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教材知识梳理
电学、磁学
第四讲　电能、电功、电功率、焦耳定律
实验基础·河北考法
河北中考真题
考点1　电能及其测量
1.电能
(1)理解：电流对外做的功，是电能转化为其他形式能的多少的量度，用符号________表示。
(2)单位：__________，符号是J，生活中的常用单位是千瓦时，也叫度，符号是kW·h。
单位换算：1度＝_______kW·h＝______________J。
W
焦耳
1
3.6×106
2.电能的测量——电能表(新教材变化)
为了计量一段时间内消耗的电能，要记录这段时间起始和结束时电能表上计数器的示数，两次示数__________就是这段时间内的用电量。例如，电能表上周一的示数是1 246.8 kW·h，本周一的示数是1 265.8 kW·h，这一周消耗的电能为________kW·h。
之差
19
3.传统电能表各参数的意义
作用 测量用电器在一段时间内消耗的电能 表 盘 参 数 220 V 该电能表在220 V的电路中使用
10(20)A 标定电流为10 A，额定最大电流为20 A 50 Hz 在频率为50 Hz的交流电路中使用 2 500 r/(kW·h) 每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转过2 500 r 相关计算 考点2　电功　电功率
1.电功　电功率
物理量 电功 电功率
意义 电流做功的多少，用W表示 电流做功的快慢，用P表示
单位 焦耳，符号是J(或kW·h) 瓦特，符号是W
公式 W＝_____________
推导 公式
UIt
做功多的用电器电功率不一定大；功率大的用电器做功不一
定多。
特别提醒
2.常考电功率的估测：a.液晶电视机的功率约为100 W；b.台式计算机的功率约为200 W；c.电吹风机的功率约为800 W；d.家用空调(电饭锅、热水壶)的电功率约为1 000 W；e.日光灯的功率约为40 W。
3.串联电路和并联电路中功、功率的关系
串联电路 并联电路
电路图
电功关系 W总＝W1＋W2 W总＝W1＋W2
电功率关系 P总＝P1＋P2 P总＝P1＋P2
串联电路 并联电路
比例关系
考点3　额定功率与实际功率
1.额定电压：用电器______________时的电压，即用电器铭牌上标的电压值，用U额表示。
2.额定功率：用电器在______________下工作时的功率，即用电器铭牌上标的功率值，用P额表示。
3.实际功率：用电器在______________下工作时的功率，用P实表示。
正常工作
额定电压
实际电压
4.实际功率和额定功率的联系
(1)当U实＝U额时，P实__________P额，用电器__________正常工作。
(2)当U实＜U额时，P实__________P额，用电器____________正常工作。
(3)当U实＞U额时，P实__________P额，用电器不能正常工作，且用电器可能被损坏。
＝
能
＜
不能
＞
(1)用电器的额定电压、额定功率是唯一的，不随实际电压的
改变而改变；(2)灯泡的亮度由其实际功率决定，实际功率越大，灯泡亮度越亮。
特别提醒
考点4　焦耳定律
1.电流的热效应：电流通过导体时将_______能转化成_______能的现象。
2.焦耳定律
(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成________比，跟导体的电阻成________比，跟通电时间成________比。
(2)公式：Q＝____________(普遍适用)；推导公式：Q＝W＝Pt＝UIt＝
t(仅适用于纯电阻电路)。
电
内
正
正
正
I2Rt
3.电热的利用与防止
(1)利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
(2)防止：散热窗、散热片、散热孔和电脑的微型风扇等。
考点5　家用电热器的相关计算
1.电热器是根据电流的热效应来工作的，工作时将电能主要转化为
内能。
2.电热器消耗的电能可用公式W＝Pt 计算。
3.被加热物体吸收的热量 Q吸＝cmΔt。
4.电加热器的加热效率 η＝×100％＝×100％。
1.(2023河北24题2分)通常情况下，家庭电路中各个用电器的连接方式是__________(选填“串联”或“并联”)。已知家庭电路的电压是220 V，在额定电流为10 A的插座上，接入一台“220 V　200 W”的电冰箱后，最多还可以接入总功率为__________W的用电器。
并联
2000
2.(2024河北26题3分)如表所示为某储水式电热水器的铭牌，它表明该热水器的额定电压为___________V。若该热水器正常工作3 000 s，可将一箱装有额定容量的水从25 ℃加热到50 ℃，则这个过程中水吸收的热量为________________J，热水器的效率为__________％(结果保留整数)。水的密度为1.0×103 kg/m3，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。
额定电压 220 V 额定容量 80 L
额定频率 50 Hz 额定最高温度 75 ℃
额定功率 3 000 W 额定内压 0.8 MPa
220
8.4×106
93
3.(2023河北22题改编)如图所示，电源电压不变，只闭合开关S1后，电流表的示数为0.4 A；断开开关，将电流表和电压表的位置互换，再将开关S1、S2均闭合后，电流表的示数为1 A，电压表的示数为6 V。下列说法不正确的是 (　　)
A.电源电压为6 V
B.电阻R2的阻值为9 Ω
C.两表位置互换前后，电阻R1两端的电压之比为2∶5
D.两表位置互换前后，电阻R2的功率之比为6∶25
第3题图
D
4.(2022河北38题7分)如图所示，电源电压为18 V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表测量范围为“0～0.6 A”，电压表测量范围为“0～15 V”。闭合开关S，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.36 A，电压表的示数为3.6 V。
(1)求R0的阻值；
第4题图
解：由图知，两电阻串联，电压表测R0两端电
压，电流表测电路中电流，由欧姆定律可得，
R0＝＝＝10 Ω；
(2)求滑动变阻器的最大阻值；
解：电路的总电阻R总＝＝＝50 Ω，
滑片在中点，由串联电路的电阻规律知，
R＝R总－R0＝50 Ω－10 Ω＝40 Ω，
所以滑动变阻器的最大阻值R＝80 Ω；
第4题图
(3)在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P1；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功率为P2。求P1∶P2。
解：电路中电流最大为I大＝0.6 A，
此时电压表示数U0＝I大R0＝0.6 A×10 Ω＝6 V＜15 V，电路安全，符合题意，由P＝UI知，此时电路消耗功率最大；
第4题图
当电压表改接在R两端，电压表示数最大为15 V，此时电路中电流最小，I小＝I0＝＝＝0.3 A，
此时变阻器接入电路的阻值R滑＝＝＝50 Ω＜80 Ω，
这说明电路中的最小电流为0.3 A，电源电压一定，电流最小时，电路消耗功率最小，
所以＝＝＝＝。
第4题图
实验　探究电流产生的热量与哪些因素有关
在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如图甲、乙所示。 两个透明容器中密封着等质量的空气。
(1)实验中被加热的材料选用空气是因为其比热容较________，可以使实验现象更明显。
(2)实验中，我们是通过观察U形管中液面的____________来比较各容器中电阻丝产生热量的多少的，这种物理研究方法称为__________法。
小
高度差
转换
(3)在图甲中，通过两个电阻丝的电流__________；图中U形管________(选填“是”或“不是”)连通器，一段时间后U形管中液面如图甲所示，可以得出结论：在电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与导体的__________有关。
相等
不是
电阻
(4)图乙中容器外部的电阻丝的作用是为了使左右容器内电阻丝中的__________不相等，该实验是为了探究电流通过导体产生的热量与通过导体的__________的关系；若通电一段时间后的U形管液面如图乙所示，则可以说明在电阻、通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越________。
电流
电流
多
(5)某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是____________________________________________。
透明容器密闭性不好(或对应电阻丝短
路等)
(6)[创新方案]为了进一步确定电流产生的热量与电流、电阻的关系，实验小组的同学们在老师的指导下在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图丙所示的电路。
a.为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容__________(选填“大于”“等于”或“小于”)水的比热容。
小于
b.实验通过观察______________________(选填“加热时间”或“温度计示数的变化”)来反映电阻丝产生热量的多少，通过公式___________(填计算热量的公式)来计算出电流产生的具体热量值。
温度计示数的变化
Q吸＝cmΔt
(7)图丙中，通电后透明容器中电阻丝的内能增大是通过__________的方式改变的，煤油的内能增大是通过____________方式改变的。(均选填“做功”或“热传递”)
做功
热传递

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