苏科版第十五章电功和电热章末复习

章末复习(一)
一、电功、电功率、电热
1．电功
(1)定义：电流所做的功．电流做了多少功，电路中就________________．
(2)公式：W＝________．
(3)国际单位：焦耳，简称________，用符号________表示；常用单位：千瓦时，用符号________表示.1 kW·h＝____________J.
(4)测量电路消耗电能的仪表是__________表．
2．电功率
(1)意义：电功率是描述________________的物理量，电功率越大，电流做功________．
(2)定义：电功与______________的比值．
(3)公式：电功率的定义式是________，结合电功公式W＝UIt可得到电功率的导出公式：P＝________．
(4)单位：基本单位是________，还有________、________等．
3．电热
(1)电流的热效应：导体中有电流通过时会发热，将电能转化为________，这种现象称为电流的热效应．
(2)电热器：主要利用________________________的装置．
(3)焦耳定律：电流通过导体产生的热量与____________成正比，与__________成正比，与__________成正比．这个规律叫作焦耳定律，用公式表示为____________；电热的单位是________．
二、家庭电路与安全用电
1．家庭电路的组成：家庭电路主要由________、________、________、熔断器、开关、插座、用电器等组成．
2．测电笔：用来辨别______________．用手接触笔尾金属电极，笔尖金属电极接触电线，当笔尖金属电极接触到火线时，有微弱电流流过测电笔，氖管________．当笔尖金属电极接触到零线时，氖管________．
3．插座与插头：两线插座和三线插座的左孔与家庭电路中________相连，插座的右孔与家庭电路中________相连，三线插座的中孔与________相连．当把三线插头接入三线插座中时，给用电器供电的同时，也将用电器的________与大地连接起来，即使外壳带电，电流也会从接地线流入大地，人体接触外壳就没有危险了．
4．熔断器与熔丝：熔丝一般是由铅锑合金制成的，铅锑合金的电阻率较大，熔点________．熔丝的工作原理是__________________．选择熔丝的依据是保证熔丝的额定电流______________家庭电路最大的正常工作电流．
5．家庭电路中电流过大的原因是______________和________________．
6．触电：一定强度的电流通过人体所引起的伤害事故．低压触电可分为__________和__________；高压触电分为高压电弧触电和跨步电压触电．
7．安全用电原则：不接触______________，不靠近______________．
一、三个关系
电功与电功率
　W＝Pt；电功与电功率、时间________关，大小等于电功率与通电时间的乘积
　P＝：电功率与电功、时间________关，大小等于电功与通电时间的比值
额定功率与实际功率
　当U实U额时，P实________P额
　当用电器的电阻R一定时，＝()2
电功与电热
　纯电阻电路，I＝；电热等于电功，Q＝W＝Pt，如电热器
　非纯电阻电路，I<；电热小于电功，Q二、电功、电功率、电热公式回顾
项目
主公式
推导公式
(纯电阻电路)
分配关系
总分关系
电功
W＝UIt
W＝t＝I2 Rt
串联电路：U1∶U2＝W1∶W2＝P1∶P2＝Q1∶Q2＝R1∶R2；并联电路：I1∶I2＝W1∶W2＝P1∶P2＝Q1∶Q2＝R2∶R1
W＝W1＋W2
电功率
P＝＝
UI
P＝＝I2R
P＝P1＋P2
电热
Q＝I2Rt
Q＝UIt＝t
Q＝Q1＋Q2
三、电功的测量：电能表
电能表参数
含义
符号：kW·h
　电能表的计量单位是千瓦时(俗称度)
电压：220 V
　电能表适用的____________
电流规格：5(20)A
　5 A表示基本电流；
　20 A表示电能表能准确测量且能____________________________
电能表常数：3200 imp/(kW·h)感应式中1200 r/(kW·h)
　电路中每消耗1 kW·h的电能，电能表的指示灯____________________；
　电路中每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘____________________
频率：50 Hz
　电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用
命题点1　电能表
图F－1－1
电能表是测量________的电表，如图F－1－1所示为小明家的电能表，此时电能表的示数为________ kW·h，小明家的家庭电路同时工作的用电器总功率不得超过________W．小明在某时段观察到该电能表指示灯匀速闪烁，且用他爸爸的手机计时，测得闪烁320次，用时为100秒，则该段时间内小明家用电器消耗的电能为________ kW·h，合________J，家用电器总功率为________W．计时后，小明看见他爸爸的手机锂电池上面标明电压为3.7 V，容量为3000 mA·h，则该手机充满电后存储的电能为________J；经查，该手机的待机电流为15 mA，则该手机最长待机时间为________h.
命题点2　节能灯
图F－1－2
　　　产品型号
×××
额定电压
220 V
额定功率
11 W
图F－1－2是LED节能灯，LED灯与普通白炽灯相比具有低能耗、高亮度的优点．上表为一种LED灯的相关数据，则这种LED灯正常工作时的电流是________A，它正常工作100 h消耗的电能是__________kW·h，与白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，假设这种LED灯可以节约89%的电能，则这种LED灯与功率________W的白炽灯亮度相当，通过计算可知，灯泡亮度与灯泡的实际功率有关外，还与__________________________有关．
命题点3　调温电路
图F－1－3
如图F－1－3所示是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R0、R都是发热电阻，开关S跳至触点________位置时，热水器进入保温状态．
实验一　测量小灯泡的电功率
实验目的：测量一只额定电压为3.0 V小灯泡的额定功率和不同电压下的功率．
实验原理：P＝________．
实验器材：电源、开关、导线、电流表、电压表、______________、小灯泡(额定电压3.0 V)．
实验电路图：如图F－1－4所示．
图F－1－4
实验步骤：(1)按电路图连接实物图．
(2)闭合开关，移动变阻器的滑片使小灯泡两端的电压分别为额定电压、低于额定电压、略高于额定电压，记录电压值、________，同时观察比较____________有何区别．
(3)分析实验数据，结合灯泡亮度情况得出实验结论．
实验结论：当U实>U额时，P实________(选填“>”“＝”或“<”)P额；当U实＝U额时，P实________(选填“>”“＝”或“<”)P额；当U实”“＝”或“<”)P额．
交流与评估：灯泡的亮度取决于它的________(选填“额定功率”或“实际功率”)．额定功率大的灯泡实际功率________(选填“一定”或“不一定”)大，亮度________(选填“一定”或“不一定”)更亮．
实验二　探究电热的影响因素
实验目的：探究影响电流热效应的因素．
实验器材：电源、导线、开关、滑动变阻器、电流表，电阻不等的电阻丝两个(R甲实验方法：控制变量法和转换法．
实验过程：按如图F－1－5所示的实物图连接电路．
图F－1－5
探究一：保持I、t一定，探究Q与R的关系
闭合开关，适当调节滑动变阻器，通电一段时间，观察甲瓶和乙瓶中液体温度的变化．实验现象是乙瓶中液体温度变化更大．
探究二：保持R、t一定，探究Q与I的关系
闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，改变电路中的电流，观察在相等时间内，不同电流下，甲瓶或乙瓶中液体的温度变化．发现电流越大时，同一瓶中液体温度变化越大．
探究三：保持I、R一定，探究Q与t的关系
闭合开关，保持通过电阻丝的电流不变，延长通电时间，观察甲瓶或乙瓶液体温度变化．实验现象是实验时间越长，液体温度变化越大．
实验思考：本实验中是通过________________来比较电流热效应的大小的，这是________法的思想．
实验结论：电流通过导体时产生的热量与通过导体电流的大小、导体电阻的大小和通电时间都有关；通过导体的电流________、导体的电阻________、通电时间________，电流通过导体时产生的热量越多．
交流与评估：本实验中，要控制两个烧瓶中的液体种类________，液体的____________相等，且所选液体的比热容要较________，这样实验现象将更加明显．
?类型一　电功、电热和电功率
1．2019·无锡 小明让家中某用电器单独工作0.5 h，观察到家中电能表的示数由变为，则该用电器消耗的电能是________ kW·h，实际功率为________kW.
2．2019·淮安 如图F－1－6所示，电源电压恒定不变，R为定值电阻．闭合开关，当滑动变阻器滑片S位于1位置时，电压表的示数为4 V，电流表示数为0.2 A；当滑片由1移至2位置(如图F－1－6虚线位置)时，电压表示数为3 V，电流表示数为0.3 A．则滑片置于1位置时滑动变阻器接入电路的阻值为________ Ω，滑片由1移至2位置的过程中，定值电阻R的电功率变化量为________W.
图F－1－6
3．2019·天津 如图F－1－7甲所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移动到b端的整个过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示．则电阻R1的阻值为________Ω；当变阻器滑片P处于a端时，电阻R1消耗的电功率为________W.
图F－1－7
图F－1－8
4．2019·宿迁 如图F－1－8所示，电源电压6 V保持不变，定值电阻R1标有“10 Ω　0.5 A”字样；滑动变阻器R2标有“20 Ω　1 A”字样，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3 V，闭合开关S，下列做法能够保证电路安全的是(　　)
A．电路中电流不超过0.6 A
B．R1两端电压不超过3 V
C．滑动变阻器连入电路的阻值在10～20 Ω范围内变化
D．电路的总功率在1.8～3 W范围内变化
5．2019·盐城 新型电饭锅在煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热，其内部电路如图F－1－9所示，R1和R2均为电热丝，S1是温度自动控制开关，高、低温挡的额定功率见下表．煮饭时，闭合开关S，电饭锅正常工作30 min消耗的电能为0.44 kW·h.求：
额定电压
220 V
额定
功率
低温挡
440 W
高温档
1100 W
　
图F－1－9
(1)煮饭时通过R1的电流．
(2)电热丝R2的电阻．
(3)30 min内R2消耗的电能．
?类型二　电功率的测量、电热实验
6．2019·乐山 如图F－1－10所示为探究“焦耳定律”的实验装置．两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1图F－1－10
A．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”
B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流
C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢
D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
7．2019·无锡 如图F－1－11所示，在接线柱间接入熔丝和铜丝，熔丝电阻大于铜丝．接通电源，闭合开关S，依次闭合各小灯泡支路的开关，可以看到电流表的示数逐渐增大；再闭合电炉丝支路的开关时，会发现熔丝被熔断．下列说法正确的是(　　)
图F－1－11
①实验说明电路超负荷运行会引起安全事故
②实验中通过熔丝的电流大于铜丝
③通电相同的时间，熔丝所产生的热量多于铜丝
④随着支路开关依次闭合，熔丝最终熔断说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关
A．只有①② B．只有①③④
C．只有②③④ D．①②③④都正确
8．2019·扬州 在“测量小灯泡电功率”的实验中(小灯泡标有“2.5 V”字样)．
图F－1－12
(1)如图F－1－12甲所示，正确连接电路后，闭合开关，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡都不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是________________．
(2)排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为了继续完成实验，应将滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动．小明根据实验所测的数据，作出如图丙所示的图像，则小灯泡的额定功率为________W.
(3)测量结束后，小明应先________，然后拆除________上的导线，再拆除其他导线．
(4)小明对本实验进行了拓展思考，以下探究活动用该实验装置中的器材不能完成的是________．
A．测量小灯泡的电阻
B．探究串联电路电流的特点
C．探究串联电路电压的特点
D．探究电流与电压的关系
?类型三　家庭电路与安全用电
9．2019·盐城 小明在使用台灯时，下列做法符合安全用电要求的是(　　)
A．用湿布擦拭发光的灯泡
B．更换灯泡前先断开电源
C．使用导线老化开裂的台灯
D．换用超过台灯规定功率的灯泡
10．2019·泰州 将图F－1－13中带开关的三孔插座正确接入家庭电路．
图F－1－13

详解详析
【核心要点突破】
一、1.(1)消耗了多少电能　(2)UIt
(3)焦　J　kW·h　3.6×106　(4)电能
2．(1)电流做功快慢　越快　(2)做功时间
(3)P＝　UI　
(4)瓦特(W)　千瓦(kW)　毫瓦(mW)
3．(1)内能　(2)电流热效应工作
(3)电流的平方　导体的电阻　通电时间　Q＝I2Rt　焦(J)
二、1.进户线(电源线)　电能表　总开关
2．火线和零线　发光　不发光
3．零线　火线　地线　金属外壳
4．较低　电流的热效应　等于或稍大于
5．短路　超负荷运行
6．单线触电　双线触电
7．低压带电体　高压带电体
【教材知识纵横】
一、有　无　<　＝　>　电动机
三、额定电压　长期正常运行的最大电流值
闪烁3200次　转过1200圈
【教材图片展示】
命题点1　电路消耗电能的多少　6286.2　8800　0.1　3.6×105　3600　39960　200
命题点2　0.05　1.1　100　电能转化为光能的效率
命题点3　2
【重点实验再现】
实验一　UI　滑动变阻器　电流值　灯的亮度　>　＝　<　实际功率　不一定　不一定
实验二　温度计　煤油的温度变化　转换　越大　越大　越长　相同　质量和初温　小
【中考真题链接】
1．1　2
2．20　0.5　[解析] 由图可知，两电阻串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压；滑片P在1处时，RP1＝＝＝20 Ω；滑片P在2处时，RP2＝＝＝10 Ω；根据欧姆定律，有＝0.2 A，＝0.3 A．解得R＝10 Ω，U＝6 V．滑片在1位置时，定值电阻R的电功率为P＝I12R＝(0.2 A)2×10 Ω＝0.4 W；滑片在2位置时，定值电阻R的电功率为P＝I22R＝(0.3 A)2×10 Ω＝0.9 W；滑片由1移至2位置的过程中，定值电阻R的电功率变化量为0.5 W.
3．10　0.1　[解析] 当滑片从a端向b端滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，电路中电流变大，电压表示数变大，因此由题图可知，当滑片P在b端时，电压表示数为3 V，电流表示数为0.3 A，则R1＝＝＝10 Ω；当滑片在a端时，电压表的示数为1 V，电流表的示数为0.1 A，则R1消耗的电功率为P1＝U2I2＝1 V×0.1 A＝0.1 W.
4．D　[解析] 由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流．
(1)当电压表的示数U2＝3 V时，电路中的电流，I min＝＝＝＝0.3 A，滑动变阻器接入电路中的电阻最大为：R滑＝＝＝10 Ω，电路中的电流最小，电路消耗的总功率最小，电路消耗的最小功率：P小＝UI小＝6 V×0.3 A＝1.8 W．(2)R1允许通过的最大电流为0.5 A，电流表的量程为0～0.6 A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A，故最大电流为0.5 A．此时R1两端电压最大：U1大＝I大R1＝0.5 A×10 Ω＝5 V，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路中的总电阻：R＝＝＝12 Ω，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2小＝R－R1＝12 Ω－10 Ω＝2 Ω，电路消耗的最大功率：P大＝UI大＝6 V×0.5 A＝3 W.
5．(1)由电路图可知，闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，此时电阻较大(大于并联时的总电阻)，由P＝可知电饭锅的功率较小，处于低温挡．
由P＝UI可知，通过R1的电流：I1＝＝＝2 A.
(2)由电路图可知，闭合开关S、S1时，R1与R2并联，此时电阻较小，电饭锅的功率较大，处于高温挡，因电路中总功率等于各用电器功率之和，所以，R2的电功率：
P2＝P高温－P低温＝1100 W－440 W＝660 W，
由P＝可得，电热丝R2的电阻：R2＝＝≈73.3 Ω.
(3)由题知，该电饭锅在煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热，
电饭锅处于低温挡和高温挡R1均工作，
由P＝可得，R1消耗的电能：
W1＝P低温t＝440×10－3 kW× h＝0.22 kW·h，
则该过程中R2消耗的电能：W2＝W－W1＝0.44kW·h－0.22 kW·h＝0.22 kW·h.
6．C
7．B　[解析] ①由图知，小灯泡和电炉丝是并联的，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以同时工作的用电器越多，干路电流越大，达到一定程度，会引起熔丝熔断，甚至引发安全事故，故①正确；
②熔丝和铜丝是串联在干路中的，所以通过熔丝的电流等于通过铜丝的电流，故②错误；
③已知熔丝电阻大于铜丝，通过的电流相同，由焦耳定律Q＝I2Rt知，在相同时间内，熔丝产生的热量多，故③正确；
④并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，随着支路开关依次闭合，干路电流逐渐增大，熔丝最终熔断，说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关，故④正确．
8．(1)小灯泡断路　(2)A　0.5　(3)断开开关　电源　(4)D
9．B
10．如图所示