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第17讲　电功率
@课标导读
　　3.4.5　结合实例，了解电功和电功率.知道用电器的额定功率和实际功率.
　　3.4.6　通过实验，了解焦耳定律.能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象.
@知识梳理
电能和电功
1.电能的转化：用电器工作的过程就是把　电　能转化为　其他形式的　能的过程.
2.电能
(1)电能用W表示，常用单位是　kW·h　，也叫作度，能量的国际单位是　焦耳(J)　.
(2)单位换算：1度＝　1　kW·h＝　3.6×106　J.
3.电能表
(1)作用：计量用电器在一段时间内消耗的　电能　.
(2)读数方法：电能表上计数器前、后两次示数之　差　就是这段时间内的用电量，单位是千瓦时(度).如图所示，电能表的读数是　5 995.53 kW·h　.
注意：电能表不是用电器，没有额定电流、额定电压的说法.
4.电功
(1)概念：电能转化为其他形式的能的过程就是　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.国际单位是焦耳，常用单位是千瓦时.
(2)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.
(3)计算公式：W＝　UIt　.
(4)推导公式(适用于纯电阻电路)
①根据W＝UIt、U＝IR，得W＝　I2Rt　(常用于串联电路)；
②根据W＝UIt、I＝，得W＝　t　(常用于并联电路).
【回归教材1】　某家庭一周前、后电能表计数器显示的数字如图所示，则一周消耗的电能为　41.8　kW·h.若该家庭所在地区每度电的电费为0.6元，请你估算该家庭每月应付电费　100.32　元.
(RJ九P113)
【回归教材2】　一块手机电池上标有“电压3.7 V　容量4 600 mA·h”的字样，它充满电后存储的电能为　61 272　J.
电功率
1.电功率：表示电流做功　快慢　的物理量，用字母　P　表示，单位是瓦特，简称　瓦　，符号是　W　.常用单位为kW，1 kW＝　1 000　W.
2.定义：电功率等于电功与所用时间之比.
3.定义式：P＝　.此公式有两套单位：
电功W 电功率P 时间t
国际单位 J W s
常用单位 kW·h kW h
4.推导公式
(1)根据P＝、W＝UIt，得P＝　UI　(适用于所有电路).
(2)根据P＝UI、U＝IR，得P＝　I2R　(适用于纯电阻电路，常用于串联电路).
(3)根据P＝UI、I＝，得P＝　(适用于纯电阻电路，常用于并联电路).
5.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：用电器　实际工作　时的电压.
实际功率：用电器在　实际电压　下工作时的电功率.
注意：(1)用电器铭牌：灯泡“220 V　60 W”，表示这个灯泡的额定电压为220 V，额定功率为60 W.
(2)各种用电器只有在额定电压下才能正常工作，当实际电压不等于额定电压时，实际功率也不等于额定功率.
(3)用电器的额定功率不会因为实际电压的变化而变化.
测量小灯泡的电功率
1.实验原理：通过测量小灯泡两端的电压和通过它的电流，利用公式　P＝UI　，计算出小灯泡的电功率.
2.实验器材：小灯泡、　电源　、开关、导线若干、电流表、电压表、滑动变阻器.
3.实验设计：实验电路如图所示，与　测量小灯泡的电阻　所采用的电路是相同的.
4.分析论证
电压关系 电功率关系 小灯泡亮度
U实＝U额 P实　＝　P额 正常发光
U实＞U额 P实　＞　P额 偏亮
U实＜U额 P实　＜　P额 偏暗
小灯泡的亮度与它的　实际功率　有关，　实际功率　越大，小灯泡越亮，反之则越暗.
注意：滑动变阻器在该实验中的作用：①保护电路；②改变小灯泡两端的电压.
【回归教材3】　如图所示，节能灯铭牌上标有“24 W”字样，表示该节能灯的　额定　(选填“额定”或“实际”)功率是24 W.某次测量发现该节能灯工作10 h消耗电能0.2 kW·h，则其实际功率为　20　W，它　没有　(选填“有”或“没有”)正常发光.
(旧版RJ九图片)
焦耳定律
1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化成　内　能，这种现象叫作电流的热效应.
电流的热效应与磁效应对比
现象描述 简称
电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能，导体发热 电生热
电流的磁效应 通电导体的周围存在着磁场，可以使小磁针发生偏转 电生磁
2.焦耳定律：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.
3.焦耳定律的计算公式(适用于所有电路)：Q＝　I2Rt　.
对于纯电阻电路，公式还可表达为：Q＝W＝Pt＝UIt＝t.
注意：若电流通过用电器，电能没有全部用于产生热量，例如电动机转动时消耗的电能W电大部分转化为机械能W机，则消耗的电能W电大于电流所产生的热量Q(W电＞W机＞Q)，即W电＝W机＋Q.
4.利用电流热效应的用电器：电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等.
5.电热的防止：很多情况下用电器的温度不能过高，要使这些热快速散去，常装有散热板(片)或微型风扇等.
【回归教材4】　一个电烙铁的额定电压是220 V，在额定电压下工作时的电阻是1 210 Ω，它的额定电流为　0.18　A，额定功率为　40　W.在额定电压下通电10 min产生　2.4×104　J的热量.
@实验过关
测量小灯泡的电功率
　如图所示，在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，电阻大约为10 Ω，有两个规格分别为“10 Ω　1 A”的A滑动变阻器和“50 Ω　2 A”的B滑动变阻器，电源电压为6 V.
【基础设问】
(1)该实验的原理是　P＝UI　(填公式).
(2)本实验中应选择　B　(选填“A”或“B”)滑动变阻器，才能将小灯泡调至正常发光.
(3)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向左移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变大.
(4)连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数.接下来应进行的操作是　C　(填字母).
A.断开开关，更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光
(5)问题解决后，继续进行实验，发现电压表的示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向　右　(选填“右”或“左”)端移动，直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　0.45　W.
(6)向左移动滑动变阻器的滑片P，会看到小灯泡变　暗　(选填“暗”或“亮”)一些，这是因为小灯泡的亮度与小灯泡的　实际功率　有关.
【拓展提升】
(7)实验时，小明同学回想起测定值电阻的电阻时通过多次测量求平均值的方式可减小实验误差.于是他用另一个小灯泡做了3次实验，相关实验记录及数据处理如下表：
实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 测得小灯泡额定功率的平均值/W
1 2.2 0.44 0.968 P额＝＝1.208
2 2.5 0.48 1.2
3 2.8 0.52 1.456
你认为小明这样处理数据的方法是否合理？　不合理　.说明你的判断理由：　小灯泡在不同电压下的电功率是不同的，求平均值没有意义　.
(8)实验中多次测量的目的是　A　(填字母).
A.测不同电压下小灯泡的实际功率
B.多次测量求平均值，减小误差
探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关
　如图是“探究影响电流通过导体时产生热量多少的因素”的实验装置，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器，其中密封着等量的空气和一段电阻丝(电阻已在图中标出)，U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象.
【基础设问】
(1)实验中通过观察　U形管中液面高度差　来比较电流通过导体所产生热量的多少，这运用了　转换法　(选填“转换法”或“等效替代法”).
(2)如图甲所示的装置中，两密闭容器中的电阻丝　串联　(选填“串联”或“并联”)，目的是控制通电时间和电路中的　电流　相同，来探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系；相同时间内，A、B两透明容器中产生热量较多的是　B　容器.通过实验现象可以得到的结论是　在通电时间和电流相同时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多　.
(3)在图乙装置中，D容器的外部并联了一根电阻丝，则通过两容器中电阻丝的电流　不相等　(选填“相等”或“不相等”).相同时间内，C、D两透明容器中产生热量较多的是　C　容器.通过实验现象可以得到的结论是　在通电时间和电阻相同时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多　.
(4)小明利用图甲所示装置实验，发现通电一段时间后，左侧U形管中的液面高度几乎不变，出现此现象的原因可能是　左侧容器的气密性不好　.
【拓展提升】
(5)图丙为另一小组的同学使用的实验装置，两个锥形瓶中的电阻丝的电阻RA＜RB，请回答下列问题：
①为了在较短的时间内达到明显的实验效果，锥形瓶中应选用的液体是　煤油　(选填“煤油”或“水”)，理由是　煤油的比热容比水的小　；
②实验通过　温度计的示数　来反映电阻丝产生热量的多少.
@中考考向
电能与电能表(5年1考)
[物理学与日常生活]　如图是小辉同学家5月初的电能表照片，该电能表的读数为　2 025.5　kW·h.若本月耗电150度，则月底电能表的示数为　2 175.5　kW·h.
变式1　小晋想用电能表测量房间中空调的电功率是多少瓦.首先，他记录电能表初始的示数为2 910.7 kW·h；10 h后，电能表的示数如图所示.这段时间内，空调消耗电能　8　kW·h，空调的电功率为　800　W.
电功率及其相关计算(5年5考，常在计算题中考查)
　(2021·广东)如图所示，灯泡L1、L2分别标有“6 V　3 W”“6 V　6 W”字样，电源电压不变，开关S闭合：①只闭合S1，灯泡L1、L发光；②只闭合S2，灯泡L2、L发光.灯泡L在②中比在①中(设灯丝电阻不变) (　A　)　　　　　　　　　
A.电功率较大，亮度较亮
B.电功率较小，亮度较暗
C.电功率相同，亮度相同
D.电功率较大，亮度较暗
【解析】由P＝可得两灯的电阻分别为
R1＝＝＝12 Ω，R2＝＝＝6 Ω，
比较可知R1＞R2；在开关S闭合的前提下，①只闭合S1，灯泡L1、L串联接入电路；②只闭合S2，灯泡L2、L串联接入电路，因串联电路总电阻等于各部分电阻之和，且R1＞R2，所以R总1＞R总2，由欧姆定律可知I1＜I2；因灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，根据公式P＝I2R可知，灯泡L在
②中比在①中的电功率大，亮度较亮.
变式2－1　[物理观念]小明发现家里的白炽灯突然变亮，主要原因可能是白炽灯的(　B　)
A.额定电压变大
B.实际电压变大
C.额定功率变小
D.实际电压变小
变式2－2　图甲为灯泡L中通过的电流与电压的关系的图像.将该灯泡接入图乙电路，电阻R为10 Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.2 A，则电源电压为　2　V，干路电流为　0.45　A，此时灯泡L的电功率为　0.5　W.
　区分“额定”与“实际”：灯泡工作的实际电流会因为实际电压的变化而变化，实际电功率也会随之发生变化.
　[科学思维](2025·广东)小明设计了可改变灯泡亮度的电路，如图所示.电源电压U为6 V，灯泡L标有“6 V　0.5 A”.定值电阻的电阻R为12 Ω.
(1)S2拨到1处时，闭合开关S1，求L的电功率.
(2)S2拨到2处时，闭合开关S1，电流表示数为0.3 A，求：
①定值电阻两端的电压；
②L工作100 s消耗的电能.
解：(1)S2拨到1处时，闭合开关S1，电路中只有L工作，此时L两端的电压等于电源电压，即UL＝U＝6 V
L两端的电压刚好达到额定电压，此时通过L的电流为0.5 A
L的电功率PL＝ULIL＝6 V×0.5 A＝3 W
(2)①S2拨到2处时，闭合开关S1，灯泡L与定值电阻串联，电流表示数为0.3 A，则IR＝IL'＝0.3 A
定值电阻两端的电压UR＝IRR＝0.3 A×12 Ω＝3.6 V
②根据串联分压可知，L两端的电压
UL'＝U－UR＝6 V－3.6 V＝2.4 V
L工作100 s消耗的电能
W＝UL'IL't＝2.4 V×0.3 A×100 s＝72 J
答：(1)L的电功率为3 W；
(2)①定值电阻两端的电压为3.6 V；②L工作100 s消耗的电能为72 J.
变式3　(2024·广东)某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能，其简化电路如图所示.发热电阻的电阻R＝110 Ω，紫外灯L规格为“220 V　50 W”.闭合开关S1和S2，消毒柜正常工作，求：
(1)通过发热电阻的电流；
(2)发热电阻的电功率；
(3)L工作100 s消耗的电能.
解：(1)题图中紫外灯和发热电阻并联，R＝110 Ω，通过发热电阻的电流
I＝＝＝2 A
(2)发热电阻的电功率P＝UI＝220 V×2 A＝440 W
(3)L工作100 s消耗的电能W＝Pt＝50 W×100 s＝5 000 J
答：(1)通过发热电阻的电流为2 A；
(2)发热电阻的电功率为440 W；
(3)L工作100 s消耗的电能为5 000 J.
探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关(5年2考)
　 (2025·广东)如图所示实验，实验前已调好器材，实验过程中通过两电阻丝的电流　相等　(选填“相等”或“不相等”)；观察U形管内液面高度差可知电阻为　R2　(选填“R1”或“R2”)的电阻丝产生的热量较多；要使液面高度差变化更快，可将滑动变阻器的滑片P向　右　滑动.
变式4　[科学探究](2021·广东)如图是探究电流通过导体产生的热量与　电流　关系的实验装置，实验中用U形管内液面的　高度差　反映导体产生热量的多少.通电一段时间后，容器　甲　(选填“甲”或“乙”)内电阻丝产生的热量较多.
焦耳定律的理解及计算(5年4考，常结合电功率知识综合考查)
如图所示，若要探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系，应选　乙　(选填“甲”或“乙”)装置；甲装置工作时电阻为R1、R2的电热丝产生的热量之比为　1∶2　；若通过电阻为R3的电热丝的电流为1 A，则1 min内乙装置产生的热量为　450　J.
变式5－1　如图是超市常用的塑料袋封口夹的电路原理图，电源电压为5 V，电热丝的电阻R为1 Ω.闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的　热　效应实现高温封口，3 s内产生的热量为　75　J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以　增大　(选填“增大”或“减小”)电热丝的电阻.
变式5－2　[科学态度与责任](2025·天津改编)国家标准《家用和类似用途电器的安全》中规定，电水壶电源线一般不应长于75 cm.这是通过缩短电源线的长度来减小　电阻　，从而　减少　(选填“增加”或“减少”)电源线通电时产生的热量.若电源线的总电阻为0.2 Ω，电流为10 A，通电1 min这段电源线便会产生　1 200　J的热量.
@考点精练
1.[物理学与日常生活]小明家连接插线板的导线折断后，他把两根导线拧在一起继续使用，用久后发现连接处容易发热，其主要原因是连接处 (　C　)
A.电阻变小 B.电流比别处电流小
C.电阻变大 D.电流比别处电流大
2.[科学探究]如图是“探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置.两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法错误的是 (　B　)
A.U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩
B.通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的
C.图甲中，通电一段时间后A、B容器内电阻丝产生的热量之比是1∶2
D.图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生热量的多少跟电流大小的关系
3.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4.5 V，闭合开关S后，“0.5 V　 0.2 W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5 Ω的电动机正常工作，则 (　D　)
A.指示灯的灯丝电阻为0.8 Ω
B.电动机的发热功率为1.6 W
C.电动机的额定功率为0.08 W
D.电路的总功率为1.8 W
4.(2025·河北)如图是某研究小组设计的风速自动报警器电路示意图，电源电压不变，压敏电阻的电阻R1随风速v的增加而减小，定值电阻的电阻为R2.当风速v1＜v＜v2时，两电表都不报警.当风速v≤v1时，两表中的一个会报警；当风速v≥v2时，另一个表会报警.已知：v1＞0，两表都是在大于等于各自设定的电压值或电流值时触发报警.在电路处于两表都未报警的工作状态下，下列说法正确的是 (　C　)
A.风速减小时，定值电阻的功率会增大
B.风速变化时，电压表示数一定不变
C.当v＝v2时，触发报警的表是电流表
D.风速变化时，电压表和电流表示数之比不变
【解析】由题知，风速减小时，压敏电阻的电阻R1增大，整个串联电路的总电阻增大，由欧姆定律知，电路中的电流减小，根据P＝I2R可知，定值电阻的功率会减小，故A错误；风速变化时，压敏电阻的电阻R1发生变化，串联电路的总电阻发生变化，电路中的电流发生变化，定值电阻两端的电压发生变化，电源电压不变，由串联电路电压关系知，压敏电阻两端的电压一定变化，由电路图知，电压表测量的是压敏电阻两端的电压，所以电压表示数一定发生变化，故B错误；当风速逐渐增大到v2时，压敏电阻的电阻R1逐渐变小，电压表示数逐渐变小不会报警，电流表示数逐渐增大到设定值会报警，故C正确；电压表和电流表示数之比为电阻R1，风速变化时，电阻R1会变化，故D错误.
5.　如图为小明同学家中的电能表照片，图中电能表的示数为　781.51　kW·h.电能表应安装在家庭电路总开关　之前　(选填“之前”或“之后”).若此时只有一个功率为1 800 W的电热水壶在烧水，10 min后电能表的示数变为　781.81　kW·h.
6.[科学态度与责任](回归教材)民航局规定：严禁乘客携带超过160 W·h(瓦·时)的锂电池上飞机.某品牌笔记本电脑的电池铭牌标有“12 V　10 000 mA·h”的字样，充满电后，存储的电能为　0.12　kW·h，该笔记本电脑　能　(选填“能”或“不能”)带上飞机.
7.用如图所示的电路测量小灯泡的功率，实验原理是　P＝UI　.闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，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3.8 V，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数记录在表中，则小灯泡L的额定功率为　1.14　W，小灯泡的亮度由　实际功率　决定.
实验序号 电压 U/V 电流I/A 小灯泡的亮度
① 3.0 0.28 较亮
② 3.8 0.30 正常发光
③ 4.2 0.32 过亮
8.某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图所示，电热丝的电阻分别为R1＝1 050 Ω、R2＝50 Ω.开关S接“1”时，电热壶为　加热　挡位.开关S接“2”时，通电5 min，电流通过电阻为R2的电热丝产生的热量为　600　J，电热壶中水的内能增加是通过　热传递　的方式实现的.
【解析】根据P＝可知，电压一定时，电阻越大，电功率越小.由电路图可知，开关S接“1”时，只有电阻为R2的电热丝接入电路，开关S接“2”时，两电热丝串联，由于串联时总电阻大于任何一个分电阻，所以开关S接“1”时，是加热挡，开关S接“2”时，是保温挡；开关S接“2”时，两电热丝串联，为保温状态，电路的总电阻R＝R1＋R2＝1 050 Ω＋50 Ω＝1 100 Ω，则电路中的电流I＝＝＝0.2 A，通电5 min电流通过电阻为R2的电热丝产生的热量Q＝I2R2t＝(0.2 A)2×50 Ω×5×60 s＝600 J.电热壶中水的内能增加是通过热传递的方式实现的.
9.[科学思维]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所示，发热电阻的电阻分别为R1、R2，孵化器相关参数如表所示.
额定电压 220 V
额定功率 加热挡 80 W
保温挡 22 W
(1)孵化器在保温挡正常工作，通过电阻为R2的发热电阻的电流是多少？
(2)电阻R2是多少？
(3)孵化器在加热挡正常工作5 min消耗的电能是多少？芳芳同学算出水在这段时间内吸收的热量是2.16×104 J，则孵化器对水加热的效率是多少？
解：(1)由题图乙可知，当电阻为R2的发热电阻单独工作时是保温挡，保温挡的功率为22 W，则通过电阻为R2的发热电阻的电流
I2＝＝＝0.1 A
(2)电阻R2＝＝＝2 200 Ω
(3)加热挡的功率为80 W，加热挡正常工作5 min消耗的电能
W＝P加热t＝80 W×5×60 s＝2.4×104 J
加热过程中电能转化为内能被水吸收，吸收的热量是2.16×104 J
孵化器对水加热的效率η＝＝＝90％
答：(1)通过电阻为R2的发热电阻的电流是0.1 A；
(2)电阻R2是2 200 Ω；
(3)孵化器对水加热的效率是90％.
10.[物理学与日常生活](2025·湖北改编)为了解家中用电情况并提出安全用电、节约用电的建议，某同学对家庭电器用电情况调查如下，家庭电路电压为220 V.求：
家用电器用电情况调查表
班级：九(3)班　　姓名：　　　　　时段：18：00～19：00
房间 家用电器 功率/W 数量 使用时长/min
客厅 空调 2 750 1 60
客厅 电水壶 1 000 1 6
客厅 吊灯 80 1 60
客厅 筒灯 5 10 0
厨房 电饭煲 1 000 1 30
厨房 灯 40 1 60
厨房 抽油烟机 100 1 18
(1)客厅空调正常工作时的电流；
(2)电水壶正常工作时的电阻；
(3)表中的厨房电器在调查时段内总共消耗的电能.
解：(1)由表格数据知空调的功率P空调＝2 750 W
根据P＝UI得客厅空调正常工作时的电流
I＝＝＝12.5 A
(2)由表格数据知电水壶的功率P水壶＝1 000 W
根据P＝得电水壶正常工作时的电阻
R＝＝＝48.4 Ω
(3)由表格数据知厨房电器电饭煲的功率
P电饭煲＝1 000 W＝1 kW，工作时间t1＝30 min＝0.5 h
灯的功率P灯＝40 W＝0.04 kW，
工作时间t2＝60 min＝1 h
抽油烟机的功率P油烟机＝100 W＝0.1 kW，
工作时间t3＝18 min＝0.3 h
厨房电器在调查时段内总共消耗的电能
W＝P电饭煲t1＋P灯t2＋P油烟机t3＝1 kW×0.5 h＋0.04 kW
×1 h＋0.1 kW×0.3 h＝0.57 kW·h
答：(1)客厅空调正常工作时的电流为12.5 A；
(2)电水壶正常工作时的电阻为48.4 Ω；
(3)表中的厨房电器在调查时段内总共消耗的电能为0.57 kW·h.第17讲　电功率
@课标导读
　　3.4.5　结合实例，了解电功和电功率.知道用电器的额定功率和实际功率.
　　3.4.6　通过实验，了解焦耳定律.能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象.
@知识梳理
电能和电功
1.电能的转化：用电器工作的过程就是把 能转化为 能的过程.
2.电能
(1)电能用W表示，常用单位是 ，也叫作度，能量的国际单位是 .
(2)单位换算：1度＝ kW·h＝ J.
3.电能表
(1)作用：计量用电器在一段时间内消耗的 .
(2)读数方法：电能表上计数器前、后两次示数之 就是这段时间内的用电量，单位是千瓦时(度).如图所示，电能表的读数是 .
注意：电能表不是用电器，没有额定电流、额定电压的说法.
4.电功
(1)概念：电能转化为其他形式的能的过程就是 的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功.国际单位是焦耳，常用单位是千瓦时.
(2)影响因素：电流做功的多少跟电流的大小、 的高低、通电时间的长短都有关系.
(3)计算公式：W＝ .
(4)推导公式(适用于纯电阻电路)
①根据W＝UIt、U＝IR，得W＝ (常用于串联电路)；
②根据W＝UIt、I＝，得W＝ (常用于并联电路).
【回归教材1】　某家庭一周前、后电能表计数器显示的数字如图所示，则一周消耗的电能为 kW·h.若该家庭所在地区每度电的电费为0.6元，请你估算该家庭每月应付电费 元.
(RJ九P113)
【回归教材2】　一块手机电池上标有“电压3.7 V　容量4 600 mA·h”的字样，它充满电后存储的电能为 J.
电功率
1.电功率：表示电流做功 的物理量，用字母 表示，单位是瓦特，简称 ，符号是 .常用单位为kW，1 kW＝ W.
2.定义：电功率等于电功与所用时间之比.
3.定义式：P＝ .此公式有两套单位：
电功W 电功率P 时间t
国际单位 J W s
常用单位 kW·h kW h
4.推导公式
(1)根据P＝、W＝UIt，得P＝ (适用于所有电路).
(2)根据P＝UI、U＝IR，得P＝ (适用于纯电阻电路，常用于串联电路).
(3)根据P＝UI、I＝，得P＝ (适用于纯电阻电路，常用于并联电路).
5.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：用电器 时的电压.
实际功率：用电器在 下工作时的电功率.
注意：(1)用电器铭牌：灯泡“220 V　60 W”，表示这个灯泡的额定电压为220 V，额定功率为60 W.
(2)各种用电器只有在额定电压下才能正常工作，当实际电压不等于额定电压时，实际功率也不等于额定功率.
(3)用电器的额定功率不会因为实际电压的变化而变化.
测量小灯泡的电功率
1.实验原理：通过测量小灯泡两端的电压和通过它的电流，利用公式 ，计算出小灯泡的电功率.
2.实验器材：小灯泡、 、开关、导线若干、电流表、电压表、滑动变阻器.
3.实验设计：实验电路如图所示，与 所采用的电路是相同的.
4.分析论证
电压关系 电功率关系 小灯泡亮度
U实＝U额 P实 P额 正常发光
U实＞U额 P实 P额 偏亮
U实＜U额 P实 P额 偏暗
小灯泡的亮度与它的 有关， 越大，小灯泡越亮，反之则越暗.
注意：滑动变阻器在该实验中的作用：①保护电路；②改变小灯泡两端的电压.
【回归教材3】　如图所示，节能灯铭牌上标有“24 W”字样，表示该节能灯的 (选填“额定”或“实际”)功率是24 W.某次测量发现该节能灯工作10 h消耗电能0.2 kW·h，则其实际功率为 W，它 (选填“有”或“没有”)正常发光.
(旧版RJ九图片)
焦耳定律
1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化成 能，这种现象叫作电流的热效应.
电流的热效应与磁效应对比
现象描述 简称
电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能，导体发热 电生热
电流的磁效应 通电导体的周围存在着磁场，可以使小磁针发生偏转 电生磁
2.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的 成正比，跟导体的 成正比，跟通电时间成 比.
3.焦耳定律的计算公式(适用于所有电路)：Q＝ .
对于纯电阻电路，公式还可表达为：Q＝W＝Pt＝UIt＝t.
注意：若电流通过用电器，电能没有全部用于产生热量，例如电动机转动时消耗的电能W电大部分转化为机械能W机，则消耗的电能W电大于电流所产生的热量Q(W电＞W机＞Q)，即W电＝W机＋Q.
4.利用电流热效应的用电器：电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等.
5.电热的防止：很多情况下用电器的温度不能过高，要使这些热快速散去，常装有散热板(片)或微型风扇等.
【回归教材4】　一个电烙铁的额定电压是220 V，在额定电压下工作时的电阻是1 210 Ω，它的额定电流为 A，额定功率为 W.在额定电压下通电10 min产生 J的热量.
@实验过关
测量小灯泡的电功率
　如图所示，在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，电阻大约为10 Ω，有两个规格分别为“10 Ω　1 A”的A滑动变阻器和“50 Ω　2 A”的B滑动变阻器，电源电压为6 V.
【基础设问】
(1)该实验的原理是 (填公式).
(2)本实验中应选择 (选填“A”或“B”)滑动变阻器，才能将小灯泡调至正常发光.
(3)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向左移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变大.
(4)连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数.接下来应进行的操作是 (填字母).
A.断开开关，更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光
(5)问题解决后，继续进行实验，发现电压表的示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“右”或“左”)端移动，直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W.
(6)向左移动滑动变阻器的滑片P，会看到小灯泡变 (选填“暗”或“亮”)一些，这是因为小灯泡的亮度与小灯泡的 有关.
【拓展提升】
(7)实验时，小明同学回想起测定值电阻的电阻时通过多次测量求平均值的方式可减小实验误差.于是他用另一个小灯泡做了3次实验，相关实验记录及数据处理如下表：
实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 测得小灯泡额定功率的平均值/W
1 2.2 0.44 0.968 P额＝＝1.208
2 2.5 0.48 1.2
3 2.8 0.52 1.456
你认为小明这样处理数据的方法是否合理？ .说明你的判断理由： .
(8)实验中多次测量的目的是 (填字母).
A.测不同电压下小灯泡的实际功率
B.多次测量求平均值，减小误差
探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关
　如图是“探究影响电流通过导体时产生热量多少的因素”的实验装置，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器，其中密封着等量的空气和一段电阻丝(电阻已在图中标出)，U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象.
【基础设问】
(1)实验中通过观察 来比较电流通过导体所产生热量的多少，这运用了 (选填“转换法”或“等效替代法”).
(2)如图甲所示的装置中，两密闭容器中的电阻丝 (选填“串联”或“并联”)，目的是控制通电时间和电路中的 相同，来探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系；相同时间内，A、B两透明容器中产生热量较多的是 容器.通过实验现象可以得到的结论是 .
(3)在图乙装置中，D容器的外部并联了一根电阻丝，则通过两容器中电阻丝的电流 (选填“相等”或“不相等”).相同时间内，C、D两透明容器中产生热量较多的是 容器.通过实验现象可以得到的结论是 .
(4)小明利用图甲所示装置实验，发现通电一段时间后，左侧U形管中的液面高度几乎不变，出现此现象的原因可能是 .
【拓展提升】
(5)图丙为另一小组的同学使用的实验装置，两个锥形瓶中的电阻丝的电阻RA＜RB，请回答下列问题：
①为了在较短的时间内达到明显的实验效果，锥形瓶中应选用的液体是 (选填“煤油”或“水”)，理由是 ；
②实验通过 来反映电阻丝产生热量的多少.
@中考考向
电能与电能表(5年1考)
[物理学与日常生活]　如图是小辉同学家5月初的电能表照片，该电能表的读数为 kW·h.若本月耗电150度，则月底电能表的示数为 kW·h.
变式1　小晋想用电能表测量房间中空调的电功率是多少瓦.首先，他记录电能表初始的示数为2 910.7 kW·h；10 h后，电能表的示数如图所示.这段时间内，空调消耗电能 kW·h，空调的电功率为 W.
电功率及其相关计算(5年5考，常在计算题中考查)
　(2021·广东)如图所示，灯泡L1、L2分别标有“6 V　3 W”“6 V　6 W”字样，电源电压不变，开关S闭合：①只闭合S1，灯泡L1、L发光；②只闭合S2，灯泡L2、L发光.灯泡L在②中比在①中(设灯丝电阻不变) ( )　　　　　　　　　
A.电功率较大，亮度较亮
B.电功率较小，亮度较暗
C.电功率相同，亮度相同
D.电功率较大，亮度较暗
变式2－1　[物理观念]小明发现家里的白炽灯突然变亮，主要原因可能是白炽灯的( )
A.额定电压变大
B.实际电压变大
C.额定功率变小
D.实际电压变小
变式2－2　图甲为灯泡L中通过的电流与电压的关系的图像.将该灯泡接入图乙电路，电阻R为10 Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.2 A，则电源电压为 V，干路电流为 A，此时灯泡L的电功率为 W.
　区分“额定”与“实际”：灯泡工作的实际电流会因为实际电压的变化而变化，实际电功率也会随之发生变化.
　[科学思维](2025·广东)小明设计了可改变灯泡亮度的电路，如图所示.电源电压U为6 V，灯泡L标有“6 V　0.5 A”.定值电阻的电阻R为12 Ω.
(1)S2拨到1处时，闭合开关S1，求L的电功率.
(2)S2拨到2处时，闭合开关S1，电流表示数为0.3 A，求：
①定值电阻两端的电压；
②L工作100 s消耗的电能.
变式3　(2024·广东)某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能，其简化电路如图所示.发热电阻的电阻R＝110 Ω，紫外灯L规格为“220 V　50 W”.闭合开关S1和S2，消毒柜正常工作，求：
(1)通过发热电阻的电流；
(2)发热电阻的电功率；
(3)L工作100 s消耗的电能.
探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关(5年2考)
　 (2025·广东)如图所示实验，实验前已调好器材，实验过程中通过两电阻丝的电流 (选填“相等”或“不相等”)；观察U形管内液面高度差可知电阻为 (选填“R1”或“R2”)的电阻丝产生的热量较多；要使液面高度差变化更快，可将滑动变阻器的滑片P向 滑动.
变式4　[科学探究](2021·广东)如图是探究电流通过导体产生的热量与 关系的实验装置，实验中用U形管内液面的 反映导体产生热量的多少.通电一段时间后，容器 (选填“甲”或“乙”)内电阻丝产生的热量较多.
焦耳定律的理解及计算(5年4考，常结合电功率知识综合考查)
如图所示，若要探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系，应选 (选填“甲”或“乙”)装置；甲装置工作时电阻为R1、R2的电热丝产生的热量之比为 ；若通过电阻为R3的电热丝的电流为1 A，则1 min内乙装置产生的热量为 J.
变式5－1　如图是超市常用的塑料袋封口夹的电路原理图，电源电压为5 V，电热丝的电阻R为1 Ω.闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的 效应实现高温封口，3 s内产生的热量为 J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以 (选填“增大”或“减小”)电热丝的电阻.
变式5－2　[科学态度与责任](2025·天津改编)国家标准《家用和类似用途电器的安全》中规定，电水壶电源线一般不应长于75 cm.这是通过缩短电源线的长度来减小 ，从而 (选填“增加”或“减少”)电源线通电时产生的热量.若电源线的总电阻为0.2 Ω，电流为10 A，通电1 min这段电源线便会产生 J的热量.
@考点精练
1.[物理学与日常生活]小明家连接插线板的导线折断后，他把两根导线拧在一起继续使用，用久后发现连接处容易发热，其主要原因是连接处 ( )
A.电阻变小 B.电流比别处电流小
C.电阻变大 D.电流比别处电流大
2.[科学探究]如图是“探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置.两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法错误的是 ( )
A.U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩
B.通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的
C.图甲中，通电一段时间后A、B容器内电阻丝产生的热量之比是1∶2
D.图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生热量的多少跟电流大小的关系
3.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4.5 V，闭合开关S后，“0.5 V　 0.2 W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5 Ω的电动机正常工作，则 ( )
A.指示灯的灯丝电阻为0.8 Ω
B.电动机的发热功率为1.6 W
C.电动机的额定功率为0.08 W
D.电路的总功率为1.8 W
4.(2025·河北)如图是某研究小组设计的风速自动报警器电路示意图，电源电压不变，压敏电阻的电阻R1随风速v的增加而减小，定值电阻的电阻为R2.当风速v1＜v＜v2时，两电表都不报警.当风速v≤v1时，两表中的一个会报警；当风速v≥v2时，另一个表会报警.已知：v1＞0，两表都是在大于等于各自设定的电压值或电流值时触发报警.在电路处于两表都未报警的工作状态下，下列说法正确的是 ( )
A.风速减小时，定值电阻的功率会增大
B.风速变化时，电压表示数一定不变
C.当v＝v2时，触发报警的表是电流表
D.风速变化时，电压表和电流表示数之比不变
5.　如图为小明同学家中的电能表照片，图中电能表的示数为 kW·h.电能表应安装在家庭电路总开关 (选填“之前”或“之后”).若此时只有一个功率为1 800 W的电热水壶在烧水，10 min后电能表的示数变为 kW·h.
6.[科学态度与责任] 回归教材 民航局规定：严禁乘客携带超过160 W·h(瓦·时)的锂电池上飞机.某品牌笔记本电脑的电池铭牌标有“12 V　10 000 mA·h”的字样，充满电后，存储的电能为 kW·h，该笔记本电脑 (选填“能”或“不能”)带上飞机.
7.用如图所示的电路测量小灯泡的功率，实验原理是 .闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，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3.8 V，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数记录在表中，则小灯泡L的额定功率为 W，小灯泡的亮度由 决定.
实验序号 电压 U/V 电流I/A 小灯泡的亮度
① 3.0 0.28 较亮
② 3.8 0.30 正常发光
③ 4.2 0.32 过亮
8.某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图所示，电热丝的电阻分别为R1＝1 050 Ω、R2＝50 Ω.开关S接“1”时，电热壶为 挡位.开关S接“2”时，通电5 min，电流通过电阻为R2的电热丝产生的热量为 J，电热壶中水的内能增加是通过 的方式实现的.
9.[科学思维]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所示，发热电阻的电阻分别为R1、R2，孵化器相关参数如表所示.
额定电压 220 V
额定功率 加热挡 80 W
保温挡 22 W
(1)孵化器在保温挡正常工作，通过电阻为R2的发热电阻的电流是多少？
(2)电阻R2是多少？
(3)孵化器在加热挡正常工作5 min消耗的电能是多少？芳芳同学算出水在这段时间内吸收的热量是2.16×104 J，则孵化器对水加热的效率是多少？
10.[物理学与日常生活](2025·湖北改编)为了解家中用电情况并提出安全用电、节约用电的建议，某同学对家庭电器用电情况调查如下，家庭电路电压为220 V.求：
家用电器用电情况调查表
班级：九(3)班　　姓名：　　　　　时段：18：00～19：00
房间 家用电器 功率/W 数量 使用时长/min
客厅 空调 2 750 1 60
客厅 电水壶 1 000 1 6
客厅 吊灯 80 1 60
客厅 筒灯 5 10 0
厨房 电饭煲 1 000 1 30
厨房 灯 40 1 60
厨房 抽油烟机 100 1 18
(1)客厅空调正常工作时的电流；
(2)电水壶正常工作时的电阻；
(3)表中的厨房电器在调查时段内总共消耗的电能.

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