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第十八章 电功率第4节 焦耳定律焦耳定律1．含义：电能转化成的_____（电流的热效应）2．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成_____，跟导体的电阻成_____，跟通电时间成正比。
3．计算公式：Q =_____(适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：①串联电路中常用公式：Q =I 2Rt ，并联电路中常用公式：Q =U 2t /R②计算总热量常用公式Q 总=_____（无论用电器串联或并联）4．当用电器为__________时，电能全部转化成内能，W =Q ，特例：电动机为__________，W >Q 。
内能 正比 正比 I 2Rt Q 1+Q 2 纯电阻 非纯电阻串、并联电路中的焦耳定律对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q ＝W ），这时以下公式均成立Q =UIt ，Q=U 2R t ，Q=Pt ；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。
求Q 时只能用Q =I 2Rt 。
1．在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和；Q =Q 1+Q 2+Q 3+···。
2．串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比，即Q 1Q 2 =R 1R 2 ；并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即Q 1Q 2 =R 2R 1 。
【例题】如图甲是某学校使用的电开水器，乙图是简化电路（R 1、R 2都是加热电阻）。
当加入冷水后，开关接1位置，电开水器处于加热状态，将水烧开后，开关自动跳转到2位置，电开水器处于保湿状态，电开水器额定电压为220 V，容量为50 L，加热功率为5.5 kW。
[c水=4.2×103J/（kg·℃）]，求：（1）R1的电阻；（2）将水箱装满20 ℃的水加热到沸腾（标准大气压下），水吸收的热量；（3）加满水烧开后，电开水器处于保温状态时，若无人接水，水每分钟放出的热量为6×104J，为保持水温不变，计算电阻R2的阻值。
焦耳定律【考点方向】：1、实验采用煤油的目的：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快：是绝缘体。
2、被加热材料选用煤油或空气的原因：利用煤油比热容小升温明显；空气热胀冷缩明显。
3、选用加热材料的要求：质量、初温、材料相同。
4、探究电热与电流的关系是需控制电热丝的电阻和通电时间相同。
探究电热与电阻的关系是需控制电流和通电时间相同；探究电热与通电时间的关系时需控制电阻和电流相同，改变通电时间的长短。
5、两个烧瓶串联的目的：使通过电流相同。
6、焦耳定律：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。
7、该实验成败的关键是：确保密闭容器的密封性良好。
8、如果两个容器中不是气体，而是液体，可以将U形管替换为温度计，也可以完成实验。
8、计算公式：Q=I2Rt (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：Q =UIt= U2t/R=W=Pt①串联电路中常用公式：Q= I2Rt 。
Q1:Q2:Q3:…Qn=R1:R2:R3:…:Rn并联电路中常用公式：Q= U2t/R Q1:Q2= R2:R1②无论用电器串联或并联。
计算在一定时间所产生的总热量常用公式Q= Q1+Q2+…Qn③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q= U2t/R=Pt【创新母题】：如图所示小刚同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时,采用了如图所示的实验装置,其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端.(1)实验中通过观察U形管中的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少.这种实验方法叫.下面实验也用这种实验方法的是。
A.认识电压时,我们用水压来类比B.用光线来描述光通过的路径C.把敲响的音叉来接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动D.用斜面和小车来研究阻力对物体的影响(2)装置中的U形管(选填“是”或“不是”)连通器.(3)甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与的关系,通电一段时间, (选填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多。
浙教版九年级上册第三章第六节电功率与焦耳定律的计算【知识点分析】一.焦耳定律及电热1．焦耳定律：(1)1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律叫焦耳定律。
焦耳定律是一个实验定律。
它的适用范围很广，纯电阻电路、非纯电阻电路在计算电热时都用到它。
(2)热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率．热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积．(3)电功率与热功率:对纯电阻电路，电功率等于热功率即： P=I*U=I2R=U2/R此时，可得U=IR,所以纯电阻电路也可以说是欧姆定律成立的电路对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．2.电热（1）电热：由于导体的电阻，使电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热。
（2）内容：电流通过导体时产生的热量等于电流的平方、导体的电阻和通电时间的乘积。
（3）公式：Q=I2Rt.（4）适用对象:凡是要计算电热，都应首选Q=I2Rt，可求任何电路中电流I通过电阻R时所产生的热量。
3．热功率的意义及计算（1）热功率：单位时间内发热的功率叫作热功率。
热功率即电能转化为内能的功率，即：P=Q/t=I2R（2）热功率计算:当电路不是纯电阻电路时，电功用W=UIt来计算，电热Q只能用Q=I2Rt 进行计算，电功率用P=IU计算，热功率只能用P热=I2R计算。
4.电热的档位问题：如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R2单独工作中温档：R1单独工作低温档：R1,R2同时工作如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R1,R2同时工作中温档：R2单独工作低温档：R1单独工作【例题分析】【例1】（2021·甘肃期末）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I﹣U图像如图所示，下列说法正确的是（）A．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3∶2B．甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时，实际功率之比为1∶3C．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小D．甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1【例2】（2021·山东期末）如图所示，为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路，两密封容器内部盛有等量的空气，以下说法正确的是（）A．闭合开关S1、S2，通过三根电阻丝的电流相同B．先闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表示数保持不变C．同时闭合开关S1和S2，可以比较电流通过导体时产生的热量与电流的关系D．闭合开关S1、S2一段时间后，右边U形管内的液面高度差比左边U形管的高【例3】（2022·河北期末）如图所示，灯L标有“6V，3.6W”字样，电源电压保持不变，闭合开关S，电流表示数为0.1A，灯实际功率为0.9W（灯丝电阻不随温度变化），下列分析不正确的是（）A．灯L的额定电流为0.6A B．电源电压为3VC．定值电阻R0的阻值为30Ω D．整个电路消耗的总功率为1.5W【例4】（2022·贵州六盘水中考）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R 的最大阻值为5Ω。
学科：物理学段：学生姓名教师联系电话：教学内容焦耳定律教学目标1、理解用电器的作用是把电能转化为其他形式的能，会计算电流所做的功与电功率．2、知道焦耳定律，会根据焦耳定律计算用电器产生的电热．3、知道纯电阻电路与非纯电阻电路的差别，会结合实际问题区分电功和电热教学重、难点1、探究焦耳定律实验的细节关注2、相同电压下不同阻值产生的电热分析3、各类生活电器产生热量的简易计算和处理知识点一：公式和变形同一公式中的物理量必须对应同一导体或同一段电路。
知识点二：焦耳定律例1：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。
两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。
(1)通过观察＿＿＿＿＿＿＿＿来判断电流产生的热量的多少。
(2)图中甲、乙两根电阻丝是串联的，这是为了研究电流产生的热量与＿＿＿＿＿＿＿＿的关系。
(3)根据法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的、保持相同。
(4)小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，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，你认为最合理的是。
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度D．因为煤油有比较小的比热容(5)实验中，小明和小红发现烧瓶B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。
变式训练1：.小靖和小晖用如图所示的装置探究“电流产生的热量与电阻的关系”。
装置中除了R甲＞R乙外，其余条件均相同。
（1）将两电阻丝串联接入电路是为了控制通过电阻丝的________及通电时间相等。
实验发现，甲瓶温度计示数升高快，表明该实验条件下，导体的电阻越大，电流产生的热量越______。
（2）小靖提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验。
若保持甲的器材不变时，他们除了把乙的煤油换成食用油外，还需更换乙的_________。
课时18.4 焦耳定律知识点一电流的热效应1．下列四种电器中，利用电流热效应工作的是（）A．电饭锅B．电风扇C．洗衣机D．电视机【答案】A【解析】A．电饭锅是把电能转化为热能的，利用了电流的热效应，故A正确；B．电风扇是利用电动机带动它转动，把电能转化为机械能，利用了电流的磁效应，故B错误；C．洗衣机是利用电动机来带动它工作，因此它是利用了电流的磁效应，故C错误；D．电视机是利用了电流的磁效应，故D错误。
故选A。
2．如图所示，将锡箔纸剪成中间较窄的细条，然后将其连接在电源两端，很快发现细条中be段开始冒烟起火，这是因为细条将电池________，导致电流很大造成的。
若ab段长度等于be段长度，则ab段电阻______bc段电阻（选填“大于”、“等于”或“小于”），说明同种导体在长度一定时，________，电阻越大。
【答案】短路小于横截面积越小（或越细）【解析】[1]发现细条中be段开始冒烟起火，这是因为细条相当于导线连接在电源两端时把电源短路，电路中的电流很大，电流具有热效应，使细条温度升到，当温度达到着火点时就燃烧。
[2][3]导体的电阻和导体的横截面积有关，横截面积越大，电阻越小，根据图可知ab段的横截面积大于bc 段的横截面积，所以ab段电阻小于bc段电阻。
3．均标有“220V 60W”的白炽灯、电风扇和电热器并联在家庭电路中，都正常工作时，相同时间内电流做功____（选填“相等”或“不相等”）；相同时间内产生热量Q电风扇____（选填“大于”、“小于”或“等于”）Q电热器。
【答案】相等小于【解析】[1]由题意知，白炽灯、电风扇、电热器的额定电压都是220V，额定功率都是60W，把它们并联在照明电路中，它们都能正常工作，由W=Pt可知，在相同时间内电流做功相等。
[2]电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，产生很少的热量，电热器工作时，把电能几乎全部转化为热量。
知识点二影响电流热效应的探究实验4．如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（）A．甲、乙两次实验都应用了控制变量法和转换法B．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系D．甲实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系【答案】A【解析】A．甲、乙两次实验中用到的研究物理问题的方法是控制变量法和转换法，故A正确；B．甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，右侧电阻产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，故B错误；C．乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误；D．甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，其电阻值不同，所以是研究电流产生的热量和电阻的关系，故D错误。
知识点一：电流的热效应1.定义：电流通过导体时，电能要转化为热能，这个现象叫电流的热效应。
利用电流的热效应工作的电器叫作电热器实验探究：影响电热大小的因素设计并进行实验：采用控制变量法，分别探究各因素的影响。
（1）探究电流产生的热量与电阻的关系如图所示，在两个透明容器中封闭着等量的空气，容器分别连着U型管的一端；没有加热时，U型管中液面是相平的。
两密闭容器中各有一段电阻丝，且右边容器中的电阻比较大。
当通电时，电阻丝发热，加热容器中的空气，空气受热膨胀，U型管中液面高度会发生变化，U型管中液面高度的变化反映了密闭空气温度的变化。
将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两电阻丝的电流相等。
通电一定时间后，比较两个U型管中液面高度的变化，发现于右边容器想通的U型管中液面高度的变化更大些。
结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
（2）探究电流产生的热量与电流的关系如图，两个密闭容器中的电阻丝阻值均是5Ω，在右侧的容器的外部，将一个5Ω的电阻与这个容器中的电阻并联，因此通过左侧容器中电阻丝的电流大于右侧容器中电阻丝的电流。
在通电时间相同的情况下，观察两个U型管中液面高度的变化，发现左侧U型管中液面高度的变化更大一些。
结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
（3）探究电流产生的热量与通电时间的关系将这套装置接到电源两端，在通电过程中，只观察左侧U型管中液面高度的变化，发现随着通电时间的增加，U型管中液面高度的变化逐渐变大。
注意：第一次实验中，5Ω和10Ω的电阻串联，目的是控制电流和通电时间相同。
第二次实验中控制电阻和通电时间相同，两次实验均用到控制变量法。
本实验中将电阻丝产生的热量通过U型管中液面高度的变化显示出来，运用了转换法。
实验中应使两容器密闭，不能漏气。
练习：1.在如图所示的家用电器中，没有用到电流的热效应的是()2.【中考·扬州】电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是( )A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 B．导线的绝热皮隔热C．导线散热比电阻丝快 D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻3.【中考·河南】用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示，将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度，下列判断正确的是( )A．甲导体的温度升高得多 B．乙导体的温度升高得多C．甲、乙两导体升高的温度相同 D．条件不足，无法判断4.【中考·金华】夏天来临，为了避免蚊虫的侵扰，许多家庭都会使用电热灭蚊器，如图所示的是某品牌电热灭蚊器的简化电路，电热灭蚊器是根据________________原理制成的。
第11讲焦耳定律——划重点初三期中期末之复习讲义考点1：电流的热效应1.电流的热效应电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
2.影响电流通过导体时产生热量的因素：通过导体的电流、导体的电阻、通电时间。
通过导体的电流越大、导体的电阻越大、通电时间越长，电流通过导体时产生的热量越多。
电流通过导体时产生热量的比较①在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
②在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
考点2：焦耳定律英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。
1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
2.定义式：Q=I2Rt3.公式适用范围：普遍适用，适用于任何用电器和电路。
4.公式应用注意事项：①同体性：Q、I、R、t必须对应同一段导体或同一个用电器；②同时性：Q、I、R必须是同一时间t内同一段电路中的三个物理量；③统一单位：Q、I、R、t四个物理量的单位都必须是国际单位。
5.焦耳定律公式的理论推导：在纯电阻电路中，电流所做的功全部转化为热量，而没有转化为其他形式的能，那么此时电流产生的热量Q就等于消耗的电能W电，即Q=W电，因W电=UIt，根据欧姆定律的变形式U=IR，可推导出Q=W电=UIt=IR·It=I2Rt。
纯电阻电路与非纯电阻电路的公式应用规律：考点3电热的利用和防止1.电热的利用电热的主要作用是制成各种各样的电热器。
电热器的主要部分是发热体，发热体一般由电阻大、熔点高的金属导体制成。
电热器工作时主要将电能转化为内能，常见电热器如热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
很多用电器在工作时，虽然也会将一部分电能转化为内能，但其目的并不是利用电热，而是将电能转化为其他形式的能，这样的用电器不是电热器。
2.5《焦耳定律》一、【学习与讨论】学点：电动机模型1． 电动机的等效处理图2－5－2电动机是一种非纯电阻性用电器，它把电能转化为机械能和热能．在电路计算中，常把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻r D 和无电阻的转动线圈D 串联而成，如图2－5－2所示，电流通过r D 时把电能转化为热能，而线圈D 把电能转化为机械能．2．输入功率：电动机的总功率．由电动机电路的电流和电压决定，计算：P 总＝UI . 3. 输出功率：电动机做有用功的功率．如图2－5－3所示，P 出＝mg ·v (设重物匀速上升)．图2－5－34．热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热、热功率P 热＝I 2r . 5．功率关系P 总＝P 出＋P 热．6．电动机的效率η＝P出P 总×100%.7．解决电动机问题注意分两种情况：(1)当电动机正常工作时，要分别搞清电动机的总功率、输出功率和热功率． (2)当电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻电路.二、【探索与分析】纯电阻电路 非纯电阻电路元件特点 电路中只有电阻元件除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器欧姆定律 遵从欧姆定律I ＝U R 不遵从欧姆定律：U >IR 或I <UR能量转化 电流做功全部转化为内能 电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能 元件举例 电阻、电炉丝等 电动机、电解槽等 项目 电功 电热电功与电热的比较电功实质是静电力移动电荷做的功，W ＝qU ＝UIt 电热是由于电流的热效应，电流通过导体发热，Q ＝I 2Rt电功与电热 的联系与区别 纯电阻电路中，U ＝IR ，UIt ＝I 2Rt ＝U 2t /R电功等于电热非纯电阻电路中电流通过导体时，不仅发热，而且还能做功、电解、形成磁场等等．在非纯电阻电路中电功大于电热，即W >Q ，UIt >I 2Rt电功率与电热 功率的关系 纯电阻电路中， P ＝UI ＝I 2R ＝U2R非纯电阻电路中UI >I 2R ，U 2R t 既不能表示电功，也不能表示电热三、电功的计算【例1】 一根电阻丝，通过2 C 的电荷量所消耗的电能是8 J ．若在相同的时间内通过4 C 的电荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是( )A ．4 V,16 JB ．8 V,16 JC ．4 V,32 JD ．8 V,32 J答案 D 解析 利用W ＝qU 可求出电压U 1，再由I ＝q t ＝UR 可以求出U 2，然后利用W ＝qU 求W 2.设电阻丝电阻为R ，开始所加电压U 1，则W 1＝q 1U 1 即8＝2U 1，故U 1＝4 V. 设后来所加电压为U 2，产生的热量为W 2，则I 2＝q 2t ＝U 2R ① 又I 1＝q 1t ＝U 1R②由①②得U 2＝q 2q 1U 1＝42×4 V ＝8 V W 2＝q 2U 2＝4×8 J ＝32 J四、电功和电热的区别【例2】 一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V ，电流为0.3 A ．松开转轴，在线圈两端加电压为2 V 时，电流为0.8 A ，电动机正常工作．求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？ 答案 1.6 W 0.96 W 解析 电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：r ＝U I ＝0.30.3Ω＝1 Ω电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能， 其输入的电功率为：P 入＝I 1U 1＝0.8×2 W ＝1.6 W电动机的机械功率P 机＝P 入－I 21r ＝1.6 W －0.82×1 W ＝0.96 W自学检测：1.家用电饭锅有两种工作状态，一是锅内水烧开前的加热状态，一是水烧开后的保温状态，其电路如图所示．R 1是一电阻，R 2是加热用的电阻丝，则电饭锅( )A ．S 闭合时为保温状态B ．S 断开时为加热状态C ．S 闭合时为加热状态D ．S 断开时为保温状态 答案 CD2．在电动机正常工作时，每秒钟电流做功和每秒钟内电枢上产生的热量的关系，下列说法中正确的是( )A ．电功等于电热B ．电功等于电热的2倍C ．电功等于电动机输出的机械能D ．电热仅为电功的一部分 答案 D 3．关于电功和焦耳热，下列说法错误．．的是( ) A ．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W ＝I 2Rt B ．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W ＝I 2Rt C ．在纯电阻电路中，计算焦耳热可用公式Q ＝I 2RtD ．在非纯电阻电路中，计算焦耳热可用公式Q ＝IUt 答案 B4．用一个额定电压为220 V 的电热水器煮沸一壶水需要t s ，如果不考虑电热水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响，那么( )A ．当线路电压为110 V 时，煮沸一壶水需要2t sB ．当线路电压为110 V 时，煮沸一壶水需要4t sC ．当线路电压为55 V 时，煮沸一壶水需要4t sD ．当线路电压为55 V 时，煮沸一壶水需要16t s答案 BD 解析 由公式Q ＝U 2R t ，煮沸一壶水所需的热量为Q ＝2202Rt J ．当电压变为原来的12时，所需热量没变，因此时间要变为原来的4倍，即4t s ，选项B 正确．当电压变为原来的14时，时间要变为原来的16倍，即16t s ，选项D 正确.典型例题：题型一 功率问题的实验考查某同学利用图1所示的电路研究灯泡L 1(6 V ，1.5 W)、L 2(6 V,10 W)的发光情况(假设灯泡电阻恒定)，图2为实物图．图1 图2 图3(1)他分别将L 1、L 2接入图1中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P ，当电压表示数为6 V 时，发现灯泡均能正常发光．在图2中用笔画线代替导线将电路连线补充完整．(2)接着他将L 1和L 2串联后接入图1中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P ，当电压表示数为 6 V 时，发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮，出现这种现象的原因是________________________________．(3)现有如下器材：电源E (6 V ，内阻不计)，灯泡L 1(6 V ，1.5 W)、L 2(6 V,10 W)、L 3(6 V,10 W)，单刀双掷开关S ，在图3中设计一个机动车转向灯的控制电路：当单刀双掷开关S 与1相接时，信号灯L 1亮，右转向灯L 2亮而左转向灯L 3不亮；当单刀双掷开关S 与2相接时，信号灯L 1亮，左转向灯L 3亮而右转向灯L 2不亮．思维步步高灯泡正常发光时各个灯泡的电阻是什么？灯泡的电阻对接入a 电路灯泡的亮度产生什么影响？这为图3中提供了什么隐含条件？在进行实际线路连接时滑动变阻器应该接几个接线柱？解析 两个额定电压为6 V 接在电压为6 V 的分压器上可以正常发光，电阻R ＝U 2P ，当把两个额定电压相同的灯泡接在6 V 的分压器间，发现一个发光一个不发光，说明功率分配不相等，由于两个灯泡的额定电压虽然相同，但是电阻阻值不相同，所以灯泡L 2分压很少，而灯泡L 1上的电压虽然不是额定电压，但是分压很大，也能够发光．当L 1和哪一个灯泡(L 2、L 3其中一个)处于同一个支路，哪个灯泡都不亮，当开关与1相接时，信号灯L 1亮，右转向灯L 2亮而左转向灯L 3不亮；当单刀双掷开关S 与2相接时，信号灯L 1亮，左转向灯L 3亮而右转向灯L 2不亮．从而达到了转向的目的．答案 (1)如下图所示(2)由于1L R 比2L R 小得多，灯泡2L 分得的电压很小，虽然有电流流过，但功率很小，不能发光．(3)如下图所示拓展探究一个用半导体材料制成的电阻器D ，其电流I 随它两端电压U 的关系图象如图4(a)所示，将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P ，现将它们连接成如图(b)所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别是P D 、P 1、P 2，它们之间的大小关系有( )A ．P 1＝4P DB ．P D ＝P /4C ．PD ＝P 2 D ．P 1<4P 2答案 D 图4 方法总结串并联电路的功率分配原则：①串联电路中各个电阻消耗的功率之比等于电阻之比．②并联电路中各个电阻上的消耗功率之比等于电阻比的倒数．③不管是串联电路还是并联电路，消耗的总功率等于各个电阻上消耗的功率之和.题型二 电功和电热的区别抽油烟机是现代厨卫不可缺少的用具，下表是“惠康牌”家用抽油烟机说明书中的主要技术参数表．用多用表测量得两只电动机的线圈电阻均为R ＝90 Ω.若保险丝的熔断电流是保险丝允许通过的电流的1.5倍，启动时电动机当作纯电阻处理，则(1)这种抽油烟机保险丝的熔断电流不得低于多少？ (2)两电动机每分钟消耗的电能为多少？ (3)两电动机每分钟所做的有用功是多少？ (4)这种油烟机的机械效率是多少？ 参数表：额定电压(两电机、照明灯) AC220 V 50 Hz额定输入功率 2×185 W 抽排风量(两电机同时工作) ≥15 m 3/min 风压(两电机同时工作) ≥300 Pa照明灯 40 W 排烟管内径 150 mm思维步步高电动机启动过程和工作过程有何不同？启动过程中电功的作用是什么？工作过程中电功分为几部分？电动机的有用功部分是做什么工作？效率的计算方法是什么？解析 (1)电动机启动时通过的电流大于正常工作时的电流，所以保险丝的熔断电流应以启动时通过的电流来确定．I ＝UR ×2＋P 灯U ＝5.1 A ．所以保险丝的熔断电流至少：I ′＝1.5I＝7.7 A.(2)两电动机每分钟消耗的电能E ＝2Pt ＝22 200 J(3)电动机所做的有用功是用于排风的，故两电动机每分钟所做的有用功为：W ＝P ΔV ＝300×15 J ＝4 500 J (4)该抽油烟机的效率η＝WE×100%＝20.3%答案 (1)7.7 A (2)22 200 J (3)4 500 J (4)20.3%拓展探究日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到的热风可将头发吹干．设电动机线圈的电阻为R 1，它与电热丝的电阻R 2相串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U ，通过的电流为I ，消耗的电功率为P ，则以下选项正确的是( )A ．IU >PB ．IU ＝PC ．P >I 2(R 1＋R 2)D ．P ＝I 2(R 1＋R 2)答案 BC 解析 根据电功率的定义：P ＝UI ，可知选项B 正确；电功率分为三部分：线圈消耗的热功率、电热丝消耗的热功率、电动机工作时转化为风能的功率． 方法总结电功和电热并不是始终相等，一般情况下电功要大于电热．解决此类问题注意电流做功都转化为哪些能量，例如内能、机械能、化学能等.课堂检测：一、选择题1．关于三个公式：(1)P ＝UI ；(2)P ＝I 2R ；(3)P ＝U 2R，下列叙述正确的是( )A ．公式(1)适用于任何电路的电热功率B ．公式(2)适用于任何电路的电热功率C ．公式(1)、(2)、(3)适用于任何电路电功率D ．以上都不正确 答案 D2．一只普通的家用照明白炽灯，额定功率为40 W ，正常发光时，通过它的电流与下列哪一个值较为接近( )A ．20 AB ．2 AC ．0.2 AD ．0.02 A答案 C 解析 家用照明白炽灯的额定功率为40 W ，额定电压为220 V ，根据P ＝UI ，可得电流大约为0.2 A.3．两只灯泡L 1、L 2分别标有“110 V,60 W ”和“110 V,110 W ”，另外有一只滑动变阻器R ，将它们连接后接入220 V 的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路( )答案 B 解析 根据P=RU 2可知，灯泡1L 、2L 的电阻21R R >，灯泡的连接方式，要么串联，要么并联，根据电压跟电阻成正比分配2121R RU U =，两灯泡串联接入220 V 的电路，要使每盏灯泡的电压均为110 V ，应在电阻大的L1上并联电阻．4．如图所示电路，电动机M 转动起来后，将滑动变阻器的滑动触头向左移动时，电动机中产生的电热Q 随电压表测得的电压U 和电流表测得的电流I 而变化的情况是(电动机线圈的电阻可以认为是不变的)( )A ．Q 跟电流I 的平方成正比B ．Q 跟电压U 的平方成正比C ．Q 跟电压U 与电流I 的乘积成正比D ．Q 跟电压U 与电流I 的比值成正比答案 A 解析 由于电动机是非纯电阻电路，电功不等于电热，电热Q ＝I 2Rt ，与电流的平方成正比．但不能认为Q ＝UI .5．下面列出了不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌的主要项目，试判断正常工作时，其中功率最大的是( )A BC D答案 D 解析 显然正常工作时电视机功率为85 W ．电冰箱的功率为70 W ，电风扇的功率为65 W ，空调机的最大功率为P ＝U ·I ＝1 364 W ，因此，功率最大的是空调机．6．两个电阻，R 1＝8 Ω，R 2＝2 Ω，并联在电路中，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是( )A ．用一个阻值为2 Ω的电阻与R 2串联B ．用一个阻值为1 Ω的电阻与R 2串联C ．用一个阻值为6 Ω的电阻与R 1串联D ．用一个阻值为2 Ω的电阻与R 1串联 答案 A7.一幢居民楼住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等．停电时，用欧姆表测得A 、B 间的电阻为R ；供电后，各家电器同时使用，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ，如图所示，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是( )A ．P ＝I 2RB ．P ＝U 2/RC ．P ＝IUD ．P ＝Wt答案 CD二、计算论述题8．一台国产XQB30－13型自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表，试根据额定电压 220 V 额定频率 50 Hz 额定洗衣、脱水功率 360 W 额定洗衣、脱水容量 3 kg整机质量 33 kg外形尺寸(长×宽×高) (542×550×920) mm 3(1) (2)若洗衣、脱水的累计时间为40 min ，则洗衣机耗电多少？ 答案 (1)1.636 A (2)8.64×105 J解析 由说明书可知P ＝360 W ，又由P ＝UI 可知 I ＝P U ＝360220 A ＝1.636 A.(2)W ＝Pt ＝360×40×60 J ＝8.64×105 J.9．某房间的入户电源线如图所示，现有工作电压为220 V 的用电器如下：100 W 的灯泡6只，220 W 的电视机1台，1 000 W 的电冰箱1台，1 500 W 的洗衣机1台，700 W 的微波炉1台和1 000 W 的暖风机1台，还有三只额定电流均为8 A 的保险盒，将上述电器全部合理地接入电路，画出接线图，电器用后面指定的符号表示，例如功率为100 W 的灯泡用⊗表示，功率为220 W 的电视机用电视机220 W 表示，保险盒用表示，图中a 是火线，b 是零线．答案 见解析图 解析 要将各用电器分配到三条线路上，重点是要满足电路中的电流强度不能超过保险盒的额定电流8 A 的要求．因此，首先计算每条线路最大负荷是多少，因为P ＝IU ＝8×220 W ＝1 760 W ，即每条线路的用电器的总功率不能超过1 760 W ，然后再将各用电器平均分到三条线路上．另外，还应注意的是保险盒一定要接在火线上．按上述要求，可接成如下图所示的电路．10．一辆电动自行车的铭牌上给出了如下表的技术参数：规格后轮驱动直流电机车型 26″电动自行车 额定输出功率 120 W 整车质量 30 kg 额定电压 40 V 最大载量 120 kg 额定电流 3.5 A阻的k ＝0.02倍．g 取10 m/s 2.求：(1)此车电机的内阻和正常工作时的效率．(2)在电机正常工作时，人骑车行驶的最大速度． (g 取10 m/s 2)答案 (1)1.63 Ω 85.7% (2)6 m/s解析 (1)由表可知，电机的输出功率为P 出＝120 W ，额定电压为U 0＝40 V ，额定电流为I 0＝3.5 A电机正常工作时输入功率为 P 入＝U 0I 0＝40×3.5 W ＝140 W 所以电机的效率为η＝P 出P 入×100%＝120140×100%＝85.7%设电机的内阻为r ，则由欧姆定律知：P 入－P 出＝I 20r 解得r ＝1.63 Ω(2)设车的质量为m ，由题意知，行驶时所受阻力为： F 阻＝k (M ＋m )g当达到最大速度v m 时，应用P 出＝F 阻·v m 解得v m ＝6 m/s。
18.4焦耳定律知识点扫描知识点一:电流的热效应（1）电流通过导体时电能转化成热量的现象叫电流的热效应.（2）电流和通电时间相同时，电阻越大，导体产生的热量越多.（3）电阻和通电时间相同时，电流越大,导体产生的热量越多。
知识点二：焦耳定律1.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.2.公式：Q=I2Rt3。
当发电厂电功率一定,送电电压与送电电流成反比，输电时电压越高，电流就越小。
此时因为输电线路上有电阻,根据P=I2R 可知,电流越小时,在电线上消耗的电能就会越少。
所以电厂在输电时增大送电电压,减少电能在输电线路上的损失。
重点难点解读本节重点理解焦耳定律1．焦耳定律的内容是电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
2．焦耳定律公式为Q=I2Rt ，(式中单位Q→焦、I→安（A）、R→欧（Ω)、t→秒）3．当电流通过导体做的功(W）全部用来产生热量（Q)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q。
（如电热器,电阻就是这样的）对点例题解析知识点一：电流的热效应【例题1】（2019北京）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（）A．计算器B．电热水壶C．收音机D．电冰箱【答案】D【解析】（1）电流的热效应：电流通过导体要发热，这叫做电流的热效应，如电灯、电炉、电烙铁、电焊等都是电流的热效应的例子；(2）电流的化学效应：电流通过导电的液体会使液体发生化学变化，产生新的物质,电流的这种效果叫做电流的化学效应，如电解，电镀，电离等就属于电流的化学效应的例子;(3）电流的磁效应：给绕在软铁芯周围的导体通电，软铁芯就产生磁性，这种现象就是电流的磁效应,如电铃、蜂鸣器、电磁扬声器等都是利用电流的磁效应制成的。
A.计算器工作时主要是把电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故A错误。
B.电热水壶工作时主要是把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故B正确.C计算器工作时主要是把电能转化为声能，不是利用电流的热效应工作的,故C错误.D。
