第1節(jié) 電能 電功第2節(jié) 電功率第3節(jié) 測量小燈泡的電功率第4節(jié) 焦耳定律
2022年新課標解讀
1.通過實驗探究，知道電流做功與電流、電壓、通電時間有關(guān)，知道電功的公式及單位，能正確使用電能表測量電能；知道電功率的物理意義、定義、單位。2.理解電功率和電壓、電流之間的關(guān)系，并能進行簡單計算；能理解和區(qū)分用電器的額定功率和實際功率；3.知道用伏安法測定小燈泡電功率的原理，知道如何測定小燈泡的額定電功率和實際電功率；4.會自己設(shè)計實驗電路、選用實驗器材、設(shè)計實驗記錄表格、有序地進行實驗、讀取數(shù)據(jù)、計算小燈泡的電功率；會正確撰寫并分析實驗報告；5.知道電流的熱效應(yīng)與導(dǎo)體的電阻、通過導(dǎo)體的電流和通電時間的定量關(guān)系；知道生活、生產(chǎn)中電流熱效應(yīng)的應(yīng)用實例和危害以及危害的防止手段。
三、電功 計算公式:W=UIt
二、電功的計量
1.測量：電能表(也叫電度表)
2.作用：計量用電器一段時間內(nèi)消耗的電能
一、電能
其他形式的能 電能
電能 其他形式的能
常用單位：千瓦時(kW·h) 國際單位: 焦耳( J )
換算關(guān)系:1kW·h=3.6×106 J
核心考點1——電能 電功
電能電功
二、電能1.單位： 。其他常用單位： ，俗稱 。2.換算關(guān)系：1度= kW·h= J。
(1)定義:當電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能時，我們說電流做了功，簡稱電功。電功用“W”表示。(2)實質(zhì):電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。所以說用電器消耗了多少電能和電流做了多少功，兩種說法是一樣的。電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，就消耗了多少電能。2、電流做功多少的影響因素:跟電壓的高低、電流的大小、通電時間的長短都有關(guān)。3、電功的計算(1)電功的公式: W =Ult(2)電功的變形公式: (兩推導(dǎo)公式只適用于純電阻電路)
例1.下列數(shù)據(jù)中，最接近生活實際的是(　　)A．課桌的高度約為16 dmB．飲水杯的質(zhì)量約為5 kg　C．人感覺舒適的室溫約為25 ℃D．臺燈的功率約為1 000 W
答案：C【解析】課桌的高度約8 dm，故A錯誤；飲水杯的質(zhì)量約0.5 kg，故B錯誤；臺燈的功率約25 W，故D錯誤。
例2.如圖甲電路中，電源電壓保持不變。閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄多組數(shù)據(jù)，得到電流隨電阻箱阻值變化的圖象如圖乙所示，電源電壓為______V；當電流I＝0.5 A時，通電10 s電阻箱消耗的電能為________J。
【解析】由題圖甲可知，電阻箱R與定值電阻R0串聯(lián)，由題圖乙可知，當通過電阻箱的電流I′＝0.4 A時，電阻箱接入電路的阻值R＝5 Ω，則電源電壓U＝U0′＋UR′＝0.4 A×R0＋0.4 A×5 Ω?、伲划斖ㄟ^電阻箱的電流I″＝0.3 A時，電阻箱接入電路的阻值R′＝10 Ω，則電源電壓U＝U0″＋UR″＝0.3 A×R0＋0.3 A×10 Ω?、?；
例3　如圖是小李家的電能表、她家所使用的用電器總功率不能超過______W。將一臺額定功率為880 W 的電暖氣單獨接入電路中，正常工作30 min，通過電暖氣的電流是______A，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了________轉(zhuǎn)。
例4.電能表是用來測量______的儀表。榮榮家的電能表的表盤如圖所示。她想知道電能表是否準確，于是將一只標有“220 V　60 W”的白熾燈單獨接入電路，此時燈泡正常發(fā)光，檢測中發(fā)現(xiàn)2 min電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了7轉(zhuǎn)。由此判斷轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速偏____。
1、比較電流做功快慢的三種方法(1) 相同時間，比較電功的多少，電功越多，表示電流做功越快。(2)電功相同，比較所用的時間，用的時間越短，表示電流做功越快。(3) 在物理學(xué)中，用電功率表示電流做功的快慢，電功率越大，表示電流做功越快。2、單位:在國際單位制中，電功率的單位是瓦特，簡稱瓦 (W)。常用單位還有千瓦 (kw)3、電功率的定義:電功與時間之比叫電功率，電功率用 P 表示。4、電功率的計算(1) 定義式:(2)計算式: P=UI(3)推導(dǎo)式： （純電阻電路）
電功和電功率的區(qū)別和聯(lián)系
例2 如圖是電飯鍋工作原理的簡化電路圖，其額定電壓為 220V，電飯鍋有兩擋，分別是高溫?zé)髶鹾偷蜏貭F飯擋。S2 為擋位自動 控制開關(guān)，R1 和 R2 均為電熱絲，R1 的阻值為1210Ω，高溫?zé)髶醯念~定功率為 840W，電飯鍋正常工作時，高溫?zé)?0 min消耗的電能為 _________J，電飯鍋低溫燜飯時的額定功率為————W，電熱絲R2的阻值為———— Ω。
5.04×105　　　　
例3．圖甲是測量小燈泡電功率的電路。小燈泡的額定電壓為2.5 V。請根據(jù)圖甲將圖乙的實物電路連接完整(導(dǎo)線不允許交叉)。
用電能表測用電器的電功率
小燈泡兩端的實際電壓越高，電功率越大，燈泡越亮
核心考點3——測量小燈泡的電功率
【設(shè)計與進行實驗】1. 確定小燈泡正常發(fā)光的操作(移動滑片，觀察電壓表示數(shù)，當電壓表示數(shù)為小燈泡額定電壓時，小燈泡正常發(fā)光)2. 計算小燈泡電功率(P＝UI)3. 小燈泡亮暗與實際功率的關(guān)系(實際功率越大，燈泡越亮)
【交流與反思】4. 小燈泡的U－I圖像不是直線的原因(燈絲電阻隨溫度的升高而增大)5. 不能用多次測量求出電功率的平均值作為小燈泡的額定功率的原因(電壓改變，功率也改變)
6. 探究小燈泡亮度與電壓的關(guān)系7. 實驗中電壓表示數(shù)太大無法測量小燈泡的額定功率，應(yīng)采取的措施(減小電源電壓，換阻值更大的滑動變阻器)8. 實驗中電壓表大量程損壞，小量程小于小燈泡額定電壓，應(yīng)采取的措施(將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端)9. 實驗評估及改進10. 特殊方法測電功率
例1.李明同學(xué)設(shè)計了圖示電路測量小燈泡的電功率。根據(jù)圖示電路（實物圖），在方框內(nèi)畫出電路圖； ______1.閉合開關(guān)前?；瑒幼冏杵鞯幕瑧?yīng)移至 ______ （選填“A”或“B”）端；2.實驗時，電壓表的示數(shù)為U，電流表的示數(shù)為I，該同學(xué)利用P=UI計算出小燈泡的電功率。若考慮電表的電阻對測量的影響，則電功率的測量結(jié)果與真實值相比偏 ______（選填“大”或“小”），原因是______ ?！敬鸢浮?②. A ③. 大 ④. 電流表的測量值偏大
例2.（多選）如圖所示，兩個相同透明容器中密封著等量的空氣。用該裝置探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)時，下列說法正確的是（　?。┯肬形管中液面高度差反映電流產(chǎn)生熱量多少；通電后可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系；通電后可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系；通電一段時間后，左側(cè)U形管中液面高度差較大【答案】AC?！窘馕觥緼．電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但空氣吸收熱量后溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法，故A正確；BC．由圖可知，左側(cè)容器中的電阻絲與右側(cè)容器中的電阻絲串聯(lián)，通過的電流與通電時間相同，兩個容器中的電阻絲阻值不同，因此裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，故B錯誤，C正確；已知右側(cè)容器中的電阻絲阻值大于左側(cè)容器中電阻絲阻值，則裝置中右側(cè)容器中的電阻絲產(chǎn)生的熱量較多，因此右側(cè)容器中的U形管液面高度差較大，故D錯誤。故選AC。
將滑動變阻器的滑片放在最大阻值處
小電燈處斷路或電流表電壓表的位置接反了。
例3.一位同學(xué),連接好電路，在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，但電壓表有示數(shù)，請分析電路中可能出現(xiàn)的故障:
例4.另一位同學(xué)在連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮，這說明他在閉和開關(guān)前沒有：
核心考點4——焦耳定律
1.電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時______能轉(zhuǎn)化為______能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2.定義：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___________成正比，這個規(guī)律叫做焦耳定律。3.公式：_________。其中 Q表示熱量，單位是 J；I表示電流，單位是A；R表示電阻，單位是 Ω；t表示時間，單位是s。
1. 電熱的利用： 電熱器是利用電來加熱的設(shè)備，電爐、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋電烤爐等都是常見的電熱器。 電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大，熔點高的電阻絲繞在絕緣材料上做成的。 電熱器的優(yōu)點：利用電熱器清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。
2. 防止電熱的危害： 在電動機里，電流主要用來做機械功，但電動機里的導(dǎo)線有電阻，也要產(chǎn)生熱量，使導(dǎo)線的溫度升高，溫度超過絕緣材料的耐熱溫度，絕緣材料會迅速老化，甚至可能燒壞。這就需要考慮如何加快散熱。有的電動機里裝有風(fēng)扇，外殼做成如圖形狀，都是為了加快散熱。
例1.如圖所示，電路中使用的是可調(diào)電壓電源，電阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，小燈泡L標有“12V 18W”的字樣（不考慮溫度對小燈泡電阻的影響）。開關(guān)S1、S2、S3閉合，調(diào)節(jié)電源電壓為6V時，求電流表A的示數(shù)；開關(guān)S1、S2閉合，S3斷開，調(diào)節(jié)電源電壓為10V時，求小燈泡L的實際發(fā)光功率；開關(guān)S1閉合，S2、S3斷開，調(diào)節(jié)電源電壓使小燈泡L正常發(fā)光時，求電路消耗的總功率?！敬鸢浮浚?）1.75A；（2）12.5W；（3）24.75W。
例2.如圖所示，電路中使用的是可調(diào)電壓電源，電阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，小燈泡L標有“12V 18W”的字樣（不考慮溫度對小燈泡電阻的影響）。開關(guān)S1、S2、S3閉合，調(diào)節(jié)電源電壓為6V時，求電流表A的示數(shù)；（1）由燈泡的規(guī)格可知，燈泡的電阻為由電路圖可知，開關(guān)S1、S2、S3閉合時，電阻R1被短路，R2與燈泡L并聯(lián)，電流表A測干路電流，由并聯(lián)電路電流規(guī)律可知，電流表A的示數(shù)為
1.下列有關(guān)電能的說法中錯誤的是(? ? ).A.電風(fēng)扇使電能轉(zhuǎn)化為機械能 B.1J比1kW·h大得多C.千瓦時也叫“度” D.各種電氣設(shè)備、電子儀器的使用都離不開電能2.如圖所示，是小靜同學(xué)觀察到自家電能表的情況，下列說法正確的是( )A.該電能表在220V以下的電路中也能正常使用B.該電能表正常工作的電流為30AC.表盤上示數(shù)的含義為：截止目前，電能表共消耗了1469.5kW·h的電能D.小靜關(guān)閉家中其他用電器，只讓空調(diào)單獨工作1min,發(fā)現(xiàn)電能表的轉(zhuǎn)盤剛好轉(zhuǎn)了30圈，在這段時間內(nèi)空調(diào)消耗的電能為5.4×104J
3.關(guān)于電功，下列說法中正確的是(? ? ? )A.電流通過電燈做功時，電能只轉(zhuǎn)化為光能B.用電器消耗的電能越多，電流做的功越少C.電流做功的多少可能大于電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的多少D.電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能4.如圖所示電路中，電源電壓不變，只閉合開關(guān)S?,電流表的示數(shù)為0.3A,再閉合開關(guān)S?,電流表示數(shù)變化0.4A,則同時閉合S?、S?后，相同時間內(nèi)R?、R?消耗的電能之比是(? ? )A.3:4 B.4:3 C.7:3 D.4:7

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