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物 理 九年级下册
复习内容导览
第一节
电能表与电功
第三节
电热器
电流的热效应
第二节
电功率
第四节
家庭电路
与安全用电
第十五章 电功和电热
重点知识
1.电能表的认读、电功及公式.
2.电功率及公式、用伏安法测量小灯泡的功率。
3.焦耳定律及公式.
4.家庭电路的安装及安全用电的常识.
重点知识
第十五章 电功和电热
重点实验
1.测量小灯泡的功率.
2.探究影响电流热效应的因素。
重点实验
第十五章 电功和电热
1. 控制变量法
在“比较两个灯泡的亮暗”“探究影响电流热效应的因素”时，都要运用控制变量法.
2. 转换法
在“比较两个灯泡的亮暗”时，运用转换法，通过两个灯泡的亮暗来反映电流做功的多少；在“探究影响电流热效应的因素”时，运用转换法，通过烧瓶中液体温度的变化来反映浸没在液体中的电阻丝产生热量的多少。
3. 归纳法
电热与其影响因素的定性结论，是通过归纳法总结出来的。
重要方法
第十五章 电功和电热
4. 等效法
如在某一电表（电流表或电压表）的某一量程不准确，或在缺少某一电表的情况下，可运用等效法，设计实验，测量小灯泡的额定功率.
5. 推导法
可运用推导法，得出电功、电功率、电热的一些推导式.
6. 比较法
在梳理本章知识时，要注意运用比较法理清电功、电功率、电热各自普遍适用的公式和仅适用于纯电阻性用电器或电路的公式.
重要方法
第十五章 电功和电热
电能表
与电功
第1节
本节知识点
Knowledge points
①电能表
②电功
①电能表：用来测量电路消耗电能多少的仪表.
②电能表的参数
a. 计量单位：千瓦时（kW·h），俗称度.
b. 额定电压: 220V；
c. 基本电流与最大电流：例如10（20）A；
d. 电能表常数：“1600imp/kW·h”或“3200r/kW·h”.
③电能表测量电能：电能表表盘上前后两次示数
之差即是用电器消耗的电能值.
①电功：指电流所做的功，即电能转化为其他形式
的能的多少。计算公式：W=UIt
②单位：国际单位是焦耳（J） 1J=1V×1A×1s
常用单位是千瓦时（kW·h）
③单位换算：1kw·h=3.6×106J
电能表与电功
电能表
电 功
知识结构
第一节 电能表与电功
1. 用途：测量电路消耗电能多少的仪表。
2. 种类：常用的电能表有电子式和感应式两种。
（1）电子式电能表的技术参数:
电子式电能表
知识点一 电能表
电压 220V
电流规格 例如： 10（40）A
电能表常数 ×××imp/kW·h
电能表适用的额定电压
“10A”表示基本电流，它是确定电能表有关特性的电流值；“40A”是电能表能满足测量准确要求，且能长期运行的最大电流值
表示每消耗1kW·h电能，电能表指示灯闪烁的次数
第一节 电能表与电功
感应式电能表的“电能表常数” 与电子式不同， 一般标有“× × × × r/kW·h”。例如该电能表标有“1200r/kW·h”，表示电路每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过1200转.
（2）感应式电能表的技术参数
3. 电能表的计量单位
电能表的计量单位是千瓦时，符号为kW·h，俗称度。
1kW·h=3.6×106J
如图所示，电能表的示数为7986.2 kW·h 。
知识点一 电能表
第一节 电能表与电功
（1）观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数差即是用电器这段时间内消耗的电能值。
4. 用电能表测量消耗的方法
消耗的电能 7626.9kW·h-7624.8kW·h=2.1kW·h
知识点一 电能表
第一节 电能表与电功
知识点一 电能表
第一节 电能表与电功
（2）测出一定时间内电能表上转盘的转数（或指示灯闪烁的次数），再间接算出电能值。
此种方法的关键是要明确电能表转1转时消耗的电能值。
例如，一电能表表盘上标有“1200r/kW·h”，将某用电器单独接在该表上。当用电器工作4min后，电能表转盘转过60r，即可求该用电器消耗的电能：
表盘上标有“1200r/kW·h”，表示用电器消耗1 kW·h的电能，转盘转动1200圈。当电能表转盘转过60r时，消耗的电能
W＝ =0.05 kW·h
1. 电流做功的实质
（1）电流做功的实质
从能量转化的角度讲，电路中的电源将其他形式的能转化为电能提供给用电器，电流通过用电器做功时，电能又转化为其他形式的能，电流做了多少功，就消耗了多少电能，同时也就有多少电能转化为其他形式的能。
（2）事例
如电热水壶通电后，电能转化为内能，使水升温；白炽灯通电后，电能转化为内能进而转化为光能，供人们照明；电扇通电后，电能主要转化为机械能，使扇叶转动；电视机通电后，电能主要转化为光能和声能；手机充电器通电后，电能主要转化为化学能等.
知识点二 电功
第一节 电能表与电功
2. 电功定义： 电流所做的功叫作电功。用字母W表示。
3. 物理意义：是表示电能转化为其他形式能的多少的物理量。
4. 电功大小：
研究表明：电流所做的功与电压、电流、通电时间成正比。
（1）定义式
物理学规定：电功等于电压、电流与通电时间的乘积。
W=UIt
国际单位：焦耳（J）， 1J=1V·1A·1S
常用单位：千瓦时（kW·h）
1kw·h=3.6×106J
知识点二 电功
第一节 电能表与电功
由W＝UIt 和欧姆定律 可得:
（2）电功的推导公式
W＝I2Rt
①电功的推导公式只适用于纯电阻电路； 而定义式W＝UIt 是普遍适用的公式。
②利用电功公式及其变形公式计算时，要注意各物理量的同一性和同时性。
知识点二 电功
第一节 电能表与电功
电流通过灯泡，灯泡会发光。 在一定时间内，电流做的功越多，电能转化为的光能就越多，灯泡就越亮。
（1）两个灯泡串联时，通过灯泡的电流相等 。因此，电压越高，电流做的功越多，灯泡就越亮 。
（2）两个灯泡并联时，灯泡两端的电压相等。因此，电流越大，电流做的功越多，灯泡就越亮。
知识点三 比较两个灯泡的亮暗
第一节 电能表与电功
【例题1】大山上次查看家中电能表示数为 ，本次查看时电能表示数如图所示。则下列说法正确的是（　　）
A．他家在这段时间内消耗的电能为
B．电能表是测量电功率的仪表
C．家庭电路中电能表一般安装在总开关之后
D．若只让一个标有“220V，1000W”的电热
水器正常工作20min，则电能表的转盘转1200转
D
解析见下页
第一节 电能表与电功
A．由题意可知，这段时间内消耗的电能为
故A错误；
B．电能表是测量消耗电能的仪表，故B错误；
C．家庭电路中，输电线进户后首先接到电能表上，之后依次是开关、保护设备、用电器和导线等，故C错误；
D． 表示每消耗 电能，电表转3600r，若只让一个标有“220V，1000W”的电热水器正常工作20min，则消耗的电能为
电能表的转盘转
故D正确。 所以选D。
第一节 电能表与电功
【例题2】如图所示分别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．小英家上个月消耗的电能为1011kW·h
C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J
D．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
D
解析见下页
第一节 电能表与电功
A．由图知电能表允许通过的最大电流为40A，因此小英家
干路中的电流不得超过40A，故A错误；
B．小英家上月消耗的电能为
5647.8kW·h﹣5546.7kW·h＝101.1kW·h；故B错误；
C．1600imp/kW·h表示每消耗1kW·h的电能指示灯闪烁1600次，
指示灯闪烁320次消耗的电能为
故C错误；
D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，故D正确。 所以选D。
第一节 电能表与电功
【例题3】充电宝给手机充电时，充电宝相当于电路中的 _______；给手机充电的过程，主要是将电能转化为 _____能，过一会儿，充电器发烫，这是通过电流 _____的方式增大了物体的内能。小奕看见他爸爸的手机锂电池上面标明电压为3.7V，容量为3000mA h，则它充满电后存储的电能为 ________J。
电源
化学
做功
39960
充电宝给手机充电时，充电宝提供电能，相当于电路中的电源。
给手机充电的过程，主要是将电能转化为化学能储存在电池中，时间久了，充电器发烫，这是通过电流做功的方式增大了物体的内能。
手机锂电池上面标明电压为3.7V，容量为3000mA·h，则它充满电后存储的电能为
第一节 电能表与电功
【例题4】如题图所示电路，已知R2=20Ω，闭合开关后，电流表A的示数为0.5A，电流表A1的示数为0.3A。求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1的阻值；
（3）通电1min整个电路消耗的电能。
解析见下页
第一节 电能表与电功
（1）分析电路为R1、R2并联，电流表A1测R1支路电流，电流表A测干路电流，根据并联电路中电流规律可求R2支路电流为
I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A
因为该电路是并联电路，电压相等，则电源电压为
U=U2=I2R2= 0.2A ×20Ω=4V
（2）电阻R1的阻值为 R1 = = =13.3Ω
（3）通电1min整个电路消耗的电能为
W=UIt=4V ×0.5A ×60s=120J
第一节 电能表与电功
电功率
第2节
本节知识点
Knowledge points
①电功率
②用电器的额定功率
③测量小灯泡的功率
①意义：表示电流做功快慢的物理量.
②定义：电功率等于电功与时间之比.
③公式： 定义式 P=
推导式 P= P= P=I2R
④单位：瓦特（W）、千瓦（kW）、毫瓦（mW）
1kW=103W 1W=103mW 1W= =1V×1A
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.
电功率
额定电压
额定功率
电功率
知识结构（1）
第二节 电功率
P = UI
电源、电压表、电流表、 小灯泡、
滑动变阻器、开关、导线。
如图所示。
①根据电路图连接实物，连接电路时开关要断开，
变阻器的滑片要调节到阻值最大端。
②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯两端的电压分别等于、低于、略高于额定电压，记录电压表、电流表的示数，观察小灯泡的发光情况。
③计算出小灯泡的实际功率，并记录在表格中。
灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮。小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。
实验步骤
实验结论
实验器材
实验原理
实验电路
测量小灯泡的功率
知识结构（2）
第二节 电功率
1. 物理意义：是描述电流做功快慢的物理量。
2. 定义：电流在单位时间内所做的功叫电功率。
3. 公式
（1）定义式：
（2）单位：
国际单位：瓦特（W） 1W=1J/s=1V·1A
常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW）
换算关系： 1kW = 103 W 1W = 103 mW
知识点一 电功率
第二节 电功率
由 和欧姆定律 可得:
（3）电功率的推导公式
P＝I2R
①电功率的推导公式只适用于纯电阻电路；而定义式P＝UI是普遍适用的公式。
②利用电功公式及其变形公式时，要注意各物理量的同一性和同时性。
知识点一 电功率
第二节 电功率
知识点二 用电器的额定功率
（1）额定电压：用电器正常工作时的电压U额。
（2）额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率P额。
1. 额定电压、额定功率
用电器铭牌上标注的电压值、电流值、功率值，就是其额定电压、额定电流、额定功率。它们反映了用电器正常工作时的性能。
第二节 电功率
知识点二 用电器的额定功率
2. 用电器的实际功率
（1）实际功率P实：用电器实际工作时的功率叫作实际功率。
（2）一个用电器只有1个额定电压和1个额定功率，但可以有多个实际电压和实际功率。
（3）只有当用电器两端的电压等于额定电压时，用电器才能正常工作；如果实际电压高于或低于额定电压，那么用电器就不能正常工作。
第二节 电功率
知识点三 测量小灯泡的电功率
【实验目的】测量小灯泡的额定功率和实际功率
【实验设计】
（1）实验中需要测量的物理量
根据电功率公式P=UI可知：测量的物理量是电压U与电流I。
（2） 实验器材与电路图
干电池2节（电压1.5V）、额定电压为
2.5V的小灯泡、开关、滑动变阻器、电压
表、电流表、导线若干.
第二节 电功率
【实验与记录】
（1）按照电路图连接电路。
（2）调节滑动变阻器，使其接入电路中的电阻最大。
（3）闭合开关，调节滑片，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数并记录在表格中。
小灯泡 的规格 电压表的 示数U/V 电流的 示数I/A 小灯泡 的亮度 小灯泡的
功率P/W
额定电压 U额=2.5V
知识点三 测量小灯泡的电功率
第二节 电功率
（1）通过实验得出小灯泡的额定功率为： P额=U额I额
（2）设小灯泡的实际电压为U实，额定电压为U额，实际功率为P实，额定功率为P额，可以发现：
当U实 = U额 时 P实 =P额
当U实＜U额 时 P实＜P额
当U实＞U额 时 P实＞P额
（3）小灯泡的亮暗由小灯泡实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
【实验结论】
知识点三 测量小灯泡的电功率
第二节 电功率
1. 设计实验
如图所示，观察一段时间内电子式电能表指示灯闪烁的次数，根据铭牌上所标出的电能表常数就可算出这段时间内家庭电路中消耗的电能，进而计算出电路中用电器的实际功率。这可以作为估测用电器功率的简便方法。
2. 实验步骤
（1）观察并电子式记录电能表的常数：
N imp/（kw·h）.
（2）断开所有用电器的开关，直至电子式电
能表的指示灯停止闪烁.
知识点四 估测用电器的实际功率
第二节 电功率
（3）闭合某个用电器的开关，让其正常工作.数出电子式电能表的指示灯在t 分钟内闪烁的次数n.
（4）计算用电器在t 分钟内消耗的电能和它们的实际功率.
用电器在t分钟内消耗的电能：
用电器的实际功率：
知识点四 估测用电器的实际功率
第二节 电功率
【例题1】两盏白炽灯，甲标有“PZ220V 40W”，乙标有“PZ220V 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，甲比乙亮
D．都正常工作时，乙比甲亮
C
解析见下页
第二节 电功率
甲标有“PZ 110V 40W”，表示该灯的额定电压为110V，额定功率为40W；乙标有“PZ 220V 25W”，表示该灯的额定电压为220V，额定功率为25W。
AB．灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，因这两个选项中没有说明灯的工作状态，故甲、乙两灯的实际功率没法比较；所以，不能确定甲、乙两灯的亮度，故AB错误；
CD．当灯泡正常发光时，实际功率等于额定功率，则比较额定功率即可比较灯泡的亮度；已知甲灯的额定功率为40W，乙灯的额定功率等于25W；所以正常发光时，甲比乙亮。故C正确，D错误。 故选C。
第二节 电功率
【例题2】LED灯具有节能、环保的特点，一个“220V 8.5W ”的LED灯与一个“220V 60W ”的白炽灯亮度相当．若一个“220V 8.5W ”的LED灯每天正常工作4小时，30天消耗的电能是_________度，这些电能可供“220V 60W”的白炽灯正常工作_____小时．
1.02
该LED灯30天消耗的电能：
W＝Pt＝8.5×10-3kW×30×4h＝1.02kW · h
这些电能可供“220V 60W”的白炽灯正常工作的时间：
t =17h
17
第二节 电功率
【例题3】在“估测用电器的实际功率”的综合实践活动中，小明先断开家中所有用电器，只让图甲所示空调工作3min，测得电能表指示灯闪烁120次。若只让图乙所示的电视机工作12min，则电能表指示灯闪烁的次数最可能是（　　）
A．8次 B．16次 C．32次 D．48次
D
解析见下页
空调 电视机
额定电压 220V 220V
额定功率 1200W 120W
第二节 电功率
挂式空调功率为1200W=1.2kW，液晶电视机的功率为120W=0.12kW，空调工作3min消耗电能为
电视机工作12min消耗的电能为
设此段时间电能表指示灯闪烁的次数为n，则
解得n=48，故ABC不符合题意，故D符合题意；
第二节 电功率
【例题4】如图所示，R为定值电阻，L为标有“6V 3W”的小灯泡，灯丝阻值不变，电源电压恒定。闭合开关，小灯泡正常工作时，电流表读数为0.9A。求：
（1）通过小灯泡的电流，以及小灯泡电阻；
（2）定值电阻R阻值以及它的电功率。
解析见下页
第二节 电功率
由电路图可知，R与L并联，电流表测量干路中的电流。
（1）灯泡正常发光时，灯两端的实际电压等于其额定电压，即
UL=U额=6V
实际功率等于其额定功率，即PL=P额=3W
灯泡的电流为 I =0.5A
小灯泡电阻为 RL＝UL/IL=6V/0.5A=12Ω
（2）根据并联电路的电流规律可知，通过R的电流为
IR=I-IL=0.9A-0.5A=0.4A
根据并联电路的电压规律可知，R两端的电压为UR=6V
R＝U/IR=6V/0.4A=15Ω
R的功率为 PR=UIR=6V×0.4A=2.4W
第二节 电功率
【例题5】在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为8Ω。
（1）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数超过量程，经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡发生了______（选填“短路”或“断路”）；
（2）排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为______V；此时要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向______（选填“左”或“右”）端移动；
2.2
右
断路
解析见下页
第二节 电功率
（1）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数超过量程，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的小灯泡断路了。
（2）图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
第二节 电功率
（3）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的U-I图象，由图象可计算出小灯泡的额定功率是______W；
（4）完成上述测量后，不用电压表，用如图所示的电路也可以测量已知额定电流的小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电流为 I 额，定值电阻的阻值为 R0。实验步骤如下，请补充完整：
①______；
②保持滑片位置不动，闭合开关S、S1，
断开开关S2，记下此时电流表的示数为I；
③小灯泡的额定功率的表达式为P额_______________。
（用已知量和测得量的字母表示）
0.75
闭合开关S、S2，断开S1，调节滑动
变阻器滑片P，使电流表示数为I额
（I -I 额）R0 I 额
解析见下页
第二节 电功率
（3）根据图丙所示的U-I图像知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率 P＝UI =2.5V ×0.3A =0.75W
（4）实验步骤①闭合开关S、S2，断开S1，调节滑动变阻器滑片P，使电流表示数为I额 ；③步骤②中，电流表测干路电路，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，由并联电路电流的规律，定值电阻R0的电流为
I0= I- I额
定值电阻R0 的电压即灯的额定电压
U 额=I0 R 0=（ I -I 额） R0
小灯泡的额定功率的表达式
P额=U额I 额= （I -I 额）R0 I 额
第二节 电功率
【例题6】如图所示为学校实验室中某电能表的表盘。小明利用该电能表和秒表检测一只标识为“ 220V 10W”节能灯的额定功率。他关闭其他用电器，将该节能灯接入 的测量电路，设计了以下三种测量方案：
方案一：测量出电能表显示消耗1kw·h电能所用的时间 ；
方案二：测量出1min时间内电能表转盘转过的圈数n；
方案三：测量出电能表转盘转过1圈所用时间 。
①若使用方案二，小明计算额定功率的关系式应该为：
______（单位用W，结果用数字和n表示）
②比较三种方案，最可行的是方案_____。
30n
三
解析见下页
第二节 电功率
①方案二中： 每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转2000转，
则节能灯1min 消耗的电能为 W= n/2000（kW·h）
节能灯的实际电功率为
②节能灯的功率为 P=10W=0.01kW
电能表转盘转一圈消耗的电能为 W= 1/2000（kW·h）=0.0005 kW·h
节能灯需要工作的时间为 =0.05h=180s
由以上分析可知：方案一因节能灯功率较小，测量出电能表消耗1kw·h 电能所用的时间较长，不易操作；方案二因节能灯功率较小，工作1min 电能表转动不到一圈，无法测量；方案三电能表转盘转动1圈消耗的电能可供节能灯工作180s ，比较容易测量；比较可知，方案三容易操作，实验误差较小，最可行。
第二节 电功率
电热器
电流的热效应
第3节
本节知识点
Knowledge points
①电热器
②电流的热效应
③焦耳定律
①电流通过导体时电能转化成内能的现象.
②电流通过导体产生热的多少跟电流、
电阻、通电时间有关。
①内容：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
I 为电流，单位A；R为电阻，单位Ω；
t 为时间，单位s； Q为热量，单位J.
③推导公式：Q=t=UIt 适用于纯电阻电路.
④电功W与电热Q：纯电阻电路 Q=W
非纯电阻电路 Q＜W.
应用：电热器。防止：散热器等.
电流的
热效应
焦耳定律
电热的利
用和防止
电热器
电流的热效应
知识结构
第三节 电热器 电流的热效应
1. 电流的热效应
导体中有电流通过时会发热，将电能转化成内能，这种现象称为电流的热效应。生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。产生的热量简称电热。
2. 电热器
主要利用电流热效应工作的装置称为电热器。电炉、电暖器、热水器、电饭煲等。
电热水器 电暖气
知识点一 电热器
第三节 电热器 电流的热效应
知识点二 探究影响电流热效应的因素
【设计实验】
（1）运用控制变量法进行探究影响电流热效应的因素
影响电流热效应的因素有3个：电流大小、电阻大小、通电时间。每次实验控制两个物理量不变。
（2）运用转换法比较电阻丝产生热量的多少
如图所示，将一段电阻丝浸没在一定质量的煤油中，通电时电阻丝产生的热量被煤油吸收，温度就会升高。因此，我们可以通过煤油温度的变化来比较电阻丝产生热量的多少。
知识点二 探究影响电流热效应的因素
（1）将如图所示的装置按图（乙）接入电路，闭合开关，观测在一定时间内液体温度的变化．
（2）探究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系
保持电阻和时间不变，调节滑动变阻器，改变通过电阻丝的电流，进行多次实验。
【进行实验与收集证据】
知识点二 探究影响电流热效应的因素
（3）探究电流通过电阻丝产生的热量与时间的关系
保持通过电阻丝的电流不变，改变通电时间，观测液体温度的变化；
（4）探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系
如图所示，将两段阻值不等的电阻丝R1、R2分别装在两个相同装置中，将它们串联接入电路，通电一段时间，观测两个装置中液体温度的变化．
电流通过导体产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻以及通电时间有关。通过导体的电流越大、导体的电阻越大、通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多。
【实验结论】
知识点二 探究影响电流热效应的因素
较暗
较亮
0.22
0.28
1. 内容：
电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
2. 公式： Q = I2Rt
公式中各物理量及其单位：
I 表示电流，单位是安培（A）
R 表示电阻，单位是欧姆（Ω）
t 表示时间，单位是秒（s）
Q表示热量，单位是焦耳（J）
知识点三 焦耳定律
第三节 电热器 电流的热效应
较暗
0.22
3. 推导焦耳定律
若电流做的功全部用来产生热量，
即 Q = W
因为电功 W = UIt
根据欧姆定律 U = IR
所以 Q = W = UIt = I2Rt
可见，在消耗的电能全部用来产生热量时，根据电功
公式和欧姆定律推导出的结论与焦耳定律一致。
知识点三 焦耳定律
第三节 电热器 电流的热效应
0.22
0.28
1. 电热与电功
（1）电功与电热的区别
电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式的能。电热是指电流通过一段电路做功时，电能转化为内能的那一部分。
两者表示的意义不同，是两个不同的概念。
知识点四 电热与电功的关系
0.22
0.28
（2）电功与电热的联系
①纯电阻电路
该类电路中，电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量就等于消耗的电能，即电热等于电功 Q热量=W
Q放= W总=Pt=UIt= U2t/R =I2Rt 这些公式适用于纯电阻电路.
②非纯电阻电路
在该类电路中，当电流通过用电器时，电能主要转化为其它形式的能量，只有一部分转化为内能 ，即电热小于电功 Q热量＜W 。
W总＝UIt =W机械能＋Q热量
知识点四 电热与电功的关系
较亮
0.22
1. 电热的利用
电流通过导体时，使导体只发热的用电器是利用了电流的热效应，这类用电器称为电热器，而电热器的主要部分是发热体，用电阻率大、熔点高的金属导线制成的。
家中的热水器、电饭煲、电熨斗，养鸡场中的孵化器等都是利用电热的例子。
知识点五 电热的利用和防止
　　有些用电器工作时将电能转化为其他形式能的过程中，总有一部分电能转化为内能。例如电视机、计算机、电动机等用电器工作时都不可避免的发热，这既浪费能源，同时又使导线温度升高，温度超过绝缘材料的耐热温度后，绝缘材料会迅速老化，造成短路烧毁用电器，这就需要散热。
2. 电热的防止
知识点五 电热的利用和防止
因此很多家用电器采用设置散热孔、散热片或在发热体部分安装电风扇等方法散热。
A．电视机的机壳上有散热窗是为了散热，防止电热的危害，A符合题意；
B．家庭电路一般安装的漏电保护器，是为了保护人和电路的安全，与防止电热危害无关，故B不符合题意；
C．冬天用电取暖器取暖，属于利用电热，故C不符合题意；
D．台式电脑里有散热风扇给电脑降温，防止电热的危害，故D符合题意。
故选AD。
【例题1】（多选题）下列情况，属于防止电热产生危害的是（　　）
A．电视机背后有散热窗 B．家庭电路中安装漏电保护器
C．冬天用电取暖器取暖 D．台式电脑里有散热风扇给电脑降温
AD
第三节 电热器 电流的热效应
【例题2】如图是探究“影响电流热效应的因素”的实验装置，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＞R2，瓶中装有质量相等的煤油。开关闭合，电路接通一段时间后，下列对两烧瓶的对比分析和判断正确的是（　　）
A．因为通过两电阻丝的电流相等，所以两电阻丝两端的电压相等
B．因为通过乙瓶电阻丝的电流大，所以乙瓶的温度计示数变化快
C．因为甲瓶中煤油的比热容要小，所以甲瓶的温度计示数变化快
D．因为甲瓶中电阻丝产生的热量多，所以甲瓶的温度计示数变化快
D
第三节 电热器 电流的热效应
解析见下页
AB．由图知：两段电热丝串联在同一电路中，所以通过的电流相同，因为R1＞R2，由欧姆定律得，R甲两端的电压大于R乙两端的电压，故AB错误；
CD．已知R1＞R2，表明该实验条件下，导体的电阻越大，电流产生的热量越多。甲瓶温度计示数升高快，实验中加热的是相同质量的同种物质，说明甲瓶中电热丝产生的热量多，故C错误，D正确。
所以选D。
第三节 电热器 电流的热效应
【例题3】某品牌的电烤箱内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。其高温挡功率为1100W，低温挡功率为440W，求：
（1）电路中R1的阻值多少？
（2）电烤箱在高温挡正常工作10min所产生的热量是多少J？
（3）电烤箱在低温挡正常工作时，R2的功率是多少W？
第三节 电热器 电流的热效应
解析见下页
（1）当S1闭合、S2断开时，R1、R2串联；当S1、S2闭合时，电路为R1的简单电路. 由 可知， R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，电烤箱为低温挡；电路为R1的简单电路时，电功率最大，电烤箱为高温挡；
R1的阻值
（2）电烤箱在高温挡正常工作10min所产生的热量
Q=W=P高t=1100W×10×60s=6.6×105J
（3）低温挡正常工作时电路的电流
低温挡正常工作时R1的功率
P1=I低2R1=(2A)2×44Ω=176W
因为电路的总功率等于各用电器电功率之和，所以低温挡正常工作时，
R2 的功率 P2=P低﹣P1=440W﹣176W=264W
第三节 电热器 电流的热效应
【例题4】在探究“影响电流热效应的因素”实验中：
（1）为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，该实验通过比较________________，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。实验中烧瓶内液体选择了煤油而不是水，主要是因为煤油_________，吸热升温现象明显。
比热容小
温度计升高的示数
第三节 电热器 电流的热效应
实验 次数 电流 /A 通电 时间/s 电阻 / 升高
温度/℃
1 0.3 30 10 1.5
2 0.6 30 10 6.0
煤油比水的比热容小，质量相同，吸收相同的热量，煤油的温度变化比较大，温度计示数变化明显，实验效果比较好。
（2）小明先测量烧瓶内煤油的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内煤油的温度，得到温度的升高量，然后再移动滑片改变电流大小，重复上述操作，获得以下数据如表：由此得出：同一导体，_____________其产生的热量越多。
（3）若要探究电热与电阻的关系，可选择图乙中____（A/B）烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻_______（串联/并联）。
（4）如果利用上述实验装置探究“水和煤油吸热升温现象”，则应选择乙图中_____（A/B）烧瓶与甲图中的烧瓶并联，并将其中一烧瓶中的液体换成___________。
解析见下页
B
等质量的水
第三节 电热器 电流的热效应
通电时间相
同，电流越大
串联
A
（2）由表格数据知，同一导体，电阻相同，通电时间相同，电流越大，温度升高量越大，说明电流产生热量越多。
（3）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量多少跟电阻的关系，控制电流和通电时间不变，改变电阻的大小。由于串联电路中电流处处相等，通电时间相同，所以选择乙图中的B电阻与甲图中的烧瓶电阻串联。
（4）“比较水和煤油比热容的大小”，可以采用质量相同，吸收热量相同的不同物质，所以选择A烧瓶，由于电阻相同，和甲图烧瓶并联，电压相同，电流产生热量相同，并且把烧瓶A的液体换成和甲图中质量相同的水。
第三节 电热器 电流的热效应
家庭电路
与安全用电
第4节
本节知识点
Knowledge points
①家庭电路
②安全用电
③防止触电
①组成：进户线、电能表、总开关、保险装置、用电器、插座.
②火线和零线：火线跟零线、火线和地线之间的电压为220V，
零线与地线之间的电压为0V.
③测电笔：氖管发光，接触的是火线；不发光，接触的是零线.
④熔丝：当电路中的电流超过一定限度，熔丝的温度达到熔点时，
它便会熔断，自动切断电路.
⑤总开关：接通和切断电路，便于更换电器或维修设备.
空气开关：电流超过规定大小时，自动切断电源.
支路开关与所控制的用电器串联，接在火线与用电器之间.
⑥三线插头与三孔插座：三线插头上脚接用电器的外壳；三孔插座：
左零右火上接地。 把用电器外壳接入了大地.
⑦漏电保护器：漏电或人触电时，会自动切断电源.
家庭电路的组成
知识结构（1）
第四节 家庭电路与安全用电
安全用
电常识
电路引发火灾的原因与防范
①原因：电路中电流过大；电路中连接处电阻过大.
②防范：在电路中安装保护装置；将电线上的氧化层刮净，使接线处紧密接触，以减小接触电阻.
①电对人体的伤害程度与通过的电流和持续时间有关.
人体的安全电压不高于36V.
②触电事故：单线触电；双线触电.
①安装家庭电路要符合规范。如开关必须接在火线上；
应使用三线插座将用电器的金属外壳接地.
②要防止本应绝缘的物体导电.
③发现有人触电或因电引发火灾时，要切断电源；
用绝缘体将触电者与电源分开.
触电事故
用电安全
知识结构（2）
第四节 家庭电路与安全用电
知识点一 家庭电路的组成
1. 家庭电路的组成及布线情况
家庭电路主要由进户线、电能表、总开关、熔断器、开关、插座、用电器等组成。考虑到用电安全，还有与大地相连的地线。
2. 火线、零线与地线
进户的两条输电线中，一条火线，另一条叫做零线。火线跟零线之间的电压为220V；火线和地线间电压为220V，零线与地线间电压为0V。
知识点一 家庭电路的组成
3. 三线插头和三孔插座
（1）三线插头
洗衣机、电冰箱等电器的电源插头有三根线，其中一条接火线（L），一条接零线（N），插头上标着E的导线和用电器的金属外壳相连，插座上相应的导线和室外的大地相连。
（2）三孔插座
接线示意图：左零右火上接地。
把三脚插头插入三孔插座时，就把用电器的外壳接入了大地。
知识点一 家庭电路的组成
氖管
高电阻
弹簧
金属电极（笔尖）
金属电极（笔尾）
4．测电笔
（1）作用：辨别火线和零线.
（2）测电笔的结构
两个金属电极、氖管、弹簧和一个阻值很大的电阻（高电阻）等组成.
知识点一 家庭电路的组成
（3）使用方法
使用测电笔时，手要接触测电笔尾部的金属电极，使人体、测电笔、火线与大地构成一个回路，这时有微弱电流通过测电笔，因此氖管会发光.
错误的使用方法
正确的使用方法
知识点一 家庭电路的组成
（4）测电笔辨别火线与零线
手拿测电笔，手指按住笔卡（或金属笔尾），使笔尖接触被测导线。如果氖管发光，则接触的是火线；如果氖管不发光，则接触的是零线。
知识点一 家庭电路的组成
5. 熔丝
（1）熔丝的作用及物理特性
安装在熔断器中的熔丝俗称“保险丝”，是由熔点较低的铅锑合金材料成的。当电路中的电流超过一定限度，熔丝的温度达到熔点时，它便会熔断，自动切断电路，从而保证电路安全。
（2）熔丝熔断的原因
熔丝熔断的原因一般有两个：一是电路发生短路，二是电路中用电器的总功率超过电路所能承受的最大功率（人们称为“超负荷运行”）。
注意：
①熔丝有不同的规格。熔丝越粗，使它熔断的电流越大。
②千万不要用铁丝、铜丝代替熔丝。
③熔丝熔断后，在排除故障后才能更换熔丝，恢复供电。
知识点一 家庭电路的组成
6. 总开关
（1）作用：接通和切断电路，便于更换电器或维修设备。总开关串联在在干路上，接在电能表后，保险装置前。
常见的种类有闸刀开关和空气开关。
（2）空气开关
现在新建居民楼电路中的保险装置一般采用空气开关，空气开关安装在电能表后，如图所示。
当电路中的电流过大时，空气开关自动断开，切断电路，俗称跳闸。在找出电流过大的原因并把问题解决之后，重新闭合空气开关就可以了。
知识点一 家庭电路的组成
7. 漏电保护器
（1）作用：当电路中发生漏电或站在地上的人不小心接触了火线，电流经过人体流入大地，“漏电保护器”会迅速切断电源，对人身起到保护作用。
（2）原理
当电路处于正常工作状态时，线路中A点和B点的电流相等，漏电保护器开关处于接通状态。若有人在C点不慎触电，则火线、人体、大地将构成回路，所产生的电流将不通过零线，此时通过线路中
A、B两点的电流不相等，漏电保护器
会迅速切断电路，从而起到保护作用。
知识点一 家庭电路的组成
①空气开关的作用
当电路中的电流超过规定大小时，空气开关会自动断开，切断电源，从而保护电路。在支路上安装空气开关，如果本支路用电器电流过大，该支路空气开关就会自动切断电路，并不影响其他支路用电器的工作。
②漏电保护器在电路中的作用
当用电器的外壳带电或人不小心接触了火线时，漏电保护器就会自动断开切断电源，防止人体触电事故的发生。
（3）空气开关和漏电保护器的组合使用
知识点一 家庭电路的组成
8. 支路开关
支路开关与所控制的用电器串联，接在火线与被控制用电器之间，控制各支路的通断。该开关断开时，它所控制的用电器就与火线脱离接触。
支路
干路
知识点一 家庭电路的组成
9. 插座
（1）插座的作用是接插用电器。
（2）两线插座的正确接法：左零右火；三线插座的正确接法：左零右火中接地。三线插头上电线的接法应与插座上电线的接法相对应。
（3）三线插头的中间插脚E做得比两边的插脚长一些，插入插座时地线插脚先进入插座；拔出插座时地线插脚后离开插座，这样能保证人身安全。
知识点一 家庭电路的组成
螺丝口灯泡和灯座
10. 白炽灯泡的连接
（1）连接方法
如图所示，螺丝口灯的尾部应接在火线上，螺旋应跟零线连接。
人在更换灯泡时，容易接触金属螺旋部分，由于该部分与零线相连通，所以不会发生触电事故。
（2）电灯与控制它的开关是串联，开关一定接在火线上。连接顺序：
火线→开关→用电器→零线。
知识点一 家庭电路的组成
可根据焦耳定律Q=I2Rt分析家庭电路引发火灾的可能原因。
1. 电路电流过大
电路短路、超负荷运行，造成电路中电流过大，产生的电热过多，可能使电线的绝缘层燃烧引发火灾；欠压导致电动机（以及由电动机提供动力的电器）不能启动，电能全部转化为内能，可能使电器燃烧引发火灾。对此，人们在电路中安装保护装置（如熔断器、空气开关等）加以防范.
2. 电路连接处电阻过大
当线路连接处接触不良时，会使该处的电阻变大，造成局部过热，从而引发火灾。因此，接线时要将电线上的氧化层刮净，要使接线处紧密接触，以减小接触电阻。
知识点二 家庭电路引发火灾的可能原因与防范
1. 人体触电的实质
人体是导体，人体触及带电体并形成闭合电路时，有电流通过人体。电对人体造成的伤害程度与通过人体电流的大小及持续时间有关。
（1）由欧姆定律I=U/R 可知，当人体的电阻一定时，人体两端的电压越大，通过人体的电流越大，对人的生命危害越大。
大量实验数据表明：人体的安全电压不高于36伏 .
（2）当人体两端的电压一定时，人体电阻越小，通过人体的电流越大，对人的生命危害越大。
知识点三 防止触电
2. 触电的形式
双线触电
（1）单线触电
人站在地上，一只手接触火线，由于导线、人体、大地和电网中的供电设备构成了闭合电路，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。
单线触电
知识点三 防止触电
3. 安全用电常识
（1）安装家庭电路要符合规范，例如，开关必须接在火线上；应使用三线插座将用电器的金属外壳接地。
（2）要防止本应绝缘的物体导电。
（3）发现有人触电或因电引发火灾时，要采取合理的措施。
发现有人触电时，应立即切断电源或用干木棍等绝缘体挑开电线
不要在电线
上晾衣服
知识点三 防止触电
【例题1】请将下列元件的字母标号正确填入图中家庭电路的虚线框内（A为电能表，B为空气开关），同时把灯泡和控制它的开关连入家庭电路。
家庭电路的连接要按照进户线→电能表→总空气开关及漏电保护开关→用电器的安装顺序，因此左边框内是电能表，右边框内是空气开关。灯泡接法为火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，如图所示：
第四节 家庭电路与安全用电
【例题2】如图所示为家庭电路，三孔插座连接正确，请在虚线框内正确画出电灯或开关的电路元件符号，闭合开关后电灯能安全正常工作。
开关控制灯时，与灯串联，且开关接在火线与灯之间，则开关断开时，才能断开灯与火线的连接，作图如下：
第四节 家庭电路与安全用电
【例题3】如图1所示，甲、乙分别表示试电笔的两种使用方法，其中正确的是 ____（填“甲”或“乙”）。如图2所示，开关S断开，正确使用试电笔测试电路中A、B、C三点，试电笔会发光的是 ____点。
图1中甲图的使用方法是正确的，手接触笔尾金属体，笔尖接触火线，氖管发光；乙图的使用方法是错误的，试电笔接触火线或零线，氖管都不发光。
图2中开关S断开时，A点和C点与零线相连，B点与火线相连，正确使用试电笔测试电路中A、B、C三点中B点氖管发光。
甲
B
第四节 家庭电路与安全用电
【例题4】将图中各元件接入电路，要求：开关只控制电灯；三孔插座带保险丝。
由图知，中间与三孔插座左孔连接的应该是零线，下方与大地连接的应该是地线，则上方的应该是火线，三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线；灯泡的接法：火线先进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接在灯泡的螺旋套上，这样在断开开关时能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故，如图所示.
第四节 家庭电路与安全用电
【例题5】如图所示是一个安装在卧室墙上的三孔插座，
安装符合安全用电要求，下列说法正确的是（　　）
A．①孔和②孔之间的电压是220V
B．①孔所接的导线通过插头与用电器的金属外壳相连
C．将一根导线的两端金属部分别插入①孔和②孔，会造成短路
D．正确使用测电笔分别测试三个孔，氖管不发光的孔接的是零线
A．②孔接零线，零线和地线之间的电压为0V，故A错误；
B．为安全用电，三孔插座中多出一个专门用于接地的①孔，故B正确；
C．①孔接地线，将一根导线的两端金属部分别插入①孔和②孔，不会造成短路，故C错误；
D．正确使用测电笔分别测试三个孔，氖管不发光，该孔所接的是零线和地线，故D错误。故选B。
B
第四节 家庭电路与安全用电
【例题6】 如图是现在一般标准住宅户内配电系统方框图。关于空气开关和漏电保护器的作用，下列分析正确的（　）
A．当插座漏电时，空气开关①将跳闸
B．当空调电流过大时，空气开关②将跳闸
C．当电灯电流过大时，漏电保护器会迅速切断电路
D．空气开关跳闸，问题
解决后需更换新的空气开关
B
第四节 家庭电路与安全用电
解析见下页
A．当插座漏电时，漏电保护器会断开电路，由于此时电路中的电流不会过大，所以空气开关①不会跳闸，故A错误；
B．当空调电流过大时，空调电路的电流超过一定值后，空气开关②就会跳闸，故B正确；
C．当电灯电流过大时，与灯泡串联的空气开关③会跳闸，由于火线和零线的电流相同，所以漏电保护器不会切断电流，故C错误；
D．空气开关跳闸，问题解决后闭合空气开关即可，不需要更换新的空气开关，故D错误。故选B。
第四节 家庭电路与安全用电
【例题7】现代家庭电器化的程度越来越高，用电的安全问题十分重要，下表是小明同学通过查阅资料获得的一些数据：
（1）分析表格中的数据，可以得到的正确认识是_________。
（2）若对人体的安全电流是10 mA以下，那么干燥的人体的安全电压范围是___________，潮湿的人体的安全电压范围是____________。
（3）通过（2）的计算可获得的认识是： ____________。
人体变潮湿后安全电压会降低
测量项目 完全干燥时 出汗或潮湿时
电阻/ kΩ 电阻/kΩ
手与手之间 3.6 0.9
手与脚之间 5.4 1.08
手与塑料鞋底之间 14.4 1.448
同一个人身体潮湿时电阻会变小
不大于36V
不大于9V
解析见下页
第四节 家庭电路与安全用电
（1）由表格数据可知人体干燥时的电阻比潮湿时电阻大的多，所以可以得到的正确认识是：同一个人身体潮湿时电阻会变小；
（2）由欧姆定律可知，干燥时人体的最大安全电压：
所以干燥的人体的安全电压范围是不大于36V；
潮湿时人体的安全电压：
潮湿的人体的安全电压范围是：不大于9 V；
通过计算可以认识到人体潮湿时安全电压降低。
第四节 家庭电路与安全用电

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