第16期 《电能与电功率》章节复习（参考答案见下期）-【数理报】2024-2025学年九年级(中考)物理学案（沪粤版）

书书书 １７．如 图 １０ 所 示 是 一 台 饮 水 机 的 工 作 原 理 电 路 图 ，Ｓ 是 一 个 温 控 开 关 ， Ｒ １ 是 阻 值 为 ２２ Ω 的 电 加 热 管 ，Ｒ ２ 是 定 值 电 阻 ，Ｒ ２ ＝ ４Ｒ １ ． 当 饮 水 机 处 于 加 热 状 态 时 ， （ 选 填 “ 红 ” 或 “ 绿 ” ） 灯 亮 ；保 温 １００ ｓ 时 Ｒ １ 产 生 的 热 量 为 Ｊ． （ 不 考 虑 温 度 对 电 阻 的 影 响 ， 且 不 计 红 、 绿 指 示 灯 的 阻 值 ） １８． （２０２４ · 清 镇 期 末 ） 如 图 １１ 所 示 ， 电 源 电 压 恒 定 ， 定 值 电 阻 Ｒ １ ＝ ５ Ω ，闭 合 开 关 Ｓ ， 断 开 Ｓ １ ，电 流 表 示 数 为 ０．３ Ａ ，再 闭 合 开 关 Ｓ １ ，电 流 表 示 数 为 ０．９ Ａ ，此 时 通 过 Ｒ ２ 的 电 流 为 Ａ ；通 电 １０ ｍ ｉｎ ，电 阻 Ｒ １ 产 生 的 热 量 为 Ｊ． １ ９．如 图 １２ 所 示 ，电 源 电 压 保 持 不 变 ， 灯 Ｌ １ 标 有 “３ Ｖ 　 ３ Ｗ ” 的 字 样 ， 灯 Ｌ ２ 标 有 “６ Ｖ 　 ３ Ｗ ” 的 字 样 ．当 开 关 拨 至 ２ 位 置 且 滑 片 滑 到 Ａ 端 时 ，灯 Ｌ ２ 恰 好 正 常 发 光 ．当 开 关 拨 至 １ 位 置 时 ，要 使 灯 Ｌ １ 正 常 发 光 ，滑 动 变 阻 器 接 入 电 路 中 的 阻 值 应 为 Ω ．通 过 控 制 开 关 Ｓ ，使 灯 Ｌ １ 、Ｌ ２ 分 别 正 常 发 光 时 ，两 种 电 路 的 总 功 率 之 比 为 ． （ 灯 丝 电 阻 不 随 温 度 变 化 ） ２０．如 图 １３ 所 示 的 电 路 中 ，电 源 电 压 恒 定 ，小 灯 泡 Ｌ 标 有 “６ Ｖ　 ４．８ Ｗ ” ，不 考 虑 灯 丝 电 阻 的 变 化 ， 电 阻 Ｒ １ 的 阻 值 为 １０ Ω ， 滑 动 变 阻 器 Ｒ ２ 标 有 “２０ Ω 　 １ Ａ ”．只 闭 合 Ｓ １ ，将 Ｒ ２ 的 滑 片 Ｐ 置 于 最 左 端 时 ，灯 Ｌ 正 常 发 光 ，则 电 源 电 压 为 Ｖ ．只 闭 合 Ｓ ２ ，当 滑 片 Ｐ 置 于 最 右 端 ，１０ ｓ 内 电 路 消 耗 的 总 电 能 为 Ｊ． 三 、 实 验 探 究 题 （ 共 ３４ 分 ） ２１． （１１ 分 ） （２０２４ · 砀 山 校 级 期 末 ） 如 图 １４ 所 示 是 “ 探 究 电 流 通 过 导 体 产 生 的 热 量 与 哪 些 因 素 有 关 ” 的 实 验 装 置 ． （１ ） 如 图 １４ 甲 所 示 ，两 个 容 器 中 的 电 阻 丝 串 联 的 目 的 是 使 通 过 两 个 电 阻 丝 的 相 同 ， 该 装 置 可 用 来 探 究 电 流 通 过 导 体 产 生 的 热 量 与 的 关 系 ；通 电 一 段 时 间 后 ， 与 （ 选 填 “ 左 ” 或 “ 右 ” ） 侧 容 器 相 连 的 Ｕ 形 管 中 液 面 的 高 度 差 较 大 ． （２ ） 用 Ｕ 形 管 中 液 面 的 高 度 差 来 反 映 两 容 器 内 电 阻 丝 放 出 热 量 的 多 少 ，应 用 的 实 验 方 法 是 ． （３ ） 采 用 如 图 １４ 乙 所 示 的 实 验 装 置 ，可 以 得 出 结 论 ： 在 电 阻 和 通 电 时 间 相 同 时 ， 越 大 ，产 生 的 热 量 越 （ 选 填 “ 多 ” 或 “ 少 ” ）． （４ ） 如 果 乙 装 置 中 Ｒ ３ 发 生 了 开 路 ，保 证 通 电 时 间 相 同 ，与 开 路 前 相 比 较 ，则 左 侧 Ｕ 形 管 中 液 面 的 高 度 差 将 （ 选 填 “ 变 大 ” “ 变 小 ” 或 “ 不 变 ” ）．２２． （１３ 分 ） 用 如 图 １５ 甲 所 示 的 电 路 测 量 小 灯 泡 的 功 率 ， 器 材 有 ： 电 源 、 开 关 、电 流 表 、电 压 表 、滑 动 变 阻 器 （２０ Ω 　 １．５ Ａ ） 、额 定 电 压 为 ２．５ Ｖ 的 小 灯 泡 各 一 个 ，导 线 若 干 ． （１ ） 闭 合 开 关 前 ，需 要 检 查 电 流 表 、电 压 表 的 指 针 是 否 ， 并 将 滑 动 变 阻 器 的 滑 片 Ｐ 移 至 （ 选 填 “Ａ ” 或 “Ｂ ” ） 端 ． （２ ） 接 通 电 源 ，闭 合 开 关 后 ， 无 论 怎 样 移 动 滑 片 Ｐ ， 小 灯 泡 均 不 发 光 ， 电 流 表 指 针 不 偏 转 ，电 压 表 指 针 有 明 显 偏 转 ， 说 明 电 压 表 与 电 源 之 间 的 电 路 连 接 状 态 是 ．若 电 路 中 只 有 一 处 故 障 ，则 可 能 是 ． （３ ） 排 除 故 障 后 ，重 新 开 始 实 验 ，电 源 电 压 保 持 不 变 ，闭 合 开 关 ，此 时 电 压 表 示 数 为 ０．５ Ｖ ，电 流 表 示 数 为 ０．１２ Ａ ；移 动 滑 片 Ｐ ，当 电 压 表 示 数 为 ２．５ Ｖ 时 ，小 灯 泡 正 常 发 光 ，电 流 表 示 数 如 图 １５ 乙 所 示 ， 为 Ａ ， 则 小 灯 泡 的 额 定 功 率 为 Ｗ ，此 时 滑 动 变 阻 器 消 耗 的 功 率 为 Ｗ ． ２３ ． （１０ 分 ） （ ２０２４ · 宁 德 校 级 期 末 ） 如 图 １６ 甲 所 示 是 某 型 号 的 电 加 热 器 的 内 部 电 路 ，Ｒ １ 、Ｒ ２ 是 阻 值 不 变 的 加 热 电 阻 ，其 中 Ｒ １ ＝ ４４ Ω ，可 通 过 控 制 开 关 Ｓ １ 实 现 高 、低 两 挡 ．为 确 定 Ｒ ２ 的 阻 值 ，现 将 其 接 入 电 源 电 压 恒 为 ２２０ Ｖ 的 电 路 中 进 行 测 试 ，当 闭 合 开 关 Ｓ 、断 开 开 关 Ｓ １ 时 ， 电 流 表 的 示 数 为 １ Ａ ． （１ ） 加 热 电 阻 Ｒ １ （ 选 填 “ 能 ” 或 “ 不 能 ” ） 用 超 导 体 材 料 制 成 ． （２ ） 测 试 过 程 中 ，电 加 热 器 工 作 １ ｍ ｉｎ 产 生 的 热 量 为 Ｊ． 根 据 测 试 结 果 ，可 计 算 出 Ｒ ２ 的 阻 值 为 Ω ． （３ ） 当 同 时 闭 合 开 关 Ｓ 、 Ｓ １ 时 ，电 流 表 的 示 数 为 Ａ ． （４ ） 如 果 增 加 一 个 单 刀 双 掷 开 关 Ｓ ２ ，利 用 原 有 元 件 对 该 电 加 热 器 的 电 路 进 行 改 装 ，改 装 后 的 电 路 如 图 １６ 乙 所 示 ， 可 实 现 高 、 中 、 低 挡 三 个 功 能 ． 要 使 改 装 后 的 电 加 热 器 处 于 高 温 挡 ，则 应 将 开 关 Ｓ １ （ 选 填 “ 闭 合 ” 或 “ 断 开 ” ） ，Ｓ ２ 接 （ 选 填 “ａ ” 或 “ｂ” ） 端 ；与 改 装 前 相 比 ， 改 装 后 电 加 热 器 高 温 挡 的 功 率 （ 选 填 “ 变 大 ” “ 变 小 ” 或 “ 不 变 ” ）． 四 、 计 算 题 （ 共 １６ 分 ） ２４． （７ 分 ） 如 图 １７ 所 示 电 路 ，电 源 电 压 保 持 不 变 ， 灯 泡 Ｌ 标 有 “６ Ｖ 　 ６ Ｗ ”．闭 合 开 关 Ｓ ，灯 泡 Ｌ 正 常 发 光 ，定 值 电 阻 Ｒ 两 端 的 电 压 是 １２ Ｖ ，求 ： （ １ ） 灯 丝 的 电 阻 Ｒ Ｌ ． （２ ） 电 路 中 的 电 流 Ｉ． （３ ） 电 路 的 总 功 率 Ｐ． ２５． （９ 分 ） （２０２４· 庐 江 校 级 期 末 ） 小 明 过 年 时 买 了 一 个 电 热 杯 垫 送 给 妈 妈 ，如 图 １８ 甲 所 示 ．电 热 杯 垫 有 加 热 和 保 温 两 挡 功 能 （ 通 过 闭 合 或 断 开 开 关 来 实 现 ） ， 通 过 Ｕ ＳＢ 接 口 接 到 电 脑 上 可 以 随 时 喝 上 热 饮 ． 杯 垫 内 部 简 化 电 路 如 图 １８ 乙 所 示 ，Ｒ １ 、Ｒ ２ 为 加 热 元 件 ，Ｕ ＳＢ 接 口 的 输 出 电 压 为 ５ Ｖ ，Ｒ １ 的 电 阻 为 １０ Ω ，当 处 于 加 热 状 态 时 ，整 个 电 路 消 耗 的 功 率 为 ７．５ Ｗ ．求 ： （ １ ） 杯 垫 保 温 时 整 个 电 路 的 电 流 ． （２ ） 保 温 ３０ ｍ ｉｎ 产 生 的 热 量 ． （３ ） 电 阻 Ｒ ２ 的 阻 值 ． ! "# $ % & ' ( ) ! " * + ! ! " # ! $ ! ! % ! ! " & # " $ ! ! ' " " " % & % ! ! & # $ ! ! ! & ( ! ( ! ( ! ! ) ! ( ! ! & ! ! ! ' ! " ! ! * ) + & ) ) + * ) + , ) ! & ' % - ) + , ' ! " # $ % & % & ' " ( ) * ! ! ( " ! ! ! ! " ! % ! ! ! ! ! " $ ! ! " & & ) . % % ' ( ) * + , - . ! ! , " & ! ! ! ! +, & & ) . " ! / " ! ! " ! ! ! " $ / " ! ! / 012 ! & $ & & ) . 3 4 ! ! ) ! ! 5 1 2 书 电能与电功 主干知识： １．电能（电功）常用的单位是“度”，即 ， 符号是 ；国际单位是 ，符号是 ．两个单位间的换算关系是 ． ２．用电能表测量电能时，电能表上所显示的数字 是到目前为止用去的电能，其最后一位是小数，单位是 ． 例１．利用如图１所示的电 路可以验证电功与电流的关系． （１）图１中两只灯泡的连 接方式是 联，它们工 作时的电阻要 （选填 “相同”或“不同”）． （２）小明正确操作，验证了实验的结论．支持该结 论的实验现象是 ． 解析：（１）两只灯泡并联，两只电流表分别测通过 两只灯泡的电流．根据Ｗ ＝ＵＩｔ可知，要验证电功与电 流的关系，需要控制电压和通电时间相同，通过两只灯 泡的电流不同，由欧姆定律可知两只灯泡工作时的电 阻应不同． （２）根据Ｗ＝ＵＩｔ可知，电压和通电时间相同的情 况下，电功与电流成正比．图１中通过两只灯泡的电流 不相等，电流大的支路中电流做功多，呈现出的实验现 象就是灯泡较亮． 答案：（１）并　不同 （２）电流表示数较大的支路灯泡较亮 【跟踪训练】 １．如图２所示，电源电压不 变，只闭合开关 Ｓ１，电流表示数 为０．３Ａ，再闭合开关Ｓ２，电流表 示数变化了 ０．４Ａ．则同时闭合 开关Ｓ１、Ｓ２后，相同时间内Ｒ１、Ｒ２ 消耗的电能之比是 （　　） Ａ．３∶４　　　　　　　Ｂ．４∶３ Ｃ．７∶３　　 Ｄ．４∶７ 认识电功率 主干知识： １．物理学中用 表示电流做功（消耗电能） 的快慢，用电器的电功率越大，说明它工作时做功（消耗 电能）越 ． ２．电功率的定义式Ｐ＝ ，其中Ｐ、Ｗ、ｔ分别 表示 、 和 ．电功率的决定式 Ｐ＝ ． 例２．在如图３甲所示的电路中，电源电压保持不 变，图３乙是开关Ｓ闭合后，将滑动变阻器的滑片由ｂ端 向ａ端移动的过程中灯泡的Ｉ－Ｕ图像（灯泡的额定电压 为１２Ｖ）．将滑动变阻器的滑片由ａ端向ｂ端移动的过程 中，下列判断正确的是 （　　） ①灯泡的平均电阻为４．５Ω ②电压表Ｖ示数变小，电路消耗的总功率变小 ③滑动变阻器的最大阻值为９Ω ④电压表Ｖ的示数与电流表Ａ的示数的比值变大 Ａ．②③　　 Ｂ．③④ Ｃ．②④　　 Ｄ．①③ 解析：灯泡的电阻受温度影响，不同电压时电阻不 同，不能计算平均电阻，故 ① 错误；将滑动变阻器的滑 片由ａ端向ｂ端移动的过程中，滑动变阻器连入电路的 电阻变大，电路中的电流变小，灯泡两端的电压变小，即 电压表Ｖ的示数变小，根据 Ｐ＝ＵＩ可知电路总功率变 小，故②正确；当滑片在ａ端时只有灯泡接入电路，电源 电压即灯泡两端电压Ｕ＝ＵＬ大 ＝１２Ｖ，当滑片在ｂ端时 灯泡和滑动变阻器的最大阻值串联，灯泡两端的电压 ＵＬ小 ＝３Ｖ，滑动变阻器两端电压Ｕ滑 ＝Ｕ－ＵＬ小 ＝１２Ｖ－ ３Ｖ＝９Ｖ，此时电路中电流最小Ｉ小 ＝１．０Ａ，滑动变阻器的 最大阻值Ｒ滑 ＝ Ｕ滑 Ｉ小 ＝９Ｖ１．０Ａ＝９Ω，故③正确；电压表Ｖ的 示数与电流表Ａ的示数的比值即灯泡的电阻，滑片在ａ端 时灯泡电阻ＲＬ ＝ ＵＬ大 Ｉ大 ＝１２Ｖ２．０Ａ＝６Ω，滑片在ｂ端时灯泡 电阻Ｒ′Ｌ＝ ＵＬ小 Ｉ小 ＝ ３Ｖ１．０Ａ＝３Ω，故④错误． 答案：Ａ 【跟踪训练】 ２．（２０２４·普宁校级期末）如 图４所示，电源电压保持不变，滑 动变阻器Ｒ１的最大阻值为２０Ω， 小灯泡的电阻 ＲＬ ＝８Ω，Ｒ２ ＜ ＲＬ，闭合开关Ｓ，当滑片Ｐ置于ｂ 端时，小灯泡的实际功率为２Ｗ，忽略温度对小灯泡灯丝 电阻的影响，则滑片Ｐ置于ａ端时小灯泡的实际功率可 能是 （　　） Ａ．１０Ｗ　　 Ｂ．１５Ｗ Ｃ．２５Ｗ　　 Ｄ．３０Ｗ 怎样使用电器正常工作 主干知识： １．测量小灯泡电功率的原理是 ，需要的测 量仪表有 和 ，为了测量小灯泡在不同 电压下的电功率，实验中还需要用一个 ． ２．实验发现，当实际电压高于额定电压时，小灯泡 的实际功率 额定功率；当实际电压等于额定电 压时，小灯泡的实际功率 额定功率；当实际电 压低于额定电压时，小灯泡的实际功率 额定 功率． 例３．某同学要测量一个额定电压为２．５Ｖ的小灯 泡的额定功率，电路图如图５甲所示，使用的电源电压 约为６Ｖ，滑动变阻器的规格是“５Ω　２Ａ”． （１）闭合开关前，滑动变阻器的滑片 Ｐ应移至 （选填“ａ”或“ｂ”）端． （２）该同学将滑片移至正确位置后，闭合开关，观 察到电压表的示数如图５乙所示，此时小灯泡两端的电 压为 Ｖ．为了保证小灯泡不被损坏，接下来应 该进行的操作是 ． （３）为了能测出这个小灯泡的额定功率，请你写出 一条改进措施： ． 解析：（１）为了保护电路，连接电路时应使滑动变 阻器连入电路的阻值最大． （２）图乙中电压表示数为２．９Ｖ，超过了小灯泡的 额定电压，为了保证小灯泡不被损坏，应立即断开开关． （３）滑动变阻器最大阻值只有５Ω，导致电路中电 流太大，灯泡两端的电压最低为２．９Ｖ，为了能降低灯泡 两端的电压，需要增大电路中的电阻或减小电源电压． 答案：（１）ｂ　（２）２．９　立即断开开关 （３）换用最大阻值较大的滑动变阻器（或在电路中 串联一个定值电阻等，合理即可） 【跟踪训练】 ３．如图６甲所示，某同学在做“测量小灯泡的电功 率”实验．实验器材：电源（电压恒为６Ｖ）、小灯泡（额定 电压为２．５Ｖ，正常发光时灯丝电阻约为１０Ω）、电流表、 电压 表、开 关、滑 动 变 阻 器 Ｒ１（１０Ω　１Ａ）和 Ｒ２（３０Ω　０．５Ａ）各一个，导线若干． （１）连接电路时，滑动变阻器应选 （选填 “Ｒ１”或“Ｒ２”）． （２）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电 流表有示数，电压表无示数，电路故障原因是 ． （３）排除故障，闭合开关，移动滑片Ｐ至某位置时， 电压表的示数为２．２Ｖ，若想测量小灯泡的额定功率，应 将滑片Ｐ向 （选填“Ａ”或“Ｂ”）端移动．通过实 验绘制出小灯泡的Ｕ－Ｉ图像，如图６乙所示，小灯泡的 额定功率为 Ｗ． （下转第２版） !"#$ !"#$%& ! " #! !!"#" $"% !" ,-./012-&3 !** !"#$%&'" ()*+,-'. &)&*0&)&( %& '()*+!",$ -."/01234 !!!!!!!! 456 !7&8-9: 3!*;"#$%&' "#()&'*+, <8=*;"-*. 3&*; /012345 6 789:;<: <8=*;"-!!. 3'*;=34>?34 :@ABCD <8=*;"-!/. 3**; 78E: FG ?FH <8=*;"-&(. 3(*; IJKL*MF N F3?OPQR <8=*;/-!. 3,*;SE:?F3TA BCD <8=*;/-/. 3"*; UVWXY W Z*[\;]^_` <8=*;/-!(. 3/*; "a78;bG Wc dJefghWZ ijWc <8=*;/-&&. 31*; "a78;bG Wk dJefghWZ ijWk <8=*;/-&1. 3!)*;=dJlmWZT ABCD <8=*;1-(. 3!!*;"a78Wn <8=*;1-!&. 3!&*;dJopqr opqrjst <8=*;1-!1. &)&*&!)'!"( ) *+ >?@ , ) *+ ABC , # - .+ DE@ , ) *+ F G , ) *+ H I -./01+ D J 23/01+ DKL -4506+ M N -4578+ OPQ BRS T U VWX Y Z [\] A^_ Y`K a P bcX de? Tfg hfi A?j kI- lmU n ] opq Brs 91-.+ OPQ 91:;+ Y`K <=-.+ A t >?-.+ u v @ABC+ wxy z{|}~€ z{|~‚ƒ„…†‡ˆ‰ z{|~Š‹ŒŽ‘€’ “/”•–—<8 •˜;>?@ ™š›œž<8.Ÿ;23!*-)")"4 5+  ¡¢Ÿ;&!-!,& / " u ( . - ' !( ,+ " % . # $ u ! * " ) -4% .4. ' & ! )+! )+& )+' / / " u , " £¤ hci % " ! ! ! ! ' " & u & ( )+ ! , " $ # .0. -0% &+) !+( !+) )+( & * , / !) !& / " / u ' " " u * ! ! ! & + , # 书 １５期２版参考答案 怎样使用电器正常工作 １．Ｃ　２．Ｂ　３．Ａ　４．Ｄ　５．Ｂ ６．０～３　０～０．６ ７．３　Ｌ２　６．６　１．０８ ８．３　０．６ ９．（１）Ｐ＝ＵＩ （２）Ｂ （３）小灯泡开路 （４）０．３　１．１４ （５）０．３　１．５ １０．解：（１）由Ｐ＝Ｕ ２ Ｒ可得，小灯泡的电阻 ＲＬ ＝ Ｕ２额 Ｐ额 ＝（５Ｖ） ２ ２５Ｗ ＝１０Ω． （２）小灯泡正常工作时，电路中的电流 Ｉ＝ＩＬ ＝ Ｐ额 Ｕ额 ＝２５Ｗ５Ｖ ＝０５Ａ， 此时滑动变阻器两端的电压 ＵＲ ＝Ｕ－Ｕ额 ＝１８Ｖ－５Ｖ＝１３Ｖ， 则滑动变阻器的电功率 ＰＲ ＝ＵＲＩ＝１３Ｖ×０５Ａ＝６５Ｗ． （３）当滑动变阻器的滑片位于最右端时，电路中 的总电阻 Ｒ总 ＝ＲＬ＋Ｒｍ ＝１０Ω＋３５Ω ＝４５Ω， 此时电路中的电流 Ｉ′＝ ＵＲ总 ＝１８Ｖ４５Ω ＝０４Ａ， 小灯泡Ｌ的实际功率 Ｐ实 ＝Ｉ′ ２ＲＬ ＝（０４Ａ） ２×１０Ω ＝１６Ｗ． 探究焦耳定律 １．Ｂ　２．Ａ　３．Ｂ　４．Ａ　５．Ｄ　６．Ａ ７．１０　０．２　３６ ８．１∶４　２００ ９．（１）电阻 （２）电流　４∶１ （３）小于 （４）甲 １５期３版参考答案 怎样使用电器正常工作　探究焦耳定律 １．Ｂ　２．Ｄ　３．Ａ　４．Ａ　５．Ｃ ６．Ｂ　７．Ｃ　８．Ｄ　９．Ｄ　１０．Ｃ １１．粗　少 １２．Ｌ１　６∶５　１１ １３．低温　６．６×１０４ １４．亮　３∶１ １５．Ａ　７．５　１．３５ １６．（１）Ｒ２ （２）不能　短路 （３）０．６２５ （４）不合理　灯丝的电阻受温度影响较大 １７．（１）相等　煤油 （２）温度计的示数变化 （３）电阻　不同 （４）快　电流 １８．解：（１）由图可知，电吹风在热风挡正常工作 时，电动机和电热丝并联，由Ｐ＝ＵＩ可知，电路中的总 电流 Ｉ＝ Ｐ热 Ｕ ＝ １１００Ｗ ２２０Ｖ ＝５Ａ． （２）根据并联电路的电流特点可知，通过电热丝 的电流 ＩＲ ＝Ｉ－ＩＭ ＝５Ａ－１Ａ＝４Ａ， 由Ｉ＝ＵＲ可得电热丝的电阻 Ｒ＝ＵＩＲ ＝２２０Ｖ４Ａ ＝５５Ω． （３）电动机线圈产生的热量 Ｑ＝Ｉ２ＭＲＭｔ＝（１Ａ） ２×２Ω×１００ｓ＝２００Ｊ． 书 多挡电热器是电流热效应在生活中的重要应用之 一，这类电器主要通过开关来改变电路的连接情况，从 而变换电热器的发热状态．中考中一般都是两个电热丝 并联或串联． 对于电热丝串联的多挡电热器，只有一个电热丝工 作时电热器处于高温状态，两个电热丝串联工作时电热 器处于低温状态． 对于电热丝并联的多挡电热器，只有一个电热丝工 作时电热器处于中温或低温挡，两个电热丝并联工作时 电热器处于高温挡． 例题：某三挡电炖锅的工作电路可简化为如图１所 示的电路图，其两段电热丝的阻值分别为 Ｒ１和 Ｒ２，且 Ｒ１＞Ｒ２，说明书的部分参数如下表． 额定电压 电炖锅挡位 额定功率 ２２０Ｖ 低温 ２００Ｗ 中温 ４００Ｗ 高温 ６００Ｗ （１）在低温挡工作时，电路中的电流是多大？（计算 结果保留一位小数） （２）请直接判断当开关Ｓ１断开、Ｓ２闭合时，电炖锅 处于哪个挡位，并求出Ｒ２的阻值． （３）小颖对该电炖锅说明书中所标的功率值产生 怀疑，她用所学知识和爸爸进行了如下实验：关掉家里 的其他用电器，只让电炖锅在高温挡单独工作，她观察 到家中的电能表标着“１８００ｒｅｖｓ／（ｋＷ·ｈ）”，且在１ｍｉｎ 内电能表的转盘转了１５转．请帮助她计算出电炖锅在 高温挡工作时的实际功率，如与额定功率有差异，试写 出一种可能原因． 解析：（１）由表格可知电炖锅低温挡工作时的电压 和功率，根据Ｉ＝ＰＵ可得电路中的电流． （２）通过学习我们已经知道Ｐ＝Ｕ ２ Ｒ，Ｒ１和Ｒ２并联 时电路中电阻最小、功率最大，此时为高温挡；只有 Ｒ１ 工作时电路中电阻最大、功率最小，此时为低温挡；只有 Ｒ２工作时电路中电阻介于前两者之间，因此为中温挡． 由表格查得中温挡的电压和功率，根据 Ｒ＝Ｕ ２ Ｐ可求得 Ｒ２的阻值． （３）根据电能表的转数可求得电炖锅消耗的电能， 由Ｐ＝Ｗｔ可求得电炖锅的实际功率．实际功率与额定 功率产生差异的原因可能有：实际电压不等于额定电 压；电热丝的阻值不符合设计要求；电能表测量存在误 差等． 答案：（１）在低温挡工作时，电路中的电流 Ｉ低温 ＝ Ｐ低温 Ｕ ＝ ２００Ｗ ２２０Ｖ≈０．９Ａ． （２）当开关Ｓ１断开、Ｓ２闭合时，电炖锅处于中温挡． Ｒ２的阻值Ｒ２ ＝ Ｕ２ Ｐ中温 ＝（２２０Ｖ） ２ ４００Ｗ ＝１２１Ω． （３）电炖锅消耗的电能Ｗ＝ １５１８００ｋＷ·ｈ＝３×１０ ４Ｊ， 电炖锅的实际功率Ｐ实 ＝ Ｗ ｔ＝ ３×１０４Ｊ ６０ｓ ＝５００Ｗ． 电炖锅的实际功率小于额定功率，其原因可能是实 际电压低于额定电压．（其他答案合理即可） 【跟踪训练】如图２甲所示是一台电热饮水机，通过 机内温控开关Ｓ进行自动控制，实现加热和保温两种功 能，电路原理图如图２乙所示．电源电压恒为２２０Ｖ，当 开关Ｓ接ａ时，电路中的电流为５Ａ；当开关Ｓ接ｂ时，电 路消耗的电功率为６６Ｗ．求： （１）Ｒ１的阻值． （２）开关Ｓ接ｂ时，电路中电流． （３）饮水机在保温状态工作１００ｓ，Ｒ２产生的热量． （请同学们自主完成） 书 （上接第１版） 探究焦耳定律 主干知识： １．电流通过导体时总会伴有热现象，电流通过导体 时电能转化成内能的现象叫做 ． ２．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的 ，跟导体的电阻 ，跟通电时间 ．它可以用公式表示为 ． 例４．如图７所示，电源电压保 持不变，灯泡Ｌ标有“１２Ｖ　１２Ｗ” 字样（忽略灯丝电阻的变化）．闭 合Ｓ１，断开 Ｓ２，灯泡 Ｌ正常发光； 闭合Ｓ１、Ｓ２，电流表示数为１．５Ａ， 则电源电压为 Ｖ；闭合 Ｓ１，断开Ｓ２，通电３０ｓ定值电阻 Ｒ 产生的热量是 Ｊ． 解析：闭合Ｓ１，断开Ｓ２，灯泡 Ｌ和定值电阻串联，灯 泡Ｌ正常发光，根据 Ｐ＝ＵＩ可知电路电流 Ｉ＝ ＰＬ ＵＬ ＝ １２Ｗ １２Ｖ ＝１Ａ，根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压 ＵＲ ＝ＩＲ＝１Ａ×Ｒ，电源电压 Ｕ＝ＵＬ ＋ＵＲ ＝１２Ｖ＋ １Ａ×Ｒ；闭合Ｓ１、Ｓ２，电路为定值电阻Ｒ的简单电路，电流 表示数为１．５Ａ，则电源电压Ｕ＝Ｉ′Ｒ＝１．５Ａ×Ｒ；解得 Ｕ＝３６Ｖ，Ｒ＝２４Ω．闭合Ｓ１，断开Ｓ２，通电３０ｓ定值电阻 Ｒ产生的热量Ｑ＝Ｉ２Ｒｔ＝（１Ａ）２×２４Ω×３０ｓ＝７２０Ｊ． 答案：３６　７２０ 【跟踪训练】 ４．如图８所示的实验装置是探究电流通过导体产 生的热量与 （选填“电流”或“电阻”）的关系， 已知Ａ、Ｂ两点间的电压为６Ｖ，Ｒ１ ＝Ｒ２ ＝Ｒ３ ＝５Ω，通 电时间２ｍｉｎ，则Ｒ１与Ｒ２产生的热量相差 Ｊ． !"#$%&'()*+ !"#$%#&'$&() !",-%&'()*+ *"#$+#&'$$&# !"#$%&'"() $* +,- !."/"01 2 $"*3!"#$%& '()*+, 4/5*3,-&(. 2-.*3 /0123 45236 4/5*3$*-". 2$#*3 789:2; <=>? "#@A& ' 4/5*3$*-$*. 2 $(*3B20123 6()*+, 4/5*3$*-$'. 2$'*3CDEFGH 4/5*3$*-&.. 2$)*3IJKLMN "#2EOLEP 2EQ2;1RSTU 4/5*3$*-"$. 2$,*3V2EO1RS TUW)*+, 4/5*3$$-'. 2&**3B2SX1M2 X( 4/5*3$$-$.. 2&$*3BYZ2[1\ ]:2( 4/5*3$$-&$. 2&&*3B2E^1_` abW 4/5*3$$-&). 2&"*3V0c10de f&'W 4/5*3$&-#. 2&.*3 Xg31Xg 0hi01jXh2E^ k0clm+, 4/5*3$&-$&. 2&#*3no2[h$% &'lm+, 4/5*3$&-$,. 2&(*3201236h 21Eh YZ:2lm +, 4/5*3$&-&(. 2&'/..*3pqrs$/ .-+,ltuqvwS x 4/5*3$-&. 2.#/#&*3pqrs#/ (-+,ltuqyz{ ^ 4/5*3#-$. !"#$% 6 7 8 2 $( !9:;<;/ 0 !=B;C/ !DEFGH@!"#-%#&'-&#( !9:IJ@KLMNOPQRSTUV -"&WX$:Y6"7$DEF !Z[D\3!"!!!( !P]F^:_`3!"#-##&'--&# !"#-##&'-&"'+abc !^d3ef9:P]FJghijklZm+nc !Z[od_`@---)# !pqrso.touvo !9:wijkM+Pcxyz{|: !}~€p‚ƒ@-.!!!!.!!!--! !}~F„H@!"#-##&'-&## !9…†‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘’+“”P•–S—˜™š›œž -- ƒ1Ÿ ¡¢£¤¥¦ ef9:P]FJg§¨ """""""""""# " " " " " " $ %%%%%%%%%%%$ " " " " " " $ ©ª«¬­®(¯°± -12$%& "1|-}! $ ~&€‚ƒ[ ~""!1(&# .12„$'' ( - 2 ! ( & 3 … ' ! & ! " ! - … ) " # & ;² ³´µ … - 4 - 4 & ! - ! & &&5 6 ! " ! - ! & $ % 4 &&5 6 … & 书书书 《电 能 与 电 功 率 》 综 合 质 量 检 测 卷 ◆ 数 理 报 社 试 题 研 究 中 心 　 （ 说 明 ： 本 试 卷 为 闭 卷 笔 答 ， 答 题 时 间 ９０ 分 钟 ， 满 分 １０ ０ 分 ） 　 题 　 号 一 二 三 四 总 　 分 得 　 分 一 、 选 择 题 （ 每 小 题 ３ 分 ， 共 ３０ 分 ） 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 １． 下 列 家 用 电 器 中 ，正 常 工 作 ３ ０ ｍ ｉｎ 消 耗 电 能 最 多 的 是 （ 　 　 ） Ａ ．电 风 扇 　 　 Ｂ． 日 光 灯 Ｃ． 电 视 机 　 　 Ｄ ．电 饭 锅 ２． （ ２０ ２４ · 鹤 山 校 级 期 末 ） 一 个 标 有 “ ２２ ０ Ｖ 　 ４４ ０ Ｗ ” 的 电 热 器 ， 当 通 过 它 的 电 流 为 １ Ａ 时 ，它 的 实 际 功 率 （ 　 　 ） Ａ ．小 于 额 定 功 率 Ｂ． 等 于 额 定 功 率 Ｃ． 大 于 额 定 功 率 Ｄ ．无 法 判 断 ３． 家 用 电 烤 箱 的 铭 牌 上 标 有 “ ２２ ０ Ｖ 　 １ ５０ ０ Ｗ ” ，电 饭 锅 的 铭 牌 上 标 有 “ ２２ ０ Ｖ 　 ９０ ０ Ｗ ” ，对 两 个 用 电 器 正 常 工 作 情 况 下 进 行 比 较 ， 下 列 说 法 中 正 确 的 是 （ 　 　 ） Ａ ．电 烤 箱 消 耗 的 电 能 一 定 多 Ｂ． 电 流 通 过 电 烤 箱 做 功 一 定 多 Ｃ． 电 流 通 过 电 烤 箱 做 功 一 定 快 Ｄ ．通 过 电 烤 箱 的 电 流 不 一 定 大 于 通 过 电 饭 锅 的 电 流 ４． 如 图 １ 所 示 是 小 南 家 的 电 能 表 ，他 观 察 到 １０ ｍ ｉｎ 电 能 表 的 转 盘 转 过 了 ２０ ０ 转 ，这 段 时 间 内 他 家 消 耗 的 电 能 是 （ 　 　 ） Ａ ．２ ０２ ４． １ ｋＷ · ｈ　 　 Ｂ． ０． １ ｋＷ · ｈ Ｃ． ２０ ２４ １ ｋＷ · ｈ　 　 Ｄ ．０ ．０ １ ｋＷ · ｈ ５ ． （ ２０ ２４ · 南 平 校 级 模 拟 ） 如 图 ２ 所 示 ，电 源 电 压 保 持 不 变 ，电 阻 Ｒ １ 的 阻 值 为 ２０ Ω ，闭 合 开 关 Ｓ， 电 流 表 Ａ １ 的 示 数 为 ０． ３ Ａ ， 电 流 表 Ａ ２ 的 示 数 为 ０． ２ Ａ ， 电 路 通 电 时 间 为 ２ ｍ ｉｎ ．下 列 说 法 中 正 确 的 是 （ 　 　 ） Ａ ．电 源 电 压 为 ４ Ｖ Ｂ． 电 阻 Ｒ ２ 的 阻 值 为 ２０ Ω Ｃ． 电 路 的 总 功 率 为 ２ Ｗ Ｄ ．这 段 时 间 电 流 通 过 电 阻 Ｒ ２ 产 生 的 热 量 为 １４ ４ Ｊ ６． 如 图 ３ 所 示 为 探 究 “ 焦 耳 定 律 ” 的 实 验 装 置 ， 两 个 透 明 容 器 中 密 封 着 等 量 的 空 气 ，Ｕ 形 管 中 液 面 高 度 的 变 化 反 映 密 闭 空 气 温 度 的 变 化 ．将 容 器 中 的 电 阻 丝 Ｒ １ 、Ｒ ２ 串 联 在 电 路 中 ，且 Ｒ １ ＜ Ｒ ２ ．下 列 说 法 正 确 的 是 （ 　 　 ） Ａ ．闭 合 开 关 后 ，通 过 Ｒ １ 的 电 流 大 于 Ｒ ２ 的 电 流 Ｂ． 闭 合 开 关 后 ，甲 管 中 液 面 上 升 比 乙 慢 Ｃ． 该 实 验 装 置 用 于 探 究 “ 电 压 和 通 电 时 间 一 定 时 ， 电 热 与 电 阻 的 关 系 ” Ｄ ．闭 合 开 关 后 ，要 使 电 流 增 大 ，应 将 滑 动 变 阻 器 的 滑 片 Ｐ 向 左 移 动 ７． （ ２０ ２４ · 百 色 校 级 期 末 ） 测 温 棚 内 的 自 动 测 温 装 置 除 测 量 体 温 外 还 能 记 录 通 过 的 人 数 ．如 图 ４ 所 示 ，Ｒ ０ 为 定 值 电 阻 ，Ｒ 是 光 敏 电 阻 ， 电 源 电 压 为 ３ Ｖ ．闭 合 开 关 Ｓ， 无 人 通 过 时 ，电 压 表 示 数 为 ２． ５ Ｖ ，有 人 通 过 时 ，挡 住 入 射 到 光 敏 电 阻 上 的 光 ，光 敏 电 阻 阻 值 变 为 １ ０ Ω ，电 压 表 示 数 变 为 ２ Ｖ ， 装 置 计 数 一 次 ．下 列 分 析 正 确 的 是 （ 　 　 ） Ａ ．无 人 通 过 时 ，Ｒ 的 阻 值 为 ２５ Ω Ｂ． 有 人 通 过 时 ，电 路 总 功 率 变 小 Ｃ． 有 人 通 过 时 ，流 过 Ｒ ０ 的 电 流 会 变 小 Ｄ ．无 人 通 过 时 ， Ｒ ０ 在 １０ ｓ内 产 生 的 热 量 为 ５ Ｊ ８ ． 小 李 家 使 用 的 贮 水 式 电 热 水 器 的 额 定 功 率 为 ７． ２ ｋＷ ， 额 定 容 量 为 １０ ０ Ｌ． 在 额 定 电 压 下 该 热 水 器 将 １０ ０ Ｌ 的 水 从 ２０ ℃ 加 热 到 ６０ ℃ 用 了 ４０ ｍ ｉｎ ．已 知 水 的 比 热 容 为 ４． ２ × １０ ３ Ｊ／ （ ｋｇ · ℃ ） ， 下 列 与 该 过 程 有 关 的 计 算 结 果 正 确 的 是 （ 　 　 ） Ａ ．水 吸 收 的 热 量 是 ４． ２ × １０ ６ Ｊ Ｂ． 水 吸 收 的 热 量 是 １． ６８ × １０ ６ Ｊ Ｃ． 热 水 器 消 耗 的 电 能 为 ２． ８８ × １０ ６ Ｊ Ｄ ．热 水 器 的 工 作 效 率 约 为 ９７ ％ ９． 小 灯 泡 Ｌ 和 定 值 电 阻 Ｒ 接 在 如 图 ５ 甲 所 示 的 电 路 中 ，两 者 的 Ｉ－ Ｕ 关 系 图 像 如 图 ５ 乙 所 示 ， 下 列 说 法 中 正 确 的 是 （ 　 　 ） Ａ ．图 乙 中 曲 线 Ａ 表 示 电 阻 Ｒ 的 Ｉ － Ｕ 关 系 图 像 Ｂ ． 当 电 源 电 压 为 ４ Ｖ 时 ，电 流 表 示 数 为 ０． ５ Ａ Ｃ． 当 电 源 电 压 为 ４ Ｖ 时 ，小 灯 泡 Ｌ 的 实 际 功 率 为 １． ６ Ｗ Ｄ ．如 果 将 小 灯 泡 Ｌ 和 电 阻 Ｒ 串 联 接 在 电 压 为 １０ Ｖ 的 电 源 两 端 ，电 路 消 耗 的 总 功 率 为 ２ Ｗ １０ ．（ ２０ ２４ · 吐 鲁 番 校 级 模 拟 ） 如 图 ６ 所 示 的 电 路 ，闭 合 开 关 Ｓ， 当 滑 动 变 阻 器 Ｒ １ 的 阻 值 为 ２０ Ω 时 ， 电 压 表 Ｖ ２ 的 示 数 为 ６ Ｖ ；移 动 滑 动 变 阻 器 滑 片 ，当 电 压 表 Ｖ ２ 的 示 数 变 为 ４ Ｖ 时 ，定 值 电 阻 Ｒ ２ 的 功 率 Ｐ ２ ＝ ０． ８ Ｗ ，则 此 时 滑 动 变 阻 器 Ｒ １ 的 功 率 为 （ 　 　 ） Ａ ．０ ．８ Ｗ 　 　 Ｂ． １ ２ Ｗ Ｃ． １． ６ Ｗ 　 　 Ｄ ．１ ．８ Ｗ 二 、 填 空 题 （ 每 空 １ 分 ， 共 ２０ 分 ） １１ ．额 定 功 率 为 ５０ ０ Ｗ 的 电 热 器 ，１ 度 电 可 供 它 正 常 工 作 ｈ； 若 该 电 热 器 平 均 每 天 使 用 ３ ｈ， 则 一 个 月 要 花 费 的 电 费 为 元 ．［ 按 ０． ５ 元 ／（ ｋＷ · ｈ） 收 费 ， 一 个 月 按 ３０ 天 计 算 ］ １２ ．（ ２０ ２４ · 邢 台 校 级 期 末 ） 一 个 定 值 电 阻 的 阻 值 为 １０ Ω ，使 用 时 通 过 的 电 流 是 ２０ ０ ｍ Ａ ， 则 加 在 这 个 定 值 电 阻 两 端 的 电 压 是 Ｖ ， 通 电 １０ ｍ ｉｎ ， 电 流 做 了 Ｊ的 功 ． １３ ．物 理 综 合 实 践 小 组 调 查 了 学 校 上 周 的 用 电 情 况 ， 如 图 ７ 所 示 为 两 次 记 录 的 电 能 表 示 数 ，学 校 这 一 周 消 耗 的 电 能 为 ｋＷ · ｈ． 调 查 得 知 ，学 校 共 有 电 功 率 为 ４０ Ｗ 的 日 光 灯 ４０ ０ 盏 ， 他 们 建 议 将 这 些 灯 更 换 为 １５ Ｗ 的 节 能 护 眼 灯 ，若 每 盏 灯 每 月 工 作 ９０ ｈ， 更 换 后 ， 学 校 因 该 项 目 每 月 共 节 省 电 费 元 ．［ 电 费 单 价 为 ０． ５ 元 ／（ ｋＷ · ｈ） ］ １４ ．佛 山 一 些 公 园 配 备 了 零 碳 光 伏 智 慧 座 椅 ， 游 客 坐 下 休 息 时 可 给 手 机 充 电 ．某 座 椅 产 品 说 明 书 如 图 ８ 所 示 ， 充 电 时 座 椅 蓄 电 池 的 输 出 功 率 为 Ｗ ；座 椅 的 蓄 电 池 最 多 能 储 存 ｋＷ · ｈ 的 电 能 ． １５ ．（ ２０ ２４ · 句 容 校 级 期 末 ） 甲 、 乙 两 个 电 热 炉 上 分 别 标 有 “ ２２ ０ Ｖ 　 １ ００ ０ Ｗ ” 和 “ ２２ ０ Ｖ 　 ５０ ０ Ｗ ” 的 字 样 ，如 果 把 它 们 串 联 在 ２２ ０ Ｖ 的 电 路 中 使 用 ，则 （ 选 填 “ 甲 ” 或 “ 乙 ” ） 实 际 消 耗 的 电 功 率 较 大 ； 如 果 将 它 们 并 联 在 ２２ ０ Ｖ 的 电 路 中 使 用 ，则 甲 在 １ 小 时 内 产 生 热 量 Ｊ． １６ ．如 图 ９ 甲 所 示 的 Ｕ － Ｉ 图 像 ， 两 个 电 阻 Ｒ １ 和 Ｒ ２ 的 大 小 关 系 是 Ｒ １ Ｒ ２ ．如 图 ９ 乙 所 示 的 电 路 ，当 开 关 Ｓ、 Ｓ １ 同 时 闭 合 时 ，１ ｍ ｉｎ 电 流 通 过 电 阻 产 生 的 总 热 量 为 Ｑ １ ，当 开 关 Ｓ 闭 合 、Ｓ １ 断 开 时 ，１ ｍ ｉｎ 电 流 通 过 电 阻 产 生 的 总 热 量 为 Ｑ ２ ，则 Ｑ １ Ｑ ２ ．（ 选 填 “ ＞ ” “ ＜ ” 或 “ ＝ ” ） ¶x3777777777·¸3777777777(W3777777777 -0e¹º¶x.·¸.(W &0e»¼¦½¾¿ÀÁ¦ "0eù™Ä ÅƼǠÈÉÄÊ . / 0 1 名师名卷 ` Ë Ì 8 9 † : & & * 6 $ * ~ & )  2 # * ; < & * * * = > ~ 8 9 † :  … $ & * & . $ 4 ! & ! $ … & 2 & 2 ! 4 … # ! * + & > 6 ' & . ( ) "# * ? . 5 ? " 5 ? & 5 ? - ( > 2 ! " ! - 2 ! $ 6 & 6 ! ( … ( # & 5 & " ( # ' 5 & " ( … ' # $ % & ' ( ) * + , - . / 0 @ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 @ - & 6 # # 2 : : A 4 B ; 6 < = @ # 6 > & ? $ 2 ? … ) ! " ( ! ! $ ! $ ( ( > 2 $ & ! & ! $ & > 6 ( . & ' … , ) ! & ! $ ! " * + … " ! 5 ! ( … . 6