第1节 电能 电功 电功率 焦耳定律

则5U1＝U2，且U1＋U2＝U＝12 V
所以U1＝2 V，U2＝10 V
又由于两种电表指针偏转的角度之比为2∶1，说明此时电流I＝0.2 A，所以R2的
阻值R2＝
U2 I
＝
10 0.2
V A
＝50
Ω
当电压表V2测电源电压时，U2′＝U＝12 V，由于两个电压表偏转角度相同，所以
V1示数为2.4 V，又由于两种电表指针偏转的角度之比为2∶1，说明此时电流I′＝
功率，单位为___s___
4. 推导式：
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(1)结合W＝UIt可得，P＝__U__I__．
U2
U
(2)根据欧姆定律I＝ R 可推导出：P＝I2R＝__R___．(适用于纯电阻电路)
考点 4 额定电压与额定功率
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额定电压
用电器正常工作时的电压值
额定电流 额定功率 实际功率
用电器正常工作时的电流值 用电器在__额__定__电__压___下工作时的电功率 用电器在_实__际__电__压___下工作时所对应的功率
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考点 2
1. 单位
电功
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国际单位：__焦__耳__，简称_焦___，符号为___J___．
常用单位：千瓦时(kW·h)．
2. 影响电流做功的因素：电功大小与_____用__电__器__两__端__电__压_____、 __通__过__的__电__流__
和_通__电__时__间___有关．
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考点 5 焦耳定律
1. 电流的热效应：电流通过导体时电能转化为__内__能，这种现象叫做电流的热效应．
2. 焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成__正___比，跟导体的电阻成
__正___比，跟通电时间成__正___比．
3. 公式：__Q_＝__I_2_R_t____(适用于所有电路)． 推导公式：Q＝UIt＝ U 2 t (适用于纯电阻电路)
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考点 3 电功率
1. 物理意义：表示电流做功的快慢，用符号P表示，等于__电__功____与时间之比．
2. 单位：国际单位：瓦特，简称瓦，符号是___W____；常用单位：千瓦(kW)，
1 kW＝__1_0_0_0___W.
3. 公式(必考)
W
P＝____t____；P表示功率，单位为__W____；W表示功率，单位为__J____；t表示
，回
来时为
，这期间消耗了__3___度电，这些电能可使标有“220 V 25
W”的灯泡正常工作___1_2_0___h.
2. (2017河北23题2分)一天小明家中的IC卡电能表上的金额用完了，电能表便切断
了电路．小明的父亲将存有300 元的IC卡插入电能表，电路ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ接通了，此时电能
表的示数为
，小明家所在地每度电的电费是0.6元，300元电费可用电
解：(1)滑动变阻器规格为“10 Ω 1 A”，所以电流表满偏时电流为0.6 A
所以灯泡的额定功率P额＝U额I额＝10 V×0.6 A＝6 W
电源电压U＝U额＋U1＝10 V＋0.6 A×
10 ＝12 V
3
(2)由题意得电压表V1选0～3 V量程，电压表V2选0～15 V量程
当电压表V2并联R2两端时，由于两电压表偏转角度相同，
命题点 2 电热的相关计算(2014.26)
4. (2014河北26题2分)小明购买了一只容积为1.2 L的电热水壶．他往壶中装 满了温度为25 ℃的水，若使壶中的水加热至沸腾，需要吸收_3_._7_8_×__1_0_5 _J 的热量；小明将电热水壶接到家庭电路中，通电7 min烧开了这壶水，如果 在这一过程中它的效率是90%，电热水壶的实际功率是__1__0_0_0__W．[标准 大气压下，ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
0.24 A
则R2′＝
U 2 －U1 ＝12 I
V－2.4 0.24 A
V＝40
Ω
所以R2可能的阻值为40 Ω或50 Ω
9. (2016河北38题7分)如图甲所示，电源电压可调，灯泡L规格为“15 V 45 W”， 且灯丝电阻不随温度变化．电流表量程为“0～0.6 A”和“0～3 A”，滑动变阻 器R的规格分别为“25 Ω 2 A”和“10 Ω 3 A”．
R
4. 单位：焦耳(J)．
5. 电流热效应的利用与防止
(1)利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等． (2)防止：散热窗、散热片、散热孔、电脑的微型风扇等．
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河北6年真题“面对面”
命题点 1 电能表的相关计算(6年3考)
1. (2018河北23题2分)小明一家外出旅游，出门时电能表示数为
d．“600 revs/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗____1____kW·h的电能，
电能表上的转盘转动____6_0_0____转．
e．“50 Hz”表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用．
f．若小明家电能表示数月初时如上图所示，每度电的价格为0.5元，月末的示数
为
，则本月电费为___2_2_2_.3____元．
考向1 分类讨论相关计算(6年5考)
思路点拨 运用分类讨论思想解决电路安全问题(极值、范围)是河北近4年来的热点类型， 主要会对以下几点进行分类讨论：①电源电压；②变阻器规格；③电阻取值； ④电表偏转问题(指针偏转比例问题、电表指针位置、电压电流满偏问题)等．
8. (2018河北38题7分)如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电压为10 V， 滑动变阻器R1的规格为“10 Ω 1 A”．闭合开关，当滑片P置于距左端三分之一 处，灯泡正常发光，电流表指针满偏，电表表盘如图乙所示．
.
命题点 4 电功率相关计算(必考)
基础小练 7. 如图所示，电源电压保持不变，灯L标有“6 V 0.6 W” 字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响. 闭合开关S，当滑 动变阻器的滑片P移到中点时，灯L正常发光，电压表示 数为2 V .电压表的量程为“0～15 V”．则： (1)灯泡正常发光时的电阻为___6_0____Ω. (2)灯泡正常发光时的电流为___0_.1____A.
第7题图
(3)当滑片P移到最左端时，灯泡消耗的实际功率为__0_.3_8_4___W. (4)当滑片P移到最左端时，电路消耗的总功率为___0_.6_4___W. (5)滑动变阻器的最大阻值为___4_0____Ω. (6)在电路安全的条件下，滑动滑动变阻器滑片过程中，电路中电流的变化范 围为__0_.0_8_～__0_._1_A. (7)在电路安全的条件下，电压表的示数范围为_2_～__3_._2__V. (8)在电路安全的条件下，电路消耗的最大功率为___0_.8____W.
3. 公式：W＝__U__It__；
U表示用电器两端电压，单位为V； I表示通过用电器电流，单位为A；
t表示通电时间，单位为s；
W表示电功，单位为____J______.
推导公式：
U＝IR W＝UIt
W UIt I U
R
W＝__I_2_R_t ___(纯电阻电路)；
U2 t
W＝___R_____(纯电阻电路)．
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(2)电能表中各数值的意义及相关计算(6年3考)
a．电能表的示数为__2_0_1_7_._9_kW·h.虚线框内数字为小数部分．
b．“220 V”表示这个电能表应该在220 V的电路中使用．
c．“10(20)A”表示这个电能表的额定电流为__1_0___A，
允许通过的最大电流为___2_0____A.
铭牌
节能灯上标有“220 V 24 W”：这个灯的额定电压为__2_2_0___V，额定 功率为___2_4____W.
U实＝U额时
P实_＝___P额，用电器正常工作(如：灯泡正常发光)
U实>U额时
P实__>__P额，用电器不能正常工作(如：灯泡亮度较亮)，有时会损坏 用电器
U实<U额时
P实__<__P额，用电器不能正常工作(如：灯泡亮度较暗)
_5_0_0_ kW·h.为防止电能表再次切断电路，小明家应在电能表的示数为 1 0 1 8 0
前为IC卡电能表充值．
3. (2016河北25题2分)小明家新买了一个电热水器，刚接入电路，家里的空气开关 就断开了．他猜想造成空气开关断开的原因是：①连入电路中的用电器总功率过 大；②电热水器或插头处短路．于是他请电工师傅检修后，将空气开关复位，只 让电热水器单独工作，家里标有“2 000 r/(kW·h)”电能表的转盘3 min内转了100 转，电热水器的功率为__1_0_0_0___W．小明猜想___②___(选填序号)是正确的(已知电 热水器接入电路前，小明家正在使用的用电器的总功率约为3 200 W，空气开关 允许通过的最大电流为40 A)．
第6题图甲
(3)为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应__相__等____．通过R1的电流 ___小__于___通过R2的电流． (4)通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明 _在__通__电__时__间__和__电__阻__相__同__情__况__下__，__通__过__导__体__的__电__流__越__大__，__导__体__产__生__的__热__量__越__多___.
1. 电能 (1)国际单位：___焦__耳___，符号是____J____． (2)常用单位：___千__瓦__时___，也叫做度，符号是__k_W__·_h__． (3)换算关系：1度＝___1___ kW·h＝__3_.6_×__1_0_6_ J. 2. 电能的测量 (1)测量工具：__电__能__表__．
甲
乙
第8题图
(1)求灯泡的额定功率和电源电压． (2)用定值电阻R2替代小灯泡，再将另一电压表V2接入电路，其他部分电路连接不 变．闭合开关，当滑片P置于某一位置时，两个电压表指针偏转的角度相同，且 表V2示数大于表V1的示数，两种电表指针偏转角度之比为2∶1.求R2可能的阻值．
思维教练
步骤1：分析题中隐含条件：由题意得电压表V1选取的量程是0～3 V，电流表 选取的量程为0～0.6 A，电压表V2选取的量程是0～15 V 步骤2：讨论电压表V2的测量对象 ①电压表V2测R2两端电压；②电压表V2测电源两端电压 步骤3：梳理分析结果，利用串联电路电压关系和欧姆定律求解
目 录
第1节 电能 电功 电功率 焦耳定律
1 面对面“过”考点 2 河北6年真题“面对面”
3 实验突破
单位及换算 示意图及读数
主要参数 电能表 相关计算
电能
定义 单位及换算
公式
电功
电功率
电功率
定义 单位及换算 公式
额定功率与 实际功率
焦耳定律
电流热效应 定义 公式
利用与防止
面对面“过”考点
考点 1 电能
(5)小红用如图乙所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的 关系”，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的 高度h与电流I的关系图像．根据焦耳定律可知，图丙中能正确反映h－I关系的是 ___A_____．
第6题图
【拓展】用Q＝I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q＝UIt计算 电流通过任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因__不__能__．__电__动__机__工__作__时__，_ _消__耗__的__电__能__为__W_＝__U__It_，__但__其__消__耗__的__电__能__转__化__为__机__械__能__和__内__能__，__则__W__>_Q_＝__I_2R__t，____ _所__以__当__电__流__通__过__有__些__用__电__器__时__，__其__产__生__的__热__量__是__不__能__用__Q_＝__U_I_t_来__计__算__的_________
220 V 0.5 kg
命题点 3 探究影响电流热效应的因素(2018.34)
6. (2018河北34题7分)用如图甲所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电
流的关系”．相同烧瓶内装满了煤油．
(1)烧瓶中装入的煤油是
__绝__缘__体__(选填“导体”
或“绝缘体”)．
(2)请根据实物电路，在
虚线框内画出对应的电路图．
拓展训练 5. (2019贵港)家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如下表．则该电 吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是___5_5____Ω，正常工作吹热风5 min电 热丝产生的热量是___2_.6_4_×__1_0_5__J.
第5题图
热风温度 额定功率 额定电压
质量
50～75 ℃ 热风时：1 000 W 冷风时：120 W