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(共72张PPT)
第一部分　考点探究 教材梳理
第十五讲　电功率
考点1　电能和电功（6年4考，2022年考查）
1.电能
（1）应用：把电能转化为 　其他形式　 的能。
（2）单位及换算：电功率的单位是度，学名是 　千瓦时　 ，符号是 　kW·h　 。1度＝1 kW·h＝3.6×106 J。
其他形式
千瓦时
kW·h
（3）电能的测量——电能表
电能表 转盘式 频闪式
示意图
主要参数 （1）“220 V”，指电能表应接在电压为220 V的电路中使用 （2）“10 （20） A”，表示这个电能表的标定电流是10 A， 　额定最大　 电流是20 A 额
定最大
电能表 转盘式 频闪式
主要参数 600 r/（kW·h）指用电器每消耗 　1 kW·h　 的电能，电能表转盘转过600转 600 imp/（kW·h）指用电器每消耗 　1 kW·h　 的电能，电能表指示灯闪烁 　600　 次
示数 电能表最右边的格子显示的是所用电能的小数部分，前面的格子显示的是整数部分。若月初示数为 ，月末示数如示意图所示，则本月用电 　160.5　 kW·h 1 kW·h
1 kW·h
600
160.5
2.电功
（1）实质：电能转化为其他形式的能。电功的多少 　等于　 电能转化为其他形式的能的多少。
（2）实例：电炉工作时， 　电　 能转化为内能。
（3）大小：加在用电器上的电压越高，通过的电流越大，通电时间越长，用电器做功 　越多　 。　
（4）计算公式： 　W＝UIt　 。
名师点拨
1.电流做功的多少表示电能转化为其他形式的能的多少。
等于
电
越多
W＝UIt
2.电能表计数器上的单位是千瓦时，计数器最右边的数字是小数位。
考点2　电功率（必考，2022年考查）
1.物理意义：表示电流做功的快慢，用符号P表示。
2.单位及换算：电功率的单位是 　瓦特　 ，简称 　瓦　 ，符号是 　W　 。常用单位还有千瓦（kW）、毫瓦（mW）。它们的换算关系：1 kW＝ 　103　 W，1 W＝ 　103　 mW。
3.定义： 　电功　 与 　通电时间　 之比。
瓦特
瓦
W
103
103
电功
通电时间
4.公式
（1）定义式：
P＝
（2）计算：P＝UI。
（3）推导公式：
根据W＝UIt，得P＝ 　UI　 （任何电路）；
根据P＝UI、U＝IR，得P＝ 　I2R　 （常用于纯电阻串联电路）；
根据P＝UI、I＝，得P＝（常用于纯电阻并联电路）。
UI
I2R
5.说明：无论是串联还是并联，电路中消耗的总电功率均为P＝P1＋P2＋P3＋…＋Pn 。
6.常考电功率估测：家用空调约1 000 W，电吹风机约500 W，洗衣机约300 W，液晶电视机约100 W，日光灯约40 W。
7.额定电压、额定功率、实际电压、实际功率
（1）额定电压：用电器 　正常工作　 时的电压。
（2）额定功率：用电器在 　额定电压　 下工作时的电功率。
（3）实际电压：用电器 　实际工作　 时的电压。
（4）实际功率：用电器在 　实际电压　 下工作时的电功率。
正常工作
额定电压
实际工作
实际电压
（5）实际功率与额定功率的关系
U实＜U额 P实 　＜　 P额 用电器不能正常工作
U实 　＝　 U额 P实＝P额 用电器正常工作
U实＞U额 P实 　＞　 P额 用电器易损坏
（6）铭牌含义：一个标有“36 V　25 W”的灯泡，其中“36 V”表示该灯泡的 　额定电压　 为36 V，“25 W”表示该灯泡的 　额定功率　 为25 W。
＜
＝
＞
额定
电压　
额定功率
8.影响灯泡亮暗的因素
（1）灯泡的亮暗只与它的 　实际功率　 有关， 　实际功率　 越大，灯泡越亮，反之则越暗。
（2）根据P＝I2R可知，两灯串联时，电阻越大，灯泡实际功率越 　大　 ，亮度越 　亮　 。
（3）根据P＝ 　 　 可知，两灯并联时，电阻越小，灯泡实际功率越 　大　 ，亮度越 　亮　 。　
名师点拨
1.灯泡的额定功率、额定电压是一定的，而实际功率随着实际电压的不同而发生变化。
实际功率
实际功率
大
亮
大
亮
2.灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，即使灯泡的额定电压不同，只要其实际功率相同，则灯泡的亮度也相同。
易混辨析
电功与电功率
电功 电功率
区别 定义 电流通过导体或用电器所做的功 电功与时间之比
物理 意义 表示电流做功多少的物理量 表示电流做功快慢的物理量
电功 电功率
区别 实质 电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能 电流通过导体或用电器时，单位时间内消耗电能的多少
计算 公式 W＝UIt W＝Pt P＝UI
P＝
电功 电功率
区别 决定大 小的因 素　　 由电压、电流和通电时间三个因素的乘积决定 由电压、电流的乘积决定
单位 J、kW·h W、kW
联系 利用公式P＝可得出W＝Pt 注意 电功率大，电流做功不一定多；电功率小，电流做功不一定少 一题过考点（针对考点1～2）
（原创）如图甲所示，小宇家的热水器有加热和保温两个挡位，已知该热水器的加热功率为1 000 W，电热丝R2的阻值为242 Ω，则开关S、S1均闭合时，电热水器处于 　高温　 （选填“保温”或“高温”）挡，只闭合开关S时，电阻R2的功率为 　200　 W，电热丝R1的阻值为 　60.5　 Ω。小宇家的电能表如图乙所示，此时电能表的示数为 　6 352.8　 kW·h，关闭家中其他用电器，只让该热水器正常加热2 min，家中如图乙所示的电能表的转盘转了 　100　 转。
高温
200
60.5
6
352.8
100
考点3　焦耳定律（6年5考，2022年考查）
1.电流的热效应：电流通过导体时 　电能　 转化成 　内能　 ，这种现象叫做电流的热效应。
电能
内能
2.焦耳定律
（1）表述：电流通过导体产生的热量跟电流的 　二次方　 成正比，跟导体的 　电阻　 成正比，跟 　通电时间　 成正比。
（2）公式： 　Q＝I2Rt　
二次方
电阻
通电时间
Q＝I2Rt
名师点拨
1.纯电阻电路Q＝W＝UIt＝t＝I2Rt。
2.非纯电阻电路W＞Q（含有电动机的电路）。
3.电热的利用与防止
（1）利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、养鸡场的电热孵化器等。
（2）防止：散热窗、散热片、散热孔、电脑的微型风扇等。
名师点拨
1.电功不一定等于电热，只有在电能完全转化为内能的电路中，电功才等于电热。
2.电流的热效应是导体通电时发生的现象，热效应的产生与导体电阻的存在有关。当导体电阻消失时，热效应就不存在了。
3.焦耳定律是计算电流通过导体时产生的热量多少的，它不能用来计算电能转化为其他形式能的多少。
易混辨析
电能、电功与电热
电能 电功 电热
含义 使用电以各种形式做功（即产生能量）的能力 用电器消耗的电能所做的功，用符号W表示 用电器消耗电能所产生的热量
普遍适用公式 E＝W＝UIt W＝UIt Q＝I2Rt
纯电阻适用公式　　 E＝W＝Q＝UIt＝I2Rt W＝I2Rt W＝ Q＝UIt
Q＝
非纯电阻 E＝W＋Q
一题过考点（针对考点3）
（创新题）如图所示，取口香糖锡纸，剪成条状，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现纸条开始冒烟起火。请你解释其中的道理。
　锡属于金属，具有导电性，电路中形成了电源短路，电路中电流很大，迅速产生大量热量，使锡纸的温度升高，达到着火点而燃烧。
　锡属于金属，具有导电性，电路中形成了电源短路，电路中电流很大，迅速产生大量热量，使锡纸的温度升高，达到着火点而燃烧。
教材图片 命题点 一题练透
电能表参数的理解、电能的计算 本题涉及物理观念（能量观念及其应用）、科学态度与责任（STSE）等物理学科核心素养
1.某同学家的电能表的表盘上标明“6 000 revs/（kW·h）”，它表示消耗 　1 kW·h　 的电能，电能表表盘转6 000转。该同学家中一周前、后电能表示数如图所示，表明这周他家消耗的电能是 　41.8　 度，合 　1.504 8×108　 J。
1 kW·h
41.8
1.504 8×108
教材图片 命题点 一题练透
额定功率和实际功率 本题涉及物理观念（能量观念及其应用）、实验探究、科学态度与责任（STSE）等物理学科核心素养
2.如图所示的灯泡规格为“220 V　24 W”。24 W是 　灯泡的额定功率　 ，如果将该灯泡接在220 V的电路中，灯泡的电阻是 　2 017　 Ω，功率是 　24　 W；将该灯泡接在110 V的电路中，实际功率为 　6　 W。（假设灯丝电阻不变，结果保留整数）
灯泡的额定功率
2 017
24
6
教材图片 命题点 一题练透
焦耳定律 本题涉及物理观念（能量观念及其应用）、科学思维（科学论证）、实验探究等物理学科核心素养
3.如图所示是研究“电流通过导体产生的热量和 　电流　 大小的关系”的实验。若接通电路后，通过R2的电流为0.5 A，则通过R1的电流为 　1　 A。小明在实验中通过观察 　液面高度差的变化　 ，判断出相同通电时间，电阻R1产生的热量大于电阻R2产生的热量。
电流
1
液面高度差的变化
实验1　测量小灯泡的电功率
实验过程梳理
【设计实验与制订计划】
1.实验电路：
2.实验器材：电源、开关、导线、电流表、电压表、小灯泡、滑动变阻器。
3.如何选择量程？
电压表量程参照小灯泡的额定电压，选择大于额定电压的量程，如小灯泡额定电压为2.5 V，电压表可选0～3 V量程。电流表量程选择采用试触法，尽量使指针偏转角度在左右，能用小量程的不用大量程。
4.滑动变阻器的作用： 　保护电路　 、调节 　小灯泡两端的电压　 。
保护电路
小灯泡两端的电压
【进行实验与收集证据】
5.连电路：一般会要求根据电路图连接实验器材。
6.做实验：调节滑动变阻器，分别使小灯泡两端的电压等于额定电压、略低于额定电压、略高于额定电压，分别读出对应电压表和电流表的示数及三种情况下小灯泡的亮度，并记录在表格里。
7.多次实验的目的： 　寻找小灯泡亮度与实际功率之间关系的普遍规律　 。
8.在测小灯泡额定功率的实验中，手和眼各自的分工：
　手移动滑片的位置，同时眼睛观察电压表的示数，当示数达到小灯泡的额定电压时，停止移动滑片　 。
寻找小灯泡亮度与实际功率之间关系的普遍规律
手移动滑片的位置，同时眼睛观察电压表的示数，当示数达到小灯泡的额定电压
时，停止移动滑片
【分析与论证】
9.灯丝的电阻会随 　温度　 的变化而变化。
10.计算三种情况下的电功率分析得出结论： 　小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮　 。
温度
小灯泡的实际功率越大，小灯泡越
亮
【评估】
11.能否用多次测量求出不同电压下的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率？ 为什么？
　不能。额定功率为小灯泡在额定电压下的电功率，在不同的电压下小灯泡的电功率不同，小灯泡的电功率随外加电压的变化而变化，故本实验不能求不同电压下电功率的平均值　 。
不能。额定功率为小灯泡在额定电压下的电功率，在不同的电压下小灯泡的电功率不
同，小灯泡的电功率随外加电压的变化而变化，故本实验不能求不同电压下电功率的平
均值
一题过实验
（2022齐齐哈尔改编）小琪同学所在实验小组在做“测量小灯泡的电功率”的实验时，实验器材有：电源（三节新的干电池），额定电压为2.5 V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。如图甲所示是没有连接完整的电路。
（1）请用笔画线代替导线按要求将电路（图甲）连接完整（要求：向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，导线不交叉）。
（2）正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是 　小灯泡断路　 。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某位置，电压表示数如图乙所示，此时电压为 　2.2　 V。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 　A　 （选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为 　2.5　 V。
小灯泡断路
2.2
A
2.5
（4）小琪在进行实验数据处理时，计算出了小灯泡的平均电功率（如表所示），你认为她这样处理数据是 　不合理　 （选填“合理”或“不合理”）的，理由是 　小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没有意义　 。
实验序号 电压 U/V 电流 I/A 功率 P/W 平均功率/W
1 2.0 0.26 0.52 0.71
2 2.5 0.28 0.70 3 3.0 0.30 0.90 不合理
小灯泡在
不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没有意义
（5）实验提供的滑动变阻器规格为R1“5 Ω　2 A”、R2“20 Ω　1 A”、R3“100 Ω　0.1 A”，小琪选择的是 　R2　 （选填“R1”“R2”或“R3”）完成了上述实验。
（6）上述实验完成后，小琪又用阻值已知为R0的定值电阻来测量未知电阻Rx的阻值，实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求，又换用另一电源，电压未知且恒定。电路正确连接后：
①当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表示数为I1；②当开关 　S、S1　 闭合， 　S2　 断开时，电流表示数为I2；③未知电阻的阻值Rx＝ 　 R0　 （用已知量和测量量的符号表示）。
R2
S、S1
S2
R0
【角度拓展】
（1）妍妍认为在不更换器材的情况下，还可以探究出电流和电压成正比的结论。小红认为这是不正确的，她的理由是 　小灯泡的电阻会随温度变化　 。
小灯泡的电阻会随温度变化
（2）如图丁所示是小琪根据实验数据绘制的小灯泡的电流与电压关系图像。由图像可知：
①小灯泡的阻值随电压的增大而 　增大　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
增大
②若将两个完全相同的这样的小灯泡串联后直接接到2.5 V的稳压电源上，则电路中总功率 　小于　 P额（选填“大于”“小于”或“等于”）。
小于
实验2　电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关
实验过程梳理
【设计实验与制订计划】
1.实验装置：
2.本实验用到的科学方法是 　控制变量法　 和 　转换法　 。
3.将两个透明容器中密封 　相同质量　 的空气。
4.被加热的材料选用煤油或空气：利用其 　比热容　 小，加热效果明显且安全的优点。
控制变量法
转换法
相同质量
比热容
5.选择被加热物质的要求：物质相同、 　质量　 相同、初温 　相同　 。
6.探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系。
思路：保持 　电流和通电时间　 不变，改变 　电阻的大小　 。如图甲所示，把两个 　阻值不同　 的电阻 　串联　 在电路中。
7.探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系。
思路：保持 　电阻和通电时间　 不变，改变 　电流的大小　 。如图乙所示，将两个 　阻值相同　 的电阻先 　并联　 ，再与另一个电阻 　串联　 在电路中。
8.探究电流通过导体产生热量的多少与通电时间的关系。
思路：保持 　电阻和电流　 不变，改变 　通电时间　 。
质量　
相同
电流和通电时间
电阻的大小
阻
值不同
串联
电阻和通电时间
电流的大小
阻
值相同
并联
串联
电阻和电流
通电时间
9.如何比较电流产生热量的多少？ 　比较U形管内液面高度的变化，高度差变化越大，产生的热量越多 　 。
比较U形管内液面高度的变化，高度差变化越大，
产生的热量越多
【分析与论证】
10.使用中，无论条件如何，U形管内液面高度都不同，可能原因是什么？如何调整装置？
　装置气密性不好，重新安装，检查气密性是否良好　 。
11.实验结论：导体产生的电热与电流、电阻和通电时间有关：
（1）在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的热量越 　多　 ；
（2）在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越 　多　 ；
（3）在电阻和通过电阻的电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越 　多　 。
装置气密性不好，重新安装，检查气密性是否良好
多
多
多
一题过实验
（改编题）小明用如图所示的装置探究“电流产生的热量与什么因素有关”。
（1）两个密闭容器内的电阻丝发热的多少是通过 　U形管两侧液面的高度差　 来反映的。
U形管两侧液面的高度差
（2）观察如图甲所示的装置，通电一段时间后 　右瓶　 （选填“左瓶”或“右瓶”）内的电阻丝产生的热量较多，这说明在其他条件相同时，电流产生的热量与 　电阻　 有关。
右瓶
电阻
（3）如图乙所示，两密闭瓶中的电阻一样大，在其中一个的外部并联一个阻值大小相同的电阻，则通过两瓶中电阻丝的电流 　不同　 （选填“相同”或“不同”）。
不同
（4）让装置冷却到初始状态，把乙图右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源，比较两瓶内电阻丝发热多少，此时该装置探究的是电流产生的热量跟 　电阻　 的关系，一段时间后，电阻丝产生的热量 　左瓶　 （选填“左瓶”“右瓶”或“一样”）多。
电阻
左瓶
（5）同学们又设计了如图丙所示的实验装置来探究不同物质的吸热情况，电阻R1＝R2，在A、B两容器中装有两种质量相同的不同液体，通电一段时间后，A容器中的温度计示数升高较多，则两容器中的液体的比热容大小为cA 　＜　 （选填“＞”“＜”或“＝”）cB。
＜
【角度拓展】
（1）为使甲装置得出的结论具有一定的普遍性，同学们讨论了以下两种方案：
方案一：在图甲中，断开开关，待U形管中液面降回到起始高度后，再次闭合开关进行实验，比较U形管中液面上升情况，得出结论。
方案二：在图甲中，断开开关，换用阻值不同的电阻，再次闭合开关进行实验，比较U形管中液面上升情况，得出结论。
以上两种方案，你认为可行的是方案 　二　 。　
（2）小明家的电饭锅电源线坏了，他在网上新买了一根，使用时闻到橡胶的焦煳味，他立即拔下电源插头，发现这根电源线很热，其他用电器仍然正常工作，你认为引起电源线过热的原因可能是新买的电源线过 　细　 （选填“粗”或“细”）。
二
细
编者注：本版块主要展示河南6年真题及备用卷试题，让考生熟知河南考法。对于重难命题点，用真题做例题，以流程化的解题思维，强化考生解题思路，击破章节重难点，提高考生解决同类型题的能力。此外，兼顾展示全国各省市创新题型，帮助考生了解中考动向。
命题点1　电能、电功与电功率
类型一　电能、电功、电功率的理解
1.（2017河南7题）某水电站的年发电量在8亿千瓦时以上，“千瓦时”是下列哪个物理量的单位（　A　）
A.电能 B.电功率
C.电流 D.时间
A
类型二　电能表的读数及相关计算
【方法指导】
利用电能表测电功和电功率
1.在时间t内，消耗电能W＝W2－W1（W1、W2是前后两次电能表的示数），则P＝。
2.电能表转盘转n转，所用时间为t，则W＝ kW·h，P＝＝ kW。
2.（2022十堰）如图所示为小红家电路中安装的电能表，此时示数为 　2 022.6　 kW·h。小红将一个电吹风机接入电路，电热丝因为电流的 　热　 效应吹出热风。她关闭其他用电器，3 min内电能表铝盘转过15转，则此电吹风机的功率为 　500　 W。
2 022.6
热
500
类型三　灯泡亮度的比较和相关计算
【方法指导】
1.U＝U额时，P实＝P额；U＞U额时，P实＞P额；U＜U额时，P实＜P额。
2.决定小灯泡亮度的因素：小灯泡的亮度由实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
3.由小灯泡铭牌上的额定功率和额定电压可间接求出小灯泡正常发光时的电阻和额定电流。
4.注意题中小灯泡的电阻是变化还是保持不变，题目中未说明时一般认为小灯泡的电阻是变化的。
3.（2022达州）如图所示，电源电压恒为3 V，灯泡L1标有“3 V　0.75 W”，L2标有“4 V1 W”的字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是【解析】（　D　）
D
A.L2不能正常发光，但要比L1亮一些
B.电压表不能测量电源电压
C.电流表示数等于两灯电流大小之和
D.若电流表无示数，但L2发光且电压表
有示数，则可能是L1开路
4.（2022解析与检测）小明按图甲连接电路，闭合开关，灯泡L1的功率为P1。他将一个阻值大于L1的灯泡L2串联接入电路（如图乙），闭合开关后，L1、L2的功率分别为P1'、P2'（不计温度对灯泡电阻的影响，电源电压恒定），下列关系式正确的是（　C　）
A.P2'＞P1'＞P1 B.P2'＞P1＞P1'
C.P1＞P2'＞P1' D.P1＞P1'＞P2'
C
命题点2　电功、电功率、电热的综合计算
（2022.5、2022.21）
【方法指导】
1.电功与电热的关系
电功（电能）（W） 电热（Q）
计算公式 W＝UIt Q＝I2Rt
快慢程度 P电＝UI P热＝I2R
关系 在纯电阻电路中，W＝Q，P电＝P热 在非纯电阻电路中，W＞Q，P电＞P热 电功 电功率 适用条件
推导公式 并联 W＝t P＝ 只适用于纯电阻电路（电能全部转化为内能）
串联 W＝I2Rt P＝I2R 总功与总电功率的计算 不论是串联电路，还是并联电路，总有： W总＝W1＋W2＋W3＋…… P总＝P1＋P2＋P3＋…… 2.电热的综合计算
①水吸收的热量的计算：Q＝cmΔt。
②用电器消耗电能放出的热量的计算：
Q＝I2Rt＝W＝Pt＝UIt＝（纯电阻电路）。
③明确Q与W的比例关系。根据比例关系列出等式，求出未知量。
3.电热器的挡位一般来说有“高、中、低”挡或“加热、保温”挡或“快、慢”挡等说法。不管处于什么挡位，它两端正常工作的电压都是不变的，即220 V。由公式P＝UI＝可知，在电压不变时，改变接入电路中电阻的大小（即“换挡”）就可以改变用电器的功率，电阻最大时，功率最小；电阻最小时，功率最大。
4.挡位问题的实质还是电功、电功率、电热的综合计算。解题的重点还是要确定电路中不同挡位时接入的不同阻值，然后根据电功率和电热的计算公式进行计算。
类型一　铭牌、电能表类
5.核心素养 （2019河南5题）在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作2 min，测得家中如图所示的电能表的转盘转了70 r，电热水器的实际功率为 　2 100　 W；若不计能量损失，这段时间内电热水器中50 L的水可升温 　1.2　 ℃。由于电热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度考虑，电热水器的电源线比冰箱的要 　粗　 （选填“粗”或“细”）。[已知ρ水 ＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]【解析】
2 100
1.2
粗
6.（2018河南20题节选）在实践活动中，小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算。
（2）电热水壶的铭牌如下表所示，正常工作时通过电热水壶的电流是多少？
解：（2）正常工作时通过电热水壶的电流
I＝＝
≈9.1 A
（3）为了测量电热水壶的加热效率，小刚在壶中加入额定容量的初温为15 ℃的水，在额定电压下将其加热到沸腾，用时7 min。已知烧水时气压为1个标准大气压，ρ水＝1.0×103 kg/m3 ，c水＝4.2×103 J/（kg· ℃），则该电热水壶的加热效率为多少？
解：（3）水的质量
m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×2×10－3 m3＝2 kg
水吸收的热量
Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×2 kg×（100 ℃－15 ℃） ＝7.14×105 J
消耗的电能
W电＝Pt1＝2 000 W×7×60 s＝8.4×105 J
加热效率
η＝×100%＝×100%＝85%
类型二　电路图类
7.（2020河南5题）在如图所示的电路中，电阻 R0为6 Ω，电源电压不变。把“6 V　3 W”的小灯泡接在 AB 间，CD间接电流表，闭合开关S，小灯泡正常发光，则电源电压为 　6　 V，电流表的示数为 　1.5　 A。如果把这个小灯泡接在CD 间，AB间接电压表，闭合开关S，若灯丝电阻与正常发光时相同，则电压表的示数为 　2　 V。【解析】
6
1.5
2
8.（2018河南5题）在如图所示的电路中，电阻R1＝10 Ω，R2 ＝20 Ω，电源电压保持不变。当开关S1 、S3 断开，S2闭合时，电流表的示数为0.2 A。当开关S1、S3闭合，S2断开时，电流表的示数为 　0.9　 A，R2的电功率为 　1.8　 W。为了保障电路安全， 　S1 、S2　 两个开关不能同时闭合。【解析】
0.9
1.8
S1 、
S2
类型三　多挡位类
9.（2021河南5题节选）如图所示为一款养生壶的电路简图，该壶有“加热”和“保温”两挡，电源电压为220 V ，电阻丝R1、R2的阻值分别为44 Ω、356 Ω。养生壶在“加热”挡工作时，电功率为 　1 100　 W；现将壶内1 kg的养生茶从20 ℃加热至75 ℃，加热过程中若不计热量损失，所需时间为 　210　 s。[已知c茶＝4.2×103 J/（kg·℃）]【解析】
1 100
210
10.（2017 河南5题）如图所示为一电热饮水机的电路简图，其额定电压为220 V，具有“加热”“保温”两种功能，对应功率分别为400 W和40 W。当开关S1、S2均闭合时，饮水机处于 　加热　 （选填“保温”或“加热”）状态，R1的阻值为 　121　 Ω；用饮水机给2 kg的水加热，当水温升高50 ℃时，水吸收的热量为 　4.2×105　 J。[c水＝4.2×
加热
121
4.2×105
11.（2020河南21题）在家电博览会上，小亮家买了一款标有“220 V　3 000 W”的电热水器。
（1）电热水器中的电热管工作时利用的是电流的 　热效应　 。智能化遥控器通过红外线对热水器进行温度设置。红外线是 　不可见　 （选填“可见”或“不可见”） 光。
（2）大功率家用电器需要使用专用插座，插座的常用规格有“10 A”和“16 A”两种，通过计算说明该电热水器应选用哪种规格的插座。
解：（2）电热水器正常工作时的电流
I＝＝≈13.6 A
所以应选16 A的插座。
热效应
不可见
类型四　能量转化类
（3）已知该电热水器的加热效率为90%，求它正常工作时把30 L水从20 ℃加热到47 ℃需要的时间。[ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/（kg· ℃）]
解：（3）水的质量
m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×30×10－3 m3＝30 kg
水吸收的热量
Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103 J/（kg· ℃）×30 kg×（47 ℃－20 ℃）＝3.402×106 J
电热水器消耗的电能
W＝＝＝3.78×106 J
需要的时间
t1＝＝＝1.26×103 s＝21 min
12.（2019河南20题节选）我国从今年4月15日起，正式实施电动自行车新国标。李强购置了一辆符合新国标的电动车，其整车质量为50 kg，最高速度为25 km/h。g取10 N/kg。试问：
（2）当蓄电池的电全部耗完后，若充电功率为100 W，充满电需要5 h，不计能量损失，则充满电后蓄电池储存的电能为多少？
解：（2）充满电后电池储存的电能
W电＝Pt1＝100 W×5×3 600 s＝1.8×106 J
（3）蓄电池充满电后，其储存电能的75%用于车克服阻力做功，当质量为70 kg的李强在水平路面上骑着车，以最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为总重的，则车最多能行驶多少小时？
解：（3）由题意知，车子克服阻力做的功
W＝ηW电＝75%×1.8×106 J＝1.35×106 J
人和车的总重力
G总＝（m人＋m车）g＝（70 kg＋50 kg）×10 N/kg＝1 200 N
电动车在水平路面行驶时受到的阻力
f＝G总＝×1 200 N＝30 N
则电动车行驶的路程
s＝＝＝45 km
则电动车最多能行驶的时间
t2＝＝＝1.8 h
命题点3　测量小灯泡的电功率（2022.19）
13.（2022河南19题）在测量额定电压为2.5 V小灯泡的电功率实验中，电源是三节新干电池。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。
答案图
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 　左　 （选填“左”或“右”）端。
左
（3）闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为 　2.5　 V时，小灯泡正常发光，读出电流表示数，可测得额定功率。
2.5
（4）继续移动滑片，电压表示数如图乙所示为 　2.2　 V，此时电流表示数为0.24 A，小灯泡的实际功率为 　0.528　 W。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 　小灯泡的亮度　 。
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
（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 　越大　 。
2.2
0.528
小灯泡的亮度
越大
（6）完成上述实验后，某小组设计了如图丙所示的电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下：
①把定值电阻R0接入电路，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光；②保持滑片位置不变，将电压表改接在R0两端，读出电压表示数；③算出小灯泡的额定功率。现有阻值为5 Ω、10 Ω、20 Ω的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，结合题中的数据分析，定值电阻R0应选 　5　 Ω的。
5
14.（2019河南19题）在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8 V，滑动变阻器的规格为“20 Ω　2 A”，小灯泡的额定电压U额＝2.5 V，额定功率小于1.2 W，两个阻值分别为10 Ω、20 Ω的定值电阻R0可供选择。
（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。
答案图
（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5 V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为 　1.05　 W。
　　　实验次数 物理量　　　　 1 2 3 4 5
电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流/A 0.24 0.32 0.38 0.44
电功率/W
1.05
（3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而 　增大　 。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0＝ 　10　 Ω的定值电阻。
（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“0～15 V”，请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 　5.5 V（或U－U额）　 ；
②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数为U0；
增
大
10
5.5 V（或U－U额）
③小灯泡的额定功率P额＝ 　 　 。（用U额、U0、R0表示）
（5）若步骤（4）②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡的额定功率比真实值 　偏小　 （选填“偏大”或“偏小”）。
偏小
命题点4　焦耳定律的应用（2022.13）
15.（2022河南13题）如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是（　AC　）
A.用U形管中液面高度差反映电流产生热量的多少
B.通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系
C.通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D.通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大
AC
16.（2018河南20题节选）在实践活动中，小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与相关计算。
（4）小刚发现电热水壶的电源线都比较短，上网查询后发现，按照国家规定的标准，电热水壶使用的电源线不能过长，横截面积不能过小。请利用所学的物理知识进行解释。
解：电源线较长、横截面积较小，电阻较大。由焦耳定律可知，相同时间内电源线产生的热量较多，容易造成火灾。
17.（2017河南12题）如图所示，从甲地通过两条输电线向乙地用户供电，若甲地电源电压恒为U，输电线的总电阻为r，当乙地用户用电时，下列说法正确的是【解析】（　D　）
A.用户使用的用电器两端电压为U
B.输电线上消耗的电功率为
C.当用户使用的用电器增多时，用电器两端的电压升高
D.当用户使用的用电器增多时，输电线上因发热而损失的功率增大
D

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