电功率和焦耳定律.docx

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电功率和焦耳定律

第二节电功率

第一课时电功率的理解和简单应用

【重要知识点及考点】

1.电功率

（1）定义：

在单位时间内消耗的电能叫做电功率，用P表示。

（2）意义：

用来表示电流做功的__________。

（3）单位：

a.国际单位：

_________，简称_________，符号W。

b.常用单位：

_________，符号kw，1kw=_______W。

（4）计算式：

P=_______=_______。

2.千瓦时的来历

（1）千瓦时是电能单位，而千瓦是电功率的单位，二者的意义完全不同。

（2）1千瓦时是功率为1千瓦的用电器正常工作一小时消耗的电能。

【课后作业】

1、有几位同学对电功率这个概念，有以下几种理解，你认为正确的是（　　）

A．电功率是表示电流通过用电器时做功多少的物理量

B．电功率是表示电流通过用电器时做功快慢的物理量

C．电功率大的用电器工作时消耗的电能一定多

D．电功率大的用电器工作时所用的时间一定少

2、在如图所示的物理学家中，以其名字命名为电功率单位的是（　　）

3、下列单位中，哪个不是电功率单位（　　）

A．J/sB．WC．kW•hD．V•A

4、甲乙两个电扇，甲的电功率比乙的大，则说明（　　）

A．甲做的功一定比乙多B．甲做功用的时间一定比乙短

C．甲做功比乙做功快D．甲做功用的时间一定比乙长

5、对如图电能表表盘提供的信息解读错误的是（　　）

A．接在这个电能表上的用电器总功率不能超过2200W

B．该电能表应该在220V的电路中使用

C．该电能表转盘转过600转，接在这个电能表上的用电器消耗的电能是3.6×106J

D．该电能表的额定最大电流为20A

6、小明的新家中有150W的电视机一台，300W的洗衣机一台，100W的电冰箱一台，2200W的柜式空调机一台，250W的电脑一台，800W的电饭锅一只，40W的照明灯8盏，则安装电能表时，选用以下哪一种电能表最合适（　　）

A．220V5AB．220V15AC．220V20AD．220V10A

7、电功率是表示电流做功__________的物理量；某用电器工作时的实际功率为10W，10W的意义是电流通过该用电器每秒做功__________．

8、某台机器的铭牌上标有5kW，合__________W，表示的物理意义是____________________，这台机器在1h内做的功是__________J．

9、商场中，一位顾客和一位卖微波炉的售货员出现了不同意见．售货员说微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费；顾客说微波炉很费电，他家的微波炉一开就“烧保险”．他们是从不同角度来说的，其中顾客所说的角度是指微波炉加热食品时__________（填“电能”或“电功率”）比较大．

10、小羽发现家里电能表的示数在3h内的变化如图所示，则他家在这段时间内用电为_______kW•h，用电器消耗的实际功率是_______W．

12、活中的作用越来越重要，频繁的使用会导致它的电能消耗很快，当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，这是通过以下哪种方式实现的（　　）

A．增大电池电压B．增加总功率C．减小总功率D．降低散热能力

13、小明家中的电能表如图所示，当家里只有电磁炉工作时，电能表在4min内转240转，

则

（1）微波炉消耗的电能为多少焦耳？

（2）微波炉的电功率为多少瓦．

14、在如图所示的电路中，定值电阻R2阻值为10欧，电源电压为3伏且保持不变，当电键S闭合后，干路中的电流为1安，求：

（1）通过电阻R2的电流；

（2）电路消耗的总电功率．

第二课时额定电压额定功率

【重要知识点及考点】

1.额定电压和额定功率

（1）额定电压：

用电器_________工作时的电压。

（2）额定功率：

用电器在_________电压下工作时的电功率。

2.实际电压和实际电功率

（1）实际电压：

用电器_________工作时的电压。

（2）实际电压：

用电器在_________电压下工作时的电功率。

3.铭牌的意义

一只灯泡上标有“PZ22025”字样，其中PZ表示该灯泡适用于普通照明，“220”表示该灯泡的额定电压是220V，“25”表示该灯泡的额定功率是25W。

4.灯泡的亮度

灯泡的亮度取决于实际功率的大小。

无论额定电压如何，额定功率如何，在没有损坏的前提下，如果实际功率相等，则灯泡的发光强度就相同。

对于同一个灯泡，在不同的电路中电流不同，实际功率也不同，故发光强度也不同。

【典型例题】

例1、如图所示电路中，电源电压为6V，电阻R为5Ω．S接通时R每分钟消耗电能为12J，灯泡的额定功率是0.25W，若灯泡电阻不变，则灯泡的额定电压为（　　）

A．2.5VB．3VC．6VD．12V

例2、把“6V　3W”、“6V　6W”的两个灯泡串联后分别接在6V，9V，18V的电源上，下面说法中不正确的是（　　）

A．接在9V的电源上时，“6V3W”的灯泡能正常发光

B．接在6V的电源上时，“6V6W”的灯泡的实际功率是额定功率的1/9

C．接在18V的电源上时，“6V3W”的灯泡比正常发光时亮，“6V6W”的灯泡比正常发光时暗

D．不另加器材，无论电源电压为多少，都不能使他们同时正常发光

【课后作业】

1、下列家用电器设备正常工作时，相关数据最符合实际的是（　　）

A．空调器的工作电流约为6AB．洗衣机的额定功率约为8kW

C．电冰箱一个月消耗10度电D．数码相机电池电压约为4mV

2、下列四个用电器正常工作时，电流做功最快的是（　　）

A．“220V100W”的白炽灯B．“220V4W”的电热棒

C．“3.6V1W”的手机D．“48V200W”的电动车

3、如图所示电路中电流表A1示数为0.5A．电流表A2的示数为0.8A，L是标有额定功率6W字样的小灯泡，刚好正常发光，则以下判断正确的是（　　）

A．电源输出功率为15.6W

B．电阻R消耗功率为15.6W

C．电阻R的阻值为10Ω

D．小灯泡L两端的电压为10V

4、如图所示，将标有“12V6W”的灯泡L1和“6V6W”的灯泡L2并联后，接在6V的电源上（设灯丝电阻不变），则（　　）

A．两灯的实际功率之和等于12WB．两灯的实际功率之和大于12W

C．灯泡L1比灯泡L2亮D．灯泡L2比灯泡L1亮

5、一个“36V40W”的电灯接入某电路后，林芳测得通过它的电流为1A，那么该灯的实际功率是（　　）

A．等于40WB．大于40WC．小于40WD．无法确定

6、标有“220V24W”的甲灯和标有“220V40W”的乙灯，下列说法中正确的是（　　）

A．两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻

B．串联后接在220V的电路中，因为通过它们的电流相等，所以一样亮

C．串联后接在220V的电路中，因为甲灯实际功率较大，所以甲灯较亮

D．串联后接在220V的电路中，因为乙灯额定功率较大，所以乙灯较亮

7、灯泡A的规格为“3V0.2A”，灯泡B的规格为“220V40W”，（不考虑灯的电阻变化），将两个灯泡串联在220V的电源上（　　）

A．两个灯泡都发光B．两个灯泡都不发光

C．两个灯泡都正常发光D．灯泡灯泡A被烧坏，灯泡B完好但不发光

8、标有“220V25W”的节能灯，正常工作时，它的功率是_______．1度电可供它工作_______h．

9、额定电压为2.5V的灯泡，正常发光时通过灯泡灯丝的电流是0.3A，则该灯泡的额定功率是_______W．

10、灯L1标有“8V，2W”，L2标有“8V，？

W”（额定功率标记不清）．现将两灯串联后接到12V的恒定电源上，灯L1两端的电压为8V，则灯L2的额定功率是_______W．

11、家用电饭煲是利用电流的热效应来工作的，某电饭煲的额定电压为220V，它的额定功率为1100W（不考虑温度对电阻值的影响）．则

（1）电饭煲正常工作的电流是多大？

（2）电饭煲正常工作30min消耗的电能是多少kW•h？

12、电热水壶已在家庭和宾馆广泛使用．某种电热水壶的铭牌如表所示．

（1）该电热水壶正常工作时的电流和电阻分别是多大？

（2）该电热水壶正常工作时，烧开一壶水需要6min．其消耗的电能是多少？

14、如图所示是XX型”220V1000W“电饭煲的原理图．它有高温和保温两档，通过单刀双掷开关S进行调节，R0为电阻丝．当开关S接高温档时，电路的功率为1000W；当开关S接保温档时，电路的总功率为22W．求：

（1）电饭煲在高温档时，开关S应与哪个触点连接？

（2）电热丝R0的阻值多大？

（3）当电饭煲在保温时，实际电流多大？

保温5min，电热丝R0消耗的电能为多少？

第三课时电功率的基本应用

【重要知识点及考点】

串、并联规律

电流

电压

电阻

分压、分流

电功率

电能

【典型例题】

例1、甲、乙两个灯泡消耗的电能之比为3：

4，所用的时间之比是1：

2，则甲，乙两个灯的电功率之比是（　　）

A．3：

2B．2：

3C．1：

3D．3：

1

例2、如图所示电路，电源电压恒为6伏，L1标有“6V7.2W”，L2标有“6V3.6W”，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（　　）

A．仅闭合S1、S3，L1不亮，L2亮B．仅闭合S2、S3，电流表读数为0.6安

C．仅闭合S1、S2，电路总电阻为15欧D．仅闭合S3，电路消耗的总功率为10.8瓦

【课后作业】

1、若将通过某一电阻丝的电流强度增大到原来的3倍，则在相同时间内（　　）

A．电阻消耗的电功率增大到原来的3倍B．电阻消耗的电功率增大到原来的6倍

C．电阻消耗的电功率增大到原来的9倍D．无法确定

2、甲乙两灯串联接在电源上时，甲灯比乙灯亮，若改接为并联则（　　）

A．甲灯亮，R甲＞R乙B．乙灯亮，R甲＞R乙C．甲灯亮，R甲＜R乙D．乙灯亮，R甲＜R乙

3、将15WLED灯和40W白炽灯接入如图所示的电路中，闭合开关S，两盏灯正常发光，下列说法中正确的是（　　）

A．两盏灯串联B．通过LED灯的电流小

C．两盏灯消耗的电能相等D．白炽灯一定比LED灯更亮

4、甲、乙两用电器的电功率之比是4：

1，消耗的电能之比是2：

1，则通电时间比是（　　）

A．8：

1B．1：

2C．4：

1D．1：

4

第3题第5题第6题

5、如图甲所示的两个电流表均为学校实验室里常用的电流表（如图乙所示）．闭合开关后，两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同，此时灯L1和L2的所消耗的电功率P1和P2的比值为（　　）

A．4：

1B．1：

4C．1：

5D．5：

1

6、如图所示电路，电源电压不变，R1=30Ω，当S1闭合、S2断开时，电流表的示数为0.1A，当S1和S2都闭合时，电流表的示数为0.4A，则此时流过R1、R2的电流之比为________，R1与R2的电功率之比为________．

7、某电熨斗内有R1、R2两段发热丝，其简化电路如图，它在220V或110V电压下都能正常工作：

110V时将S打至1挡，220V时将S打至2挡，这两种情况下熨斗的电功率均为1100W．则电熨斗在220V电压下正常工作的电流是________A，两发热丝的电阻之比R1：

R2为________

第8题第9题

8、某型号电饭锅有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于________（填“保温”或“加热”）状态，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量大小为________kW•h．

9、在如图甲所示的电路中，当闭合开关后，两个电压表的指针偏转均为图乙中所示，则电阻R1两端的电压为________V，电阻R1和R2电功率之比是________．

10、某种型号电热器的等效电路如图所示，它有高、中、低三档并可手动调节，其额定电压为220V，低温档、中温档的额定功率为220W和440W．用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b．把它接入家庭电路后，当开关S1________、S2________时该电热器处于低温档；中温档加热时电流为________A，高温档加热时的功率为________W．

11、如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L标有“12V12W”的字样，R2=12Ω，当S1、S2都闭合时．电流表示数为1.2A．这时灯L正常发光（忽略温度对灯丝电阻的影响），求：

（1）电源电压；

（2）电阻R1的阻值；

（3）若将开关S1、S2都断开．此时灯L实际消耗的功率是多少？

12、如图所示，电源电压为6V且保持不变，小灯泡L标有“6V，6W”（电阻不变），滑动变阻器R1标有“10Ω，2A”，定值电阻R2的阻值为5Ω．求：

（1）小灯泡正常发光1min消耗的电能；

（2）Sl、S2、S3都闭合，整个电路允许消耗的最大功率；

（3）只闭合S1，移动滑片P，使滑动变阻器所消耗的功率为1.5W，此时小灯泡两端的实际电压是多少？

第四课时电功率的综合应用

【典型例题】

例1、在图所示的电路中，电源电压和灯泡电阻都保持不变．当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时，下列判断正确的是（　　）

A．电流表和电压表的示数都增大，电路总功率变大

B．电流表和电压表的示数都减小，电路总功率变小

C．电流表示数减小，电压表示数不变，变阻器功率变小

D．电流表示数减小，电压表示数变大，灯泡功率不变

例2、标有“6V3W”的小灯泡，通过它的电流与电压的关系如图所示．若把它与一只阻值为5Ω的电阻串联接在电压为6V的电路中，则整个电路消耗的功率为（　　）

A．3.2WB．2.4WC．2.1WD．3W

例3、如图所示的电路，小灯泡标有“6V3W”的字样，电源电压恒为9V，小灯泡电阻不变．闭合开关S，当滑动变阻器滑片P移到某一位置时，小灯泡恰好正常工作．求：

（1）小灯泡正常工作的电流；

（2）滑动变阻器接入电路的电阻；

（3）滑动变阻器的功率．

【课后作业】

1、有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示．把它们串联在电路中，如图（乙）所示．闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则电源电压和元件B的电功率分别是（　　）

A．2.0V0.8WB．2.5V1.0WC．4.5V1.0WD．4.5V1.8W

2、小华在做“比较灯泡亮暗的实验”时将标有“6V6W”的灯L1与标有“6V3W”的灯L2串联，如图所示．下列说法正确的是（　　）

A．该电路能测出灯泡L2的额定功率B．该电路能测出灯泡L1正常发光时的电阻

C．该电路能探究电流与电压的关系D．该电路不可以探究电流做功的多少与电压的关系

3、如图甲所示，R1的阻值是20Ω，滑动变阻器R2消耗的功率P与其电阻R2的关系图象如图乙所示，则R2消耗的最大功率是（　　）

A．0.45WB．0.50WC．0.80WD．0.90W

第1题第2题第3题

4、如图，电源电压保持不变，当滑动变阻器的滑片P在A点时标有“6V，6W”字样的小灯泡正常发光，P在中点时电流表的示数为0.5A．下列说法不正确的是（不考虑温度对小灯泡电阻的影响）（　　）

A．电源电压6VB．滑动变阻器最大阻值为12Ω

C．P在中点时通电5min电路消耗的电能为900JD．P在中点时灯泡消耗的功率为3W

5、如图所示电路，电源电压恒定为6V，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片到某一位置时，电流表示数为0.2A，电压表示数为2V，则滑动变阻器R2的电功率为________W．

6、如图是正常工作时小灯泡的U--I关系图象，由图象可知：

当U=2.5V时，小灯泡正常工作，则小灯泡的额定功率为________W；当U=1.5V时，小灯泡的电阻是________Ω．

7、如图所示，电源电压为4.5V，灯泡上标有“3V0.6W”的字样，闭合开关S，调节滑动变阻器的电阻，当电流表的示数为A时，小灯泡恰好正常发光，此时变阻器接入电路的阻值是________Ω，电路消耗的总功率是________W．

第4题第5题第6题第7题

8、

如图所示的电路中，电源电压为4.5V，灯L标有“3V　　0.9W”字样，滑动变阻器R上标有“20Ω　1A”的字样，当滑片移到图中位置时，L恰好正常发光，此时电流表的示数是________A，变阻器连入电路的电阻是________Ω．若此时滑动片向右移动，则小灯泡的实际功率将________（变大/变小/不变）．

8、9题图

9、小明在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为6V，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器规格“30Ω1A”，灯泡L标有“5V2.5W”字样（忽略灯丝电阻变化）．在不损坏电路元件的情况下，该电路的最大功率是________W，电路中电流变化的范围是________A，滑动变阻器阻值变化的范围是________Ω．

10、某直流电动机的工作电压是12V，它是通过换向器来改变线圈中电流的方向，如图是电动机的转子，其线圈电阻为0.4Ω，若电动机的额定功率是60W，则该电动机正常工作时，每分钟消耗的电能是________J，电动机的发热功率是________W．

11、如图所示，是某种电加热器的简化电路示意图（图中1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换）．阅读该加热器说明书可知：

水箱容积2L，额定电压220V，加热时的功率400W，低温档的功率40W．试问：

（1）当旋转型开关S置于2、3触点处时，电路处于高温档还是低温档？

此时电路中的电流为多大？

（计算结果保留两位小数）

（2）R1的电阻值是多大？

（3）该电加热器在高温档时加热效率为80%，若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要多长时间？

（c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3）

12、如图电路，电源电压和小灯泡电阻不变，小灯泡L标有“12V6W”字样，滑动变阻器的最大阻值24Ω，当开关S1、S2都闭合，小灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8A．求

（1）R1的阻值和通电5min电流通过R1做的功

（2）当S1、S2都断开时，求小灯泡功率的变化范围．

第四节焦耳定律

第一课时电流的热效应

【重要知识点及考点】

1.电流的热效应

（1）电流有三大效应：

a.电流的热效应b.电流的磁效应c.电流的光学效应

（2）电流的热现象：

电流通过导体时电能转化为内能，这个现象叫做电流的__________。

（3）任何用电器，只要由电阻存在，电流通过时都会有热效应产生；如果电阻为零（如超导体）则没有电流的热效应产生。

2.影响电流产生热量的因素

（1）影响的因素：

__________、__________和__________。

（2）在实验中用到了__________法和转换法。

（3）结论：

在电阻和电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多；在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大产生的热量越多；在通电时间和电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。

【典型例题】

例1、下列用电器属于电热器的是（　　）

A．电风扇B．电冰箱C．电烙铁D．空调器

例2、如图所示的实验装置中，三个相同的烧瓶A、B、C内部都盛有质量和初温均相等的液体，其中，A、B烧瓶中装的是煤油，C瓶中装的是水，A、B、C瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC，且RA＜RB=RC．（假设实验中没有任何热损失）

（1）小明用该装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系”，他应该观察比较_______两瓶中温度计的示数变化情况，其中_______瓶中的液体温度升高得更快一些．

（2）小红用该装置完成“比较水和煤油吸热升温的情况”的实验，她应该观察比较_______、C两瓶中温度计的示数变化情况，实验中水和煤油吸热的多少是通过_______来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）．该实验中装有_______（选填“水”或“煤油”）的烧瓶中温度计示数变化较大．

【课后作业】

1、下列所示的家用电器，正常工作时发热最多的是（　　）

A．电暖气B．洗衣机C．电风扇D．电视机

2、将规格都是“220V100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（　　）

A．电烙铁产生的热量最多B．电风扇产生的热量最多

C．电视机产生的热量最多D．三个用电器产生的热量一样多

3、如图所示，烧杯中盛有质量相等的纯水和煤油，通电一段时间后（液体均不沸腾），发现两只温度计示数上升得相同．不考虑热损失，则电阻R1、R2的大小关系是（　　）

A．R1＞R2B．Rl＜R2C．R1=R2D．无法确定

4、某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是（　　）

5、下列情况中利用电流热效应为我们服务的是（　　）

A．电视机背后设计有散热窗B．电动机外壳有许多散热片

C．爆破工程中引发炸药的电热装置D．计算机内装的散热风扇

6、电热毯通电后很热，而跟电热毯连接的铜导线却不怎么热，这是因为（　　）

A．通过电热毯的电流比通过铜导线的电流大

B．铜导线的电阻小，因而产生的热量少，而电热毯电阻大产生的热量多

C．铜导线有绝缘层，所以不怎么热D．铜导线比电热毯传热快，所以不容易热

7、小陈家里有“1000W”的电饭煲、“500W”的电熨斗、“1000W”的电吹风各一个，同时使用时它们之间是_______（“串”或“并”）联的．若让它们各自正常工作相同时间，_______产生的热量最多，_______消耗的电能最少．

8、普通白炽灯的灯丝工作时处于高温状态，说明有部分电能转化为_______能．为了节约能源，现在尽可能用发光二极管（LED）等新型光源代替白炽灯．发光二极管属于_______（填“导体”、“绝缘体”或“半导体”）．

9、海南阴雨天气，即使不用的用电器也要通电一段时间目的是_______．这是利用电流的_______效应．

10、如图是探究“电流通过导体产生热量与哪些因素有关”的实验装置．将两根阻值不等的电阻丝R1、R2（R1＞R2）串联后分别密封在两个相同的烧瓶中，瓶中气体通过玻璃管分别于与a、b气球相连，闭合开关后，通过R1的电流_______通过的R2电流；一段时间后，a体积_______b体积．（以上均选填“大于”、“小于”或“等于”）

第10题第11题

11、小明在研究电流产生的热量与什么因素有关的实验时，设计了如图甲乙所示的两个实验．实验中通过______________来判断电流产生的热量的多少．（填液面的高度或液面的高度差）甲实验中探究的是电流产生的热量与_______有关；乙实验中探究的是电流产生的热量与_______有关．

12、为了探究电流产生的热量跟什么因素有关系，王军设计了如图所示的甲、乙两装置．他将两段阻值不同的电阻丝（R1＜R2）分别密封在两个完全相同的烧杯中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变．

（l）甲装置可探究电流产生的热量与_______是否有关．

（2）在这个实验中，电流产生热量的多少是通过___________体现出来的，像这