資源簡介

一、電能、電功、電功率 1．電能和電功：用電器通過電流做功（電功），把電能轉化為其他形式的能。 （1）電功計算公式：W=UIt=Pt。適用于所有電路。 （2）單位：電能和電功的基本單位是焦耳（J）。日常生活中常用的電能單位是度，又叫千瓦時（kW·h）。 換算關系為：1 kW·h=3.6×106 J。 （3）電能表銘牌參數含義： “220 V”表示電能表在220 V的電路中使用； “10（40） A”表示標定電流是10 A，額定最大電流是40 A，電能表工作時的電流不應超過額定最大電流； “50 Hz”表示在頻率為50 Hz的交流電路中使用； “3 000 revs/（kW·h） ”表示每消耗1 kW·h的電能（1度電），電能表的轉盤轉過3 000轉。
2．電與熱 （1）電流的熱效應：電流通過導體時，會把電能轉化成內能。 （2）電熱（焦耳熱）計算方法：焦耳定律公式，Q=I2Rt，所有電路適用。 純電阻電路中電能全部轉化成熱，Q=W。 對于非純電阻電路電能不僅轉化為內能，還主要轉化為其他形式的能，W>Q。 3．電功率：表示電流做功的快慢。符號P，單位瓦特，簡稱瓦（W）。 （1）電功率計算公式：P==UI（適用于所有電路）；對于純電阻電路可推導出P=I2R==。 （2）額定功率和實際功率 額定功率：用電器在額定電壓下工作時的功率。此時，用電器正常工作。 實際功率：用電器在實際電壓下工作時的功率。用電器一般不能正常工作。 （3）電功率的測量：使用伏安法測量，原理為P=UI。 結果分析：小燈泡兩端的實際電壓越高，小燈泡的電功率越大，小燈泡越亮，亮度由實際功率決定；小燈泡兩端的實際電壓只有不高于額定電壓時，才處于安全使用狀態；小燈泡的實際功率可以有多個，額定功率只有一個，且不隨實際電壓變化而變化。 ◆電能是一種可由太陽能、風能、水能等形式的能轉化而來的能源，這種能源可以讓各種用電器工作。 ◆能量轉化：電源將其他形式的能轉化為電能，用電器將電能轉化為其他形式的能。 ◆區分純電阻電路和非純電阻電路 純電阻電路是純電阻元件組成的電路，純電阻元件是把電能全部轉化為內能的元件，如電熱水壺等。 非純電阻電路是非純電阻元件組成的電路，非純電阻元件是不僅把電能轉化為內能，還主要轉化為其他形式的能的元件，如電風扇等。 ◆易錯警示 1．千瓦和千瓦時是兩個不同物理量的單位，不要混淆。 2．電功率不是電功的唯一影響因素；不能說用電器的電功率越大，用電器消耗的電能越多。 ◆生活中常見用電器的電功率 液晶電視機約100 W家用空調約1 000 W排風扇約20 W吸塵器約800 W電吹風機約500 W
◆燈泡的亮度：取決于燈泡的實際功率，實際功率越大，燈泡越亮。 ◆電熱的防止和利用 （1）利用：電熱水器、電飯鍋、電熨斗和養雞場的電熱孵化器。 （2）防止：電視機的后蓋有很多孔，就是為了通風散熱，使用時一定要把防塵的布罩拿開。電腦運行時溫度會升高，需要用微型風扇及時散熱。過多的電熱如果不能及時散失，會產生許多安全隱患。
二、家庭電路 1．家庭電路組成：如圖所示，由進戶線、電能表、閘刀開關、保險絲、插座、導線、開關、用電器等組成。 2．各部分作用及連接位置 （1）進戶線：一條為端線，也叫火線；一條為零線。火線與零線、火線與地面間的電壓為220 V。正常情況下，零線與地線（地面）間的電壓為0。 （2）電能表：電能表安裝在家庭電路的干路上，這樣才能測出全部家用電器消耗的電能。 （3）閘刀開關：閘刀開關安裝在家庭電路的干路上，控制整個電路的通斷。 （4）保險絲：符號“”。保險絲由電阻大、熔點低的鉛銻合金制成。現在一般用空氣開關代替保險絲。 電能表、閘刀開關和保險絲按照順序依次連接在家庭電路干路上。 （5）插座：左（L）接零線，右（N）接火線，上（E）接地線。地線將用電器金屬外殼與大地連接，防止外殼帶電。 （6）用電器和開關：各用電器并聯；開關和用電器串聯，開關接在火線中；燈泡的燈座螺絲口接零線。 三、安全用電 1．試電筆 （1）用途：用試電筆可以辨別火線和零線。 （2）使用方法：使用時筆尖接觸被測的導線，手必須接觸筆尾的金屬體。用試電筆測火線時氖管會發光；測零線時不會發光。 （3）內部結構：電阻與氖管串聯，如圖所示 （4）工作原理：被測導線是火線時，電流流過筆尖、電阻、氖管、彈簧，再經過人體、大地流到零線，與電源構成閉合電路，氖管就會發光。 2．家庭電路中觸電的原因 （1）站在地上的人觸到火線（單線觸電）； （2）站在絕緣體上的人同時接觸到火線和零線（雙線觸電）。 注意：安全用電，應不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體。 3．觸電急救常識：發現有人觸電，不能直接去拉觸電人，應首先切斷電源或用絕緣棒使觸電人脫離電源。發生火災時，要首先切斷電源，決不能帶電潑水救火。必要時應該對觸電者進行急救,同時盡快通知醫務人員 4．家庭電路電流過大的原因 （1）發生短路：電流不經過用電器，電路中的電阻很小，電流就非常大，導線上短時間內產生的熱量非常多，可能造成導線燒毀。 （2）用電器總功率過大：用電器過多，電路中的電流過大，導線上短時間內產生的熱量非常多，可能導致線路失火。 ◆三角插頭：結構示意圖如圖所示 （1）連接方法：L接零線，N接火　　　　線，E接地線。 （2）地線作用：“E”腳的作用是金屬外殼帶電時，及時將電導入大地，防止觸電事故的發生。 （3）三孔插座的連接口訣：左零右火上接地。 ◆試電筆使用方法：用手按住金屬筆卡或接觸筆尾金屬體，筆尖金屬體接觸導線，觀察氖管是否發光，若氖管發光，證明被測導線是火線；若氖管不發光，證明被測導線是零線。正確握法如圖所示。 ◆安全提醒使用試電筆時需要注意，手指不能接觸筆尖金屬體，否則會觸電。錯誤握法如圖所示。 ◆觸電類型:雙線觸電、單線觸電、電弧觸電和跨步電壓觸電。如圖所示 ◆安全用電原則 （1）不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體； （2）更換燈泡、搬動電器前應斷開電源開關； （3）不弄濕用電器,不損壞絕緣層； （4）保險裝置、插座、導線、家用電器等達到使用壽命應及時更換； （5）有金屬外殼的用電器,外殼一定要接地。
常考題型分析
命題角度 　電能、電功
【典例1】在家用電器調查活動中，小亮讓電熱水器單獨工作2 min，測得家中如圖所示的電能表的轉盤轉了70 r，熱水器的實際功率為_____W；若不計能量損失，這段時間內熱水器中50 L的水可升溫_____℃。由于熱水器的功率遠大于冰箱，從安全用電的角度考慮，熱水器的電源線比冰箱的要 _____（選填“粗”或“細”）。[已知ρ水=1.0×103 kg/m3，c水=4.2×103 J/（kg·℃）]
【答案】2 100 1.2 粗
【解析】由電能表參數可得轉盤轉70轉時消耗電能，，則水的質量，由于不計能量損失，則，，為防止由于導線電阻過大而導致發熱過多造成危險，應減小導線電阻，則應選用較粗導線。
◆解題技巧電能表相關計算的方法：
1．計量法
（1）先讀出電能表一段時間前、后示數；
（2）再求出W或P：①W＝W2－W1；②P＝W/t；
（3）電能表容量：Pmax＝U額Imax。
2．參數法：根據耗能參數N求W、P：
（1）轉（或閃爍）n次消耗的電能：3.6×106 J；
（2）時間t內消耗的功率：（t的單位為s）。
1．小明家上次査看電能表示數，本次查看時電能表讀數如圖所示，則下列說法正確的是
A．他家在這段時間內消耗的電能為903 kW·h
B．電能表是測量電功率儀表
C．若只讓一個標有“220 V 1 000 W”的電熱水器正常工作10 min，則電能表的圓盤轉了600轉
D．這個電能表的額定功率為2 200 W
【答案】C
【解析】A.因為電能表兩次示數差就是消耗的電能，且注意電能表最后一位是小數，所以，由圖知道，他家在這段時間內消耗的電能是：W=8633.5 kW·h–8543.2 kW·h=90.3kW·h，故A錯誤；B.電能表是測量消耗電能的儀表，不是測量電功率的，故B錯誤；C.電能表上標有的3 600 r/（kW·h）表示電路中每消耗1 kW·h的電能，電能表的轉盤轉過3 600 r，所以，當只讓一個標有“220 V 1 000 W”的電熱水器正常工作10 min，其消耗的電能是：，電能表的圓盤轉過的圈數是：，故C正確；D.由該電能表的銘牌知道，其允許接入用電器的最大功率是：P=UI=220 V×10 A=2 200 W；但電能表屬于測量儀表，不消耗電能，所以，沒有額定功率，故D錯誤。
2．華為某款手機鋰電池上面標明電壓為3.7 V，容量為3 000 mAh，則它充滿電后存儲的電能為______J；該手機的待機電流為15 mA，則該手機最長待機時間為______h。
【答案】39 960 200
【解析】充電電流所做的功即儲存的電能為：=3.7 V×3 000×10–3 A×3 600 s=39 960 J。該手機最長待機時間為：。
3．小明讓家中某用電器單獨工作0.5h。觀察到家中電能表的示數由變為，則該用電器消耗的電能為________kW·h，實際功率為________kW。
【答案】12
【解析】由圖可知，用電器消耗的電能：W=28.5kW·h–27.5kW·h=1kW·h，該用電器的實際功率：。
4．LED燈具有節能、環保的特點。一個“220V 5W”的LED燈與一個“220V 60W”的白熾燈亮度相當。若一個“220V 60W”的白熾燈每天正常工作4小時，30天消耗的電能是________kW·h，這些電能可供“220V 5W”的LED燈正常工作________小時。
【答案】7.21.44×103
【解析】若一個“220V 60W”的白熾燈每天正常工作4小時，由知道，30天消耗的電能是W=Pt=60×10-3 kW×4h×30=7.2kW·h；這些電能可供“220V 5W”的LED燈正常工作的時間是。
5．為提倡節能環保，攀枝花市引進大量新能源電動公交車。為新能源公交車充電的導線較粗是為了減小導線的_______。若充電過程中充電電流為100 A，充電電壓為380 V，則新能源電動公交車充電2 h消耗的電能為______kW·h。
【答案】電阻 76
【解析】導線越粗，導線的電阻越小，所以為新能源公交車充電的導線較粗是為了減小導線的電阻；新能源電動公交車充電2 h消耗的電能為：W=UIt=380 V×100 A×2 h=76 000 W h=76 kW h。
6．燈泡L的電流隨電壓變化的圖像如圖甲所示，將此燈泡與定值電阻R接入圖乙所示的電路中，只閉合開關S，小燈泡的實際功率為0.5 W，則電源電壓是________V；再閉合開關S1，電流表的示數變化了0.1 A，則R的阻值是________Ω；通電l min，定值電阻R消耗的電能是________J。
【答案】2 20 12
【解析】由小燈泡的I–U圖象可知，當燈泡的實際功率為0.5 W時，UL=2 V，IL=0.25 A，由圖甲所示電路圖可知，只閉合開關S時，只有燈泡接入電路，燈泡兩端電壓等于電源電壓，則電源電壓：U=UL=2 V；由圖甲所示電路圖可知，閉合開關S后再閉合開關S1，燈泡與電阻R并聯，電流表測干路電流，電流表示數變大，由題知，電流表示數變化了0.1 A，則通過電阻R的電流：IR=△I=0.1 A，由可得，電阻R的阻值：，通電1 min，定值電阻R消耗的電能：WR=UIRt=2 V×0.1 A×1×60 s=12 J。
命題角度 　電功率
【典例2】如左圖所示電路，電源電壓保持不變，閉合開關S，滑動變阻器滑片P從a端移動到b端的整個過程中，電流表示數I與電壓表示數U的關系圖象如右圖所示。則電阻R1的阻值為______；當變阻器滑片P處于a端時，電阻R1消耗的電功率為_____W。
【答案】100.1
【解析】根據歐姆定律可知，電阻R1的阻值等于其兩端電壓與流經電流之比，R1==10Ω；根據電功率P=UI，可得當變阻器滑片P處于a端時，電阻R1消耗的電功率為P1=1×0.1W=0.1W。
【典例3】如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當開關S閉合，S1斷開，甲、乙兩表為電流表時，R1和R2消耗的功率P1∶P2＝2∶3，當開關S1和S都閉合，甲、乙兩表為電壓表時，兩電壓表示數U甲∶U乙和R1、R2消耗的功率P1′∶P2′分別為
A．5∶2　3∶2 B．2∶3　4∶3 C．5∶2　2∶3 D．2∶3　9∶4
【答案】A
【解題思路】（1）分析電路結構，判斷甲、乙均為電流表時各電路元件的連接方式，由電功率公式及并聯電路特點可求兩電阻的比值；（2）根據電路圖判斷甲、乙均為電壓表時各電路元件的連接方式，兩電壓表各測哪部分電壓，由電路特點求出兩電壓表示數比和功率比。
◆解題技巧結合簡單電路計算電功率的步驟：
1．首先簡化電路明確電路的連接；
2．其次明確電功率分配規律：
3．再利用控制變量法選擇電功率公式，以“”為橋梁求解。
1．如圖所示電路中，R1:R2=2:3，開關閉合后，電路的總功率為P0。若將R1的阻值增大2 Ω，R2的阻值減小2 Ω，電路的總功率仍為P0；若將R1的阻值減小2Ω，R2的阻值增大2 Ω，電路的總功率為P；則P:P0等于
A．3:2B．4:3C．5:4D．6:5
【答案】A
【解析】兩個滑動變阻器并聯；由題意可知，R1:R2=2:3，開關閉合后，電路的總功率：，若將R1的阻值增大2 Ω，R2的阻值減小2 Ω，電路的總功率：，由以上各式可解得：R1=4 Ω，R2=6 Ω；所以，若將R1的阻值減小2 Ω，R2的阻值增大2 Ω，此時電路的總功率：，。
2．如圖所示，電源電壓為9V且保持不變，閉合S時，電壓表的示數為5.4V，電流表的水示數為0.6A，則R1=________Ω，R1、R2消耗的電功率之比為________。
【答案】62∶3
【解析】由電路圖知道，R1與R2兩電阻串聯，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中，由于串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R1兩端的電壓是：U1 =U–U2=9V–5.4V=3.6V，；由P=UI知道，。
3．如圖是電熱飲水機電路原理圖，已知R1=100Ω，R2=20Ω，當開關S1、S2閉合時，飲水機處于___________狀態（填“保溫”或“加熱”），飲水機的保溫功率與加熱功率之比為___________。
【答案】加熱 1:6
【解析】當開關S1、S2都閉合時電路為R1的簡單電路，當S1閉合、S2斷開時R1與R2串聯，兩電阻串聯時總電阻最大，所以當開關S1、S2都閉合時，電路中的電阻最小，由可知，電路中的總功率最大，飲水機處于加熱狀態；飲水機處于加熱狀態時，電路為R1的簡單電路，則電路的功率：；飲水機處于保溫狀態時，R1與R2串聯，電路的功率為：，所以飲水機的保溫功率與加熱功率之比：。
4．如圖甲所示，某品牌智能電火鍋的銘牌，（不計溫度對電阻的影響）。求：
（1）該電火鍋鍋正常加熱30分鐘時所消耗的電能為多少kW·h？
（2）某天用電高峰期，只使用電火鍋加熱10 min，家用電能表（1200 r/kW·h）的轉盤轉了200轉，此時電火鍋的實際功率是多少
（3）如圖乙所示是電火鍋的簡化電路圖，其中R1、R2均為發熱電阻，S2為加熱保溫自動力切換開關，求R2的電阻是多少
【答案】（1）0.605 kW·h （2）1 000 W （3）60 Ω
【解析】（1）由圖知，加熱功率為1 210 W=1.21 kW，電火鍋正常加熱30 min消耗的電能：
W總=Pt總=1.21 kW×0.5 h=0.605 kW·h；
（2）家用電能表（1200 r/kW·h）的轉盤轉200轉消耗的電能：；
消耗的實際電功率：。
（3）當S1閉合、S2接a時，電路中只有R1工作，電阻最小，由可知此時電功率最大，處于加熱狀態；則加熱時的電阻，即R1的阻值為：；
當S1閉合、S2接b時，R1和R2串聯，電路中電阻最大，電功率最小，處于保溫狀態；此時串聯總電阻：
，R2的電阻：R2=R串﹣R1=100 Ω﹣40 Ω=60 Ω。
命題角度 　家庭電路安全用電
【典例4】有一種插線板，當開關斷開時，指示燈不亮，插孔無法正常工作；當開關閉合時，如果指示燈損壞，插孔也能正常工作。下圖既能滿足控制要求，又符合安全用電原則的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】插線板上的指示燈在開關閉合時會發光，插孔正常通電，說明開關同時控制燈泡和插座，燈泡和插座之間可能是串聯，也可能是并聯，如果兩者并聯，開關應該在干路上；如果指示燈損壞，開關閉合時插孔也能正常通電，說明燈泡和插座之間是并聯的，開關接在燈泡、插座和火線之間控制火線使用更安全，故只有A正確。
◆解題技巧家庭電路的組成和連接：
1．干路元件安裝順序：電能表、總開關、熔斷器；
2．支路器件連接：
（1）用電器和插座并聯；
（2）燈泡連接，火線先進開關再進燈泡的金屬點，燈泡的螺旋套直接接零線；
（3）三孔插座：左零右火上接地。
【典例5】在全國中小學安全教育平臺中，安全用電常識是其中一項重要的教育內容。下列做法符合安全用電要求的是
A．用銅絲替代保險絲
B．更換燈泡時斷開電源開關
C．開關接在燈泡和零線之間
D．使用測電筆時手接觸筆尖金屬體
【答案】B
【解析】銅絲熔點較高不可作為保險絲替代品；更換燈泡是應斷開電壓以防觸電；開關應接在用電器與火線之間；使用測電筆時手應接觸測電筆尾，不可接觸筆尖，否則會發生觸電危險。
◆解題技巧安全用電：
1．安全用電原則：（1）切實避免存在安全隱患的因素；（2）不接觸（靠近）低（高）壓帶電體；（3）更換燈泡、搬動電器前應斷開電源開關；（4）不弄濕用電器、不損壞導線的絕緣層；（5）保險裝置、插座、導線、家用電器等達到使用壽命應及時更換。
2．家庭觸電事故：（1）原因：人體直接或間接接觸火線；（2）判斷方法：分析人體兩端有無電壓，若有就觸電，若無就不觸電。
1．如圖是小軒家的部分電路。下列說法正確的是
A．若熔斷器熔絲斷了，可以用銅絲代替
B．若導線cd間斷路，仍然可以安全使用三線插座
C．若閉合開關S，燈泡L不發光。用測電筆檢測e點，氖管不發光，則說明燈絲一定斷了
D．若ab間斷路，燈泡L仍能正常工作
【答案】D
【解析】A中若熔斷器熔絲斷了，說明電路出現故障，應在排除故障后換用同規格的熔絲，絕不能用銅絲代替，故A錯；B中若cd間斷路，則插座接地線斷，用電器的金屬外殼不能接地，所以不能再安全使用三線插座，故B錯；C中e點與零線直接相連，燈泡正常發光情況下，用測電筆檢測e點，氖管也不發光，所以不能說明燈絲斷了。D中若ab間斷路，但燈泡的兩端依然可以連接到火線和零線形成回路，所以燈泡可以正常發光，故D對。
2．圖中的家庭電路元件，連接順序正確的是
A． B．C． D．
【答案】B
【解析】家庭電路連接，首先要通過電能表，以保證家庭電路中任何位置對電能的消耗都能被記錄下來。則CD不符合。電閘要在連接保險絲之前連接，以保證更換保險絲時，可以切斷電源。故B符合，A不符合。
3．關于家庭電路，下列說法正確的是
A．甲圖中，若保險絲熔斷，則一定是短路引起的
B．甲圖中，燈泡與開關的連接符合安全用電原則
C．甲圖中，兩孔插座連接不符合安全用電原則
D．乙圖中，電能表所在電路的總功率不能超過2200W
【答案】C
【解析】A．甲圖為家庭電路的一部分，家庭電路中保險絲熔斷是由于電流過大導致，電流過大的原因有可能是短路或用電器總功率過大引起，故A錯誤；B．家庭電路中，開關應連接在火線和用電器之間，故B錯誤；C．兩孔插座的連接應當遵循“左零右火”的原則，甲圖中插座連接錯誤，故C正確；D．電能表上標有10（40） A，即家庭電路允許通過的最大電流為40 A，則最大總功率應為P=UI=220 V×40 A=8 800 W，故D錯誤。
4．下列做法中不符合安全用電原則的是
A．高大建筑物的頂端都要安裝避雷針
B．把用電器的三腳插頭改為兩腳插頭，接在兩孔插座上使用
C．及時更換家庭電路中絕緣皮老化、破損的導線
D．不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體
【答案】B
【解析】A、高大建筑物為避免發生雷擊，頂端要安裝避雷針，故A符合安全用電原則；B、把用電器的三腳插頭改為兩腳插頭接在兩孔插座上使用（即用電器的金屬外殼沒有接地），這樣當金屬外殼漏電時，電流不能導向大地，會發生觸電事故，故B不符合安全用電原則；C、電線的絕緣皮破損老化、破損時應及時更換，否則容易發生觸電事故或短路（即火線和零線直接連通），故C符合安全用電原則；D、安全用電的基本原則：不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體，故D符合安全用電原則。
5．如圖所示，閉合開關S后，發現電燈L不亮，且保險絲沒有熔斷。某同學用試電筆測試如圖的A、B、C、D四處，發現A、C、D這三處都能使試電筆的氖管發光，而B處不發光。那么可以判定故障是
A．火線和零線短路
B．電線AC段某處斷路
C．電線BD段某處斷路
D．電燈L短路
【答案】C
【解析】A選項，在用試電筆測火線A時氖管能發光說明火線正常，故A選項錯誤。B選項，如果AC段某處有斷路，則用試電筆測D點時氖管不會發光，故B選項錯誤。C選項，由以上分析可知，A至D處都沒有問題，所以問題一定是在電線BD段；當用試電筆測B時不發光，說明B處沒有與D處相連通，所以有BD段某處斷路，故C選項正確。D選項，如果燈泡被短路，則電路中電流過大會把保險絲燒斷，而題目中保險絲沒有問題，故D選項錯誤。一、電能、電功、電功率 1．電能和電功：用電器通過電流做功（電功），把電能轉化為其他形式的能。 （1）電功計算公式：W=UIt=Pt。適用于所有電路。 （2）單位：電能和電功的基本單位是焦耳（J）。日常生活中常用的電能單位是度，又叫千瓦時（kW·h）。 換算關系為：1 kW·h=3.6×106 J。 （3）電能表銘牌參數含義： “220 V”表示電能表在220 V的電路中使用； “10（40） A”表示標定電流是10 A，額定最大電流是40 A，電能表工作時的電流不應超過額定最大電流； “50 Hz”表示在頻率為50 Hz的交流電路中使用； “3 000 revs/（kW·h） ”表示每消耗1 kW·h的電能（1度電），電能表的轉盤轉過3 000轉。
2．電與熱 （1）電流的熱效應：電流通過導體時，會把電能轉化成內能。 （2）電熱（焦耳熱）計算方法：焦耳定律公式，Q=I2Rt，所有電路適用。 純電阻電路中電能全部轉化成熱，Q=W。 對于非純電阻電路電能不僅轉化為內能，還主要轉化為其他形式的能，W>Q。 3．電功率：表示電流做功的快慢。符號P，單位瓦特，簡稱瓦（W）。 （1）電功率計算公式：P==UI（適用于所有電路）；對于純電阻電路可推導出P=I2R==。 （2）額定功率和實際功率 額定功率：用電器在額定電壓下工作時的功率。此時，用電器正常工作。 實際功率：用電器在實際電壓下工作時的功率。用電器一般不能正常工作。 （3）電功率的測量：使用伏安法測量，原理為P=UI。 結果分析：小燈泡兩端的實際電壓越高，小燈泡的電功率越大，小燈泡越亮，亮度由實際功率決定；小燈泡兩端的實際電壓只有不高于額定電壓時，才處于安全使用狀態；小燈泡的實際功率可以有多個，額定功率只有一個，且不隨實際電壓變化而變化。 ◆電能是一種可由太陽能、風能、水能等形式的能轉化而來的能源，這種能源可以讓各種用電器工作。 ◆能量轉化：電源將其他形式的能轉化為電能，用電器將電能轉化為其他形式的能。 ◆區分純電阻電路和非純電阻電路 純電阻電路是純電阻元件組成的電路，純電阻元件是把電能全部轉化為內能的元件，如電熱水壺等。 非純電阻電路是非純電阻元件組成的電路，非純電阻元件是不僅把電能轉化為內能，還主要轉化為其他形式的能的元件，如電風扇等。 ◆易錯警示 1．千瓦和千瓦時是兩個不同物理量的單位，不要混淆。 2．電功率不是電功的唯一影響因素；不能說用電器的電功率越大，用電器消耗的電能越多。 ◆生活中常見用電器的電功率 液晶電視機約100 W家用空調約1 000 W排風扇約20 W吸塵器約800 W電吹風機約500 W
◆燈泡的亮度：取決于燈泡的實際功率，實際功率越大，燈泡越亮。 ◆電熱的防止和利用 （1）利用：電熱水器、電飯鍋、電熨斗和養雞場的電熱孵化器。 （2）防止：電視機的后蓋有很多孔，就是為了通風散熱，使用時一定要把防塵的布罩拿開。電腦運行時溫度會升高，需要用微型風扇及時散熱。過多的電熱如果不能及時散失，會產生許多安全隱患。
二、家庭電路 1．家庭電路組成：如圖所示，由進戶線、電能表、閘刀開關、保險絲、插座、導線、開關、用電器等組成。 2．各部分作用及連接位置 （1）進戶線：一條為端線，也叫火線；一條為零線。火線與零線、火線與地面間的電壓為220 V。正常情況下，零線與地線（地面）間的電壓為0。 （2）電能表：電能表安裝在家庭電路的干路上，這樣才能測出全部家用電器消耗的電能。 （3）閘刀開關：閘刀開關安裝在家庭電路的干路上，控制整個電路的通斷。 （4）保險絲：符號“”。保險絲由電阻大、熔點低的鉛銻合金制成。現在一般用空氣開關代替保險絲。 電能表、閘刀開關和保險絲按照順序依次連接在家庭電路干路上。 （5）插座：左（L）接零線，右（N）接火線，上（E）接地線。地線將用電器金屬外殼與大地連接，防止外殼帶電。 （6）用電器和開關：各用電器并聯；開關和用電器串聯，開關接在火線中；燈泡的燈座螺絲口接零線。 三、安全用電 1．試電筆 （1）用途：用試電筆可以辨別火線和零線。 （2）使用方法：使用時筆尖接觸被測的導線，手必須接觸筆尾的金屬體。用試電筆測火線時氖管會發光；測零線時不會發光。 （3）內部結構：電阻與氖管串聯，如圖所示 （4）工作原理：被測導線是火線時，電流流過筆尖、電阻、氖管、彈簧，再經過人體、大地流到零線，與電源構成閉合電路，氖管就會發光。 2．家庭電路中觸電的原因 （1）站在地上的人觸到火線（單線觸電）； （2）站在絕緣體上的人同時接觸到火線和零線（雙線觸電）。 注意：安全用電，應不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體。 3．觸電急救常識：發現有人觸電，不能直接去拉觸電人，應首先切斷電源或用絕緣棒使觸電人脫離電源。發生火災時，要首先切斷電源，決不能帶電潑水救火。必要時應該對觸電者進行急救,同時盡快通知醫務人員 4．家庭電路電流過大的原因 （1）發生短路：電流不經過用電器，電路中的電阻很小，電流就非常大，導線上短時間內產生的熱量非常多，可能造成導線燒毀。 （2）用電器總功率過大：用電器過多，電路中的電流過大，導線上短時間內產生的熱量非常多，可能導致線路失火。 ◆三角插頭：結構示意圖如圖所示 （1）連接方法：L接零線，N接火　　　　線，E接地線。 （2）地線作用：“E”腳的作用是金屬外殼帶電時，及時將電導入大地，防止觸電事故的發生。 （3）三孔插座的連接口訣：左零右火上接地。 ◆試電筆使用方法：用手按住金屬筆卡或接觸筆尾金屬體，筆尖金屬體接觸導線，觀察氖管是否發光，若氖管發光，證明被測導線是火線；若氖管不發光，證明被測導線是零線。正確握法如圖所示。 ◆安全提醒使用試電筆時需要注意，手指不能接觸筆尖金屬體，否則會觸電。錯誤握法如圖所示。 ◆觸電類型:雙線觸電、單線觸電、電弧觸電和跨步電壓觸電。如圖所示 ◆安全用電原則 （1）不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體； （2）更換燈泡、搬動電器前應斷開電源開關； （3）不弄濕用電器,不損壞絕緣層； （4）保險裝置、插座、導線、家用電器等達到使用壽命應及時更換； （5）有金屬外殼的用電器,外殼一定要接地。
常考題型分析
命題角度 　電能、電功
【典例1】在家用電器調查活動中，小亮讓電熱水器單獨工作2 min，測得家中如圖所示的電能表的轉盤轉了70 r，熱水器的實際功率為_____W；若不計能量損失，這段時間內熱水器中50 L的水可升溫_____℃。由于熱水器的功率遠大于冰箱，從安全用電的角度考慮，熱水器的電源線比冰箱的要 _____（選填“粗”或“細”）。[已知ρ水=1.0×103 kg/m3，c水=4.2×103 J/（kg·℃）]
【答案】2 100 1.2 粗
【解析】由電能表參數可得轉盤轉70轉時消耗電能，，則水的質量，由于不計能量損失，則，，為防止由于導線電阻過大而導致發熱過多造成危險，應減小導線電阻，則應選用較粗導線。
◆解題技巧電能表相關計算的方法：
1．計量法
（1）先讀出電能表一段時間前、后示數；
（2）再求出W或P：①W＝W2－W1；②P＝W/t；
（3）電能表容量：Pmax＝U額Imax。
2．參數法：根據耗能參數N求W、P：
（1）轉（或閃爍）n次消耗的電能：3.6×106 J；
（2）時間t內消耗的功率：（t的單位為s）。
1．小明家上次査看電能表示數，本次查看時電能表讀數如圖所示，則下列說法正確的是
A．他家在這段時間內消耗的電能為903 kW·h
B．電能表是測量電功率儀表
C．若只讓一個標有“220 V 1 000 W”的電熱水器正常工作10 min，則電能表的圓盤轉了600轉
D．這個電能表的額定功率為2 200 W
2．華為某款手機鋰電池上面標明電壓為3.7 V，容量為3 000 mAh，則它充滿電后存儲的電能為______J；該手機的待機電流為15 mA，則該手機最長待機時間為______h。
3．小明讓家中某用電器單獨工作0.5h。觀察到家中電能表的示數由變為，則該用電器消耗的電能為________kW·h，實際功率為________kW。
4．LED燈具有節能、環保的特點。一個“220V 5W”的LED燈與一個“220V 60W”的白熾燈亮度相當。若一個“220V 60W”的白熾燈每天正常工作4小時，30天消耗的電能是________kW·h，這些電能可供“220V 5W”的LED燈正常工作________小時。
5．為提倡節能環保，攀枝花市引進大量新能源電動公交車。為新能源公交車充電的導線較粗是為了減小導線的_______。若充電過程中充電電流為100 A，充電電壓為380 V，則新能源電動公交車充電2 h消耗的電能為______kW·h。
6．燈泡L的電流隨電壓變化的圖像如圖甲所示，將此燈泡與定值電阻R接入圖乙所示的電路中，只閉合開關S，小燈泡的實際功率為0.5 W，則電源電壓是________V；再閉合開關S1，電流表的示數變化了0.1 A，則R的阻值是________Ω；通電l min，定值電阻R消耗的電能是________J。
命題角度 　電功率
【典例2】如左圖所示電路，電源電壓保持不變，閉合開關S，滑動變阻器滑片P從a端移動到b端的整個過程中，電流表示數I與電壓表示數U的關系圖象如右圖所示。則電阻R1的阻值為______；當變阻器滑片P處于a端時，電阻R1消耗的電功率為_____W。
【答案】100.1
【解析】根據歐姆定律可知，電阻R1的阻值等于其兩端電壓與流經電流之比，R1==10Ω；根據電功率P=UI，可得當變阻器滑片P處于a端時，電阻R1消耗的電功率為P1=1×0.1W=0.1W。
【典例3】如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當開關S閉合，S1斷開，甲、乙兩表為電流表時，R1和R2消耗的功率P1∶P2＝2∶3，當開關S1和S都閉合，甲、乙兩表為電壓表時，兩電壓表示數U甲∶U乙和R1、R2消耗的功率P1′∶P2′分別為
A．5∶2　3∶2 B．2∶3　4∶3 C．5∶2　2∶3 D．2∶3　9∶4
【解題思路】（1）分析電路結構，判斷甲、乙均為電流表時各電路元件的連接方式，由電功率公式及并聯電路特點可求兩電阻的比值；（2）根據電路圖判斷甲、乙均為電壓表時各電路元件的連接方式，兩電壓表各測哪部分電壓，由電路特點求出兩電壓表示數比和功率比。
【答案】A
◆解題技巧結合簡單電路計算電功率的步驟：
1．首先簡化電路明確電路的連接；
2．其次明確電功率分配規律：
3．再利用控制變量法選擇電功率公式，以“”為橋梁求解。
1．如圖所示電路中，R1:R2=2:3，開關閉合后，電路的總功率為P0。若將R1的阻值增大2 Ω，R2的阻值減小2 Ω，電路的總功率仍為P0；若將R1的阻值減小2Ω，R2的阻值增大2 Ω，電路的總功率為P；則P:P0等于
A．3:2B．4:3C．5:4D．6:5
2．如圖所示，電源電壓為9V且保持不變，閉合S時，電壓表的示數為5.4V，電流表的水示數為0.6A，則R1=________Ω，R1、R2消耗的電功率之比為________。
3．如圖是電熱飲水機電路原理圖，已知R1=100Ω，R2=20Ω，當開關S1、S2閉合時，飲水機處于___________狀態（填“保溫”或“加熱”），飲水機的保溫功率與加熱功率之比為___________。
4．如圖甲所示，某品牌智能電火鍋的銘牌，（不計溫度對電阻的影響）。求：
（1）該電火鍋鍋正常加熱30分鐘時所消耗的電能為多少kW·h？
（2）某天用電高峰期，只使用電火鍋加熱10 min，家用電能表（1200 r/kW·h）的轉盤轉了200轉，此時電火鍋的實際功率是多少
（3）如圖乙所示是電火鍋的簡化電路圖，其中R1、R2均為發熱電阻，S2為加熱保溫自動力切換開關，求R2的電阻是多少
命題角度 　家庭電路安全用電
【典例4】有一種插線板，當開關斷開時，指示燈不亮，插孔無法正常工作；當開關閉合時，如果指示燈損壞，插孔也能正常工作。下圖既能滿足控制要求，又符合安全用電原則的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】插線板上的指示燈在開關閉合時會發光，插孔正常通電，說明開關同時控制燈泡和插座，燈泡和插座之間可能是串聯，也可能是并聯，如果兩者并聯，開關應該在干路上；如果指示燈損壞，開關閉合時插孔也能正常通電，說明燈泡和插座之間是并聯的，開關接在燈泡、插座和火線之間控制火線使用更安全，故只有A正確。
◆解題技巧家庭電路的組成和連接：
1．干路元件安裝順序：電能表、總開關、熔斷器；
2．支路器件連接：
（1）用電器和插座并聯；
（2）燈泡連接，火線先進開關再進燈泡的金屬點，燈泡的螺旋套直接接零線；
（3）三孔插座：左零右火上接地。
【典例5】在全國中小學安全教育平臺中，安全用電常識是其中一項重要的教育內容。下列做法符合安全用電要求的是
A．用銅絲替代保險絲
B．更換燈泡時斷開電源開關
C．開關接在燈泡和零線之間
D．使用測電筆時手接觸筆尖金屬體
【答案】B
【解析】銅絲熔點較高不可作為保險絲替代品；更換燈泡是應斷開電壓以防觸電；開關應接在用電器與火線之間；使用測電筆時手應接觸測電筆尾，不可接觸筆尖，否則會發生觸電危險。
◆解題技巧安全用電：
1．安全用電原則：（1）切實避免存在安全隱患的因素；（2）不接觸（靠近）低（高）壓帶電體；（3）更換燈泡、搬動電器前應斷開電源開關；（4）不弄濕用電器、不損壞導線的絕緣層；（5）保險裝置、插座、導線、家用電器等達到使用壽命應及時更換。
2．家庭觸電事故：（1）原因：人體直接或間接接觸火線；（2）判斷方法：分析人體兩端有無電壓，若有就觸電，若無就不觸電。
1．如圖是小軒家的部分電路。下列說法正確的是
A．若熔斷器熔絲斷了，可以用銅絲代替
B．若導線cd間斷路，仍然可以安全使用三線插座
C．若閉合開關S，燈泡L不發光。用測電筆檢測e點，氖管不發光，則說明燈絲一定斷了
D．若ab間斷路，燈泡L仍能正常工作
2．圖中的家庭電路元件，連接順序正確的是
A． B．C． D．
3．關于家庭電路，下列說法正確的是
A．甲圖中，若保險絲熔斷，則一定是短路引起的
B．甲圖中，燈泡與開關的連接符合安全用電原則
C．甲圖中，兩孔插座連接不符合安全用電原則
D．乙圖中，電能表所在電路的總功率不能超過2200W
4．下列做法中不符合安全用電原則的是
A．高大建筑物的頂端都要安裝避雷針
B．把用電器的三腳插頭改為兩腳插頭，接在兩孔插座上使用
C．及時更換家庭電路中絕緣皮老化、破損的導線
D．不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體
5．如圖所示，閉合開關S后，發現電燈L不亮，且保險絲沒有熔斷。某同學用試電筆測試如圖的A、B、C、D四處，發現A、C、D這三處都能使試電筆的氖管發光，而B處不發光。那么可以判定故障是
A．火線和零線短路
B．電線AC段某處斷路
C．電線BD段某處斷路
D．電燈L短路

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