第十八章 电功率（举一反三复习讲义）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理电功率单元复习讲义通过思维导图构建知识体系，以“电能电功-电功率-焦耳定律”为主线，用表格梳理核心公式（如P=UI、P=I²R）和串并联电路规律，结合知识框架图呈现重难点分布，突出额定功率与实际功率、动态电路分析等关键联系。 讲义亮点在于“典例+变式”的分层突破设计，如动态电路分析题引导学生通过U实-I实-P实逻辑推理培养科学思维，伏安法测功率实验强化科学探究能力。巩固训练覆盖选择、计算等题型，基础题夯实公式应用，综合题提升问题解决能力，助力教师实施精准教学，学生自主复习时可按需突破。

第十八章 电功率 章末复习 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 4 【知识梳理】 5 一、电能 电功（W） 5 二、电功率（P） 6 三、焦耳定律 8 【重、难点突破】 9 一、电功和电能 9 二、分析动态电路 12 三、实验探究 18 四、综合应用 29 【巩固训练】 37 【学习目标】 （一）学习目标 核心素养 具体目标内容 物理观念：建立“电功率反映电能消耗快慢”的定量认知，形成“概念—公式—应用”的完整知识框架； 科学思维：通过对比“额定与实际”“电功与电功率”，培养分类辨析、逻辑推理能力。 1.复述电功率的定义、物理意义，明确其与电功的区别； 2.熟记电功率的国际单位（W）、常用单位（kW）及换算关系（1kW=10³W）； 3.准确表述额定功率、实际功率的概念，说明二者的联系与区别； 4. 掌握电功率的定义式P=W/t；计算式P=UI及纯电阻电路变形式P=I²R、P=U²/R，明确各公式适用场景； 5. 阐述串、并联电路中电功率的规律：串联时P与R成正比，并联时P与R成反比。 科学探究：通过回顾“伏安法测电功率”实验，深化实验原理、操作及数据处理能力； 应用能力：将电功率公式转化为解决实际问题的工具，实现“公式—计算—解释现象”的贯通。 1. 复述伏安法测小灯泡电功率的实验原理、实验器材及电路连接要点；能分析实验中“灯泡不亮、电表无示数”等常见故障原因；能根据实验数据绘制I-U图像，判断灯泡实际功率变化； 2. 运用P=W/t结合电能表数据计算用电器功率；运用P=UI、P=I²R、P=U²/R解决串并联电路的功率计算；结合额定电压、额定功率计算用电器电阻，进而分析实际电压下的实际功率； 3.说明“灯泡越亮，实际功率越大”的原因；解释“额定电压220V的用电器接在110V电路中功率变小”的原理；结合生活实例说明电功率与能耗的关系。 科学态度与责任：通过分析实际功率与安全用电的关系，树立“规范用电、节约能源”的意识； STSE观念：建立“电功率技术—生活应用—能源利用”的关联认知，认识科学技术对节能减排的推动作用。 1. 结合“实际功率超过额定功率易引发火灾”，明确“不随意改造用电器、不超负载用电”的安全原则；能根据用电器额定功率判断插座、导线的匹配性； 2. 通过对比不同功率用电器的能耗，树立“优先选择低功率节能电器”的理念；结合P=W/t，说明“缩短用电时间、降低实际功率”的节能方法； 3.在实验数据处理中养成“尊重事实、不篡改数据”的习惯；在公式应用中体会“单位统一、场景对应”的严谨性。 （二）重点难点 1.重点 （1）能快速区分“电功率（快慢）”与“电功（多少）”，准确判断额定功率与实际功率的对应场景； （2）能根据电路类型（串/并）、已知条件（U/I/R/W/t）灵活选择P=W/t、P=UI、P=I²R、P=U²/R进行计算，确保单位统一（W-J-s或kW-kW·h-h）； （3）掌握伏安法测功率的“多次测量目的”（探究不同电压下的实际功率，而非求平均值）及电路连接规范； （4）能运用串并联电路功率规律，定性比较用电器功率大小（如串联大电阻功率大，并联小电阻功率大）。 2.难点 （1）能结合“U实变化→I实变化→P实变化”的逻辑，分析滑动变阻器移动、电源电压变化时灯泡实际功率的变化（如滑片右移，串联灯泡变暗的原因）； （2）能解决“已知额定功率求电阻→结合电路特点求电流→计算实际功率/总功率”的递进式问题； （3）能通过“电表指针偏转情况”“灯泡发光状态”定位故障（如电流表无示数、电压表有示数，故障为灯泡断路）； （4）能结合P=W/t，解释“相同时间内大功率用电器耗电更多”的本质，建立“功率—能耗—电费”的量化认知。 【思维导图】 【知识梳理】 一、电能 电功（W） 1．电能的产生：其他形式的能转化为 电能 的过程。 2.电能的单位：国际单位制——焦耳（J） 常用单位——千瓦时（kW．h），又叫度。 1度＝1 kW．h 1 kW．h＝ 3.6×106 J 3．电能表——测量用电器在一段时间内 消耗的电能 。 （1）参数意义： “220 V”表示 这个电能表应该在220V的电路中使用 ； “10（20 A）”表示这个电能表的 标定电流 为10A， 额定最大电流 为20 A； “50 Hz”表示 这个电能表在50 Hz的交流电中使用 ； “3000 revs/kW·h”表示 接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表盘转过3000转 。 （2）表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦时，计数器的最后一位是 小数 。用 电能表起始和结束时计数器的示数之差 ，就表示这段时间内用电的度数。 如：某用电器单独工作电能表（2500 revs/kW·h）在10min内转50转，则10min内用电器消耗的电能是 0.02 kW·h，合 7.2×104 J。 4．电功： 电能 转化为 其他形式能 的过程，有多少电能发生转化就说电流做了多少功，即电功是多少。 5.电功定义式： W＝UIt 推导公式： W＝Pt ；只适用于纯电阻电路的推导式 W＝I2Rt ， 。 二、电功率（P） 1.意义：表示电流做功的 快慢 。 2．电功率单位：国际单位—— 瓦特（W） ， 其他单位—— 千瓦（kW） 、 毫瓦（mW） 1kW＝ 103 W 1W＝ 103 mW 3．定义式： 推导公式： P＝UI ； （纯电阻电路） P＝ I2R 、 4.串、并联电路常用比例关系式： （1）串联电路： I1:I2＝1:1 （电流）、 （电压）、 （功率）（比较各用电器功率常用P＝ I2R） （2）并联电路： U1:U2＝1:1 （电压） （电流）、 （功率）（比较各用电器功率常用） 5．额定电压（U额）：用电器 正常工作 时的电压叫额定电压。额定功率（P额）：用电器 在额定电压下的功率 叫额定功率。 6.用电器实际工作时的三种情况： （1）U实＜U额 ，P实 ＜ P额——用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光较暗）； （2）U实＞U额 ，P实 ＞ P额——用电器不能正常工作，有可能烧坏（如果是灯泡，则表现为灯光极亮或迅速烧断灯丝）； （3）U实＝U额 ， P实 ＝ P额——用电器正常工作。我们使用各种用电器一定要注意它的额定电压，只有在额定电压下用电器才能正常工作。 7．由灯泡上标有“PZ220-40”字样可以获取信息： （1）灯泡额定电压 U额＝220V ； （2）灯泡额定功率 P额＝40W ；正常工作时的电流 ； （3）灯泡正常工作时的电阻 或 。 （4）若接入110V的电路中，该灯实际功率为 。 8、伏安法测灯泡的额定功率： （1） 原理： P＝UI （2） 电路图： （3） 选择和连接实物时须注意： 电源——其电压要 高于 灯泡的额定电压。 滑动变阻器——（变阻、最大位置）根据 能否调到灯泡的额定电压 选择滑动变阻器。 电压表——（并联、“+” “－”接线柱）根据 额定电压 选择电压表量程。 电流表——（串联、“+” “－”接线柱）根据 或 选择电流表量程。 9．灯泡的亮度是由 其所消耗的实际电功率 决定的，与 额定电压 和额定功率无关。 10．额定电压相同的灯泡，额定功率越大的灯丝越 粗 ，电阻越 小 。 11．亮度与小灯泡亮度相当的发光二极管，小灯泡灯丝发热消耗大量电能，发光二极管发热少，电功率较 小 。 12. 测量家用电器的电功率——器材：电能表、秒表 （1） 原理： （2）方法一：关闭家庭电路中所有用电器，记下电能表示数W1，再让待测用电器工作一段时间t，记下电能表示数W2，则用电器在这段时间内消耗的电能 W＝W2－W1 。则该用电器的实际功率为： 。 （3）方法二：关闭家庭电路中其他用电器，只让待测用电器工作，记录t时间内电能表的铝盘转过的转数n，电能表参数N（＝3000revs/kW﹒h），则该用电器的实际功率为： （单位：n——revs，N——revs/kW﹒h，t——h，P——kW） 三、焦耳定律 1．电流通过导体时电能转化为 内能 ，这个现象叫做电流的热效应。 2．探究电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关 （1）原理：透明容器中封闭等量空气，根据U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化（也可以通过其他途径），从而判断电流通过电阻丝产生电热的多少，这种方法叫 转换法 。 （2）实验方法： 控制变量法 。 （3）实验电路设计及现象分析。 ① 在电流相同，通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越 多 ； ② 在电阻相同，通电时间相同的情况下，通过电流大时，产生的热量越 多 。 3．焦耳定律： （1）内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比 。 （2）电热定义式： Q＝I2Rt 4．纯电阻电路，电能全部转化为内能（Q＝W），除了用Q＝I2Rt计算电热外，下列公式Q＝W ＝UIt ＝ ＝Pt都可计算电热(也是消耗的电能）；非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。 5．利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。 【重、难点突破】 一、电功和电能 电能的获取与利用是靠能的转化来实现的，中考常以生产生活中相关现象为载体，以填空题和选择题的形式考查使用相关设备过程中能的转化情况，试题难度较小。 【典例1】（2025·重庆·中考真题）如图所示，小欣同学家电能表4月底的示数是 ；若关闭家中其他用电器，只有电热水壶工作，电能表的指示灯闪烁300次时，刚好将水从加热到，则电热水壶的加热效率为 %。 【答案】2024.6 84 【解析】[1]由题图可知电能表的示数为； [2]电热水壶将水从加热到所消耗的电能， 水吸收的热量， 电热水壶的加热效率。 【典例2】（2025·江苏南通·中考真题）小红家新购了一辆电动汽车，下表为汽车的部分参数，其中电池容量指电池存储的最大电能，电池能量密度指电池存储的最大电能与电池的质量之比。 电池类型 电池容量/（kW·h） 电池能量密度/ （W·h·kg⁻¹） 快充电压/V 磷酸铁锂电池 80 160 800 (1)若该车以30m/s的速度做匀速直线运动，受到的阻力为400N，则受到的牵引力为 N，运动5min牵引力做的功为 J。 (2)该车的电池质量为 kg，充电时，它相当于电路中的 。使用快充功能充电0.5h电池存储的电能从电池容量的10%上升至80%，假设充电桩输出的电能全部转化为电池存储的电能，充电电流为 A。 【答案】(1)400 3.6×106 (2)500 用电器 140 【解析】（1）[1]因为汽车做匀速直线运动，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，已知阻力为400N，所以牵引力 [2]汽车运动的速度v=30m/s，运动时间 由可知，运动的路程 牵引力做的功 （2）[1]电池容量 电池能量密度为 根据电池能量密度的定义，电池质量 [2]充电时，电池消耗电能，相当于电路中的用电器。 [3]电池存储的电能从10%上升至80%，则充电的电能 快充电压U=800V，充电时间 由W=UIt可知，充电电流 【变式1】（2025·甘肃陇南·一模）图甲是小汇家安装的电能表，该电能表的标定电流为 A。图乙分别是他家上月初和本月初电能表的示数，则他家上月用电 kW•h。 【答案】10 104.6 【解析】[1]由图甲电能表可知，10（20）A表示电能表的标定电流为10A，电能表的额定最大电流为20A。 [2]由图乙可知，小汇家本月初的电能表示数为3846.2kW•h，上月初的电能表示数为3741.6kW•h，则他家上月的用电量W=3846.2kW•h-3741.6kW•h=104.6kW•h 【变式2】电动自行车充电时电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）。电动自行车过长时间充电会让电池发热、鼓胀甚至爆炸。电池发热说明电能转化成了 能。某电动自行车电池规格为“48V  20A·h”，则它存储的电能是 W·h。 【答案】用电器 内 960 【解析】【小题1】[1]电动自行车充电时，电池是消耗电能的，所以它相当于用电器。 [2]电池发热，说明电能转化成了内能。 [3]它存储的电能 【变式3】（2025·新疆乌鲁木齐·二模）如图所示，电阻的阻值为。闭合开关S，电流表的示数为。电流表的示数为。求： (1)电源电压； (2)电阻的阻值； (3)整个电路通电消耗的电能。 【答案】(1)3V (2)5Ω (3)135J 【解析】（1）由电路图可知，电阻R1与R2并联，电流表A1测量通过R1的电流I1，电流表A2测量通过R2的电流I2。根据并联电路的电压特点，各支路两端的电压相等且等于电源电压。因此，电源电压U等于R2两端的电压U2。根据欧姆定律可得，R2两端的电压为 所以，电源电压 （2）电阻R1的阻值为 （3）根据并联电路的电流特点，干路电流等于各支路电流之和。电路的总电流为 整个电路通电50s消耗的电能为 二、分析动态电路 中考常以填空题和选择题的形式考查对动态电路的分析，电路中电流表和电压表示数变化、电阻功率的变化是常见的考查点，试题难度较大。 【典例3】（2025·江苏常州·二模）臭氧常用于食品车间进行无人密闭消毒，消毒30分钟后臭氧最终分解为氧气，对食品不会有残留污染，但因其有强氧化作用，消毒时浓度不宜过高。兴趣小组设计了一个简易臭氧检测仪（电压表示数显示臭氧浓度）检测车间消毒时空气中臭氧的浓度，其电路原理如图甲。电源电压恒为3V，定值电阻，臭氧检测传感器Rc阻值与臭氧浓度的关系如图乙。消毒标准如下：为不合格， 为合格，为超标。则下列说法正确的是（   ） A．当臭氧浓度为2.25ppm时，电压表的示数为1V B．某次检测时，电压表示数为2.4V，该次消毒是合格的 C．若更换后，则电压表上1V刻度处对应为臭氧浓度为0的刻度 D．若更换后，则当臭氧浓度为0.75ppm时，R0的电功率是1.5W 【答案】C 【解析】A．由图乙可知，当臭氧浓度为2.25ppm时，臭氧检测传感器Rc的阻值为5Ω，此时电路中的总电阻 此时电路中的电流 电压表示数，故A错误； B．电压表示数为2.4V时，电路中的电流 此时Rc两端的电压 此时RC​的阻值 由图乙可知，此时臭氧浓度为3ppm，此浓度大于2.5ppm，故该次消毒是超标的，故B错误； C．若更换后，当臭氧浓度为0时，从图乙中可知，臭氧检测传感器RC​的阻值 此时电路中的总电阻 此时电路中的电流 此时电压表的示数，故C正确； D．若更换后，当臭氧浓度为0.75 ppm时，从图乙中可知，臭氧检测传感器RC​的阻值 此时电路中的总电阻 此时电路中的电流 R0​的电功率，故D错误。 故选C。 【典例4】（2025·黑龙江牡丹江·二模）如图所示，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从B端向A端滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表V1和V2的示数都变大 B．定值电阻R1消耗的电功率变大 C．电压表V1示数与电流表A示数的比值变大 D．电压表V2示数与电流表A示数的比值不变 【答案】B 【解析】A． 电路中R1与R2串联，电压表V1测R1两端电压，V2测R2两端电压。滑片由B端向A端移动，R2阻值变小，R2分得的电压变小，电压表V2的示数变小，故A错误； B． 滑片由B端向A端移动，变阻器两端电压变小，R1两端的电压变大。根据可知，R1消耗的功率变大，故B正确； C． 电压表V1与电流表A的示数之比，就是定值电阻R1的阻值，定值电阻R1阻值不变，这个比值不变，故C错误； D． 电压表V2与电流表A示数的比值就是滑动变阻器连入电路的阻值。滑片由B端向A端滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，这个比值应该变小，故D错误。 故选B。 【变式1】如图甲所示电路，电源电压不变，是滑动变阻器，是定值电阻。当开关S闭合后，逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值，根据电压表与电流表的示数，绘制的图像如图乙所示。下列判断正确的是（    ） A．电源两端电压为 B．电路消耗的电功率的最大值为 C．滑动变阻器接入电路的最大阻值为 D．定值电阻的电阻值为 【答案】C 【解析】ACD．由图甲可知，和串联，电压表测量两端的电压，电流表测量电路中的电流。由图乙可知，当滑片位于最左端时电路为的简单电路，此时电路的总电阻最小，由可知，电路中的电流最大，由乙图可知，电源的电压① 当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值与电阻串联，此时电路的总电阻最大，由可知，电路中的电流最小，由乙图可知，，，变阻器接入电路的最大阻值 串联电路中总电压等于各分电压之和，故电源的电压② 电源的电压不变，联立①②可得 解得，电源电压 故C正确，AD错误； B．根据电功率公式，电源电压，由图乙可知，得电路消耗电功率的最大值为 故B错误。 故选C。 【变式2】（2025·湖北·模拟预测）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。 【变式3】（2025·河北承德·二模）小海设计了电热水器限温电路并接在家庭电路中，如图甲。为具有加热功能的定值电阻，R为热敏电阻，其阻值R随温度t变化的关系如图乙所示，（）为限流开关，其参数如图丙。当水温达到限制温度时，电路中的电流会达到的保护电流，使在6s内自动断开。下列说法正确的是（　　） A．的阻值为 B．消耗的最大电功率为440W C．若用电高峰时家庭电路中的电压降低，则实际的限制温度将升高 D．若将换成阻值为的定值电阻，则限制温度将变为 【答案】C 【解析】A．当水温达到限制温度时，由图乙可知热敏电阻阻值，电路中的电流会达到的保护电流，此时电路中的电流为，根据欧姆定律可得，电路的总电阻 根据串联电路电阻规律可得，的阻值，故A错误； B．根据丙图可知，电路的最大总功率为 R0与R串联，消耗的电功率小于电路的总功率440W，故B错误； C．若用电高峰时家庭电路中的电压降低，电路中的电流为2A不变，由欧姆定律可知，电路的总电阻要变小；根据串联电路电阻规律可知，热敏电阻的接入电阻要变小，由图乙可知实际的限制温度将升高，故C正确； D．将换成阻值为的定值电阻时，根据限流值，电路中的总电阻仍为，根据串联电路的电阻规律可得，热敏电阻的阻值 由乙图可得限制温度低于，故D错误。 故选C。 三、实验探究 1.测量小灯绝的电功率是初中阶段最重要的实验之一，多数地区中考题必考。考查方式一般以综合性实验的形式出现，有时也会与测量电阻的实验通过对比的形式出现。 2.探究电热的影响因素的实验方法是控制变量法和转换法。探究 Q 与R 的关系时，为了控制I、t 一定，常将不同阻值的电热丝串联起来；探究 Q 与I的关系时，为了控制R、 t一定，常用三个阻值相同的电阻进行混联，利用了并联分流的知识。实验中，一般是通过被加热对象温度或体积的变化来判断产生电热的多少。 【典例5】（2025·河南南阳·二模）小明同学利用如图甲所示的电路进行“测量小灯泡电功率”的实验，电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）。 (1)同组的小红发现电路连接有错误，请你在接错的那根导线上打“×”，并另画一根导线，使电路连接正确 。为能顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器，选用 （填字母）。 A．“10Ω 0.5A”的滑动变阻器    B．“20Ω 0.5A”的滑动变阻器 (2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是 。 (3)排除故障，闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）端移动。 (4)通过小灯泡L的电流随它两端电压变化关系如图丙示。分析图像知： ①该小灯泡正常发光时的额定功率为 W。 ②小灯泡灯丝的电阻是变化的，主要是受 变化的影响。 (5)完成上述实验后，小明在缺少电压表的情况下，根据绘制出的小灯泡L的电流与电压关系图像，设计出了一个测未知定值电阻Rx的电路，如图丁所示。请根据电路图，补充写出其中一次测量的实验步骤： ①开关S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器滑片至电流表的示数为0.2A。 ② ，记下电流表的示数I'。 ③表达式：Rx= （用已知量和所测量的字母符号表示）。 【答案】(1) B (2)灯泡断路 (3)右 (4)0.5； 温度 (5)滑动变阻器滑片位置不动，断开S1，闭合S2 【解析】（1）[1]在伏安法测小灯泡电功率的实验中，滑动变阻器应该与灯泡串联，用滑动变阻器改变灯泡两端的电压，电流表与灯泡串联，测量通过灯泡的电流，电压表与灯泡并联，测量灯泡两端的电压。电路中灯泡左端与滑动变阻器左下接线柱之间导线连接错误，应改为从灯泡的左端到电压表负接线柱之间连线，如图所示： [2]已知电源电压6伏，小灯泡的额定电压2.5伏，所以当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压应该为3.5伏。此时滑动变阻器两端电压大于灯泡两端的电压。按照串联电路大电阻分大电压的规律，滑动变阻器的阻值应大于此时灯泡的电阻。题中告诉我们灯丝电阻约为12欧，滑动变阻器此时的电阻一定大于12欧，所以为了能够完成实验，应该选择滑动变阻器B。 （2）闭合开关，移动滑片，灯泡不发光，电压表有示数，电流表无示数，说明电路中出现了断路故障，电压表有示数，说明电压表正负接线柱到电源正负极之间是连通的，断路的位置应该在电压表的正负接线柱之间，所以故障原因可能是灯泡断路。 （3）图乙所示的电压表，连接的应该是0~3V量程分度值是0.1V，此时电压表示数为2.2V。灯泡的额定电压为2.5V，要想测量灯泡的额定功率，必须把灯泡两端电压调为2.5V，此时应将滑动变阻器的滑片向右移动，使滑动变阻器阻值变小，使变阻器分得的电压变小，灯泡两端电压就会变大，直到电压表示数为2.5V。 （4）[1]由图像可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.2A。所以该小灯泡正常发光时的额定功率为 [2]小灯泡的U-I关系图像为一条曲线，小灯泡的灯丝电阻是变化的，主要是因为灯丝电阻受温度变化的影响，灯丝电阻随温度升高而增大。 （5）[1][2]先闭合S1，断开S2，此时电路为灯泡和未知电阻并联，再与滑动变阻器串联，调节变阻器滑片，使电流表示数为，也就是使灯泡正常发光，使灯泡两端电压等于额定电压， 与灯泡并联，即 接下来滑动变阻器滑片位置不动，断开S1，闭合S2，记下电流表的示数，此时电流表测量的是RX与灯泡并联的总电流。此时通过的电流 可得未知电阻的阻值为 【典例6】小明利用如图所示的装置“探究电热与什么因素有关”，已知四个透明容器内密封着等量的空气。 (1)实验中通过观察 的大小来比较透明容器中的电阻丝产生热量的多少。这里运用了 （选填“转换”或“等效替代”）法。 (2)通电后透明容器中空气的内能是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变的；通电后透明容器中电阻丝的内能是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变的。 (3)如图甲所示装置是用来探究电流通过导体产生的热量与 的关系的；通电一段时间，两U形管中液面高度差如图甲所示，可以得出的结论是 。当通过左边电阻丝的电流为1A时，通电5min，右边电阻丝产生的热量为 J，这段时间内左边电阻丝和右边电阻丝产生的热量之比为 。 (4)在如图乙所示装置中，通过电阻丝、的电流 （选填“相等”或“不相等”）。通电一段时间后，两U形管中液面高度差如图乙所示，电阻丝、中产生热量较多的是 。某次实验中通电一段时间后发现，图乙所示装置中两侧U形管内液面高度差始终相等，若电路中只有一处故障，则可能是 。 【拓展设问】 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，设计了如图丙所示的电路。 (5)用笔画线代替导线，将图丙的电路连接完整。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。 (6)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 来比较相同时间内电阻丝通过不同电流时产生热量的多少。 (7)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： 。 (8)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）。 (9)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图丁中 （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图丙烧瓶中的电阻 （选填“串”或“并”）联进行实验。 【答案】(1)U形管液面高度差 转换 (2)热传递 做功 (3)电阻 当电流和通电时间相同时，电阻越大，导体产生的热量越多 3000 1∶2 (4)不相等 开路 (5) (6)开路 温度计示数的变化 (7)将测得的Q与I的数据描点画出Q-I图像，若Q-I图像为过原点的一条直线，则Q与I成正比，否则不成正比 (8)电饭锅 (9)B 串 【解析】（1）[1][2]四个透明容器内密封等量空气，电阻发热会使空气受热膨胀，引起U形管液面高度差变化。因此可以通过观察U形管液面高度差来比较电阻产生热量的多少。这种将不易直接测量的“热量”转化为易于观察的“液面高度差”的方法，属于转换法。 （2）[1]透明容器中空气的内能增加，是因为电阻丝发热，空气吸收热量，这是热传递方式。 [2]电阻丝自身的内能增加，是因为电流通过电阻做功，电流做功将电能转化为内能，这是做功方式。 （3）[1][2]如甲图是左右两个容器电阻不相同，但通过它们的电流相同，所以探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系。其右边与10Ω电阻所在烧杯相通的U形管液面更高，故分析可初步得出结论；在电流相同、通电时间相同时，电阻越大，产生热量越多。 [3][4]由，当通过左边电阻丝的电流为1A时，通电5min，由串联电路中处处电流相等可得，右边电阻丝产生的热量为， 这段时间内左边电阻丝和右边电阻丝产生的热量之比为 （4）[1][2]如图乙可知，电阻与先并联然后与串联且电阻大小相等，由串并联电路电流规律可知通过电阻丝、的电流不相同，且通过电阻丝的电流是通过的两倍。其左边与电阻相通的U形管液面更高，所以电阻丝产生的热量更多。 [3]某次实验中通电一段时间后发现，图乙所示装置中两侧U形管内液面高度差始终相等，若电路中只有一处故障，则可能是开路使得通过电阻丝、的电流相同了。 （5）探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，需可知电阻不变，改变电流，且滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，由欧姆定律可知，串联电路中当电压一定时，电流变大，总电阻减小，又定值电阻阻值不变，则说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故连接电路图，如下图所示： （6）[1][2]如图可知，闭合开关后，发现电流表指针未偏转，且仅电阻丝R有故障，则电阻丝断路，实验中通过加热液体，使液体温度升高，温度计示数变大从而来比较相同时间内电阻丝通过不同电流时产生热量的多少。 （7）为了判断小明的猜想是否正确，且又有多组数据，故可将测得的Q与I的数据描点画出Q-I图像，若Q-I图像为过原点的一条直线，则Q与I成正比，否则不成正比。 （8）生活中利用电热工作的家用电器有电饭锅、电磁炉等。 （9）[1][2]若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，需控制通过两电阻丝的电流相同，电阻不同，故选图丁中的B烧瓶中的电阻与图丙烧瓶中的电阻串联进行实验。 【变式1】（2025·河南南阳·二模）小刚用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。 (1)图甲是小刚根据设计的电路图连接的实物电路，请在方框内画出该电路图。 (2)闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片应位于最 （选填“左”或“右”）端；闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数，故障的原因可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。 (3)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到2.5V，小灯泡正常发光。如图乙所示，此时电流表的示数为 A，小灯泡的额定功率为 W。 (4)多次实验并将数据和现象记录在表格中。如表所示，小刚设计的表格不足之处是 。 实验次数 小灯泡两端电压U 通过小灯泡的电流I 小灯泡的电功率P 发光情况 1 2 0.26 0.52 较暗 2 2.5 正常发光 3 2.9 0.32 0.93 较亮 (5)将上表数据填完整后进行分析，发现小灯泡的亮度是变化的，小灯泡的亮度是由其 功率决定的。 (6)实验完成后，小刚想测量另一个定值电阻的阻值，检查仪器时发现电流表已经损坏，且通过观察滑动变阻器的铭牌发现其最大阻值为，于是他设计了如图所示电路进行测量。测量过程如下： ①闭合开关，滑片移至端，电压表示数为； ②再将滑片移至端，电压表示数为； ③则 （用、、表示）。 【答案】(1) (2)右 小灯泡断路 (3)0.3 0.75 (4)测量的物理量没有单位 (5)实际 (6) 【解析】（1）分析实物图，电流从电源正极流出，依次经过开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表，最后回到电源负极，电压表并联在小灯泡两端，故作电路图如下： （2）[1]分析实物图，滑动变阻器下接线柱接在左下，闭合开关前，为了保护电路安全，应将滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处，即远离下端接线柱的位置，即将滑片滑到最右端。 [2]闭合开关后，电流表无示数，说明电路中没有电流经过，电压表有示数，说明可能是小灯泡断路，电压表直接连接在电源两端。 （3）[1]分析图乙，电流表量程为，分度值为0.02A，电流表的读数为0.3A。 [2]小灯泡两端电压为2.5V时，小灯泡正常发光，电路中的电流为0.3A，所以小灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为0.3A，根据功率计算公式，可得小灯泡的额定功率 （4）观察表格，不足之处是每一个测量的物理量都没有单位。 （5）分析表格中的数据，小灯泡亮度不同时，小灯泡的实际功率也不同，所以小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的。 （6）分析电路图，与串联，电压表测两端的电压，闭合开关，滑片移至A端，此时与串联，电压表示数为；再将滑片P移至B端，此时电路中只有电阻，电压表示数为，即电源电压为，则有 【变式2】【实验名称】测量小灯泡的电功率。 【实验器材】额定电压为2.5V、正常发光时电阻约为10Ω的小灯泡一个，电源（电压恒为4.5V）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个，导线若干。 【实验步骤】 (1)请用笔画线代替导线按照图甲中的电路图将图乙中的电路连接完整，使滑片P向左移动时小灯泡亮度变亮。 (2)莉莉同学连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是（　　） A．电流表断路 B．小灯泡短路 C．小灯泡断路 D．滑动变阻器断路 (3)排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P到图乙所示位置时，电压表的示数如图丙所示，其示数为 V；若她想测量小灯泡的额定功率，应将图乙中的滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。 (4)莉莉同学多次移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丁所示的图像，根据图像信息，可算出小灯泡的额定功率是 W。 【拓展】 (5)进一步分析图丁可知，实验过程中小灯泡的电阻在发生变化，小灯泡电阻发生变化的主要原因是受 的影响。 (6)根据小灯泡的图像和观察到的亮度变化，还可以发现小灯泡的亮度与实际功率有关，实际功率越大，小灯泡越 。 【答案】(1) (2)C (3)2.2 A (4)0.5 (5)温度 (6)亮 【解析】（1）滑动变阻器应按“一上一下”的规律接入电路，要使滑片P向左移动时小灯泡变亮，则滑动变阻器接入电路的电阻变小，应选择左下接线柱接入，实物图连接如下所示： （2）电流表无示数，说明电路出现断路，电压表有示数，则电路故障是与电压表并联的小灯泡断路，故C符合题意，A、B、D不符合题意，故选C。 （3）[1][2]由图乙可知，电压表的测量范围是0~3V，分度值是0.1V，所以电压表的示数是2.2V，小于小灯泡的额定电压2.5V，根据串联分压可知，要使小灯泡正常发光，应增大小灯泡两端的电压，即减小滑动变阻器两端的电压，由图乙可知，应向A端移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值减小，小灯泡两端的电压增大，直到电压表的示数为2.5V； （4）据图丁可知，小灯泡在2.5V的额定电压下的电流是0.2A，故此时的额定功率； （5）小灯泡的电阻与温度有关，小灯泡的电阻变化的主要原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大； （6）根据小灯泡的图像和观察到的亮度变化可知，小灯泡两端的电压越大，通过它的电流越大；根据可知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，由此可知，小灯泡的亮度与实际功率有关，实际功率越大，小灯泡越亮。 【变式3】（2025·河南南阳·一模）如图甲和乙所示，是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。 (1)在该实验中，通过观察U形管中液面的 来反映电阻丝产生热量的多少，这种研究方法叫 法。 (2)在图甲中，通过两电阻丝的电流 ，该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的 的关系。 (3)在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与 的关系，通电一段时间后， 侧容器 U形管液面高度差较大，这说明 。 (4)英国物理学家焦耳通过大量实验，首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟 成正比，跟导体的电阻正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。 (5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与其相连的导线却不怎么热”，这一现象可用 装置（选“甲”或“乙”）的实验结论解释。 【答案】(1)高度差 转换 (2)相等 电阻 (3) 电流 左 在其它情况相同时，电流越大，电流产生的热量越多 (4)电流的平方 (5)甲 【解析】（1）[1][2]实验中，电流通过电阻丝产生热量，容器内空气吸收热量温度升高，体积变大，U形管内液面产生高度差；电热越多，U形管内液面高度差越大；实验中通过U形管液面高度差来间接反映电热多少，这种研究方法是转换法。 （2）[1][2]图甲中，两电阻丝串联，通过它们电流相等；两容器电阻丝中电流相等，通电时间相等，只是两个电阻丝电阻不同，通电一段时间后，右侧U形管液面高度差较大，实验可以探究电热与电阻关系。 （3）[1][2][3]图乙中，左右两容器中电阻丝电阻相等，通电时间相等，因为右侧容器内外两个电阻并联后再与左侧容器中的电阻串联，由于右侧容器外电阻丝的分流作用，右侧容器中电阻丝中电流小于左侧，是探究电流通过导体产生的热量与电流的关系；一段时间后，左侧U形管内液面高度差大，这说明，在电阻与通电时间都相同时，电流越大，电热越大。 （4）最先准确研究影响电热多少因素的科学家是焦耳，该结论被称为焦耳定律，内容为：电流通过导体产生热量的多少与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比，数学表达式为。 （5）导线与电炉丝串联，通过的电流相等，通电时间相等，只是电炉丝电阻大于导线电阻，所以电流通过电炉丝产生的电热大，这可以用甲装置的实验结论来解释。 四、综合应用 公式法是解答电功、电功率和电热计算题的基本方法，常用的公式有： 1．电功：W=Pt、W=UIt、、（后两个公式为纯电阻电路适用）。 2．电功率： （1）公式P＝，可推导出公式W＝Pt和t＝，一般适用于结合电功率的计算。 （2）公式P＝UI，可推导出公式U＝和I＝ 。 （3）由P＝UI＝IR·I得公式P＝I2R，可推导出公式R＝和I＝，一般适用于串联电路中P与R的定性判断。:Zxxk.Com] （4）由P＝UI＝U ▪ 得公式P＝，可推导出公式R＝和U＝，一般适用于并联电路中P与R的定性判断。 3．电热： （1）纯电阻电路：，可以用计算电功的公式计算电热； （2）非纯电阻电路：。 【典例7】图甲为某品牌家用空气炸锅，空气炸锅在工作时通过电动机向内部吹风，借助空气的循环达到迅速升温的目的，电动机上标有“220V，22W”字样。空气炸锅内部部分简化电路如图乙所示，其额定电压为220V。发热元件为和两个定值电阻，阻值分别为和。S为定时开关，通过调节开关和（是单刀双掷开关），可实现高温挡，中温挡和低温挡三个挡位的切换。下列说法正确的是（   ） A．设定好时间，开关断开，接a端时为高温挡 B．电动机的电阻是 C．开关闭合，接a端时，电路的总电流是2.1A D．空气炸锅在高温挡正常工作1min时，消耗电能79200J 【答案】C 【解析】A．开关 S1 断开， S2接 a 端时，R1、R2串联接入电路，根据 知，电阻最大，功率最小，是低温挡，故A 错误； B．电动机是非纯电阻用电器，不能用计算电阻， 220V 是额定电压， 22W 是额定功率，实际电阻不等于，故B 错误； C．开关 S1闭合， S2接 a 端时，R2与电动机并联在电路中 ， R2 的电流 通过电动机的电流 由并联电路中电流得规律知，电路的总电流 故C 正确； D．高温挡时， R1与 R2并联，电动机也工作。 R1的功率 R2的功率 电动机功率22W ，总功率 工作 1min=60s 消耗电能 故 D 错误。 故选 C。 【典例8】（2025·福建泉州·二模）如图为某款家用扫地机器人，额定工作电压为12V，额定功率为30W，电池容量为2500mAh，净质量为2.8kg，最大集尘质量为0.2kg，吸尘电机的输入功率为20W。吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，该扫地机器人的吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如下表。吸尘电机吸入功率与输入功率之比为吸尘电机的效率。扫地机器人的剩余电量为电池容量的10%时，会自动返回充电。已知集尘盒空置时，扫地机器人运动过程中受到的摩擦力为14N。查资料可知，扫地机器人工作时消耗的电能有20%用于牵引力做功，扫地机器人运动过程中受到的摩擦力与压力成正比。求： 真空度/Pa 400 450 500 550 600 风量/ 0.025 0.02 0.017 0.015 0.013 吸入功率/W 10 9 8.5 8.25 7.8 (1)当风量为0.02m3/s时，吸尘电机的效率。 (2)该扫地机器人充满电后，电池所储存的电能。 (3)该扫地机器人充满电后至下一次自动充电前，能够连续正常工作的最长时间。 (4)集尘盒达到最大集尘量时，扫地机器人匀速运动的速度。 【答案】(1)45% (2) (3)3240s (4)0.4m/s 【解析】（1）查表可知，当风量为时，对应的吸入功率，则吸尘电机的效率 （2）电池容量 电池充满电后储存的电能为 （3）机器人工作时可消耗的电能 能够连续正常工作的最长时间为 （4）扫地机器人工作时用于牵引的功率 集尘盒达到最大集尘量时，总质量 由于摩擦力与压力成正比，即与质量成正比，可得，则满载时的摩擦力为 机器人匀速运动时，牵引力等于摩擦力，即 此时机器人的运动速度为 【变式1】（2025·山东德州·二模）如图是某款可用电流表显示拉力大小的测力计原理图，电流表量程为，，的最大阻值为，且的长度，其阻值与长度成正比。滑片上端固定在拉杆的点，当弹簧处于原长时，滑片位于端（最右端），此时电流表的示数为。电源电压保持恒定，与接触良好且不计摩擦，弹簧的电阻忽略不计，发生弹性形变时，弹簧的伸长量与所受拉力成正比，即（为常数），题中弹簧的形变都是弹性形变，。求： (1)电源电压； (2)在保证电路安全的情况下，电路中的最大电功率以及接入电路的最小阻值； (3)去掉图中的电流表，用电压表（量程）与并联，利用电压表显示拉力的大小，则电压表所能显示的最大拉力是多少? 【答案】(1) (2)   (3) 【解析】（1）由题意可知，当弹簧处于原长时，滑片P位于a端，此时滑动变阻器的阻值全部接入电路，与串联，电路的总电阻 根据欧姆定律，电源电压为 （2）由电路图可知，与串联，电源电压U恒定，根据电功率公式，当电路中电流最大时，电路的电功率最大，为保证电路安全，电路中的最大电流不能超过电流表的量程，即 电路的最大电功率为 当电路中电流最大时，电路的总电阻最小，根据欧姆定律，电路的最小总电阻为 此时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，其值为 （3）去掉电流表，用电压表与并联，电压表测量两端的电压，当电压表示数最大时，拉力最大，电压表量程为0~3V，所以两端的最大电压 此时电路中的电流 此时滑动变阻器两端的电压 此时滑动变阻器接入电路的电阻 因为滑动变阻器的阻值与接入电路的长度成正比，设弹簧的伸长量为x，即滑片P移动的距离为x，滑动变阻器的总长度 滑动变阻器最大阻值为16Ω，接入电路的电阻是滑片P从a端向b端移动l后，段的电阻，段的长度为 根据比例关系有 代入数据 解得 所以，弹簧的伸长量为 根据题意可求得最大拉力 【变式2】（2025·海南·模拟预测）如图甲是搭载红外线摄像机的无人机，可用于火情监测。无人机电动机的额定功率为，电池储能。图乙为控制摄像机工作的简化电路，、两点间电压达到或超过时摄像机工作。控制电路中，电源电压为，为红外线传感器，其阻值随红外线强度变化关系如图丙所示（表示红外线强度，表示其单位）；为最大阻值的电阻箱，调节其阻值可控制启动摄像机工作的最小红外线强度。求： (1)电动机以额定功率工作时，无人机可飞行的最长时间； (2)若电阻箱阻值调节为时，红外线强度为多少时摄像机刚好启动工作； (3)该系统能控制启动摄像机工作的最小红外线强度能否达到，若能请计算出的阻值，若不能，请说明如何在原来的电路中改进。 【答案】(1)3600s (2)8.0cd (3)不能，见解析 【解析】（1）无人机可飞行的最长时间为 （2）由电路图乙可知，红外线传感器Rₚ与电阻箱R串联，摄像机与电阻箱R并联。当摄像机刚好启动工作时，其两端电压即电阻箱R两端的电压9V。此时电路中的电流为 根据串联电路电压规律，红外线传感器Rₚ两端的电压为 根据欧姆定律，此时红外线传感器的阻值为 由图丙可知，当时，对应的红外线强度。 （3）要使摄像机在红外线强度为时启动，由图丙可知，此时红外线传感器的阻值为。摄像机启动时，电阻箱两端的电压为9V。此时红外线传感器两端的电压仍为3V，电流中的电流为 由于Rₚ与R串联，通过它们的电流相等，则电阻箱R的阻值应调节为 因为电阻箱的最大阻值为30Ω，小于所需的36Ω，所以该系统不能控制启动摄像机工作的最小红外线强度达到2.0cd。因此改进方法一：可以将电阻箱更换为最大阻值不小于36Ω的电阻箱。 或者方法二：当、两点间电压达到或超过时摄像机工作，根据串联分压知识可知，若要使摄像机在红外线强度为时启动，红外线传感器的阻值要增大，其分压会增多，从而导致、两点间电压减小，若要摄像机工作，可以适当增大电源电压，使、两点间分得的电压达到或超过。 【变式3】（2025·广西柳州·三模）如图1是小明设置的水果大小自动筛选装置。已知：电源电压为12V，R0=30Ω，压敏电阻R的阻值随压力变化关系如图2所示。当传送带上的水果经过检测点时，使压敏电阻R的阻值发生变化，AB间的电压也随之发生改变，当R0两端电压UAB≤4.5V时，机械装置启动，将质量不达标的小水果推出传送带，实现自动筛选功能。求： (1)当检测点上没有水果时，该电路电流大小； (2)若该装置刚好启动实现筛选水果时，此时压敏电阻R的功率； (3)不同等级的水果筛选的质量标准是不同的，顶级的沃柑质量应达到350g，为了达到这一标准（不改变压敏电阻R），AB之间应该换用阻值为多大的定值电阻R0。 【答案】(1)0.1A (2)1.125W (3)18Ω 【解析】（1）当无水果时，压力为0，图2可知，压敏电阻R为90 Ω，电路为串联，电源电压为12V，总电阻为 电路电流大小 （2）装置刚好启动时，定值电阻R0两端电压4.5 V，则电路电流 压敏电阻两端电压 故压敏电阻功率 （3）若顶级沃柑质量350 g时，对压敏电阻的压力等于重力 由图 2 可知压敏电阻为30Ω，且此时R0两端电压仍刚好为4.5 V，压敏电阻两端电压为7.5V，电路电流为 定值电阻阻值为 【巩固训练】 1．（2025·山西·一模）某款电动汽车的动力电池在温度低于时无法充电，为实现低温充电，科创组同学设计了图甲所示电路图。当电池温度低于时，充电桩先利用电阻R给电池加热，当电池温度达到时，工作电路停止加热，充电桩开始给电池充电。已知低压控制电路电源电压为12V，定值电阻为，热敏电阻的阻值随温度t变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．热敏电阻的阻值随温度的升高而减小 B．温度升高，定值电阻两端的电压增大 C．增大R的阻值，可缩短电池的加热时间 D．停止加热前，控制电路的最小功率为3.6W 【答案】D 【解析】A．由图乙可知，当温度为0℃时，阻值为10Ω，当温度为5℃时，阻值为20Ω，即热敏电阻的阻值随温度升高而变大，故A错误； B．由图甲可知，定值电阻与热敏电阻串联。当温度升高时，热敏电阻的阻值变大，根据串联电路分压规律可知，热敏电阻两端的电压增大。电源电压不变，此时定值电阻两端的电压减小，故B错误； C．由图甲可知，高压工作电路中，当衔铁被吸下，电路为R的简单电路。根据可知，电压一定时，电阻的阻值越大，则功率越低。电路的发热量，功率越低时，产生相同热量所需的加热时间越长，故C错误； D．停止加热前，即温度达到5℃前，根据图乙可知，热敏电阻的最大阻值，此时电路功率最小，由可得， 故D正确。 故选D。 2．如图甲所示，电源电压恒定，小灯泡的额定功率为，是定值电阻，滑动变阻器的规格为“  ”，电压表量程为，电流表量程。只闭合开关，滑片从最右端向左移至小灯泡正常发光，此过程中电压表示数随电流表示数的变化关系如图乙所示；闭合所有开关时，在安全范围内，最大限度移动滑片，电流表示数的最小值为。在保证电路元件安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为 B．定值电阻的阻值为 C．闭合所有开关时，电路总功率的范围是 D．任意闭合开关移动滑片，的最大电功率和电路的最大总电功率之比为 【答案】C 【解析】A．只闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量灯泡两端的电压。滑片在最右端时，总电阻最大，根据欧姆定律可知电路电流最小，故此时电路电流为0.5A，灯泡两端的电压为3V，根据欧姆定律可知滑动变阻器两端的电压 根据串联电路的电压特点可知电源电压，故A错误； B．闭合所有开关时，定值电阻和滑动变阻器并联，电流表测量干路电流，电压表被短路，在安全范围内，最大限度移动滑片，电流表示数的最小值为。根据欧姆定律可知通过滑动变阻器的电流 根据并联电路的电流特点可知通过定值电阻的电流 定值电阻的阻值，故B错误； C．闭合所有开关时，电流表示数的最小值为，最大值为3A。电路总功率的最小值 最大值 电路总功率的范围是，故C正确； D．闭合所有开关时，定值电阻和滑动变阻器并联，定值电阻两端的电压最大，故的最大电功率 电源电压不变，根据可知电路电流最大时，总功率最大，电流表量程，结合C中分析可知，电路总功率的最大值为54W，任意闭合开关移动滑片，的最大电功率和电路的最大总电功率之比为，故D错误。 故选C。 3．（2025·山西·一模）图甲所示是小明在“自制推力测量器”项目中设计的一个电路原理图。电源电压恒为12V，电流表量程为0~0.6A，定值电阻的阻值为10Ω，R为推力传感器，其阻值大小与推力F的关系如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．当推力F增大时，R的阻值增大 B．当推力F增大时，电路的总功率减小 C．当推力F为0时，电流表示数为0.24A D．为保证电路安全，推力F不能超过200N 【答案】C 【解析】A．由图乙可知，压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，则当压力F增大时，R的阻值减小，故A错误； B．由图甲可知，定值电阻与压敏电阻R串联，当压力F增大时，R的阻值减小，电路中的总电阻减小，根据可知，电路的总功率变大，故B错误； C．由图乙可知，压力F为0时，电阻，则电路中的总电阻为 则电路中的电流为 故C正确； D．电流表量程，故电路中电流最大为0.6A，根据欧姆定律可知此时电路总电阻最小为 则电阻R最小值为 由图乙得，此时压力等于300N，即推力能超过200N，故D错误。 故选C。 4．某智能电热水壶调温电路如图所示，电源电压恒为220V，R1为热敏电阻（阻值随水温升高而减小），R2为定值电阻（44Ω）。当水温从25℃升至95℃时，R1阻值变化如下表格。下列说法正确的是（    ） 水温/℃ 25 60 95 R1阻值/Ω 110 66 44 A．电流表示数逐渐减小 B．电压表示数始终为电源电压的一半 C．电路总功率先增大后减小 D．水温升高时，R2的实际功率增大 【答案】D 【解析】由电路图可知，热敏电阻与定值电阻串联，电压表测量定值电阻R2两端的电压，电流表测量电路电流。 A．当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，因此电路中的总电阻减小，已知电源电压不变，由知，电路中的电流变大，即电流表示数变大，故A错误； B．由串联分压规律可知，要使电压表示数始终为电源电压的一半，则两电阻阻值必须相等，且都等于44Ω，但由题意可知，R1阻值会随温度而变化，故B错误； C．根据公式P=UI可知，电源电压不变，电流变大，电路消耗的总功率变大，故C错误； D．水温升高时，热敏电阻的阻值减小，因此电路中的总电阻减小，电流增大，根据公式，的阻值不变，则R2的实际功率增大，故D正确。 故选D。 5．某电烤箱的内部简化电路如图所示，和均为电热丝。电烤箱说明书中的铭牌如表所示，根据表中的参数可知下列说法中正确的是（    ） XX牌电烤箱 额定电压 额定功率 高温挡 低温挡 440W 电源频率 A．电路中的阻值为 B．电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的总电阻R为 C．电烤箱在高温挡正常工作所消耗的电能为 D．电烤箱在低温挡正常工作时，消耗的电功率为 【答案】A 【解析】当开关S1、S2同时闭合时，电路为的简单电路，电路电阻小，由得，电路电功率大，为高温挡；当只闭合开关S1时，和串联，电路电阻大，由得，电路电功率小，为低温挡。 A．由得，电路中的阻值为，故A正确； B．电烤箱在低温挡正常工作时，由得，电路中的总电阻R为，故B错误； C．由得，电考箱在高温挡正常工作所消耗的电能为，故C错误； D．电烤箱在低温挡正常工作时，电路电流为 消耗的电功率为，故D错误。 故选A。 6．（2025·贵州·二模）（多选）如图中所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b端移动到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．定值电阻R的阻值为 B．滑动变阻器的最大阻值为 C．电源电压为6V D．电路中电流最小时，10s内电路消耗的电能为15J 【答案】AB 【解析】根据电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器RP串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 AC．当滑片位于a端时，电路为R的简单电路，电压表测R两端的电压（电源电压），此时电路中的电流最大，此时滑动变阻器接入电路的电阻为0；由图像可知，此时电路中的电流I1=0.9A，R两端的电压U=4.5V，即电源电压为4.5V，定值电阻R的阻值为 故A正确，C错误； B．由题意可知，滑动变阻器阻值最小为0，当滑动变阻器b端接入电路时，滑动变阻器阻值最大，电路中的电流最小，由图乙可知，R的电压为1.5V，则RP的电压为UP=U-U1=4.5V-1.5V=3V 电流为0.3A，则滑动变阻器的最大阻值为 故B正确； D．电路中电流最小时10s内，电路消耗的电能为 故D错误。 故选AB。 7．（2025·江苏苏州·模拟预测）如图所示的电能表的读数是 kW•h；若该电能表的表盘转了480转，则此时的用电器消耗了 kW•h的电能。 【答案】201.8 0.8 【解析】[1]电能表的读数：数字方框中的最后一位是小数，单位是kW•h；由图可知，电能表的读数为201.8kW•h。 [2]由图可知，电能表上有600r/（kW•h）字样，它表示电路中的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过600转；则电能表转了480转，用电器消耗的电能为 8．（2025·湖北·一模）我国新能源汽车在欧洲广受好评，是因为电池技术世界领先。动力电池是新能源汽车的心脏，决定着汽车的续航能力。2023年，我国生产的某品牌纯电动汽车，其动力电池单体能量密度达300W·h/kg，里程超过460km。该品牌电动汽车充电时将电能转化为 能，此时汽车的电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）。若该品牌电动汽车电池质量为400kg，则电池最多储存 kW·h的能量。 【答案】化学 用电器 120 【解析】[1][2]充电时，电池将输入的电能转化为化学能储存，此时电池消耗电能，属于用电器。 [3]电池总能量=能量密度×质量=300W·h/kg×400kg=120000W·h=120kW·h 9．某两挡可调的电烙铁，其额定电压为220V，电功率在安全用电规定的22~50W范围内，其内部发热部分由两根阻值均为2200的电热丝、组成。该电烙铁可通过调温开关切换不同的模式。如图所示的是小明利用所学知识设计的两种电路，通过分析可知，符合要求的是电路 （选填“甲”或“乙”）。 【答案】甲 【解析】电功率在之间，则电路总电阻的范围为，即，而电路乙的最小电阻为（同时闭合、时），最大电阻为（只闭合时），不符合要求。 10．在测额定电压为的小灯泡（电阻大约为左右）的额定功率的实验时，小明连接了如图甲所示的电路，其中电源电压为。 (1)请将实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变亮）； (2)在连接电路时，开关应 。有、和三个滑动变阻器可供选择，则应该将滑动变阻器 （选填“A”“B”或“C”）接入电路，才能保证实验顺利进行； (3)小明合理连接好电路，闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡都不亮，小明分析后确定是小灯泡的故障。若电流表没有示数，电压表有示数，可以判断故障为小灯泡 ； (4)在某次实验时，电压表出现了故障不能使用，小明向老师借了一个定值电阻（阻值已知），设计了如图乙所示的电路，继续测量额定电压为的小灯泡的额定功率。 ①测量时，应闭合开关S和 ，调节滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为 时，小灯泡正常发光； ②断开所有开关后，再将开关S和 闭合，读出电流表的示数为I； ③算出小灯泡的额定功率 （用I、和表示）。 【答案】(1) (2)断开 B (3)断路 (4) 【解析】（1）滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变亮，则滑动变阻器与小灯泡相互影响，二者串联，且滑动变阻器的滑片向左移动时通过灯泡的电流变大，则此时滑动变阻器接入电路中电阻变小，则滑动变阻器的A接线柱接入电路中；电压表测量灯泡的电压，灯泡的额定电压为3.8V，则电压表的量程选用0~15V，如图所示： （2）[1]在连接电路时，为了保护电路，开关应断开。 [2]灯泡正常发光时，滑动变阻器的电压为 电路电流约为 由欧姆定律得，此时滑动变阻器接入电路中的电阻为 分析三个滑动变阻器规格，应该将滑动变阻器B接入电路，才能保证实验顺利进行。 （3）闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡都不亮，小明分析后确定是小灯泡的故障。若电流表没有示数，电压表有示数，说明电路出现断路现象，且电压表与电源相连接，则故障原因可能是小灯泡断路。 （4）[1][2]测量时，应闭合开关S和S1，灯泡与定值电阻并联后，再与滑动变阻器串联，电流表测量定值电阻的电流。并联电路各支路两端电压相等，调节滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为 时，小灯泡正常发光。 [3]断开所有开关后，再将开关S和S2闭合，电路连接方式不变，电流表测量干路电流，测试灯泡仍正常发光，读出电流表的示数为I。 [4]由并联电路电流特点，可得小灯泡的额定电流为 则小灯泡的额定功率 11．小卓在“测小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压2.5V（灯丝电阻约为6），滑动变阻器规格R标有“50；0.5A”字样。 (1)小卓的电路存在连接错误，只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上打“×”，并用笔代替导线画出正确的接法； (2)排除故障后，闭合开关移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）端移动； (3)通过小灯泡的电流与两端电压变化的关系如图丙所示，小卓还想用本实验器材探究电流和电压的关系，聪明的小越认为不可行，请你帮小越说明理由： 。 【答案】(1) (2)B (3)小灯泡的电阻随温度的升高而增大 【解析】（1）该实验中，电流表应串联在电路中，电压表测量小灯泡两端的电压，应并联在小灯泡的两端，通过两电表的电流应从正接线柱流入、负接线柱流出，故找出错误导线并画出正确接法如下图所示： （2）由图可知，电压表接小量程，分度值为0.1V，其示数为1.2V，为了测量小灯泡的额定功率，小灯泡两端的电压需要增大到2.5V，根据可知，需要增大电路的电流，则应减小滑动变阻器接入电路中的电阻，即滑动变阻器的滑片应向B端移动。 （3）探究电流和电压的关系，根据控制变量法，需要控制导体的电阻不变，而本实验器材中的小灯泡的电阻随温度的升高而增大，故本实验器材探究电流和电压的关系是不可行的。 12．某物理兴趣小组的同学们用图甲电路测量小灯泡的电功率，电源电压恒为，小灯泡上标有“”字样，老师告诉同学们该小灯泡的额定电压小于。 (1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 (2)电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电压表、电流表都有很小的示数，接下来应进行的操作是（　　）（填字母）。 A．更换小灯泡 B．检查电路是否断路 C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 (3)移动滑片，记录多组数据，绘制成图像（如图乙）。根据图乙所给信息，计算出小灯泡的额定功率是 W。 (4)另一小组分到的小灯泡只能看清标注的电压值（设额定电压为），而电流表又坏了，小明认为不用电流表，同样能测量出小灯泡的额定功率，他设计了图丙所示的电路测小灯泡的额定功率。（两个滑动变阻器的最大阻值分别为，且最大阻值及电源电压均符合实验要求）请你帮他补全实验步骤。 ①将滑动变阻器 调到最大阻值且保持不变，闭合开关S，将拨向触点 ，调节另一个滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为； ②再将开关拨向另一触点，读出电压表的示数为U，则小灯泡的额定功率的表达式为 。 【答案】(1) (2)C (3)0.5 (4) 2 【解析】【小题1】小灯泡的额定电压小于，故电压表选用小的测量范围并联在小灯泡两端，电路图如下所示： 【小题2】ABC.电路连接正确后，闭合开关，发现电压表、电流表都有很小的示数，说明电路是通路，且小灯泡没有短路，小灯泡不亮，说明小灯泡的实际功率太小，因此接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，故A、B不符合题意，C符合题意。 故选C。 【小题3】由图乙可知，当通过小灯泡的电流为时，小灯泡的额定电压为，则小灯泡的额定功率为：； 【小题4】[1][2][3]实验步骤：①将滑动变阻器调到最大阻值且保持不变，闭合开关S，将拨向触点2，调节另一个滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为；②再将开关拨向另一触点，读出电压表示数为U，在步骤①中串联，电压表测量两端的电压，调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为，此时小灯泡正常发光；在步骤②中，将拨向触点1，依旧串联，此时电压表测量两端的总电压U，则电路中电流，小灯泡的实际功率。 13．小明利用如图所示的装置“探究电热与什么因素有关”，已知四个透明容器内密封着等量的空气。 (1)实验中通过观察 的大小来比较透明容器中的电阻丝产生热量的多少； (2)如图甲所示装置是用来探究电流通过导体产生的热量与 的关系的； (3)在如图乙所示装置中，通电一段时间后，两U形管中液面高度差如图所示，电阻丝、中产生热量较多的是 。 【答案】(1)U形管两侧液面高度差 (2)电阻 (3)R1 【解析】（1）四个透明容器内密封等量空气，电阻发热会使空气受热膨胀，引起U形管两侧液面高度差变化，电阻产生的热量越多，U形管两侧液面高度差越大，因此可以通过观察U形管两侧液面高度差来比较电阻产生热量的多少。 （2）如甲图所示，左右两个容器中电阻串联，通过它们的电流相同、通电时间相同，它们的电阻不相同，根据控制变量法可知，探究的是“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。 （3）如图乙所示，与电阻丝所在的容器相通的U形管两侧液面高度差更大，所以电阻丝产生的热量更多。 14．如图所示，甲、乙两透明密闭容器中都有一段电阻丝，内有质量相等的空气，U形管中液面高度的变化可以反映密闭容器中空气温度的变化。 (1)此实验是为了研究电流产生的热量与 的关系，乙装置并联一段电阻丝的目的是 ；将此装置接到电源两端，通电一段时间，电流在 容器中产生的热量多。 (2)如图B是小明家的一个电饭锅插座，他发现插头松动后，在使用电饭锅时插头发热，并且将插座烧成如图所示的样子。这是因为插头松动后，插头与插孔处的接触电阻变 使得在相同的时间内产生的热量增多，烧坏插座。 【答案】(1)电流 控制通过电阻丝的电流不同 甲 (2)大 【解析】（1）[1][2]由图示实验可知，两电阻丝的阻值相同，乙容器中的电阻与外部的电阻并联，再与甲容器的电阻串联，根据串并联电流规律可知，甲容器中电阻丝的电流等于乙容器中电阻丝的电流和外部电阻的电流之和，则通过甲容器中电阻的电流大于乙容器中电阻的电流，而电阻相同、通电时间相等，故此装置可以探究：电流产生的热量与电流的关系。 [3]由于甲容器中电阻的电流较大，故将此装置接到电源两端，通电一段时间，根据焦耳定律可知，电流在甲容器中产生的热量较多。 （2）插头松动后，插头与电饭锅插孔的接触面积减小；由于导体在材料、长度一定的情况下，横截面积越小，电阻越大，故插头与电饭锅插孔的电阻变大；由焦耳定律可知，电流与时间相同时，电阻越大，导体电阻产生的热量越多。 15．如图甲是冬季常用的一种暖手宝，它的主要结构是一段电阻丝，做好防水处理后放入水袋中，通电一段时间后，水袋就可以较长时间保持温暖。通电加热时，暖手宝很快就会发热，但连接暖手宝的导线却不热，这是为什么呢？小宁想利用所学的物理知识进行“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验。 实验思路： (1)电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中通过观察 来显示容器内空气温度的变化。 实验过程： (2)图乙中，两个密闭容器中装有质量相等的空气，并各放置一根阻值不同的电阻丝，此装置可研究电流产生的热量与 的关系。 (3)图丙中，两个密闭容器中的电阻丝阻值相等，在其中一容器外部并联一个阻值相同的电阻，若图丙中两U形管内液面高度差相同，则发生的故障可能是 。 实验结论： (4)图丙排除故障后，通电相同时间，发现U形管内左侧液面上升较高，可以初步得出结论： 。 拓展及应用： (5)图 （选填“乙”或“丙”）装置的实验结论，可以解释“暖手宝很快就会发热，但连接暖手宝的导线却不热”。 【答案】(1)U形管中液面的高度差 (2)电阻 (3)R5断路 (4)在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流产生的热量越多 (5)乙 【解析】（1）电流产生的热量使容器内空气升温，气体膨胀，U形管液面高度差发生变化，根据U形管液面高度差的变化可反映温度变化，用到了转换法。 （2）图乙中两电阻串联，电流、通电时间相同，电阻不同，研究热量与电阻的关系。 （3）正常情况下，图丙中右侧容器外并联电阻后，右侧电阻的电流是左侧的一半；若液面高度差相同，说明两侧电阻电流相同，故障为右侧容器内的电阻丝断路，即R5断路。 （4）图丙中通过左侧电阻的电流大于右侧，左侧液面上升更高，说明电流越大，电流产生的热量越多。 （5）暖手宝电阻（大）与导线电阻（小）串联（电流、时间相同），电阻大的暖手宝发热多，对应图乙“电流、时间相同时，电阻越大，热量越多”的结论。 16．（2025·内蒙古赤峰·二模）物理学家焦耳最先通过实验确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，他的名字被命名为功和能量的单位。小明在学习相关知识后，想自己动手探究“电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”，于是设计了如图甲所示的电路进行实验。 (1)请根据电路图，用笔画线代替导线将图乙中的器材连接成完整电路。 (2)小明采用了两个完全相同的烧瓶，烧瓶中分别装有质量、初温相等的煤油，且电阻丝阻值R1<R2，小明连接好电路后闭合开关一段时间，记录两个温度计的示数，他设计该实验的目的是探究电流通过导体产生的热量与 的关系。 (3)闭合开关，经过一定的时间后，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了Δt1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了Δt2，则Δt1 Δt2（选填“大于”或“等于”或“小于”）。 (4)小明同学在完成上面的实验后，还想用此装置继续探究电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系，请你帮他设计一个实验方案： 。 【答案】(1) (2)电阻 (3)小于 (4)见解析 【解析】（1）由电路图可知，电源、开关、电流表、电阻R1、R2和滑动变阻器串联，滑动变阻器右下接线柱接入电路，因此连接实物图如图所示： （2）由图可知，R1、R2两电阻串联，根据串联电路电流的特点可知，通过R1、R2的电流相同，闭合开关一段时间，通电时间相同，且电阻丝阻值R1<R2，根据控制变量法可知，该实验的目的是探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。 （3）根据Q=I2Rt可知，在电流和通电时间相等时，电流通过导体产生的热量与电阻成正比，因为R1<R2，所以Q1<Q2；根据Q=cmΔt可知，在煤油的比热容和质量相等时，温度变化量与吸收的热量成正比，所以Δt1<Δt2。 （4）要想探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系，应控制电阻和通电时间一定，只改变电流，因此可以闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电流，保证通电时间相同，比较每一次实验中R1所在烧瓶中煤油的温度计示数的变化情况，便能探究电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系。 17．（2025·湖北·二模）图甲为小明家洗碗机的等效加热电路图，R为发热电阻，图丙为该洗碗机某次正常工作时的图象，工作程序为：其给水箱注水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50℃即停止加热，洗涤程序启动，水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤过程结束，排水系统启动，将水箱中全部的水排出，清洗完成后，暖风烘干机自动开启将餐具烘干[]。求： (1)该洗碗机正常洗一次碗，给水箱加热过程中消耗的电能； (2)不计水的电阻，发热电阻R的阻值； (3)清洗结束后，暖风烘干机工作2min，会使如图乙所示的电能表指示灯闪烁多少次？ 【答案】(1) (2)48.4Ω (3)18次 【解析】（1）由图丙可知，加热功率，加热时间 消耗的电能： （2）不计水的电阻，加热时只有工作，由 得： （3）由图丙可知，暖风干机功率，工作时间 消耗的电能： 由图乙可知，电能表参数为（每消耗电能，指示灯闪烁3000次），则闪烁次数： 18．（2025·新疆·模拟预测）在如图所示的电路中，电源电压为6V且保持不变。电阻的阻值为。闭合开关S，电流表的示数是0.8A。求： (1)通过电阻的电流； (2)电阻的阻值； (3)通电1min电流对电阻做的功。 【答案】(1)0.2A (2) (3)216J 【解析】（1）由电路图可知，两电阻并联，电流表测量干路总电流。根据并联电路的电压特点，各支路两端的电压相等且等于电源电压。根据欧姆定律可知，通过电阻R1的电流 （2）根据并联电路的电流特点，干路电流等于各支路电流之和。通过R2的电流为I2=I-I1=0.8A-0.2A= 0.6A 根据欧姆定律可知，电阻R2的阻值为 （3）通电时间t=1min=60s 通电1min电流对电阻做的功W=UI2t=6V×0.6A×60s=216J 19．（2025·新疆·模拟预测）如图所示的电路中，电源电压恒定，，。闭合开关S，电流表的示数为0.6A。求： (1)电源电压； (2)电流表A的示数； (3)通电100s，整个电路消耗的电能。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）R1、R2并联，电流表A测量干路电流，电流表A1测量R1电流。由并联电路电压特点得，电源电压 （2）R2电流为 所以电流表A的示数 （3）通电100s，电路消耗的总电能 20．（2025·山东济南·三模）如图甲所示是一款多功能双层煮蛋器，其工作原理图如图乙所示。煮蛋器的额定电压为220V，R1、R2均为电阻丝（阻值不变），智能开关S1可自动切换加热挡、保温挡。图丙为该煮蛋器在正常工作17.5min时间内功率的变化情况。请解答： (1)若煮蛋器正常工作17.5min，加热状态消耗的电能？ (2)正常加热状态下，此时电路中的电流为多大？ (3)保温状态，R2两端电压为多大？ 【答案】(1)3.3×105J (2)5A (3)212V 【解析】（1）根据图丙可知，加热状态持续 5 min、功率为 1100 W。则消耗的电能 （2）在正常加热状态下，电压U= 220 V，功率，则电路中电流为 （3）由图丙可知，保温状态功率，又由图乙，当开关S，S1闭合时，电路中只有R1工作，当开关S闭合，S1断开时，电阻R1与R2串联，根据串联电路电阻规律只串联时总电阻为，在由，可知，在电压一定时，电阻越大，功率越小，即只有R1工作时是加热挡，两电阻串联时是保温挡；电阻R1的电阻为 保温时总电阻为 故 此时电路中电流 由欧姆定律可得 21．为应对在寒冷的夜晚学习，小超自制了一款集加热与调光一体的台灯如图所示。已知电源电压为3V且保持不变，R1、R2均为发热电阻，其中R1阻值为30Ω且保持不变，R2上标有“20Ω，1A”，灯泡L标有“2.5V，0.5W”字样，不考虑灯丝电阻变化，电流表量程为0～0.6A．求： (1)灯泡L正常发光时的电阻RL； (2)在保证电路安全的情况下，通过控制开关的断开闭合和调节R2，R2的最大发热功率； (3)电源电压降为2.6V后，在保证电路安全的情况下，通过控制开关的断开闭合和调节R2，灯L的最小实际电功率。 【答案】(1)12.5Ω (2)1.8W (3)0.08W 【解析】（1）由可得，灯泡L正常发光时的电阻为 （2）S1、S3都闭合，S2断开时，电路是关于R2的简单电路，电流表测量电路中的电流，由电流表的量程0～0.6A和变阻器的参数“20Ω，1A”，根据串联电路电流规律可得，电路中的最大电流，根据可得，变阻器R2的最大发热功率 （3）闭合S1，断开S2、S3，灯泡L与滑动变阻器R2串联，变阻器接入电阻最大时，电路的总电阻最大 电源电压降为2.6V后，此时电路中的电流最小 由可得，灯泡消耗的最小功率 22．如图所示电路中，电源电压恒定不变，灯泡标有“8V；0.4A”，且灯丝电阻保持不变，电流表所选量程为0~3A，滑动变阻器Rp允许通过的最大电流为0.7A，R1为定值电阻。则： (1)灯泡的电阻为多少Ω？ (2)若小灯泡正常发光10s，该段时间内小灯泡消耗的电能为多少J？ (3)若闭合开关S、S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片P从最右端移到中点时，小灯泡恰好正常发光，该过程中，电流表示数变化了0.1A，R1的功率变化了0.7W。在电路安全的情况下，通过控制开关的通断和移动滑片，可使得电路中的总功率达到最大和最小，求电路中的总功率最大值和最小值。 【答案】(1)20 Ω (2) 32 J (3)45W、5.4W 【解析】（1）根据欧姆定律可知灯泡电阻 （2）小灯泡正常发光时的功率P=ULIL=8 V × 0.4 A=3.2 W 若小灯泡正常发光10s，该段时间内小灯泡消耗的电能W=P t=3.2 W × 10 s＝32 J （3）若闭合开关S、S3，断开开关S1、S2，灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压。滑动变阻器滑片P从最右端移到中点时，总电阻变小，根据欧姆定律可知电路电流变大，小灯泡恰好正常发光，此时电路电流为0.4A，根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压 R1的功率 则滑片在最右端时，电路电流I=0.4A-0.1A=0.3A 根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压 R1的功率 R1的功率变化了0.7W，则-=0.7W 联立以上各式可知电源电压U=18V，滑动变阻器的最大阻值RP=30Ω，R1=10Ω。 当开关S3闭合，S1、S2断开，灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，总电阻最大，电路的总功率最小，为 当开关S3断开，S1、S2闭合，定值电阻和滑动变阻器并联，根据欧姆定律可知通过定值电阻的电流 滑动变阻器允许通过的最大电流为0.7A，干路最大电流 电路的总功率最大值为 电路中的总功率最大值和最小值分别为45W、5.4W。 23．如图所示，电源电压U保持不变。当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，电流表A1的示数，两电流表的差值为3A，电路的总功率为；当只闭合开关S2，滑动变阻器的滑片在最右端时，电流表A2的示数为，再将滑片滑至最左端，有一只电表的示数变为原来的，当开关S1和S3闭合､S2断开，滑动变阻器的滑片从最右端滑至中点时，的电功率变化了1.92W。已知｡ (1)当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，流过的电流； (2)的最大值与的比值； (3)电源电压U和的值。 【答案】(1) (2)2∶1 (3)9V， 【解析】（1）当所有开关都闭合，滑动变阻器滑片在最左端时，电路为R2和R3的并联电路，R1被短路。电流表A1测R2和R3的总电流，电流表A2测R2的电流。已知两电流表差值为3A，因为电流表A1示数，，所以解得I3=3A，即R3流过的电流为3A。 （2）只闭合开关S2时，R1与R2串联。电压表V1测R2两端电压，电压表V2测R2和R1左端部分电阻两端电压。当滑片从最右端滑至最左端时，电流表A2示数不变，V1示数不变，V2示数变小，V2示数变为原来的（V2此时也测的是R2的电压），所以。根据欧姆定律变形可得， 解得。 （3）设电源电压为U，由第1问已知I3=3A，当所有开关都闭合，滑动变阻器滑片在最左端时，……① 当只闭合开关S2，滑动变阻器的滑片在最右端时，R1与R2串联，又因为，所以……② 已知，联合①②解得……③ 已求得……④ 联合③④解得，结合第2小问可得，当开关S1和S3闭合､S2断开，滑动变阻器的滑片处于最右端时，通过电路的电流 当滑动变阻器的滑片移到中点时，通过电路的电流 由题意可知R3的电功率差值 已求出，将数据代入上面的式子，解得R3=3Ω，可求出电源电压 根据已求出的电阻之间的关系可算出R1和R2的阻值， 根据电功率公式算出 24．（2025·河北邢台·三模）如图甲所示，电源电压为18V，电压表量程0~15V，电流表量程0~3A，的图像如图乙所示，滑动变阻器标有“25Ω  2A”。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P到某位置时，电流表的示数为1A。 (1)求的阻值。 (2)求此时滑动变阻器的电功率。 (3)在电路中M点再串联接入一个定值电阻，电流表更换为0~0.6A量程，移动滑动变阻器的滑片P，在保证电路安全的情况下，电压表示数的最大值与最小值之比为，求定值电阻的阻值。 （解答时，要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等，只写最后结果不得分） 【答案】(1) (2) (3)见解析 【解析】（1）由图像可知，两个电阻串联，电路中电流时，两端电压 由得的阻值 （2）电源电压为18V，则滑动变阻器两端电压 则的电功率 （3）滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，电流表量程，故电路最大电流为0.6A，电路中最小电阻 的最小阻值 的最小电压 ①的最大电压可能为15V；未接入电路时，因为 所以 解得滑动变阻器两端的最大电压 故串联接入后电压表示数不能达到15V，（未接入电路时， 滑动变阻器接入电路的电阻 故串联接入后，电压表示数不能达到15V）。 ②滑动变阻器连入电路的阻值最大时，电压表示数最大，电路中电流 的最大电压 电压表示数的最大值与最小值之比为，即 解得或（舍） 故的阻值为。 25．（2025·湖南长沙·三模）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，电流表、电压表量程分别为0~0.6A、0~15V，定值电阻R1=24Ω，灯泡L的规格为“6V  3W”（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当闭合开关S1、S4，滑片P从a端滑到中点时小灯泡恰好正常发光，电压表与电流表的U-I图像如图乙所示。 (1)求小灯泡的电阻； (2)闭合，断开时，求电路的最小功率； (3)闭合，断开时，将电源换成一个电压可调的电源，在保证电路安全的情况下，要求电表示数不低于量程的五分之二，通过分析计算判断：只保留哪一只电表使得电源电压变化范围最大，并求出电源电压的最大变化范围。 【答案】(1)12Ω (2)4.5W (3)保留电流表时，电源电压变化的范围最大，最大变化范围为2.88~30V 【解析】（1）小灯泡的电阻 （2）闭合开关S1、S4时，小灯泡和滑动变阻器串联，电压表与滑动变阻器并联，测量滑动变阻器两端的电压。 当小灯泡正常发光时，通过小灯泡的电流 则通过滑动变阻器的电流 由图乙可知，此时滑动变阻器两端的电压 滑动变阻器接入电路中的电阻 滑动变阻器的最大电阻为 电源电压 当闭合S2、S3，断开S1、S4时，滑动变阻器与定值电阻R1串联，根据可知，在电源电压不变的情况下，总电阻R越大，电路消耗的电功率最小 此时电路中最大总电阻 电路中消耗的最小电功率 （3）闭合开关S1、S4，断开S2、S3时，小灯泡和滑动变阻器串联，为了保证电路安全，则电路中的电流不能超过小灯泡的额定电流，即I≤IL=0.5A 当保留电流表时： 电路中接入电路的最大电阻 电路中接入电路的最小电阻 由题意得，电路中电流应满足，故电路中电流范围是 根据欧姆定律可知，当电路中电流越大，电阻越大时，电路中总电压就越大；电流越小，电阻越小时，电路中总电压就越小，故： 电路中最大电压 电路中最小电压 故保留电流表时，电源电压的变化范围为2.88~30V。即变化范围为 当保留电压表时： 电压表测量滑动变阻器两端电压，为了保证电路安全，滑动变阻器两端的最大电压 小灯泡两端的最大电压为 电路中最大电压为 故保留电压表时，电源电压的变化范围不超过21V，故保留电流表时，电源电压变化的范围最大，最大变化范围为2.88~30V。 26．如图所示，电源电压和小灯泡的灯丝电阻均保持不变。小灯泡L标有“”字样，为的定值电阻，滑动变阻器R的铭牌上标有“■”字样（电阻值已模糊不清）．闭合所有开关，小灯泡正常发光，滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器的电功率为． (1)求滑动变阻器R的铭牌上标注的电阻值； (2)当开关闭合，断开时，求小灯泡的实际功率。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）当所有开关S₁、S₂、S₃、S₄均闭合时，电阻R₀被短路，小灯泡L与滑动变阻器R并联。因为小灯泡L正常发光，所以电源电压U等于小灯泡的额定电压。此时滑动变阻器的滑片在最右端，其接入电路的电阻为最大值Rmax。根据电功率公式，可得滑动变阻器的最大电阻值：，所以，滑动变阻器R的铭牌上标注的电阻值为50Ω。 （2）首先，根据小灯泡的铭牌计算其电阻。由 可得：，当开关S₁、S₃闭合，S₂、S₄断开时，小灯泡L与定值电阻R₀串联。电路的总电阻，电路中的电流，小灯泡的实际功率。 27．（2025·辽宁抚顺·模拟预测）如图甲所示是办公时候用的电热桌垫，小丽想知道它的工作原理，查看说明书后发现：该电热桌垫的材质为亲肤硅胶，质量为165 g，工作电路如图乙所示，12V电源供电，发热部分由R₁、R₂两根电热丝组成，R1、R2的阻值分别为6Ω、4Ω，设计高、低温两挡，旋钮开关S可置于“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。  （不考虑温度的变化对电阻的影响）。求： (1)低温挡加热时的电路电流大小； (2)高温挡加热时，整个电路在1 min内产生的热量； (3)高温挡加热时，若不计热量损失，求桌垫的温度升高20℃所用的时间。  [硅胶的比热容为 ] 【答案】(1)2 A (2)3.6×103J (3)110s 【解析】（1）旋钮开关S置于“1和2”时两电阻均没有接入，为关闭状态；旋钮开关S置于“2和3”时只有R1接入电路；旋钮开关S置于“3和4”时两电阻并联，故旋钮开关S置于“2和3”时电阻较大，由可知此时功率较小，为低温挡，由欧姆定律 可得电路电流为 （2）旋钮开关S置于“3和4”时两电阻并联，为高温挡，由欧姆电路可得，通过电阻R2的电流为 由并联电路电流规律可得总电流 由可得，整个电路在1 min内产生的热量 （3）高温挡时，若不计热量损失，升温所需热量 不计热量损失有 由可得所用时间 28．（2025·山西晋中·二模）图甲所示的电热饮水机有加热和保温两个挡位，其内部有两个发热电阻和（、），饮水机的部分参数如表所示。[水的比热容为]求解下列问题： 容量 额定电压 220 加热挡功率 1100 (1)请你在图乙虚线框内画出电热饮水机的内部电路图； (2)该电热饮水机处于保温挡时，通过电路的电流是多少？ (3)用该电热饮水机的加热挡正常加热一段时间，可将质量为1kg、初温为的水加热到沸腾（标准大气压），消耗的电能为，电热饮水机的加热效率是多少？ 【答案】(1) (2)1A (3) 【解析】（1）由表格数据可知，电热饮水机加热挡功率 由可知，加热挡工作时电路中的电阻 所以，电热饮水机加热挡工作时，只有工作，由可知，保温挡工作时电路的总电阻要大于，根据串联的电路特点可知，电热饮水机保温挡工作时，、串联，电路图如图所示： （2）根据串联电路的电阻特点可知，电热饮水机保温挡工作时电路的总电阻 该电热饮水机处于保温挡时，通过电路的电流 （3）一个标准大气压下，水的沸点是，水吸收的热量 电热饮水机的加热效率 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十八章 电功率 章末复习 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 4 【知识梳理】 5 一、电能 电功（W） 5 二、电功率（P） 6 三、焦耳定律 8 【重、难点突破】 8 一、电功和电能 8 二、分析动态电路 11 三、实验探究 13 四、综合应用 18 【巩固训练】 24 【学习目标】 （一）学习目标 核心素养 具体目标内容 物理观念：建立“电功率反映电能消耗快慢”的定量认知，形成“概念—公式—应用”的完整知识框架； 科学思维：通过对比“额定与实际”“电功与电功率”，培养分类辨析、逻辑推理能力。 1.复述电功率的定义、物理意义，明确其与电功的区别； 2.熟记电功率的国际单位（W）、常用单位（kW）及换算关系（1kW=10³W）； 3.准确表述额定功率、实际功率的概念，说明二者的联系与区别； 4. 掌握电功率的定义式P=W/t；计算式P=UI及纯电阻电路变形式P=I²R、P=U²/R，明确各公式适用场景； 5. 阐述串、并联电路中电功率的规律：串联时P与R成正比，并联时P与R成反比。 科学探究：通过回顾“伏安法测电功率”实验，深化实验原理、操作及数据处理能力； 应用能力：将电功率公式转化为解决实际问题的工具，实现“公式—计算—解释现象”的贯通。 1. 复述伏安法测小灯泡电功率的实验原理、实验器材及电路连接要点；能分析实验中“灯泡不亮、电表无示数”等常见故障原因；能根据实验数据绘制I-U图像，判断灯泡实际功率变化； 2. 运用P=W/t结合电能表数据计算用电器功率；运用P=UI、P=I²R、P=U²/R解决串并联电路的功率计算；结合额定电压、额定功率计算用电器电阻，进而分析实际电压下的实际功率； 3.说明“灯泡越亮，实际功率越大”的原因；解释“额定电压220V的用电器接在110V电路中功率变小”的原理；结合生活实例说明电功率与能耗的关系。 科学态度与责任：通过分析实际功率与安全用电的关系，树立“规范用电、节约能源”的意识； STSE观念：建立“电功率技术—生活应用—能源利用”的关联认知，认识科学技术对节能减排的推动作用。 1. 结合“实际功率超过额定功率易引发火灾”，明确“不随意改造用电器、不超负载用电”的安全原则；能根据用电器额定功率判断插座、导线的匹配性； 2. 通过对比不同功率用电器的能耗，树立“优先选择低功率节能电器”的理念；结合P=W/t，说明“缩短用电时间、降低实际功率”的节能方法； 3.在实验数据处理中养成“尊重事实、不篡改数据”的习惯；在公式应用中体会“单位统一、场景对应”的严谨性。 （二）重点难点 1.重点 （1）能快速区分“电功率（快慢）”与“电功（多少）”，准确判断额定功率与实际功率的对应场景； （2）能根据电路类型（串/并）、已知条件（U/I/R/W/t）灵活选择P=W/t、P=UI、P=I²R、P=U²/R进行计算，确保单位统一（W-J-s或kW-kW·h-h）； （3）掌握伏安法测功率的“多次测量目的”（探究不同电压下的实际功率，而非求平均值）及电路连接规范； （4）能运用串并联电路功率规律，定性比较用电器功率大小（如串联大电阻功率大，并联小电阻功率大）。 2.难点 （1）能结合“U实变化→I实变化→P实变化”的逻辑，分析滑动变阻器移动、电源电压变化时灯泡实际功率的变化（如滑片右移，串联灯泡变暗的原因）； （2）能解决“已知额定功率求电阻→结合电路特点求电流→计算实际功率/总功率”的递进式问题； （3）能通过“电表指针偏转情况”“灯泡发光状态”定位故障（如电流表无示数、电压表有示数，故障为灯泡断路）； （4）能结合P=W/t，解释“相同时间内大功率用电器耗电更多”的本质，建立“功率—能耗—电费”的量化认知。 【思维导图】 【知识梳理】 一、电能 电功（W） 1．电能的产生：其他形式的能转化为 的过程。 2.电能的单位：国际单位制——焦耳（J） 常用单位——千瓦时（kW．h），又叫度。 1度＝1 kW．h 1 kW．h＝ J 3．电能表——测量用电器在一段时间内 。 （1）参数意义： “220 V”表示 ； “10（20 A）”表示这个电能表的 为10A， 为20 A； “50 Hz”表示 ； “3000 revs/kW·h”表示 。 （2）表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦时，计数器的最后一位是 。用 ，就表示这段时间内用电的度数。 如：某用电器单独工作电能表（2500 revs/kW·h）在10min内转50转，则10min内用电器消耗的电能是 kW·h，合 J。 4．电功： 转化为 的过程，有多少电能发生转化就说电流做了多少功，即电功是多少。 5.电功定义式： 推导公式： ；只适用于纯电阻电路的推导式 ， 。 二、电功率（P） 1.意义：表示电流做功的 。 2．电功率单位：国际单位—— ， 其他单位—— 、 1kW＝ W 1W＝ mW 3．定义式： 推导公式： ； （纯电阻电路） 、 4.串、并联电路常用比例关系式： （1）串联电路： （电流）、 （电压）、 （功率）（比较各用电器功率常用P＝ I2R） （2）并联电路： （电压） （电流）、 （功率）（比较各用电器功率常用） 5．额定电压（U额）：用电器 时的电压叫额定电压。额定功率（P额）：用电器 叫额定功率。 6.用电器实际工作时的三种情况： （1）U实＜U额 ，P实 P额——用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光较暗）； （2）U实＞U额 ，P实 P额——用电器不能正常工作，有可能烧坏（如果是灯泡，则表现为灯光极亮或迅速烧断灯丝）； （3）U实＝U额 ， P实 P额——用电器正常工作。我们使用各种用电器一定要注意它的额定电压，只有在额定电压下用电器才能正常工作。 7．由灯泡上标有“PZ220-40”字样可以获取信息： （1）灯泡额定电压 ； （2）灯泡额定功率 ；正常工作时的电流 ； （3）灯泡正常工作时的电阻 或 。 （4）若接入110V的电路中，该灯实际功率为 。 8、伏安法测灯泡的额定功率： （1） 原理： （2） 电路图： （3） 选择和连接实物时须注意： 电源——其电压要 灯泡的额定电压。 滑动变阻器——（变阻、最大位置）根据 选择滑动变阻器。 电压表——（并联、“+” “－”接线柱）根据 选择电压表量程。 电流表——（串联、“+” “－”接线柱）根据 或 选择电流表量程。 9．灯泡的亮度是由 决定的，与 和额定功率无关。 10．额定电压相同的灯泡，额定功率越大的灯丝越 ，电阻越 。 11．亮度与小灯泡亮度相当的发光二极管，小灯泡灯丝发热消耗大量电能，发光二极管发热少，电功率较 。 12. 测量家用电器的电功率——器材：电能表、秒表 （1） 原理： （2）方法一：关闭家庭电路中所有用电器，记下电能表示数W1，再让待测用电器工作一段时间t，记下电能表示数W2，则用电器在这段时间内消耗的电能 。则该用电器的实际功率为： 。 （3）方法二：关闭家庭电路中其他用电器，只让待测用电器工作，记录t时间内电能表的铝盘转过的转数n，电能表参数N（＝3000revs/kW﹒h），则该用电器的实际功率为： （单位：n——revs，N——revs/kW﹒h，t——h，P——kW） 三、焦耳定律 1．电流通过导体时电能转化为 ，这个现象叫做电流的热效应。 2．探究电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关 （1）原理：透明容器中封闭等量空气，根据U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化（也可以通过其他途径），从而判断电流通过电阻丝产生电热的多少，这种方法叫 。 （2）实验方法： 。 （3）实验电路设计及现象分析。 ① 在电流相同，通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越 ； ② 在电阻相同，通电时间相同的情况下，通过电流大时，产生的热量越 。 3．焦耳定律： （1）内容： 。 （2）电热定义式： 4．纯电阻电路，电能全部转化为内能（Q＝W），除了用Q＝I2Rt计算电热外，下列公式Q＝W ＝UIt ＝ ＝Pt都可计算电热(也是消耗的电能）；非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。 5．利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。 【重、难点突破】 一、电功和电能 电能的获取与利用是靠能的转化来实现的，中考常以生产生活中相关现象为载体，以填空题和选择题的形式考查使用相关设备过程中能的转化情况，试题难度较小。 【典例1】（2025·重庆·中考真题）如图所示，小欣同学家电能表4月底的示数是 ；若关闭家中其他用电器，只有电热水壶工作，电能表的指示灯闪烁300次时，刚好将水从加热到，则电热水壶的加热效率为 %。 【典例2】（2025·江苏南通·中考真题）小红家新购了一辆电动汽车，下表为汽车的部分参数，其中电池容量指电池存储的最大电能，电池能量密度指电池存储的最大电能与电池的质量之比。 电池类型 电池容量/（kW·h） 电池能量密度/ （W·h·kg⁻¹） 快充电压/V 磷酸铁锂电池 80 160 800 (1)若该车以30m/s的速度做匀速直线运动，受到的阻力为400N，则受到的牵引力为 N，运动5min牵引力做的功为 J。 (2)该车的电池质量为 kg，充电时，它相当于电路中的 。使用快充功能充电0.5h电池存储的电能从电池容量的10%上升至80%，假设充电桩输出的电能全部转化为电池存储的电能，充电电流为 A。 【变式1】（2025·甘肃陇南·一模）图甲是小汇家安装的电能表，该电能表的标定电流为 A。图乙分别是他家上月初和本月初电能表的示数，则他家上月用电 kW•h。 【变式2】电动自行车充电时电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）。电动自行车过长时间充电会让电池发热、鼓胀甚至爆炸。电池发热说明电能转化成了 能。某电动自行车电池规格为“48V  20A·h”，则它存储的电能是 W·h。 【变式3】（2025·新疆乌鲁木齐·二模）如图所示，电阻的阻值为。闭合开关S，电流表的示数为。电流表的示数为。求： (1)电源电压； (2)电阻的阻值； (3)整个电路通电消耗的电能。 二、分析动态电路 中考常以填空题和选择题的形式考查对动态电路的分析，电路中电流表和电压表示数变化、电阻功率的变化是常见的考查点，试题难度较大。 【典例3】（2025·江苏常州·二模）臭氧常用于食品车间进行无人密闭消毒，消毒30分钟后臭氧最终分解为氧气，对食品不会有残留污染，但因其有强氧化作用，消毒时浓度不宜过高。兴趣小组设计了一个简易臭氧检测仪（电压表示数显示臭氧浓度）检测车间消毒时空气中臭氧的浓度，其电路原理如图甲。电源电压恒为3V，定值电阻，臭氧检测传感器Rc阻值与臭氧浓度的关系如图乙。消毒标准如下：为不合格， 为合格，为超标。则下列说法正确的是（   ） A．当臭氧浓度为2.25ppm时，电压表的示数为1V B．某次检测时，电压表示数为2.4V，该次消毒是合格的 C．若更换后，则电压表上1V刻度处对应为臭氧浓度为0的刻度 D．若更换后，则当臭氧浓度为0.75ppm时，R0的电功率是1.5W 【典例4】（2025·黑龙江牡丹江·二模）如图所示，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从B端向A端滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表V1和V2的示数都变大 B．定值电阻R1消耗的电功率变大 C．电压表V1示数与电流表A示数的比值变大 D．电压表V2示数与电流表A示数的比值不变 【变式1】如图甲所示电路，电源电压不变，是滑动变阻器，是定值电阻。当开关S闭合后，逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值，根据电压表与电流表的示数，绘制的图像如图乙所示。下列判断正确的是（    ） A．电源两端电压为 B．电路消耗的电功率的最大值为 C．滑动变阻器接入电路的最大阻值为 D．定值电阻的电阻值为 【变式2】（2025·湖北·模拟预测）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 【变式3】（2025·河北承德·二模）小海设计了电热水器限温电路并接在家庭电路中，如图甲。为具有加热功能的定值电阻，R为热敏电阻，其阻值R随温度t变化的关系如图乙所示，（）为限流开关，其参数如图丙。当水温达到限制温度时，电路中的电流会达到的保护电流，使在6s内自动断开。下列说法正确的是（　　） A．的阻值为 B．消耗的最大电功率为440W C．若用电高峰时家庭电路中的电压降低，则实际的限制温度将升高 D．若将换成阻值为的定值电阻，则限制温度将变为 三、实验探究 1.测量小灯绝的电功率是初中阶段最重要的实验之一，多数地区中考题必考。考查方式一般以综合性实验的形式出现，有时也会与测量电阻的实验通过对比的形式出现。 2.探究电热的影响因素的实验方法是控制变量法和转换法。探究 Q 与R 的关系时，为了控制I、t 一定，常将不同阻值的电热丝串联起来；探究 Q 与I的关系时，为了控制R、 t一定，常用三个阻值相同的电阻进行混联，利用了并联分流的知识。实验中，一般是通过被加热对象温度或体积的变化来判断产生电热的多少。 【典例5】（2025·河南南阳·二模）小明同学利用如图甲所示的电路进行“测量小灯泡电功率”的实验，电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）。 (1)同组的小红发现电路连接有错误，请你在接错的那根导线上打“×”，并另画一根导线，使电路连接正确 。为能顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器，选用 （填字母）。 A．“10Ω 0.5A”的滑动变阻器    B．“20Ω 0.5A”的滑动变阻器 (2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是 。 (3)排除故障，闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）端移动。 (4)通过小灯泡L的电流随它两端电压变化关系如图丙示。分析图像知： ①该小灯泡正常发光时的额定功率为 W。 ②小灯泡灯丝的电阻是变化的，主要是受 变化的影响。 (5)完成上述实验后，小明在缺少电压表的情况下，根据绘制出的小灯泡L的电流与电压关系图像，设计出了一个测未知定值电阻Rx的电路，如图丁所示。请根据电路图，补充写出其中一次测量的实验步骤： ①开关S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器滑片至电流表的示数为0.2A。 ② ，记下电流表的示数I'。 ③表达式：Rx= （用已知量和所测量的字母符号表示）。 【典例6】小明利用如图所示的装置“探究电热与什么因素有关”，已知四个透明容器内密封着等量的空气。 (1)实验中通过观察 的大小来比较透明容器中的电阻丝产生热量的多少。这里运用了 （选填“转换”或“等效替代”）法。 (2)通电后透明容器中空气的内能是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变的；通电后透明容器中电阻丝的内能是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变的。 (3)如图甲所示装置是用来探究电流通过导体产生的热量与 的关系的；通电一段时间，两U形管中液面高度差如图甲所示，可以得出的结论是 。当通过左边电阻丝的电流为1A时，通电5min，右边电阻丝产生的热量为 J，这段时间内左边电阻丝和右边电阻丝产生的热量之比为 。 (4)在如图乙所示装置中，通过电阻丝、的电流 （选填“相等”或“不相等”）。通电一段时间后，两U形管中液面高度差如图乙所示，电阻丝、中产生热量较多的是 。某次实验中通电一段时间后发现，图乙所示装置中两侧U形管内液面高度差始终相等，若电路中只有一处故障，则可能是 。 【拓展设问】 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，设计了如图丙所示的电路。 (5)用笔画线代替导线，将图丙的电路连接完整。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。 (6)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 来比较相同时间内电阻丝通过不同电流时产生热量的多少。 (7)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： 。 (8)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）。 (9)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图丁中 （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图丙烧瓶中的电阻 （选填“串”或“并”）联进行实验。 【变式1】（2025·河南南阳·二模）小刚用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。 (1)图甲是小刚根据设计的电路图连接的实物电路，请在方框内画出该电路图。 (2)闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片应位于最 （选填“左”或“右”）端；闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数，故障的原因可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。 (3)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到2.5V，小灯泡正常发光。如图乙所示，此时电流表的示数为 A，小灯泡的额定功率为 W。 (4)多次实验并将数据和现象记录在表格中。如表所示，小刚设计的表格不足之处是 。 实验次数 小灯泡两端电压U 通过小灯泡的电流I 小灯泡的电功率P 发光情况 1 2 0.26 0.52 较暗 2 2.5 正常发光 3 2.9 0.32 0.93 较亮 (5)将上表数据填完整后进行分析，发现小灯泡的亮度是变化的，小灯泡的亮度是由其 功率决定的。 (6)实验完成后，小刚想测量另一个定值电阻的阻值，检查仪器时发现电流表已经损坏，且通过观察滑动变阻器的铭牌发现其最大阻值为，于是他设计了如图所示电路进行测量。测量过程如下： ①闭合开关，滑片移至端，电压表示数为； ②再将滑片移至端，电压表示数为； ③则 （用、、表示）。 【变式2】【实验名称】测量小灯泡的电功率。 【实验器材】额定电压为2.5V、正常发光时电阻约为10Ω的小灯泡一个，电源（电压恒为4.5V）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个，导线若干。 【实验步骤】 (1)请用笔画线代替导线按照图甲中的电路图将图乙中的电路连接完整，使滑片P向左移动时小灯泡亮度变亮。 (2)莉莉同学连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是（　　） A．电流表断路 B．小灯泡短路 C．小灯泡断路 D．滑动变阻器断路 (3)排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P到图乙所示位置时，电压表的示数如图丙所示，其示数为 V；若她想测量小灯泡的额定功率，应将图乙中的滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。 (4)莉莉同学多次移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丁所示的图像，根据图像信息，可算出小灯泡的额定功率是 W。 【拓展】 (5)进一步分析图丁可知，实验过程中小灯泡的电阻在发生变化，小灯泡电阻发生变化的主要原因是受 的影响。 (6)根据小灯泡的图像和观察到的亮度变化，还可以发现小灯泡的亮度与实际功率有关，实际功率越大，小灯泡越 。 【变式3】（2025·河南南阳·一模）如图甲和乙所示，是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。 (1)在该实验中，通过观察U形管中液面的 来反映电阻丝产生热量的多少，这种研究方法叫 法。 (2)在图甲中，通过两电阻丝的电流 ，该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的 的关系。 (3)在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与 的关系，通电一段时间后， 侧容器 U形管液面高度差较大，这说明 。 (4)英国物理学家焦耳通过大量实验，首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟 成正比，跟导体的电阻正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。 (5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与其相连的导线却不怎么热”，这一现象可用 装置（选“甲”或“乙”）的实验结论解释。 四、综合应用 公式法是解答电功、电功率和电热计算题的基本方法，常用的公式有： 1．电功：W=Pt、W=UIt、、（后两个公式为纯电阻电路适用）。 2．电功率： （1）公式P＝，可推导出公式W＝Pt和t＝，一般适用于结合电功率的计算。 （2）公式P＝UI，可推导出公式U＝和I＝ 。 （3）由P＝UI＝IR·I得公式P＝I2R，可推导出公式R＝和I＝，一般适用于串联电路中P与R的定性判断。:Zxxk.Com] （4）由P＝UI＝U ▪ 得公式P＝，可推导出公式R＝和U＝，一般适用于并联电路中P与R的定性判断。 3．电热： （1）纯电阻电路：，可以用计算电功的公式计算电热； （2）非纯电阻电路：。 【典例7】图甲为某品牌家用空气炸锅，空气炸锅在工作时通过电动机向内部吹风，借助空气的循环达到迅速升温的目的，电动机上标有“220V，22W”字样。空气炸锅内部部分简化电路如图乙所示，其额定电压为220V。发热元件为和两个定值电阻，阻值分别为和。S为定时开关，通过调节开关和（是单刀双掷开关），可实现高温挡，中温挡和低温挡三个挡位的切换。下列说法正确的是（   ） A．设定好时间，开关断开，接a端时为高温挡 B．电动机的电阻是 C．开关闭合，接a端时，电路的总电流是2.1A D．空气炸锅在高温挡正常工作1min时，消耗电能79200J 【典例8】（2025·福建泉州·二模）如图为某款家用扫地机器人，额定工作电压为12V，额定功率为30W，电池容量为2500mAh，净质量为2.8kg，最大集尘质量为0.2kg，吸尘电机的输入功率为20W。吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，该扫地机器人的吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如下表。吸尘电机吸入功率与输入功率之比为吸尘电机的效率。扫地机器人的剩余电量为电池容量的10%时，会自动返回充电。已知集尘盒空置时，扫地机器人运动过程中受到的摩擦力为14N。查资料可知，扫地机器人工作时消耗的电能有20%用于牵引力做功，扫地机器人运动过程中受到的摩擦力与压力成正比。求： 真空度/Pa 400 450 500 550 600 风量/ 0.025 0.02 0.017 0.015 0.013 吸入功率/W 10 9 8.5 8.25 7.8 (1)当风量为0.02m3/s时，吸尘电机的效率。 (2)该扫地机器人充满电后，电池所储存的电能。 (3)该扫地机器人充满电后至下一次自动充电前，能够连续正常工作的最长时间。 (4)集尘盒达到最大集尘量时，扫地机器人匀速运动的速度。 【变式1】（2025·山东德州·二模）如图是某款可用电流表显示拉力大小的测力计原理图，电流表量程为，，的最大阻值为，且的长度，其阻值与长度成正比。滑片上端固定在拉杆的点，当弹簧处于原长时，滑片位于端（最右端），此时电流表的示数为。电源电压保持恒定，与接触良好且不计摩擦，弹簧的电阻忽略不计，发生弹性形变时，弹簧的伸长量与所受拉力成正比，即（为常数），题中弹簧的形变都是弹性形变，。求： (1)电源电压； (2)在保证电路安全的情况下，电路中的最大电功率以及接入电路的最小阻值； (3)去掉图中的电流表，用电压表（量程）与并联，利用电压表显示拉力的大小，则电压表所能显示的最大拉力是多少? 【变式2】（2025·海南·模拟预测）如图甲是搭载红外线摄像机的无人机，可用于火情监测。无人机电动机的额定功率为，电池储能。图乙为控制摄像机工作的简化电路，、两点间电压达到或超过时摄像机工作。控制电路中，电源电压为，为红外线传感器，其阻值随红外线强度变化关系如图丙所示（表示红外线强度，表示其单位）；为最大阻值的电阻箱，调节其阻值可控制启动摄像机工作的最小红外线强度。求： (1)电动机以额定功率工作时，无人机可飞行的最长时间； (2)若电阻箱阻值调节为时，红外线强度为多少时摄像机刚好启动工作； (3)该系统能控制启动摄像机工作的最小红外线强度能否达到，若能请计算出的阻值，若不能，请说明如何在原来的电路中改进。 【变式3】（2025·广西柳州·三模）如图1是小明设置的水果大小自动筛选装置。已知：电源电压为12V，R0=30Ω，压敏电阻R的阻值随压力变化关系如图2所示。当传送带上的水果经过检测点时，使压敏电阻R的阻值发生变化，AB间的电压也随之发生改变，当R0两端电压UAB≤4.5V时，机械装置启动，将质量不达标的小水果推出传送带，实现自动筛选功能。求： (1)当检测点上没有水果时，该电路电流大小； (2)若该装置刚好启动实现筛选水果时，此时压敏电阻R的功率； (3)不同等级的水果筛选的质量标准是不同的，顶级的沃柑质量应达到350g，为了达到这一标准（不改变压敏电阻R），AB之间应该换用阻值为多大的定值电阻R0。 【巩固训练】 1．（2025·山西·一模）某款电动汽车的动力电池在温度低于时无法充电，为实现低温充电，科创组同学设计了图甲所示电路图。当电池温度低于时，充电桩先利用电阻R给电池加热，当电池温度达到时，工作电路停止加热，充电桩开始给电池充电。已知低压控制电路电源电压为12V，定值电阻为，热敏电阻的阻值随温度t变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．热敏电阻的阻值随温度的升高而减小 B．温度升高，定值电阻两端的电压增大 C．增大R的阻值，可缩短电池的加热时间 D．停止加热前，控制电路的最小功率为3.6W 2．如图甲所示，电源电压恒定，小灯泡的额定功率为，是定值电阻，滑动变阻器的规格为“  ”，电压表量程为，电流表量程。只闭合开关，滑片从最右端向左移至小灯泡正常发光，此过程中电压表示数随电流表示数的变化关系如图乙所示；闭合所有开关时，在安全范围内，最大限度移动滑片，电流表示数的最小值为。在保证电路元件安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为 B．定值电阻的阻值为 C．闭合所有开关时，电路总功率的范围是 D．任意闭合开关移动滑片，的最大电功率和电路的最大总电功率之比为 3．（2025·山西·一模）图甲所示是小明在“自制推力测量器”项目中设计的一个电路原理图。电源电压恒为12V，电流表量程为0~0.6A，定值电阻的阻值为10Ω，R为推力传感器，其阻值大小与推力F的关系如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．当推力F增大时，R的阻值增大 B．当推力F增大时，电路的总功率减小 C．当推力F为0时，电流表示数为0.24A D．为保证电路安全，推力F不能超过200N 4．某智能电热水壶调温电路如图所示，电源电压恒为220V，R1为热敏电阻（阻值随水温升高而减小），R2为定值电阻（44Ω）。当水温从25℃升至95℃时，R1阻值变化如下表格。下列说法正确的是（    ） 水温/℃ 25 60 95 R1阻值/Ω 110 66 44 A．电流表示数逐渐减小 B．电压表示数始终为电源电压的一半 C．电路总功率先增大后减小 D．水温升高时，R2的实际功率增大 5．某电烤箱的内部简化电路如图所示，和均为电热丝。电烤箱说明书中的铭牌如表所示，根据表中的参数可知下列说法中正确的是（    ） XX牌电烤箱 额定电压 额定功率 高温挡 低温挡 440W 电源频率 A．电路中的阻值为 B．电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的总电阻R为 C．电烤箱在高温挡正常工作所消耗的电能为 D．电烤箱在低温挡正常工作时，消耗的电功率为 6．（2025·贵州·二模）（多选）如图中所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b端移动到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．定值电阻R的阻值为 B．滑动变阻器的最大阻值为 C．电源电压为6V D．电路中电流最小时，10s内电路消耗的电能为15J 7．（2025·江苏苏州·模拟预测）如图所示的电能表的读数是 kW•h；若该电能表的表盘转了480转，则此时的用电器消耗了 kW•h的电能。 8．（2025·湖北·一模）我国新能源汽车在欧洲广受好评，是因为电池技术世界领先。动力电池是新能源汽车的心脏，决定着汽车的续航能力。2023年，我国生产的某品牌纯电动汽车，其动力电池单体能量密度达300W·h/kg，里程超过460km。该品牌电动汽车充电时将电能转化为 能，此时汽车的电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）。若该品牌电动汽车电池质量为400kg，则电池最多储存 kW·h的能量。 9．某两挡可调的电烙铁，其额定电压为220V，电功率在安全用电规定的22~50W范围内，其内部发热部分由两根阻值均为2200的电热丝、组成。该电烙铁可通过调温开关切换不同的模式。如图所示的是小明利用所学知识设计的两种电路，通过分析可知，符合要求的是电路 （选填“甲”或“乙”）。 10．在测额定电压为的小灯泡（电阻大约为左右）的额定功率的实验时，小明连接了如图甲所示的电路，其中电源电压为。 (1)请将实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变亮）； (2)在连接电路时，开关应 。有、和三个滑动变阻器可供选择，则应该将滑动变阻器 （选填“A”“B”或“C”）接入电路，才能保证实验顺利进行； (3)小明合理连接好电路，闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡都不亮，小明分析后确定是小灯泡的故障。若电流表没有示数，电压表有示数，可以判断故障为小灯泡 ； (4)在某次实验时，电压表出现了故障不能使用，小明向老师借了一个定值电阻（阻值已知），设计了如图乙所示的电路，继续测量额定电压为的小灯泡的额定功率。 ①测量时，应闭合开关S和 ，调节滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为 时，小灯泡正常发光； ②断开所有开关后，再将开关S和 闭合，读出电流表的示数为I； ③算出小灯泡的额定功率 （用I、和表示）。 11．小卓在“测小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压2.5V（灯丝电阻约为6），滑动变阻器规格R标有“50；0.5A”字样。 (1)小卓的电路存在连接错误，只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上打“×”，并用笔代替导线画出正确的接法； (2)排除故障后，闭合开关移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）端移动； (3)通过小灯泡的电流与两端电压变化的关系如图丙所示，小卓还想用本实验器材探究电流和电压的关系，聪明的小越认为不可行，请你帮小越说明理由： 。 12．某物理兴趣小组的同学们用图甲电路测量小灯泡的电功率，电源电压恒为，小灯泡上标有“”字样，老师告诉同学们该小灯泡的额定电压小于。 (1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 (2)电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电压表、电流表都有很小的示数，接下来应进行的操作是（　　）（填字母）。 A．更换小灯泡 B．检查电路是否断路 C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 (3)移动滑片，记录多组数据，绘制成图像（如图乙）。根据图乙所给信息，计算出小灯泡的额定功率是 W。 (4)另一小组分到的小灯泡只能看清标注的电压值（设额定电压为），而电流表又坏了，小明认为不用电流表，同样能测量出小灯泡的额定功率，他设计了图丙所示的电路测小灯泡的额定功率。（两个滑动变阻器的最大阻值分别为，且最大阻值及电源电压均符合实验要求）请你帮他补全实验步骤。 ①将滑动变阻器 调到最大阻值且保持不变，闭合开关S，将拨向触点 ，调节另一个滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为； ②再将开关拨向另一触点，读出电压表的示数为U，则小灯泡的额定功率的表达式为 。 13．小明利用如图所示的装置“探究电热与什么因素有关”，已知四个透明容器内密封着等量的空气。 (1)实验中通过观察 的大小来比较透明容器中的电阻丝产生热量的多少； (2)如图甲所示装置是用来探究电流通过导体产生的热量与 的关系的； (3)在如图乙所示装置中，通电一段时间后，两U形管中液面高度差如图所示，电阻丝、中产生热量较多的是 。 14．如图所示，甲、乙两透明密闭容器中都有一段电阻丝，内有质量相等的空气，U形管中液面高度的变化可以反映密闭容器中空气温度的变化。 (1)此实验是为了研究电流产生的热量与 的关系，乙装置并联一段电阻丝的目的是 ；将此装置接到电源两端，通电一段时间，电流在 容器中产生的热量多。 (2)如图B是小明家的一个电饭锅插座，他发现插头松动后，在使用电饭锅时插头发热，并且将插座烧成如图所示的样子。这是因为插头松动后，插头与插孔处的接触电阻变 使得在相同的时间内产生的热量增多，烧坏插座。 15．如图甲是冬季常用的一种暖手宝，它的主要结构是一段电阻丝，做好防水处理后放入水袋中，通电一段时间后，水袋就可以较长时间保持温暖。通电加热时，暖手宝很快就会发热，但连接暖手宝的导线却不热，这是为什么呢？小宁想利用所学的物理知识进行“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验。 实验思路： (1)电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中通过观察 来显示容器内空气温度的变化。 实验过程： (2)图乙中，两个密闭容器中装有质量相等的空气，并各放置一根阻值不同的电阻丝，此装置可研究电流产生的热量与 的关系。 (3)图丙中，两个密闭容器中的电阻丝阻值相等，在其中一容器外部并联一个阻值相同的电阻，若图丙中两U形管内液面高度差相同，则发生的故障可能是 。 实验结论： (4)图丙排除故障后，通电相同时间，发现U形管内左侧液面上升较高，可以初步得出结论： 。 拓展及应用： (5)图 （选填“乙”或“丙”）装置的实验结论，可以解释“暖手宝很快就会发热，但连接暖手宝的导线却不热”。 16．（2025·内蒙古赤峰·二模）物理学家焦耳最先通过实验确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，他的名字被命名为功和能量的单位。小明在学习相关知识后，想自己动手探究“电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”，于是设计了如图甲所示的电路进行实验。 (1)请根据电路图，用笔画线代替导线将图乙中的器材连接成完整电路。 (2)小明采用了两个完全相同的烧瓶，烧瓶中分别装有质量、初温相等的煤油，且电阻丝阻值R1<R2，小明连接好电路后闭合开关一段时间，记录两个温度计的示数，他设计该实验的目的是探究电流通过导体产生的热量与 的关系。 (3)闭合开关，经过一定的时间后，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了Δt1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了Δt2，则Δt1 Δt2（选填“大于”或“等于”或“小于”）。 (4)小明同学在完成上面的实验后，还想用此装置继续探究电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系，请你帮他设计一个实验方案： 。 17．（2025·湖北·二模）图甲为小明家洗碗机的等效加热电路图，R为发热电阻，图丙为该洗碗机某次正常工作时的图象，工作程序为：其给水箱注水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50℃即停止加热，洗涤程序启动，水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤过程结束，排水系统启动，将水箱中全部的水排出，清洗完成后，暖风烘干机自动开启将餐具烘干[]。求： (1)该洗碗机正常洗一次碗，给水箱加热过程中消耗的电能； (2)不计水的电阻，发热电阻R的阻值； (3)清洗结束后，暖风烘干机工作2min，会使如图乙所示的电能表指示灯闪烁多少次？ 18．（2025·新疆·模拟预测）在如图所示的电路中，电源电压为6V且保持不变。电阻的阻值为。闭合开关S，电流表的示数是0.8A。求： (1)通过电阻的电流； (2)电阻的阻值； (3)通电1min电流对电阻做的功。 19．（2025·新疆·模拟预测）如图所示的电路中，电源电压恒定，，。闭合开关S，电流表的示数为0.6A。求： (1)电源电压； (2)电流表A的示数； (3)通电100s，整个电路消耗的电能。 20．（2025·山东济南·三模）如图甲所示是一款多功能双层煮蛋器，其工作原理图如图乙所示。煮蛋器的额定电压为220V，R1、R2均为电阻丝（阻值不变），智能开关S1可自动切换加热挡、保温挡。图丙为该煮蛋器在正常工作17.5min时间内功率的变化情况。请解答： (1)若煮蛋器正常工作17.5min，加热状态消耗的电能？ (2)正常加热状态下，此时电路中的电流为多大？ (3)保温状态，R2两端电压为多大？ 21．为应对在寒冷的夜晚学习，小超自制了一款集加热与调光一体的台灯如图所示。已知电源电压为3V且保持不变，R1、R2均为发热电阻，其中R1阻值为30Ω且保持不变，R2上标有“20Ω，1A”，灯泡L标有“2.5V，0.5W”字样，不考虑灯丝电阻变化，电流表量程为0～0.6A．求： (1)灯泡L正常发光时的电阻RL； (2)在保证电路安全的情况下，通过控制开关的断开闭合和调节R2，R2的最大发热功率； (3)电源电压降为2.6V后，在保证电路安全的情况下，通过控制开关的断开闭合和调节R2，灯L的最小实际电功率。 22．如图所示电路中，电源电压恒定不变，灯泡标有“8V；0.4A”，且灯丝电阻保持不变，电流表所选量程为0~3A，滑动变阻器Rp允许通过的最大电流为0.7A，R1为定值电阻。则： (1)灯泡的电阻为多少Ω？ (2)若小灯泡正常发光10s，该段时间内小灯泡消耗的电能为多少J？ (3)若闭合开关S、S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片P从最右端移到中点时，小灯泡恰好正常发光，该过程中，电流表示数变化了0.1A，R1的功率变化了0.7W。在电路安全的情况下，通过控制开关的通断和移动滑片，可使得电路中的总功率达到最大和最小，求电路中的总功率最大值和最小值。 23．如图所示，电源电压U保持不变。当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，电流表A1的示数，两电流表的差值为3A，电路的总功率为；当只闭合开关S2，滑动变阻器的滑片在最右端时，电流表A2的示数为，再将滑片滑至最左端，有一只电表的示数变为原来的，当开关S1和S3闭合､S2断开，滑动变阻器的滑片从最右端滑至中点时，的电功率变化了1.92W。已知｡ (1)当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，流过的电流； (2)的最大值与的比值； (3)电源电压U和的值。 24．（2025·河北邢台·三模）如图甲所示，电源电压为18V，电压表量程0~15V，电流表量程0~3A，的图像如图乙所示，滑动变阻器标有“25Ω  2A”。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P到某位置时，电流表的示数为1A。 (1)求的阻值。 (2)求此时滑动变阻器的电功率。 (3)在电路中M点再串联接入一个定值电阻，电流表更换为0~0.6A量程，移动滑动变阻器的滑片P，在保证电路安全的情况下，电压表示数的最大值与最小值之比为，求定值电阻的阻值。 （解答时，要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等，只写最后结果不得分） 25．（2025·湖南长沙·三模）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，电流表、电压表量程分别为0~0.6A、0~15V，定值电阻R1=24Ω，灯泡L的规格为“6V  3W”（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当闭合开关S1、S4，滑片P从a端滑到中点时小灯泡恰好正常发光，电压表与电流表的U-I图像如图乙所示。 (1)求小灯泡的电阻； (2)闭合，断开时，求电路的最小功率； (3)闭合，断开时，将电源换成一个电压可调的电源，在保证电路安全的情况下，要求电表示数不低于量程的五分之二，通过分析计算判断：只保留哪一只电表使得电源电压变化范围最大，并求出电源电压的最大变化范围。 26．如图所示，电源电压和小灯泡的灯丝电阻均保持不变。小灯泡L标有“”字样，为的定值电阻，滑动变阻器R的铭牌上标有“■”字样（电阻值已模糊不清）．闭合所有开关，小灯泡正常发光，滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器的电功率为． (1)求滑动变阻器R的铭牌上标注的电阻值； (2)当开关闭合，断开时，求小灯泡的实际功率。 27．（2025·辽宁抚顺·模拟预测）如图甲所示是办公时候用的电热桌垫，小丽想知道它的工作原理，查看说明书后发现：该电热桌垫的材质为亲肤硅胶，质量为165 g，工作电路如图乙所示，12V电源供电，发热部分由R₁、R₂两根电热丝组成，R1、R2的阻值分别为6Ω、4Ω，设计高、低温两挡，旋钮开关S可置于“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。  （不考虑温度的变化对电阻的影响）。求： (1)低温挡加热时的电路电流大小； (2)高温挡加热时，整个电路在1 min内产生的热量； (3)高温挡加热时，若不计热量损失，求桌垫的温度升高20℃所用的时间。  [硅胶的比热容为 ] 28．（2025·山西晋中·二模）图甲所示的电热饮水机有加热和保温两个挡位，其内部有两个发热电阻和（、），饮水机的部分参数如表所示。[水的比热容为]求解下列问题： 容量 额定电压 220 加热挡功率 1100 (1)请你在图乙虚线框内画出电热饮水机的内部电路图； (2)该电热饮水机处于保温挡时，通过电路的电流是多少？ (3)用该电热饮水机的加热挡正常加热一段时间，可将质量为1kg、初温为的水加热到沸腾（标准大气压），消耗的电能为，电热饮水机的加热效率是多少？ / 学科网（北京）股份有限公司 $