C．电流通过A、B所做的功是WA=WB
D．无法比较电流通过A、B时所做的电功的大小
11．如图15-3所示的电路中，先闭合开关S1，再闭合开关S2，电路中消耗的电能将
（）
A．减小
B．增大
C．不变
D．无法判断
三、计算、论述题
12．在如图15-4所示的电路中，电阻R2=20Ω．S闭合后，电流表A1、A2的示数分别为0.2A和0.5A．求：
⑴通电10s内，电流经过R1、R2时所做的电功W1、W2．
⑵通电10s内，整个电路消耗的电能．
相关链接
电能的优越性
电能的应用非常广泛，在工农业、国防建设、科学研究和日常生活中应用得越来越多．电能的应用为什么这样广泛，它究竟有什么优越性呢？
电能的优越性主要表现在三个方面：
（1）电能来源广泛．自然界里存在着各种形式的能，如化学能、水能、风能、地热能、太阳能、核能等，它们大多可以方便地转化为电能．
（2）电能便于输送．从发电厂（站）产生的电能，用高压电线便可将它输送到千里以外的地方，十分方便，而且电能在输送过程中损失较小．
（3）电能使用方便．电能可以方便地转化为其他形式的能，以满足多方面的需要．各种各样的用电器就是实现这种能量转化的装置．用电器的转化效率比较高，使用时污染少，有利于保护环境．
二、电功率
学习要求
1．理解电功率的概念．
2．了解常用家用电器的额定功率．
3．理解用电器的额定功率和实际功率的概念．
4．会用电流表、电压表和滑动变阻器等测定小灯泡的电功率．
5．能够结合欧姆定律公式将电功率公式变形后进行有关实际功率的计算．
6．培养重视实验、尊重事实、实事求是的科学态度．
学习指导
1．电功率物理意义的理解．
电流通过不同的用电器做功的快慢一般是不同的．单位时间里所消耗的电能叫做电功率，它是表示电流做功快慢的物理量．电功率的计算公式是
，而电功是用W=UIt计算的，由此得到电功率的常用计算公式为Ｐ=UI．这是普遍适用的公式，而推导的公式Ｐ=I2R和
，只适用于纯电阻电路．
2．用电器额定功率与实际功率的区别．
在日常生产和生活中，为了使用电器在正常情况下工作，以获得最好的使用效果和延长使用寿命，要在用电器上标出它的电压、电流和功率的数值，这些数值就是用电器的额定值．由于各种因素的影响，用电器不一定在正常条件下使用，用电器实际工作时的电压、电流和功率值叫做用电器的实际电压、实际电流和实际功率．若用电器的工作电压大于额定电压，用电器的实际功率就大于额定功率（一般不能超过太多）；若用电器的工作电压小于额定电压，它的实际功率就小于额定功率．因此用电器的实际功率是随着它两端实际电压的改变而改变的．在实际电路中，当用电器两端的电压变化时，电流、功率都要随之改变；而对于电阻，一般认为是保持不变的．
3．用电器实际功率的计算．
对于纯电阻用电器来说，在不考虑温度对电阻的影响时，认为其电阻是不变的，可以从Ｒ＝Ｕ２额／Ｐ额求出用电器的电阻，用P实=U实2/R求出用电器的实际功率．我们还可以用一种更简便的方法求实际功率．由于电阻不变，故Ｕ２额／Ｐ额＝Ｕ２实／Ｐ实，变形可得
Ｐ实＝（Ｕ实／Ｕ额）２·Ｐ额．
4．测定小灯泡的功率．
测定小灯泡的功率是电学中典型的实验之一，实验要求做到：
（１）能根据实验需要选择实验器材；（２）能根据实验要求自己设计电路图；（３）能按电路图准确、熟练地连接实验线路，并注意电流表和电压表及滑动变阻器的使用方法；（４）能根据串联分压的原理熟练地调节滑动变阻器，按实验要求使灯泡在三种不同的电压下工作；（５）能自行设计实验记录表格，正确读出电流表和电压表的示数，算出三种情况下灯泡的功率．
典型范例
例1．某公司推销员在讲到他们公司上半年共节电5000kW·h的时候，他拿起手里的一只电熨斗说：
“我这只电熨斗是500W的，也就是0.5kW，我们厂节省的电力可以开动10000个这样的电熨斗．”他的这种说法对吗？
请你说说理由．
精析：
5000kW·h是电功，表示的是用电器消耗电能的多少；而0.5kW是电功率，表示的是消耗电能的快慢．10000只这样的电熨斗同时开动消耗的总功率是5000kW，而不是5000kW·h．这是两个完全不同的概念，这位推销员把这两个不同的物理量混淆了，所以他的说法是不对的．
全解：
他的说法不对，他把电功和电功率这两个物理量混淆了．
点评：
明确物理量的意义是解决物理问题的基础和前提。
只有明确各个概念的含义，即在物理学中描述的是事物的哪个方面性质，以及各个物理量的单位，才能准确的处理物理问题．功率表示做功的快慢，它与功是有区别的．
例2．玲玲的爷爷常年患有慢性支气管炎，天气一冷就觉得呼吸困难。
玲玲和爸爸为了使爷爷有一个温暖的生活环境，就一起去商店给爷爷买了一台“凯迪牌台式电暖器”，这台电暖器的铭牌如下：
型号：
NSB-290
电压：
220V
频率：
50Hz
电流：
3.6A
出厂日期：
2017年5月
编号：
06061876
请你根据铭牌进行下列计算：
⑴这台电暖器的额定功率是多少？
⑵这台取暖器在额定电压下工作10h消耗的电能是多少？
如果每天工作10h，每度电按0.4元收费，使用这台电暖器每天应付电费多少元？
⑶玲玲的爷爷在使用过程中发现电暖器的电压为200V，此时通过电暖器的电流多大？
消耗的电功率为多少（设电暖器的电阻不变）？
精析：
这是一道实际应用题．题中给出了用电器的额定电压和额定电流，由此我们根据电功率公式就可以计算出其额定功率，
（1）铭牌上的220V是额定电压，3.6A是额定电流，所以电暖器的额定功率为：
P额=U额I额=220V×3.6A=792W．
⑵取暖器消耗的电能为：
W=Pt=792W×10h=7.92kW·h．
所需要的电费为：
7.92kW·h×0.4元/（kW·h）=3.17元．
⑶爷爷使用过程中，电暖器实际电压并不等于额定电压，此时消耗的功率也不等于额定功率。
根据铭牌上的额定电压和额定电流，可计算出电暖器的电阻为
Ω，根据
W≈660W得出实际功率．
点评：
该题解决的就是生活中的实际问题。
要求能区分额定功率与实际功率，在给出的用电器工作电压或工作电流中，判断出是否为额定电压或额定电流．在电暖器的工作电压低于额定电压时，它消耗的功率小于额定功率．
活动与探究
1．白炽灯是家庭电路的主要设备,请仔细观察各种额定功率不同的灯泡,利用所学知识分析灯丝的长短、粗细与它们额定功率之间有什么关系?
2．给你电压表、5Ω的电阻、电源、滑动变阻器和开关个一只,导线若干．你能测出额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率吗?
思考与练习
一、填空题
1．标有“PZ220—25”字样的电灯，“220”表示，“25”表示．它正常工作时的电流为A，电阻为Ω．
2．一只标有“220V10A”字样的电能表，220V表示，10A表示，最多可容纳总功率为W的用电器同时使用．
项目
数据
额定电压
220V
额定频率
50Hz
额定洗衣功率
360W
额定洗衣容量
3kg
整机质量
33kg
外形尺寸（mm）
542×550×920
3．下表所示为国产XQB30—3型全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据，仔细阅读表格，回答下列问题：
⑴这台洗衣机在额定电压下洗衣时，通过洗衣机的电流是A．
⑵这台洗衣机洗衣时间累计为30min，其耗电为kW·h．
二、选择题（只有一个选项符合题意）
4．小刚同学利用电能表测量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15min内消耗电能0.3kW·h，则这个用电器可能是（）
A．空调B．电冰箱C．电视机D．白炽灯
5．下面是选自小明学习笔记中的摘录，其中不正确的是（）
A．电功率是表示消耗电能快慢的物理量
B．相同时间内，电流做功越多，功率越大
C．千瓦是电功率的单位，千瓦时是电功的单位
D．一台电风扇功率是100W，表示电流在1s内做100W的功
6．两盏相同的“220V100W”的电灯串联后接在220V的电路上，则两盏灯总的电功率为（）
A．200WB．100WC．50WD．25W
7．标有“12V6W”字样的灯泡接入电路中，若通过灯泡的电流为0.3A，则小灯泡的实际功率为（）
A．等于6WB．D大于6WC．小于6WD．无法判断
三、实验、设计题
8．如图15-5是测定小灯泡额定功率的实物连接图，其中电源是三节新干电池，灯泡的额定电压是3.8V，其灯丝电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“10Ω1A”的字样，电流表（0～0.6A、0～3A），电压表（0～3V、0～15V）．
（1）用笔划线代替导线将电路中未连接的部分连接好,使它成为完整的实验电路．
（2）小刚合理地连接好电路,并按正确的顺序操作，但闭合开关后灯不亮，几个同学猜想：
A．可能是灯丝断了；B．可能是变阻器断路；
C．可能是小灯泡短路；D．可能是电流表断路。
根据上述猜想，请你借助图中电流表和电压表
进行验证，将电压表、电流表示数填入下表．
猜想
电流表示数/A
电压表示数/V
如果A成立
如果C成立
三、计算、论述题
9．某变电所附近的居民区，用户电压经常比正常电压高22V．
（1）将“PZ220－40”的灯泡接入这样的电路，灯泡的实际功率可达到多大？
（2）要使“PZ220－40”的灯泡在电压最大时正常发光，需要串联一个多大的电阻？
这时电阻消耗的电功率多大？
10．如图15－6所示，R1=20Ω，R2=40Ω，电源电压保持不变．
（1）当S1、S2都闭合时，电流表A1的示数是0.6A，小灯泡恰好正常发光，求电源电压和小灯泡的额定电压．
（2）当S1、S2都断开时，电流表A2的示数是0.2A，求小灯泡的实际功率．
（3）小灯泡的额定功率是多少？
相关链接
电子节能灯
20世纪80年代初，荷兰飞利浦公司研制成功了第三代新光源荧光灯——电子节能灯．它采用了发光效率高的荧光粉和电子变频镇流器两项技术，使电子节能灯的电能利用率大大提高．一只11W三基色电子节能灯的耗电量只有同样亮度的60W白炽灯耗电量的18℅，是同样亮度的15W普通荧光灯耗电量的73℅．据统计，我国一年生产各种灯泡20亿只，如果其中7000万只是11W三基色电子节能荧光灯，则每年能节省的电差不多相当于一座装机容量为300万千瓦的电站的年发电量．
三、电热器电流的热效应
学习要求
1．知道电流的热效应.
2．知道一般电热器的工作原理及其应用.
3．理解焦耳定律、公式及适用条件.
4．会对一些家庭电热器进行简单的计算.
5．培养重视实验、尊重事实、实事求是的科学态度.
学习指导
1．电热器
⑴电热器是利用电流做功把电能转化为内能的设备，常见的电热器有电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅等．
⑵电热器是利用电流的热效应制成的．
⑶电动机、电视机等的外壳留有许多缝隙，有的电动机里还装有风扇，这是为了加快散热．
2．焦耳定律
⑴通过探究知道：
电流通过电热器所产生的热量的多少与通电电流、用电器的电阻及通电时间有关．
⑵焦耳定律的内容是：
电流通过导体时产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比．其公式为：
Q=I2Rt．
⑶焦耳定律可适用于一切用电器（或电路）的热量计算．若用电器能把电能全部转化为热量，如电阻丝、电烙铁、电炉、电熨斗等，那么Q=W=UIt，根据欧姆定律还可以推导出
；若用电器所做的电功除了发热，还转化为机械能、化学能等，那么电功就大于转化的内能，比如电动机转动、铅蓄电池充电，就不能用电功来代替产生的热量了，所以在应用公式时，必须注意其使用条件．
曲型范例
例1．电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连接的输电线却不热，这是因为（）
A．通过电炉上的电流比通过输电线上的电流大
B．电炉丝的电阻比电线的电阻大得多
C．电炉丝金属的比热容与输电线的比热容不同
D．以上三种说法都有道理
精析：
这个现象运用焦耳定律容易解释.由于电炉丝与铜导线是串联的，所以通过它们的电流相等，根据焦耳定律Q=I2Rt，电炉丝的电阻比铜导线的电阻大得多，因此电炉丝上产生的热量比铜导线上多得多，所以我们看到电炉丝热得发红，而导线却不怎么热.
全解：
本题答案应选B．
点评：
比较电流产生热量的多少，关键是准确地选用原理，要从题意中挖掘条件，根据具体问题，选择合适的物理原理．
例2．两个电阻阻值之比R1∶R2＝２∶３，若把它们串联在电路中，相同时间内R1、R2产生的热量之比Q１∶Q２＝ ；若把它们并联在电路中，相同时间内产生的热量之比 Q１′∶Q２′=.
精析：
串联电路中，电流相等，要求产生热量之比，应该想到用公式Q=I2Rt进行比较，而在并联电路中，两电阻两端的电压相等，故应想到用
进行比较.
全解：
由于R1、R2串联在电路中，根据Q=I2Rt可得Q１∶Q２＝R1∶R2＝２∶３.当R1、R2并联在电路中，根据
可得Q１∶Q２＝R2∶R1＝3∶2．
点评：
本题的解答，需要分清两个电阻是串联还是并联，抓住两类不同电路的特点，然后分别选择合理的公式，代入相关数据进行计算.
※例3．一台直流电动机，线圈的电阻为0.5Ω，接在12V电源上时，通过的电流为2A，这台电动机工作5min产生多少机械能？
精析：
电动机不是纯电阻电路，不遵从欧姆定律，求电动机消耗的电能，也就是求电流所做的功只能用W=UIt，而电流通过线圈产生的热量必须用Q=I2Rt求，电能转化为机械能应为W-Q.
全解：
电流通过电动机所做的功为：
W=UIt=12V×2A×300s=7200J，即电动机5min消耗的电能为7200J.
电流通过线圈产生的热量为：
Q=I2Rt=（2A）2×0.5Ω×300s=600J.
电能转化为机械能的量为：
W-Q.=7200J-600J=6600J.
点评：
本题电流做功，电能转化为内能和机械能，电动机电路是非纯电阻电路，所以在选用公式时要慎重.
活动与探究
请你设计一个与课本上不同的实验，来探究通电导体产生的热量与哪些因素有关.
思考与练习
一、填空题
1.电热既有消极危害的一面，也有积极可利用的一面。
各类就是利用电流来加热的设备，常见的有、、等．
2.一个20Ω的电阻，通过0.5A的电流2min，电阻上消耗J的电能，释放热量J.
3.有一种家用电熨斗的规格为“220V300W”这种电熨斗内部电热丝的电阻是Ω.如果在额定电压下工作，1min内将产生J的热量.
二、选择题
4.下列几种家用电器中不属于电热器的是（）
A.电炉B.电熨斗C.收音机D.电烙铁
5.电冰箱、电视机、电风扇等用电器的后面分别装有铁片或制成空格状，这样做的目的（）
A.为了用电器的美观B.为了防止用电器漏电
C.为了防止用电器聚集热量D.为了节约用电器的制作材料
6.若下列各用电器的额定功率都相等，正常工作时，释放热量最多的是（）
A.电视机B.白炽灯C.电烙铁D.电风扇
7．两根完全相同的电热丝，串联起来接在家庭电路上烧开4kg的一壶水需24min，若把它们并联起来烧开同样一壶水，需要的时间为（）
A．6minＢ．12minＣ．24minＤ．48min
三、计算、论述题
8.有人在使用电熨斗时,为了熨烫方便和不使温度升的得
过高,通常将电熨斗接在如图15-7所示的电路中，试问：
开
关S应在何时闭合，何时打开?
这样做有什么好处?
9.小明为了探究电流的热效应，找来了如下器材：
12V的电源，开关，一段电炉丝，粗细、长短与电炉丝相同的铜导线，蜡和导线若干.他
设计了一个简单的实验：
把电炉丝和铜电线串联起来接
到电源上，在电炉丝和铜导线上分别用蜡粘上两根小铁
钉。
如图15-8所示，等蜡凝固后，合上开关，过一会
儿，电炉丝上的蜡熔化了，铁钉掉下来，而铜导线上的
蜡没有熔化。
（1）他的这个简单实验能不能用来探究电流的热效应？
（2）他把电炉丝和铜导线串联在电路中的目的是什么？
（3）电炉丝上的蜡能熔化，而铜导线上的蜡没熔化，由此你能得出什么结论？
相关链接
电吹风的保健功能
电吹风是将电能转化为机械能能和内能的用电器，当它进现代家庭后，人们通常用它来美化发型，但是它在日常生活中，还有着良好的保健功能：
（1）治感冒.感冒往往是以流清涕、打喷嚏开始的，此时用电吹风对着鼻孔吹入热风，持续20min左右，可杀灭呼吸道内的感冒病毒，使流涕停止，感冒不再发作.
（2）治胃痛.发生痉挛性胃痛时，用电吹风对着胃部热吹片刻，胃痛便可减轻或解除.
（3）防治脚癣.有脚汗的人往往
升级会员 