第29课时
电功和电功率
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1．[2016·南宁]电炉通电一段时间后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却几乎不发热，这主要是因为
( D )
A．通过导线的电流大于通过电炉丝的电流
B．导线的电阻远大于电炉丝的电阻
C．通过导线的电流小于通过电炉丝的电流
D．导线的电阻远小于电炉丝的电阻
2．[2016·武汉]如图分别是小明家上
( http: / / www.21cnjy.com )个月月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1600imp/kW·h”表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次，下列选项中正确的是
( D )
图29－8
A．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多
B．小明家上月消耗的电能为911kW·h
C．小明家干路中的电流不得超过10A
D．断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次，此时电
饭锅的功率为600W
3．[2016·西宁]小红在做“探究串联电路电压的规律”实验时，连好了如图所示的电路，闭合开关S后发现L1正常发光，L2只能微弱发光，
图29－9
以下对于这一现象产生原因的分析中，合理的是
( D )
A．灯泡L2发生了断路
B．灯泡L2发生了短路
C．由于灯泡L2的电阻较大，其实际功率较小
D．由于灯泡L2的电阻较小，其实际功率较小
4．[2016·乐山]如图所示，电源电压为
( http: / / www.21cnjy.com )6V，电阻R0＝10Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器上标有“20Ω 0.5A”字样。则当电路中电流最小时，2min内电流通过电阻R0产生的热量是__48__J；为了保证电路安全，滑动变阻器R接入电路的最小阻值为__10__Ω。
图29－10
5．[2016·绍兴]测定额定电压是2.5V小灯泡额定功率的实验，电路如图甲，电源电压恒为4V。
图29－11
(1)闭合开关，电压表指针如图乙所示，该时小灯泡两端电压是__0.5__V。
(2)图丙是根据实验记录数据画出的小灯泡U
( http: / / www.21cnjy.com )－I曲线。由图可知，小灯泡的额定功率是__0.5__W，小灯泡的电阻随两端电压的增大而__增大__。
(3)在某次调节中，滑动变
( http: / / www.21cnjy.com )阻器接入电路的阻值减小了ΔR1，小灯泡电阻变化了ΔR2，则ΔR1__大于__ΔR2(选填“大于”“等于”或“小于”)，并说明理由。
【答案】
(3)大于 因为电源电压不变
( http: / / www.21cnjy.com )，当滑动变阻器阻值减小ΔR1时，由图像可知，电流I增加，总电阻R减小，变阻器电阻减小值须大于小灯泡电阻的增大值，所以ΔR1大于ΔR2。
6．[2015·金华]小伟是一个科
( http: / / www.21cnjy.com )学迷，在课余时间他利用一个规格为“2.2V 0.01A”的发光二极管设计了如图甲所示的电路。晚间关闭照明灯L后，利用二极管D发出的光指示开关所在的位置。S为单刀双掷开关，R为限流电阻。
图29－12
(1)关闭照明灯后，为使二极管D正常工作，限流电阻R的阻值应为多少欧？此时，电路消耗的总功率为多少瓦？
【答案】
21780Ω 2.2W
【解析】
UR＝U－UD＝220V
( http: / / www.21cnjy.com )－2.2V＝217.8V，IR＝ID＝0.01A，R＝UR/IR＝217.8V/0.01A＝21780Ω，P＝UI＝220V×0.01A＝2.2W。
(2)从安全用电考虑，该电路存在安全隐患，应将单刀双掷开关S接在照明灯L与__火线__间。
(3)不管照明灯关闭还是打开，该电路都要消耗
( http: / / www.21cnjy.com )电能。为节约电能，可以再接入一个光控开关(光照弱时自动闭合，光照强时自动断开)，你认为应将光控开关接在图乙中a、b、c三处的__b__处。第29课时
电功和电功率
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1．[2016·绥化]小萌在更换灯泡时发
( http: / / www.21cnjy.com )现灯泡上标有“220V
40W”的字样。下列说法中正确的是
( D )
A．该灯泡只能在220V电压下工作
B．该灯泡的实际功率是40W不变
C．该灯泡每秒消耗的电能是40W
D．该灯泡正常发光时的功率是40W
2．[2016·连云港]把标有“22
( http: / / www.21cnjy.com )0V
40W”的灯泡L1和“220V
60W”的灯泡L2串联接入220V电路两端，下列说法正确的是
( C )
A．两灯泡的额定电压都变小了
B．两灯泡的额定电功率都变小了
C．灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大
D．通过灯泡L1的实际电流比L2的实际电流大
3．[2015·岳阳]用两只电流表按如图所示实验探究“电功率与电流的关系”，下列说法不正确的是
( C )
图29－1
A．小灯泡电功率的大小是通过灯泡的亮度来判断的
B．将电灯泡并联是为了控制灯泡两端电压相同
C．选用的两只小灯泡规格必须相同
D．将其中一只电流表移到干路上也可以完成实验
【解析】
应选不同规格的灯泡，才能比较亮度不同。
4．[2015·江都区一模]灯泡L标有
( http: / / www.21cnjy.com )“2.5V”字样，它的电阻随它两端电压变化的关系图像如图甲所示。将该灯泡L和电阻R0接入电源电压恒为3V的电路中(如图乙)，闭合开关S，灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是
( D )
图29－2
A．闭合开关S，灯泡L的电阻为8Ω
B．闭合开关S，1s内电阻R0产生的热量为0.325J
C．断开开关S，灯泡L的电阻为0Ω
D．灯泡L的额定功率为0.625W
5．在如图所示电路中，电源电压
( http: / / www.21cnjy.com )保持6V不变，定值电阻R1为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电流表量程“0～0.6A”，电压表量程“0～3V”，开关S闭合后，将滑动变阻器R2的滑片P自b端向左移动过程中，保证电表安全。电路总功率与电流的关系图像是
( C )
图29－3
A
B
C
D
6．[2016·遵义]如图所示的电路中
( http: / / www.21cnjy.com )，电源电压不变，开关S闭合，滑动变阻器滑片P在a端时，电流表的示数为2.4A，电压表的示数为12V；滑片P移动到中点时，R1消耗的功率为P1；滑片P移到b点时，R1消耗的功率为P1′，P1∶P1′＝25∶9，滑片P在中点和在b端时，R2消耗的功率之比为
( D )
图29－4
A．1∶2
B．5∶3
C．25∶9
D．25∶18
【解析】
根据电路图可知，电阻R1与变阻器
( http: / / www.21cnjy.com )R2串联，电压表测量R1两端电压，电流表测量电路中的电流；设滑片P移到变阻器中点和b点时电路中的电流分别为I1、I2；已知P1∶P1′＝25∶9，由P＝I2R可得：＝eq
\f(IR1,IR1)＝eq
\f(I,I)＝；设滑动变阻器R2的最大阻值为R，滑片P在中点和在b端时，R2消耗的功率之比：＝eq
\f(I×\f(1,2)R,IR)＝×eq
\f(I,I)＝×＝。
7．[2016·山西改编]甲
( http: / / www.21cnjy.com )醛对人体的危害非常严重，因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要。某实验小组的同学们设计了甲醛监测设备，原理如图甲所示。电源电压恒为3V，R0为10Ω的定值电阻，R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻，污染指数在50以下为轻度污染，50～100间为中度污染，100以上为重度污染，以下分析正确的是
( C )
图29－5
A．污染指数越小，电压表示数越大
B．电压表示数为1V时，属于中度污染
C．污染指数越大，电路中消耗的总功率越大
D．污染指数为50时，电压表示数为2.5V
【解析】
由图像可知，污染指数越小，可
( http: / / www.21cnjy.com )变电阻的阻值越大。根据串联电路的分压特点可知，可变电阻分担的电压越大，则定值电阻分担的电压越小，即电压表示数越小；电路中电流I＝＝＝0.1A，可变电阻两端电压UR＝U－U0＝3V－1V＝2V，可变电阻连入电路中的阻值R＝＝＝20Ω，电阻为20Ω时，污染指数为150，属于重度污染；污染指数越大，可变电阻的阻值越小，电路总电阻越小，根据P＝可知，电源电压不变，总电阻越小，总功率越大；污染指数为50时，可变电阻连入电路中的阻值为50Ω，根据串联电路的分压特点：＝，即＝，解得U0＝0.5V，即电压表示数为0.5V。
8．[2016·重庆B卷]一只小灯泡标
( http: / / www.21cnjy.com )有“3.8V”字样，额定功率模糊不清，某同学设计了如图甲所示的电路进行测量，电源电压恒为6V，电压表、电流表使用的量程分别为0～3V、0～0.6A，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”，他根据实验数据作出电压表、电流表示数的U－I图像，如图乙所示。则以下判断正确的是
( C )
图29－6
A．小灯泡的额定功率为0.88W
B．滑片向左移时电压表示数变大，小灯泡变亮
C．变阻器允许连入电路的最大阻值约为8.82Ω
D．小灯泡正常发光2s，变阻器产生的电热为3.04J
【解析】
灯泡两端的电压UL＝3.8V时
( http: / / www.21cnjy.com )滑动变阻器两端的电压：UR＝U－UL＝6V－3.8V＝2.2V，由图像可知，电路中的电流I＝0.4A，小灯泡的额定功率：PL＝ULI＝3.8V×0.4A＝1.52W；2s变阻器产生的电热：QR＝WR＝URIt＝2.2V×0.4A×2s＝1.76J；滑片向左移时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，由图像可知，滑动变阻器两端的电压变小，灯泡两端的电压变大，灯泡的实际功率变大，即电压表的示数变小，小灯泡变亮；当电压表的示数最大UR′＝3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，由图像可知，电路中的电流I′＝0.34A，则滑动变阻器接入电路中的最大电阻：R大＝＝≈8.82Ω，故C正确。
9．[2016·金华]做“测定小灯泡的功率”
( http: / / www.21cnjy.com )实验时，小金设计了如图所示的电路。已知电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样，滑动变阻器规格为“25Ω 0.5A”。
图29－7
(1)实验记录表中①所在的方格内应补写的科学量是__电压(V)__。
实验记录表
序号
①
电流(A)
功率(W)
灯泡亮度变化
1
2
3
(2)连接好电路后，小金将滑动变阻器
( http: / / www.21cnjy.com )滑片P移到b端，闭合开关，发现小灯泡不亮，为查找原因，他仔细检查了电路中各元件的工作状态，判断出电路既不断路，也不短路。小金做出这样判断的依据是__电压表和电流表都有示数__。
10．[2016·新疆]小华同学按照如
( http: / / www.21cnjy.com )图所示的电路图连接了电路，灯泡L2标有“6V
3W”字样，灯泡L1和L2是__并联__连接的。开关闭合时，两个电流表的示数分别如图所示，其中A2表的读数是__0.2__A；流过灯泡L2的电流大小是__0.5__A。此时L2__是__(选填“是”或“不是”)正常发光的，灯泡L1的电阻是__30__Ω，灯泡L1的电功率是__1.2__W。
图29－8
11．[2016·成都]把一个电阻为44
( http: / / www.21cnjy.com )Ω的电炉接入电压为220V的电路中，通电10min产生的热量为__6.6×105__J。连接家庭电路时，要注意检查线路连接处接触情况。若接触不良，电流通过时产生的热量会更多。容易引起火灾，因为相比接触良好时连接处的电阻__更大__(选填“更大”或“更小”)。
12．[2016·河南]在如图所示
( http: / / www.21cnjy.com )的电路中，定值电阻的阻值R0和电源电压U均为已知。在a、b间接入一个未知电阻Rx，闭合开关，电压表的示数为Ux，则由已知量和测得量可以推出：Rx＝____，Rx的电功率Px＝__Ux·__。
图29－9
【解析】
Rx＝＝＝＝；
I＝＝，Px＝UxI＝Ux·。
13．[2016·遂宁]如图所示电路
( http: / / www.21cnjy.com )，灯泡L1、L2、L3分别标有“6V 3W”、“6V 3.6W”、“10V 5W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。
(1)只闭合开关S1时，要使其中一只灯
( http: / / www.21cnjy.com )泡正常发光，另一只不烧坏，电源最大电压是__11__V，通电1min灯泡L2产生的热量是__150__J。
(2)如果电源电压为2.4V，要使电流表示数最大，则应闭合开关__S1、S2、S3__，电流表示数为__0.32__A。
图29－10
【解析】
(1)由P＝UI可得IL1＝＝＝0.5A；
IL2＝＝＝0.6A；要
( http: / / www.21cnjy.com )使其中一只灯泡正常发光，另一只不烧坏，则电路中的电流为0.5A；由P＝可得R1＝＝＝12Ω；R2＝＝＝10Ω；由I＝可知，电源电压：U＝IR总＝0.5A×(12Ω＋10Ω)＝11V；通电1min灯泡L2产生的热量：Q＝I2R2t＝(0.5A)2×10Ω×60s＝150J。(2)根据欧姆定律可知，要使电流表示数最大，则电路中的总电阻最小；由串、并联电路中电阻的规律可知，当灯泡并联时，电路中的总电阻较小，因此当S1、S2、S3都闭合时，灯泡L1、L3并联，电路总电阻最小，电流表示数最大；由P＝可得：R3＝＝＝20Ω；并联电路中的总电阻：R＝＝＝7.5Ω；电流表的示数：I′＝＝＝0.32A。
14．[2016·宜昌]采
( http: / / www.21cnjy.com )用如图的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”，接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使U形管中的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。
图29－11
(1)如图所示是探究电流产生的热量跟__电流__的关系，通电一段时间__左瓶__(选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。
(2)让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联
( http: / / www.21cnjy.com )的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟__电阻__的关系，一段时间后电阻丝产生的热量__左瓶__(选填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多。
15．[2016·台州]小晨以某种PTC电阻
( http: / / www.21cnjy.com )作为发热部件，制作了一个恒温孵化箱。图甲是恒温孵化箱的电路图，R1、R2是两个相同的PTC电阻，电源电压220V。图乙为单个这种PTC电阻与温度变化的关系图。
图29－12
(1)当温度为40℃时，电路中的电流为多少安？
(2)恒温孵化箱的最大发热功率是多少瓦？
(3)当温度保持40℃不变时，恒温孵化箱的产
( http: / / www.21cnjy.com )热和散热达到了__平衡__关系。如果仅仅从产热方面分析，当温度超过40℃时，恒温孵化箱是怎样自动实现温度下降的？
__温度升高时，电阻变大，由P＝可知，电路的总
__功率变小，产热减少__。
【答案】
(1)0.22A (2)242W
【解析】
(1)由图乙可知，
( http: / / www.21cnjy.com )当温度为40℃时，相同PTC电阻R1＝R2＝500Ω，所以电路中的电流：I＝＝＝0.22A。(2)由图乙可知，相同PTC电阻R1、R2的最小阻值均为100Ω，则恒温孵化箱的最大发热功率：P大＝＝＝242W。(3)当温度保持40℃不变时，恒温孵化箱的产热和散热平衡，否则温度会发生变化。由图乙可知，温度超过40℃时，两电阻阻值变大，电路的总功率变小，产热减少，自动实现温度下降。
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16．[2015·台州]三位同学针对“在家庭电路中，离进户线距离不同的用电器两端的电压是否完全相同”的问题进行探究。
(1)小柯设想借用实验室量程为0
( http: / / www.21cnjy.com )～15V的电压表，直接测量家庭电路上各用电器两端的电压并进行比较。仅从量程考虑，因为0～15V的电压表__量程太小__，所以小柯的设想无法实现。
(2)小雪设想利用如图所示电路模拟家庭电路
( http: / / www.21cnjy.com )进行探究，所有导线选用电阻可以忽略不计的粗铜丝。如果用电压表测量两灯的电压，结果应该是灯L1和L2两端的电压__相等(或一样)__。
图29－13
(3)小妍参照小雪的电路图进行了实验，
( http: / / www.21cnjy.com )导线ab和cd拆自旧滑动变阻器上的电阻丝，电阻较大。小妍发现规格完全相同的灯L1和L2亮度不同，得出了“如果导线的电阻较大，离电源距离不同的电灯两端电压不同”的结论。她的依据：规格相同的电灯亮度不同，是由于电灯两端的__实际电压不同(或电压不同)__，导致实际功率不同。小雪和小妍采用不同的方法，都在探究同一问题，小柯感慨“方法总比问题多！”。
17．[2016·漳州]如图甲所示
( http: / / www.21cnjy.com )是“测量小灯泡电功率”的实验装置，电源电压为4V且保持不变，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为9Ω，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
图29－14
(1)请用笔画线代替导线把图甲中的实物电路连接完整。
【答案】
(1)如答图所示。
第17(1)题答图
(2)闭合开关前，滑动变阻器滑片应调至__B__(选填“A”或“B”)端。
(3)正确连接电路后，闭合开关，
( http: / / www.21cnjy.com )发现小灯泡不亮，电流表、电压表指针均有偏转，则小灯泡不发光的原因是__滑动变阻器接入电路的阻值过大，灯泡的实际功率过小__。
(4)实验中，电压表示数如图乙所示，要使小灯泡正常发光，应将滑片向__左__(选填“左”或“右”)移。
(5)一实验小组的数据如表所示：
实验序号
1
2
3
4
5
U(V)
0.3
1.5
2.0
2.5
2.9
I(A)
0.06
0.20
0.24
0.28
0.30
老师在检查时指出第__1__次实验的数
( http: / / www.21cnjy.com )据无法从实验中测得，理由是__滑动变阻器的最大阻值偏小，不能将灯泡两端电压调为0.3V__。该小灯泡的额定功率是__0.7__W。
(6)另一实验小组在原有器材基础上
( http: / / www.21cnjy.com )，不使用电流表，增加一个阻值已知、大小合适的定值电阻R0和若干开关、导线也能测出小灯泡的额定功率，请你在图丙的方框内画出该小组的实验电路图。(要求：电路只连接一次并考虑灯丝电阻受温度变化的影响)
【答案】
(6)如答图所示。
第17(6)题答图
【解析】
(6)实验需要测出灯泡两端
( http: / / www.21cnjy.com )电压与通过灯泡的电流，可以把灯泡与定值电阻串联，测出定值电阻两端电压，由欧姆定律求出通过定值电阻的电流，由于灯泡与定值电阻串联，可以求出通过灯泡的电流，然后由P＝UI求出灯泡额定功率。
实验步骤：
a．根据电路图连接电路，闭合开关S1，S2接1，调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V；
b．保持滑动变阻器的滑片位置不变，S2接2，读出电压表示数U。
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18．小王做“测定小灯泡的电功率”实验
( http: / / www.21cnjy.com )，现有电源(电压保持不变)、待测小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关及导线若干，其中待测小灯泡上只有标记“0.22A”(指小灯泡正常工作时的电流)字样清晰可见。他正确连接电路，实验步骤正确，闭合开关，移动变阻器的滑片至小灯泡正常发光时，变阻器接入电路的电阻恰为最大阻值的一半，但此时无法从电压表V上精确地读出额定电压。在上述实验过程中，电流表A示数范围为0.20～0.22A。经思考后，他在电路中再连接一个电压表V′并按规范重新实验，发现电压表V的示数从2.0V逐渐变大，电压表V′的示数从4.0V逐渐变小。
(1)请写出小王将电压表V′接在电路中的位置：__电压表V′并联在滑动变阻器两端__。
(2)请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率。(需写出计算过程)
【答案】
0.836W
【解析】
(1)在“测定
( http: / / www.21cnjy.com )小灯泡的电功率”实验中，待测小灯泡与滑动变阻器串联，实验时，随着滑片P的移动，滑动变阻器连入电路的阻值减小，电路中的电流变大，因灯泡的阻值基本不变，根据U＝IR可知：灯泡两端的电压会变大，所以滑动变阻器两端的电压会减小。电压表V′的示数从4.0V逐渐变小，表明电压表V′并联在滑动变阻器的两端。(2)正确连接电路，实验步骤正确，刚闭合开关时，电压表的示数分别是2V和4V，则电源电压为U＝2V＋4V＝6V；根据在实验过程中电流表A示数的范围为0.20～0.22A可知：此时电路中电流为0.2A，所以变阻器最大的阻值为R＝4V/0.2A＝20Ω，同理可知：小灯泡正常发光时的电流为0.22A，当滑片移至小灯泡正常发光时，因变阻器接入电路的阻值恰为最大阻值的一半，所以R′＝×20Ω＝10Ω；此时滑动变阻器两端的电压为U′＝IR′＝0.22A×10Ω＝2.2V，根据串联电路的电压特点得：小灯泡的额定电压U额＝U－U′＝6V－2.2V＝3.8V。则P额＝U额I＝3.8V×0.22A＝0.836W。
19．[2016·青岛]如图甲所示
( http: / / www.21cnjy.com )的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V 1.6W”字样，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2＝20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。求：
图29－15
(1)小灯泡正常工作时的电阻是多少？
(2)只闭合开关S、S2
( http: / / www.21cnjy.com )和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，R2消耗的电功率为1.25W。此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少？
(3)只闭合开关S和S1，移动滑动
( http: / / www.21cnjy.com )变阻器R1的滑片P，小灯泡L的I－U图像如图乙所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？
解：(1)小灯泡正常发光时两端的电压UL＝4V，功率为1.6W，小灯泡正常工作时的电阻：RL＝eq
\f(U,P)＝＝10Ω。
(2)只闭合开关S、S2和S3时，等效电路图如图所示：
电源的电压：U＝＝＝5V，
电路中的总电阻：R＝＝＝10Ω，
由＝＋，即＝＋，得R2＝20Ω。
(3)只闭合开关S和S1时，等效电路图如图所示：
因灯泡正常发光时的电流为0.4A
( http: / / www.21cnjy.com )，电流表的量程为0～0.6A，所以电路中的最大电流I大＝0.4A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的总电阻：R′＝＝＝12.5Ω，
滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R1小＝R′－RL＝12.5Ω－10Ω＝2.5Ω，
当电压表的示数U1大＝3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，灯泡两端的电压：UL′＝U－U1大＝5V－3V＝2V，
由图像可知，通过灯泡的电流即电路中的电流I小＝0.25A，则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：
R1大＝＝＝12Ω，
所以滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5～12Ω。(共33张PPT)
第29课时
电功和电功率
1．电功(理解)
(1)电流做功实质：________转化为________________。
(2)公式：____________，_________。
(3)单位：________。
(4)测量：__________(单位：kW·h)。
【注意】
1kW·h＝___________J。
电能
其他形式的能
W＝UIt
W＝Pt
焦(J)
电能表
3.6×106
2．电功率(掌握)
(1)含义：电流在____________内所做的功。
(2)公式：__________，__________。
(3)单位：__________；1W＝1J/s＝1V·A。
(4)额定电压和额定功率
①额定电压：用电器正常工作时的电压；
②额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率；
③实际电压：用电器在实际工作时的电压；
④实际功率：用电器在实际工作时的功率。
单位时间
P＝W/t
P＝UI
瓦(W)
【注意】
(1)只有当U实＝U额时，P实＝P额，用电器才能正常工作。
(2)当U实
(3)当U实>U额时，P实>P额，可能烧坏用电器。
(5)测量方法：伏安法。
①原理：__________。
②电路图：与伏安法测电阻相同。
③电源电压应________灯泡的额定电压。
P＝UI
高于
3．焦耳定律(理解)
(1)电流的热效应：电流通过导体时会产生热量的现象叫做电流的热效应。
(2)焦耳定律(公式)：____________。
(3)电热器：利用______________制成的加热设备。
【注意】
只有当电能全部转化为热能时，W＝Q；当电能没有全部转化为热能时，W>Q。
Q＝I2Rt
电流热效应
类型之一 掌握电功和电功率的分析计算
[2015·嘉兴]学校的走廊、消防通道内部都应安装应急灯(如图甲所示)。外接电源断电时，应急灯自动点亮，此时由蓄电池供电；外接电源正常供电时应急灯自动熄灭。应急灯的主要参数见表。
图29－1
应急灯的主要参数
(1)图乙是某款应急灯的工作原理示意图，其中灯L1和L2的连接方式是______联。当电路处于图乙所示的状态时，外接电路的状态为________(选填“供电”或“断电”)。
(2)断电后，应急灯正常发光时，通过其中一个小灯泡的电流是多少安？
蓄电池规格
6V 2400mAh
灯泡规格
6V 3.6W
灯泡数量
2个
并
供电
(3)“2400mAh”是指当工作电流为2400mA，电池能持续供电1h。国家规定：消防应急照明产品的应急照明时间不得少于90min，请通过计算说明该应急灯是否符合国家标准。
(4)在某次断电事故中，当两盏灯同时工作一段时间后，灯L1突然熄灭，灯L2的亮度却不变，请解释该现象：______________
________________________________________________________________________________________________________。
【答案】
(2)0.6A (3)符合国家标准
当其中一盏灯
烧坏时，由于是并联电路，两灯互不影响，故另一盏灯通过的电流与电压均不变，其电功率不变，所以灯的亮度不变
[2016·丽水]小科同学家有一种新型插座如图甲，能即时显示用电器的工作电压和所耗电费等，插座本身消耗电能由内部电池提供。如图乙为电火锅的铭牌。周六晚餐吃火锅时，小科同学将电火锅单独插在该插座上，这时插座屏幕显示如图丙；用加热挡加热一段时间后，屏幕显示如图丁。(电费单价：0.5元/kW·h；忽略温度对电阻的影响；本次使用电火锅时，假设其两端电压不变。)请回答：
甲
乙
丙
丁
图29－2
牌智能电火锅
型号
CFD－415
额定电压
220V
加热功率
1210W
保温功率
484W
频率
50Hz
时钟
18：10
电压
200.0V
电费
00.00元
时钟
18：40
电压
200.0V
电费
00.25元
(1)晚餐时家中照明电路的实际电压是________V。
(2)请从两个角度计算电火锅加热的实际电功率。
解：(2)方法一：
由图丙和图丁可知，电费为0.25元，则消耗的电能：
200
【点悟】
有关电功、电功率计算的解题关键是分析电路并运用有关公式进行计算，同时需注意各电学量的对应性和单位的一致性。
类型之二 理解伏安法测电功率
某实验小组做“测量小灯泡电功率”的实验电路如图甲所示。已知电源电压为4V，小灯泡的额定电压为2.5V，所用滑动变阻器的最大阻值为40Ω。
图29－3
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于_____端(选填“A”或“B”)，目的是____________。
(2)同学们进行试触时，发现小灯泡正常发光，电流表指针只是偏转了一点，则原因可能是______。
A．电路中某处断路
B．电路中某处短路
C．电流表量程选择太小了
D．电流表量程选择太大了
(3)排除电路故障后，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向
A
保护电路
D
_____(选填“A”或“B”)端移动，使电压表的示数为______V，这时电流表的示数如图乙所示，读数为________A，则小灯泡的额定功率为_______W。
(4)某同学还想探究电流与电阻的关系，于是将图甲中的小灯泡换成定值电阻R，并使电压表的示数始终保持2V不变，多次更换阻值不同的定值电阻R，记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻R的阻值不能大于______Ω。
B
2.5
0.32
0.8
40
小明找来了下列器材：电流表、电压表、开关各一个，一个额定电压是4.5V，正常工作电流约为0.5A的小灯泡、三个规格分别为“20Ω
1A”“30Ω
0.5A”和“50Ω
1A”的滑动变阻器、导线若干、电源(电压为6V)。设计如图所示的电路进行“测量小灯泡功率”的实验。
图29－4
实验中小明在正确连接和调节滑片后，他测出的数据如表所
示：
(1)通过分析表中的数据，你认为小明选择的是规格为________________的滑动变阻器。
(2)根据测量的数据计算小灯泡的额定功率：_________。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
电压表示数(V)
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
电流表示数(A)
0.17
0.22
0.28
0.34
0.39
0.44
0.51
功率(W)
0.77
0.88
0.98
1.02
0.98
0.88
0.76
“50Ω
1A”
2.3W
(3)完成实验后，小明产生疑问：实验中滑动变阻器接入电路的阻值发生变化时，它消耗的电功率如何变化呢？分析表中的数据，写出该滑动变阻器消耗的功率随它接入电路的电阻变化而变化的情况____________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)另一位同学建议小明用一个定值电阻换下电路中的灯泡再研究变阻器消耗的电功率如何变化，他建议这样做的原因是____
_________________________________________。
该滑动变阻器消耗的功率先随它接入电路电阻的
减小而增大，后随它接入电路电阻的减小而减小(或该滑动变阻器消耗的功率先随它接入电路电阻的增大而增大，后随它接入电路电阻的增大而减小)
小
灯泡的灯丝电阻易受温度的影响而发生变化
【解析】
(1)由表中数据可知，通过滑动变阻器的电流超过了0.5A，最大阻值超过了20Ω(4.5V/0.17A＝26.5Ω)，所以变阻器的规格为“50Ω
1A”。(2)小灯泡的额定电压为4.5V，电源电压为6V，而电压表并联在变阻器两端，只有电压表示数是1.5V时，小灯泡才正常工作。P＝UI＝4.5V×0.51A≈2.3W。(3)分析表中数据可知，变阻器并不是在阻值最大处或中间处功率最大，而是与所串联的电阻阻值相等时功率最大。从表格中功率的变化即可得出滑动变阻器功率随接入电路电阻的变化规律。(4)为了减少灯在工作过程中由于温度变化而引起阻值变化对电路的影响，应换为定值电阻进行实验。
【点悟】
正确连接电路，电压表、电流表连入电路时应正确选择量程。根据表格数据转化为曲线图像有利于分析两者之间的关系，实验应控制变量。
类型之三 关于焦耳定律的理解和应用
[2016·衢州]为探究“电流通过导体产热的多少与导体电阻的关系”，小柯用如图甲所示装置进行实验，图中两个250mL的同规格烧瓶内装有等体积的煤油，瓶塞上各插一根同规格的玻璃管，瓶内连接的电阻丝的阻值分别为5Ω和10Ω。
图29－5
【实验步骤】
①连接好电路，将滑动变阻器的滑片移至______端(填字母)，分别标记两烧瓶内玻璃管中液面的起始位置；
②闭合开关，通电t0时间后，分别标记此时两烧瓶内玻璃管内液面的位置；
③比较发现10Ω电阻丝所在烧瓶内玻璃管中液面上升更高。
【推测结论】在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量________。
【交流反思】为使上述结论具有一定的普遍性，同学们讨论了以下两种方案：
B
越多
方案一：在前一次实验后，待玻璃管中的液面降回到起始高度后，按小柯的实验步骤②再次进行实验，比较两玻璃管内液面上升情况，得出结论；
方案二：用乙图所示装置替换甲图中对应装置(乙图中两个烧瓶规格相同，容积都为500mL)，按小柯的实验步骤①②进行实验，比较两玻璃管内液面上升情况，得出结论。
以上两种方案，你认为可行的有__________。
【点悟】
电流通过导体产生热量的多少与电流大小、电阻大
小、通电时间多少有关。
方案二
解题时不理解功率变化范围致错
[2015·苏州]如图所示，电源电压为12V，R0＝60Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω
2A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“6V
3W”字样，不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全。则
( )
图29－6
A．S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器接入电路的阻值范围是8～50Ω
B．S闭合，S1、S2都断开，调节滑动变阻器，灯泡的功率变化范围是2.25～3W
C．S、S1、S2都闭合，电路消耗的总功率最小值为2.4W
D．S、S1、S2都闭合，当电路消耗的总功率最大时，滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω
【错解】
A
【正解】
D
1．如果加在某定值电阻两端的电压从8V升高到10V，通过该电阻的电流变化了0.1A，则该电阻的电功率变化了(
)
A．0.2W
B．1.8W
C．2.0W
D．8.0W
【解析】
8V/I1＝10V/(I1＋0.1A)，计算得I1＝0.4A，则I2＝0.5A，ΔP＝P2－P1＝U2I2－U1I1＝5W－3.2W＝1.8W。
B
2．[2016·扬州]图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I－U图像，小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示，电源电压8V，下列说法正确的是
(
)
图29－7
A．小灯泡电阻随温度的增大而减小
B．小灯泡的实际电功率为0.6W
B
C．电阻的阻值为0.05Ω
D．电阻的电功率为0.8W