第10讲 电功率（讲义）-【划重点】2024-2025学年九年级物理上学期中期末复习精细讲义

第10讲 电功率 ——划重点九年级期中期末之复习讲义 考点1 电能及其计算 考点2 电功及其计算 考点3 电功率及其计算 考点4 测量小灯泡的电功率 考点1：电能及其计算 1.电能 1.电能的产生：各种各样的发电厂，如火力、水力、风力发电厂，以及各种各样的电池，它们把不同形式的能转化为电能，供人们使用。家庭所使用的电主要由电网提供。 2.电能的利用：利用电能的过程就是用电器把电能转化为其他形式的能的过程。比如电灯把电能转化为光能、电动机把电能转化为机械能、电热器把电能转化为内能等。 3.电能的单位及换算 (1)国际单位：焦耳，简称焦，符号是J。 (2)常用单位：生活生产中电能的常用单位是“度”,它的学名叫做“千瓦时”,符号是kW·h。 (3)千瓦时和焦的关系：单位换算关系：1度=1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J 2.电能表 （1）测量用电器在一段时间内消耗的电能的仪表，是电能表（也叫电度表）。下图是一种电能表的表盘。 （2）电能表上各参数的含义 1.电能表的标定电流和额定最大电流 ①电能表上的参数“5(20)A”代表该电能表的标定电流（基本电流）为5A,额定最大电流为20 A。标定电流是指电能表工作时的额定电流，即电能表正常工作时通过的电流。额定最大电流指的是电能表在短时间内允许通过的最大电流。 ②超过20A也并不一定就是要损坏,只是已不安全,并有可能不能准确的计量,当然长期超过20A的确会做电表容易损坏。 2.用电能表测量电路消耗电能的方法 ①消耗电能较多时，一段时间内消耗的电能等于电能表在这段时间开始和结束时电能表上示数之差。 ②消耗电能较少时，转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）为n转，电能表上参数 N r/（kW·h）的电能表，转盘转消耗的电能为 kW·h或 J. 【典例1】小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（      ）    A．他家在这段时间内消耗的电能为903kW·h B．电能表是测量电功的仪表 C．这个电能表的测量值是以“J”为单位 D．电能表的转盘转过720圈，消耗电能7.2×104J 【典例2】近日，世界首套300兆瓦级压气储能电站——湖北应城压气储能电站示范工程一次并网成功。该项目是国家新型储能试点示范项目。充分利用当地废弃盐矿作为储气库，打造一个巨大的“绿色超级充电宝”：项目在“充放电”过程之中完全不需要使用煤炭或天然气等化石燃料，全程绿色无污染。电网用电低谷时多余电用来压缩空气，高压空气和压缩过程中产生的能量分别被“储存”，并在用电高峰时转换并使用。请问“储存”过程中的能量转换形式是 能转化为 能；每年可发电约5×108千瓦时，合 J。 【典例3】电能表是测量用电器消耗电能的仪表，磊磊想验证他家电能表表盘上标注的每千瓦时的转数是否准确，于是，他将标有“220V　3A”的用电器单独接入电路中。当该用电器正常工作5min后消耗的电能是 J，电能表的转盘正好转了110r，则该电能表每千瓦时的实际转数应是 r。 【典例4】小明家中电能表的参数如图所示．他家回时使用的电器功率不能超过 W；5月初抄表的示数如图所示．若5月份交电费60元．且电价为0.5元/度．则5月末抄表的示数为 。 考点2：电功及其计算 （1）定义：电流所做的功叫电功，电功的符号是W。 （2）单位：焦耳（焦，J）。电功的常用单位是度，即千瓦时（kW·h）。 （3）实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。 （4）电功的计算 电功的公式 变形式 注意事项 （定义式） 所有电路均可以使用 - 只适用纯电阻电路（将电能全部转化成内能的电路） （5）应用电功的定义式及推导式时的注意事项 ①同体性：W、U、I、t、R必须对应同一段电路或同一个用电器。 ②同时性：W、U、I、R必须对应同一时间t内。 ③统一单位：W、U、I、t、R几个物理量的单位都必须是国际单位。 （6）串、并联电路中的电功特点 ①串联电路和并联电路中电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和，即W总=W1+W2。 ②串联电路中电流通过各电阻所做的功与其电阻值成正比，即W1:W2=R1:R2;并联电路中电流通过各电阻所做的功与其电阻值成反比，即W1:W2=R2:R1。 【典例5】关于电功，下列说法不正确的是（　　） A．电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能 B．电流越大，电流做功就一定越多 C．电功是衡量电流做功多少的物理量 D．电流做功的过程就是消耗电能的过程 【典例6】用“220V，800W”的电热壶烧水，若不考虑能量损失，当把它接入110V的电源上时，在32min内可将一壶水烧开，若将该壶接在220V电源上时，烧开同样一壶水所用的时间为（　　） A．8 min B．16 min C．64 min D．128 min 【典例7】在如图所示的电路中，已知R1∶R2=3∶4，电源电压保持不变，开关S闭合时，电流1 min内在R1上做功为W1，开关S断开时，电流1 min内在R2上做功为W2，则W1和W2之比是 。 【典例8】在“探究电功与哪些因素有关”的实验中，小华连接了如图所示的电路，以下说法中正确的是（　　） A．该实验要选用两个规格相同的小灯泡 B．此电路探究的是电功与电压的关系 C．实验中，通过电压表的示数反映电功的大小 D．移动滑动变阻器的滑片从而改变电流，可以进一步探究电功与电流的关系 【典例9】如图所示，电源电压不变，只闭合开关，电流表示数为0.3A，再闭合，电流表示数变化了0.4A。则同时闭合、后，相同时间内、消耗的电能之比为（    ） A．3∶4 B．4∶3 C．7∶3 D．4∶7 【典例10】甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示。将甲、乙两灯泡串联，电路中的电流为0.5A，则电源电压为 V，此时乙灯泡1min消耗的电能是 J。 【典例11】如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关，电压表示数为6V，电流表示数为0.6A；断开开关，电压表示数为9V，则电源电压为 V，R2的阻值为 Ω，闭合开关时电阻R2在1min消耗的电能为 J。 考点3：电功率及其计算 1.电功率： （1）定义：电流在单位时间内所做的功叫电功率。 （2）物理意义：表示电流做功快慢的物理量。电功率越大，电流做功越快。电功率只表示电流做功的快慢，不表示电流做功的多少。电功率大表示电流做功快，但并不表示电流做功一定多；电功率小表示电流做功慢，但并不表示电流做功一定少。 （3）符号：P （4）单位：瓦特（瓦，W），常用单位为千瓦（kW），1kW＝103W （5）电功率的定义式：P = 变形式：W = Pt t = 第一种单位：P — 瓦特（W）；W — 焦耳（J）；t —秒（s）。 第二种单位：P —千瓦（kW）；W — 千瓦时（kW·h）；t —小时（h）。 （6）推导式： ①（通用公式） ②（适用于纯电阻电路，一般用于并联电路） ③（适用于纯电阻电路，一般用于串联电路） 2.串并联电路总功率： 在串联电路和并联电路中，总功率均等于各用电器电功率之和。 3. 用电器的额定功率和实际功率 （1）额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。 （2）额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。 （3）额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。 （4）用电器实际工作时的三种情况： ①U实＜U额 ， P实＜P额 —用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光发暗，灯丝发红，实际功率太小灯泡有可能不亮）； ②U实＞U额 P实＞P额 —用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）； ③U实=U额 P实=P额 —用电器正常工作。 电灯泡上的铭牌“PZ220 25”表示额定电压是220V，额定功率是25W。灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的，与额定电压和额定功率无关。额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越大。 （5）串并联电路P实与R大小的关系 项目 串联电路 并联电路 P实与R的关系 串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大 并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大 灯泡发光亮度 实际电压大的P实越大，因此实际电压大的灯泡较亮 通过电流大的P实越大，因此通过电流大的灯泡较亮 电阻大的P实越大，因此电阻大的灯泡较亮 电阻小的P实越大，因此电阻小的灯泡较亮 串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器阻值增大时分压也大，小灯泡实际电压减小，小灯泡发光较暗 并接上滑动变阻器的电灯，由于并联电路中各部分互不干扰，所以通过小灯泡所在支路的电流不变，小灯泡发光情况不变 4.实际功率的计算 方法1:先根据额定电压和额定功率求出用电器的电阻，然后根据欧姆定律求出实际电压或实际电流，最后求出实际功率： 方法2:根据功率的推导式和用电器的电阻不变列出实际功率和额定功率的比，进而得出实际功率的表达式，即 5.串并联电路的电参数规律： （1）电功率之比等于电阻之比：； （2）电功率之比等于电阻的倒数之比：； 【典例12】如图所示，发现闭合开关S后，小灯泡L1比L2亮，则下列说法正确的是（　　） A．L1和L2的连接方式是并联 B．L1比L2亮是由于电流先流经L1 C．L1的电功率比L2的电功率大 D．通过L1的电流比通过L2的电流大 【典例13】甲、乙用电器上分别标着“220V，15W”、“110V，100W”，它们都在额定电压下工作，则下列说法中正确的是（　　） A．甲用电器做功一定少 B．完成相同的功，甲用电器所用的时间一定少 C．乙用电器做功一定快 D．相同的时间内，乙用电器完成的功一定少 【典例14】把标有“；6W”和“；6W”字样的两个灯泡串联在的电源上，下列说法正确的是（　　） A．灯正常发光 B．灯正常发光 C．两灯都能正常发光 D．两灯都不能正常发光 【典例15】如图所示，某市场有甲、乙两种容积相同的电热水壶，额定功率分别为1500W和800W，下列说法正确的是（　　） A．甲热水壶工作时消耗电能多 B．甲热水壶的电阻比乙热水壶电阻大 C．加热相同质量的水，甲热水壶烧水比乙热水壶更快 D．加热相同质量的水，乙热水壶烧水比甲热水壶省电 【典例16】如图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像，将它们按图乙所示接入电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为1W，则此时小灯泡的电阻为 Ω；再闭合开关，电流表示数变化了 A，此时电路中的总电功率是 W。 【典例17】如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器，图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像，电源电压为 V，R的阻值为 Ω，整个电路功率变化了 W。 【典例18】如图是某电火锅分挡加热器的简化电路图，已知电源电压是220V，R1、R2均是发热电阻，R1的阻值为40Ω，R2的阻值为400Ω，开关接“1”时为低温挡，开关接“2”时为高温挡，试求： (1)低温挡工作时，电路中的电流是多少？ (2)低温挡工作10min，消耗的电能是多少？ (3)高温挡的功率是多少？ 【典例19】如图所示，电源电压恒定，灯泡L上标有“6V 3.6W”，将滑动变阻器R的滑片P 移至a端，闭合S，L正常发光；再将滑动变阻器R的滑片P移至b端，电流表示数I=0.12A。（忽略温度对灯泡电阻的影响）求： (1)电源电压U； (2)滑动变阻器R的最大阻值； (3)电路工作时的最大电功率和最小电功率之比。 考点4：测量小灯泡的电功率 伏安法测小灯泡的功率 （1）实验原理： （2）实验器材：电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。 （3）实验电路图及实物图 （4）实验步骤： ①按电路图连接实物。 ②检查无误后，闭合开关。移动滑片，使小灯泡在额定电压下发光，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率。 ③调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。 ④调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压小于额定电压，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。 （5）实验表格： 次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 发光情况 1 2 3 （6）实验结论 ①小灯泡两端的电压越大，消耗的电功率越大，小灯泡越亮。 ②小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的，实际功率越大，灯泡越亮。 ③当U实=U额时，P实=P额灯泡正常发光；当U实<U额时，P实<P额灯泡发光较暗；当U实>U额时，P实>P额灯泡发光较亮。 （6）注意事项： ①接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到最大； ②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程； ③滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压和通过的电流；保护电路； ④本实验的3次测量与电阻的3次测量不同。测电阻的3次测量是为了求平均值减小误差，而本实验测电功率的3次测量是为了测不同电压下的实际功率并比较灯泡的亮度，故在本实验中不能取平均值。 【典例20】小红在做“测量标有‘2.5V’字样的灯泡L正常发光时的电阻和电功率”的实验，其设计的电路图和连接的实物电路如图所示。 (1)连接电路后，闭合开关S，发现灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表示数为零，产生这种现象的原因可能是： 。 (2)闭合开关，电压表和电流表均无示数。经检测，出现故障的元件为L或滑动变阻器中的一个，则故障原因是 。 (3)小红同学连接好电路，闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后，发现连线正确，请你找出实验中操作不当之处： ；另一位同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。接下来应进行的操作是 （选填字母）。 A．检查电路是否断路        B．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 (4)改正错误并检查无误后闭合开关，小灯泡不亮或很暗，电压表和电流表均有示数或示数很小，可能是小灯泡 （选填“短路”“开路”或“实际功率太小”），若无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，则出现此现象的原因是 （选填“滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱”或“滑动变阻器的最大阻值太小”）。 【典例21】为测定“额定电压为2.5V的小灯泡电功率”的实验中，电源电压保持不变。 (1)如图甲所示，连接电路时开关应处于 状态。 (2)实验时，若无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不亮，电流表示数几乎为零，则故障的原因可能是 （选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”）接触不良。 (3)故障排除后，闭合开关，变阻器滑片P在某处时，电压表示数为2V，电流表示数如图乙所示。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 端（选填“左”或“右”）移动。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 (4)在初中学习阶段，我们通常把电流表的电阻近似看作0，把电压表看作断路，而实际上，电流表也有一定的阻值，电压表中也有较小的电流，因此，我们用以上方法测出的小灯泡的额定功率比真实值偏 ；没有电压表，小军找了一个阻值为10Ω的定值电阻R，设计了图丁所示的电路图也测出了小灯泡的功率。请简述实验过程中需测量的物理量并用相应字母表示。 a．只闭合开关S1和S2，调节变阻器，使电流表示数为 A时，小灯泡正常发光。 b．只闭合开关S1和S3， 。 c．P灯= （用已知量和测量量表示）。 【典例22】老师带领芳芳所在的班到实验室进行分组实验。 (1)一实验小组的电流表损坏不能使用，小组成员找老师更换电流表。老师向他们指出：不用电流表，利用现有器材也能进行测量。测量电路如图1，操作步骤如下： ①闭合开关，滑片P移至A端，电压表示数为U1； ②再将滑片P移至B端，电压表示数为U2； ③则Rx= （用U1，U2和RP表示）； (2)在缺少电流表时，小龙组选用阻值为R0的定值电阻设计了如图2所示电路，并完成实验。过程如下： ①闭合S和S1，电压表的示数为U1； ②再闭合S2，电压表的示数为U2； ③Rx= （用字母（U1，U2和R0表示）； (3)在测量小灯泡电功率（小灯泡的额定电压为U额）拓展实验中，电流表坏了，老师给同学们提供了一个阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图3所示的实验电路图，下面是某同学的实验步骤： ①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为U额； ②保持滑片的位置不动，再将开关S2拨到触点1，读出电压表的示数为U； ③小灯泡额定功率的表达式P额= （用U额、U和R0表示）。 一、单选题 1．小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图，他仔细观察照片后，得到下列结论，你认为正确的是（　　）    A．接在这个电能表上的用电器的总功率不能超过1100W B．电能表每消耗1kw.h的电能，转盘转过2500r C．拍照片时，小明家已消耗的电能为9316kW·h D．当表的转盘转过500r，用电器消耗的电能是7.2×105J 2．将“220V  100W”的灯泡L1和“220V  40W”的灯泡L2，串联在 220V 的电源上，组成闭合电路（设灯丝电阻不变），则会出现（　　） A．电源电压会升高 B．灯泡L2更亮一些 C．有灯泡会因为电流过大而被损坏 D．两个灯泡的总功率一定大于40W 3．如图所示，当开关闭合后，电流表和电流表的示数之比为，则在相同时间内，电流通过和所做功之比为（    ） A． B． C． D． 4．夏天同学在探究电功率影响因素的实验中，做了如图甲所示探究电功率与电压关系的实验与如图乙所示探究电功率与电流关系的实验，下列关于实验及结论说法正确的是（　　） A．甲图实验中，是通过电压表的示数大小反映电功率的大小 B．甲图实验中，应选择阻值不同的灯泡L1与L2来进行实验 C．乙图实验中，将两灯泡并联的目的是控制两灯的电流相同 D．通过实验可得结论，电功率与电流、电压、通电时间有关 5．如图所示是灯泡L与电阻R的I-U图像，分析图像下列说法正确的是（　　） A．灯泡L上a、b两点的电阻大小关系是Ra﹤Rb B．L与R并联在电压为3V的电路中，L与R消耗的电功率之比为3：5 C．L与R串联，若通过L的电流为0.5A时，则电路消耗的总功率为2.5W D．L与R串联在电压为4V的电路中，相同时间内L与R消耗的电能之比为1：3 6．如图所示，电源电压为6V保持不变，定值电阻R1标有“10Ω；0.5A”字样；滑动变阻器R2标有“20Ω；1A”字样，电流表量程选择“0~0.6A”，电压表量程选择“0~3V”，在不损坏电路元件的情况下，下列做法正确的是（　　） A．电路中电流最大是0.6A B．R1两端电压不能超过3V C．滑动变阻器连入电路的阻值在10~20Ω范围内变化 D．电路的总功率在1.8~3W范围内变化 7．如图甲所示电路，电源电压不变，图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图像。闭合S时，电压表的示数为2V，下列判断正确的是（   ） A．电源电压为6V B．R的电阻为5Ω C．闭合S时，R消耗的电功率为3.6W D．闭合S时，电路的总功率为6W 8．甲、乙两只电热杯及其铭牌如图所示，若它们的电阻不随温度的变化而改变，则下列说法中错误的是（　　） A．电流通过电热杯做功时，将电能转化为内能 B．两电热杯均正常工作时，乙消耗电能快 C．若将乙接在电压为110V的电路中，它的实际功率为500W D．若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中，相同时间内甲消耗的电能较多 9．小明家有一台电动汽车，充满电后储存电能为40kW·h。周末，妈妈将汽车充满电后，带着小明去乡下外婆家。下车时，小明注意到此次行程的行驶时间为1.6h，行驶路程为57.6km，电池电量还剩75%，假设汽车水平匀速行驶，且行驶时受到的阻力恒为500N。下列说法正确的是（　　） A．此次行程平均速度为30km/h B．汽车匀速行驶时牵引力大小为600N C．此次行程汽车牵引力做功为 D．此次行程汽车的效率为80% 二、多选题 10．如图，电源电压保持不变，当开关S闭合后，灯L1、L2都能正常工作，且甲、乙两个电表的示数之比是3:4，通电10min后，下列说法正确的是（　　） A．L1、L2消耗的电能之比是1:3 B．L1、L2消耗的电能之比是3:1 C．L1、L2两端的电压之比1:3 D．L1、L2两端的电压之比3:4 11．如图所示，将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在甲图中灯L1的功率为4W，在乙图中灯L1的功率为9W。设灯丝电阻不变。下列说法中正确的是（    ） A．甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2∶3 B．L1、L2两灯灯丝电阻之比是2∶1 C．乙图中灯L1、L2的功率之比是2∶1 D．甲、乙两图电路消耗的总功率之比是2∶9 三、填空题 12．甲、乙两盏灯，它们的I﹣U关系图像如图所示。现将两灯串联在电路中，当电路中的电流为0.3A时，甲刚好正常发光，则甲的额定功率为 W，若将两灯并联在4V的电路中（两灯均不会烧坏），则 灯会更亮。 13．如图所示，这是小明家的电能表表盘。小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min，电能表指示灯闪烁了160次，该用电器的额定功率是 W，这个家用电器可能是 （选填“洗衣机”、“台灯”或“电视机”）。 14．某充电宝上标有“3.7V，20000mA·h，输入5V 2A”，则该充电宝在充电时相当于 （选填“电源”或“用电器”），充满电需要时间 h。 15．如图甲所示电路，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。若滑片P从最右端移至最左端的过程中，R2消耗的电功率随电流变化的关系图像如图乙所示，其中a点是滑片置于最右端时的数据，b点是滑片移至某位置时的数据。则定值电阻R1的阻值为 Ω，电源电压为 V。 16．如图是我国宇航员首次在轨拍摄的以地球为背景的空间站组合体全貌照片。可以看出宇航员拍摄该照片时处于空间站的 位置。太阳能电池板受光面朝向照片 面。由于太空碎片速度非常大，具有很大的 能，容易造成部分电池板受损。2023年12月，航天员成功出仓修复电池板外表面。电池板每天可发电1000kW·h，相当于 kg的焦炭完全燃烧放出的热量。（已知） 四、实验题 17．小华的妈妈每天骑电动车上班，夏天每两天充一次电，而入冬后每天就需充一次电。走的路程都一样，为什么区别会这么大呢?小华通过查阅网上资料，发现电池容量是指电池在25℃时存储电量的大小。于是她提出下列两个猜想： 猜想一：电池容量与使用时间有关。 猜想二：电池容量与温度有关。 (1)电动车电池的放电量不好统计，而且想通过冰箱进行降温也不好操作，突然她看到手机能显示电池剩余电量的百分比，很快有了灵感，设计实验如下：将家里新、旧两部不同品牌的手机，在相同的环境温度下充满电，同时开始播放同一部电影，1.5h后新手机剩余电在85%，旧手机剩余电量41%。于是她得出“猜想一是正确的”结论，你认为他得出这一结论合理吗? （选填“合理”或“不合理”），说明理由： 。 (2)①为帮助小华进行实验，爸爸拿来了家里强光手电筒上的充电电池，小华发现上面标有“3.7V ”字样，她很快计算出充电电池充满电所存储的电能为 J。 ②根据电池容量的定义，小华认为充放电需在同一温度下进行，他将充电电池分别放在25℃、5℃、、下充电并利用手电筒放电，并得出如下实验数据： 温度T/℃ 充满电所需时间 满电放电时间 25 6.66 1.55 5 5.67 1.29 5.07 1.16 4.48 1.03 小华通过 反映电池容量大小，分析表中数据可以发现，猜想 是正确的。 (3)通过探究，小华想到要帮助妈妈解决冬天电动车充电问题，可以将电动车放在比较温暖的地方充电。联想到国家近年大力推广电动汽车，在冬季为了提高电池容量，从而提高电动汽车的续航能力，请你根据猜想二提出一个改进意见： 。 18．图甲是家用电吹风的工作原理图，电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。 (1)要让电吹风工作时吹出热风，它的开关应置于图甲中 位置，此时电风扇与电热丝的连接方式是 ； (2)某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示，则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是 J； (3)电热丝在工作时的电功率是 W，它的电阻值是 Ω（保留一位小数）； (4)使用几年后，发现电热丝变细，则其电阻变 ，它的实际功率将变 。 五、计算题 19．如图所示，电源电压为8V并保持不变，通过电阻R1的电流与其两端电压变化的规律图像。当闭合开关S后，电压表示数为6V，求： (1)电阻R1的阻值。 (2)电阻R2的阻值。 (3)通电30s，整个电路中电流所做的功。 20．如图甲为一款电养生壶有高温和保温二挡功能，其加热原理如图乙所示。养生壶的额定电压为220V，R1、R2均是发热电阻，其中R2=506Ω。正常工作高温挡电功率为1100W。求： (1)养生壶处于高温挡5min消耗的电能； (2)养生壶的保温挡的电功率； (3)若电路电压降为198V，养生壶处于高温挡时的实际电功率。 21．如图所示，这是一款自动炖煮机的简化电路图，、是两个完全相同的电热丝，S为电源开关，通过控制开关、实现低温、中温、高温三个挡位间的切换。从该炖煮机铭牌信息中获知，其额定电压为，加热效率为，但功率信息模糊不清。为研究该炖煮机的工作情况及有关信息，在炖煮机中装入的水，闭合开关S，通过观察其电子显示屏（显示屏消耗的电能忽略不计）记录的有关信息如表所示。[水的比热容]求： （1）水吸收的热量。 （2）炖煮机高温挡时的功率。 （3）电阻、的阻值。 指示灯状态 工作时间 水温变化 高温灯亮 34℃升至100℃ 中温灯亮 100℃保持不变 低温灯亮 100℃保持不变 22．如图甲所示的电路中，为定值电阻，为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，求： (1)的阻值为多少；电源电压为多少； (2)电路的最大功率为多少？ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第10讲 电功率 ——划重点九年级期中期末之复习讲义 考点1 电能及其计算 考点2 电功及其计算 考点3 电功率及其计算 考点4 测量小灯泡的电功率 考点1：电能及其计算 1.电能 1.电能的产生：各种各样的发电厂，如火力、水力、风力发电厂，以及各种各样的电池，它们把不同形式的能转化为电能，供人们使用。家庭所使用的电主要由电网提供。 2.电能的利用：利用电能的过程就是用电器把电能转化为其他形式的能的过程。比如电灯把电能转化为光能、电动机把电能转化为机械能、电热器把电能转化为内能等。 3.电能的单位及换算 (1)国际单位：焦耳，简称焦，符号是J。 (2)常用单位：生活生产中电能的常用单位是“度”,它的学名叫做“千瓦时”,符号是kW·h。 (3)千瓦时和焦的关系：单位换算关系：1度=1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J 2.电能表 （1）测量用电器在一段时间内消耗的电能的仪表，是电能表（也叫电度表）。下图是一种电能表的表盘。 （2）电能表上各参数的含义 1.电能表的标定电流和额定最大电流 ①电能表上的参数“5(20)A”代表该电能表的标定电流（基本电流）为5A,额定最大电流为20 A。标定电流是指电能表工作时的额定电流，即电能表正常工作时通过的电流。额定最大电流指的是电能表在短时间内允许通过的最大电流。 ②超过20A也并不一定就是要损坏,只是已不安全,并有可能不能准确的计量,当然长期超过20A的确会做电表容易损坏。 2.用电能表测量电路消耗电能的方法 ①消耗电能较多时，一段时间内消耗的电能等于电能表在这段时间开始和结束时电能表上示数之差。 ②消耗电能较少时，转盘所转过的圈数（或指示灯闪烁的次数）为n转，电能表上参数 N r/（kW·h）的电能表，转盘转消耗的电能为 kW·h或 J. 【典例1】小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（      ）    A．他家在这段时间内消耗的电能为903kW·h B．电能表是测量电功的仪表 C．这个电能表的测量值是以“J”为单位 D．电能表的转盘转过720圈，消耗电能7.2×104J 【答案】B 【详解】AC．电能表的最后一位数是小数，单位是kW·h；小明家这段时间消耗的电能为 故AC错误； B．根据电表的功能可知，电能表是测量电功，即用电器消耗电能的仪表，故B正确； D．3600r/kW·h表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转动3600r，电能表的转盘转过720圈，用电器消耗电能为 故D错误。 故选B。 【典例2】近日，世界首套300兆瓦级压气储能电站——湖北应城压气储能电站示范工程一次并网成功。该项目是国家新型储能试点示范项目。充分利用当地废弃盐矿作为储气库，打造一个巨大的“绿色超级充电宝”：项目在“充放电”过程之中完全不需要使用煤炭或天然气等化石燃料，全程绿色无污染。电网用电低谷时多余电用来压缩空气，高压空气和压缩过程中产生的能量分别被“储存”，并在用电高峰时转换并使用。请问“储存”过程中的能量转换形式是 能转化为 能；每年可发电约5×108千瓦时，合 J。 【答案】 电 内 1.8×1015 【详解】[1]由题中信息知：压气储能是利用电网电荷低谷时的剩余电能用来压缩空气，将其储藏在密封设施内，消耗电能，对空气做功，空气内能增大，将电能转化为内能。 [2]由得 【典例3】电能表是测量用电器消耗电能的仪表，磊磊想验证他家电能表表盘上标注的每千瓦时的转数是否准确，于是，他将标有“220V　3A”的用电器单独接入电路中。当该用电器正常工作5min后消耗的电能是 J，电能表的转盘正好转了110r，则该电能表每千瓦时的实际转数应是 r。 【答案】 1.98×105 2000 【详解】[1]该用电器正常工作5min后消耗的电能是 [2]根据题意有 解得，即该电能表每千瓦时的实际转数是2000 r。 【典例4】小明家中电能表的参数如图所示．他家回时使用的电器功率不能超过 W；5月初抄表的示数如图所示．若5月份交电费60元．且电价为0.5元/度．则5月末抄表的示数为 。 【答案】 4400 5666.7 【解析】【小题1】[1]由图可知，电路中最大电流为20A，故电器功率最大为 【小题2】[2]5月消耗的电能为 5月初电表示数为，则5月末为 考点2：电功及其计算 （1）定义：电流所做的功叫电功，电功的符号是W。 （2）单位：焦耳（焦，J）。电功的常用单位是度，即千瓦时（kW·h）。 （3）实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。 （4）电功的计算 电功的公式 变形式 注意事项 （定义式） 所有电路均可以使用 - 只适用纯电阻电路（将电能全部转化成内能的电路） （5）应用电功的定义式及推导式时的注意事项 ①同体性：W、U、I、t、R必须对应同一段电路或同一个用电器。 ②同时性：W、U、I、R必须对应同一时间t内。 ③统一单位：W、U、I、t、R几个物理量的单位都必须是国际单位。 （6）串、并联电路中的电功特点 ①串联电路和并联电路中电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和，即W总=W1+W2。 ②串联电路中电流通过各电阻所做的功与其电阻值成正比，即W1:W2=R1:R2;并联电路中电流通过各电阻所做的功与其电阻值成反比，即W1:W2=R2:R1。 【典例5】关于电功，下列说法不正确的是（　　） A．电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能 B．电流越大，电流做功就一定越多 C．电功是衡量电流做功多少的物理量 D．电流做功的过程就是消耗电能的过程 【答案】B 【详解】A．根据能量守恒定律可知，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，故A正确，A不符合题意； B．由可知，电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关，电流越大，故电流做功不一定越多，故B错误，B符合题意； C．物理学中，当电能转化为其他形式的能时，我们就说电流做了电功，电功是衡量电流做功多少的物理量，故C正确，C不符合题意； D．电流做功的过程，就是消耗电能的过程，电流做功越多，消耗的电能就越多，故D正确，D不符合题意。 故选B。 【典例6】用“220V，800W”的电热壶烧水，若不考虑能量损失，当把它接入110V的电源上时，在32min内可将一壶水烧开，若将该壶接在220V电源上时，烧开同样一壶水所用的时间为（　　） A．8 min B．16 min C．64 min D．128 min 【答案】A 【详解】烧开同样一壶水消耗的电能相等，设电热壶的电阻为R，则由于，所以 即 解得 故A符合题意，BCD不符合题。 故选A。 【典例7】在如图所示的电路中，已知R1∶R2=3∶4，电源电压保持不变，开关S闭合时，电流1 min内在R1上做功为W1，开关S断开时，电流1 min内在R2上做功为W2，则W1和W2之比是 。 【答案】49∶12 【详解】设R1∶R2=3∶4，设，，开关S闭合时，电流1 min内在R1上做功为W1 开关S断开时，电流1 min内在R2上做功为W2 W1和W2之比是 【典例8】在“探究电功与哪些因素有关”的实验中，小华连接了如图所示的电路，以下说法中正确的是（　　） A．该实验要选用两个规格相同的小灯泡 B．此电路探究的是电功与电压的关系 C．实验中，通过电压表的示数反映电功的大小 D．移动滑动变阻器的滑片从而改变电流，可以进一步探究电功与电流的关系 【答案】B 【详解】由电路图可知，两灯泡与滑动变阻器串联，两电压表分别测两灯泡两端的电压； A．两灯泡串联，因此通过两灯泡的电流相等，如果两灯泡的规格相同，那么两灯泡的两端电压相等，所用时间相同，这对研究的问题无意义。因此要探究电功与电压关系，必须改变电压，应选用不同规格的灯泡进行实验，可以控制灯泡的两端电压不同，便于问题的研究，故A错误； B．因串联电路中各处的电流和通电时间相等，所以根据W=UIt可知，此电路可以探究电功与电压的关系，故B正确； C．实验中，因电压发生变化时，电路中的电流也会发生变化，电压表不能反映电功的大小，故C错误； D．实验时，要移动滑动变阻器是为了改变小灯泡的电流，同一个灯泡电流改变时，电压也会改变，不能控制电压相同，不能探究电功与电流的关系，故D错误。 故选B。 【典例9】如图所示，电源电压不变，只闭合开关，电流表示数为0.3A，再闭合，电流表示数变化了0.4A。则同时闭合、后，相同时间内、消耗的电能之比为（    ） A．3∶4 B．4∶3 C．7∶3 D．4∶7 【答案】A 【详解】由图知，只闭合S1时，R1单独接入电路，电流表测R1的电流，则。再闭合S2时，R1、R2并联，电流表测干路中的电流，两只开关都闭合时，由于并联电路中各电阻互不影响，所以通过R1的电流仍然为，电流表示数变化了0.4A，则说明通过R2的电流为I2=0.4A，由于并联电路各支路两端的电压相等，则U1=U2，所以，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比为 故选A。 【典例10】甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示。将甲、乙两灯泡串联，电路中的电流为0.5A，则电源电压为 V，此时乙灯泡1min消耗的电能是 J。 【答案】 8 180 【详解】[1][2]将甲、乙两灯泡串联，根据串联的电路的电流特点可知，甲、乙两灯的电流均为0.5A，由图可知此时甲、乙两灯两端的电压分别为2V，6V，则根据串联电路的电压特点可知，电源电压为 U＝U甲+U乙＝2V+6V＝8V 乙灯泡1min消耗的电能为 W乙＝U乙I乙t＝6V×0.5A×1×60s＝180J 【典例11】如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关，电压表示数为6V，电流表示数为0.6A；断开开关，电压表示数为9V，则电源电压为 V，R2的阻值为 Ω，闭合开关时电阻R2在1min消耗的电能为 J。 【答案】 9 5 108 【详解】[1]断开开关，电压表串联接入电路，电压表测量电源电压，可得电源电压为9V。 [2]闭合开关时，电阻R1、R2串联接入电路中，电压表测R1两端的电压，电流表测量电路中的电流，由串联电路的电压特点可得，R2两端的电压 由可知，R2阻值为 [3]闭合开关时，电阻R2在1min消耗的电能 考点3：电功率及其计算 1.电功率： （1）定义：电流在单位时间内所做的功叫电功率。 （2）物理意义：表示电流做功快慢的物理量。电功率越大，电流做功越快。电功率只表示电流做功的快慢，不表示电流做功的多少。电功率大表示电流做功快，但并不表示电流做功一定多；电功率小表示电流做功慢，但并不表示电流做功一定少。 （3）符号：P （4）单位：瓦特（瓦，W），常用单位为千瓦（kW），1kW＝103W （5）电功率的定义式：P = 变形式：W = Pt t = 第一种单位：P — 瓦特（W）；W — 焦耳（J）；t —秒（s）。 第二种单位：P —千瓦（kW）；W — 千瓦时（kW·h）；t —小时（h）。 （6）推导式： ①（通用公式） ②（适用于纯电阻电路，一般用于并联电路） ③（适用于纯电阻电路，一般用于串联电路） 2.串并联电路总功率： 在串联电路和并联电路中，总功率均等于各用电器电功率之和。 3. 用电器的额定功率和实际功率 （1）额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。 （2）额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。 （3）额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。 （4）用电器实际工作时的三种情况： ①U实＜U额 ， P实＜P额 —用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光发暗，灯丝发红，实际功率太小灯泡有可能不亮）； ②U实＞U额 P实＞P额 —用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）； ③U实=U额 P实=P额 —用电器正常工作。 电灯泡上的铭牌“PZ220 25”表示额定电压是220V，额定功率是25W。灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的，与额定电压和额定功率无关。额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越大。 （5）串并联电路P实与R大小的关系 项目 串联电路 并联电路 P实与R的关系 串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大 并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大 灯泡发光亮度 实际电压大的P实越大，因此实际电压大的灯泡较亮 通过电流大的P实越大，因此通过电流大的灯泡较亮 电阻大的P实越大，因此电阻大的灯泡较亮 电阻小的P实越大，因此电阻小的灯泡较亮 串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器阻值增大时分压也大，小灯泡实际电压减小，小灯泡发光较暗 并接上滑动变阻器的电灯，由于并联电路中各部分互不干扰，所以通过小灯泡所在支路的电流不变，小灯泡发光情况不变 4.实际功率的计算 方法1:先根据额定电压和额定功率求出用电器的电阻，然后根据欧姆定律求出实际电压或实际电流，最后求出实际功率： 方法2:根据功率的推导式和用电器的电阻不变列出实际功率和额定功率的比，进而得出实际功率的表达式，即 5.串并联电路的电参数规律： （1）电功率之比等于电阻之比：； （2）电功率之比等于电阻的倒数之比：； 【典例12】如图所示，发现闭合开关S后，小灯泡L1比L2亮，则下列说法正确的是（　　） A．L1和L2的连接方式是并联 B．L1比L2亮是由于电流先流经L1 C．L1的电功率比L2的电功率大 D．通过L1的电流比通过L2的电流大 【答案】C 【详解】由电路图可知，电流从电源出发，依次经过L1、开关、L2回到电源负极，L1和L2的连接方式是串联，串联电路中电流处处相等，因此通过L1的电流等于通过L2的电流。灯泡的亮度是由其电功率决定的，小灯泡L1比L2亮，是因为灯泡的电功率不同，即L1的电功率较大。故ABD错误，C正确。 故选C。 【典例13】甲、乙用电器上分别标着“220V，15W”、“110V，100W”，它们都在额定电压下工作，则下列说法中正确的是（　　） A．甲用电器做功一定少 B．完成相同的功，甲用电器所用的时间一定少 C．乙用电器做功一定快 D．相同的时间内，乙用电器完成的功一定少 【答案】C 【详解】A．甲的功率小，只是表明在相等的时间内做功少，但时间未知，不能据此判断它们做的功的多少关系。故A错误； B．做相同的功，甲的功率小，根据可知，甲用的时间多。故B错误； C．乙的功率大，说明在单位时间内做的功多，即做功快。故C正确； D．做功时间相同，乙的功率大，根据可知，乙做的功多。故D错误。 故选C。 【典例14】把标有“；6W”和“；6W”字样的两个灯泡串联在的电源上，下列说法正确的是（　　） A．灯正常发光 B．灯正常发光 C．两灯都能正常发光 D．两灯都不能正常发光 【答案】D 【详解】灯泡L1电阻 灯泡L2电阻 电路电流为 灯泡L1的实际功率 灯泡L1不能正常发光； 灯泡L2的实际功率 灯泡L2不能正常发光。 故选D。 【典例15】如图所示，某市场有甲、乙两种容积相同的电热水壶，额定功率分别为1500W和800W，下列说法正确的是（　　） A．甲热水壶工作时消耗电能多 B．甲热水壶的电阻比乙热水壶电阻大 C．加热相同质量的水，甲热水壶烧水比乙热水壶更快 D．加热相同质量的水，乙热水壶烧水比甲热水壶省电 【答案】C 【详解】A．甲、乙电热水壶额定功率分别为1500W和800W，说明甲比乙消耗电能快，但工作时间不知道，不能说甲热水壶工作时消耗电能多，故A错误； B．额定电压均为220V，由可知，乙比甲的电阻大，故B错误； C．加热相同质量的水，甲乙消耗的电能相等，甲的额定功率更大，由可知，甲热水壶烧水比乙热水壶更快，故C正确； D．加热相同质量的水，甲乙消耗的电能相等，故D错误。 故选C。 【典例16】如图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像，将它们按图乙所示接入电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为1W，则此时小灯泡的电阻为 Ω；再闭合开关，电流表示数变化了 A，此时电路中的总电功率是 W。 【答案】 4 0.2 1.4 【详解】[1]由图甲可知，当灯泡两端电压为2V时，经过灯泡的电流为0.5A，此时灯泡的功率为 此时灯泡的阻值为 [2]由图乙可知，电路为并联电路，电流表测量干路电流，并联电路各支路互不影响，所以灯泡所在支路的电流不变，电流表增大的原因是多了一个支路。并联电路支路电压等于电源电压，所以电源电压为2V，由图甲可知，此时经过定值电阻所在支路的电流为0.2A，所以电流表示数变化了0.2A。 [3]此时电路中的总电功率 【典例17】如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器，图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像，电源电压为 V，R的阻值为 Ω，整个电路功率变化了 W。 【答案】 6 10 2.4 【详解】[1]由电路图甲可知，R1和R串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测量的是电路中的电流。由图乙可知，当R1=10Ω时，P1=0.9W，当R11=20Ω时，P11=0.8W，因为串联电路中各处的电流相等，所以，由 P=UI=I2R 可得，电路中的电流分别为 因为穿点电路中的总电阻等于个不服电阻之和，且电源的电压不变，所以，由可得，电源的电压为 U=I1(R+R1)=I2(R+R11) 即 0.3A×(R+10Ω)=0.2A×(R+20Ω) 解得：R=10Ω。 [2]电源电压为 U=I1(R+R1)=0.3A×(10Ω+10Ω)=6V [3]当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的总电阻最小，整个电路的总功率最大为 当R11=20Ω时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，整个电路中的总功率最小为 Pmin=UI2=6V×0.2A=1.2W 所以，整个电路中功率的变化量为 【典例18】如图是某电火锅分挡加热器的简化电路图，已知电源电压是220V，R1、R2均是发热电阻，R1的阻值为40Ω，R2的阻值为400Ω，开关接“1”时为低温挡，开关接“2”时为高温挡，试求： (1)低温挡工作时，电路中的电流是多少？ (2)低温挡工作10min，消耗的电能是多少？ (3)高温挡的功率是多少？ 【答案】(1)0.5A (2)6.6×104J (3)1210W 【详解】（1）开关接“1”时，R1与R2串联，电火锅处于低温挡，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以根据欧姆定律可得，电路中的电流为 （2）低温挡工作10min，消耗的电能为 （3）开关接“2”时，电路为R1的简单电路，电火锅处于高温挡，根据，则高温挡的功率为 【典例19】如图所示，电源电压恒定，灯泡L上标有“6V 3.6W”，将滑动变阻器R的滑片P 移至a端，闭合S，L正常发光；再将滑动变阻器R的滑片P移至b端，电流表示数I=0.12A。（忽略温度对灯泡电阻的影响）求： (1)电源电压U； (2)滑动变阻器R的最大阻值； (3)电路工作时的最大电功率和最小电功率之比。 【答案】(1)6V (2)40Ω (3)5:1 【详解】（1）将滑动变阻器R的滑片P移至a端，电路为灯泡单独串联，闭合S，灯泡L正常发光，由于灯泡的额定电压为6V，则电源电压为6V。 （2）将滑动变阻器R的滑片P移至b端，滑动变阻器全部接入电路，电流表测电路电流，电流表示数I=0.12A，由可知，灯泡电阻为 电路的总电阻为 由于串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和，所以滑动变阻器R的最大阻值为 （3）将滑动变阻器R的滑片P移至a端，此时滑动变阻器接入电路的阻值为0，根据可知，电流最大，电路的总功率最大，此时电路的最大功率为 将滑动变阻器R的滑片P移至b端，滑动变阻器全部接入电路，由可知，电流最小，电路的最小功率为 电路工作时的最大电功率和最小电功率之比 考点4：测量小灯泡的电功率 伏安法测小灯泡的功率 （1）实验原理： （2）实验器材：电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。 （3）实验电路图及实物图 （4）实验步骤： ①按电路图连接实物。 ②检查无误后，闭合开关。移动滑片，使小灯泡在额定电压下发光，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率。 ③调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。 ④调节滑动变阻断器，使小灯泡两端的电压小于额定电压，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。 （5）实验表格： 次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 发光情况 1 2 3 （6）实验结论 ①小灯泡两端的电压越大，消耗的电功率越大，小灯泡越亮。 ②小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的，实际功率越大，灯泡越亮。 ③当U实=U额时，P实=P额灯泡正常发光；当U实<U额时，P实<P额灯泡发光较暗；当U实>U额时，P实>P额灯泡发光较亮。 （6）注意事项： ①接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到最大； ②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程； ③滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压和通过的电流；保护电路； ④本实验的3次测量与电阻的3次测量不同。测电阻的3次测量是为了求平均值减小误差，而本实验测电功率的3次测量是为了测不同电压下的实际功率并比较灯泡的亮度，故在本实验中不能取平均值。 【典例20】小红在做“测量标有‘2.5V’字样的灯泡L正常发光时的电阻和电功率”的实验，其设计的电路图和连接的实物电路如图所示。 (1)连接电路后，闭合开关S，发现灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表示数为零，产生这种现象的原因可能是： 。 (2)闭合开关，电压表和电流表均无示数。经检测，出现故障的元件为L或滑动变阻器中的一个，则故障原因是 。 (3)小红同学连接好电路，闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后，发现连线正确，请你找出实验中操作不当之处： ；另一位同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。接下来应进行的操作是 （选填字母）。 A．检查电路是否断路        B．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 (4)改正错误并检查无误后闭合开关，小灯泡不亮或很暗，电压表和电流表均有示数或示数很小，可能是小灯泡 （选填“短路”“开路”或“实际功率太小”），若无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，则出现此现象的原因是 （选填“滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱”或“滑动变阻器的最大阻值太小”）。 【答案】(1)小灯泡断路 (2)滑动变阻器断路 (3) 闭合开关前，滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处 B (4) 实际功率太小 滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱 【详解】（1）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表示数为零，说明电路中可能为断路故障，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，所以与电压表并联的电路断路了，即故障可能是小灯泡断路； （2）闭合开关，电压表和电流表均无示数，说明电路中可能为断路故障，电压表无示数，说明电压表与电源断开，所以是滑动变阻器发生断路。 （3）[1]闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭，说明在闭合开关后，电路中电流较大，滑动变阻器接入电路的阻值较小，故实验中操作不当之处：闭合开关前，滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处。 [2] 闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，说明电路为通路，因此应移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光。 （4）[1] 闭合开关，小灯泡不亮或很暗，电压表和电流表均有示数或示数很小，说明电路为通路，可能是由于滑动变阻器的阻值太大，导致灯泡的实际功率太小。 [2] 若无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，说明电路中的电流没有改变，原因是滑动变阻器的阻值没有改变，能造成这样的原因是：滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱。 【典例21】为测定“额定电压为2.5V的小灯泡电功率”的实验中，电源电压保持不变。 (1)如图甲所示，连接电路时开关应处于 状态。 (2)实验时，若无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不亮，电流表示数几乎为零，则故障的原因可能是 （选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”）接触不良。 (3)故障排除后，闭合开关，变阻器滑片P在某处时，电压表示数为2V，电流表示数如图乙所示。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 端（选填“左”或“右”）移动。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 (4)在初中学习阶段，我们通常把电流表的电阻近似看作0，把电压表看作断路，而实际上，电流表也有一定的阻值，电压表中也有较小的电流，因此，我们用以上方法测出的小灯泡的额定功率比真实值偏 ；没有电压表，小军找了一个阻值为10Ω的定值电阻R，设计了图丁所示的电路图也测出了小灯泡的功率。请简述实验过程中需测量的物理量并用相应字母表示。 a．只闭合开关S1和S2，调节变阻器，使电流表示数为 A时，小灯泡正常发光。 b．只闭合开关S1和S3， 。 c．P灯= （用已知量和测量量表示）。 【答案】(1)断开 (2)灯泡与灯座 (3) 左 0.55 (4) 大 0.25 读出电流表的示数I 2.5V（I-0.25A） 【详解】（1）为保证电路与实验的安全，在连接电路时开关应处于断开状态。 （2）因为小灯泡不亮，说明电路中存在断路，而电流表示数几乎为0，这说明电压表接入了电路中，断路处在小灯泡处，可能是灯泡与灯座接触不良而产生断路。 （3）[1]由题意可知此时小灯泡的电压小于额定电压，想要使小灯泡两端电压增大至额定电压，需要增大电路中的电流，因此应将滑动变阻器的滑片P向左端移动，减小其接入电路中的电阻，使电路中的电流增大。 [2]由图丙可知，电流表接入电路中的量程为0-0.6A，根据图中指针的位置可知此时通过小灯泡的电流为0.22A，则小灯泡的额定功率为 P额=U额I额=2.5V×0.22A=0.55W （4）[1]因为电压表与小灯泡并联，电流表测量的是通过小灯泡与通过电压表的电流之和，所以测得的额定电流比真实值偏大，所以用以上方法测出的额定功率与真实值相比偏大。 [2][3][4]小灯泡两端电压为2.5V时，小灯泡正常发光，当闭合开关S1和S2时，小灯泡与定值电阻并联，电压相同，电流表测量通过定值电阻R的电流，而定值电阻的阻值已知，所以需要调节滑动变阻器，使电流处于一个合适的值，使得定值电阻两端电压为2.5V，由欧姆定律可知应使电流表的示数为 此时保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合开关S1和S3，此时电流表变为测量通过小灯泡与定值电阻R的总电流，读出示数I，由并联电路的电流规律可得小灯泡的额定电流为 I额=I-0.25A 则小灯泡的额定功率表达式为 P灯=2.5V（I-0.25A） 【典例22】老师带领芳芳所在的班到实验室进行分组实验。 (1)一实验小组的电流表损坏不能使用，小组成员找老师更换电流表。老师向他们指出：不用电流表，利用现有器材也能进行测量。测量电路如图1，操作步骤如下： ①闭合开关，滑片P移至A端，电压表示数为U1； ②再将滑片P移至B端，电压表示数为U2； ③则Rx= （用U1，U2和RP表示）； (2)在缺少电流表时，小龙组选用阻值为R0的定值电阻设计了如图2所示电路，并完成实验。过程如下： ①闭合S和S1，电压表的示数为U1； ②再闭合S2，电压表的示数为U2； ③Rx= （用字母（U1，U2和R0表示）； (3)在测量小灯泡电功率（小灯泡的额定电压为U额）拓展实验中，电流表坏了，老师给同学们提供了一个阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图3所示的实验电路图，下面是某同学的实验步骤： ①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为U额； ②保持滑片的位置不动，再将开关S2拨到触点1，读出电压表的示数为U； ③小灯泡额定功率的表达式P额= （用U额、U和R0表示）。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）①闭合开关，Rx与滑动变阻器串联，将滑动变阻器滑片移到最右端A端时，电压表示数为U1，为Rx两端的电压；②将滑动变阻器滑片移到最左端B端时，只有Rx接入，此时电压表示数为U2，即为电源电压；③根据串联电路电压规律有 解得 （2）①闭合S和S1，Rx、R0串联，电压表测量Rx两端的电压，电压表的示数为U1；②再闭合S2，R0被短路，电路中只有Rx，电压表测量Rx两端的电压，也测量电源电压，电压表的示数为U2，电源电压U=U2；③在步骤①中，R0两端的电压 U0=U-Ux=U2-U1Rx两端的电压Ux=U1，因为在串联电路中电流处处相等，结合欧姆定律可得 解得 （3）①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，此时灯泡与定值电阻、滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，因此移动滑片，使电压表的示数为U额，U额是灯泡两端的额定电压；②保持滑片的位置不动，再将开关S2拨到触点1，此时电压表测灯泡和定值电阻的总电压，读出电压表的示数为U，U是灯泡与R0的总电压；根据P=UI和串联电路电压和电流的特点可得，灯泡的额定功率 一、单选题 1．小明同学在家中拍到一张电能表照片，如图，他仔细观察照片后，得到下列结论，你认为正确的是（　　）    A．接在这个电能表上的用电器的总功率不能超过1100W B．电能表每消耗1kw.h的电能，转盘转过2500r C．拍照片时，小明家已消耗的电能为9316kW·h D．当表的转盘转过500r，用电器消耗的电能是7.2×105J 【答案】D 【详解】A．接在这个电能表上的用电器的最大功率 故A错误； B．接在这个电能表上的用电器每消耗1千瓦时的电能，电能表上转盘转2500转，故B错误； C．电能表的示数以kW·h为单位，示数的最后一位是小数位，所以此时电能表示数为931.6kW·h，故C错误； D．当表的转盘转过500r，用电器消耗的电能 故D正确。 故选D 。 2．将“220V  100W”的灯泡L1和“220V  40W”的灯泡L2，串联在 220V 的电源上，组成闭合电路（设灯丝电阻不变），则会出现（　　） A．电源电压会升高 B．灯泡L2更亮一些 C．有灯泡会因为电流过大而被损坏 D．两个灯泡的总功率一定大于40W 【答案】B 【详解】A．两个灯泡串联，电源电压是220V，电源电压是恒定的，故A不符合题意； B．根据题意可知，灯丝电阻不变，L1和L2的电阻分别为 两灯串联时，电流相等，由P=I2R可知，灯泡L1的功率小于灯泡L2的功率，所以灯泡L2比L1亮，故B符合题意； C．根据串联电路总电阻等于各分电阻之和，两灯泡串联后，通过电路的电流为 根据欧姆定律求出两灯泡的额定电流分别为 所以两个灯泡都不会被烧坏，故C不符合题意； D．两各灯泡的总功率即电路的总功率，由P=UI可得电路总功率大约为 P总=UI=220V×0.13A=28.6W<40W 故D不符合题意。 故选B。 3．如图所示，当开关闭合后，电流表和电流表的示数之比为，则在相同时间内，电流通过和所做功之比为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由电路图可知，两电阻并联，电流表A2测干路电流，电流表A1测R1支路的电流．因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，两支路的电流之比： ， 因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以在相同时间内电流通过R1和R2所做功之比 ． A．符合题意； B．不符合题意； C．不符合题意； D．不符合题意． 4．夏天同学在探究电功率影响因素的实验中，做了如图甲所示探究电功率与电压关系的实验与如图乙所示探究电功率与电流关系的实验，下列关于实验及结论说法正确的是（　　） A．甲图实验中，是通过电压表的示数大小反映电功率的大小 B．甲图实验中，应选择阻值不同的灯泡L1与L2来进行实验 C．乙图实验中，将两灯泡并联的目的是控制两灯的电流相同 D．通过实验可得结论，电功率与电流、电压、通电时间有关 【答案】B 【详解】A．甲图实验中，我们可以通过观察小灯泡的亮度来判断灯泡功率的大小，灯泡越亮，电功率越大。故A错误； B．为使实验结论更具有普遍性，得出正确结论，甲图实验中，应选择阻值不同的灯泡L1与L2来进行实验。故B正确； C．乙图实验中，将两灯泡并联的目的是控制两灯两端的电压相同。故C错误； D．电动率与电压和电流有关，与通电时间无关。故D错误。 故选B。 5．如图所示是灯泡L与电阻R的I-U图像，分析图像下列说法正确的是（　　） A．灯泡L上a、b两点的电阻大小关系是Ra﹤Rb B．L与R并联在电压为3V的电路中，L与R消耗的电功率之比为3：5 C．L与R串联，若通过L的电流为0.5A时，则电路消耗的总功率为2.5W D．L与R串联在电压为4V的电路中，相同时间内L与R消耗的电能之比为1：3 【答案】D 【详解】A．在I−U图像中，根据欧姆定律可知灯泡L上a、b两点的电阻大小分别为 所以Ra>Rb​，即a点的电阻大于于b点的电阻，故A错误； B．灯泡L与电阻R并联在电压为3V的电路中时，由于并联电路中，各支路电压相等，都等于电源电压，从图像中可以找到，当电压为3V时，通过灯泡L的电流为0.5A，通过R的电流为0.3A，根据电功率的计算公式P=UI，可以得到灯泡L与电阻R消耗的电功率之比为 故B错误； C．灯泡L与电阻R串联，从图像中可得，若通过灯泡L的电流为0.5A时，灯泡L两端的电压为3V，由于串联电路中电流处处相等，所以通过电阻R的电流也为0.5A，此时电阻R两端的电压为5V，根据电功率的计算公式P=UI，可以得电路消耗的总功率为 P=UI=(3V+5V)×0.5A=4W故C错误； D．从图像中可以找到，灯泡L与电阻R串联在电压为4V的电路中时，由于串联电路中电流处处相等，当通过灯泡L的电流为0.3A时，灯泡L两端的电压为1V，电阻R两端的电压为3V，所以在相同时间内，灯泡L与电阻R消耗的电能之比为 故D正确。 故选D。 6．如图所示，电源电压为6V保持不变，定值电阻R1标有“10Ω；0.5A”字样；滑动变阻器R2标有“20Ω；1A”字样，电流表量程选择“0~0.6A”，电压表量程选择“0~3V”，在不损坏电路元件的情况下，下列做法正确的是（　　） A．电路中电流最大是0.6A B．R1两端电压不能超过3V C．滑动变阻器连入电路的阻值在10~20Ω范围内变化 D．电路的总功率在1.8~3W范围内变化 【答案】D 【详解】A．由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。因串联电路中各处的电流相等，且R1允许通过的最大电流为0.5A，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，故电路中的最大电流为0.5A，故A错误； B．根据可知，当R1通过的电流最大，为0.5A时，R1两端的电压最大，为 故B错误； C．电路中的最大电流为0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路中的总电阻为 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，故滑动变阻器接入电路中的最小阻值为 根据串联分压知识可知，当R2的阻值越大，其两端分的电压越大，根据可知，此时电路中的电流最小，故当电压表的示数3V时，电路中的电流最小，为 此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，为 则滑动变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~10Ω，故C错误； D．根据可知，电路消耗的最大功率为 电路消耗的最小功率为 所以，电路消耗总功率允许的变化范围可以为1.8W~3W，故D正确。 故选D。 7．如图甲所示电路，电源电压不变，图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图像。闭合S时，电压表的示数为2V，下列判断正确的是（   ） A．电源电压为6V B．R的电阻为5Ω C．闭合S时，R消耗的电功率为3.6W D．闭合S时，电路的总功率为6W 【答案】C 【详解】AB．闭合S时，R与L串联，电压表测L电压，此时电压表示数为2V，根据乙图可知此时电流为0.6A；图中R电压4V时，电流为0.4A，电阻为 根据串联电路的特点知，R的电流也是0.6A，R的电压为 U=I'R=0.6A×10Ω=6V 根据串联电路电压规律知，电源电压为 U电=UL+U=2V+6V=8V 故AB错误； C．闭合S时，R消耗的电功率为 P=UI=6V×0.6A=3.6W 故C正确； D．闭合S时，电路的总功率为 P=U电I=8V×0.6A=4.8W 故D错误。 故选C。 8．甲、乙两只电热杯及其铭牌如图所示，若它们的电阻不随温度的变化而改变，则下列说法中错误的是（　　） A．电流通过电热杯做功时，将电能转化为内能 B．两电热杯均正常工作时，乙消耗电能快 C．若将乙接在电压为110V的电路中，它的实际功率为500W D．若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中，相同时间内甲消耗的电能较多 【答案】C 【详解】A．电流做功的过程实质上是电能转化为其他形式能量的过程，当电流通过电热杯时，电能转化为内能，故A正确，不符合题意； B．由图可知，甲电热杯的额定电功率是500W，乙电热杯的额定电功率是1000W，所以两电热杯均正常工作时，乙消耗电能更快，故B正确，不符合题意； C．由图可知，乙杯电阻丝的电阻 若将乙接在电压为110V的电路中，它的实际功率 故C错误，符合题意； D．由可知，甲的电阻丝阻值更大；若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中，则通过两电热杯的电流大小相同，通电时间相同，由 可知，相同时间内甲消耗的电能较多，故D正确，不符合题意。 故选C。 9．小明家有一台电动汽车，充满电后储存电能为40kW·h。周末，妈妈将汽车充满电后，带着小明去乡下外婆家。下车时，小明注意到此次行程的行驶时间为1.6h，行驶路程为57.6km，电池电量还剩75%，假设汽车水平匀速行驶，且行驶时受到的阻力恒为500N。下列说法正确的是（　　） A．此次行程平均速度为30km/h B．汽车匀速行驶时牵引力大小为600N C．此次行程汽车牵引力做功为 D．此次行程汽车的效率为80% 【答案】D 【详解】A．此次行程的平均速度 故A错误； B．汽车水平匀速行驶，水平方向所受的牵引力与阻力是一对平衡力，阻力恒为500N，则牵引力也恒为500N，故B错误； C．此次行程，牵引力所做的功 故C错误； D．此时行程，汽车消耗的电能 汽车的效率 故D正确。 故选D。 二、多选题 10．如图，电源电压保持不变，当开关S闭合后，灯L1、L2都能正常工作，且甲、乙两个电表的示数之比是3:4，通电10min后，下列说法正确的是（　　） A．L1、L2消耗的电能之比是1:3 B．L1、L2消耗的电能之比是3:1 C．L1、L2两端的电压之比1:3 D．L1、L2两端的电压之比3:4 【答案】AC 【详解】由电路图知，甲乙两个都是电压表，若甲是电流表，闭合开关S后，灯L1被短路，若乙是电流表，则电源被短路，且两灯串联在电路中，甲测灯L2的电压，乙测电源电压。由题意知，两个电压表的示数之比为3:4，由串联电路的特点知，L1、L2两灯的电压之比为1:3，那么两灯的电阻之比 R1:R2=1:3 据W=I2Rt知，通电10min，两灯消耗的电能之比1:3。故BD错误，AC正确。 故选AC。 11．如图所示，将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在甲图中灯L1的功率为4W，在乙图中灯L1的功率为9W。设灯丝电阻不变。下列说法中正确的是（    ） A．甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2∶3 B．L1、L2两灯灯丝电阻之比是2∶1 C．乙图中灯L1、L2的功率之比是2∶1 D．甲、乙两图电路消耗的总功率之比是2∶9 【答案】ABD 【详解】AB．图甲中，两灯串联连接，乙中，两灯并联连接。据P=I2R得 I甲2R1∶I12R1=4∶9 解得， I甲∶I1=2∶3。据欧姆定律有 解得，两灯灯丝电阻之比是R1∶R2=2∶1。据得 解得，甲、乙两图中灯L1两端的电压之比U1∶U=2∶3，故AB正确； C．据得，乙图中灯L1、L2的功率之比 故C错误； D．甲、乙两图电路消耗的总功率之比 故D正确。 故选ABD。 三、填空题 12．甲、乙两盏灯，它们的I﹣U关系图像如图所示。现将两灯串联在电路中，当电路中的电流为0.3A时，甲刚好正常发光，则甲的额定功率为 W，若将两灯并联在4V的电路中（两灯均不会烧坏），则 灯会更亮。 【答案】 0.6 甲 【详解】[1]两灯泡串联时电路中各处的电流相等，由图像可知，当电路中的电流为0.3A时，甲两端的电压为2V，则甲的额定功率为 [2]若将两灯并联在4V的电路中（两灯均不会烧坏），则两灯两端的电压均为4V，由图可知，甲、乙两灯的电流分别为0.5A、0.3A，根据P=UI可知甲灯的实际功率较大。 13．如图所示，这是小明家的电能表表盘。小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min，电能表指示灯闪烁了160次，该用电器的额定功率是 W，这个家用电器可能是 （选填“洗衣机”、“台灯”或“电视机”）。 【答案】 500 洗衣机 【详解】[1][2]由3200imp/（kW•h）可知，电路中每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁32000次；指示灯闪烁160次，消耗的电能为 用电器正常工作的时间为 t=6min=0.1h 该用电器的额定功率为 一般台灯的功率在20W左右，电视机的功率在120W左右，因此该用电器可能是洗衣机。 14．某充电宝上标有“3.7V，20000mA·h，输入5V 2A”，则该充电宝在充电时相当于 （选填“电源”或“用电器”），充满电需要时间 h。 【答案】 用电器 7.4 【详解】[1]充电宝在充电时消耗电能，相当于用电器； [2]充电宝贮存的电能为 根据可得充满电的时间为 15．如图甲所示电路，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。若滑片P从最右端移至最左端的过程中，R2消耗的电功率随电流变化的关系图像如图乙所示，其中a点是滑片置于最右端时的数据，b点是滑片移至某位置时的数据。则定值电阻R1的阻值为 Ω，电源电压为 V。 【答案】 20 18 【详解】[1][2]由电路图可知，R1和R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器滑片在右端时，变阻器接入电路的阻值最大，电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由乙图可知，电路中的最小电流I最小=0.2A，根据P=UI知，此时R2两端的电压为 由串联电路特点和欧姆定律表示出电源电压 ① 当滑动变阻器滑片移至某位置时，根据图中b点数据可知，滑动变阻器的电压 由串联电路特点和欧姆定律表示出电源电压 ② 联立①②，并代入数据解得R1=20Ω，U=18V。 16．如图是我国宇航员首次在轨拍摄的以地球为背景的空间站组合体全貌照片。可以看出宇航员拍摄该照片时处于空间站的 位置。太阳能电池板受光面朝向照片 面。由于太空碎片速度非常大，具有很大的 能，容易造成部分电池板受损。2023年12月，航天员成功出仓修复电池板外表面。电池板每天可发电1000kW·h，相当于 kg的焦炭完全燃烧放出的热量。（已知） 【答案】 舱外 正 动 120 【详解】[1]照片中能看到整个空间站，说明宇航员拍摄该照片时处于空间站的舱外位置。 [2]太阳能电池板工作时，需要接收太阳光的照射，所以太阳能电池板受光面朝向照片正面。 [3]动能跟质量和速度有关，太空碎片速度非常大，具有很大的动能。 [4]电池板每天可发电 W=1000kW⋅h=1000×3.6×106J=3.6×109J 由Q放​=mq得，焦炭的质量 四、实验题 17．小华的妈妈每天骑电动车上班，夏天每两天充一次电，而入冬后每天就需充一次电。走的路程都一样，为什么区别会这么大呢?小华通过查阅网上资料，发现电池容量是指电池在25℃时存储电量的大小。于是她提出下列两个猜想： 猜想一：电池容量与使用时间有关。 猜想二：电池容量与温度有关。 (1)电动车电池的放电量不好统计，而且想通过冰箱进行降温也不好操作，突然她看到手机能显示电池剩余电量的百分比，很快有了灵感，设计实验如下：将家里新、旧两部不同品牌的手机，在相同的环境温度下充满电，同时开始播放同一部电影，1.5h后新手机剩余电在85%，旧手机剩余电量41%。于是她得出“猜想一是正确的”结论，你认为他得出这一结论合理吗? （选填“合理”或“不合理”），说明理由： 。 (2)①为帮助小华进行实验，爸爸拿来了家里强光手电筒上的充电电池，小华发现上面标有“3.7V ”字样，她很快计算出充电电池充满电所存储的电能为 J。 ②根据电池容量的定义，小华认为充放电需在同一温度下进行，他将充电电池分别放在25℃、5℃、、下充电并利用手电筒放电，并得出如下实验数据： 温度T/℃ 充满电所需时间 满电放电时间 25 6.66 1.55 5 5.67 1.29 5.07 1.16 4.48 1.03 小华通过 反映电池容量大小，分析表中数据可以发现，猜想 是正确的。 (3)通过探究，小华想到要帮助妈妈解决冬天电动车充电问题，可以将电动车放在比较温暖的地方充电。联想到国家近年大力推广电动汽车，在冬季为了提高电池容量，从而提高电动汽车的续航能力，请你根据猜想二提出一个改进意见： 。 【答案】(1) 不合理 没有控制电池的容量相同 (2) 55944 放电时间 二 (3)在电池周围加电热装置 【详解】（1）[1][2]根据控制变量法，要控制两部手机的电池容量相同，才能得出在温度相同时，电池使用时间越长，电池容量越小，故他这一结论不对。 （2）[1]充电电池充满电所存储的电能为 [2][3]根据题意可知利用手电筒灯泡放电，直到灯泡熄灭，故通过放电时间反映电池容量大小；纵向分析表中数据可知，温度越低，灯泡放电时间越短，故得出的结论是温度越低电池容量越小，猜想二是正确的。 （3）因温度越高电池容量越大，故为了提高电池容量，从而提高电动汽车的续航能力，可在电池周围加电热装置。 18．图甲是家用电吹风的工作原理图，电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。 (1)要让电吹风工作时吹出热风，它的开关应置于图甲中 位置，此时电风扇与电热丝的连接方式是 ； (2)某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示，则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是 J； (3)电热丝在工作时的电功率是 W，它的电阻值是 Ω（保留一位小数）； (4)使用几年后，发现电热丝变细，则其电阻变 ，它的实际功率将变 。 【答案】(1) 1 并联 (2) (3) 528 91.7 (4) 大 小 【详解】（1）[1][2]吹风机吹热风时，电热丝和电风扇同时工作，开关应接“1”位置，此时电热丝和电风扇是并联。 （2）由乙图可知，吹风机在热风挡工作20s，凉风挡工作10s，电吹风共消耗电能为 （3）[1][2]电热丝吹热风时的功率为电热丝和电风扇的功率之和，吹冷风时的功率为电风扇的功率，所以电热丝的电功率为 电热丝的电阻为 （4）[1][2]导体的电阻大小和电阻丝长度和粗细有关，长度越长电阻越大，电阻丝越细电阻越大，因此使用几年后，发现电热丝变细，则其电阻变大，根据可知，它的实际功率变小。 五、计算题 19．如图所示，电源电压为8V并保持不变，通过电阻R1的电流与其两端电压变化的规律图像。当闭合开关S后，电压表示数为6V，求： (1)电阻R1的阻值。 (2)电阻R2的阻值。 (3)通电30s，整个电路中电流所做的功。 【答案】(1) (2) (3)120J 【详解】（1）根据R1的电流与其两端电压变化的图像得，当R1两端的电压是2V时，通过R1的电流是0.5A，则电阻R1的阻值 （2） R1与R2串联，根据串联电路电流规律可知，通过R2的电流 I2= I1=0.5A电阻R2的阻值 （3）通电30s，整个电路中电流所做的功 W=UIt=8V×0.5A×30s=120J 20．如图甲为一款电养生壶有高温和保温二挡功能，其加热原理如图乙所示。养生壶的额定电压为220V，R1、R2均是发热电阻，其中R2=506Ω。正常工作高温挡电功率为1100W。求： (1)养生壶处于高温挡5min消耗的电能； (2)养生壶的保温挡的电功率； (3)若电路电压降为198V，养生壶处于高温挡时的实际电功率。 【答案】(1)3.3×105J (2)88W (3)891W 【详解】（1）根据可知，养生壶处于高温档5min消耗的电能 （2）当开关与“1”接通，只有电阻R1接在电路，总电阻较小，为高温档，根据可知，R1电阻为 当开关与“2”接通过，R1、R2电阻串联，总电阻较大，养生壶处于保温档，电路中的总电阻为 养生壶的保温挡的电功率为 （3）电路电压降为198V，养生壶处于高温挡时的实际电功率为 21．如图所示，这是一款自动炖煮机的简化电路图，、是两个完全相同的电热丝，S为电源开关，通过控制开关、实现低温、中温、高温三个挡位间的切换。从该炖煮机铭牌信息中获知，其额定电压为，加热效率为，但功率信息模糊不清。为研究该炖煮机的工作情况及有关信息，在炖煮机中装入的水，闭合开关S，通过观察其电子显示屏（显示屏消耗的电能忽略不计）记录的有关信息如表所示。[水的比热容]求： （1）水吸收的热量。 （2）炖煮机高温挡时的功率。 （3）电阻、的阻值。 指示灯状态 工作时间 水温变化 高温灯亮 34℃升至100℃ 中温灯亮 100℃保持不变 低温灯亮 100℃保持不变 【答案】（1）1.386×106J  ；（2）2200W  ；（3）R1为44Ω，R2为44Ω 【详解】解（1）由题意可得，0-14min采用高温档工作，此时水吸收的热量为 （2）由题意可得，加热效率为75%，则高温挡消耗的电能为 高温档功率为 （3）高温挡工作时，据知，电路中的电阻越小时，功率越大，由电路图知，R1和R2并联时，电路中的电阻最小，即此时电路为高温档，由并联电路电阻规律及题意可得，此时电阻丝的阻值为 答：（1）0~14min水吸收的热量为1.386×106J； （2）炖煮机高温挡时的功率为2200W； （3）两个电阻的阻值均为44Ω。 22．如图甲所示的电路中，为定值电阻，为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，求： (1)的阻值为多少；电源电压为多少； (2)电路的最大功率为多少？ 【答案】(1)6V (2) 【详解】（1）由左图可知，两电阻串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图乙可知，根据欧姆定律可得，电源的电压 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由右图可知，，，串联电路中总电压等于各分电压之和，电源的电压 电源的电压不变，经整理可知 解得 电源的电压 （2）电路的最大功率为 学科网（北京）股份有限公司 $$