二、內(nèi)容結(jié)構(gòu)與思維導(dǎo)圖
一、新課標(biāo)要求（2022版）
新課標(biāo)要求（2022版）
3.4.5 結(jié)合實(shí)例，了解電功和電功率。知道用電器的額定功率和實(shí)際功率。4.1.9 3.4.6 通過實(shí)驗(yàn)，了解焦耳定律。能用焦耳定律說(shuō)明生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象。
1. 電能的來(lái)源與能量轉(zhuǎn)化
2. 電能的利用與能量轉(zhuǎn)化
1kW·h=3.6×106J
（1）國(guó)際單位：_______，簡(jiǎn)稱焦，用字母 J 表示。（2）常用單位： _________，字母符號(hào)為 kW·h，也叫“度”。（3）單位換算關(guān)系： 1度=1kW·h=1×103 W×3600s= 3.6×106 J
（1）作用：用來(lái)計(jì)量用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能。（2）電能表的重要參數(shù)
（3）電能表的種類 常見的電能表：機(jī)械式電能表、IC卡電能表、電子式電能表。其中電子式電能表表盤上有一指示燈，標(biāo)有“1600imp/（kW·h）”（不同型號(hào)的表，該數(shù)值不同）字樣。其含義是指用電器每消耗lkW·h的電能，指示燈閃爍______次。（4）電能表的讀數(shù)電能表計(jì)數(shù)器上顯示的數(shù)字是表從開始到讀數(shù)為止用電器消耗的電能。示數(shù)： 整數(shù)加一位小數(shù)，如圖為______ kW·h 。
（6）節(jié)能的意義①1kW·h的作用（見下圖）。②節(jié)約用電及相關(guān)措施：電能是人們生活的重要資源，社會(huì)需求越來(lái)越多，能源供應(yīng)日益緊張，每個(gè)人都應(yīng)具有節(jié)約電能的意識(shí)。我們要從點(diǎn)點(diǎn)滴滴做起，如隨手關(guān)燈、使用耗電少的節(jié)能燈具、電視機(jī)關(guān)機(jī)后及時(shí)拔下電源插頭等。
1. 電功的概念（1）定義：電流所做的功叫做電功，用W表示。（2）實(shí)質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程是電流_____的過程，有多少電能發(fā)生了轉(zhuǎn)化就說(shuō)電流做了多少功，即電功是多少。 電能是狀態(tài)量：反映了做功的______； 電功是過程量：反映了一段時(shí)間內(nèi)電能轉(zhuǎn)化或消耗電能的_______。
2. 實(shí)驗(yàn)探究：影響電流做功多少的因素（1）探究電功與電壓的關(guān)系①把兩盞規(guī)格不同的小燈串聯(lián)在電路中，用電壓表分別測(cè)量它們兩端的電壓，同時(shí)觀察比較小燈的發(fā)光情況。②現(xiàn)象：電流與通電時(shí)間相同，兩端電壓較高的小燈較亮。③結(jié)論：在通過用電器的電流與通電時(shí)間相同時(shí)，用電器兩端的_____越大，電流做功就越多。
（2）探究電功與電流的關(guān)系①如圖所示，把兩盞規(guī)格不同的小燈并聯(lián)，用電流表分別測(cè)量通過它們的電流，同時(shí)觀察比較小燈的發(fā)光情況。 ②現(xiàn)象：電壓與通電時(shí)間相同，通過電流較大的燈泡較亮。③結(jié)論：在用電器兩端的電壓與通電時(shí)間相同時(shí)，通過用電器的_____越大，電流做功就越多。
（3）進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)可得出：
電流所做功的大小與電壓、電流、通電時(shí)間成正比.
【例題1】如圖所示，為小樂同學(xué)老家用的機(jī)械式電能表的示意圖，下列說(shuō)法不正確的是（　　）A．如圖中時(shí)刻所示，電能表的讀數(shù)為8633.5kW?hB．家中干路中的總電流為20A時(shí)，該電能表可以工作C．每消耗1kW?h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3600圈D．這種電能表，讀數(shù)數(shù)字的單位是kW?h
A．電能表讀數(shù)時(shí)，數(shù)字方框中最后一位是小數(shù)，單位是kW?h，由圖可知，此時(shí)電能表的讀數(shù)為8633.5kW?h，故A正確，不符合題意；B．電能表上的“10A”表示電能表允許通過的最大電流為10A，家中干路中的總電流為20A時(shí)，超過了最大電流，該電能表不能工作，故B不正確，符合題意；C．3600r/（kW?h）表示電路中用電器每消耗1kW?h電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過3600圈，故C正確，不符合題意；D．電能表讀數(shù)的單位是kW?h，故D正確，不符合題意。 故選B。
【例題2】已知電源電壓為10V保持不變，R1=25Ω，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.3A。（不考慮燈絲電阻變化）（1）斷開S1、S2此時(shí)小燈泡L正常發(fā)光，求小燈泡正常發(fā)光的電壓；（2）S1、S2都閉合時(shí)，電流表示數(shù)變?yōu)?.6A，求R2的阻值；（3）在（2）這個(gè)電路中，1min內(nèi)，整個(gè)電路所消耗的電能是多少？
（1）探究電流做功的快慢
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電流做功有快慢之分.
在家庭電路中，分別讓一盞電燈、一臺(tái)電吹風(fēng)機(jī)單獨(dú)工作；觀察記錄電能表鋁盤在1min內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)。
在相同時(shí)間內(nèi)電能表鋁盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)不同。在使用電吹風(fēng)時(shí)，1min內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)多。
在相同的時(shí)間內(nèi)鋁盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)越多，說(shuō)明用電器消耗的電能越____，即電流做功越_____。
①相同時(shí)間，比較電功的多少，電功越多，表示電流做功越快；②電功相同，比較所用的時(shí)間，用的時(shí)間越短，表示電流做功越快；③用電功與時(shí)間的比值表示電流做功的快慢，比值越大，表示電流做功越快。
（2）比較電流做功快慢的方法
⑤電功率單位 國(guó)際單位：瓦特（W） 常用單位：千瓦（kW）、毫瓦（mW）換算關(guān)系： 1kW = 103 W 1 W = 103 mW
U —伏（V） I —安（A）P —瓦特（W）1W=1V·1A
W—焦耳（J） t — 秒（s）P—瓦特（W）1W=1J/s
（4）一些用電器的電功率
（1）電功和電功率的兩套單位組合 根據(jù)電功的公式 W = Pt進(jìn)行分析：
2. “千瓦時(shí)”的來(lái)歷
1焦耳= 1瓦特×1秒
1千瓦時(shí)= 1千瓦×1小時(shí)
（2）“千瓦時(shí)”的來(lái)歷1千瓦時(shí)可以看作功率為1千瓦的用電器工作____小時(shí)所消耗的電能。 1千瓦時(shí)= 1千瓦×1小時(shí)
提示：千瓦是_______的單位；千瓦時(shí)是_______的單位。
3. 電功率和電功的區(qū)別
（1）探究用電器的電功率
4. 額定電壓 額定功率
將標(biāo)有“36V 25W”字樣的燈泡，把它接在36V的電路中，觀察它的發(fā)光情況；把它分別接在24V和40V的電路中，觀察它的發(fā)光情況。
該燈泡把接在36V的電路中，____發(fā)光；接在24V的電路中，發(fā)光_____；接在40V的電路中，發(fā)光_____。
該燈泡在36V電壓下處于正常工作狀態(tài)，所觀察到的亮度是功率為25W時(shí)的正常發(fā)光情況。而接在24V和20V電壓下，它都不能正常發(fā)光，其功率分別低于和高于25W。
在不同電壓下，同一個(gè)用電器的電功率不一樣大；實(shí)際電功率隨著它___________的改變而改變。
2. 額定電壓與額定功率及其相關(guān)物理量
用電器銘牌上所標(biāo)電壓值
用電器銘牌上所標(biāo)功率值
小電燈銘牌上所標(biāo)電流值
可能等于額定電壓，也可能不相等
可能等于額定功率，也可能不相等
3. 額定功率與實(shí)際功率的區(qū)別
用電器在_______下工作時(shí)的功率
一個(gè)用電器只有一個(gè)額定電壓和一個(gè)額定功率，是確定的，與實(shí)際電壓_____關(guān)。
用電器的實(shí)際功率是不確定的，隨著它兩端電壓的改變而改變。
【例題1】小明將某家用電器單獨(dú)接在該電能表所在的電路中正常工作6min，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)32r。該家用電器的電功率是_____W，該家用電器最有可能是_______（選填“電視機(jī)”“節(jié)能燈”或“空調(diào)”）。
【例題2】小葉在更換燈泡時(shí)發(fā)現(xiàn)燈泡上標(biāo)有“220V 40W”的字樣。下列說(shuō)法中正確的是（　?。〢．該燈泡只能在220V電壓下工作B．該燈泡的實(shí)際功率是40W不變C．該燈泡正常發(fā)光時(shí)每秒消耗的電能是40WD．該燈泡正常發(fā)光時(shí)每秒消耗的電能是40J
AB．“220V 40W”為燈泡的額定電壓和額定功率。燈的工作電壓不可能恰好220V。若實(shí)際電壓低于額定電壓，則實(shí)際功率小于40W，若實(shí)際電壓高于額定電壓，實(shí)際功率大于40W，故AB錯(cuò)誤；CD．若燈正常工作，則每秒消耗的電能W=Pt= 40W×1s=40J故C錯(cuò)誤，D正確。 故選D。
【例題3】小林受穿戴式“智能體溫計(jì)”（如圖甲所示）的啟發(fā)，設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖乙所示的體溫計(jì)電路圖，用電表示數(shù)大小反映溫度高低，熱敏電阻R1的阻值隨溫度的升高而增大，定值電阻R2起保護(hù)電路的作用。下列分析正確的是（　?。〢．該電路中的電表是電流表B．溫度變化時(shí)R2兩端電壓不變C．溫度升高時(shí)電路中電流變大D．溫度降低時(shí)電路的總功率變大
A．由圖可知，該電路為串聯(lián)電路，由于電表并聯(lián)在熱敏電阻R1的兩端，因此該電表為電壓表，故A錯(cuò)誤；BC．當(dāng)熱敏電阻的溫度升高時(shí)，熱敏電阻的阻值變大，電路的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變小，根據(jù)U=IR可知，定值電阻R2 兩端的電壓變小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，熱敏電阻兩端的電壓變大，即電壓表示數(shù)變大，故BC錯(cuò)誤；D．溫度降低時(shí)，熱敏電阻的阻值變小，串聯(lián)電路的總電阻變小，電路中的電流變大，電源電壓不變，根據(jù)P=UI可知，電路消耗的總功率變大，故D正確。 故選D。
知識(shí)四、測(cè)量小燈泡的電功率
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?）會(huì)用電壓表和電流表測(cè)量小燈泡的電功率。（2）會(huì)正確調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器改變小燈泡兩端電壓。（3）會(huì)總結(jié)實(shí)際功率隨電壓的變化規(guī)律，會(huì)總結(jié)燈泡亮度隨實(shí)際功率的變化規(guī)律。【實(shí)驗(yàn)原理】根據(jù)公式P=UI，若求小燈泡的電功率，需測(cè)定小燈兩端的電壓與通過的電流。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，就可計(jì)算出小燈泡的電功率，這種測(cè)量方法也叫做_______法。
1. 測(cè)量小燈泡的電功率
【實(shí)驗(yàn)器材】電源、開關(guān)、電流表、電壓表、 導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器、小燈泡（額定電壓2.5 V）。【設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)】（1）設(shè)計(jì)電路如圖所示。
（2）按照電路圖連接電路。注意斷開開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器滑片放在阻值最大處。將電壓表和電流表指針調(diào)零。（3）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2.5V（等于額定電壓），記下此時(shí)對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù) ，并觀察燈泡的發(fā)光情況。
（4）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2.0V（低于額定電壓），記下此時(shí)對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)，并觀察燈泡的發(fā)光情況。（5）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2.9V（不能超過額定電壓的1.2倍），記下此時(shí)對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)，并觀察燈泡的發(fā)光情況。
【數(shù)據(jù)記錄處理】 根據(jù)公式P=UI 計(jì)算出小燈泡的額定功率和實(shí)際功率。
【分析與論證】 ①分析表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的實(shí)際電壓越高，小燈泡的實(shí)際功率越____，小燈泡越_____。 ②小燈泡的亮度直接由它的實(shí)際功率決定。③小燈泡的額定功率 P額=UI=2.5V×0.26A=0.65W【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
①當(dāng)小燈泡的實(shí)際電壓等于額定電壓時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率等于額定功率，小燈泡正常發(fā)光。
②當(dāng)實(shí)際電壓低于額定電壓時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率小于額定功率，小燈泡發(fā)光較暗。
③當(dāng)實(shí)際電壓高于額定電壓時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率大于額定功率，小燈泡發(fā)光較亮.
【交流討論】（1）對(duì)小燈泡的電功率進(jìn)行了三次測(cè)量，為什么不求小燈泡功率的平均值?
【分析】額定功率是額定電壓下的功率，不是不同電壓下功率的平均值；用電器在不同電壓下的實(shí)際功率不同，把三次測(cè)量的平均值作為小燈泡的額定功率是不合理的。
小燈泡的亮度由它的實(shí)際電功率決定，實(shí)際功率越大，燈泡越亮。
小燈泡的電阻隨著燈絲溫度的升高而變大。
（2）本實(shí)驗(yàn)與伏安法測(cè)小燈泡電阻相比較，有哪些異同點(diǎn)？
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】借助定值電阻，利用電壓表計(jì)算出燈泡額定電壓或額定電流，利用P=UI算出額定功率?！緦?shí)驗(yàn)器材】電源（電壓未知），1個(gè)電壓表，1個(gè)滑動(dòng)變阻器，1個(gè)已知阻值為R0的定值電阻。
（1）單伏法（測(cè)量器材是電壓表，缺少電流表 ）
2. 特殊法測(cè)小燈泡的電功率
（2）單安法（測(cè)量器材是電流表，缺少電壓表）
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】借助定值電阻，利用電流表計(jì)算出燈泡額定電壓或額定電流，利用P=UI算出額定功率?！緦?shí)驗(yàn)器材】電源（電源電壓未知），1個(gè)電流表，1個(gè)滑動(dòng)變阻器，1個(gè)已知阻值為R0的定值電阻。
【例題1】某同學(xué)利用如圖所示電路，測(cè)量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率，下列說(shuō)法正確的是（　　）A．閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑到A端B．閉合開關(guān)后，小燈泡不發(fā)光，一定是小燈泡燈絲斷了C．當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，測(cè)出通過小燈泡的電流，可算出小燈泡的額定功率D．通過實(shí)驗(yàn)可得知，小燈泡的實(shí)際功率越大，小燈泡發(fā)光越暗
A．閉合開關(guān)前，為保護(hù)電路安全，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于最大阻值處，即B端，故A錯(cuò)誤；B．閉合開關(guān)后，小燈泡不發(fā)光，也可能是電路中的其它地方斷開了，造成電路中沒有電流，故B錯(cuò)誤；C．小燈泡的額定電壓為2.5V，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，測(cè)出通過小燈泡的電流，利用 可得出小燈泡的額定功率，故C正確；D．小燈泡的亮度由小燈泡的實(shí)際功率決定，實(shí)際功率越小，小燈泡越暗，實(shí)際功率越大，小燈泡越亮，故D錯(cuò)誤。故選C。
【例題2】在測(cè)量額定電壓為“2.5V”小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中，電源是三節(jié)新干電池。（1）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于______（選填“左”或“右”）端；（2）閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為______ V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，讀出電流表示數(shù)，可測(cè)得額定功率；（3）繼續(xù)移動(dòng)滑片，電壓表示數(shù)如圖所示，為______ V，此時(shí)電流表示數(shù)為0.24 A，小燈泡的實(shí)際功率為_________ W；
（4）為了研究小燈泡發(fā)光情況與電功率的關(guān)系，除了表中記錄的電表示數(shù)和電功率，還需要增加記錄的內(nèi)容是_______________；（5）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，小燈泡兩端的電壓越高，它的實(shí)際功率________ ；
（4）因?yàn)檠芯康氖切襞莅l(fā)光情況與電功率的關(guān)系，所以還需要增加記錄的內(nèi)容是：小燈泡的亮度。（5）由表格可知，小燈泡兩端電壓越大，通過小燈泡的電流越大，由公式P=UI可知，小燈泡的實(shí)際功率越大。
（6）小紅還設(shè)計(jì)出了只有電流表、沒有電壓表時(shí)測(cè)量小燈泡額定功率的方法，其電路圖如圖丙所示。已知定值電阻R0為5Ω，小紅調(diào)節(jié)變阻器滑片，先使電流表A2的示數(shù)為 A時(shí)，再讀出電流表A1的示數(shù)為0.3A，就測(cè)量出小燈泡的額定功率為_______W。
（1）尋找以下用電器的共同特點(diǎn)電熱毯、電水壺、電飯煲、烤箱等。分析：用電器工作時(shí)都要消耗電能，都會(huì)發(fā)熱，在這個(gè)過程中，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（2）電流的熱效應(yīng) 電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成______，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
【提出問題】電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?【猜想及其依據(jù)】①可能與通過導(dǎo)體的電流有關(guān)。因?yàn)閷?dǎo)體在通入電流時(shí)才會(huì)發(fā)熱，所以電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟電流有關(guān)；②可能與導(dǎo)體的電阻有關(guān)。導(dǎo)線和電熨斗串聯(lián)接入電路，電流是相同的，電熨斗熱的溫度高，而導(dǎo)線幾乎不熱，電流產(chǎn)生的熱可能與電阻有關(guān)。③可能與通電時(shí)間有關(guān)。由生活經(jīng)驗(yàn)可知，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量也會(huì)越多。
2. 探究影響電流的熱效應(yīng)的因素
（1）實(shí)驗(yàn)裝置介紹（焦耳定律演示器）透明的塑料容器內(nèi)密閉著空氣；容器內(nèi)部的空氣與U形管一端相連通。容器中有一段電阻絲，兩個(gè)容器里的電阻絲串聯(lián)在一起接入電路。（2）實(shí)驗(yàn)原理 如圖所示，兩個(gè)透明容器中密封著空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣的體積變化。同時(shí)使用兩個(gè)密閉容器時(shí)，哪一側(cè)U型管中液柱出現(xiàn)的高度差大，表明哪一側(cè)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。
（3）研究方法 ①控制變量法 在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟電流、電阻、通電時(shí)間的關(guān)系時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)應(yīng)該控制兩個(gè)物理量不變。 ②轉(zhuǎn)換法 實(shí)驗(yàn)中通過觀察U形管液面的高度差來(lái)比較電流產(chǎn)生熱量的多少，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法。 （4）實(shí)驗(yàn)電路、器材如圖所示 為了進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，需要改變通過兩個(gè)電阻絲的電流，所以在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，通過移動(dòng)滑片改變電流。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（1）探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系。將兩根阻值不等的電阻絲串聯(lián)接入電路，使用學(xué)生電源供電。（2）閉合開關(guān)，通電一段時(shí)間，觀察U形管液面高度差的變化。
（3）按照?qǐng)D將密封容器、開關(guān)及電源連接起來(lái)。實(shí)驗(yàn)中在右方密封盒外并聯(lián)一個(gè)5Ω的電阻R3 ，目的是改變通過盒內(nèi)電阻的電流大小，從而研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系。由于R3的分流作用，因此通過兩個(gè)容器中電阻的電流不同：I1=2I2
（4）閉合開關(guān)，通電一段時(shí)間后，觀察同一個(gè)密封盒U形管液面的高度差的變化。
（1）分析實(shí)驗(yàn)1可發(fā)現(xiàn)：在電流和通電時(shí)間相等的情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。（2）分析實(shí)驗(yàn)2可發(fā)現(xiàn)：在電阻和通電時(shí)間相等的情況下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。（3）由實(shí)驗(yàn)步驟（4）可知，在電流和電阻相等的情況下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多。
用如圖所示的裝置也可以探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)。請(qǐng)你對(duì)該裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)。
該裝置中，兩個(gè)相同的燒瓶盛有質(zhì)量相同、溫度相同的同種液體；燒瓶?jī)?nèi)插有溫度計(jì)，可以測(cè)量液體的溫度。燒瓶?jī)?nèi)部有兩個(gè)阻值不同的電阻絲，組成串聯(lián)電路接入電路中。通過比較燒瓶?jī)?nèi)__________可以探究影響電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的因素。
（1）內(nèi)容 電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟____________成正比，跟導(dǎo)體的________成正比，跟通電時(shí)間成正比。（2）公式： Q = I2Rt?公式中各物理量單位：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） Q表示熱量，單位是_______（J）
（3）推導(dǎo)焦耳定律 ?
若電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量， 即 Q = W? 因?yàn)殡姽? W = UIt ? 根據(jù)歐姆定律 U = IR 所以 Q = W = UIt = I2Rt 可見，在消耗的電能全部用來(lái)產(chǎn)生熱量時(shí)，根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)出的結(jié)論與焦耳定律一致。
（1）電功與電熱的區(qū)別電功是指電流通過一段電路所做的功，它的大小表示電路消耗_______的多少，也表示有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。電熱是指電流通過一段電路做功時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為_______的那一部分。兩者表示的意義不同，是兩個(gè)不同的概念。
（2）電功與電熱的聯(lián)系 ①純電阻電路 該類電路中，電流通過用電器時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為____能，電流產(chǎn)生的熱量就等于消耗的電能，即電熱等于電功 Q熱量=W Q放=W總=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt 這些公式適用于______電路.②非純電阻電路在該類電路中，當(dāng)電流通過用電器時(shí)，電能主要轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 ，即電熱小于電功 Q熱量＜W。W總＝UIt =W機(jī)械能＋Q熱量
純電阻電路 Q=W
5. 電功、電功率、焦耳定律計(jì)算公式及其適用范圍
（1）電熱的利用電流通過導(dǎo)體時(shí)，使導(dǎo)體只發(fā)熱的用電器是利用了電流的熱效應(yīng)，這類用電器稱為______，而電熱器的主要部分是發(fā)熱體，用電阻率____、熔點(diǎn)______的金屬導(dǎo)線制成的。家中的熱水器、電飯煲、電熨斗，養(yǎng)雞場(chǎng)中的孵化器等都是利用電熱的例子。（2）電熱的防止有些用電器工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程中，總有一部分電能轉(zhuǎn)化為____能。例如電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等用電器工作時(shí)都不可避免的發(fā)熱，這既浪費(fèi)能源，同時(shí)又使導(dǎo)線溫度升高，溫度超過絕緣材料的耐熱溫度后，絕緣材料會(huì)迅速老化，造成短路燒毀用電器，這就需要散熱。因此很多家用電器采用設(shè)置散熱孔、散熱片或在發(fā)熱體部分安裝電風(fēng)扇等方法散熱。
6. 電熱的利用和防止
【例題1】小明同學(xué)猜想：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能與通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間有關(guān)。他利用如圖器材進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)。甲、乙、丙三個(gè)裝置的透明容器中各有一段電阻絲，容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。（1）選用______組合，并將它們_____ 聯(lián)接到電源兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以探究電熱與電阻的關(guān)系。（2）選用乙、丙組合，串聯(lián)接到電源兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以探究電熱與 _______的關(guān)系，其中15Ω電阻的作用是_____ 。
（3）選用乙、丙組合，串聯(lián)接到電源兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)乙裝置U形管中液面無(wú)高度差，丙裝置U形管中液面有高度差，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因可能是乙裝置_____ 。
（1）要探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的多少與電阻大小是否有關(guān)，應(yīng)控制電流和通電時(shí)間一定，而電阻不同，由圖可知應(yīng)選用甲和乙兩容器，將它們串聯(lián)接到電源兩端。（2）選用乙、丙組合，串聯(lián)接到電源兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩個(gè)容器內(nèi)電阻相等，乙容器中15Ω的電阻和5Ω的電阻并聯(lián)，由串并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知通過兩個(gè)容器內(nèi)電阻的電流不相等，可以探究電熱與電流的關(guān)系。由并聯(lián)分流的特點(diǎn)可知，15Ω電阻起到分流的作用。（3）選用乙、丙組合，串聯(lián)接到電源兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，乙裝置U形管中液面無(wú)高度差，丙裝置U形管中液面有高度差，可能乙裝置電阻出現(xiàn)短路，不會(huì)產(chǎn)生熱量，可能乙裝置漏氣。
【例題2】某電熱取暖器的簡(jiǎn)化電路如圖所示，R1、R2為發(fā)熱電阻。取暖器工作時(shí)，通過開關(guān)S1和S2實(shí)現(xiàn)低溫、高溫的擋位控制。已知高溫?fù)豕β蕿?320W，R1=55Ω。求：（1）取暖器工作時(shí)通過R1的電流；（2）取暖器處于低溫?fù)鯐r(shí)，工作1min產(chǎn)生的熱量；（3）R2的阻值。
1. 小明家半年前新裝了一只電能表，現(xiàn)在表盤的示數(shù)如圖，下列說(shuō)法正確的是（　　）A．該電能表的標(biāo)定電流為20AB．該電能表應(yīng)接在50Hz的直流電路中使用C．小明家每消耗1度電，鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)3000轉(zhuǎn)D．小明家半年內(nèi)的用電量是6335kW·h
A．由電能表的表盤知， 該電能表的標(biāo)定電流為10A，最大工作電流20A，A錯(cuò)誤；B．由表盤上的“50Hz”可知，電能表應(yīng)接在50Hz交流電路中使用，B錯(cuò)誤；C．由表盤上的“3000r/kW·h ”可知，每消耗1度電，鋁盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)，C正確；D．小明家半年內(nèi)的用電量是 ，故D錯(cuò)誤。故選C。
2. LED燈具有節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)，一個(gè)“220V 8.5W ”的LED燈與一個(gè)“220V 60W ”的白熾燈亮度相當(dāng)．若一個(gè)“220V 8.5W ”的LED燈每天正常工作4小時(shí)，30天消耗的電能是_________度，這些電能可供“220V 60W”的白熾燈正常工作_____小時(shí)．
3. 如圖甲所示，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P從最右端a滑動(dòng)到最左端b的過程中，電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是（　?。〢．電源電壓為6VB．定值電阻R0的阻值為6ΩC．滑片P在b端時(shí)，電路中電流為1AD．電路消耗的最大功率為27W
由圖甲可知，R0與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)電路中電流。ABC．由圖甲可知，滑片在b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為零，電路為R0的簡(jiǎn)單電路，由歐姆定律可知此時(shí)電路中的電流最大，由圖乙可知，此時(shí)電路中的電流為3A；電源電壓 U=I大R0=3A×R0……①滑片在a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，由歐姆定律可知此時(shí)電路中電流最小，由圖乙可知此時(shí)電路中的電流為1A，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為6V，由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可知，電源電壓U=U滑+U0=U滑+I小R0=6V+1A×R0……②由①②解得R0=3Ω，U=9V，故ABC錯(cuò)誤；D．電路消耗的最大功率P大=UI大=9V×3A=27W故D正確。故選D。
4. 如圖所示，R為定值電阻，L為標(biāo)有“6V 3W”的小燈泡，燈絲阻值不變，電源電壓恒定。閉合開關(guān)，小燈泡正常工作時(shí)，電流表讀數(shù)為0.9A。求：（1）通過小燈泡的電流，以及小燈泡電阻；（2）定值電阻R阻值以及它的電功率。
5. 在測(cè)定小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中，已知小燈泡的額定電壓為2.5 V，秀秀同學(xué)通過正確實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)如下表．分析數(shù)據(jù)得到的下列結(jié)論，正確的是（ ）A．燈絲的電阻隨電壓增大而減小B．通過小燈泡的電流與它兩端的電壓成正比C．小燈泡的額定功率為四次功率的平均值D．小燈泡的額定功率為0.8 W
A．由表中數(shù)據(jù)可知，隨電壓U的增大，R=U/I 逐漸變大，即燈絲電阻隨電壓增大而增大，故A錯(cuò)誤；B．燈絲電阻R隨電壓U的增大而增大，不是定值，由I= U/R可知通過小燈泡的電流與它兩端的電壓不成正比，故B錯(cuò)誤；C．燈泡在額定電壓下的功率為額定功率，不能把四次功率的平均值作為燈泡的額定功率，故C錯(cuò)誤；D．由表中數(shù)據(jù)知，燈泡額定電壓U=2.5V對(duì)應(yīng)的電流I=0.32A，燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W，故D正確． 所以選D.
6. 在“探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)采用了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置（兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣）。下列說(shuō)法正確的是（　?。賃形管中液面高度變化主要是由液體熱脹冷縮引起的②圖甲裝置能探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系③圖乙實(shí)驗(yàn)過程中右邊透明容器中電阻絲阻值應(yīng)該等于10Ω④用圖甲中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論能解釋“電爐絲熱得發(fā)紅而與電爐絲相連的導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱”的現(xiàn)象A．①② B．②③ C．②④ D．③④
①U形管中液面高度變化主要是由透明容器中空氣的熱脹冷縮引起，①錯(cuò)誤；②圖甲裝置中，兩電阻串聯(lián)，電流相等，電阻不相等，能探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，故②正確；③圖乙實(shí)驗(yàn)過程中右邊兩個(gè)電阻絲并聯(lián)，右邊容器中的電阻通過的電流與左邊電阻絲通過的電流不相等，探究的是電熱與電流的關(guān)系，需要保持電阻相同，故阻值應(yīng)該等于5Ω，故③錯(cuò)誤；④電爐絲熱與電爐絲相連的導(dǎo)線串聯(lián)，電流相等，電阻不相等；用圖甲中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論能解釋“電爐絲熱得發(fā)紅而與電爐絲相連的導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱”的現(xiàn)象，故④正確；故①③錯(cuò)誤，②④正確。所以選C.
7. 如圖甲為某款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的便攜式掛燙機(jī)，它的正常工作電壓為220V，其內(nèi)部電路如圖乙所示，它有大小兩個(gè)加熱擋位“1”“2”，電熱絲 R1=6Ω、 R2=44Ω。當(dāng)開關(guān)置于擋位_____（選填“1”或“2”）為大功率擋。若用小功率擋加熱水，所需時(shí)間為1分10秒，則加熱水時(shí)便攜式掛燙機(jī)消耗的電能是________J。
8. 在“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備的材料如下：電源、導(dǎo)線、開關(guān)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、小燈泡（額定電壓2.5V）。（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，設(shè)計(jì)電路，在方框內(nèi)畫出電路圖； （2）正確連接電路后，閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮，出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象的原因可能是___________；（3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)如下表所示，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知小燈泡的額定功率是___________W；
變阻器的滑片沒有移動(dòng)到阻值最大處
（1）電壓表與燈并聯(lián)測(cè)燈的電壓，電流表與燈串聯(lián)測(cè)燈的電流，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，如圖所示：（2）正確連接電路后，閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮，則電路的電流過大，出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象的原因可能是變阻器的滑片沒有移動(dòng)到阻值最大處。（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，燈在額定電壓下的電流為0.42A，小燈泡的額定功率是： P=UI=2.5V×0.42A=1.05W
（4）用表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖上繪出小燈泡的I～U圖像； （5）由圖像發(fā)現(xiàn)：隨著小燈泡兩端的電壓變大，小燈泡的電阻_________；（6）分析可得：在實(shí)際電壓_________________額定電壓的情況下，小燈泡消耗的實(shí)際功率大于或小于它的額定功率。

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