专题04 能量探索（3）——电能（期末知识清单）九年级科学上学期浙教版

专题04 能量探索（3）——电能 考点一 电功 1.定义:电流所做的功叫做电功。 2.实质:电能转化为其他形式能量的过程。 3.单位，电能电功的单位是焦耳，还有千瓦时(kW·h)俗称“度”。焦耳与千瓦时之间的换算关系:1千瓦时=3.6× 106焦耳。 考点二 电能表 1.电能表的作用:测量用电器在一段时间里消耗的电能的多少。电能表也叫电度表。 2．电能表的参数含义 220V：电能表的额定电压为220V 10（20）A：电能表的额定电流为10A，短时间内通过的最大电流为20A 50Hz：电能表的频率为50Hz 3000r/kW·h：电路中每消耗1 kW·h的电，电能表转盘转过3000r 3.电能表测量电能的方法: ①读数法:电能表计数器上显示着数字，计数器前后两次示数之差就是这段时间内用电的度数(消耗电能的多少)，单位是千瓦时(度)。 ②计算法:由电能表参数Nr/ kW.h (N由不同电能表规格而定)，数出某段时间电能表转盘转过的转数n，则这段时间消耗的电能W=n/N千瓦时=n/N ×3.6× 106焦耳 考点一 电功率 1.物理意义:描述电流做功的快慢。 2.定义:电流在单位时间内做的功。用字母P表示。 3.单位:瓦( W )或千瓦(kW)，换算关系为1千瓦=1 000瓦。 4.公式:P= W/t，其中W代表电功，t表示时间，其变形式为W=Pt，t= W/P 考点二 额定电压和额定功率 1.额定电压:用电器正常工作时的电压。用电器铭牌上标有的电压值就是额定电压，常用U额表示。 2.额定功率:用电器在额定电压下消耗的电功率。用电器铭牌上标有的电功率值就是额定功率，常用P额表示。 考点三 实际电压和实际功率 1.实际电压:用电器实际工作时的电压，它可能与额定电压相等，也可能比额定电压大或小，还可能为零。常用U实表示。 2.实际功率:用电器在实际电压下工作时的电功率，它可能与额定功率相等，也可能比额定功率大或小，当用电器中无电流通过时实际功率为零。常用P实表示。 3.灯泡的亮度取决于其实际功率的大小。无论额定电压如何，额定功率如何，在没有损坏的前提下，只要灯泡的实际功率相等，其发光的亮度就相同。 4.实际功率和额定功率之间的关系: 用电器两端的电压 电功率 用电器工作情况 U实=U额 P实=P额 正常工作 U实>U额 P实>P额 容易损坏 U实<U额 P实<P额 不能正常工作 电路中电功关系的三个推论 1.串并联电路的电功的特点 串联电路 并联电路 分析 如图所示，在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It； 由于U=U1+U2，故W总=UIt=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2 如图所示，在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t； 由于I=I1+I2， 故W总=UIt=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2 推论一 无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和，即W总=W1+W2+… 2.串、并联电路电功的分配关系（仅适用于纯电阻电路） 推论二 串联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成正比 推导分析： 推论三 并联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成反比 推导分析： 考点一 电功率的计算公式 1.实验表明，用电器的电功率等于用电器两端的电压与通过用电器的电流的乘积。 2.电功率的公式可表示为P=UI (电功率的基本公式，适用于所有电路的计算)，由公式得出，电功率的单位瓦特也可表示为1瓦=1伏·安。 3.电功率的推导公式:将公式I=U/R代入上述公式，可推导出:P=I2R或P= U2/R(只适用于纯电阻电路的计算)。 4.无论用电器串联或并联，电路的总功率都等于各用电器的实际功率之和，关系式为P=P1+P2+..+Pn。 考点二 电功的计算 1.根据功率和功的关系P=W/t可以得到电功的计算式，即W=Pt=UIt。这就是说，电流在某段电路上做的功，等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流，以及通电时间的乘积。 2.根据公式W=UIt,电功的单位焦耳也可表示为1焦=1伏·安·秒。 3.将公式I=U/R代入电功公式，可得W=U2t/R或W=I2Rt。同样的，这两个公式只能运用于纯电阻电路中。 考点三 影响电功率大小的因素 1.研究电功率与电流的关系 控制两者两端的电压相同，比较通过两只小灯泡的电流大小和亮度(亮度反映实际功率的大小)。 实验结果:在电压相等的情况下，通过小灯泡的电流越大，小灯泡的电功率越大。 2.研究电功率与电压的关系 控制通过两者的电流相同，比较两只小灯泡两端的电压大小和亮度(亮度反映实际功率的大小)。 实验结果:在电流相等的情况下，小灯泡两端的电压越高，小灯泡的电功率越大。 考点四 电功率的测量 伏安法测量电功率:用电压表测量用电器两端的电压，用电流表测量通过用电器的电流，再根据公式P=UI间接求出用电器的电功率，这种方法叫做伏安法。 考点五 其他测定功率的方法：伏阻法 考点六 其他测定功率的方法：安阻法 考点一 电流的热效应 (1)定义:电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。 (2)实质:电流通过导体发热的过程实际上是电能转化为内能的过程。 (3)应用:各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的，如电熨斗、电热毯、电热壶、电饭煲等。电热器的主要组成部分是发热体，发热体一般是由电阻大、熔点高的金属导体制成的。 考点二 探究影响电热的因素 获得结论: ①当通电时间、电流相等时，电阻越大，电流产生的热量越多。 ②当通电时间、电阻相等时，电流越大，电流产生的热量越多。 ③当通电电流和电阻相等时，通电时间越长,电流产生的热量越多。 考点三 焦耳定律 1.焦耳定律的内容: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。焦耳定律是由英国科学家焦耳最先发现的。 2.公式:Q=I2Rt。 考点四 电热(Q)和电功(W)的区别 1.电热是指电流通过导体时产生的热量，这部分热量是由电能转化而来的 2.电功是指电流通过导体时所做的功。 3.当电流通过导体时，如果电能全部转化成内能(纯电阻电路)，此时电功等于电热(W=Q);如果电能部分转化成内能(非纯电阻电路)，此时电功大于电热。故选用热量计算公式时分两种情况: ①电功全部转化成电热: Q=W=I2Rt=UIt= U2t/R=Pt (适用于纯电阻电路) ②电功全部或部分转化成电热: Q=I2Rt(适用于任何电路) 【考点题型一】电能表的使用 【例1】如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电 　5546.7　 kW•h．若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次。该用电器在上述时间内消耗的电能为 　0.02　 kW•h，它的实际电功率是 　400　 W。 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）该表盘上显示数字为55467，因为最后一位是小数、单位是kW•h，所以显示已用电5546.7kW•h； （2）1600imp/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次， 指示灯闪烁32次，则该用电器消耗的电能： WkW•h＝0.02kW•h， 该用电器的实际电功率： P0.4kW＝400W。 故答案为：5546.7；0.02；400。 【变式1】小易家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．他家在这段时间内消耗的电能为70.3kW•h B．电能表是直接测量电功率的仪表 C．若只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作30min，则电能表的圆盘转了1800转 D．这个电能表的额定功率为2200W 【答案】C 【解答】解：A、小易家在这段时间内消耗的电能W＝8633.5kW•h﹣8543.2kW•h＝90.3kW•h，故A错误； B、电能表是直接测量消耗电能的仪表，不是直接测量电功率的，故B错误； C、3600r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过3600r， 只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作30min，消耗的电能为W＝Pt＝lkW h＝0.5kW•h； 则电能表的圆盘转过的圈数： n＝0.5kW•h×3600r/（kW•h）＝1800r，故C正确。 D、电能表的工作电压为220V、平时工作允许通过的最大电流为10A， 电能表允许接入的用电器的最大电功率P最大＝UI最大＝220V×10A＝2200W，该电功率并非是电能表的额定功率，故D错误。 故选：C。 【考点题型二】电功和电功率 【例2】两白炽灯L1上标着“220V80W”，L2上标着“220V40W”现把它们串联后接入220V的电路，下列说法正确的是（　　） A．L2的功率小于L1的功率 B．L1、L2的总功率大于40W小于80W C．L1、L2功率之比是1：2 D．串联后灯L1会变得更亮 【答案】C 【解答】解：A．L1上标着“220V 80W”，则L1的电阻为：R1605Ω； L2上标着“220V 40W”，则L2的电阻为：R21210Ω； 现把两灯串联后接入220V的电路，通过两灯的电流相等，由P＝I2R可知，R1＜R2，则P1＜P2，即L1的功率小于L2的功率，故A错误； B．两灯串联后的总电阻R总＝R1+R2＝605Ω+1210Ω＝1815Ω， 则L1、L2串联后的总功率为：P总26.7W＜40W，故B错误； C．两灯串联后接入220V的电路，通过两灯的电流相等，由P＝I2R可知， L1、L2功率之比为：，故C正确； D．灯泡的亮度由实际功率决定，因为P1＜P2，所以L1的实际功率小于L2的实际功率，串联后灯L2会变得更亮，故D错误。 故选：C。 【变式2】如图，电源电压恒为6V，两灯泡L1和L2的规格分别为“6V 3W”和“6V 6W，假定灯丝电阻不变，按甲、乙方式连接，接通电路后最亮的是（　　） A．甲图中的L1 B．甲图中的L2 C．乙图中的L1 D．乙图中的L2 【答案】D 【解答】解：灯泡的亮度决定于实际功率大小，甲图中两个灯泡串联，根据串联分压，每个灯泡的电压都小于6V，实际功率都小于额定功率， 而乙图并联，每个灯泡的电压都等于额定电压6V，都正常发光，两灯泡L1和L2规格分别为“6V 3W”和“6V 6W“，说明L2的实际功率大，故并联时L2最亮。 故选：D。 【例3】如图甲所示电路，分别把定值电阻R1、R2（R1＜R2）接入A、B之间后进行实验，并根据电流表和电压表示数画出A、B之间电阻的P﹣U图像（如图乙所示）。如果把R1和R2串联后接入A、B之间进行实验，同理，可以在图乙中画出它的P﹣U图像③，则图像②所对应的电阻和图像③所在的区域分别是（　　） A．R1和Ⅰ B．R1和Ⅲ C．R2和Ⅰ D．R2和Ⅲ 【答案】D 【解答】解：根据乙图中①②图像可知，当两电阻分别接入电路后两端电压相同时，①中的功率大于②中的功率，即P1＞P2， 又因为功率P，以及R1＜R2，当两电阻分别接入电路后两端电压相同时，电阻较小的R1功率大于电阻R2的功率，所以图像①对应的电阻是R1，图像图像②对应的电阻是R2； 如果把R1和R2串联后接入A、B之间进行实验，首先根据电阻串联的特点可知总电阻大于R1，同时也大于R2， 同理，根据功率P可知，在A、B间电压相同时，两电阻并联后电阻最大，那么此时的功率应该最小，则图像应该在②的上方，所以图像③所在的区域应在Ⅲ区域； 故选：D。 【变式3】如图甲所示电路，电源电压不变，图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时，电压表的示数为2V，下列判断正确的是（　　） A．电源电压为6V B．R的电阻为5Ω C．闭合S时，R消耗的电功率为3.6W D．闭合S时，电路的总功率为6W 【答案】C 【解答】解：AB、闭合S时，R与L串联，电压表测L电压，此时电压表示数为2V，根据乙图可知此时电流为0.6A； 图中R电压4V时，电流为0.4A，电阻R10Ω； 根据串联电路的特点知，R的电流也是0.6A，R的电压U＝I'R＝0.6A×10Ω＝6V， 根据串联电路电压规律知，电源电压U电＝UL+U＝2V+6V＝8V；故AB错误； C、闭合S时，R消耗的电功率为P＝UI＝6V×0.6A＝3.6W，故C正确； D、闭合S时，电路的总功率为P＝U电I＝8V×0.6A＝4.8W，故D错误。 故选：C。 【考点题型三】实验：测小灯泡电功率 【例4】探究小组在进行“测定小灯泡的电功率”的实验中，所用电源电压保持3V不变，小灯泡额定电压为2.5V。 （1）图甲为连接的部分电路，请补充完整，要求当滑片向右滑时，电压表示数增加。 （2）在将滑片P从阻值最大处慢慢变小滑动过程中，小组同学记录了多组电压表和电流表数据，描绘出如图乙所示的I﹣U图像。 ①通过图像可知灯泡电阻随着电流的增大而 　增大　 （填写“增大”、“不变”或者“减小”）。 ②若图中的阴影部分表示电压为2.0V时灯泡消耗的实际功率大小，请你在图中将表示此时滑动变阻器消耗的实际功率大小的区域涂黑。 【答案】（1）见解答图；（2）①增大；②见解答图。 【解答】解：（1）由图可知，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端；当滑片向右滑时，电压表示数增加，根据串联电路规律可知，滑动变阻器两端电压减小，根据分压原理可知，滑动变阻器接入电路的阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示： ； （2）①由图乙可知，当通过灯泡的电流增大，灯泡两端电压也增大，根据P＝UI可知，灯泡实际功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大，即灯泡电阻随着电流的增大而增大； ②若图中的阴影部分表示电压为2.0V时，灯泡消耗的实际功率大小，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U滑＝3V﹣2V＝1V，根据串联电路电流特点，通过滑动变阻器的电流与小灯泡的电流相同，由P＝UI知滑动变阻器的功率为： P滑＝U滑I＝1V×I，此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域如下图所示： 。 故答案为：（1）见解答图；（2）①增大；②见解答图。 【变式4-1】在“测量小灯泡电功率”的实验中，小科所用电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整。（电流表量程选用“0～0.6A”）。 （2）小科检查电路连接无误后闭合开关，发现两表指针处于如图乙所示的位置，如果故障发生在灯泡上，则可能为 　断路　 （填“断路”或“短路”）。 （3）某次实验中，小科观察到电压表示数为1.8V，要使灯泡L正常发光，写出他接下来应进行的具体操作：　向B移动滑片，直到电压表的示数为2.5V　 。 （4）当灯泡正常发光，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 　0.6　 W。 【答案】（1）见解答图；（2）断路；（3）向B移动滑片，直到电压表的示数为2.5V；（4）0.6。 【解答】解：（1）电流表选用“0～0.6A”的量程与小灯泡串联，滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，如下图所示： ； （2）闭合开关，小金发现两表指针处于如图乙所示的位置，此时电压表示数很大，电流表几乎没有示数，灯泡不发光，电路可能发生的故障是小灯泡断路； （3）某次实验中，小金观察到电压表示数为1.8V，小灯泡两端的电压低于额定电压时，要使灯泡L正常发光，应该将滑片向阻值变小的方向移动，即向B移动滑片，直到电压表的示数为2.5V； （3）当灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，此时的电流表示数I＝0.24A，则小灯泡的额定功率是：P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W。 故答案为：（1）见解答图；（2）断路；（3）向B移动滑片，直到电压表的示数为2.5V；（4）0.6。 【变式4-2】小科同学在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源为三节干电池，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 （2）电路连接完后，闭合开关，电流表指针如图乙所示，其故障原因是　电流表正负接线柱接反了　 。 （3）排除故障后，小明得到多组电压表、电流表的数据，作出如图丙所示的I﹣U图象，由图可知，若小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，则测得的实际功率　大于　 额定功率的。（填“大于”或“小于”或“等于”） （4）小红继续进行实验，她又跟老师要了一个单刀双掷开关，一个阻值合适且已知的定值电阻R0，加上原有的实验器材，重新设计了如图丁所示的电路，你觉得按照小红的方案，该实验能否测出小灯泡的额定功率？　能　 。（填“能”或者“不能”） 【答案】（1）见解答图；（2）电流表正负接线柱接反了；（3）大于；（4）能。 【解答】解：（1）由图乙可知，电流表选用小量程，将电流表串联在电路中；小灯泡的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端，如下图所示： ； （2）电路连接完后，闭合开关，电流表指针如图乙所示，即电流表指针反向偏转，说明电流表正负接线柱接反了； （3）若灯的电阻不变，则当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时，根据P，灯的实际功率为额定功率的四分之一，但当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时，灯的实际功率变小，灯的温度降低了，此时灯的电阻减小了，根据P可知，测得的P实P额； （4）由图可知，要测小灯泡的额定功率，首先使灯正常发光，先将开关S2接b，调节滑动变阻器的滑片直到电压表读数为小灯泡额定电压U额；保持滑动变阻器滑片位置不动，将开关S2接a，电压表测灯与R0两端的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律求出定值电阻两端的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P＝UI可求出灯的额定功率。 故答案为：（1）见解答图；（2）电流表正负接线柱接反了；（3）大于；（4）能。 【考点题型四】实验：探究电热的影响因素 【例5】在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（　　） ①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的 ②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 ③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω ④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象 A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 【答案】C 【解答】解：①、U形管内液面高度变化是由容器内气体受热膨胀引起的，故①错误； ②、由图甲可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流相同，探究的电流通过导体产生热量跟导体的电阻是否有关，故②正确； ③、乙实验是研究电流产生的热量与电流的关系，通过它们的电流不同、通电时间都相同和电阻要相同，右边容器中的电阻要等于左边容器中的电阻5Ω，故③错误； ④、图甲中两电阻串联，电阻不同，通过两电阻的电流相同，10Ω电阻产生的热量更多，电炉丝与和它相连的导线也是电阻不同，电流相同，电炉丝电阻更大，产生的热量更多，故④正确； 故选：C。 【变式5-1】如图所示的实验装置：三个相同的烧瓶A、B、C内分别盛有质量和初温均相等的水或煤油，瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC且RA＝RC＜RB。当电路接通一段时间后（三个烧瓶中的液体均未达到沸腾），下列判断正确的是（均不计热损失，比热容c水＞c煤油），下列判断正确的是（　　） A．比较烧瓶A、B可以粗略探究电热的多少与电流大小有关 B．三个烧瓶中液体吸收的热量由高到低顺序：QA＜QC＜QB C．三个烧瓶中的液体末温由低到高顺序：tC＜tA＜tB D．比较烧瓶B、C可以粗略探究煤油和水的吸热能力 【答案】C 【解答】解：A.A、B两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，选择烧瓶A、B作为研究对象，可以粗略地探究电热的多少与电阻大小有关，故A错误； BC．三电阻串联，通过的电流和通电时间相同，RA＝RC＜RB，根据Q＝I2Rt可知，RA、RC产生的热量相等，RB产生的热量最多，故三个烧瓶中的液体吸收的热量高低顺序为QA＝QC＜QB；液体的质量和初温均相等，根据Δt，而煤油的比热容最小，故tB＞tA＞tC，故B错误，C正确； D．因RC＜RB，根据Q＝I2Rt知两电阻产生热量不同，选择烧瓶B、C作为研究对象，不能粗略地探究物质的吸热能力，故D错误。 故选：C。 【变式5-2】某同学在验证“电流通过导体产生的热量与电阻、电流及通电时间的关系”时，采用了一种“变色测温贴”（产品介绍如图甲所示），电源电压为3V，常温下将测温贴贴在电阻上，利用变色测温贴变色所用的时间来判断导体产生的热量多少。请回答下列问题： 实验序号 变色所用的时间/s R1 R2 1 9 18 2 12 24 3 21 42 （1）用导线将图乙中电路连接完整，要求连线不得交叉，滑动变阻器置于阻值最大的位置。 （2）要完成本实验除了图乙中所给的测量仪器外，还需要的测量仪器是　停表　 。 （3）正确连接线路，闭合开关，R1处断路，若此时将一电压表并联在R1两端，则观察到电表的示数为　3V　 。 （4）该同学整理数据得出“在通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比。”若实验序号2中的电流为1A时，R2所贴变色测温贴的变色时间为24秒，则当其他不变，仅电流变为2A，R2所贴变色测温贴的变色时间为　6s　 。 【答案】（1）；（2）停表；（3）3V；（4）6s。 【解答】解：（1）根据实验要求，一般是将两个电阻（R1 和 R2）与滑动变阻器串联接入电路，电源电压为 3V。滑动变阻器要采用“一上一下”的接法，且滑片置于阻值最大位置，实物连接如下： 。 （2）还需要的测量仪器根据焦耳定律Q＝I2Rt，要研究热量与电阻、电流及通电时间的关系，电路中有电流表可测电流，还需要测量时间的仪器，所以还需要的测量仪器是停表。 （3）电压表的示数当 R1处断路时，若将电压表并联在R1两端，此时电压表通过R2与电源相连，因为电压表内阻很大，电路中电流几乎为零，R2两端电压几乎为零，所以电压表测量的是电源电压，其示数为3V。 （4）变色时间计算根据焦耳定律Q＝I2Rt，在通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比。当电流由1A变为2A时，电流的平方变为原来的4倍。因为热量与变色时间成反比（产生相同热量，时间越短说明产热越快），所以变色时间变为原来的。原来R2变色时间为24秒，则现在变色时间为24s6秒。 故答案为：（1）；（2）停表；（3）3V；（4）6s。 【考点题型五】电热器档位问题 【例6】如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。若R2＝2R1，水龙头在温水挡正常工作时电功率为1100W，电源电压恒为220V，则以下说法正确的是（　　） A．电热丝电阻R1＝44Ω B．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W C．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联 D．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水 【答案】B 【解答】解：ACD、由图乙可知，当扇形开关S接1、2时，电路断开，水龙头处于冷水挡； 当扇形开关S接3、4时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P可知，电路的总功率最大，水龙头处于热水挡； 当扇形开关S接2、3时，只有R2工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，水龙头处于温水挡， 由P可知，R2的阻值：R244Ω， 根据题意可知，R2＝2R1，则R1的阻值：R1R244Ω＝22Ω，故ACD错误； B、水龙头在热水挡正常工作时的功率：P热3300W，故B正确。 故选：B。 【变式6-1】空气炸锅是生活中常用的电器。它有两种工作模式： ①冷风模式400W，此时工作电流较小，低温慢煮食物； ②热风模式1280W，此时工作电流较大，高温烘烤食物。 小宁依照上述空气炸锅的工作模式推测了三个不同的工作原理图，如图（a）（b）（c）所示。 （1）小宁很快发现图（a）所示的电路不符合空气炸锅两种工作模式的原理，请简述理由：　当两个开关都闭合时，发热管被短路，电路中只有电动机接入电路，此时电流较大，电动机吹冷风；当只闭合S时电动机和发热管串联接入电路，此时电路中的电流较小，此时低温烘烤食物　 。 （2）图（b）（c）所示的电路，你认为哪个设计更适合两种工作模式的需求，请简述理由：　图（b）更适合，空气炸锅两种工作模式，均需吹风，而图（c）所示的电路中，可能会出现只加热不吹风的情况；图（c）中，若在热风工作模式时停止工作，空气炸锅需要同时断开两个开关　 。 （3）仅需采用热风模式正常工作8min，即可将鸡翅加热至200℃，这过程中消耗　614400　 J的电能。 【答案】（1）当两个开关都闭合时，发热管被短路，电路中只有电动机接入电路，此时电流较大，电动机吹冷风；当只闭合S时电动机和发热管串联接入电路，此时电路中的电流较小，此时低温烘烤食物； （2）图（b）更适合，空气炸锅两种工作模式，均需吹风，而图（c）所示的电路中，可能会出现只加热不吹风的情况；图（c）中，若在热风工作模式时停止工作，空气炸锅需要同时断开两个开关； （3）614400。 【解答】解：（1）图（a）中当两个开关都闭合时，发热管被短路，电路中只有电动机接入电路，此时电流较大，电动机吹冷风；当只闭合S时电动机和发热管串联接入电路，此时电路中的电流较小，此时低温烘烤食物，故（a）不符合题意； （2）图（b）更适合，因为空气炸锅两种工作模式，均需吹风，而图（c）所示的电路中，可能会出现只加热不吹风的情况；图（c）中，若在热风工作模式时停止工作，空气炸锅需要同时断开两个开关，故（b）符合题意，（c）不符合题意。 （3）仅需采用热风模式正常工作8min，即可将鸡翅加热至200℃，这过程中消耗电能。W＝Pt＝1280W×8×60s＝614400J。 故答案为： （1）当两个开关都闭合时，发热管被短路，电路中只有电动机接入电路，此时电流较大，电动机吹冷风；当只闭合S时电动机和发热管串联接入电路，此时电路中的电流较小，此时低温烘烤食物； （2）图（b）更适合，空气炸锅两种工作模式，均需吹风，而图（c）所示的电路中，可能会出现只加热不吹风的情况；图（c）中，若在热风工作模式时停止工作，空气炸锅需要同时断开两个开关； （3）614400。 【变式6-2】图甲是某电火锅，图乙是其内部简化电路，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合），R是指示灯的分压电阻，没有加热作用。图丙是发热管的内部结构，滑片转动时只能与滑动触头接触，0档为断开状态，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ档是不同功率的挡位，电热丝被均分为四段接入电路，忽略其他元件电阻。 （1）S1从0档转到Ⅰ档开始工作，温控开关S2的状态是　闭合　 （填“断开”或“闭合”）。 （2）加热时，锅内水温升高，其中改变水内能的方式是　热传递　 （填“做功”或“热传递”）。 （3）各档位的功率关系为：Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ＜Ⅳ。则接线柱a、b、c中连入电路的是　b、c　 。 （4）Ⅳ档的功率为1000W。若在Ⅲ档下工作5min，求发热管消耗的电能。　1.5×105J　 。 【答案】（1）闭合；（2）热传递；（3）b、c；（4）1.5×104J。 【解答】解：（1）已知S2是温控开关，当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合。S1从 0 挡转到Ⅰ挡开始工作，此时锅体温度是低于设定值的，所以温控开关S2的状态是闭合的。 （2）改变物体内能的方式有做功和热传递。做功是其他形式的能与内能之间的相互转化，热传递是内能从高温物体转移到低温物体。在电火锅加热时，是电流通过发热管产生热量，热量传递给锅内的水，使水温升高，这是内能的转移过程，所以改变水的内能的方式是热传递。 （3）根据可知：在电压一定时，电阻R越小，功率P越大。已知滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ挡时功率最大，说明Ⅳ挡时接入电路的电阻最小。观察图丙，当接线柱b、c连入电路时，接入的电热丝段数最少，电阻最小，满足条件，所以接线柱a、b、c中连入电路的应该是b、c。 （4）已知电火锅Ⅳ挡加热功率为1000W，家庭电路电压U＝220V。 根据公式，可求出Ⅳ挡时发热管的电阻； 因为电热丝被均分为四段接入电路，Ⅲ挡时接入电路的电阻是Ⅳ挡时的 2 倍（从电路结构和挡位变化规律可知），所以Ⅲ挡时连入阻值为2×48.4Ω＝96.8Ω。Ⅲ挡时的功率为：； Ⅲ挡时发热管消耗的电能为：W＝P't＝500W×5×60s＝1.5×104J。 故答案为：（1）闭合；（2）热传递；（3）b、c；（4）1.5×104J。 【考点题型六】纯电阻与非纯电阻电路的计算 【例7】如图甲是一只家用电吹风，内部有一根发热丝和一只电动风扇。 额定电压 220V 冷风功率 44W 热风功率 1200W （1）洗完头后，用电吹风吹头发可以加快头发变干，这一过程中头发上的水分发生的物态变化是　汽化　 。 （2）图乙是该吹风机的内部电路图，通过调节开关S1和S2实现冷风和热风两挡，电热丝应该接在位置　a　 。（填“a”或“b”）。 （3）该电吹风的部分参数如表，若电动风扇的线圈内阻为10欧，正常吹热风100秒，电动风扇产生的机械能为　4360　 焦。 【答案】（1）汽化；（2）a；（3）4360J。 【解答】解：（1）电吹风吹头发上的水的过程，是将液态水变成水蒸气的过程，物质从液态变为气态的过程叫做汽化； （2）由于a和b并联，S闭合时，只有b部分工作，S1和S2都闭合时，a与b都工作， 由电吹风无论处于那个挡位，其电动风扇都应处于工作状态，可得电动风扇应位于b位置，则其发热丝应位于a位置； （3）电动风扇的功率即是表中冷风功率，则电动风扇工作100秒，消耗的电能W电＝Pt＝44W×100s＝4400J，电动风扇工作时电流I0.2A，电动风扇工作时产生的热量Q＝I2Rt＝（0.2A）2×10Ω×100s＝40J， 电动风扇产生的机械能W机＝W﹣Q＝4400J﹣40J＝4360J。 故答案为：（1）汽化；（2）a；（3）4360J。 【变式7】如图是一款新型无叶电风扇，额定电压220V，额定功率55W，工作时，底座中的电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后进入环形空腔，再从环形空腔上的细缝中高速吹出夹带着周边的空气一起向前流动，导致后方的空气流入风扇的出风口，风量被显著放大，与传统有叶风扇相比具有易清洁、气流稳、安全等特点。 （1）出风框外围的空气被大气压压入环形空腔，风量变大，外围的空气被大气压压入的科学原理是 　空气流速大，压强小　 。 （2）电动机将空气从进风口吸入，然后经压缩后进入环形空腔，此过程中进入空腔内空气的内能 　变大　 。（选填“变大”“变小”或“不变”） （3）若该风扇的电动机正常工作1分钟，则电动机消耗的电能为 　3300　 J。 【答案】（1）空气流速大，压强小；（2）变大；（3）3300。 【解答】解：（1）空气从圆环空腔上的细缝中高速吹出，空气流速大，压强小，其后方空气流速小，压强大，所以更多的空气流入电扇出风口。即运用到流体压强与流速关系的原理。 （2）电动机将空气从进风口吸入，然后经压缩后进入环形空腔，对空气做功，此过程中进入空腔内空气的内能变大； （3）若该风扇的电动机正常工作1分钟，则电动机消耗的电能W＝Pt＝55W×1×60s＝3300J。 故答案为：（1）空气流速大，压强小；（2）变大；（3）3300。 【考点题型七】电能与内能的综合计算 【例8】电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，是现代人喜欢的厨房用具。图甲是某品牌电压力锅，表格是该型号的参数，图乙是其内部电路的简化图，R1、R2为电热丝。 项目 参数 额定电压 220伏 加热功率 1000瓦 保温功率 100瓦 气压设定值 175千帕 容量 5L （1）当电压力锅处于保温状态时，开关S处于 　断开　 状态。（选填“闭合”或“断开”） （2）加热时电压力锅的电阻大小为多少？ （3）图丙表示电压力锅在额定电压下工作时，电功率与时间的关系。图中阴影部分面积表示什么，并列式计算它的大小。 （4）不计热量损失，根据图丙数据，在加热状态时可以使20℃的5升水温度升高多少℃？[ρ水＝1.0×103千克/米3，c水＝4.2×103焦/（千克•℃）] 【答案】（1）断开； （2）加热时电压力锅的电阻大小为48.4Ω； （3）图中阴影部分面积表示电压力锅消耗的电能；它的大小为8.4×105J； （4）在加热状态时可以使20℃的5升水温度升高40℃。 【解答】解：（1）由图乙可知，当开关S断开时，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，由P可知，电路的总功率最小，电压力锅处于保温状态； 当开关S闭合时，只有R2工作，电路的总电阻最小，总功率最大，电压力锅处于加热状态； （2）由表格数据可知，压力锅的加热功率P加热＝1000W， 由P可知，加热时电压力锅的电阻：R248.4Ω； （3）图丙为电功率与时间的关系图像，则图中阴影部分面积表示横坐标和纵坐标的乘积， 所以根据W＝Pt可知，图中阴影部分面积表示的物理量表示电压力锅消耗的电能， 电压力锅消耗的电能：W＝Pt＝1.0×1000W×14×60s＝8.4×105J； （4）不计热量损失，水吸收的热量：Q吸＝W＝8.4×105J， 由ρ可知，水的质量：m水＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3＝5kg， 由Q吸＝cmΔt可知，水升高的温度：Δt40℃。 答：（1）断开； （2）加热时电压力锅的电阻大小为48.4Ω； （3）图中阴影部分面积表示电压力锅消耗的电能；它的大小为8.4×105J； （4）在加热状态时可以使20℃的5升水温度升高40℃。 【变式8】如图所示是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后能自动断电一段时间，电热锅的部分参数如表所示。 容积 4.5L 额定电压 220V 保温功率 80W 加热功率 500W （1）调节切换开关可以使电热锅处于关、高温、自动、保温四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“　3　 ”时为保温挡。 （2）该电热锅处于高温挡正常工作时，使3L的水温度升高54℃需要42min，那么电热锅的加热效率为多少？[，]（3）某同学想测试一下铭牌标示的加热功率与实际使用时的功率是否相符，其操作与观察是：只让这台电热锅单独工作，并让它始终处在加热状态，用手表计时，结果10分钟电能表的转盘转了200转（该同学家中的电能表参数是3000r/（kW•h））。请根据该同学获得的数据，计算电热水器的实际功率。 【答案】（1）3； （2）电热锅的加热效率为为54%； （3）电热水器的实际功率为400W。 【解答】解：（1）由图可知，R1＞R2，当切换开关连接触点1时，只有R2工作，电路的总电最小，由P可知，电路的功率最大，电热锅处于高温挡； 当切换开关连接触点2时，温控器和R2串联，电热锅处于自动控制状态； 当切换开关连接触点3，只有R1工作，电路的总电阻最大，功率最小，电热锅处于保温挡； （2）由ρ可知，水的质量：， 水吸收的热量：， 工作42min消耗电能：W＝Pt＝500W×42×60s＝1.26×106J， 电热锅的加热效率： （3）3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过3000转， 则电能表的转盘转200r消耗的电能：， 电热锅的实际功率：。 答：（1）3； （2）电热锅的加热效率为为54%； （3）电热水器的实际功率为400W。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 能量探索（3）——电能 考点一 电功 1.定义: 所做的功叫做电功。 2.实质: 能转化为其他形式能量的过程。 3.单位，电能电功的单位是 ，还有 俗称“ ”。焦耳与千瓦时之间的换算关系:1千瓦时= 焦耳。 考点二 电能表 1.电能表的作用:测量用电器在一段时间里消耗的 的多少。电能表也叫电度表。 2．电能表的参数含义 220V：电能表的 为220V 10（20）A：电能表的 为10A，短时间内通过的最大电流为20A 50Hz：电能表的频率为50Hz 3000r/kW·h： 3.电能表测量电能的方法: ①读数法:电能表计数器上显示着数字，计数器前后两次示数之差就是这段时间内用电的度数(消耗电能的多少)，单位是 。 ②计算法:由电能表参数Nr/ kW.h (N由不同电能表规格而定)，数出某段时间电能表转盘转过的转数n，则这段时间消耗的电能W=n/N千瓦时=n/N ×3.6× 106焦耳 考点一 电功率 1.物理意义:描述电流做功的 。 2.定义:电流在 内做的功。用字母 表示。 3.单位: ( W )或千瓦(kW)，换算关系为1千瓦=1 000瓦。 4.公式: ，其中W代表电功，t表示时间，其变形式为W=Pt，t= W/P 考点二 额定电压和额定功率 1.额定电压:用电器 时的电压。用电器铭牌上标有的电压值就是额定电压，常用U额表示。 2.额定功率:用电器在 下消耗的电功率。用电器铭牌上标有的电功率值就是额定功率，常用P额表示。 考点三 实际电压和实际功率 1.实际电压:用电器 时的电压，它可能与额定电压相等，也可能比额定电压大或小，还可能为零。常用U实表示。 2.实际功率:用电器在 下工作时的电功率，它可能与额定功率相等，也可能比额定功率大或小，当用电器中无电流通过时实际功率为零。常用P实表示。 3.灯泡的亮度取决于其 的大小。无论额定电压如何，额定功率如何，在没有损坏的前提下，只要灯泡的实际功率相等，其发光的亮度就相同。 4.实际功率和额定功率之间的关系: 用电器两端的电压 电功率 用电器工作情况 U实=U额 P实=P额 U实>U额 P实>P额 U实<U额 P实<P额 电路中电功关系的三个推论 1.串并联电路的电功的特点 串联电路 并联电路 分析 如图所示，在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It； 由于U=U1+U2，故W总=UIt=（U1+U2）It=U1It+U2It= 如图所示，在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t； 由于I=I1+I2， 故W总=UIt=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t= 推论一 无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和，即W总=W1+W2+… 2.串、并联电路电功的分配关系（仅适用于纯电阻电路） 推论二 串联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成正比 推导分析： 推论三 并联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成反比 推导分析： 考点一 电功率的计算公式 1.实验表明，用电器的电功率等于用电器两端的电压与通过用电器的电流的 。 2.电功率的公式可表示为 (电功率的基本公式，适用于所有电路的计算)，由公式得出，电功率的单位瓦特也可表示为1瓦=1伏·安。 3.电功率的推导公式:将公式I=U/R代入上述公式，可推导出: 或 (只适用于纯电阻电路的计算)。 4.无论用电器串联或并联，电路的总功率都等于各用电器的实际功率之和，关系式为 。 考点二 电功的计算 1.根据功率和功的关系P=W/t可以得到电功的计算式，即 。这就是说，电流在某段电路上做的功，等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流，以及通电时间的乘积。 2.根据公式W=UIt,电功的单位焦耳也可表示为1焦=1伏·安·秒。 3.将公式I=U/R代入电功公式，可得 或 。同样的，这两个公式只能运用于纯电阻电路中。 考点三 影响电功率大小的因素 1.研究电功率与电流的关系 控制两者两端的 相同，比较通过两只小灯泡的电流大小和 (亮度反映实际功率的大小)。 实验结果: 。 2.研究电功率与电压的关系 控制通过两者的 相同，比较两只小灯泡两端的电压大小和亮度(亮度反映实际功率的大小)。 实验结果: 考点四 电功率的测量 伏安法测量电功率:用电压表测量用电器两端的电压，用电流表测量通过用电器的电流，再根据公式P=UI间接求出用电器的电功率，这种方法叫做 。 考点五 其他测定功率的方法：伏阻法 考点六 其他测定功率的方法：安阻法 考点一 电流的热效应 (1)定义:电流通过各种导体时，会使导体的温度 ，这种现象叫做电流的热效应。 (2)实质:电流通过导体发热的过程实际上是 。 (3)应用:各种各样的电热器都是利用电流的 工作的，如电熨斗、电热毯、电热壶、电饭煲等。电热器的主要组成部分是发热体，发热体一般是由 的金属导体制成的。 考点二 探究影响电热的因素 获得结论: ①当通电时间、电流相等时，电阻越大，电流产生的热量越 。 ②当通电时间、电阻相等时，电流越大，电流产生的热量越 。 ③当通电电流和电阻相等时，通电时间越长,电流产生的热量越 。 考点三 焦耳定律 1.焦耳定律的内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成 ，跟导体的电阻成 ，跟通电时间成 。焦耳定律是由英国科学家焦耳最先发现的。 2.公式: 。 考点四 电热(Q)和电功(W)的区别 1.电热是指电流通过导体时产生的热量，这部分热量是由电能转化而来的 2.电功是指电流通过导体时所做的功。 3.当电流通过导体时，如果电能全部转化成内能(纯电阻电路)，此时电功等于电热(W=Q);如果电能部分转化成内能(非纯电阻电路)，此时电功大于电热。故选用热量计算公式时分两种情况: ①电功全部转化成电热: (适用于纯电阻电路) ②电功全部或部分转化成电热: (适用于任何电路) 【考点题型一】电能表的使用 【例1】如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电 kW•h．若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次。该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW•h，它的实际电功率是 W。 【变式1】小易家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．他家在这段时间内消耗的电能为70.3kW•h B．电能表是直接测量电功率的仪表 C．若只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作30min，则电能表的圆盘转了1800转 D．这个电能表的额定功率为2200W 【考点题型二】电功和电功率 【例2】两白炽灯L1上标着“220V80W”，L2上标着“220V40W”现把它们串联后接入220V的电路，下列说法正确的是（　　） A．L2的功率小于L1的功率 B．L1、L2的总功率大于40W小于80W C．L1、L2功率之比是1：2 D．串联后灯L1会变得更亮 【变式2】如图，电源电压恒为6V，两灯泡L1和L2的规格分别为“6V 3W”和“6V 6W，假定灯丝电阻不变，按甲、乙方式连接，接通电路后最亮的是（　　） A．甲图中的L1 B．甲图中的L2 C．乙图中的L1 D．乙图中的L2 【例3】如图甲所示电路，分别把定值电阻R1、R2（R1＜R2）接入A、B之间后进行实验，并根据电流表和电压表示数画出A、B之间电阻的P﹣U图像（如图乙所示）。如果把R1和R2串联后接入A、B之间进行实验，同理，可以在图乙中画出它的P﹣U图像③，则图像②所对应的电阻和图像③所在的区域分别是（　　） A．R1和Ⅰ B．R1和Ⅲ C．R2和Ⅰ D．R2和Ⅲ 【变式3】如图甲所示电路，电源电压不变，图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时，电压表的示数为2V，下列判断正确的是（　　） A．电源电压为6V B．R的电阻为5Ω C．闭合S时，R消耗的电功率为3.6W D．闭合S时，电路的总功率为6W 【考点题型三】实验：测小灯泡电功率 【例4】探究小组在进行“测定小灯泡的电功率”的实验中，所用电源电压保持3V不变，小灯泡额定电压为2.5V。 （1）图甲为连接的部分电路，请补充完整，要求当滑片向右滑时，电压表示数增加。 （2）在将滑片P从阻值最大处慢慢变小滑动过程中，小组同学记录了多组电压表和电流表数据，描绘出如图乙所示的I﹣U图像。 ①通过图像可知灯泡电阻随着电流的增大而 （填写“增大”、“不变”或者“减小”）。 ②若图中的阴影部分表示电压为2.0V时灯泡消耗的实际功率大小，请你在图中将表示此时滑动变阻器消耗的实际功率大小的区域涂黑。 【变式4-1】在“测量小灯泡电功率”的实验中，小科所用电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整。（电流表量程选用“0～0.6A”）。 （2）小科检查电路连接无误后闭合开关，发现两表指针处于如图乙所示的位置，如果故障发生在灯泡上，则可能为 （填“断路”或“短路”）。 （3）某次实验中，小科观察到电压表示数为1.8V，要使灯泡L正常发光，写出他接下来应进行的具体操作： 。 （4）当灯泡正常发光，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 【变式4-2】小科同学在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源为三节干电池，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 （2）电路连接完后，闭合开关，电流表指针如图乙所示，其故障原因是 。 （3）排除故障后，小明得到多组电压表、电流表的数据，作出如图丙所示的I﹣U图象，由图可知，若小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，则测得的实际功率 额定功率的。（填“大于”或“小于”或“等于”） （4）小红继续进行实验，她又跟老师要了一个单刀双掷开关，一个阻值合适且已知的定值电阻R0，加上原有的实验器材，重新设计了如图丁所示的电路，你觉得按照小红的方案，该实验能否测出小灯泡的额定功率？ 。（填“能”或者“不能”） 【考点题型四】实验：探究电热的影响因素 【例5】在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（　　） ①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的 ②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 ③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω ④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象 A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 【变式5-1】如图所示的实验装置：三个相同的烧瓶A、B、C内分别盛有质量和初温均相等的水或煤油，瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC且RA＝RC＜RB。当电路接通一段时间后（三个烧瓶中的液体均未达到沸腾），下列判断正确的是（均不计热损失，比热容c水＞c煤油），下列判断正确的是（　　） A．比较烧瓶A、B可以粗略探究电热的多少与电流大小有关 B．三个烧瓶中液体吸收的热量由高到低顺序：QA＜QC＜QB C．三个烧瓶中的液体末温由低到高顺序：tC＜tA＜tB D．比较烧瓶B、C可以粗略探究煤油和水的吸热能力 【变式5-2】某同学在验证“电流通过导体产生的热量与电阻、电流及通电时间的关系”时，采用了一种“变色测温贴”（产品介绍如图甲所示），电源电压为3V，常温下将测温贴贴在电阻上，利用变色测温贴变色所用的时间来判断导体产生的热量多少。请回答下列问题： 实验序号 变色所用的时间/s R1 R2 1 9 18 2 12 24 3 21 42 （1）用导线将图乙中电路连接完整，要求连线不得交叉，滑动变阻器置于阻值最大的位置。 （2）要完成本实验除了图乙中所给的测量仪器外，还需要的测量仪器是 。 （3）正确连接线路，闭合开关，R1处断路，若此时将一电压表并联在R1两端，则观察到电表的示数为 。 （4）该同学整理数据得出“在通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比。”若实验序号2中的电流为1A时，R2所贴变色测温贴的变色时间为24秒，则当其他不变，仅电流变为2A，R2所贴变色测温贴的变色时间为 。 【考点题型五】电热器档位问题 【例6】如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。若R2＝2R1，水龙头在温水挡正常工作时电功率为1100W，电源电压恒为220V，则以下说法正确的是（　　） A．电热丝电阻R1＝44Ω B．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W C．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联 D．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水 【变式6-1】空气炸锅是生活中常用的电器。它有两种工作模式： ①冷风模式400W，此时工作电流较小，低温慢煮食物； ②热风模式1280W，此时工作电流较大，高温烘烤食物。 小宁依照上述空气炸锅的工作模式推测了三个不同的工作原理图，如图（a）（b）（c）所示。 （1）小宁很快发现图（a）所示的电路不符合空气炸锅两种工作模式的原理，请简述理由： 。 （2）图（b）（c）所示的电路，你认为哪个设计更适合两种工作模式的需求，请简述理由： 。 （3）仅需采用热风模式正常工作8min，即可将鸡翅加热至200℃，这过程中消耗 J的电能。 【变式6-2】图甲是某电火锅，图乙是其内部简化电路，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合），R是指示灯的分压电阻，没有加热作用。图丙是发热管的内部结构，滑片转动时只能与滑动触头接触，0档为断开状态，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ档是不同功率的挡位，电热丝被均分为四段接入电路，忽略其他元件电阻。 （1）S1从0档转到Ⅰ档开始工作，温控开关S2的状态是 （填“断开”或“闭合”）。 （2）加热时，锅内水温升高，其中改变水内能的方式是 （填“做功”或“热传递”）。 （3）各档位的功率关系为：Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ＜Ⅳ。则接线柱a、b、c中连入电路的是 。 （4）Ⅳ档的功率为1000W。若在Ⅲ档下工作5min，求发热管消耗的电能。 。 【考点题型六】纯电阻与非纯电阻电路的计算 【例7】如图甲是一只家用电吹风，内部有一根发热丝和一只电动风扇。 额定电压 220V 冷风功率 44W 热风功率 1200W （1）洗完头后，用电吹风吹头发可以加快头发变干，这一过程中头发上的水分发生的物态变化是 。 （2）图乙是该吹风机的内部电路图，通过调节开关S1和S2实现冷风和热风两挡，电热丝应该接在位置 。（填“a”或“b”）。 （3）该电吹风的部分参数如表，若电动风扇的线圈内阻为10欧，正常吹热风100秒，电动风扇产生的机械能为 焦。 【变式7】如图是一款新型无叶电风扇，额定电压220V，额定功率55W，工作时，底座中的电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后进入环形空腔，再从环形空腔上的细缝中高速吹出夹带着周边的空气一起向前流动，导致后方的空气流入风扇的出风口，风量被显著放大，与传统有叶风扇相比具有易清洁、气流稳、安全等特点。 （1）出风框外围的空气被大气压压入环形空腔，风量变大，外围的空气被大气压压入的科学原理是 。 （2）电动机将空气从进风口吸入，然后经压缩后进入环形空腔，此过程中进入空腔内空气的内能 。（选填“变大”“变小”或“不变”） （3）若该风扇的电动机正常工作1分钟，则电动机消耗的电能为 J。 【考点题型七】电能与内能的综合计算 【例8】电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，是现代人喜欢的厨房用具。图甲是某品牌电压力锅，表格是该型号的参数，图乙是其内部电路的简化图，R1、R2为电热丝。 项目 参数 额定电压 220伏 加热功率 1000瓦 保温功率 100瓦 气压设定值 175千帕 容量 5L （1）当电压力锅处于保温状态时，开关S处于 状态。（选填“闭合”或“断开”） （2）加热时电压力锅的电阻大小为多少？ （3）图丙表示电压力锅在额定电压下工作时，电功率与时间的关系。图中阴影部分面积表示什么，并列式计算它的大小。 （4）不计热量损失，根据图丙数据，在加热状态时可以使20℃的5升水温度升高多少℃？[ρ水＝1.0×103千克/米3，c水＝4.2×103焦/（千克•℃）] 【变式8】如图所示是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后能自动断电一段时间，电热锅的部分参数如表所示。 容积 4.5L 额定电压 220V 保温功率 80W 加热功率 500W （1）调节切换开关可以使电热锅处于关、高温、自动、保温四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“ ”时为保温挡。 （2）该电热锅处于高温挡正常工作时，使3L的水温度升高54℃需要42min，那么电热锅的加热效率为多少？[，]（3）某同学想测试一下铭牌标示的加热功率与实际使用时的功率是否相符，其操作与观察是：只让这台电热锅单独工作，并让它始终处在加热状态，用手表计时，结果10分钟电能表的转盘转了200转（该同学家中的电能表参数是3000r/（kW•h））。请根据该同学获得的数据，计算电热水器的实际功率。 / 学科网（北京）股份有限公司 $