資源簡介

(共17張PPT)
第2課時　電功率的相關計算
早預習　新知梳理 01
I2R
UIt
I2Rt
析要點　以練代講 02
知識點一　額定功率與實際功率的計算
典例1 當把“220 V　40 W”的臺燈接入電壓為110 V的電路中,該臺燈的功率為多大 (假設燈絲電阻不變)
答案:10 W
典例2 某品牌電烤箱的銘牌如圖所示。(假設電熱絲的電阻
不變)
(1)求電烤箱正常工作時的電流。
答案:(1)5.5 A
(2)求電烤箱中電熱絲的電阻。
(3)求電烤箱正常工作5 min消耗的電能。
(3)電烤箱正常工作5 min消耗的電能W=Pt=1 210 W×5×
60 s=3.63×105 J。
答案:(2)40 Ω　(3)3.63×105 J　
(4)如果電烤箱工作時,它兩端的實際電壓為200 V,則電烤箱的實際功率是多少
(5)該電烤箱某次工作10 min消耗了4.86×105 J的電能,則本次工作中電烤箱的實際功率是多少 實際電壓是多少
答案:(4)1 000 W　(5)810 W　180 V
方法技巧
與純電阻用電器額定值相關的計算:(1)用額定電壓U額和額定功率P額,可計算出額定電流(I額= ),可計算出純電阻用電器的電阻(R= ,用電器電阻不變）。(2)若純電阻用電器未正常工作,可先用額定值計算出電阻,再用電阻計算出純電阻用電器的實際電流I實、實際功率P實或實際電壓U實。
知識點二　串、并聯電路中的電功率計算
典例3 甲、乙兩個燈泡的規格分別為“12 V　6 Ω”和
“12 V　12 Ω”,將它們串聯接入12 V的電路中,兩燈均發光,忽略燈絲電阻的變化,則甲、乙兩燈泡兩端的電壓之比為
　 　,較亮的是燈泡　 　;將它們并聯接入同樣的電路中,較亮的燈泡是　 　。(后兩空均選填“甲”或“乙”)
1∶2
乙
甲
典例4 (2024廣東)某消毒柜具有高溫消毒和紫外線殺菌功能,其簡化電路如圖所示。發熱電阻R=110 Ω,紫外線燈L的規格為“220 V　50 W”。閉合開關S1和S2,消毒柜正常工作,求:
(1)通過R的電流。
答案:(1)2 A　
(2)R的電功率。
(3)L工作100 s消耗的電能。
解析:(2)R的電功率P=UI=220 V×2 A=440 W。
(3)L工作100 s消耗的電能W=Pt=50 W×100 s=5 000 J。
答案:(2)440 W　(3)5 000 J
典例5 (2025南海區期末)如圖甲所示是小燈泡L和電阻R的I-U圖像,將它們按圖乙所示的方式接入電路。閉合開關,小燈泡L和電阻R　 　(選填“并聯”或“串聯”),當通過小燈泡的電流為0.4 A時,小燈泡L的實際電功率為　 　W,此時電源電壓為　 　V。
串聯
0.4
5
精評價　課堂反饋 03
1./ 知識點一 2025潮陽區校級期末/ 教室中日光燈的額定電功率約為( )
A.0.4 W B.4 W C.40 W D.400 W
C
2./ 知識點二 2025南山區期末/ 如圖所示,將燈L1、L2按甲、乙兩種方式接在電源電壓均為U的兩個電路中,L1在甲、乙兩個電路中的電功率分別為4 W和9 W。設燈絲的電阻不變,則下列說法中正確的是( )
A.L1、L2兩燈燈絲電阻之比為1∶2
B.甲圖中燈L1、L2的功率之比為1∶2
C.甲、乙兩圖中燈L1兩端的電壓之比為2∶3
D.甲、乙兩圖中電路消耗的總功率之比為4∶9
C
3./ 知識點一 / 標有“6 V　1.5 W”的燈泡,通過它的電流隨它兩端的電壓變化的關系如圖所示,若把這樣的三個燈泡串聯起來,接在12 V的電源兩端,每個燈泡的電阻及實際功率為
( )
A.24 Ω　0.67 W B.20 Ω　0.8 W
C.24 Ω　0.96 W D.20 Ω　0.67 W
B
4./ 知識點二 / 如圖所示的電路中,小燈泡L標有“6 V　
3.6 W”字樣。閉合開關S,小燈泡正常發光,電流表示數為
0.3 A。假設燈絲電阻不變,求:
(1)小燈泡的額定電流。
答案:(1)0.6 A
(2)定值電阻R的阻值。
(3)電路消耗的總功率。
(3)總電流I總=I額+IR=0.6 A+0.3 A=0.9 A,
電路消耗的總功率P=UI總=6 V×0.9 A=5.4 W。
答案:(2)20 Ω　(3)5.4 W
5./ 知識點二 2025四會市期末/ 小明學習了電學知識后,在家自制了一盞調光燈,他選用了標有“2.5 V　0.5 W”字樣的小燈泡,電源電壓恒為4.5 V,組成如圖所示的電路。小明閉合開關后,調節滑動變阻器使小燈泡正常發光。請通過計算回答:
(1)小燈泡正常發光時的電流是多少安
答案:(1)0.2 A
(2)此時滑動變阻器接入電路的電阻是多少歐
(3)小燈泡正常發光1 min,整個電路消耗的電能是多少焦
(3)小燈泡正常發光1 min,整個電路消耗的電能
W=UIt=4.5 V×0.2 A×1×60 s=54 J。
答案:(2)10 Ω　(3)54 J(共19張PPT)
第十五章　電能與電功率
15.1　電能與電功
早預習　新知梳理 01
一、電能與電功
1.電功:物理學中,當　 　能轉化為其他形式的能量時,我們就說電流做了功,即電功。
2.單位:　 　,符號是　 　。生活中常用　 　(俗稱度)作為電能的單位,符號是　 　。它們之間的換
算關系是1 kW·h=　 　J。
電
焦
J
千瓦·時
kW·h
3.6×106
二、用電能表測量電功
1.電能表是用來測量　 　,即記錄電路　 　的儀表。
2.電能表的計量單位:　 　。
3.電能表銘牌信息
(1)該電能表基本電流為　 　A,額定最大電流為　 　A。
電功
消耗的電能
kW·h
10
20
(2)該電能表應在　 　V、　 　Hz的交流電路中工作。
(3)用電器每消耗1 kW·h的電能,電能表上的轉盤轉過
　 　轉。
4.某一時段內電能表前后兩次示數之差,就是這段時間內的用電量。
220
50
600
析要點　以練代講 02
知識點一　電能與電功
典例1 說出這些用電器在工作時,發生了什么能量轉化。
(1)電動機使列車飛馳:　 　。
(2)電燈為我們照明:　 　。
(3)電熱水壺燒水:　 　。
(4)電動機使風扇轉動:　 　。
電能轉化為機械能
電能轉化為光能
電能轉化為內能
電能轉化為機械能
典例2 若某電飯鍋在煮飯擋工作20 min消耗的電能為
0.4 kW·h,在此過程中,電流做功　 　J;若該電飯鍋處于保溫擋,電流在15 min內做功9×105 J,則電飯鍋消耗的電能為　 　kW·h。
1.44×106
0.25
典例3 (2025肇慶期末)在如圖所示的電路中,電源兩端電壓為3 V且保持不變,電阻R1的阻值為5 Ω。當開關S閉合后,電流表的示數為0.2 A。求:
(1)電壓表的示數U1。
答案:(1)1 V
(2)電阻R2的阻值。
(3)電流在30 s內通過電阻R2所做的功W2。
(3)電流在30 s內通過電阻R2所做的功W2=U2It=2 V×0.2 A×
30 s=12 J。
答案:(2)10 Ω　(3)12 J
知識點二　用電能表測量電功
典例4 小明家半年前新裝了一個電能表,現在表盤的示數如圖所示,下列說法正確的是( )
A.該電能表基本電流為20 A
B.該電能表應接在50 Hz的直流電路中使用
C.電能表的轉盤轉過300轉,表明電路中已消耗0.1 kW·h的
電能
D.小明家半年內的用電量是6 335 kW·h
C
典例5 教材習題改編 教研室使用的電能表,表盤上標有
“1 kW·h=720盤轉數”,如果該電能表某段時間轉過1 440
轉,那么接在該電能表上的用電器在該段時間內消耗的電能為
　 　kW·h;若某段時間內電能表兩次示數如圖所示,假設該地區每度電0.5元,則這段時間需要交付　 　元電費。
2
65.6
方法技巧
1.測量較短時間內用電器消耗的電能,可以利用電能表轉盤的轉數(或指示燈閃爍的次數)n來計算。若電能表的表盤上標有“1kW·h=N盤轉數”字樣,則電能的計算公式為
W= kW·h。
2.某段時間內用電器消耗的電能是電能表前后兩次示數的
差值。
易錯辨析
例 教材習題改編 小明爸爸買了一款新上市的手機,手機的鋰電池上面標明電壓為3.7 V,容量為5 000 mA·h,給手機充電時,將電能轉化為　 　能,充滿電后,存儲的電能為
　 　J。經查,該手機的待機電流為200 mA,則該手機的最長待機時間為　 　h。
化學
6.66×104
25
易錯警示
注意單位換算,將mA·h換算為A·s。
精評價　課堂反饋 03
1./ 知識點一 2025平遠縣期末/ 國際上建立了統一的測量單位體系,叫國際單位制。在國際單位制中,電功的單位是
( )
A.焦耳 B.伏特 C.安培 D.瓦特
A
2./ 知識點二 / 小明家電能表上個月底的示數為 ,這個月底的示數如圖所示,由圖可知( )
A.他家本月用電量是362.6 kW·h
B.本月他家電能表的轉盤轉了6×104轉
C.他家電能表正常工作時的電流為10 A
D.他家本月用電3.6×106 J
B
3./ 知識點一 2025順德區期末/某家用電器的能量流向圖如圖所示,該用電器可能是( )
A.電飯鍋 B.電烤箱 C.電風扇 D.電熱水器
4./ 知識點一 / “kW·h”　 　的單位。5 kW·h=
　 　J。7.2×104 J=　 　kW·h。
C
電功
1.8×107
0.02
5./ 知識點二 /如圖所示是小明家的電能表,結合表盤上的信息可知,小明家家庭電路中的干路電流不得超過　 　A,此時它的示數是　 　kW·h,若此電能表的轉盤轉動300轉,電路中消耗的電能是　 　kW·h;若小明家一個月總共消耗了40.4度電,則轉盤轉動了　 　轉。
20
201.8
0.5
24 240
6./ 知識點一 /一個燈泡兩端的電壓是2.5 V,通過它的電流是0.3 A,通電1 min,求電流做的功和燈泡消耗的電能。
解析:電流做的功W=UIt=2.5 V×0.3 A×60 s=45 J,
燈泡消耗的電能與電流通過燈泡做的功相等,所以燈泡消耗的電能也為45 J。
答案:45 J　45 J
7./ 知識點一 / 在如圖所示的電路中,電阻器R2的阻值為
20 Ω。S閉合后,電流表A1、A2的示數分別為0.2 A和0.5 A。求 10 s 內電流經過R1、R2所做的功。
解析:由電路圖可知,兩個電阻器并聯,電流表A1測通過R1的電流,為I1=0.2 A,　
電流表A2測干路電流,所以通過R2的電流I2=I-I1=0.5 A-0.2 A
=0.3 A,
電源電壓U=U1=U2=I2R2=0.3 A×20 Ω=6 V,
10 s內電流通過R1做的功W1=U1I1t=6 V×0.2 A×10 s=12 J,
10 s內電流通過R2做的功W2=U2I2t=6 V×0.3 A×10 s=18 J。
答案:12 J　18 J(共18張PPT)
15.2　電功率
早預習　新知梳理 01
一、電功率
1.意義:電功率是表示電流做功　 　的物理量。
2.定義:在物理學中,把電流在某段時間內所做的　 　與這段　 　的比叫做電功率。
3.公式:電功率的定義式為　 　。
4.電功率的單位:　 　、千瓦(kW)。1 kW=　 　W。
快慢
功
時間
瓦(W)
1 000
二、影響電功率大小的因素
1.電功率的大小與用電器兩端的電壓、通過用電器的電流有關。電壓相等時,電流越大,電功率就　 　;電流相等時,電壓越高,電功率就　 　。
越大
越大
UI
乘積
析要點　以練代講 02
知識點一　電功率
典例1 關于電功率,下列說法中正確的是( )
A.電功率是表示電流做功多少的物理量
B.電功率的單位是焦耳
C.電功率是表示消耗電能的快慢的物理量
D.電功率是表示電能轉化為其他形式能的多少的物理量
C
方法技巧
電功率是表示電流做功快慢的物理量,電功率大的用電器,做功一定快,但不一定多,做功時間也不一定短。電功率在數值上等于單位時間內電流做的功,即P= 。
知識點二　影響電功率大小的因素
典例2 “在探究燈泡的電功率與哪些因素有關”的實驗中:
乙
(1)小東設計了甲、乙兩個電路圖。你認為圖　 　電路可以探究燈泡的電功率與電流的關系,理由是這個電路是
　 　聯電路,能控制　 　相等。
并
電壓
(2)燈泡電功率的大小可通過　 　來反映,這是利用了　 　法。
(3)小東按如圖甲所示的電路進行實驗,實驗數據如表所示。由表格數據可知,電壓越大,燈泡電功率越　 　;結合圖甲和圖乙的實驗說明燈泡的電功率由　 　和　 　決定。
燈泡的亮度
轉換
大
電壓
電流
燈泡規格 電壓/V 發光情況
L1“2.5 V　0.3 A” 2.4 暗
L2“3.8 V　0.3 A” 3.6 亮
知識點三　電功率的簡單計算
典例3 將阻值為10 Ω的定值電阻R接入某電路中,它在1 min內消耗的電能是36 J,則它的電功率是　 　W;當該定值電阻兩端的電壓為2.5 V時,它的電功率是　 　W;當它接到5 V的電壓上時,它的電功率是　 　W;當有0.4 A的電流通過R時,它的電功率是　 　W。
0.6
0.625
2.5
1.6
典例4 家中應急手電筒的電路圖如圖所示,電源電壓為3 V,閉合開關,通過燈泡的電流為0.6 A,忽略燈泡電阻的變化。求:
(1)燈泡電阻。
答案:(1)5 Ω
(2)燈泡的電功率。
(3)電路工作1 min消耗的電能。
解析:(2)燈泡的電功率為P=UI=3 V×0.6 A=1.8 W。
(3)電路工作1 min消耗的電能為W=Pt=1.8 W×60 s=108 J。
答案:(2)1.8 W　(3)108 J
方法技巧
進行電功率的計算時，根據已知條件選擇合適的公式能快速得到想要的結果
1.已知電功(W)與時間(t)時,用公式P= 。
2,已知電壓(U)與電流(I)時,用公式P=UI。
3.已知電流(I)與電阻(R)時,用公式P=I2R 。
4.已知電壓(U)與電阻(R)時,用公式P= 。
方法技巧
5.用公式P= ,及其變形式W=Pt和t= 計算時,要注意統一單位,要根據情況選擇合適的單位,如圖所示。
用P=UI(或P= 、P=I2R)計算時,I、U、R的單位分別是A、V、Ω,P的單位是W。
方法技巧
6.無論是串聯電路還是并聯電路,電路中的總功率都等于各用電器的電功率之和,即P=P1+P2+···+Pn;電路消耗的總電能都等于各用電器消耗的電能之和,即W=W1+W2+···+Wn。
精評價　課堂反饋 03
1./ 知識點一 / 下列四個單位,哪個不是電功率的單位( )
A.千瓦·時 B.千瓦 C.瓦特 D.焦耳/秒
2./ 知識點二 / 同學們用如圖所示的電路探究“電功率與電流的關系”。以下觀點不正確的是( )
A.實驗要選取規格不同的燈泡
B.實驗中將兩燈并聯控制了燈泡兩端電壓相同
C.將滑動變阻器串聯在干路中可以完成實驗
D.將圖中并聯電路改為串聯電路也可以完成實驗
A
D
3./ 知識點一 / 商場中,賣微波爐的售貨員和顧客就微波爐省電還是費電發生了爭論。售貨員說:“微波爐很省電,用它加熱食物花不了多少電費。”顧客說:“微波爐很費電,他家的微波爐一開,電能表就轉得很快。”上述爭論中,顧客混淆的兩個概念是( )
A.電流和電功率 B.電功率和電壓
C.電功和電功率 D.電功和電阻
C
4./ 知識點三 / 小潘家的電能表上標著“1 kW·h=3 000盤轉數”。他將家里臺式電腦單獨接入電路,工作3 min,電能表上的轉盤轉了30轉,臺式電腦消耗的電能為　 　J,電功率為　 　W。
3.6×104
200
5./ 知識點三 / 在如圖所示的電路中,R1=10 Ω,R2=5 Ω。閉合開關后,電壓表的示數為3 V,求:
(1)電流表的示數I。
答案:(1)0.3 A
(2)R2兩端的電壓U2。
(3)R1消耗的電功率P1。
解析:(2)根據U=IR可得,R2兩端的電壓為U2=IR2=0.3 A×5 Ω=
1.5 V。
(3)R1消耗的電功率為P1=I2R1=(0.3 A)2×10 Ω=0.9 W。
答案:(2)1.5 V　(3)0.9 W
6./ 知識點三 / 如圖所示,R1的電阻為5 Ω,閉合開關S后,通過電阻R1和R2的電流分別為0.6 A和0.3 A。求:
(1)電源電壓。
解析:(1)電源電壓
U=U1=I1R1=0.6 A×5 Ω=3 V。
(2)總電流為I=I1+I2=0.6 A+0.3 A=0.9 A,
整個電路消耗的總功率為P=UI=3 V×0.9 A=2.7 W。
答案:(1)3 V　(2)2.7 W(共39張PPT)
第十五章 電能與電功率 章末知識復習
建體系　思維導圖 01
電流
其他形式
W
焦耳
3.6×106
UIt
I2Rt
消耗的電能
比
快慢
P
W
千瓦
103
UI
I2R
正常工作
額定電壓
實際電壓
＞
＞
＜
＜
UI
發熱
導體的電阻
通過導體的電流
通電時間
電流的二次方
電阻
通電的時間
I2Rt
串重點　考點突破 02
考點一　與電能表有關的計算
1.小林家的電能表4月底的示數為824.6 kW·h,5月底的示數如圖所示,則他家5月份用電　 　kW·h。他家用電器同時工作時總電流不能超過　 　A,總功率不能超過　 　W。若他觀察到在1 min的時間內,電能表上的轉盤轉了25轉,觀察期間他家工作電器消耗的電能是　 　J。
108
20
4 400
3.6×104
2.某電熱水壺工作5 min,使圖示電能表上的轉盤轉過300轉,該電熱水壺消耗的電能為　 　kW·h,電功率為　 　W。
0.1
1 200
考點二　額定功率和實際功率
3.如圖所示電路中,電源電壓為3 V,燈泡L1、L2上分別標有“3 V　2.5 W”“3 V　5 W”字樣。開關閉合后,下列說法正確的是( )
A.通過L1的電流比通過L2的電流小　
B.L1的電阻比L2的電阻小
C.L1兩端的電壓和L2兩端的電壓大小相等
D.L1的實際功率比L2的實際功率大
D
4.現有“220 V　100 W”的燈泡一個,正常發光5 h消耗的電能為　 　kW·h。將它接在電壓為“110 V”的電路中,實際功率為　 　W,消耗1 kW·h的電能可供它連續工作
　 　h。(不考慮溫度對燈泡電阻的影響)
0.5
25
40
5.如圖甲是定值電阻R和小燈泡L中電流隨電壓變化的圖像,其中　 　(選填“a”或“b”)是小燈泡的I-U圖像,如果將它們串聯在電路中,通過它們的電流是0.4 A,此電路電源電壓是　 　V;若將它們按圖乙所示接入另一電路中,閉合開關S、S1,通過電阻R的電流為 0.2 A,小燈泡此時的實際功率為
　 　W。
a
5
1.2
6.(2025惠來縣期末)兩盞燈L1和L2,分別標有“220 V　25 W”和“220 V　100 W”字樣,如圖所示,要使L1與L2組成串聯電路,應　 　,此時,L1與L2的電阻之比為　 　,L1與L2消耗的電功率之比為　 　。(假設燈絲電阻不變)
閉合開關S2,斷開開關S1、S3
4∶1
4∶1
7.(2025惠州期末)如圖所示,已知電源電壓為3 V,小燈泡L的規格為“3 V　0.9 W”,滑動變阻器的規格為“20 Ω　
1 A”,電流表量程為0～3 A,則小燈泡正常發光時阻值RL=
　 　Ω。當開關S1、S2同時閉合,把滑動變阻器的滑片向左移動時,小燈泡的亮度將　 　(選填“變亮”“變暗”或“不變”),電路的總功率將　 　(選填“變大”“變小”或“不變”)。
10
不變
變大
8.把標有“220 V　40 W”的燈泡L1和標有“40 V　40 W”的燈泡L2串聯接在電壓恒為220 V的照明電路中,且兩燈泡電阻不變,求:
(1)兩個燈泡的電阻。
答案:(1)L1的電阻為1 210 Ω　L2的電阻為40 Ω
(2)兩個燈泡的實際功率之比。
解析:(2)因為串聯電路中電流處處相等,由P=I2R可得,
P1實∶P2實=R1∶R2=1 210 Ω∶40 Ω=121∶4。
答案:(2)L1與L2的實際功率之比為121∶4
9.將額定電壓為2.5 V的燈泡連入如圖甲所示的電路中,電源電壓保持不變。閉合開關S,滑片從b端向a端滑動,當滑片滑到a端時,燈泡恰好正常發光,得到如圖乙所示的I-U圖像。求:
(1)燈泡的額定功率。
答案:(1)0.75 W
(2)滑片在a端時,1 min內整個電路消耗的電能。
解析:(2)滑片滑到a端時,燈泡恰好正常發光,說明燈泡兩端的電壓等于電源電壓,即U=UL額=2.5 V,
此時1 min內整個電路消耗的電能W=UIL額t=2.5 V×0.3 A×
60 s=45 J。
答案:(2)45 J
(3)滑片在b端時,滑動變阻器消耗的電功率及整個電路消耗的電功率。
答案:(3)0.3 W　0.5 W
考點三　電功、電功率、電熱的計算
10.(2025普寧市期末)如果加在某定值電阻兩端的電壓從8 V升高到10 V,通過該電阻的電流變化了0.1 A,則該電阻的電功率變化了( )
A.0.2 W B.1.8 W C.2.0 W D.8.0 W
B
11.燈泡L1、L2標有“3 V　0.75 W”“3 V　1.5 W”的字樣,將它們接入如圖甲所示的電路中,閉合開關,L1和L2正常發光,則電路總電阻R=　 　Ω;將它們接入如圖乙所示的電路中,閉合開關,L1正常發光,則電源2的電壓U=　 　V,此時L2的實際功率P=　 　W。(假設燈絲電阻不變)
4
4.5
0.375
12.(2025高州市期末)某款電熱毛巾架的內部電路原理圖如圖甲所示,電源電壓為220 V,R1和R2均為發熱電阻,可通過開關S實現高溫、低溫擋的切換。圖乙為該毛巾架在正常工作
20 min內電流隨時間變化的圖像,則當S接1時為　 　擋,其功率為　 　W,R2的阻值為　 　Ω。
高溫
220
880
13.(2025中山期末)如圖所示,小明設計了一種有高溫、低溫兩個擋位的電熱切割刀,用到的器材有12 V的學生電源、阻值均為6 Ω的電阻絲R1和R2,導線若干,開關兩個。求:
(1)當只閉合S1時,切割刀的工作電流。
答案:(1)2 A
(2)切割刀低溫擋工作時的功率。
(3)切割刀在高溫擋切割物件2 min,產生的熱量。
解析:(2)切割刀低溫擋工作時的功率為P低=UI=12 V×2 A=
24 W。
答案:(2)24 W　(3)5 760 J
過實驗　一題通關 03
實驗一　測量小燈泡的電功率
要點梳理
電流表
實驗器材 電源、　 　、　 　、　 　、小燈泡、開關、導線若干
實驗原理 　 　
電壓表
滑動變阻器
P=UI
實驗電路
實驗設計 測量出小燈泡兩端的　 　和通過小燈泡的
　 　,就可以計算小燈泡的實際電功率
電壓
電流
主要步驟 1.使小燈泡兩端的電壓等于額定電壓,測量出小燈泡的　 　功率。
2.使小燈泡兩端的電壓略低于額定電壓,測量出小燈泡的　 　功率。
3.使小燈泡兩端的電壓略高于額定電壓,測量出小燈泡的　 　功率
額定
實際
實際
主要步驟
電壓關系 功率關系 小燈泡亮度
U實>U額 P實>P額 最亮
U實=U額 P實=P額 亮
U實實驗結論 1.小燈泡兩端電壓不同,電功率就不同。
2.小燈泡兩端電壓越高,實際功率越　 　,小燈泡越　 　。
3.燈絲溫度越高,燈絲電阻越　 　
滑動變阻 器的作用 1.在實驗中,滑動變阻器串聯在電路中,起到分壓的作用。
2.調節滑片P,改變電壓表的讀數,從而測出小燈泡在不同電壓下的電功率
大
亮
大
多次測量 的目的 測量小燈泡在不同電壓下的實際功率,不能取平均值
注意事項 1.連接電路時開關要斷開,滑動變阻器的滑片移到最大阻值處。
2.電壓表量程的選擇:根據電源電壓、干電池的節數、小燈泡額定電壓等確定。
一題通關
如圖所示,小明同學在做“測量小燈泡的電功率”實驗。實驗器材:電源(電壓恒為6 V)、小燈泡(額定電壓為2.5 V,正常發光時燈絲電阻約為10 Ω)、電流表、電壓表、開關各一個,規格分別為R1(10 Ω　1 A)和R2(30 Ω　0.5 A)的滑動變阻器各一個,導線若干。
基礎設問
(1)小明同學連接了如圖甲所示的電路,其中有一根導線連接錯誤,請在錯誤的導線上畫“×”并用筆畫線代替導線,將電路連接正確。
答案:如圖所示
(2)連接電路時,滑動變阻器應選　 　(選填“R1”或“R2”)。
(3)連接好電路后,閉合開關,發現小燈泡不亮,電流表有示數,電壓表無示數,電路故障原因可能是小燈泡　 　。
(4)排除故障,閉合開關,移動滑片至某位置時,電壓表的示數為2.2 V,若想測量小燈泡的額定功率,應將滑片向　 　(選填“左”或“右”)端移動。通過實驗繪制出小燈泡的U-I圖像,如圖乙所示,小燈泡的額定功率為　 　W。
R2
短路
右
0.625
拓展設問
(5)小光同學設計了如圖丙所示電路,來測量另一個小燈泡的額定功率(已知小燈泡的額定電壓為U額),R0阻值已知。
①斷開開關S3,閉合開關S1、S2,調節滑動變阻器滑片P,使得電流表示數為　 　(用字母表示),此時小燈泡正常發光;
②保持滑動變阻器滑片P位置不變,斷開開關S2,閉合開關S1、S3,記下電流表的示數為I;
③小燈泡額定功率的表達式P額=
　(用字母U額、I、R0表示)。
實驗二　探究通電導體產生的熱量與哪些因素有關
要點梳理
實驗裝 置圖
實驗器材 電源、開關、錐形瓶兩個、電阻絲(R1=5 Ω、R2=10 Ω)、煤油、　 　、鐘表、導線
溫度計
設計實驗 1.保持電流和通電時間不變,只改變電阻絲的　 　,觀察溫度計的示數。
2.保持電阻和通電時間不變,只改變　 　,觀察溫度計的示數
實驗結論 1.當通過導體的電流一定時,通電導體的電阻越大,導體產生的熱量越　 　。
2.當電阻一定時,通過導體的電流越大,導體產生的熱量越　 　。
3.通電時間越長,導體產生的熱量越　
電阻
電流大小
多
多
多
一題通關
小紅用如圖1所示的裝置探究“通電導體產生的熱量與通過導體的電流的關系”,在相同燒瓶內裝滿了煤油,在燒瓶口塞一玻璃管,與燒瓶內煤油相連。
基礎設問
(1)燒瓶內裝入的煤油是　 　(選填“導體”或“絕緣體”)。選用煤油不選用水的原因是　 .
　。實驗中,通過觀察
　 　比較導體放熱的多少,用到的實驗方法是　 　。
絕緣體
煤油的比熱容小,質量相
同的煤油吸收相同的熱量升高的溫度高
玻璃管內煤油上升的高度
轉換法
(2)請根據實物電路,在虛線框內畫出對應的電路圖。
答案:如圖所示
(3)為達到實驗目的,選用的兩電阻絲R1與R2的阻值應　 　;通過R1的電流　 　通過R2的電流,利用的串、并聯電路中的電流規律是　 　。
(4)通電一段時間后,乙燒瓶中玻璃管內液面上升的高度較大,說明　 　。
相同
小于
并聯電路干路中的電流等于各支路中的電流之和
當電阻一定時,通過導體的電流越大,導體產生的熱量越多
拓展設問
(5)新考向　　實驗改進　小紅用如圖2所示的裝置,進一步探究“通電導體產生的熱量與通過導體的電流的關系”,經多次實驗測量,收集實驗數據,繪制了燒瓶中玻璃管內液面上升的高度h與電流I的關系圖像。根據焦耳定律可知,圖3中能正確反映h I關系的是　 　(選填“A”“B”或“C”)。
A
(6)鄰組的小剛用如圖4所示的實驗裝置探究“通電導體產生的熱量與電阻的關系”。

①連接好電路,將滑動變阻器的滑片移至　 　(選填“A”或“B”)端,分別標記兩燒瓶內玻璃管中液面的起始位置;
圖4
B
②閉合開關,通電t0時間后,分別標記此時兩燒瓶內玻璃管內液面的位置;
③比較發現　 　 Ω電阻絲所在燒瓶內玻璃管中的液面上升的高度更大;
④當通過導體的電流一定時,通電導體的電阻越大,導體產生的熱量越　 　。
10
多
謝謝觀賞！(共23張PPT)
15.3　用電器的正確使用
第1課時　額定電壓與額定功率　測量小燈泡的電功率
早預習　新知梳理 01
一、額定電壓與額定功率
1.當加在燈泡上的電壓等于燈泡上標示的電壓值時,燈泡能
　 　發光;當略大于標示的電壓值時,燈泡　 　;
當小于標示的電壓值時,燈泡　 　。
正常
偏亮
偏暗
2.在物理學中,用電器　 　時的電壓值和電流值,分別叫做額定電壓和額定電流。在　 　下工作時的電功率,叫做額定功率。
3.在實際使用時,加在用電器上的電壓有時會略高于或略低于
　 　,用電器也能工作。這時的電壓叫做實際電壓。
4.用電器在　 　下工作的功率,叫做實際功率。
二、測量小燈泡的電功率
測量小燈泡電功率的原理是　 　。實驗中使用的測量
工具是　 　和　 　。
正常工作
額定電壓
額定電壓
實際電壓
P=UI
電壓表
電流表
析要點　以練代講 02
知識點一　額定電壓與額定功率
典例1 小德家中有個燈泡,銘牌信息如圖所示,請回答以下
問題。
(1)燈泡的額定電壓是　 　V,額定功率是　 　W。若將燈泡接到220 V的電壓下工作,則它的實際功率是　 　W。
220
25
25
(2)若將燈泡接到200 V的電壓下工作,則燈泡的實際功率
　 　25 W,其亮度　 　正常工作時的亮度。(均選填“大于”“小于”或“等于”,下同)
(3)若將燈泡接到225 V的電壓下工作,則燈泡的實際功率
　 　25 W,其亮度　 　正常工作時的亮度。
小于
小于
大于
大于
方法技巧
1.從用電器銘牌上可以得到額定電壓、額定功率的信息。
2.用電器的額定功率是一個定值,不隨其兩端電壓的變化而變化,而實際功率隨用電器兩端的電壓變化而變化。
3.燈泡的亮度由它的實際功率決定,與額定功率無關,實際功率越大,亮度越大。
典例2 燈泡L1、L2分別標有“220 V　100 W”“220 V　40 W”的字樣,將它們接入220 V的電路中,則( )
A.L1、L2并聯時,L1比L2亮 B.L1、L2并聯時,亮度相同
C.L1、L2串聯時,L1比L2亮 D.L1、L2串聯時,亮度相同
A
知識點二　測量小燈泡的電功率
典例3 在“測量小燈泡的電功率”實驗中,所用器材如圖所
示,小燈泡上標有“2.5 V”字樣,小燈泡正常發光時的電阻約為8 Ω。
(1)請按照你設計的實驗電路圖
連接實物電路。要求:向左移動
滑片時小燈泡變亮。
答案:如圖所示
(2)連接電路時,開關應　 　;為了控制小燈泡兩端的電壓,應將滑動變阻器與小燈泡　 　聯。　
(3)正確連接電路后,閉合開關,小燈泡不亮,電壓表指針滿偏,電流表指針幾乎不偏轉,則故障可能是　 　。
斷開
串
小燈泡斷路
(4)排除故障后,繼續實驗,記錄的數據如表所示,并根據數據回答下列問題:
小燈泡兩端的電壓是否為2.5 V
實驗次數 電壓U/V 電流I/A 電功率P/W 小燈泡的亮度
1 1 0.16 不發光
2 2 0.28 較暗
3 2.5 0.30 正常發光
4 3 0.32 很亮
①在本實驗中,判斷小燈泡是否正常發光的依據是
　 　。
②通過表中數據,可計算出小燈泡的額定功率為　 　W,小燈泡正常發光時的電阻為　 　Ω(結果保留1位小數)。
③由表中數據還可得出結論:小燈泡的　 　越大,亮度越　 　。
④第1次實驗中小燈泡不發光的原因是　 　。
⑤在本實驗中,能否將多次測得的電功率的平均值作為小燈泡的電功率 　 　,原因是　 .
　。
0.75
8.3
實際功率
大
實際電功率太小了
不能
不同電壓下,小燈泡的電功
率不同,求平均值無意義
方法技巧
1.伏安法測定值電阻的阻值和測量小燈泡的電功率在數據處理方法上不同,測定值電阻的阻值最后要求出幾個電阻值的平均值,目的是減小實驗誤差;而測量小燈泡的電功率時,在小于、等于、略大于額定電壓的情況下,求出三個電功率值的含義是不同的,不能用來求平均值。
方法技巧
2.只有在額定電壓下求得的功率才為額定功率。
3.實驗中常見的故障現象
(1)小燈泡開路:小燈泡不亮,電壓表有示數且近似為電源電壓,電流表無示數。
(2)小燈泡短路:小燈泡不亮,電流表有示數,電壓表無示數。
(3)滑動變阻器接入錯誤:調節滑動變阻器滑片時,小燈泡亮度不變,電流表、電壓表示數均不變。
易錯辨析
例 小明發現家里的白熾燈突然變亮,主要原因可能是白熾燈的( )
A.額定電壓變大 B.實際電壓變大
C.額定功率變小 D.實際電壓變小
B
易錯警示
燈泡亮度取決于實際功率,與額定功率無關。
精評價　課堂反饋 03
1./ 知識點一 / 標有“220 V　100 W”字樣的家用電器正常工作時的電功率( )
A.大于100 W B.小于100 W
C.等于100 W D.無法確定
2./ 知識點一 / 標有“220 V　40 W”字樣的燈泡接入電路中發光時,它消耗的電功率( )
A.一定大于40 W B.一定等于40 W
C.一定小于40 W D.三種情況都有可能
C
D
3./ 知識點一 2025潮陽區校級期末/ 規格分別為“220 V　40 W”“36 V　40 W”“110 V　40 W”的三盞電燈,各自在額定電壓下工作,下列說法中正確的是( )
A.三盞電燈的額定功率一樣大
B.三盞電燈的額定電壓一樣大
C.三盞電燈實際電壓一樣大
D.三盞電燈的亮度不一樣亮
A
4./ 知識點一 / 如圖所示是汽車用USB便攜充電設備,有A、B兩個充電接口,額定輸出電壓均為5 V,輸出電流分別為 2.1 A 和1.0 A,要快速給標配的手機充電,應選用　 　(選填“A”或“B”)接口,此接口的額定輸出功率為　 　W。
A
10.5
5./ 知識點二 2025惠州期末/ 小明學習了電功率的知識后,在家中找來了一個標有額定電壓為6 V的燈泡,為了測量該燈泡的額定功率,他在學校的實驗室找到了相關器材,并進行了如下實驗,已知電源電壓恒為8 V。
(1)請用筆畫線代替導線,幫他連接好圖甲中實物圖。要求閉合開關后,滑片向右移,小燈泡變亮。
答案:如圖所示
(2)小明在實際操作中發現燈泡很暗,電流表和電壓表示數均很小,無論怎樣移動滑片,電學儀表的示數幾乎不變,你認為出現此現象的原因是　 　(填字母)。
A.滑動變阻器同時接入了下方的兩個接線柱
B.小燈泡的電阻太小
C.滑動變阻器的最大阻值太小
A
(3)排除故障后,閉合開關,發現電壓表的示數如圖乙所示,接下來他應該將滑動變阻器的滑片向　 　移動,同時眼睛注意觀察　 　(選填“電流表”“電壓表”或“燈泡”),直到燈泡正常發光。
(4)經過多次測量,小明繪制了燈泡的I-U圖像,如圖丙所示,則該燈泡的額定功率為　 　W。
左
電壓表
3
(5)若該實驗中電壓表標有15 V的接線柱損壞了無法使用,于是他向老師請教,老師告訴他用該電壓表仍能測量該燈泡的額定功率,你認為老師的方案可能是　 　(填字母)。
A.只將電源電壓減小
B.只更換一個其他規格的滑動變阻器
C.將該電壓表并聯到滑動變阻器的兩端
C(共24張PPT)
核心素養專題十
電功率的圖像、極值問題
類型解讀
圖像類計算題的分析思路
1.看橫縱軸代表的物理量及單位。
2.觀察、分析圖像的變化趨勢或規律,弄清圖像所表達的物理意義。
類型一　圖像問題
類型解讀
3.找特殊點,挖掘“起點、終點、交點(與橫軸、縱軸或圖像間的交點)、拐點”等,判斷各點隱含了什么條件或物理規律。
4.根據圖像計算時應在圖像上取一點,然后在橫軸和縱軸上找出對應的數值,最后根據有關公式求解。
1.如圖是燈泡L的I-U圖像,結合圖像分析,下列選項正確的是
( )
A.通過燈泡L的電流與其兩端的電壓成正比
B.當通過燈泡L的電流為0.3 A時,其實際功率為0.72 W
C.將兩個完全相同的燈泡L串聯在2.4 V的電源兩端,電路的總功率為0.24 W
D.將燈泡L和18 Ω的定值電阻并聯在3.6 V的電源兩端,
電路的總電阻為6 Ω
D
2.(2025潮陽區校級期末改編)小明設計了如圖甲所示的風速儀,電源電壓恒定,燈泡L的額定電壓為5 V,燈泡L的I-U關系圖像如圖乙所示,AB為粗細均勻的電阻絲,總電阻為15 Ω,OP為不計電阻的金屬細桿(與AB接觸良好),閉合開關S,無風時OP自然下垂,此時電流表的示數為0.2 A。求:
(1)燈泡L的額定功率。
解析:(1)由圖乙可知,當燈泡兩端的電壓為5 V時,通過燈泡的電流為0.3 A,
燈泡的額定功率PL=ULIL=5 V×0.3 A=1.5 W。
答案:(1)1.5 W
(2)電源電壓。
解析:(2)由圖甲可知,電阻絲AB與燈泡L串聯,電流表測量電路中的電流,閉合開關S,無風時OP自然下垂,電阻絲AB接入電路中的電阻為15 Ω,此時電流表的示數為0.2 A,
電阻絲AB兩端的電壓UAB=IRAB=0.2 A×15 Ω=3 V,
由圖乙可知,當通過燈泡的電流為0.2 A時,燈泡兩端的電壓為2 V,
電源電壓U=UAB+U′L=3 V+2 V=5 V。
答案:(2)5 V
3.如圖甲所示,電源電壓保持不變,滑動變阻器的滑片P從最右端滑至最左端的過程中,電壓表和電流表的示數變化情況如圖乙所示。求:
(1)電源電壓。
解析:(1)由圖甲可知,定值電阻與滑動變阻器串聯,電流表測電路中的電流,電壓表測量定值電阻兩端的電壓。當滑動變阻器的滑片P在最左端時,是R的簡單電路,電路中的總電阻最小,由歐姆定律可知,電路中的電流最大,電壓表測量電源電
壓,由圖乙可知,電源電壓U=3.0 V。
答案:(1)3.0 V
(2)滑動變阻器的最大阻值。
答案:(2)20 Ω
(3)把定值電阻換成標有“2.5 V　0.625 W”的小燈泡,當滑動變阻器的滑片P在中間位置時,計算小燈泡的實際功率(忽略溫度對小燈泡電阻的影響)。
答案:(3)0.225 W
4.如圖甲所示電路,電源電壓不變,燈泡L上標有“5 V　2.5 W”字樣,電壓表測量范圍為0～3 V,電流表測量范圍為0～0.6 A。閉合開關S,將滑動變阻器的滑片P由b端滑到中點的過程中,燈泡L的電功率與電流的P-I關系圖像如圖乙所示,忽略溫度對燈絲電阻的影響。求:
(1)燈泡L正常發光時的電阻。
答案:(1)10 Ω
(2)滑片P在b端時,1 min內燈泡L消耗的電能。
解析:(2)閉合開關,燈泡和滑動變阻器串聯,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,滑片P在b端時,滑動變阻器接入電路的電阻最大,根據歐姆定律可知此時通過電路的電流最小,由圖乙可知此時通過電路的電流為I1=0.3 A,燈泡的實際功率為0.9 W,
1 min內燈泡L消耗的電能W=P1t1=0.9 W×60 s=54 J。
答案:(2)54 J
(3)電源電壓。
答案:(3)6 V
(4)在確保電路元件安全的情況下,滑動變阻器允許連入電路的最小阻值。
答案:(4)2 Ω
類型解讀
極值問題應首先分析在什么條件下可能出現該極值,再結合該條件下的電路結構,聯系串并聯電路電流、電壓、電阻的規律和相關的電學公式求解。
類型二　極值問題
5.如圖所示的電路,電源電壓保持不變。小燈泡的額定電壓為6 V,滑動變阻器銘牌標有“50 Ω　1 A”字樣,電流表選用0～3 A量程。先閉合開關S1、斷開開關S2,此時小燈泡正常發光;保持開關S1閉合,再閉合開關S2,當滑動變阻器連入電路的阻值為30 Ω時,電流表的示數為0.8 A。則保持開關S1、S2都閉合,忽略溫度對燈絲電阻的影響,使用過程中元件完好,在保證電路安全的情況下,下列說法錯誤的是( )
A.將滑動變阻器的滑片向右移動,小燈
泡實際功率不變
B.滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍
是2.5～50 Ω
C.通過電流表的電流最小值為0.72 A
D.電路的總功率最大值為9.6 W
B
6.如圖所示的電路,電源電壓恒定,R0為定值電阻,Rx為滑動變阻器(A、B為其兩端點)。閉合開關S,把滑動變阻器的滑片P從B端移到A端,電壓表示數的變化范圍是0.6～3 V,電流表示數的變化范圍是0.12～0.6 A。下列說法中正確的是( )
A.電源電壓為6 V
B.R0的阻值為25 Ω
C.Rx的最大阻值為20 Ω
D.移動滑片P,電路總功率的最小值為0.72 W
C
7.(2024達州)如圖甲所示,將定值電阻R1與規格為“40 Ω　
2 A”的滑動變阻器R2連入電源電壓恒定不變的電路中。移動滑片P,R2的電功率P與其連入電路電阻R之間的變化圖像如圖乙所示。則電源電壓U=　 　V,R1的阻值為　 　Ω,電路的最大電功率為　 　W。
24
20
28.8
8.如圖所示,電源電壓恒為18 V,電流表量程為0～0.6 A,電壓表量程為0～15 V。閉合開關,移動滑動變阻器R2的滑片,當電壓表示數為12 V時,電流表示數為0.5 A,求:
(1)電阻R1的阻值以及R1通電60 s消耗的電能。
答案:(1)12 Ω　180 J　
(2)在保證元件安全的前提下,電阻R1的最大功率。
答案:(2)4.32 W
9.在如圖所示的電路中,電源電壓恒定,定值電阻R0=15 Ω,滑動變阻器R的最大阻值為10 Ω。閉合開關S1和S2,當滑動變阻器接入電路中的阻值為零時,電流表A1、A2的示數分別為1.0 A、0.4 A。
(1)求電阻Rx的阻值。
答案:(1)10 Ω　
(2)閉合開關S1,斷開開關S2,調節滑動變阻器,求電路消耗功率的范圍。
答案:(2)1.8 W≤P≤3.6 W
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核心素養專題十一
多擋位用電器計算
類型解讀
電熱器具有“高溫擋”和“低溫擋”。根據P= 可知,當U一定時,電阻越大,電功率越小;電阻越小,電功率越大,所以高溫擋總電阻最小,低溫擋總電阻最大。
類型一　兩擋位電熱器
類型解讀
電路圖
類型解讀
低溫擋 只閉合開關S,R1、R2串聯P低= 只閉合開關S,只有R2接入電路
P低=
高溫擋 同時閉合開關S、S0,R2短路,只有 R1接入電路P高= 同時閉合開關 S、S0,R1、R2
并聯P高=P1+P2=
1.(2024蘇州)某電飯鍋的電路如圖所示,發熱盤內有發熱電阻R1和分壓電阻R2,S是溫控開關,當開關S接a時,電飯鍋處于高溫擋,通過的電流為4 A;當溫度達到一定值時,開關S自動切換到b,電飯鍋處于保溫擋,通過的電流為0.25 A。求:
(1)R1的阻值。
答案:(1)55 Ω
(2)電飯鍋高溫擋的功率。
(3)保溫16 min,分壓電阻R2產生的熱量。
解析:(2)電飯鍋高溫擋的功率P高=UI高=220 V×4 A=880 W。
答案:(2)880 W　(3)4.95×104 J
2.如圖甲為一款養生壺,其加熱原理如圖乙所示。養生壺的額定電壓為220 V,R1、R2均是發熱電阻,其中R2=506 Ω。養生壺正常工作時,開關置于“1”為加熱擋,電路中電流為 5 A;開關置于“2”為保溫擋。求:
(1)當開關置于“1”時,R1的阻值及R1消耗的電功率。
答案:(1)44 Ω　1 100 W
(2)當開關置于“2”時,養生壺1 min消耗的電能。
(3)將壺內500 g的水從20 ℃加熱到100 ℃,水吸收的熱量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)水吸收的熱量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×
0.5 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.68×105 J。
答案:(2)5.28×103 J　(3)1.68×105 J
3.如圖甲所示是一款有高溫、低溫兩擋的家用蒸汽電熨斗,其電路原理如圖乙所示,R1、R2為電熱絲,R2的電阻為44 Ω,其額定電壓均為220 V。正常工作時高溫擋的電功率為1 980 W。
(電源電壓保持不變,不計電熱絲電阻隨溫度的變化)求:
(1)電熨斗正常工作時,在高溫擋狀態下電路中的總電流是
多大
答案:(1)9 A　
(2)R1的電阻為多少
答案:(2)55 Ω
(3)電熨斗在低溫擋狀態下工作10 min消耗的電能。
答案:(3)5.28×105 J
4.(2025潮陽區校級期末)如圖所示的是某款家用電熱器的簡化電路,R1、R2為阻值一定的電熱絲。該電熱器接入電壓恒為220 V的電路中,電熱器高溫擋的功率為990 W,低溫擋的功率為110 W。求:
(1)電熱器處于低溫擋時,通過電路的電流。
答案:(1)0.5 A
(2)電熱器處于高溫擋時,工作10 min產生的熱量。
(3)電熱絲R2的阻值。
解析:(2)電熱器處于高溫擋時,工作10 min產生的熱量為
Q=W=P高t=990 W×10×60 s=5.94×105 J。
答案:(2)5.94×105 J　(3)55 Ω
5.(2025增城區校級期末)某款電熱水壺內部部分簡化電路如圖甲所示,其中R1和R2為阻值不變的發熱電阻(R1(1)當開關S接b端時,通過R1電流I1　　　 　(選填“大于”
“小于”或“等于”)通過R2的電流I2。
解析:(1)由圖甲可知,當開關S接b端時,R1與R2串聯,由于串聯電路中各處的電流相等,所以此時通過R1電流I1等于通過R2的電流I2。
答案:(1)等于
(2)當開關S接a端時,電熱水壺處于加熱擋還是保溫擋
　　　　　　。理由是　
　 。
(3)求該電熱水壺在0～1 min時消耗的電能。
解析:(3)由圖丙可知,在0～1 min時電路中的電流為I=8 A,由圖乙可知,電源電壓保持200 V不變,故在0～1 min內,該電熱水壺消耗的電能W=UIt=200 V×8 A×1×60 s=96 000 J。
答案:(3)96 000 J　
(4)求R1的阻值及其在5～6 min時產生的熱量。
答案:(4)25 Ω　2.4 J
6.如圖所示是某品牌電熱鍋的簡化電路,R1、R2均為發熱電阻。電熱鍋工作時,通過開關S1和S2實現低溫、中溫和高溫的擋位控制,已知低溫擋電阻R1=110 Ω,中溫擋功率為880 W。求:
類型二　三擋位用電器
(1)電熱鍋低溫擋工作時的電功率。
答案:(1)440 W
(2)電熱鍋中溫擋工作時的電流。
答案:(2)4 A
(3)使用電熱鍋高溫擋將質量為2 kg的水從20 ℃加熱到
75 ℃所用的時間。[不計熱量損失,水的比熱容c=4.2×
103 J/(kg·℃)]
答案:(3)350 s
7.有一臺熱水器,內部簡化電路如圖所示,R1和R2均為電熱絲,
R1=88 Ω、R2=22 Ω。
(1)如何控制S1和S2,使熱水器處于高溫擋。
答案:(1)閉合開關S1,并將S2撥至位置a。
(2)求低溫擋正常工作5 min電熱絲產生的熱量。
答案:(2)1.32×105 J　
(3)求中溫擋正常工作時熱水器的功率。
答案:(3)550 W
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15.4　焦耳定律
早預習　新知梳理 01
一、電流的熱效應
電流通過導體時,電能轉化成　 　,導致導體發熱的現象,叫做電流的熱效應。
二、通電導體產生的熱量與哪些因素有關
通電導體產生的熱量與導體的　 　、通過導體的
　 　以及　 　有關。
內能
電阻
電流
通電時間
三、焦耳定律
1.焦耳定律:電流通過導體時產生的熱量,跟電流的二次方成
　 　,跟導體的電阻成　 　,跟通電的時間成　 　。
2.公式:　 　。
正比
四、電流熱效應的應用與控制
1.應用:電壓力鍋、電暖手寶、電熱水壺、電餅鐺等。
2.控制:散熱器。
正比
正比
Q=I2Rt
析要點　以練代講 02
知識點一　通電導體產生的熱量與哪些因素有關
典例1 為了探究“電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關”,小明設計了如圖所示的實驗裝置。
(1)實驗中通過觀察U形管中　 　的變化來比較電流通過電阻絲產生的熱量的多少,這種實驗方法叫　 　。
(2)利用　 　(選填“甲”或“乙”)裝置可探究電流通過導體時產生的熱量與電流的關系。
(3)生活中我們發現:電爐絲通過導線接到電路里,電爐絲熱得發紅,而導線卻幾乎不發熱。其中　　裝置能夠解釋這一現象。
液面高度差
轉換法
乙
甲
(4)乙裝置通電一段時間　 　(選填“左”或“右”)側容器內的電阻絲產生的熱量多。
(5)讓乙裝置冷卻到初始狀態,把右側容器外并聯的電阻絲也放入右側容器內,接通電源,此時該裝置可探究電流產生的熱量跟　 　的關系。
左
電阻
知識點二　焦耳定律的理解和應用
典例2 (2025潮安區期末)如圖所示,長度、橫截面積一樣,材料不同的兩個長方體電阻串聯在電路中,電阻分別為R1=2 Ω,
R2=4 Ω,在它們表面涂上厚度一樣的蠟。現在閉合開關給它們通電,過一段時間后,我們觀察到( )
A.R1上的蠟熔化得快
B.R2上的蠟熔化得快
C.R1、R2上的蠟熔化得一樣快
D.無法比較R1、R2上的蠟熔化的快慢
B
典例3 如圖所示,電源電壓為3 V,R1=R2=5 Ω,當S1閉合,S2斷開時,通電10 s,電流通過R1產生的熱量是　 　J。
4.5
方法技巧
已知電阻兩端的電壓和電阻值,根據歐姆定律可求通過的電流,利用公式Q=I2Rt可求一定時間內電阻絲上產生的熱量。
典例4 (2025麻章區期末)如圖所示電路,電源電壓保持12 V不變,標有“10 V　4 W”的燈泡L與滑動變阻器R串聯接在電路中,閉合S,調節滑片P使燈泡L正常發光,求:
(1)此時燈泡L的電阻。
答案:(1)25 Ω
(2)此時電路中的電流。
(3)通電1 min,滑動變阻器R產生的熱量。
(3)滑動變阻器R兩端的電壓是UR=U-U燈=12 V-10 V=2 V,
通電1 min,滑動變阻器R產生的熱量Q=IURt=0.4 A×2 V×
60 s=48 J。
答案:(2)0.4 A　(3)48 J
知識點三　電流熱效應的應用與控制
典例5 (2025廣州模擬)下列四種用電器中,主要利用電流熱效應工作的是( )
A
A.電熱水壺 B.洗衣機 C.電風扇 D.掃地機器人
易錯辨析
例 一臺電風扇的銘牌上標有“220 V　110 W”的字樣,電風扇的電機內部線圈的電阻為 2 Ω,這臺電風扇正常工作
10 min消耗的電能為　 　J,電動機內部線圈產生的熱量為　 　J。
66 000
300
精評價　課堂反饋 03
1./ 知識點三 / 下列事例中,屬于防止電流熱效應產生危害的是( )
A.冬天用電暖器取暖 B.用電熱水壺燒水
C.用電熨斗熨衣服 D.啟動散熱風扇給電腦降溫
D
2./ 知識點二 / 有兩根阻值分別為R1、R2的電阻絲,分別采用如圖所示的四種方法接在同一電源上后,相同時間內產生的熱量最小的是( )
C
3./ 知識點二 2025平遠縣期末/ 把一臺電動機接入電壓為220 V的電路中,通過電動機的電流為4 A,電動機線圈的電阻為3 Ω,通電100 s電動機消耗的電能為　 　J,電動機線圈產生的熱量為　 　J,電動機線圈輸出的機械能為
　 　J。
88 000
4 800
83 200
4./ 知識點一 2025東莞期末改編/ 某同學用如圖所示的實驗裝置探究“電流通過導體產生的熱量與哪些因素有關”,兩個透明容器中封閉著電阻絲和等量的空氣。
(1)通電后,透明容器中電阻絲的內能是通過　 　(選填
“做功”或“熱傳遞”)的方式改變的。
做功
(2)觀察圖甲,發現在通電時間和　 　相同時,B管中的液面高度差更大,表明電流通過導體產生熱量的多少與　 　 .
有關。
(3)采用圖乙中的實驗裝置探究“電流通過導體產生的熱量跟電流是否有關”時,右側容器中應該選用阻值為　 　 Ω的電阻絲。
(4)將圖乙中的實驗裝置冷卻到室溫,把右側容器外并聯的電阻絲也放入右側容器內,通電一段時間后,　 　(選填
“左”或“右”)側容器內電阻絲產生的熱量多。
電流
電阻大小
5
左
5./ 知識點二 2025南海區期末/ 如圖所示電路中,燈泡L上標有“1.5 V　0.3 A”字樣,R為定值電阻。閉合開關S后,燈泡L恰好正常發光,電流表的示數為0.6 A。求:
(1)燈泡L的額定功率是多少
解析:(1)燈泡L的額定功率P額=U額I額=1.5 V×0.3 A=
0.45 W。
答案:(1)0.45 W
(2)定值電阻R的阻值是多少
答案:(2)5 Ω
(3)該電路工作5 min,定值電阻產生的熱量是多少
解析:(3)該電路工作5 min,定值電阻產生的熱量Q=Rt=
(0.3 A)2×5 Ω×5×60 s=135 J。
答案:(3)135 J

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