第十八章電功率(原卷版+解析)

第十八章電功率（原卷版）知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)點(diǎn)回顧知識(shí)點(diǎn)1：\o"18.1電能電功"電能電功1、電功：電流所做的功叫電功，電功的符號(hào)是W。電功的實(shí)際：電流做功的過(guò)程，實(shí)際上就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程。2、電功的單位：焦耳（焦，J），電功的常用單位是度，即：千瓦時(shí)（kW·h）1度=1kw.h＝3．6×106J3、電功計(jì)算公式：W=UIt（適用于所有電路）單位：電功（W）→焦(J)；電壓（U）→伏(V)；電流（I）→安(A)；時(shí)間（t）→秒（s）。4、利用W=UIt計(jì)算電功時(shí)注意：（1）式中的W、U、I和t是在同一段電路；（2）計(jì)算時(shí)單位要統(tǒng)一；（3）已知任意的三個(gè)量都可以求出第四個(gè)量。5、計(jì)算電功還有以下公式：（1）W=Pt（適用于電功、機(jī)械功等所有求功的辦法），計(jì)算時(shí)有兩套單位：千瓦時(shí)、焦（2）對(duì)于純電阻電路（只有電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路）可推導(dǎo)出：①串聯(lián)電路：；②并聯(lián)電路：；③在任何情況下，在一定時(shí)間所做的總功。6、電功的測(cè)量（1）電能表：測(cè)量用戶用電器在某一段時(shí)間內(nèi)所做電功（某一段時(shí)間內(nèi)消耗電能）的儀器。（2）電能表上“220V、5A、3000R/kW·h”等字樣，分別表示：電能表額定電壓是220V；允許通過(guò)的最大電流是5A；每消耗一度電，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。（3）讀數(shù)時(shí)：①最后一位有紅色標(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)點(diǎn)后一位；②之差電能表以千瓦時(shí)為單位知識(shí)點(diǎn)2：\o"18.2電功率"電功率1、電功率(P)：電流在單位時(shí)間內(nèi)做的功。（1）電功率表示電流做功快慢，不表示做功多少；（2）單位：瓦特(國(guó)際)，符號(hào)是W；常用單位有：千瓦符號(hào)是KW。2、電功率公式：（適用于所有電路）；利用計(jì)算時(shí)單位要統(tǒng)一：（1）如果W用焦、t用秒，則P的單位是瓦；（2）如果W用千瓦時(shí)、t用小時(shí)，則P的單位是千瓦。3、對(duì)于純電阻電路推導(dǎo)公式：。

（1）串聯(lián)電路中；（2）并聯(lián)電路中：；（3）無(wú)論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計(jì)算總功率常用公式P=P1+P2+…Pn。4、額定值與實(shí)際值：（1）額定電壓：用電器正常工作的電壓。（2）額定功率：用電器在額定電壓下的功率。（3）實(shí)際電壓：實(shí)際加在用電器兩端的電壓。（4）實(shí)際功率：用電器在實(shí)際電壓下的功率。當(dāng)U實(shí)>U額時(shí)，P實(shí)>P額，燈很亮，易燒壞。當(dāng)U實(shí)<U額時(shí)，P實(shí)<P額，燈很暗，當(dāng)U實(shí)=U額時(shí)，P實(shí)=P額，正常發(fā)光。同一個(gè)電阻或燈炮，接在不同的電壓下使用，當(dāng)實(shí)際電壓是額定電壓的一半時(shí)，則實(shí)際功率就是額定功率的1/4。例“220V100W”表示額定電壓是220伏，額定功率是100瓦的燈泡，如果接在110伏的電路中，則實(shí)際功率是25瓦。（不計(jì)溫度對(duì)電阻的影響）知識(shí)點(diǎn)3：\o"18.3測(cè)量小燈泡的電功率"測(cè)量小燈泡的電功率1、實(shí)驗(yàn)原理：P=UI

根據(jù)P=UI可知，只要用電壓表（伏特表）測(cè)出小燈泡兩端的電壓、用電流表（安培表）測(cè)出通過(guò)小燈泡的電流，就可以間接測(cè)量出小燈泡的電功率了。為了測(cè)量不同電壓下的電功率，我們要用串聯(lián)滑動(dòng)變阻器的辦法，來(lái)控制加在燈泡兩端的電壓；

2、實(shí)驗(yàn)器材：電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器；

3、實(shí)驗(yàn)電路：若所用小燈泡的額定電壓是2.5V，要測(cè)出小燈泡的功率，至少需要兩節(jié)干電池（3V）作電源，電路圖和實(shí)物電路圖設(shè)計(jì)如圖甲乙所示；4、實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）按電路圖連接實(shí)物圖，將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到阻值最大（右）端；

（2）檢查電路無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)等于2.5V時(shí)，停止滑動(dòng)，記錄此時(shí)電流表的示數(shù)，并觀察燈泡的亮度，記錄在表格中；

（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，分別使電壓表的示數(shù)低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超過(guò)小燈泡的額定電壓太多，否則會(huì)損壞小燈泡），記錄每一次對(duì)應(yīng)電流表的示數(shù)，并觀察燈泡的亮度，記錄在表格中；

（4）將實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)據(jù)分別代入P=UI，算出小燈泡的實(shí)際功率，并填人表格中。5、實(shí)驗(yàn)分析：（1）小燈泡的發(fā)光情況由它的實(shí)際功率決定，實(shí)際功率越大，燈泡越亮；

（2）燈泡實(shí)際消耗的電功率隨著加在它兩端的電壓而改變，電壓越大，功率越大；

（3）燈泡的實(shí)際功率可以等于額定功率，也可以不等于額定功率。※實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用：

①閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)該先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其連入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，這樣能夠保護(hù)電路中的各個(gè)電路元件不至于損壞；（保護(hù)電路）

②接通電源后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，可以調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓。（調(diào)節(jié)電壓）※實(shí)驗(yàn)中電路故障分析故障現(xiàn)象故障原因燈泡不亮閉合開(kāi)關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流表有示數(shù)①滑動(dòng)變阻器接成定值電阻②電源電壓太低閉合開(kāi)關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流表無(wú)示數(shù)①電源、電流表、開(kāi)關(guān)或滑動(dòng)變阻器損壞②接線柱接觸不良③連接導(dǎo)線斷裂閉合開(kāi)關(guān)，燈泡不亮，電流表幾乎無(wú)示數(shù)，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)①燈泡的燈絲斷了或燈座與燈泡接觸不良②電流表和電壓表的位置互換了電表問(wèn)題電流表與電壓表的指針向沒(méi)有刻度的方向偏轉(zhuǎn)電流表和電壓表的“﹢”“－”接線柱接反了電流表與電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很?、匐姳淼牧砍潭歼x擇過(guò)大②電源電壓過(guò)低電表的指針超過(guò)最大刻度①量程選擇過(guò)小②電路中出現(xiàn)短路滑動(dòng)變阻器問(wèn)題滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)時(shí)，電表示數(shù)及燈泡的亮度無(wú)變化滑動(dòng)變阻器連接錯(cuò)誤，沒(méi)有遵循“一上一下”的接線原則，使滑動(dòng)變阻器接成了定值電阻無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表示數(shù)總小于燈泡的額定電壓電源電壓過(guò)低閉合開(kāi)關(guān)瞬間，燈泡發(fā)出強(qiáng)光后立即熄滅，電流表指針偏轉(zhuǎn)后又回到零刻度線處，電壓表仍有示數(shù)燈泡兩端電壓過(guò)高，滑動(dòng)變阻器的滑片沒(méi)有置于阻值最大位置知識(shí)點(diǎn)4：\o"18.4焦耳定律"焦耳定律1、焦耳定律：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。公式：Q=I2Rt式中單位Q→焦(J)；I→安(A)；R→歐(Ω)；t→秒。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體做的功(電功)全部用來(lái)產(chǎn)生熱量(電熱)時(shí)，則有W=Q，可用電功公式來(lái)計(jì)算Q(如電熱器，電阻就是這樣的。)2、串聯(lián)電路各部分電路產(chǎn)生的熱量與它的電阻成正比，并聯(lián)電路各支路產(chǎn)生的熱量與它的電阻成反比。3、電飯鍋屬于電熱器，它的工作原理是電流的熱效應(yīng)。典例分析考點(diǎn)1\o"18.1電能電功"電能電功【典例1】（2021?湘潭）如圖是小王家的電能表，下列說(shuō)法正確的是（）A．電能表的讀數(shù)為56378kW?h B．這個(gè)電能表正常工作的電壓為380V C．這個(gè)電能表要在20A的電流下才能正常工作 D．小王家用電器每消耗1度電，電能表指示燈閃爍1600次【典例2】（2022?博望區(qū)校級(jí)一模）有一只電動(dòng)機(jī)，其線圈電阻r＝1Ω，電動(dòng)機(jī)允許通過(guò)的最大電流為2A，如圖所示，將這只電動(dòng)機(jī)接在電壓U＝6V不變的電源上，在把重物勻速提升時(shí)，2s對(duì)重物做的總功為10J。則電動(dòng)機(jī)提升重物時(shí)消耗的電能是（）A．8J B．12J C．24J D．72J【典例3】（2022?重慶）如圖甲所示電路中，電源電壓恒定不變，小燈泡L標(biāo)有“6V0.3A”字樣，電流表量程0～0.6A、電壓表量程0～3V。在保障電路安全的前提下，只閉合開(kāi)關(guān)S、S1，滑片P位于最右端，小燈泡恰好正常發(fā)光，則小燈泡10s內(nèi)消耗的電能為J，再移動(dòng)滑片P，電流表示數(shù)與R2關(guān)系如圖乙a所示；當(dāng)斷開(kāi)S1閉合S、S2、S3時(shí)，電流表示數(shù)與R2的關(guān)系如圖乙b所示，則I1＝A（忽略小燈泡電阻變化）?！镜淅?】（2021?赤峰）小紅從赤峰到寧城，選擇了尾氣零排放的G8208次列車。經(jīng)查詢赤峰到寧城高鐵運(yùn)行里程約100km，運(yùn)行時(shí)間約30min。若該列車全程勻速行駛在平直的軌道上，牽引力恒為2.7×105N，供電電路輸入列車的電功率恒為2×107W。請(qǐng)你根據(jù)以上信息，解決下列問(wèn)題：（1）從赤峰站到寧城站段列車消耗的電能。（2）求該列車從赤峰站至寧城站將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率。考點(diǎn)2\o"18.2電功率"電功率【典例5】（2022?襄陽(yáng)）如圖所示，兩只燈泡L1和L2上分別標(biāo)有“8V4W”和“4V1W”字樣，將它們串聯(lián)后接在電壓可在4～8V之間調(diào)節(jié)的電源上，閉合開(kāi)關(guān)S，假設(shè)兩燈的燈絲電阻不隨溫度變化，則下列說(shuō)法正確的是（）A．通過(guò)燈L1的電流大于通過(guò)燈L2的電流 B．在調(diào)節(jié)電源電壓的過(guò)程中，燈L1始終比燈L2亮 C．在調(diào)節(jié)電源電壓的過(guò)程中，兩燈的功率變化量相同 D．當(dāng)電源電壓調(diào)節(jié)到8V時(shí)，兩燈都不能正常發(fā)光【典例6】（2022?鄂爾多斯）在圖甲電路中，電源電壓恒定，R1為滑動(dòng)變阻器，R2為定值電阻。開(kāi)關(guān)閉合后，將滑動(dòng)變阻器的滑片從一端移至另一端的過(guò)程中，變阻器的電功率P隨其阻值R1的變化關(guān)系如圖乙所示。下列對(duì)電路的表述中，正確的是（）A．R2的阻值為5Ω B．電源電壓為6V C．滑動(dòng)變阻器的最大功率為9W D．電流表示數(shù)的變化范圍為0.75～1.5A【典例7】（2022?銅仁市）如圖所示電路中，R1＝R2＝10Ω。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.6A，電源電壓為V；若把電流表?yè)Q成電壓表，電壓表示數(shù)為V；這兩種情況下R2消耗的功率之比為?！镜淅?】（2022?安順）在如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V，滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“20Ω3A”。閉合開(kāi)關(guān)S，電流表的示數(shù)為0.3A。求（1）R1的阻值；（2）R2允許接入電路的最小阻值；（3）整個(gè)電路允許消耗的最大功率與最小功率之比?？键c(diǎn)3\o"18.3測(cè)量小燈泡的電功率"測(cè)量小燈泡的電功率【典例9】（2022?江岸區(qū)校級(jí)模擬）為了測(cè)量一只額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，實(shí)驗(yàn)中電源電壓3V保持不變，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。下列說(shuō)法正確的是（）實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345發(fā)光情況熄滅微光暗較暗明亮電壓U/V0.511.52.02.5電流1/A0.100.140.160.240.28A．多次實(shí)驗(yàn)的目的是減小誤差 B．第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的 C．實(shí)驗(yàn)完畢斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，小燈泡的電阻可能是“1.2Ω” D．第1、2兩次實(shí)驗(yàn)，滑動(dòng)變阻器接入電路電阻的改變量ΔR1小于小燈泡的電阻改變量ΔR2【典例10】（2022?岳池縣模擬）“測(cè)量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中，器材有電源、滑動(dòng)變阻器、兩個(gè)電流表、小燈泡（U額為2.5V）定值電阻R0（阻值為10Ω）、開(kāi)關(guān)及若干導(dǎo)線。（1）根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中未畫出的兩條導(dǎo)線補(bǔ)充完整；（2）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈不亮，兩電流表有示數(shù)且相同，故障可能是；（3）排除故障后，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直到電流表A2示數(shù)為A時(shí)小燈泡正常發(fā)光，電流表A1的示數(shù)如圖丙，則小燈泡的額定功率為W。【典例11】（2022?鄂爾多斯）物理實(shí)驗(yàn)小組利用圖甲所示器材來(lái)測(cè)量小燈泡的額定功率，小燈泡的額定電壓2.5V，電源電壓值為3V。（1）圖甲中缺少一根導(dǎo)線，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖補(bǔ)充完整。（2）電路連接正確后，滑動(dòng)變阻器的滑片P從阻值最大處開(kāi)始移動(dòng)，逐漸改變小燈泡兩端的電壓，利用測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制出燈泡的I﹣U圖像，如圖乙。由圖像可知，小燈泡的額定功率為W，該電路所選的滑動(dòng)變阻器為。A.10Ω1.5AB.15Ω1AC.25Ω0.5AD.30Ω0.5A（3）同學(xué)們觀察圖像，發(fā)現(xiàn)通過(guò)小燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比，其原因可能是。（4）為了測(cè)量額定電壓為U0的小燈泡的額定功率，同組的小玲設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路（R0為已知阻值的定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器），實(shí)驗(yàn)操作如下：①閉合開(kāi)關(guān)S和S2，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，使電流表示數(shù)為時(shí)小燈泡恰好正常發(fā)光。②保持變阻器滑片P位置不變，閉合開(kāi)關(guān)S和S1，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，記下電流表示數(shù)I，則小燈泡L的額定功率P額＝。（均用U0、R0和I表示）考點(diǎn)4\o"18.4焦耳定律"焦耳定律【典例12】（2022?聊城）如圖所示是“探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，通電一段時(shí)間后，左側(cè)U形管中液面高度差比右側(cè)的大。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．U形管中液面高度的變化反映了電阻產(chǎn)生熱量的多少 B．通過(guò)左、右兩邊容器中電阻絲的電流相同 C．右邊容器中的電阻R2比左邊容器中的電阻R1小 D．通電時(shí)間相同，兩個(gè)容器中空氣吸收的熱量相同【典例13】（2022?牡丹江二模）如圖所示，R1和R2是兩個(gè)電熱絲，接在電源電壓為3V的電路中。閉合開(kāi)關(guān)1min，下列說(shuō)法正確的是（）A．R1產(chǎn)生的熱量0.6J B．R1和R2的電壓之比為1：1 C．R1和R2的電流之和為0.9A D．R2消耗的電能為12J【典例14】（2022?常州）某型號(hào)電飯鍋有加熱和保溫兩擋，電路如圖所示，220V電壓下，其加熱擋功率為1100W，保溫?fù)豕β蕿?0W。（1）閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，電飯鍋處于擋。（2）電阻絲R1的阻值為Ω，R2的阻值為Ω。（3）處于保溫狀態(tài)的電飯鍋，20min產(chǎn)生熱量J。【典例15】（2021?貴港）在“探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，其中R1＞R2。實(shí)驗(yàn)一：探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系：（1）請(qǐng)按照?qǐng)D1中的電路圖將圖2實(shí)物圖連接完整；（2）實(shí)驗(yàn)電路按照?qǐng)D1中的電路圖連接是為了控制通電時(shí)間相同和控制；電阻絲放出熱量的多少，通過(guò)來(lái)進(jìn)行判斷。（3）為了便于比較兩根電阻絲通過(guò)電流后產(chǎn)生熱量的多少，a、b兩瓶中要裝入相等、初溫相同的同種液體。為了在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)時(shí)選用煤油而不選水，是因?yàn)槊河偷谋葻崛菟谋葻崛荩ㄟx填“大于”、“等于”或“小于”）。實(shí)驗(yàn)二：探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系：（4）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電路中的電流變成實(shí)驗(yàn)一中電流的2倍，且通電時(shí)間相同。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：用電阻絲R1加熱的煤油，在實(shí)驗(yàn)一中溫度升高△t1，在實(shí)驗(yàn)二中溫度升高△t1′，則△t1′2△t1（選填“大于”、“等于”或“小于”），該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱量與電流大小正比例關(guān)系（選填“成”或“不成”）。實(shí)驗(yàn)中，用電阻絲R2加熱煤油重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟，也可以得出相同的結(jié)論。（5）如果在兩燒瓶中分別裝入質(zhì)量相等的不同液體，并接入兩根阻值的電阻絲（選填“相同”或“不同”），就可用這個(gè)裝置來(lái)探究?jī)煞N不同液體的吸熱性質(zhì)。假設(shè)a燒瓶中液體的質(zhì)量為m，瓶中電阻絲的阻值為R，測(cè)出通過(guò)它的電流為I，通電一段時(shí)間t后，溫度計(jì)的示數(shù)變化量為△t，若不計(jì)熱量損失，則a液體的比熱容為（用所給出的物理量寫出比熱容的表達(dá)式）?！镜淅?6】（2022?丹東）中國(guó)茶文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。如圖甲所示是一款煮茶器，有“加熱”和“保溫”兩個(gè)擋位，其簡(jiǎn)化電路圖如圖乙所示，R1和R2均為發(fā)熱電阻，煮茶器部分參數(shù)如表。煮茶器中裝有初溫為20℃的水，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將水剛好加熱到沸騰，用時(shí)700s，在此過(guò)程中煮茶器的加熱效率為80%。求：額定電壓220V保溫?fù)豕β?00W加熱擋功率900W（1）發(fā)熱電阻R1的阻值。（2）加熱過(guò)程中煮茶器消耗的電能。（3）煮茶器中水的質(zhì)量。[水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃）]鞏固訓(xùn)練一、選擇題。1．（2021?天津）某電能表的表盤如圖所示，用電時(shí)電能表的鋁盤每轉(zhuǎn)過(guò)720轉(zhuǎn)，接在該電能表上的用電器消耗的電能是（）A．1.8×106J B．3.6×106J C．5.4×106J D．7.2×106J2．（2022?玉林）已知甲電阻是乙電阻的3倍，若分別對(duì)甲、乙兩種導(dǎo)體通電，通過(guò)甲、乙兩導(dǎo)體的電流之比為2：3，則甲、乙的功率之比為（）A．2：1 B．2：3 C．4：3 D．9：23．（2022?臨沂）一個(gè)標(biāo)有“220V1100W”的電熱器，當(dāng)通過(guò)它的電流為4A時(shí)，它的實(shí)際功率為（）A．176W B．704W C．880W D．1100W4．（2022?長(zhǎng)春）下列家用電器中利用電熱工作的是（）A．電風(fēng)扇 B．洗衣機(jī) C．電飯鍋 D．吸油煙機(jī)5．（2022?柳州）在“探究通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，電路中的電阻絲溫度升高而導(dǎo)線溫度沒(méi)有明顯變化，這是因?yàn)槎叩模ǎ〢．電阻不同B．電流不同C．密度不同D．通電時(shí)間不同二、填空題。6．（2022?遼寧）如圖是小鵬家的電能表，他家同時(shí)工作用電器的總功率不能超過(guò)W。電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)得越快，說(shuō)明電路總功率越。將電熱水器單獨(dú)接入電路，正常工作3min，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)150轉(zhuǎn)，電熱水器的功率為W。7．（2022?廣安）如圖所示，電源電壓6V不變，電阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2時(shí)，電壓表示數(shù)為V；當(dāng)開(kāi)關(guān)S接1時(shí)，通過(guò)R1的電流10s內(nèi)所做的功為J。8．（2022?襄陽(yáng)）如圖所示電路，電源電壓不變，R0為定值電阻。閉合開(kāi)關(guān)S，滑片P向左移動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)會(huì)變。第一次移動(dòng)滑片至某位置時(shí)電壓表的示數(shù)為8V；再次移動(dòng)滑片至另一位置。若前后兩次滑動(dòng)變阻器消耗的電功率相等，兩次電路中電流之比為1：2，則電源電壓為V。9．（2022?貴陽(yáng)）如圖所示電路，電源電壓保持不變。只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，定值電阻R1的功率是16W；當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，R1的功率是25W。則先后兩次電路消耗的功率之比是。10．（2022?淄博）電熱水壺是利用電流的效應(yīng)工作的。小明家要購(gòu)買一只電熱水壺，他發(fā)現(xiàn)某商場(chǎng)有容積相同、額定電壓均為220V、額定功率分別為800W和1800W的兩種電熱水壺。家中給電熱水壺供電插座的額定電流是5A，從安全用電的角度考慮，小明應(yīng)選購(gòu)W的電熱水壺。如圖電熱水壺的插頭中插腳①較長(zhǎng)，將插頭插入插座時(shí)，可確保電熱水壺的金屬外殼先接觸線，避免觸電事故。插頭外殼是用橡膠做的，是因?yàn)橄鹉z是體。11．（2022?煙臺(tái)）如圖所示，電源電壓不變，燈泡L標(biāo)有“6V6W”字樣。閉合開(kāi)關(guān)S1，燈泡L正常發(fā)光，此時(shí)燈泡L的電阻為Ω；再閉合開(kāi)關(guān)S2，前后兩次電流表的示數(shù)之比為2：3，則電阻R的阻值為Ω，電阻R在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為J。三、實(shí)驗(yàn)探究題。12．（2022?深圳）小明需要測(cè)量小燈泡的額定功率，燈泡銘牌是3.8V，1.15W。電壓表示數(shù)電流表示數(shù)3.0V0.32A3.8V0.4A4.5V（1）小明連接電路后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，下列哪種方法可以一次性解析多項(xiàng)問(wèn)題？。A、檢查電源B、檢查導(dǎo)線連接C、檢查電流表和電壓表的示數(shù)D、調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器觀察燈泡亮度（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小明發(fā)現(xiàn)小燈泡較暗，如果要讓小燈泡正常發(fā)光，他應(yīng)將滑動(dòng)變阻器向（左/右）滑動(dòng)。（3）如圖乙所示，當(dāng)電壓表示數(shù)為4.5V時(shí)，電流表示數(shù)為A。（4）從表格可以求出，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻為Ω。（5）通過(guò)計(jì)算，判斷出這只小燈泡銘牌上的參數(shù)（合格/不合格）；在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，可能會(huì)觀察到小燈泡出現(xiàn)的現(xiàn)象是（一點(diǎn)即可）。13．（2022?湛江模擬）圖甲中兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣，且都有一段電阻絲。將透明容器與U形管相連，接入電路。（1）圖甲是探究在通電時(shí)間相同和相同的情況下，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與大小是否有關(guān)的裝置；（2）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察U形管內(nèi)的變化反映密閉空氣溫度的變化，在研究許多物理問(wèn)題時(shí)都會(huì)用到這種“轉(zhuǎn)換法”，下列研究實(shí)例采用研究方法與此相同的是。（不定項(xiàng)選擇題）A.探究電流與電壓、電阻的關(guān)系B.用海綿的凹陷程度顯示壓力作用效果C.研究光的傳播時(shí)，引入“光線”D.通過(guò)吸引大頭針的數(shù)量來(lái)顯示電磁鐵磁性的強(qiáng)弱（3）由圖乙所示，電流表的示數(shù)為A，由圖甲可得到結(jié)論：在電流和通電時(shí)間相同的情況下，電阻越，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。四、計(jì)算題。14．（2022?泰安）如圖所示，物理科技小組設(shè)計(jì)的具有防干燒功能的空氣加濕器裝置模型，由控制器和加熱器組成，可在水量不足時(shí)自動(dòng)停止加熱。加熱器有高、低兩個(gè)擋位，由開(kāi)關(guān)S和加熱電阻絲R1、R2組成，U＝220V，R2＝242Ω；控制電路電壓恒定，R0＝10Ω，RF為壓敏電阻，下方固定一個(gè)輕質(zhì)絕緣T形硬質(zhì)桿，水箱注水后圓柱形浮體A豎直上浮，通過(guò)T形桿對(duì)壓敏電阻產(chǎn)生壓力，所受壓力每增加1.5N，電阻減小5Ω。浮體A體積為1000cm3，質(zhì)量為50g。科技小組對(duì)加濕器進(jìn)行測(cè)試：向水箱內(nèi)緩慢注水，當(dāng)液面上升至浮體A體積的浸入水中時(shí)，電磁鐵線圈中電流為200mA，此時(shí)銜鐵恰好被吸下，加熱器開(kāi)始工作；當(dāng)液面上升至浮體A體積的浸入水中時(shí)，電磁鐵線圈中電流為240mA；當(dāng)水箱注水量達(dá)到最大值時(shí)，電磁鐵線圈中電流為300mA。T形硬質(zhì)桿的質(zhì)量和電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)，g取10N/kg，水的密度為1.0×103kg/m3，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）。（1）當(dāng)加熱器處于高擋位時(shí)，加熱140s所產(chǎn)生的熱量全部被1.2kg的水吸收，水溫升高了25℃。求加熱器的高擋功率和低擋功率；（2）求浮體A體積的浸入水中時(shí)受到的浮力和此時(shí)壓敏電阻受到的壓力；（3）求水箱注水量達(dá)到最大值時(shí)，浮體A浸入水中的體積。第十八章電功率（解析版）知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)點(diǎn)回顧知識(shí)點(diǎn)1：\o"18.1電能電功"電能電功1、電功：電流所做的功叫電功，電功的符號(hào)是W。電功的實(shí)際：電流做功的過(guò)程，實(shí)際上就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程。2、電功的單位：焦耳（焦，J），電功的常用單位是度，即：千瓦時(shí)（kW·h）1度=1kw.h＝3．6×106J3、電功計(jì)算公式：W=UIt（適用于所有電路）單位：電功（W）→焦(J)；電壓（U）→伏(V)；電流（I）→安(A)；時(shí)間（t）→秒（s）。4、利用W=UIt計(jì)算電功時(shí)注意：（1）式中的W、U、I和t是在同一段電路；（2）計(jì)算時(shí)單位要統(tǒng)一；（3）已知任意的三個(gè)量都可以求出第四個(gè)量。5、計(jì)算電功還有以下公式：（1）W=Pt（適用于電功、機(jī)械功等所有求功的辦法），計(jì)算時(shí)有兩套單位：千瓦時(shí)、焦（2）對(duì)于純電阻電路（只有電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路）可推導(dǎo)出：①串聯(lián)電路：；②并聯(lián)電路：；③在任何情況下，在一定時(shí)間所做的總功。6、電功的測(cè)量（1）電能表：測(cè)量用戶用電器在某一段時(shí)間內(nèi)所做電功（某一段時(shí)間內(nèi)消耗電能）的儀器。（2）電能表上“220V、5A、3000R/kW·h”等字樣，分別表示：電能表額定電壓是220V；允許通過(guò)的最大電流是5A；每消耗一度電，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。（3）讀數(shù)時(shí)：①最后一位有紅色標(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)點(diǎn)后一位；②之差電能表以千瓦時(shí)為單位知識(shí)點(diǎn)2：\o"18.2電功率"電功率1、電功率(P)：電流在單位時(shí)間內(nèi)做的功。（1）電功率表示電流做功快慢，不表示做功多少；（2）單位：瓦特(國(guó)際)，符號(hào)是W；常用單位有：千瓦符號(hào)是KW。2、電功率公式：（適用于所有電路）；利用計(jì)算時(shí)單位要統(tǒng)一：（1）如果W用焦、t用秒，則P的單位是瓦；（2）如果W用千瓦時(shí)、t用小時(shí)，則P的單位是千瓦。3、對(duì)于純電阻電路推導(dǎo)公式：。

（1）串聯(lián)電路中；（2）并聯(lián)電路中：；（3）無(wú)論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計(jì)算總功率常用公式P=P1+P2+…Pn。4、額定值與實(shí)際值：（1）額定電壓：用電器正常工作的電壓。（2）額定功率：用電器在額定電壓下的功率。（3）實(shí)際電壓：實(shí)際加在用電器兩端的電壓。（4）實(shí)際功率：用電器在實(shí)際電壓下的功率。當(dāng)U實(shí)>U額時(shí)，P實(shí)>P額，燈很亮，易燒壞。當(dāng)U實(shí)<U額時(shí)，P實(shí)<P額，燈很暗，當(dāng)U實(shí)=U額時(shí)，P實(shí)=P額，正常發(fā)光。同一個(gè)電阻或燈炮，接在不同的電壓下使用，當(dāng)實(shí)際電壓是額定電壓的一半時(shí)，則實(shí)際功率就是額定功率的1/4。例“220V100W”表示額定電壓是220伏，額定功率是100瓦的燈泡，如果接在110伏的電路中，則實(shí)際功率是25瓦。（不計(jì)溫度對(duì)電阻的影響）知識(shí)點(diǎn)3：\o"18.3測(cè)量小燈泡的電功率"測(cè)量小燈泡的電功率1、實(shí)驗(yàn)原理：P=UI

根據(jù)P=UI可知，只要用電壓表（伏特表）測(cè)出小燈泡兩端的電壓、用電流表（安培表）測(cè)出通過(guò)小燈泡的電流，就可以間接測(cè)量出小燈泡的電功率了。為了測(cè)量不同電壓下的電功率，我們要用串聯(lián)滑動(dòng)變阻器的辦法，來(lái)控制加在燈泡兩端的電壓；

2、實(shí)驗(yàn)器材：電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器；

3、實(shí)驗(yàn)電路：若所用小燈泡的額定電壓是2.5V，要測(cè)出小燈泡的功率，至少需要兩節(jié)干電池（3V）作電源，電路圖和實(shí)物電路圖設(shè)計(jì)如圖甲乙所示；4、實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）按電路圖連接實(shí)物圖，將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到阻值最大（右）端；

（2）檢查電路無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)等于2.5V時(shí)，停止滑動(dòng)，記錄此時(shí)電流表的示數(shù)，并觀察燈泡的亮度，記錄在表格中；

（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，分別使電壓表的示數(shù)低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超過(guò)小燈泡的額定電壓太多，否則會(huì)損壞小燈泡），記錄每一次對(duì)應(yīng)電流表的示數(shù)，并觀察燈泡的亮度，記錄在表格中；

（4）將實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)據(jù)分別代入P=UI，算出小燈泡的實(shí)際功率，并填人表格中。5、實(shí)驗(yàn)分析：（1）小燈泡的發(fā)光情況由它的實(shí)際功率決定，實(shí)際功率越大，燈泡越亮；

（2）燈泡實(shí)際消耗的電功率隨著加在它兩端的電壓而改變，電壓越大，功率越大；

（3）燈泡的實(shí)際功率可以等于額定功率，也可以不等于額定功率?！鶎?shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用：

①閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)該先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其連入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，這樣能夠保護(hù)電路中的各個(gè)電路元件不至于損壞；（保護(hù)電路）

②接通電源后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，可以調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓。（調(diào)節(jié)電壓）※實(shí)驗(yàn)中電路故障分析故障現(xiàn)象故障原因燈泡不亮閉合開(kāi)關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流表有示數(shù)①滑動(dòng)變阻器接成定值電阻②電源電壓太低閉合開(kāi)關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流表無(wú)示數(shù)①電源、電流表、開(kāi)關(guān)或滑動(dòng)變阻器損壞②接線柱接觸不良③連接導(dǎo)線斷裂閉合開(kāi)關(guān)，燈泡不亮，電流表幾乎無(wú)示數(shù)，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)①燈泡的燈絲斷了或燈座與燈泡接觸不良②電流表和電壓表的位置互換了電表問(wèn)題電流表與電壓表的指針向沒(méi)有刻度的方向偏轉(zhuǎn)電流表和電壓表的“﹢”“－”接線柱接反了電流表與電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很?、匐姳淼牧砍潭歼x擇過(guò)大②電源電壓過(guò)低電表的指針超過(guò)最大刻度①量程選擇過(guò)?、陔娐分谐霈F(xiàn)短路滑動(dòng)變阻器問(wèn)題滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)時(shí)，電表示數(shù)及燈泡的亮度無(wú)變化滑動(dòng)變阻器連接錯(cuò)誤，沒(méi)有遵循“一上一下”的接線原則，使滑動(dòng)變阻器接成了定值電阻無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表示數(shù)總小于燈泡的額定電壓電源電壓過(guò)低閉合開(kāi)關(guān)瞬間，燈泡發(fā)出強(qiáng)光后立即熄滅，電流表指針偏轉(zhuǎn)后又回到零刻度線處，電壓表仍有示數(shù)燈泡兩端電壓過(guò)高，滑動(dòng)變阻器的滑片沒(méi)有置于阻值最大位置知識(shí)點(diǎn)4：\o"18.4焦耳定律"焦耳定律1、焦耳定律：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。公式：Q=I2Rt式中單位Q→焦(J)；I→安(A)；R→歐(Ω)；t→秒。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體做的功(電功)全部用來(lái)產(chǎn)生熱量(電熱)時(shí)，則有W=Q，可用電功公式來(lái)計(jì)算Q(如電熱器，電阻就是這樣的。)2、串聯(lián)電路各部分電路產(chǎn)生的熱量與它的電阻成正比，并聯(lián)電路各支路產(chǎn)生的熱量與它的電阻成反比。3、電飯鍋屬于電熱器，它的工作原理是電流的熱效應(yīng)。典例分析考點(diǎn)1\o"18.1電能電功"電能電功【典例1】（2021?湘潭）如圖是小王家的電能表，下列說(shuō)法正確的是（）A．電能表的讀數(shù)為56378kW?h B．這個(gè)電能表正常工作的電壓為380V C．這個(gè)電能表要在20A的電流下才能正常工作 D．小王家用電器每消耗1度電，電能表指示燈閃爍1600次【答案】D。【解答】解：A、電能表顯示數(shù)字中最后一位是小數(shù)，單位為kW?h，則圖中電能表示數(shù)為5637.8kW?h，故A錯(cuò)誤；B、表盤上“220V”表示電能表的正常工作電壓為220V，故B錯(cuò)誤；C、20A表示該電能表正常工作時(shí)允許通過(guò)的最大電流，故C錯(cuò)誤；D、“1600imp/（kW?h）”表示用電器每消耗1kW?h（1度）的電能，電能表的指示燈閃爍1600次，故D正確。故選：D?！镜淅?】（2022?博望區(qū)校級(jí)一模）有一只電動(dòng)機(jī)，其線圈電阻r＝1Ω，電動(dòng)機(jī)允許通過(guò)的最大電流為2A，如圖所示，將這只電動(dòng)機(jī)接在電壓U＝6V不變的電源上，在把重物勻速提升時(shí)，2s對(duì)重物做的總功為10J。則電動(dòng)機(jī)提升重物時(shí)消耗的電能是（）A．8J B．12J C．24J D．72J【答案】B。【解答】解：在把重物勻速提升時(shí)，2秒對(duì)重物做的功為10J。電動(dòng)機(jī)輸出功率：P機(jī)械＝＝＝5W，不考慮摩擦和動(dòng)滑輪的重力，電動(dòng)機(jī)總功率：P總＝UI＝P機(jī)械+P熱＝P機(jī)械+I2r，代入數(shù)據(jù)有：6V×I＝5W+I2×1Ω，解得：I＝5A或1A，由題意可知，電動(dòng)機(jī)允許通過(guò)的最大電流為2A．因此舍去5A，電動(dòng)機(jī)消耗的總電能為：W＝UIt＝6V×1A×2s＝12J，故B正確。故選：B?！镜淅?】（2022?重慶）如圖甲所示電路中，電源電壓恒定不變，小燈泡L標(biāo)有“6V0.3A”字樣，電流表量程0～0.6A、電壓表量程0～3V。在保障電路安全的前提下，只閉合開(kāi)關(guān)S、S1，滑片P位于最右端，小燈泡恰好正常發(fā)光，則小燈泡10s內(nèi)消耗的電能為18J，再移動(dòng)滑片P，電流表示數(shù)與R2關(guān)系如圖乙a所示；當(dāng)斷開(kāi)S1閉合S、S2、S3時(shí)，電流表示數(shù)與R2的關(guān)系如圖乙b所示，則I1＝0.45A（忽略小燈泡電阻變化）。【答案】18；0.45?！窘獯稹拷猓褐婚]合開(kāi)關(guān)S、S1，滑動(dòng)變阻器和燈泡串聯(lián)接入電路，電流表測(cè)通過(guò)電路的電流，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，滑片P位于最右端，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為0，電路為燈泡的簡(jiǎn)單電路，燈泡兩端電壓等于電源電壓，小燈泡恰好正常發(fā)光，小燈泡L標(biāo)有“6V0.3A”字樣，小燈泡10s內(nèi)消耗的電能為：W＝UILt＝6V×0.3A×10s＝18J；燈泡的電阻：RL＝＝＝20Ω，由乙圖可知滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為R時(shí)，通過(guò)電路的電流最小，根據(jù)歐姆定律可知此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，電壓表量程0～3V，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知電壓表示數(shù)為3V，根據(jù)歐姆定律可得此時(shí)通過(guò)電路的電流：I′＝，串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，根據(jù)歐姆定律可得電源電壓：U＝U2+UL＝3V+I′RL，即3V＝6V，解方程可得：R＝20Ω，當(dāng)斷開(kāi)S1，閉合S、S2、S3時(shí)，定值電阻和滑動(dòng)變阻器并聯(lián)接入電路，電流表測(cè)干路電流，由乙圖可知滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為R時(shí)，通過(guò)電路的電流最大，電流表量程0～0.6A，所以通過(guò)電路的最大電流為0.6A，并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和，根據(jù)歐姆定律可得干路電流I＝，即＝0.6A，解方程可得：R1＝20Ω，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為2R時(shí)，通過(guò)電路的電流：I1＝＝＝0.45A。故答案為：18；0.45?！镜淅?】（2021?赤峰）小紅從赤峰到寧城，選擇了尾氣零排放的G8208次列車。經(jīng)查詢赤峰到寧城高鐵運(yùn)行里程約100km，運(yùn)行時(shí)間約30min。若該列車全程勻速行駛在平直的軌道上，牽引力恒為2.7×105N，供電電路輸入列車的電功率恒為2×107W。請(qǐng)你根據(jù)以上信息，解決下列問(wèn)題：（1）從赤峰站到寧城站段列車消耗的電能。（2）求該列車從赤峰站至寧城站將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率。【解答】解：（1）已知供電電路輸入列車的電功率恒為P＝2×107W，赤峰到寧城高鐵運(yùn)行時(shí)間t＝30min＝1800s，則從赤峰站到寧城站段列車消耗的電能為：W電＝Pt＝2×107W×1800s＝3.6×1010J；（2）赤峰到寧城高鐵運(yùn)行里程約100km，即s＝1×105m，引力恒為F＝2.7×105N，則列車從赤峰站至寧城站產(chǎn)生的機(jī)械能為：W機(jī)＝Fs＝2.7×105N×1×105m＝2.7×1010J，則將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為：η＝＝。答：（1）從赤峰站到寧城站段列車消耗的電能為3.6×1010J；（2）求該列車從赤峰站至寧城站將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%。考點(diǎn)2\o"18.2電功率"電功率【典例5】（2022?襄陽(yáng)）如圖所示，兩只燈泡L1和L2上分別標(biāo)有“8V4W”和“4V1W”字樣，將它們串聯(lián)后接在電壓可在4～8V之間調(diào)節(jié)的電源上，閉合開(kāi)關(guān)S，假設(shè)兩燈的燈絲電阻不隨溫度變化，則下列說(shuō)法正確的是（）A．通過(guò)燈L1的電流大于通過(guò)燈L2的電流 B．在調(diào)節(jié)電源電壓的過(guò)程中，燈L1始終比燈L2亮 C．在調(diào)節(jié)電源電壓的過(guò)程中，兩燈的功率變化量相同 D．當(dāng)電源電壓調(diào)節(jié)到8V時(shí)，兩燈都不能正常發(fā)光【答案】C。【解答】解：由P＝可得，兩燈泡的電阻分別為：R1＝＝＝16Ω，R2＝＝＝16Ω；A、兩燈泡串聯(lián)，通過(guò)燈L1的電流等于通過(guò)燈L2的電流，故A錯(cuò)誤；B、在調(diào)節(jié)電源電壓的過(guò)程中，由P＝I2R可知，兩燈泡的實(shí)際功率相等，兩燈泡一樣亮，故B錯(cuò)誤；C、兩燈泡串聯(lián)，在調(diào)節(jié)電源電壓的過(guò)程中，通過(guò)兩燈泡的電流變化相同，兩燈泡電阻相同，由P＝I2R可知，燈泡功率的變化相同，故C正確；D、當(dāng)電源電壓調(diào)節(jié)到8V時(shí)，兩燈泡的電阻相同，分得的電壓相同，所以兩燈泡分得的電壓都為4V，所以燈泡L1不能正常發(fā)光，燈泡L2正常發(fā)光，故D錯(cuò)誤。故選：C。【典例6】（2022?鄂爾多斯）在圖甲電路中，電源電壓恒定，R1為滑動(dòng)變阻器，R2為定值電阻。開(kāi)關(guān)閉合后，將滑動(dòng)變阻器的滑片從一端移至另一端的過(guò)程中，變阻器的電功率P隨其阻值R1的變化關(guān)系如圖乙所示。下列對(duì)電路的表述中，正確的是（）A．R2的阻值為5Ω B．電源電壓為6V C．滑動(dòng)變阻器的最大功率為9W D．電流表示數(shù)的變化范圍為0.75～1.5A【答案】B。【解答】解：由電路圖可知，R1、R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R1兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；（1）由圖乙可知，當(dāng)R1接入電路的阻值為2Ω時(shí)，變阻器的電功率為2W，由P＝UI＝I2R可知，此時(shí)電路中的電流：I1＝＝＝1A，由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和歐姆定律可知，電源電壓：U＝I1（R1+R2）＝1A×（2Ω+R2）﹣﹣﹣﹣﹣①當(dāng)R1接入電路的阻值為8Ω時(shí)，變阻器的電功率為2W，此時(shí)電路中的電流：I2＝＝＝0.5A，電源電壓：U＝I2（R1′+R2）＝0.5A×（8Ω+R2）﹣﹣﹣﹣﹣②聯(lián)立①②解得：R2＝4Ω，U＝6V，故A錯(cuò)誤、B正確；（2）由圖乙可知，變阻器的最大阻值為8Ω，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率：P＝I2R1＝（）2R1＝＝＝，所以，當(dāng)R1＝R2＝4Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最大；則滑動(dòng)變阻器消耗電功率的最大值：P最大＝＝＝2.25W，故C錯(cuò)誤；（3）當(dāng)變阻器接入電路的電阻為零時(shí)，電路中的電流最大，由歐姆定律可知，電路中的最大電流：I最大＝＝＝1.5A，當(dāng)變阻器接入電路的電阻最大為8Ω時(shí)，電路中的電流最小，由（1）可知，最小電流：I最?。絀2＝0.5A，因此電流表示數(shù)的變化范圍為0.5A～1.5A，故D錯(cuò)誤。故選：B?！镜淅?】（2022?銅仁市）如圖所示電路中，R1＝R2＝10Ω。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.6A，電源電壓為6V；若把電流表?yè)Q成電壓表，電壓表示數(shù)為3V；這兩種情況下R2消耗的功率之比為4：1。【答案】6；3；4：1。【解答】解：當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電阻R1被短路，只有電阻R2接入電路，根據(jù)I＝得電源電壓為：U＝IR2＝0.6A×10Ω＝6V；R2消耗的功率為：P2＝I2R2＝（0.6A）2×10Ω＝3.6W；若把電流表?yè)Q成電壓表，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)量定值電阻R1兩端的電壓，此時(shí)電路中的的電流為：I′＝＝＝0.3A，R2兩端的電壓為：U2＝I′R2＝0.3A×10Ω＝3V，即電壓表示數(shù)為3V；R2消耗的功率為：P2′＝I′2R2＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W，所以這兩種情況下R2消耗的功率之比為：P2：P2′＝3.6W：0.9W＝4：1。故答案為：6；3；4：1。【典例8】（2022?安順）在如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V，滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“20Ω3A”。閉合開(kāi)關(guān)S，電流表的示數(shù)為0.3A。求（1）R1的阻值；（2）R2允許接入電路的最小阻值；（3）整個(gè)電路允許消耗的最大功率與最小功率之比?！窘獯稹拷猓弘娮鑂1與滑動(dòng)變阻器R2并聯(lián)，U＝U1＝U2＝6V；（1）電流表測(cè)R1的電流I1＝0.3A，根據(jù)歐姆定律I＝，則R1電阻為R1＝＝20Ω；（2）滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“20Ω3A”表示允許通過(guò)的最大電流I2＝3A，R2允許接入電路的最小阻值R2＝＝2Ω；（3）當(dāng)變阻器接入電路的電阻最小時(shí)，電流最大I大＝0.3A+3A＝3.3A；當(dāng)變阻器接入電路的電阻最大時(shí)，電流最小，變阻器最大電流I'2＝＝0.3A，電路的最小總電流I小＝0.3A+0.3A＝0.6A；由P＝UI得，當(dāng)電壓相同時(shí)，電功率之比等于電流之比，整個(gè)電路允許消耗的最大功率與最小功率之比P大：P?。絀大：I?。?.3A：0.6A＝11：2。故答案為：（1）R1的阻值為20Ω；（2）R2允許接入電路的最小阻值為2Ω；（3）整個(gè)電路允許消耗的最大功率與最小功率之比為11：2。考點(diǎn)3\o"18.3測(cè)量小燈泡的電功率"測(cè)量小燈泡的電功率【典例9】（2022?江岸區(qū)校級(jí)模擬）為了測(cè)量一只額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，實(shí)驗(yàn)中電源電壓3V保持不變，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。下列說(shuō)法正確的是（）實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345發(fā)光情況熄滅微光暗較暗明亮電壓U/V0.511.52.02.5電流1/A0.100.140.160.240.28A．多次實(shí)驗(yàn)的目的是減小誤差 B．第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的 C．實(shí)驗(yàn)完畢斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，小燈泡的電阻可能是“1.2Ω” D．第1、2兩次實(shí)驗(yàn)，滑動(dòng)變阻器接入電路電阻的改變量ΔR1小于小燈泡的電阻改變量ΔR2【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、在測(cè)量小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)中，多次測(cè)量的目的是為了尋找普遍規(guī)律，故A錯(cuò)誤；B、第4次實(shí)驗(yàn)，燈泡兩端的電壓小于額定電壓，但大于第3次電壓，故其亮度應(yīng)介于第3和第5次實(shí)驗(yàn)之間，所以第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是正確的，故B錯(cuò)誤；C、由表中數(shù)據(jù)可知，燈泡不亮?xí)r，電壓為0.5V，電流為0.1A，此時(shí)燈泡的電阻為：R1＝＝＝5Ω，由于燈泡電阻受溫度影響，隨溫度降低而減小，當(dāng)作完實(shí)驗(yàn)并斷開(kāi)開(kāi)關(guān)一段時(shí)間后，燈泡的電阻應(yīng)該小于燈泡不亮?xí)r的電阻5Ω，但不能為0，故燈泡的電阻可能是1.2Ω，故C正確；D、當(dāng)燈泡兩端的電壓為0.5V時(shí)，通過(guò)電路的電流約為0.10A，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：UH1＝U﹣UL1＝3V﹣0.5V＝2.5V，滑動(dòng)變阻器此時(shí)接入電路的電阻：RH1＝＝＝25Ω，此時(shí)燈泡的電阻為：R1＝＝＝5Ω；當(dāng)燈泡兩端的電壓為1V時(shí)，通過(guò)電路的電流約為0.14A，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：UH＝U﹣UL2＝3V﹣1V＝2V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻：RH2＝＝≈14.3Ω，此時(shí)燈泡的電阻為：R2＝＝≈7.1Ω；通過(guò)電路的電流由0.1A變?yōu)?.14A，滑動(dòng)變阻器的電阻由25Ω變?yōu)?4.3Ω，電阻變化量為25Ω﹣14.3Ω＝10.7Ω；燈泡的電阻由5Ω變?yōu)?.1Ω，電阻的變化量為7.1Ω﹣5Ω＝2.1Ω，故小燈泡電阻的變化量ΔR2小于滑動(dòng)變阻器電阻的變化量ΔR1，故D錯(cuò)誤。故選：C。【典例10】（2022?岳池縣模擬）“測(cè)量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中，器材有電源、滑動(dòng)變阻器、兩個(gè)電流表、小燈泡（U額為2.5V）定值電阻R0（阻值為10Ω）、開(kāi)關(guān)及若干導(dǎo)線。（1）根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中未畫出的兩條導(dǎo)線補(bǔ)充完整；（2）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈不亮，兩電流表有示數(shù)且相同，故障可能是燈泡處斷路或R0處短路；（3）排除故障后，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直到電流表A2示數(shù)為0.25A時(shí)小燈泡正常發(fā)光，電流表A1的示數(shù)如圖丙，則小燈泡的額定功率為1.125W。【答案】（1）如上所示；（2）燈泡處斷路或R0處短路；（3）0.25；1.125?！窘獯稹拷猓海?）變阻器按一上一下連入電路中，電流表與定值電阻串聯(lián)后與燈并聯(lián)，如下所示：（2）左邊電流表測(cè)干路電流，右邊電流表測(cè)定值電阻的電流，正確連接電路后閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈不亮，兩電流表有示數(shù)且相同，則兩電表串聯(lián)在電路中，故障可能是燈泡處斷路或R0處短路；（3）定值電阻R0（阻值為10Ω），燈的額定電壓為2.5V，燈在額定電壓下正常發(fā)光，由歐姆定律，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電流表A2示數(shù)為：I′＝＝＝0.25A時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；電流表A1的示數(shù)如圖丙，電流表選用大量程，分度值為0.1A，該示數(shù)為0.7A，由并聯(lián)電路電流的規(guī)律，燈的額定電流為：I＝0.7A﹣0.25A＝0.45A，則小燈泡的額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.45A＝1.125W。故答案為：（1）如上所示；（2）燈泡處斷路或R0處短路；（3）0.25；1.125。【典例11】（2022?鄂爾多斯）物理實(shí)驗(yàn)小組利用圖甲所示器材來(lái)測(cè)量小燈泡的額定功率，小燈泡的額定電壓2.5V，電源電壓值為3V。（1）圖甲中缺少一根導(dǎo)線，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖補(bǔ)充完整。（2）電路連接正確后，滑動(dòng)變阻器的滑片P從阻值最大處開(kāi)始移動(dòng)，逐漸改變小燈泡兩端的電壓，利用測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制出燈泡的I﹣U圖像，如圖乙。由圖像可知，小燈泡的額定功率為0.75W，該電路所選的滑動(dòng)變阻器為C。A.10Ω1.5AB.15Ω1AC.25Ω0.5AD.30Ω0.5A（3）同學(xué)們觀察圖像，發(fā)現(xiàn)通過(guò)小燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比，其原因可能是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。（4）為了測(cè)量額定電壓為U0的小燈泡的額定功率，同組的小玲設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路（R0為已知阻值的定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器），實(shí)驗(yàn)操作如下：①閉合開(kāi)關(guān)S和S2，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，使電流表示數(shù)為時(shí)小燈泡恰好正常發(fā)光。②保持變阻器滑片P位置不變，閉合開(kāi)關(guān)S和S1，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，記下電流表示數(shù)I，則小燈泡L的額定功率P額＝U0×（I﹣）。（均用U0、R0和I表示）【答案】（1）見(jiàn)解答圖；（2）0.75；C；（3）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；（4）①；②U0×（I﹣）。【解答】解：（1）圖甲中，電壓表應(yīng)該并聯(lián)在燈泡的兩端，因?yàn)樾襞莸念~定電壓2.5V，所以電壓表可選0～3V量程，如下圖所示：；（2）由圖象乙可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，燈泡的額定電流為0.3A，小燈泡額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；電路連接正確后，滑動(dòng)變阻器的滑片P從阻值最大處開(kāi)始移動(dòng)，由圖象乙可知，當(dāng)燈泡兩端的電壓為0.5V時(shí)，電路中的電流為0.1A，由串聯(lián)分壓可知，此時(shí)變阻器兩端的電壓為：U滑＝U源﹣U1＝3V﹣0.5V＝2.5V，則變阻器此時(shí)的阻值為：R滑＝＝＝25Ω，即為了實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行，滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)等于25Ω，故選C；（3）由圖象可知，通過(guò)小燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比，這是因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度的升高而增大；（4）實(shí)驗(yàn)步驟：①閉合開(kāi)關(guān)S和S2，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，使電流表示數(shù)為時(shí)小燈泡恰好正常發(fā)光；②保持變阻器滑片P位置不變，閉合開(kāi)關(guān)S和S1，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，記下電流表示數(shù)I；在步驟①中，燈泡L與定值電阻R0并聯(lián)后再與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，所以燈泡與定值電阻兩端電壓相同；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，當(dāng)燈泡兩端的電壓為額定電壓U0時(shí)，R0兩端的電壓也為U0，根據(jù)歐姆定律可知當(dāng)電流表的示數(shù)為時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光；在步驟②中，燈泡L與定值電阻R0仍并聯(lián)，電流表測(cè)燈泡L與定值電阻R0的總電流，因電路的連接方式不變，各電阻的大小和通過(guò)的電流不變，此時(shí)燈泡仍正常發(fā)光，根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律，通過(guò)燈泡的電流I額＝I﹣，則小燈泡L的額定功率P額＝U額I額＝U0×（I﹣）。故答案為：（1）見(jiàn)解答圖；（2）0.75；C；（3）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；（4）①；②U0×（I﹣）。考點(diǎn)4\o"18.4焦耳定律"焦耳定律【典例12】（2022?聊城）如圖所示是“探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，通電一段時(shí)間后，左側(cè)U形管中液面高度差比右側(cè)的大。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．U形管中液面高度的變化反映了電阻產(chǎn)生熱量的多少 B．通過(guò)左、右兩邊容器中電阻絲的電流相同 C．右邊容器中的電阻R2比左邊容器中的電阻R1小 D．通電時(shí)間相同，兩個(gè)容器中空氣吸收的熱量相同【答案】D?！窘獯稹拷猓篈、據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置可知，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量使容器中的空氣受熱膨脹，從而導(dǎo)致U形管中的液面會(huì)發(fā)生變化，雖然產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但可以通過(guò)U形管液面高度差的變化來(lái)反映，故A正確；B、由圖可知，兩阻值不同的電阻絲串聯(lián)，通過(guò)兩電阻絲的電流大小相等，故B正確；CD、由圖可知，左側(cè)U形管中液面高度差比右側(cè)的大，說(shuō)明在相同時(shí)間內(nèi)，電流在左容器中產(chǎn)生的熱量較多，則左側(cè)器中空氣吸收的熱量多，兩電阻絲串聯(lián)，電流相同，根據(jù)Q＝I2Rt可知，圖中左邊容器的電阻絲阻值較大，故C正確，D錯(cuò)誤。故選：D?！镜淅?3】（2022?牡丹江二模）如圖所示，R1和R2是兩個(gè)電熱絲，接在電源電壓為3V的電路中。閉合開(kāi)關(guān)1min，下列說(shuō)法正確的是（）A．R1產(chǎn)生的熱量0.6J B．R1和R2的電壓之比為1：1 C．R1和R2的電流之和為0.9A D．R2消耗的電能為12J【答案】D?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)歐姆定律，由右圖可知，R1的阻值：R1＝＝＝10Ω，R2的阻值：R2＝＝＝5Ω；由左圖可知，R1、R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，電路中的總電阻：R＝R1+R2＝10Ω+5Ω＝15Ω，電路中的電流：I＝＝＝0.2A；A、R1產(chǎn)生的熱量：Q1＝I2R1t＝（0.2A）2×10Ω×1×60s＝24J，故A錯(cuò)誤；B、由I＝可知，R1和R2的電壓之比：U1′：U2′＝IR1：IR2＝R1：R2＝10Ω：5Ω＝2：1，故B錯(cuò)誤；C、R1和R2的電流之和：I′＝I+I＝0.2A+0.2A＝0.4A，故C錯(cuò)誤；D、R2消耗的電能：W2＝U2′It＝I2R2t＝（0.2A）2×5Ω×1×60s＝12J，故D正確。故選：D?！镜淅?4】（2022?常州）某型號(hào)電飯鍋有加熱和保溫兩擋，電路如圖所示，220V電壓下，其加熱擋功率為1100W，保溫?fù)豕β蕿?0W。（1）閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，電飯鍋處于加熱擋。（2）電阻絲R1的阻值為44Ω，R2的阻值為2376Ω。（3）處于保溫狀態(tài)的電飯鍋，20min產(chǎn)生熱量2.4×104J?！敬鸢浮浚?）加熱；（2）44；2376；（3）2.4×104。【解答】解：（1）閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，只有R1接入電路，此時(shí)電路消耗的功率P＝；當(dāng)只閉合S1，電阻R1、R2串聯(lián)，此時(shí)電路消耗的功率P'＝，P＞P'，所以閉合開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí)是加熱擋；（2）閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，只有R1接入電路，電飯鍋處于加熱擋，；當(dāng)只閉合S1，電阻R1、R2串聯(lián)，電飯鍋處于保溫?fù)?，總電阻，故R2＝R﹣R1＝2420Ω﹣44Ω＝2376Ω。（3）處于保溫狀態(tài)的電飯鍋，20min產(chǎn)生熱量Q＝W＝P't＝20W×20×60s＝2.4×104J。故答案為：（1）加熱；（2）44；2376；（3）2.4×104?！镜淅?5】（2021?貴港）在“探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，其中R1＞R2。實(shí)驗(yàn)一：探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系：（1）請(qǐng)按照?qǐng)D1中的電路圖將圖2實(shí)物圖連接完整；（2）實(shí)驗(yàn)電路按照?qǐng)D1中的電路圖連接是為了控制通電時(shí)間相同和控制電流相同；電阻絲放出熱量的多少，通過(guò)溫度計(jì)的示數(shù)變化來(lái)進(jìn)行判斷。（3）為了便于比較兩根電阻絲通過(guò)電流后產(chǎn)生熱量的多少，a、b兩瓶中要裝入質(zhì)量相等、初溫相同的同種液體。為了在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)時(shí)選用煤油而不選水，是因?yàn)槊河偷谋葻崛菪∮谒谋葻崛荩ㄟx填“大于”、“等于”或“小于”）。實(shí)驗(yàn)二：探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系：（4）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電路中的電流變成實(shí)驗(yàn)一中電流的2倍，且通電時(shí)間相同。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：用電阻絲R1加熱的煤油，在實(shí)驗(yàn)一中溫度升高△t1，在實(shí)驗(yàn)二中溫度升高△t1′，則△t1′大于2△t1（選填“大于”、“等于”或“小于”），該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱量與電流大小不成正比例關(guān)系（選填“成”或“不成”）。實(shí)驗(yàn)中，用電阻絲R2加熱煤油重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟，也可以得出相同的結(jié)論。（5）如果在兩燒瓶中分別裝入質(zhì)量相等的不同液體，并接入兩根阻值相同的電阻絲（選填“相同”或“不同”），就可用這個(gè)裝置來(lái)探究?jī)煞N不同液體的吸熱性質(zhì)。假設(shè)a燒瓶中液體的質(zhì)量為m，瓶中電阻絲的阻值為R，測(cè)出通過(guò)它的電流為I，通電一段時(shí)間t后，溫度計(jì)的示數(shù)變化量為△t，若不計(jì)熱量損失，則a液體的比熱容為c＝（用所給出的物理量寫出比熱容的表達(dá)式）。【答案】（1）如上圖所示；（2）電流相同；溫度計(jì)的示數(shù)變化；（3）質(zhì)量；小于；（4）大于；不成；（5）相同；c＝。【解答】解：（1）由電路圖可知，滑片左移時(shí)變阻器接入電路中的電阻變小，則變阻器左下方接線柱必須接入電路中，如下圖所示：（2）由電路圖可知，兩電熱絲串聯(lián)在電路中，這是為了控制通電時(shí)間相同和控制電流相同；根據(jù)轉(zhuǎn)換法可知，電阻絲放出熱量的多少，是通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)的變化進(jìn)行比較的；（3）為了便于比較兩根電阻絲通過(guò)電流后產(chǎn)生熱量的多少，a、b兩瓶中要裝入質(zhì)量相等、初溫相同的同種液體；因?yàn)槊河偷谋葻崛荼人谋葻崛菪?，相同質(zhì)量的煤油和水比較，吸收相同的熱量，煤油溫度升高的多，用煤油做實(shí)驗(yàn)效果更明顯，便于觀察；（4）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電路中的電流變成實(shí)驗(yàn)一中電流的2倍，且通電時(shí)間相同，由Q＝I2Rt可知，電阻絲產(chǎn)生的熱量是原來(lái)的4倍，由Q吸＝cm△t的變形式△t＝可知，用電阻絲R1加熱的煤油，溫度升高量△t1′大于2△t1，該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱量與電流不成正比例關(guān)系；（5）實(shí)驗(yàn)中兩電阻絲串聯(lián)，通過(guò)的電流和通電時(shí)間相同，為控制相同時(shí)間兩液體吸熱相同，根據(jù)Q＝I2Rt可知，選用的兩根電阻絲的阻值應(yīng)相同；假設(shè)a燒瓶中液體的質(zhì)量為m，瓶中電阻絲的阻值為R，測(cè)出通過(guò)它的電流為I，通電一段時(shí)間t后，電熱絲放出的熱量Q＝I2Rt，溫度計(jì)的示數(shù)變化量為△t，若不計(jì)熱量損失，放出的熱量全部被液體吸收，由Q吸＝cm△t可得，a液體的比熱容：c＝＝。故答案為：（1）如上圖所示；（2）電流相同；溫度計(jì)的示數(shù)變化；（3）質(zhì)量；小于；（4）大于；不成；（5）相同；c＝。【典例16】（2022?丹東）中國(guó)茶文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。如圖甲所示是一款煮茶器，有“加熱”和“保溫”兩個(gè)擋位，其簡(jiǎn)化電路圖如圖乙所示，R1和R2均為發(fā)熱電阻，煮茶器部分參數(shù)如表。煮茶器中裝有初溫為20℃的水，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將水剛好加熱到沸騰，用時(shí)700s，在此過(guò)程中煮茶器的加熱效率為80%。求：額定電壓220V保溫?fù)豕β?00W加熱擋功率900W（1）發(fā)熱電阻R1的阻值。（2）加熱過(guò)程中煮茶器消耗的電能。（3）煮茶器中水的質(zhì)量。[水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃）]【解答】解：（1）由電路圖可知，只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)電路中的總電阻較大（比并聯(lián)的總電阻大），根據(jù)P＝UI＝可知，煮茶器的總功率小，處于保溫?fù)酰蒔＝UI＝可得R1的電阻：R1＝＝＝484Ω；（2）由P＝可得，加熱過(guò)程中煮茶器消耗的電能：W＝P加熱t(yī)＝900W×700s＝6.3×105J；（3）由η＝可得，吸收熱量：Q吸＝ηW＝80%×6.3×105J＝5.04×105J；由Q吸＝cmΔt可求得煮茶器中水的質(zhì)量：m＝＝＝1.5kg。答：（1）發(fā)熱電阻R1的阻值為484Ω；（2）加熱過(guò)程中煮茶器消耗的電能為6.3×105J；（3）煮茶器中水的質(zhì)量為1.5kg。鞏固訓(xùn)練一、選擇題。1．（2021?天津）某電能表的表盤如圖所示，用電時(shí)電能表的鋁盤每轉(zhuǎn)過(guò)720轉(zhuǎn)，接在該電能表上的用電器消耗的電能是（）A．1.8×106J B．3.6×106J C．5.4×106J D．7.2×106J【答案】B?！窘獯稹拷猓?20revs/（kW?h）表示電路中每消耗1kW?h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)720r，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了720轉(zhuǎn)時(shí)，用電器消耗的電能：W＝kW?h＝1kW?h＝3.6×106J。故選：B。2．（2022?玉林）已知甲電阻是乙電阻的3倍，若分別對(duì)甲、乙兩種導(dǎo)體通電，通過(guò)甲、乙兩導(dǎo)體的電流之比為2：3，則甲、乙的功率之比為（）A．2：1 B．2：3 C．4：3 D．9：2【答案】C?！窘獯稹拷猓河深}意可知，R甲＝3R乙，甲、乙兩導(dǎo)體的電流之比為I甲：I乙＝2：3，則甲、乙的功率之比＝＝×＝×3＝×3＝。故選：C。3．（2022?臨沂）一個(gè)標(biāo)有“220V1100W”的電熱器，當(dāng)通過(guò)它的電流為4A時(shí)，它的實(shí)際功率為（）A．176W B．704W C．880W D．1100W【答案】B?！窘獯稹拷猓海?）由P＝UI可得，正常工作時(shí)的電流I＝＝5A，由I＝可得，電熱器內(nèi)電熱絲的電阻：R＝＝44Ω，（2）當(dāng)通過(guò)它的電流為4A時(shí)，該電熱器的實(shí)際功率：P實(shí)＝I實(shí)2R＝（4A）2×44Ω＝704W.故選：B。4．（2022?長(zhǎng)春）下列家用電器中利用電熱工作的是（）A．電風(fēng)扇 B．洗衣機(jī) C．電飯鍋 D．吸油煙機(jī)【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、電風(fēng)扇工作時(shí)主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，不是利用電流熱效應(yīng)工作，故A不符合題意；B、洗衣機(jī)工作時(shí)主要將電能轉(zhuǎn)化機(jī)械能，不是利用電流熱效應(yīng)工作，故B不符合題意；C、電飯鍋工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流熱效應(yīng)工作，故C符合題意；D、吸油煙機(jī)的主要部件是電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，不是利用電流熱效應(yīng)工作，故D不符合題意。故選：C。5．（2022?柳州）在“探究通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，電路中的電阻絲溫度升高而導(dǎo)線溫度沒(méi)有明顯變化，這是因?yàn)槎叩模ǎ〢．電阻不同B．電流不同C．密度不同D．通電時(shí)間不同【答案】A?！窘獯稹拷猓弘娐分械碾娮杞z和導(dǎo)線串聯(lián)連接，而串聯(lián)電路處處電流相等，因此通過(guò)電阻絲和導(dǎo)線的電流和通電時(shí)間都相等，由于電阻絲的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于導(dǎo)線的阻值，由Q＝I2Rt可知，電阻絲產(chǎn)生的熱量比導(dǎo)線多。A符合題意。故選：A。二、填空題。6．（2022?遼寧）如圖是小鵬家的電能表，他家同時(shí)工作用電器的總功率不能超過(guò)4400W。電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)得越快，說(shuō)明電路總功率越大。將電熱水器單獨(dú)接入電路，正常工作3min，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)150轉(zhuǎn)，電熱水器的功率為2000W?！敬鸢浮?400；大；2000?！窘獯稹拷猓海?）他家同時(shí)工作用電器的最大總功率P大＝UI大＝220V×20A＝4400W；（2）電能表是測(cè)量電路中用電器消耗電能的儀表，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)得越快，表示用電器消耗電能越快，則電路總功率越大；（3）1500r/kW?h表示電路中用電器每消耗kW?h電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)1500r，則電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)150r，電熱水器消耗的電能W＝＝0.1kW?h，電熱水器的電功率P＝＝＝2kW＝2000W。故答案為：4400；大；2000。7．（2022?廣安）如圖所示，電源電壓6V不變，電阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2時(shí)，電壓表示數(shù)為2V；當(dāng)開(kāi)關(guān)S接1時(shí)，通過(guò)R1的電流10s內(nèi)所做的功為36J。【答案】2；36?！窘獯稹拷猓孩?gòu)膱D可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到點(diǎn)2時(shí)，電阻R1和R2串聯(lián)，電壓表測(cè)量R1兩端的電壓，R1＝10Ω，R2＝20Ω，電路中的總電阻為：R＝R1+R2＝10Ω+20Ω＝30Ω，電源電壓U＝6V，因此電路中的電流為：I＝＝＝0.2A，則電阻R1兩端的電壓為：U1＝IR1＝0.2A×10Ω＝2V，即電壓表的示數(shù)為2V；②當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)換到點(diǎn)1時(shí)，電路中只有電阻R1，由于t＝10s，所以電流所做的功為：W＝UIt＝＝＝36J。故答案為：2；36。8．（2022?襄陽(yáng)）如圖所示電路，電源電壓不變，R0為定值電阻。閉合開(kāi)關(guān)S，滑片P向左移動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)會(huì)變大。第一次移動(dòng)滑片至某位置時(shí)電壓表的示數(shù)為8V；再次移動(dòng)滑片至另一位置。若前后兩次滑動(dòng)變阻器消耗的電功率相等，兩次電路中電流之比為1：2，則電源電壓為12V?！敬鸢浮看螅?2。【解答】解：由圖可知，滑動(dòng)變阻器與定值電阻R0串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓；滑片P向左移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變大，即電壓表示數(shù)會(huì)變大；已知前后兩次滑動(dòng)變阻器消耗的電功率相等，兩次電路中電流之比為1：2，設(shè)第一次通過(guò)電路的電流為I，則第二次通過(guò)電路的電流為2I，根據(jù)P＝UI可得8V×I＝UP×2I，解得UP＝4V，串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，根據(jù)歐姆定律可得電源電壓U＝UP+U0＝8V+IR0＝4V+2IR0，解得IR0＝4V，則電源電壓U＝8V+4V＝12V。故答案為：大；12。9．（2022?貴陽(yáng)）如圖所示電路，電源電壓保持不變。只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，定值電阻R1的功率是16W；當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，R1的功率是25W。則先后兩次電路消耗的功率之比是4：5?！敬鸢浮?：5?！窘獯稹拷猓河深}意，電源電壓保持不變。只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，R1和R2串聯(lián)在電路中，定值電阻R1的功率是16W，即P1＝?R1＝16W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，此時(shí)電路消耗的功率P＝?（R1+R2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，R2被短路，電路中只有R1一個(gè)用電器，R1的功率是25W，此時(shí)R1的功率就是電路總功率，即P2＝＝25W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，由①②可知，＝，可得＝，先后兩次電路消耗的功率之比＝?（R1+R2）：＝＝。故答案為：4：5。10．（2022?淄博）電熱水壺是利用電流的熱效應(yīng)工作的。小明家要購(gòu)買一只電熱水壺，他發(fā)現(xiàn)某商場(chǎng)有容積相同、額定電壓均為220V、額定功率分別為800W和1800W的兩種電熱水壺。家中給電熱水壺供電插座的額定電流是5A，從安全用電的角度考慮，小明應(yīng)選購(gòu)800W的電熱水壺。如圖電熱水壺的插頭中插腳①較長(zhǎng)，將插頭插入插座時(shí)，可確保電熱水壺的金屬外殼先接觸地線，避免觸電事故。插頭外殼是用橡膠做的，是因?yàn)橄鹉z是絕緣體體。【答案】熱；800；地；絕緣體?！窘獯稹拷猓海?）電熱水壺是利用電流的熱效應(yīng)工作的；（2）額定功率為800W電熱水壺的額定電流為：I甲＝＝≈3.6A；額定功率分別為1800W電熱水壺的額定電流為：I乙＝＝≈8.18A；室內(nèi)插座的額定電流是5A，額定功率為1800W電熱水壺的額定電流大于插座的額定電流，額定功率為800W電熱水壺的額定電流小于插座的額定電流，所以應(yīng)該選用800W的；（3）插頭制作的長(zhǎng)一些，可以使用電器在與火線接通之間先使外殼與地線相通，在拔插頭時(shí)，先使插頭與火線相脫離，防止觸電事故的發(fā)生；（4）各種插頭的外殼都采用了橡膠、塑料等材料，是因?yàn)樗芰虾拖鹉z都是絕緣體，可以防止漏電。故答案為：熱；800；地；絕緣體。11．（2022?煙臺(tái)）如圖所示，電源電壓不變，燈泡L標(biāo)有“6V6W”字樣。閉合開(kāi)關(guān)S1，燈泡L正常發(fā)光，此時(shí)燈泡L的電阻為6Ω；再閉合開(kāi)關(guān)S2，前后兩次電流表的示數(shù)之比為2：3，則電阻R的阻值為12Ω，電阻R在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為30J?！敬鸢浮?；12；30。【解答】解：（1）由P＝可知，燈泡電阻RL＝＝＝6Ω；（2）燈泡與電阻并聯(lián)接在電源兩端，閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，燈L正常發(fā)光，因此電源電壓U＝UL＝6V，由P＝UI可知，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流：IL＝＝＝1A，閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，只有燈L接入電路，電流表測(cè)通過(guò)燈L的電流，IA＝IL＝1A，閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)，燈泡L與電阻R并聯(lián)接入電路，電流表測(cè)干路電流IA′，由前后兩次電流表的示數(shù)之比為2：3可知，＝，所以干路電流：IA′＝IA＝×1A＝1.5A，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過(guò)電阻R的電流：IR＝IA′﹣IL＝1.5A﹣1A＝0.5A，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，燈泡L與電阻R兩端電壓相等，都等于電源電壓，即UR＝6V；由I＝可知，電阻R的阻值：R＝＝＝12Ω；（3）電阻R10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q＝IR2Rt＝（0.5A）2×12Ω×10s＝30J。故答案為：6；12；30。三、實(shí)驗(yàn)探究題。12．（2022?深圳）小明需要測(cè)量小燈泡的額定功率，燈泡銘牌是3.8V，1.15W。電壓表示數(shù)電流表示數(shù)3.0V0.32A3.8V0.4A4.5V（1）小明連接電路后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，下列哪種方法可以一次性解析多項(xiàng)問(wèn)題？C。A、檢查電源B、檢查導(dǎo)線連接C、檢查電流表和電壓表的示數(shù)D、調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器觀察燈泡亮度（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小明發(fā)現(xiàn)小燈泡較暗，如果要讓小燈泡正常發(fā)光，他應(yīng)將滑動(dòng)變阻器向左（左/右）滑動(dòng)。（3）如圖乙所示，當(dāng)電壓表示數(shù)為4.5V時(shí)，電流表示數(shù)為0.44A。（4）從表格可以求出，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻為9.5Ω。（5）通過(guò)計(jì)算，判斷出這只小燈泡銘牌上的參數(shù)不合格（合格/不合格）；在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，可能會(huì)觀察到小燈泡出現(xiàn)的現(xiàn)象是小燈泡燒壞（一點(diǎn)即可）?！敬鸢浮浚?）C；（2）左；（3）0.44；（4）9.5；（5）不合格；小燈泡燒壞?！窘獯稹拷猓海?）AB、檢查電源、檢查導(dǎo)線連接，無(wú)法判定電路故障的具體原因，故AB錯(cuò)誤；C、檢查電流表和電壓表的示數(shù)，根據(jù)電流表、電壓表的示數(shù)可以判定電路故障是短路或斷路；若電流表和電壓表都無(wú)示數(shù)，則可能是電流中除小燈泡以外的某處發(fā)生