1.電路中的能量轉化課標要求素養(yǎng)目標1.理解電功、電功率及焦

耳定律，能用焦耳定律解

釋生產(chǎn)生活中的電熱現(xiàn)

象。2.收集新型電熱器的資

料，了解其發(fā)熱原理。3.從能量守恒的角度認識

用電器能量的轉化問題1.了解純電阻電路和非純電阻電路中能量

的轉化。（物理觀念）2.知道電流做功的過程就是電能與其他形

式能量轉化的過程。（科學思維）3.了解科學技術與社會環(huán)境的關系，具有

節(jié)約能源的意識。（科學態(tài)度與責任）目錄01.基礎知識·準落實02.核心要點·快突破03.教學效果·勤檢測04.課時訓練·提素能基礎知識·準落實梳理歸納自主學習01知識點一

電功和電功率1.電功（1）電流在一段電路中所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路

中的電流I、通電時間t三者的

?。（2）公式：W＝

?。（3）單位：國際單位制中電功的單位是

，符號是

?。乘積UIt

焦耳J

2.電功率（1）定義：電流在一段電路中所做的功與通電時間之比。

表示電流在一段電路中做功的功率P等于這段電路兩端的電壓

U與電流I的

?。（3）單位：國際單位制中電功率的單位是

，符號

是

?。UI

乘積瓦特W

知識點二焦耳定律1.內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成

，跟導

體的

及通電時間成

?。2.表達式：Q＝

?。3.熱功率（1）定義：電流通過導體

?的功率。（2）表達式：P熱＝

?。正比電阻正比I2Rt

發(fā)熱I2R

知識點三電路中的能量轉化1.電動機工作時的能量轉化關系：電動機從電源獲得能量，一部分轉

化為

，還有一部分轉化為內(nèi)能。2.功率關系：P電＝P機＋P損，P電＝UI。不考慮摩擦阻力和空氣阻力引起的能量損失，則有P損＝P熱＝I2R。機械能3.電池充電時的能量轉化關系：電池從電源獲得的能量一部分轉化為

電池的

能，還有一部分轉化為內(nèi)能?；瘜W【情景思辨】

如圖所示的是在我們生活中常見的用電器，請判斷下列關于用電器

說法的正誤。（1）電吹風、電風扇和洗衣機工作時將電能轉化為內(nèi)能和機械能。

（

√

）（2）電熨斗工作時將電能轉化為內(nèi)能。

（

√

）√√（3）電風扇接上電源后，電風扇轉動起來，電風扇消耗的電功率等

于機械功率。

（

×

）（4）電吹風、電風扇、電熨斗、洗衣機的電路都是非純電阻電路。

（

×

）××核心要點·快突破互動探究深化認知02要點一

電功和電功率的理解【探究】當家中只開一盞節(jié)能燈時，電能表的表盤轉得很慢，而用電磁爐燒水

時，電能表的表盤卻轉得很快。這是為什么呢？提示：因為節(jié)能燈的功率遠小于電磁爐的功率，故在相同時間內(nèi)節(jié)能燈消耗的電能要遠小于電磁爐消耗的電能?！練w納】1.電功和電功率W＝UIt是電功的計算式，P＝UI是電功率的計算式，適用于任

何電路。2.電功的單位：在國際單位制中電功的單位是焦耳，常用單位有度

（千瓦時），1度＝1千瓦時＝3.6×106焦耳。3.額定功率和實際功率額定功率：用電器在額定電壓下工作的功率。實際功率：用電器在實際電壓下工作的功率。4.串、并聯(lián)電路功率的關系項

目串聯(lián)電路并聯(lián)電路功

率關

系（1）各部分電路電流I相

同，根據(jù)P＝I2R可知，各

電阻上的電功率與電阻成

正比。（2）總功率P總＝UI＝

（U1＋U2＋…＋Un）I＝

P1＋P2＋…＋Pn【典例1】

在實驗室中有兩個小燈泡A、B，其電阻的關系為RA＞

RB?，F(xiàn)將兩個小燈泡分別按圖甲和圖乙的方式接在學生電源上，然

后將兩學生電源的電壓調(diào)為相同，兩個電路中的小燈泡A、B都發(fā)

光。下列關于兩個小燈泡的亮度的分析正確的是（

）A.圖甲電路中小燈泡A比較亮B.圖乙電路中小燈泡A比較亮C.兩電路中的小燈泡都同樣亮D.由于A、B的額定電壓與額定功率未知，因此無法確定

1.A、B、C三個燈泡按如圖所示的方式連接時，各自消耗的實際功率

相同，則RA∶RB∶RC為（

）A.1∶1∶1B.1∶2∶2C.2∶1∶1D.1∶4∶4

2.如圖所示，粗細均勻的金屬環(huán)上，A、B、C、D四點把其周長四等

分。當A、C點接入電路中時，圓環(huán)消耗的電功率為P；當A、D點接

入電路中時，圓環(huán)消耗的電功率為（電源內(nèi)阻不計）（

）C.PD.3P

要點二

純電阻電路中的電熱和熱功率【探究】使用電水壺燒水時，壺內(nèi)的水會很快被加熱到沸騰，產(chǎn)生大量的熱，

而連接電水壺的導線卻不怎么熱，這是什么原因呢？提示：導線與電水壺為串聯(lián)結構，通電時兩者電流相等，但導線上的電阻非常小，根據(jù)Q＝I2Rt可知，導線上的電熱遠小于電水壺的電熱?！練w納】1.電流通過電熱水器時電流所做的功全部轉化為導體的內(nèi)能，即Q＝

W＝UIt＝I2Rt。

【典例2】

兩根由同種材料制成的均勻電阻絲A、B串聯(lián)在電路

中，A的長度為l，直徑為d；B的長度為2L，直徑為2d，那么通電后

在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為（

）A.QA∶QB＝1∶1B.QA∶QB＝2∶1C.QA∶QB＝1∶2D.QA∶QB＝4∶1

1.取兩根完全相同的電阻絲，第一次將兩電阻絲串聯(lián)，第二次將兩電

阻絲并聯(lián)，兩次在電阻絲兩端加相同的電壓。若兩次兩電阻絲產(chǎn)生

的熱量均為Q，第一次用時t串，第二次用時t并，則先后兩次所用時

間之比為（

）A.1∶1B.2∶1C.4∶1D.1∶4

2.為使電熱器在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量減少一半，下列措施可行的是

（

）A.R不變，使通過電熱絲的I減小一半B.U不變，使電熱絲的R增大一倍C.R不變，使電熱絲兩端的U減小一半

要點三

非純電阻電路中的能量轉化1.純電阻電路與非純電阻電路的比較比較項目純電阻電路非純電阻電路元件特點電路中只有電阻元件，如電阻、電爐絲、白熾燈電路中除電阻外，還包括能把

電能轉化為其他形式的能的用

電器，如電動機、電解槽歐姆定律比較項

目純電阻電路非純電阻電路能量轉

化電能轉化為內(nèi)能和其他形式的

能：

W＝UIt，Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他比較項目純電阻電路非純電阻電路功率特點電功率等于熱功率與其他功率之

和：P電＝UIP熱＝I2RP電＝P熱＋P其他2.電動機的簡易模型及其功率、效率（1）電動機的總功率（輸入功率）：P總＝UI。（2）電動機的發(fā)熱功率：P熱＝I2R。（3）電動機的輸出功率（機械功率）：P機＝P總－P熱＝UI－I2R。

【典例3】

（多選）新能源電動汽車是當代生活中重要的交

通工具。某品牌新能源觀光電動車的動力電源上的銘牌上標

有“120V

250Ah”字樣。假設工作時電源的輸出電壓恒為

120V，額定輸出功率為3kW。根據(jù)上述有關數(shù)據(jù)，下列說法

正確的是（

）A.觀光電動車保持額定功率行駛的最長時間是10hB.額定工作電流為25AC.動力電源充滿電后儲存的電能為1.08×108JD.電動機的內(nèi)阻為4.8Ω

1.如圖所示是某品牌的抽油煙機，其主要部件是抽氣扇（電動機）和照明燈，它們可以獨立工作，互不影響。抽氣扇有“強吸”和“弱吸”兩個擋位，功率不同。下列電路可能為該抽油煙機內(nèi)部電路的

是（

）解析：

因為照明燈與抽氣扇可以獨立工作，互不影響，所以照

明燈與抽氣扇應該并聯(lián)，且各自的支路各有一個開關控制，故B不

可能；C、D選項的電路，抽氣扇只有一種工作狀態(tài)，無法實現(xiàn)抽

氣扇有“強吸”和“弱吸”兩個擋位，不可能；A選項的電路，可

以利用開關S2，改變抽氣扇的工作狀態(tài)，使抽氣扇有“強吸”和

“弱吸”兩個擋位，且照明燈與抽氣扇可以獨立工作，互不影響，

可能。2.一臺直流電動機的額定電壓為100V，正常工作時電流為10A，線

圈內(nèi)阻為0.5Ω，若該電動機正常工作10s，則（

）A.該電動機線圈上產(chǎn)生的熱量為1×104JB.該電動機線圈上產(chǎn)生的熱量為2×105JC.該電動機輸出的機械功為1×104JD.該電動機輸出的機械功為9.5×103J解析：

電動機正常工作時產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt＝102×0.5×10J＝

500J，故A、B錯誤；電動機輸出的機械功W機＝W電－Q＝UIt－Q

＝（100×10×10－500）J＝9500J，故C錯誤，D正確。教學效果·勤檢測強化技能查缺補漏03

A.P＝UI適合于純電阻電路電功率的計算，對于非純電阻電路不適用B.P＝I2R適合于一切電路的熱功率的計算D.三個公式各自的適用條件與電路的連接方式有關

2.LED燈正在逐步取代用于道路照明的高壓鈉燈。已知每盞高壓鈉燈

的功率為400W，同亮度LED燈的功率為100W，若某城市要將5

000盞高壓鈉燈更換為LED燈，則一個月可節(jié)約的電能約為（

）A.5×107kW·hB.5×106kW·hC.5×105kW·hD.5×103kW·h解析：

一盞高壓鈉燈換成LED燈時，節(jié)約的功率ΔP＝P鈉－PLED

＝400W－100W＝300W＝0.3kW，路燈一天的工作時間約為12小

時，故該城市一個月可節(jié)約的電能約為W＝nΔPt＝5

000×0.3×30×12kW·h＝5.4×105kW·h，故C正確，A、B、D錯誤。3.如圖所示，某型號無人機的飛行器由四個多旋翼電機并聯(lián)組成，設

每個電機內(nèi)阻均為r，正常工作時工作電流為I，電壓為U，以下關

于飛行器的輸出功率正確的是（

）A.4UIC.4I2rD.4UI－4I2r解析：

無人機的飛行器正常工作時，其電路是非純電阻電路，

正常工作時工作電流為I，電壓為U，所以飛行器消耗的總功率P＝

4UI，每個電機內(nèi)阻為r，所以總熱功率P熱＝4I2r，則飛行器的輸出

功率P出＝4UI－4I2r，選項D正確。4.在現(xiàn)代生活中，充電寶是手機一族出行的必備品。當充電寶電量不

足時，需要給充電寶充電，此時充電寶相當于可充電的電池，充電

過程可簡化為如圖所示的電路。先給一充電寶充電，充電電壓為5

V，充電電流為1000mA，充電寶的內(nèi)阻為0.2Ω。試求：（1）充電寶的輸入功率；答案：5W

解析：充電寶的輸入功率為P入＝UI＝5×1000×10－3W＝5W。（2）充電寶內(nèi)阻消耗的熱功率。答案：0.2W解析：充電寶內(nèi)阻消耗的熱功率為P熱＝I2r＝12×0.2W＝0.2W。04課時訓練·提素能分層達標素養(yǎng)提升考點一

電功和電熱的理解1.對接入某電路中的用電器，下列說法正確的是（

）A.工作時間相同，額定功率較大的用電器消耗電能不一定較多B.用電器兩端所加電壓越大，其額定功率也越大C.用電器內(nèi)通過的電流越大，其額定功率也越大D.通電時間越長，用電器的電功率越大1234567891011解析：

根據(jù)公式W＝Pt知，工作時間相同，實際功率較大的用

電器消耗電能一定較多，但額定功率大并不代表實際功率大，故A

正確；額定功率是用電器能夠長時間工作的最大功率，與實際電壓

和實際電流無關，故B、C錯誤；電功率是用比值定義法定義的，

與用電器通電時間無關，故D錯誤。12345678910112.（多選）在某段電路中，其兩端電壓為U，通過的電流為I，通電時

間為t，若該電路電阻為R，則關于電功和電熱的關系，下列結論不

正確的是（

）A.在任何電路中，電功UIt＝I2RtB.在任何電路中，電功為UIt，電熱為I2RtC.在純電阻電路中，UIt＝I2RtD.在非純電阻電路中，UIt≥I2Rt1234567891011解析：

在純電阻電路中，電能全部轉化為內(nèi)能，電功等于電

熱，W＝UIt＝I2Rt，在非純電阻電路中，電能一部分轉化為內(nèi)能，

另一部分轉化為其他形式的能，電功大于電熱，即UIt＞I2Rt，故

A、D錯誤，C正確；在任何電路中，電功W＝UIt，電熱Q＝I2Rt，

故B正確。12345678910113.一個阻值為1Ω的電阻，通過它的電流為2A，則下列說法正確的是

（

）A.1s內(nèi)通過該電阻的電荷量為1CB.該電阻1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為2JC.該電阻1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為4JD.該電阻的熱功率為2W

1234567891011考點二

純電阻電路的分析與計算4.三個阻值相同的燈泡，其允許消耗的最大功率都是10W，現(xiàn)將其中

的兩只燈泡串聯(lián)起來后再與第三只燈泡并聯(lián)接在電路中，則整個電

路允許消耗的最大功率為（

）A.30WB.20WC.15WD.10W1234567891011

12345678910115.一車載加熱器（額定電壓為24V）發(fā)熱部分的電路如圖所示，a、

b、c是三個接線端點，設ab、ac、bc間的功率分別為Pab、Pac、

Pbc，則（

）A.Pab＞PbcB.Pab＝PacC.Pac＝PbcD.Pab＜Pac1234567891011

1234567891011考點三

非純電阻電路的分析與計算6.某簡易電吹風簡化電路如圖所示，其主要部件為電動機M和電熱

絲，部分技術參數(shù)如表，電吹風在220V電壓下工作。下列說法正

確的是（

）電吹風額定電壓220V電吹風額定功率熱風時：990W冷風時：110W1234567891011A.開關S1、S2都閉合時電吹風吹冷風B.該電吹風中電動機的內(nèi)電阻為440ΩC.吹熱風時通過電熱絲的電流為4AD.吹熱風時電熱絲的功率為990W1234567891011

12345678910117.如圖所示為一臺冬天取暖用的暖風機。其內(nèi)部電路可簡化為加熱電

阻絲與電動機串聯(lián)，電動機帶動風葉轉動，將加熱后的熱空氣吹

出。設電動機的線圈電阻為R1，電阻絲的電阻為R2，將暖風機接到

額定電壓為U的交流電源上，正常工作時，電路中的電流為I，電動

機、電阻絲、暖風機消耗的電功率分別為P1、P2、P，則下列關系

式正確的是（

）A.P1＝I2R1B.P2＞I2R2C.P＝UID.P＝I2（R1＋R2）1234567891011解析：

暖風機消耗的電功率P是總的功率，總功率的大小為P＝

IU，故C正確；電動機兩端的電壓為U'＝U－IR2，電動機消耗的電

功率為P1＝U'I＝UI－I2R2，故A錯誤；電阻絲為純電阻，所以消耗

的電功率P2＝I2R2，故B錯誤；因為電動機是非純電阻，所以暖風機

消耗的電功率P＞I2（R1＋R2），故D錯誤。1234567891011

8.把兩根同種材料做成的電阻絲，分別接在兩個電路中，甲電阻絲長

為l，直徑為d，乙電阻絲長為2l，直徑為2d，要使兩電阻絲消耗的

功率相等，加在兩電阻絲上的電壓應滿足（

）1234567891011

12345678910119.直流電動機M接在如圖所示的電路中，理想電壓表的示數(shù)是20V，

理想電流表的示數(shù)是1.0A，限流電阻R＝5.0