第6节 电能
第1课时 电能与电功
01 知识管理)
1．电功
概 念：电能转化为__其他形式__能量的过程就是电流做功的过程。电流所做的功叫做电功。
单 位：__焦耳__。还有__千瓦时__，俗称“__度__”。1千瓦时＝__3.6×106__焦耳。
2．电能表
作 用：测量用电器在一段时间里消耗的电能。
计数方法：某段时间电能表上先后两次读数__之差__，就是这段时间电路消耗的电能。
说 明：利用转盘圈数测量某段时间电路消耗的电能：W＝ 千瓦时(n为某段时间转盘转的圈数，N为表上参数)。
02 基础题)
1．下列情况中，电能转化为内能的是(C)
A．电风扇转动 B．发电机发电
C．空调制热 D．电力驱动列车行驶
2．电能表的表盘如图所示，关于电能表下列说法正确的是(A)
A．“220V”是说该电能表应接在220伏的电路上使用
B．“10(20)A”是说这个电能表的额定电流是20安
C．“10(20)A”是说这个电能表的额定最大电流是10安
D．“600 revs/(kW·h) ”是表示电能表上的转盘转过1转消耗的电能是600千瓦时
3．小亮家中电能表在月初时的示数是
，在月底时示数为
，这个月他家用的电能应是(C)
A．100 千瓦时 B．100焦
C．10 千瓦时 D．10焦
4．从能量转化的角度看，电源是把其他形式的能转化为电能的装置，如干电池将__化学__能转化为电能；用电器则是将电能转化为其他形式能的装置，如电风扇工作时将电能主要转化为__机械__能，电热水器将电能转化为__内__能。
5．(阜新中考)小明家电能表5月初读数如图所示，6月初读数是
，这个月用电__80__度，阜新地区每度电的电费是0.5元，则小明家这个月应交电费__40__元。
03 中档题)
6．下列说法中错误的是(C)
A．电流做功时，能将电能转化为其他形式的能
B．电能、电功的单位都是焦耳
C．电功是指电流在1秒内做的功
D．电功是电能转化为其他形式能量的度量
7．如图所示，理发师给王丽吹头发的过程中，电流通过电吹风做了104 焦的功，那么在这段时间内(C)
A．有104焦的电能转化为热能
B．有104焦的电能转化为机械能
C．有104焦的电能转化为机械能和热能
D．电吹风消耗的电能小于104焦
8．一个家用电能表的表盘上标有“3 000转/千瓦时”字样，它表示__接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的转盘转过3__000转__。若用这个电能表测某用电器消耗的电能时，转盘在3分钟内转了15转，则电流所做的功是__1.8×104__焦。
9．(德州中考)某城市实施阶梯电价，具体方案如下表：
用电时段
时段范围
电价
高峰期
第一天8：00～21：00
0.55元/千瓦时
低谷期
21：00～第二天8：00
0.30元/千瓦时
小刚留心观察了一下自家电能表，分别记录了他家第一天早8：00，晚21：00和第二天早8：00这三个时刻的读数，如图所示。则他家这一天共消耗电能__6__千瓦时，应付电费__2.8__元。
04 拓展题)
10．某电能表的表盘如图所示，将该电能表接入小明家中，5月份测得小明家耗电100度，交电费50元；6月份小明家交电费60元，则6月份小明家电能表的转盘转了__3×105__转。
第2课时 电器的电功率
01 知识管理)
1．电功率
概 念：电流在单位__时间__内做的功。描述电流做功的__快慢__
公 式：__P＝__。
单 位：__瓦__或__千瓦__。
2．额定电压和额定电功率
额定电压：用电器铭牌上标有的电压值。额定电压是用电器__正常__工作时的电压。
额定功率：是用电器在__额定电压__下消耗的电功率。接在同一电路上的灯泡。
注 意：功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多 少，功率大的做功不一定多，因为做功的时间可能很短；反之，做的功多，做功不一定快，即功率不一定大，因为这个功可能在较长的时间完成。要比较功率的大小，必须同时考虑两个因素。
02 基础题)
1．下列关于电功率的说法中正确的是(B)
A．用电器功率越大，做功越多
B．用电器功率越大，做功越快
C．用电器功率越大，做功越慢
D．用电器做功越多，功率越大
2．两个用电器，将甲用电器接入电路中时，测出4秒的时间内做功16焦；将乙用电器接入电路中时，测出10秒的时间内做功30焦。在下面的说法中，你认为正确的是(A)
A．甲用电器的功率大，乙用电器消耗的电能多
B．甲用电器的功率大，甲用电器消耗的电能多
C．乙用电器的功率大，乙用电器消耗的电能多
D．乙用电器的功率大，甲用电器消耗的电能多
3．(温州中考)某台灯铭牌上标有“9 W”字样，“9 W”表示该台灯的(A)
A．额定功率 B．实际功率
C．额定电流 D．实际电流
4．(济南中考)一个标有“220 V 100 W”的电热器，当它接入电压为230伏的电路时，它的实际功率(A)
A．大于100瓦 B．等于100瓦
C．小于100瓦 D．条件不足，无法判断
5．电流通过一小灯泡在1分钟内做了1.2×103焦的功，该灯泡的电功率是__20__瓦。
6．某灯泡的铭牌上标有“PZ220 伏 40瓦”的字样，表示该灯泡的__额定电压__是220伏，__额定功率__是40瓦。
7．某电热水器，额定电压为220伏，在正常工作时，通电12分钟，电能表示数变化了0.1千瓦时。求：此电热水器的功率多大？
解：根据题意可知
热水器消耗的电能 ：W＝0.1千瓦·时
则电热水器的功率：P＝＝＝0.5千瓦
03 中档题)
8．(西宁中考)小明利用电能表测量某个家用电器的电功率，当电路中只有这个电器连续工作时，测得在1小时内，消耗的电能为1.2千瓦·时，那么用这个电器是(C)
A．液晶电视机 B．台式计算机
C．家用空调 D．电冰箱
9．小王家的电能表上标着“600转/千瓦时”。他用这个电能表来测量某用电器的功率：他把家中的其他用电器都与电源断开，仅让这个用电器工作，5 分钟内电能表的转盘转了30转。则该用电器的额定功率是(D)
A．0.01 千瓦 B．0.06 千瓦
C．0.1 千瓦 D．0.6 千瓦
10．三盏灯“220 V 100 W”“220 V 60 W”“220 V 40 W”都正常工作，则三灯中最亮的是(C)
A．220 V 40 W B．220 V 60 W
C．220 V 100 W D．一样亮
11．某电视机电功率为100瓦，若每天使用4小时，则每月消耗的电能为__12__千瓦·时(按30天计)。
12．一些城市开始使用风能、光能互补路灯。它是由太阳能电池板、小型风力发电机各自给24伏蓄电池充电，晚上由LED(发光二极管)灯照明。下表是亮度相当的两种灯的相关数据。要使该路灯总发光效果相当于500瓦白炽灯，它应由__5__只LED灯__并__联而成。原来是用500 瓦白炽灯，若每晚供电10小时，一个月(30天)消耗了__150__千瓦时的电能。请说出这种路灯优点__节能、环保__(至少说两点)。
一只LED灯
一只白炽灯
发光原理
二极管发光
钨丝高温发光
额定电压
24伏
220伏
响应时间
10－9秒
10－3秒
额定功率
12瓦
100瓦
13.学校实践活动小组的同学想检测一只电能表是否准确，电能表表盘如图所示，接入电路中的用电器功率为500瓦，甲同学打算让用电器连续工作5小时，通过计算可知；而乙同学认为甲同学用的时间太长，于是他用3分钟测出表盘转过80转。请你求解下列问题：
(1)如电能表准确，则该用电器连续工作5小时后，该电能表的示数；
解：W1＝Pt1＝0.5千瓦×5小时＝2.5千瓦时
则电能表的示数为760.2千瓦时＋2.5千瓦时＝762.7千瓦时
(2)如电能表准确，则按照乙同学测得的数据，结合电能表表盘上示数，则接入电路的用电器实际功率应为多大？
解：电能表转80转消耗的电能为：W2＝千瓦时＝9.6×104焦
用电器的实际功率为P2＝＝＝533.3瓦
04 拓展题)
14．如表是某电水壶的铭牌，使用该电水壶把1.2升的水从25 ℃加热到100 ℃。[c水＝4.2×103焦/(千克·℃)]求：
电水壶
型号：SWF12PIA150
最大容量：1.2升
额定电压：220伏
频率：50赫兹
额定功率：1 500瓦(1)水吸收的热量；
解：水的体积：V＝1.2升＝1.2分米3＝1.2×10－3米3，由ρ＝可得，水质量：m＝ρV＝1.0×103千克/米3×1.2×10－3米3＝1.2千克
则水吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103焦/(千克·℃)×1.2千克×(100 ℃－25 ℃)＝3.78×105焦
(2)若电水壶产生的热量有90%被水吸收，则此次电流做了多少功；
解：由η＝×100%可得，电流做的功：W′＝＝＝4.2×105焦
(3)若此次加热时间为300秒，通过计算说明此时电水壶是否正常工作？
解：假设电热水壶正常加热300秒，电流做的功：W′＝Pt＝1500瓦×300秒＝4.5×105焦＞4.2×105焦，故此时电水壶不是正常工作
第3课时 电功率和电功的计算
01 知识管理)
1．探究电功率的影响因素
电功率大小的比较：通过小灯泡的__亮度__来比较。
结 论：用电器电功率的大小跟用电器两端的__电压__和通过的__电流__的大小有关。
2．电功率和电功的计算
电 功 率：等于用电器两端__电压__与通过用电器__电流__的乘积。
公 式：__P＝UI__，字母P表示电功率，U表示电压，I表示电流。
单位换算： 1瓦＝__1__伏·安。
注 意：若用于纯电阻，电功率公式还可用P＝、P＝I2R。
电 功：等于电路两端的__电压__与通过电路的__电流__，以及通电__时间__的乘积。公式__W＝UIt__。
单位换算：1焦＝__1__伏·安·秒。
注 意：若用于纯电阻，电功公式还可用W＝t、W＝I2Rt。
02 基础题)
1．家用的手电筒，用干电池作电源。正常发光时电流为0.32安，小灯泡的电功率接近(A)
A．1瓦 B．10瓦
C．0.1千瓦 D．1千瓦
2．如图所示，将滑动变阻器滑片P从某一位置移动到另一位置，则电压表的示数由8伏变为6伏，电流表示数相应由0.4安变为0.6安，那么定值电阻R0的电功率改变量为(不计温度对电阻的影响，电源电压保持不变)(D)
A．12瓦
B．4瓦
C．8瓦
D．2瓦
3．一个定值电阻两端的电压为10伏时，通过它的电流为2安，它消耗的电功率为__20__瓦。
4．某元件(阻值不变)标有“6 V 6 W”字样，它正常工作的电流是__1__安，它的电阻R是__6__欧。
5．某只小灯泡上标有“6 V 6 W”字样，其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示。那么当小灯泡两端的电压为2伏时，小灯泡的电功率为__1__瓦。
6．(安徽中考)车床照明灯的额定电压是36伏，它正常工作时灯丝的电阻是24欧，则该照明灯正常工作时，消耗的电功率是__54__瓦，工作30分钟，电流通过灯丝做的功是__97__200__焦。
7．如图所示，电阻R1和R2串联，电路中的电流为0.5安，电压表的示数为2伏，R2的阻值为5欧，则R1的电功率为__1__瓦，R2的电功率为__1.25__瓦。
8．标有“6 V 1.5 W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把三只这样的灯泡并联起来，接在6伏的电源两端，每只灯泡的功率为__1.5__瓦，电路消耗的总功率是__4.5__瓦。
9．探究“电功率与电流、电压关系”实验时，选择的小灯泡是种类相同、规格不同的L1“2.5 V 0.3 A”、L2“3.8 V 0.3 A”，其他器材如图所示。
(1)可以通过观察__灯泡的亮度__判断电功率的大小。
(2)小红设计图甲所示的实验方案，她能够探究的问题是__电功率跟电流的关系__。
(3)小东设计如图乙所示的方案进行实验，把实验证据填入下面的表格中，分析证据可得：__通过用电器电流相同时__，用电器两端的电压越大，电功率越大。
电压/伏
发光情况
L1“2.5 V 0.3 A”
2.4
暗
L2“3.8 V 0.3 A”
3.6
亮
10.(杭州中考)如图为某种型号玩具电动机的工作电路图，电动机铭牌上标有“6 V 6 W，线圈电阻2 Ω”字样，当开关闭合的瞬间，电动机尚未转动，此时通过电动机的电流称为启动电流，为了保护电动机，启动电流不得超过2安，求：
(1)启动时，变阻箱R的阻值至少多大？
解：启动时，电动机尚未转动，没有对外输出机械能，此时的电路为纯电阻电路，线圈电阻和变阻箱串联，由I＝得电路总电阻：R＝＝＝6欧
变阻箱电阻R变＝R－R线＝6欧－2欧＝4欧
(2)当电动机启动后，再次调节变阻箱R，使电动机进入正常工作状态，此时R消耗的电功率为多大？
解：电动机正常工作，由P＝UI得电路中电流：I′＝＝＝1安
变阻箱两端电压U变＝U－U额＝12伏－6伏＝6伏，变阻箱消耗电功率：P′＝U变I′＝6伏×1安＝6瓦
03 中档题)
11. 已知，电源电压相同，闭合开关后消耗电功率最大的是(C)
12．(湖州中考)小明按图连接电路，闭合开关，观察到L1比L2亮，下列说法正确的是(C)
A．通过L1的电流大于L2的电流
B．L1的电阻小于L2的电阻
C．L1两端的电压大于L2两端的电压
D．如果把L1和L2的位置对调，L1会变暗
13．如图甲所示的两个电流表均为学校实验室里常用的电流表(如图乙所示)。闭合开关后，两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同，此时灯L1 和L2 所消耗的电功率P1 和P2 的比值为(A)
A．4∶1 B．1∶4
C．5∶1 D．1∶5
14．(连云港中考)现有“6 V 3 W”的灯泡L1和“6 V 6 W”的灯泡L2，将它们接入电路中，不考虑灯丝电阻的变化。下列关于两只灯泡的说法正确的是(D)
A．串联后接到12 V电源的两端，两灯均能正常发光
B．串联工作时，L1和L2两端的电压之比为1∶2
C．并联工作时，L1和L2中的电流之比为2∶1
D．并联工作时，L1和L2的功率之比为1∶2
15．如图所示，电阻R1和R2并联，电源电压为3伏，电流表的示数为0.3安，R2的阻值为9欧，则R1的电功率为__0.9__瓦，R2的电功率为__1__瓦。
16．如图所示，电源电压为18伏，R1的电阻为6欧，R2的电阻是12欧。当开关闭合后，求：
(1)R1的电功率。
解：开关闭合后两电阻串联，总电阻R＝R1＋R2＝6欧＋12欧＝18欧
电路中的电流：I＝＝＝1安
R1消耗的功率：P1＝IR1＝(1安)2×6欧＝6瓦
(2)R2的电功率。
解：R2消耗的功率：P2＝IR2＝(1安)2×12欧＝12瓦
(3)电路中的总功率。
解：电路中的总功率：P＝UI＝18伏×1安＝18瓦
04 拓展题)
17．(威海中考)如图所示，电源电压12伏保持不变，小灯泡L的规格为”6 V 3 W”，滑动变阻器的最大阻值为12欧，电流表的量程为0～3安。当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为__12__欧，当开关S1、S2都闭合时，要保证电路各元件安全，整个电路电功率的变化范围是__24瓦～36瓦__。
18．(金华中考)“光强”是表示光的强弱程度的科学量，照射光越强，光强越大，光强符号用E表示，国际单位为坎德拉(cd)。如图甲为光敏电阻的实物和元件符号，图乙为某种光敏电阻的阻值R与光强E间的关系图，图丙为小金利用这种光敏电阻所设计的电路，已知电源电压为6伏，小灯泡L标有“6 V 6 W”字样，灯丝的电阻随温度的变化而变化。
(1)求小灯泡正常发光时的电流。
解：由P＝UI可得：IL＝＝＝1安
(2)光敏电阻接受光强为3坎德拉的光照射时，闭合开关，测得电路中的电流为0.6安，求此时小灯泡的电阻。
解：由图乙可知，E＝3坎德拉时，R＝6欧，由R＝可得，电路中的总电阻：R总＝＝＝10欧
因为串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以此时灯泡的阻值：RL′＝R总－R＝10欧－6欧＝4欧
(3)某次实验中测得小灯泡两端电压为1.5伏，光敏电阻消耗的电功率为2.25瓦，求此时光敏电阻接收到的光强。
解：由P＝可得，光敏电阻的阻值：R′＝＝＝9欧
由图乙可知，当光敏电阻的阻值为9欧时，接收到的光强为2坎德拉
第4课时 常用电热器
01 知识管理)
1．电流的热效应
概 念：电流通过各种导体时，会使导体的温度__升高__，这种现象叫做电流的热效应。电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为__内能__。
2．焦耳定律
内 容：电流通过导体产生的热量跟__电流的二次方__成正比，跟__电阻__成正比，跟__通电时间__成正比。
公 式：__Q＝I2Rt__，变形公式为Q＝UIt、Q＝t。
注 意：在纯电阻电路中，电能全部转化为电热，而没有转化为其他形式的能，即Q＝W，则有Q＝UIt、Q＝t；对于电能没有全部转化为电热的非纯电阻电路，如含有电动机的电路而言，则有Q 02 基础题)
1．下列四种电器中，利用电流热效应工作的是(D)
A．洗衣机 B．电脑 C．电风扇 D．电饭锅
2．(自贡中考)计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是(C)
A．UIt B.t
C．I2Rt D．前面三个都可以
3．有三个用电器，其中一个是“220 V 80 W”的电风扇，一个是“220 V 60 W”的白炽灯，另一个是“220 V 60 W”的电烙铁，都在额定电压下工作相同的时间，比较这三个用电器产生的热量(C)
A．电风扇最多 B．白炽灯最多
C．电烙铁最多 D．一样多
4．(嘉兴中考)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(B)
5．(邵阳中考)一根电阻丝的电阻是10欧姆，通过2安的电流时，1分钟内产生的热量是__2.4×103__焦。
6．如图所示，电源电压不变。电阻R1的阻值为20欧，R2的阻值为30欧，闭合开关S，电流表的示数为0.3安，求：
(1)电源电压U；
解：由电路图可知，R1与R2并联，
因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以根据欧姆定律可得，电源的电压：U＝U1＝I1R1＝0.3安×20欧＝6伏
(2)通电100秒电流通过电阻R2产生的热量。
解：因为R1、R2并联，所以R1、R2两端的电压均等于电源电压，通过电阻R2的电流I2＝＝＝0.2安；则通电100秒电阻R2产生的热量：Q2＝IR2t2＝(0.2安)2×30欧×100秒＝120焦
03 中档题)
7．电流热效应在科研、生产、生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害，下列情况不属于防止电热危害的是(C)
A．电视机的后盖有许多孔
B．电动机外壳有许多散热片
C．家电长时间停用，隔一段时间应通电一次
D．电脑机箱内有小风扇
8．将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等量煤油中，串联接入电路，R1∶R2＝2∶5。通电一段时间后，R1、R2产生的热量之比为(A)
A．2∶5 B．5∶2 C．4∶25 D．25∶4
9．电热壶的工作原理是利用了电流的__热__效应，电炉工作时通过的电流强度是2安，它两端电压是220伏，在 10分钟内产生的热量是__2.64×105__焦。
10．一个标有“220 V 500 W”电热器，在额定电压下使用12分钟，产生的热量是__3.6×105__焦。
11．甲、乙两只电炉标有“220 V 500 W”和“220 V 1 000 W”字样，把它们串联在220伏的电路中，在相同时间内产生热量较多的是__甲__，将它们并联在电路中，产生热量较多的是__乙__(填“甲”或“乙”)。
12．如图所示为一电热饮水机的电路简图，其额定电压为220伏，具有“加热”“保温”两种功能，对应功率分别为400瓦和40瓦。当开关S1、S2均闭合，饮水机处于__加热__(填“保温”或“加热”)状态，R1的阻值为__1__210__欧姆。
13．(怀化中考)某电热水壶部分参数，额定电压220伏，额定功率模糊不清，容积1升，加热效率90%，在额定电压下，将满壶水从10 ℃加热至沸腾(在1标准大气压下)，用时5分钟，则水吸收的热量是__3.78×105__焦，电热水壶的额定功率是__1.4×103__瓦。[c水＝4.2×103焦/(千克·℃)]
14．(绍兴中考)如图是探究“电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关”的实验电路(烧瓶、煤油质量和玻璃管均相同)。瓶中的电阻采用金属丝。
(1)完成电路的连接，要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数变小。
解：
(2)实验中，通过观察__玻璃管内液面上升的高度__来判断电流通过导体产生热的多少。
(3)在电流与通电时间相同的条件下，选用长度和横截面积都相同的两种材料进行实验，为了使实验现象最明显，可以选用表中的铜与__镍铬合金__进行对比。
材料
铜
铝
钨
镍铬合金
电阻(欧)
0.0175
0.029
0.053
1.0
(4)要进一步探究导体产生的热的多少与电流是否有关，可以采取的方法是__保持其他不变，改变滑动变阻器连入电路的阻值，进行相同时间的二次实验__(允许改变元件位置，更换元件等，只要求写出一种)。
04 拓展题)
15．(杭州中考)如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化(已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U)。由此请你回答：
(1)在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为__t__(填写表达式)。
(2)在电动机转动时，电流所做的功__大于__(填“大于”“等于”或“小于”)电流在电路中产生的热量。
(3)小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过的知识给以解释。
解：不正确，电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得电功转化而成的内能减小，故灯泡的亮度会变暗，所以小金的判断是错误的。
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