专题03 电能与电功率 电磁转换（期末复习讲义）九年级物理上学期新教材沪粤版

该初中物理期末复习讲义通过表格系统梳理电能与电功率、电磁转换六大核心考点，明确复习目标与考情规律，分知识点详解定义、公式及应用，配套题型解题技巧表格，清晰呈现知识脉络与重难点内在联系。 讲义亮点在于分层设计基础通关、重难突破、综合拓展练习，结合电能表参数计算、安培定则应用等实例指导解题，培养物理观念与科学思维，助力不同层次学生提升，为教师精准教学提供系统支持。

专题03 电能与电功率 电磁转换（期末复习讲义） 核心考点 复习目标 考情规律 1．电能与电功 1．理解电能的物理意义，知道电能的单位； 2．明确电功的定义，掌握电功公式W=UIt及变形式W=I²Rt．（纯电阻电路适用）； 3．学会电能表的读数方法，理解电能表参数含义； 4．能结合电能表参数计算消耗的电能．电费及电路功率。 1．题型覆盖选择、填空、计算，难度从基础到中等； 2．高频考点：电能单位换算、电能表读数与参数应用、电功公式计算； 3．电能表相关问题常结合生活场景出题； 4．电功计算常与串并联电路规律、欧姆定律结合，作为综合计算的基础环节。 2．电功率 1．理解电功率的物理意义，掌握定义式．计算式P=UI及变形式P=I²R．（纯电阻电路适用）； 2．明确额定功率与实际功率的区别，知道额定电压下的功率为额定功率，能结合公式分析实际电压与额定电压的关系对实际功率的影响； 3．掌握伏安法测小灯泡电功率的实验原理．器材．步骤．数据处理及误差分析； 4．能解决灯泡明暗比较．功率计算及电路节能等实际问题。 1．本专题重点核心考点，题型全面（选择、填空、实验、综合计算），难度跨度大； 2．高频考点：额定功率与实际功率的区分及计算．伏安法测电功率实验．功率公式的综合应用； 3．伏安法测电功率是期末必考实验，常考实验故障分析（如灯不亮．电表无示数）．数据处理（判断灯泡额定功率）； 4．灯泡明暗比较需结合实际功率判断，综合计算题常与电功、欧姆定律结合，是拉开成绩的关键题型。 3．焦耳定律 1．理解焦耳定律的内容，掌握公式Q=I²Rt及变形式Q=W=UIt（纯电阻电路，电能全部转化为内能）； 2．明确焦耳定律的适用范围，能区分电热与电功的关系（纯电阻电路Q=W，非纯电阻电路Q<W）； 3．了解焦耳定律在生活中的应用及防止电热危害的措施； 4．能运用焦耳定律解决电热计算．电热器效率等问题。 1．题型以选择、填空、计算为主，难度中等； 2．高频考点：焦耳定律公式应用．电热与电功的区别．生活中的电热应用； 3．常结合电热器（如电热水器、电暖器）出题，考查电热计算及效率问题； 4．非纯电阻电路（如电动机）的电热计算是易错点，需牢记此时Q=I²Rt不可用UIt替代。 4．永磁体的磁场 1．认识磁体的基本性质，知道磁极及磁极间的相互作用规律； 2．理解磁场的客观存在性，知道磁场的基本性质； 3．掌握磁感线的定义及特点，能画出条形磁体．蹄形磁体的磁感线分布； 4．了解地磁场的存在及特点。 1．题型以选择、填空、作图题为主，难度较低； 2．高频考点：磁极间的相互作用、磁感线的特点与画法、地磁场； 3．磁感线作图是重点题型，需注意磁场方向和磁感线的分布规律； 4．常结合指南针、磁体相互作用等生活现象出题，属于基础必拿分点。 5．电流的磁场和电磁继电器 1．记住奥斯特实验的结论； 2．掌握通电直导线周围磁场的分布特点； 3．理解通电螺线管的磁场特点，能运用安培定则（右手螺旋定则）判断通电螺线管的磁极与电流方向的关系； 4．知道电磁铁的构成．工作原理及优点； 5．了解电磁继电器的构造．工作原理及作用，能区分其控制电路与工作电路。 1．题型包括选择、填空、作图、实验探究，难度中等； 2．高频考点：奥斯特实验意义、安培定则的应用、电磁铁的特点与应用、电磁继电器的工作原理及电路区分； 3．安培定则的应用是核心题型，电磁继电器常结合生活场景考查其工作过程及电路组成； 4．电磁铁的磁性强弱影响因素、电磁继电器的应用常以控制变量法实验题或应用题形式出现，属于重点考点。 6．电动机和发电机 1．明确电动机的工作原理．能量转化及主要构造； 2．掌握发电机的工作原理．能量转化及应用； 3．能区分电动机与发电机的原理．能量转化及实验装置差异； 4．理解电磁感应现象的产生条件。 1．题型覆盖选择、填空、实验探究，难度中等； 2．高频考点：电动机与发电机的原理及能量转化区分．电磁感应现象的条件、影响感应电流方向的因素； 3．常以对比题形式考查电动机与发电机的差异，电磁感应实验是重点实验题； 4．结合生活实例出题，考查原理应用，需牢记二者的核心区别。 知识点01 电能与电功 一、电功与电能 1．电功定义：电流通过某段电路所做的功叫______。实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程。 2．电功单位：国际单位是______；常用单位：度（kW•h）；1度=1千瓦时=1kW•h=______J。 二、电功的计算公式 1．定义式：______。 U表示某段电路两端的电压，单位是______。 I表示通过该电路的电流，单位是______。 t表示通电时间，单位是______。 W表示电流在该段电路上所做的功，单位是______。 2．对于纯电阻电路可推导出：串联电路中常用公式：W=I2Rt。 （1）并联电路中常用公式：，W1:W2=R2:R1。 （2）无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W1+W2+…Wn。 三、电能表参数的理解 1．220V：表示电能表应该在220V的电路中使用。 2．30（100）A：表示该电能表的标定电流是30A，额定最大电流是100A。 3．50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用。 4．120revs/kW•h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转过120圈。 知识点02 电功率 一．电功率 1．电功率定义：电流单位时间内所做的功。表示电流做功快慢的物理量，用字母P表示。 国际单位：______；常用单位：______。  2．电功率与电能．时间的关系 （1）电功率是反映电能____________的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式______。 （2）公式在使用时单位要统一，有两种可用：①电功率用瓦（W），电能用焦耳（J），时间用秒（s）；②电功率用千瓦（kW），电能用千瓦时（kW•h 度），时间用小时（h）。 3．电功率与电压．电流的关系 （1）在电压相等的情况下，通过灯泡的电流越大，灯泡消耗的电功率越大。 （2）在电流相同的情况，电功率的大小与电压的大小有关，且与电压成正比。 （3）在电压相同的情况，电功率的大小与电流的大小有关，且与电流成正比。 二、额定电压．额定功率．实际电压．实际功率 1．用电器正常工作时的电压叫____________；用电器在额定电压下的功率叫____________。 2．用电器实际工作时的电压叫____________；用电器在实际电压下的功率叫____________。 三、电功率的计算 1．电功率定义式：P=UI，即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A。 2．导出式：P=I2R，，这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子．电饭煲就属于纯电阻电路。 知识点03 焦耳定律 一、电流的热效应 1．电流的热效应定义：电流通过导体时电能转化成热，这个现象叫做____________。 （1）电流热效应的实质：是电流通过导体时，由电能转化为______。 （2）电流热效应影响因素：与通电的______、______、______有关，通过导体的电流越大，导体的电阻越大，通 电时间越长，导体产生的热量越多。 2．电热的利用与防止 （1）电热器：电流通过导体时将电能全部转化为内能的用电器。其优点是清洁．无污染．热效率高，且便 于控制和调节电流。 （2）有时人们利用电热，如电饭锅．电熨斗等；有时人们防止电热产生的危害，如散热孔．散热片．散热风扇等。 二、焦耳定律 1．焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫____________。 （1）公式：____________，公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（Ω），通过的时间t的单位要用秒（s）这样，热量Q的单位就是焦耳（J）。 （2）变形公式：，Q=UIt。 （3）在纯电阻电路中，电能____________为热能，电功等于电热，即W=Q；在非纯电阻电路中，电能大部分转化为其他能，已小部分转化为热能，电功大于电热，W=Q+W其他。 2．焦耳定律的应用 （1）纯电阻电路：纯电阻电路就是除电源外，只有电阻元件的电路，或有电感和电容元件，但它们对电路的影响可忽略．电压与电流同频且同相位．电阻将从电源获得的能量全部转变成内能，这种电路就叫做纯电阻电路．　基本上，只要电能除了转化为热能以外没有其他能的转化，此电路为纯电阻电路； （2）焦耳定律的推导公式：，Q=UIt，适用范围，纯电阻电路。 知识点04 永磁体的磁场 一、磁体．磁性．磁极．磁化 1．磁体：____________的物体叫磁体。 （1）磁体的分类：①天然磁体、人造磁体；②条形磁体、蹄形磁体、磁针；③硬磁体、软磁体； （2）磁性材料：指由过度元素____________及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。 2．磁性：物体能够吸引____________等物质的性质叫磁性。 3．磁极：磁体上____________的部分叫磁极。 （1）水平方向能够自由转动的磁体，静止时指南的一端叫______，又叫______，指北的一端叫______，又叫______； （2）磁极间的相互作用规律：同名磁极相______，异名磁极相______。  （3）任何一个磁体都有______磁极，没有一个磁极的磁体，也没有两个以上磁极的磁体，一个磁体截成两半，每一半都有单独的N极和S极；两个条形磁体异名磁极相互接触，变成一个整体，则接触部分变成新磁体的中间，是磁性最弱的部分； 3．磁化：一些物质在磁体或电流的作用下获得磁性，叫做______。 （1）被磁化的物质如果离开磁体或电流仍长时间具有磁性，叫硬磁性材料，例如钢；如果很短的时间磁性就消失，叫软磁性材料，例如铁。 （2）只有磁性材料才能被磁化，如铁．钴．镍．其他材料是不能被磁化的。 （3）磁性材料被磁化时，遵循同名磁极相排斥．异名磁极相吸引的规则。 （4）磁体具有____________和____________：人工沙滩先经过磁选，就是利用吸铁性把铁钉铁片去除，选矿时把含铁矿石和不含铁矿石分开；指南针就是利用指南性。 二、磁场和磁感线 1．磁体周围的磁场探究 （1）磁场：在磁体的周围空间，存在着一种能使小磁针发生偏转的物质。 （2）探究方式：在磁场中撒一些铁屑，这些铁屑的分布显示了磁铁周围的磁场分布情况。 （3）实验步骤：将玻璃板平放在磁体上，并在玻璃板上均匀地撒上一层铁屑，轻轻敲击玻璃板，铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来。从铁屑在磁场中的分布的情况可以看出，铁屑好像排列成许多条曲线。如果按照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针n极指向画出一些带箭头的曲线，就可以形象地描述磁场。 2．磁感线 （1）定义：用____________的曲线来形象．方便地描述磁场，这叫磁感线：为了形象直观地描述磁场的某些特征和性质而引入的带箭头的曲线磁感线的方向：磁场是实际存在的，而磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线，实际并不存在。 （2）磁感线的方向：①磁感线的______表示磁性强弱；______方向表示磁场方向；②在磁体______，磁感线从N极出发，到S极进入；在磁体______是从S到N．磁感线没有交叉的；③磁感线是有方向的，曲线上任意一点的切线方向就是该点的磁场的方向，磁感线上某一点的方向与放在该点的小磁针静止时N极的指向一致。 三、地球磁场 1．地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫____________。 2．地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。 3．历史上第一个记载地理和地磁两极不重合的人是我国宋代的______，他提出____________的概念。 知识点05 电流的磁场和电磁继电器 一、通电直导线周围的磁场（奥斯特实验） 1．奥斯特实验过程：实验前要使小磁针静止时指向南北方向，为使小磁针能偏转，直导线应放在小磁针上方且与小磁针平行，即沿南北方向放置； 2．实验现象 （1）给导线通电，小磁针发生偏转；断电后，小磁针又回到原来的位置； （2）小磁针与导线不动，调整电源改变导线中电流的方向，磁针偏转方向与原来相反； 3．实验结论：奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场；磁场方向和电流方向有关；这一现象叫____________，也就是所说的电生磁；奥斯特是历史上第一个揭示了电与磁之间联系的科学家；了使磁性增强，人们把直导线改成螺线管形，又叫线圈；在通电线圈中再插入______，磁性会更加增强。 二、通电螺线管的磁场 1．通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似；通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流方向之间的关系可以用安培定则来判断；通电螺线管相当于条形磁体，与条形磁体联系解题。 2．通电螺线管外部的磁场方向是从N极到S极，内部的磁场方向是从S极到N极．螺线管附近的小磁针自由静止时N极的指向是磁场的方向。 3．安培定则，也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。初中教材中表述：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。 三、电磁铁 1．电磁铁及其磁性强弱的影响因素：电磁铁是由线圈和铁芯组成（实质是内有铁芯的螺线管），在一根软铁芯上，用漆包线密绕成线圈就做成了一个简单的电磁铁，通电后它能产生磁性。电磁铁的线圈的匝数越多，电流越大，电磁铁的磁性就越强。 2．电磁铁的构造和原理及其应用 （1）电磁铁的构造：内部插有______的通电螺线管叫做____________。 （2）电磁铁的原理：电流的____________原理。 （3）电磁铁的应用：电磁铁可以分为______电磁铁和______电磁铁两大类型。 3．电磁铁（与永磁体相比）的优点 （1）电磁铁磁性的有无可以由通电．断电（电流的有无）来控制。 （2）电磁铁磁性的强弱可以通过调节电流的大小来控制。 （3）电磁铁的N、S极是由线圈中的电流方向决定的，便于人工控制。 4．电磁继电器 （1）电磁继电器的构成：由电磁铁、衔铁、簧片、触点（静触点、动触点）组成；其工作电路由____________和____________两部分构成；低压控制电路是由电磁铁．低压电源和开关组成；工作电路由机器（电动机等）、高压电源、电磁继电器的触点部分组成。 （2）工作原理和特性：电磁继电器一般由电磁铁．衔铁．弹簧片．触点等组成的，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成，电磁继电器还可以实现____________和____________；只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的____________与____________（常开触点）吸合；当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。 知识点06 电动机和发电机 一、磁场对通电直导线的作用：磁场对通电导体有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。 二、磁场对通电线圈的作用 1．现象：用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆包线刮去放入磁场，闭合开关，线圈转动。 2．平衡位置：当通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受到的磁场的作用力相互平衡，我们把这个位置称为平衡位置。 三、直流电动机的构造和工作过程 1．直流电机的结构应由______、______和____________组成。 2．直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是____________，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。 3．运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。 4．转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组．当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用．由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动。 5．换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多______组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片；在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接；当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场。 四、安装直流电动机模型 1．直流电机的结构应由__________________组成。 2．直流电机运行时静止不动的部分称为______，定子的主要作用是产生磁场，由机座．主磁极．换向极．端盖．轴承和电刷装置等组成；定子（即主磁极）被固定在风扇支架上，是电机的非旋转部分。 3．运行时转动的部分称为______，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴．电枢铁心．电枢绕组．换向器和风扇等组成；转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组，当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用，由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动。 4．______是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片，在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接；当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场，可见，由于换向器的存在，使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变，在这个电磁转矩作用下使电枢得以旋转。 五、电磁感应 磁生电现象 1．电磁感应现象：____________的一部分导体在磁场中做____________时，会产生电流，这种电流叫感应电流，这一现象叫电磁感应现象。 2．历史意义：英国科学家______首先发现的电磁感应现象，这一发现进一步揭示了电与磁之间的联系，证明了磁可以生电。 六、产生感应电流的条件和影响因素 1．感应电流产生的条件：①闭合电路；②一部分导体；③切割磁感线运动。  2．感应产生的影响因素：______________________________。 3．感应电流方向的影响因素：____________、____________。 七、发电机的构造和原理 1．发电机的工作原理：____________。 2．发电机的构造：主要有线圈．磁极．铜环和电刷四个基本组成部分，概括地讲是由____________两部分组成。 3．发电机与电动机相对比，______是因电而动，工作配置中要有______，消耗电能获得机械能；发电机则是因动而电，工作配置中____________，发电机本身就是电源，消耗机械能____________。 4．无论是直流发电机还是交流发电机，线圈产生的都是交流电，交流发电机输出的是交流电，直流发电机是在______的作用下输出的是直流电。 八、交流电 1．交流发电机产生的感应电流的大小和方向在周期性地变化，这样的电流叫做交变电流，简称交流（AC）； 2．在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，单位是赫兹，简称赫，符号是Hz。 3．我国家庭电路的交流电电压是220V，频率是50Hz，周期是0.02s，每秒内电流方向变化100次。 题型一 电能与电功 解｜题｜技｜巧 题型类别 解题关键 技巧要点 电能表相关问题（读数/参数应用） 掌握读数方法；理解参数物理意义 1．读数：月末示数-月初示数，注意最后一位是小数位（单位kW·h）； 2．核心参数：“3000r/(kW·h)”表示消耗1kW·h电能，转盘转3000圈，计算式：W = 转数/n（n为参数值）； 3．“10(20)A”表示额定最大电流10A，短时间允许20A，可估算最大总功率P=UI=220V×20A=4400W 电功公式选择与计算 公式匹配已知量；单位统一；纯电阻电路适用条件 1．基本公式：W=UIt（通用，无需考虑电路类型，U-V、I-A、t-s，W-J）； 2．纯电阻变形式：W=I²Rt（已知I、R、t）、（已知U、R、t）、W=Pt（已知P、t，P-W、t-s或P-kW、t-h）； 3．单位换算：1kW·h=3.6×10⁶J，计算前统一单位 串并联电路电功计算 结合串并联规律；优先选便捷公式 1．串联：电流I相等，优先用W=I²Rt，电功与电阻成正比（W₁:W₂=R₁:R₂）； 2．并联：电压U相等，优先用，电功与电阻成反比（W₁:W₂=R₂:R₁）； 3．总电功：串联W总=W₁+W₂+…，并联W总=W₁+W₂+…（无论串并，总电功均为各用电器电功之和） 电能与生活结合问题（电费/能耗） 关联电功与实际应用；明确计费标准 1．电费计算：先算总电功W（kW·h），再乘单价（元/kW·h），即电费=W×单价； 2．能耗比较：相同时间内，功率大的用电器耗电多（W=Pt），需注意用电器工作时间（如空调工作1小时vs灯泡工作10小时）； 3．节能分析：降低功率或缩短工作时间可减少耗电 电功实验探究（影响因素） 控制变量法；实验现象与电功的关联 1．实验原理：通过灯泡亮度反映电功大小（转换法）； 2．控制变量：探究W与U的关系（控制I、t不变，改变U）；探究W与I的关系（控制U、t不变，改变I）； 3．结论：电流做功与电压、电流、通电时间有关，三者越大，电功越大 【典例1】(1)在探究电流与电压关系的实验中，如图中电路，电压表的示数是 V，电流表的示数是 A，电阻R的阻值是 Ω。 (2)如图所示电能表，它是用来测量 的电表，此时的读数是 。 【变式1】(24-25九上·广西柳州第十五中学·期末)如图为小明家电能表，此时电能表的读数是 kW•h，若该电能表的转盘在5min内转了30转，则这段时间内他家中用电器消耗的电能为 J。 【变式2】(23-24九上·陕西安康平利县大贵镇初级中学·期末)如图所示的电路，电源电压恒定不变，的阻值为。闭合开关，电流表的示数为，电压表的示数为。求： (1)电源电压； (2)通电，整个电路消耗的电能。 题型二 电功率 解｜题｜技｜巧 题型类别 解题关键 技巧要点 电功率公式选择与计算 公式匹配已知量；区分纯电阻电路；单位统一 1．基础公式：（通用，W-J、t-s→P-W；W-kW·h、t-h→P-kW）、P=UI（通用，U-V、I-A→P-W）； 2．纯电阻变形式：P=I²R（知I、R）、（知U、R）； 3．单位换算：1kW=1000W，计算前统一单位体系 额定功率与实际功率区分及计算 抓“额定电压”基准；利用电阻不变特性 1．额定功率：P额=U额I额=（仅在U额下成立）； 2．实际功率：P实=U实I实=（U实≠U额时，用电阻R=先求电阻）； 3．关系：U实=U额→P实=P额（正常工作）；U实>U额→P实>P额（易损坏）；U实<U额→P实<P额（发光暗） 伏安法测小灯泡电功率实验 实验原理；器材操作；数据处理 1．原理：P=UI； 2．操作：电流表串联、电压表并联，滑动变阻器“一上一下”，闭合开关前滑片移至最大电阻处； 3．关键：测额定功率时，调节滑片使电压表示数等于灯泡额定电压，记录对应电流值； 4．误差：电流表外接→U测偏小，P测偏小；电流表内接→I测偏大，P测偏大 串并联电路电功率计算 结合串并联规律；优先选对应公式 1．串联：电流I相等，优先用P=I²R，功率与电阻成正比（P₁:P₂=R₁:R₂）； 2．并联：电压U相等，优先用，功率与电阻成反比（P₁:P₂=R₂:R₁）； 3．总功率：P总=P₁+P₂+…（串并通用，总功率等于各用电器功率之和） 电路动态功率分析（滑片/开关变化） 先判电阻变化；再用串并联规律+功率公式推导 1．串联：某电阻变大→总电阻变大→总电流变小→总功率变小；定值电阻功率随电流变化（P=I²R）； 2．并联：支路电阻变化→本支路功率变化（，U不变），其他支路功率不变→总功率随变化支路改变； 3．滑动变阻器功率：串联中当R滑=R定，变阻器功率最大 灯泡明暗比较 灯泡明暗由实际功率决定，与额定功率无关 1．同规格灯泡：实际功率越大越亮； 2．不同规格串联：电阻大的实际功率大（P=I²R），更亮； 3．不同规格并联：电阻小的实际功率大（），更亮。 【典例1】在“测量小灯泡的电功率”实验中，小华准备了以下器材：电源、标有“2.5V”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题： (1)如图甲所示，请用笔画线代替导线，正确连接电路； (2)在开关闭合前，应将滑片P移到 （选填“”或“”）端； (3)闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，该电路故障可能是小灯泡 ； (4)排除故障后，闭合开关，移动滑片P，同时眼睛要观察 表的示数，直到示数为 V时，小灯泡正常发光，记录电压表和电流表示数； (5)继续移动滑片P，让电压表示数低于2.5V，某时刻电流表示数如图乙所示，为 A，观察灯泡亮度并记录电表示数；继续缓慢移动滑片P，让电压表示数高出2.5V少许，观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的图像，如图丙所示，则小灯泡额定功率为 W。 【变式1】如图是某照明系统模拟控制电路原理图。已知电源电压U恒为6V，定值电阻R2的阻值为10Ω，R1为光敏电阻，其阻值随着光照强度E变化关系的部分数据如表所示。当R2两端电压低至2V时，控制开关自动启动照明系统，忽略控制开关对虚线框内电路的影响，利用该装置可以实现当光照强度低至某一设定值时，照明系统内照明灯自动工作。求： 光照强度E/cd 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 光敏电阻R1阻值/Ω 36.0 18.0 12.0 9.0 7.2 6.0 (1)照明系统中，标有“6V  3W”字样的照明灯正常工作时的电阻。 (2)控制开关自动启动照明系统时，光敏电阻R1的阻值。 (3)某段时间内，电流表示数从0.2A变化到0.3A，则光敏电阻R1处的光照强度E的变化范围。 【变式2】(23-24九上·西藏拉萨尼木县中学·期末)小明家新买一个电蒸锅，如图所示为其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃）。求： (1)电蒸锅正常工作时，保温挡的功率； (2)电蒸锅正常工作时，电阻R2的阻值； (3)某次电蒸锅对水加热时，加热效率为84%，要使1.2kg的水温度升高75℃需要多少时间。 题型三 焦耳定律 解｜题｜技｜巧 题型类别 解题关键 技巧要点 焦耳定律公式选择与计算 牢记通用公式；区分电路类型（纯电阻/非纯电阻） 1．核心通用公式：Q=I²Rt（适用于所有电路，I-A、R-Ω、t-s、Q-J）； 2．纯电阻电路变形式：Q=W=UIt=t=Pt（电能全转化为内能，如电热器）； 3．非纯电阻电路：Q≠W，仅能用Q=I²Rt（如电动机，电能转化为机械能+内能） 纯电阻与非纯电阻电路电热区分 判断能量转化形式；明确公式适用边界 1．纯电阻判断：用电器仅发热（电暖器、电炉、白炽灯），Q=W； 2．非纯电阻判断：用电器既发热又做功（电动机、充电器、电风扇），Q<W； 3．易错提醒：非纯电阻电路中，不可用UIt、t计算电热，避免混淆电功与电热 焦耳定律实验探究（影响电热的因素） 控制变量法；转换法（反映电热大小） 1．实验原理：用“U型管液面高度差”或“液体升温多少”反映电热大小（转换法）； 2．控制变量：探究Q与I的关系（控R、t不变，改电流）；探究Q与R的关系（控I、t不变，改电阻）；探究Q与t的关系（控I、R不变，改时间）； 3．结论：电热与电流平方、电阻、通电时间成正比 电热器相关计算（含效率） 明确“电热”与“总电能”的关系；结合效率公式 1．电热器（如电热水器）：Q=W=Pt（纯电阻），需注意工作时间（如“加热10分钟”需换算为600s）； 2．效率计算：（Q有为有效利用的电热，如水吸收的热量；W总为消耗的电能）； 3．常结合比热容公式Q吸=cmΔt，联立求解功率或加热时间 串并联电路电热计算 结合串并联规律；优先选对应公式简化计算 1．串联：电流I相等，优先用Q=I²Rt，电热与电阻成正比（Q₁:Q₂=R₁:R₂），总电热Q总=Q₁+Q₂； 2．并联：电压U相等，优先用Q=t，电热与电阻成反比（Q₁:Q₂=R₂:R₁），总电热Q总=Q₁+Q₂； 3．纯电阻电路中，总电热等于总电功 生活中电热的利用与防止 联系焦耳定律，分析电阻、电流、时间的影响 1．利用（电热器）：增大电阻（如电炉丝）、保证电流，延长时间来产生更多电热； 2．防止（如电脑、电动机）：减小电阻（用铜导线）、减小电流（合理设计电路）、散热（风扇、散热片），避免电热过多损坏设备 【典例1】(24-25九上·河北邢台威县名洲镇李寨中学·期末)在探究“影响电流热效应的因素”实验中：（三个烧瓶中均装有质量相等的煤油） (1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小楚设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝并插入一支温度计，该实验通过比较 的变化，来比较相同时间内不同电流产生的热量多少。 (2)小楚先测量烧瓶内煤油的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内煤油的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小。重复上述操作，获得第二组数据（如表所示）。 实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/ 温度升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出：电阻和通电时间相等时，电流越 ，其产生的热量越多。 (3)小陈提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”实验，则她应选择乙图中 （选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶 （选填“串联”“并联”或“串联、并联均可”），并将其中一烧瓶中的煤油换成等 的水，水和煤油吸热的多少可以通过 （选填“温度升高量”或“加热时间”）来比较。 【变式1】某同学有一个小电动机，其外壳上标有“3V  1.5W”的字样，经检测知其电阻为2Ω，则该小电动机正常工作14min，消耗的电能为 J，产生的热量为 J。 【变式2】（多选题）(23-24九上·河南内黄县实验中学·期末)如图为“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R1、R2串联在电路中，且。下列说法正确的是（    ） A．闭合开关后，通过R1的电流小于R2的电流 B．闭合开关后，甲管中液面上升比乙快 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．该实验用到了转换法和控制变量法 题型四　永磁体的磁场 解｜题｜技｜巧 题型类别 解题关键 技巧要点 磁极判断与相互作用 磁极间作用规律（同名排斥、异名吸引） 1．已知磁极，直接用规律判断相互作用（吸引、排斥）； 2．未知磁极，用已知磁体（如小磁针N极）靠近，根据现象推导（被吸引→异名，被排斥→同名）； 3．磁体两端磁性最强，中间最弱（几乎无磁性） 磁感线作图与特点判断 磁感线定义、方向、分布规律 1．方向：磁体外部从N极出发，回到S极，内部从S极到N极（闭合曲线）； 2．作图要求：用虚线，标箭头（外部N→S），不相交，疏密反映磁场强弱（两极密、中间疏）； 3．常见磁体磁感线：条形磁体（两端密）、蹄形磁体（两极相对处密） 地磁场相关问题 地磁场分布特点（地磁两极与地理两极相反） 1．地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近； 2．小磁针静止时N极指向地理北极（地磁南极），S 极指向地理南极（地磁北极）； 3．解释现象：指南针指向、磁偏角（地磁两极与地理两极不重合） 磁体性质应用（吸铁性、指向性） 磁体基本性质与生活场景结合 1．吸铁性：判断物体是否为磁体（能吸引铁、钴、镍，且两端磁性最强）； 2．指向性：利用小磁针判断磁场方向（小磁针N极指向=该点磁场方向）； 3．区分磁体与带电体：磁体仅吸引磁性材料，带电体吸引轻小物体（如纸屑、塑料） 磁场客观存在性判断 磁场的基本性质（对磁体有力的作用） 1．间接证明：小磁针靠近磁体时发生偏转，说明磁体周围存在磁场； 2．注意：磁场看不见、摸不着，需通过转换法（小磁针偏转）感知 【典例1】(24-25九上·陕西西安工业大学附属中学·期末)公元1世纪初，东汉学者王充在《论衡》中记载：司南之杓，投之于地，其柢指南。“柢”即握柄，是磁体的 极，司南之所以能指向南北方向，是因为地球的周围存在 （选填“磁场”或“磁感线”）。 【变式1】(23-24九上·河南内黄县实验中学·期末)如图所示，是一款磁吸式数据线，线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接，达到一线多头的使用效果，线体和磁性充电头吸附的原理是 ；地球周围也有磁场，地磁南极大致在地理的 极方向，根据通电螺线管周围存在磁场的实验事实，某同学对地磁场产生的原因提出了一个假说：地磁场是由绕地球的环形电流引起的。下列图中符合他假说的模型是 。 A．    B．  C． 【变式2】(24-25八下·四川成都锦江区·期末)在图甲所示实验中，小球从斜面顶端滚下，在水平桌面上沿直线AB运动；若在小球运动路径旁放一块磁体，小球在桌面上的运动路径变成曲线AC，如图乙。下列分析正确的是（　　） A．小球在桌面上继续运动是由于受到向前的作用力 B．图甲中，小球受到的力使其运动速度一直变大 C．图乙中，磁力改变了小球的运动状态 D．图乙中，小球不受磁力后在桌面上仍将保持曲线运动 题型五 电流的磁场和电磁继电器 解｜题｜技｜巧 题型类别 解题关键 技巧要点 奥斯特实验相关问题 实验结论（电生磁）与现象分析 1．结论：电流周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关（电生磁，电流的磁效应）； 2．现象解释：通电直导线下方小磁针偏转，断电后不偏转，说明磁场由电流产生； 3．应用：判断电流的磁效应现象（如通电螺线管吸引铁钉） 通电螺线管磁极与电流方向判断（安培定则应用） 安培定则（右手螺旋定则）操作规范 1．右手握住螺线管，四指指向电流方向（从螺线管一端流入、另一端流出，注意导线绕向）； 2．大拇指指向 = 螺线管的 N 极，另一端为 S 极； 3．逆向应用：已知磁极，用大拇指指向 N 极，四指弯曲方向为电流方向，推导电源正负极 电磁铁磁性强弱影响因素问题 控制变量法 + 三个核心因素（电流大小、线圈匝数、铁芯） 1．影响因素：电流越大、匝数越多、有铁芯，磁性越强； 2．实验题：控制变量（如探究匝数影响时，保持电流、铁芯不变），通过吸引大头针数量反映磁性强弱（转换法）； 3．实际应用：电磁铁的优点（通断电流控磁性、变电流控强弱、变方向控磁极） 电磁继电器电路分析与工作原理 区分控制电路与工作电路；明确工作流程 1．电路区分：控制电路（低电压、弱电流，含电源、开关、电磁铁），工作电路（高电压、强电流，含用电器、触点、电源）； 2．工作流程：控制电路通电→电磁铁产生磁性→吸引衔铁→带动触点切换→工作电路通断； 3．触点判断：常态下断开为常开触点，闭合为常闭触点，通电后状态反转 电磁继电器实际应用（自动控制电路） 结合场景分析控制条件与工作逻辑 1．设计思路：控制电路的触发条件（如水位传感器、温控器、光控开关）→控制电磁铁通断→间接控制工作电路（如水泵、灯泡、电动机）； 2．实例分析：水位报警器（水位上升→控制电路接通→电磁铁吸衔铁→工作电路接通→报警）； 3．安全意义：实现低压控制高压、远程控制，保护人身安全 电流磁场与永磁体磁场区分 磁场产生原因与特点差异 1．产生原因：电流的磁场由电流产生（通电有、断电无），永磁体磁场天然存在； 2．特点：电流的磁场方向可通过电流方向改变，永磁体磁场方向固定； 3．区分方法：断开电源后磁场消失→电流的磁场；磁场始终存在→永磁体磁场 【典例1】如图所示，闭合开关，通电螺线管附近小磁针的N极指向如图所示，请在图中括号内标出通电螺线管左端的极性及电源的“+”“-”极。 【变式1】在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)实验中是通过 来显示电磁铁磁性的强弱。 (2)当闭合开关后，电磁铁乙的上端是 极。 (3)当滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁吸引大头针的个数 （选填“增多”或“减少”），说明电磁铁的磁性 （选填“变强”或“变弱”）。 (4)实验发现： ①电流一定时，线圈匝数 ，电磁铁磁性越强。 ②被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化后， 。 【变式2】(24-25九上·陕西西安工业大学附属中学·期末)如图1为某校物理小组设计的具有加热和保温功能的电热器内部简化电路。Rt为热敏电阻，阻值随温度升高而减小。R1、R2、R3均为电热丝，且R1=R2=400Ω，闭合开关S1、S2，电热器开始加热。（电磁铁线圈电阻忽略不计） (1)控制电路中，电磁铁的工作原理是电流的 效应；电磁铁的上端是 极。 (2)加热时，动触点a与上方静触点b，c接通，工作电路的总功率？ (3)电磁铁对衔铁的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图2所示。当电磁铁对衔铁的吸引力为1N时，动触点a与下方静触点d接通，进入保温状态，此时热敏电阻Rt的阻值是多少？ (4)保温状态下，R1的功率为64W，则工作电路30s消耗的电能是多少？ 题型六 电动机和发电机 解｜题｜技｜巧 题型类别 解题关键 技巧要点 电动机与发电机原理区分 核心原理（电生磁 、磁生电）识别 1．电动机：通电导体在磁场中受力运动（电生磁的应用，需通电才工作）； 2．发电机：电磁感应现象（磁生电，无需通电，靠导体切割磁感线产生电流）； 3．快速判断：有电源→电动机，无电源→发电机 能量转化判断 明确电能与机械能的转化方向 1．电动机：电能→机械能（消耗电能，带动物体运动，如风扇、电动车）； 2．发电机：机械能→电能（消耗机械能，产生电能，如水电站、风力发电机）； 3．易错提醒：区分 “消耗” 与 “产生”，避免转化方向颠倒 实验装置识别与作图 装置结构差异（电源、换向器、滑环） 1．电动机装置：有电源、用换向器（两个半环，改变线圈电流方向，使线圈持续转动）； 2．发电机装置：无电源、用滑环（两个完整圆环，导出感应电流）； 3．作图要点：电动机需画电源，发电机画电流表、用电器；线圈绕向、磁场方向（磁极标注）要清晰 电磁感应现象条件判断 三个核心条件（闭合电路、部分导体、切割磁感线） 1．缺一不可：闭合电路（电路必须闭合，断开无电流）、部分导体（非整个电路导体）、切割磁感线（导体运动方向与磁感线不平行，斜切也可）； 2．感应电流方向影响因素：磁场方向、导体切割磁感线方向（任一改变，电流方向改变）； 3．现象判断：导体运动但无电流→可能电路断开或未切割磁感线 电动机受力方向分析 受力方向与电流、磁场方向的关系 1．影响因素：电流方向、磁场方向（任一改变，受力方向改变；两者同时改变，受力方向不变）； 2．应用：判断线圈转动方向（结合磁极方向和电流方向）； 3．换向器作用：及时改变线圈中的电流方向，使线圈持续沿同一方向转动 实际应用场景匹配 结合装置原理与生活实例 1．电动机应用：电风扇、洗衣机、电动自行车、起重机（需通电带动工作）； 2．发电机应用：火力发电站、水力发电站、风力发电机、动圈式话筒（将运动转化为电能）； 3．区分技巧：看是否 “用电驱动”—— 用电驱动→电动机，驱动产生电→发电机 故障分析（如电动机不转、发电机无电流） 结合原理推导故障原因 1．电动机不转：电源未接通、磁场太弱、线圈卡住、换向器接触不良； 2．发电机无电流：电路断开、导体未切割磁感线、磁场太弱； 3．排查思路：先看电路是否闭合，再看核心条件（通电、切割磁感线）是否满足 【典例1】(24-25九上·河北石家庄二十八中·期末)如图所示，下列关于电磁现象的表述正确的是（　　） A．如图甲：用橡胶棒接触验电器金属球，金属箔片张开，是因为金属箔片带上了异种电荷 B．如图乙：给导线通电，导线附近磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场 C．如图丙：闭合开关，线圈转动，说明磁场对电流有力的作用，其原理可以制成发电机 D．如图丁：闭合电路的部分导体ab在磁场中上下运动，灵敏电流计指针一定会偏转 【变式1】(23-24九上·江苏盐城射阳县实验初级中学·期末)如图所示，AB和CD是两根固定且平行的水平光滑金属轨道，符号“×”代表垂直于金属导轨向下的磁场。现将空心铜棒EF和GH垂直放在金属导轨上静止，当水平拉动铜棒EF向右运动时，会产生感应电流，铜棒和导轨组成了一个闭合电路，此时铜棒GH会向右运动。若同时改变磁场方向和铜棒EF运动方向，则铜棒GH的运动方向是（　　） A．向右 B．向左 C．先向右再向左 D．先向左再向右 【变式2】阅读材料，完成下列问题。 无链条电动自行车 无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它相比传统自行车具有很多优点，比如省力、耐用、安静、灵便、结构简单等。因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。图甲为一种在售的无链条电动自行车。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量，也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能可转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进，使骑行者骑得更省力，同时也能减少对环境的污染。为了保证电动车的续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达160W·h/kg。（能量密度为存储能量与电池质量的比值） 整车 整车质量 40kg 最大车速 26km/h 锂电池 最大噪声 ≤30dB 电压 36V 容量 10A·h 电动机 额定功率 180W (1)脚踩踏板获得的能量转变为电能，图乙中与其工作原理相同的是 。 (2)电动车行驶时极为安静可以从 （选填“声源处”或“传播途中”）减弱噪声。 (3)图甲中这款车的锂电池最多储存的电能约为 J，锂电池的质量为 kg。 (4)测试时若质量为60kg的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，在平直路面上可连续匀速行驶，已知行驶时的阻力大小为车对地面压力的0.04，电动机的效率约为 。（取10N/kg，结果保留至0.1%） (5)若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，这种“混合动力驱动”可使车连续匀速行驶，则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为 。 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．(25-26九上·河北石家庄第四十二中学·期中)关于电功、电功率的说法中正确的是（　　） A．用电器消耗电能越多，电功率越大 B．用电器消耗电能越多，电功越大 C．电流做功越快，电功越大 D．电流做功越多，电功率越大 2．(25-26九上·河北石家庄第十七中学·期中)下列是一些对生活中物理量的估测，其中符合实际情况的是（   ） A．小灯泡正常工作时的电流约为20A B．电饭锅功率约为1000W C．家庭电路中的电压为380V D．实验室用小灯泡的灯丝电阻约为6000Ω 3．(2025·安徽省六安市清水河市·三模)如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁的右端固定，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向左移动时，条形磁铁仍保持静止状态。在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力的方向和大小是（　　） A．水平向左，逐渐减小 B．水平向左，逐渐增大 C．水平向右，逐渐增大 D．水平向右，逐渐减小 4．如图是某游乐场的电磁弹射过山车，弹射车内的导体通过强大的电流时，在磁场中会受到强大的力将车推动。下列设备与之原理相同的是（     ） A．电磁起重机 B．自制电动机 C．手摇发电机 D．磁悬浮地球仪 5．(25-26九上·河北石家庄第四十二中学·期中)如图甲所示，电蚊拍具有灭蚊和照明功能，简化电路如图乙所示。只灭蚊不照明时，需闭合开关，此时电路总电阻为。灭蚊网与灯同时工作时电路总电阻为，则 （选填“大于”“等于”或“小于”）。已知电源电压为4V，通过灯的电流为0.3A，通电10s，灯消耗的电能为 J。 6．(25-26九上·广东深圳罗湖区·期中)如图为一款新式插座，带有插头、一转多位插座、调光台灯等功能。某天，台灯正常工作时，小明将风扇接入该插座。则风扇工作时，将电能转化为 能；调光台灯与风扇是 （选填“串联”或“并联”）的；通过台灯的电流 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 7．如图甲是世界上首条投入商业化运营的磁悬浮列车。工作原理如图乙，核心部件电磁铁是利用电流的 效应制成的，通电后车厢线圈上端为 极，该列车是利用 （选填“同名磁极互相排斥”或“异名磁极互相吸引”）的原理将车身浮起的。 8．(24-25九下·江苏泰州楚天实验学校·)利用图甲装置“观察磁场对通电直导线的作用”，在M、N之间接入电源，通电后轻质铝棒AB向左运动，若只调换磁体的N、S极，通电后铝棒AB将向 运动；图乙中，不改变线圈中的电流方向，线圈 （能/不能）持续转下去。 9．(2025·湖南省岳阳市汨罗市·一模)在“测定小灯泡的额定功率”实验中，实验器材有：一个电压表，一个电流表，一个开关，电压为6V的电源，额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω，1.5A”的滑动变阻器R，图甲是根据设计的电路图连接的实物电路。 (1)请根据图甲的实物电路在虚线框中画出对应的电路图 ； (2)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某点，电压表的示数为2V。要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片向 （选填“左”或“右”）移动。当电压表的示数为3.8V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，为 A，则小灯泡的额定功率为 W； (3)实验结束后，应断开开关，先拆除 两端的导线，再拆除其他导线。 10．(24-25九下·广东清远清城区清远田家炳实验学校·月考)在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中： (1)当图甲中的开关S闭合后，小磁针会发生偏转， 说明通电螺线管周围存在 ，由右手螺旋定则可知螺线管的右端为 （选填“N”或“S”）极； (2)对调电源的正负极重复上述实验，小磁针N极指向与之前相反，这说明通电螺线管外部磁场的方向与 有关。实验时同学们发现小磁针偏转不明显，为了增大通电螺线管的磁性，可行的操作是 （任写一条）； (3)用铁屑来做实验，得到了如图乙所示的情形， 由此可看出通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似，为描述磁场而引入的磁感线 （选填“是”或“不是”） 真实存在的。 11．(2023·广东省广州市·模拟)汽车启动时，蓄电池向启动电动机M供电，设M两端电压为U，通过M的电流为I，测得U－t和I－t图象如图1。 （1）求0.5s到1s，电动机M所消耗的电能； （2）M仅通过导线a、b接入电路，如图2所示，a的电阻为0.001Ω。若通过M的电流为200A，持续2s，求此过程a产生的热量； （3）一般采用电磁继电器控制M的通断电，利用实验器材模拟汽车启动，简易电路如图3，A与B接触时M通电，请用笔画线完成电路的连接。 12．(24-25九下·贵州毕节纳雍县纳雍县锅圈岩中学·月考)如图所示的电路中，电源电压恒为6V，电阻R2的阻值为10Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.5A，求： (1)电阻R1的阻值； (2)电流表A的示数； (3)通电10s时间内，电路消耗的电能。 期末重难突破练（测试时间：10分钟） 13．(25-26九上·北京师范大学附属中学·月考)额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（    ） A．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少 B．正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大 C．正常工作时，通过电饭锅的电流最大 D．正常工作时，电热水壶的电阻最大 14．(25-26九上·北京师范大学附属中学·月考)两个定值绕线电阻器上分别标有“1500Ω  10W”和“1500Ω  20W”，将它们串联后接入电路，它们消耗的电功率之比为（    ） A．1∶2 B．1∶1 C．2∶1 D．4∶1 15．学校安装了一款能根据光照强度实现自动控制的“智能照明灯”，电路如图所示。电源电压保持不变，为定值电阻，为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。闭合开关S，当光照强度减小时，下列说法正确的是（　　） A．灯泡一定发光 B．电磁铁磁性增强 C．电压表示数减小 D．通过的电流减小 16．(24-25九下·上海闵行区上海外国语大学闵行外国语初级中学·月考)指南针能确定地理方位，是由于指南针在 的作用下能够指南北。如图5所示是同名磁极磁感线分布图，根据磁感线方向判断图中两磁极均为 极。在物理学中，用磁感应强度（用字母B表示，国际单位：特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度越大，磁场越强。用某种材料制成的磁敏电阻，其阻值R随磁感应强度的变化图像如图6（甲）所示，由图像可知磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 。若将该磁敏电阻连接在图6（丙）所示的电路中（电源电压不变），不改变滑动变阻器滑片的位置，仅将磁敏电阻由图6（乙）中的A位置移动至B位置，那么电流表的示数将 ，原因是 。 17．(2025·黑龙江省哈尔滨市·)如图所示，A端为通电螺线管的 （选填“N”或“S”）极，B端为电源的 （选填“正”或“负”）极。 18．(25-26九上·重庆鲁能巴蜀中学等学校联考·期中)空气炸锅能快速烹饪食物，如图所示为其内部加热部分的简化电路。已知当电源电压保持不变时，电路中的电流最小时为低温挡，电流最大时为高温挡。则当闭合开关 时，该空气炸锅处于低温挡，当闭合开关 时其处于高温挡。 19．(21-22九上·湖南湘潭县·期末)在探究“影响电流热效应的因素”实验中：（三个烧瓶中均装有质量相等的煤油） (1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小楚设计了图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝并插入一支温度计，该实验通过比较 的变化，来比较相同时间内不同电流产生的热量多少； (2)小楚先测量烧瓶内煤油的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内煤油的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小。重复上述操作，获得第二组数据（如表所示）； 实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出：电阻和通电时间相等时，电流越 ，其产生的热量越多； (3)若要探究电流通过电阻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中的烧瓶电阻 （选填“串联”或“并联”）； (4)小陈提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”实验，则她应选择图乙中 （选填“A”或“B”）烧瓶与图甲中的烧瓶 （选填“串联”“并联”或“串联、并联均可”），并将其中一烧瓶中的煤油换成等 的水，水和煤油吸热的多少可以通过 （选填“温度升高量”或“加热时间”）来比较。 20．(25-26九上·湖北武汉青山·期中)如图甲为一款陶瓷电煎药壶，工作电路简化为如图乙所示，。它在工作时，有高温加热、文火萃取、保温三个过程，若壶中药液的总质量为3kg，且在正常工作电压下煎药时，药液的温度与工作时间的关系如图丙所示： (1)保温过程电流最小，电阻、串联，则保温时， （选填“1”或“2”）， （选填“断开”或“闭合”）。 (2)高温加热时工作电流最大，则在此过程中电路的总电流是多少？ (3)高温加热过程中，药液一共吸收的热量是，则药液的比热容是多少？ (4)如果高温加热过程中药液所吸收的热量由酒精燃烧提供，其中酒精完全燃烧释放能量的64%被药液吸收，则消耗酒精的质量是多少？ 期末综合拓展练（测试时间：5分钟） 21．(25-26九上·重庆四川外国语大学附属外国语学校·期中)如图甲所示，电源电压恒定，电压表量程为“”，电流表量程为“”，是定值电阻，滑动变阻器标有“”，闭合开关S，移动变阻器滑片，电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A．滑片向端移动电压表示数变大 B．定值电阻的阻值为 C．电路消耗的最大功率为1.6W D．电流表示数的变化范围是 22．实验小组设计了一种自动记录跳绳次数的装置，其简化电路如图甲所示。AB间接信号记录仪（相当于电压表），是定值电阻，是一种光敏元件，当绳子遮挡射向的红外线时，其电阻会变大，此时信号记录仪计数一次。已知电源电压为，间的电压随时间变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（    ） A．AB两端电压为2V时，信号记录仪计数一次 B．绳子遮挡红外线时电路中的电流大小为未遮挡时的2倍 C．绳子遮挡红外线时的电阻为未遮挡时的4倍 D．电路消耗的最大功率是最小功率的3倍 23．(24-25八下·江西上饶第四中学·)如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着条形磁铁Q，P和Q均处于静止状态。已知P和Q的重力分别为G和3G，若弹簧测力计的示数为2G，P对Q的吸引力为 ，地面对Q的支持力为 。 24．(2025·河南省驻马店市·模拟)电动车充电过程中，电池温度过高可能会自燃。小明设计了一个自动控制装置，当电池温度过高时，启动制冷系统降温。如图甲，控制电路中电源电压恒为6V，为热敏电阻，为电阻箱。当电流时，衔铁被吸下，工作电路制冷系统启动。将两个热敏电阻、分别作为接入电路中，闭合、，测出它们在不同温度时的阻值，绘制成如图所示曲线。在本设计中热敏电阻应选用 （选填“”或“”）。若要将制冷系统启动温度设置为，的阻值应调为 。 25．(2025·吉林省四平市·)如图甲是小明设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路，当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警，气敏电阻R的阻值随CO浓度变化的关系图像如图乙所示。 (1)电铃发声报警，是利用声音传递 ； (2)气敏电阻R是利用 （选填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制成的； (3)电磁铁中有电流通过时，其上端为 极；电铃应接在 （选填“B、D”或“A、C”）之间。 26．(2025·广东省广州市·模拟)某足球场草坪种植的黑麦草，适合在湿度为50%的土壤中生长。设计自动灌溉系统时需要使用湿敏电阻Rx，为测量Rx在湿度为50%的土壤中的电阻值，先把Rx放入湿度为50%的土壤内，并按图1连接电路。 (1)连接电路后，发现电路中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并以笔画线重新连接正确的导线 ； (2)闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到 （选填“A”或“B”）端； (3)闭合开关S，移动滑片P，测得多组数据如表格所示，实验②的数据如图2所示，根据实验①②③的数据可得：湿度为50%的土壤内Rx的阻值为 Ω； 实验序号 ① ② ③ 电压表示数U/V 1.1 2.6 电流表示数I/A 0.1 0.26 Rx/Ω (4)湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度变化的图象如图3所示。已知：蓄电池电压恒为6V，电磁继电器（如图4所示的元件A）线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，小于0.2A时衔铁被弹回，线圈电阻不计；电动机的额定电压为220V。请以笔画线代替导线完成图4所示的电路连接，要求：闭合开关S，当土壤湿度低于50%时，电动机转动送水；当土壤湿度高于50%时，电动机不转，停止送水 ； (5)定值电阻R0的阻值为 Ω； (6)电动机正常工作时，电动机内部线圈等效电阻r＝10Ω，通过线圈电流I＝2A，请求出电动机的机械效率。请求出正常工作10min电动机线圈产生的热量和电动机消耗的电能 。 27．(23-24九下·江西景德镇乐平·期中)宁宁从科普书上得知：将两种不同的导体互相焊接成闭合回路，当两个接点温度不同时，回路中就会产生电流。宁宁想验证这个说法，于是设计了如图所示的装置进行探究。 【实验】 （1）把一根铁丝的两端分别与两根相同的铜丝两端相连，再与一只灵敏电流计（指针向电流流入一侧偏转）串联成闭合电路； （2）把接点A放在盛有冰水混合物的烧杯中，用酒精灯对接点B加热时，发现电流计的指针向右偏转。 【分析】 （1）电流计的指针向右偏转，表明闭合电路中产生了电流且铁丝中电流的方向是从 （选填“A到B”或“B到A”）。此时虚线框中的装置相当于电路中的 ，将 能转化电能； （2）对换烧杯和火焰的位置，重复上述实验，他们发现电流计指针向左发生了偏转，这说明电路中电流的方向与两接点的 高低有关； 【拓展】宁宁想进一步探究该装置提供的电压与两接点间的温度差是否有关，于是将灵敏电流计换成电压表，改变接点B的温度进行多次实验，如表是记录的实验数据。 接点AB的温度差t/℃ 50 100 150 200 240 280 300 400 接点AB间的电压U/V 2.5 5.0 7.5 10.0 12.0 14.0 15.0 20.0 （3）根据上表数据可以发现，装置提供的电压与两接点的温度差有关，且两接点的温度差越 ，电压越高； （4）当其他条件不变、若只将A处杯中的冰水混合物换为室温（25℃）下的水，电压表示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （5）知道了电压与温度的对应关系，将A处杯中的冰水混合物换为室温（25℃）下的水，且B处温度高于A处温度，电压表的示数为5.0V，则B处的温度为 ℃。 28．(25-26九上·河北石家庄第十七中学·期中)如图所示，电源电压恒为18V，小灯泡L标有“6V，3W”字样，滑动变阻器R标有“100Ω，1A”字样，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A，为一定值电阻，当闭合开关S、，断开时，灯泡L恰好正常发光，不计温度对灯丝电阻的影响。求： (1)小灯泡L的电阻； (2)闭合开关S、，断开时，在保证电路安全的情况下，求滑动变阻器的阻值范围； (3)闭合开关S、，断开时，调节滑动变阻器，在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率和最小功率之比。 29．(2025·湖南省长沙市·三模)在科技小组开展的“设计一款多功能电热水器”项目活动中，规定使用两种不同规格的纯电阻发热体和放在水箱中，其中，。小青同学提交的初步设计简化电路如图甲，后来考虑到实际应用中自动控制与快速加热的需求，他又将设计电路修改为如图乙，热敏电阻阻值随温度变化的关系如图丙所示；为可调电阻，用来设定电热水器的水温；电磁铁线圈电阻忽略不计。各电路中的电源电压如图所示且都保持不变。 (1)图甲设计中，开关均闭合时电路工作100s所消耗的电能为多少J？ (2)图乙设计中，加热至60℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，的阻值应该调至多少Ω？ (3)小青比较了以上两种设计的工作电路所消耗的总功率，发现两者最接近时比值为10∶11。请计算得出图甲设计中电路正常工作保温挡时的总功率。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 电能与电功率 电磁转换（期末复习讲义） 核心考点 复习目标 考情规律 1．电能与电功 1．理解电能的物理意义，知道电能的单位； 2．明确电功的定义，掌握电功公式W=UIt及变形式W=I²Rt．（纯电阻电路适用）； 3．学会电能表的读数方法，理解电能表参数含义； 4．能结合电能表参数计算消耗的电能．电费及电路功率。 1．题型覆盖选择、填空、计算，难度从基础到中等； 2．高频考点：电能单位换算．电能表读数与参数应用．电功公式计算； 3．电能表相关问题常结合生活场景出题； 4．电功计算常与串并联电路规律．欧姆定律结合，作为综合计算的基础环节。 2．电功率 1．理解电功率的物理意义，掌握定义式．计算式P=UI及变形式P=I²R．（纯电阻电路适用）； 2．明确额定功率与实际功率的区别，知道额定电压下的功率为额定功率，能结合公式分析实际电压与额定电压的关系对实际功率的影响； 3．掌握伏安法测小灯泡电功率的实验原理．器材．步骤．数据处理及误差分析； 4．能解决灯泡明暗比较．功率计算及电路节能等实际问题。 1．本专题重点核心考点，题型全面（选择、填空、实验、综合计算），难度跨度大； 2．高频考点：额定功率与实际功率的区分及计算．伏安法测电功率实验．功率公式的综合应用； 3．伏安法测电功率是期末必考实验，常考实验故障分析（如灯不亮、电表无示数）．数据处理（判断灯泡额定功率）； 4．灯泡明暗比较需结合实际功率判断，综合计算题常与电功．欧姆定律结合，是拉开成绩的关键题型。 3．焦耳定律 1．理解焦耳定律的内容，掌握公式Q=I²Rt及变形式Q=W=UIt（纯电阻电路，电能全部转化为内能）； 2．明确焦耳定律的适用范围，能区分电热与电功的关系（纯电阻电路Q=W，非纯电阻电路Q<W）； 3．了解焦耳定律在生活中的应用及防止电热危害的措施； 4．能运用焦耳定律解决电热计算．电热器效率等问题。 1．题型以选择、填空、计算为主，难度中等； 2．高频考点：焦耳定律公式应用、电热与电功的区别、生活中的电热应用； 3．常结合电热器（如电热水器．电暖器）出题，考查电热计算及效率问题； 4．非纯电阻电路（如电动机）的电热计算是易错点，需牢记此时Q=I²Rt不可用UIt替代。 4．永磁体的磁场 1．认识磁体的基本性质，知道磁极及磁极间的相互作用规律； 2．理解磁场的客观存在性，知道磁场的基本性质； 3．掌握磁感线的定义及特点，能画出条形磁体．蹄形磁体的磁感线分布； 4．了解地磁场的存在及特点。 1．题型以选择、填空、作图题为主，难度较低； 2．高频考点：磁极间的相互作用．磁感线的特点与画法．地磁场； 3．磁感线作图是重点题型，需注意磁场方向和磁感线的分布规律； 4．常结合指南针、磁体相互作用等生活现象出题，属于基础必拿分点。 5．电流的磁场和电磁继电器 1．记住奥斯特实验的结论； 2．掌握通电直导线周围磁场的分布特点； 3．理解通电螺线管的磁场特点，能运用安培定则（右手螺旋定则）判断通电螺线管的磁极与电流方向的关系； 4．知道电磁铁的构成．工作原理及优点； 5．了解电磁继电器的构造．工作原理及作用，能区分其控制电路与工作电路。 1．题型包括选择、填空、作图、实验探究，难度中等； 2．高频考点：奥斯特实验意义、安培定则的应用．电磁铁的特点与应用．电磁继电器的工作原理及电路区分； 3．安培定则的应用是核心题型，电磁继电器常结合生活场景考查其工作过程及电路组成； 4．电磁铁的磁性强弱影响因素．电磁继电器的应用常以控制变量法实验题或应用题形式出现，属于重点考点。 6．电动机和发电机 1．明确电动机的工作原理．能量转化及主要构造； 2．掌握发电机的工作原理．能量转化及应用； 3．能区分电动机与发电机的原理．能量转化及实验装置差异； 4．理解电磁感应现象的产生条件。 1．题型覆盖选择、填空、实验探究，难度中等； 2．高频考点：电动机与发电机的原理及能量转化区分、电磁感应现象的条件．影响感应电流方向的因素； 3．常以对比题形式考查电动机与发电机的差异，电磁感应实验是重点实验题； 4．结合生活实例出题，考查原理应用，需牢记二者的核心区别。 知识点01 电能与电功 一、电功与电能 1．电功定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程。 2．电功单位：国际单位是焦耳（J）；常用单位：度（kW•h）；1度=1千瓦时=1kW•h=3.6×106J。 二、电功的计算公式 1．定义式：W=UIt。 U表示某段电路两端的电压，单位是V。 I表示通过该电路的电流，单位是A。 t表示通电时间，单位是s。 W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J。 2．对于纯电阻电路可推导出：①串联电路中常用公式：W=I2Rt。 （1）并联电路中常用公式：，W1:W2=R2:R1。 （2）无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W1+W2+…Wn。 三、电能表参数的理解 1．220V：表示电能表应该在220V的电路中使用。 2．30（100）A：表示该电能表的标定电流是30A，额定最大电流是100A。 3．50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用。 4．120revs/kW•h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转过120圈。 知识点02 电功率 一．电功率 1．电功率定义：电流单位时间内所做的功。表示电流做功快慢的物理量，用字母P表示。 国际单位：瓦特（W）；常用单位：千瓦（kW）。  2．电功率与电能．时间的关系 （1）电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式。 （2）公式在使用时单位要统一，有两种可用：①电功率用瓦（W），电能用焦耳（J），时间用秒（s）；②电功率用千瓦（kW），电能用千瓦时（kW•h 度），时间用小时（h）。 3．电功率与电压．电流的关系 （1）在电压相等的情况下，通过灯泡的电流越大，灯泡消耗的电功率越大。 （2）在电流相同的情况，电功率的大小与电压的大小有关，且与电压成正比。 （3）在电压相同的情况，电功率的大小与电流的大小有关，且与电流成正比。 二、额定电压．额定功率．实际电压．实际功率 1．用电器正常工作时的电压叫额定电压；用电器在额定电压下的功率叫额定功率。 2．用电器实际工作时的电压叫实际电压；用电器在实际电压下的功率叫实际功率。 三、电功率的计算 1．电功率定义式：P=UI，即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A。 2．导出式：P=I2R，，这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子．电饭煲就属于纯电阻电路。 知识点03 焦耳定律 一、电流的热效应 1．电流的热效应定义：电流通过导体时电能转化成热，这个现象叫做电流的热效应。 （1）电流热效应的实质：是电流通过导体时，由电能转化为内能。 （2）电流热效应影响因素：与通电的时间、电流、电阻有关，通过导体的电流越大，导体的电阻越大，通 电时间越长，导体产生的热量越多。 2．电热的利用与防止 （1）电热器：电流通过导体时将电能全部转化为内能的用电器。其优点是清洁．无污染．热效率高，且便 于控制和调节电流。 （2）有时人们利用电热，如电饭锅．电熨斗等；有时人们防止电热产生的危害，如散热孔．散热片．散热风扇等。 二、焦耳定律 1．焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫焦耳定律。 （1）公式：Q=I2Rt，公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（Ω），通过的时间t的单位要用秒（s）这样，热量Q的单位就是焦耳（J）。 （2）变形公式：，Q=UIt。 （3）在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W=Q；在非纯电阻电路中，电能大部分转化为其他能，已小部分转化为热能，电功大于电热，W=Q+W其他。 2．焦耳定律的应用 （1）纯电阻电路：纯电阻电路就是除电源外，只有电阻元件的电路，或有电感和电容元件，但它们对电路的影响可忽略．电压与电流同频且同相位．电阻将从电源获得的能量全部转变成内能，这种电路就叫做纯电阻电路．　基本上，只要电能除了转化为热能以外没有其他能的转化，此电路为纯电阻电路； （2）焦耳定律的推导公式：，Q=UIt，适用范围，纯电阻电路。 知识点04 永磁体的磁场 一、磁体．磁性．磁极．磁化 1．磁体：具有磁性的物体叫磁体。 （1）磁体的分类：①天然磁体、人造磁体；②条形磁体、蹄形磁体、磁针；③硬磁体、软磁体； （2）磁性材料：指由过度元素铁、钴．镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。 2．磁性：物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。 3．磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。 （1）水平方向能够自由转动的磁体，静止时指南的一端叫南极，又叫S极，指北的一端叫北极，又叫N极； （2）磁极间的相互作用规律：同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。  （3）任何一个磁体都有两个磁极，没有一个磁极的磁体，也没有两个以上磁极的磁体，一个磁体截成两半，每一半都有单独的N极和S极；两个条形磁体异名磁极相互接触，变成一个整体，则接触部分变成新磁体的中间，是磁性最弱的部分； 3．磁化：一些物质在磁体或电流的作用下获得磁性，叫做磁化。 （1）被磁化的物质如果离开磁体或电流仍长时间具有磁性，叫硬磁性材料，例如钢；如果很短的时间磁性就消失，叫软磁性材料，例如铁。 （2）只有磁性材料才能被磁化，如铁．钴．镍．其他材料是不能被磁化的。 （3）磁性材料被磁化时，遵循同名磁极相排斥．异名磁极相吸引的规则。 （4）磁体具有吸铁性和指南性：人工沙滩先经过磁选，就是利用吸铁性把铁钉铁片去除，选矿时把含铁矿石和不含铁矿石分开；指南针就是利用指南性。 二、磁场和磁感线 1．磁体周围的磁场探究 （1）磁场：在磁体的周围空间，存在着一种能使小磁针发生偏转的物质。 （2）探究方式：在磁场中撒一些铁屑，这些铁屑的分布显示了磁铁周围的磁场分布情况。 （3）实验步骤：将玻璃板平放在磁体上，并在玻璃板上均匀地撒上一层铁屑，轻轻敲击玻璃板，铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来。从铁屑在磁场中的分布的情况可以看出，铁屑好像排列成许多条曲线。如果按照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针n极指向画出一些带箭头的曲线，就可以形象地描述磁场。 2．磁感线 （1）定义：用带箭头的曲线来形象．方便地描述磁场，这叫磁感线：为了形象直观地描述磁场的某些特征和性质而引入的带箭头的曲线磁感线的方向：磁场是实际存在的，而磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线，实际并不存在。 （2）磁感线的方向：①磁感线的疏密表示磁性强弱；箭头方向表示磁场方向；②在磁体外部，磁感线从N极出发，到S极进入；在磁体内部是从S到N．磁感线没有交叉的；③磁感线是有方向的，曲线上任意一点的切线方向就是该点的磁场的方向，磁感线上某一点的方向与放在该点的小磁针静止时N极的指向一致。 三、地球磁场 1．地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场。 2．地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。 3．历史上第一个记载地理和地磁两极不重合的人是我国宋代的沈括，他提出磁偏角的概念。 知识点05 电流的磁场和电磁继电器 一、通电直导线周围的磁场（奥斯特实验） 1．奥斯特实验过程：实验前要使小磁针静止时指向南北方向，为使小磁针能偏转，直导线应放在小磁针上方且与小磁针平行，即沿南北方向放置； 2．实验现象 （1）给导线通电，小磁针发生偏转；断电后，小磁针又回到原来的位置； （2）小磁针与导线不动，调整电源改变导线中电流的方向，磁针偏转方向与原来相反； 3．实验结论：奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场；磁场方向和电流方向有关；这一现象叫电流的磁效应，也就是所说的电生磁；奥斯特是历史上第一个揭示了电与磁之间联系的科学家；了使磁性增强，人们把直导线改成螺线管形，又叫线圈；在通电线圈中再插入铁芯，磁性会更加增强。 二、通电螺线管的磁场 1．通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似；通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流方向之间的关系可以用安培定则来判断；通电螺线管相当于条形磁体，与条形磁体联系解题。 2．通电螺线管外部的磁场方向是从N极到S极，内部的磁场方向是从S极到N极．螺线管附近的小磁针自由静止时N极的指向是磁场的方向。 3．安培定则，也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。初中教材中表述：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。 三、电磁铁 1．电磁铁及其磁性强弱的影响因素：电磁铁是由线圈和铁芯组成（实质是内有铁芯的螺线管），在一根软铁芯上，用漆包线密绕成线圈就做成了一个简单的电磁铁，通电后它能产生磁性。电磁铁的线圈的匝数越多，电流越大，电磁铁的磁性就越强。 2．电磁铁的构造和原理及其应用 （1）电磁铁的构造：内部插有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。 （2）电磁铁的原理：电流的磁效应原理。 （3）电磁铁的应用：电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。 3．电磁铁（与永磁体相比）的优点 （1）电磁铁磁性的有无可以由通电．断电（电流的有无）来控制。 （2）电磁铁磁性的强弱可以通过调节电流的大小来控制。 （3）电磁铁的N、S极是由线圈中的电流方向决定的，便于人工控制。 4．电磁继电器 （1）电磁继电器的构成：由电磁铁、衔铁、簧片、触点（静触点、动触点）组成；其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成；低压控制电路是由电磁铁．低压电源和开关组成；工作电路由机器（电动机等）、高压电源、电磁继电器的触点部分组成。 （2）工作原理和特性：电磁继电器一般由电磁铁．衔铁．弹簧片．触点等组成的，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成，电磁继电器还可以实现远距离控制和自动化控制；只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合；当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。 知识点06 电动机和发电机 一、磁场对通电直导线的作用：磁场对通电导体有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。 二、磁场对通电线圈的作用 1．现象：用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆包线刮去放入磁场，闭合开关，线圈转动。 2．平衡位置：当通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受到的磁场的作用力相互平衡，我们把这个位置称为平衡位置。 三、直流电动机的构造和工作过程 1．直流电机的结构应由定子、转子和换向器组成。 2．直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。 3．运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。 4．转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组．当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用．由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动。 5．换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片；在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接；当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场。 四、安装直流电动机模型 1．直流电机的结构应由定子．转子和换向器组成。 2．直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座．主磁极．换向极．端盖．轴承和电刷装置等组成；定子（即主磁极）被固定在风扇支架上，是电机的非旋转部分。 3．运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴．电枢铁心．电枢绕组．换向器和风扇等组成；转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组，当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用，由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动。 4．换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片，在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接；当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场，可见，由于换向器的存在，使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变，在这个电磁转矩作用下使电枢得以旋转。 五、电磁感应 磁生电现象 1．电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电流，这种电流叫感应电流，这一现象叫电磁感应现象。 2．历史意义：英国科学家法拉第首先发现的电磁感应现象，这一发现进一步揭示了电与磁之间的联系，证明了磁可以生电。 六、产生感应电流的条件和影响因素 1．感应电流产生的条件：①闭合电路；②一部分导体；③切割磁感线运动。  2．感应产生的影响因素：磁场强弱．导体运动快慢．线圈匝数。 3．感应电流方向的影响因素：磁场方向．导体运动方向。 七、发电机的构造和原理 1．发电机的工作原理：电磁感应现象。 2．发电机的构造：主要有线圈．磁极．铜环和电刷四个基本组成部分，概括地讲是由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成。 3．发电机与电动机相对比，电动机是因电而动，工作配置中要有电源，消耗电能获得机械能；发电机则是因动而电，工作配置中没有电源，发电机本身就是电源，消耗机械能获得电能。 4．无论是直流发电机还是交流发电机，线圈产生的都是交流电，交流发电机输出的是交流电，直流发电机是在换向器的作用下输出的是直流电。 八、交流电 1．交流发电机产生的感应电流的大小和方向在周期性地变化，这样的电流叫做交变电流，简称交流（AC）； 2．在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，单位是赫兹，简称赫，符号是Hz。 3．我国家庭电路的交流电电压是220V，频率是50Hz，周期是0.02s，每秒内电流方向变化100次。 题型一 电能与电功 解｜题｜技｜巧 题型类别 解题关键 技巧要点 电能表相关问题（读数/参数应用） 掌握读数方法；理解参数物理意义 1．读数：月末示数-月初示数，注意最后一位是小数位（单位kW·h）； 2．核心参数：“3000r/(kW·h)”表示消耗1kW·h电能，转盘转3000圈，计算式：W = 转数/n（n为参数值）； 3．“10(20)A”表示额定最大电流10A，短时间允许20A，可估算最大总功率P=UI=220V×20A=4400W 电功公式选择与计算 公式匹配已知量；单位统一；纯电阻电路适用条件 1．基本公式：W=UIt（通用，无需考虑电路类型，U-V、I-A、t-s，W-J）； 2．纯电阻变形式：W=I²Rt（已知I、R、t）、（已知U、R、t）、W=Pt（已知P、t，P-W、t-s或P-kW、t-h）； 3．单位换算：1kW·h=3.6×10⁶J，计算前统一单位 串并联电路电功计算 结合串并联规律；优先选便捷公式 1．串联：电流I相等，优先用W=I²Rt，电功与电阻成正比（W₁:W₂=R₁:R₂）； 2．并联：电压U相等，优先用，电功与电阻成反比（W₁:W₂=R₂:R₁）； 3．总电功：串联W总=W₁+W₂+…，并联W总=W₁+W₂+…（无论串并，总电功均为各用电器电功之和） 电能与生活结合问题（电费/能耗） 关联电功与实际应用；明确计费标准 1．电费计算：先算总电功W（kW·h），再乘单价（元/kW·h），即电费=W×单价； 2．能耗比较：相同时间内，功率大的用电器耗电多（W=Pt），需注意用电器工作时间（如空调工作1小时vs灯泡工作10小时）； 3．节能分析：降低功率或缩短工作时间可减少耗电 电功实验探究（影响因素） 控制变量法；实验现象与电功的关联 1．实验原理：通过灯泡亮度反映电功大小（转换法）； 2．控制变量：探究W与U的关系（控制I、t不变，改变U）；探究W与I的关系（控制U、t不变，改变I）； 3．结论：电流做功与电压、电流、通电时间有关，三者越大，电功越大 【典例1】(1)在探究电流与电压关系的实验中，如图中电路，电压表的示数是 V，电流表的示数是 A，电阻R的阻值是 Ω。 (2)如图所示电能表，它是用来测量 的电表，此时的读数是 。 【答案】(1) 2 0.4 5 (2) 电能消耗 251.8 【解析】（1）[1]由图可知，电压表选择的是小测量范围0~3V，分度值为0.1V，电压表读数为2V。 [2]由图可知，电流表选择的是小测量范围0~0.6A，分度值为0.02A，电流表读数为0.4A。 [3]根据欧姆定律可得，电阻R的阻值是 （2）[1][2]电能表是用来测量电能消耗的仪表；电能表示数的单位是kW·h，最后一位为小数；所以此时的示数为251.8kW·h。 【变式1】(24-25九上·广西柳州第十五中学·期末)如图为小明家电能表，此时电能表的读数是 kW•h，若该电能表的转盘在5min内转了30转，则这段时间内他家中用电器消耗的电能为 J。 【答案】 1234.5 1.8×105 【解析】[1]电能表最后一位示数是小数位，单位是kW•h，则电能表的读数为1234.5kW•h； [2]该电能表上“600r/(kW•h)”表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的铝盘转过600转；铝盘转30转时用电器消耗的电能为 【变式2】(23-24九上·陕西安康平利县大贵镇初级中学·期末)如图所示的电路，电源电压恒定不变，的阻值为。闭合开关，电流表的示数为，电压表的示数为。求： (1)电源电压； (2)通电，整个电路消耗的电能。 【答案】(1)10V (2)240J 【解析】（1）闭合开关，两定值电阻串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压。根据欧姆定律可知R1两端的电压 根据串联电路的电压特点可知电源电压 （2）通电，整个电路消耗的电能 题型二 电功率 解｜题｜技｜巧 题型类别 解题关键 技巧要点 电功率公式选择与计算 公式匹配已知量；区分纯电阻电路；单位统一 1．基础公式：（通用，W-J、t-s→P-W；W-kW·h、t-h→P-kW）、P=UI（通用，U-V、I-A→P-W）； 2．纯电阻变形式：P=I²R（知I、R）、（知U、R）； 3．单位换算：1kW=1000W，计算前统一单位体系 额定功率与实际功率区分及计算 抓“额定电压”基准；利用电阻不变特性 1．额定功率：P额=U额I额=（仅在U额下成立）； 2．实际功率：P实=U实I实=（U实≠U额时，用电阻R=先求电阻）； 3．关系：U实=U额→P实=P额（正常工作）；U实>U额→P实>P额（易损坏）；U实<U额→P实<P额（发光暗） 伏安法测小灯泡电功率实验 实验原理；器材操作；数据处理 1．原理：P=UI； 2．操作：电流表串联、电压表并联，滑动变阻器“一上一下”，闭合开关前滑片移至最大电阻处； 3．关键：测额定功率时，调节滑片使电压表示数等于灯泡额定电压，记录对应电流值； 4．误差：电流表外接→U测偏小，P测偏小；电流表内接→I测偏大，P测偏大 串并联电路电功率计算 结合串并联规律；优先选对应公式 1．串联：电流I相等，优先用P=I²R，功率与电阻成正比（P₁:P₂=R₁:R₂）； 2．并联：电压U相等，优先用，功率与电阻成反比（P₁:P₂=R₂:R₁）； 3．总功率：P总=P₁+P₂+…（串并通用，总功率等于各用电器功率之和） 电路动态功率分析（滑片/开关变化） 先判电阻变化；再用串并联规律+功率公式推导 1．串联：某电阻变大→总电阻变大→总电流变小→总功率变小；定值电阻功率随电流变化（P=I²R）； 2．并联：支路电阻变化→本支路功率变化（，U不变），其他支路功率不变→总功率随变化支路改变； 3．滑动变阻器功率：串联中当R滑=R定，变阻器功率最大 灯泡明暗比较 灯泡明暗由实际功率决定，与额定功率无关 1．同规格灯泡：实际功率越大越亮； 2．不同规格串联：电阻大的实际功率大（P=I²R），更亮； 3．不同规格并联：电阻小的实际功率大（），更亮。 【典例1】在“测量小灯泡的电功率”实验中，小华准备了以下器材：电源、标有“2.5V”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题： (1)如图甲所示，请用笔画线代替导线，正确连接电路； (2)在开关闭合前，应将滑片P移到 （选填“”或“”）端； (3)闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，该电路故障可能是小灯泡 ； (4)排除故障后，闭合开关，移动滑片P，同时眼睛要观察 表的示数，直到示数为 V时，小灯泡正常发光，记录电压表和电流表示数； (5)继续移动滑片P，让电压表示数低于2.5V，某时刻电流表示数如图乙所示，为 A，观察灯泡亮度并记录电表示数；继续缓慢移动滑片P，让电压表示数高出2.5V少许，观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的图像，如图丙所示，则小灯泡额定功率为 W。 【答案】(1) (2)B (3)短路 (4) 电压 2.5 (5) 0.2 0.75 【解析】（1）根据实验要求可知，电压表测小灯泡两端的电压，由于小灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选择小量程，电路图如下图所示： （2）闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的B端。 （3）串联电路中，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，电压表测小灯泡两端电压，灯泡不亮，说明小灯泡两端没有电压，则电路故障可能是小灯泡短路。 （4）[1][2]闭合开关S，移动滑片P，要使小灯泡正常发光，则应该观察电压表的示数，使其达到小灯泡正常发光的额定电压2.5V，记录电压表和电流表示数。 （5）[1]由于电流表的小量程接入电路，分度值是0.02A，当电流表示数如图乙所示时，此时电路电流为0.2A。 [2]根据图丙可知，当电压达到小灯泡的额定电压2.5V时，通过小灯泡的额定电流为0.3A，由可得，小灯泡的额定功率为 【变式1】如图是某照明系统模拟控制电路原理图。已知电源电压U恒为6V，定值电阻R2的阻值为10Ω，R1为光敏电阻，其阻值随着光照强度E变化关系的部分数据如表所示。当R2两端电压低至2V时，控制开关自动启动照明系统，忽略控制开关对虚线框内电路的影响，利用该装置可以实现当光照强度低至某一设定值时，照明系统内照明灯自动工作。求： 光照强度E/cd 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 光敏电阻R1阻值/Ω 36.0 18.0 12.0 9.0 7.2 6.0 (1)照明系统中，标有“6V  3W”字样的照明灯正常工作时的电阻。 (2)控制开关自动启动照明系统时，光敏电阻R1的阻值。 (3)某段时间内，电流表示数从0.2A变化到0.3A，则光敏电阻R1处的光照强度E的变化范围。 【答案】(1)12Ω (2)20Ω (3)1.8cd～3.6cd 【解析】（1）已知照明灯的额定电压，额定功率，根据电功率公式可得，照明灯正常工作时的电阻 （2）由电路图可知，光敏电阻R1与定值电阻R2串联。当控制开关自动启动照明系统时，R2两端的电压，根据欧姆定律，此时电路中的电流 根据串联电路的电压特点可知，光敏电阻R1 两端的电压 根据欧姆定律，此时光敏电阻R1 的阻值为 （3）分析表格中数据可知，光敏电阻的阻值R1与光照强度E的乘积为定值，则 当电流表示数时，电路总电阻 此时光敏电阻的阻值 对应的光照强度 当电流表示数时，电路总电阻 此时光敏电阻的阻值 对应的光照强度 因此，光照强度E 的变化范围为1.8cd到 3.6cd。 【变式2】(23-24九上·西藏拉萨尼木县中学·期末)小明家新买一个电蒸锅，如图所示为其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃）。求： (1)电蒸锅正常工作时，保温挡的功率； (2)电蒸锅正常工作时，电阻R2的阻值； (3)某次电蒸锅对水加热时，加热效率为84%，要使1.2kg的水温度升高75℃需要多少时间。 【答案】(1)100W (2)44Ω (3)375s 【解析】（1）只闭合S1时，电路为R1的简单电路；S1、S2都闭合时，R1、R2并联，因并联电路的总电阻小于任一分电阻，所以由可知，只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电路中电阻最大，电功率最小，电蒸锅为保温挡；当S1、S2都闭合，R1、R2并联，电路中电阻最小，电功率最大，电蒸锅为加热挡；只闭合S1时，只有R1接入电路，电蒸锅处于保温挡，由可得保温挡功率 （2）当S1、S2均闭合时，R1、R2并联，电蒸锅处于加热挡，则电阻R2的电功率 由可知，电阻R2的阻值 （3）要使1.2kg的水温度升高75℃，水需要吸收的热量 由可知，消耗的电能 由可知，加热需要的时间 题型三 焦耳定律 解｜题｜技｜巧 题型类别 解题关键 技巧要点 焦耳定律公式选择与计算 牢记通用公式；区分电路类型（纯电阻/非纯电阻） 1．核心通用公式：Q=I²Rt（适用于所有电路，I-A、R-Ω、t-s、Q-J）； 2．纯电阻电路变形式：Q=W=UIt=t=Pt（电能全转化为内能，如电热器）； 3．非纯电阻电路：Q≠W，仅能用Q=I²Rt（如电动机，电能转化为机械能+内能） 纯电阻与非纯电阻电路电热区分 判断能量转化形式；明确公式适用边界 1．纯电阻判断：用电器仅发热（电暖器、电炉、白炽灯），Q=W； 2．非纯电阻判断：用电器既发热又做功（电动机、充电器、电风扇），Q<W； 3．易错提醒：非纯电阻电路中，不可用UIt、t计算电热，避免混淆电功与电热 焦耳定律实验探究（影响电热的因素） 控制变量法；转换法（反映电热大小） 1．实验原理：用“U型管液面高度差”或“液体升温多少”反映电热大小（转换法）； 2．控制变量：探究Q与I的关系（控R、t不变，改电流）；探究Q与R的关系（控I、t不变，改电阻）；探究Q与t的关系（控I、R不变，改时间）； 3．结论：电热与电流平方、电阻、通电时间成正比 电热器相关计算（含效率） 明确“电热”与“总电能”的关系；结合效率公式 1．电热器（如电热水器）：Q=W=Pt（纯电阻），需注意工作时间（如“加热10分钟”需换算为600s）； 2．效率计算：（Q有为有效利用的电热，如水吸收的热量；W总为消耗的电能）； 3．常结合比热容公式Q吸=cmΔt，联立求解功率或加热时间 串并联电路电热计算 结合串并联规律；优先选对应公式简化计算 1．串联：电流I相等，优先用Q=I²Rt，电热与电阻成正比（Q₁:Q₂=R₁:R₂），总电热Q总=Q₁+Q₂； 2．并联：电压U相等，优先用Q=t，电热与电阻成反比（Q₁:Q₂=R₂:R₁），总电热Q总=Q₁+Q₂； 3．纯电阻电路中，总电热等于总电功 生活中电热的利用与防止 联系焦耳定律，分析电阻、电流、时间的影响 1．利用（电热器）：增大电阻（如电炉丝）、保证电流，延长时间来产生更多电热； 2．防止（如电脑、电动机）：减小电阻（用铜导线）、减小电流（合理设计电路）、散热（风扇、散热片），避免电热过多损坏设备 【典例1】(24-25九上·河北邢台威县名洲镇李寨中学·期末)在探究“影响电流热效应的因素”实验中：（三个烧瓶中均装有质量相等的煤油） (1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小楚设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝并插入一支温度计，该实验通过比较 的变化，来比较相同时间内不同电流产生的热量多少。 (2)小楚先测量烧瓶内煤油的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内煤油的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小。重复上述操作，获得第二组数据（如表所示）。 实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/ 温度升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出：电阻和通电时间相等时，电流越 ，其产生的热量越多。 (3)小陈提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”实验，则她应选择乙图中 （选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶 （选填“串联”“并联”或“串联、并联均可”），并将其中一烧瓶中的煤油换成等 的水，水和煤油吸热的多少可以通过 （选填“温度升高量”或“加热时间”）来比较。 【答案】(1)温度计示数的变化 (2)大 (3) A 串联并联均可 质量 加热时间 【解析】（1）电流通过导体时会产生热量，煤油吸收热量，温度会上升，放出的热量越多，温度的示数越高，故可以根据温度的计的示数的变化来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。 （2）对比数据可知，电流增大了，通电相同的时间，电阻的大小相同，电流大的，温度计示数升的比较高，说明电流增大时，电流通过导体产生的热量增多，故结论为电阻和通电时间相等时，电流越大，产生的热量越多。 （3）[1]要比较水和煤油比热容的大小，应控制电阻相同（保证相同时间内产生热量相同），所以选择乙图中A烧瓶（，与甲图中电阻相同）。 [2]串联：两电阻相等，电流相等，根据，相同时间产生的热量相同； 并联：两电阻相等，电压相等，根据，相同时间产生的热量相同； 故串联、并联均可。 [3]根据控制变量法，应将其中一烧瓶中的煤油换成等质量的水。 [4]同种规格的加热器，相同时间放出的热量相同，故水和煤油吸热的多少可以通过加热时间来比较，加热时间越长，吸热越多。 【变式1】某同学有一个小电动机，其外壳上标有“3V  1.5W”的字样，经检测知其电阻为2Ω，则该小电动机正常工作14min，消耗的电能为 J，产生的热量为 J。 【答案】 1260 420 【解析】【小题1】[1]小电动机正常工作时，电功率，消耗的电能 [2]由得，小电动机正常工作时，通过小电动机的电流 由焦耳定律可得，小电动机产生的热量 【变式2】（多选题）(23-24九上·河南内黄县实验中学·期末)如图为“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R1、R2串联在电路中，且。下列说法正确的是（    ） A．闭合开关后，通过R1的电流小于R2的电流 B．闭合开关后，甲管中液面上升比乙快 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．该实验用到了转换法和控制变量法 【答案】BD 【解析】A．因为R1、R2串联在电路中，根据串联电路电流处处相等的特点可知，闭合开关后，通过R1的电流等于R2的电流，故A错误； B．已知R1＞R2，通过的电流和通电时间相同，根据焦耳定律可知，R1产生的热量多。因为U形管中液面的高度差反映密闭空气温度的变化，R1所在容器中空气吸收的热量多，温度升高得快，所以甲管中液面上升比乙快，故B正确； C．该实验中两电阻丝串联，电流和通电时间相等，电阻不同，是用于探究电流和通电时间一定时，电热与电阻的关系，而不是电压和通电时间一定时，故C错误； D．通过U形管中液面的高度差反映密闭空气温度的变化，从而反映电阻丝产生热量的多少，运用了转换法；控制电流和通电时间相同，研究电热与电阻的关系，运用了控制变量法，故D正确。 故选BD。 题型四　永磁体的磁场 解｜题｜技｜巧 题型类别 解题关键 技巧要点 磁极判断与相互作用 磁极间作用规律（同名排斥、异名吸引） 1．已知磁极，直接用规律判断相互作用（吸引、排斥）； 2．未知磁极，用已知磁体（如小磁针N极）靠近，根据现象推导（被吸引→异名，被排斥→同名）； 3．磁体两端磁性最强，中间最弱（几乎无磁性） 磁感线作图与特点判断 磁感线定义、方向、分布规律 1．方向：磁体外部从N极出发，回到S极，内部从S极到N极（闭合曲线）； 2．作图要求：用虚线，标箭头（外部N→S），不相交，疏密反映磁场强弱（两极密、中间疏）； 3．常见磁体磁感线：条形磁体（两端密）、蹄形磁体（两极相对处密） 地磁场相关问题 地磁场分布特点（地磁两极与地理两极相反） 1．地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近； 2．小磁针静止时N极指向地理北极（地磁南极），S 极指向地理南极（地磁北极）； 3．解释现象：指南针指向、磁偏角（地磁两极与地理两极不重合） 磁体性质应用（吸铁性、指向性） 磁体基本性质与生活场景结合 1．吸铁性：判断物体是否为磁体（能吸引铁、钴、镍，且两端磁性最强）； 2．指向性：利用小磁针判断磁场方向（小磁针N极指向=该点磁场方向）； 3．区分磁体与带电体：磁体仅吸引磁性材料，带电体吸引轻小物体（如纸屑、塑料） 磁场客观存在性判断 磁场的基本性质（对磁体有力的作用） 1．间接证明：小磁针靠近磁体时发生偏转，说明磁体周围存在磁场； 2．注意：磁场看不见、摸不着，需通过转换法（小磁针偏转）感知 【典例1】(24-25九上·陕西西安工业大学附属中学·期末)公元1世纪初，东汉学者王充在《论衡》中记载：司南之杓，投之于地，其柢指南。“柢”即握柄，是磁体的 极，司南之所以能指向南北方向，是因为地球的周围存在 （选填“磁场”或“磁感线”）。 【答案】 S 地磁场 【解析】[1]“柢”指南，即“柢”指地理的南极，地理的南极在地磁的北极附近，则“柢”指向地磁的北极，由异名磁极相互吸引可知，“柢”是磁体的S极。 [2]地球是个大磁场，在地磁场的作用下，司南能指向南北方向。 【变式1】(23-24九上·河南内黄县实验中学·期末)如图所示，是一款磁吸式数据线，线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接，达到一线多头的使用效果，线体和磁性充电头吸附的原理是 ；地球周围也有磁场，地磁南极大致在地理的 极方向，根据通电螺线管周围存在磁场的实验事实，某同学对地磁场产生的原因提出了一个假说：地磁场是由绕地球的环形电流引起的。下列图中符合他假说的模型是 。 A．    B．  C． 【答案】 异名磁极相互吸引 北 B 【解析】[1]磁吸式数据线的线体和磁性充电头能吸附对接，其原理是异名磁极相互吸引。因为磁性充电头和线体上分别带有不同的磁极，异名磁极间存在相互吸引的作用力。 [2]地球周围存在地磁场，地磁南极在地理的北极附近，地磁两极与地理两极方向大致相反。 [3]根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。地球周围的地磁场的磁感线是从地理南极附近出发到地理北极附近，若地磁场是由绕地球的环形电流引起的，根据安培定则可知，电流方向应该是顺时针（北极上空俯视地球），故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 【变式2】(24-25八下·四川成都锦江区·期末)在图甲所示实验中，小球从斜面顶端滚下，在水平桌面上沿直线AB运动；若在小球运动路径旁放一块磁体，小球在桌面上的运动路径变成曲线AC，如图乙。下列分析正确的是（　　） A．小球在桌面上继续运动是由于受到向前的作用力 B．图甲中，小球受到的力使其运动速度一直变大 C．图乙中，磁力改变了小球的运动状态 D．图乙中，小球不受磁力后在桌面上仍将保持曲线运动 【答案】C 【解析】A．小球在桌面上继续运动是由于小球具有惯性，要保持原来的运动状态，而不是受到向前的作用力，故A错误； B．小球在桌面上继续运动是由于小球具有惯性，不受到向前的作用力，故B错误； C．原本小铁球沿直线AB运动，放置磁体后，运动路径变成曲线AC，运动方向发生了改变，说明磁力改变了小球的运动状态，故C正确； D．图乙中，小球不受磁力后在桌面上做直线运动，不会保持曲线运动，故D错误。 故选C。 题型五 电流的磁场和电磁继电器 解｜题｜技｜巧 题型类别 解题关键 技巧要点 奥斯特实验相关问题 实验结论（电生磁）与现象分析 1．结论：电流周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关（电生磁，电流的磁效应）； 2．现象解释：通电直导线下方小磁针偏转，断电后不偏转，说明磁场由电流产生； 3．应用：判断电流的磁效应现象（如通电螺线管吸引铁钉） 通电螺线管磁极与电流方向判断（安培定则应用） 安培定则（右手螺旋定则）操作规范 1．右手握住螺线管，四指指向电流方向（从螺线管一端流入、另一端流出，注意导线绕向）； 2．大拇指指向 = 螺线管的 N 极，另一端为 S 极； 3．逆向应用：已知磁极，用大拇指指向 N 极，四指弯曲方向为电流方向，推导电源正负极 电磁铁磁性强弱影响因素问题 控制变量法 + 三个核心因素（电流大小、线圈匝数、铁芯） 1．影响因素：电流越大、匝数越多、有铁芯，磁性越强； 2．实验题：控制变量（如探究匝数影响时，保持电流、铁芯不变），通过吸引大头针数量反映磁性强弱（转换法）； 3．实际应用：电磁铁的优点（通断电流控磁性、变电流控强弱、变方向控磁极） 电磁继电器电路分析与工作原理 区分控制电路与工作电路；明确工作流程 1．电路区分：控制电路（低电压、弱电流，含电源、开关、电磁铁），工作电路（高电压、强电流，含用电器、触点、电源）； 2．工作流程：控制电路通电→电磁铁产生磁性→吸引衔铁→带动触点切换→工作电路通断； 3．触点判断：常态下断开为常开触点，闭合为常闭触点，通电后状态反转 电磁继电器实际应用（自动控制电路） 结合场景分析控制条件与工作逻辑 1．设计思路：控制电路的触发条件（如水位传感器、温控器、光控开关）→控制电磁铁通断→间接控制工作电路（如水泵、灯泡、电动机）； 2．实例分析：水位报警器（水位上升→控制电路接通→电磁铁吸衔铁→工作电路接通→报警）； 3．安全意义：实现低压控制高压、远程控制，保护人身安全 电流磁场与永磁体磁场区分 磁场产生原因与特点差异 1．产生原因：电流的磁场由电流产生（通电有、断电无），永磁体磁场天然存在； 2．特点：电流的磁场方向可通过电流方向改变，永磁体磁场方向固定； 3．区分方法：断开电源后磁场消失→电流的磁场；磁场始终存在→永磁体磁场 【典例1】如图所示，闭合开关，通电螺线管附近小磁针的N极指向如图所示，请在图中括号内标出通电螺线管左端的极性及电源的“+”“-”极。 【答案】 【解析】根据磁极间的相互作用规律可知，螺线管右端为N极，左端为S极，根据安培定则，可以判定电流从左侧流入螺线管，因此可知电源的左端为正极，右端为负极，如下图所示： 【变式1】在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 (1)实验中是通过 来显示电磁铁磁性的强弱。 (2)当闭合开关后，电磁铁乙的上端是 极。 (3)当滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁吸引大头针的个数 （选填“增多”或“减少”），说明电磁铁的磁性 （选填“变强”或“变弱”）。 (4)实验发现： ①电流一定时，线圈匝数 ，电磁铁磁性越强。 ②被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化后， 。 【答案】(1)吸引大头针的个数 (2)N (3) 减少 变弱 (4) 越多 同名磁极相互排斥 【解析】（1）实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱，电磁铁吸引大头针个数较多，说明电磁铁的磁性较强，这种研究方法叫转换法。 （2）电流从电磁铁乙的上端流入，下端流出，由安培定则可知，电磁铁乙的上端是N极。 （3）[1][2]当滑动变阻器滑片向右移动时，接入电路的电阻变大，电路中电流变小，电磁铁吸引大头针的个数减少，说明电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱。 （4）[1]由图可知，甲乙两个线圈串联，通过的电流相等，甲线圈匝数多，甲吸引的大头针数多，说明甲的磁性强，这说明：在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。 [2]大头针被磁化，远离电磁铁的一端磁极相同，由于同名磁极互相排斥，所以下端分散。 【变式2】(24-25九上·陕西西安工业大学附属中学·期末)如图1为某校物理小组设计的具有加热和保温功能的电热器内部简化电路。Rt为热敏电阻，阻值随温度升高而减小。R1、R2、R3均为电热丝，且R1=R2=400Ω，闭合开关S1、S2，电热器开始加热。（电磁铁线圈电阻忽略不计） (1)控制电路中，电磁铁的工作原理是电流的 效应；电磁铁的上端是 极。 (2)加热时，动触点a与上方静触点b，c接通，工作电路的总功率？ (3)电磁铁对衔铁的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图2所示。当电磁铁对衔铁的吸引力为1N时，动触点a与下方静触点d接通，进入保温状态，此时热敏电阻Rt的阻值是多少？ (4)保温状态下，R1的功率为64W，则工作电路30s消耗的电能是多少？ 【答案】(1) 磁 N (2)242W (3)30Ω (4)2640J 【解析】（1）[1][2]电磁铁的工作原理是电流的磁效应；根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向是螺线管的N极，因此电磁铁的上端是N极。 （2）由电路图知，加热时，动触点a与上方静触点b，c接通，此时R1、R2并联，根据并联电路电阻的特点可知，总电阻为 则加热时，工作电路的总功率是 （3）由图2知，当电磁铁对衔铁的吸引力为1N时，此时控制电路通过的电流为0.2A，根据得，此时热敏电阻Rt的电阻为 （4）由图可知，保温时，R1和R3串联，根据P=UI和得，电路中的电流为 则工作电路消耗的电能W=UI串联t=220V×0.4A×30s=2640J 题型六 电动机和发电机 解｜题｜技｜巧 题型类别 解题关键 技巧要点 电动机与发电机原理区分 核心原理（电生磁 、磁生电）识别 1．电动机：通电导体在磁场中受力运动（电生磁的应用，需通电才工作）； 2．发电机：电磁感应现象（磁生电，无需通电，靠导体切割磁感线产生电流）； 3．快速判断：有电源→电动机，无电源→发电机 能量转化判断 明确电能与机械能的转化方向 1．电动机：电能→机械能（消耗电能，带动物体运动，如风扇、电动车）； 2．发电机：机械能→电能（消耗机械能，产生电能，如水电站、风力发电机）； 3．易错提醒：区分 “消耗” 与 “产生”，避免转化方向颠倒 实验装置识别与作图 装置结构差异（电源、换向器、滑环） 1．电动机装置：有电源、用换向器（两个半环，改变线圈电流方向，使线圈持续转动）； 2．发电机装置：无电源、用滑环（两个完整圆环，导出感应电流）； 3．作图要点：电动机需画电源，发电机画电流表、用电器；线圈绕向、磁场方向（磁极标注）要清晰 电磁感应现象条件判断 三个核心条件（闭合电路、部分导体、切割磁感线） 1．缺一不可：闭合电路（电路必须闭合，断开无电流）、部分导体（非整个电路导体）、切割磁感线（导体运动方向与磁感线不平行，斜切也可）； 2．感应电流方向影响因素：磁场方向、导体切割磁感线方向（任一改变，电流方向改变）； 3．现象判断：导体运动但无电流→可能电路断开或未切割磁感线 电动机受力方向分析 受力方向与电流、磁场方向的关系 1．影响因素：电流方向、磁场方向（任一改变，受力方向改变；两者同时改变，受力方向不变）； 2．应用：判断线圈转动方向（结合磁极方向和电流方向）； 3．换向器作用：及时改变线圈中的电流方向，使线圈持续沿同一方向转动 实际应用场景匹配 结合装置原理与生活实例 1．电动机应用：电风扇、洗衣机、电动自行车、起重机（需通电带动工作）； 2．发电机应用：火力发电站、水力发电站、风力发电机、动圈式话筒（将运动转化为电能）； 3．区分技巧：看是否 “用电驱动”—— 用电驱动→电动机，驱动产生电→发电机 故障分析（如电动机不转、发电机无电流） 结合原理推导故障原因 1．电动机不转：电源未接通、磁场太弱、线圈卡住、换向器接触不良； 2．发电机无电流：电路断开、导体未切割磁感线、磁场太弱； 3．排查思路：先看电路是否闭合，再看核心条件（通电、切割磁感线）是否满足 【典例1】(24-25九上·河北石家庄二十八中·期末)如图所示，下列关于电磁现象的表述正确的是（　　） A．如图甲：用橡胶棒接触验电器金属球，金属箔片张开，是因为金属箔片带上了异种电荷 B．如图乙：给导线通电，导线附近磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场 C．如图丙：闭合开关，线圈转动，说明磁场对电流有力的作用，其原理可以制成发电机 D．如图丁：闭合电路的部分导体ab在磁场中上下运动，灵敏电流计指针一定会偏转 【答案】B 【解析】A．验电器是检验物体是否带电的仪器，用橡胶棒接触验电器的金属球，金属箔带上同种电荷，由同种电荷相互排斥可知，金属箔片张开，故A错误； B．给导线通电，导线附近的磁针发生偏转，可知磁针受到其他磁场的作用，说明电流周围存在磁场，故B正确； C．闭合开关，处于磁场中的线圈中形成电流，线圈转动，说明磁场对电流有力的作用，其原理可以制成电动机，故C错误； D．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，若导体ab在磁场中上下运动，没有切割磁感线，不能产生感应电流，灵敏电流计指针不会偏转，故D错误。 故选B。 【变式1】(23-24九上·江苏盐城射阳县实验初级中学·期末)如图所示，AB和CD是两根固定且平行的水平光滑金属轨道，符号“×”代表垂直于金属导轨向下的磁场。现将空心铜棒EF和GH垂直放在金属导轨上静止，当水平拉动铜棒EF向右运动时，会产生感应电流，铜棒和导轨组成了一个闭合电路，此时铜棒GH会向右运动。若同时改变磁场方向和铜棒EF运动方向，则铜棒GH的运动方向是（　　） A．向右 B．向左 C．先向右再向左 D．先向左再向右 【答案】B 【解析】图中当水平拉动铜棒EF向右运动时，会产生感应电流，铜棒和导轨组成了一个闭合电路，铜棒EF提供了电能，相当于电源，此时铜棒GH会向右运动，若同时改变磁场方向和铜棒EF运动方向，则铜棒EF产生的感应电流的方向不变，但对于铜棒GH来说，由于磁场方向发生了改变，因此运动方向向左。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式2】阅读材料，完成下列问题。 无链条电动自行车 无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它相比传统自行车具有很多优点，比如省力、耐用、安静、灵便、结构简单等。因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。图甲为一种在售的无链条电动自行车。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量，也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能可转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进，使骑行者骑得更省力，同时也能减少对环境的污染。为了保证电动车的续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达160W·h/kg。（能量密度为存储能量与电池质量的比值） 整车 整车质量 40kg 最大车速 26km/h 锂电池 最大噪声 ≤30dB 电压 36V 容量 10A·h 电动机 额定功率 180W (1)脚踩踏板获得的能量转变为电能，图乙中与其工作原理相同的是 。 (2)电动车行驶时极为安静可以从 （选填“声源处”或“传播途中”）减弱噪声。 (3)图甲中这款车的锂电池最多储存的电能约为 J，锂电池的质量为 kg。 (4)测试时若质量为60kg的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，在平直路面上可连续匀速行驶，已知行驶时的阻力大小为车对地面压力的0.04，电动机的效率约为 。（取10N/kg，结果保留至0.1%） (5)若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，这种“混合动力驱动”可使车连续匀速行驶，则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为 。 【答案】(1)A (2)声源处 (3) 2.25 (4) (5) 【解析】（1）脚踩踏板获得的能量转变为电能，是将机械能转化为电能，其工作原理是电磁感应现象。图乙中：图A是电磁感应实验装置，与工作原理相同； 图B是奥斯特实验，是电流的磁效应； 图C是探究电磁铁磁性强弱的实验； 图D是通电导体在磁场中受力的实验是电动机原理。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （2）电动车行驶安静是因为其本身噪声小，属于从声源处减弱噪声。 （3）[1]锂电池储存的电能 [2]由能量密度公式，得电池质量为 （4）车和骑行者总质量 总重力 阻力 匀速行驶时，牵引力，有用功 电动机效率 （5）电力驱动时，锂电池提供的能量对应有用功 混合动力驱动时，总有用功 人提供的能量 比值 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．(25-26九上·河北石家庄第四十二中学·期中)关于电功、电功率的说法中正确的是（　　） A．用电器消耗电能越多，电功率越大 B．用电器消耗电能越多，电功越大 C．电流做功越快，电功越大 D．电流做功越多，电功率越大 【答案】B 【解析】A．电功率是表示电流做功快慢的物理量，其大小与做功多少和做功时间都有关系，故A错误； B．用电器消耗电能越多，则电流做功越多，也就是说电功越大，故B正确； C．电流做功越快，电功率越大，在不确定做功时间的情况下，做功快的用电器，电流做功不一定多，故C错误； D．电流做功越多，在做功时间不确定的情况下，电功率不一定大，故D错误。 故选B. 2．(25-26九上·河北石家庄第十七中学·期中)下列是一些对生活中物理量的估测，其中符合实际情况的是（   ） A．小灯泡正常工作时的电流约为20A B．电饭锅功率约为1000W C．家庭电路中的电压为380V D．实验室用小灯泡的灯丝电阻约为6000Ω 【答案】B 【解析】A．小灯泡正常工作时的电流约为0.1A~0.5A，而20A的电流远超实际，故A不符合题意； B．电饭锅的功率通常在700W~1200W之间，1000W符合实际，故B符合题意； C．家庭电路电压为220V，380V是工业用电的三相电压，故C不符合题意； D．实验室小灯泡（如2.5V/0.3A）的电阻约为8.3Ω，6000Ω远高于实际，故D不符合题意。 故选B。 3．(2025·安徽省六安市清水河市·三模)如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁的右端固定，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向左移动时，条形磁铁仍保持静止状态。在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力的方向和大小是（　　） A．水平向左，逐渐减小 B．水平向左，逐渐增大 C．水平向右，逐渐增大 D．水平向右，逐渐减小 【答案】C 【解析】由安培定则可知，螺线管左侧为N极；因同名磁极相互排斥，故条形磁铁所受磁场力向左；因条形磁铁处于平衡状态，即条形磁铁所受摩擦力应与斥力大小相等、方向相反，故摩擦力的方向水平向右；当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电阻减小，由欧姆定律得螺线管内的电流增大，则可知螺线管的磁性增强，条形磁铁所受到的排斥力增大；因条形磁铁仍处于平衡状态，所以条形磁铁所受摩擦力也增大。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．如图是某游乐场的电磁弹射过山车，弹射车内的导体通过强大的电流时，在磁场中会受到强大的力将车推动。下列设备与之原理相同的是（     ） A．电磁起重机 B．自制电动机 C．手摇发电机 D．磁悬浮地球仪 【答案】B 【解析】电磁弹射过山车的原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 A．电磁起重机的工作原理是电流的磁效应，即通电导线周围存在磁场，并非通电导体在磁场中受到力的作用，故A不符合题意； B．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，与电磁弹射过山车的原理相同，故B符合题意； C．发电机的工作原理是电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，并非通电导体在磁场中受到力的作用，故C不符合题意； D．磁悬浮地球仪是利用同名磁极相互排斥的原理工作的，并非通电导体在磁场中受到力的作用，故D不符合题意。 故选B。 5．(25-26九上·河北石家庄第四十二中学·期中)如图甲所示，电蚊拍具有灭蚊和照明功能，简化电路如图乙所示。只灭蚊不照明时，需闭合开关，此时电路总电阻为。灭蚊网与灯同时工作时电路总电阻为，则 （选填“大于”“等于”或“小于”）。已知电源电压为4V，通过灯的电流为0.3A，通电10s，灯消耗的电能为 J。 【答案】 大于 12 【解析】[1]只闭合开关S1，只有灭蚊网工作，此时电路的总电阻为，当同时闭合开关S1、S2时，灭蚊网与灯是并联的，此时电路的总电阻为，故R大于； [2]根据W=UIt可知，通电10s，灯消耗的电能为 6．(25-26九上·广东深圳罗湖区·期中)如图为一款新式插座，带有插头、一转多位插座、调光台灯等功能。某天，台灯正常工作时，小明将风扇接入该插座。则风扇工作时，将电能转化为 能；调光台灯与风扇是 （选填“串联”或“并联”）的；通过台灯的电流 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 机械 并联 不变 【解析】[1]风扇工作时消耗电能，将电能转化为机械能。 [2]调光台灯与风扇可以单独工作，互不影响，因此是并联的。 [3]由于并联电路各用电器互不影响，因此将风扇接入该插座，通过台灯的电流不变。 7．如图甲是世界上首条投入商业化运营的磁悬浮列车。工作原理如图乙，核心部件电磁铁是利用电流的 效应制成的，通电后车厢线圈上端为 极，该列车是利用 （选填“同名磁极互相排斥”或“异名磁极互相吸引”）的原理将车身浮起的。 【答案】 磁 S 异名磁极互相吸引 【解析】[1]磁悬浮列车核心部件电磁铁是利用电流的磁效应制成的，即通电导体的周围存在磁场。 [2]电流由螺线管的上端流入、下端流出，根据右手螺旋定则：用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向N极得，通电螺线管的下端为N极、上端为S极。 [3]通电螺线管的上端为S极，磁体的下端为N极，该列车是利用异名磁极互相吸引的原理将车身浮起的。 8．(24-25九下·江苏泰州楚天实验学校·)利用图甲装置“观察磁场对通电直导线的作用”，在M、N之间接入电源，通电后轻质铝棒AB向左运动，若只调换磁体的N、S极，通电后铝棒AB将向 运动；图乙中，不改变线圈中的电流方向，线圈 （能/不能）持续转下去。 【答案】 右 不能 【解析】[1]导体受力方向与电流方向及磁场方向有关。在M、N之间接入电源，通电后轻质铝棒AB向左运动，若电流的方向不变，只调换磁体的N、S 极，改变磁场的方向，通电后铝棒AB的受力方向也发生改变，故将向右运动。 [2]由图乙知，线圈越过了平衡位置以后，由于不改变线圈中的电流方向，ab受到竖直向上的磁场力作用，cd受到竖直向下的磁场力作用，且两个力的大小相等，作用效果相互抵消，因此线圈不会持续转下去。 9．(2025·湖南省岳阳市汨罗市·一模)在“测定小灯泡的额定功率”实验中，实验器材有：一个电压表，一个电流表，一个开关，电压为6V的电源，额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω，1.5A”的滑动变阻器R，图甲是根据设计的电路图连接的实物电路。 (1)请根据图甲的实物电路在虚线框中画出对应的电路图 ； (2)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某点，电压表的示数为2V。要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片向 （选填“左”或“右”）移动。当电压表的示数为3.8V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，为 A，则小灯泡的额定功率为 W； (3)实验结束后，应断开开关，先拆除 两端的导线，再拆除其他导线。 【答案】(1) (2) 左 0.3 1.14 (3)电源 【解析】（1）由图甲可知，灯泡和滑动变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端，且滑片向右移动时滑动变阻器接入电路中的阻值变大，故电路图如图所示： （2）[1]电压表示数小于灯泡的额定电压，故应增大灯泡两端的电压，减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的阻值，故应向左移动滑动变阻器滑片，直到电压表示数为灯泡的额定电压。 [2]由图乙可知，电流表选用小量程，其分度值为，故此时电流表的示数为。 [3]灯泡的额定功率为 （3）测量结束后，应断开开关，为防止电源短路，应先拆除电源两端的导线，再拆除其他导线。 10．(24-25九下·广东清远清城区清远田家炳实验学校·月考)在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中： (1)当图甲中的开关S闭合后，小磁针会发生偏转， 说明通电螺线管周围存在 ，由右手螺旋定则可知螺线管的右端为 （选填“N”或“S”）极； (2)对调电源的正负极重复上述实验，小磁针N极指向与之前相反，这说明通电螺线管外部磁场的方向与 有关。实验时同学们发现小磁针偏转不明显，为了增大通电螺线管的磁性，可行的操作是 （任写一条）； (3)用铁屑来做实验，得到了如图乙所示的情形， 由此可看出通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似，为描述磁场而引入的磁感线 （选填“是”或“不是”） 真实存在的。 【答案】(1) 磁场 N (2) 电流方向 增大电流 （或插入铁棒或增加螺线管的线圈匝数） (3) 条形 不是 【解析】（1）[1]闭合开关后，有电流通过螺线管，小磁针发生偏转，说明小磁针受到力的作用，则说明通电螺线管周围存在磁场。 [2]闭合开关后，电流从螺线管的左后方流入，右前方流出，由右手螺旋定则可知，螺线管的右端为大拇指所指的方向，即N极。 （2）[1]对调电源的正负极，则螺线管中电流的方向改变，重复上述实验，小磁针N极指向与之前相反，这说明通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向有关。 [2]通电螺线管的磁性强弱与通过的电流大小、线圈的匝数、铁芯的有无等有关，可增大通过的电流、增加螺线管的线圈匝数或插入铁棒来增大磁性。 （3）[1]由图乙知，通电螺线管外部铁屑的分布与条形磁体周围的铁屑分布相似，所以通电螺线管外部的磁场与条形磁体的相似。 [2]磁感线是为了方便、形象描述磁场而引入的带箭头的曲线，不是真实存在的。 11．(2023·广东省广州市·模拟)汽车启动时，蓄电池向启动电动机M供电，设M两端电压为U，通过M的电流为I，测得U－t和I－t图象如图1。 （1）求0.5s到1s，电动机M所消耗的电能； （2）M仅通过导线a、b接入电路，如图2所示，a的电阻为0.001Ω。若通过M的电流为200A，持续2s，求此过程a产生的热量； （3）一般采用电磁继电器控制M的通断电，利用实验器材模拟汽车启动，简易电路如图3，A与B接触时M通电，请用笔画线完成电路的连接。 【答案】（1）1000J；（2）80J；（3） 【解析】解：（1）由图1可知，0.5s到1s时，电动机两端的电压为10V，通过电动机的电流为200A，电动机M所消耗的电能 W =UIt=10V×200A× (1s-0.5s) = 1000J （2）此过程a产生的热量 Q= I2Rt= (200A)²×0.001Ω×2s=80J (3)由图3可知，当开关闭合，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，A与B接触M通电，电路连接如下图所示： 答：（1）电动机M所消耗的电能为1000J； （2）此过程a产生的热量为80J； （3）图见解析。 12．(24-25九下·贵州毕节纳雍县纳雍县锅圈岩中学·月考)如图所示的电路中，电源电压恒为6V，电阻R2的阻值为10Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.5A，求： (1)电阻R1的阻值； (2)电流表A的示数； (3)通电10s时间内，电路消耗的电能。 【答案】(1)12Ω (2)1.1A (3)66J 【解析】（1）闭合开关S后，R1和R2并联，电流表A测量干路电流，电流表A1测量R1支路中的电流，故R1的阻值为 （2）R2支路中的电流 根据并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，即电流表A的示数 （3）通电10s时间内，电路消耗的电能 期末重难突破练（测试时间：10分钟） 13．(25-26九上·北京师范大学附属中学·月考)额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（    ） A．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少 B．正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大 C．正常工作时，通过电饭锅的电流最大 D．正常工作时，电热水壶的电阻最大 【答案】B 【解析】由和图像可知，图像中电热水壶的电功率最大，电饭锅的电功率最小。 A．电热水壶和电烤箱工作时消耗的电能主要转化为内能，用于产生热量。在相同时间内，电热水壶的功率比电烤箱大，根据可知，电热水壶消耗的电能更多，产生的热量也更多，故A错误； B．正常工作时，电热水壶的功率比电饭锅的功率大，故B正确。 C．三个用电器的额定电压相同，且都正常工作，所以它们两端的电压U相等。由于电饭锅的功率最小，根据公式可知，通过电饭锅的电流最小，故C错误。 D．由于三个用电器两端的电压U相等，电热水壶的功率P最大，根据可知，热水器的电阻R最小，故D错误。 故选B。 14．(25-26九上·北京师范大学附属中学·月考)两个定值绕线电阻器上分别标有“1500Ω  10W”和“1500Ω  20W”，将它们串联后接入电路，它们消耗的电功率之比为（    ） A．1∶2 B．1∶1 C．2∶1 D．4∶1 【答案】B 【解析】两个电阻器串联，电流相等，由题意可知，两个电阻器的阻值均为1500Ω，也相等，根据可知，它们消耗的电功率也相等，即消耗的电功率之比为1∶1，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 15．学校安装了一款能根据光照强度实现自动控制的“智能照明灯”，电路如图所示。电源电压保持不变，为定值电阻，为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。闭合开关S，当光照强度减小时，下列说法正确的是（　　） A．灯泡一定发光 B．电磁铁磁性增强 C．电压表示数减小 D．通过的电流减小 【答案】D 【解析】BCD．控制电路中，、串联，电压表测两端电压。闭合开关S，当光照强度减小时，光敏电阻阻值变大，根据串联分压原理，两端电压变大，则电压表示数变大；总电阻变大，根据，控制电路中电流变小，则通过的电流减小，电磁铁磁性减弱，故BC错误，D正确； A．由上述分析可知，闭合开关S，当光照强度减小时，电磁铁磁性减弱，只有当电磁铁磁性减弱到某个程度时，衔铁才会自动弹上去，灯泡才会发光，故A错误。 故选D。 16．(24-25九下·上海闵行区上海外国语大学闵行外国语初级中学·月考)指南针能确定地理方位，是由于指南针在 的作用下能够指南北。如图5所示是同名磁极磁感线分布图，根据磁感线方向判断图中两磁极均为 极。在物理学中，用磁感应强度（用字母B表示，国际单位：特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度越大，磁场越强。用某种材料制成的磁敏电阻，其阻值R随磁感应强度的变化图像如图6（甲）所示，由图像可知磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 。若将该磁敏电阻连接在图6（丙）所示的电路中（电源电压不变），不改变滑动变阻器滑片的位置，仅将磁敏电阻由图6（乙）中的A位置移动至B位置，那么电流表的示数将 ，原因是 。 【答案】 地磁场 S 增大 变大 其他条件不变时，仅将磁敏电阻从A处移至B处，磁感应强度变小，磁敏电阻的阻值变小，串联电路总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流变大 【解析】[1]指南针能指示南北，是因为受到地磁场的作用； [2]根据“磁体外部的磁感线都是从N极发出，回到S极”可知，图中的两磁极均为S极； [3][4][5]由图像可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度的增大而增大，在不改变电源电压和滑动变阻器滑片的位置时，仅将磁敏电阻由图中的A位置移至B位置，磁敏电阻所受的磁感应强度变弱，则其电阻变小，电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大。 17．(2025·黑龙江省哈尔滨市·)如图所示，A端为通电螺线管的 （选填“N”或“S”）极，B端为电源的 （选填“正”或“负”）极。 【答案】 N 正 【解析】[1]根据安培定则可知，用右手握螺线管，四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极，则A端为通电螺线管的N极。 [2]由图可知，电流从右后方流入，左前方流出，故电源左端为负极，右端为正极，即B端为电源的正极。 18．(25-26九上·重庆鲁能巴蜀中学等学校联考·期中)空气炸锅能快速烹饪食物，如图所示为其内部加热部分的简化电路。已知当电源电压保持不变时，电路中的电流最小时为低温挡，电流最大时为高温挡。则当闭合开关 时，该空气炸锅处于低温挡，当闭合开关 时其处于高温挡。 【答案】 S3 S1、S2 【解析】[1]由图可知，当只闭合开关S3时，R1、R2串联，根据串联电路的特点可知，此时电路的总电阻最大，则电路的总功率最小，空气炸锅处于低温挡。 [2]当开关S1、S2都闭合时， R1、R2并联，根据并联电路的特点可知，此时电路的总电阻最小，总功率最大，空气炸锅处于高温挡。 19．(21-22九上·湖南湘潭县·期末)在探究“影响电流热效应的因素”实验中：（三个烧瓶中均装有质量相等的煤油） (1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小楚设计了图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝并插入一支温度计，该实验通过比较 的变化，来比较相同时间内不同电流产生的热量多少； (2)小楚先测量烧瓶内煤油的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内煤油的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小。重复上述操作，获得第二组数据（如表所示）； 实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出：电阻和通电时间相等时，电流越 ，其产生的热量越多； (3)若要探究电流通过电阻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中的烧瓶电阻 （选填“串联”或“并联”）； (4)小陈提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”实验，则她应选择图乙中 （选填“A”或“B”）烧瓶与图甲中的烧瓶 （选填“串联”“并联”或“串联、并联均可”），并将其中一烧瓶中的煤油换成等 的水，水和煤油吸热的多少可以通过 （选填“温度升高量”或“加热时间”）来比较。 【答案】(1)温度计示数 (2)大 (3) B 串联 (4) A 串联、并联均可 质量 加热时间 【解析】（1）电流通过导体时会产生热量，煤油吸收热量，温度会上升，导体通电放出的热量越多，煤油吸热温度升高越大，故可以根据温度计示数的变化来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。 （2）对比数据可知，电流增大了，通电相同的时间，电阻的大小相同，电流大的，温度计示数升高大，说明电流增大时，电流通过导体产生的热量多，故结论为电阻和通电时间相等时，电流越大，导体产生的热量越多。 （3）[1][2]若要探究电流通过电阻产生的热量与电阻的关系，需要控制电流大小和通电时间相同，使导体的电阻不同。选择图乙中的B烧瓶中的电阻与图甲中的烧瓶中的电阻串联符合实验要求。 （4）[1]要比较水和煤油比热容的大小，实验中应使用相同的热源，保证相同时间内产生热量相同，所以选择乙图中A烧瓶（与甲图烧瓶中的电阻相同，使通电时间和电流相同，则相同时间内两烧瓶中的电阻产生的热量相同）。 [2]串联时两电阻相等，电流相等，根据，相同时间产生的热量相同；并联时两电阻相等，电压相等，根据，通过两电阻的电流还是相等。相同时间产生的热量相同。故串联、并联均可。 [3]根据控制变量法，应将其中一个烧瓶中的煤油换成等质量的水。 [4]相同加热装置，相同时间放出的热量相同，故水和煤油吸热的多少可以通过加热时间来比较，加热时间越长，吸热越多。 20．(25-26九上·湖北武汉青山·期中)如图甲为一款陶瓷电煎药壶，工作电路简化为如图乙所示，。它在工作时，有高温加热、文火萃取、保温三个过程，若壶中药液的总质量为3kg，且在正常工作电压下煎药时，药液的温度与工作时间的关系如图丙所示： (1)保温过程电流最小，电阻、串联，则保温时， （选填“1”或“2”）， （选填“断开”或“闭合”）。 (2)高温加热时工作电流最大，则在此过程中电路的总电流是多少？ (3)高温加热过程中，药液一共吸收的热量是，则药液的比热容是多少？ (4)如果高温加热过程中药液所吸收的热量由酒精燃烧提供，其中酒精完全燃烧释放能量的64%被药液吸收，则消耗酒精的质量是多少？ 【答案】(1) 2 闭合 (2) 2.5A (3) 4.0×103 J/(kg·℃) (4) 0.05kg 【解析】（1）根据电功率公式可知，在电源电压U一定时，电路的总电阻R越大，电功率P越小。保温过程是电功率最小的过程，因此电路的总电阻应最大。分析电路图可知：当开关Sa接1，Sb闭合时，电阻R1和R2并联，总电阻最小，功率最大，为高温加热模式。当开关Sa接1，Sb断开时，只有电阻R1接入电路，电阻中等，功率中等，为文火萃取模式。当开关Sa接2，Sb闭合时，电阻R1和R2串联，总电阻最大，功率最小，为保温模式。因此，保温时，Sa应接2，Sb应闭合。 （2）高温加热时，电阻R1和R2并联，电路总电阻最小。电路总电阻 根据欧姆定律，电路的总电流为 （3）由图丙可知，在高温加热过程中，药液的温度从t0=18℃升高到t=98℃。温度变化量为 已知药液质量m=3kg，吸收的热量Q吸=9.6×105J。根据吸热公式，可得药液的比热容为 （4）酒精完全燃烧释放的热量为 根据热值公式Q放=mq，可得需要酒精的质量为 期末综合拓展练（测试时间：5分钟） 21．(25-26九上·重庆四川外国语大学附属外国语学校·期中)如图甲所示，电源电压恒定，电压表量程为“”，电流表量程为“”，是定值电阻，滑动变阻器标有“”，闭合开关S，移动变阻器滑片，电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A．滑片向端移动电压表示数变大 B．定值电阻的阻值为 C．电路消耗的最大功率为1.6W D．电流表示数的变化范围是 【答案】C 【解析】A．由图甲可知，R1与R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路电流。滑片P向a端移动时，R2的阻值减小，根据串联分压的规律，电阻越小，电压越小，则电压表示数变小，故A错误； B．设电源电压为U，由串联电路电压规律 由图乙可知，当时， 当时， 联合两式解得R1=10Ω 故B错误； C．将R1=10Ω代入公式得 根据可知，电流最大I=0.4A时，电功率最大，则有 故C正确； D．电阻R2的最大值为20Ω，根据可知电流的最小值为 由图乙可知电流最大值为0.4A，电流表示数的变化范围是，故D错误。 故选C。 22．实验小组设计了一种自动记录跳绳次数的装置，其简化电路如图甲所示。AB间接信号记录仪（相当于电压表），是定值电阻，是一种光敏元件，当绳子遮挡射向的红外线时，其电阻会变大，此时信号记录仪计数一次。已知电源电压为，间的电压随时间变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（    ） A．AB两端电压为2V时，信号记录仪计数一次 B．绳子遮挡红外线时电路中的电流大小为未遮挡时的2倍 C．绳子遮挡红外线时的电阻为未遮挡时的4倍 D．电路消耗的最大功率是最小功率的3倍 【答案】C 【解析】R′与R0串联，记录仪（相当于电压表），记录仪测量R0的电压。 A．当绳子遮挡射向的红外线时，其电阻会变大，此时信号记录仪计数一次，由串联电路电阻越大，分到电压越多得，此时R′的电压变大，R0的电压变小，则AB两端电压为1V时，信号记录仪计数一次，故A错误； B．由图乙得，绳子遮挡红外线时，R0的电压为1V；绳子未遮挡红外线时，R0的电压为2V，R0是定值电阻，由得，绳子遮挡红外线时电路中的电流大小与未遮挡时电路中的电流大小的比值为 则绳子遮挡红外线时电路中的电流大小为未遮挡时的倍，故B错误； C．绳子遮挡红外线时的电压为 绳子未遮挡红外线时的电压为 绳子遮挡红外线时的电阻与绳子未遮挡红外线时的电阻之比为 绳子遮挡红外线时的电阻为未遮挡时的4倍，故C正确； D．电源电压，由得，电路消耗的最大功率与最小功率之比 电路消耗的最大功率是最小功率的2倍，故D错误。 故选C。 23．(24-25八下·江西上饶第四中学·)如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着条形磁铁Q，P和Q均处于静止状态。已知P和Q的重力分别为G和3G，若弹簧测力计的示数为2G，P对Q的吸引力为 ，地面对Q的支持力为 。 【答案】 G 2G 【解析】[1] 铁块受到三个力：竖直向下的重力、竖直向下的对的吸引力、竖直向上的弹簧测力计拉力。 根据平衡条件：，代入数据得： 则，根据力的作用是相互的，对的吸引力 [2]条形磁铁受到三个力：竖直向下的重力、地面对竖直向上的支持力、竖直向上的对的吸引力。根据平衡条件： 代入数据得： 则。 24．(2025·河南省驻马店市·模拟)电动车充电过程中，电池温度过高可能会自燃。小明设计了一个自动控制装置，当电池温度过高时，启动制冷系统降温。如图甲，控制电路中电源电压恒为6V，为热敏电阻，为电阻箱。当电流时，衔铁被吸下，工作电路制冷系统启动。将两个热敏电阻、分别作为接入电路中，闭合、，测出它们在不同温度时的阻值，绘制成如图所示曲线。在本设计中热敏电阻应选用 （选填“”或“”）。若要将制冷系统启动温度设置为，的阻值应调为 。 【答案】 270 【解析】[1]当电池温度过高时需要启动制冷系统，即温度升高时，控制电路中的电流需达到或超过20mA以使衔铁被吸下。根据欧姆定律，在控制电路电源电压恒定的情况下，电流增大意味着电路的总电阻需减小。这表明热敏电阻的阻值要随温度升高而减小，才能满足温度升高时启动制冷系统的要求。因此，根据曲线特性，热敏电阻应选用阻值随温度升高而变小的。 [2]当制冷系统启动温度设置为时，电路中的电流 根据欧姆定律可知，此时控制电路的总电阻 由曲线可知，当时，热敏电阻的阻值。因为控制电路中与是串联关系，根据串联电路总电阻等于各分电阻之和，则的阻值 25．(2025·吉林省四平市·)如图甲是小明设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路，当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警，气敏电阻R的阻值随CO浓度变化的关系图像如图乙所示。 (1)电铃发声报警，是利用声音传递 ； (2)气敏电阻R是利用 （选填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制成的； (3)电磁铁中有电流通过时，其上端为 极；电铃应接在 （选填“B、D”或“A、C”）之间。 【答案】(1)信息 (2)半导体 (3) S B、D 【解析】（1）声音可以传递信息和能量，电铃发声报警，是让人们知道CO浓度高于设定值了，这是利用声音传递信息。 （2）气敏电阻是一种能够感知特定气体浓度变化并改变自身电阻值的元件，它是利用半导体材料制成的。因为半导体材料的电阻会随外界环境（如气体浓度）的变化而发生显著变化。 （3）[1]根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。由图甲可知，电流从电磁铁的下端流入，所以电磁铁中有电流通过时，其上端为S极。 [2]当CO浓度高于某一设定值时，气敏电阻R的阻值减小，根据欧姆定律（电源电压U不变，R减小），控制电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁向下运动，使B、D之间的电路接通，电铃发声报警，所以电铃应接在B、D之间。 26．(2025·广东省广州市·模拟)某足球场草坪种植的黑麦草，适合在湿度为50%的土壤中生长。设计自动灌溉系统时需要使用湿敏电阻Rx，为测量Rx在湿度为50%的土壤中的电阻值，先把Rx放入湿度为50%的土壤内，并按图1连接电路。 (1)连接电路后，发现电路中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并以笔画线重新连接正确的导线 ； (2)闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到 （选填“A”或“B”）端； (3)闭合开关S，移动滑片P，测得多组数据如表格所示，实验②的数据如图2所示，根据实验①②③的数据可得：湿度为50%的土壤内Rx的阻值为 Ω； 实验序号 ① ② ③ 电压表示数U/V 1.1 2.6 电流表示数I/A 0.1 0.26 Rx/Ω (4)湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度变化的图象如图3所示。已知：蓄电池电压恒为6V，电磁继电器（如图4所示的元件A）线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，小于0.2A时衔铁被弹回，线圈电阻不计；电动机的额定电压为220V。请以笔画线代替导线完成图4所示的电路连接，要求：闭合开关S，当土壤湿度低于50%时，电动机转动送水；当土壤湿度高于50%时，电动机不转，停止送水 ； (5)定值电阻R0的阻值为 Ω； (6)电动机正常工作时，电动机内部线圈等效电阻r＝10Ω，通过线圈电流I＝2A，请求出电动机的机械效率。请求出正常工作10min电动机线圈产生的热量和电动机消耗的电能 。 【答案】(1) (2)B (3)10 (4) (5)20 (6)机械效率约90.9%，线圈产生热量2.4×104J，电动机消耗电能2.64×105J 【解析】（1）为测量Rx的电阻值，应让湿敏电阻与滑动变阻器串联，电压表测量湿敏电阻两端的电压，电流表测量电路电流。原电路中湿敏电阻右端与开关相连的导线连接错误，应在该导线上打“×”，把湿敏电阻右端改接电源负极即可。如图所示 。 （2）为保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即B端。 （3）由图2可知，电压表示数U2=1.8V，电流表示数I2=0.2A，则 由实验①③的数据可得， 则湿敏电阻的平均值为 （4）将R0与Rx串联后接在电磁继电器控制电路，电磁继电器衔铁端与电动机串联后接在220V电源的火线和零线上。当土壤湿度低于50%时，Rx阻值变大，控制电路电流变小，衔铁不被吸下，电动机工作；当土壤湿度高于50%时，Rx阻值变小，控制电路电流大于0.2A，衔铁被吸下，电动机停止工作。据此连接电路，电路如图所示 。 （5）当土壤湿度为50%时，湿敏电阻Rx=10Ω，此时控制电路电流I=0.2A，电源电压U=6V，则控制电路总电阻 由串联电路电阻特点知 （6）电动机消耗的电能 电动机线圈产生热量 电动机输出的机械能 电动机的机械效率 27．(23-24九下·江西景德镇乐平·期中)宁宁从科普书上得知：将两种不同的导体互相焊接成闭合回路，当两个接点温度不同时，回路中就会产生电流。宁宁想验证这个说法，于是设计了如图所示的装置进行探究。 【实验】 （1）把一根铁丝的两端分别与两根相同的铜丝两端相连，再与一只灵敏电流计（指针向电流流入一侧偏转）串联成闭合电路； （2）把接点A放在盛有冰水混合物的烧杯中，用酒精灯对接点B加热时，发现电流计的指针向右偏转。 【分析】 （1）电流计的指针向右偏转，表明闭合电路中产生了电流且铁丝中电流的方向是从 （选填“A到B”或“B到A”）。此时虚线框中的装置相当于电路中的 ，将 能转化电能； （2）对换烧杯和火焰的位置，重复上述实验，他们发现电流计指针向左发生了偏转，这说明电路中电流的方向与两接点的 高低有关； 【拓展】宁宁想进一步探究该装置提供的电压与两接点间的温度差是否有关，于是将灵敏电流计换成电压表，改变接点B的温度进行多次实验，如表是记录的实验数据。 接点AB的温度差t/℃ 50 100 150 200 240 280 300 400 接点AB间的电压U/V 2.5 5.0 7.5 10.0 12.0 14.0 15.0 20.0 （3）根据上表数据可以发现，装置提供的电压与两接点的温度差有关，且两接点的温度差越 ，电压越高； （4）当其他条件不变、若只将A处杯中的冰水混合物换为室温（25℃）下的水，电压表示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （5）知道了电压与温度的对应关系，将A处杯中的冰水混合物换为室温（25℃）下的水，且B处温度高于A处温度，电压表的示数为5.0V，则B处的温度为 ℃。 【答案】 A到B 电源 内 温度 大 变小 125 【解析】（1）[1] 把一个接点A放在盛有冰水混合物的烧杯中，另一个接点B用酒精灯加热时，发现电流计的指针向右偏转，这说明电流从电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出，故电流的方向是从A到B。 [2][3]该装置能提供电流，相当于电路中的电源，此过程中将内能转化为电能。 （2）[4]对换烧杯和火焰的位置，连接点的温度发生了变化，他们发现电流计指针向左发生了偏转，这说明电路中电流的方向与两接点的温度的高低有关。 （3）[5]由表格中数据知道，热电偶电路实际上是一个电源，它提供的电压大小与接点AB间的温差有关，温差越大，AB两点间的电压越大。 （4）[6]当其他条件不变，若只将A处杯中的冰水混合物换为室温下的水，物体的温度升高了，则两接点间的温度差减小，电压表示数将变小。 （5）[7]知道了电压表数值与温度值之间的对应关系，就可以通过电压表得知B的温度，此时B处温度为 100℃+25℃=125℃ 28．(25-26九上·河北石家庄第十七中学·期中)如图所示，电源电压恒为18V，小灯泡L标有“6V，3W”字样，滑动变阻器R标有“100Ω，1A”字样，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A，为一定值电阻，当闭合开关S、，断开时，灯泡L恰好正常发光，不计温度对灯丝电阻的影响。求： (1)小灯泡L的电阻； (2)闭合开关S、，断开时，在保证电路安全的情况下，求滑动变阻器的阻值范围； (3)闭合开关S、，断开时，调节滑动变阻器，在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率和最小功率之比。 【答案】(1)12Ω (2) (3)2:1 【解析】（1）根据灯泡的规格可得，小灯泡的电阻 （2）当闭合开关S、，断开时，滑动变阻器R与小灯泡L串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路中的电流。为了保证电路安全，电路中的电流不能超过各元件的限制。小灯泡的额定电流为 电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器允许的最大电流为1A。为保护小灯泡，电路中的最大电流不能超过其额定电流，故电路中的最大电流。当电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最小。此时电路的总电阻为 滑动变阻器接入电路的最小阻值为 此时电压表示数为 未超过电压表15V的量程。当滑动变阻器接入电路的电阻增大时，其两端电压也增大。为保护电压表，其示数不能超过15V，即，此时，滑动变阻器接入电路的电阻达到最大值。小灯泡两端的电压为 电路中的电流（最小电流）为 滑动变阻器接入电路的最大阻值为 该阻值未超过滑动变阻器的最大阻值100Ω。综上所述，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器的阻值范围是 （3）电路消耗的总功率，由于电源电压U恒定，当电路中电流最大时，总功率最大；当电流最小时，总功率最小。由第（2）问的分析可知，在保证电路安全的情况下，电路中的最大电流，电路中的最小电流，故电路消耗的最大功率和最小功率之比 29．(2025·湖南省长沙市·三模)在科技小组开展的“设计一款多功能电热水器”项目活动中，规定使用两种不同规格的纯电阻发热体和放在水箱中，其中，。小青同学提交的初步设计简化电路如图甲，后来考虑到实际应用中自动控制与快速加热的需求，他又将设计电路修改为如图乙，热敏电阻阻值随温度变化的关系如图丙所示；为可调电阻，用来设定电热水器的水温；电磁铁线圈电阻忽略不计。各电路中的电源电压如图所示且都保持不变。 (1)图甲设计中，开关均闭合时电路工作100s所消耗的电能为多少J？ (2)图乙设计中，加热至60℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，的阻值应该调至多少Ω？ (3)小青比较了以上两种设计的工作电路所消耗的总功率，发现两者最接近时比值为10∶11。请计算得出图甲设计中电路正常工作保温挡时的总功率。 【答案】(1) (2)140Ω (3)100W 【解析】（1）由图甲可知，开关均闭合时，只有R1的简单电路，电路工作100s所消耗的电能 （2）由图丙可知，温度升高，Rt的阻值越大，电路的总电阻越大，由欧姆定律可知通过电路的电流越小，电磁铁的磁性越弱，弹簧将衔铁拉起，动触点和上面的静触点连接，只有R2的简单电路，电路的总电阻较大，由可知电路的总功率较小，处于保温模式，由图丙可知加热至60℃时，Rt=60Ω，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，电路的总电阻 由串联电路电阻的规律得到的阻值应该调至RP=R-Rt=200Ω-60Ω=140Ω （3）由图甲可知，闭合开关S1，两个电阻串联，电路的总电阻最大，由可知电路的总功率最小，处于保温状态，小青比较了以上两种设计的工作电路所消耗的总功率，发现两者最接近时比值为10∶11，所以 得到R2=10R1=10×44Ω=440Ω 图甲设计中电路正常工作保温挡时的总功率 / 学科网（北京）股份有限公司 $