第十四章 电功与电热

第一部分教材知识梳理第十四章电功和电热中考考点清单

考点一1.电能表(1)用途：用来测量电路①_____________的仪表．(2)分类：常用的家用电能表有电子式和感应式两种．(3)电能表的使用及读数电能表与电功

消耗的电能

电能表转盘式电能表频闪式电能表示意图表盘参数220V电能表适用的②______电压值10A(40A)10A：表示③________电流，它是确定电能表有关特性的电流值40A：电能表能满足测量准确要求，且能长期正常运行的④______电流值额定

基本最大

转盘式电能表频闪式电能表表盘参数3000r/(kW·h)指用电器每消耗1kW·h的电能时，电能表的转盘转过的圈数是⑤______r3000imp/(kW·h)指用电器每消耗1kW·h的电能时，电能表指示灯闪烁⑥______次读数方法

电能表计数器的最右边的格子显示的是用去电能的⑦______部分，其前面的格子显示的是⑧____部分，如图所示电能表的示数为⑨_______kW·h,某一时间消耗的电能等于这段时间前后两次电能表示数之⑩____30003000小数整数4353.6差(4)电能表的单位计量单位：________，符号为________，俗称____．单位换算：1度＝1kW·h＝_________J，物理意义：在数值上等于功率为1kW的用电器工作______h所消耗的电能．千瓦时

1112131415kW·h度3.6×106

1

2.电功(1)含义：电能转化为其他形式的能的过程，也可以说电流_______的过程，有多少电能发生了转化，就说电流做了多少_____即电功，用符号____表示．(2)影响电流做功的因素：电功大小与_____________________、____________和__________有关.161718做功功W

192021加在用电器两端的电压

通过的电流通电时间

(3)公式：W＝________．

UIt22U表示电路两端的电压，单位是VI表示电路中的电流，单位是At表示通电时间，单位是sW表示电功，单位是_____J23推导公式：W＝______，W＝

．I2Rt

2425(4)单位国际单位：_____，简称____，符号为___.常用单位：千瓦时(kW·h)．

26焦耳

27焦

J28示失分警1．用电器通电时间越长，电流做的功越多

(

)理由：×电流做功的多少与电压的大小、电流的大小和通电时间长短有关，用电器通电时间越长，电流做的功不一定就越多

2．电流做功的过程就是电能转化为热能的过程(

)理由：

电流做功是将电能转化为其他形式的能，不仅仅是转化为热能×

考点二

电功率

1.电功(1)含义：电功率是描述电流做功_____的物理量，用符号____表示．

(2)公式：根据功率的公式和电功的公式W＝_____，可得电功率．

29快慢

P

30UIt31U表示电路两端的电压，单位是VI表示电路中的电流，单位是AP表示用电器的电功率，单位为W(3)单位国际单位：_____，简称____，符号为___.常用单位：千瓦(kW)和毫瓦(mW)

．

单位换算：1kW＝_____W,1W＝____mW.33瓦特34瓦

W35P＝_____UI32361000371000

(4)生活中的电功率：家用空调的电功率约1000W，洗衣机的电功率约为300W，液晶电视机的电功率约为100W，日光灯的电功率约为40W，电热水器的电功率约为2000W，电饭锅的电功率约为700W.2.额定电压、额定功率(1)额定电压：用电器______工作时的电压.(2)额定功率：用电器在__________下工作时的功率.(3)实际功率：用电器_____工作时的功率叫做实际功率.38正常

39额定电压40实际3.测量小灯泡的电功率(1)实验原理：______．(2)实验原理图:41P=UI实物图电路图

(3)实验步骤a．闭合开关，移动滑片，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数．b．利用公式P＝UI计算出小灯泡在不同电压下的电功率．(4)实验注意事项a．连接电路时开关应______；b．连接电路时变阻器滑片应滑到阻值______.(5)实验结论通过实验，得出小灯泡的亮度与实际功率有关，实际功率越大，小灯泡越____．42断开43最大端

44亮

考点三电热器电流的热效应1.电流的热效应(1)定义：导体中有电流通过时会发热，将电能转化为______，这种现象称为电流的热效应．(2)影响因素：通电导体产生的热量与导体___________、通过导体的______以及通电时间有关．2.电热器：主要利用____________工作的装置．

内能

454648两端的电流的热效应

47电流

电压3.焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量与电流的平方成

_____，与导体的电阻成______，与通电时间成_____．

49正比50正比51正比I表示通过用电器的电流,单位是AR表示导体的电阻，单位为Ωt表示通电时间，单位为sQ表示通电导体产生的热量,单位为J（2）公式:Q＝_____I2Rt52(3)电热与电功的关系a．在电热器中，电流通过电热器放出的热量_____电功，即Q＝W＝UIt.b．在其他电路(如含有电动机的电路)中，大部分电能转化为机械能，仅有少量的电能转化为内能，电热

_____电功．(4)电热的利用与防止利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等．防止：散热窗、散热片、散热孔、电脑的微型风扇等．53等于54小于

类型一常考类型剖析例1(2016天水)如图是一种电热暖手宝及其主要参数，

电功、电功率的计算

一、电器铭牌类例1题图

暖手宝内有水及加热元件等．选用水作为吸热或放热物质是因为水的________较大．使用前要先给暖手宝通电加热，假设所消耗的电能有70%转化为水的内能，则在额定电压下，水由15℃加热至自动断电，此过程中消耗的电能是________J，所需要的加热时间为_____s.比热容

3×105

600【解析】因为水的比热容大，和其它物质相比，在质量和降低温度都相同时，水放出的热量更多；在给暖手宝通电加热的过程中，电能转化为水的内能．故要计算消耗的电能要先计算出水吸收的热量，再根据效率求解．由图乙中可看出水的质量是1kg，水的末温是65℃，Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(65℃－15℃)＝2.1×105J，

；从图乙中可知电热暖手宝的额定功率是500W，要求需要的加热时间.变式题1

(2016北海改编)一种有防干烧功能的养生壶，如图所示，其相关参数如下表，用该养生壶烧水，壶内的水少于容量的四分之一时自动断电．为使该壶能通电烧水，壶内至少加入______kg的水；变式题1图型号电源额定功率容量21A213220V－50Hz400W2000mL0.5假如水的初温为20℃，已知水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)，则使用该壶将1kg的水加热到100℃，水所吸收的热量是_________J；养生壶正常工作时，发热电阻的阻值为______Ω.3.36×105

121【解析】第一空：壶内的水少于容量的四分之一时自动断电，所以为了使该壶能通电烧水，壶内至少加V＝2000mL×＝500mL的水，这些水的质量是m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×500×10－6m3＝0.5kg；第二空：将1kg初温为20℃的水加热到100℃，水吸收的热量是Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃－20℃)＝3.36×105J；第三空：依据铭牌可知，养生壶正常工作的功率为400W，电压为220V，则可得养生壶正常工作的发热电阻阻值

.【方法指导】电功、电功率的解题方法

电功电功率适用条件基本公式(定义式)W＝UItP＝UI适用于各种电路电功、电功率的计算推导公式并联只适用于纯电阻电路(电能全部转化为内能)，不适用于含电动机等电路的计算W＝I2RtP＝I2R串联解题方法首先认清电路的连接方式是串联还是并联，找出题中各量之间的关系.（2）选择合适的公式进行计算，纯电阻电路，串联电路一般选择公式W＝UIt=I2Rt

，P＝UI=I2R

；并联电路一般选择公式W＝UIt=，P＝UI=

解题注意事项（1）首先要判断是否为纯电阻电路，再选取合适的公式.（2）计算时要注意单位的统一.（3）要注意计算公式里面几个物理量的同一性和同时性.【方法指导】铭牌信息的提取(1)从铭牌中一般可以看出用电器的额定功率和额定电压，则由P＝UI可得，由此算出用电器的额定电流I也可利用推导公式

求出用电器的电阻R；(2)如果知道实际电压，可求出实际功率例2(2016衡阳)某型号电饭锅有“高温挡”和“低温挡”两个挡位，其原理如图所示，若已知电阻R0＝44Ω，R＝2156Ω，则当开关置于___(选填“1”或“2”)位置时为高温挡，当电饭锅以高温挡正常工作10min消耗的电能为________J.

二、多开关引起的挡位变化类2

例2题图6.6×105

【解析】当S置于2时，电阻R被短路，电路中电阻较小，电源两端的电压不变，根据功率公式

可知，功率较大，电饭锅处于加热状态．当S置于2时，电饭锅以高温挡正常工作，处于加热状态，

.

变式题2如图为某电热饮水机的电路原理图．已知电源电压保持220V不变，电阻R1的阻值为1210Ω,电阻R2的阻值为121Ω.(1)当开关S、S1都闭合时，饮水机处于_____状态(选填“保温”或“加热”)；(2)饮水机处于保温状态时电路消耗的总功率是____W；加热

变式题2图40(3)饮水机处于加热状态时电路消耗的总功率是_____W.440

【解析】(1)当开关S、S1都闭合时R1与R2并联，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻最小，由

可知，电路中的总功率最大，饮水机处于加热状态(2)当开关S闭合，S1断开时，饮水机处于保温状态，电路为R1的简单电路，则电路的总功率：

(3)当开关S、S1都闭合时，饮水机处于加热状态，R1与R2并联，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻：

,电路消耗的总功率：变式题3

如图是某高、低挡位电热器的电路示意图.(1)R1＝R2＝48.4Ω，则电热器在旋钮开关接静触点“2”时是________(选填“高温”或“低温”)挡，功率是________W.高温变式题3图(2)小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，以免引起火灾．该开关应该安装在示意图中A、B、C、D、E中的_____点处.1000

C

【解析】(1)由电路图可知，当电热器在旋扭开关接静触点“1”时，电路为R1、R2串联，当电热器在旋钮开关接静触点“2”时，电路为R1的简单电路，根据

可知，当电源电压U不变时，R越小，P越大，当电热器在旋钮开关接静触点“2”时功率大，为高温挡；则加热功率

；(2)为了防止短路现象，在电热器被碰倒时，切断火线，“倾倒开关”要接在C点．【方法指导】电学挡位问题(1)多挡位的实质：通过改变电热器的挡位改变电热器的电功率(2)挡位变化的原理：电路中的电压一定，根据公式，可以得出电功率与总电阻成反比，所以要改变用电器的电功率，只需适当改变用电器电路中的总电阻即可．(3)高低温挡的判断①在串联电路中，串联的电阻越多，电路中总电阻越大，则由

知电热器消耗的功率越小，为低温挡．反之，电热器消耗的功率越大，为高温挡；②在并联电路中，并联的电阻越多，电路中总电阻越小，则由

知电热器消耗的功率越大，为高温挡．反之，电热器消耗的功率越小，为低温挡．总结：R越大，P实越小，挡位低；R越小，P实越大，挡位高．例3(2016高新一中模拟)如图甲是小明设计的调光灯电路，他将粗细均匀的镍铬合金丝AB通过滑片P连入电路，灯泡L的额定电压为6V．闭合开关S后，滑片P从A滑到B的过程中，灯泡的I－U关系图像如图乙所示，则灯泡的额定功率为____W，AB的最大阻值为___Ω；当灯泡消耗的功率为0.75W时，AB三、图像类

69接入电路部分的电阻为____Ω.(设AB的阻值不随温度变化)例3题图9【解析】第一空：当滑片滑到B点时，灯泡L两端的电压是它的额定电压6V，通过的电流为1A，所以灯泡的额定电功率是P＝UI＝6V×1A＝6W；第二空：当滑片在A处时，AB为其最大阻值，这时通过电路的电流是0.5A，加在AB两端的电压是6V-1.5V＝4.5V，所以AB的最大阻值为

;第三空：由图乙可以发现，当灯泡两端电压为1.5V时,通过灯泡的电流是0.5A，这时灯泡消耗的电功率是PL＝ULI＝1.5V×0.5A＝0.75W，而该点正是坐标图中的A点，故这时AB接入电路部分的电阻为AB的最大阻值为9Ω.变式题4家用电灭蚊器的发热部分使用了PTC发热材料，它的电阻随温度变化规律如图所示．使用时发热体直接连入家庭电路，当发热体的温度为60℃时，则此时电功率为_____W，如果这只电灭蚊器的平均电功率为5W，按一天工作8h计算，这只家用电灭蚊器一个月(按30天计算)消耗电能____kW·h；4.84

1.2当发热体温度由60℃再继续上升时，它的电功率将______(选填“增大”“不变”或“减小”)．变式题4图减小

【解析】家庭电路的电压为220V，由图像可知当发热体的温度为60℃时，R＝10kΩ＝10000Ω，此时电功率：

；这只家用电灭蚊器一个月消耗电能：W＝P′t＝5×10-3kW×8h×30＝1.2kW·h；由图像可知，当发热体温度继续上升时，电阻增大，根据

可知，电源电压不变时，它的电功率会减小．

例4

(2016北京)如图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是(

)

类型二

电流热效应及焦耳定律的计算

C

变式题5

(2016淄博)电热器是利用电流的________来工作的．某发热元件的阻值为420Ω，通过的电流为1A，通电10min产生的热量是__________J，这些热量能使2kg的冷水温度升高_____℃.[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]热效应2.52×105

30【解析】电热器是利用电流的热效应来工作的；发热元件产生的热量：Q＝I2Rt＝(1A)2×420Ω×10×60s＝2.52×105J；根据公式Q吸＝cmΔt得，.命题点

实验一1.连接实物电路2.电路连接时开关的状态(连接电路时,开关应断开)3.连接电路时滑动变阻器的滑片位置(置于阻值最大处)测量小灯泡的电功率

测量小灯泡的电功率

实验突破命题点4.滑动变阻器的作用(a.保护电路；b.改变灯泡两端电压)5.电压表、电流表的读数及使用6.电路故障分析7.实验中多次测量的目的(为了寻找电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律)命题点8.U－I坐标图像的应用(根据绘制的小灯泡U－I图像曲线，读出某点电流和电压值，得出该点小灯泡的电功率)9.根据公式P＝UI计算电功率10.实验设计11.实验评估及改进例1

(2016黄冈)为了测量标有“2.5V”小灯泡的额定功率，小峰同学设计了图甲所示的电路图．电源电压为6V，小灯泡电阻约为10Ω.(1)为了完成实验，在标有“10Ω

1A”、“20Ω

1A”的两种滑动变阻器中应选用标有“___Ω

1A”的．(2)图乙为小峰同学连接的电路、闭合开关后，小灯泡不发光，电压表无示数，但电流表有示数．经仔20细检查，发现多连接了一根导线．将其拆掉后，电路恢复正常．请在多连接的导线上画“×”．例1题图例1题答图如答图所示(3)移动滑片，将电压表示数调到_____V，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为____W.(4)查阅有关资料后得知，电压表工作时，其实内部有微弱电流通过．据此分析，所测量的额定功率偏____(选填“大”或“小”)．2.5

0.6大

【解析】(1)小灯泡正常发光时，通过灯泡的电流

，则滑动变阻器连入电路中的电阻

>10Ω，所以选用“20Ω

1A”的；(2)分析图像可知图中打错的导线使灯泡和电压表被短路，是错误的，要去掉；(3)要使灯泡正常发光，应该移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数达到灯泡的额定电压2.5V，此时读电流表可知额定电流为0.24A，由P=UI=2.5V×0.24A＝0.6W，可得小灯泡的额定功率为0.6W；(4)电流表在电压表和灯泡的干路上，测的是它们的总电流，比灯泡的支路电流稍大，但并联电路两端的电压相等，故求得的额定功率偏大．

(5)若在实验中小灯泡的灯丝突然被烧断，则电

压表的示数_______(选填“变大”“变小”或

“不变”).

(6)小明闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，

发现灯泡的亮度很暗且不变，可能的原因是_____________________________________________________.变大

问拓展设动变阻器的两个下接线柱接入电路，相当于定值电阻将滑(7)假设实验中所给的实验器材电流表已损坏，

老师又给了一只电压表和一个阻值已知的定值

电阻R0

，小峰同学仍完成了实验.请你帮助他在虚线框中画出正确的实验图如答图所示问拓展设拓展设问题答图

命题点实验二1.被加热的材料选用煤油或空气(煤油：比热容小且绝缘；空气：热胀冷缩明显且绝缘)2.选择加热物质的要求(物质相同、质量相同、初温相同)3.转换法的应用(通过温度计的示数或U形管液面高

探究影响电流热效应的因素探究影响电流热效应的因素

命题点度的变化反映产生电热的多少)4.控制变量法的应用(1)探究电热与通