第十七章 电流做功与电功率 2026年中考物理一轮专题复习

第十七章　电流做功与电功率 第一部分 教材知识梳理 知识体系·巧构建 第一部分 教材知识梳理 基础知识·夯根基 UIt 3.6×106 第一部分 教材知识梳理 温馨提示 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 功 时间 第一部分 教材知识梳理 温馨提示 第一部分 教材知识梳理 额定 实际 第一部分 教材知识梳理 电 内 电流 电阻 通电时间 I2Rt 第一部分 教材知识梳理 温馨提示 第一部分 教材知识梳理 图片解读·研教材 电功 4 400 第一部分 教材知识梳理 热传递 3×105 热效应 第一部分 教材知识梳理 . 重难突破·提能力 4 400 96.3 2 400 停表 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 50 0.02 0.08 第一部分 教材知识梳理 20 0.8 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 × √ × × 第一部分 教材知识梳理 × √ × × × 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 C 第一部分 教材知识梳理 5∶4 4∶1 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 15 1.25 第一部分 教材知识梳理 B 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 6 18 18 30 5 第一部分 教材知识梳理 . 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 . 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 . 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 . 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 . 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 实验探究·分层练 要点梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 方法指导 第一部分 教材知识梳理 突破技巧 第一部分 教材知识梳理 典型例题 第一部分 教材知识梳理 基础 设问 第一部分 教材知识梳理 左 保护电路 改变灯泡两端电压的作用 B 第一部分 教材知识梳理 2.2 右 0.75 第一部分 教材知识梳理 提升 设问 2.2 第一部分 教材知识梳理 创新 设问 偏大 第一部分 教材知识梳理 B 第一部分 教材知识梳理 C 第一部分 教材知识梳理 要点梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 方法指导 第一部分 教材知识梳理 典型例题 第一部分 教材知识梳理 基础 设问 第一部分 教材知识梳理 电流大小 温度计的示数变化 质量 小于 电阻大的导体产生的热量多 第一部分 教材知识梳理 提升 设问 大于 不成 第一部分 教材知识梳理 相同 电热水壶的电阻大于导线电阻 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 基础 设问 U形管内液柱高度差 转换法 电阻 电流 电流 第一部分 教材知识梳理 提升 设问 创新 设问 开路 4∶1 第一部分 教材知识梳理 考点聚焦·练真题 10 4 320 第一部分 教材知识梳理 D 第一部分 教材知识梳理 D 第一部分 教材知识梳理 D 第一部分 教材知识梳理 C 第一部分 教材知识梳理 B 第一部分 教材知识梳理 D 第一部分 教材知识梳理 D 第一部分 教材知识梳理 a 6 1.2 第一部分 教材知识梳理 B 第一部分 教材知识梳理 2∶1 18 第一部分 教材知识梳理 3 10 9∶1 第一部分 教材知识梳理 D 第一部分 教材知识梳理 C 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 A 第一部分 教材知识梳理 B 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 U形管中液面高度差 12 第一部分 教材知识梳理 霜 50% 第一部分 教材知识梳理 S1断开，S2接2 15 第一部分 教材知识梳理 D 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 第一部分 教材知识梳理 知识点1 电功 1.电功 实质 电能→其他形式的能 公式 定义式：W＝①_____(适用于所有电路)；推导公式：W＝I2Rt，W＝ eq \f(U2,R)t(适用于纯电阻电路) 单位 国际单位制单位：焦耳(J)；常用单位：千瓦时(度)；单位换算：1 kW·h＝②__________J 测量 测量工具：电能表 在使用公式W＝UIt时，注意W、U、I、t的“三性”： (1)“同一性”是指这几个物理量必须对应同一段电路或 同一个导体； (2)“同时性”是指在同一时间内； (3)“统一性”是指单位要统一用其国际单位，即U(V)、 I(A)、t(s)对应W(J)。 2．电能表 图示 参数 10(20) A 标定电流为10 A，额定最大电流为20 A 3 000 r/ (kW·h) 每消耗1 kW·h的电能，电表转盘转过3 000转 2 500 imp/ (kW·h) 每消耗1 kW·h的电能，脉冲灯闪烁2 500次 测量 方法 作差法：电能表在一段时间内前后两次示数的差值，即W＝W2－W1 作比法：若电能表上标示N r/(kW·h)，则电能表上转盘转动n转时消耗的电能为：W＝ eq \f(n r,N r/(kW·h))＝ eq \f(n,N) kW·h 知识点2 电功率 1.电功率 物理 意义 电功率表示电流做功的快慢 定义 物理学中把电流所做的③____与所用④_______之比叫做电功率 公式 定义式：P＝ eq \f(W,t)，P＝UI(适用于所有电路)； 推导公式：P＝I2R，P＝ eq \f(U2,R)(适用于纯电阻电路) 在使用公式P＝ eq \f(W,t)时，注意单位要统一。 物理量 国际单位 制单位 常用单位 单位换算 功W 焦(J) 千瓦时(kW·h) 1 kW·h＝3．6×106 J 时间t 秒(s) 小时(h) 1 h＝3 600 s 功率P 瓦(W) 千瓦(kW) 1 kW＝1 000 W 2.额定功率和实际功率 (1)额定功率：用电器在⑤______电压下的功率(正常工作时的功率)； (2)实际功率：用电器在⑥______电压下的功率。 (3)小灯泡的亮度与实际功率的关系： 电压 电功率 灯泡亮度 U实<U额 P实<P额 较暗 U实＝U额 P实＝P额 正常发光 U实>U额 P实>P额 较亮(易烧坏) 3.测量电功率[详见实验探究·分层练] 知识点3 焦耳定律 电流的 热效应 定义 电流通过导体时⑦___能转化为⑧___能的现象 应用 电热水壶、电热水器、电饭锅、电熨斗等 焦耳 定律 内容 电流通过导体产生的热量跟⑨______的二次方成正比，跟导体的⑩______成正比，跟⑪____________成正比 公式 Q＝⑫_______ 两种电路 纯电阻电路 非纯电阻电路 特点 电能全部转化为内能 电能不全部转化为内能 举例 电热丝：电能→内能 电动机：电能→机械能＋内能 公式 W＝Q＝Pt＝UIt＝I2Rt＝ eq \f(U2,R)t W＝Pt＝UIt Q＝I2Rt 教材图片 物理知识考查 电能表是测量______的仪表。如图所示是小康家使用的电能表，由电能表可知，他家同时使用的用电器总功率不能超过______W 教材图片 物理知识考查 如图所示电热水壶利用电流的_________工作，壶底的加热盘烧水时是通过_________的方式改变了水的内能；电热水壶正常工作5 min消耗的电能为________J 重难点1 电能表的相关计算 例 1 小明家中的电能表如图所示，从表盘信息可知， 他家接入的用电器总功率不能超过_________W。小 明月初观察到家中电能表示数为 ，月 末观察到电能表示数变为 ，他家这段 时间内消耗的电能为_____kW·h。当家里只有电磁炉工作时，电能表转盘在1 min内转100转，则电磁炉的实际功率为_________W。他要借助电能表测量电磁炉的实际电功率，还需要用到的一种测量仪器是________。 ►方法指导 (1)计算电能： W＝ eq \f(n,N)×1 kW·h。 (2)电能表允许接入用电器的最大功率P＝UI，U为额定电压，I为最大电流。 重难点2 单状态电路中的电功、电热、电功率计算 例 2-1如图所示，将标有“6 v 3 W”的灯泡L1和标有“6 v 6 W”的灯泡L2串联在电路中，使其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡的实际功率不超过其额定功率，不考虑温度对灯丝电阻的影响。求： (1)灯泡L1正常工作时的电流； 解：(1)由P＝UI可知， 灯泡L1正常工作时的电流： I1＝ eq \f(P1,U1)＝ eq \f(3 W,6 V)＝0.5 A。 (2)灯泡L2的电阻； (3)电源电压； (2)由P＝ eq \f(U2,R)可知，灯泡L2的电阻：R2＝2,2) eq \f(U,P2) ＝ eq \f((6 V)2,6 W)＝6 Ω。 (3)灯泡L2的额定电流：I2＝ eq \f(P2,U2)＝ eq \f(6 W,6 V)＝1 A，两灯泡串联，电流相等，一灯泡正常发光，另一灯泡不超过额定电压，则一定是灯泡L1正常发光；由欧姆定律得，灯泡L2两端的电压：U2＝I1R2＝0.5 A×6 Ω＝3 V，电源电压：U＝U1＋U2＝6 V＋3 V＝9 V。 (4)此电路工作2 min消耗的电能。 (4)此电路工作2 min消耗的电能： W＝UI1t＝9 V×0.5 A×120 s＝540 J。 例 2-2如图所示电路，灯泡L上标有“12 v 3 W”的字样，R为定值电阻，闭合开关S后，灯泡L恰好正常发光，电流表的示数为0.45 A。通过计算回答： (1)灯泡L的额定电流是多少？ 解：由题图可知，电阻R与灯泡L并联， 电流表测干路的电流。 (1)由P＝UI可得， 灯泡L的额定电流 IL＝ eq \f(PL,UL)＝ eq \f(3 W,12 V)＝0.25 A。 (2)定值电阻R的阻值是多少？ (3)该电路工作5 min，定值电阻R产生的热量是多少？ (3)电阻在5 min内产生的热量等于其消耗的电能W＝UIRt＝12 V×0.2 A×5×60 s＝720 J。 (2)因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，根据并联电路的电流规律可知，通过电阻的电流IR＝I－IL＝0.45 A－0.25 A＝0.2 A，电源的电压U＝UL＝12 V，由I＝ eq \f(U,R)可得，R的阻值R＝ eq \f(U,IR)＝ eq \f(12 V,0.2 A)＝60 Ω。 ►突破技巧 (1)题中只要出现“不考虑温度对灯丝电阻的影响”，一定要根据灯泡参数，先求灯泡的R和I额。 (2)根据问题，灵活选用电功、电功率以及电热公式求解。 (3)用任何公式时，各物理量要做到“对应”： ①“同一性”，即各物理量对应同一导体； ②“统一性”，即各物理量单位要统一用其国际单位； ③“同时性”，即各物理量是同一时刻的数值。 重难点3 结合图像计算实际电功率问题 例 3-1用发光二极管制成的LED 灯具有发光效率高、使用寿命长等 优点。如图甲所示是一个定值电阻 R和一个LED灯的电流与其两端电 压关系的图像。 (1)观察图像可知，R的阻值为_____Ω。 (2)如图乙所示，将LED灯与R串联在电路中，若LED灯的电功率为0.06 W，则R中的电流为_____A，电路的总功率为_____W。 例 3-2标着“6 v 1.5 W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示。若把这样的三只灯泡串联起来，接在12 V的电源两端，每个灯泡的电阻和实际功率分别约为_____Ω、_____W。 ►注意事项 (1)图像问题中要根据相应规律找到合适的数据。 (2)I­U图像中图线表示电阻变化，不要误以为小灯泡的电阻都是固定不变的。 重难点4 额定功率与实际功率的辨析 例 4 标着“220 v 100 W”的L1和标着“220 v 40 W”的L2两盏灯，判断下列正误： (1)两盏灯的电阻R1>R2。( ) (2)若两灯串联，则流经L2的电流比流经L1的电流大。( ) (3)若两灯串联，则两盏灯的额定功率都不变。( ) (4)若两灯串联，L1的实际功率比L2的大。( ) (5)若两灯串联在440 V的电路中，两者均正常工作。( ) (6)若两灯串联在220 V的电路中，两盏灯的实际功率之和大于40 W。( ) (7)若L1两端的电压变为110 V，则实际功率为50 W。( ) (8)若两灯并联，则L1比较亮。( ) (9)若两灯并联，则L1消耗的电能一定比L2多。( ) ►方法指导 (1)灯泡的亮暗取决于P实。 (2)串联电路中，因为电流相等，电阻为定值，所以一般用 P＝I2R来比较功率的大小，电流一定时，电阻大的P实大。 (3)并联电路中，因为电压相等，电阻为定值，所以一般用 P＝ eq \f(U2,R)来比较功率的大小，即电压一定时，电阻大的P实小。 规律：串联电路中，P额大的P实反而小；并联电路中，P额 大的P实也大。 重难点5 电路安全问题(灯泡安全类) 例 5-1 (串联)在如图所示的串联电路中，定值电阻R1＝2R2，开关闭合后，电阻R1、R2两端电压分别为U1、U2，通过的电流分别为I1、I2，电功率分别为P1、P2，相同时间内做的功分别为W1、W2，以下比值正确的是( ) A．I1∶I2＝2∶1 B．U1∶U2＝1∶1 C．P1∶P2＝2∶1 D．W1∶W2＝1∶2 例 5-2 (多状态)如图所示，甲、乙是连接实验室常用电流表或电压表的位置，电源电压恒定。在甲、乙位置均接入某种电表，闭合开关S1、S2，两灯均发光，甲、乙两个电表示数之比为1∶5；断开S1、S2，在甲、乙位置均接入另一种电表，然后再只闭合开关S1，两灯均发光，则此时甲、乙两电表示数之比为_________，灯泡L1与L2的电功率之比为_________。(忽略温度对灯丝电阻的影响) ►方法指导 电学比值问题 纯电阻电路中的比值关系 串联电路： eq \f(W1,W2)＝ eq \f(P1,P2)＝ eq \f(U1,U2)＝ eq \f(R1,R2) 并联电路： eq \f(W1,W2)＝ eq \f(P1,P2)＝ eq \f(I1,I2)＝ eq \f(R2,R1) 重难点6 电路安全问题(灯泡安全类) 例 6-1 一只灯泡上标有“12 v 6 W”的字样，另一只灯泡上标有“6 v 6 W”的字样。(不考虑灯丝电阻的变化) (1)若把两灯泡串联在电路中，为了让它们都能长时间发光，则所能加的最大电压是_____V。 (2)若两灯泡并联在一起，保证一个灯泡正常发光，另外一个灯泡不至于烧坏，则干路中的电流最大是_____A。 例 6-2 如图所示，电源电压为4.5 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R的规格为“20 Ω　1 A”，小灯泡L上标有“2.5 v 1.25 W”的字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。在保证通过小灯泡L的电流不超过其额定电流的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列选项正确的是( ) A.小灯泡L的额定电流是0.6 A B．电流表的示数变化范围是0.3～0.5 A C．电压表的示数变化范围是0～3 V D．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4～20 Ω ►方法指导 (1)首先明确灯泡铭牌上的“电压、电功率”和“电路安全”的含义；为保证安全，通过小灯泡的电流不能超过其额定电流或小灯泡两端电压不能超过额定电压值。 (2)若将两灯泡串联，因串联电路中电流相等，串联电路中允许通过的最大电流为两灯泡中的最小额定电流值；若将两灯泡并联，由于并联电路中各支路两端电压相等，并联电路中各支路允许加的最大电压为两灯泡中的最小额定电压值。 (3)若是电表类，为保证各电表安全，通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不能超过题干中告知的各电表量程的最大值，然后再选择合理的电功率公式求解电功率变化范围；若含多个电路状态，务必根据每一状态画一个简易电路图。 重难点7 不同电路中电热的计算 例 7 在如图所示的电路中，定值电阻R0的阻值为20 Ω，电动机线圈的电阻为2 Ω，闭合开关，电流表A1、A2的示数分别为0.8 A、0.3 A，则该电路的电源电压为____V；10 s内电流通过R0所做的功为___J，产生的热量为____J；10 s内电流通过电动机所做的功为____J，产生的热量为____J。 重难点8 多状态电路中电功、电热、电功率的计算 类型一 滑动变阻器型 例 8-1图甲是智能怀旧灯，与灯串联的调光旋钮实质是滑动变阻器，图乙是简化的电路原理图。灯L上标有“12 v 3 W”的字样，当滑动变阻器的滑片P在最左端a时，灯L正常发光。电源电压不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响。求： (1)电源电压； 解：(1)根据电路图可知，当滑动变阻器的滑片 P在a点时，电路为灯L的简单电路；因为灯L 正常发光，所以电源电压U＝U额＝12 V。 (2)当滑动变阻器接入电路中的电阻是12 Ω时，灯L消耗的实际功率； (2)由P＝ eq \f(U2,R)可得，灯丝的阻值RL＝2,额) eq \f(U,P额) ＝ eq \f((12 V)2,3 W)＝48 Ω，由图乙可知，灯L与滑动变阻器串联，所以电路中的电流I＝ eq \f(U,R总)＝ eq \f(12 V,12 Ω＋48 Ω)＝0.2 A，灯L的实际功率：P＝I2RL＝(0.2 A)2×48 Ω＝1.92 W。 (3)当滑片P位于中点b和最右端c时，灯L两端电压之比为3∶2，滑动变阻器的最大阻值。 (3)当滑片P在中点b点时，灯两端电压 Ub＝IbRL＝ eq \f(U,RL＋Rb)×RL＝ eq \f(U,RL＋\f(1,2)R)×RL， 当滑片P在最右端c点时，灯两端电压 Uc＝IcRL＝ eq \f(U,RL＋R)×RL， 依题意可知， eq \f(Ub,Uc)＝ eq \f(\f(U,RL＋\f(1,2)R)×RL,\f(U,RL＋R)×RL)＝ eq \f(3,2)， 化简可得R＝2RL＝2×48 Ω＝96 Ω， 故滑动变阻器的最大阻值是96 Ω。 ►方法指导 (1)根据滑动变阻器滑片位置的不同分别画出各状态下的等效直观电路图(不含电表及开关)，明确电路的连接形式。 (2)挖掘隐含条件(如已知铭牌参数可知灯泡的电阻)，并在每个图上标出已知量、待求量。 (3)灵活选择电功率(或电功、电热)公式结合欧姆定律与串、并联电路特点采用顺推法或逆推法分析求解。 类型二 开关通断型 例 8-2 在如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L上标有 “12 v 12 W”的字样，电阻R2＝12 Ω。当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.2 A，这时灯泡L正常发光(忽略温度对灯丝电阻 的影响)。求： (1)电源电压； 解：(1)当开关S1、S2都闭合时，灯泡L与R1 并联，电流表测干路电流，因为并联电路中各 支路两端的电压相等，且灯泡L正常发光， 所以电源电压：U＝UL＝12 V。 (2)电阻R1的阻值； (2)由P＝UI可得，当开关S1、S2都闭合时，通过灯泡L的电流：IL＝ eq \f(PL,UL)＝ eq \f(12 W,12 V)＝1 A，因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R1的电流：I1＝I－IL＝1.2 A－1 A＝0.2 A，由I＝ eq \f(U,R)可得，R1的阻值：R1＝ eq \f(U,I1)＝ eq \f(12 V,0.2A)＝60 Ω。 (3)开关S1、S2都断开时，灯泡L实际消耗的功率。 (3)由I＝ eq \f(U,R)可得，灯泡L的电阻：RL＝ eq \f(UL,IL)＝ eq \f(12 V,1A)＝12 Ω，开关S1、S2都断开时，灯泡L与电阻R2串联，因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中的电流I′＝ eq \f(U,RL＋R2)＝ eq \f(12 V,12 Ω＋12 Ω)＝0.5 A，则灯泡L实际消耗的功率：PL′＝(I′)2RL＝(0.5 A)2×12 Ω＝3 W。 ►突破技巧 (1)首先根据开关的通断分析有无断路和短路部分，若有都去掉；然后分别画出各状态下的直观等效电路图(不含电表及开关)。 (2)挖掘隐含条件(如已知铭牌参数可知灯泡的电阻)，并在每个图上标出已知量、待求量。 (3)灵活选择电功率(或电功、电热)公式结合欧姆定律与串、并联电路特点采用顺推法或逆推法分析求解。 类型三　“IU”图像和滑动变阻器结合型 例 8-3在如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电源电压不变，闭合开关S后，调节滑片P从a端移动到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。求： (1)电路中电流最小时，1 min内电流通过电阻R做的功； (2)电源电压和定值电阻R0； 解：(1)当电路中电流最小时，由题图乙知，1 min内电流通过电阻R做的功W＝UIt＝20 V×0.2 A×60 s＝240 J。 (2)设电源电压为U总，由题图乙知，滑动变阻器的滑片P在b端时，U总＝1.2 A×R0①，滑动变阻器的滑片P在a端时，U总＝20 V＋0.2 A×R0②，联立①②解得U总＝24 V，R0＝20 Ω。 (3)若电压表的量程为0～15 V，电流表的量程为0～3 A，为保证电表正常工作，定值电阻R0消耗的功率(1)电路中电流最小时，1 min内电流通过电阻R做的功； 范围。 (3)由图乙知，电路中的电流最大值I最大＝1.2 A，此时R0消耗的功率最大，最大功率P最大＝I eq \o\al(2,最大)R0＝(1.2 A)2×20 Ω＝28.8 W；当电压表的示数为15 V时，R0两端的电压最小，最小电压U最小＝24 V－15 V＝9 V，R0消耗的最小功率P最小＝2,最小) eq \f(U,R0) ＝ eq \f((9 V)2,20 Ω)＝4.05 W。R0消耗的功率范围为4.05～28.8 W。 ►突破技巧 (1)首先根据电压表的测量对象明确I­U图像所描述的对象是关于定值电阻的还是滑动变阻器的。 (2)根据I­U图像中的电流变化趋势，明确滑片分别置于滑动变阻器连入的阻值最小处和阻值最大处时，所对应的测量对象的已知坐标值。 (3)灵活选择电功率(或电功、电热)公式结合欧姆定律与串、并联电路特点采用顺推法或逆推法分析求解。 类型四　保温与加热多挡位型 例 8-4 某型号的电饭锅有两挡，其原理如图所示，电阻R1＝44 Ω。当开关S闭合时，电饭锅处于高温挡，当开关S断开时，电饭锅处于焖饭、保温挡，焖饭、保温时电饭锅的功率为高温挡功率的 eq \f(1,50))。求： (1)高温挡的功率； 解：(1)当开关S闭合时，电路为电阻R1的简单 电路，电饭锅处于高温挡，则高温挡的功率 P高温＝ eq \f(U2,R1)＝ eq \f((220 V)2,44 Ω)＝1 100 W。 (2)焖饭、保温时的功率； (3)焖饭、保温时电路中的电流； (2)当开关S断开时，电阻R1与R2串联，电饭锅处于焖饭、保温挡；由题意可知，保温挡的功率P保温＝ eq \f(1,50)P高温＝ eq \f(1,50)×1 100 W＝22 W。 (3)由P＝UI可得，焖饭、保温时电路中的电流I＝ eq \f(P保温,U)＝ eq \f(22 W,220 V)＝0.1 A。 (4)电阻R2的阻值。 (4)由I＝ eq \f(U,R)可得，保温时电路中的总电阻R＝ eq \f(U,I)＝ eq \f(220 V,0.1 A)＝2 200 Ω，根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，电阻R2的阻值R2＝R－R1＝2 200 Ω－44 Ω＝2 156 Ω。 ►突破技巧 (1)明确电热器挡位改变的原理方法：通常采用开关对某一发热 体“短路”“断路”或“接通”使连入电路中的发热体数量或连 接方式改变从而达到挡位改变的目的。 (2)判定电热器的不同挡位： ①首先根据电热器的不同挡位画出简易电路图（不含无用的短 路或断路部分、开关等），并在电路图上标出不同挡位下的电功 率值。 ②明确发热体对象及个数。 ③最后根据公式P＝ eq \f(U2,R)判断：在总电压不变的情况下，电路中 的总电阻最小时是高温挡，电路中的总电阻最大时是低温挡。 (3)根据已知条件和待求量选择含已知量最多的电功、电热或电 功率公式，结合欧姆定律和串、并联电路特点进行相关计算。 例 8-5小明家电热水器的简化电路图如图所示，S1是手动开关，置于热水器水箱外部，S2置于热水器水箱内部。当水温达到40 ℃时开始保温，未到40 ℃时自动加热；R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝。使用时，手动闭合开关S1，电热水器开始工作。电热水器部分参数如表所示，则： (1)开关在什么情况时，电热水器处于加热状态？ (2)电热丝R1的阻值是多少？ 解：(1)由电路图可知，开关S1、S2均闭合时，R1与R2并联，此时电路中的总电阻最小，电源的电压一定，由P＝ eq \f(U2,R)可知，电路的总功率最大，电热水器处于加热状态。 (2)由电路图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，电热水器处于保温状态，则电热丝R1的阻值R1＝ eq \f(U2,P保温)＝ eq \f((220 V)2,220 W)＝220 Ω。 (3)加热时流过电热丝R2的电流是多少？ (3)电热水器加热时，电热丝R2的功率P2＝P加热－P保温＝1 980 W－220 W＝1 760 W，因并联电路中各支路两端的电压相等，由P＝UI得，加热时流过电热丝R2的电流I2＝ eq \f(P2,U)＝ eq \f(1 760 W,220 V)＝8 A。 ►突破技巧 (1)做此类题一定搞清楚当开关断开或闭合时，电路所处的状态，单独画出电路图进行对比分析。 (2)掌握用电器挡位改变的原理：电路中的电压一定，根据公式P＝ eq \f(U2,R总)可知，电功率与总电阻成反比，即电阻越大，电功率越小，电阻越小，电功率越大。 实验1：测量小灯泡的电功率 1.实验原理　P＝UI 2.实验器材　电源、导线、开关、电流表、电压表、灯泡、 滑动变阻器。 3.实验电路图 4.实验步骤 (1)按照实验电路图连接实物电路。连接电路时将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处。 (2)闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压达到小灯泡的额定电压，让小灯泡正常发光，记下电压表、电流表的示数。 (3)再调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压略低于或略高于（约为额定电压的1.2倍）其额定电压，观察小灯泡的亮度，并记下电压表、电流表的示数。 (4)计算小灯泡的额定功率和不同电压下的实际功率。 5.实验结论 (1)当实际电压等于额定电压U实＝U额时，小灯泡的实际功率等于额定功率P实＝P额，小灯泡正常发光； (2)当实际电压低于额定电压U实＜U额时，小灯泡的实际功率低于额定功率P实<P额，小灯泡发光较暗； (3)当实际电压高于额定电压U实＞U额时，小灯泡的实际功率高于额定功率P实>P额，小灯泡发光较亮； 实际电压越大，实际功率越大；小灯泡的亮度由其实际功率来决定，实际功率越大，灯泡越亮。 (1)电压表的量程根据题中已知的电源电压和小灯泡的额定电压或实物电路中干电池的节数（一节1.5 V）来判断。 (2)电流表的量程由Imax＝ eq \f(U,R总min)或I＝ eq \f(P额,U额)来决定。 (3)多次测量的目的：测量不同电压下小灯泡的实际功率，总结电功率与灯泡亮度变化规律。 (4)不能求电功率的平均值的原因：实际功率随实际电压变化，求不同电压下的电功率的平均值没有物理意义。 当电压表的最大量程小于小灯泡的额定电压时，改进措施： 让电压表测量滑动变阻器两端的电压，调节滑片，使电压表 示数与灯泡的额定电压之和等于电源电压。 1.小明同学观察到小灯泡的铭牌上只标有“2.5 V”字样，为了测量出它的额定电功率，他选择以下实验器材进行实验：学生电源(6 V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关及导线若干。 (1)请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡变亮）。 (2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到最____（选填“左” 或“右”）端，目的是____________；实验中所用滑动变阻器还有 ________________________的作用。 (3)闭合开关后，小明发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表、电压表均无示数，且小灯泡不发光，若电路中只有一处故障，出现这种故障的原因可能是____。 A．电压表短路 B．电流表开路 C．小灯泡开路 (4)排除故障后，闭合开关S，移动滑片到某一位置时，电压表示数如图乙所示为______V；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片向____（选填“左”或“右”）端移动。 (5)利用测得的数据绘制出小灯泡的I­U图像，如图丙所示。由图像可知，小灯泡的额定功率为_______W。 (6)继续使用上述实验电路测量额定电压为“3.8 V”的小灯泡的电功率，在实验的过程中将电压表并联到滑动变阻器两端，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为_______V时，小灯泡才正常发光。 (7)小明认为，无需测量小灯泡电压为2.5 V时的相关数据，也能计算出灯泡的额定功率。他利用已经测量的数据，计算2 V电压下灯泡的电阻R，再根据P＝ eq \f(U2,R)，计算小灯泡在2.5 V下的额定功率，此方法计算出的额定功率与实际的额定功率相比______（选填“偏大”“偏小”或“相等）。 (8)小明对本实验进行了拓展思考，以下探究活动用该实验装置中的器材不能完成的是____。 A．测量小灯泡的电阻 B．探究电流与电压的关系 C．探究串联电路电流的特点 D．探究串联电路电压的特点 (9)小明和同学讨论后，认为只用一只电表、增加一个已知阻值的定值电阻R0，也可测量仅标有额定电压U额的小灯泡的额定功率（若电源电压未知）。如下四种方案，最可行的是____。 实验2：电流产生的热量与哪些因素有关 1.实验器材　电源、开关、导线、阻值不同的两段电阻丝、电流表、滑动变阻器、温度计、两个容器（带橡胶塞）等。 2.实验装置 3.实验电路图 4.实验步骤 (1)将电源、滑动变阻器、开关和密封有空气和电阻丝并插有温度计的容器等实验器材按照电路图(a)连接起来。闭合开关，仅改变给电阻丝加热的时间，观察温度计示数的变化；仅调节滑动变阻器，改变通过电阻丝的电流，观察温度计示数的变化。 (2)将两段不同阻值的电阻丝分别密封在装有等质量空气的两个容器中，两支相同的温度计分别穿过瓶口插入容器中。依据图(b)电路图，将器材串联起来。闭合开关，观察两支温度计示数的变化。 (3)分析观察现象，得出结论。 5.实验结论 电流通过导体产生的热量跟导体的电阻、通过导体的电流和通电时间有关，当电流和电阻一定时，通电时间越长，产生的热量越多。当电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多。当电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。 (1)转换法：电流通过电阻丝产生的热量加热烧瓶内的空气，通过比较温度计的示数变化反映电流通过电阻丝产生热量的多少。 (2)控制变量法：探究电热与电流的关系控制电热丝的电阻和通电时间相同；探究电热与电阻的关系，通过两电阻丝串联控制电流和通电时间相同；探究电热与通电时间的关系时需控制电阻和电流相同，改变通电时间的长短。 2.小明进行“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验，实验电路如图甲所示，其中R1>R2。 (1)按照图甲中的电路图将图乙实物图连接完整。 (2)图甲电路图的连接方式是为了控制通电时间和____________相同；电阻丝放出热量的多少，通过_____________________来进行判断。 (3)为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入____________相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容______（选填“大于”“等于”或“小于”）水的比热容。 (4)通电一定时间后，小明发现a瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结论是：在通电时间和电流大小相同时，_________________ ______________________。 (5)同组的小红闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流增大为小明实验的2倍，且通电时间相同。用电阻丝R1加热的煤油，在小明进行的实验中温度升高Δt1，在小红进行的实验中温度升高Δt1′，则Δt1′________（选填“大于”“等于”或“小于”）2Δt1，该实验说明电流产生的热量与电流大小__________（选填“成”或“不成”）正比例关系。实验中，用电阻丝R2加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出相同的结论。 (6)如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根 阻值_____（选填“相同”或“不同”）的电阻丝，就可用这个 装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质量 为m，瓶中电阻丝的阻值为R，测出通过它的电流为I，通电一段 时间t后，温度计的示数变化量为Δt，若不计热量损失，则a液体 的比热容为__________（用所给出的物理量写出比热容的表达式）。 (7)小明发现电热水壶在工作时，其内部的电热丝发热较多，而与电热丝连接的导线却发热较少，原因是_____________________________。 eq \f(I2Rt,mΔt) 3.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，这种实验的方法是__________。 (2)连接好电路后闭合开关，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)图乙是为了探究导体产生热量与_________的关系；图中R2与R3并联，目的是使通过R1与R2的______不同。 (4)某小组在利用图乙装置实验时，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R3______（选填“开路”或“短路”）。 (5)排除故障后，在相同时间内图乙装置中R1与R2产生的热量比为 ________。 命题点1 电能表的相关计算 1.（2024·聊城）为了测量家中路由 器的电功率，小慧利用五一假期外 出期间，关闭家里的其他用电器， 用电能表测出一台路由器所消耗的 电能，数据见下表，计算可得路由器的电功率为______W。若小慧所在小区有1 000户家庭，按每户家庭只使用一台这样的路由器且全天开机，每度电0.6元计算，则小区用户每月（30天）为路由器支付的总电费为________元。 2.（2025·四川达州）小芳家有一只标有“220 V 1 000 W”字样的电热水壶。使用前，家中电能表示数如图所示；关闭其他用电器，只让电热水壶正常工作30分钟。下列说法正确的是( ) A．电热水壶的电阻为484 Ω B．电热水壶消耗的电能为3×104 J C．此过程电能表指示灯闪烁了3 000次 D．30分钟后电能表表盘示数为 0 1 2 3 5 \x(0) ) 3.（2025·四川遂宁）小聪在家长的陪同下了解家 庭电路，打开配电箱进行观察。配电箱的情况以 及电能表的表盘如图所示，请根据安全用电常识 以及图中信息选出正确的一项( ) A．可用湿抹布擦拭配电箱 B．发现空气开关跳闸后应立即重新将其合上 C．他家同时工作的用电器总功率不能超过 8 800 kW·h D．他只让一个电热水壶工作，10 s内电能表指示灯闪烁了3次，则该电热水壶的电功率为900 W 命题点2 电功、电功率的计算 考向❶ 关于额定功率与实际功率的计算 4.（2024·青岛）如图所示电路，开关S闭合，灯泡L1和L2均发光。若它们的阻值不同，忽略温度对电阻的影响，下列说法不正确的是( ) A．通过A、B两点的电流不相等 B．L1和L2两端的电压相等 C．L1和L2的实际功率不相等 D．若L1断路，则L2不会发光 5.（2024·济宁）图中，小灯泡L1、L2的额定电压相同。闭合开关后，发现L1比L2亮，下列分析正确的是( ) A．L1的额定功率比L2的额定功率大 B．L1两端电压比L2两端电压小 C．L1的电阻比L2的电阻大 D．通过L1的电流比通过L2的电流小 6.（2025·天津）将标有“6 V 6 W”的甲灯泡和“6 V 3 W”的乙灯泡串联后，接在电压为9 V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响，则( ) A．甲灯能正常发光 B．乙灯能正常发光 C．两灯均能正常发光 D．两灯均不能正常发光 考向❷ 电学图像问题 7.（2025·四川德阳）图甲为通过灯泡L和定阻电阻R的电流与其两端电压关系的图像。把它们按图乙接入电路，闭合开关S，电流表示数为0.2 A，下列选项正确的是( ) A．电源电压为1.5 V B．定值电阻R的阻值为10 Ω C．通过灯泡L的电流为0.2 A D．灯泡L的实际功率为0.9 W 8.（2024·济宁）如图所示是一个灯泡L和一个定值电阻R的I­U图像。下列分析正确的是( ) A．甲为灯泡L的图线 B．当电压为零时，L与R的阻值均为0 C．将L和R并联在6 V的电源两端，电路总电阻为36 Ω D．将L和R串联在6 V的电源两端，L的功率为0.24 W 9.（2025·四川遂宁）某同学用图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。他闭合开关，将滑动变阻器的滑片从最右端向左滑动，直到灯泡电压达到额定值，记录了不同时刻三个电表的示数，并在同一坐标图中分别绘制了L和RP的U­I图像如图乙所示。电源电压恒定不变，请分析：图乙中曲线___是滑动变阻器的U­I图像；该电路的电源电压为___V；灯泡的额定功率为___W。 考向❸ 电学比值问题 10.（2025·四川达州）如图所示为定值电阻R和灯泡L的U­I图像，灯泡L额定电压为2.5 V。将两用电器串联在电源两端，灯泡L正常发光。下列说法正确的是( ) A．电源电压为2.5 V B．灯泡L额定功率为0.75 W C．R与灯泡L功率之比为5∶3 D．灯泡L的U­I图像为图线B 11.（2025·黑龙江绥化）如图所示，电源电压恒定，将定值电阻R1、R2按图甲、乙两种方式接入电路，电阻R1在两电路中消耗的电功率分别为4 W和9 W，则R1∶R2＝_______，乙图中电阻R2消耗的电功率为_______W。 12.（2024·烟台）如图甲所示，电源电压恒定，R0为定值电阻。闭合开关，将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中，其电流I与电压U的关系图像如图乙所示，则电源电压为____V，滑动变阻器R的最大阻值为____Ω，电阻R0消耗的最大功率和最小功率之比为 ________。 考向❹ 电路极值范围问题 13.（2025·四川广安）如图所示，电源电压为4.5 V，灯泡L标有“3 v 1.8 W”字样（不考虑灯丝电阻的变化），滑动变阻器R的规格为“20 Ω 0.5 A”，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。保证电路安全，在移动滑动变阻器的滑片过程中，下列说法正确的是( ) A．电压表的示数变化范围为1.5～3 V B．电流表的示数变化范围为0.3～0.6 A C．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为4～20 Ω D．灯泡L消耗电功率的范围为0.45～1.25 W 14.（2025·重庆）科技小组的同学按图甲所示的电路研究自制小台灯的调光效果，灯泡L标有“2.5 V”字样，电源电压恒为4.5 V，电压表量程为0～3 V，电流表量程为0～0.6 A。闭合开关S，在确保电路安全的情况下，最大范围移动滑动变阻器的滑片P，观察灯泡L的亮暗，描绘出灯泡L的I­U图像如图乙所示。下列分析正确的是( ) A．灯泡正常发光时电阻值为5 Ω B．灯泡随滑片P向b端移动而变亮 C．滑动变阻器接入的阻值范围为8～40 Ω D．电路消耗的最大电功率为0.625 W 命题点3 焦耳定律与电热计算 考向❶ 焦耳定律 15.（2025·四川泸州）“天工” 社团的同学们用宽度不同、厚 度均匀的铝片自制了一个电热， 用来切割塑料泡沫，如图所示。切割器下列分析正确的是( ) A．通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等 B．加在EF、FG和GH三段铝片两端的电压相等 C．EF、FG和GH三段铝片的电阻相等 D．用GH段去切割塑料泡沫，效果最好 16.（2025·江苏苏州）如图甲所示，两个相同的容器中分别装有液体a、b，液体a的质量大于b液体的质量。用两个电热丝分别对液体a、b加热，电热丝R1的阻值大于电热丝R2的阻值，工作电压相同，且电热丝产生的热量均被液体吸收，液体a、b温度随时间的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( ) A．液体a、b为同种物质 B．液体a的比热容小于液体b的比热容 C．相同时间内液体a、b吸收的热量相等 D．R1的电功率大于R2的电功率 17.（2025·黑龙江伊春）如图是探究电流通过导体时产生的热量跟电阻大小的关系的实验装置，实验中通过观察______________________来比较电阻产生的热量。若通过电阻的电流是0.2 A，则阻值为5 Ω的电阻在1 min内产生的热量为_____J。 考向❷　多挡位电加热器问题 18.（2025·云南）为保障行车安全，同 学设计了后视镜除雾、除霜装置，简化 电路如图所示。电源电压为12 V，加热 电阻R1、R2的阻值均为6 Ω，电路低温 挡除雾，高温挡除霜。将旋转开关调至 “1”时启动除____模式，加热1 min，后视镜温度升高6 ℃，后视镜玻璃质量为0.15 kg，加热效率为_____。[c玻璃＝0.8×103 J/(kg·℃)] 19.（2025·威海）某汽车加热坐椅的工作原理如图所示，R1、R2均为发热电阻，通过控制开关通断，实现高、中、低三挡加热功能，其中高、中挡位的电功率分别为60 W、30 W，电源电压为12 V。处于低挡位时开关的通断情况为____________________，此时电路消耗的总功率为_____W。 考向❸ 非纯电阻电路计算 20.（2024·临沂）图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5 V，闭合开关后，“0.5 V 0.2 W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5 Ω的电动机正常工作，则( ) A．指示灯的灯丝电阻为0.8 Ω B．电动机的发热功率为1.6 W C．电动机的额定功率为0.08 W D．电路的总功率为1.8 W 21.（2025·威海）采摘机器人在智慧农业中广泛使用，兴趣小组设计的某采摘机器人部分工作原理如图所示，可以“前进”“后退”“照明”；开关S1、S2用绝缘柄相连，可同时连接触点“1”或“2”，电动机均正常工作。部分元件参数：电动机(24 V 96 W)，灯泡L(18 V 5.4 W)，滑动变阻器R(50 Ω 1 A)，电流表(0～0.6 A)。 (1)通过控制开关S1、S2，可实现前进、后退，原因是什么？ 解：(1)由图可知开关S1、S2同时接1，电动机中电流方向为从右到左；开关S1、S2同时接2，电动机中电流方向为从左到右；所以通过控制开关S1、S2，改变通过电动机中电流的方向可实现前进、后退。 (2)电动机（线圈电阻为2 Ω）正常工作5 min消耗的电能和产生的热量分别为多少？ (2)电动机正常工作5 min消耗的电能W＝Pt＝96 W×5×60 s＝2.88×104 J电动机正常工作的电流为I＝ eq \f(P,U)＝ eq \f(96 W,24 V)＝4 A产生的热量为Q＝I2Rt＝(4 A)2×2 Ω×5×60 s＝9 600 J。 (3)闭合S3，调节灯泡亮度时，为保证各元件安全，R连入电路的最小阻值为多少？（灯丝电阻随温度变化忽略不计） (3)灯泡正常工作的电流为I1＝ eq \f(P1,U1)＝ eq \f(5.4 W,18 V)＝0.3 A则电路中最大电流为0.3 A，由题意可知电动机正常工作，则电源电压为24 V，根据欧姆定律和串联电路电压特点可知此时R连入电路的最小阻值为R小＝ eq \f(U－U1,I大)＝ eq \f(24 V－18 V,0.3 A)＝20 Ω。 $