第13章 电功率（复习讲义）物理新教材沪科版（五四学制）九年级上册

该初中物理《电功率》单元复习讲义通过知识框架图系统梳理电功、电功率、焦耳定律及家庭电路核心内容，用对比表格呈现公式适用范围，明确重点为概念计算与实验、家庭电路安全，难点为电功率和焦耳定律综合应用，构建清晰知识脉络。 讲义亮点在于分层练习设计，基础达标与能力进阶题组结合，如电能表转盘转速计算、电暖器挡位判断等题型，融入科学探究（焦耳定律影响因素实验）和物理观念（能量转化分析），帮助学生掌握方法，教师可实施精准分层教学，提升复习效率。

第13章 电功率 复习要点 1. 电功、电功率的概念、单位及其换算； 2. 电流做功与哪些因素有关；电流通过导体产生热量的影响因素; 3. 额定电压、额定电流、额定功率、实际功率及其应用 4. 焦耳定律的内容、公式及其有关计算； 5. 电功、电功率和焦耳定律计算公式对比及其适用范围； 6. 家庭电路。 复习重难点 重点：电功、电功率、焦耳定律的有关概念及计算、相关实验；家庭电路的组成部分、连接，相关用电安全。 难点：电功率和焦耳定律的综合应用。 要点 电功 一、电路中的电能的转化 1、电路中的电源和用电器的能量转化 ①电源将其他形式的能量转化为电能； ②用电器工作时则将电能转化为其他形式的能量。 2、电功 ①在电能转化为其他形式的能量过程中，我们说电流做了功。物理学中，把电流所做的功称为电功，用W表示，单位是焦（J ）。 ②电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能量。例如，通过某电扇的电流每秒做 功 150 J，表明每秒有150 J电能转化为机械能和内能。 ③我们也常用千瓦 · 时（俗称“度”）作为电能单位，符号是 kW·h。 类比机械功和机械功率的关系，可以知道： 1 kW·h = 1 000 W ×3 600 s = 3.6 × 106J 二、用电能表计量电能 1、电能表 生活中可以用电能表计量家庭电路消耗的电能，也就是用电量。图 13-1-2是普通电能表， 上方数字表示以千瓦 · 时（kW·h）为单位的当前用电量（俗称“抄见数”）。 2、智能电能表 ①随着电子技术和互联网技术的发展，目前家庭电路基本采用图 13-1-3 所示的智能电能表。 该类电能表靠专用的芯片计量电能，每计量一定量的电能会输出一个脉冲，对应的脉冲指示灯闪烁一次。智能电能表利用网络回传数据，实现了远程抄表。 ②电能表的表盘上还会标识一些常见参数。图 13-1-3 中表盘上的“220 V”和“50 Hz”表示电能表所接家庭电路中交流电的电压和频率。 ③记录电能表前后两次示数，计算其差值，就可以得到某一段时间内的用电量。 三、 电流做功与哪些因素有关 1、电流做功的影响因素 电流做功的多少与通电时间、电压、电流有关。 2、电功的物理表达式 电流通过用电器所做的功W等于用电器两端的电压U、通过用电器的电流I和通电时间t的乘积，即 W = UIt 在国际单位制中， 电压的单位是伏（V）、 电流的单位是安（A）、时间的单位是秒（s）， 电功的单位是焦（J）。它们之间的关系为：1 J = 1 V·A·s 要点速测 1．直接测量用电器消耗电能的多少可以用（   ） A．电流表 B．电压表 C．验电器 D．电能表 【答案】D 【详解】略 2．关于用电器工作时的能量转化，下列说法正确的是（     ） A．电风扇——电能转化为机械能 B．电饭锅——电能转化为机械能 C．电热水器——内能转化为电能 D．日光灯——光能转化为电能 【答案】A 【详解】A．电风扇工作消耗电能，主要获得机械能，电能转化为机械能，故A正确； B．电饭锅利用电流热效应工作，电能转化为内能，故B错误； C．电热水器利用电流热效应工作，电能转化为内能，故C错误； D．日光灯工作消耗电能，获得光能，电能转化为光能，故D错误。 故选A。 3．雯雯想知道家里一个月能用多少电，暑假时她观察自家的电能表，读数为，10天后再次查看电能表，读数如图所示，则这段时间内消耗的电能为____________度=____________J 【答案】 15.5 5.58×107 【详解】由消耗电能等于电能表两次读数之差可知 因 故换算为焦耳是 4．将一台标有“220V，200W”的电视机单独接在家庭电路中，正常工作2h，电能表示数如图所示。此时电能表的示数为_______kW·h；电视机正常工作2h，电能表转盘转过了_______转。 【答案】 3531.2 1200 【详解】[1]如图所示，电能表示数为。 [2]电视机正常工作2h消耗电能 电能表转盘转动圈数 5．如图中所示电路，已知电阻，电源电压保持不变，闭合开关，电压表示数为4V，电流表示数为。求： (1)电源电压； (2)电阻通电消耗的电能。 【答案】(1)14V (2)1500J 【详解】（1）闭合开关，两电阻串联，电流表测量电路电流，电压表测量两端的电压。电阻两端的电压 电源电压 （2）消耗的电能 6．如图所示的电路，电阻为30Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，电流表A的示数为0.5A，求： (1)电源电压； (2)电阻在10min内做的功。 【答案】(1) 9V (2) 1080J 【详解】（1）闭合开关S，与并联，电流表测支路电流。并联电路各支路电压等于电源电压，由欧姆定律可得 （2）闭合开关S，与并联，电流表测干路电流。由并联电路干路电流等于各支路电流之和，得通过的电流 通电时间 电阻做的功 7．如图所示的电路中，电源电压为3V且保持不变，闭合开关S后，电流表A的示数为0.6A，电流表A1的示数为0.3A。则通电10s，小灯泡消耗的电能为________J。 【答案】9 【详解】由电路图可知，小灯泡和并联，电流表测干路电流，电流表测通过的电流。因为并联电路中各支路两端的电压都等于电源电压，已知电源电压，所以两端的电压 已知通过的电流，干路电流。根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和，可得通过的电流 通电小灯泡消耗的电能 要点 电功率 一、电流做功的快慢 1、不同用电器的电流做功快慢一般不同 消耗 1 kW·h 电能让电扇工作十几个小时， 但只能让空调工作 1 h 左右，说明电扇和空调消耗电能的快慢不同，也就是电流通过两种用电器 做功的快慢不同。 2、 电功率 类比机械功率，我们将一段时间内电流做的功W与做功时间t的比叫做电功率，用字母P表示，即 电功率表示电流做功的快慢。将电功的表达式W = UIt 代入上式，可得 也就是说，电功率P等于用电器两端所加电压U与通过电流I的乘积。 在国际单位制中， 电功率的单位也是瓦（W）。它们之间的关系为：1 W = 1 J/s = 1 V·A 生活中常见的电功率单位还有千瓦（kW）。1 kW = 1 000 W 电功的常用单位千瓦 · 时（kW·h）；1kW·h表示电功率为1 kW的用电器持续工作1 h所消耗的电能。 不同用电器的电功率差别可能很大，图13-2-2 展示了常见用电器电功率的数量级。 3、 用电器正常工作的条件 1、额定电压、额定电流、额定功率 由电功率的表达式可知，对于同一个用电器，两端所加电压或所通过的电流不同时，电功率不同。实际使用时，所有用电器都有一个正常工作的电压值，叫做额定电压。 用电器两端的电压为额定电压时，通过用电器的电流叫做额定电流，此时的电功率叫做额定功率。 2、用电器的铭牌参数 额定电压和额定功率是用电器的重要参数， 通常可以在产品铭牌或说明书上查到。表13-2-1是某电扇和某空调的部分参数。 从表中数据可以看出，某空调的额定功率是某电扇的几十倍，也就是说若电扇和空调工作同样长的时间，空调消耗的电能将是电扇的几十倍，所以我们常说空调“更费电”。 3、 实际功率 用电器工作时两端的实际电压可能偏离额定电压，从而使用电器工作时的功率偏离额定功率。用电器实际工作时的电功率称为实际功率。 4、自主活动 设计实验方案，测量小灯泡两端电压略低于、等于和略高于额定电压时的电功率，观察三种情况下小灯泡的亮暗情况。 实验方案 已知小灯泡的额定电压为12V,按图所示电路图，连接实物图;调节滑动变阻器，使电压表的示数分别为10.5V、12V、13.5伏，并分别记录此时的电流表示和小灯泡的亮暗情况。 实验方案 实验结论 ①当小灯泡两端的U实= U额时，P实 = P额 ，小灯泡正常发光。 ②当小灯泡两端的U实 < U额时，P实 < P额 ，小灯泡发光偏暗或不亮。 ③当小灯泡两端的U实 >U额 时，P实 >P额 ，小灯泡发光偏亮易被烧坏。 在生产生活中，为了不损坏用电器，也为了保证用电安全，一般不允许用电器的实际功率长 时间超过额定功率。 要点速测 1．在国际单位制中，电功率的单位是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】略 2．下列关于电能、电功和电功率的说法，正确的是（     ） A．用电器消耗的电能越多，电功率越大 B．通过用电器的电流越大，电流做的功越多 C．用电器工作时的电功率越大，电流做功越快 D． 【答案】C 【详解】A．由电功率定义式可知，电功率大小与消耗的电能、做功时间都有关，仅大无法确定大，故A错误； B．由电功公式可知，电流做功多少与电压、电流、时间都有关，仅大无法确定多，故B错误； C．电功率是表示电流做功快慢的物理量，电功率越大，电流做功越快，故C正确； D．单位换算，不是，故D错误。 故选C。 3．两盏白炽灯，甲标有“220V  40W”，乙标有“220V  25W”，比较它们的亮度，下列说法正确的是（     ） A．甲一定比乙亮 B．乙一定比甲亮 C．都正常工作时，甲一定比乙亮 D．都正常工作时，乙可能比甲亮 【答案】C 【详解】AB．灯泡亮度由实际功率决定，未给出两灯实际工作电压，无法确定实际功率大小，则不能比较两灯亮度，故AB错误； CD．灯正常工作时实际功率等于额定功率，，，则，则甲更亮，故C正确，D错误。 故选C。 4．小亮家新买入一个电饭煲，他查阅使用说明书发现其内部简化电路如图所示，和均为电热丝，已知高温挡功率与低温挡功率之比为，则________。 【答案】 【详解】由可知，电源电压不变时，总电阻越小，功率越大。S1、S2都闭合时，R2被短路，电路为R1的简单电路，总电阻较小，为高温挡。高温挡功率；S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，总电阻较大，为低温挡。低温挡功率。故高温挡功率与低温挡功率之比 解得。 5．如图是某电饭锅内部电路简图。S断开时，是___________挡（高温/低温），电路中的电流是0.5A，通电1min后，电路中消耗的电能是___________J；S闭合后，电路中消耗的总功率将___________（增大/减小），是___________挡（高温/低温）。 【答案】 低温 6600 增大 高温 【详解】[1]由电路图可知，电源电压为220V，S断开时，与 R 串联，总电阻较大。根据公式，电压不变时，电阻越大功率越小，因此S断开时功率更小，是低温挡。 [2]通电时间 电路中消耗的电能是 [3][4]S闭合后，被短路，电路总电阻减小，电压不变，根据，总功率增大；功率更大，因此是高温挡。 6．甲和乙两灯的额定电压均为6V，如图是两灯的电流随其两端电压变化的曲线。现将两灯串联后接在某一电路中，要使其中一个灯泡正常发光，并保证电路安全，电路的工作电流应为_______A，电源电压最大为________V，此时这两灯实际功率之比是________。 【答案】 0.5 8 【详解】由图可知，额定电压为6V时，甲灯的额定电流为1.0A，乙灯的额定电流为0.5A，两灯串联，电流处处相等，要使其中一个灯泡正常发光且电路安全，电路电流应等于较小的额定电流，即工作电流，此时乙灯正常发光。 由图可知，电流为0.5A时，甲灯两端电压，此时电源电压为 串联电路电流相等，两灯实际功率之比为，即 7．如图是某晾衣机的工作电路图，电源电压，其中是发热电阻。当开关闭合、断开时，晾衣机只吹风，其额定功率；当开关、均闭合时，晾衣机吹风且加热，通过的电流。求： (1)晾衣机只吹风时通过电动机的电流； (2)晾衣机吹风且加热消耗的电能。 【答案】(1)0.2A (2) 【详解】（1）当闭合、断开时，只有电动机接入220V电路正常工作，额定功率。根据电功率公式，变形可得通过电动机的电流 （2）当两个开关都闭合时，电动机和发热电阻并联在220V电源两端，二者都正常工作，电动机的功率始终为 发热电阻的功率 电路总功率为两个用电器功率之和 时间 总消耗电能 8．如表所示为某电烤箱的铭牌，高温挡额定功率模糊不清。图虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图。和均为电热丝，。求 ××牌电烤箱 额定电压 220V 额定功率 高温挡 ×××W 低温挡 400W (1)电烤箱在低温挡正常工作15min电流做的功； (2)的阻值； (3)高温挡额定功率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）电烤箱在低温挡正常工作，额定功率为400W。工作时间 电流做的功 （2）低温挡时，与串联，总电阻最大，电功率最小。电路总电阻 的阻值 （3）高温挡时，只有接入电路，总电阻最小，电功率最大。高温挡额定功率为 要点 焦耳定律 一、 电流通过导体产生热量的影响因素 1、电流的热效应 电流通过导体时，导体会发热，内能增加， 这种现象叫做电流的热效应。 举例：取暖器、电热水壶、灯泡、导线等工作时发热，都是电流的热效应。生活经验告诉我们，这些导体产生的热量差异巨大。 2、自主活动 取甲、乙、丙三根电热丝，甲、丙电热丝的电阻相等，乙电热丝的电阻较大。将三根电热丝分别浸入装有煤油的三个瓶子中，且三个瓶中 煤油的质量和初温都相等。可将温度计或温度传感器探头插入煤油中测量温度。 1. 研究电流、通电时间一定时，电流产生的热量与电阻的关系 如图 13-3-2（a）所示，将甲、乙电热丝串联接入电路，接通电源 一段时间后断开，观察比较两瓶中煤油的最终温度。 现象：乙瓶中的温度计示数大于甲瓶中温度计示数。 结论：电流通过导体产生的热量与电阻有关。且导体电流、通电时间一定时，导体电阻越大，产生的热量越多。 2. 研究电阻、通电时间一定时，电流产生的热量与电流的关系 如图 13-3-2（b ）所示，将丙电热丝单独接入电路，设法使通过它 的电流与实验 1 中通过甲电热丝的电流大小明显不同，但通电时间相同。 观察比较甲、丙两瓶中煤油的最终温度。 现象：（以通过丙电热丝的电流比甲的大为例）丙瓶中的温度计示数大于甲瓶中温度计示数。 结论：电流通过导体产生的热量与电流有关。且导体电阻、通电时间一定时，通过导体的电流越大，产生的热量越多。 小结：电流通过导体产生的热量与通电时间、电流和电阻有关。通过导体的电流越大、导体电阻越大、通电时间越长，产生的热量越多。 3、焦耳定律 焦耳通过实验研究，于 1840 年发现了电流 通过导体时产生的热量与电流、电阻、通电时间的定量关系： 电流通过导体时产生的热量，与电流的二次方成正比，与导体电阻成正比，与通电时间成正比。 这一规律称为焦耳定律，可表示为 Q = I2Rt 其中，电流I的单位是安（A），电阻R的单位是欧(Ω), 时间t的单位是秒（s），电流产生热量Q的单位是焦（J ）。 注意： 1. 从公式我们能看出，电流通过导体产生的热量受电流的影响最大。 2. 在应用焦耳定律的表达式来解决问题时，应该根据具体情况进行分析选用，例如，当几个导体串联起来时，由于通过导体的电流相等，通电时间也相等，应用表达式Q = I2Rt分析，此时导体产生的热量与电阻R成正比；当几个导体并联起来时，由于加在导体两端的电压相等，通电时间也相等，应用表达式Q =分析，此时导体产生的热量与电阻成反比。 3.电功、电功率和焦耳定律计算公式对比 4. 只有在纯电阻电路中可以用电功公式计算电热。因为在纯电阻电路中，电流做的功全部用来产生热量，此时电功等于电热，即W=Q。而在非纯电阻电路中，电流所做的功只有一部分用来产生热量，如电动机工作时，既产生热量又产生机械能，电功等于热量与机械能之和，即W>Q，故此时就不能用电功的公式来计算电热了。 二、电流热效应的常见现象 1、电流热效应的有关现象 ①人们利用电流的热效应开发了各式各样的电加热器，如生活中常用的电热水器、烤面包机等。图13-3-3所示的电烙铁是焊接电路的常用工具，用发热的烙铁头熔化焊锡可以连接电路元件。如图13-3-4所示，工②人正在铺设发热电缆， 这是电地暖的主要部件之一。此外，串联在电路中的熔丝（俗称“保险丝”），也利用了电流热效应，当通过熔丝的电流超过一定限度时，其温度将达到熔点而熔断，电路随之切断，以此保证用电安全。 2、 电流通过导体产生的热量有时是“无用”的。除了电热器外，大多数通过用电器的电流做功将一部分电能转化为内能，也就是说，电流产生的热量小于电功。例如，电动机工作时，消耗的电能大部分转化为机械能，但有一小部分转化为 “无用”的内能。白炽灯消耗的电能只有一小部分转化为光能，其余大部分转化为“无用”的内能。与之相比，LED灯将电能转化为光能的效率更高一些，比较节能。 3、 电流的热效应除了消耗电能外，还可能造成一些危害。大功率用电器持续发热可能影响其性能，甚至缩短使用寿命，因此提高用电器散热性能非常重要。电路发生短路故障时，电流会急剧增大，短时间内产生大量的热量，造成用电器损坏，甚至引发火灾。因此需要实时检查电路和电气设备，避免发生事故。 要点速测 1．下列用电器不是利用电流热效应工作的是（     ） A．电饭锅 B．电熨斗 C．电视机 D．电热水器 【答案】C 【详解】利用电流热效应工作的用电器将电能主要转化为内能。电饭锅、电熨斗、电热水器工作时电能主要转化为内能，利用电流热效应工作；电视机工作时电能主要转化为光能、声能，不是利用电流热效应工作。故选C。 2．一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内共产生多少热量？ 【答案】6480J 【详解】通过电阻丝的电流 电流产生的热量 3．将两根电阻丝、分别插入甲、乙两瓶等量煤油中，串联接入电路，。通电一段时间后，、产生的热量之比为（     ） A．3∶2 B．2∶3 C．9∶4 D．4∶9 【答案】A 【详解】两电阻丝串联，通过它们的电流和通电时间相等，由焦耳定律可知，、产生的热量之比为 故选A。 4．将规格都是“220V100W”的一台电视机和一个电热毯，分别接入220V的家庭电路中，通电时间相同。电流通过这两个用电器所做的功、的大小关系是____________；这两个用电器产生的热量、的大小关系是____________。（均选填“”“”或“”） 【答案】 = < 【详解】两个用电器额定电压、额定功率均相同，接入家庭电路中都正常工作，实际功率等于额定功率，通电时间相同，由可知。因电热毯为纯电阻用电器，消耗的电能全部转化为内能，即；电视机工作时消耗的电能大部分转化为光能、声能，仅少部分转化为内能，即，故。 5．如图所示电路中，电源电压不变，电阻，，闭合开关S，电流表A的示数为，通电电阻产生的热量为______________J。 【答案】24 【详解】由图可知与并联，电流表测干路电流。电路总电阻 电源电压 则通电1min电阻产生的热量为 6．如图，当开关 S 闭合时，电压表示数是 3V，电流表示数是0.6A，R1=10Ω，求： (1)滑动变阻器接入电路中的阻值 R。 (2)通电100s，电流通过 R1产生的热量。 【答案】(1)5Ω (2)360J 【详解】（1）由图可知，电阻R1与滑动变阻器R串联，电流表测量电路中电流，电压表测量滑动变阻器R两端的电压。根据题意可知，滑动变阻器两端的电压，通过滑动变阻器的电流，由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路中的阻值 （2）在串联电路中电流处处相等，则通过R1的电流 由焦耳定律可知，通电100s，电流通过R1产生的热量为 7．图甲为小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图像。将其接入图乙所示的电路中，定值电阻R的阻值为10 Ω，只闭合开关，电流表的示数为0.2 A，此时小灯泡的实际功率为___________W；再闭合，电流表的示数为___________A；1 min内定值电阻R产生的热量为___________J。 【答案】 0.6 0.5 54 【详解】只闭合开关，电路中只有小灯泡在工作，小灯泡两端的电压等于电源电压，当电流为0.2A时，由图甲可知，此时的电压为，小灯泡的实际功率 再闭合，小灯泡与R并联，通过R的电流 则此时电流表的示数 1min内定值电阻R产生的热量 8．某款电热杯有高、中、低三挡，简化电路如图所示，、不能同时闭合，的阻值为。只闭合时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（     ） A．电源电压为10V B．只闭合、时，电热杯处于低温挡 C．只闭合时，电热杯工作1min产生热量600J D．加热100g水，水温升高10℃，水吸收热量420J 【答案】C 【详解】A．只闭合时，电路为的简单电路，电源电压，故A错误； B．只闭合、时，与并联，电路总电阻最小，由可知电功率最大，电热杯处于高温挡，故B错误； C．只闭合时，电热杯工作1min产生热量，故C正确； D．水的质量 水吸收热量，故D错误。 故选C。 9．小明学习了电学知识后，在家自制了一盏调光灯，他选用了标有“2.5V，0.5W”的小灯泡，电源电压恒为4.5V，组成如图电路。小明闭合开关后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光。请通过计算回答： (1)小灯泡正常发光时的电流是多少安？ (2)此时滑动变阻器接入电路的电阻是多少欧？ (3)小灯泡正常发光时，整个电路1min产生的热量是多少？ 【答案】(1)0.2A (2)10Ω (3)54J 【详解】（1）小灯泡正常发光，其两端电压等于额定电压，通过的电流等于额定电流。根据电功率公式可得，小灯泡正常发光时的电流 （2）根据串联电路电压的特点，滑动变阻器两端的电压 根据串联电路电流的特点，通过滑动变阻器的电流等于通过小灯泡的电流，即0.2A。根据欧姆定律可得 此时滑动变阻器接入电路的电阻 （3）小灯泡正常发光时，整个电路的总电压，电路中的总电流为0.2A，通电时间 根据焦耳定律，整个电路1min产生的热量 10．如图甲，是一款家用三挡调温电暖桌，其内部简化电路如图乙所示。电源电压为220V，、、为三个加热电阻丝，旋转开关可切换不同挡位，实现“低温、中温、高温”三挡加热。已知，。 (1)求电暖桌在中温挡正常工作时，电路中的电流大小。 (2)电暖桌在高温挡连续工作30分钟，求电路消耗的电能。 (3)为了提升加热效率，厂家计划将低温挡的功率提高20%，在不改变电源电压的前提下，请通过计算说明，应将哪个电阻丝更换为阻值多大的新电阻丝？ 【答案】(1)2A (2) (3)应将R1更换为阻值73 【详解】（1）中温挡开关接c、d，电路中只有工作，电路中的电流为 （2）高温挡开关接d、e，高温挡的功率为 工作时间为 电路消耗的电能为 （3）低温挡为开关接b、c，与串联，总电阻 原低温挡功率为 目标功率为 由可知，电源电压不变时，功率与电阻成反比，需减小低温挡的工作电阻，与串联，总电阻。 需要的总电阻为 不改变中温挡和高温挡的功率，故更换电阻R1符合设计，故更换电阻R1的阻值为 要点 家庭电路 一、家庭电路的组成部分 1、家庭电路的组成部分 家庭电路包含供电线路、电能表、低压断路器、开关、插座和用电器，用电器插头插入插座后，用电器即接入家庭电路。在布线时，考虑到 不同家用电器的功率差异较大，往往将家庭电路 分为若干支路，以便于安装和检修。 2、简单的家庭电路示意图 图13-4-2 所示是一个简单的家庭电路示意图。 3、家庭电路的组成部分的介绍 ①电能表：家庭电路经过电能表后入户，电能表用来计量家庭的用电量。 ②低压断路器：低压断路器俗称“空气开关”，当家庭电路 中用电器的总功率过大或发生短路时，通过断路 器的电流超过规定电流，断路器会自动切断供电 线路，避免用电器损坏或发生其他危险。 ③相线、零线和地线：家庭电路的供电线路通常隐藏在墙体中，包含相线（俗称“火线”）、零线和地线。火线与零线之间有220 V的电压。 ④插座：两孔插座的一孔接火线， 一孔接零线，用电器的两脚插头接入插座后即可工作；三孔插座中，并排的两个孔分别接火线和零线，另一个孔与地线相连（图 13-4-3 ）。 2、 家庭用电的注意事项 1.触电 过量的电流通过人体会引起不同程度的组织损伤或器官功能障碍，俗称触电，触电会造成机体破坏甚至死亡。人体能导电，人体两端的电压越高，通过人体的电流就越大。 2.触电的类型 ①单线触电 如图，假如人的一只手接触火线，另一只手虽然没有接触零线，但是由于站在地上，导线、人体、大地和电网中的供电设备同样构成了闭合电路，电流同样会流过人体，发生触电事故。 ②双线触电 如图，假如人的一只手接触火线，另一只手接触零线，这样，人体、导线和电网中的供电设备就构成了闭合电路，大电流流过人体，就会发生触电事故。 3、防止触电的措施 在家庭电路的使用中，为了防止电流流过人体，①我们应避免用湿手去插、拔插头（图 13-4-4 ）； ②搬动家用电器时不能拖拽用电器和接线板，避免损坏导线；③如图 13-4-5 所示，为防止幼儿触电， 插座的位置不宜过低，还应该安装插座保护壳等。 ④使用三脚插座：为了充分保证使用时的安全，洗衣机、电冰 箱、空调等电器一般采用三脚插头，其中一脚与电器的金属外壳相连（图 13-4-6）。当三脚插头插入三孔插座时，用电器的金属外壳首先接地， 从而有效保证人身安全。 4、发生触电后的正确行为 一旦发生触电事故，应迅速切断电源，并用绝缘物体将触电人员与电源分离，切记不能直接 触碰触电人员。 5、家庭电路中的一些常见电压值 在一般环境下， 人体两端所加电压不超过36 V 时，通过人体的电流是安全的。家庭电路的电压一般是220 V， 远远大于安全电压。 6、 节能环保 家庭用电中不仅要时刻保持安全意识，还要 有节能环保意识。使用空调时，制冷温度不宜设置得太低，制热温度则不宜设置得太高。此外， 待机状态下的用电器仍在消耗电能，因此建议关闭长时间不使用的用电器。 要点速测 1．下列符合安全用电原则的是（     ） A．用湿手去拔插用电器 B．电热毯导线破损后仍继续使用 C．拽着插头后面的电线把插头从插座中用力拔出 D．更换灯泡前先断开电源开关 【答案】D 【详解】A．生活用水是导体，湿手拔插头易发生触电事故，不符合安全用电原则，故A不符合题意； B．电热毯导线破损后绝缘层损坏，易发生漏电、短路，引发安全事故，不符合安全用电原则，故B不符合题意； C．拽电线拔插头易损坏导线绝缘层，引发漏电、短路，不符合安全用电原则，故C不符合题意； D．更换灯泡前断开电源开关，可避免接触灯泡金属部分时触电，符合安全用电原则，故D符合题意。 故选D。 2．如图是家庭电路中的插座，闭合开关d，插孔能提供工作电压。开关d要接在_____（选填“火”或“零”）线与插座之间；插孔a中的金属片通过相应插头上的导线与用电器的_____相连。 【答案】 火 金属外壳 【详解】[1]开关必须接在火线与插座之间，这样断开开关时，插座不带电，能避免触电危险，因此开关d接火线与插座之间。 [2]三孔插座的接线规范是“左零右火上接地”，图中a是三孔插座的上插孔，连接接地线，则上插孔的金属片需要通过导线连接用电器的金属外壳，若用电器漏电，电流会通过地线导入大地，避免人体触电。 3．将图中的电灯、开关接入电路中。 【答案】 【详解】为确保灯泡断开时不再带电，以及更换时更安全，应将开关接在火线与灯泡之间，据此作图。 4．请用笔画线表示导线，将两个标有“220V 40W”的灯泡和开关接入家庭电路中，使开关闭合时两灯都正常发光。 【答案】 【详解】两灯额定电压都是220V，家庭电路电压为220V，因此两灯必须并联，才能保证每个灯泡两端电压等于额定电压，正常发光，开关同时控制两灯，所以开关在干路上；家庭电路安全接线规则：开关必须接在火线上，断开开关时，用电器不带电，保证安全；灯泡的顶端金属点接开关，灯泡的螺旋套接零线。 5．如图所示，灯泡L标有“220V　40W”，LED灯标有“220V　5W”字样，请正确连接图中的家庭电路，使开关S闭合时，灯泡L和LED灯都能正常工作。 【答案】 【详解】家庭电路中各个用电器并联，开关S闭合时，灯泡L和LED灯都能正常工作，开关S断开时，灯泡L和LED灯都不工作，开关控制整个电路，根据安全用电原则，开关应接在火线和用电器之间。 6．如图所示，在某家庭电路中，开关S控制灯泡L的连接方式符合安全用电原则，请你做出判断，A线是___________线。小红家的电能表2月底的示数为，3月底的示数为，则她家3月份消耗的电能为___________ kW·h。 【答案】 火 51.6 【详解】根据家庭电路连接方式和安全用电原则，开关接在火线和用电器之间，因此A线是火线。 电能表最后一位是小数位，则3月份消耗的电能为 7．某家庭电路的局部连接如图所示，下列说法正确的是（   ） A．电视机和灯泡是串联的 B．灯泡和灯泡是串联的 C．开关和灯泡是串联的 D．灯泡的工作电压比电视机的工作电压要低 【答案】C 【详解】AB．在家庭电路中，各个用电器都能单独工作、互不影响，它们之间都是并联关系，故A、B错误； C．开关是用来控制灯泡的，因此，开关要与灯泡串联，为了安全它必须安装在灯泡与火线之间，故C正确； D．在我国的家庭电路中，电视机、灯泡的工作电压相等，工作电压都是220V，故D错误。 故选C。 难点 挡位判断实质与常见两挡位电路 1.多挡位的实质：挡位不同⇔电功率不同⇔电路总电阻不同⇔电路连接不同 2.判断思路：电源电压一定，功率与阻值成反比，即阻值越大，功率越小，为低温挡；阻值越小，功率越大，为高温挡. 3.常见两挡位电路 考点 概念及其应用Ⅰ ▌例1-1 在国际单位制中，电功的单位是（     ） A．伏特（V） B．安培（A） C．焦耳（J） D．欧姆（Ω） 【答案】C 【详解】A．伏特（V）是电压的国际单位，故A不符合题意； B．安培（A）是电流的国际单位，故B不符合题意； C．焦耳（J）是功、能量、电功的国际单位，故C符合题意； D．欧姆（Ω）是电阻的国际单位，故D不符合题意。 故选C。 ▌例1-2日常教室中的日光灯额定电功率约为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据常见用电器的电功率可知，日光灯的额定电功率在40W左右。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 ▌例1-3下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．电熨斗 B．洗衣机 C．电冰箱 D．电风扇 【答案】A 【详解】A．电熨斗工作时将电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故A符合题意； BCD．洗衣机、电冰箱、电风扇工作时主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故BCD不符合题意。 故选A。 ▌迁移练1如图所示的四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（     ） A．电煮锅 B．迷你电冰箱 C．扫地机器人 D．笔记本电脑 【答案】A 【详解】A．电煮锅工作时，电流通过电阻丝产生热量，主要将电能转化为内能，利用电流热效应工作，故A正确； BC．迷你电冰箱和扫地机器人主要利用电动机工作，将电能转化为机械能，故BC错误； D．笔记本电脑主要将电能转化为光能、声能等，虽然工作过程会少量发热，但发热属于能量损耗，并非它的工作目的，不是主要利用电流热效应，故D错误。 故选A。 考点 概念及其应用Ⅱ、简单计算 ▌例2-1 下列用电器正常工作1h，所消耗的电能最接近2kW·h的是（　　） A．台灯 B．智能手机 C．家用空调 D．笔记本电脑 【答案】C 【详解】根据题意，该用电器的功率为 A．台灯常见功率约40W，故A不符合题意； B．智能手机的充电功率一般为几十瓦，故B不符合题意； C．家用空调的常见功率约1500W~2500W，故C符合题意； D．笔记本电脑常见功率约100W，故D不符合题意。 故选C。 ▌例2-2关于用电器工作时的能量转化，下列说法正确的是（     ） A．电风扇——电能转化为机械能 B．电饭锅——电能转化为机械能 C．电热水器——内能转化为电能 D．日光灯——光能转化为电能 【答案】A 【详解】A．电风扇工作消耗电能，主要获得机械能，电能转化为机械能，故A正确； B．电饭锅利用电流热效应工作，电能转化为内能，故B错误； C．电热水器利用电流热效应工作，电能转化为内能，故C错误； D．日光灯工作消耗电能，获得光能，电能转化为光能，故D错误。 故选A。 ▌例2-3小明用功率计量插座测量某个用电器的功率，插座显示此时的功率为________W；若此用电器正常工作1小时，消耗的电能为________kW·h。 【答案】 1500 1.5 【详解】插座显示此时的功率为1500W，是用电器在额定电压下正常工作时的功率。 用电器正常工作1小时，消耗的电能为 ▌迁移练2-1关于电功、电能和电功率的下列说法中，正确的是（     ） A．千瓦时是电功率的单位 B．电功率是表示电流做功多少的物理量 C．电流做功越多，电功率就越大 D．用电器电功率越大，单位时间内消耗的电能越多 【答案】D 【详解】A．千瓦时是电能的常用单位，电功率单位为瓦特、千瓦，故A错误； B．电功率是表示电流做功快慢的物理量，电流做功多少是电功的物理意义，故B错误； C．由可知，电功率大小由电功和做功时间共同决定，仅电功多、时间未知，无法确定电功率大，故C错误； D．由可知，单位时间内，即时间相同时，P越大则消耗的电能W越多，故D正确。 故选D。 ▌迁移练2-2 1度电可以使40W的日光灯正常工作____________h。某同学家的电能表月初的示数是，正常供电30天后，电能表的示数为，则该同学家本月用电____________kW·h。 【答案】 25 21 【详解】由可知，日光灯正常工作时间为 电能表月初示数 月末示数 本月用电量为 ▌迁移练2-3电阻R1和R2串联在电路中时，电功率比为1∶2，如R1和R2并联在电路中，电功率之比为（　　） A．1∶4 B．1∶2 C．2∶1 D．4∶1 【答案】C 【详解】串联电路中，各处的电流相等，电功率比为1∶2，由P=I2R可知，电阻之比为1∶2，R1和R2并联在电路中，各个支路的电压相等，电功率之比为 故选C。 考点 电能表 ▌例3-1 如图所示是小飞家的电能表，电能表的读数为____________kW·h。他让一个电暖器单独接入电路使用，工作2min，电能表转盘刚好转了100转，（电能表上标有2000r/kW·h）电暖器的实际功率为____________W。 【答案】 2071.8 1500 【详解】电能表读数最后一位为小数位，故读数为2071.8kW·h。 电暖器消耗的电能为 电暖器的实际功率为 ▌例3-2如图所示，从安全用电的角度考虑，某同学家同时使用的用电器最大总功率不应超过________W。断开其他用电器，让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁了90次，则电饭锅的电功率为________W。 【答案】 8800 900 【详解】由电能表参数可知工作电压为220V，允许通过的最大电流为40A，同时使用的用电器最大总功率为 电饭锅消耗的电能 电饭锅工作时间 电饭锅的电功率 ▌迁移练3-1电子式电能表表盘上标有“3200imp/（kW·h）”字样，将某用电器单独接在该电能表上正常工作30min，电能表指示灯闪烁了320次。该用电器在上述时间内消耗的电能为______kW·h，电功率是______W。细心的小明发现不同用电器工作时电能表的指示灯闪烁的快慢是变化的，电能表指示灯闪烁的越快，说明相同时间内电流通过用电器所做的电功______（填“越多”、“越少”、“越快”或“越慢”）。 【答案】 0.1 200 越多 【详解】[1]“3200imp/(kW•h)”表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3200次， 故闪烁320次，消耗电能为。 [2]电功率 [3]电能表指示灯闪烁的越快，说明电功率越大，相同时间内通过用电器所做的电功越多。 ▌迁移练3-2如图是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（　　） A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多 C．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗电能越快 D．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2kW 【答案】B 【详解】A．由图知该电能表的标定电流为10A，额定最大电流为40A，因此家庭电路干路电流不得超过40A，故A错误； B．电能表上“”的含义是：每消耗的电能，指示灯闪烁1600次。因此，指示灯闪烁的次数与消耗的电能成正比，闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多，故B正确； C．电能消耗的快慢用电功率表示。指示灯闪烁的频率反映了电功率的大小，闪烁得越快，说明电功率越大，消耗电能越快。而指示灯闪烁的次数只表示消耗电能的多少，不能表示消耗电能的快慢，故C错误； D．根据“”，指示灯闪烁320次，家庭电路消耗的电能为 而D项中的单位写成了kW，是电功率的单位，不是电能的单位，故D错误。 故选B。 考点 电功率计算的简单应用 ▌例4-1两盏白炽灯，甲标有“220V  40W”，乙标有“220V  25W”，比较它们的亮度，下列说法正确的是（     ） A．甲一定比乙亮 B．乙一定比甲亮 C．都正常工作时，甲一定比乙亮 D．都正常工作时，乙可能比甲亮 【答案】C 【详解】AB．灯泡亮度由实际功率决定，未给出两灯实际工作电压，无法确定实际功率大小，则不能比较两灯亮度，故AB错误； CD．灯正常工作时实际功率等于额定功率，，，则，则甲更亮，故C正确，D错误。 故选C。 ▌例4-2 电阻R1=10欧姆，R2=15欧姆，把它们并联接入电路，在同样时间内（     ） A．电流在R1上做的功多 B．电流在R2上做的功多 C．电流在R1、R2上做的功一样多 D．无法判断 【答案】A 【详解】电阻R1=10欧姆，R2=15欧姆，由并联电路电压特点知，两电阻两端的电压相等，由知，在相同的时间内电阻越小，电流做的电功越多，所以，电流在R1上做的功多。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 ▌迁移练4-1分别标有“220V 25W”、“110V 25W”、“36V 40W”字样的三个白炽灯，它们各自在额定电压下使用时（   ） A．“220V 25W”最亮 B．“36V 40W”最亮 C．“110V 25W”最亮 D．三个灯泡一样亮 【答案】B 【详解】灯泡的亮度决定于灯的实际功率，实际功率越大灯越亮。三个灯泡各自在额定电压下工作，实际功率等于额定功率，由三个灯泡的规格可知，“36V 40W”字样的额定功率最大，所以最亮，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 ▌迁移练4-2 甲灯泡标有“220V60W”，乙灯泡标有“220V100W”，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是（     ） A．甲灯泡的功率一定小于乙灯泡的功率 B．甲灯泡消耗的电能一定小于乙灯泡消耗的电能 C．两灯串联在电路中，甲灯泡一定比乙灯泡亮 D．两灯并联在电路中，甲灯泡一定比乙灯泡亮 【答案】C 【详解】根据电功率公式 ，在额定电压相同的情况下，额定功率越小，灯丝电阻越大：甲灯额定功率60W小于乙灯的100W，因此甲的灯丝电阻 。 A． 灯泡实际功率由实际工作电压决定，实际电压不确定，实际功率不一定等于额定功率，故A错误； B．消耗电能 ，消耗电能的多少由实际功率和通电时间共同决定，没有限定工作时间和实际功率，无法比较两灯消耗的电能大小，故B错误； C．两灯串联时电流处处相等，根据 ，因为 ，所以甲的实际功率大于乙的实际功率，灯泡亮度由实际功率决定，因此甲一定比乙亮，故C正确； D．两灯并联时两端电压相等，根据 ，因为 ，所以甲的实际功率小于乙的实际功率，甲应该比乙暗，故D错误。 故选C。 考点 家庭电路与安全用电 ▌例5-1 下列符合安全用电原则的是（     ） A．用湿手去拔插用电器 B．电热毯导线破损后仍继续使用 C．拽着插头后面的电线把插头从插座中用力拔出 D．更换灯泡前先断开电源开关 【答案】D 【详解】A．生活用水是导体，湿手拔插头易发生触电事故，不符合安全用电原则，故A不符合题意； B．电热毯导线破损后绝缘层损坏，易发生漏电、短路，引发安全事故，不符合安全用电原则，故B不符合题意； C．拽电线拔插头易损坏导线绝缘层，引发漏电、短路，不符合安全用电原则，故C不符合题意； D．更换灯泡前断开电源开关，可避免接触灯泡金属部分时触电，符合安全用电原则，故D符合题意。 故选D。 ▌例5-2如图是带开关的“五孔插座”，两个插座上各接一个用电器，开关能同时控制，拔下一个插座上的用电器，另一个仍能工作，则开关应接在_______路上，两个插座是_______连接的。为了用电安全，开关的一个接线柱应与_______线相连，另一个与三孔插座_______孔的接线柱相连；三孔插座中间孔的接线柱应与_______线相连。 【答案】 干 并 火 右 地 【详解】两个插座接的用电器互不影响，拔下一个后另一个仍能工作，因此两个插座为并联连接；开关同时控制两个插座，因此开关需要接在干路； 根据家庭用电安全要求，开关必须接在火线上，断开开关后，后续电路不带电，避免触电风险，因此开关一个接线柱接火线；三孔插座的接线规则为“左零右火上接地”，因此开关接火线后，另一端接三孔插座的右孔接线柱；三孔插座的中间孔的接线柱需要接地线，作用是用电器漏电时，将电流导入大地，避免触电。 ▌迁移练5-1 如图所示，a、b、c是家庭电路中的三条导线，其中，零线是______（选填“a”“b”或“c”）。若将电冰箱接入此电路，电冰箱应与电灯______联。 【答案】 b 并 【详解】[1]三孔插座的左孔接零线，所以零线是b。 [2]电冰箱与电灯工作时互不影响，所以电冰箱应与电灯并联。 ▌迁移练5-2如图所示是带指示灯和开关的三孔插座，既安全又操作便利。闭合开关指示灯亮，三孔插座通电可用。断开开关，指示灯灭，插座同时断电。指示灯断路时，闭合开关，三孔插座仍能正常使用。其内部线路的连接情况，下列选项能符合要求的是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】开关断开时，指示灯不发光，插孔无电压；开关闭合时，指示灯发光，插孔有电压；指示灯损坏时，开关闭合插孔仍有电压，这说明指示灯和插孔是并联的，且开关在干路上控制整个电路，即同时控制指示灯和插孔的通断，按照安全用电原则，开关应接在火线上，所以A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 考点 电热与电功率的综合应用 ▌例6-1 如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为5V，电热丝阻值为1Ω。闭合开关，电热丝温度升高，利用电流的_____________效应实现高温封口，若使用时总把塑料袋烫坏，可以_____________（选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。 【答案】 热 增大 【详解】塑料袋封口夹是当电热丝有电流通过时，电热丝能发出热量，所以利用电流的热效应实现高温封口的。 若使用时总把塑料袋烫坏，即产生热量过多，则需要减小电热丝的功率，由可知，电压一定时，增大电阻，可以减小电热丝的功率。 ▌例6-2如图所示，把额定电压都为2.5V的小灯泡和LED灯并联在电路中。闭合开关后，移动滑动变阻器滑片的位置，当小灯泡和LED都正常发光时，测得通过小灯泡和LED灯的电流分别是0.3A和0.12A，小灯泡的额定功率是_____W、LED灯的额定功率是_____W。发现两灯的亮度相同，则_____灯更节能。 【答案】 0.75 0.3 LED 【详解】小灯泡和LED灯正常工作时，它们两端的电压都是额定电压，为2.5V，通过它们的电流分别是0.3A和0.12A。 所以额定功率分别是 灯泡的功能是发光，两个灯泡的亮度相同，达到的目的相同；由于LED灯的电功率更小，所以更节能。 ▌例6-3如图所示是一个只能看清标有“3.2W”字样的灯泡的电流与其两端电压的关系图，灯泡L接到电压恒为U的电源两端时正常发光，电源电压为_______V。将该灯泡与的定值电阻串联后接到原来的电源两端，此时电阻的功率为_____。 【答案】 8 1.2 【详解】由，结合图像得 等于灯泡额定功率，灯泡正常发光，故电源电压 灯泡与串联，由串联电路电压关系 结合图像可知，当时，，总电压等于电源电压8V，即电路电流为。电阻的功率为 ▌迁移练6 -1如图所示的电路中，、为定值电阻，其中，当只闭合开关时，电流表的示数为0.4A，则电源电压为________V，再闭合开关时，电流表的示数变化了0.8A，则10s内电流通过做功________J。 【答案】 4 32 【详解】当只闭合开关时，电路为的简单电路，由欧姆定律得电源电压 再闭合S2后，与并联，因并联电路各支路独立工作，通过的电流不变，故电流表示数的变化量等于通过的电流，即通过的电流为 ， 因并联电路各支路两端电压等于电源电压，10s内电流通过R2 做功 ▌迁移练6 -2如图所示电路的电源电压保持不变，将滑动变阻器的滑片P从中点移到b端的过程中（     ） A．电路总功率变小 B．电压表示数变大 C．电流表示数变小 D．电压表示数和电流表示数之比变大 【答案】A 【详解】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器并联，电压表测电源电压，电流表测灯泡L支路的电流。 A．滑片P从中点移到端的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以并联电路总电阻变大。由可知，电源电压不变，变大，则电路总功率变小，故A符合题意； B．电压表测电源电压，电源电压保持不变，故电压表示数不变，故B不符合题意； C．并联电路各支路互不影响，所以通过灯泡的电流不变，即电流表示数不变，故C不符合题意； D．由上可知，电压表示数和电流表示数都不变，所以二者之比不变，故D不符合题意。 故选A。 考点7作图题 ▌例7-1在图中，用笔画线代替导线将部分家庭电路连接完整，其中开关只控制灯泡； 【答案】 【详解】火线先接入开关的上端接线端，灯泡的右端接线端接零线。插座左接线柱接零线，右接线柱接火线，插座直接并联在火线和零线之间，据此作图。 ▌例7-2如图所示是探究“影响电流热效应因素”实验装置的一些器材，小明通过比较甲、乙两个瓶进行探究电流产生热量与电阻的关系，通过比较甲、丙两个瓶进行探究电流产生热量与电流的关系，请把实物图连接完整。 【答案】 【详解】电流产生热量与电流、电阻、通电时间多个因素有关，当采用串联连接电路时，目的是保持电流和通电时间一定；因而把R1和R2串联接入电路，而R1、R3电阻相等，接在不同支路上，且支路电流不等，因而把R3与其他两个串联的电路并联，即可改变电流，如图所示： ▌迁移练7-1根据电路图连接实物图（已知两只小灯泡规格相同，其额定电压为3V，额定功率为1.5W） 【答案】 【详解】由图可知，两灯泡并联，电流表A1测量干路电流，电流表A2测量L1的电流。根据公式可得，灯泡的额定电流为 干路电流为 0.5A+0.5A=1A 所以电流表A1用大量程，A2用小量程，电路连接如下： 考点8 计算题 ▌例8-1工厂车间的机床上装有“220V  10W”的照明灯，求： (1)照明灯正常工作时的电流； (2)照明灯正常工作10min消耗的电能。 【答案】(1)0.045A (2)6×10³J 【详解】（1）由照明灯参数“220V 10W”可知，额定电压，额定功率，所以照明灯正常工作时的电流 （2）照明灯正常工作10min消耗的电能 ▌例8-2如图所示的电路中，电源两端电压为12V且保持不变，电阻R2的阻值为10Ω。闭合开关S，电流表A的示数为0.8A，求： (1)R1的阻值； (2)通过干路的电流I； (3)电路的总功率P。 【答案】(1)15 (2)2A (3)24W 【详解】（1）如图所示，电路为并联电路，R1两端电压与电源两端电压相等，电流表A测量通过它的电流，所以 （2）电阻R2的阻值为10Ω，所以通过它的电流 所以干路电流 （3）电路的总功率 ▌例8-3如图所示，电源两端电压为6V，电阻为。 (1)只闭合开关S，求通过电阻的电流； (2)若同时闭合开关、，干路的电流为，求通电时电阻产生的热量。 【答案】(1)0.6A (2)60J 【详解】（1）只闭合开关S时，只有电阻接入电路，电源电压， 根据欧姆定律，得通过的电流 （2）同时闭合开关、，与并联，并联电路各支路互不影响，因此通过的电流仍为，干路电流 由并联电路电流的特点可知，通过的电流 并联电路中各支路电压等于电源电压，因此两端电压 通电10s时产生的热量 ▌迁移练8-1小明给家里的鱼缸安装了一个具有加热和照明功能的系统，其工作原理如图所示，其中电源电压为5V，照明部分由10个标有“5V  0.5W”的LED并联组成，R为定值电阻。 (1)开关闭合时，求通过开关的电流； (2)开关闭合时，通过R的电流为2A，求电阻R的阻值； (3)开关和都闭合时，求电路工作10分钟消耗的电能。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据公式，可得每个 LED 灯正常工作时的电流 因为照明部分由 10 个 LED 灯并联组成，根据并联电路电流特点，可得通过开关的电流 （2）当开关闭合时，电阻R两端的电压等于电源电压，根据欧姆定律，可得电阻R的阻值 （3）当开关和都闭合时，照明部分和电阻R并联。照明部分的总功率 电阻R的功率 所以电路的总功率 根据公式，可得电路工作10分钟消耗的电能 ▌迁移练8-2在图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.8A和0.3A。 (1)求电源电压U。 (2)求电阻R2的10s内所做的电功W2。 (3)现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换前后仅一个电流表的示数变化了0.3A。求电阻R0的阻值。 【答案】(1)6V (2)30J (3)或 【详解】（1）由电路图可知，与并联，电流表测干路电流，电流表测支路电流；根据并联电路电流规律，干路电流大于支路电流，因此干路电流，通过的电流。 并联电路中各支路两端电压等于电源电压，根据欧姆定律，电源电压 （2）根据并联电路电流规律，通过的电流 两端电压等于电源电压，根据电功公式，电阻的10s内所做的电功 （3）若替换，则支路电流不变，支路电流改变，干路电流也随之改变，两个电流表示数均变化，不符合题意“仅一个电流表的示数变化”，因此只能替换，替换后支路电流不变，仅干路电流变化，符合题意；干路电流变化量，因此替换后总电流或 通过的电流或 根据欧姆定律可得或 ▌迁移练8-3同学制作了一个简易恒温箱，其加热电路如图所示，电路中的电源电压为10V保持不变，电阻阻值为。 (1)求闭合开关S后，电阻通电10s产生的热量。 (2)为调节加热功率，在该电路中，同学把滑动变阻器与电流表A（只有0~0.6A量程完好）以某种方式接入电路中，使电路能正常工作，在移动滑动变阻器滑片的过程中，电路总功率的最小值为12W。 ①请在答题纸相应位置的方框内画出该情况对应的电路图。 ②求电路中滑动变阻器的最大阻值。 ③求电路中的最大电功率。 【答案】(1)100J (2)①；②；③16W 【详解】（1）闭合开关S后，电路为的简单电路，根据欧姆定律，电路中的电流为 根据焦耳定律，通电10s产生的热量为 （2）① 根据题意，要使移动滑片过程中电路总功率存在最小值，且电流表能正常工作，滑动变阻器与电流表串联后，与并联：此时的电流恒定，接入电阻最大时，总电流最小、总功率最小，符合题目要求，据此作图。 ②总功率最小值，根据可得，电路最小总电流为 并联电路干路电流等于各支路电流之和，支路电流恒为，因此滑动变阻器的最小电流为 并联支路电压等于电源电压，因此滑动变阻器的最大阻值 ③电流表量程为0~0.6A，因此滑动变阻器支路允许的最大电流，电路最大总电流为 电路的最大电功率为 考点9 实验题 ▌例9-1如图所示，该装置可探究电流通过导体产生的热量与________的关系，通电一段时间后，通过观察________来比较两电阻产生热量的大小，这是运用了________法。 【答案】 电流大小 U形管液面高度差 转换 【详解】该装置中，两个容器内的电阻R1、R2阻值相等，通电时间相同；R2和容器外的R3并联后，再与R1串联，因此通过R1和R2的电流大小不同，所以该实验探究的是电流通过导体产生的热量与电流大小的关系。 电流产生的热量无法直接观察，实验中是通过观察U形管两侧液面的高度差来比较两个电阻产生热量的多少。 把不易直接观测的热量转换为容易观测的液面高度差来研究，这种方法叫做转换法。 ▌例9-2某小组在研究“电流产生的热量与电阻的关系”的实验。 (1)如图所示，将甲、乙两根电热丝，分别浸入装有煤油的瓶中，瓶内各插入一支温度计进行实验。电流通过电热丝时将电能转化为电热丝的______能； (2)实验中通过观察______来比较电流产生热量的多少； A．温度计示数的变化量 B．加热时间 (3)煤油的温度升高是通过______的方式增加了煤油的内能。 A．做功 B．热传递 【答案】(1)内 (2)A (3)B 【详解】（1）电流通过电热丝时会发热，将电能转化为电热丝的内能，这叫做电流的热效应。 （2）根据转换法，实验中通过观察温度计示数的变化量来比较电流产生热量的多少，温度计示数的变化量越大，说明电流产生热量越多，故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 （3）电热丝产生的热量被煤油吸收，煤油的温度升高，内能增大，是通过热传递的方式增加了煤油的内能。故A不符合题意，B符合题意。 故选B。 ▌迁移练9-1为了探究“电流做功与电压大小和电流大小的关系”，某同学特别设计了两个实验，已知两个烧瓶中装有质量相等的煤油，且R1>R2，图甲采用串联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟电压大小的关系。 （1）通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度和___________，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，___________越大，电流做功越多； （2）该同学要继续探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系。他使用的器材如图乙所示，电阻丝、煤油与原来相同。请根据这个目标，用笔画线代替导线，将图乙的实物连接图补充完整。___________ ； （3）小明认为实验次数太少，结论具有偶然性，但又不想增加新的器材，实验中可以采取___________的办法进行实验，测量多组不同数据。 【答案】 电压表的示数 电压 改变电源电压 【详解】（1）[1][2]通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度，上升高的电流做功多，同时观察电压表的示数，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，电压越大，电流做功越多。 （2）[3]探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系，要保持电压相同，要将两电阻并联，如图所示： （3）[4]学生电源能改变提供的电压值，若不添加新器材，可以通过学生电源改变电源电压，从而多做几次实验。 ▌迁移练9-2某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻，所用电源电压为，小灯泡的额定电压为。 (1)请用笔画线表示导线，将图（a）中的电路连接完整。 (2)正确连接电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于____________（填“A”或“B”）端。闭合开关后，发现小灯泡不发光，电压表有示数，电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好，造成这一现象的原因可能是______________。 (3)排除故障后进行实验，当滑动变阻器的滑片移至某一位置时，电压表的示数为，电流表的示数如图（b）所示，为__________，此时小灯泡的电阻为__________（计算结果保留一位小数）。 (4)经过多次实验，测量并记录多组数据，得到小灯泡的图像如下图所示，该图像不是一条直线，其原因是_____________。 (5)计算小灯泡的额定功率。 【答案】(1) (2) B 小灯泡断路 (3) 0.26 8.1 (4)小灯泡灯丝电阻会随温度变化，I与U的比值不同 (5)0.5W 【详解】（1）已知电源电压为3V，电压表选择0~3V的量程，电压表和灯泡并联，滑动变阻器“一上一下”串联接入电路中，如图所示： （2）[1]为了保护电路，闭合开关前，将变阻器的滑片移动到阻值最大处，即将滑动变阻器的滑片P置于B端。 [2]闭合开关后，发现小灯泡不发光，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，电压表被串联在电路中，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即造成这一现象的原因可能是小灯泡断路。 （3）[1][2]由图（b）可知，电流表选用小量程0~0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.26A；已知电压表示数为2.1V，此时小灯泡的电阻为 （4）由图可知，图像不是一条直线，说明灯泡的电阻是变化的，是因为灯丝的电阻随温度的变化而变化（灯丝的电阻随温度的升高而增大），I与U的比值不同。 （5）已知小灯泡的额定电压为2V，由小灯泡的I-U图像可知，小灯泡的额定电流为0.25A，所以小灯泡的额定功率为 基础达标 一、单选题 1．下列单位中，不是电功单位的是（     ） A．千瓦时（kW·h） B．伏特·安培（V·A） C．瓦特·秒（W·s） D．焦耳（J） 【答案】B 【详解】A．千瓦时（）是电功常用单位，故A不符合题意； B．由电功率公式得，，是电功率单位，不是电功单位，故B符合题意； C．由电功公式得，，是电功单位，故C不符合题意； D．焦耳（）是电功的国际单位，故D不符合题意。 故选B。 2．下列关于电功和电功率的说法，正确的是（     ） A．电功率是表示电流做功多少的物理量 B．电流通过导体消耗的电能越多，电功率就越大 C．不同的用电器，工作时间越长的耗电一定多 D．单位时间内电流做的功越多，电功率就越大 【答案】D 【详解】A．电功是表示电流做功多少的物理量，电功率表示电流做功快慢的物理量，故A错误； B．由可知，电功率与电功、通电时间两个因素有关，仅消耗的电能（电功）多，通电时间未知，无法判定电功率大，故B错误； C．由可知，消耗电能多少与电功率、通电时间两个因素有关，仅工作时间长，用电器电功率未知，无法判定耗电多，故C错误； D．单位时间即通电时间t为定值，由可知，单位时间内电流做功W越多，电功率P越大，故D正确。 故选D。 3．下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（     ） A．电风扇吹风 B．电灯发光 C．电饭锅煮饭 D．电池充电 【答案】A 【详解】A. 电风扇工作时电能主要转化为机械能，故A正确； B. 电灯发光时电能主要转化为光能和内能，故B错误； C. 电饭锅煮饭利用电流热效应，电能转化为内能，故C错误； D. 电池充电时电能转化为化学能储存，故D错误。 故选A。 4．一盏40W的普通家用照明灯泡正常工作时的电流最接近（     ） A．20A B．2A C．0.2A D．0.02A 【答案】C 【详解】家用照明电路电压为220V，普通家用照明灯泡的功率为40W。由得灯泡正常工作时的电流 电流最接近0.2A，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．两个电阻和，且，将它们串联在电路中，相同时间内产生的热量之比为（     ） A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1 【答案】B 【详解】在串联电路中，通过各个用电器的电流是相等的，即，同一电路通电时间相同，根据焦耳定律可得，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 6．某型号电饭锅有加热和保温两挡，其原理如图所示。下列说法正确的是（    ） A．开关S断开时，电饭锅处于加热状态 B．开关S闭合时，电饭锅处于保温状态 C．加热状态下的总电阻比保温状态下的大 D．加热状态下的总功率比保温状态下的大 【答案】D 【详解】由图可知，当开关S闭合时，电阻被短路，电路中只有电阻工作。此时电路的总电阻为 当开关S断开时，电阻和串联。此时电路的总电阻为 根据电功率公式 ，家庭电路电压恒定，因此功率 与电阻成反比。加热状态需要较大的功率，因此电路的总电阻应该较小。这对应于开关S闭合的情况。保温状态需要较小的功率，因此电路的总电阻应该较大。这对应于开关S断开的情况，故ABC错误，D正确。 故选 D。 7．将规格都是“220V  100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电熨斗分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（     ） A．电风扇产生的热量最多 B．电视机产生的热量最多 C．电熨斗产生的热量最多 D．三个用电器产生的热量一样多 【答案】C 【详解】三个用电器额定电压均为220V，接入220V家庭电路均正常工作，实际功率。由可知，通电时间t相同时，三者消耗的总电能W相等。电风扇将大部分电能转化为机械能、电视机将大部分电能转化为光能和声能，二者产生的热量；电熨斗为纯电阻用电器，消耗的电能全部转化为热量，即，因此电熨斗产生的热量最多。 故选C。 8．小明设计了一种具有高、中、低温三挡的加热装置，其电路如图所示，已知，电源电压为220V。当开关S1断开、S2接b时，电路发热功率为220W。下列说法错误的是（     ） A．R2的阻值为20 B．当电路接高温挡时，发热功率为2420W C．当开关S1断开，S2接b时加热装置处于中温挡 D．该加热装置存在中、低温两挡位功率相差不大的设计不足 【答案】A 【详解】由电路图可知，当开关断开、接b时，电路为的简单电路，当开关闭合、接b时，与并联，当开关断开、接a时，与串联。 因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，所以当开关闭合、接b时，电路的总电阻最小，当开关断开、接a时，电路的总电阻最大。 电源的电压一定时，由可知，当开关闭合、接b时，电路的总功率最大，加热装置处于高温挡；同理可知，当开关断开、接a时，加热装置处于低温挡，当开关断开、接b时，加热装置处于中温挡。 A．当开关断开、接b时，电路发热功率为220W，则电阻的阻值，故A错误； B．当开关闭合、接b时，与并联，加热装置处于高温挡，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，且各支路两端的电压相等，所以，发热功率，故B正确； C．当开关断开、接b时，加热装置处于中温挡，故C正确； D．当开关断开、接a时，与串联，加热装置处于低温挡，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以低温挡的功率 由200W和220W相差不大可知，该加热装置存在中、低温两挡位功率相差不大的设计不足，故D正确。 本题选择错误的，故选A。 二、填空题 9．某导体两端的电压为6V，通过导体的电流为1A，通电时间为10s，电流做功________J，消耗的电能是________J。 【答案】 60 60 【详解】电流做的功为 因电流通过导体做的功等于导体消耗的电能，故消耗的电能为60J。 10．如图所示是小飞家的电能表，电能表的读数为____________kW·h。他让一个电暖器单独接入电路使用，工作2min，电能表转盘刚好转了100转，（电能表上标有2000r/kW·h）电暖器的实际功率为____________W。 【答案】 2071.8 1500 【详解】电能表读数最后一位为小数位，故读数为2071.8kW·h。 电暖器消耗的电能为 电暖器的实际功率为 11．将标有“  ”， 标有“  ”串联接入电路中，闭合开关后，两灯均发光，则两灯的电流之比为________；若将两灯并联后接入电路中，则灯泡________更亮。 【答案】 1:1 【详解】因两灯串联，由串联电路电流规律可知各处电流相等，故两灯电流之比为1:1。 因两灯并联接入3V电路，由并联电路电压规律可知，两灯两端电压均等于额定电压，实际功率等于额定功率；灯泡亮度由实际功率决定，额定功率更大，其实际功率也较大，故更亮。 三、计算题 12．如图所示的电路，定值电阻R1的阻值为15，定值电阻R2的阻值为30，闭合开关S后，电流表A的示数为0.20A求： (1)电阻R1两端的电压； (2)电源电压： (3)整个电路在1min内产生的热量。 【答案】(1)3V (2)9V (3)108J 【详解】（1）电阻两端的电压 （2）电源电压 （3）整个电路在1min内产生的热量 13．如图所示的电路，电源电压保持不变，的阻值为。只闭合开关时，电流表的示数为，再闭合，电流表的示数为。求： (1)电源电压； (2)开关均闭合时，通电10s，电路消耗的电能。 【答案】(1)9V (2)36J 【详解】（1）当只闭合开关时，电路中只有工作，通过的电流，根据欧姆定律可得，电源电压 （2）当开关和均闭合时，电阻和并联，电路的总电流，通电时间，电路消耗的总电能 14．小梦学习小组为了检测空气质量指数，设计了如图甲所示的检测电路。电源电压为保持不变，为的定值电阻，为气敏电阻，其电阻大小与空气质量指数的关系如图乙所示，当电压表示数为时。求解下列问题： 空气质量等级 空气质量指数 空气环境 I级 0~50 优秀 II级 51~100 良好 Ⅲ级 101~200 轻度污染 IV级 201~300 中度污染 V级 大于300 严重污染 (1)此时当地的空气质量等级是多少？ (2)此时电路中消耗的电功率是多少？ 【答案】(1)III级 (2)1.8W 【详解】（1）由电路图可知，与串联，电压表测两端电压。串联电路中电流处处相等，根据欧姆定律可得，电路电流为 根据串联电路的电压规律可得，两端电压为 根据欧姆定律可得，的阻值为 结合图乙，当时，空气质量指数为150，对应表格中的III级（轻度污染）。 （2）电路总功率公式为，此时电路中消耗的电功率是 四、实验题 15．如图甲所示是“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个相同的透明容器中密封着等质量的空气。 (1)甲实验是为了探究电流产生的热量与___________的关系，将此装置接到电源两端，通电一段时间后，电流在___________容器中产生的热量较多。（选填“A瓶”或“B瓶”） (2)如乙图所示的是探究电流产生的热量跟___________的关系，通电一段时间___________（选填“C瓶”或“D瓶”）内的电阻丝产生的热量多。 (3)小明认为只需将乙图中左边容器中的电阻丝由5Ω换成10Ω，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系，你认为他的想法___________（选填“是”或“不是”）正确的，请解释原因___________。 【答案】(1) 电阻 B瓶 (2) 电流 C瓶 (3) 不是 没有控制通过电阻丝的电流相同 【详解】（1）甲装置中两个电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，只有电阻大小不同，因此是探究电流产生的热量与电阻的关系。 由图甲可知，B瓶中电阻阻值大于A瓶中电阻阻值，电流、通电时间相同时，由焦耳定律可知，电流在B瓶容器中产生的热量较多。 （2）如图乙的装置中，右边两个5Ω的电阻并联后再与左边5Ω的电阻串联；根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点可知，比较可知；两容器中的电阻值相等，通电时间相等，电流不同，故探究的是电流产生的热量跟电流的关系。 根据，电阻、通电时间相同时，电流越大产热越多，通过C瓶中电阻的电流大于通过D瓶中电阻的电流，因此C瓶内电阻丝产热更多。 （3）探究电流产生的热量与电阻的关系，需控制电流和通电时间相等，将乙图中左边容器中的电阻丝由5Ω换成10Ω，C瓶与D瓶中电阻阻值不相等，通过C瓶与D瓶中电阻的电流也不相等，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，小明的想法不是正确的，原因是没有控制通过电阻丝的电流相同。 能力进阶 一、单选题 1．如图所示，手电筒中的电流为0.5A，电源为三节新干电池。则该手电筒中的小灯泡工作1min消耗的电能约为（　　） A．27J B．81J C．135J D．972J 【答案】C 【详解】1节新干电池的电压为1.5V，手电筒的三节干电池是串联连接，总电压为 工作时间 消耗的电能 故选C。 2．甲、乙两灯串联时，甲灯比乙灯亮；则将两灯并联后，下列判断正确的是（     ） A．甲灯两端电压比乙大 B．通过甲灯电流比乙大 C．甲灯电阻比乙大 D．甲灯的实际功率比乙大 【答案】C 【详解】甲、乙两灯串联时，通过两灯的电流相等，甲灯更亮，说明，由得，甲灯的电阻大于乙灯的电阻，即，由于电阻是导体的一种性质，当甲、乙两灯并联时，电阻不变。 甲、乙两灯并联时，根据并联电路中电压的规律可知，甲、乙灯两端的电压相等，即；由得，当时，通过甲灯的电流小于乙灯的电流；由得，甲灯的实际功率小于乙灯的实际功率，故ABD错误，C正确。 故选C。 3．如图是家庭电路中四种用电器耗电持续工作的时间图，下列说法正确的是（     ） A．甲消耗的电能最快 B．电流通过丁做功最少 C．甲电功率是丁的4倍 D．丁电功率是 【答案】D 【详解】由图可知，四种用电器消耗的电能均为，工作时间分别为，，，。 AB．四种用电器消耗的电能相同，即电流做功相同，由可知，丁的工作时间最短，电功率最大，消耗电能最快，故AB错误； CD．甲的电功率 丁的电功率 甲电功率是丁的，故C错误，D正确。 故选D。 4．如图所示的电路，闭合开关后，电流表的示数为，电流表的示数为，则内和消耗的电能之比是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由电路图可知，与并联，电流表测支路的电流，电流表测干路电流，则通过的电流，干路电流。根据并联电路电流规律可知，通过的电流 并联电路中各支路两端电压相等，通电时间相同，由可知，电能之比 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5．如图所示，电源电压不变，闭合开关S，将变阻器的滑片P从b向a移动，则（     ） A．电流表示数变小 B．电压表示数不变 C．电路的总功率变小 D．定值电阻消耗的功率变大 【答案】D 【详解】由图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测滑动变阻器两端电压。 A．滑片P从b向a移动，变阻器接入电阻变小，总电阻变小，由可知电流表示数变大，故A不符合题意； B．由可知定值电阻两端电压变大，由串联电路电压规律可知电压表示数变小，故B不符合题意； C．由可知电路总功率变大，故C不符合题意； D．由可知定值电阻消耗的功率变大，故D符合题意。 故选D。 二、填空题 6．如图甲所示，插头中较长的插脚应该插入三孔插座的______（选填“L”“N”或“E”）孔；小明同学想在家里安装一盏照明灯，图乙所示是他设计的电路，图中虚线框1和2应连入开关和电灯，则开关应装在方框______（选填“1”或“2”）中。 【答案】 E 2 【详解】[1]三脚插头中，较长的插脚是为了安全设计的，它代表的是接地线，因此插头中较长的插脚应该插入三孔插座的E孔。 [2]根据家庭电路的连接规则，开关应该接在火线上，所以开关应该安装在2上。 7．小李新买了一台电暖器，高温挡和低温挡功率分别为“2000W”和“800W”。电暖器的金属外壳与家庭电路的________线相连，可防止漏电时对人造成伤害。其内部电路原理图如图所示，当电阻R1、R2同时接入电路时，处于________挡。某天电暖器正常工作6h，其中高温挡2h，低温挡4h，则它一天耗电________kW·h。 【答案】 地/保护 高温 7.2 【详解】[1]电暖器的插头是三脚插头，插头插入插座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的接地保护线相连，防止发生触电事故。 [2]由图乙电路图可知，当开关与触点1、2接触时，电路为R2的简单电路，总电阻较大，根据可知总功率较小，电暖器处于低温挡。当开关与触点2、3接触时，R1、R2并联，总电阻较小，根据可知总功率较大，电暖器处于高温挡。 [3]某天电暖器正常工作6h，其中高温挡2h，低温挡4h，则它一天耗电 8．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关，滑动变阻器的滑片从点滑到点的过程中，两电压表示数与电流表示数的变化关系图线如图乙所示，则的电阻是_____，滑片从滑到点的过程中，该电路的总功率变化量为_____。 【答案】 2 30 【详解】图甲、、滑动变阻器串联，电流表测电路电流，测两端电压，测两端电压。滑片从b向a滑动时，接入电阻减小，电路电流增大；由定值电阻电压随电流增大而增大，可知图乙中上升的ec图线为的示数随电流表变化图线，下降的dc图线为的示数随电流表变化图线。 图乙中，当时，电压表的示数，根据欧姆定律得的阻值为 由串联电路电压规律得，电源电压，因电源电压不变，故定值电阻R的电压变化量与、示数和的变化量大小相等，即 由欧姆定律，得 取滑片在b点的状态，由串联电路电压规律得，电源电压为 由总功率公式，该电路的总功率变化量为 三、计算题 9．如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V  3W”字样，R1、R2为定值电阻其比值为1：4，当S闭合，S1和S2断开时，灯泡L正常发光；当开关都闭合时，干路电流为2.5A，求： (1)灯泡L正常发光时的电阻； (2)开关都闭合时求R2的电功率。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）灯泡正常发光时，由得灯泡电阻为 （2）S闭合、S1和S2断开时，L与R1串联，L正常发光。电路电流等于灯泡额定电流 电源电压① 开关都闭合时，L被短路，R1与R2并联，干路电流。并联电路中电流与电阻成反比，由得 干路电流，因此 根据并联电路电流的规律，R1支路的电流为 电源电压为② 联立①②可求得，，R2的电功率为 10．小星想设计一个模拟密码锁的电路，他选用的器材有：电压不变的电源、一个标有“3 V　1.5 W”的小灯泡、一个定值电阻、三个开关和若干导线。 (1)求小灯泡正常发光时的电流； (2)求小灯泡正常发光100 s消耗的电能； (3)他用三个开关S1、S2、S3分别模拟三位数密码的第一位、第二位、第三位，开关的“闭合”和“断开”分别模拟数字“1”和“0”。当输入“011”的开锁密码，对应的开关状态如表所示时，小灯泡正常发光，模拟密码锁打开。任意输入其他密码时，小灯泡都不工作且电路安全。各种通路状态下，电路中最大电流与最小电流之比是3∶2。请在虚线框内画出符合要求的电路图（画出一种即可），标出对应开关的名称，并通过计算求出电源电压。 密码数字 0 1 1 对应开关状态 S1断开 S2闭合 S3闭合 【答案】(1) (2) (3) ，电源电压为 【详解】（1）由得，小灯泡正常发光电流为 （2）由得，小灯泡正常发光100s消耗的电能为 （3）根据题意，当开关S1断开，S2、S3闭合时，灯泡发光，且任意输入其他密码时，小灯泡都不工作，说明控制灯泡的开关S2、S3不能单独工作，与灯泡串联，且开关S1与灯泡并联，为了保护电路，在干路上串联一个定值电阻，设计电路如下图所示： 由得 闭合时，灯泡被短路，电路为的简单电路，总电阻最小，电流最大，记为； 断开、和闭合时，与串联，总电阻最大，电流最小，且灯泡正常发光，故 由，得 因电源电压不变，由欧姆定律可知电流与总电阻成反比，故 代入，得 则电源电压 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第13章 电功率 复习要点 1. 电功、电功率的概念、单位及其换算； 2. 电流做功与哪些因素有关；电流通过导体产生热量的影响因素; 3. 额定电压、额定电流、额定功率、实际功率及其应用 4. 焦耳定律的内容、公式及其有关计算； 5. 电功、电功率和焦耳定律计算公式对比及其适用范围； 6. 家庭电路。 复习重难点 重点：电功、电功率、焦耳定律的有关概念及计算、相关实验；家庭电路的组成部分、连接，相关用电安全。 难点：电功率和焦耳定律的综合应用。 要点 电功 一、电路中的电能的转化 1、电路中的电源和用电器的能量转化 ①电源将____________转化为电能； ②用电器工作时则将____________转化为其他形式的能量。 2、电功 ①在电能转化为其他形式的能量过程中，我们说电流做了功。物理学中，把电流所做的功称为____________，用____________表示，单位是____________（J ）。 ②电流做了多少功，就有多少电能转化为____________。例如，通过某电扇的电流每秒做 功 150 J，表明每秒有____________ J电能转化为机械能和内能。 ③我们也常用____________（俗称“度”）作为电能单位，符号是____________。 类比机械功和机械功率的关系，可以知道： 1 kW·h = 1 000 W ×3 600 s = 3.6 × 106J 二、用电能表计量电能 1、电能表 生活中可以用电能表计量家庭电路消耗的____________，也就是____________。图 13-1-2是普通电能表， 上方数字表示以千瓦 · 时（kW·h）为单位的当前用电量（俗称“抄见数”）。 2、智能电能表 ①随着电子技术和互联网技术的发展，目前家庭电路基本采用图 13-1-3 所示的智能电能表。 该类电能表靠专用的芯片计量电能，每计量一定量的电能会输出一个脉冲，对应的脉冲指示灯闪烁一次。智能电能表利用网络回传数据，实现了远程抄表。 ②电能表的表盘上还会标识一些常见参数。图 13-1-3 中表盘上的“220 V”和“50 Hz”表示电能表所接家庭电路中交流电的____________和____________。 ③记录电能表前后两次示数，计算其差值，就可以得到某一段时间内的____________。 三、 电流做功与哪些因素有关 1、电流做功的影响因素 电流做功的多少与____________、____________、____________有关。 2、电功的物理表达式 电流通过用电器所做的功W等于用电器两端的电压U、通过用电器的电流I和通电时间t的乘积，即 W =____________ 在国际单位制中， 电压的单位是伏（V）、 电流的单位是安（A）、时间的单位是秒（s）， 电功的单位是焦（J）。它们之间的关系为：1 J = 1 V·A·s 要点速测 1．直接测量用电器消耗电能的多少可以用（   ） A．电流表 B．电压表 C．验电器 D．电能表 2．关于用电器工作时的能量转化，下列说法正确的是（     ） A．电风扇——电能转化为机械能 B．电饭锅——电能转化为机械能 C．电热水器——内能转化为电能 D．日光灯——光能转化为电能 3．雯雯想知道家里一个月能用多少电，暑假时她观察自家的电能表，读数为，10天后再次查看电能表，读数如图所示，则这段时间内消耗的电能为____________度=____________J 4．将一台标有“220V，200W”的电视机单独接在家庭电路中，正常工作2h，电能表示数如图所示。此时电能表的示数为_______kW·h；电视机正常工作2h，电能表转盘转过了_______转。 5．如图中所示电路，已知电阻，电源电压保持不变，闭合开关，电压表示数为4V，电流表示数为。求： (1)电源电压； (2)电阻通电消耗的电能。 6．如图所示的电路，电阻为30Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，电流表A的示数为0.5A，求： (1)电源电压； (2)电阻在10min内做的功。 7．如图所示的电路中，电源电压为3V且保持不变，闭合开关S后，电流表A的示数为0.6A，电流表A1的示数为0.3A。则通电10s，小灯泡消耗的电能为________J。 要点 电功率 一、电流做功的快慢 1、不同用电器的电流做功快慢一般不同 消耗 1 kW·h 电能让电扇工作十几个小时， 但只能让空调工作 1 h 左右，说明电扇和空调消耗电能的快慢不同，也就是电流通过两种用电器 做功的快慢不同。 2、 电功率 类比机械功率，我们将一段时间内电流做的功W与做功时间t的比叫做____________，用字母____________表示，即 电功率表示电流做功的快慢。将电功的表达式W = UIt 代入上式，可得 也就是说，电功率P等于用电器两端所加电压U与通过电流I的乘积。 在国际单位制中， 电功率的单位也是瓦（W）。它们之间的关系为：1 W = 1 J/s = 1 V·A 生活中常见的电功率单位还有千瓦（kW）。1 kW = 1 000 W 电功的常用单位千瓦 · 时（kW·h）；1kW·h表示电功率为____________的用电器持续工作____________所消耗的电能。 不同用电器的电功率差别可能很大，图13-2-2 展示了常见用电器电功率的数量级。 3、 用电器正常工作的条件 1、额定电压、额定电流、额定功率 由电功率的表达式可知，对于同一个用电器，两端所加电压或所通过的电流不同时，电功率不同。实际使用时，所有用电器都有一个正常工作的电压值，叫做____________。 用电器两端的电压为额定电压时，通过用电器的电流叫做____________，此时的电功率叫做____________。 2、用电器的铭牌参数 额定电压和额定功率是用电器的重要参数， 通常可以在产品铭牌或说明书上查到。表13-2-1是某电扇和某空调的部分参数。 从表中数据可以看出，某空调的额定功率是某电扇的几十倍，也就是说若电扇和空调工作同样长的时间，空调消耗的电能将是电扇的几十倍，所以我们常说空调“更费电”。 3、 实际功率 用电器工作时两端的实际电压可能偏离额定电压，从而使用电器工作时的功率偏离额定功率。用电器实际工作时的电功率称为____________。 4、自主活动 设计实验方案，测量小灯泡两端电压略低于、等于和略高于额定电压时的电功率，观察三种情况下小灯泡的亮暗情况。 实验方案 已知小灯泡的额定电压为12V,按图所示电路图，连接实物图;调节滑动变阻器，使电压表的示数分别为10.5V、12V、13.5伏，并分别记录此时的电流表示和小灯泡的亮暗情况。 实验方案 实验结论 ①当小灯泡两端的U实= U额时，P实 = P额 ，小灯泡正常发光。 ②当小灯泡两端的U实 < U额时，P实 < P额 ，小灯泡发光偏暗或不亮。 ③当小灯泡两端的U实 >U额 时，P实 >P额 ，小灯泡发光偏亮易被烧坏。 在生产生活中，为了不损坏用电器，也为了保证用电安全，一般不允许用电器的实际功率长 时间超过额定功率。 要点速测 1．在国际单位制中，电功率的单位是（　　） A． B． C． D． 2．下列关于电能、电功和电功率的说法，正确的是（     ） A．用电器消耗的电能越多，电功率越大 B．通过用电器的电流越大，电流做的功越多 C．用电器工作时的电功率越大，电流做功越快 D． 3．两盏白炽灯，甲标有“220V  40W”，乙标有“220V  25W”，比较它们的亮度，下列说法正确的是（     ） A．甲一定比乙亮 B．乙一定比甲亮 C．都正常工作时，甲一定比乙亮 D．都正常工作时，乙可能比甲亮 4．小亮家新买入一个电饭煲，他查阅使用说明书发现其内部简化电路如图所示，和均为电热丝，已知高温挡功率与低温挡功率之比为，则________。 5．如图是某电饭锅内部电路简图。S断开时，是___________挡（高温/低温），电路中的电流是0.5A，通电1min后，电路中消耗的电能是___________J；S闭合后，电路中消耗的总功率将___________（增大/减小），是___________挡（高温/低温）。 6．甲和乙两灯的额定电压均为6V，如图是两灯的电流随其两端电压变化的曲线。现将两灯串联后接在某一电路中，要使其中一个灯泡正常发光，并保证电路安全，电路的工作电流应为_______A，电源电压最大为________V，此时这两灯实际功率之比是________。 7．如图是某晾衣机的工作电路图，电源电压，其中是发热电阻。当开关闭合、断开时，晾衣机只吹风，其额定功率；当开关、均闭合时，晾衣机吹风且加热，通过的电流。求： (1)晾衣机只吹风时通过电动机的电流； (2)晾衣机吹风且加热消耗的电能。 8．如表所示为某电烤箱的铭牌，高温挡额定功率模糊不清。图虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图。和均为电热丝，。求 ××牌电烤箱 额定电压 220V 额定功率 高温挡 ×××W 低温挡 400W (1)电烤箱在低温挡正常工作15min电流做的功； (2)的阻值； (3)高温挡额定功率。 要点 焦耳定律 一、 电流通过导体产生热量的影响因素 1、电流的热效应 电流通过导体时，导体会发热，内能增加， 这种现象叫做电流的____________。 举例：取暖器、电热水壶、灯泡、导线等工作时发热，都是电流的热效应。生活经验告诉我们，这些导体产生的热量差异巨大。 2、自主活动 取甲、乙、丙三根电热丝，甲、丙电热丝的电阻相等，乙电热丝的电阻较大。将三根电热丝分别浸入装有煤油的三个瓶子中，且三个瓶中 煤油的质量和初温都相等。可将温度计或温度传感器探头插入煤油中测量温度。 1. 研究电流、通电时间一定时，电流产生的热量与电阻的关系 如图 13-3-2（a）所示，将甲、乙电热丝串联接入电路，接通电源 一段时间后断开，观察比较两瓶中煤油的最终温度。 现象：乙瓶中的温度计示数大于甲瓶中温度计示数。 结论：电流通过导体产生的热量与电阻有关。且导体电流、通电时间一定时，导体电阻越大，产生的热量越多。 2. 研究电阻、通电时间一定时，电流产生的热量与电流的关系 如图 13-3-2（b ）所示，将丙电热丝单独接入电路，设法使通过它 的电流与实验1中通过甲电热丝的电流大小明显不同，但通电时间相同。 观察比较甲、丙两瓶中煤油的最终温度。 现象：（以通过丙电热丝的电流比甲的大为例）丙瓶中的温度计示数大于甲瓶中温度计示数。 结论：电流通过导体产生的热量与电流有关。且导体电阻、通电时间一定时，通过导体的电流越大，产生的热量越多。 小结：电流通过导体产生的热量与通电时间、____________和____________有关。通过导体的电流越大、导体电阻越大、通电时间越长，产生的热量越多。 3、焦耳定律 焦耳通过实验研究，于 1840 年发现了电流 通过导体时产生的热量与电流、电阻、通电时间的定量关系： 电流通过导体时产生的热量，与电流的二次方成正比，与导体电阻成正比，与通电时间成正比。 这一规律称为焦耳定律，可表示为 Q =____________其中，电流I的单位是安（A），电阻R的单位是欧(Ω), 时间t的单位是秒（s），电流产生热量Q的单位是焦（J ）。 注意： 1. 从公式我们能看出，电流通过导体产生的热量受电流的影响最大。 2. 在应用焦耳定律的表达式来解决问题时，应该根据具体情况进行分析选用，例如，当几个导体串联起来时，由于通过导体的电流相等，通电时间也相等，应用表达式Q = I2Rt分析，此时导体产生的热量与电阻R成正比；当几个导体并联起来时，由于加在导体两端的电压相等，通电时间也相等，应用表达式Q =分析，此时导体产生的热量与电阻成反比。 3.电功、电功率和焦耳定律计算公式对比 4. 只有在纯电阻电路中可以用电功公式计算电热。因为在纯电阻电路中，电流做的功全部用来产生热量，此时电功等于电热，即W=Q。而在非纯电阻电路中，电流所做的功只有一部分用来产生热量，如电动机工作时，既产生热量又产生机械能，电功等于热量与机械能之和，即W>Q，故此时就不能用电功的公式来计算电热了。 二、电流热效应的常见现象 1、电流热效应的有关现象 ①人们利用电流的热效应开发了各式各样的电加热器，如生活中常用的电热水器、烤面包机等。图13-3-3所示的电烙铁是焊接电路的常用工具，用发热的烙铁头熔化焊锡可以连接电路元件。如图13-3-4所示，工②人正在铺设发热电缆， 这是电地暖的主要部件之一。此外，串联在电路中的熔丝（俗称“保险丝”），也利用了电流热效应，当通过熔丝的电流超过一定限度时，其温度将达到熔点而熔断，电路随之切断，以此保证用电安全。 2、 电流通过导体产生的热量有时是“无用”的。除了电热器外，大多数通过用电器的电流做功将一部分电能转化为内能，也就是说，电流产生的热量小于电功。例如，电动机工作时，消耗的电能大部分转化为机械能，但有一小部分转化为 “无用”的内能。白炽灯消耗的电能只有一小部分转化为光能，其余大部分转化为“无用”的内能。与之相比，LED灯将电能转化为光能的效率更高一些，比较节能。 3、 电流的热效应除了消耗电能外，还可能造成一些危害。大功率用电器持续发热可能影响其性能，甚至缩短使用寿命，因此提高用电器散热性能非常重要。电路发生短路故障时，电流会急剧增大，短时间内产生大量的热量，造成用电器损坏，甚至引发火灾。因此需要实时检查电路和电气设备，避免发生事故。 要点速测 1．下列用电器不是利用电流热效应工作的是（     ） A．电饭锅 B．电熨斗 C．电视机 D．电热水器 2．一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内共产生多少热量？ 3．将两根电阻丝、分别插入甲、乙两瓶等量煤油中，串联接入电路，。通电一段时间后，、产生的热量之比为（     ） A．3∶2 B．2∶3 C．9∶4 D．4∶9 4．将规格都是“220V100W”的一台电视机和一个电热毯，分别接入220V的家庭电路中，通电时间相同。电流通过这两个用电器所做的功、的大小关系是____________；这两个用电器产生的热量、的大小关系是____________。（均选填“”“”或“”） 5．如图所示电路中，电源电压不变，电阻，，闭合开关S，电流表A的示数为，通电电阻产生的热量为______________J。 6．如图，当开关 S 闭合时，电压表示数是 3V，电流表示数是0.6A，R1=10Ω，求： (1)滑动变阻器接入电路中的阻值 R。 (2)通电100s，电流通过 R1产生的热量。 7．图甲为小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图像。将其接入图乙所示的电路中，定值电阻R的阻值为10 Ω，只闭合开关，电流表的示数为0.2 A，此时小灯泡的实际功率为___________W；再闭合，电流表的示数为___________A；1 min内定值电阻R产生的热量为___________J。 8．某款电热杯有高、中、低三挡，简化电路如图所示，、不能同时闭合，的阻值为。只闭合时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（     ） A．电源电压为10V B．只闭合、时，电热杯处于低温挡 C．只闭合时，电热杯工作1min产生热量600J D．加热100g水，水温升高10℃，水吸收热量420J 9．小明学习了电学知识后，在家自制了一盏调光灯，他选用了标有“2.5V，0.5W”的小灯泡，电源电压恒为4.5V，组成如图电路。小明闭合开关后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光。请通过计算回答： (1)小灯泡正常发光时的电流是多少安？ (2)此时滑动变阻器接入电路的电阻是多少欧？ (3)小灯泡正常发光时，整个电路1min产生的热量是多少？ 10．如图甲，是一款家用三挡调温电暖桌，其内部简化电路如图乙所示。电源电压为220V，、、为三个加热电阻丝，旋转开关可切换不同挡位，实现“低温、中温、高温”三挡加热。已知，。 (1)求电暖桌在中温挡正常工作时，电路中的电流大小。 (2)电暖桌在高温挡连续工作30分钟，求电路消耗的电能。 (3)为了提升加热效率，厂家计划将低温挡的功率提高20%，在不改变电源电压的前提下，请通过计算说明，应将哪个电阻丝更换为阻值多大的新电阻丝？ 要点 家庭电路 一、家庭电路的组成部分 1、家庭电路的组成部分 家庭电路包含供电线路、电能表、低压断路器、开关、插座和用电器，用电器插头插入插座后，用电器即接入家庭电路。在布线时，考虑到 不同家用电器的功率差异较大，往往将家庭电路 分为若干支路，以便于安装和检修。 2、简单的家庭电路示意图 图13-4-2所示是一个简单的家庭电路示意图。 3、家庭电路的组成部分的介绍 ①电能表：家庭电路经过电能表后入户，电能表用来计量家庭的用电量。 ②低压断路器：低压断路器俗称“空气开关”，当家庭电路 中用电器的总功率过大或发生短路时，通过断路 器的电流超过规定电流，断路器会自动切断供电 线路，避免用电器损坏或发生其他危险。 ③相线、零线和地线：家庭电路的供电线路通常隐藏在墙体中，包含相线（俗称“火线”）、零线和地线。火线与零线之间有____________V的电压。 ④插座：两孔插座的一孔接火线， 一孔接零线，用电器的两脚插头接入插座后即可工作；三孔插座中，并排的两个孔分别接火线和零线，另一个孔与地线相连（图 13-4-3 ）。 2、 家庭用电的注意事项 1.触电 过量的电流通过人体会引起不同程度的组织损伤或器官功能障碍，俗称触电，触电会造成机体破坏甚至死亡。人体能导电，人体两端的电压越高，通过人体的电流就越大。 2.触电的类型 ①单线触电 如图，假如人的一只手接触火线，另一只手虽然没有接触零线，但是由于站在地上，导线、人体、大地和电网中的供电设备同样构成了闭合电路，电流同样会流过人体，发生触电事故。 ②双线触电 如图，假如人的一只手接触火线，另一只手接触零线，这样，人体、导线和电网中的供电设备就构成了闭合电路，大电流流过人体，就会发生触电事故。 3、防止触电的措施 在家庭电路的使用中，为了防止电流流过人体，①我们应避免用湿手去插、拔插头（图 13-4-4 ）； ②搬动家用电器时不能拖拽用电器和接线板，避免损坏导线；③如图 13-4-5 所示，为防止幼儿触电， 插座的位置不宜过低，还应该安装插座保护壳等。 ④使用三脚插座：为了充分保证使用时的安全，洗衣机、电冰 箱、空调等电器一般采用三脚插头，其中一脚与电器的金属外壳相连（图 13-4-6）。当三脚插头插入三孔插座时，用电器的金属外壳首先接地， 从而有效保证人身安全。 4、发生触电后的正确行为 一旦发生触电事故，应迅速切断电源，并用绝缘物体将触电人员与电源分离，切记不能直接触碰触电人员。 5、家庭电路中的一些常见电压值 在一般环境下， 人体两端所加电压不超过____________ 时，通过人体的电流是安全的。家庭电路的电压一般是____________， 远远大于安全电压。 6、 节能环保 家庭用电中不仅要时刻保持安全意识，还要 有节能环保意识。使用空调时，制冷温度不宜设置得太低，制热温度则不宜设置得太高。此外， 待机状态下的用电器仍在消耗电能，因此建议关闭长时间不使用的用电器。 要点速测 1．下列符合安全用电原则的是（     ） A．用湿手去拔插用电器 B．电热毯导线破损后仍继续使用 C．拽着插头后面的电线把插头从插座中用力拔出 D．更换灯泡前先断开电源开关 2．如图是家庭电路中的插座，闭合开关d，插孔能提供工作电压。开关d要接在_____（选填“火”或“零”）线与插座之间；插孔a中的金属片通过相应插头上的导线与用电器的_____相连。 3．将图中的电灯、开关接入电路中。 4．请用笔画线表示导线，将两个标有“220V 40W”的灯泡和开关接入家庭电路中，使开关闭合时两灯都正常发光。 5．如图所示，灯泡L标有“220V　40W”，LED灯标有“220V　5W”字样，请正确连接图中的家庭电路，使开关S闭合时，灯泡L和LED灯都能正常工作。 6．如图所示，在某家庭电路中，开关S控制灯泡L的连接方式符合安全用电原则，请你做出判断，A线是___________线。小红家的电能表2月底的示数为，3月底的示数为，则她家3月份消耗的电能为___________ kW·h。 7．某家庭电路的局部连接如图所示，下列说法正确的是（   ） A．电视机和灯泡是串联的 B．灯泡和灯泡是串联的 C．开关和灯泡是串联的 D．灯泡的工作电压比电视机的工作电压要低 难点 挡位判断实质与常见两挡位电路 1.多挡位的实质：挡位不同⇔电功率不同⇔电路总电阻不同⇔电路连接不同 2.判断思路：电源电压一定，功率与阻值成反比，即阻值越大，功率越小，为低温挡；阻值越小，功率越大，为高温挡. 3.常见两挡位电路 考点 概念及其应用Ⅰ ▌例1-1 在国际单位制中，电功的单位是（     ） A．伏特（V） B．安培（A） C．焦耳（J） D．欧姆（Ω） ▌例1-2日常教室中的日光灯额定电功率约为（　　） A． B． C． D． ▌例1-3下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．电熨斗 B．洗衣机 C．电冰箱 D．电风扇 ▌迁移练1如图所示的四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（     ） A．电煮锅 B．迷你电冰箱 C．扫地机器人 D．笔记本电脑 考点 概念及其应用Ⅱ、简单计算 ▌例2-1 下列用电器正常工作1h，所消耗的电能最接近2kW·h的是（　　） A．台灯 B．智能手机 C．家用空调 D．笔记本电脑 ▌例2-2关于用电器工作时的能量转化，下列说法正确的是（     ） A．电风扇——电能转化为机械能 B．电饭锅——电能转化为机械能 C．电热水器——内能转化为电能 D．日光灯——光能转化为电能 ▌例2-3小明用功率计量插座测量某个用电器的功率，插座显示此时的功率为________W；若此用电器正常工作1小时，消耗的电能为________kW·h。 ▌迁移练2-1关于电功、电能和电功率的下列说法中，正确的是（     ） A．千瓦时是电功率的单位 B．电功率是表示电流做功多少的物理量 C．电流做功越多，电功率就越大 D．用电器电功率越大，单位时间内消耗的电能越多 ▌迁移练2-2 1度电可以使40W的日光灯正常工作____________h。某同学家的电能表月初的示数是，正常供电30天后，电能表的示数为，则该同学家本月用电____________kW·h。 ▌迁移练2-3电阻R1和R2串联在电路中时，电功率比为1∶2，如R1和R2并联在电路中，电功率之比为（　　） A．1∶4 B．1∶2 C．2∶1 D．4∶1 考点 电能表 ▌例3-1 如图所示是小飞家的电能表，电能表的读数为____________kW·h。他让一个电暖器单独接入电路使用，工作2min，电能表转盘刚好转了100转，（电能表上标有2000r/kW·h）电暖器的实际功率为____________W。 ▌例3-2如图所示，从安全用电的角度考虑，某同学家同时使用的用电器最大总功率不应超过________W。断开其他用电器，让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁了90次，则电饭锅的电功率为________W。 ▌迁移练3-1电子式电能表表盘上标有“3200imp/（kW·h）”字样，将某用电器单独接在该电能表上正常工作30min，电能表指示灯闪烁了320次。该用电器在上述时间内消耗的电能为______kW·h，电功率是______W。细心的小明发现不同用电器工作时电能表的指示灯闪烁的快慢是变化的，电能表指示灯闪烁的越快，说明相同时间内电流通过用电器所做的电功______（填“越多”、“越少”、“越快”或“越慢”）。 ▌迁移练3-2如图是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（　　） A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多 C．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗电能越快 D．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2kW 考点 电功率计算的简单应用 ▌例4-1两盏白炽灯，甲标有“220V  40W”，乙标有“220V  25W”，比较它们的亮度，下列说法正确的是（     ） A．甲一定比乙亮 B．乙一定比甲亮 C．都正常工作时，甲一定比乙亮 D．都正常工作时，乙可能比甲亮 ▌例4-2 电阻R1=10欧姆，R2=15欧姆，把它们并联接入电路，在同样时间内（     ） A．电流在R1上做的功多 B．电流在R2上做的功多 C．电流在R1、R2上做的功一样多 D．无法判断 ▌迁移练4-1分别标有“220V 25W”、“110V 25W”、“36V 40W”字样的三个白炽灯，它们各自在额定电压下使用时（   ） A．“220V 25W”最亮 B．“36V 40W”最亮 C．“110V 25W”最亮 D．三个灯泡一样亮 ▌迁移练4-2 甲灯泡标有“220V60W”，乙灯泡标有“220V100W”，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是（     ） A．甲灯泡的功率一定小于乙灯泡的功率 B．甲灯泡消耗的电能一定小于乙灯泡消耗的电能 C．两灯串联在电路中，甲灯泡一定比乙灯泡亮 D．两灯并联在电路中，甲灯泡一定比乙灯泡亮 考点 家庭电路与安全用电 ▌例5-1 下列符合安全用电原则的是（     ） A．用湿手去拔插用电器 B．电热毯导线破损后仍继续使用 C．拽着插头后面的电线把插头从插座中用力拔出 D．更换灯泡前先断开电源开关 ▌例5-2如图是带开关的“五孔插座”，两个插座上各接一个用电器，开关能同时控制，拔下一个插座上的用电器，另一个仍能工作，则开关应接在_______路上，两个插座是_______连接的。为了用电安全，开关的一个接线柱应与_______线相连，另一个与三孔插座_______孔的接线柱相连；三孔插座中间孔的接线柱应与_______线相连。 ▌迁移练5-1 如图所示，a、b、c是家庭电路中的三条导线，其中，零线是______（选填“a”“b”或“c”）。若将电冰箱接入此电路，电冰箱应与电灯______联。 ▌迁移练5-2如图所示是带指示灯和开关的三孔插座，既安全又操作便利。闭合开关指示灯亮，三孔插座通电可用。断开开关，指示灯灭，插座同时断电。指示灯断路时，闭合开关，三孔插座仍能正常使用。其内部线路的连接情况，下列选项能符合要求的是（     ） A． B． C． D． 考点 电热与电功率的综合应用 ▌例6-1 如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为5V，电热丝阻值为1Ω。闭合开关，电热丝温度升高，利用电流的_____________效应实现高温封口，若使用时总把塑料袋烫坏，可以_____________（选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。 ▌例6-2如图所示，把额定电压都为2.5V的小灯泡和LED灯并联在电路中。闭合开关后，移动滑动变阻器滑片的位置，当小灯泡和LED都正常发光时，测得通过小灯泡和LED灯的电流分别是0.3A和0.12A，小灯泡的额定功率是_____W、LED灯的额定功率是_____W。发现两灯的亮度相同，则_____灯更节能。 ▌例6-3如图所示是一个只能看清标有“3.2W”字样的灯泡的电流与其两端电压的关系图，灯泡L接到电压恒为U的电源两端时正常发光，电源电压为_______V。将该灯泡与的定值电阻串联后接到原来的电源两端，此时电阻的功率为_____。 ▌迁移练6 -1如图所示的电路中，、为定值电阻，其中，当只闭合开关时，电流表的示数为0.4A，则电源电压为________V，再闭合开关时，电流表的示数变化了0.8A，则10s内电流通过做功________J。 ▌迁移练6 -2如图所示电路的电源电压保持不变，将滑动变阻器的滑片P从中点移到b端的过程中（     ） A．电路总功率变小 B．电压表示数变大 C．电流表示数变小 D．电压表示数和电流表示数之比变大 考点7作图题 ▌例7-1在图中，用笔画线代替导线将部分家庭电路连接完整，其中开关只控制灯泡； ▌例7-2如图所示是探究“影响电流热效应因素”实验装置的一些器材，小明通过比较甲、乙两个瓶进行探究电流产生热量与电阻的关系，通过比较甲、丙两个瓶进行探究电流产生热量与电流的关系，请把实物图连接完整。 ▌迁移练7-1根据电路图连接实物图（已知两只小灯泡规格相同，其额定电压为3V，额定功率为1.5W） 考点8 计算题 ▌例8-1工厂车间的机床上装有“220V  10W”的照明灯，求： (1)照明灯正常工作时的电流； (2)照明灯正常工作10min消耗的电能。 ▌例8-2如图所示的电路中，电源两端电压为12V且保持不变，电阻R2的阻值为10Ω。闭合开关S，电流表A的示数为0.8A，求： (1)R1的阻值； (2)通过干路的电流I； (3)电路的总功率P。 ▌例8-3如图所示，电源两端电压为6V，电阻为。 (1)只闭合开关S，求通过电阻的电流； (2)若同时闭合开关、，干路的电流为，求通电时电阻产生的热量。 ▌迁移练8-1小明给家里的鱼缸安装了一个具有加热和照明功能的系统，其工作原理如图所示，其中电源电压为5V，照明部分由10个标有“5V  0.5W”的LED并联组成，R为定值电阻。 (1)开关闭合时，求通过开关的电流； (2)开关闭合时，通过R的电流为2A，求电阻R的阻值； (3)开关和都闭合时，求电路工作10分钟消耗的电能。 ▌迁移练8-2在图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.8A和0.3A。 (1)求电源电压U。 (2)求电阻R2的10s内所做的电功W2。 (3)现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换前后仅一个电流表的示数变化了0.3A。求电阻R0的阻值。 ▌迁移练8-3同学制作了一个简易恒温箱，其加热电路如图所示，电路中的电源电压为10V保持不变，电阻阻值为。 (1)求闭合开关S后，电阻通电10s产生的热量。 (2)为调节加热功率，在该电路中，同学把滑动变阻器与电流表A（只有0~0.6A量程完好）以某种方式接入电路中，使电路能正常工作，在移动滑动变阻器滑片的过程中，电路总功率的最小值为12W。 ①请在答题纸相应位置的方框内画出该情况对应的电路图。 ②求电路中滑动变阻器的最大阻值。 ③求电路中的最大电功率。 考点9 实验题 ▌例9-1如图所示，该装置可探究电流通过导体产生的热量与________的关系，通电一段时间后，通过观察________来比较两电阻产生热量的大小，这是运用了________法。 ▌例9-2某小组在研究“电流产生的热量与电阻的关系”的实验。 (1)如图所示，将甲、乙两根电热丝，分别浸入装有煤油的瓶中，瓶内各插入一支温度计进行实验。电流通过电热丝时将电能转化为电热丝的______能； (2)实验中通过观察______来比较电流产生热量的多少； A．温度计示数的变化量 B．加热时间 (3)煤油的温度升高是通过______的方式增加了煤油的内能。 A．做功 B．热传递 ▌迁移练9-1为了探究“电流做功与电压大小和电流大小的关系”，某同学特别设计了两个实验，已知两个烧瓶中装有质量相等的煤油，且R1>R2，图甲采用串联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟电压大小的关系。 （1）通电一段时间，通过观察两玻璃管内煤油上升的高度和___________，结果左边玻璃管内煤油上升的高度大，我们可以推测：在通电时间相同、通电电流相等的情况下，___________越大，电流做功越多； （2）该同学要继续探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系。他使用的器材如图乙所示，电阻丝、煤油与原来相同。请根据这个目标，用笔画线代替导线，将图乙的实物连接图补充完整。___________ ； （3）小明认为实验次数太少，结论具有偶然性，但又不想增加新的器材，实验中可以采取___________的办法进行实验，测量多组不同数据。 ▌迁移练9-2某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻，所用电源电压为，小灯泡的额定电压为。 (1)请用笔画线表示导线，将图（a）中的电路连接完整。 (2)正确连接电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于____________（填“A”或“B”）端。闭合开关后，发现小灯泡不发光，电压表有示数，电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好，造成这一现象的原因可能是______________。 (3)排除故障后进行实验，当滑动变阻器的滑片移至某一位置时，电压表的示数为，电流表的示数如图（b）所示，为__________，此时小灯泡的电阻为__________（计算结果保留一位小数）。 (4)经过多次实验，测量并记录多组数据，得到小灯泡的图像如下图所示，该图像不是一条直线，其原因是_____________。 (5)计算小灯泡的额定功率。 基础达标 一、单选题 1．下列单位中，不是电功单位的是（     ） A．千瓦时（kW·h） B．伏特·安培（V·A） C．瓦特·秒（W·s） D．焦耳（J） 2．下列关于电功和电功率的说法，正确的是（     ） A．电功率是表示电流做功多少的物理量 B．电流通过导体消耗的电能越多，电功率就越大 C．不同的用电器，工作时间越长的耗电一定多 D．单位时间内电流做的功越多，电功率就越大 3．下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（     ） A．电风扇吹风 B．电灯发光 C．电饭锅煮饭 D．电池充电 4．一盏40W的普通家用照明灯泡正常工作时的电流最接近（     ） A．20A B．2A C．0.2A D．0.02A 5．两个电阻和，且，将它们串联在电路中，相同时间内产生的热量之比为（     ） A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1 6．某型号电饭锅有加热和保温两挡，其原理如图所示。下列说法正确的是（    ） A．开关S断开时，电饭锅处于加热状态 B．开关S闭合时，电饭锅处于保温状态 C．加热状态下的总电阻比保温状态下的大 D．加热状态下的总功率比保温状态下的大 7．将规格都是“220V  100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电熨斗分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（     ） A．电风扇产生的热量最多 B．电视机产生的热量最多 C．电熨斗产生的热量最多 D．三个用电器产生的热量一样多 8．小明设计了一种具有高、中、低温三挡的加热装置，其电路如图所示，已知，电源电压为220V。当开关S1断开、S2接b时，电路发热功率为220W。下列说法错误的是（     ） A．R2的阻值为20 B．当电路接高温挡时，发热功率为2420W C．当开关S1断开，S2接b时加热装置处于中温挡 D．该加热装置存在中、低温两挡位功率相差不大的设计不足 二、填空题 9．某导体两端的电压为6V，通过导体的电流为1A，通电时间为10s，电流做功________J，消耗的电能是________J。 10．如图所示是小飞家的电能表，电能表的读数为____________kW·h。他让一个电暖器单独接入电路使用，工作2min，电能表转盘刚好转了100转，（电能表上标有2000r/kW·h）电暖器的实际功率为____________W。 11．将标有“  ”， 标有“  ”串联接入电路中，闭合开关后，两灯均发光，则两灯的电流之比为________；若将两灯并联后接入电路中，则灯泡________更亮。 三、计算题 12．如图所示的电路，定值电阻R1的阻值为15，定值电阻R2的阻值为30，闭合开关S后，电流表A的示数为0.20A求： (1)电阻R1两端的电压； (2)电源电压： (3)整个电路在1min内产生的热量。 13．如图所示的电路，电源电压保持不变，的阻值为。只闭合开关时，电流表的示数为，再闭合，电流表的示数为。求： (1)电源电压； (2)开关均闭合时，通电10s，电路消耗的电能。 14．小梦学习小组为了检测空气质量指数，设计了如图甲所示的检测电路。电源电压为保持不变，为的定值电阻，为气敏电阻，其电阻大小与空气质量指数的关系如图乙所示，当电压表示数为时。求解下列问题： 空气质量等级 空气质量指数 空气环境 I级 0~50 优秀 II级 51~100 良好 Ⅲ级 101~200 轻度污染 IV级 201~300 中度污染 V级 大于300 严重污染 (1)此时当地的空气质量等级是多少？ (2)此时电路中消耗的电功率是多少？ 四、实验题 15．如图甲所示是“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个相同的透明容器中密封着等质量的空气。 (1)甲实验是为了探究电流产生的热量与___________的关系，将此装置接到电源两端，通电一段时间后，电流在___________容器中产生的热量较多。（选填“A瓶”或“B瓶”） (2)如乙图所示的是探究电流产生的热量跟___________的关系，通电一段时间___________（选填“C瓶”或“D瓶”）内的电阻丝产生的热量多。 (3)小明认为只需将乙图中左边容器中的电阻丝由5Ω换成10Ω，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系，你认为他的想法___________（选填“是”或“不是”）正确的，请解释原 能力进阶 一、单选题 1．如图所示，手电筒中的电流为0.5A，电源为三节新干电池。则该手电筒中的小灯泡工作1min消耗的电能约为（　　） A．27J B．81J C．135J D．972J 2．甲、乙两灯串联时，甲灯比乙灯亮；则将两灯并联后，下列判断正确的是（     ） A．甲灯两端电压比乙大 B．通过甲灯电流比乙大 C．甲灯电阻比乙大 D．甲灯的实际功率比乙大 3．如图是家庭电路中四种用电器耗电持续工作的时间图，下列说法正确的是（     ） A．甲消耗的电能最快 B．电流通过丁做功最少 C．甲电功率是丁的4倍 D．丁电功率是 4．如图所示的电路，闭合开关后，电流表的示数为，电流表的示数为，则内和消耗的电能之比是（     ） A． B． C． D． 5．如图所示，电源电压不变，闭合开关S，将变阻器的滑片P从b向a移动，则（     ） A．电流表示数变小 B．电压表示数不变 C．电路的总功率变小 D．定值电阻消耗的功率变大 二、填空题 6．如图甲所示，插头中较长的插脚应该插入三孔插座的______（选填“L”“N”或“E”）孔；小明同学想在家里安装一盏照明灯，图乙所示是他设计的电路，图中虚线框1和2应连入开关和电灯，则开关应装在方框______（选填“1”或“2”）中。 7．小李新买了一台电暖器，高温挡和低温挡功率分别为“2000W”和“800W”。电暖器的金属外壳与家庭电路的________线相连，可防止漏电时对人造成伤害。其内部电路原理图如图所示，当电阻R1、R2同时接入电路时，处于________挡。某天电暖器正常工作6h，其中高温挡2h，低温挡4h，则它一天耗电________kW·h。 8．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关，滑动变阻器的滑片从点滑到点的过程中，两电压表示数与电流表示数的变化关系图线如图乙所示，则的电阻是_____，滑片从滑到点的过程中，该电路的总功率变化量为_____。 三、计算题 9．如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V  3W”字样，R1、R2为定值电阻其比值为1：4，当S闭合，S1和S2断开时，灯泡L正常发光；当开关都闭合时，干路电流为2.5A，求： (1)灯泡L正常发光时的电阻； (2)开关都闭合时求R2的电功率。 10．小星想设计一个模拟密码锁的电路，他选用的器材有：电压不变的电源、一个标有“3 V　1.5 W”的小灯泡、一个定值电阻、三个开关和若干导线。 (1)求小灯泡正常发光时的电流； (2)求小灯泡正常发光100 s消耗的电能； (3)他用三个开关S1、S2、S3分别模拟三位数密码的第一位、第二位、第三位，开关的“闭合”和“断开”分别模拟数字“1”和“0”。当输入“011”的开锁密码，对应的开关状态如表所示时，小灯泡正常发光，模拟密码锁打开。任意输入其他密码时，小灯泡都不工作且电路安全。各种通路状态下，电路中最大电流与最小电流之比是3∶2。请在虚线框内画出符合要求的电路图（画出一种即可），标出对应开关的名称，并通过计算求出电源电压。 密码数字 0 1 1 对应开关状态 S1断开 S2闭合 S3闭合 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $