资源简介

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幻灯片 1：封面
标题：第十八章 电功率 章末复习
副标题：知识整合 考点突破 能力提升
幻灯片 2：本章知识框架
核心主题：电能与电功的概念、电功率的定义与计算、额定功率与实际功率、电功率的测量、家庭节电实践
知识脉络：
电能→电功→计算公式与单位
电功率→定义公式→额定功率与实际功率
测量实验→伏安法测电功率→实验操作与数据处理
综合应用→串并联电路功率计算→家庭节电建议
框架图：以 “电能→电功→电功率” 为主线，分支呈现测量、计算、应用等知识点，标注公式与实验关联。
幻灯片 3：知识点 1—— 电能与电功
电能：
来源：发电站（火力、水力、风力等）、电池（化学能转化）。
利用：通过用电器转化为其他形式的能（光、热、机械等）。
单位：焦耳（J）、千瓦时（kW h，度），1kW h = 3.6×10 J。
电功：
定义：电流所做的功，实质是电能的转化过程，用 “\( W \)” 表示。
计算公式：\( W = UIt \)（普适公式）；纯电阻电路可推导出\( W = I^2Rt = \frac{U^2}{R}t \)。
单位：与电能单位一致，常用 kW h 计量家庭用电。
电能表：
作用：测量电路消耗的电能（电功）。
读数：前后示数之差，单位 kW h。
参数应用：如 “3000r/(kW h)” 表示每消耗 1kW h 电能，转盘转 3000 转，可计算电能\( W = \frac{n}{N} \)kW·h。
幻灯片 4：知识点 2—— 电功率的定义与公式
定义：电流在单位时间内所做的功，用 “\( P \)” 表示，反映电流做功的快慢。
计算公式：
基本公式：\( P = \frac{W}{t} \)（\( W \)单位为 J 时，\( t \)用 s，\( P \)为 W；\( W \)用 kW h 时，\( t \)用 h，\( P \)为 kW）。
推导公式：\( P = UI \)（普适公式）；纯电阻电路可推导出\( P = I^2R = \frac{U^2}{R} \)。
单位：瓦特（W）、千瓦（kW），1kW = 1000W。
物理意义：如 “100W” 表示电流每秒做功 100J，或每秒消耗 100J 电能。
幻灯片 5：知识点 3—— 额定功率与实际功率
额定参数：
额定电压（\( U_{\text{é }} \)）：用电器正常工作的电压，标注在铭牌上（如 “220V”）。
额定功率（\( P_{\text{é }} \)）：用电器在额定电压下的功率（如 “220V 100W”）。
额定电流：\( I_{\text{é }} = \frac{P_{\text{é }}}{U_{\text{é }}} \)，可由额定参数计算。
实际参数：
实际电压（\( U_{\text{ }} \)）：用电器实际工作的电压，可能不等于额定电压。
实际功率（\( P_{\text{ }} \)）：用电器在实际电压下的功率，由\( P_{\text{ }} = U_{\text{ }}I_{\text{ }} \)计算。
关系公式（纯电阻）：\( \frac{P_{\text{ }}}{P_{\text{é }}} = \left( \frac{U_{\text{ }}}{U_{\text{é }}} \right)^2 \)，实际功率决定用电器工作状态（如灯泡亮度）。
工作状态：
\( U_{\text{ }} = U_{\text{é }} \)→\( P_{\text{ }} = P_{\text{é }} \)（正常工作）。
\( U_{\text{ }} > U_{\text{é }} \)→\( P_{\text{ }} > P_{\text{é }} \)（可能损坏）。
\( U_{\text{ }} < U_{\text{é }} \)→\( P_{\text{ }} < P_{\text{é }} \)（无法正常工作）。
幻灯片 6：知识点 4—— 串并联电路中的电功率
串联电路：
电流特点：\( I = I_1 = I_2 \)，功率公式：\( P = I^2R \)。
功率分配：\( \frac{P_1}{P_2} = \frac{R_1}{R_2} \)（功率与电阻成正比）。
总功率：\( P_{\text{ }} = P_1 + P_2 = I^2(R_1 + R_2) = \frac{U^2}{R_{\text{ }}} \)。
并联电路：
电压特点：\( U = U_1 = U_2 \)，功率公式：\( P = \frac{U^2}{R} \)。
功率分配：\( \frac{P_1}{P_2} = \frac{R_2}{R_1} \)（功率与电阻成反比）。
总功率：\( P_{\text{ }} = P_1 + P_2 = \frac{U^2}{R_1} + \frac{U^2}{R_2} = \frac{U^2}{R_{\text{ }}} \)。
重要结论：无论串联还是并联，电路总功率等于各用电器功率之和（\( P_{\text{ }} = P_1 + P_2 + \dots + P_n \)）。
幻灯片 7：知识点 5—— 测量小灯泡的电功率
实验原理：\( P = UI \)（用电压表测电压，电流表测电流，计算功率）。
实验器材：电源、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线。
实验电路：小灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电流，电压表测灯泡电压。
实验步骤：
连接电路（开关断开，滑片移到最大阻值处）。
调节滑片，分别测量灯泡在低于额定电压、等于额定电压、高于额定电压时的电压和电流。
计算实际功率，记录亮度变化。
滑动变阻器作用：改变灯泡电压，实现多次测量；保护电路。
实验结论：实际功率随实际电压增大而增大，亮度由实际功率决定。
幻灯片 8：知识点 6—— 家庭用电与节能
家庭电路功率计算：
总功率：\( P_{\text{ }} = P_1 + P_2 + \dots + P_n \)。
安全用电：干路电流\( I_{\text{ }} = \frac{P_{\text{ }}}{U} \)，不得超过电能表允许的最大电流。
节电原理：根据\( W = Pt \)，减少用电器功率（\( P \)）或缩短工作时间（\( t \)）可降低电能消耗。
节电措施：
选用节能电器（如 LED 灯、1 级能效家电）。
优化使用习惯（如空调调至适宜温度、减少待机能耗）。
维护电路与设备（更换老化线路、及时维修故障电器）。
幻灯片 9：典例解析 1—— 电功与电功率计算
题目：某电热水壶标有 “220V 1100W”，正常工作 5 分钟：
消耗多少电能？
电阻是多少？
若实际电压为 200V，实际功率是多少？
解析：
正常工作\( P = 1100W = 1.1kW \)，\( t = 5min = \frac{1}{12}h \)，\( W = Pt = 1.1kW \frac{1}{12}h 0.092kW ·h = 3.3 10 J \)。
电阻\( R = \frac{U_{\text{é }}^2}{P_{\text{é }}} = \frac{(220V)^2}{1100W} = 44 \)。
实际功率\( P_{\text{ }} = \frac{U_{\text{ }}^2}{R} = \frac{(200V)^2}{44 } 909W \)。
幻灯片 10：典例解析 2—— 串并联电路功率计算
题目：\( R_1 = 10 \)，\( R_2 = 20 \)，串联在 220V 电路中，求：
总功率；
各电阻的功率及功率比。
解析：
总电阻\( R_{\text{ }} = 10 + 20 = 30 \)，总功率\( P_{\text{ }} = \frac{U^2}{R_{\text{ }}} = \frac{(220V)^2}{30 } 1613W \)。
电流\( I = \frac{U}{R_{\text{ }}} = \frac{220V}{30 } 7.33A \)，\( P_1 = I^2R_1 = (7.33A)^2 10 537W \)，\( P_2 = I^2R_2 = (7.33A)^2 20 1074W \)，\( \frac{P_1}{P_2} = \frac{10 }{20 } = \frac{1}{2} \)。
幻灯片 11：典例解析 3—— 实验数据分析
题目：测量 “2.5V” 小灯泡功率的实验数据如下：
电压 U/V
1.5
2.5
3.0
电流 I/A
0.2
0.25
0.28
计算各电压下的功率，说明额定功率和亮度变化。
解析：
\( P_1 = 1.5V 0.2A = 0.3W \)（较暗）；\( P_2 = 2.5V 0.25A = 0.625W \)（正常发光，额定功率）；\( P_3 = 3.0V 0.28A = 0.84W \)（较亮）。
结论：实际电压越高，实际功率越大，灯泡越亮。
幻灯片 12：常见错误分析
错误 1：混淆电功和电功率单位，计算时未统一单位（如用 kW h 和 s 直接计算）。
纠正：\( W = Pt \)中，\( P \)取 kW、\( t \)取 h 时，\( W \)为 kW h；\( P \)取 W、\( t \)取 s 时，\( W \)为 J。
错误 2：认为用电器实际功率一定等于额定功率，忽略电压变化的影响。
纠正：实际功率随实际电压变化，只有在额定电压下才等于额定功率。
错误 3：串并联电路功率分配规律混淆，误用 “串联功率与电阻成反比”。
纠正：串联功率\( P = I^2R \)，与电阻成正比；并联功率\( P = \frac{U^2}{R} \)，与电阻成反比。
错误 4：测量电功率时多次测量取平均值，误解实验目的。
纠正：测量电功率是为探究不同电压下的功率变化，无需平均值，平均值无物理意义。
幻灯片 13：知识梳理与思维导图
核心概念：
电功：\( W = UIt \)，单位 J、kW h，反映电能消耗多少。
电功率：\( P = \frac{W}{t} = UI \)，单位 W、kW，反映消耗电能快慢。
额定功率：额定电压下的功率，实际功率随电压变化。
公式体系：
基本公式：\( W = UIt \)，\( P = \frac{W}{t} = UI \)。
纯电阻公式：\( W = I^2Rt = \frac{U^2}{R}t \)，\( P = I^2R = \frac{U^2}{R} \)。
串并联总功率：\( P_{\text{ }} = P_1 + P_2 \)。
思维导图：以 “电能→电功→电功率” 为核心，分支涵盖定义、公式、测量、应用及节能措施。
幻灯片 14：综合练习
1 度电 = ______J，可供 “220V 100W” 的灯泡正常工作______h。
标有 “220V 40W” 的灯泡，电阻为______Ω，正常工作电流为______A；接在 110V 电路中，实际功率为______W。
串联电路中，电阻之比\( R_1:R_2 = 2:3 \)，则功率之比\( P_1:P_2 = \)；并联电路中，功率之比\( P_1:P_2 = 3:2 \)，则电阻之比\( R_1:R_2 = \)。
测量小灯泡功率的实验原理是______，滑动变阻器的作用是______和______。
某家庭月耗电 150 度，相当于______J，若电价 0.6 元 / 度，月电费______元。
幻灯片 15：复习建议与作业
复习建议：
重点掌握电功和电功率的公式应用，区分纯电阻与非纯电阻电路的公式适用范围。
通过电路图分析串并联电路功率分配，结合欧姆定律推导关系公式。
回顾测量小灯泡功率的实验步骤和数据处理，理解实际功率与亮度的关系。
作业：
完成章末测试卷，重点攻克电功率综合计算和实验分析题。
结合家庭用电情况，运用本章知识计算家中主要用电器的日耗电量，提出优化建议。
绘制本章知识思维导图，标注公式、单位及易错点。
2024人教版物理九年级全册
章末复习
第十八章 电功率
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
内容结构
电能表
电能
电功
建立
概念
测量
电功率
建立
概念
焦耳定律
电热
电热的利用和防止
应用
规律
测量小灯泡电功率
测量
能量 转化
思维导图
第十八章 电功率
发电机或电池等电源把其他形式的能转化为电能。
用电器把电能转化为其他形式的能。
①国际单位是焦（J）；常用单位是千瓦时（kW·h）
换算关系： 1kW·h=3.6×106J
②计量：电能表（也叫电度表），单位是kW·h，
测量用电器一段时间内消耗的电能。
①电功：电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的
过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功。
②电功的计算：W=UIt
③电功的单位：焦（J） 、千瓦时（kW·h）。
电能 电功
电能的来源与利用
电功
电能
第1节 电能 电功
知识结构
知识点一、电能
第1节 电能 电功
1. 电能的来源与能量转化
电能的来源 能量转化过程
干电池、蓄电池、锂电池 化学能转化为_____
火力发电 燃料的_____能转化为电能
风力发电 ______能转化为电能
地热发电 _____能转化为电能
太阳能发电 _____能转化为电能
核能发电 _____能转化为电能
电能
化学
机械
地热
太阳
核
知识点一、电能
第1节 电能 电功
2. 电能的利用与能量转化
用电器 能量转化过程
电灯 电能转化为光能和____能
电动机（电风扇、电动车） 电能转化为_____能
电热器（热水器、电饭煲） 电能转化为____能
电视机 电能转化为______能、声能
空调 电能转化为____能
对手机充电 电能转化为_____能
内
机械
内
光
内
化学
3. 电能的单位
1kW·h=3.6×106J
（1）国际单位：焦耳，简称焦，用字母 J 表示。
（2）常用单位：
千瓦时，字母符号为 KW·h，也叫“度”。
（3）单位换算关系：
1度=1kW·h=1×103 W×3600s= 3.6×106 J
知识点一、电能
第1节 电能 电功
1. 电能表
知识点二、电能的计量
第1节 电能 电功
作用：用来计量用电器在一段时间内消耗的电能。
符号或参数 物理意义
kW·h 电能表示数的单位为_______
220V 表示该电能表正常工作电压为______伏.
10（20）A 表示这个电能表的标定电流为____，额定最大电流为_____。电能表工作时的电流不能超过额定最大电流.
3000r/kW·h 表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW·h时的电能，电能表上的转盘转过_______转.
50Hz 表示这个电能表在频率为______的交流电路中使用.
2. 电能表的重要参数
千瓦时
220
10A
20A
3000
50Hz
知识点二、电能的计量
第1节 电能 电功
3. 电能表的种类
常见的电能表：机械式电能表、IC卡电能表、电子式电能表。
其中电子式电能表表盘上有一指示灯，标有“1600imp/（kW·h）”（不同型号的表，该数值不同）字样。其含义是指用电器每消耗lkW·h的电能，指示灯闪烁______次。
4. 电能表的读数
电能表计数器上显示的数字是表从开始到
读数为止用电器消耗的电能。示数：
整数加一位小数，如图为______ kW·h 。
1600
318.6
知识点二、电能的计量
第1节 电能 电功
5. 利用电能表求消耗的电能
（1）电能表计算器上前后两次的示数之差就是用电器在这段时间内消耗的电能：W=W后-W前
（2）利用电能表的转数求电能的方法
利用电能表转盘的实际转速n和电能表参数Nrevs/kW·h，可以比较精确的计算出某段时间内消耗的电能。即
W= ×3.6×106 J
如有一电表上标有“3000r/kW·h”的字样。一段时间内该电能表盘转了60转，则在这段时间内用电器消耗的电能为
W= = 7.2×104 J
知识点二、电能的计量
第1节 电能 电功
6. 节能的意义
（1）1kW·h的作用（见下图）。
（2）节约用电及相关措施：电能是人们生活的重要资源，社会需求越来越多，能源供应日益紧张，每个人都应具有节约电能的意识。我们要从点点滴滴做起，如随手关灯、使用耗电少的节能灯具、电视机关机后及时拔下电源插头等。
知识点三、电功
第1节 电能 电功
1. 电功的概念
（1）定义：电流所做的功叫做电功，用W表示。
（2）实质：电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。
电能是状态量：反映了做功的本领；
电功是过程量：反映了一段时间内电能转化或消耗电能的多少。
知识点三、电功
第1节 电能 电功
2. 实验探究：影响电流做功多少的因素
（1）探究电功与电压的关系
①把两盏规格不同的小灯串联在电路中，用电压表分别测量它们两端的电压，同时观察比较小灯的发光情况。
②现象：电流与通电时间相同，两端电压较高的小灯较亮。
③结论：在通过用电器的电流与
通电时间相同时，用电器两端的电压
越大，电流做功就越多。
知识点三、电功
第1节 电能 电功
（2）探究电功与电流的关系
①如图所示，把两盏规格不同的小灯并联，用电流表分别测量通过它们的电流，同时观察比较小灯的发光情况。
②现象：电压与通电时间相同，通过电流较大的灯泡较亮。
③结论：在用电器两端的电压与通电时间相同时，通过用电器的电流越大，电流做功就越多。
（3）进一步实验可得出：
电流所做功的大小与电压、电流、通电时间成正比.
（1）物理学规定：电功等于电压、电流与通电时间的乘积。
（2）公式：电功=电压×电流×通电时间
W = UIt
（3）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
3. 电功的计算
第1节 电能 电功
知识点三、电功
由W＝UIt 和欧姆定律 I＝ 可推导出电功的两个公式：
W = t W＝I2Rt
提示：
（1）W＝UIt 是普遍适用的公式；电功的两个推导公式只适用于________电路；
（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。
4. 电功的推导公式
第1节 电能 电功
纯电阻
知识点三、电功
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） 1kW=103W
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
第2节 电功率
1. 探究电流做功的快慢
第2节 电功率
知识点一、电功率
实验过程 实验现象 现象分析
实验结论：电流做功有快慢之分.
在家庭电路中，分别让一盏电灯、一台电吹风机单独工作；观察记录电能表铝盘在1min内转动的圈数。
在相同时间内电能表铝盘转过的圈数不同。在使用电吹风时，1min内转动的圈数多。
在相同的时间内铝盘转过的圈数越多，说明用电器消耗的电能越快，即电流做功越快。
（1）相同时间，比较电功的多少，电功越多，表示电流做功越快；
（2）电功相同，比较所用的时间，用的时间越短，表示电流做功越快；
（3）用电功与时间的比值表示电流做功的快慢，比值越大，表示电流做功越快。
2. 比较电流做功快慢的方法
第2节 电功率
知识点一、电功率
（1）物理意义：是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：电功率= P =
（4）电功率的推导公式:
由 P=W/t W=UIt I=U/R得
P=UI P= P=I2R
3. 电功率
第2节 电功率
知识点一、电功率
W—焦耳（J）
t — 秒（s）
P—瓦特（W）
1W=1J/s
（5）电功率单位
国际单位：瓦特（W）
常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW）
换算关系： 1kW = 103 W 1 W = 103 mW
U —伏（V）
I —安（A）
P —瓦特（W）
1W=1V·1A
P=UI
P=W/t
第2节 电功率
知识点一、电功率
天河一号 巨型计算机 4.04×106 W 液晶电视机 约 100 W
家用空调 约 1 000 W 排风扇 约 20 W
吸尘器 约 800 W 手电筒 约 0.5 W
电吹风机 约 500 W 计算器 约 0.5 mW
台式计算机 约 200 W 电子表 约 0.01 mW
（6）一些用电器的电功率
第2节 电功率
知识点一、电功率
4. 电功率和电功的区别
电 功 电功率
物理意义 表示电流做功的_____ 表示电流做功的_____
定义 电功等于电压、电流 与通电时间的乘积 电功与时间之比
公式
单位 焦（J）、_____（kw·h） 瓦（w）、_____（kw）
多少
快慢
W=UIt
P=W/t=UI
千瓦时
千瓦
第2节 电功率
知识点一、电功率
1. 电功和电功率的两套单位组合
根据电功的公式 W = Pt
第2节 电功率
知识点二、“千瓦时”的来历
国际单位 常用单位
式中若P、t 的单位分别取瓦特（W）、秒（s），那么它们相乘之后，就得到电功的一个单位： ______（J）。 式中若P、t 的单位分别取千瓦（kW）、小时（h），那么它们相乘之后，就得到电功的一个单位： ________（kW·h）。
1焦耳= 1瓦特×1秒
1千瓦时= 1千瓦×1小时
焦
千瓦时
2.“千瓦时”的来历
1千瓦时可以看作功率为1千瓦的用电器工作1时所消耗的电能。
1千瓦时= 1千瓦×1小时
第2节 电功率
知识点二、“千瓦时”的来历
提示：
千瓦是_______的单位；千瓦时是_______的单位。
电功率
电功
1. 探究用电器的电功率
第2节 电功率
知识点三、额定电压 额定功率
实验过程
实验现象
现象分析
实验结论
将标有“36V 25W”字样的灯泡，把它接在36V的电路中，观察它的发光情况；把它分别接在24V和40V的电路中，观察它的发光情况。
该灯泡把接在36V的电路中，正常发光；接在24V的电路中，发光暗淡；接在40V的电路中，发光强烈。
该灯泡在36V电压下处于正常工作状态，所观察到的亮度是功率为25W时的正常发光情况。而接在24V和20V电压下，它都不能正常发光，其功率分别低于和高于25W。
在不同电压下，同一个用电器的电功率不一样大；实际电功率随着它两端电压的改变而改变。
2. 额定电压与额定功率及其相关物理量
第2节 电功率
知识点三、额定电压 额定功率
项目 定义 说明
额定电压 用电器________时的电压
额定功率 用电器在__________下 工作时的电功率
额定电流 用电器________时的电流
实际电压 用电器_________时的电压
实际功率 用电器在__________下 工作时的功率
正常工作
额定电压
正常工作
实际工作
实际电压
用电器铭牌上所标电压值
用电器铭牌上所标功率值
小电灯铭牌上所标电流值
可能等于额定电压，
也可能不相等
可能等于额定功率，
也可能不相等
3. 额定功率与实际功率的区别
第2节 电功率
知识点三、额定电压 额定功率
项目 额定功率 实际功率
概念
变化情况
用电器在实际电压
下工作时的功率
一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率，是确定的，与实际电压无关。
用电器的实际功率是不确定的，随着它两端电压的改变而改变。
用电器在额定电压
下工作时的功率
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
测量小灯泡的电功率
知识结构
第3节 测量小灯泡的电功率
【实验目的】
（1）会用电压表和电流表测量小灯泡的电功率。
（2）会正确调节滑动变阻器改变小灯泡两端电压。
（3）会总结实际功率随电压的变化规律，会总结灯泡亮度随实际功率的变化规律。
【实验原理】
根据公式P=UI，若求小灯泡的电功率，需测定小灯两端的电压与通过的电流。
用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流，就可以计算出小灯泡的电功率，这种测量方法也叫做伏安法。
知识点一、测量小灯泡的电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
【实验器材】
电源、开关、电流表、电压表、 导线、滑动变阻器、小灯泡（额定电压2.5 V）。
【设计并实验】
（1）设计电路如图所示。
A
V
L
R
S
知识点一、测量小灯泡的电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
（2）按照电路图连接电路。注意断开开关，将滑动变阻器滑片放在阻值最大处。将电压表和电流表指针调零。
（3）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V（等于额定电压），记下此时对应的电流表示数 ，并观察灯泡的发光情况。
（4）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.0V（低于额定电压），记下此时对应的电流表示数，并观察灯泡的发光情况。
（5）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.9V（不能超过额定电压的1.2倍），记下此时对应的电流表示数，并观察灯泡的发光情况。
A
V
L
R
S
知识点一、测量小灯泡的电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡发光情况
1 2.5
2 2.0
3 2.9
0.44
0.65
0.81
正常
较暗
较亮
0.22
0.26
0.28
【数据记录处理】
根据公式P=UI 计算出小灯泡的额定功率和实际功率。
知识点一、测量小灯泡的电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
【分析与论证】
①分析表格中的实验数据后，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。
②小灯泡的亮度直接由它的实际电功率决定。
③小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。
P额=UI=2.5V×0.26A=0.65W
知识点一、测量小灯泡的电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
实验结论
（1）当小灯泡的实际电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光。
P额=UI=2.5V×0.26A=0.65W
（2）当实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额定功率，小灯泡发光较暗。
（3）当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光较亮.
知识点一、测量小灯泡的电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
【交流讨论】
（1）对小灯泡的电功率进行了三次测量，为什么不求小灯泡功率的平均值
【分析】额定功率是额定电压下的功率，不是不同电压下功率的平均值；用电器在不同电压下的实际功率不同，把三次测量的平均值作为小灯泡的额定功率是不合理的。
知识点一、测量小灯泡的电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
实验名称 测量小灯泡的电功率 测小灯泡电阻
相同点 ①测量的物理量都是电压和电流；
②测量的电路图(实验装置)相同；
③滑动变阻器的作用相同。
不同点
测电功率P=UI
测灯泡电阻R=U/I
实验结论不同
小灯泡的亮度由它的实际电功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。
小灯泡的电阻随着灯丝温度的升高而变大。
实验原理不同
（2）本实验与伏安法测小灯泡电阻相比较，有哪些异同点？
知识点一、测量小灯泡的电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
设计实验：借助定值电阻，利用电压表计算出灯泡额定电压或额定电流，利用P=UI算出额定功率。
实验器材
电源（电压未知），1个电压表，1个滑动变阻器，1个已知阻值为R0的定值电阻。
1. 单伏法（测量器材是电压表，缺少电流表 ）
知识点二、特殊法测小灯泡的电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
（1）已知小灯泡的额定电压U额
①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R，使得电压表示数为U额，此时灯泡正常发光；
②闭合S、S2，断开S1，电压表测出R0与L两端的电压U合。
灯泡的额定电流：
灯泡的额定功率：
=
知识点二、特殊法测小灯泡的电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
（2）已知小灯泡的额定电流I额
①闭合S，S1，断开S2，调节滑动变阻器R，使得电压表示数为I额R0 ，此时灯泡正常发光；
②闭合S，S2，断开S1，电压表测出R0与L两端的电压U合。
③计算
灯泡的额定电压：
灯泡的额定功率：
P额=U额I额=（U合- I额R0）I额
知识点二、特殊法测小灯泡的电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
2. 单安法（测量器材是电流表，缺少电压表）
设计实验：借助定值电阻，利用电流表计算出灯泡额定电压或额定电流，利用P=UI算出额定功率。
实验器材
电源（电源电压未知），1个电流表，1个滑动变阻器，1个已知阻值为R0的定值电阻。
知识点二、特殊法测小灯泡的电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
（1）已知小灯泡的额定电压U额。
①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R1，使得电流表示数为U额/R0，此时灯泡正常发光；
②闭合S 、S2 ，断开S1，电流表测出通过R0与L的合电流I总。
③灯泡的额定电流：
灯泡的额定功率：
= ）
知识点二、特殊法测小灯泡的电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
（2）已知小灯泡的额定电流I额 。
①闭合S、S2，断开S1，调节滑动变阻器R，使得电流表示数为I额，此时灯泡正常发光；
②闭合S、S1，断开S2，电流表测出通过R0与L的合电流I总。
灯泡的额定电压：
灯泡的额定功率：
=
=
知识点二、特殊法测小灯泡的电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
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：纯电阻电路中Q=W
非纯电阻电路中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
焦耳定律
知识结构
第4节 焦耳定律
（1）寻找以下用电器的共同特点
电热毯、电水壶、电饭煲、烤箱等。
分析：用电器工作时都要消耗电能，都会发热，在这个过程中，电能转化为内能。
（2）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。
1. 电流的热效应
知识点一、电流的热效应
第4节 焦耳定律
【提出问题】电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关
【猜想及其依据】
①可能与通过导体的电流有关。因为导体在通入电流时才会发热，所以电流通过导体时产生热的多少跟电流有关；
②可能与导体的电阻有关。导线和电熨斗串联接入电路，电流是相同的，电熨斗热的温度高，而导线几乎不热，电流产生的热可能与电阻有关。
③可能与通电时间有关。由生活经验可知，通电时间越长，电流产生的热量也会越多。
2. 探究影响电流的热效应的因素
知识点一、电流的热效应
第4节 焦耳定律
（1）实验装置介绍（焦耳定律演示器）
透明的塑料容器内密闭着空气；容器内部的空气与U形管一端相连通。容器中有一段电阻丝，两个容器里的电阻丝串联在一起接入电路。
（2）实验原理
如图所示，两个透明容器中密封着空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气的体积变化。同时使用两个密闭容器时，哪一侧U型管中液柱出现的高度差大，表明哪一侧的电阻丝产生的热量多。
【设计实验 】
加热时
Δh右
Δh左
知识点一、电流的热效应
第4节 焦耳定律
（3）研究方法
①控制变量法：
在探究电流通过导体产生热的多少跟电流、电阻、通电时间的关系时，每次实验应该控制两个物理量不变。
②转换法：
实验中通过观察U形管液面的高度差来比较电流
产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。
（4）实验电路、器材如图所示：
为了进行多次实验，需要改变通过两个
电阻丝的电流，所以在电路中串联一个滑动
变阻器，通过移动滑片改变电流。
知识点一、电流的热效应
第4节 焦耳定律
实验次数 电流关系 电阻大小/Ω 通电时间 关系 U形管液面 高度差⊿h
左 右 左 右 左 右 左 右
1 相等 5 10 相等
2 大 小 相等 相等
（5）实验记录表
知识点一、电流的热效应
第4节 焦耳定律
【进行实验】
（1）探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系。将两根阻值不等的电阻丝串联接入电路，使用学生电源供电。
（2）闭合开关，通电一段时间，观察U形管液面高度差的变化。
知识点一、电流的热效应
第4节 焦耳定律
（3）按照图乙将密封容器、开关及电源连接起来。实验中在右方密封盒外并联一个5Ω的电阻R3 ，目的是改变通过盒内电阻的电流大小，从而研究电流通过导体产生的热量跟电流的关系。
由于R3的分流作用，因此通过两个容器中电阻的电流不同：
I1=2I2
知识点一、电流的热效应
第4节 焦耳定律
（4）闭合开关，通电一段时间后，观察同一个密封盒U形管液面的高度差的变化。
Δh
知识点一、电流的热效应
第4节 焦耳定律
实验次数 电流关系 电阻大小/Ω 通电时间 关系 U形管液面 高度差⊿h
左 右 左 右 左 右 左 右
1（甲图） 相等 5 10 相等
2（乙图） 大 小 相等 相等
【收集证据】
大
大
小
小
知识点一、电流的热效应
第4节 焦耳定律
（1）分析实验1可发现：在电流和通电时间相等的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。
（2）分析实验2可发现：在电阻和通电时间相等的情况下，电流越大，电流产生的热量越多。
（3）由实验步骤（4）可知，在电流和电阻相等的情况下，通电时间越长，电流产生的热量越多。
【分析论证 】
知识点一、电流的热效应
第4节 焦耳定律
较暗
较亮
0.22
0.28
归纳实验结论
（1）在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
（2）在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
（3）在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。
知识点一、电流的热效应
第4节 焦耳定律
用如图所示的装置也可以探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关。请你对该装置进行评价。
该装置中，两个相同的烧瓶盛有质量相同、温度相同的同种液体；烧瓶内插有温度计，可以测量液体的温度。
烧瓶内部有两个阻值不同的电阻丝，组成串联电路接入电路中。
通过比较烧瓶内__________可以探究影响电流通过导体产生热量的因素。
【交流讨论】
知识点一、电流的热效应
第4节 焦耳定律
液体的温度
较暗
较亮
0.22
0.28
1. 焦耳定律
（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
（3）公式中各物理量单位：
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）
知识点二、焦耳定律
第4节 焦耳定律
较暗
0.22
2. 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。
知识点二、焦耳定律
第4节 焦耳定律
0.22
0.28
3. 电功与电热的区别与联系
（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。
知识点二、焦耳定律
第4节 焦耳定律
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
知识点二、焦耳定律
第4节 焦耳定律
推导公式
电功 电功率 焦耳定律 适用条件
基本公式 W=UIt P=UI Q=I2Rt
普遍适用
纯电阻电路
Q=W
4. 电功、电功率、焦耳定律计算公式及其适用范围
W=t=I2Rt
P==I2R
Q=t=UIt
知识点二、焦耳定律
第4节 焦耳定律
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。
知识点三、电热的利用和防止
第4节 焦耳定律
　　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。
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。
2. 电热的防止
知识点三、电热的利用和防止
第4节 焦耳定律
知识体系构建
电流的二次方
易错分类集训
易错点1 忽略灯泡电阻受温度的影响
（第1题）
1.如图所示是一只灯泡的 图像，灯泡正常发光时的
功率为 ，当通过灯泡的电流为额定电流的一半时，
灯泡的实际功率( )
A
A.小于 B.大于
C.等于 D.等于
易错点2 忽略串联分压特点
（第2题）
2.电源电压不变，闭合开关，当、 间接入“
”的灯泡 时其恰好正常发光，当换接“
”的灯泡 时，下列说法正确的是( )
C
A.的电功率等于 B.的电功率大于
C.的电功率小于 D.条件不足，无法确定
易错点3 忽略电功率变化量不对应电压与电流变化量的乘积
3.在如图所示的电路中，电源电压保持不变，为定值电阻。闭合开关 ，
调节滑动变阻器，发现电流表示数从变为 ，电压表示数改
变了 。由此可判断在这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值______
（填“变大”“变小”或“不变”），定值电阻的电功率变化了____ 。
变小
1.2
（第3题）
易错点4 忽略电动机不是纯电阻电路
（第4题）
4.［2024辽宁省鞍山质检］如图所示电路，电源电压
为，定值电阻的阻值为 。闭合开关后，
电动机正常转动，电流表的示数为 ；电动机被卡
住不能转动时，电流表的示数为 。则电动机的额
定功率为___；正常工作 线圈产生的热量为
_____ 。
8
180
核心考点巩固
考点1 电能和电功
1.某智能手机的锂电池标有“ ”字样，该手机搭配了超
级快充功能，快充时保持充电电压 不变，增大充电的电流。若给
锂电池充入的电能，需要充电 （这段时间都是快充），此
时手机的快充电流大小跟下列哪种用电器正常工作时的电流最接近
( )
C
A.节能灯 B.电风扇 C.电饭锅 D.电冰箱
2.［2024扬州期末］如图甲所示的电路中，电源电压不变，闭合开关后，
滑片由端移动到端，电压表示数与电流表示数 的变化关系如图乙
所示。下列说法错误的是( )
B
A.电源电压为
B.滑片在端时， 内电流通
过电阻做功为
C.滑动变阻器的最大阻值为
D.定值电阻的阻值为
考点2 电功率
3.［2024邹城期末］有两个电路元
件和 ，流过元件的电流与其两端
电压的关系如图甲所示。把它们串
联在电路中，如图乙所示。闭合开
关，这时电流表的示数为 ，
则电源电压和元件 的电功率分别
是( )
B
A.， B.，
C.， D.，
4.［2024河南永城期末］某款拉力器的内部电路
如图所示，其中为滑动变阻器， 是一个定值
电阻，闭合开关 ，对拉环施加水平向右的拉力
的过程中，两个电表的示数都会发生变化，下列
说法正确的是( )
B
A.该拉力器的显示仪由图中电压表改装而成
B.当拉力增大时，电路中的总功率增大
C.当拉力增大时，电路中的电流减小
D.定值电阻 在电路中不起作用，可以去掉
5.［2025登封一模］人们感觉比较舒服
的湿度范围在 之间。小
河同学设计了一款湿度计，其表盘由电
流表改装而成，由指针所指刻度可知湿
不舒服
7.2
度大小，其原理如图甲所示。定值电阻的阻值为 ，电源电压恒
为， 为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，当指
针所指湿度对应电流表示数为 时，空气湿度为______，此时人
体的感觉是_________（填“舒服”或“不舒服”）的。空气湿度为 时，
电路消耗的总功率为____ 。
6.［2024济南］学校开展了防溺水安全
教育后，小华组经过合作探究，设计了
一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救
报警器，其简化电路如图甲所示，已知
电源电压为 ，报警器由电压表改装
而成，是定值电阻，是压敏电阻，图乙是压敏电阻阻值随水深
变化的图像。报警器未浸入水中时，的阻值为 ，电流表示数是
；报警器浸入水下深度大于等于时，报警器报警，当 为
时，两端的电压为 。通过计算回答：
（1）报警器未浸入水中时， 两端的电压是多少？
解：由图甲可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流；报警器未浸入
水中时，的阻值为 ，电流表示数是，则 两端的电压
。
（2）报警器浸入水下深度为时，通过 的电流是多少？
解：由图乙可知，报警器浸入水下深度为时，的阻值为 ，
此时两端的电压为，根据串联电路电压规律可知， 两端电压
，
则通过的电流 。
（3）报警器浸入水下深度为时， 的电功率是多少？
解：报警器浸入水下深度为时， 的电功率
。
考点3 焦耳定律
7.［2025福建泉州期末］如图甲所
示是某款电热水龙头，图乙所示是
它的电路原理图，其中、 是电
热丝， ， 。
使用时，通过旋转手柄使扇形开关
温
1 815
同时接触两个相邻触点，以实现冷水、温水、热水挡的切换。当开关
接触1、2触点时，水龙头放出的是____水；不考虑温度对电热丝阻值的
影响，水龙头在热水挡位工作时的功率是_______ 。
8.［2024济宁期末］如图所示是用一小型电机提升重物的装置。当电源
电压为时，闭合开关，电动机不转动，电流表示数为 ；当电源
电压为时，闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为 ，物
体匀速上升。则电动机正常工作 ，电流通过线圈产生的热量为
____，产生的机械能为_____ 。
48
240
9.［2024重庆］如甲所示是某公园的便民饮水机及其内部电路简化图，
其中的阻值为 ，和 均为阻值不变的电热丝，饮水机有加
热和保温挡，正常工作时，保温挡功率为 。
（1）求饮水机在保温挡工作时的电流；
解：保温挡功率，由 得，
。
（2）当只有饮水机工作时，将水从加热到 ，加热前后
公园安装的数字式电能表示数如图乙所示，求饮水机的加热效率 ；
解：水吸收的热量
，
消耗的电能
，加热效率 。
（3）为节能减排，相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电
池为饮水机供电。已知晴天太阳能电池一天能发电 ，要
求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天，饮水机每天
正常工作中的加热时间计为，保温时间计为 ，求至少要安装多大
面积的太阳能电池。
解：、闭合时为加热挡， ，
每天加热消耗电能 ，保
温挡功率，每天保温 消耗电能
，饮水机每天需消耗
电能 ，3天需消耗电能
，需太阳能电池的面积
。
中考新考法提升练
1. ［2024济南］如图所示是“”的 灯和“
”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。
当两灯均正常工作时，下列说法正确的是( )
A.灯两端的实际电压： 灯低于白炽灯
B.相同时间产生的内能： 灯多于白炽灯
C.相同时间消耗的电能： 灯少于白炽灯
D.电能转为光能的效率： 灯高于白炽灯
D
2. ［2024临沂］图甲是一款能自动变形、万向行走的坦
克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为 ，闭合开
关后，“”的指示灯正常发光，线圈电阻为 的电动机
正常工作，则( )
D
A.指示灯的灯丝电阻为 B.电动机的发热功率为
C.电动机的额定功率为 D.电路的总功率为
3. ［2024江苏盐城中考］芯片体积小，元件密集。当芯片
中有电流通过时，由于芯片元件有______，不可避免地会产生热量，这
种现象称为电流的____效应。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件
与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过________的方式改变芯
片内能。
电阻
热
热传递
（第3题）
（第4题）
4.［2024四川内江］如图所示，电源电压恒为 ，小
灯泡标有“ ”的字样（电阻不变），滑动变阻
器上标有“ ”的字样，电流表的测量范围为
，电压表的测量范围为 。闭合开关，
移动滑动变阻器的滑片到某处时，电流表的示数为
，则小灯泡的实际功率为_____ ；在保证电路
0.25
5
安全的情况下，继续移动滑片，设移动过程中滑动变
阻器的电功率为，小灯泡的电功率为， 的最大
值为、最小值为，则 ___。
5. ［2024深圳］图甲是某
款鸡蛋孵化器，底部装有加热器。通电
后，加热器对水加热，水向上方鸡蛋传
递热量，提供孵化所需能量。孵化器简
化电路如图乙，、 都是发热电阻，
孵化器相关参数如表所示。
额定电压
额定功率 加热挡
保温挡
（1）孵化器在保温挡正常工作，通过 的电流是多少？
解：由图乙可知，当闭合、断开， 单独工作时是保温挡，由表中
数据可知保温挡的额定功率为，由可得，此时通过 的电
流 。
（2） 的阻值是多少？
解：的阻值 。
（3）孵化器在加热挡正常工作 消耗的电能是多少？芳芳同学算出
水在这段时间吸收热量 ，则孵化器对水加热的效率是多少？
解：加热挡的功率为，加热挡正常工作 消耗的电能
，加热过程中部分电能转
化为内能被水吸收，已知水吸收的热量为 ，则孵化器对水
加热的效率 。
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