第十八章 电功率（培优复习课件）物理人教版2024九年级全一册

该初中物理电功率单元复习课件系统梳理了电能、电功、电功率及焦耳定律等核心知识，通过表格对比（如电能来源与利用的能量转化）、公式推导（如W=UIt到纯电阻电路推导式）、实验探究（如影响电流热效应的因素）等方式，构建了从概念定义到公式应用再到实际问题解决的完整知识网络。 其亮点在于采用“考点串讲-典例剖析-方法总结”的复习模式，分题型设计例题（如电能表转盘转数计算、串联电路电功率比较、焦耳定律综合应用），结合实验数据处理培养科学思维（如通过U形管液面差分析电热影响因素）和科学探究能力。分层例题设计让不同水平学生巩固知识，教师也能通过典型错题精准突破难点，提升复习效率。

第十八章 电功率 九年级全一册•人教版 复习课件 从林海雪原到江南水乡，从大漠戈壁到东海之滨，我国的高速铁路横跨江河湖泊、穿越崇山峻岭、通达四面八方，深刻地改变了人们的生活和出行方式。在京沪高铁、京津城际铁路、成渝高铁等线路上， 复兴号动车组已达到350km/h的商业运营速度。 牵引供电系统是高速铁路运输的动力来源，复兴号动车组一小时消耗的电可以让一台家用空调工作约一年。我们怎样计算用电器消耗了多少电能? 第1节 电能 电功 01 第2节 电功率 02 第4节 焦耳定律 03 单元内容 1. 结合生产生活实例，从能量转化的角度认识电能和电功，能利用电能、电功知识解决生活中的实际问题。从电的角度认识功能关系，发展能量观念。 2. 通过定性分析电流做功跟电流、电压和通电时间的关系，培养科学推理能力。 3. 通过电能表的学习，发展观察能力。 4. 通过了解电能表的使用，感受科技进步为人类生活带来的巨大变化。 5. 了解电功率的概念和物理意义，知道用电器的额定电压和额定功率，知道电功率的测量方法，能利用电功率的知识解决生活中的实际问题。 6. 通过用物理量之比定义新物理量的方法，建立电功率的概念，发展科学思维。 学习目标 7. 通过小灯泡的电功率随电压变化的演示实验，培养观察、分析、处理信息和得出结论的能力。 8. 经历额定功率和实际功率的学习过程，养成正确使用用电器的习惯。 9. 认识电流的热效应，了解焦耳定律，能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象，分析解决简单的实际问题。 10. 结合电功的表达式和欧姆定律推导焦耳定律的表达式，培养演绎推理能力。 11. 经历研究电热与电阻、电流关系的过程，体会实验中控制变量的方法，发展观察、分析、处理信息、得出结论的能力。 12. 通过学习电热的利用和防止，感悟辩证看待问题的方法，体会物理学对社会发展的推动作用。 学习目标 单元重点 1. 电能和电能的计量。 2. 电功率的概念。 3. 用伏安法测量小灯泡实际功率的方法和步骤。 4. 焦耳定律的理解及应用。 单元难点 1. 电功概念。 2. 额定电压与实际电压、额定功率与实际功率的区别。 3. 焦耳定律的理解及应用。 重点难点 知识图谱 电能 电功 电功率 焦耳定律 电热 电热的利 用和防止 能量 转化 为家庭节约用电提建议 应用 规律 跨学科实践 第1节 电能 电功 第十八章 电功率 单元复习 知识一 电能 考点串讲 1. 电能的来源与能量转化 电能的来源 能量转化过程 干电池、蓄电池、锂电池 化学能转化为_____ 火力发电 燃料的_____能转化为电能 风力发电 ______能转化为电能 地热发电 _____能转化为电能 太阳能发电 _____能转化为电能 核能发电 _____能转化为电能 电能 化学 机械 地热 太阳 核 知识一 电能 考点串讲 2. 电能的利用与能量转化 用电器 能量转化过程 电灯 电能转化为光能和____能 电动机（电风扇、电动车） 电能转化为_____能 电热器（热水器、电饭煲） 电能转化为____能 电视机 电能转化为______能、声能 空调 电能转化为____能 对手机充电 电能转化为_____能 内 机械 内 光 内 化学 知识一 电能 考点串讲 3. 电能的单位 1kW·h=3.6×106J （1）国际单位：焦耳，简称焦，用字母 J 表示。 （2）常用单位： 千瓦时，字母符号为 KW·h，也叫“度”。 （3）单位换算关系： 1度=1kW·h=1×103 W×3600s= 3.6×106 J 知识一 电能 考点串讲 4. 电能表 （1）作用：用来计量用电器在一段时间内消耗的电能。 （2）电能表的重要参数 符号或参数 物理意义 kW·h 电能表示数的单位为_______ 220V 表示该电能表正常工作电压为______伏. 10（20）A 表示这个电能表的标定电流为____，额定最大电流为_____。电能表工作时的电流不能超过额定最大电流. 3000r/kW·h 表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h时的电能，电能表上的转盘转过_______转. 50Hz 表示这个电能表在频率为______的交流电路中使用. 千瓦时 220 10A 20A 3000 50Hz 知识一 电能 考点串讲 （3）电能表的种类 常见的电能表：机械式电能表、IC卡电能表、电子式电能表。 其中电子式电能表表盘上有一指示灯，标有“1600imp/（kW·h）”（不同型号的表，该数值不同）字样。其含义是指用电器每消耗lkW·h的电能，指示灯闪烁______次。 （4）电能表的读数 电能表计数器上显示的数字是表从开始到 读数为止用电器消耗的电能。示数： 整数加一位小数，如图为______ kW·h 。 1600 318.6 知识一 电能 考点串讲 （5）利用电能表求消耗的电能 ①电能表计算器上前后两次的示数之差就是用电器在这段时间内消耗的电能：W=W后-W前 ②利用电能表的转数求电能的方法 利用电能表转盘的实际转速n和电流表参数Nrevs/kW·h，可以比较精确的计算出某段时间内消耗的电能。即 W= ×3.6×106 J 如有一电表上标有“3000r/kW·h”的字样。一段时间内该电能表盘转了60转，则在这段时间内用电器消耗的电能为 W= = 7.2×104 J 知识二 电功 考点串讲 1. 电功的概念 （1）定义：电流所做的功叫做电功，用W表示。 （2）实质：电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。 电能是状态量：反映了做功的本领； 电功是过程量：反映了一段时间内电能转化或消耗电能的多少。 知识二 电功 考点串讲 2. 实验探究：影响电流做功多少的因素 （1）探究电功与电压的关系 ①把两盏规格不同的小灯串联在电路中，用电压表分别测量它们两端的电压，同时观察比较小灯的发光情况。 ②现象：电流与通电时间相同，两端电压较高的小灯较亮。 ③结论：在通过用电器的电流与 通电时间相同时，用电器两端的电压 越大，电流做功就越多。 知识二 电功 考点串讲 （2）探究电功与电流的关系 ①如图所示，把两盏规格不同的小灯并联，用电流表分别测量通过它们的电流，同时观察比较小灯的发光情况。 ②现象：电压与通电时间相同，通过电流较大的灯泡较亮。 ③结论：在用电器两端的电压与通电时间相同时，通过用电器的电流越大，电流做功就越多。 （3）进一步实验可得出： 电流所做功的大小与电压、电流、通电时间成正比. 知识二 电功 考点串讲 （1）物理学规定：电功等于电压、电流与通电时间的乘积。 （2）公式：电功=电压×电流×通电时间 W = UIt （3）国际单位：焦耳（J） 1J =1V × 1A × 1S 常用单位：千瓦时（KW·h） 1kw·h=3.6×106J 3. 电功的计算 知识二 电功 考点串讲 由W＝UIt 和欧姆定律 I＝ 可推导出电功的两个公式： W = t W＝I2Rt 提示： （1）W＝UIt 是普遍适用的公式；电功的两个推导公式只适用于________电路； （2）利用电功公式及其变形公式时，要注意各物理量的同一性和同时性。 4. 电功的推导公式 纯电阻 题型一、电能 【例题1】关于电能，下列说法不正确的是（　　） A．电能也是一种能源，可以与其他形式的能相互转化 B．各种电气设备的使用都离不开电能 C．电能的国际单位是千瓦时 D．电能可以由电源提供，也可以由其他形式的能转化而来 C 【解析】A．能量之间可以相互转化，电能也是一种能源，可以与其他形式的能相互转化，故A正确，不符合题意； B．各种电气设备的使用，都要消耗电能，离不开电能，故B正确，不符合题意； C．电能的国际单位是焦耳，千瓦时是电能的常用单位，故C错误，符合题意； D．电源是提供电能的装置，电能可以由电源提供，也可以由其他形式的能转化而来，故D正确，不符合题意。故选C。 题型一、电能 【例题2】对于1kW·h的理解，下列说法正确的是（ ） A．kW·h是电功率的单位 B．1kW·h就等于1000J C．能开动4个250W的电风扇 D．可供1000W的空调工作约1h D 【解析】A．千瓦时（kW·h）是电功的单位，不是电功率的单位，故A错误； B．千瓦时和焦耳的换算关系 lkW·h=1kW×1h=1000W×3600s=3.6×106J 故B错误； C．1kW·h等于1kW的用电器1h消耗的电能，与用电器的多少无关，故C错误； D．1kW·h等于1kW的用电器工作1h消耗的电能，所以1kW·h可供1000W的空调工作约1h，故D正确。故选D。 题型二、电能表及其相关计算 【例题3】如图所示，为小乐同学老家用的机械式电能表的示意图，下列说法不正确的是（　　） A．如图中时刻所示，电能表的读数为8633.5kW·h B．家中干路中的总电流为20A时，该电能表可以工作 C．每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3600圈 D．这种电能表，读数数字的单位是kW·h B 【解析】A. 电能表读数时，数字方框中最后一位是小数，单位是kW·h，由图可知，此时电能表的读数为8633.5kW·h，故A正确，不符合题意； B．电能表上的“10A”表示电能表允许通过的最大电流为10A，家中干路中的总电流为20A时，超过了最大电流，该电能表不能工作，故B不正确，符合题意； C．3600r/（kW·h）表示电路中用电器每消耗1kW·h电能， 电能表的转盘转过3600圈，故C正确，不符合题意； D．电能表读数的单位是kW·h，故D正确，不符合题意。 故选B。 题型二、电能表及其相关计算 题型二、电能表及其相关计算 【例题4】在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，小明发现家中电能表表盘如图所示，该电能表的示数为_______ kW·h，他家同时工作的用电器总功率不能超过______W。小明想测家中电水壶的功率，只让电水壶在电路中工作，当指示灯闪烁了48次，用时1min，则该电水壶的功率为______W。 1800 326.6 8800 【解析】 由图可知，电能表显示的数字为003266，最后一位是小数， 单位是kW·h，此时的读数为326.6kW·h。 由电能表的参数可知，电能表工作电压是220V，允许通过的最大电流为40A，他家同时工作的用电器最大总功率 P=UI=220V×40A=8800W 当指示灯闪烁了48次消耗电能 该用电器实际功率 题型二、电能表及其相关计算 1. 在计算某段时间内所消耗的电能时并不是直接读出电能表表盘上的示数，而是在这段时间内电能表前后两次示数之差。 2. 电能表表盘上最后一位是小数，这一点很容易忽视。 注意关于电能表计量的两个误区 题型二、电能表及其相关计算 【例题5】小明是一个爱动手并且善于思考的同学。一天他把自己的手机拆开，看到了一块如图所示的锂电池。以下是他做出的判断，其中不正确的是（　　） A．这块电池能提供的电能大约为2.3×104J B．图中mAh和Wh都是能量的单位 C．将这块电池充满电需要的电费将不会超过0.1元 D．这块电池提供的电能若全部用来驱动电动机，能借助机械将一个中学生提升超过20m高 B 题型三、电功及其计算 【解析】A．这块电池能提供的电能大约为W＝UIt＝3.7V×1.7A×3600s ＝2.2644×104J 和2.3×104J相差不大，故A正确，不符合题意； B．mA是电流的单位，h是时间的单位，所以mAh是电荷量的单位，不是能的单位，W是功率的单位，h是时间的单位，故Wh是能量的单位，故B错误，符合题意； C．由A知电池能提供的电能大约为2.3×104J≈0.006kW•h 根据我国电的价格，将这块电池充满电需要的电费将不会超过0.1元，故C正确，不符合题意； D．中学生的重力约为500N，根据W＝Gh知 故D正确，不符合题意。故选B。 题型三、电功及其计算 【例题6】小何同学在探究并联电路电流的特点时，利用可变电源按照如图甲所示的电路进行探究，得到了如图乙所示的U-I图像。当只闭合开关S₁时，电流表的示数为0.5A，则此时电源电压为 V，再将开关 S2闭合时，此时电流表的示数将 （选填“增大”“减小”或“不变”），此时通电1min，整个电路消耗的电能为 J。 84 题型三、电功及其计算 2 增大 【解析】当只闭合开关S₁时，电路中只有灯泡L接入，电流表的示数为0.5A，由题图乙可知，此时小灯泡两端的电压即为电源电压，电源电压为U=UL=2V 由电路图可知，闭合开关S2，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流，电流表示数将增大。 闭合开关S2后，由题图乙可知，此时电流表的示数为 I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A 通电1min，整个电路消耗的电能为 W=UIt=2V×0.7A×1×60s=84J 题型三、电功及其计算 【例题7】如图所示，电源电压保持不变，R1与R2是定值电阻，其中R2的阻值为10Ω，只闭合开关S时，电流表的示数为0.3A，当开关S、S1都闭合时，5s内整个电路消耗的电能为12J，则定值电阻R1的阻值为 Ω。 6 题型三、电功及其计算 【解析】只闭合开关S时，电路为R2的简单电路，电流表测量电路电流，电流表的示数为0.3A，根据欧姆定律可知电源电压U=I2R2=0.3A×10Ω=3V 当开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测量干路电流，5s内整个电路消耗的电能为12J，根据W=UIt可知干路电流 根据并联电路的电流特点可知通过R1的电流 I1=I-I2=0.8A-0.3A=0.5A 根据欧姆定律可知定值电阻R1的阻值为 题型三、电功及其计算 1. 公式选择：电流做的功用W=UIt进行计算。对于电能全部转化为内能的用电器，也可以用W=U2t/R和W＝I2Rt 计算。 2. 单位统一：计算电流做的功或消耗的电能，根据相应的公式先统一相关量的单位，再进行计算，以上公式均采用国际单位制。 注意关于电能表计量的两个误区 题型三、电功及其计算 第2节 电功率 第十八章 电功率 单元复习 知识一 电功率 考点串讲 （1）相同时间，比较电功的多少，电功越多，表示电流做功越快； （2）电功相同，比较所用的时间，用的时间越短，表示电流做功越快； （3）用电功与时间的比值表示电流做功的快慢，比值越大，表示电流做功越快。 1. 比较电流做功快慢的方法 知识一 电功率 考点串讲 （1）物理意义：是表示电流做功快慢的物理量。 （2）定义：电功率等于电功与时间之比。 （3）公式：电功率= P = （4）电功率的推导公式: 由 P=W/t W=UIt I=U/R得 P=UI P= P=I2R 2. 电功率 知识一 电功率 考点串讲 W—焦耳（J） t — 秒（s） P—瓦特（W） 1W=1J/s （5）电功率单位 国际单位：瓦特（W） 常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW） 换算关系： 1kW = 103 W 1 W = 103 mW U —伏（V） I —安（A） P —瓦特（W） 1W=1V·1A P=UI P=W/t 知识一 电功率 考点串讲 3. 电功率和电功的区别 电 功 电功率 物理意义 表示电流做功的_____ 表示电流做功的_____ 定义 电功等于电压、电流 与通电时间的乘积 电功与时间之比 公式 单位 焦（J）、_____（kw·h） 瓦（w）、_____（kw） 多少 快慢 W=UIt P=W/t=UI 千瓦时 千瓦 知识二 额定电压 额定功率 考点串讲 1. 探究用电器的电功率 实验过程 实验现象 现象分析 实验结论 将标有“2.5V”字样的灯泡，接在2.5V的电路中，观察它的发光情况；把它分别接在2V和2.9V的电路中，观察它的发光情况。 该灯泡把接在2.5V的电路中，正常发光；接在2V的电路中，发光暗淡；接在2.9V的电路中，发光强烈。 该灯泡在2.5V电压下处于正常工作状态，所观察到的亮度是正常发光情况。而接在2V和2.9V电压下，它都不能正常发光，电功率不同。 在不同电压下，同一个用电器的电功率不同；实际电功率随着它两端电压的改变而改变。 知识二 额定电压 额定功率 考点串讲 2. 额定电压与额定功率及其相关物理量 项目 定义 说明 额定电压 用电器__________时的电压 额定功率 用电器在__________下 工作时的电功率 额定电流 用电器________时的电流 实际电压 用电器_________时的电压 实际功率 用电器在__________下 工作时的功率 正常工作 额定电压 正常工作 实际工作 实际电压 用电器铭牌上所标电压值 用电器铭牌上所标功率值 小电灯铭牌上所标电流值 可能等于额定电压， 也可能不相等 可能等于额定功率， 也可能不相等 知识二 额定电压 额定功率 考点串讲 3. 额定功率与实际功率的区别 项目 额定功率 实际功率 概念 变化情况 用电器在实际电压 下工作时的功率 一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率，是确定的，与实际电压无关。 用电器的实际功率是不确定的，随着它两端电压的改变而改变。 用电器在额定电压 下工作时的功率 题型一、电功率 【例题1】研究发现，额定功率为3W的LED灯与额定功率为8W的节能灯，以及额定功率为25W的白炽灯在正常发光时的亮度相当。下列说法正确的是 （ ） A．三盏灯的额定功率相同 B．LED灯比节能灯和自炽灯消耗的电能都少 C．LED灯比节能灯和白炽灯的电流做功都快 D．LED 灯比节能灯把电能转化为光能的效率更高 D 【解析】A．额定功率3W的LED灯、额定功率8W的节能灯、额定功率为25W的白炽灯均正常工作时，实际功率均等于额定功率，白炽灯的实际功率最大，故A错误； B．LED灯比节能灯的实际功率小，但未说明工作时间，则LED灯不一定比白炽灯消耗的电能更少，故B错误； C．功率表示电流做功的快慢，LED灯比节能灯和白炽灯的额定功率小，正常工作时LED灯比节能灯和白炽灯的电流做功慢，故C错误； D．LED灯比节能灯的额定功率小，正常发光时的亮度相当，所以LED灯比节能灯把电能转化为光能的效率更高，故D正确。故选D。 题型一、电功率 题型一、电功率 【例题2】如图为某电磁炉与液晶电视的产品铭牌。它们在家中各自正常工作，下列说法中正确的是（　　） A．电磁炉比液晶电视电流做功多 B．电磁炉比液晶电视消耗电能快 C．电磁炉比液晶电视通过的实际电流小 D．电磁炉比液晶电视的实际电压大 B 【解析】AB．由电磁炉和液晶电视的铭牌可知，电磁炉的额定功率大于液晶电视的额定功率，由此可知当它们正常工作时，电流通过电磁炉做功比液晶电视快，即电磁炉消耗电能也较快；但是由于不知道两用电器工作时间的关系，因此无法比较电流做功的多少，故A错误，B正确； CD．由于电磁炉和液晶电视的额定电压都为220V，因此它们正常工作时，它们的实际电压也都为220V，则两用电器正常工作时，电磁炉的实际功率更大，根据I=P/U可知通过电磁炉的实际电流较大，故CD错误。 故选B。 题型一、电功率 1. 区别电功率与电功 电功率与电功是两个不同的概念。电功表示电流做功多少，单位是kW·h或J；电功率是电功与通电时间的比值，表示电流做功的快慢，其单位是kW或W。 2. 纯电阻电路中电功率计算公式的选用技巧 （1）两个电阻串联接入电路，因串联电路中电流相同，比较两个电阻的电功率时，优先考虑用公式P=I2R。 （2）两个电阻并联接入电路，因并联电路两电阻两端电压相同，比较电阻电功率时优先考虑公式P=U2/R； （3）若已知电阻两端电压和通过的电流，优先考虑公式P=UI。 题型一、电功率 【例题3】观察电风扇和电热水器这两种家用电器的铭牌，当它们正常工作时，下列判断正确的是（　　） A．通过电风扇的电流大 B．电流通过电风扇所做的功一定多 C．电流通过电热水器做功慢 D．工作10s时间，电热水器消耗的电能多 D 题型二、额定功率与实际功率 题型二、额定功率与实际功率 【解析】A．由铭牌数据可知，这两种用电器正常工作时，额定电压相同，电热水器的额定功率大于电风扇的额定功率，根据公式I=P/U可知，通过的电风扇的电流小，故A错误； B．根据公式W=Pt可知，电流做功的多少与用电器的功率大小和通电时间的长短有关，由于不知道通电时间的长短，所以不能比较电流做功的多少，故B错误； C．功率是描述做功快慢的物理量，由铭牌数据可知，电热水器的电功率大，因此这两种用电器正常工作时，电流通过电热水器做功快，故C错误； D．根据公式W=Pt可知，在通电时间相同时，功率越大，消耗的电能越多，所以工作10s时间，电热水器消耗的电能多，故D正确。 故选D。 题型二、额定功率与实际功率 【例题4】如图所示是甲、乙两种电热水壶的铭牌，当它们分别单独接入电路正常工作时（ ） A．通过甲的电流小于通过乙的电流 B．甲消耗的电能比乙多 C．甲接入电路时电能表指示灯闪烁的快 D．甲接入电路时电能表指示灯闪烁的次数多 C 题型二、额定功率与实际功率 【解析】A．当它们分别单独接入电路正常工作时，P甲>P乙，根据P=UI可知，当电压相同时，通过甲的电流大于通过乙的电流，故A错误； B．根据W=Pt，虽然P甲>P乙，但通电时间未知，所以不能确定甲、乙电热水壶消耗的电能的多少，故B错误； C．指示灯闪烁的快，说明做功快，即功率大，当它们分别单独接入电路正常工作时，由于P甲>P乙，故C正确； D．指示灯闪烁的次数多说明做功多，虽然P甲>P乙，但通电时间未知，所以不能确定甲、乙电热水壶做功的多少，故D错误。 故选C。 【例题5】图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路，电阻R阻值为10Ω，闭合开关S，电流表示数为0.2A，则电源电压为______ V，干路电流为______ A，此时灯泡L的电功率为______ W。 0.5 题型二、额定功率与实际功率 2 0.45 题型二、额定功率与实际功率 【解析】定值电阻R与灯泡L并联，根据并联电路电压规律U=UR=UL 电流表接在定值电阻R支路上，且示数为0.2A UR=IRR=0.2A×10Ω=2V 故电源电压为2V。 由甲图可知，当灯泡电压为2V时，电流为0.25A，故干路电流为 I=IR+IL=0.2A+0.25A=0.45A 此时灯泡L的电功率PL=UIL=2V×0.25A=0.5W 额定功率和实际功率的桥梁—电阻 当用电器的电阻大小不变时，可先由额定参数求出用电器的电阻，然后再结合实际工作时的电压、电流，利用下列公式计算出实际功率。 题型二、额定功率与实际功率 题型三、电功率的综合问题 【例题6】如图，是小明家新购置的便携式电热水杯及其相关参数。 （1）电热水杯正常工作时的电流是多少？ （2）电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值是多少？ 【解析】（1）由图可知，电热水杯的额定电压为220V，额定功率为880W，则正常工作时的电流 （2）电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值 题型三、电功率的综合问题 题型三、电功率的综合问题 【例题7】L1标有“220V、100W”， L2标有“220V、40W”，把它们串联后接在220V电源上，下面分析正确的是（    ） A．两盏电灯的总功率等于140W B．两灯的总功率小于40W C．较亮的灯是L1 D．若电源电压是440V，两灯都能正常发光 B 【解析】AB．由于L1标有“220V、100W”， L2标有“220V、40W”，所以两灯的电阻分别为 把它们串联后接在220V电源上，两灯的总功率为 故A错误，B正确； C．根据P=I2R可知，当电流相等时，实际电功率与电阻成正比，由于R1<R2，所以P1实际<P2实际，即较亮的是L2，故C错误； D．若电源电压是440V，由串联电阻的分压特点可知，两灯两端的电压不相等，不可能两灯都正常发光，且L2，可能会被烧坏，故D错误。故选B。 题型三、电功率的综合问题 题型三、电功率的综合问题 【例题8】如图甲所示的养生壶是大家非常喜欢的小电器，有加热和保温功能，额定电压为220V。图乙是其加热槽部分工作原理电路图，R₁、R₂为发热电阻，且R1=3R2，养生壶加热挡功率为880W。请回答下列问题： （1）R₂阻值是多少？ （2）保温挡时的电功率是多少？ （3）若用该养生壶煮茶时，加热挡 工作3min，保温挡工作6min，则在这个 过程中消耗的电能是多少？ 【解析】（1）由电路图可知，当开关S、S1闭合时，电路为R₂的简单电路，此时电路的电阻最小，根据P=U2/R可知，电路的总功率最大，养生壶处于加热挡。由P=U2/R得R₂的阻值为 （2）当开关S断开时，R1与R₂串联，此时电路的电阻最大，根据P=U2/R可知，电路的总功率最小，养生壶处于保温挡。已知R1=3R2，则R1=3×55Ω=165Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的总电阻为R=R1+R2=165Ω+55Ω=220Ω 保温挡时的电功率为 （3）加热挡工作2min消耗的电能为W加热=P加热t加热=880W×3×60s=1.584×105 J 保温挡工作6min消耗的电能为W保温=P保温t保温=220W×6×60s=7.92×104J 消耗的总电能为W=W加热+ W保温=1.584×105 J+7.92×104J=2.376×105 J 题型三、电功率的综合问题 1. 综合法是从题设已知条件入手，对电路的结构做出准确地判断，再根据给定的物理量，找出相应的公式或物理规律将它们联系起来，最后导出所求量。 2. 解题思路： （1）认真审题，确定电路的连接方式； （2）列出已知条件，根据已知条件选择相应的公式或物理规律； （3）将已知条件、公式或规律联系起来，进行分析与计算。 题型三、电功率的综合问题 解决电功率综合问题的方法一综合法 题型四、电功率的测量 【例题9】在测定小灯泡功率的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V，小聪同学通过正确实验得到的数据如下表。分析数据得到的下列结论，正确的是（　　） A．灯丝的电阻随电压增大而减小 B．小灯泡的额定功率为0.75W C．小灯泡的额定功率为四次功率的平均值 D．通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比 电压U/V 1.5 2 2.5 3 电流I/A 0.22 0.25 0.3 0.33 B 【解析】A．分析表格，根据R=U/I可知， 即灯丝电阻随电压的增大，功率增大，温度升高，电阻增大，故A错误； B．由表可知，灯泡额定电压U额=2.5V，对应的电流I额=0.3A，根据P=UI可求得，灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W 故B正确； C．灯泡的额定功率是指在额定电压下工作的功率，不能把四次功率的平均值作为灯泡的额定功率，故C错误； D．由于灯丝的电阻不是定值，根据I=U/R可得，通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比，故D错误。故选B。 题型四、电功率的测量 题型四、电功率的测量 【例题10】在 “测量小灯泡电功率” 实验中，电源电压4.5V，小灯泡额定电压2.5V，电阻约10Ω。 （1）请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整（要求：滑片向左移动时，灯泡亮度变亮）。 （2）连接电路时，开关应_______，滑动变阻器滑片移至最______（选填 “左” 或 “右”）端。 （3）闭合开关后，灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，故障可能是_________ 。 （4）当电压表示数为 2.5V 时， 电流表示数如图所示，则小灯泡 额定功率为______W。 断开 右 小灯泡断路 0.6 【解析】（1）由于小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约10Ω， 通过小灯泡的电流I=U/R=2.5V/10Ω=0.25A 电流表选择0∼0.6A量程，即电流表0.6A接线柱与灯泡左端接线柱连接，要求：滑片向左移动时，灯泡亮度变亮，即电流变大，则滑动变阻器电阻变小，则滑动变阻器A接线柱与开关右端接线柱连接，如图所示： （2）为保护电路，防止电路中电流过大，连接电路时，开关应断开，滑动变阻器滑片应移至阻值最大处，根据第（1）小问电路图可知，滑动变阻器滑片移至最右端。 （3）闭合开关后，灯泡不亮，电流表无示数，可能是小灯泡或滑动变阻器断路，电压表示数接近电源电压，故障可能是小灯泡断路。 （4）由第（1）问分析可知，电流表示数为0.24A，当电压表示数为2.5V 时，小灯泡达到额定电压，电流为额定电流，小灯泡额定功率为P=UI=2.5V×0.24A=0.6W 题型四、电功率的测量 第4节 焦耳定律 第十八章 电功率 单元复习 知识一 电流的热效应 考点串讲 （1）寻找以下用电器的共同特点 电热毯、电水壶、电饭煲、烤箱等。 分析：用电器工作时都要消耗电能，都会发热，在这个过程中，电能转化为内能。 （2）电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。 1. 电流的热效应 知识一 电流的热效应 考点串讲 【进行实验】 （1）探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系。将两根阻值不等的电阻丝串联接入电路，使用学生电源供电。 （2）闭合开关，通电一段时间，观察U形管液面高度差的变化。 2. 探究影响电流的热效应的因素 知识一 电流的热效应 考点串讲 （3）按照图乙将密封容器、开关及电源连接起来。实验中在右方密封盒外并联一个5Ω的电阻R3 ，目的是改变通过盒内电阻的电流大小，从而研究电流通过导体产生的热量跟电流的关系。 由于R3的分流作用，通过两个容器中电阻的电流不同：I1=2I2 知识一 电流的热效应 考点串讲 （4）闭合开关，通电一段时间后，观察同一个密封盒U形管液面的高度差的变化。 Δh 知识一 电流的热效应 考点串讲 实验次数 电流关系 电阻大小/Ω 通电时间 关系 U形管液面 高度差⊿h 左 右 左 右 左 右 左 右 1（甲图） 相等 5 10 相等 2（乙图） 大 小 相等 相等 【收集证据】 大 大 小 小 知识一 电流的热效应 考点串讲 【实验结论】 （1）在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 （2）在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 （3）在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。 考点串讲 知识一 电流的热效应 用如图所示的装置也可以探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关。请你对该装置进行评价。 该装置中，两个相同的烧瓶盛有质量相同、温度相同的同种液体；烧瓶内插有温度计，可以测量液体的温度。 烧瓶内部有两个阻值不同的电阻丝，组成串联电路接入电路中。 通过比较烧瓶内__________可以探究影响电流通过导体产生热量的因素。 【交流讨论】 液体的温度 知识二 焦耳定律 考点串讲 1. 焦耳定律 （1）内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 （2）公式： Q = I2Rt  （3）公式中各物理量单位： I 表示电流，单位是安培（A） R 表示电阻，单位是欧姆（Ω） t 表示时间，单位是秒（s） Q表示热量，单位是焦耳（J） 知识二 焦耳定律 考点串讲 2. 推导焦耳定律   若电流做的功全部用来产生热量， 即 Q = W  因为电功 W = UIt   根据欧姆定律 U = IR 所以 Q = W = UIt = I2Rt 可见，在消耗的电能全部用来产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出的结论与焦耳定律一致。 知识二 焦耳定律 考点串讲 3. 电功与电热的区别与联系 （1）电功与电热的区别 电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式的能。电热是指电流通过一段电路做功时，电能转化为内能的那一部分。 两者表示的意义不同，是两个不同的概念。 知识二 焦耳定律 考点串讲 （2）电功与电热的联系 ①纯电阻电路 该类电路中，电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量就等于消耗的电能，即电热等于电功 Q热量=W Q放= W总=Pt=UIt= U2t/R =I2Rt 这些公式适用于纯电阻电路。 ②非纯电阻电路 在该类电路中，当电流通过用电器时，电能主要转化为其它形式的能量，只有一部分转化为内能 ，即电热小于电功 Q热量＜W 。 W总＝UIt =W机械能＋Q热量 知识二 焦耳定律 考点串讲 推导公式 电功 电功率 焦耳定律 适用条件 基本公式 W=UIt P=UI Q=I2Rt 普遍适用 纯电阻电路 Q=W 4. 电功、电功率、焦耳定律计算公式及其适用范围 W=t=I2Rt P==I2R Q=t=UIt 知识三 电热的利用和防止 考点串讲 1. 电热的利用 电流通过导体时，使导体只发热的用电器是利用了电流的热效应，这类用电器称为电热器，而电热器的主要部分是发热体，用电阻率大、熔点高的金属导线制成的。家中的热水器、电饭煲、电熨斗，养鸡场中的孵化器等都是利用电热的例子。 2. 电热的防止 有些用电器工作时将电能转化为其他形式能的过程中，总有一部分转化为内能。例如电视机、计算机、电动机等用电器工作时都不可避免的发热，这既浪费能源，同时又使导线温度升高，绝缘材料会老化，造成短路烧毁用电器，这就需要散热。 因此很多家用电器采用设置散热孔、散热片或在发热体部分安装电风扇等方法散热。 题型一、探究影响电流热效应的因素 【例题1】小明用如图所示的装置探究完电流产生的热量与电阻的关系后，待U形管两侧管内液柱再次相平，同时闭合开关S1和S2，通电一段时间后，发现U形管左、右两侧管内液柱的高度差相同，下列分析中正确的是（　　） A．通过R1和R2的电流相同 B．R1与R2产生的热量相同 C．R1的阻值大于R2的阻值 D．该现象说明电流产生的 热量与电流大小无关 B 【解析】A．由图可知，R2、R3​并联后再与R1​串联在电路中，则R1​在干路中，根据并联电路的电流特点，并联电路中各支路电流之和等于干路电流，所以通过R1​和R2​的电流是不同的，通过R1的电流大于通过R2的电流，故A错误； B．同时闭合开关S1和S2​，通电一段时间后，左、右两侧U形管内液柱的高度差相同，由于实验中通过U形管内液柱高度差反映电阻丝产生热量的多少，U形管内液柱高度差相同，表明电流通过R1产生的热量与R2产生的热量相同，故B正确； C．U形管左、右两侧管内液柱的高度差相同，则R1​与R2​产生的热量相同；由于左侧容器内电阻丝R1​的电流大于右侧容器内电阻丝R2​的电流。根据焦耳定律Q=I2Rt，当Q和t相同时，I越大，则R越小，所以R1​的阻值小于R2的阻值，故C错误； D．由于通过R1​和R2的电流不同，R1​和R2的阻值也不同，R1​与R2​产生的热量相同，由控制变量法可知，不能判断电流产生的热量与电流大小是否有关，故D错误。 故选B。 题型一、探究影响电流热效应的因素 【例题2】实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源、滑动变阻器、开关各一个，导线若干，两个完全相同的保温容器。容器内部分别装有质量相等的煤油和水、相同的温度计、阻值不变的加热电阻丝R1和R2。电路连接如图所示。 （1）利用本装置比较水和煤油的吸热情况时，为了让水和煤油在相同时间内吸收的热量相同，应使R1 R2（选填“＝”或“≠”）； （2）若要验证“电流产生的热量跟电阻的阻值大小有关”，则需要对本装置做出的改变有： ①应使R1 R2（选填“＝”或“≠”）； ②两个容器内应分别装入 ； ③实验时，通过 反映电流通过 导体时产生热量的多少。 = ≠ 温度计示数的变化 质量相等的煤油 题型一、探究影响电流热效应的因素 【解析】（1）图中R1与R2串联，则通过两电阻丝的电流和通电时间相同，根据Q＝I2Rt可知，为了让水和煤油在相同时间内吸收的热量相同，则应使R1＝R2。 （2）①若要验证“电流产生的热量跟电阻的阻值大小的关系”，要控制电流和通电时间相同，改变电阻大小，则两电阻应不相等，即R1≠R2。 ②根据Δt=Q/cm可知，因水的比热容比煤油大，质量相同的水和煤油吸收相同的热量，煤油升温明显，故两个容器内应分别装入质量相等的煤油。 ③电流通过电热丝产生热量的多少不能直接观察，电热丝产生的热量通过容器内温度计的示数的变化来反映。 题型一、探究影响电流热效应的因素 1. 运用转换法来判断产生电热的多少，通过观察U形管中液面的高度差大小来判断导体产生热量的多少。 2. 注意控制变量法的运用。如探究电热与电阻的关系，就要控制电流和通电时间相等。 3. 在分析现象得出结论时，也要注意运用控制变量法来描述结论。 探究影响电流热效应的因素应注意的问题 题型一、探究影响电流热效应的因素 【例题3】如图所示，某同学将一条粗细不均的铝箔纸的两端分别压在两节电池的两极，发现铝箔纸发热并燃烧。下列说法正确的是（　） A．用普通纸代替铝箔纸也能完成实验 B．该实验能说明短路带来的危害 C．实验中发现铝箔纸较细的部位先燃烧，是因为该处的电流大 D．实验时使用两节干电池串联的目的是减小铝箔纸两端的电压 B 题型二、焦耳定律及其应用 【解析】A．普通纸张不会导电，用普通纸代替铝箔纸，普通纸没有电流经过，不会产生热量，不能燃烧，故A错误； B．短路时，电路中电阻很小，电流很大，产生热量较多，电路容易起火，该实验能说明短路带来的危害，故B正确； C．串联电路中电流处处相等，实验中发现铝箔纸较细的部位先燃烧，是因为该处电阻较大，产生热量较多，故C错误； D．两节干电池组成电源，电池间采用串联，实验时两节干电池的正极与负极相连，增大铝箔纸两端的电压，故D错误。 故选B。 题型二、焦耳定律及其应用 【例题4】如图甲所示是小灯泡L和定值电阻R的I~U图像，小灯泡L和电阻R连接的电路如图乙所示，其中电源电压为8V，则通电1min电阻R产生的热量为________J。 108 题型二、焦耳定律及其应用 【解析】由图乙知道，电阻R与小灯泡L串联。串联电路中各处的电流相等，且电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，由图甲可知，当电路中的电流为I=0.3A时，R两端的电压为UR=6V，L两端的电压为UL=2V，故电源电压 U=UR+UL=6V+2V=8V 则通电1min电阻R产生的热量Q=W=URIt=6V×0.3A×60s=108J 题型二、焦耳定律及其应用 【例题5】如图甲所示是便携式封口机，工作时利用电流的 效应，把电能转化为 能，使发热电阻温度快速升高，熔化塑料包实现封口。如图乙所示是其原理电路图，封口机的电源电压是3V，发热电阻R的阻值为1Ω，闭合开关，则10s内产生 J的热量。若封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更 （选填“大”或“小”）的电阻。 热 内 大 90 题型二、焦耳定律及其应用 【解析】便携式封口机工作时，消耗电路中的电能，同时放出大量的热量，所以将电能转化为内能，则便携式封口机是利用电流的热效应实现高温封口。 发热电阻产生的电热为 若封口时总是把塑料袋烫坏，说明产生的电热过多，根据W=U2t/R可知，应将发热电阻换成阻值更大的电阻。 题型二、焦耳定律及其应用 由于电流通过电阻丝时产生的热量与多方面因素有关，所以在比较电流通过电阻丝产生的热量多少时，需要运用控制变量法，但要注意在不同的条件下，由于控制不变的物理量可能不同，所以运用的公式也可能不同。 如在电压和时间相同的情况下，要用公式Q=U2t/R来比较热量大小； 在电流和时间相同的情况下，要用公式Q=I2Rt来比较热量大小。 应用焦耳定律分析问题时，其公式的选择技巧 题型二、焦耳定律及其应用 【例题6】额定电压相同的甲、乙两只电加热器（俗称“热得快”）的铭牌如图所示，若不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是（　　） A．相同时间内，甲比乙消耗的电能多 B．正常工作时，通过甲的电流比乙小 C．正常工作时，甲比乙产生的热量多 D．正常工作时，电流通过甲做功较快 D 题型三、有关电热的综合计算 【解析】 A．由图示知，甲的额定电压为220V，额定功率为1100W，乙的额定电压为220V，额定功率为800W，据P=W/t知，正常工作时，在相同时间内，甲比乙消耗的电能多，但没有说明是否正常工作，条件不足，无法比较甲和乙消耗电能的多少，故A错误； B．正常工作时，两电加热器的电压相同，甲的功率比乙的大，据I=P/U知，甲通过的电流比乙的大，故B错误； C．正常工作时，据Q=W=Pt知，时间不知，则无法比较甲、乙产生的热量多少，故C错误； D．正常工作时，甲的功率比乙的大，则电流通过甲做功比乙的快，故D正确。故选D。 题型三、有关电热的综合计算 【例题7】如图甲是用某款3D打印机进行打印时的情景。该打印机分为高温和低温两档。打印机通电后，打印机内电阻丝发热使材料熔化，加热电路简化后如图乙所示，电源电压恒为6V，R1和R2为发热电阻丝，已知R2=12Ω，低温档功率为3W。忽略电阻丝阻值随温度的变化。则： （1）打印机通电后，利用电流的 效应使材料熔化，闭合开关 时，打印机处于低温档。 （2）高温档工作时，通过R2的电流为多大？ （3）低温档工作1min，电阻丝R1产生的热量是多少？ （4）高温档工作时，电路的总功率为多大？ S1 0.5A 6W 180J 题型三、有关电热的综合计算 热 【解析】（1）打印机通电后，打印机内电阻丝发热，将电能转化为内能，所以利用了电流的热效应使材料熔化。 由图乙知，当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路特点知，此时电路总电阻最小，由P=U2/R可知，电路中的总功率最大，打印机处于高温档；当开关S1闭合、S2断开时，只有R1工作，电路的总电阻最大，总功率最小，打印机处于低温档。 （2）当S1、S2均闭合时为高温档，此时R1、R2并联，则通过R2的电流为 （3）当S1闭合、S2断开时为低温档，此时只有R1接入电路，低温档工作1min，电阻丝R1产生的热量Q=W=P低t=3W×1×60s=180J （4）高温档时R1、R2并联，则高温档工作时R1的电功率为P1=P低=3W 则高温档工作时R2的电功率为P2=UI2=6V×0.5A=3W 高温档工作时，电路的总功率为P高=P1+P2=3W+3W=6W 题型三、有关电热的综合计算 1. 电热综合计算题特点：有关电热的综合计算题一般是以常见的电热器为命题背景，通过开关的闭合或断开等来对相关问题进行分析与计算。 2. 解决方案 （1）正确理解电热（或发热功率）与电阻的关系； （2）能够根据开关的闭合或断开等画出电路图，明确电路的连接方式； （3）综合运用焦耳定律、欧姆定律和串、并联电路的电流与电压的规律进行解题。 电热综合计算题的解决方案 题型三、有关电热的综合计算 $