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中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
第14講 電功和電功率
考點(diǎn) 常見(jiàn)題型 考點(diǎn)分值
1．概述電功的概念 選擇、填空 2～4分
2．知道電功的單位 選擇(綜合型)、填空 2～4分
3．列舉決定電功大小的因素 選擇(綜合型)、填空 2～4分
4.知道用電器消耗的電能可以用電功來(lái)量度 選擇、填空 2～4分
5．應(yīng)用電功的公式計(jì)算用電器消耗的電能 選擇(綜合型)、填空 2～4分
6．根據(jù)電能表讀數(shù)的變化估算消耗的電能 選擇(綜合型)、填空 2～4分
7.描述電功率的概念 選擇、填空 2～4分
8.知道電功率的單位 選擇(綜合型)、填空 2～4分
9.應(yīng)用電功率的公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算 選擇(綜合型)、填空 2～4分
10.知道額定功率的概念 選擇、填空 2～4分
11.從說(shuō)明書(shū)或銘牌上識(shí)別用電器的額定功率 選擇(綜合型)、填空 2～4分
12.知道電流具有熱效應(yīng) 選擇(綜合型)、填空 2～4分
13.概述探究影響電流熱效應(yīng)因素實(shí)驗(yàn)原理和設(shè)計(jì)的科學(xué)方法 選擇、填空 2～4分
14.說(shuō)出焦耳定律內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達(dá)式 選擇(綜合型)、填空 2～4分
15.應(yīng)用焦耳定律解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題 選擇(綜合型)、填空 2～4分
一、電功
1．電功
(1)概念：__電流__所做的功。
(2)實(shí)質(zhì)：是___電__能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
(3)單位：__焦耳__，符號(hào)為J。常用單位：千瓦時(shí)(kW·h)，俗稱度。1焦＝1伏·安·秒。
(4)單位換算：1度＝1千瓦時(shí)(kW·h)＝__3.6×106__焦耳(J)。
(5)計(jì)算公式：W＝__UIt_。
(6)推導(dǎo)公式：W＝I2Rt，W＝___U2/R·t__。
(7)決定因素：某段電路兩端的_電壓_、此段電路的電流I以及通電時(shí)間t。
2．電能表(電度表)
(1)用電器在一段時(shí)間里消耗的__電能_的多少，可以用電能表來(lái)測(cè)量。
(2)計(jì)量方法：某段時(shí)間電能表上先后兩次讀數(shù)_之差_，就是這段時(shí)間電路消耗的電能。
(3)電能表中各數(shù)值的意義：
a．電能表的示數(shù)為_(kāi)_2 017.9_kW·h。
b．“220 V”表示這個(gè)電能表應(yīng)該在220 V的電路中使用。
c．“10(20)A”表示這個(gè)電能表的標(biāo)定電流為_(kāi)10__A，額定最大電流為_(kāi)20__A。
d．“600 revs/(kW·h)”表示接在這個(gè)電能表上的用電器每消耗__1__kW·h的電能時(shí)，電能表上的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)_600_轉(zhuǎn)。
e．“50 Hz”表示這個(gè)電能表在頻率為50 Hz的交流電路中使用。
f．若每度電的價(jià)格為0.5元，月末的示數(shù)為 2462.5 ，則本月電費(fèi)應(yīng)為_(kāi)222.3_元。
二、電功率
1．電功率
(1)概念：電流在_單位時(shí)間_內(nèi)做的功。電功率用字母P表示。
(2)物理意義：表示電流做功的__快慢__。
(3)單位：__瓦特__，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)為W。
(4)單位換算：1千瓦(kW)＝_1000__瓦(W)。
(5)大小：電功率大小等于電功與時(shí)間之比。
(6)公式：P＝ W/t
(7)推導(dǎo)式：
a．P＝_UI_，即用電器所消耗的電功率等于用電器兩端的電壓與通過(guò)用電器電流的乘積。
b．根據(jù)歐姆定律I＝ U/R 可推導(dǎo)出：P＝I2R；P＝__U2/R__。
2．額定電壓與額定功率
額定電壓 用電器正常工作的電壓值
額定電流 用電器正常工作的電流值
額定功率 用電器在_額定電流_或__額定電壓_下工作時(shí)所對(duì)應(yīng)的功率
實(shí)際功率 用電器在_實(shí)際電壓_下工作時(shí)所對(duì)應(yīng)的功率
U實(shí)＝U額 P實(shí)_=_P額，用電器正常工作(如：燈泡正常發(fā)光)
U實(shí)>U額 P實(shí)_>__P額，用電器不能正常工作(如：燈 泡超常亮)，有時(shí)會(huì)損壞用電器
U實(shí)三、實(shí)驗(yàn)：測(cè)定小燈泡的功率
1．器材[電源(兩節(jié)干電池)、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、小燈泡(額定電壓2.5 V ；電阻約為10 Ω)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器(“5 Ω　1 A”、“10 Ω　0.2 A”)]
2．實(shí)驗(yàn)原理：___P=UI____
3．請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)原理畫(huà)出對(duì)應(yīng)的電路圖(連接下列實(shí)驗(yàn)物圖)
4．根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖(連接下列實(shí)物圖)
(1)連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于_斷開(kāi)_狀態(tài)；
(2)電流表所選的量程為_(kāi)__0~0.6A___；
(3)電壓表所選的量程為_(kāi)_0~3V___；
(4)滑動(dòng)變阻器所選的規(guī)格為_(kāi)__“5 Ω　1 A”__；
(5)電路連接完成后，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到___B__(選填“A”或“B”)端。
5．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
(1)如圖是第7組實(shí)驗(yàn)中，兩電表的讀數(shù)，請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：
數(shù)據(jù)序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7
發(fā)光情況 熄滅 熄滅 微亮 較暗 不很亮 較亮 明亮
電壓U/V 0.1 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1
電流I/A 0.10 0.32 0.38 0.42 0.48 0.52
(2)在1、2次實(shí)驗(yàn)中，燈泡不發(fā)光，但電流表和電壓表均有示數(shù)，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因是____滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值過(guò)大，總電流較小__________；
(3)由表格數(shù)據(jù)可知，小燈泡的額定功率為_(kāi)_1.4__W，此時(shí)小燈泡的電阻為_(kāi)_4.5__Ω(保留一位小數(shù))。
(4)請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪制小燈泡的U－I圖像
(5)根據(jù)圖像可知，小燈泡的I－U圖像是一條曲線，其原因是____小燈泡電阻隨溫度升高而變大___；
(6)將小燈泡與一個(gè)阻值為10 Ω的電阻串聯(lián)在6.5 V的電路中時(shí)，此時(shí)小燈泡兩端的實(shí)際電壓為_(kāi)_1.7____V。
6．交流分析
(1)連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，無(wú)論怎樣移動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡都不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則故障原因可能是小燈泡__斷路__(選填“短路”或“斷路”)
(2)若電路連接正確，電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器均可正常使用，在實(shí)驗(yàn)中閉合開(kāi)關(guān)后無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，燈泡始終不能正常發(fā)光，且電壓表示數(shù)始終達(dá)不到燈泡的額定電壓，則可能的原因是_電源電壓太小___，改變這種現(xiàn)象可以采取的相應(yīng)措施是__更換電源_。
(3)本次實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是
①___保護(hù)電路__；②____改變電阻__。
(4)本次實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量的目的是___為了測(cè)量不同電壓下小燈泡的實(shí)際功率____。
(5)實(shí)驗(yàn)中_不能__(選填“能”或“不能”)對(duì)所測(cè)燈泡的電功率求平均值，原因是__________不同電壓下，小燈泡的電功率不同，小燈泡的實(shí)際功率是不斷變化的，因此求功率的平均值沒(méi)有意義________。
四、電流的熱效應(yīng)
1．電流的熱效應(yīng)
(1)概念：電流通過(guò)各種導(dǎo)體時(shí)，會(huì)使導(dǎo)體的溫度__升高_(dá)_的現(xiàn)象。
(2)實(shí)質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_內(nèi)能__的過(guò)程。
2．焦耳定律
(1)內(nèi)容：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。
(2)公式：Q＝__I2Rt_(其中Q表示熱量，單位為J；t表示時(shí)間，單位為s)。
(3)影響因素：
a．電流、通電時(shí)間相同時(shí)，電阻_越大__，產(chǎn)生的熱量越多；
b．電阻、通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，產(chǎn)生的熱量__越大__。
3．電熱器
(1)原理：利用電流的_熱效應(yīng)_工作。
(2)主要組成部分：發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上制成的。
(3)應(yīng)用：電熨斗、電吹風(fēng)機(jī)、電熱毯、電熱壺、電飯煲等。
五、實(shí)驗(yàn)：探究導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與電流、電阻的關(guān)系
1．實(shí)驗(yàn)器材(U形管、電阻絲、密閉容器、秒表、煤油等)
2．實(shí)驗(yàn)裝置
(1)被加熱的材料選用煤油或空氣，因?yàn)槠鋉比熱容_小，可以使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯；
(2)要求被加熱物質(zhì)的種類、質(zhì)量、初溫均相同；
(3)轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用(利用U形管中__液面差__變化來(lái)反映電阻絲產(chǎn)熱的多少)。
3．要點(diǎn)探究(控制變量法)
(1)探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系(控制通過(guò)電熱絲的電流和通電時(shí)間相同，選擇兩個(gè)電阻不同的電阻絲；電阻越__大_，產(chǎn)生的電熱越多)；
(2)探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系(控制電熱絲阻值和通電時(shí)間相同，改變通過(guò)兩電熱絲的電流大小；電流越__大__，產(chǎn)生的熱量越多)；
(3)探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的關(guān)系(控制電熱絲的阻值和通電電熱絲的阻值相同，改變通電時(shí)間的長(zhǎng)短；時(shí)間越____長(zhǎng)__，產(chǎn)生的電熱越多)。
4．交流與分析
(1)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)U形管兩側(cè)液面高度不變，存在的原因可能是電路存在斷路故障；
(2)兩電阻絲串聯(lián)的目的是保證通過(guò)兩電阻絲的__電流和通電時(shí)間__相等；
(3)多次測(cè)量時(shí)的注意事項(xiàng)：
①每次測(cè)量完成后應(yīng)斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)(使U形管內(nèi)液體冷卻；避免浪費(fèi)電能)；
②測(cè)量完成后打開(kāi)U形管盒蓋上的通氣孔(加快液體冷卻的速度)；
③每次開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)均保持U形管內(nèi)液面高度差為0(使每次實(shí)驗(yàn)時(shí)液體的初溫相同，便于比較各次實(shí)驗(yàn)時(shí)電阻絲產(chǎn)生熱量的多少)。
知識(shí)點(diǎn)1：動(dòng)態(tài)電路分析(涉及電功率)
例1：如圖甲所示，A、B分別為小燈泡L（額定電壓未知）和定值電阻R的U﹣I圖象，小燈泡和定值電阻連接情況如圖乙所示，測(cè)得電路的總功率為2.4W，下列說(shuō)法正確的是---（　　）
A．小燈泡的電阻隨溫度的升高而減小
B．小燈泡的額定電壓一定為8V
C．定值電阻的電功率為1.8W
D．小燈泡的實(shí)際功率為1.6W
解析:通過(guò)定值電阻R的電流與電壓成正比，圖象為過(guò)原點(diǎn)的直線，故B為定值的圖象，A為燈的圖象，（1）由圖知，通過(guò)燈的電流隨燈泡兩端的電壓增大而變大，根據(jù)P=UI，燈的功率變大，燈絲溫度升高，燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，A錯(cuò)誤；（2）根據(jù)并聯(lián)電路各支路電壓相等，并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和，只有當(dāng)電源電壓U=4V，通過(guò)定值電阻的電流為IR=0.2A，通過(guò)燈的電流為IL=0.4A，總電流為：I=IR+IL=0.2A+0.4A=0.6A，電路的總功率：P=UI=4V×0.6A=2.4W，與電路的總功率為2.4W相等，故可判斷此時(shí)電源電壓為4V；此時(shí)定值電阻的功率：PR=UIR=4V×0.2A=0.8W，此時(shí)燈的功率：PL=UIL=4V×0.4A=1.6W，C錯(cuò)誤，D正確；（3）因本題中沒(méi)有說(shuō)明燈是否正常發(fā)光，無(wú)法判斷燈的額定電壓一定是多少，B錯(cuò)誤,選D。
答案:D
◆變式訓(xùn)練
1. 如圖是一種輸液時(shí)所用報(bào)警電路：電源電壓恒定，R為定值電阻，閉合開(kāi)關(guān)S，貼在針口處的傳感器M接觸到從針口處漏出的藥液后，其電阻RM發(fā)生變化，導(dǎo)致的示數(shù)增大而觸發(fā)警報(bào)器(圖中未畫(huà)出)報(bào)警，則M接觸藥液后---(　　)
A. M的電阻RM變大
B. 電路消耗的總功率變大
C. 與的示數(shù)乘積不變
D. 與的示數(shù)之比變大
解析:M接觸藥液后，示數(shù)變大，根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知，此時(shí)RM變小，故A錯(cuò)誤；根據(jù)P＝可知，電路總電壓不變，總電阻變小，總功率變大，故B正確；與的示數(shù)乘積代表的是R的電功率，因?yàn)榭傠娮枳冃。娏髯兇螅鳵的阻值不變，由P＝I2R得R的功率變大，即兩電表示數(shù)乘積變大，故C錯(cuò)誤；與的之比代表的是R的電阻，R的電阻是不變的，所以該比值不變，故D錯(cuò)誤。故選B。
答案:B
知識(shí)點(diǎn)2：電功、電功率的相關(guān)計(jì)算
類型一　銘牌類
例2：“勝哥”家2月底電能表的示數(shù)如圖甲所示，3月底表盤(pán)示數(shù)如圖乙所示，由圖可知“勝哥”家3月份用電器消耗的電能為　 　kW h；他家現(xiàn)在已經(jīng)接入用電器的總功率為3600W，則最多還可以連接　 　W的用電器同時(shí)工作。將銘牌已模糊的飲水機(jī)單獨(dú)接在該電能表上正常工作3min，電能表指示燈閃爍了160次，則飲水機(jī)的額定功率是　 W。
解析:（1）由圖知，“勝哥”家3月份用電器消耗的電能為：W=6768.2kW h﹣6628.2kW h=140kW h；
（2）由電能表的參數(shù)可知，工作電壓為U=220V，允許工作的最大電流為I=30A，
電能表允許用電器工作的最大總功率：P大=UI=220V×30A=6600W，
已知“勝哥”家現(xiàn)在已經(jīng)接入用電器的總功率為3600W，
則最多還可以同時(shí)連接用電器的功率為6600W﹣3600W=3000W；
（3）3200imp/kW h表示每消耗1kW h的電能，電能表的指示燈閃爍3200次，
則電能表指示燈閃爍160次時(shí)，飲水機(jī)消耗的電能：W=kW h=0.05kW h，
飲水機(jī)的實(shí)際功率：P== =1kW=1000W。
因?yàn)轱嬎畽C(jī)正常工作，所以飲水機(jī)的實(shí)際功率等于額定功率，則飲水機(jī)的額定功率是1000W。
答案:140；3000；1000。
◆變式訓(xùn)練
1.小科家電能表本月初的示數(shù)為 本月底的示數(shù)如圖所示，小科家本月消耗的電能為_(kāi)_______ kW·h，如果按 0.5 元/(kW·h)的電價(jià)計(jì)費(fèi)，本月應(yīng)付電費(fèi)______元，該電能表的參數(shù)表明，小科家能同時(shí)使用的用電器總功率不得超過(guò)________ W。
解析:(1)根據(jù)電能表的讀數(shù)方法，月底電能表的示數(shù)是09516，最后一位是小數(shù)，單位是kW·h，它的讀數(shù)為：951.6 kW·h。則本月用電度數(shù)為：W＝951.6 kW·h－821.6 kW·h＝ 130 kW·h；(2)應(yīng)交電費(fèi)130 kW·h×0.5 元/kW·h＝65元；(3)由電能表上的參數(shù)可知：工作電壓220 V，平時(shí)允許通過(guò)的最大電流10 A。則小科家同時(shí)使用的用電器最大功率：P＝UI＝220 V×10 A＝2 200 W。
答案:130　65　2 200
類型二　電動(dòng)機(jī)類
例3：如圖為某型號(hào)玩具電動(dòng)機(jī)的工作電路圖。電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有“6 V　6 W，線圈電阻2 Ω”字樣。當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合的瞬間，電動(dòng)機(jī)尚未轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流稱為啟動(dòng)電流。為了保護(hù)電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)電流不得超過(guò) 2 A。求：
(1)啟動(dòng)時(shí)，變阻箱R的阻值至少多大？
(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，再次調(diào)節(jié)變阻箱R，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。此時(shí)R消耗的電功率為多大？
解析:(1)依題意可知，啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)尚未轉(zhuǎn)動(dòng)，沒(méi)有對(duì)外輸出機(jī)械能，因此此時(shí)電路為純電阻電路，R總＝R＋RM，由歐姆定律得I＝＝＝＝2 A
解得R＝4 Ω
即啟動(dòng)時(shí)，變阻箱R的阻值至少為4 Ω
(2)由P＝UI可得，I額＝＝＝1 A，變阻箱R兩端的電壓UR＝U總－U額，則P額＝URI額＝(12 V－6 V)×1 A＝6 W
◆變式訓(xùn)練
1.小科通過(guò)微信公眾號(hào)“勝哥課程”學(xué)習(xí)了電動(dòng)機(jī)的相關(guān)知識(shí)后產(chǎn)生了濃厚的興趣。他研究了電動(dòng)車，發(fā)現(xiàn)它有行駛工作、蓄電池充電兩種狀態(tài)，局部電路圖如圖所示，斷開(kāi)S后，充電插口可以外接充電器對(duì)電池進(jìn)行充電，電動(dòng)自行車行駛過(guò)程中，其電動(dòng)機(jī)正常工作電壓為48V，此時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流為5A．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是0.5Ω.下列說(shuō)法正確的是---( )
A. 對(duì)蓄電池充電時(shí)，蓄電池相當(dāng)于電路中的用電器
B. 電動(dòng)自行車的電動(dòng)機(jī)是把電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
C. 電動(dòng)機(jī)正常工作lmin，電流通過(guò)線圓所產(chǎn)生的熱量為14400J
D. 電動(dòng)機(jī)正常工作1min，消耗的電能為14400J
解析:A. 對(duì)蓄電池充電時(shí)，蓄電池消耗電能，將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，所以相當(dāng)于電路中的用電器，故A正確；B. 電動(dòng)自行車的電動(dòng)機(jī)是把電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，不可能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，故B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)正常工作1min消耗的電能為W＝48V5A60s＝14400J,故C錯(cuò)誤，D正確。故答案為AD,
答案:AD
類型三　動(dòng)態(tài)電路類
例4：“勝哥”指導(dǎo)部分學(xué)生通過(guò)圖甲所示的電路進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究。
（1）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S3，閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，移動(dòng)滑動(dòng)阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)電壓表始終無(wú)示數(shù)，電流表有示數(shù)，其原因可能是　 　（填符號(hào)）
A．滑動(dòng)變阻器斷路 B．R斷路 C．R短路
（2）故障排除后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S3，閉合開(kāi)S1和S2，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出多組相應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)。甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪成如圖乙所示圖象。由圖象可知定值電阻R=　 　Ω；
（3）乙同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)分別計(jì)算出多個(gè)R的阻值并取平均值，其目的是為了　 　；
（4）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，閉合開(kāi)關(guān)S1和S3，通過(guò)多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測(cè)量燈L的電壓和電流，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪成如圖丙所示的圖象。若燈L的額定電壓為2.0V，則它的額定功率為　 W。
（5）由圖丙可看出燈絲的U﹣I圖象不是一條直線，原因是　 　。
解析:（1）A．若滑動(dòng)變阻器斷路，則整個(gè)電路斷路，兩表都沒(méi)有示數(shù)，不符合題意； B．若R斷路，則電流表沒(méi)有示數(shù)，電壓表與變阻器串聯(lián)，測(cè)電源電壓有示數(shù)，不符合題意；C．若R短路，則電壓表沒(méi)有示數(shù)，電流表有示數(shù)，符合題意；故選C；（2）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪成如圖乙所示的直線，由歐姆定律，由圖象可知定值電阻：R===10Ω；（3）乙同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)分別計(jì)算出多個(gè)R的阻值并取平均值，其目的是為減小誤差；（4）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪成如圖丙所示的圖象，當(dāng)燈L的額定電壓為2.0V，通過(guò)的電流為0.4A．則它的額定功率為 P=U′I′=2V×0.2A=0.8W。（5）因燈絲電阻會(huì)隨溫度而發(fā)生變化，不是一個(gè)定值，故燈絲的U﹣I圖象不是一條直線。
答案:（1）C；（2）10；（3）減小誤差；（4）0.8；（5）燈絲電阻會(huì)隨溫度而發(fā)生變化。
◆變式訓(xùn)練
1.如圖所示電路中，R1的阻值為4歐，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S2都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為3安；當(dāng)只閉合S2時(shí)，電流表示數(shù)為2安。下列說(shuō)法正確的是---(　　)
A. 電源電壓為6伏
B. R2的阻值為1歐
C. S1和S2都閉合時(shí)，R2消耗的功率為18瓦
D. 只閉合S2時(shí)，電路消耗的總功率為24瓦
解析:當(dāng)S1和S2都閉合時(shí)，R2被短路，即此時(shí)電路中只有R1，根據(jù)U＝IR，得電源電壓為U＝I1R1＝3 A×4 Ω＝12 V，即A不正確；當(dāng)只閉合S2時(shí)，電阻R1和R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，串聯(lián)電路中電流處處相等，總電阻為各電阻之和，即R2的電阻為R2＝－R1＝－4 Ω＝2 Ω，即B不正確；S1和S2都閉合時(shí)，R2被短路，即R2消耗的功率為0，即C不正確；當(dāng)只閉合S2時(shí)，電路中消耗的總功率為總電壓和總電流之積，即P＝UI＝12 V×2 A＝24 W，即D正確；故選D。
答案:D
類型四　動(dòng)態(tài)電路結(jié)合曲線類
例5：5.如圖甲所示的電路中，R0為定值電阻，在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R滑片的過(guò)程中，描繪出了如圖乙所示的滑動(dòng)變阻器消耗電功率與電流關(guān)系的圖像，以下計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤的是---(　　)
A. 滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率為3.6 W
B. 電源電壓為12 V
C. 滑動(dòng)變阻器最大阻值為100 Ω
D. R0的阻值為20 Ω
解析:R0與R串聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，由圖像可知，電路中最小電流為0.1 A，R的電功率為1.0 W，則滑動(dòng)變阻器的最大阻值為Rmax＝＝＝100 Ω，C正確；由圖像可知，當(dāng)電路中的電流為0.2 A時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電功率為1.6 W，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為R ′＝＝＝40 Ω，則電源電壓為U＝0.2 A×(R0＋40 Ω)……①，當(dāng)電路中的電流為0.1 A時(shí)，電源電壓為U＝0.1 A×(R0＋100 Ω)……②，聯(lián)立①、②兩式可得，R0＝20 Ω，電源電壓U＝12 V，B、D正確；滑動(dòng)變阻器消耗的功率為P ′＝I′2R＝()2R＝＝，所以當(dāng)R＝R0＝20 Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，滑動(dòng)變阻器的最大功率為Pmax＝＝＝1.8 W，A錯(cuò)誤；故選A。
答案:A
◆變式訓(xùn)練
1. 伏安法測(cè)量額定電壓為2伏的小燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)時(shí)按甲圖連接電路，電源電壓為3伏，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，讀出電壓表和電流表示數(shù)并繪制成I－U的圖像如圖乙。
(1)根據(jù)乙圖中數(shù)據(jù)，計(jì)算小燈泡的額定功率。
(2)當(dāng)小燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為多大？
(3)從乙圖可知通電燈絲的電阻不恒定，實(shí)驗(yàn)中影響燈絲電阻變化的因素是______________。
解析:(1)在額定電壓下用電器的功率為額定功率。由于小燈泡的額定電壓為2 V，由圖像可知小燈泡兩端電壓為2 V時(shí)電流為0.5 A，由P＝UI求出額定功率為1 W；(2)當(dāng)小燈泡正常工作時(shí)它兩端的電壓為2 V，電源電壓為3 V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系可知滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為1 V，串聯(lián)電路中的電流處處相等為0.5 A，由歐姆定律可求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電阻為2 Ω；(3)由圖像可知燈絲的電阻不是定值，是因?yàn)楫?dāng)燈泡兩端的電壓變大時(shí)，燈泡的實(shí)際功率變大，燈泡燈絲的溫度升高，電阻變大，燈絲的溫度影響了電阻的大小。
答案:(1)根據(jù)圖乙可知UL＝2 V時(shí)，IL＝0.5 A，所以小燈泡的額定功率P＝ULIL＝2 V×0.5 A＝1 W
(2)小燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓UR＝U－UL＝3 V－2 V＝1 V，IR＝IL＝0.5 A，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R＝＝＝2 Ω
(3)溫度(其余答案不給分)
類型五　多檔位電器類
××牌電烤箱
額定電壓 220 V
額定功率 高溫?fù)?1 100 W
低溫?fù)?440 W
頻率 50 Hz
例6：下表為某電烤箱銘牌，如圖虛線框內(nèi)所示是其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖，R1和R2均為電熱絲。
求：(1)電烤箱在高溫?fù)豕ぷ?0分鐘所消耗的電能；
(2)電路中R2的阻值；
(3)若在電路中加一個(gè)“限高溫開(kāi)關(guān)”，當(dāng)電烤箱超過(guò)一定溫度時(shí)能自動(dòng)斷開(kāi)電路。該開(kāi)關(guān)最好安裝在A、B、C中的__________點(diǎn)處。
解析:(3)“限高溫開(kāi)關(guān)”的作用是當(dāng)電烤箱超過(guò)一定溫度時(shí)能自動(dòng)斷開(kāi)電路，故將其接在火線上，在溫度過(guò)高時(shí)，切斷火線，即開(kāi)關(guān)應(yīng)接在B處。
答案:(1)由P＝可得W＝Pt＝1 100 W×10×60 s＝6.6×105 J
(2)高溫?fù)鯐r(shí)，R1＝＝＝44 Ω
低溫?fù)鯐r(shí)，R總＝＝＝110 Ω
則R2＝R總－R1＝110 Ω－44 Ω＝66 Ω
(3)B　
◆變式訓(xùn)練
電壓力鍋的銘牌
額定電壓 220伏
加熱功率 1 000瓦
保溫功率 100瓦
氣壓設(shè)定值 175千帕
1.電方便了我們的生活，高壓鍋煮食物快捷節(jié)能，兩者結(jié)合制造的電壓力鍋結(jié)合了各自的優(yōu)點(diǎn)。圖甲是某品牌電壓力鍋的簡(jiǎn)化電路圖，R1為加熱電阻，R2為保溫電阻，S1為電源開(kāi)關(guān)，S2為壓力開(kāi)關(guān)。加熱時(shí)S2與觸點(diǎn)a接通，R1工作；保溫時(shí)S2與觸點(diǎn)b接通，R2工作。電壓力鍋的其他參數(shù)見(jiàn)銘牌。
(1)當(dāng)電壓力鍋內(nèi)的氣壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)水沸騰。此時(shí)，水的溫度________100 ℃(選填“＞”、“＝”或 “＜”)。
(2)計(jì)算保溫電阻R2的阻值。
(3)圖乙表示電壓力鍋工作時(shí)電功率與時(shí)間的關(guān)系。陰影部分面積表示____________，并列式計(jì)算它的大小。
解析:電壓力鍋氣壓的設(shè)定值為175 kPa，大于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓100 kPa，所以當(dāng)電壓力鍋內(nèi)的氣壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)水沸騰，水的溫度大于100 ℃。
解：(2)保溫時(shí)S2與觸點(diǎn)b接通，電路為只有R2的簡(jiǎn)單電路，由P＝可得，電阻R2的阻值：R2＝＝＝484 Ω
(3)電壓力鍋加熱10 min消耗的電能(電功)　W＝Pt＝1000 W×10×60 s＝6×105 J
答案:(1)＞
知識(shí)點(diǎn)3：測(cè)定小燈泡的電功率
例7：做“測(cè)定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，小科設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。已知電源電壓為3 V，小燈泡上標(biāo)有 “2.5 V　0.3 A”字樣，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“25 Ω　0.5 A”。
序號(hào) ① 電流(A) 功率(W) 燈泡亮度變化
1
2
3
(1)實(shí)驗(yàn)記錄表中①所在的方格內(nèi)應(yīng)補(bǔ)寫(xiě)的科學(xué)量是________。
(2)連接好電路后，小科將滑動(dòng)變阻器滑片P移到b端，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，為查找原因，他仔細(xì)檢查了電路中各元件的工作狀態(tài)，判斷出電路既不斷路，也不短路。小科做出這樣判斷的依據(jù)是__________________。
解析:(1)測(cè)定小燈泡的功率大小，需要知道燈泡兩端電壓值和通過(guò)燈泡的電流，因此①所在的方格為電壓(V)；(2)判斷電路是否短路或斷路，要觀察電壓表和電流表的示數(shù)，若電流表無(wú)示數(shù)，電壓表也無(wú)示數(shù)，即電路肯定斷路；若電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表無(wú)示數(shù)，電路也為斷路；若電壓表無(wú)示數(shù)，電流表有示數(shù)，說(shuō)明燈泡處短路；而電壓表和電流表都有穩(wěn)定示數(shù)，說(shuō)明電路既不短路也不斷路。
答案:(1)電壓(V)　(2)兩表均有示數(shù)(或電流表和電壓表均有示數(shù))
◆變式訓(xùn)練
1.測(cè)定額定電壓是2.5伏小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，電路如圖甲，電源電壓恒為4伏。
INCLUDEPICTURE"W814AB.TIF" 圖丙
(1)閉合開(kāi)關(guān)，電壓表指針如圖乙所示，此時(shí)小燈泡兩端電壓是________伏。
(2)圖丙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫(huà)出的小燈泡U－I曲線，由圖可知，小燈泡的額定功率是________瓦，小燈泡的電阻隨兩端電壓的增大而________。
(3)在某次調(diào)節(jié)中，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小了ΔR1，小燈泡電阻變化了ΔR2，則ΔR1____ΔR2(選填“大于”、“等于”或“小于”)，并說(shuō)明理由。________________________
解析:(1)電壓表使用的是0～3 V量程，每一小格表示0.1 V，所以電壓表的讀數(shù)UL＝5×0.1 V＝0.5 V；(2)由題圖丙可知，當(dāng)燈泡電壓為2.5 V時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流為 0.2 A，此時(shí)小燈泡的額定電功率為P＝UI＝2.5 V× 0.2 A＝0.5 W，圖像隨著電壓的增大變得越來(lái)越陡，說(shuō)明燈泡的電阻隨電壓的增大而增大。
答案: (1)0.5　(2)0.5　增大　(3)大于　因?yàn)殡娫措妷翰蛔儯?dāng)滑動(dòng)變阻器阻值減小ΔR1時(shí)，由圖像可知，電流I增加，總電阻R減小，變阻器阻值減小值需大于燈泡電阻的增大值，所以ΔR1大于ΔR2
知識(shí)點(diǎn)4：探究導(dǎo)體產(chǎn)熱多少與什么因素有關(guān)
例8：如圖是探究“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。通電前，A、B兩個(gè)U形管內(nèi)的液面相平，通電一定時(shí)間后，通過(guò)R1、R2的電流分別為I1、I2。則---(　　)
A. I1＝I2，A管中的液面較低 B. I1＝I2，A管中的液面較高
C. I1>I2，A管中的液面較低 D. I1>I2，A管中的液面較高
解析:電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與電流、導(dǎo)體電阻和通電時(shí)間有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)比較A、B管中液面高度來(lái)反映電流產(chǎn)生熱量的多少。根據(jù)串、并聯(lián)電路中電流特點(diǎn)可得，通過(guò)R1的電流I1等于通過(guò)R2的電流I2和外接電阻的電流之和，即I1大于I2；由于R1和R2的阻值相等、通電時(shí)間也相同，所以電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量更多，空氣膨脹的更大，A管中液面更高。故選D。
答案:D
◆變式訓(xùn)練
1. 小科通過(guò)微信公眾號(hào)“勝哥課程”學(xué)習(xí)了電流的熱效應(yīng)的課程后，準(zhǔn)備做下實(shí)驗(yàn)以鞏固所學(xué)的知識(shí)。小科為探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟電阻的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如下電路圖，其中正確的是---(　　)
解析:電熱的多少與電流的大小、電阻的大小和通電時(shí)間有關(guān)，所以若想探究電熱與電阻的關(guān)系，即需要讓電流相同、通電時(shí)間相同，電阻不同，即將兩個(gè)不同的電阻串聯(lián)即可。故選B。
答案:B
2.小科看到“勝哥”利用圖甲裝置探究電流熱效應(yīng)的影響因素的科學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
電流大小 燒瓶玻璃管內(nèi)液面的變化高度
A燒瓶(RA＝10歐) B燒瓶(RB＝20歐)
I Δh1 Δh2
2I Δh3 Δh4
①“勝哥”將阻值為10歐和20歐的電阻絲分別置于A、B兩個(gè)盛滿煤油的燒瓶中，按圖甲所示連接電路。
②“勝哥”閉合開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移至某一位置，記錄此時(shí)電流表的讀數(shù)I，通電一段時(shí)間，記錄A、B燒瓶的玻璃管內(nèi)液面的變化高度分別為Δh1、Δh2。
③“勝哥”斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④“勝哥”閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表的讀數(shù)為2I。當(dāng)通電時(shí)間與步驟②相同時(shí)，記錄A、B燒瓶的玻璃管內(nèi)液面的變化高度分別為Δh3、Δh4，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。
(1)步驟②中的電流表示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)電流為_(kāi)_______安。
(2)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)設(shè)計(jì)串聯(lián)電路來(lái)研究電阻對(duì)電流產(chǎn)生熱量的影響，可以控制哪些變量相同？________________________________________________________。
(3)小科認(rèn)為：只要選擇“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四個(gè)量中的某兩個(gè)量進(jìn)行比較，就能說(shuō)明“對(duì)電流產(chǎn)生熱量多少的影響，電流比電阻更大”，請(qǐng)比較這兩個(gè)量的大小關(guān)系：__________。
解析: (1)題圖乙中電流表的量程是“0～0.6 A”，對(duì)應(yīng)的分度值為0.02 A，示數(shù)為0.24 A；(2)電流產(chǎn)生的熱量與電流的大小、通電時(shí)間和電阻的大小都有關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中把兩個(gè)電阻串聯(lián)，故控制電流大小和通電時(shí)間相同；(3)要比較電流和電阻對(duì)電流產(chǎn)生熱量的影響哪個(gè)更大，則應(yīng)控制兩個(gè)電阻的阻值和電流增大的倍數(shù)相同，所以應(yīng)選擇Δh2和Δh3進(jìn)行比較，根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt可知，電熱跟電阻成正比，跟電流的平方成正比，故電流對(duì)電阻絲產(chǎn)生熱量的影響較大，因此Δh3＞Δh2。
答案:(1)0.24　(2)電流和通電時(shí)間　(3)Δh3＞Δh2
1.小科通過(guò)微信公眾號(hào)“勝哥課程”學(xué)習(xí)了電學(xué)的知識(shí)后馬上進(jìn)行了電學(xué)實(shí)驗(yàn)。小科連接了如圖所示的電路，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，則---(　　)
A. R1的電功率一定減小
B. R2的電功率一定增大
C. 電流表的示數(shù)增大
D. 電壓表的示數(shù)減小
解析:由電路圖可知，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻變大，電路的總電阻變大；由I＝得，電路中的電流變小，所以電流表的示數(shù)變小，C錯(cuò)誤；由U＝IR1可知，定值電阻兩端的電壓變小，因?yàn)榇?lián)電路總電壓等于各分電壓之和，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)增大，D錯(cuò)誤；由P＝UI得定值電阻R1消耗的電功率變小，故A正確；滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的阻值等于定值電阻R1的阻值時(shí)，滑動(dòng)變阻器R2消耗的功率最大，所以滑動(dòng)阻器R2的電功率是先變大后減小，B錯(cuò)誤；故選A。
答案:A
2.把滑動(dòng)變阻器R和定值電阻R1連接成如圖電路，變阻器最大電阻R＝2R1。閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，下列敘述正確的是(　　)
A. 電路總功率逐漸減小
B. 變阻器的功率逐漸減小
C. 變阻器滑片在左端與右端時(shí)的電路總功率之比為9∶1
D. 電阻R1的功率與電路總功率的比值逐漸增加
解析:由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，電路總電阻減小，電源電壓不變，由P＝可知，電路總功率增大，A錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值與定值電阻阻值相等時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，滑片向左移動(dòng)的過(guò)程中，變阻器消耗的功率先增大后減小，B錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器最大電阻R＝2R1，變阻器滑片在左端時(shí)，電路總電阻為R1，滑片在右端時(shí)電路總電阻為3R1，電源電壓U不變，由P＝可知，變阻器滑片在左端與右端時(shí)的電路總功率之比為3∶1，C錯(cuò)誤；兩電阻串聯(lián)，通過(guò)它們的電流I相等，電阻R1的功率與電路總功率的比值：＝＝，滑片向左移動(dòng)，電阻R1不變，R變小，則電阻R1的功率與電路總功率的比值逐漸增加，D正確；故選D。
答案:D
3. 小科通過(guò)微信公眾號(hào)“勝哥課程”學(xué)習(xí)了電流的熱效應(yīng)的課程后，想探究電流通過(guò)電阻時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)。他連接了如圖所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中兩個(gè)完全相同的燒瓶?jī)?nèi)分別裝有質(zhì)量相等、初溫均為25℃的煤油，阻值為5Ω和10Ω的電阻絲R1、R2．閉合開(kāi)關(guān)一段時(shí)間后，記錄此時(shí)兩個(gè)溫度計(jì)的示數(shù)。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是---（　　）
A．此實(shí)驗(yàn)探究的是熱量與電阻的關(guān)系
B．此實(shí)驗(yàn)探究的是熱量與電流的關(guān)系
C．此實(shí)驗(yàn)探究的是熱量與時(shí)間的關(guān)系
D．此實(shí)驗(yàn)中用溫度計(jì)示數(shù)變化的大小反映產(chǎn)生熱量的多少
解析:由圖可知，兩電阻絲串聯(lián)，則通過(guò)兩電阻絲的電流和通電時(shí)間是相同的，電阻不同，所以探究的是熱量與電阻的關(guān)系，A正確，BC錯(cuò)誤；電流通過(guò)電阻絲做功，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生的熱量被煤油吸收，煤油吸收熱量、溫度升高，所以，本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)溫度計(jì)的示數(shù)變化反映電流產(chǎn)生的熱量多少，D正確,選AD。
答案:AD
4.如圖所示，從甲地通過(guò)兩條輸電線向乙地用戶供電，若甲地電源電壓恒為U，輸電線的總電阻為r，當(dāng)乙地用戶用電時(shí)，下列說(shuō)法正確的是---(　　)
A. 用戶使用的用電器兩端電壓為U
B. 輸電線上消耗的電功率為
C. 當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí)，用電器兩端的電壓升高
D. 當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí)，輸電線上因發(fā)熱而損失的功率增大
解析:乙地用戶的用電器與輸電線串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)，乙地用戶用電器上的電壓小于甲提供的電壓，A錯(cuò)誤；輸電線分擔(dān)的電壓小于U，因此輸電線上消耗的電功率小于，B錯(cuò)誤；當(dāng)乙地用戶用電器增多時(shí)，消耗的總功率增大，干路中的電流變大，根據(jù)U＝IR可知輸電線兩端的電壓變大，則用戶用電器上的電壓減小，C錯(cuò)誤；由于輸電線上的電流增大，根據(jù)P＝I2R可知，輸電線上損失的功率增大，D正確。
答案:D
5.標(biāo)有“6 V　1.5 W”的小燈泡，通過(guò)它的電流隨兩端電壓變化的關(guān)系如圖所示。當(dāng)“勝哥”把這樣的三只燈泡串聯(lián)起來(lái)，接在12 V的電源兩端，燈泡的電阻和實(shí)際功率約為---(　　)
A. 24 Ω　0.67 W
B. 20 Ω　0.96 W
C. 24 Ω　0.96 W
D. 20 Ω　0.8 W
解析:因?yàn)槿粺襞荽?lián)且規(guī)格相同，所以它們的電流和電阻都相同，即這三只燈泡兩端分得的電壓都相同，當(dāng)三只燈泡串聯(lián)接在12 V的電源兩端時(shí)，每只燈泡兩端的電壓都為U＝4 V；由圖像可知，當(dāng)U＝4 V時(shí)，I＝0.2 A，則小燈泡的電阻：R＝＝＝20 Ω，小燈泡的實(shí)際電功率：P＝UI＝4 V×0.2 A＝0.8 W。故選D。
答案:D
6.如圖是一個(gè)油量表的示意圖，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20 Ω　1 A”。閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)浮球最低時(shí)滑片P滑到a端，電流表示數(shù)為0.3 A；當(dāng)浮球最高時(shí)滑片P滑到b端，電流表示數(shù)為0.5 A，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是---(　　)
A. 電阻R1的阻值為30 Ω
B. 電源電壓為15 V
C. 在加滿油后，1 min內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量為450 J
D. 電阻R1最小功率為7.5 W
解析:當(dāng)P位于a端時(shí)，R2全部連入電路，I 1＝0.3 A，R 2＝20 Ω，I1(R1＋R2)＝U ①，當(dāng)滑片滑到b端時(shí)，R2為零，此時(shí)I2＝0.5 A，I2R1＝U ②，聯(lián)立①②得：R1＝30 Ω，U＝15 V，所以A、B正確；加滿油后，滑片移至b端，1 min內(nèi)R1產(chǎn)生的熱量Q＝I22R1t＝(0.5 A)2×30 Ω×60 s＝450 J，C正確；當(dāng)滑片位于a端時(shí)，電路中的電流最小，R1消耗的功率最小，最小值P小＝I12R1＝(0.3 A)2×30 Ω＝2.7 W，D錯(cuò)誤。故選D。
答案:D
7. 智能手機(jī)耗電量大，移動(dòng)充電寶應(yīng)運(yùn)而生。移動(dòng)充電寶就是一個(gè)可充電的鋰聚合物電池。某品牌移動(dòng)充電寶部分相關(guān)參數(shù)如表格。該充電寶的輸出功率為_(kāi)_______瓦。表中有明顯不符合科學(xué)規(guī)范之處，請(qǐng)加以改正：________________。
解析:由移動(dòng)充電寶參數(shù)表可知，其輸出電壓為5 V，輸出電流為800 mA＝0.8 A，充電寶輸出功率：P＝UI＝5 V×0.8 A＝4 W；題表數(shù)據(jù)中充電寶質(zhì)量為145 g，不是重量為 145 g。
答案:4　將重量改為質(zhì)量
8.如圖，燈泡L上標(biāo)有“6V 3W“字樣，電源電壓6V且保持不變，定值電阻R=80Ω（不計(jì)燈絲電阻的變化）。只閉合S1和S3，電阻R在100s產(chǎn)生的熱量是　 　J，電路在工作狀態(tài)下，整個(gè)電路消耗的最小功率是　 　W。
解析:（1）由P=UI可得，I額===0.5A，
由I=可得燈泡L的電阻值RL===12Ω；
（2）只閉合S1和S3，電阻R與燈泡并聯(lián)，電阻R兩端的電壓為電源電壓6V，
電阻R在100s產(chǎn)生的熱量：
Q=W=t=100s=450J；
（3）閉合開(kāi)關(guān)S2，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1、S3，電阻R和燈泡L串聯(lián)，使其接入電路的阻值最大，則整個(gè)電路消耗的電功率最小。
最小電功率：P最小===1.8W。
答案:450；1.8。
9.如圖甲所示電路，電源電壓恒定，R0為定值電阻，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從一端移到另一端的過(guò)程中，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的關(guān)系如圖乙所示，則定值電阻R0的阻值為　 　Ω；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值分別為R和R時(shí)，電路消耗的總功率為P1、P2，則P1：P2=　 　。
解析:由圖甲可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路中的電流最大，
由圖乙可知I1=0.3A，
由I=可得，電源的電壓：U=I1R0=0.3A×R0，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，
由圖乙可知，I2=0.1A，U2=8V，
則滑動(dòng)變阻器的最大阻值：R===80Ω，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：U=I2R0+U2=0.1A×R0+2V，
因電源的電壓不變，所以，0.3A×R0=0.1A×R0+8V，
解得：R0=40Ω，
電源的電壓：U=0.3A×R0=0.3A×40Ω=12V；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值為R=×80Ω=20Ω時(shí)，
電路中的電流：I===0.2A；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值為R=80Ω時(shí)，
電路中的電流：I'===0.1A；
根據(jù)P=UI可知，電路消耗的總功率之比為：
P1：P2=UI：UI'=I：I'=0.2A：0.1A=2：1。
答案:40；2：1。
10. 小科準(zhǔn)備參加科創(chuàng)比賽，在“勝哥”指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了如圖甲所示的汽車轉(zhuǎn)向指示燈電路模型。接通相應(yīng)指示燈后，該指示燈會(huì)亮、暗(微弱發(fā)光)交替閃爍發(fā)光。電路中電源電壓恒為6伏，指示燈規(guī)格為“6 V　3 W”，R0為定值電阻，電磁鐵線圈及銜鐵的阻值忽略不計(jì)。
(1)若讓左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)指示燈同時(shí)工作，轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)應(yīng)與觸點(diǎn)________(選填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”)接通。
(2)當(dāng)轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)與觸點(diǎn)“2和3”接通時(shí)，右轉(zhuǎn)指示燈兩端實(shí)際電壓變化規(guī)律如圖乙所示。已知當(dāng)右轉(zhuǎn)指示燈微弱發(fā)光時(shí)，其兩端實(shí)際電壓為Ux，消耗的實(shí)際功率為額定功率的 。求：
①右轉(zhuǎn)指示燈閃爍交替工作30秒消耗的電能。
②定值電阻R0的阻值(指示燈的電阻不變)。
解析:據(jù)圖可知，若想使得兩個(gè)指示燈都工作，應(yīng)該讓兩個(gè)指示燈同時(shí)接入電路，故應(yīng)將開(kāi)關(guān)與觸點(diǎn)3和4接通。
解：(2)①燈泡發(fā)出微弱光時(shí)的功率是：P′＝P＝×3 W＝0.12 W；依據(jù)圖乙可知，每1.5 s的時(shí)間段內(nèi)，指示燈以 3 W工作的時(shí)間是0.5 s，以0.12 W工作的時(shí)間是1 s，故指示燈工作 30 s，以3 W功率工作的時(shí)間是t1＝×0.5 s＝10 s，則以 0.12 W 工作的時(shí)間是t2＝30 s－10 s＝20 s；故以3 W功率消耗的電能是W1＝Pt1＝3 W×10 s＝30 J；以 0.12 W功率消耗的電能是W2＝P′t2＝0.12 W×20 s＝2.4 J；故總共消耗的電能是：W＝W1＋W2＝30 J＋2.4 J＝32.4 J
②燈泡的電阻是R＝＝＝12 Ω
當(dāng)指示燈消耗的功率為0.12 W時(shí)，右轉(zhuǎn)指示燈與R0串聯(lián)，據(jù)P＝I2R可知，I＝0.1 A
故此時(shí)燈泡的電壓是：U燈＝IR＝0.1 A×12 Ω＝1.2 V
所以定值電阻的電壓是：U′＝6 V－1.2 V＝4.8 V
故定值電阻的阻值是：R0＝＝＝48 Ω
答案:(1)3和4
1. (2021 紹興)以可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ),通過(guò)推理得出結(jié)論的研究方法稱為科學(xué)推理法。下列結(jié)論通過(guò)這種方法得出的是---( )
A.①電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)
B.②可燃物燃燒需要溫度達(dá)到著火點(diǎn)
C.③葉片的下表面一般氣孔數(shù)目較多
D.④牛頓第一定律
解析: “理想實(shí)驗(yàn)” 雖然也叫做“實(shí)驗(yàn)”, 但它同前面所說(shuō)的真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是有原則區(qū)別的,實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐的活動(dòng)，而“理想實(shí)驗(yàn)”則是一種思維的活動(dòng) ;前者是可以將設(shè)計(jì)通過(guò)物化過(guò)程而實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn),后者則是由人們?cè)诔橄笏季S中設(shè)想出來(lái)而實(shí)際上無(wú)法做到的“實(shí)驗(yàn)”
A.①實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證焦耳定律的影響因素,采用了轉(zhuǎn)換法觀察實(shí)驗(yàn),可以直接得出電流的產(chǎn)熱與電阻有關(guān);故A錯(cuò)誤;
B.②是驗(yàn)證可燃物燃燒的條件,可以直接得出可燃物燃燒需要溫度達(dá)到著火點(diǎn);故B錯(cuò)誤;
C.③對(duì)比兩邊的氣泡數(shù)量的多少,可以得出葉片的下表面氣孔比上表面氣孔多;故C錯(cuò)誤;
D.④牛頓第一 定律的適用條件是理想狀態(tài)下的,實(shí)驗(yàn)不可能完成,采用的是推理的方式得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的;故D正確;故答案為: D。
答案: D
2. (2021 廣東)圖中,燈泡L1、L2分別標(biāo)有“6V 3W”“6V 6W”字樣,電源電壓不變,開(kāi)關(guān)S閉臺(tái).①只閉合S1，燈泡L1、L發(fā)光;②只閉臺(tái)S2，燈泡L2、L發(fā)光。燈泡L在②中比在①中(設(shè)燈絲電阻不變) ---( )
A.電功率較大,亮度較亮
B.電功率較小,亮度較暗
C.電功率相同,亮度相同
D.電功率較大,亮度較暗
解析:根據(jù)可知，當(dāng)額定電壓相同時(shí),電阻與額定功率成反比。
因?yàn)?W<6W ,
所以R1>R2;
只閉合S1 ,燈泡L1和L串聯(lián);只閉合S2，燈泡L2和L串聯(lián);
根據(jù)R總=R1+R可知,②中的總電阻小于①;
那么②中的總電流大于①;
根據(jù)P=I2R可知,燈泡L在②中的電功率較大,亮度較大。故選A。
答案: A
3. (2021濟(jì)寧)如圖所示,電源電壓保持不變,滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為20Ω,小燈泡的電阻R1=8Ω, R2A.10W B.15W C.25W D.30W
解析:由電路圖可知,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P置于b端時(shí),燈泡L和定值電阻R2、滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值串聯(lián),根據(jù)P=I2R可知,燈泡的實(shí)際功率為PL =I2RL=I2×8Ω=2W
解得:I=0.5A。根據(jù)串聯(lián)電路中總電阻等于各部分電阻之和，由I=可得,電源電壓為U=I(R1+RL+R2)
當(dāng)滑片P在a端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0 ,燈泡L與電阻R2串聯(lián),此時(shí)電路中的電流為
故選B。
答案: B
4.(2021武漢)在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變。只閉合開(kāi)關(guān)S1， 將滑動(dòng)變阻器的滑片P從最上端移動(dòng)到最下端的過(guò)程中,電壓表V2的示數(shù)最小值為3V ,電壓表V1與V2的示數(shù)之差變化了2V。閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，將滑片P從最下端移動(dòng)到最上端的過(guò)程中,電阻R3的最大功率為0.75W ,當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時(shí),電路總功率為P總，電壓表V1與V2的示數(shù)之比為1:2。P總為---( )
A.2W B.2.4W C.3W D.3.2W
解析:由圖可知，只閉合S1，R1. R2、 R3串聯(lián), V1測(cè)R2、R3兩端總電壓,滑片P在最上端時(shí), R2=0 , V2測(cè)R1兩端電壓,此時(shí)最小值為3V ,滑片P在最下端時(shí), V2測(cè)R1和R2阻值兩端電壓,電壓表V1示數(shù)不變,而電壓表V1與V2的示數(shù)之差變化了2V ,即V2示數(shù)變化了2V ,即R2兩端電壓為2V ,根據(jù)串聯(lián)分壓得：
答案:B
5. (2021株洲)如圖為某居民家的電能表銘牌。只開(kāi)啟該電能表所在電路中的某個(gè)用電器,測(cè)得6min內(nèi)輸出160個(gè)脈沖(imp) , 則這個(gè)用電器有可能是---( )
A.空調(diào)機(jī) B.電視機(jī) C.電冰箱 D.節(jié)能燈
解析: 通過(guò)電能表的表盤(pán)可以看出每消耗一度電，燈閃爍1600次,結(jié)合題目給出的燈閃爍的次數(shù)求解消耗的電能;結(jié)合消耗的電能和用電器工作的時(shí)間,利用公式P =W/t求解用電器的功率。
由表中數(shù)據(jù)可知,這段時(shí)間內(nèi)該用電器消耗的電能為
電視機(jī)和電冰箱的功率在100W左右,節(jié)能燈的功率在25W左右,空調(diào)機(jī)的功率接近1kW ,故這個(gè)用電器可能是空調(diào)機(jī)。
故答案為: A。
答案: A
6 . (2021 常德)某型號(hào)電飯煲有加熱和保溫功能,圖甲所示為其內(nèi)部電路原理圖,圖乙是該電飯煲工作時(shí)電功率與時(shí)間的關(guān)系圖像,關(guān)于電飯煲工作時(shí)下列說(shuō)法中正確的是---( )
A.開(kāi)關(guān)S接觸點(diǎn)2時(shí),電飯煲處于加熱狀態(tài)
B.開(kāi)關(guān)S接觸點(diǎn)1時(shí),電飯煲處于保溫狀態(tài)
C.電飯煲處于加熱狀態(tài)時(shí)的功率是800W
D.保溫狀態(tài)下電飯煲1min消耗200J的電能
解析: AB .總電壓保持不變,根據(jù)P＝可知,電路中的總電阻越大 ,發(fā)熱功率越小 ,因此開(kāi)關(guān)S接觸點(diǎn)1時(shí) ,電路中接入的電阻最小,電飯煲處于加熱狀態(tài);開(kāi)關(guān)S接觸點(diǎn)2時(shí),電路中接入的電阻最大,電飯煲處于保溫狀態(tài), AB不符合題意;
C.如圖乙所示,在0～10min內(nèi),飯煲處于加熱狀態(tài),功率為800W , C符合題意;
D.如圖乙所示,在10～20min內(nèi),飯煲處于保溫狀態(tài),功率為200W ,消耗的電能為W=Pt=200W×1×60s=1.2×104 ,D不符合題意。
答案: C
7. (2021 衢州)綠色生態(tài)理念要求人們注重環(huán)保節(jié)能，如圖是額定功率為5W的LED燈與60W的白熾燈，LED燈直接把電轉(zhuǎn)化為光，白熾燈由燈絲通電加熱發(fā)光，正常工作時(shí)，它們亮度相同。
(1)使用 燈照明更符合綠色生態(tài)理念。
(2)兩燈都正常工作時(shí)，相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)LED燈和白熾燈的電流所做的功之比為 。
解析: (1)根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的知識(shí)確定哪種燈泡更節(jié)能;(2)根據(jù)W= Pt計(jì)算電流通過(guò)燈泡的做功之比。
(1) LED燈將電能轉(zhuǎn)化為光能,而白熾燈將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能,可見(jiàn)LED燈更符合綠色生態(tài)理念。
( 2 )通過(guò)LED燈和白熾燈的電流所做的功之比
答案: (1)LED (2)1:12
8.某電熱器的簡(jiǎn)化電路如圖所示，可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)加熱和保溫功能。該電熱器額定電壓為220伏，R1=2000歐，R2=48.4歐。
(1)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至ac位置時(shí)，電阻R1和R2的連接方式是 。
(2)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至bd位置時(shí)，該電熱器可實(shí)現(xiàn) 功能，它的額定功率是 瓦。
解析: (1)如果用電器首尾相接,那么它們串聯(lián);如果用電器并排連接在兩點(diǎn)間,則它們?yōu)椴⒙?lián)。
(2 )根據(jù)公式P＝比較兩種狀態(tài)下電路總功率的大小,從而確定它們的工作狀態(tài),并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的功率。
(1)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至ac位置時(shí),電流依次經(jīng)過(guò)R1和R2，它們首尾相連,因此為串聯(lián)。
( )開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至bd位置時(shí),只有電阻R2工作,此時(shí)總電阻為R2。
根據(jù)公式P＝可知,因?yàn)镽串>R2，所以總功率P串則前者為保溫狀態(tài),后者為加熱狀態(tài)。
那么它的額定功率為:P熱= = 100W
答案: (1)串聯(lián) (2)加熱 100
9. (2021 臺(tái)州)圖甲是某簡(jiǎn)易吊裝機(jī)，其簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如圖乙所示。
(1)吊裝機(jī)工作時(shí)，頂端定滑輪的作用是 。
(2)吊裝機(jī)總重為1500牛，其重力作用線通過(guò)A點(diǎn)。結(jié)合乙圖數(shù)據(jù)計(jì)算，當(dāng)?shù)跹b機(jī)勻速吊起重物時(shí)，為防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物
(3)吊裝機(jī)在使用時(shí)，通常在一定位置壓上配重防止翻倒。將同一配重分別放在圖中D、E、F處時(shí)，能達(dá)到最佳防翻效果的是 。
(4)電動(dòng)機(jī)的額定功率是1200瓦，正常工作時(shí)消耗的電能有75%轉(zhuǎn)化為重物的機(jī)械能。當(dāng)?shù)跹b機(jī)配重足夠時(shí)，可在10秒內(nèi)使重物勻速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。
解析: (1)根據(jù)定滑輪的特點(diǎn)解答;
(2)當(dāng)所掛物體較重時(shí),吊裝機(jī)會(huì)向左繞B(C)點(diǎn)傾斜,此時(shí)可以把整個(gè)吊裝機(jī)看做一根杠桿。 B(C)點(diǎn)為支點(diǎn),動(dòng)力為所吊物體重，根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L 2列式計(jì)算即可。
(3)配重對(duì)杠桿施加阻力,且阻力和阻力臂的乘積越大,防翻效果越好,據(jù)此分析判斷;
(4)根據(jù)W=ηPt計(jì)算出計(jì)算出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能,再根據(jù)W=Gh計(jì)算機(jī)械能,二者的大小相等,據(jù)此列出方程計(jì)算即可。
(1)吊裝機(jī)工作時(shí),頂端定滑輪的作用是改變力的方向。
(2)設(shè)物體重為G ,動(dòng)力臂L1=1.25m ,阻力為吊裝機(jī)總重, F2=1500N ,阻力臂L2=1.5-1.25=0.25m.
根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到: GL1=F2L2，
G×1.25m=1500×0.25m
解得: G=300N。
(3)根據(jù)杠桿的平衡條件可知,所加配置為阻力,當(dāng)阻力臂越大的時(shí)候,吊裝機(jī)越不容易傾倒,故選F ;
(4)電機(jī)工作產(chǎn)生的機(jī)械能全部用來(lái)抬升物體，
所以W物=G物h=ηW電;
G物h=ηPt;
G物× 3m=75%×1200W×10s ; 代入數(shù)據(jù)即可解得: G物=3000N。
答案: (1)改變力的方向 (2)300N (3) F (4)3000N
10.（2021 麗水）智能家居帶給我們健康、舒適的生活，如智能馬桶(圖甲)。某品牌智能馬桶座圈的簡(jiǎn)易加熱電路如圖乙所示，電阻R1和R2是阻值恒定的電熱絲，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2；可接a或b，再通過(guò)開(kāi)關(guān)S1的通斷，實(shí)現(xiàn)“高、中、低"三種溫檔的調(diào)節(jié)，其中低溫檔的功率為20瓦，電阻R1為1210歐。
（1）座圈加熱時(shí)，把電能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2接a時(shí)，該座圈的電路相當(dāng)于下列選項(xiàng)中的________；
（3）1千瓦時(shí)的電能可供該座圈低溫檔工作多少小時(shí)？
（4）該座圈處于中溫檔工作時(shí)的電功率為多少？
解析：（1）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的知識(shí)解答；
（2）根據(jù)乙圖確定電流的路徑，從而確定電阻的串并聯(lián)關(guān)系即可；
（3）根據(jù)公式計(jì)算出低溫檔工作的時(shí)間；
（4）低溫檔時(shí)，R1和R2是串聯(lián)的，此時(shí)電阻最大，功率最小。首先根據(jù)計(jì)算出總電阻，再根據(jù) R1=R總-R2 計(jì)算出R1的阻值。
中溫檔時(shí)，電路只有R1工作，根據(jù)公式計(jì)算出此時(shí)的電功率即可。
（1）座圈加熱時(shí)，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)(或熱)能；
（2） 當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2接a時(shí)， 如下圖所示，兩個(gè)電阻為并聯(lián)，則該座圈的電路相當(dāng)于C。
答案:（1）內(nèi)(或熱) （2）C （3）解；P=20W=0.02kW t=W/P=1kW·h/0.02kW=50h
（4）解：低溫檔時(shí)，R1和R2是串聯(lián)的
R總=U2/P低=(220V)2/20W=2420Ω
R1=R總-R2=2420Ω-1210Ω=1210Ω
中溫檔時(shí)，電路中只有電阻R2工作
P中=U2/R1= (220V)2/1210Ω=40W
11.（2021 金華）研究性學(xué)習(xí)小組利用圖甲電路研究電阻的電功率變化規(guī)律。圖注電源電壓恒為4V，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，逐次讀取數(shù)據(jù)并記錄，計(jì)算定值電阻電功率。數(shù)據(jù)如下表：
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5
電流（A） 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
電壓（V） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
R0的電功率（W） 0.10 0.225 0.40 0.625 0.90
（1）完成第3次實(shí)驗(yàn)后，接下來(lái)要獲得第4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，則滑動(dòng)變阻器R的滑片P應(yīng)向________（選填“左”或“右”）移動(dòng)到適當(dāng)位置；
（2）小組同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，得出了定值電阻R0的電功率與其電流的定量關(guān)系。他們的結(jié)論正確的是：
A.定值電阻的電功率與電流成正比
B.定值電阻的電功率與電流的平方成正比
（3）小科提出：要得知滑動(dòng)變阻器的電功率，還需要用電壓表測(cè)出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓；小金卻認(rèn)為：無(wú)需測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，通過(guò)推算即可得出滑動(dòng)變阻器的電功率。比如，當(dāng)定值電阻兩端的電壓為1.0V時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電功率為_(kāi)_______瓦；
（4）小組同學(xué)對(duì)小金的方法進(jìn)行了歸納，結(jié)合表中數(shù)據(jù)，畫(huà)出了電路總功率和定值電阻功率與電流的P-I關(guān)系圖像（如圖乙所示）。請(qǐng)分析判斷，圖中線段AA’表示的含義是______________。
解析：（1）根據(jù)表格可知，從第3次到第4次時(shí)，電流從0.2A到0.25A，此時(shí)電流變大，那么變阻器的阻值變小，則滑片P向左移動(dòng)到適當(dāng)位置。
（2）比較第1和3組數(shù)據(jù)可知，電流增大到原來(lái)的：0.2A÷0.1A=2倍，而定值電阻的電功率增大到原來(lái)的：0.4W÷0.1W=4=22倍，因此定值電阻的電功率與電流的平方成正比，故選B。
（3）當(dāng)定值電阻兩端的電壓為1.0V時(shí)，
變阻器兩端的電壓U2=U總-U1=4V-1V=3V；
此時(shí)變阻器的電功率為：P2=U2I2=3V×0.1A=0.3W；
（4）A點(diǎn)的橫坐標(biāo)代表總功率，A'點(diǎn)的橫坐標(biāo)代表R1的電功率，根據(jù)P總=P1+P2可知，AA'就是滑動(dòng)變阻器的電功率。
答案:（1）左 （2）B （3）0.3 （4）滑動(dòng)變阻器的電功率
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第14講 電功和電功率
考點(diǎn) 常見(jiàn)題型 考點(diǎn)分值
1．概述電功的概念 選擇、填空 2～4分
2．知道電功的單位 選擇(綜合型)、填空 2～4分
3．列舉決定電功大小的因素 選擇(綜合型)、填空 2～4分
4.知道用電器消耗的電能可以用電功來(lái)量度 選擇、填空 2～4分
5．應(yīng)用電功的公式計(jì)算用電器消耗的電能 選擇(綜合型)、填空 2～4分
6．根據(jù)電能表讀數(shù)的變化估算消耗的電能 選擇(綜合型)、填空 2～4分
7.描述電功率的概念 選擇、填空 2～4分
8.知道電功率的單位 選擇(綜合型)、填空 2～4分
9.應(yīng)用電功率的公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算 選擇(綜合型)、填空 2～4分
10.知道額定功率的概念 選擇、填空 2～4分
11.從說(shuō)明書(shū)或銘牌上識(shí)別用電器的額定功率 選擇(綜合型)、填空 2～4分
12.知道電流具有熱效應(yīng) 選擇(綜合型)、填空 2～4分
13.概述探究影響電流熱效應(yīng)因素實(shí)驗(yàn)原理和設(shè)計(jì)的科學(xué)方法 選擇、填空 2～4分
14.說(shuō)出焦耳定律內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達(dá)式 選擇(綜合型)、填空 2～4分
15.應(yīng)用焦耳定律解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題 選擇(綜合型)、填空 2～4分
一、電功
1．電功
(1)概念：________所做的功。
(2)實(shí)質(zhì)：是________能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
(3)單位：________，符號(hào)為J。常用單位：千瓦時(shí)(kW·h)，俗稱度。1焦＝1伏·安·秒。
(4)單位換算：1度＝1千瓦時(shí)(kW·h)＝________焦耳(J)。
(5)計(jì)算公式：W＝________。
(6)推導(dǎo)公式：W＝I2Rt，W＝________。
(7)決定因素：某段電路兩端的________、此段電路的電流I以及通電時(shí)間t。
2．電能表(電度表)
(1)用電器在一段時(shí)間里消耗的________的多少，可以用電能表來(lái)測(cè)量。
(2)計(jì)量方法：某段時(shí)間電能表上先后兩次讀數(shù)________，就是這段時(shí)間電路消耗的電能。
(3)電能表中各數(shù)值的意義：
a．電能表的示數(shù)為_(kāi)_______kW·h。
b．“220 V”表示這個(gè)電能表應(yīng)該在220 V的電路中使用。
c．“10(20)A”表示這個(gè)電能表的標(biāo)定電流為_(kāi)_____A，額定最大電流為_(kāi)_______A。
d．“600 revs/(kW·h)”表示接在這個(gè)電能表上的用電器每消耗______kW·h的電能時(shí)，電能表上的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)________轉(zhuǎn)。
e．“50 Hz”表示這個(gè)電能表在頻率為50 Hz的交流電路中使用。
f．若每度電的價(jià)格為0.5元，月末的示數(shù)為 ，則本月電費(fèi)應(yīng)為_(kāi)_____元。
二、電功率
1．電功率
(1)概念：電流在________內(nèi)做的功。電功率用字母P表示。
(2)物理意義：表示電流做功的________。
(3)單位：________，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)為W。
(4)單位換算：1千瓦(kW)＝________瓦(W)。
(5)大小：電功率大小等于電功與時(shí)間之比。
(6)公式：P＝
(7)推導(dǎo)式：
a．P＝________，即用電器所消耗的電功率等于用電器兩端的電壓與通過(guò)用電器電流的乘積。
b．根據(jù)歐姆定律I＝ 可推導(dǎo)出：P＝I2R；P＝________。
2．額定電壓與額定功率
額定電壓 用電器正常工作的電壓值
額定電流 用電器正常工作的電流值
額定功率 用電器在________或 ________下工作時(shí)所對(duì)應(yīng)的功率
實(shí)際功率 用電器在________下工作時(shí)所對(duì)應(yīng)的功率
U實(shí)＝U額 P實(shí)____P額，用電器正常工作(如：燈泡正常發(fā)光)
U實(shí)>U額 P實(shí)____P額，用電器不能正常工作(如：燈 泡超常亮)，有時(shí)會(huì)損壞用電器
U實(shí)三、實(shí)驗(yàn)：測(cè)定小燈泡的功率
1．器材[電源(兩節(jié)干電池)、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、小燈泡(額定電壓2.5 V ；電阻約為10 Ω)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器(“5 Ω　1 A”、“10 Ω　0.2 A”)]
2．實(shí)驗(yàn)原理：____________
3．請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)原理畫(huà)出對(duì)應(yīng)的電路圖(連接下列實(shí)驗(yàn)物圖)
4．根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖(連接下列實(shí)物圖)
(1)連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于________狀態(tài)；
(2)電流表所選的量程為_(kāi)___________；
(3)電壓表所選的量程為_(kāi)___________；
(4)滑動(dòng)變阻器所選的規(guī)格為_(kāi)_________；
(5)電路連接完成后，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到________(選填“A”或“B”)端。
5．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
(1)如圖是第7組實(shí)驗(yàn)中，兩電表的讀數(shù)，請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：
數(shù)據(jù)序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7
發(fā)光情況 熄滅 熄滅 微亮 較暗 不很亮 較亮 明亮
電壓U/V 0.1 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1
電流I/A 0.10 0.32 0.38 0.42 0.48 0.52
(2)在1、2次實(shí)驗(yàn)中，燈泡不發(fā)光，但電流表和電壓表均有示數(shù)，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因是_____________________________________________；
(3)由表格數(shù)據(jù)可知，小燈泡的額定功率為_(kāi)_______W，此時(shí)小燈泡的電阻為_(kāi)_____Ω(保留一位小數(shù))。
(4)請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪制小燈泡的U－I圖像
(5)根據(jù)圖像可知，小燈泡的I－U圖像是一條曲線，其原因是_______________________________________；
(6)將小燈泡與一個(gè)阻值為10 Ω的電阻串聯(lián)在6.5 V的電路中時(shí)，此時(shí)小燈泡兩端的實(shí)際電壓為_(kāi)_________V。
6．交流分析
(1)連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，無(wú)論怎樣移動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡都不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則故障原因可能是小燈泡________(選填“短路”或“斷路”)
(2)若電路連接正確，電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器均可正常使用，在實(shí)驗(yàn)中閉合開(kāi)關(guān)后無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，燈泡始終不能正常發(fā)光，且電壓表示數(shù)始終達(dá)不到燈泡的額定電壓，則可能的原因是____________，改變這種現(xiàn)象可以采取的相應(yīng)措施是__________。
(3)本次實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是
①________________；②________________。
(4)本次實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量的目的是______________________________________________。
(5)實(shí)驗(yàn)中________(選填“能”或“不能”)對(duì)所測(cè)燈泡的電功率求平均值，原因是__________________________________________________________________________________。
四、電流的熱效應(yīng)
1．電流的熱效應(yīng)
(1)概念：電流通過(guò)各種導(dǎo)體時(shí)，會(huì)使導(dǎo)體的溫度_______的現(xiàn)象。
(2)實(shí)質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______的過(guò)程。
2．焦耳定律
(1)內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟________的二次方成________，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。
(2)公式：Q＝________(其中Q表示熱量，單位為J；t表示時(shí)間，單位為s)。
(3)影響因素：
a．電流、通電時(shí)間相同時(shí)，電阻________，產(chǎn)生的熱量越多；
b．電阻、通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，產(chǎn)生的熱量________。
3．電熱器
(1)原理：利用電流的________工作。
(2)主要組成部分：發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上制成的。
(3)應(yīng)用：電熨斗、電吹風(fēng)機(jī)、電熱毯、電熱壺、電飯煲等。
五、實(shí)驗(yàn)：探究導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與電流、電阻的關(guān)系
1．實(shí)驗(yàn)器材(U形管、電阻絲、密閉容器、秒表、煤油等)
2．實(shí)驗(yàn)裝置
(1)被加熱的材料選用煤油或空氣，因?yàn)槠鋉_____小，可以使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯；
(2)要求被加熱物質(zhì)的種類、質(zhì)量、初溫均相同；
(3)轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用(利用U形管中_______________變化來(lái)反映電阻絲產(chǎn)熱的多少)。
3．要點(diǎn)探究(控制變量法)
(1)探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系(控制通過(guò)電熱絲的電流和通電時(shí)間相同，選擇兩個(gè)電阻不同的電阻絲；電阻越___，產(chǎn)生的電熱越多)；
(2)探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系(控制電熱絲阻值和通電時(shí)間相同，改變通過(guò)兩電熱絲的電流大小；電流越______，產(chǎn)生的熱量越多)；
(3)探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的關(guān)系(控制電熱絲的阻值和通電電熱絲的阻值相同，改變通電時(shí)間的長(zhǎng)短；時(shí)間越________，產(chǎn)生的電熱越多)。
4．交流與分析
(1)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)U形管兩側(cè)液面高度不變，存在的原因可能是電路存在斷路故障；
(2)兩電阻絲串聯(lián)的目的是保證通過(guò)兩電阻絲的______相等；
(3)多次測(cè)量時(shí)的注意事項(xiàng)：
①每次測(cè)量完成后應(yīng)斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)(使U形管內(nèi)液體冷卻；避免浪費(fèi)電能)；
②測(cè)量完成后打開(kāi)U形管盒蓋上的通氣孔(加快液體冷卻的速度)；
③每次開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)均保持U形管內(nèi)液面高度差為0(使每次實(shí)驗(yàn)時(shí)液體的初溫相同，便于比較各次實(shí)驗(yàn)時(shí)電阻絲產(chǎn)生熱量的多少)。
知識(shí)點(diǎn)1：動(dòng)態(tài)電路分析(涉及電功率)
例1：如圖甲所示，A、B分別為小燈泡L（額定電壓未知）和定值電阻R的U﹣I圖象，小燈泡和定值電阻連接情況如圖乙所示，測(cè)得電路的總功率為2.4W，下列說(shuō)法正確的是---（　　）
A．小燈泡的電阻隨溫度的升高而減小
B．小燈泡的額定電壓一定為8V
C．定值電阻的電功率為1.8W
D．小燈泡的實(shí)際功率為1.6W
◆變式訓(xùn)練
1. 如圖是一種輸液時(shí)所用報(bào)警電路：電源電壓恒定，R為定值電阻，閉合開(kāi)關(guān)S，貼在針口處的傳感器M接觸到從針口處漏出的藥液后，其電阻RM發(fā)生變化，導(dǎo)致的示數(shù)增大而觸發(fā)警報(bào)器(圖中未畫(huà)出)報(bào)警，則M接觸藥液后---(　　)
A. M的電阻RM變大
B. 電路消耗的總功率變大
C. 與的示數(shù)乘積不變
D. 與的示數(shù)之比變大
知識(shí)點(diǎn)2：電功、電功率的相關(guān)計(jì)算
類型一　銘牌類
例2：“勝哥”家2月底電能表的示數(shù)如圖甲所示，3月底表盤(pán)示數(shù)如圖乙所示，由圖可知“勝哥”家3月份用電器消耗的電能為　 　kW h；他家現(xiàn)在已經(jīng)接入用電器的總功率為3600W，則最多還可以連接　 　W的用電器同時(shí)工作。將銘牌已模糊的飲水機(jī)單獨(dú)接在該電能表上正常工作3min，電能表指示燈閃爍了160次，則飲水機(jī)的額定功率是　 W。
◆變式訓(xùn)練
1.小科家電能表本月初的示數(shù)為 本月底的示數(shù)如圖所示，小科家本月消耗的電能為_(kāi)_______ kW·h，如果按 0.5 元/(kW·h)的電價(jià)計(jì)費(fèi)，本月應(yīng)付電費(fèi)______元，該電能表的參數(shù)表明，小科家能同時(shí)使用的用電器總功率不得超過(guò)________ W。
類型二　電動(dòng)機(jī)類
例3：如圖為某型號(hào)玩具電動(dòng)機(jī)的工作電路圖。電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有“6 V　6 W，線圈電阻2 Ω”字樣。當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合的瞬間，電動(dòng)機(jī)尚未轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流稱為啟動(dòng)電流。為了保護(hù)電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)電流不得超過(guò) 2 A。求：
(1)啟動(dòng)時(shí)，變阻箱R的阻值至少多大？
(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，再次調(diào)節(jié)變阻箱R，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。此時(shí)R消耗的電功率為多大？
◆變式訓(xùn)練
1.小科通過(guò)微信公眾號(hào)“勝哥課程”學(xué)習(xí)了電動(dòng)機(jī)的相關(guān)知識(shí)后產(chǎn)生了濃厚的興趣。他研究了電動(dòng)車，發(fā)現(xiàn)它有行駛工作、蓄電池充電兩種狀態(tài)，局部電路圖如圖所示，斷開(kāi)S后，充電插口可以外接充電器對(duì)電池進(jìn)行充電，電動(dòng)自行車行駛過(guò)程中，其電動(dòng)機(jī)正常工作電壓為48V，此時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流為5A．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是0.5Ω.下列說(shuō)法正確的是---( )
A. 對(duì)蓄電池充電時(shí)，蓄電池相當(dāng)于電路中的用電器
B. 電動(dòng)自行車的電動(dòng)機(jī)是把電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
C. 電動(dòng)機(jī)正常工作lmin，電流通過(guò)線圓所產(chǎn)生的熱量為14400J
D. 電動(dòng)機(jī)正常工作1min，消耗的電能為14400J
類型三　動(dòng)態(tài)電路類
例4：“勝哥”指導(dǎo)部分學(xué)生通過(guò)圖甲所示的電路進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究。
（1）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S3，閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，移動(dòng)滑動(dòng)阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)電壓表始終無(wú)示數(shù)，電流表有示數(shù)，其原因可能是　 　（填符號(hào)）
A．滑動(dòng)變阻器斷路 B．R斷路 C．R短路
（2）故障排除后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S3，閉合開(kāi)S1和S2，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出多組相應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)。甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪成如圖乙所示圖象。由圖象可知定值電阻R=　 　Ω；
（3）乙同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)分別計(jì)算出多個(gè)R的阻值并取平均值，其目的是為了　 　；
（4）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，閉合開(kāi)關(guān)S1和S3，通過(guò)多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測(cè)量燈L的電壓和電流，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪成如圖丙所示的圖象。若燈L的額定電壓為2.0V，則它的額定功率為　 W。
（5）由圖丙可看出燈絲的U﹣I圖象不是一條直線，原因是　 　。
◆變式訓(xùn)練
1.如圖所示電路中，R1的阻值為4歐，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S2都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為3安；當(dāng)只閉合S2時(shí)，電流表示數(shù)為2安。下列說(shuō)法正確的是---(　　)
A. 電源電壓為6伏
B. R2的阻值為1歐
C. S1和S2都閉合時(shí)，R2消耗的功率為18瓦
D. 只閉合S2時(shí)，電路消耗的總功率為24瓦
類型四　動(dòng)態(tài)電路結(jié)合曲線類
例5：5.如圖甲所示的電路中，R0為定值電阻，在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R滑片的過(guò)程中，描繪出了如圖乙所示的滑動(dòng)變阻器消耗電功率與電流關(guān)系的圖像，以下計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤的是---(　　)
A. 滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率為3.6 W
B. 電源電壓為12 V
C. 滑動(dòng)變阻器最大阻值為100 Ω
D. R0的阻值為20 Ω
◆變式訓(xùn)練
1. 伏安法測(cè)量額定電壓為2伏的小燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)時(shí)按甲圖連接電路，電源電壓為3伏，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，讀出電壓表和電流表示數(shù)并繪制成I－U的圖像如圖乙。
(1)根據(jù)乙圖中數(shù)據(jù)，計(jì)算小燈泡的額定功率。
(2)當(dāng)小燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為多大？
(3)從乙圖可知通電燈絲的電阻不恒定，實(shí)驗(yàn)中影響燈絲電阻變化的因素是______________。
類型五　多檔位電器類
××牌電烤箱
額定電壓 220 V
額定功率 高溫?fù)?1 100 W
低溫?fù)?440 W
頻率 50 Hz
例6：下表為某電烤箱銘牌，如圖虛線框內(nèi)所示是其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖，R1和R2均為電熱絲。
求：(1)電烤箱在高溫?fù)豕ぷ?0分鐘所消耗的電能；
(2)電路中R2的阻值；
(3)若在電路中加一個(gè)“限高溫開(kāi)關(guān)”，當(dāng)電烤箱超過(guò)一定溫度時(shí)能自動(dòng)斷開(kāi)電路。該開(kāi)關(guān)最好安裝在A、B、C中的__________點(diǎn)處。
◆變式訓(xùn)練
電壓力鍋的銘牌
額定電壓 220伏
加熱功率 1 000瓦
保溫功率 100瓦
氣壓設(shè)定值 175千帕
1.電方便了我們的生活，高壓鍋煮食物快捷節(jié)能，兩者結(jié)合制造的電壓力鍋結(jié)合了各自的優(yōu)點(diǎn)。圖甲是某品牌電壓力鍋的簡(jiǎn)化電路圖，R1為加熱電阻，R2為保溫電阻，S1為電源開(kāi)關(guān)，S2為壓力開(kāi)關(guān)。加熱時(shí)S2與觸點(diǎn)a接通，R1工作；保溫時(shí)S2與觸點(diǎn)b接通，R2工作。電壓力鍋的其他參數(shù)見(jiàn)銘牌。
(1)當(dāng)電壓力鍋內(nèi)的氣壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)水沸騰。此時(shí)，水的溫度________100 ℃(選填“＞”、“＝”或 “＜”)。
(2)計(jì)算保溫電阻R2的阻值。
(3)圖乙表示電壓力鍋工作時(shí)電功率與時(shí)間的關(guān)系。陰影部分面積表示____________，并列式計(jì)算它的大小。
知識(shí)點(diǎn)3：測(cè)定小燈泡的電功率
例7：做“測(cè)定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，小科設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。已知電源電壓為3 V，小燈泡上標(biāo)有 “2.5 V　0.3 A”字樣，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“25 Ω　0.5 A”。
序號(hào) ① 電流(A) 功率(W) 燈泡亮度變化
1
2
3
(1)實(shí)驗(yàn)記錄表中①所在的方格內(nèi)應(yīng)補(bǔ)寫(xiě)的科學(xué)量是________。
(2)連接好電路后，小科將滑動(dòng)變阻器滑片P移到b端，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，為查找原因，他仔細(xì)檢查了電路中各元件的工作狀態(tài)，判斷出電路既不斷路，也不短路。小科做出這樣判斷的依據(jù)是__________________。
◆變式訓(xùn)練
1.測(cè)定額定電壓是2.5伏小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，電路如圖甲，電源電壓恒為4伏。
INCLUDEPICTURE"W814AB.TIF" 圖丙
(1)閉合開(kāi)關(guān)，電壓表指針如圖乙所示，此時(shí)小燈泡兩端電壓是________伏。
(2)圖丙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫(huà)出的小燈泡U－I曲線，由圖可知，小燈泡的額定功率是________瓦，小燈泡的電阻隨兩端電壓的增大而________。
(3)在某次調(diào)節(jié)中，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小了ΔR1，小燈泡電阻變化了ΔR2，則ΔR1____ΔR2(選填“大于”、“等于”或“小于”)，并說(shuō)明理由。________________________
知識(shí)點(diǎn)4：探究導(dǎo)體產(chǎn)熱多少與什么因素有關(guān)
例8：如圖是探究“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。通電前，A、B兩個(gè)U形管內(nèi)的液面相平，通電一定時(shí)間后，通過(guò)R1、R2的電流分別為I1、I2。則---(　　)
A. I1＝I2，A管中的液面較低 B. I1＝I2，A管中的液面較高
C. I1>I2，A管中的液面較低 D. I1>I2，A管中的液面較高
◆變式訓(xùn)練
1. 小科通過(guò)微信公眾號(hào)“勝哥課程”學(xué)習(xí)了電流的熱效應(yīng)的課程后，準(zhǔn)備做下實(shí)驗(yàn)以鞏固所學(xué)的知識(shí)。小科為探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟電阻的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如下電路圖，其中正確的是---(　　)
2.小科看到“勝哥”利用圖甲裝置探究電流熱效應(yīng)的影響因素的科學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
電流大小 燒瓶玻璃管內(nèi)液面的變化高度
A燒瓶(RA＝10歐) B燒瓶(RB＝20歐)
I Δh1 Δh2
2I Δh3 Δh4
①“勝哥”將阻值為10歐和20歐的電阻絲分別置于A、B兩個(gè)盛滿煤油的燒瓶中，按圖甲所示連接電路。
②“勝哥”閉合開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移至某一位置，記錄此時(shí)電流表的讀數(shù)I，通電一段時(shí)間，記錄A、B燒瓶的玻璃管內(nèi)液面的變化高度分別為Δh1、Δh2。
③“勝哥”斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④“勝哥”閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表的讀數(shù)為2I。當(dāng)通電時(shí)間與步驟②相同時(shí)，記錄A、B燒瓶的玻璃管內(nèi)液面的變化高度分別為Δh3、Δh4，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。
(1)步驟②中的電流表示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)電流為_(kāi)_______安。
(2)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)設(shè)計(jì)串聯(lián)電路來(lái)研究電阻對(duì)電流產(chǎn)生熱量的影響，可以控制哪些變量相同？________________________________________________________。
(3)小科認(rèn)為：只要選擇“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四個(gè)量中的某兩個(gè)量進(jìn)行比較，就能說(shuō)明“對(duì)電流產(chǎn)生熱量多少的影響，電流比電阻更大”，請(qǐng)比較這兩個(gè)量的大小關(guān)系：__________。
1.小科通過(guò)微信公眾號(hào)“勝哥課程”學(xué)習(xí)了電學(xué)的知識(shí)后馬上進(jìn)行了電學(xué)實(shí)驗(yàn)。小科連接了如圖所示的電路，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，則---(　　)
A. R1的電功率一定減小
B. R2的電功率一定增大
C. 電流表的示數(shù)增大
D. 電壓表的示數(shù)減小
2.把滑動(dòng)變阻器R和定值電阻R1連接成如圖電路，變阻器最大電阻R＝2R1。閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，下列敘述正確的是(　　)
A. 電路總功率逐漸減小
B. 變阻器的功率逐漸減小
C. 變阻器滑片在左端與右端時(shí)的電路總功率之比為9∶1
D. 電阻R1的功率與電路總功率的比值逐漸增加
3. 小科通過(guò)微信公眾號(hào)“勝哥課程”學(xué)習(xí)了電流的熱效應(yīng)的課程后，想探究電流通過(guò)電阻時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)。他連接了如圖所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中兩個(gè)完全相同的燒瓶?jī)?nèi)分別裝有質(zhì)量相等、初溫均為25℃的煤油，阻值為5Ω和10Ω的電阻絲R1、R2．閉合開(kāi)關(guān)一段時(shí)間后，記錄此時(shí)兩個(gè)溫度計(jì)的示數(shù)。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是---（　　）
A．此實(shí)驗(yàn)探究的是熱量與電阻的關(guān)系
B．此實(shí)驗(yàn)探究的是熱量與電流的關(guān)系
C．此實(shí)驗(yàn)探究的是熱量與時(shí)間的關(guān)系
D．此實(shí)驗(yàn)中用溫度計(jì)示數(shù)變化的大小反映產(chǎn)生熱量的多少
4.如圖所示，從甲地通過(guò)兩條輸電線向乙地用戶供電，若甲地電源電壓恒為U，輸電線的總電阻為r，當(dāng)乙地用戶用電時(shí)，下列說(shuō)法正確的是---(　　)
A. 用戶使用的用電器兩端電壓為U
B. 輸電線上消耗的電功率為
C. 當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí)，用電器兩端的電壓升高
D. 當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí)，輸電線上因發(fā)熱而損失的功率增大
5.標(biāo)有“6 V　1.5 W”的小燈泡，通過(guò)它的電流隨兩端電壓變化的關(guān)系如圖所示。當(dāng)“勝哥”把這樣的三只燈泡串聯(lián)起來(lái)，接在12 V的電源兩端，燈泡的電阻和實(shí)際功率約為---(　　)
A. 24 Ω　0.67 W
B. 20 Ω　0.96 W
C. 24 Ω　0.96 W
D. 20 Ω　0.8 W
6.如圖是一個(gè)油量表的示意圖，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20 Ω　1 A”。閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)浮球最低時(shí)滑片P滑到a端，電流表示數(shù)為0.3 A；當(dāng)浮球最高時(shí)滑片P滑到b端，電流表示數(shù)為0.5 A，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是---(　　)
A. 電阻R1的阻值為30 Ω
B. 電源電壓為15 V
C. 在加滿油后，1 min內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量為450 J
D. 電阻R1最小功率為7.5 W
7. 智能手機(jī)耗電量大，移動(dòng)充電寶應(yīng)運(yùn)而生。移動(dòng)充電寶就是一個(gè)可充電的鋰聚合物電池。某品牌移動(dòng)充電寶部分相關(guān)參數(shù)如表格。該充電寶的輸出功率為_(kāi)_______瓦。表中有明顯不符合科學(xué)規(guī)范之處，請(qǐng)加以改正：________________。
8.如圖，燈泡L上標(biāo)有“6V 3W“字樣，電源電壓6V且保持不變，定值電阻R=80Ω（不計(jì)燈絲電阻的變化）。只閉合S1和S3，電阻R在100s產(chǎn)生的熱量是　 　J，電路在工作狀態(tài)下，整個(gè)電路消耗的最小功率是　 　W。
9.如圖甲所示電路，電源電壓恒定，R0為定值電阻，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從一端移到另一端的過(guò)程中，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的關(guān)系如圖乙所示，則定值電阻R0的阻值為　 　Ω；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值分別為R和R時(shí)，電路消耗的總功率為P1、P2，則P1：P2=　 　。
10. 小科準(zhǔn)備參加科創(chuàng)比賽，在“勝哥”指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了如圖甲所示的汽車轉(zhuǎn)向指示燈電路模型。接通相應(yīng)指示燈后，該指示燈會(huì)亮、暗(微弱發(fā)光)交替閃爍發(fā)光。電路中電源電壓恒為6伏，指示燈規(guī)格為“6 V　3 W”，R0為定值電阻，電磁鐵線圈及銜鐵的阻值忽略不計(jì)。
(1)若讓左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)指示燈同時(shí)工作，轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)應(yīng)與觸點(diǎn)________(選填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”)接通。
(2)當(dāng)轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)與觸點(diǎn)“2和3”接通時(shí)，右轉(zhuǎn)指示燈兩端實(shí)際電壓變化規(guī)律如圖乙所示。已知當(dāng)右轉(zhuǎn)指示燈微弱發(fā)光時(shí)，其兩端實(shí)際電壓為Ux，消耗的實(shí)際功率為額定功率的 。求：
①右轉(zhuǎn)指示燈閃爍交替工作30秒消耗的電能。
②定值電阻R0的阻值(指示燈的電阻不變)。
1. (2021 紹興)以可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ),通過(guò)推理得出結(jié)論的研究方法稱為科學(xué)推理法。下列結(jié)論通過(guò)這種方法得出的是---( )
A.①電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)
B.②可燃物燃燒需要溫度達(dá)到著火點(diǎn)
C.③葉片的下表面一般氣孔數(shù)目較多
D.④牛頓第一定律
2. (2021 廣東)圖中,燈泡L1、L2分別標(biāo)有“6V 3W”“6V 6W”字樣,電源電壓不變,開(kāi)關(guān)S閉臺(tái).①只閉合S1，燈泡L1、L發(fā)光;②只閉臺(tái)S2，燈泡L2、L發(fā)光。燈泡L在②中比在①中(設(shè)燈絲電阻不變) ---( )
A.電功率較大,亮度較亮
B.電功率較小,亮度較暗
C.電功率相同,亮度相同
D.電功率較大,亮度較暗
3. (2021濟(jì)寧)如圖所示,電源電壓保持不變,滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為20Ω,小燈泡的電阻R1=8Ω, R2A.10W B.15W C.25W D.30W
4.(2021武漢)在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變。只閉合開(kāi)關(guān)S1， 將滑動(dòng)變阻器的滑片P從最上端移動(dòng)到最下端的過(guò)程中,電壓表V2的示數(shù)最小值為3V ,電壓表V1與V2的示數(shù)之差變化了2V。閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，將滑片P從最下端移動(dòng)到最上端的過(guò)程中,電阻R3的最大功率為0.75W ,當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時(shí),電路總功率為P總，電壓表V1與V2的示數(shù)之比為1:2。P總為---( )
A.2W B.2.4W C.3W D.3.2W
5. (2021株洲)如圖為某居民家的電能表銘牌。只開(kāi)啟該電能表所在電路中的某個(gè)用電器,測(cè)得6min內(nèi)輸出160個(gè)脈沖(imp) , 則這個(gè)用電器有可能是---( )
A.空調(diào)機(jī) B.電視機(jī) C.電冰箱 D.節(jié)能燈
6 . (2021 常德)某型號(hào)電飯煲有加熱和保溫功能,圖甲所示為其內(nèi)部電路原理圖,圖乙是該電飯煲工作時(shí)電功率與時(shí)間的關(guān)系圖像,關(guān)于電飯煲工作時(shí)下列說(shuō)法中正確的是---( )
A.開(kāi)關(guān)S接觸點(diǎn)2時(shí),電飯煲處于加熱狀態(tài)
B.開(kāi)關(guān)S接觸點(diǎn)1時(shí),電飯煲處于保溫狀態(tài)
C.電飯煲處于加熱狀態(tài)時(shí)的功率是800W
D.保溫狀態(tài)下電飯煲1min消耗200J的電能
7. (2021 衢州)綠色生態(tài)理念要求人們注重環(huán)保節(jié)能，如圖是額定功率為5W的LED燈與60W的白熾燈，LED燈直接把電轉(zhuǎn)化為光，白熾燈由燈絲通電加熱發(fā)光，正常工作時(shí)，它們亮度相同。
(1)使用 燈照明更符合綠色生態(tài)理念。
(2)兩燈都正常工作時(shí)，相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)LED燈和白熾燈的電流所做的功之比為 。
8.某電熱器的簡(jiǎn)化電路如圖所示，可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)加熱和保溫功能。該電熱器額定電壓為220伏，R1=2000歐，R2=48.4歐。
(1)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至ac位置時(shí)，電阻R1和R2的連接方式是 。
(2)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至bd位置時(shí)，該電熱器可實(shí)現(xiàn) 功能，它的額定功率是 瓦。
9. (2021 臺(tái)州)圖甲是某簡(jiǎn)易吊裝機(jī)，其簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如圖乙所示。
(1)吊裝機(jī)工作時(shí)，頂端定滑輪的作用是 。
(2)吊裝機(jī)總重為1500牛，其重力作用線通過(guò)A點(diǎn)。結(jié)合乙圖數(shù)據(jù)計(jì)算，當(dāng)?shù)跹b機(jī)勻速吊起重物時(shí)，為防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物
(3)吊裝機(jī)在使用時(shí)，通常在一定位置壓上配重防止翻倒。將同一配重分別放在圖中D、E、F處時(shí)，能達(dá)到最佳防翻效果的是 。
(4)電動(dòng)機(jī)的額定功率是1200瓦，正常工作時(shí)消耗的電能有75%轉(zhuǎn)化為重物的機(jī)械能。當(dāng)?shù)跹b機(jī)配重足夠時(shí)，可在10秒內(nèi)使重物勻速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。
10.（2021 麗水）智能家居帶給我們健康、舒適的生活，如智能馬桶(圖甲)。某品牌智能馬桶座圈的簡(jiǎn)易加熱電路如圖乙所示，電阻R1和R2是阻值恒定的電熱絲，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2；可接a或b，再通過(guò)開(kāi)關(guān)S1的通斷，實(shí)現(xiàn)“高、中、低"三種溫檔的調(diào)節(jié)，其中低溫檔的功率為20瓦，電阻R1為1210歐。
（1）座圈加熱時(shí)，把電能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2接a時(shí)，該座圈的電路相當(dāng)于下列選項(xiàng)中的________；
（3）1千瓦時(shí)的電能可供該座圈低溫檔工作多少小時(shí)？
（4）該座圈處于中溫檔工作時(shí)的電功率為多少？
11.（2021 金華）研究性學(xué)習(xí)小組利用圖甲電路研究電阻的電功率變化規(guī)律。圖注電源電壓恒為4V，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，逐次讀取數(shù)據(jù)并記錄，計(jì)算定值電阻電功率。數(shù)據(jù)如下表：
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5
電流（A） 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
電壓（V） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
R0的電功率（W） 0.10 0.225 0.40 0.625 0.90
（1）完成第3次實(shí)驗(yàn)后，接下來(lái)要獲得第4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，則滑動(dòng)變阻器R的滑片P應(yīng)向________（選填“左”或“右”）移動(dòng)到適當(dāng)位置；
（2）小組同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，得出了定值電阻R0的電功率與其電流的定量關(guān)系。他們的結(jié)論正確的是：_______
A.定值電阻的電功率與電流成正比
B.定值電阻的電功率與電流的平方成正比
（3）小科提出：要得知滑動(dòng)變阻器的電功率，還需要用電壓表測(cè)出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓；小金卻認(rèn)為：無(wú)需測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，通過(guò)推算即可得出滑動(dòng)變阻器的電功率。比如，當(dāng)定值電阻兩端的電壓為1.0V時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電功率為_(kāi)_______瓦；
（4）小組同學(xué)對(duì)小金的方法進(jìn)行了歸納，結(jié)合表中數(shù)據(jù)，畫(huà)出了電路總功率和定值電阻功率與電流的P-I關(guān)系圖像（如圖乙所示）。請(qǐng)分析判斷，圖中線段AA’表示的含義是______________。
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