广州晳蜜:电功和电功率专题复习

电功和电功率专题复习

第一环节：基础回顾：

一、        所做的功叫电功，用字母     表示，电流做功的过程，就是     能转变为                能的过程（内能、光能、机械能）。计算电功的公式：W＝        ＝        ＝        ＝        ＝        ，电功的国际单位：        ，1焦＝        ，生活中还常用“      ”（           ）做电功的单位，1KW.h=        J。测量电功的仪表是        表，可测量用电器消耗的电能。

二、电功率：电流在单位时间内做的功叫            ，它是描述电流做功        的物理量。电功率的计算公式：P＝        ＝        ＝        ＝        ，电功率的国际单位是：        ，用符号     表示。由P＝W/t得计算电功的另一公式W＝P·t，若P＝1KW，t＝1h，则W＝             。

三、测定灯泡的功率实验，其实验原理可用公式表示为：           。
其实验电路图画在右题框中。

四、用电器正常工作时的电压叫              ，用电器在额定电压下的功率叫       
       。用电器工作时实际加的电压叫              ，用电器在实际电压下的功率叫              ，每个用电器的额定功率只有      个，而实际功率有        个，电压不同，实际功率就        ，实际值和额定值的关系为：

（1）U实     U额时、P实     P额，用电器处于正常工作状态；

（2）U实     U额时、P实     P额，用电器不能正常工作；

（3）U实     U额时、P实     P额，用电器寿命减短，且容易烧坏。

五、焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟                        成正比，跟导体的        成正比，跟通电        成正比，这个规律叫做              ，数学表达式为：Q＝            ，电流通过导体做功，若电能全部转化为内能则：Q    W＝        ＝        ＝        ＝        。串联电路中I一定，R越大单位时间内产生的热量越     。并联电路中，U一定，R越小，I越大（I是平方倍增大）单位时间内产生的热量越      。

六、电热：电热器是利用        来加热的设备，如电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤箱。电热器的主要组成部分是            。发热体是由            、            的电阻丝绕在绝缘材料上做成的。

七、家庭电路连接方法：各盏灯、用电器、插座之间为    联关系；开关与灯是     联。

八、家庭电路的主要部分：

（1）与大地有220伏电压的线叫     线，与大地没有电压的线叫     线。

（2）电能表的作用：测出用户全部电器消耗的          。

（3）保险丝的作用：当电路中电流增大到超过线路设计的允许值前，能           电路起到保护作用。

（4）保险丝的材料选择：电阻率     、熔点     （铅锑合金）。

（5）插座用于可移动的用电器供电，对于三孔插座，其中两孔分别接火线和零线，插座的另一孔接     。

（6）测电笔：是辨别                    的工具，使用时     接触                    ，金属        接触电线，如氖光发光、表明接触的是      线。

3、家庭电路中电流过大的原因：（1）          ；（2）                              。

4、安全用电：家庭电路中的触电事故，都是          直接或间接跟     线连通并与          或          构成通路造成的。为了安全不要          低压带电体，不要          高压带电体。

第二环节：达标训练：

1、有两盏电灯L1、L2分别标有“PZ220V   60w”和“PZ220V   100w”，若把两盏灯串联起来接在220伏的电源上，则有                                    （      ）

A、电灯L1比较亮；  B、电灯L2比较亮； C、L1、L2一样亮；D、都不亮。

2、串联两电阻R1、R2，有R1: R2=3：5，那么R1、R2的电功率之比为     （      ）

A、3：5 ；  B、5：3   ；    C、6：10   ；   D、10：6  。

3、如右图电路中，当滑片P向右滑动时电流表、电压表在读数变化是     （      ）

A电流表、电压表的读数都变大

B电流表、电压表的读数都变小 

C电流表读数变小、电压表的读数变大  

D电流表读数变大、电压表的读数变小

4、如下单位中哪一个不是电功的单位                                 （      ）

A、瓦特；  B、千瓦时；   C、焦耳；   D、度。

5、两根阻值均为R的电阻丝，串联后接到电源上，烧开一壶水需时间t1，并联后再接到同一电源上，相同条件下烧开同一壶水需要时间t2，比较和的大小有      （      ）

A、t1＞ t2；  B、t1＜t2；   C、t1＝t2；  D、无法判断。

6、在相等的时间里，电阻丝甲放出的热量比电阻乙放出的热量多，那么   （      ）

A、甲电阻丝的电阻一定比乙的电阻大；  B、通过甲电阻丝的电流一定比乙的电流大；  

 C、甲电阻丝两端的电压一定比乙的电压大D、甲电阻丝的电功率一定比乙的电功率大。

7、下面关于电功和电功率的说法中，正确的是                         （      ）

A、电功率越大，电流做的功越多；     B、电流做的功越多，电功率越大；  

   C、电流做功的时间越短，电功率越大；  D、电流在1秒钟内做功越多，电功率越大。

8、为了使电炉丝消耗的电功率减小到原来的一半，应                   （      ） 

A、电压不变，使电阻加倍；   B、电压不变，使电阻减半；   

 C、电阻不变，使电压加倍；    D、电阻不变，使电阻减半。

9、已知灯L1标有“6V，2W”，L2有“6V，3W”，L1与L2的电阻比为   （      ）

A、2：3         B、3：2          C、4：9          D、9：4

10、有三盏电灯L1、L2、L3分别标有“220V40W”“110V 40W”和“36 40W”字样，当它们正常发光时，下列说法中正确的是                                 （      ）

A通过三盏灯的电流和三盏灯的亮度一样  B通过L3的电流最大，但三盏灯亮度一样

C通过三盏灯的电流一样，但L1最亮     D通过电灯L1的电流最大，L1也最亮

11、下列用电器的电流约为5A的是：                                 （      ）

A. 家用冰箱   B. 小灯泡中电流   C. 家用空调器       D. 电视机

12、白炽灯的灯丝断了，常常把灯丝搭上应急，这时：                  （      ）

A. 阿灯泡变亮，因为灯丝的阻值变大，在相等时间内产生的热量增多

B. 灯泡变暗，因为灯丝的阻值变大，电流减小

C. 灯泡变亮，因为灯丝的阻值变小，其实际电功率增大

D. 灯的亮度不变，因为电源电压不变，灯的额定功率不变

13、通常使用的手电筒小灯泡，正常发光时通过灯丝的电流为0.3安，这时小灯泡的功率最接近:                                                           （      ）

A. 1瓦            B. 0.5瓦              C. 3瓦             D. 10瓦

14、标有“PZ220—40”和“PZ110—100”的两盏白炽灯，关于它们的说法中正确的是：

A. 正常发光时，后者的电阻大于前者的电阻  B. 后者一定比前者亮    （      ）

C. 正常发光时，后者电功率是前者的2.5倍  

D. 正常发光时，后者消耗的电能是前者的2.5倍

　15、0.2度电可以供“PZ220—20”的电灯正常工作                      （      ）

A. 110小时          B. 5小时          C. 30小时         D. 10小时

16、如果电流的热效应消失，下列现象中不可能出现的是：               （      ）

A. 我们将无法用电暖气取暖        B. 电能在传输过程中不会有能量损耗

C. 白炽灯会变得更亮              D. 电视机后面不用装散热窗了

17．小刚利用电能表测某家用电器的电功率．当电路中只有这个用电器工作时，测得在15分钟内，消耗电能0.3千瓦时，这个用电器可能是                       （      ）

 A．空调器      B．电冰箱       C．电视机      D．白炽灯

18．把标有“12伏　12瓦”的灯L1和“12伏　6瓦”的灯L2串联起来接在电源电压为12伏的电路中，正确的说法是　                                         （      ）

 A．L1、L2两灯均能正常发光      B．L1、L2两灯均不能正常发光，但L2为较亮

 C．L1、L2两端均不能正常发光，但L1灯较亮

 D．把电源电压提高到24伏，L1、L2两灯都能正常发光

19．一台电风扇和一个电熨斗，如果使用时电流做功相同，电能转化为内能 （      ）　

 A．一样多 B．电风扇较多 C．电熨斗较多 D．无法比较

20．A、B两电阻串联，在相等的时间内A产生的热量比B多，由此得出下列判断中正确的是                                                             （      ）

A．通过A的电量比B多            B．通过A的电流强度比B大

C．A两端的电压比B高             D．A的额定功率比B大

*21.如图，电源电压和电灯L的电阻均保持不变．当开关S闭合后，在变

阻器的滑片P从中点向下滑动的过程中，下列说法正确的是 （      ）　

　A．电压表的示数变大     B．电灯L的亮度变暗

　C．电流表A1的示数不变 D．电流表A2的示数变小

22．将标有“6V 3W”的灯泡L1和标“4V 4W”的灯泡L2串联起来接入

电路，欲使其中一盏灯能够正常发光，电源电压应是　                   （      ）

　A．12V B．8V C．10V D．16V

23．两个灯泡，其中L1标有“6V　3W”，L2没有标记，但测得它的电阻是4欧，把它们串联后接在某一电路时，两灯L1、L2均能正常发光，这个电路两端的电压和灯L2的电功率分别是　                                                         （      ）

 A．6伏　3瓦   B．8伏　1瓦 C．12伏　3瓦 D．6伏　1瓦

24．如图所示电路中，电源电压不变，定值电阻R的值不变，灯的电阻不变。当开关S由合上到断开时，则                                                   （      ）

A．灯的亮度变亮，电流表示数变小

B．灯的亮度不变，电流表示数变小

C．灯的亮度变亮，电流表示数变大

D．灯的亮度不变，电流表示数变大

25．如图2所示的电路中，闭合开关，两只灯都不亮，且电流表和电压表的指针都不动。现将两灯泡L1和L2的位置对调，再次闭合开关时，发现两只灯泡仍然不亮，电流表指针仍然不动，但电压表的指针却有了明显的偏转，则电路的故障可能是：     （      ）

A、从a点经电流表到开关这段路中出现断路    B、灯泡L1的灯丝断了

C、灯泡L2的灯丝断了         D、电流表和两个灯泡都坏了

D、电压表示数不变，电流表示数减小

26．某导体接到6V电压下，它消耗的功率是6W；将改接到3V的电压下，这个导体的功率是________W．

27．把Ａ、Ｂ两段导体并联在电路中，若它们的电阻之比是ＲＡ∶ＲＢ＝5∶4，则它们的功率之比PＡ∶PＢ＝_________；若把它们串联在电路中时，导体Ａ的电功率Pa和导体Ｂ的电功率Pb之比Pa∶Pb＝_________。

28．一只标有“ＰＺ220－40”的灯泡，接在照明电路中正常发光，通过它的电流是_______A，灯的电阻是_________Ω，当实际电压为110V时，他的实际功率是        W。

29．一个“12V　6W”的小灯泡，如果接在36V电源上，为使其正常发光，需串联一个________Ω的电阻，该电阻消耗的功率是________W．

30、灯泡和电线串联，灯丝热的发红，而电线的热却觉察不出来，为什么？

答：因为灯泡和电线串联，它们的电流     ，而灯丝的电阻     电线的电阻，根据     可知，灯丝的电热功率     电线的电热功率，所以灯丝热的发红而电线的热却觉察不出来

31、家用的电炉子和白炽灯工作时，通过谁的电流大？

答：通过      的电流大。因为电炉子和白炽灯    联，它们的电压     ，而电炉子的电功率    灯的电功率，根据     可知通过      的电流大。

32、小刚与小丽一起做“测定小灯泡额定功率”的实验，已知小灯泡额定电压为3．8 V，正常发光时灯丝电阻为lOΩ～15 Ω。(1)小刚同学将实物连接如甲图所示，小丽发现电路中有三处接线错误，请你指出接线错误所在(不需要改正)；

(1)________                                                                                                                                            (2)__________                                                                                                                                        (3)__________                                                                    

 (2)小丽同学帮助小刚改正接线错误后，闭合开关发现电流表示数几乎为零，而电压表示数接近电源电压，发生此故障的原因是                                          。

(3)他们排除故障后，发现小灯泡灯光较暗，为了测定小灯泡额定功率，应调节滑片P使变阻器阻值_______(选填“变大”或“变小”)，直到电压表的示数为______V；

(4)小灯泡正常发光时，电流表的示数如乙图所示，则小灯泡的额定功率为________W．

33．如图甲所示是用来研究焦耳定律的实验装置：

图甲                   图乙   第1组         第2组

（1）请将图甲中的器材连成实验电路．要求：实物位置不动，导线不交叉．

    （2）请你写出本实验的研究方法（或设计思路）______________________________．

    （3）请选用图乙中任意一组实验，写出“研究电流产生的热量与某一个因素的关系”的具体实验过程________________________________                                                             

第三环节：拓展提高：

1某校学生宿舍走廊的路灯，原来用一盏“220V  40W”的白炽灯，每晚亮10小时。同学们发现灯泡容易损坏，需要经常更换。后来，学校电工用两盏 “220V  40W”的灯泡串联后代替原路灯。结果，两盏灯的亮度比改装前要暗，但灯泡使用寿命明显延长。

(1) 改装前，一盏路灯每晚需要消耗多少电能？

(2) 改装后两灯的总功率是多少？比原来省电还是费电？

2、如图18所示的电路中，灯泡L上标有“8V 4W”字样，滑动变阻器的最大阻值为R1，R2的阻值为8Ω，电源电压保持不变。当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L正常发光；当开关S1、S2断开，S3闭合时，改变滑片P的位置，使滑动变阻器连入电路的阻值分别为R1和R1/4，在这两种情况下，滑动变阻器消耗的功率相等。求：

（1）电源电压；（2）灯泡正常发光时，电流表的示数； （3）滑动变阻器的最大阻值。

5、灯L1标有“6V 3W”，灯L2标有“3V 3W”，将它们串联在电路中，则（1）灯L1和L2两端的电压最大不能超过多少伏。（2）如果将它们并联在某一电源两端，则灯L1和L2两端的电压最大不能超过多少伏？此时，两灯的实际功率分别为多少？

6、两个灯泡，其中L1标有“6V 3W”，L2没有标记，但测得它的电阻是4Ω，把它们串联后接在某一电路时，两灯L1、L2均能正常发光，这个电路两端的电压和灯L2的电功率。

7．如图所示，电源电压为36v，电流表量程为0—0.6A，电压表量程0—15V，灯泡铭牌“PZ24V，12W”滑动变阻器最大电阻值100Ω，求：

（1）灯泡正常工作时的电阻？

（2）当滑动变阻器的电阻为32Ω时，小灯泡的实际功率是多少？

（3）要保证电路中所有元件都不被烧毁，调节滑动变阻器时，小灯泡的功率变化范围是多少？

8．一个小灯泡，与一个5欧姆的电阻串联后，接在10伏特的电源上，恰能正常发光，这时小灯泡的功率为5瓦特，求小灯泡正常发光时的电阻和它的额定电压。

【本讲教育信息】

一.教学内容：

中考专题复习十：电功与电功率

对应教材的从测算家庭电费说起

二.基本要求：

1.通过对具体知识点的复习，唤起同学们对所学的知识的回忆。

2.通过总结与复习，使同学们对所学知识形成知识体系。

3.通过具体的例题讲评，提高同学们利用知识来解决实际问题的能力。                         

三.重点难点：

重点内容：知识体系的形成、应用能力的提高。

难点内容：灵活应用所学知识来解决生活中的常见问题。

四.本章知识体系：

（一）电功

　1.知识提要

　　（1）电功：电流所做的功叫电功，用W表示。 电流做功的过程，就是电能转化为其他形式能的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能量。

　　（2）电功的公式：W=UIt，即电流在某段电路上所做的功，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。

　　（3）电功的单位：电功的国际单位是J，常用单位kWh（俗称度），1kWh=3. 6×106J。

　　（4）电能表（又叫电度表）是测量电功的仪表。把电能表接在电路中，电能表的计数器上先后两次读数数差，就是这段时间内用电的度数。

　2.要点点拨

　　（l）正确理解电功的意义：电功与机械功具有相似的意义，但电功比较抽象，不像机械功那么直观。我们可从能量转化的角度去理解电功的意义，电流通过用电器或一段电路时，要消耗电能，将电能转化为其他形式的能，我们就说电流通过用电器或在该电路上做了功。

　　例如，电流通过电烙铁、电熨斗，电能转化为内能；电流通过电动机，电能转化为机械能；给蓄电池充电，电能转化为化学能等等。由此可知，电流做功的过程，实质上是电能转化为其他形式能的过程。电流做了多少功，就消耗了多少电能，就有多少电能转化为其他形式的能。

　　（2）正确使用电功公式W=UIt：电功公式W=UIt是计算电功普遍适用的公式，对于任何类型的用电器（或电路）都适用。而结合欧姆定律可推出电功公式的变换式：或，这两个式子不适用电动机以及蓄电池电路，只适用于电烙铁、电炉等纯电阻电路。

　　在使用电功公式时应注意：（1）电流、电压、电阻和通电时间都必须对同一个用电器而言，不能把不同用电器的电压、电流、电阻和通电时间相混淆；（2）公式中各量都必须采用国际单位制。电流、电压、电阻、时间和电功的基本单位分别是A、V、Ω、S和J。

（3）如何读取电能表的示数？电能表是测量电功的仪表。电能表计数器的数字示数盘如图所示，一共有五位数。从左到右分别表示千位数、百位数、十位数、个位数和十分位数。图示数字表示3268.5度。若过一段时间后该示数变为3352.7度，那么这段时间中用电度数为3352.7-3268.5=84.2（度）。

（二）电功率

　1.知识提要

　　（1）电功率：电流在单位时间内所做的功叫做电功率。用字母P表示。它是一个反映电流做功快慢的物理量。

　　这两个公式只适用于电烙铁、电炉等纯电阻的电路。

　　单位：在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，简称瓦（符号W），常用单位是：千瓦（符号kW），1W=1J/s=1VA，1kW=1000W。

　　根据W=Pt，当P取kW，t取h，可得出电功的另一个常用单位：kWh。 1kWh=3.6×106J。

　　（2）额定电压与额定功率：额定电压是用电器正常工作时的电压，额定功率是用电器在额定电压下的功率。

　　灯泡上标着“PZ220-25”，表示额定电压是220V，额定功率是25W。实际功率是用电器在非额定电压下实际消耗的功率。

2.要点点拨

（1）电功和电功率的区别和联系是什么？电功是电流通过导体或用电器时，在一段时间内所做的功，它表示电流做功的多少。电功率是电流通过导体或用电器时在单位时间内所做的功，它表示电流做功的快慢。可见电功和电功率的物理意义是不同的。同样，二者的计算公式、单位及测量方法也不相同。但是，由于电流做功总是需要一定的时间，所以电功等于电功率和通电时间的乘积，即W=Pt。

　　（2）额定功率和实际功率的区别：额定电压是指用电器正常工作时的电压，额定电流是指用电器正常工作时的电流，额定功率是指用电器在额定电压时的功率。以标有“PZ220-25”的白炽灯为例，该灯额定电压即正常工作的电压是220V，而且只有当灯泡两端的实际电压为220V时，功率才是25W。

　　实际功率=实际电压×实际电流，即P实际=U实际I实际。

　　仍以“PZ220-25”灯泡为例，若实际加的电压比额定电压低，则实际功率小于额定功率。反之，若实际电压大于额定电压时，实际功率将大于额定功率，这时可能会损坏用电器。由此可见，用电器的实际功率由实际所加的电压决定，它的含义与额定功率是不相同的，两者不能混淆。

　　（3）“kW”和“kW·h”的区别：“kW”是电功率的单位，1kW=1000W=1000J／S，它表示电流通过用电器在ls内能做1000J的功，能将1000J的电能转化为其他形式的能；“kW·h”是电功的单位。1 kW·h俗称1度，它表示功率为lkW的用电器，在lh内所消耗的电能，lkW·h=3.6×106J。

　　（4）在串、并联电路中用电器的电功率和电阻的关系：在串联电路中电流处处相等。如图所示，若电阻R1，R2的电功率分别为P1和P2，那么

　　也就是说，在串联电路中用电器电功率和电阻成正比。

　　在并联电路中，各支路电压相等，如图所示，设电阻R1，R2的电功率分别为P1和P2，那么

　　也就是说，在并联电路中用电器的电功率和电阻成反比。　

（三）测定小灯泡的功率

　1.知识提要

　　（l）实验原理：伏安法测功率的依据是P=UI。利用电压表测电压，利用电流表测电流，利用公式P=UI计算功率。在额定电压下测出的功率，就是额定功率。

　　（2）实验电路图如图所示。电路中的滑动变阻器可以调节小灯泡两端的电压，使之等于、略高于或略低于灯泡的额定电压。

　　（3）在连接实物图时，要注意电路中的开关始终要断开，电流表和电压表的正负接线柱不能接错，滑动变阻器的滑片应放在最大值处。

　2.要点点拨

　　（l）测定小灯泡功率的器材及其规格。

　　由P=UI可知，测量仪表电流表和电压表必不可少。电路中要有电流流过，一定要有电源，电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如，测额定电压为2.5V或3.8V的小灯泡功率时，至少要选用两节干电池串联或两节蓄电池串联作为电源。

　　为了控制电路的通断，需要电键。欲使电路中电流大小发生改变，常采用滑动变阻器来调节。变阻器的电阻应和小灯泡的电阻差不多，允许通过的电流要大于小灯泡额定电压条件下工作时的电流。

　　电压表的量程要大于小灯泡的额定电压，电流表的量程要大于小灯泡的正常工作电流。

　　（2）实验中应注意的问题。测定小灯泡电功率的实验是初中电学的典型实验之一。为了调整小灯泡两端的电压，需要给小灯泡串联一只滑动变阻器，分去一部分电压。实验中要注意：

　　A正确使用电流表、电压表及滑动变阻器；

B能根据串联分压的原理熟练地调节滑动变阻器，使小灯泡在等于额定电压、高于额定电压（约为额定电压的1.2倍）和低于额定电压三种不同的电压下工作。

（3）利用电能表测量用电器的电功率：

　　电能表是电学中的重要仪表之一，它除用来测量电功外，还有一个较为广泛的用途就是测量用电器的功率值，测量时通常采用下列步骤：

　　①先按测量要求设计合理的测量电路图。

　　②观察电能表，记下它每千瓦·时的转数N。

　　③测量时使待测用电器工作，其他用电器（属于该电能表的）都停止工作。

　　④用秒表或手表记下电能表转一定圈数（盘的边缘有个红点）n时所用时间t秒。

（四）电功率的计算

1.知识提要

　　（1）用电器铭牌上标着的电压和功率是指额定电压和额定功率值。根据额定电压和额定功率值，可以计算用电器正常工作时的电阻、电流值。

　　（2）灯泡接在不同电压的电路中，可认为灯丝的电阻R没有改变，根据欧姆定律和电功率的公式，可以计算用电器的实际功率。当加在灯泡上的电压增高（或降低）时，通过灯泡的电流增大（或减小），灯泡实际发出的功率将增大（或减小）。

　　（3）额定电压相同的灯泡，额定功率大的灯丝电阻小。灯丝的外形特点是粗而短；额定功率小的灯泡，灯丝电阻大，灯丝的外形特点是细而长。

　2.要点点拨

　　（1）从关系式P=I2R，可以认为电功率P与电阻R成正比；从关系式，可以认为P与电阻R成反比。这是不是有矛盾？

　　任何物理规律都有一定的适用范围和条件，先要弄清这些前提条件，才可运用结论。

　　由P=I2R可知，电功率P与电阻R成正比，只有在电流相等的条件下才能成立。由于串联电路中的电流处处相等，所以用这个关系式来比较串联电路中各个电阻的功率就比较方便。

　　由可知，电功率P与电阻R成反比，只有在电压相等的条件下才能成立。由于并联电路两端电压相等，所以用这个关系式来比较并联电路中各个电阻的功率，就比较方便。

　　因此这两个结论并不矛盾，只是前提条件不同而已。

　　（2）用电器实际功率的计算方法。例如一个标有“PZ220－40”的灯泡，接在110V的电路上，要求计算它的实际功率时，关键是抓住灯丝电阻可以看作不变的特点，先由计算出电阻，再由计算出实际功率。

（五）焦耳定律

　1.知识提要

　　（1）焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

　　（2）焦耳定律公式Q=I2Rt，其中I，R，t均用国际单位，则Q的单位才是J。

　　（3）焦耳定律公式可根据电功的公式和欧姆定律公式推导出来：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所做的功全部用来产生热量，那么电流产生的热量Q就等于电流所做的功W，即

　　Q=W=UIt

再根据欧姆定律U=IR，就得到Q=I2Rt。

（4）电热的利用：电热器是利用电来加热的设备。电热器的主要组成部分是发热体。发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的。

　　（5）防止电热的危害：在电动机、电视机等电器中，电热会造成危害，需要考虑如何散热。

　2.要点点拨

　　（1）电功与电流产生热量的关系

　　在推导焦耳定律的过程中，我们知道：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量就等于电流所做的功。例如，在给蓄电池充电时，电流通过蓄电池引起化学反应，电流做的功大部分转化成化学能，又因为任何导体有电流通过时导体都要发热，所以也有一部分电能转化为内能，故蓄电池充电时，电流产生的热量并不等于电功。总之，只有当电能全部转化为内能时，电流产生的热量才等于电流所做的功。

　　（2）怎样理解和运用焦耳定律？

　　焦耳定律揭示了电流通过导体时热效应的规律，实质是定量地表示了电能向内能转化的规律。焦耳定律的公式是Q=I2Rt。如果利用欧姆定律，可将变换为或的形式。要注意的是，欧姆定律只对纯电阻电路才成立，故和只适用于像电炉、电烙铁、电灯等可以看作纯电阻性用电器的电路。

　　焦耳定律的运用中，当讨论导体产生的热量与电阻的关系时，对不同形式的三个公式，即，选用哪一个更简便，这要针对问题的条件做具体的分析与选择、例如，当几个导体串联时，因为流经各导体的电流相等，通电时间亦相等，选用公式Q=I2Rt，可知导体产生的热量与电阻R成正比；当几个导体并联时，各用电器的电压是相等的。通电时间相同时，根据可知产生的热量与导体的电阻成反比。

　　由以上分析可知，在应用焦耳定律解释电热现象时，要明确或比较Q与R的关系，必须分清导体是串联还是并联，然后再根据电路的具体条件分析，才能得出正确的结论。

　　（3）电热器的基本构造和使用注意事项。

　　电热器主要由发热体和绝缘部分构成。发热体是用电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上做成的。它的主要作用是让电流通过它时发热。绝缘部分的作用是将通电的合金丝和电热器的外壳隔绝起来，防止漏电。

　　使用电热器时，主要应注意工作电压和额定电压是否相同。若工作电压过高，电热器可能被烧毁；若工作电压偏低，电热器不能正常工作。另一方面，要注意电热器的绝缘性能是否良好，要防止使用的人触电。

（六）有关电功、电功率及焦耳定律的计算。

因为有关电功、电功率及焦耳定律的计算是初中物理电学计算中的重点，当然更是其难点，很多同学们在这里审题时没有思路，所以本周我们仍然要通过几个典型例题的讲评来提高同学们利用公式来解题的能力与水平。

例1.现有两个小灯泡，上面分别标有“6V， 1. 2W”和“12V，6W”字样，如果把这两个灯泡串联起来，为了使其中一个灯泡持续正常发光，那么加在串联电路两端的电压是（   ）

　　A. 9.4V          B. 10.8V         C. 18V           D. 27V

　　分析：要使其中一个灯泡能持续正常发光，必须先找出每盏灯正常发光时的电流，并以其中较小的电流作为两灯串联后的电流，然后求出电路两端的总电压。

　　两灯串联后的总电阻R=R1+R2=30Ω+24Ω=54Ω。所以加在串联电路两端的电压为

　　U=IR=0.2×54V=10.8V

答：B

例2.将“PZ220－100”的灯泡与总电阻是121Ω的滑动变阻器串联起来，接到220V的电源上，如图所示，调整滑动变阻器的阻值时，可使电灯的功率在多大范围内变化？

　　分析：“PZ220－100”是指灯泡的额定电压220V和额定功率100W。当它与滑动变阻器串联后接入电路（如图）时，由于滑动变阻器的电阻发生变化，灯泡两端的实际电压和实际功率也随之变化。我们只要求出滑片在A，B两端点时灯泡的电压和实际功率即可。

　　答：滑片在A端时，RAB=12lΩ，与灯泡串联，灯泡电阻

　　滑片在B端时，RAB=0。此时灯泡两端的电压就等于电源电压，即

UL=U总=220V，PL实际=100W

答：灯泡的实际功率在64～100W之间变化。

例3.将一只电炉的电阻丝剪成长度相等的两段，并联后接到原来的电源上（设电源电压保持不变），功率将变为（   ）

　　分析：设原电炉的电阻丝电阻为R，剪成长度相等的两段后，每段阻值为，并联后

原功率的4倍。

　　答：B

　　说明：此题可引伸为相同时间电炉放出热量是原来的多少倍？

例4 .电烙铁使用前需要一定的预热时间，因而即使暂时不用也要将它接到电源上，但这样既费电又会造成烙铁头氧化而不易沾锡，所以，有时采用如图所示的电路，在暂时不需要焊接时，断开电键S，使电烙铁处于预热状态；当需要焊接时，闭合电键S，就能很快达到焊接温度。现给一个“220V，25W”的电烙铁预热，若灯泡L在预热状态时的电阻为800Ω，则：（l）在预热状态下电烙铁消耗的功率为多少？（2）整个电路消耗的功率是电烙铁正常工作时消耗功率的百分之几？

　　分析：电烙铁在预热状态时，相当于电烙铁和灯泡电阻串联在电路中，算出此时电烙铁消耗的功率即为电烙铁在预热状态下消耗的功率。

　　解：根据题意可知，电源电压不变，在电烙铁处于预热状态时，相当于电烙铁和灯泡电阻串联在电路中。由得电烙铁的电阻为

　　所以预热时的总电阻R=R1+R2=1936Ω+800Ω=2736Ω。此时通过灯泡及电烙铁的电流大小为

　　因电烙铁与灯泡构成串联电路，所以通过它们的电流均为0.08A。由P=I2R可知此时电烙铁消耗的电功率为

　　P’=（0.08）2×1936W=12.4W

　　同理，此时整个电路消耗的功率为

　　P=I2R=（0.08）2×2736W=17.5W

　　由于电烙铁正常工作时消耗的功率P０=25W，所以此时整个电路消耗的功率占电烙铁正常工作时消耗功率的百分比是

答：（l）预热时电烙铁的功率是12.4W；（2）整个电路消耗功率是电烙铁正常功率的70%。

例5.灯L1为“220V，100W”，灯L2为“220V，40W”，两灯串联在220伏电路中，哪盏灯亮？并联在220伏电路中，哪盏灯亮？两灯串联在380伏电路中，会发生什么现象？

分析：铭牌“220V、 l00W”表示，此灯额定电压为220伏，额定功率为100瓦，据此可求出用电器的电阻，且电阻不变。比较灯的亮暗问题，就是要比较灯的实际功率大小问题，实际功率大的灯亮，还可根据串联分压，并联分流的特点，即串联时，并联时，比较电阻大小可判断灯亮暗。

解：

例6.如图所示电路，电热器的电阻丝R1和定值电阻R2都是待测，当S1、S2都闭合时，经1分钟，电热器使水到达沸点，已知水的初温为20℃，水的质量为484克，当S1闭合S2断开时，电热器加热同样的初温和质量的水使其达到沸腾，需要4分钟。求R1和R2的阻值多大？（热损失不计，电源电压 220伏不变）

　　分析：此题是一道电学和热学的综合题。电路是纯电阻电路，当S1、S2都闭合时，定值电阻R2被局部短路，电路中只有 Rl工作；当S1闭合S2断开时，R2和R1串联在一起工作。因为电流通过 R1放出的热量等于水吸收的热量。Q吸=Q放，只要利用吸收热量公式Q吸= Cm（t-t0）算出水吸收的热，就可利用焦耳定律计算出电阻。

解此题时要注意：①题中有个隐含条件是水的末温是100℃；②两次对水放热的都是R1。

　　解：水两次吸收的热量相等，

　　Q吸=Cm（t-t0）＝4.2×103焦/千克·℃×0.484千克×（100℃-20℃）=162624焦

　　当S1、S2都闭合时，R1两端的电压等于电路的总电压，根据焦耳定律，R1放出的热量。

　　又∵Q放=Q吸=162624焦，

　　当S1闭合S2断开时，R14分钟放出的热量和前一次一样多，但R1两端电压只是总电压的一部分U1。则有

例7.用粗细均匀的电阻丝加热烧水，通电10分钟可烧开一壶水，若将电阻丝对折起来使用，电源电压不变，烧开同样一壶水的时间是：

　　A. 2.5分钟            B. 5分钟        C. 20分钟             D. 30分钟

　　分析：此题可知两次使用的电源电压相同，烧开同样一壶水所要吸收的质量相同，根据焦耳定律则有，得。看出解此题的关键是这根电阻丝对折后电阻如何变化？由于，分。

答：选A

解题小结：

　　由以上例题可知：（1）已知用电器的额定电压、额定功率，可根据求出它的正常工作电流和电阻。

　　（2）用电器的实际功率随着它两端的实际电压的改变而改变，若知道用电器的电阻，可根据求出用电器的实际功率或根据求实际功率。

　　（3）判断用电器能不能接到某一电源（或电路）上，要把加在用电器两端的实际电压和它的额定电压作个比较。若U实=U额，能接，且P实=P额，用电器正常工作；若U实可求出；若，用电器应和一只电阻串联后再接到电源（或电路）上。所以用电器安全工作的条件是加在它两端的电压的实际值不能超过它的额定值。

【典型例题】

例1.在测定小灯泡功率的实验中：

　1.除了待测灯泡外，选用了安培表、伏特表、滑动变阻器、电键和导线若干，要完成该实验还必须有____。（电源）

　2.在右边线框内画出用上述器材组成的实验电路图，并标出电表的“＋”、“-”接线极。

3.在实验接线时电键处于____状态，滑动变阻器的滑片P的位置如图所示，如果要求滑动变阻器接入电路后，不移动滑片P，就可以直接闭合电键，则必须将____和____接线柱接入电路。（断开，B，C（D））

　4.已知小灯泡的额定电压是2.5伏，闭合电键后，小灯泡两端电压为2伏，调节滑动变阻器时，应注意观察____直到____为止。（伏特表示数，达到2.5伏）

　5.当小灯泡正常发光时，安培表示数如图所示，为____安，则待测小灯泡的功率为____瓦。（0. 24，0.6）

　6.实验中某同学连接好电路，闭合电键后伏特表示数为2.0伏，安培表示数为0.16安，他调节滑动变阻器的滑片P，在调节过程中发现伏特表和安培表示数始终不变，产生上述现象的原因是____。（将滑动变阻器的电阻全部接入电路中（即为定值电阻））

　7.实验中另一位同学连接的电路闭合后，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现安培表的指针虽有偏转但不变化，而伏特表的示数则始终等于电源电压值，产生上述现象的原因是____。（将变阻器的金属柱接入电路中）

　8.实验中有一位同学在闭合电键后调节滑动变阻器，发现伏待表示数减小，灯泡变亮；伏特表示数增大，灯泡变暗，产生上述现象的原因是____。（伏特表并联在变阻器的两端）

　9.此实验能否测出小灯泡灯丝的电阻，为什么？（能，根据得）

　10.已知灯泡L标有“4V，4W”字样，滑动变阻器阻值为0～8欧，如图所示，当滑片滑至端点a处时,小灯泡能正常发光，当滑片滑至变阻器中点时,小灯泡的电阻和实际功率分别为（A）
　　A.4欧，1瓦         B. 1欧,4瓦           C. 4欧，8瓦        D.12欧，1瓦

例2.一只“220V，40W”的灯泡，求：①灯泡正常发光时的电阻值。②灯泡正常发光时通过的电流。③每天开灯4小时，一个月（按30天计算）消耗多少度电？④若把此灯泡接入110伏的电路中，它的实际功率是多大？

解：

　　③W=Pt=0.04千瓦×4×30时=4.8千瓦·时（度）。

　　例题小结：通过此题练习，练习由额定状态求I额、R、W、P实，掌握电功、电功率公式的运用。

　例3.有两个电阻R1=10欧，R2=20欧。第一次把它们并联在电压为3伏的电源上，第二次把它们串联在电压为3伏的电源上，求每一次在R1、R2上所消耗的电功率。

   解：

　　例题小结：通过这个例题，我们要正确理解电功率的两个导出公式和。如果两个用电器串联，一般选用公式解决问题较为方便。串联时通过两个用电器的电流相等，所以电阻较大的实际功率大。如果两个用电器并联，一般选用公式解决问题较为方便。并联时两个用电器两端电压相同，所以电阻小的实际功率大。

　例4.将标有“6V”字样的小灯泡L、定值电阻R1、10伏的电源和变阻器R按图甲连接，当小灯泡正常发光时，电流表的示数为1A；按图乙连接，当小灯泡正常发光时，电压表的示数为8伏，求小灯泡的电阻和额定功率各是多少？

　　分析与解：图乙：由于灯泡正常发光，电压表示数为8伏，灯两端的电压是6伏，R1两端的电压就是2伏。

　　图甲：由于灯正常发光，L与R1并联，就有I额＋I1=1安和

　　I额=0.25安

例题小结：①求小灯泡的电阻，在知道灯泡额定电压的情况下，必须设法求出灯泡的额定电流。

　例5.现给你一电源（电压未知），已知一电阻为R的电灯泡L1，电流表、滑动变阻器、开关各一个和导线若干。请你用上述材料测定电灯泡L2的实际功率，①试画出测试的电路图。②写出实验步骤。③写出L2的功率计算式。

解：①电路图如图所示。

　　②实验步骤：

　　a.按图连接电路。b.闭合开关用电流表分别测出通过

　　L1、L2的电流I1、I2。c.计算出P2。

　　③P2=UI2=U1I2=I1RI2=I1I2R。

　　例题小结：①求解此题要用到欧姆定律，串、并联电路和电功率的知识。通过此题可培养学生综合运用这些知识的能力。②滑动变阻器可控制灯泡两端电压，保护灯泡不被损坏。

【模拟试题】（答题时间：60分钟）

一.填空题

　1.把两只灯泡串联后接在电源两端，已知L1的电阻是L2电阻的 3倍，则它们在相同时间里，两灯电功之比W1∶W2=____，若把两灯并联接在电源上，则它们在相同时间内，两灯电功之比W1∶W2=____。

　2.某用电器接入一个电路中，消耗的功率为40瓦，如果通过它的电流强度减少为原来的一半时，它消耗的功率为_____瓦，如果使它的电阻减少为原来的一半时，它消耗的功率为____瓦。

　3.我国正在兴建的长江三峡工程，其水力发电站的装机总容量达2500万千瓦，它每天能发电____度（每天按24小时计算）。水力发电站发出的电能归根结底来源于____能。

　　4.一根电阻丝先后接在两个电路里，通过它的电流强度为I1= 3I2，当两种情况放出的热量相同时，两次通电时间之比 t1∶t2=____。

　5.电阻器R1的阻值是R2阻值的2倍，串联后得到的总电阻是并联后得到总电阻的____倍，若接在相同电压的电路上，在两种连接方式中，R1消耗的电功率之比为____。

　6.标有“220V、60W”的甲灯泡和标有“220V、25W”的乙灯泡，将它们串联接入220伏的电路中____灯更亮些，将它们并联接在同一电路，____灯更亮些。

　7.一只断丝灯泡，灯丝接好后仍能使用，灯泡要比原来____，这是因为灯丝的电阻比原来____，通过灯丝的电流强度比原来____。

　8.有两个标有“3V、1W”和“6V、4W”的电灯泡，如果将它们串联电路中,使其中一个灯泡恰能正常发光，则加在串联电路两端的电压是____伏。

　9.一位同学家里的电能表的读数原来81805，现在他家里有40瓦电灯4盏，一台“220V、 110W”的电冰箱，“220V、70W”的彩色电视机一台，平均每天用电3小时，一个月30天，共消耗____度电，此时电能表的读数为。

二.选择题

1.有 A.B.C三盏灯，A灯标有“220V，25W”字样，B灯标有“ 110V、25W”字样， C灯标有“ 36V、25W”字样。当它们在额定电压下工作时，通过三盏灯的电流强度I与电功率P相比（   ）

A. I、P一样大     　　  　B. P一样大，A灯I最大
　　C. P一样大，C灯I最大　　　D. I一样，B灯P最小

2.把“8V、16W”和“12V、36W”的两盏电灯串联到16伏的电路中，比较两个灯泡的实际功率，结果是（   ）

A.“12V、36W”的灯泡大　　　B.“8V、16W”的灯泡大

C.一样大               　　　D.不能确定哪个较大

3.灯泡L1“8V、4W”和L2“8V、2W”，把它们串联在某一电源上，闭合开关后只有一个灯泡正常发光，另一个灯泡发光很暗，测该电源电压应为（   ）

A. 16伏        B. 12伏  　　　C. 10伏          D. 8伏

4.一度电可以（   ）

A.使80瓦的电视机工作25小时　　 　B.使40瓦的日光灯工作60小时

　　C.使100瓦的电烙铁工作10小时　　　D.使1000瓦的碘钨灯工作5小时

5.把一盏标有“6V、3W”的小灯泡，接在某一电路中，用电流表测得通过灯丝的电流强度为450毫安，那么这盏灯消耗的电功率是（   ）

　　A. 2.7瓦特       B. 2.43瓦特　　　C. 1.7瓦特           D. 1.35瓦特

6.联在如图电路中的三个灯泡上分别标着 L1“220V、 100W”，L2“220V、100W”，L3“220V、25W”，则（   ）

A. S1，S2都闭合时，L1最亮，L3最暗

B. S1，S2都闭合时，L1不亮，L3比L2亮

C.S 2断开，S1闭合时，L2不亮，L1比L3亮

D. S1，S2都断开，L2不亮，L3比L1亮

7.在课本上测定小灯泡电功率的实验中，把标有2.5伏的灯泡L与滑动变阻器R串联后接在电压是5伏的电源上，调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，测得电功率为0.5瓦.以下说法不正确的是（   ）

A.电流表读数为0.2安，变阻器两端电压为5伏

B.滑动变阻器连入电路的电阻R=12.5欧

C.相等时间内，电流对L和R所做的电功相等

　　D.灯泡L和滑动变阻器R的总功率P=l瓦

8. 1个4欧的电阻，与一个用电器串联在6伏电源的两端，现只知道用电器的实际功率为2瓦，则通过用电器的电流强度可能是（   ）

　　A. 2安      B. l安　　　C. 0.5安       D. 0.25安

　9.如图所示，当滑片P从滑动变阻器上的上端向下端移动时：（设电阻不随温度而变）（   ）

A.两灯都变亮　　　                 B.两灯都变暗，且两灯功率相同

C.两灯都变暗，但两灯功率不同       D.其中一灯变亮，另一灯变暗

10.如图所示，电源电压不变，闭合开关S后，滑动变阻器中的滑片P从左端向右端滑动过程中，下列情况正解的是（   ）

　A.电流表示数减小，电压表示数增大

　B.电流表示数增大，电压表示数减小

　C.通过电阻R2的电流强度减小

　D.电阻R1消耗的功率减小

三.实验题

　　测定2.5伏小灯泡的额定功率：

　　（l）实验原理____。

　　（2）实验所需器材：____。

　　（3）画出实验所用的电路图，并要求滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡亮度变暗。

　　（4）连接电路过程中要注意开关处于____状态。

　　（5）在此实验中滑动变阻器的作用是____，连通电路前滑片P应处于____端。（填左或右）

　　（6）实验记录的数据是____。

　　（7）闭合开关后发现电压表示数是2伏，应向____移动滑动变阻器滑片，直至_____。

　　（8）若估计灯泡的电阻为10欧，而电源由三节干电池组成那么为提高测量的准确程度，电压表的量程应选____伏，电流表的量程应选_____安。

四.计算题

　1.如图所示，灯泡L标有“12V、36W”字样，R=6欧，灯泡正常发光10秒钟，根据这些已知条件，可以求出哪些学过的物理量，请一一计算出来。

　2.标有“220V，100W”的灯泡，接到220伏的电源上，由于导线过长，电阻较大，测得灯泡的实际功率为81瓦，求导线上消耗的功率是多少？

　3.如图所示，R1=20欧，R2=30欧，R3=40欧，电源电压保持12伏。求：（1）开关都断开时电流表和电压表的示数；（2）开关都闭合时电流表和电压表的示数；（3）在上述两种情况下，在电阻R1上消耗的电功率之比。

　4.如图所示，电源电压为6伏，R1为10欧，变阻器R2的变化范围为0～15欧，电路连通时，欲使整个电路消耗的电功率最小，变阻器的阻值应调至多大？此时干路中的电流强度多大？

　5.一个标有“220V、440W”的吹风机，已知吹风机线圈的电阻为20欧，当吹风机工作时接在220伏的家庭电路中，问5分钟电流做了多少功？有多少电能转变成热能？