17 第十六章　电流做功与电功率（课件PPT）-【智乐星中考·学考传奇】2025年山东省济南市中考物理讲练本

1 2 知识梳理·夯基础 图说物理·寻根源 精讲巧练·抓重点 科学探究·理实验 目 录 母题研究·破难点 3 知识点1 电流做功 1.实质：电能转化为__________________的过程。  2.影响因素：跟__________、__________、______________有关。  3.公式：W=________。  4.单位及其换算：电功(电能)的国际单位是__________，简称________， 符号是_______；专用单位是____________，符号是__________。 1 kW·h=_____________J。  　其他形式的能　 　电压　 　电流　 　通电时间　 　UIt　 　焦耳　 　焦　 　J　 　千瓦时　 　kW·h　 　3.6×106　 4 5.测量：电能表。 (1)作用：测量电功。 (2)铭牌上各参数的意义 A.“kW·h”是电能表测量量的__________，该表目前显示的示数是 ______________。  B.“220 V”：表示电能表______________时的电压。  C.“10(20) A”：表示这个电能表的标定电流为________A，额定最大电流 为________A。  D.“600 revs/(kW·h)”：表示每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转 ___________。  　单位　 　31.6 kW·h　 　正常工作　 　10　 　20　 　600转　 5 (3)读数方法：电能表前后两次示数的__________，就是这段时间内所 消耗电能的多少。  　差值　 6 知识点2 电功率 1.物理意义：表示电流做功快慢的物理量。 2.定义：物理学中把电流______________与______________之比叫作 电功率。  3.影响因素：与________________有关。  4.公式：　　　　。  5.单位及其换算：电功率的国际单位是__________，简称________， 符号是________。1 kW=__________W。  　所做的功　 　所用时间　 　电流、电压　 P= 　瓦特　 　瓦　 　W　 　1 000　 7 6.额定功率和实际功率 (1)额定电压：用电器______________时的电压值。  (2)额定电流：用电器______________时的电流值。  (3)额定功率：用电器在______________下消耗的功率。  例：一个标有“36 V　25 W”的灯泡，其中“36 V”表示该灯泡的 ____________________，“25 W”表示该灯泡的____________________。  (4)实际功率：用电器在______________下消耗的功率。  　正常工作　 　正常工作　 　额定电压　 　额定电压为36 V　 　额定功率为25 W　 　实际电压　 8 知识点3 测量电功率 1.用电流表和电压表测量电功率 (1)实验原理：根据__________，测出灯泡两端的__________和通过灯泡 的__________。  (2)实验电路图 　P=UI　 　电压　 　电流　 9 (3)实验器材：小灯泡、电源、开关、导线及____________、___________ 和________________。  (4)分析论证 当U实>U额时，P实_______P额，灯泡偏亮；  当U实<U额时，P实_______P额，灯泡偏暗；  当U实=U额时，P实_______P额，灯泡正常发光。  (5)一个灯泡的额定功率和额定电压是固定不变的，但灯泡的亮度由 实际功率决定。 　电流表　 　电压表　 　滑动变阻器　 　>　 　<　 　=　 10 2.用电能表测量家用电器的电功率 (1)实验原理：　　　 　。  (2)测量仪器：__________________。  (3)测量物理量：A.电能表转盘转动的圈数n；B.转动n圈所用的时间t(s)。 　钟表和电能表　 P= 11 知识点4 电流的热效应 1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为__________的现象。  2.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟__________________成正比， 跟________________成正比，跟______________成正比。  (2)公式：___________(适用于所有电路)。对于纯电阻电路，电流通过 导体时，电能全部转化为__________，所以可以推导出：Q=W=______　 =_______。  　内能　 　电流的二次方　 　导体的电阻　 　通电时间　 　Q=I2Rt　 　内能　 　UIt 　Pt　 12 【夯基辨疑】 下列有关说法正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)小明房间内空调的电功率是100 W( ) (2)千瓦时是电功的单位，千瓦是电功率的单位( ) (3)微波炉正常工作时，其功率大约为800 W( ) (4)家中的电风扇正常工作时，其功率大约为70 W( ) (5)家中仅有电冰箱正常工作时，干路中的电流大约为5 A( ) (6)家用电器每消耗1度电，产生的热量就是3.6×106 J( ) × √ √ √ × × 13 (7)用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功( ) (8)通电时间长的用电器消耗电能一定多( ) (9)电流做功的过程实质就是其他形式的能转化为电能的过程( ) (10)小灯泡的实际功率的大小关系可以通过小灯泡的亮度来判断( ) (11)用电器的电功率越大，做功越多( ) (12)电功率是表示电流做功快慢的物理量( ) √ × × √ × √ 14 教材图片 命题角度 命题内容 九年级P120图16-4 电能表的使用 1.如图所示仪器是测量 _______________(填物理量名称) 的仪表，它的单位是________， 该表此时的示数是_____________ 九年级P122图16-6(a) 电器的额定功率与额定电压 2.如图16-6(a)所示，灯泡上标有 “220 V　60 W”，表示__________ _____________________________ ________ 电能(或电功)　 kW·h　 931.6 kW·h　 这只灯泡 的额定电压为220 V，额定功率 为60 W 15 教材图片 命题角度 命题内容 九年级P127图16-10 测量小灯泡的电功率 3.某同学用如图16-10所示的实物图测定 额定电压为2.5 V、额定功率不大于1 W 的小灯泡的功率。在该同学连接好的 电路图中，存在三处错误，请找出： (1)________________________________。  (2)___________________________。  (3)________________________ 滑动变阻器连接了两个下接线柱　 电压表的正、负接线柱接反 电流表选择量程过大　　  16 教材图片 命题角度 命题内容 九年级P129图16-12 电流的热效应 4.图16-12是一种常见的电炉，通电后 可以看到电炉内金属电阻丝的颜色会 变红，靠近电炉会感觉到电阻丝发热。 这种电流通过导体时______能转化为 ______能的现象叫作________________  电　 内　 电流的热效应　 17 教材图片 命题角度 命题内容 九年级P133图16-17 能量的单位 5.英国物理学家焦耳(J.P. Joule， 1818—1889， 图16-17) 年轻时就从事电和磁的研究。他极力 想通过实验证明自然界中的能量守恒规律。 为此，他做了许多实验研究热和功之间的联 系，以及电流的热效应。焦耳的研究为能量 守恒定律的建立奠定了坚实的实验基础。 为了纪念焦耳对科学的贡献，除了将上述定 律命名为“焦耳定律”外，物理学中_______和 ______的单位也被命名为“焦耳”  能量　 功　 18 命题点1 电功 6年4考　 考法❶　电能表的使用 例1 【新题型·方案设计】 在综合实践活动中，小明想测量家中经常处于待机状态的电脑的实际电功率，经 调查预估约20 W。先断开所有电器的开关，使图示电能表的指示灯停止闪烁，再 接通电脑电源并使之处于待机状态，他设计的几个测量方案中最合理的是(　　)　　　　　　　　　　　 A.读出1 h后电能表的示数 B.分别读出电能表起始和1 h后的示数 C.数出电能表指示灯在1 min内闪烁次数 D.测出电能表指示灯闪烁10次所用的时间 D 19 练1 (2024·苏州)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1 min内闪烁80次，则1 min内消耗电能为 　　　 J，其两端电压　　 　(选填“高于”“等于”或“低于”)220 V。  热 3 023.6　 9.0×104 　 等于 20 考法❷　电功的计算 例2 (2024·贵州)如图所示电路，电源电压U=3 V保持不变，定值电阻 R1=5 Ω，闭合开关S，电压表示数为2 V。求： (1)定值电阻R2两端的电压U2为多少伏。 (2)通过定值电阻R1的电流I1为多少安。 (3)通电10 s，整个电路电流所做的功W为多少焦。 21 解：(1)由图可知，R1和R2串联，电压表测R1两端的电压，根据串联分压特点可得，定值电阻R2两端的电压：U2=U-U1=3 V-2 V=1 V。 (2)由欧姆定律可得，通过定值电阻R1的电流：I1===0.4 A。 (3)根据串联电路电流特点可知，整个电路的电流： I=I1=0.4 A， 通电10 s，整个电路电流所做的功： W=UIt=3 V×0.4 A×10 s=12 J。 22 练2 (2024·连云港)小明家的电水壶的内部电路如图所示，其中R1、R2为电热丝，S是电源开关，S0是温控开关(水温达到100 ℃，自动由加热状态切换为保温状态)。该电水壶的部分重要参数如表所示。已知电源电压为220 V。求： ××牌电水壶 额定电压 220 V 电源频率 50 Hz 加热功率 880 W 保温功率 44 W 23 (1)当开关S闭合，S0断开时，电路中的电流。 (2)当开关S和S0均闭合时，R1的电功率。 (3)在加热状态下，该电水壶工作50 s消耗的电能。 24 解：(1)当开关S闭合，S0断开时，电水壶处于保温状态，由P=UI得，电路中的电流：I===0.2 A。 (2)当开关S和S0均闭合时，电水壶处于加热状态，其总功率等于两电热丝电功率之和，则R1的电功率： P1=P总-P2=880 W-44 W=836 W。 (3)在加热状态下，该电水壶工作50 s消耗的电能： W=P总t=880 W×50 s=4.4×104 J。 25 命题点2 电功率 6年6考　 考法❶　电功率相关概念的理解 例3 (2024·济南槐荫三模)如图是某手机的“超级快充”插头，匹配相应的数 据线即可自动向该手机电池实现“超级快充”，其铭牌参数如表，根据输 出参数“5 V　2 A”或“10 V　4 A”或“11 V　6 A”可推断，“超级快充”的 “快”是指(　　) 26 A.电压大 B.电流大 C.电功率大 　D.电能大 输入：100～240 V，50/60 Hz，1.2 A 输出：5 V　2 A或10 V　4 A或11 V　6 A 27 练3 【新考法·结合功率计量插座】 (2024·济南市中校级三模)如图所示的 插座能够显示插在它上面的用电器功率的大小。一个电热水壶的铭牌上 标明额定电压220 V，额定功率1 200 W，容积1.5 L。将其插到该插座上 工作时，显示其功率为1 168.0 W。该数值明显小于1 200 W，原因可能 是(　　) A.壶中装水少于1.5 L B.电热水壶通电时间较短 C.电热水壶两端实际电压小于220 V D.电热水壶工作的实际电流大于额定电流 C 28 练4 【跨学科·数学】(2024·济南)如图所示，是“220 V　15 W”的LED灯和 “220 V　15 W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。 当两灯均正常工作时，下列说法正确的是(　　) A.灯两端的实际电压：LED灯低于白炽灯 B.相同时间产生的内能：LED灯多于白炽灯 C.相同时间消耗的电能：LED灯少于白炽灯 D.电能转化为光能的效率：LED灯高于白炽灯 D 29 【特别提醒】 额定功率与实际功率的理解 对于一个元件来说，额定功率是确定的，不会随着电压、电流的变化而变化；实际功率是在实际使用时消耗的电功率，可能与额定功率相等，也可能与额定功率不相等，与其两端电压和通过的电流有关。用电器正常工作，其实际功率等于额定功率。 30 考法❷　电功率的估测 例4 【类题整合】 下列是对日常生活中一些电器电功率的估测， 正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)日光灯的额定功率约为500 W ( ) (2)电吹风的电功率约为5 W( ) (3)台式计算机的电功率约为2 000 W( ) (4)液晶电视机的电功率约为100 W( ) (5)家中常用的电饭锅正常工作的电功率可达1 000 W( ) (6)家用电热水器的功率为1 000 W( ) × × × √ √ √ 31 【解题关键】 以生活中常见的家用电器的功率作为参照物，结合生活常识，估测题目中用电器的电功率大小，一般可以加热的用电器功率都较大。 32 考法❸　电功率的相关计算 例5 (2024·陕西)如图是小明家新购置的便携式电热水杯及其相关参数。 (1)电热水杯正常工作时的电流是多少？ (2)电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值是多少？ 33 解：(1)根据P=UI得，电热水杯正常工作时的电流： I===4 A。 (2)电热水杯正常工作时，其加热电阻的阻值： R===55 Ω。 34 练5 (2024·宜宾节选)如图甲所示，已知电源电压4.5 V保持不变，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3 V，滑动变阻器R的规格为“50 Ω　2 A”，灯泡L的规格为“4 V　1.2 W”，其电流与电压的关系图像如图乙。试求： (1)灯泡正常发光时的电流； (2)当滑片P滑到某一位置时，电压表的示数 为2.5 V，此时电路的总功率； (3)在电路安全情况下，调节滑片P，当灯泡 的电功率最小时，灯泡L的阻值。 35 解：(1)由灯泡L的规格可知，灯泡L的额定电压为4 V，由图乙知，其对应的额定电流为0.3 A，即灯泡正常发光时的电流为0.3 A。 (2)灯泡L和滑动变阻器R串联在电路中，电压表测滑动变阻器两端电压，电压表的示数为2.5 V，即滑动变阻器两端的电压U滑=2.5 V，由串联电路的电压规律知，灯泡L两端的电压： UL=U-U滑=4.5 V-2.5 V=2 V， 由图乙可知，此时电路中的电流I=0.25 A， 由P=UI得，此时电路的总功率： P=UI=4.5 V×0.25 A=1.125 W。 36 (3)由题意知，当电压表示数最大为3 V时，灯泡L两端电压最小，此时灯泡L的功率最小；灯泡L两端最小电压：=U-U滑'=4.5 V-3 V=1.5 V， 由图乙知，灯泡L的最小电流I小=0.2 A，则灯泡L的阻值：RL===7.5 Ω。 37 练6 (2024·内江)图甲是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪，其简化原理如图乙。在测试中，测试的同学向前水平推动测试仪的滑块(相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片P)，用电压表的示数来反映被测试者的成绩。电源的电压恒为6 V，电压表的量程为0～3 V，电流表的量程为0～0.6 A，滑动变阻器R1标有“20 Ω　1.5 A”的字样，定值电阻R2=10 Ω。闭合开关S，求： (1)当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2 Ω时， 电压表的示数。 (2)在保证电路元件安全的情况下，电路消耗 总功率的最小值。 38 解：(1)由图乙可知，R1和R2串联，电压表测R1两端的电压，则电路中的总电阻：R=R1+R2=2 Ω+10 Ω=12 Ω， 电路中的电流：I===0.5 A， R1两端的电压，即电压表的示数： U1=IR1=0.5 A×2 Ω=1 V。 39 (2)由P=UI可知，电源电压恒定，电路中电流越小时，电路消耗的总功率越小，则滑动变阻器阻值最大时，电路中的电流最小，最小电流： I最小===0.2 A， 此时电压表的示数：U1'=I最小R最大=0.2 A×20 Ω=4 V，超过了电压表的量程，电路不安全，因此电压表的最大示数为3 V，R2两端的电压：U2=U-U1″=6 V-3 V=3 V， 则电路中的电流最小值：I最小'=I2===0.3 A， 由P=UI得，电路中的最小电功率：P最小=UI最小'=6 V×0.3 A=1.8 W。 40 练7 (2024·济南市中二模)额定电压为220 V的某家用电热水壶具有加热和保温功能，工作电路图如图甲所示。虚线框内的加热电路由两个加热电阻组成，R0=40 Ω，R'是最大阻值为840 Ω的可变电阻(调温开关)，通过调节R'可以改变电热水壶的功率：当滑片置于a端时，加热电路只有R0工作，功率最大，滑至b端的过程中，功率逐渐减小。 41 (1)在额定电压下工作时，该电热水壶最大功率为多大？ (2)小丽用电能表和钟表测量该电热水壶的电功率，她先将所有用电器关闭，观察电能表的示数是2 023.5 kW·h；通电10 min后，电能表的示数如图乙所示，此时该电热水壶的实际功率为多大？ (3)电热水壶每秒向外散失的热量Q跟电热水壶表面温度与环境温度的温差Δt关系如图丙所示(壶内水温跟壶表面温度一致)，为保温，电热水器的电功率至少应和散热功率相等。若电热水壶在额定电压下工作，在温度差为50 ℃的环境中实现保温功能，应将R'的阻值调为多大？ 42 解：(1)在额定电压下工作时， 电路最大电流： I最大===5.5 A， 该电热水壶最大功率： P最大=UI最大=220 V×5.5 A=1 210 W。 (2)实测电功： W=2 023.7 kW·h-2 023.5 kW·h=0.2 kW·h， 工作时间：t=10 min= h， 该电热水壶的实际功率：P===1.2 kW。 43 (3)由题可得，每秒需要提供的热量W保温=Q=110 J ，所以P保温===110 W ， 电路中的电流：I保温===0.5 A， 电路的总电阻：R===440 Ω， 根据串联电路电阻特点，应将R'的阻值调为： R'=R-R0=440 Ω-40 Ω=400 Ω。 44 命题点3 焦耳定律 6年4考　 考法❶　焦耳定律的应用 例6 (2024·菏泽)下列家用电器，利用电流的热效应工作的是(　　) A.电冰箱 B.洗衣机 C.电脑 D.电饭煲 D 45 练8 【新考向·结合小实验】 小明在一次野炊活动中，将中间剪得较窄的 口香糖锡箔纸(可看作导体)接在干电池正负两极上，如图所示，锡箔纸较 窄处最先燃烧。长度相同的锡箔纸较宽处与较窄处相比较，下列判断正 确的是(　　) A.较窄处电阻较小 B.较窄处电流较大 C.较窄处电压较大 D.较窄处电功率较小 C 46 练9 【新设问·“帕尔帖效应”】(2024·济南市中二模)(多选)如图所示，1834年法国 物理学家珀耳帖在铜丝的两头各接一根铋丝，再将两根铋丝分别接到直流电源的 正负极上，通电后，发现A、B两个接头一个变热，另一个变冷，这个现象称为 “珀耳帖效应”。改变电流方向，变热(冷)的接头又会转换成变冷(热)的接头。利 用珀耳帖效应制成的车载电子冰箱，不需采用压缩机(电动机)和制冷剂，有制冷 和制热两项功能：其制冷温度一般低于环境温度10～15 ℃，而其制热温度却能 够高达65 ℃。以下说法中正确的是(　 　) A.“珀耳帖效应”中变冷的接头要放在电子冰箱内部 B.电子冰箱用直流电源可同时实现制冷和制热功能 C.在济南的盛夏时节电子冰箱能将饮用水制成冰块 D.相比传统冰箱，电子冰箱有轻便、污染少的特点 ABD 47 考法❷　焦耳定律的计算 例7 (2024·辽宁)如图，甲、乙两个透明容器内均装有质量为100 g、初温 为25 ℃的某种绝缘液体，甲、乙中都有一段电阻丝，R1=5Ω，R2=10Ω。 闭合开关，电流表的示数为1.2 A。通电120 s后，甲中温度计的示数为 29 ℃，求： (1)R2两端的电压； (2)R2的电功率； (3)电流通过R1产生的热量； (4)液体的比热容(不计热量损失)。 48 解：(1)由图可知，R1、R2串联，电流表测量电路中的电流，根据串联电路的电流特点可知，I1=I2=I=1.2 A， 由I=可知，R2两端的电压： U2=I2R2=1.2 A×10 Ω=12 V。 (2)R2的电功率：P2=U2I2=12 V×1.2 A=14.4 W。 49 (3)电流通过R1产生的热量： Q1=R1t=(1.2 A)2×5 Ω×120 s=864 J。 (4)不计热量损失，甲容器中液体吸收的热量： Q吸=Q=864 J， 由Q吸=cm(t-t0)可知，液体的比热容： c===2.16×103 J/(kg·℃)。 50 练10 (2024·兰州)小亮用电热水壶将质量为1.5 kg、初温为20 ℃的水 加热到80 ℃，在只有电热水壶工作的情况下，他观察到家中标有 “1 200 imp/(kW·h)”的电能表的指示灯在240 s内闪烁了144次，已知水 的比热容为c水=4.2×103 J/( kg· ℃)。求： (1)水吸收的热量； (2)电热水壶的实际功率； (3)电热水壶的工作效率。 51 解：(1)水吸收的热量： Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1.5 kg×(80 ℃-20 ℃)=3.78×105 J。 (2)指示灯闪烁144次消耗的电能： W= kW·h=0.12 kW·h=0.12×3.6×106 J=4.32×105 J， t=240 s，电热水壶的实际功率：P===1 800 W。 (3)电热水壶的工作效率：η=×100%=×100%=87.5%。 52 命题点4 电功、电功率的相关计算 6年6考　 命题分析 常以计算题的形式考查电功、电功率的相关计算，常结合简单电路。涉及复杂情境的考查将成趋势。 53 【核心母题】 (2024·济南市中一模)图甲是一款数字测力计，其简化电路如图乙所示。电源电压恒为3 V，R2是长为10 cm、阻值为10 Ω、粗细均匀的电阻丝(它的阻值与长度成正比)，拉力为0 时，滑片在A端，电流表示数为0.1 A，金属弹簧伸长量与挂钩所受拉力大小的关系如表所示(不计弹簧的电阻及摩擦)。 54 拉力F/N 0 1.5 3 4.5 6 7.5 9 10.5 12 13.5 15 伸长量ΔL/cm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 通过计算回答： (1)拉力为0时，电路消耗的电功率是多少？ (2)R1的阻值是多少？ (3)持续施加15 N的拉力，60 s内R1产生的热量是多少？ 55 解：(1)拉力为0时，滑片在A端，电流表示数为 0.1 A，此时电路消耗的电功率： P=UI=3 V×0.1 A=0.3 W。 (2)已知拉力为0时，R2=10 Ω，R2两端的电压： U2=IR2=0.1 A×10 Ω=1 V， R1与R2串联，根据串联电路电压的规律可知，R1两端的电压： U1=U-U2=3 V-1 V=2 V， R1的阻值：R1===20 Ω。 56 (3)由表中数据可知，当拉力为15 N时，弹簧的伸长量为 10 cm，此时滑片恰好滑到R2的最右端，电路中只有R1工作，电路中的电流：I'===0.15 A， 60 s内R1产生的热量：Q=I'2R1t=(0.15 A)2×20 Ω×60 s=27 J。 57 【解题模板】 58 【变式1】 单刀双掷开关类 (2024·苏州)某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2，S是温控开关。当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4 A；当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25 A。求： (1)R1的阻值； (2)电饭锅高温挡的功率； (3)保温16 min，分压电阻R2产生的热量。 59 解：(1)S是温控开关，当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为 4 A，电压为220 V，R1的阻值：R1===55 Ω。 (2)电饭锅高温挡的功率：P高=UI高=220 V×4 A=880 W。 (3)开关S自动切换到b，R1与R2串联，电路的总电阻： R总===880 Ω， 因为R1、R2串联，所以R2的阻值：R2=R总-R1=880 Ω-55 Ω=825 Ω， 保温16 min，分压电阻R2产生的热量： Q=R2t=(0.25 A)2×825 Ω×16×60 s=4.95×104 J。 60 【变式2】 结合图像分析类 (2024·湖北)小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被 加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限流 电阻，S为自动温控开关。将挂烫机接入电路，S在位置“1”，前端电热 板被加热，电路中的电流为5.0 A；当温度升到130 ℃时，S切换到位置 “2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02 A，当温度降到100 ℃ 时，S又回到位置“1”。 61 62 (1)求R1的阻值。 (2)求挂烫机待机状态的功率。 (3)熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图丙，求挂烫机 0～150 s消耗的电能。 (4)【开放性设问】请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。 63 解：(1)当S在位置“1”时，R1接入电路， 由I=可得，R1的阻值：R1===44 Ω。 (2)当S在位置“2”时，挂烫机处于待机状态，R2接入电路，由P=UI 可得，挂烫机待机状态的功率：P待机=UI2=220 V×0.02 A=4.4 W。 (3)挂烫机加热状态时的功率：P加热=UI1=220 V×5 A=1 100 W， 挂烫机消耗的电能：W=P加热t加热+P待机t待机=1 100 W×(30 s+70 s)+ 4.4 W×(20 s+30 s)=110 220 J。 (4)避免与其他大功率用电器共用同一插座。(合理即可) 64 【变式3】 敏感电阻类 (2024·济南)学校开展了防溺水安全教育后，小华组经过合作探究，设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器，其简化电路如图甲所示。已知电源电压为6 V，报警器由电压表改装，R0是定值电阻，Rp是压敏电阻，图乙是压敏电阻阻值Rp随水深h变化的图像。报警器未浸入水中时，Rp的阻值为40 Ω，电流表示数是0.12 A；报警器浸入水下深度h大于等于1 m时，报警器报警，当h为1 m时，R0两端的电压为1.5 V。通过计算回答： 65 (1)报警器未浸入水中时，Rp两端的电压是多少？ (2)报警器浸入水下深度h为1 m时，通过Rp的电流是多少？ (3)报警器浸入水下深度h为1 m时，Rp的电功率是多少？ 66 解：(1)由欧姆定律I=得，报警器未浸入水中时，Rp两端的电压：Up=IRp=0.12 A×40 Ω=4.8 V。 (2)由图乙可知，报警器浸入水下深度h为1 m时，Rp的电阻为30 Ω， Rp与R0串联，根据串联电路的电压规律，此时Rp两端的电压： Up'=U-U0=6 V-1.5 V=4.5 V， 通过Rp的电流：Ip'===0.15 A。 (3)报警器浸入水下深度h为1 m时，Rp的电功率： Pp=Up'Ip'=4.5 V×0.15 A=0.675 W。 67 【变式4】 电磁继电器类 (2024·福建)小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44 Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20 ℃的恒温箱中。烧制炉接入220 V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01 A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200 W。测试时，第一次调节R的阻值为1 Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为400 ℃；第二次调节R的阻值为4 Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1 000 ℃。求： 68 (1)烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流。 (2)烧制炉处于保温状态时，R2的阻值。 (3)温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。 69 解：(1)由图可知，烧制炉处于加热状态时，加热电路为R1的简单电路，通过R1的电流：I1===5 A。 (2)烧制炉处于保温状态时，加热电路中R1与R2串联，电路的总电阻： R总===242 Ω， R2的阻值：R2=R总-R1=242 Ω-44 Ω=198 Ω。 70 (3)温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，即U温差=k(t-t0)，由图 可知，控制电路中，R与R0串联，则U温差=I(R+R0)，故k(t-t0)=I(R+R0)①， 第一次调节R的阻值为1 Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度为 400 ℃，第二次调节R的阻值为4 Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉 内温度为1 000 ℃，且t0=20 ℃，I=0.01 A，把数据代入①式可得，k× (400 ℃-20 ℃)=I×(1 Ω+R0)②，k×(1 000 ℃-20 ℃)=I×(4 Ω+R0)③，联立 ②③解得，R0=0.9 Ω，k=5×10-5 V/℃，则R与t的关系式为R=(5×10-3t-1)Ω。 71 实验24 测量小灯泡的电功率 6年1考　 【设计实验与制订计划】 1.实验实物图 72 2.实验原理：　P=UI　。  3.滑动变阻器的作用 (1)　保护电路　；  (2)　改变小灯泡两端的电压　。  73 【进行实验与收集证据】 4.连接电路时的注意事项 (1)连接电路前，开关要　断开　；  (2)开关闭合前，滑动变阻器的滑片要移至　阻值最大　处。  74 【分析与论证】 5.表格数据及U-I图像的分析及处理 (1)根据表格数据或U-I图像，计算小灯泡的额定功率和正常发光时的电阻； (2)小灯泡的电阻不为定值的原因：　灯丝电阻随温度的升高而增大　。  6.实验结论：小灯泡两端电压越大，小灯泡的实际功率　越大　，小灯泡越　亮　；灯丝温度越高，其电阻越　大　。  75 【评估】 7.特殊方法测小灯泡电功率。 【关键能力】 电路的连接、电路故障分析、图像和数据分析。 76 【实验分层训练】 1.在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用的小灯泡上标有“2.5 V”字样，额定电流约为0.3 A，电源电压恒为6 V，实验电路如图甲所示。 77 【基础设问】 (1)请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。(导线不允许交叉) 如图所示 78 (2)现有规格为A“10 Ω　2 A”，B“20 Ω　1 A”和C“50 Ω　0.2 A”的三个滑 动变阻器可供选择，应选择　　(选填字母)滑动变阻器接入电路才能顺利 进行实验。实验中滑动变阻器的作用是　　　 　　　和调节小灯泡两端 的电压及通过的电流。  (3)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于　　(选填“A”或“B”)端，闭合 开关后，发现小灯泡不亮，则电路故障可能是滑动变阻器　　　(选填 “短路”或“开路”)。  B 保护电路　 B 开路　 79 (4)排除故障后，闭合开关，发现小灯泡发光很暗，这时眼睛应该看着 　　　　(选填“电流表”或“电压表”)移动滑动变阻器的滑片，某次实验电 压表的示数如图乙所示，为　　V；小明测得多组数据，并画出如图丙 所示的图像，由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为　　　Ω(保留 1位小数)，小灯泡的额定功率为　　　W。  电压表　 1.2　 8.9 0.7 80 【能力设问】 (5)实验中改变小灯泡两端的电压，多次测量的目的是_______________ __________________。  (6)根据小灯泡U-I图像和亮度变化，还可以发现_____________________ ____________________________________________________________ ______________________。  测量不同电压下 小灯泡的实际功率 小灯泡的电阻随温度的 变化而变化(或小灯泡的电阻随功率的变化而变化、小灯泡的亮度由 小灯泡的实际功率决定) 81 【创新设问】 (7)测得小灯泡的额定功率后，把小灯泡两端的电压调为额定电压的一 半，发现测得的功率大于其额定功率的四分之一，请对其加以分析： _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ____________________________________________________________。  根据P=知，在电阻R不变时，电压为原来的二分之一，功率为原来的 四分之一，但因灯丝的电阻随温度的降低而减小，故小灯泡两端的电压 调为额定电压的一半，测得的实际功率大于其额定功率的四分之一 82 (8)受到上述实验的启发，为测量高温物体的温度，小明将图甲电路改装 成一个简易的温度传感器。思路如下：将图甲中的小灯泡换成与灯丝同 种材料的电阻丝，选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪 个电表？请说明理由(从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐 述)。 答：_______________________________________________________ ______________________________________________________。  温度越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路分压原理可知， 电阻丝两端的电压越大，因此选择电压表改装为温度显示仪 83 实验25探究电流产生的热量与哪些因素有关 【设计实验与制订计划】 1.选择加热物质的要求：物质种类　相同　、质量　相同　、初温　相同　。  2.被加热的物质选用空气或煤油的好处：空气或煤油的比热容　小　，效果明显。  3.转换法的应用：通过气体或液体的膨胀程度(　U形管两侧液柱高度差或温度计示数的变化量　)显示电流产生热量的多少。  84 【进行实验与收集证据】 4.控制变量法的应用 (1)探究电流产生的热量与通电时间的关系时，应控制　电流　和　电阻　大小相同。  (2)探究电流产生的热量与电流大小的关系时，应控制　通电时间　和　电阻大小　相同。  (3)探究电流产生的热量与电阻大小的关系时，应控制　通电时间　和　电流大小　相同，具体操作是将两个电阻串联。  5.将阻值相同的两电阻丝并联的目的是　改变通过电阻丝的电流　，探究电流产生的热量与电流大小的关系。  85 【分析与论证】 6.实验现象及数据分析。 7.实验结论 (1)在　电阻和通电时间　相同的情况下，通过电阻的电流越大，电流产生的热量越多。  (2)在　电流和通电时间　相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。  (3)在电阻和通过电阻的电流相同的情况下，　通电时间　越长，电流产生的热量越多。  86 【实验分层训练】 2.实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所示的电路。 87 【基础设问】 (1)用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，且导线不交叉。 如图所示 88 (2)闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障， 则电阻丝R__________(选填“短路”或“开路”)。排除故障后进行实验， 实验中通过观察______________________来比较相同时间内不同电流 产生热量的多少。  　开路　 　温度计示数的变化　 89 (3)调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通 电时间一定时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电 阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后在老师帮助下，实验小组测 出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法： ________________________________________________________________ ________________________________________________________。  根据测出的多组Q与I的数据画出对应的Q-I图像，若图像是一条过原点的 直线，则猜想正确。若不是一条过原点的直线，则猜想不正确 90 (4)同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通 电时间一定时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中 利用电热工作的家用电器有_____________________________(请举一例)。  电热水壶(其他答案合理即可)　 91 【能力设问】 (5)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中 _______(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻________(选填 “串”或“并”)联进行实验。  (6)本实验应用的研究方法有转换法和______________法。  　B　 　串　 　控制变量　 92 $$