专题06 电功率基础题型专项突破-【模型与方法】2025年中考物理常见模型与方法强化专训专练

电功率基础题型专项突破 第 42 页 共 55 页 学科网（北京）股份有限公司 题型一：电能、电功、电功率 类型1.电能与其他形式能的转化 类型2.电能表作用和读数 类型3.利用电能表转数求用电器的实际功率 类型4.利用电能表转数求电热器的效率 类型5.常见用电器的电功率估算 类型6.理解电能、电功、电功率的含义与联系 类型7.小灯泡及其他用电器的铭牌含义 类型8.额定功率与实际功率 题型二：重点题型 类型9.涉及到电功率的动态电路分析问题 类型10.动态电路中电功率范围和保护电路问题 类型11.比值问题 类型12.电功率计算——挡位问题 类型13.电流热效应与电流做功的异同 题型三：实验探究 类型14.电流的热效应的实验原理图和比值 类型15.特殊法测小灯泡额定功率 类型16.实验探究——测量小灯泡的额定功率 类型17.实验探究——探究影响电流热效应的因素 高频模型 中考题型分布 分值占比 题型一：电能、电功、电功率 类型1.电能与其他形式能的转化 选填题 2~3分 类型2.电能表作用和读数 填空题、选择题 2~3分 类型3.利用电能表转数求用电器的实际功率 2~3分 类型4.利用电能表转数求电热器的效率 2~3分 类型5.常见用电器的电功率估算 2~3分 类型6.理解电能、电功、电功率的含义与联系 2~3分 类型7.小灯泡及其他用电器的铭牌含义 2~3分 类型8.额定功率与实际功率 2~3分 题型二：重点题型 类型9.涉及到电功率的动态电路分析问题 2~3分 类型10.动态电路中电功率范围和保护电路问题 3~6分 类型11.比值问题 2~3分 类型12.电功率计算——挡位问题 5~7分 类型13.电流热效应与电流做功的异同 2~3分 题型三：实验探究 类型14.电流的热效应的实验原理图和比值 2~3分 类型15.特殊法测小灯泡额定功率 3~5分 类型16.实验探究——测量小灯泡的额定功率 5~7分 类型17.实验探究——探究影响电流热效应的因素 5~7分 题型一：电能、电功、电功率 类型1.电能与其他形式能的转化 涉及知识： ①风力发电：机械能转化成电能； ②火力发电：内能转化成电能； ③水力发电：机械能转化成电能； ④核电站：核能转化成电能； ⑤给蓄电池充电：电能转化成化学能； ⑥蓄电池放电：化学能转化成电能。 例1.如图所示，北京冬奥会期间，我国科研人员为运动员提借了带电源的智能控温加热手套。下列与加热手套工作原理相同的用电器是（ ） A.电动车 B.电热水壶 C.电风扇 D.洗衣机 答案：B 解析：A、B、C选项中电动车、电风扇、洗衣机使用过程中，主要将电能转化为机械能。 B选项中电热水壶使用过程中，将电能转化为内能，故B符合题意。 例2.下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（ ） A.电风扇吹风 B.电灯发光 C.电饭锅煮饭 D.电解水制氧 答案：A 解析：A.电风扇吹风，将电能转化为内能和机械能，转化为机械能的部分较多，符合题意； B.电灯发光，将电能转化为内能和光能，不符合题意； C.电饭锅煮饭，将电能转化为内能，不符合题意； D.电解水制氧，将电能转化为化学能，不符合题意。 【变式】（2024年四川省广安市初中学业水平考题）6.《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》指出：发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。下列家用电器与新能源电动汽车动力装置的工作原理相同的是（　　） A.电视机 B.手电筒 C.电饭锅 D.电风扇 【答案】D 类型2.电能表作用和读数 涉及知识： 1.作用：测量某段时间内电路消耗电能的仪表叫做电能表。 2.电能表表盘参数（以图为例） ①该电能表额定电压为220V； ②允许通过的最大电流为20A； ③允许接入电路的用电器最大功率为4400W； ④电压表每消耗1 kW·h电能，表盘转3000转； ⑤此时电能表示数为8010.1kW·h ⑥单位换算：1 kW·h=1度电=3.6×106J 小技巧：1 kW·h=1000W×3600s=3.6×106J 3.用电能表测某时间段电路消耗电能的方法 ①示数差法：末示数－初示数 例1.如图所示，本周消耗的电能是多少？ 答案：本周消耗电能：823.7kW·h－781.5 kW·h=42.2 kW·h 例2.如图所示是小李同学家上月初和月末的电能表盘示意图，小李同学家电路干路中的电流不得超过_______A，上月消耗的电能为________ kW·h，若小李家所在地区每度电的电费是0.6元，这个月他家应交________电费。年发电量可达1.5×109 kW·h的攀枝花银江水电站将于2025年投产发电，投产发电后的银江水电站可满足_________户小李同学这样的家庭用电需求。 答案：20；125（末减初：5713.4 kW·h－5588.4 kW·h =125 kW·h）；75元（125 kW·h =125度电，该月应交电费： 125×0.6=75元）；1.0×106（小李家一年用电：125kW·h×12=1500 kW·h，投产发电后的银江水电站可以满足的家庭用电的户数为1.5×109 kW·h÷1500 kW·h =1.0×106户） 【变式1】（2024年吉林省初中学业题）3.图中仪表可以用来计量（　　） A.导体的电阻 B.电路中的电流 C.用电器两端的电压 D.用电器在一段时间内消耗的电能 【答案】D 【变式2】（2024年四川省广安市初中学业水平考题）7.小强上次查看家里的电能表显示为，本次查看时电能表示数如图所示，下列说法正确的是（　　） A.电能表是测量电功率的仪表 B.在这段时间内消耗的电能为792kW·h C.小强家同时工作的用电器的总功率不能超过2200W D.只将一台标有“220V 1000W”的电热水器接入电路中，正常工作5min，电能表的指示灯闪烁300次 【答案】D ②指针转数法：消耗的电能等于表盘实际所转圈数比上表盘标定转数。 例3.如图所示，用电时电能表的铝盘每转过720转，接在该电能表上的用电器消耗的电能是（ ） A.1.8×106J B.3.6×106J C.5.4×106J D.7.2×10J 解析：如图参数“720r/ kW·h”可知电路每消耗1 kW·h的电能，电能表指针转720转。 例4.如图是小英家的电能表表盘示意图，她断开其它用电器，只将电饭煲单独接入电路中正常工作1min，发现电能表转盘转过10r。下列说法正确的是（ ） A.电能表是测量电流的仪表 B.电能表允许通过的最大电流是10A C.电能表表盘示数为10226kW·h D.电饭煲正常工作10min，消耗电能6×105J 答案：D 解析：电能表是测量消耗电能的仪表，A错；参数“（20） A”表示电能表允许通过的最大电流是20A，B错；电能表表盘示数最后一位为小数位，所以此时电能表表盘示数为1022.6kW·h， C错；由参数“600r/kW·h”可知，电路每消耗1 kW·h的电能，表盘转600转。 所以根据公式：可知，电饭煲工作1 min消耗电能： ，D正确。 【变式1】（2024年黑龙江省龙东市初中学业水平考题）25.小叶同学利用如图电能表测量电热水器消耗的电能，将电热水器单独连接在电路中，观察到电能表上的铝盘1min转了60转，电热水器消耗的电能是________ kW·h，如果这些能量由天然气来提供，需要完全燃烧________m3的天然气。（q天然气=4.0×107J/m3） 【答案】0.02；1.8×10-3 【变式2】（2024年四川省广元市初中学业水平考题）10.如图是小英家的电能表表盘示意图，她断开其它用电器，只将电饭煲单独接入电路中正常工作1min，发现电能表转盘转过10r。下列说法正确的是（　　） A.电能表是测量电流的仪表 B.电能表允许通过的最大电流是10A C.电能表表盘示数为10226kW•h D.电饭煲正常工作10min，消耗电能6×105J 【答案】D 类型3.利用电能表转数求用电器的实际功率 涉及公式： 例5.在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，小明发现家中电能表表盘如图所示，该电能表的示数为________kW·h，他家同时工作的用电器总功率不能超过________W。小明想测电水壶的功率，只让电水壶在电路中工作，当指示灯闪烁了48次，用时1min，则该电水壶的功率为________W。 答案：326.6；8800；1800 解析：第二空：P最大=U最大I=220V×40A=8800W 第三空：由题可知，电水壶工作1min消耗的电能： 所以电水壶的功率：或 计算技巧：这里若选择换算成国际单位再计算：即先将0.03kW·h换算成0. 03×3.6×106J=1.08×105J， 1分钟换算成60s，再代入公式，计算量相对较大； 不妨先换算成常用单位进行计算后，再换算成国际单位：即1分钟换算为h，再代入公式计算： 例6.小林家的电能表如图所示，此时电能表的读数为_________kW·h，他关闭家中的其它用电器，现用一台标有“220V 2000W”的电热水壶烧水，正常工作5min，则电能表的转盘转了_______转。 答案：4353.6；500 解析：根据公式得热水壶消耗电能：W=Pt=2kW×1 h=kW·h 再由公式得电能表指针实际转数： r实际=W·r标定=kW·h×3000r/kW·h=500r 【变式1】（2024年江苏省城市中考题）16.在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，小明发现家中电能表表盘如图所示，该电能表的示数为________kW·h，他家同时工作的用电器总功率不能超过_______W。小明想测家中电水壶的功率，只让电水壶在电路中工作，当指示灯闪烁了48次，用时1min，则该电水壶的功率为_______W。 【答案】326.6；8800；180 【变式2】（2024年江苏省苏州市初中学业水平考题）18.电热水器是利用电流的_______效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为_________kW·h，现仅接通一台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为_________J，其两端电压________（高于/等于/低于）220V。 【答案】热；3023.6；9.0×104；等于 类题型4.利用电能表转数求电热器的效率 涉及公式： 公式 物理量含义 统一单位 W：某段时间内用电器消耗电能 r实际：电表指针实际转数 r标定：电能表表盘标定转数 Q吸=cmΔt Q吸：被加热物质吸收的热量 焦耳（J） c：该物质的比热容 焦/（千克·摄氏度）【（J/（kg·℃）】 m：该物质的质量 千克（kg） Δt：该物质的温度变化量 摄氏度（℃） η：电热器的加热效率 Q吸：被加热物质吸收的热量 焦耳（J） W：电热器消耗的电能 焦耳（J） Q放=mq或Q放=Vq Q放：燃料完全燃烧释放的热量 焦耳（J） m：燃料的质量 千克（kg） V：燃料的体积 立方米（m3） q：燃料的热值 焦/千克（J/kg）或焦/立方米（J/m3） η：燃料燃烧的放热效率 Q吸：被加热物质吸收的热量 焦耳（J） Q放：燃料完全燃烧释放的热量 焦耳（J） 例7.如图所示，小欣同学家电能表4月底的示数是_________kW·h；若关闭家中其他用电器，只有电热水壶工作，电能表的指示灯闪烁300次时，刚好将1.2kg水从20℃加热到80℃，则电热水壶的加热效率为________%。 答案：2024.6；84 解析：热水壶消耗电能： 水吸收的热量： Q =cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×1.2kg×（80℃－20℃）=3.024×105J 电热水壶的加热效率： 例8.小叶同学利用如图电能表测量电热水器消耗的电能，将电热水器单独连接在电路中，观察到电能表上的铝盘1 min转了60转，电热水器消耗的电能是0.02kW·h，如果这些能量由天然气来提供，需要完全燃烧________m3的天然气。（q天燃气=4.0×107J/m3） 答案：1.8×10-3m3 解析：电热水器消耗的电能： 消耗的天然气的体积： 类型5.常见用电器的电功率估算 常见用电器 家用空调 电饭煲/热水壶 吸尘器 电吹风机 台式计算机 波晶电视 电功率 1000W 800W 800W 500W 200W 100W 例9.下列数据中，最接近生活实际的是（ ） A.一只公鸡的质量约为20kg B.成人正常步行速度大约为10km/h C.一支新2B铅笔的长度约为18cm D.教室里一盏节能灯的功率约为1kW 答案：C 解析：A.一只公鸡的质量约为2kg，不符合题意 B.成人正常步行速度大约为5km/h，不符合题意； C.一支新2B铅笔的长度约为18cm，符合题意； D.教室里一盏节能灯的功率约为40W，不符合题意。 例10.“从生活走向物理”说明物理与生活息息相关。下列常见物理量最接近生活实际的是（ ） A.冬季峨眉山金顶的最低气温约为10℃ B.闻名世界的乐山大佛高约71m C.家用空调正常工作时的功率约为100W D.人步行的速度约为11m/s 答案：B 解析：A.冬季峨眉山金顶的最低气温约为－2℃，不符合题意； B.闻名世界的乐山大佛高约71m，符合题意； C.家用空调正常工作时的功率约为1000W，不符合题意； D.人步行的速度约为1 m/s，不符合题意。 例11.根据生活经验，下列数据符合实际的是（ ） A.一台家用空调的功率约为1000W B.一本初中物理课本的厚度约为ldm C.两个鸡蛋的质量约为1kg D.磁悬浮列车的速度可达400m/s 答案：A 解析：A.一台家用空调的功率约为1000W，符合题意； B.一本初中物理课本的厚度约为lcm，不符合题意； C.两个鸡蛋的质量约为0.1kg，不符合题意； D.磁悬浮列车的速度可达400km/h，不符合题意； 类型6.理解电能、电功、电功率的含义与联系 涉及知识： ①电流所做电功越多，电路消耗电能越大。 ②电功率反映电流做功的快慢，电功率越大，电流做功越快，电能表指针转动（指示灯闪烁）越快。 易错选项：电功率越大，电流做功越多（消耗电能越多）——电功率越大，只说明电流做功越快，根据公式W=Pt可知，电流做功的多少与电功率和时间都有关。故该说法错误。 例12.以下说法正确的是（ ） A.由有，电阻与电压成正比，和电流成反比 B.电功率越大，消耗的电能越多 C.燃料燃烧越充分，燃料的热值越大 D.物体吸收热量，温度不一定升高 答案：D 解析：电阻是导体本身的一种属于，只与自身的材料、长度、横截面积有关，与其两端电压和流经其的电流大小无关，A错误；电功率越大，消耗电能越快，B错误；燃料的热值是燃料本身的一种性质，只与燃料的种类无关，与燃料的质量、是否完全燃烧均无关，C错误；晶体熔化时，吸收热量，温度保持不变，故D正确。 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.己用电器做功一定快 D.相同的时间内，乙用电器完成的功一定少 答案：C 解析：当甲、乙正常工作时，P甲<P乙，所以乙用电器做功一定快，C正确；根据公式W=Pt可知，用电器做功多少与功率和时间都有关，故A错误；根据此公式，当时间相同时，消耗电能与用电器的功率成正比，故C错误；做功相同时，用电器所需时间与电功率成反比，故B错误。所以本题答案：C。 例14.（多选）关于电能、电功和电功率，下列说法中正确的是（ ） A.电流通过用电器做了多少功就消耗了多少电能 B.电功率大的用电器做功一定多 C. 做功快的用电器电功率一定大 D.弹簧所受拉力与伸长量成正比。 答案：AC 解析：电流通过用电器做了多少功就消耗了多少电能，A正确；用电器的功率越大，用电器做功一定越快，B错误，C正确；在弹性范围内，弹簧所受拉力与其伸长量成正比。 类型7.小灯泡及其他用电器的铭牌含义 涉及知识： ①小灯泡铭牌“220V 40W” ：该灯泡的额定电压为220V，额定功率为40W。 ②小灯泡铭牌“P220-50”：普通照明灯泡，额定电压220V，额定功率50W。 ③某用电器铭牌“220V 2A”：该用电器的额定电压为220V，额定电流为2A。 ④滑动变阻器“20Ω 2A”：滑动变阻器可进入电路的最大阻值20Ω，通过滑动变阻器的电流不得超过2A。 ⑤电能表“220V 10（20）A”：该电能表接在220V的家庭电路中，且电能表的标定电流为10A，通过电能表的最大电流不得超过20A。 例15.下列几种电器铭牌的标示中都涉及到“2A”字样，其中表示额定电流的是（ ） A.滑动变阻器上标有“1000 2A” B.家用电熨斗上标有“220V 2A” C.电能表上标有“220V 2A” D.某汽车用蓄电池标有“2A 10h” 答案：B 解析：A选项：表示通过滑动变阻器的最大电流为2A；B选项：表示已改熨斗的额定电流是2A；C选项：电能表的标定电流是2A；D逸项：表示该蓄电池的放电电流为2A。故选B。 例16.小叶在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V 40W”的字样，下列说法正确的是（ ） A.该灯泡只能在220V的电压下工作 B.该灯泡的额定功率是40W C.该灯泡的实际功率一定是40W D.灯泡发光时的亮度由额定功率决定 答案：B 解析：根据铭牌可知，该灯泡正常发光时的电压为220V，A错误；该灯泡的额定功率是40W，B正确；该灯泡的实际功率由接在用电器两端电压决定，不固定，故C错误；灯泡的亮度，由实际电压（功率）决定，D错误。 类型8.额定功率与实际功率 涉及知识： ①额定功率是当用电器正常工作，即在额定电压下工作时的功率。 ②实际功率是用电器实际工作时的功率，所以实际功率不一定等于额定功率。 ③灯泡的亮度由实际功率决定。 a.当U实=U额时，P实=P额，灯泡正常发光； b.当U实<U额时，P实<P额，灯泡发光较暗； c.当U实>U额时，P实>P额，灯泡发光较亮，灯丝易损坏。 ④额定功率、实际功率的计算公式： a. b. ⑤技巧： a.铭牌已知的情况下，最好先利用铭牌求一下灯丝或其他用电器的电阻：即根据得：，对后续问题的求解，大有益处。 b.若题干中出现：“不计灯丝电阻变化/忽略灯丝电阻变化”等字样，则将灯丝电阻看作一定值电阻。 ⑥串、并联电路中用电器实际功率的比较 解题思路： a.通过铭牌或其他已知条件计算出灯丝或用电器的阻值； b.再根据串、并联找出相同的电学物理量（电流、电阻、电压）； c.选用恰当的含有相同电学物理量的功率计算公式进行计算： 串联电路相同：根据P=UI可知，当电流相同时，用电器的电功率与用电器两端电压成正比，即： P1∶P2=U1∶U2 根据P=I2R可知，当电流相同时，用电器的电功率与通过用电器的电流成正比，即： P1∶P2=R1∶R2 并联电压相同：根据P=UI可知，当电压相同时，用电器的电功率与通过用电器的电流成正比，即： P1∶P2=I1∶I2 根据可知，当电压相同时，用电器的电功率与用电器电阻成反比。即： 例17.将标有“6V 3W”、“6V 6W”的甲、乙两个灯泡，串联接在9V的电源上，它们实际功率分别是_______W和_______W（灯丝电阻忽略不计）。 答案：3；1.5 解析：， 如图，将两灯泡串联后， 总电阻：R 总=R甲+R乙=12Ω+6Ω=18Ω 所以电路中的电流： 甲灯泡的实际功率：P甲=I实2R甲=（0.5A）2×12Ω=3W 乙灯泡的实际功率：P乙=I实2R乙=（0.5A）2×6Ω=1.5W 例18.把标有“6V 6W”和“12V 6W”字样的两灯泡L1、L2串联在18V的电源上，下列说法正确的是（ ） A.灯L1正常发光 B.灯L2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 解析：， 如图，将两灯泡串联后， 总电阻：R 总=R1+R2=6Ω+24Ω=30Ω 所以电路中的电流： 灯泡L1的实际功率：P1=I实2R1=（0.6A）2×6Ω=2.16W 灯泡L2的实际功率：P2=I实2R2=（0.6A）2×24Ω=8.64W 所以两灯均不能正常发光。故选D。 技巧：当灯泡两端电压不等于额定电压时，其实际功率必然不等于额定功率。 将两灯泡串联后，根据串联分压电压之比等于电阻之比，即 U1∶U2=R1∶R2=6Ω∶24Ω=1∶4 所以 U1=18V×=3.6V，U2=U－U1=18V－3.6V=14.4V 因为两灯电压均不等于额定电压，所以两个灯都不能正常发光。故选D。 例19.如图所示的电路中，甲灯泡比乙灯泡亮，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则下列描述错误的是（ ） A.P甲实>P乙实 B.U甲实>U乙实 C.I甲实>I乙实 D.R甲>R乙 答案：C 解析：灯的实际功率越大，灯越亮，所以P甲实>P乙实，A正确；串联电路，电流处处相等，C错误； 根据公式P实=U实I实，当电流相同时，用电器的功率与其两端的电压成正比，且P甲实>P乙实 所以U甲实>U乙实，B正确； 根据公式P实=I实2R，当电流相同时，用电器的功率与其电阻成正比，且P甲实>P乙实，所以R甲>R乙，D正确。所以本题选C。 实用二级结论： ①串联电路，用电器电阻越大（两端电压越大）电功率越大。 ②并联电路，用电器电阻越小（支路电流越大）电功率越大。 例20.L标有“220V 100W”， L2标有“220V 40W”，把它们串联后接在220V电源上，分析正确的是（ ） A.两盏电灯的总功率等于140W B.两灯的总功率小于40W C.较亮的灯是L1 D.若电源电压是440V，两灯都能正常发光 答案：B 解析：， 串联电路，用电器的功率与电阻成正比，R1<R2，所以P1<P2，L2更亮，C错误； R总=R1+R2=484Ω+1210Ω=1694Ω ，所以A错误，B正确。 当U=440V时，根据串联分压，电压之比等于电阻之比U1∶U2=R1∶R2=484Ω∶1210Ω=2∶5 所以U1=440V×≈126V，U2=440V×≈314V，所以两个灯都不能正常发光，D错误。 题型二：重点题型 类型9.涉及到电功率的动态电路分析问题 滑动变阻器型 第一步：识别电路 ①先判断用电器间串并联关系（电流表处理解为导线，电压表处理解为断路）； ②再确定各个电表所测用电器（电流表与谁串联就测谁，电压变与谁并联就测谁）。 第二步：分析滑动变阻器阻值变化情况 根据题干描述，滑动变阻器滑片移动情况，分析连入电路的阻值变大还是变小，进而推出通过滑动变阻器的电流的变化情况：滑动变阻器连入电路的阻值越大，流经滑动变阻器的电流越小。 第三步：进而分析由局部的变化导致各个电表示数变化情况。 第四步：看选项，问啥分析啥。 例21. 电流表理解为导线，电压表理解为断路 —→由图可知，两灯并联 例22. 分析电路： 电压表相当于断路；L1、L2、L3串联，电压表V1测L1与L2串联后的电压，电压表V2测L2与L3联后的电压。 例23.如图所示，电源保持不变，闭合开关，滑动变阻器的滑片向左移动的过程中，下列说法正确的是（ ） A.电压表V1示数变大，电流表示数变小 B.电压表V2示数不变，电流表示数变大 C.电压表V1示数和电流表示数的乘积变大 D.电压表V2示数和电流表的比值不变 答案：C 解析：第一步：识别电路 ①识别用电器的串、并联关系：此时电压表当作断路，电流表看成导线，如图所示，易得出，R1与R2串联。 ②串联电路，电流表测电路中电流，再分析电压表V1与V2测量情况（分析哪个表就把哪个复原）。 （1）先分析电压表V1，如图可知，电压表V1测电源电压 （2）再分析电压表V2，如图所示，电压表V2测R2两端的电压。 第二步：分析滑动变阻器的变化情况：向左滑动变阻器，连入电路的阻值变小，所以电路中的电流变大。 第三步：根据串联分压，电压与电阻成正比可知，R2阻值变小，所以R2两端电压变小，即电压表V2示数变小，而电压表V1测电源电压，所以V1示数始终不变。 第四步：看选项，问什么分析什么： A.V1示数不变，故A错误； B.V2示数变小，电流表示数变大，故B错误； C.V1示数不变，电流表示数变大，所以二者乘积变大，故C正确； D.V2示数变小，电流表示数变大，所以二者比值变小，故D错误。 进阶延伸：C、D选项，若通过变化趋势无法判断出示数乘积或比值变化情况时，可进一步分析该数值所表达的物理量。如： C选项，V1测电源电压，电流表测电路中的电流，根据公式P=UI可知，二者的乘积表示电路中的总功率，随着滑动变阻器向左移动，电流增大，电阻变小，所以电路的总功率变大。C正确。 D选项，V2测R2两端电压，根据可知，二者的比值代表滑动变阻器R2连入电路中的阻值，而从题中我们可分析出当滑片向左移动时，R2的阻值变小。所以该比值应变小，D错误。 例24.如图所示是某同学设计的压力计电路原理图，当闭合开关S，A板受到向下压力增大时，R2接入电路的阻值________（填“增大”或“减小”），为实现压力增大，电表示数增大，应把_______表改装为压力计。 答案：增大；电压 解析：由题可知，R1与R2串联，电压表测R2电压，当压力增大时，滑片向下运动，R2连入电路的电阻变大，电流表示数变小，电压表示数变大。根据题意可知应将电压表改成压力计。 类型10.动态电路中电功率范围和保护电路问题 解题思路：极值法——找最大值和最小值。 解题技巧：此题型多为“伏安法测电阻”电路，即用电器和滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测用电器电压或滑动变阻器电压。 1.当电压表测定值电阻两端电压时 ①变阻器阻值最小⇒电流表示数最大⇒电压表示数最大 a.若无需考虑保护电路，则滑动变阻器的最小值为0 b.若需要考虑保护电路，则滑动变阻器最小值的求法为： 第一步：找最大电流：电流表量程、灯泡额定电流、滑动变阻器允许通过最大电流三者中的最小值。 第二步：通过最大电流计算此时电压表是否超量程。 若没超量程，则用该电流求最小阻值。 若超量程，说明该电流时无法保护电路，实际最大电流是当电压表满量程时的电流。这时我们就求电压表满量程时滑动变阻器的阻值就是滑动变阻器的最小值。 ②变阻器阻值最大⇒电流表示数最小⇒电压表示数最小。变阻器阻值越大，电路中电流越小，电压表示数越小，电路越安全，所以滑动变阻器阻值的最大阻值为最大量程。 2.当电压表测滑动变阻阻器两端电压时 ①变阻器阻值最小⇒电流表示数最大⇒电压表示数最小；只需利用最大电流求滑动变阻器的最小值。 ②变阻器阻值最大⇒电流表示数最小⇒电压表示数最大；只需利用电压表最大量程求滑动变阻器最大值。 二级结论： 1.用电器与滑阻串联电路最大功率：P=UImax 2.滑动变阻器最大功率：当滑阻和定值电阻阻值相同时，即 例25.如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω 1 A”，电流表量程选择“0~0.6A”，电压表量程选择“0~3V”，小灯泡上标有“4.5V 0.3A”字样，其I-U图像如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项不正确的是（ ） A.电流表的最大示数是0.3A B.电流表的最小示数是0. 2A C.电路的最大功率是1.8W D.小灯泡的最小功率是0. 75W 答案：B 解析：滑动变阻器最大电流1A、电流表最大量程0.6A，灯泡额定电流0.3A，为保护电路，电路中电流最大值为0.3A，A正确；电压表与滑阻串联，电流最小时⇒电压表示数最大，即当电压表示数为3V时，电流最小，此时灯泡L两端电压：UL=U－UR=6V－3V=3V，由乙图可知，此时电流为0. 25A，即电流表的最小示数是0.25A，B错误；根据公式P=UI可知，当电流最大时，电路总功率最大，则Pmax =6V×0. 3A=1.8W， C正确；实际功率由实际电压决定，当灯泡电压为3V时，其功率最小：Pmin=3V×0.25A=0.75W，D错误。所以本题选B。 例26.如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。在保证电路备元件安全的前提下，电压表的示数随滑动变阻器R2阻值变化的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是（ ） A.电源电压为7.5V B.定值电阻R1阻值为5Ω C.电路的最小功率为0.6W D.电流表示数变化范围为0.2~0.3A 答案：D 解析：分析电路可知，R1、R2串联，电压表测R1电压，电流表测电路电流。由乙图可知，当R2=10Ω时，电压表示数为3V，根据串联分压原理则有： …………………………① 当R2=20Ω时，电压表示数为2V，根据串联分压原理则有： …………………………② 联立①②解得：R1=10Ω，电源电压U=6V，故AB错误； 电路中电流最小为： 则电路的最小功率为：Pmin=UImin= 6V×0.2A=1.2W 电压表量程为0~3V，则当电压表示数最大为3V时，电流最大为： 所以电流表示数变化范围为0.2~0.3A，故C错误，D正确。 例27.（多选）如图甲所示电路中，电源电压恒定，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置，电流表与两电压表示数变化关系的图象如图乙所示，则下列说法正确的是（ BC ） A.电源电压是10V B.滑动变阻器的最大阻值为40Ω C.灯泡的额定功率为4.2W D.此过程中灯泡的最小功率为1.2W 答案：BC 解析：由甲图可知，灯泡与滑动变阻器串联，所以电流相同。由乙图可知，当电流为0.2A时，电路中电流最小，滑动变阻器阻值最大，由串联分压规律可知，此时小灯泡电压为1V，滑动变阻器电压为8V，所以电源电压为9V，A错误； 由乙图可知，当电流为0. 2A时，电路中电流最小，滑动变阻器阻值最大，滑动变阻器电压为8V，则滑动变阻器最大阻值为：，B正确； C.滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置，由乙图可得，电路中电流为0.6A，滑动变阻器电压为2V，所以灯泡电压为7V，则灯泡的额定功率为：P额=U最大I最大= 7V×0.6A=4.2W，C正确； D.根据P=UI可知，当灯泡两端电压和通过的电流最小时，灯泡的功率最小。由乙图可知，灯泡最小电压为1V，此时最小电流为0.2A，则灯泡的最小功率为：P电小=U灯泡I最小= 1V×0.2A= 0.2W，D错误。 故选BC。 例28.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。滑片从最右端向左滑动的过程中，电压表示数_______（选填“变大”、“不变”或“变小”），整个电路电功率变化了_______W。 答案：变大；2.4 解析：由电路图可知，R1与R串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑片P从最右端向左滑动过程中，接入电路中的电阻变大，由串联电路电压分配关系可得电压表的示数变大。 由图乙可知，当R1=10Ω时，P1=0.9W，当R1′=20Ω时，P1′=0.8W，因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： ， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，所以，电源的电压： U=0.3A×10Ω+0.3A×R U= 0.2A×20Ω+0.2A×R 解得：R=10Ω，U=6V 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻最小，则： 整个电路的最大功率为： P大=UI大= 6V×0.6A=3.6W 当R1=20Ω时，变阻器接入电路中的电阻最大即20Ω时，电流为0.2A；此时整个电路的总功率最小 P小=UI2=6V×0.2A=1.2W 整个电路功率变化了： ΔP=P大－P小=3.6W－1.2W =2.4W 例29.（多选）如图甲所示电路，电源电压不变，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，得到电压表和电流表的示数与R的关系分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是（ ） A.滑动变阻器R的最大阻值是20Ω B.滑片P置于中点时，R的功率为0.9W C.当滑片P置于中点时，R0的电功率为1.6W D.R0的最小电功率为0.4W 答案：ABD 解析：由甲图可知，R0与R串联，由乙图知，当R接入阻值为0时，R0两端的电压为6V，即电源电压为6V， 由丙图可知此时电路中的电流为0.6A，则R0的阻值为： 当R接入电路中电阻最大时，电路中的电流最小为0.2A，则电路中的总电阻为： 滑动变阻器的最大阻值为：R大=R总－R0=30Ω－10Ω=20Ω，A正确； 当滑片在中点时，R接入电路中的电阻为10Ω，此时电路中的电流为： 当滑片在中点时，R与R0阻值相等，通过的电流相等，则消耗的电功率也相等： P0=I中2R0=（0.3A）2×10Ω=0.9W B正确，C错误； D.由丙可知，当滑动变阻器接入电路中阻值最大时，电路中电流最小，R0消耗的功率最小，为： P0′=I′2R0=（0.2A）2×10Ω=0.4W D正确。故选ABD。 类型11.比值问题 涉及知识： 为简化问题，要尽量控制变量，找定值。 1.在比较电功率时，分析电路的串并联情况： ①串联串联电流相同 a.根据P=UI可知，当电流相同时，用电器的电功率与用电器两端电压成正比，即P1∶P2=U1∶U2。 b.根据P=I2R可知，当电流相同时，用电器电功率与通过用电器的电流成正比。即P1∶P2=R1∶R2。 ②并联电压相同 ①根据P=UI可知，当电压相同时，用电器电功率与通过用电器的电流成正比，即P1∶P2=I1∶I2。 ②根据中，当电压相同时，用电器的电功率与用电器电阻成反比。即。 ③也可以根据公式来比较电功率 a.当工作时间相同时，用电器的电功率和消耗的电能成正比，即P1∶P2=W1∶W2。 b.当消耗电能相同时，用电器的电功率和做功的时间成反比，即。 2.同理，在比较电流做功时，同样分析电路的串并联情况，先来比较二者之间的功率之比，然后再根据公式W=Pt来计算消耗电能之比。 3.尽量求出定值电阻的阻值或比值，因为定值电阻的阻值固定不变，可以简化问题。 4.选择填空题，可用代数的形式快速求出比值。如R1∶R2=1∶2， 就可以假设R1=1Ω， R2=2Ω。 5.串联分压，电压之比等于电阻之比；并联分流，电流之比与电阻成反比。 例30.（多选）如图所示电路中，电源电压保持不变，已知R1∶R2=2∶1，则下列说法正确的是（ ） A.通过R1、R2的电流之比为2∶1 B.电流表A1、A2的示数之比为3∶2 C.电流表A1、A2的示数之比为2∶3 D.电阻R1、R2电功率之比为1∶2 答案：BD 解析：由图可知R1与R2并联，并联分流，电流与电阻成反比，R1∶R2=2∶1，所以通过R1、R2的电流之比为1∶2，A错误。A2测R电流，A1测干路电流，设I1=I，则I=I1+I2=3I，所以电流表A1、A2的示数之比为3∶2，B正确，C错误；根据P=UI可知，当电压相同时，用电器电功率与通过用电器的电流成正比，即P1∶P2=I1∶I2=1∶2，D正确，所以本题选BD。 例31.（多选）如图所示电路，甲、乙两灯分别标有“6V 6N”和“6V 3W”字样，电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ） A.只闭合S时，甲、乙两灯的实际功率之比为2∶1 B.只闭合S2、S3时，甲、乙两灯的实际功率之比为2∶1 C.只闭合S1、S2时，电路的总功率为6W D.只闭合S1、S2时，电路的总功率为3W 答案：BD 解析：通过铭牌求电阻：， R甲∶R乙=6Ω∶12Ω=1∶2 A选项：闭合S1，两灯串联，电流相同，根据P=I2R可知，当电流相同时，用电器电功率与通过用电器的电流成正比，即P甲∶P乙=R甲∶R乙=6Ω∶12Ω=1∶2，A错误。 B选项：闭合S2、S3，两灯串并联，电压相同，根据可知，当电压相同时，用电器的电功率与用电器电阻成反比，即P甲∶P乙= =R乙∶R甲=12Ω∶6Ω=2∶1，B正确。 C、D选项：合S1、S2，甲灯被短路，只有乙连入电路。因为电源电压为6V，所以乙灯正常发光，电路总功率3W。C错误，D正确。故本题选BD 例32.（多选）甲、乙两电阻I-U图像如图所示，把两个电阻串联接在同一电路中，下列说法正确的是（ ） A.甲的电阻值小于乙的电阻值 B.通过甲、乙两个电阻的电流之比是1∶1 C.甲、乙两个电阻两端电压之比是3∶1 D.甲、乙两个电阻的电功率之比是1∶9 答案：BC 解析：由图可知，甲电阻的阻值：；乙电阻的阻值： 所以甲的电阻值大于乙的电阻值，A错误； 甲、乙两个电阻串联在电路中，电流相等，所以通过甲、乙两个电阻的电流之比是1∶1，故B正确； 甲、乙两个电阻串联在电路中，串联分压，电压与电阻成正比，所以甲、乙两个电阻的电压之比为3∶1， C正确。 根据P=UI，当电流相同时，用电器的电功率与用电器两端电压成正比，即P甲∶P乙=U1∶U2=3∶1。D错误。所以本题选BC。 例33.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，则L1、L2两灯灯丝电阻之比是_______，甲、乙两图电路消耗的总功率之比是________。 答案：2∶1；2∶9 解析：分析相同量。由图不难分析出，L1在两种电路时的电阻不变。 根据，当电阻相同时，用电器的电功率与用电器电压的平方成正比，即： P1∶P2= U12∶U2= 4W∶9W 所以 图甲中，假设U1=2U0，则电源电压：U=3U0，所以U2=U－U1=3U0－2U0=U0 最后根据串联分压，电压之比等于电阻之比，即R1∶R2=U1∶U2=2U0∶U0=2∶1 甲电路中电流： 乙电路中电流： 由P=UI可得甲、乙两图电路消耗的总功率之比 类型12.电功率计算——挡位问题 涉及公式： 物理量 计算公式 表示意义 统一单位 Q吸 Q吸=cmΔt c-加热液体的比热容 J/（kg·℃） m-液体的质量 kg Δt-温度变化量 ℃ W W=Pt W-电流做功 J P-用电器功率 W t-加热时间 s P P=UI U-电压 V P=I2R I-电流 A R-电阻 Ω η m m=ρV m-物体的质量 千克（kg） ρ-物体的密度 千克/立方米（kg/m3） V-物体的体积 立方米（m3） 热平衡公式 不计热量损失（η=100%）时，Q吸=W 思路： ①确定挡位的底层逻辑 大部分题型电路为两个定值电阻串联或并联（也有3个电阻的时候），以2个定值电阻组成的电路为例，假设R1>R2，则R串>R1>R2>R并 再根据，当电压相同时，用电器的电功率与用电器电阻成反比可知：P串<P1<P2<P并 最后再根据所给电路图，确定挡位，如图所示。我们不难判断出只闭合S1时，只有R2连入电路，同时闭合S1和S2时，R1与R2并联，因为P并>P2，所以同时闭合S1和S2时，即两电阻并联时为高温挡，只闭合S1时为低温挡。 ②串联“总求”，并联“分求” a.①求串联电路的总功率时，通常计算总电阻然后进行计算。 b.求并联电路的总功率时，通常分开求各支路功率，再相加。 例34.某款家用保温电热壶有加热和保温两个挡位，铭牌上标有“工作电压220V 保温挡额定功率440W”字样。简化电路如图所示，温控开关S2可自动开闭，R1、R2均为阻值不变的发热电阻丝，R1=48.4Ω，R2=110Ω。求：高温挡和低温挡的功率。 答案：高温挡1440W；低温挡440W 解析：由题可知，当S1闭合、S2断开时，只有R2连入电路，此时电路为保温挡。 当S1、S2同时闭合时，R1与R2并联，此时为高温挡。 所以高温挡功率：P高=P1+P2=1000W+440W=1440W 例35.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）R1的阻值； （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）44Ω；（2）88W；（3）891W 解析：（1）当开关S接“1”时，只有R1连入电路，为高温指；当开关S接“2”时，R1与R2串联，为保温挡。 （2）R=R1+R2=44Ω+506Ω=550Ω （3）电路处在高温挡的实际电压为U′=198V时的实际电功率： ③电炉烧水体系：用电器消耗的电能转化成水吸收的热量。所以总功为用电器消耗的电能，有用功为水吸收的内能。 例36.如图所示的三挡粥锅，通过挡位开关可实现高、中、低的转换。高温挡功率为2400W，低温挡功率为440W，电阻R2=60.5Ω，c粥=4.2×103J/（kg·℃）。 求：用高温挡加热700s可将锅内4kg初温为20℃的粥加热到100℃，加热效率有多大? 答案：80% 解析：Q吸=cm（t－t0）=4.2×103J/（kg·℃）×4kg×（100℃－20℃）= 1.344×106J 消耗电能：W电=Pt时间= 2400W×700s=1.68×106J 加热效率： ④利用电能表转数求实际功率、实际电压 先用转数求实际消耗的电能： → → → → 例37.如图甲、乙所示是某型电烤箱和简化电路，工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，此电烤箱有高温和低温两个指住，低温挡电功率为242W，高温挡功率为1210W。在某次用电高峰期，关闭家里其它用电器，只让电烤箱高温挡工作，观察到家里的电能表（如图乙）的转盘6min内转过300转。求此时家庭电路的实际电压为多少伏? 答案：200V 解析：高温指功率为1210W，则R1的阻值为： 电能表转盘转300转时，消耗的电能为： 此时实际功率为： 电烤箱高温挡工作，则此时家庭电路的实际电压为： 例38.某款家用保溫电热壶有加热和保温两个指位，铭牌上标有“工作电压220V 加热挡额定功率1100W”字样。其简化电路如图所示，温控开关S2可自动开闭，R1、R2均为阻值不变的发热电阻丝，R2=121Ω，在电热壶内装2kg的水，使用电热壶的加热挡正常工作7min 给水加热，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求： （1）加热挡正常工作时的电流。 （2）保温挡的额定功率。 （3）R1的阻值（计算结果取整数）。 （4）若不计热量损失，加热挡正常工作7min，电热壶中水升高的温度。 答案：（1）5A；（2）400W；（3）69Ω；（4）55℃ 解析：（1）由P=UI可知，加热指正常工作时的电流： （2）由图可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，保温电热壺处于加热挡； 当开关S1闭合、S2断开时，只有R2工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，保温电热壶处于保温挡；保温电热壶保温挡的功率： （3）R1的电功率：P1 =P加热－P保温=1100W－400W=700W 由可知，R1的阻值： （4）保温电热壶加热挡正常工作7min消耗的电能： W=P加热t=1100W×7×60s=4.62×105J 不计热量损失，水吸收的热量：Q吸=W=4.62×105J 由Q吸=cmΔt可知，水升高的温度： 例39.随着生活水平不断提高，各种家用电器进入了人们的生活，小明家新买了一个多挡位电火锅，有高温、中温和低温三个挡位，其内部简化电路如图甲所示，R1和R2均为阻值一定的电热丝，其中R1=44Ω，并且R1<R2。（忽略温度对电阻的影响） （1）分析说明当电火锅处于低温指时，各开关处于怎样的状态? （2）只有S2断开时，该电火锅是中温挡，则此时的功率是多少? 答案：（1）低温挡；（2）1100W 解析：（1）根据公式可知，电源电压不变，电阻越大，电功率越小，已知R1<R2，由图甲可知，当闭合开关S1、S2s，断开S3，电路中只有电阻R2连入电路中，此时电阻最大，电功率最小，为低温挡。 （2）只有S2断开时，电阻R1单独连入电路中，此时的功率是： 例40.如图甲所示是一款深受消费者认可的家用多功能锅，它能实现高温、中温和低温三种加热功能，如表是它的铭牌，图乙是它的内部电路简图。【c粥=4.0×103J/（kg·℃）】 （1）处于低温挡时，电路中电流为多少？ （2）求该多功能锅的R1和R2分别是多少？ （3）不计热量损失，某次实际使用中温挡将质量为3kg、初溫为20℃的一锅粥升至84℃需要25分钟，求此时家庭电路的实际电压。 答案：（1）0.73A；（2）60.5Ω；242Ω；（3）176V 解析：（1）根据P=UI可得，处于低温档时，电路中电流为： （2）根据串并联特点可知，当开关S1闭合，S2接a时，此时两电阻并联，电路总电阻最小，根据可知，电功率最大，多功能锅处于高温挡；当开关S1断开，S2接b时，两电阻串联，电路的总电阻最大，根据可知，电功率最小，多功能锅处于低温挡；当开关S1闭合，S2接b时，此时电路为R1的简单电路，电路电阻较大，根据可知，电功率较小，多功能锅处于中温挡； 所以，R1的阻值为： R1和R2的总电阻为： 所以，R2的阻值为：R2= 302.5Ω－60.5Ω=242Ω （3）粥吸收的热量为：Q吸=c粥m粥（t－t0）=4.2×10J/（kg·℃）×3kg×（84℃－20℃）=7.68×105J 不计热量损失，消耗的电能为：W=Q吸=7.68×105J 由可得，此时家庭电路的实际电压为： 例41.小滨对家里带有预约功能的电中药壶进行观察，铭牌如图甲。其内部基本电路原理如图乙，其中R1、R2均为加热电阻，R2阻值为484Ω，小华用水代替中药做了相关研究，从开始预约到煮好后断电，其消耗的功率随时间变化的图像如图丙【ρ水=l.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）】 （1）预约的过程中消耗的电能是多少kW·h? （2）R1的阻值是多少Ω? （3）若此电中药壶的高温挡加热效率为84%，将1.5L水从20℃加热至100℃，需要多长时间？ 答案：（1）0.08kW·h；（2）121Ω；（3） 解析：（1）根据题意可得，预约过程中消耗的电能为： W预约=P预约t=10×10-3 kW×8h=0.08kW·h （2）由图乙可知，当开关S、S1闭合时，R1与R2并联，电路总电阻较小，由可知总功率较大，为高温状态，当开关S闭合、S1断开时，电路只有R2工作，总电阻较大，由可知总功率较小，为低温状态，R1的功率为： P1=P高温挡－P低温挡=500W－100W=400W R1的阻值是： （3）水吸收的热量为： Q吸=c水m水（t－t0）=4.2×10J/（kg·℃）×l.5kg×（100℃－20℃）=5.04×105J 消耗的电能为： 根据可得，需要的时间为： 例42.小康家有一台家用养生堂如图甲，他发现养生壶有加热和保温两种功能。如图乙所示是其内部电路的简图，R1、R2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。养生壶加热功率为1000W，保温功率为20W。【c水=4.2×103J/（kg·℃）】。求： （1）把2kg的水从20℃加热到70℃，养生壶内的水要吸收的热量。 （2）不计热量损失，使用养生壶的加热挡完成问题（1）中的加热过程需要的时间。 （3）忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻R1的阻值。 答案：（1）4.2×105J；（2）420s；（3）2371.6Ω 解析：（1）水吸收的热量为： Q吸=c水m水（t－t0）=4.2×10J/（kg·℃）×2kg×（70℃－20℃）=4.2×105J （2）由于不计热量损失。则消耗的电能为：W=Q吸=4.2×105J 由可得，加热过程需要的时间为： （3）在开关S闭合的条件下，当旋钮开关接到2时，此时R2单独工作，电路中电阻小，消耗的功率大，为加热状态，根据可得电阻R2的阻值为： 当旋钮开关切换到1时，两电阻串联，此时电路中电阻大总功率小，为保温状态， 由可得，电路的总电阻为：R总=R1+R2= 则电阻R1的阻值为：R1=2420Ω－48.4Ω＝2371.6Ω 类型13.电流热效应与电流做功的异同 1.焦耳定律公式：表示电流产生的热量。 （1）原始公式：Q=I2Rt。（适用于所有电路） （2）导出公式：①Q=Ult；②。（只是用于纯电阻电路） 2.电流做功公式：表示电流做功的多少。 （1）原始公式：①W=Pt；②W=UIt。（适用于所有电路） （2）推导公式：①W=I2Rt：②。（只适用于纯电阻电路） 纯电阻电路：电能完全转化为内能的电路，W=Q，如电饭煲、电热水壶等。 非纯电阻电路：电能不完全转化为内能的电路，W≠Q，如电风扇（电能转化为机械能）。 例43.电炉通电以后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么热，原因是（ ） A.通过电炉然的电流大 B.通过导线的电流大 C.导线的电阻小，发热功率小 D.电炉丝的电阻小，发热功率大 答案：C 解析：电炉丝导线串联，所以通过电炉丝和导线的电流相网，AB错误； 根据Q=I2Rt可知，相同时间，导线电阻小，所以导线产生的热量小，所以导线发热功率小，C正确，D错误。 例44.关于电功、电能、电热和电功率，下列说法中错误的是（ ） A.对所有用电器来说，电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少 B.电视机消耗电能的多少等于电视机中产生电热的多少 C.某用电器的电功率越大，它消耗的电胞可能越多 D.电流产生热量相同的用电器，消耗的电能不一定相同 答案：B 解析：电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少，A正确；电视机主要将电能转化为光能，为非纯电阻电路，所以消耗电能不等于产生的热量，B错误；根据W=Pt，相同时间内，功率越大，消耗电能越多，C错误；电流产生热量相同的用电器，消耗的电能不一定相同，例如电烙铁和电视机，电烙铁是电能转为内能，而电视机是电能转化为声施、光施、内能等，D正确。故本题选B。 例45.如图是验钞、点钞一体机。验钞机利用_________（填“红外线”或“紫外线”）使荧光物质发光；机器上的LED指示灯是由_________材料制成的；使用过程中机器温度升高，这是电流的______效应。 答案：紫外线；半导体；热 例46.如图所示电路，闭合开关，标有“3V 3W”的小灯泡正常发光，电动机线團的电阻为1 Ω，通过线圈的电流为0.2A，则干路电流为_______A，电路中消耗的电功率是_______W，1 min内电动机产生的热量是_______J。 答案：1.2；3.6；2.4 解析：由电路图知，灯泡与电动机并联，闭合开关灯泡正常发光，电源电压为3V；由P=UI可得，灯泡正常工作的电流： 由并联电路的电流特点可知，干路的电流： I=IL+IM=1A+0.2A=1.2A 电路中消耗的电功率： P=UI= 3V×1.2A=3.6W 1min内电动机产生的热量：Q=IM2RMt=（0.2A）2×1Ω×60s=2.4J 题型三：实验探究 类型14.电流的热效应的实验原理图和比值 涉及知识 1.如图甲，探究产生热量与电阻的关系，Q左∶Q右=R左∶R右=5Ω∶10Ω=1∶2 2.如图乙，探究产生热量与电流的关系，Q左∶Q右=I左2∶I右2=4∶1 例47.为了探究在通电时间相同时电流通过导体产生的热量跟电阻的关系，应该选用______图进行实验，探究实验的过程中除了运用控制变量法外还运用________法，图中U形管_______（填“是”或“不是”）连通器。如图甲，左右两个容器产生的热量之比为1∶2。图乙是为了探究在通电时间相同时电流通过导体产生的热量跟_______的关系，乙图中左右两个容器产生的热量之比为4∶1。 答案：甲；转换；1∶2；电流；4∶1 类型15.特殊法测小灯泡额定功率 涉及知识： 1.电表的改装 改装情况 电流表→电压表 电压表→电流表 改装方法 电流表与已知阻值的定值电阻串联 电压表与已知阻值的定值电阻并联 电路示意 表达式 Ux=IR0 2.特殊法测小灯泡功率 ①双安法（两个电流表，U额已知） 【实验电路】 【实验步骤】 a.闭合开关，调节滑片使电流表A1示数I1和R0的乘积等于U额； b.滑片位置保持不变，记录此时电流表A2示数I2。 【P额表达式】P额= U额（I2－I1） 【推导过程】 电流表A1与R0串联改成电压表。 当U额=I1R0时，灯泡正常发光，此时灯泡电流：I额=I2－I1 灯泡的额定功率：P额=U额（I2－I1） ②双伏法（两个电压表，U额已知） 【实验电路】 【实验步骤】闭合开关，调节滑片，使电压表V1示数为U额；此时电压表V2示数为U2。 【P额表达式】 ③单伏法 方法1（I额、R0已知） 【实验步骤】 1.闭合S、S2，调节滑片，使电压表的读数为I额R0； 2.断开S2、闭合S1，保持滑片位置不变，读出电压表示数U1。 【P额表达式】P额=（U1－I额R0）I额 【推导过程】 定值电阻R0两端电压：U0=I额R0； 灯泡正常发光时的电压：UL=U1－I额R0； 灯泡的额定功率：P额=U额I额=（U1－I额R0）I额 方法2（U额、R0已知） 【实验步骤】 1.闭合S、S2，断开S1，调节滑片，使电压表的示数为U额； 2.闭合S、S1、断开S2，保持滑片位置不变，读出电压表示数U1。 【P额表达式】 【推导过程】 定值电阻R0两端电压：U0=U1－U额； 灯泡正常发光时的电流：； 灯泡的额定功率： 方法3（已知U额、变阻器最大阻值为R0） 【实验电路】 【实验步骤】 1.闭合S，将R0滑片移至a端，调节R的滑片使电压表的示数为U额； 2.保持R的滑片位置不变，将R0滑片移至b端，读出电压表示数U1。 【P额表达式】 【推导过程】 滑片在b端时，滑动变阻器R0两端电压：U0=U1－U额； 灯泡正常发光时的电流：； 灯泡的额定功率： ④单安法 方法1（I额、R0已知） 【实验电路】 【实验步骤】 1.闭合S、S2，断开S1；调节滑片，使电流表的示数为I额； 2.闭合S、S1，断开S2，保持滑片位置不变，读出电流表示数I1。 【P额表达式】P额=（I1－I额）R0I额 【推导过程】 滑动变阻器R0的电流：I0=I1－I额； 灯泡的额定电压：U额=U0=I0R0=（I1－I额）R0； 灯泡的额定功率：P额=U额I额=（I1－I额）R0I额 方法2（U额已知） 【实验电路】 【实验步骤】 1.闭合S、S2，断开S1；调节滑片，使电流表的示数为； 2.闭合S、S1，断开S2，保持滑片位置不变，读出电流表示数I1。 【P额表达式】 【推导过程】 灯泡正常发光时的电流：； 灯泡的额定功率： 方法3（电源电压为U、灯泡额定电流为I额） 【实验电路】 【实验步骤】 1.闭合S，断开开关S1，调节滑片，使电流表的示数为I额； 2.闭合S、S1，保持滑片位置不变，读出电流表示数I1。 【P额表达式】 【推导过程】 灯泡正常发光时，滑动变阻器的阻值：； 灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压： 灯泡的额定电压： 灯泡的额定功率： ⑤等效电流法（I额已知） 【实验电路】 【实验步骤】 1.闭合S1，断开S2；调节滑片，使电流表的示数为I额； 2.断开S1，闭合S2；保持滑片位置不变，调节电阻箱R0至当电流表示数I额。 【P额表达式】 ⑥等效电压法（U额已知） 【实验电路】 【实验步骤】 1.闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电压表示数为U额； 2.闭合S、S2，断开S1，保持滑片位置不变，调节电阻箱R至当电压表示数U额。 【P额表达式】 类型16.实验探究——测量小灯泡的额定功率 例48.在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V（正常发光时的电阻约为9Ω）。 （1）图甲是小明连接的电路，请指出不妥之处：________________________________。 （2）重新连好电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，进行多次测量，将数据及现象记录在表格中。 实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 小灯泡的实际功率/W 小灯泡亮度 1 0.5 0.16 不亮 2 1.3 0.22 较暗 3 2.1 0.26 较亮 4 2.5 明亮 5 3.0 0.36 耀眼强光 ①实验多次测量的目的是__________________________________________。 ②第4次实验时电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为_______W；接下来要完成第5次实验，滑片应向_______移动。 ③通过实验发现，小灯泡两端的电压越大，实际功率________，小灯泡越亮。 ④小聪发现表格中有一个电流数据有误，该数据是_________。 （3）完成实验后，小明取一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图丙所示的电路，测量小灯泡正常发光时的电阻。请把实验步骤补充完整。 ①闭合开关S，移动滑片P，直至电压表示数为_______V； ②断开开关S，保持滑片P位置不变，____________________，再闭合开关，记录电压表示数U′； 小灯泡正常发光时的电阻：R=_________（用所测的量和已知量表示）。 答案：（1）电流表选用的量程太大； （2）①得出小灯泡的实际电压、实际功率、亮度之间的普遍规律；②0.7；右；③越大；④0.36； （3）①5；②将电压表改接在定值电阻R0两端；③ 例49.小李同学想测量小灯泡额定功率，老师提供了如下器材：蓄电池（6V），小灯泡（额定电压为2.5V，电阻约为10Ω），滑动变阻器A（10Ω 2A），滑动变阻器B（20Ω 2A），滑动变阻器C（20Ω 1.25A）电流表，电压表，开关，导找若干。小李同学设计了实验方案，连接了部分电路，如图甲所示。请完成如下问题： （1）小丽连接的实验电路如图甲所示，请你添加导线将实验电路补充完整。 （2）为了能精确测量小灯泡的额定功率，实验中应选择电压表的________（选填“0~3V”或“0~15V”）量程。 （3）为了保证小灯泡两端电压能达到额定电压，又便于精确调节，应选用滑动变阻器______（选填“A”“B”或“C”）进行实验。 （4）闭合开关S后，电压表示数如图乙所示，要使小灯泡正常发光，则滑动变阻器的滑片P应向______端移动（选填“左”或“右”）。 （5）移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是_______W。 答案：（1）如图所示： （2）0~3V；（3）B；（4）左；（5）0.75 例50.小宇同学利用如图甲所示的电路，测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率。 （1）正确连接电路后闭合开关，小宇发现小灯泡不发光，且电流表和电压表有示数但都很小，其原因可能是______________________________。 （2）当变阻器滑片P移到某一位置时，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______端移动。 （3）小宇通过实验绘制出小灯泡的U-I图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_______W；同时发现小灯泡的电阻受_______影响，并非一个定值。 （4）小华发现实验室还有一只仅能看得清“0.3A”小灯泡。经过小组讨论，他们用电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻，设计出如图丙所示的电路图，测出了这个小灯泡正常发光时的电阻。方法如下： ①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为_______。 ②滑动变阻器的滑片_____________，断开开关S1、闭合开关S2，读出此时电压表示数为U； ③小灯泡正常发光时电阻表达式：RL=___________（用已知量和所测物理量符号表示结果）。 答案：（1）小灯泡实际功率太小；（2）B；（3）0. 625；温度；（4）①0.3A×R0；②不动；③ 类型17.实验探究——探究影响电流热效应的因素 例51.如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么国素有关”的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取阻值为5Ω的电阻在盒外与盒内电阻并联。 （1）在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中___________________来比较的，应用的物理科学探究方法是_________。 （2）图甲可探究电流产生的热量与_______的关系，通电一段时间后，______（选填“左”或“右”）侧盒子中的电阻产生的热量多。 （3）图乙可探究电流产生的热量与_______的关系。 （4）由公式可知，围乙中左右两侧盒子中的电阻产生的热量之比为________。 （5）将图乙右侧两个电阻都放入密封盒中，可探究电流产生热量和_______的关系。 答案：（1）液面的高度差；转换法；（2）电阻；右；（3）电流；（4）4∶1；（5）电阻 例52.如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。 （1）实验中通过观察______________的变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中，也运用了这种实验方法的是_______（填序号）。 ①比较不同物质的吸热能力 ②探究电流与电压、电阻的关系 （2）闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示。表明在电流和通电时间相同的情况下，________越大，产生的热量越多。 （3）乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的_______不同。 （4）某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好。请你分析实验现象不同的原因是：__________。 答案：（1）U形管液面高度；①；（2）电阻；（3）电流；（4）R3断路 一、选择题 1.一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是（　　） A.该电能表应该在220V的电路中使用 B.该电能表的额定最大电流为20A C.电能表是计量用电器消耗电能的仪表 D.该电能表此时的读数是31.6J 【答案】D。 【解析】A.电能表表盘上220V表示这个电能表应该在220V的电路中使用，故A正确，不符合题意； B.10A（20）表示标定电流为10A，额定最大电流为20A，故B正确，不符合题意； C.电能表是用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表，故C正确，不符合题意； D.该电能表此时的读数是31.6kW·h，故D错误，符合题意。故选D。 2.老王的手机电池的铭牌上标有“5V 4000mA·h”的字样，手机正常使用时功率为2W。如果他在电池电量剩余30%时，立刻插上30W的充电器，并持续正常使用，直到电量充满。他这次给手机充电的时间是（　　） A.0.2h B.0.47h C.0.5h D.0.67h 【答案】C。 【解析】充满时存储的电能：W=UIt=5V×4000×10-3A×1h=20W·h 需要充的电能：W－Wη=W充－W用=P1t－P2t 充满需要时间： 故ABD不符合题意；故C符合题意。故选C。 3.如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是（　　） A.用U形管中液面高度差反映电流产生热量多少 B.通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系 C.通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系 D.通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大 【答案】AC。 【解析】A.电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气吸收热量后温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，故A正确； BC.由图可知，左侧容器中的电阻丝与右侧容器中的电阻丝串联，通过的电流与通电时间相同，两个容器中的电阻丝阻值不同，因此装置可探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误，C正确； D.已知右侧容器中的电阻丝阻值大于左侧容器中电阻丝阻值，则装置中右侧容器中的电阻丝产生的热量较多，因此右侧容器中的U形管液面高度差较大，故D错误。故选AC。 4.如图所示，电源电压为4.5V保持不变，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器R的规格是“25Ω 1A”，灯泡L上标有“2.5V 1.25W”的字样。若闭合开关S，在保证电路安全的情况下，忽略温度对灯丝电阻的影响，则下列说法正确的是（ ） A.小灯泡的电阻为2Ω B.电流表的示数变化范围是0.15~0.5A C.滑动变阻器允许调节的阻值范围是5~25Ω D.电路消耗的最大总功率为2.7W 【答案】B。 【解析】如图所示电路，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量灯泡的电压，电流表测量串联电路中的电流； A.灯泡标有“2.5V 1.25W”字样，则灯泡的电阻为 故A错误； B.当滑动变阻器接入阻值最大时，电路中电流最小，此时电路中的最大电阻为 R最大=R滑大+RL=25Ω+5Ω=30Ω 此时电路中的最小电流为： 在保证电路安全的情况下，灯泡两端的电压不能超过额定电压，此时电路中的电流最大，最大电流为： 电流表的示数变化范围是0.15~0.5A，故B正确； C.当滑动变阻器接入阻值最大时，电路中电流最小，滑动变阻器允许调节的最大阻值为25Ω；电路中电流最大时，滑动变阻器的最小值： 滑动变阻器允许调节的阻值范围：4~25Ω，故C错误。 D.电源电压不变，电路中电流最大时，电路消耗的总功率最大，最大功率为： P大=UIL=4.5V×0.5A=2.25W 故D错误。故选B。 5.如图所示为导体甲的电流随电压变化的图像，定值电阻乙的阻值为5Ω。下列说法错误的是（　　） A.甲与乙串联在电源电压为2V的电路中，电路中的电流是0.20A B.甲与乙串联在电源电压为1V的电路中，甲的功率是0.2W C.甲与乙并联在电源电压为2V的电路中，干路中的电流是0.65A D.甲与乙并联在电源电压为1V的电路中，电路的功率是0.4W 【答案】B。 【解析】A.若甲与乙串联在电源电压为2V的电路中，电路中的电流是0.20A，则总电阻为： 而乙电阻的阻值为5Ω，则甲电阻的阻值为：R甲=R总1－R乙=10Ω－5Ω=5Ω 根据通过的电流为0.2A，则此时甲电阻两端的电压为1V，此时计算出甲电阻也是5Ω，故A正确，A不符合题意； B.甲与乙串联在电源电压为1V的电路中，则甲的电压小于1V，甲的电流也小于0.2A，故甲的功率小于0.2W，故B错误，B符合题意； C.甲与乙并联在电源电压为2V的电路中，则通过乙电阻的电流为： 通过图像可知，此时通过甲的电流为0.25A，则干路中的电流是： I总=I甲+I乙=0.25A+0.4A=0.65A 故C正确，C不符合题意； D.若甲与乙并联在电源电压为1V的电路中，通过乙电阻的电流为： 通过图像可知，当电压为1V时，通过甲的电流为0.2A，则干路中的电流是： I总′=I甲′+I乙′=0.2A+0.2A=0.4A 电路的功率是： P=U4I总′=1V×0.4A=0.4A 故D正确，D不符合题意。故选B。 6.如图所示，电源电压恒为6V，R1=10Ω，R2=15Ω，R3的规格为“30Ω 1A”，电压表V1的量程为0~3V，V2的量程为0~15V，电流表A的量程为0~0.6A，下列说法正确的是（　　） A.只闭合S1时，向左移动滑片，A示数变大，V2示数变大 B.只闭合S1时，向左移动滑片，V2示数变化量的绝对值与A示数变化量的比值不变 C.只闭合S1时，向右移动滑片，R2两端的电压变化量的绝对值与R3两端的电压变化量相等 D.闭合S1、S2时，移动滑片，在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为3.6W 【答案】B。 【解析】A.只闭合S1时，电阻R1、R2、R3串联，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R2与R3两端电压，电流表测电流，向左移动滑片，R3接入阻值减小，根据串联分压，电压表V2示数减小，则电压表V1示数增大，电流表A示数变大，故A错误； B.只闭合S1时，向左移动滑片，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R2与R3两端电压，根据串联分压，电压表V2示数变化量的绝对值与电压表V1示数的变化量相等，电压表V2示数变化量的绝对值与A示数变化量的比值为： R1不变，故B正确； C.只闭合S1时，向右移动滑片，R3接入阻值增大，电流减小，根据串联分压，R3两端电压增大，R2两端电压减小，R1两端电压减小，且它们两端电压之和为电源电压，则： 则： 故C错误； D.闭合S1、S2时， R2被短路，R1、R3串联接入电路，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R3两端电压，电流表测电流，移动滑片，在保证电路安全的情况下，当电压表V1为3V时，电路消耗最大功率，电流为： R3阻值为： 电路消耗的最大功率为：P=UI大=6V×0.3A=1.8W 故D错误。故选B。 7.随州尚市镇所产油桃小有名气，受到很多网友的青睐，为维护品牌形象，需要把大油桃挑选出来出售给网友。为此小刚同学设计了一种油桃自动筛选器，其原理如图甲，放在水平轻质传送带上的油桃，经过装有压敏电阻R的检测区时，使R的阻值发生变化，其阻值随压力F变化的关系如图乙所示。电源电压不变，R0为定值电阻，当电路中电压表示数小于U0（U0为设定值）时，机械装置启动，将质量小的油桃推出传送带，实现自动筛选功能。下列说法中正确的是（　　） A.当油桃随传送带一起向右匀速运动时，油桃受到向右的摩擦力 B.当检测区没有油桃时，电路中的电流最大 C.检测区油桃质量越大，电路中的总功率越大 D.检测区油桃质量越小，电压表的示数越大 【答案】C。 【解析】A.因为油桃随传送带一起向右匀速运动，所以油桃与传送带之间没有发生相对运动、也没有相对运动的趋势，则油桃在水平方向上不受摩擦力的作用，故A错误； B.由电路图可知，压敏电阻与电阻R0串联，电压表测量定值电阻R0两端的电压，当检测区没有油桃时，压敏电阻R受到的压力为零，由图乙可知，此时压敏电阻的阻值最大，由串联电路的电阻规律可知，电路中的电阻最大，电源电压不变，由欧姆定律可知，此时电路中的电流最小，故B错误； C.检测区油桃质量越大，压敏电阻R受到的压力越大，由图乙可知，压敏电阻R受到的压力越大，压敏电阻R的阻值越小，由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻越小，电源电压不变，由可知，电路中的总功率越大，故C正确； D.检测区油桃质量越小，压敏电阻R受到的压力越小，由图乙可知，压敏电阻R受到的压力越小，压敏电阻R的阻值越大，由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻越大，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流越小，由U=IR0可知，定值电阻R0两端的电压越小，即电压表的示数越小，故D错误。故选C。 8.如图所示，电源电压恒为3V，灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”的字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是（　　） A. L2不能正常发光，但要比L1亮一些 B.电压表不能测量电源电压 C.电流表示数等于两灯电流大小之和 D.若电流表无示数，但L2发光且电压表有示数，则可能L1开路 【答案】D。 【解析】BC.由图知道，灯泡L1与L2并联，电流表在L1所在的支路上，测量通过灯泡L1的电流，电压表并联在L2两端，测量的是电源电压，故BC错误； A.因为灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”的字样，所以，两的电阻是： ， 由于电源电压恒为3V，灯泡L1与L2并联，且L1与L2的额定电压分别是3V和4V，所以，L2不能正常发光，两灯的功率分别是： ， 由于P1>P2，所以，L1更亮一些，故A错误； D.若电流表无示数，说明L1所在的支路断路，L2发光且电压表有示数，说明电压表与电源连接部分没有故障，即可能是是L1开路，故D正确。故选D。 二、填空题 9.如图所示，是某款储水式“暖手宝”，铭牌上标有“220V 440W”的字样。接入家庭电路正常工作时的电流为________A，此时它将________能转化为内能，通过_________（选填“做功”或“热传递”）的方式使手变暖。 【答案】2；电；热传递。 【解析】接入家庭电路正常工作时的电流为： 暖手宝工作时，消耗电能，产生内能，将电能转化为内能，手吸收热量，手会变暖，这是通过热传递的方式增加手的内能。 10. PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。它有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其阻值随温度的升高而减小；高于这个温度时，其阻值随温度的升高而增大。我们把这个设定的温度叫做“居里点温度”。如图甲的3D打印笔，其内部电路如图乙所示，R1、R2是两个相同的PTC发热电阻，单个PTC的阻值与温度的关系如图丙所示： （1）打印笔工作时有快、慢两挡，图乙中当S、S1都闭合时，处于_______挡； （2）由图丙可知，该PTC材料的“居里点温度”是________℃。 【答案】快；120。 【解析】（1）[1]由图乙知，只闭合S时，电路中只有R1工作，此时电路中的电阻较大，据知，电路的功率较小，处于慢挡；S、S1都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路中的总电阻较小，据知，电路的功率较大，处于快挡。 （2）由图丙知，低于120℃时，发热电阻阻值随温度升高而减小，高于120℃时，发热电阻阻值随温度升高而增大，所以该PTC材料的居里点温度是120℃。 11.如图所示，电源电压恒定不变，R1、R2为定值电阻，R1=10Ω，R1<R2，当闭合开关S2、S3，开关S1处于_______状态时，R1、R2并联，电流表示数为0.45A；当断开S2、S3，闭合S1时，电流表示数为0.1A。由以上数据可得，电源电压为________V；R1、R2并联时，R2消耗的功率为_______W。 【答案】断开；3；0.45。 【解析】由图可知，当闭合S2、S3，断开S1时，R1、R2分别在两条支路上，R1、R2并联。 R1、R2并联时，电流表测干路中的电流，则干路中的电流I=0.45A，设电源电压为U，由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可得： 代入数据得： ………………………………………① 当断开S2、S3，闭合S1时，R1、R2串联，电流表测串联电路中的电流，即I串=0.1A。由串联电路电流处处相等和串联电路中的电阻关系可得： U=I串×（R1+R2）=0.1A×（10Ω+R2）……………………② 由①②解得U=3V，R2=20Ω R1、R2并联时，R2消耗的功率： 12.如图为小红家电路中安装的电能表，此时示数为________kW·h。小红将一个电吹风机接入电路，电热丝因为电流的________效应吹出热风。她关闭其它用电器，3min内电能表铝盘转过15转，则此电吹风机的功率为________W。 【答案】2022.6；热；500。 【解析】电能表表盘上最后一位是小数点后面第一位，故读数为2022.6kW·h。 导体中有电流通过时会产生热量，这是电流的热效应，因此，电吹风能吹出热风是因为电流的热效应。 由图可知，表盘上标有600r/kW·h，意思是用电器每消耗1kW·h的电能，表盘转过600转，3min内电能表铝盘转过15转，则用电器消耗的电能： 此电吹风机的功率：。 三、实验题 13.小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。 （1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，_____________，电阻产生的热量越多”的结论。 （2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（ ） A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮 B.接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热 C.电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热 （3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线把电路连接完整。______闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是______________，请你提出改进办法：_________________________________________。 【答案】①电流越大；②C；③如图；④电路中电流太小（或者电阻太大或者电压太低）；⑤将100Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝（或增大电源电压）。 【解析】（1）由图甲可知，两容器内的电阻大小相等，右侧两根电阻丝并联，然后与左侧的电阻丝串联，根据串联电路和并联电路特点可知，左侧容器内的电阻丝的电流大于右侧容器内电阻丝的电流，在通电时间相同的情况下，左侧U型管内液体的高度差大于右侧，说明左侧电阻丝产生的热量多，所以可以得出：在通电时间和电阻相同时，电流越大，电阻产生的热量越多。 （2）要探究电流产生的热量与电阻大小有关，要控制电流和通电时间相同。 A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡的电流为： “12V 6W”的灯泡的电流为： 电流不同，故A不符合题意； B.接线板上接入的用电器越多，总功率越大，在电压不变时，根据欧姆定律可知，电流越大，没有控制电流相同，故B不符合题意； C.电熨斗工作时，内部的电热丝和与之相连的导线串联，电流和工作时间相同，由于电热丝的电阻远大于导线电阻，电热丝产生的热量远大于导线产生的热量，说明电流产生的热量与电阻大小有关，故C符合题意。故选C。 （3）要探究电流产生的热量与电阻大小有关，在电阻不同时，要控制电流和通电时间相同，应该把电源、开关和两段电阻丝串联起来，如图所示 较长时间后两个U形管的高度差均不明显，可能是电路的电流太小，导致电阻丝产生的热量较少，根据欧姆定律，可以把其中较大的100Ω的电阻换成一个阻值较小的电阻丝（不能为5Ω），也可以增大电源电压。 三、计算题 14.如图甲所示，是某种具有高、低温两挡的电烘箱内部的简化电路图，它的加热电阻是R1和R2，额定电压是220V，R2的电阻为180Ω，当闭合S1、断开S2时,为低温挡，电烘箱低温挡的额定功率为220W。求： （1）低温挡正常工作时，电路中的电流； （2）加热电阻R1的阻值； （3）有一次，晶晶同学发现，电烘箱内温度比正常工作时低，她猜想可能是因为其工作时实际电压偏低所致。于是，她关闭家里所有用电器，只让电烘箱以高温挡工作，发现在1分钟内电能表的转盘转了10转。电能表的铭牌如图乙所示，请通过计算判断，晶晶同学的猜想是否正确。（不考虑电阻值随温度的变化） 【答案】（1）1A；（2）40Ω；（3）晶晶同学的猜想是正确的，计算过程见解析。 【解析】（1）当闭合S1、断开S2时,为低温挡，此时R1、R2串联，电烘箱低温挡的额定功率为220W，根据P=UI可知，低温挡正常工作时，电路中的电流为： （2）当闭合S1、断开S2时，为低温挡，此时R1、R2串联，电路中电流为1A，则电路中的总电阻为： 由题意可知，R2的电阻为180Ω，根据串联电路电阻规律可知，电阻R1的阻值为 R1=R总-R2=220Ω-180Ω=40Ω （3）由电路图可知，当S1、S2都闭合时，R2被短路，电路是关于R1的简单电路，此时电阻较小，为高温挡。只让电烘箱以高温挡工作，在1分钟内电能表的转盘转了10转，消耗的电能为： 高温挡工作时的实际功率为： 实际电压为： 由于220V<220V，所以晶晶同学的猜想是正确的。 答：（1）低温挡正常工作时，电路中的电流为1A；（2）加热电阻R1的阻值为40Ω；（3）晶晶同学的猜想是正确的，计算过程见解析。 15.在如图甲所示的电路中，电源电压不变，R的阻值为8Ω，灯泡L的电流随电压变化的关系如图乙所示。闭合开关，灯泡L两端的电压为8V。求： （1）电源电压； （2）将图甲中的R换成和L一样的灯泡，10s内一个灯泡消耗的电能； （3）将图甲中R和L由串联改为并联，整个电路的电功率。 【答案】（1）12V；（2）27J；（3）25.2W。 【解析】（1）由图乙可知，当灯泡两端的电压UL＝8V 此时IL＝0.5A 根据公式U＝IR可知此时电阻R两端的电压： UR＝IRR＝0.5A×8Ω＝4V 根据串联电路中电压的规律可知电源电压为： U＝UL＋UR＝8V＋4V＝12V （2）将R换成L后，相当于两个型号规格一样的灯泡串联一起，根据串联电路中电压的规律可知灯泡L两端的电压为： 由图乙可知，当灯泡两端的电压为6V时，通过灯泡的电流：I'L＝0.45A 根据公式W=UIt可知一个灯泡10s内消耗的电能为： W'L＝U'LI'Lt＝6V×0.45A×10s＝27J （3）将电阻R与灯L并联，根据并联电路中电压的规律可知，灯L两端的电压为12V，由图乙可知，当灯L两端的电压为12V时，通过灯泡的电流为：I2L＝0.6A 由欧姆定律得，通过电阻R的电流为： 根据并联电路中电流的规律可知，总电流： I＝I"L＋IR＝0.6A＋1.5A＝2.1A 所以整个电路消耗的电功率为： P总＝UI＝12V×2.1A＝25.2W 答：（1）电源电压为12V；（2）将图甲中的R换成和L一样的灯泡，10s内一个灯泡消耗的电能为27J；（3）将图甲中R和L由串联改为并联，整个电路消耗的电功率为25.2W。 $$ 电功率基础题型专项突破 第 1 页 共 34 页 学科网（北京）股份有限公司 题型一：电能、电功、电功率 类型1.电能与其他形式能的转化 类型2.电能表作用和读数 类型3.利用电能表转数求用电器的实际功率 类型4.利用电能表转数求电热器的效率 类型5.常见用电器的电功率估算 类型6.理解电能、电功、电功率的含义与联系 类型7.小灯泡及其他用电器的铭牌含义 类型8.额定功率与实际功率 题型二：重点题型 类型9.涉及到电功率的动态电路分析问题 类型10.动态电路中电功率范围和保护电路问题 类型11.比值问题 类型12.电功率计算——挡位问题 类型13.电流热效应与电流做功的异同 题型三：实验探究 类型14.电流的热效应的实验原理图和比值 类型15.特殊法测小灯泡额定功率 类型16.实验探究——测量小灯泡的额定功率 类型17.实验探究——探究影响电流热效应的因素 高频模型 中考题型分布 分值占比 题型一：电能、电功、电功率 类型1.电能与其他形式能的转化 选填题 2~3分 类型2.电能表作用和读数 填空题、选择题 2~3分 类型3.利用电能表转数求用电器的实际功率 2~3分 类型4.利用电能表转数求电热器的效率 2~3分 类型5.常见用电器的电功率估算 2~3分 类型6.理解电能、电功、电功率的含义与联系 2~3分 类型7.小灯泡及其他用电器的铭牌含义 2~3分 类型8.额定功率与实际功率 2~3分 题型二：重点题型 类型9.涉及到电功率的动态电路分析问题 2~3分 类型10.动态电路中电功率范围和保护电路问题 3~6分 类型11.比值问题 2~3分 类型12.电功率计算——挡位问题 5~7分 类型13.电流热效应与电流做功的异同 2~3分 题型三：实验探究 类型14.电流的热效应的实验原理图和比值 2~3分 类型15.特殊法测小灯泡额定功率 3~5分 类型16.实验探究——测量小灯泡的额定功率 5~7分 类型17.实验探究——探究影响电流热效应的因素 5~7分 题型一：电能、电功、电功率 类型1.电能与其他形式能的转化 涉及知识： ①风力发电：机械能转化成电能； ②火力发电：内能转化成电能； ③水力发电：机械能转化成电能； ④核电站：核能转化成电能； ⑤给蓄电池充电：电能转化成化学能； ⑥蓄电池放电：化学能转化成电能。 例1.如图所示，北京冬奥会期间，我国科研人员为运动员提借了带电源的智能控温加热手套。下列与加热手套工作原理相同的用电器是（ ） A.电动车 B.电热水壶 C.电风扇 D.洗衣机 例2.下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（ ） A.电风扇吹风 B.电灯发光 C.电饭锅煮饭 D.电解水制氧 【变式】（2024年四川省广安市初中学业水平考题）6.《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》指出：发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。下列家用电器与新能源电动汽车动力装置的工作原理相同的是（　　） A.电视机 B.手电筒 C.电饭锅 D.电风扇 类型2.电能表作用和读数 涉及知识： 1.作用：测量某段时间内电路消耗电能的仪表叫做电能表。 2.电能表表盘参数（以图为例） ①该电能表额定电压为220V； ②允许通过的最大电流为20A； ③允许接入电路的用电器最大功率为4400W； ④电压表每消耗1 kW·h电能，表盘转3000转； ⑤此时电能表示数为8010.1kW·h ⑥单位换算：1 kW·h=1度电=3.6×106J 小技巧：1 kW·h=1000W×3600s=3.6×106J 3.用电能表测某时间段电路消耗电能的方法 ①示数差法：末示数－初示数 例1.如图所示，本周消耗的电能是多少？ 例2.如图所示是小李同学家上月初和月末的电能表盘示意图，小李同学家电路干路中的电流不得超过_______A，上月消耗的电能为________ kW·h，若小李家所在地区每度电的电费是0.6元，这个月他家应交________电费。年发电量可达1.5×109 kW·h的攀枝花银江水电站将于2025年投产发电，投产发电后的银江水电站可满足_________户小李同学这样的家庭用电需求。 【变式1】（2024年吉林省初中学业题）3.图中仪表可以用来计量（　　） A.导体的电阻 B.电路中的电流 C.用电器两端的电压 D.用电器在一段时间内消耗的电能 【变式2】（2024年四川省广安市初中学业水平考题）7.小强上次查看家里的电能表显示为，本次查看时电能表示数如图所示，下列说法正确的是（　　） A.电能表是测量电功率的仪表 B.在这段时间内消耗的电能为792kW·h C.小强家同时工作的用电器的总功率不能超过2200W D.只将一台标有“220V 1000W”的电热水器接入电路中，正常工作5min，电能表的指示灯闪烁300次 ②指针转数法：消耗的电能等于表盘实际所转圈数比上表盘标定转数。 例3.如图所示，用电时电能表的铝盘每转过720转，接在该电能表上的用电器消耗的电能是（ ） A.1.8×106J B.3.6×106J C.5.4×106J D.7.2×10J 例4.如图是小英家的电能表表盘示意图，她断开其它用电器，只将电饭煲单独接入电路中正常工作1min，发现电能表转盘转过10r。下列说法正确的是（ ） A.电能表是测量电流的仪表 B.电能表允许通过的最大电流是10A C.电能表表盘示数为10226kW·h D.电饭煲正常工作10min，消耗电能6×105J 【变式1】（2024年黑龙江省龙东市初中学业水平考题）25.小叶同学利用如图电能表测量电热水器消耗的电能，将电热水器单独连接在电路中，观察到电能表上的铝盘1min转了60转，电热水器消耗的电能是________ kW·h，如果这些能量由天然气来提供，需要完全燃烧________m3的天然气。（q天然气=4.0×107J/m3） 【变式2】（2024年四川省广元市初中学业水平考题）10.如图是小英家的电能表表盘示意图，她断开其它用电器，只将电饭煲单独接入电路中正常工作1min，发现电能表转盘转过10r。下列说法正确的是（　　） A.电能表是测量电流的仪表 B.电能表允许通过的最大电流是10A C.电能表表盘示数为10226kW•h D.电饭煲正常工作10min，消耗电能6×105J 类型3.利用电能表转数求用电器的实际功率 涉及公式： 例5.在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，小明发现家中电能表表盘如图所示，该电能表的示数为________kW·h，他家同时工作的用电器总功率不能超过________W。小明想测电水壶的功率，只让电水壶在电路中工作，当指示灯闪烁了48次，用时1min，则该电水壶的功率为________W。 例6.小林家的电能表如图所示，此时电能表的读数为_________kW·h，他关闭家中的其它用电器，现用一台标有“220V 2000W”的电热水壶烧水，正常工作5min，则电能表的转盘转了_______转。 【变式1】（2024年江苏省城市中考题）16.在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，小明发现家中电能表表盘如图所示，该电能表的示数为________kW·h，他家同时工作的用电器总功率不能超过_______W。小明想测家中电水壶的功率，只让电水壶在电路中工作，当指示灯闪烁了48次，用时1min，则该电水壶的功率为_______W。 【变式2】（2024年江苏省苏州市初中学业水平考题）18.电热水器是利用电流的_______效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为_________kW·h，现仅接通一台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为_________J，其两端电压________（高于/等于/低于）220V。 类题型4.利用电能表转数求电热器的效率 涉及公式： 公式 物理量含义 统一单位 W：某段时间内用电器消耗电能 r实际：电表指针实际转数 r标定：电能表表盘标定转数 Q吸=cmΔt Q吸：被加热物质吸收的热量 焦耳（J） c：该物质的比热容 焦/（千克·摄氏度）【（J/（kg·℃）】 m：该物质的质量 千克（kg） Δt：该物质的温度变化量 摄氏度（℃） η：电热器的加热效率 Q吸：被加热物质吸收的热量 焦耳（J） W：电热器消耗的电能 焦耳（J） Q放=mq或Q放=Vq Q放：燃料完全燃烧释放的热量 焦耳（J） m：燃料的质量 千克（kg） V：燃料的体积 立方米（m3） q：燃料的热值 焦/千克（J/kg）或焦/立方米（J/m3） η：燃料燃烧的放热效率 Q吸：被加热物质吸收的热量 焦耳（J） Q放：燃料完全燃烧释放的热量 焦耳（J） 例7.如图所示，小欣同学家电能表4月底的示数是_________kW·h；若关闭家中其他用电器，只有电热水壶工作，电能表的指示灯闪烁300次时，刚好将1.2kg水从20℃加热到80℃，则电热水壶的加热效率为________%。 例8.小叶同学利用如图电能表测量电热水器消耗的电能，将电热水器单独连接在电路中，观察到电能表上的铝盘1 min转了60转，电热水器消耗的电能是0.02kW·h，如果这些能量由天然气来提供，需要完全燃烧________m3的天然气。（q天燃气=4.0×107J/m3） 类型5.常见用电器的电功率估算 常见用电器 家用空调 电饭煲/热水壶 吸尘器 电吹风机 台式计算机 波晶电视 电功率 1000W 800W 800W 500W 200W 100W 例9.下列数据中，最接近生活实际的是（ ） A.一只公鸡的质量约为20kg B.成人正常步行速度大约为10km/h C.一支新2B铅笔的长度约为18cm D.教室里一盏节能灯的功率约为1kW 例10.“从生活走向物理”说明物理与生活息息相关。下列常见物理量最接近生活实际的是（ ） A.冬季峨眉山金顶的最低气温约为10℃ B.闻名世界的乐山大佛高约71m C.家用空调正常工作时的功率约为100W D.人步行的速度约为11m/s 例11.根据生活经验，下列数据符合实际的是（ ） A.一台家用空调的功率约为1000W B.一本初中物理课本的厚度约为ldm C.两个鸡蛋的质量约为1kg D.磁悬浮列车的速度可达400m/s 类型6.理解电能、电功、电功率的含义与联系 涉及知识： ①电流所做电功越多，电路消耗电能越大。 ②电功率反映电流做功的快慢，电功率越大，电流做功越快，电能表指针转动（指示灯闪烁）越快。 易错选项：电功率越大，电流做功越多（消耗电能越多）——电功率越大，只说明电流做功越快，根据公式W=Pt可知，电流做功的多少与电功率和时间都有关。故该说法错误。 例12.以下说法正确的是（ ） A.由有，电阻与电压成正比，和电流成反比 B.电功率越大，消耗的电能越多 C.燃料燃烧越充分，燃料的热值越大 D.物体吸收热量，温度不一定升高 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.己用电器做功一定快 D.相同的时间内，乙用电器完成的功一定少 例14.（多选）关于电能、电功和电功率，下列说法中正确的是（ ） A.电流通过用电器做了多少功就消耗了多少电能 B.电功率大的用电器做功一定多 C. 做功快的用电器电功率一定大 D.弹簧所受拉力与伸长量成正比。 类型7.小灯泡及其他用电器的铭牌含义 涉及知识： ①小灯泡铭牌“220V 40W” ：该灯泡的额定电压为220V，额定功率为40W。 ②小灯泡铭牌“P220-50”：普通照明灯泡，额定电压220V，额定功率50W。 ③某用电器铭牌“220V 2A”：该用电器的额定电压为220V，额定电流为2A。 ④滑动变阻器“20Ω 2A”：滑动变阻器可进入电路的最大阻值20Ω，通过滑动变阻器的电流不得超过2A。 ⑤电能表“220V 10（20）A”：该电能表接在220V的家庭电路中，且电能表的标定电流为10A，通过电能表的最大电流不得超过20A。 例15.下列几种电器铭牌的标示中都涉及到“2A”字样，其中表示额定电流的是（ ） A.滑动变阻器上标有“1000 2A” B.家用电熨斗上标有“220V 2A” C.电能表上标有“220V 2A” D.某汽车用蓄电池标有“2A 10h” 例16.小叶在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V 40W”的字样，下列说法正确的是（ ） A.该灯泡只能在220V的电压下工作 B.该灯泡的额定功率是40W C.该灯泡的实际功率一定是40W D.灯泡发光时的亮度由额定功率决定 类型8.额定功率与实际功率 涉及知识： ①额定功率是当用电器正常工作，即在额定电压下工作时的功率。 ②实际功率是用电器实际工作时的功率，所以实际功率不一定等于额定功率。 ③灯泡的亮度由实际功率决定。 a.当U实=U额时，P实=P额，灯泡正常发光； b.当U实<U额时，P实<P额，灯泡发光较暗； c.当U实>U额时，P实>P额，灯泡发光较亮，灯丝易损坏。 ④额定功率、实际功率的计算公式： a. b. ⑤技巧： a.铭牌已知的情况下，最好先利用铭牌求一下灯丝或其他用电器的电阻：即根据得：，对后续问题的求解，大有益处。 b.若题干中出现：“不计灯丝电阻变化/忽略灯丝电阻变化”等字样，则将灯丝电阻看作一定值电阻。 ⑥串、并联电路中用电器实际功率的比较 解题思路： a.通过铭牌或其他已知条件计算出灯丝或用电器的阻值； b.再根据串、并联找出相同的电学物理量（电流、电阻、电压）； c.选用恰当的含有相同电学物理量的功率计算公式进行计算： 串联电路相同：根据P=UI可知，当电流相同时，用电器的电功率与用电器两端电压成正比，即： P1∶P2=U1∶U2 根据P=I2R可知，当电流相同时，用电器的电功率与通过用电器的电流成正比，即： P1∶P2=R1∶R2 并联电压相同：根据P=UI可知，当电压相同时，用电器的电功率与通过用电器的电流成正比，即： P1∶P2=I1∶I2 根据可知，当电压相同时，用电器的电功率与用电器电阻成反比。即： 例17.将标有“6V 3W”、“6V 6W”的甲、乙两个灯泡，串联接在9V的电源上，它们实际功率分别是_______W和_______W（灯丝电阻忽略不计）。 例18.把标有“6V 6W”和“12V 6W”字样的两灯泡L1、L2串联在18V的电源上，下列说法正确的是（ ） A.灯L1正常发光 B.灯L2正常发光 C.两灯都能正常发光 D.两灯都不能正常发光 例19.如图所示的电路中，甲灯泡比乙灯泡亮，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则下列描述错误的是（ ） A.P甲实>P乙实 B.U甲实>U乙实 C.I甲实>I乙实 D.R甲>R乙 实用二级结论： ①串联电路，用电器电阻越大（两端电压越大）电功率越大。 ②并联电路，用电器电阻越小（支路电流越大）电功率越大。 例20.L标有“220V 100W”， L2标有“220V 40W”，把它们串联后接在220V电源上，分析正确的是（ ） A.两盏电灯的总功率等于140W B.两灯的总功率小于40W C.较亮的灯是L1 D.若电源电压是440V，两灯都能正常发光 题型二：重点题型 类型9.涉及到电功率的动态电路分析问题 滑动变阻器型 第一步：识别电路 ①先判断用电器间串并联关系（电流表处理解为导线，电压表处理解为断路）； ②再确定各个电表所测用电器（电流表与谁串联就测谁，电压变与谁并联就测谁）。 第二步：分析滑动变阻器阻值变化情况 根据题干描述，滑动变阻器滑片移动情况，分析连入电路的阻值变大还是变小，进而推出通过滑动变阻器的电流的变化情况：滑动变阻器连入电路的阻值越大，流经滑动变阻器的电流越小。 第三步：进而分析由局部的变化导致各个电表示数变化情况。 第四步：看选项，问啥分析啥。 例21. 电流表理解为导线，电压表理解为断路 —→由图可知，两灯并联 例22. 例23.如图所示，电源保持不变，闭合开关，滑动变阻器的滑片向左移动的过程中，下列说法正确的是（ ） A.电压表V1示数变大，电流表示数变小 B.电压表V2示数不变，电流表示数变大 C.电压表V1示数和电流表示数的乘积变大 D.电压表V2示数和电流表的比值不变 例24.如图所示是某同学设计的压力计电路原理图，当闭合开关S，A板受到向下压力增大时，R2接入电路的阻值________（填“增大”或“减小”），为实现压力增大，电表示数增大，应把_______表改装为压力计。 类型10.动态电路中电功率范围和保护电路问题 解题思路：极值法——找最大值和最小值。 解题技巧：此题型多为“伏安法测电阻”电路，即用电器和滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测用电器电压或滑动变阻器电压。 1.当电压表测定值电阻两端电压时 ①变阻器阻值最小⇒电流表示数最大⇒电压表示数最大 a.若无需考虑保护电路，则滑动变阻器的最小值为0 b.若需要考虑保护电路，则滑动变阻器最小值的求法为： 第一步：找最大电流：电流表量程、灯泡额定电流、滑动变阻器允许通过最大电流三者中的最小值。 第二步：通过最大电流计算此时电压表是否超量程。 若没超量程，则用该电流求最小阻值。 若超量程，说明该电流时无法保护电路，实际最大电流是当电压表满量程时的电流。这时我们就求电压表满量程时滑动变阻器的阻值就是滑动变阻器的最小值。 ②变阻器阻值最大⇒电流表示数最小⇒电压表示数最小。变阻器阻值越大，电路中电流越小，电压表示数越小，电路越安全，所以滑动变阻器阻值的最大阻值为最大量程。 2.当电压表测滑动变阻阻器两端电压时 ①变阻器阻值最小⇒电流表示数最大⇒电压表示数最小；只需利用最大电流求滑动变阻器的最小值。 ②变阻器阻值最大⇒电流表示数最小⇒电压表示数最大；只需利用电压表最大量程求滑动变阻器最大值。 二级结论： 1.用电器与滑阻串联电路最大功率：P=UImax 2.滑动变阻器最大功率：当滑阻和定值电阻阻值相同时，即 例25.如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω 1 A”，电流表量程选择“0~0.6A”，电压表量程选择“0~3V”，小灯泡上标有“4.5V 0.3A”字样，其I-U图像如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项不正确的是（ ） A.电流表的最大示数是0.3A B.电流表的最小示数是0. 2A C.电路的最大功率是1.8W D.小灯泡的最小功率是0. 75W 例26.如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。在保证电路备元件安全的前提下，电压表的示数随滑动变阻器R2阻值变化的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是（ ） A.电源电压为7.5V B.定值电阻R1阻值为5Ω C.电路的最小功率为0.6W D.电流表示数变化范围为0.2~0.3A 例27.（多选）如图甲所示电路中，电源电压恒定，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置，电流表与两电压表示数变化关系的图象如图乙所示，则下列说法正确的是（ BC ） A.电源电压是10V B.滑动变阻器的最大阻值为40Ω C.灯泡的额定功率为4.2W D.此过程中灯泡的最小功率为1.2W 例28.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。滑片从最右端向左滑动的过程中，电压表示数_______（选填“变大”、“不变”或“变小”），整个电路电功率变化了_______W。 例29.（多选）如图甲所示电路，电源电压不变，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，得到电压表和电流表的示数与R的关系分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是（ ） A.滑动变阻器R的最大阻值是20Ω B.滑片P置于中点时，R的功率为0.9W C.当滑片P置于中点时，R0的电功率为1.6W D.R0的最小电功率为0.4W 类型11.比值问题 涉及知识： 为简化问题，要尽量控制变量，找定值。 1.在比较电功率时，分析电路的串并联情况： ①串联串联电流相同 a.根据P=UI可知，当电流相同时，用电器的电功率与用电器两端电压成正比，即P1∶P2=U1∶U2。 b.根据P=I2R可知，当电流相同时，用电器电功率与通过用电器的电流成正比。即P1∶P2=R1∶R2。 ②并联电压相同 ①根据P=UI可知，当电压相同时，用电器电功率与通过用电器的电流成正比，即P1∶P2=I1∶I2。 ②根据中，当电压相同时，用电器的电功率与用电器电阻成反比。即。 ③也可以根据公式来比较电功率 a.当工作时间相同时，用电器的电功率和消耗的电能成正比，即P1∶P2=W1∶W2。 b.当消耗电能相同时，用电器的电功率和做功的时间成反比，即。 2.同理，在比较电流做功时，同样分析电路的串并联情况，先来比较二者之间的功率之比，然后再根据公式W=Pt来计算消耗电能之比。 3.尽量求出定值电阻的阻值或比值，因为定值电阻的阻值固定不变，可以简化问题。 4.选择填空题，可用代数的形式快速求出比值。如R1∶R2=1∶2， 就可以假设R1=1Ω， R2=2Ω。 5.串联分压，电压之比等于电阻之比；并联分流，电流之比与电阻成反比。 例30.（多选）如图所示电路中，电源电压保持不变，已知R1∶R2=2∶1，则下列说法正确的是（ ） A.通过R1、R2的电流之比为2∶1 B.电流表A1、A2的示数之比为3∶2 C.电流表A1、A2的示数之比为2∶3 D.电阻R1、R2电功率之比为1∶2 例31.（多选）如图所示电路，甲、乙两灯分别标有“6V 6N”和“6V 3W”字样，电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ） A.只闭合S时，甲、乙两灯的实际功率之比为2∶1 B.只闭合S2、S3时，甲、乙两灯的实际功率之比为2∶1 C.只闭合S1、S2时，电路的总功率为6W D.只闭合S1、S2时，电路的总功率为3W 例32.（多选）甲、乙两电阻I-U图像如图所示，把两个电阻串联接在同一电路中，下列说法正确的是（ ） A.甲的电阻值小于乙的电阻值 B.通过甲、乙两个电阻的电流之比是1∶1 C.甲、乙两个电阻两端电压之比是3∶1 D.甲、乙两个电阻的电功率之比是1∶9 例33.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，则L1、L2两灯灯丝电阻之比是_______，甲、乙两图电路消耗的总功率之比是________。 类型12.电功率计算——挡位问题 涉及公式： 物理量 计算公式 表示意义 统一单位 Q吸 Q吸=cmΔt c-加热液体的比热容 J/（kg·℃） m-液体的质量 kg Δt-温度变化量 ℃ W W=Pt W-电流做功 J P-用电器功率 W t-加热时间 s P P=UI U-电压 V P=I2R I-电流 A R-电阻 Ω η m m=ρV m-物体的质量 千克（kg） ρ-物体的密度 千克/立方米（kg/m3） V-物体的体积 立方米（m3） 热平衡公式 不计热量损失（η=100%）时，Q吸=W 思路： ①确定挡位的底层逻辑 大部分题型电路为两个定值电阻串联或并联（也有3个电阻的时候），以2个定值电阻组成的电路为例，假设R1>R2，则R串>R1>R2>R并 再根据，当电压相同时，用电器的电功率与用电器电阻成反比可知：P串<P1<P2<P并 最后再根据所给电路图，确定挡位，如图所示。我们不难判断出只闭合S1时，只有R2连入电路，同时闭合S1和S2时，R1与R2并联，因为P并>P2，所以同时闭合S1和S2时，即两电阻并联时为高温挡，只闭合S1时为低温挡。 ②串联“总求”，并联“分求” a.①求串联电路的总功率时，通常计算总电阻然后进行计算。 b.求并联电路的总功率时，通常分开求各支路功率，再相加。 例34.某款家用保温电热壶有加热和保温两个挡位，铭牌上标有“工作电压220V 保温挡额定功率440W”字样。简化电路如图所示，温控开关S2可自动开闭，R1、R2均为阻值不变的发热电阻丝，R1=48.4Ω，R2=110Ω。求：高温挡和低温挡的功率。 例35.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）R1的阻值； （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。 ③电炉烧水体系：用电器消耗的电能转化成水吸收的热量。所以总功为用电器消耗的电能，有用功为水吸收的内能。 例36.如图所示的三挡粥锅，通过挡位开关可实现高、中、低的转换。高温挡功率为2400W，低温挡功率为440W，电阻R2=60.5Ω，c粥=4.2×103J/（kg·℃）。 求：用高温挡加热700s可将锅内4kg初温为20℃的粥加热到100℃，加热效率有多大? ④利用电能表转数求实际功率、实际电压 先用转数求实际消耗的电能： → → → → 例37.如图甲、乙所示是某型电烤箱和简化电路，工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，此电烤箱有高温和低温两个指住，低温挡电功率为242W，高温挡功率为1210W。在某次用电高峰期，关闭家里其它用电器，只让电烤箱高温挡工作，观察到家里的电能表（如图乙）的转盘6min内转过300转。求此时家庭电路的实际电压为多少伏? 例38.某款家用保溫电热壶有加热和保温两个指位，铭牌上标有“工作电压220V 加热挡额定功率1100W”字样。其简化电路如图所示，温控开关S2可自动开闭，R1、R2均为阻值不变的发热电阻丝，R2=121Ω，在电热壶内装2kg的水，使用电热壶的加热挡正常工作7min 给水加热，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求： （1）加热挡正常工作时的电流。 （2）保温挡的额定功率。 （3）R1的阻值（计算结果取整数）。 （4）若不计热量损失，加热挡正常工作7min，电热壶中水升高的温度。 例39.随着生活水平不断提高，各种家用电器进入了人们的生活，小明家新买了一个多挡位电火锅，有高温、中温和低温三个挡位，其内部简化电路如图甲所示，R1和R2均为阻值一定的电热丝，其中R1=44Ω，并且R1<R2。（忽略温度对电阻的影响） （1）分析说明当电火锅处于低温指时，各开关处于怎样的状态? （2）只有S2断开时，该电火锅是中温挡，则此时的功率是多少? 例40.如图甲所示是一款深受消费者认可的家用多功能锅，它能实现高温、中温和低温三种加热功能，如表是它的铭牌，图乙是它的内部电路简图。【c粥=4.0×103J/（kg·℃）】 （1）处于低温挡时，电路中电流为多少？ （2）求该多功能锅的R1和R2分别是多少？ （3）不计热量损失，某次实际使用中温挡将质量为3kg、初溫为20℃的一锅粥升至84℃需要25分钟，求此时家庭电路的实际电压。 例41.小滨对家里带有预约功能的电中药壶进行观察，铭牌如图甲。其内部基本电路原理如图乙，其中R1、R2均为加热电阻，R2阻值为484Ω，小华用水代替中药做了相关研究，从开始预约到煮好后断电，其消耗的功率随时间变化的图像如图丙【ρ水=l.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）】 （1）预约的过程中消耗的电能是多少kW·h? （2）R1的阻值是多少Ω? （3）若此电中药壶的高温挡加热效率为84%，将1.5L水从20℃加热至100℃，需要多长时间？ 例42.小康家有一台家用养生堂如图甲，他发现养生壶有加热和保温两种功能。如图乙所示是其内部电路的简图，R1、R2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。养生壶加热功率为1000W，保温功率为20W。【c水=4.2×103J/（kg·℃）】。求： （1）把2kg的水从20℃加热到70℃，养生壶内的水要吸收的热量。 （2）不计热量损失，使用养生壶的加热挡完成问题（1）中的加热过程需要的时间。 （3）忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻R1的阻值。 类型13.电流热效应与电流做功的异同 1.焦耳定律公式：表示电流产生的热量。 （1）原始公式：Q=I2Rt。（适用于所有电路） （2）导出公式：①Q=Ult；②。（只是用于纯电阻电路） 2.电流做功公式：表示电流做功的多少。 （1）原始公式：①W=Pt；②W=UIt。（适用于所有电路） （2）推导公式：①W=I2Rt：②。（只适用于纯电阻电路） 纯电阻电路：电能完全转化为内能的电路，W=Q，如电饭煲、电热水壶等。 非纯电阻电路：电能不完全转化为内能的电路，W≠Q，如电风扇（电能转化为机械能）。 例43.电炉通电以后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么热，原因是（ ） A.通过电炉然的电流大 B.通过导线的电流大 C.导线的电阻小，发热功率小 D.电炉丝的电阻小，发热功率大 例44.关于电功、电能、电热和电功率，下列说法中错误的是（ ） A.对所有用电器来说，电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少 B.电视机消耗电能的多少等于电视机中产生电热的多少 C.某用电器的电功率越大，它消耗的电胞可能越多 D.电流产生热量相同的用电器，消耗的电能不一定相同 例45.如图是验钞、点钞一体机。验钞机利用_________（填“红外线”或“紫外线”）使荧光物质发光；机器上的LED指示灯是由_________材料制成的；使用过程中机器温度升高，这是电流的______效应。 例46.如图所示电路，闭合开关，标有“3V 3W”的小灯泡正常发光，电动机线團的电阻为1 Ω，通过线圈的电流为0.2A，则干路电流为_______A，电路中消耗的电功率是_______W，1 min内电动机产生的热量是_______J。 题型三：实验探究 类型14.电流的热效应的实验原理图和比值 涉及知识 1.如图甲，探究产生热量与电阻的关系，Q左∶Q右=R左∶R右=5Ω∶10Ω=1∶2 2.如图乙，探究产生热量与电流的关系，Q左∶Q右=I左2∶I右2=4∶1 例47.为了探究在通电时间相同时电流通过导体产生的热量跟电阻的关系，应该选用______图进行实验，探究实验的过程中除了运用控制变量法外还运用________法，图中U形管_______（填“是”或“不是”）连通器。如图甲，左右两个容器产生的热量之比为1∶2。图乙是为了探究在通电时间相同时电流通过导体产生的热量跟_______的关系，乙图中左右两个容器产生的热量之比为4∶1。 类型15.特殊法测小灯泡额定功率 涉及知识： 1.电表的改装 改装情况 电流表→电压表 电压表→电流表 改装方法 电流表与已知阻值的定值电阻串联 电压表与已知阻值的定值电阻并联 电路示意 表达式 Ux=IR0 2.特殊法测小灯泡功率 ①双安法（两个电流表，U额已知） 【实验电路】 【实验步骤】 a.闭合开关，调节滑片使电流表A1示数I1和R0的乘积等于U额； b.滑片位置保持不变，记录此时电流表A2示数I2。 【P额表达式】P额= U额（I2－I1） 【推导过程】 电流表A1与R0串联改成电压表。 当U额=I1R0时，灯泡正常发光，此时灯泡电流：I额=I2－I1 灯泡的额定功率：P额=U额（I2－I1） ②双伏法（两个电压表，U额已知） 【实验电路】 【实验步骤】闭合开关，调节滑片，使电压表V1示数为U额；此时电压表V2示数为U2。 【P额表达式】 ③单伏法 方法1（I额、R0已知） 【实验步骤】 1.闭合S、S2，调节滑片，使电压表的读数为I额R0； 2.断开S2、闭合S1，保持滑片位置不变，读出电压表示数U1。 【P额表达式】P额=（U1－I额R0）I额 【推导过程】 定值电阻R0两端电压：U0=I额R0； 灯泡正常发光时的电压：UL=U1－I额R0； 灯泡的额定功率：P额=U额I额=（U1－I额R0）I额 方法2（U额、R0已知） 【实验步骤】 1.闭合S、S2，断开S1，调节滑片，使电压表的示数为U额； 2.闭合S、S1、断开S2，保持滑片位置不变，读出电压表示数U1。 【P额表达式】 【推导过程】 定值电阻R0两端电压：U0=U1－U额； 灯泡正常发光时的电流：； 灯泡的额定功率： 方法3（已知U额、变阻器最大阻值为R0） 【实验电路】 【实验步骤】 1.闭合S，将R0滑片移至a端，调节R的滑片使电压表的示数为U额； 2.保持R的滑片位置不变，将R0滑片移至b端，读出电压表示数U1。 【P额表达式】 【推导过程】 滑片在b端时，滑动变阻器R0两端电压：U0=U1－U额； 灯泡正常发光时的电流：； 灯泡的额定功率： ④单安法 方法1（I额、R0已知） 【实验电路】 【实验步骤】 1.闭合S、S2，断开S1；调节滑片，使电流表的示数为I额； 2.闭合S、S1，断开S2，保持滑片位置不变，读出电流表示数I1。 【P额表达式】P额=（I1－I额）R0I额 【推导过程】 滑动变阻器R0的电流：I0=I1－I额； 灯泡的额定电压：U额=U0=I0R0=（I1－I额）R0； 灯泡的额定功率：P额=U额I额=（I1－I额）R0I额 方法2（U额已知） 【实验电路】 【实验步骤】 1.闭合S、S2，断开S1；调节滑片，使电流表的示数为； 2.闭合S、S1，断开S2，保持滑片位置不变，读出电流表示数I1。 【P额表达式】 【推导过程】 灯泡正常发光时的电流：； 灯泡的额定功率： 方法3（电源电压为U、灯泡额定电流为I额） 【实验电路】 【实验步骤】 1.闭合S，断开开关S1，调节滑片，使电流表的示数为I额； 2.闭合S、S1，保持滑片位置不变，读出电流表示数I1。 【P额表达式】 【推导过程】 灯泡正常发光时，滑动变阻器的阻值：； 灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压： 灯泡的额定电压： 灯泡的额定功率： ⑤等效电流法（I额已知） 【实验电路】 【实验步骤】 1.闭合S1，断开S2；调节滑片，使电流表的示数为I额； 2.断开S1，闭合S2；保持滑片位置不变，调节电阻箱R0至当电流表示数I额。 【P额表达式】 ⑥等效电压法（U额已知） 【实验电路】 【实验步骤】 1.闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电压表示数为U额； 2.闭合S、S2，断开S1，保持滑片位置不变，调节电阻箱R至当电压表示数U额。 【P额表达式】 类型16.实验探究——测量小灯泡的额定功率 例48.在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V（正常发光时的电阻约为9Ω）。 （1）图甲是小明连接的电路，请指出不妥之处：________________________________。 （2）重新连好电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，进行多次测量，将数据及现象记录在表格中。 实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 小灯泡的实际功率/W 小灯泡亮度 1 0.5 0.16 不亮 2 1.3 0.22 较暗 3 2.1 0.26 较亮 4 2.5 明亮 5 3.0 0.36 耀眼强光 ①实验多次测量的目的是__________________________________________。 ②第4次实验时电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为_______W；接下来要完成第5次实验，滑片应向_______移动。 ③通过实验发现，小灯泡两端的电压越大，实际功率________，小灯泡越亮。 ④小聪发现表格中有一个电流数据有误，该数据是_________。 （3）完成实验后，小明取一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图丙所示的电路，测量小灯泡正常发光时的电阻。请把实验步骤补充完整。 ①闭合开关S，移动滑片P，直至电压表示数为_______V； ②断开开关S，保持滑片P位置不变，____________________，再闭合开关，记录电压表示数U′； 小灯泡正常发光时的电阻：R=_________（用所测的量和已知量表示）。 例49.小李同学想测量小灯泡额定功率，老师提供了如下器材：蓄电池（6V），小灯泡（额定电压为2.5V，电阻约为10Ω），滑动变阻器A（10Ω 2A），滑动变阻器B（20Ω 2A），滑动变阻器C（20Ω 1.25A）电流表，电压表，开关，导找若干。小李同学设计了实验方案，连接了部分电路，如图甲所示。请完成如下问题： （1）小丽连接的实验电路如图甲所示，请你添加导线将实验电路补充完整。 （2）为了能精确测量小灯泡的额定功率，实验中应选择电压表的________（选填“0~3V”或“0~15V”）量程。 （3）为了保证小灯泡两端电压能达到额定电压，又便于精确调节，应选用滑动变阻器______（选填“A”“B”或“C”）进行实验。 （4）闭合开关S后，电压表示数如图乙所示，要使小灯泡正常发光，则滑动变阻器的滑片P应向______端移动（选填“左”或“右”）。 （5）移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是_______W。 例50.小宇同学利用如图甲所示的电路，测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率。 （1）正确连接电路后闭合开关，小宇发现小灯泡不发光，且电流表和电压表有示数但都很小，其原因可能是______________________________。 （2）当变阻器滑片P移到某一位置时，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______端移动。 （3）小宇通过实验绘制出小灯泡的U-I图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_______W；同时发现小灯泡的电阻受_______影响，并非一个定值。 （4）小华发现实验室还有一只仅能看得清“0.3A”小灯泡。经过小组讨论，他们用电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻，设计出如图丙所示的电路图，测出了这个小灯泡正常发光时的电阻。方法如下： ①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为_______。 ②滑动变阻器的滑片_____________，断开开关S1、闭合开关S2，读出此时电压表示数为U； ③小灯泡正常发光时电阻表达式：RL=___________（用已知量和所测物理量符号表示结果）。 类型17.实验探究——探究影响电流热效应的因素 例51.如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么国素有关”的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取阻值为5Ω的电阻在盒外与盒内电阻并联。 （1）在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中___________________来比较的，应用的物理科学探究方法是_________。 （2）图甲可探究电流产生的热量与_______的关系，通电一段时间后，______（选填“左”或“右”）侧盒子中的电阻产生的热量多。 （3）图乙可探究电流产生的热量与_______的关系。 （4）由公式可知，围乙中左右两侧盒子中的电阻产生的热量之比为________。 （5）将图乙右侧两个电阻都放入密封盒中，可探究电流产生热量和_______的关系。 例52.如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。 （1）实验中通过观察______________的变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中，也运用了这种实验方法的是_______（填序号）。 ①比较不同物质的吸热能力 ②探究电流与电压、电阻的关系 （2）闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示。表明在电流和通电时间相同的情况下，________越大，产生的热量越多。 （3）乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的_______不同。 （4）某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好。请你分析实验现象不同的原因是：__________。 一、选择题 1.一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是（　　） A.该电能表应该在220V的电路中使用 B.该电能表的额定最大电流为20A C.电能表是计量用电器消耗电能的仪表 D.该电能表此时的读数是31.6J 2.老王的手机电池的铭牌上标有“5V 4000mA·h”的字样，手机正常使用时功率为2W。如果他在电池电量剩余30%时，立刻插上30W的充电器，并持续正常使用，直到电量充满。他这次给手机充电的时间是（　　） A.0.2h B.0.47h C.0.5h D.0.67h 3.如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是（　　） A.用U形管中液面高度差反映电流产生热量多少 B.通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系 C.通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系 D.通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大 4.如图所示，电源电压为4.5V保持不变，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器R的规格是“25Ω 1A”，灯泡L上标有“2.5V 1.25W”的字样。若闭合开关S，在保证电路安全的情况下，忽略温度对灯丝电阻的影响，则下列说法正确的是（ ） A.小灯泡的电阻为2Ω B.电流表的示数变化范围是0.15~0.5A C.滑动变阻器允许调节的阻值范围是5~25Ω D.电路消耗的最大总功率为2.7W 5.如图所示为导体甲的电流随电压变化的图像，定值电阻乙的阻值为5Ω。下列说法错误的是（　　） A.甲与乙串联在电源电压为2V的电路中，电路中的电流是0.20A B.甲与乙串联在电源电压为1V的电路中，甲的功率是0.2W C.甲与乙并联在电源电压为2V的电路中，干路中的电流是0.65A D.甲与乙并联在电源电压为1V的电路中，电路的功率是0.4W 6.如图所示，电源电压恒为6V，R1=10Ω，R2=15Ω，R3的规格为“30Ω 1A”，电压表V1的量程为0~3V，V2的量程为0~15V，电流表A的量程为0~0.6A，下列说法正确的是（　　） A.只闭合S1时，向左移动滑片，A示数变大，V2示数变大 B.只闭合S1时，向左移动滑片，V2示数变化量的绝对值与A示数变化量的比值不变 C.只闭合S1时，向右移动滑片，R2两端的电压变化量的绝对值与R3两端的电压变化量相等 D.闭合S1、S2时，移动滑片，在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为3.6W 7.随州尚市镇所产油桃小有名气，受到很多网友的青睐，为维护品牌形象，需要把大油桃挑选出来出售给网友。为此小刚同学设计了一种油桃自动筛选器，其原理如图甲，放在水平轻质传送带上的油桃，经过装有压敏电阻R的检测区时，使R的阻值发生变化，其阻值随压力F变化的关系如图乙所示。电源电压不变，R0为定值电阻，当电路中电压表示数小于U0（U0为设定值）时，机械装置启动，将质量小的油桃推出传送带，实现自动筛选功能。下列说法中正确的是（　　） A.当油桃随传送带一起向右匀速运动时，油桃受到向右的摩擦力 B.当检测区没有油桃时，电路中的电流最大 C.检测区油桃质量越大，电路中的总功率越大 D.检测区油桃质量越小，电压表的示数越大 8.如图所示，电源电压恒为3V，灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”的字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是（　　） A. L2不能正常发光，但要比L1亮一些 B.电压表不能测量电源电压 C.电流表示数等于两灯电流大小之和 D.若电流表无示数，但L2发光且电压表有示数，则可能L1开路 二、填空题 9.如图所示，是某款储水式“暖手宝”，铭牌上标有“220V 440W”的字样。接入家庭电路正常工作时的电流为________A，此时它将________能转化为内能，通过_________（选填“做功”或“热传递”）的方式使手变暖。 10. PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。它有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其阻值随温度的升高而减小；高于这个温度时，其阻值随温度的升高而增大。我们把这个设定的温度叫做“居里点温度”。如图甲的3D打印笔，其内部电路如图乙所示，R1、R2是两个相同的PTC发热电阻，单个PTC的阻值与温度的关系如图丙所示： （1）打印笔工作时有快、慢两挡，图乙中当S、S1都闭合时，处于_______挡； （2）由图丙可知，该PTC材料的“居里点温度”是________℃。 11.如图所示，电源电压恒定不变，R1、R2为定值电阻，R1=10Ω，R1<R2，当闭合开关S2、S3，开关S1处于_______状态时，R1、R2并联，电流表示数为0.45A；当断开S2、S3，闭合S1时，电流表示数为0.1A。由以上数据可得，电源电压为________V；R1、R2并联时，R2消耗的功率为_______W。 12.如图为小红家电路中安装的电能表，此时示数为________kW·h。小红将一个电吹风机接入电路，电热丝因为电流的________效应吹出热风。她关闭其它用电器，3min内电能表铝盘转过15转，则此电吹风机的功率为________W。 三、实验题 13.小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。 （1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，_____________，电阻产生的热量越多”的结论。 （2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（ ） A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮 B.接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热 C.电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热 （3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线把电路连接完整。______闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是______________，请你提出改进办法：_________________________________________。 三、计算题 14.如图甲所示，是某种具有高、低温两挡的电烘箱内部的简化电路图，它的加热电阻是R1和R2，额定电压是220V，R2的电阻为180Ω，当闭合S1、断开S2时,为低温挡，电烘箱低温挡的额定功率为220W。求： （1）低温挡正常工作时，电路中的电流； （2）加热电阻R1的阻值； （3）有一次，晶晶同学发现，电烘箱内温度比正常工作时低，她猜想可能是因为其工作时实际电压偏低所致。于是，她关闭家里所有用电器，只让电烘箱以高温挡工作，发现在1分钟内电能表的转盘转了10转。电能表的铭牌如图乙所示，请通过计算判断，晶晶同学的猜想是否正确。（不考虑电阻值随温度的变化） 15.在如图甲所示的电路中，电源电压不变，R的阻值为8Ω，灯泡L的电流随电压变化的关系如图乙所示。闭合开关，灯泡L两端的电压为8V。求： （1）电源电压； （2）将图甲中的R换成和L一样的灯泡，10s内一个灯泡消耗的电能； （3）将图甲中R和L由串联改为并联，整个电路的电功率。 $$