第26讲 欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分）（课件PPT）-【卓文中考·加速度】2023年河北中考物理复习

1 1 2 3 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 考点梳理·自主学习 多角度剖实验 六年真题·三年模拟 模块四　电磁学 2 1.内容：导体中的电流跟导体两端的电压成 　①正比　⁠，跟导体的电阻成 　②反比　⁠。  正比　⁠ 反比　⁠ 自主学习 考点梳理 欧姆定律（必考） 1 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 2.计算公式 I＝ 　③ 　  U表示导体两端的电压，单位为V R表示导体的电阻，单位为Ω I表示通过导体的电流，单位为A 变形公式：R＝（计算电阻）；U＝IR（计算电压） 注：欧姆定律反映的是同一电路中同一导体在同一时刻对应的U、I、R关系。   　    第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 3.欧姆定律的应用 连接方式 串联 并联 电路图 电流规律 I＝I1＝I2 I＝I1＋I2 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 连接方式 串联 并联 电压规律 U＝ 　④U1＋U2　  U＝U1＝U2 总电阻 R＝ 　⑤R1＋R2　  比例关系 分压原理：U1∶U2＝  　⑥R1∶R2　  分流规律：I1∶I2＝  　⑦R2∶R1　  U1＋U2 R1＋R2 R1∶R2 R2∶R1 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 1.电能 （1）单位：在生活中电能常用的单位是度，学名为千瓦时，符号是kW·h。 （2）单位换算：1度＝ 　① 1　⁠kW·h＝ 　② 3.6×106　⁠J。  1　⁠ 3.6×106　⁠ 电能和电能表 （6年2考） 2 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 2.电能表的使用及读数 示意图 作用 测量用电器在某一段时间内消耗 　③电能　⁠的多少  表盘 参数 220 V 表示该电能表应该接在电压为220 V的电路中使用 10（20） A 表示电能表的标定电流是10 A；额定最大电流是20 A 600 r/（kW·h） 表示用电器每消耗1 kW·h的电能，电能表转盘转过600转 电能　⁠ 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 读数方法 电能表的示数由整数部分和一位小数（最右侧虚线边格子里的数字）组成，如上图电能表的读数为 　④1 215.0　⁠kW·h  消耗电 能的计 算方法 a.利用电能表表盘示数计算：消耗电能为前后两次示数之 　⑤差　⁠，即W＝W2－W1；（2018.23、2017.23）  b.利用转盘转过的圈数计算：消耗的电能W＝ kW·h＝×3.6×106 J[n为某时间段内转盘转过的圈数，N为消耗1 kW·h的电能转盘转过的圈数（上图为600）] 1 215.0　⁠ 差　⁠ 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 1.电功和电功率 电功 电功率 定义 电流所做的功，即表示 　①电能　⁠转化为其他形式的能的过程，用符号W表示  电流做功 　②快慢　⁠的物理量，等于电功与时间的比值，用符号P表示  单位 国际单位：J（焦耳） 常用单位：kW·h（千瓦时）、度 国际单位：W（瓦特） 常用单位：kW（千瓦）、MW（兆瓦） 电 能　⁠ 快慢　⁠ 电功和电功率 （必考） 3 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 电功 电功率 单位换算 1度＝1 kW·h＝ 　③3.6×106　⁠J  1 MW＝103 kW，1 kW＝ 　④103　⁠W  计算公式 W＝ 　⑤UIt　  W表示电功，单位为J U表示电压，单位为V I表示电流，单位为A t表示时间，单位为 　⑥s　  P＝ 　⑦　  P表示电功率，单位为W W表示电功，单位为J t表示时间，单位为s 3.6×106　⁠ 103　⁠ UIt　  s　  　    第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 电功 电功率 推导公式 W＝I2Rt （仅适用于纯电阻电路） W＝ t（仅适用于纯电阻电路） W＝Pt（适用于所有电功计算） P＝UI（适用于所有电路） P＝I2R （仅适用于纯电阻电路） P＝（仅适用于纯电阻电路） 串、并联 电路关系 串联： 并联： 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 2.额定电压与额定功率 （1）额定电压U额：用电器 　⑧正常工作　⁠时的电压。用电器铭牌上标注的电压值即其额定电压。  （2）额定功率P额：用电器在 　⑨额定电压　⁠下工作时的功率。用电器上标注的功率值即为额定功率，此时用电器正常工作，P额＝U额I额，用电器的额定功率是唯一的。  正常工作　⁠ 额定电压　⁠ 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 （3）实际功率P实：用电器在 　⑩实际电压　⁠下工作时的功率，由公式P＝UI可知，实际功率的大小随用电器两端实际电压的变化而变化。  （4）灯泡参数：灯泡上标有“220 V　25 W”的字样，其中“220 V”表示该灯泡的 　⑪额定电压　⁠；“25 W”表示该灯泡的 　⑫额定功率　⁠。灯泡的亮度由其 　⑬实际功率　⁠决定。  实际电压　⁠ 额定电压　⁠ 额定 功率　⁠ 实际功率　⁠ 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 （5）实际功率和额定功率的关系 a.当U实＝U额时，P实＝P额，用电器正常工作； b.当U实＜U额时，P实＜P额，用电器不能正常工作； c.当U实＞U额时，P实＞P额，可能会损坏用电器。 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 1.电流的热效应：电流通过导体时会发热，将电能转化为 　①内能　⁠，这种现象称为电流的热效应。  2.电热器：主要利用 　②电流的热效应　⁠工作的用电器。  内 能　⁠ 电流的热效应　⁠ 焦耳定律（6年2考） 4 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 3.焦耳定律 （1）英国物理学家 　③焦耳　⁠做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。  （2）内容：电流通过导体产生的热量跟 　④电流的平方　⁠成正比，跟 　⑤导体的电阻　⁠成正比，跟 　⑥通电时间　⁠成正比，这个规律叫做焦耳定律。（2018.34）  焦耳　⁠ 电流的平方　⁠ 导体的电阻　⁠ 通电时间　⁠ 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 （3）计算公式[2020.37（3）] Q＝ 　⑦I2Rt　  Q表示通电导体产生的热量，单位为J I表示通过导体的电流，单位为A R表示导体的电阻，单位为Ω t表示通电时间，单位为s I2Rt　  第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 （4）电热与电功的关系 a.在电热器（纯电阻）电路中，电流通过电热器放出的热量 　⑧等于　⁠电功，即Q＝W＝UIt＝Pt；  b.在其他电路（如含有电动机的电路）中，大部分电能转化为机械能，仅有少量的电能转化为内能，电热 　⑨小于　⁠电功。 （5）电热的利用和防止 a.利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等； b.防止：散热器、散热片、散热孔、电脑的微型风扇等。 等 于　⁠ 小于　⁠ 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 实验　电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关 1.实验器材及其作用 （1）实验装置图 多角度剖实验 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 （2）被加热物质的选取 a.煤油：比热容 　①小　⁠，实验现象更明显；  b.空气：受热体积变化大，实验现象更明显。 小　⁠ 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 2.实验方法归纳 （1）转换法的应用（通过U形管内 　②液面高度差　⁠来反映产生电热的多少）；  （2）控制变量法的应用（要求被加热物质的种类、质量、初温均相同）； 液面高度差　⁠ 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 a.探究电热与电流的关系：控制电热丝阻值和 　③通电时间　⁠相同，改变通过电热丝的电流大小；  电路设计：将阻值相同的两电热丝并联，再与另一相同阻值的电热丝 　④串联　⁠在电路中，如图甲所示；  b.探究电热与电阻的关系：控制通过电热丝的 　⑤电流　⁠和通电时间相同，选择两个阻值 　⑥不同　⁠的电热丝；  电路设计：将阻值不同的电热丝串联在电路中，如图乙所示； c.探究电热与通电时间的关系：控制电热丝的阻值和通过电热丝的 　⑦电流　⁠相同，改变通电时间的长短。  通电时间　⁠ 串联　⁠ 电流　⁠ 不同　⁠ 电流　⁠ 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 3.实验结论 电流通过导体产生热量的多少与电流、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 　⑧大　⁠，产生的热量越多；  （2）在通过电阻的电流和通电时间相同的情况下，电阻越 　⑨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 　⑩长　⁠，产生的热量越多。  大　⁠ 大　⁠ 长　⁠ 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 4.交流与反思 （1）通电一段时间后，U形管中液面高度几乎不变的原因（容器气密性不好）； （2）多次测量的目的（避免偶然因素对实验结论的影响，得出普遍规律）。 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 　如图甲所示为物理实验小组探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。 例题图1 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 【基础设问】 （1）组装之前，向U形管内注入适量红墨水，此时U形管 　属于　⁠（选填“属于”或“不属于”）连通器。  （2）图甲是探究在通电时间和 　电流　⁠都相同的情况下，导体产生的热量与 　电阻　⁠大小是否有关的装置。  （3）实验中选择加热空气的原因是： 　空气受热体积变化大，实验现象更明显　⁠。  属于　⁠ 电流　⁠ 电阻　⁠ 空气受热体积变化大，实验现 象更明显　⁠ 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 （4）实验中通过 　U形管内液面高度差　⁠的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用的研究方法与此相同的是 　B　⁠。  A.探究电流与电压、电阻的关系 B.用铁屑显示磁体周围的磁场分布 C.研究光的传播时，引入“光线” （5）如图乙所示，电流表的示数为 　2　⁠A，在这种情况下，右侧容器中电阻丝在10 s内产生的热量是 　200　⁠J。  U形管内液面高度差　⁠ B　⁠ 2　⁠ 200　⁠ 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 （6）实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是 　透明容器密闭性不好（或对应电阻丝短路）　⁠。  透明容器密闭性不好（或对应电阻丝 短路）　⁠ 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 【创新设问】 （7）若要用图2所示装置探究电流产生的热量与电流大小的关系，请用笔画线代替导线完成电路的连接。 例题图2 如答图所示 例题答图 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 （8）根据本实验的结论可知，电炉工作时，电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线几乎不发热，原因是 　电炉丝和导线是串联的，电流和通电时间相等，而电炉丝的电阻比导线大得多，所以产生的热量远远多于导线　⁠。  电炉丝和导线是串联的，电流和 通电时间相等，而电炉丝的电阻比导线大得多，所以产生的热量远远多 于导线　⁠ 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 三年模拟 六年真题 1 欧姆定律的相关计算 1.[拓展训练]如图所示，R1与R2并联在电源电压为3 V的电路中，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3 A；同时闭合开关S1和S2，电流表的示数为0.5 A，则（　B　） A.R1的阻值为60 Ω B.R2的阻值为15 Ω C.通过R1的电流是0.5 A D.通过R2的电流是0.3 A 第1题图 B 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 2.[2020邢台一模]如图1所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示，下列说法不正确的是（　C　） A.电源电压是9 V B.定值电阻R的阻值是6 Ω C.滑动变阻器的阻值范围是0～18 Ω D.若定值电阻R出现接触不良时，电流表示数为0，电压表示数为9 V C 第2题图 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 3.[2021石家庄长安区模拟]如图1所示电路，闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图2所示，则R1两端的电压是 　6　⁠V，R1与R2的电阻之比为 　4∶1　⁠。若只有一个电压表有示数且电路中只有一处故障，只发生在电阻上，则故障可能是 　R1断路或R2短路　⁠。  第3题图 6　⁠ 4∶1　⁠ R1断路或R2短路　⁠ 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 4.[2020唐山丰南区一模]如图所示的电路中，电源电压为18 V保持不变，电阻R1的阻值为10 Ω，滑动变阻器标有“50 Ω　1 A”字样，电流表所选的量程为0～3 A。闭合开关S后，电流表的示数为0.8 A。 第4题图 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 （1）求电阻R1两端的电压U1。 解：（1）由图可知，电阻R1和滑动变阻器串联，则I1＝I＝0.8 A，已知R1＝10 Ω，由I＝可得，电阻R1两端的电压U1＝I1R1＝0.8 A×10 Ω＝8 V   第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 （2）求此时滑动变阻器R2连入电路的阻值R。 解：（2）此时滑动变阻器两端电压 U2＝U－U1＝18 V－8 V＝10 V 电阻R1和滑动变阻器串联，则I2＝I＝0.8 A，由I＝可得，此时滑动变阻器R2连入电路的阻值 R＝＝＝12.5 Ω   第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 （3）在移动变阻器滑片P的过程中，求电压表示数的最大变化量ΔU最大。 解：（3）滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A，电流表的量程为0～3 A，则电路中的最大电流I大＝1 A，此时电压表的示数最小，所以 U2小＝U－U1大＝U－I大R1＝18 V－1 A×10 Ω＝8 V 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表示数最大，电路中的电流 I'＝＝＝0.3 A   第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 R2两端的电压 U2大'＝I'R2大＝0.3 A×50 Ω＝15 V 电压表示数的最大变化量 ΔU最大＝U2大－U2小＝15 V－8 V＝7 V   第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 5.[2018河北，23]小明一家外出旅游，出门时电能表示数为 ，回来时为 ，这期间消耗了 　3　⁠度电。这些电能可使标有“220 V　25 W”的灯泡正常工作 　120　⁠h。  3　⁠ 120　⁠ 2 电能表的读数及相关计算 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 6.[2017河北，23]一天，小明家中的IC电能表上的余额用完了，电能表便切断了电路，小明的父亲将存有300元的IC卡插入电能表，电路又接通了，此时电能表的示数为 ，小明家所在地每度电的电费是0.6元，300元电费可用电 　 500 　⁠kW·h，为防止电能表再次切断电路，小明家应在电能表的示数为 前为IC卡电能表充值。 500 　⁠ 1 0 1 8 0 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 7.[2021邢台一模]（多选）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，闭合开关S，移动变阻器的滑片P，变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示。图乙中的a、b两点与图甲中变阻器滑片P在a、b两位置相对应。下列说法正确的是（　ACD　） A.电源电压为12 V B.定值电阻R0的阻值为20 Ω C.变阻器消耗的最大功率为3.6 W D.滑片P在a点时，变阻器接入电路的阻值为5 Ω 第7题图 ACD 3 电功和电功率的相关计算 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 8.[2020河北，37]小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头（打开几秒钟就能流出热水）接入家中的电能表[3 000 r/（kW·h）]，如图所示。电水壶的规格为“220 V　1 210 W”，电水龙头的规格为“220 V　2 420 W”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动110 r，用时120 s；在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用时180 s。导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。求： 4 用电器的相关计算 第8题图 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 （1）电水壶和电水龙头的电阻。 解：（1）电水壶的规格为“220 V　1 210 W”，电水龙头的规格为“220 V　2 420 W”，根据公式P＝可知电水壶的电阻 R电水壶＝＝＝40 Ω 电水龙头的电阻 R水龙头＝＝＝20 Ω   第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 （2）导线的电阻。 解：（2）当电路中单独使用电水壶烧水时，消耗的电能 W＝ kW·h＝ kW·h 此时电路的总功率 P实＝＝＝1 100 W   第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 此时电水壶和导线的总电阻 R总＝＝＝44 Ω 由于导线与电水壶串联接入电路中，则导线的电阻 R线＝R总－R电水壶＝44 Ω－40 Ω＝4 Ω   第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 （3）在洗漱时，导线上产生的热量。 解：（3）电水龙头和导线的总电阻 R'＝R线＋R水龙头＝4 Ω＋20 Ω＝24 Ω 此时导线和电水龙头的功率 P'＝＝＝ W 根据公式P＝I2R可知，I2＝，则导线上产生的热量 Q＝I2R线t＝×4 Ω×180 s＝60 500 J   第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 9.[2018河北，34]用如图1所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，相同的烧瓶内装满了煤油。 5 焦耳定律及电流的热效应 第9题图 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 （1）烧瓶中装入的煤油是 　绝缘体　⁠（选填“导体”或“绝缘体”）。  绝缘体　⁠ （2）请根据实物电路，在图2虚线框内画出对应的电路图。 如答图所示 第9题答图 第9题答图 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 （3）为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 　相等　⁠，通过R1的电流 　小于　⁠通过R2的电流。  （4）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明 　在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多　⁠。  （5）小红用如图3所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象，根据焦耳定律可知，图4中能正确反映h－I关系的是 　A　⁠。  相等　⁠ 小于　⁠ 在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多　⁠ A　⁠ 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 【拓展】用Q＝I2Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q＝UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因： 　不能，含有电动机的电路，电流做的功大部分转化为机械能，只有一小部分转换化为内能，表现为发热，W＝UIt＞Q　⁠。  不 能，含有电动机的电路，电流做的功大部分转化为机械能，只有一小部 分转换化为内能，表现为发热，W＝UIt＞Q　⁠ 请完成《精练册》（P58～P62）中的试题 第26讲　欧姆定律、电功率及焦耳定律（0.5～9分） 卓文中考.加速度 物理 2023河北中考 $$