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第一节 电能 电功率 焦耳定律
夯实基础过教材
第十五章 电功率
知识框图
考点梳理
知识精讲练
考点1 电能 电功
考点2 电功率
考点3 焦耳定律
考点 1
电能 电功
1.电能
（1）单位
国际单位：①_______，符号是② _______ ；
常用单位：③ _______ ，也叫“度”，符号是④ _______ ；
单位换算：1度＝⑤ _______ kW·h＝⑥ _______ J
焦耳
J
千瓦时
kW·h
1
3.6×106
（2）电能表(如下图所示)
表盘参数：如图所示为某家庭的电能表，其参数含义如下。
a.“20 139”表示电能表读数，其中前4位是整数位，最后1位是小数位，此时读数应为⑦_______ kW·h。
2013.9
b.“220 V”表示这个电能表应该在220 V的电路中使用。
c.“600 revs/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗⑧_______ 的电能，电能表上的转盘转过600转。
d.“10(20) A”表示这个电能表的标定电流为⑨ _______ A，额定最大电流为⑩ _______ A.电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。
e.“50～”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。
1 kW·h
10
20
2.电功
（1）定义：转化为其他形式的能的过程，也可以说成是电流做功的过程。
（2）大小：通过用电器的电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少。
(3)计算公式
W= _____
W表示电功，单位是J
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
15
UIt
推导公式：根据欧姆定律 可推导W=I2Rt， 。
（4）做功多少的影响因素：电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系。加在用电器两端的电压越高、通过的电流越大、通电时间越长，电流做功越多。
考点 2
电功率
1.电功率
（1）定义：用来表示电流做功①________的物理量，用符号P表示。
（2）定义式
P=②_______
W表示电功,单位是J
t表示完成这些电功所用时间，单位必是s
P表示电功率，单位是W
变形式：求功W=Pt；求做功时间
快慢
（3）单位换算：1 kW=③_______W=④ _______ mW
（4）常考估测
a.家用空调的电功率约为1⑤ _______ ；
b.电吹风机的电功率约为500 W；
c.洗衣机的电功率约为300 W；
d.液晶电视机的电功率约为100 W；
e.日光灯的电功率约为40⑥ _______。
103
106
kW
W
2.“千瓦时”的来历：如果P和t的单位分别用千瓦、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 的用电器正常工作1 h所消耗的电能。
3.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。
额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率。
实际电压：在电路中电压表所测的电压。
实际功率：用电器在实际电压下工作时的电功率。
例：灯泡上标有“36 V 25 W”的含义是小灯泡的⑦______电压为36 V，⑧ ______功率为25 W。
（2）实际电压与额定电压的关系：我们使用各种用电器一定要注意它的额定电压，只有在额定电压下用电器才能正常工作。实际电压偏低，用电器的电功率偏低，不能正常工作，实际电压偏高，有可能损坏用电器。
额定
额定
考点 3
焦耳定律
1.电流的热效应
（1）定义：电流通过导体时转化为内能的现象。
（2）影响因素
a.在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大，电阻产生的热量越①_______；
多
b.在电阻和通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越②_______，这个电阻产生的热量越多；
c.在电阻和电流相同的情况下，通电时间越③_____ ，这个电阻产生的热量越多。
2.焦耳定律
（1）定义：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成④ _______ ，跟导体的电阻成⑤ _______ ，跟通电时间成⑥ _____。
大
长
正比
正比
正比
（2）计算公式
Q=⑦_______
Q表示热量，单位是J
I表示电流，单位必是A
R表示电阻，单位是Ω
t表示时间，单位必是s
I2Rt
3.电热的利用与防止
（1）利用：白炽灯、电热水器、电饭锅、电熨斗、保险丝、电热孵化器。
（2）防止：散热窗、散热片、散热孔、电脑的微型风扇。
注：电热不一定等于电功，电热功率不一定等于电功率。
4.电功、电功率、电热
电能 电功率 电热
纯电阻
电路中 W＝UIt＝
I2Rt＝ P＝ ＝UI＝
I2R＝ Q＝I2Rt＝
UIt＝
非纯电阻
电路中 W＝UIt＝Pt P＝ ＝UI Q＝I2Rt
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
难点、易错点突破
突破 1
利用用电器的铭牌参数“U0P0”可以计算的物理量：
①正常工作的电流I0= ;②用电器的电阻R0= ;③消耗的电能W=P0t;④实际功率P实= 。
导
方
法
指
电功、电功率的计算（难点）
类型一 灯泡铭牌类相关计算
例1 如图所示，电源电压恒定，小灯泡L标有“3 V 0.6 W”的字样，R为定值电阻，闭合开关S、断开S1，小灯泡正常发光；若再闭合S1，发现电流表示数变化了0.3 A，则电阻R的阻值为_____Ω，此时灯泡L和电阻R消耗的功率之比是_____。
例1题图
10
2∶3
类型二 文字叙述类计算
例2 一个标有“6 V 3 W”的小灯泡L1，则小灯泡额定电压为V，额定功率为_____ W。（灯泡电阻不随温度变化）
(1)小灯泡正常发光时的电阻为 _____ Ω，正常发光的电流为_____ A。
(2)当小灯泡L1两端所加电压为3 V时，它的实际功率为_____ W。
63
12
0.5
0.75
（3）将L1与标有“6 V 6 W”的灯泡L2串联接入电路，若其中一个灯泡正常发光，电源电压为______V，______灯泡更亮一些（选填“L1”或“L2”）。
(4)将L1与标有“6 V 6 W”的灯泡L2并联接入电路中，灯_____发光较亮，L1、L2的电流之比为_______。
9
L1
1∶2
L2
类型三　开关引起的动态电路计算
例3　如图所示电路，电源电压为6 V，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，当S1、S2、S3闭合时，电路消耗的总功率为______ W；当闭合S1，断开S2、S3时，电压表示数为3 V，则10 s内R3产生的热量为________ J，此时R1的功率与S1、S2、S3闭合时R1的功率的比值为________。
例3题图
9
5.4
1∶4
类型四　动态电路的极值、比值计算
电学物理量极值判断方法
串联电路
导
方
法
指
①电流表量程
②R变的安全电流
③
三者中最小值为电路可通过电流最大值，此时滑动变阻器接入电阻最小
①R变铭牌上的最大值
②R变两端电压允许的最大
值对应的接入电阻
导
方
法
指
二者中最小值为R变max，此时电流为Imax
2. 并联电路
(1)电流表与滑动变阻器串联
①电流表量程
②R变的安全电流
③I干max -I支
导
方
法
指
三者中最小值为电路可通过电流的最大值，此时滑动变阻器接入电阻最小
R变max为滑动变阻器铭牌上的最大值
(2)电流表与定值电阻
（或小灯泡）串联
①电流表量程
②小灯泡I额
③I干max-I支
导
方
法
指
三者中最小值为电路可通过电流的最大值，此时滑动变阻器接入电阻最小
R变max为滑动变阻器铭牌上的最大值
比值问题：确定所要比的物理量?用不变量、已知量写出滑片移动、开关开闭前后该物理量的表达式?做比并简化.
导
方
法
指
例4 如图甲所示电路中，电源电压为3 V且保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I 的关系图像如图乙所示，则定值电阻R1的阻值为______Ω，电路消耗的最大功率和
最小功率的比值是______。
例4题图
5
3∶1
类型五　图像分析及相关计算
例5题图
例5　小灯泡L的额定电压为6 V，小明通过实验测得其电流随电压变化的曲线如图所示。由图可知，当小灯泡L正常发光时，通过其灯丝的电流是____A；通过调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压为3 V，则此时小灯泡L消耗的实际功率为____ W。
0.6
1.5
突破 2
电热综合计算
例6　 要使电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的一半，则应(　　)
A. 电阻不变，使通过电热器的电流减小一半
B. 电阻不变，使电热器两端的电压减小一半
C. 电压不变，使电热器的电阻变为原来的2倍
D. 电流不变，使电热器的电阻增大为原来的 倍
C
例7　 车床照明灯的额定电压是36 V，它正常工作时灯丝的电阻是24 Ω，则该照明灯正常工作时，消耗的电功率是________W，工作30 min，电流通过灯丝产生的热量是________ J。
54
9.72×104
实验
探究影响电流热效应的因素
1．转换法的应用(利用U形管中液面高度差反映电阻丝产生电热的多少)
2．控制变量法的应用
(1)探究电热与电流的关系(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，电流越大，产生的电热越多)
实验突破
命
题
点
(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，选择两个阻值不同的电阻丝，阻值越大，产生的电热越多)
(3)探究电热与通电时间的关系(控制电热丝的阻值和通过电热丝的电流相同，改变通电时间的长短，通电时间越长，产生的电热越多)
3．被加热的物质选用煤油或空气的原因(比热容小，可以使实验现象更明显)
命
题
点
4．两电阻丝串联的目的(使通过两电阻丝的电流相等)
5．将阻值相同的两电阻丝并联的目的(改变通过电阻丝的电流)
6．多次测量的目的(避免偶然因素对实验结论的影响，得出普遍规律)
7．根据生活现象提出探究问题
实验结论：导体产生的电热与电流、电阻和通电时间有关
命
题
点
例 　 实际生活中，用电器接通电源后，都伴有热量的产生．小明在“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，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连，实验前U形管两端液面相
平，将1、2和3、4导线分别接到电
源两端．
例题图
在实验过程中，通过观察U形管中____________的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少；图甲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；图乙所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与________的关系。综合分析图甲、乙两装置的实验现象，可以得出的结论是______________________________
_________________________________。
在通电时间相同的情况下，电阻越
大，电流越大，产生的热量越多
液面高度差
电阻
电流
(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用空气而不用水主要是由于_______________________
(2)根据得出的结论，简要解释：电炉工作时，电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不发热，这是为什么？ _________________________________________
__________________________________________________________________________________________________
问
拓
展
设
气体受热体积变化更明显
电炉丝的电阻大,导线的阻值很小，而通过电炉
丝和导线的电流相同,根据焦耳定律,电炉丝在相同时间
内产生的热量多,所以电炉丝热得发红,而导线却不发热
(3)某同学想要探究电流产生热量的大小与电流大小的关系，在探究过程中，他应控制________不变，改变__________。
问
拓
展
设
电阻
电流的大小

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