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第十八章 电功率复习与提高(一)
思维导图建构
核心要点突破
一、电能 电功
1.电能的利用：利用电能的过程实质是将电能转化为 能的过程。电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能量。
2.单位：生活中常用的单位是 ，俗称“度”；国际单位制中是 。1度= kW·h= J。
3.电能的计量：用电器在一段时间内消耗的 用电能表来计量。电能表的计数器上前后两次示数之 即为这段时间内消耗的电能。
4.电功：电流所做的功叫作电功，电功的大小等于 和 、 的乘积，即用公式 来计算。
5.电路中的总电功：无论是串联电路还是并联电路，电路中的总电功都等于各个用电器消耗的电功之 ，即W= 。
二、电功率
1.定义：电功率等于电功与时间之 。
2. 公式:P= = 。
3. 单位:J/s、W、kW。
4.意义：电功率是用来表示电流做功 的物理量。1W 的物理意义是 。
5.电路中的总功率：无论是串联电路还是并联电路，电路中的总功率都等于各个用电器消耗的功率之 ，即P= 。
三、额定电压 额定功率
1.额定电压：用电器 工作时的电压，用电器上所标的电压值就是额定电压。一个用电器只有一个额定电压。
2.额定功率：用电器在 电压下工作时的功率，用电器上所标的电功率值就是额定功率。一个用电器只有一个额定功率。
3.实际电压：用电器实际工作时的电压，有无数个。
4.实际功率：用电器实际工作时的功率，有无数个。
5.实际功率与额定功率的关系
①当 时， 用电器不能正常工作(功率偏低)，如灯泡很暗，电风扇转得很慢；
②当 时， 用电器正常工作；
③当 时,P实>P额,用电器不能正常工作(功率偏高)，易损坏用电器，如灯泡很亮，电风扇转得很快；
④实际功率与额定功率的数量关系：当用电器的电阻不变时，P实= 。
四、电流的热效应
1.定义：电流通过导体时 能转化成 能的现象叫作电流的热效应。
2.各用电器里都有导体，只要有电流通过用电器就会产生热量。
3.电热既有利，也有害。有利的可以利用，有害的要防止。
五、焦耳定律
1.内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比。
2. 表达式:Q= 。
教材知识纵横
电功与电热的关系
项目 纯电阻电路 非纯电阻电路
电功 W= Pt=UIt
电功率
电热
发热功率
关系 W>Q Pn> Pn
教材图片解读
命题点1 用电器的额定物理量
如图18-F-1 所示,24 W 表示 ;若灯泡的额定电压为 220 V，则其正常工作时的 电 流 为 A,电阻为 Ω。
命题点2 电流的热效应
生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。电流通过导体时电能转化成 能，
这种现象叫作电流的 效应。如图18-F-2 所示,通电后,电炉丝热得发红而导线却几乎不发热，原因是：电炉丝与导线是 联的，根据焦耳定律，当电流与通电时间相等时，电流通过导体产生的热量跟电阻成 ，电炉丝的电阻比导线的电阻大，因此产生的热量 ，所以电炉丝热得发红，导线却不热。
重点实验再现、 1
实验一 测量小灯泡的电功率
1. 实验原理:P= 。
2.实验电路图
3.实验设计：根据小灯泡的规格，恰当地选择电压表和电流表的测量范围，按照电路图连接实物电路，连接电路时断开开关，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处。分别使小灯泡在等于、小于、稍大于其额定电压下工作，记下对应的电流值，观察小灯泡的亮度。最后计算出不同情况下的电功率，比较小灯泡的亮度与实际功率间的关系。
4.实验器材：电源(电压为6 V)；开关；电流表；电压表；滑动变阻器；小灯泡(额定电压为3.8 V,灯丝电阻约为10 Ω);导线。
5.进行实验
(1)根据电路图，连接图18-F-3甲所示电路。
(2)使小灯泡两端电压等于其额定电压，观察小灯泡的亮度，记录通过小灯泡的电流(如图乙所示)，为 A。
(3)使小灯泡两端电压小于其额定电压，观察小灯泡的亮度，记录小灯泡两端的电压和通过它的电流。
(4)使小灯泡两端电压稍大于其额定电压，观察小灯泡的亮度，记录小灯泡两端的电压和通过它的电流。
(5)断开开关，计算出小灯泡每一次的功率，其额定功率为 W。比较灯泡亮度与电功率间的关系，最后整理器材。
6.实验结论：用电器两端电压不同，实际功率 ；小灯泡两端的电压越高，实际功率 ，小灯泡越 。
7.评估交流：实验误差不能避免，但是可以减小，多次测量求平均值是减小实验误差的常用方法。为什么在“伏安法测定值电阻”的实验中可以取电阻的平均值，而在“测量小灯泡电功率”的实验中不能取电功率的平均值？
实验二 探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关
1.发现问题、提出问题：电炉丝通过导线接到电路中，通过电炉丝和导线的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线几乎不发热？电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关？
2.作出假设：电流通过导体时产生的热量与 、 、 有关。
3.实验设计：首先将一个5Ω电阻和一个10Ω电阻 (选填“串联”或“并联”)在电路中，闭合开关，通电相同时间，观察 ，并记录，探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系；然后将两个5Ω电阻并联后再与一个5Ω电阻串联在电路中，闭合开关，通电相同时间，观察 U形管两边液面的高度差，并记录，探究电流通过导体产生的热量与 的关系。
4.探究方法：控制变量法、转换法。
5.进行实验
(1)在探究“电流、通电时间相同，电热与电阻的关系”时，应将阻值不同的两电阻 联，如图18-F-4甲所示。
(2)在探究“电阻、通电时间相同，电热与电流的关系”时，可将相同阻值的两电阻分别放在 电路的干路和支路上，如图乙所示。
6.得出结论：在电流、通电时间相同的情况下，电阻 ，这个电阻产生的热量越多；在电阻、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量 。
7.评估交流：(1)在图乙中的容器外部并联一个5Ω的电阻是为了 。
(2)在实验过程中，若通电一段时间后，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 。
(3)在图乙中，如果容器外部并联的5Ω电阻发生了断路，保证电源电压及通电时间相同，则左侧 U 形管中液面的高度差将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
中考真题链接
1. (2025达州)小芳家有一只标有“220 V 1000 W”的电热水壶。使用前，家中电能表示数如图18-F-5所示；关闭其他用电器，只让电热水壶正常工作30 min。下列说法正确的是( )
A.电热水壶的电阻为484 Ω
B.电热水壶消耗的电能为3×10 J
C.此过程电能表指示灯闪烁了3000次
D.30 min后电能表表盘示数为012350
2.(2025 菏泽)某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”，其铭牌如图18-F-6所示。顾客咨询：“该移动电源可以供2.5kW 的用电器正常工作吗 ”客服回复：“没问题，这是3kW·h 的,3 kW 的用电器都可以正常使用。”该客服 ( )
A.说法正确
B.混淆了电功率和电能
C.混淆了电功率和电流
D.混淆了电功率和电压
3. (2025 达州)如图18-F-7 所示为定值电阻 R 和灯泡 L 的 U-I图像，灯泡 L 的额定电压为2.5V。将两用电器串联在电源两端，灯泡L正常发光。下列说法正确的是 ( )
A.电源电压为2.5 V
B.灯泡L 的额定功率为0.75 W
C. R 与灯泡L 的功率之比为5:3
D.灯泡L 的U-I 图像为图线B
4.(2025 菏泽)水中溶氧量是水产养殖的一项关键指标。小红利用溶解氧传感器设计了自动充氧装置，其中监测电路如图18-F-8所示，电源电压保持不变。溶解氧传感器的阻值随水中溶氧量的降低而减小。闭合开关，当溶氧量降低时 ( )
A.电流表的示数变小
B.电压表的示数变大
C.电路的总功率变小
D.滑动变阻器的功率变大
5. (2025 重庆)科技小组的同学按如图18-F-9 甲所示的电路研究自制小台灯的调光效果，灯泡L标有“2.5 V”字样,电源电压恒为4.5 V,电压表的测量范围为“0~3V”，电流表的测量范围为“0~0.6A”。闭合开关S，在确保电路安全的情况下，最大范围移动滑动变阻器的滑片 P，观察灯泡L的亮暗，绘出灯泡L的电流与电压的关系图像，如图乙所示。下列分析正确的是 ( )
A.灯泡正常发光时的电阻为5Ω
B.灯泡随滑片 P 向b 端移动而变亮
C.变阻器接入电路的阻值范围为8~40Ω
D.电路消耗的最大电功率为0.625 W
6.(2025 上海)某同学家的一个电器上标有“220 V 440 W”,则此用电器正常工作时的电压为 V，使用时将 转化为内能。
7. (2025 安徽)如图18-F-10 所示电路中,电源电压保持不变，R 、R 均为定值电阻，其中 闭合开关 S，电流表的示数为0.20 A,通电 10 s整个电路共产生6 J 的热量，则电阻R 产生的热量为 J。
8. (2025 陕西 A 卷)如图18-F-11 甲所示是小明家的电能表，此时电能表的示数为 kW·h，小明家破壁机的参数如图乙所示，仅接通家中破壁机的破壁挡，观察到通电 1m in电能表的指示灯闪烁 60 次，则家中的实际电压 (选填“大于”“小于”或“等于”)220 V；当破壁机的破壁和加热功能同时使用时，通过电线的电流约为9 A，电线的电阻约为0.05 Ω,通电 5 min 电线上产生的热量为 J。
9. (2025天津)如图18-F-12 所示的电路,电源电压恒为3 V，a、b是粗细均匀电阻丝的两端点，c是电阻丝的中点。只闭合开关S ，电流表示数为1 A，该电路通电1m in消耗的电能为 J；闭合开关 S 和 S ，电流表示数为 A。
10. (2025泸州)如图18-F-13所示，电源电压不变，小灯泡L标有“6 V 3 W”的字样，不考虑灯丝电阻变化，电流表的测量范围为0~3A，滑动变阻器的最大阻值为24 Ω。闭合所有开关，移动滑片到中间位置，L正常发光，则电源电压为 V；保持滑片不动，闭合S，断开 S 、S ，电流表示数变化了0.8 A,则 R。的阻值为 Ω;调节开关及滑动变阻器，使电路总功率达到允许的最大值，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
11.(2025 云南)同学们测量额定电压为2.5 V 小灯泡的电功率。
(1)实验前，电流表指针位置如图18-F-14 甲所示，应对电流表进行 。
(2)同学们连接的电路如图乙所示，经检查发现A、E两点间的导线连接错误，应改接到 两点之间；更正错误后，将滑动变阻器的滑片置于最 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮，经检查发现小灯泡灯丝断了，此时电压表 (选填“有”或“无”)示数。排除故障后继续实验，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，继续调节滑动变阻器，使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如下表所示，表中a 处的数据为 。
实验次数 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的亮度
1 a 0.30 正常发光
2 2.0 0.26 较暗
3 3.0 0.32 较亮
(4)分析表格中信息可知小灯泡的额定功率为 W，小灯泡的实际功率越 ，小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差，这种做法是 (选填“正确”或“错误”)的。
12. (2024 无锡)用如图18-F-15 所示的装置探究影响电流热效应的因素。甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油，电阻丝R 、R 、R 浸没在煤油中,其中 闭合开关前，记录下煤油的初温度 t ，开关S接a，调节滑动变阻器滑片 P，使电流表的示数为1 A，记录下第100 s和第200 s时甲容器中煤油的末温度 t；开关S接b，调节滑片 P，使电流表的示数为0.5A，记录下第200 s时乙、丙容器中煤油的末温度t。断开开关，结果如下表所示，比较序号①②可得：当通过导体的电流和导体的 相等时，导体产生的热量与通电 有关。比较序号②和 可知导体产生的热量与电流大小有关。实验中，电阻R 产生的热量为 J。
序号 电阻 I/A 时间/s t/℃
① 1 100 20 34
② R 1 200 20 48
③ R 0.5 200 20 27
④ 0.5 200 20 34
13.(2025 扬州)某电水壶内部电路简化后如图18-F-16 所示。当开关S 、S 都闭合,电水壶处于加热状态。水烧开后温控开关S 自动断开，电水壶处于保温状态。已知电阻. 22 Ω,保温时通过R 的电流为0.2 A,c*= 求：
(1)将质量为 1 kg、初温为20℃的水加热至70℃，水吸收的热量Q。
(2)电水壶处于加热状态时的电功率 P。
(3)电水壶处于保温状态时，1min 消耗的电能W。
【核心要点突破】
一、1.其他形式
2. 千瓦时(kW·h) 焦耳(J) 1
3.电能 差
4.电压 电流 通电时间 W=UIt
5. 和
二、1. 比
4.快慢 电流在1 s内所做的功是1 J
5. 和
三、1.正常
2.额定
四、1.电内
五、1.电流的二次方 电阻 通电时间
2. I Rt
【教材图片解读】
命题点1 灯泡的额定功率为24 W
0.11 2016.67
命题点2 内 热 串 正比 多
【重点实验再现】
实验一 1. UI
2.如图所示
5. (1)如图所示
(2)0.3
(5)1.14
6.不同 越大 亮
7.定值电阻的阻值受温度影响不大，多次测量求平均值可以提高测量结果的精确度。小灯泡灯丝电阻随温度的变化而变化，小灯泡两端电压不同，电功率也不同，因此不能取电功率的平均值。
实验二 2.电流 导体的电阻
通电时间
3.串联 U形管两边液面的高度差通过导体的电流
5. (1)串 (2)并联
6.越大 越多
7. (1)分流
(2)装置漏气
(3)变小
【中考真题链接】
1. D 2. B 3. B 4. D 5. C
6. 220 电能
7. 2 8. 3023.6 小于 1215
9. 180 2 10. 6 18 2.4
11. (1)调零 (2)B、E(或 D、E) 右
(3)有 2.5 (4)0.75 大 错误
12. 电阻时间③ 250
13. (1)水吸收的热量:Q=c*m△t=4.2×
(2)当开关S 、S 都闭合时，电路中只有电阻R ，电水壶处于加热状态，则电水壶处于加热状态时的电功率：
(3)水烧开后温控开关 S 自动断开，则电路中电流为0.2A，此时电水壶处于保温状态,1m in消耗的电能:W=UIt=220 V×0.2 A×60s=2640 J。

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