第15期 测量小灯泡的电功率 焦耳定律（参考答案见下期）-【数理报】2024-2025学年九年级(中考)物理学案（人教版）

书 电能与电热是电学里的两个易混淆的概念，下面从 两个方面进行分析比较，帮助同学们加以区分． 一、大小 含有电饭锅、电炉、电热水器、电熨斗等用电器的电 路叫做纯电阻电路，用电器消耗的电能全部用来产生 热，这时电能等于电热． 而电路中如果含有电风扇、电冰箱、洗衣机、电动机 等用电器时，电能除了一小部分转化为热以外，大部分 转化为其他形式的能（如机械能），这样的电路叫非纯 电阻电路，在非纯电阻电路中，电能大于电热． 例１．将规格都是“２２０Ｖ　１００Ｗ”的一台电风扇、 一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时 间相同，下列有关说法中正确的是 （　　） Ａ．三个用电器产生的热量一样多 Ｂ．三个用电器消耗的电能一样多 Ｃ．电烙铁产生的热量最少 Ｄ．电烙铁消耗的电能最多 解析：三个用电器的额定功率相同，正常工作时相 同时间内消耗的电能是相等的．电风扇工作时电能大部 分转化为机械能；电视机工作时产生声音和图像，主要 将消耗的电能转化为声能和光能；电烙铁工作时把电能 全部转化为内能，它产生的热量最多．故答案为Ｂ． 二、公式 下面列表说明电能和电热的计算公式： 电能 电热 普遍适用 Ｗ ＝Ｐｔ＝ＵＩｔ Ｑ＝Ｉ２Ｒｔ 纯电阻电路 Ｑ＝Ｗ ＝Ｐｔ＝ＵＩｔ＝Ｕ ２ Ｒｔ＝Ｉ ２Ｒｔ 非纯电阻电路 Ｗ ＝Ｑ＋Ｗ其他（此时Ｑ＜Ｗ） 例２．电动机是将电能转化成机械能的机器，但由 于线圈内部有电阻，所以同时还有一部分电能转化成内 能．若一台玩具电动机接在６Ｖ的电源两端，使其正常 转动时，通过电动机的电流为０．３Ａ；短暂地卡住电动机 转轴，使其不能转动，通过电动机的电流为３Ａ．则这台 电动机线圈的电阻为 Ω，正常转动时将电能转 化为机械能的效率（即所占比例）是 ． 解析：电动机工作时将电能大部分转化为机械能， 只有一小部分转化成了内能，这时电能和电热的计算公 式是不同的．电动机不转动时，可将电动机看成是一个 纯电阻用电器，根据题意，由Ｉ＝ＵＲ可知其线圈电阻为 Ｒ＝ＵＩ′＝ ６Ｖ ３Ａ＝２Ω， 电动机正常转动时消耗的电能为Ｗ电 ＝ＵＩｔ， 电动机正常转动时产生的热量为Ｑ＝Ｉ２Ｒｔ， 电动机正常转动时输出的机械能为Ｗ ＝Ｗ电 －Ｑ， 所以电动机正常转动时将电能转化为机械能的效 率为 η＝ ＷＷ电 ＝ Ｗ电 －Ｑ Ｗ电 ＝ＵＩｔ－Ｉ ２Ｒｔ ＵＩｔ ＝ Ｕ－ＩＲ Ｕ ＝６Ｖ－０．３Ａ×２Ω６Ｖ ＝９０％． ! !" #$% 书 电能　电功 １．Ａ　２．Ｄ　３．Ｂ　４．Ｄ　５．Ｃ　６．Ｃ ７．电能　机械　内 ８．２０２２．９　１ ９．４．８　４∶１ １０．２．５　８　７．５ １１．１４．２９　５．４×１０５　８１．０７％ 电功率 １．Ａ　２．Ｃ　３．Ｄ　４．Ｂ　５．Ｃ ６．Ｂ　７．Ｄ　８．Ａ　９．Ｄ　１０．Ｃ １１．２７　０．９ １２．３０　４８ １３．５　７０４ １４．冷　１０００　１４００ １５．１∶２　１∶４ １６．０．２　２０ １７．７　８．７５ １８．（１）小灯泡的亮度 （２）电流　电压 （３）电流　小灯泡Ｌ１两端的电压太大　在干路串 联一只规格合适的滑动变阻器 １９．解：（１）“厨宝”的额定功率 Ｐ＝ＵＩ＝２２０Ｖ×５Ａ＝１１００Ｗ． （２）“厨宝”消耗的电能 Ｗ ＝Ｐｔ＝１１００Ｗ×１００ｓ＝１．１×１０５Ｊ． （３）水吸收的热量 Ｑ吸 ＝ｃ水ｍΔｔ＝４．２×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）×５ｋｇ×４℃ ＝ ８．４×１０４Ｊ， “厨宝”的效率 η＝ Ｑ吸 Ｗ ＝ ８４×１０４Ｊ １１×１０５Ｊ ≈７６４％． ２０．解：（１）当Ｓ１闭合、Ｓ２断开，滑片 Ｐ滑到最左端 时，电路为灯泡的简单电路，灯泡正常发光，所以电源电 压Ｕ＝ＵＬ额 ＝２４Ｖ． （２）灯丝的电阻 ＲＬ ＝ Ｕ２Ｌ额 ＰＬ额 ＝（２４Ｖ） ２ ３２Ｗ ＝１８Ω， 当Ｓ１、Ｓ２都闭合时，调节滑动变阻器Ｒ２的滑片Ｐ到 最右端，Ｒ２与电阻Ｒ１并联后与灯泡串联，并联部分的电 阻 Ｒ并 ＝ Ｒ１Ｒ２ Ｒ１＋Ｒ２ ＝２０Ω×３０Ω２０Ω＋３０Ω ＝１２Ω， 电路的总电阻 Ｒ总 ＝ＲＬ＋Ｒ并 ＝１８Ω＋１２Ω ＝３０Ω， 电路中的总电流 Ｉ＝ ＵＲ总 ＝２４Ｖ３０Ω ＝０８Ａ， 灯泡两端的电压 ＵＬ ＝ＩＲＬ ＝０．８Ａ×１８Ω ＝１４．４Ｖ， 即电压表的示数为１４．４Ｖ． （３）分析题意及电路图可知，当开关 Ｓ１闭合、Ｓ２断 开，滑动变阻器Ｒ２的滑片位于最右端时，电路中的电阻 最大，电路消耗的总功率最小，则电路的最小总功率 Ｐｍ ＝ Ｕ２ Ｒ２＋ＲＬ ＝ （２４Ｖ） ２ ３０Ω＋１８Ω ＝１２Ｗ． 书 例题：在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压 恒为６Ｖ，小灯泡的额定电压为２．５Ｖ，正常发光时灯丝 电阻约为１０Ω，所用滑动变阻器的最大阻值为４０Ω． （１）请用笔画线代替导线在图１甲中完成实物电路 的连接． （２）同学们进行试触时，发现小灯泡不发光，电流 表无示数，电压表有示数，则电路中发生的故障可能是 （选填“小灯泡断路”“小灯泡短路” 或“滑动变阻器断路”）． （３）某次实验中，同学们看到电压表示数为１．８Ｖ， 要使小灯泡正常发光应向 （选填“Ａ”或“Ｂ”） 端移动滑片．当小灯泡正常发光时，电流表示数如图１ 乙所示，则小灯泡的额定功率是 Ｗ． （４）某同学还想探究电流与电阻的关系，于是将甲 图中的小灯泡换成定值电阻Ｒ，并使电压表的示数始终 保持２Ｖ不变，多次更换阻值不同的定值电阻Ｒ，记录各 次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能 够完成实验，他更换的定值电阻 Ｒ的阻值不能大于 Ω． 解析：（１）测量小灯泡的电功率，需要将滑动变阻 器和小灯泡串联，电压表和小灯泡并联，电流表和小灯 泡串联．小灯泡正常发光时的电压为２．５Ｖ，所以电压表 量程要选择０～３Ｖ；小灯泡正常发光时灯丝电阻约为 １０Ω，根据欧姆定律可得通过小灯泡的电流约为 Ｉ＝ Ｕ额 Ｒ灯 ＝２．５Ｖ１０Ω ＝０．２５Ａ，因此电流表量程要选择 ０～ ０．６Ａ．实物电路如图２所示． （２）若小灯泡断路，则电压表的正负接线柱与电源 正负极之间是连通的，电压表有示数且接近电源电压， 电流表没有示数；若小灯泡短路，则小灯泡不亮，电压表 示数为０，电流表有示数；若滑动变阻器断路，则整个电 路为断路，电流表和电压表都不会有示数． （３）电压表示数为１．８Ｖ，而小灯泡正常发光时的 电压为２．５Ｖ，要增大小灯泡两端的电压，需要增大电路 中的电流，即减小电路中的电阻，因此滑片应向 Ａ端移 动．由图１乙知电流为０．２４Ａ，所以小灯泡的额定功率 Ｐ＝Ｕ额 Ｉ额 ＝２．５Ｖ×０．２４Ａ＝０．６Ｗ． （４）电源电压为６Ｖ，定值电阻两端电压为２Ｖ，因此 滑动变阻器分压为４Ｖ．当滑动变阻器全部接入电路时，定 值电阻Ｒ的阻值最大，此时电路中电流Ｉ′＝ Ｕ滑 Ｒ滑 ＝４Ｖ４０Ω ＝ ０．１Ａ，定值电阻的阻值Ｒ＝ＵＩ′＝ ２Ｖ ０．１Ａ＝２０Ω． 答案：（１）如图２所示　（２）小灯泡断路 （３）Ａ　０．６　（４）２０ ! &' ()* ! ! ! " # $ % & ' ! " ! " ! " # $ " ! % % # $ & ' $&! $&' $ $&( 书 测量小灯泡的电功率 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 想一想：请你设计出实验室中测量小灯泡电功率的 电路图．在根据电路图连接实物图的过程中，你认为需 要注意些什么？ 连一连：在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电 源电压为３Ｖ，小灯泡的额定电压为２．５Ｖ．请你用笔画 线代替导线将图１中的电路连接完整． 做一做：（１）检查电路无误后，闭合开关 Ｓ，移动滑 动变阻器的滑片Ｐ，此时注意观察电压表的示数，当电 压表的示数等于小灯泡的额定电压时，停止移动滑片， 并记下电流表的示数，代入公式Ｐ额 ＝Ｕ额 Ｉ额，算出小灯 泡的额定功率． （２）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压 低于额定电压，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表 和电流表的示数，代入公式 Ｐ＝ＵＩ，算出小灯泡此时的 实际功率． （３）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压 约为额定电压的１．２倍，观察小灯泡的发光情况，并记下 电压表和电流表的示数，代入公式 Ｐ＝ＵＩ，算出小灯泡 此时的实际功率． 比一比：与“伏安法”测定值电阻阻值的实验相比 较，不难发现两者既有相同之处，又有不同之处．对于不 同之处，我们可以从以下几方面去考虑： （１）实验原理不同：测定值电阻阻值的实验原理是 ，测小灯泡电功率的实验原理是 ． （２）改变滑动变阻器滑片位置的目的不同：测定值 电阻阻值改变滑动变阻器滑片位置的目的是 ，测小灯泡电功率改变滑动变阻 器滑片位置的目的是 ． （３）处理数据的方法不同：测定值电阻的阻值，数 据处理时可采用 的方法计算电 阻减小误差，测小灯泡电功率时因不同电压下小灯泡的 电功率是可变的，数据处理时 （选填“能”或 “不能”）采用求平均值的方法计算电功率． 【跟踪训练】 １．标有“２２０Ｖ　２５Ｗ”“１１０Ｖ　２５Ｗ”和“３６Ｖ　２５Ｗ” 的三种规格的白炽灯泡，若都在３６Ｖ电压下工作，灯泡 的亮度是 （　　） Ａ．“２２０Ｖ　２５Ｗ”最亮 Ｂ．“１１０Ｖ　２５Ｗ”最亮 Ｃ．“３６Ｖ　２５Ｗ”最亮 Ｄ．一样亮 ２．在测量小灯泡电功率的实验中，已知小灯泡的额 定电压为２．５Ｖ，小明同学通过正确实验得到的数据如 下表，分析数据得到的下列结论，正确的是 （　　） 电压Ｕ／Ｖ １．５ ２ ２．５ ３ 电流Ｉ／Ａ ０．２５ ０．２９ ０．３２ ０．３５ Ａ．小灯泡的实际功率随它两端电压的增大而减小 Ｂ．通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比 Ｃ．小灯泡的额定功率为四次功率的平均值 Ｄ．小灯泡的额定功率为０．８Ｗ ３．（２０２４·南宫校级模拟）如 图２所示是“测量额定电压为 ２．５Ｖ小灯泡的额定功率”的实验 电路图，电源两端的电压保持不 变，闭合开关，电压表的示数为 ２．６Ｖ，现要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的 滑片向 （选填“左”或“右”）移动至电压表示 数为 Ｖ，若此时电流表示数为０．４Ａ，则小灯泡 的额定功率为 Ｗ． 焦耳定律 １．电流的热效应 想一想：仔细观察图３所示的这些用电器，思考一 下，使用这些用电器时热量是从哪里来的． 填一填：许多用电器通电时都会产生 现 象，说明电流在通过这些用电器时将电能转化成了 ，我们把这个现象叫做 ． 做一做：如图４所示是演示电流通过导体时产生热 的多少与哪些因素有关的一个实验装置，Ａ、Ｂ两个透明 容器中密封着等量的空气，各自分别连接一个 Ｕ形管， 当空气受热膨胀体积增大时，Ｕ形管另一端的液面会升 高，通过液面高度来反映密闭空气温度的变化情况．Ａ、Ｂ 两个密闭容器中分别连有定值电阻，在Ａ中选用和Ｂ中 定值电阻阻值不同的电阻与Ｂ中定值电阻进行串联，接 通电路后比较两个Ｕ形管中液面高度的变化． 议一议：（１）该实验中采用了控制变量法，相等的 量有 ，不同的量有 ．实验中 将电阻放热多少的问题，转换为Ｕ形管中液面高度变化 的问题，这种研究方法叫做 法． （２）为了研究电流通过导体时产生热量的多少与 电流大小的关系，应控制 不变，改变 的大小，观察 ．通过阅 读课本，结合图４的实验器材，你认为实验中应如何组装 电路？ ２．焦耳定律 填一填：（１）英国物理学家 在大量实验的 基础上总结出电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟 成正比，跟 成正比． （２）上述关系用公式表示为Ｑ＝ ．公式中 Ｉ表示 ，单位为 ；Ｒ表示 ，单位 为 ；ｔ表示 ，单位为 ；Ｑ表示 ，单位为 ． ３．电热的利用和防止 说一说：电热在生活中有许多应用，请举出几个利 用电热的实例． 填一填：有时电热又是有害的，这时候要防止电热 造成的危害，例如电视机后盖上有 ，电脑主机 箱里要安装 ． 【跟踪训练】 ４．（２０２４·邓州校级期末）小华受汽车加热座椅的 启发，应用所学的知识为爷爷制作了一个用电阻丝制成 的电加热座垫，让爷爷冬天坐在椅子上暖和．测试后，小 华想让座垫在相同时间内产生的热量多点，小华设计的 下列改造方案可行的是 （　　） Ａ．减小座垫电路的电源电压 Ｂ．把电阻丝剪去一小段 Ｃ．更换一根同材料同长度更细的电阻丝 Ｄ．与现有电阻丝串联一根相同的电阻丝 ５．有四段电阻丝ａ、ｂ、ｃ、ｄ，它们由同种材料做成，横 截面积相同，但绕成不相同的圈数（每圈的长度相等，ａ、 ｃ圈数相同，ｂ、ｄ圈数相同）．按如图５所示连接，通电后 在相同的时间内，它们产生的热量由多到少的顺序是 （　　） Ａ．ａ、ｂ、ｄ、ｃ Ｂ．ａ、ｃ、ｂ、ｄ Ｃ．ｂ、ｄ、ａ、ｃ Ｄ．ｄ、ｃ、ｂ、ａ ６．如图６所示，Ｒ１∶Ｒ２∶Ｒ３ ＝ １∶２∶３，闭合开关后，两电流表 Ａ１、Ａ２示数之比Ｉ１∶Ｉ２＝ ， 在相同时间里，Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３产生的热量 之比为Ｑ１∶Ｑ２∶Ｑ３ ＝ ． ! +, -./ ! ! #$%& '() # $ """""""""""# " " " " " " $ %%%%%%%%%%%$ " " " " " " $ 0123456789 "&)!&* %&"!&+" '&,+&# (&+"-(.%"! ! # *+, -./ 0+1 2034) 256 :;<=>?@A :;<>BCDEFGHI@J KLMNOPQR NSTUOVWXYZ [\]^_`W)/"'0$1$12a3b cde`f!"0!4" ghf555&6789:;<=&>=? !"#$% ! " #! !!"# " $"% !" !$!'&"$'"$( !"#$ &'()*+ !"#$%&'" ()*+,-'. ijkLlmBj6n "+o @ ! $ ! "' o ! pqr567s "' o % pqr567s # % ! & " ' " " # $ " & ( ! ( # ! ( A ( A ( ) * + ! ) atu &v' pjwb n"of #$%&' ( ) Qpxof1*'+ n!of,%- Qpxof1*""+ n%of.()/0123 Qpxof1*"4+ n'of.()456/ Qpxof1*!++ n+of 789: 9; <9= >?<@? 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２．在测量小灯泡额定功率的实验中，某同学正确连 接电路，闭合开关后灯泡发光，但怎么调节滑动变阻器， 电压表都不能达到灯泡额定电压，可能原因是 （　　） Ａ．灯泡灯丝断开 Ｂ．电源电压太低 Ｃ．变阻器总电阻太大 Ｄ．电压表量程太大 ３．（２０２４·浠水校级期末）小明做作业时，家里的电 灯突然变暗了一些，其原因可能是 （　　） Ａ．电灯的额定电压变大 Ｂ．电灯的额定电压变小 Ｃ．电灯的额定功率变小 Ｄ．电灯的实际功率变小 ４．一个标有“４Ｖ　２Ｗ”字样的灯泡，给它两端加 ２Ｖ电压时，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则 （　　） Ａ．此时灯泡的实际功率为０．５Ｗ Ｂ．此时灯泡的实际功率为１Ｗ Ｃ．此时灯泡中的电流为０．５Ａ Ｄ．此时灯泡中的电流为１Ａ ５．下图所示的四个电路中，电源电压已知，电阻 Ｒ 的阻值已知，根据电压表或电流表的示数，无论直接还 是间接均不能求出灯泡电功率的电路是 （　　） ６．（２０２４·邹城校级期末）如 图１所示的电路中，Ｌ１标有“６Ｖ　 ３Ｗ”字样，Ｌ２标有“３Ｖ　３Ｗ”字 样，闭合开关后，两灯均发光，忽 略温度对灯丝电阻影响，下列说 法错误的是 （　　） Ａ．两电压表示数之比Ｕ１∶Ｕ２ ＝１∶５ Ｂ．两灯泡Ｌ１、Ｌ２的电阻之比Ｒ１∶Ｒ２ ＝４∶１ Ｃ．两灯泡Ｌ１、Ｌ２额定功率之比Ｐ１∶Ｐ２ ＝１∶１ Ｄ．通过两灯的电流之比Ｉ１∶Ｉ２ ＝１∶１ ７．关于标有“２．５Ｖ　０．３Ａ”和“３．８Ｖ　０．３Ａ”的甲、乙 小灯泡，下列说法正确的是（不考虑灯丝电阻的变化）（　　） Ａ．甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率 Ｂ．甲灯的实际功率一定小于乙灯的实际功率 Ｃ．甲、乙两灯均正常工作时，甲灯消耗的电能一定 比乙少 Ｄ．甲、乙两灯并联在电路中，甲灯比乙灯亮 ８．在测量小灯泡电功率的实验中，把标有“２．５Ｖ” 的灯泡Ｌ与滑动变阻器Ｒ串联起来接在电压是５Ｖ的电 源上，调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，测得小灯泡的 功率为０．５Ｗ，下列说法中不正确的是 （　　） Ａ．电流表的读数为０．５Ａ，变阻器两端电压是２．５Ｖ Ｂ．滑动变阻器连入电路中的阻值Ｒ＝１２．５Ω Ｃ．相等时间内，电流对Ｌ和Ｒ所做的功相等 Ｄ．继续调节滑动变阻器，滑动变阻器的电功率可能 小于灯泡的电功率 ９．标有“２２０Ｖ　１００Ｗ”的灯泡 Ｌ１和 Ｌ３与标有 “２２０Ｖ　４０Ｗ”的灯泡Ｌ２和Ｌ４，按图２甲、乙所示方式 分别接入２２０Ｖ电路中，若不考虑温度对灯丝电阻的影 响，四只灯泡工作时最亮的是 （　　） Ａ．Ｌ１ Ｂ．Ｌ２ Ｃ．Ｌ３ Ｄ．Ｌ４ １０．（２０２４·宁德校级期末） 如图３所示，电源电压保持不变， 灯泡标有“３Ｖ　１．５Ｗ”字样，不 考虑灯丝电阻随温度的变化，变 阻器Ｒ的最大阻值为２４Ω，电流 表量程为０～０．６Ａ，电压表量程 为０～３Ｖ．开关Ｓ闭合，变阻器Ｒ接入电路的电阻为３Ω 时，灯泡正常发光．在电路安全的前提下，下列说法中正 确的是 （　　） Ａ．灯泡的最小功率为０．１３５Ｗ Ｂ．灯泡的最小功率与最大功率之比为１∶４ Ｃ．通过灯泡的最小电流与最大电流之比为１∶６ Ｄ．变阻器接入电路最小电阻与最大电阻之比为１∶８ 二、填空题（每空２分，共２４分） １１．现有电流表（０～０．６Ａ和０～３Ａ两挡）一个， 电压表（０～３Ｖ和０～１５Ｖ两挡）一个，干电池四节，开 关一个，滑动变阻器（１０Ω　２Ａ）一个，导线若干，为测 定额定电压为２．５Ｖ、额定功率大约为１．２Ｗ的小灯泡Ｌ 的额定功率，电压表应选用的量程为 Ｖ，电流 表应选用的量程为 Ａ． １２．（２０２４·乾安校级期末） 在测量小灯泡电功率的实验中， 小军利用两个电流表和一个已知 阻值为１０Ω的电阻 Ｒ０测出了小 灯泡的电功率，电路如图４所示． 闭合开关，小军读出电流表 Ａ１的 示数为０．５Ａ，电流表Ａ２的示数为 ０．２Ａ，则小灯泡 Ｌ两端的电压为 Ｖ，小灯泡的 实际功率为 Ｗ． １３．两只灯泡 Ｌ１和 Ｌ２分别标有“６Ｖ　３Ｗ”和 “１０Ｖ　１０Ｗ”的字样，保证两灯泡都能安全使用（设灯 丝电阻不变）．若把它们串联在电路中， 灯较 亮，两灯的实际功率之比Ｐ１∶Ｐ２ ＝ ，电源两端 的最大电压是 Ｖ． １４．如图５所示是一只可调亮度的台灯的内部电路 图，它的工作原理是通过开关来调节灯泡的亮度．单独 闭合Ｓ１比单独闭合Ｓ２时 （选填“亮”或“暗”）； 若灯最亮时的电功率为Ｐ１，灯最暗时的电功率为Ｐ２，则 Ｐ１∶Ｐ２为 ． １５．（２０２４·承德校级模拟）小华同学在“测量小灯 泡的电功率”实验中，所用电源电压为４．５Ｖ、７．５Ｖ和 ９Ｖ中的一个，滑动变阻器上标有“２０Ω　２Ａ”字样，小 灯泡标有“４．５Ｖ”字样，小灯泡的额定功率小于１．５Ｗ． 他按如图６所示连接好电路，先将变阻器的滑片移至 （选填“Ａ”或“Ｂ”）端，然后闭合开关Ｓ，再移动 变阻器的滑片Ｐ，当小灯泡正常发光时，变阻器的滑片Ｐ 恰好在中点．小华所用的电源电压为 Ｖ，小灯 泡的额定功率为 Ｗ． 三、实验探究题（共２８分） １６．（１４分）（２０２４·惠东校级模拟）如图７甲所示， 在测量一个标有“３．８Ｖ”字样小灯泡额定功率的实验 中，电源电压恒定不变． （１）该实验的原理是 ． （２）开关闭合前，应使滑动变阻器的滑片 Ｐ处于 （选填“Ａ”或“Ｂ”）端． （３）闭合开关后发现：小灯泡不亮，电流表没有示 数，电压表示数接近电源电压，则此时电路故障可能是 ． （４）故障排除后，闭合开关，调节滑片 Ｐ，使小灯泡 正常发光，此时电流表的示数如图７乙所示，则通过小灯 泡的电流为 Ａ，额定功率为 Ｗ． （５）为了测量另一小灯泡的 额定功率，小玲设计了如图８所示 的电路，其中定值电阻 Ｒ０ ＝ １０Ω，小灯泡的额定电压为３Ｖ． 先闭合开关Ｓ和Ｓ１，调节滑动变阻 器的滑片 Ｐ，使电流表的示数为 Ａ；接着将Ｓ１断开，Ｓ２闭合，读出电流表的示数 为Ｉ＝０．８Ａ，则小灯泡的额定功率Ｐ额 ＝ Ｗ． １７．（１４分）小华做“测量小灯泡电功率”的实验．实 验室有如下器材：电源（电压恒为６Ｖ）、小灯泡（额定电 压为２．５Ｖ，灯丝电阻约为１０Ω）、电流表、电压表、开关、 规格分别为Ｒ１“１０Ω　１Ａ”和Ｒ２“３０Ω　０．５Ａ”的滑动 变阻器各一个、导线若干． （１）小华设计了如图９甲所示的电路，应选用的滑 动变阻器是 （选填“Ｒ１”或“Ｒ２”）． （２）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，此 时小华 （选填“能”或“不能”）确定电路一定 存在故障．如果电流表有示数，电压表没有示数，则故障 原因可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）． （３）确定电路正确后，移动滑动变阻器的滑片在不 同位置，小灯泡的Ｕ－Ｉ图像如图９乙所示，当小灯泡正 常发光时，小灯泡的额定功率为 Ｗ． （４）有同学认为利用该电路也可以探究导体中电 流和导体两端电压的关系，你认为这种说法 （选填“合理”或“不合理”），理由是 ． （５）测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑 电表本身对电路的影响，该实验所测小灯泡电功率偏 （选填“大”或“小”）． 四、计算题（共８分） １８．如图１０所示，小灯泡Ｌ上 标有“５Ｖ　２．５Ｗ”字样，电源电 压恒为１８Ｖ，滑动变阻器的规格 为“３５Ω　１Ａ”，小灯泡 Ｌ的电阻 保持不变，求： （１）小灯泡Ｌ的电阻． （２）小灯泡Ｌ正常工作时，滑 动变阻器的电功率． （３）当滑动变阻器的滑片位于最右端时，小灯泡 Ｌ 的实际功率                                                                                                                                                                 ． 书 一、选择题（每小题４分，共４０分） 　　　　　　　　　　　　　　　１．下列四种用电器中，主要利用电流热效应工作的 是 （　　） Ａ．电热水壶　 Ｂ．电视机 Ｃ．收音机　 Ｄ．电风扇 ２．电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用， 有时使用不当也会给人们带来危害．下列情况中属于利 用电流热效应的是 （　　） Ａ．电脑两侧有散热孔 Ｂ．冬天用电暖气取暖 Ｃ．电视机的后盖有许多孔 Ｄ．超导技术在远距离输电中的应用 ３．（２０２４·利辛校级期末）甲、乙两电热器通过的电 流之比为１∶２，通电时间之比为３∶２，电阻之比为４∶３， 则产生热量之比为 （　　） Ａ．１∶２ Ｂ．２∶９ Ｃ．９∶２ Ｄ．２∶１ ４．将锡箔纸剪成了如图１ 所示的形状（ａ、ｂ、ｃ三段的长 度相同），然后将 Ｍ、Ｎ分别接 在干电池的正负两极上构成一个闭合回路．则在通电时 间相同时，该锡箔纸上产生热量最多的部位是 （　　） Ａ．ａ Ｂ．ｂ Ｃ．ｃ Ｄ．无法确定 ５．（２０２４·阜阳校级期末）一根电炉丝烧坏了，切掉 了 １ ６后，仍接在原电源上，在相同的时间内产生的热量 与原来产生的热量之比为 （　　） Ａ．１∶６ Ｂ．６∶１ Ｃ．５∶６ Ｄ．６∶５ ６．某电热水壶有两根电热丝，若把一根电热丝接入 电路，烧开一壶水要３０ｍｉｎ；若把另一根电热丝接入原 电路，烧开一壶水要１５ｍｉｎ，若把这两根电热丝并联起 来接入原电路，烧开这壶水需要的时间是（不考虑热损 失） （　　） Ａ．４５ｍｉｎ Ｂ．１０ｍｉｎ Ｃ．１５ｍｉｎ Ｄ．３０ｍｉｎ ７．（２０２４·明水校级模 拟）汽车尾部的挡风玻璃上 有一种电加热除雾装置，它 由５条阻值均为１２Ω的电 阻丝并联而成，简化结构如 图２所示．该装置接在１２Ｖ 的汽车电池上工作１ｍｉｎ产生的热量为 （　　） Ａ．３６００Ｊ Ｂ．７２Ｊ Ｃ．６０Ｊ Ｄ．７２０Ｊ ８．在如图３所示的电路中，电源电压不变，当开关 Ｓ１、Ｓ２都闭合时，电压表Ｖ１、Ｖ２的示数之比为５∶３；当开 关Ｓ１闭合，Ｓ２断开时，电压表Ｖ１、Ｖ２的示数之比为３∶２． 在后一种情况下，相同时间内，电阻Ｒ２与Ｒ３产生的热量 之比为 （　　） Ａ．２∶１　　　　Ｂ．１∶３　　　　Ｃ．３∶２　　　　Ｄ．３∶１ ９．如图４所示，小明探究电流通过导体产生热量的 影响因素，初始时Ｕ形管中各液面高度相平，容器中有 等量空气且密闭良好，Ｒ１ ＝Ｒ２ ＝Ｒ３，Ａ、Ｂ接入电路中， 下列说法错误的是 （　　） Ａ．通过Ｒ１的电流大于通过Ｒ２的电流 Ｂ．该装置利用了气体热胀冷缩的性质 Ｃ．一段时间后，左侧Ｕ形管中液面高度差较大 Ｄ．该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电 阻大小的关系 １０．（２０２４·泰州姜堰区校级 期末）如图 ５所示，当开关闭合 时，电压表 Ｖ１、Ｖ２的示数分别为 １０Ｖ和４Ｖ，电动机线圈的电阻为 ２Ω，Ｒ是阻值为４Ω的定值电阻， 则下列说法正确的是 （　　） Ａ．通过电动机的电流为３Ａ Ｂ．电动机两端的电压为４Ｖ Ｃ．电动机１ｍｉｎ产生的热量为１２０Ｊ Ｄ．电动机１ｍｉｎ消耗的电能为２４０Ｊ 二、填空题（每空２分，共２８分） １１．最近几年，我国城乡许多地区进行家庭供电线 路的改造，改造的内容之一是把电线换成更 （选填“粗”或“细”）的．与改造前相比，在电路中电流 大小相同时，通过电线产生的热量变 （选填 “多”或“少”）了． １２．（２０２４·绥化校级模拟）两个电阻的阻值之比 Ｒ１∶Ｒ２＝１∶４，若将它们串联在电路中，相同时间内Ｒ１、 Ｒ２消耗的电能之比 Ｗ１∶Ｗ２ ＝ ；已知 Ｒ１ ＝ １０Ω，将它们并联在４Ｖ的电路中后，两个电阻在１００ｓ 内产生的总热量是 Ｊ． １３．如图６所示是一台“６Ｖ　３Ｗ”的迷你小风扇， 电动机线圈的阻值为１Ω，让这台小风扇正常工作１ｍｉｎ 产生的热量为 Ｊ，工作效率约为 （结果 保留一位小数）． １４．如图 ７所示的电路中，电源电压恒定，Ｒ１ ＝ ２０Ω，当滑片Ｐ位于ｂ点时，电流表的示数为０．３Ａ，则电 源电压为 Ｖ；当滑片位于ａ点时，电流表的示数 为０１Ａ，则滑动变阻器Ｒ２的最大阻值为 Ω，经 过６０ｓ，电阻Ｒ１产生的热量为 Ｊ． １５．（２０２４·茶陵校级期末）如图８所示，Ｒ１的阻值 为１５Ω，闭合开关Ｓ，电流表的示数为０．３Ａ，电压表的示 数为３Ｖ，则Ｒ２的阻值为 Ω，通过Ｒ１的电流为 Ａ，通电１ｍｉｎ电阻Ｒ１产生的热量是 Ｊ． １６．如图９所示是一款有两个挡位的挂烫机的工作 电路图，正常工作电压为２２０Ｖ，加热电阻 Ｒ１ ＝Ｒ２ ＝ ８８Ω，只闭合开关Ｓ１时，挂烫机处于 （选填“高 温”或“低温”）挡，挂烫机处于高温挡工作１ｍｉｎ产生的 热量为 Ｊ． 三、实验探究题（共２４分） １７．（１０分）如图１０所示是探究“电流产生的热量与 哪些因素有关”的装置，甲、乙两图的密闭容器中都装有 等量的空气． （１）图甲装置可研究电流产生的热量与 的关系． （２）图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等，在其中 一容器外部并联一个阻值相等的电阻ｅ．通电相同时间， 发现左侧Ｕ形管内液面高度变化明显，这表明：在电阻 和通电时间相同的情况下，通过导体的 越大， 产生的热量越多．相同时间内，ｃ和ｄ两电阻产生的热量 之比为 ． （３）为了使图乙实验中左侧Ｕ形管液面高度差更明 显，可将空气盒外电阻换成 （选填“大于”或 “小于”）５Ω的电阻． （４）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与 它相连的导线却不怎么热”这一现象，可用图 的实验结论来解释． １８．（１４分）（２０２４·宜良校级模拟）如图１１所示是 某中学的物理学习小组进行“探究电流通过导体产生热 量的多少跟哪些因素有关”的装置，可供选用的器材有： ６Ｖ的学生电源一个、５Ω的发热电阻两只、１０Ω的发热 电阻两只、量程适合的温度计两支、相同的烧瓶两只、 水、酒精、煤油、开关、导线若干． （１）已知比热容的大小为ｃ水 ＞ｃ酒精 ＞ｃ煤油，为了缩 短实验时间，实验前应在相同的两只烧瓶内装入质量 （选填“相等”或“不相等”）的 （选填 “水”“酒精”或“煤油”）． （２）在这个实验中，电流产生热量的多少是通过 体现出来的． （３）实验时，先闭合开关，然后移动滑动变阻器的 滑片到某一适当位置处并保持不变，再进行观察．如图 １１所示的实验装置是用来探究电流产生的热量与 是否有关，设计电路时应使电阻丝 Ｒ甲、Ｒ乙 的 阻值 （选填“相同”或“不同”）． （４）完成了上述实验后，继续向左移动滑动变阻器 的滑片Ｐ，可观察到两支温度计的示数都比原来上升得 （选填“快”或“慢”）．说明在电阻和通电时间 都相同的情况下， 越大，电流通过导体产生的 热量就越多． 四、计算题（共８分） １９．如图１２所示是家用电吹风的工作原理图．电吹 风工作时，可以分别吹出热风和冷风．已知此电吹风热 风挡的额定功率为１１００Ｗ，通过电动机的电流为１Ａ． 某段时间电吹风在热风挡正常工作，求： （１）电路的总电流． （２）电热丝的电阻． （３）电动机线圈的电阻为２Ω，通电１００ｓ产生的 热量                                                                                                                                                                 ． !"#$% &'()* !"#$%&'()*+ !"#$%#&'$&() !",-%&'()*+ *"#$+#&'$$!" !"#$%&'"() $#* +",$%&-"(. $#* !"#$$,, %& /0123 45(678 $(*9 :;<= '"%$$,, %( >?@ABCDEF ! - . ! # $ ! / ,0$ ,1& ,1" "2. 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