第十八章 《电功率》达标检测
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题（每题3分，共42分）
1. （2017?房山区一模）如图所示，下列电器设备工作时，将电能主要转化为内能的是（ ）
A．电视机 B．洗衣机 C．电风扇 D． 电热水壶
2. （2017?深圳模拟）电能表的表盘如图所示，关于电能表下列说法正确的是（ ）
A．正常工作时，额定功率为220V
B．表盘每转600圈电路耗电1kW?h
C．同时消耗的总功率不能超过2200W
D．电路消耗的总电能是3145kW?h
3. （2017?广西）常用于测量家用电器在一段时间内消耗多少电能的仪器是（ ）
A．电流表 B．电压表 C．电能表 D．验电器
4. （2017?惠民县模拟）随着家用电器、视听产品的普及，办公自动化的广泛应用和网络化的不断发展，越来越多的产品具有了待机功能，这些新产品、新技术在极大地方便我们生活的同时，也造成了大量的能源浪费．举例而言，数字电视的待机能耗在1～5W左右，机顶盒待机能耗20～40W左右，个人计算机和显示器待机能耗5～10W左右，手机充电器待机能耗0.5～1W左右．目前我国城市家庭的平均待机能耗已经占到了家庭总能耗的10%左右，相当于每个家庭使用着一盏15-30W?的“长明灯”．则一个月（30天记）费电约（ ）
A．3kW?h B．15kW?h C．0.5kW?h D．120kW?h
5. （2018?长宁区一模）额定功率为1000瓦的用电器可能是（ ）
A．白炽灯 B．电视机 C．电冰箱 D．电烤箱
6. （2018?北京模拟）有甲、乙两台电暖器，甲的额定功率为1200W，乙的额定功率为800W．下列说法正确的是（ ）
A．甲消耗的电能一定比乙多
B．正常工作时，甲消耗电能比乙快
C．电流通过甲做的功一定比乙多
D．电流通过甲和乙做功一样快
7. （2018?奎文区一模）为测量某电热杯的电功率，小明同学把家中其余用电器均从电源上断开，只将该电热杯接入电路，观察电能表，发现在2min内电能表转盘转动36圈。电能表的部分技术参数如表，该电热杯的电功率是（ ）
电压
220V
电流规格
10（20）A
电流频率
50Hz
每千瓦时的转数
3600revs/（kW?h）
A．300W B．200W C．150W D．30W
8. （2017?高台县模拟）一个“36V?40W”的电灯接入某电路后，林芳测得通过它的电流为1A，那么该灯的实际功率是（ ）
A．等于40W B．大于40W C．小于40W D．无法确定
9. （2017?南岗区校级二模）如图所示，在“探究电功率跟电压的关系”实验中，将小灯泡L1：“2.5V?0.3A”和L2：“3.8V?0.3A”串联，下列说法正确的是（ ）
A．L1和L2串联的主要目的是使两灯泡电流和通电时间都相同
B．如果电源电压可调，两灯泡可以同时正常发光
C．闭合开关后，“3.8V?0.3A”的小灯泡更亮，因为其额定功率大
D．通过此实验现象和数据能探究出电功率跟电压的定量关系
10. （2016?泸县校级模拟）为了测定小灯泡的额定功率，在具体实验操作中，手和眼的分工应该是（ ）
A．手移动变阻器的滑片，眼观电流表
B．手移动变阻器的滑片，眼观电压表
C．手移动变阻器的滑片，眼看小灯泡是否发光
D．手按开关，眼观电流表
11. （2017?从化区模拟）同为“220V 40W”的电灯、电扇、电烙铁都正常工作5min，它们产生的热量（ ）
A．电灯最多 B．电烙铁最多 C．电扇最多 D．一样多
12. （2018?北京模拟）小明想探究电流通过电阻时产生的热量Q与电流I、电阻R的定性关系。实验桌上有如下器材：两个完全相同的烧瓶，瓶内装有质量和初温相同的煤油、（R1＞R2），还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、开关、导线。他连接了如图所示的电路进行实验，下列说法正确的是（ ）
A．此实验探究的是Q与R的关系
B．温度计示数变化的大小反映电阻丝中电流的大小
C．闭合开关一段时间，温度计A比B的示数变化小
D．闭合开关一段时间，电流通过两个电阻丝产生的热量相等
13. （2018?泸县校级一模）家用洗衣机的主要部件就是电动机，若一个洗衣机在220V电路中正常工作时通过的电流为2A，电动机线圈电阻为4Ω，则每分钟电流通过线圈产生的热量为（ ）
A．960J B．7.26×105J C．2.64×104J D．440J
14. （2017?武昌区模拟）如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是l0V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机M的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1的示数为4V
B．电路消耗的总功率是5W
C．通电lmin电流通过电动机产生的热量是60J
D．通电lmin电动机产生的机械能是360J
二、填空题（每空1分，共14分） 15. （2018?德州模拟）10W的LED灯泡的亮度相当于100W白炽灯，如果每户用2只这样的LED灯泡，以每天使用5h计，哈市500万用户每天可以节约电能
kW?h；若哈市的电价为0.50元/kW?h，则哈市每天可以节省 元用电开支。
16. （2017?二道区校级模拟）如图所示为“iPad”的充电器，参数标有5V?2A，表示充电电压是5V，最大输出电流2A，充电时的能量转换是电能转化为
能．电板充满电所储存的电能是1.8×105J．若“iPad”充电时以最大输出电流充电，要将空电板充满电需要 h．
17. （2018?泸县校级一模）某同学家的电能表上标有“800r/kW?h”，它的含义是消耗1kW?h的电能，电能表的小铝盘转过 r，若月初显示0123.6，月末显示为0173.6，同学家在这一个月内消耗的电能为 kW?h，合 J，若每kW?h电价为0.5元，则应交电费 元．
18. （2017?广东模拟）如图所示的电路，两只灯均标有“PZ220-40”，的字样，U=220V，当开关S断开时，两灯实际消耗的功率之和是 W，当开关S闭合时，灯L1的实际功率是 W，灯L2的额定功率是 W．
19. （2017?路北区二模）小明家买了一台电热水壶，铭牌上标有“高档400W”、“中档200W”、“低档100W”字样，热水壶的原理如图所示，用了一段时间后发现低档不能工作，中温档和高温档发热相同，造成故障的原因是 ．小明应该找一个 Ω电阻丝来修复这个壶；此壶在高温档工作 min可使2L初温为20℃水烧开．（假设电阻丝产生的热量全部被水吸收，电阻丝的阻值不随温度变化，大气压为标准大气压，电源电压保持不变）[水的比热容C=4.2×103J/（kg?℃），ρ水=1.0×103kg/m3]．
三、实验题（每空2分，共26分） 20. （2017?渝中区校级三模）红红在实验室做“灯泡亮度与电功率的关系”实验中．如图，电源电压恒为4.5V，小灯泡标有“2.5V”字样，电流表，电压表各一个，若干定值电阻（10Ω、15Ω、25Ω、30Ω），一个滑动变阻器（20Ω??3A），开关，导线若干．
（1）如图，红红所接的实验电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确．请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法． （2）正确连接导线过后，闭合开关，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭．红红的操作不当之处是： ．灯泡熄灭的同时，可观察到电压表示数 ．（选填“变大”、“变小”） （3）红红更换灯泡后，逐步移动滑片，看到如图乙的电压表示数，其读数是
V，为使灯泡正常发光，应向 （选填“左”、“右”）端移动滑片P，图丙为灯泡的U-I图象．可知灯泡的额定功率为 W． （4）不改变电路的情况下，无法探究电流与电压的关系，原因是： ． （5）为进一步探究电流与电阻的关系，红红将灯泡依次换成已有的定值电阻，并设定其两端电压恒为2.5V，要顺利完成4次测量，应在电路中在串联一个阻值为 的定值电阻．
21. （2017?锦江区模拟）如图所示的实验装置中，三个相同的烧瓶A、B、C内部都盛有质量和初温相等的液体，其中，A、B、C内部都盛有质量和初温相等的液体，其中，A、B烧瓶中装的是煤油，C瓶中装的是水，A、B、C瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC，且RA＜RB=RC．（假设实验中煤油任何热损失） （1）小明用该装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系”，他应该观察比较 两瓶中温度计的示数变化情况，其中 瓶中的液体温度升高得更快一些． （2）小红用该装置完成“比较水和煤油吸热升温的情况”的实验，她应该观察比较 两瓶中温度计的示数变化情况，实验中水和煤油吸热的多少时通过
来反映的（选填“温度计的示数”或“加热时间”），该实验中装有 （选填“水”或“煤油”）的烧瓶中温度计示数变化比较大．
四、计算题（每题9分，共18分）
22. （2018?浦东新区一模）如图所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，滑动变阻器R1上标有“20Ω??2A”字样．当电键S闭合后，通过R2的电流为0.3安． ①求R2消耗的电功率P2； ②当R1连入电路的阻值为5欧时，求电流表A的示数I； ③移动滑片P，两电流表示数的比值变为2/3．请计算此时R1连入电路的阻值．
23. （2018?临淄区校级一模）小明家电热水器的简化电路图如图所示，S1是手动开关，置于热水器水箱外部；S2置于热水器水箱内部。当水温到达40℃时开始保温，未到40℃时自动加热；R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝。使用时，手动闭合开关S1，电热水器开始工作。电热水器部分参数如表所示，求：
额定电压
220V
频率
50Hz
保温功率
220W
加热功率
1980W
水箱容量
50L
设定温度
40℃
（1）开关在什么情况时，电热水器处于加热状态？ （2）电热丝R1的阻值是多少？ （3）加热时流过电热丝R2的电流是多少？ （4）如果电热水器的实际电压只有200V，求此时的实际功率（保留一位小数） （5）假设将初温20℃的一满箱水正常工作加热至设定温度用了50min，则电热水器的效率是多少？[水的比热容为4.2×103?J/（kg?℃），ρ水=1.0×103?kg/m3]。
第十八章 《电功率》达标检测
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题（每题3分，共42分）
1. （2017?房山区一模）如图所示，下列电器设备工作时，将电能主要转化为内能的是（ ）
A．电视机 B．洗衣机 C．电风扇 D． 电热水壶
【答案】D 【解析】在常见的家用电器中，洗衣机、电风扇主要是电能转化成机械能，电视机主要是电能转化为声能和光能，电热水壶把电能转化成内能．故选D．
2. （2017?深圳模拟）电能表的表盘如图所示，关于电能表下列说法正确的是（ ）
A．正常工作时，额定功率为220V
B．表盘每转600圈电路耗电1kW?h
C．同时消耗的总功率不能超过2200W
D．电路消耗的总电能是3145kW?h
【答案】B 【解析】A、由图知，电能表正常工作时，额定电压为220V，故A错误；B、600r/（kW?h）”表示每消耗1kW?h的电能，电能表上的转盘转过600转，故B正确。C、电能表工作时允许的最大电流为20A，同时消耗的总功率不能超过P=UI=220V×20A=4400W，故C错误；D、此时电能表的示数，注意最后一位是小数位，则电能表的读数是314.5kW?h，即电路消耗的总电能是314.5kW?h．故D错误。故选B。
3. （2017?广西）常用于测量家用电器在一段时间内消耗多少电能的仪器是（ ）
A．电流表 B．电压表 C．电能表 D．验电器
【答案】C 【解析】A、电流表是测电流大小的仪表，不符合题意；B、电压表测量电压大小，不符合题意；C、电能表是用来测量家用电器在一段时间内消耗多少电能（即电流做功）的仪表，符合题意；D、验电器是用来检验物体是否带电的仪器，不符合题意．故选C．
4. （2017?惠民县模拟）随着家用电器、视听产品的普及，办公自动化的广泛应用和网络化的不断发展，越来越多的产品具有了待机功能，这些新产品、新技术在极大地方便我们生活的同时，也造成了大量的能源浪费．举例而言，数字电视的待机能耗在1～5W左右，机顶盒待机能耗20～40W左右，个人计算机和显示器待机能耗5～10W左右，手机充电器待机能耗0.5～1W左右．目前我国城市家庭的平均待机能耗已经占到了家庭总能耗的10%左右，相当于每个家庭使用着一盏15-30W?的“长明灯”．则一个月（30天记）费电约（ ）
A．3kW?h B．15kW?h C．0.5kW?h D．120kW?h
【答案】B 【解析】当长明灯的功率P1=15W=0.015kW时，一个月费电：W1=P1t=0.015kW×24h×30=10.8kW?h，当长明灯的功率P2=30W=0.03kW时，一个月费电：W1=P1t=0.03kW×24h×30=21.6kW?h，由选项可知，只有10.8kW?h＜15kW?h＜21.6kW?h．故选B．
5. （2018?长宁区一模）额定功率为1000瓦的用电器可能是（ ）
A．白炽灯 B．电视机 C．电冰箱 D．电烤箱
【答案】C 【解析】A、白炽灯的电功率一般在40W～100W左右，不合题意；B、电视机的功率约100W左右，不合题意；C、电冰箱的功率约100W左右，不合题意；D、电烤箱属于大功率的家用电器，功率在1000W以上，符合题意．故选D．故选C．
6. （2018?北京模拟）有甲、乙两台电暖器，甲的额定功率为1200W，乙的额定功率为800W．下列说法正确的是（ ）
A．甲消耗的电能一定比乙多
B．正常工作时，甲消耗电能比乙快
C．电流通过甲做的功一定比乙多
D．电流通过甲和乙做功一样快
【答案】B 【解析】AC、不知道两只电暖器的工作时间，所以无法比较它们做功的多少和消耗电能的多少，故AC错误；BD、电功率是表示电流做功快慢的物理量，甲的额定功率为1200W，乙的额定功率为800W，正常工作时，实际功率等于额定功率，所以甲的功率大于乙的功率，说明正常工作时，电暖器甲消耗电能比乙快，故B正确，D错误。故选B。
7. （2018?奎文区一模）为测量某电热杯的电功率，小明同学把家中其余用电器均从电源上断开，只将该电热杯接入电路，观察电能表，发现在2min内电能表转盘转动36圈。电能表的部分技术参数如表，该电热杯的电功率是（ ）
电压
220V
电流规格
10（20）A
电流频率
50Hz
每千瓦时的转数
3600revs/（kW?h）
A．300W B．200W C．150W D．30W
【答案】A
【解析】转盘转动36转消耗电能：，t=2min，用电器的功率：。故选A。
8. （2017?高台县模拟）一个“36V?40W”的电灯接入某电路后，林芳测得通过它的电流为1A，那么该灯的实际功率是（ ）
A．等于40W B．大于40W C．小于40W D．无法确定
【答案】C 【解析】由P=UI可得，灯泡正常发光电流：，已知通过灯泡的实际电流为1A，则实际电流小于其额定电流，由P=I2R可知，灯泡的实际功率小于额定功率40W．故选C．
9. （2017?南岗区校级二模）如图所示，在“探究电功率跟电压的关系”实验中，将小灯泡L1：“2.5V?0.3A”和L2：“3.8V?0.3A”串联，下列说法正确的是（ ）
A．L1和L2串联的主要目的是使两灯泡电流和通电时间都相同
B．如果电源电压可调，两灯泡可以同时正常发光
C．闭合开关后，“3.8V?0.3A”的小灯泡更亮，因为其额定功率大
D．通过此实验现象和数据能探究出电功率跟电压的定量关系
【答案】B 【解析】A、电功率与电压和电流有关，在探究电功率跟电压的关系时应控制电流相等，由串联电路的电流特点可知，L1和L2串联的主要目的是使两灯泡电流相等，故A错误；B、由题知，两灯的额定电流都是0.3A，两灯串联时，若电源电压可调，当电路中电流达到0.3A，达到它们的额定电流，则两灯都能正常发光，故B正确； C、灯泡的亮度是由其实际功率决定的，所以闭合开关后，“3.8V 0.3A”的小灯泡更亮，是因为它的实际功率大，故C错误；D、由图知，两电压表分别测两灯的电压，只能通过灯泡的亮度判断其电功率的大小，并不能测出电功率的确切值，也就无法得出电功率和电压间的定量关系，故D错误．故选B．
10. （2016?泸县校级模拟）为了测定小灯泡的额定功率，在具体实验操作中，手和眼的分工应该是（ ）
A．手移动变阻器的滑片，眼观电流表
B．手移动变阻器的滑片，眼观电压表
C．手移动变阻器的滑片，眼看小灯泡是否发光
D．手按开关，眼观电流表
【答案】B 【解析】由于滑动变阻器的作用是调节灯两端的电压，故在用手调节滑动变阻器的滑片时，眼应观察电压表的示数的变化，当电压表达到额定电压时，再去观察电流表的示数及灯泡的亮度．故选B． 11. （2017?从化区模拟）同为“220V 40W”的电灯、电扇、电烙铁都正常工作5min，它们产生的热量（ ）
A．电灯最多 B．电烙铁最多 C．电扇最多 D．一样多
【答案】B 【解析】由铭牌“220V??40W”上标示我们看出，这些用电器功率均是40W，即正常工作5min内消耗的电能相同．而电灯是消耗电能转化为内能，然后利用炽热发光；电扇将电能转化为机械能和内能，电烙铁将电能全部转化为内能；所以它们产生的热量不一样多，因电烙铁将电能全部转化为内能，则产生的热量最多的是电烙铁．故选B．
12. （2018?北京模拟）小明想探究电流通过电阻时产生的热量Q与电流I、电阻R的定性关系。实验桌上有如下器材：两个完全相同的烧瓶，瓶内装有质量和初温相同的煤油、（R1＞R2），还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、开关、导线。他连接了如图所示的电路进行实验，下列说法正确的是（ ）
A．此实验探究的是Q与R的关系
B．温度计示数变化的大小反映电阻丝中电流的大小
C．闭合开关一段时间，温度计A比B的示数变化小
D．闭合开关一段时间，电流通过两个电阻丝产生的热量相等
【答案】A 【解析】A、由题意可知，电流相同，通电时间也相同，电阻不同，所以探究的是Q与R的关系，故A正确；B、通电后电流通过电阻丝做功，产生热量被煤油吸收，使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数变化来判断电流产生的热量的多少，故B错误；CD、在时间相同时、电流相同时，电阻越大，产生的热量越多，温度计A比B的示数变化大，故CD错误；故选A。
13. （2018?泸县校级一模）家用洗衣机的主要部件就是电动机，若一个洗衣机在220V电路中正常工作时通过的电流为2A，电动机线圈电阻为4Ω，则每分钟电流通过线圈产生的热量为（ ）
A．960J B．7.26×105J C．2.64×104J D．440J
【答案】A 【解析】通过线圈的电流产生的热量：Q=I2Rt=（2A）2×4Ω×60s=960J．故选A．
14. （2017?武昌区模拟）如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是l0V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机M的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1的示数为4V
B．电路消耗的总功率是5W
C．通电lmin电流通过电动机产生的热量是60J
D．通电lmin电动机产生的机械能是360J
【答案】C 【解析】由电路图可知，定值电阻与电动机组成串联电路，电压表V测电源电压，电压表V1测电动机电压，（1）电阻R两端电压UR=IR=1A×4Ω=4V，电动机两端电压UM=U-UR=10V-4V=6V，则电压表V1示数是6V，故A错误；（2）电路消耗的总功率P=UI=10V×1A=10W，故B错误；（3）通电1min电动机产生的热量Q=I2RMt=（1A）2×1Ω×60s=60J，故C正确；（4）通电lmin电动机产生的机械能：W机械=UIt-Q=6V×1A×60s-60J=300J，故D错误．故选C．
二、填空题（每空1分，共14分） 15. （2018?德州模拟）10W的LED灯泡的亮度相当于100W白炽灯，如果每户用2只这样的LED灯泡，以每天使用5h计，哈市500万用户每天可以节约电能
kW?h；若哈市的电价为0.50元/kW?h，则哈市每天可以节省 元用电开支。
【答案】4.5×106；2.25×106。 【解析】根据题意可知，一只节能灯一小时节约电能： △W=（P2-P1）t=（0.1kW-0.01kW）×1h=0.09kW?h， 每户用2只这样的LED灯泡，2只每天使用5小时，500万用户每天可以节约的电能：W=0.09kW?h×2×5×5×106=4.5×106kW?h， 可节约电费4.5×106kW?h×0.50元/kW?h=2.25×106元。 16. （2017?二道区校级模拟）如图所示为“iPad”的充电器，参数标有5V?2A，表示充电电压是5V，最大输出电流2A，充电时的能量转换是电能转化为
能．电板充满电所储存的电能是1.8×105J．若“iPad”充电时以最大输出电流充电，要将空电板充满电需要 h．
【答案】化学；5． 【解析】（1）充电时，消耗电能，能量以化学能的形式储存在电池中，故电能转化为化学能；（2）由题知，充电电压是5V，最大输出电流2A，由W=UIt得，将空电板充满电需要的时间：．
17. （2018?泸县校级一模）某同学家的电能表上标有“800r/kW?h”，它的含义是消耗1kW?h的电能，电能表的小铝盘转过 r，若月初显示0123.6，月末显示为0173.6，同学家在这一个月内消耗的电能为 kW?h，合 J，若每kW?h电价为0.5元，则应交电费 元．
【答案】800；50；1.8×108；25． 【解析】（1）电能表上“800r/kW?h”的意思是：每消耗1kW?h的电能，转盘就转过800r；（2）在这一个月内消耗的电能：W=173.6kW?h-123.6kW?h=50kW?h=50×3.6×106J=1.8×108J；本月应缴纳的电费是0.5元/kW?h×50kW?h=25元．
18. （2017?广东模拟）如图所示的电路，两只灯均标有“PZ220-40”，的字样，U=220V，当开关S断开时，两灯实际消耗的功率之和是 W，当开关S闭合时，灯L1的实际功率是 W，灯L2的额定功率是 W．
【答案】20W；0；40W． 【解析】灯泡的电阻，当开关S断开时，两灯实际消耗的功率之和是，当开关S闭合时，灯L1被短路，灯L1的实际功率是0，灯L2在额定电压下工作，额定功率是40W．
19. （2017?路北区二模）小明家买了一台电热水壶，铭牌上标有“高档400W”、“中档200W”、“低档100W”字样，热水壶的原理如图所示，用了一段时间后发现低档不能工作，中温档和高温档发热相同，造成故障的原因是 ．小明应该找一个 Ω电阻丝来修复这个壶；此壶在高温档工作 min可使2L初温为20℃水烧开．（假设电阻丝产生的热量全部被水吸收，电阻丝的阻值不随温度变化，大气压为标准大气压，电源电压保持不变）[水的比热容C=4.2×103J/（kg?℃），ρ水=1.0×103kg/m3]．
【答案】电阻丝R2断路；242；28． 【解析】由电路图可知，开关S1接b、S2断开时，R1、R2串联，电路总电阻最大，功率最小，处于低温档；开关S1接a、S2闭合时，R1、R2并联，电路总电阻最小，电功率最大，处于高温挡；开关S1断开、S2闭合时，只有R1接入电路，处于中温挡；因低温档不能工作，高温档和中温档发热相同，则电阻丝R2断路；处于中温挡时，只有R1接入电路，电阻R1的阻值：，处于高温挡时，电阻R2的功率：P2=P高温档-P1=P高温档-P中温档=400W-200W=200W，R2的阻值：，所以，小明应该找一个242Ω的电阻丝来修复这个壶；水的质量：m=ρ水V=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg， 水烧开需要吸收的热量： Q=c水m△t=4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J， 电阻丝产生的热量全部被水吸收，则电水壶消耗的电能：W=Q，
加热时间：；.
三、实验题（每空2分，共26分） 20. （2017?渝中区校级三模）红红在实验室做“灯泡亮度与电功率的关系”实验中．如图，电源电压恒为4.5V，小灯泡标有“2.5V”字样，电流表，电压表各一个，若干定值电阻（10Ω、15Ω、25Ω、30Ω），一个滑动变阻器（20Ω??3A），开关，导线若干．
（1）如图，红红所接的实验电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确．请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法． （2）正确连接导线过后，闭合开关，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭．红红的操作不当之处是： ．灯泡熄灭的同时，可观察到电压表示数 ．（选填“变大”、“变小”） （3）红红更换灯泡后，逐步移动滑片，看到如图乙的电压表示数，其读数是
V，为使灯泡正常发光，应向 （选填“左”、“右”）端移动滑片P，图丙为灯泡的U-I图象．可知灯泡的额定功率为 W． （4）不改变电路的情况下，无法探究电流与电压的关系，原因是： ． （5）为进一步探究电流与电阻的关系，红红将灯泡依次换成已有的定值电阻，并设定其两端电压恒为2.5V，要顺利完成4次测量，应在电路中在串联一个阻值为 的定值电阻．
【答案】（1）见图；（2）滑片没有移到阻值最大位置；（3）2..2；右；0.5；（4）灯泡的电阻是变化的；（5）4Ω-8Ω．
【解析】（1）要测小灯泡功率，电压表应与灯泡并联，由图甲知，电压表测总电压，修改后电路如图所示：
；
（2）灯泡发出明亮耀眼的光很快熄灭，说明电路中电流过大，原因是：闭合开关前，滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大位置；灯泡发出明亮耀眼的光很快熄灭，说明灯泡被烧坏，所以电压表与电流表串联在电路中，此时电压表测电源两端电压，所以示数变大；（3）由图乙所示电压表可知，其量程为0～3V，分度值为0.1V，所以示数为2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，为使灯泡正常发光，应增大电路中电流，减小电路中电阻，所以应把滑片向右端移动；由图象可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.2A，灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；（4）由图象知，通过灯泡的电流与电压不成正比，即灯泡电阻是变化的．电流与电压和电阻有关，在探究电流与电压关系时应保持电阻不变，但灯泡在不同电压下电阻是不同的，所以不改变电路的情况下，无法探究电流与电压的关系；（5）由题知，探究电流与电阻的关系，定值电阻两端电压恒为2.5V，由串联电路特点和欧姆定律有：IR=I，则：，更换的电阻R越大，电路总电阻越大，若将10Ω电阻连入电阻中，即：，解得R总=18Ω，变阻器连入阻值和串联入电阻之和：R1=R总-R=18Ω-10Ω=8Ω，若将15Ω电阻连入电阻中，即：，解得R总=27Ω，变阻器连入阻值和串联入电阻之和：R2=R总-R=27Ω-15Ω=12Ω，若将25Ω电阻连入电阻中，即：，解得R总=45Ω，变阻器连入阻值和串联入电阻之和：R3=R总-R=45Ω-25Ω=20Ω，若将30Ω电阻连入电阻中，即：，解得R总=54Ω，变阻器连入阻值和串联入电阻之和：R4=R总-R=54Ω-30Ω=24Ω，需要再串联入电阻的阻值最大为R1=8Ω，最小为R4-R=24Ω-20Ω=4Ω．所以要顺利完成4次测量，应在电路中在串联一个阻值为4Ω-8Ω的定值电阻．
21. （2017?锦江区模拟）如图所示的实验装置中，三个相同的烧瓶A、B、C内部都盛有质量和初温相等的液体，其中，A、B、C内部都盛有质量和初温相等的液体，其中，A、B烧瓶中装的是煤油，C瓶中装的是水，A、B、C瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC，且RA＜RB=RC．（假设实验中煤油任何热损失） （1）小明用该装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系”，他应该观察比较 两瓶中温度计的示数变化情况，其中 瓶中的液体温度升高得更快一些． （2）小红用该装置完成“比较水和煤油吸热升温的情况”的实验，她应该观察比较 两瓶中温度计的示数变化情况，实验中水和煤油吸热的多少时通过
来反映的（选填“温度计的示数”或“加热时间”），该实验中装有 （选填“水”或“煤油”）的烧瓶中温度计示数变化比较大．
【答案】（1）A、B；B；（2）BC；加热时间；煤油．
【解析】电流产生热量与电流、电阻和通电时间三个因素有关，探究中要采用控制变量法．（1）探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，应控制电流和通电相等，改变电阻．通电后给质量相同的同种液体加热，所以应比较A、B两瓶中温度计的变化情况，因为RA＜RB，所以B中液体温度升高得快些；（2）为了比较水和煤油吸热的多少，应采用相同的加热装置，通过加热时间长短来比较，因为RB=RC，所以要选择B、C两瓶中温度计的示数变化情况；通电相同时间（吸热相同的热量），质量相等的水和煤油中，煤油的温度升得高，温度计示数变化大．
四、计算题（每题9分，共18分）
22. （2018?浦东新区一模）如图所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，滑动变阻器R1上标有“20Ω??2A”字样．当电键S闭合后，通过R2的电流为0.3安． ①求R2消耗的电功率P2； ②当R1连入电路的阻值为5欧时，求电流表A的示数I； ③移动滑片P，两电流表示数的比值变为2/3．请计算此时R1连入电路的阻值．
【答案】①R2消耗的电功率P2为1.8W；②当R1连入电路的阻值为5欧时，电流表A的示数I为1.5A；③移动滑片P，两电流表示数的比值变为2/3，此时R1连入电路的阻值为10Ω．
【解析】（由电路图可知，R1、R2并联，电流表A1测R1的电流，电流表A测干路上的电流；①由并联电路的电压特点可得：U1=U2=U=6V，则R2消耗的电功率：P2=U2I2=6V×0.3A=1.8W；②当R1连入电路的阻值为5欧时，通过R1的电流：；因并联电路各支路独立工作、互不影响，则滑片移动时通过R2的电流仍为I2=0.3A不变，由并联电路的电流特点可得，电流表A的示数（干路电流）：I=I1+I2=1.2A+0.3A=1.5A；③因电流表A1测R1的电流，电流表A测干路上的电流，则由并联电路的电流特点可知，电流表A1的示数小于电流表A的示数，由题知，移动滑片P，两电流表示数的比值变为，即，设此时通过R1的电流为I1′，此时干路上的电流为I′，则根据并联电路的电流特点可得：，则，所以此时干路上的电流：I′=3I2=3×0.3A=0.9A，则此时通过R1的电流：I1′=I′-I2=0.9A-0.3A=0.6A；由欧姆定律可得，此时R1连入电路的阻值：． 答：①R2消耗的电功率P2为1.8W；②当R1连入电路的阻值为5欧时，电流表A的示数I为1.5A；③移动滑片P，两电流表示数的比值变为2/3，此时R1连入电路的阻值为10Ω．
23. （2018?临淄区校级一模）小明家电热水器的简化电路图如图所示，S1是手动开关，置于热水器水箱外部；S2置于热水器水箱内部。当水温到达40℃时开始保温，未到40℃时自动加热；R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝。使用时，手动闭合开关S1，电热水器开始工作。电热水器部分参数如表所示，求：
额定电压
220V
频率
50Hz
保温功率
220W
加热功率
1980W
水箱容量
50L
设定温度
40℃
（1）开关在什么情况时，电热水器处于加热状态？ （2）电热丝R1的阻值是多少？ （3）加热时流过电热丝R2的电流是多少？ （4）如果电热水器的实际电压只有200V，求此时的实际功率（保留一位小数） （5）假设将初温20℃的一满箱水正常工作加热至设定温度用了50min，则电热水器的效率是多少？[水的比热容为4.2×103?J/（kg?℃），ρ水=1.0×103?kg/m3]。
【答案】（1）开关S1、S2均闭合时，电热水器处于加热状态；（2）电热丝R1的阻值是220Ω；（3）加热时流过电热丝R2的电流是8A；（4）如果电热水器的实际电压只有200V，此时的实际功率为1636.4W；（5）电热水器的效率是70.7%。
【解析】（1）由电路图可知，开关S1、S2均闭合时，R1与R2并联，此时电路中的总电阻最小，电源的电压一定，由可知，电路的总功率最大，电热水器处于加热状态；（2）由电路图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，电热水器处于保温状态，则R1的阻值：； （3）电热水器加热时，电热丝R2的功率：P2=P加热-P保温=1980W-220V=1760W， 因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，加热时流过电热丝R2的电流：；（4）电热水器加热时的总电阻：，电热水器的实际电压只有200V时的实际功率：； （5）一满箱水的体积：V=50L=50dm3=0.05m3，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg， 水吸收的热量为： Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（40℃-20℃）=4.2×106J，
消耗的电能：W=P加热t′=1980W×50×60s=5.94×106J， 热水器的效率为。 答：（1）开关S1、S2均闭合时，电热水器处于加热状态；（2）电热丝R1的阻值是220Ω；（3）加热时流过电热丝R2的电流是8A；（4）如果电热水器的实际电压只有200V，此时的实际功率为1636.4W；（5）电热水器的效率是70.7%。
第十八章 电功率
考点分布
考查频率
考点内容
命题趋势
1.电能电功
★★★★★
1.知道电能、电功率的单位，知道电能表的作用和使用方法。知道电能表表盘转动快慢与用电器电功率的关系。
2.知道电源和用电器工作中能量的转化情况。
3.知道电功率和电流、电压的关系，并能进行简单计算。
4.通过测量，体验额定功率和实际功率的区别，理解额定功率与额定电压。
5.会用焦耳定律进行简单计算有解释生活中生的现象。
本章内容常考：用电器能量转化、电功率计算、电功和电热丝的电阻，2018年电功率可能出现在选择题和计算题中，会出现测电功率实验或力、电、机械综合题，分值约8分。
2.电功率
★★★★★
3.测量小灯泡的电功率
★★★★
4.焦耳定律
★★★★★
知识点一：电能、电功
1．电功：电流通过某段导体所做的功叫电功，消耗电能的过程即电流做功的过程，实质是将电能转化为其他形式能的过程，可用公式 W＝UIt计算电功大小，推导式有 W＝Pt＝I2Rt＝U2t/R。
2．电能(电功)：国际主单位是焦，符号是 J，日常生活中常用单位是度，物理学中叫kW·h，1 kW·h＝3.6×106 J。
3．电能表的认识
作用
测量电路消耗电能(电流做功)
单位
度(kW·h)
读数
计数器末尾数字的单位是十分位
参
数
220 V
额定电压
10 A
额定电流
600r/(kW·h)
每用1度电，表盘转600转
4. 注意：②计算电功公式 W＝Pt＝UIt是普遍适用的公式，由定义式 W＝UIt和欧姆定律I＝，可以推导两个式子： W＝t(方便用于并联电路)和 W＝I2Rt(方便用于串联电路)。
③无论串联还是并联，电路的总功 W总＝W1＋W2＋…＋Wn。
知识点二：电功率及其测量
1.电功率：反映电流做功快慢的物理量，等于电流做的功与时间的比值。
2.电功率公式：，若是纯电阻电路，由欧姆定律可得变形公式P＝I2R或。
3.单位：国际主单位是瓦(W)，另一个单位是千瓦(kW)二者换算关系是1 kW＝103 W。
4.额定电压和额定功率：额定电压是指用电器在正常工作时的电压，额定功率是指用电器在额定电压下的电功率，与实际电压、实际功率的关系如下：
P实＝()2·P额
若U实＝U额时，则P实＝P额，用电器正常工作；
若U实＜U额时，则P实＜P额，用电器不能正常工作；
若U实＞U额时，则P实＞P额，损坏用电器。
灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的。
5.伏安法测小灯泡电功率
(1)原理是P＝UI。
(2)电路图：
(3)滑动变阻器的作用：
①保护电路；
②改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流，从而实现多次测量。
注意：
（1）在测量小灯泡电功率的实验中，不能将多次测得的电功率求平均值。多次测量的目的：为了研究小灯泡亮度(或电功率)与小灯泡两端电压的关系。
（2）在测量小灯泡电阻的实验中，多次测量的目的：为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关。
（3）在测量定值电阻的实验中，多次测量的目的是为了求平均值，以减小测量误差。
（4）在测量小灯泡电功率的实验中，选择滑动变阻器的最大阻与小灯泡阻值相差不大，调节效果明显。
6.用电能表、秒表测用电器功率的原理是P＝ W/t。
方法是：用电能表测出用电器在某一段时间(t)消耗的电能 W＝kW·h＝×3.6×106 J(n、n0表示转数)，则用电器的电功率为P＝＝ W。
7.几种特殊测电功率方法
(1)安阻法，如图所示：
表达式为：P＝UI＝I2R0·I
(2)伏阻法，如图所示：
表达式为：P＝
(3)转换法，如图所示：
表达式为：P＝
8.电功、电功率的综合计算题一般涉及电路变化问题，解答此类题时，应先根据开关的通、断和滑动变阻器的移动情况，确定各时刻的电路结构，最好画出等效电路图，然后根据电阻的变化情况以及“灯泡正常发光”“串联”等关键字眼，逐步分析电流和电压的变化，再灵活选择合适的公式进行求解。
9.注意：
（1）用电设备的P额、U额具有唯一性、对应性，而用电设备的U实、P实可有很多个，但U实、P实具有同体性，同时性；
（2）串、并联电路，总功率P总＝P1＋P2＋…＋Pn，串联电路电功率与电阻关系：＝，并联电路电功率与电阻关系：＝。
知识点三：焦耳定律与电热
1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为热能的现象。利用电热工作的用电器有电饭锅等。为了防止电热危害，可以加散热窗等。我们可以借助电流的热效应来判定电流的大小，这种方法叫转换法。
2.焦耳定律：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。用公式表示为Q＝I2Rt，单位是J。
3.电功和电热的关系
(1)当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时，消耗的电能全部(选填“全部”或“一部分”)转化为热能，即W＝Q。
(2)当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时，消耗的电能大部分转化机械能、化学能，只有一部分(选填“全部”或“一部分”)电能转化为热能，即W大于Q。此时，只能利用公式Q＝I2Rt计算电热。
4.电热器的原理：电流的热效应。
5.电热器的主要结构：发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。电热器的优点：清洁环保，效率高，使用方便。
6.几种材料的比较
材料
电阻
熔点
滑动变阻器的电阻线
大
高
电热器的发热体
大
高
保险丝
大
低
7.电热的危害：由于电流的热效应，会使用电器的温度过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器。安装散热扇、散热窗加快散热。
8.注意：
（1）由Q＝I2Rt和I＝可以推导Q＝t，Q＝I2Rt方便串联电路计算，Q＝t方便并联电路计算。
（2）电热挡位的判定方法：由P＝可知，在电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，为高温挡位，反之，为低温挡位；
（3）比例关系：串联电路：＝＝＝＝，并联电路：＝＝＝＝。
易错点1 误认为电能表是测电功率的仪器。
典例1：接在家庭电路中的电能表，利用它可直接测量的是（ ）
A．电功 B．电压 C．电流 D．电功率
【错解】选D，理由：电能表是测电功率的仪器。.
【析错】电能表是用来测量消耗电能多少的仪器或者说是测量电流做功多少的仪器．
【正解】选A，理由：（1）电能表是用来测量用电器在单位时间内所做的功，即电功； （2）电流表是用来测量电流的，电压表是用来测量电压的，电功率是表示单位时间内电流做功的多少，都不能用电能表来测量．故选A．
易错点2 当用电器两端电压减小一半，误认为其实际功率也减小一半。
典例2：要使电热器的发热功率减小一半，应该（ ）
A．使加给它两端的电压减小一半
B．使它的电阻减小一半
C．让通过它的电流减小一半
D．使它的电阻和两端的电压同时减小一半
【错解】选A，理由：当用电器两端电压减小一半，误认为其实际功率也减小一半。
【析错】根据公式和P=I2R，结合电压、电流、电阻的变化对选项进行分析即可得出符合题意的选项．
【正解】选D，理由：A、由公式可知，电热器电阻不变，把电压减为原来的一半，发热功率变为原来的，故A不符合题意；B、由公式可知，电压不变，使它的电阻减小一半，电阻变为原来的，发热功率变为原来的二倍，故B不符合题意；C、由公式P=I2R可知，电热器的电阻不变，让通过它的电流减小一半，发热功率变为原来的，故C不符合题意．D、由公式可知，使它的电阻和两端的电压同时减小一半，发热功率变为原来的，故D符合题意．故选D．
易错点3 将“110 V 50 W”和“110 V 25 W”两灯串联在220 V电源上，两灯能正常发光。
典例3：把标有“110 V 50 W”甲和“110 V 25 W”乙的两灯串联接在220 V的电源上，则（ ）
A．25 W的灯被烧坏
B．50 W的灯被烧坏
C．两灯均被烧坏
D．两灯均正常发光
【错解】选D，理由： 因为额定电压为110 V的两灯串联在220 V的电路中，两灯串联分压，分得的实际电压为110 V，均等于额定电压，所以两灯均正常发光，而选D.
【析错】两灯泡正常发光时，两灯泡的电阻：， ，两灯串联在220V的电路中，根据串联电路分压特点，乙的电压近甲的2倍，所以甲烧坏。两灯不能正常发光。
【正解】选A，理由：， ，两灯串联在220V的电路中，根据串联电路分压特点，乙的电压近甲的2倍，所以甲烧坏。
易错点4 用I＝U/R计算电动机的工作电流。
典例4：一台电动机线圈的电阻为R，电动机正常工作时，两端电压为U，通过电流为I，工作时间为t，下列说法正确的是（ ）
A．电路中的电流
B．电动机消耗的电能为UIt
C．电动机消耗的电能为I2Rt
D．电动机线圈生热为
【错解】选A，理由：根据欧姆定律电动机中的电流。
【析错】对于电动机来说，不是纯电阻电路，电流大小不能用，总功率的大小要用P=UI来计算，电动机线圈发热的功率为I2R．
【正解】选B, 对于电动机，由于不是纯电阻电路，所以欧姆定律不能使用，电动机的总功率的大小为P=UI，所以消耗的总的电能为UIt，所以A错误B正确；电动机线圈发热的功率为I2R，所以电动机线圈产生的热量为Q=I2Rt，故CD错误；故选：B．
知识点一：电能及其测量
典例1：（2017?广西）常用于测量家用电器在一段时间内消耗多少电能的仪器是（ ）
A．电流表 B．电压表 C．电能表 D．验电器
【考查方向】电功的测量．
【名师点睛】明确各仪表或仪器的基本作用回答．
典例2：（2017?六盘水）小明家电能表本月初的示数为，本月底的示数如图所示，小明家本月消耗的电能为 kw?h，如果按0.5元/（kw?h）的电价计费．本月应付电费 元，该电能表的参数表明，小明家能同时使用的用电器总功率不得超过 W．
【考查方向】电能表参数的理解与电能的求法．
【名师点睛】（1）电能表的读数方法：①月末的减去月初的示数；②最后一位是小数；③单位kW?h．（2）已知每度电的价格和本月消耗的电能可求出本月应交电费．（3）明确电能表每一个参数的含义，知道电能表的额定电压和额定电流，可利用公式P=UI计算出最大的电功率．
知识点二：额定功率与实际功率
典例3：（2017?济南）一个标有“220V 100W”的电热器，当它接入电压为230V的电路时，它的实际功率（ ）
A．大于100W B．等于100W
C．小于100W D．条件不足，无法判断
【考查方向】实际功率．
【名师点睛】由灯泡铭牌可知，灯泡的额定电压与额定功率，由电功率的变形公式可以求出灯泡电阻，由电功率公式可以求出灯泡实际功率．
典例4：（2017?淮安）如图所示，曲线A、B分别是白炽灯Ll（220V?l00W）、L2（220V?60W）实际测得的伏安特性图象．现将L1、L2两灯串联在220V的电源上，根据图象可得L1、L2的实际功率之比约为（ ）
A．1：1 B．l：2 C．3：5 D．3：8
【考查方向】实际功率．
【名师点睛】串联后接在220V的电源上，则两电阻各自两端的电压达不到220V，但二者电压之和应为220V，根据图象找出此时两电阻各自两端的电压，而电流相同，利用P=UI求功率之比．
知识点三：伏安法测电功率
典例5：（2017?阜新）琳琳小组在做“测量小灯泡电功率”的实验，实验前他们观察到小灯泡上标有“2.5V”字样． （1）在电路连接完成后，闭合开关前，同组同学检查电路，发现她有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，并在图中正确连线．
（2）正确连接电路后，闭合开关，在移动滑动变阻器滑片的过程中，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，其原因可能是 （选填符号）． A．灯泡断路? B．灯泡短路 C．滑动变阻器断路? D．滑动变阻器短路 （3）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片在某一位置时，电流表、电压表的示数如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是 A；小灯泡两端的电压是 V；若使小灯泡正常发光，则应调节滑动变阻器使电压表的示数为
V． （4）实验结束，琳琳小组根据实验数据绘制了如图丙所示的图象，则小灯泡正常发光时的电阻大约是 Ω（保留一位小数）．
【考查方向】电功率的测量．
【名师点睛】（1）根据滑动变阻器的接法分析；（2）根据电路中灯泡的亮暗和电流表、电压表有无示数情况，可判断电路的连接状态；（3）电流表和电压表读数：首先确定使用的量程，然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数；灯泡两端的电压为额定电压时，灯泡正常发光；（4）根据表格读出电流值和电压值，根据欧姆定律求出电阻．
知识点四：焦耳定律及其应用
典例6：（2016?黔西南州）家用电热炉工作时，电炉丝热的发红发烫，而连接电路的导线只是微微发热，请从物理学的角度解释其原因．
【考查方向】焦耳定律在实际中的应用．
【名师点睛】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比．电炉丝和连接的导线串联在电路中（通过的电流相等），通电时间是相同的，而电炉丝的电阻比导线的电阻大，据焦耳定律分析．
典例7：（2017?重庆）如图所示电路中，电源电压恒为6V，R1=30Ω，只闭合开关S时，电流表示数为 A；同时闭合开关S、S1，电流表示数为0.5 A，则通电1分钟电阻R2产生的热量为 J．
【考查方向】焦耳定律的计算公式及其应用；欧姆定律的应用．
【名师点睛】（1）由电路图可知，只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，根据欧姆定律求出通过电阻R1的电流；（2）同时闭合开关S1、S2时，R1与R2并联，电流表测干路电流；根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流，根据Q=W=UIt求出通电1min电阻R2产生的热量．
知识点五：电能、电功率、电热的综合计算
典例8（2017?沈阳）电热水器在工作过程中把电能转换成 能，某电热水器的铭牌如图所示，在该电热水器中装初温为25℃，质量为60kg的水，在额定电压下工作1400s，水温升高10℃，则水吸收的热量是 J，电热水器消耗的电能是 J．（水的比热容为4.2×103J/（kg?℃））
【考查方向】电功与热量的综合计算．
【名师点睛】（1）电热水器工作时，消耗电能，电能转化为内能．（2）知道水的质量、水的比热容、水温度的变化，利用吸热公式求水吸收的热量；（3）根据铭牌上的数据，可知电热水器功率为2000W，然后利用可求加热时消耗的电能．
典例9：（2017?东营）某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点．其简化等效电路如图所示，此时处于空档位置．闭合开关S，旋钮绕P转动，实现档位转换，旋至1档时R1、R2同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至2档时R2和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态．R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1=22Ω，主要参数如下表．（c水=4.2×103J/（kg?℃））
**牌智能滚筒洗衣机
额定电压
220V
加热功率
2400W
设定温度范围
30℃～90℃
电动机功率
240W
防电墙电阻
1×106Ω
（1）洗衣机内注入10kg的水，在额定电压下连续加热1050秒，水温由20℃上升到50℃，此过程中的加热效率是多少？ （2）R2阻值是多少？ （3）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？ （4）防电墙技术的应用是洗衣机未来发展的趋势．防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全．异常漏电情况下，电流依次经防电墙和人体流入大地，若人体的最大电阻为1×105Ω，人体的安全电压不高于36V，通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全．
【考查方向】电功与热量的综合计算．
【名师点睛】（1）先根据Q吸=c水m水（t-t0）求出水吸收的热量，再根据W=Pt求出洗衣机加热的效率，最后根据求出洗衣机加热的效率；（2）根据P=UI的变形公式求出干路电流；（4）根据串联电路电阻特点求出电路总电阻，再利用欧姆定律及变形公式求出此时人体的电压，与人体的安全电压进行比较即可判断防电墙技术能否保证人的安全．
第十八章 电功率
考点分布
考查频率
考点内容
命题趋势
1.电能电功
★★★★★
1.知道电能、电功率的单位，知道电能表的作用和使用方法。知道电能表表盘转动快慢与用电器电功率的关系。
2.知道电源和用电器工作中能量的转化情况。
3.知道电功率和电流、电压的关系，并能进行简单计算。
4.通过测量，体验额定功率和实际功率的区别，理解额定功率与额定电压。
5.会用焦耳定律进行简单计算有解释生活中生的现象。
本章内容常考：用电器能量转化、电功率计算、电功和电热丝的电阻，2018年电功率可能出现在选择题和计算题中，会出现测电功率实验或力、电、机械综合题，分值约8分。
2.电功率
★★★★★
3.测量小灯泡的电功率
★★★★
4.焦耳定律
★★★★★
知识点一：电能、电功
1．电功：电流通过某段导体所做的功叫电功，消耗电能的过程即电流做功的过程，实质是将电能转化为其他形式能的过程，可用公式 W＝UIt计算电功大小，推导式有 W＝Pt＝I2Rt＝U2t/R。
2．电能(电功)：国际主单位是焦，符号是 J，日常生活中常用单位是度，物理学中叫kW·h，1 kW·h＝3.6×106 J。
3．电能表的认识
作用
测量电路消耗电能(电流做功)
单位
度(kW·h)
读数
计数器末尾数字的单位是十分位
参
数
220 V
额定电压
10 A
额定电流
600r/(kW·h)
每用1度电，表盘转600转
4. 注意：②计算电功公式 W＝Pt＝UIt是普遍适用的公式，由定义式 W＝UIt和欧姆定律I＝，可以推导两个式子： W＝t(方便用于并联电路)和 W＝I2Rt(方便用于串联电路)。
③无论串联还是并联，电路的总功 W总＝W1＋W2＋…＋Wn。
知识点二：电功率及其测量
1.电功率：反映电流做功快慢的物理量，等于电流做的功与时间的比值。
2.电功率公式：，若是纯电阻电路，由欧姆定律可得变形公式P＝I2R或。
3.单位：国际主单位是瓦(W)，另一个单位是千瓦(kW)二者换算关系是1 kW＝103 W。
4.额定电压和额定功率：额定电压是指用电器在正常工作时的电压，额定功率是指用电器在额定电压下的电功率，与实际电压、实际功率的关系如下：
P实＝()2·P额
若U实＝U额时，则P实＝P额，用电器正常工作；
若U实＜U额时，则P实＜P额，用电器不能正常工作；
若U实＞U额时，则P实＞P额，损坏用电器。
灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的。
5.伏安法测小灯泡电功率
(1)原理是P＝UI。
(2)电路图：
(3)滑动变阻器的作用：
①保护电路；
②改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流，从而实现多次测量。
注意：
（1）在测量小灯泡电功率的实验中，不能将多次测得的电功率求平均值。多次测量的目的：为了研究小灯泡亮度(或电功率)与小灯泡两端电压的关系。
（2）在测量小灯泡电阻的实验中，多次测量的目的：为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关。
（3）在测量定值电阻的实验中，多次测量的目的是为了求平均值，以减小测量误差。
（4）在测量小灯泡电功率的实验中，选择滑动变阻器的最大阻与小灯泡阻值相差不大，调节效果明显。
6.用电能表、秒表测用电器功率的原理是P＝ W/t。
方法是：用电能表测出用电器在某一段时间(t)消耗的电能 W＝kW·h＝×3.6×106 J(n、n0表示转数)，则用电器的电功率为P＝＝ W。
7.几种特殊测电功率方法
(1)安阻法，如图所示：
表达式为：P＝UI＝I2R0·I
(2)伏阻法，如图所示：
表达式为：P＝
(3)转换法，如图所示：
表达式为：P＝
8.电功、电功率的综合计算题一般涉及电路变化问题，解答此类题时，应先根据开关的通、断和滑动变阻器的移动情况，确定各时刻的电路结构，最好画出等效电路图，然后根据电阻的变化情况以及“灯泡正常发光”“串联”等关键字眼，逐步分析电流和电压的变化，再灵活选择合适的公式进行求解。
9.注意：
（1）用电设备的P额、U额具有唯一性、对应性，而用电设备的U实、P实可有很多个，但U实、P实具有同体性，同时性；
（2）串、并联电路，总功率P总＝P1＋P2＋…＋Pn，串联电路电功率与电阻关系：＝，并联电路电功率与电阻关系：＝。
知识点三：焦耳定律与电热
1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为热能的现象。利用电热工作的用电器有电饭锅等。为了防止电热危害，可以加散热窗等。我们可以借助电流的热效应来判定电流的大小，这种方法叫转换法。
2.焦耳定律：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。用公式表示为Q＝I2Rt，单位是J。
3.电功和电热的关系
(1)当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时，消耗的电能全部(选填“全部”或“一部分”)转化为热能，即W＝Q。
(2)当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时，消耗的电能大部分转化机械能、化学能，只有一部分(选填“全部”或“一部分”)电能转化为热能，即W大于Q。此时，只能利用公式Q＝I2Rt计算电热。
4.电热器的原理：电流的热效应。
5.电热器的主要结构：发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。电热器的优点：清洁环保，效率高，使用方便。
6.几种材料的比较
材料
电阻
熔点
滑动变阻器的电阻线
大
高
电热器的发热体
大
高
保险丝
大
低
7.电热的危害：由于电流的热效应，会使用电器的温度过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器。安装散热扇、散热窗加快散热。
8.注意：
（1）由Q＝I2Rt和I＝可以推导Q＝t，Q＝I2Rt方便串联电路计算，Q＝t方便并联电路计算。
（2）电热挡位的判定方法：由P＝可知，在电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，为高温挡位，反之，为低温挡位；
（3）比例关系：串联电路：＝＝＝＝，并联电路：＝＝＝＝。
易错点1 误认为电能表是测电功率的仪器。
典例1：接在家庭电路中的电能表，利用它可直接测量的是（ ）
A．电功 B．电压 C．电流 D．电功率
【错解】选D，理由：电能表是测电功率的仪器。.
【析错】电能表是用来测量消耗电能多少的仪器或者说是测量电流做功多少的仪器．
【正解】选A，理由：（1）电能表是用来测量用电器在单位时间内所做的功，即电功； （2）电流表是用来测量电流的，电压表是用来测量电压的，电功率是表示单位时间内电流做功的多少，都不能用电能表来测量．故选A．
易错点2 当用电器两端电压减小一半，误认为其实际功率也减小一半。
典例2：要使电热器的发热功率减小一半，应该（ ）
A．使加给它两端的电压减小一半
B．使它的电阻减小一半
C．让通过它的电流减小一半
D．使它的电阻和两端的电压同时减小一半
【错解】选A，理由：当用电器两端电压减小一半，误认为其实际功率也减小一半。
【析错】根据公式和P=I2R，结合电压、电流、电阻的变化对选项进行分析即可得出符合题意的选项．
【正解】选D，理由：A、由公式可知，电热器电阻不变，把电压减为原来的一半，发热功率变为原来的，故A不符合题意；B、由公式可知，电压不变，使它的电阻减小一半，电阻变为原来的，发热功率变为原来的二倍，故B不符合题意；C、由公式P=I2R可知，电热器的电阻不变，让通过它的电流减小一半，发热功率变为原来的，故C不符合题意．D、由公式可知，使它的电阻和两端的电压同时减小一半，发热功率变为原来的，故D符合题意．故选D．
易错点3 将“110 V 50 W”和“110 V 25 W”两灯串联在220 V电源上，两灯能正常发光。
典例3：把标有“110 V 50 W”甲和“110 V 25 W”乙的两灯串联接在220 V的电源上，则（ ）
A．25 W的灯被烧坏
B．50 W的灯被烧坏
C．两灯均被烧坏
D．两灯均正常发光
【错解】选D，理由： 因为额定电压为110 V的两灯串联在220 V的电路中，两灯串联分压，分得的实际电压为110 V，均等于额定电压，所以两灯均正常发光，而选D.
【析错】两灯泡正常发光时，两灯泡的电阻：， ，两灯串联在220V的电路中，根据串联电路分压特点，乙的电压近甲的2倍，所以甲烧坏。两灯不能正常发光。
【正解】选A，理由：， ，两灯串联在220V的电路中，根据串联电路分压特点，乙的电压近甲的2倍，所以甲烧坏。
易错点4 用I＝U/R计算电动机的工作电流。
典例4：一台电动机线圈的电阻为R，电动机正常工作时，两端电压为U，通过电流为I，工作时间为t，下列说法正确的是（ ）
A．电路中的电流
B．电动机消耗的电能为UIt
C．电动机消耗的电能为I2Rt
D．电动机线圈生热为
【错解】选A，理由：根据欧姆定律电动机中的电流。
【析错】对于电动机来说，不是纯电阻电路，电流大小不能用，总功率的大小要用P=UI来计算，电动机线圈发热的功率为I2R．
【正解】选B, 对于电动机，由于不是纯电阻电路，所以欧姆定律不能使用，电动机的总功率的大小为P=UI，所以消耗的总的电能为UIt，所以A错误B正确；电动机线圈发热的功率为I2R，所以电动机线圈产生的热量为Q=I2Rt，故CD错误；故选：B．
知识点一：电能及其测量
典例1：（2017?广西）常用于测量家用电器在一段时间内消耗多少电能的仪器是（ ）
A．电流表 B．电压表 C．电能表 D．验电器
【考查方向】电功的测量．
【名师点睛】明确各仪表或仪器的基本作用回答．
【答案】C
【解析】A、电流表是测电流大小的仪表，不符合题意；B、电压表测量电压大小，不符合题意；C、电能表是用来测量家用电器在一段时间内消耗多少电能（即电流做功）的仪表，符合题意；D、验电器是用来检验物体是否带电的仪器，不符合题意．故选C． 典例2：（2017?六盘水）小明家电能表本月初的示数为，本月底的示数如图所示，小明家本月消耗的电能为 kw?h，如果按0.5元/（kw?h）的电价计费．本月应付电费 元，该电能表的参数表明，小明家能同时使用的用电器总功率不得超过 W．
【考查方向】电能表参数的理解与电能的求法．
【名师点睛】（1）电能表的读数方法：①月末的减去月初的示数；②最后一位是小数；③单位kW?h．（2）已知每度电的价格和本月消耗的电能可求出本月应交电费．（3）明确电能表每一个参数的含义，知道电能表的额定电压和额定电流，可利用公式P=UI计算出最大的电功率．
【答案】130；65；2200．
【解析】消耗电能为：W=W1-W2=951.6kW?h-821.6kW?h=130kW?h．电费的单价为：0.5元/（kW?h），应交电费为：130kW?h×0.5元/（kW?h）=65元．已知U=220V，I=10A，使用的用电器总功率不得超过；P=UI=220V×10A=2200W．
知识点二：额定功率与实际功率
典例3：（2017?济南）一个标有“220V 100W”的电热器，当它接入电压为230V的电路时，它的实际功率（ ）
A．大于100W B．等于100W
C．小于100W D．条件不足，无法判断
【考查方向】实际功率．
【名师点睛】由灯泡铭牌可知，灯泡的额定电压与额定功率，由电功率的变形公式可以求出灯泡电阻，由电功率公式可以求出灯泡实际功率．
【答案】A
【解析】由灯泡铭牌可知，灯泡额定电压是220V，额定功率是100W；由可得，灯泡电阻：，灯泡接入230V电路中，它的实际电压是230V；灯泡实际功率：．故选A． 典例4：（2017?淮安）如图所示，曲线A、B分别是白炽灯Ll（220V?l00W）、L2（220V?60W）实际测得的伏安特性图象．现将L1、L2两灯串联在220V的电源上，根据图象可得L1、L2的实际功率之比约为（ ）
A．1：1 B．l：2 C．3：5 D．3：8
【考查方向】实际功率．
【名师点睛】串联后接在220V的电源上，则两电阻各自两端的电压达不到220V，但二者电压之和应为220V，根据图象找出此时两电阻各自两端的电压，而电流相同，利用P=UI求功率之比．
【答案】D
【解析】（1）两灯泡的额定电压相等，根据可知，“220V?100W”比“220V?60W”灯泡的额定电流大，故上边的U-I图象为60W灯泡的图象，下边的为100W灯泡的图象；（2）两电阻串联时，流过两电阻的电流相等，而总电压应为220V，由I-U图象可知，串联时电流应为0.26A，此时L1的电压为60V，故此时L1的功率P=U1I1=60V×0.26A=15.6W；L2的电压为160V，故此时L2的功率P=U2I2=160V×0.26A=41.6W；所以，所以D正确．故选D．
知识点三：伏安法测电功率
典例5：（2017?阜新）琳琳小组在做“测量小灯泡电功率”的实验，实验前他们观察到小灯泡上标有“2.5V”字样． （1）在电路连接完成后，闭合开关前，同组同学检查电路，发现她有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，并在图中正确连线．
（2）正确连接电路后，闭合开关，在移动滑动变阻器滑片的过程中，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，其原因可能是 （选填符号）． A．灯泡断路? B．灯泡短路 C．滑动变阻器断路? D．滑动变阻器短路 （3）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片在某一位置时，电流表、电压表的示数如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是 A；小灯泡两端的电压是 V；若使小灯泡正常发光，则应调节滑动变阻器使电压表的示数为
V． （4）实验结束，琳琳小组根据实验数据绘制了如图丙所示的图象，则小灯泡正常发光时的电阻大约是 Ω（保留一位小数）．
【考查方向】电功率的测量．
【名师点睛】（1）根据滑动变阻器的接法分析；（2）根据电路中灯泡的亮暗和电流表、电压表有无示数情况，可判断电路的连接状态；（3）电流表和电压表读数：首先确定使用的量程，然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数；灯泡两端的电压为额定电压时，灯泡正常发光；（4）根据表格读出电流值和电压值，根据欧姆定律求出电阻．
【答案】（1）如图；（2）A；（3）0.24；1.5；2.5；（4）8.3．
【解析】（1）滑动变阻器在接入电路中时应采用一上一下的接法，如图所示：
；
（2）灯泡不亮，电流表无示数，说明电路无电流；电压表有示数且较大，说明电路有电压且与电压表串联的电路是通路，所以故障原因是灯泡断路，故选A；（3）电流表使用0～0.6A量程，电流表示数为0.24A，电压表使用0～3V量程，电压表示数为1.5V，灯泡两端的电压为2.5V时，灯泡会正常发光，故应调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V；（4）由图可知，灯泡正常发光时的电压为2.5V，电流为0.3A，由欧姆定律可知，灯泡的电阻为：．
知识点四：焦耳定律及其应用
典例6：（2016?黔西南州）家用电热炉工作时，电炉丝热的发红发烫，而连接电路的导线只是微微发热，请从物理学的角度解释其原因．
【考查方向】焦耳定律在实际中的应用．
【名师点睛】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比．电炉丝和连接的导线串联在电路中（通过的电流相等），通电时间是相同的，而电炉丝的电阻比导线的电阻大，据焦耳定律分析．
【答案】见解析
【解析】导线与电炉丝串联，通过导线和电炉丝中的电流相同，而电炉丝的电阻远远大于导线的电阻．由于电流通过导体时电能转化为内能，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，所以电炉丝热的发红而导线只是微微发热． 典例7：（2017?重庆）如图所示电路中，电源电压恒为6V，R1=30Ω，只闭合开关S时，电流表示数为 A；同时闭合开关S、S1，电流表示数为0.5 A，则通电1分钟电阻R2产生的热量为 J．
【考查方向】焦耳定律的计算公式及其应用；欧姆定律的应用．
【名师点睛】（1）由电路图可知，只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，根据欧姆定律求出通过电阻R1的电流；（2）同时闭合开关S1、S2时，R1与R2并联，电流表测干路电流；根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流，根据Q=W=UIt求出通电1min电阻R2产生的热量．
【答案】0.2；108．
【解析】（1）由电路图可知，只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，则通过电阻R1的电流（即电流表示数）：； （2）同时闭合开关S1、S2时，R1与R2并联，电流表测干路电流；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流：I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A， 通电1min电阻R2产生的热量：Q2=W2=UI2t=6V×0.3A×60s=108J． 知识点五：电能、电功率、电热的综合计算
典例8（2017?沈阳）电热水器在工作过程中把电能转换成 能，某电热水器的铭牌如图所示，在该电热水器中装初温为25℃，质量为60kg的水，在额定电压下工作1400s，水温升高10℃，则水吸收的热量是 J，电热水器消耗的电能是 J．（水的比热容为4.2×103J/（kg?℃））
【考查方向】电功与热量的综合计算．
【名师点睛】（1）电热水器工作时，消耗电能，电能转化为内能．（2）知道水的质量、水的比热容、水温度的变化，利用吸热公式求水吸收的热量；（3）根据铭牌上的数据，可知电热水器功率为2000W，然后利用可求加热时消耗的电能．
【答案】内；2.52×106；2.8×106．
【解析】电热水器工作时，消耗电能，转化为水的内能；水吸收的热量： Q=cm（t-to）=4.2×103J/（kg?℃）×60kg×10℃=2.52×106J； 由铭牌上的数据，可知电热水器功率P=2000W， 由可得，消耗电能：W=Pt=2000W×1400s=2.8×106J；
典例9：（2017?东营）某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点．其简化等效电路如图所示，此时处于空档位置．闭合开关S，旋钮绕P转动，实现档位转换，旋至1档时R1、R2同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至2档时R2和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态．R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1=22Ω，主要参数如下表．（c水=4.2×103J/（kg?℃））
**牌智能滚筒洗衣机
额定电压
220V
加热功率
2400W
设定温度范围
30℃～90℃
电动机功率
240W
防电墙电阻
1×106Ω
（1）洗衣机内注入10kg的水，在额定电压下连续加热1050秒，水温由20℃上升到50℃，此过程中的加热效率是多少？ （2）R2阻值是多少？ （3）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？ （4）防电墙技术的应用是洗衣机未来发展的趋势．防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全．异常漏电情况下，电流依次经防电墙和人体流入大地，若人体的最大电阻为1×105Ω，人体的安全电压不高于36V，通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全．
【考查方向】电功与热量的综合计算．
【名师点睛】（1）先根据Q吸=c水m水（t-t0）求出水吸收的热量，再根据W=Pt求出洗衣机加热的效率，最后根据求出洗衣机加热的效率；（2）根据求出电热丝R1的加热功率，进而得出电热丝R2?的加热功率，根据求出电热丝R2阻值；（3）先求出电热丝R2?和电动机的总功率，根据P=UI的变形公式求出干路电流；（4）根据串联电路电阻特点求出电路总电阻，再利用欧姆定律及变形公式求出此时人体的电压，与人体的安全电压进行比较即可判断防电墙技术能否保证人的安全．
【答案】20.0；1．
【解析】（1）水吸收的热量： Q吸=c水m水（t-t0） =4.2×l03J/（kg?℃）×10kg×（50℃-20℃） =1.26×l06J， 洗衣机加热消耗的电能：W=Pt=2400W×1050s=2.52×106J， 洗衣机加热的效率：
（2）由电路图可知，当旋钮旋至1档时，电热丝R1与R2并联，洗衣机处于加热状态，由得，电热丝R1的加热功率：， 电热丝R2?的加热功率：P2=P-P1=2400W-2200W=200W， 则电热丝R2的阻值：， （3）洗衣机处于保温洗涤状态时，电热丝R2与电动机并联， 则电热丝R2?和电动机的总功率：P总=P2+P电动=200W+240W=440W， 保温洗涤的干路电流：， （4）防电墙与人的电阻串联， 根据串联电路电阻特点可知，电路总电阻：R=R0+R人=1×106Ω+1×105Ω=1.1×106Ω 串联电路中的电流：， 由欧姆定律得，此时人体的电压：U人=I0R人=2×10-4A×1×105Ω=20V， 因为U人小于36V，所以防电墙技术能保证人的安全． 答：（1）此过程中的加热效率是50%；（2）R2阻值是242Ω；（3）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是2A；（4）防电墙技术能保证人的安全．
