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(共32张PPT)
第二讲　欧姆定律　电功率
第2节　电能　电功　电功率　焦耳定律
本节主要考点 课标要求 安徽考情分析
1.电能、电功及其计算 2.电功率及其计算 3.测量小灯泡的电功率 4.焦耳定律及其计算 1.结合实例，了解电功和电功率。知道用电器的额定功率和实际功率 2.通过实验，了解焦耳定律；能用焦耳定律说明生产、生活中的有关现象 ◆2025年：焦耳定律的应用；电功率的相关计算，4分
◆2024年：焦耳定律的应用；电功率的相关计算，4分
◆2023年：焦耳定律的应用；电功率的相关计算，6分
◆2022年：焦耳定律的应用；电功率的相关计算，10分
◆2021年：电功率的物理意义；焦耳定律的应用，4分
新课标·考点通
1.电能
(1)单位：J、kW·h(俗称“度”)，1 kW·h＝　 　J。
(2)电能表：
①电能表可以显示从表开始计数到读数时为止用户消耗的电能。为了计量一段时间内消耗的电能，要记录这段时间起始和结束时电能表上计数器的示数，两次示数之　 　就是这段时间内的用电量。
②铭牌上的“N r/(kW·h)”表示用电器每消耗1 kW·h的电能，电能表的表盘转过N转。
　差　
电能与电功 (5年1考)
　3.6×106　
考点1
考点知识梳理
2.电功
(1)定义：电流所做的功，用符号W表示。
(2)单位：J、kW·h 。
(3)公式：
①基本公式：W＝　 　(适用于所有电路)。
②变形公式：W＝I2Rt，W＝t(仅适用于纯电阻电路)。
③　 　 (电流做的总电功等于各部分电路电流所做电功之和)。
　W总＝W1＋W2　
　UIt　
教材变式练
有一块手机用的锂电池，铭牌上面标明电压为3.7 V，容量为4000 mA·h，该手机正常通话时平均电流为100 mA。下列说法正确的是( )
A.“mA·h”是能量的单位
B.该手机电池充满电后储存了53280 J的电能
C.该手机电池容量还可以表示为14800 W·h
D.该手机电池充满电后理论上能维持正常通话37 h
B
1.电功率
(1)定义：电流在某段时间内所做的功跟所用时间的　 　 ，用符号P表示。
(2)物理意义：表示电流做功的　 　。
　快慢　
电功率 (5年5考)
比值　
考点2
(3)公式：①P＝ (定义式，适用于所有电路)；
②P＝　 　(决定式，适用于所有电路)；
③P＝　 　，P＝ 　 (变形式，仅适用于纯电阻电路)；
④P总＝P1＋P2＋…(适用于所有电路)。
(4)单位：国际单位：瓦(W)，其他单位：千瓦(kW)；
换算关系：1 kW＝　 　W。
　
UI
I2R
103
用电器两端 的电压 电功率 用电器工作情况
U实＝U额 P实＝P额 _____________　 　
U实＞U额 P实　 　P额 容易损坏
U实＜U额 P实　 　P额 不能正常工作
　正常工作　
　＜　
　＞　
2.实际电压与额定电压、额定功率和实际功率之间的关系：
注意：灯泡铭牌上的“220 V　40 W”，表示灯的额定电压为220 V，额定功率为40 W。
易错判断
1.用电高峰期，灯泡的亮度变暗，是因为其两端的实际电压变小。( )
2.小灯泡上标有“3.8 V　1 W”字样，表示该小灯泡两端电压一旦高于3.8 V，小灯泡就会损坏，且该小灯泡工作时的实际功率恒为1 W。( )
3.用电器的功率越大，用电器消耗的电能越多。( )
×
×
√
1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能。
2.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　 　，跟导体的　 　成正比，跟通电时间成正比。
(2)表达式：
①Q＝　 　，P热＝　 　(用电器发热功率表达式)；
②Q＝W＝Pt＝UIt＝t(仅适用于纯电阻电路)。
　I2R　
　I2Rt　
　电阻　
焦耳定律 (5年5考)
　正比　
考点3
3.电热的利用与防护
(1)利用：常见电热器有电炉、电饭锅、电热毯、电烤箱、电熨斗等。
(2)防护：常利用增大散热面积、安装散热窗、安装风扇等方法加快散热。
A.U形管内液面高度的变化是由于电流对空气做功，导致空气内能增加、温度上升，进而引发空气的热胀冷缩效应
B.该装置可以探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系
C.该装置可以探究电流通过导体产生的热量跟电流的关系
D.该装置不能探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系
教材变式练
如图所示的是“探究电流通过导体时产生热量的多少跟哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。下列说法正确的是( )
C
例1　[2025·芜湖模拟]如图所示，电源电压保持不变，电阻R1、R2和R3的阻值相同。当圆圈内接电压表时，其示数为4 V；当圆圈内接电流表时，其示数为0.6 A，此时通电1 min，电路中消耗的电能为　 　J。
电能、电功的计算
　216　
重难考点精讲
考点1
【解析】假设R1、R2、R3的阻值为R，由题图可知，当圆圈内接电压表时，由串联分压可知，，即，解得U＝6 V；当圆圈内接电流表时，
电路中只有R3工作，则通电1 min，电路中消耗的电能
W＝UIt＝6 V×0.6 A×1×60 s＝216 J。
变式训练1　[2025·合肥瑶海区二模]如图所示，电源电压不变，灯L1标有“6 V　3 W”字样，灯L2标有“3 V　3 W”字样，电源电压为3 V，不考虑灯丝电阻的变化，通电100 s电路消耗的电能为　 　J。
　375　
变式训练2　如图甲所示，电源电压恒定不变，图乙是滑动变阻器滑片从一端移到另一端过程中电压表和电流表示数变化图像，当滑片位于中点时，通电1 min定值电阻R1消耗的电能是　 　J。
　54　
变式训练3　将三个相同的电阻R按照图甲、乙两种不同的连接方式分别接到同一电源两端，则相同时间内整个电路消耗的电能之比W甲∶W乙为　 　。
　1∶ 9　
例2　某同学家的电能表本月末抄表时的示数如图所示，若本月应交电费45元，且电价为0.5元/度，则本月初抄表时的示数应
为　 　kW·h。将某用电器单独接在该表上工作一段时间后，电能 表转盘转了250转，该用电器在上述时间内消耗的电能为　 　kW·h，这些电能可使一盏“220 V　20 W”的电灯正常工作　 　h。
5　
0.1　
841.6　
【解析】本月消耗电能W＝＝90度＝90 kW·h，则本月初抄表时的示数为
931.6 kW·h－90 kW·h＝841.6 kW·h；
电能表表盘转了250转，
用电器消耗电能W'＝＝0.1 kW·h，
这些电能可使电灯正常工作的时间t＝＝5 h。
例3　[2025·黑龙江龙东地区]如图所示，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻且R1＝10 Ω，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3 A，再闭合开关S2时，发现电流表的示数变化了0.2 A，则电路的总功率为　 　W。
电功率的计算
　1.5　
考点2
【解析】只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，
电源电压U＝I1R1＝0.3 A×10 Ω＝3 V；
再闭合开关S2时，R1与R2并联，
电流表测干路电流，根据并联电路各支路独立工作、互不影响可知，通过R1的电流不变，仍为0.3 A，电流表的示数变化了0.2 A，
则通过R2的电流I2＝0.2 A；根据并联电路的电流规律可知，
干路电流I＝I1＋I2＝0.3 A＋0.2 A＝0.5 A，
则电路的总功率P＝UI＝3 V×0.5 A＝1.5 W。
变式训练1　[2025·合肥42中二模]如图所示，电源电压为4.5 V且保持不变，R1、R2为定值电阻且R1＝2R2。当S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.3 A。则当S1、S2都闭合时，电路的总功率为　 　W。
　4.05　
变式训练2　如图所示的电路中，电源电压恒定，R1、R2均为定值电阻。若只闭合开关S2，电路的总功率为P0；若只闭合开关S3，电路的总功率为P1；若只闭合开关S1，电路的总功率为P2。在保证电路元件不能损坏的前提下，电路的总功率最大值为　P1＋P2　(用题目中已知的字母表示)。
变式训练3　[2025·贵州]如图甲所示的电路中，电源两端电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P由最右端移至最左端，此过程中，其中一个电压表示数与电流表示数的关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的一半时，它消耗的电功率为　 　W。
　0.9　
例4　把一个标有“2.5 V　0.75 W”字样的小灯泡L和定值电阻R串联后接在电压为6 V的电源上，小灯泡L恰好能正常工作。该电路工作10 s，定值电阻R产生的热量是　 　J。
焦耳定律的应用
　10.5　
考点3
【解析】由题意可知，通过R的电流IR＝IL＝＝0.3 A，R两端的电压UR＝U－U额＝6 V－2.5 V＝3.5 V，电路工作10 s，
R产生的热量Q＝W＝URIRt＝3.5 V×0.3 A×10 s＝10.5 J。
变式训练1　[2025·天津改编]如图所示的电路中，电源电压恒为3 V，a、b是粗细均匀电阻丝的两端点，c是电阻丝的中点。只闭合开关S1，电流表示数为1 A；闭合开关S1和S2，该电路通电1 min产生的热量为　 　J。
　360　
变式训练2　图甲是电阻R和灯泡L的U I图像，若将电阻R和灯泡L串联在电压为3 V的电路中(如图乙所示)，则电阻R上1 min内产生的热量为　 　J。
　48　
考点4
电功率的测量
例5　[2025·黑龙江齐齐哈尔]实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材：小灯泡L(U额＝2.5 V，额定功率约为0.8 W)、电压为3 V且保持不变的电源、标有“20 Ω　1 A”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整。
(导线不允许交叉)
答案：如图所示
(2)小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误，正确的操作应是
　。
先将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，再闭合开关　
(3)正确操作后继续实验，获取实验数据。当电压表示数为2.5 V时，电流表表盘如图乙所示，通过计算可知，小灯泡L的额定功率为 　 　W。
　0.75　
(4)完成实验后，小明设计了如图丙所示的电路，想要用原有的实验器材、单刀双掷开关S1和定值电阻R0，在不使用电流表的情况下，测量该小灯泡L的额定功率。请你帮助他完成实验方案：
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1接a，调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为0.5 V。
②保持滑片不动，再将开关S1接b，读出电压表示数为U0。
③小灯泡L的额定功率P额＝ 　 (用U额、U0、R0表示)。
谢谢观看

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