第十五章 电功和电热
【知识点梳理】
（一）、电能表和电功
1、如图中张明家的一只单项付费电能表，请说出下列主要技术参数的物理意义：
（1）“220V”表示 ；
（2）“10（40）A”中的表示 ；“”表示 ；
（3）“3000imp/（KW·h）表示 ；若单独使用某用电
器消耗了1.5 KW·h的电能，指示灯闪烁 次；或指示灯5min内闪了
60次，用电器消耗了 KW·h的电能，合 J。
（4）张明家1月份共用电 KW·h.
2、电功：电流做功的过程，实质上是将 能转化为 的过程,其国际单位是 ，还有 ，1 KW·h ＝ J；（电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能）
（二）、电功率
1、电功率是反映 的物理量。（电功率大表示电流做功快，电功率大电流做功不一定多，还要看时间）
2、电功率的定义式： ，推导式有 ， ， 。其国际单位是 ，还有常用单位有 、 。
3、大多数电器的额定功率都是铭牌上有直接标明的，如某灯泡上标有“PZ220字样：
（1）其中220V表示 ，40W表示 ，则该灯泡的电阻为 Ω，额定电流为 A。
（2）当灯泡两端的电压等于220V时，灯泡的实际功
率 40W，此时灯泡正常发光；当灯泡两端电压高于220V时，其实际功率 40W，此时灯泡的亮度比正常发光 （亮/暗/亮度相同）；
（3）当该灯泡两端的电压等于110V时，灯泡的实际功率为 W，当该灯泡两端电压等于55V时，灯泡的实际功率 W。
（4）该白炽灯正常发光4min,消耗的电能是 J，1KW·h 电能可以使其正常工作 h.(既要会用J和s进行计算，也要会用 kw和 h进行计算)
（6）张明家各种用电器允许同时使用的最大功率为 W。（知识一中的电能表）
（三）、电热器 电流的热效应
1、电流的热效应：当电流通过导体 ，将 能直接转化为 能的现象称为电流的热效应。列举三例应用电流热效应工作的家用电器 、 、 ；（在额定功率相同的情况下，电热器产生的热量最多，而非电热器除了转化电能转化内能，还要转化其形式的能，如电风扇将电能转化为机械能和内能）
2、电热的应用：用电流热效应制成的设备叫 ，还可以利用电热驱潮。（夏天，常时间不用时，要定时开机潮）
3、电热的危害和预防：由于电流通过导体时会产生热量，很多用电器必须考虑散热，如 、 、 都有散热孔或散热片，甚至要装散热风扇。
4、电热的计算：（1）焦耳定律： ；
（2）焦耳定定律的公式： ；当电流所做的功全部转化为内能时：Q＝W＝ ＝ ＝ 。（非纯电阻电路，如电动机：W >Q）
（四）、家庭电路和安全用电
1、家庭电路的组成： 、 、 、 、 等。（各部分各司其职，注意顺序不能颠倒）
2、家庭电路的连接方式：家庭电路中的各个用电器是 的，控制用电器的开关与用电器是 的。
3、家庭电路的连线方法和注意事项：
（1）接线方法：左零右火中接地，开关接在火线上，螺口灯泡要注意，螺旋接在零线上。（左零右火中接地指的是三孔插座，开关接在火线上是保证开关断开后灯座没电安全）
（2）家庭电路电流过大的原因有 和 。
（3）熔断器的作用：当家庭电路中 过大时，熔断器能 起到保护电路的作用，当熔丝熔断时， （能/不能）用其它金属丝代替。（在选择熔丝时，熔丝的额定电流要略大于所有用电器全工作时的总电流，以保证电路安全、稳定地使用）
（4）测电笔的作用是 ，其正确使用方法是：一定要接触 ，不能接触 ，若氖管发光表明接触的是 。
4、安全用电：人体的安全电压是 ；
（1）安全用电的原则；不弄湿用电器，不损坏绝缘层，不接触低压带电体，不靠近高压带电体。（低压带电体指的正常的照明电路，介于36V至220V的电压，高压带电体几千伏以上的高压线、雷电等）
（2）触电及触电的急救：发生触电事故或火灾进行救助之前要先 电源，再用干燥的木棍、竹杆将电线挑开，绝对不能直接去拉触电的人。
（3）请你指出下列各题中的一些错误做法：
（1） ；（2） ；
（3） ；（4） ；
（5） ；（6） ；
（7） 。
【典例分析】
考点一：电能表
要点：1、电能表的作用 2、电能表的技术参数和示数说明
3、利用电能估测用电器功率
例1、电能表接在电路中是为了测量（ ）
A、电流 B、电压 C、电功 D、电功率
分析：电能表是用来测量家庭电路所消耗的电能，即测量电功的仪表。
解答：C
例2、芳芳家的电能表十二月初的示数如图甲，十二月底的示数为图乙，芳芳家十二月份共用电 KW·h，若当地的电费是每度电0.5元，则芳芳家十二月的电费是 元。
分析：电能表每月的记录的用电度数，用本月的底数减去上个月的底数，注意示数的最后一位是小数位。
解答：100.5 50.25
例3、如图是王军和晓红家的电能表，某天他们家都只开了一只100W的照明灯，而王军家电能表比晓红家转的要快，王军担心会不会多收电费？
（1）王军家会多交电费吗？为什么？
（2）王军家的电能表记录了王军家用电器1h消耗了0.4KWh的电能，它表盘转过多少转？1h以前的电能表的示数为多少KWh？
（3）若晓红在家想测量电饭锅的耗电情况，她关闭了其它所有用电器，只让电饭锅工作，她测得电能表在5min内转动了90转，则她家电饭锅的电功率是多大？
分析：电能表转动的快慢不仅取决于相同消耗电能的多少，还与电能表的型号关，王军家的电能消耗1度电要转过3000转，而同样消耗1度电，晓红家只转过1800转，所以王军家电费不会多收费；根据王军家电能表上的3000rev/kwh可知，0.4kwh×3000rev/kwh=1200转，第（3）问中测算电饭锅的电功率，先要根据90转和电能表上的1800rev/kwh算消耗的电能，然后利用电功率公式P=W/t来计算功率。
解答：（1）不会 同样消耗1度电，王军家要转3000转，而晓红家只转1800转，本身耗同样电的情况下，王军家电能转的应快；（2）1200 331.2 (3)600W
考点二：探究电流做功的因素
要点：1、电流做功与哪些因素有关 2、探究方法及设计思路 3、实验结论总结
例4、利用如图A所示的电路(R甲>R乙),可以探究的问是 ；实验中应注意观察 现象来判断电流做功的多少；根据现象得出的结论是 。B图呢？
分析：由图A图可知两灯串联，在串联电流中，电流相等，通电时间相同，则不可能探究电功与电流与通时间的关系，又因为R甲>R乙 故 甲灯的电压大于乙灯的电压，所以探究的是电流做功与电压的关系；电流做功的多少，无法直接测量，但电流做功伴随能量转化，灯泡将电能转化为内能和光能，故亮的灯泡在同等时间内消耗的电能必定多。
解答：对于A而言：电流做功与电压的关系 灯泡的亮度 对于B而言：电流做功与电流的关系
考点三：电功的计算
要点：1.电功的大小（含推导公式） 2.串、并联电路中的电功的特点
例5、灯泡L1和L2串联在电路中，L1的电阻比L2大，在相等的时间里，电流做功（ ）
A、L1灯做的功多 B、L2做的功多 C、两灯一样多 D、无法确定
分析：串联电路的电流相等，又已知L1的电阻大于L2的电阻，可用电功的推导公式W=I2Rt可知，电阻大电流做的功多，故L1做功多。如果并联则用W=(U2/R)t比较方便，此时是电阻小的做功多，即L2做功多。
解答：A
例6、一只电取暖器的电阻是220Ω，把它接入电路中工作时，5min耗电66000J，求用电器两端的电压为多少？当通过它的电流为时，3min消耗的电能是多少J？
分析：计算电功W=Uit都能计算，但有时还要结合欧姆定律计算较繁，对于不同的已知条件选择用确当的公式，可以简化计算，电功的公式有 、、、四个计算公式合理运用，本题中第一问已知电阻、时间、电功，求电压用第3个公式直接算出电压，第二问，当电压、电流发生变化时，导体的电阻不发生变化，又电流、时间、电阻是已知的求电功，用第2个公式方便，并且在以后的学习中第2个公式可用来分析串联电路，第3个公式适合用来分析并联电路。
解答：220V 9900J
例7、李家明和父母利用“元旦”假日期间 ，参加的是长江旅行社的“淅江杭州——千岛湖两日游”，下午17∶00出门时看了一下家中的电能表示数，如图甲所示，晚19∶00回家后，电能表示数如图乙所示，全家感到很奇怪，出门时他们将所有用电器都关闭了，包括冰箱的插头都拔了，为什么电能表还继续走，于是又认真检查了家中的情况，只发现电视机用的是遥控器关机的（俗称“软关机”），你算算一算：
（1）家明家的这台电视机时的电流是多少安培？
（2）家明家这台电视的待机功率有多少瓦？
（3）如果按每天待机20小时，一年有浪费多少电费？（当地电费为0.5元/度）。
（4）如何节约用电请你为广大市民献上一计。
分析：由题意可知家明一家共出门50小时，电能表走了32.1kwh-31.6kwh=0.5kwh，合1.8×106J，照明电路的电压为220V，时间为50h=1.8×105s，利用公式W=Uit,算得电流为1/22A（单位统一使用国际单位）；第（2）问用P=W/t算功率，可以用J和s，也可以用KWh和h计算均可；第（3）问用W=Pt千瓦和小时直接计算比较简便。
解答：（1）（1/22A） （2）10W （3）36.5元 （4）关电视等用电器时少用遥控关机，要拔掉插头（或按下开关），随手关灯等等
考点四：电功率
要点：1、电功率的意义 2、了解常见家用电器功率 3、电功率的简单计算
例8、下列家用电器中，功率最接近1KW的是（ ）
A、台灯 B、液晶电视 C、电饭锅 D、空调
分析：平时同学对家用电器功率的观察较少，这类问题失分较高，我们可以将功率的大小进行简单的归类：少于100W的照明灯（台灯、日光灯）、电风扇、冰箱等；200W左右的有视听设备电视（液晶要比等离子小点）、笔记本电脑等；400W至800W以电热器为主，如：电饭锅、微波炉等；大于1000W以空调为主，还可能有电磁炉等。
解答：D
解答：（1）10W 5W 15W （2）22.5W 45W 67.5W
例10、如图所示的电路，电源由两节新的干电池串联组成，电阻R=20Ω，灯L标有“6V 3.6W”字样，闭合开关S后，串联电路中的电流为 A，R上消耗的功率为 W，灯L消耗的功率为 W，电路消耗的总功率为 W。（并联呢？）
分析：电功率的计算公式有有 、、、四个公式，串联时用，并联时用算比较简便，一般情况下灯泡的电阻在计算时看成是定值电阻，由铭牌上的“6V 3.6W”算出灯泡电阻10Ω，再与R串联后总电阻为30Ω，又电源是两节新干电池构成，则电源电压为3V，利用欧姆定律算出串联电路中电流为，然后再利用算出各自的功率。
解答：0.2W 0.1W 0.3W （结合并联的计算：串联电路和并联电路P总=P1+P2）
考点五：用电器的额定功率
要点：1、额定功率的含义 2、额定功率和实际功率的区别
例11、在学习了电功率以后，好奇的栋梁同学想知道灯泡的亮度是与额定功率有关还是与实际功率有关，将“6V 6W”的灯L1和“6V 3W”的灯L2串联接在6V电源上，请你帮栋梁算一算：（1）串联后的L1和L2的实际功率分别为多少？两灯中哪一只更亮？
（2）根据数据，你认为灯泡亮度是跟额定功率还是实际功率有关？
分析：用电器铭牌标注的是额定电压和额定功率，其代表的是它正常工作时的电压和功率，如果实际电压小于额定电压，它的实际功率也小于额定功率，但有一点是恒定不变的，就是其电阻，以后再遇到此类问题，先根据额定电压和额定功率求出其电阻，再实际电压求其实际电流从而算出实际功率，其本全是这个思路。
解答：（1）0.67W 1.33W 额定功率小的L2更亮 （2）灯的亮度与实际功率有关
例12、小强同学设计了一种电热水壶，电路如图所示，S是温控开关，R1为发热体，当开关S接到a点时，电热水壶处于加热状态，此时加热功率为1000W，当水烧开时，开关S自动切换到b，电热水壶处于保温状态，此时发热体的电功率为160W；
(1)按题意将电路图连接完整；
（2）请你算出R1、R2的电阻值（不计温度对电阻值的影响）
（3）再求出保温状态时，限温电阻R2的电功率是多大？
（4）为了充分利用好电能，在不改变电路的情况下，请你对电路的设计提出合理化建议。
分析：因为电源电压是恒定不变的，所以S接a是发热板加热，说明电路中电流大，S接b时为发热板保温，说明电流小，故S接a时只有发热板R1在电路中，S接b时发热板与R2串联，电路中的电流小，发热板的发热量少。第（2）问中计算注意的是1000W和160W都是发热板的功率，不是整个电路的功率；第（4）问考虑限温电阻的热量要有效利用的问题.
解答：（1）图略 （2）48.4Ω 72.6Ω （3）240
（4）将限温电阻做在发热板附近，使其放出的热量被有效吸收
例13、某电吹风的简化电路图如图9所示，R1、R2是发热电阻丝，M是电动机。开关S1闭合后，S2接1、2时，吹冷风，通过电动机的电流为；S2接2、3时吹温风，R1的阻值为110Ω；S2接3、4时吹热风，电吹风的总额定功率为1100W。电源电压为220V。试求：（结果保留小数点后两位）
（1）吹冷风时，电动机的功率是多少？
（2）吹温风时，通过R1的电流是多少？
（3）吹热风时，R2的电阻是多少？
分析：解决多状态电路时，解题过程中先要交代电路的状态，如第（1）问吹冷风时，只能电动机接入电路，即开关S1闭合后，S2接1、2时，电路中的电流是电动机中的电流，电动机功率P＝UI＝220V×＝22W；第（2）问中当吹温风时，R1和电动机并联，R1的电阻为110Ω,并联电路电压相等，即为电源电压220V，运用欧姆定律可算出电流；第（3）问先由吹热风的额定功率1100W和额定电压220V求出总电流为，再用并联电路的电流知识算出R2中的电流为，再次用欧姆定律算出电阻。
解答：（1）22W （2） （3）75.9Ω
考点六：测定小灯泡的额定功率
要点：1、实验原理 2、滑动变阻器作用
3、实验过程中的故障分析 4、实验数据的分析
例14、某小组同学在“测定小灯泡功率”的实验中，待测小灯泡标有“3.8V”字样：
（1）实验中电源至少用 节干电池串联起来使用，实验器材中的滑动变阻器的作用是 。
（2）同学们将实验中的数据记录在下面表格中
第二次实验时，电流表的示数如图所示，请将读数填入表格中对应位置，则小灯泡的额定功率是 W；
（3）此时有同学提出实验用的表格设计的不合理，不合理之处在哪里：
答： ；
（4）在作了修改以后，他以对表格中的数据加以分析，有了新的发现（写出两条）
； 。
（5）有同学又用欧姆定律算出了每次实验时，灯泡的电阻分别为15.8Ω,19Ω,21.4Ω，你认为造成小灯泡电阻各不相同，是实验误差造成的吗？（不是请说明理由）
答： （是/不是），理由 ；
（6）当闭合开关时，若出现了以下不正常现象，请你分析其中原因
(7)上述实验时用的电源采用的是三节新干电池，实验中又出现电压表的0—15Ω量程已损坏，其它器材完好，为了测定小灯泡的额定功率，请你重新设计一个电路画在下面虚线框中，当电压表的示数为 V时，小灯泡正常发光。
（8）实验中，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，灯泡的亮度不变，且小灯泡很暗，可能的原因是 ；假如电路一连接好，灯泡就发出很非亮的光芒，造成这种现象的原因又是 。
分析：测量小灯泡的电功率实验知识点多，要求高，但很多与前面的部分电学实验考查知识重复试，重点与难点集中在额下功率概念的理解：是小灯泡在额定电压下工作时的功率，不能取平均值；温度对灯丝电阻的影响；电路故障的排查常有这样几种情况：灯不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是灯断路；灯不亮，电压表无示数，电流表有示数，原因是灯短路；还有电路的错误连线对电路有关影响。
解答：（1）3 调节灯泡电压，测量额定电压 （2） 0.76W
（3）额定功率不能取平均值 （4）电压越大，电流越大 或电压越大，功率越大 或电压越大，灯泡越亮等 （5）不是 灯丝电阻受温度影响，温度越高电阻越大
（6）灯泡短路 灯泡断路 滑片P未置于阻值最大端（滑动变阻器采用两上接法），
（7）将电压表接在变阻器两侧，当电压表示数为2.2V时，小灯泡就正常发光
（8）变阻器滑片P采用两下接法 开关未闭合且变阻器采用两上接法。
考点七：导体消耗的电功率与导体的电阻之间的关系
要点：串、并联电路中电流、电压、电功和电功率与电值的比值
例15、某用电器的额定功率为P，下列哪种方法能使功率变为0.25P（ ）
A、电压变为原来二分之一，电阻变为原来的二倍
B、电压不变，电阻变为原来的二倍
C、电阻不变，电压变为原来的二分之一
D、电压和电阻都变为原来的二分之一
分析：对于电功率的计算，根据条件分析判断选用适当的公式进行计算推导，本题中由公式可推知只有C适合。
解答：C
例16、如图所示的电路，R1∶R2 = 5∶3，当开关S断开，甲、乙两处均接电流表时和将开关闭合，甲、乙两处均接电压表时，R1和R2的电功率之比分别是（ ）
A．3∶5 5∶3 B．5∶3 3∶5
C．9∶25 25∶9 D．25∶9 9∶25
分析：由图可知开关闭合后且两表为电流表时，R1和R2并联，又并联电路电压相等，由可知，并联电路电功率与电阻成反比，即P1：P2＝3：5，若开关S闭合且两表均是电压表，，R1和R2串联,又串联电路电流相等，由可知，串联电路电功率与电流成正比，即P1：P2＝5：3.
解答：A
例17、某电热水器的工作原理如图3所示，（已知两电阻丝的阻值相等，电源电压保持不变），它有加热和保温两个工作状态，当开关S1接b，S2断开，它处于 （加热状态/保温状态），此时电路的电功率为P1，当开关S1接a，S2闭合时，它处于乎 （同上），此时电路的功率为P2，则P1：P2 = 。
分析：只用两根相同的电阻丝连在电路中，可以两种连接方式：串联时，总电阻总大，由可知总功率最小；并联时，总电阻最小，由可知总功率总大；也有可能只用一根电阻丝，总功率居中。当S1接b，S2断开，两根电阻串联，电路处于保温状态；当S2闭合，S1接a两电阻线丝并联，为加热状态。其两次电功率之比与总电阻成反比。
解答：保温 加热 1：4
考点八：有关家用电器的计算
要点：1、区分家用保温状态和加热状态的电功率（功率具体是哪一个元件功率）
2、对于间歇式工作的冰箱等用电器的有关计算
例18、某一电饭锅内部电路如图，R1是加热电阻，R2是限流电阻，煮饭时，接通电源（220V 50Hz）、闭合手动开关S1电饭锅处在加热状态，当锅内食温度为时，开关S1会自动断开后若无外力作用则不会自动闭合，S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到时会自动断开，温度低于会自动闭合，问：
（1）若接通电源后没有闭合开关S1，那么电饭锅能将饭煮熟吗？为什么？
（2）在一个标准大气压下，用此电饭锅烧水，则S1的自动断电功能不起作用，这是为什么？
（3）若电饭锅加热时发热电阻功率为550W，而保温时发热板的功率为88W，求发热板电阻R1阻值和限温电阻R2的阻值？
分析：限温电阻与手动开关、温控开关并联，然后与发热板串联,当接通电源后没有闭合手动开关S1,当温度低于时，温控开关S2闭合，只有发热板R1接在电路中,电路处于发热状态，而当温度高于时，S2就断开，R1和R2串联，电路就处于保温状态，最终锅内温度就在到之间，故饭煮不熟；在一个标准大气压下，水的沸点是，水沸腾后，温度不再升高，达不到，S1就不会断开，一直加热到把水烧干为止；列式时注意的是加热时只有R1在220V电路中，保温时是限温电阻R2和发热板R1串联在电路中，但题目中的两个功率都是发热板功率，计算时要注意。
解答：（1）不能将饭煮熟 因为S2高于断开，低于闭合，锅内温度只能在到之间，达不到；（2）不能 在一个标准大气压下水的沸点为，达不到，电饭锅会一直加热到水干；（3）88Ω 132Ω
例19、李明家打算买一台电冰箱，周未李明和爸爸到“苏宁电器”和“五星电器了解行情，发现买海尔冰箱可能获得“家电下乡13％的政府补贴”或“以旧换新”的优惠，逛了一趟带回了海尔两款冰箱的数据（如图），
（1）对于BCD冰箱正常工作时额定电流是多大？
（2）对于BCD冰箱平均每天耗电多少千瓦时？平均每天工作几小时？
（3）李明将为新购的冰箱配置哪一个插座？
分析：表中有两款冰箱的数据，在审题时一定要弄清让你求的是哪一款冰箱的哪一个物理量，再根据已知条件列式计算；第（2）问中电冰箱一天消耗的电能切不可用W＝Pt进行计算，因为冰箱、空调等一样属于间断性工作，不是一天24小时不停运转的，其耗电量直接从铭牌上读0.77Kwh，但要知道的这只是理论测试值，实际使用时耗电量要大些，然后直接用Kw和h运动电功率公式计算工作时间；第（3）问中家里的大功率用电器的金属外壳要与大地相连，防止触电，所以冰箱要装如图乙的三孔插座。
解答：（1）0.59 （2）0.77kwh 5.92h （3）用图乙所示的三孔插座
考点九：电热器
要点：1、电热器的工作原理 2、电热器所产生的热量与哪些因素有关
例20、将一只“220V 100W”的电风扇、一台“220V 100W”的白炽灯，一把“220V 100W”的电铬铁分别接在220V的电源上，在相同的时间内，电流通过它们产生的热量最多的是（ ）
A、白炽灯 B、电风扇 C、电铬铁 D、一样多
分析：几个用电器的额定功率相同，在相同的时间内消耗的电能是相同的，但消耗的电能不同的用电器转化为其化不同形式的能：如白炽灯将电能转化为光能和内能，电风扇将电能转化为机械能和内能，只有电铬铁将电能全部转化为内能，所以在相同的时间内电铬铁产生的热量最多，温度最高。如果问消耗的电能应该是一样多。
解答：C
例21、小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度。
(1)这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该 ，除了质量，还要控制的物理量有 ；
(2)小红问小明“水比较容易获得，干嘛不用水代替煤油”。对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为合理的是( )
A．因为煤油有颜色便于观察 B．因为煤油有比较大的热值
C．因为煤油有比较小的密 D．因为煤油有比较小的比热容
（3）请你用笔画代替导线，帮他把电路连接完整：（要求P向右移电路中电流变小），则在开关闭合前滑片P处于最 （左/右）端；
（4）电流产的生热量多少不容易直接测量。小明和小红采用的是观察 显示电流产生热量的多少的。像这种能用直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”，如果是你本实验你还有什么创意的显示电流产生热量多少的方法： ，如果没有也可以再列举一个在物理探究中用到“转换法”的例子 。（第四问只要答一个即可）
(5)实验中，小明和小红发现B烧瓶中温度计的示数升高的快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越 ，产生的热量越多。
（6）如果小明和小红还想探究“导体产生的热量与电流的关系”，她们的下一步操作是：
；她的们结论是： 。
分析：电流产生的热量与电流的大小、电阻和通电时间有关，现探究电流产生的热量与电阻的关系，要控制电流相同（只要将两导线串联即可）、通电时间相同；现在没有直接测量热量的仪器，但我们知道，导体产生的热量多，温度升高的快，所以正常我们考虑用温度计来测量升高的温度，测温物质用煤油而不用水的原因是水的比热大，吸收相同的热量，温度上升的少不明显，这种将热量转换为温度的方法叫“转换法”，我们还可将其转换为点燃火柴的时间长短、煤油受热膨胀的程度、气球的大小等，这种方法在前面的：将动能的大小转换为木块被推开的距离、重力势能转换为木桩打入的深度，温度转化为酒精的热胀冷缩程度（温度计）。
解答：（1）相等 相同的电流，相同的加热时间，相同的容器等 （2）D
（3）图略 最右端 （4）升高的温度 点燃火柴的时间长短、煤油受热膨胀的程度、气球的大小等 将动能的大小转换为木块被推开的距离、重力势能转换为木桩打入的深度，温度转化为酒精的热胀冷缩程度（温度计）。（5）大 （6）移动滑动变阻器的滑片，增大电流，观察只一个容器中的温度变化情况 电阻一定时，电流越大，产生的热量越多
考点十：焦耳定律
要点：1、焦耳定律 2、串、并联电路电热的特点 3、电热计算
例22、下列计算热量的公式中，哪一个是焦耳定律的普遍适用公式（ ）
A、 B、 C、 D、以上三个都是
分析：焦耳定律的公式是，如用电器在工作时电能全部转化为内能，则W＝Q，其它两具公式也通用，初中阶段只探讨白炽灯、电炉、电水壶等电热器，称为纯电阻电路的电器，但对于电能没有全部转化为电能的用电器（电动机），计算热量只能用，因为电动机W>Q，多余的是电动机产生的机械能。
解答：B
例23、如图所示的四个容器中，装有等量的、
等温水的相同容器，容器放入电阻丝，
RA、RB、RC、RD，且RA=RB 的时间，四个容器水温从高到低的顺序是 。 分析：要求得水温高低，即要求出谁放的热量多，要求四个电阻哪放出热量从高到低排序，首先将A和B进行比较，因为它们串联，电流相同，根据可知QB >QA；其次将C和D放在一起比较，因为它们并联，电压相同，根据可知，QC>QD；再将B和D比较， 因为A和B串联，C和D并联，则D中电流大于B中电流，又由于RC=RD 根据可知QD>QB,所以QC>QD>QB>QA. 解答：QC>QD>QB>QA 例24、如图，是小光家电热毯电路的示意图,R0是发热电阻丝,R是串联在电路中的限温电阻,S是控温开关.电热毯上标有“220V 40W”字样，问（不考虑温度对电阻的影响）： （1）要使电热毯处于低温挡时，开关S处于什么状态？ （2）发热电阻丝R0的阻值是多大？ （3）当电热毯处于低温档时，R0的电功率为12.1W，则10s内电阻丝R0的产生的热量是多少？低温档的电热毯总功率是多少？ （4）小光发现电热毯使用时太烫，想对电路进行改进，请你将改进后的电路图画出，并说出改进时的注意点。（只需说一点即可） 分析：开关断开时，R和RO串联，电路中的电流较小，RO上的发热量少，为保温状态，S闭合R被短路，电路中只有R0接在电路中电流大，R0上发热量多，为加热状态；第（2）问中，电热毯铭牌上的40W是加热时的额定功率，利用算出R0电阻；第（3）中电热毯低温状态，R0的实际功率为12.1W，Q＝W＝Pt算出电热，对于电路总功率，据R0的电阻保持不变可算出电路中的实际电流，用P总＝U总I。 解答：（1）电热毯低温时，开关S断开 （2）1210Ω （3）121J 22W （4）在电路中再串联一只电阻 接线处焊接要牢靠、注意安全等 考点十一：家庭电路的组成与连接 要点：1、家庭电路的组成 2、各组成部分的作用 3、安装家庭电路应注意的问题 例25、某班同学在学习了有关家庭电路的知识后安装了四盏电灯，你认为正确的是（ ） 分析：电路连线的注意点：“左零右火中接地，开关接在火线上，螺口灯泡要注意，螺旋接在零线上”的接线原则保证用电的安全。 解答：A 例26、家庭电路中，造成电流过大的原因是不可能是（ ） A、插座中的两个线头相碰 B、开关中的两个线头相碰 C、电路中接入了大功率的用电器 D、同时使用了太多的用电器 分析：造成家庭电路中的电流过大的原因常有两个：过载（用电器的总功率过大）和短路，但B中的开关中的两个线头相碰，只会让开关失去作用，而不会让整个电路发生短路，从而引起电流过大。 解答：B 例26、测电笔的作用是 ，如图中甲和乙两种使用测电笔的方法，其中正确的是 ，正常人体的电阻约为1000Ω，而人通过人体的电流如果超过了10mA变会对人造成伤害，那么测电笔中的高阻值电阻至少要有 Ω。 分析：测电笔的作用是辨别火线与零线，其正确使用方法是：必须接触笔尾金属体，不能接触笔尖金属体，能使氖管发光的是火线，高阻电阻是保神！ 解答：辨别火线与零线 乙 21000Ω 例27、将下图中的用电器正确地接入家庭电路中。 分析：三孔插座要注意的是：左零右火中接地，地线接的是用电器的金属外壳，大功率用电器的火线上需要保险丝。 解答：图略 考点十二：安全用电 要点：安全用电常识及触电急救知识 例28、如下图所示家庭用电的一些做法中，符合安全用电的是（ ） 分析：安全用电的“四不”原则：不弄湿有电器，不损坏绝缘层，不接触低压带电体，不靠近高压带电体。在使用电器时要防止总电流过大：用电器总功率过大（过载）、短路现象的不能出现。 解答：D 例29、电的广泛应用极大的提高了人们的生活质量，若违反安全用电原则，就有可能引发触电事故，请根据安全用电的要求，给如图所示的甲、乙两图配上解说词。 甲图： ； 乙图 。 分析：根据安全用电原则，用词要准确到位，语言组织要简洁精练。 解答：不弄湿用电器 用电器外壳要接地 考点十三：家庭电路中常见的故障 要点：家庭电路中常见的故障的排查与排除 例30、家庭电路中各用电器发生故障，常用如图所示的校验灯来检查，其方法是：断开所有用电器的开关，将一只普通的白炽灯与熔断器的熔丝并联，闭合总开关，然后逐个闭合各用电器开关，若发现校验灯发出暗红色的光，则该支路属于 （正常/断路/短路），若校验灯正常发生，则该支路属于 （正常/断路/短路），若校验灯不发光，则该支路属于 （正常/断路/短路）。 分析：因为家庭电路是并联的，校验灯接在熔断的熔丝边，则它与每一条支路串联，当校验灯发出暗红色的光，说明所检测的支路是通的，且该支路元件正常；校验灯正常发光，说明220V电压全加在校验灯上，则检测的电路是短路；校验灯不亮，说明这条支路是断路。 解答：正常 短路 断路 例31、小明刚学完初中的电学知识，恰逢家中电灯不亮，他兴冲冲地拿起试电笔测试如下图中的a、b、c、d四点时，只有b点不发光，请你帮他分析可能发生的故障是( ) A．火线与零线短路 B．a、d之间某处短路 C．b、c之间某处断路 D．电灯的灯丝断了 分析：用测电笔检测电路，如果笔尖所接的点能使氖管发光，则表明该点与火线之间是相通的，四点中a、c、d三点都能使氖管发光，则说明从c到火线之间是相通的，而灯没亮断路只有在bc之间。 解答：正常 短路 断路 【能力提升】 1、小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图所示．他仔细观察照片后，得到下列结论，你认为正确的是（ ） A．电能表的额定电流为 B．拍照片时，小明家已消耗的电能为7624J C．电能表的额定功率为2200W D．电能表的脉冲指示灯闪烁3200次，电路消耗了1KW·h电能 2、下列各项不属于功的单位是（ ） A.焦耳 B.牛顿·米 C.伏特·安·秒 D.瓦/秒 3、有些家用电器在使用过程中，温度过高会损坏电器。下列家用电器中要防止电热产生危害的是（ ） A．电饭煲 B．电热水器 C．电熨斗 D．电视机 4、有三根电阻丝，接在电压恒定不变的电源上，产生的热量全部用来烧水，要使用同一壶水在最短的时间内烧开，那么这三根电阻丝应是( ) A．三根串联 B．三根并联 C．两根串联起来，再跟第三根并联 D．两根并联起来，再跟第三根串联 5、旧白炽灯在工作时，容易在灯丝最细处熔断，这是因为与相同长度的灯丝较粗处相比，灯丝最细处（ ） A．功率最大 B．电流最大 C．电阻最小 D．电压最小 6、小星家新买了一规格为“800W”的电热水壶，他经过几次使用后发现，晚饭后烧开一壶水总比早晨烧开一壶水用的时间长，你认为主要原因是（ ） A、晚间大气压高，水的沸点升高，需要的热量比早晨多 B、晚间电热水壶两端的电压低于早晨电热水壶两端电压 C、晚间水蒸气更快，带走更多的热量 D、晚间环境温度比早晨的温度低 7、如右图所示，电源电压保持不变，R1=2R2，开关Ｓ断开时，电流表的示数为Ｉ1，R1消耗的功率为P1；开关S闭合时，电流表示数为电流表的示数为Ｉ2，R1消耗的功率为P2，则 A．Ｉ1∶Ｉ2＝１∶１，P1∶P2＝３∶１ B．Ｉ1∶Ｉ2＝１∶３，P1∶P2＝１∶１ C．Ｉ1∶Ｉ2＝３∶１，P1∶P2＝１∶１ D．Ｉ1∶Ｉ2＝１∶１，P1∶P2＝１∶３ 8、田甜同学发现客厅白炽灯的发光比房间白炽灯的发光亮，对这种现象判读那正确的是 A.客厅白炽灯灯丝的电流大 B.客厅白炽灯灯丝的电阻大 C.客厅白炽灯两端的电压大 D.以上判断都有可能 9、自动空气开关在家庭电路中的主要作用是（ ） A．保证电路的电流不变 B．保证电路的电压不变 C．保证电路的电阻不变 D．电路发生短路时，自动切断电路 10、如图是三线插头的照片。留心观察发现，与地线连接的那个插头比另外两个插头要稍长一些。插头在长度设计上的这种差异，主要是考虑下列哪一因素（ ） A．使插头的造型更美观 B．有利于识别火线和零线插头 C．插入插座中更稳固 D．操作时，可确保接地插头先接地 11、下图所示家庭用电的一些做法中，符合安全用电的是( ) 12、如图所示，闭合电键S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断。某同学用测电笔测试灯头的两根电线C,D,发现这两处都能使测电笔的氖管发光，再用测电笔测试火线A和零线B时，氖管在测火线A时能发光，在测零线B时不发光。那么可以判定故障是 ( ) A.火线和零线短路 B.电灯L短路 C.电线AC段某处断路 D.电线BD段某处断路 13、小红的妈妈从市场上买了一只廉价台灯，装上“220V 25W”的灯泡后，将插头插入家庭电路的时，室内电灯立即全部熄灭。原因可能是（ ） A.插头与插座接触不良 B.灯泡的灯丝断了 C.台灯的灯座内短路 D.台灯的插头内短路 14、小明家买了一台“220V 1500W”的热水器，由于安装的位置离固定插座太远，便到商店买了标有“220V ”字样的插座、标有“220V ”字样的两脚插头以及导线，组装了一个多孔的移动插座，请问： (1)这台热水器与其它家用电器之间的连接方式是 ； (2)从安全用电的角度指出这个移动插座存在问题的两个地方并说明原因： ① ； ② 。 15、寒天持续的“冷空气”，居民家里的空调、电热取暖器都闲不住，导致电路火灾时有发生，火警电话不断，消防车拉着警笛呼啸而出，赶往火灾现场，调查发现，起火原因如出一辙：电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃外面的绝缘皮，而且导线接头处更容易着火，根据学过的物理知识回答： （1）“超负荷”是指电路中的 过大（填“电流”或“电压”） （2）火灾发生的理论依据是 ，为什么导线的接头处更容易引起火灾 。 （3）请你提出一条预防这种火灾发生应采取的措施或建议： 。 16、(09年丽水) 如图是一顶太阳能风扇凉帽，凉帽的顶部装有一个太阳能电池板，帽沿装有一个小型电风扇。电池板在太阳光的照射下，将 能转化为电能，驱动电风扇工作。电风扇工作时的电压为1.2V，电流为50mA，若电风扇正常工作了l小时，电流做功为 焦，该风扇的功率是 瓦。 17、小华同学在“测定小灯泡的功率”实验中，所用电源电压为4.5V、7.5V和9V中的一个，滑动变阻器上标有”20Ω ”字样，小灯泡标有“4.5V”字样，估计小灯泡的额定功率小于1.5W。他按图15连接好电路，先将变阻器的滑片移至 端(选填“A”或“B”)，然后闭合电键S，再移动变阻器的滑片P，观察到小灯泡发光逐渐变 (选填“亮”或“暗”)。当小灯泡正常发光时，变阻器的滑片P恰好在中点上(即连入电路的电阻为10Ω)。小华所用的电源电压为 V，小灯泡的额定功率为 W。 18、如图是新型节能小彩灯，电源电压保持12V不变，小灯炮标有“6V 4W”，电流表的量程为0～，滑动变阻器标有“20Ω ”，当开关S闭合时，为了保证电路元件都能安全使用， 滑动变阻器接入电路的最小阻值是 Ω，此时小灯泡的实际功率是 W 19、下表表示的是亮度相同的节能灯与普通的白炽灯的有关技术数据，回答下列问题： 表1 表2 （1）已知“220V 60W”的白炽灯，在常温下灯丝的电阻约为80Ω，请通过计算将白炽灯的有关数据填入到表2中，并根据以上数据分析可知，白炽灯不宜频繁开闭的原因是 。 （2）根据上表中的数据，若使白炽灯与节能灯买回来开始正常工作到寿命结束，白炽灯消耗的电能为 KW·h，节能灯消耗的电能为 KW·h，若以节能灯的使用寿命来计，在同等情况下，节能灯比白炽灯省 元。（电费以0.5元/度计） 20、将下图中的各用电器正确地接入家庭电路中 21、如图6所示装置是小明测量额定电压为2.5V的小灯泡功率的实物图。 （1）请把实物图连线补充完整。 (2)实验中小明发现无论怎样移动变阻器滑片，电压表指针偏转角度变化始终较小，原因可能是 (填字母)。 A．电池较旧，电压不足 B．电流表短路 C．滑动变阻器短路 (3)小明正确测得如下几组数据：由表中数据可知，小灯泡的额定功率为 W。小林认为应利用三组数据计算取功率的平均值会更准确。请你评价小林的说法： 。 (4)实验结束后,小明又用上述的装置测量“220V *W”灯泡的额定功率，这种操作是否合理？若不合理，测量值比真实值偏大还偏小？ 答： （合理/不合理），测量值比 真实值（大于/小于）。 22、学校课外活动小组检测某传感器而设计的电路如图所示，传感器上标有“3V 0.9W”的字样（传感器可看作一个电阻），滑动变阻器上标有“10Ω ”字样，电流表量程为0～,电压表的量程为0～3V，则： （1）该传感器的电阻和额定电流各是多少？ （2）若电路各元件均完好，检测时，为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少？ （3）根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过1Ω，则该传感器就失去作用，实际检测时，将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间（该电源电压小于上述所求电压的最大值），闭合开关S，通过调节R0来改变电路的电流和R0两端的电压，检测记录如下表所示。通过计算分析，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b间电压是多少？ 23、小明用图甲所示的电路，研究通过导体的电流与导体电阻的关系．电源电压恒为6V．实验过程中，他做了六次实验，每次改变电阻箱R'，的阻值后．通过调节滑动变阻器始终保持R'两端的电压不变，记下相应的电流值．根据记录的六组数据，他在方格纸上描出了电流I与电阻箱阻值R'的关系图线，如图26乙． (1)记录第一组数据时，电阻箱R'的阻值为4Ω，此时电流表示数是多少? (2)小明在实验过程中．控制电阻箱R'两端的电压是多大? (3)记录第二组数据时，小明记下电流表的示数为，此时电阻箱消耗的功率是多少?滑动变阻器接入电路中的电阻是多大? 能力提升答案 1、D 2、D 3、D 4、B 5、A 6、B 7、B 8、A 9、D 10、D 11、D 12、D 13、D 14、(1)并 (2)①所选插座允许通过的电流不够 ②应选用三脚插座 15、（1）电流 （2）焦耳定律 接头处通过的电阻在，产生的热量多 （3）尽量避免大功率电器同时使用 16、光能（太阳能） 216J 6×10-2W 17、A 亮 7.5V 1.35W 18、11 3.24 19、（1）605W 60W （2）60Kwh 33Kwh 63元 20、略 21、（1）图略 （2）C （3）0.75W 电功率不能取平均值 （4）不合理 小于 22、（1）10Ω （2）6V （3）传感器电阻为9.5Ω，在允许范围内，可以继续使用 3V 23、（1） （2）1.8V （3）0.8W 10Ω