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知识梳理
1.电功
定义：物理学中，当电能转化为其他形式的能时，我们就说电流做了电功（俗称电流做功）.
物理意义：电功是量度电能转化为其他形式能的多少的物理量.
计算公式：W=UIt
单位：在国际单位制中，电功的单位是焦耳（J）.实用单位是千瓦时（kW·h）.
式中单位：W→焦（J）；U→伏（V）；I→安（A）；t→秒（s）.
说明 利用W=UIt计算电功时注意：①式中的W、U、I和t是在同一段电路；②计算时单位要统一；③已知任意的三个量都可以求出第四个量.
2.电能表
a.测量电功的工具：电能表（电度表）
“电压”表示电能表适用的额定电压，额定电压是指用电器或电学仪表正常工作时的电压.
“电流规格”表示电能表持续工作时的最大电流，括号里的数字表示允许在短时间内通过电能表的最大电流.
“每千瓦时转数”表示用电1kW·h电能表转盘转动的圈数.现在使用更多的是电子式单相电能表，其重要参数imp/（kW·h）表示用电1kW·h耗电指示灯闪烁的次数，如：6400imp/（kW·h）.
b.测量方法
直接测量：电能表计数器上前后两次读数之差.
间接测量：先数出转盘转过的转数，再利用电功与转数成正比计算电功.
3.电功率
a.基本概念和公式
物理意义：电功率是反映用电器消耗电能（即电流做功）快慢的物理量.
定义：用电器单位时间里消耗的电能叫做电功率.
计算公式：普遍适用的公式：P=W/t
=UI，仅适用于纯电阻电路的公式：P=I 2R
=U2/R.
单位：电功率的基本单位是瓦特（W），另外还有千瓦（kW）和毫瓦（mW），换算关系为：1kW=103W=106mW.
用电器的额定功率和实际功率：用电器在额定电压下的功率叫做额定功率，用电器在实际电压下的功率叫做实际功率.当U实=U额时，P实=P额.使用用电器时，加在其两端的电压一般不能超过额定电压，否则会造成用电器实际功率超过额定功率，用电器会因为过热而烧毁.
灯泡的亮度取决于其实际功率的大小，实际功率越大，灯泡越亮.
b.用电能表测量用电器的电功率
仅让待测功率的用电器单独工作，用电能表测出电功W，用秒表测出时问t，则P=W/t.
先后让已知功率为P0的用电器和待测功率的用电器工作相同的时间，分别数出电能表转盘转过的转数n0和n，由于时间t相同，即P=nP0/n0；先后让已知功率为P0的用电器和待测功率的用电器工作一段时间，使它们在工作时间内电能表转盘转过的转数相同，用秒表分别测出它们工作的时间t0和t，即P=P0t0/t.
4.电热
由于导体具有电阻，所以当有电流通过时，导体会发热，将电能转化为内能，这种现象称为电流的热效应.
a.焦耳定律和公式
内容：电流流过某段导体时产生的热量，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，跟通电的时间成正比.
公式：Q=Pt=I2Rt（P为电功率）
单位：在国际单位制中，电热的单位是焦耳（J）.
b.电热Q与电功W大小的关系
对于纯电阻性用电器Q=W.
对于非纯电阻性用电器Q c.电热的利用和防止
电热器：利用电流做功将电能转化为内能的装置，统称为电热器.如电炉、电烙铁、电暖器、电热毯、电熨斗、电水壶、“热得快”、电饭煲、饮水机、电热油汀等.
优点：电热器具有清洁卫生、没有环境污染、热效率高且可以方便地控制和调节温度等优点.（用电器长期不用时，必须隔一段时间通一次电，以便其中含有电阻的元件通电发热来驱除电器中的潮气，以免元件发生锈蚀和霉变）.
5.安全用电
a.设备
三线：火线、零线、地线.进户线由火线和零线构成，零线与大地之间没有电压，火线与零线之间的电压为220V，火线和零线构成家庭电路的电源.地线是和大地相连的线，地线与大地之间没有电压.
测电笔：用来辨别火线和零线.用手接触笔尾金属体，笔尖接触电线（或与电线连通的导体），氖管发光，表明接触的是火线，氖管不发光，表明接触的是零线.
电能表：测量和记录一段时间里消耗电能的仪表.选用原则：电能表铭牌上的标定电流应等于或略大于所有家庭用电器的额定电流之和.电能表串联在家庭电路的干路中.
闸刀开关：作用是用来切断电源，以便检测电路，更换设备，闸刀开关串联在家庭电路的干路中，闸刀开关应竖直安装，且静触头在上，动触头在下，电源进线应接在静触头的接线柱上，这样闸刀断开时，闸刀与火线不相连，闸刀也不会因自重或受振动等原因造成误会.
熔断器：①特点：电阻率大、熔点低；②作用：在干路中的电流超过安全值之前就自动熔断，从而保护电路；③注意：千万不能用铜丝或铁丝代替熔丝；④选用原则：熔丝的额定电流应略大于或等于电路中的最大正常工作电流.
自动空气开关：如果电路消耗的总功率在3kW以上，最好用自动空气开关替代闸刀开关和熔断器，因为这种开关在电路中发生短路、过载和欠压（电压过低）等异常情况时都能自动切断电路（跳闸），且实现自动断路的电流大小可以调节，分断能力较高，而熔断器对欠压这种异常情况是无能为力的.自动空气开关是利用电磁原理来保护电路的.
插座：三眼插座应接有地线，这样人即使不慎碰到漏电用电器的金属外壳，也不会触电，因为接地线的电阻比人体电阻小得多，接地线对电流起旁路作用，两眼插座的正确接法：左零右火；三眼插座的正确接法：左零右火中接地. b.防止触电
触电：是指一定强度的电流通过人体所引起的伤害事故.超过30mA的电流通过人体就会有生命危险.不高于36V的电压才是安全电压.
触电的形式：低压（不包括不高于36V的安全电压）引起的触电有单线触电和双线触电两类.单线触电是人体直接触摸电源、火线或漏电的用电器等，使人体与大地形成回路.双线触电是人体的两部分（如两只手）分别接触到火线与零线，使人与电网形成回路.
触电的防止：为了保证安全用电，除电器安装要符合技术要求之外，还要做到：不接触电压高于36V的带电体；不靠近高压带电体；不弄湿用电器；不损坏电气设备中的绝缘体.高大建筑要安装避雷针，防止雷击.
触电的急救：处理触电事故的原则：切断电源，注意自身安全.具体做法：立即切断电源，或者用一根绝缘棒将电线挑开，尽快使触电者脱离电源，并立即进行现场抢救（如进行人工呼吸等）.在发生电火灾时，务必在切断电源后，才能泼水救灾.在整个救护过程中，必须随时注意自身保护，防止自己也触电.
考点扫描
考点1 电能表
例1 石刚家的电能表上月的数字是
0248？襡，这个月的数字如图1所示，可知他家本月用电 度，若每度电0.45元，则他家本月应支付电费 元；目前他家已有40W的灯泡5只，15W的台灯4个，70W的电视机一台，200W的洗衣机一台，200W的电冰箱一个，750W的电饭锅一个；一天他的父亲未经计算，又购回了一台800W的电磨，石刚的妈妈说：不行了.而石刚说：不要紧.于是石刚为家里提出了一条合理的用电措施，你认为这条用电措施可能是 .（此空的答案不唯一，只要回答合理均可给分）
解析 本题首先要清楚电能表的读数方法：（1）月末的减去月初的示数；（2）最后一位是小数；（3）单位kW·h.再按每度电的价格求出本月应支付电费.
从电能表上的铭牌读出电能表的额定电压和允许通过的最大电流，利用P=UI即可求出电能表的最大负荷；然后再求出电路中所有用电器的总功率，并与电路中电能表的最大负荷进行比较；注意电路中所有用电器的总功率不能超过电能表的最大负荷.
小明家本月用电362.6kW·h-248.3kW·h
=114.3kW·h=114.3度，小明家这个月的电费是0.45元/度×114.3度=51.435元；电能表的额定电压U=220V，允许通过的最大电流I=10A，因此电能表的最大负荷为P=UI=220V×10A=2200W；石刚家加上电磨所有用电器的总功率为40W×5+15W×4
+70W+200W+200W+750W+800W=2280W
>2200W.因此加上电磨后他家的用电器的总功率超过了电能表的负荷，它们不能同时工作，所以石刚家所有用电器不能同时工作.
答案 114.3；51.435；不让所有用电电同时工作，同时工作的用电器的总功率不能超过2200W.
考点2 电功
例2 如图2所示，导体A、B由同种材料制成，且等长，但A比B的横截面积大，当开关S闭合后，在相同时间内，下列叙述中正确的是（ ）.
A.电流通过A、B所做的功WA>WB
B.电流通过A、B所做的功WA C.电流通过A、B所做的功WA=WB
D.无法比较电流通过A、B所做功的大小
解析 本题考查的是对电功的公式W=UIt的运用，同时还考查了对欧姆定律的理解.导体A、B串联在电路中，电流相等.而A、B由同种材料制成，且等长，但A比B的横截面积大，电阻和横截面积成反比，所以RA 答案 B.
考点3 电功率
例3 小鹏同学家的电能表如图3所示，则小鹏家已消耗的电能为 kW·h，转盘已转过 r；他发现家里只使用一只电水壶（其他用电器都关闭）时，观察到电能表转盘3min转过100r，电水壶工作时的实际电功率为 W.
解析 本题的第一二空和例1相同，第三问必须弄清2000r/（kW·h）的含义.
电能表的读数为30kW·h，即小鹏家已消耗的电能为30kW·h；根据电能表的铭牌，电能表转盘每转动2000r，家庭电路耗电1kW·h，那么当耗电30kW·h时，转盘已经转了30×2000r=6×104r；当转动100r时，代表消耗的电能为W=100/2000kW·h
=0.05kW·h，电能表转动的时间t=3min
=0.05h，所以电水壶工作时的实际电功率P=W/t=0.05kW·h/0.05h=1kW=1000W.
答案 30；6×104；1000
考点4 电热
例4 某市努力调整农业产业结构，增加农民收入，农村家庭电气化普及程度越来越高.小芳家里的某品牌电烤箱铭牌及其内部简化电路如图4所示，R1和R2均为电热丝.求：
（1）若某种食物需要用该电烤箱高温挡烘烤1000s，则该电烤箱消耗的电能是多少？
（2）电路中R1的阻值是多少？
（3）该电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率分别是多少？
答案 （1）1.1×106J （2）44Ω （3）2A；176W
考点5 安全用电
例5 关于如图5所示4幅图片，下列说法正确的是（ ）.
A.使用三孔插座是为了节能
B.三脚插头内有一根导线与用电器的外壳相连
C.熔丝（俗称保险丝）烧断一定是发生了短路
D.高压警示牌提醒我们安全电压为220V
1.电功
定义：物理学中，当电能转化为其他形式的能时，我们就说电流做了电功（俗称电流做功）.
物理意义：电功是量度电能转化为其他形式能的多少的物理量.
计算公式：W=UIt
单位：在国际单位制中，电功的单位是焦耳（J）.实用单位是千瓦时（kW·h）.
式中单位：W→焦（J）；U→伏（V）；I→安（A）；t→秒（s）.
说明 利用W=UIt计算电功时注意：①式中的W、U、I和t是在同一段电路；②计算时单位要统一；③已知任意的三个量都可以求出第四个量.
2.电能表
a.测量电功的工具：电能表（电度表）
“电压”表示电能表适用的额定电压，额定电压是指用电器或电学仪表正常工作时的电压.
“电流规格”表示电能表持续工作时的最大电流，括号里的数字表示允许在短时间内通过电能表的最大电流.
“每千瓦时转数”表示用电1kW·h电能表转盘转动的圈数.现在使用更多的是电子式单相电能表，其重要参数imp/（kW·h）表示用电1kW·h耗电指示灯闪烁的次数，如：6400imp/（kW·h）.
b.测量方法
直接测量：电能表计数器上前后两次读数之差.
间接测量：先数出转盘转过的转数，再利用电功与转数成正比计算电功.
3.电功率
a.基本概念和公式
物理意义：电功率是反映用电器消耗电能（即电流做功）快慢的物理量.
定义：用电器单位时间里消耗的电能叫做电功率.
计算公式：普遍适用的公式：P=W/t
=UI，仅适用于纯电阻电路的公式：P=I 2R
=U2/R.
单位：电功率的基本单位是瓦特（W），另外还有千瓦（kW）和毫瓦（mW），换算关系为：1kW=103W=106mW.
用电器的额定功率和实际功率：用电器在额定电压下的功率叫做额定功率，用电器在实际电压下的功率叫做实际功率.当U实=U额时，P实=P额.使用用电器时，加在其两端的电压一般不能超过额定电压，否则会造成用电器实际功率超过额定功率，用电器会因为过热而烧毁.
灯泡的亮度取决于其实际功率的大小，实际功率越大，灯泡越亮.
b.用电能表测量用电器的电功率
仅让待测功率的用电器单独工作，用电能表测出电功W，用秒表测出时问t，则P=W/t.
先后让已知功率为P0的用电器和待测功率的用电器工作相同的时间，分别数出电能表转盘转过的转数n0和n，由于时间t相同，即P=nP0/n0；先后让已知功率为P0的用电器和待测功率的用电器工作一段时间，使它们在工作时间内电能表转盘转过的转数相同，用秒表分别测出它们工作的时间t0和t，即P=P0t0/t.
4.电热
由于导体具有电阻，所以当有电流通过时，导体会发热，将电能转化为内能，这种现象称为电流的热效应.
a.焦耳定律和公式
内容：电流流过某段导体时产生的热量，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，跟通电的时间成正比.
公式：Q=Pt=I2Rt（P为电功率）
单位：在国际单位制中，电热的单位是焦耳（J）.
b.电热Q与电功W大小的关系
对于纯电阻性用电器Q=W.
对于非纯电阻性用电器Q
电热器：利用电流做功将电能转化为内能的装置，统称为电热器.如电炉、电烙铁、电暖器、电热毯、电熨斗、电水壶、“热得快”、电饭煲、饮水机、电热油汀等.
优点：电热器具有清洁卫生、没有环境污染、热效率高且可以方便地控制和调节温度等优点.（用电器长期不用时，必须隔一段时间通一次电，以便其中含有电阻的元件通电发热来驱除电器中的潮气，以免元件发生锈蚀和霉变）.
5.安全用电
a.设备
三线：火线、零线、地线.进户线由火线和零线构成，零线与大地之间没有电压，火线与零线之间的电压为220V，火线和零线构成家庭电路的电源.地线是和大地相连的线，地线与大地之间没有电压.
测电笔：用来辨别火线和零线.用手接触笔尾金属体，笔尖接触电线（或与电线连通的导体），氖管发光，表明接触的是火线，氖管不发光，表明接触的是零线.
电能表：测量和记录一段时间里消耗电能的仪表.选用原则：电能表铭牌上的标定电流应等于或略大于所有家庭用电器的额定电流之和.电能表串联在家庭电路的干路中.
闸刀开关：作用是用来切断电源，以便检测电路，更换设备，闸刀开关串联在家庭电路的干路中，闸刀开关应竖直安装，且静触头在上，动触头在下，电源进线应接在静触头的接线柱上，这样闸刀断开时，闸刀与火线不相连，闸刀也不会因自重或受振动等原因造成误会.
熔断器：①特点：电阻率大、熔点低；②作用：在干路中的电流超过安全值之前就自动熔断，从而保护电路；③注意：千万不能用铜丝或铁丝代替熔丝；④选用原则：熔丝的额定电流应略大于或等于电路中的最大正常工作电流.
自动空气开关：如果电路消耗的总功率在3kW以上，最好用自动空气开关替代闸刀开关和熔断器，因为这种开关在电路中发生短路、过载和欠压（电压过低）等异常情况时都能自动切断电路（跳闸），且实现自动断路的电流大小可以调节，分断能力较高，而熔断器对欠压这种异常情况是无能为力的.自动空气开关是利用电磁原理来保护电路的.
插座：三眼插座应接有地线，这样人即使不慎碰到漏电用电器的金属外壳，也不会触电，因为接地线的电阻比人体电阻小得多，接地线对电流起旁路作用，两眼插座的正确接法：左零右火；三眼插座的正确接法：左零右火中接地. b.防止触电
触电：是指一定强度的电流通过人体所引起的伤害事故.超过30mA的电流通过人体就会有生命危险.不高于36V的电压才是安全电压.
触电的形式：低压（不包括不高于36V的安全电压）引起的触电有单线触电和双线触电两类.单线触电是人体直接触摸电源、火线或漏电的用电器等，使人体与大地形成回路.双线触电是人体的两部分（如两只手）分别接触到火线与零线，使人与电网形成回路.
触电的防止：为了保证安全用电，除电器安装要符合技术要求之外，还要做到：不接触电压高于36V的带电体；不靠近高压带电体；不弄湿用电器；不损坏电气设备中的绝缘体.高大建筑要安装避雷针，防止雷击.
触电的急救：处理触电事故的原则：切断电源，注意自身安全.具体做法：立即切断电源，或者用一根绝缘棒将电线挑开，尽快使触电者脱离电源，并立即进行现场抢救（如进行人工呼吸等）.在发生电火灾时，务必在切断电源后，才能泼水救灾.在整个救护过程中，必须随时注意自身保护，防止自己也触电.
考点扫描
考点1 电能表
例1 石刚家的电能表上月的数字是
0248？襡，这个月的数字如图1所示，可知他家本月用电 度，若每度电0.45元，则他家本月应支付电费 元；目前他家已有40W的灯泡5只，15W的台灯4个，70W的电视机一台，200W的洗衣机一台，200W的电冰箱一个，750W的电饭锅一个；一天他的父亲未经计算，又购回了一台800W的电磨，石刚的妈妈说：不行了.而石刚说：不要紧.于是石刚为家里提出了一条合理的用电措施，你认为这条用电措施可能是 .（此空的答案不唯一，只要回答合理均可给分）
解析 本题首先要清楚电能表的读数方法：（1）月末的减去月初的示数；（2）最后一位是小数；（3）单位kW·h.再按每度电的价格求出本月应支付电费.
从电能表上的铭牌读出电能表的额定电压和允许通过的最大电流，利用P=UI即可求出电能表的最大负荷；然后再求出电路中所有用电器的总功率，并与电路中电能表的最大负荷进行比较；注意电路中所有用电器的总功率不能超过电能表的最大负荷.
小明家本月用电362.6kW·h-248.3kW·h
=114.3kW·h=114.3度，小明家这个月的电费是0.45元/度×114.3度=51.435元；电能表的额定电压U=220V，允许通过的最大电流I=10A，因此电能表的最大负荷为P=UI=220V×10A=2200W；石刚家加上电磨所有用电器的总功率为40W×5+15W×4
+70W+200W+200W+750W+800W=2280W
>2200W.因此加上电磨后他家的用电器的总功率超过了电能表的负荷，它们不能同时工作，所以石刚家所有用电器不能同时工作.
答案 114.3；51.435；不让所有用电电同时工作，同时工作的用电器的总功率不能超过2200W.
考点2 电功
例2 如图2所示，导体A、B由同种材料制成，且等长，但A比B的横截面积大，当开关S闭合后，在相同时间内，下列叙述中正确的是（ ）.
A.电流通过A、B所做的功WA>WB
B.电流通过A、B所做的功WA
D.无法比较电流通过A、B所做功的大小
解析 本题考查的是对电功的公式W=UIt的运用，同时还考查了对欧姆定律的理解.导体A、B串联在电路中，电流相等.而A、B由同种材料制成，且等长，但A比B的横截面积大，电阻和横截面积成反比，所以RA
考点3 电功率
例3 小鹏同学家的电能表如图3所示，则小鹏家已消耗的电能为 kW·h，转盘已转过 r；他发现家里只使用一只电水壶（其他用电器都关闭）时，观察到电能表转盘3min转过100r，电水壶工作时的实际电功率为 W.
解析 本题的第一二空和例1相同，第三问必须弄清2000r/（kW·h）的含义.
电能表的读数为30kW·h，即小鹏家已消耗的电能为30kW·h；根据电能表的铭牌，电能表转盘每转动2000r，家庭电路耗电1kW·h，那么当耗电30kW·h时，转盘已经转了30×2000r=6×104r；当转动100r时，代表消耗的电能为W=100/2000kW·h
=0.05kW·h，电能表转动的时间t=3min
=0.05h，所以电水壶工作时的实际电功率P=W/t=0.05kW·h/0.05h=1kW=1000W.
答案 30；6×104；1000
考点4 电热
例4 某市努力调整农业产业结构，增加农民收入，农村家庭电气化普及程度越来越高.小芳家里的某品牌电烤箱铭牌及其内部简化电路如图4所示，R1和R2均为电热丝.求：
（1）若某种食物需要用该电烤箱高温挡烘烤1000s，则该电烤箱消耗的电能是多少？
（2）电路中R1的阻值是多少？
（3）该电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率分别是多少？
答案 （1）1.1×106J （2）44Ω （3）2A；176W
考点5 安全用电
例5 关于如图5所示4幅图片，下列说法正确的是（ ）.
A.使用三孔插座是为了节能
B.三脚插头内有一根导线与用电器的外壳相连
C.熔丝（俗称保险丝）烧断一定是发生了短路
D.高压警示牌提醒我们安全电压为220V