电功率和焦耳定律计算题
1．有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示。把它们串联在电路中，如图（乙）所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.2A.
(1)求电源电压和元件A的电阻（2）元件B通电10分钟所耗的电能和电功率。
2．如图，当闭合开关后，灯泡刚好正常发光，求：
（1）通过灯泡的电流是多少安？（2）电阻R的阻值是多少？
3．如图所示，小灯泡L上标有“6V 3W”字样。闭合开关S，小灯泡正常发光，电流表示数为2A。求：（1）小灯泡正常发光时的电流
（2）电阻R消耗的功率。
4、一只“220V 880W”的电热水器，接在家庭电路中，求：
（1）电热水器正常工作时的电流；（2）电热水器工作时的电阻；
（3）该电热水器工作1h消耗的电能是多少？5．如图电路，已知R1=10Ω，R2=20Ω．闭合开关S，电压表的示数为4V．求：
（1）通过R2的电流；（2）电阻R1消耗的电功率；
（3）1min内通过R2的电流产生的热量．
6．如图所示，电源电压保持不变,灯泡L标有“6V 6W”字样（灯丝的阻值不变），当S和S1都闭合时，电压表示数为10V；当闭合S，断开S1时，灯泡L正常发光。求：
（1）电阻R的阻值。
（2）当闭合S，断开S1时，电路消耗的总功率。
7．微波炉是一种清洁卫生无污染，效率较高的家用电器。某微波炉的铭牌如下表所示。将体积为275ml、初温是20℃的水放入该微波炉中用最大功率加热1min，取出后测得水温是40℃。若水的比热容为4.2×103J/(kg?℃)。求：
（1）微波炉加热时，电路中的电流是多少？
（2）加热过程中消耗的电能是多少？
（3）加热过程中，水吸收的热量是多少？
8．如图14所示，R1=20Ω，R2=40Ω，电源电压保持不变。
（1）当开关S1、S2都闭合时，电流表A1的示数是0.6A，小灯泡恰好正常发光，求电源电压和小灯泡的额定电压；
防触电保护类型
I类
额定容积20L
型号NN-S313WF电源频率
50Hz
额定电压220V质量12kg
最大功率1100W
（2）当开关S1、S2都断开时，电流表A2的示数是0.2A，求小灯泡的实际功率；
（3）小灯泡的额定功率是多少？
9．如图所示，灯泡L标有“8V 4W”的字样，开关S闭合，滑片P在中点时，电压表的示数为4V，灯泡正常发光（假定灯泡电阻不随温度变化而变化）．
求：（1）灯泡的电阻R L；
（2）电源电压U额；
（3）滑动变阻器的最大阻值R．
10．爱思考的林刚利用如图所示的电路进行实验，当闭合开关S后，发现标有“6V 3W”的灯L1和标有“12V 3W”的灯L2亮度并不相同。已知电源电压为6V，不考虑灯丝电阻值随温度的变化。求：（1）通过灯泡L1的电流为多大？
（2）灯泡L1每分钟消耗多少电能？
（3）灯泡L2的实际功率是多大？
电路中灯L1和灯L2哪个更亮？11．如图是某电热器的原理简图，它有高温、低温两档，发热体由R1和R2两个电热丝构成，阻值分别为l10Ω、220Ω．
（1）S1闭合、S2开时?求电热器的功率；
（2）S1、S2都闭合时，求电热器的工作电流；
（3）S1，S2都闭合时，电热器是处于“高温挡”还是
处于“低温挡”’通过有关计算证明你的结论．
12．如图所示，是某电热饮水机及其内部电路原理图、其说明书上收集到的数据。该电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），其内部有一个热水箱，热水箱中的水温达到90℃时，温控开关就会自动断开，停止加热进入保温状态；当水温降至60℃时，温控开关又会自动闭合重新加热。
饮水机电路原理图
（1）当热水箱里的水（按2L计算）温度降至60℃时，温控开关自动闭合重新加热至90℃这一过程中，水吸收的热量是多少？（提示：1L=1.0 ×10-3m3）
（2）正常加热时R1、 R2的电阻值是多少？
图14
一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．以下原理与应用上下对应正确的是（） A．B． C． D． 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A．原理为电磁感应原理；扬声器是利用通电导体在磁场中受力的作用，故A错误；
B．原理为通电导体在磁场中受力的作用；麦克风是利用电磁感应原理，故B错误；C．原理为电流的磁效应即电流周围存在磁场；电铃是利用电流的磁效应，使电磁铁吸引衔铁击打铃盖发出声音，故C正确； D．原理为电流的热效应，电流做功将电能转化为内能；电风扇是利用电流做功将电能转化为机械能，故D错误。 故选C。 2．图中电源电压保持不变，灯泡标有"6V，3W字样，当开关s闭合时.灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8A，则电阻R=____Ω．.通电10s. R产生的热量为______J. 【答案】20Ω 18J 【解析】 【分析】 【详解】 当闭合开关S时，灯L正常发光，说明电源电压为U=6V，电流表测的是总电流，则 I=0．8A， 由P=UI可知，灯泡中的电流： I L =P额/U额=3W/6V=0.5A， 根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：电阻中的电流: I R=I-I L =0.8A-0.5A=0.3A， 由I=U/R得,电阻: R=U/I R=6V/0．3A=20Ω； 通电1min电阻R产生的热量： Q=W=UI R t=6V×0．3A×10s=18J。 3．两个发热电阻R1:R2=1:4,当它们串联在电路中时，R1、R2两端的电压之比U1:U2=_____；已知R1=10Ω,那它们并联在4V电路中,两个电阻在100s内产生的热量是_______J． 【答案】1：4 200 【解析】 【分析】 【详解】 两电阻串联在电路中时时，电流相等，根据U IR =得，R1、R2两端的电压之比： 111 2221 4 U IR R U IR R ===；
专题一电功、电能、电功率和焦耳定律 【知识要点】 一、电功和电能 1．我们把电路中电流做的功叫电功。电功一般用字母W表示。 2．电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程；电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式能。 3．功和能有相同的单位：焦耳，简称焦，用字母J表示。 4．电流通过一段电路所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流以及通电时间三者的乘积。计算电功的基本公式是W=UIt。公式中电压U的单位用伏(V)，电流I的单位用安(A)，时间t的单位用秒(s)，电功W 的单位就是焦(J)。 5．在实际生活中，测量电功(电能，俗称“耗电量”)的仪表叫电能表。电能表的计量单位是千瓦时(kw·h)，俗称“度”。 二、电功率 1．功率是表示做功快慢的物理量。用电流做的功跟做功所用时间的比值来表示电流做功的快慢。 2．电流在单位时间内完成的电功叫电功率。电功率一般用字母P表示。 3．电功率的单位是瓦特，简称瓦，用字母w表示。 4．功率的定义式是P=W/t计算电功率的基本公式P=UI，公式中电压U的单位用伏(V)，电流I的单位用安(A)，电功率P的单位就是瓦(w)。 5．在实际生活中，常用的电功率单位还有千瓦(kw)，千瓦和瓦的换算关系是：1kw=1×103W。 6．用电器正常工作的电压叫额定电压，在额定电压条件下，用电器的实际功率等于它的额定功率。用电器的额定值都标示在用电器上。 三、焦耳定律 1．因为导体有电阻，所以电流通过导体时会产生热量(电能转化为内能)。我们把这种现象叫电流的热效应。 2．焦耳定律说明了电流产生热量的规律：电流通过一段导体产生的热量，跟通过这段导体的电流的平方成正比，跟这段导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 3．如果用I表示电流，用R表示电阻，用t表示时间，用Q表示热量，则焦耳定律可以用公式表示为：Q=I2Rt。公式中的热量Q、电流I、电阻R和时间t的单位依次为焦(J)、安(A)、欧(Ω)和秒(s)。 4．电热器是根据电流热效应制成的。电热器的发热材料的特点是电阻率大、熔点高。 【解题指导】 [例题1]把一个阻值为10Ω的定值电阻接到6V的电源上，通电1min，电流做了多少功?消耗多少电能? [例题2]把一个小电热器接在电压为20V的电源上，它的功率是10W，通电5min产生多少热量?工作时它的电阻值是多少? [倒题3]1kW·h的电能可供1盏"PZ220—40"的白炽灯正常使用h。 [例题4]一把电烙铁上标有“220V 55W”的字样，如果加在它两端的电压为200V，此时电烙铁的实际功率多大? [例题5]把一个标有“8V 2W”的小灯泡接到12V的电源上，为使它能正常发光，必须联一个阻值为Ω的电阻，这个电阻消耗的功率为W。 [例题6]有一个小灯泡L，它与R=5Ω的电阻串联后接入U=15V的电路。小灯泡正常发光，此时它的功率是10W。求小灯泡的额定电压和正常发光时的电阻。
第八章电功率 第三节测量小灯泡的电功率第四节电与热 一、填空题 1.小华通过学习得到以下结论，你能帮他填写完整吗？ （1）电流通过导线时，导线发热是_______ 能转化为_________ 能。这种现象叫______________ 。 （2）常见的电热器有________ 、________ 、______ 等。 此通过的 ____________ 相等。在通电时间相同的情况下，_____________ 产生热量更多，从而得出结论。 （4）在炎热的夏天，电视机连续使用较长时间后，要停一会，但如果长期停止使用，隔一 段时间要通电一次。这是因为 _________ 在起作用，前者是为了 _________ ，后者是为了________ 。 （5）标有“ 220V 40W ”电热器安装在220V的电路中，工作100s后，所消耗的电能是J ，通过电热器的电流是 A ，产生的热量是J 。 2 ?大量实验证明，电流通过导体产生的热量跟成正比，跟成正比，跟通电的时间成比。这个规律叫定律，可用公式表示 3. 有一段110 Q的电阻丝，通过它的电流是2A，要产生44000J的热量，所需的时间是
灯的电流比为，两灯在相同时间内产生的热量之比为。 14. 一条电阻丝先后接在两个电路里，通过的电流11=312,当两种情况放出的热量相等时， 两次通电时间之比t l : t2为__________ 。 15 ?白炽灯的灯丝断了，将它搭接起来，灯还可以发光，但往往在不长的时间里，灯丝容易从处烧断，这是因为该处的电阻 ________________________ ，产生的热量 _________ 。 16. 电炉丝通过导线连接到电路中，电炉丝热得发红，而导线却不怎么热，是因为电炉丝 和导线联，通过它们的相等，但电炉丝的电阻比导线的电阻，由公式 ____________ 可以知道，在相同时间内电炉丝产生的热量比导线产生的热量____________ ，所以电炉丝热得发红，而导线却不怎么热。 17. 将阻值分别为10Q和30Q的甲、乙两电阻串联后接在电源上，相同时间内，甲、乙 两电阻产生的热量之比为 __________ ;若将甲、乙两电阻并联后接在电源上，相同时间内，电流 通过甲、乙两电阻消耗的电能之比为_____________ 。 18 .暑期持续的“桑拿天”，居民家里的空调、电扇都闲不住，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了外面的绝缘皮。根据学过的物理知识回答： (1)“超负荷”是指如图所示( 选填“①”或“②”)中所示情况； (2)_____________________________________________________________________使火灾发生的理论依据是 ___________________________________________________________________ ; (3)_____________________________________________________________________请你提出一条预防这种火灾发生应采取什么措施________________________________________________ 。 19 ?如图所示，电源电压为6 V , R阻值为10Q , R2阻值为20 Q。闭合开关，电流表的示 数为 A ，通电30 s电阻R产生的热量为J 、选择题 20 .小明家中接有两只灯泡，L1上标有“ PZ220-40”，L2上标有“ PZ220-25”，当它们 正常发光时，下列说法正确的是( ) A. 通过L1的电流小于通过L2的电流 B. L1的电阻小于L2的电阻 C. L1的电功率小于L2的电功率 D. L1消耗的电能一定多于L2消耗的电能 21 .两个灯泡，L1上标有“ 6V 3W”，L2上没有标记，测得它的电阻是 4 Q，把它们串联 在某一电路时，两灯均能正常发光，则这个电路两端的电压和灯L2的电功率分别是( )
2020届中考物理计算题解题攻略专题3.3 用焦耳定律解决电学计算题解题策略 1.电流通过导体产生的热量求解公式 （1）焦耳定律：Q＝I2Rt （2）纯电阻电路中，Q＝W=Pt=U2t/R=UIt=I2Rt 2.在利用焦耳定律求解计算题注意 （1）涉及的四个物理量要一一对应，简单来说就是导体的电阻为R，通过这个导体的电流为I，通电时间为t，则电流通过导体产生的热量为Q＝I2Rt （2）公式中各个物理量的单位必须都得是国际单位，即电流I的单位是安培（A）、电阻R的单位是欧姆（Ω）、时间t的单位是秒（s），则热量的单位是焦耳（J） 类型1.利用焦耳定律直接求解 【例题1】（2019北京）如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10Ω．当开关S 闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A．求： （1）通电10s电阻丝R1产生的热量； （2）电源两端的电压。 【答案】（1）通电10s电阻丝R1产生的热量为16J； （2）电源两端的电压为6V。 【解析】（1）通电10s电阻丝R1产生的热量： Q＝I2R1t＝（0.4A）2×10Ω×10s＝16J。 （2）由I＝得，R1两端的电压： 知识回顾 类型与典例突破
U1＝IR1＝0.4A×10Ω＝4V， 根据串联电路电压规律可知，电源电压： U＝U1+U2＝4V+2V＝6V。 类型2.结合图像获取信息，利用焦耳定律求解 【例题2】（2017?淄博）如图甲所示。电源电压保持不变，R0为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示。求： （1）电源电压、R0的阻值、滑动变阻器的最大阻值。 （2）当滑片在a端时，通电1min电阻R0产生的热量。 【答案】（1）电源电压为12V，R0的阻值为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω； （2）当滑片在a端时，通电1min电阻R0产生的热量为96J。 【解析】（1）当滑片位于b端时，电路为R0的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，此时电路中的电流最大，由图乙可知，电源的电压U=12V，电路中的最大电流I大=1.2A， 由I=可得，R0的阻值： R0===10Ω； 当滑片位于a端时，R0与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R0两端的电压，此时电路中的电流最小， 由图乙可知，电路中的电流I小=0.4A，U0=4V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动变阻器两端的电压： U滑=U﹣U0=12V﹣4V=8V， 则滑动变阻器的最大阻值： R===20Ω；
电功率和热功率 1．一台电动机，额定电压为100 V ，电阻为1 Ω.正常工作时，通过的电流为5 A ，则电动机因发热损失的功率为( ) A ．500 W B ．25 W C ．1 000 W D ．475 W 答案 B 解析 电动机的热功率P ＝I 2r ＝52×1 W ＝25 W ，B 正确，A 、C 、D 错误． 电功和电热 2．通过电阻R 的电流为I 时，在t 时间内产生的热量为Q ，若电阻为2R ，电流为I 2，则在时间t 内产生的热量为( ) A ．4Q B ．2Q C.Q 2 D.Q 4 答案 C 解析 根据Q ＝I 2Rt 得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的1 2，时间不变，则热量变为原来 的1 2 .C 正确． 非纯电阻电路的特点及有关计算 图263 3．如图263所示是一直流电动机工作时的电路图．电动机内阻r ＝0.8 Ω，电路中另一电阻R ＝10 Ω，直流电压U ＝160 V ，电压表示数U V ＝110 V ．试求： (1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)电动机输出的机械功率． 答案 (1)5 A (2)550 W (3)530 W 解析 (1)由电路中的电压关系可得电阻R 的分压U R ＝U －U V ＝(160－110) V ＝50 V 通过电阻R 的电流I R ＝ U R R ＝50 10 A ＝5 A 即通过电动机的电流I M ＝I R ＝5 A. (2)电动机的分压U M ＝U V ＝110 V
输入电动机的功率P 入＝I M ·U M ＝550 W. (3)电动机的发热功率P 热＝I 2M r ＝20 W 电动机输出的机械功率P 出＝P 入－P 热＝530 W (时间：60分钟) 题组一 电功和电功率 1．关于电功，下列说法中正确的有( ) A ．电功的实质是静电力所做的功 B ．电功是电能转化为其他形式能的量度 C ．静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大 D ．电流通过电动机时的电功率和热功率相等 答案 AB 2．关于四个公式①P ＝UI ；②P ＝I 2 R ；③P ＝U 2R ；④P ＝W t ，下列叙述正确的是( ) A ．公式①④适用于任何电路的电功率的计算 B ．公式②适用于任何电路的热功率的计算 C ．公式①②③适用于任何电路电功率的计算 D ．以上均不正确 答案 AB 解析 P ＝UI 、P ＝W t 适用于任何电路的电功率的计算，而P ＝I 2 R 、P ＝U 2R 只适用于纯电阻电路 的电功率的计算，故A 正确，C 错误．P ＝I 2 R 适用于任何电路的热功率的计算，P ＝UI 、P ＝ U 2 R 只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B 正确． 3．两个精制电阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻上分别标有“100 Ω，10 W ”和“20 Ω，40 W ”，则它们的额定电流之比为( ) A.5∶5 B.10∶20 C.5∶10 D ．1∶2 000 答案 C 解析 由公式P ＝I 2R 得：I ＝ P R ，所以I 1∶I 2＝5∶10. 4．额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间．比较它们产生的热量，结果是( ) A ．电风扇最多 B ．电烙铁最多 C ．日光灯最多 D ．一样多 答案 B 解析 在三种用电器中，只有电烙铁能将电能全部转化为内能，电风扇部分电能转化为机械能，日光灯部分电能转化为光能，故B 选项正确．
电功、电功率和焦耳定律 电能和电功 1、电功及其单位：电流所做的功叫电功，用W表示。电功的国际单位是J， 常用单位kW·h（俗称度），IkW·h=3.6×106J。 2、运用电功的公式解决有关问题：W=UIt，即电流在某段电路上所做的功，等 于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。 误区提醒 正确使用电功公式W=UIt：电功公式W=UIt是计算电功普遍适用的公式，对于任何类型的用电器（或电路）都适用。而结合欧姆定律可推出电功公式 的变换式：或，这两个式子不适用电动机以及蓄电池电路，只适用于电烙铁、电炉等纯电阻电路。 【典型例题】 加在导体两端的电压为6V，30s内电流通过导体做功72J，则通过导体的电流多大？ 洗衣机工作0.5小时，电流做功3.6×106焦，这样工作3小时，消耗的电能是_______度 有一只灯泡接在220 伏的家庭电路中，工作50小时，用了1.98度电，这只灯泡工作的电流是_______。 电功率 1、电功率及电功率的单位：电功率是表示电流做功快慢的物理量。 单位为：瓦特，符号为W，常用单位还有kW，1kW=1000W。 2、运用电功率的公式解决有关问题：电功率的定义式推导出计算式 ，公式中P、U、I是指同一段电路（或同一个用电器）。由于初中研究的 都是纯电阻电路，所以结合欧姆定律，电功率公式还可以写作P=UI和。 3、用电器正常工作时的电压是额定电压和用电器额定电压下的功率是额定功率。用电器在电路中工作时，两端所加的电压叫实际电压，此时的功率叫实际功率。 4、测量小灯泡的电功率。
误区提醒 1、比较串连电路中两电阻的电功率时，因电流处处相等，一般使用P=UI 计算 2、在并联电路中，由于各支路两端电压相等，运用计算。 【典型例题】 现有两个小灯泡，上面分别标有“6V，1. 2W”和“12V，6W”字样，如果把这两个灯泡串联起来，为了使其中一个灯泡持续正常发光，那么加在串联电路两端的电压是（ ） A. 9.4V B. 10.8V C. 18V D. 27V 一只电灯上标着“220V, 100W ”,若把它接入110伏的电源两端, 下面说法中正确的是： ( ) A 、它的额定功率变为原来的一半； B 、通过它的电流强度变为原来的一半； C 、它的电阻变为原来的1/4； D 、它的实际功率变为原来的1/2。 下列判断中正确的是（ ） A ．根据P=I 2R 可知，电阻越大，电功率也越大 B ．根据P=UI 可知，同一导体两端的电压越小，电功率也越小 C ．根据P=R U 2 可知，电阻越大，电功率反而越小 D ．根据P=t W 可知，电流做功越多，电功率也越大 两只灯泡串联在电路中，其中一只灯亮，另一只不亮，原因可能是（ ） A ．两只灯泡相比较，流过不亮的灯泡的电流较小 B ．不亮的灯泡的灯丝断了 C ．两只灯泡相比较，亮的灯泡电阻太小 D ．两只灯泡相比较，不亮的灯泡电阻太小 额定电压相同的甲、乙两盏电灯，其额定功率之比为5：3，如果将它们串联接入电压与额定电压相同的电路中，下列叙述正确的是（ ） A ．两灯实际消耗功率之比为5:3 B ．两灯都能正常发光 C ．两灯实际通过电流之比为3:5 D ．两灯实际电压之比为3:5 R1、R2两个电阻并联后接入电路中，它们的电功率之比P1:P2=9:4，则R1、R2两个电阻阻值之比是( ) A.9:4 B.4:9 C.3:2 D.2:3 一个标有“4V ，2W ”字样的灯泡，给它两端加2V 电压时，不考虑温度对它电阻的影响，则( ) A.此时灯泡中电流为0.5A B.此时灯泡中电流为1A C.此时灯泡的实际功率为0.5W D.此时灯泡的实际功率为1W
电功率和热功率 1.一台电动机，额定电压为100 V，电阻为1 Q .正常工作时，通过的电流为5 A，则电动 机因发热损失的功率为（） A. 500W B. 25W C . 1 000 W D . 475 W 答案B 解析电动机的热功率P= I2r = 52X 1 W = 25 W , B正确，A、C、D错误. 电功和电热 I 2 ?通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q,若电阻为2R,电流为，则在时间t内产 生的热量为（） Q Q A. 4Q B. 2Q C. D.- 2 4 答案C 2 1 解析根据Q = I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的-，时间不变，则热量变为 1 原来的^.C正确. 非纯电阻电路的特点及有关计算
图263 3 ?如图263所示是一直流电动机工作时的电路图?电动机内阻阻R = r = 0.8 Q,电路中另一电10 Q,直流电压U = 160 V，电压表示数U V = 110 V .试求： (1) 通过电动机的电流； (2) 输入电动机的电功率； (3) 电动机输出的机械功率. 答案(1)5 A (2)550 W (3)530 W 解析⑴由电路中的电压关系可得电阻R的分压U R = U —U V = (160 —110) V = 50 V U R 50 通过电阻R的电流I R = = ~~ A = 5 A R 10 即通过电动机的电流I M = I R= 5 A. ⑵电动机的分压U M = U V = 110 V 输入电动机的功率P入=I M? U M = 550 W. ⑶电动机的发热功率P热=i M r = 20 W 电动机输出的机械功率P出=P入一P热=530 W (时间：60分钟) 题组一电功和电功率 1 .关于电功，下列说法中正确的有() A. 电功的实质是静电力所做的功 B. 电功是电能转化为其他形式能的量度
焦耳定律计算题 姓名：_____________班级：_____________ 1、如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关s，的示数为0.4A, 的示数为0.6A，求： (l）通过R2的电流； (2)Rl两端的电压； (3）在60S内Rl产生的热量。 2、如图所示，标有“6V 2W”字样的灯泡L与电阻R串联后接在电源上，开关S闭合后，灯泡L恰能正常发光，电路消耗的总功率为10W。 求：通电1分钟，电流通过电阻R产生的热量。 3、在如图14所示的电路中，电源电压不变，R1=3Ω，R2=6Ω。(1)当S l、S3断开，S2闭合时，电流表示数为1A，求电源电压。当S l、S3闭合，S2断开时，求：(2)电路中的总功率；(3)通电1min，电阻R1产生的热量。 4、如图为一台两挡式电热水器的内部简化电路。S为温控开关，当S接a时电路中的电流为5 A；当S接b时电路消耗的电功率为22 W，求： （1）R 1 的电阻； （2）高温挡时电路消耗的电功率； （3）在低温挡工作l0 min，电流通过R 2 产生的热量。
5、电饭锅工作时有两种状态：一种是加热状态，另一种是保温状态。如图所示为电饭锅的电路图，R1、R2为电热丝，S为温控开关，A、B两点接在家庭电路上。当S闭合时，电饭锅处于加热状态，加热功率为1000W；当S断开时，电饭锅处于保温状态，保温功率为100W．求： （1）电饭锅加热30s，电热丝产生的总热量是多少？ （2）电热丝R1、R2的阻值之比是多少？ （3）电饭锅保温30min，电热丝产生的R2产生的热量是多少？ 6、小明学了家庭电路知识后，利用电能表和秒表测量家中电热水器的实际功率。他的做法是：打开标有“220V 1210W”的热水器，关掉家里的其他用电器，测得电能表（标有“1800r/kW·h”）的铝盘转过200转所用的时间是400s。（热水器电热丝的阻值不变） 求：（1）热水器消耗的电能（2）热水器的实际功率。（3）通过热水器的电流。 7、有一海尔电热水器铭牌如右表： ⑴防电墙技术就是在电热器内部形成永久性电阻，从而降低在异常情况下经过人体的电流值，经过防电墙处理后，人体承受的电压不高于12V，如图19所示，这就保证人体的安全，人体的最大电阻约为20MΩ，求防电墙的电阻大约是多少？ ⑵如图该热水器在10min内产生的热量为7.8×105J，求热水器的实际功率和电路的实际电压？ 8、有两根阻值分别为R1=30Ω和R2=60Ω的电热丝，以串联和并联两种方式接在36 V的电源两端，不考虑温度对电热丝电阻的影响。求：
知识点 一、电功 电功是指电流在一段时间里所作的功, 表示 W=qU=IUt 该式适用于计算各种电路中电流所作的功。 在 纯电阻电路中又可以用下式表示 电功W 的单位是焦耳，简称焦，符号是 J 。 二、电功率 电功率是电流所做的功跟完成这些功所用的时间的比值。用公式表示 W P UI t 该式适用于计算各种电路中电流的功率。 在纯电阻电路中，又可以用下式表示 电功率P 的单位是瓦特，简称瓦，符号 对于由电源和用电器组成的闭合回路， A 电源部分 电源的总功率：是指电源内部非静电力做的功率 P 总 =1 ； =IU 外+IU 内=卩外+P 内 电源输出功率：是指电源工作时内外电路输出的功率 2 P 外=IU 外=I ; -I r=P 总-P 内 电源内部发热功率：是指电源内部因发热而损耗的功率 2 U 内 内 =IU 内=I r= 二卩总-P 外 r 电功和电功率 焦耳定律 W=I 2 Rt=U 2 -i R B 用电器部分 用电器的额定功率：是指用电器在额定电压下工作的功率。 压和功率即为用电器的额定电压和额定功率。 用电器的实际功率，是指用电器在工作时实际消耗的功率。 压与通过用电器的实际电流的乘积。即 P 实=I 实U 实。 三、焦耳定律：电流通过导体所产生的热量跟电流的平方、 比。公式表示 2 Q=I Rt 使用上式时应注意统一单位： 电流I 的单位是安，电阻 秒，热量Q 的单位是焦。 般用电器铭牌上标明的电 它等于用电器两端的实际电 导体的电阻和通电时间成正 R 的单位是欧，时间t 的单位是 它是电转化为其他形式能的多少的量度。 用公式 W 其功率问题可以从电源和用电器两方面来认 识。
计算题 1．如图所示电路中，一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联接在电源上。电源电动势E=20Ｖ、内阻r=1Ω，用理想电压表测出电动机两端的电压U=10Ｖ。已知电动机线圈电阻R M=1Ω，求： （1）电路中的电流为多少？ （2）电动机输出的功率为多少？ （3）电动机的效率？ 2．如图所示，电路中电源电动势为E，内阻不计．水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，板长为L。在A板的左端且非常靠近极板A的位置，有一质量为m、电荷量 为－q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间．(重力加速度用 g表示)则： (1)若使液滴能沿v0方向射出电场，电动势E1应为多大？ (2)若使液滴能从B板右端边缘射出电场，电动势E2应为多大？ 3．如图所示，电路两端电压U恒为28V，电灯上标有“6V，12W”字样，直流电动机线圈电阻R=2Ω.若电灯恰能正常发光， 求：(1)流过电灯的电流是多大？ (2)电动机两端的电压是多大？ (3)电动机输出的机械功率是多少。 4．如图所示，电阻R1＝8Ω，电动机绕组电阻R0＝2Ω，当电键K断开时，电阻R1消耗的电功率是2.88W；当电键闭合时，电阻R1消耗的电功率是2W，电动机刚好正常工作。若电源的电动势为6V。求： （1）电源内阻r； （2）当电键K闭合时，电动机正常工作的电压和功率； （2）电动机正常工作时输出的机械功率。
5．如右图所示的电路中，两平行金属板A 、B 水平放置，两板间的距离d=40 cm.电路电压恒为U=24V ，电阻R=16Ω。闭合开关S ，待电路稳定后，将一带正电的小球从B 板小孔以初速度v 0=4 m/s 竖直向上射 入板间。若小球带电荷量为q=1×10-2 C ，质量为m=2×10-2 kg ，不考虑空气阻力。 求：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A 板？ （2）此时滑动变阻器消耗功率是多大？(取g=10 m/s 2) 6． 如图所示，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝1 Ω，R 1＝3 Ω，R 2＝6 Ω， C ＝30 μF. （1）闭合开关S ，求稳定后通过R 1的电流； （2）然后将开关S 断开，求电容器两端的电压变化量和断开开关后流过 R 1的总电量； （3）如果把R 2换成一个可变电阻，其阻值可以在0～10 Ω范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R 2消耗的最大电功率． 7．如图所示电路中，电阻R 1=R 2=R 3=12Ω，当电键S 断开时，电压表的 示数为6V ；电键S 接在b 点时，电压表的示数是7.8V 。求：(电压表 的内阻非常大，流过电压表的电流可忽略不计) (1)电键S 接a 点时电压表的示数 (2)电源的电动势和内阻 (3)电键S 接在b 点时，电源总功率和电阻R 3的功率 R S P E A B v 0
电功和电功率焦耳定律·典型例题解析 【例1】不考虑温度对电阻的影响，一个“220V 40W”的灯泡，下列说法正确的是 [ ] A．接在110V的线路上的功率为20W B．接在110V的线路上的功率为10W C．接在440V的线路上的功率为160W D．接在55V的线路上的功率为2.5W 解析：P＝U2/R可知，对R一定的用电器P与U2成正比，所以BD正确． 点拨：利用比例法解答实际功率的习题是一种常用的方法． 【例2】对计算任何类型的用电器的电功率都适用的公式是 [ ] A．P＝I2R B．P＝U2/R C．P＝UI D．P＝W/t 解析：D是定义式，C是通过定义式推导而得，而A、B都是通过欧姆定律推导，所以A、B只适用于纯电阻电路．选CD． 点拨：通过该道题理解电流做功的过程，即是电能转化成其他形式能的过程．要区分电功率和热功率以及电功和电热． 【例3】一台电动机额定电压为220V，线圈电阻R＝0.5Ω，电动机正常工作时通过电动机线圈的电流强度为1A．当电动机正常工作10min，求：(1)消耗的电能？(2)产生的热量？(3)输出的机械能？ 点拨：区分电功和电热的求法，以及二者的关系． 参考答案：(1)1．32×105J (2)300J (3)1.29×105 【例4】一个电阻为20Ω的导体，当它每通过3C电量时，电流做功18J，那么此导体所加的电压为________V，通过3C电量的时间为________s．点拨：可利用公式W＝qU和欧姆定律U＝IR及I＝q/t求解． 参考答案：6V 10s 跟踪反馈 1．用户保险丝允许通过的最大的电流一般都不大，(几个安培)如果电路中接入1KW以上的用电器，通过计算说明为什么保险丝会被烧断？ 2．一台电动机，电枢电阻为0.5Ω，加在电动机两端的电压是220V，当电动机正常运转时电流强度为20A，则每分钟有多少焦耳的机械能输出？ 3．白炽灯的灯丝断了以后，轻摇灯泡将断了的灯丝搭上后，其亮度比原来________，(填亮、暗)是什么原因？________． 4．一个标有“110V 10W”的灯泡，求：(1)它的电阻(2)如果接在110V的
一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为 A ．导线的电阻远小于电熨斗的电阻，导线消耗的电能很少 B ．通过导线的电流小于电熨斗的电流 C ．导线散热比电熨斗快 D ．导线的绝缘皮隔热 【答案】A 【解析】 【详解】 电熨斗跟导线串联，通过它们的电流I 和通电时间t 相等；因为2 Q I Rt ， R R 电熨斗导线＞＞， 所以产生的热量： Q Q 电熨斗导线＞＞， 即相同时间内导线产生的热量远小于电熨斗产生的热量，而与散热快慢、隔热效果无关，故A 正确，BCD 错误。 2．图中电源电压保持不变，灯泡标有"6V ，3W 字样，当开关s 闭合时.灯泡L 正常发光，电流表的示数为0.8A ，则电阻R =____Ω．.通电10s. R 产生的热量为______J. 【答案】20Ω 18J 【解析】 【分析】 【详解】 当闭合开关S 时，灯L 正常发光，说明电源电压为U =6V ，电流表测的是总电流，则I =0．8A ， 由P =UI 可知，灯泡中的电流： I L =P 额/U 额=3W/6V=0.5A ， 根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：电阻中的电流: I R =I-I L =0.8A-0.5A=0.3A ， 由I =U/R 得,电阻: R =U /I R =6V/0．3A=20Ω； 通电1min 电阻R 产生的热量： Q =W =UI R t =6V×0．3A×10s=18J 。
3．家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是___________Ω，正常工作吹热风5min 电热丝产生的热量是___________J 。 【答案】55 2.64×105 【解析】 【详解】 (1)[1]由表格数据可知，电吹风吹冷风时的功率，即电动机的功率为120W ，由图知，电吹风正常工作且吹热风时，电动机和电热丝并联，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以电热丝的功率： 1000W 120W 880W M P P P =-=-=电热丝热； 并联电路中各支路两端的电压相等，由2 U P R =可得电热丝的电阻： ()2 2 220V 55880W U R P ===Ω电热丝 电热丝 ； [2]电吹风正常工作且吹热风时，5分钟内电流通过电热丝产生的热量： 5880W 560 2.6410J R Q W P t s ===??=?。 4．将阻值为R 甲=40Ω和R 乙=10Ω的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量较多的是 _____。若将两电阻并联后接在4 V 的电源上，1 min 内两电阻产生的总热量为_____J 。 【答案】R 甲 120 【解析】 【分析】 【详解】 [1]已知R 甲＞R 乙，根据焦耳定律Q =2I Rt ，两个电阻串联后，通过的电流相等，相同时间内，电阻R 甲产生热量较多。 [2]两电阻并联，由Q =2I Rt ,I = U R 得， Q 甲=2U t R 甲=()24V 60s 40Ω?=24J ，Q 乙=2U t R 乙 =()24V 60s 10Ω?=96J 共产生的热量 Q =Q 甲+Q 乙=24J+96J=120J
焦耳定律练习题 一、填空题 1、电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用________来工作的。而计算机内都装有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了________。 2、某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热和保温两个工作状态。当开关S 1接b ，S 2断开时，它是处于 状态，此时电路功率为P 1；当开关S 1接a ，S 2闭合时，电路功率为P 2，则P 1∶P 2＝ 。 3、小刚用如图甲所示电路来探究电流和电压的关系，闭合开关S ，将滑动变阻器的滑片P 从a 端移至b 端，电流表和电压表 的示数变化关系如图乙所示，由图像可得，定值电阻R 1的阻值是 ?．实验时，电源电压保持5V 不变，当滑片P 位于a 端时，滑动变阻器消耗的电功率是＿＿＿ W ，此时，电阻R 1在10min 内产生的热量为 ______J 二、选择题 4、一只“220V 45W ”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的 热量是( ) A 、45J B 、220J C 、2700J D 、9900J 4、如图1所示，额定功率为2W 的小灯泡Ｌ和一个阻值为4Ω的电阻 Ｒ串联后接到电压为6V 的电源上，小灯泡恰能正常发光。则通电1分钟，小灯泡产生的热量是（ ） Ａ．80J Ｂ．120J Ｃ．540J Ｄ．无法判断 5、家用电吹风由电动机和电热丝等组成，为了保证电吹风的安全使用，要求：电动机不工作时，电热丝不能发热；电热丝发热和不发热时，电动机都能正常工作。如下图所示电路中符合要求的是（ ） 6、电流通过导体时导体会发热，根据这个道理可制成 （ ） A ．电风扇 B ．电铃 C ．电炉 D ．发 电机 7、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V ，线圈电阻为2 ，线圈中电流为10A 。 这台电动机正常工作1S 消耗的电能为W ，产生的热量为Q ，则（ ）
第二节电功率 第一课时电功率的理解和简单应用 【重要知识点及考点】 1.电功率 （1）定义：在单位时间内消耗的电能叫做电功率，用P表示。 （2）意义：用来表示电流做功的__________。 （3）单位：a.国际单位：_________，简称_________，符号W。 b.常用单位：_________，符号kw，1kw=_______W。 （4）计算式：P=_______=_______。 2.千瓦时的来历 （1）千瓦时是电能单位，而千瓦是电功率的单位，二者的意义完全不同。 （2）1千瓦时是功率为1千瓦的用电器正常工作一小时消耗的电能。 【课后作业】 1、有几位同学对电功率这个概念，有以下几种理解，你认为正确的是（） A．电功率是表示电流通过用电器时做功多少的物理量 B．电功率是表示电流通过用电器时做功快慢的物理量 C．电功率大的用电器工作时消耗的电能一定多 D．电功率大的用电器工作时所用的时间一定少 2、在如图所示的物理学家中，以其名字命名为电功率单位的是（） 3、下列单位中，哪个不是电功率单位（） A．J/s B．W C．kW?h D．V?A 4、甲乙两个电扇，甲的电功率比乙的大，则说明（） A．甲做的功一定比乙多 B．甲做功用的时间一定比乙短 C．甲做功比乙做功快 D．甲做功用的时间一定比乙长 5、对如图电能表表盘提供的信息解读错误的是（） A．接在这个电能表上的用电器总功率不能超过2200W B．该电能表应该在220V的电路中使用 C．该电能表转盘转过600转，接在这个电能表上的用电器消耗的电 能是3.6×106J D．该电能表的额定最大电流为20A 6、小明的新家中有150W的电视机一台，300W的洗衣机一台，100W的电冰箱一台，2200W 的柜式空调机一台，250W的电脑一台，800W的电饭锅一只，40W的照明灯8盏，则安装电能表时，选用以下哪一种电能表最合适（） A．220V 5A B．220V 15A C．220V 20A D．220V 10A 7、电功率是表示电流做功__________的物理量；某用电器工作时的实际功率为10W，10W 的意义是电流通过该用电器每秒做功__________． 8、某台机器的铭牌上标有5kW，合__________W，表示的物理意义是____________________，这台机器在1h内做的功是__________J． 9、商场中，一位顾客和一位卖微波炉的售货员出现了不同意见．售货员说微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费；顾客说微波炉很费电，他家的微波炉一开就“烧保险”．他们是从不同角度来说的，其中顾客所说的角度是指微波炉加热食品时__________（填“电能”或“电功率”）比较大． 10、小羽发现家里电能表的示数在3h内的变化如图所示，则他家在这 段时间内用电为_______kW?h，用电器消耗的实际功率是_______W． 12、活中的作用越来越重要，频繁的使用会导致它的电能消耗很快，当 手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，这是通过以
焦耳定律 计算题专项练习 一、计算题 1、如图11所示，电源电压为9V恒定不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，滑动变阻器R1标有“20Ω 2A”字样，定值电阻R2=10Ω。 (1)只闭合开关S1，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡恰好正常发光，求此时电流表的示数和滑动变阻器接入电路 的电阻值。 (2)把滑动变阻器的滑片P移至b端，只闭合开关S2、S3，求R1两端的电压和10s内电流通过定值电阻R2产生的热量。 2、家用电饭煲是利用电流的热效应来工作的，如图是某种型号电饭煲的简化电路．当温控开关S闭合时，电饭煲处于加热状态，此时若它两端的电压为220V，它的功率为1100W（不考虑温度对电阻值的影响）．则 （1）电饭煲在加热状态下工作0.1h，消耗的电能为多少kW?h？ （2）R0的电阻为多少Ω？ （3）当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将如何变化？并请说明原因． 3、CFXB型热水杯的原理图如图所示，它有加热和保温两档，通过单刀双掷开关S进行调节，R0、R为电热丝．当开关S接加热档时，电路的功率为1000W，当开关S接保温档时，电路的总功率为44W，R0、R阻值恒定不变．
（1）在保温档正常工作时，电路中的电流是多少？ （2）电热丝R0、R的阻值多大？ （3）在一标准大气压下把一满壶水从30℃烧开需要14分钟，求这个热水壶的效率是多少？（c水=4.2×103J/（㎏?℃） 4、小梦家新买了一口电饭锅，如图甲所示．通过查看说明书，发现电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态．图乙是电饭锅的电路图，R2=60.5Ω，保温时总功率为100W． （1）自动开关S接通时，电饭锅处于哪种状态？此时电功率多大？ （2）R1的阻值多大？ （3）用电饭锅将5kg水加热升温20℃（整个过程不计能量损失），需要多长时间？ 5、如图，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，R1=10Ω，滑动变阻器R3标有“20Ω 0.5A”字样．只闭合开关S1，电流表的示数为0.9A；再闭合开关S2、S3，电流表的示数变为1.5A，求： （1）电源电压； （2）开关S1、S2、S3都闭合时，R2在10s内产生的热量； （3）只闭合开关S3，移动变阻器滑片时，R1的电功率变化范围． 6、如图所示的电路中，电源电压恒为6V，小灯泡L上标有“6V，3W”的字样，电阻R1的阻值为8Ω，滑动变阻器R2上标有“10Ω，2A”的字样．求： （1）小灯泡L正常工作时的电阻； （2）开关S1与S2都断开，S闭合时，R1在10min内产生的热量； （3）当开关S1、S2、S都闭合，电流表的示数为1．5A时，R2消耗的电功率．
§4.2电功电功率焦耳定律 在我国，电力公司每个月都要向各个家庭收取一定的电 费。你知道收取电费是以什么为依据的？是依据各家使用电压 的高低？电流的大小？还是其它的什么因素？ 你看到过我们家附近安装的一个与右图相似的电表吗？ 你知道这个电表测量的是什么吗？对了，它就是测量各个家庭 消耗的电能的。 那么，你知道消耗的电能的多少与哪些因素有关呢？下面 我们接着学习： o电功 o电功率 o焦耳定律 电功 电流通过白炽灯时，白炽灯发热发光，这是电能转化为热力学能；电流通过电风扇时，电风扇转动起来，并伴随着温度升高的现象，这是电能转化为机械能和热力学能；电流通过电解槽时，电解液会发生电解和化学变化，并伴随着温度升高的现象，这是电能转化为化学能和热力学能． 以上这些电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程，电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量。所谓电流做功,实质上是导体中的电场对自由电荷的静电力在做功。自由电荷在静电力作用下做定向移动，结果电荷的电势能减小，其他形式的能增加。 如果导体两端的电压为U，通过导体横截面的电荷量为q，如下图所示：
根据上一章学习的静电场知识，可知电功 W = qU = UI t 在国际单位制（SI）中，电功的单位是J 。在日常生活中，我们常用的电功的单位还有kW · h （千瓦·时），即“度”． 1 度= 1 kW · h = 3.6 × 106 J 电功率 我们家中有很多电器，都会消耗电能，但它们消耗电能的快慢程度一般是不同的。以电灯为例，不同的灯泡正常发光时明暗程度是不同的。一般来说，同一类型的明亮的灯泡消耗电能快，暗淡的灯泡消耗电能慢。如何来描写电器消耗电能的快慢程度呢？ 为了表示电流通过某段电路做功的快慢程度，我们用比值定义法定义一个新的物理量．电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫做电功率，通常用P表示．即 一个100 W的灯泡，10 小时消耗 1 度电；一个40 W的灯泡，25 小时消耗 1 度电。 将W = UIt 代入上式，可得 P = UI 可见，一段电路上的电功率等于这段电路两端的电压和电路中的电流的乘积．在国际单位制中，电功率的单位是 W （瓦）。 一般家用电器的铭牌上都标明了该电器的电功率。下图就是一台电视机的铭牌，你能从上面了解到它的电功率的大小吗？