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新人教版初三物理第十八章--电功率知识点+练习(详细答案)
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这是一份新人教版初三物理第十八章--电功率知识点+练习(详细答案)，共11页。试卷主要包含了电能，电功率，测量小灯泡的电功率，焦耳定律等内容，欢迎下载使用。
第一节 电能 电功
一、电能
1、电能用 W 表示，常用单位是 千瓦时（kW·h），又叫“度”，在物理学中能量的通用单位是焦耳（J），简称焦。1kW•h= 3.6×106 J。
2、电能表是 测量用电器在一段时间内消耗电能多少 的仪器。几个重要参数：“220V”是指这个电能表应该在220V的电路中使用；“ 20A”指这个电能表的额定电流为 20 A；“50Hz”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；“2500revs/kW•h”指这个电能表的每消耗一千瓦时的电能，转盘转过 2500转。
4、电能转化为其他形式能的过程是 电流做功 的过程，电流做了多少功就消耗了多少电能，也就是有多少电能转化为 其他形式的能量 。实质上，电功就是电能，也用W表示，通用单位也是 焦耳 （J），常用单位是千瓦时（kW•h）。公式W= UIt 。
【基础过关】
1. 如图所示是建中同学拍摄的家中电能表的照片，对其中的重要参数，下列说法中错误的是（ ）
A．“220 V”是说这个电能表应该在220 V的电路中使用
B．“5（10）A”是说这个电能表使用时额定最大电流为5 A
C．“50 Hz”是说这个电能表应在50 Hz的交流电路中使用
D．“2500 r/（kW•h）”是说接在这个电能表上的用电器每消耗1 kW•h的电能，电能表上的转盘转过2500转
2. 张华家电能表的盘面上标有“3000 r/（kW•h）”的字样，当接入一个用电器正常工作时，1 min内电能表的转盘转了30转，则该电器消耗的电能是（ ）
A．1 kW•hB．0.1 kW•hC．0.01 kW•hD．0.001 kW•h
3. 电子式电能表已开始走进千家万户，如图所示为某电子式电能表的表盘（局部）．若某用电器单独接在该电能表上，用电器正常工作10 min，指示灯闪烁了320次，则10 min内该用电器消耗的电能为________kW•h．
4. 小红在家中看电视时，把遥控器一摁，电视关了，可是还有一个指示灯亮着（此时，电视机处于待机状态）．学习了电能的知识后，于是她想：这时电视机是否还在消耗电能呢？如果消耗电能，具体情况又是怎样的？于是她设计了如下方案进行探究：全家外出旅游前，让电视机处于待机状态，然后拔掉其他电器的插头或关掉开关，记下时间和家中电能表的信息如图甲所示；两天后回到家中，再记下此时的时间和电能表的信息如图乙所示．
（1）从该电能表的表盘参数可知，当通过电能表的电流小于________A时，电能表可以稳定精确地工作．
（2）在小红外出这段时间里，她家的电视机消耗的电能是________kW•h．
【趣味链接】电能表
用来测量电路中消耗电能的仪表叫做电能表，俗称电度表、火表．电能可以转换成各种能量．如：通过电炉转换成热能，通过电动机转换成机械能，通过电灯转换成光能等。在这些转换中所消耗的电能为有功电能，而记录这种电能的电表为有功电能表．
使用电能表时要注意，在低电压（不超过500 V）和小电流（几十安）的情况下，电能表可直接接入电路进行测量；在高电压或大电流的情况下，电能表不能直接接入线路，需配合电压互感器或电流互感器使用．
【拓宽延伸】
在家庭电路中，电流通过电炉做功时，把电能转化为________能．我国西部地区有丰富的风力资源，近年来开发建设了多座大型风力发电站，风力发电站把风能转化为_______ _ 能．由于近年来我国电力供应紧张，节约用电尤为重要，请说出一条节约用电的措施_____ __ _ ．
第十八章 电功率
18.1 电能 电功
1.B
解析：A、“220 V”是说这个电能表应该在220 V的电路中使用，此说法正确；B、“5
（10）A”是说这个电能表使用时额定电流为5 A，最大电流为10 A，此说法错误；C、“50 Hz”是说这个电能表应在50 Hz的交流电路中使用，此说法正确；D、“2500 r/（kW•h）”是说接在这个电能表上的用电器每消耗1 kW•h的电能，电能表上的转盘转过2500转，此说法正确．故选B．
2.C
解析：“3000 r/（kW•h）”表示电能表每转1转，电路中消耗1/3000 kW•h的电能，电能表转盘转动30转，消耗的电能为：W=30×1/3000 kW•h=0.01 kW•h．故选C．
3. 0.1
解析：电能表盘上标有“3200 imp/（kW•h）”，说明指示灯每闪烁3200次，消耗电能1 kW•h．所以，每闪烁一次消耗电能是1/3200 kW•h．指示灯闪烁了320次，则用电器消耗的电能为：W=1/3200 kW•h×320=0.1 kW•h．
4. （1）10 （2）0.2
解析：（1）由电能表的参数可知，要使电能表稳定精确地工作，电流不能超过10 A；
（2）小红外出这段时间里，她家的电视机消耗的电能为W=812.6 kW•h -812.4 kW•h =
0.2 kW•h．
【趣味链接】内 电 出门随手关灯
解析：家庭电路中的电炉，当有电流通过时，消耗了电能，同时产生大量的热量，因此电炉是将电能转化为内能；风力发电站是利用风的能量吹动风车转动进而带动发电机发电，因此风力发电站是将风能转化为电能；节约用电的措施：出门随手关灯；夏天使用空调时，不要将温度调的太低．
二、电功率
1、电功率是表示 消耗电能快慢 的物理量，用P表示，国际制单位的主单位是 瓦特，简称瓦，符号是W。常用单位有千瓦（kW）。1kW = 1000 W 。
2、电功率与电能、时间的关系： P= W/t 在使用时，单位要统一，单位有两种可用：（1）、电功率用瓦（W），电能用 焦耳 （J），时间用 秒 （S）；（2）、电功率用 千瓦 （kW），电能用千瓦时（kW•h，度），时间用 小时 （h）。
3、1千瓦时是功率为1kW的用电器使用 一个小时 所消耗的电能。
4、电功率与电压、电流的关系公式： P= UI 单位：电功率用瓦（W），电流用安（A），电压用伏（V）。
5、用电器在额定电压下工作时的电功率（或者说用电器正常工作时的电功率），叫做 额定 功率。用电器实际工作时的电功率叫 实际 功率，电灯的亮度就取决于灯的 实际 功率。
6、推导公式：P=UI= U2/R = I2R W=Pt= UIt =I2Rt= (U2/R )t
7.家用电器的电功率（估计数值）：
1000W：空调、微波炉、电炉、电热水器；
800W：吸尘器；
500W：电吹风机、电熨斗、洗衣机；
200W：电视机、电子计算机；
100W：电冰箱、电扇。
低于1W：手电筒、计算器、电子表。
8.有关电功、电功率的公式及其适用范围：
9.用电器的额定功率和实际功率
额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。
额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。
额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。
用电器实际工作时的三种情况：
——用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光发暗，灯丝发红）
——用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）
——用电器正常工作。
电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V，额定功率是25W。
有些地区电压不稳定，使用稳压器可以获得较为稳定的电压。
额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越大。
将这两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率小；将这两个灯泡并联，额定功率大的，实际功率大。
串并联电路P实与R大小的关系
【基础过关】
1.学习了电功率的知识后，几位同学关于电功和电功率的下列说法，你认为不正确的是（ ）
A．用电器的电功率不但与通过的电流有关，还与加在它两端的电压有关
B．电流通过电动机时，电能全部转化为它的机械能
C．电流通过电炉做功的过程，实质上是电能转化为热能的过程
D．电流做的功越多，它的电功率并不一定大，还与通电时间有关
2.开关虽小，作用却大．如图所示电路，当开关S闭合后，电路中消耗的电功率将（ ）
A．增大B．减小C．不变D．无法确定
3. 小琳同学在“探究影响电灯亮度的因素”时，用甲、乙两个小灯泡连成如图所示的电路．闭合开关S后，甲、乙两灯均正常发光，但甲灯亮度比乙灯亮度大，下列说法正确的是（ ）
A．两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻
B．两灯均正常发光时，甲灯的功率等于乙灯的功率
C．若将两灯位置对换，则乙灯的亮度比甲灯的亮度大
D．如果将两灯串联在该电源上，甲灯的亮度仍然会大于乙灯的亮度
4. 小洋做实验时，把两只灯泡并联后接在电源上，如图所示．闭合开关后，发现甲灯不发光，乙灯发光，经检查，电路连线正确，两只灯泡完好无损，则甲灯不发光的原因最有可能是（ ）
A．甲灯的实际功率太小
B．甲灯的实际功率太大
C．甲灯两端的电压远大于乙灯两端的电压
D．通过甲灯的电流远大于通过乙灯的电流
5. 如图所示为一环境温度监控电路，R1为灯泡，R2为半导体材料制成的热敏电阻（电阻随温度升高而变小）．当环境温度降低时灯泡的亮度变________（选填“亮”或“暗”）．电路中消耗的总功率P变________（选填“大”或“小”）．
【趣味链接】
太阳能路灯
太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供电影响、不用开沟埋线、不消耗常规电能、只要阳光充足就可以就地安装等特点，受到人们的广泛关注；又因其不污染环境，而被称为绿色环保产品．太阳能路灯既可用于城镇公园、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度较小，交通不便，经济不发达，缺乏常规燃料，难以用常规能源发电，但太阳能资源丰富的地区，以解决这些地区人们的家用照明问题．
【拓宽延伸】
随着人们生活水平的提高，一些高科技成果已逐步走入人们的生活．如图所示是一种太阳能路灯，你能从它的相关说明中获得哪些信息（写出三条即可）？
（1）________________________；
（2）________________________；
（3）________________________；
（4）该灯工作的实质是将太阳能最终转化为________________．
18.2 电功率
1.B
解析：由P=UI可得，用电器的电功率与通过用电器的电流和加在两端的电压有关，故A选项正确；电流做功的过程实质是将电能转化为其他形式能的过程，而任何用电器都会将一部分电能转化为热能，故B选项错误；由于电炉是纯电阻电路，因此电流通过电炉做功的过程，实质上是将电能转化为热能的过程，故C选项正确；由W=Pt可得，电流做功的多少等于功率和时间的乘积，因此做功多，功率不一定大，故D选项正确．故选B．
2.A
解析：当开关S闭合后，电路中总电阻减小（由R1+R2变为R1），当电源电压不变时，电阻变小，电流变大，消耗的电功率变大．故选A．
3.A
解析：（1）两灯泡并联时，灯泡两端的电压相等，所以两灯泡位置对换时，灯泡的亮暗不变，即甲灯亮度仍比乙灯亮度大，故C不正确；因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，所以甲灯亮度比乙灯亮度大说明甲灯泡的实际功率较大，额定功率也较大，故B不正确；根据R= U2/ P可知，甲灯泡的电阻小于乙灯泡的电阻，故A正确．（2）当两灯泡串联时，通过它们的电流相等，根据P=I2R可知，乙灯泡的实际功率较大，灯泡较亮，故D不正确．故选A．
4. A
解析：由电路图可知，甲、乙两灯并联；又知电路连线正确，两只灯泡完好无损，但甲灯不发光，乙灯发光．灯泡的亮度由实际功率决定，所以甲灯不发光，有可能是甲灯的实际功率太小导致的，故A正确，B错误．甲、乙两灯并联，两灯电压相同，故C错误．甲灯的实际功率小于乙灯的实际功率，两灯电压相同，由P=UI可知，通过甲灯的电流小于通过乙灯的电流，故D错误．故选A．
5. 暗 小
解析：热敏电阻的电阻值随温度升高而变小，当环境温度降低时电阻变大．由欧姆定律可知，电源电压不变，电阻变大，电流变小．由P=I2R可知，灯泡电阻不变，电流小了，实际功率变小，灯泡变暗．由P= U2/R可知，电源电压不变，总电阻变大，电路中消耗的总功率P变小．
【趣味链接】（1）太阳能电池最大输出功率：40 W （2）使用的灯泡为高效节能灯
（3）电源电压是12 V（或者：连续阴雨时可工作3～5天；环境温度在-20～+70℃；连续照明时间为12小时） （4）光能（内能）
三、测量小灯泡的电功率
1、测量小灯泡电功率的电路图与测电阻的电路图一样。
2、进行测量时，一般要分别测量小灯泡过暗、 正常 发光、过亮时三次的电功率，但不能用求平均值的方法计算电功率，只能用小灯泡正常发光时的电功率。
（1）U实 U额时、P实 P额，用电器处于正常工作状态；
（2）U实 U额时、P实 P额，用电器不能正常工作；
（3）U实 U额时、P实 P额，用电器寿命减短，且容易烧坏。
【基础过关】
1. 在今年的实验技能考试中，实验桌上准备的器材有：学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测小灯泡及导线若干，在做测量小灯泡的电功率实验时，小明在连接电路的过程中，由于疏忽把两表的位置给颠倒了，其他连接正确无误，当开关闭合后，所产生的现象是（ ）
A．电流表被烧坏 B．电压表被烧坏
C．电压表有读数，电流表的读数几乎为0D．电流表有读数，电压表的读数几乎为0
2. 某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率．电路中电源电压保持4.5 V不变，灯泡上标有“3 V 1 W”字样．闭合开关，将滑片P滑到某一位置时，电压表的指针指示的位置如图乙所示．下列说法错误的是（ ）
A．灯泡的额定功率为1 W
B．灯泡正常发光时的电阻为9 Ω
C．灯泡的实际功率为0.64 W
D．此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8：7
3. 某同学要测一个额定电流为0.3 A的小灯泡的额定功率，他设计了如图所示电路图，请帮助该同学完成下列问题：
（1）在连接实物电路过程中，开关应处于________状态．
（2）经检查电路连接无误后，接通电路，观察到电流表指针位置如图所示，此时电路中电流为________A．
（3）假设实验时电路连接正确，器材及各接线柱的连接完好，实验中无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电路中的电流总低于0.3 A，其原因是________．
4.小红要测一个小灯泡的电功率，她选用了以下器材：一只标有“2.5 V”字样的小灯泡（灯丝电阻约为8 Ω）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器（20 Ω 1 A）、导线若干及电源（电压为4V）．
（1）请选择合适的量程，用笔画线代替导线，将图中的电路实物图连接完整．
（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于________（选填“最左”或“最右”） 端．
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电功率
电功率指单位时间用电器所消耗的电能，它的国际单位为瓦特．当电流通过一个电路时，它能够转换能量成机械能或是发热。
【拓宽延伸】
现有两个标记模糊不清，外形相同，额定电压都是220 V，但额定电功率相差较大的白炽灯泡．请你简要写出三种方法判断哪一个灯的额定功率比较大．
18.3 测量小灯泡的电功率
1.C
解析：当把电压表和电流表的位置颠倒后，由于电压表串联在电路中，且电压表的阻值特别大，所以导致电路中的电流很小，所以电压表有读数，电流表的读数几乎为零．故选C．
2. C
解析：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流．（1）由灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，确定电压表的量程并读出电压表的示数，根据I= P/ U求出额定电流，根据欧姆定律求出其电阻；（2）根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，先假设灯泡的电阻不变，根据P= U2/ R求出此时灯泡的实际功率，再根据灯泡的电阻与温度有关，判断此时灯泡实际功率的大小；（3）根据根据串联电路电阻的分压特点求出此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比．故选C．
3.（1）断开 （2）0.1 （3）电源电压小于灯泡的额定电压
解析：（1）在连接实物图时，为了保护电路，开关要处于断开状态；（2）从图中可以看出电流表的量程为0.6 A，分度值为0.02 A，因此电流值为0.1 A；（3）因为实验时电路连接正确，器材及各接线柱的连接完好，所以原因只能是电源电压太低．
4. （1）如图所示
（2）最右
解析：（1）灯泡的额定电流约为I额= U额/ R=2.5 V/8 Ω=0.3125 A＜0.6 A，所以电流表选0～0.6 A的量程，且串联在电路中，电流从正接线柱流入负接线柱流出；滑动变阻器的任意上方接线柱与电流表相连，如图所示；（2）闭合开关前，保护电路的滑动变阻器的滑片应位于最大阻值的右端．
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答：（1）观察灯丝：因为灯丝（钨丝）长度差不多，较粗的电阻小，额定功率比较大，即灯丝粗的电功率大；（2）把两个灯泡串联接在家庭电路上，由P=I2R可知电阻大的实际功率大（较亮），即：串联接在家庭电路中亮的额定功率小；（3）把两个灯泡并联接在家庭电路上，使其都在额定电压下正常发光，亮的额定功率大．
思维点睛：知道额定电压相同，由公式P= U2 / R可知，电功率大的电阻小，所以可以通过比较灯丝粗细（电阻不同）、串联起来（电阻大的亮）、并联起来（电功率大的亮）来分析．
四、焦耳定律
1、结论： eq \\ac(○,1)在导体的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越
eq \\ac(○,2)在导体的电阻和通电时间相同时，导体中的电流越大，产生的热量越
eq \\ac(○,3)在导体的电阻和电流相同时，通电时间越长，产生的热量越 。
2、内容：电流通过导体产生的热量跟电流的 平方 成正比，跟导体的 电阻 成正比，跟通电时间成正比。公式为：Q= I2Rt 。当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有Q=W，可用电功公式算Q，即Q=W=Pt=UIt= I2Rt =( U2/R)t。
【基础过关】
1. 电流具有热效应，学习了电流的热效应后，关于电热的下列几个说法错误的是（ ）
A．电热会烧毁电器元件，引发火灾，有百害而无一利
B．电流通过任何用电器都或多或少地会产生热量
C．因为电流过大产生电热而烧坏局部电路，可用于整体电路的保护
D．为防止电热带来的危害，要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热
2. 如图所示两个相同的烧瓶中各放置一段电阻丝（ R甲＞R乙），在瓶中盛入等量煤油并插入温度计，通电一段时间后，甲瓶中温度计示数比乙瓶中温度计示数高．该现象说明了电流产生的热量与下列哪个因素有关？（ ）
A．通电时间B．电流
C．电荷量D．电阻
3.如图所示，R1=10 Ω，R2=20 Ω，当开关闭合，电流在相同时间内通过电阻R1与R2上产生的热量之比为________，某同学想测R1和R2两端的电压，电路连接好后，测出了R1两端的电压，继续测R2两端电压时，断开A点后，以CD为轴线，将电压表沿水平方向转180度到如图虚线所示位置，连接后闭合开关，则电压表表盘上会观察到：________________．
4.据《城市商报》报道：夏日，我市部分地区居民集中用电，因为线路老化，引发火灾，其原因是：集中用电，消耗的总功率过大，使线路的________超过安全电流值，产生过多的________，导致电线过热，引发火灾．
5.用如图所示的装置探究“电流做功与电压的大小之间的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段材料、横截面积均相同的电阻丝，瓶中温度计显示煤油的温度．
（1）实验中电流做功的多少是根据煤油________变化的大小来判断的，为比较两电阻做功的多少，两瓶煤油的质量应________．
（2）“水比较容易获得，为什么不用水代替煤油？”对此合理的解释是________．（填字母）
A．煤油有颜色便于观察 B．煤油密度较小 C．煤油比热容较小
（3）两瓶中电阻________联使得通过它们的电流和通电时间相等，甲瓶中的电阻丝较长，电阻较________，电压较高．
（4）实验发现，甲瓶温度升高较多．表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体两端的电压越高，电流做功越________．
【趣味链接】
电热水器
电热水器，是利用电加热方法提供生活用热水的电器。按加热方式分为快热式和贮水式两种。 电热水器的功率一般为900～7500 W。内胆是电热水器的关键．为了防止内表面受到腐蚀，机内还装有一根镁棒，镁棒在热水器中是作为牺牲阳极使用的．上水时必须将出水口打开，作封闭式安装时，加热期间进水阀必须处于开启状态．电热水器如果使用时间长了，电热水器要每年进行一下维护．
【拓宽延伸】
小宇家新安装了一台电热水器，电热水器的铭牌旁贴有如下两条警示语．请你应用学过的物理知识对这段警示语中的必要性给予合理的解释．
（1）必须确认贮水后，才能通电加热．
（2）在气温低于0℃的寒冷季节，欲长时间停用热水器，请先排空热水器中的水．
18.4 焦耳定律
1.A
解析：电流的热效应有不利的因素，如电热会烧毁电器元器件，引发火灾，但电热并不都是有害的，在我们生活中和许多产业中都要用到电热．如家里的电饭锅、电熨斗，养鸡场的电热孵化器等都是利用电热的，所以选项A的说法是错误的；任何用电器中都有导线，导线都有电阻，当电流经过电阻时，就会产生热量，所以选项B的说法是正确的；保险丝是用电阻率大而熔点低的材料制成的，当电流过大时，它由于温度升高而熔断，切断电路，起到保护的作用，所以选项C的说法是正确的；为防止电热带来的危害，我们要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热，目的就是为了防止用电器由于温度过高而损坏用电器，所以选项D的说法是正确的．故选 A．
2.D
解析：已知：R甲＞R乙，I甲=I乙，通电时间t相同，由Q=I2Rt可知，Q甲＞Q乙；又因为甲、乙两个完全相同的烧瓶里装有等质量的煤油，所以甲烧瓶内煤油温度升高的快的原因是因为该瓶内的电阻大；故本实验研究的是电流产生的热量与导体电阻的关系．故选D．
3. 1：2 电压表的指针反向偏转
解析：（1）由图知，R1和R2串联，通过R1和R2的电流：I1=I2，因为Q=I2Rt，通电时间t相等，所以电流通过R1、R2产生的热量之比：Q1：Q2=I2R1t：I2R2t=R1：R2=10 Ω：20 Ω=
1：2；（2）沿水平方向转180度到如图虚线位置后，D还是接的电压表的负接线柱，此时电压表的正负接线柱接反，指针反向偏转．
4.电流 热量
解析：由于各居民家用电器是并联的，集中用电，消耗的总功率会过大，则干路中的电流会过大，根据焦耳定律，产生过多的热量，引发火灾．
5.（1）温度 相等 （2）C （3）串 大 （4）多
解析：（1）电流通过电阻丝会产生热量，瓶中的煤油吸热温度会升高，利用转化法，根据煤油温度变化的大小来判断电流做功的多少，并且在此利用控制变量法，从公式△t= Q/ cm可知应控制两瓶中煤油的质量相等．（2）借助煤油温度变化的大小来判断电流做功的多少，因此温度的变化越明显越好，质量相同的水和煤油，吸收相同的热量，由于煤油的比热容较小，所以温度变化较大．（3）从串联和并联电路的电路的特点可知，要想使通过两瓶中电阻丝的电流和通电时间相等，应让两电阻丝串联，而两电阻丝的材料、横截面积均相同，但甲瓶中的电阻丝较长，所以其电阻较大，分担的电压较大．（4）从（3）题中可知甲瓶中电阻丝的阻值大于乙瓶中电阻丝的阻值，根据串联分压的特点，甲瓶中电阻丝两端的电压大于乙瓶中电阻丝两端的电压，而甲瓶温度升高较多，所以在电流和通电时间相同的情况下，导体两端的电压越高，电流做功越多．
【趣味链接】
（1）若水箱中无水，通电后水箱中热水器的温度会快速持续上升，直至损坏热水器．
（2）在气温低于0℃的寒冷季节，长时间停用热水器，热水器中的水会因凝固结冰而体积增大胀破热水器．
思维点睛：（1）热水器中的加热元件在不烧水时通电，很容易因温度过高而损坏；（2）水的凝固点是0℃，当水温低于0℃时会凝固成冰，并且体积变大．
串并联电路特点
1、串联电路有以下几个特点：
电流：I=I1=I2=……=In（串联电路中的电流 处处相等 ）
电压：U=U1+U2+……+Un（串联电路中总电压等于 各部分电压之和 ）
电阻：R=R1+R2+……+Rn（串联电路中总电阻等于 各电阻之和 ）。如果n个阻值为r的电阻串联，则有R =nr
串联电路分压规律： eq \f(U1,U2) = eq \f(R1,R2) 计算U1、U2可用：U1= eq \f(R1, R1+R2)U总 U2= eq \f(R2, R1+R2)U总
串联电路比例关系： eq \f(I1,I2) = eq \f(1,1) eq \f(W1,W2) = eq \f(Q1,Q2) = eq \f(P1,P2) = eq \f(U1,U2) = eq \f(R1,R2)
2、并联电路有以下几个特点：
电流：I=I1+I2+……+In（并联电路中干路电流等于 各支路电流之和 ）
电压：U=U1=U2=……=Un（并联电路中总电压 等于各支路电压 ）
电阻：1/R=1/R1+1/R2+……+1/Rn（并联电路中总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和）。如果n个阻值为r的电阻并联，则有R=r/n
并联电路分流规律： eq \f(I1,I2) = eq \f(R2,R1) 计算I1、I2可用：I1= eq \f(R2, R1+R2)I总 I2= eq \f(R1, R1+R2)I总
并联电路比例关系：电压： eq \f(U1,U2) = eq \f(1,1) eq \f(W1,W2) = eq \f(Q1,Q2) = eq \f(P1,P2) = eq \f(I1,I2) = eq \f(R2,R1)
3、实际功率与额定功率的计算：同一个电阻或灯炮，接在不同的电压下使用，则有： eq \f(P实,P额) = eq \f(U2实,U2额)
如：当实际电压是额定电压的一半时，则实际功率就是额定功率的1/4。例“220V 100W”是表示额定电压是220V，额定功率是100W的灯泡如果接在110V的电路中，则实际功率是 25 W。
第十八章 电功率
1. 如图所示是测定小灯泡额定功率的实验电路，如果考虑到电压表和电流表本身有一定的电阻，那么小灯泡额定功率的测量值应该比实际值（ ）
A．大B．小 C．相等D．无法确定
2. 小英去郊外游玩时，看到远处有许多小鸟停在电线上，如图所示．刚要跑去看个究竟，爸爸忙阻止她：那是高压线，很危险，会触电的！小英想：难道小鸟不怕触电吗？对此现象，以下解释合理的是（ ）
A．小鸟是绝缘体
B．小鸟的抗压能力好
C．小鸟在电线上相当于和电线并联，两脚间的距离很小，分得的电压很小
D．小鸟的电阻很大，即使电压很高，通过身体的电流也很小
3. 在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热，老化更快．这是因为（ ）
A．连接处的电流较大B．连接处的电流较小
C．连接处的电阻较大D．连接处的电阻较小
4. 同学们用泡沫塑料为校运会制作吉祥物“菲菲”，同学分别制作了三把不同的电热锯，用来切割泡沫塑料，如图所示，制作过程中他们发现这些锯子的切割能力不同．切割能力越强证明放出的热量________（选填“越多”、或“越少”），表明电阻丝的电阻________（选填“越大”或“越小”）．
5. 小明家新安装了一台电热水器，电热水器的铭牌如图所示．若自来水的温度是10℃，充满水后，小明将调温开关打开，接通电源，加热指示灯亮；达到设定温度时，加热指示灯熄灭，热水器中的水一共吸收1.155×107 J热量．请你帮助小明回答下列问题：
（1）若不考虑能量损失，从接通电源到指示灯熄灭需要多少时间？
（2）若实际经过2 h 30 min指示灯才熄灭，则热水器的效率是多少？
【新闻直播】
2013年2月28日，由市委宣传部、团市委等单位主办的“地球一小时”公益活动正式启动，主题是“公益护照·绿色一周”，倡导市民选择使用环保袋、少开车、自带餐具等绿色生活方式。今年的“地球一小时”熄灯仪式将于3月23日举行．
地球一小时（Earth Hur）是WWF（世界自然基金会）应对全球气候变化所提出的一项倡议，希望个人、社区、企业和政府在特定的时间熄灯一小时，来表明他们对应对气候变化行动的支持。该活动的时间是每年3月最后一个星期六20:30～21:30．
【拓宽延伸】
“地球一小时”号召人们在每年3月27日晚自愿关灯一小时．假设某市区有5万个家庭响应号召，每个家庭照明灯平均功率约为60 W，则可节约________kW•h的电能。相当于________kg热值约3×107 J/kg的标准煤完全燃烧所产生的能量．
第十八章 电功率
1. A
解析：由电路图知：电压表测量值U测与灯泡两端电压的实际值U相等；由于电压表的分流作用，电流表测量值I测大于流过灯泡的实际电流I；由于U测=U，I测＞I，则P测=U测I测大于灯泡的实际功率P=UI．由以上分析知：小灯泡额定功率的测量值应该比实际值大．故选A．
2. C
解析：落在高压线上的鸟儿不会触电死亡，是因为鸟儿双脚落在同一条导线上，两脚之间的距离很小，导致小鸟两端的电压很低，根据欧姆定律可知几乎没有电流流过鸟的身体，所以不会被电死．
3.C
解析：在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，因为导线连接处与导线串联在电路中，所以通过的电流相等、通电时间相等，因为Q=I2Rt，所以连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，甚至引起火灾．由上述可知选项A、B、D都不正确．故选C．
4. 越多 越小
解析：因为电热据是利用电阻丝产生的热量来进行切割的，因此切割能力越强说明放出的热量越多，由Q= U2/ Rt可得，在电压和通电时间一定时，电阻越小，产生的热量越多，切割能力越强．
5. （1）从接通电源到指示灯熄灭需要7700 s； （2）热水器的效率约为85.6%．
解析：（1）不考虑能量损失时，W=Q吸=1.155×107 J，t= W/ P=1.155×107 J/1500 W=
7700 s；
（2）电热水器消耗的电功：W′=Pt′=1500 W×（2×3600 s+30×60 s）=1.35×107 J，
热水器的效率：η= W/ W′=1.155×107 J/1.35×107 J≈85.6%．
【趣味链接】3000 360
思维点睛：因为P= W/ t，所以节约的电能W=Pt=0.06 kW×50000×1 h=3000 kW•h；由题知，Q放=W=3000 kW•h=1.08×1010 J，根据公式Q放=qm得知：m= Q放/ q=1.08×1010 J/3×
107 J/kg= 360 kg．所以相当于燃烧360 kg煤的热量．
电功
电功率
公式的适用范围
普遍适用
普遍适用
只适用于纯电阻电路（只含电阻的电路）
只适用于纯电阻电路
项目
串联电路
并联电路
P实与R的关系
串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大
并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大
灯泡发光亮度
实际电压大的P实越大，因此实际电压大的灯泡较亮
通过电流大的P实越大，因此通过电流大的灯泡较亮
电阻大的P实越大，因此电阻大的灯泡较亮
电阻小的P实越大，因此电阻小的灯泡较亮
串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器阻值增大时分压也大，小灯泡实际电压减小，小灯泡发光较暗
并接上滑动变阻器的电灯，由于并联电路中各部分互不干扰，所以通过小灯泡所在支路的电流不变，小灯泡发光情况不变
第一节 电能 电功
一、电能
1、电能用 W 表示，常用单位是 千瓦时（kW·h），又叫“度”，在物理学中能量的通用单位是焦耳（J），简称焦。1kW•h= 3.6×106 J。
2、电能表是 测量用电器在一段时间内消耗电能多少 的仪器。几个重要参数：“220V”是指这个电能表应该在220V的电路中使用；“ 20A”指这个电能表的额定电流为 20 A；“50Hz”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；“2500revs/kW•h”指这个电能表的每消耗一千瓦时的电能，转盘转过 2500转。
4、电能转化为其他形式能的过程是 电流做功 的过程，电流做了多少功就消耗了多少电能，也就是有多少电能转化为 其他形式的能量 。实质上，电功就是电能，也用W表示，通用单位也是 焦耳 （J），常用单位是千瓦时（kW•h）。公式W= UIt 。
【基础过关】
1. 如图所示是建中同学拍摄的家中电能表的照片，对其中的重要参数，下列说法中错误的是（ ）
A．“220 V”是说这个电能表应该在220 V的电路中使用
B．“5（10）A”是说这个电能表使用时额定最大电流为5 A
C．“50 Hz”是说这个电能表应在50 Hz的交流电路中使用
D．“2500 r/（kW•h）”是说接在这个电能表上的用电器每消耗1 kW•h的电能，电能表上的转盘转过2500转
2. 张华家电能表的盘面上标有“3000 r/（kW•h）”的字样，当接入一个用电器正常工作时，1 min内电能表的转盘转了30转，则该电器消耗的电能是（ ）
A．1 kW•hB．0.1 kW•hC．0.01 kW•hD．0.001 kW•h
3. 电子式电能表已开始走进千家万户，如图所示为某电子式电能表的表盘（局部）．若某用电器单独接在该电能表上，用电器正常工作10 min，指示灯闪烁了320次，则10 min内该用电器消耗的电能为________kW•h．
4. 小红在家中看电视时，把遥控器一摁，电视关了，可是还有一个指示灯亮着（此时，电视机处于待机状态）．学习了电能的知识后，于是她想：这时电视机是否还在消耗电能呢？如果消耗电能，具体情况又是怎样的？于是她设计了如下方案进行探究：全家外出旅游前，让电视机处于待机状态，然后拔掉其他电器的插头或关掉开关，记下时间和家中电能表的信息如图甲所示；两天后回到家中，再记下此时的时间和电能表的信息如图乙所示．
（1）从该电能表的表盘参数可知，当通过电能表的电流小于________A时，电能表可以稳定精确地工作．
（2）在小红外出这段时间里，她家的电视机消耗的电能是________kW•h．
【趣味链接】电能表
用来测量电路中消耗电能的仪表叫做电能表，俗称电度表、火表．电能可以转换成各种能量．如：通过电炉转换成热能，通过电动机转换成机械能，通过电灯转换成光能等。在这些转换中所消耗的电能为有功电能，而记录这种电能的电表为有功电能表．
使用电能表时要注意，在低电压（不超过500 V）和小电流（几十安）的情况下，电能表可直接接入电路进行测量；在高电压或大电流的情况下，电能表不能直接接入线路，需配合电压互感器或电流互感器使用．
【拓宽延伸】
在家庭电路中，电流通过电炉做功时，把电能转化为________能．我国西部地区有丰富的风力资源，近年来开发建设了多座大型风力发电站，风力发电站把风能转化为_______ _ 能．由于近年来我国电力供应紧张，节约用电尤为重要，请说出一条节约用电的措施_____ __ _ ．
第十八章 电功率
18.1 电能 电功
1.B
解析：A、“220 V”是说这个电能表应该在220 V的电路中使用，此说法正确；B、“5
（10）A”是说这个电能表使用时额定电流为5 A，最大电流为10 A，此说法错误；C、“50 Hz”是说这个电能表应在50 Hz的交流电路中使用，此说法正确；D、“2500 r/（kW•h）”是说接在这个电能表上的用电器每消耗1 kW•h的电能，电能表上的转盘转过2500转，此说法正确．故选B．
2.C
解析：“3000 r/（kW•h）”表示电能表每转1转，电路中消耗1/3000 kW•h的电能，电能表转盘转动30转，消耗的电能为：W=30×1/3000 kW•h=0.01 kW•h．故选C．
3. 0.1
解析：电能表盘上标有“3200 imp/（kW•h）”，说明指示灯每闪烁3200次，消耗电能1 kW•h．所以，每闪烁一次消耗电能是1/3200 kW•h．指示灯闪烁了320次，则用电器消耗的电能为：W=1/3200 kW•h×320=0.1 kW•h．
4. （1）10 （2）0.2
解析：（1）由电能表的参数可知，要使电能表稳定精确地工作，电流不能超过10 A；
（2）小红外出这段时间里，她家的电视机消耗的电能为W=812.6 kW•h -812.4 kW•h =
0.2 kW•h．
【趣味链接】内 电 出门随手关灯
解析：家庭电路中的电炉，当有电流通过时，消耗了电能，同时产生大量的热量，因此电炉是将电能转化为内能；风力发电站是利用风的能量吹动风车转动进而带动发电机发电，因此风力发电站是将风能转化为电能；节约用电的措施：出门随手关灯；夏天使用空调时，不要将温度调的太低．
二、电功率
1、电功率是表示 消耗电能快慢 的物理量，用P表示，国际制单位的主单位是 瓦特，简称瓦，符号是W。常用单位有千瓦（kW）。1kW = 1000 W 。
2、电功率与电能、时间的关系： P= W/t 在使用时，单位要统一，单位有两种可用：（1）、电功率用瓦（W），电能用 焦耳 （J），时间用 秒 （S）；（2）、电功率用 千瓦 （kW），电能用千瓦时（kW•h，度），时间用 小时 （h）。
3、1千瓦时是功率为1kW的用电器使用 一个小时 所消耗的电能。
4、电功率与电压、电流的关系公式： P= UI 单位：电功率用瓦（W），电流用安（A），电压用伏（V）。
5、用电器在额定电压下工作时的电功率（或者说用电器正常工作时的电功率），叫做 额定 功率。用电器实际工作时的电功率叫 实际 功率，电灯的亮度就取决于灯的 实际 功率。
6、推导公式：P=UI= U2/R = I2R W=Pt= UIt =I2Rt= (U2/R )t
7.家用电器的电功率（估计数值）：
1000W：空调、微波炉、电炉、电热水器；
800W：吸尘器；
500W：电吹风机、电熨斗、洗衣机；
200W：电视机、电子计算机；
100W：电冰箱、电扇。
低于1W：手电筒、计算器、电子表。
8.有关电功、电功率的公式及其适用范围：
9.用电器的额定功率和实际功率
额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。
额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。
额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。
用电器实际工作时的三种情况：
——用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光发暗，灯丝发红）
——用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）
——用电器正常工作。
电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V，额定功率是25W。
有些地区电压不稳定，使用稳压器可以获得较为稳定的电压。
额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越大。
将这两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率小；将这两个灯泡并联，额定功率大的，实际功率大。
串并联电路P实与R大小的关系
【基础过关】
1.学习了电功率的知识后，几位同学关于电功和电功率的下列说法，你认为不正确的是（ ）
A．用电器的电功率不但与通过的电流有关，还与加在它两端的电压有关
B．电流通过电动机时，电能全部转化为它的机械能
C．电流通过电炉做功的过程，实质上是电能转化为热能的过程
D．电流做的功越多，它的电功率并不一定大，还与通电时间有关
2.开关虽小，作用却大．如图所示电路，当开关S闭合后，电路中消耗的电功率将（ ）
A．增大B．减小C．不变D．无法确定
3. 小琳同学在“探究影响电灯亮度的因素”时，用甲、乙两个小灯泡连成如图所示的电路．闭合开关S后，甲、乙两灯均正常发光，但甲灯亮度比乙灯亮度大，下列说法正确的是（ ）
A．两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻
B．两灯均正常发光时，甲灯的功率等于乙灯的功率
C．若将两灯位置对换，则乙灯的亮度比甲灯的亮度大
D．如果将两灯串联在该电源上，甲灯的亮度仍然会大于乙灯的亮度
4. 小洋做实验时，把两只灯泡并联后接在电源上，如图所示．闭合开关后，发现甲灯不发光，乙灯发光，经检查，电路连线正确，两只灯泡完好无损，则甲灯不发光的原因最有可能是（ ）
A．甲灯的实际功率太小
B．甲灯的实际功率太大
C．甲灯两端的电压远大于乙灯两端的电压
D．通过甲灯的电流远大于通过乙灯的电流
5. 如图所示为一环境温度监控电路，R1为灯泡，R2为半导体材料制成的热敏电阻（电阻随温度升高而变小）．当环境温度降低时灯泡的亮度变________（选填“亮”或“暗”）．电路中消耗的总功率P变________（选填“大”或“小”）．
【趣味链接】
太阳能路灯
太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供电影响、不用开沟埋线、不消耗常规电能、只要阳光充足就可以就地安装等特点，受到人们的广泛关注；又因其不污染环境，而被称为绿色环保产品．太阳能路灯既可用于城镇公园、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度较小，交通不便，经济不发达，缺乏常规燃料，难以用常规能源发电，但太阳能资源丰富的地区，以解决这些地区人们的家用照明问题．
【拓宽延伸】
随着人们生活水平的提高，一些高科技成果已逐步走入人们的生活．如图所示是一种太阳能路灯，你能从它的相关说明中获得哪些信息（写出三条即可）？
（1）________________________；
（2）________________________；
（3）________________________；
（4）该灯工作的实质是将太阳能最终转化为________________．
18.2 电功率
1.B
解析：由P=UI可得，用电器的电功率与通过用电器的电流和加在两端的电压有关，故A选项正确；电流做功的过程实质是将电能转化为其他形式能的过程，而任何用电器都会将一部分电能转化为热能，故B选项错误；由于电炉是纯电阻电路，因此电流通过电炉做功的过程，实质上是将电能转化为热能的过程，故C选项正确；由W=Pt可得，电流做功的多少等于功率和时间的乘积，因此做功多，功率不一定大，故D选项正确．故选B．
2.A
解析：当开关S闭合后，电路中总电阻减小（由R1+R2变为R1），当电源电压不变时，电阻变小，电流变大，消耗的电功率变大．故选A．
3.A
解析：（1）两灯泡并联时，灯泡两端的电压相等，所以两灯泡位置对换时，灯泡的亮暗不变，即甲灯亮度仍比乙灯亮度大，故C不正确；因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，所以甲灯亮度比乙灯亮度大说明甲灯泡的实际功率较大，额定功率也较大，故B不正确；根据R= U2/ P可知，甲灯泡的电阻小于乙灯泡的电阻，故A正确．（2）当两灯泡串联时，通过它们的电流相等，根据P=I2R可知，乙灯泡的实际功率较大，灯泡较亮，故D不正确．故选A．
4. A
解析：由电路图可知，甲、乙两灯并联；又知电路连线正确，两只灯泡完好无损，但甲灯不发光，乙灯发光．灯泡的亮度由实际功率决定，所以甲灯不发光，有可能是甲灯的实际功率太小导致的，故A正确，B错误．甲、乙两灯并联，两灯电压相同，故C错误．甲灯的实际功率小于乙灯的实际功率，两灯电压相同，由P=UI可知，通过甲灯的电流小于通过乙灯的电流，故D错误．故选A．
5. 暗 小
解析：热敏电阻的电阻值随温度升高而变小，当环境温度降低时电阻变大．由欧姆定律可知，电源电压不变，电阻变大，电流变小．由P=I2R可知，灯泡电阻不变，电流小了，实际功率变小，灯泡变暗．由P= U2/R可知，电源电压不变，总电阻变大，电路中消耗的总功率P变小．
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（3）电源电压是12 V（或者：连续阴雨时可工作3～5天；环境温度在-20～+70℃；连续照明时间为12小时） （4）光能（内能）
三、测量小灯泡的电功率
1、测量小灯泡电功率的电路图与测电阻的电路图一样。
2、进行测量时，一般要分别测量小灯泡过暗、 正常 发光、过亮时三次的电功率，但不能用求平均值的方法计算电功率，只能用小灯泡正常发光时的电功率。
（1）U实 U额时、P实 P额，用电器处于正常工作状态；
（2）U实 U额时、P实 P额，用电器不能正常工作；
（3）U实 U额时、P实 P额，用电器寿命减短，且容易烧坏。
【基础过关】
1. 在今年的实验技能考试中，实验桌上准备的器材有：学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测小灯泡及导线若干，在做测量小灯泡的电功率实验时，小明在连接电路的过程中，由于疏忽把两表的位置给颠倒了，其他连接正确无误，当开关闭合后，所产生的现象是（ ）
A．电流表被烧坏 B．电压表被烧坏
C．电压表有读数，电流表的读数几乎为0D．电流表有读数，电压表的读数几乎为0
2. 某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率．电路中电源电压保持4.5 V不变，灯泡上标有“3 V 1 W”字样．闭合开关，将滑片P滑到某一位置时，电压表的指针指示的位置如图乙所示．下列说法错误的是（ ）
A．灯泡的额定功率为1 W
B．灯泡正常发光时的电阻为9 Ω
C．灯泡的实际功率为0.64 W
D．此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8：7
3. 某同学要测一个额定电流为0.3 A的小灯泡的额定功率，他设计了如图所示电路图，请帮助该同学完成下列问题：
（1）在连接实物电路过程中，开关应处于________状态．
（2）经检查电路连接无误后，接通电路，观察到电流表指针位置如图所示，此时电路中电流为________A．
（3）假设实验时电路连接正确，器材及各接线柱的连接完好，实验中无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电路中的电流总低于0.3 A，其原因是________．
4.小红要测一个小灯泡的电功率，她选用了以下器材：一只标有“2.5 V”字样的小灯泡（灯丝电阻约为8 Ω）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器（20 Ω 1 A）、导线若干及电源（电压为4V）．
（1）请选择合适的量程，用笔画线代替导线，将图中的电路实物图连接完整．
（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于________（选填“最左”或“最右”） 端．
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电功率
电功率指单位时间用电器所消耗的电能，它的国际单位为瓦特．当电流通过一个电路时，它能够转换能量成机械能或是发热。
【拓宽延伸】
现有两个标记模糊不清，外形相同，额定电压都是220 V，但额定电功率相差较大的白炽灯泡．请你简要写出三种方法判断哪一个灯的额定功率比较大．
18.3 测量小灯泡的电功率
1.C
解析：当把电压表和电流表的位置颠倒后，由于电压表串联在电路中，且电压表的阻值特别大，所以导致电路中的电流很小，所以电压表有读数，电流表的读数几乎为零．故选C．
2. C
解析：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流．（1）由灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，确定电压表的量程并读出电压表的示数，根据I= P/ U求出额定电流，根据欧姆定律求出其电阻；（2）根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，先假设灯泡的电阻不变，根据P= U2/ R求出此时灯泡的实际功率，再根据灯泡的电阻与温度有关，判断此时灯泡实际功率的大小；（3）根据根据串联电路电阻的分压特点求出此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比．故选C．
3.（1）断开 （2）0.1 （3）电源电压小于灯泡的额定电压
解析：（1）在连接实物图时，为了保护电路，开关要处于断开状态；（2）从图中可以看出电流表的量程为0.6 A，分度值为0.02 A，因此电流值为0.1 A；（3）因为实验时电路连接正确，器材及各接线柱的连接完好，所以原因只能是电源电压太低．
4. （1）如图所示
（2）最右
解析：（1）灯泡的额定电流约为I额= U额/ R=2.5 V/8 Ω=0.3125 A＜0.6 A，所以电流表选0～0.6 A的量程，且串联在电路中，电流从正接线柱流入负接线柱流出；滑动变阻器的任意上方接线柱与电流表相连，如图所示；（2）闭合开关前，保护电路的滑动变阻器的滑片应位于最大阻值的右端．
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答：（1）观察灯丝：因为灯丝（钨丝）长度差不多，较粗的电阻小，额定功率比较大，即灯丝粗的电功率大；（2）把两个灯泡串联接在家庭电路上，由P=I2R可知电阻大的实际功率大（较亮），即：串联接在家庭电路中亮的额定功率小；（3）把两个灯泡并联接在家庭电路上，使其都在额定电压下正常发光，亮的额定功率大．
思维点睛：知道额定电压相同，由公式P= U2 / R可知，电功率大的电阻小，所以可以通过比较灯丝粗细（电阻不同）、串联起来（电阻大的亮）、并联起来（电功率大的亮）来分析．
四、焦耳定律
1、结论： eq \\ac(○,1)在导体的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越
eq \\ac(○,2)在导体的电阻和通电时间相同时，导体中的电流越大，产生的热量越
eq \\ac(○,3)在导体的电阻和电流相同时，通电时间越长，产生的热量越 。
2、内容：电流通过导体产生的热量跟电流的 平方 成正比，跟导体的 电阻 成正比，跟通电时间成正比。公式为：Q= I2Rt 。当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有Q=W，可用电功公式算Q，即Q=W=Pt=UIt= I2Rt =( U2/R)t。
【基础过关】
1. 电流具有热效应，学习了电流的热效应后，关于电热的下列几个说法错误的是（ ）
A．电热会烧毁电器元件，引发火灾，有百害而无一利
B．电流通过任何用电器都或多或少地会产生热量
C．因为电流过大产生电热而烧坏局部电路，可用于整体电路的保护
D．为防止电热带来的危害，要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热
2. 如图所示两个相同的烧瓶中各放置一段电阻丝（ R甲＞R乙），在瓶中盛入等量煤油并插入温度计，通电一段时间后，甲瓶中温度计示数比乙瓶中温度计示数高．该现象说明了电流产生的热量与下列哪个因素有关？（ ）
A．通电时间B．电流
C．电荷量D．电阻
3.如图所示，R1=10 Ω，R2=20 Ω，当开关闭合，电流在相同时间内通过电阻R1与R2上产生的热量之比为________，某同学想测R1和R2两端的电压，电路连接好后，测出了R1两端的电压，继续测R2两端电压时，断开A点后，以CD为轴线，将电压表沿水平方向转180度到如图虚线所示位置，连接后闭合开关，则电压表表盘上会观察到：________________．
4.据《城市商报》报道：夏日，我市部分地区居民集中用电，因为线路老化，引发火灾，其原因是：集中用电，消耗的总功率过大，使线路的________超过安全电流值，产生过多的________，导致电线过热，引发火灾．
5.用如图所示的装置探究“电流做功与电压的大小之间的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段材料、横截面积均相同的电阻丝，瓶中温度计显示煤油的温度．
（1）实验中电流做功的多少是根据煤油________变化的大小来判断的，为比较两电阻做功的多少，两瓶煤油的质量应________．
（2）“水比较容易获得，为什么不用水代替煤油？”对此合理的解释是________．（填字母）
A．煤油有颜色便于观察 B．煤油密度较小 C．煤油比热容较小
（3）两瓶中电阻________联使得通过它们的电流和通电时间相等，甲瓶中的电阻丝较长，电阻较________，电压较高．
（4）实验发现，甲瓶温度升高较多．表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体两端的电压越高，电流做功越________．
【趣味链接】
电热水器
电热水器，是利用电加热方法提供生活用热水的电器。按加热方式分为快热式和贮水式两种。 电热水器的功率一般为900～7500 W。内胆是电热水器的关键．为了防止内表面受到腐蚀，机内还装有一根镁棒，镁棒在热水器中是作为牺牲阳极使用的．上水时必须将出水口打开，作封闭式安装时，加热期间进水阀必须处于开启状态．电热水器如果使用时间长了，电热水器要每年进行一下维护．
【拓宽延伸】
小宇家新安装了一台电热水器，电热水器的铭牌旁贴有如下两条警示语．请你应用学过的物理知识对这段警示语中的必要性给予合理的解释．
（1）必须确认贮水后，才能通电加热．
（2）在气温低于0℃的寒冷季节，欲长时间停用热水器，请先排空热水器中的水．
18.4 焦耳定律
1.A
解析：电流的热效应有不利的因素，如电热会烧毁电器元器件，引发火灾，但电热并不都是有害的，在我们生活中和许多产业中都要用到电热．如家里的电饭锅、电熨斗，养鸡场的电热孵化器等都是利用电热的，所以选项A的说法是错误的；任何用电器中都有导线，导线都有电阻，当电流经过电阻时，就会产生热量，所以选项B的说法是正确的；保险丝是用电阻率大而熔点低的材料制成的，当电流过大时，它由于温度升高而熔断，切断电路，起到保护的作用，所以选项C的说法是正确的；为防止电热带来的危害，我们要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热，目的就是为了防止用电器由于温度过高而损坏用电器，所以选项D的说法是正确的．故选 A．
2.D
解析：已知：R甲＞R乙，I甲=I乙，通电时间t相同，由Q=I2Rt可知，Q甲＞Q乙；又因为甲、乙两个完全相同的烧瓶里装有等质量的煤油，所以甲烧瓶内煤油温度升高的快的原因是因为该瓶内的电阻大；故本实验研究的是电流产生的热量与导体电阻的关系．故选D．
3. 1：2 电压表的指针反向偏转
解析：（1）由图知，R1和R2串联，通过R1和R2的电流：I1=I2，因为Q=I2Rt，通电时间t相等，所以电流通过R1、R2产生的热量之比：Q1：Q2=I2R1t：I2R2t=R1：R2=10 Ω：20 Ω=
1：2；（2）沿水平方向转180度到如图虚线位置后，D还是接的电压表的负接线柱，此时电压表的正负接线柱接反，指针反向偏转．
4.电流 热量
解析：由于各居民家用电器是并联的，集中用电，消耗的总功率会过大，则干路中的电流会过大，根据焦耳定律，产生过多的热量，引发火灾．
5.（1）温度 相等 （2）C （3）串 大 （4）多
解析：（1）电流通过电阻丝会产生热量，瓶中的煤油吸热温度会升高，利用转化法，根据煤油温度变化的大小来判断电流做功的多少，并且在此利用控制变量法，从公式△t= Q/ cm可知应控制两瓶中煤油的质量相等．（2）借助煤油温度变化的大小来判断电流做功的多少，因此温度的变化越明显越好，质量相同的水和煤油，吸收相同的热量，由于煤油的比热容较小，所以温度变化较大．（3）从串联和并联电路的电路的特点可知，要想使通过两瓶中电阻丝的电流和通电时间相等，应让两电阻丝串联，而两电阻丝的材料、横截面积均相同，但甲瓶中的电阻丝较长，所以其电阻较大，分担的电压较大．（4）从（3）题中可知甲瓶中电阻丝的阻值大于乙瓶中电阻丝的阻值，根据串联分压的特点，甲瓶中电阻丝两端的电压大于乙瓶中电阻丝两端的电压，而甲瓶温度升高较多，所以在电流和通电时间相同的情况下，导体两端的电压越高，电流做功越多．
【趣味链接】
（1）若水箱中无水，通电后水箱中热水器的温度会快速持续上升，直至损坏热水器．
（2）在气温低于0℃的寒冷季节，长时间停用热水器，热水器中的水会因凝固结冰而体积增大胀破热水器．
思维点睛：（1）热水器中的加热元件在不烧水时通电，很容易因温度过高而损坏；（2）水的凝固点是0℃，当水温低于0℃时会凝固成冰，并且体积变大．
串并联电路特点
1、串联电路有以下几个特点：
电流：I=I1=I2=……=In（串联电路中的电流 处处相等 ）
电压：U=U1+U2+……+Un（串联电路中总电压等于 各部分电压之和 ）
电阻：R=R1+R2+……+Rn（串联电路中总电阻等于 各电阻之和 ）。如果n个阻值为r的电阻串联，则有R =nr
串联电路分压规律： eq \f(U1,U2) = eq \f(R1,R2) 计算U1、U2可用：U1= eq \f(R1, R1+R2)U总 U2= eq \f(R2, R1+R2)U总
串联电路比例关系： eq \f(I1,I2) = eq \f(1,1) eq \f(W1,W2) = eq \f(Q1,Q2) = eq \f(P1,P2) = eq \f(U1,U2) = eq \f(R1,R2)
2、并联电路有以下几个特点：
电流：I=I1+I2+……+In（并联电路中干路电流等于 各支路电流之和 ）
电压：U=U1=U2=……=Un（并联电路中总电压 等于各支路电压 ）
电阻：1/R=1/R1+1/R2+……+1/Rn（并联电路中总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和）。如果n个阻值为r的电阻并联，则有R=r/n
并联电路分流规律： eq \f(I1,I2) = eq \f(R2,R1) 计算I1、I2可用：I1= eq \f(R2, R1+R2)I总 I2= eq \f(R1, R1+R2)I总
并联电路比例关系：电压： eq \f(U1,U2) = eq \f(1,1) eq \f(W1,W2) = eq \f(Q1,Q2) = eq \f(P1,P2) = eq \f(I1,I2) = eq \f(R2,R1)
3、实际功率与额定功率的计算：同一个电阻或灯炮，接在不同的电压下使用，则有： eq \f(P实,P额) = eq \f(U2实,U2额)
如：当实际电压是额定电压的一半时，则实际功率就是额定功率的1/4。例“220V 100W”是表示额定电压是220V，额定功率是100W的灯泡如果接在110V的电路中，则实际功率是 25 W。
第十八章 电功率
1. 如图所示是测定小灯泡额定功率的实验电路，如果考虑到电压表和电流表本身有一定的电阻，那么小灯泡额定功率的测量值应该比实际值（ ）
A．大B．小 C．相等D．无法确定
2. 小英去郊外游玩时，看到远处有许多小鸟停在电线上，如图所示．刚要跑去看个究竟，爸爸忙阻止她：那是高压线，很危险，会触电的！小英想：难道小鸟不怕触电吗？对此现象，以下解释合理的是（ ）
A．小鸟是绝缘体
B．小鸟的抗压能力好
C．小鸟在电线上相当于和电线并联，两脚间的距离很小，分得的电压很小
D．小鸟的电阻很大，即使电压很高，通过身体的电流也很小
3. 在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热，老化更快．这是因为（ ）
A．连接处的电流较大B．连接处的电流较小
C．连接处的电阻较大D．连接处的电阻较小
4. 同学们用泡沫塑料为校运会制作吉祥物“菲菲”，同学分别制作了三把不同的电热锯，用来切割泡沫塑料，如图所示，制作过程中他们发现这些锯子的切割能力不同．切割能力越强证明放出的热量________（选填“越多”、或“越少”），表明电阻丝的电阻________（选填“越大”或“越小”）．
5. 小明家新安装了一台电热水器，电热水器的铭牌如图所示．若自来水的温度是10℃，充满水后，小明将调温开关打开，接通电源，加热指示灯亮；达到设定温度时，加热指示灯熄灭，热水器中的水一共吸收1.155×107 J热量．请你帮助小明回答下列问题：
（1）若不考虑能量损失，从接通电源到指示灯熄灭需要多少时间？
（2）若实际经过2 h 30 min指示灯才熄灭，则热水器的效率是多少？
【新闻直播】
2013年2月28日，由市委宣传部、团市委等单位主办的“地球一小时”公益活动正式启动，主题是“公益护照·绿色一周”，倡导市民选择使用环保袋、少开车、自带餐具等绿色生活方式。今年的“地球一小时”熄灯仪式将于3月23日举行．
地球一小时（Earth Hur）是WWF（世界自然基金会）应对全球气候变化所提出的一项倡议，希望个人、社区、企业和政府在特定的时间熄灯一小时，来表明他们对应对气候变化行动的支持。该活动的时间是每年3月最后一个星期六20:30～21:30．
【拓宽延伸】
“地球一小时”号召人们在每年3月27日晚自愿关灯一小时．假设某市区有5万个家庭响应号召，每个家庭照明灯平均功率约为60 W，则可节约________kW•h的电能。相当于________kg热值约3×107 J/kg的标准煤完全燃烧所产生的能量．
第十八章 电功率
1. A
解析：由电路图知：电压表测量值U测与灯泡两端电压的实际值U相等；由于电压表的分流作用，电流表测量值I测大于流过灯泡的实际电流I；由于U测=U，I测＞I，则P测=U测I测大于灯泡的实际功率P=UI．由以上分析知：小灯泡额定功率的测量值应该比实际值大．故选A．
2. C
解析：落在高压线上的鸟儿不会触电死亡，是因为鸟儿双脚落在同一条导线上，两脚之间的距离很小，导致小鸟两端的电压很低，根据欧姆定律可知几乎没有电流流过鸟的身体，所以不会被电死．
3.C
解析：在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，因为导线连接处与导线串联在电路中，所以通过的电流相等、通电时间相等，因为Q=I2Rt，所以连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，甚至引起火灾．由上述可知选项A、B、D都不正确．故选C．
4. 越多 越小
解析：因为电热据是利用电阻丝产生的热量来进行切割的，因此切割能力越强说明放出的热量越多，由Q= U2/ Rt可得，在电压和通电时间一定时，电阻越小，产生的热量越多，切割能力越强．
5. （1）从接通电源到指示灯熄灭需要7700 s； （2）热水器的效率约为85.6%．
解析：（1）不考虑能量损失时，W=Q吸=1.155×107 J，t= W/ P=1.155×107 J/1500 W=
7700 s；
（2）电热水器消耗的电功：W′=Pt′=1500 W×（2×3600 s+30×60 s）=1.35×107 J，
热水器的效率：η= W/ W′=1.155×107 J/1.35×107 J≈85.6%．
【趣味链接】3000 360
思维点睛：因为P= W/ t，所以节约的电能W=Pt=0.06 kW×50000×1 h=3000 kW•h；由题知，Q放=W=3000 kW•h=1.08×1010 J，根据公式Q放=qm得知：m= Q放/ q=1.08×1010 J/3×
107 J/kg= 360 kg．所以相当于燃烧360 kg煤的热量．
电功
电功率
公式的适用范围
普遍适用
普遍适用
只适用于纯电阻电路（只含电阻的电路）
只适用于纯电阻电路
项目
串联电路
并联电路
P实与R的关系
串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大
并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大
灯泡发光亮度
实际电压大的P实越大，因此实际电压大的灯泡较亮
通过电流大的P实越大，因此通过电流大的灯泡较亮
电阻大的P实越大，因此电阻大的灯泡较亮
电阻小的P实越大，因此电阻小的灯泡较亮
串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器阻值增大时分压也大，小灯泡实际电压减小，小灯泡发光较暗
并接上滑动变阻器的电灯，由于并联电路中各部分互不干扰，所以通过小灯泡所在支路的电流不变，小灯泡发光情况不变
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