第3章

能量的轉化與守恒第6節

電能學習目標1.理解電功的概念，知道電功的單位，列舉決定電功大小的因素。2.知道用電器消耗的電能可以用電功來度量。3.了解電能表上各參數的含義，會根據電能表做簡單的計算。4.理解電功率的概念，掌握電功率和電功的基本計算。5.會使用電流表和電壓表測定小燈泡的電功率，能區分用電器的額定電壓和實際電壓，額定功率和實際功率。6.熟悉常用電熱器，知道電流通過導體產生的熱量跟哪些因素有關。7.理解焦耳定律，能利用焦耳定律進行簡單計算。知識點1

電能與電功

重點1.電能（1）教材第109頁讀圖：電能的利用電視機脫排油煙機應急燈電暖器用電器消耗電能的過程，就是把電能轉化為其他形式的能的過程，消耗了多少電能就有多少電能轉化成其他形式的能。

定義電流所做的功叫做電功實質電流做功的過程實質上就是電能轉化為其他形式能量的過程。電能轉化為其他形式能量的多少可以用電功來度量。如電流通過電動機，電動機轉動時，把電能轉化為機械能，說明電流對電動機做了功單位2.電功3.電能的計量工具——

電能表（也叫電度表）（1）作用：計量用電器在一段時間內消耗的電能。（2）讀數方法：電能表在一段時間內前后兩次示數的差值,就是這段時間內用電的度數，即這段時間內消耗的電能。（3）電能表上所標參數的物理意義參數物理意義（4）其他電能表

4.用電能表測量電路消耗電能的方法（1）讀數法：電能表在一段時間內前后兩次讀數之差，就是這段時間內電路消耗電能的總量。（2）計算法：可通過轉盤所轉過的圈數(或指示燈閃爍的次數)間接計算出電路消耗的電能。如參數為1600r/(kW·h)的電能表，轉盤轉80轉消耗的電能為：。典例1

小明同學觀察到自己家的電能表的表盤如圖所示，并得到了下列結論，你認為正確的是(

)C

知識點2

電器的電功率

重點1.電功率定義意義描述電流做功的快慢單位計算公式

2.額定電壓和額定功率的相關量

額定電壓額定功率額定電流實際電壓實際功率

額定功率實際功率區別概念用電器在額定電壓下工作時的電功率用電器在實際電壓下工作時的電功率是否變化是唯一的,不隨實際電壓的改變而改變不是唯一的,不同的電壓值,對應的實際功率不相同聯系1.凡是用電器銘牌或說明書上標注的電壓、電流、電功率等的值，都是額定值。2.在使用用電器時，應盡量保證用電器兩端的電壓等于或接近其額定電壓，這樣才能使用電器更好地發揮作用，延長其使用壽命。4.常見電器設備的功率電器功率（瓦）電器功率（瓦）電器功率（瓦）電子表0.001普通照明燈泡電熨斗半導體收音機家用電冰箱電飯煲21寸彩色電視機90臺式電腦家用空調日光燈吸塵器800家用電烤爐

C

[解析]

燈泡的亮度取決于其實際功率的大小。無論額定電壓如何，額定功率如何，在沒有損壞的前提下，只要燈泡的實際功率相等，其發光的亮度就相同。知識點3

電功率和電功的計算

重點1.教材第112頁探究：影響電功率大小的因素提出問題小燈泡的電功率跟哪些因素有關？建立假設（1）小燈泡的電功率跟電壓有關，電壓越高，電功率就越大。（2）小燈泡的電功率跟電流有關，電流越大，電功率就越大設計實驗探究電功率與電流的關系探究電功率與電壓的關系如圖所示，將兩只不同的小燈泡并聯，目的是控制它們兩端的電壓相同，比較通過兩只小燈泡的電流大小和亮度（亮度反映實際功率的大?。Ｓ^察兩只小燈泡的暗亮，并記錄兩只電流表的示數，把觀察結果記錄在下表中如圖所示，將兩只不同的小燈泡串聯，目的是控制它們兩端的電流相同，比較通過兩只小燈泡的電壓大小和亮度（亮度反映實際功率的大?。?。觀察兩只小燈泡的暗亮，并記錄兩只電壓表的示數，把觀察結果記錄在下表中設計實驗__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________分析與論證小燈泡的電功率大小跟小燈泡兩端的電壓、通過小燈泡的電流有關。在電壓相等的情況下，通過小燈泡的電流越大，小燈泡的電功率越大；在電流相等的情況下，小燈泡兩端的電壓越高，小燈泡的電功率越大2.電功率的計算公式（1）計算式：實驗表明，用電器的電功率等于用電器兩端電壓與通過用電器電流的乘積，即

電路中電功率關系的三個推論

額定功率和實際功率的相關計算（純電阻電路）

3.電功的計算

（2）兩個重要推導公式電路中電功關系的三個推論1.串、并聯電路電功的特點

串聯電路并聯電路分析

串聯電路并聯電路推論12.串、并聯電路電功的分配關系（僅適用于純電阻電路）推論2串聯電路中電流通過各電阻所做的功與其電阻值成正比推論3并聯電路中電流通過各電阻所做的功與其電阻值成反比4.電功和電功率的區別與聯系

電功電功率區別定義電流通過導體或用電器所做的功電功與時間之比物理意義電功是表示電流做功多少的物理量電功率是表示電流做功快慢的物理量實質電流做功的過程就是電能轉化為其他形式的能的過程，電流做了多少功，就有多少電能轉化為其他形式的能電流通過導體或用電器時，單位時間內消耗電能的多少

電功電功率區別計算公式決定因素由電壓、電流和通電時間三個因素決定由電壓、電流決定單位聯系注意電功率大,電流做功不一定多；電功率小,電流做功不一定少5.伏安法測量小燈泡的電功率（1）教材第114頁實驗：測定小燈泡的電功率

實驗目的測量小燈泡的額定功率和小燈泡不在額定電壓下工作時的實際功率，并加以比較實驗原理實驗器材實驗過程（1）按照圖甲所示電路圖連接好實物圖，如圖乙所示；_____________________________________________________________________________________（2）移動滑動變阻器的滑片，使其連入電路的阻值最大，檢查電路連接無誤后閉合開關；（3）調節滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓約為小燈泡額定電壓的五分之四，記下電壓表與電流表的示數和小燈泡的發光情況；（4）調節滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓等于其額定電壓，記下電壓表與電流表的示數和小燈泡的發光情況；實驗過程（5）繼續調節滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓約為小燈泡額定電壓的1.2倍，記下此時電壓表與電流表的示數和小燈泡的發光情況；（6）斷開開關，整理器材；（7）計算出三種情況下小燈泡的電功率實驗數據實驗結論（2）實驗注意事項正確選擇實驗器材正確連接電路和進行實驗操作

伏安法測電功率和測電阻的異同

伏安法測電功率伏安法測電阻不同點原理數據處理測量小燈泡的電功率時，不能求平均值，多次測量是為了求不同電壓下小燈泡的電功率多次測量取平均值作為待測電阻的阻值，是為了減小測量誤差相同點電路圖

伏安法測電功率伏安法測電阻相同點所測物理量實驗方法伏安法6.伏安法測小燈泡電功率的過程中常見故障的判斷（1）斷路類（2）短路類（3）滑動變阻器類（4）電表指針偏轉類

0.75

（4）

他利用已測出的幾組數據求出了小燈泡的電阻，發現小燈泡的電阻值是變化的。產生這一現象的原因是________________________________。小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大[解析]

由于小燈泡的電阻隨溫度升高而增大，因此測出的小燈泡的電阻是變化的。（5）

在完成該實驗后，把小燈泡換成一個定值電阻，還可探究___（選填“A”或“B”）的關系。A.電流與電阻

B.電流與電壓B[解析]

把小燈泡換成定值電阻，改變電阻兩端電壓并測出通過電阻的電流，可以探究電流與電壓的關系，故選B。測小燈泡電功率的特殊方法

知識點4

常用電熱器1.電流的熱效應定義電流通過各種導體時，會使導體的溫度升高，這種現象叫做電流的熱效應實質電流通過導體發熱的過程實質上是電能轉化為內能的過程應用

___________________________________________________________________________________________________說明

電熱器的主要組成部分是發熱體，發熱體一般是由電阻大、熔點高的金屬導體制成的。2.教材第116頁活動：探究影響電熱的因素提出問題電流通過導體產生的熱的多少跟哪些因素有關呢？猜想與假設（1）與通電時間長短有關；（2）與導體的電阻大小有關；（3）與電流大小有關設計并進行實驗如圖所示，2只燒瓶內裝有煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶內各裝1根阻值不同的鐵絲R甲和R乙，且R甲>R乙。燒瓶與玻璃管相當于液體溫度計，只要比較2根玻璃管內液面上升的高度，就可以比較出液體溫度上升的高低，進而比較2根電阻絲放出熱量的多少設計并進行實驗（1）將2根電阻絲串聯在電路中，標出2根玻璃管內液面的位置。（2）閉合開關，記下電流表的讀數。（3）經過一段時間后，標出2根玻璃管內液面的位置。（4）比較2根玻璃管內液面上升的高度，發現甲燒瓶中玻璃管液面上升的高度較乙燒瓶中的多，可以推測得出：當電流相等時，電阻越大，電流產生的熱量越多。（5）當2根玻璃管中的液面降回到原來的高度后，減小滑動變阻器的阻值，閉合開關，記下電流表的讀數。（6）經過與第一次相同時間的通電后，標出甲瓶（或乙瓶）玻璃管內液面的位置。設計并進行實驗（7）與上次甲（或乙）瓶玻璃管內液面上升的高度相比，此次甲（或乙）瓶玻璃管內液面上升較高，可以推測得出：當電阻相等時，電流越大，電流產生的熱量就越多。（8）由常識可知，在電流、電阻相同情況下，通電時間越長，電流通過電阻產生的熱量越多實驗結論電流通過導體產生的熱量跟導體的電阻、通過導體的電流和通電時間有關，導體的電阻越大、通過導體的電流越大、通電時間越長，產生的熱量就越多典例4

在“探究電流熱效應與哪些因素有關”的實驗中，小余等同學經過討論，設計并連接的電路如圖所示。請你回答下列問題：（1）甲、乙兩個裝置是______（選填“串聯”或“并聯”）的，這樣連接的目的是___________________________________________。因此，圖示的電路是為了探究電流熱效應與______（選填“電阻”或“電流”）的關系。串聯的電流相等、通電時間相同電阻

控制通過電阻絲（2）通過比較__________________，可以比較裝置中電阻的大小。若甲裝置中電阻絲的電阻比乙裝置中的大，通過實驗觀察到的現象是_______________________________。由此得出的結論是________________________________________________________。電壓表示數的大小甲裝置中溫度計的示數升

電流和通電時間相同時，電阻越大，通電導體產生的[解析]

甲、乙裝置串聯連接就是為了保證通過電阻絲的電流相等以及通電時間相同，而甲、乙裝置中兩根電阻絲的阻值不同，故圖示的電路是在探究電流熱效應與電阻的關系。甲、乙裝置兩端各并聯一個電壓表就是為了通過比較兩電壓表的示數，來比較甲、乙裝置中兩根電阻絲阻值的大小。

高得多

熱量越多3.焦耳定律（1）焦耳定律的內容英國物理學家焦耳做了大量實驗，于1840年最先精確地確定了電流產生的熱量跟電流、電阻和通電時間的關系，從而得到了焦耳定律。內容電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比計算公式單位（2）焦耳定律公式的理論推導焦耳定律可通過理論推導得出，假設當電流通過導體時，電能全部轉化為內能，則有電流產生的熱量（Q）=電流所做的功（W）,結合歐姆定律可得Q=W=UIt=IR·It=I2Rt。當消耗的電能全部用來產生熱量時，根據電功公式和歐姆定律推導出來的電流發熱規律與焦耳通過實驗得出的焦耳定律是一致的。（3）理解和應用焦耳定律應注意的幾個問題①公式中各物理量都是對同一段電路或同一導體而言的。②運用公式時，各物理量要轉換成國際單位制單位后再代入公式計算。

純電阻串、并聯電路中電熱與電阻的關系

電功電功率電熱適用范圍基本公式普遍適用導出公式適用于純電阻電路

（1）燈泡正常工作時的電阻。

題型

1

電能表

★★

100.5

題型

2

額定功率和實際功率

★★★

1.81.8

題型

3

電功的計算

★★★

題型

4

電熱的比值計算

★★★

A

題型

5

燈泡亮度與功率的關系

★★★

DA.串聯時，兩燈都能正常發光B.串聯時，甲燈比乙燈更亮C.并聯時，通過兩燈的電流相等D.并聯時，甲燈的實際功率比乙燈的實際功率大

題型

6

電功率的比值計算

★★★

電壓

題型

7

動態電路中的電功率

（培優）

★★★★

D

題型

8

測電功率時的實驗故障分析

★★★

（1）請你在實物圖中把電壓表連入電路。

（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移到最____端，這樣做能對電路起______作用。在實驗過程中，滑動變阻器的另一個作用是___________________________________________。右保護電路中的電流）[解析]

閉合開關前，滑動變阻器滑片應處于最大阻值處，因為滑動變阻器電阻絲的左下接線柱接入電路，所以滑片應移到最右端?；瑒幼冏杵鬟B入電路的電阻最大，此時電路中的電流最小，這樣做可以對電路起保護作用。實驗過程中，移動滑動變阻器的滑片，可改變小燈泡兩端的電壓及電路中的電流，以便完成實驗。改變小燈泡兩端電壓（或改變（3）若開關閉合后，電流表有示數，電壓表示數為零，可能的原因是_____________或____________。小燈泡短路電壓表斷路[解析]

電流表有示數，電路通路，如果小燈泡不亮，則小燈泡短路，電壓表測導線兩端的電壓，示數為零；如果小燈泡正常發光，則電壓表斷路。題型

9

伏安法測小燈泡的電功率

★★★★

（1）根據電路圖，請用筆畫線代替導線，將圖乙中的器材連接成完整的電路。連接電路時，開關應處于________________（選填“斷開”或“閉合”）狀態。斷開

電流表

（3）改變滑動變阻器接入電路中的阻值，通過三次測量得到表中三組數據，再求出平均值得出小燈泡的額定功率。這種方法對嗎？______。為什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。次數電流表示數/A額定功率12.00.20.422.50.240.632.80.250.7不對

因為額定功率是用電器在額定電壓下工作時的功率，額定功率是唯一的。當滑動變阻器接入電路的電阻變化時，小燈泡兩端的電壓也變化，小燈泡的實際功率也隨之變化，因此不能用多次測量求平均值的方法求小燈泡的額定功率

0.6

大[解析]

由表格中數據知，小燈泡兩端的電壓越大，它的實際功率越大，小燈泡就越亮。題型

10