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第1课时电功 焦耳定律第2课时电功率考点聚焦考点聚焦考点考点1 1 电功与电能电功与电能电功电功电流所做的功电流所做的功电流做功电流做功的实质的实质电流做功的过程，就是消耗电能的过程。它电流做功的过程，就是消耗电能的过程。它实际是将实际是将_能转化为其他形式能的过程；能转化为其他形式能的过程；用电器消耗了多少电能就有多少电能转化为其用电器消耗了多少电能就有多少电能转化为其他形式的能他形式的能电能的电能的应用应用电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等发声等电电耗能的耗能的多少多少用电器消耗的电能等于这段电路两端的用电器消耗的电能等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积，电压、电路中的电流和通电时间的乘积，即：即：W W _电功的电功的计算计算W W_(_(适用于所有电路适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：对于纯电阻电路可推导出：W W_ _ _ 说明说明(1)(1)纯电阻电路指的是电路中所消耗的电纯电阻电路指的是电路中所消耗的电能全部转化为内能的电路，如白炽灯、电炉等。能全部转化为内能的电路，如白炽灯、电炉等。(2)(2)无论是串联还是并联，电路中消耗的总电能无论是串联还是并联，电路中消耗的总电能W WW W1 1W W2 2WnWn。UItUItPtPtUItUIt考点考点2 2 电能的单位和计量电能的单位和计量 1 1国际单位是国际单位是_；常；常用单位：用单位：_。(1(1度度1 kWh1 kWh3.6106 J)3.6106 J)2 2电能表：测量用电器消耗电能表：测量用电器消耗电能的仪器，如图电能的仪器，如图23231 1所示。必所示。必须注意的几个参数须注意的几个参数图图23231 1焦耳（焦耳（J J）度度(kWh)(kWh)参数参数意义意义220 V220 V表示这个电能表在表示这个电能表在220 V220 V电压下使用电压下使用20 A20 A表示允许通过这只电能表的最大电流表示允许通过这只电能表的最大电流是是20 A20 AkWhkWh表示电能表测量电能的单位是表示电能表测量电能的单位是kWhkWh，即，即“度度”2500r/2500r/(kWh)(kWh)表示接在这个电能表上的用电器，表示接在这个电能表上的用电器，每消耗每消耗1 1度电，电能表的表盘转动度电，电能表的表盘转动25002500转转 3.3.读数：电能表计数器上前后两次读数之读数：电能表计数器上前后两次读数之_，就是，就是这段时间内用电的度数。这段时间内用电的度数。点拨点拨(1)(1)表盘数据中的最后一格中是读数的小数部分，表盘数据中的最后一格中是读数的小数部分，实际生活中一般不参与计算。实际生活中一般不参与计算。(2)(2)测量较大电能时用刻度盘读数。测量较大电能时用刻度盘读数。(3)(3)测量较小电能时利用表盘转数读数。测量较小电能时利用表盘转数读数。4 4“1 1度度”的规定：的规定：1 kW1 kW的用电器正常工作的用电器正常工作1 h1 h消耗的消耗的电能电能。差差考点考点3 3 电流的热效应电流的热效应目的目的 探究电流通过导体产生的热量跟哪些因探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关素有关 原理设计图原理设计图结论结论在电流、通电时间相同的情况下，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越电阻越大，产生的热量越_在通电时间一定、电阻相同的情况在通电时间一定、电阻相同的情况下，下，通过的电流越大，产生的热量越通过的电流越大，产生的热量越_多多多多考点考点4 4 焦耳定律焦耳定律 1 1内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成_，跟导体的电阻成，跟导体的电阻成_，跟通电时间成，跟通电时间成_。2 2公式公式 (1)(1)数学表达式：数学表达式：_(_(适用于所有电路适用于所有电路)。说明说明 各物理量都对应同一段电路或同一个导体；各物理量都对应同一段电路或同一个导体；焦耳定律是对电流热效应规律的定量描述。焦耳定律是对电流热效应规律的定量描述。(2)(2)对于纯电阻电路可推导出：对于纯电阻电路可推导出：正比正比正比正比正比正比考点考点5 5 电热的利用和防止电热的利用和防止1 1电热的利用电热的利用电热器电热器原理原理电流的电流的_效应效应组成组成主要组成部分主要组成部分发热体，发热体是由电发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘体材料上阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘体材料上做成的做成的优点优点清洁卫生；清洁卫生；热效率高；热效率高；可以方便地可以方便地控制和调节温度控制和调节温度举例举例电炉、电饭锅、电热毯等电炉、电饭锅、电热毯等热热2.2.电热的防止电热的防止利用散热窗、散热片、风扇等方法加快散热。利用散热窗、散热片、风扇等方法加快散热。知识纵横知识纵横串、并联电路中电热、电热功率公式对比串、并联电路中电热、电热功率公式对比归类示例归类示例类型一类型一 电功电功命题角度：命题角度：(1)(1)电能、电功的概念及意义。电能、电功的概念及意义。(2)(2)电能测量方法。电能测量方法。(3)(3)电能表的有关计算。电能表的有关计算。图23212V12V72J72J0.2A0.2A6060 类型二类型二 电流的热效应电流的热效应命题角度：命题角度：(1)(1)了解电流热效应及其应用和危害。了解电流热效应及其应用和危害。(2)(2)探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。(3)(3)探究过程中控制变量法的应用。探究过程中控制变量法的应用。(4)(4)探究过程中产生热量的多少的显示方法。探究过程中产生热量的多少的显示方法。例例2 220122012德州德州 小明利用如图小明利用如图23233 3所示所示的实验装置探究的实验装置探究“导体导体产生的热量与电阻大小产生的热量与电阻大小的关系的关系”。甲、乙两瓶。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。金丝的电阻小。图图23233 3 (1)(1)实验中煤油吸热的多少是通过实验中煤油吸热的多少是通过_(_(选填选填“温度计示数温度计示数”或或“加热时间加热时间”)来反映的。来反映的。(2)(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容_(_(选填选填“大于大于”或或“小于小于”)水的比热容。水的比热容。(3)(3)通电一定时间后，乙瓶中温度计的示数升高得快，通电一定时间后，乙瓶中温度计的示数升高得快，由此得出的实验结论是由此得出的实验结论是_。(4)(4)该实验中用到的研究物理问题的方法是该实验中用到的研究物理问题的方法是_。温度计示数温度计示数小于小于在电流和通电时间相同时，导体电阻越大，产生的热量越多在电流和通电时间相同时，导体电阻越大，产生的热量越多 控制变量法控制变量法(或转换法或转换法)采用控制变量法是探究实验常用的方法，本实采用控制变量法是探究实验常用的方法，本实验可通过控制电流、通电时间不变，只改变电阻，看热验可通过控制电流、通电时间不变，只改变电阻，看热量的变化。量的变化。类型三类型三 焦耳定律及其应用焦耳定律及其应用命题角度：命题角度：(1)(1)对焦耳定律的理解。对焦耳定律的理解。(2)(2)有关电热器电路的计算。有关电热器电路的计算。(3)(3)利用焦耳定律解释生活中的电热现象。利用焦耳定律解释生活中的电热现象。（1）7.5 （2）288 J图23-4 解答此类题目首先要明确电路的结构类型，再根解答此类题目首先要明确电路的结构类型，再根据不同电路的不同规律利用欧姆定律、焦耳定律计算求解据不同电路的不同规律利用欧姆定律、焦耳定律计算求解即可。即可。考点聚焦考点聚焦考点考点1 1 电功率电功率定义定义电流在单位时间内所做的功电流在单位时间内所做的功意义意义表示消耗电能的表示消耗电能的_符号符号P P单位单位国际单位：国际单位：_ 常用单位：常用单位：_ 快慢快慢瓦特瓦特(W)千瓦千瓦(kW)大小大小等于用电器在等于用电器在1 s内消耗的电能内消耗的电能公式公式P_(适用于所有电路适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：对于纯电阻电路可推导出：P 2.2.额定电压和额定功率额定电压和额定功率(1)(1)额定电压：用电器正常工作时的电压。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的功率。额定功率：用电器在额定电压下的功率。说明说明 某灯泡上标有某灯泡上标有“PZ220PZ22025”25”字样，分别表示：字样，分别表示：普通照明、额定电压普通照明、额定电压220 V220 V、额定功率、额定功率25 W25 W。UI 通过用电器的铭牌可以得到四个信息量：额定电压、通过用电器的铭牌可以得到四个信息量：额定电压、额定功率、额定电流和电阻。额定功率、额定电流和电阻。(2)(2)当当U U实实U U额额时，时，P P实实P P额额，用电器正常工作，用电器正常工作(例如：灯例如：灯正常发光正常发光)；当；当U U实实U U额额时，时，P P实实P P额额，用电器不能正常工，用电器不能正常工作作(例如：灯光暗淡或超常亮例如：灯光暗淡或超常亮)，有时会损坏用电器。，有时会损坏用电器。注意注意 灯的亮度由灯的实际功率决定，灯的实际功率灯的亮度由灯的实际功率决定，灯的实际功率越大，灯就越亮。越大，灯就越亮。考点考点2 2 测量小灯泡的电功率测量小灯泡的电功率1 1伏安法测小灯泡的额定功率伏安法测小灯泡的额定功率(1)(1)原理：原理：P P_。(2)(2)器材：小灯泡、电源、开关、电压表、电流器材：小灯泡、电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、导线。表、滑动变阻器、导线。(3)(3)电路图电路图(如图如图24241 1所示所示)UI 图241(4)(4)选择仪器和连接实物时注意事项选择仪器和连接实物时注意事项电源：其电压高于小灯泡的额定电压。电源：其电压高于小灯泡的额定电压。滑动变阻器：接入电路时要调到最大值。滑动变阻器：接入电路时要调到最大值。根据能否调到小灯泡的额定电压选择滑动变阻器，用于根据能否调到小灯泡的额定电压选择滑动变阻器，用于改变电路中的电阻和部分电路两端的电压。改变电路中的电阻和部分电路两端的电压。电压表：并联在小灯泡的两端，电流从电压表：并联在小灯泡的两端，电流从“”接线柱接线柱流入，从流入，从“”接线柱流出。接线柱流出。根据额定电压选择电压表量程。根据额定电压选择电压表量程。电流表：串联在电路里，电流从电流表：串联在电路里，电流从“”接线柱流入，接线柱流入，从从“”接线柱流出。接线柱流出。根据根据I I额额 或或I I额额 选择量程。选择量程。(4)(4)分别在额定电压、约分别在额定电压、约1.21.2倍额定电压和低于额定倍额定电压和低于额定电压的情况下测出小灯泡的功率。电压的情况下测出小灯泡的功率。(5)(5)结论：用电器两端的电压不同，电功率就不同，结论：用电器两端的电压不同，电功率就不同，小灯泡两端的电压越高，实际功率越大，灯泡越亮。小灯泡两端的电压越高，实际功率越大，灯泡越亮。注意注意 实验要求改变小灯泡两端的电压进行多次测实验要求改变小灯泡两端的电压进行多次测量，这样做目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际量，这样做目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率，取平均值没有意义。功率，取平均值没有意义。2用电能表、秒表测量用电能表、秒表测量(1)原理：原理：P_。(2)步骤：步骤：使室内其他用电器均停止工作，只让使室内其他用电器均停止工作，只让待测用电器工作；待测用电器工作；记下电能表转盘转过一定转数记下电能表转盘转过一定转数n所用的时间所用的时间t；计算用电器的实际功率：计算用电器的实际功率：P （n为转盘转数，为转盘转数，n0为用电器每为用电器每消耗消耗1千瓦时电能电能表转盘的转数千瓦时电能电能表转盘的转数)。知识纵横知识纵横串、并联电路中电功和电功率的常用公式串、并联电路中电功和电功率的常用公式归类示例归类示例类型一类型一 电功率及其计算电功率及其计算命题角度：命题角度：(1)(1)电功率测量方法。电功率测量方法。(2)(2)电路图的设计以及实物电路的连接。电路图的设计以及实物电路的连接。(3)(3)电表的读数、数据的记录和处理。电表的读数、数据的记录和处理。(4)(4)滑动变阻器的控制作用。滑动变阻器的控制作用。(5)(5)实验过程、方法的评估。实验过程、方法的评估。例例1如图如图242所示，电源电压保持不变，开关所示，电源电压保持不变，开关S和和S1都闭合时，小灯泡正常发光；再将开关都闭合时，小灯泡正常发光；再将开关S1断开，电流表示断开，电流表示数数_(选填选填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”)，小灯，小灯泡的亮度泡的亮度_(选填选填“变亮变亮”、“变暗变暗”或或“不变不变”)，小灯泡的额定功率，小灯泡的额定功率_(选填选填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”)。图242变小变小不变不变不变不变 解析解析(1)(1)开关开关S S和和S S1 1都闭合时，电阻和灯泡并联，电都闭合时，电阻和灯泡并联，电流表测的是通过电阻和小灯泡的电流之和；当电路中开关流表测的是通过电阻和小灯泡的电流之和；当电路中开关S S1 1断开时，只有小灯泡工作，电流表只测通过小灯泡的电断开时，只有小灯泡工作，电流表只测通过小灯泡的电流，故电流表的示数变小。流，故电流表的示数变小。(2)(2)因小灯泡和电阻并联，不因小灯泡和电阻并联，不管开关管开关S S1 1断开或闭合，对灯泡两端的电压都没有影响。根断开或闭合，对灯泡两端的电压都没有影响。根据公式据公式P P 可知，小灯泡两端电压不变，小灯泡的实际可知，小灯泡两端电压不变，小灯泡的实际功率就没有变化，小灯泡的亮度也就没有变化。因小灯泡功率就没有变化，小灯泡的亮度也就没有变化。因小灯泡是正常发光，故实际功率等于额定功率。是正常发光，故实际功率等于额定功率。灯泡的亮度是由实际功率决定的，灯泡的额定功灯泡的亮度是由实际功率决定的，灯泡的额定功率是不变的，不能把实际功率、额定功率混淆。率是不变的，不能把实际功率、额定功率混淆。例例2 22011达州 如图如图24243 3所示，电源电压保持所示，电源电压保持4.5 V4.5 V不变，滑动变阻器不变，滑动变阻器R R的最大阻值为的最大阻值为6 6，闭合开关，闭合开关S S，当滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器的滑片P P滑至中点时，电流表的读数为滑至中点时，电流表的读数为0.4 A0.4 A。求：。求：图243(1)(1)小灯泡小灯泡L L两端的实际电压。两端的实际电压。(2)(2)小灯泡小灯泡L L消耗的实际功率。消耗的实际功率。1.32 W3.3 V(3)假如小灯泡假如小灯泡L是额定电压为是额定电压为“2.2 V”、“2.5 V”、“3.8 V”中的一个，估计小灯泡中的一个，估计小灯泡L的额定功的额定功率在率在1.2 W以内。闭合开关以内。闭合开关S后，后，移动滑片移动滑片P到适当位置时，小灯泡到适当位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如正常发光，此时电流表的示数如图图244所示，试判断小灯泡的额所示，试判断小灯泡的额定电流，并说明理由。定电流，并说明理由。0.3 A图244 本题考查了欧姆定律、串联电路电压的规律、电本题考查了欧姆定律、串联电路电压的规律、电功率公式以及利用公式功率公式以及利用公式I 计算电路中的最大电流。计算电路中的最大电流。类型二类型二 实验探究：实验探究：测灯泡的电功率测灯泡的电功率 例例3 32012怀化 在在“测定小灯泡额定功率测定小灯泡额定功率”实实验中，电源电压为验中，电源电压为6 V6 V，小灯泡的额定电压为，小灯泡的额定电压为3.8 V3.8 V。图245(1)(1)小明同学在连接实验电路时还有导线未接上，小明同学在连接实验电路时还有导线未接上，如图如图24245 5所示，请你用笔画线代替导线把电路连接好所示，请你用笔画线代替导线把电路连接好(导线不得交叉导线不得交叉)。如图所示(2)在连接电路时，开关应该是在连接电路时，开关应该是_。(3)小明同学在检查电路连接时，滑动变阻器的滑片应该移小明同学在检查电路连接时，滑动变阻器的滑片应该移到到_(选填选填“A”或或“B”)端。另一同学小红接好电端。另一同学小红接好电路后，闭合开关，发现电流表和电压表指针的偏转情况如路后，闭合开关，发现电流表和电压表指针的偏转情况如图图246甲所示，则可能的原因是：电流表甲所示，则可能的原因是：电流表_，电压表，电压表_断开的断开的B正、负接线柱接反了正、负接线柱接反了 所选量程太小所选量程太小图246(4)(4)要使小灯泡正常发光，小明应移动滑动变阻器的滑片使要使小灯泡正常发光，小明应移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为电压表的示数为_V_V，若此时电流表的示数如图乙所，若此时电流表的示数如图乙所示，其示数为示，其示数为_A_A，那么小灯泡的额定功率是，那么小灯泡的额定功率是_W_W。3.80.31.14 解析解析(1)(1)由题图甲可知，电压表由题图甲可知，电压表“”接线柱没接线柱没有接上，可将小灯泡左端接线柱接到此位置；开关要有接上，可将小灯泡左端接线柱接到此位置；开关要接入电路。接入电路。(2)(2)在连接电路时，开关应该是断开的。在连接电路时，开关应该是断开的。(3)(3)由实物电路图知，滑片在由实物电路图知，滑片在B B端时，滑动变阻器接入端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，因此在检查电路连接时，滑动变阻电路的阻值最大，因此在检查电路连接时，滑动变阻器的滑片应该移到器的滑片应该移到B B端。由图甲知，电流表指针反向偏端。由图甲知，电流表指针反向偏转转左偏转，是由电流表正负接线柱接反了造成的；左偏转，是由电流表正负接线柱接反了造成的；电压表指针超过电压表的最大刻度线，这是电压表所电压表指针超过电压表的最大刻度线，这是电压表所选量程太小造成的。选量程太小造成的。(4)当电压表示数等于小灯泡的额定电压当电压表示数等于小灯泡的额定电压3.8 V时灯泡时灯泡正常发光；由图乙知：电流表所选量程是正常发光；由图乙知：电流表所选量程是00.6 A，分度值是分度值是0.02 A，则电流表示数是，则电流表示数是0.3 A，灯泡的额，灯泡的额定功率：定功率：PUI3.8 V0.3 A1.14 W。本题考查了连接电路图、实验的注意事项、故障本题考查了连接电路图、实验的注意事项、故障分析、电流表读数、求小灯泡的额定功率，有一定的综合分析、电流表读数、求小灯泡的额定功率，有一定的综合性。性。例例4 42012武汉 某同学测量一只额定电压为某同学测量一只额定电压为2.5 V2.5 V的小灯泡的电功率，他设计的电路图如图的小灯泡的电功率，他设计的电路图如图24247 7甲所示。甲所示。图247(1)(1)请根据图甲将图乙中的实物电路连接完整。请根据图甲将图乙中的实物电路连接完整。(导线不导线不允许交叉允许交叉)如图所示(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最_(选填选填“左左”或或“右右”)端。闭合开关后，调节滑动变阻器，端。闭合开关后，调节滑动变阻器，当电压表的示数为当电压表的示数为2.5 V时，电流表的示数为时，电流表的示数为0.28 A，小，小灯泡的额定功率为灯泡的额定功率为_W。继续调节滑动变阻器，。继续调节滑动变阻器，当它连入电路的电阻值最小时，电压表的示数为当它连入电路的电阻值最小时，电压表的示数为2.7 V，电流表的示数为电流表的示数为0.29 A，小灯泡的实际功率为，小灯泡的实际功率为_W。右右0.70.783 解析解析(1)(1)由题意知，小灯泡在额定电压下的电流，由题意知，小灯泡在额定电压下的电流，即额定电流为即额定电流为0.28 A0.28 A，则电流表选，则电流表选0 00.6 A0.6 A的量程；小的量程；小灯泡与电流表串联接入电路；电压表并联在小灯泡两端。灯泡与电流表串联接入电路；电压表并联在小灯泡两端。(2)(2)为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值。由电路图可知，滑片在最右端时滑阻值应为最大阻值。由电路图可知，滑片在最右端时滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，因此闭合开关前，动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，因此闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最右端。灯泡的额定功率：滑动变阻器的滑片应置于最右端。灯泡的额定功率：本题考查了连接电路图、滑动变阻器的调节、求本题考查了连接电路图、滑动变阻器的调节、求灯泡的额定功率与实际功率，连接实物电路时电表量程的灯泡的额定功率与实际功率，连接实物电路时电表量程的选择，连线时注意电表的正、负接线柱不要接反等电学中选择，连线时注意电表的正、负接线柱不要接反等电学中重要的实验技能和基本计算。重要的实验技能和基本计算。方法集锦方法集锦1.1.在分析、计算电功率时，串联电路中应首选公在分析、计算电功率时，串联电路中应首选公式式P P ，并联电路中应首选公式，并联电路中应首选公式P P 。2 2对同一电阻而言，在不同电压下的功率之比，对同一电阻而言，在不同电压下的功率之比，等于相应电压的平方之比，即等于相应电压的平方之比，即 。3 3灯泡的亮度是由其实际功率决定的，灯泡越灯泡的亮度是由其实际功率决定的，灯泡越亮，则实际功率越大；几个灯泡的亮度一样，则它亮，则实际功率越大；几个灯泡的亮度一样，则它们的实际功率是相同的。们的实际功率是相同的。4 4在纯电阻电路中，额定电压相同的用电器，在纯电阻电路中，额定电压相同的用电器，额定功率越大，其电阻越小。额定功率越大，其电阻越小。