第十四章 電功與電熱

第一部分教材知識梳理第十四章電功和電熱中考考點清單

考點一1.電能表(1)用途：用來測量電路①_____________的儀表．(2)分類：常用的家用電能表有電子式和感應式兩種．(3)電能表的使用及讀數(shù)電能表與電功

消耗的電能

電能表轉(zhuǎn)盤式電能表頻閃式電能表示意圖表盤參數(shù)220V電能表適用的②______電壓值10A(40A)10A：表示③________電流，它是確定電能表有關特性的電流值40A：電能表能滿足測量準確要求，且能長期正常運行的④______電流值額定

基本最大

轉(zhuǎn)盤式電能表頻閃式電能表表盤參數(shù)3000r/(kW·h)指用電器每消耗1kW·h的電能時，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)是⑤______r3000imp/(kW·h)指用電器每消耗1kW·h的電能時，電能表指示燈閃爍⑥______次讀數(shù)方法

電能表計數(shù)器的最右邊的格子顯示的是用去電能的⑦______部分，其前面的格子顯示的是⑧____部分，如圖所示電能表的示數(shù)為⑨_______kW·h,某一時間消耗的電能等于這段時間前后兩次電能表示數(shù)之⑩____30003000小數(shù)整數(shù)4353.6差(4)電能表的單位計量單位：________，符號為________，俗稱____．單位換算：1度＝1kW·h＝_________J，物理意義：在數(shù)值上等于功率為1kW的用電器工作______h所消耗的電能．千瓦時

1112131415kW·h度3.6×106

1

2.電功(1)含義：電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，也可以說電流_______的過程，有多少電能發(fā)生了轉(zhuǎn)化，就說電流做了多少_____即電功，用符號____表示．(2)影響電流做功的因素：電功大小與_____________________、____________和__________有關.161718做功功W

192021加在用電器兩端的電壓

通過的電流通電時間

(3)公式：W＝________．

UIt22U表示電路兩端的電壓，單位是VI表示電路中的電流，單位是At表示通電時間，單位是sW表示電功，單位是_____J23推導公式：W＝______，W＝

．I2Rt

2425(4)單位國際單位：_____，簡稱____，符號為___.常用單位：千瓦時(kW·h)．

26焦耳

27焦

J28示失分警1．用電器通電時間越長，電流做的功越多

(

)理由：×電流做功的多少與電壓的大小、電流的大小和通電時間長短有關，用電器通電時間越長，電流做的功不一定就越多

2．電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為熱能的過程(

)理由：

電流做功是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，不僅僅是轉(zhuǎn)化為熱能×

考點二

電功率

1.電功(1)含義：電功率是描述電流做功_____的物理量，用符號____表示．

(2)公式：根據(jù)功率的公式和電功的公式W＝_____，可得電功率．

29快慢

P

30UIt31U表示電路兩端的電壓，單位是VI表示電路中的電流，單位是AP表示用電器的電功率，單位為W(3)單位國際單位：_____，簡稱____，符號為___.常用單位：千瓦(kW)和毫瓦(mW)

．

單位換算：1kW＝_____W,1W＝____mW.33瓦特34瓦

W35P＝_____UI32361000371000

(4)生活中的電功率：家用空調(diào)的電功率約1000W，洗衣機的電功率約為300W，液晶電視機的電功率約為100W，日光燈的電功率約為40W，電熱水器的電功率約為2000W，電飯鍋的電功率約為700W.2.額定電壓、額定功率(1)額定電壓：用電器______工作時的電壓.(2)額定功率：用電器在__________下工作時的功率.(3)實際功率：用電器_____工作時的功率叫做實際功率.38正常

39額定電壓40實際3.測量小燈泡的電功率(1)實驗原理：______．(2)實驗原理圖:41P=UI實物圖電路圖

(3)實驗步驟a．閉合開關，移動滑片，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，觀察小燈泡的亮度，讀出電壓表、電流表的示數(shù)．b．利用公式P＝UI計算出小燈泡在不同電壓下的電功率．(4)實驗注意事項a．連接電路時開關應______；b．連接電路時變阻器滑片應滑到阻值______.(5)實驗結(jié)論通過實驗，得出小燈泡的亮度與實際功率有關，實際功率越大，小燈泡越____．42斷開43最大端

44亮

考點三電熱器電流的熱效應1.電流的熱效應(1)定義：導體中有電流通過時會發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化為______，這種現(xiàn)象稱為電流的熱效應．(2)影響因素：通電導體產(chǎn)生的熱量與導體___________、通過導體的______以及通電時間有關．2.電熱器：主要利用____________工作的裝置．

內(nèi)能

454648兩端的電流的熱效應

47電流

電壓3.焦耳定律(1)內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成

_____，與導體的電阻成______，與通電時間成_____．

49正比50正比51正比I表示通過用電器的電流,單位是AR表示導體的電阻，單位為Ωt表示通電時間，單位為sQ表示通電導體產(chǎn)生的熱量,單位為J（2）公式:Q＝_____I2Rt52(3)電熱與電功的關系a．在電熱器中，電流通過電熱器放出的熱量_____電功，即Q＝W＝UIt.b．在其他電路(如含有電動機的電路)中，大部分電能轉(zhuǎn)化為機械能，僅有少量的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電熱

_____電功．(4)電熱的利用與防止利用：電熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器等．防止：散熱窗、散熱片、散熱孔、電腦的微型風扇等．53等于54小于

類型一?？碱愋推饰隼?(2016天水)如圖是一種電熱暖手寶及其主要參數(shù)，

電功、電功率的計算

一、電器銘牌類例1題圖

暖手寶內(nèi)有水及加熱元件等．選用水作為吸熱或放熱物質(zhì)是因為水的________較大．使用前要先給暖手寶通電加熱，假設所消耗的電能有70%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，則在額定電壓下，水由15℃加熱至自動斷電，此過程中消耗的電能是________J，所需要的加熱時間為_____s.比熱容

3×105

600【解析】因為水的比熱容大，和其它物質(zhì)相比，在質(zhì)量和降低溫度都相同時，水放出的熱量更多；在給暖手寶通電加熱的過程中，電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能．故要計算消耗的電能要先計算出水吸收的熱量，再根據(jù)效率求解．由圖乙中可看出水的質(zhì)量是1kg，水的末溫是65℃，Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(65℃－15℃)＝2.1×105J，

；從圖乙中可知電熱暖手寶的額定功率是500W，要求需要的加熱時間.變式題1

(2016北海改編)一種有防干燒功能的養(yǎng)生壺，如圖所示，其相關參數(shù)如下表，用該養(yǎng)生壺燒水，壺內(nèi)的水少于容量的四分之一時自動斷電．為使該壺能通電燒水，壺內(nèi)至少加入______kg的水；變式題1圖型號電源額定功率容量21A213220V－50Hz400W2000mL0.5假如水的初溫為20℃，已知水的比熱容c水＝4.2×103J/(kg·℃)，則使用該壺將1kg的水加熱到100℃，水所吸收的熱量是_________J；養(yǎng)生壺正常工作時，發(fā)熱電阻的阻值為______Ω.3.36×105

121【解析】第一空：壺內(nèi)的水少于容量的四分之一時自動斷電，所以為了使該壺能通電燒水，壺內(nèi)至少加V＝2000mL×＝500mL的水，這些水的質(zhì)量是m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×500×10－6m3＝0.5kg；第二空：將1kg初溫為20℃的水加熱到100℃，水吸收的熱量是Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃－20℃)＝3.36×105J；第三空：依據(jù)銘牌可知，養(yǎng)生壺正常工作的功率為400W，電壓為220V，則可得養(yǎng)生壺正常工作的發(fā)熱電阻阻值

.【方法指導】電功、電功率的解題方法

電功電功率適用條件基本公式(定義式)W＝UItP＝UI適用于各種電路電功、電功率的計算推導公式并聯(lián)只適用于純電阻電路(電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)，不適用于含電動機等電路的計算W＝I2RtP＝I2R串聯(lián)解題方法首先認清電路的連接方式是串聯(lián)還是并聯(lián)，找出題中各量之間的關系.（2）選擇合適的公式進行計算，純電阻電路，串聯(lián)電路一般選擇公式W＝UIt=I2Rt

，P＝UI=I2R

；并聯(lián)電路一般選擇公式W＝UIt=，P＝UI=

解題注意事項（1）首先要判斷是否為純電阻電路，再選取合適的公式.（2）計算時要注意單位的統(tǒng)一.（3）要注意計算公式里面幾個物理量的同一性和同時性.【方法指導】銘牌信息的提取(1)從銘牌中一般可以看出用電器的額定功率和額定電壓，則由P＝UI可得，由此算出用電器的額定電流I也可利用推導公式

求出用電器的電阻R；(2)如果知道實際電壓，可求出實際功率例2(2016衡陽)某型號電飯鍋有“高溫擋”和“低溫擋”兩個擋位，其原理如圖所示，若已知電阻R0＝44Ω，R＝2156Ω，則當開關置于___(選填“1”或“2”)位置時為高溫擋，當電飯鍋以高溫擋正常工作10min消耗的電能為________J.

二、多開關引起的擋位變化類2

例2題圖6.6×105

【解析】當S置于2時，電阻R被短路，電路中電阻較小，電源兩端的電壓不變，根據(jù)功率公式

可知，功率較大，電飯鍋處于加熱狀態(tài)．當S置于2時，電飯鍋以高溫擋正常工作，處于加熱狀態(tài)，

.

變式題2如圖為某電熱飲水機的電路原理圖．已知電源電壓保持220V不變，電阻R1的阻值為1210Ω,電阻R2的阻值為121Ω.(1)當開關S、S1都閉合時，飲水機處于_____狀態(tài)(選填“保溫”或“加熱”)；(2)飲水機處于保溫狀態(tài)時電路消耗的總功率是____W；加熱

變式題2圖40(3)飲水機處于加熱狀態(tài)時電路消耗的總功率是_____W.440

【解析】(1)當開關S、S1都閉合時R1與R2并聯(lián)，因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，所以，電路中的總電阻最小，由

可知，電路中的總功率最大，飲水機處于加熱狀態(tài)(2)當開關S閉合，S1斷開時，飲水機處于保溫狀態(tài)，電路為R1的簡單電路，則電路的總功率：

(3)當開關S、S1都閉合時，飲水機處于加熱狀態(tài)，R1與R2并聯(lián)，因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，所以，電路中的總電阻：

,電路消耗的總功率：變式題3

如圖是某高、低擋位電熱器的電路示意圖.(1)R1＝R2＝48.4Ω，則電熱器在旋鈕開關接靜觸點“2”時是________(選填“高溫”或“低溫”)擋，功率是________W.高溫變式題3圖(2)小明想在電路中加一個“傾倒開關”，使電熱器被碰倒時能自動斷開電路，以免引起火災．該開關應該安裝在示意圖中A、B、C、D、E中的_____點處.1000

C

【解析】(1)由電路圖可知，當電熱器在旋扭開關接靜觸點“1”時，電路為R1、R2串聯(lián)，當電熱器在旋鈕開關接靜觸點“2”時，電路為R1的簡單電路，根據(jù)

可知，當電源電壓U不變時，R越小，P越大，當電熱器在旋鈕開關接靜觸點“2”時功率大，為高溫擋；則加熱功率

；(2)為了防止短路現(xiàn)象，在電熱器被碰倒時，切斷火線，“傾倒開關”要接在C點．【方法指導】電學擋位問題(1)多擋位的實質(zhì)：通過改變電熱器的擋位改變電熱器的電功率(2)擋位變化的原理：電路中的電壓一定，根據(jù)公式，可以得出電功率與總電阻成反比，所以要改變用電器的電功率，只需適當改變用電器電路中的總電阻即可．(3)高低溫擋的判斷①在串聯(lián)電路中，串聯(lián)的電阻越多，電路中總電阻越大，則由

知電熱器消耗的功率越小，為低溫擋．反之，電熱器消耗的功率越大，為高溫擋；②在并聯(lián)電路中，并聯(lián)的電阻越多，電路中總電阻越小，則由

知電熱器消耗的功率越大，為高溫擋．反之，電熱器消耗的功率越小，為低溫擋．總結(jié)：R越大，P實越小，擋位低；R越小，P實越大，擋位高．例3(2016高新一中模擬)如圖甲是小明設計的調(diào)光燈電路，他將粗細均勻的鎳鉻合金絲AB通過滑片P連入電路，燈泡L的額定電壓為6V．閉合開關S后，滑片P從A滑到B的過程中，燈泡的I－U關系圖像如圖乙所示，則燈泡的額定功率為____W，AB的最大阻值為___Ω；當燈泡消耗的功率為0.75W時，AB三、圖像類

69接入電路部分的電阻為____Ω.(設AB的阻值不隨溫度變化)例3題圖9【解析】第一空：當滑片滑到B點時，燈泡L兩端的電壓是它的額定電壓6V，通過的電流為1A，所以燈泡的額定電功率是P＝UI＝6V×1A＝6W；第二空：當滑片在A處時，AB為其最大阻值，這時通過電路的電流是0.5A，加在AB兩端的電壓是6V-1.5V＝4.5V，所以AB的最大阻值為

;第三空：由圖乙可以發(fā)現(xiàn)，當燈泡兩端電壓為1.5V時,通過燈泡的電流是0.5A，這時燈泡消耗的電功率是PL＝ULI＝1.5V×0.5A＝0.75W，而該點正是坐標圖中的A點，故這時AB接入電路部分的電阻為AB的最大阻值為9Ω.變式題4家用電滅蚊器的發(fā)熱部分使用了PTC發(fā)熱材料，它的電阻隨溫度變化規(guī)律如圖所示．使用時發(fā)熱體直接連入家庭電路，當發(fā)熱體的溫度為60℃時，則此時電功率為_____W，如果這只電滅蚊器的平均電功率為5W，按一天工作8h計算，這只家用電滅蚊器一個月(按30天計算)消耗電能____kW·h；4.84

1.2當發(fā)熱體溫度由60℃再繼續(xù)上升時，它的電功率將______(選填“增大”“不變”或“減小”)．變式題4圖減小

【解析】家庭電路的電壓為220V，由圖像可知當發(fā)熱體的溫度為60℃時，R＝10kΩ＝10000Ω，此時電功率：

；這只家用電滅蚊器一個月消耗電能：W＝P′t＝5×10-3kW×8h×30＝1.2kW·h；由圖像可知，當發(fā)熱體溫度繼續(xù)上升時，電阻增大，根據(jù)

可知，電源電壓不變時，它的電功率會減?。?/p>

例4

(2016北京)如圖所示的用電器中，利用電流熱效應工作的是(

)

類型二

電流熱效應及焦耳定律的計算

C

變式題5

(2016淄博)電熱器是利用電流的________來工作的．某發(fā)熱元件的阻值為420Ω，通過的電流為1A，通電10min產(chǎn)生的熱量是__________J，這些熱量能使2kg的冷水溫度升高_____℃.[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)]熱效應2.52×105

30【解析】電熱器是利用電流的熱效應來工作的；發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量：Q＝I2Rt＝(1A)2×420Ω×10×60s＝2.52×105J；根據(jù)公式Q吸＝cmΔt得，.命題點

實驗一1.連接實物電路2.電路連接時開關的狀態(tài)(連接電路時,開關應斷開)3.連接電路時滑動變阻器的滑片位置(置于阻值最大處)測量小燈泡的電功率

測量小燈泡的電功率

實驗突破命題點4.滑動變阻器的作用(a.保護電路；b.改變燈泡兩端電壓)5.電壓表、電流表的讀數(shù)及使用6.電路故障分析7.實驗中多次測量的目的(為了尋找電功率與電壓的關系及小燈泡亮度變化規(guī)律)命題點8.U－I坐標圖像的應用(根據(jù)繪制的小燈泡U－I圖像曲線，讀出某點電流和電壓值，得出該點小燈泡的電功率)9.根據(jù)公式P＝UI計算電功率10.實驗設計11.實驗評估及改進例1

(2016黃岡)為了測量標有“2.5V”小燈泡的額定功率，小峰同學設計了圖甲所示的電路圖．電源電壓為6V，小燈泡電阻約為10Ω.(1)為了完成實驗，在標有“10Ω

1A”、“20Ω

1A”的兩種滑動變阻器中應選用標有“___Ω

1A”的．(2)圖乙為小峰同學連接的電路、閉合開關后，小燈泡不發(fā)光，電壓表無示數(shù)，但電流表有示數(shù)．經(jīng)仔20細檢查，發(fā)現(xiàn)多連接了一根導線．將其拆掉后，電路恢復正常．請在多連接的導線上畫“×”．例1題圖例1題答圖如答圖所示(3)移動滑片，將電壓表示數(shù)調(diào)到_____V，使小燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為____W.(4)查閱有關資料后得知，電壓表工作時，其實內(nèi)部有微弱電流通過．據(jù)此分析，所測量的額定功率偏____(選填“大”或“小”)．2.5

0.6大

【解析】(1)小燈泡正常發(fā)光時，通過燈泡的電流

，則滑動變阻器連入電路中的電阻

>10Ω，所以選用“20Ω

1A”的；(2)分析圖像可知圖中打錯的導線使燈泡和電壓表被短路，是錯誤的，要去掉；(3)要使燈泡正常發(fā)光，應該移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)達到燈泡的額定電壓2.5V，此時讀電流表可知額定電流為0.24A，由P=UI=2.5V×0.24A＝0.6W，可得小燈泡的額定功率為0.6W；(4)電流表在電壓表和燈泡的干路上，測的是它們的總電流，比燈泡的支路電流稍大，但并聯(lián)電路兩端的電壓相等，故求得的額定功率偏大．

(5)若在實驗中小燈泡的燈絲突然被燒斷，則電

壓表的示數(shù)_______(選填“變大”“變小”或

“不變”).

(6)小明閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，

發(fā)現(xiàn)燈泡的亮度很暗且不變，可能的原因是_____________________________________________________.變大

問拓展設動變阻器的兩個下接線柱接入電路，相當于定值電阻將滑(7)假設實驗中所給的實驗器材電流表已損壞，

老師又給了一只電壓表和一個阻值已知的定值

電阻R0

，小峰同學仍完成了實驗.請你幫助他在虛線框中畫出正確的實驗圖如答圖所示問拓展設拓展設問題答圖

命題點實驗二1.被加熱的材料選用煤油或空氣(煤油：比熱容小且絕緣；空氣：熱脹冷縮明顯且絕緣)2.選擇加熱物質(zhì)的要求(物質(zhì)相同、質(zhì)量相同、初溫相同)3.轉(zhuǎn)換法的應用(通過溫度計的示數(shù)或U形管液面高

探究影響電流熱效應的因素探究影響電流熱效應的因素

命題點度的變化反映產(chǎn)生電熱的多少)4.控制變量法的應用(1)探究電熱與通