專題18.1 電功率丨知識精析丨挖空練知識點一：電能與電功1電功：電流通過某段電路所做的功叫 。2電流做功的實質(zhì)：電流做功過程，實際就是電能轉(zhuǎn)化為 的能（消耗電能）的過程；電流做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，也就消耗了多少電能。3.電流做功的形式：電流通過各種用電器使其轉(zhuǎn)動、發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等都是電流做功的表現(xiàn)。4規(guī)定電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端的 ，電路中的 和通電 的乘積。5電功公式： （適用于所有電路）；對于純電阻電路可推導(dǎo)出：（1）串聯(lián)電路：；（2）并聯(lián)電路：；（3）在任何情況下，在一定時間所做的總功。6電功單位：在國際單位制中，電功單位是 （ ）；常用單位還有度（ ）， 1度=1千瓦時=1kWh=3.6106J；“1度”的規(guī)定：1kw的用電器工作1h消耗的電能。7電功的測量電能表：是測量用戶用電器在某一段時間內(nèi)所做電功（某一段時間內(nèi)消耗電能）的儀器。電能表上“220V、5A、3000R/kWh”等字樣，分別表示：電能表額定電壓是220V；允許通過的最大電流是5A；每消耗一度電電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。讀數(shù)時：最后一位有紅色標記的數(shù)字表示小數(shù)點后一位；電能表前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。【真題跟蹤一】(2019武威)如圖所示是某家用電子式電能表的表盤，該表盤上顯示已用電______kWh。若將某用電器單獨接在該電能表上正常工作3min，電能表指示燈閃爍了32次。該用電器在上述時間內(nèi)消耗的電能為______kWh，它的實際電功率是______W。【答案】5546.7；0.02；400。【解析】（1）該表盤上顯示數(shù)字為55467，因為最后一位是小數(shù)、單位是kWh，所以顯示已用電5546.7kWh；（2）1600imp/（kWh）表示每消耗1kWh的電能，指示燈閃爍1600次，指示燈閃爍32次，則該用電器消耗的電能：W=kWh=0.02kWh，該用電器的實際電功率：P=0.4kW=400W。故答案為：5546.7；0.02；400。【真題跟蹤二】（2018長沙）如圖L1、L2是規(guī)格分別為“6V、6W”，“3V、2.7W”的小燈泡,將它們連在如圖的電路中,電源電壓恒定不變,當只閉合S時,L2正常發(fā)光。(不計溫度對燈泡電阻的影響)求:(1)電源電壓；(2)燈泡L1的電阻R1；(3)當S、S1都閉合時,10s內(nèi)電流做的總功。【答案】（1）3V；（2）6；（3）42J。【解析】（1）當只閉合S時，燈泡L2正常發(fā)光，燈泡兩端電壓U=3V，通過燈泡L2的電流：；電源電壓U=3V；（2）燈泡L1的電阻；（3）當S、S1都閉合時，L1和L2并聯(lián)，通過L1的實際電流；通過干路的電流I=I1+I2=0.5A+0.9A=1.4A，電路消耗的總電功率P=UI=3V1.4A=4.2W；電流做的功W=Pt=4.2W10s=42J 。故答案為：（1）3V；（2）6；（3）42J。【真題跟蹤三】（2019河南）在家用電器調(diào)查活動中，小亮讓電熱水器單獨工作2min，測得家中如圖所示的電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了70r，熱水器的實際功率為_____W；若不計能量損失，這段時間內(nèi)熱水器中50L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”）。已知水=1.0103kg/m3，c水=4.2103J/（kg）【解析】（1）電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)70r，電熱水器消耗的電能：W=0.07kWh，工作時間t=2min=h，則該電熱水器的實際功率：（2）電熱水器消耗的電能：W=Pt=2100W120s=2.52105J，水的體積V水=50L=0.05m3，由=可得，水的質(zhì)量：m水=水V水=1.0103kg/m30.05-3m3=50kg；因為不計能量損失，所以水吸收的熱量：Q吸=W=2.52105J，由Q=cmt得，水升高的溫度：（3）由于電熱水器的功率遠大于冰箱，根據(jù)P=UI可知，電熱水器工作時的電流遠大于冰箱，相同條件下熱水器導(dǎo)線上產(chǎn)生的熱量較多。為保證線路安全，在電流和通電時間一定時，電熱水器選擇較粗的電源線，可以減小導(dǎo)線電阻，根據(jù)Q=I2Rt可知，電源線產(chǎn)生的熱量減少，可防止電源線快速老化而引發(fā)安全事故。故答案為：2100；1.2；粗。知識點二：電功率1電功率：電流在 內(nèi)所做的功。2電功率物理意義：表示電流做功 的物理量。3電功率公式：（適用于所有電路），推導(dǎo)公式：（適用于純電阻電路）。（1）串聯(lián)電路中；（2）并聯(lián)電路中：；（3）無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計算總功率常用公式 。4電功率單位：在國際單位制中，功率單位是 （ ），常用單位： （ ）。5額定功率（1）某燈泡上標有“PZ220V-25”字樣分別表示：普通照明， （用電器正常工作時的電壓）220V， （用電器在額定電壓下的功率）25W的燈泡。（2）已知U額、P額，可根據(jù)公式I額=P額/U額計算出該燈的額定電流；可根據(jù)公式計算出該燈的電阻。（3）燈泡的亮度取決于燈泡的 大小：當U實=U額時，P實=P額燈正常發(fā)光；當U實U額 時，P實P額燈光暗淡；當U實 U額時，P實P額燈發(fā)光強烈。（4）已知U額、P額、U實，可根據(jù)公式，由該式可知，當實際電壓變?yōu)轭~定電壓的1/n時，實際功率就變?yōu)轭~定功率的1/n2。（5）燈L1“220V、100W”，燈L2“220V、25W”相比較而言，L1燈絲 ，L2燈絲 。【真題跟蹤一】（2019河北）如圖所示，電源電壓不變，R1、R2為定值電阻，R為滑動變阻器，a、b是電流表或電壓表。當只閉合開關(guān)S、S1時，a、b的指針均明顯偏轉(zhuǎn)，將位于中點的滑片P向左移動，a的示數(shù)不變，b的示數(shù)有變化。以下說法正確的是（ ）。Ab是電流表；B只閉合S、S2，移動滑片P，則a示數(shù)的變化量與b示數(shù)的變化量的比值可能等于R1+R2；C若將b換成另一種電表，只閉合S、S2，將滑片P向右移動，R2消耗的功率一定變大；D若將a與b的位置互換，只閉合S、S2，則a的示數(shù)與b的示數(shù)的比值可能等于R2【答案】AD。【解析】A、只閉合開關(guān)S、S1時，電表b與滑動變阻器R串聯(lián)，且滑片P向左移動，b的示數(shù)有變化，則b一定是電流表，故A正確；若a為電流表，測通過R2的電流，由于R2的阻值和兩端的電壓均不變，滑片P向左移動，a的示數(shù)不變；若a為電壓表，測電源電壓，其示數(shù)也不變，a可能是電流表也可能是電壓表；B、為電壓表、b為電流表時，只閉合S、S2，此時R1與R串聯(lián)，電壓表a測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流，則有：R1，即a示數(shù)的變化量與b示數(shù)的變化量的比值等于R1；a、b均為電流表時，只閉合S、S2，R、R2被短路，電路為R1的簡單電路，移動滑片P，a、b兩表的示數(shù)變化量均為0，故B錯誤；C、將b換成電壓表，a為電壓表時，只閉合S、S2，R1、R2與R串聯(lián)，滑片P向右移動，電阻變小，電路總電阻變小，電流變大，根據(jù)PI2R2可知，R2消耗的功率變大；若將b換成電壓表，a為電流表時，只閉合S、S2，R被短路，R1、R2串聯(lián)，滑片P向右移動，電阻不變，電路總電阻不變，電流不變，根據(jù)PI2R2可知，R2消耗的功率不變，故C錯誤；D、為電壓表、b為電流表時，若將a與b的位置互換，只閉合S、S2，R被短路，R1、R2串聯(lián)，電流表測電路中的電路，電壓表測R2兩端的電壓，則a的示數(shù)與b的示數(shù)的比值為R2；a、b均為電流表時，若將a與b的位置互換，只閉合S、S2，R、R2被短路，電路為R1的簡單電路，兩電流表的示數(shù)相等，其比值為1，故D正確。故選AD。【真題跟蹤二】（2018淄博）如圖所示，電源電壓不變，只閉合開關(guān)S1，燈泡L發(fā)光，電壓表有示數(shù)：再閉合開關(guān)S2，電路中出現(xiàn)的情況是（ ）。A電壓表的示數(shù)變小；B電路的總電阻不變；C燈泡L的亮度不變；D電路的總功率變大【答案】D。【解析】ABC、只閉合開關(guān)S1，為串聯(lián)電路，電阻R與燈泡L串聯(lián)；電壓表測量的是R兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知，電壓表示數(shù)要小于電源電壓；開關(guān)S2閉合時，燈泡被短路，燈泡不發(fā)光，電路中只有R，總電阻減小；電壓表測量的是電源電壓，故電壓表示數(shù)變大；故ABC錯誤；D、開關(guān)S2閉合后電路總電阻R總變小，電流變大，電阻R兩端的電壓變大，根據(jù)P=UI可知電路的總功率變大，故D正確。故選D。【真題跟蹤三】（2019天津）如圖甲所示的電路，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)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(shù)I與電壓表示數(shù)U的關(guān)系圖象如圖乙所示。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】10；0.1。【解析】由電路圖可知，定值電阻R1與滑動變阻器R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流。（1）當滑片位于b端時，電路為R1的簡單電路，電壓表測電源電壓，此時電路中的電流最大，由圖象可知，電源電壓U=3V，此時R1兩端的電壓U1=U=3V，電路中的電流I=0.3A，由歐姆定律可得：R1=10；（2）當滑片位于a端時，R1、R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，由圖象可知，此時電路中的電流I=0.1A時，R1兩端的電壓U1=1V，電阻R1消耗的電功率P1=U1I=1V0.1A=0.1W。故答案為：10；0.1。知識點三：測量小燈泡電功率一、伏安法測量小燈泡的電功率1.實驗?zāi)康模簩W(xué)習用電壓表和電流表測量小燈泡的額定功率和實際功率，并加以比較。2.實驗原理：要測量小燈泡的電功率，根據(jù)電功率公式，可以用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，用電流表測出通過小燈泡的電流。3.實驗器材：電源、滑動變阻器、電壓表、電流表、小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線若干。4.設(shè)計并進行實驗：（1）按照圖所示的電路圖連接好實驗電路，連接電路時，開關(guān)處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器的滑片置于最大阻值處。（2）檢查電路連接無誤后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片，使小燈泡兩端的電壓等于額定電壓，記錄電壓表與電流表的示數(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使小燈泡兩端的電壓小于小燈泡的額定電壓，記錄電壓表和電流表的示數(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使小燈泡兩端的電壓約為額定電壓的1.2倍，記錄電壓表與電流表的示數(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。（5）整理好實驗器材。（6）用公式計算出小燈泡的額定功率和實際功率，記錄在下表中。實驗序號電壓/V電流/A電功率/W小燈泡亮度12.50.310.78正常22.00.250.50較暗33.00.381.14較亮5.分析與論證（1）分析表格中的實驗數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的實際電壓越高，小燈泡的電功率越大，燈泡發(fā)光越亮。（2）小燈泡的亮度直接由它的實際功率決定。（3）小燈泡兩端的實際電壓只有在不高于額定電壓時，才處于安全使用狀態(tài)。（4）小燈泡的實際功率有多個，額定功率只有一個。6、實驗結(jié)論（1）當實際電壓等于額定電壓時，小燈泡的實際功率等于額定功率，小燈泡正常發(fā)光。（2）當實際電壓低于額定電壓時，小燈泡的實際更率小于額定功率，小燈泡發(fā)光較暗。（3）當實際電壓高于額定電壓時，小燈泡的實際功率大于額定功率，小燈泡發(fā)光較亮。7、注意事項（1）電源電壓應(yīng)高于燈泡的額定電壓；滑動變阻器允許通過的最大電流要大于小燈泡的正常工作電流，滑動變阻器的最大阻值應(yīng)與小燈泡的電阻差不多，這樣會使滑動變阻器的調(diào)壓效果明顯。（2）連接電路時，電壓表的量程要參照小燈泡的額定電壓來選擇，電流表的量程應(yīng)根據(jù)燈泡的額定電流來選擇，如果燈泡的額定電壓或電流位置，則要采用試觸的方法判斷。（3）連接電路時，開關(guān)要斷開，防止由于電路連接錯誤而發(fā)生短路，損壞電流表。（4）閉合開關(guān)前，要將滑動變阻器的滑片置于阻值最大的位置，以防止電路中電流過大，其保護電路作用。（5）調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓高于額定電壓時要注意緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，實際電壓不能超過額定電壓的1.2倍，同時通電時間不能過長，否則容易燒壞小燈泡。注意：伏安法測小燈泡電功率與伏安法測電阻阻值的異同。相同點：實驗電路基本相同，可采用同一電路；實驗方法相同，都是伏安法；測量的物理量相同，都測量電流I和電壓U。不同點：實驗原理不同，測小燈泡電功率的實驗原理，測電阻阻值的實驗原理是；數(shù)據(jù)處理方式不同，測電阻阻值時需要多次測量，最后求平均值以減小實驗誤差，而測小燈泡電功率時也需要多次測量，但不能用來求平均值，而是尋找不同電壓下的電功率有什么規(guī)律。【真題跟蹤一】（2019海南）在測量小燈泡電功率的實驗中，已知燈泡額定電壓U額=2.5V，電源電壓保持不變。（1）用筆畫線代替導(dǎo)線把甲圖電路連接完整。（2）調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V，此時電流表示數(shù)（如圖乙）為______A。則小燈泡的額定功率為______W。（3）如果沒有電壓表，用如圖丙所示電路也可測小燈泡的額定功率。其中，定值電阻的阻值為R0。先斷開開關(guān)S2、閉合開關(guān)S、S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數(shù)為；再保持變阻器滑片的位置不變，只斷開開關(guān)_______、閉合其它開關(guān)，讀出電流表示數(shù)為I，燈泡額定功率的表達式為P額=_________（用R0、U額、I的代數(shù)式表示）。【答案】（1）如圖所示；（2）0.28；0.7；（3）S1 。【解析】（1）由圖知，只需用一條導(dǎo)線將滑動變阻器下端的一個接線柱連接到小燈泡右端的接線柱即可，連接情況如圖所示；（2）由圖乙知，電流表使用的量程是0.6A，則讀出的示數(shù)為0.28A，由P=UI，計算出小燈泡的額定功率為；（3）根據(jù)實驗原理P=UI，為了得出小燈泡的額定功率，需要知道的數(shù)據(jù)是U額和I額；當斷開開關(guān)S2、閉合開關(guān)S、S1時，定值R0與小燈泡并聯(lián)接在電路中，電流表測通過R0的電流I0，由題意知（此式表明電阻R0與小燈泡兩端的電壓為U額）；保持變阻器的滑片的位置不變，可通過斷開S1，閉合S和S2使電流表示數(shù)等于通過R0和小燈泡的電流之和，然后再利用并聯(lián)電路的電流規(guī)律得出通過小燈泡的電流（因為這樣設(shè)計開關(guān)的通斷仍然能保證R0與小燈泡兩端的電壓為U額，所以此時通過小燈泡的電流剛好為I額），根據(jù)題意可得出，所以燈泡額定功率的表達式為。【真題跟蹤二】（2019達州）實驗老師為“測量小燈泡額定功率”準備了如下器材：電源（電壓恒為6V）開關(guān)、電壓表和電流表各一只、額定電壓為2.5V的待測小燈泡（電阻約為10）、滑動變阻器（“20 1A”）、導(dǎo)線若干。（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實物圖連接完整（要求：滑片向右移動燈泡變亮）。（2）閉合開關(guān)前電流表的指針如圖乙所示，其原因是 。（3）故障排除后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，并繪制了小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為 W。從圖象中還發(fā)現(xiàn)：當電壓表的示數(shù)增大時，電壓表與電流表的示數(shù)之比 （選填“變大”、“變小或“不變”）。（4）小陳同學(xué)為了驗證電流跟電阻的關(guān)系，他又借到了一個滑動變阻器（50 0.5A）和五個定值電阻（5、10、15、20g、25），其余器材不變。用定值電阻更換甲圖中的燈泡，小陳同學(xué)得到如圖丁所示的電流隨定值電阻變化的圖象，則實驗中他所用的滑動變阻器是 （選填字母：A.20 1A B.50 0.5A），若某次實驗中滑動變阻器連入的阻值為14，則所用定值電阻的阻值為 。（5）下課前老師布置了一道課后作業(yè)。要求：在只有下列實驗器材的前提下測出未知定值電阻Rx的阻值。實驗器材：電阻Rx、電源（電壓恒定但未知）、滑動變阻器（已知最大阻值為R0）、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線若干。小張同學(xué)設(shè)計了如圖戊所示的電路圖，用以下步驟測Rx的阻值。閉合開關(guān)S，移動滑片P至B端，記下電流表示數(shù)I1；移動滑片P至A端，記下電流表示數(shù)I2（I1未超過電流表的量程）；請幫他寫出Rx的表達式：Rx （用字母R0、I1、I2表示）。【答案】（1）如上所示；（2）電流表指針沒有調(diào)零；（3）0.625；變大；（4）B；10；（5）。【解析】（1）滑片向右移動燈泡變亮，即電流變大電阻變小，故變阻器滑片右下接線柱連入電路中，如下所示：（2）閉合開關(guān)前電流表的指針如圖乙所示，其原因是電流表指針沒有調(diào)零。（3）根據(jù)繪制的小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系知，燈在額定電壓下的電流為0.25A，則小燈泡的額定功率為：PUI2.5V0.25A0.625W；從圖象知，當電壓為0.5V時，電流為0.1A，由歐姆定律，燈的電阻為：R15，同理，燈正常發(fā)光時的電阻為10，故當電壓表的示數(shù)增大時，電壓表與電流表的示數(shù)之比 （燈的電阻）變大；（4）圖丁所示的電流隨定值電阻變化的圖象，電流與電阻之積為：UIR0.1A250.5A52.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：U滑UUV6V2.5V3.5V，變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的1.4倍，根據(jù)分壓原理，當接入25電阻時，變阻器連入電路中的電阻為：R滑1.42535，故為了完成整個實驗，應(yīng)該選取最大阻值至少35的滑動變阻器，則實驗中他所用的滑動變阻器是50、0.5A，選B；若變阻器連入的阻值為14，由歐姆定律，電路的電流為：I0.25A，由歐姆定律，則所用定值電阻的阻值為：R定10；（5）閉合開關(guān)S，移動滑片P至B端，記下電流表示數(shù)I1；移動滑片P至A端，記下電流表示數(shù)I2（I1未超過電流表的量程）；在中兩電阻串聯(lián)，由電阻的串聯(lián)和歐姆定律，電源電壓：UI1（Rx+R0）在中，為R0的簡單電路，由歐姆定律：UI2R0，因電源電壓不變，故：UI1（Rx+R0）I2R0，Rx的表達式：Rx。故答案為：（1）如上所示；（2）電流表指針沒有調(diào)零；（3）0.625；變大；（4）B；10；（5）。【真題跟蹤三】（2019遂寧）在“測量小燈泡的電功率”實驗中，實驗器材有：兩節(jié)新干電池、電流表、電壓表、額定電壓2.5V的小燈泡，滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干，部分實物電路如圖甲所示。（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實物電路連接完整（要求：滑片P向右移動時小燈泡變亮）。（2）連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡很亮，電壓表示數(shù)為3V斷開開關(guān)，經(jīng)檢查，各元件完好，電路連接正確則實驗中操作錯誤之處是______。（3）改正錯誤后進行實驗，移動滑動變阻器的滑片到某一位置，電壓表的示數(shù)如圖乙所示；若要測量小燈泡的額定功率，滑動變阻器的滑片P應(yīng)向______端移動（選填“A”或“B”）。（4）圖丙是由實驗數(shù)據(jù)描出的小燈泡的I-U圖象，則小燈泡額定功率是______W。（5）根據(jù)小燈泡的I-U圖象計算出不同電壓下燈絲電阻值不同，原因是燈絲電阻隨______的變化而變化。（6）若用第（3）小問中所測得數(shù)據(jù)算出燈泡的電阻RL，再根據(jù)P=計算燈泡的額定功率。按此方案算出燈泡的額定功率比真實值______（選填“偏大”或“偏小”）。【答案】滑動變阻器的滑片沒有調(diào)到阻值最大處；B；0.625；溫度；偏大。【解析】（1）滑動變阻器的右下方接線柱與開關(guān)相連時，滑片P向右移動時小燈泡變亮，如下圖所示：（2）連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡很亮，電壓表示數(shù)為3V，且各元件完好，電路連接正確，則實驗中操作錯誤之處是：滑動變阻器的滑片沒有調(diào)到阻值最大處；（3）由圖乙可知，電壓表的量程為03V，分度值為0.1V，示數(shù)為2V，若要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)使電壓表的示數(shù)達到2.5V，由串聯(lián)電路的分壓特點可知，應(yīng)減小滑動變阻器接入電路中的電阻，即滑片P應(yīng)向B端移動；（4）由圖丙可知，電壓表的示數(shù)為2.5V時，通過的電流為0.25A，則小燈泡額定功率是P=UI=2.5V0.25A=0.625W；（5）根據(jù)小燈泡的I-U圖象計算出不同電壓下燈絲電阻值不同，原因是燈絲電阻隨溫度的變化而變化；（6）由圖丙可知，燈泡兩端的電壓為2V時，通過的電流為0.225A，由I=的變形式R=可得，燈泡兩端的電壓為2V、2.5V時的電阻分別為8.9、10，若用第（3）小問中所測得數(shù)據(jù)算出燈泡的電阻RL，再根據(jù)P=計算燈泡的額定功率，按此方案算出燈泡的額定功率比真實值偏大。故答案為：（1）如上圖所示；（2）滑動變阻器的滑片沒有調(diào)到阻值最大處；（3）B；（4）0.625；（5）溫度；（6）偏大。知識點四：焦耳定律1.電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化為 ，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2.焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，與 成正比，與導(dǎo)體的 成正比，與通電 成正比。3.焦耳定律公式：Q=I2Rt。式中單位Q焦(J)；I安(A)；R歐()；t秒。4.當電流通過導(dǎo)體做的功(電功)全部用來產(chǎn)生熱量(電熱)，則有W=Q，可用電功公式來計算Q，如電熱器、純電阻就是這樣的。5.電熱的利用：電熱毯、電熨斗、電烤箱等；電熱的防止：電視機后蓋有很多孔是為了通風散熱，電腦運行時也需要風扇及時散熱。【真題跟蹤一】（2019益陽）如圖所示電路，電源電壓不變，R1為發(fā)熱電阻，阻值10R2為定值電阻，阻值為20R為滑動變阻器（A、B為其兩個端點）。閉合開關(guān)S，當滑片P移動到A端時，電流表的示數(shù)為0.3A，電源電壓U=______V當滑片P移到B點時，發(fā)熱電阻R1在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為______J。【答案】故答案為：6；216。【解析】由圖知，閉合開關(guān)S，當滑片P移動到A端時，R1和R2并聯(lián)，電流表測量通過R2的電流。因為I=，所以電源電壓為U=I2R2=0.3A20=6V；滑片P移動過程中，R1兩端電壓不變，阻值不變，所以1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為。故答案為：6；216。【真題跟蹤二】(2019岳陽)一新款節(jié)能電燉鍋如圖甲，有關(guān)技術(shù)參數(shù)如表（設(shè)電燉鍋不同擋位的電阻和加熱效率均不變）。額定電壓電燉鍋檔位額定功率/W200V低溫200中溫400高溫600（1）求電燉鍋在高溫擋正常工作時的電流（計算結(jié)果保留一位小數(shù)）；（2）在用電高峰期，關(guān)掉家里的其他用電器，只讓處于中溫擋狀態(tài)的電燉鍋工作，觀察到標有“1800r/（kWh）”的電能表轉(zhuǎn)盤在12ls內(nèi)轉(zhuǎn)了20圈，求此時的實際電壓；（3）電燉鍋正常工作時，用低溫擋和高溫擋分別給質(zhì)量相同的冷水加熱，待水溫達到50時開始計時，繪制的水溫隨時間變化的圖象如圖乙所示。結(jié)合所給信息，通過計算，分析比較用高溫擋還是用低溫擋更節(jié)能。【解析】（1）由表中數(shù)據(jù)可知，高溫的功率P高=600W，由P=UI可得，在高溫檔工作時，電路中的電流：；（2）由可得，電燉鍋的電阻：，電燉鍋在高檔工作時，電能表轉(zhuǎn)盤在在121s內(nèi)轉(zhuǎn)了20r，則電燉鍋消耗的電能：，實際功率為：，由可得，電路的實際電壓：（3）高溫檔消耗的電能W高=p高t高=600W660s=2.16105J，則水升高1消耗的電能2.16105J/20=1.08104J，低溫檔消耗的電能W低=P低t低=200W960s=1.08105J，則水升高1消耗的電能為1.08105J/8=1.35104J，因為1.08104J1.35104J，且兩檔加熱水的質(zhì)量相同，所以加熱等質(zhì)量的水升高1，高溫檔比低溫檔消耗電能少，用高溫檔節(jié)能。答：（1）求電燉鍋在高溫擋正常工作時的電流是2.7A； （2）在用電高峰期，此時的實際電壓是200V； （3）電燉鍋正常工作時，用低溫擋和高溫擋分別給質(zhì)量相同的冷水加熱，由（3）可知用高溫擋更節(jié)能。【真題跟蹤三】（2019貴港）家用電吹風的簡化電路如圖5所示，主要技術(shù)參數(shù)如下表。則該電吹風正常工作吹熱風時，電熱絲的阻值是________，正常工作吹熱風5min電熱絲產(chǎn)生的熱量是________J。【答案】48.4；3105。【解析】由表知，電熱絲吹熱風時，電熱絲的額定功率為P=1000W，額定電壓為U=220V，故電熱絲的阻值為；正常工作吹熱風5min電熱絲產(chǎn)生的熱量為：。考點一：電能和電功本考點主要內(nèi)容有電功、電能的基本概念，電功的基本計算、電能的概念與計算，電阻串并聯(lián)電路電功的特點。本節(jié)不涉及實驗探究題類試題，但與其他知識點結(jié)合組成一個大型計算題還是會經(jīng)常出現(xiàn)的。從近三年中考試題來看，對本節(jié)內(nèi)容的考查主要集中在對電功、電能概念的考查、對電能簡單計算的考查、對動態(tài)電路的考查、對串并聯(lián)電路電功特點的考查等方面。考題以選擇題、填空題、計算題形式出現(xiàn)，并以填空題居多。尤其注意的是電能表的使用與相關(guān)計算，在許多地區(qū)中考試題中屬于常考內(nèi)容，需要認真理解和熟悉有關(guān)的計算。【典例一】（2019瀘州）小明家電熱水器銘牌標識為“220V、1000W”。由于使用了多年，該電熱水器中的電熱絲明顯氧化導(dǎo)致其電阻發(fā)生了變化，為準確測量氧化電熱絲的實際電阻值，小明在家中把該電熱水器單獨接入220V的家庭電路中工作5min，發(fā)現(xiàn)電能表指示燈閃爍了242次，電能表規(guī)格如圖所示。問：（1）小明測得該電熱水器的實際電功率是多少？（2）該電熱水器氧化電熱絲的實際電阻值是多少？（3）為恢復(fù)該電熱水器的銘牌功率，可與氧化電熱絲并聯(lián)一段新的電熱絲，則并聯(lián)的這段電熱絲的電阻值為多少？【解析】（1）3000imp/kWh表示每消耗1kWh的電能，指示燈閃爍3000次，所以，電能表指示燈閃爍了242次消耗的電能：W=kWh=3.6106J=2.904105J，該電熱水器的實際電功率：P實=968W；（2）由P=UI=可得，該電熱水器氧化電熱絲的實際電阻值：R實=50；（3）電熱水器銘牌標識的功率對應(yīng)的電阻：R=48.4，為恢復(fù)該電熱水器的銘牌功率，可與氧化電熱絲并聯(lián)一段新的電熱絲R，因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，所以，解得：R=1512.5。答：（1）小明測得該電熱水器的實際電功率是968W；（2）該電熱水器氧化電熱絲的實際電阻值是50；（3）并聯(lián)的這段電熱絲的電阻值為1512.5。【典例二】（2019菏澤）如圖所示，將標有“2.5V 0.625W”字樣的小燈泡接入電源電壓4.5V（電壓保持不變）電路中，為調(diào)節(jié)燈泡亮度，在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器，兩個電壓表的量程都是3V。（1）移動滑動變阻器滑片，使小燈泡正常發(fā)光，燈泡正常發(fā)光時的電阻是多大？（2）在小燈泡正常發(fā)光的情況下，通電5分鐘，滑動變阻器消耗的電能是多少？（3）為保證兩個電壓表兩端的電壓不超過3V，小燈泡兩端的電壓不超過額定電壓的情況下，滑動變阻器允許的取值范圍是多少？（假定燈絲電阻保持不變）【解析】由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表V1測L兩端的電壓，電壓表V2測R兩端的電壓。（1）由 可得，燈泡正常發(fā)光時的電阻： ； （2）因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且小燈泡正常發(fā)光，所以，電路中的電流：， 因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動變阻器兩端的電壓： UR=U-UL=4.5V-2.5V=2V， 則通電5分鐘，滑動變阻器消耗的電能： WR=URIt=2V0.25A560S=150J；（3）為保證兩個電壓表兩端的電壓不超過3V，小燈泡兩端的電壓不超過額定電壓的情況下， 當燈泡正常發(fā)光時，電路中的電流最大，滑動變阻器接入電路中的電阻最小， 則；當電壓表V2的示數(shù)UR大=3V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，此時燈泡兩端的電壓：UL小=U-UR大=4.5V-3V=1.5V，此時電路中的電流： ， 解得：R大=20，所以，滑動變阻器允許的取值范圍是820。答：（1）燈泡正常發(fā)光時的電阻是10；（2）在小燈泡正常發(fā)光的情況下，通電5分鐘，滑動變阻器消耗的電能是150J；（3）滑動變阻器允許的取值范圍是820。【典例三】（2019蘇州）如圖所示電路中，電源電壓為6V，電阻R1、R2的阻值分別為12和6閉合開關(guān)S，則：（1）電流表的示數(shù)是多少？（2）求電阻R2在1min內(nèi)消耗的電能；（3）斷開S，將電阻R2拆下，再將最大阻值為30的滑動變阻器R3接入剩余電路中，重新閉合S，移動滑片，記錄電流表示數(shù)如下表所示。表中有1個數(shù)據(jù)記錄錯誤，該數(shù)據(jù)是______；請根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷R1與R3的連接方式并簡述理由。序號123電流（A）0.120.250.40【答案】0.12。【解析】（1）閉合開關(guān)S，兩只電阻R1、R2并聯(lián)，電流表測量通過R1的電流。電流表的示數(shù)為I1=0.5A；（2）電阻R2在1min內(nèi)消耗的電能為W2=t=60s=360J；（3）假設(shè)R1與R3并聯(lián)，由于R1阻值、兩端電壓都不變，所以滑片移動對R1支路無影響，也就是電流表示數(shù)應(yīng)該不變；但已知滑片移動過程中電流表示數(shù)變化，所以是R1與滑動變阻器串聯(lián)；在第一組數(shù)據(jù)中，電流表的示數(shù)是I=0.12A，已知電源電壓為U=6V，因為I=，所以電路總電阻為R=50，而滑動變阻器即使全部接入電路，電路總電阻最大為R實=R1+R3=12+30=4250，所以第一組數(shù)據(jù)就是錯誤的。答：（1）電流表的示數(shù)是0.5A；（2）電阻R2在1min內(nèi)消耗的電能為360J；（3）0.12；串聯(lián)；如果并聯(lián)，滑片移動電流表示數(shù)不變。考點二：電功率本考點主要內(nèi)容有電功率的概念，電功率基本計算及其應(yīng)用。本節(jié)內(nèi)容涉及到的計算問題較多，有的是單考電功率知識，一般屬于基礎(chǔ)題，較簡單；有的把電功率與其他知識點結(jié)合組成一個考題，除考查對電功率的理解外，還考查電學(xué)其他知識點；更多的是有關(guān)電功率的計算，并且此類題目一般作為大型計算題出現(xiàn)，分值高、涉及知識面廣、題目屬于中等或較難。從近三年中考試題來看，對本節(jié)內(nèi)容的考查主要集中在對電功率概念的考查，對電功率的計算，電功率在生活中的應(yīng)用等。考題以選擇題、填空題、計算題形式出現(xiàn)，并以選擇題居多。【典例一】（2019岳陽）如圖所示，電源電壓恒定不變。閉合開關(guān)后，滑動變阻器的滑片P由b端移到某點c的過程中，電壓表的示數(shù)由4V變?yōu)?V，電流表的示數(shù)由0.2A變?yōu)?.3A，由此可知（ ）。A電源電壓為7V； BR1的阻值為20；C電路消耗的最小功率為1.2W；D滑片P在b端時，10秒內(nèi)R1產(chǎn)生的熱量為12J【答案】C。【解析】由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。（1）由“閉合開關(guān)后，滑動變阻器的滑片P由B端移到某點C的過程中，電壓表的示數(shù)由4V變?yōu)?V，電流表的示數(shù)由0.2A變?yōu)?.3A，”可知，R2兩端電壓為4V，ac兩端電壓Uac=3V，當滑動變阻器的滑片P在b端時，電流I=0.2A，當滑片P由b端移到某點c時，電流I=0.3A，設(shè)電源電壓為U，解得R1=10，U=6V，故AB錯誤；（2）滑動變阻器滑片P在b端時，R1與R2串聯(lián)，由P=UI可得，電路消耗的最小功率P=UI=6V0.2A=1.2W，故C正確；（3）滑片P在b端時，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可得，R1兩端電壓U1=U-U2=6V-4V=2V， 10秒內(nèi)R1產(chǎn)生的熱量Q=W=U1It=2V0.2A10S=4J，故D錯誤。故選C。【典例一 】（2019蘇州）額定電壓均為6V的甲、乙兩燈，I-U圖線如圖所示。下列說法正確的是（ ）。A.甲、乙兩燈的電阻均隨電壓增大而減小；B.甲、乙兩燈的額定功率之比為4：1；C.甲、乙兩燈并聯(lián)接在電壓為2V的電源兩端時，電阻之比為3：2；D.甲、乙兩燈串聯(lián)接在電壓為8V的電源兩端時，實際功率之比為1：3【答案】D。【解析】A由甲、乙曲線圖可知，燈泡的電阻隨電壓的增大而增大。故A錯誤；B由于甲、乙兩燈的額定電壓均為6V，由圖象可知：I甲額=0.6A，I乙額=0.3A，則：=，故B錯誤；C、甲、乙兩燈并聯(lián)在2V的電源兩端時，由圖象可知：I甲=0.3A，I乙=0.2A，根據(jù)I=可得電阻之比；=，故C錯誤；D把甲、乙兩燈串聯(lián)接在8V的電源上時，通過它們的電流相等，且電源的電壓等于兩燈泡兩端的電壓之和，由圖象可知，當電路中的電流為0.3A，甲燈的實際電壓為2V，乙燈的實際電壓為6V時滿足電源電壓為8V，所以實際功率之比：P甲：P乙=U甲I：U乙I=2V：6V=1：3，故D正確。故選D。【典例三】（2019邵陽）如圖甲所示的電路中，電源電壓不變，L是標有“6V 3W的電燈，當S1和S3閉合、S2斷開時，燈L正常發(fā)光，電流表的示數(shù)如圖乙所示。求：（1）電源電壓。（2）定值電阻R的值（3）S1和S3斷開、S2閉合時，燈L的實際功率。（不考慮溫度對電阻的影響）【解析】（1）當S1和S3閉合、S2斷開時，燈泡L與電阻R并聯(lián)，電流表測干路電流，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈L正常發(fā)光，所以，電源電壓UUL6V；（2）當S1和S3閉合、S2斷開時，燈泡L與電阻R并聯(lián)，電流表測干路電流，由PUI可得，通過燈泡的電流： IL=0.5A，由圖乙可知，電流表的量程為03A，分度值為0.1A，干路電流I1A，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過定值電阻R的電流：IRIIL1A0.5A0.5A，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，由I可得，定值電阻R的值：R=12；（3）燈泡的電阻： RL=12，當S1和S3斷開、S2閉合時，燈泡L與定值電阻R串聯(lián)，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中的電流：I=0.25A，燈L的實際功率：PL（I）2RL（0.25A）2120.75W。答：（1）電源電壓為6V；（2）定值電阻R的值為12；（3）S1和S3斷開、S2閉合時，燈L的實際功率為0.75W。【典例四】（2019達州）如圖所示，電源電壓保持不變，R1、R2、R3為定值電阻，且R2R320閉合開關(guān)S，電壓表V1和V2的示數(shù)之比為4：3，此時電路消耗的總功率為P1；若把電壓表V1和V2分別換成電流表A1和A2，閉合開關(guān)S后電流表A1的示數(shù)為I1，電流表A2的示數(shù)為I2，此時電路消耗的總功率為P2。則下列結(jié)果正確的是（ ）。AR11