第十五章 电功和电热（培优复习课件）物理新教材苏科版九年级下册

该初中物理课件系统梳理了“电功和电热”单元核心知识，通过思维导图串联电功、电热、家庭电路三大模块，结合分节知识梳理（电能表参数、电功公式、电功率计算、焦耳定律及应用等），构建起“概念-公式-实例”的完整知识网络，体现知识点内在逻辑关联。 其亮点在于采用“知识梳理-典例解析-方法技巧”三层复习结构，融入科学思维（如模型建构、科学推理）和科学探究（如测量灯泡功率实验设计），例题分层设计（基础题到综合题），助力学生巩固知识，教师可精准把握学情，提升复习针对性。

江苏凤凰科学技术出版社 九年级物理 下册 义务教育教科书 电饭煲、电冰箱、洗衣机、空调…… 各种用电器给人们带来了便捷与舒适。 尽管它们结构、功能各异， 但工作时都要消耗电能，并且都会发热。 …… …… …… 用电器消耗的电能与哪些因素有关? 电热器产生的热量又与哪些因素有关? 第十五章 电功和电热 复习课件 思维导图 电流、电阻、通电时间 Q=I2Rt 进户线、电能表、配电箱、插座、用电器等 第十五章 电功和电热 第一节 电功 一、电能表 知识梳理 （1）用途：用来测量电路消耗电能多少的仪表。 （2）种类：常用的电能表有电子式和感应式两种。 ①电子式电能表的技术参数: 1. 电能表 额定电压 220V 电流规格 例如： 10（40）A 电能表常数 ×××imp/kW·h 电能表适用的电压 “10A”表示基本电流，它是确定电能表有关特性的电流值；“40A”是电能表能满足测量准确要求，且能长期运行的最大电流值 每消耗1kW·h电能，电能表指示灯闪烁的次数 电子式电能表 一、电能表 知识梳理 感应式电能表的“电能表常数” 与电子式不同， 一般标有“× × × × r/kW·h”。例如该电能表标有“1200r/kW·h”，表示电路每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过1200转。 ②感应式电能表的技术参数 2. 电能表的计量单位 电能表的计量单位是千瓦时，符号为kW·h，俗称度。 1kW·h=3.6×106J 如图所示，电能表的示数为7986.2 kW·h。 一、电能表 知识梳理 （1）方法一 观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数差即是用电器这段时间内消耗的电能值。如图所示，消耗的电能 7626.9kW·h-7624.8kW·h=2.1kW·h 3. 用电能表测量消耗的方法 一、电能表 知识梳理 （2）方法二 测出一定时间内电能表上转盘的转数（或指示灯闪烁的次数），再间接算出电能值。此种方法的关键是要明确电能表转1转时消耗的电能值。 例如，一电能表表盘上标有“1200r/kW·h”，将某用电器单独接在该表上。当用电器工作4min后，电能表转盘转过60r，即可求该用电器消耗的电能： 表盘上标有“1200r/kW·h”，表示用电器消耗1 kW·h的电能，转盘转动1200圈。当电能表转盘转过60r时，消耗的电能 W＝ =0.05 kW·h 二、电功 知识梳理 1. 电流做功的实质 （1）电流做功的实质 从能量转化的角度讲，电路中的电源将其他形式的能转化为电能提供给用电器，电流通过用电器做功时，电能又转化为其他形式的能，电流做了多少功，就消耗了多少电能，同时也就有多少电能转化为其他形式的能。 （2）事例 如电热水壶通电后，电能转化为内能，使水升温；白炽灯通电后，电能转化为内能进而转化为光能，供人们照明；电扇通电后，电能主要转化为机械能，使扇叶转动；电视机通电后，电能主要转化为光能和声能；手机充电器通电后，电能主要转化为化学能等。 二、电功 知识梳理 2. 电功定义： 电流所做的功叫作电功。用字母W表示。 3. 物理意义：是表示电能转化为其他形式能的多少的物理量。 4. 电功大小： 研究表明：电流所做的功与电压、电流、通电时间成正比。 （1）定义式 物理学规定：电功等于电压、电流与通电时间的乘积。 W=UIt 国际单位：焦耳（J）， 1J=1V·1A·1S 常用单位：千瓦时（kW·h） 1kw·h=1kw×1h 单位换算： 1kw·h=3.6×106J 二、电功 知识梳理 由W＝UIt 和欧姆定律 可得: （2）电功的推导公式 W＝I2Rt ①电功的推导公式只适用于纯电阻电路； 而定义式W＝UIt 是普遍适用的公式。 ②利用电功公式及其变形公式计算时，要注意各物理量的同一性和同时性。 题型一、电能表及其相关计算 【例题1】关于图中电能表说法正确的是（　　） A．电能表是测量电功率的仪表电子式单相电能表 B．电能表的示数为2023.6J C．电能表能正常工作的最大电流是40A D．电能表的指示灯每小时闪烁1600次 C 【解析】A．电能表是测量用电器消耗电能的仪表，故A错误； B．电能表的示数为2023.6kW·h，故B错误； C．10(40)A表示该电能表的标定电流为10A，额定最大电流为40A，故C正确； D．电能表的指示灯每闪烁1600次消耗1kW·h的电能，故D错误。 故选C。 典例解析 题型一、电能表及其相关计算 【例题2】电能表示数如图所示，此时示数为________kW·h。小明给充电宝进行充电，充电宝容量为60000mA·h，充电电压为5V，充电时剩余电量为0。现给充电宝充满电，需要消耗电能__________ J，若如图的电能表指示灯闪烁900次，则电能表铭牌上应标记“__________ imp/（kW·h）”。 3000 【解析】电能表是测量电能的仪表，它的单位是千瓦时，最后一位是小数。由图知道，此时示数为248.6kW•h. 充电宝容量为60000mA•h，充电电压为5V，充电时剩余电量为0。现给充电宝充满电，需要消耗电能为W=UIt=5V×60A×3600s=1.08×106J 电能表正常工作时记录用电器消耗的电能和闪烁的次数成正比，所以有 解得N=3000 典例解析 248.6 1.08×106 方法技巧 题型一、电能表及其相关计算 对电能表参数的理解 （1）电子式电能表的技术参数 ①“额定电压”表示电能表正常工作的电压。 ②“电流规格”中，“10A”表示基本电流，它是确定电能表有关特性的电流值；“20A”是电能表能满足测量准确要求，且能长期正常运行的最大电流值。 ③“电能表常数”为“2500 imp /（kW·h）”，表示每消耗 1kW·h电能，电能表指示灯闪烁2500次。 （2）感应式电能表的技术参数 额定电压与电流规格相同；不同的是“电能表常数”。感应式电能表， 一般标有“× × × × r/kW·h”。例如“1200r/kW·h”，表示电路每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过1200转。 题型二、电功及其计算 【例题3】甲、乙两个用电器串联后接在某一电源上，在相同的时间内，电流通过甲所做的功比乙大，则（　　） A．通过甲的电流比乙大 B．甲两端的电压比乙的大 C．甲的电阻比乙小 D．甲消耗的电能比乙小 B 典例解析 题型二、电功及其计算 A．甲、乙两个用电器串联后接在某一电源上，根据串联电路电流处处相等的特点，用电器通过的电流相等，故A不符合题意； B．根据W＝UIt，根据串联电路电流处处相等的特点，W甲>W乙，在相同时间内，由U＝W/It可知，U甲>U乙，故B符合题意； C．根据串联电路电流处处相等的特点，由U甲>U乙，结合R=U/I可知，R甲>R乙，故C不符合题意； D．电流做功消耗电能，电流通过甲所做的功比乙的大，所以甲消耗的电能比乙的多，故D不符合题意。故选B。 典例解析 【解析】 【例题4】在图所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.5A和0.2A，则电源电压为 V，电阻R1的阻值为 Ω。通电1min，该电路消耗的总电能为 J。 典例解析 题型二、电功及其计算 180 30 6 【解析】由电路图知道，闭合开关S，电阻R1、R2并联，电流表A2、A1分别测量干路和电阻R1支路中的电流。因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和，所以电流表A2的示数为0.5A，即干路中的电流为I=0.5A 电流表A1的示数为0.2A，即通过电阻R2的电流为 I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A 电阻R2两端的电压为U2=I2R2=0.3A×20Ω=6V 因并联电路各支路两端电压相等，且等于电源电压， 所以电源电压为U=U2=6V 由欧姆定律知道，电阻R1的阻值为 通电1min，该电路消耗的总电能 W=UIt=6V×0.5A×1×60s=180J 典例解析 题型二、电功及其计算 【例题5】智能手机是目前普遍使用的通讯工具。“充电五分钟，通话两小时！”这是某品牌手机的闪充功能。它的闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，电池容量是3000mA·h，手机电池标有的电压为3.8V，5min最多可以充入电能______J；如果要进一步提升充电速度，可以考虑提升充电器的充电电压或充电电流，若在不改变充电电流的情况下，要在30min内充满该手机电池，至少需要______ V的充电电压。用充电宝给手机充电时，充电宝相当于简单电路中的______ （选填“电源”或“用电器”）。 典例解析 题型二、电功及其计算 180 电源 5.7 【解析】手机电池标有的电压为3.8V，5min最多可以充入电能为 电池容量是3000mA·h，手机电池标有的电压为3.8V，则手机电池充满电储存的电能为 在不改变充电电流的情况下，要在30min内充满该手机电池，充电电压为 一个完整的电路由电源、导线、开关和用电器组成，充电宝在给手机电池充电的过程中，充电宝的化学能转化为电能，充电宝相当于电源。 典例解析 题型二、电功及其计算 第二节 电功率 第十五章 电功和电热 一、电功率 知识梳理 1. 物理意义：是描述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 （1）定义式： （2）单位： 国际单位：瓦特（W） 1W=1J/s=1V·1A 常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW） 换算关系： 1kW = 103 W 1W = 103mW 一、电功率 知识梳理 由 和欧姆定律 可得: （3）电功率的推导公式 P＝I2R ①电功率的推导公式只适用于纯电阻电路；而定义式P＝UI是普遍适用的公式。 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。 一、电功率 知识梳理 （1）额定电压：用电器正常工作时的电压U额。 （2）额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率P额。 4. 额定电压、额定功率 用电器铭牌上标注的电压值、电流值、功率值，就是其额定电压、额定电流、额定功率。它们反映了用电器正常工作时的性能。 一、电功率 知识梳理   额定功率 实际功率 区别 联系 5. 用电器的实际功率 用电器在额定电压下工作时的电功率 用电器在实际电压下工作时的电功率 是唯一的，不随实际电压的变化而变化 不是唯一的，随实际电压的变化而变化 当U实=U额时，则P实=P额，用电器正常工作； 当U实>U额时，则P实>P额，用电器不能正常工作，且可能被损坏； 当U实<U额时，则P实<P额，用电器不能正常工作。 （1）实际功率：用电器实际工作时的电功率叫作实际功率。 （2）比较实际功率P实与额定功率P额 知识梳理 二、估测用电器的实际功率 1. 设计实验 如图所示，观察一段时间内电子式电能表指示灯闪烁的次数，根据铭牌上所标出的电能表常数就可算出这段时间内家庭电路中消耗的电能，进而计算出电路中用电器的实际功率。这可以作为估测用电器功率的简便方法。 2. 实验步骤 （1）观察并电子式记录电能表的常数： N imp/（kw·h）. （2）断开所有用电器的开关，直至电子式电 能表的指示灯停止闪烁。 知识梳理 二、估测用电器的实际功率 （3）闭合某个用电器的开关，让其正常工作。数出电子式电能表的指示灯在t 分钟内闪烁的次数n。 （4）计算用电器在t 分钟内消耗的电能和它们的实际功率。 用电器在t分钟内消耗的电能： 用电器的实际功率： 知识梳理 三、测量灯泡的功率 【实验目的】测量灯泡的额定功率和实际功率 【实验设计】 （1）实验中需要测量的物理量 根据电功率公式P=UI可知：测量的物理量是电压U与电流I。 （2） 实验器材与电路图 干电池2节（电压1.5V）、额定电压为 2.5V的小灯泡、开关、滑动变阻器、电压 表、电流表、导线若干. 知识梳理 三、测量灯泡的功率 【实验与记录】 （1）按照电路图连接电路。 （2）调节滑动变阻器，使其接入电路中的电阻最大。 （3）闭合开关，调节滑片，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数并记录在表格中。 灯泡 的规格 电压表的 示数U/V 电流表的 示数I/A 灯泡 的亮度 灯泡的电 功率P/W 额定电压 U额=2.5V 2 2 知识梳理 三、测量灯泡的功率 （1）通过实验得出小灯泡的额定功率为：P额=U额I额； （2）设小灯泡的实际电压为U实，额定电压为U额，实际功率为P实，额定功率为P额，可以发现： 【实验结论】 当U实 = U额时 P实 =P额 灯泡正常发光 当U实 < U额时 P实 <P额 灯泡发光比正常暗 当U实 > U额时 P实 >P额 灯泡发光比正常亮 任何用电器都应在额定电压下工作。实际电压偏低或偏高，都会影响用电器的工作性能，甚至会损坏用电器。 题型一、电功率与电功 【例题1】关于电功和电功率，下列说法中正确的是（ ） A．电流做功的过程就是电能转化为内能的过程 B．功率大的用电器总比功率小的用电器做功多 C．用电器的额定功率越大，电流做的功一定越多 D．用电器消耗电能越多，电流做的功一定越多 【解析】A．电流做功的过程是电能转化为其它形式能的过程，不是都转化为内能，故A错误；B．根据W=Pt，除了功率外，做功的多少还与做功的时间有关，故功率大的用电器并不一定比功率小的用电器做功多，故B错误； C．额定功率是用电器正常工作时的功率，实际功率未知，且做功的多少还与做功的时间有关，所以用电器的额定功率越大，电流做的功不一定越多，故C错误； D．电能是由电流做功转化来的，电能消耗越多时，电流做功一定越多，故D正确。 故选D。 D 典例解析 【例题2】小芳家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一台。按照每度电0.5元的计费标准，将这三个用电器单独正常工作1小时的用电费用绘制成柱状图（如图所示）。由图可知，下列说法正确的是（　　） C 典例解析 题型一、电功率与电功 A．这1小时内电烤箱比电视机消耗的电能少 B．正常工作时通过这三个用电器的电流相等 C．三个用电器中电烤箱正常工作时的功率最大 D．在未来的一段时间里电烤箱的电费一定最多 【解析】AB．已知三个用电器的额定电压相等，则它们正常工作时的电压相等；由柱状图可知，正常工作1小时，电烤箱的电费最多，电视机的电费最少，因电费的单价一定，所以电烤箱消耗的电能最多，其次是电饭锅，电视机消耗的电能最少；由W＝UIt可知，流过这三个用电器的电流不相等，故AB错误； C．三个用电器都正常工作1h，且电烤箱消耗的电能最多，根据P=W/t可知正常工作时电烤箱的实际功率最大，故C正确； D．因不知道未来一段时间内用电器的实际工作时间，所以根据W=Pt无法判断消耗电能的多少，则无法比较一段时间内电费的多少，故D错误。 故选C。 典例解析 题型一、电功率与电功 【例题3】小明家新换了一种电子式电能表，它用一个发光二极管代替普通电能表的转盘，发光二极管闪烁一次相当于转盘转动一圈，电子式电能表参数是3200imp/（kW•h）。小明想利用这只电能表和钟表测量新买的微波炉的电功率； （1）小明在买微波炉时，听到两种说法：一种说法是微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费，另一种说法是微波炉很费电，微波炉一开就“烧保险”。前者是从_______的角度说的，后者是从_______的角度说的（选填“电功”或“电功率”）； （2）小明的实验方法：先关闭家里其他用电器，只让微波炉工作，从电能表红灯闪烁开始计时，当电能表的红灯闪烁320次时，所用的时间为5min，则微波炉的电功率为_______W。 电功率 典例解析 1200 电功 题型一、电功率与电功 【解析】（1）用微波炉加热食品花不了多少电费，电费是以消耗电功多少来计算的；微波炉一开就“烧保险”，说明电路过载，即电路的总功率过大。 （2）当电能表的红灯闪烁320次时，微波炉消耗的电能为 W=（320/3200） kW⋅h=0.1kW⋅h 微波炉的电功率为 典例解析 题型一、电功率与电功 方法技巧 题型一、电功率与电功 （1）区分电功率与电功 电功率与电功是两个不同的概念，电功是表示电流做功多少的物理量，其单位是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若已知用电器两端电压和通过的电流，优先考虑公式P=UI。 ②串联电路，因串联电路中电流相同，比较用电器的电功率时优先考虑用公式 P＝I2R。 ③并联电路，因并联电路两端电压相同，比较用电器的电功率时优先考虑公式 。 电功率与电功 【例题4】如图所示，把两个灯泡L1和L2串联后接到同一电源上，闭合开关，发现灯L1比L2亮。则关于灯泡L1和L2下列说法正确的是（    ） A．通过L1的电流比通过L2的电流大 B．L1的实际功率比L2的实际功率小 C．L1两端电压比L2两端电压大 D．L1的电阻比L2的电阻小 题型二、额定功率与实际功率 典例解析 C 【解析】A．两灯串联，根据串联电路电流规律可知，通过L1的电流和通过L2的电流一样大，故A错误； B．灯的亮度由它的实际功率决定，L1比L2亮，则L1的实际功率比L2的实际功率大，故B错误； C． L1的实际功率比L2的实际功率大，通过它们的电流相等，根据P=UI可知，L1两端电压比L2两端电压大，故C正确； D．L1两端电压比L2两端电压大，通过它们的电流 相等，根据R=U/I可知，L1的电阻比L2的电阻大，故D错误。 故选C。 典例解析 题型二、额定功率与实际功率 【例题5】将标有“6V  3W”、“3V  1.5W”的甲、乙两个灯泡（灯泡电阻不变）串联接在9V的电源上，P甲＝ W，P乙＝ W，电路消耗的总功率为 W。 4.5 【解析】由P＝UI得两灯泡的额定电流分别为 因串联电路中各处电流相等I甲＝I乙，所以，两灯泡串联时可以同时正常发光，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，两灯泡串联且同时正常发光时电源的电压 U＝U1+U2＝6V+3V＝9V 所以，甲、乙两个灯泡串联接在9V的电源上时，两灯泡的电功率分别为 P甲＝3W P乙＝1.5W 电路消耗的总功率为P＝P甲+P乙＝3W+1.5W＝4.5W 典例解析 题型二、额定功率与实际功率 3 1.5 题型二、额定功率与实际功率 方法技巧 （1）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，利用公式 P=I2R 或 计算出实际功率。 （2）额定功率的唯一性 一个用电器只有1个额定电压和1个额定功率，但可以有多个实际电压和实际功率。 （3）判断用电器是否正常工作的条件 只有当用电器两端的电压等于额定电压时，用电器才能正常工作；如果实际电压高于或低于额定电压，那么用电器就不能正常工作。 额定功率与实际功率 【例题6】将标有“PZ220 40”的甲灯和标有“PZ220 100”的乙灯串联后，接到电压是220V的电源上，灯丝电阻不变，则（　　） A．甲、乙两灯都正常发光 B．只有一盏灯能正常发光 C．两灯都不能正常发光，但甲灯比乙灯亮 D．两灯都不能正常发光，但乙灯比甲灯亮 【解析】两灯泡的额定电压相等，甲灯泡的额定功率40W小于乙灯泡的额定功率100W，根据R=U2/P知，R甲＞R乙；由串联分压可知，两灯泡串联后，接到电压是220V的电源上时，每个灯泡两端电压均小于220V，故都不能正常发光；又串联电路各处的电流相等，根据P＝I2R可知，甲灯泡的电阻大，实际功率就大，所以甲灯泡较亮。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 C 典例解析 题型三、小灯泡亮度问题 【例题7】规格分别为“6V 6W”和“12V 12W”的甲、乙两只灯泡，若将它们并联后接人电压为6V的电路中，比较两灯的亮度是________ ；若将它们串联后接入电压为9V的电路中比较两灯的亮度是________。 （均选填：“甲灯亮”、“乙灯亮”或“一样亮”） 【解析】甲、乙灯的电阻分别为 若将它们并联后接入电压为6V的电路中，两灯两端的电压相等，由P=U2/R可知，电阻越小，实际功率越大，灯越亮，故甲灯更亮. 若将它们串联后接入9V的电路中，通过两灯的电流相等，由P=I2R可知，电阻越大，实际功率越大，灯越亮，故乙灯更亮。 甲灯亮 典例解析 题型三、小灯泡亮度问题 乙灯亮 方法技巧 题型三、小灯泡亮度问题 1.“正常发光”：即小灯泡正常工作，此时小灯泡在额定电压下工作，功率是额定功率。 2. 判断灯泡亮度的方法：比较灯泡的亮度实际上就是比较灯泡的实际功率的大小。 ①在串联电路中，由P=I2R 可知，电流相等，电阻大的灯泡实际功率大，亮度高； ②在并联电路中，由 可知，电压相等，电阻小的灯泡亮度高。 3. 灯泡的安全问题：为保护灯泡不会损坏，当两个灯泡串联时，电路中最大的电流取小的额定电流，而且电阻大的灯泡亮；当两个灯泡并联时，电路中电源电压取小的额定电压，而且电阻小的灯泡亮。 小灯泡亮度问题 典例解析 题型四、测量灯泡的功率 （3）排除故障后，当电压表示数为_____V时，小灯泡正常发光．此时电流表示数如图2所示，其值为_____A。小灯泡的额定功率为_____W。 【例题8】在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V，某同学已连接部分电路如图1所示。 （1）用笔画线代替导线，补充完成图中实验器材的连接（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮）； （2）电路正确连接后，闭合开关，移动滑片P，发现灯泡总不亮，且电流表无示数，电压表示数接近3V，则故障原因可能是__________； 灯泡断路 0.65 2.5 0.26 【解析】（1）灯泡额定电压为2.5V，电压表选择0~3V量程，与灯泡并联，电流从正接线柱流入；滑动变阻器滑片右移，灯泡变亮，电流变大，变阻器连入电路电阻减小，滑动变阻器接右下端接线柱，且串联在电路中。如图所示： （2）灯泡不亮，电流表无示数，电路某部分断路，电源由2节干电池串联组成，电压为3V，电压表示数与电源电压相同，电压表串联在电路中测电源电压，所以故障可能是与电压表并联的灯泡断路。 （3）电压表测灯泡两端电压，灯泡正常工作时，电压表示数为灯泡的额定电压2.5V，电流表使用的0~0.6A量程，通过小灯泡的电流为0.26A， 小灯泡的额定功率为 P额=UI=2.5V×0.26A=0.65W 典例解析 题型四、测量灯泡的功率 方法技巧 题型四、测量灯泡的功率 （1）解题时应掌握该实验的基础知识 ①实验原理：P=UI。 ②移动滑片时，眼睛观察电压表。 ③电压调节：小灯泡两端电压不要高于额定电压的1.2倍。 ④数据处理：多次测量的目的是寻找灯泡亮度与实际功率的关系。只有实际电压等于额定电压时，实际功率才等于额定功率，故求额定功率时，不能求平均值。 测量灯泡的功率 方法技巧 题型四、测量灯泡的功率 （2）常见的故障及原因 测量灯泡的功率 灯泡 电流表 电压表 故障原因 不亮 无示数 无示数 断路或电源损坏 不亮 有示数 无示数 灯泡短路 不亮 无示数 有示数 灯泡断路 不亮 有示数 有示数 电源电压太小或电路中阻值太大 亮 有示数 无示数 电压表断路 方法技巧 题型四、测量灯泡的功率 （3）特殊方法测量功率 测量小灯泡额定功率基本方法是伏安法，其他方法都是在伏安法基础上衍生出来的。 ①只有电流表时：利用并联电路电压相等的规律，用电流表和已知阻值的定值电阻串联，然后与小灯泡并联，间接测出小灯泡两端的电压； ②只有电压表时：利用串联电路电流相等的规律，将已知电阻和小灯泡串联，用电压表测出已知电阻两端的电压，便可以间接测出通过小灯泡的电流。 题型四、测量灯泡的功率 典例解析 【例题9】在测量额定电压为“2.5V”小灯泡的电功率实验中，电源是三节新干电池。 （1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______（选填“左”或“右”）端； （2）闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为______ V时，小灯泡正常发光，读出电流表示数，可测得额定功率； （3）继续移动滑片，电压表示数如图所示，为______ V，此时电流表示数为0.24 A，小灯泡的实际功率为_________ W； 2.5 0.528 左 2.2 题型四、测量灯泡的功率 典例解析 （4）为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系，除了表中记录的电表示数和电功率，还需要增加记录的内容是___________； （5）分析实验数据可以发现，小灯泡两端的电压越高，它的实际功率______； 小灯泡的亮度 越大 实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/ W 1 2.5 0.26   2   0.24   3 2.8 0.28   （4）因为研究的是小灯泡发光情况与电功率的关系，所以还需要增加记录的内容是：小灯泡的亮度。 （5）由表格可知，小灯泡两端电压越大，通过小灯泡的电流越大，由公式P=UI可知，小灯泡的实际功率越大。 题型四、测量灯泡的功率 典例解析 （6）小红还设计出了只有电流表、没有电压表时测量小灯泡额定功率的方法，其电路图如图丙所示。 已知定值电阻R0为5Ω，小红调节变阻器滑片，先使电流表A2的示数为 A时，再读出电流表A1的示数为0.3A，就测量出小灯泡的额定功率为_______W。 0.5 0.75 （6）小灯泡的额定电压“2.5 V”； 现在小灯与R0并联，则R0两端的电压必须为2.5V，小灯才能正常发光，所以电流表A2的示数为 = 0.5A =2.5V×0.3A=0.75W 第三节 焦耳定律 第十五章 电功和电热 一、电热器 知识梳理 1. 电流的热效应 导体中有电流通过时会发热，电能转化成____能，这种现象称为电流的热效应。生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。产生的热量简称电热。 2. 电热器 利用电流热效应工作的 用电器称为电热器。电炉、 电暖器、热水器、电饭煲等。 内 二、探究影响电流热效应的因素 知识梳理 【设计实验】 （1）运用控制变量法进行探究影响电流热效应的因素 影响电流热效应的因素有3个：电流大小、电阻大小、通电时间。每次实验控制两个物理量不变。 （2）运用________比较电阻丝产生热量的多少 如图所示，将一段电阻丝浸没在一定质量的煤油中，通电时电阻丝产生的热量被煤油吸收，温度就会升高。因此，我们可以通过煤油温度的变化来比较电阻丝产生热量的多少。 转换法 二、探究影响电流热效应的因素 知识梳理 （1）将如图所示的装置按图（乙）接入电路，闭合开关，观测在一定时间内液体温度的变化。 （2）探究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系 保持电阻和时间不变，调节滑动变阻器，改变通过电阻丝的电流，进行多次实验。 【进行实验与收集证据】 二、探究影响电流热效应的因素 知识梳理 （3）探究电流通过电阻丝产生的热量与时间的关系 保持通过电阻丝的电流不变，改变通电时间，观测液体温度的变化； （4）探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系 如图所示，将两段阻值不等的电阻丝R1、R2分别装在两个相同装置中，将它们串联接入电路，通电一段时间，观测两个装置中液体温度的变化。 二、探究影响电流热效应的因素 知识梳理 电流通过导体产生的热量与通过导体的______、导体的________以及________有关。 通过导体的电流越大、导体的电阻越大、通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多。 【实验结论】 电流 电阻 通电时间 三、焦耳定律 知识梳理 1. 内容： 电流通过导体产生的热量与____________成正比，与导体的________成正比，与通电时间成正比。 2. 公式： Q =_________ 公式中各物理量及其单位： 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） 电流的平方 电阻 I2Rt  三、焦耳定律 知识梳理 3. 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_______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。 热量 三、焦耳定律 知识梳理 4. 电功与电热 （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_______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_____能的那一部分。 两者表示的意义不同，是两个不同的概念。 电能 内 三、焦耳定律 知识梳理 （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____能，电流产生的热量就_____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______电路。 ②非纯电阻电路 在该类电路中，电流通过用电器时，电能主要转化为其它形式的能，只有一部分转化为____能 ，即电热小于电功 Q热量＜W 。 例如，电风扇、洗衣机等用电器，计算电流产生热量的公式为： Q =I2Rt I 表示电流，R 表示用电器（电动机）的电阻。 内 等于 纯电阻 内 四、电热的利用和防止 知识梳理 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________，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。 电热器 四、电热的利用和防止 知识梳理 　　有些用电器工作时将电能转化为其他形式能的过程中，总有一部分电能转化为内能。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，温度超过绝缘材料的耐热温度后，绝缘材料会迅速老化，造成短路烧毁用电器，这就需要散热。 2. 电热的防止 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。 典例解析 题型一、焦耳定律 【例题1】如图甲所示是便携式封口机，工作时利用电流的_____效应，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3 V，发热电阻R的阻值为1 Ω，闭合开关，则10s内产生 J的热量。 【解析】便携式封口机工作时利用电流的热效应，将电能转化为内能。 10s内发热电阻R产生的热量为 热 90 典例解析 【例题2】如图所示是小萱家的一个快热式电热水龙头，下表中列出了这只电热水龙头的部分技术参数，求： （1）此电热水龙头正常工作20s产生的热量Q； （2）此电水壶正常工作时的电阻值R（结果保留整数）。 型号 ML—08 额定电压 220V 频率 50Hz 额定功率 3000W 【解析】（1）此电热水龙头正常工作20s产生的热量 Q=W=P额t=3000W×20s=6×104 J （2）此电水壶正常工作时的电阻值 题型一、焦耳定律 典例解析 题型一、焦耳定律 【例题3】两个定值电阻R1、R2是由材料相同、粗细均匀的电阻丝制作而成。与R2相比，R1的电阻丝更细更长。将 R1、R2并联在电路中闭合开关一段时间，不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是（　　） A．通过R1的电流等于通过R2的电流 B．R1两端的电压大于R2两端的电压 C．这段时间内，R1产生的电热大于R2的电热 D．R1的电功率小于R2的电功率 D 题型一、焦耳定律 【解析】根据导体电阻的影响因素可知，同种材料制成的R1、R2，由于R2的电阻丝更细更长，所以R1的阻值比R2的阻值更大； B．将 R1、R2并联在电路中闭合开关一段时间，不考虑温度对电阻的影响，据并联电路的电压特点知，R1、R2两端的电压相等，故B错误； A．由于R1的阻值大于R2的阻值，根据欧姆定律可知R1的电流小于通过R2的电流，故A错误； C．根据 可知，R1产生的电热小于R2产生的电热，故C错误； D．根据 可知，R1的电功率小于R2的电功率，故D正确。 故选D。 典例解析 典例解析 题型二、电功与电热的综合计算 【例题4】如图（a）是一款额定电压为220V的艾灸理疗毯，它的工作电路如图（b）所示。R1和R2为发热电阻丝（不考虑温度对电阻的影响），旋钮开关S置于“2和3”接线柱时处于低温挡，功率为22W，置于“3和4”接线柱时处于高温挡，功率为110W。艾灸理疗毯正常工作时，求： （1）低温挡工作时的电流； （2）发热电阻丝R2的阻值； （3）高温挡工作10min， 整个电路产生的热量。 典例解析 题型二、电功与电热的综合计算 【解析】（1）电压为220V，处于低温挡，功率为22W，低温挡工作时的电流 （2）置于“3和4”接线柱时处于高温挡，R1和R2并联，R1不受R2影响，功率仍为22W，故R2功率为P2=P高-P1=110W-22W=88W 发热电阻丝R2的阻值 （3）此电路为纯电阻电路，因此高温挡工作10min，整个电路产生的热量 Q=W=P高t=110W×10×60s=6.6×104 J 典例解析 题型二、电功与电热的综合计算 【例题5】如图所示，图乙为某电饭锅电路原理图、表格中为电饭锅铭牌的主要参数，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1为总开关，S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温挡位的变化。将电饭锅接入电源电压为220V的电路中，求： （1）电饭锅在处于加热挡时的电流； （2）电饭锅处于保温挡时，持续工作20min，产生的热量是多少J； （3）R2的阻值。 额定电压：220V 加热功率：880W 保温功率：100W 典例解析 题型二、电功与电热的综合计算 【解析】（1）根据P=UI，可得电饭锅在加热挡时的电流 （2）电饭锅处于保温挡时，持续工作t=20min= 20×60s=1200s 则产生的热量Q=W=P保t=100W×1200s=1.2×105J （3）当S1、S2都闭合时，电路为R1的简单电路，电饭锅处于加热挡，根据P=U2/R，可得 当S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，电饭锅处于保温挡，根据P=U2/R，此时电路的总电阻 根据串联电路电阻的规律，可得R2=R总-R1=484Ω-55Ω=429Ω 典例解析 题型二、电功与电热的综合计算 【例题6】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 热 0.5A 180J 6W 典例解析 题型二、电功与电热的综合计算 【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。 由图乙可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的特点可知，此时电路的总电阻最小，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，则高温档工作时通过R2的电流为 I2=U/R2 =6V/12Ω=0.5A （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 电流通过导体时会发热，产生的热量利用焦耳定律公式Q=I2Rt 求解。 （1）纯电阻电路：纯电阻电路是指电流通过导体时电能全部转化为内能的电路，当电路为纯电阻电路时，在纯电阻电路中，计算电热，用Q=W=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt； 串联电路多选用Q=I2Rt，并联电路多选用Q=U2t/R。 （2）非纯电阻电路：在非纯电阻电路中，计算电功时用W=UIt，计算电热时用焦耳定律公式Q=I2Rt。 电功与电热的计算 题型二、电功与电热的综合计算 方法技巧 （3）多挡类电路 解决多挡类题目时，要注意以下几点： ①多挡电路问题的实质，就是求解多挡电路的实际功率； ②电压一定时，根据 可知，当总电阻最小时，实际功率最大，发热最快，是高温挡；当总电阻最大时，实际功率最小，发热最慢，是低温挡。 题型二、电功与电热的综合计算 方法技巧 （4）双档电路中开关的设计 ①短路式 两个电阻串联，把开关与其中一个电阻R1并联，如图甲所示。当闭合开关S2时，R1被短路，只有R2工作，此时为高温档；当断开开关S2时，两电阻串联，电阻大一些，电热器的功率小一些，此时为低温档。 ②单刀双梆式 主要工作电阻放在干路上，一条支路用导线，一条支路连接在附加电阻上，如图乙所示。当开关掷向附加电阻的支路b时，两电阻串联，此时为低温挡；当开关掷向导线支路a时，只有R1电阻工作，此时为高温档。 甲 题型二、电功与电热的综合计算 方法技巧 题型三、探究影响电流热效应的因素 【例题7】如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，透明容器中均密封着等量的空气，甲乙实验进行相同时间后，下列说法错误的是（　　） A．本实验的测量工具不需要温度计 B．甲图探究的是电流产生热量与电阻的关系 C．乙图中左右两容器中电阻丝产生的热量之比为4∶1 D．若将乙图容器外的电阻也 放入右侧容器内，右侧U形管中 液面的高度差比左侧的大 D 典例解析 题型三、探究影响电流热效应的因素 【解析】A．实验中，电阻丝产生热量的多少，通过U形管液面的高度差来得到的，因此不需要使用温度计测量温度，故A正确，不符合题意； B．甲图中两电阻丝串联，电流相同，而电阻不同 ，因此是探究电流产生热量与电阻的关系，故B正确，不符合题意； C．乙图中左侧电阻丝在干路上，右侧电阻丝在支路上，且右侧两并联电阻丝阻值相同，因此通过左侧电阻丝的电流是右侧电阻丝的2倍，由Q=I2Rt可得，左侧电阻丝产生的热量是右侧电阻丝的4倍，故C正确，不符合题意； D．容器外的电阻未放入容器之前，左侧容器的电阻丝产生的热量是右侧电阻丝产生热量的4倍，把容器外的电阻也放入右侧容器内，此时左侧容器的电阻丝产生的热量是右侧容器内电阻丝产生热量的2倍，仍然是左侧容器产生的热量多，U形管液面的高度差大，故D错误，符合题意。故选D。 典例解析 （2）本实验通过以两金属丝串联的方式，控制 相同；还因为导体产生的热量不易直接观察，便把导体产生热量的多少转换为 ，为了保证这种转换的科学性，实验中采取的措施是煤油的 相同。 题型三、探究影响电流热效应的因素 【例题8】为了探究影响电热的因素，小明先设计了如图所示电路，烧瓶中盛有一定质量的煤油，R甲>R乙。 （1）通电一段时间后，比较两烧瓶 （选填“温度计的示数”或“加热时间”），则可以探究出电热与 的关系。观察发现甲烧瓶中温度计的示数大，可得到结论 ； 其它条件相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多 典例解析 质量和初温 温度计的示数 电阻大小 电流和通电时间 煤油吸热后温度的变化 题型三、探究影响电流热效应的因素 【解析】（1）根据转换法，加热时间是相同的，比较两烧瓶中温度计的示数来比较产生的热量多少。 图中两电阻丝串联，根据串联各处的电流相等（通电时间相同），故可以探究出电热与电阻大小的关系。 观察发现甲烧瓶中温度计的示数大，说明甲烧瓶中产热多，表明其它条件相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多。 （2）本实验通过以两金属丝串联的方式，根据串联各处的电流相等可知，控制电流和通电时间相同。 因为导体产生的热量不易直接观察，把导体产生热量的多少转换为煤油吸热后温度的变化，这是转换法的应用。 为了保证这种转换的科学性，避免其它因素的影响，实验中还应采取的措施是控制煤油的质量和初温相同。 典例解析 方法技巧 题型三、探究影响电流热效应的因素 对于该实验，需要重点掌握两种物理实验方法的应用： （1）控制变量法 ①探究电流产生的热量跟电流的关系时，控制电阻和通电时间相同；②探究电流产生的热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流相同。 （2）转换法 电阻丝放出热量的多少，转化为 容器内液体温度的变化。 探究影响电流热效应的因素 题型四、电热的利用和防止 【例题9】如图所示是小明家使用的电热油汀（电暖气）。电热油汀是利用电流的_____效应工作的。小明发现电热油汀通电一段时间后会很热，而与之连接的导线却不怎么发热，这是因为导线_____ ，所以相同时间内产生的热量少得多。相比用煤炭炉子取暖，用电热油汀取暖的优点是_____ （写出一条即可）。 热效率高 典例解析 热 电阻小 【解析】电流通过导体时会产生热量，这是电流的热效应，电热油汀就是利用电流的热效应工作的。 电热丝与导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，已知Q电热丝>Q导线，根据Q=I2Rt可知 R电热丝>R导线，所以电热丝通电一段时间后变得很烫，而连接电热水壶的导线却不怎么热，主要是因为导线比电热线的电阻小。 用电热油汀取暖环保无污染，热效率高。 典例解析 题型四、电热的利用和防止 方法技巧 题型四、电热的利用和防止 （1）电热的利用：判断常见用电器是不是利用电流热效应工作的，主要看用电器工作时能量转化的情况。如果验电器工作时电能主要转化成内能之外的其他形式的能量，即消耗的电能只有一少部分转化为内能，则这些用电器都不是利用电流热效应工作的。 （2）电热的防止：一般来说，如果对电气设备采取的措施是用来散热的，则该措施就是用于防止电热造成的危害。 （3）利用焦耳定律解释生活中的现象：利用焦耳定律解释生活中的现象时，注意从焦耳定律公式Q=I2Rt出发，根据影响电热的三个因素（电流、电阻、通电时间）逐一进行分析。 电热的利用和防止 第四节 家庭电路与安全用电 第十五章 电功和电热 一、家庭电路的组成 1. 家庭电路的组成及布线情况 家庭电路主要由进户线、电能表、配电箱（总开关、熔断器）、开关、插座、用电器等组成。考虑到用电安全，还有与大地相连的地线。 知识梳理 知识梳理 一、家庭电路的组成 2. 火线、零线与地线 进户的两条输电线中，一条火线，另一条叫做零线。火线跟零线之间的电压为220V；火线和地线间电压为220V，零线与地线间电压为0V。 3. 用电器的并联 家庭电路中各个用电器都是一端接在火线上，另一端接在零线上，即这些用电器是并联的，如图所示。这样，当一个支路发生断路时，其他支路仍能工作。 例如，台灯断开并不影响电视机等其他用电器正常工作。 二、安全用电常识 知识梳理 1. 人体触电 （1）触电：通常所说的“触电”是指一定强度的电流通过人体所引起的伤害事故。 （2）触电的两种形式 ①单线触电：人体接触火线或漏电的用电器，火线或漏电的用电器通过人体与大地构成通路。 ②双线触电：双线触电时，人体的两个部位（如两只手）分别接触火线和零线，火线通过人体与零线相连，构成通路。 单线触电 双线触电 二、安全用电常识 知识梳理 2. 电路安全 （1）用电器开关的连接 必须把用电器的开关装在火线上。这样，当断开开关后，用电器与火线分离，人碰到用电器就不会发生危险。 （2）双孔插座和五孔插座 分别按“左零右火”和“左零右火中接地”的规则接入电路。 二、安全用电常识 知识梳理 （3）漏电保护断路器 漏电是指由绝缘部分损坏或其他原因引起的电流泄漏。当电路出现漏电时，漏电保护断路器会自动切断电路。 如图所示是安装了漏电保护器的家庭电路。当电路处于正常工作状态时，图线路中A点和B点的电流相等，漏电保护器开关处于接通状态。 漏电保护断路器 若有人在C点不慎触电，则火线、人体、大地将构成回路，所产生的电流将不通过零线，此时通过线路中A、B两点的电流不相等，漏电保护器会迅速切断电路，从而起到保护作用。 3. 影响电路安全的原因与保护 电路及设备的安全也很重要。影响电路安全的原因一般有两个： （1）电路发生短路。如连接电路时误将火线和零线直接连通，或电线和用电器的绝缘皮破损，导致火线和零线直接连通等； （2）电路中使用的用电器功率过大。这种情况称为“过载”。 短路和过载都会使电路中的电流过大。由电流的热效应可知，电流过大时，导线的温度急剧升高，会导致线路损坏甚至酿成火灾。除上述情况之外，若线路连接处接触不良，则该处电阻会变大，从而造成局部过热，也可能引起火灾。 二、安全用电常识 知识梳理 二、安全用电常识 知识梳理 （3）空气断路器 在电路中安装一个熔点较低的熔丝熔断器，当电路过载或短路时，熔断器中的熔丝会熔断，从而切断电路，可以保护电路安全。 家庭电路早期曾经使用过这种熔断器，现在普遍使用的是空气断路器，如图所示。 空气断路器 二、安全用电常识 知识梳理 4．测电笔 （1）作用：测电笔是检测火线、零线的工具。 （2）测电笔的结构：如图所示是氖管测电笔，它通常由两个金属电极（笔尖、笔尾）、弹簧、氖管、高电阻（即阻值很大的电阻）、绝缘柄、绝缘外壳等组成。 二、安全用电常识 知识梳理 （3）氖管测电笔的使用 如图所示，使用氖管测电笔时，须手持绝缘柄，并用一根手指接触笔尾的电极（切不可用手直接接触笔尖的电极，否则有触电危险）。 当笔尖电极接触火线时，火线与测电笔、人体、大地构成通路，氖管因有微弱电流通过而发光；当笔尖电极接触零线或地线时，氖管不发光。 二、安全用电常识 知识梳理 （4）电子测电笔 现在较多使用电子测电笔，图所示是其中一种。它具有接触检测和非接触（感应）检测两种方式，不但能检测火线、零线，还具有显示电压、检测电路断点等多种功能。 二、安全用电常识 知识梳理 5. 安全用电常识 （1）发现用电器电源线的绝缘皮老化、破损，应立即停用并请专业人员更换。 （2）清洁用电器时必须严格按说明书要求，不得用湿布擦拭开关、插座等，不得在电线上晾晒衣物。 （3）用电器或电线着火时，应先切断电源再灭火；发现有人触电，应立即切断电源，无法切断电源时可用干燥木棍等绝缘体挑开触电者身上的电线。 题型一、家庭电路的组成与连接 【例题1】如图所示是某同学家的电路简化图，下列说法中正确的是（　　） A．电能表的读数为1234kW·h B．控制灯泡的开关和灯泡的位置可以互换 C．将试电笔插入三孔插座的甲孔中，氖管可以发光 D．用户保险熔断一定是因为家庭电路中发生了短路 典例解析 C 【解析】A．电能表最后一位是小数位，电能表的读数为123.4kW·h，故A错误； B．控制灯泡的开关要接在灯泡和火线之间，其位置不能互换，如果开关接在零线和灯泡之间，火线直接接在灯泡时，虽然断开开关，但是火线和灯泡相连，触及灯泡会发生触电事故，故B错误； C．三孔插座的甲孔连接火线，将试电笔插入三孔插座的甲孔中，氖管可以发光，故C正确； D．用户保险熔断，原因是电路中电流过大，原因可能是短路，也可能是家庭电路中使用的用电器总功率过大引起的，故D错误。 故选C。 题型一、家庭电路的组成与连接 题型一、家庭电路的组成与连接 【例题2】如图1是家庭电路示意图，插座与灯泡的连接方式是______联。闭合开关后，灯泡不亮，测电笔分别插入插座的三个孔中都不发光，则电路故障是______断路。家用电能表如图2所示，能接入电路中用电器的最大总功率为______ W。若家中仅有电饭锅工作，5min内电能表指示灯闪烁了300次，电饭锅在这段时间内产生的热量是______ J。 典例解析 火线 3.6×105 并 8800 【解析】由图1可知，插座与灯泡互不影响，它们的连接方式是并联。 由图1可知，若火线断路，则电路中没有电流，测电笔测任何位置均不发光。 由图2可知，该电能表能接入电路中用电器的最大总功率为 P=UI=220V×40A=8800W 图2中电能表常数3000imp/kW·h表示每消耗1kW·h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，所以当指示灯闪烁了300次，电饭煲消耗的电能即这段时间内产生的热量为 Q=W=300/3000kW⋅h=0.1kW⋅h=3.6×105 J 题型一、家庭电路的组成与连接 方法技巧 题型一、家庭电路的组成与连接 （1）家庭电路的组成：输电线、电能表、配电箱、插座、用电器。 （2）安装家庭电路注意的问题 ①先确定火线和零线，然后在干路火线上串联上熔断器，即电路保险装置，当电流过大时会自动熔断以保护电路。 ②控制电灯的开关要接在火线上，并与电灯串联。 ③螺口灯泡的螺旋一定要接在零线上。 ④电路中的插座，如果是两孔插座，一定是右孔接火线，左孔接零线，要与电灯并联；如果是三孔插座，则必须是“左零右火上接地”。 ⑤各家用电器与插座并联，开关与所控制的用电器串联。 家庭电路的组成及连接问题 题型二、电路安全 【例题3】下列不会引起家庭电路空气开关“跳闸”的是（　　） A．同时使用多个大功率用电器 B．进户线断路 C．电线绝缘皮老化，形成短路 D．火线和零线直接连通 B 典例解析 【解析】多个大功率用电器同时工作时，电路中的电流过大，空气开关会跳闸，电线绝缘皮老化、火线和零线直接连通，会造成短路，瞬间电流过大，空气开关会跳闸；进户线断路，电路中没有电流，空气开关不会跳闸，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 【例题4】图甲是小明房间的一个插座，用试电笔测试A孔时氖管发光。他想把图乙中插头插入插座中，下列说法正确的是（　　） A．A孔与零线相连 B．D脚插入A孔更安全 C．D脚插入B孔更安全 D．D脚插入A孔和B孔同样安全 B 【解析】使用试电笔时，笔尖接触被测导线，氖管发光的可以判断导线是火线，氖管不发光的是零线。说明A孔连接火线，为了安全，开关必须接在电灯和火线之间，所以图乙中D插脚和火线连接，D脚插入A孔更安全，这样在断开开关时，灯泡才不会带电，更安全，故B正确，ACD错误。故选B。 典例解析 题型二、电路安全 【例题5】家庭电路的触电事故都是人体直接或间接跟_____线接触造成的；如图甲所示是测电笔的结构，其中a为电阻、b为氖管，测电笔中的电阻与氖管的连接方式是_____ （选填“串联”或“并联”）；图乙、丙中，测电笔正确的握法是_____ （选填“乙”或“丙”）。 典例解析 丙 【解析】火线与大地间的电压为220V，当人体直接或间接与火线接触，并构成回路时，电流经过人体，所以会造成触电。 使用测电笔辨别火线和零线时，用手接触笔尾金属体，笔尖接触火线，电流从火线经过笔尖、电阻、氖管、弹簧、金属笔卡、人体，最终流入大地，所以笔中的电阻与氖管串联，正确的握法是丙。 火 串联 题型二、电路安全 【例题6】如图所示，是某住宅户内配电系统的方框图，结合方框图的情景，下列分析正确的是（ ） A．空气开关①跳闸时，电路一定发生了短路 B．空调电流过大时，漏电保护器会迅速切断电流 C．漏电保护器切断电流时，空调和电灯不能工作 D．更换电灯的灯泡时，只需断开空气开关③即可 典例解析 D 题型二、电路安全 典例解析 【解析】A．空气开关①跳闸的原因是干路上电流过大，可能是电路发生短路引起的，也可能是总功率过大引起的，故A错误； B．空调电流过大时，控制空调的空气开关②迅速切断电流，漏电保护器在另一条支路，互不影响，故B错误； C．漏电保护器切断电流时，插座不能工作，空调和电灯与插座并联在另外的支路，互不影响，空调和电灯可以正常工作，故C错误； D．更换电灯的灯泡时，只需断开控制灯泡的空气开关③即可，防止发生触电事故，故D正确。 故选D。 题型二、电路安全 【例题7】如图丙所示，用笔画线代替导线将电灯和控制它的开关、三孔插座接到家庭电路中。 典例解析 【解析】在家庭电路中，三孔插座的连接方法为：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线；火线在进入小灯泡时，先接开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套；如图所示： 题型二、电路安全 【例题8】如图所示，关于家庭电路，下列说法不正确的是（　　） A．图甲中洗衣机电源插头上标字母E的导线与洗衣机的金属外壳相连 B．图乙中的空气开关能防止家庭电路中电流过大导致的危险 C．图丙是漏电保护器，它不能防止站在绝缘凳上的人同时接触火线和零线而触电 D．图丁中断开开关S的情况下，手指接触灯L的接点M时不会触电 典例解析 D 题型二、电路安全 典例解析 【解析】A．三脚插头的插头E与用电器的外壳相连，使用中与地线相接避免触电，故A正确，不符合题意； B．家庭电路中空气开关的作用是保护电路，当电路中发生短路或用电器总功率过大时会引起家庭电路电流过大，空气开关跳闸，故B正确，不符合题意； C．当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到火线和零线时（双线触电），流过火线与零线的电流相等，保护器中火线和零线中电流产生的磁场应完全抵消，漏电保护器不会切断电路，故C正确，不符合题意； D．人站在地面上手接触台灯接点M时，M点与火线相通，接触时会触电，故D错误，符合题意。故选D。 题型二、电路安全 $