内容正文:
随堂精讲测·河南物理
模
块
五
电
学
命题点 3 电能、电功、电功率、焦耳定律
基础知识梳理
考点 1 电能、电能表相关计算(10 年 4 考)
1. 电能
(1)定义:电能是一种需要消耗一次能源才能获得的二次能源,它可以让各种各样的用电
器工作.
(2)国际单位:在物理学中电能的单位是① 焦耳 ,符号是② J .
(3)常用单位:③ 千瓦时 ,也叫度,符号是 kW·h.
(4)单位换算:1 度= ④ 1 kW·h = ⑤ 3. 6×106 J.
2. 电能表
转盘式电能表 频闪式电能表
作用 测量用电器在一段时间内消耗电能的多少
实物图
参数及
意义
相
同
点
(1)“220
V”表示⑥ 该电能表应接在 220
V 的电路中使用 ;
(2)“10(20)A”表示该电能表的标定电流为 10
A,额定最大电流为 20
A(电能表在
使用时不能超过其额定最大电流);
(3)“50
Hz”表示这个电能表在频率为 50
Hz 的交流电路中使用
不
同
点
“3
000
r / (kW·h)”表示电能表所测电路
中的用电器每消耗
1
kW·h 的电能,电能
表的转盘转过 3
000 转
“1
200
imp / (kW·h)”表示电能表所测
电路中的用电器每消耗
1
kW·h 的电
能,电能表的指示灯闪烁 1
200
次
读数
电能表方框内数字表示消耗电能的总数(单位为 kW·h),其中最右边的格子是小数部
分,其余是整数部分,如图,转盘式电能表的读数为⑦ 7
325. 6
kW·h ,频闪式电能表
的读数为⑧ 285. 1
kW·h ;电能表在一段时间内前后两次示数之⑨ 差 即为这段
时间内用电器消耗的电能(用电的度数)
相关计算
电能表转盘转 n 转(或指示灯闪烁 n 次),N 为电能表的常数,如上图转盘式电能表
N= 3
000
r / (kW·h),频闪式电能表 N= 1
200
imp / (kW·h);
用电器消耗的电能:W= n
N
×3. 6×106
J / (kW·h);
用电器的实际功率:P= W
t
= n
Nt
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考点 2 电功和电功率(必考)
课标要求:结合实例,了解电功和电功率. 知道用电器的额定功率和实际功率.
1. 电功和电功率
电功 电功率
定义
电流对外做的功,是电能转化为其他形式
能多少的度量,用符号⑩ W 表示
电功率等于电功与时间之比,表示电流做
功 快慢 的物理量,用符号 P 表示
单位 国际单位:焦耳(J)
国际单位:瓦特(W)
其他单位:毫瓦( mW)、千瓦 ( kW)、兆瓦
(MW)
定义式 W= UIt
U 表示电压,单位为 V;
I 表示电流,单位为 A;
t 表示做功时间,单位为 s;
W 表示电功,单位为 J
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
ïï
P=
W 表示电功,单位为 J;
t 表示做功的时间,单位为 s;
P 表示功率,单位为 W
ì
î
í
ï
ï
ïï
推导公式
W=I2Rt、W=U
2
R
t(适用于纯电阻电路)
W=Pt(力学和电学均适用)
P=UI(适用于所有电路)
P= I2R、P=U
2
R
(适用于纯电阻电路)
比例关系
串联电路:
P1
P2
=
W1
W2
= (电阻关系)= (电压关系);
并联电路:
P1
P2
=
W1
W2
= (电阻关系)= (电流关系)
特别说明
无论是串联电路还是并联电路,电路的总功率都等于该电路各部分的电功率
之和,即 P总 =P1 +P2 +…+Pn .
2. 用电器的额定功率和实际功率
(1)额定电压:用电器 正常工作 时的电压,用 U额表示;
(2)额定功率:用电器在 额定电压 下工作时的电功率,用 P额表示,P额 =U额 I额;
(3)实际电压:用电器在实际使用时,用电器两端的电压,用 U实表示;
(4)实际功率:用电器在实际电压下工作时的电功率,用 P实表示,P实 =U实 I实;
(5)铭牌的物理意义:例如,节能灯上标着“220
V 24
W”,表示 额定电压 是 220
V,
额定功率 是 24
W. (注意:用电器的工作状态只跟它的实际功率有关. 如灯泡的亮
度只跟它的实际功率有关,实际功率越大,灯泡越亮. )
(6)额定电压和额定功率的相关计算:a. 可利用公式 P=UI 计算额定电流:I额 =
P额
U额
;
b. 可利用公式 P=U
2
R
计算用电器正常工作时的电阻:R=
U额2
P额
.
考点 3 焦耳定律(10 年 3 考)
课标要求:通过实验,了解焦耳定律. 能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象.
1. 电流的热效应:电流通过导体时将 电 能转化为 内 能,这种现象叫做电流的热效应.
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2. 焦耳定律
(1)内容:英国物理学家焦耳做了大量实验,于 1840 年最先精确地确定了电流通过导体时
产生的热量跟 电流 的二次方成正比,跟导体的 电阻 成正比,跟通电 时间 成
正比.
(2)计算公式:Q= ,公式中电流( I)的单位是安培(A),电阻(R)的单位是欧姆
(Ω),时间( t)的单位是秒(s),其中热量(Q)的单位是焦耳(J).
归纳总结
(1)对于纯电阻电路,电流做功消耗的电能全部转化为内能,进行相关计算时则
有:Q热 =W电 =Pt=UIt=
U2
R
t= I2Rt.
(2)对于非纯电阻电路,电流做功消耗的电能除了转化为内能之外,还要转化成其他形式的能量
(如电动机),进行相关计算时则有:W电 >Q热,即 W电 = Pt =UIt>Q热 = I2Rt;电能转化为其他形式的
能:W=W电 -Q热 =UIt-I2Rt.
3. 电热的利用和防止
(1)电热的利用:电热器是利用电能来加热的设备,工作过程中将电能转化为内能. 如电热
水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等.
(2)电热的防止:电流热效应会使导体的温度升高,过高的温度会导致用电器不能正常工
作,并且会使绝缘材料迅速老化,造成危险. 如电器的散热窗、散热片、散热孔和电脑的微
型风扇等都是为了减小电热造成的危害.
随堂巩固练习
考向 1 电能、电功、电功率的理解与
计算
1. 教材素材题 商场中,卖微波炉的售货
员和顾客发生了争执. 售货员说:微波炉很
省电,用一次花不了多少电费;顾客说:我
觉得微波炉很费电,我家的微波炉一开就
“烧保险”. 从物理学的角度看,售货员所
说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指
的是微波炉在使用时 ( D )
A. 消耗较少的电能,消耗较多的电能
B. 电功率较小,电功率较大
C. 电功率较小,消耗较多的电能
D. 消耗较少的电能,电功率较大
2. 中国民用航空局规定:“旅客携带的充电宝规
格不超过 160
W·h”,这里的“160
W·h”是
指充电宝含 电能 (填物理量名称)的多
少,合 0. 16 度,合 5. 76×105 J.
3. 小明上次查看家里电能表时其示数为
,本次查看时电能表示数如图
所示,则下列说法正确的是 ( C )
第 3 题图
A. 他家在这段时间内消耗
的电能为 903
kW·h
B. 电能表是测量电功率的
仪表
C. 若只让一个标有“220
V
1
000
W”的电热水器正常工作 10
min,则
电能表的转盘转了 600 转
D. 小明家所有用电器的总功率不能超过
2
200
W
4. 如图所示电路,闭合开关后,电流表、电压
表的示数分别为 I 和 U. 已知电源电压为
U0,则滑动变阻器 R2 在 t 秒内消耗的电能
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第 4 题图
的表达式是 ( B )
A. W2 =UIt
B. W2 = (U0 -U) It
C. W2 =U0It
D. W2 =
U0 2
R2
t
5. 如图所示,电源电压保持不变,断开开关 S
时,电流表示数为 I1,闭合开关 S 时,电流
表示数为 I2,如果 I1 ∶I2 = 1 ∶3,则闭合开关 S
后,电阻 R1 和 R2 消耗的电功率之比为
1 ∶2 .
第 5 题图 第 6 题图
6. 如图所示,闭合开关,移动变阻器滑片的过
程中,电压表示数由 1
V 增大到 3
V,此时
电流表示数变化了 0. 2
A. 则定值电阻 R =
10 Ω,其消耗的电功率的变化量为
0. 8 W.
7. 将规格为“3
V 0. 9
W”的小灯泡 L1 和规
格为“6
V 1. 8
W”的小灯泡 L2 串联接在
电源电压为 3
V 的电路中,已知灯丝电阻
不变,下列判断正确的是
( B
)
A. L1 的电阻大于 L2 的电阻
B. L1 的亮度比 L2 的亮度暗一些
C. 两只灯泡都正常发光
D. 两只灯泡实际功率相等
8.
如图甲所示的电路中,电源电压恒为 9
V,
小灯泡标有“6
V 6
W”字样,闭合开关,
通过小灯泡的电流随电压的变化情况如图
乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是
6 Ω;当电压表示数为 2
V 时,小灯泡的
电功率为 1 W,10
s 内电路消耗的总电
能是 45 J.
第 8 题图
考向 2 焦耳定律的理解与计算
9. 某型号电吹风的电动机和电热丝串联,电动
机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热
风,电动机线圈电阻为 R1,电热丝电阻为 R2.
将电吹风接入电压为 U 的电源后,通过的电
流为 I,消耗的电功率为 P,同学们得到了四
个关系式. 下列选项中,关系式均正确的是
( D )
①UI>P ②P= I2(R1 +R2)
③UI=P ④P>I2(R1 +R2)
A. ①②
B. ②③
C. ①④ D. ③④
10. 如图甲电路中,电源电压 U = 9
V 保持不
变,电阻 R1 = 10
Ω,闭合开关 S,电压表的
示数如图乙所示,则 R2 两端的电压为
7 V,1
min 内电流在电阻 R2 上产生的热
量为 84 J.
第 10 题图
11. 如图所示,电源电压不变,灯泡标有“4
V
2
W”字样,当开关 S 闭合时,灯泡正常发
光,电流表的示数为 0. 6
A,电阻 R 的电
功率为
0. 4 W,通电
1
min 电阻 R 产
生的热量为 24 J.
第 11 题图 第 12 题图
12. (2024 广元)如图所示是“扬帆”学习小组
对小灯泡 L 和定值电阻 R 的阻值进行测
量后,根据实验数据作出的 U-I 图像. 若
将 L 和 R 串联接在 8
V 的电源两端,L 与
R 的电阻之比为 1 ∶1 ;若将 L 和 R 并
联在 2
V 的电源两端,在 1
min 内,L 与 R
产生的热量之比为 3 ∶2 .
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实验分层突破
探究电流产生的热量与什么因素有关
基础考点·梳理
1. 实验装置、器材、原理
教材版本 人教版 沪科版
装置图
甲 乙 丙
被加热
物质
空气的优点:受热膨胀 体积 变化较大,实
验现象明显
煤油的优点: 比热容 较小,吸热升温
较快,实验现象明显
注意事项 保证两容器(或两烧瓶)相同,以及它们中的空气(或煤油)的 初温 和 质量 相同
转换法
的应用
U 形管两侧液面的 高度差 反映容器内空
气温度的变化情况,高度差越 大 ,温度变
化量越大,空气吸收的热量越多
温度计示数 的变化反映烧瓶内煤油温
度的变化情况,温度计示数越 大 ,煤油
吸收的热量越多
2. 实验过程(控制变量法的应用)
(1)探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时,控制 电流大小 和
通电时间 相同,改变电阻的大小.
设计电路:如图甲和丙所示,将阻值不同的两个电阻 串 联在电路中,通电一段时间后:
①图甲中电阻 R2 (选填“R1”或“R2 ”)产生的热量多;
②图丙中温度计示数较 大
的烧瓶内电阻产生的热量较多,其阻值较 大 . (后两空均选填“大”或“小”)
(2)探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系时,控制 电阻大小 和 通电时间 相
同,改变电流的大小.
设计电路:如图乙所示组装好电路,闭合开关,通过三个电阻的电流大小关系式为
(用 I1、I2、I3 表示),通电一段时间后,图中 左 (选填“左”或“右”)端容器中电阻产生
的热量多.
(3)探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系时,控制 电阻大小 和 电流大小 相
同,改变通电时间的长短,比较产生热量的多少.
3. 实验结论:电流通过导体产生的热量与电流、 电阻 和通电时间有关, 电流 越大,电
阻越大,通电时间越长,导体产生的热量越 多 .
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典型考法·全练
【例】 如图甲所示,两个透明容器内密闭着等质量的空气,U 形管中两端液面最初相平.
甲 乙
(1)图甲中正确接好电路,闭合开关,通电一段时间后, 右 (选填“左”或“右”)侧 U 形管
中两端液面高度变化较大,此实验现象表明,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.
(2)将图乙替换接入图甲的电路中,重新做这个实验:
①图乙探究的是电流通过导体时产生的热量跟 电流大小 的关系;
②要使结论更具有普遍性,在图乙装置不变的情况下,可以采取的方法是 保持其他条件
不变,改变滑动变阻器接入电路中的阻值多次实验 ;
③为了使图乙中两侧 U 形管液面高度差更明显,小明可将容器外的电阻换为阻值 小于 (选
填“大于”或“小于”)5
Ω 的电阻.
(3)组内小明在实验时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 容器密封性不好,有漏气 .
创新考法·精练
(1)如图 1 所示的实验装置,电热丝阻值 R1 >R2,两烧瓶中装有相同质量和初温的同种液体.
闭合开关后一段时间,气球 B (选填“A”或“B”)先鼓起.
图 1 图 2
(2)如图 2 所示的实验装置,甲、乙、丙三个容器内盛有同种液体.
①容器内盛的液体应选 煤油 (选填“水”或“煤油”),更易于观察到温度的变化;
②本实验通过 温度计示数 (选填“加热时间”或“温度计示数”)来比较电阻丝产生的热
量的多少;
③图中甲、丙可以探究电流通过导体产生的热量与 电阻 的关系.
专项突破 7 多挡位用电器电路的分析与计算———见分层作业本 P111
专项突破 8 电热综合应用题———见分层作业本 P114
专项突破 9 动态电路综合应用题———见分层作业本 P117
411
(3)Fs Gh (4)a. 所挂钩码的重力(或数量) b. 重力
5. (1)重力 摩擦力 重力 (2)a. 高 b. 小 c. 高
【典型考法·全练】
(1)刻度尺 (2)a. 78. 4% b. 物体的重力越大 c. 提升物
体的重力 提升物体的高度
(3)动滑轮的重力(或绳与滑轮间的摩擦)
命题点 5 斜面及其机械效率
【基础知识梳理】
①省 ②费 ③省 ④高
【随堂巩固练习】
1. 2
000 80% 80 2. 375 0 75%
模块五 电 学
大单元 1 电路 电流 电压 电阻
命题点 1 摩擦起电 两种电荷
【基础知识梳理】
①原子核 ②电子 ③负 ④摩擦 ⑤吸引轻小物体
⑥正 ⑦负 ⑧排斥 ⑨吸引 同种电荷互相排斥
转移 正 负
【随堂巩固练习】
1. C 2. 带正电、带负电或不带电均有可能 正
3. 异种 失去 头发 带电体能吸引轻小物体 4. B
命题点 2 电流、电压及其测量
【基础知识梳理】
①定向 ②正 ③电压 ④103 ⑤106 ⑥103 ⑦106
⑧量程 ⑨分度值 0. 02 0. 1 0. 28 1 串
并 正 负 量程
【即时练习】 1. 大 试触 2. 0. 46 0. 76
命题点 3 导体、绝缘体、电阻、滑动变阻器
【基础知识梳理】
①容易 ②不容易 ③阻碍 ④强 ⑤103 ⑥106 ⑦材料
⑧长度 ⑨横截面积 大 小 长度 最大阻值
最大电流 串 一上一下 远 最大 最大
命题点 4 电路的认识及串、并联电路
【基础知识梳理】
①提供 ②消耗 ③通断 ④连接 ⑤一条 ⑥相互
⑦不能 ⑧互不 ⑨能 干路 并 串 串
并 并
【随堂巩固练习】
1. 并 用电器 2. 开关 串 3. C 4. D
5. 串 R1 无 有 6. C 7. B
大单元 2 电学计算与分析
命题点1 串并联电路中电流、电压和电阻的特点
【基础知识梳理】
①相等 ②I总 = I1 = I2 ③之和 ④I总 = I1 +I2 ⑤之和
⑥U总 =U1 +U2 ⑦相等 ⑧U总 =U1 =U2 ⑨R1 +R2
【随堂巩固练习】
1. D 2. 4. 5 2. 0 0. 6 3. A 4. 0. 4 6
命题点 2 欧姆定律的理解与计算
【基础知识梳理】
①正比 ②反比 ③
U
R
④IR ⑤
U
I
⑥正 ⑦多
⑧
反 ⑨少
【随堂巩固练习】
1. 5 3. 6 5 2. 4 0. 35 3. 0. 1 1 10 20
4. 1︰1 3︰4 3︰7 5. 3 5 6. 20 变大 变大
命题点 3 电能、电功、电功率、焦耳定律
【基础知识梳理】
①焦耳 ②J ③千瓦时 ④1 ⑤3. 6×106 ⑥该电能表应
接在 220
V 的电路中使用 ⑦7
325. 6
kW·h
⑧285. 1
kW·h ⑨差 W 快慢 UIt
W
t
R1
R2
U1
U2
R2
R1
I1
I2
正常工作 额定电压
额定电压 额定功率 电 内 电流 电阻
时间 I2Rt
【随堂巩固练习】
1. D 2. 电能 0. 16 5. 76×105 3. C 4. B 5. 1 ∶2
6. 10 0. 8 7. B 8. 6 1 45 9. D 10. 7 84
11. 0. 4 24 12. 1 ∶1 3 ∶2
【实验分层突破】
【基础考点·梳理】
1. 体积 比热容 初温 质量 高度差 大 温度计示数 大
2. (1)电流大小 通电时间 串 R2 大 大
(2)电阻大小 通电时间 I1 >I2 = I3 左 (3)电阻大小
电流大小 3. 电阻 电流 多
【典型考法·全练】
(1)右 电阻 (2) ①电流大小 ②保持其他条件不变,改
变滑动变阻器接入电路中的阻值多次实验 ③小于
(3)容器密封性不好,有漏气
【创新考法·精练】
(1)B (2)①煤油 ②温度计示数 ③电阻
大单元 3 电学重点实验
★能力点一 连接电路和画电路图
【巩固练习】
1. 如答图所示
2. 如答图所示
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