資源簡介

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2024年中考物理新課標(biāo)總復(fù)習(xí)一輪培優(yōu)學(xué)案（廣東專版）
第一部分 單元整合培優(yōu)學(xué)案
第09講 電學(xué)基礎(chǔ)(下)
課標(biāo)要求
1. 結(jié)合實例，了解電功和電功率。知道用電器的額定功率和實際功率。2. 通過實驗，了解焦耳定律。能用焦耳定律說明生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象。
考點(diǎn)分布 考查頻率 命題趨勢
考點(diǎn)1 電學(xué)實驗——伏安法測量性實驗 ☆ 電學(xué)基礎(chǔ)下部分，廣東省物理試卷里，每年考查1~3道題,分值為10分左右。一般以考查規(guī)律的識記與理解為主。題型有選擇、填空、實驗和計算，難度系數(shù)為0.5。2024年重點(diǎn)仍然是電功率的計算。家用電器相關(guān)計算會以熱點(diǎn)綜合形式考查。
考點(diǎn)2 電功率 、焦耳定律的理解及簡單計算 ☆☆☆
考點(diǎn)3 家用電器相關(guān)計算 ☆☆
☆☆☆ 代表必考點(diǎn)，☆☆代表?？键c(diǎn)，☆星表示中頻考點(diǎn)。
知識點(diǎn)一：電能和電功
1. 電能的單位及其換算
（1）國際單位：____，簡稱焦，用符號J表示。
（2）常用單位：____，用符號kw·h表示，俗稱“度”。
（3）換算關(guān)系：1kw·h=___J。
2.電功
（1）電流做功的過程是_____轉(zhuǎn)化為______的過程，也是用電器消耗電能的過程。
（2）電功就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的多少的______。
（3）計算公式： ______（適用于所有電路）
3. 電能表
（1）概念：測量用電器一段時間內(nèi)消耗電能多少的儀表。
（2）讀數(shù)：電能表前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。
注意：最后一位有紅色標(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)點(diǎn)后一位。
（3）重要參數(shù)的物理意義
1）“220V”表示電能表應(yīng)該在_____V的電路中使用；
2）“10（20）A”表示電能表的______為10A，額定______為20A，電能表在短時間內(nèi)最大電流不超過20A；
3）“2500 r / kW h”表示每消耗___kw h的電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過____轉(zhuǎn)。
知識點(diǎn)二：電功率
1. 電功率的定義：電流在_____內(nèi)所做的功。
2. 電功率的符號：_____3. 電功率的單位
（1）國際單位：______，簡稱瓦，符號W
（2）常用單位：千瓦，符號kW，1kW=___W；毫瓦，符號mW，1W=____mW
4. 電功率的物理意義：表示電流做功__。
5. 電功率的公式
（1）定義式：（適用于__電路）
（2）推導(dǎo)公式：（適用于___電路，一般用于串聯(lián)）
（適用于__電路，一般用于并聯(lián)）
（3）兩套單位
W—電流所做的功—焦(J) —kW·h
t—所用的時間—秒(s) —h
P—用電器的功率—瓦(W) —kW
6. 額定功率和實際功率
（1）額定電壓：用電器___時的電壓，用U額表示；
（2）額定功率：用電器在___下正常工作時的功率，用P額表示；
（3）實際電壓：用電器___時的電壓，用U實表示；
（4）實際功率：用電器___下的功率，用P實表示；
（5）功率與電壓的關(guān)系：
用電器兩端的電壓 電功率 用電器的工作情況
U實=U額 P實=P額 正常工作
U實>U額 P實>P額 容易損壞用電器
U實知識點(diǎn)三：伏安法測小燈泡電功率
【實驗原理】 P=UI
【實驗電路圖】
【實驗器材】電源、開關(guān)、電流表、電壓表、滑動變阻器、小燈泡（額定電壓2.5V）、導(dǎo)線
【實驗步驟】
1. 按照電路圖連接實物電路，連接過程中開關(guān)斷開。
2. 檢查所連接的電路，確定無誤后閉合開關(guān)。
3. 移動滑動變阻器的滑片，觀察電壓表的示數(shù)，使電壓表的示數(shù)為1V，讀出電流表的示數(shù)為0.2A，觀察燈泡亮度較暗。
4. 移動滑動變阻器的滑片，觀察電壓表的示數(shù)，使電壓表的示數(shù)為2.5V，讀出電流表的示數(shù)為0.29 A，小燈泡正常發(fā)光。
5. 移動滑動變阻器的滑片，觀察電壓表的示數(shù)，使電壓表的示數(shù)為3V，讀出電流表的示數(shù)為0.32A，觀察小燈泡亮度較亮。
【實驗結(jié)論】
1、當(dāng)U實=U額時，P實=P額，小燈泡正常發(fā)光；
2、當(dāng)U實3、當(dāng)U實>U額時，P實>P額，小燈泡發(fā)光較亮；
注意：小燈泡的亮度取決于小燈泡的實際功率，實際功率越大，亮度越亮。
【滑動變阻器作用】
1. 保護(hù)電路；
2. 改變小燈泡兩端電壓。
【注意事項】
1. 電源電壓應(yīng)高于小燈泡的額定電壓。
2. 電壓表的量程應(yīng)大于小燈泡的額定電壓。
3. 滑動電阻器允許通過的最大電流要大于小燈泡的額定電流，滑動變阻器的最大阻值應(yīng)與小燈泡的電阻差不多，以使滑動變阻器的調(diào)壓效果明顯。
4. 滑動變阻器應(yīng)采用“一上一下”的連接方法。
5. 電壓表和電流表要注意“+”“-”接線柱的接法正確。
6. 調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓高于額定電壓時，要注意緩慢移動滑動變阻器滑片，實際電壓不能超過額定電壓的1.2倍，同時通電時間不能過長，否則容易燒壞小燈泡。
7. 不能把三次的電功率求平均值，因為這三次的電功率是不同電壓下的電功率。
知識點(diǎn)四：焦耳定律
1. 電流的熱效應(yīng)定義：電流通過導(dǎo)體時__能轉(zhuǎn)化成___能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
2. 影響電流熱效應(yīng)大小的因素：導(dǎo)體通電時，產(chǎn)生熱的多少與電流的大小、導(dǎo)體電阻的大小和通過時間有關(guān)。
3. 焦耳定律
（1）內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟______成正比，跟____成正比，跟______成正比。
（2） 公式：
（3）只有在純電阻電路中可以用電功公式計算電熱。
1）純電阻電路中，電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量，此時電功等于電熱，即W=Q。
2）非純電阻電路中，電流所做的功只有一部分用來產(chǎn)生熱量，如電動機(jī)工作時，既產(chǎn)生熱量又產(chǎn)生機(jī)械能，電功等于熱量與機(jī)械能之和，即W>Q。
4. 電熱的利用和防止
（1）電熱的利用：用電來加熱的設(shè)備叫電熱器，例如家用熱水器、電飯煲等。
注意：電熱器是利用電流做功，將電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，使我們獲得需要的熱量。有些電器通電時也能產(chǎn)生熱量，但不是用來加熱的，所以不能叫電熱器，例如電視機(jī)。
（2）電熱的危害：很多情況下，電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量并不是我們需要的，這時電能浪費(fèi)掉了，有時還會引起事故甚至災(zāi)害，所以要想辦法阻止電熱的產(chǎn)生。
考點(diǎn)1. 電學(xué)實驗——伏安法測量性實驗
【例題】（2022深圳）小明需要測量小燈泡的額定功率，燈泡銘牌是“3.8V，1.15W”。
電壓表示數(shù) 電流表示數(shù)
3.0V 0.32A
3.8V 0.4A
4.5V
（1）小明連接電路后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，下列哪種方法可以一次性解析多項問題（ ）
A.檢查電源 B.檢查導(dǎo)線連接
C.檢查電流表和電壓表的示數(shù) D.調(diào)節(jié)滑動變阻器觀察燈泡亮度
（2）實驗過程中，小明發(fā)現(xiàn)小燈泡較暗，如果要讓小燈泡正常發(fā)光，他應(yīng)將滑動變阻器向___________（左或右）滑動；
（3）如圖乙所示，當(dāng)電壓表示數(shù)為4.5V時，電流表示數(shù)為___________A；
（4）從上表可以求出，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時電阻為___________Ω；
（5）通過計算，判斷出這只小燈泡銘牌上的參數(shù)___________（合格，不合格）；在這個實驗中，可能會觀察到小燈泡出現(xiàn)的現(xiàn)象是___________（一點(diǎn)即可）
【答案】（1）C （2）左 （3）0.44 （4）9.5 （5）不合格 小燈泡發(fā)光較亮，燈絲燒斷
【解析】（1）A．檢查電源，若電源正常而小燈泡仍然不亮，則不能確定電路中出現(xiàn)的別的問題，故A不符合題意；
B．檢查導(dǎo)線連接，若導(dǎo)線沒問題而小燈泡仍然不亮，則不能確定別的問題，故B不符合題意；
C．檢查電流表和電壓表的示數(shù)，若電流表和電壓表都無示數(shù)，則可能是電路中除小燈泡外的某處發(fā)生斷路；若電流表無示數(shù)而電壓表有示數(shù)，則可能是小燈泡燈絲斷了；若電流表有示數(shù)而電壓表無示數(shù)，則可能是小燈泡處發(fā)生短路了，所以，通過檢查電流表和電壓表可以一次性解析多項問題，故C符合題意；
D．調(diào)節(jié)滑動變阻器觀察燈泡亮度，若燈泡仍然不亮，則有可能是燈泡處短路、斷路，或者其他地方發(fā)生斷路，不能確定多項問題，故D不符合題意。故選C。
（2）小燈泡較暗，是因為小燈泡兩端分配的電壓過小，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知，此時應(yīng)將滑動變阻器滑片向左移動，減小滑動變阻器兩端的電壓，使小燈泡兩端電壓增大為額定電壓，小燈泡即可正常發(fā)光。
（3）圖乙中，電流表選擇了“0～0.6A”量程，一大格0.2A，一小格0.02A，讀數(shù)為0.44A。
（4）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，兩端電壓U=3.8V，電流I=0.4A，則小燈泡的電阻
（5）由表中數(shù)據(jù)可知，小燈泡的額定功率
P=UI=3.8V×0.4A=1.52W>1.15W
這個數(shù)值與小燈泡銘牌上的參數(shù)不相符，說明小燈泡銘牌上的參數(shù)不合格；由于計算得出的電功率大于小燈泡銘牌上的數(shù)據(jù)，故在這個實驗中，可能會觀察到小燈泡發(fā)光較亮，燈絲燒斷。
【變式訓(xùn)練】（2022廣東深圳二模） 小麗在“測量小燈泡的電功率”實驗中，實驗器材有：電壓恒為3V的電源一個、小燈泡（額定電壓為2.5V）、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干。
（1）如圖甲所示是小麗連接的實物電路，圖中有一根導(dǎo)線連接錯誤，請你在連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補(bǔ)畫出正確的連線；（ ）
（2）連接電路過程中，開關(guān)應(yīng)該________（選填“斷開”或“閉合”），滑動變阻器的滑片應(yīng)該移動到_______（選填“最左”或“最右”）端；
（3）正確連接電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則電路的故障可能是______；（填選項符號）
A．燈泡短路 B．燈泡斷路 C．滑動變阻器短路 D．滑動變阻器斷路
（4）電路故障排除后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，電流表指針如圖乙所示，則此時通過小燈泡的電流是______A；
（5）電路連接正確操作后，小燈泡發(fā)光，此時電壓表的示數(shù)為2.0V，為了測量小燈泡的額定電功率，這時應(yīng)該向_____（選填“左”或“右”）端移動滑動變阻器的滑片；
（6）小麗根據(jù)記錄的多組I-U數(shù)據(jù)，畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖像（如圖丙所示），則小燈泡的額定功率為_____W；
（7）小麗根據(jù)小燈泡的I-U圖像（如圖丙所示），分析出小燈泡的電阻隨兩端電壓的增大而______（選填“增大”、“不變”或“減小”），你認(rèn)為原因是________。
【答案】 （1）見解析。 （2）斷開 最左 （3）B （4） 0.14 （5） 右 （6） 0.625 （7）增大 電壓增大，小燈泡發(fā)光越亮，燈絲溫度越高，電阻越大
考點(diǎn)2. 電功率 、焦耳定律的理解及簡單計算
【例題1】（2023廣東?。?題圖甲是用某款3D打印第進(jìn)行立體繪畫時的場景，打印筆通電后，筆內(nèi)電阻絲發(fā)熱使筆內(nèi)繪畫材料熔化；加熱電路簡化后如圖所示，電源電壓恒為6V，R1和R2為發(fā)熱電阻絲，只閉合S1時低溫?fù)豕ぷ?，S1、S2都閉合時高溫?fù)豕ぷ?，高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)醯墓β时葹?∶3，R1=4Ω，忽略電阻絲阻值隨溫度變化，求
（1）低溫檔工作時，通過R1的電流；
（2）低溫?fù)醯墓β剩?br/>（3）R2的電阻值。
【答案】（1）1.5A；（2）9W；（3）12Ω
【解析】（1）由題意可知，電源電壓恒6V，只閉合S1時，電路中只有R1一個用電器，則R1兩端電壓為6V，R1=4Ω，根據(jù)歐姆定律可得
（2）只閉合S1時低溫?fù)豕ぷ?，電壓?V，則低溫檔的電功率為
（3）S1、S2都閉合時高溫?fù)豕ぷ鳎琑1和R2并聯(lián)，高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)醯墓β时葹?∶3，即
則高溫檔的功率為
電路并聯(lián)，總功率等于各支路功率之和，即
則R2的電功率為
根據(jù)
可得，R2的電阻值為
答：（1）低溫?fù)豕ぷ鲿r，通過R1的電流為1.5A；
（2）低溫?fù)醯墓β蕿?W；
（3）R2的電阻值為12Ω。
【例題2】（2021廣東省）如圖是探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與______ 關(guān)系的實驗裝置。實驗中用U形管內(nèi)液面的______ 反映導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，通電一段時間后，容器______ 選填“甲”或“乙”內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量較多。
【答案】電流 高度差 甲
【解析】裝置中乙容器中兩個的電阻并聯(lián)后再與甲容器中一個的電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即，乙容器中兩個的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，，所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側(cè)通過電流的一半，即是研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；
據(jù)實驗裝置可知，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量使容器中的空氣受熱膨脹，從而導(dǎo)致U形管中的液面會發(fā)生變化，雖然產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但可以通過U形管液面高度差的變化來反映電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法；
根據(jù)可知，在電阻和通電時間相同的情況下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多，由可知通過容器甲內(nèi)電阻絲的電流較大，故其產(chǎn)生的熱量較多。
【變式訓(xùn)練1】（2023深圳） 已知，，琴琴同學(xué)分別按圖甲和圖乙兩種方式將兩電阻連接在一起，則（ ）
A. 圖甲中R1與R2電流比 B. 圖乙中R1與R2的電壓比
C. 圖甲與圖乙的總功率比 D. 圖甲與圖乙的總功率比
【答案】C
【變式訓(xùn)練2】 （2022深圳）某愛心團(tuán)隊去養(yǎng)老院送電暖氣，電暖氣有低、中、高三擋，已知R1=55 ，R2=44 ，以下說法正確的是（　　）
A. 使用“低溫檔”只需要閉合S2
B. 使用“高溫檔”要閉合S1、S2
C. 閉合S1、S2時，通過R1、R2的電流之比為5:4
D. 中溫檔正常工作1分鐘，產(chǎn)生的熱量為6.6×104J
【答案】BD
【變式訓(xùn)練3】（2021廣東一模） 將電能輸送到幾百千米之外的用戶，在輸電線上會有能量的損耗，這主要是由于電流的______效應(yīng)引起的。某段輸電線路的總電阻為0.5Ω，輸送電流為100A，每輸電1min，這段線路便會損耗______J的電能。
【答案】 熱
考點(diǎn)3. 家用電器相關(guān)計算
【例題1】（2022廣東）某電熱取暖器的簡化電路如圖所示，R1、R2為發(fā)熱電阻。取暖器工作時，通過開關(guān)S1和S2實現(xiàn)低溫、高溫的擋位控制。已知高溫?fù)豕β蕿?320W，R1=55Ω。求：
（1）取暖器工作時通過R1的電流；
（2）取暖器處于低溫?fù)鯐r，工作1min產(chǎn)生的熱量；
（3）R2的阻值。
【答案】（1）4A；（2）52800J；（3）110Ω
【解析】（1）由電路圖知，兩個開關(guān)都閉合時，兩個電阻并聯(lián)在電路中，電路中的總電阻較小，據(jù) 知，電路中的總電功率較大，處于高溫?fù)酰籗1閉合、S2斷開時，電路中只有R1工作，電路中的電阻較大，據(jù) 知，電路中的總電功率較小，處于低溫?fù)酢４藭r通過R1的電流
（2）電熱取暖器處于低溫?fù)鯐r，功率
P低溫=UI1=220V×4A=880W
工作1min產(chǎn)生的熱量
Q=P低溫t=880W×60s=52800J
（3）高溫?fù)豕ぷ?，R2消耗的功率
P2=P高溫-P低溫=1320W-880W=440W
所以R2阻值
【變式訓(xùn)練1】（2022廣東）家庭電路中，電熱水壺應(yīng)與其他家用電器________聯(lián)。若用電熱水壺加熱0.8kg的水，使其溫度從30℃升高到80℃，則水吸收的熱量是________J。此過程中，電熱水壺實際消耗的電能_________（選填“大于”“等于”或“小于”）水吸收的熱量。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】 并 大于
【變式訓(xùn)練2】 （2022深圳）（1）小明檢測到家庭最大電流為5A，要買一個電熱水壺，一個為“220V，1000W”，一個為“220V，1500W”，小明選了1000W的，請根據(jù)計算說出為什么不選1500W的？___________
（2）電熱水壺的電線很短，因此電阻___________產(chǎn)生熱量___________，更加安全；
（3）小明把一個電熱水壺插進(jìn)插座，打開開關(guān)，突然家里的用電器都不工作了，請寫出可能的兩個原因：①___________；②___________；
（4）比較電熱水壺和電爐的加熱效率，請從下圖中選擇一組___________。
A. B. C.
（5）實驗：將1L水加熱至沸騰，探究電熱水壺的效率。求：設(shè)計實驗方案并寫出效率表達(dá)式。
物理量 方法（應(yīng)說明測量道具、物理量） 結(jié)論（用題目所給物理量表示）
水的密度ρ水的比熱容c熱水壺額定功率P ___________ η=___________
【答案】（1）見詳解 （2）小 少 （3）電熱水壺內(nèi)部電路短路 電熱水壺功率過大
（4）B （5）略
利用電能表的轉(zhuǎn)數(shù)求電能方法
利用電能表轉(zhuǎn)盤的實際轉(zhuǎn)速n和電流表參數(shù)N revs/kW·h，可以比較精確的計算出某段時間內(nèi)消耗的電能。即W==×3.6×106 J
如圖所示，電表上標(biāo)有“3000r/kW·h”的字樣，若一段時間內(nèi)該電能表盤轉(zhuǎn)了60轉(zhuǎn)，則在這段時間內(nèi)用電器消耗的電能為W==0.02= 7.2×104 J
電功與電熱的聯(lián)系
（1）純電阻電路（如電爐、電熱器、電熨斗等電路）
該類電路中，電流通過用電器時，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電流產(chǎn)生的熱量等于電流做的功（消耗的電能），即Q=W
Q=W總=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt
上述公式都可以適用于純電阻電路.
（2）非純電阻電路
在該類電路中，當(dāng)電流通過用電器時，電能主要轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電流產(chǎn)生的熱量小于電流做的功（消耗的電能），即Q＜W
例如：電風(fēng)扇工作時，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能，只有少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（發(fā)熱）。
W總＝UIt=W機(jī)械能＋Q熱量，電熱小于電功（選填“大于”、“小于”或“等于”）。
考點(diǎn)1. 電學(xué)實驗——伏安法測量性實驗
【對點(diǎn)練習(xí)】
1.（2022廣州二模）用一串小彩燈扮靚教室，發(fā)現(xiàn)一個小彩燈熄滅后，其他小彩燈依然發(fā)光，小麗猜想小彩燈并聯(lián)；取下這個小彩燈，整串彩燈都會熄滅，小麗認(rèn)為每個小彩燈應(yīng)該是串聯(lián)的。她決定將小彩燈接入圖1所示的電路，測其電阻，探尋奧秘。已知電源電壓為3V，小彩燈的額定電壓為2.5V。
（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖1中將實物電路連接完整；（ ）
（2）接入未損壞的小彩燈，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為2.5V，電流表的示數(shù)如圖2所示，示數(shù)為___________A，則小彩燈正常發(fā)光時接入電路的電阻為___________Ω；
（3）接入燈絲斷裂的小彩燈，當(dāng)電壓表示數(shù)為0.4V時，電流表示數(shù)為0.5A，可知小彩燈燈絲斷裂后接入電路的電阻為___________Ω；
（4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，燈絲斷裂后，小彩燈并未斷路，而是相當(dāng)于一段導(dǎo)線，起到連接電路的作用，可使其他小彩燈繼續(xù)工作，但其余小彩燈實際功率會___________。
考點(diǎn)2. 電功率 、焦耳定律的理解及簡單計算
【對點(diǎn)練習(xí)】
1.（2021深圳）某創(chuàng)客小組自制肺活量比較裝置，吸氣時，氣球脹大，隔板向上運(yùn)動，下列說法正確的是（　　）
A. 總電阻變大 B. V示數(shù)變大
C. A示數(shù)變大 D. 電路總功率變大
2.（2019廣東二模）如圖所示的電路中，電源電壓恒定為6V，變阻器R1標(biāo)有“20Ω，0.5A”字樣，定值電阻R2標(biāo)有“10Ω，1A”字樣若電流表的量程為“0~0.6A”，電壓表的量程為“0~3V”，滑片移動時，在保證電路安全的情況下，下列說法正確的是（　?。?br/>A. 電流表變化范圍0.3A~0.5A
B. 電壓表變化范圍1.5V~3V
C. 滑動變阻器阻值范圍2Ω~10Ω
D. 電路總功率最大值2.7W
3．（2020·廣東深圳）如圖所示，電源電壓恒定，小燈泡L標(biāo)有“6V 3W”的字樣（燈絲的電阻不隨溫度變化而變化）。當(dāng)只閉合開關(guān)S1時，小燈泡恰好正常發(fā)光；當(dāng)同時閉合S1和S2時，電流表的示數(shù)為0.8A。求：
(1)只閉合S1時，電流表的示數(shù)；
(2)R0的阻值；
(3)同時閉合S1和S2時，通電1min電路產(chǎn)生的總熱量。
4. （2023深圳）R是一個隨推力F變化而變化的電阻，F(xiàn)與R的關(guān)系如圖甲所示。現(xiàn)有如圖乙，丙的兩個電路，為定值電阻，阻值為20Ω，電源電壓恒為6V，電流表量程為0~0.6A。
（1）當(dāng)小白同學(xué)推力為0時，求電阻R的阻值；
（2）用300N力推電阻，求的電功率（圖乙）；
（3）圖丙中，當(dāng)干路電流不超過電流表量程時，小白同學(xué)推力F的最大值。
考點(diǎn)3. 家用電器相關(guān)計算
【對點(diǎn)練習(xí)】
1．（2021·廣東深圳）某科技興趣小組用一個88Ω的電阻R1、開關(guān)、導(dǎo)線等器材制作了一個電烤箱，先將電烤箱接入電壓為220V的家庭電路，簡化電路如甲所示，閉合開關(guān)，求：
（1）通過R1的電流；
（2）R1消耗的電功率；
（3）小組發(fā)現(xiàn)烤熟蛋糕耗費(fèi)時間過長，為解決這個問題，小組找來一個相同規(guī)格的電阻R2進(jìn)行改裝。
①你認(rèn)為應(yīng)按照圖 （選填“乙"或“丙”）進(jìn)行改裝；
②閉合開關(guān)S后，通電10min，求改裝后電烤箱產(chǎn)生的熱量。
2．（2023·廣東江門三模）圖甲是某電飯鍋的簡化電路原理圖，R1和R2是阻值不變的加熱電阻，R1=50Ω，S為溫控開關(guān)，1、2是開關(guān)連接的觸點(diǎn)。某次煮飯時，只將電飯鍋接入220V的電路中，在加熱狀態(tài)下工作了一段時間后，開關(guān)S自動切換到保溫狀態(tài)。在保溫狀態(tài)下，電能表（如圖乙）的轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)轉(zhuǎn)動了5r。求：
（1）保溫狀態(tài)下該電飯鍋的發(fā)熱功率。
（2）R2阻值的大小。
（3）用電高峰時，該電飯鍋在加熱狀態(tài)下，14min內(nèi)將2kg初溫為20℃的水加熱至沸騰（1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓），若不計熱損失，電飯鍋的實際電壓。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
35
【重點(diǎn)訓(xùn)練】
1. （2021深圳）以下說法正確的是（　?。?br/>A. 一個荔枝重2N B. 人心跳70次/分 C. 人體正常溫度38℃ D. 電冰箱電流1A
2. （2023江蘇揚(yáng)州）學(xué)習(xí)電學(xué)知識后，小芳把裸銅線分別在兩個削尖的鉛筆芯上繞幾圈，使筆尖剛好接觸，如圖所示，接上9V的電源，接觸點(diǎn)出現(xiàn)了明亮的電火花，是因為鉛筆尖接觸處的______；若讓電火花更亮些，方法是______，原理是______。
3. （2022河南）在測量額定電壓為2.5V小燈泡的電功率實驗中，電源是三節(jié)新干電池。
（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖的電路連接完整；（ ）
（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于_______（選填“左”或“右”）端；
（3）閉合開關(guān)，移動滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為______ V時，小燈泡正常發(fā)光，讀出電流表示數(shù)，可測得額定功率；
（4）繼續(xù)移動滑片，電壓表示數(shù)如圖所示，為_______ V，此時電流表示數(shù)為0.24 A，小燈泡的實際功率為______W；為了研究小燈泡發(fā)光情況與電功率的關(guān)系，除了表中記錄的電表示數(shù)和電功率，還需要增加記錄的內(nèi)容是___________ ；
實驗次數(shù) 電壓U/V 電流I/A 電功率P/ W
1 2.5 026
2 0.24
3 2.8 028
（5）分析實驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，小燈泡兩端的電壓越高，它的實際功率___________ ；
（6）完成上述實驗后，某小組設(shè)計了圖所示的電路，用原來的電源和電壓表測量原小燈泡的額定功率。方案如下：
①把定值電阻R0接入電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器使小燈泡正常發(fā)光；
②保持滑片位置不變，將電壓表改接在R0兩端，讀出電壓表示數(shù)；
③算出小燈泡的額定功率。
現(xiàn)有阻值為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻，為了能測出小燈泡的額定功率，結(jié)合題中的數(shù)據(jù)分析，定值電阻R0應(yīng)選_______Ω的。
4. （2023安徽）為估測一個電熱水壺?zé)畷r的電功率，小林在壺中裝入質(zhì)量為1kg的水，接入家庭電路中，通電加熱210s，水溫從20℃上升到70℃。已知水的比熱容為。
（1）求該過程中水吸收的熱量；
（2）若電流產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，請通過計算估測該熱水壺的電功率；
（3）用上述方案估測出的電功率與實際功率相比、偏大還是偏??？簡要說明原因。
5. （2022廣東）閱讀下列短文，回答問題。
直流充電樁
直流充電樁是一種為電動汽車補(bǔ)給能量的裝置，如圖甲所示，它能夠?qū)㈦娋W(wǎng)中的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，再將電能充入汽車動力電池（以下簡稱電池）。通常，直流充電樁比交流充電樁的充電電壓更高、電流更大，因而可實現(xiàn)快速充電。
設(shè)電池當(dāng)前儲能占充滿狀態(tài)儲能的百分比為D。充電時，充電樁的充電功率P會隨著電池的D的變化而變化，同時用戶還可以通過充電樁顯示屏了解充電過程中的其他相關(guān)信息?，F(xiàn)實際測試一個直流充電樁對某輛電動汽車的充電性能。假定測試中充電樁輸出的電能全部轉(zhuǎn)化為電池的儲能。充電前，D為30%，充電樁顯示屏中充電時長、充電度數(shù)、充電費(fèi)用示數(shù)均為0。開始充電后，P與D的關(guān)系如圖乙所示（為方便計算，圖像已作近似處理），充滿后，立即停止充電。當(dāng)D達(dá)到70%時充電樁顯示屏的部分即時信息如下表。
充電電壓（V） 充電電流（A） 充電時長（min） 充電度數(shù)（kW h） 充電費(fèi)用（元）
400 45 24.0 28.80
（1）通常，直流充電樁比交流充電樁的充電電壓更高、電流更大，故充電功率更___________；
（2）在D從30%增至70%的過程中，充電功率大致的變化規(guī)律是___________。當(dāng)D為70%時，充電電流為___________A；
（3）若充電過程中充電電費(fèi)單價不變，則測試全過程的充電費(fèi)用為___________元；
（4）設(shè)D從70%增至80%所需時間為t1，從80%增至90%所需時間為t2，且t1：t2=2：3，則測試全過程的充電總時長為___________min。
【難點(diǎn)訓(xùn)練】
1. （2022深圳）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(dāng)所測溫度達(dá)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。
2.（2023福建?。?下圖是某暖手寶的工作原理圖，電源電壓恒為6V，電阻R1為10Ω，閉合開關(guān)S，電路的總電流為1A，求：
（1）通過R1的電流；
（2）電阻R2的阻值；
（3）電路消耗的總電功率。
3. （2023遼寧撫順） 如圖所示電路，定值電阻為，滑動變阻器允許通過的最大電流為0.4A，當(dāng)滑動變阻器的滑片P在最右端時，先閉合開關(guān)S，電流表示數(shù)為0.1A，再閉合開關(guān)，電流表示數(shù)為0.2A，在保證電路元件安全的條件下，將滑動變阻器的滑片向左最大范圍移動。下列說法正確的是（　?。?br/>A. 電源電壓為8V
B. 滑動變阻器連入電路的阻值范圍是~
C. 定值電阻的功率為0.8W
D. 通電1min，整個電路消耗的電能最多為120J
【易錯點(diǎn)訓(xùn)練】
1．（2023·廣東深圳三模）某同學(xué)想用如下電路圖甲改裝成一個稱重秤，R0為壓敏電阻，其電阻隨壓力變化曲線如圖乙所示；電源電壓為36V，R為20Ω的定值電阻，電流表量程為0~0.6A，則求（g=10N/kg）：
（1）當(dāng)秤空載時，電流表示數(shù)；
（2）本秤能測量的質(zhì)量范圍；
（3）秤在稱重為0.1kg時，整個電路的電功率。

2.（2023甘肅威武） 如圖甲所示為小藝同學(xué)家的電中藥壺，有“猛火”和“文火”兩個擋位，工作電路簡化為圖乙所示，其中S'為擋位開關(guān)，R1、R2為發(fā)熱電阻（假定工作時電阻不變），A、B為阻值可忽略不計的指示燈。當(dāng)電中藥壺處于猛火擋時，紅燈亮；處于文火擋時，綠燈亮。已知電中藥壺額定電壓為220V，猛火擋的額定功率為2420W，R2的阻值為180Ω。
（1）判斷A燈是______（選填“紅燈”或“綠燈”），你的判斷依據(jù)是什么？
（2）求電中藥壺“文火”擋的額定功率？
（3）某天用電高峰時，小藝用電中藥壺幫奶奶熬藥，為了計算家里電路的實際電壓，她關(guān)了家里其它用電器，只將電中藥壺調(diào)到猛火擋上，電中藥壺工作1min，電能表（如圖丙所示）的電能表表盤轉(zhuǎn)了100轉(zhuǎn)，由此她計算出家庭電路的實際電壓是多少？
3. （2023湖北隨州）下圖是陳老師辦公室電熱水壺的照片，右圖是其內(nèi)部電路的簡化圖。電路主要由并聯(lián)的兩個支路組成：一支路是由指示燈（2V 0. 1W）和“限流電阻”串聯(lián)而成；另一支路接有發(fā)熱盤（發(fā)熱電阻）。已知電源電壓為220V，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。
（1）判斷“限流電阻”是“大電阻”還是“小電阻”（小于10Ω為“小電阻”，大于100Ω為“大電阻”）。直接寫出你判斷的結(jié)論無需證明無需說明理由；
（2）用該電熱水壺給壺內(nèi)1kg、20°C的水加熱，已知加熱功率為1000W，加熱時80%的熱量被壺內(nèi)的水吸收，求多長時間可以將水燒開（100°C）？
考情分析
夯實基礎(chǔ)
知識清單
技巧點(diǎn)撥
易錯提醒
真題對點(diǎn)練練對點(diǎn)練
提分培優(yōu)練
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2024年中考物理新課標(biāo)總復(fù)習(xí)一輪培優(yōu)學(xué)案（廣東專版）
第一部分 單元整合培優(yōu)學(xué)案
第09講 電學(xué)基礎(chǔ)(下)
課標(biāo)要求
1. 結(jié)合實例，了解電功和電功率。知道用電器的額定功率和實際功率。2. 通過實驗，了解焦耳定律。能用焦耳定律說明生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象。
考點(diǎn)分布 考查頻率 命題趨勢
考點(diǎn)1 電學(xué)實驗——伏安法測量性實驗 ☆ 電學(xué)基礎(chǔ)下部分，廣東省物理試卷里，每年考查1~3道題,分值為10分左右。一般以考查規(guī)律的識記與理解為主。題型有選擇、填空、實驗和計算，難度系數(shù)為0.5。2024年重點(diǎn)仍然是電功率的計算。家用電器相關(guān)計算會以熱點(diǎn)綜合形式考查。
考點(diǎn)2 電功率 、焦耳定律的理解及簡單計算 ☆☆☆
考點(diǎn)3 家用電器相關(guān)計算 ☆☆
☆☆☆ 代表必考點(diǎn)，☆☆代表?？键c(diǎn)，☆星表示中頻考點(diǎn)。
知識點(diǎn)一：電能和電功
1. 電能的單位及其換算
（1）國際單位：焦耳，簡稱焦，用符號J表示。
（2）常用單位：千瓦時，用符號kw·h表示，俗稱“度”。
（3）換算關(guān)系：1kw·h=3.6×106J。
2.電功
（1）電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，也是用電器消耗電能的過程。
（2）電功就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的多少的量度。
（3）計算公式： W=UIt（適用于所有電路）
3. 電能表
（1）概念：測量用電器一段時間內(nèi)消耗電能多少的儀表。
（2）讀數(shù)：電能表前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。
注意：最后一位有紅色標(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)點(diǎn)后一位。
（3）重要參數(shù)的物理意義
1）“220V”表示電能表應(yīng)該在220V的電路中使用；
2）“10（20）A”表示電能表的標(biāo)定電流為10A，額定最大電流為20A，電能表在短時間內(nèi)最大電流不超過20A；
3）“2500 r / kW h”表示每消耗1kw h的電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過2500轉(zhuǎn)。
知識點(diǎn)二：電功率
1. 電功率的定義：電流在單位時間內(nèi)所做的功。
2. 電功率的符號：P
3. 電功率的單位
（1）國際單位：瓦特，簡稱瓦，符號W
（2）常用單位：千瓦，符號kW，1kW=1000W；毫瓦，符號mW，1W=1000mW
4. 電功率的物理意義：表示電流做功快慢。
5. 電功率的公式
（1）定義式：（適用于所有電路）
（2）推導(dǎo)公式：（適用于純電阻電路，一般用于串聯(lián)）
（適用于純電阻電路，一般用于并聯(lián)）
（3）兩套單位
W—電流所做的功—焦(J) —kW·h
t—所用的時間—秒(s) —h
P—用電器的功率—瓦(W) —kW
6. 額定功率和實際功率
（1）額定電壓：用電器正常工作時的電壓，用U額表示；
（2）額定功率：用電器在額定電壓下正常工作時的功率，用P額表示；
（3）實際電壓：用電器實際工作時的電壓，用U實表示；
（4）實際功率：用電器在實際電壓下的功率，用P實表示；
（5）功率與電壓的關(guān)系：
用電器兩端的電壓 電功率 用電器的工作情況
U實=U額 P實=P額 正常工作
U實>U額 P實>P額 容易損壞用電器
U實知識點(diǎn)三：伏安法測小燈泡電功率
【實驗原理】 P=UI
【實驗電路圖】
【實驗器材】電源、開關(guān)、電流表、電壓表、滑動變阻器、小燈泡（額定電壓2.5V）、導(dǎo)線
【實驗步驟】
1. 按照電路圖連接實物電路，連接過程中開關(guān)斷開。
2. 檢查所連接的電路，確定無誤后閉合開關(guān)。
3. 移動滑動變阻器的滑片，觀察電壓表的示數(shù)，使電壓表的示數(shù)為1V，讀出電流表的示數(shù)為0.2A，觀察燈泡亮度較暗。
4. 移動滑動變阻器的滑片，觀察電壓表的示數(shù)，使電壓表的示數(shù)為2.5V，讀出電流表的示數(shù)為0.29 A，小燈泡正常發(fā)光。
5. 移動滑動變阻器的滑片，觀察電壓表的示數(shù)，使電壓表的示數(shù)為3V，讀出電流表的示數(shù)為0.32A，觀察小燈泡亮度較亮。
【實驗結(jié)論】
1、當(dāng)U實=U額時，P實=P額，小燈泡正常發(fā)光；
2、當(dāng)U實3、當(dāng)U實>U額時，P實>P額，小燈泡發(fā)光較亮；
注意：小燈泡的亮度取決于小燈泡的實際功率，實際功率越大，亮度越亮。
【滑動變阻器作用】
1. 保護(hù)電路；
2. 改變小燈泡兩端電壓。
【注意事項】
1. 電源電壓應(yīng)高于小燈泡的額定電壓。
2. 電壓表的量程應(yīng)大于小燈泡的額定電壓。
3. 滑動電阻器允許通過的最大電流要大于小燈泡的額定電流，滑動變阻器的最大阻值應(yīng)與小燈泡的電阻差不多，以使滑動變阻器的調(diào)壓效果明顯。
4. 滑動變阻器應(yīng)采用“一上一下”的連接方法。
5. 電壓表和電流表要注意“+”“-”接線柱的接法正確。
6. 調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓高于額定電壓時，要注意緩慢移動滑動變阻器滑片，實際電壓不能超過額定電壓的1.2倍，同時通電時間不能過長，否則容易燒壞小燈泡。
7. 不能把三次的電功率求平均值，因為這三次的電功率是不同電壓下的電功率。
知識點(diǎn)四：焦耳定律
1. 電流的熱效應(yīng)定義：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
2. 影響電流熱效應(yīng)大小的因素：導(dǎo)體通電時，產(chǎn)生熱的多少與電流的大小、導(dǎo)體電阻的大小和通過時間有關(guān)。
3. 焦耳定律
（1）內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟電阻成正比，跟通電時間成正比。
（2） 公式：
（3）只有在純電阻電路中可以用電功公式計算電熱。
1）純電阻電路中，電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量，此時電功等于電熱，即W=Q。
2）非純電阻電路中，電流所做的功只有一部分用來產(chǎn)生熱量，如電動機(jī)工作時，既產(chǎn)生熱量又產(chǎn)生機(jī)械能，電功等于熱量與機(jī)械能之和，即W>Q。
4. 電熱的利用和防止
（1）電熱的利用：用電來加熱的設(shè)備叫電熱器，例如家用熱水器、電飯煲等。
注意：電熱器是利用電流做功，將電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，使我們獲得需要的熱量。有些電器通電時也能產(chǎn)生熱量，但不是用來加熱的，所以不能叫電熱器，例如電視機(jī)。
（2）電熱的危害：很多情況下，電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量并不是我們需要的，這時電能浪費(fèi)掉了，有時還會引起事故甚至災(zāi)害，所以要想辦法阻止電熱的產(chǎn)生。
考點(diǎn)1. 電學(xué)實驗——伏安法測量性實驗
【例題】（2022深圳）小明需要測量小燈泡的額定功率，燈泡銘牌是“3.8V，1.15W”。
電壓表示數(shù) 電流表示數(shù)
3.0V 0.32A
3.8V 0.4A
4.5V
（1）小明連接電路后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，下列哪種方法可以一次性解析多項問題（ ）
A.檢查電源 B.檢查導(dǎo)線連接
C.檢查電流表和電壓表的示數(shù) D.調(diào)節(jié)滑動變阻器觀察燈泡亮度
（2）實驗過程中，小明發(fā)現(xiàn)小燈泡較暗，如果要讓小燈泡正常發(fā)光，他應(yīng)將滑動變阻器向___________（左或右）滑動；
（3）如圖乙所示，當(dāng)電壓表示數(shù)為4.5V時，電流表示數(shù)為___________A；
（4）從上表可以求出，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時電阻為___________Ω；
（5）通過計算，判斷出這只小燈泡銘牌上的參數(shù)___________（合格，不合格）；在這個實驗中，可能會觀察到小燈泡出現(xiàn)的現(xiàn)象是___________（一點(diǎn)即可）
【答案】（1）C （2）左 （3）0.44 （4）9.5 （5）不合格 小燈泡發(fā)光較亮，燈絲燒斷
【解析】（1）A．檢查電源，若電源正常而小燈泡仍然不亮，則不能確定電路中出現(xiàn)的別的問題，故A不符合題意；
B．檢查導(dǎo)線連接，若導(dǎo)線沒問題而小燈泡仍然不亮，則不能確定別的問題，故B不符合題意；
C．檢查電流表和電壓表的示數(shù)，若電流表和電壓表都無示數(shù)，則可能是電路中除小燈泡外的某處發(fā)生斷路；若電流表無示數(shù)而電壓表有示數(shù)，則可能是小燈泡燈絲斷了；若電流表有示數(shù)而電壓表無示數(shù)，則可能是小燈泡處發(fā)生短路了，所以，通過檢查電流表和電壓表可以一次性解析多項問題，故C符合題意；
D．調(diào)節(jié)滑動變阻器觀察燈泡亮度，若燈泡仍然不亮，則有可能是燈泡處短路、斷路，或者其他地方發(fā)生斷路，不能確定多項問題，故D不符合題意。故選C。
（2）小燈泡較暗，是因為小燈泡兩端分配的電壓過小，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知，此時應(yīng)將滑動變阻器滑片向左移動，減小滑動變阻器兩端的電壓，使小燈泡兩端電壓增大為額定電壓，小燈泡即可正常發(fā)光。
（3）圖乙中，電流表選擇了“0～0.6A”量程，一大格0.2A，一小格0.02A，讀數(shù)為0.44A。
（4）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，兩端電壓U=3.8V，電流I=0.4A，則小燈泡的電阻
（5）由表中數(shù)據(jù)可知，小燈泡的額定功率
P=UI=3.8V×0.4A=1.52W>1.15W
這個數(shù)值與小燈泡銘牌上的參數(shù)不相符，說明小燈泡銘牌上的參數(shù)不合格；由于計算得出的電功率大于小燈泡銘牌上的數(shù)據(jù)，故在這個實驗中，可能會觀察到小燈泡發(fā)光較亮，燈絲燒斷。
【變式訓(xùn)練】（2022廣東深圳二模） 小麗在“測量小燈泡的電功率”實驗中，實驗器材有：電壓恒為3V的電源一個、小燈泡（額定電壓為2.5V）、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干。
（1）如圖甲所示是小麗連接的實物電路，圖中有一根導(dǎo)線連接錯誤，請你在連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補(bǔ)畫出正確的連線；（ ）
（2）連接電路過程中，開關(guān)應(yīng)該________（選填“斷開”或“閉合”），滑動變阻器的滑片應(yīng)該移動到_______（選填“最左”或“最右”）端；
（3）正確連接電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則電路的故障可能是______；（填選項符號）
A．燈泡短路 B．燈泡斷路 C．滑動變阻器短路 D．滑動變阻器斷路
（4）電路故障排除后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，電流表指針如圖乙所示，則此時通過小燈泡的電流是______A；
（5）電路連接正確操作后，小燈泡發(fā)光，此時電壓表的示數(shù)為2.0V，為了測量小燈泡的額定電功率，這時應(yīng)該向_____（選填“左”或“右”）端移動滑動變阻器的滑片；
（6）小麗根據(jù)記錄的多組I-U數(shù)據(jù)，畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖像（如圖丙所示），則小燈泡的額定功率為_____W；
（7）小麗根據(jù)小燈泡的I-U圖像（如圖丙所示），分析出小燈泡的電阻隨兩端電壓的增大而______（選填“增大”、“不變”或“減小”），你認(rèn)為原因是________。
【答案】 （1）見解析。 （2）斷開 最左 （3）B （4） 0.14 （5） 右 （6） 0.625 （7）增大 電壓增大，小燈泡發(fā)光越亮，燈絲溫度越高，電阻越大
【解析】（1）由圖甲可知，電壓表串聯(lián)在電路中，而電流表并聯(lián)在小燈泡兩端，此時燈泡被短路，改正如下圖所示
（2）連接電路時，為了保護(hù)電路，開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到阻值最大處，即滑動變阻器的滑片應(yīng)移到最左端。
（3）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路中可能存在斷路，而電壓表有示數(shù)，說明燈泡斷路，此時電壓表直接串聯(lián)進(jìn)電路，測量電源電壓，故ACD不符合題意，B符合題意，故選B。
（4）由圖乙可知，電流表選擇小量程，分度值為0.02A，故電流表示數(shù)為0.14A。
（5）由題意可知，此時小燈泡兩端電壓為2.0V，小于小燈泡的額定電壓 ，為了使小燈泡兩端電壓達(dá)到額定電壓，應(yīng)增大小燈泡兩端電壓，由串聯(lián)分壓可知，應(yīng)減小滑動變阻器接入電路中的阻值，故應(yīng)向右端移動滑動變阻器的滑片。
（6）由圖丙可知，小燈泡的額定電流為I=0.25A，故由P=UI可得，小燈泡的額定功率為
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
（7）由圖丙可知，隨著小燈泡兩端電壓增大，小燈泡兩端的電壓值與流過小燈泡的電流值之比逐漸增大，即小燈泡的電阻隨兩端電壓的增大而增大，出現(xiàn)這種情況的原因是小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。
考點(diǎn)2. 電功率 、焦耳定律的理解及簡單計算
【例題1】（2023廣東?。?題圖甲是用某款3D打印第進(jìn)行立體繪畫時的場景，打印筆通電后，筆內(nèi)電阻絲發(fā)熱使筆內(nèi)繪畫材料熔化；加熱電路簡化后如圖所示，電源電壓恒為6V，R1和R2為發(fā)熱電阻絲，只閉合S1時低溫?fù)豕ぷ?，S1、S2都閉合時高溫?fù)豕ぷ?，高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)醯墓β时葹?∶3，R1=4Ω，忽略電阻絲阻值隨溫度變化，求
（1）低溫檔工作時，通過R1的電流；
（2）低溫?fù)醯墓β剩?br/>（3）R2的電阻值。
【答案】（1）1.5A；（2）9W；（3）12Ω
【解析】（1）由題意可知，電源電壓恒6V，只閉合S1時，電路中只有R1一個用電器，則R1兩端電壓為6V，R1=4Ω，根據(jù)歐姆定律可得
（2）只閉合S1時低溫?fù)豕ぷ?，電壓?V，則低溫檔的電功率為
（3）S1、S2都閉合時高溫?fù)豕ぷ?，R1和R2并聯(lián)，高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)醯墓β时葹?∶3，即
則高溫檔的功率為
電路并聯(lián)，總功率等于各支路功率之和，即
則R2的電功率為
根據(jù)
可得，R2的電阻值為
答：（1）低溫?fù)豕ぷ鲿r，通過R1的電流為1.5A；
（2）低溫?fù)醯墓β蕿?W；
（3）R2的電阻值為12Ω。
【例題2】（2021廣東省）如圖是探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與______ 關(guān)系的實驗裝置。實驗中用U形管內(nèi)液面的______ 反映導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，通電一段時間后，容器______ 選填“甲”或“乙”內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量較多。
【答案】電流 高度差 甲
【解析】裝置中乙容器中兩個的電阻并聯(lián)后再與甲容器中一個的電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即，乙容器中兩個的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，，所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側(cè)通過電流的一半，即是研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；
據(jù)實驗裝置可知，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量使容器中的空氣受熱膨脹，從而導(dǎo)致U形管中的液面會發(fā)生變化，雖然產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但可以通過U形管液面高度差的變化來反映電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法；
根據(jù)可知，在電阻和通電時間相同的情況下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多，由可知通過容器甲內(nèi)電阻絲的電流較大，故其產(chǎn)生的熱量較多。
【變式訓(xùn)練1】（2023深圳） 已知，，琴琴同學(xué)分別按圖甲和圖乙兩種方式將兩電阻連接在一起，則（ ）
A. 圖甲中R1與R2電流比 B. 圖乙中R1與R2的電壓比
C. 圖甲與圖乙的總功率比 D. 圖甲與圖乙的總功率比
【答案】C
【解析】A．圖甲中兩電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等可知，通過與的電流相等，即
故A不符合題意；
B．圖乙中兩電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知， 與兩端的電壓相等，則
故B不符合題意；
CD．根據(jù)電功率的公式
可得
圖甲與圖乙的總功率比
故C符合題意，D不符合題意。故選C。
【變式訓(xùn)練2】 （2022深圳）某愛心團(tuán)隊去養(yǎng)老院送電暖氣，電暖氣有低、中、高三擋，已知R1=55 ，R2=44 ，以下說法正確的是（　?。?br/>A. 使用“低溫檔”只需要閉合S2
B. 使用“高溫檔”要閉合S1、S2
C. 閉合S1、S2時，通過R1、R2的電流之比為5:4
D. 中溫檔正常工作1分鐘，產(chǎn)生的熱量為6.6×104J
【答案】BD
【解析】AB．根據(jù)可知，當(dāng)電壓一定時，R越大，P越小，為低溫?fù)?，R越小，P越大，為高溫?fù)?。由電路圖可知，S1、S2同時閉合時，R1、R2并聯(lián)，電阻最小，功率最大，為高溫?fù)酰挥捎赗1>R2，所以只閉合S1時，電阻最大，功率最小，為低溫?fù)?；只閉合S2時，為中溫?fù)酢９蔄錯誤，B正確；
C．當(dāng)S1、S2都閉合時，R1與R2并聯(lián)，由并聯(lián)分流可知通過R1、R2的電流之比為
故C錯誤；
D．中溫?fù)跽９ぷ?，R2接入電路，1分鐘產(chǎn)生的熱量為
故D正確。故選BD。
【變式訓(xùn)練3】（2021廣東一模） 將電能輸送到幾百千米之外的用戶，在輸電線上會有能量的損耗，這主要是由于電流的______效應(yīng)引起的。某段輸電線路的總電阻為0.5Ω，輸送電流為100A，每輸電1min，這段線路便會損耗______J的電能。
【答案】 熱
【解析】由于輸電線有電阻，電流通過導(dǎo)體一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，造成電能的損耗，這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。
根據(jù)焦耳定律可得，這段電路損耗的電能為
考點(diǎn)3. 家用電器相關(guān)計算
【例題1】（2022廣東）某電熱取暖器的簡化電路如圖所示，R1、R2為發(fā)熱電阻。取暖器工作時，通過開關(guān)S1和S2實現(xiàn)低溫、高溫的擋位控制。已知高溫?fù)豕β蕿?320W，R1=55Ω。求：
（1）取暖器工作時通過R1的電流；
（2）取暖器處于低溫?fù)鯐r，工作1min產(chǎn)生的熱量；
（3）R2的阻值。
【答案】（1）4A；（2）52800J；（3）110Ω
【解析】（1）由電路圖知，兩個開關(guān)都閉合時，兩個電阻并聯(lián)在電路中，電路中的總電阻較小，據(jù) 知，電路中的總電功率較大，處于高溫?fù)?；S1閉合、S2斷開時，電路中只有R1工作，電路中的電阻較大，據(jù) 知，電路中的總電功率較小，處于低溫?fù)酢４藭r通過R1的電流
（2）電熱取暖器處于低溫?fù)鯐r，功率
P低溫=UI1=220V×4A=880W
工作1min產(chǎn)生的熱量
Q=P低溫t=880W×60s=52800J
（3）高溫?fù)豕ぷ鳎琑2消耗的功率
P2=P高溫-P低溫=1320W-880W=440W
所以R2阻值
【變式訓(xùn)練1】（2022廣東）家庭電路中，電熱水壺應(yīng)與其他家用電器________聯(lián)。若用電熱水壺加熱0.8kg的水，使其溫度從30℃升高到80℃，則水吸收的熱量是________J。此過程中，電熱水壺實際消耗的電能_________（選填“大于”“等于”或“小于”）水吸收的熱量。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】 并 大于
【解析】家庭電路中，電熱水壺應(yīng)與其他家用電器之間互不干擾，都能獨(dú)立工作，所以它們是并聯(lián)的。
用電熱水壺加熱0.8kg的水，使其溫度從30℃升高到80℃，則水吸收的熱量
由于在燒水過程中，水會不斷的向外散熱，所以電熱水壺實際消耗的電能會大于水吸收的熱量。
【變式訓(xùn)練2】 （2022深圳）（1）小明檢測到家庭最大電流為5A，要買一個電熱水壺，一個為“220V，1000W”，一個為“220V，1500W”，小明選了1000W的，請根據(jù)計算說出為什么不選1500W的？___________
（2）電熱水壺的電線很短，因此電阻___________產(chǎn)生熱量___________，更加安全；
（3）小明把一個電熱水壺插進(jìn)插座，打開開關(guān)，突然家里的用電器都不工作了，請寫出可能的兩個原因：①___________；②___________；
（4）比較電熱水壺和電爐的加熱效率，請從下圖中選擇一組___________。
A. B. C.
（5）實驗：將1L水加熱至沸騰，探究電熱水壺的效率。求：設(shè)計實驗方案并寫出效率表達(dá)式。
物理量 方法（應(yīng)說明測量道具、物理量） 結(jié)論（用題目所給物理量表示）
水的密度ρ水的比熱容c熱水壺額定功率P ___________ η=___________
【答案】（1）見詳解 （2）小 少 （3）電熱水壺內(nèi)部電路短路 電熱水壺功率過大 （4） B （5）見詳解
【解析】（1）“220V，1000W”的電熱水壺的額定電流為
“220V，1500W”的電熱水壺的額定電流為
因為家庭最大電流為5A，I1<5A，I2>5A，故不選擇1500W的電熱水壺。
（2）由導(dǎo)體電阻的影響因素可知，導(dǎo)體越短，其電阻越小。
根據(jù)焦耳定律可知，在電流和通電時間一定的情況下，導(dǎo)體電阻越小，導(dǎo)體放出的熱量越少，電熱壺就更加安全。
（3）導(dǎo)致家里的用電器都不工作的原因有兩個，分別是用電器內(nèi)部電路短路或用電器功率過大，使得家庭電路中總電流過大導(dǎo)致空氣開關(guān)跳閘或保險絲燒斷。
（4）比較電熱水壺和電爐的加熱效率，應(yīng)控制加熱功率和被加熱水的質(zhì)量相同，故應(yīng)選擇B圖所示電爐。
（5）1L水的體積為
1L水的質(zhì)量為
用天平和燒杯稱量出1kg的水倒入電熱水壺中，用溫度計測量并記錄此時的溫度為t1，閉合電熱水壺開關(guān)，用秒表記錄加熱至沸騰的時間t，用溫度計測量并記錄沸騰時的溫度為t2。
電熱水壺放出的熱量為
水吸收的熱量為
電熱水壺的加熱效率為
利用電能表的轉(zhuǎn)數(shù)求電能方法
利用電能表轉(zhuǎn)盤的實際轉(zhuǎn)速n和電流表參數(shù)N revs/kW·h，可以比較精確的計算出某段時間內(nèi)消耗的電能。即W= = ×3.6×106 J
如圖所示，電表上標(biāo)有“3000r/kW·h”的字樣，若一段時間內(nèi)該電能表盤轉(zhuǎn)了60轉(zhuǎn)，則在這段時間內(nèi)用電器消耗的電能為W= =0.02= 7.2×104 J
電功與電熱的聯(lián)系
（1）純電阻電路（如電爐、電熱器、電熨斗等電路）
該類電路中，電流通過用電器時，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電流產(chǎn)生的熱量等于電流做的功（消耗的電能），即Q=W
Q=W總=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt
上述公式都可以適用于純電阻電路.
（2）非純電阻電路
在該類電路中，當(dāng)電流通過用電器時，電能主要轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電流產(chǎn)生的熱量小于電流做的功（消耗的電能），即Q＜W
例如：電風(fēng)扇工作時，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能，只有少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（發(fā)熱）。
W總＝UIt=W機(jī)械能＋Q熱量，電熱小于電功（選填“大于”、“小于”或“等于”）。
考點(diǎn)1. 電學(xué)實驗——伏安法測量性實驗
【對點(diǎn)練習(xí)】
1.（2022廣州二模）用一串小彩燈扮靚教室，發(fā)現(xiàn)一個小彩燈熄滅后，其他小彩燈依然發(fā)光，小麗猜想小彩燈并聯(lián)；取下這個小彩燈，整串彩燈都會熄滅，小麗認(rèn)為每個小彩燈應(yīng)該是串聯(lián)的。她決定將小彩燈接入圖1所示的電路，測其電阻，探尋奧秘。已知電源電壓為3V，小彩燈的額定電壓為2.5V。
（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖1中將實物電路連接完整；（ ）
（2）接入未損壞的小彩燈，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為2.5V，電流表的示數(shù)如圖2所示，示數(shù)為___________A，則小彩燈正常發(fā)光時接入電路的電阻為___________Ω；
（3）接入燈絲斷裂的小彩燈，當(dāng)電壓表示數(shù)為0.4V時，電流表示數(shù)為0.5A，可知小彩燈燈絲斷裂后接入電路的電阻為___________Ω；
（4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，燈絲斷裂后，小彩燈并未斷路，而是相當(dāng)于一段導(dǎo)線，起到連接電路的作用，可使其他小彩燈繼續(xù)工作，但其余小彩燈實際功率會___________。
【答案】 （1）見解析。 （2）0.16 15.625 （3）0.8 （4）變大
【解析】（1）測量小彩燈電阻，滑動變阻器與小彩燈串聯(lián)，電壓表測量小彩燈的電壓，電流表測量小彩燈的電流，小彩燈的額定電壓為2.5V，故電壓表的量程選擇0~3V，滑動變阻器的連線一上一下，如圖所示
（2）電流表的量程為0~0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.16A小彩燈正常發(fā)光時的電流為0.16A。
小彩燈正常發(fā)光時的電流為0.16A，電壓為2.5V，由歐姆定律得，小彩燈正常發(fā)光的電阻為
（3）接入燈絲斷裂的小彩燈，當(dāng)電壓表示數(shù)為0.4V時，電流表示數(shù)為0.5A，由歐姆定律得，小彩燈燈絲斷裂后接入電路的電阻為
（4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，燈絲斷裂后，小彩燈并未斷路，而是相當(dāng)于一段導(dǎo)線，起到連接電路的作用，可使其他小彩燈繼續(xù)工作，小彩燈燈絲斷裂后，電阻變小，電路總電阻變小，電源電壓不變，由歐姆定律得，電路電流變大，其余小彩燈的電壓變大，由 得，其余小彩燈實際功率會變大。
考點(diǎn)2. 電功率 、焦耳定律的理解及簡單計算
【對點(diǎn)練習(xí)】
1.（2021深圳）某創(chuàng)客小組自制肺活量比較裝置，吸氣時，氣球脹大，隔板向上運(yùn)動，下列說法正確的是（　　）
A. 總電阻變大 B. V示數(shù)變大
C. A示數(shù)變大 D. 電路總功率變大
【答案】CD
【解析】由圖可知，R1、R0串聯(lián)，電壓表測R0兩端電壓，電流表測電流；
A．隔板向上運(yùn)動時，R0阻值減小，總電阻增大，故A錯誤；
B．隔板向上運(yùn)動時，R0阻值減小，根據(jù)串聯(lián)分壓，R0兩端電壓減小，即V示數(shù)變小，故B錯誤；
C．隔板向上運(yùn)動時，R0阻值減小，電流增大，即A示數(shù)變大，故C正確；
D．電路中電流增大，電路總功率為
可知電路總功率變大，故D正確。
2.（2019廣東二模）如圖所示的電路中，電源電壓恒定為6V，變阻器R1標(biāo)有“20Ω，0.5A”字樣，定值電阻R2標(biāo)有“10Ω，1A”字樣若電流表的量程為“0~0.6A”，電壓表的量程為“0~3V”，滑片移動時，在保證電路安全的情況下，下列說法正確的是（　?。?br/>A. 電流表變化范圍0.3A~0.5A
B. 電壓表變化范圍1.5V~3V
C. 滑動變阻器阻值范圍2Ω~10Ω
D. 電路總功率最大值2.7W
【答案】AC
【解析】由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流。因串聯(lián)電路中各處的電流相等，變阻器R1允許通過的最大電流為0.5A、定值電阻R2允許通過的最大電流為1A、電流表量程為0~0.6A，所以，電路中的最大電流I大=0.5A；此時R2兩端的電壓最大，電路的總功率最大，變阻器接入電路中的電阻最小，R2兩端電壓
U2大=I大R1=0.5A×10Ω=5V
電路的最大功率
P大=UI大=6V×0.5A=3W
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，變阻器兩端的電壓
U1=U-U2大=6V-5V=1V
變阻器接入電路中的最小阻值
電壓表的量程為“0~3V”，當(dāng)電壓表的示數(shù)最大是3V時，接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，電路的總功率最小，此時R2兩端的電壓
U2=U-U1大=6V-3V=3V
所以電壓表變化范圍1V~3V，電路中的最小電流
則電流表變化范圍0.3A~0.5A?；瑒幼冏杵鹘尤腚娐分械淖畲笞柚?br/>所以，滑動變阻器連入電路的阻值在2Ω~10Ω范圍內(nèi)變化。
綜上所述
A.電流表變化范圍0.3A~0.5A，故A正確；
B.電壓表變化范圍1V~3V，故B錯誤；
C.滑動變阻器阻值范圍2Ω~10Ω，故C正確；
D.電路總功率最大值3W，故D錯誤。故選AC。
3．（2020·廣東深圳）如圖所示，電源電壓恒定，小燈泡L標(biāo)有“6V 3W”的字樣（燈絲的電阻不隨溫度變化而變化）。當(dāng)只閉合開關(guān)S1時，小燈泡恰好正常發(fā)光；當(dāng)同時閉合S1和S2時，電流表的示數(shù)為0.8A。求：
(1)只閉合S1時，電流表的示數(shù)；
(2)R0的阻值；
(3)同時閉合S1和S2時，通電1min電路產(chǎn)生的總熱量。
【答案】(1)0.5A；(2)20Ω；(3)288J
【解析】(1)當(dāng)只閉合開關(guān)S1時，電路為小燈泡L的簡單電路，電流表測電路中的電流，因小燈泡恰好正常發(fā)光，所以電源的電壓U＝UL＝6V，由P＝UI可得，電流表的示數(shù)為
(2)當(dāng)同時閉合S1和S2時，燈泡L與燈泡R0并聯(lián)，電流表測干路電流，電路的總電阻和燈泡的電阻分別為
因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，即
代入數(shù)據(jù)可得R0＝20Ω。
(3)同時閉合S1和S2時，通電1min電路產(chǎn)生的總熱量為
Q＝W＝UI′t＝6V×0.8A×60s＝288J
4. （2023深圳）R是一個隨推力F變化而變化的電阻，F(xiàn)與R的關(guān)系如圖甲所示。現(xiàn)有如圖乙，丙的兩個電路，為定值電阻，阻值為20Ω，電源電壓恒為6V，電流表量程為0~0.6A。
（1）當(dāng)小白同學(xué)推力為0時，求電阻R的阻值；
（2）用300N力推電阻，求的電功率（圖乙）；
（3）圖丙中，當(dāng)干路電流不超過電流表量程時，小白同學(xué)推力F的最大值。
【答案】（1）40Ω；（2）08W；（3）200N
【解析】（1）由題圖甲可知，當(dāng)推力為0時，電阻R的阻值為40Ω。
（2）用300N的力推電阻時，電阻R的阻值為10Ω，電路中的電流
的電功率
（3）圖丙電路中，通過的電流
電流表允許通過的最大電流為0.6A，因為R與并聯(lián)，則通過R的最大電流
根據(jù)歐姆定律可得，R的阻值最小
由題圖甲可知，此時的推力為200N，隨著推力的增大，R的阻值減小，故最大推力為200N。
考點(diǎn)3. 家用電器相關(guān)計算
【對點(diǎn)練習(xí)】
1．（2021·廣東深圳）某科技興趣小組用一個88Ω的電阻R1、開關(guān)、導(dǎo)線等器材制作了一個電烤箱，先將電烤箱接入電壓為220V的家庭電路，簡化電路如甲所示，閉合開關(guān)，求：
（1）通過R1的電流；
（2）R1消耗的電功率；
（3）小組發(fā)現(xiàn)烤熟蛋糕耗費(fèi)時間過長，為解決這個問題，小組找來一個相同規(guī)格的電阻R2進(jìn)行改裝。
①你認(rèn)為應(yīng)按照圖 （選填“乙"或“丙”）進(jìn)行改裝；
②閉合開關(guān)S后，通電10min，求改裝后電烤箱產(chǎn)生的熱量。
【答案】 2.5A 550W 乙 6.6×105J
【解析】（1）通過R1的電流
（2）R1消耗的電功率
（3）①圖乙是兩電阻并聯(lián)，總電阻更小，圖丙是兩電阻串聯(lián)，總電阻更大，根據(jù)
可得乙圖功率更大，符合要求。
②閉合開關(guān)S后，通電10min，改裝后電烤箱產(chǎn)生的熱量
2．（2023·廣東江門三模）圖甲是某電飯鍋的簡化電路原理圖，R1和R2是阻值不變的加熱電阻，R1=50Ω，S為溫控開關(guān)，1、2是開關(guān)連接的觸點(diǎn)。某次煮飯時，只將電飯鍋接入220V的電路中，在加熱狀態(tài)下工作了一段時間后，開關(guān)S自動切換到保溫狀態(tài)。在保溫狀態(tài)下，電能表（如圖乙）的轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)轉(zhuǎn)動了5r。求：
（1）保溫狀態(tài)下該電飯鍋的發(fā)熱功率。
（2）R2阻值的大小。
（3）用電高峰時，該電飯鍋在加熱狀態(tài)下，14min內(nèi)將2kg初溫為20℃的水加熱至沸騰（1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓），若不計熱損失，電飯鍋的實際電壓。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】（1）100W；（2）434Ω；（3）200V
【解析】（1）3000r/(kW·h)表示電路中每消耗1 kW·h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)，在保溫狀態(tài)下，電能表（如圖乙）的轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)轉(zhuǎn)動了5r，電飯鍋消耗的電能為
保溫功率為
（2）由圖甲可知，當(dāng)開關(guān)S與觸點(diǎn)1連接時，電路中只有R1，電路中電阻較??；當(dāng)開關(guān)S與觸點(diǎn)2連接時，電路中R1、R2串聯(lián)，電路中電阻較大；電源電壓一定，由
可知，當(dāng)開關(guān)S與觸點(diǎn)1連接時，電路電功率較大、電飯鍋處于加熱狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)S與觸點(diǎn)2連接時，電路電功率較小、電飯鍋處于保溫狀態(tài)；由
可得保溫時電路總電阻為
R2的阻值為
R2=R串-R1=484Ω-50Ω=434Ω
（3）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃，電飯鍋將2kg初溫為20℃的水加熱至沸騰時，水吸收的熱量
Q吸收=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
不計熱量損失，則W=Q吸收，則電飯鍋的實際加熱功率為
根據(jù)
可得，加熱狀態(tài)下的實際電壓為
【重點(diǎn)訓(xùn)練】
1. （2021深圳）以下說法正確的是（　　）
A. 一個荔枝重2N B. 人心跳70次/分 C. 人體正常溫度38℃ D. 電冰箱電流1A
【答案】BD
【解析】A．一個荔枝質(zhì)量大約20g，它的重力
G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N
故A錯誤；
B．正常情況下，人的心跳1min在70次左右，故B正確；
C．人正常的體溫是37℃左右，故C錯誤；
D．家用電冰箱的功率在220W左右，工作電流在
I==1A
左右，故D正確。
2. （2023江蘇揚(yáng)州）學(xué)習(xí)電學(xué)知識后，小芳把裸銅線分別在兩個削尖的鉛筆芯上繞幾圈，使筆尖剛好接觸，如圖所示，接上9V的電源，接觸點(diǎn)出現(xiàn)了明亮的電火花，是因為鉛筆尖接觸處的______；若讓電火花更亮些，方法是______，原理是______。
【答案】見解析 增大電壓 見解析
【解析】鉛筆芯主要成分是石墨，屬于導(dǎo)體，鉛筆尖接觸處電阻較大，由焦耳定律可知，在電阻和通電時間相同時，鉛筆尖接觸處產(chǎn)生的熱量較多，溫度較高，發(fā)出明亮的電火花。
若讓電火花更亮些，可以增大電壓，從而增大了電流，由焦耳定律可知，在電阻和時間一定時，產(chǎn)生更多的熱量，電火花更亮。
3. （2022河南）在測量額定電壓為2.5V小燈泡的電功率實驗中，電源是三節(jié)新干電池。
（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖的電路連接完整；（ ）
（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于_______（選填“左”或“右”）端；
（3）閉合開關(guān)，移動滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為______ V時，小燈泡正常發(fā)光，讀出電流表示數(shù)，可測得額定功率；
（4）繼續(xù)移動滑片，電壓表示數(shù)如圖所示，為_______ V，此時電流表示數(shù)為0.24 A，小燈泡的實際功率為______W；為了研究小燈泡發(fā)光情況與電功率的關(guān)系，除了表中記錄的電表示數(shù)和電功率，還需要增加記錄的內(nèi)容是___________ ；
實驗次數(shù) 電壓U/V 電流I/A 電功率P/ W
1 2.5 026
2 0.24
3 2.8 028
（5）分析實驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，小燈泡兩端的電壓越高，它的實際功率___________ ；
（6）完成上述實驗后，某小組設(shè)計了圖所示的電路，用原來的電源和電壓表測量原小燈泡的額定功率。方案如下：
①把定值電阻R0接入電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器使小燈泡正常發(fā)光；
②保持滑片位置不變，將電壓表改接在R0兩端，讀出電壓表示數(shù)；
③算出小燈泡的額定功率。
現(xiàn)有阻值為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻，為了能測出小燈泡的額定功率，結(jié)合題中的數(shù)據(jù)分析，定值電阻R0應(yīng)選_______Ω的。
【答案】（1）見解析 （2）左 （3）2.5 （4）2.2 0.528 小燈泡的亮度 （5）越大 （6） 5
【解析】（1）本實驗是為了測量小燈泡的電功率，所以滑動變阻器使用“一上一下”的接線柱串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，因為小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程選擇0~3V，如圖所示：
（2）閉合開關(guān)前，為了保護(hù)電路，滑片應(yīng)位于滑動變阻器的阻值最大處，根據(jù)電路圖可知，下接線柱接在了右端，所以滑動變阻器的滑片應(yīng)置于左端。
（3）閉合開關(guān)，移動滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓，即2.5V時，小燈泡正常發(fā)光，讀出電流表示數(shù)，根據(jù)電功率公式可測得額定功率。
（4）如圖所示，因為電壓表的量程選擇的是0~3V，所以根據(jù)指針?biāo)诘奈恢每傻?，電壓表的示?shù)為2.2V。
當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.2V時，電流表的示數(shù)為0.24A，根據(jù)電功率公式可測得小燈泡的實際功率為
因為研究的是小燈泡發(fā)光情況與電功率的關(guān)系，所以還需要增加記錄的內(nèi)容是：小燈泡的亮度。
（5）由表格可知，小燈泡兩端電壓越大，通過小燈泡電流越大，由公式可知，小燈泡的實際功率越大。
（6）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時
因為使用的還是原來的小燈泡，所以根據(jù)表格可知，小燈泡正常發(fā)光時，通過小燈泡的電流為0.26A，又因為使用的還是原來的電源，所以此時R0兩端的最大電壓為
根據(jù)歐姆定律可得R0的最大阻值為
故R0應(yīng)選5Ω的。
4. （2023安徽）為估測一個電熱水壺?zé)畷r的電功率，小林在壺中裝入質(zhì)量為1kg的水，接入家庭電路中，通電加熱210s，水溫從20℃上升到70℃。已知水的比熱容為。
（1）求該過程中水吸收的熱量；
（2）若電流產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，請通過計算估測該熱水壺的電功率；
（3）用上述方案估測出的電功率與實際功率相比、偏大還是偏小？簡要說明原因。
【答案】（1）2.1×105J；（2）1000W；（3）偏??；在加熱的實際過程中是有熱量損失的
【解析】（1）水吸收的熱量為
Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(70℃﹣20℃)=2.1×105J
（2）若電熱水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收
W=Q吸=2.1×105J
熱水壺的加熱功率為
（3）因為在加熱的實際過程中是有熱量損失的，例如：容器吸熱、周圍空氣吸熱等，所以第（2）問所得的功率比實際功率偏小。
5. （2022廣東）閱讀下列短文，回答問題。
直流充電樁
直流充電樁是一種為電動汽車補(bǔ)給能量的裝置，如圖甲所示，它能夠?qū)㈦娋W(wǎng)中的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，再將電能充入汽車動力電池（以下簡稱電池）。通常，直流充電樁比交流充電樁的充電電壓更高、電流更大，因而可實現(xiàn)快速充電。
設(shè)電池當(dāng)前儲能占充滿狀態(tài)儲能的百分比為D。充電時，充電樁的充電功率P會隨著電池的D的變化而變化，同時用戶還可以通過充電樁顯示屏了解充電過程中的其他相關(guān)信息。現(xiàn)實際測試一個直流充電樁對某輛電動汽車的充電性能。假定測試中充電樁輸出的電能全部轉(zhuǎn)化為電池的儲能。充電前，D為30%，充電樁顯示屏中充電時長、充電度數(shù)、充電費(fèi)用示數(shù)均為0。開始充電后，P與D的關(guān)系如圖乙所示（為方便計算，圖像已作近似處理），充滿后，立即停止充電。當(dāng)D達(dá)到70%時充電樁顯示屏的部分即時信息如下表。
充電電壓（V） 充電電流（A） 充電時長（min） 充電度數(shù)（kW h） 充電費(fèi)用（元）
400 45 24.0 28.80
（1）通常，直流充電樁比交流充電樁的充電電壓更高、電流更大，故充電功率更___________；
（2）在D從30%增至70%的過程中，充電功率大致的變化規(guī)律是___________。當(dāng)D為70%時，充電電流為___________A；
（3）若充電過程中充電電費(fèi)單價不變，則測試全過程的充電費(fèi)用為___________元；
（4）設(shè)D從70%增至80%所需時間為t1，從80%增至90%所需時間為t2，且t1：t2=2：3，則測試全過程的充電總時長為___________min。
【答案】 （1）大 （2）先變大，后不變 100 （3）72 （4）109
【解析】（1）直流充電樁比交流充電樁的電壓更高、電流更大，據(jù)P=UI知，充電功率會更大。
（2）由圖乙知，D由30%到55%時，充電功率變大，D由55%到70%時，充電功率保持不變，所以D從30%增至70%的過程中，充電功率先變大，再保持不變。
由圖乙知，D為70%時，充電功率為40kW。由表格數(shù)據(jù)知，充電電壓為400V，據(jù)P=UI知，充電電流
（3）由表格數(shù)據(jù)知，D為70%時，消耗的電能為24.0kW h，充電費(fèi)用為28.80元。則每度電的費(fèi)用
充滿電時，需要消耗的電能
測試全過程的充電費(fèi)用為
60kW h×1.2元/kW h=72元
（4）D從80%增至90%，消耗的電能
由圖乙知，這個過程充電功率15kW，用時
那么，D從70%增至80%用時
D從90%增至100%的充電功率與80%增至90%的相同，用時相同，所以整個過程充電時長
t=t0+t1+t2+t3=45min+16min+24min+24min=1
【難點(diǎn)訓(xùn)練】
1. （2022深圳）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(dāng)所測溫度達(dá)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。
【答案】（1）800Ω；（2）0.011A；（3）0.144W
【解析】（1）如圖甲，兩個電阻串聯(lián)，當(dāng)所測溫度達(dá)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℃過程中熱敏電阻RT的阻值在變小，當(dāng)溫度在40℃時，阻值最小為200Ω；此時電路中的電功率最大為
2.（2023福建?。?下圖是某暖手寶的工作原理圖，電源電壓恒為6V，電阻R1為10Ω，閉合開關(guān)S，電路的總電流為1A，求：
（1）通過R1的電流；
（2）電阻R2的阻值；
（3）電路消耗的總電功率。
【答案】（1）0.6A；（2）15Ω；（3）6W
【解析】（1）由電路圖可知，R1和R2并聯(lián)，由歐姆定律可得，通過R1的電流為
（2）由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可得，通過R2的電流為
I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A
故由歐姆定律可得，電阻R2阻值為
（3）由P=UI可得，電路消耗的總電功率為
P=UI=6V×1A=6W
3. （2023遼寧撫順） 如圖所示電路，定值電阻為，滑動變阻器允許通過的最大電流為0.4A，當(dāng)滑動變阻器的滑片P在最右端時，先閉合開關(guān)S，電流表示數(shù)為0.1A，再閉合開關(guān)，電流表示數(shù)為0.2A，在保證電路元件安全的條件下，將滑動變阻器的滑片向左最大范圍移動。下列說法正確的是（　?。?br/>A. 電源電壓為8V
B. 滑動變阻器連入電路的阻值范圍是~
C. 定值電阻的功率為0.8W
D. 通電1min，整個電路消耗的電能最多為120J
【答案】BD
【解析】A．由圖可知，閉合開關(guān)S，電阻R0的簡單電路，電流表測量通過R0的電流，電源電壓
U=I0R0=0.1A×40Ω=4V
故A錯誤；
B．再閉合開關(guān)S1，變阻器連入電路的電阻最大，變阻器和電阻R0并聯(lián)，電流表測量干路中的電流，由并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知通過R0的電流不變，為0.1A，通過變阻器的電流
I滑=I-I0=0.2A-0.1A=0.1A
變阻器的最大阻值
滑動變阻器允許通過的最大電流為0.4A，變阻器的最小阻值
所以滑動變阻器連入電路的阻值范圍是40Ω~10Ω，故B正確；
C．定值電阻的功率為
故C錯誤；
D．滑動變阻器允許通過的最大電流為0.4A，通過變阻器的最大電流是0.4A，干路中最大電流
I大=I0+I滑大=0.1A+0.4A=0.5A
通電1min，整個電路消耗的最大電能
W=UI大t=4V×0.5A×60s=120J
故D正確。故選BD。
【易錯點(diǎn)訓(xùn)練】
1．（2023·廣東深圳三模）某同學(xué)想用如下電路圖甲改裝成一個稱重秤，R0為壓敏電阻，其電阻隨壓力變化曲線如圖乙所示；電源電壓為36V，R為20Ω的定值電阻，電流表量程為0~0.6A，則求（g=10N/kg）：
（1）當(dāng)秤空載時，電流表示數(shù)；
（2）本秤能測量的質(zhì)量范圍；
（3）秤在稱重為0.1kg時，整個電路的電功率。

【答案】（1）0.3A；（2）0~0.2kg；（3）16.2W
【解析】（1）由圖甲可知，兩電阻串聯(lián)，電流表測電路中的電流。由圖乙可知，壓力為零時，壓敏電阻的阻值為100Ω，由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和歐姆定律可知，此時電路中的電流
故當(dāng)秤空載時，電流表示數(shù)為0.3A。
（2）因為電流表的量程為0~0.6A，所以電路中的最大電流為0.6A，由歐姆定律可知，電路中的最小總電阻
由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，壓敏電阻的最小電阻
由圖乙可知，此時壓敏電阻受到的最大壓力為2N，能測量的最大重力
由G=mg可知，能測量的最大質(zhì)量
因此，本秤能測量的質(zhì)量范圍為0~0.2kg。
（3）0.1kg物體的重力
由圖乙可知，此時壓敏電阻的阻值為60Ω，由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和歐姆定律可知，電路中的電流
則整個電路的電功率
2.（2023甘肅威武） 如圖甲所示為小藝同學(xué)家的電中藥壺，有“猛火”和“文火”兩個擋位，工作電路簡化為圖乙所示，其中S'為擋位開關(guān)，R1、R2為發(fā)熱電阻（假定工作時電阻不變），A、B為阻值可忽略不計的指示燈。當(dāng)電中藥壺處于猛火擋時，紅燈亮；處于文火擋時，綠燈亮。已知電中藥壺額定電壓為220V，猛火擋的額定功率為2420W，R2的阻值為180Ω。
（1）判斷A燈是______（選填“紅燈”或“綠燈”），你的判斷依據(jù)是什么？
（2）求電中藥壺“文火”擋的額定功率？
（3）某天用電高峰時，小藝用電中藥壺幫奶奶熬藥，為了計算家里電路的實際電壓，她關(guān)了家里其它用電器，只將電中藥壺調(diào)到猛火擋上，電中藥壺工作1min，電能表（如圖丙所示）的電能表表盤轉(zhuǎn)了100轉(zhuǎn)，由此她計算出家庭電路的實際電壓是多少？
【答案】 （1）紅燈 見解析 （2） 242W （3） 200V
【解析】（1）由電路圖知，當(dāng)開關(guān)S閉合，S'打至觸點(diǎn)N時，電路為R1和指示燈A的串聯(lián)電路，此時電路中阻值較小，由可知，此時電路功率較大，則電中藥壺處于猛火擋，此時紅燈亮，故A燈是紅燈。
（2）由題意可知，猛火擋的額定功率為2420W，由可得，電阻R1的阻值為
當(dāng)開關(guān)S閉合，S'打至觸點(diǎn)M時，電路為兩電阻和指示燈B的串聯(lián)，此時電路中阻值較大，功率較小，電中藥壺處于文火擋，故電中藥壺文火擋的額定功率為
（3）由電能表表盤上的信息可知，電中藥壺消耗的電能為
故電中藥壺的實際功率為
由可得，電中藥壺的實際電壓為
3. （2023湖北隨州）下圖是陳老師辦公室電熱水壺的照片，右圖是其內(nèi)部電路的簡化圖。電路主要由并聯(lián)的兩個支路組成：一支路是由指示燈（2V 0. 1W）和“限流電阻”串聯(lián)而成；另一支路接有發(fā)熱盤（發(fā)熱電阻）。已知電源電壓為220V，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。
（1）判斷“限流電阻”是“大電阻”還是“小電阻”（小于10Ω為“小電阻”，大于100Ω為“大電阻”）。直接寫出你判斷的結(jié)論無需證明無需說明理由；
（2）用該電熱水壺給壺內(nèi)1kg、20°C的水加熱，已知加熱功率為1000W，加熱時80%的熱量被壺內(nèi)的水吸收，求多長時間可以將水燒開（100°C）？
【答案】（1）大電阻；（2）420s
【解析】（1）由圖可知，指示燈和限流電阻串聯(lián)，根據(jù)P=UI可知，顯示燈的工作電流為
流電阻分擔(dān)的電壓為
U=220V-2V=218V
根據(jù)歐姆定律可知，圖限流電阻為
由于大于100Ω為大電阻，故限流電是大電阻。
（2）對壺中的水來講，吸收的熱量為
Q吸=cmΔt
對電熱盤來講，由可得W=Pt， 有效放熱與吸熱的關(guān)系為
Ptη=cmΔt
加熱時間為
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