資源簡介

一、電功
1．電流通過某段電路所做的功叫電功。電流做功的過程，實際就是電能轉化為其他形式能量(消耗電能)的過程；電流做多少功，就有多少電能轉化為其他形式的能，就消耗了多少電能。
2．公式：W＝UIt＝Pt(適用于所有電路)。
3．單位：焦耳(J)，常用單位：千瓦時(kW·h)，俗稱“度”。
1度＝1千瓦時＝1kW·h＝3.6×106J
4．電功或電能測量
電能表 轉盤式 頻閃式
示意圖 ? ?
作用 測量用電器某一段時間內消耗的電能
主要參數 “220V”指電能表應接在電壓為220V的電路中
(2)“10(20)A”表示這個電能表的標定電流是10A，額定最大電流是20A。
二、電功率
1．含義：電功率是電流在單位時間內做的功。電功率是表示電流做功快慢的物理量。燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率(而不是其額定功率)。
2．公式：P＝＝UI＝I2R＝。
3．單位： 瓦特(W)，常用單位：千瓦(kW)。
①串聯電路中常用公式：P＝I2R　P1∶P2＝R1∶R2
②并聯電路中常用公式：P＝　P1∶P2＝R2∶R1
③無論用電器串聯或并聯，計算總功率可用公式：P＝P1＋P2 。
4．額定功率和實際功率
額定電壓是用電器正常工作時的電壓，額定功率是用電器在額定電壓下消耗的電功率。
P額＝U額I額＝,R)　R＝,P額)
U實U實________U額 P實＝P額 用電器正常工作
U實>U額 P實______P額 易損壞用電器
三、伏安法測量小燈泡的額定功率
原理：P＝UI
電路原理圖如圖所示。
多次測量觀察小燈泡在不同功率時的亮度變化。計算額定功率時要選取額定電壓那一組數據進行計算。伏安法測功率不需要計算三次實驗的平均功率。
四、電熱器
1．電流的熱效應的探究實驗
該實驗可探究電流通過導體產生的熱量的影響因素。實驗原理是根據煤油在玻璃管里上升的高度來判斷電流通過電阻絲產生熱量的多少。實驗采用煤油的原因是煤油比熱容小且絕緣。
2．焦耳定律
電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。
計算公式：Q＝I2Rt(適用于所有電路)，對于純電阻電路可推導出：Q ＝UIt＝＝W＝Pt。
3．電熱器
利用電流的熱效應制成的發熱設備。電熱器的主要組成部分是發熱體，發熱體是由電阻率大、熔點高的合金制成。
電路圖



低溫擋 S閉合、S1斷開，R1、R2串聯，R總＝R1＋R2 S閉合、S1斷開，只有R2接入電路，R總＝R2 S接a端，R1與R2串聯．R總＝R1＋R2
高溫擋 S、S1都閉合，只有R1接入電路，R總＝R1 S、S1都閉合，R1與R2并聯，R總小于R1、R2中的最小值 S接b端，只有R2接入電路中，R總＝R2
例1、如圖所示是某家用電子式電能表的表盤，該表盤上顯示已用電____kW·h。若將某用電器單獨接在該電能表上正常工作3min，電能表指示燈閃爍了32次。該用電器在上述時間內消耗的電能為____kW·h，它的實際電功率是____W。
例2、在驗證焦耳定律(Q＝I2Rt)中電熱與電阻的定性關系時，實驗小組出現了如圖三種電路連接情況(已知R甲＜R乙)。閉合開關，三種電路的電流表指針均發生了偏轉，經過一段時間后觀察并記錄2根玻璃管內液面上升的高度Δh。小組實驗報告匯總如表，請把表格空白處填寫完整。
實驗電路 玻璃管內液面高度 小組結論 你的合理解釋與評價
A 液面都不上升 導體產生的熱量跟電阻無關 (1)____
B 液面都上升，且Δh甲＜Δh乙 電流通過導體時，電阻越大，產生的熱量就(2)____ 電流和時間都相同，驗證了焦耳定律中Q與R的定性關系
C 液面都上升，且Δh甲(3)____Δh乙 電流通過導體時，電阻越小，產生的熱量就越多 (4)____
例3、圖甲是測定小燈泡(額定電壓2V)電功率的實驗電路。
(1)某同學根據實驗數據畫出如圖乙所示的圖像，則該小燈泡的額定功率為 W。老師認為圖乙曲線右半段不符合實驗事實，理由是 。
(2)另一同學為探究電流跟電阻的關系，換用4.5V的電源，并用多個不同阻值的定值電阻替換圖甲中的燈泡，得到如圖丙的圖像，則他選用的滑動變阻器的最大阻值至少為 Ω。
例4、小金用如圖甲電路進行“測量小燈泡的電功率”的實驗，已知小燈泡的額定電壓為2.5V，正常工作時的電阻約為10Ω。現有如下器材：電流表、電壓表(量程只有0～3V)、開關、電壓恒為6V的直流電源各一個，規格分別為“10Ω　1A”、“15Ω　2A”和“50Ω　0.5A”的滑動變阻器各一個，導線若干。
實驗序號 U(V) I(A) P(W)
1 3.0 0.32
2 2.5

3 2.0

小金按圖甲所示的電路圖連接好電路后，閉合開關，發現電壓表示數為3.0V，于是她就記錄下電流表的示數(見表格)，之后再移動滑動變阻器的滑片，依次測量電壓表示數為2.5V和2.0V時的電流。其中當燈泡正常發光時，電流表示數如圖乙所示。接著小金繼續移動變阻器的滑片至某一位置時，發現小燈泡不亮，但是電壓表和電流表均有示數且不損壞。
(1)小燈泡的額定功率為 W。小金所選的滑動變阻器規格是 。
(2)小金的實驗操作過程是否規范，為什么？ 。
(3)上述過程中出現小燈泡不亮的原因可能是 。
例5、電加熱眼罩對緩解眼疲勞有一定效果。如圖甲是一款市場上的產品，小敏查閱使用說明書，其相關參數如表乙。
(1)當該款眼罩還剩10%的電池容量時，在額定電壓下充電，充滿電至少需要多少時間？
(2)圖丙是小敏設計的可以手動調節高、中、低三擋加熱的電熱眼罩原理圖。電源電壓U恒為4.8V，已知電熱絲R1阻值為4Ω，電熱絲R2阻值為6Ω，開關S3只接a或b。
①丙圖電路中S1閉合，S2斷開，S3接a時，加熱電路為 (選填“高”“中”或“低”)溫擋。
②中溫擋功率為多少瓦？
③高溫擋工作20min，眼罩消耗的電能為多少焦？
1．下列用電器主要利用電流熱效應工作的是(　　)
2.把一個標有“10V　3W”的小燈泡和定值電阻R串聯后接在電壓為12V的電源上(如圖所示)，小燈泡恰能正常工作。該電路工作10s定值電阻產生的熱量是(　　)
A．60J B．36J C．30J D．6J
3.小華同學將額定電壓相同的兩只小燈泡L1和L2串聯在電路中，如圖所示，接通開關后發現燈L1亮而燈L2不亮；當她用一根導線并接在燈L1的兩端時，發現燈L2亮了而燈L1不亮，分析產生這一現象的原因是(不考慮溫度對燈絲電阻的影響)(　　)
A．燈泡L2發生了短路
B．燈泡L1的電阻比燈泡L2的電阻小得多
C．燈泡L1發生了斷路
D．燈L1的額定功率比燈L2的額定功率小得多
4.如圖所示的電路中，閉合開關S，滑動變阻器的滑片P向右滑動時，則(　　)
A．R1的電功率一定減小
B．R2的電功率一定增大
C．電流表的示數增大
D．電壓表的示數減小
5.小柯同學在測定“小燈泡電功率”的實驗中，電源為三節干電池，小燈泡額定電壓為2.5V。
(1)請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整。
(2)電路連接完閉合開關，發現小燈泡不亮、電流表指針不動、電壓表指針有明顯的偏轉，則電路故障原因可能是____。
(3)故障排除后重新閉合開關，移動滑動變阻器滑片P到某一位置時，電壓表的示數如圖乙，若要測量小燈泡的額定功率，接下來的操作是____；小柯同學測量了六組且記下對應的電壓表(0.5V、1.0V、…、3.0V)和電流表的示數，并繪制成圖丙所示的I－U圖像，可計算出小燈泡的額定功率是____W。
(4)為完成上述整個實驗，最合理的滑動變阻器應選____。
A．“0.5A　10Ω” B．“1A　20Ω”
C．“1A　60Ω” D．“0.2A　200Ω”
6.自動上水電熱水壺因其方便取水越來越受到人們的喜歡。取水時，只要閉合取水開關，水泵在電動機的帶動下，就能將水抽到壺內，如圖甲。
(1)電熱水壺的水泵原理與圖乙相似。圖乙中，當泵殼里的水被高速旋轉的葉輪甩出時，轉軸附近就形成了一個低壓區，水在____的作用下，通過進水管進入泵売。當水離開出水口后，由于____，會繼續向上運動。
(2)自動取水時，將1L水抽高0.5m灌入電熱水壺中需要5s，則電動機抽水時的功率至少為多少瓦？(g取10N/kg)
(3)某電熱水壺的額定電壓為220V，加熱功率為1100W，保溫功率為55W，工作電路如圖丙。制作電熱水壺時，所選用電熱絲R1、R2的阻值分別為多少歐姆？
7.現有規格分別為“6V 3W”和“6V 6W”兩個小燈泡L1、L2，已知它們的電流與電壓間關系如圖所示。
(1)由圖可知，L1、L2的燈絲電阻都隨電流的增大而____(選填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)若將L1、L2并聯接在學生電源間，電源電壓調節為6V，通電5min，則兩燈泡消耗的總電能為多少焦？
(3)若將L1、L2串聯接在學生電源間，調節電源電壓，在保證每個燈泡兩端電壓不超過其額定電壓的情況下，L1、L2消耗的實際總功率最大值是多少？
8.如圖所示電路，電源電壓U不變，燈L1、L2上都標有“3V”字樣，且燈絲阻值不變，R1是定值電阻。閉合開關S1后，依次進行如下操作：①開關S2接1、2，移動滑片P，使電壓表V1示數為3V，此時電流表示數為0.3A；②開關S2接2、3，電流表示數為0.4A；③開關S2接4、5，電流表示數仍為0.4A，電壓表V2示數為2V。
請解答下列問題：
(1)燈L1、L2的額定功率分別是多少？
(2)小科根據上述實驗數據，計算R1的阻值，分析如下：
操作①中，L1與R0串聯，L1兩端電壓為3V，通過L1的
電流大小為0.3A。
操作②中，L1與R1并聯后(可看作一個阻值變小的電阻)
與R0串聯，通過L1與R1的總電流大小I為0.4A。假設
此時L1兩端電壓為U1，通過的電流為IL1。
可求得R1＝＝＝＝30Ω
老師指出：求解R1時，代入的“3V”“0.4A”“0.3A”三個數據中有錯誤。請你指出錯誤的數據： ，并正確求解R1。
(3)當開關S2接4、5時，滑片P怎樣移動才能使L2正常工作？(要求說明移動方向和變化的阻值大小)

1.小明按圖甲連接電路，閉合開關，燈泡L1的功率為P1。他將一個阻值大于L1的燈泡L2串聯接入電路(如圖乙)，閉合開關后，L1、L2的功率分別為P1′、P2′(不計溫度對燈泡電阻的影響，電源電壓恒定)。下列關系式正確的是(　　)
A．P2′>P1′>P1 B．P2′>P1>P1′ C．P1>P2′>P1′ D．P1>P1′>P2′
2.小明同學家的電能表上標有“3000r/(kW·h)”的字樣，他將家中的其他用電器都與電源斷開，僅讓電水壺在額定電壓下工作，觀察1min內電能表的轉盤轉了45r，則下列說法不正確的是(　　)
A．電水壺是利用電流的熱效應來工作的
B．燒水過程中消耗的電能為5.4×105J
C．電水壺的額定功率為900W
D．當實際電壓只有額定電壓的90%時，電水壺的實際功率為729W
3.如圖甲所示電路，分別把定值電阻R1、R2(R1>R2)接入A、B之間后進行實驗，并根據電流表和電壓表示數畫出A、B之間電阻的P－U圖像，如圖乙所示。如果把R1和R2并聯后接入A、B之間進行實驗，同理，可以在圖乙中畫出它的P－U圖像③。則圖像①所對應的電阻和圖像③所在的區域分別是(　　)
A．R1和Ⅰ 　B．R1和Ⅲ 　C．R2和Ⅰ 　D．R2和Ⅲ
4.如圖甲是一種電熱膜，它不易氧化，工作時能自動控溫。其構造是在絕緣薄膜表面，將多條薄的導電墨線兩端與金屬導線相連，如圖乙。導電墨線電阻隨溫度變化圖像如圖丙。有關電熱膜說法正確的是(　　)
A．導電墨線間以串聯的方式連接 B．不易氧化屬于電熱膜的物理性質
C．工作時通過導電墨線的電流始終不變 D．溫度到達t0時，發熱功率會急劇減小
5.如圖所示，A、B為兩盞白熾燈，A燈的規格是“110V　25W”，B燈的規格是“110V　100W”，R是一個未知電阻。若把它們接到電壓為220V的電路上，下面四種接法中，可能讓兩盞燈都正常發光的電路是(　　)
A　　　　 B　　　 　　C　　　　 　D
6.標有“6V　3W”的小燈泡，通過它的電流與電壓的關系如圖所示。則該燈泡正常發光時的電阻為 Ω，若把它與一只阻值為8Ω的電阻串聯接在電壓為7.2V的電路中，則整個電路消耗的功率為 W。
7.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)如圖乙是小張測量時所連接的部分實物連線圖，請你根據圖甲補全實物連線圖。
(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、電壓表讀數如圖丙所示，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”或“不變”)。
8.某科學小組對電流通過導體產生熱的多少與哪些因素有關進行了研究。裝置如圖，2只燒瓶內裝滿煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶內各裝1根阻值不同的電阻絲R甲和R乙。
猜想一：電熱跟電流的大小有關，電流越大電熱越多；
猜想二：電熱跟導體的電阻大小有關，電阻越大電熱越多。
為驗證猜想一，設計以下方案：
①將電阻絲R甲和R乙串聯在電路中，標出2根玻璃管內液面的位置，閉合開關記下電流表的讀數I1，經過一段時間后標出2根玻璃管內液面的位置；
②當2根玻璃管中的液面降到原來的高度后，減小滑動變阻器的阻值，閉合開關記下電流表的讀數I2，經過相同時間后標出2根玻璃管內液面的位置。
請回答下列問題：
(1)為使實驗現象明顯，經常會采用轉換或放大的思想。為比較電熱絲產生熱量的多少，實驗中體現這些思想的設計有 (寫出一條即可)。
(2)為驗證猜想一，必須比較同一個燒瓶中前后兩次實驗玻璃管內液面上升的高度，原因是 。
(3)科學研究倡導有依據的猜想，請說出生活中支持猜想二的一個實例： 。
9.如圖是一款用鋰電池供電的平衡臺燈，懸掛在中間的木質小球是它的“開關”，使用時只需要將上下兩個小球靠近，小球就相互吸引，燈管發光。以下為平衡臺燈參數：
額定電壓：5V 額定功率：5W
光源類型：LED 鋰電池輸出電壓：5V
鋰電池容量：4800mAh
(注：以4800mA的電流放電能工作1h)
(1)若A球內置的磁體下端為N極，則B球內置磁體上端為 極。
(2)求平衡臺燈正常發光時電路中的電流。
(3)給該臺燈充電時，充電器的輸出電壓為5V、電流2A，充電效率為80%，則為用完電的臺燈充滿電至少需要多長時間？
參考答案
例1、5546.7 0.02 400
例2、（1）兩實驗電阻沒接入電路，無現象，無法驗證焦耳定律中Q與R定性關系；（2）越多；（3）＞；（4）兩實驗電阻并聯，電流不同，實驗現象無法驗證焦耳定律中Q與R定性關系
【解析】(1)A圖中，電流通過電熱絲產生熱量的多少是通過燒瓶中液體體積的變化反映的，電熱絲沒有接入電路，無法產生熱量，所以兩根玻璃管中的液柱都沒有變化，更無法驗證電熱與電阻的關系；
(2)B圖中,兩根電熱絲串聯接入電路,通過的電流和通電時間相同,已知R甲(3)C圖中，兩根電熱絲并聯接入電路，電阻不同，同時電流也不同，所以不能正確研究電流產生熱量與電阻的關系。
例3、（1）0.8 當實際電壓遠大于額定電壓時，小燈泡會燒毀；（2）15
【解析】 (1)小燈泡的額定電壓為2V，根據圖乙可知，2V時通過小燈泡的電流為0.4A，則小燈泡的額定功率P額＝U額I＝2V×0.4A＝0.8W。(2)探究電流跟電阻的關系時，需保證電阻兩端的電壓不變，由圖丙可知，電阻兩端的電壓U1＝I1R1＝0.3A×10Ω＝3V，電源電壓U＝4.5V，則滑動變阻器兩端的電壓為U滑＝U－U1＝4.5V－3V＝1.5V。當電路中電流最小時，滑動變阻器阻值最大，圖丙中電流最小值I2＝0.1A，此時滑動變阻器的阻值R滑＝＝＝15Ω。
例4、（1）0.75 “50Ω 0.5A”；（2）不規范，因為在閉合開關前，滑動變阻器沒有調到阻值最大(或沒有將滑動變阻器的滑片移動最左端)；（3）滑動變阻器的阻值過大，使小燈泡兩端電壓過小，功率過小
例5、（1）1.44h；（2）①低；②5.76W；③11520J
【解析】(1)t＝＝1.44h
(2)②當S1閉合，S2閉合，S3接a時為中溫擋，P1＝＝＝5.76W
(2)③當S1閉合，S2閉合，S3接b時為高溫擋，R2的功率P2＝＝＝3.84W，R1的功率P1＝5.76W，總功率P＝P1＋P2＝5.76W＋3.84W＝9.6W，消耗的電能W＝Pt＝9.6W×20×60s＝11520J
1．A
2.D
3.D
4.A
5.(1)如答圖所示。
小燈泡斷路；（3）向右移滑片P使電壓表示數為2.5V 0.5；（4）C
6.（1）大氣壓 慣性；（2）1W；（3）R1的阻值為44Ω，R2的阻值為836Ω。
【解析】(2)解：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1×10－3m3＝1kg
G＝mg＝1kg×10N/kg＝10N
W＝Gh＝10N×0.5m＝5J
P＝＝＝1W
答：電動機抽水時的功率至少為1W。
(3)解：開關閉合時，只有R1工作，為加熱狀態：
R1＝＝＝44Ω
開關斷開時，R1、R2同時工作，為保溫狀態：
R總＝＝＝880Ω
R2＝R總－R1＝880Ω－44Ω＝836Ω
答：R1的阻值為44Ω，R2的阻值為836Ω。
7.（1）增大；（2）2700J；（3）4W
【解析】(2)兩燈并聯，U總＝6V時，L1和L2都正常發光，W總＝P總t＝(3W＋6W)×5×60s＝2700J。
(3)L1和L2的額定電流分別為I1＝＝＝0.5A，I2＝＝＝1A，
L1和L2串聯時，最大電流為0.5A。
由圖可知，P1′＝6V×0.5A＝3W，P2′＝2V×0.5A＝1W，
所以L1和L2實際消耗的最大功率P＝P1′＋P2′＝4W。
8.（1）燈L1的額定功率為0.9W，燈L2的額定功率為1.8W。（2）3V、0.3A；10Ω；（3）當S2接4、5時，滑片P應向左移動，并使阻值減小5Ω，才能使L2正常工作。
【解析】(1)解：操作①中，燈L1正常工作，UL1額＝UL1＝3V
燈L1的額定功率為PL1額＝PL1＝UL1IL1＝3V×0.3A＝0.9W
根據操作③，可求出燈L2的電阻值為RL2＝＝＝5Ω
因此，燈L2的額定功率為PL2額＝＝＝1.8W
答：燈L1的額定功率為0.9W，燈L2的額定功率為1.8W。
(2)解法1：根據操作①可得，RL1＝＝＝10Ω
由于操作②和操作③中，電流表的示數都為0.4A，說明L1和R1并聯后與L2對電路的影響是等效的，所以＋＝，即＋＝
求得：R1＝10Ω
答：定值電阻R1的阻值為10Ω。
解法2：根據操作①可得，RL1＝＝＝10Ω
由于操作②和操作③中，電流表的示數都為0.4A，說明L1和R1并聯后與L2對電路的影響是等效的，所以S2接2、3時，IL1′＝＝＝0.2A
I1＝I－IL1′＝0.4A－0.2A＝0.2A
所以R1＝＝＝10Ω
答：定值電阻R1的阻值為10Ω。
(3)解：操作①中，L1與R0串聯，U＝UL1＋UR0＝UL1＋IR0R0
即：U＝3V＋0.3A×R0
同理，據操作③可得：U＝2V＋0.4A×R0
綜上二式可得：U＝6V，R0＝10Ω
當S2接4、5時，R0與L2串聯，已知L2正常工作時UL2′＝3V
此時，R0兩端的電壓UR0′＝U－UL2′＝6V－3V＝3V
即：UR0′＝UL2′＝3V
所以R0′＝RL2＝5Ω，R0減小的阻值ΔR0＝R0－R0′＝10Ω－5Ω＝5Ω
所以滑片P應向左移動
答：當S2接4、5時，滑片P應向左移動，并使阻值減小5Ω，才能使L2正常工作。

1.C
2.B
3.C
【解析】 P＝I2R＝，U相同時，R越小，P越大，因此圖像①對應R2。并聯后，總電阻小于其中任一電阻，即總電阻變小，圖像③應在Ⅰ區域。(或兩電阻并聯后，功率為它們的疊加值，落在Ⅰ區域。)
4.D
【解析】 任何一條導電墨線斷路，都不影響其他導電墨線的正常工作，導電墨線之間是并聯連接的。不易被氧化屬于物質的化學性質。由于工作時導電墨線會發熱使得溫度發生改變，進而影響電阻的變化，而其兩端的電壓恒定，因此電流會發生變化。P＝I2R＝，溫度達到t0時，電阻R急劇增大，發熱功率P會急劇減小。
5.C
6.12 2.88
7.(1)如答圖所示。
小燈泡燒壞；由于滑動變阻器阻值太小，實驗時電路電流始終大于燈泡額定電流，燈泡將被燒壞；（3）變小
【解析】(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，
此時滑動變阻器接入電路的阻值：R=U滑/I=3.7V/0.15A≈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。
8.（1）通過玻璃管內液面上升的高度來反映電熱絲產生熱量的多少(合理即可)；（2）保持前后兩次電阻的大小相同；（3）電水壺中的發熱體放熱比連接電水壺的導線放熱多(合理即可)
9.（1）南(S) ；（2）1A；（3）3h
【解析】 (2)I＝＝＝1A
(3)W電池＝U1I1t1＝5V×4.8A×3600s＝86400J
W輸入＝＝108000J
t2＝＝＝10800s＝3h

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