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电能　电功　电功率　焦耳定律
考点一　电能
1．定义：电能是一种能源，可以让各种各样的用电器工作．
2．单位及单位换算
1
3．6×106
单位
焦耳(国际单位)
度(常用单位)
符号
J
kW·h
单位换算
1度＝____ kW·h＝__________J
?
转盘式电能表
频闪式电能表
示意图
?
?
主要
参数
?
“220 V”表示这个电能表应该在220 V的电路中使用；“10(20) A”表示这个电能表的标定电流为____ A，额定最大电流为____ A

“3 000 r/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1 kW·h的电能，电能表上的转盘转过______转
“1 200 imp/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1 kW·h的电能，电能表上的指示灯闪烁_____次
3．电能表
10
20
3 000
1 200
?
转盘式电能表
频闪式电能表
读数
__________ kW·h
__________ kW·h
电能
计算
若前一次读数为7 304．6 kW·h，这段时间内消耗的电能是______ kW·h，合____________ J
若前一次读数为255．1 kW·h，这段时间内消耗的电能是_____ kW·h，合__________ J
若一段时间内电能表的转盘转了1800 r，消耗的电能是_________ kW·h，合__________ J
若一段时间内电能表的指示灯闪烁了600次，消耗的电能是_____ kW·h，合_________J
7 325．6
285．1
21
7．56×107
30
1．08×108
0．6
2．16×106
0．5
1．8×106
?
电功
电功率
定义
电流对外做的功，是电能转化为其他形式的能的量度，用符号W表示
电功率等于电功与完成这些电功所用的时间之比，用符号P表示
单位换算
1 度＝1 kW·h＝3．6×106J
1 kW＝__________W
公式
W＝__________
P＝__________
考点二　电功与电功率
1．电功与电功率
103
UIt
电压
功率
灯泡亮度
U实>U额
P实______P额
灯泡偏__________
U实 P实_____P额
灯泡偏__________
U实＝U额
P实_______P额
灯泡__________发光
2．额定电压、额定功率
(1)额定电压：用电器__________时的电压．
(2)额定功率：用电器在__________电压下工作时的电功率．
(3)实际功率：用电器在__________电压下的电功率．
(4)实际电压、实际功率、灯泡亮度的关系
正常工作
额定
实际
>
亮
<
暗
＝
正常
电流的
热效应
定义：电流通过导体时______能转化为_______能的现象
影响因素：电流越大，电阻越大，通电的时间越长，电阻产生的热量越多
焦耳
定律
定义
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
公式
Q＝_________
考点三　焦耳定律
电
内
电流的二次方
电阻
通电时间
I2Rt
1．小明家电能表如图所示，此时他家电能表的示数为__________kW·h，他家同时使用的用电器总功率不能超过__________W．将某用电器单独接在该电能表上工作10 min，电能表上的转盘转过300 r，该用电器在上述时间内消耗的电能为__________J，它的电功率为__________ W．
7 325．6
8 800
3．6×105
600
2．【课后题改编】一电烙铁的铭牌上标着“220 V　110 W”的字样，它正常工作时的电流是________ A，电烙铁的电阻是_______ Ω；把它接在110 V的电路中时电烙铁的电阻是_______ Ω，电烙铁的实际功率是_________ W(忽略温度对电烙铁电阻的影响)．
3．有一台电动机，额定电压为6 V，额定电流为1 A，电动机线圈电阻为0．5 Ω，这台电动机正常工作1 min，消耗的电能为_______ J，产生的热量为______ J．
0．5
440
440
27．5
360
30
1．常见用电器的电功率
家用空调：约1 000 W 波炉：约1 000 W
电热水器：约1 000 W 熨斗：约500 W
电吹风机：约500 W 式计算机：约200 W
液晶电视机：约100 W 冰箱：约100 W
手电筒：约0．5 W 算器：约0．5 mW
2．纯电阻电路和非纯电阻电路的区别
(1)纯电阻是指用电器工作时只把电能转化为内能，而不转化为其他形式的能，电路中只含有纯电阻的电路叫纯电阻电路．
(2)非纯电阻是指用电器工作时除了把电能转化为内能，还转化为其他形式的能，如电动机把电能转化为机械能和少量内能，含有电动机的电路就是非纯电阻电路．
铭牌类问题中电功率的相关计算
小灯泡甲上标有“6 V　3 W”字样，小灯泡乙上标有“6 V　6 W”字样，假定两灯的灯丝电阻不变，请回答下列问题：
(1)小灯泡甲正常工作时的电流为_____A，小灯泡甲的灯丝电阻是______Ω．
(2)若将小灯泡甲单独接入电路中正常工作1 min，消耗的电能为______J．
(3)若将甲、乙两小灯泡串联接在9 V的电源两端，电路中的总电流为________A，小灯泡甲的实际功率为________W；小灯泡________(选填“甲”或“乙”)可以正常发光．通电1 min电路消耗的电能为________J．
0．5
12
180
0．5
3
甲
270
(4)若将甲、乙两小灯泡并联接在6 V的电源两端，通过干路的电流为________A，甲、乙两小灯泡的实际功率分别为________W和________W；小灯泡________(选填“甲”或“乙”)的亮度更亮．通电1 min后电路消耗的总电能为________J．
1．5
3
6
乙
540
如图所示分别是小明家5月初和6月初电能表的示数，请回答下列问题：








(1)小明家5月份使用了________度电．
(2)小明家同时使用的用电器总功率不得超过________W．
30
4 400
(3)若将一用电器单独接入电路工作10 h，电能表指示灯闪烁1 000次，则该用电器的功率为________W．
(4)将一盏“220 V　100 W”的电灯单独接入电路中，正常工作2 h，则电能表的指示灯闪烁________次．
62．5
320
家用电器的多挡位问题中电功率的相关计算
电
路
图
?


短路式

?

并联式
?


单刀双掷开关
如图所示是家用电暖器的内部简化电路图，其额定电压为220 V，R1＝R2＝44 Ω，请回答下列问题：
(1)低温挡功率为________W．
(2)高温挡功率为________W．
(3)当电路处于低温挡时，电流表的示数为________A，电路正常工作10 min消耗的电能为__________J．
550
1 100
2．5
3．3×105
如图所示为某电饭锅的电路原理图，该电饭锅有加热和保温两种工作状态，已知电源电压保持220 V不变，电阻R1、R2的阻值均为121 Ω．








(1)加热功率为______W，通电10 min后电路消耗的电能为__________J．
(2)保温挡的功率为________W，此时电路中的电流约为________A(结果保留两位小数)．
800
4．8×105
400
1．82
多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎．图甲是某品牌养生壶电路简化图，图乙为其铭牌．
甲
乙
项目
参数
电源电压(V)
220
低温挡功率(W)
275
中温挡功率(W)
550
高温挡功率(W)
?
(1)请分析论证：当开关S1闭合、S2接B时，养生壶处于高温挡．
(2)求电阻丝R2的阻值．
(3)求养生壶在高温挡正常工作时的电功率．
(4)使用该养生壶的高温挡将质量为2 kg、初温20 ℃的水加热至75 ℃所用的时间为525 s，求该养生壶加热效率[水的比热容为4．2×103 J/(kg·℃)]．
(5)在夏天用电高峰的傍晚，小金关闭了家中的其他用电器，仅使用该养生壶，此过程中电能表(图丙)的转盘在6 min内转了300 r，求养生壶的实际电功率．
实验22　探究电流产生的热量与哪些因素有关
1．实验装置



2．被加热的材料选用煤油或空气的原因(利用其比热容小，可以使实验现象更明显)
3．转换法的应用(利用U形管中液面高度变化反映电阻丝产生电热的多少)
4．控制变量法的应用
(1)探究电热与通电电流的关系：控制电热丝阻值和通电时间相同，改变通过两电热丝的电流大小(电路设计：如上图乙所示)
(2)探究电热与电阻的关系：控制通过电热丝的电流和通电时间相同，选择两个电阻不同的电阻丝(电路设计：将阻值不同的电热丝串联在电路中，如上图甲所示)
(3)探究电热与通电时间的关系：控制电热丝的阻值和通过电热丝的电流相同，改变通电时间的长短．
5．多次测量的目的(避免偶然因素对实验结论的影响，得出普遍规律)
6．实验数据分析(根据现象及数据得出结论)
实验结论：导体产生的电热与电流、电阻和通电时间有关：①在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的热量越多；②在通过电阻的电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；③在电阻相同、通过电阻的电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多．
小杰和小芳在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少．装置的密封性能良好，电源电压为6 V．







(1)小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，________，电阻产生的热量越多”的结论．
电流越大
(2)小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是________(选填字母)．
A．正常工作时，“36 V　54 W”的灯泡比“12 V　6 W”的灯泡亮
B．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
√
(3)为了验证猜想，小芳选用了5 Ω和100 Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线代替导线把电路连接完整．闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是__________________________________，
请你提出改进办法：____________________________________________
___________________．
[答案]　如图所示
电路中电流太小(或电源电压太低)
将100 Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝(或增大电源电压)
√
1．生活中有时需要利用电流的热效应，有时又需要减小电流的热效应的产生或将电热快速散掉，防止电热带来危害．下列事例中，属于防止电流热效应产生危害的是(　　)
A．电热孵化器孵小鸡
B．用电取暖器取暖
C．烘干机烘干衣物
D．电脑防热风扇
2．【人教图片改编题】在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，小明发现家中电能表表盘如图所示，该电能表的示数为________kW·h，他家同时工作的用电器总功率不能超过________W．小明想测家中电水壶的功率，只让电水壶在电路中工作，当指示灯闪烁了48次，用时1 min，则该电水壶的功率为________W．
326．6
8 800
1 800
3．在某汽车尾部的挡风玻璃上，有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为12 Ω的电阻丝并联而成，简化结构如图所示．该装置与12 V的汽车电池接通工作1 min，产生的总热量为________J．
3 600
4．图示电路中，U＝12 V，R1＝6 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω．当S2断开、S1闭合时，电阻R1消耗的电功率为________W；当S1、S2都闭合时，6 s内电流通过R2产生的热量是________J．
8．64
32
5．取一个标有“6 V　3 W”的小灯泡，把它接在电压为6 V的电源上，此时通过小灯泡的电流为________A；把它接在电源电压为4 V的电路中，此时小灯泡的实际功率为________W(结果保留一位小数)，亮度相比于之前会________(选填“变亮”“变暗”或“不变”)(不考虑灯丝电阻的变化)．
0．5
1．3
变暗
6.某学校共有电灯100盏，都用60 W的普通照明灯泡，平均每天用电4 h，如果都改用40 W的日光灯，不但可以省电，而且比原来更亮了．换灯后该校一年(365天)可节约电能________kW·h，小明家的电能表的铭牌标有“220 V　20 A”，最多可以装40 W的日光灯________盏．
2 920
110
√
[基础保分练]
考点1　电能表的相关计算
1．(2022·青海)一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．该电能表应该在220 V的电路中使用
B．该电能表的额定最大电流为20 A
C．电能表是计量用电器消耗电能的仪表
D．该电能表此时的读数是31．6 J
2．如图所示是小明家的电能表以及该表某月初、月末的两次读数，由图可知，他家在该月消耗的电能为________kW·h，他家现已接入用电器的总功率为2 000 W，还可以接入的用电器的最大功率为________W．
90
200
3．陈明家新买了一个用电器，他想测出该用电器的额定功率．如图所示是他家安装的电子式电能表，表盘上标有“3 000 imp/(kW·h)”字样，即指示灯闪烁3 000次表示电路消耗的电能为1 kW·h．陈明测出该用电器单独工作3 min时，电能表指示灯闪烁了150次，该用电器在这段时间内消耗了________kW·h的电能，它的功率是________W，这个用电器可能是________(选填“电灯”“电饭煲”或“电视机”)．
0．05
1 000
电饭煲
考点2　电功率的相关计算
4．(2023·西宁)如图所示是小灯泡L和定值电阻R的I－U图像，由图像可知(　　)
A．R的电阻为5 Ω
B．小灯泡的电阻随温度的升高而减小
C．将小灯泡L与定值电阻R并联在电压为2 V的电路中，干路中的电流为0．3 A
D.将小灯泡L与定值电阻R串联在电流为0．2 A的电路中，总功率为0．4 W
√
5．现有两个灯泡L1和L2分别标有“3 V　3 W”和“3 V　1．5 W”的字样．将它们串联后接到电压为U的电源上，灯泡L1消耗的功率为P1．将它们并联后接到同一电源上，灯泡L2消耗的功率为P2(两灯泡电阻不受温度变化影响)，则P1∶P2为(　　)
A．2∶9 B．9∶2
C．4∶5 D．5∶4
√
6．(2022·西宁)一只标有“6 V　3 W”字样的小灯泡正常工作时的电流是________A；如果把它接在电源电压为9 V的电路中，为使其正常发光应串联一个________Ω的电阻．
0．5
6
7．若将分别标有“3 V　3 W”“6 V　3 W”字样的两灯串联接入电路，在长时间工作过程中，允许加在它们两端的最高电压是________V，标有“3 V　3 W”字样的灯实际消耗的电功率是________W．(灯丝电阻保持不变)
7．5
0．75
考点3　焦耳定律的应用及相关计算
8．(2022·青海)如图所示是某款储水式“暖手宝”，铭牌上标有“220 V　440 W”的字样．接入家庭电路正常工作时的电流为________A，此时它将________能转化为内能，通过________(选填“做功”或“热传递”)的方式使手变暖．
2
电
热传递
9．家庭电路中各用电器是______联的，铭牌上均标有“220 V　100 W”字样的电视机和电热毯都正常工作1 h，则________产生的热量较多．
并
电热毯
10．(2024·西宁)如图所示是RA和RB两个定值电阻的U－I图像，由图像可知RA∶RB＝________；若将RA和RB串联接在6 V的电源两端，电路中的电流为________A；若将RA和RB并联接在6 V的电源两端，通电10 s电路产生的热量为________J．
2∶1
0．2
54
11．如图所示的电路中，电阻R1的阻值为4 Ω，当开关闭合后，电压表V1的示数为2 V，V2的示数为1 V，则电源两端的电压为________V，通过电阻R1的电流为________A，电阻R2的阻值为________Ω，电阻R2在1 min内产生的热量是________J．
3
0．5
2
30
考点4　探究电流产生的热量与哪些因素有关
12．(2023·西宁)如图所示，甲、乙两个透明容器中密
封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭
容器中空气温度的变化．通电一定时间后________(选
填“甲”或“乙”)容器连接的U形管液面高度差较大，
由此可以得出结论：在电流和通电时间相同时，导体的________越大，产生的热量越多；当电流为0．3 A，通电10 s后，甲容器中的电阻产生的热量是________J．
甲
电阻
9
[综合提升练]
13．定值电阻R和灯泡L，它们的I－U图像如图所示．若将R与L串联在4 V电源两端，则R与L消耗的电功率之比为________；若将R与L并联在2 V的电源两端，电路消耗的总功率为________W．
3∶1
1．3
14．所示的电路中，电源电压恒为9 V，灯泡L标有“6 V　6 W”，滑动变阻器标有“30 Ω　2 A”，下列说法正确的是(　　)
A．灯泡正常发光时的电阻为1 Ω
B．电路中的电流不超过2 A时，电路一定是安全的
C．当灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率为9 W
D．当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡变暗
√
15．(2024·西宁)如图所示的电路，电源电压保持6 V不变，小灯泡L标有“6 V　3 W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响)，电流表的量程为0～3 A，电压表的量程为0～3 V，电阻R1＝20 Ω，滑动变阻器R2的规格为“50 Ω　1 A”．求：
(1)小灯泡的电阻；
答案：12 Ω　
(2)只闭合开关S1、S2，R2接入电路中的电阻为8 Ω时，通电100 s电路消耗的电能；
答案：180 J　
(3)当所有开关都闭合时，电流表的示数；
答案：0．8 A
(4)在保证电路安全的情况下，此电路的最小功率．
答案：0．9 W

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