3 用电器的正确使用
第2课时 测量小灯泡的电功率
知识点：测量小灯泡的电功率
1．在实验时，需要手眼并用，在“测量小灯泡额定功率”的实验中，要让小灯泡在额定电压下发光，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察( )
A．灯泡的发光情况 B．变阻器滑片的位置
C．电压表的示数 D．电流表的示数
C
2．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，正确连接好电路并闭合开关后，若发现小灯泡不亮，下一步的操作应该是( )
A．调节滑动变阻器
B．检查开关是否接触不良
C．换用电压较高电源
D．检查小灯泡是否损坏
A
3．为测量额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率，某同学设计了如图甲所示的电路。
(1)正确连接电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最 端。
(2)调节滑动变阻器，当电压表示数为2 V时，电流表示数如图乙，其示数为 A。
(3)要测得小灯泡的额定电功率，他还应继续将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动一段距离，使电压表示数为2.5 V，若此时电流表示数为0.5 A，则小灯泡的额定电功率为 W。
右
0.42
左
1.25
4．在“测量小灯泡的电功率”实验中，闭合开关后，灯泡正常发光，如果小灯泡的灯丝断了，则会出现的现象是( )
A．电流表的指针满偏
B．电压表的示数接近电源电压
C．电压表的指针不偏转
D．滑动变阻器可以改变电压表的示数
B
5．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，关于滑动变阻器的作用，下列说法中错误的是( )
A．保护电路
B．调节小灯泡两端的电压
C．多次测量取平均值减小误差
D．测出小灯泡在不同电压下的电功率
C
6．在伏安法测小灯泡额定功率的实验中，下列做法错误的是( )
A．连接线路的过程中，开关应处于断开状态
B．实验前滑动变阻器的滑片要放在阻值最大端
C．电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联
D．为了减小误差，进行多次测量，取平均值
D
7．为了准确、迅速地测出额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率，至少要用 节干电池，用 调节小灯泡两端的电压，电压表应和小灯泡 联。为提高测量的准确程度，电压表最好选 V的量程，闭合开关后调节滑动变阻器使电压表的示数为 V。
2
滑动变阻器
并
0～3
2.5
8．在“测量小灯泡的额定电功率”的实验中，电源电压为3 V，小灯泡额定电压为2.5 V，电阻约为10 Ω，滑动变阻器上标有“20 Ω 1 A”。
(1)请将图甲实物电路连接完整。
(如图所示)
(2)小叶同学闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的操作是 0
。
(3)移动滑片P到某一点时，电压表示数为2.2 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动，使电压表的示数为 V。
移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否
发光
B
2.5
(4)小叶同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，绘制成图乙的I－U图像，根据图像，可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(5)小叶同学通过小灯泡的I－U图像，发现小灯泡的电阻是变化的，主要原因是0 。
0.5
灯泡的电阻随温度的变化而变化
9．小辉想测量家中微波炉的电功率，他家电能表上标有 “1 200 imp/(kW h)”。
(1)实验开始，关闭其他用电器，开启微波炉，目的是 0
。
(2)当微波炉工作一段时间后，指示灯闪烁了600次，此时消耗的电能为
kW h。
保证测量的是微波
炉单独工作时消耗的电能
0.5
(3)小辉用秒表测得微波炉工作时间为300 s ，则微波炉的电功率为 W。
(4)若实验时，家中电压略低于微波炉的额定电压，则测量的电功率比微波炉的额定功率 。
(5)小辉在实验中发现，电能表指示灯闪烁太快，难以准确计数，为解决这个问题，他可以 0
。
6 000
小
选择功率较小的用电器进行实验，延长指示灯闪烁周
期以便计数
10．如图甲是小明“测量小灯泡的电功率”的实验电路，电源电压为3 V，小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)连接电路时，图甲中导线a端应与电压表上标有数字 的接线柱相连。
(2)移动滑片P到某位置，电压表示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动。
(3)小明按正确的实验步骤进行操作，得到了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像(如图丙所示)，由图像可知，小灯泡的额定功率P0＝ W。
3
左
0.625
(4)实验中观察到：当小灯泡两端电压低于0.5 V时，小灯泡不发光，根据图丙分析其原因是 。
(5)实验中，通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，这是因为 0
。
(6)现有两只灯泡，与实验中的灯泡规格均相同，将它们串联在2.5 V的电路中，两只灯泡消耗的总功率 于 。
小灯泡的实际功率太小
灯丝
电阻随温度的升高而增大
大
1．串联时，根据P＝I2R得，实际功率与电阻的比例关系为 ＝，可知电阻大的灯较亮。
2．并联时，根据P＝ 得，实际功率与电阻的比例关系为 ＝，可知电阻小的灯较亮。
3．如果两灯的额定电压相同，则串联时额定功率较小的灯较亮，并联时额定功率大的灯较亮。
1．如图电路中，灯L1标有“3 V 0.9 W”，灯L2标有“3 V 0.6 W”。在保证至少有一灯正常发光，且都不损坏的情况下，下列判断中正确的是( )
A．两灯都能正常发光
B．灯L1正常发光，且比L2亮
C．灯L1正常发光，且比L2暗
D．灯L2正常发光，且比L1亮
D
2．如图所示，灯泡L1、L2分别标有“2.5 V 2 W”“2.5 V 4 W”字样，电源电压不变，开关S闭合。当只闭合S1，灯泡L、L1发光；当只闭合S2，灯泡L、L2发光，此时，灯泡L(设灯丝电阻不变)( )
A．电功率较大，亮度较亮
B．电功率较小，亮度较暗
C．电功率相同，亮度相同
D．电功率较大，亮度较暗
A(共30张PPT)
15．2 电功率
【学习目标】
1．理解电功率的概念，知道其物理意义、定义、单位及换算。
2．会运用电功率公式进行相关的计算。
【自主预习】
请阅读九上教材P100至P103，完成下列知识要点：
1．电功率
(1)概念：电流在某段时间内所做的 跟这段时间的比。
(2)意义：表示电流做功的 。
(3)单位：国际单位为 ，简称 ，符号 ；其他常用单位还有千瓦( )。1 kW＝ W。
(4)公式：P＝ ，其中W的单位是 ，t的单位是 ，P的单位是 。
电功
快慢
瓦特
瓦
W
kW
1 000
J
s
W
2．灯泡的电功率跟哪些因素有关
(1)灯泡的电功率与电流有关，在电压一定时，电流越大，电功率 。
(2)灯泡的电功率与电压有关，在电流相等时，电压越大，电功率 。
(3)电功率等于 跟 的乘积，即P＝ 。U的单位为 ，I的单位为 0。
越大
越大
电压
电流
UI
V
A
【合作探究】
一、探究电功率的计算公式
问题：甲、乙两个用电器在通电时间、做功多少都不相同的情况下，如何比较两个用电器的电功率的大小？
分析总结：两个用电器在通电时间、做功多少都不相同的情况下，可以化成 来确定电功率的大小。因此电功率的定义式是 ，结合电功的公式，可以得出电功率的计算式是 。
单位时间内做功的多少
P＝
P＝UI
二、利用公式计算电功率
例：某定值电阻的阻值是2 Ω，如果加在它两端的电压是4 V，则该电阻的电功率是多大？
【分析】利用欧姆定律公式I＝算出通过该电阻的电流，再利用电功率公式P＝UI得出该电阻的电功率。
解：由题可得，通过电阻的电流：
I＝＝＝2 A，
此时电阻的电功率：
P＝UI＝4 V×2 A＝8 W。
【随堂巩固】
1．如图，手电筒中电流为0.5 A，电源为三节干电池，则该手电筒中小灯泡的功率最接近( )
A．0.25 W B．0.75 W C．2.25 W D．9.00 W
C
2．电功率是表示 的物理量，100 W的物理意义是 0
。
3．电流做功的快慢与电流做功的多少 ，电功率大的用电器消耗电能 或电流做功 。
4．分别把一只节能灯和一只电吹风机接在同样的电路里，结果电吹风机让电能表的铝盘转动得快，说明电吹风机中电流做功 ，该用电器的功率 。
电流做功快慢
用电器
每秒消耗的电能是100 J
无关
快
快
快
大
5．当天空中空气的湿度很大、两块云之间的电压很高时，原先不导电的空气就会变成导体，强大的电流可在瞬间通过天空，形成闪电。某次闪电时，测得放电时间约为 0.01 s，电压约为 1.8×108 V，释放的电能约为1.8×1010 J，则这次闪电的电功率约为 kW，放电电流约为 A。
1.8×109
1×104
知识点1：电功率
1．【科学本质观】关于电功率，下列说法正确的是( )
A．电功率越大的用电器，电流做功越快
B．电功率越大的用电器，电流做功越多
C．电功率越大的用电器，效率越高
D．电功率越大的用电器，消耗的电能越多
A
2．三盏灯分别为白炽灯(220 V 25 W )、LED灯(220 V 3 W)和节能灯
(220 V 8 W)，研究发现它们正常工作时的亮度基本相当。若正常工作相同时间，消耗电能最少的是 灯，整体的电光转化效率最低的是 0灯。(均选填“白炽”“LED”或“节能”)
LED
白炽
知识点2：影响电功率大小的因素
3．【教材情境素材改编】(多选)小夏同学在探究电功率影响因素的实验中，连接了如图所示电路进行实验。下列关于该实验的说法中正确的是( )
A．该电路实验研究电功率与电流的关系
B．该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同
C．该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比
D．该实验通过比较灯泡的亮度来比较电功率的大小
BD
4．在“探究灯泡的电功率与哪些因素有关”的实验中，小明设计如图甲、乙两个电路，实验中通过观察 来反映电流做功的多少；为研究电流做功与电流的关系，应该选择图 (选填“甲”或“乙”)电路；图乙中滑动变阻器的作用是 。
灯泡亮度
甲
改变灯泡L1、L2两端电压，进行多次实验
知识点3：电功率的简单计算
5．(P＝UI)一个小灯泡两端加2.5 V的电压时通过它的电流是0.3 A，它在这种情况下通电2 min，则灯泡的功率为 W，消耗的电能为 J。
6．(P＝I2R)一定值电阻的阻值是302.5 Ω，正常工作时消耗的电功率为
1 210 W，则此时通过电阻的电流是 A，该电阻两端的电压为 V。
0.75
90
2
605
7．(P＝ )平均一次雷电的电流强度约为 2×104 A，电压约为108 V，放电时间约为 0.001 s。
(1)平均一次雷电的电功率约为多少千瓦？电流所做的功为多少焦？
(2)若这些能量的1%被利用，可供一盏100 W的灯工作多长时间？
解：(1)平均一次雷电的电功率：
P＝UI＝108 V×2×104 A＝2×1012 W＝2×109 kW，
电流做的功：W＝Pt＝2×1012 W×0.001 s＝2×109 J；
(2)被利用的能量：W′＝1%×2×109 J＝2×107 J，
由P＝可得，它可供一盏100 W的灯工作的时间：
t＝＝＝2×105 s。
8．如图是一款电风扇的“挡位”旋钮，当由2挡位调至3挡位时，能够吹出更强劲的风。则相较于2挡，下列关于3挡说法正确的是( )
A．消耗电能更多
B．消耗电能更快
C．电路总电阻更大
D．电路两端电压更大
B
9．如图是通过甲、乙两段导体的电流及其两端电压的图像，分别将甲、乙两导体串联和并联后接在同一电路中，下列说法正确的是( )
A．甲、乙串联时，甲、乙消耗的电功率相同
B．甲、乙并联时，甲、乙消耗的电功率相同
C．甲、乙串联时，甲消耗的电功率大于乙消耗的电功率
D．甲、乙并联时，甲消耗的电功率大于乙消耗的
C
【思路点拨】依据串联电路电流相等，并联电路电压相等，结合图像获取电阻关系，进行电功率的判断。
10．(多选)如图电路，电源电压不变。闭合S1和S2，电压表示数为6 V，电流表示数为0.3 A，将电压表和电流表互换位置，闭合S1，断开S2，电流表示数为0.2 A，下列判断正确的是( )
A．电源电压为6 V
B．电阻R1的阻值为30 Ω
C．电阻R2的阻值为20 Ω
D．电路消耗的总功率减小0.6 W
AC
11．电阻R1、R2的U－I图像如图甲所示，则R1∶R2＝ ；将R1、R2接入电源电压不变的电路中，如图乙所示。当只闭合S时，电路消耗的总功率为P1；当S和S1都闭合时，电路消耗的总功率为P2，则P1∶P2＝ 。
2∶1
2∶3
12．如图是一种在家庭电路里的电能表，该电能表允许接入的最大功率为
W。小明将电热水器单独接入电路工作，观察到转盘在6 min内转了
300 r，则电热水器的功率为 W。
4 400
1 200
13．如图，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω。只闭合开关S3时，电流表的示数为0.2 A。
(1)求电源电压；
(2)S2断开，S1、S3闭合时，求R1消耗的电功率；
(3)S3断开，S1、S2闭合时，求电路的总电功率。
解：(1)只闭合开关S3时，R1和R2串联，电流表测串联电路电流，则电源电压：
U＝I(R1＋R2)
＝0.2 A×(10 Ω＋20 Ω)
＝6 V；
(2)开关S2断开，S1、S3闭合时，R2被短路，电路仅R1接入，由P＝UI＝得，R1消耗的电功率：
P＝＝＝3.6 W；
(3)开关S3断开，S1、S2闭合时，R1和R2并联，
通过R1的电流：I1＝＝＝0.6 A，
通过R2的电流：I2＝＝＝0.3 A，
由并联电路电流规律得，电路干路电流：
I总＝I1＋I2＝0.6 A＋0.3 A＝0.9 A，
电路的总功率：P＝UI总＝6 V×0.9 A＝5.4 W。
14．(多选)将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路，测出电阻两端的电压U和通过的电流I，把测得的数据在坐标系中描点，如图所示。根据图中信息判断正确的是( )
A．阻值相差最大的两个电阻是a和d
B．阻值相差最小的两个电阻是b和d
C．电功率相差最小的两个电阻是a和c
D．电功率相差最大的两个电阻是a和d
BC
【思路点拨】可直接假设坐标轴数值，分别计算出四个定值电阻的阻值以及电功率，再进行比较。(共21张PPT)
专题突破十四 电热综合计算
类型1：串联型多挡位
1．(苏州中考)某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2，S是温控开关，当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4 A；当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25 A。求：
(1)R1的阻值；
(2)电饭锅高温挡的功率；
(3)保温16 min分压电阻R2产生的热量。
解：(1)R1的阻值：R1＝＝＝55 Ω；
(2)电饭锅高温挡的功率：
P高＝UI高＝220 V×4 A＝880 W；
(3)R2的阻值：R2＝－R1＝－55 Ω＝825 Ω，
保温16 min电阻R2产生的热量：
Q＝I保2R2t＝(0.25A)2×825 Ω×16×60 s
＝4.95×104 J。
2．小峻家有一个浴足盆，其部分铭牌信息如图甲，图乙为浴足盆的工作电路，R1、R2均为电热丝，当开关S接a、b触点时，浴足盆的挡位不同。
(1)求额定加热电流；
(2)求R1和R2的阻值；
解：(1)根据P＝UI，可得额定加热电流：
I加热＝＝＝4 A；
(2)分析电路图，可知当开关接a时，电阻R1、R2串联，此时电路为保温挡，当开关接b时，电路中只有R2工作，电路为高温挡，故R2的阻值：
R2＝＝＝55 Ω，
当开关接a时，电路中的总电阻：
R串＝＝＝484 Ω，
R1的阻值：R1＝R串－R2＝484 Ω－55 Ω＝429 Ω；
(3)在用电高峰期，小峻关闭家中其他用电器，只让浴足盆通电，使其处于加热状态1 min，电能表的圆盘转了30转，求浴足盆加热的实际电功率。[电能表的表盘标有3 000 r/(kW h)]
解：根据电能表的参数可知浴足盆消耗的电能：
W＝＝0.01 kW h，
加热时间：t＝1 min＝ h，
浴足盆加热的实际功率：
P实＝＝ ＝0.6 kW＝600 W。
类型2：并联型多挡位
3．小玥在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服，她首先阅读说明书，知道电熨斗有“低温”“高温”两个挡位，其简化电路如图所示，R1、R2是电热丝，R1＝48.4 Ω，R2＝96.8 Ω，S为旋转式开关。当她旋转触片接触触点1和2时，电熨斗为 挡位，该挡位通电1 min，电流产生的热量为 J。
低温
6×104
4．(深圳中考)图甲是某款鸡蛋孵化器，底部装有加热器。通电后，加热器对水加热，水向上方鸡蛋传递热量，提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙，R1、R2都是发热电阻，孵化器相关参数如表所示。
额定电压 220 V
额定 功率 加热挡 80 W
保温挡 22 W
(1)孵化器在保温挡正常工作，求通过R2电流；
(2)求R2的阻值；
(3)求孵化器在加热挡正常工作 5 min 消耗电能；小芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104 J，求孵化器对水加热的效率。
解：(1) 当孵化器在保温挡正常工作时，电路为R2单独工作的简单电路，由P＝UI得，通过R2的电流：
I＝＝＝0.1 A；
(2) 由P＝UI，I＝ 得P＝，R2的阻值：
R2＝＝＝2 200 Ω；
(3)孵化器在加热挡正常工作5 min消耗的电能：
W＝P加t＝80 W×5×60 s＝2.4×104 J，
孵化器对水加热的效率：
η＝×100%＝×100%＝90%。
类型3：混合型多挡位
5．如图是一款便携式电加热养生杯的高、中、低三挡电加热的原理图，电源电压U＝12 V，电阻R1＝4 Ω，R2＝8 Ω，开关S2只能接a或b。则断开开关S1，S2接b，加热电路为 (选填“高”“中”或“低”)温挡；使用中温挡时电功率为 W；使用高温挡工作 5 min，电热杯消耗的电能为 J。
低
36
16 200
6．如图为家用电火锅的电路原理图，通过挡位开关S1可以实现高、中、低三挡的转换，已知电源电压U＝220 V。电阻R1＝R2＝44 Ω。低挡功率为200 W，R3的阻值为 Ω，高挡的功率为 W。若电火锅在高挡工作时产生的热量全部被水吸收，把2 L水从30 ℃加热到96 ℃需用时 min。[已知水的比热容为4.2×103 J/(kg ℃)，水的密度为1.0×103 kg/m3]
198
2 200
4.2
7．小明家买了一个既可烤肉、又可以吃火锅的多挡位电火锅，其内部电路原理如图所示，部分参数如表所示，R1、R2、R3均为发热电阻，R3的阻值为44 Ω。旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换。
物理量 参数
额定电压 220 V
中温挡功率 1 100 W
低温挡功率 440 W
(1)电加热器电路中R1、R2的阻值各为多少？
(2)在高温挡模式下，向锅内装2 kg温度为20 ℃的水，高温挡连续正常工作210 s，水温升高到70 ℃，这时电火锅的加热效率η是多少？[电热丝的电阻不随温度变化，c水＝4.2×103 J/(kg ℃)，水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值叫做加热效率，结果保留一位小数]
解：(1)电加器处于中温挡时，只有R2工作，根据P＝得，R2的阻值：
R2＝＝＝44 Ω，
电加热器处于低温挡时，R1、R2串联，根据P＝得，低温挡时电路中总电阻：R总＝＝＝110 Ω，
R1的阻值：R1＝R总－R2＝110 Ω－44 Ω＝66 Ω；
(2)电加热器处于高温挡时，R2、R3并联，高温挡功率：
P高＝P2＋P3＝P2＋＝1 100 W＋
＝2 200 W，
则高温挡工作210 s产生的热量：
W＝P高t＝2 200 W×210 s＝4.62×105 J，
水吸收的热量：
Q吸＝cm(t－t0)
＝4.2×103 J/(kg ℃)×2 kg×(70 ℃－20 ℃)
＝4.2×105 J，
电火锅的加热效率：
η＝×100%＝×100%≈90.9%。(共23张PPT)
第十五章 电能与电功率实验突破
实验1：测量小灯泡的电功率
实验结论：不同电压下，小灯泡的功率 ，实际电压越 ，小灯泡的功率越大；小灯泡的亮度由小灯泡的 决定，实际功率越大，小灯泡越 。
不同
大
实际功率
亮
要点1：滑动变阻器的作用
保护 ，改变小灯泡两端的 。
要点2：实际功率与灯泡亮暗的关系：实际功率越大，灯泡越 。
要点3：温度对灯丝电阻影响：温度越高，灯丝电阻越 。
要点4：实验中多次测量的目的
寻找实际电功率或小灯泡亮度与 的关系。
电路
电压
亮
大
实际电压
要点5：实验反思
①实验不需要多次测量求平均值作为额定功率的原因：不同电压下小灯泡的 不同。
②滑动变阻器的滑片移到最大阻值处时电压表示数仍大于小灯泡的额定电压，无法测出额定功率，应采取的措施： 电源电压或换阻值 的滑动变阻器。
实际功率
减小
更大
实验小组在“测量小灯泡的电功率”实验中，用的实验器材如图甲，其中电压恒为3 V的电源、小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)如图甲，同学们连接的实物电路图中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上画“×”，并补画出正确的连线。
(如图所示)
(2)连接电路前，开关应该 (选填“断开”或“闭合”)，滑动变阻器的滑片应该移到 (选填“最左”或“最右”)端。
(3)正确连接电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是 (合理即可)。
(4)电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是 A。
断开
最左
小灯泡断路
0.14
(5)正确操作后，小灯泡亮了，电压表的示数为2.0 V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向 端移动滑动变阻器的滑片。
(6)小丽根据记录的I－U数据，画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像(如图丙)，则小灯泡的额定功率为 W。
右
0.625
(7)小丽根据小灯泡的I－U图像(如图丙)，分析出小灯泡的电阻随其两端电压的增大而 (选填“增大”“减小”或“不变”)，你认为原因是 0
。
增大
灯丝电阻
随温度的升高而增大
(8)【生活实践能力】小明在拓展实验中发现，相同型号的新灯泡和经常使用的旧灯泡在并联使用时，旧灯泡的亮度明显不如新灯泡。这个现象引起大家研究兴趣，通过小组讨论，他们得出：灯泡长期使用，灯丝由于表面升华而变细，灯丝电阻 (选填“变大”或“变小”)，导致小灯泡在额定电压下工作时的实际功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率。
变大
小于
实验2：探究电流产生的热量与哪些因素有关
实验结论：通电导体产生的热量与导体的 、通过导体的 以及通电 有关。
电阻
电流
时间
要点1：实验器材的选择
①被加热的材料选用煤油和空气的原因：煤油比热容 且绝缘；空气
明显；
②对被加热物质的要求：初温和质量相同的 物质。
小
热胀冷缩
同种
要点2：实验方法
①转换法：通过温度计的示数或U形管液面 变化的多少反映产生电热的多少；
高度
②控制变量法
a．探究电热与电阻的关系：控制通过电阻丝的 和 相同，选择两个电阻不同的电阻丝。
b．探究电热与电流的关系：控制电阻丝 和 相同，改变通过两电阻丝的电流大小。
c．探究电热与通电时间的关系：控制电阻丝的 和通过电阻丝的
相同，改变通电时间的长短。
电流
通电时间
阻值
通电时间
阻值
电流
要点3：多次实验的目的：避免偶然因素对实验结论的影响，得出普遍规律。
在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”实验中，同学们设计了如图电路，其中 R1＞R2。
(1)图中电阻丝的连接方式是为了控制 ；两玻璃瓶中煤油的 0和初温应保持相同。
(2)电阻丝放出热量的多少通过 来进行判断，实验中被加热的液体选用煤油而不是水，原因是煤油是 体且 较小，升温明显。
电流相同
质量
温度的变化量
绝缘
比热容
(3)闭合开关，此时电流表的示数为I1，1 min后，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了Δt1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了Δt2，发现Δt1＞Δt2，说明
0
。
相同时间内，通过导体的电流大小相同时，导体的电阻越大产生的热量越多
(4)闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片到某一位置，这一操作是为了改变 ，仍使通电时间为1 min，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了Δt1′，那么Δt1′ (选填“大于”“等于”或“小于”)Δt1，说明在通电时间和导体电阻相同时， 越大，电流产生的热量越多。
电路中的电流
大于
通过导体的电流
(5)继续移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流I2＝2I1，1 min 后，电阻丝R1(或R2)加热的煤油温度升高的Δt1″(或Δt2″) (选填“大于”“等于”或“小于”)2Δt1(或2Δt2)。该实验说明电流产生的热量与电流 正比例关系。
大于
不成
(6)继续探究电流产生的热量与通电时间的关系，应进行的操作是 0
，若发现 ，则说明通过同一电阻的电流大小相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多。
(7)【生活实践能力】电炉工作时，电炉丝发热明显，而与电炉丝相连的导线发热不明显。原因是通过电炉丝的电流 通过导线的电流，电炉丝的电阻 导线的电阻。
延长通
电时间
煤油温差变大
等于
大于(共31张PPT)
15．4 焦耳定律
跨学科实践 探索家用电器节能和环保的有关问题
【学习目标】
1．了解通电导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
2．理解电流的热效应，知道焦耳定律的内容、公式，能运用焦耳定律进行简单计算。
3．能解释生活中与电热有关的现象。
【自主预习】
请阅读九上教材P109至P114，完成下列知识要点：
1．电流的热效应：电流通过导体时电能转化成 能，导致导体发热的现象。
2．影响电热的因素：(1)当电流和电阻一定时，通电时间越 ，产生的热量越多。(2)当电阻和通电时间一定时，电流越 ，产生的热量越多。(3)当电流和通电时间一定时，电阻越 ，产生的热量越多。
内
长
大
大
3．焦耳定律：(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成 0比，跟导体的电阻成 比，跟通电时间成 比。(2)公式：Q＝ 。
4．电流热效应的应用：电压力锅、电暖手宝、电养生壶等。
正
正
正
I2Rt
【合作探究】
一、探究电流产生的热量与哪些因素有关
步骤：(1)保持电阻和通电时间相同，改变电流大小。(2)保持电流和通电时间相同，选择不同阻值的电阻丝。(3)保持电流和电阻相同，改变通电时间。(4)通过观察温度计示数的变化比较三种条件下，各个变量产生热量的多少。
现象：(1)在电阻和通电时间相同的情况下，电流越 ，温度计示数升高越 。(2)在电流和通电时间相同的情况下，电阻越 ，温度计示数升高越 。(3)在电流和电阻相同的情况下，通电时间越 ，温度计示数持续 。
总结：(1)当电阻和通电时间一定时，电流越 ，产生的热量越多。(2)当电流和通电时间一定时，电阻越 ，产生的热量越多。(3)当电流和电阻一定时，通电时间越 ，产生的热量越多。
大
多
大
多
长
上升
大
大
长
二、家庭用电的节能计划
计划方案：①把家中所有白炽灯换成 LED 灯；②养成随手关灯的好习惯；③合理使用冰箱，减少开门次数；④合理设置空调温度，夏季将温度设定在 26 ℃左右，冬季设定在 20 ℃左右；⑤根据衣物数量和脏污程度选择合适的洗涤程序和水位，并选择冷水洗涤。
【随堂巩固】
1．某导体的电阻为100 Ω，通过6 A的电流时，半分钟内产生的热量是( )
A．1.08×105 J B．1.07×105 J
C．1.08×106 J D．2.08×105 J
A
2．已知电阻丝R1＞R2，如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与 是否有关的实验装置，实验中是通过观察 0来反映产生热量的多少，通电一段时间后，电阻丝 (选填“R1”或“R2”)中温度计的示数高。(已知煤油初温相同)
电阻大小
温度计示数的变化量
R1
3．如图电路中，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω。闭合开关S后，电流表的示数为
0.6 A，则电源电压为 V。通电1 min，电流通过R2产生 J的热量。
6
108
知识点1：电流的热效应
1．下列家用电器中，主要利用电流的热效应工作的是( )
A．抽油烟机 B．电视机
C．电饭煲 D．电冰箱
C
知识点2：通电导体产生的热量与哪些因素有关
2．【教材情境素材改编】为了探究影响电热的因素，小明设计如图所示电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R2＞R1。
(1)实验中煤油吸热的多少是通过 (选填“温度计升高的示数”或“加热时间”)来反映的，为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油具有 的特点。
(2)选择阻值不同电热丝串联，其目的是控制通电时间、 相等。
温度计升高的示数
比热容小
电流
(3)通电一段时间后，乙瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结论是 。
(4)若要在此电路中继续探究电热与电流的关系，接下来的操作是 0
，比较相同时间内 。
当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多
移动滑
片改变电流大小
甲(或乙)瓶中温度计升高的示数
知识点3：焦耳定律
3．关于焦耳定律，下列说法正确的是( )
A．电流做了多少功就有多少电能转化为内能
B．导体的电阻越大，通电后导体产生的热量越多
C．导体接入电路的时间越长，导体产生的热量越多
D．通过导体的电流越大，产生的热量不一定越多
D
4．(牡丹江中考)两个电阻串联在电路中，R1＝10 Ω、R2＝20 Ω，R1两端的电压为1 V，通过的电流为 A，R2两端的电压为 V；通电5 min，R1上产生的热量为 J。
0.1
2
30
5．【教材情境素材改编】有一电热丝的电阻为20 Ω，当通过它的电流为
2 A时。
(1)求电热丝通电1 min产生的热量；
(2)把该电热丝剪去一半后接入同一电源，求其通电1 min产生的热量。
解：(1)电热丝通电1 min产生的热量：
Q＝I2Rt＝(2 A)2×20 Ω×1×60 s＝4 800 J；
(2)电源电压：U＝IR＝2 A×20 Ω＝40 V，
剪去一半后电热丝电阻：R′＝＝＝10 Ω，
通电1 min产生的热量：
Q′＝＝×1×60 s＝9 600 J。
知识点4：电流热效应的应用与控制
6．电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用。下列情况中属于利用电流热效应的是( )
A．电脑两侧有散热孔
B．冬天用电暖气取暖
C．电视机的后盖有许多孔
D．“超导体”技术在远距离输电中的应用
B
7．某型号智能卫浴镜的背面贴有防雾膜，膜内装有电热丝，防雾膜是利用电流的 工作的，可以有效防止水蒸气在镜面液化产生水雾。
热效应
8．甲、乙两电热器通过的电流之比为3 ∶2，通电时间之比为2 ∶3，电阻之比为4 ∶3，则产生热量之比为( )
A．1 ∶2 B．2 ∶9
C．2 ∶1 D．9 ∶2
C
9．【科学推理】将“220 V 100 W”的电风扇和“220 V 100 W”的电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，关于两者消耗的电能和产生的热量，下列说法正确的是( )
A．消耗的电能和产生的热量都一样多
B．消耗的电能一样多，但产生的热量不一样多
C．消耗的电能不一样多，但产生的热量一样多
D．消耗的电能和产生的热量都不一样多
B
【思路点拨】电风扇主要将电能转化为机械能，电烙铁主要将电能转化为内能，再结合二者功率去判断。
10．(多选)某款家用电热取暖器有两个挡位，它正常工作时，下列说法正确的是( )
A．取暖器的电热丝是由电阻率大、熔点高的材料制成
B．“高温”挡一定比“低温”挡产生的热量多
C．“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻大
D．连接电热丝的导线比电热丝的电阻小
AD
11．两个电阻之比R1∶R2＝3∶5，若把它们串联在某电路中，则两电阻产生的热量之比Q1∶Q2＝ ；若把它们并联在某电路中，则两电阻产生的热量之比Q′1∶Q′2＝ 。
3∶5
5∶3
12．如图所示的电路，电源电压为6 V，电阻R的阻值是10 Ω，电动机线圈电阻为2 Ω。当电动机正常转动时，电流表的示数为0.2 A，正常工作 60 s，电动机消耗的电能是 J，线圈产生的热量是 J。
48
4.8
13．【科学探究】如图甲、乙是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
(1)实验是通过比较U形管中液面 来比较电阻丝产生的热量的多少，这里采用了 的研究方法。
(2)图甲的装置是用来研究电阻丝产生的热量与 的关系，由图甲中的实验现象可以得到的结论：在电阻、通电时间相同的情况下，通过电阻的
越大，产生的热量越多；图乙装置可探究电流产生的热量与 的关系。
(3)如果图甲装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与R3断路之前相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
高度差
转换法
电流
电流
电阻
变小
14．【科学推理】(多选)R1、R2分别连接成如图的甲、乙两种电路，R1＝
2R2，电源电压均为U，图甲电路中R1、R2在相同时间内产生的热量为Q甲1、Q甲2；图乙电路中R1、R2在相同时间内产生的热量分别为Q乙1、Q乙2，下列说法正确的是( )
A．Q甲1∶Q甲2＝2∶1
B．Q甲1∶Q甲2＝1∶2
C．Q乙1∶Q乙2＝1∶2
D．Q乙1∶Q乙2＝2∶1
AC
【思路点拨】根据串、并联电路特点，结合焦耳定律Q＝I2Rt(串联)和Q＝t(并联)来分析不同电路中电阻产生热量的比例关系。
