课件80张PPT。第 22 讲 电功 电功率第二部分 物质科学(一)专题一 电功、电能专题二 电功率内容索引实验探究与学科素养专题三 测定小灯泡的电功率专题四 电流的热效应专题一 电功、电能返回基础知识1.电功的定义： 所做的功，简称电功。电流做功的过程就是把 能转化为 能的过程。
2.电功的单位：电功的国际单位是 (J)，还有常用单位是千瓦时(kW·h)。1 kW·h＝ J,1 J＝1瓦·秒＝1伏·安·秒。
3.电功与电能的关系：电功是用来量度用电器消耗了多少电能，如图所示。梳理电流电其他形式焦耳3.6×1064.影响电功大小的因素：电压、电流和通电时间。
5.电功的计算公式：W＝ ，W＝Pt。
6.在纯电阻电路中，结合欧姆定律I＝U/R可推导出：W＝I2Rt＝U2t/R。UIt命题点1 电功的概念及单位
1.(2017·上海)家用电能表抄见数所用的单位是( )
A.千瓦 B.千瓦时
C.库仑 D.伏特
解析 千瓦是电功率的单位，库仑是电量的单位，伏特是电压的单位；而电能表是测量电能(或电功)的仪表，其单位是千瓦时，简称度。答案 解析命题规律探究B12342.关于电流做功过程中的能量转化，下列说法中正确的是( )
A.电风扇主要把电能转化为机械能
B.电炉主要把电能转化为机械能
C.给蓄电池充电的过程中，化学能转化为电能
D.在电流通过电动起重机的过程中，主要是机械能转化为电能
解析 电风扇主要把电能转化为机械能；电炉主要把电能转化为内能；给蓄电池充电的过程中，电能转化为化学能；在电流通过电动起重机的过程中，主要是电能转化为机械能。答案 解析A1234命题点2 决定电功大小的因素
3.电流通过某段电路所做的功取决于( )
A.电路中的电流
B.电路中的电流和电路两端的电压
C.电路中的电流、这段电路的电阻及通电时间
D.电路中的电流、电路两端的电压和通电时间
解析 由电功的计算公式W＝UIt可知，电流所做的功与电路中的电流、电路两端的电压和通电时间有关。答案 解析D1234命题点3 应用电功的公式计算用电器消耗的
电能
4.如图电路中，电源电压不变。当只闭合S1时，电压表示数为3V，电流表示数为0.2A。请计算：1min内电路消耗的电能为多少？1234解 如图所示，当只闭合S1时，两电阻串联，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，1min内电路消耗的电能W＝UIt＝3V×0.2A×60s＝36J。返回解答专题二 电功率返回基础知识1.定义：电流在 内所做的功，叫做电功率。它反映电流做功的
，如电流通过某用电器时，电功率大表示电流做功快，也可表示电能转化为其他形式的能量快。
2.单位：电功率的国际单位是 ，符号是 。1W＝1V·A＝1J/s。常用单位是千瓦(kW)，1kW＝1000W。
3.计算公式：P＝ 或P＝UI。在纯电阻电路中，P＝ ＝I2R。
4.额定电压：用电器正常工作时两端的电压。
5.额定功率：用电器在额定电压下工作时所消耗的电功率。梳理单位时间快慢瓦特W6.从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率(以下图为例) ：灯泡铭牌“PZ220－100”所表示的含义：P表示普通，Z表示照明，220表示额定电压为220V,100表示额定功率为100W。特别提醒 铭牌的主要内容有额定电压、额定功率或额定电流等。用电器的额定电压、额定功率是确定的，而将用电器接入某一电路时，用电器工作时两端的实际电压会随工作条件的改变而变化，实际功率也会随着变化。
例如，我国规定的家用电器的额定电压与我国照明电路电压一致，即220V。在用电高峰期时，电网负荷很大，照明电路电压将会降低，根据P＝ ，一般用电器的实际功率会降低，如白炽灯会变暗，如果电压过低，日光灯不能启动，或用电器不能工作。到晚间，如果电网负荷变小时，照明电路电压会高于220V，电压过高时家用电器也不能正常工作，此时实际功率将高于额定功率。命题点1 电功率的概念及单位
1.(2017·连云港)智能手机在现代生活中的作用越来越重要，频繁的使用会导致它的电能消耗很快，当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，这是通过以下哪种方式实现的( )
A.增大电池电压 B.增加总功率
C.减小总功率 D.降低散热能力
解析 当手机“电量”所剩无几时，即电能W一定，由P＝ 可得，W＝Pt，要延长使用时间t，则减小总功率P，因此手机的“省电模式”是通过减小总功率的方式来延长使用时间的。命题规律探究12345答案 解析C6782.(2017·河南)某水电站的年发电量在8亿千瓦时以上，“千瓦时”是下列哪个物理量的单位( )
A.电能 B.电功率
C.电流 D.时间
解析 1kW·h＝1kW×1h＝1000W×3600s＝3.6×106J，J是电能的单位，所以“kW·h”是电能的单位。答案 解析A12345678命题点2 应用电功率的公式进行简单的计算
3.(2017·淮安)如图所示，曲线A、B分别是白炽灯L1(220V 100W)、L2(220V 60W)实际测得的伏安特性图像。现将L1、L2两灯串联在220V的电源上，根据图像可得L1、L2的实际功率之比约为( )
A.1∶1 B.1∶2
C.3∶5 D.3∶8答案 解析12345678解析 两电阻串联时，通过的电流相等，总电压为220V，由I－U图像可知，串联时电流应为0.25A，此时L1两端的电压为U1＝60V，L2两端的电压为U2＝160V，L1的功率与L2的功率之比：P1∶P2＝U1I∶U2I＝U1∶U2＝60V∶160V＝3∶8。12345678命题点2 应用电功率的公式进行简单的计算
3.(2017·淮安)如图所示，曲线A、B分别是白炽灯L1(220V 100W)、L2(220V 60W)实际测得的伏安特性图像。现将L1、L2两灯串联在220V的电源上，根据图像可得L1、L2的实际功率之比约为( )
A.1∶1 B.1∶2
C.3∶5 D.3∶8答案 解析D123456784.(2016·德州)甲、乙两只灯泡，其I－U关系图像如图所示，现将甲、乙两灯串联在电路中，当甲灯两端电压为2V时，乙灯消耗的功率是( )
A.1.2W B.0.8W
C.2W D.3W答案 解析解析 因为甲、乙两灯串联在电路中，所以通过甲、乙灯的电流相等，当甲灯两端电压为U1＝2V时，由图可知电流I＝0.4A，乙灯两端电压U2＝3V，所以乙灯消耗的功率P＝U2I＝3V×0.4A＝1.2W。A123456785.(2017·六盘水)家用热水器额定功率是2000W，正常工作210s消耗的电能是 J。
解析 因为热水器正常工作，所以热水器的功率为P额＝2000W，热水器消耗的电能：W＝Pt＝2000W×210s＝4.2×105J。答案 解析4.2×10512345678命题点3 知道额定功率的概念
6.(2016·凉山)某同学家中有一个电磁炉，上面标有“220V 2000W”的字样，下面关于这个电磁炉的说法中正确的是( )
A.使用这个电磁炉时应连接额定电流为10A的保险丝
B.这个电磁炉在正常工作时的电阻为484Ω
C.这个电磁炉工作时的电功率是2000W
D.这个电磁炉正常工作0.5h消耗电能为1.8×106J答案 解析12345678解析 由P＝UI可得，电磁炉的额定电流I＝ ≈9.1A，保险丝的额定电流10A略大于电磁炉的额定电流，故A正确。
由P＝ 可得，电磁炉正常工作时的电阻R＝ ＝24.2Ω，故B错误。
电磁炉只有两端电压为额定电压时，即正常工作时，其消耗的电功率才为额定功率2000W，故C错误。
由P＝ 可得，电磁炉正常工作0.5h消耗的电能W＝Pt＝2000W× 0.5×3600s＝3.6×106J，故D错误。答案 解析12345678命题点3 知道额定功率的概念
6.(2016·凉山)某同学家中有一个电磁炉，上面标有“220V 2000W”的字样，下面关于这个电磁炉的说法中正确的是( )
A.使用这个电磁炉时应连接额定电流为10A的保险丝
B.这个电磁炉在正常工作时的电阻为484Ω
C.这个电磁炉工作时的电功率是2000W
D.这个电磁炉正常工作0.5h消耗电能为1.8×106J答案 解析A123456787.(2017·安徽)车床照明灯的额定电压是36V，它正常工作时灯丝的电阻是24Ω，则该照明灯正常工作时，消耗的电功率是 W，工作30min，电流通过灯丝产生的热量是 J。答案 解析解析 照明灯正常工作时，消耗的电功率：P＝UI＝ ＝54W，
工作30min，电流通过灯丝产生的热量：Q＝W＝Pt＝54W×30×60s＝97200J。549720012345678命题点4 从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率
8.某洗衣机说明书所列数据如下表所示，下列说法正确的是( )
A.洗衣机正常工作2h，需耗电0.88kW·h
B.洗衣机正常工作时，通过的电流为0.5A
C.这台洗衣机所受重力为29.4N
D.洗衣机接在110V的电路中，实际消耗功率为220W
解析 正常工作时，洗衣机的功率为440W，则
消耗的电能W＝Pt＝0.44kW×2h＝0.88kW·h。A返回解析答案12345678专题三 测定小灯泡的电功率返回基础知识1.原理：用电流表、电压表分别测定小灯泡工作时的 、 ，根据公式 计算得出小灯泡工作时的电功率，这就是伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理。
2.实验电路图：梳理电流电压P＝UI3.测定小灯泡的额定功率和实际功率的实验过程：
(1)根据小灯泡的额定电压，选择好合适的电源。(电源电压要 小灯泡的额定电压)。
(2)根据电源电压及小灯泡大约的电阻，选择电流表、电压表合适的量程。
(3)根据实验电路图把实验器材连接成实验电路，连接电路时开关应处于断开状态。(注意滑动变阻器的正确连接)
(4)检查电路正确无误，将滑动变阻器的滑片移到使连入电路的电阻为_____的位置。闭合开关，注意观察 ，然后缓慢移动变阻器的滑片，直到电压表的读数等于 ，记录这时电压表和电流表的读数U1、I1，并观察小灯泡正常发光的亮度。高于最大电压表小灯泡的额定电压值(5)适当移动变阻器的滑片，使电压表读数低于小灯泡的额定电压(如4/5的额定电压)，分别记下电压表和电流表的读数U2、I2，并观察小灯泡的亮度变化。
(6)再适当移动变阻器的滑片，使电压表读数高于小灯泡的额定电压(如6/5的额定电压)，分别记下电压表和电流表的读数U3、I3，并观察小灯泡的亮度变化。
(7)根据测得的电压表、电流表的读数，及公式P＝UI，计算得出小灯泡的额定功率和低于或高于额定电压时的实际功率。(8)设计实验数据记录表格并记录实验数据。4.合作交流，分析说明，得出结论。
(1)当小灯泡两端的电压等于额定电压时，测得的实际功率为额定功率，小灯泡才能正常发光。
(2)当小灯泡两端的电压低于额定电压时，小灯泡实际消耗的功率小于额定功率。
(3)当小灯泡两端的电压高于额定电压时，小灯泡实际消耗的功率大于额定功率。
结论：用电器的实际功率随着工作电压的变化而变化。命题规律探究答案 解析命题点1 伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理
1.(2015·岳阳)用两只电流表按图示实验电路探究“电功率与电流的关系”，下列说法不正确的是( )
A.小灯泡电功率的大小是通过灯泡的亮度来判断的
B.将小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接到干路上也可以完成实验1234解析 灯泡的亮暗是由它的实际功率决定的，灯泡越亮，实际功率越大，所以小灯泡电功率的大小可以通过灯泡的亮度来判断，故A正确。
由图可知，两灯泡的连接方式是并联，在并联电路中，各支路两端的电压都相等，故B正确。
实验目的是研究电功率与电流的关系，所以在电路中的两个灯泡的规格即功率要有所不同，故C错误。
在并联电路中干路电流与支路电流的关系是干路电流等于各支路电流之和；将其中一只电流表移接到干路上也可以求出两个支路的电流，可以完成实验，故D正确。命题规律探究1234命题点1 伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理
1.(2015·岳阳)用两只电流表按图示实验电路探究“电功率与电流的关系”，下列说法不正确的是( )
A.小灯泡电功率的大小是通过灯泡的亮度来判断的
B.将小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接到干路上也可以完成实验命题规律探究C答案 解析1234命题点2 测定小灯泡的额定功率和实际功率
2.(2016·绥化)小萌在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V 40W”的字样，下列说法中正确的是( )
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答案 解析1234解析 “220V”为灯泡正常工作时的电压，说明其工作时工作电压不能超过220V，可以小于或等于220V，故A错误；
灯的实际功率随实际电压的变化而变化，故B错误；
若灯正常工作，由W＝Pt可得每秒钟消耗的电能为：W＝40W×1s＝40J，故C错误；
灯泡在220V电压下正常工作，则此时发光的功率为40W，故D正确。 1234命题点2 测定小灯泡的额定功率和实际功率
2.(2016·绥化)小萌在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V 40W”的字样，下列说法中正确的是( )
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40Wk答案 解析D12343.小楼想测量某个仅标有“0.25A”字样的灯泡的额定功率。电源电压为6V且恒定。答案 解析(1)检查器材时，小楼发现电压表存在图甲所示的两个问题：一是指针位置不对；二是部分刻度模糊。出现指针位置不对的原因是___________________。
解析 电表使用前要调零。电表使用前没有调零1234(2)小楼认为不更换电压表也能测出灯泡的额定功率。他进行了如下操作：
①解决了指针问题后，按规范步骤连接好电路如图乙，请你用笔画线
代替导线帮他连接完整；
解析 根据灯泡额定电流为0.25A，电流表选择0～0.6A量程，把电流表串联接入电路；答案 解析1234(2)小楼认为不更换电压表也能测出灯泡的额定功率。他进行了如下操作：
①解决了指针问题后，按规范步骤连接好电路如图乙，请你用笔画线
代替导线帮他连接完整；
答案 如图所示答案 解析1234②连接好电路并检查无误后，闭合开关，在移动变阻器滑片时，眼睛要注视 的变化，当灯泡正常发光时，滑片正好在变阻器的中点。在滑片移动过程中，电流表示数从0.2A增大到0.25A，而电压表示数从2.0伏开始增大。
解析 实验时要观察电流表示数，当电流表示数等于额定电流时，灯泡正常发光。答案 解析电流表1234答案 解析(3)小楼的同桌依据实验数据计算如下：小楼发现步骤b的结果有错，请你指出错误原因___________________
_________。
灯泡的额定功率是 W。1234解析 灯泡电阻受温度影响，不是定值，小楼同桌计算没有考虑电阻随温度的变化；根据串联电路与欧姆定律求出灯泡正常发光时的电压，由P＝UI求出灯泡电功率。闭合开关时，滑动变阻器阻值全部接入电路，滑动变阻器两端电压：U滑＝U－Uv＝6V－2V＝4V，滑动变阻器的阻值：R＝ ＝20Ω；滑片在中间时，灯光正常发光，此时滑动变阻器两端电压：U滑′＝I额R′＝0.25A× ＝2.5V，灯泡额定电压：UL额＝U－U滑′＝6V－2.5V＝3.5V，灯泡额定功率：P＝UL额I额＝3.5V×0.25A＝0.875W。1234(3)小楼的同桌依据实验数据计算如下：小楼发现步骤b的结果有错，请你指出错误原因___________________
_________。
灯泡的额定功率是 W。答案 解析灯泡电阻随温度变化，不是定值0.8751234答案 解析命题点3 收集和整理实验数据得出实验结论
4.(2017·鄂州)实验室购买了一批规格为“2.5V 0.75W”的小灯泡，某同学在利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验时，得到了如下几组数据。(1)分析这几组数据，你认为该小灯泡 (选填“是”或“否”)合格，原因是_________________________________________________。1234解析 由表格可知，小灯泡的电压为额定电压2.5V时，通过的电流I＝0.4A，则小灯泡的实际功率：P实＝UI＝2.5V×0.4A＝1W，因在额定电压下小灯泡的实际功率P实＞P额＝0.75W，所以，该小灯泡不合格。1234命题点3 收集和整理实验数据得出实验结论
4.(2017·鄂州)实验室购买了一批规格为“2.5V 0.75W”的小灯泡，某同学在利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验时，得到了如下几组数据。(1)分析这几组数据，你认为该小灯泡 (选填“是”或“否”)合格，原因是_________________________________________________。答案 解析否在额定电压的条件下小灯泡的实际电功率大于额定功率1234(2)假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡内钨丝的长度与合格产品相比是 (选填“长了”或“短了”)。用这只小灯泡做实验时，容易出现的故障是_____________。解析 因P实＞P额，由P＝ 得R＝ 可知，这个小灯泡内钨丝的电阻小于合格产品的电阻；因导体电阻与导体材料、长度、横截面积有关，且材料相同、横截面积相同时，长度越小，电阻越小，所以这个小灯泡内钨丝的长度与合格产品相比短了。用这只小灯泡做实验时，在相同电压下小灯泡的实际功率偏大，所以小灯泡容易烧坏。短了灯泡容易烧坏返回解析答案1234专题四 电流的热效应返回基础知识1.定义：电流通过导体时，导体会发热的现象叫做电流的热效应。这是电能转化为内能的现象。
2.电热的利用和防止：电流的热效应在生产和生活中有广泛的应用，如电熨斗、电热毯、电热茶壶、电饭锅、电烙铁等电热器在使用中将电能转化为内能，是利用了电流的热效应工作的。但电流的热效应也有不利的一面，如电源短路、接触不良等引起的用电器损坏及火灾事件，电动机工作发热，消耗电能等，为防止电热的负面影响常利用增大散热面积、安装风扇、安装散热窗等方法加快散热。梳理3.影响电流热效应因素：导体产生的电热与电流、电阻和通电时间有关。
(1)在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的热量越多；
(2)在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；
(3)在电阻和通过电阻的电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。
4.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。数学表达式 。热量的单位
是 。Q＝I2Rt焦耳5.电功、电功率、热量的比较：特别提醒
(1)在纯电阻电路中，电流产生的热量与电流所做的功相等，即：Q＝W。因为纯电阻将电能全部转化为内能，所以产生的电热与消耗的电能相等。
(2)对于非纯电阻电路：Q＜W。因为非纯电阻只有一部分电能转化为内能，还有一部分电能转化为其它形式的能。例如，电动机在工作时，电能大部分转化为动能，小部分转化为内能。命题点1 电流具有热效应
1.(2016·漳州)下列家用电器，利用电流的热效应工作的是( )
A.洗衣机 B.电视机
C.电冰箱 D.电饭煲
解析 洗衣机、电冰箱主要是把电能转化为机械能，电视机工作时主要将电能转化为光能和声能；只有电饭煲是把电能转化为内能，是利用电流的热效应。命题规律探究答案 解析D1234562.(2017·扬州)下列用电器工作时，将电能全部转化为内能的是( )答案 解析A.电风扇 B.电水壶 C.电视机 D.微波炉解析 电风扇是把电能转化为机械能和内能；电饭煲是把电能全部转化为内能；电视机工作时，电能主要转化为声能、光能和内能；微波炉是将电能转化为电磁能。B123456命题点2 探究影响电流热效应因素实验原理和涉及的科学方法
3.(2016·舟山)某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是( )答案 解析A. B. C. D.解析 要探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系，需保证通过电阻的电流相同，电阻不同，因此需让不同阻值的定值电阻串联连接，故ABD错误，C正确。C123456命题点3 焦耳定律内容和数学表达式
4.(2016·孝感)如图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电t秒后(两容器都不向外放热)，下列说法正确的是( )
A.两容器中电阻产生的热量相同
B.右边容器中空气的温度是左边容器中空气
温度的两倍
C.右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍
D.右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍答案 解析123456解析 如图所示装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，由Q＝I2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，右端液面高；故A错误。123456命题点3 焦耳定律内容和数学表达式
4.(2016·孝感)如图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电t秒后(两容器都不向外放热)，下列说法正确的是( )
A.两容器中电阻产生的热量相同
B.右边容器中空气的温度是左边容器中空气
温度的两倍
C.右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍
D.右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍答案 解析C1234565.(2016·常州)电动车为人们的出行提供了方便，但违规改造、非正常使用和内部故障都可能引起自燃。下列情况不可能引起自燃的是( )
A.换用高压蓄电池 B.电源开关断路
C.充电时电流过大 D.线路连接处接触不良
解析 擅自换用高压蓄电池，电路电流增大，产生热量增加，线路温度升高，可能造成自燃；电源开关断路，整个电路没有电流，不会产生热量，不可能引起自燃；充电时电流过大，产生热量增加，线路温度升高，可能造成自燃；线路连接处接触不良，接头处会产生较多的热量，线路温度升高，可能造成自燃。答案 解析B123456命题点4 应用焦耳定律解决简单的问题
6.(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( )
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
解析 电炉丝与导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，由于Q＝I2Rt，R电炉丝＞R导线，即电阻越大，相同时间内产生的热量越多。D返回解析答案123456实验探究与学科素养返回(1)选择滑动变阻器A，设计电路如图甲所示，正确连接电路，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2.5 V时，小灯泡正常发光。典例1 要测量标有“2.5 V”字样的小灯泡的额定功率，现有器材：电压恒为6V的电源，一只电压表，标有“50Ω 1A”的滑动变阻器A和标有“*Ω 1A”的滑动变阻器B(阻值模糊不清)。实验过程如下：探究体验21测定小灯泡的电功率解析 断开开关，保持滑动变阻器A的滑片位置不变，用滑动变阻器B替换小灯泡，此时电压表测量滑动变阻器B的电压；再闭合开关，调节滑动变阻器B，使电压表示数为2.5V，则滑动变阻器A两端的电压也与刚才相同，电路中的电流也与刚才相同，即为小灯泡的额定电流；(2)断开开关，保持滑动变阻器A的滑片位置不变，用滑动变阻器B替换小灯泡，试触后电压表的示数未超过3V，再闭合开关，调节滑动变阻器 ，使电压表示数为2.5V。解析答案 B解析 保持滑动变阻器B的滑片位置不变，把滑动变阻器A的滑片移到阻值最大端，即此时RA＝50Ω，由图乙可知电压表示数为1.2V，即滑动变阻器B两端的电压为1.2V，则A两端的电压为6V－1.2V＝4.8V，根据串联电路电流相等的特点得 ，即 ，解得RB＝12.5Ω，由(2)中的数据可得，小灯泡的额定电流I＝ ＝0.2A，所以小灯泡的额定电功率为P＝UI＝2.5 V×0.2 A＝0.5W。(3)保持滑动变阻器 的滑片位置不变，将另一只滑动变阻器的滑片移到阻值最大端，此时电压表示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率为 。解析答案 B0.5(4)在(2)(3)两次实验中，电路的总功率之比为 。
解析 在第(2)次实验中，电路中的电流I＝0.2A，电路的总功率P1＝UI＝6 V×0.2A＝1.2W；在第(3)次实验中，电路中的电流I′＝
＝0.096A，电路的总功率P2＝UI′＝6V×0.096A＝0.576W，两次总功率之比，Pl∶P2＝1.2 W∶0.576 W＝25∶12。解析答案 25∶12特别提醒
(1)测定小灯泡的额定功率不需要多次测量求平均值，因为小灯泡的额定功率是在额定电压下测量出来的，灯泡两端的实际电压变化，实际功率也是变化的，求平均值算出的功率不是额定功率；
(2)实验中多次测量的目的是找出电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律。探究体验22探究电流通过导体产热的多少跟哪些因素有关典例2 在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，采用了如图所示的实验装置。
(1)两个透明的容器中密闭了等量的空气，
U形管中液面的变化反映了密闭空气温
度的变化。此实验是为了探究电流产生
的热量与 的关系。
解析 容器A和容器B中两阻值不同的电阻丝串联，通过电阻丝的电流与通电时间相等而电阻阻值不同，来探究电流产生的热量与电阻的关系。解析答案 电阻(2)实验中被加热的材料选用空气而不用水的原因是
__________________________________________
_______。
解析 空气的比热容小于水的比热容，可以使实
验现象更明显。
(3)由图示可知，两阻值不同的电阻丝采用串联的连接方式，其目的是
__________________________________________。
解析 两电阻丝串联，可以使通过两电阻丝的电流相等。空气的比热容小于水的比热容，可以使实验现象更明显两电阻丝串联，可以使通过两电阻丝的电流相等解析答案 (4)将此装置接到电源两端，通电一段时间后，电流
在 容器中产生的热量较多。
解析 由图可知，与B容器相连的U形管中液面
高度变化较大，所以B容器中产生的热量较多。
(5)在电路中串联一个滑动变阻器，再接入原电路，还可以探究电流产生的热量与________的关系。
解析 在电路中串联一个滑动变阻器，改变滑片位置可以改变电路电流，可以探究电流产生的热量与电流的关系。B电流解析答案 (6)该实验中用到的物理研究方法是控制变量法和 。
解析 电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，要研究热量与某个因素的关系时，需要控制其他因素，只改变这一个因素，采用的是控制变量法；电流产生热量的多少通过U形管中液面高度变化显示，采用的是转换法。转换法解析答案 素养提升22如何读懂电路图要点 正确读电路图，是初中学习电学的最基本的能力要求，一些电学计算也总是先要进行电路情况分析，中考电学压轴题的难点、关键点也往往是电路识别问题，因此，必须高度重视。
一、读电路图的一般步骤：
(1)首先要画出除去电表后的简化电路图；
(2)说明简化图中电阻或小灯泡的连接方式；
(3)说明电流表、电压表测哪里的电流电压；
(4)有变阻器的弄清滑片的移动与电阻变化的关系；
(5)有多个开关的弄清开关的闭合和断开对电路的影响。二、实例讲解：(1)图1分析：在开关尚未闭合前，两个电阻组成串联电路。电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压。开关闭合后，R2被短路，电压表测电源电压，电流表测R1中电流。
(2)图2分析：把电压表拆去，电流表看成导线后如图3所示，很明显灯L1、L2是并联的。然后再回到图2中观察，电压表与电源并联，测电源电压，电流表串联在L1支路中，测L1中的电流。(3)图4分析：小灯泡与变阻器串联，电流表测电路中电流，电压表测电源电压。
(4)图5分析：小灯泡与变阻器串联，电流表测电路中电流，电压表测变阻器两端电压。最易错的判断是电压表测电源和L的电压。
(5)图6分析：两灯泡并联，电流表测L2的电流，电压表测电源电压。典例3 如图所示，电源电压为12 V，R0＝60Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω 2 A”，电流表的量程为“0～0.6 A”，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( )
A.S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器接入电路的
阻值范围是8Ω～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 W～3 W
C.S、S1、S2都闭合，电路消耗的总功率最小值为2.4 W
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解析答案 解析 (1)小灯泡的额定电流为IL＝PL/UL＝3W/6V＝0.5A，小灯泡的电阻值为RL＝UL/IL＝6V/0.5A＝12Ω。
S闭合、S1、S2都断开，滑动变阻器与小灯泡串联，为了电路元件的安全，电路中的最大电流为0.5A，电路的总电阻最小为R总＝U总/I＝12V/0.5 A＝24Ω，此时滑动变阻器的阻值为R＝R总－RL＝24Ω－12Ω＝12Ω，所以滑动变阻器的取值范围应该是12Ω～50Ω，故A项错误；
(2)S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器与小灯泡串联，小灯泡的最大功率是3W；当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流为I′＝U总/R总＝12V/(50Ω＋12Ω)＝6/31A，此时小灯泡的实际功率为PL′＝I′2RL＝(6/31A)2×12Ω≈0.45W，即灯泡的功率变化范围是0.45W～3W，故B项错误；(3)S、S1、S2都闭合时，R0与滑动变阻器并联，当滑动变阻器的阻值为R′＝50Ω时，电路的总功率最小；此时R0的电功率为P0＝U2/R0＝(12V)2/60Ω＝2.4W，滑动变阻器的电功率为P′＝U2/R′＝(12V)2/50Ω＝2.88W，电路总功率为P总＝P0＋P′＝2.4 W＋2.88 W＝5.28 W，故C项错误；
(4)S、S1、S2都闭合时，R0与滑动变阻器并联，当干路电流为0.6 A时，电路消耗的电功率最大；此时R0中的电流为I0＝U总/R0＝12V/60Ω＝0.2 A，滑动变阻器中的电流为I滑＝I总－I0＝0.6A－0.2 A＝0.4 A，此时滑动变阻器的阻值为R滑＝U总/I滑＝12V/0.4A＝30Ω，故D项正确。典例3 如图所示，电源电压为12 V，R0＝60Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω 2 A”，电流表的量程为“0～0.6 A”，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( )
A.S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器接入电路的
阻值范围是8Ω～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 W～3 W
C.S、S1、S2都闭合，电路消耗的总功率最小值为2.4 W
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返回解析答案D本课结束考点跟踪练 22 电功 电功率
A组 基础排查练
1．(2017·北京)小玲家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个，按照每度电0.5元的计费标准，将这三个用电器正常工作1小时的用电费用绘制成了如图所示的柱状图。则下列四个选项中，判断正确的是( )
A．在这三个用电器中，电烤箱正常工作时的电压最高
B．在这三个用电器中，电视机正常工作时的电压最低
C．正常工作时，通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流
D．在一个月内，小玲家电烤箱的用电费用一定比电饭锅的用电费用多
2．小红同学家的电冰箱正常工作时电流大约是1A，则它正常工作10h所消耗的电能是( )
A．2200J B．1.32×105J
C．7.92×105J D．7.92×106J
3．(2017·临沂)小明用两个不同的白炽灯做“探究串联电路的电流特点”实验时，发现一个灯泡较亮而另一个灯泡较暗，则较亮的灯泡( )
A．电阻小 B．灯丝粗
C．电流大 D．功率大
4．(2017·潍坊)某型号电饭锅具有保温与加热两种功能，其简化电路如图所示，R1、R2均为电热丝。下列说法正确的是( )
A．S1、S2闭合时，电饭锅处于加热状态
B．S1、S2闭合时，电饭锅处于保温状态
C．S1闭合、S2断开时，电饭锅处于加热状态
D．S1断开、S2闭合时，电饭锅处于保温状态
5．(2016·新疆)如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑片P向下移动时，则( )
A．电压表的示数变大，灯变暗
B．电流表的示数变小，灯变暗
C．电压表的示数不变，总功率变大
D．电流表的示数变大，总功率变小
6．(2017·德州)充电宝是一个可充放电的锂聚合物电池。某充电宝部分相关参数如下表所示，该充电宝完全充满电时储存的电能为________J，输出功率为________W。
完全充电
100mA/20V/5h
输出电压
5V
输出电流
1000mA
7.一个标着“220V 1100W”的电炉，正常工作时电阻丝的电阻为________Ω；当其两端电压为110V时，该电炉的实际功率为________W。(不计温度对电阻的影响)
8．(2016·大庆)某同学做“测定小灯泡的电功率”实验，电源电压3V且保持不变，滑动变阻器标有“3A 5Ω”的字样，所用小灯泡是额定电压为“2.5V”和“2.2V”中的一个。
(1)电路图如图所示，图中尚有两根导线未连接，请用笔画线代替导线补上。
(2)在连接电路中，开关应处于________状态(填“闭合”或“断开”)。
(3)闭合开关前，滑动变阻器上的滑片，应移到________端(填“左”或“右”)。
(4)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现滑片在中点附近位置时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图，小灯泡的额定电流为________A，则该实验中所用小灯泡的额定功率为________W。继续移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡发出耀眼的亮光，则此时小灯泡的功率________额定功率(填“大于”、“等于”或“小于”)。
9．(2017·西宁)如图所示电路，电源电压为6V，R1＝10Ω，R2＝20Ω，当S1、S2、S3闭合时，电路消耗的总功率为_______W；当闭合S1，断开S2、S3时，电压表示数为3V，则10s内R3产生的热量为_______J，此时R1的功率与S1、S2、S3闭合时R1的功率的比值为_______。
B组 深化突破练
10．(2017·兰州)甲、乙两灯分别标有“6V 3W”和“6V 6W”字样，先将两灯串联后接在电压为U的电路中，甲灯的功率为P1；再将两灯并联后接在同一电压下，乙灯的功率为P2。两次灯泡均安全，忽略温度对灯丝电阻的影响，则P1∶P2为( )
A．9∶2 B．2∶9
C．4∶9 D．1∶9
11．(2015·重庆)电源电压3V保持不变，把标有“3V 3W”的灯L1和标有“3V 1.5W”的灯L2按如图的方式连接，当开关S闭合后，下列说法中正确的是( )
A．灯L1消耗的实际功率是3W
B．灯L2消耗的实际功率是1.5W
C．两灯消耗的总功率是1W
D．电压表的示数与电源电压之比是1∶2
12．图甲是用来焊接PVC塑料管道的热熔器外观照片。其内部电路如图乙。S1是手动电源开关；S2是温控开关，作用是完成“加热模式”和“保温模式”之间的切换；L是指示灯(在S1闭合情况下L始终能正常发光)，R1是限流电阻。下表是有关元件的物理参数。
(元件)项目
参数
(元件)项目
参数
电源电压
220V
L灯
0.1A，2W
加热功率
1210W(不含L及R1的功率)
R2
202Ω
(1)求R1的阻值；
(2)求保温功率(不含L和R1的功率)；
(3)求该热熔器(全电路)在保温模式下1min消耗的电能。
13．(2017·鄂州)已知A灯标着“6V 3W”，B灯标着“6V 6W”，滑动变阻器R规格“50Ω 2A”。A灯和B灯中电流随两端电压变化关系的图像如图甲所示。则：
(1)将A、B两灯并联接在6V电源两端，求30min内电路消耗的电能；
(2)将A、B两灯串联接在某电源两端，使A灯恰好正常发光，求此时B灯电阻；
(3)将A灯与滑动变阻器R串联接在12V电源两端，如图乙所示。调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率是A灯功率的2倍时，求滑动变阻器的功率。
14．(2017·嘉兴)最近我市出现了许多共享电动汽车，这种新型低碳的交通工具，深受市民的喜爱。某品牌电动汽车的部分参数如表所示，请回答：
电池容量(kW·h)
22
车载充电器输入电压(V)
220
车载充电器输入电流(A)
16
电能转化为机械能的效率
70%
(1)如图1所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁。刷卡所用的原理是_________________________________。
(2)某次启动后，汽车显示屏上出现了如图2所示的输出电压与电流，求此时电动汽车的输出功率为多少瓦？
(3)根据表中的数据，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要多少时间？充满电后，该车在水平地面上匀速行驶的最大距离为140 千米，则行驶时该车受到的阻力为多少牛？
课时作业答案精析
1. C 解析 用电器正常工作时的电压等于额定电压，由于三个用电器额定电压相同，所以这三个用电器正常工作时的电压一样大；由柱状图可知，这三个用电器正常工作1小时的用电费从高到低依次是：电烤箱、电饭锅、电视机，所以它们消耗电能的关系为：W电烤箱＞W电饭锅＞W电视机，根据P＝可知，这三个用电器的电功率：P电烤箱＞P电饭锅＞P电视机，由P＝UI得，通过这三个用电器的电流：I电烤箱＞I电饭锅＞I电视机；虽然P电烤箱＞P电饭锅，由于不知道一个月内电烤箱和电饭锅的实际工作时间，所以无法判断电烤箱和电饭锅消耗的电能，也就无法比较电费的多少。
2. D 解析 家庭电路的电压为220伏，根据W＝UIt即可求。
3. D 解析 因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以较亮灯泡的电功率较大，故D正确；因串联电路中各处的电流相等，所以通过两灯泡的电流相等，故C错误；由P＝I2R可知，较亮灯泡的电阻较大，故A错误；因导体的电阻只与导体的材料、长度、横截面积有关，其材料相同时，导体越长、横截面积越小，电阻越大，所以白炽灯的材料和长度相同，较亮灯泡的电阻较大，灯丝较细，故B错误。
4. A 解析 由电路图可知，当S1、S2闭合时，R1短路，电路中只有R2；当S1闭合、S2断开时，R1，R2串联；S1断开、S2闭合时，整个电路断开，电饭锅不工作；可见，当S1、S2闭合时，电路中电阻最小，当S1闭合、S2断开时，电路中电阻较大。由P＝可知，当S1、S2闭合时，电功率最大，处于加热状态；当S1闭合、S2断开时，电功率较小，处于保温状态。
5. B 解析 当滑片P向下移动时，滑动变阻器接入电路电阻变大，电路总电阻变大，根据欧姆定律可知电路电流变小，电流表示数变小；根据公式P＝I2R可知灯泡实际功率变小，灯泡变暗；因为电源电压不变，所以电压表示数不变，根据公式P＝UI可知总功率变小。
6. 3.6×104 5 解析 该充电宝完全充满电时储存的电能：W＝UIt＝20V×100×10－3A×5×3600s＝3.6×104J；
输出功率：P＝U′I′＝5V×1000×10－3A＝5W。
7. 44 275 解析 电炉正常工作时的功率和额定功率相等，根据P＝U2/R求出电阻丝的电阻，再根据P＝U2/R求出电路中的电压降低到110V时的实际功率。
8. (1)见下图 (2)断开 (3)左 (4)0.3 0.66 大于 解析 (1)灯泡额定电压为2.5V或2.2V，电压表选择0～3V量程，与灯泡并联，电流从正接线柱流入，从负接线柱流出。将开关左端接线柱与电流表负接线柱相连，将灯泡右端接线柱与电压表“3”接线柱相连，如图：
(2)实物未连接好，并且不确定电路没有发生短路的情况下，开关必须是断开的，防止烧坏电路元件。
(3)闭合开关前，应使滑动变阻器的滑片处于最大阻值处，即图中的最左端，目的也是防止电路中电流过大，烧坏电路元件。
(4)①滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值的一半即Ω＝2.5Ω；由图可知：当电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电路中电流为0.3A时，滑动变阻器两端的电压为U滑＝0.3A×2.5Ω＝0.75V；根据串联电路电压的特点，小灯泡两端的电压为UL＝U－U滑＝3V－0.75V＝2.25V，故灯泡的额定电压为2.2V；②小灯泡的额定功率为P＝ULI＝2.2V×0.3A＝0.66W；③移动滑片时，小灯泡发出耀眼的亮光，说明小灯泡的实际功率大于额定功率。
9. 5.4 9 1∶4 解析 (1)当S1、S2、S3闭合时，为R1、R2的并联电路，此时电路的总电阻：＝＋，即＝＋，得R＝Ω，干路中的电流：I＝＝＝0.9A；电路消耗的总功率：P＝UI＝6V×0.9A＝5.4W；
(2)当闭合S1，断开S2、S3时，为R1、R3的串联电路，电压表测量R1两端电压，即U1＝3V，则R3两端电压U3＝U－U1＝6V－3V＝3V，
流经R1的电流I1＝＝＝0.3A，
因为串联电路中电流处处相等，则I＝I3＝0.3A，
由I＝可得，R3＝＝＝10Ω，
10s内R3产生的热量Q＝U3It＝3V×0.3A×10s＝9J；
此时R1的功率P1＝＝＝0.9W，
S1、S2、S3闭合时R1的功率P′1＝＝＝3.6W，
则＝＝。
10. B 解析 两灯额定电压相同，由P＝可得两灯电阻比：
＝＝＝＝，
串联电路中电流处处相等，即两灯串联时：I甲＝I乙，
由欧姆定律可得：＝，所以＝＝，
由串联电路电压特点知，U甲＝U，
由并联电路电压特点知，两灯并联时：U乙＝U，
由P＝可得：
＝＝×＝×＝。
11. C 解析 由P＝可知，灯泡电阻：R1＝＝＝3Ω，R2＝＝＝6Ω，
由图示电路图可知，两灯泡串联，电压表测L1两端电压，
电路电流：I＝＝＝A；
①灯L1消耗的实际功率：P1＝I2R1＝(A)2×3Ω＝W，故A错误；
②灯L2消耗的实际功率：P2＝I2R2＝(A)2×6Ω＝W，故B错误；
③两灯消耗的总功率：P＝P1＋P2＝W＋W＝1W，故C正确；
④电压表示数与电源电压之比：＝＝＝，故D错误。
12. (1)由图可知灯L与R1串联在照明电路中，L正常发光，
则由P＝UI得：UL＝＝＝20V，
因为串联电路的电压等于各部分电路两端的电压之和，
所以U1＝U－UL＝220V－20V＝200V，
由I＝得：R1＝＝＝2000Ω。
(2)开关S2闭合时，只有电阻R3连入；开关S2断开时，电阻R2与R3串联。
根据P＝可知：开关S2闭合时处于加热状态，开关S2断开时处于保温状态。
开关S2闭合时，R3＝＝＝40Ω；
开关S2断开时，电阻R2与R3串联，根据串联电路的总阻值等于串联的电阻之和，得：
R保＝R2＋R3＝202Ω＋40Ω＝242Ω，
则P保＝＝＝200W。
(3)该热熔器(全电路)在保温模式下，
总功率P＝PL＋P1＋P保＝UIL＋P保＝220V×0.1A＋200W＝222W，
消耗的电能W＝Pt＝222W×60s＝13320J。
答：(1)R1的阻值为2000Ω；(2)保温功率为200W；(3)该热熔器(全电路)在保温模式下1min消耗的电能为13320J。
13. (1)将A、B两灯并联接在6V电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以A、B两灯两端的电压均为额定电压6V，实际功率和额定功率相等，即PA＝3W，PB＝6W，电路的总功率：
P总＝PA＋PB＝3W＋6W＝9W，
由P＝可得，30min内电路消耗的电能：
W总＝P总t＝9W×30×60s＝1.62×104J；
(2)将A、B两灯串联接在某电源两端时，因串联电路中各处的电流相等，且A灯恰好正常发光，由图甲可知，电路中的电流I＝IA＝0.5A，B灯两端的电压UB＝2V，
由I＝可知，此时B灯电阻：RB＝＝＝4Ω；
(3)将A灯与滑动变阻器R串联接在12V电源两端时，因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器的功率是A灯功率的2倍，所以由P＝UI可知，U滑＝2UA′，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压：
U＝U滑＋UA′＝2UA′＋UA′＝3UA′＝12V，
解得：UA′＝4V，U滑＝2UA′＝2×4V＝8V，
由图甲可知，此时电路中的电流I＝0.4A，
则滑动变阻器的功率：P滑＝U滑I＝8V×0.4A＝3.2W。
答：(1)将A、B两灯并联接在6V电源两端，30min内电路消耗的电能为1.62×104J；(2)将A、B两灯串联接在某电源两端，使A灯恰好正常发光，此时B灯电阻为4Ω；(3)将A灯与滑动变阻器R串联接在12V电源两端，当滑动变阻器的功率是A灯功率的2倍时，滑动变阻器的功率为3.2W。
14. (1)刷卡所用的原理是电磁感应现象；
(2)由图2可知，输出电压U＝339V，电流I＝1A，则此时电动汽车的输出功率：
P＝UI＝339V×1A＝339W；
(3)电池容量W电＝22kW·h＝7.92×107J，
由W＝UIt得，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要的时间：
t＝＝＝2.25×104s，
由η＝×100%得，汽车行驶时牵引力做的功：
W机械＝ηW电＝70%×7.92×107J＝5.544×107J，
汽车行驶距离s＝140km＝1.4×105m，
由F＝＝＝396N，
因为汽车在水平地面上匀速行驶，根据二力平衡条件可知，该车行驶时受到的阻力f＝F＝396N。
答：(2)此时电动汽车的输出功率为339瓦；(3)理论上需要时间为2.25×104s；行驶时该车受到的阻力为396牛。
