中考物理一輪復(fù)習(xí)知識點梳理分層訓(xùn)練第18章電功率（含解析）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

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第18章《電功率》
【知識點1、電能電功】
一、電功
1．定義：電流通過某段電路所做的功叫電功。
2．實質(zhì)：電流做功的過程，實際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（消耗電能）的過程；電流做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，就消耗了多少電能。
二、電能
1．用電器工作的過程，實際上就是電流經(jīng)過用電器時把_電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。
2．電能用電能表來測量，電能的國際單位是J，生活中常用單位是kW·h，1 kW·h=3.6×106 J。
3．電能表用前后兩次的讀數(shù)之差來表示某段時間內(nèi)用電的度數(shù)。測量較小電功時，用表盤轉(zhuǎn)數(shù)讀數(shù)。
4．電能計算公式：W= UIt（適用于所有電路）。

【經(jīng)典例題考查】
1．小剛同學(xué)家的電能表上標(biāo)有“600r/（kW?h）”字樣，他用鐘表記錄了10min內(nèi)電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過120r，則他家的用電器在這段時間內(nèi)消耗的電能是（　　）
A．7.2kW?h B．0.72kW C．0.2kW D．0.2kW?h
【解析】600r/（kW?h）表示的是電路中用電器每消耗1kW?h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)600r，
電能表轉(zhuǎn)動120r，用電器消耗的電能：W＝＝0.2kW?h，
【答案】D。
2．小明將由鎳鉻合金絲制成的a、b、c三段導(dǎo)體串聯(lián)接入電路，規(guī)格如表所示。通電相同時間，電流通過a、b、c三段導(dǎo)體所做的功分別為Wa、Wb、Wc，則（　　）
編號
材料
長度/m
橫截面積/mm2
a
鎳鉻合金
0.5
0.5
b
鎳鉻合金
1
0.5
c
鎳鉻合金
0.5
1
A．Wb＞W(wǎng)a＞W(wǎng)c B．Wa＝Wb＝Wc C．Wa＞W(wǎng)b＞W(wǎng)c D．Wc＞W(wǎng)a＞W(wǎng)b
【解析】甲、乙、丙三個導(dǎo)體材料相同，由表中數(shù)據(jù)知，a和b橫截面積相等，b比a長度大，所以Rb＞Ra，
a和c長度相等，a的橫截面積小于c，所以Ra＞Rc，
所以三個導(dǎo)體的大小關(guān)系為：Rb＞Ra＞Rc；
a、b、c三個導(dǎo)體串聯(lián)在電路中，所以通過它們的電流相等，通電都為1min，
根據(jù)W＝UIt＝I2Rt可知，導(dǎo)體的電阻越大，電流通過導(dǎo)體所做的功越大，即：Wb＞W(wǎng)a＞W(wǎng)c。
【答案】A。
3．小莎利用如圖所示的實驗裝置，探究電流做功多少跟什么因素有關(guān)。通過電動機將質(zhì)量一定的重物提升一段距離來反映電流做功的多少，閉合開關(guān)，電動機將重物提升的高度越大，表明電流做的功越多。電路中的電源兩端的電壓可調(diào)，電壓表測量電動機兩端的電壓，電流表測量通過電動機的電流，現(xiàn)將測得的實驗數(shù)據(jù)記錄在如表中。
次數(shù)
電流表示數(shù)I/A
電壓表示數(shù)U/V
通電時間t/s
重物上升高度h/m
1
0.12
4
10
0.06
2
0.12
4
20
0.12
3
0.14
6
10
0.09
4
0.16
10
10
0.17
（1）閉合開關(guān)后，電動機將重物提升的過程，是將　電　能轉(zhuǎn)化為重物的機械能的過程。
（2）比較實驗次數(shù)1和2，可以歸納出的結(jié)論是：電流做功的多少與　通電時間　有關(guān)。
（3）比較實驗次數(shù)1、3和4，可以歸納出的結(jié)論是：在通電時間一定時，電流與電壓的乘積越大，電流通過電動機所做的功越　多　。

【解析】（1）電流通過電動機時，消耗了電能，而電動機輸出了機械能，同時也產(chǎn)生了一部分熱能，所以是電能轉(zhuǎn)化為了機械能和內(nèi)能。
（2）由表中實驗序號為1、2的實驗數(shù)據(jù)可知，在電流與電壓相等時，通電時間越長，鉤碼上升的高度越大，電流做功越多，由此可得：在電壓與電流一定時，通電時間越長，電流做功越多。
（3）由表中實驗序號為1、3和4的實驗數(shù)據(jù)可知，通電時間相同而電壓與電流不同，電壓與電流的乘積越大，鉤碼上升的高度越高，電流做功越多，由此可得：在通電時間一定的情況下，電流做功與電流和電壓的乘積有關(guān)，電流與電壓乘積越大，電流做功越多。
【答案】（1）電；（2）通電時間；（3）多。
4．一塊手機用的鋰電池，上面標(biāo)明電壓為3.7V，容量為1130mA?h，它充滿電后，大約存儲的電能是（　　）
A．4.181J B．4.181×103J C．1.5×104J D．15kW?h
【解析】電池的容量為1130mA?h，
所以手機鋰電池充滿電后，儲存的電荷量：
根據(jù)I＝可知，Q＝It＝1130×10﹣3A×3600s＝4068C，
充電電流所做的功：
W＝UIt＝UQ＝3.7V×4068C＝15051.6J≈1.5×104J，即大約儲存了1.5×104J的電能。
【答案】C。
5．如圖所示為電風(fēng)扇能量流向圖，根據(jù)該圖提供的信息，下列說法不正確的是（　　）

A．電流做功80J B．（a）應(yīng)為機械能
C．（b）的數(shù)值為20J D．消耗的電能為100J
【解析】AD、電流做的功等于消耗的電能，故電流做功100J，消耗的電能也為100J，故A錯誤，D正確；
BC、電風(fēng)扇工作時，消耗的電能多數(shù)轉(zhuǎn)化為機械能，故（a）應(yīng)為機械能，故B正確，內(nèi)能輸出為：100J﹣80J＝20J，故C正確。
【答案】A。
6．商場中，賣微波爐的售貨員和顧客就微波爐省電還是費電發(fā)生了爭論。售貨員說：“微波爐很省電，用它加熱食物花不了多少電費?！鳖櫩驼f：“微波爐很費電，他家的微波爐一開，電能表就轉(zhuǎn)得很快?！鄙鲜鰻幷撝?，顧客混淆的兩個概念是（　　）
A．電流和電功率 B．電功率和電壓
C．電功和電功率 D．電功和電阻
【解析】
售貨員認為微波爐很省電，是說微波爐的電功率大，但加熱食物用時很短，消耗的電能并不多，所以“微波爐很省電，用它加熱食品花不了多少電費”，即售貨員是從電能角度說的；
顧客是從電功率角度考慮的，因為微波爐屬于大功率用電器，工作時電路中電流很大，相同時間內(nèi)消耗的電能多，所以認為很“費電”。
【答案】C。
【知識點2、電功率】
電功率
1．定義：電流在單位時間內(nèi)所做的功。
2．物理意義：表示電流做功快慢的物理量（燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率大小）
3．電功率計算公式：
（1）P=UI（適用于所有電路）
（2）P=W/t（常用于計算一段時間的問題)
對于純電阻電路可推導(dǎo)出：
（1）串聯(lián)電路中常用公式：P=I2R
（2）并聯(lián)電路中常用公式：P=U2/R
（3）計算總功率常用公式：P總=P1+P2（無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)）總功率常用公式：P總=U總2/R
4．在電路中的特點：
（1）串聯(lián)與電阻成正比W1/W2=R1/R2
（2）并聯(lián)與電阻成反比W1/W2=R2/R1
5．單位：國際單位為瓦特（W），常用單位為千瓦（kW）
6．額定功率和實際功率：
（1）①額定電壓：用電器正常工作時的電壓。②額定功率：用電器在額定電壓下的功率。
（2）①實際電壓：用電器實際工作時的電壓。②實際功率：用電器在實際電壓下的功率。

【經(jīng)典例題考查】
7．智能手機耗電達到一定值時，會自動提示用戶采用或轉(zhuǎn)入“省電模式”，在這種模式下，可延長電池的供電時間，原因是（　　）
A．減小了電池的輸出電流 B．增大了電池的輸出電壓
C．減小了電池的供電效率 D．增大了電池的輸出功率
【解析】智能手機耗電達到一定量時，剩余的電能也是定量，
由W＝Pt可知，要延長手機的工作時間，需要減小電池的輸出功率，而手機工作的電壓是不變的，
由P＝UI可知，在省電模式下，應(yīng)減小電池的輸出電流，故A正確。
【答案】A。
8．小宇家有三盞白熾燈泡：“220V 100W”、“110V 100W”和“36V 100W”，當(dāng)它們都在額定電壓下工作時，比較三盞燈泡的亮度，則（　　）
A．“220V 100W”最亮 B．“110V 100W”最亮
C．“36V 100W”最亮 D．3盞燈一樣亮
【解析】“220V 100W”、“36V 100W”、“110V 100W”的三盞電燈，額定功率均為100W，那么在額定電壓下，它們的實際功率相等，所以亮暗程度也是一樣。
【答案】D。
9．將“220V 100W”的燈泡L1和“220V 40W”的燈泡L2，串聯(lián)在220V的電源上，組成閉合電路（設(shè)燈絲電阻不變），則下列說法正確的是（　?。?br /> A．燈泡L1和L2一樣亮
B．燈泡L1比燈泡L2亮
C．兩燈泡的總功率小于40W
D．兩燈泡的實際功率都變?yōu)槠漕~定功率的一半
【解析】AB、由P＝得：L1、L2的電阻分別為：
R1＝＝＝484Ω；
R2＝＝＝1210Ω；
兩燈串聯(lián)時，電流相等，由P＝I2R可知，燈泡L1的功率小于L2的功率，故燈泡L2要比L1亮，故A、B錯誤；
CD、串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和，此時通過電路的電流：I＝＝≈0.13A，
兩燈實際消耗的功率：P1′＝I2R1＝（0.13A）2×484Ω≈8.2W≠50W，即燈泡L1的實際功率小于其額定功率的一半，
P2′＝I2R2＝（0.13A）2×1210Ω≈20W，即燈泡L2的實際功率約等于其額定功率的一半，
兩燈泡的總功率為：P＝P1′+P2′＝8.2W+20W＝28.2W＜40W，故C正確，D錯誤。
【答案】C。
10．甲、乙兩只普通照明燈泡的銘牌如圖所示，下列說法中正確的是（　?。?br />
A．若兩燈串聯(lián)在220V的電路中，則乙燈較亮
B．將乙燈接入110V電路中，它的實際功率為50W
C．若兩燈并聯(lián)在220V的電路中，則甲燈較亮
D．兩燈均正常發(fā)光時，若兩燈絲一樣長，則甲燈燈絲較細
【解析】A、由P＝UI＝可知，兩燈泡的電阻分別為：R甲＝＝＝1936Ω，R乙＝＝＝484Ω，
因串聯(lián)電路各處電流相等，所以由P＝UI＝I2R可知，兩燈串聯(lián)在110V的電路中，甲燈泡的實際功率大于乙燈泡的實際功率，因此甲燈泡亮，故A錯誤；
B、由乙燈銘牌上的字樣可知，當(dāng)乙燈接入110V電路中，由P＝可知，在電阻不變的情況下，功率與電壓的平方成正比，當(dāng)電壓變?yōu)?10V，即為額定電壓的，則實際功率就是額定功率的，所以此時的實際功率為：P乙實＝P乙額＝×100W＝25W，
由于燈泡的阻值隨溫度的升高而增大，因此此時的實際功率略大于25W，故B錯誤；
C、若兩燈并聯(lián)在220V的電路中，則甲、乙兩燈泡兩端電壓都等于220V，所以它們的實際功率都等于其額定功率，因此乙燈泡亮，故C錯誤；
D、因燈絲的電阻與材料、長度以及橫截面積有關(guān)，而材料和長度相同，且電阻的橫截面積越小，電阻越大，因此甲燈絲的電阻細，故D正確。
【答案】D。
11．如圖所示的電路中，電阻R0為6Ω，電源電壓不變。把“6V 3W”的小燈泡接在AB間，CD間接電流表，閉合開關(guān)S，小燈泡正常發(fā)光，則電源電壓為　6　V。如果把這個小燈泡接在CD間，AB間接電壓表，閉合開關(guān)S，若燈絲電阻與正常發(fā)光時相同，則電壓表的示數(shù)為　2　V。

【解析】
（1）燈泡接在 AB 之間，電路為并聯(lián)電路，此時小燈泡正常發(fā)光，小燈泡兩端的電壓為6V，則電源電壓為6V；
（3）小燈泡接在CD間，AB間接電壓表，電壓表測量R兩端的電壓；
小燈泡的電阻 RL＝＝＝12Ω，
在串聯(lián)電路中，電壓之比等于電阻之比，即：UR：UL＝R0：RL＝6Ω：12Ω＝1：2，且 UR+UL＝6V，由此可得UR＝2V。
【答案】6；2。
12．如圖所示，電源電壓恒為4.5V，電壓表量程為“0～3V”，滑動變阻器R規(guī)格為“20Ω 1A”，燈泡L標(biāo)有“3.0V 1.5W”字樣（不考慮燈絲電阻變化）。在不損壞電路元件情況下，求：
（1）燈泡正常工作的電流；
（2）該電路的最大功率；
（3）滑動變阻器阻值變化的范圍。

【解析】由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓。
（1）根據(jù)P＝UI可得，燈泡正常發(fā)光時的電流：IL＝＝＝0.5A；
（2）（3）串聯(lián)電路中各處的電流相等，且滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，燈泡正常發(fā)光時的電流0.5A，所以為了不損壞電路元件，電路中的最大電流為0.5A，
當(dāng)電路中的電流最大時，電路消耗的功率最大，則電路的最大電功率：P最大＝UI最大＝4.5V×0.5A＝2.25W；
此時UL＝3V，根據(jù)歐姆定律可知此時滑動變阻器接入電路的電阻最小，
此時滑動變阻器兩端的電壓：U滑＝U﹣UL＝4.5V﹣3V＝1.5V，
則滑動變阻器接入電路中的最小阻值：R滑?。剑剑?Ω；
由串聯(lián)分壓原理可知當(dāng)滑動變阻器兩端電壓為3V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)歐姆定律可知此時電路中的電流最小，
此時燈泡兩端的電壓：UL′＝U﹣U滑大＝4.5V﹣3V＝1.5V，
由歐姆定律可得，燈泡的電阻：RL＝＝＝6Ω；
電路中的最小電流：I最?。剑剑?.25A，
則滑動變阻器接入電路中的最大阻值：R滑大＝＝＝12Ω，
所以，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是3Ω～12Ω。
【答案】（1）燈泡正常工作的電流為0.5A；
（2）該電路的最大功率為2.25W；
（3）滑動變阻器阻值變化的范圍是3Ω～12Ω。
13．如圖所示電路中，燈L上標(biāo)有“6V，3.6W”字樣，電源電壓恒為18V，燈L的電阻保持不變，求：
（1）燈L的電阻；
（2）燈L正常工作時，滑動變阻器的電功率；
（3）當(dāng)滑動變阻器的滑片置于最左端時，燈泡L的實際功率。

【解析】由電路圖可知，閉合開關(guān)S，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器R兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
（1）由P＝可得，燈L的電阻：；
（2）燈泡正常工作時的電流：；
因為串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電路兩端電壓之和，所以，燈L正常工作時滑動變阻器兩端的電壓：UR＝U﹣UL＝18V﹣6V＝12V；
因為串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以滑動變阻器消耗的功率：PR＝URIR＝URIL額＝12V×0.6A＝7.2W；
（3）當(dāng)滑動變阻器的滑片置于最左端時，滑動變阻器連入電路的阻值為0；燈泡L兩端的電壓為UL＝U＝18V，遠遠大于燈泡的額定電壓，此時燈泡被燒毀，
燈泡的實際功率為0W。
【答案】（1）燈L的電阻為10Ω；
（2）燈L正常工作時，滑動變阻器的電功率為7.2W；
（3）當(dāng)滑動變阻器的滑片置于最左端時，燈泡L的實際功率為0W。
【知識點3、測量小燈泡的電功率】
伏安法測小燈泡的電功率
【實驗原理】P=UI
【實驗器材】小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器、電源、開關(guān)、導(dǎo)線。
【實驗電路】

【實驗步驟】
（1）按電路圖連接好電路；
（2）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓恰好等于小燈泡的額定電壓2.5V，觀察小燈泡的亮度，并記錄電流表和電壓表的示數(shù)。
（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓約等于小燈泡額定電壓的1.2倍。觀察小燈泡的亮度變化，并記錄此時電流表和電壓表的示數(shù)（注意：小燈泡兩端的電壓不能超過它的額定電壓太多）。
（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓約等于小燈泡額定電壓的0.8倍。觀察小燈泡的亮度變化，并記錄此時電流表和電壓表的示數(shù)。
（5）計算出三種情況下小燈泡的電功率
【實驗表格】

實驗要求
發(fā)光情況
電流（A）
電壓（V）
電功率（W）
1
小燈泡在額定電壓下工作

2
小燈泡兩端電壓是額定電壓的1.2倍

3
小燈泡兩端電壓低于額定電壓

【分析論證】由公式P=IU計算小燈泡的功率。（將計算結(jié)果填入表中，通過分析和比較得出）分析比較額定電功率和實際電功率大小問題，比較燈泡的亮暗程度與電功率間的關(guān)系。
（1）當(dāng)U實=U額時， P實=P額，正常發(fā)光
（2）當(dāng)U實P額，較亮
【實驗結(jié)論】
（1）不同電壓下，小燈泡的功率不同。實際電壓越大，小燈泡功率越大。
（2）小燈泡的亮度由小燈泡的實際功率決定，實際功率越大，小燈泡越亮。

【經(jīng)典例題考查】
14．小明為了探究小燈泡的亮度與實際功率的關(guān)系，一小燈泡額定電壓為2.5V，圖a是小明的實驗電路圖。

（1）請按照圖a，將圖b中的實物電路連接完整：
（2）閉合開關(guān)，為了測量額定功率，需要調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為　2.5V　，小燈泡正常發(fā)光。電流表示數(shù)如圖c所示。則此時通過小燈泡的電流為　0.28　A，額定功率為　0.7W?。?br /> （3）調(diào)節(jié)滑動變阻器，讓小燈泡兩端的電壓逐漸減小。會發(fā)現(xiàn)燈泡變暗直至完全不發(fā)光?？梢圆孪氪诉^程中燈絲的溫度　降低　（選填“升高”、“不變”或“降低”）
（4）測量數(shù)據(jù)如下表所示，分析表中數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的電壓越低，實際功率越小。其燈絲的亮度越　暗　。
電壓U/V
2.50
2.10
1.70
1.30
0.90
0.50
電流I/A

0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
（5）實驗要求改變小燈泡兩端的電壓進行多次測量，這樣做是為了　測量不同電壓下小燈泡的實際功率（或觀察在不同電壓下小燈泡的發(fā)光情況）　。
【解析】（1）變阻器按一上一下接入電路中，按電路圖連接如下圖所示：
；
（2）調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為2.5V，小燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，此時通過小燈泡的電流是0.28A，則小燈泡的額定功率是：P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；
（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器，讓小燈泡兩端的電壓逐漸減小，會發(fā)現(xiàn)燈泡變暗直至完全不發(fā)光，電能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能變小，可以猜想此過程中燈絲的溫度降低；
（4）由表中數(shù)據(jù)知，小燈泡兩端的電壓越低，根據(jù)P＝UI知實際功率越小，其燈絲的亮度越暗；
（5）多次測量是為了測量不同電壓下小燈泡的實際功率（或觀察在不同電壓下小燈泡的發(fā)光情況）。
【答案】（1）如上圖；（2）2.5V；0.28；0.7W；（3）降低；（4）暗；（5）測量不同電壓下小燈泡的實際功率（或觀察在不同電壓下小燈泡的發(fā)光情況）。
15．學(xué)校實驗室新進了一批規(guī)格為“2.5V 0.75W”的小燈泡，小明想通過實驗探究小燈泡的額定功率是否符合規(guī)格。

（1）根據(jù)圖甲所示電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線把圖乙所示的實物電路補充完整。
（2）小明完成實驗后，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出I﹣U關(guān)系圖像如圖丙所示，由圖象可得小燈泡的額定功率為　0.75　W，該小燈泡　符合　（選填“符合”或“不符合”）制造規(guī)格。
（3）由I﹣U關(guān)系圖像可知當(dāng)小燈泡兩端電壓為1V時，它的電阻為　5　Ω；進一步分析圖像可得，小燈泡電阻隨著兩端電壓的升高而　增大?。ㄟx填“增大”或“減小”或“不變”）。
【解析】（1）根據(jù)滑動變阻器上下接線柱各接一個接入電路且串聯(lián)在電路中知，把把電流表與滑動變阻器串聯(lián)，如下圖所示：

（2）根據(jù)圖丙可知，燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.3A，
則燈泡的額定功率：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W，該小燈泡符合制造規(guī)格；
（3）根據(jù)圖丙可知，燈泡兩端電壓為1V時，通過燈泡的電流為0.2A，
根據(jù)I＝可知燈絲的電阻為：
R＝＝＝5Ω；
當(dāng)燈泡兩端的電壓增大時，通過燈泡的電流也增大，但燈泡兩端的電壓增加比通過燈泡的電流增加得更快，所以當(dāng)小燈泡電壓增大時，燈絲電阻將增大。
【答案】（1）見上圖；（2）0.75；符合；（3）5；增大。
16．小僑同學(xué)在“探究小燈泡亮度與實際功率關(guān)系”的實驗中，找來了電壓為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡（電阻約10Ω），電流表、電壓表各一只，滑動變阻器一個，開關(guān)一個，導(dǎo)線若干，組裝電路。
（1）如圖甲所示，檢查時發(fā)現(xiàn)有一條導(dǎo)線連接錯誤，請在錯誤的導(dǎo)線上畫“×”，并只移動一條導(dǎo)線，用筆畫線代替導(dǎo)線將電路圖連接正確。

（2）小僑同學(xué)共進行了4次測量，并將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表格中，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖乙所示，小燈泡的額定功率為　0.70　W。
實驗序號
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
電功率P/W
燈泡的亮度
1
0.5
0.16
3.1
0.08
不亮
2
1.5
0.24
6.25
0.36
較暗
3
2.5

正常
4
3.0
0.30
10.0
0.90
很亮
（3）小僑同學(xué)根據(jù)實驗?zāi)康姆治鰧嶒灁?shù)據(jù)及現(xiàn)象，可以得出結(jié)論：小燈泡的亮度隨著實際功率的增大而變　亮?。ㄟx填“亮”或“暗”）；
（4）完成上述實驗后，小僑同學(xué)又設(shè)計了一種測量額定功率的方案，如圖丙所示，R0是阻值已知的定值電阻。請完成下列操作：
①連接好電路，閉合開關(guān)S，將開關(guān)S1撥到觸點　A?。ㄟx填“A”或者“B”），移動滑片，使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓U1；
②保持滑片的位置不動，再將開關(guān)S1撥到另一觸點，讀出電壓表的示數(shù)U2；
③用U1、U2、R0表示小燈泡的額定功率，則表達式P＝　　。
【解析】
（1）從電源的正極出發(fā)，按照電流方向，電流經(jīng)開關(guān)→滑動變阻器→從電流表的正接線柱流入，從負接線柱流出→燈泡→電源的負極，電流表要串聯(lián)在電路中，電壓表和燈泡并聯(lián)，改正后的電路連接如圖。

（2）電流表使用0～0.6A量程，每一個大格是0.2A，每一個小格是0.02A，電流表示數(shù)是0.28A；
燈泡的額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.70W；
（3）由表格數(shù)據(jù)知，小燈泡兩端的電壓增大，電流增大，實際功率增大，小燈泡的亮度增大，故小燈泡的亮度隨著實際功率的增大而變亮。
（4）利用定值電阻測量燈泡的額定功率的實驗步驟：
①連接好電路，閉合開關(guān)S，將開關(guān)S1撥到觸點A，移動滑片，使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓U1；
②保持滑片的位置不動，再將開關(guān)S1撥到另一觸點B，讀出電壓表的示數(shù)U2；
③小燈泡的額定電壓是U1，小燈泡和定值電阻是串聯(lián)的，根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等，小燈泡的額定電流等于定值電阻中的電流，定值電阻兩端的電壓是U0＝U2﹣U1，定值電阻中的電流，即小燈泡的額定電流：I1＝I0＝，
小燈泡的額定功率：P＝U1I1＝U1×＝。
【答案】（1）如上圖；（2）0.70；（3）亮；（4）①A；③。

【知識點4、焦耳定律】
焦耳定律
1．含義：電能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能（電流的熱效應(yīng)）
2．焦耳定律：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。
3．計算公式：Q= I2Rt（適用于所有電路)
對于純電阻電路可推導(dǎo)出：
② 串聯(lián)電路中常用公式：Q=I2Rt，并聯(lián)電路中常用公式：Q=U2t/R
② 計算總熱量常用公式Q總= Q1+Q2（無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)）
4．當(dāng)用電器為純電阻時，電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，W=Q，
特例：電動機為非純電阻，W>Q。（W總=W機+Q）
【經(jīng)典例題考查】
17．如圖所示，是探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”的實驗。
（1）甲、乙、丙三個相同的透明容器中密封著　等質(zhì)量　（選填“等體積”或“等質(zhì)量”）的空氣。通過比較U形管內(nèi) 　液面的高度差　的變化，判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少。
（2）若要探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系，則應(yīng)選用　乙、丙　兩容器及相連的U形管比較，結(jié)論是：在　電阻　和通電時間一定時，通過導(dǎo)體的電流越　大　電流產(chǎn)生的熱量越多。
（3）若要探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，則應(yīng)選用　甲、乙　兩容器及相連的U形管比較。在電流和通電時間一定時，導(dǎo)體的　電阻　越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。
（4）通電一段時間后，　甲　容器相連的U形管中兩側(cè)液面高度差變化最大。
（5）若通過R1中電流為0.1A，則10min通過R2產(chǎn)生熱量為　30　J。

【解析】（1）根據(jù)控制變量法可知甲、乙、丙三個相同的透明容器中密封著等質(zhì)量的空氣；
電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少無法直接觀察，通過比較U形管液面高度差的變化來判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少，這是轉(zhuǎn)換法；
（2）（3）由圖可知，丙中兩個5Ω的電阻并聯(lián)后，再與甲、乙串聯(lián)在電路中，通過甲和乙的電流是相同的，而甲、乙容器中的電阻不同，根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，通過丙容器中電阻的電流小于通過甲、乙容器中的電阻的電流，乙、丙容器中的電阻相同；
若要探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系，則應(yīng)選用乙、丙兩容器及相連的U形管比較，根據(jù)焦耳定律可知在電阻和通電時間一定時，通過導(dǎo)體的電流越大電流產(chǎn)生的熱量越多；
若要探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，則應(yīng)選用甲、乙兩容器及相連的U形管比較，根據(jù)焦耳定律可知在電流和通電時間一定時，導(dǎo)體的電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多；
（4）甲、乙的電流和通電時間相同，電阻不同，電阻越小，產(chǎn)生的熱量越少，則乙的液面低于甲的液面；
對于乙和丙，通過乙的電流大于通過丙容器中電阻的電流，電阻和通電時間相同，則丙中電阻產(chǎn)生的熱量要小于乙中電阻產(chǎn)生的熱量，丙的液面要低一些，故最低的是丙，所以通電一段時間后，甲容器相連的U形管中兩側(cè)液面高度差變化最大；
（5）串聯(lián)電路各處電流相等，若通過R1中電流為0.1A，則通過R2的電流也為0.1A，10min通過R2產(chǎn)生熱量為：Q＝I2R2t＝（0.1A）2×5Ω×10×60s＝30J。
【答案】（1）等質(zhì)量；液面高度差（2）乙、丙；電阻；大；（3）甲、乙；電阻；（4）甲；（5）30。
18．電風(fēng)扇，電烙鐵和電視機上都標(biāo)有“220V 60W”字樣，它們在額定電壓下工作相同的時間，則產(chǎn)生的內(nèi)能最多的是（　　）
A．電風(fēng)扇 B．電烙鐵 C．電視機 D．一樣多
【解析】電風(fēng)扇工作時消耗電能，大部分轉(zhuǎn)化為機械能，少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；電視機工作時，電能轉(zhuǎn)化為光能、聲能等，只有少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；電烙鐵工作時把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
它們都在額定電壓下工作，P＝P額，實際功率P相同，根據(jù)W＝Pt可知，工作時間相同時，三個用電器消耗的電能相同，只有電烙鐵把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多。
【答案】B。
19．如圖是探究“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)”的實驗裝置，容器內(nèi)盛有液體，下列說法正確的是（　?。?br />
A．甲、乙、丙三個容器內(nèi)應(yīng)盛有質(zhì)量相同的不同種液體
B．利用甲、丙可以研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電流的關(guān)系
C．溫度計示數(shù)的變化反映了電流通過液體內(nèi)導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少
D．利用甲、乙可以研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與導(dǎo)體電阻的關(guān)系
【解析】A、探究“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)”的實驗時，采用的是控制變量法，需要加熱質(zhì)量相同的同種液體，故甲、乙、丙三個容器內(nèi)應(yīng)盛有質(zhì)量相同的同種液體，故A錯誤；
B、在甲、丙裝置中，容器中的兩個電阻絲串聯(lián)，通過它們的電流I與通電時間t相同，左邊容器中的電阻小于右邊容器中的電阻，探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，故B錯誤；
C、電阻絲產(chǎn)生的熱量不易直接觀察，實驗中可給等質(zhì)量的液體加熱，液體吸熱越多，溫度越高，溫度計示數(shù)越大，采用了轉(zhuǎn)換法，故C正確；
D、甲、乙裝置甲中，一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，容器內(nèi)兩電阻大小相同，通過時間也相同，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，通過左側(cè)容器電阻的電流大于通過右側(cè)容器內(nèi)電阻絲的電流，根據(jù)控制變量法，可研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，故D錯誤。
【答案】C。
20．圖甲是小燈泡L和電阻R的I﹣U圖象。將小燈泡L和電阻R接入圖乙所示電路中，電源電壓恒為2V。下列說法正確的是（　　）

A．由圖乙知小燈泡兩端的電壓越大，電阻越小
B．開關(guān)S1、S2都閉合時，電流表示數(shù)為0.5A
C．開關(guān)S1、S2都閉合時，電路總功率為1.4W
D．開關(guān)S1、S2都閉合時，在1min內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量為240J
【解析】A、由圖象知，L的I﹣U圖象是條曲線，且電壓的變化大于電流的變化，由歐姆定律可知，其兩端電壓越大時，其阻值為會變大，故A錯誤；
BC、由圖乙知，開關(guān)S1、S2都閉合時，L與R并聯(lián)，電流表測干路電流，
根據(jù)并聯(lián)電路的電壓規(guī)律知，UL＝UR＝U＝2V，由圖象知，此時IL＝0.5A，IR＝0.2A，
根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律知，電壓表示數(shù)I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A，故B錯誤；
此時電路總功率P＝UI＝2V×0.4A＝1.4W，故C正確；
D、開關(guān)S1、S2都閉合時，在1min內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量QR＝WR＝URIRt＝2V×0.2A×60s＝24J，故D錯誤。
【答案】C。
21．有兩根阻值分別為R1、R2的電阻絲，分別采用如圖所示的四種方法接在同一電源上后，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量最小的是（　　）
A． B．
C． D．
【解析】因為串聯(lián)后的總電阻比任何一個分電阻的阻值都大，并聯(lián)后的總電阻比任何一個分電阻的阻值都小，所以在四個電路中，串聯(lián)電路的總電阻最大；
根據(jù)公式Q＝W＝可知，當(dāng)電源電壓和通電時間都相同時，電阻大的產(chǎn)生的熱量少。因為串聯(lián)電路的總電阻最大，所以串聯(lián)電路產(chǎn)生的熱量最小。
【答案】C。
22．如圖所示，某商場一名顧客乘坐自動扶梯上樓，自動扶梯由電動機帶動而勻速運動。電動機的電阻為R，兩端的電壓為U，工作電流為I，上樓時間為t，在此過程中，電動機產(chǎn)生的熱量為（　?。?br />
A．UIt B．t C．I2Rt D．UIt﹣I2Rt
【解析】根據(jù)焦耳定律可知，電動機產(chǎn)生的熱量為：Q＝I2Rt，故C正確。
【答案】C。
23．如圖所示是一款養(yǎng)生壺和它的電路簡圖，該壺有“加熱”和“保溫”兩擋，電源電壓為220V，電阻絲R1＝44Ω，R2＝356Ω。養(yǎng)生壺在“加熱”擋工作時，電功率為　1100　W，現(xiàn)將壺內(nèi)1kg的水從20℃加熱到75℃，水吸收的熱量是　2.31×105　J，加熱過程中若不計熱量損失，所需加熱時間為　210　s；在“保溫”擋工作時，10s養(yǎng)生壺產(chǎn)生的熱量是　1210　J[已知c水＝4.2×103J（kg?℃）]。

【解析】（1）分析電路可知，當(dāng)S1閉合，S2閉合時，R2短路，只有R1接入電路；當(dāng)S1閉合，S2斷開時，R1與R2串聯(lián)接入電路。
由P＝可知，總電阻越小，電功率越大，所以當(dāng)S2閉合后為加熱擋，斷開時時保溫擋；
加熱擋的電功率：
P加熱＝＝＝1100W；
（2）1kg的水從20℃加熱至75℃吸收熱量：
Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（75℃﹣20℃）＝2.31×105J；
若加熱過程中不計熱量損失，則所消耗的電能與水吸收的熱量相等，即W＝Pt＝Q，可得：
t＝＝＝210s；
（3）在“保溫”擋工作時，10s養(yǎng)生壺產(chǎn)生的熱量是：
Q′＝t＝×10s＝1210J。
【答案】1100；2.31×105；210；1210。
24．如圖所示的電路中，電源電壓不變，電阻R1的阻值為40Ω，R2的阻值為60Ω。只閉合開關(guān)S時，電流表的示數(shù)為0.3A，求：
（1）電源電壓U。
（2）開關(guān)S1、S2都閉合時，通過電流表的電流I。
（3）通過計算判斷，開關(guān)都閉合，此電路工作10min產(chǎn)生的總熱量，能否使0.1kg的水溫度升高10℃[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]。

【解析】（1）當(dāng)只閉合開關(guān)S1時，電路為R1的簡單電路，電流表測量電路電流，電流表的示數(shù)為0.3A，
據(jù)歐姆定律可知電源電壓為：
U＝I1R1＝0.3A×40Ω＝12V；
（2）開關(guān)S1、S2都閉合時，兩電阻并聯(lián)，電流表測量干路電流。
根據(jù)歐姆定律可知通過R2的電流為：
I2＝＝＝0.2A，
通過并聯(lián)電路各支路相互獨立工作、互不影響的特點可知通過R1的電流不變，為0.3A，
根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知電流表的示數(shù)I＝I1+I2＝0.3A+0.2A＝0.5A，
（3）開關(guān)S1、S2都閉合時，電路工作10min產(chǎn)生的總熱量為：
Q放＝W＝UIt＝12V×0.5A×10×60s＝3600J；
水需要吸收熱量為：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/（kg?℃）×0.1 kg×10℃＝4200J；
因為Q放＜Q吸，
所以不能使0.1kg的水溫度升高10℃。
【答案】（1）電源電壓U為12V；
（2）開關(guān)S1、S2都閉合時，通過電流表的電流I為0.5A；
（3）開關(guān)都閉合，此電路工作10min產(chǎn)生的總熱量，不能使0.1kg的水溫度升高10℃。
25．如圖所示是一直流電動機提升重物的裝置。電源電壓U＝24V保持不變，已知電動機線圈電阻為2Ω，串聯(lián)一個R＝3Ω的電阻，開關(guān)閉合后，電動機正常工作，勻速提升質(zhì)量為4kg的重物，此時，電壓表讀數(shù)為6V，不計任何摩擦，求；
（1）電動機正常工作的電流；
（2）電動機的額定功率；
（3）電動機2s內(nèi)提升重物的高度。

【解析】（1）由圖可知，電動機與R串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測R兩端的電壓；
已知電壓表示數(shù)為6V，即R兩端的電壓為UR＝6V，
則通過R的電流為：，即電路中的電流為I＝IR＝2A，此時電動機正常工作，則電動機正常工作的電流為2A；
（2）已知電源電壓為U＝24V，由串聯(lián)電路的電壓特點可知電動機兩端的電壓為：U機＝U﹣UR＝24V﹣6V＝18V，
則電動機的額定功率為：P機＝IU機＝2A×18V＝36W；
（3）2s內(nèi)電動機做的總功為：W機＝P機t＝36W×2s＝72J，
2s內(nèi)電動機產(chǎn)生的熱量為：Q＝I2rt＝（2A）2×2Ω×2s＝16J，
則電動機產(chǎn)生的機械能為：E＝W機﹣Q＝72J﹣16J＝56J，
由E＝mgh可知電動機2s內(nèi)提升重物的高度為：。
【答案】（1）電動機正常工作的電流為2A；
（2）電動機的額定功率為36W；
（3）電動機2s內(nèi)提升重物的高度為1.4m。

【精選真題演練】
26．小強關(guān)閉家中其他用電器，只用一個電水壺?zé)?，使質(zhì)量為1kg、初溫為20℃的水被燒開（1個標(biāo)準大氣壓下），用時5min，如圖所示的電能表剛好轉(zhuǎn)過300r。則水吸收的熱量是　3.36×105　J，電水壺的實際電功率為　1200　W。[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]

【解析】（1）1標(biāo)準大氣壓下水的沸點是100℃，則水吸收的熱量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；
（2）電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過300轉(zhuǎn)消耗的電能：
W＝＝0.1kW?h，
所用時間t＝5min＝h，
該電熱水壺的實際功率：
P實＝＝＝1.2kW＝1200W。
【答案】3.36×105；1200。
27．如圖甲所示，電火鍋可以通過控制開關(guān)實現(xiàn)高、中、低三擋加熱，電路圖如圖乙所示，R1、R2是電熱絲，當(dāng)S1斷開，S2接a時，電火鍋為　低　擋；當(dāng)S1閉合，S2接b時，電火鍋為　高　擋；當(dāng)只有　R2　（選填“R1”或“R2”）接入電路時，電火鍋為　中　擋。

【解析】電路的總電壓為U＝220V保持不變，由于電阻的串聯(lián)相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的長度，所以串聯(lián)時的總電阻最大；電阻的并聯(lián)相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的橫截面積，所以并聯(lián)時的總電阻最?。恢挥幸粋€電阻工作時的電阻居中。
由P＝可知，并聯(lián)時的總功率最大，串聯(lián)時的總功率最小，只有一個電阻工作時的總功率居中。
所以得出：并聯(lián)為高檔，串聯(lián)為低擋，只有一個電阻工作是中檔。
當(dāng)S1斷開，S2接a時，電路為串聯(lián)電路，電火鍋為低擋；當(dāng)S1閉合，S2接b時，電路為并聯(lián)電路，電火鍋為高檔；當(dāng)S1斷開，S2接b時，電路為只有R2工作，電火鍋為中檔。
【答案】低；高；R2；中。
28．如圖所示的實驗裝置，是用來探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與　電阻　的關(guān)系，若通過R1的電流為1A，通電時間為10s時，R1產(chǎn)生的熱量為　50　J。

【解析】裝置中兩個電阻串聯(lián)，串聯(lián)電路各處電流相等，則通過兩個電阻的電流和通電時間相同，電阻的大小不同，所以這是探究電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系；
由焦耳定律可得，電流通過R1產(chǎn)生的熱量：Q1＝I2R1t＝（1A）2×5Ω×10s＝50J。
【答案】電阻；50。
29．如圖所示是某工廠兩種照明方式的電路圖，燈泡L1和L2的規(guī)格均為“220V 40W”。閉合開關(guān)S1、S2，滿足夜間正常照明需要；閉合開關(guān)S1、斷開S2，滿足夜間多區(qū)域照明需要。電源電壓恒為220V，燈泡電阻變化忽略不計。正常照明與多區(qū)域照明L1中的電流之比為　2：1　；正常照明10h消耗的電能比多區(qū)域照明10h消耗的總電能多　0.2　kW?h。

【解析】（1）由題知燈泡L1和L2的規(guī)格均為“220V 40W”，則兩燈的電阻為：，
閉合開關(guān)S1、S2，滿足夜間正常照明需要，此時電路為L1的簡單電路，此時通過L1的電流為：；
閉合開關(guān)S1、斷開S2，滿足夜間多區(qū)域照明需要，此時電路為L1和L2的串聯(lián)電路，此時通過L1的電流為：，則正常照明與多區(qū)域照明L1中的電流之比為：；
（2）當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2時，正常照明10h消耗的電能為：W＝Pt＝40W×10×3600s＝1.44×106J，
閉合開關(guān)S1、斷開S2時，區(qū)域照明10h消耗的總電能為：
＝J，
W﹣W′＝1.44×106J﹣0.72×106J＝0.72×106J＝0.2kW?h，則正常照明10h消耗的電能比多區(qū)域照明10h消耗的總電能多0.2kW?h。
【答案】2：1；0.2。
30．電動自行車有充電、行駛兩種狀態(tài)，局部電路如圖。斷開開關(guān)S，利用充電插口對蓄電池充電時，蓄電池相當(dāng)于電路中的　用電器?。ㄟx填“電源”或“用電器”）。電動機正常工作電壓為36V，線圈電阻為1.2Ω，通過電動機線圈的電流為4A，5min內(nèi)電流通過線圈產(chǎn)生的熱量為　5760　J，電動機消耗的電能為　43200　J。

【解析】在對蓄電池充電時，蓄電池消耗電能，轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，所以此時蓄電池相當(dāng)于電路中的用電器；已知線圈電阻R＝1.2Ω，通過的電流I＝4A，電動機正常工作電壓為36V，
則5min內(nèi)電流通過線圈產(chǎn)生的熱量為：Q＝I2Rt＝（4A）2×1.2Ω×5×60s＝5760J；
電動機消耗的電能為：W＝UIt＝36V×4A×5×60s＝43200J。
【答案】用電器；5760；43200。
31．某玩具車電動機M的轉(zhuǎn)子線圈電阻R0＝1Ω，一同學(xué)把該電動機M接入如圖所示的電路中，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使電動機M正常工作，此時電壓表的示數(shù)為9V，電流表的示數(shù)為1A，則該電動機的額定功率為　9　W；正常工作1min，該電動機M把　480　J的電能轉(zhuǎn)換為機械能。

【解析】電動機的額定功率為：P＝UI＝9V×1A＝9W；
電動機工作時，將電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能，正常工作1min，該電動機M將電能轉(zhuǎn)換的機械能為：
W機械＝W電﹣W內(nèi)＝UIt﹣I2R0t＝9V×1A×60s﹣（1A）2×1Ω×60s＝480J。
【答案】9；480。
32．如圖所示，電源電壓不變，先閉合開關(guān)S1，電流表示數(shù)為0.4A，再閉合開關(guān)S2，電流表示數(shù)增加了0.2A，則R1、R2兩端電壓之比為　1：1　，R1、R2電阻值之比為　1：2　，若電阻R1＝5Ω，通電1min電阻R2產(chǎn)生的熱量為　24　J。

【解析】先閉合S1時，電路為R1的簡單電路，電流表測量通過R1的電流；若再閉合S2時，兩電阻并聯(lián)，電流表測干路電流，電流表示數(shù)增加了0.2A，根據(jù)并聯(lián)電路的電流關(guān)系可知，通過R2的電流為：I2＝0.2A；
并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓都等于電源電壓，所以R1、R2兩端電壓之比為1：1；
根據(jù)I＝可知，在電壓相同時，電流之比等于電阻之比的倒數(shù)，則R1、R2電阻值之比為：R1：R2＝I2：I1＝0.2A：0.4A＝1：2，則R2的阻值為R2＝10Ω；
通過電阻R2的電流在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q＝I2R2t＝（0.2A）2×10Ω×60s＝24J。
【答案】1：1；1：2；24。
33．如圖所示，電源電壓不變，燈泡標(biāo)有“6V 3W”字樣，當(dāng)開關(guān)S閉合時，燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.6A，電阻R的電功率為　0.6　W，通電10min后R產(chǎn)生的熱量為　360　J。

【解析】由電路圖可知，燈泡與電阻R并聯(lián)，電流表測干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且額定電壓下燈泡正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U＝UL＝6V，
由P＝UI可得，通過燈泡的電流：IL＝＝＝0.5A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過電阻R的電流：
IR＝I﹣IL＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，
電阻R的電功率：
PR＝UIR＝6V×0.1A＝0.6W；
通電10min，電阻R產(chǎn)生的熱量：
QR＝WR＝UIRt＝6V×0.1A×600s＝360J。
【答案】0.6；360。
34．某型號的電熱毯有高溫和低溫兩個擋，其內(nèi)部電路原理圖和主要參數(shù)如圖和表所示，R1是發(fā)熱體，以下說法正確的是（　　）
額定電壓
220V
高溫發(fā)熱功率
121W
低溫發(fā)熱功率
44W
交流頻率
50Hz

A．當(dāng)S閉合時是低溫擋
B．發(fā)熱體的電阻是40Ω
C．在低溫擋工作1min發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量是44J
D．實際電壓為200V時，高溫擋實際發(fā)熱功率是100W
【解析】（1）當(dāng)開關(guān)S閉合時，電阻R2被短路，電路中只有R1，電阻較小，根據(jù)P＝知電路的總功率較大，處于高溫擋；
當(dāng)開關(guān)S斷開時，兩電阻串聯(lián)，電路的總電阻較大，根據(jù)P＝電路的總功率較小，處于低溫擋，故A錯誤；
（2）開關(guān)S閉合時，電路中只有R1，根據(jù)P＝知R1的電阻為：
R1＝＝＝400Ω，故B錯誤；
（3）根據(jù)P＝UI知低溫時的電流為：
I＝＝＝0.2A，
在低溫擋工作1min發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量為：
Q＝I2R1t＝（0.2A）2×400Ω×60s＝960J，故C錯誤；
（4）根據(jù)P＝知實際電壓為200V時高溫擋實際發(fā)熱功率為：
P高′＝＝＝100W，故D正確。
【答案】D。
35．一位電視臺記者在報道某工廠“淘汰落后產(chǎn)能、促進新舊動能轉(zhuǎn)換”僅上半年就節(jié)電15000kW?h的時候，手舉一只理發(fā)用的電吹風(fēng)說：“這只電吹風(fēng)是1500W的，也就是1.5kW，這個廠節(jié)省的電力可以開動10000個這樣的電吹風(fēng)。”這位記者的報道中弄混了兩個重要的電學(xué)概念。這兩個概念是電能和（　　）
A．電流 B．電阻 C．電功率 D．電功
【解析】某工廠上半年共節(jié)電15000kW?h，即節(jié)省的電能是15000kW?h；這只電吹風(fēng)是1500瓦的，也就是1.5kW，1.5kW是指電吹風(fēng)的電功率，所以這個記者把電能和電功率混淆了。
【答案】C。
36．如圖所示是小明家的電能表。將一個“220V 1210W”的用電器（純電阻）單獨接入家庭電路中工作12min，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了500轉(zhuǎn)。在此工作過程中，下列說法中正確的是（　?。?br />
A．該電能表的示數(shù)表示家中已經(jīng)消耗1123.4J的電能
B．該用電器的實際功率為1200W
C．該電路的實際電壓為200V
D．若小明家所有用電器同時工作，則總功率不得超過2.2kW
【解析】
A、電能表的讀數(shù)方法：最后一位是小數(shù)，則圖中電能表的讀數(shù)是1123.4kW?h，表示家中已經(jīng)消耗1123.4kW?h的電能，故A錯誤；
B、用電器12min消耗的電能：W＝kW?h＝0.2kW?h；用電器的額定功率：P＝＝＝1kW＝1000W，故B錯誤；
C、根據(jù)P＝可知，用電器的電阻為：R＝＝＝40Ω；根據(jù)P＝可知，該電路的實際電壓為：U實＝＝＝200V，故C正確；
D、“10（20）A”中20A是指這個電能表正常工作時允許通過的最大電流，該電能表允許接入的用電器總功率不能超過P＝UI＝220V×20A＝4400W＝4.4kW，故D錯誤。
【答案】C。
37．如圖所示，只閉合開關(guān)S時燈L1的功率為9W；斷開開關(guān)S，閉合S1、S2時，燈L1的功率為25W。電源電壓不變，忽略溫度對燈絲電阻的影響。則L1與L2電阻之比是（　?。?br />
A．3：2 B．5：3 C．3：1 D．9：25
【解析】斷開開關(guān)S，閉合S1、S2時，L1與L2并聯(lián)，燈泡兩端的電壓等于總電壓即U1＝U總，燈L1的功率P1＝25W，
則：P1＝＝?????①，
只閉合開關(guān)S時燈L1的功率P1′＝9W，此時L1與L2串聯(lián)，總電壓等于各部分電壓之和，且電壓的分配與電阻成正比，
即U總＝U1′+U2′，＝，
由上述兩式得：U1′＝U總，
則此時燈L1的功率：P1′＝＝?????②
②比①得：＝，
由題知：P1＝25W，P1′＝9W，代入上式得：＝，
兩邊開方得：＝，
整理得：R1：R2＝3：2。
【答案】A。
38．在“估測用電器的實際功率”的綜合實踐活動中，小明先斷開家中所有用電器，只讓圖甲所示的電飯鍋煮飯3min，測得電能表指示燈閃爍120次。若只讓圖乙所示的家用臺扇工作6min，則電能表指示燈閃爍的次數(shù)最可能是（　?。?br />

A．4次 B．16次 C．36次 D．48次
【解析】電飯鍋的功率約為800W＝0.8kW，家用臺扇的功率約為50W＝0.05kW，電飯鍋煮飯3min，消耗的電能W1＝P1t1＝0.8kW×h＝0.04kW?h，測得電能表指示燈閃爍120次，
家用臺扇工作6min，消耗的電能W2＝P2t2＝0.05kW×h＝0.005kW?h，設(shè)此段時間電能表指示燈閃爍的次數(shù)為n，則：＝，
解出n＝15imp。
故符合要求的選項為B。
【答案】B。
39．在探究“電功率與電阻關(guān)系”時，實驗準備了阻值分別為5Ω、15Ω的A、B兩個同一類型的燈泡。同學(xué)們按圖甲、圖乙設(shè)計了兩個實驗電路進行探究。不考慮溫度對燈絲電阻的影響，下列說法正確的是（　?。?br />

A．圖甲中A燈泡比B燈泡亮
B．圖甲中滑動變阻器滑片向左滑動過程中，兩個燈泡的亮度都變亮
C．圖乙中A燈泡比B燈泡亮
D．圖乙中滑動變阻器滑片向左滑動過程中，兩個燈泡的亮度都變亮
【解析】A、甲圖中兩燈串聯(lián)，串聯(lián)電路中電流相等，燈泡消耗的實際電功率P＝UI＝I2R，因為RA＜RB，所以PA＜PB，因此甲燈泡比乙燈泡暗，故A錯誤；
B、甲圖中滑動變阻器滑片向左滑動過程中，滑動變阻器的接入電阻變大，電路中的總電阻變大，電路中的電流變小，根據(jù)P＝I2R可知，每個小燈泡消耗的電功率變小，兩個燈泡的亮度都變暗，故B錯誤；
C、乙圖中兩燈并聯(lián)，所以兩燈泡兩端的電壓相等，燈泡消耗的實際電功率P＝UI＝，因為RA＜RB，所以PA＞PB，因此甲燈泡比乙燈泡亮，故C正確；
D、乙圖中滑動變阻器接在干路上，當(dāng)滑片向左滑動時，變阻器接入電阻變大，根據(jù)分壓原理，變阻器兩端分得的電壓變大，兩燈泡兩端的電壓變小，根據(jù)P＝可知，燈泡的實際電功率變小，兩個燈泡亮度都變暗，故D錯誤。
【答案】C。
40．將燈泡L和定值電阻R以圖甲方式連在6V的電源上，圖乙是L和R的U﹣I圖象，結(jié)合圖中信息可知（　?。?br />

A．燈泡L的電阻隨著電流的增大而減小
B．燈泡L的實際阻值為10Ω
C．燈泡L的實際功率為0.8W
D．定值電阻R實際功率為6.4W
【解析】定值電阻的阻值一定，通過的電流和其兩端電壓成正比，則傾斜直線代表定值電阻的U﹣I圖像，而曲線則代表燈泡L的U﹣I圖像；
A、當(dāng)電流為0.4A時，燈L兩端的電壓為2V，則燈的阻值為R1＝＝＝5Ω，
當(dāng)電流為0.7A時，燈L兩端的電壓為5V，則燈的電阻為：R2＝＝≈7Ω，
當(dāng)電流為0.8A時，燈L兩端的電壓為8V，則燈的電阻為：R3＝＝＝10Ω，
由上述分析可知，燈泡L的電阻隨電流的增大而增大，故A錯誤；
B、由圖甲可知燈泡L與電阻R串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的特點，可知電流相等，且燈泡兩端電壓和定值電阻兩端電壓之和等于6V，再結(jié)合圖乙可知符合條件的電流I＝0.4A，此時燈泡兩端電壓為2V，定值電阻兩端電壓為4V，所以燈泡L的實際阻值RL＝UL/I＝2V/0.4A＝5Ω；故B錯誤；
C、燈泡L的實際功率PL＝IUL＝0.4A×2V＝0.8W，故C正確；
D、定值電阻R的實際功率PR＝IUR＝0.4A×4V＝1.6W，故D錯誤。
【答案】C。
41．如圖1是“測量小燈泡電功率”的實驗電路圖，電源電壓恒定不變，小燈泡的額定電壓為2.5V.

（1）本實驗中測量小燈泡電功率的實驗原理是　P＝UI　。
（2）閉合開關(guān)前滑片P應(yīng)移至　b?。ㄟx填“a”或“b”）端．如圖2為根據(jù)電路圖所連接的實物電路，其中有一根導(dǎo)線連接不合理，請你在這根導(dǎo)線上畫“×”并改正。
（3）連接好電路，閉合開關(guān)后，無論怎樣移動滑片P，小燈泡都不發(fā)光，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，電壓表示數(shù)接近電源電壓，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是小燈泡　斷路　。
排除故障后進行實驗，并將實驗數(shù)據(jù)記錄在如表中。
實驗序號
電壓U/V
電流I/A
電功率P/W
1
1.5
0.28

2
2.5

3
3.0
0.38

（4）移動滑片P使電壓表的示數(shù)為2.5V時，電流表的示數(shù)如圖3所示為　0.34　A。
（5）分析實驗數(shù)據(jù)，小燈泡的額定功率為　0.85　W。當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時，小燈泡的亮度比正常發(fā)光時　暗　。
【解析】（1）測量小燈泡電功率的實驗原理是P＝UI；
（2）閉合開關(guān)S前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P滑到阻值最大處b端；
由圖可知，電源電壓為3V，電壓表應(yīng)選0～3V的量程，如圖所示：
；
（3）小燈泡都不發(fā)光，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，則電路可能斷路，而電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連通，則原因可能是與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路；
（4）由圖2和圖3可知，電流表選用小量程，分度值為0.02A，流過電阻的電流為0.34A；
（5）因為燈泡的額定電壓為2.5V，電流表的示數(shù)為0.34A，則燈泡的額定功率：P＝UI＝2.5V×0.34A＝0.85W；
當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時，小燈泡兩端的電壓小于額定電壓，故小燈泡的亮度比正常發(fā)光時暗。
【答案】（1）P＝UI；（2）b；如圖所示；（3）斷路；（4）0.34；（5）0.85；暗。
42．某物理學(xué)習(xí)小組進行“探究電流相同時通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟電阻的關(guān)系”時，可供選用的器材有：6V電源、5Ω的發(fā)熱電阻兩只、10Ω的發(fā)熱電阻兩只、量程適合的溫度計兩支、規(guī)格相同的燒瓶兩只、水、酒精、煤油、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
（1）他們設(shè)計了圖甲和圖乙所示的兩個方案，本實驗應(yīng)該選用圖　甲　所示方案。
（2）所選方案中兩發(fā)熱電阻的阻值應(yīng) 　不同　，兩個燒瓶內(nèi)的液體應(yīng)為質(zhì)量　相同　的　相同　種類的液體。（均填“相同”或“不同”）
（3）已知比熱容的大小為c水＞c酒精＞c煤油，為了縮短實驗時間，應(yīng)選用的液體是　煤油　。完成上述實驗后，實驗小組利用以上器材，又添加了天平、燒杯、停表等器材，設(shè)計了“測定酒精的比熱容”的實驗。已知在本次實驗條件下，水的沸點為100℃，酒精的沸點為78℃，忽略熱量散失。
（4）實驗小組認為圖甲和圖乙所示兩個方案均可行，為了讓兩種液體相同時間內(nèi)吸收的熱量相同，不論選擇哪種方案，兩發(fā)熱電阻的阻值應(yīng) 　相同?。ㄌ睢跋嗤被颉安煌保?br /> （5）方案選定后，實驗過程如下：
①將天平放在水平實驗臺上，把游碼撥到標(biāo)尺左端的零刻度線處，觀察到指針偏向分度盤的左側(cè)，向右調(diào)節(jié) 　平衡螺母　，直至天平平衡。用燒杯和天平測量出質(zhì)量相等的水和酒精，分別裝入兩個燒瓶里。
②記下兩種液體的初始溫度，接通電路，加熱一段時間后，記下液體的末態(tài)溫度。該實驗過程中應(yīng)保證酒精的溫度低于　沸點　。
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得酒精的比熱容為　2.4×103　J/（kg?℃）。
液體
加熱時間/s
質(zhì)量/g
初始溫度/℃
末態(tài)溫度/℃
比熱容/J（kg?℃）
水
420
60
20
32
4.2×103
酒精
420
60
20
41

（6）結(jié)合表中數(shù)據(jù)進一步分析，可知實驗過程中選擇的是圖　乙　所示方案。

【解析】（1）探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與導(dǎo)體的電阻大小的關(guān)系時，應(yīng)控制電流大小和通電時間相等，圖甲控制通過兩個電阻的電流和通電時間相同，圖乙控制兩個電阻兩端的電壓和通電時間相同，由此可知，應(yīng)選圖甲所示的方案來進行實驗；
（2）探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與導(dǎo)體的電阻大小的關(guān)系時，應(yīng)只改變導(dǎo)體電阻的大小，控制燒瓶內(nèi)液體種類和質(zhì)量相同；
（3）根據(jù)Q吸＝cmΔt可知，液體吸收的熱量和質(zhì)量一定時，液體的比熱容越小，升溫越快，可以節(jié)省實驗時間；
（4）測定酒精的比熱容，根據(jù)Q酒精吸＝Q水吸，由Q吸＝cmΔt可知，計算出酒精的比熱容，使酒精和水在相同的時間內(nèi)吸收的熱量相同，則加熱器要相同；
（5）①調(diào)節(jié)天平時，指針偏向分度盤的左側(cè)，可知天平左側(cè)較重，因此平衡螺母向右調(diào)節(jié)；
②在實驗過程中，要保證酒精的溫度低于沸點；
③用相同的電阻絲，加熱相同時間，酒精和水吸收的熱量相同，即Q酒精吸＝Q水吸，
由Q吸＝cmΔt可得：c酒精m（t酒精﹣t0）＝c水m（t水﹣t0），
代入數(shù)據(jù)得：c酒精×（41℃﹣20℃）＝4.2×103J/（kg?℃）×（32℃﹣20℃），
解得：c酒精＝2.4×103J/（kg?℃）；
（6）由表中數(shù)據(jù)可計算出水吸收的熱量為：Q水吸＝c水m（t水﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×0.06×（32℃﹣20℃）＝3024J，若用甲方案，兩電阻串聯(lián)，5Ω或10Ω的電阻絲放出的熱量為：Q甲1＝＝＝1260J，或Q甲2＝378J；
若用乙方案，兩電阻并聯(lián)，5Ω或10Ω的電阻絲放出的熱量為：Q甲1＝＝＝3024J，或Q乙2＝1512J；
可見，實驗過程中選用了乙方案，且選用的是兩根5Ω的電阻絲并聯(lián)使用。
【答案】（1）甲；（2）不同，相同，相同；（3）煤油；（4）相同；（5）①平衡螺母；②沸點；③2.4×103；（6）乙。
43．為改善學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)校在全部20間教室各安裝了一臺額定電壓為220V、額定功率為1210W的長虹空調(diào)。求：
（1）空調(diào)的額定電流大??；
（2）所有空調(diào)在額定電壓下同時工作10h，消耗電能多少千瓦時。
【解析】（1）由P＝UI可得，這臺空調(diào)正常制冷時工作電流為：I＝＝＝5.5A；
（2）所有空調(diào)在額定電壓下同時工作10h，消耗的電能為：W＝P't＝1.21kW×20×10h＝242kW?h。
【答案】（1）空調(diào)的額定電流為5.5A；
（2）所有空調(diào)在額定電壓下同時工作10h，消耗電能為242千瓦時。
44．如圖是某家用電燉鍋的簡化電路圖，電源電壓為220V，R1和R2均為加熱電阻。當(dāng)開關(guān)S接1時為加熱狀態(tài)，功率為880W；開關(guān)S接2時為保溫狀態(tài)，功率為220W。
試求：
（1）電燉鍋保溫狀態(tài)下電路中的電流是多少？
（2）電阻R1的阻值是多少？
（3）電燉鍋保溫狀態(tài)下工作10min，電阻R2產(chǎn)生熱量是多少？

【解析】（1）由P＝UI可得，電燉鍋保溫狀態(tài)下電路中的電流：
I保溫＝＝＝1A；
（2）當(dāng)開關(guān)S接1時，電路為R1的簡單電路，電燉鍋處于加熱狀態(tài)，
由P＝UI＝可得，電阻R1的阻值：
R1＝＝＝55Ω；
（3）開關(guān)S接2時，R1與R2串聯(lián)，電燉鍋處于保溫狀態(tài)，
由I＝可得，電路的總電阻：
R總＝＝＝220Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電阻R2的阻值：
R2＝R總﹣R1＝220Ω﹣55Ω＝165Ω，
電燉鍋保溫狀態(tài)下工作10min，電阻R2產(chǎn)生熱量：
Q2＝I保溫2R2t＝（1A）2×165Ω×10×60s＝9.9×104J。
【答案】（1）電燉鍋保溫狀態(tài)下電路中的電流是1A；
（2）電阻R1的阻值是55Ω；
（3）電燉鍋保溫狀態(tài)下工作10min，電阻R2產(chǎn)生熱量是9.9×104J。
45．如圖所示的是某款家用電熱器的簡化電路，R1、R2為阻值一定的電熱絲。該電熱器接入電壓恒為220V的電路中。電熱器高溫擋的功率為990W，低溫擋的功率為110W。
求：
（1）低溫擋時通過電路的電流；
（2）電熱絲R2的阻值。

【解答】（1）當(dāng)S1閉合，S2斷開時，電熱器處于低溫擋，簡化電路如圖所示

低溫擋功率P1＝110W，故I1＝＝＝0.5A；
（2）當(dāng)S1，S2都閉合時，電熱器處于高溫擋，簡化電路如圖所示

電阻R2的功率P2＝P總﹣P1＝990W﹣110W＝880W
電阻R2＝＝＝55Ω。
【答案】（1）低溫擋時通過電路的電流為0.5A；
（2）電熱絲R2的阻值為55Ω。

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