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第十八章　电功率
　
第1节　电功　电功率　焦耳定律(7分)
考点 1
电能 电功
考点清单
　◎能够从能量转化的角度认识电能，会使用电能表；理解电功，并能进行简单计算。
1. 电能
(1)单位：①______，符号是②______；有时还会用到③________，也叫做度，符号是④________；
(2)换算关系： 1度＝⑤________kW·h＝⑥________W×⑦________s＝⑧________J。
焦耳
J
千瓦时
kW·h
1
1×103
3600
3.6×106
2. 电能的计量
(1)用电器在一段时间内消耗的电能，可以通过⑨________计量出来；
(2)电能表参数如下：
电能表
2 018.9
10
20
600
(3)计量方法：电能表结束和起始时的示数之 ________即为这段时间内用电的度数。
3. 电功 (1)定义：电能转化为其他形式的能的过程也可以说成是 ________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。用符号 ____表示。
差
电流
W
(2)公式：
W＝ ________
U 表示电压，单位是 V；
I 表示电流，单位是 A；
t 表示时间，单位是 s；
W 表示电功，单位是 J。
推导公式：W＝I2Rt，W＝ (纯电阻电路)
UIt
(3)做功多少的影响因素：电流做功的多少跟 ______的大小、电压的高低、 __________的长短都有关系。加在用电器上的电压越高、通过的电流越大、通电时间越长，电流做功越 ______。
电流
通电时间
多
考点 2
电功率
　◎理解电功率，并能进行简单计算，能够区分用电器的额定功率和实际功率。
1. 电功率
(1)定义：表示电流做功的快慢，用符号 ______表示。
(2)单位：瓦特，符号 ____；也用千瓦(kW)、毫瓦(mW)；换算关系为1 kW＝ ________W，1 W＝ ______mW。
(3)大小：电功率等于电功与所对应的 ________之比。
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22
23
24
25
P
W
1 000
1 000
时间
(4)公式：
P= ______
W 表示电功，单位是 J；
t 表示完成这些电功所用的时间，单位是 s；
P 表示电功率，单位是 W，在数值上表示单位时间内所做的功.
推导公式：P＝UI，P＝I2R，P＝ (纯电阻电路)
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2. “千瓦时”的来历：如果P和t的单位分别为千瓦、小时，那么它们相乘之后，就得到电能的另一个单位——千瓦时(度).1千瓦时可以看做电功率为1 kW 的用电器工作1 h所消耗的电能。
3. 额定电压　额定功率
(1)额定电压：用电器 ______________的电压。
(2)额定电功率：用电器在 _______下工作时的电功率。
27
28
正常工作时
额定电压
(3)意义：一个标有“36 V　25 W”的灯泡，其中“36 V”表示该灯泡的 ________为36 V，“25 W”表示该灯泡的
__________为25 W。
4. 实际电压　实际功率
(1)实际电压：用电器 __________时的电压。
(2)实际功率：用电器在 _______下工作时的电功率。
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30
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32
额定电压
额定功率
实际使用
实际电压
(3)我们使用各种用电器一定要注意它的额定电压，只有在 ________电压下用电器才能正常工作，实际电压偏低，用电器的电功率 ________，不能正常工作，实际电压偏高，有可能 ________用电器 。
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34
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额定
低
损坏
考点 3
焦耳定律
◎通过实验，探究并了解焦耳定律．用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象；了解电热的利用或防止电热危害的方法。
1. 电流的热效应
(1)定义：电流通过导体时 ______能转化为 ______能的现象。
36
37
电
内
(2)影响因素
a．在电流相同，通电时间相同的情况下， ______越大，这个电阻产生的热量越多；
b．在电阻相同，通电时间相同的情况下，通过电阻的
________越大，这个电阻产生的热量越多；
c．在电阻和电流相同的情形下，通电时间 ____，这个电阻产生的热量越多。
38
39
40
电阻
电流
越长
2. 焦耳定律
(1)内容：电流通过导体时产生的热量跟
______________成正比，跟导体的 ________成正比，跟 __________成正比。
41
42
43
电流的二次方
电阻
通电时间
(2)公式：
Q= ______
（适用于任何电路）
I 表示电流，单位是 A；
R 表示电阻，单位是 Ω；
t 表示通电时间，单位是 s；
Q 表示热量，单位是 J。
电流通过导体时，如果全部转化为内能，而没有转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，即Q＝W＝UIt。
44
I2Rt
3. 电热的利用和防止
(1)利用：电暖器、电烙铁、电热毯、电饭锅、养鸡场的电热孵化器等。
(2)防止：有孔的电视机后盖、电脑的微型风扇等。
电功、电功率相关计算
常考类型剖析
类 型
考向1　铭牌类
例1　灯泡L1标有“6 V　3 W”字样，灯泡L2上标有“6 V　6 W”字样，灯丝电阻不变．请回答下列问题：
(1)“6 V　3 W”的物理意义是___________________________________________________________________；
(2)根据P＝______知灯泡L2正常工作的电流为______A;
灯泡L1的额定电压为6 V，额定功率为3 W
UI
1
(3)根据P＝______知灯泡L2的电阻为________ Ω；
(4)根据P＝________知灯泡L1正常工作1 min消耗的电能为________ J；
(5)根据P＝( )2P额知，灯泡L1两端的实际电压为3 V时，灯泡L1的实际功率为________W；
(6)将L1、L2并联接入电源电压为6 V的电路中，______发光较亮；将L1、L2串联接入电源电压为6 V的电路中，______发光较亮．(均选填“L1”或“L2”)
6
180
0.75
L2
L1
考向2　纯电路图类
例2　
例2题图
在如图所示的电路中，电源电压恒为12 V，定值电阻R0为50 Ω，滑动变阻器的最大阻值为50 Ω，小灯泡上标有“6 V”字样，不考虑灯丝电阻变化．若开关S、S1、S2都闭合，当滑片P在b端时，电流表示数为____ A. 若开关S闭合，S1、S2都断开，当滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω时，电流表的示数为0.4 A，则小灯泡的额定电功率是______W。
0.48
3.6
考向3　结合U－I图像的相关计算
例 3　如图甲所示，电源电压为可调的学生电源，小灯泡L标有“6 V　1.2 W”字样，R为20 Ω的定值电阻，图乙是小灯泡的电流随电压变化的关系图像．当通过小灯泡L的电流为0.5 A时，R两端的电压为________V，电路消耗的总功率为________W。
5
3.75
例3题图
1.通过欧姆定律计算U、I、R
(1)找不变量：电路中的电源电压、定值电阻的阻值不变；
(2)巧列方程：依据不变量，针对两个不同电路列方程；
(3)求解未知量。
导
方
法
指
2. 计算P、W
电功 电功率 适用条件
基本公式（定义式） W=UIt P=UI 使用于各种电路、电功、电功率的计算
推导公式（纯电阻电路） 并联
W=I2Rt
P=I2R 串联
总功与
总功率
的计算 不论是串、并联电路，总有：
W总＝W1＋W2＋W3＋……
P总＝P1＋P2＋P3＋……
解题注
意事项 (1)计算时要注意单位的统一
(2)要注意计算公式里面几个物理量的同一性和同时性。
考向4　多挡位家用电器类
例 4　某型号电饭锅有“高温挡”和“低温挡”两个挡位，其原理如图所示，若已知电阻R0＝44 Ω，R＝2 156 Ω，则当开关置于________(选填“1”或“2”)位置时为高温挡，当电饭锅以高温挡正常工作10 min
消耗的电能为________J。
例4题图
2
6.6×105
电路中多挡位问题解决思路
电路中挡位问题解决思路：多挡位问题的实质是判断电路总电阻的大小。对于家庭电路，在不同挡位时总电压不变(220 V)，根据P＝ 知，总电阻最小时，总功率最大，用电器处于高温挡；总电阻最大时，总功率最小，用电器处于低温挡。
导
方
法
指
考向5　电学“极值”、“范围”问题
例 5　 如图所示，电源电压4.5 V，定值电阻R0为10 Ω，滑动变阻器R规格为“20 Ω　2 A”，电流表和电压表量程分别选择“0～0.6 A”、“0～3 V”。闭合开关S，电路正常工作时，下列叙述正确的是(　　)
A. 电流表示数最大值为0.6 A
B. 电压表示数范围为1 V～3 V
C. 滑动变阻器的功率可达0.5 W
D. 滑动变阻器阻值变化范围为5 Ω～10 Ω
例5题图
C
电学物理量极值判断方法
(1)串联电路
(2)并联电路
分析各支路所允许的最大电流，支路电流之和为干路电流的最大值
导
方
法
指
实验突破
实 验
探究电流热效应的影响因素
1. 被加热的材料选用煤油或空气的原因(利用其比热容小，可以使实验现象更明显)
2. 被加热物质的要求(物质种类、质量、初温均相同)
3. 转换法的应用(通过温度计的示数或U形管液面高度的变化反映产生电热的多少)
点
命
题
4. 控制变量法的应用
(1)探究电热与通电电流的关系，控制电热丝阻值和通电时间相同，改变通过两电热丝的电流大小。(电路设计：通过不断移动滑动变阻器的滑片来改变电流)
(2)探究电热与电阻的关系，控制通过电热丝的电流和通电时间相同，选择两个电阻不同的电热丝。(电路设计：将阻值不同的电热丝串联在电路中)
(3)探究电热与通电时间的关系，控制电热丝的阻值和通过的电流相同，改变通电时间的长短。
5. 焦耳定律在生活中的应用
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。
例 　圆圆同学在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。请仔细观察甲、乙两图。
例题图
(1)实验中通过观察两个U形管中________的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
【解析】(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气温度的变化可以通过U形管内液面高度差的变化来反映；
液面高度
(2)你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与________的关系。
【解析】(2)如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；
电阻
(3)由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的________越大，电阻产生的热量越多。
【解析】(3)图乙装置中一个5 Ω的电阻与两个并联的5 Ω电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5 Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I内＋I外，所以，I左＞I内，容器内的电阻值都是5 Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，电阻产生的热量越多；
【答案】电流
(4)为了使实验效果迅速明显，在放电阻的容器内用
________(选填“空气”或“煤油”)：原因是___________________________________________________________。
【解析】(4)放电阻的容器内用空气，空气的比热容小，受热升温膨胀快，现象明显。
空气
受热膨胀升
温快，并且现象明显(或气体比热容较小也可以)
(1)实验中采用的研究方法有____________和____________。
(2)乙图中右边并联一只5 Ω电阻的目的是_______________________________________。
控制变量法
转换法
使通过左右两个容器中电阻的电流不同
问
拓
展
设

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