第03单元　第19课时　电功　电功率　焦耳定律课件-2025年中考物理一轮复习（江西专版）

教材梳理　夯实基础 实验突破　提升素养 第三单元　电学 第19课时　电功　电功率　焦耳定律 考向探究　培养能力 考点一 电功与电能 电能 单位 　单位:焦耳,符号是　　　　;其他常用单位:　　　　　,也叫度,符号是　　　 　  电功 实质 　用电器消耗电能的过程实际是　　　　能转化为　　　　　　能的过程,也就是电流做功的过程  J 千瓦时 kW·h 电 其他形式 教材梳理　夯实基础 返回目录 2 (续表) 计算 　①电流做功的多少跟　　　　 　、　　　　　 、            有关,加在用电器两端的电压越高、通过的电流越大、通电时间越长,电流做的功越多,写成公式为　　　　　　;  　②W=　　　　=　　　　(适用于所有电路);  　③对于纯电阻电路,可推导出:W=　　　　(串联,同一电流)=            (并联、家庭电路,同一电压)  电流的大小 电压的高低 通电时间的长短 W=UIt Pt UIt I2Rt t 教材梳理　夯实基础 返回目录 (续表) 电 能 表 3.6×106 107.5 10 20 3000 教材梳理　夯实基础 返回目录 1.某充电宝上面标有电压为5 V,容量为12000 mA·h,该充电宝充满电后,可以储存的电能是　　　　　　J,在给充电宝充电的过程中,将电能转化为 　　　　能进行储存。  基础配练 2.16×105 化学 教材梳理　夯实基础 返回目录 2.(2024广元)如图19-1所示是小英家的电能表表盘示意图,她断开其他用电器,只将电饭煲单独接入电路中正常工作1 min,发现电能表转盘转过10 r。下列说法正确的是 (　　) A.电能表是测量电流的仪表 B.电能表允许通过的最大电流是10 A C.电能表表盘示数为10226 kW·h D.电饭煲正常工作10 min,消耗电能6×105 J 图19-1 D [解析]电能表是测量电功的仪表,A错误;电能表允许通过的最大电流是20 A, B错误;电能表表盘示数为1022.6 kW·h,C错误;电饭煲正常工作10 min,消耗的电能:W=10××3.6×106 J=6×105 J,D正确。 教材梳理　夯实基础 返回目录 3.(2024长春)1 kW·h的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是(　　) A.节能灯　　　 B.电饭煲 C.电视机 D.电烤箱 A [解析]由W=Pt可知,节能灯的功率最小,工作时间最长。 教材梳理　夯实基础 返回目录 1.电功率 考点二 电功率 定义 　电流在单位时间内所做的功叫电功率,用符号　　　　表示  意义 　表示电流做功的　　　  单位 　单位:　　 　　;常用单位:千瓦(kW);1 kW=　　　　W  大小 　电功率等于　　　　与　　　　　　　之比  公式 　①P=　　　　=　　　　(适用于所有电路);  　②对于纯电阻电路,可推导出:P=　　　　(串联,同一电流)=          (并联、家庭电路,同一电压)  P 快慢 瓦特(W) 103 电功 做功所用时间 UI I2R 教材梳理　夯实基础 返回目录 (续表) 拓展 　①若串联,除　　　　相等,其他物理量与电阻成正比: ;若并联,除　　　相等,其他物理量与电阻成反比: 。②电路总功率与用电器电功率的关系:无论用电器串联还是并联,电路总功率均等于各用电器实际功率之和,即P总=P1+P2+……+Pn  电流 电压 教材梳理　夯实基础 返回目录 2.额定电压和额定功率 概念 　额定电压:用电器　　　　　　时的电压,也就是用电器铭牌上标着的电压值  　额定功率:用电器在　　　　　　　下工作时的功率,也就是用电器铭牌上标着的功率值  　实际功率:用电器在　　　　　　下工作时消耗的功率,P实=U实I实。灯泡的亮度取决于灯泡　　　　功率的大小,　　　　功率越大,亮度越大  正常工作 额定电压 实际电压 实际 实际 教材梳理　夯实基础 返回目录 (续表) 计算 　①已知额定电压、额定功率,一般在电阻不变的情况下先求电阻,根据P额=U额I额=,可得R=　　　。②计算用电器的实际功率,利用电阻不变,P实=R=,或由得P实=　　　　  P额 教材梳理　夯实基础 返回目录 4.(多项选择)下列关于电功率的说法中正确的是 ( 　　) A.电功率是表示消耗电能多少的物理量 B.电功率是表示消耗电能快慢的物理量 C.用电器的电功率等于它在1 s内所消耗的电能 D.瓦和千瓦都是电功率的单位,且1 kW=1000 W 基础配练 BCD 教材梳理　夯实基础 返回目录 5.【课后题改编】一电烙铁的铭牌上标着“220 V　110 W”的字样,它正常工作时的电流是　 　　A,电烙铁的电阻是　　　　Ω;把它接在110 V的电路中时电烙铁的电阻是　　　　Ω,电烙铁的实际功率是　　　　W。(忽略温度对电烙铁电阻的影响)  0.5 440 440 27.5 教材梳理　夯实基础 返回目录 发现 　英国物理学家　　　　做了大量实验,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  内容 　电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成　　　　,跟导体的电阻成　　　　,跟通电时间成　　　　  公式 　Q=　　　　(适用于所有电路)。公式中电流I的单位是A,电阻R的单位是Ω,时间t的单位是s,电热Q的单位是J  考点三 焦耳定律 焦耳 正比 正比 正比 I2Rt 教材梳理　夯实基础 返回目录 项目 含义 电功与电热的关系(适用公式) 纯电阻 电路 　电流做的功全部转化为内能。如:电路中的用电器为电饭锅、电暖器等 W=Q=UIt=t=I2Rt 非纯电 阻电路 　电流做的功小部分转化为内能,大部分转化为其他形式的能(如机械能)。如:电路中的用电器为电动机 W>Q, W=UIt, Q=I2Rt (说明:欧姆定律不适用) 考点四 电热与电能的关系 教材梳理　夯实基础 返回目录 6.均标有“220 V　40 W”字样的下列用电器中,正常工作相同时间,产生热量最多的是(　　) A.电烙铁　　 B.电视机 C.电风扇 D.节能灯 7.节能减排是每个公民的责任。将家中普通照明灯全部更换成LED灯(发光效率高),实质是通过减小家中电灯的　　　　来减少电能的消耗。电水壶是利用电流的　　　　效应工作的。  基础配练 A 功率 热 教材梳理　夯实基础 返回目录 8.某电热器的电热丝阻值为110 Ω,将其接入220 V的电路中正常工作时,则通过该电热丝的电流为　　　A,10 s内该电热丝会产生　　 　　J的热量。 9.有一台电动机,额定电压为6 V,额定电流为1 A,电动机线圈电阻为0.5 Ω,这台电动机正常工作1 min,消耗的电能为　　　J,产生的热量为　　　J。 2 4.4×103 360 30 教材梳理　夯实基础 返回目录 【问题】 1.电炉通电后可以看到电炉内金属电阻丝的颜色会变红,靠近电炉会感觉到电阻丝发热。这种电流通过导体时电能转化为内能的现象叫电流的热效应。那么,电流产生的热量的多少与哪些因素有关呢? 突破 探究电热的影响因素 实验突破　提升素养 返回目录 【证据】 2.实验装置:如图19-2所示。 图19-2 3.被加热的物质选用空气的原因:空气受热后体积变化大,能使实验现象明显。 实验突破　提升素养 返回目录 4.实验方法: ①转换法:通过U形管中　　　　　　　　来反映电流通过导体产生热量的多少。  ②控制变量法:通电导体产生热量的多少跟通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。在探究通电导体产生热量的多少与某个因素的关系时,要控制其他两个因素不变,只改变要探究的因素。 图19-2 液面高度的变化 实验突破　提升素养 返回目录 【解释】 5.电流和通电时间相同时,导体的电阻越大,导体产生的热量越　　　　。  6.电阻和通电时间相同时,通过导体的电流越大,导体产生的热量越　　　　。 7.电阻和电流相同时,导体通电时间越长,导体产生的热量越　　　　。  图19-2 多 多 多 实验突破　提升素养 返回目录 【交流】 8.多次测量的目的:　 。  9.若实验中通电一段时间后发现U形管两侧液面无高度差,产生此现象的原因可能是装置　　　　。  10.如图甲所示,可以用来探究电流产生的热量与　　　　的关系,通电一段时间后,　　　　(选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度的变化较大。 图19-2 使实验结论具有普遍性 漏气 电阻 右 实验突破　提升素养 返回目录 例 有许多重大火灾都是因线路连接处接触不良造成的,教训十分深刻。电流通过导体产生的热量与哪些因素有关呢,小明决定利用实验对这一问题进行探究。 【证据】 小明利用如图19-3所示装置来探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。其中甲、乙两个完全相同的烧瓶内有 阻值分别为R1和R2的电阻丝(R1>R2),瓶中插入 温度计。 图19-3 实验突破　提升素养 返回目录 (1)在甲、乙两个相同的烧瓶中各加入质量、初温均相同的　　　　(选填“同种”或“不同种”)液体。  (2)本实验中,导体产生热量的多少是通过　　　　　　　　　　　　来反映的,这种科学探究方法是　　　　法。  【解释】 (3)通电一段时间后,甲瓶内温度计的示数较高,可得 出初步结论:在　　　　和通电时间相同的情况下, 导体的电阻越大,产生的热量越　　　　。  图19-3 实验突破　提升素养 返回目录 (4)小明利用该装置来探究“电流通过导体产生热量的多少跟电流大小的关系”,他添加一个停表,接下来应进行的实验操作是          　。 【交流】 (5)本实验应用的研究方法有转换法和　　　　　　法。  (6)如果用该装置来探究水和煤油的吸热能力,除了在甲、乙两个烧瓶中分别装质量相等的水和煤油,还要调整两瓶里电阻丝的 阻值　　　　(选填“相等”或“不相等”);闭合开 关后,　　　　瓶中的温度计示数升高得快。  图19-3 实验突破　提升素养 返回目录 例 有许多重大火灾都是因线路连接处接触不良造成的,教训十分深刻。电流通过导体产生的热量与哪些因素有关呢,小明决定利用实验对这一问题进行探究。 (1)在甲、乙两个相同的烧瓶中各加入质量、初温均相同的　　　　(选填“同种”或“不同种”)液体。  (2)本实验中,导体产生热量的多少是通过            　　　　　　　　来反映的,这种科学探究方法 是　　　　法。  图19-3 同种 温度计 示数升高的多少 转换 实验突破　提升素养 返回目录 例 有许多重大火灾都是因线路连接处接触不良造成的,教训十分深刻。电流通过导体产生的热量与哪些因素有关呢,小明决定利用实验对这一问题进行探究。 【解释】 (3)通电一段时间后,甲瓶内温度计的示数较高,可得出初步结论:在           　　　和通电时间相同的情况下,导体的电阻越 大,产生的热量越　　　　。  图19-3 电流 大小 多 实验突破　提升素养 返回目录 例 有许多重大火灾都是因线路连接处接触不良造成的,教训十分深刻。电流通过导体产生的热量与哪些因素有关呢,小明决定利用实验对这一问题进行探究。 (4)小明利用该装置来探究“电流通过导体产生热量的多少跟电流大小的关系”,他添加一个停表,接下来应进行的实验操作是            　。  图19-3 移动变阻器的滑 片改变电路中电流的大小 实验突破　提升素养 返回目录 例 有许多重大火灾都是因线路连接处接触不良造成的,教训十分深刻。电流通过导体产生的热量与哪些因素有关呢,小明决定利用实验对这一问题进行探究。 【交流】 (5)本实验应用的研究方法有转换法和　　　　　　法。  (6)如果用该装置来探究水和煤油的吸热能力,除 了在甲、乙两个烧瓶中分别装质量相等的水和煤 油,还要调整两瓶里电阻丝的阻值　　　　(选填 “相等”或“不相等”);闭合开关后,　　　　瓶 中的温度计示数升高得快。  图19-3 控制变量 相等 乙 实验突破　提升素养 返回目录 (7)[实验装置改进]如果用如图19-4所示装置探究电热跟什么因素有关,该装置左右两个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连。该装置通过观察U形管中　　　　　　　的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;通电一段时间,　　　　(选填“左”或“右”)瓶内的电阻丝产生的热量较多,这说明电流产生的热量多少与　　　 　有关。  · 考情预测 图19-4 液面高度差 左 电流大小 实验突破　提升素养 返回目录 (8)[交流与评估]在探究电流产生的热量与电阻的关系时,小芳选用了5 Ω和100 Ω的电阻丝进行实验,如图19-5所示,闭合开关,她发现较长时间后两个U形管中的液面高度差均不明显,原因是            　　　　　　,请你提出改进办法:            　　　　　　　　　　　。  图19-5 电路中电流太小(或者电阻太大或 者电压太低) 将100 Ω的电阻丝换为阻值较小的电 阻丝(或增大电源电压) 实验突破　提升素养 返回目录 例 1 |一题多设问| (2012江西改编)江西省居民生活用电试行阶梯电价听证方案:每月耗电第一挡电量为150度及以内,维持现行价格不变,即每度电0.6元;第二挡电量为151至280度,每度电0.65元;第三挡电量为281度及以上,每度电0.9元。小袁家上月初和上月底电能表的示数如图19-6所示,则她家上月用电为　　　　　kW·h;若据此听证方案计算,她家上个月电费要比原来多付　　　　元。  考向一 电能表的相关计算 图19-6 215 3.25 考向探究　培养能力 返回目录 32 拓展设问 1: 小袁观察了电能表的表盘后,计算出家中用电器同时使用的总功率不能超过　　　　W,用电器消耗0.5 kW·h的电能时,电能表转盘将转过　　　　圈。  拓展设问 2: 小袁将某家用电器单独接在家庭电路中,正常工作6 min后,发现电能表转盘转过了320圈。该家用电器的电功率是　　　　W,则这个家用电器可能是　　　 　(选填“电热水壶”“台灯”或“电视机”)。  图19-6 8800 1600 1000 电热水壶 考向探究　培养能力 返回目录 例 2 |一题多设问| 灯泡L1上标有“6 V　0.5 A”字样,灯泡L2上标有“6 V　6 W”字样,灯丝电阻保持不变,请回答下列问题。 (1)灯泡L1的额定电压为　　　V,正常工作时的电流为　　　　A,电阻为 　　　Ω,额定功率为　　　W,灯泡L1正常发光1 min消耗的电能为 　　　J,若把L1单独接到18 V的电源两端,则L1的实际功率为　　　W。 考向二 实际功率和额定功率 6 0.5 12 3 180 0 考向探究　培养能力 返回目录 (2)灯泡L2正常发光时,其两端的电压为　　　　V,通过灯泡L2的电流为 　　　　A,灯泡L2正常发光时的电阻为　　　　 Ω;若把L2接到3 V的电源两端,则L2的电阻为　　　　Ω,通过L2的电流为　　　　A,L2的实际功率为 　　　　W,此时灯泡比较　　　　(选填“亮”或“暗”)。  (3)将灯泡L1、L2串联接入电源电压为6 V的电路中,灯泡　　　发光比较亮;将灯泡L1、L2并联接入电源电压为6 V的电路中,灯泡　　　　发光比较亮。(均选填“L1”或“L2”)  6 1 6 6 0.5 1.5 暗 L1 L2 考向探究　培养能力 返回目录 例 3 |一题多设问| 完成下面的计算: (1)某品牌电暖手器接在220 V的电路中,通过的电流是0.2 A,则该用电器工作1 min消耗的电能是　　　　J,电功率是　　　W,电阻为　　　Ω,工作1 min产生的热量为　　　　J。  (2)一个标有“220 V　1000 W”字样的电饭锅正常工作1 h,消耗的电能是　　　　　J,合　　　 kW·h;正常工作时,通过电饭锅的电流为 　　　A(保留1位小数),电阻为　　 　Ω,正常工作1 h产生的热量为 　　　　 　J。  考向三 电功、电功率、电热的理解及简单计算 2640 44 1100 2640 3.6×106 1 4.5 48.4 3.6×106 考向探究　培养能力 返回目录 (3)某定值电阻的铭牌上标有“10 Ω　1 V”字样,当通过它的电流是0.1 A时,10 min内电流所做的功是　　　　J,产生的热量是　　　　J,该电阻的电功率是　　　　W。  (4)一个阻值为5 Ω的定值电阻,接到2 V的电源上,工作5 min产生的热量是 　　　　J,消耗的电能为　　　　J,通过该电阻的电流为　　　　A,电阻的电功率是　　　　W。  60 60 0.1 240 240 0.4 0.8 考向探究　培养能力 返回目录 (5)一个小电动玩具车,电池提供的电压为3 V,电阻为1 Ω,电流为0.2 A。玩具车的电动机转动时,100 s内电流做的功为　　　　J,电动机产生的热量为 　　　　J,电动机工作时的效率为　　　　(结果精确至0.1%)。电动机在转动时,调皮的小光用手按住车轮,使电动机不能转动,此时通过电动机的电流为　　　　A,10 s内电流做功为　　　　J,产生的热量为　　　　J。  60 4 93.3% 3 90 90 考向探究　培养能力 返回目录 例 4 (2024福建)小闽设计的车载可加热果蔬搅拌机的工作电路图如图19-7所示。电热丝R的阻值为4 Ω,电动机标有“12 V　24 W”字样。闭合开关S、S1,电动机正常工作。求: (1)电源电压。 (2)闭合开关S、S1,电动机在1 min内消耗的电能。 (3)闭合开关S、S2,通电100 s,电热丝R产生的热量。 图19-7 解:(1)闭合S、S1时,电路为电动机的简单电路,电动机正常工作,则电源电压U=U额=12 V。 (2)电动机消耗的电能:W=P额t1=24 W×60 s=1440 J。 考向探究　培养能力 返回目录 例 4 (2024福建)小闽设计的车载可加热果蔬搅拌机的工作电路图如图19-7所示。电热丝R的阻值为4 Ω,电动机标有“12 V　24 W”字样。闭合开关S、S1,电动机正常工作。求: (3)闭合开关S、S2,通电100 s,电热丝R产生的热量。 图19-7 (3)闭合S、S2,电路为电热丝R的简单电路,通过电热 丝R的电流:I==3 A。 电热丝R产生的热量:Q=I2Rt2=(3 A)2×4 Ω×100 s=3600 J。 考向探究　培养能力 返回目录 例 5 (2022江西)如图19-8所示,已知电源电压恒为8 V,小灯泡上标有“6 V　3 W”字样。 (1)求小灯泡正常发光时的电流和电阻。 (2)闭合开关S,移动滑片P,使小灯泡正常发光,求此时 滑动变阻器连入电路中的电阻和电路消耗的总功率。 图19-8 解:(1)小灯泡正常发光时的电流为I额==0.5 A; 小灯泡正常发光时的电阻为RL==12 Ω。 考向探究　培养能力 返回目录 例 5 (2022江西)如图19-8所示,已知电源电压恒为8 V,小灯泡上标有“6 V　3 W”字样。 (2)闭合开关S,移动滑片P,使小灯泡正常发光,求此时 滑动变阻器连入电路中的电阻和电路消耗的总功率。 图19-8 (2)由图可知,闭合开关S,小灯泡和滑动变阻器串联,电 压表测量小灯泡两端的电压,移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时滑动变阻器两端的电压为U滑=U-U额=8 V-6 V=2 V, 滑动变阻器连入电路中的电阻R滑==4 Ω; 此时电路消耗的总功率P=UI=UI额=8 V×0.5 A=4 W。 考向探究　培养能力 返回目录 例 6 (2024江西)下表是某电热水壶铭牌上的部分参数。 电热水壶 容量 2.3 L 额定电压 220 V 额定功率 1500 W (1)该电热水壶正常工作时的电功率是多少? (2)该电热水壶正常工作5 min,求电流所做的功。 (3)在220 V的家庭电路中,若将该电热水壶接在额定电流为5 A的接线板(插座)上使用,请通过计算判断是否安全。 解:(1)由表格数据可知,该电热水壶正常工作时的电功率即额定功率是1500 W。 考向探究　培养能力 返回目录 例 6 (2024江西)下表是某电热水壶铭牌上的部分参数。 电热水壶 容量 2.3 L 额定电压 220 V 额定功率 1500 W (2)该电热水壶正常工作5 min,求电流所做的功。 (2)电热水壶正常工作5 min,电流所做的功:W=Pt=1500 W×5×60 s= 4.5×105 J。 考向探究　培养能力 返回目录 例 6 (2024江西)下表是某电热水壶铭牌上的部分参数。 电热水壶 容量 2.3 L 额定电压 220 V 额定功率 1500 W (3)在220 V的家庭电路中,若将该电热水壶接在额定电流为5 A的接线板(插座)上使用,请通过计算判断是否安全。 (3)电热水壶正常工作时的电流:I=≈6.8 A>5 A,不安全。 考向探究　培养能力 返回目录 例 7 |一题多设问| 如图19-9所示是灯泡L与电阻R的电压与电流的关系图像。灯泡上标有“5 V　3.5 W”字样,根据图像回答问题: (1)灯泡L正常发光时的电流为　　　A,正常发光时的电阻约为　　　Ω (结果保留1位小数);当灯泡L两端的电压为2 V时,灯泡L的电阻为　 　Ω;电阻R的阻值为　　　　Ω。  考向四 图像分析 图19-9 0.7 7.1 5 10 考向探究　培养能力 返回目录 (2)如果灯泡L和电阻R串联在电路中,灯泡L正常工作时,通过R的电流为 　　　　A,电阻R两端的电压为　　　　V,此时电源电压为　　　　V,电路工作1 min消耗的电能为　　　　J。通过灯泡L与电阻R的电流之比为 　　　　,L和R两端电压之比为　　　　,L和R的电阻之比为　　　　,L和R的电功率之比为　　　　。  图19-9 0.7 7 12 504 1∶1 5∶7 5∶7 5∶7 考向探究　培养能力 返回目录 (3)将灯泡L和电阻R串联在电源电压为6 V的电路中,通过灯泡L的电流为 　　　A,通过电阻R的电流为　　　 A,灯泡L两端的电压为　　　　V,电阻R两端的电压为　　　　V,电路的总功率为　　　　W。  (4)将灯泡L和电阻R并联在电源电压为2 V的电路中,通过电阻R的电流为 　　　A,通过灯泡L的电流为　　　A,干路中的电流为　　　A,通过灯泡L和电阻R的电流之比为　　　　,L和R两端电压之比为 　　　,L和R的电阻之比为　　　 ,电功率之比为　　　, 1 min消耗的电能之比为　　　　。  图19-9 0.4 0.4 2 4 2.4 0.2 0.4 0.6 2∶1 1∶1 1∶2 2∶1 2∶1 考向探究　培养能力 返回目录 $$