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專題九 電功和電功率重難點突破
考點解析☆目標分解
b級目標：概述電功的概念；根據電能表計數的變化估算消耗的電能；概述電功率的概念；測量小燈泡的電功率；概述探究影響電流熱效應因素實驗原理和涉及的科學方法。
c級目標：應用電功的公式計算用電器消耗的電能；應用電功率的公式進行簡單的計算；應用焦耳定律解決簡單的問題。
目標分解：
①電功的計算和電能表的使用與分析
②額定功率和實際功率的辨析與計算
③測定小燈泡的電功率實驗解析
④焦耳定律的應用與計算
⑤電動機問題的綜合解析
考點剖析☆聚焦高頻
考點一：電功的計算和電能表的使用與分析
1.如圖為某型號電冰箱的三腳插頭，甲插頭應與冰箱的________連接。電冰箱銘牌上標有“220V 150W”字樣，測得一天消耗的電能為1.2KW·h。假設冰箱在壓縮機停止工作時不消耗電能，則該冰箱壓縮機在一天內工作的總時間為________h。
【答案】外殼；8
【解析】（1）三孔式插座除了火線插孔和零線插孔以外，還有一個中間插孔，在建造房屋電路布線時已經將這個插孔與大地相連，因此稱為接地孔。
（2）根據電功及其形變公式進行計算。
（1）使用三腳插頭的用電器，外殼接在插頭的中間腳上，當把三腳插頭插入三孔式插座時，用電器的外殼就與大地相連了。
（2）由題可知W=1.2KW·h，P=150W=0.15KW
根據W=Pt，t=W/P=1.2KW·h÷0.15KW=8h
2.充電寶也叫移動電源，又叫做外置電池，它的作用就是隨時隨地給手機或數碼產品提供充電功能．如圖所示是某品牌的充電寶，標配電芯容量為10000mAh，以2A充電電流輸出，同等電壓充電時，最多可持續充電________?小時，它可以同時給幾部手機充電，此時手機之間是________?聯連入充電寶的．
【答案】5；并　
【解析】解：由I=得：Q=It，所以mA?h為電荷量單位，10000mA?h=10A?h，
所以以2A充電電流輸出，可持續時間：t===5h；
手機充電過程中，給各手機充電應該互不影響，所以手機之間是并聯的．
（1）由電流的定義可求得工作時間．
（2）給手機充電過程中，給各手機充電應該互不影響，根據串、并電路特點分析手機的連接方式．
3.學習了家庭電路后，小明在家中進行綜合實踐活動“對家庭用電的調查研究”．
（1）觀察供電箱時看到如圖甲所示的情景，其中的A為________（漏電保護斷路器/空氣斷路器），當有人因操作失誤而觸電或用電器漏電時，________（選填“A”、“B”、“A和B都”）能自動斷開；
（2）觀察廚房中的電器時，媽媽告訴他，以前電飯鍋不用時要將插頭從插座上拔下來，既不方便也容易損壞插座．后來電工師傅改進線路連接后只要撥動下開關就可以斷開電了．小明仔細觀察了如圖乙所示的插座后，很快就在紙上畫出了如圖丙所示的插座背面接線示意圖．則圖中最上面的一根線應該是________（火/零）線，兩孔插座與三孔插座是________聯的．
（3）小明上網查閱資料得知：一般情況下空調制冷時調高2℃，雖然人體并不會感覺很明顯，但對空調來說，平均可省近10%的電能．為了驗證這種說法的可靠性，小明進行了測算．請你填寫實驗步驟中空缺的內容．①________；②打開空調，將制冷溫度設定為25℃，待其正常工作后，數出電子式電能表的指示燈在3min內閃爍的次數；③將制冷溫度調高2℃，待其正常工作后，數出電子式電能表的指示燈在3min內閃爍的次數；④計算并分析比較，得出結論．其中計算空調每次工作時消耗時，要用到如圖丁所示電能表表盤上的參數________．
【答案】（1）漏電保護斷路器；A （2）零；并
（3）斷開家中其他用電器，只讓空調工作；3000imp/（kW?h）
【解析】（1）漏電保護器相當于一個開關，進戶線中流入的電流和流出的電流的差值達到一定值時會切斷電路；（2）根據“左零右火上接地”確定最上面一根線，家庭電路中各用電器獨立工作、互不影
響；（3）關閉其它所有的用電器，只開待測功率的用電器，測出電能表表盤在時間t內轉過的圈數，然后根據電能表參數求出該用電器消耗的電能，然后利用P= 求出用電器的功率．
解：（1）由圖甲可知，A位于干路為漏電保護斷路器，當有人因操作失誤而觸電或用電器漏電時，切斷A斷開電路；（2）由圖丙可知，圖中最上面的一根線應該是零線；兩孔插座與三孔插座的用電器可以獨立工作、互不影響，則兩孔插座與三孔插座是并聯的；（3）①利用電能表和秒表測量空調的電功率時，應斷開家中其他用電器，只讓空調工作；②知道電子式電能表的指示燈在3min內閃爍的次數，根據電能表參數“3000imp/（kW?h）”求出消耗的電能，利用P= 求出空調的電功率．
考點二：額定功率和實際功率的辨析與計算
1.根據如圖所示的兩盞白熾燈的銘牌，可以判斷（? ）
A.?甲燈一定比乙燈亮
B.?正常發光時，甲燈的電阻大于乙燈的電阻
C.?正常發光時，甲燈的電功率是乙燈電功率的4倍
D.?正常發光時，甲燈消耗的電能是乙燈消耗電能的4倍
【答案】C
【解析】A、說法錯誤，只有在額定電壓下時，甲燈一定比乙燈亮，若不在額定電壓下，則無法比較電功率．
B說法錯誤，由 知，當額定電壓相等時，功率大者，電阻小，甲的額定功率是100W，大于乙的額定功率25W，故應是甲燈的電阻?。?br/>C說法正確，正常發光時，即為在額定電壓下工作，甲燈的電功率是乙燈電功率的4倍．
D說法錯誤，消耗的電能與功率和時間有關，不知通電時間時，無法比較消耗的電能．
2.將兩只額定電壓相同的小燈泡L1、L2串聯在如圖所示的電路中，閉合開關后，發現燈L1較亮，燈L2較暗，其原因可能是(? )
A.?燈L1額定功率較大???? ?B.?燈L2兩端電壓較大
C.?燈L1的電阻較大????? D.?通過燈L1的電流較大
【答案】C
【解析】（1）燈泡的亮暗取決于燈泡的實際功率。
（2）根據P=I2R和P=U2/R進行功率、電阻的比較。
（3）串聯電路的電流處處相等。
串聯電路的電流處處相等，如圖兩個燈泡是串聯的，閉合開關后，發現燈L1較亮，燈L2較暗，說明燈泡L1的實際功率大，根據P=I2R知，燈泡L1的電阻比L2的電阻大。根據U=IR知，燈泡L1兩端的電壓大。根據P=U2/R ， 兩個燈泡的額定電壓相等，燈泡L1的電阻大，額定功率小。
3.目前國內銷售的空調都有“中國能效標識”字樣的彩色標簽，為藍白背景的彩色標識，分為一~五共5個等級。能效比公式：空調能效比=制冷量/額定功率。
能效比級別
一
二
三
四
五
能效比
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
（1）現有一批制冷量均為4200W的不同能效級別的空調，若能效比級別為“二”，則空調的額定功率為________W。
（2）選用能效級別為“三”的空調與選用能效級別為“二”的空調均正常工作2h能節約電能________度。
【答案】（1）1500 （2）0.2
【解析】（1）由題意可知，能效比公式：空調能效比=制冷量/額定功率，反應了空調能效比、制冷量、額定功率三者間的關系，根據其中的兩個量可以求出第三個量，據此可以求出空調的額定功率；
（2）在制冷量保持4200W不變的情況下，根據不同能效級別下的能效比，可以計算得到額定功率，根據W=Pt可以計算出兩空調消耗的電能，通過比較可以求出2h能節約的電能。
（1）根據題意，能效比公式：空調能效比=制冷量/額定功率?，F有一批制冷量均為4200W能效級別為“二”的空調，查題中表格可知能效比級別為“二”能效比等于2.8，即可列式計算額定功率=制冷量/空調能效比=4200W/2.8=1500W。
（2）根據題意，能效級別為“三”的空調能效比等于3.0，額定電功率：P1=P制冷量/3.0
能效級別為“二”的空調效能比等于2.8，額定電功率：P2=P制冷量/2.8
假設制冷量P相等，且值為4200W.
節約的電功：W=P2t-P1t=(P制冷量/2.8-P制冷量/3.0)t=100W×2h=0.2kW?h．
選用能效級別為“三”的空調與選用能效級別為“二”的空調均正常工作2h能節約電能0.2度。
考點三：測定小燈泡的電功率實驗解析
1.小劉所在的實驗小組進行了研究“小燈泡消耗的電功率與燈泡亮度的關系”的實驗：
（1）實驗記錄與計算如下表：
?電壓U/V
0.5
1
1.5
2.0
2.5
電流I/A
0.15
0.2
0.22
0.26
0.30
功率P/W
0.075
0.2
0.33
0.52
燈泡發光情況
燈絲發熱
燈絲較熱
燈絲暗紅
微弱發光
正常發光
根據實驗數據分析，小燈泡正常發光時的功率是________?W；
（2）他們還注意到，這個實驗記錄也可以用來計算小燈泡燈絲的電阻，并發現燈絲的電阻值隨電壓升高而________?（選填“增大”或“減小”）．
（3）在圖中，請在坐標中作出小燈泡的電壓和電流的關系圖象．
【答案】（1）0.75 （2）增大
（3）解：根據表中實驗數據在坐標系內描出對應點，然后作出圖象如圖所示：
【解析】（1）由表中實驗數據求出燈泡正常發光時的電壓與電流，然后由P=UI求出燈泡功率．
（2）根據表中實驗數據，應用歐姆定律分析答題．
（3）應用描點法作出圖象．
2.王明同學準備測量額定電壓為2.5V的小燈泡在實際工作時的功率，根據已有器材，他設計好了電路原理圖，并完成了實物連接。如圖所示。
（1）根據實物連接圖，請你在虛線框內畫出與之對應的電路原理圖。
（2）在某次測量過程中，閉合開關后，電壓表和電流表的示數如圖所示，則電壓表的示數為________V，電流表的示數為________A，則此時小燈泡的功率為________W。
（3）滑動變阻器的滑片P向B端滑動后，小燈泡的電功率將________。(選填“增大”“減小”或“不變”)
（4）王明同學經過多次測量與計算后，得到了一組功率P與電壓的平方U2的數據，下列各圖中能正確表示P與U2的關系的是：________(設燈絲電阻不變)。
【答案】（1）
（2）1.2；0.4；0.48
（3）增大
（4）A
【解析】（1）根據實物圖作圖即可。
（2）看清量程讀數；利用公式計算。
（3）利用公式分析。
（4）利用公式分析。
（1）畫此電路圖的注意事項：電源的左邊是正極；滑動變阻器滑片P向右移動時，有效阻值變??；電壓表測小燈泡兩端的電壓。其故電路圖為：
（2）電壓表的量程為“0—3V”，所以示數為1.2V；電流表的量程為“0—0.6A”,所以示數為0.4A；小燈泡的電功率等于它兩端的電壓乘以通過它的電流，。
（3）由電路圖可知，滑動變阻器的滑片P向B端滑動后，滑動變阻器接入電路的阻值變小，電路總阻值變小，電源電壓不變，電路電流變大；燈泡的電阻不變，通過的電流變大，根據公式可知，電功率將增大。
(4)根據和燈絲電阻不變，故可知P與U2成正比，J結合數學知識可知P隨U2的變化圖線是一條過原點的直線，故A符合題意。
3.為測量規格“6.3Ｖ，0.15A”小燈泡的額定功率，提供的實驗器材有：蓄電池（輸出電壓約10V）、滑動變阻器（有“10Ω，2A”、“50Ω，1.5A”兩種規格）、電流表、電壓表各一只。
（1）下圖是小張測量時所連接的部分實物連線圖，請你根據電路圖補全實物連線圖。
（2）實驗中，小徐同學選擇了規格為“10Ω，2A”的滑動變阻器，你預計會出現什么現象？說明理由。________
（3）在某次測量中，電流表、電壓表讀數如圖所示，則電流表讀數為________，電壓表讀數為________，此時應如何改變滑動變阻器的阻值才能測量小燈泡的額定功率？________（選填“變大”“變小”“不變”）???
【答案】（1）
（2）現象：小燈泡燒壞；理由：滑動變阻器最大阻值太小，電路最小電流大于燈泡額定電流，燈泡有可能被燒壞。
（3）0.08Ａ；2.5Ｖ??；變小
【解析】（1)根據電路圖連接實物電路圖。
（2)應用串聯電路特點與歐姆定律求滑動變阻器的最小阻值，然后答題。
（3)由圖示電表確定其量程與分度值，然后讀出其示數，根據電壓表示數與燈泡額定電壓的關系分析答題。
（1)根據電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示：
（2)燈泡正常發光時，電路電流等于燈泡額定電流0.15A，滑動變阻器兩端電壓
U滑=U-UL=10V-6.3V=3.7V，
滑動變阻器接入電路的阻值：R==≈24.7Ω＞10Ω，由于滑動變阻器阻值太小，
實驗時電路電流將大于燈泡額定電流，燈泡可能被燒壞。
（3)由圖示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.08A，電壓表量程為0～15V，分度值為0.5V，示數為2.5V，
電壓表示數小于燈泡額定電壓3.8V,要測燈泡額定功率,應減小滑動變阻器分壓，應減小滑動變阻器接入電路的阻值，知道電壓表示數等于燈泡額定電壓為止。
考點四：焦耳定律的應用與計算
1.如圖所示，為“探究電流通過導體時產生的熱量與什么因素有關”的實驗電路，以下說法正確的是（　?。?br/>A.?閉合開關S1、S2 ， 通過三根電阻絲的電流相同
B.?先閉合開關S1 ， 再閉合開關S2 ， 電流表示數保持不變
C.?先閉合開關S1 ， 再閉合開關S2 ， 通過右容器中電阻絲的電流變小
D.?閉合開關S1、S2一段時間后，右邊U形管內的液面比左邊U形管內的液面高
【答案】C
【解析】本題考查了學生對焦耳定律的認識，注重了探究實驗的考查，同時在該實驗中利用了控制變量法和轉換法，是中考物理常見題型。（1）首先分析各個電阻的連接方式，然后根據串聯、并聯電路的電流特點，結合歐姆定律的應用分析；（2）吸熱多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，體現的是轉換思想。
A、由圖可知，右邊兩個電阻并聯然后與左邊電阻串聯，故閉合開關S1、S2 ， 通過三根電阻絲的電流不相同，故A錯誤；
B、先閉合開關S1 ， 電流左邊電阻和右下電阻串聯，當再閉合開關S2 ， 右邊兩個電阻并聯然后與左邊電阻串聯，此時電路中總電阻減小，由歐姆定律可知，電流表示數應變大，故B錯誤；
C、先閉合開關S1 ， 電流左邊電阻和右下電阻串聯，由于兩電阻相等，故兩電阻等值分壓，當再閉合開關S2 ， 右邊兩個電阻并聯然后與左邊電阻串聯，此時右邊電阻分壓較小，由歐姆定律可知，電流表示數應變小，故C正確；
D、由C可知，閉合開關S1、S2一段時間后，通過右容器中電阻絲的電流變小，由Q=I2Rt可得，電流通過左邊電阻產生熱量的多，則應該是左邊U形管內的液面比右邊U形管內的液面高，故D錯誤。
2.（2016?溫州）某興趣小組利用圖甲裝置探究電流熱效應的影響因素，實驗步驟如下：
①將阻值為10歐和20歐的電阻絲分別置于A、B兩個盛滿煤油的燒瓶中，按圖甲所示連接電路．
②閉合開關，將滑動變阻器的滑片移至某一位置，記錄此時電流表的讀數I，通電一段時間，記錄A、B燒瓶的玻璃管內液面的變化高度分別為△h1、△h2．
③斷開開關，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置．
④閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電流表的讀數為2I，當通電時間與步驟②相同時，記錄A、B燒瓶的玻璃管內液面的變化高度分別為△h3、△h4，實驗數據如表．
（1）步驟②中的電流表示數如圖乙所示，此時電流為________安．
（2）本實驗通過設計串聯電路來研究電阻對電流產生熱量的影響，可以控制哪些變量相同？________．
（3）小明認為：只要選擇“△h1、△h2、△h3、△h4”四個量中的某兩個量進行比較，就能說明“對電流產生熱量多少的影響，電流比電阻更大”，請比較這兩個量的大小關系：________．
電流大小
燒瓶玻璃管內液面的變化高度
A燒瓶（RA=10歐）
B燒瓶（RB=20歐）
I
△h1
△h2
2I
△h3
△h4
【答案】（1）0.24
（2）電流和通電時間
（3）△h3＞△h2
【解析】（1）電流表的讀數，要先觀察選用的量程及對應的分度值，再根據指針位置讀數；（2）在串聯電路中電流處處相等，串聯的兩個電阻同時工作、同時停止工作，通電時間相同；（3）由第一行、第二列數據，改變電流、電阻的倍數相同，觀察玻璃管內液面的變化△h2、△h3的關系得出吸熱關系，進而得出對電流產生熱量影響較大的因素．本題為電流熱效應的影響因素的實驗探究題目，考查了電流表的讀數方法、控制變量法的使用，以及分析實驗數據得出結論的能力，有難度。
解：（1）由圖可知，電流表選用的是0﹣0.6A量程，分度值為0.02A，根據指針位置可得電流I=0.24A；（2）本實驗通過設計串聯電路來研究電阻對電流產生熱量的影響，可以控制電流和通電時間相同；（3）由第一行數據可知，通過的電流相同，使電阻變為原來的2倍，觀察玻璃管內液面的變化△h2可得吸收熱量的變化；由第二列數據可知，電阻相同，使通過的電流變為原來的2倍，觀察玻璃管內液面的變化△h3可得吸收熱量的變化；電流和電阻都是變為原來的二倍，通過比較得出△h2＜△h3 ， 可以得出對電流產生熱量多少的影響，電流比電阻更大．
故答案為：（1）0.24；（2）電流和通電時間；（3）△h3＞△h2 ．
3.電飯煲是利用電流的________原理工作的。如圖所示三個同樣的燒瓶裝有相同質量的煤油，甲、乙兩燒瓶是用來探究電熱與________的關系。若通過電阻R1的電流為2A，則1分鐘內電阻R1產生的熱量為________J。
【答案】熱效應；電流大小；2400
【解析】此題考查了電流熱效應、焦耳定律的應用，同時通過探究電流通過導體產生的熱量與電阻的關系，考查了學生對控制變量法的應用。（1）電流的熱效應：電流通過導體要發熱，這叫做電流的熱效應，如電燈、電爐、電烙鐵、電焊等都是電流的熱效應的例子，將電能轉化為內能；（2）要研究電流產生的熱量與電流的大小，需要保持電阻和通電時間一定；要研究電流產生的熱量與電阻的關系，需要保持電流與通電時間相同；（3）已知電阻、電流與時間，由焦耳定律可求得1分鐘內產生的熱量。
（1）電飯煲工作時，是把電能轉化為內能，所以是利用電流的熱效應工作的；
（2）在電路中，R2與R3并聯后與R1串聯，甲、乙兩燒瓶中的電阻R1與R2阻值相同，通過的電流不同，所以選擇R1與R2 ， 可以研究電流產生熱量與電流大小的關系；
（3）由焦耳定律可得：電阻R1在1分鐘內產生的熱量Q=I2Rt=（2A）2×10Ω×60s=2400J。
4.如圖所示，?將一個標有“2W5V”的小燈泡L與一個阻值為5Ω的電阻R串聯后接到電壓為6V的電源上，小燈泡恰能正常發光．則通電1min時電阻R產生的熱量是（?? ）
A.?48J??????B.?120J??????C.?144J??????D.?無法判斷
【答案】A
【解析】由P=IU得，電路中的電流： ，則1min內電阻R產生的熱量： ；故選：A
小燈泡恰能正常發光，根據 計算出電流，串聯電路中各處電流都相等，即通過R的電流，最后根據焦耳定律的計算公式計算出R產生的熱量．
考點五：電動機問題的綜合解析
1.如圖所示，當開關閉合時，電路中的電流為1A，電壓表V2的示數是l0V，定值電阻R的阻值為4Ω，電動機M的線圈電阻為1Ω，不計摩擦，下列說法正確的是（ ）
A.?電壓表V1的示數為4V???????B.?電路消耗的總功率是5W
C.?通電lmin電流通過電動機產生的熱量是60J???
D.?通電lmin電動機產生的機械能是360J
【答案】C
【解析】由電路圖可知，定值電阻與電動機組成串聯電路，電壓表V測電源電壓，電壓表V1測電動機電壓，
（1）由 可知，電阻R兩端電壓UR=IR=1A×4Ω=4V，電動機兩端電壓UM=U﹣UR=10V﹣4V=6V，則電壓表V1示數是6V，故A錯誤；
（2）電路消耗的總功率P=UI=10V×1A=10W，故B錯誤；
（3）通電1min電動機產生的熱量Q=I2RMt=（1A）2×1Ω×60s=60J，故C正確；
（4）通電lmin電動機產生的機械能：W機械=UIt﹣Q=6V×1A×60s﹣60J=300J，故D錯誤．
分析清楚電路結構，根據串聯電路特點.歐姆定律.電功率公式及電功公式分析答題．
2.（2017?杭州）如圖是小金研究電動機轉動是否對小燈泡的亮度有影響的電路圖。開始小金先抓住轉軸合上開關，觀察小燈泡的亮度；接著放開轉軸讓電動機轉動，繼續觀察小燈泡亮度的變化（已知：小燈泡的電阻為R，電動機線圈電阻為r，電源電壓為U）。由此請你回答：
（1）在電動機未轉動時，t時間內電流在電路中產生的熱量為________（填寫表達式）。
（2）在電動機轉動時，電流所做的功________電流在電路中產生的熱量（選填“大于”、“等于”或“小于”）。
（3）小金判斷電動機轉動后小燈泡會更亮，你認為小金的判斷正確嗎？并根據學過后知識給以解釋。
【答案】（1）
（2）大于
（3）不正確，不轉時W總功=Q電路? UI1t=I12(R+r)t??
轉動時W'總功>Q'電路?? UI2t>I22(R+r)t??
故I2< I1 ， 燈泡變暗
【解析】（1）在電動機未轉動時，該電路為兩個電阻串聯的電路，根據焦耳定律的公式寫出表達式； （2）（3）在電動機轉動時，消耗的電能一部分轉化為機械能，另一部分轉化為內能。
（1）在電動機未轉動時，該電路為兩個電阻串聯的電路，則此時電路中的電流為：I=； 根據焦耳定律可知，t時間內電流在電路中產生的熱量即電流所做的功為： W=Q=UIt=Ut=；
（2）在電動機轉動時，電流所做的功主要有兩個利用：一個是轉化為電動機的機械能，另一個是轉化為燈泡和電動機的內能；故電流在電路中產生的熱量要小于電流所做的功；
（3）電動機轉動后，電動機會消耗一部分能量，使得電功轉化而成的內能減小，故燈泡的亮度會變暗，所以小金的判斷時錯誤的；
不轉時W總功=Q電路?UI1t=I12(R+r)t?? ，
轉動時W'總功>Q'電路?? UI2t>I22(R+r)t?? ， 故I2< I1，燈泡變暗。
3.某同學根據如圖所示電路進行實驗，先用夾子夾住電動機轉軸使其不能轉動，閉合開關S，移動滑動變阻器滑片，記下電壓表讀數和電流表讀數；后松開夾子，使電動機轉軸轉動，移動滑動變阻器滑片，記下電壓表讀數和電流表讀數。數據記錄如表：
/
U（V）
I（A）
W（J）
Q（J）
不轉動
0.2
0.2
W1
Q1
轉動
3.0
1.2
W2
Q2
利用如表數據計算和分析：
（1）電動機不轉動時，通電10s，電動機所做的電功W1和所產生的熱量Q1。
（2）電動機轉動時，通電10s，電動機所做的電功W2和所產生的熱量Q2。
（3）試比較W1和Q1的大小關系以及W2和Q2的大小關系，并分析其原因。
【答案】（1）電動機所做的電功W10J，所產生的熱量Q1是0.4J。
（2）電動機轉動時，通電10s，電動機所做的電功率W2是36J，所產生的熱量Q2是14.4J。
（3）W1=Q1 ， W2＞Q2 ， 電動機未轉動時，電流經線圈時電能全部轉化為熱能，因此W1=Q1；電動機轉動時，電流流經線圈時電能一部分轉化為機械能，另一部分轉化為熱能，因此W2＞Q2。
【解析】（1）電動機不轉動時，電動機不做功，此時電能全部轉化為內能，先根據I=的變形求出電動機的電阻，根據Q=I2Rt計算所產生的熱Q1。
（2）電動機轉動時，根據電功率公式W=UIt計算，根據Q=I2Rt計算所產生的熱量Q1。
（3）根據上述計算結果比較W1和Q1的大小關系以及W2和Q2的大小關系。
（1）電動機不轉動時，電能全部轉化為內能，所以W1=U1I1t=0.2V×0.2A×10s=0.4J
因為I=，所以電動機不轉動時電阻R===1Ω
電動機所產生的熱量Q1=I12Rt=（0.2A）2×1Ω×10s=0.4J
（2）因為I=，通電10s，電動機所做的電功W2=U2I2t=3.0V×1.2A×10s=36J
電動機轉動時電阻R與電動機不轉動時的電阻相等，
電動機所產生的熱量Q2=I22Rt=（1.2A）2×1Ω×10s=14.4J
（3）通過上述計算可得，W1=Q1 ， W2＞Q2 ， 電動機未轉動時，電流經線圈時電能全部轉化為熱能，因此W1=Q1；電動機轉動時，電流流經線圈時電能一部分轉化為機械能，另一部分轉化為熱能，因此W2＞Q2。
故答案為：（1）電動機所做的電功W10J，所產生的熱量Q1是0.4J。
（2）電動機轉動時，通電10s，電動機所做的電功率W2是36J，所產生的熱量Q2是14.4J。
（3）W1=Q1 ， W2＞Q2 ， 電動機未轉動時，電流經線圈時電能全部轉化為熱能，因此W1=Q1；電動機轉動時，電流流經線圈時電能一部分轉化為機械能，另一部分轉化為熱能，因此W2＞Q2。
考點過關☆專項突破
考點一：電功的計算和電能表的使用與分析
1.小柯利用該電能表測量一家用電器的電功率。當電路中只有這一個用電器連續工作時，測得在6min內電能表的轉盤轉了240轉，那么這個用電器可能是（?? ）
A.?臺燈????B.?電熱水壺????C.?筆記本電腦????D.?家用電風扇
2.下列選項中，正確描述電功單位的是（　?。?
A.?V??? ??B.?VAs? ????C.?kw??? ? D.?C
3. LED是一種半導體新型節能燈，它可以將電能的90%轉化為光能（白熾燈只能將電能的20%轉化為光能）。已知某LED燈在一定電壓范圍內的工作電流都是20mA，只是在不同的電壓下發光顏色不同，如下表所示。如果將該LED燈與一定值電阻R串聯后接在電壓為5V的電源兩端，如圖，此時它發黃光，則定值電阻R的阻值是________Ω，該LED燈在此狀態下工作10分鐘消耗的電能為________J。
4. 在工業生產中，經常用熱敏電阻來探測溫度．如圖甲所示的電路，將熱敏電阻R0放置在熱源內，其余部分都置于熱源外，這樣就可以通過電流表的示數來表示熱源溫度．已知電源電壓是9V，定值電阻R的阻值是100Ω，熱敏電阻R0的阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示．求：

甲?????????? ?? 乙
已知電流表的量程為0．03A，此電路能夠測量的最高溫度是多少？此時該電路在100s內電流做了多少功？
5.筆記本電腦已進入尋常百姓家庭，出差旅游時常隨身攜帶。出于安全考慮，民航局規定，乘客可隨身攜帶0.16kW·h以下的可充電設備。目前，部分航空公司已允許乘客在非起降時間段、有條件地使用筆記本電腦等便攜電子設備。請回答下列問題：
（1）某旅客攜帶的筆記本電腦電池容量3000mAh，輸出電壓15V，充滿電后，若工作時的平均電流為1.5A，可工作多少時間？
（2）請通過計算說明該旅客能否將此筆記本電帶上民航飛機。
（3）使用發現，電腦工作時會發熱，原因是________，當升溫到一定值時，溫控開關S1自動閉合，風扇啟動，加快散熱從而保護電腦。如果斷開電源總開關S2 ， 風扇M和其他工作系統同時停止工作。根據上述特點，下列可能符合散熱控溫特點的原理圖是________。
考點二：額定功率和實際功率的辨析與計算
1.有兩燈如圖所示，L1 ， L2 分別標有“15V、1A”、“10V、0.5A”的字樣，其中一燈正常發光時，它們的功率之比是（　?。?br/>A.?4：3??????B.?3：4??????C.?5：3??????D.?3：2
2.小科做作業時，電燈突然變暗，其原因可能是 （? 　? ）
A.?電燈的實際電壓變大????????B.?電燈的額定電壓變小
C.?電燈的實際功率變小????????D.?電燈的額定功率變小
3.李明同學為了探究“電功率與電阻的關系”，他找來額定電壓均為6V的L1、L2兩只燈泡．將兩燈串聯起來，按照如圖所示的電路開始了實驗探究，閉合開關后，看見燈L2微微發光，燈L1幾乎不發光，則關于兩燈的電阻R1和R2、兩燈的額定功率P1和P2的大小關系成立的是（不考慮燈絲電阻值隨溫度的變化）（　　）
A.?R1＞R2 ， P1＞P2???? B.?R1＜R2 ， P1＜P2?
C.?R1＞R2 ， P1＜P2?????? D.?R1＜R2 ， P1＞P2
4.小雷想知道小燈的亮暗程度與什么因素有關．于是找來額定電流小于0.6A，額定電壓是2.5V的燈L1，接在電源電壓恒為6V的電路中，按照如圖甲所示的電路開始探究．
（1）請你用筆畫線代替導線，根據圖甲所示的電路圖，將圖乙所示實物圖連接完整．
（2）若小雷連接電路后閉合開關，燈L1幾乎不發光，移動滑片P也不能改變燈的亮度．原因是他把滑動變阻器的________?．（選填“A、B”或“C、D”）接線柱接入了電路．
（3）小雷排除故障后，按圖乙所示的電路繼續進行實驗：
①閉合開關，移動滑片P，使燈L1發光，測出燈L1的相關物理量，記錄和計算結果如下表：
次數
電壓/V
實際功率
電阻Ω
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.5
0.24
0.60
10.42
3
2.8
0.26
0.73
10.77
②請將記錄數據時遺漏的物理量和單位填入表格的空格處．
（4）小雷注意到燈L1的亮度變化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．結合表中數?據得出的結論是小燈泡越亮，它的實際功率越________?
（5）小雷在實驗結束后與同學們討論：
①有同學認為“用上表中燈L1的3次電阻的平均值代表它的電阻更準確”．這種說法錯誤的原因是小雷忽略了________?對小燈電阻的影響．
②有同學認為“把燈L1換成定值電阻，該實驗可以用來研究導體中的電流與電壓的關系”．你認為這種說法________?（選填“正確”或“錯誤”）．
5.酷暑的傍晚，小聰打開空調后，發現臺燈發光變暗，他猜想：開了空調，家用電器的總功率增大，總電流變大，輸電線上有電阻，“分走”的電壓U=IR變大，導致臺燈兩端的實際電壓變小，實際功率變小，臺燈變暗，為了驗證猜想是否正確，他把所有家用電器看做一個整體，用不同規格的小燈泡來模擬這個整體，并用電壓恒為3V的電源，根據圖所示的電路進行了以下實驗：
第1步：連接電路后閉合開關，讀出電壓表和電流表的示數，并記錄在表格中．
第2步：分別換接兩個不同規格的小燈泡重復第1步操作；
第3步：計算小燈泡的電功率并記錄在表格中．
燈泡
電壓/V
電流/A
電功率/W
L1
2.40
0.43
1.03
L2
2.60
0.33
0.86
L3
2.75
0.26
0.72
請你分析實驗過程和數據后解答：
（1）由于每次實驗小燈泡兩端的電壓都________?電源電壓（選填“大于”、“等于”或“小于”），從而驗證了電路中導線等元件有________?，會“分走”一部分電壓；
（2）進一步分析可知，家用電器的總功率越大，其兩端的電壓就越________?，這時并聯在家庭電路值的臺燈就越暗；
（3）在實際生活中，解決“臺燈發光變暗”的一種方法是盡量選擇________?的導線．
6.如圖甲是某品牌電飯煲實物圖；如圖乙是它的電路原理簡圖，它有“高溫燒煮”和“燜飯、保溫”兩檔，由溫控開關自動控制，煮飯時先要按下溫控開關按鈕，到達設定溫度(飯熟)，按鈕會自動彈起；丙表是它銘牌上一些技術參數；丁圖是兩種插座。
加熱功率
1100W
保溫功率
200W
額定頻率
50Hz
額定容積
5.0L
凈重
2.0kg
（1）根據乙圖，溫控開關未按下時，“燒煮”和“保溫”兩部分電路是________(選填“串聯”或“并聯”)；按下溫控開關按鈕，“保溫電路部分”R2?將________(選填“通路”、“開路”或“短路”)。
（2）為安全起見，在使用電飯煲時，應選用丁圖中________（選填“Ⅰ”或“Ⅱ”）種插座。
（3）求電飯煲在額定功率下加熱 10 分鐘所消耗的電能。
考點三：測定小燈泡的電功率實驗解析
1.在測量小燈泡電功率的實驗中，電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡正常發光時的電阻約為10Ω．
（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整．要求：當滑動變阻器的滑片向左移動時，連入電路的電阻變大；連線不得交叉．
（2）小宇同學閉合開關，移動滑片P到某一位置時，電壓表示數（如圖乙所示）為________?V，若他想測量小燈泡的額定功率，應將圖甲中滑動變阻器的滑片P向________（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數為2.5V．
（3）小宇同學繼續移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成圖丙所示的I﹣U關系圖象，根據圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是________?W，還可以得出：小燈泡的實際功率隨實際電壓的增大而________（選填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）小葉同學按同一電路連接好最后一根導線，燈泡立即發出明亮耀眼的光，并很快熄滅，檢查后發現連線正確，請你找出她在實驗中兩個操作不當之處是：①________；②________．
2.在一次測量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率的實驗中（電源由三節新干電池串聯組成），聰明而粗心的小馬連接了如圖A所示的電路，同組的小王發現電路連接有錯．問：
（1）如果閉合開關，電流表是否會損壞？________．
（2）小王主張拆了以后重新連接，小馬眼珠一轉，只需改動一根導線的連接就能測量小燈泡的額定功率．請你在答題卷實物圖，將要改動的那根導線打“×”，并畫出正確的接法．
（3）排除故障后正確操作實驗，測量數據如表所示：
實驗次數
1
2
3
4
5
6
7
8
發光情況
耀眼
明亮
亮
較亮
較暗
微光
不亮
不亮
電壓U/V
3.0
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.2
電流I/A
0.32
（圖B所示）
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.1
分析實驗數據可知：
①第2次實驗時，電流表的示數如圖B所示，則燈的額定功率為________．
②第7、8兩次實驗中，燈泡不亮的原因是________．
③斷電一段時間后，燈絲的電阻可能是________Ω．
3.在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，使用用如圖甲所示的電路，其中電源電壓保持6 V不變，小燈泡額定電壓為2.5 V(燈絲電阻約為12 Ω)。
（1）為能順利完成該實驗探究，下列四種規格的滑動變阻器應選用? ????。
A.?“10Ω 0.2A”的滑動變阻器????B.?“10Ω 0.5A”的滑動變阻器?
C.?“20Ω 0.2A”的滑動變阻器????D.?“20Ω 0.5A”的滑動變阻器
（2）電路連接完成后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，發現小燈泡始終不發光，電壓表有示數，電流表無示數，若電路只有一處故障，則故障原因是：________。
（3）排除故障后，閉合開關，移動滑片至某一位置時，發現電壓表的示數如圖乙所示；此時為了測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片向________端移動.(選填： “A”或“B”)。
（4）多次測量，得出通過小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關系如圖丙所示。分析圖像可知：該小燈泡正常發光時，滑動變阻器的功率為________W。燈絲電阻受溫度的影響情況是________
4.（2016?金華）做“測定小燈泡的功率”實驗時，小金設計了如圖所示的電路．已知電源電壓為3V，小燈泡上標有“2.5V 0.3A”字樣，滑動變阻器規格為“25Ω0.5A”
（1）試驗記錄表中①所在的方格內應補寫的科學量是________．
實驗記錄表
序號
①
電流（A）
功率（W）
燈泡亮度變化
1
2
3
（2）連接好電路后，小金將滑動變阻器滑片P移到b端，閉合開關，發現小燈泡不亮，為查找原因，他仔細檢查了電路中各元件的工作狀態，判斷出電路既不斷路，也不短路．小金做出這樣判斷的依據是________．
5.為進行節能燈和白熾燈耗能情況的比較研究．
（1）小明和小華打開客廳內的一盞節能燈，節能燈正常發光．接著他們找到了小明家的電能表，如圖所示，由此可知小明家中的用電器的總功率最大不能超過________?W．?
（2）他們以指示燈某一次閃爍后立即開始計時，1min中內電能表指示燈閃爍了50次，根據該數據可算出小明家電路中電流做功的功率為________?W．
（3）小明感到此結果與普通節能燈的功率明顯不符，其原因最可能是_______
A.小明家的節能燈比較特殊，功率很大??B.小明在時間測量中存在一定的誤差
C.小明沒有關閉其他的用電器??????D.小明在計數存在錯誤
（4）小明解決了研究中存在的問題后，再次回到電能表前，仍以指示燈某一次閃爍后立即開始計時，計時1min，電能表指示燈還未閃爍，因而無法計算節能燈電功率，于是他們各自提出不同的實驗方案：
小明的方案：測量3min內電能表指示燈閃爍的次數，計算出節能燈的電功率；
小華的方案：測量電能表指示燈閃爍3次所用時間，計算出節能燈的電功率．
你認為________?（選“小明”或“小華”）的方案更合理．
（5）小華按自己方案操作，以指示燈某次閃爍開始計時，并記為第1次，到指示燈閃爍第4次結束計時，剛好360s，則小明家節能燈的電功率________?W．若該節能燈與60W的普通白熾燈亮度相同，則該節能燈與亮度相同的白熾燈相比，可以節約________?%的電能．
考點四：焦耳定律的應用與計算
1.加在某電動機上的電壓是U ，電動機消耗的電功率為P ，電動機線圈的電阻為r ，則電動機線圈上消耗的電熱功率為（??????? ）
A.?P??????B.??????C.??????D.?P-
2.要使一個電熱器在單位時間內放出的熱量減少一半，應該（?? ）
A.使通過電熱器的電流減少一半?B.使加在電熱器兩端的電壓減少一半
C.使電熱器的電阻減少一半???D.使加在電熱器兩端的電壓和它的電阻都減少一半
3.如圖是高、中、低“三檔”電熱器（R1＞R2）的工作電路，如果將電熱器調至高溫檔工作，應該閉合________開關；如果調至中溫檔工作，已知電源電壓為U，通電時間為t，則它產生的熱量的表達式：________。
4.研究電熱跟哪些因素有關的實驗中，甲乙兩個燒瓶內的煤油質量相等，把兩根電阻絲串聯連接的目的是________，通電一段時間后，甲燒瓶中煤油溫度上升了5攝氏度，乙燒瓶中煤油溫度上升了3攝氏度，則甲乙兩根電阻絲的阻值之比是________．
5.小明要用圖所示的實驗器材探究“電壓一定時，電流的熱效應與電阻的關系”，其中瓶內電阻絲的長度、粗細都相同。
（1）請用筆畫線代替導線，把電路連接完整。
（2）電流產生熱量的多少不易直接測量．因此在這個實驗中是通過________顯示電流產生熱量的多少。
（3）在這個實驗中，除了控制電壓一定外，還要控制的量有________（寫出一個即可得分）。
（4）根據所學知識可知，在相同時間內________瓶內的電阻絲放出的熱量較多（填“甲”或“乙”）。
考點五：電動機問題的綜合解析
1.用一臺直流電動機提升質量為200kg的重物，讀得并聯在電動機兩端電壓表讀數為220V，串聯在電動機電路中的電流表讀數為5A，若此電動機在8s內能將重物提升4m，則此電動機的電阻和效率為（g=10N/kg，不計摩擦損失的能量）（?? ）
A.44Ω、91%???B.4Ω、91%???C.1.2Ω、 72.7%???D.12Ω、 72.7%
2.現在電動自行車、電動汽車逐漸普及，它們都采用電動機來獲得動力．某直流電動機的銘牌上標有“220V5.5kW”，電動機線圈的電阻為0.4Ω。
（1）電動機的工作原理是什么？
（2）該電動機正常工作1h，消耗多少電能？電動機線圈產生多少熱量？
（3）在工作過程中，電動機因故障卡住無法轉動，很快就聞到焦糊味道，請你從能量轉化角度解釋這個現象。
3.電動自行車是倍受人們青睞的一種交通工具．它可以電動騎行，亦可以腳踏騎行．電動騎行時，蓄電池對車上電動機供電，電動機為車提供動力．
（1）電動機的工作原理是：________；
（2）某電動自行車蓄電池的供電電壓為24V．若該電動自行車包括載人共重1000N，勻速行駛時所受阻力為總重的0.03倍，而這時供電電流為l0A，電能轉化為機械能的效率為75%，自行車前進的速度為 ________m/s．
4.如圖所示是一直流電動機提升重物的裝置。已知重物質量m=60kg，電源電壓U=220V保持不變，電動機線圈的電阻R=10Ω，不計各處摩擦，當電動機以某一速度勻速向上提升重物時，電路中的電流I=4A（g=10N/kg）。求：
（1）電源的輸出功率是多少W?
（2）電動機線圈電阻R通電5min內產生的熱量是多少J?
（3）試從能量轉化和守恒的角度分析計算，重物上升的速度大小為多少m/s?
（4）該電動機電能轉化為機械能的效率是多少?
專題九 電功和電功率重難點突破
考點解析☆目標分解
b級目標：概述電功的概念；根據電能表計數的變化估算消耗的電能；概述電功率的概念；測量小燈泡的電功率；概述探究影響電流熱效應因素實驗原理和涉及的科學方法。
c級目標：應用電功的公式計算用電器消耗的電能；應用電功率的公式進行簡單的計算；應用焦耳定律解決簡單的問題。
目標分解：
①電功的計算和電能表的使用與分析
②額定功率和實際功率的辨析與計算
③測定小燈泡的電功率實驗解析
④焦耳定律的應用與計算
⑤電動機問題的綜合解析
考點剖析☆聚焦高頻
考點一：電功的計算和電能表的使用與分析
1.如圖為某型號電冰箱的三腳插頭，甲插頭應與冰箱的________連接。電冰箱銘牌上標有“220V 150W”字樣，測得一天消耗的電能為1.2KW·h。假設冰箱在壓縮機停止工作時不消耗電能，則該冰箱壓縮機在一天內工作的總時間為________h。
【答案】外殼；8
【解析】（1）三孔式插座除了火線插孔和零線插孔以外，還有一個中間插孔，在建造房屋電路布線時已經將這個插孔與大地相連，因此稱為接地孔。
（2）根據電功及其形變公式進行計算。
（1）使用三腳插頭的用電器，外殼接在插頭的中間腳上，當把三腳插頭插入三孔式插座時，用電器的外殼就與大地相連了。
（2）由題可知W=1.2KW·h，P=150W=0.15KW
根據W=Pt，t=W/P=1.2KW·h÷0.15KW=8h
2.充電寶也叫移動電源，又叫做外置電池，它的作用就是隨時隨地給手機或數碼產品提供充電功能．如圖所示是某品牌的充電寶，標配電芯容量為10000mAh，以2A充電電流輸出，同等電壓充電時，最多可持續充電________?小時，它可以同時給幾部手機充電，此時手機之間是________?聯連入充電寶的．
【答案】5；并　
【解析】解：由I=得：Q=It，所以mA?h為電荷量單位，10000mA?h=10A?h，
所以以2A充電電流輸出，可持續時間：t===5h；
手機充電過程中，給各手機充電應該互不影響，所以手機之間是并聯的．
（1）由電流的定義可求得工作時間．
（2）給手機充電過程中，給各手機充電應該互不影響，根據串、并電路特點分析手機的連接方式．
3.學習了家庭電路后，小明在家中進行綜合實踐活動“對家庭用電的調查研究”．
（1）觀察供電箱時看到如圖甲所示的情景，其中的A為________（漏電保護斷路器/空氣斷路器），當有人因操作失誤而觸電或用電器漏電時，________（選填“A”、“B”、“A和B都”）能自動斷開；
（2）觀察廚房中的電器時，媽媽告訴他，以前電飯鍋不用時要將插頭從插座上拔下來，既不方便也容易損壞插座．后來電工師傅改進線路連接后只要撥動下開關就可以斷開電了．小明仔細觀察了如圖乙所示的插座后，很快就在紙上畫出了如圖丙所示的插座背面接線示意圖．則圖中最上面的一根線應該是________（火/零）線，兩孔插座與三孔插座是________聯的．
（3）小明上網查閱資料得知：一般情況下空調制冷時調高2℃，雖然人體并不會感覺很明顯，但對空調來說，平均可省近10%的電能．為了驗證這種說法的可靠性，小明進行了測算．請你填寫實驗步驟中空缺的內容．①________；②打開空調，將制冷溫度設定為25℃，待其正常工作后，數出電子式電能表的指示燈在3min內閃爍的次數；③將制冷溫度調高2℃，待其正常工作后，數出電子式電能表的指示燈在3min內閃爍的次數；④計算并分析比較，得出結論．其中計算空調每次工作時消耗時，要用到如圖丁所示電能表表盤上的參數________．
【答案】（1）漏電保護斷路器；A （2）零；并
（3）斷開家中其他用電器，只讓空調工作；3000imp/（kW?h）
【解析】（1）漏電保護器相當于一個開關，進戶線中流入的電流和流出的電流的差值達到一定值時會切斷電路；（2）根據“左零右火上接地”確定最上面一根線，家庭電路中各用電器獨立工作、互不影
響；（3）關閉其它所有的用電器，只開待測功率的用電器，測出電能表表盤在時間t內轉過的圈數，然后根據電能表參數求出該用電器消耗的電能，然后利用P= 求出用電器的功率．
解：（1）由圖甲可知，A位于干路為漏電保護斷路器，當有人因操作失誤而觸電或用電器漏電時，切斷A斷開電路；（2）由圖丙可知，圖中最上面的一根線應該是零線；兩孔插座與三孔插座的用電器可以獨立工作、互不影響，則兩孔插座與三孔插座是并聯的；（3）①利用電能表和秒表測量空調的電功率時，應斷開家中其他用電器，只讓空調工作；②知道電子式電能表的指示燈在3min內閃爍的次數，根據電能表參數“3000imp/（kW?h）”求出消耗的電能，利用P= 求出空調的電功率．
考點二：額定功率和實際功率的辨析與計算
1.根據如圖所示的兩盞白熾燈的銘牌，可以判斷（? ）
A.?甲燈一定比乙燈亮
B.?正常發光時，甲燈的電阻大于乙燈的電阻
C.?正常發光時，甲燈的電功率是乙燈電功率的4倍
D.?正常發光時，甲燈消耗的電能是乙燈消耗電能的4倍
【答案】C
【解析】A、說法錯誤，只有在額定電壓下時，甲燈一定比乙燈亮，若不在額定電壓下，則無法比較電功率．
B說法錯誤，由 知，當額定電壓相等時，功率大者，電阻小，甲的額定功率是100W，大于乙的額定功率25W，故應是甲燈的電阻?。?br/>C說法正確，正常發光時，即為在額定電壓下工作，甲燈的電功率是乙燈電功率的4倍．
D說法錯誤，消耗的電能與功率和時間有關，不知通電時間時，無法比較消耗的電能．
2.將兩只額定電壓相同的小燈泡L1、L2串聯在如圖所示的電路中，閉合開關后，發現燈L1較亮，燈L2較暗，其原因可能是(? )
A.?燈L1額定功率較大???? ?B.?燈L2兩端電壓較大
C.?燈L1的電阻較大????? D.?通過燈L1的電流較大
【答案】C
【解析】（1）燈泡的亮暗取決于燈泡的實際功率。
（2）根據P=I2R和P=U2/R進行功率、電阻的比較。
（3）串聯電路的電流處處相等。
串聯電路的電流處處相等，如圖兩個燈泡是串聯的，閉合開關后，發現燈L1較亮，燈L2較暗，說明燈泡L1的實際功率大，根據P=I2R知，燈泡L1的電阻比L2的電阻大。根據U=IR知，燈泡L1兩端的電壓大。根據P=U2/R ， 兩個燈泡的額定電壓相等，燈泡L1的電阻大，額定功率小。
3.目前國內銷售的空調都有“中國能效標識”字樣的彩色標簽，為藍白背景的彩色標識，分為一~五共5個等級。能效比公式：空調能效比=制冷量/額定功率。
能效比級別
一
二
三
四
五
能效比
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
（1）現有一批制冷量均為4200W的不同能效級別的空調，若能效比級別為“二”，則空調的額定功率為________W。
（2）選用能效級別為“三”的空調與選用能效級別為“二”的空調均正常工作2h能節約電能________度。
【答案】（1）1500 （2）0.2
【解析】（1）由題意可知，能效比公式：空調能效比=制冷量/額定功率，反應了空調能效比、制冷量、額定功率三者間的關系，根據其中的兩個量可以求出第三個量，據此可以求出空調的額定功率；
（2）在制冷量保持4200W不變的情況下，根據不同能效級別下的能效比，可以計算得到額定功率，根據W=Pt可以計算出兩空調消耗的電能，通過比較可以求出2h能節約的電能。
（1）根據題意，能效比公式：空調能效比=制冷量/額定功率。現有一批制冷量均為4200W能效級別為“二”的空調，查題中表格可知能效比級別為“二”能效比等于2.8，即可列式計算額定功率=制冷量/空調能效比=4200W/2.8=1500W。
（2）根據題意，能效級別為“三”的空調能效比等于3.0，額定電功率：P1=P制冷量/3.0
能效級別為“二”的空調效能比等于2.8，額定電功率：P2=P制冷量/2.8
假設制冷量P相等，且值為4200W.
節約的電功：W=P2t-P1t=(P制冷量/2.8-P制冷量/3.0)t=100W×2h=0.2kW?h．
選用能效級別為“三”的空調與選用能效級別為“二”的空調均正常工作2h能節約電能0.2度。
考點三：測定小燈泡的電功率實驗解析
1.小劉所在的實驗小組進行了研究“小燈泡消耗的電功率與燈泡亮度的關系”的實驗：
（1）實驗記錄與計算如下表：
?電壓U/V
0.5
1
1.5
2.0
2.5
電流I/A
0.15
0.2
0.22
0.26
0.30
功率P/W
0.075
0.2
0.33
0.52
燈泡發光情況
燈絲發熱
燈絲較熱
燈絲暗紅
微弱發光
正常發光
根據實驗數據分析，小燈泡正常發光時的功率是________?W；
（2）他們還注意到，這個實驗記錄也可以用來計算小燈泡燈絲的電阻，并發現燈絲的電阻值隨電壓升高而________?（選填“增大”或“減小”）．
（3）在圖中，請在坐標中作出小燈泡的電壓和電流的關系圖象．
【答案】（1）0.75 （2）增大
（3）解：根據表中實驗數據在坐標系內描出對應點，然后作出圖象如圖所示：
【解析】（1）由表中實驗數據求出燈泡正常發光時的電壓與電流，然后由P=UI求出燈泡功率．
（2）根據表中實驗數據，應用歐姆定律分析答題．
（3）應用描點法作出圖象．
2.王明同學準備測量額定電壓為2.5V的小燈泡在實際工作時的功率，根據已有器材，他設計好了電路原理圖，并完成了實物連接。如圖所示。
（1）根據實物連接圖，請你在虛線框內畫出與之對應的電路原理圖。
（2）在某次測量過程中，閉合開關后，電壓表和電流表的示數如圖所示，則電壓表的示數為________V，電流表的示數為________A，則此時小燈泡的功率為________W。
（3）滑動變阻器的滑片P向B端滑動后，小燈泡的電功率將________。(選填“增大”“減小”或“不變”)
（4）王明同學經過多次測量與計算后，得到了一組功率P與電壓的平方U2的數據，下列各圖中能正確表示P與U2的關系的是：________(設燈絲電阻不變)。
【答案】（1）
（2）1.2；0.4；0.48
（3）增大
（4）A
【解析】（1）根據實物圖作圖即可。
（2）看清量程讀數；利用公式計算。
（3）利用公式分析。
（4）利用公式分析。
（1）畫此電路圖的注意事項：電源的左邊是正極；滑動變阻器滑片P向右移動時，有效阻值變?。浑妷罕頊y小燈泡兩端的電壓。其故電路圖為：
（2）電壓表的量程為“0—3V”，所以示數為1.2V；電流表的量程為“0—0.6A”,所以示數為0.4A；小燈泡的電功率等于它兩端的電壓乘以通過它的電流，。
（3）由電路圖可知，滑動變阻器的滑片P向B端滑動后，滑動變阻器接入電路的阻值變小，電路總阻值變小，電源電壓不變，電路電流變大；燈泡的電阻不變，通過的電流變大，根據公式可知，電功率將增大。
(4)根據和燈絲電阻不變，故可知P與U2成正比，J結合數學知識可知P隨U2的變化圖線是一條過原點的直線，故A符合題意。
3.為測量規格“6.3Ｖ，0.15A”小燈泡的額定功率，提供的實驗器材有：蓄電池（輸出電壓約10V）、滑動變阻器（有“10Ω，2A”、“50Ω，1.5A”兩種規格）、電流表、電壓表各一只。
（1）下圖是小張測量時所連接的部分實物連線圖，請你根據電路圖補全實物連線圖。
（2）實驗中，小徐同學選擇了規格為“10Ω，2A”的滑動變阻器，你預計會出現什么現象？說明理由。________
（3）在某次測量中，電流表、電壓表讀數如圖所示，則電流表讀數為________，電壓表讀數為________，此時應如何改變滑動變阻器的阻值才能測量小燈泡的額定功率？________（選填“變大”“變小”“不變”）???
【答案】（1）
（2）現象：小燈泡燒壞；理由：滑動變阻器最大阻值太小，電路最小電流大于燈泡額定電流，燈泡有可能被燒壞。
（3）0.08Ａ；2.5Ｖ??；變小
【解析】（1)根據電路圖連接實物電路圖。
（2)應用串聯電路特點與歐姆定律求滑動變阻器的最小阻值，然后答題。
（3)由圖示電表確定其量程與分度值，然后讀出其示數，根據電壓表示數與燈泡額定電壓的關系分析答題。
（1)根據電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示：
（2)燈泡正常發光時，電路電流等于燈泡額定電流0.15A，滑動變阻器兩端電壓
U滑=U-UL=10V-6.3V=3.7V，
滑動變阻器接入電路的阻值：R==≈24.7Ω＞10Ω，由于滑動變阻器阻值太小，
實驗時電路電流將大于燈泡額定電流，燈泡可能被燒壞。
（3)由圖示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.08A，電壓表量程為0～15V，分度值為0.5V，示數為2.5V，
電壓表示數小于燈泡額定電壓3.8V,要測燈泡額定功率,應減小滑動變阻器分壓，應減小滑動變阻器接入電路的阻值，知道電壓表示數等于燈泡額定電壓為止。
考點四：焦耳定律的應用與計算
1.如圖所示，為“探究電流通過導體時產生的熱量與什么因素有關”的實驗電路，以下說法正確的是（　?。?br/>A.?閉合開關S1、S2 ， 通過三根電阻絲的電流相同
B.?先閉合開關S1 ， 再閉合開關S2 ， 電流表示數保持不變
C.?先閉合開關S1 ， 再閉合開關S2 ， 通過右容器中電阻絲的電流變小
D.?閉合開關S1、S2一段時間后，右邊U形管內的液面比左邊U形管內的液面高
【答案】C
【解析】本題考查了學生對焦耳定律的認識，注重了探究實驗的考查，同時在該實驗中利用了控制變量法和轉換法，是中考物理常見題型。（1）首先分析各個電阻的連接方式，然后根據串聯、并聯電路的電流特點，結合歐姆定律的應用分析；（2）吸熱多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，體現的是轉換思想。
A、由圖可知，右邊兩個電阻并聯然后與左邊電阻串聯，故閉合開關S1、S2 ， 通過三根電阻絲的電流不相同，故A錯誤；
B、先閉合開關S1 ， 電流左邊電阻和右下電阻串聯，當再閉合開關S2 ， 右邊兩個電阻并聯然后與左邊電阻串聯，此時電路中總電阻減小，由歐姆定律可知，電流表示數應變大，故B錯誤；
C、先閉合開關S1 ， 電流左邊電阻和右下電阻串聯，由于兩電阻相等，故兩電阻等值分壓，當再閉合開關S2 ， 右邊兩個電阻并聯然后與左邊電阻串聯，此時右邊電阻分壓較小，由歐姆定律可知，電流表示數應變小，故C正確；
D、由C可知，閉合開關S1、S2一段時間后，通過右容器中電阻絲的電流變小，由Q=I2Rt可得，電流通過左邊電阻產生熱量的多，則應該是左邊U形管內的液面比右邊U形管內的液面高，故D錯誤。
2.（2016?溫州）某興趣小組利用圖甲裝置探究電流熱效應的影響因素，實驗步驟如下：
①將阻值為10歐和20歐的電阻絲分別置于A、B兩個盛滿煤油的燒瓶中，按圖甲所示連接電路．
②閉合開關，將滑動變阻器的滑片移至某一位置，記錄此時電流表的讀數I，通電一段時間，記錄A、B燒瓶的玻璃管內液面的變化高度分別為△h1、△h2．
③斷開開關，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置．
④閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電流表的讀數為2I，當通電時間與步驟②相同時，記錄A、B燒瓶的玻璃管內液面的變化高度分別為△h3、△h4，實驗數據如表．
（1）步驟②中的電流表示數如圖乙所示，此時電流為________安．
（2）本實驗通過設計串聯電路來研究電阻對電流產生熱量的影響，可以控制哪些變量相同？________．
（3）小明認為：只要選擇“△h1、△h2、△h3、△h4”四個量中的某兩個量進行比較，就能說明“對電流產生熱量多少的影響，電流比電阻更大”，請比較這兩個量的大小關系：________．
電流大小
燒瓶玻璃管內液面的變化高度
A燒瓶（RA=10歐）
B燒瓶（RB=20歐）
I
△h1
△h2
2I
△h3
△h4
【答案】（1）0.24
（2）電流和通電時間
（3）△h3＞△h2
【解析】（1）電流表的讀數，要先觀察選用的量程及對應的分度值，再根據指針位置讀數；（2）在串聯電路中電流處處相等，串聯的兩個電阻同時工作、同時停止工作，通電時間相同；（3）由第一行、第二列數據，改變電流、電阻的倍數相同，觀察玻璃管內液面的變化△h2、△h3的關系得出吸熱關系，進而得出對電流產生熱量影響較大的因素．本題為電流熱效應的影響因素的實驗探究題目，考查了電流表的讀數方法、控制變量法的使用，以及分析實驗數據得出結論的能力，有難度。
解：（1）由圖可知，電流表選用的是0﹣0.6A量程，分度值為0.02A，根據指針位置可得電流I=0.24A；（2）本實驗通過設計串聯電路來研究電阻對電流產生熱量的影響，可以控制電流和通電時間相同；（3）由第一行數據可知，通過的電流相同，使電阻變為原來的2倍，觀察玻璃管內液面的變化△h2可得吸收熱量的變化；由第二列數據可知，電阻相同，使通過的電流變為原來的2倍，觀察玻璃管內液面的變化△h3可得吸收熱量的變化；電流和電阻都是變為原來的二倍，通過比較得出△h2＜△h3 ， 可以得出對電流產生熱量多少的影響，電流比電阻更大．
故答案為：（1）0.24；（2）電流和通電時間；（3）△h3＞△h2 ．
3.電飯煲是利用電流的________原理工作的。如圖所示三個同樣的燒瓶裝有相同質量的煤油，甲、乙兩燒瓶是用來探究電熱與________的關系。若通過電阻R1的電流為2A，則1分鐘內電阻R1產生的熱量為________J。
【答案】熱效應；電流大小；2400
【解析】此題考查了電流熱效應、焦耳定律的應用，同時通過探究電流通過導體產生的熱量與電阻的關系，考查了學生對控制變量法的應用。（1）電流的熱效應：電流通過導體要發熱，這叫做電流的熱效應，如電燈、電爐、電烙鐵、電焊等都是電流的熱效應的例子，將電能轉化為內能；（2）要研究電流產生的熱量與電流的大小，需要保持電阻和通電時間一定；要研究電流產生的熱量與電阻的關系，需要保持電流與通電時間相同；（3）已知電阻、電流與時間，由焦耳定律可求得1分鐘內產生的熱量。
（1）電飯煲工作時，是把電能轉化為內能，所以是利用電流的熱效應工作的；
（2）在電路中，R2與R3并聯后與R1串聯，甲、乙兩燒瓶中的電阻R1與R2阻值相同，通過的電流不同，所以選擇R1與R2 ， 可以研究電流產生熱量與電流大小的關系；
（3）由焦耳定律可得：電阻R1在1分鐘內產生的熱量Q=I2Rt=（2A）2×10Ω×60s=2400J。
4.如圖所示，?將一個標有“2W5V”的小燈泡L與一個阻值為5Ω的電阻R串聯后接到電壓為6V的電源上，小燈泡恰能正常發光．則通電1min時電阻R產生的熱量是（?? ）
A.?48J??????B.?120J??????C.?144J??????D.?無法判斷
【答案】A
【解析】由P=IU得，電路中的電流： ，則1min內電阻R產生的熱量： ；故選：A
小燈泡恰能正常發光，根據 計算出電流，串聯電路中各處電流都相等，即通過R的電流，最后根據焦耳定律的計算公式計算出R產生的熱量．
考點五：電動機問題的綜合解析
1.如圖所示，當開關閉合時，電路中的電流為1A，電壓表V2的示數是l0V，定值電阻R的阻值為4Ω，電動機M的線圈電阻為1Ω，不計摩擦，下列說法正確的是（ ）
A.?電壓表V1的示數為4V???????B.?電路消耗的總功率是5W
C.?通電lmin電流通過電動機產生的熱量是60J???
D.?通電lmin電動機產生的機械能是360J
【答案】C
【解析】由電路圖可知，定值電阻與電動機組成串聯電路，電壓表V測電源電壓，電壓表V1測電動機電壓，
（1）由 可知，電阻R兩端電壓UR=IR=1A×4Ω=4V，電動機兩端電壓UM=U﹣UR=10V﹣4V=6V，則電壓表V1示數是6V，故A錯誤；
（2）電路消耗的總功率P=UI=10V×1A=10W，故B錯誤；
（3）通電1min電動機產生的熱量Q=I2RMt=（1A）2×1Ω×60s=60J，故C正確；
（4）通電lmin電動機產生的機械能：W機械=UIt﹣Q=6V×1A×60s﹣60J=300J，故D錯誤．
分析清楚電路結構，根據串聯電路特點.歐姆定律.電功率公式及電功公式分析答題．
2.（2017?杭州）如圖是小金研究電動機轉動是否對小燈泡的亮度有影響的電路圖。開始小金先抓住轉軸合上開關，觀察小燈泡的亮度；接著放開轉軸讓電動機轉動，繼續觀察小燈泡亮度的變化（已知：小燈泡的電阻為R，電動機線圈電阻為r，電源電壓為U）。由此請你回答：
（1）在電動機未轉動時，t時間內電流在電路中產生的熱量為________（填寫表達式）。
（2）在電動機轉動時，電流所做的功________電流在電路中產生的熱量（選填“大于”、“等于”或“小于”）。
（3）小金判斷電動機轉動后小燈泡會更亮，你認為小金的判斷正確嗎？并根據學過后知識給以解釋。
【答案】（1）
（2）大于
（3）不正確，不轉時W總功=Q電路? UI1t=I12(R+r)t??
轉動時W'總功>Q'電路?? UI2t>I22(R+r)t??
故I2< I1 ， 燈泡變暗
【解析】（1）在電動機未轉動時，該電路為兩個電阻串聯的電路，根據焦耳定律的公式寫出表達式； （2）（3）在電動機轉動時，消耗的電能一部分轉化為機械能，另一部分轉化為內能。
（1）在電動機未轉動時，該電路為兩個電阻串聯的電路，則此時電路中的電流為：I=； 根據焦耳定律可知，t時間內電流在電路中產生的熱量即電流所做的功為： W=Q=UIt=Ut=；
（2）在電動機轉動時，電流所做的功主要有兩個利用：一個是轉化為電動機的機械能，另一個是轉化為燈泡和電動機的內能；故電流在電路中產生的熱量要小于電流所做的功；
（3）電動機轉動后，電動機會消耗一部分能量，使得電功轉化而成的內能減小，故燈泡的亮度會變暗，所以小金的判斷時錯誤的；
不轉時W總功=Q電路?UI1t=I12(R+r)t?? ，
轉動時W'總功>Q'電路?? UI2t>I22(R+r)t?? ， 故I2< I1，燈泡變暗。
3.某同學根據如圖所示電路進行實驗，先用夾子夾住電動機轉軸使其不能轉動，閉合開關S，移動滑動變阻器滑片，記下電壓表讀數和電流表讀數；后松開夾子，使電動機轉軸轉動，移動滑動變阻器滑片，記下電壓表讀數和電流表讀數。數據記錄如表：
/
U（V）
I（A）
W（J）
Q（J）
不轉動
0.2
0.2
W1
Q1
轉動
3.0
1.2
W2
Q2
利用如表數據計算和分析：
（1）電動機不轉動時，通電10s，電動機所做的電功W1和所產生的熱量Q1。
（2）電動機轉動時，通電10s，電動機所做的電功W2和所產生的熱量Q2。
（3）試比較W1和Q1的大小關系以及W2和Q2的大小關系，并分析其原因。
【答案】（1）電動機所做的電功W10J，所產生的熱量Q1是0.4J。
（2）電動機轉動時，通電10s，電動機所做的電功率W2是36J，所產生的熱量Q2是14.4J。
（3）W1=Q1 ， W2＞Q2 ， 電動機未轉動時，電流經線圈時電能全部轉化為熱能，因此W1=Q1；電動機轉動時，電流流經線圈時電能一部分轉化為機械能，另一部分轉化為熱能，因此W2＞Q2。
【解析】（1）電動機不轉動時，電動機不做功，此時電能全部轉化為內能，先根據I=的變形求出電動機的電阻，根據Q=I2Rt計算所產生的熱Q1。
（2）電動機轉動時，根據電功率公式W=UIt計算，根據Q=I2Rt計算所產生的熱量Q1。
（3）根據上述計算結果比較W1和Q1的大小關系以及W2和Q2的大小關系。
（1）電動機不轉動時，電能全部轉化為內能，所以W1=U1I1t=0.2V×0.2A×10s=0.4J
因為I=，所以電動機不轉動時電阻R===1Ω
電動機所產生的熱量Q1=I12Rt=（0.2A）2×1Ω×10s=0.4J
（2）因為I=，通電10s，電動機所做的電功W2=U2I2t=3.0V×1.2A×10s=36J
電動機轉動時電阻R與電動機不轉動時的電阻相等，
電動機所產生的熱量Q2=I22Rt=（1.2A）2×1Ω×10s=14.4J
（3）通過上述計算可得，W1=Q1 ， W2＞Q2 ， 電動機未轉動時，電流經線圈時電能全部轉化為熱能，因此W1=Q1；電動機轉動時，電流流經線圈時電能一部分轉化為機械能，另一部分轉化為熱能，因此W2＞Q2。
故答案為：（1）電動機所做的電功W10J，所產生的熱量Q1是0.4J。
（2）電動機轉動時，通電10s，電動機所做的電功率W2是36J，所產生的熱量Q2是14.4J。
（3）W1=Q1 ， W2＞Q2 ， 電動機未轉動時，電流經線圈時電能全部轉化為熱能，因此W1=Q1；電動機轉動時，電流流經線圈時電能一部分轉化為機械能，另一部分轉化為熱能，因此W2＞Q2。
考點過關☆專項突破
考點一：電功的計算和電能表的使用與分析
1.小柯利用該電能表測量一家用電器的電功率。當電路中只有這一個用電器連續工作時，測得在6min內電能表的轉盤轉了240轉，那么這個用電器可能是（?? ）
A.?臺燈????B.?電熱水壺????C.?筆記本電腦????D.?家用電風扇
【答案】B
【解析】本題考查了電能表的參數的理解與電能的求法，關鍵是考查日常生活中常見物體的功率．
本題首先要清楚“2400r/kW?h”的物理意義：當用電器消耗1千瓦時的電能，電能表指示燈閃爍了2400次，1度=3.6×106焦，即1KW?h=3.6×106J．
解答：由題意可知：用電器所做的功W=
用電器的功率
臺燈功率大約幾十瓦，筆記本電腦大約100W，家用電風扇大約100W，電熱水器功率大約在500W-200W
因此符合題意的只有電熱水壺
2.下列選項中，正確描述電功單位的是（　?。?
A.?V??? ??B.?VAs? ????C.?kw??? ? D.?C
【答案】B
【解析】解：A、V是電壓的單位，所以A是錯誤的；
B、VAs是電壓、電流與時間的單位，由W=UIt可知它們的積是電功的單位，所以B是正確的；
C、kW是電功率的單位，所以C是錯誤的；
D、C是電量的單位，所以D是錯誤的．
根據我們對于電功單位的了解來作答；電功的單位有兩個：焦耳和千瓦時．
3. LED是一種半導體新型節能燈，它可以將電能的90%轉化為光能（白熾燈只能將電能的20%轉化為光能）。已知某LED燈在一定電壓范圍內的工作電流都是20mA，只是在不同的電壓下發光顏色不同，如下表所示。如果將該LED燈與一定值電阻R串聯后接在電壓為5V的電源兩端，如圖，此時它發黃光，則定值電阻R的阻值是________Ω，該LED燈在此狀態下工作10分鐘消耗的電能為________J。
【答案】160；21.6
【解析】（1）串聯電路的電流處處相等，串聯電路的總電壓等于各部分兩端的電壓之和，由I=即可算出R的值；（2）已知U、I、t代入W=UIt即可算出消耗的電能。
解∵R和LED燈串聯，IR=IL=20mA=0.02A，
UR=U總-UL=5V-1.8V=3.2V,R==160Ω；
（2）根據W=UIt=1.8V×0.02A×10×60s=21.6J。
4. 在工業生產中，經常用熱敏電阻來探測溫度．如圖甲所示的電路，將熱敏電阻R0放置在熱源內，其余部分都置于熱源外，這樣就可以通過電流表的示數來表示熱源溫度．已知電源電壓是9V，定值電阻R的阻值是100Ω，熱敏電阻R0的阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示．求：

甲?????????? ?? 乙
已知電流表的量程為0．03A，此電路能夠測量的最高溫度是多少？此時該電路在100s內電流做了多少功？
【答案】80℃ 27J
【解析】熱敏電阻R0和R串聯，當I＝0.03A時，由歐姆定律得：UR＝IR＝0.03A×100Ω＝3V，所以U0＝U－UR＝9V－3V＝6V，所以R0＝? ＝? ＝200Ω，由圖象得此時最高溫度t＝80℃；電流在100s內所做的功：W＝UIt＝9V×0．03A×100s＝27J．
觀察電路圖：由串聯電路特點可得U0＝U－UR．先由已知條件求得UR，再求得U0，再求得R0，之后觀察圖象便可得出測量的最高溫度．再由電功公式W＝UIt求出該電路在100s內電流做了多少功．
5.筆記本電腦已進入尋常百姓家庭，出差旅游時常隨身攜帶。出于安全考慮，民航局規定，乘客可隨身攜帶0.16kW·h以下的可充電設備。目前，部分航空公司已允許乘客在非起降時間段、有條件地使用筆記本電腦等便攜電子設備。請回答下列問題：
（1）某旅客攜帶的筆記本電腦電池容量3000mAh，輸出電壓15V，充滿電后，若工作時的平均電流為1.5A，可工作多少時間？
（2）請通過計算說明該旅客能否將此筆記本電帶上民航飛機。
（3）使用發現，電腦工作時會發熱，原因是________，當升溫到一定值時，溫控開關S1自動閉合，風扇啟動，加快散熱從而保護電腦。如果斷開電源總開關S2 ， 風扇M和其他工作系統同時停止工作。根據上述特點，下列可能符合散熱控溫特點的原理圖是________。
【答案】（1）筆記本電腦電池容量：3000mAh
平均電流為I=1.5A=1500mA則工作時間為：t= =2h
（2）W=UIt=15伏×3安×3600秒=162000焦=0.045千瓦時
因為0.045kW·h＜0.16kW·h，所以該筆記本電腦能帶上民航飛機。
（3）電流通過導體時會產生熱量；B
【解析】電能是指在一定的時間內電路元件或設備吸收或發出的電能量，用符號W表示，其國際單位制為焦耳(J)，電能的計算公式為 W =P·t = U·I·t 通常電能用千瓦時(kW · h)來表示大小
（1）電池容量為3000mAh=3Ah,而電腦工作時的電流為1.5A，則t=3Ah/1.5A=2h;故答案為：2h；（2）題干中提到不超過0.16kW·h的設備可以帶上飛機，所以只需求出該電腦的電池儲能多少即可；故答案為：W=UIt=15V×1.5A×2×3600S=162000J=0.045千瓦時；因為0.045kW·h＜0.16kW·h，所以該筆記本電腦能帶上民航飛機。（3）用電器產熱是因為用電器都有電阻，其中的導體也都有電阻；A、開關S2不是電源總開關，只控制工作系統；故A不符合；B、開關S2是總開關，而開關S1單獨控制風扇；故B符合；C、任何一個開關閉合，風扇和工作系統都同時工作；故C不符合；D、只有兩個開關同時閉合，電路才能工作；故D不符合；故答案為：電流通過導體時會產生熱量；B；
故答案為：（1）2h；（2）：W=UIt=15V×1.5A×2×3600S=162000J=0.045千瓦時；因為0.045kW·h＜0.16kW·h，所以該筆記本電腦能帶上民航飛機。（3）電流通過導體時會產生熱量；B；
考點二：額定功率和實際功率的辨析與計算
1.有兩燈如圖所示，L1 ， L2 分別標有“15V、1A”、“10V、0.5A”的字樣，其中一燈正常發光時，它們的功率之比是（　　）
A.?4：3??????B.?3：4??????C.?5：3??????D.?3：2
【答案】A
【解析】先判斷哪一只正常發光，再次基礎上對電路進行分析，利用歐姆定律和電功率公式進行計算解答。
L1額定電壓是15V，L2額定電壓是10V，由于兩燈是并聯關系，所以應該是L2正常發光，因為如果L1正常發光的話，L2兩端的電壓超過了額定電壓10V，燈泡會損壞。
因為L2正常發光，所以L2的電功率
L1沒有正常發光，先求出其電阻，
因為兩燈并聯，所以L1兩端的電壓也為10V，此時L1的電功率
所以
2.小科做作業時，電燈突然變暗，其原因可能是 （? 　? ）
A.?電燈的實際電壓變大????????B.?電燈的額定電壓變小
C.?電燈的實際功率變小????????D.?電燈的額定功率變小
【答案】C
【解析】燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率，故變暗可以從實際功率入手來分析，可能是功率變小，而實際功率與燈泡的電阻有關，故分析電阻的變化即可分析出燈泡變暗的原因。
燈絲在長時間的工作過程中燈絲升華，導致燈絲變細，使電阻變大；在電壓不變的情況下，根據P=U2/R可知實際功率變??；電燈將會變暗。
3.李明同學為了探究“電功率與電阻的關系”，他找來額定電壓均為6V的L1、L2兩只燈泡．將兩燈串聯起來，按照如圖所示的電路開始了實驗探究，閉合開關后，看見燈L2微微發光，燈L1幾乎不發光，則關于兩燈的電阻R1和R2、兩燈的額定功率P1和P2的大小關系成立的是（不考慮燈絲電阻值隨溫度的變化）（　?。?br/>A.?R1＞R2 ， P1＞P2???? B.?R1＜R2 ， P1＜P2?
C.?R1＞R2 ， P1＜P2?????? D.?R1＜R2 ， P1＞P2
【答案】D
【解析】解：燈泡的亮度是由燈泡的實際功率決定的，因為燈L2微微發光，燈L1幾乎不發光，所以L2的實際功率比L1的實際功率大．
由于兩燈是串聯，我們根據P=I2R可知，在電流相同的情況下，用電器的電功率與阻值成正比，所以R2＞R1 ．
因為兩燈的額定電壓U相同，根據P=可知，電功率與電阻成反比．由于R1＜R2 ， 所以P1＞P2 ． 故選 D．
由兩個燈泡的亮度情況得出二者的電功率關系，然后根據P=I2R得出二者的電阻關系，最后根據P=得出二者的額定功率關系．
4.小雷想知道小燈的亮暗程度與什么因素有關．于是找來額定電流小于0.6A，額定電壓是2.5V的燈L1，接在電源電壓恒為6V的電路中，按照如圖甲所示的電路開始探究．
（1）請你用筆畫線代替導線，根據圖甲所示的電路圖，將圖乙所示實物圖連接完整．
（2）若小雷連接電路后閉合開關，燈L1幾乎不發光，移動滑片P也不能改變燈的亮度．原因是他把滑動變阻器的________?．（選填“A、B”或“C、D”）接線柱接入了電路．
（3）小雷排除故障后，按圖乙所示的電路繼續進行實驗：
①閉合開關，移動滑片P，使燈L1發光，測出燈L1的相關物理量，記錄和計算結果如下表：
次數
電壓/V
實際功率
電阻Ω
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.5
0.24
0.60
10.42
3
2.8
0.26
0.73
10.77
②請將記錄數據時遺漏的物理量和單位填入表格的空格處．
（4）小雷注意到燈L1的亮度變化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．結合表中數?據得出的結論是小燈泡越亮，它的實際功率越________?
（5）小雷在實驗結束后與同學們討論：
①有同學認為“用上表中燈L1的3次電阻的平均值代表它的電阻更準確”．這種說法錯誤的原因是小雷忽略了________?對小燈電阻的影響．
②有同學認為“把燈L1換成定值電阻，該實驗可以用來研究導體中的電流與電壓的關系”．你認為這種說法________?（選填“正確”或“錯誤”）．
【答案】（1）解：電壓表的負接線柱與燈泡的左接線柱相連，滑動變阻器的任意上方接線柱與電流表0.6的接線柱相連，如下圖所示：
（2）A、B
（3）解：從表中數據可知，實際功率等于表中前兩項之積，由P=UI可知，第二項數據為通過燈泡的電流I/A，電壓的符號為U，實際功率的符號P、單位W，電阻的符號R，如下表所示：
次數
電壓U/V
電流I/A
實際功率P/W
電阻R/Ω
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.5
0.24
0.60
10.42
3
2.8
0.26
0.73
10.77
（4）大　
（5）溫度??；正確
【解析】（1）電壓表與燈泡并聯，電流表選0～0.6A的量程且串聯在電路中，注意正負接線柱的連接；滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中；
（2）燈泡幾乎不發光，說明電路是通路，但是電流太小，并且移動串聯在電路中的滑動變阻器的滑片，燈泡亮度不變，說明電路中的電阻太大，滑動變阻器又不起作用，是滑動變阻器把下面兩個接線柱接入電路了；
（3）根據功率的計算公式P=UI可知表中缺少的物理量，然后根據功率和電阻的單位、符號進行解答；
（4）比較燈泡亮度增大時，可以判斷燈泡的實際功率，因為燈泡的亮度由燈泡的實際功率決定的；
（5）導體電阻大小跟導體長度、橫截面積、材料、溫度有關；燈絲電阻受溫度影響較大，定值電阻阻值受溫度影響較小，從溫度上考慮；電流跟電阻和電壓同時有關，L1換成定值電阻，電阻一定，可以探究電流跟電壓的關系．
5.酷暑的傍晚，小聰打開空調后，發現臺燈發光變暗，他猜想：開了空調，家用電器的總功率增大，總電流變大，輸電線上有電阻，“分走”的電壓U=IR變大，導致臺燈兩端的實際電壓變小，實際功率變小，臺燈變暗，為了驗證猜想是否正確，他把所有家用電器看做一個整體，用不同規格的小燈泡來模擬這個整體，并用電壓恒為3V的電源，根據圖所示的電路進行了以下實驗：
第1步：連接電路后閉合開關，讀出電壓表和電流表的示數，并記錄在表格中．
第2步：分別換接兩個不同規格的小燈泡重復第1步操作；
第3步：計算小燈泡的電功率并記錄在表格中．
燈泡
電壓/V
電流/A
電功率/W
L1
2.40
0.43
1.03
L2
2.60
0.33
0.86
L3
2.75
0.26
0.72
請你分析實驗過程和數據后解答：
（1）由于每次實驗小燈泡兩端的電壓都________?電源電壓（選填“大于”、“等于”或“小于”），從而驗證了電路中導線等元件有________?，會“分走”一部分電壓；
（2）進一步分析可知，家用電器的總功率越大，其兩端的電壓就越________?，這時并聯在家庭電路值的臺燈就越暗；
（3）在實際生活中，解決“臺燈發光變暗”的一種方法是盡量選擇________?的導線．
【答案】（1）小于?。浑娮琛?br/>（2）低　
（3）短而粗　
【解析】解：（1）數據分析：每次實驗，電壓表的讀數都小于電源電壓，說明實驗中導線等其他元件也有電阻，會“分走”一部分電壓；
（2）晚上7點至9點時為用電高峰期，同時使用的用電器增多，它們并聯后的總電阻變小，又因用電器與輸電線串聯，根據歐姆定律可知，通過輸電線的電流變大，兩端分得的電壓變大，用電器分得的電壓減小，實際功率減小，所以燈泡變暗一些；反之到了11點以后同時使用的用電器減少，通過輸電線的電流變小，兩端分得的電壓變小，用電器兩端分得的電壓變大，實際功率變大，燈泡變亮一些．
（3）當導線的材料一定時，導線越短、越粗，導線的電阻越小，由Q=I2Rt可知，導線消耗的電能越少．
故答案為：（1）小于；電阻；（2）低；（3）短而粗．
（1）分析表中數據得出結論；
（2）家庭用電器都是并聯，并聯的越多，總電阻會越小，電路中的電流越大，這樣會導致輸電線分擔電壓增多，導致用電器得到的電壓減小，功率減??；
（3）導線電阻與導線的材料、長度以及橫截面積有關．
6.如圖甲是某品牌電飯煲實物圖；如圖乙是它的電路原理簡圖，它有“高溫燒煮”和“燜飯、保溫”兩檔，由溫控開關自動控制，煮飯時先要按下溫控開關按鈕，到達設定溫度(飯熟)，按鈕會自動彈起；丙表是它銘牌上一些技術參數；丁圖是兩種插座。
加熱功率
1100W
保溫功率
200W
額定頻率
50Hz
額定容積
5.0L
凈重
2.0kg
（1）根據乙圖，溫控開關未按下時，“燒煮”和“保溫”兩部分電路是________(選填“串聯”或“并聯”)；按下溫控開關按鈕，“保溫電路部分”R2?將________(選填“通路”、“開路”或“短路”)。
（2）為安全起見，在使用電飯煲時，應選用丁圖中________（選填“Ⅰ”或“Ⅱ”）種插座。
（3）求電飯煲在額定功率下加熱 10 分鐘所消耗的電能。
【答案】（1）串聯；短路
（2）Ⅱ
（3）W=Pt=10×60S×1100W=6.6×105J
【解析】三線插頭是一根火線一根零線一個接地線，三線插頭的作用是更好的保護工作人員使用外帶金屬殼的家用電器的安全，以防工作人員在使用過程中漏電觸電時導致死亡事故的發生。電流做功的多少跟電流的大小、電壓的高低、通電時間長短都有關系。加在用電器上的電壓越高、通過的電流越大、通電時間越長，電流做功越多。研究表明，當電路兩端電壓為U，電路中的電流為I，通電時間為t時，電功W（或者說消耗的電能）為：W=UIt。
（1）由圖可知，當溫控開關未閉合時，電路中有兩個電阻接入電路；而當溫控開關閉合時，保溫電路部分被短路，電路中只有一個電阻接入電路；根據P=可知，電阻越大，功率越?。浑娮柙叫。β试酱?；所以溫控開關未閉合時，電路功率較小，屬于保溫狀態；故答案為：保溫；短路；
（2）電飯煲的功率較大，所以為了安全起見，要使用三孔插座；故答案為：Ⅱ；
（3）由表格可知，加熱時電飯煲的額定功率是1100W；所以W=Pt=1100W1060S=6.6×105J；故答案為：W=Pt=10×60S×1100W=6.6×105J；
考點三：測定小燈泡的電功率實驗解析
1.在測量小燈泡電功率的實驗中，電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡正常發光時的電阻約為10Ω．
（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整．要求：當滑動變阻器的滑片向左移動時，連入電路的電阻變大；連線不得交叉．
（2）小宇同學閉合開關，移動滑片P到某一位置時，電壓表示數（如圖乙所示）為________?V，若他想測量小燈泡的額定功率，應將圖甲中滑動變阻器的滑片P向________（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數為2.5V．
（3）小宇同學繼續移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成圖丙所示的I﹣U關系圖象，根據圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是________?W，還可以得出：小燈泡的實際功率隨實際電壓的增大而________（選填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）小葉同學按同一電路連接好最后一根導線，燈泡立即發出明亮耀眼的光，并很快熄滅，檢查后發現連線正確，請你找出她在實驗中兩個操作不當之處是：①________；②________．
【答案】（1）
（2）2.2；B
（3）0.5；增大
（4）連接電路時開關沒有斷開；連接電路時滑片沒有置于最大阻值處
【解析】（1）根據燈泡正常發光時的電流確定電流表量程，根據題目要求確定滑動變阻器的接法，把電流表、滑動變阻器串聯接入電路．（2）由圖示電壓表確定其量程與分度值，讀出電壓表示數，根據電壓表示數與燈泡額定電壓間的關系，根據電路圖確定滑片的移動方向．（3）由圖象求出燈泡額定電壓對應的電流，然后由P=UI求出燈泡額定功率；根據燈泡電流隨電壓的變化關系，由P=UI判斷燈泡實際功率如何隨電壓變化．（4）連接實物電路時，開關要斷開，滑動變阻器滑片要移到阻值最大位置處．
解：（1）燈泡正常發光時電流約為I= = =0.25A，則電流表選0～0.6A量程，當滑動變阻器的滑片向左移動時，連入電路的電阻變大，則滑動變阻器應接右下接線柱B，把電流表、滑動變阻器串聯接入電路，電路圖如圖所示．（2）由圖乙所示電壓表可知，其量程為0～3V量程，分度值是0.1V，其示數為2.2V，小于燈泡額定電壓，要測量小燈泡的額定功率，應減小滑動變阻器分壓，減小滑動變阻器接入電路的阻值，使燈泡兩端電壓變大，由電路圖可知，應把滑動變阻器的滑片P向B端移動，使電壓表的示數為2.5V．（3）由I﹣U圖象可知，燈泡額定電壓2.5V所對應的電流是0.2A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；由I﹣U圖象可知，隨燈泡電壓的增大，燈泡電流增大，燈泡實際功率P=UI增大．（4）連接好最后一根導線，燈泡立即發光，說明連接電路時，沒有斷開開關；燈泡發出明亮耀眼的光，說明電路電流很大，電路電阻很小，連接電路時，滑動變阻器滑片沒有置于最大阻值處．故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）2.2；B；（3）0.5；增大；（4）①連接電路時開關沒有斷開；②連接電路時滑片沒有置于最大阻值處．
2.在一次測量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率的實驗中（電源由三節新干電池串聯組成），聰明而粗心的小馬連接了如圖A所示的電路，同組的小王發現電路連接有錯．問：
（1）如果閉合開關，電流表是否會損壞？________．
（2）小王主張拆了以后重新連接，小馬眼珠一轉，只需改動一根導線的連接就能測量小燈泡的額定功率．請你在答題卷實物圖，將要改動的那根導線打“×”，并畫出正確的接法．
（3）排除故障后正確操作實驗，測量數據如表所示：
實驗次數
1
2
3
4
5
6
7
8
發光情況
耀眼
明亮
亮
較亮
較暗
微光
不亮
不亮
電壓U/V
3.0
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.2
電流I/A
0.32
（圖B所示）
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.1
分析實驗數據可知：
①第2次實驗時，電流表的示數如圖B所示，則燈的額定功率為________．
②第7、8兩次實驗中，燈泡不亮的原因是________．
③斷電一段時間后，燈絲的電阻可能是________Ω．
【答案】（1）不會
（2）解：將燈泡與電阻R左端連線去掉，改接在電源負極，如圖所示：
（3）0.75W；加在燈泡兩端的實際電壓太低，其實際功率太?。?
【解析】（1）根據電路的連接情況和電壓表的內阻很大和電流表的內阻很小分析；（2）根據電壓表應并聯在燈泡兩端，電流表串聯在電路中，修改電路．（3）①由表中實驗數據求出燈泡額定電壓對應的電流，然后由P=UI求出燈泡額定功率；②如果燈泡實際功率如果太小，將不足以引起燈泡發光；③燈泡電阻受溫度影響，隨溫度降低而減小，根據表中實驗數據求出燈泡電阻阻值，然后答題．
解：（1）電壓表串聯在電路中，能測量電源電壓，故有示數，但電壓表的內阻很大，根據歐姆定律可知，此時電路中的電流會很小，所以電壓表、電流表都不會損壞，（2）將燈泡與電阻R左端連線去掉，改接在電源負極，如圖所示：
（3）①由表格中數據可知，燈泡兩端的電壓U=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．②由表中實驗數據可知，7、8兩次實驗，燈泡電壓與電流很小，燈泡實際功率很小，由于燈泡實際功率很小不足以引起燈泡發光，所以燈泡不亮．③由表中第8組實驗數據可知，此時燈泡電阻R= = =2Ω，燈泡電阻受溫度影響，隨溫度降低而減小，小燈泡在斷電一段時間后，燈絲溫度降低，燈泡電阻阻值減小，則燈泡電阻可能是1Ω．故答案為：（1）不會．（2）見上圖．（3）①0.75W；②加在燈泡兩端的實際電壓太低，其實際功率太小；③1．
3.在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，使用用如圖甲所示的電路，其中電源電壓保持6 V不變，小燈泡額定電壓為2.5 V(燈絲電阻約為12 Ω)。
（1）為能順利完成該實驗探究，下列四種規格的滑動變阻器應選用? ????。
A.?“10Ω 0.2A”的滑動變阻器????B.?“10Ω 0.5A”的滑動變阻器?
C.?“20Ω 0.2A”的滑動變阻器????D.?“20Ω 0.5A”的滑動變阻器
（2）電路連接完成后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，發現小燈泡始終不發光，電壓表有示數，電流表無示數，若電路只有一處故障，則故障原因是：________。
（3）排除故障后，閉合開關，移動滑片至某一位置時，發現電壓表的示數如圖乙所示；此時為了測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片向________端移動.(選填： “A”或“B”)。
（4）多次測量，得出通過小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關系如圖丙所示。分析圖像可知：該小燈泡正常發光時，滑動變阻器的功率為________W。燈絲電阻受溫度的影響情況是________
【答案】（1）D
（2）小燈泡斷路
（3）B
（4）0.7；溫度越高，燈絲電阻越大
【解析】（1）知道燈泡額定電壓和電阻，求出燈泡額定電流．滑動變阻器與燈泡串聯．根據測量電路電壓特點，求出燈泡正常工作時，滑動變阻器的電壓，求出滑動變阻器的電阻；
（2）根據燈泡的明暗情況和電流表的示數檢查電路故障，找出故障然所在；
（3）根據串聯電路電流及電壓的特點和滑動變阻器的使用方法判斷；
（4）①P=UI的應用；
②影響電阻大小的因素：電阻絲的材料、長度、橫截面及溫度。
解：（1）燈泡正常工作時，燈泡的額定電流：IL=≈0.2A,
滑動變阻器的電壓及電流分別為3.5A、0.2A，其阻值RP==17.5A,所以應選D；
（2）小燈泡始終不發光，電壓表有示數，電流表無示數，說明電流通過開關、滑動變阻器、電壓表、電流表，無電流通過燈泡，所以燈泡斷了；
（3）由圖知L兩端的電壓為2.2V,要增大它兩端電壓，必須減小滑動變阻器的電壓，即減小滑動變阻器的阻值，所以滑動變阻器的滑片向B端移動；
（4）①由P=UI得滑動變阻器的功率為：P=UI=3.5V×0.2A=0.7W;
②燈絲電阻主要受溫度的影響，溫度越高，燈絲電阻越大。
4.（2016?金華）做“測定小燈泡的功率”實驗時，小金設計了如圖所示的電路．已知電源電壓為3V，小燈泡上標有“2.5V 0.3A”字樣，滑動變阻器規格為“25Ω0.5A”
（1）試驗記錄表中①所在的方格內應補寫的科學量是________．
實驗記錄表
序號
①
電流（A）
功率（W）
燈泡亮度變化
1
2
3
（2）連接好電路后，小金將滑動變阻器滑片P移到b端，閉合開關，發現小燈泡不亮，為查找原因，他仔細檢查了電路中各元件的工作狀態，判斷出電路既不斷路，也不短路．小金做出這樣判斷的依據是________．
【答案】（1）電壓
（2）電壓表和電流表都有示數
【解析】（1）做“測定小燈泡的功率”實驗時，需要測量燈泡兩端的電壓和電路中的電流，據此分析．（2）分析電學問題時，出現電路圖和實物電路時首先要分析電路（分析電路時可以根據電流的方向入手），若閉合開關，電流表無示數，且燈泡不發光，即表明電路中沒有電流，說明該電路是斷路；此時電壓表有示數，即說明此時電壓表測的不是用電器的電壓，而是電源電壓，故此時電壓表與電源相連的部分不可能發生斷路，故據此可判斷出是哪一部分出現了故障．若燈泡短路，電壓表示數為零．本題考查了電路故障的判斷，這是我們?？嫉膬热?，也是中考重點考查的內容；平時學習時要注意多總結，多積累．
解：（1）做“測定小燈泡的功率”實驗時，由P=UI可知，需要測量燈泡兩端的電壓和電路中的電流，則錄表中①所在的方格內應補寫的科學量是電壓；（2）閉合開關后，發現小燈泡不亮，但電流表有示數，說明電路是通路，小金之所以判斷出電路既不斷路，也不短路的依據是兩表都有示數，因為若燈泡短路，電壓表示數為零．所以小燈泡不亮的原因可能是滑動變阻器連入電路阻值過大，燈泡能夠分得的電壓很小所致．
5.為進行節能燈和白熾燈耗能情況的比較研究．
（1）小明和小華打開客廳內的一盞節能燈，節能燈正常發光．接著他們找到了小明家的電能表，如圖所示，由此可知小明家中的用電器的總功率最大不能超過________?W．?
（2）他們以指示燈某一次閃爍后立即開始計時，1min中內電能表指示燈閃爍了50次，根據該數據可算出小明家電路中電流做功的功率為________?W．
（3）小明感到此結果與普通節能燈的功率明顯不符，其原因最可能是_______
A.小明家的節能燈比較特殊，功率很大??B.小明在時間測量中存在一定的誤差
C.小明沒有關閉其他的用電器??????D.小明在計數存在錯誤
（4）小明解決了研究中存在的問題后，再次回到電能表前，仍以指示燈某一次閃爍后立即開始計時，計時1min，電能表指示燈還未閃爍，因而無法計算節能燈電功率，于是他們各自提出不同的實驗方案：
小明的方案：測量3min內電能表指示燈閃爍的次數，計算出節能燈的電功率；
小華的方案：測量電能表指示燈閃爍3次所用時間，計算出節能燈的電功率．
你認為________?（選“小明”或“小華”）的方案更合理．
（5）小華按自己方案操作，以指示燈某次閃爍開始計時，并記為第1次，到指示燈閃爍第4次結束計時，剛好360s，則小明家節能燈的電功率________?W．若該節能燈與60W的普通白熾燈亮度相同，則該節能燈與亮度相同的白熾燈相比，可以節約________?%的電能．
【答案】（1）8.8×103　
（2）1000
（3）C
（4）小華　
（5）10；83.3　
【解析】解：（1）據電冰箱的表盤參數可知，家中用電器的總功率不能超過
P大=UI=220V×40A=8.8×103W；
（2）1min中內電能表指示燈閃爍了50次，故閃爍50次消耗的電能W=kW?h×50=kW?h；電功率P===1kW=1000W；
（3）節能燈的功率大約十幾瓦，所以此時計算出的結果為1000W，故相差很大，所以據實際情況分析可知，很可能是由于在測量時小明沒有關閉其他的用電器造成的，故選C；
（4）據實際情況可知，若是節能燈的功率很小，所以即使是工作3min，所消耗的電能仍然是很少的，所以也有可能閃爍不了幾次，故不好記錄；
故若測量電能表指示燈閃爍3次所用時間是比較好記錄的，所以據此方法計算出節能燈的電功率更合理，故小華的方案更合理；
（5）此時消耗的電能是：W′=kW?h×3=kW?h；
故此時節能燈的電功率P===0.01kW=10W；
節能燈泡可以節約電能的百分比：
η=×100%=×100%
=×100%=×100%≈83.3%．
（1）已知電能表的額定電壓和標定電流，根據公式P=UI可求電路的最大功率；
（2）已知電能表每消耗1kw?h的電能，轉盤就轉過2500r；可求轉動5r消耗的電能；根據公式P=求出電功率；
（3）節能燈的功率大約十幾瓦，所以此時計算出的結果為1000W，故相差很大，所以據實際情況分析可知，很可能是由于在測量時小明沒有關閉其他的用電器造成的；
（4）據實際情況分析即可判斷；
（5）知道電能表閃爍3次的時間剛好360s，故結合電能表的名牌可以計算出節能燈的電功率；
根據W=Pt表示出白熾燈消耗的電能和節能燈消耗的電能，兩者之差即為節約的電能，節約的電能與白熾燈消耗的電能之比即為節約電能的百分比．
考點四：焦耳定律的應用與計算
1.加在某電動機上的電壓是U ，電動機消耗的電功率為P ，電動機線圈的電阻為r ，則電動機線圈上消耗的電熱功率為（??????? ）
A.?P??????B.??????C.??????D.?P-
【答案】 C
【解析】電動機消耗的電功率為P=UI，發熱功率P熱=I2r。對于電動機電路區分是純電阻電路還是非純電阻電路，可從從能量轉化的角度理解電能全部轉化內能時，是純電阻電路；電能轉化為內能和其他能時，是非純電阻電路。
電動機消耗的電功率為P，加在電動機上的電壓是U，故電流為：I=
發熱功率：P熱=I2r=
2.要使一個電熱器在單位時間內放出的熱量減少一半，應該（?? ）
A.使通過電熱器的電流減少一半?B.使加在電熱器兩端的電壓減少一半
C.使電熱器的電阻減少一半???D.使加在電熱器兩端的電壓和它的電阻都減少一半
【答案】D
【解析】A、由 可得，電阻不變，電流減半時，電流產生的熱量將變為原來的1/4；
B、由 可得，電阻不變，電壓減半，電流產生的熱量將變為原來的1/4；
C、由 可得，電壓不變，電阻減半時，電流產生的熱量將變為原來的2倍；D、由 可得，電阻和電壓均減半時，電流產生的熱量將變為原來的 1/2．故選D．
純電阻電路中電阻產生的熱量和電流所做的功相等，計算公式通用，選擇合理的電功率公式逐項分析即可得出結果
3.如圖是高、中、低“三檔”電熱器（R1＞R2）的工作電路，如果將電熱器調至高溫檔工作，應該閉合________開關；如果調至中溫檔工作，已知電源電壓為U，通電時間為t，則它產生的熱量的表達式：________。
【答案】S、S1、S2；
【解析】由電路圖可知，當開關S、S1、S2閉合時，兩電阻并聯，根據電阻的并聯特點可知，此時電路中的總電阻最小，由 可知，此時電熱器的電功率最大，處于高溫檔位；
當閉合開關S、S2閉合時，電路中只有R2工作，因為R1＞R2，所以由 可知，此時電熱器處于中溫檔位，t內產生的熱量： 。
根據 可知，在電源的電壓不變時，要調到電熱器的高溫檔位，應使電路中的總電阻最小，根據電阻的并聯特點可知兩電阻并聯時電路中的總電阻最小，據此判斷需要閉合的開關；當電路中只有R2工作時，電熱器處于中溫檔位，根據焦耳定律求出通電時間為t內產生的熱量。
4.研究電熱跟哪些因素有關的實驗中，甲乙兩個燒瓶內的煤油質量相等，把兩根電阻絲串聯連接的目的是________，通電一段時間后，甲燒瓶中煤油溫度上升了5攝氏度，乙燒瓶中煤油溫度上升了3攝氏度，則甲乙兩根電阻絲的阻值之比是________．
【答案】控制電流相同；5：3
【解析】電流通過導體產生的熱量與通過的電流、導體的電阻和通電時間有關，為了研究電流與導體電阻的關系，要控制通過的電流和通電時間不變；
由Q=cm△t和Q=I2Rt計算兩電阻絲的電阻比．
解：根據串聯電路各處的電流相等可知，將兩根不同的電阻絲串聯起來接入電路，主要是為了控制電流相同，從而探究電熱與電阻的關系；
電阻絲產生被煤油吸收，即Q放=Q吸 ，
即：I2Rt=cm△t，所以有： = ，
所以： = = =
5.小明要用圖所示的實驗器材探究“電壓一定時，電流的熱效應與電阻的關系”，其中瓶內電阻絲的長度、粗細都相同。
（1）請用筆畫線代替導線，把電路連接完整。
（2）電流產生熱量的多少不易直接測量．因此在這個實驗中是通過________顯示電流產生熱量的多少。
（3）在這個實驗中，除了控制電壓一定外，還要控制的量有________（寫出一個即可得分）。
（4）根據所學知識可知，在相同時間內________瓶內的電阻絲放出的熱量較多（填“甲”或“乙”）。
【答案】（1）
（2）溫度計示數的變化
（3）煤油質量相同、初溫相同、電流大小相同
（4）甲
【解析】此題主要通過實驗考查了探究了“電壓一定時，電流的熱效應與電阻的關系”，考查了學生對電路的設計、控制變量法及轉化法的應用。要探究“電壓一定時，電流的熱效應與電阻的關系”，需要使兩個電阻并聯，確保電壓相等，滑動變阻器串聯在電路中起保護電路的作用．在連接滑動變阻器時，注意“一上一下”的接線原則。實驗中將電阻絲產生熱量的多少轉換為溫度計示數的變化。在做此實驗時，要注意控制變量法的應用。煤油的量相等，通電時間相同，煤油的初溫相同。在電壓一定時，電阻越小，產生的熱量越多。根據公式很容易比較出產生熱量的關系。
（1）因為電壓一定，所以兩電阻并聯，滑動變阻器串聯在干路中。如圖所示
（2）實驗中通過溫度計升高的示數來判斷產生熱量的多少；
（3）此實驗充分顯示了控制變量法的應用．注意控制煤油質量相同、初溫相同、電流大小相同；
（4）根據公式得，在電壓一定時，電阻越小，產生的熱量越多。因為甲導線是銅的，電阻很小，所以甲瓶內放出的熱量較多。
考點五：電動機問題的綜合解析
1.用一臺直流電動機提升質量為200kg的重物，讀得并聯在電動機兩端電壓表讀數為220V，串聯在電動機電路中的電流表讀數為5A，若此電動機在8s內能將重物提升4m，則此電動機的電阻和效率為（g=10N/kg，不計摩擦損失的能量）（?? ）
A.44Ω、91%???B.4Ω、91%???C.1.2Ω、 72.7%???D.12Ω、 72.7%
【答案】B
【解析】（1）電流通過直流電動機做功，消耗電能（W電=UIt）轉化為機械能（W機=mgh）和內能（W內=I2Rt），可求轉化為的內能大小，再根據W內=I2Rt求電動機線圈的電阻；（2）知道了消耗的電能（總能量）和轉化的機械能（有用能量），利用效率公式求直流電動機工作時的機械效率．
解：（1）在8s內電流通過直流電動機做功（消耗電能）：
W電=UIt=220V×5A×8s=8800J，
在時間8s內得到的機械能：
W機=Gh=mgh=200kg×10N/kg×4m=8000J，
在時間8s內，在電動機線圈的電阻轉化的內能：
W內=I2Rt=W電﹣W機=8800J﹣8000J=800J
所以R= = =4Ω；（2）電動機的效率：
η= ×100%= ×100%≈91%．
2.現在電動自行車、電動汽車逐漸普及，它們都采用電動機來獲得動力．某直流電動機的銘牌上標有“220V5.5kW”，電動機線圈的電阻為0.4Ω。
（1）電動機的工作原理是什么？
（2）該電動機正常工作1h，消耗多少電能？電動機線圈產生多少熱量？
（3）在工作過程中，電動機因故障卡住無法轉動，很快就聞到焦糊味道，請你從能量轉化角度解釋這個現象。
【答案】（1）通電導體在磁場中受到力的作用
（2）9×105J
（3）線圈卡住無法轉動，電能無法轉化為機械能．消耗的電能全部轉化為內能，因此產生大量的熱，溫度迅速升高。
【解析】通電導線在磁場中受到磁場力的作用而轉動；由W=Pt求出電動機消耗的電能，由電功率的變形公式求出電動機正常工作時的電流，然后由電功公式求出線圈產生的熱量；電動機被卡住，電路電流很大，線圈發熱功率較大，會損壞電機。
（1）通電導體在磁場中受到力的作用；
（2）電動機消耗的電能W=Pt=5.5kW×1h=5.5kW?h，由 得，電動機正常工作時的電流： ，
線圈產生的熱量Q=I2Rt=（25A）2×0.4Ω×3600s=9×105J；（3）線圈卡住無法轉動，電能無法轉化為機械能，消耗的電能全部轉化為內能，因此產生大量的熱，溫度迅速升高。
3.電動自行車是倍受人們青睞的一種交通工具．它可以電動騎行，亦可以腳踏騎行．電動騎行時，蓄電池對車上電動機供電，電動機為車提供動力．
（1）電動機的工作原理是：________；
（2）某電動自行車蓄電池的供電電壓為24V．若該電動自行車包括載人共重1000N，勻速行駛時所受阻力為總重的0.03倍，而這時供電電流為l0A，電能轉化為機械能的效率為75%，自行車前進的速度為 ________m/s．
【答案】（1）通電線圈在磁場中受力轉動（2）6
【解析】（1）電動機的工作原理是：通電線圈在磁場中受力轉動．（2）電動自行車蓄電池的供電電壓U=24V，供電電流I=l0A，電池的輸出功率P=UI=24V×10A=240W，
電能轉化為機械能的效率η=75%，電動自行車的機械功率
，
電動自行車包括載人共重G=1000N，勻速行駛時所受阻力f=0.03×1000N=30N，
電動自行車的牽引力F=f=30N，
電動自行車的功率： ，
自行車前進的速度： ．
本題主要考查以下內容：（1）電動機的工作原理；（2）根據公式P=UI計算電池的輸出功率；（3）利用機械效率η計算電動自行車的機械功率；（4）利用公式 轉換功率、牽引力及行駛速度之間的關系式．
4.如圖所示是一直流電動機提升重物的裝置。已知重物質量m=60kg，電源電壓U=220V保持不變，電動機線圈的電阻R=10Ω，不計各處摩擦，當電動機以某一速度勻速向上提升重物時，電路中的電流I=4A（g=10N/kg）。求：
（1）電源的輸出功率是多少W?
（2）電動機線圈電阻R通電5min內產生的熱量是多少J?
（3）試從能量轉化和守恒的角度分析計算，重物上升的速度大小為多少m/s?
（4）該電動機電能轉化為機械能的效率是多少?
【答案】（1）P電=UI=220V×4A=880W
（2）Q=I2Rt=(4A)2×10Ω×5×60s=48000J
（3）電動機電能轉為物體上升所需機械能和電阻通電產生的熱量P電=UI=880W??
P熱=I2R=160W??
P機=880W-160W=720W
而P=Fv=Gv
G=mg=600N??????
v=P/G=720W/600N=1.2m/s
（4）η= ?=81.8%
【解析】（1）根據功率公式P=UI，由電源電壓和電路中的電流可以求出電源輸出功率；
（2）根據焦耳定律Q=I2Rt，可以求出電動機線圈電阻R通電5min內產生的熱量；
（3）電源輸出的能量一部分轉化為電動機的機械能，一部分轉化為線圈電阻的內能。可知電源輸出的的功率轉化為了線圈電阻的功率和電動機的功率。由第1小題可知電源輸出功率為P電=880W，由P熱=I2R可以求出線圈的功率，P機=P電-P熱 ， 再根據公式P=Fv可以計算出重物上升的速度大小，物體勻速上升時拉力F與重力G是一對平衡力；
（4）根據公式η= P機/P電 ， 可以得到電能轉化為機械能的效率。

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