【内容简介】 考点一：电能、电功 1．电功：电流通过某段导体所做的功叫电功，消耗电能的过程即电流做功的过程，实质是将电能转化为其他形式能的过程，可用公式 W＝UIt计算电功大小，推导式有 W＝Pt＝I2Rt＝。 2．电能(电功)：国际主单位是焦，符号是 J，日常生活中常用单位是度，物理学中叫kW·h，1 kW·h＝3．6×106J。 3．电能表的认识 作用 测量电路消耗电能(电流做功) 单位 度 (kW·h) 读数 计数器末尾数字的单位是十分位 参数 意义 220 V 工作电压 10 A（20A） 标定电流为10A，额定最大电流为20A 600r/(kW·h) 电路中每用1度电，表盘转600转   4 ．拓展：1计算电功公式 W＝Pt＝UIt是普遍适用的公式；由定义式 W＝UIt和欧姆定律I＝，可以推导两个式子： W＝t和 W＝I2Rt适用于纯电阻电路（用电器只是电阻，如电饭锅、电熨斗、电烙铁、电褥子等）。 2无论串联还是并联，电路的总功 W总＝W1＋W2＋…＋Wn。 考点二：电功率及其测量 1．电功率： （1）物理意义：反映电流做功快慢的物理量， （2）定义：电功率等于电流做的功与时间的比值。 2．电功率公式：，若是纯电阻电路，由欧姆定律可得变形公式P＝I2R或。 3．单位：国际主单位是瓦(W)，另一个单位是千瓦(kW)，二者换算关系是1 kW＝103W。 4．额定电压和额定功率：额定电压是指用电器在正常工作时的电压，额定功率是指用电器在额定电压下的电功率，与实际电压、实际功率的关系如下： 若U实＝U额时，则P实＝P额，用电器正常工作； 若U实＜U额时，则P实＜P额，用电器不能正常工作； 若U实＞U额时，则P实＞P额，损坏用电器。 灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的。5．伏安法测小灯泡电功率 （1）原理是P＝UI。 （2）电路图： （3）滑动变阻器的作用： ①保护电路； ②改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流，从而实现多次测量，便于比较灯泡的亮度与功率的关系。 （4）注意事项： 1在测量小灯泡电功率的实验中，不能将多次测得的电功率求平均值。多次测量的目的：为了研究小灯泡亮度(或电功率)与小灯泡两端电压的关系。 2在测量小灯泡电阻的实验中，多次测量的目的：为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关。 3在测量定值电阻的实验中，多次测量的目的是为了求平均值，以减小测量误差。 4在测量小灯泡电功率的实验中，选择滑动变阻器的最大阻与小灯泡阻值相差不大，调节效果明显。 6．用电能表、秒表测用电器功率： （1）原理：。 （2）方法：用电能表测出用电器在某一段时间(t)消耗的电能 W＝kW·h＝×3．6×106 J(n、n0表示转数)，则用电器的电功率为P＝＝W。 7．拓展：几种特殊测电功率方法 (1)安阻法，如图所示： 表达式为：P＝UI＝I2R0·I (2)伏阻法，如图所示： 表达式为：P＝ (3)转换法，如图所示： 表达式为：P＝ 8．电功、电功率的综合计算题一般涉及电路变化问题，解答此类题时，应先根据开关的通、断和滑动变阻器的移动情况，确定各时刻的电路结构，最好画出等效电路图，然后根据电阻的变化情况以及“灯泡正常发光”“串联”等关键字眼，逐步分析电流和电压的变化，再灵活选择合适的公式进行求解。 9．拓展： （1）用电设备的P额、U额具有唯一性、对应性，而用电设备的U实、P实可有很多个，但U实、P实具有同体性，同时性； （2）串、并联电路，总功率P总＝P1＋P2＋…＋Pn，串联电路电功率与电阻关系：＝，并联电路电功率与电阻关系：＝。 考点三：焦耳定律与电热 1．电流的热效应：电流通过导体时电能转化为热能的现象。利用电热工作的用电器有电饭锅等。为了防止电热危害，可以加散热窗等。我们可以借助电流的热效应来判定电流的大小，这种方法叫转换法。 2．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。用公式表示为Q＝I2Rt，单位是J。 3．电功和电热的关系： (1)当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时，消耗的电能全部转化为热能，即W＝Q。 (2)当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时，消耗的电能大部分转化机械能、化学能，只有一部分电能转化为热能，即W大于Q。此时，只能利用公式Q＝I2Rt计算电热。 4．电热器的原理：电流的热效应。 5．电热器的主要结构：发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。电热器的优点：清洁环保，效率高，使用方便。 6．几种材料的比较 材料 电阻 熔点 滑动变阻器的电阻线 大 高 电热器的发热体 大 高 保险丝 大 低   7．电热的危害：由于电流的热效应，会使用电器的温度过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器。安装散热扇、散热窗加快散热。 8．拓展： （1）由Q＝I2Rt和I＝可以推导Q＝t，Q＝I2Rt方便串联电路计算，Q＝t方便并联电路计算。 （2）电热挡位的判定方法：由P＝可知，在电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，为高温挡位，反之，为低温挡位； （3）比例关系：串联电路：＝＝＝＝，并联电路：＝＝＝＝。 考点一  电能及其测量 【典例】 （ 2018• 安徽） 图中 R1=4Ω ， R2=6Ω ，把它们并联在 U=3V 的电路中，则 R1 和 R2 并联后的总电阻为________Ω；通电30s，电阻R1消耗的电能为________J。   【答案】2.4；67.5。 【解析】已知R1和R2并联，则并联后的总电阻，则，解得R=2.4Ω，因为R1和R2并联，把它们并联在U=3V的电路中，则R1两端电压为3V，通电30s，电阻R1消耗的电能。 【点评】本题考查了并联电路的特点和电功的计算，关键能根据并联电路各支路两端的电压相等确定R1两端电压。 【跟踪练习】 1．（2018•济南）小亮想测量家中电视机待机状态下消耗的电能，需要选用的仪器是 A．电流表               B．电压表            C．电能表              D．变阻器 【答案】C 2． （2018•盘锦）用电热水器（铭牌如图甲所示）把质量为50kg的水由20℃加热到50℃，水吸收的热量是________J，电热水器是利用电流的________工作的。图乙所示的电能表读数是________kW•h；若只有电热水器接入电路且正常工作12min，电能表的转盘转过________转。（c水=4.2×103J/（kg•℃））   【答案】6.3×106；热效应；2014.1；1200。 【解析】水吸收的热量Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（50℃-20℃）=6.3×106J。电热壶工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，电能表上的示数，最后一位是小数，单位是kW•h；从表盘上可以看出此时的读数为2014.1kW•h，由电饭锅铭牌知，电热水器的额定功率P=2000W=2kW，因为电热水器正常工作，所以电热水器的电功率：P=P额=2kW，，由得，电热水器消耗的电能：，电能表的转盘转过的圈数：n=3000r/kW•h×0.4kW•h=1200r。 3． （2018•重庆）如图所示的电路中，定值电阻R1=40Ω，R2=20Ω，电压表示数为10V．求： （ 1 ）通过 R2 的电流； （ 2 ）通电 300s ，电流通过 R1 所做的功。   【答案】（1）通过R2的电流为0.5A；（2）通电300s，电流通过R1所做的功为3000J。   考点二  额定功率与实际功率 【典例】 （ 2018• 济南） 如图所示电路中，灯泡 L 上标有 “12V 0.2A” 字样， R 为定值电阻。闭合开关 S 后，灯泡 L 恰好正常发光，电压表的示数为 3V ，通过计算回答：   （ 1 ）灯泡 L 的额定功率是多少瓦？（ 2 ）定值电阻 R 的阻值是多少欧？（ 3 ）整个电路在 5min 内消耗的电能是多少焦？ 【答案】（1）灯泡L的额定功率是2.4W；（2）定值电阻R的阻值是15Ω；（3）整个电路在5min内消耗的电能是900J。 【解析】（1）灯泡L的额定功率：PL=ULIL=12V×0.2A=2.4W；（2）电压表测量定值电阻两端的电压：UR=3V，灯泡L恰好正常发光，串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流I=0.2A，由欧姆定律得，定值电阻R的阻值：；（3）电路总电压：U=UL+UR=12V+3V=15V，整个电路在5min内消耗的电能：W=UIt=15V×0.2A×5×60s=900J。