17.2專題17電功率（4考點12考向）（原卷版）

專題17電功率（講義）（原卷版）目錄考情分析TOC\o"13"\h\u 2知識建構(gòu) 3考點一電能電功 3夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 4提升·必考題型歸納 5考向01電能表及其相關(guān)計算 5考向02電功及其計算 6考點二電功率 7夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 12提升·必考題型歸納 8考向01電功率與電功 8考向02額定功率與實際功率 9考向03小燈泡亮度問題 10考向04動態(tài)電路中電功率問題 10考點三測量小燈泡電功率 12夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 18提升·必考題型歸納 15考向01實驗器材的選擇與電路故障分析 15考向02小燈泡電功率的測量 16考點四焦耳定律 18夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 18提升·必考題型歸納 19考向01探究影響電流熱效應的因素 19考向02電功與電熱的簡單計算 21考向03多擋電器電熱的計算 22考向04生活中中電流熱效應（電熱的利用與防止） 23一、課標考點分析考點內(nèi)容課標要求命題預測電能、電功及相關(guān)計算從能量轉(zhuǎn)化角度認識電源和用電器，結(jié)合實例了解電功，學讀家用電能表、根據(jù)讀數(shù)計算用電量如果說《歐姆定律》是電路理論的基礎(chǔ)，那《電功率》則是電路分析與計算的目標與方向。所以，電功率在初中物理中占據(jù)舉足輕重的地位，無論考卷分值、試題數(shù)量和考點分配怎樣，對本單元的考查都應作為備考的重點和熱點。本單元考點集中體現(xiàn)在電能與電功的計算、電功率的簡單計算、電功率和電熱的綜合計算；伏安法測小燈泡功率、電流的熱效應與什么因素等。所見考題與歐姆定律等電學知識相結(jié)合是這類考題的一大特點。從考題題型看，對此內(nèi)容的考查題型涵蓋了選擇題、填空題、實驗題、壓軸題（綜合計算題）和綜合應用題等。從命題方向和命題點看，主要有：電功率的簡單計算、電路分析與計算、動態(tài)電路分析、IU圖像的應用、應用電功率進行綜合計算、電功率在生活中的應用、電路安全與極值、測量小燈泡額定功率、影響電流熱效應的因素等電功率及其簡單計算結(jié)合實例，了解電功率，知道用電器的額定功率和實際功率，調(diào)查常見用電器的銘牌，比較它們的電功率電功率的綜合計算理解電功率和電流、電壓的關(guān)系，并能進行簡單計算；知道在電流一定時，導體消耗的電功率與導體的電阻成正比測量小燈泡電功率調(diào)查常見用電器的銘牌，比較它們的電功率焦耳定律及應用通過實驗了解焦耳定律電熱器具的綜合計算能用焦耳定律說明生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象二、考情分析《電功率》是中考必考和?？紵狳c內(nèi)容。對本單元考查圍繞電功與電功率展開，其主要方向就是通過各類試題，來考查考生對電功率的理解與應用。所以，對電功率、額定功率的理解以及應用電功率分析解答問題，必然作為主要備考方向?？碱}數(shù)量一般在24題，分值也較大，一般在10分16分之間，有時也會更多。從考題出現(xiàn)概率看，主要有：電功率的簡單計算、小燈泡發(fā)光亮度與實際功率的關(guān)系、電功率在生活中的應用與計算、電功率的綜合計算、通過測量小燈泡的電功率理解額定功率和實際功率、電能與電功的相關(guān)計算等。在此應說明的是，對本單元的考查常常和《歐姆定律》結(jié)合在一起。備考中，希望廣大考生在對電功率理解基礎(chǔ)上，加強電功率的應用復習，分板塊、分題型、分考向地逐一展開。

考點一電能電功一、電能與電能的計量電能的來源水力發(fā)電：機械能→電能；風力發(fā)電：機械能→電能；核能發(fā)電：核能→電能電能的利用用電器消耗電能的過程，就是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程，消耗了多少電能就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能電能的單位（1）國際單位制單位：焦耳，簡稱焦，符號J；（2）常用單位：在日常生活中，人們常用“千瓦時”來計量電能的多少。千瓦時的符號是kW·h，俗稱“度”，我們常稱用了多少“度”電，就是用了多少“千瓦時”的電能電能的計量電能表作用：計量用電器在一段時間內(nèi)消耗的電能讀數(shù)方法：電能表在一段時間內(nèi)前后兩次示數(shù)的差值，就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)，即這段時間內(nèi)消耗的電能。電能表上所標參數(shù)的物理意義：（1）220V：表示該電能表應該在220V的電路中使用；（2）10（20）A：表示電能表的標定電流為10A，額定最大電流為20A，該電能表工作時的電流不應超過20A；（3）kW·h：表示該電能表上示數(shù)的單位為千瓦時，kW·h=1度=3.6×106J；（4）1500r/（kW·h）：表示接在該電能表上的用電器，每消耗1kW·h的電能，該電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過1500轉(zhuǎn)用電能表測量電路消耗電能的方法（1）方法一：電能表在一段時間內(nèi)前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內(nèi)電路消耗的電能總量。（2）方法二：可通過轉(zhuǎn)盤所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)（或指示燈閃爍的次數(shù)）間接計算出電路消耗的電能。如參數(shù)為“1600r/（kW·h）”的電能表，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過80轉(zhuǎn)消耗的電能為：。二、電功電功當電能轉(zhuǎn)化為其他形式能時，我們就說電流做了功，電功用“W”表示電流做功過程就是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。消耗了多少電能就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，電流也就做了多少功。所以，用電器消耗了多少電能和通過用電器的電流做了多少功，這兩種說法的含義是一樣的影響電功大小的因素電流做功的多少跟電流的大小、電壓的高低和通電時間有關(guān)。加在用電器上的電壓越高、通過用電器的電流越大、用電器通電時間越長，電流做的功就越多電功的計算計算式：W=UIt，即電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端電壓、電路中的電流和通電時間的乘積兩個重要的推導公式結(jié)合歐姆定律可導出電功的計算公式：；結(jié)合歐姆定律可導出電功的計算公式：。以上兩公式只適用于純電阻電路。（1）串聯(lián)電路中，電流通過各電阻所做的功與其阻值成正比，；（2）并聯(lián)電路中，電流通過各電阻所做的功與其阻值成反比，考向01電能表及其相關(guān)計算【例1】一種家用電能表上的參數(shù)如圖所示，下列說法錯誤的是（）。A.該電能表應該在220V的電路中使用B.該電能表的額定最大電流為20A；C.電能表是計量用電器消耗電能的儀表D.該電能表此時的讀數(shù)是31.6J【變式11】如圖所示的家用電器中，工作時主要將電能轉(zhuǎn)化為機械能的是（）。A．電飯鍋 B．筆記本電腦C．電風扇 D．電視機【變式12】如圖甲是小明家電能表8月30日顯示的數(shù)字，圖乙是9月30日顯示的數(shù)字。小明家9月份消耗了______kW·h的電能，如果其中200度電是峰時用電，其余為谷時用電，根據(jù)峰谷電價收費表計算，小明家這個月的電費是______元。峰谷電價峰期1.1元谷期0.4元【變式13】月底，小明對自家用電的情況進行調(diào)查，觀察到電能表的表盤如圖所示，小明家中用電器正常使用的總功率不能超過W，用電器工作時消耗0.5kW·h的電能，電能表指示燈閃爍次。若上月底電能表示數(shù)為1877.6kW·h，則本月消耗的電能為kW·h?？枷?2電功及其計算【例2】在圖所示的電路中，電源電壓不變，電阻R2的阻值為20Ω。閉合開關(guān)S，兩電流表的示數(shù)分別為0.5A和0.2A，則電源電壓為___________V，電阻R1的阻值為___________Ω。通電1min，該電路消耗的總電能為_____J?！咀兪?1】甲乙兩個小燈泡串聯(lián)，閉合開關(guān)，甲乙兩燈兩端的電壓之比為1∶2，工作一段時間后甲乙兩燈消耗的電能之比是（）。A．1:2 B．3:1 C．2:1 D．1:3【變式22】一個充電的移動電源（俗稱“充電寶”）輸入電壓為，容量為，則該移動電源充電后最多儲存的電能是（）。A． B． C． D．【變式23】如圖甲所示，當開關(guān)S由接點1轉(zhuǎn)到接點2時，電壓表示數(shù)變化如圖乙所示，則開關(guān)接2時，燈泡L2兩端的電壓是V；此時L1和L2消耗的電能之比W1：W2＝?？键c二電功率一、電功率電功率定義：電功與時間之比叫做電功率，用字母P表示物理意義：在物理學中，用電功率表示電流做功的快慢。電功率越大，電流做功越快，電功率越小，電流做功越慢單位：在國際單位中，電功率單位是瓦特，簡稱瓦，符號是W；常用單位有千瓦（kW）、毫瓦（mW）。換算關(guān)系：1kW=103W，1W=103mW電功率的計算定義式：。已知某用電器的工作時間t和在這段時間內(nèi)消耗的電能W，就可以用該公式計算用電器的電功率。P—電功率，單位：瓦特（W）；W—電功，單位：焦耳（J）；t—時間，單位秒（s）計算式：P=UI，即已知某用電器兩端電壓U和通過用電器的電流I，就可以用該公式計算出該用電器的電功率；公式P=UI中各符號的物理意義：P—電功率，單位：瓦特（W）；U—電壓，單位：伏特（V）；I—電流，單位安培（A）導出式：、。適用于純電阻電路對電功率的理解P與U、I不是簡單的正比關(guān)系：由公式P=UI可知，電功率的大小與電路兩端電壓U、通過電路的電流I兩個因素有關(guān)。不能簡單地認為電功率僅與電壓成正比或僅與電流成正比，因為加在電路兩端的電壓變化時，通過電路的電流也會隨之變化可反映電功的效果：例如，同一個燈泡其電功率越大，說明單位時間內(nèi)電流通過燈泡做的功越多，則燈泡的亮度就越大電功率的三個推論對于純電阻串聯(lián)電路來說，P1：P2：…=R1：R2：…對于純電阻比例電路來說，無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，整個電路消耗的總電功率都等于各個用電器消耗的電功率之和，即：二、額定電壓、額定功率1.額定電壓和額定電功率的相關(guān)物理量額定電壓用電器正常工作時的電壓。用電器的銘牌和使用說明書上標明的電壓值就是額定電壓，常用U額表示額定功率用電器在額定電壓下工作時的電功率。用電器銘牌和使用說明書上標明的功率就是額定功率，常用P額表示額定電流用電器在額定電壓下工作時的電流，常用I額表示實際電壓用電器實際工作時兩端的電壓。用電器的實際電壓，與額定電壓可能相同，也可能不相同。當用電器的實際電壓明顯低于或高于額定電壓時，用電器就不能正常工作。實際電壓常用U實表示實際功率用電器在實際電壓下工作時的電功率。它與額定功率可能相同，也可能不相同。實際功率用P實表示，決定燈泡亮度的是實際功率2.額定功率P額與實際功率P實的區(qū)別與聯(lián)系額定功率實際功率區(qū)別概念用電器在額定電壓下工作時的電功率用電器在實際電壓下工作時的電功率是否變化是唯一的，不隨實際電壓的變化而變化不是唯一的，不同的電壓值，對應的實際功率不同聯(lián)系當U實=U額時，I實=I額，則P實=P額，用電器正常工作；當U實>U額時，I實>I額，則P實>P額，用電器不能正常工作，且可能被損壞；當U實<U額時，I實<I額，則P實<P額，用電器不能正常工作，且可能被損壞3.額定功率與實際功率的計算（1）純電阻用電器，額定功率，用電器的實際功率。（2）當用電器阻值不變時，由可推出。（3）當用電器在額定電壓U額下工作時，其功率為額定功率P額，故根據(jù)可求出用電器在額定電壓下工作時的電阻。考向01電功率與電功（1）電功率與電功是兩個不同的概念：（1）電功率與電功是兩個不同的概念：電功是表示電流做功多少的物理量，其單位是kW·h或J；電功率是電功與通電時間的比值，表示電流做功的快慢，其單位是kW或W。（2）純電阻電路中電功率計算公式的選用技巧1）兩個電阻串聯(lián)接入電路，因串聯(lián)電路中電流相同，比較兩個電阻的電功率時優(yōu)先考慮用公式；2）兩個電阻并聯(lián)接入電路，因并聯(lián)電路兩電阻兩端電壓相同，比較電阻電功率時優(yōu)先考慮公式；3）若已知電阻兩端電壓和通過電阻的電流，優(yōu)先考慮公式P=UI?！纠?】關(guān)于電功和電功率說法不正確的是（）。A．用電器消耗的電能越多，電功率越大；B．電功率是表示電流做功快慢的物理量；C．千瓦時是電功的單位，千瓦是電功率的單位；D．消耗電能相同的用電器，產(chǎn)生的熱量不一定相同【變式11】如圖所示，電源電壓相等，已知R1>R2>R3>R4，開關(guān)均閉合后，在相同的時間內(nèi)，消耗電能最多的電阻是（）。A．R1 B．R2 C．R3 D．R4【變式12】如圖所示電路，電源電壓不變，R是定值電阻。將一個“6V2W”的小燈泡L1接在a、b兩點間，L1恰能正常發(fā)光；若換個“6V3W”的小燈泡L2接在a、b兩點間，假設小燈泡L1、L2的電阻均保持不變，則L2（）。A．消耗的電能一定比L1多 B．兩端的電壓仍為6VC．阻值一定比L1大 D．實際功率小于3W考向02額定功率與實際功率額定功率和實際功率的橋梁—電阻：額定功率和實際功率的橋梁—電阻：當用電器的電阻大小不變時，可先由額定參數(shù)求出用電器的電阻，然后再結(jié)合實際工作時的電壓、電流，利用公式或計算出實際功率?！纠?】關(guān)于用電器的額定功率和實際功率，下列說法正確的是（

）。A．額定功率大的用電器，其實際功率一定大；B．實際功率大的用電器，其額定功率一定大；C．用電器的實際功率會隨所加電壓的改變而改變；D．用電器的額定功率會隨所加電壓的改變而改變【變式21】小明在家中做了如下實驗，他關(guān)閉了家中所有用電器，讓一只標有“220V1210W”的用電器單獨工作，他觀察到標有“3600r/kW?h”字樣的電能表轉(zhuǎn)盤3分鐘轉(zhuǎn)過180圈。若用電器的電阻不變，則該用電器的電阻為________Ω，該用電器工作時的實際功率為________W?！咀兪?2】一只標有“PZ220—100”字樣的白熾燈泡，當其兩端電壓為110V時，它的實際功率為（不計溫度對電阻的影響）（）。A．50W B．10W C．75W D．25W考向03小燈泡亮度問題（1）“正常發(fā)光”即小燈泡正常工作，在額定電壓下以額定的功率工作。（1）“正常發(fā)光”即小燈泡正常工作，在額定電壓下以額定的功率工作。（2）判斷燈泡亮度的方法：比較燈泡的亮度實際上就是比較燈泡的實際功率的大小。1）在串聯(lián)電路中，由可知，電流相等，電阻大的燈泡實際功率大，亮度高；2）在并聯(lián)電路中，由可知，電壓相等，電阻小的燈泡亮度高。（3）兩個燈泡的安全：為保護燈泡不會損害，當兩個燈泡串聯(lián)時，電路中最大的電流取小的額定電流，而且電阻大的燈泡亮；當兩個燈泡并聯(lián)時，電路中電源電壓取小的額定電壓，而且電阻小的燈泡亮?！纠?】兩盞白熾燈，甲標有“”，乙標有“”，比較它們的亮度，下列說法正確的是（）。A．甲一定比乙亮 B．乙一定比甲亮 C．都正常工作時，甲比乙亮 D．都正常工作時，乙比甲亮【變式31】將“”和“”的兩只燈泡和串聯(lián)后接在電源兩端，不考慮溫度對燈絲電阻的影響，則（）。A．電源電壓為時，兩只燈泡都不能正常發(fā)光；B．兩只燈泡都發(fā)光時，燈泡比燈泡亮些 ；C．燈泡發(fā)光時，電路中允許通過的最大電流為；D．燈泡正常發(fā)光時，燈泡的實際功率是【變式32】甲電燈標有“”，乙電燈標有“”，將它們串聯(lián)后接在某電源上時，其中的一盞電燈恰能正常發(fā)光，則：（1）電源的電壓為多少；（2）另一盞燈的實際功率為多少。考向04動態(tài)電路中電功率問題（1）開關(guān)類動態(tài)電路中電功率的計算（1）開關(guān)類動態(tài)電路中電功率的計算1）根據(jù)開關(guān)的通、斷確定電路的連接方式；2）明確電流表、電壓表測量的對象；3）畫出等效電路，在圖中標出相應的物理量；4）根據(jù)歐姆定律、串并聯(lián)電路的特點及電功率計算公式進行求解。（2）電功率的極值1）對整體電路：應電源電壓不變，由公式可知，電路中總電阻最大時，電路總功率最??；電路中總電阻最小時，電路總功率最大；2）對電路中某一用電器（電阻不變）：由P=I2R可知，當通過它的電流最大時，其電功率最大；當通過它的電流最小時，其電功率最小。【例3】電梯超載報警器工作原理示意圖如圖所示，R0為定值電阻，壓敏電阻R的阻值隨著壓力的增大而減小，A為電流表，其示數(shù)超過設定值時自動報警。電梯處于運行狀態(tài)，開關(guān)S閉合，有人進入電梯后（）。A．電流表示數(shù)變小，R和R0的總電功率變大B．電流表示數(shù)變小，R和R0的總電功率變小C．電流表示數(shù)變大，R和R0的總電功率變大D．電流表示數(shù)變大，R和R0的總電功率變小【變式31】如圖甲所示的電路中，為定值電阻，為滑動變阻器（其最大阻值為），閉合開關(guān)后，當滑動變阻器的滑片P從端移至端的過程中，消耗的電功率隨電阻變化關(guān)系如圖乙所示，根據(jù)圖象信息，則下列判斷正確的是（）。①電路中最小電流0.4A；②的阻值是；③電源電壓10V；④消耗的最大電功率10W。A．①② B．③④ C．①③ D．②④【變式32】（多選）如圖所示電路中，電源電壓保持不變。只閉合開關(guān)S1，移動滑動變阻器的滑片，使電路中電流達到最小值，此時電流表的示數(shù)為0.15A，電壓表的示數(shù)為3V；只閉合開關(guān)S2，移動滑片至滑動變阻器的中點C處，此時電壓表的示數(shù)為5V，電阻R2的電功率為0.5W。下列說法中正確的是（）。A．電阻R1的阻值是20Ω；B．電源電壓是9V；C．滑動變阻器R3的最大阻值是10Ω；D．當開關(guān)S1、S2、S3都閉合時，電路消耗的總功率是2.52W考點三測量小燈泡電功率一、用電流表和電壓表測量小燈泡的電功率1.伏安法測量小燈泡的電功率實驗目的用電流表和電壓表測量小燈泡的額定功率和實際功率實驗原理和方法（1）原理：P=UI；（2）根據(jù)電功率的計算公式P=UI，用電壓表測量小燈泡兩端電壓，用電流表測通過小燈泡的電流，就可以求出小燈泡的電功率實驗器材兩節(jié)電池、滑動變阻器、電壓表、電流表、小燈泡一個（額定電壓2.5V）、燈座、開關(guān)、導線實驗電路圖和實物圖甲乙實驗步驟（1）根據(jù)實驗要求，設計電路，畫出電路圖（如圖甲所示）；（2）按照圖甲所示電路圖連接實物電路，如圖乙所示。在開關(guān)閉合之前，將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處（保護電路）；（3）檢查連接無誤后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)等于小燈泡的額定電壓，觀察此時小燈泡的發(fā)光情況，記下此時電壓表和電流表的示數(shù)，填在實驗數(shù)據(jù)記錄表中；（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片（改變小燈泡兩端電壓，實現(xiàn)多次測量），使小燈泡兩端電壓低于額定電壓，觀察此時小燈泡的發(fā)光情況與在額定電壓下的發(fā)光情況有什么不同，記下此時電壓表和電流表的示數(shù)，數(shù)據(jù)記錄表中；（5）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)約為額定電壓的1.2倍，觀察此時小燈泡的發(fā)光情況與在額定電壓下的發(fā)光情況有什么不同，記下此時電壓表和電流表的示數(shù)，數(shù)據(jù)記錄表中；（6）實驗結(jié)束后，斷開開關(guān)，將連接電路的導線拆開，并整理好實驗器材；（7）根據(jù)測出的三組數(shù)據(jù)（不是為了求平均值，而是為了得到不同電壓下的實際功率），計算出小燈泡在不同發(fā)光情況下的電功率，并填在實驗數(shù)據(jù)表中。實驗數(shù)據(jù)記錄表實驗次數(shù)電壓U/V電流I/A電功率P/W小燈泡的亮度12.50.240.6正常22.00.200.4較暗33.00.280.84較亮分析論證（1）分析表格中的實驗數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的實際電壓越高，小燈泡電功率越大，小燈泡越亮；（2）小燈泡的亮度時由它的實際功率決定的；（3）小燈泡的實際電功率有多個，額定功率只有一個。實驗結(jié)論當U實=U額時，P實=P額，小燈泡正常發(fā)光，測得P額=0.6W；當U實<U額時，P實<P額，小燈泡發(fā)光較暗；當U實>U額時，P實>P額，小燈泡發(fā)光較亮。2.實驗注意事項選擇器材電源電壓應高于小燈泡的額定電壓。例如，額定電壓為2.5V的小燈泡，至少選兩節(jié)干電池作為電源。（1）電壓表量程的選擇應參照小燈泡的額定電壓。①若小燈泡的額定電壓時2.5V，則選擇0—3V量程；②若小燈泡的額定電壓時3.8V，則選擇0—15V量程。（2）電流表量程的選擇要參照小燈泡的額定電流的大小。①若知道小燈泡的額定電壓和額定功率，則可以計算出小燈泡的額定電流的大小，電流表的量程略大于額定電流即可；②若不能求出額定電流大小，可用試觸法確定電流表的量程。③因為常見的小燈泡（額定電壓1.5V—3.8V）額定電流均小于0.6A，故無特殊說明，電流表的量程可以直接選擇0—0.6A量程?；瑒幼冏杵髟试S通過的最大電流要大于小燈泡的額定電流，滑動變阻器的最大電阻應與小燈泡的電阻差不多，以使滑動變阻器的調(diào)壓效果明顯。連接電路（1）連接電路前，要把開關(guān)斷開，防止由于電路連接錯誤而發(fā)生短路，損壞電路元件；（2）連接電流表和電壓表時，注意電流從“+”接線柱流入，從“—”接線柱流出；（3）連接滑動變阻器時，要“一上一下”選用接線柱。閉合開關(guān)前需把滑動變阻器的滑片置于阻值最大處，防止電路中電流過大，損壞電路元件。操作細節(jié)（1）移動滑動變阻器的滑片時，要緊盯電壓表的示數(shù)；（2）調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓高于額定電壓時，要注意緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，實際電壓不能超過額定電壓的1.2倍，同時通電時間不易過長，否則容易燒壞小燈泡；（3）實驗完畢，一定要先斷開開關(guān)，然后再拆卸電路，整理器材；（4）分析數(shù)據(jù)時，不能把三次的電功率取平均值，因為這三次的電功率是三個不同電壓下的電功率，求平均值無任何意義。3.伏安法測小燈泡電功率實驗中常見故障及原因分析常見故障現(xiàn)象原因分析燈泡不亮閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表、電壓表無示數(shù)電源、電流表、導線、開關(guān)或滑動變阻器損壞，或接線柱接觸不良閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表、電壓表有示數(shù)（1）滑動變阻器接成定值電阻；（2）滑動變阻器滑片在阻值最大處很難調(diào)節(jié)；（3）電源電壓過低閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，而電壓表示數(shù)卻很大，接近電源電壓（1）電流表、電壓表位置互換了；（2）燈泡處斷路，即燈泡的燈絲斷了或燈座接觸不良；閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)燈泡短路電表問題閉合開關(guān)，電流表或電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很?。?）電流表或電壓表的量程過大；（2）電源電壓太低；（3）滑動變阻器接入電路的阻值過大閉合開關(guān)，電流表或電壓表指針反向偏轉(zhuǎn)電流表或電壓表的“+”“”接線柱接反了閉合開關(guān)，電流表或電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角度超過電表的量程（1）電流表或電壓表量程選擇過??；（2）電路中出現(xiàn)短路；（3）滑動變阻器接入電路中的阻值太小開關(guān)問題連接電路時，接完最后一根導線燈泡立即發(fā)光連接電路時，開關(guān)一直處于閉合滑動變阻器問題閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片時，電表示數(shù)及燈泡的亮度均無變化滑動變阻器同時接入了上面（或下面）兩個接線柱閉合開關(guān)，無論怎么調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表示數(shù)總小于燈泡額定電壓電源電壓過低無論怎么調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表示數(shù)總大于燈泡的額定電壓（1）電源電壓過高；（2）選用滑動變阻器最大阻值過小閉合開關(guān)瞬間，燈泡發(fā)出強光后熄滅，電流表指針偏轉(zhuǎn)后又回到零刻度線處，電壓表仍有示數(shù)滑動變阻器同時接入了上面兩個接線柱或滑動變阻器的滑片沒有置于阻值最大位置，導致燈泡兩端電壓過高，燈泡燈絲熔斷二、特殊方法測量小燈泡的電功率（用單一電表測小燈泡額定功率的典型電路）方法電路原理圖直接測量的物理量小燈泡的電功率表達式安阻法閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表A1、A2的示數(shù)分別為I1、I額（U額=I1R0）只閉合開關(guān)S1、S3，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表示數(shù)為I額；保持滑片位置不變，斷開開關(guān)S3，閉合S1、S2，電流表示數(shù)為I1U額=（I1I額）R0伏阻法閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表V1、V2示數(shù)分別為U1、U額，閉合開關(guān)S1，開關(guān)S2與1端閉合，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為U額；保持滑片位置不變，把開關(guān)S2與2閉合，記錄此時電壓表示數(shù)為U1，保持電源電壓U不變，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱至恰當?shù)臄?shù)值，使電壓表示數(shù)為U額，記錄此時電阻箱的阻值R0，三、利用電能表測量用電器的電功率（1）從電能表表盤上記下用電器每消耗1kW·h的電能，電能表的轉(zhuǎn)數(shù)N（或指示燈閃爍次數(shù)N）；（2）斷開家里其他用電器的開關(guān)，只讓待測用電器在正常負荷下穩(wěn)定工作；（3）用停表測量待測用電器工作時電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)n（或指示燈閃爍次數(shù)n）所用時間；（4）斷開待測用電器開關(guān)，計算其電功率。電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)n（或指示燈閃爍次數(shù)n）時所消耗的電能為，用電器的實際電功率。考向01實驗器材的選擇與電路故障分析（1）（1）實驗器材的選擇原則：1）電壓表、電流表的選擇原則：在滿足量程要求的前提下盡可能選擇小量程，以使測量結(jié)果的精確度更高。2）滑動變阻器的選擇：①看允許通過的最大電流是否符合要求；②看最大阻值是否符合電路調(diào)節(jié)要求。（2）實驗電故障分析：1）首先要根據(jù)題干給出的條件確定是斷路還是短路：電流表有（無）示數(shù)，說明電流表所在電路時通路（斷路）；電壓表有（無）示數(shù)，說明電壓表兩接線柱到電源兩極的電路時通路（斷路）；（2）然后再分析、判斷是哪一部分發(fā)生斷路或短路?！纠?】在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，電源電壓6V恒定不變，小燈泡的額定電壓為2.5V（電阻約為10Ω）。（1）請用筆畫線代替導線，將圖甲的電路連接完整（滑片向左移動時電壓表示數(shù)變大）；()（2）閉合開關(guān)前，應將滑片移到______端（選填“A”或“B”）；（3）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表沒有示數(shù)，電壓表示數(shù)超量程，出現(xiàn)這種故障的原因是______；A．開關(guān)短路

B．燈泡短路

C．電壓表斷路

D．燈泡開路（4）排除故障，再次閉合開關(guān)，移動滑片，當電壓表的示數(shù)為______V時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為______W；（5）現(xiàn)有規(guī)格為“10Ω2A”、“20Ω1A”和“50Ω0.2A”的甲、乙、丙三個滑動變阻器，為了實驗的順利進行，小明應在其中選擇______（選填“甲”“乙”或“丙”）滑動變阻器接入電路；（6）小明利用圖甲裝置______（選填“能”或“不能”）做“探究通過定值電阻的電流與電壓的關(guān)系”的實驗?！咀兪?1】如圖所示，是電學中常見的電路圖，在A、B兩點間分別接入下列選項中加點字的元件，并進行對應實驗，對滑動變阻器在此實驗中的作用描述正確的是（）。A．探究電流與電壓的關(guān)系——改變定值電阻兩端電壓B．探究電流與電阻的關(guān)系——調(diào)節(jié)電阻兩端電壓成倍數(shù)變化C．測量定值電阻的阻值——僅僅為了保護電路D．測量小燈泡的電功率——改變小燈泡兩端電壓，求平均電功率【變式12】在“測定小燈炮的電功率”實驗中，連接了如圖所示的電路。當閉合開關(guān)S后，若發(fā)現(xiàn)：（1）燈泡發(fā)光，電流表無示數(shù)，電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，則故障原因是

；（2）燈泡不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則故障原因是

；（3）燈泡發(fā)光，但無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)均不變，故障原因是

。考向02小燈泡電功率的測量測量小燈泡額定功率基本方法是伏安法，其他方法都是在伏安法基礎(chǔ)上衍生出來的。測量小燈泡額定功率基本方法是伏安法，其他方法都是在伏安法基礎(chǔ)上衍生出來的。（1）只有電流表時：利用并聯(lián)電路電壓相等的規(guī)律，用電流表和已知阻值的定值電阻串聯(lián)，然后與小燈泡并聯(lián)，間接測出小燈泡兩端的電壓；（2）只有電壓表時：利用串聯(lián)電路電流相等的規(guī)律，將已知電阻和小燈泡串聯(lián)，用電壓表測出已知電阻兩端的電壓，便可以間接測出通過小燈泡的電流?！纠?】在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，小燈泡上標有“2.5V”字樣。實驗原理是______。（2）圖甲中有一根導線多余導致電路錯誤，請在這根導線上打“×”；（）（3）改正電路錯誤后，在閉合開關(guān)前，應將圖甲中滑動變阻器的滑片調(diào)至______端；（選填“A”或“B”）（4）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)。接下來應進行的操作是______；A．更換小燈泡B．檢查電路是否斷路C．移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光（5）當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙所示，小燈泡的額定功率為______；（6）小華用如圖丙所示的電路也完成了該實驗。電源電壓不變，R1和R2為滑動變阻器，R2的最大阻值為R0。實驗步驟如下：①只閉合開關(guān)S、S1，調(diào)節(jié)R2，使電壓表的示數(shù)為U額；②只閉合開關(guān)S、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的示數(shù)仍為U額；③接著將R2的滑片P調(diào)至最左端，記下電壓表的示數(shù)U1；再將R2的滑片P調(diào)至最右端，記下電壓表示數(shù)為U2，則小燈泡額定功率的表達式P額=______。（用U額、R0、U1、U2表示）【變式21】在探究小燈泡額定功率的實驗中，提供的實驗器材有：電源、小燈泡（額定電壓為2.5V）、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動變阻器各1個，導線若干，實驗中電流表已燒壞，身邊有一個定值電阻R0，利用現(xiàn)有的器材測出小燈泡的額定功率。（1）畫出電路圖______；（2）寫出簡單實驗步驟，推導出小燈泡額定功率的表達式______。【變式22】測一額定電壓為U0的小燈泡的額定電功率實驗時，發(fā)現(xiàn)沒有電壓表，利用一個已知電阻R0、若干開關(guān)、電源電壓為U的學生電源和導線。她設計出如圖所示電路圖，所有開關(guān)斷開，將滑動變阻器阻值調(diào)到最大。閉合開關(guān)S、S1調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,直到電流為，保持開關(guān)S閉合和滑動變阻器的滑片位置不動，閉合開關(guān)S2后斷開開關(guān)S1，記下此時的電流I，則小燈泡的額定電功率為（

）。A．B．C．D．考點四焦耳定律一、電流熱效應1.電流的熱效應：由于導體有電阻，所以當有電流通過導體時，導體總會發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應。2.探究電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)提出問題電爐絲接入電路時，電爐絲和導線通過的電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)熱？換句話說，電流通過導體時產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)？猜想與假設根據(jù)生活經(jīng)驗可以猜想電流通過導體時產(chǎn)生的熱量多少可能跟導體的電阻大小、通過導體的電流大小以及通電時間有關(guān)。設計并進行實驗（1）如圖甲所示，兩個透明容器中密封著等量的空氣，U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化（轉(zhuǎn)換法：產(chǎn)生的熱量多少，通過U型管液面高度的變化反映出來）。兩個密閉容器中都有一段電阻絲，右邊密閉容器中電阻絲較大。將兩容器的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通電一段時間后，發(fā)現(xiàn)右邊U型管中的液面高度變化大于左邊的。（2）如圖乙所示，兩個密閉容器中電阻絲的電阻一樣大，在右邊容器的外部，將另一個相同的電阻絲和容器內(nèi)的電阻絲并聯(lián)，然后與左邊容器內(nèi)的電阻絲串聯(lián)接入電路，在通電時間相同的情況下，我們發(fā)現(xiàn)左邊的U型管中的液面高度變化大于右邊的。分析論證（1）如圖甲，兩容器中電阻絲阻值不同，通過它們的電流相同，通電時間相同（控制不變的量：電流、通電時間；變化量：電阻），右邊的U型管中的液面高度變化大于左邊的，說明右邊容器中電阻絲的熱量多。這表明：在電流相同、通電時間相同情況下，電阻越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多。（2）如圖乙，兩容器中的電阻絲阻值相同，根據(jù)串并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知，通過左邊容器的電阻絲電流大于通過右邊容器中電阻絲的電流，通電時間相同（控制不變的量：阻值、通電時間；變化量：電流），左邊U型管中的液面高度變化大于右邊的，說明左側(cè)容器中的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。（3）由常識可知，在電阻、電流相同的情況下，通電時間越長，電流通過導體產(chǎn)生的熱量越多。實驗結(jié)論電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟導體的電阻、通過導體的電流和通電時間有關(guān)，導體電阻越大、通過導體的電流越大、通電時間越長，產(chǎn)生的熱量就越多。二、焦耳定律焦耳定律電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟它的時間成正比計算公式Q=I2Rt（普遍適用）。公式中，Q—表示熱量，單位是J；I—表示電流，單位是A；R—表示電阻，單位Ω；t—表示它的時間，單位s焦耳定律公式的理論推導焦耳定律可通過理論推導得出。假設當電流通過導體時，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則有電流產(chǎn)生的熱量（Q）=電流做的功（W），結(jié)合歐姆定律可得：Q=W=UIt=IR·It=I2Rt。可見，當消耗的電能全部用來產(chǎn)生熱量時，根據(jù)電功公式和歐姆定律推導出來的電流發(fā)熱規(guī)律與焦耳定律實驗得出的焦耳定律是一致的焦耳定律應用問題（1）焦耳定律Q=I2Rt是由實驗總結(jié)出來的，只要有電流通過導體，就可以用它來計算導體所產(chǎn)生的熱量；（2）公式中各物理量都是對同一導體或同一段電路而言的；（3）運用公式時，各物理量要轉(zhuǎn)換成國際單位中的單位后再代入公式進行計算。串并聯(lián)電路中焦耳定律（1）在串聯(lián)電路中，根據(jù)Q=I2Rt可知，電熱與電阻成正比，即；（2）在并聯(lián)電路中，根據(jù)可知，電熱與電阻成反比，即知識點三、電熱的利用與防止1.電熱的利用：電熱器是利用電流的熱效應來工作的設備。電熱器的主要工作部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻大、熔點高的金屬導體制作的。如圖所示的電熱器，都是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能來工作的。電熱毯電飯鍋電烙鐵電熨斗2.電熱的防止：在很多情況下，我們并不希望用電器的溫度過高。像電視機、計算機、電動機等用電器在工作時，將電能轉(zhuǎn)化其他形式能的過程中，總有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，過多的電熱如果不能及時散發(fā)，會產(chǎn)生安全隱患。因此，許多用電器采用散熱孔、散熱片或在發(fā)熱體安裝風扇等方式進行散熱，如圖所示。散熱風扇散熱孔散熱片考向01探究影響電流熱效應的因素對于該實驗，需要重點掌握兩種物理實驗方法的應用：對于該實驗，需要重點掌握兩種物理實驗方法的應用：（1）控制變量法：①探究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系時，控制電阻和通電時間相同；②探究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻關(guān)系時，控制通電時間和電流相同。（2）轉(zhuǎn)化法：電阻絲放出熱量的多少，轉(zhuǎn)化為容器內(nèi)氣體溫度的變化，轉(zhuǎn)化為U型管中液面的高度的變化?！纠?】小明同學在探究“電流通過導體產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān)”時采用了如圖所示的實驗裝置．請仔細觀察甲、乙兩圖。（1）實驗中通過觀察兩個U形管中__________的變化來比較電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少。（2）你認為甲圖所示的裝置是用來研究電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與_______的關(guān)系。（3）由乙圖所示的實驗現(xiàn)象可以得到的結(jié)論是在_____、_____相同的情況下，通過電阻的________越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多。（4）該實驗采取的探究方法是_______________法。（5）在家用電熱水壺燒同一壺開水時,若通電時間不夠長,水就不能燒開,是因為電流通過導體產(chǎn)生熱量多少與_______有關(guān)。【變式11】小明在探究某個科學問題時，把阻值恒定為R1、R2（R1=R2）的兩段電熱絲分別放在兩個完全相同的燒瓶中，燒瓶中分別盛有質(zhì)量和初溫均相同的兩種不同液體，并連接成如圖所示的實驗電路，實驗中所用溫度計完全相同。則下列說法正確的是（）。A．該裝置可用來探究物質(zhì)的吸熱能力跟物體的種類是否有關(guān)；B．該裝置可用來探究物質(zhì)的吸熱能力跟物體的質(zhì)量是否有關(guān)；C．該裝置可用來探究電流通過導體產(chǎn)生熱量跟導體的電阻是否有關(guān)；D．該裝置可用來探究電流通過導體產(chǎn)生熱量跟導體中的電流是否有關(guān)【變式12】如圖所示是探究電流通過導體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實驗裝置，兩個相同透明容器中密封著等質(zhì)量的空氣，下列說法正確的是（）。A．此實驗裝置可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系；B．此實驗裝置無法探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系；C．通電一段時間后，右側(cè)U形管中液面的高度差比左側(cè)的大；D．此裝置利用U形管中液體的熱脹冷縮來反映電阻絲放出熱量的多少考向02電功與電熱的簡單計算【例2】（多選）嚴寒冬季，我國北方哨兵腳上穿有電熱靴。一只靴內(nèi)加熱電路如圖所示，電源電壓恒定，S