教材梳理第十八章

電

功

率第二課時

測量用電器的電功率

焦耳定律1.知道用電器的額定功率和實際功率。2.通過實驗，了解焦耳定律，能用焦耳定律說明生產(chǎn)、生活中的有關(guān)現(xiàn)象。課程標(biāo)準考點梳理額定功率和實際功率1.額定功率：(1)用電器_____________時的電壓叫額定電壓，用電器上標(biāo)明的電壓就是_____________。(2)用電器在__________電壓下工作時的電功率叫做額定功率，用電器上標(biāo)明的功率就是_______________。如用電器上標(biāo)注“220V

40W”，220V表示______________，40W表示______________；根據(jù)這些數(shù)據(jù)可求出額定電流I額=________A（結(jié)果保留2位小數(shù)），電阻R=__________Ω。正常工作額定電壓額定額定功率額定電壓額定功率0.1812102.實際功率：實際功率是在實際電壓下的功率，不同的實際電壓下有不同的實際功率。①當(dāng)U實=U額時，P實__________P額；②當(dāng)U實＜U額時，P實_________P額；③當(dāng)U實＞U額時，P實__________P額。=<>（1）測量原理：__________。（2）實驗電路圖如圖1－18－18所示。（3）電路中滑動變阻器的作用：①____________________;②_________________________________________。P=UI測量用電器的電功率保護電路改變用電器兩端電壓和通過它的電流（4）在實驗中要注意：一是連接實物時，為了______________，開關(guān)要__________；二是閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到阻值__________的位置，防止電路中電流過大，燒壞用電器和電源。保護電路斷開最大1.電流的熱效應(yīng)定義：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化為_________能的現(xiàn)象，叫電流的熱效應(yīng)。2.電熱的計算：(1)焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟__________的平方成正比，跟__________成正比，跟__________________成正比。(2)公式：Q=__________，其中I、R、t的單位分別是__________、__________、__________，則Q的單位是__________。內(nèi)焦耳定律電流電阻通電時間I2Rt安培(A)歐姆(Ω)秒(s)焦耳(J)

全部利用防止課本簡練1.（九全P95動手動腦學(xué)物理1改編）一只電熱水壺銘牌上標(biāo)著“220V1100W”的字樣，它正常工作時，電流是________A。2.(九全P96實驗改編)在“測定小燈泡的額定功率”的實驗中，當(dāng)手移動滑動變阻器滑片時，眼睛應(yīng)觀察（

）A.電流表的示數(shù) B.電壓表的示數(shù)C.燈泡的發(fā)光情況 D.變阻器滑片的位置5B3.(九全P99圖18.4-1改編)下列機器工作時應(yīng)用電流熱效應(yīng)的是()A.電熱水壺 B.電風(fēng)扇

C.刷卡機 D.太陽能玩具車A4.(九全P102動手動腦學(xué)物理3改編)一個電烙鐵的額定電壓是220V，在額定電壓下工作的電阻是440Ω。問：（1）電烙鐵正常工作時的電流多大？（2）這一電烙鐵正常工作10min產(chǎn)生多少熱量？

（2）這一電烙鐵正常工作10min產(chǎn)生熱量Q＝W＝UIt＝220V×0.5A×10×60s＝6.6×104J。答：（略）易錯精講【例1】某個小燈泡上標(biāo)有“6V6W”的字樣，假如接在3V的電路中，燈絲的電阻不變，這時小燈泡的實際功率為（

）A.1W B.1.5WC.3W D.6W易錯點1燈泡的額定功率和實際功率B

思路點撥：涉及額定功率與實際功率的計算，一般的方法是根據(jù)用電器的標(biāo)示計算出用電器的電阻作為已知條件。其余的計算與電學(xué)的基本計算相同?！咀兪?】如圖1－18－19所示，將甲、乙兩燈串聯(lián)在電路中，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)甲燈發(fā)光，乙燈不發(fā)光。則乙燈不發(fā)光的原因可能是（

）A.乙燈燈絲的電阻比甲的大B.乙燈的實際功率太小C.乙燈的額定電壓太低D.通過乙燈的電流小于甲燈的電流B【例2】如圖1－18－20所示是測量額定電壓為3V的小燈泡的電功率時所繪制的I－U變化關(guān)系圖像。根據(jù)圖像，下列關(guān)于小燈泡的一些物理量分析正確的是()A.實驗時通過小燈泡的電流與兩端電壓成正比B.實驗過程中小燈泡電阻保持不變C.小燈泡的額定電流是0.3AD.小燈泡的額定功率是1.5W易錯點2燈泡的電學(xué)特征D

思路點撥：測量燈泡的電功率，與伏安法測電阻的步驟一樣。需要注意的是測量燈泡的額定功率時，燈泡必須正常發(fā)光。而燈泡正常發(fā)光，或用電壓表來反映(電壓表的示數(shù)為額定電壓)，或用電流表來反映(電流表的示數(shù)為額定電流)?！咀兪?】在測量額定電壓為2.5V的小燈泡的電功率時。小紅所觀察和記錄的結(jié)果如下表所示。小燈泡兩端的電壓U/V0.51.01.52.02.53.0通過小燈泡的電流I/A0.120.160.190.230.250.28小燈泡的亮度暗→亮正常發(fā)光過亮分析實驗記錄，她得出了以下結(jié)論：①小燈泡的額定功率為0.625W；②小燈泡的實際功率越大，亮度越亮；③小燈泡的電阻隨兩端的電壓升高而增大；④小燈泡和阻值為2Ω的定值電阻串聯(lián)接在電壓為3V的電源兩端時，能正常發(fā)光。其中正確的是()A.只有① B.只有①②C.只有①②③ D.①②③④都正確D【例3】請完成下列有關(guān)電熱的計算：（1）一個10Ω的定值電阻，通過2A的電流時，1min產(chǎn)生的熱量是__________J。（使用公式Q=__________）（2）一個5Ω的定值電阻，接到2V的電壓上工作5min，產(chǎn)生的熱量是__________J。（使用公式Q=__________）易錯點3電熱計算公式的運用2400I2Rt240

（3）一個定值電阻，接到3V的電壓上時通過它的電流是0.2A，則10min內(nèi)該電阻產(chǎn)生的熱量是__________J。（使用公式Q=__________）（4）一個標(biāo)有“220V800W”的電熱水器，正常工作5min能產(chǎn)生_______________J的熱量。（使用公式Q=_________）360UIt2.4×105Pt

【變式3】(2024福建）小閩設(shè)計的車載可加熱果蔬攪拌機工作電路圖如圖1-18-21。電熱絲R的阻值為4Ω，電動機標(biāo)有“12V24W”字樣。閉合開關(guān)S、S1，電動機正常工作。求：（1）電源電壓。（2）閉合開關(guān)S、S1，電動機1min內(nèi)消耗的電能。（3）閉合開關(guān)S、S2，通電100s，電熱絲R產(chǎn)生的熱量。解：（1）由電路圖知，閉合開關(guān)S、S1，電路為電動機的簡單電路，此時電動機正常工作，電動機兩端的電壓等于電動機的額定電壓，所以電源電壓U＝U額＝12V。（2）閉合開關(guān)S、S1時，電動機1min內(nèi)消耗的電能W＝Pt＝24W×60s＝1440J。

【例4】（2019廣東）某品牌電烤箱在額定電壓下,電功率從大到小有高擋、中擋和低擋。圖1-18-22為電烤箱在不同擋位工作時的電路圖,R1、R2為發(fā)熱電阻絲,且阻值R1>R2,則高擋、中擋和低擋對應(yīng)的電路圖分別是圖________、圖_________和圖________。(均填“甲”“乙”或“丙”)易錯點4電加熱器的擋位判斷丙乙甲

【變式4】如圖1-18-23甲所示為某電烤箱的內(nèi)部簡化電路，S1為自動控制開關(guān)，R1和R2均為電熱絲，圖1-18-23乙是電烤箱正常工作時電流隨時間變化的圖像。求：（1）低溫擋工作時的電功率。（2）電熱絲R2的阻值。（3）15min內(nèi)R1消耗的電能。

（3）15min內(nèi)R1消耗的電能W1＝UI1t＝220V×6A×15×60s＝1.188×106J＝0.33kW·h。答：（略）實驗一測量小燈泡的電功率(10年3考：2017年、2019年、2020年)重點實驗實驗名稱測量小燈泡的電功率實驗器材電流表、電壓表、電源、開關(guān)、小燈泡、滑動變阻器、導(dǎo)線考點歸納（1）實驗原理：P=UI（2）畫電路圖或者連接實物圖（3）連接電路時開關(guān)必須斷開；開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片移到最大阻值處（4）電流表、電壓表選擇正確量程并正確連接和讀數(shù)考點歸納（5）滑動變阻器的作用：調(diào)節(jié)滑片使小燈泡兩端的電壓達到額定電壓；保護電路；多次測量（6）利用表格或圖像，讀出電流對應(yīng)的電壓值，利用公式P=UI計算相應(yīng)的電功率（7）多次測量的目的：測量小燈泡在不同電壓下的電功率實驗結(jié)論（1）小燈泡兩端的電壓不同，小燈泡的實際功率不同（2）小燈泡的實際功率越大，小燈泡越亮【例1】【科學(xué)探究】小華在“探究小燈泡的亮度與哪些因素有關(guān)”的實驗中，所用電源電壓恒為3V，小燈泡上標(biāo)有“3V”的字樣。【實物圖連接】（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖1-18-24中的實物電路連接完整。如答圖1-18-1所示?！緦嶒炿娐穲D】（2）在虛線框中畫出對應(yīng)的電路圖。如答圖1-18-2所示?！緦嶒炂鞑倪x擇】(3)如果小燈泡的阻值為10Ω，電源由2節(jié)干電池串聯(lián)組成，電流表有量程0～0.6A和0～3A兩擋，電壓表量程有0～3V和0～15V兩擋，那么電流表量程應(yīng)選________________擋，電壓表量程應(yīng)選_______________擋。0～0.6A0～3V【實驗現(xiàn)象解釋】(4)小華進行了8次測量，并將有關(guān)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象記錄在表格中。在第1次實驗中小燈泡不亮的原因是___________________________。小燈泡的實際功率太小實驗序號12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205燈泡發(fā)光情況不亮微亮逐漸變亮正常發(fā)光【實驗圖像與結(jié)論】（5）請根據(jù)上表所示的數(shù)據(jù)在圖1-18-25中畫出U-I圖像。如答圖1-18-3所示。實驗序號12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205燈泡發(fā)光情況不亮微亮逐漸變亮正常發(fā)光①由上表數(shù)據(jù)可知，當(dāng)U＜1.40V時，燈絲電流與電壓成__________比，燈絲電阻為__________Ω；當(dāng)U＞1.40V時，燈絲的溫度逐漸升高，其電阻隨溫度升高而__________；②從圖線上可以看出，當(dāng)小燈泡兩端電壓逐漸地增大時，燈絲的電阻__________（填“變大”“變小”或“不變”）；③分析表中信息，可知小燈泡的額定功率為________W。實驗得出的結(jié)論：小燈泡的實際電功率______，燈泡越亮。正10增大變大0.615越大【實驗操作】（6）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端電壓只有1.8V，滑動變阻器的滑片P應(yīng)向__________端移動，才能使電壓表示數(shù)為__________V，此時燈泡的實際功率就是額定功率。左3實驗二

探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)(10年1考：2015年)實驗名稱探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)實驗器材2個透明密閉容器、2根5Ω的電阻絲、1根10Ω的電阻絲、U形管、開關(guān)、電源、導(dǎo)線考點歸納（1）轉(zhuǎn)換法：通過U形管液面的高度差的變化反映產(chǎn)生熱量的多少考點歸納（2）控制變量法：探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系時，控制電阻絲的阻值和通電時間相同，改變通過兩電阻絲的電流大小；探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系時，控制電阻絲的電流和通電時間相同，選擇2個電阻不同的電阻絲；探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系時，控制電阻絲的阻值和通過的電流相同，改變通電時間實驗結(jié)論電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。生活應(yīng)用電飯鍋、電熨斗等【例2】【科學(xué)探究】用如圖1-18-26所示的實驗裝置探究“電流、通電時間相同時，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”（圖中甲、乙是完全相同的密閉容器，實驗前，A、B兩U形管內(nèi)液面是相平的）?！緦嵨飯D連接】（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整。如答圖1-18-4所示?！緦嶒炘怼?2)實驗的設(shè)計依據(jù)是電流的__________效應(yīng)?！緦嶒灧椒ā?3)這是采用__________的研究方法。【實驗條件】（4）閉合開關(guān)后，通過兩段金屬絲中的電流是_________（填“相等”或“不相等”）的，因為兩電阻絲________聯(lián)。熱轉(zhuǎn)換法相等串【實驗結(jié)論】(5)通過對比觀察，你認為__________(填“甲”或“乙”)容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多。由此可知：在電流相同、通電時間相同的情況下，__________越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。乙電阻【實驗拓展1】（6）電流產(chǎn)生的熱量不易直接測量，因此在這個實驗中通過觀察U形管中液面的______________來顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化。當(dāng)容器內(nèi)溫度升高時，瓶內(nèi)壓強會__________（填“變大”或“變小”）。高度差變大【實驗拓展2】（7）用圖1-18-27所示裝置，探究導(dǎo)體通電時產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。①實驗時需控制__________、_____________相同,改變__________;電阻通電時間電流②2個密閉容器中的電阻一樣大,在其中1個容器的外部,將1個電阻與這個容器內(nèi)的電阻__________,把該裝置連接到電源兩端，目的是_________________________________________________________;③現(xiàn)象及分析：通電一段時間后,_______側(cè)U形管中液面的高度差較大,這說明在電阻、通電時間相同時,電流越_________,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。并聯(lián)使通過兩電阻絲的電流不相等左大考點1

額定功率和實際功率［10年3考：2015年(計算)、2017年(填空)、2022年(綜合)考查］

1.下列四個燈泡均正常發(fā)光時，其中最亮的是（

）A.“36V40W” B.“110V60W”C.“220V25W” D.“220V100W”考點精練D2.把標(biāo)有“36V15W”的甲燈和標(biāo)有“36V5W”的乙燈串聯(lián)后接在電壓是36V的電路中，則（

）A.因為甲燈的額定功率較大，所以甲燈較亮B.因為通過的電流相等，所以兩燈一樣亮C.因為甲燈的電阻較小，所以甲燈較亮D.因為乙燈的實際功率較大，所以乙燈較亮D3.一個標(biāo)有“220V1100W”的電熱器，當(dāng)通過它的電流為4A時，它的實際功率為（

）A.176W B.704WC.880W D.1100WB考點2測量用電器的電功率［10年3考：2017年(綜合)、2019年(實驗)、2020年(綜合)考查］

4.在測定小燈泡額定功率實驗中，某同學(xué)正確連接電路，閉合開關(guān)后燈泡發(fā)光，但無論怎么調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表示數(shù)都不能達到燈泡額定電壓，可能原因是（

）A.滑動變阻器總電阻太大 B.電壓表量程太大C.燈泡燈絲斷開 D.電源電壓太低D5.(2024無錫）用如圖1－18－28所示的電路測量小燈泡的功率，實驗原理是__________。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P，分別使電壓表的示數(shù)小于、等于和略大于小燈泡的額定電壓3.8V，觀察小燈泡的亮度，讀出電壓表、電流表的示數(shù)記錄在表中，則小燈泡L的額定功率為__________W，小燈泡的亮度由_____________決定。P=UI1.14實際功率實驗序號電壓U/V電流I/A小燈泡的亮度①3.00.28較亮②3.80.30正常發(fā)光③4.20.32過亮

電流電壓（2）實驗室有如下器材：標(biāo)有“2.5V0.75W”字樣的小燈泡1只、電壓為6V的電源、電流表、電壓表、導(dǎo)線若干條、開關(guān)、滑動變阻器R1（10Ω2A）和R2（50Ω1A）。根據(jù)實驗要求應(yīng)選用滑動變阻器__________。R2（3）根據(jù)實驗要求，設(shè)計并填寫實驗記錄表內(nèi)的7個空格。實驗序號________________________________________1__________———2__________———3__________———電壓U/V電流I/A電功率P/W燈泡亮度2.52.03.0考點3焦耳定律［10年6考：2015年(實驗)、2018年(綜合)、2020年(填空)、2021年(綜合)、2022年(計算)、2023年(計算)考查］

7.（2020廣東)如圖1-18-30所示為“探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟__________的關(guān)系”的實驗裝置。實驗中用Ｕ形管內(nèi)液面高度差的大小來反映電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，這種方法叫__________（填“控制變量”或“轉(zhuǎn)換”）法。通電一段時間后，左側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量比右側(cè)的__________（填“多”或“少”）。電阻轉(zhuǎn)換少8.(2024廣東）如圖1-18-31所示，閉合開關(guān)，導(dǎo)線夾M在鉛筆芯上向右移動，電流表的示數(shù)變__________。若要測量鉛筆芯的電阻，需補充的儀表是_____________。實驗時鉛筆芯發(fā)燙的現(xiàn)象，屬于電流的__________效應(yīng)。小電壓表熱9.(2024廣元）如圖1-18-32是“揚帆”學(xué)習(xí)小組對小燈泡L和定值電阻R的阻值進行測量后，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的U-I圖像。若將L和R串聯(lián)接在8V的電源兩端，L與R的電阻之比為__________；若將L和R并聯(lián)在2V的電源兩端，在1min內(nèi)，L與R產(chǎn)生的熱量之比為__________。1∶13∶210.(2024遼寧）如圖1-18-33甲、乙兩個透明容器內(nèi)均裝有質(zhì)量為100g、初溫為25℃的某種絕緣液體，甲、乙中都有一段電阻絲，R1＝5Ω，R2＝10Ω。閉合開關(guān)，電流表的示數(shù)為1.2A。通電120s后，甲中溫度計的示數(shù)為29℃，求：（1）R2兩端的電壓。（2）R2的電功率。（3）電流通過R1產(chǎn)生的熱量。（4）液體的比熱容（不計熱量損失）。

（2）R2的電功率P2＝U2I2＝12V×1.2A＝14.4W。（3）電流通過R1產(chǎn)生的熱量Q1＝I21R1t＝（1.2A）2×5