人教版九年級物理全一冊通關(guān)講義第18章電功率(知識清單+專題突破)(原卷版+解析)

第18章電功率知識清單一、電能電功（W）1．電能的產(chǎn)生：其他形式的能轉(zhuǎn)化為的過程。2.電能的單位：國際單位制——焦耳（J）常用單位——千瓦時（kW．h），又叫度。1度=1kW．h1kW．h=JkWh220VkWh220V10（20）A50Hz600Revs/kWhSERNO23（1）參數(shù)意義：“220V”表示；“10（20A）”表示這個電能表的為10A，為20A；“50Hz”表示；“600revs/kW·h”表示。（2）表盤上的數(shù)字表示已經(jīng)消耗的電能，單位是千瓦時，計數(shù)器的最后一位是。用，就表示這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。如：某用電器單獨工作電能表（2500revs/kW·h）在10min內(nèi)轉(zhuǎn)50轉(zhuǎn)，則10min內(nèi)用電器消耗的電能是kW·h，合J。4．電功：轉(zhuǎn)化為的過程，有多少電能發(fā)生轉(zhuǎn)化就說電流做了多少功，即電功是多少。5.電功定義式：推導(dǎo)公式：；只適用于純電阻電路的推導(dǎo)式，。二、電功率（P）1.意義：表示電流做功的。2．電功率單位：國際單位——，其他單位——、1kW＝W1W＝mW3．定義式：推導(dǎo)公式：；（純電阻電路）、4.串、并聯(lián)電路常用比例關(guān)系式：（1）串聯(lián)電路：（電流）、（電壓）、（功率）（比較各用電器功率常用P=I2R）（2）并聯(lián)電路：（電壓）（電流）、（功率）（比較各用電器功率常用）5．額定電壓（U額）：用電器時的電壓叫額定電壓。額定功率（P額）：用電器叫額定功率。6.用電器實際工作時的三種情況：（1）U實<U額，P實P額——用電器不能正常工作。（如果是燈泡，則表現(xiàn)為燈光較暗）；（2）U實>U額，P實P額——用電器不能正常工作，有可能燒壞（如果是燈泡，則表現(xiàn)為燈光極亮或迅速燒斷燈絲）；（3）U實=U額，P實P額——用電器正常工作。我們使用各種用電器一定要注意它的額定電壓，只有在額定電壓下用電器才能正常工作。7．由燈泡上標有“PZ220-40”字樣可以獲取信息：（1）燈泡額定電壓；（2）燈泡額定功率；正常工作時的電流；（3）燈泡正常工作時的電阻或。（4）若接入110V的電路中，該燈實際功率為。三、測量小燈泡的電功率1、伏安法測燈泡的額定功率：（1）原理：（2）電路圖：（3）選擇和連接實物時須注意：電源——其電壓要燈泡的額定電壓。滑動變阻器——（變阻、最大位置）根據(jù)選擇滑動變阻器。電壓表——（并聯(lián)、“+”“－”接線柱）根據(jù)選擇電壓表量程。電流表——（串聯(lián)、“+”“－”接線柱）根據(jù)或選擇電流表量程。2．燈泡的亮度是由決定的，與和額定功率無關(guān)。3．額定電壓相同的燈泡，額定功率越大的燈絲越，電阻越。4．亮度與小燈泡亮度相當?shù)陌l(fā)光二極管，小燈泡燈絲發(fā)熱消耗大量電能，發(fā)光二極管發(fā)熱少，電功率較。5.測量家用電器的電功率——器材：電能表、秒表（1）原理：（2）方法一：關(guān)閉家庭電路中所有用電器，記下電能表示數(shù)W1，再讓待測用電器工作一段時間t，記下電能表示數(shù)W2，則用電器在這段時間內(nèi)消耗的電能。則該用電器的實際功率為：。（3）方法二：關(guān)閉家庭電路中其他用電器，只讓待測用電器工作，記錄t時間內(nèi)電能表的鋁盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)n，電能表參數(shù)N（＝3000revs/kW﹒h），則該用電器的實際功率為：（單位：n——revs，N——revs/kW﹒h，t——h，P——kW）四、焦耳定律1．電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化為，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2．探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)（1）原理：透明容器中封閉等量空氣，根據(jù)U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化（也可以通過其他途徑），從而判斷電流通過電阻絲產(chǎn)生電熱的多少，這種方法叫。（2）實驗方法：。（3）實驗電路設(shè)計及現(xiàn)象分析。①在電流相同，通電時間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越；②在電阻相同，通電時間相同的情況下，通過電流大時，產(chǎn)生的熱量越。3．焦耳定律：（1）內(nèi)容：。（2）電熱定義式：4．純電阻電路，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（Q＝W），除了用Q=I2Rt計算電熱外，下列公式Q=W=UIt==Pt都可計算電熱(也是消耗的電能）；非純電阻電路，電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。求Q時只能用Q＝I2Rt。5．利用電熱的例子：熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器等。防止電熱的例子：電視機外殼的散熱窗；計算機內(nèi)的散熱風扇、電動機外殼的散熱片等。專題突破專題一.電功和電能（一）解讀：電能的獲取與利用是靠能的轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)的，中考常以生產(chǎn)生活中相關(guān)現(xiàn)象為載體，以填空題和選擇題的形式考查使用相關(guān)設(shè)備過程中能的轉(zhuǎn)化情況，試題難度較小。（二）典例突破例1.（2022·山東青島·中考真題）下列電流做功的過程中，電能主要轉(zhuǎn)化為機械能的是（）A．電風扇吹風 B．電燈發(fā)光 C．電飯鍋煮飯 D．電解水制氧例2．（2022·廣西河池·中考真題）現(xiàn)代社會生活和生產(chǎn)幾乎處處離不開電，用電，實際上用的是電能。下列關(guān)于電能和電功的說法正確的是（）A．用電器通過電流做功把電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能B．發(fā)電站把電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能C．電功和電能的單位都是瓦特D．電功和電能是同一個物理量專題二.分析動態(tài)電路（一）解讀：中考常以填空題和選擇題的形式考查對動態(tài)電路的分析，電路中電流表和電壓表示數(shù)變化、電阻功率的變化是常見的考查點，試題難度較大。（二）典例突破例3.（2022·內(nèi)蒙古呼和浩特·中考真題）如圖所示電路，電源電壓恒定。下列說法正確的是（）A．只閉合K2時電流表示數(shù)大于只閉合K1、K3時電流表示數(shù)B．只閉合K2時電壓表示數(shù)大于只閉合K1、K3時電壓表示數(shù)C．只閉合K1、K3，當R2滑片向左移動時，R1的功率逐漸變大D．只閉合K1、K3，當R2滑片向右移動時，電源總功率逐漸變大例4．（2022·黑龍江齊齊哈爾·中考真題）如圖所示，閉合開關(guān)S，向右調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，忽略溫度對燈絲電阻的影響，下列說法正確的是（）A．電壓表示數(shù)變大，電壓表與電流表示數(shù)的比值不變B．電流表示數(shù)變小，電壓表與電流表示數(shù)的比值變大C．小燈泡亮度變亮，電路總電阻變大D．小燈泡亮度變暗，電路總功率變小專題三、實驗探究（一）專題解讀：1.測量小燈絕的電功率是初中階段最重要的實驗之一，多數(shù)地區(qū)中考題必考?？疾榉绞揭话阋跃C合性實驗的形式出現(xiàn)，有時也會與測量電阻的實驗通過對比的形式出現(xiàn)。2.探究電熱的影響因素的實驗方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法。探究Q與R的關(guān)系時，為了控制I、t一定，常將不同阻值的電熱絲串聯(lián)起來；探究Q與I的關(guān)系時，為了控制R、t一定，常用三個阻值相同的電阻進行混聯(lián)，利用了并聯(lián)分流的知識。實驗中，一般是通過被加熱對象溫度或體積的變化來判斷產(chǎn)生電熱的多少。（二）典例突破：例5.（2022·四川遂寧·中考真題）小志同學(xué)在“測量小燈泡電功率”實驗中，用到的器材有：新干電池兩節(jié)、小燈泡（標有0.3A）1只、電流表1只、電壓表1只、滑動變阻器1只、開關(guān)1支，導(dǎo)線若干。（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖甲中將實驗電路連接完整（要求滑動變阻器的滑片向右移動時電流表的示數(shù)變?。?)；（2）連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近3V，造成這一現(xiàn)象的原因可能是___________（選填序號）；①小燈泡短路；

②小燈泡開路；

③滑動變阻器短路；

④滑動變阻器開路（3）排除故障，進行實驗，當電流表的示數(shù)如圖乙時，為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向___________（選填“A”或“B”）端移動，當電流表示數(shù)達到0.3A時，電壓表的示數(shù)如圖丙，則小燈泡的額定功率為___________W；（4）小剛用相同的器材進行該實驗時發(fā)現(xiàn)電壓表損壞，他找來一只阻值為R0的定值電阻，設(shè)計了如圖丁所示的電路，也可測出小燈泡的額定功率，主要的操作步驟如下：①把電流表接在a處，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表的示數(shù)為I額；②保持滑片P的位置不變，斷開開關(guān)，把電流表接在b處，閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)為I；③計算得出小燈泡的額定功率P額=___________（用R0、I額、I表示）。例6.（2022·湖北宜昌·中考真題）小杰和小芳在探究“電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)系”的實驗中，在兩個透明容器中密封等量的空氣，各放置一段電阻絲，并連接一個裝水的U形管，通過U形管中水面的高度差來判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少。裝置的密封性能良好，電源電壓為6V。（1）小杰根據(jù)圖甲觀察到的現(xiàn)象得到“在通電時間和電阻相同時，______，電阻產(chǎn)生的熱量越多”的結(jié)論。（2）小芳猜想電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，下列能支持她猜想的現(xiàn)象是()A．正常工作時，“36V54W”的燈泡比“12V6W”的燈泡亮B．接線板上接入的用電器越多，導(dǎo)線越容易發(fā)熱C．電熨斗工作時發(fā)熱明顯，而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱（3）為了驗證猜想，小芳選用了5Ω和100Ω的電阻絲進行實驗，如圖乙所示，請你用筆畫線把電路連接完整。______閉合開關(guān)，她發(fā)現(xiàn)較長時間后兩個U形管的高度差均不明顯，原因是______，請你提出改進辦法：______。專題四.綜合應(yīng)用（一）解讀：公式法是解答電功、電功率和電熱計算題的基本方法，常用的公式有：1．電功：W=Pt、W=UIt、、（后兩個公式為純電阻電路適用）。2．電功率：（1）公式P＝eq\f(W,t)，可推導(dǎo)出公式W＝Pt和t＝eq\f(W,P)，一般適用于結(jié)合電功率的計算。（2）公式P＝UI，可推導(dǎo)出公式U＝eq\f(P,I)和I＝eq\f(P,U)。（3）由P＝UI＝IR·I得公式P＝I2R，可推導(dǎo)出公式R＝eq\f(P,I2)和I＝eq\r(\f(P,R))，一般適用于串聯(lián)電路中P與R的定性判斷。（4）由P＝UI＝U?eq\f(U,R)得公式P＝eq\f(U2,R)，可推導(dǎo)出公式R＝eq\f(U2,P)和U＝eq\r(PR)，一般適用于并聯(lián)電路中P與R的定性判斷。3．電熱：（1）純電阻電路：，可以用計算電功的公式計算電熱；（2）非純電阻電路：。（二）典例突破例7.（2022·湖北黃岡·中考真題）圖甲是某型號能設(shè)定加熱溫度的家用空氣炸鍋，其簡化電路如圖乙所示，它是通過電熱絲R1來加熱空氣，從而加熱食物，達到設(shè)定加熱溫度后，斷開開關(guān)。求：（1）將5×10-3kg的空氣從20℃加熱到200℃需要吸收的熱量。c空氣取1.0×103J/（kg·℃）；（2）工作電路中電熱絲Rt與指示燈支路并聯(lián)。已知R1的額定電壓為220V，額定功率為1210W。正常工作時，工作電路的總電流為5.55A，此時指示燈支路消耗的功率；（3）控制電路電源電壓恒定，通過調(diào)節(jié)變阻器R3接入電路的阻值來設(shè)置加熱溫度，電阻R2置于溫度監(jiān)測區(qū)域，它的阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖丙所示。當加熱溫度設(shè)定為150℃，即R3的阻值調(diào)為100?時，閉合開關(guān)S，電磁繼電器（不計線圈的電阻）的銜鐵被吸下，工作電路接通，開始加熱；直到溫度達到150℃時，銜鐵向上彈起，停止加熱。則當R3的阻值調(diào)為80?時，對應(yīng)的加熱溫度設(shè)定為多少？例8.（2022·山東泰安·中考真題）如圖所示，物理科技小組設(shè)計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，可在水量不足時自動停止加熱。加熱器有高、低兩個檔位，由開關(guān)和加熱電阻絲、組成，，；控制電路電壓恒定，，為壓敏電阻，下方固定一個輕質(zhì)絕緣形硬質(zhì)桿，水箱注水后圓柱形浮體豎直上浮，通過形桿對壓敏電阻產(chǎn)生壓力，所受壓力每增加，電阻減小。浮體體積為，質(zhì)量為?？萍夹〗M對加濕器進行測試：向水箱內(nèi)緩慢注水，當液面上升至浮體體積的浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為，此時銜鐵恰好被吸下，加熱器開始工作；當液面上升至浮體體積的浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為；當水箱注水量達到最大值時，電磁鐵線圈中電流為。形硬質(zhì)桿的質(zhì)量和電磁鐵線圈電阻忽略不計，取，水的密度為，水的比熱容為。（1）當加熱器處于高檔位時，加熱所產(chǎn)生的熱量全部被的水吸收，水溫升高了25℃。求加熱器的高檔功率和低檔功率；（2）求浮體體積的浸入水中時受到的浮力和此時壓敏電阻受到的壓力；（3）求水箱注水量達到最大值時，浮體浸入水中的體積。例9.（2022·湖南婁底·中考真題）如圖所示為大疆航拍無人機，由于體積小，操控安全方便，拍攝效果好，深受攝影愛好者喜歡，下表是它的部分技術(shù)參數(shù)?？傎|(zhì)量（含電池及槳）900g四腳著地總面積5cm2最大上升速度8m/s電池容量5000mAh最大水平飛行速度21m/s正常工作電壓15V最大上升高度8000m飛行時間約46min（1）該無人機重為多少牛頓；（2）無人機四腳著地平放在地面上時，對地面的壓強為多少；（3）無人機以最大水平飛行速度勻速飛行420米所用時間是多少；（4）電池充滿后儲存的電能是多少焦耳；（5）某次航拍過程中，無人機以8m/s的速度勻速豎直上升，正常工作時它將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為80%，則該過程中無人機電池工作電流多大。（不計空氣阻力）例10.（2022·廣東深圳·中考真題）小明設(shè)計了如圖甲的模擬智能測溫報警電路：電源電壓調(diào)為12V，報警器（電阻不計）通過的電流超過10mA時就會報警，熱敏電阻RT其阻值隨溫度T的變化關(guān)系如圖乙所示。要求：當所測溫度達到或超過37.3℃時，系統(tǒng)報警。（1）計算R0；（2）38℃時電流約為多少？（3）36℃到40℃的過程中，電路最大總功率。例11.．（2022·黑龍江綏化·中考真題）如圖甲所示的電路，電源電壓可調(diào)，R為標有“1A”字樣的滑動變阻器，a、c為其兩個端點，電流表量程為0～3A，電壓表量程為0～15V，L1、L2是額定電壓均為6V的小燈泡，其電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。求：（1）L1正常發(fā)光時的電阻；（2）閉合開關(guān)S，斷開S1、S2，在不損壞電路的情況下，使其中一盞燈正常發(fā)光，電壓表示數(shù)是多少？（3）閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，將電源電壓調(diào)至14V，當滑動變阻器滑片P在b點時，小燈泡正常發(fā)光，此時Rab：Rbc=1：2，則滑動變阻器的最大阻值是多少歐姆？（4）若不限制電路中各開關(guān)的狀態(tài)，滑動變阻器滑片P的移動范圍為中點位置至最大阻值處；現(xiàn)移動滑片P的同時調(diào)節(jié)電源電壓，使電路中有小燈泡正常發(fā)光，其它各元件均安全，每種電路對應(yīng)的總功率變化范圍。當堂檢測：1．如圖所示電路中，電源電壓保持不變。當開關(guān)S閉合，滑動變阻器的滑片P從中點向右移動時，下列說法正確的是（）A．小燈泡變暗 B．電壓表示數(shù)變大C．電流表示數(shù)變小 D．電壓表與電流表的示數(shù)之比不變2．如圖所示電路，電源電壓保持不變，當閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值從最大變化到最小，兩個電阻的“U-I”關(guān)系圖像如圖所示，則下列判斷正確的是（）A．電源電壓為8V B．定值電阻R1的阻值為20ΩC．滑動變阻器R2的阻值變化范圍為0~10Ω D．此電路的最小總功率為1.2W3．如圖甲所示，電源電壓保持不變，滑動變阻器R1標有“50Ω0.5A”的字樣，R2=10Ω，燈泡L上標有“5V”的字樣，電壓表量程為0~15V，電流表量程為0~0.6A。將R1的滑片P移至b端，閉合開關(guān)S、S1，調(diào)節(jié)R1的滑片P，并繪制出電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)的變化關(guān)系圖像如圖乙所示。在保證電路安全的前提下，下列說法正確的是（）A．滑動變阻器接入電路中的最小阻值是5ΩB．電路總功率的變化范圍是0.5W~1.5WC．若將電壓表量程換為0~3V，閉合開關(guān)S、S2，電流表示數(shù)的變化范圍是0.1A~0.5AD．若將電壓表量程換為0~3V，閉合開關(guān)S、S2，R2的功率變化范圍是0.1W~0.9W4．將標有“12V6W”的燈泡L1和“6V3W”的燈泡L2（不考慮燈絲電阻隨溫度的變化）串聯(lián)在12V的電源上，閉合開關(guān)后，L1、L2的實際功率之比P1:P2=______。若將它們并聯(lián)使用，在電路安全的情況下，電路的最大總功率為______W。5．如圖甲所示，燈泡L標有“6V3W”的字樣，電源電壓及燈絲電阻保持不變，滑動變阻器最大阻值為100Ω，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~15V。只閉合開關(guān)S、S2，移動滑片P的過程中，電流表示數(shù)與滑動變阻器連入電路的阻值變化關(guān)系如圖乙所示，當滑片P在某一位置時，電流表的示數(shù)為I1，電壓表示數(shù)為3V；只閉合開關(guān)S、S1，滑片P移動到另一位置時，電流表示數(shù)比I1減小了0.2A，滑動變阻器連入電路的阻值是定值電阻R0阻值的倍，求：（1）燈泡正常工作時的電阻為___________；（2）電源電壓___________；（3）只閉合開關(guān)S、S1，在保證電流表、電壓表和燈泡都安全的情況下，求滑動變阻器連入電阻中的最小阻值___________。6．小鵬同學(xué)在實驗室找到兩個額定電流均為0.3A、額定電壓標識模糊不清的燈泡。從實驗老師處得知兩燈的額定電壓分別為“2.5V”和“3V”，但由于標識模糊不清，無法區(qū)分。小鵬同學(xué)想通過如圖甲所示的電路，根據(jù)已學(xué)的電學(xué)知識，區(qū)分這兩個小燈泡。（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的器材連接成完整電路；______（2）連接電路并閉合開關(guān)，小鵬發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表和電壓表都有較小的示數(shù)，無論怎樣移動滑片，燈泡都不發(fā)光，兩表示數(shù)均無變化，其原因可能是______A．燈泡短路B．燈泡斷路C．滑動變阻器接的是下端兩接線柱（3）故障排除后，移動滑片到某一位置，電流表的示數(shù)如圖乙所示，此時通過燈泡的電流為______A；要使該燈泡正常發(fā)光，應(yīng)將圖甲中滑動變阻器的滑片向______（選填“A”或“B”）端移動，且眼睛注視______（選填“電壓表”或“電流表”）的示數(shù)達到額定值。（4）小鵬繼續(xù)移動滑動變阻器的滑片，記下多組數(shù)據(jù)，并繪制成圖丙所示小燈泡的I-U圖像，確定該燈泡的額定電壓，并計算出該燈泡的額定功率為______W。（5）同組的小鑫同學(xué)認為采用圖丁所示的方法也可分辨這兩個小燈泡：閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為0.3A，這時他發(fā)現(xiàn)L1比L2更亮一些，則L1的額定電壓為______V。（6）小鵬利用（4）問中已測量的燈泡，接入如圖戊所示的電路中，從而測出未知電阻Rx的阻值。具體步驟如下：①只閉合開關(guān)S0、S1，斷開S2，移動滑片，使電壓表示數(shù)為1V；②保持滑片位置不變，斷開S1，閉合S0、S2，讀出電壓表示數(shù)為2.6V；③根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可得：Rx的阻值為______Ω。7．探究“影響電流熱效應(yīng)的因素”實驗中：（1）為了探究電流通過電阻產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，小明設(shè)計了甲圖裝置，在燒瓶內(nèi)安裝一根電阻絲，并插入一支溫度計，實驗中燒瓶內(nèi)液體選擇了煤油而不是水，這樣選擇的理由是___________；（2）小明先測量燒瓶內(nèi)液體的溫度后，閉合開關(guān)，通電30s再測量燒瓶內(nèi)液體的溫度，得到溫度的升高量填入表中；然后移動滑動變阻器滑片改變電流大小，重復(fù)上述操作，獲得第二組數(shù)據(jù)（見表）：實驗次數(shù)電流/A通電時間/s電阻/Ω溫度升高量/℃10.330101.520.630106.0由此得出：同一導(dǎo)體，在___________相等時，___________越大，其產(chǎn)生的熱量越多；（3）若要探究電流通過電阻產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系，可選擇乙圖中___________（選填“A”或“B”）燒瓶中的電阻與甲圖中的燒瓶電阻___________（串/并）聯(lián)；（4）小明提議利用上述實驗裝置改做“比較水和煤油的吸熱能力”的實驗，則他應(yīng)選擇乙圖中___________（選填“A”或“B”）燒瓶與甲圖中的燒瓶并聯(lián)，并將其中一燒瓶中的液體換成___________相同的水，實驗時水和煤油吸熱的多少是通過___________（溫度升高量/加熱時間）來間接反映的，這種研究物理問題的方法叫___________。8．小紅在家煲湯時使用的電飯煲的部分參數(shù)如表所示，其簡化電路如圖乙所示，R1、R2均是發(fā)熱電阻（阻值不隨溫度變化），欲將質(zhì)量為1.2kg，初溫為20℃的湯加熱至100℃，設(shè)此湯的比熱容為c湯=4.0×103J/(kg·℃)，求：（1）湯需要吸收的熱量；（2）利用電飯煲高溫擋煲湯時，將湯由20℃的湯加熱至100℃需要16分鐘，則電飯煲的效率是多少？（3）計算R1和R2的電阻分別是多少？（寫出開關(guān)位置和電路處于高溫檔還是低溫檔）額定電壓220V額定功率低溫檔48.4W高溫檔500W9．超高壓水刀是一種新技術(shù)產(chǎn)品，一般由水泵、射流發(fā)生裝置、工作機構(gòu)等組成。它將普通水經(jīng)過多級增壓后，通過一個極細的噴嘴噴出一道高速“水箭’、可以對堅硬物體實施切割，如圖所示。某超高壓水刀噴嘴橫截面積，噴水速度，高速“水箭”對該切割面的壓強。已知水泵電機功率，水的密度。求：（1）水刀正常工作1min消耗的電能；（2）高速“水箭”對切割面的壓力；（3）一分鐘從噴嘴噴出的水的質(zhì)量；（4）水刀的效率。第18章電功率知識清單一、電能電功（W）1．電能的產(chǎn)生：其他形式的能轉(zhuǎn)化為的過程。2.電能的單位：國際單位制——焦耳（J）常用單位——千瓦時（kW．h），又叫度。1度=1kW．h1kW．h=JkWh220VkWh220V10（20）A50Hz600Revs/kWhSERNO23（1）參數(shù)意義：“220V”表示；“10（20A）”表示這個電能表的為10A，為20A；“50Hz”表示；“600revs/kW·h”表示。（2）表盤上的數(shù)字表示已經(jīng)消耗的電能，單位是千瓦時，計數(shù)器的最后一位是。用，就表示這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。如：某用電器單獨工作電能表（2500revs/kW·h）在10min內(nèi)轉(zhuǎn)50轉(zhuǎn)，則10min內(nèi)用電器消耗的電能是kW·h，合J。4．電功：轉(zhuǎn)化為的過程，有多少電能發(fā)生轉(zhuǎn)化就說電流做了多少功，即電功是多少。5.電功定義式：推導(dǎo)公式：；只適用于純電阻電路的推導(dǎo)式，。二、電功率（P）1.意義：表示電流做功的。2．電功率單位：國際單位——，其他單位——、1kW＝W1W＝mW3．定義式：推導(dǎo)公式：；（純電阻電路）、4.串、并聯(lián)電路常用比例關(guān)系式：（1）串聯(lián)電路：（電流）、（電壓）、（功率）（比較各用電器功率常用P=I2R）（2）并聯(lián)電路：（電壓）（電流）、（功率）（比較各用電器功率常用）5．額定電壓（U額）：用電器時的電壓叫額定電壓。額定功率（P額）：用電器叫額定功率。6.用電器實際工作時的三種情況：（1）U實<U額，P實P額——用電器不能正常工作。（如果是燈泡，則表現(xiàn)為燈光較暗）；（2）U實>U額，P實P額——用電器不能正常工作，有可能燒壞（如果是燈泡，則表現(xiàn)為燈光極亮或迅速燒斷燈絲）；（3）U實=U額，P實P額——用電器正常工作。我們使用各種用電器一定要注意它的額定電壓，只有在額定電壓下用電器才能正常工作。7．由燈泡上標有“PZ220-40”字樣可以獲取信息：（1）燈泡額定電壓；（2）燈泡額定功率；正常工作時的電流；（3）燈泡正常工作時的電阻或。（4）若接入110V的電路中，該燈實際功率為。三、測量小燈泡的電功率1、伏安法測燈泡的額定功率：（1）原理：（2）電路圖：（3）選擇和連接實物時須注意：電源——其電壓要燈泡的額定電壓?；瑒幼冏杵鳌ㄗ冏?、最大位置）根據(jù)選擇滑動變阻器。電壓表——（并聯(lián)、“+”“－”接線柱）根據(jù)選擇電壓表量程。電流表——（串聯(lián)、“+”“－”接線柱）根據(jù)或選擇電流表量程。2．燈泡的亮度是由決定的，與和額定功率無關(guān)。3．額定電壓相同的燈泡，額定功率越大的燈絲越，電阻越。4．亮度與小燈泡亮度相當?shù)陌l(fā)光二極管，小燈泡燈絲發(fā)熱消耗大量電能，發(fā)光二極管發(fā)熱少，電功率較。5.測量家用電器的電功率——器材：電能表、秒表（1）原理：（2）方法一：關(guān)閉家庭電路中所有用電器，記下電能表示數(shù)W1，再讓待測用電器工作一段時間t，記下電能表示數(shù)W2，則用電器在這段時間內(nèi)消耗的電能。則該用電器的實際功率為：。（3）方法二：關(guān)閉家庭電路中其他用電器，只讓待測用電器工作，記錄t時間內(nèi)電能表的鋁盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)n，電能表參數(shù)N（＝3000revs/kW﹒h），則該用電器的實際功率為：（單位：n——revs，N——revs/kW﹒h，t——h，P——kW）四、焦耳定律1．電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化為，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2．探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)（1）原理：透明容器中封閉等量空氣，根據(jù)U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化（也可以通過其他途徑），從而判斷電流通過電阻絲產(chǎn)生電熱的多少，這種方法叫。（2）實驗方法：。（3）實驗電路設(shè)計及現(xiàn)象分析。①在電流相同，通電時間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越；②在電阻相同，通電時間相同的情況下，通過電流大時，產(chǎn)生的熱量越。3．焦耳定律：（1）內(nèi)容：。（2）電熱定義式：4．純電阻電路，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（Q＝W），除了用Q=I2Rt計算電熱外，下列公式Q=W=UIt==Pt都可計算電熱(也是消耗的電能）；非純電阻電路，電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。求Q時只能用Q＝I2Rt。5．利用電熱的例子：熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器等。防止電熱的例子：電視機外殼的散熱窗；計算機內(nèi)的散熱風扇、電動機外殼的散熱片等。參考答案一、1.電能2.3.6×1063.消耗的電能（1）這個電能表應(yīng)該在220V的電路中使用標定電流額定最大電流這個電能表在50Hz的交流電中使用接在這個電能表上的用電器，每消耗1千瓦時的電能，電能表上的表盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)（2）小數(shù)電能表起始和結(jié)束時計數(shù)器的示數(shù)之差0.027.2×1044.電能其他形式能5.W=UItW=PtW=I2Rt二、1.快慢2.瓦特（W）千瓦（kW）毫瓦（mW）1031033.P=UIP=I2R4.（1）I1：I2=1：1（2）U1：U2=1：15.正常工作在額定電壓下的功率6.（1）<（2）>（3）=7.（1）U額=220V（2）P額=40W（3）（4）三、1.（1）P=UI（3）高于能否調(diào)到燈泡的額定電壓額定電壓2.其所消耗的實際電功率額定電壓3.粗小4.小5.（1）（2）W＝W2－W1（3）四、1.內(nèi)能2.（1）轉(zhuǎn)換法（2）控制變量法（3）①多②多3.（1）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比（2）Q=I2Rt專題突破專題一.電功和電能（一）解讀：電能的獲取與利用是靠能的轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)的，中考常以生產(chǎn)生活中相關(guān)現(xiàn)象為載體，以填空題和選擇題的形式考查使用相關(guān)設(shè)備過程中能的轉(zhuǎn)化情況，試題難度較小。（二）典例突破例1.（2022·山東青島·中考真題）下列電流做功的過程中，電能主要轉(zhuǎn)化為機械能的是（）A．電風扇吹風 B．電燈發(fā)光 C．電飯鍋煮飯 D．電解水制氧【答案】A【解析】A．電風扇吹風，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機械能，轉(zhuǎn)化為機械能的部分較多，故A符合題意；

B．電燈發(fā)光，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，故B不符合題意；C．電飯鍋煮飯，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C不符合題意；D．電解水制氧，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故D不符合題意。故選A。例2．（2022·廣西河池·中考真題）現(xiàn)代社會生活和生產(chǎn)幾乎處處離不開電，用電，實際上用的是電能。下列關(guān)于電能和電功的說法正確的是（）A．用電器通過電流做功把電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能B．發(fā)電站把電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能C．電功和電能的單位都是瓦特D．電功和電能是同一個物理量【答案】A【解析】A．根據(jù)電功的實質(zhì)可知，電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，故A正確；B．發(fā)電站是把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯誤；C．電功和電能的單位都是焦耳，故C錯誤；D．電流做功的過程，是將電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過程，所以電功不是電能，故D錯誤。故選A。專題二.分析動態(tài)電路（一）解讀：中考常以填空題和選擇題的形式考查對動態(tài)電路的分析，電路中電流表和電壓表示數(shù)變化、電阻功率的變化是常見的考查點，試題難度較大。（二）典例突破例3.（2022·內(nèi)蒙古呼和浩特·中考真題）如圖所示電路，電源電壓恒定。下列說法正確的是（）A．只閉合K2時電流表示數(shù)大于只閉合K1、K3時電流表示數(shù)B．只閉合K2時電壓表示數(shù)大于只閉合K1、K3時電壓表示數(shù)C．只閉合K1、K3，當R2滑片向左移動時，R1的功率逐漸變大D．只閉合K1、K3，當R2滑片向右移動時，電源總功率逐漸變大【答案】D【解析】AB．只閉合K2時，電路為R1與R2的串聯(lián)電路，電壓表測量定值電阻兩端的電壓，電流表測量電路中的電流；只閉合K1、K3時，電路為R1與R2的并聯(lián)電路，電流表測量干路中的電流，電壓表測量電源電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，電壓表示數(shù)會變大；根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，電流表示數(shù)變大，故AB錯誤；C．只閉合K1、K3，當R2滑片向左移動時，根據(jù)并聯(lián)電路各支路互不影響可知，R1的功率不變，故C錯誤；D．只閉合K1、K3，當R2滑片向右移動時，滑動變阻器接入電路的電阻變小，通過滑動變阻器的電流變大；由于并聯(lián)電路互不影響，通過定值電阻的電流不變，所以干路中的電流變大，根據(jù)可知，電源總功率逐漸變大，故D正確。故選D。例4．（2022·黑龍江齊齊哈爾·中考真題）如圖所示，閉合開關(guān)S，向右調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，忽略溫度對燈絲電阻的影響，下列說法正確的是（）A．電壓表示數(shù)變大，電壓表與電流表示數(shù)的比值不變B．電流表示數(shù)變小，電壓表與電流表示數(shù)的比值變大C．小燈泡亮度變亮，電路總電阻變大D．小燈泡亮度變暗，電路總功率變小【答案】D【解析】AB．由電路圖知道，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流，由歐姆定律知道，電壓表與電流表示數(shù)的比值等于燈泡的電阻值，由于忽略溫度對燈絲電阻的影響，所以，閉合開關(guān)S，向右調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P時，電壓表與電流表示數(shù)的比值不變；但接入電路中的電阻變大，電路中的總電阻變大，由知道，電路中的電流變小，即電流表的示數(shù)變??；由U=IR知道，燈泡兩端的電壓變小，即電壓表的示數(shù)變小，故AB錯誤；CD．閉合開關(guān)S，向右調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P時，電路中的總電阻變大，電路中的電流變小，由知道，燈泡功率減小，亮度變暗；由于電源電壓不變，由知道，電路總功率變小，故C錯誤，D正確。故選D。專題三、實驗探究（一）專題解讀：1.測量小燈絕的電功率是初中階段最重要的實驗之一，多數(shù)地區(qū)中考題必考。考查方式一般以綜合性實驗的形式出現(xiàn)，有時也會與測量電阻的實驗通過對比的形式出現(xiàn)。2.探究電熱的影響因素的實驗方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法。探究Q與R的關(guān)系時，為了控制I、t一定，常將不同阻值的電熱絲串聯(lián)起來；探究Q與I的關(guān)系時，為了控制R、t一定，常用三個阻值相同的電阻進行混聯(lián)，利用了并聯(lián)分流的知識。實驗中，一般是通過被加熱對象溫度或體積的變化來判斷產(chǎn)生電熱的多少。（二）典例突破：例5.（2022·四川遂寧·中考真題）小志同學(xué)在“測量小燈泡電功率”實驗中，用到的器材有：新干電池兩節(jié)、小燈泡（標有0.3A）1只、電流表1只、電壓表1只、滑動變阻器1只、開關(guān)1支，導(dǎo)線若干。（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖甲中將實驗電路連接完整（要求滑動變阻器的滑片向右移動時電流表的示數(shù)變小）()；（2）連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近3V，造成這一現(xiàn)象的原因可能是___________（選填序號）；①小燈泡短路；

②小燈泡開路；

③滑動變阻器短路；

④滑動變阻器開路（3）排除故障，進行實驗，當電流表的示數(shù)如圖乙時，為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向___________（選填“A”或“B”）端移動，當電流表示數(shù)達到0.3A時，電壓表的示數(shù)如圖丙，則小燈泡的額定功率為___________W；（4）小剛用相同的器材進行該實驗時發(fā)現(xiàn)電壓表損壞，他找來一只阻值為R0的定值電阻，設(shè)計了如圖丁所示的電路，也可測出小燈泡的額定功率，主要的操作步驟如下：①把電流表接在a處，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表的示數(shù)為I額；②保持滑片P的位置不變，斷開開關(guān)，把電流表接在b處，閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)為I；③計算得出小燈泡的額定功率P額=___________（用R0、I額、I表示）?！敬鸢浮?/p>

②

A

0.75

【解析】（1）[1]因電源為兩節(jié)新干電池，則電源電壓為3V，故電壓表選擇小量程，要求滑動變阻器的滑片向右移動時電流表的示數(shù)變小，則此時滑動變阻器接入電路中的阻值應(yīng)變大，故滑動變阻器應(yīng)接入左下接線柱，電路連接如下圖所示（2）[2]閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表無示數(shù)，則電路中可能存在開路，而電壓表示數(shù)接近3V，故可知電壓表與電源接通，則與電壓表并聯(lián)的部分出現(xiàn)開路，即小燈泡開路，故選②。（3）[3]因電流表選擇小量程，故電流表的分度值為0.02A，由圖乙可知，電流表的示數(shù)為0.14A，因小燈泡的額定電流為0.3A，故為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)增大通過小燈泡的電流，故應(yīng)減小滑動變阻器接入電路中的阻值，則應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向A端移動。[4]因電壓表選擇小量程，分度值為0.1V，故由圖丙可知，電壓表的示數(shù)為U=2.5V，由P=UI可得，小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W（4）③[5]由電路圖可知，小燈泡L與定值電阻R0并聯(lián)，由步驟①可知，把電流表接在a處，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表的示數(shù)為I額，則此時小燈泡正常工作，電流表的示數(shù)為流過小燈泡支路的電流，此時定值電阻兩端電壓等于小燈泡的額定電壓，由步驟②可知，保持滑片P的位置不變，斷開開關(guān)，把電流表接在b處，閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)為I，此時電流表測干路電流，故由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可得，流過定值電阻R0的電流為I0=I-I額此時定值電阻兩端電壓等于小燈泡的額定電壓，由歐姆定律可得U額=U0=I0R0=(I-I額)R0故由P=UI可得，小燈泡的額定功率為P額=U額I額=(I-I額)R0I額例6.（2022·湖北宜昌·中考真題）小杰和小芳在探究“電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)系”的實驗中，在兩個透明容器中密封等量的空氣，各放置一段電阻絲，并連接一個裝水的U形管，通過U形管中水面的高度差來判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少。裝置的密封性能良好，電源電壓為6V。（1）小杰根據(jù)圖甲觀察到的現(xiàn)象得到“在通電時間和電阻相同時，______，電阻產(chǎn)生的熱量越多”的結(jié)論。（2）小芳猜想電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，下列能支持她猜想的現(xiàn)象是()A．正常工作時，“36V54W”的燈泡比“12V6W”的燈泡亮B．接線板上接入的用電器越多，導(dǎo)線越容易發(fā)熱C．電熨斗工作時發(fā)熱明顯，而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱（3）為了驗證猜想，小芳選用了5Ω和100Ω的電阻絲進行實驗，如圖乙所示，請你用筆畫線把電路連接完整。______閉合開關(guān)，她發(fā)現(xiàn)較長時間后兩個U形管的高度差均不明顯，原因是______，請你提出改進辦法：______?！敬鸢浮?/p>

電流越大

C

電路中電流太?。ɑ蛘唠娮杼蠡蛘唠妷禾停?/p>

將100Ω的電阻絲換為阻值更小的電阻絲（或增大電源電壓）【解析】（1）[1]由圖甲可知，兩容器內(nèi)的電阻大小相等，右側(cè)兩根電阻絲并聯(lián)，然后與左側(cè)的電阻絲串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路特點可知，左側(cè)容器內(nèi)的電阻絲的電流大于右側(cè)容器內(nèi)電阻絲的電流，在通電時間相同的情況下，左側(cè)U型管內(nèi)液體的高度差大于右側(cè)，說明左側(cè)電阻絲產(chǎn)生的熱量多，所以可以得出：在通電時間和電阻相同時，電流越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多。（2）[2]要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，要控制電流和通電時間相同。A．正常工作時，“36V54W”的燈泡的電流為“12V6W”的燈泡的電流為電流不同，故A不符合題意；B．接線板上接入的用電器越多，總功率越大，在電壓不變時，根據(jù)歐姆定律可知，電流越大，沒有控制電流相同，故B不符合題意；C．電熨斗工作時，內(nèi)部的電熱絲和與之相連的導(dǎo)線串聯(lián)，電流和工作時間相同，由于電熱絲的電阻遠大于導(dǎo)線電阻，電熱絲產(chǎn)生的熱量遠大于導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量，說明電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，故C符合題意。故選C。（3）[3]要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，在電阻不同時，要控制電流和通電時間相同，應(yīng)該把電源、開關(guān)和兩段電阻絲串聯(lián)起來，如圖所示[4][5]較長時間后兩個U形管的高度差均不明顯，可能是電路的電流太小，導(dǎo)致電阻絲產(chǎn)生的熱量較少，根據(jù)歐姆定律，可以把其中較大的100Ω的電阻換成一個阻值較小的電阻絲（不能為5Ω），也可以增大電源電壓。專題四.綜合應(yīng)用（一）解讀：公式法是解答電功、電功率和電熱計算題的基本方法，常用的公式有：1．電功：W=Pt、W=UIt、、（后兩個公式為純電阻電路適用）。2．電功率：（1）公式P＝eq\f(W,t)，可推導(dǎo)出公式W＝Pt和t＝eq\f(W,P)，一般適用于結(jié)合電功率的計算。（2）公式P＝UI，可推導(dǎo)出公式U＝eq\f(P,I)和I＝eq\f(P,U)。（3）由P＝UI＝IR·I得公式P＝I2R，可推導(dǎo)出公式R＝eq\f(P,I2)和I＝eq\r(\f(P,R))，一般適用于串聯(lián)電路中P與R的定性判斷。（4）由P＝UI＝U?eq\f(U,R)得公式P＝eq\f(U2,R)，可推導(dǎo)出公式R＝eq\f(U2,P)和U＝eq\r(PR)，一般適用于并聯(lián)電路中P與R的定性判斷。3．電熱：（1）純電阻電路：，可以用計算電功的公式計算電熱；（2）非純電阻電路：。（二）典例突破例7.（2022·湖北黃岡·中考真題）圖甲是某型號能設(shè)定加熱溫度的家用空氣炸鍋，其簡化電路如圖乙所示，它是通過電熱絲R1來加熱空氣，從而加熱食物，達到設(shè)定加熱溫度后，斷開開關(guān)。求：（1）將5×10-3kg的空氣從20℃加熱到200℃需要吸收的熱量。c空氣取1.0×103J/（kg·℃）；（2）工作電路中電熱絲Rt與指示燈支路并聯(lián)。已知R1的額定電壓為220V，額定功率為1210W。正常工作時，工作電路的總電流為5.55A，此時指示燈支路消耗的功率；（3）控制電路電源電壓恒定，通過調(diào)節(jié)變阻器R3接入電路的阻值來設(shè)置加熱溫度，電阻R2置于溫度監(jiān)測區(qū)域，它的阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖丙所示。當加熱溫度設(shè)定為150℃，即R3的阻值調(diào)為100?時，閉合開關(guān)S，電磁繼電器（不計線圈的電阻）的銜鐵被吸下，工作電路接通，開始加熱；直到溫度達到150℃時，銜鐵向上彈起，停止加熱。則當R3的阻值調(diào)為80?時，對應(yīng)的加熱溫度設(shè)定為多少？【答案】（1）900J；（2）11W；（3）200℃【解析】解：（1）需要吸收的熱量（2）工作電路中電熱絲R1與指示燈支路并聯(lián)，R1的電流為指示燈支路電流為指示燈支路消耗的功率（3）如圖乙所示，R2、R3串聯(lián)在電路中，當溫度達到150℃時，如圖丙，R2阻值為30Ω，此時總電阻為此時電流為I′，銜鐵向上彈起，當R3調(diào)為80Ω時，要使銜鐵向上彈起，則電流為I′，則總電阻為130ΩR2阻值為查圖丙可得，加熱溫度設(shè)定為200℃。答：（1）需要吸收的熱量為900J；（2）指示燈支路消耗的功率為11W；（3）加熱溫度設(shè)定為200℃。例8.（2022·山東泰安·中考真題）如圖所示，物理科技小組設(shè)計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，可在水量不足時自動停止加熱。加熱器有高、低兩個檔位，由開關(guān)和加熱電阻絲、組成，，；控制電路電壓恒定，，為壓敏電阻，下方固定一個輕質(zhì)絕緣形硬質(zhì)桿，水箱注水后圓柱形浮體豎直上浮，通過形桿對壓敏電阻產(chǎn)生壓力，所受壓力每增加，電阻減小。浮體體積為，質(zhì)量為。科技小組對加濕器進行測試：向水箱內(nèi)緩慢注水，當液面上升至浮體體積的浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為，此時銜鐵恰好被吸下，加熱器開始工作；當液面上升至浮體體積的浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為；當水箱注水量達到最大值時，電磁鐵線圈中電流為。形硬質(zhì)桿的質(zhì)量和電磁鐵線圈電阻忽略不計，取，水的密度為，水的比熱容為。（1）當加熱器處于高檔位時，加熱所產(chǎn)生的熱量全部被的水吸收，水溫升高了25℃。求加熱器的高檔功率和低檔功率；（2）求浮體體積的浸入水中時受到的浮力和此時壓敏電阻受到的壓力；（3）求水箱注水量達到最大值時，浮體浸入水中的體積?！敬鸢浮浚?）900W，200W；（2）1.5N；（3）【解析】解：（1）的水吸收的熱量為當加熱器處于高檔位時，加熱所產(chǎn)生的熱量全部被的水吸收，則高溫擋產(chǎn)生的熱量為加熱器的高檔功率根據(jù)可知，電源電壓一定時，電阻越大，電功率越小，故當開關(guān)S閉合時，、并聯(lián)，總電阻較小，電功率較大，此時為加熱擋，加熱擋的功率為900W，當開關(guān)S斷開時，只有工作，電阻較大，處于低溫擋，低檔功率（2）浮體體積的浸入水中時受到的浮力物體A所受的重力為物體A受到了向下的重力為0.5N，向上的浮力為2N，故桿對A的力是向下的，桿對A的壓力為（3）設(shè)控制電路的電壓為U控，當桿對A的壓力為1.5N時，對應(yīng)壓敏電阻的阻值為，則根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可以列等式

①浮體體積的浸入水中時受到的浮力物體A受到了向下的重力為0.5N，向上的浮力為5N，故桿對A的力是向下的，桿對A的壓力為根據(jù)所受壓力每增加，電阻減小，此時壓敏電阻的阻值為此時對應(yīng)的控制電路的電流為根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可以列等式②聯(lián)立①②可知當水箱注水量達到最大值時，電磁鐵線圈中電流為，則此時總電阻為壓敏電阻的阻值為當壓敏電阻為50歐姆時，對應(yīng)的壓力為1.5N，此時壓敏電阻的阻值為30Ω，則對應(yīng)的壓力為此時物體A的浮力為此時物體A浸入水中的體積答：（1）加熱器的高檔功率為900W和低檔功率為200W；（2）浮體體積的浸入水中時受到的浮力為2N和此時壓敏電阻受到的壓力為1.5N；（3）水箱注水量達到最大值時，浮體浸入水中的體積為。例9.（2022·湖南婁底·中考真題）如圖所示為大疆航拍無人機，由于體積小，操控安全方便，拍攝效果好，深受攝影愛好者喜歡，下表是它的部分技術(shù)參數(shù)?？傎|(zhì)量（含電池及槳）900g四腳著地總面積5cm2最大上升速度8m/s電池容量5000mAh最大水平飛行速度21m/s正常工作電壓15V最大上升高度8000m飛行時間約46min（1）該無人機重為多少牛頓；（2）無人機四腳著地平放在地面上時，對地面的壓強為多少；（3）無人機以最大水平飛行速度勻速飛行420米所用時間是多少；（4）電池充滿后儲存的電能是多少焦耳；（5）某次航拍過程中，無人機以8m/s的速度勻速豎直上升，正常工作時它將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為80%，則該過程中無人機電池工作電流多大。（不計空氣阻力）【答案】（1）9N；（2）；（3）20s；（4）；（5）6A【解析】解：（1）該無人機重力為（2）四腳著地總面積為無人機四腳著地平放在地面上時，對地面的壓強為（3）以最大水平飛行速度勻速飛行420米所用時間是（4）電池充滿后儲存的電能是（5）上升時克服重力做功的功率為則可知則電功率為根據(jù)可知，此時無人機工作的電流為答：（1）該無人機重為9N；（2）無人機四腳著地平放在地面上時，對地面的壓強為；（3）無人機以最大水平飛行速度勻速飛行420米所用時間是20s；（4）電池充滿后儲存的電能是；（5）某次航拍過程中，無人機以8m/s的速度勻速豎直上升，正常工作時它將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為80%，則該過程中無人機電池工作電流為6A。例10.（2022·廣東深圳·中考真題）小明設(shè)計了如圖甲的模擬智能測溫報警電路：電源電壓調(diào)為12V，報警器（電阻不計）通過的電流超過10mA時就會報警，熱敏電阻RT其阻值隨溫度T的變化關(guān)系如圖乙所示。要求：當所測溫度達到或超過37.3℃時，系統(tǒng)報警。（1）計算R0；（2）38℃時電流約為多少？（3）36℃到40℃的過程中，電路最大總功率?！敬鸢浮浚?）800Ω；（2）0.011A；（3）0.144W【解析】解：（1）如圖甲，兩個電阻串聯(lián)，當所測溫度達到或超過37.3℃時，系統(tǒng)報警，此時電路中的電流為10mA；由圖乙可知，此時熱敏電阻RT的阻值為400Ω；熱敏電阻RT兩端的電壓為電阻R0兩端的電壓為R0的阻值為（2）由圖乙可知，38℃時熱敏電阻RT的阻值為300Ω；則電路中的電流為（3）由圖乙可知，溫度在36℃到40℃的過程中熱敏電阻RT的阻值在變小，當溫度在40℃時，阻值最小為200Ω；此時電路中的電功率最大為答：（1）R0的阻值為800Ω；（2）38℃時電流約為0.011A；（3）36℃到40℃的過程中，電路最大總功率為0.144W。例11.．（2022·黑龍江綏化·中考真題）如圖甲所示的電路，電源電壓可調(diào)，R為標有“1A”字樣的滑動變阻器，a、c為其兩個端點，電流表量程為0～3A，電壓表量程為0～15V，L1、L2是額定電壓均為6V的小燈泡，其電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。求：（1）L1正常發(fā)光時的電阻；（2）閉合開關(guān)S，斷開S1、S2，在不損壞電路的情況下，使其中一盞燈正常發(fā)光，電壓表示數(shù)是多少？（3）閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，將電源電壓調(diào)至14V，當滑動變阻器滑片P在b點時，小燈泡正常發(fā)光，此時Rab：Rbc=1：2，則滑動變阻器的最大阻值是多少歐姆？（4）若不限制電路中各開關(guān)的狀態(tài)，滑動變阻器滑片P的移動范圍為中點位置至最大阻值處；現(xiàn)移動滑片P的同時調(diào)節(jié)電源電壓，使電路中有小燈泡正常發(fā)光，其它各元件均安全，每種電路對應(yīng)的總功率變化范圍?！敬鸢浮浚?）5Ω；（2）8V；（3）30；（4）16W～25.6W或14.4W～24W【解析】解：（1）由圖像乙可知正常發(fā)光時的電流，則L1正常發(fā)光時的電阻為（2）閉合開關(guān)S，斷開、，、與R串聯(lián)，此時電壓表測兩燈串聯(lián)后總電壓，若不損壞電路，只能正常發(fā)光，由圖像乙可知串聯(lián)電路電流。此時兩燈泡電壓分別為，。則電壓表的示數(shù)為（3）閉合開關(guān)S、，斷開，被短路，與R串聯(lián)，正常發(fā)光，此時串聯(lián)電路電流。根據(jù)串聯(lián)電路得此時滑動變阻器電壓為滑動變阻器接入電路阻值因為Rab：Rbc=1：2，故，則滑動變阻器總阻值（4）解法一滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，由圖像乙可知L1的額定電流為1.2A，大于滑動變阻器允許通過最大電流1A，所以不能正常發(fā)光。只能讓正常發(fā)光，此時對應(yīng)電路有兩種情況。情況一：閉合開關(guān)S，斷開、，、與R串聯(lián)，若不損壞電路，只能正常發(fā)光，由圖像乙可知串聯(lián)電路電流，兩燈泡電壓分別為、。此時電阻的電阻最小電功率為最大電功率為電路總功率變化范圍16W～25.6W。情況二：閉合開關(guān)S、，斷開，，被短路，與R串聯(lián)，正常發(fā)光，此時串聯(lián)電路電流。最小電功率最大電功率電路總功率變化范圍14.4W～24W。解法二滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，由圖像乙可知額定電流為1.2A大于滑動變阻器允許通過最大電流1A，所以不能正常發(fā)光。只能讓正常發(fā)光，此時對應(yīng)電路有兩種情況。情況一：閉合開關(guān)S，斷開、，、與R串聯(lián)，若不損壞電路，只能正常發(fā)光，由圖像乙可知串聯(lián)電路電流，、兩端電壓?；瑒幼冏杵髯钚‰妷弘娫措妷弘娐纷钚】偣β首冏杵鲀啥俗畲箅妷弘娫措妷弘娐纷畲罂偣β孰娐房偣β首兓秶鸀?6W～25.6W。情況二：閉合開關(guān)S、斷開，被短路，與R串聯(lián)，正常發(fā)光，此時串聯(lián)電路電流，。電源電壓電路最小總功率電源電壓電路最大總功率電路總功率變化范圍為14.4～24W。綜上所述，每種電路對應(yīng)的總功率變化范圍為16W～25.6W或14.4W～24W。答：（1）L1正常發(fā)光時的電阻5Ω；（2）電壓表示數(shù)是8V；（3）滑動變阻器的最大阻值是30Ω；（4）每種電路對應(yīng)的總功率變化范圍為16W～25.6W或14.4W～24W。當堂檢測：1．如圖所示電路中，電源電壓保持不變。當開關(guān)S閉合，滑動變阻器的滑片P從中點向右移動時，下列說法正確的是（）A．小燈泡變暗 B．電壓表示數(shù)變大C．電流表示數(shù)變小 D．電壓表與電流表的示數(shù)之比不變【答案】D【解析】ABC．由電路圖可知，閉合開關(guān)S，燈泡與滑動變阻器并聯(lián)，電壓表測電源兩端的電壓，電流表測通過小燈泡的電流；因電源電壓保持不變，所以，滑片移動時，電壓表的示數(shù)不變，因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響，所以，滑片移動時，小燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流都不變，由P=UI可知燈泡的實際功率不變，則燈泡亮度不變，電流表的示數(shù)不變，故ABC錯誤；D．由于電壓表和電流表的示數(shù)都不變，所以電壓表與電流表的示數(shù)之比不變，故D正確。故選D。2．如圖所示電路，電源電壓保持不變，當閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值從最大變化到最小，兩個電阻的“U-I”關(guān)系圖像如圖所示，則下列判斷正確的是（）A．電源電壓為8V B．定值電阻R1的阻值為20ΩC．滑動變阻器R2的阻值變化范圍為0~10Ω D．此電路的最小總功率為1.2W【答案】D【解析】A．分析電路可知，定值電阻R1和滑動變阻器R2串聯(lián)，電壓表V1測R1的電壓，電壓表V2測R2的電壓，電流表測電路中的電流，當滑動變阻器電阻變小時，電路中的電流變大，定值電阻的電壓變大，滑動變阻器的電壓變小，所以甲圖像是R2的電壓和電流的關(guān)系的圖像，乙圖像是R1的電壓和電流關(guān)系的圖像，由圖像可知，當電流為0.2A時，R1和R2的電壓分別為2V和4V，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律可知，電源電壓為故A錯誤；B．由圖可知，當R1的電流為0.2A時，電壓為2V，則定值電阻R1的阻值為故B錯誤；C．當電路中電流最小為0.2A時，滑動變阻器的電阻最大，此時R2的電壓為4V，所以滑動變阻器的最大電阻為所以滑動變阻器R2的阻值變化范圍為0~20Ω，故C錯誤；D．整個電路的電壓一定，根據(jù)公式可知，當電流最小時電路功率最小，由圖可知，最小電流為0.2A，所以最小功率為故D正確。故選D。3．如圖甲所示，電源電壓保持不變，滑動變阻器R1標有“50Ω0.5A”的字樣，R2=10Ω，燈泡L上標有“5V”的字樣，電壓表量程為0~15V，電流表量程為0~0.6A。將R1的滑片P移至b端，閉合開關(guān)S、S1，調(diào)節(jié)R1的滑片P，并繪制出電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)的變化關(guān)系圖像如圖乙所示。在保證電路安全的前提下，下列說法正確的是（）A．滑動變阻器接入電路中的最小阻值是5ΩB．電路總功率的變化范圍是0.5W~1.5WC．若將電壓表量程換為0~3V，閉合開關(guān)S、S2，電流表示數(shù)的變化范圍是0.1A~0.5AD．若將電壓表量程換為0~3V，閉合開關(guān)S、S2，R2的功率變化范圍是0.1W~0.9W【答案】D【解析】A．閉合開關(guān)S和S1，滑動變阻器R1與燈泡串聯(lián)在電路中，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流。由圖乙知，燈泡正常工作，即兩端電壓為5V時，通過的電流為0.25A。電路中的最小電流為0.1A，電源電壓保持不變，據(jù)歐姆定律知，此時電路中的電阻最大，變阻器接入電路的阻值最大為50Ω。則變阻器兩端的電壓U1=I小R1大=0.1A×50Ω=5V燈泡兩端的電壓為1V，所以電源電壓U=U1+U燈=5V+1V=6V要保證電路的安全，則當燈泡正常工作時，通過電路的電流最大，此時電路中的電阻最小，變阻器接入電路的阻值最小。此時變阻器兩端的電壓U1′=U-U燈額=6V-5V=1V變阻器接入電路的最小阻值故A錯誤；B．通過的電流最小時，電路的總功率最小為P小=UI小=6V×0.1A=0.6W通過的電流最大時，電路的總功率最大為P大=UI額=6V×0.25A=1.5W故B錯誤；CD．閉合開關(guān)S和S2，變阻器與R2串聯(lián)在電路中，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。電壓表的量程為0~3V時，R2兩端的電壓最大，此時電路中的電流所以電路中的最大電流為0.3A，R2的功率最大為P2=U2I2=3V×0.3A=0.9W當變阻器接入電路的阻值最大時，電路中的總阻值最大為R總=R1大+R2=50Ω+10Ω=60Ω電路中的最小電流所以電流表的示數(shù)變化范圍是0.1A~0.3A。R2的最小功率P2小=I2小R2=(0.1A)2×10Ω=0.1W所以R2的功率變化范圍是0.1W~0.9W。故C錯誤，D正確。故選D。4．將標有“12V6W”的燈泡L1和“6V3W”的燈泡L2（不考慮燈絲電阻隨溫度的變化）串聯(lián)在12V的電源上，閉合開關(guān)后，L1、L2的實際功率之比P1:P2=______。若將它們并聯(lián)使用，在電路安全的情況下，電路的最大總功率為______W?！敬鸢浮?/p>

2∶1

4.5【解析】[1]不考慮燈絲電阻所溫度的變化，所以根據(jù)公式變換所得的，得當兩燈泡串聯(lián)在12V的電源上閉合開關(guān)后，由串聯(lián)電路各用電器的相關(guān)物理量的比例關(guān)系P1:P2=U1I:U2I=U1:U2=IR1:IR2=R1:R2=24Ω:12Ω=2:1[2]若將二者并聯(lián)使用，在電路安全的情況下，二者兩端電壓只能等于兩者中較小的額定電壓，也就是6V，根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律和歐姆定律，得代入數(shù)據(jù)U=6V，R1=24Ω，R2=12Ω，得所以I1=0.25A，I2=0.5A，I=0.75A，所以電路最大的總功率P=UI=6V×0.75A=4.5W5．如圖甲所示，燈泡L標有“6V3W”的字樣，電源電壓及燈絲電阻保持不變，滑動變阻器最大阻值為100Ω，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~15V。只閉合開關(guān)S、S2，移動滑片P的過程中，電流表示數(shù)與滑動變阻器連入電路的阻值變化關(guān)系如圖乙所示，當滑片P在某一位置時，電流表的示數(shù)為I1，電壓表示數(shù)為3V；只閉合開關(guān)S、S1，滑片P移動到另一位置時，電流表示數(shù)比I1減小了0.2A，滑動變阻器連入電路的阻值是定值電阻R0阻值的倍，求：（1）燈泡正常工作時的電阻為___________；（2）電源電壓___________；（3）只閉合開關(guān)S、S1，在保證電流表、電壓表和燈泡都安全的情況下，求滑動變阻器連入電阻中的最小阻值___________?！敬鸢浮?/p>

12Ω

18V

24Ω【解析】（1）由得，小燈泡正常工作時的電阻為（2）由電路圖可知，只閉合開關(guān)S、S2，變阻器R與R0串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中電流，當滑片P在某一位置時，由圖像乙可知，當電流表示數(shù)為I1時，滑動變阻器連入電路的阻值為6Ω，則此時電流表的示數(shù)為只閉合開關(guān)S、S1，變阻器R與L串聯(lián)，滑片P移動到另一位置時，已知電流表示數(shù)比I1減小了0.2A，則此時的電流為根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和以及歐姆定律可得，電源電壓為……①只閉合開關(guān)S、S2，變阻器R與R0串聯(lián)時，電源電壓為……②聯(lián)立①②解得R0=30Ω，U=18V。（3）由P=UI可得，燈泡的額定電流為因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡的額定電流為0.5A，電流表的量程為0~0.6A，所以，電路中的最大電流為由歐姆定律得，此時電路中的總電阻為因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，滑動變阻器接入電路中的最小阻值為6．小鵬同學(xué)在實驗室找到兩個額定電流均為0.3A、額定電壓標識模糊不清的燈泡。從實驗老師處得知兩燈的額定電壓分別為“2.5V”和“3V”，但由于標識模糊不清，無法區(qū)分。小鵬同學(xué)想通過如圖甲所示的電路，根據(jù)已學(xué)的電學(xué)知識，區(qū)分這兩個小燈泡。（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的器材連接成完整電路；______（2）連接電路并閉合開關(guān)，小鵬發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表和電壓表都有較小的示數(shù)，無論怎樣移動滑片，燈泡都不發(fā)光，兩表示數(shù)均無變化，其原因可能是______A．燈泡短路B．燈泡斷路C．滑動變阻器接的是下端兩接線柱（3）故障排除后，移動滑片到某一位置，電流表的示數(shù)如圖乙所示，此時通過燈泡的電流為______A；要使該燈泡正常發(fā)光，應(yīng)將圖甲中滑動變阻器的滑片向______（選填“A”或“B”）端移動，且眼睛注視______（選填“電壓表”或“電流表”）的示數(shù)達到額定值。（4）小鵬繼續(xù)移動滑動變阻器的滑片，記下多組數(shù)據(jù)，并繪制成圖丙所示小燈泡的I-U圖像，確定該燈泡的額定電壓，并計算出該燈泡的額定功率為______W。（5）同組的小鑫同學(xué)認為采用圖丁所示的方法也可分辨這兩個小燈泡：閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為0.3A，這時他發(fā)現(xiàn)L1比L2更亮一些，則L1的額定電壓為______V。（6）小鵬利用（4）問中已測量的燈泡，接入如圖戊所示的電路中，從而測出未知電阻Rx的阻值。具體步驟如下：①只閉合開關(guān)S0、S1，斷開S2，移動滑片，使電壓表示數(shù)為1V；②保持滑片位置不變，斷開S1，閉合S0、S2，讀出電壓表示數(shù)為2.6V；③根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可得：Rx的阻值為______Ω。【答案】

C

0.28

B

電流表

0.75

3

8【解析】（1）[1]滑動變阻器接入電路的接線柱要求“一上一下”，圖中右下接線柱已經(jīng)接入電路，故只需要將上接線柱接入電路即可，同時滑動變阻器應(yīng)當與燈泡串聯(lián)從而改變燈泡兩端電壓，而燈泡的左端已經(jīng)接入電路，所以將燈泡右端和滑動變阻器的上接線柱相連即可，如圖所示。（2）[2]電流表和電壓表都有較小的示數(shù)，說明電路是完全接通的，且燈泡沒有發(fā)生短路。又由于無論怎樣移動滑片，燈泡都不發(fā)光，說明流經(jīng)燈泡的電流較弱，從而說明電路總電阻較大，由此可判定，滑動變阻器接入的是下端的兩個接線柱，故選C。（3）[3]圖乙中電流表的“0.6A”接線柱接入電路中，所以電流表的示數(shù)是0.28A。[4]由于兩個燈泡的額定電流均為0.3A