資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
第十八章 電功率（原卷版）
【考點(diǎn)1 電能及其測(cè)量】
1．電功與電能的計(jì)算
（1）電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端電壓，電路中電流和通電時(shí)間的乘積；
（2）計(jì)算公式：W＝UIt＝UQ＝Pt（適用于所有電路）；
（3）對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出：W＝I2Rt＝
①串聯(lián)電路中常用公式：W＝I2Rt；
②并聯(lián)電路中常用公式：W＝W1：W2＝R2：R1；
③無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計(jì)算在一定時(shí)間所做的總功，常用公式W＝W1+W2+…Wn。
2．電能表
（1）參數(shù)的理解
220V：表示電能表應(yīng)該在220V的電路中使用；
10（20）A：表示該電能表的標(biāo)定電流是10A，額定最大電流是20A；
50Hz：表示電能表在50Hz的交流電路中使用；
600revs/kW h：表示接在這個(gè)電能表上的用電器每消耗1kW h的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過600圈。
（2）電能的求法
①測(cè)量較大電能時(shí)用刻度盤讀數(shù)：最后一位是小數(shù)位；兩次讀數(shù)之差就是這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能，單位是度（千瓦時(shí)）；
②測(cè)量較小電能時(shí)用轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)讀數(shù)：通過記錄某段時(shí)間內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)，結(jié)合電能表轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)表示的電能計(jì)算出該段時(shí)間內(nèi)消耗的電能。
3. 串并聯(lián)電路電功特點(diǎn)
（1）在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中，電流所做的總功等于各用電器電功之和；
（2）串聯(lián)電路中，各用電器的電功與其電阻成正比，即W1 /W2=R1 /R2；
（3）并聯(lián)電路中，各用電器的電功與其電阻成反比，即W1 /W2=R2 /R1。
說明：各支路通電時(shí)間都相同。
【考點(diǎn)2 電功率】
1．電功率的概念
（1）定義：電流單位時(shí)間內(nèi)所做的功；
（2）物理意義：表示電流做功快慢的物理量，用字母P表示，燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率大小；
（3）國(guó)際單位：瓦特（W）；常用單位：千瓦（kW）。
2．電功率與電能、時(shí)間的關(guān)系
（1）電功率是反映電能消耗快慢的物理量，定義為1秒鐘內(nèi)消耗電能的多少，因此，用所消耗的電能除以消耗這些電能所用的時(shí)間，就得到定義式P＝；
（2）公式在使用時(shí)單位要統(tǒng)一，有兩種可用：①電功率用瓦（W），電能用焦耳（J），時(shí)間用秒（s）；②電功率用千瓦（kW），電能用千瓦時(shí)（kW h 度），時(shí)間用小時(shí)（h）。
3．電功率與電壓、電流的關(guān)系
（1）在電壓相等的情況下，通過燈泡的電流越大，燈泡消耗的電功率越大；
（2）在電流相同的情況，電功率的大小與電壓的大小有關(guān)，且與電壓成正比；
（3）在電壓相同的情況，電功率的大小與電流的大小有關(guān)，且與電流成正比。
4．電功率的計(jì)算
（1）定義式：P＝UI．即電功率等于用電器兩端的電壓和通過它的電流的乘積，該公式是電功率的普適公式，適用于所有的用電器。
P表示電功率，單位是W；U表示某段電路兩端的電壓，單位是V；I表示通過這段電路的電流，單位是A。
（2）導(dǎo)出式：P＝I2R，P＝。這兩個(gè)公式只適用于純電阻電路，即能將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器，如電爐子、電飯煲就屬于純電阻電路。
5．額定功率與實(shí)際功率
（1）用電器正常工作時(shí)的電壓叫額定電壓；用電器在額定電壓下的功率叫額定功率；
（2）用電器實(shí)際工作時(shí)的電壓叫實(shí)際電壓；用電器在實(shí)際電壓下的功率叫實(shí)際功率。
【考點(diǎn)3 測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)】
1．實(shí)驗(yàn)原理P＝UI
根據(jù)P＝UI可知，只要用電壓表測(cè)出小燈泡兩端的電壓、用電流表測(cè)出通過小燈泡的電流，就可以間接測(cè)量出小燈泡的電功率了。為了測(cè)量不同電壓下的電功率，要用串聯(lián)滑動(dòng)變阻器的辦法，來控制加在燈泡兩端的電壓。
2．實(shí)驗(yàn)器材：電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器。
3．實(shí)驗(yàn)電路：若所用小燈泡的額定電壓是2.5V，要測(cè)出小燈泡的功率，至少需要兩節(jié)干電池（3V）作電源，電路圖和實(shí)物電路圖設(shè)計(jì)如圖甲乙所示。
4．實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）按電路圖連接實(shí)物圖，將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到阻值最大（右）端；
（2）檢查電路無誤后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)等于2.5V時(shí)，停止滑動(dòng)，記錄此時(shí)電流表的示數(shù)，并觀察燈泡的亮度，記錄在表格中；
（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，分別使電壓表的示數(shù)低于2．SV、等于2.5V的1.2倍（注意不能超過小燈泡的額定電壓太多，否則會(huì)損壞小燈泡），記錄每一次對(duì)應(yīng)電流表的示數(shù)，并觀察燈泡的亮度，記錄在表格中；
（4）將實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)據(jù)分別代入P＝UI，算出小燈泡的實(shí)際功率，并填入表格中。
5．實(shí)驗(yàn)分析
（1）小燈泡的發(fā)光情況由它的實(shí)際功率決定，實(shí)際功率越大，燈泡越亮；
（2）燈泡實(shí)際消耗的電功率隨著加在它兩端的電壓而改變，電壓越大，功率越大；
（3）燈泡的實(shí)際功率可以等于額定功率，也可以不等于額定功率。
【考點(diǎn)4 焦耳定律】
1．焦耳定律
（1）內(nèi)容：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(shí)間成正比，這個(gè)規(guī)律叫焦耳定律；
（2）公式：Q＝I2Rt，公式中的電流I的單位要用安培（A），電阻R的單位要用歐姆（Ω），通過的時(shí)間t的單位要用秒（s）這樣，熱量Q的單位就是焦耳（J）；
（3）變形公式：Q＝t，Q＝UIt。
2．焦耳定律的計(jì)算及其應(yīng)用
（1）公式：Q＝I2Rt。Q表示電熱，單位是焦耳J；I表示電流，單位是安培A；R表示電阻，單位是歐姆Ω；t表示時(shí)間，單位是秒s；
（2）推導(dǎo)式：Q＝t和Q＝UIt；（僅適用于純電阻電路）
（3）電熱與電能的關(guān)系：純電阻電路時(shí)Q＝W；非純電阻電路時(shí)Q＜W。
3．電功與電熱的綜合計(jì)算
（1）焦耳定律：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(shí)間成正比。
（2）定義式：Q＝I2RT。
有關(guān)焦耳定律的注意事項(xiàng)：對(duì)于純電阻電路，電流做功消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（Q＝W），這時(shí)以下公式均成立；對(duì)于非純電阻電路，電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。求Q時(shí)只能用Q＝I2Rt。2、串并聯(lián)電路電功特點(diǎn)：
①在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中，電流產(chǎn)生的總熱量等于部分電熱之和；
②串聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成正比，即；
③并聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成反比，即（各支路通電時(shí)間都相同）。
【考點(diǎn)5 探究影響電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的因素】
1．實(shí)驗(yàn)器材：密閉容器兩個(gè)，U形管兩個(gè)、導(dǎo)線若干、不同阻值電阻絲若干、電源。
2．實(shí)驗(yàn)裝置：
3．實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電阻的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：保持電流和通電時(shí)間不變，改變電阻。如圖甲，把兩個(gè)不同的電阻串聯(lián)在電路中。
（2）探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電流的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：保持電阻和通電時(shí)間不變，改變電流。如圖乙，將兩個(gè)相同的電阻先聯(lián)，再與另一個(gè)電阻串聯(lián)。
（3）探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與通電時(shí)間的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：保持電阻和電流不變，改變通電時(shí)間。
4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
（1）在電流和通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（2）在電阻和通電時(shí)間相同的情況下，通過電阻的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（3）在電阻和通過電阻的電流相同的情況下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多。
易錯(cuò)點(diǎn)辨析 電功率常考易錯(cuò)分析
易錯(cuò)一：對(duì)電功與電功率概念理解不清而易錯(cuò)？
電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程電流做功，電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。電功的單位：焦耳，簡(jiǎn)稱焦，符號(hào)為J；
電功率表示電流做功的快慢；電功率單位，國(guó)際單位瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)W。
電功是指電流做的多少，電功率是指電流做功的快慢。
易錯(cuò)二：分不清額定電功率和實(shí)際電功率的區(qū)別而出錯(cuò)
用電器銘牌上的是額定電功率，用電器在額定電壓下的功率叫額定功率；實(shí)際電功率是用電器在實(shí)際電壓下的功率叫實(shí)際功率。
易錯(cuò)三：不清楚燈泡的亮暗與哪些因素有關(guān)而出錯(cuò)。
燈泡的亮度是由其所消耗的實(shí)際電功率決定的，與額定電壓和額定功率無關(guān)；額定電壓相同，額定功率不同的燈泡，燈絲越粗，功率越大。燈泡的亮度是由實(shí)際電功率決定，不是單一由電壓或電流決定。
易錯(cuò)四：不熟悉測(cè)小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)步驟而出錯(cuò)。
測(cè)量小燈泡的電功率需要注意事項(xiàng)：①接通電源前應(yīng)將開關(guān)處于斷開狀態(tài)，將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大；②連好電路后要通過試觸的方法選擇電壓表和電流表的量程；③滑動(dòng)變阻器的作用：改變電阻兩端的電壓和通過的電流；保護(hù)電路；④不需要計(jì)算電功率的平均值。多測(cè)幾次不是測(cè)平均值。
易錯(cuò)五：有關(guān)電功率的“極值”和“范圍”值的計(jì)算不清而出錯(cuò)。
1. 電功率的定義式：P＝UI，該公式是電功率的普適公式，適用于所有的用電器。導(dǎo)出式：P＝I2R，P＝。
2. 串、并聯(lián)電路中的電功率
（1）串聯(lián)電路，因電流到處相等，用P＝I2R較為利便。串聯(lián)電路中電功率與電壓、電阻的關(guān)系，串聯(lián)電路：＝＝（電功率之比等于它們所對(duì)應(yīng)的電壓、電阻之比）。
（2）并聯(lián)電路，因各并聯(lián)電路兩端電壓相等，用P＝較為利便。并聯(lián)電路中電功率與電流、電阻的關(guān)系：＝＝（電功率之比等于它們所對(duì)應(yīng)的電流之比、等于它們所對(duì)應(yīng)電阻的反比）。
錯(cuò)題糾正
【例題1】（2024 湖北鐘祥市模擬）手機(jī)已成為人們生活中主要的通訊工具，其中手機(jī)電池能否支持快充是消費(fèi)者決定是否購(gòu)買的重要因素，市面上很多手機(jī)已配備了“快充”功能，下列關(guān)于“快充”功能的說法正確是（　 　）
A．“快充”是指手機(jī)充電時(shí)的充電器輸出功率較大
B．“快充”是指手機(jī)充電時(shí)的充電器輸出電流較大
C．“快充”是指手機(jī)充電時(shí)的充電器輸出電壓較大
D．“快充”是指手機(jī)電池存儲(chǔ)的電能較多
【例題2】（2023 山東濟(jì)寧期末）如圖是額定電壓均為220V的燈泡L1和L2的U﹣I圖像。下列分析不正確的是（　 　）
A．當(dāng)L1兩端的電壓為100V時(shí)，其實(shí)際功率為20W
B．當(dāng)通過L2的電流為0.45A時(shí)，其1min消耗的電能為4320J
C．將L1、L2串聯(lián)，若L1兩端的電壓為40V，則L2的功率為8W
D．將L1、L2并聯(lián)，若通過L2的電流為0.5A，則L1的功率為66W
【例題3】（2024 湖北武漢江岸區(qū)月考）如圖所示，將兩個(gè)不同規(guī)格（但額定電壓相同）的小燈泡接入電路，閉合開關(guān)后，燈L2比L1亮。下列說法不正確的是（忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響）（　　）
A．L2的額定功率比L1的額定功率小
B．若將L1更換成與L2規(guī)格相同的小燈泡L3，電路此時(shí)亮度與原來相比更亮
C．若將L2更換成與L1規(guī)格相同的小燈泡L4，此時(shí)L1亮度與原來相比更亮
D．無論怎么改變電源電壓，兩個(gè)小燈泡一定不會(huì)同時(shí)正常發(fā)光
【例題4】為了測(cè)量一只額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，實(shí)驗(yàn)中電源電壓保持3V不變，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。下列說法正確的是（　　）
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5
發(fā)光情況 熄滅 微光 暗 較暗 明亮
電壓U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
電流1/A 0.10 0.14 0.16 0.24 0.28
A．多次實(shí)驗(yàn)的目的是為了減小誤差
B．小燈泡的額定功率為0.48W
C．實(shí)驗(yàn)前未閉合開關(guān)時(shí)，小燈泡的電阻可能為6Ω
D．第1、2兩次實(shí)驗(yàn)，滑動(dòng)變阻器電阻的改變量大于小燈泡電阻的改變量
【例題5】（2024 四川眉山模擬）如圖所示電路中，電源電壓恒定不變，小燈泡L標(biāo)有“6V 2.4W”字樣（不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響），滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“40Ω 2A”字樣，R1是定值電阻，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A。閉合開關(guān)S1、S2，斷開開關(guān)S3，小燈泡L恰好正常發(fā)光。將R2的滑片P移至最右端，閉合開關(guān)S3，斷開開關(guān)S1、S2，此時(shí)電壓表示數(shù)為U1，R2消耗的功率為P1；向左移動(dòng)滑片P至某點(diǎn)，此時(shí)電壓表示數(shù)為U2，R2消耗的功率為P2。已知U1：U2＝2：3，P1：P2＝8：9。下列說法中正確的是（　 　）
A．電源電壓為9V
B．定值電阻R1的阻值是10Ω
C．保障電路元件安全的前提下，電路最小電功率為0.8W
D．保障電路元件安全的前提下，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值為30Ω時(shí)，電路的總功率最大
舉一反三
【強(qiáng)化1】（2024 北京東城區(qū)期末）如圖是兩個(gè)定值電阻R1、R2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，R1、R2所用電阻絲（涂有絕緣漆）粗細(xì)均勻、材料相同，分別纏繞在相同的圓柱形絕緣棒上，圈數(shù)分別為43圈和33圈，R1的電阻絲比R2的電阻絲細(xì)。將R1、R2并聯(lián)在電路中工作一段時(shí)間，下列說法正確的是（　 　）
A．通過R1的電流等于通過R2的電流
B．R1兩端的電壓大于R2兩端的電壓
C．R1的電功率大于R2的電功率
D．R1消耗的電能小于R2消耗的電能
【強(qiáng)化2】（2023 吉林）如圖是某電飯鍋內(nèi)部電路簡(jiǎn)圖。S斷開時(shí)，電路中的電流是0.5A，通電1min后，電路中消耗的電能是 　 　J；S閉合后，電路中消耗的總功率將 　 　。
【強(qiáng)化3】（2023 黑龍江）標(biāo)有“6V 3W”和“6V 6W”的燈L1和L2（假設(shè)兩燈燈絲電阻不變），若將它們串聯(lián)在某電源上，使其中一個(gè)燈正常發(fā)光時(shí)，下列說法正確的是（　 　）
A．通過燈L1和L2的電流之比為1：2 B．燈L1和L2兩端的電壓之比為2：1
C．燈L2和L1的發(fā)光亮度相同 D．能夠正常發(fā)光的燈應(yīng)是燈L2
【強(qiáng)化4】某同學(xué)利用圖甲所示的電路測(cè)量小燈泡的電功率。實(shí)驗(yàn)中電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓是2.5V；下列有關(guān)說法中正確的是（　　）
A．該同學(xué)接錯(cuò)了一根導(dǎo)線，需要改正的線應(yīng)該是電壓表負(fù)接線柱到開關(guān)的這根導(dǎo)線
B．正確連接電路后，用開關(guān)進(jìn)行試觸，發(fā)現(xiàn)電流表指針不偏轉(zhuǎn)，而電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)，故障原因可能是滑動(dòng)變阻器斷路
C．排除故障后，按正確的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是0.7W，此時(shí)小燈泡的電阻是8.9Ω
D．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到電壓表示數(shù)為燈泡額定電壓U額時(shí)燈泡功率為P額，那么當(dāng)電壓表示數(shù)U實(shí)＝0.5U額時(shí)，燈泡實(shí)際功率P實(shí)＞0.25P額
【強(qiáng)化5】（2024春 重慶沙坪壩區(qū)月考）如圖甲所示電路，電源電壓恒定不變，R1為定值電阻。電流表的量程為“0～0.6A”，電壓表的量程為“0～15V”，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為80Ω。在保證電路元件安全的情況下，緩慢移動(dòng)滑片，R2消耗的電功率P與電壓表示數(shù)U的關(guān)系圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（　　）
A．定值電阻R1的阻值為50Ω
B．電壓表的最小示數(shù)為9V
C．電路消耗總功率的最大值為9W
D．滑動(dòng)變阻器R2消耗功率的最大值為7.2W
一、考點(diǎn)考向
1. 電能及其測(cè)量
（1）考向：電功的計(jì)算是電學(xué)部分綜合性最強(qiáng)的試題，大多作為拉開分?jǐn)?shù)差距的壓軸題。電能的單位及換算、電能表的讀數(shù)及其所有參數(shù)的含義、電能的求法是學(xué)習(xí)考查的重點(diǎn)，學(xué)習(xí)時(shí)要注意與日常生活結(jié)合起來，特別是電能表的讀數(shù)是中考命題的熱點(diǎn)，常與生活中繳納電費(fèi)的問題結(jié)合在一起進(jìn)行計(jì)算。
（2）熟記電能表上各參數(shù)的詳細(xì)含義；利用轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)來計(jì)算電能時(shí)，得到的單位是kW h，記住單位之間換算關(guān)系：1kW h＝3.6×106J。
要熟悉當(dāng)U、I、t均已知時(shí)，利用W＝UIt來計(jì)算電功較為方便；在串聯(lián)電路中，通過各用電器的電流強(qiáng)度相等，且串聯(lián)電路各用電器通電時(shí)間相等，經(jīng)常用W＝I2Rt來取W1：W2比值，并進(jìn)一步進(jìn)行其他運(yùn)算；在并聯(lián)電路中，各用電器兩端電壓相等，且各用電器通電時(shí)間相等，使用W＝Pt來進(jìn)行比較計(jì)算較為方便。
2. 電功率
（1）考向：判斷生活電器電功率，電功率概念的理解；主要考查用電器的實(shí)際功率和額定功率的計(jì)算、利用電能表測(cè)用電器的實(shí)際功率和實(shí)際電壓等；可以根據(jù)題意選擇合適的公式，并可以根據(jù)P＝UI，P＝I2R，來判斷當(dāng)電路中的電流發(fā)生變化時(shí)電功率的變化情況；電功率的綜合計(jì)算題是電學(xué)計(jì)算的難點(diǎn)，近年來特別注重與科技、社會(huì)、生活相關(guān)的綜合考查；電功率計(jì)算公式的簡(jiǎn)單運(yùn)用，變形公式的綜合應(yīng)用。
（2）要分清用電器消耗電能的多少為電功，而消耗電能的快慢叫電功率；熟悉電功率的單位及物理意義，了解電功率的概念；了解電功率與電能、時(shí)間的關(guān)系，能熟練運(yùn)用公式P＝求解。
燈泡的亮度取決于實(shí)際功率，如果實(shí)際功率相等，則亮度相同；額定功率是唯一的、確定的，不隨實(shí)際工作電壓而改變；實(shí)際功率是不確定的，隨實(shí)際電壓而改變。用電器只有在額定電壓下才能正常工作。
分析比較用電器的電功率，首先考慮公式P＝UI分析，如果不好使，可以考慮：
①對(duì)于串聯(lián)電路，因?yàn)殡娏鞯教幭嗟龋肞＝I2R較為利便；
串聯(lián)電路中電功率與電壓、電阻的關(guān)系：串聯(lián)電路：＝＝（電功率之比等于它們所對(duì)應(yīng)的電壓、電阻之比）。
②對(duì)于并聯(lián)電路，因?yàn)楦鞑⒙?lián)電路兩端電壓相等，用P＝較為利便。并聯(lián)電路中電功率與電流、電阻的關(guān)系：＝＝（電功率之比等于它們所對(duì)應(yīng)的電流之比、等于它們所對(duì)應(yīng)電阻的反比）。
計(jì)算用電器的電功率：計(jì)算每個(gè)用電器的電功率，無論串聯(lián)、并聯(lián)電路，都可以用P＝I2R計(jì)算，也都可以用P＝計(jì)算。選用哪個(gè)公式就看題目已知是哪些量。
3.測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)
（1）考向：測(cè)定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)，要掌握實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)。只用一只電表測(cè)小燈泡的電功率，要清楚原理，了解實(shí)驗(yàn)步驟。
（2）伏安法測(cè)小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，要了解滑動(dòng)變阻器的作用；掌握實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)：①連接電路時(shí)開關(guān)一定要斷開，并且滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到阻值最大處，以保護(hù)電路；②電壓表和電流表的量程，應(yīng)大于小燈泡的額定電壓和額定電流，以免燒壞電表；③滑動(dòng)變阻器的選擇：通過它的最大電流應(yīng)大于燈泡的額定電流，它的最大阻值應(yīng)使連入它后電路的電流不超過燈泡的額定電流太大，最好和燈泡的電阻大致差不多，這樣調(diào)節(jié)效果更明顯；④在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使小燈泡兩端電壓高于額定電壓時(shí)要注意，實(shí)際電壓不能超過額定電壓的1.2倍，同時(shí)時(shí)間不能過長(zhǎng)，否則易燒壞燈泡。
4. 焦耳定律
（1）考向：本知識(shí)點(diǎn)主要考查焦耳定律的應(yīng)用，考查的形式主要是選擇題、填空題；本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)，歐姆定律，焦耳定律，熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)是正確解題的關(guān)鍵。
（2）在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功等于電熱，即W＝Q；在非純電阻電路中，電能大部分轉(zhuǎn)化為其他能，已小部分轉(zhuǎn)化為熱能，電功大于電熱，W＝Q+W其他。
探究電熱與哪些因素有關(guān)：
①怎樣用轉(zhuǎn)換法體現(xiàn)電熱：用溫度計(jì)升高的度數(shù)；用細(xì)管內(nèi)液柱升高的高度；用氣球膨脹的大小；
②怎樣用控制變量法研究與電阻的關(guān)系：串聯(lián)時(shí)控制電流和通電時(shí)間一定，并聯(lián)時(shí)控制電壓與通電時(shí)間一定。
焦耳定律的定義式是Q＝I2Rt，導(dǎo)出式有Q＝t和Q＝UIt，如果不是純電阻電路，只能用定義式來算，如果是純電阻電路，關(guān)鍵是看控制什么因素一定，決定用哪個(gè)公式來計(jì)算，如電流一定時(shí)用Q＝I2Rt，電壓一定時(shí)用Q＝t。
5. 探究影響電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的因素
（1）考向：掌握“探究影響電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的因素”的實(shí)驗(yàn)步驟，以及注意事項(xiàng)。（2）探究影響電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的因素的實(shí)驗(yàn)，要要關(guān)注這幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)：
①被加熱的材料選用煤油或空氣；②選擇加熱物質(zhì)的要求；③轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用；④控制變量法的應(yīng)用；⑤焦耳定律在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用。
U形管內(nèi)液面高度差越大，產(chǎn)生的熱量越多；使用中，無論條件如何，U形管內(nèi)液面高度都相同，可能是：裝置氣密性不好，重新安裝，檢查氣密性是否良好。
實(shí)驗(yàn)中加熱空氣相比加熱液體的好處：①空氣膨脹體積變大，實(shí)驗(yàn)效果明顯；②加熱空氣，耗電量少，實(shí)驗(yàn)時(shí)間短。
二、常考題型
（1）選擇題：常考熱點(diǎn)主要集中在電功、電能的計(jì)算；理解電能表的使用；要理解串、并聯(lián)電路中的電功率、額定電功率的計(jì)算；了解焦耳定律在生活中的應(yīng)用。
（2）填空題：常考熱點(diǎn)集中在測(cè)定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的因素，理解電功率的計(jì)算。
（3）綜合計(jì)算題：常考熱點(diǎn)集中在電功率與歐姆定律綜合計(jì)算。
21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
第十八章 電功率
【考點(diǎn)1 電能及其測(cè)量】
1．電功與電能的計(jì)算
（1）電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端電壓，電路中電流和通電時(shí)間的乘積；
（2）計(jì)算公式：W＝UIt＝UQ＝Pt（適用于所有電路）；
（3）對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出：W＝I2Rt＝
①串聯(lián)電路中常用公式：W＝I2Rt；
②并聯(lián)電路中常用公式：W＝W1：W2＝R2：R1；
③無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計(jì)算在一定時(shí)間所做的總功，常用公式W＝W1+W2+…Wn。
2．電能表
（1）參數(shù)的理解
220V：表示電能表應(yīng)該在220V的電路中使用；
10（20）A：表示該電能表的標(biāo)定電流是10A，額定最大電流是20A；
50Hz：表示電能表在50Hz的交流電路中使用；
600revs/kW h：表示接在這個(gè)電能表上的用電器每消耗1kW h的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過600圈。
（2）電能的求法
①測(cè)量較大電能時(shí)用刻度盤讀數(shù)：最后一位是小數(shù)位；兩次讀數(shù)之差就是這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能，單位是度（千瓦時(shí)）；
②測(cè)量較小電能時(shí)用轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)讀數(shù)：通過記錄某段時(shí)間內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)，結(jié)合電能表轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)表示的電能計(jì)算出該段時(shí)間內(nèi)消耗的電能。
3. 串并聯(lián)電路電功特點(diǎn)
（1）在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中，電流所做的總功等于各用電器電功之和；
（2）串聯(lián)電路中，各用電器的電功與其電阻成正比，即W1 /W2=R1 /R2；
（3）并聯(lián)電路中，各用電器的電功與其電阻成反比，即W1 /W2=R2 /R1。
說明：各支路通電時(shí)間都相同。
【考點(diǎn)2 電功率】
1．電功率的概念
（1）定義：電流單位時(shí)間內(nèi)所做的功；
（2）物理意義：表示電流做功快慢的物理量，用字母P表示，燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率大小；
（3）國(guó)際單位：瓦特（W）；常用單位：千瓦（kW）。
2．電功率與電能、時(shí)間的關(guān)系
（1）電功率是反映電能消耗快慢的物理量，定義為1秒鐘內(nèi)消耗電能的多少，因此，用所消耗的電能除以消耗這些電能所用的時(shí)間，就得到定義式P＝；
（2）公式在使用時(shí)單位要統(tǒng)一，有兩種可用：①電功率用瓦（W），電能用焦耳（J），時(shí)間用秒（s）；②電功率用千瓦（kW），電能用千瓦時(shí)（kW h 度），時(shí)間用小時(shí)（h）。
3．電功率與電壓、電流的關(guān)系
（1）在電壓相等的情況下，通過燈泡的電流越大，燈泡消耗的電功率越大；
（2）在電流相同的情況，電功率的大小與電壓的大小有關(guān)，且與電壓成正比；
（3）在電壓相同的情況，電功率的大小與電流的大小有關(guān)，且與電流成正比。
4．電功率的計(jì)算
（1）定義式：P＝UI．即電功率等于用電器兩端的電壓和通過它的電流的乘積，該公式是電功率的普適公式，適用于所有的用電器。
P表示電功率，單位是W；U表示某段電路兩端的電壓，單位是V；I表示通過這段電路的電流，單位是A。
（2）導(dǎo)出式：P＝I2R，P＝。這兩個(gè)公式只適用于純電阻電路，即能將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器，如電爐子、電飯煲就屬于純電阻電路。
5．額定功率與實(shí)際功率
（1）用電器正常工作時(shí)的電壓叫額定電壓；用電器在額定電壓下的功率叫額定功率；
（2）用電器實(shí)際工作時(shí)的電壓叫實(shí)際電壓；用電器在實(shí)際電壓下的功率叫實(shí)際功率。
【考點(diǎn)3 測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)】
1．實(shí)驗(yàn)原理P＝UI
根據(jù)P＝UI可知，只要用電壓表測(cè)出小燈泡兩端的電壓、用電流表測(cè)出通過小燈泡的電流，就可以間接測(cè)量出小燈泡的電功率了。為了測(cè)量不同電壓下的電功率，要用串聯(lián)滑動(dòng)變阻器的辦法，來控制加在燈泡兩端的電壓。
2．實(shí)驗(yàn)器材：電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器。
3．實(shí)驗(yàn)電路：若所用小燈泡的額定電壓是2.5V，要測(cè)出小燈泡的功率，至少需要兩節(jié)干電池（3V）作電源，電路圖和實(shí)物電路圖設(shè)計(jì)如圖甲乙所示。
4．實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）按電路圖連接實(shí)物圖，將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到阻值最大（右）端；
（2）檢查電路無誤后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)等于2.5V時(shí)，停止滑動(dòng)，記錄此時(shí)電流表的示數(shù)，并觀察燈泡的亮度，記錄在表格中；
（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，分別使電壓表的示數(shù)低于2．SV、等于2.5V的1.2倍（注意不能超過小燈泡的額定電壓太多，否則會(huì)損壞小燈泡），記錄每一次對(duì)應(yīng)電流表的示數(shù)，并觀察燈泡的亮度，記錄在表格中；
（4）將實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)據(jù)分別代入P＝UI，算出小燈泡的實(shí)際功率，并填入表格中。
5．實(shí)驗(yàn)分析
（1）小燈泡的發(fā)光情況由它的實(shí)際功率決定，實(shí)際功率越大，燈泡越亮；
（2）燈泡實(shí)際消耗的電功率隨著加在它兩端的電壓而改變，電壓越大，功率越大；
（3）燈泡的實(shí)際功率可以等于額定功率，也可以不等于額定功率。
【考點(diǎn)4 焦耳定律】
1．焦耳定律
（1）內(nèi)容：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(shí)間成正比，這個(gè)規(guī)律叫焦耳定律；
（2）公式：Q＝I2Rt，公式中的電流I的單位要用安培（A），電阻R的單位要用歐姆（Ω），通過的時(shí)間t的單位要用秒（s）這樣，熱量Q的單位就是焦耳（J）；
（3）變形公式：Q＝t，Q＝UIt。
2．焦耳定律的計(jì)算及其應(yīng)用
（1）公式：Q＝I2Rt。Q表示電熱，單位是焦耳J；I表示電流，單位是安培A；R表示電阻，單位是歐姆Ω；t表示時(shí)間，單位是秒s；
（2）推導(dǎo)式：Q＝t和Q＝UIt；（僅適用于純電阻電路）
（3）電熱與電能的關(guān)系：純電阻電路時(shí)Q＝W；非純電阻電路時(shí)Q＜W。
3．電功與電熱的綜合計(jì)算
（1）焦耳定律：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(shí)間成正比。
（2）定義式：Q＝I2RT。
有關(guān)焦耳定律的注意事項(xiàng)：對(duì)于純電阻電路，電流做功消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（Q＝W），這時(shí)以下公式均成立；對(duì)于非純電阻電路，電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。求Q時(shí)只能用Q＝I2Rt。2、串并聯(lián)電路電功特點(diǎn)：
①在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中，電流產(chǎn)生的總熱量等于部分電熱之和；
②串聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成正比，即；
③并聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成反比，即（各支路通電時(shí)間都相同）。
【考點(diǎn)5 探究影響電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的因素】
1．實(shí)驗(yàn)器材：密閉容器兩個(gè)，U形管兩個(gè)、導(dǎo)線若干、不同阻值電阻絲若干、電源。
2．實(shí)驗(yàn)裝置：
3．實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電阻的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：保持電流和通電時(shí)間不變，改變電阻。如圖甲，把兩個(gè)不同的電阻串聯(lián)在電路中。
（2）探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電流的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：保持電阻和通電時(shí)間不變，改變電流。如圖乙，將兩個(gè)相同的電阻先聯(lián)，再與另一個(gè)電阻串聯(lián)。
（3）探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與通電時(shí)間的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：保持電阻和電流不變，改變通電時(shí)間。
4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
（1）在電流和通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（2）在電阻和通電時(shí)間相同的情況下，通過電阻的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；
（3）在電阻和通過電阻的電流相同的情況下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多。
易錯(cuò)點(diǎn)辨析 電功率常考易錯(cuò)分析
易錯(cuò)一：對(duì)電功與電功率概念理解不清而易錯(cuò)？
電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程電流做功，電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。電功的單位：焦耳，簡(jiǎn)稱焦，符號(hào)為J；
電功率表示電流做功的快慢；電功率單位，國(guó)際單位瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)W。
電功是指電流做的多少，電功率是指電流做功的快慢。
易錯(cuò)二：分不清額定電功率和實(shí)際電功率的區(qū)別而出錯(cuò)
用電器銘牌上的是額定電功率，用電器在額定電壓下的功率叫額定功率；實(shí)際電功率是用電器在實(shí)際電壓下的功率叫實(shí)際功率。
易錯(cuò)三：不清楚燈泡的亮暗與哪些因素有關(guān)而出錯(cuò)。
燈泡的亮度是由其所消耗的實(shí)際電功率決定的，與額定電壓和額定功率無關(guān)；額定電壓相同，額定功率不同的燈泡，燈絲越粗，功率越大。燈泡的亮度是由實(shí)際電功率決定，不是單一由電壓或電流決定。
易錯(cuò)四：不熟悉測(cè)小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)步驟而出錯(cuò)。
測(cè)量小燈泡的電功率需要注意事項(xiàng)：①接通電源前應(yīng)將開關(guān)處于斷開狀態(tài)，將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大；②連好電路后要通過試觸的方法選擇電壓表和電流表的量程；③滑動(dòng)變阻器的作用：改變電阻兩端的電壓和通過的電流；保護(hù)電路；④不需要計(jì)算電功率的平均值。多測(cè)幾次不是測(cè)平均值。
易錯(cuò)五：有關(guān)電功率的“極值”和“范圍”值的計(jì)算不清而出錯(cuò)。
1. 電功率的定義式：P＝UI，該公式是電功率的普適公式，適用于所有的用電器。導(dǎo)出式：P＝I2R，P＝。
2. 串、并聯(lián)電路中的電功率
（1）串聯(lián)電路，因電流到處相等，用P＝I2R較為利便。串聯(lián)電路中電功率與電壓、電阻的關(guān)系，串聯(lián)電路：＝＝（電功率之比等于它們所對(duì)應(yīng)的電壓、電阻之比）。
（2）并聯(lián)電路，因各并聯(lián)電路兩端電壓相等，用P＝較為利便。并聯(lián)電路中電功率與電流、電阻的關(guān)系：＝＝（電功率之比等于它們所對(duì)應(yīng)的電流之比、等于它們所對(duì)應(yīng)電阻的反比）。
錯(cuò)題糾正
【例題1】（2024 湖北鐘祥市模擬）手機(jī)已成為人們生活中主要的通訊工具，其中手機(jī)電池能否支持快充是消費(fèi)者決定是否購(gòu)買的重要因素，市面上很多手機(jī)已配備了“快充”功能，下列關(guān)于“快充”功能的說法正確是（　 　）
A．“快充”是指手機(jī)充電時(shí)的充電器輸出功率較大
B．“快充”是指手機(jī)充電時(shí)的充電器輸出電流較大
C．“快充”是指手機(jī)充電時(shí)的充電器輸出電壓較大
D．“快充”是指手機(jī)電池存儲(chǔ)的電能較多
【答案】A
【解析】A.“快充”是指手機(jī)充電時(shí)的充電器輸出功率較大，故A正確；
B.“快充”是指手機(jī)充電時(shí)的充電器輸出功率較大，由P＝UI可知，充電器輸出電流不一定大，故B錯(cuò)誤；
C.“快充”是指手機(jī)充電時(shí)的充電器輸出功率較大，由P＝UI可知，充電器輸出電壓不一定大，故C錯(cuò)誤；
D.“快充”是指手機(jī)充電時(shí)的充電器輸出功率較大，與手機(jī)電池存儲(chǔ)的電能無關(guān)，故D錯(cuò)誤。
故選：A。
【例題2】（2023 山東濟(jì)寧期末）如圖是額定電壓均為220V的燈泡L1和L2的U﹣I圖像。下列分析不正確的是（　 　）
A．當(dāng)L1兩端的電壓為100V時(shí)，其實(shí)際功率為20W
B．當(dāng)通過L2的電流為0.45A時(shí)，其1min消耗的電能為4320J
C．將L1、L2串聯(lián)，若L1兩端的電壓為40V，則L2的功率為8W
D．將L1、L2并聯(lián)，若通過L2的電流為0.5A，則L1的功率為66W
【答案】C
【解析】A、當(dāng)L1兩端的電壓為100V時(shí)，根據(jù)圖像可知，通過L1的電流為0.2A，其實(shí)際功率為：P1＝U1I1＝100V×0.2A＝20W，故A正確；
B、當(dāng)通過L2的電流為0.45A時(shí)，L2兩端的電壓為160V，其1min消耗的電能為W＝U2I2t＝160V×0.45A×60s＝4320J，故B正確；
C、將L1、L2串聯(lián)，若L1兩端的電壓為40V，由圖像可知，通過燈泡L1的電流：I'1＝0.1A，根據(jù)串聯(lián)電路電流規(guī)律可知，通過燈泡L2的電流I'2＝I'1＝0.1A；
由圖像可知，此時(shí)燈泡L2兩端的電壓為U'2＝20V，L2的功率為：P2＝U2I'2＝20V×0.1A＝2W，故C錯(cuò)誤；
D、將L1、L2并聯(lián)，若通過L2的電流為0.5A，由圖像可知，L2兩端的電壓為：U''2＝220V，根據(jù)并聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，燈泡L1兩端的電壓：U''1＝U''2＝220V；
由圖像可知，通過L1的電流I''1＝0.3A，L1的功率為：P1＝U''1I''1＝220V×0.3A＝66W，故D正確。
故選：C。
【例題3】（2024 湖北武漢江岸區(qū)月考）如圖所示，將兩個(gè)不同規(guī)格（但額定電壓相同）的小燈泡接入電路，閉合開關(guān)后，燈L2比L1亮。下列說法不正確的是（忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響）（　　）
A．L2的額定功率比L1的額定功率小
B．若將L1更換成與L2規(guī)格相同的小燈泡L3，電路此時(shí)亮度與原來相比更亮
C．若將L2更換成與L1規(guī)格相同的小燈泡L4，此時(shí)L1亮度與原來相比更亮
D．無論怎么改變電源電壓，兩個(gè)小燈泡一定不會(huì)同時(shí)正常發(fā)光
【答案】B
【解析】由圖可知，閉合開關(guān)后，L1與L2串聯(lián)；A.因燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小，所以由燈L2比L1亮可知，兩燈泡的實(shí)際功率關(guān)系為P2＞P1，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以由P＝UI＝I2R可知，兩燈泡的電阻關(guān)系為R2＞R1，又因兩燈泡的額定電壓相同，所以由P＝UI＝可知，兩燈泡的額定功率關(guān)系為P2額＜P1額，故A正確；
B.若將L1更換成與L2規(guī)格相同的小燈泡L3，由R2＞R1可知，電路的總電阻變大，
由P＝UI＝可知，電路的總功率變小，電路此時(shí)亮度與原來相比更暗，故B錯(cuò)誤；
C.若將L2更換成與L1規(guī)格相同的小燈泡L4，由R2＞R1可知，電路的總電阻變小，
由I＝可知，此時(shí)電路中的電流變大，由P＝UI＝I2R可知，此時(shí)L1的實(shí)際功率變大，L1亮度與原來相比更亮，故C正確；
D.兩燈泡的額定電壓相等，且R2＞R1，由串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，兩燈泡分得的電壓不可能相等，
所以，無論怎么改變電源電壓，兩個(gè)小燈泡一定不會(huì)同時(shí)正常發(fā)光，故D正確。
故選：B。
【例題4】為了測(cè)量一只額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，實(shí)驗(yàn)中電源電壓保持3V不變，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。下列說法正確的是（　　）
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5
發(fā)光情況 熄滅 微光 暗 較暗 明亮
電壓U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
電流1/A 0.10 0.14 0.16 0.24 0.28
A．多次實(shí)驗(yàn)的目的是為了減小誤差
B．小燈泡的額定功率為0.48W
C．實(shí)驗(yàn)前未閉合開關(guān)時(shí)，小燈泡的電阻可能為6Ω
D．第1、2兩次實(shí)驗(yàn)，滑動(dòng)變阻器電阻的改變量大于小燈泡電阻的改變量
【答案】D
【解析】在測(cè)量小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)中，多次測(cè)量的目的是為了尋找普遍規(guī)律，故A錯(cuò)誤；小燈泡的電壓為額定電壓2.5V時(shí)，流過的電流為0.28A，則小燈泡的額定功率為P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W，故B錯(cuò)誤；由表中數(shù)據(jù)可知，燈泡不亮?xí)r，電壓為0.5V，電流為0.1A，此時(shí)燈泡的電阻為：R1＝＝＝5Ω，故C錯(cuò)誤；當(dāng)燈泡兩端的電壓為0.5V時(shí)，通過電路的電流約為0.10A，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：UH1＝U﹣UL1＝3V﹣0.5V＝2.5V，滑動(dòng)變阻器此時(shí)接入電路的電阻：RH1＝＝＝25Ω，此時(shí)燈泡的電阻為：R1＝＝＝5Ω；當(dāng)燈泡兩端的電壓為1V時(shí)，通過電路的電流約為0.14A，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：UH＝U﹣UL2＝3V﹣1V＝2V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻：RH2＝＝≈14.3Ω，此時(shí)燈泡的電阻為：R2＝＝≈7.1Ω；通過電路的電流由0.1A變?yōu)?.14A，滑動(dòng)變阻器的電阻由25Ω變?yōu)?4.3Ω，電阻變化量為25Ω﹣14.3Ω＝10.7Ω；燈泡的電阻由5Ω變?yōu)?.1Ω，電阻的變化量為7.1Ω﹣5Ω＝2.1Ω，故小燈泡電阻的變化量ΔR2小于滑動(dòng)變阻器電阻的變化量ΔR1，故D正確。故選D。
【例題5】（2024 四川眉山模擬）如圖所示電路中，電源電壓恒定不變，小燈泡L標(biāo)有“6V 2.4W”字樣（不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響），滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“40Ω 2A”字樣，R1是定值電阻，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A。閉合開關(guān)S1、S2，斷開開關(guān)S3，小燈泡L恰好正常發(fā)光。將R2的滑片P移至最右端，閉合開關(guān)S3，斷開開關(guān)S1、S2，此時(shí)電壓表示數(shù)為U1，R2消耗的功率為P1；向左移動(dòng)滑片P至某點(diǎn)，此時(shí)電壓表示數(shù)為U2，R2消耗的功率為P2。已知U1：U2＝2：3，P1：P2＝8：9。下列說法中正確的是（　 　）
A．電源電壓為9V
B．定值電阻R1的阻值是10Ω
C．保障電路元件安全的前提下，電路最小電功率為0.8W
D．保障電路元件安全的前提下，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值為30Ω時(shí)，電路的總功率最大
【答案】D
【解析】A、由電路圖可知，當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2，斷開開關(guān)S3，電路中只有小燈泡L工作，此時(shí)小燈泡L恰好正好發(fā)光，所以電源電壓U＝U額＝6V，故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)閉合開關(guān)S3，斷開開關(guān)S1、S2時(shí)，電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，當(dāng)將R2的滑片P移至最右端時(shí)，變阻器接入電路中的電阻最大，
由歐姆定律I＝得：＝＝＝，
由電功率P＝UI＝I2R可得：＝＝＝＝，
得：R2＝＝＝20Ω，
又因?yàn)椋海剑剑剑獾茫篟1＝20Ω，故B錯(cuò)誤；
C、當(dāng)電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻最大時(shí)，電路中電流最小為：I1＝＝＝0.1A，
由電功率P＝UI可知，電路最小電功率為：P＝UI＝6V×0.1A＝0.6W，故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)燈泡與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電阻R1被短路時(shí)，且電流表示數(shù)最大為0.6A時(shí)，電功率最大，此時(shí)電流表測(cè)干路電流，由P＝UI可得，燈泡的額定電流為：I額＝＝＝0.4A，
由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過滑動(dòng)變阻器的電流為：I滑＝I﹣I額＝0.6A﹣0.4A＝0.2A，
由I＝可得此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值為：R滑＝＝＝30Ω，故D正確。
故選：D。
舉一反三
【強(qiáng)化1】（2024 北京東城區(qū)期末）如圖是兩個(gè)定值電阻R1、R2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，R1、R2所用電阻絲（涂有絕緣漆）粗細(xì)均勻、材料相同，分別纏繞在相同的圓柱形絕緣棒上，圈數(shù)分別為43圈和33圈，R1的電阻絲比R2的電阻絲細(xì)。將R1、R2并聯(lián)在電路中工作一段時(shí)間，下列說法正確的是（　 　）
A．通過R1的電流等于通過R2的電流 B．R1兩端的電壓大于R2兩端的電壓
C．R1的電功率大于R2的電功率 D．R1消耗的電能小于R2消耗的電能
【答案】D
【解析】AB、電阻絲R1與R2的材料相同，R1比R2更長(zhǎng)，更細(xì)，所以R1的電阻比R2的電阻更大，將R1、R2并聯(lián)在電路中工作一段時(shí)間，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，R1兩端的電壓等于R2兩端的電壓，故B錯(cuò)誤；
根據(jù)歐姆定律可知，由于 R1的電阻比R2的電阻更大，所以通過R1的電流小于通過R2的電流，故A錯(cuò)誤；
C、由于R1兩端的電壓等于R2兩端的電壓，通過R1的電流小于通過R2的電流，根據(jù)P＝UI可知，R1的電功率小于R2的電功率，故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)W＝UIt可知，R1消耗的電能小于R2消耗的電能，故D正確。
故選：D。
【強(qiáng)化2】（2023 吉林）如圖是某電飯鍋內(nèi)部電路簡(jiǎn)圖。S斷開時(shí)，電路中的電流是0.5A，通電1min后，電路中消耗的電能是 　 　J；S閉合后，電路中消耗的總功率將 　 　。
【答案】6.6×103；變大
【解析】（1）當(dāng)S斷開時(shí)，電阻R0和電阻R串聯(lián)接入電路，通電1min＝60s后，電路中消耗的電能：
W＝Pt＝UIt＝220V×0.5A×60s＝6.6×103J；
（2）當(dāng)S閉合后，電阻R0短路，只有R接入電路，電路中的總電阻變小，電流變大，
根據(jù)P＝UI可知，在電源電壓不變時(shí)，電路的總功率變大。
【強(qiáng)化3】（2023 黑龍江）標(biāo)有“6V 3W”和“6V 6W”的燈L1和L2（假設(shè)兩燈燈絲電阻不變），若將它們串聯(lián)在某電源上，使其中一個(gè)燈正常發(fā)光時(shí)，下列說法正確的是（　 　）
A．通過燈L1和L2的電流之比為1：2 B．燈L1和L2兩端的電壓之比為2：1
C．燈L2和L1的發(fā)光亮度相同 D．能夠正常發(fā)光的燈應(yīng)是燈L2
【答案】B
【解析】“6V 6W”表示L1的額定電壓為6V、額定功率為6W；“6V 3W”表示L2的額定電壓為6V、額定功率為3W；
由P＝UI可知，燈L1的額定電流：I1額＝＝＝0.5A；燈L2的額定電流：I2額＝＝＝1A，由歐姆定律可知，燈L1的電阻：R1＝＝＝12Ω；燈L2的電阻：R2＝＝＝6Ω，
A、將它們串聯(lián)在某電源上，通過的電流相等，電流之比為1：1，則故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)U＝IR，串聯(lián)電流相等，電壓之比等于電阻之比，為12Ω：6Ω＝2：1，故B正確；
C、根據(jù)P＝I2R可知，燈泡L1、L2的電流相等，燈L1、L2的電阻不同，則電功率不同，燈泡的亮度不同，故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)電路中的最大電流：I最大＝0.5A，此時(shí)I最大＝I1額，燈泡L1正常發(fā)光，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
【強(qiáng)化4】某同學(xué)利用圖甲所示的電路測(cè)量小燈泡的電功率。實(shí)驗(yàn)中電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓是2.5V；下列有關(guān)說法中正確的是（　　）
A．該同學(xué)接錯(cuò)了一根導(dǎo)線，需要改正的線應(yīng)該是電壓表負(fù)接線柱到開關(guān)的這根導(dǎo)線
B．正確連接電路后，用開關(guān)進(jìn)行試觸，發(fā)現(xiàn)電流表指針不偏轉(zhuǎn)，而電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)，故障原因可能是滑動(dòng)變阻器斷路
C．排除故障后，按正確的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是0.7W，此時(shí)小燈泡的電阻是8.9Ω
D．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到電壓表示數(shù)為燈泡額定電壓U額時(shí)燈泡功率為P額，那么當(dāng)電壓表示數(shù)U實(shí)＝0.5U額時(shí)，燈泡實(shí)際功率P實(shí)＞0.25P額
【答案】D
【解析】原電路圖中，燈泡和電壓表被短路，需改正的線應(yīng)該是變阻器下端接線柱到燈泡右接線柱這根導(dǎo)線，應(yīng)將這根導(dǎo)線改接到燈泡左接線柱上，故A錯(cuò)誤；正確連接電路后，用開關(guān)進(jìn)行試觸，發(fā)現(xiàn)電流表指針不偏轉(zhuǎn)，說明電路可能斷路，而電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的支路斷路了，即故障原因可能是小燈泡斷路，故B錯(cuò)誤；小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數(shù)為0.26A，小燈泡額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W；此時(shí)小燈泡的電阻為：R＝＝≈9.6Ω，故C錯(cuò)誤；當(dāng)電阻不變時(shí)，由P＝可知，電壓變?yōu)樵瓉淼囊话耄β首優(yōu)樵瓉淼乃姆种唬捎跓襞莸碾娮枋亲兓模?dāng)電壓減小時(shí)，通過燈的電流變小，根據(jù)P＝UI可知，燈的功率減小，燈絲的電阻也減小，故當(dāng)小燈泡兩端的實(shí)際電壓為額定電壓一半時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率P實(shí)＞0.25P額，故D正確。
故選D。
【強(qiáng)化5】（2024春 重慶沙坪壩區(qū)月考）如圖甲所示電路，電源電壓恒定不變，R1為定值電阻。電流表的量程為“0～0.6A”，電壓表的量程為“0～15V”，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為80Ω。在保證電路元件安全的情況下，緩慢移動(dòng)滑片，R2消耗的電功率P與電壓表示數(shù)U的關(guān)系圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（　　）
A．定值電阻R1的阻值為50Ω B．電壓表的最小示數(shù)為9V
C．電路消耗總功率的最大值為9W D．滑動(dòng)變阻器R2消耗功率的最大值為7.2W
【答案】D
【解析】由圖甲可知，定值電阻R1和滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；
A、由圖乙可知，當(dāng)R2兩端的電壓為13V時(shí)，R2消耗的電功率為6.5W，
由P＝UI可知，此時(shí)電路中的電流：I＝＝＝0.5A，
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可知，電源電壓：U＝U1+U2＝IR1+U2＝0.5A×R+13V……①
當(dāng)R2兩端的電壓為15V時(shí)，R2消耗的電功率為4.5W，
由P＝UI可知，此時(shí)電路中的電流：I'＝＝＝0.3A，
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可知，電源電壓：U＝U1'+U2'＝I'R1+U2'＝0.3A×R+15V……②
由①②解得：R1＝10Ω，U＝18V，故A錯(cuò)誤；
B、由串聯(lián)電路的分壓原理可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小時(shí)，電壓表的示數(shù)最小，
由歐姆定律可知，此時(shí)電路中的電流最大，因?yàn)殡娏鞅淼牧砍虨?～0.6A，所以電路中的最大電流I大＝0.6A，此時(shí)電壓表的示數(shù)，即定值電阻R2兩端的電壓：U2小＝U﹣U1大＝U﹣I大R1＝18V﹣0.6A×10Ω＝12V，故B錯(cuò)誤；
C、由B可知，電路中的最大電流I大＝0.6A，則電路消耗總功率的最大值：P大＝UI大＝18V×0.6A＝10.8W，故C錯(cuò)誤；
D、由B可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小時(shí)，電路中的電流最大為I大＝0.6A，
由歐姆定律可知，此時(shí)電路中的總電阻：R＝＝＝30Ω，
由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值：R2小＝R﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω，由串聯(lián)電路的分壓原理可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓最大，因?yàn)殡妷罕淼牧砍虨?～15V，因此滑動(dòng)變阻器兩端的最大電壓U2大＝15V，
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，此時(shí)定值電阻R1兩端的電壓：U1小＝U﹣U2大＝18V﹣15V＝3V，此時(shí)電路中的電流：I小＝＝＝0.3A，
由歐姆定律可知，此時(shí)電路中的總電阻：R'＝＝＝60Ω，
由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值：R2大＝R'﹣R1＝60Ω﹣10Ω＝50Ω，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率：
P＝I2R2＝（）2R＝＝＝，
所以，當(dāng)R2＝R1＝10Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最大，
而滑動(dòng)變阻器的允許接入電路的最小電阻R2小＝20Ω＞10Ω，
所以當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為R2小＝20Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最大，此時(shí)電路中的電流最大為I大＝0.6A，P大＝I大2R2小＝（0.6A）2×20Ω＝7.2W，故D正確。
故選：D。
一、考點(diǎn)考向
1. 電能及其測(cè)量
（1）考向：電功的計(jì)算是電學(xué)部分綜合性最強(qiáng)的試題，大多作為拉開分?jǐn)?shù)差距的壓軸題。電能的單位及換算、電能表的讀數(shù)及其所有參數(shù)的含義、電能的求法是學(xué)習(xí)考查的重點(diǎn)，學(xué)習(xí)時(shí)要注意與日常生活結(jié)合起來，特別是電能表的讀數(shù)是中考命題的熱點(diǎn)，常與生活中繳納電費(fèi)的問題結(jié)合在一起進(jìn)行計(jì)算。
（2）熟記電能表上各參數(shù)的詳細(xì)含義；利用轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)來計(jì)算電能時(shí)，得到的單位是kW h，記住單位之間換算關(guān)系：1kW h＝3.6×106J。
要熟悉當(dāng)U、I、t均已知時(shí)，利用W＝UIt來計(jì)算電功較為方便；在串聯(lián)電路中，通過各用電器的電流強(qiáng)度相等，且串聯(lián)電路各用電器通電時(shí)間相等，經(jīng)常用W＝I2Rt來取W1：W2比值，并進(jìn)一步進(jìn)行其他運(yùn)算；在并聯(lián)電路中，各用電器兩端電壓相等，且各用電器通電時(shí)間相等，使用W＝Pt來進(jìn)行比較計(jì)算較為方便。
2. 電功率
（1）考向：判斷生活電器電功率，電功率概念的理解；主要考查用電器的實(shí)際功率和額定功率的計(jì)算、利用電能表測(cè)用電器的實(shí)際功率和實(shí)際電壓等；可以根據(jù)題意選擇合適的公式，并可以根據(jù)P＝UI，P＝I2R，來判斷當(dāng)電路中的電流發(fā)生變化時(shí)電功率的變化情況；電功率的綜合計(jì)算題是電學(xué)計(jì)算的難點(diǎn)，近年來特別注重與科技、社會(huì)、生活相關(guān)的綜合考查；電功率計(jì)算公式的簡(jiǎn)單運(yùn)用，變形公式的綜合應(yīng)用。
（2）要分清用電器消耗電能的多少為電功，而消耗電能的快慢叫電功率；熟悉電功率的單位及物理意義，了解電功率的概念；了解電功率與電能、時(shí)間的關(guān)系，能熟練運(yùn)用公式P＝求解。
燈泡的亮度取決于實(shí)際功率，如果實(shí)際功率相等，則亮度相同；額定功率是唯一的、確定的，不隨實(shí)際工作電壓而改變；實(shí)際功率是不確定的，隨實(shí)際電壓而改變。用電器只有在額定電壓下才能正常工作。
分析比較用電器的電功率，首先考慮公式P＝UI分析，如果不好使，可以考慮：
①對(duì)于串聯(lián)電路，因?yàn)殡娏鞯教幭嗟龋肞＝I2R較為利便；
串聯(lián)電路中電功率與電壓、電阻的關(guān)系：串聯(lián)電路：＝＝（電功率之比等于它們所對(duì)應(yīng)的電壓、電阻之比）。
②對(duì)于并聯(lián)電路，因?yàn)楦鞑⒙?lián)電路兩端電壓相等，用P＝較為利便。并聯(lián)電路中電功率與電流、電阻的關(guān)系：＝＝（電功率之比等于它們所對(duì)應(yīng)的電流之比、等于它們所對(duì)應(yīng)電阻的反比）。
計(jì)算用電器的電功率：計(jì)算每個(gè)用電器的電功率，無論串聯(lián)、并聯(lián)電路，都可以用P＝I2R計(jì)算，也都可以用P＝計(jì)算。選用哪個(gè)公式就看題目已知是哪些量。
3.測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)
（1）考向：測(cè)定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)，要掌握實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)。只用一只電表測(cè)小燈泡的電功率，要清楚原理，了解實(shí)驗(yàn)步驟。
（2）伏安法測(cè)小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，要了解滑動(dòng)變阻器的作用；掌握實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)：①連接電路時(shí)開關(guān)一定要斷開，并且滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到阻值最大處，以保護(hù)電路；②電壓表和電流表的量程，應(yīng)大于小燈泡的額定電壓和額定電流，以免燒壞電表；③滑動(dòng)變阻器的選擇：通過它的最大電流應(yīng)大于燈泡的額定電流，它的最大阻值應(yīng)使連入它后電路的電流不超過燈泡的額定電流太大，最好和燈泡的電阻大致差不多，這樣調(diào)節(jié)效果更明顯；④在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使小燈泡兩端電壓高于額定電壓時(shí)要注意，實(shí)際電壓不能超過額定電壓的1.2倍，同時(shí)時(shí)間不能過長(zhǎng)，否則易燒壞燈泡。
4. 焦耳定律
（1）考向：本知識(shí)點(diǎn)主要考查焦耳定律的應(yīng)用，考查的形式主要是選擇題、填空題；本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)，歐姆定律，焦耳定律，熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)是正確解題的關(guān)鍵。
（2）在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功等于電熱，即W＝Q；在非純電阻電路中，電能大部分轉(zhuǎn)化為其他能，已小部分轉(zhuǎn)化為熱能，電功大于電熱，W＝Q+W其他。
探究電熱與哪些因素有關(guān)：
①怎樣用轉(zhuǎn)換法體現(xiàn)電熱：用溫度計(jì)升高的度數(shù)；用細(xì)管內(nèi)液柱升高的高度；用氣球膨脹的大小；
②怎樣用控制變量法研究與電阻的關(guān)系：串聯(lián)時(shí)控制電流和通電時(shí)間一定，并聯(lián)時(shí)控制電壓與通電時(shí)間一定。
焦耳定律的定義式是Q＝I2Rt，導(dǎo)出式有Q＝t和Q＝UIt，如果不是純電阻電路，只能用定義式來算，如果是純電阻電路，關(guān)鍵是看控制什么因素一定，決定用哪個(gè)公式來計(jì)算，如電流一定時(shí)用Q＝I2Rt，電壓一定時(shí)用Q＝t。
5. 探究影響電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的因素
（1）考向：掌握“探究影響電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的因素”的實(shí)驗(yàn)步驟，以及注意事項(xiàng)。（2）探究影響電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的因素的實(shí)驗(yàn)，要要關(guān)注這幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)：
①被加熱的材料選用煤油或空氣；②選擇加熱物質(zhì)的要求；③轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用；④控制變量法的應(yīng)用；⑤焦耳定律在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用。
U形管內(nèi)液面高度差越大，產(chǎn)生的熱量越多；使用中，無論條件如何，U形管內(nèi)液面高度都相同，可能是：裝置氣密性不好，重新安裝，檢查氣密性是否良好。
實(shí)驗(yàn)中加熱空氣相比加熱液體的好處：①空氣膨脹體積變大，實(shí)驗(yàn)效果明顯；②加熱空氣，耗電量少，實(shí)驗(yàn)時(shí)間短。
二、常考題型
（1）選擇題：常考熱點(diǎn)主要集中在電功、電能的計(jì)算；理解電能表的使用；要理解串、并聯(lián)電路中的電功率、額定電功率的計(jì)算；了解焦耳定律在生活中的應(yīng)用。
（2）填空題：常考熱點(diǎn)集中在測(cè)定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的因素，理解電功率的計(jì)算。
（3）綜合計(jì)算題：常考熱點(diǎn)集中在電功率與歐姆定律綜合計(jì)算。
21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑