专题02 电流做功（期末复习讲义）九年级物理上学期新教材北师大版（北京）

该初中物理复习讲义以电能转化为主线，通过分类梳理、表格对比构建知识体系，将电能来源与转化、电功公式适用条件等制成对比表格，按“电能-电功-电功率-电热”逻辑分层呈现，突出纯电阻电路与非纯电阻电路辨析等重难点。 讲义创新设计“题型分类+方法指导”模块，针对电功率计算、多挡电器分析等高频考点，总结串并联电路功率分配技巧，结合“伏安法测功率”实验题培养科学探究能力，通过动态电路分析题训练科学推理素养，基础题夯实物理观念，综合题提升问题解决能力，助力教师分层教学与精准复习。

专题02 电流做功（期末复习讲义） 【明】期末考情 考点内容 课标要求 命题预测 电能、电功及相关计算 从能量转化角度认识电源和用电器，结合实例了解电功，学读家用电能表、根据读数计算用电量 如果说《欧姆定律》是电路理论的基础，那《电功率》则是电路分析与计算的目标与方向。所以，电功率在初中物理中占据举足轻重的地位，无论考卷分值、试题数量和考点分配怎样，对本单元的考查都应作为备考的重点和热点。 本单元考点集中体现在电能与电功的计算、电功率的简单计算、电功率和电热的综合计算；伏安法测小灯泡功率、电流的热效应与什么因素等。所见考题与欧姆定律等电学知识相结合是这类考题的一大特点。 从考题题型看，对此内容的考查题型涵盖了选择题、填空题、实验题、压轴题（综合计算题）和综合应用题等。 从命题方向和命题点看，主要有：电功率的简单计算、电路分析与计算、动态电路分析、I-U图像的应用、应用电功率进行综合计算、电功率在生活中的应用、电路安全与极值、测量小灯泡额定功率、影响电流热效应的因素等 电功率及其简单计算 结合实例，了解电功率，知道用电器的额定功率和实际功率，调查常见用电器的铭牌，比较它们的电功率 电功率的综合计算 理解电功率和电流、电压的关系，并能进行简单计算；知道在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比 测量小灯泡电功率 调查常见用电器的铭牌，比较它们的电功率 焦耳定律及应用 通过实验了解焦耳定律 电热器具的综合计算 能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象 考点一 电能 电功 知识点01 电能 1、电能的来源：其他形式的能量转化为电能。 电能来源 能量转化 干电池、蓄电池 化学能→电能 火力发电 燃料的化学能→电能 水力发电、风力发电 机械能→电能 太阳能发电 太阳能→电能 核能发电站 核能→电能 2、电能的利用 用电器是消耗电能的装置，消耗电能的过程，就是把电能转化为其他形式能的过程，消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能。 3、电能的符号及单位 （1）符号：电能用符号W表示。 （2）单位：在国际单位制中，电能的单位是焦耳，简称焦，用符号J表示。电能的常用单位是千瓦时，俗称度，用符号kW·h表示。换算关系为。 知识点02 电能表 1、作用：计量用电器在一段时间内消耗的电能。 2、读数方法 电能表在一段时间内前后两次示数的差值，就是这段时间内用电的度数，即这段时间内消耗的电能。最后一位框内数字为小数，例如，初电能表示数为741.5kW·h，4月初示数为781.5kW·h。所以这个月用电781.5kW·h－741.5kW·h＝40kW·h。 3、四个重要参数 （1）“220V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用。 （2）“10（20）A”表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20 A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。 （3）“50Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。 （4）“600r/（kW·h）”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过600转。 【注】电子式电能表独有的“3000imp/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表的指示灯闪烁3000次。 知识点03 电功 1、电功 电流所做的功叫电功，用字母W表示。电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程，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。 【注】电功是过程量，反映的是电能消耗的多少；电能是状态量，反映的是能够做功的本领。 2、电功的计算 （1）公式：。（适用于所有电路） （2）推导公式：。（只适用于纯电阻电路） 考点二 电功率 知识点01 电功率 1、定义：电流做功与所用时间之比，用符号P表示。 2、物理意义：表示电流做功的快慢。 3、单位：瓦特，简称瓦，用符号W表示。常用单位还有千瓦（kW），它们的换算关系是1kW=1000W。 4、常见用电器的电功率 家用空调、电饭煲、微波率、烤箱 约1000 W 电吹风、洗衣机 约500 W 液晶电视机、电冰箱 约 100 W 热水器 约2000W 台式计算机 约 200 W 手电筒 约1W 5、电功率的计算 （1）定义式：。 （2）计算式：，适用于所有电路。 （3）推导式：，只适用于纯电阻电路。 知识点02 额定电压 额定功率 1、额定电压：用电器正常工作时的电压，用表示，是唯一的。 2、额定功率：用电器正常工作时的功率，用表示，是唯一的。 3、实际电压：用电器实际工作时的电压，可能与额定电压相等，也可能不等，用表示，是变化的。 4、实际功率：用电器实际工作时的功率，可能与额定功率相等，也可能不等，用实表示，是变化的。 5、额定电压、额定功率、实际电压、实际功率之间的关系 用电器两端电压 电功率 用电器工作情况 正常工作 用电器不能正常工作，有可能损坏用电器 用电器不能正常工作 6、影响灯泡亮暗的因素：灯泡的亮暗由其实际功率决定，实际功率越大，灯越亮。 知识点03 串、并联电路的总功率 1、串联电路总功率 串联电路的总功率等于各串联用电器的电功率之和，即。 2、并联电路的总功率 并联电路的总功率等于各并联用电器的电功率之和，即。 3、串联电路电功率的分配 纯电阻串联电路中，各电阻消耗的电功率与其阻值成正比，即。 4、并联电路电功率的分配 纯电阻并联电路中，各电阻消耗的电功率与其阻值成反比，即。 知识点04 用电器挡位问题 1、原理：通过改变总电阻R的大小来改变用电器的电功率P。 根据，U不变，R最小→P最大→高温挡；R最大→P最小→低温挡。 2、常见用电器举例 电路图 （短路式） （并联式） （单刀双掷开关） 低温档 只闭合S，两电阻串联， 只闭合S、S2，只有接入电路， S1断开，S2接 b，、串联， 中温档 无 只闭合S、S1，只有接入电路， 闭合S1，S2接b，只有接入电路， 高温档 闭合S、S0，只有接入电路， S、S1、S2都闭合时，、并联， 闭合S1，S2接a，，、并联， 考点三 测量小灯泡的电功率 知识点01 伏安法测量小灯泡的电功率 1、实验原理：。 2、实验器材：两节干电池、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡（额定电压为 2.5 V）、开关、导线若干。 3、实验步骤 （1）按照电路图连接实物图，检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片、观察电压表的示数。 （2） ①使小灯泡两端的电压等于额定电压，观察小灯泡的亮度，测量它的电功率，这是它的额定功率。 ②使小灯泡两端的电压低于额定电压，观察小灯泡的亮度，测量它实际的电功率。 ③使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度，测量它实际的电功率。 （3）按照电路图连接实物图，检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片、观察电压表的示数。 4、实验结论：小灯泡在不同电压下，功率不同，实际功率越大，小灯泡越亮。 5、实验注意事项及常考的作用 （1）滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变小灯泡两端的电压，实现多次测量。 （2）调节小灯泡两端的电压高于额定电压时，要注意实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡。 （3）分析数据时，不能把三次的电功率取平均值，因为这三次的电功率是小灯泡在三个不同电压下的实际功率，求平均值无任何意义。 知识点02 特殊方法测量小灯泡的额定功率 1、伏阻法 电路设计 实验步骤 表达式 （已知、） ①闭合S、S1，移动滑动变阻器滑片，使电压表的读数为； ②断开S1，闭合S2，读出电压表的示数为 （已知、） ①闭合S、S1，移动滑动变阻器滑片，使电压表的读数为； ②断开S1，闭合S2，读出电压表的示数为 2、安阻法 电路设计 实验步骤 表达式 （已知、） ①闭合S、S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表的读数为； ②断开S2，闭合S1，读出电流表的示数为 （已知、） ①闭合S、S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表的读数为； ②断开S2，闭合S1，读出电流表的示数为 3、等效替代法 电路设计 实验步骤 表达式 （已知、电阻箱阻值） ①只闭合S1，移动滑动变阻器滑片，使电流表的读数为； ②断开S1，闭合S2，保持滑片P位置不变，调节电阻箱，当电流表的示数为时，读出电阻箱连入电路的电阻为R 考点四 焦耳定律 知识点01 电流的热效应 1、定义：电流通过导体时电能转化为内能的现象。 2、电热的利用和防止 （1）利用：电暖气、电烙铁、电热毯、电饭锅、养鸡场的电热孵化器等电热器。发热体是由电阻大、熔点高的金属导体制作的。 （2）防止：用电器的散热孔、电脑的微型风扇。 知识点02 探究电流产生的热量与哪些因素有关 1、实验方法 （1）控制变量法； （2）转换法：通过U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少。 2、实验步骤 （1）图甲：探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系 把两个密封着等量空气的透明容器中的两个阻值不同的电阻丝串联起来；通电一段时间，观察比较两个U形管中液面高度的变化。 （2）图乙：探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系 两个密封容器中的电阻丝阻值一样大；在右边容器的外部，将一个阻值和容器内电阻丝阻值相等的电阻丝与容器内电阻丝并联；通电一段时间，观察比较两个U形管中液面高度的变化。 3、实验结论 电阻越大、通过电阻的电流越大、通电的时间越长，电阻产生的热量越多。 知识点03 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 。 3、焦耳定律公式的理论推导 当电流做的功全部转化为电热时，即。对纯电阻电路（只存在电流热效应的电路），可用进行电热计算。 4、串、并联电路中电热的关系 串联电路中电热之比等于电阻之比；并联电路中电热之比等于电阻的倒数之比。 题型一 电功率与电功 解｜题｜技｜巧 （1）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）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； 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； 3）若已知电阻两端电压和通过电阻的电流，优先考虑公式P=UI。 【典例1】在日常生活中，节约用电是每个公民的社会责任。使用电器时的下列做法中，通过缩短通电时间达到省电目的的是（　　） A．用电灯照明时，选新型节能灯 B．用电风扇吹风时，选低转速挡 C．洗衣机洗薄衣时，用快洗程序 D．看电视时，把亮度或音量调低 【答案】C 【详解】A．新型节能灯与传统照明灯相比较，发光亮度差不多，但实际功率要小得多，故A不符合题意； B．用电风扇吹风时，选低转速挡，实际功率减小，故B不符合题意； C．洗衣机洗薄衣服时，采用快洗程序，缩短了洗衣机的用电时间，从而节约了电能，故C符合题意； D．看电视时，把音量和亮度调低，电视机实际功率减小，故D不符合题意。 故选C。 【变式1】下列说法正确的是（　　） A．电荷移动就能形成电流 B．电功率是表示电流做功多少的物理量 C．导体电阻大小是由电压和电流决定的 D．电功率是表示电流做功快慢的物理量 【答案】D 【详解】A．电流的形成需要电荷的定向移动，若电荷无规则移动（如金属中的自由电子热运动），不会形成电流，故A错误； BD．电功率的公式为，表示单位时间内电流做功的多少，因此电功率是描述做功快慢的物理量，而“做功多少”由电功（）表示，故B错误，D正确； C．导体的电阻由材料、长度、横截面积和温度决定，与电压和电流无关。公式仅用于计算电阻，不能说明电阻由电压和电流决定，故C错误； 故选D。 【变式2】关于电功，下列说法正确的是（　　） A．电流做了多少功，就相当于有多少电能转化为其他形式的能 B．电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能的多少 C．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能 D．电功就是电能，两者只是名称不同而已 【答案】A 【详解】A．电功的实质是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，就意味着有多少电能转化为其他形式的能。例如，电流通过电动机做功，电能转化为机械能；电流通过电热器做功，电能转化为内能，故A正确。 B．根据能量守恒定律，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，电流做功的多少与电能转化为其他形式能的多少是相等的，不存在电流做功的多少大于电能转化为其他形式能的多少这种情况，故B错误； C．电流通过电灯做功时，电能主要转化为光能，但同时也有一部分电能转化为内能，因为电灯在发光的过程中会发热，故C错误； D．电功是指电流所做的功，是一个过程量，它表示电能转化为其他形式能的过程；而电能是一种能量形式，是一个状态量。电功和电能是两个不同的概念，不能简单地认为电功就是电能，只是名称不同，故D错误。 故选A。 题型二 小灯泡亮度问题 解｜题｜技｜巧 （1）“正常发光”即小灯泡正常工作，在额定电压下以额定的功率工作。 （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）两个灯泡的安全：为保护灯泡不会损害，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。 【典例1】图所示的电路中，电表和各器件均完好，电源电压不变。当开关S闭合，滑片P向右移动时，下列判断中正确的是（　　） A．电流表和电压表示数都变大，灯泡变亮 B．电流表和电压表示数都变小，灯泡变暗 C．电流表示数变大，电压表示数变小，灯泡变亮 D．电流表示数变小，电压表示数变大，灯泡变暗 【答案】B 【详解】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据串联电路中的总电阻等于各串联电阻之和可知，此时电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，通过电路中的电流变小，即电流表示数变小。由U=IR可知，灯泡两端电压变小，即电压表示数变小，由P=UI知小灯泡的实际功率变小，小灯泡变暗。故B正确，ACD错误。 故选B。 【变式1】如图所示，电源电压恒定，灯泡规格未知电阻会随温度变化，滑动变阻器上标有“20Ω0.5A”字样，为定值电阻，电流表量程为0-0.6A，两电压表的量程均为0-15V。同时闭合S1、S2，滑片移到最左端时，电压表V1的示数为6V，电流表的示数为；紧接着只断开S1，灯泡正常发光，电流表示数变为0.4A，然后在电路安全的情况下最大范围移动滑片，在此过程中灯泡消耗的最大功率与最小功率的比为10：1，电压表的示数变化了2V。下列说法正确的是（　　） A．闭合S1、S2时，电压表V2的示数为6V B．只闭合S2时滑动变阻器的取值范围是0-18Ω C．灯泡的额定功率为 D．在电路安全的前提下调整开关的通断和滑片位置，电路最大的功率为 【答案】B 【详解】闭合S1、S2时，灯泡、滑动变阻器、电压表V2被短路，电压表V2的示数为0，电路中电流表和电阻R0串联，电压表V1测电源电压，电源电压U=6V，电阻R0的阻值 紧接着只断开S1，由于滑片移到最左端，滑动变阻器接入电路的阻值为0，电阻R0和灯泡串联，电流表示数变为0.4A，灯泡正常发光时的电阻 灯泡的额定功率 即为灯泡消耗的最大功率，在电路安全的情况下最大范围移动滑片，此时电阻R0、灯泡、滑动变阻器串联，灯泡消耗的最大功率与最小功率的比为10∶1，则灯泡消耗的最小功率为 灯泡正常发光时的电压 电压表V2 的示数变化了2V，电压表V2 测滑动变阻器和灯泡两端电压，即U2=2V+2V=4V 电阻R0两端电压U0=U-U2=6V-4V=2V 通过电阻R0的电流 电阻R0消耗的电功率 串联电路电流处处相等，此时电路消耗的总功率 此时滑动变阻器消耗的电功率P滑=P总-P最小-P0=1.2W-0.08W-0.4W=0.72W 串联电路电流处处相等，此时滑动变阻器的接入电路的电阻 只闭合S2时滑动变阻器的取值范围是0~18Ω；在电路安全的前提下调整开关的通断和滑片位置，即闭合S1、S2时，电路总电阻最小，电流最大，获得最大电路的功率 故B正确，ACD错误。 故选B。 【变式2】手机屏幕能随光照强度自动调节亮度，如图所示是它的电路原理图，电阻R的阻值随光照强度的变大而减小；保持电源电压不变，闭合开关S，当光照强度变小时，下列说法正确的是（灯丝电阻不随温度变化）（　　） A．灯泡L电功率变大，电压表示数变大 B．灯泡L电功率变小，电流表示数变大 C．灯泡L电功率变小，电压表示数与电流表示数的比值变大 D．灯泡L电功率变大，电压表示数与电流表示数的比值变小 【答案】C 【详解】由图可知，光敏电阻和灯串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量光敏电阻两端的电压。 闭合开关S，当光照强度变小时，电阻R的阻值变大，因为灯丝电阻不随温度变化，根据串联电阻规律可知，电路总电阻变大，电源电压不变，根据可知，电路中电流变小，电流表示数变小，因为灯的电阻不变，根据可知，灯两端电压变小，电源电压不变，根据串联电路电压规律可知，光敏电阻两端电压变大，电压表示数变大，根据可知，电压表示数与电流表示数的比值变大，根据可知，因为灯两端电压变小，通过灯的电流变小，所以灯的电功率变小，故C正确，ABD错误； 故选C。 题型三 多挡电器电热的计算 解｜题｜技｜巧 解答多挡电路类试题时，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。 【典例1】某品牌电火锅有低温、中温和高温三挡，如图甲所示。其简化电路如图乙所示，、为阻值一定的电热丝（）。通过开关S1、S2的断开和闭合，可以让电火锅在不同的挡位工作。下列说法中正确的是（　　） A．S1闭合、S2断开时火锅处于低温挡 B．高温挡一定比低温挡产生热量多 C．先闭合S1、再闭合S2电路总电阻增大 D．高温挡时断开S2，两端电压不变 【答案】D 【详解】A．电源电压一定，当闭合、断开时，只有接入电路，此时电路消耗的功率，当闭合、断开时，只有接入电路，此时电路消耗的功率，当、都闭合时，、并联，此时电路消耗的功率。因为上述3种连接方式的电路总电阻，所以，则S1闭合、S2断开时火锅处于中温挡，故A错误； B．电火锅为纯电阻用电器，则电流通过用电器做功产生的电热，由公式可知产生的电热多少与功率和时间都有关，高温挡功率大，但不知道工作时间，所以不能确定高温档一定比低温挡产生热量多，故B错误； C．先闭合，只有接入电路，再闭合，、并联，根据并联电路电阻特点，并联的电阻越多，总电阻越小，所以电路总电阻减小，故C错误； D．高温挡时、并联，各用电器两端电压等于电源电压；断开，电路中只有，其两端电压也等于电源电压，所以两端电压不变，故D正确。 故选D。 【变式1】如图甲是有保温、加热功能的暖菜板，简化电路如图乙所示，其中M为风扇，R1和R2均为电热丝，R2=96.8Ω，旋转开关S2可以让暖菜板处于加热挡或保温挡。说明书上保温总功率由于污渍遮挡看不清。暖菜板正常工作时，下列说法中错误的是（　　） 型号 805D 电路总功率 加热 2100W 电压 220V 保温 用途 暖菜、温奶 风扇功率 100W A．内置风扇的工作电流约为0.45A B．R1的阻值为24.2Ω C．保温状态下工作5min，电热丝产生的热量1.2×105J D．加热状态下电路总电阻为22Ω 【答案】D 【详解】A．由表中数据可知，风扇的功率为P风=100W，根据P=UI可得，内置风扇的工作电流为，故A正确； B．由图乙可知，开关S1闭合，S2接触点1、2时，电路中只有风扇工作；S2接触点2、3时，电热丝R1与R2串联，再与风扇并联，加热电路的总电阻较大；S2接触点3、4时，加热电路中只有电热丝R1工作，再与风扇并联，加热电路的总电阻较小，根据可知，S2接触点2、3时，加热电路消耗的电功率较小，暖菜板处于保温挡；S2接触点3、4时，加热电路消耗的电功率较大，暖菜板处于加热挡。由于并联电路各支路互不影响，故加热挡下R1的电功率为P1=P加-P风=2100W-100W=2000W 根据可得，R1的阻值为 故B正确； C．保温状态下电热丝的功率为 根据Q=I2Rt=Pt可得，工作5min电热丝产生的热量为Q=P保t=400W×5×60s=1.2×105J 故C正确； D．加热状态下，电热丝R1与风扇并联，已知求得R1的阻值为24.2Ω，由于风扇为非纯电阻用电器，无法求得风扇的电阻，故加热状态下电路的总电阻不能确定，故D错误。 故选D。 【变式2】一支标有“220V  200W”的电烙铁，为使电烙铁正常工作时的电功率为200W，而在不工作时电烙铁的电功率为50W，使之不会完全冷却。某同学设计了如图的电路，其中，S为单刀双掷开关，L为一只额定电压为220V的灯泡。不考虑温度对电阻的影响，下列说法准确的是（  ） A．电烙铁的电阻为11Ω B．选用灯泡的规格应为“220V 100W” C．当S拨向2时，电烙铁处于正常工作状态 D．在1s内，电烙铁在不工作状态下整个电路消耗的电能与正常工作状态相比，可节约100J电能 【答案】D 【详解】A．电烙铁的电阻值，故A错误； B．当电烙铁的电功率为50W时，两端电压为 电路中电流为 则串联的灯泡的电阻为 故额定电压为220V的灯泡的额定功率为 故B错误； C．当S拨向1时，电路中只有电烙铁工作，并且两端电压为220V，此时电烙铁正常工作；当S拨向2时，灯泡与电烙铁串联，由于串联电路起分压作用，因此此时电烙铁两端电压小于220V，因此电烙铁不能正常工作，故C错误； D．当S拨向1时，电烙铁1s内消耗的电能为W=Pt=200W×1s=200J 当S拨向2时，灯泡与电烙铁串联， 1s内整个电路消耗的电能为 因此在1s内，电烙铁在不工作状态下整个电路消耗的电能与正常工作状态相比，可节约的电能为200J-100J=100J，故D正确。 故选D。 期中基础通关练（测试时间：10分钟） 一、单选题 1．LED灯的能耗小，造价低，使用寿命长。若一个LED台灯，用电压为6V的电源供电，正常工作电流为300mA。此LED台灯正常工作时的电功率为（　　） A．1.8W B．18W C．180W D．1800W 【答案】A 【详解】此LED台灯正常工作时的电功率 故选A 2．将锡箔纸连接在干电池两端，利用电流的热效应可将锡箔纸点燃。下列电器中，主要利用该原理工作的是（　　） A．电暖器 B．电风扇 C．电视机 D．节能灯 【答案】A 【详解】A．电暖器主要将电能转化为内能，利用电流热效应，故A正确； B．电风扇主要将电能转化为机械能，故B错误； C．电视机主要将电能转化为光能、声能等，故C错误； D．节能灯主要将电能转化为光能，故D错误。 故选A。 3．甲、乙用电器上分别标着“220V，15W”、“110V，100W”，它们都在额定电压下工作，则下列说法中正确的是（　　） A．甲用电器做功一定少 B．完成相同的功，甲用电器所用的时间一定少 C．乙用电器做功一定快 D．相同的时间内，乙用电器完成的功一定少 【答案】C 【详解】A．甲的功率小，只是表明在相等的时间内做功少，但时间未知，不能据此判断它们做的功的多少关系。故A错误； B．做相同的功，甲的功率小，根据可知，甲用的时间多。故B错误； C．乙的功率大，说明在单位时间内做的功多，即做功快。故C正确； D．做功时间相同，乙的功率大，根据可知，乙做的功多。故D错误。 故选C。 4．我国科学家首次通过实验证明了二维极限下的单层铜基超导体具有和块体铜基超导体相同的超导特性。利用超导材料电阻为零的特性，你认为超导材料最不适合用来做（　　） A．输电导线 B．电动机线圈 C．计算机电子元件 D．电炉丝 【答案】D 【详解】A．根据焦耳定律，超导体电阻为零不会发热，因此用来做输电导线可以减少电能损耗，故A不符合题意； B．因为超导体电阻为零，所以利用超导体做电动机线圈可以提高电动机的效率，减少不必要的能量消耗，故B不符合题意； C．若用超导材料制作电子元件，电子元件在通电时不会发热，可以延长电子元件的使用寿命且降低电能损耗，同时元件尺寸还可以大大缩小，故C不符合题意； D．电炉丝是通过电流的热效应工作的，超导体电阻为零不会发热，因此不能用超导材料做电炉丝，故D符合题意。 故选D。 5．如图所示电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻。当在电路中a、b两点间接入一个标有“6V，2W”的小灯泡时，闭合开关S，它恰好正常发光；若在a、b两点间接换一个标有“6V，3W”的小灯泡，它实际消耗的电功率将（　　） A．小于3W B．大于3W C．等于3W D．都有可能 【答案】A 【详解】如图所示为灯与定值电阻串联的电路，两个小灯泡的额定电压相等，根据可知标有“6V，3W”的小灯泡的电阻小于标有“6V，2W”的小灯泡，闭合开关S，标有“6V，2W”的小灯泡恰好正常发光，说明此时a、b两点间电压为6V，根据串联分压，当在a、b两点间接换一个标有“6V，3W”的小灯泡时，小灯泡两端电压的实际电压减小，将小于6V，此时小灯泡的实际电压小于额定电压，那么实际功率小于额定功率，因此它实际消耗的电功率将小于3W。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．现有两个定值电阻R1和R2（R1＞R2），按照如图所示的四种方式，分别接到电压恒为U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是（　　） A．W甲＞W乙＞W丙＞W丁 B．W乙＞W丙＞W甲＞W丁 C．W甲＞W丙＞W丁＞W乙 D．W丙＞W丁＞W乙＞W甲 【答案】C 【详解】根据串联电路的电阻特点可知，乙图中的总电阻最大，根据并联电路的电阻特点可知，甲图中的总电阻最小，又由于R1＞R2 则四个电路中的总电阻关系为R乙＞R丁＞R丙＞R甲 因电源的电压恒为U，且工作时间相等，由可知W甲＞W丙＞W丁＞W乙 故C正确，ABD错误。 故选C。 7．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 【答案】B 【详解】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。 8．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，则（　　） A．电流表A1的示数变小，电压表V的示数变大 B．电流表 A2的示数不变，电压表V的示数不变 C．电压表V示数与电流表A1示数的比值变大 D．电路消耗的总功率变大 【答案】C 【详解】A．由电路图可知，R1与R2并联，电流表A2测R2支路的电流，电流表A1测干路电流，电压表V测电源两端的电压。因电源电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表V的示数不变，故A不符合题意； B．将滑动变阻器的滑片P向右移动，接入电路中的电阻变大，由可知，R2支路的电流变小，即电流表A2的示数变小，故B不符合题意； C．因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，当R2支路的电流变小，通过电阻R1的电流不变，则干路电流也变小，即电流表A1的示数变小，则电压表V与电流表A1示数的比值变大，故C符合题意； D．干路电流变小，电源电压不变，根据P=UI可知，电路中的总功率变小，故D不符合题意。 故选C。 期中重难突破练（测试时间：10分钟） 二、实验题 9．小华想探究“电流通过导体产生的热量跟电流大小是否有关”。实验桌上有三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量和初温都相同的煤油、完全相同的温度计，其中2个烧瓶内装有阻值为5Ω的电阻丝，另1个烧瓶内装有阻值为10Ω的电阻丝。实验桌上还有满足实验要求的电源、开关各一个，电流表两块，滑动变阻器两个，导线若干。小华将相关实验器材连接成图所示的电路，甲烧瓶中装的电阻丝的阻值为5Ω。 (1)如图所示的电路中，装入烧瓶乙中的电阻丝的阻值应是 Ω； (2)实验中电流通过导体产生的热量是通过 （选填“温度计示数的变化”或“通电时间”）体现的； (3)滑动变阻器在该实验中除了具有保护电路的作用外，还有 的作用。 【答案】(1)5 (2)温度计示数的变化 (3)改变通过电阻丝的电流大小 【详解】（1）探究“电流通过导体产生的热量跟电流大小是否有关”的实验，根据控制变量法可知甲、乙烧瓶内电阻丝的电阻相等（和通电时间相同），故烧瓶乙中的电阻丝的阻值应是5Ω。 （2）实验中电流通过导体产生的热量是通过温度计示数的变化体现的，这是转换法。 （3）探究“电流通过导体产生的热量跟电流大小是否有关”，要改变电路的电流，滑动变阻器在该实验中除了具有保护电路的作用外，还有改变通过电阻丝的电流大小的作用。 10．小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，设计了如图甲所示的电路图。 (1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整； (2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 （选填“A”或“B”）端。闭合开关后，移动滑片，发现小灯泡不亮，则电路故障可能是滑动变阻器 （选填“短路”或“断路”）； (3)排除故障后，某次实验电压表的示数如图乙所示，为 V；为了让小灯泡达到正常发光状态，此时滑动变阻器的滑片应向 （选填“A”或“B”）端滑动； (4)小明测得多组数据，并画出如图丙所示的图像。由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω，小灯泡的额定功率为 W。 【答案】(1) (2) B 断路 (3) 1.2 A (4) 6.25 1 【详解】（1）实验中，应将灯泡和滑动变阻器串联，且滑动变阻器要“一上一下”接线，电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端，且“正进负出”，故电路图如图所示： <> （2）[1]为保护电路，闭合开关前，滑片应置于阻值最大处，即B端。 [2]若滑动变阻器短路，则电路中有电流，此时灯泡会亮，当滑动变阻器断路时，电路中无电流，此时灯泡不亮。 （3）[1]由图乙可知，电压表选小量程，其分度值为0.1V，故此时电压表的示数为1.2V。 [2]此时灯泡两端电压小于其额定电压2.5V，故需增大灯泡两端电压，即减小滑动变阻器两端的电压，根据串联分压可知，应减小滑动变阻器接入电路中的阻值，故滑片应向A端移动。 （4）[1][2]灯泡正常发光时的电压U=2.5V，由图丙可知，此时通过灯泡的电流为I=0.4A，则灯泡正常发光时的电阻为 小灯泡的额定功率为 11．某同学在“测定小灯泡的电功率”实验中，小灯泡上标有“2.5V”字样，所用电源电压保持不变，滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样。他正确连接电路，实验步骤正确，闭合电键后，电压表示数为2V，电流表示数如图（a）所示。移动滑动变阻器的滑片，当小灯正常发光时，电流表的指针偏离图（a）所示位置2小格。 （1）图（b）是该同学实验电路图，请你在图中补上所缺部分，并标出它的正负接线柱 ；闭合电键前，应将滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端； （2）电源电压为 V；当观察到 时，小灯正常发光；小灯的额定功率为 W。 【答案】 左 6 电压表示数为2.5V 0.6 【详解】（1）[1]测量小灯泡电功率时，要用电压表测电压，用电流表测电流，然后根据进行计算，所以图中缺少电压表，电压表应并联在灯泡两端； [2]开关闭合前，为防止电流过大，要把滑片移到阻值最大位置，即将滑片移动到最左端。 （2）[3]图中电流表接量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A，此时电压表示数为2V，所以灯丝电阻为 此时，则电源电压 [4][5]灯正常发光时，其两端电压应为2.5V，故应移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.5V，灯泡正常发光，此时电流表示数为0.24A，则 12．物理学家焦耳最先通过实验确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，他的名字被命名为功和能量的单位。小明在学习相关知识后，想自己动手探究“电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”，于是设计了如图甲所示的电路进行实验。       (1)请根据电路图，用笔画线代替导线将图乙中的器材连接成完整电路。 (2)小明采用了两个完全相同的烧瓶，烧瓶中分别装有质量、初温相等的煤油，且电阻丝阻值R1<R2，小明连接好电路后闭合开关一段时间，记录两个温度计的示数，他设计该实验的目的是探究电流通过导体产生的热量与 的关系。 (3)闭合开关，经过一定的时间后，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了Δt1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了Δt2，则Δt1 Δt2（选填“大于”或“等于”或“小于”）。 (4)小明同学在完成上面的实验后，还想用此装置继续探究电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系，请你帮他设计一个实验方案： 。 【答案】(1) (2)电阻 (3)小于 (4)见解析 【详解】（1）由电路图可知，电源、开关、电流表、电阻R1、R2和滑动变阻器串联，滑动变阻器右下接线柱接入电路，因此连接实物图如图所示： （2）由图可知，R1、R2两电阻串联，根据串联电路电流的特点可知，通过R1、R2的电流相同，闭合开关一段时间，通电时间相同，且电阻丝阻值R1<R2，根据控制变量法可知，该实验的目的是探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。 （3）根据Q=I2Rt可知，在电流和通电时间相等时，电流通过导体产生的热量与电阻成正比，因为R1<R2，所以Q1<Q2；根据Q=cmΔt可知，在煤油的比热容和质量相等时，温度变化量与吸收的热量成正比，所以Δt1<Δt2。 （4）要想探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系，应控制电阻和通电时间一定，只改变电流，因此可以闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电流，保证通电时间相同，比较每一次实验中R1所在烧瓶中煤油的温度计示数的变化情况，便能探究电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系。 期中综合拓展练（测试时间：15分钟） 三、计算题 13．如图甲是一种速热水龙头，图乙是它的内部电路简图，R1、R2是电热丝，通过旋转手柄使扇形开关S同时接触两个相邻触点，可实现冷水、温水或热水挡之间的切换。当开关同时接触2、3触点时，此时通过电源的电流为5A；当触点同时接触3、4触点时，此时通过电源的电流为15A。通过计算回答： (1)水龙头出温水的功率是多少瓦？ (2)电热丝R2的阻值是多少欧？ (3)持续出热水10s，电流通过R2产生多少焦的热量？ 【答案】(1)1100；(2)22；(3) 【详解】(1)由功率计算公式 可知，当电源恒定时电路电流越大则功率越大，当开关同时接触2、3触点时，电阻R1单独接入，此时通过电源的电流为5A，为温水档，出温水的功率为 R1电阻为 (2)当触点同时接触3、4触点时，此时通过电源的电流为15A，此时为热水挡，R1、R2并联，根据并联电路分流特点，此时R2所在支路的电流为 则R2电阻为 (3)在热水档，由焦耳定律计算公式可知R2产生的热量为 答：(1)水龙头出温水的功率是； (2)电热丝R2的阻值是； (3)持续出热水10s，电流通过R2产生的热量为。 14．小明自制一把有高、低挡位的电热切割器，其电路如图甲所示。已知电源电压为12V，电阻丝、阻值均为。只将接入电路时，为低温挡。小明使用电热切割器时，其功率与时间的关系如图乙所示。求： (1)处于低温挡时的工作电流； (2)处于高温挡时的电功率； (3)内，电热切割器产生的总热量。 【答案】(1)2.4A (2)57.6W (3)1440J 【详解】（1）闭合开关S1，只将接入电路时，为低温挡， （2）两个开关都闭合，高温挡时电阻丝、并联，两个电阻阻值相同 两个支路的电流相同 电路的总电流 处于高温挡时的电功率 （3）由图乙可知，低温挡工作时间 低温挡工作时产生的热量 高温挡工作时间，高温工作时产生的热量 电热切割器产生的总热量 四、综合题 15．阅读材料，回答问题。 光伏发电 光伏发电在我国能源领域占据重要地位。光伏发电简易原理如图，电池板上具有大量的不稳定电子，当太阳光照射到电池板上时，这些电子获得能量会定向移动形成电流，电流通过控制器和逆变器就可以供我们生产生活使用。但光伏发电受环境影响较大，阴影遮挡是最常见的环境影响之一。 (1)电池板中有两层纯硅掺杂形成的材料（如图），其中电极1相当于电源的 极（在电源内部电流的方向是从电源的负极流向正极）；电池板的外壳材料选择也有较高要求，其中下列性质不是外壳材料所需具备的是 （填字母）。 A．良好的导热性B．良好的透光性C．良好的导电性D．良好的耐磨性 (2)若电池板每小时输出的电能是，则每小时输出的电能相当于节省了 kg的煤。（假设煤完全燃烧，煤的热值取） 【答案】(1) 负 C (2)0.072 【详解】（1）[1]在电路中，电流从电源的正极流出，经过用电器，流回电源的负极，在电源内部电流从负极流向正极，而负电荷定向移动的方向与电流方向相反，所以电极1相当于电源的负极。 [2]A．电池板的外壳需要具备良好的导热性，能够将壳体内的热量及时散出，降低壳体温度，故A不符合题意； B．对于某些类型的电池板（如光伏电池板），外壳材料需要允许光线透过，以便电池板能够吸收光能并将其转换为电能。因此，良好的透光性是这类电池板外壳材料所需具备的重要性质，故B不符合题意； C．如果外壳材料导电，那么它可能会成为电池板内部电路的短路路径，导致电池板无法正常工作甚至损坏。因此，外壳材料应该是绝缘的，以避免电流通过，故C符合题意； D．电池板的外壳需要能够承受外部环境中的摩擦和磨损，以保护内部元件不受损害。因此，良好的耐磨性是外壳材料所需具备的重要性质，故D不符合题意。 故选C。 （2）已知一小时产生的电能为2.16×106J，则每小时输出的能量相当于节省的煤质量为 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 电流做功（期末复习讲义） 【明】期末考情 考点内容 课标要求 命题预测 电能、电功及相关计算 从能量转化角度认识电源和用电器，结合实例了解电功，学读家用电能表、根据读数计算用电量 如果说《欧姆定律》是电路理论的基础，那《电功率》则是电路分析与计算的目标与方向。所以，电功率在初中物理中占据举足轻重的地位，无论考卷分值、试题数量和考点分配怎样，对本单元的考查都应作为备考的重点和热点。 本单元考点集中体现在电能与电功的计算、电功率的简单计算、电功率和电热的综合计算；伏安法测小灯泡功率、电流的热效应与什么因素等。所见考题与欧姆定律等电学知识相结合是这类考题的一大特点。 从考题题型看，对此内容的考查题型涵盖了选择题、填空题、实验题、压轴题（综合计算题）和综合应用题等。 从命题方向和命题点看，主要有：电功率的简单计算、电路分析与计算、动态电路分析、I-U图像的应用、应用电功率进行综合计算、电功率在生活中的应用、电路安全与极值、测量小灯泡额定功率、影响电流热效应的因素等 电功率及其简单计算 结合实例，了解电功率，知道用电器的额定功率和实际功率，调查常见用电器的铭牌，比较它们的电功率 电功率的综合计算 理解电功率和电流、电压的关系，并能进行简单计算；知道在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比 测量小灯泡电功率 调查常见用电器的铭牌，比较它们的电功率 焦耳定律及应用 通过实验了解焦耳定律 电热器具的综合计算 能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象 考点一 电能 电功 知识点01 电能 1、电能的来源：其他形式的能量转化为电能。 电能来源 能量转化 干电池、蓄电池 化学能→电能 火力发电 燃料的化学能→电能 水力发电、风力发电 机械能→电能 太阳能发电 太阳能→电能 核能发电站 核能→电能 2、电能的利用 用电器是消耗电能的装置，消耗电能的过程，就是把电能转化为其他形式能的过程，消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能。 3、电能的符号及单位 （1）符号：电能用符号W表示。 （2）单位：在国际单位制中，电能的单位是焦耳，简称焦，用符号J表示。电能的常用单位是千瓦时，俗称度，用符号kW·h表示。换算关系为。 知识点02 电能表 1、作用：计量用电器在一段时间内消耗的电能。 2、读数方法 电能表在一段时间内前后两次示数的差值，就是这段时间内用电的度数，即这段时间内消耗的电能。最后一位框内数字为小数，例如，初电能表示数为741.5kW·h，4月初示数为781.5kW·h。所以这个月用电781.5kW·h－741.5kW·h＝40kW·h。 3、四个重要参数 （1）“220V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用。 （2）“10（20）A”表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20 A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。 （3）“50Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。 （4）“600r/（kW·h）”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过600转。 【注】电子式电能表独有的“3000imp/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，电能表的指示灯闪烁3000次。 知识点03 电功 1、电功 电流所做的功叫电功，用字母W表示。电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程，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。 【注】电功是过程量，反映的是电能消耗的多少；电能是状态量，反映的是能够做功的本领。 2、电功的计算 （1）公式：。（适用于所有电路） （2）推导公式：。（只适用于纯电阻电路） 考点二 电功率 知识点01 电功率 1、定义：电流做功与所用时间之比，用符号P表示。 2、物理意义：表示电流做功的快慢。 3、单位：瓦特，简称瓦，用符号W表示。常用单位还有千瓦（kW），它们的换算关系是1kW=1000W。 4、常见用电器的电功率 家用空调、电饭煲、微波率、烤箱 约1000 W 电吹风、洗衣机 约500 W 液晶电视机、电冰箱 约 100 W 热水器 约2000W 台式计算机 约 200 W 手电筒 约1W 5、电功率的计算 （1）定义式：。 （2）计算式：，适用于所有电路。 （3）推导式：，只适用于纯电阻电路。 知识点02 额定电压 额定功率 1、额定电压：用电器正常工作时的电压，用表示，是唯一的。 2、额定功率：用电器正常工作时的功率，用表示，是唯一的。 3、实际电压：用电器实际工作时的电压，可能与额定电压相等，也可能不等，用表示，是变化的。 4、实际功率：用电器实际工作时的功率，可能与额定功率相等，也可能不等，用实表示，是变化的。 5、额定电压、额定功率、实际电压、实际功率之间的关系 用电器两端电压 电功率 用电器工作情况 正常工作 用电器不能正常工作，有可能损坏用电器 用电器不能正常工作 6、影响灯泡亮暗的因素：灯泡的亮暗由其实际功率决定，实际功率越大，灯越亮。 知识点03 串、并联电路的总功率 1、串联电路总功率 串联电路的总功率等于各串联用电器的电功率之和，即。 2、并联电路的总功率 并联电路的总功率等于各并联用电器的电功率之和，即。 3、串联电路电功率的分配 纯电阻串联电路中，各电阻消耗的电功率与其阻值成正比，即。 4、并联电路电功率的分配 纯电阻并联电路中，各电阻消耗的电功率与其阻值成反比，即。 知识点04 用电器挡位问题 1、原理：通过改变总电阻R的大小来改变用电器的电功率P。 根据，U不变，R最小→P最大→高温挡；R最大→P最小→低温挡。 2、常见用电器举例 电路图 （短路式） （并联式） （单刀双掷开关） 低温档 只闭合S，两电阻串联， 只闭合S、S2，只有接入电路， S1断开，S2接 b，、串联， 中温档 无 只闭合S、S1，只有接入电路， 闭合S1，S2接b，只有接入电路， 高温档 闭合S、S0，只有接入电路， S、S1、S2都闭合时，、并联， 闭合S1，S2接a，，、并联， 考点三 测量小灯泡的电功率 知识点01 伏安法测量小灯泡的电功率 1、实验原理：。 2、实验器材：两节干电池、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡（额定电压为 2.5 V）、开关、导线若干。 3、实验步骤 （1）按照电路图连接实物图，检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片、观察电压表的示数。 （2） ①使小灯泡两端的电压等于额定电压，观察小灯泡的亮度，测量它的电功率，这是它的额定功率。 ②使小灯泡两端的电压低于额定电压，观察小灯泡的亮度，测量它实际的电功率。 ③使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度，测量它实际的电功率。 （3）按照电路图连接实物图，检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片、观察电压表的示数。 4、实验结论：小灯泡在不同电压下，功率不同，实际功率越大，小灯泡越亮。 5、实验注意事项及常考的作用 （1）滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变小灯泡两端的电压，实现多次测量。 （2）调节小灯泡两端的电压高于额定电压时，要注意实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡。 （3）分析数据时，不能把三次的电功率取平均值，因为这三次的电功率是小灯泡在三个不同电压下的实际功率，求平均值无任何意义。 知识点02 特殊方法测量小灯泡的额定功率 1、伏阻法 电路设计 实验步骤 表达式 （已知、） ①闭合S、S1，移动滑动变阻器滑片，使电压表的读数为； ②断开S1，闭合S2，读出电压表的示数为 （已知、） ①闭合S、S1，移动滑动变阻器滑片，使电压表的读数为； ②断开S1，闭合S2，读出电压表的示数为 2、安阻法 电路设计 实验步骤 表达式 （已知、） ①闭合S、S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表的读数为； ②断开S2，闭合S1，读出电流表的示数为 （已知、） ①闭合S、S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表的读数为； ②断开S2，闭合S1，读出电流表的示数为 3、等效替代法 电路设计 实验步骤 表达式 （已知、电阻箱阻值） ①只闭合S1，移动滑动变阻器滑片，使电流表的读数为； ②断开S1，闭合S2，保持滑片P位置不变，调节电阻箱，当电流表的示数为时，读出电阻箱连入电路的电阻为R 考点四 焦耳定律 知识点01 电流的热效应 1、定义：电流通过导体时电能转化为内能的现象。 2、电热的利用和防止 （1）利用：电暖气、电烙铁、电热毯、电饭锅、养鸡场的电热孵化器等电热器。发热体是由电阻大、熔点高的金属导体制作的。 （2）防止：用电器的散热孔、电脑的微型风扇。 知识点02 探究电流产生的热量与哪些因素有关 1、实验方法 （1）控制变量法； （2）转换法：通过U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少。 2、实验步骤 （1）图甲：探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系 把两个密封着等量空气的透明容器中的两个阻值不同的电阻丝串联起来；通电一段时间，观察比较两个U形管中液面高度的变化。 （2）图乙：探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系 两个密封容器中的电阻丝阻值一样大；在右边容器的外部，将一个阻值和容器内电阻丝阻值相等的电阻丝与容器内电阻丝并联；通电一段时间，观察比较两个U形管中液面高度的变化。 3、实验结论 电阻越大、通过电阻的电流越大、通电的时间越长，电阻产生的热量越多。 知识点03 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 。 3、焦耳定律公式的理论推导 当电流做的功全部转化为电热时，即。对纯电阻电路（只存在电流热效应的电路），可用进行电热计算。 4、串、并联电路中电热的关系 串联电路中电热之比等于电阻之比；并联电路中电热之比等于电阻的倒数之比。 题型一 电功率与电功 解｜题｜技｜巧 （1）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）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； 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； 3）若已知电阻两端电压和通过电阻的电流，优先考虑公式P=UI。 【典例1】在日常生活中，节约用电是每个公民的社会责任。使用电器时的下列做法中，通过缩短通电时间达到省电目的的是（　　） A．用电灯照明时，选新型节能灯 B．用电风扇吹风时，选低转速挡 C．洗衣机洗薄衣时，用快洗程序 D．看电视时，把亮度或音量调低 【变式1】下列说法正确的是（　　） A．电荷移动就能形成电流 B．电功率是表示电流做功多少的物理量 C．导体电阻大小是由电压和电流决定的 D．电功率是表示电流做功快慢的物理量 【变式2】关于电功，下列说法正确的是（　　） A．电流做了多少功，就相当于有多少电能转化为其他形式的能 B．电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能的多少 C．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能 D．电功就是电能，两者只是名称不同而已 题型二 小灯泡亮度问题 解｜题｜技｜巧 （1）“正常发光”即小灯泡正常工作，在额定电压下以额定的功率工作。 （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）两个灯泡的安全：为保护灯泡不会损害，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。 【典例1】图所示的电路中，电表和各器件均完好，电源电压不变。当开关S闭合，滑片P向右移动时，下列判断中正确的是（　　） A．电流表和电压表示数都变大，灯泡变亮 B．电流表和电压表示数都变小，灯泡变暗 C．电流表示数变大，电压表示数变小，灯泡变亮 D．电流表示数变小，电压表示数变大，灯泡变暗 【变式1】如图所示，电源电压恒定，灯泡规格未知电阻会随温度变化，滑动变阻器上标有“20Ω0.5A”字样，为定值电阻，电流表量程为0-0.6A，两电压表的量程均为0-15V。同时闭合S1、S2，滑片移到最左端时，电压表V1的示数为6V，电流表的示数为；紧接着只断开S1，灯泡正常发光，电流表示数变为0.4A，然后在电路安全的情况下最大范围移动滑片，在此过程中灯泡消耗的最大功率与最小功率的比为10：1，电压表的示数变化了2V。下列说法正确的是（　　） A．闭合S1、S2时，电压表V2的示数为6V B．只闭合S2时滑动变阻器的取值范围是0-18Ω C．灯泡的额定功率为 D．在电路安全的前提下调整开关的通断和滑片位置，电路最大的功率为 【变式2】手机屏幕能随光照强度自动调节亮度，如图所示是它的电路原理图，电阻R的阻值随光照强度的变大而减小；保持电源电压不变，闭合开关S，当光照强度变小时，下列说法正确的是（灯丝电阻不随温度变化）（　　） A．灯泡L电功率变大，电压表示数变大 B．灯泡L电功率变小，电流表示数变大 C．灯泡L电功率变小，电压表示数与电流表示数的比值变大 D．灯泡L电功率变大，电压表示数与电流表示数的比值变小 题型三 多挡电器电热的计算 解｜题｜技｜巧 解答多挡电路类试题时，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。 【典例1】某品牌电火锅有低温、中温和高温三挡，如图甲所示。其简化电路如图乙所示，、为阻值一定的电热丝（）。通过开关S1、S2的断开和闭合，可以让电火锅在不同的挡位工作。下列说法中正确的是（　　） A．S1闭合、S2断开时火锅处于低温挡 B．高温挡一定比低温挡产生热量多 C．先闭合S1、再闭合S2电路总电阻增大 D．高温挡时断开S2，两端电压不变 【变式1】如图甲是有保温、加热功能的暖菜板，简化电路如图乙所示，其中M为风扇，R1和R2均为电热丝，R2=96.8Ω，旋转开关S2可以让暖菜板处于加热挡或保温挡。说明书上保温总功率由于污渍遮挡看不清。暖菜板正常工作时，下列说法中错误的是（　　） 型号 805D 电路总功率 加热 2100W 电压 220V 保温 用途 暖菜、温奶 风扇功率 100W A．内置风扇的工作电流约为0.45A B．R1的阻值为24.2Ω C．保温状态下工作5min，电热丝产生的热量1.2×105J D．加热状态下电路总电阻为22Ω 【变式2】一支标有“220V  200W”的电烙铁，为使电烙铁正常工作时的电功率为200W，而在不工作时电烙铁的电功率为50W，使之不会完全冷却。某同学设计了如图的电路，其中，S为单刀双掷开关，L为一只额定电压为220V的灯泡。不考虑温度对电阻的影响，下列说法准确的是（  ） A．电烙铁的电阻为11Ω B．选用灯泡的规格应为“220V 100W” C．当S拨向2时，电烙铁处于正常工作状态 D．在1s内，电烙铁在不工作状态下整个电路消耗的电能与正常工作状态相比，可节约100J电能 期中基础通关练（测试时间：10分钟） 一、单选题 1．LED灯的能耗小，造价低，使用寿命长。若一个LED台灯，用电压为6V的电源供电，正常工作电流为300mA。此LED台灯正常工作时的电功率为（　　） A．1.8W B．18W C．180W D．1800W 2．将锡箔纸连接在干电池两端，利用电流的热效应可将锡箔纸点燃。下列电器中，主要利用该原理工作的是（　　） A．电暖器 B．电风扇 C．电视机 D．节能灯 3．甲、乙用电器上分别标着“220V，15W”、“110V，100W”，它们都在额定电压下工作，则下列说法中正确的是（　　） A．甲用电器做功一定少 B．完成相同的功，甲用电器所用的时间一定少 C．乙用电器做功一定快 D．相同的时间内，乙用电器完成的功一定少 4．我国科学家首次通过实验证明了二维极限下的单层铜基超导体具有和块体铜基超导体相同的超导特性。利用超导材料电阻为零的特性，你认为超导材料最不适合用来做（　　） A．输电导线 B．电动机线圈 C．计算机电子元件 D．电炉丝 5．如图所示电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻。当在电路中a、b两点间接入一个标有“6V，2W”的小灯泡时，闭合开关S，它恰好正常发光；若在a、b两点间接换一个标有“6V，3W”的小灯泡，它实际消耗的电功率将（　　） A．小于3W B．大于3W C．等于3W D．都有可能 6．现有两个定值电阻R1和R2（R1＞R2），按照如图所示的四种方式，分别接到电压恒为U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是（　　） A．W甲＞W乙＞W丙＞W丁 B．W乙＞W丙＞W甲＞W丁 C．W甲＞W丙＞W丁＞W乙 D．W丙＞W丁＞W乙＞W甲 7．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 8．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，则（　　） A．电流表A1的示数变小，电压表V的示数变大 B．电流表 A2的示数不变，电压表V的示数不变 C．电压表V示数与电流表A1示数的比值变大 D．电路消耗的总功率变大 期中重难突破练（测试时间：10分钟） 二、实验题 9．小华想探究“电流通过导体产生的热量跟电流大小是否有关”。实验桌上有三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量和初温都相同的煤油、完全相同的温度计，其中2个烧瓶内装有阻值为5Ω的电阻丝，另1个烧瓶内装有阻值为10Ω的电阻丝。实验桌上还有满足实验要求的电源、开关各一个，电流表两块，滑动变阻器两个，导线若干。小华将相关实验器材连接成图所示的电路，甲烧瓶中装的电阻丝的阻值为5Ω。 (1)如图所示的电路中，装入烧瓶乙中的电阻丝的阻值应是 Ω； (2)实验中电流通过导体产生的热量是通过 （选填“温度计示数的变化”或“通电时间”）体现的； (3)滑动变阻器在该实验中除了具有保护电路的作用外，还有 的作用。 10．小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，设计了如图甲所示的电路图。 (1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整； (2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 （选填“A”或“B”）端。闭合开关后，移动滑片，发现小灯泡不亮，则电路故障可能是滑动变阻器 （选填“短路”或“断路”）； (3)排除故障后，某次实验电压表的示数如图乙所示，为 V；为了让小灯泡达到正常发光状态，此时滑动变阻器的滑片应向 （选填“A”或“B”）端滑动； (4)小明测得多组数据，并画出如图丙所示的图像。由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω，小灯泡的额定功率为 W。 11．某同学在“测定小灯泡的电功率”实验中，小灯泡上标有“2.5V”字样，所用电源电压保持不变，滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样。他正确连接电路，实验步骤正确，闭合电键后，电压表示数为2V，电流表示数如图（a）所示。移动滑动变阻器的滑片，当小灯正常发光时，电流表的指针偏离图（a）所示位置2小格。 （1）图（b）是该同学实验电路图，请你在图中补上所缺部分，并标出它的正负接线柱 ；闭合电键前，应将滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端； （2）电源电压为 V；当观察到 时，小灯正常发光；小灯的额定功率为 W。 12．物理学家焦耳最先通过实验确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，他的名字被命名为功和能量的单位。小明在学习相关知识后，想自己动手探究“电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”，于是设计了如图甲所示的电路进行实验。       (1)请根据电路图，用笔画线代替导线将图乙中的器材连接成完整电路。 (2)小明采用了两个完全相同的烧瓶，烧瓶中分别装有质量、初温相等的煤油，且电阻丝阻值R1<R2，小明连接好电路后闭合开关一段时间，记录两个温度计的示数，他设计该实验的目的是探究电流通过导体产生的热量与 的关系。 (3)闭合开关，经过一定的时间后，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了Δt1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了Δt2，则Δt1 Δt2（选填“大于”或“等于”或“小于”）。 (4)小明同学在完成上面的实验后，还想用此装置继续探究电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系，请你帮他设计一个实验方案： 。 期中综合拓展练（测试时间：15分钟） 三、计算题 13．如图甲是一种速热水龙头，图乙是它的内部电路简图，R1、R2是电热丝，通过旋转手柄使扇形开关S同时接触两个相邻触点，可实现冷水、温水或热水挡之间的切换。当开关同时接触2、3触点时，此时通过电源的电流为5A；当触点同时接触3、4触点时，此时通过电源的电流为15A。通过计算回答： (1)水龙头出温水的功率是多少瓦？ (2)电热丝R2的阻值是多少欧？ (3)持续出热水10s，电流通过R2产生多少焦的热量？ 14．小明自制一把有高、低挡位的电热切割器，其电路如图甲所示。已知电源电压为12V，电阻丝、阻值均为。只将接入电路时，为低温挡。小明使用电热切割器时，其功率与时间的关系如图乙所示。求： (1)处于低温挡时的工作电流； (2)处于高温挡时的电功率； (3)内，电热切割器产生的总热量。 四、综合题 15．阅读材料，回答问题。 光伏发电 光伏发电在我国能源领域占据重要地位。光伏发电简易原理如图，电池板上具有大量的不稳定电子，当太阳光照射到电池板上时，这些电子获得能量会定向移动形成电流，电流通过控制器和逆变器就可以供我们生产生活使用。但光伏发电受环境影响较大，阴影遮挡是最常见的环境影响之一。 (1)电池板中有两层纯硅掺杂形成的材料（如图），其中电极1相当于电源的 极（在电源内部电流的方向是从电源的负极流向正极）；电池板的外壳材料选择也有较高要求，其中下列性质不是外壳材料所需具备的是 （填字母）。 A．良好的导热性B．良好的透光性C．良好的导电性D．良好的耐磨性 (2)若电池板每小时输出的电能是，则每小时输出的电能相当于节省了 kg的煤。（假设煤完全燃烧，煤的热值取） 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $