第5讲电功 电功率 焦耳定律 家庭电路 讲义 -2025-2026学年高二上学期物理沪科版必修第三册

该高中物理导学案聚焦必修第三册第十章第五讲“电功、电功率、焦耳定律与家庭电路”，系统梳理了电能转化的核心概念，从电功与电功率的定义出发，逐步延伸至非纯电阻电路的能量关系，再过渡到家庭电路的安全使用与故障排查，形成由基础到应用的知识链条，为学生构建清晰的物理观念提供有力的学习支架。 本资料突出科学思维与科学态度的融合，通过典型例题引导学生建立电功与电热的区别模型，强化对纯电阻与非纯电阻电路的辨析能力，提升逻辑推理与论证水平。习题设计层次分明，涵盖实际功率判断、电动机效率计算、家庭电路故障诊断等真实情境问题，既训练学生运用公式解决复杂问题的能力，又培养其安全用电的责任意识，充分体现物理学科核心素养的落地实践。

普高物理 必修3 第10章电路及其应用 第5讲电功 电功率 焦耳定律 家庭电路（讲义）--教师版（定稿） 必修3 第10章电路及其应用 第5讲电功 电功率 焦耳定律 家庭电路（讲义） 知识点1：电功、电功率 【知识梳理】 1、 电功 1.1、定义：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功． 1.2、大小：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间三者的乘积； 1.3、电功的计算公式：W＝qU＝ UIt 。（适用于所有电路，对纯电阻电路时，还等于） 1.4、单位：国际单位制中电功的单位是焦（），常用单位有千瓦时（）也称“度 ”，1 kW·h＝ 3.6×106 J。 1.5、电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。 电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的。 2、电功率 2.1、定义——电流在一段电路中所做的功与通电时间之比，描述电场力做功的快慢程度． 2.2、大小：一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积；； 2.3、公式：P＝＝ UI ；（适用于所有电路，对纯电阻电路时，还等于=） 2.4、单位：国际单位制中电功的单位是瓦（）， 常用单位有毫瓦（）、千瓦（），; 2.5、串、并联电路的功率分配关系 (1)无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率都等于各电阻消耗的功率之和。 (2)串、并联电路的功率分配：串联时电流相同，由P＝I2R可知，P与R成正比； 并联时电压相同，由P＝可知，P与R成反比。 (3)最大功率求法：先找出电路允许通过的最大电流或允许加的最大电压，然后利用P＝I2R或P＝求解。 3、额定功率和实际功率： 3.1、额定功率 用电器正常工作时的电压叫做额定电压，用电器在额定电压下的功率叫做额定功率（用电器铭牌上所标称的功率）。 用电器的铭牌，有电压值、电流值、电阻值等，一般不同的用电器选择不同的两个物理量作为标注内容，揭示用电器的耐压值，或允许通过的电流值，或正常工作的电功率值，如手电筒的小灯泡标有“2.5V 0.3A”等字样，它说明小灯泡的耐压值及正常工作的电流值。 3.2、实际功率（灯泡的实际功率对应亮度） 用电器在实际使用时，用电器两端电压叫实际电压，它可能等于额定电压，也可能不等于额定电压，在实际电压下工作时，用电器的功率叫做实际功率，实际电压和实际电流可分别用电压表和电流表直接测量。 当实际电压偏离额定电压，用电器不能正常工作，所谓不能正常工作，有多种表现：实际电压高于额定电压，其消耗的实际功率超过额定功率，用电器的使用寿命缩短，甚至烧坏；如实际电压低于额定电压，它消耗的实际功率小于额定功率，白炽灯发光较弱，日光灯不能启动发光，电视机的图像、声音效果变差。 4、输入功率和输出功率： 输入功率：用电器输入端的电压与输入电流之积； 输出功率：用电器输出端的电压与输出电流之积； 【专题讲练1】 1.1电功与电功率 1、如图所示为某两个电阻的U－I图像，则电阻之比R1∶R2、把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2及并联后接入电路时消耗功率之比P1′∶P2′分别是(　A　) A．2∶1　2∶1　1∶2 B．2∶1　1∶2　2∶1 C．1∶2　1∶2　2∶1 D．1∶2　2∶1　1∶2 2．、分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细不同的电阻丝的伏安特性曲线，从图线可判断（　D　） A．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比 B．电阻丝的阻值小于电阻丝的阻值 C．电阻丝较粗，电阻丝较细 D．两电阻串联接入电路时，消耗的功率大 3、电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种锅内水烧干后的保温状态．如图所示是电饭锅原理示意图，S是用感温材料制造的开关．下列说法中正确的是（ABD）（多选） A．其中是供加热用的电阻丝 B．当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态 C．要使在保温状态时的功率为加热状态时的一半，应为 D．要使在保温状态时的功率为加热状态时的一半，应为 4、两个电阻，，并联在电路中，欲使两个电阻消耗的电功率相等，可行的方法是（ D ） A．用一个阻值为的电阻与串联 B．用一个阻值为的电阻与串联 C．用一个阻值为的电阻与串联 D．用一个阻值为的电阻与串联 5、如图所示，M，N接稳压电源，a、b间断开时，Uab＝120V，a、b间接入“220V，100W”的灯泡时，Uab＝110V。则此时电源输入M、N的电功率为 （ B ） A．25W B．27.27W C．102.27W D．2.27W 6、如图所示，在输入电压U恒定的电路上，将用电器L接在AB两端时消耗的功率是9 W，将它接在较远的CD两端时消耗的功率是4 W，则AC、BD两根输电线上消耗的功率为（ B ） A．1 W B．2 W C．5 W D．13 W 7、如图所示的电路中，电源电压恒定，定值电阻为r，变阻器阻值变化范围为0~R，且R>r，闭合开关S后，将变阻器的滑片P缓慢地从a端向b端，那么通过变阻器的电流和变阻器消耗的功率将（ AD）（多选） A．电流逐渐变大 B．电流逐渐变小 C．功率逐渐变大 D．功率先增大后减小 8、如图所示，电源电压恒定，滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω，定值电阻R3＝10Ω、R1＝1Ω。当电键S闭合、滑动变阻器接入电路的电阻值为5Ω时，电路的总功率为24W，R1的功率为4W，此时灯L正常发光。求： （1）此时电流表的示数和电压表的示数；A V R1 R3 R2 L S 电源 （2）电灯L正常发光时的阻值； （3）当电键S断开时，要使灯L仍正常发光，则滑动变阻器接入电路的阻值应为多少？ 【答案】（1）2A；10V（2）5Ω（3）6Ω 9*、有一用电器的铭牌上标明额定电压为100V，额定功率因字迹不清而无法辨认，但该用电器有显示是否处于正常工作状态的装置，现将该用电器与一阻值为（0～100Ω）的滑动变阻器连接后，接在输出电压为220V的电源两端。（1）为使用电器安全正常地工作，应采用怎样的接法？试说明理由并画出电路图 （2）在正确连接的电路中，当用电器正常工作时通过电源的电流为2.4A，试求用电器消耗的电功率与整个电路消耗的电功率之比。 【答案】（1）见解析（2）40W； 【解析】（1）由于用电器功率未知，故也不知道用电器的额定电流和电阻，如将滑动变阻器接成分流器，则无法判断当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，用电器两端电压是否小于等于100V，因此必须把滑动变阻器接成分压器使用，才能保证用电器正常工作，电路如图所示。 设滑动变阻器的总电阻为R，与用电器并联的部分的电阻为Rx， 则有得Rx＝50Ω，通过Rx的电流 通过用电器的电流 I2＝I0－I1＝0.4A 用电器的功率P2 ＝U0I2＝U0（I0－I1）＝40W 功率之比 1.2电路中的极值与变化问题（以最小额定值为准） 1、R1和R2分别标有“2 Ω，1.0 A”和“4 Ω，0.5 A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为 （ A ） A．1.5 W B．3.0 W C．5.0 W D．6.0 W 2、如图所示，三个电阻、、的阻值相同，允许消耗的最大功率均为10W，则此电路中允许消耗的最大总功率为（ C ） A．30W B．20W C．15W D．10W 3、如图所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为16W、10W、4W，此电路中允许消耗的最大功率为（　A　） A.24W B. 16W C. 12W D. 15W 4、如图所示的电路中，R1、R2都是“4W、”的电阻，是“1W、”的电阻，则AB间允许消耗的最大功率是（　A　） A．1.5W B．4.5W C．8W D．9W 5、如图所示，两灯额定电压都是，额定功率，，接在电路上，使电灯可能正常发光，且消耗功率最小的电路是哪个（　C　） 6、有三个电阻的阻值及额定功率分别为、、、、、，它们组成的电路如图甲、乙、丙所示，关于各图的说法正确的是（ B ） A．图甲两端允许加的最大电压为 B．图乙干路允许流过的最大电流为 C．图丙两端允许加的最大电压为 D．图丙允许消耗的最大电功率为 7、三个标有"100Ω 4W”、“12.5Ω 8W”、“90Ω 10W"字样的电阻，当它们串联时允许加的最大总电压是 40.5 V，并联时允许通过的最大总电流是 1.01 A 8*、图甲所示电路，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器的最大电阻为R，负载电阻为R0。当滑动变阻器的滑动端S在某位置时，R0两端电压为E/2，滑动变阻器上消耗的功率为P。若将R0与电源位置互换，接成图乙所示电路时，滑动触头S的位置不变，则( D ) A．R0两端的电压将小于E/2 B．R0两端的电压将等于E/2 C．滑动变阻器上消耗的功率一定小于P D．滑动变阻器上消耗的功率可能大于P 因为 等于,即，得 1.3额定功率和实际功率 1、两只灯泡分别接在两个电路中，下列判断正确的是 ( D ) A．额定电压高的灯泡较亮 B．额定功率大的灯泡较亮 C．接在电压高的电路两端的那盏灯较亮 D．在电路中实际功率大的灯较亮 2、有两个灯泡，L1标有“6V，3W”的字样，L2没有标记，测得L2电阻为6Ω，把它们串联在电路中，两灯均正常发光，那么该电路两端电压和L2的电功率分别是（ D ） A. 12V，3W B. 12V，1.5W C. 9V，3W D. 9V，1.5W 3、室内有几种用电器：1.5kW的电饭煲、200W的电灯、750W的取暖器、250W的电视机和2kW的空调器．如果进线处只有13A的保险丝，供电电压为220V，为用电安全，下列情况下不能同时使用的是 （ C ） A．电饭煲和电灯 B．取暖器和空调器 C．电饭煲和空调器 D．电灯、电视机和空调器 4、不考虑温度对电阻的影响，对一个“”的灯泡，下列说法正确的是（　BD　）（多选） A．接在的电路上时的功率为 B．接在的电路上时的功率为 C．接在的电路上时的功率为 D．接在的电路上时的功率为 5、如图甲所示，三个电阻的阻值均为R，额定功率为18W，在每个电阻耗电功率均不超过额定功率的条件下，此电路最大耗电功率为 27 W。若改为图乙所示电路，仍满足上述要求，这个电路最大耗电功率为 27 W。 6、如图所示，电路中U=12V，滑动变阻器为0~42Ω。现要使标着“6V，1.8W”的灯L正常发光，那么ap间的电阻是多少？此时滑线变阻器上消耗的功率是多少？ 【答案】:12Ω; 4.2W； 7、把灯L1接到一个电压恒定的电源上，L1的电功率是100W。如果把它与另一个灯L2串联起来，再接到电源上，L2的电功率是9W。求：此时灯L1的功率是多少？（假定灯泡的电阻恒定不变） 答案：1W或81W 8、有一个标有“”的白炽灯泡，若忽略温度对电阻的影响， （1）求这个灯泡的电阻是多大？ （2）把这盏灯接在电压为的电路中，它所消耗的电功率是多大？ （3）这盏灯正常发光，用电多少度？ （4）把这盏灯接在的电路上，它的功率又为多少？ 【答案】（1）　（2）　（3）度　（4） 1.4混联电路中的功率问题 1. 如图所示，电路两端电压U恒定，将滑动变阻器滑片向右移动的过程中，有下列判断： ①A、B两点间电压增大；②电路消耗的总功率增大； ③通过R2的电流增大；④通过R1的电流增大。其中正确的是（ C ） A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ 2、如图所示的电路中，R1、R2、R3均为定值电阻。其中R1＝5 Ω，额定功率P1＝5 W；R2＝5 Ω，额定功率P2＝20 W；R3＝4 Ω，额定功率P3＝49 W。则AB之间允许消耗的最大功率为(　A　) A．35 W B．50 W C．59 W D．74 W 3、四个定值电阻连成如图所示的电路。RA、RC的规格为“10 V　4 W”，RB、RD的规格为“10 V　2 W”。下列按消耗功率大小排列这四个定值电阻正确的是(　C　) A．PA＝PC<PB＝PD B．PB>PC>PA>PD C．PD>PA>PC>PB D．PA＝PC>PB＝PD 4、如图所示，各灯泡额定电压和额定功率分别是：A灯“10V10W”，B灯“60V60W”，C灯“40V40W”，D灯“30V30W”。在a、b两端加上电压后，四个灯都能发光。不考虑各灯泡电阻随电压的变化，比较各灯泡消耗功率大小，以下说法正确的是（　A　） A. PB>PA>PD>PC B. PB>PA>PC>PD C. PB>PD>PC>PA D. PB>PD>PA>PC 5、现有标有“110V 40W”的灯泡L1和标有“110V 100W”的灯泡L2及一只最大阻值为500Ω的滑动变阻器R，将它们接在220V的电路中，在如图所示的几种接法中，能让L1，L2同时正常发光的是（　BC　）（多选） A．B．C． D． 6、有两只额定电压都是 110 伏的灯泡 A 和 B，A 的额定功率是 100瓦，B 的额定功率是 40 瓦。为了使它们接在 220 伏的电路中仍能正常发光，电路消耗的功率又最省，图所示中最合理的接法是（　C　） A. B. C. D. 7、四个相同的小灯泡按照如图甲、乙所示的两种方式接入电压相等的电路中，调节R1、R2使四个小灯泡都正常发光，这时可变电阻R1、R2消耗的电功率为P1和P2，两电路消耗功率为的P甲和P乙 关系为( B ) A．P1＝2P2，P甲=P乙 B．P1>2P2 ，P甲=2P乙 C．P1<2P2 ，P甲=3P乙 D．P1＝P2 ，P甲=4P乙 8、把6个相同的电灯接在如图甲、乙所示的两电路中，通过调节供电电压与变阻器、的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则、大小满足（ C） A． B． C． D． 9、三盏灯泡L1（110V、100W）、L2（110V、60W）和L3（110V、25W），电源所能提供的电压为220V，在图示的四个电路中，能通过调节变阻器R使电路中各灯泡均能够正常发光且最省电的一种电路是（ C ） A L1 L2 L3 L1 L2 L3 L2 L3 L1 L1 L3 R L2 R R R B C D 10、某实验小组用三只相同的小灯泡，连线如图所示电路，研究串并联电路特点，实验中观察到的现象是(　D　) A．S2断开，S1与a连接，三只灯泡都熄灭 B．S2断开，S1与b连接，三只灯泡亮度相同 C．S2闭合，S1与a连接，三只灯泡都发光，L1、L2亮度相同 D．S2闭合，S1与b连接，三只灯泡都发光，L3亮度小于L2的亮度 11、在如图所示的分压电路中，c、d间的电压恒为U＝10 V，滑动变阻器的总电阻R0＝20 Ω，滑动触头P可在a、b两端点间滑动，定值电阻R＝10 Ω，则触头P位于a、b连线的中点时，电阻R消耗的功率是(　D　) A．10 W B．2.5 W C. W D. W 12、如图所示的电路中，三个灯泡消耗的功率相等，那么三灯的电阻关系大小是（ B ） A． B． C． D． 13、三个阻值相同，额定电压也相同的电阻，将其中两个并联再与第三个串联，共同能承受的最大总电压为U1，最大总功率为P1；若将两个串联后再与第三个并联，则共同能承受的最大总电压为U2，最大总功率为P2；，则U1︰U2＝ 3：2 ，P1︰P2＝ 1：1 。 1.5非线性元件问题 1、某同学研究白炽灯泡的I－U图像如图所示，下列判断正确的是（　B　） A. 加5V电压时，灯泡的功率是7.5W B. 加12V电压时，灯泡的功率是18W C. 由图可知，随着电压的增大，灯泡的电阻不断减小 D. 白炽灯是非线性元件，不能用欧姆定律计算它的电阻 2、定值电阻 R1 和小灯泡 R2 的伏安特性曲线分别如图所示。若将 R1 和 R2 串联后接在 8 伏的电源两端，则 R1 与 R2 的电功率之比为（ D ） A．1:2 B．1:3 C．2:3 D．3:5 3、假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，则（ C　　） A．白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B．在A点，白炽灯的电阻可表示为tanβ C．在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I2 D．在A点，白炽灯的电阻可表示为 4、小灯泡通电后其电流随所加电压变化的图线如图所示，为图线上一点，为图线的切线，为轴的垂线，为轴的垂线．则下列说法中正确的是（ ABD ）（多选） A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B．对应点，小灯泡的电阻为 C．对应点，小灯泡的电阻为 D．对应点，小灯泡的功率为图中矩形所围的面积 5、下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率与电压平方之间的函数关系的是以下哪个图象（ C ） 6、如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。不计电流表内阻。如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与的定值电阻串联，接在电压恒定为的电路上，则下列选项中正确的是（　AC　）（多选） A．电阻R0消耗的功率约为 B．电阻R0消耗的功率约为 C．每个灯的实际功率约为 D．每个灯的实际功率约为 7、在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列判断正确的是(ACD) 甲 乙 A.灯泡L1的电阻为12 Ω B.通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍 C.灯泡L1消耗的电功率为0.75 W D.灯泡L2消耗的电功率为0.30 W 8、某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，三个电表均为理想电表。现闭合开关S，电压表V的示数为3.0V，小灯泡L1、L2消耗电功率分别为P1、P2，下列说法正确的是（A ） A．P1<4P2 B．电流表A1的示数为0.375A C．此时灯泡L2的阻值为12Ω D．电流表A2的示数为0.25A 9、一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U的关系图象如图(a)所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P，现将它们连接成如图(b)所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，它们之间的大小关系有( D ) A．P1＝4PD　 　　　B．PD＝P/4 C．PD＝P2 D．P1<4P2 10．压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小。用压敏电阻设计了判断电梯运行状态的装置，电路如图甲所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为U0，在电梯运行的过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示．则电梯可能是在(A ) A．加速下降且加速度在增大 B．减速下降且加速度在增大 C．加速上升且加速度在增大 D．减速上升且加速度在减小 11、两盏额定电压为220V的白炽灯和的U-I特性曲线如图所示，的额定功率约为 99 W；现将和串联后接在220V的电源上，电源的内阻忽略不计．此时的实际功率约为 17.5 W． 知识点2：焦耳定律 知识梳理 1、电流的热效应——导体中有电流通过的时候，导体发热的现象（又称焦耳热）． 2、焦耳定律： 2.1、电热定义：电流通过导体产生的热量； 2.2、焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。这个关系式最初是由焦耳通过实验直接得到的，物理学中就把它叫作焦耳定律。 2.3、公式： Q＝I2Rt （是通过导体的电流，是导体的电阻）； 2.4、单位：焦耳（） 2.5、适用范围：适用所有电路。 3、电流的热功率： 3.1、定义：单位时间内的发热量称为热功率； 3.2、公式：P热＝I2R。（是通过导体的电流，是导体的电阻）； 专题讲练2 1、如图所示，R1=6，R2=3，R3=4，左右两端接入电路后，关于这三只电阻的判断正确的是（　B　） A．电流之比是I1：I2：I3=4：3：6 B．电压之比是U1：U2：U3=1：1：2 C．功率之比是P1：P2：P3=4：3：6 D．相同时间内产生热量之比Q1：Q2：Q3=6：3：4 2、两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B并联在电路中，A的长度为2L，直径为d；B的长度为L，直径为2d，那么通电后，A、B在相同的时间内产生的热量之比为(　A　) A．QA∶QB＝1∶8 B．QA∶QB＝8∶1 C．QA∶QB＝1∶2 D．QA∶QB＝4∶1 3、电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后保温状态，如图所示是电饭锅电路原理示意图，K是感温材料制造的开关。下列说法中错误的是(　C　) A．其中R2是供加热用的电阻丝 B．当开关K接通时电饭锅为加热状态，K断开时为保温状态 C．要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为2∶1 D．要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为(－1)∶1 4、一个电热器由两条不同的电阻丝R1、R2并联构成．这个电热器与一个阻值固定的电阻R0串联后接在电压U恒定的电源上，如图所示，若由于某种原因，电热器中电阻丝R1烧断，另一根电阻丝R2仍完好，电阻丝R1烧断前后电热器的发热功率不变。已知固定电阻R0＝12欧，电热器完好时，固定电阻R0的发热功率与电热器烧断一根电阻丝后R0的发热功率之比为4：1。设电阻R0及电阻丝的阻值不随其中电流的变化而变化．求电热器完好时电阻丝R1、R2的阻值． 【答案】8Ω或24Ω 知识点3、电路中的能量转化 1、纯电阻电路 1.1、纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能． 1.1.1、只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件； 1.1.2、特点：电功等于电热，，即电流做功将电能全部转化为内能：，即欧姆定律成立 计算时可任选一公式：W＝Q＝Pt＝I2Rt＝UIt＝t 2、非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路． 2.1、电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路． 2.2、电功大于电热，，电能只有一部分转化为内能，另一部分转化为机械能、化学能等其它形式的能量： 即：，即欧姆定律不成立。例如电动机P总＝P出＋P热． 电功只能用公式W＝UIt来计算，焦耳热只能用公式Q＝I2Rt来计算。 2.3、注意： 公式和是电功和电功率的一般表达式，适用于任何用电器，它表示用电器消耗的全部电功和电功率；而和则是前面两公式与欧姆定律结合而导出的，它们实际上只适用于纯电阻电路． 3、纯电阻电路与非纯电阻电路的比较 纯电阻电路 非纯电阻电路 举例 白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅 电动机、电解槽 元件特点 电路中只有电阻元件，只能把电能转化为内能。 电路中除电阻外，还包括能把电能转化为其他形式能的用电器。 欧姆定律是否成立 U＝IR，I＝成立 U＞IR，I＜不成立 能量转化情况 电流做功全部转化为内能。 电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能。 电功和电热的关系 W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t W＝UIt，Q＝I2Rt，W＝Q＋E其他 UIt＝I2Rt＋E其他 功率特点 电功率等于热功率： P电＝P热＝UI＝I2R＝ 电功率等于热功率与其他功率之和： P电＝UI P热＝I2R P电＝P热＋P其他即IU＝I2R＋P其他 说明 W＝UIt、P电＝UI适用于任何电路计算电功和电功率 Q＝I2Rt、P热＝I2R适用于任意电路计算电热和热功率 只有纯电阻电路满足W＝Q，P电＝P热；非纯电阻电路W>Q，P电>P热 非纯电阻电路中，因为，所以既不能表示电功，也不能表示电热。 4、电动机工作过程的能量转化----电动机的简易模型及其功率、效率 ①.电流做功的过程是电动机从电源获得能量，将电能一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。 ②电动机消耗的功率(总功率)：P总＝UI。 ③电动机的发热功率：P热＝I2R。 ④电动机的输出功率(机械功率)P机＝P总－P热＝UI－I2R。 ⑤电动机的效率： 5、电池充电时的能量转化关系：电池从电源获得的能量一部分转化为电池的化学能，还有一部分转化为内能。 6、四个概念的比较 意义 公式 联系 电功 电流在一段电路中所做的功 W＝UIt 对纯电阻电路，电功等于电热， W＝Q＝UIt ＝I2Rt； 对非纯电阻电路，电功大于电热，W ＞Q 电热 电流通过导体产生的热量 Q＝I2Rt 电功率 单位时间内电流所做的功 P＝UI 对纯电阻电路，电功率等于热功率， P电＝P热＝UI＝I2R； 对非纯电阻电路，电功率大于热功率，P电＞P热 热功率 单位时间内导体产生的热量 P＝I2R 专题讲练3 3.1、电功、电热、电功率、热功率四个概念的比较 1、辨析 (1)电热Q＝I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热。(　√　) (2)任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，且W＝Q。(　×　) (3)电功W＝UIt在任何电路中都适用，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中适用。(　×　) (4)电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈电阻产生的电热。(　√　) 2、(多选)关于公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；下列叙述正确的是(　BC　) A．公式①适用于任何电路求电功率，公式①②适用于任何电路求热功率 B．在纯电阻电路中，①②③公式都适用于求电功率，也适用于求热功率 C．公式②在纯电阻电路中和非纯电阻电路中均可求电路的热功率 D．只要是求电路的热功率，公式②③均可以用 3、如图所示的电路中，电源的输出电压恒为U，电动机M线圈电阻与电炉L的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，下列判断正确的是 （ AB ）（多选） A．电炉放出的热量与电动机放出的热量相等 B．电炉两端电压小于电动机两端电压 C．电炉两端电压等于电动机两端电压 D．电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率 4、有一段电路，电压为U、电流为I、电阻为R，通电时间为t，则下列说法正确的是（ D ） A．电流做功，产生的热量，且W=Q B．由于，所以 C．电路中产生的热量一定为 D．电流做功，产生的热量，且可能W > Q 5、如图所示，一幢居民楼里住着生活需求各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电风扇等。停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是(　C　) A．P＝I2R B．P＝ C．P＝IU D．P＝I2R＋ 6、有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220 V　60 W”。现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量(　B　) A.日光灯最多 B.电烙铁最多 C.电风扇最多 D.一样多 3.2、电池充电时的能量转化关系 7.如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内(　D　) A.充电宝输出的电功率为UI＋I2r B.充电宝产生的热功率为I2r C.手机电池产生的焦耳热为t D.手机电池储存的化学能为UIt－I2rt 3.3、电动机工作过程的能量转化关系 1、一台直流电动机的电枢线圈的电阻是，其额定功率是，那么它正常工作时的电流强度（ B ） A．等于，且大于 B．等于，且小于 C．等于，也等于 D．不等于，但等于 2、加在某电动机上的电压是U（V），电动机消耗的电功率为P（W），电动机线圈的电阻为r（Ω），则电动机线圈上消耗的电热功率为（ C ） A．P B． C． D． 3、—直流电动机所加电压为U．电流为I．线圈内阻为R。当它工作时，下列说法中错误的是（ AD ）（多选） A．电动机的输出功率为 B．电动机的发热功率为 C．电动机的输出功率为 D．电动机的功率为 4、一只风扇，标有“、”，电动机线圈电阻为，把它接入电压为的电路中能正常工作，经过时间，下列说法正确的是（　D　） A．流过电风扇的电荷量为 B．电风扇输出机械能 C．电风扇的发热量为 D．电风扇的发热量为 5、电吹风机中有电动机和电热丝两部分，已知电动机线圈的电阻为R1，它和阻值为R2的电热丝串联．设电吹风机工作时两端的电压为U，通过线圈的电流为I，消耗的电功率为P，则下列关系正确的是(　D　) A．P>UI B．P＝I2(R1＋R2) C．U＝I(R1＋R2) D．P>I2(R1＋R2) 6、有一台电风扇的铭牌上标有“”的字样，其线圈的直流电阻为，如果把它接入的电路中，则下列求电风扇每分钟产生的热量的四种解法中，正确的是（　C　） A． B． C． D． 7、如图所示为某款扫地机器人，其内置锂电池容量为5000mA·h，在一般情况下，充满一次电可供其正常工作的时间为150min。已知该扫地机器人的额定功率为40W，则下列说法正确的是（　C　） A．扫地机器人正常工作时的电流是0.2A B．扫地机器人正常工作时的电压为8V C．扫地机器人正常工作150min消耗的电能为3.6×105J D．扫地机器人电动机的内阻为10 8、扫地机器人如图所示，利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，并能根据红外感应绕开障碍物。某扫地机器人正常工作时电动机两端的电压为10 V、电流为3 A、电动机线圈电阻为1 Ω。则下列有关电动机的说法正确的是(　C　) A.正常工作时，电动机的发热功率为100 W B.正常工作时，电动机的输出功率为9 W C.正常工作时，电动机的总功率为30 W D.电动机被杂物卡住无法运转(不考虑保护电路的作用)时，电动机的发热功率为9 W 9、电动自行车因轻便、价格相对低廉、污染小和嗓音小而受到市民喜爱。某国产品牌电动自行车的铭牌如下，则此车所配电动机的内阻为(　B　) 规格 后轮驱动直流永磁体电动机 车型：20″电动自行车 电动机输出功率：175 W 电源输出电压：≥36 V 额定工作电压/电流：36 V/5 A 整车质量：40 kg 额定转速：240 r/min A.7.2 Ω B.0.2 Ω C.7.0 Ω D.7.4 Ω 10、图是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物，它被细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是5.0 A和100 V，重物P上升的速度为0.70 m/s。重物的质量为50 kg，g取10 m/s2。下列说法不正确的是（ C ） A．电动机消耗的电功率为500W B．绳对重物做功的机械功率350W C．电动机线圈的电阻20Ω D．电动机的效率为70% 11、有一个用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m＝50 kg，电路电压为120 V，当电动机以v＝0.9 m/s的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流I＝5 A。(取g＝10 m/s2) (1)电动机线圈的电阻R等于多少？ (2)若因故障电动机不能转动，这时通过电动机的电流是多大？电动机消耗的电功率又为多大？ (3)电动机对该重物的最大提升速度是多少？ 答案　(1)6 Ω　(2)20 A　2 400 W　(3)1.2 m/s 解析　(1)电动机提升重物时，根据能量守恒定律得P电＝P热＋P机， 即UI＝I2R＋mgv 解得R＝6 Ω (2)若因故障电动机不能转动，则由欧姆定律得通过电动机线圈的电流为I′＝＝ A＝20 A 电动机消耗的电功率为P电′＝I′2R＝2 400 W (3)根据P电＝P热＋P机，得P机＝P电－P热＝UI″－I″2R＝－R(I″－)2＋ 当I″＝时，P机有最大值，最大值为 即I″＝＝10 A时，P机max＝600 W 根据P机max＝mgvmax，得vmax＝1.2 m/s。 12、如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N。忽略一切摩擦，求： (1)电动机线圈电阻消耗的热功率为多少？ (2)电动机输入功率和输出功率各是多少？ (3)10 s内电动机可以把物体A匀速提升多高？ (4)这台电动机的效率是多少？ 答案　(1)1 W　(2)5 W　4 W　(3)2 m　(4)80% 解析　(1)电动机线圈上消耗的热功率为P热＝I2r＝1 W。 (2)电动机的输入功率就是电流通过电动机做功的功率，即P入＝UI＝5×1 W＝5 W 电动机的输出功率就是电动机对外做功的功率，根据P入＝P出＋P热得P出＝P入－P热＝5 W－1 W＝4 W。 (3)设物体A的重力为G，t＝10 s内物体A上升的高度为h，根据能量守恒定律得P出t＝Gh h＝＝2 m。 (4)这台电动机的效率为η＝×100%＝80%。 13、某商场安装了一台倾角为的自动扶梯，该扶梯在电压为的电动机带动下以的恒定速度向斜上方移动，电动机的最大输出功率为，不载人时测得电动机中的电流为，若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为__________．（设人的平均质量为,取） 设可乘载最多人数为，此时，电动机处于最大输出功率状态，在该状态下，电动机的输出功率一方面转化为扶梯转动所需功率，另一方面转化为个人以恒定速度向上移动所需功率．根据能量守恒定律，有， 解得 【答案】25 14、某景区电动车载满游客时总质量m＝1.75×103 kg，以4 m/s的速度在水平路面匀速行驶，驱动电机的输入电流I＝20 A，输入电压U＝400 V，电动车行驶时所受阻力为车重的，g取10 m/s2，不计电机内部摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，求： (1)驱动电机的输入功率； (2)电动车行驶时输出的机械功率； (3)驱动电机的内阻。 答案　(1)8 000 W　(2)7×103 W　(3)2.5 Ω 解析　(1)驱动电机的输入功率P入＝UI＝400 V×20 A＝8 000 W。 (2)电动车行驶时所受阻力f＝mg＝1.75×103 N 电动车匀速行驶时，F＝f 电动车行驶时输出的机械功率 P出＝Fv＝1.75×103×4 W＝7×103 W。 (3)驱动电机内阻的发热功率 P热＝P入－P出＝8 000 W－7 000 W＝1 000 W 根据P热＝I2r，得r＝＝ Ω＝2.5 Ω。 3.3、非纯电阻电路的能量转化关系 1、在如图所示的电路中，输入电压U恒为8 V，灯泡L标有“3 V　6 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.5 Ω。若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是(　C　) A．电动机的输入电压是8 V B．流过电动机的电流是10 A C．电动机的效率是80% D．整个电路消耗的电功率是10 W 2、在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路，电路中电表均为理想电表。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则当这台电动机正常运转时（D） A．电动机的内阻为20Ω B．电动机的内阻为7.5Ω C．电动机的输出功率为30W D．电动机的输出功率为22W 3、电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作，设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有（AD）（多选） A．U1<U2，Q1=Q2 B．U1=U2，Q1=Q2 C．W1=W2，Q1>Q2 D．W1<W2，Q1=Q2 4、如图甲所示为一台冬天取暖用的暖风机，其内部电路可简化为如图乙所示的电路，加热电阻丝与电动机串联，电动机带动风叶转动，将加热后的热空气吹出。设电动机线圈的电阻为R1，电阻丝的电阻为R2，将暖风机接到额定电压为U的交流电源上，正常工作时，电路中的电流为I，电动机、电阻丝、暖风机消耗的电功率分别为P1、P2、P，则下列关系式正确的是(　C　) A.P1＝I2R1 B.P2>I2R2 C.P＝UI D.P＝I2(R1＋R2) 5、如图所示，电阻R1=20Ω，电动机线圈的阻值R2=10Ω．当开关打开时，电流表的示数是I0=0.5 A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是（ BD ）（多选） A．I=1.5 A B．I＜1.5 A C．P=15 W D．P＜15 W 6、如图所示，电源电动势，小灯泡标有“”，开关接，当变阻器调到时，小灯泡正常发光，现将开关接，小灯泡和电动机均正常工作。则（　A　） A．流过电动机的电流为 B．电动机的内阻为 C．电动机正常工作电压为 D．电动机的输入功率为 7、(多选)小明去逛超市，遇促销打折买了一个电吹风，电吹风的使用说明书上给出了如表所示的参数及如图所示电路图。下列说法正确的是(　AC　) 电吹风铭牌参数 额定电压 220 V　50 Hz 额定功率 热风 1 000 W 冷风 250 W A．该电吹风发热电阻R的阻值约为64.5 Ω B．该电吹风电动机M的内阻为193.6 Ω C．当开关S1断开、S2闭合时，电吹风吹冷风 D．当开关S1、S2均闭合时，电动机每秒消耗的电能为1 000 J 8、如图所示，一电饭煲和一洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上，均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流为5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法正确的是(　C　) A.电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 Ω B.电饭煲的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W C.1 min内，电饭煲消耗的电能为6.6×104 J，洗衣机消耗的电能为6.6×103 J D.电饭煲发热功率是洗衣机发热功率的10倍 9、如图所示，有一电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V　60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则(　C　) A．电解槽消耗的电功率为120 W B．电解槽的发热功率为60 W C．电解槽消耗的电功率为60 W D．整个电路消耗的总功率为60 W 10、电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为I2。则(　D　) A.I1<I2 B.> C.＝ D.< 11、如图所示，M为电动机，N为电炉，电炉的电阻R＝4 Ω，电动机的内阻r＝1 Ω，恒定电压U＝12 V。当S1闭合、S2断开时，理想电流表A示数为I1；当S1、S2同时闭合时，理想电流表A示数为I2＝5 A。求： (1)理想电流表的示数I1及电炉发热功率； (2)电动机的输出功率。 答案　(1)3 A　36 W　(2)20 W 解析　(1)电炉为纯电阻元件，由欧姆定律得I1＝＝ A＝3 A 其发热功率为PR＝IR＝32×4 W＝36 W。 (2)当S1、S2同时闭合时，流过电动机的电流为I3＝I2－I1＝2 A 电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得UI3＝P出＋I r 代入数据解得P出＝20 W。 12、如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为6 A；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为5 A，且电动机的电阻rM＝1 Ω；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为4 A，且电解槽电阻rA＝2 Ω。求： (1)电炉丝的电阻及发热功率； (2)电动机的机械效率； (3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率。 答案　(1)2 Ω　72 W　(2)58.3 %　(3)16 W 解析　(1)当S1闭合，S2、S3断开时，电炉子接入电路。电炉丝为纯电阻元件，由部分电路欧姆定律得电炉丝的电阻R＝＝ Ω＝2 Ω 电炉丝发热功率P＝UI1＝12×6 W＝72 W (2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律，有I2U＝I22rM＋P输出 η＝×100%＝×100%≈58.3% (3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律知P化学＝I3U－I32rA 代入数据解得P化学＝(4×12－42×2) W＝16 W。 13、如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω。直流电压U＝160 V，电压表示数UV＝110 V。 (1)求通过电动机的电流； (2)求输入电动机的电功率； (3)若电动机以v＝1 m/s的速度匀速竖直向上提升重物，则该重物的质量为多少(g取10 m/s2)? 答案　(1)5 A　(2)550 W　(3)53 kg 解析　(1)由电路中的电压关系可得电阻R两端的电压UR＝U－UV＝(160－110) V＝50 V 流过电阻R的电流IR＝＝ A＝5 A 即通过电动机的电流IM＝IR＝5 A。 (2)电动机两端的电压UM＝UV＝110 V 输入电动机的功率P电＝IMUM＝550 W。 (3)电动机的发热功率P热＝Ir＝20 W 电动机输出的机械功率 P机＝P电－P热＝530 W 又P机＝mgv，所以m＝＝53 kg。 知识点4、家庭电路 知识梳理 各式各样的家用电器为人类的生活提供便利。家中几乎所有的用电器都需要接入家庭供电线路，而家庭配电箱则控制着其中的各条线路。你是否关注过为家用电器供电的线路呢？了解家庭电路的主要组成，掌握故障分析的基本技术．具有节能环保的意识，安全、合理地用电，才能使我们拥有更美好的生活 1、 家庭电路的组成 家庭电路主要由供电线路、电能表、总开关、低压断路器，插座、开关、用电器等组成。其中供电线路包含相线（叉称火线）及零线，相线与零线间的电压为220V，除了相线、零线外，入户线中还应铺设一条地线，地线的对地电压为0。家庭用电器的种类繁多，厨房、浴室中的用电器和空调的用电量较大，因此往往将家庭电路分为若干支路，分别对应照明、浴室、空调等。如图所示为常见家庭配电系统． 家庭电路中，为了避免用电器通断时的相互影响，所有用电器都是并联连接在相线零线间，且有的用电器还需与地线连接。在实际生活中，接入电路的用电器数目及总功率往往不时发生改变，因此为了保障家庭用电的安全，我们应该根据实际需求来选样合适的电路元器件。 2低压断路器 低压断路器是家庭用电安全的重要保障之一，如图所示。断路器与火线、零线连接，具有过载、短路保护功能，即当火线、零线中的电流超过额定电流时，断路器会自动切断供电线路，避免损害用电器和发生其他危害。有些断路器还带有漏电保护功能，当断路器检测到相线与零线中流过的电流不一致，且差值超过一定大小时便会在短时间内断开电路。 3导线 家庭电路中用导线与用电器、低压断路器、开关等连接。我们知道，导线具有一定的电阻，通过电流时，会发热，若导线持 图低压断路器续处于过热状态会加快绝缘层老化，甚至损坏，引发事故。因此，导线长时间通电时能承 载的最大安全电流是选择导线时重点考虑的要素之一。 4、 开关和用电器的正确连接方法： 在家庭电路中，用电器的开关是和火线相连，而用电器是和零线相连。这样连接是为了避免用电器与火电相连时，电器的外壳意外带电而使人触摸用电器时触电。而开关的外壳一般都有绝缘塑料，即使带电也不会让人体直接触摸触电。 5、分析家用电路的简单故障及排除安全隐患 家用电路的故障主要订短路、断路，过载，漏电及连接错误等。 断路器不仅能保障用电安全，也有助于排查放障所在。 断路器自动断开表示接所在回路发生过载或短路、漏电等故障；因此不可以强行接通．应立即排查故障所在。如总断路器困故障断开，应先断开所有断路器，随后接通总断路器，再逐一接通支路断路器。如总断路器再次自动断开，便可判断刚刚接通的支路发生了故障。在生活中，应重视断路器的自动断开现象，及时排除故障，否则可能会加快线路老化．或引发火灾，触电等事故。 多用电表及验电笔是对简单电路故障检测的常用工具。当验电笔接触相线时，其中有电流通过，氖泡会发光。当验电笔正常工作时，通过的微弱电流不会对身体造成伤害，但220 V家庭用电电压远高于人体安全电压，因此在对家庭用电故障进行检测时，应熟知操作注意事项，做好安全防护措施，否则会危及生命安全！ 6、在进行家庭电路故障分析时，可有两种方法： 6.1、用测电笔：如果氖管发光，则被测点与火线之间连通，如果氖管不发光，则被测点与火线之间是断的。 如果测电笔测试家庭电路中所有点时氖管都不发光，则确定是进户的火线断了；如果电路闭合，但用电器不工作，测电笔测试火线和零线时氖管都发光，则确定是进户的零线断了。 6.2、用检验灯泡：根据断路、短路、正常电路表现出的现象判断。 如果检验灯泡不发光，则被测灯泡断路；如果检验灯泡较暗，则被测灯泡正常；如果检验灯泡正常，则被测灯泡短路。 6.3、突然家里所有用电器都停止工作，则有保险丝断的可能性。 6.4、测电笔的使用介绍： （1）测电笔的用途：用来辨别火线和零线。 （2）测电笔的结构：笔尖、电阻、氖管、弹簧、笔卡（或笔部金属体）。 （3）测电笔的使用方法：笔尖接触被测导线，手接触尾部金属体，手一定不能接触笔尖金属体． 6.5家庭电路故障检测方法总结： （1）如果测电笔测试家庭电路中所有点时氖管都不发光，则确定是进户的火线断了；如果电路闭合，但用电器不工作，测电笔测试火线和零线时氖管都发光，则确定是进户的零线断了。 （2）如果检验灯泡不发光，则被测灯泡断路；如果检验灯泡较暗，则被测灯泡正常；如果检验灯泡正常，则被测灯泡短路。 （3）突然家里所有用电器都停止工作，则有保险丝断的可能性。 【专题讲练4】 4.1、安全用电 1.在进行家庭电路的改装时，如果不小心使白炽电灯灯座内的零线和火线相接触，闭合开关接通电源，会出现下列哪种情况（　D　） A．灯丝被烧断 B．电灯正常发光 C．电灯发出暗淡的光 D．空气开关断开 2.小强同学家的空气开关跳闸后，手动使它复位，但又立即跳起，导致这种现象的原因不可能是（　D　） A．电路中总功率过大 B．电路中有短路现象 C．空气开关的额定电流过小 D．电路中出现断路现象 3.炎热的夏天，小雷家新安装了空调．当空调运转时，只要将完好的电水壶插头插入插座，空气开关就跳闸，分析原因可能是（　B　） A．电水壶的插头没插入前，插座就短路了 B．电路中用电器的总功率过大 C．电路中总电流小于空气开关的额定电流 D．电线过细而电阻大造成电路电流过大 4．小明同学寒假在家看电视时，为了取暖，便将一个电暖器拿出来．当他将插头插人插座中时，听到“叭”的一声，同时从插座中冒出一股黑烟，电视机和电灯也都熄灭了，这个现象首先会导致的结果是（　B　） A．电视机烧坏了 B．空气开关断开了 C．电暖器烧坏了 D．灯丝烧断了 5．洗衣机、电冰箱等家用电器都使用三孔插座，是因为如果不接地（ C ） A．家用电器不能工作 B．家用电器的寿命会缩短 C．人接触家用电器时可能发生触电事故 D．家用电器消耗电能会增加 6. 关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（　A　） A. 开关应该接在相线和用电器之间 B. 断路器“跳闸”一定是出现了短路 C. 电器着火时，应该迅速浇水灭火 D. 有金属外壳的用电器，金属外壳不能接地 7. 家庭电路中所有用电器都是 并 （选填“串”或“并”）联连接在相线和零线间的。功率较大的用电器通常选择较 粗 （选填“细”或“粗”）的导线连接。当回路发生过载或短路、漏电等故障时， 空气开关（或低压断路器） 会自动断开。对简单电路故障检测的常用工具有多用电表及__测电笔____。 8. 手机通过电线连接电源适配器，电源适配器插入插座的孔中，一段时间后手机电池开始显示不充电了。检查发现低压断路器断开，说明电路中出现了 过载 或 短路 故障（选填：“过载”、“断路”或“短路”） 4.2、家庭电路故障分析 1 如图所示的电路中，正常发光的三盏灯突然全部熄灭，经检查保险丝完好，用试电笔插进插座的两孔，氖管均发光．造成这一现象的原因是（　B　） A．插座发生短路了 B．进户的零线断了 C．进户的火线断了 D．某盏电灯的灯丝断了 2.如图是一条刚装好的家庭电路，在未装保险丝之前，先把灯泡L0接在装保险丝的两个接线柱上，当只闭合S1时，L0和L1发光都偏暗；当只闭合S2时，L0正常发光；当只闭合S3时，L0不发光，则下列判断正确的是（四只灯泡的额定电压均为220V）（　A　） A．灯泡L1所在支路正常 B．灯泡L2所在支路断路 C．灯泡L3所在支路短路 D．装好保险丝，合上所有开关后，灯泡都能正常发光 3.小明同学闭合开关后，发现电灯不亮，他用试电笔测试图所示电路中的a、b、c、d四点，只有a点不发光，那么可能发生的故障是（　B　） A．零线发生断路 B．ab之间某处断路 C．bc之间某处断路 D．cd之间某处断路 4.明明晚上做作业，把台灯插头插在书桌边的插座上，闭合台灯开关，发现台灯不亮，但家中其他用电器，如灯泡仍正常工作（电路如图所示）．将台灯插头从插座上拔下后，他用试电笔分别插入插座两孔中，结果发现试电笔的氖管都不发光．则故障原因（　C　） A．可能是进户线的火线上出现了断路 B．可能是进户线的零线出现了断路 C．一定是a、b两点间的导线出现了断路 D．一定是c、d两点间的导线出现了断路 5.小阳闭合开关后，发现电灯不亮，他用试电笔测试图中的a、b、c、d四点，只有d点发光，那么可能发生的故障是（　D　） A．电灯灯丝断了 B．开关处短路 C．ab之间某处断路 D．cd间某处断路 6．如图所示的家庭电路中，闭合开关后灯泡不亮，但保险丝完好，用试电笔检测①②③④四点，发现氖管均发光．发生这一现象的原因可能是（　D　） A．火线断了 B．灯泡短路 C．灯丝烧断了 D．零线断了 7．有一盏接在照明电路上的白炽灯不亮了，用测电笔分别去接触灯头的两个接线柱，氖管都发光，则此灯不亮的原因是（　B　） A．火线断了 B．零线断了 C．灯丝断了 D．开关短路 8．如图所示的电路中，正常发光的三盏灯中突然有两盏灯L2、L3熄灭，经检查保险丝完好，在插座没有插入任何用电器的情况下，用试电笔插进插座的两孔，氖管均发光．造成这一现象的原因是（　C　） A．一定是插座发生短路了 B．一定是进户的零线BD之间断了 C．一定是进户的零线BC之间断 D．一定是进户的零线CD之间断了 9．如图所示的家庭电路中，闭合开关后灯泡不亮．用试电笔检测插座的两孔，发现只有插入右孔时氖管才发光．用试电笔检测A点氖管发光，检测B点氖管不发光．发生这一现象的原因可能是（　A　） A．灯泡断路 B．灯泡短路 C．进户零线断路 D．进户火线断路 10.如图所示，现在大多数家庭都把电线埋在墙里．安装好线路后，为了防止电线短路，常常把a、b之间的保险丝取下，在接保险丝的接线处a、b之间接一只“220V 100W”的检验灯泡，闭合开关后（　A　） A．如果检验灯泡正常发光，则电路一定有短路现象 B．如果检验灯泡不亮，则电路一定有短路现象 C．如果检验灯泡发光但比较暗，则电路一定有短路现象 D．以上判断都不对 11.如图所示为居民家中某房间的电路，电灯L与电热壶均正常工作，在三孔插座上接入电饭煲后，电热壶突然停止工作，灯L仍正常发光，拔出电饭煲的插头，用测电笔分别测试三孔插座的左右两孔，氖管均发光，此时电路故障可能是（　B　） A．插座短路 B．CD间断路 C．AB间断路 D．电热壶短路 12.如图所示的电路出现故障，总开关S跳闸后，复位时又立即跳闸．电工检修时断开所有开关，拔去保险丝，并在此处接入一只普通的白炽灯泡L0，当闭合开关S、S1 时，L0正常发光，L1不发光；当闭合开关S、S2 时，L0和L2都发出暗红色光；则可以确定电路故障是（　B　） A．灯L1断路 B．灯L1短路 C．灯L2断路 D．灯L2短路 13.装修房屋时，为了检查家庭电路连接是否有问题，电工师傅将家中所有开关都断开，然后将火线上的保险丝取下，换上一只额定电压为220V的灯泡L，如图所示．闭合总开关S，灯L不发光；再闭合开关S1，灯L正常发光，L1不发光．则可以判断出（　C　） A. ab间短路 B．bc间断路 C. cd间短路 D．cd间断路 14、某居民家中的电路如图所示，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍能正常发光．拔出电饭煲的插头，把试电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则（　C　） A．仅电热壶所在的两点间发生了断路故障 B．仅电热壶所在的两点间发生了短路故障 C．仅导线间断路 D．因为插座用导线接地，所以发生了上述故障 4.3、家庭电路计算 1．如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的 24 户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等。停电时，用欧姆表测得 A、B 间电阻为 R；供电后，各家电器同时使用，测得 A、B 间电压为 U，进线电流为 I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是（ C ） A． P =I 2R B． C． P =UI D． P = UI = I 2R 挑战自我 1、如图所示，直流电动机串联在直流电路中，其轴与圆盘中心相连，圆盘半径为，一皮带绕过圆盘边缘，两端通过弹簧测力计拉紧，开关断开时，电压表的读数为；开关接通后，使两弹簧测力计的读数差保持为，这时电流表的读数为，电压表的读数为，测速计测得圆盘的角速度为．求： （1）电动机的输出功率、效率各为多少? （2）拉紧皮带使电动机停转时电压表、电流表的读数各为多少?电动机的输入功率为多大? 【解析】（1）圆盘边缘的线速度： 电动机的输入功率： 电动机的输出功率： 电动机的效率： （2）电源电动势： 电源的内阻： 设电动机线圈的电阻为，则，得 当电动机卡住时，电动机为纯电阻，总电流即为电流表的读数： 电压表的读数为： 电动机的输入功率为： 【答案】（1）， （2），， 1 物理学习的核心在于思维 最基本的知识、方法才是最重要的； 30%兴趣+30%信心+30%方法+10%勤奋+l%天赋>100%成功初三物理暑假课程 学科网（北京）股份有限公司 $普高物理 必修3 第10章电路及其应用 第5讲电功 电功率 焦耳定律 家庭电路（讲义）--学生版（定稿） 必修3 第10章电路及其应用 第5讲电功 电功率 焦耳定律 家庭电路（讲义） 知识点1：电功、电功率 1、 电功 1.1、定义：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功． 1.2、大小：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间三者的乘积； 1.3、电功的计算公式：W＝qU＝ UIt 。（适用于所有电路，对纯电阻电路时，还等于） 1.4、单位：国际单位制中电功的单位是焦（），常用单位有千瓦时（）也称“ ”，1 kW·h＝ J。 1.5、电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的 在做功。 电能转化为其他形式的能，是通过 来实现的。 2、电功率 2.1、定义——电流在一段电路中所做的功与通电 之比，描述电场力做功的 程度． 2.2、大小：一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积；； 2.3、公式：P＝＝ ；（适用于所有电路，对纯电阻电路时，还等于=） 2.4、单位：国际单位制中电功的单位是瓦（）， 常用单位有毫瓦（）、千瓦（），; 2.5、串、并联电路的功率分配关系 (1)无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率都等于各电阻消耗的功率之和。 (2)串、并联电路的功率分配：串联时电流相同，由P＝I2R可知，P与R成正比； 并联时电压相同，由P＝可知，P与R成反比。 (3)最大功率求法：先找出电路允许通过的最大电流或允许加的最大电压，然后利用P＝I2R或P＝求解。 3、额定功率和实际功率： 3.1、额定功率 用电器正常工作时的电压叫做额定电压，用电器在额定电压下的功率叫做额定功率（用电器铭牌上所标称的功率）。 用电器的铭牌，有电压值、电流值、电阻值等，一般不同的用电器选择不同的两个物理量作为标注内容，揭示用电器的耐压值，或允许通过的电流值，或正常工作的电功率值，如手电筒的小灯泡标有“2.5V 0.3A”等字样，它说明小灯泡的耐压值及正常工作的电流值。 3.2、实际功率（灯泡的实际功率对应亮度） 用电器在实际使用时，用电器两端电压叫实际电压，它可能等于额定电压，也可能不等于额定电压，在实际电压下工作时，用电器的功率叫做实际功率，实际电压和实际电流可分别用电压表和电流表直接测量。 当实际电压偏离额定电压，用电器不能正常工作，所谓不能正常工作，有多种表现：实际电压高于额定电压，其消耗的实际功率超过额定功率，用电器的使用寿命缩短，甚至烧坏；如实际电压低于额定电压，它消耗的实际功率小于额定功率，白炽灯发光较弱，日光灯不能启动发光，电视机的图像、声音效果变差。 4、输入功率和输出功率： 输入功率：用电器输入端的电压与输入电流之积； 输出功率：用电器输出端的电压与输出电流之积； 专题讲练1 1.1电功与电功率 1、如图所示为某两个电阻的U－I图像，则电阻之比R1∶R2、把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2及并联后接入电路时消耗功率之比P1′∶P2′分别是(　 　) A．2∶1　2∶1　1∶2 B．2∶1　1∶2　2∶1 C．1∶2　1∶2　2∶1 D．1∶2　2∶1　1∶2 2．、分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细不同的电阻丝的伏安特性曲线，从图线可判断（　 　） A．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比 B．电阻丝的阻值小于电阻丝的阻值 C．电阻丝较粗，电阻丝较细 D．两电阻串联接入电路时，消耗的功率大 3、电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种锅内水烧干后的保温状态．如图所示是电饭锅原理示意图，S是用感温材料制造的开关．下列说法中正确的是（ ）（多选） A．其中是供加热用的电阻丝 B．当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态 C．要使在保温状态时的功率为加热状态时的一半，应为 D．要使在保温状态时的功率为加热状态时的一半，应为 4、两个电阻，，并联在电路中，欲使两个电阻消耗的电功率相等，可行的方法是（ ） A．用一个阻值为的电阻与串联 B．用一个阻值为的电阻与串联 C．用一个阻值为的电阻与串联 D．用一个阻值为的电阻与串联 5、如图所示，M，N接稳压电源，a、b间断开时，Uab＝120V，a、b间接入“220V，100W”的灯泡时，Uab＝110V。则此时电源输入M、N的电功率为 （ ） A．25W B．27.27W C．102.27W D．2.27W 6、如图所示，在输入电压U恒定的电路上，将用电器L接在AB两端时消耗的功率是9 W，将它接在较远的CD两端时消耗的功率是4 W，则AC、BD两根输电线上消耗的功率为（ ） A．1 W B．2 W C．5 W D．13 W 7、如图所示的电路中，电源电压恒定，定值电阻为r，变阻器阻值变化范围为0~R，且R>r，闭合开关S后，将变阻器的滑片P缓慢地从a端向b端，那么通过变阻器的电流和变阻器消耗的功率将（ ）（多选） A．电流逐渐变大 B．电流逐渐变小 C．功率逐渐变大 D．功率先增大后减小 8、如图所示，电源电压恒定，滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω，定值电阻R3＝10Ω、R1＝1Ω。当电键S闭合、滑动变阻器接入电路的电阻值为5Ω时，电路的总功率为24W，R1的功率为4W，此时灯L正常发光。求： （1）此时电流表的示数和电压表的示数；A V R1 R3 R2 L S 电源 （2）电灯L正常发光时的阻值； （3）当电键S断开时，要使灯L仍正常发光，则滑动变阻器接入电路的阻值应为多少？ 9*、有一用电器的铭牌上标明额定电压为100V，额定功率因字迹不清而无法辨认，但该用电器有显示是否处于正常工作状态的装置，现将该用电器与一阻值为（0～100Ω）的滑动变阻器连接后，接在输出电压为220V的电源两端。（1）为使用电器安全正常地工作，应采用怎样的接法？试说明理由并画出电路图 （2） 在正确连接的电路中，当用电器正常工作时通过电源的电流为2.4A，试求用电器消耗的电功率与整个电路消耗的电功率之比。 1.2电路中的极值与变化问题（以最小额定值为准） 1、R1和R2分别标有“2 Ω，1.0 A”和“4 Ω，0.5 A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为 （ ） A．1.5 W B．3.0 W C．5.0 W D．6.0 W 2、如图所示，三个电阻、、的阻值相同，允许消耗的最大功率均为10W，则此电路中允许消耗的最大总功率为（ ） A．30W B．20W C．15W D．10W 3、如图所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为16W、10W、4W，此电路中允许消耗的最大功率为（　 　） A.24W B. 16W C. 12W D. 15W 4、如图所示的电路中，R1、R2都是“4W、”的电阻，是“1W、”的电阻，则AB间允许消耗的最大功率是（　 　） A．1.5W B．4.5W C．8W D．9W 5、如图所示，两灯额定电压都是，额定功率，，接在电路上，使电灯可能正常发光，且消耗功率最小的电路是哪个（　 　） 6、有三个电阻的阻值及额定功率分别为、、、、、，它们组成的电路如图甲、乙、丙所示，关于各图的说法正确的是（ ） A．图甲两端允许加的最大电压为 B．图乙干路允许流过的最大电流为 C．图丙两端允许加的最大电压为 D．图丙允许消耗的最大电功率为 7、三个标有"100Ω 4W”、“12.5Ω 8W”、“90Ω 10W"字样的电阻，当它们串联时允许加的最大总电压是 V，并联时允许通过的最大总电流是 A 8*、图甲所示电路，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器的最大电阻为R，负载电阻为R0。当滑动变阻器的滑动端S在某位置时，R0两端电压为E/2，滑动变阻器上消耗的功率为P。若将R0与电源位置互换，接成图乙所示电路时，滑动触头S的位置不变，则( ) A．R0两端的电压将小于E/2 B．R0两端的电压将等于E/2 C．滑动变阻器上消耗的功率一定小于P D．滑动变阻器上消耗的功率可能大于P 1.3额定功率和实际功率 1、两只灯泡分别接在两个电路中，下列判断正确的是 ( ) A．额定电压高的灯泡较亮 B．额定功率大的灯泡较亮 C．接在电压高的电路两端的那盏灯较亮 D．在电路中实际功率大的灯较亮 2、有两个灯泡，L1标有“6V，3W”的字样，L2没有标记，测得L2电阻为6Ω，把它们串联在电路中，两灯均正常发光，那么该电路两端电压和L2的电功率分别是（ ） A. 12V，3W B. 12V，1.5W C. 9V，3W D. 9V，1.5W 3、室内有几种用电器：1.5kW的电饭煲、200W的电灯、750W的取暖器、250W的电视机和2kW的空调器．如果进线处只有13A的保险丝，供电电压为220V，为用电安全，下列情况下不能同时使用的是 （ ） A．电饭煲和电灯 B．取暖器和空调器 C．电饭煲和空调器 D．电灯、电视机和空调器 4、不考虑温度对电阻的影响，对一个“”的灯泡，下列说法正确的是（　 　）（多选） A．接在的电路上时的功率为 B．接在的电路上时的功率为 C．接在的电路上时的功率为 D．接在的电路上时的功率为 5、如图甲所示，三个电阻的阻值均为R，额定功率为18W，在每个电阻耗电功率均不超过额定功率的条件下，此电路最大耗电功率为 W。若改为图乙所示电路，仍满足上述要求，这个电路最大耗电功率为 W。 6、如图所示，电路中U=12V，滑动变阻器为0~42Ω。现要使标着“6V，1.8W”的灯L正常发光，那么ap间的电阻是多少？此时滑线变阻器上消耗的功率是多少？ 7、把灯L1接到一个电压恒定的电源上，L1的电功率是100W。如果把它与另一个灯L2串联起来，再接到电源上，L2的电功率是9W。求：此时灯L1的功率是多少？（假定灯泡的电阻恒定不变） 8、有一个标有“”的白炽灯泡，若忽略温度对电阻的影响， （1）求这个灯泡的电阻是多大？ （2）把这盏灯接在电压为的电路中，它所消耗的电功率是多大？ （3）这盏灯正常发光，用电多少度？ （4）把这盏灯接在的电路上，它的功率又为多少？ 1.4混联电路中的功率问题 1. 如图所示，电路两端电压U恒定，将滑动变阻器滑片向右移动的过程中，有下列判断： ①A、B两点间电压增大；②电路消耗的总功率增大； ③通过R2的电流增大；④通过R1的电流增大。其中正确的是（ ） A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ 2、如图所示的电路中，R1、R2、R3均为定值电阻。其中R1＝5 Ω，额定功率P1＝5 W；R2＝5 Ω，额定功率P2＝20 W；R3＝4 Ω，额定功率P3＝49 W。则AB之间允许消耗的最大功率为(　 　) A．35 W B．50 W C．59 W D．74 W 3、四个定值电阻连成如图所示的电路。RA、RC的规格为“10 V　4 W”，RB、RD的规格为“10 V　2 W”。下列按消耗功率大小排列这四个定值电阻正确的是(　 　) A．PA＝PC<PB＝PD B．PB>PC>PA>PD C．PD>PA>PC>PB D．PA＝PC>PB＝PD 4、如图所示，各灯泡额定电压和额定功率分别是：A灯“10V10W”，B灯“60V60W”，C灯“40V40W”，D灯“30V30W”。在a、b两端加上电压后，四个灯都能发光。不考虑各灯泡电阻随电压的变化，比较各灯泡消耗功率大小，以下说法正确的是（　 　） A. PB>PA>PD>PC B. PB>PA>PC>PD C. PB>PD>PC>PA D. PB>PD>PA>PC 5、现有标有“110V 40W”的灯泡L1和标有“110V 100W”的灯泡L2及一只最大阻值为500Ω的滑动变阻器R，将它们接在220V的电路中，在如图所示的几种接法中，能让L1，L2同时正常发光的是（　 　）（多选） A．B．C． D． 6、有两只额定电压都是 110 伏的灯泡 A 和 B，A 的额定功率是 100瓦，B 的额定功率是 40 瓦。为了使它们接在 220 伏的电路中仍能正常发光，电路消耗的功率又最省，图所示中最合理的接法是（　 　） A. B. C. D. 7、四个相同的小灯泡按照如图甲、乙所示的两种方式接入电压相等的电路中，调节R1、R2使四个小灯泡都正常发光，这时可变电阻R1、R2消耗的电功率为P1和P2，两电路消耗功率为的P甲和P乙 关系为( ) A．P1＝2P2，P甲=P乙 B．P1>2P2 ，P甲=2P乙 C．P1<2P2 ，P甲=3P乙 D．P1＝P2 ，P甲=4P乙 8、把6个相同的电灯接在如图甲、乙所示的两电路中，通过调节供电电压与变阻器、的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则、大小满足（ ） A． B． C． D． 9、三盏灯泡L1（110V、100W）、L2（110V、60W）和L3（110V、25W），电源所能提供的电压为220V，在图示的四个电路中，能通过调节变阻器R使电路中各灯泡均能够正常发光且最省电的一种电路是（ ） A L1 L2 L3 L1 L2 L3 L2 L3 L1 L1 L3 R L2 R R R B C D 10、某实验小组用三只相同的小灯泡，连线如图所示电路，研究串并联电路特点，实验中观察到的现象是(　 　) A．S2断开，S1与a连接，三只灯泡都熄灭 B．S2断开，S1与b连接，三只灯泡亮度相同 C．S2闭合，S1与a连接，三只灯泡都发光，L1、L2亮度相同 D．S2闭合，S1与b连接，三只灯泡都发光，L3亮度小于L2的亮度 11、在如图所示的分压电路中，c、d间的电压恒为U＝10 V，滑动变阻器的总电阻R0＝20 Ω，滑动触头P可在a、b两端点间滑动，定值电阻R＝10 Ω，则触头P位于a、b连线的中点时，电阻R消耗的功率是(　 　) A．10 W B．2.5 W C. W D. W 12、如图所示的电路中，三个灯泡消耗的功率相等，那么三灯的电阻关系大小是（ ） A． B． C． D． 13、三个阻值相同，额定电压也相同的电阻，将其中两个并联再与第三个串联，共同能承受的最大总电压为U1，最大总功率为P1；若将两个串联后再与第三个并联，则共同能承受的最大总电压为U2，最大总功率为P2；，则U1︰U2＝ ，P1︰P2＝ 。 1.5非线性元件问题 1、某同学研究白炽灯泡的I－U图像如图所示，下列判断正确的是（　 　） A. 加5V电压时，灯泡的功率是7.5W B. 加12V电压时，灯泡的功率是18W C. 由图可知，随着电压的增大，灯泡的电阻不断减小 D. 白炽灯是非线性元件，不能用欧姆定律计算它的电阻 2、定值电阻 R1 和小灯泡 R2 的伏安特性曲线分别如图所示。若将 R1 和 R2 串联后接在 8 伏的电源两端，则 R1 与 R2 的电功率之比为（ ） A．1:2 B．1:3 C．2:3 D．3:5 3、假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，则（ 　　） A．白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B．在A点，白炽灯的电阻可表示为tanβ C．在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I2 D．在A点，白炽灯的电阻可表示为 4、小灯泡通电后其电流随所加电压变化的图线如图所示，为图线上一点，为图线的切线，为轴的垂线，为轴的垂线．则下列说法中正确的是（ ）（多选） A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B．对应点，小灯泡的电阻为 C．对应点，小灯泡的电阻为 D．对应点，小灯泡的功率为图中矩形所围的面积 5、下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率与电压平方之间的函数关系的是以下哪个图象（ ） 6、如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。不计电流表内阻。如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与的定值电阻串联，接在电压恒定为的电路上，则下列选项中正确的是（　 　）（多选） A．电阻R0消耗的功率约为 B．电阻R0消耗的功率约为 C．每个灯的实际功率约为 D．每个灯的实际功率约为 7、在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列判断正确的是( ) 甲 乙 A.灯泡L1的电阻为12 Ω B.通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍 C.灯泡L1消耗的电功率为0.75 W D.灯泡L2消耗的电功率为0.30 W 8、某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，三个电表均为理想电表。现闭合开关S，电压表V的示数为3.0V，小灯泡L1、L2消耗电功率分别为P1、P2，下列说法正确的是（ ） A．P1<4P2 B．电流表A1的示数为0.375A C．此时灯泡L2的阻值为12Ω D．电流表A2的示数为0.25A 9、一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U的关系图象如图(a)所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P，现将它们连接成如图(b)所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，它们之间的大小关系有( ) A．P1＝4PD　 　　　B．PD＝P/4 C．PD＝P2 D．P1<4P2 10．压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小。用压敏电阻设计了判断电梯运行状态的装置，电路如图甲所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为U0，在电梯运行的过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示．则电梯可能是在( ) A．加速下降且加速度在增大 B．减速下降且加速度在增大 C．加速上升且加速度在增大 D．减速上升且加速度在减小 11、两盏额定电压为220V的白炽灯和的U-I特性曲线如图所示，的额定功率约为 W；现将和串联后接在220V的电源上，电源的内阻忽略不计．此时的实际功率约为 W． 知识点2：焦耳定律 1、电流的热效应——导体中有电流通过的时候，导体发热的现象（又称焦耳热）． 2、焦耳定律： 2.1、电热定义：电流通过导体产生的热量； 2.2、焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟 及 成正比。这个关系式最初是由 通过实验直接得到的，物理学中就把它叫作焦耳定律。 2.3、公式： Q＝ （是通过导体的电流，是导体的电阻）； 2.4、单位：焦耳（） 2.5、适用范围：适用所有电路。 3、电流的热功率： 3.1、定义： 内的发热量称为热功率； 3.2、公式：P热＝I2R。（是通过导体的电流，是导体的电阻）； 专题讲练2 1、如图所示，R1=6，R2=3，R3=4，左右两端接入电路后，关于这三只电阻的判断正确的是（　 　） A．电流之比是I1：I2：I3=4：3：6 B．电压之比是U1：U2：U3=1：1：2 C．功率之比是P1：P2：P3=4：3：6 D．相同时间内产生热量之比Q1：Q2：Q3=6：3：4 2、两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B并联在电路中，A的长度为2L，直径为d；B的长度为L，直径为2d，那么通电后，A、B在相同的时间内产生的热量之比为(　 　) A．QA∶QB＝1∶8 B．QA∶QB＝8∶1 C．QA∶QB＝1∶2 D．QA∶QB＝4∶1 3、电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后保温状态，如图所示是电饭锅电路原理示意图，K是感温材料制造的开关。下列说法中错误的是(　 　) A．其中R2是供加热用的电阻丝 B．当开关K接通时电饭锅为加热状态，K断开时为保温状态 C．要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为2∶1 D．要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为(－1)∶1 4、一个电热器由两条不同的电阻丝R1、R2并联构成．这个电热器与一个阻值固定的电阻R0串联后接在电压U恒定的电源上，如图所示，若由于某种原因，电热器中电阻丝R1烧断，另一根电阻丝R2仍完好，电阻丝R1烧断前后电热器的发热功率不变。已知固定电阻R0＝12欧，电热器完好时，固定电阻R0的发热功率与电热器烧断一根电阻丝后R0的发热功率之比为4：1。设电阻R0及电阻丝的阻值不随其中电流的变化而变化．求电热器完好时电阻丝R1、R2的阻值． 知识点3、电路中的能量转化 1、纯电阻电路 1.1、纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能． 1.1.1、只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件； 1.1.2、特点：电功等于电热，，即电流做功将电能全部转化为内能：，即欧姆定律成立 计算时可任选一公式：W＝Q＝Pt＝I2Rt＝UIt＝t 2、非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路． 2.1、电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路． 2.2、电功大于电热，，电能只有一部分转化为内能，另一部分转化为机械能、化学能等其它形式的能量： 即：，即欧姆定律不成立。例如电动机P总＝P出＋P热． 电功只能用公式W＝UIt来计算，焦耳热只能用公式Q＝I2Rt来计算。 2.3、注意： 公式和是电功和电功率的一般表达式，适用于任何用电器，它表示用电器消耗的全部电功和电功率；而和则是前面两公式与欧姆定律结合而导出的，它们实际上只适用于纯电阻电路． 3、纯电阻电路与非纯电阻电路的比较 纯电阻电路 非纯电阻电路 举例 白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅 电动机、电解槽 元件特点 电路中只有电阻元件，只能把电能转化为内能。 电路中除电阻外，还包括能把电能转化为其他形式能的用电器。 欧姆定律是否成立 U＝IR，I＝成立 U＞IR，I＜不成立 能量转化情况 电流做功全部转化为内能。 电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能。 电功和电热的关系 W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t W＝UIt，Q＝I2Rt，W＝Q＋E其他 UIt＝I2Rt＋E其他 功率特点 电功率等于热功率： P电＝P热＝UI＝I2R＝ 电功率等于热功率与其他功率之和： P电＝UI P热＝I2R P电＝P热＋P其他即IU＝I2R＋P其他 说明 W＝UIt、P电＝UI适用于任何电路计算电功和电功率 Q＝I2Rt、P热＝I2R适用于任意电路计算电热和热功率 只有纯电阻电路满足W＝Q，P电＝P热；非纯电阻电路W>Q，P电>P热 非纯电阻电路中，因为，所以既不能表示电功，也不能表示电热。 4、电动机工作过程的能量转化----电动机的简易模型及其功率、效率 ①.电流做功的过程是电动机从电源获得能量，将电能一部分转化为 ，还有一部分转化为内能。 ②电动机消耗的功率(总功率)：P总＝UI。 ③电动机的发热功率：P热＝I2R。 ④电动机的输出功率(机械功率)P机＝P总－P热＝UI－I2R。 ⑤电动机的效率： 5、电池充电时的能量转化关系：电池从电源获得的能量一部分转化为电池的 能，还有一部分转化为内能。 6、四个概念的比较 意义 公式 联系 电功 电流在一段电路中所做的功 W＝UIt 对纯电阻电路，电功等于电热， W＝Q＝UIt ＝I2Rt； 对非纯电阻电路，电功大于电热，W ＞Q 电热 电流通过导体产生的热量 Q＝I2Rt 电功率 单位时间内电流所做的功 P＝UI 对纯电阻电路，电功率等于热功率， P电＝P热＝UI＝I2R； 对非纯电阻电路，电功率大于热功率，P电＞P热 热功率 单位时间内导体产生的热量 P＝I2R 专题讲练3 3.1、电功、电热、电功率、热功率四个概念的比较 1、辨析 (1)电热Q＝I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热。(　 　) (2)任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，且W＝Q。(　 　) (3)电功W＝UIt在任何电路中都适用，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中适用。(　 　) (4)电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈电阻产生的电热。(　 　) 2、(多选)关于公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；下列叙述正确的是(　 　) A．公式①适用于任何电路求电功率，公式①②适用于任何电路求热功率 B．在纯电阻电路中，①②③公式都适用于求电功率，也适用于求热功率 C．公式②在纯电阻电路中和非纯电阻电路中均可求电路的热功率 D．只要是求电路的热功率，公式②③均可以用 3、如图所示的电路中，电源的输出电压恒为U，电动机M线圈电阻与电炉L的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，下列判断正确的是 （ ）（多选） A．电炉放出的热量与电动机放出的热量相等 B．电炉两端电压小于电动机两端电压 C．电炉两端电压等于电动机两端电压 D．电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率 4、有一段电路，电压为U、电流为I、电阻为R，通电时间为t，则下列说法正确的是（ ） A．电流做功，产生的热量，且W=Q B．由于，所以 C．电路中产生的热量一定为 D．电流做功，产生的热量，且可能W > Q 5、如图所示，一幢居民楼里住着生活需求各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电风扇等。停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是(　 　) A．P＝I2R B．P＝ C．P＝IU D．P＝I2R＋ 6、有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220 V　60 W”。现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量(　 　) A.日光灯最多 B.电烙铁最多 C.电风扇最多 D.一样多 3.2、电池充电时的能量转化关系 7.如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内(　 　) A.充电宝输出的电功率为UI＋I2r B.充电宝产生的热功率为I2r C.手机电池产生的焦耳热为t D.手机电池储存的化学能为UIt－I2rt 3.3、电动机工作过程的能量转化关系 1、一台直流电动机的电枢线圈的电阻是，其额定功率是，那么它正常工作时的电流强度（ ） A．等于，且大于 B．等于，且小于 C．等于，也等于 D．不等于，但等于 2、加在某电动机上的电压是U（V），电动机消耗的电功率为P（W），电动机线圈的电阻为r（Ω），则电动机线圈上消耗的电热功率为（ ） A．P B． C． D． 3、—直流电动机所加电压为U．电流为I．线圈内阻为R。当它工作时，下列说法中错误的是（ ）（多选） A．电动机的输出功率为 B．电动机的发热功率为 C．电动机的输出功率为 D．电动机的功率为 4、一只风扇，标有“、”，电动机线圈电阻为，把它接入电压为的电路中能正常工作，经过时间，下列说法正确的是（　 　） A．流过电风扇的电荷量为 B．电风扇输出机械能 C．电风扇的发热量为 D．电风扇的发热量为 5、电吹风机中有电动机和电热丝两部分，已知电动机线圈的电阻为R1，它和阻值为R2的电热丝串联．设电吹风机工作时两端的电压为U，通过线圈的电流为I，消耗的电功率为P，则下列关系正确的是(　 ) A．P>UI B．P＝I2(R1＋R2) C．U＝I(R1＋R2) D．P>I2(R1＋R2) 6、有一台电风扇的铭牌上标有“”的字样，其线圈的直流电阻为，如果把它接入的电路中，则下列求电风扇每分钟产生的热量的四种解法中，正确的是（　 　） A． B． C． D． 7、如图所示为某款扫地机器人，其内置锂电池容量为5000mA·h，在一般情况下，充满一次电可供其正常工作的时间为150min。已知该扫地机器人的额定功率为40W，则下列说法正确的是（　 　） A．扫地机器人正常工作时的电流是0.2A B．扫地机器人正常工作时的电压为8V C．扫地机器人正常工作150min消耗的电能为3.6×105J D．扫地机器人电动机的内阻为10 8、扫地机器人如图所示，利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，并能根据红外感应绕开障碍物。某扫地机器人正常工作时电动机两端的电压为10 V、电流为3 A、电动机线圈电阻为1 Ω。则下列有关电动机的说法正确的是(　 ) A.正常工作时，电动机的发热功率为100 W B.正常工作时，电动机的输出功率为9 W C.正常工作时，电动机的总功率为30 W D.电动机被杂物卡住无法运转(不考虑保护电路的作用)时，电动机的发热功率为9 W 9、电动自行车因轻便、价格相对低廉、污染小和嗓音小而受到市民喜爱。某国产品牌电动自行车的铭牌如下，则此车所配电动机的内阻为(　 　) 规格 后轮驱动直流永磁体电动机 车型：20″电动自行车 电动机输出功率：175 W 电源输出电压：≥36 V 额定工作电压/电流：36 V/5 A 整车质量：40 kg 额定转速：240 r/min A.7.2 Ω B.0.2 Ω C.7.0 Ω D.7.4 Ω 10、图是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物，它被细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是5.0 A和100 V，重物P上升的速度为0.70 m/s。重物的质量为50 kg，g取10 m/s2。下列说法不正确的是（ ） A．电动机消耗的电功率为500W B．绳对重物做功的机械功率350W C．电动机线圈的电阻20Ω D．电动机的效率为70% 11、有一个用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m＝50 kg，电路电压为120 V，当电动机以v＝0.9 m/s的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流I＝5 A。(取g＝10 m/s2) (1)电动机线圈的电阻R等于多少？ (2)若因故障电动机不能转动，这时通过电动机的电流是多大？电动机消耗的电功率又为多大？ (3)电动机对该重物的最大提升速度是多少？ 12、如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N。忽略一切摩擦，求： (1)电动机线圈电阻消耗的热功率为多少？ (2)电动机输入功率和输出功率各是多少？ (3)10 s内电动机可以把物体A匀速提升多高？ (4)这台电动机的效率是多少？ 13、某商场安装了一台倾角为的自动扶梯，该扶梯在电压为的电动机带动下以的恒定速度向斜上方移动，电动机的最大输出功率为，不载人时测得电动机中的电流为，若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为__________．（设人的平均质量为,取） 14、某景区电动车载满游客时总质量m＝1.75×103 kg，以4 m/s的速度在水平路面匀速行驶，驱动电机的输入电流I＝20 A，输入电压U＝400 V，电动车行驶时所受阻力为车重的，g取10 m/s2，不计电机内部摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，求： (1)驱动电机的输入功率； (2)电动车行驶时输出的机械功率； (3)驱动电机的内阻。 3.3、非纯电阻电路的能量转化关系 1、在如图所示的电路中，输入电压U恒为8 V，灯泡L标有“3 V　6 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.5 Ω。若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是(　 　) A．电动机的输入电压是8 V B．流过电动机的电流是10 A C．电动机的效率是80% D．整个电路消耗的电功率是10 W 2、在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路，电路中电表均为理想电表。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。则当这台电动机正常运转时（ ） A．电动机的内阻为20Ω B．电动机的内阻为7.5Ω C．电动机的输出功率为30W D．电动机的输出功率为22W 3、电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作，设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有（ ）（多选） A．U1<U2，Q1=Q2 B．U1=U2，Q1=Q2 C．W1=W2，Q1>Q2 D．W1<W2，Q1=Q2 4、如图甲所示为一台冬天取暖用的暖风机，其内部电路可简化为如图乙所示的电路，加热电阻丝与电动机串联，电动机带动风叶转动，将加热后的热空气吹出。设电动机线圈的电阻为R1，电阻丝的电阻为R2，将暖风机接到额定电压为U的交流电源上，正常工作时，电路中的电流为I，电动机、电阻丝、暖风机消耗的电功率分别为P1、P2、P，则下列关系式正确的是(　 　) A.P1＝I2R1 B.P2>I2R2 C.P＝UI D.P＝I2(R1＋R2) 5、如图所示，电阻R1=20Ω，电动机线圈的阻值R2=10Ω．当开关打开时，电流表的示数是I0=0.5 A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是（ ）（多选） A．I=1.5 A B．I＜1.5 A C．P=15 W D．P＜15 W 6、如图所示，电源电动势，小灯泡标有“”，开关接，当变阻器调到时，小灯泡正常发光，现将开关接，小灯泡和电动机均正常工作。则（　 　） A．流过电动机的电流为 B．电动机的内阻为 C．电动机正常工作电压为 D．电动机的输入功率为 7、(多选)小明去逛超市，遇促销打折买了一个电吹风，电吹风的使用说明书上给出了如表所示的参数及如图所示电路图。下列说法正确的是(　 　) 电吹风铭牌参数 额定电压 220 V　50 Hz 额定功率 热风 1 000 W 冷风 250 W A．该电吹风发热电阻R的阻值约为64.5 Ω B．该电吹风电动机M的内阻为193.6 Ω C．当开关S1断开、S2闭合时，电吹风吹冷风 D．当开关S1、S2均闭合时，电动机每秒消耗的电能为1 000 J 8、如图所示，一电饭煲和一洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上，均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流为5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法正确的是(　 　) A.电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 Ω B.电饭煲的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W C.1 min内，电饭煲消耗的电能为6.6×104 J，洗衣机消耗的电能为6.6×103 J D.电饭煲发热功率是洗衣机发热功率的10倍 9、如图所示，有一电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V　60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则(　 　) A．电解槽消耗的电功率为120 W B．电解槽的发热功率为60 W C．电解槽消耗的电功率为60 W D．整个电路消耗的总功率为60 W 10、电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为I2。则(　 　) A.I1<I2 B.> C.＝ D.< 11、如图所示，M为电动机，N为电炉，电炉的电阻R＝4 Ω，电动机的内阻r＝1 Ω，恒定电压U＝12 V。当S1闭合、S2断开时，理想电流表A示数为I1；当S1、S2同时闭合时，理想电流表A示数为I2＝5 A。求： (1)理想电流表的示数I1及电炉发热功率； (2)电动机的输出功率。 12、如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为6 A；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为5 A，且电动机的电阻rM＝1 Ω；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为4 A，且电解槽电阻rA＝2 Ω。求： (1)电炉丝的电阻及发热功率； (2)电动机的机械效率； (3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率。 13、如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω。直流电压U＝160 V，电压表示数UV＝110 V。 (1)求通过电动机的电流； (2)求输入电动机的电功率； (3)若电动机以v＝1 m/s的速度匀速竖直向上提升重物，则该重物的质量为多少(g取10 m/s2)? 知识点4、家庭电路 各式各样的家用电器为人类的生活提供便利。家中几乎所有的用电器都需要接入家庭供电线路，而家庭配电箱则控制着其中的各条线路。你是否关注过为家用电器供电的线路呢？了解家庭电路的主要组成，掌握故障分析的基本技术．具有节能环保的意识，安全、合理地用电，才能使我们拥有更美好的生活 1、 家庭电路的组成 家庭电路主要由供电线路、电能表、总开关、低压断路器，插座、开关、用电器等组成。其中供电线路包含相线（叉称火线）及零线，相线与零线间的电压为220V，除了相线、零线外，入户线中还应铺设一条地线，地线的对地电压为0。家庭用电器的种类繁多，厨房、浴室中的用电器和空调的用电量较大，因此往往将家庭电路分为若干支路，分别对应照明、浴室、空调等。如图所示为常见家庭配电系统． 家庭电路中，为了避免用电器通断时的相互影响，所有用电器都是并联连接在相线零线间，且有的用电器还需与地线连接。在实际生活中，接入电路的用电器数目及总功率往往不时发生改变，因此为了保障家庭用电的安全，我们应该根据实际需求来选样合适的电路元器件。 2低压断路器 低压断路器是家庭用电安全的重要保障之一，如图所示。断路器与火线、零线连接，具有过载、短路保护功能，即当火线、零线中的电流超过额定电流时，断路器会自动切断供电线路，避免损害用电器和发生其他危害。有些断路器还带有漏电保护功能，当断路器检测到相线与零线中流过的电流不一致，且差值超过一定大小时便会在短时间内断开电路。 3导线 家庭电路中用导线与用电器、低压断路器、开关等连接。我们知道，导线具有一定的电阻，通过电流时，会发热，若导线持 图低压断路器续处于过热状态会加快绝缘层老化，甚至损坏，引发事故。因此，导线长时间通电时能承 载的最大安全电流是选择导线时重点考虑的要素之一。 4、 开关和用电器的正确连接方法： 在家庭电路中，用电器的开关是和火线相连，而用电器是和零线相连。这样连接是为了避免用电器与火电相连时，电器的外壳意外带电而使人触摸用电器时触电。而开关的外壳一般都有绝缘塑料，即使带电也不会让人体直接触摸触电。 5、分析家用电路的简单故障及排除安全隐患 家用电路的故障主要订短路、断路，过载，漏电及连接错误等。 断路器不仅能保障用电安全，也有助于排查放障所在。 断路器自动断开表示接所在回路发生过载或短路、漏电等故障；因此不可以强行接通．应立即排查故障所在。如总断路器困故障断开，应先断开所有断路器，随后接通总断路器，再逐一接通支路断路器。如总断路器再次自动断开，便可判断刚刚接通的支路发生了故障。在生活中，应重视断路器的自动断开现象，及时排除故障，否则可能会加快线路老化．或引发火灾，触电等事故。 多用电表及验电笔是对简单电路故障检测的常用工具。当验电笔接触相线时，其中有电流通过，氖泡会发光。当验电笔正常工作时，通过的微弱电流不会对身体造成伤害，但220 V家庭用电电压远高于人体安全电压，因此在对家庭用电故障进行检测时，应熟知操作注意事项，做好安全防护措施，否则会危及生命安全！ 6、在进行家庭电路故障分析时，可有两种方法： 6.1、用测电笔：如果氖管发光，则被测点与火线之间连通，如果氖管不发光，则被测点与火线之间是断的。 如果测电笔测试家庭电路中所有点时氖管都不发光，则确定是进户的火线断了；如果电路闭合，但用电器不工作，测电笔测试火线和零线时氖管都发光，则确定是进户的零线断了。 6.2、用检验灯泡：根据断路、短路、正常电路表现出的现象判断。 如果检验灯泡不发光，则被测灯泡断路；如果检验灯泡较暗，则被测灯泡正常；如果检验灯泡正常，则被测灯泡短路。 6.3、突然家里所有用电器都停止工作，则有保险丝断的可能性。 6.4、测电笔的使用介绍： （1）测电笔的用途：用来辨别火线和零线。 （2）测电笔的结构：笔尖、电阻、氖管、弹簧、笔卡（或笔部金属体）。 （3）测电笔的使用方法：笔尖接触被测导线，手接触尾部金属体，手一定不能接触笔尖金属体． 6.5家庭电路故障检测方法总结： （1）如果测电笔测试家庭电路中所有点时氖管都不发光，则确定是进户的火线断了；如果电路闭合，但用电器不工作，测电笔测试火线和零线时氖管都发光，则确定是进户的零线断了。 （2）如果检验灯泡不发光，则被测灯泡断路；如果检验灯泡较暗，则被测灯泡正常；如果检验灯泡正常，则被测灯泡短路。 （3）突然家里所有用电器都停止工作，则有保险丝断的可能性。 【专题讲练4】 4.1、安全用电 1.在进行家庭电路的改装时，如果不小心使白炽电灯灯座内的零线和火线相接触，闭合开关接通电源，会出现下列哪种情况（　 　） A．灯丝被烧断 B．电灯正常发光 C．电灯发出暗淡的光 D．空气开关断开 2.小强同学家的空气开关跳闸后，手动使它复位，但又立即跳起，导致这种现象的原因不可能是（　 　） A．电路中总功率过大 B．电路中有短路现象 C．空气开关的额定电流过小 D．电路中出现断路现象 3.炎热的夏天，小雷家新安装了空调．当空调运转时，只要将完好的电水壶插头插入插座，空气开关就跳闸，分析原因可能是（　 　） A．电水壶的插头没插入前，插座就短路了 B．电路中用电器的总功率过大 C．电路中总电流小于空气开关的额定电流 D．电线过细而电阻大造成电路电流过大 4．小明同学寒假在家看电视时，为了取暖，便将一个电暖器拿出来．当他将插头插人插座中时，听到“叭”的一声，同时从插座中冒出一股黑烟，电视机和电灯也都熄灭了，这个现象首先会导致的结果是（　 　） A．电视机烧坏了 B．空气开关断开了 C．电暖器烧坏了 D．灯丝烧断了 5．洗衣机、电冰箱等家用电器都使用三孔插座，是因为如果不接地（ ） A．家用电器不能工作 B．家用电器的寿命会缩短 C．人接触家用电器时可能发生触电事故 D．家用电器消耗电能会增加 6. 关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（　 ） A. 开关应该接在相线和用电器之间 B. 断路器“跳闸”一定是出现了短路 C. 电器着火时，应该迅速浇水灭火 D. 有金属外壳的用电器，金属外壳不能接地 7. 家庭电路中所有用电器都是 （选填“串”或“并”）联连接在相线和零线间的。功率较大的用电器通常选择较 （选填“细”或“粗”）的导线连接。当回路发生过载或短路、漏电等故障时， 会自动断开。对简单电路故障检测的常用工具有多用电表及__ ____。 8. 手机通过电线连接电源适配器，电源适配器插入插座的孔中，一段时间后手机电池开始显示不充电了。检查发现低压断路器断开，说明电路中出现了 或 故障（选填：“过载”、“断路”或“短路”） 4.2、家庭电路故障分析 1 如图所示的电路中，正常发光的三盏灯突然全部熄灭，经检查保险丝完好，用试电笔插进插座的两孔，氖管均发光．造成这一现象的原因是（　 　） A．插座发生短路了 B．进户的零线断了 C．进户的火线断了 D．某盏电灯的灯丝断了 2.如图是一条刚装好的家庭电路，在未装保险丝之前，先把灯泡L0接在装保险丝的两个接线柱上，当只闭合S1时，L0和L1发光都偏暗；当只闭合S2时，L0正常发光；当只闭合S3时，L0不发光，则下列判断正确的是（四只灯泡的额定电压均为220V）（　 　） A．灯泡L1所在支路正常 B．灯泡L2所在支路断路 C．灯泡L3所在支路短路 D．装好保险丝，合上所有开关后，灯泡都能正常发光 3.小明同学闭合开关后，发现电灯不亮，他用试电笔测试图所示电路中的a、b、c、d四点，只有a点不发光，那么可能发生的故障是（　 　） A．零线发生断路 B．ab之间某处断路 C．bc之间某处断路 D．cd之间某处断路 4.明明晚上做作业，把台灯插头插在书桌边的插座上，闭合台灯开关，发现台灯不亮，但家中其他用电器，如灯泡仍正常工作（电路如图所示）．将台灯插头从插座上拔下后，他用试电笔分别插入插座两孔中，结果发现试电笔的氖管都不发光．则故障原因（　 　） A．可能是进户线的火线上出现了断路 B．可能是进户线的零线出现了断路 C．一定是a、b两点间的导线出现了断路 D．一定是c、d两点间的导线出现了断路 5.小阳闭合开关后，发现电灯不亮，他用试电笔测试图中的a、b、c、d四点，只有d点发光，那么可能发生的故障是（　 　） A．电灯灯丝断了 B．开关处短路 C．ab之间某处断路 D．cd间某处断路 6．如图所示的家庭电路中，闭合开关后灯泡不亮，但保险丝完好，用试电笔检测①②③④四点，发现氖管均发光．发生这一现象的原因可能是（　 　） A．火线断了 B．灯泡短路 C．灯丝烧断了 D．零线断了 7．有一盏接在照明电路上的白炽灯不亮了，用测电笔分别去接触灯头的两个接线柱，氖管都发光，则此灯不亮的原因是（　 　） A．火线断了 B．零线断了 C．灯丝断了 D．开关短路 8．如图所示的电路中，正常发光的三盏灯中突然有两盏灯L2、L3熄灭，经检查保险丝完好，在插座没有插入任何用电器的情况下，用试电笔插进插座的两孔，氖管均发光．造成这一现象的原因是（　 　） A．一定是插座发生短路了 B．一定是进户的零线BD之间断了 C．一定是进户的零线BC之间断 D．一定是进户的零线CD之间断了 9．如图所示的家庭电路中，闭合开关后灯泡不亮．用试电笔检测插座的两孔，发现只有插入右孔时氖管才发光．用试电笔检测A点氖管发光，检测B点氖管不发光．发生这一现象的原因可能是（　 　） A．灯泡断路 B．灯泡短路 C．进户零线断路 D．进户火线断路 10.如图所示，现在大多数家庭都把电线埋在墙里．安装好线路后，为了防止电线短路，常常把a、b之间的保险丝取下，在接保险丝的接线处a、b之间接一只“220V 100W”的检验灯泡，闭合开关后（　 ） A．如果检验灯泡正常发光，则电路一定有短路现象 B．如果检验灯泡不亮，则电路一定有短路现象 C．如果检验灯泡发光但比较暗，则电路一定有短路现象 D．以上判断都不对 11.如图所示为居民家中某房间的电路，电灯L与电热壶均正常工作，在三孔插座上接入电饭煲后，电热壶突然停止工作，灯L仍正常发光，拔出电饭煲的插头，用测电笔分别测试三孔插座的左右两孔，氖管均发光，此时电路故障可能是（　 　） A．插座短路 B．CD间断路 C．AB间断路 D．电热壶短路 12.如图所示的电路出现故障，总开关S跳闸后，复位时又立即跳闸．电工检修时断开所有开关，拔去保险丝，并在此处接入一只普通的白炽灯泡L0，当闭合开关S、S1 时，L0正常发光，L1不发光；当闭合开关S、S2 时，L0和L2都发出暗红色光；则可以确定电路故障是（ 　） A．灯L1断路 B．灯L1短路 C．灯L2断路 D．灯L2短路 13.装修房屋时，为了检查家庭电路连接是否有问题，电工师傅将家中所有开关都断开，然后将火线上的保险丝取下，换上一只额定电压为220V的灯泡L，如图所示．闭合总开关S，灯L不发光；再闭合开关S1，灯L正常发光，L1不发光．则可以判断出（　 　） A. ab间短路 B．bc间断路 C. cd间短路 D．cd间断路 14、某居民家中的电路如图所示，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍能正常发光．拔出电饭煲的插头，把试电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则（　 　） A．仅电热壶所在的两点间发生了断路故障 B．仅电热壶所在的两点间发生了短路故障 C．仅导线间断路 D．因为插座用导线接地，所以发生了上述故障 4.3、家庭电路计算 1．如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的 24 户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等。停电时，用欧姆表测得 A、B 间电阻为 R；供电后，各家电器同时使用，测得 A、B 间电压为 U，进线电流为 I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是（ ） A． P =I 2R B． C． P =UI D． P = UI = I 2R 挑战自我 1、如图所示，直流电动机串联在直流电路中，其轴与圆盘中心相连，圆盘半径为，一皮带绕过圆盘边缘，两端通过弹簧测力计拉紧，开关断开时，电压表的读数为；开关接通后，使两弹簧测力计的读数差保持为，这时电流表的读数为，电压表的读数为，测速计测得圆盘的角速度为．求： （1）电动机的输出功率、效率各为多少? （2）拉紧皮带使电动机停转时电压表、电流表的读数各为多少?电动机的输入功率为多大? 1 物理学习的核心在于思维 最基本的知识、方法才是最重要的； 30%兴趣+30%信心+30%方法+10%勤奋+l%天赋>100%成功初三物理暑假课程 学科网（北京）股份有限公司 $