第十五章 电功和电热（复习讲义）物理苏科版2024九年级下册

第十五章 电功和电热（复习讲义） 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 【单元目标聚焦·明核心】 【知识图谱梳理·固基础】 【教材要点精析·夯重点】 第1节 电功 第2节 电功率 第3节 焦耳定律 第4节 家庭电路与安全用电 【考点题型突破·拓思维】 题型一 电能表及相关计算 题型二 电功及其简单计算 题型三 电路的动态分析 题型四 电路的动态计算 题型五 测小灯泡的电功率的实验 题型六 加热保温问题 题型七 电功和电热的综合计算 题型八 家庭电路与安全用电 【分层阶梯训练·提能力】 基础巩固通关测 能力提升进阶 【基础目标】 1. 能说出电功的定义、单位，记住电功的计算公式，并能运用公式进行简单计算。 2. 知道电能表是测量电功的仪表，能看懂电能表的铭牌参数（如电压、电流规格、每千瓦时转数等），会根据电能表的示数计算消耗的电能。 3. 理解电功率的物理意义，能说出电功率的定义、单位，记住电功率的计算公式，并能结合欧姆定律推导其他公式、 ，能运用电功率公式进行简单计算。 4. 知道额定电压和额定功率的含义，能区分用电器的额定功率和实际功率，理解用电器实际功率与额定功率的关系。 5. 能说出焦耳定律的内容、公式，并能运用焦耳定律解释生活中的一些现象，会进行简单的电热计算。 6. 了解家庭电路的组成，知道火线和零线，会用测电笔辨别火线和零线。 7. 知道家庭电路中电流过大的原因，了解安全用电的原则，能说出常见的安全用电常识。 【进阶目标】 1. 能综合运用电功、电功率的计算公式分析和解决串、并联电路中的相关问题，包括动态电路中电功、电功率的变化分析及计算。 2. 理解测定小灯泡电功率实验的原理、实验器材的选择、实验步骤、数据记录与处理，能分析实验中出现的常见故障及原因。 3. 能运用焦耳定律分析和解决电热在生活和生产中的应用与防止问题，理解电功和电热的区别与联系，知道纯电阻电路和非纯电阻电路中电功与电热的关系。 4. 能对电路进行动态分析，包括滑动变阻器滑片移动、开关通断等情况下，电路中电流、电压、电功率的变化情况，并能结合串并联电路特点进行判断。 5. 能解决与电加热、保温相关的实际问题，理解其电路结构，并能进行相关的计算。 6. 能独立完成电功、电热的综合计算题，包括结合串并联电路特点、欧姆定律、电功和电功率公式、焦耳定律等进行多步骤计算，并能规范书写解题过程。 【拓展目标】 1. 能设计简单的实验方案测量用电器的电功率（如利用电能表和秒表测量家用电器的实际功率）。 2. 能运用所学知识分析和解释家庭电路中一些常见的故障现象（如保险丝熔断、空气开关跳闸、用电器不工作等），并能提出简单的解决思路。 3. 了解生活中节约用电的方法和意义，能结合电功、电功率知识对不同用电器的能耗进行比较和分析。 4. 能对较复杂的电路动态计算问题进行分析，如含多个用电器的电路在不同工作状态下的电功、电功率、电热的综合计算，以及结合效率问题进行计算。 5. 了解新能源技术或设备的工作原理（如充电桩、智能电能表等），并能运用所学电功、电热知识进行初步的分析。 第1节 电功 一、电功 1. 电功的概念 （1）定义：电流所做的功叫作电功，用W表示。 （2）实质：电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。 2. 电功的计算 （1）公式：W=Pt=UIt，此公式适用于一切情形下电功的计算。 （2）推导公式：W=t=I2Rt （两个推导公式只适用于纯电阻电路） 3. 电功的单位 （1）国际单位制：单位是焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1V·A·s。 （2）常用单位：千瓦时（KW·h） （3）单位换算：1KW·h=3.6×106J 二、电能表 1. 电能表 （1）电能表：用来测量电路消耗电能多少的仪器。家庭常用的电能表主要是电子式电能表和机械式电能表。 （2）电子式电能表的技术参数（以如图所示的电能表分析） （3）通过电能表求用电器消耗电能的方法 ①电能表计数器上前后两次的示数之差就是用电器在这段时间内消耗的电能W=W后-W前 电能表月初和月底的读数如图所示，则本月消耗的电能为：W= W后-W前=1469.5-1387.5= 82KW·h ②利用电能表的转数求电能 利用电能表转盘的实际转速n和电流表参数N revs/KW·h，可以比较精确的计算出某段时间内消耗的电能。即： 如图所示，电表上标有“3000r/KW·h”的字样，若一段时间内该电能表盘转了60转，则在这段时间内用电器消耗的电能： 三、比较两个灯泡的亮暗 电流通过灯泡会发光。在一定时间内，电流做的功越多，电能转化为的光能就越多，灯泡就越亮。 1. 两个灯泡串联 两个灯泡串联时，通过灯泡的电流相等。因此，电压越高，电流做的功越多，灯泡就越亮。 2. 两个灯泡并联 两个灯泡并联时，灯泡两端的电压相等。因此，电流越大，电流做的功越多，灯泡就越亮。 第2节 电功率 一、电功率 1. 电功率的概念 （1）物理意义：表示电流做功的快慢。 （2）定义：等于电功与时间之比。 （3）定义式：P==UI（具有普遍意义，适用于任何电路） （4）推导式 利用P＝UI和欧姆定律I＝U/R可推导出两个表达式： P=UI=I2R P=UI =（这两个公式只适用于纯电阻电路） （5）单位 国际单位是瓦（W），1瓦＝1焦/秒。常用单位是千瓦（kW）、毫瓦（mW） 进行电功率计算时，可选用两套单位： ①若电功W的单位用焦（J）、时间t的单位用秒（s），则功率P的单位是瓦（W）； ②若电功W的单位用千瓦时（KW·h）、时间t的单位用时（h），则功率P的单位是千瓦（kW）。 2. 电功率和电功的区别 电 功 电功率 物理意义 表示电流做功的多少 表示电流做功的快慢 定义 电功等于电压、电流 与通电时间的乘积 电功与时间之比 公式 W=UIt P=W/t=UI 单位 焦（J）、千瓦时（KW·h） 瓦（w）、千瓦（kw） 3. 额定电压 额定功率 （1）额定电压U额和额定功率P额 用电器正常工作时的电压叫做额定电压；用电器在额定电压下工作时的功率叫做额定功率。 （2）实际功率：用电器在实际工作时的功率叫做实际功率P实。 （3）实际功率和额定功率的关系 一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率，是确定的，与实际电压无关。用电器的实际功率是不确定的，随着它两端电压的改变而改变。 用电器两端的电压 电功率 用电器工作情况 ＝ ＝ 正常工作 ＞ ＞ 容易损坏 ＜ ＜ 不能正常工作 （4）用电器铭牌上所标物理量的意义 例如一只灯泡上标着“220V 25W”，其中“220V”表示该灯泡的额定电压是220V，“25W”表示该灯泡的额定功率是25W。 （5）灯泡的亮度：灯泡的亮度取决于实际功率的大小。例如额定电压不同的白炽电灯，如果实际功率相等，则它们发光的亮度就相同。 二、测量小灯泡的电功率 1 . 测量小灯泡的电功率 （1）实验目的：测量小灯泡的额定功率和实际功率。 （2）实验原理：P = UI （3）实验器材：电源、电压表、电流表、小灯泡（额定电压2.5V）、滑动变阻器、开关、导线。 （4）电路如图所示。 （5）实验步骤 ①按电路图连接电路。注意断开开关，将滑动变阻器滑片放在阻值最大处。 ②闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V（等于额定电压），记下此时对应的电流表示数，并观察灯泡的发光情况。 ③计算出小灯泡的实际功率，并记录在表格中。 小灯泡的规格 电压表的示数U/V 电流的示数I/A 小灯泡的亮度 小灯泡的功率P/W 额定电压 U额=2.5V 【分析与论证】 （1）通过实验得出小灯泡的额定功率为： P额=U额I额 （2）设小灯泡的实际电压为U实，额定电压为U额，实际功率为P实，额定功率为P额，可以发现： ①当小灯泡的实际电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光。 ②当实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额定功率，小灯泡发光较暗。 ③当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光较亮。 【交流讨论】 对小灯泡的电功率进行了多次测量，为什么不求小灯泡功率的平均值? 因为额定功率是额定电压下的功率，不是不同电压下功率的平均值；用电器在不同电压下的实际功率不同，把三次测量的平均值作为小灯泡的额定功率是不合理的。 2. 特殊法测小灯泡的电功率 （1）单伏法（测量器材是电压表，缺少电流表 ） 【设计实验】借助定值电阻，利用电压表计算出灯泡的额定电压或额定电流，利用P=UI算出额定功率。 【实验器材】电源（电压未知），1个电压表，1个滑动变阻器，1个已知阻值为R0的定值电阻。 【实验步骤】①已知小灯泡的额定电压为U额 操作一：如图所示，闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R，使得电压表示数为U额，此时灯泡正常发光； 操作二：如图所示，闭合S、S2，断开S1，电压表测出R0与L两端的电压U合。 进行计算：灯泡的额定电流： 灯泡的额定功率： = ②已知小灯泡的额定电流I额 操作一：如图所示，闭合S，S1，断开S2，调节滑动变阻器R，使得电压表示数为I额R0 ，此时灯泡正常发光； 操作二：如图所示，闭合S，S2，断开S1，电压表测出R0与L两端的电压U合。 进行计算：灯泡的额定电压： 灯泡的额定功率：P额=U额I额=（U合- I额R0）I额 （2）单安法（测量器材是电流表，缺少电压表） 【设计实验】借助定值电阻，利用电流表计算出灯泡额定电压或额定电流，利用P=UI算出额定功率。 【实验器材】电源（电源电压未知），电流表，滑动变阻器，一个已知阻值为R0的定值电阻。 【实验步骤】①已知小灯泡的额定电压U额。 操作一：如图所示，闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R1，使得电流表示数为U额/R0，此时灯泡正常发光； 操作二：如图所示，闭合S 、S2 ，断开S1，电流表测出通过R0与L的合电流I总。 进行计算：灯泡的额定电流： 灯泡的额定功率： = ） ②已知小灯泡的额定电流I额。 操作一：如图所示，闭合S、S2，断开S1，调节滑动变阻器R，使电流表示数为I额，此时灯泡正常发光； 操作二：如图所示，闭合S、S1，断开S2，电流表测出通过R0与L的合电流I总。 进行计算：灯泡的额定电压：U额=UR0 =（I总- I额）R0 灯泡的额定功率：P额=U额I额 =（I总- I额）R0I额 第3节 焦耳定律 一、电热器 1. 电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。 2. 电热器：主要利用电流热效应工作的装置称为电热器。 二、探究影响电流热效应的因素 【设计与实验】 （1）如图所示，将一段电阻丝浸没在一定质量的液体（如煤油）中，通电时电阻丝产生的热量被液体吸收，液体的温度就会升高。因此，我们可以通过液体温度的变化来比较电阻丝产生热量的多少。 （2）研究方法 ①控制变量法：在探究电流通过导体产生热的多少跟电流、电阻、通电时间的关系时，每次实验应该控制两个物理量不变。 ②转换法：实验中通过观察U形管液面的高度差来比较电流产生热量的多少，这种方法叫转换法。 【进行实验与收集证据】 （1）如图甲所示，将同一根电阻丝接入电路，观察在一定时间内液体温度的变化。保持时间一定，调节滑动变阻器，改变通过电阻丝的电流，进行多次实验。 实验现象：时间一定时，电流较大时温度计的示数变化大。 甲 乙 （2）如图乙所示，将两段阻值不等的电阻丝R1和R2分别安装在两个相同装置中，然后将它们串联后接入电路，通电一段时间，观测两个装置中液体温度的变化。 实验现象：阻值较大的电阻R1对应的温度计的示数变化大。 （3）将同一根电阻丝接入电路，保持通过电阻丝的电流不变，改变通电时间，观察液体温度的变化。 实验现象：通电时间越长，温度计的示数变化越大。 【实验结论】 电流通过导体产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻以及通电时间有关。通过导体的电流越大、导体的电阻越大、通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多。 【交流讨论】 探究影响电流热效应的因素（第2套经典方案） （1）实验装置介绍（焦耳定律演示器） 透明的塑料容器内部密闭着等量的空气；容器内部的空气与U形管一端相连通。容器中各有一段电阻丝，两个容器里的电阻丝串联在一起接入电路。 （2）实验原理 如图所示，两个透明容器中密封着空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气的体积变化。同时使用两个密闭容器时，哪一侧U型管中液柱出现的高度差大，表明哪一侧的电阻丝产生的热量多。 【进行实验】 ①探究电流通过导体时产生的热量跟电阻是否有关？ 将两根阻值不等的电阻丝串联接入电路，使用学生电源供电（提供的电流大且稳定）。 ②电流通过导体时产生的热量跟电流是否有关？ 使两个密闭容器内部的电阻一样大，在右边容器的外部，将一个阻值相同的电阻R3和这个容器内的电阻R2并联；由于R3的分流作用，因此通过两个容器中电阻的电流不同。 三、焦耳定律 1. 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。 2. 公式： Q = I2Rt  公式中的物理量及其单位：I表示电流，单位是安培（A）；R表示电阻，单位是欧姆（Ω）；t表示时间，单位是秒（s）；Q表示热量，单位是焦耳（J） 1焦耳=1安2×1欧×1秒 3. 推导焦耳定律   若电流做的功全部用来产生热量，即Q = W  因为电功W = UIt，根据欧姆定律U = IR，所以 Q = W = UIt = I2Rt 可见，在消耗的电能全部用来产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出的结论与焦耳定律一致。 4. 电功与电热 （1）电功与电热的区别 电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗电能的多少，或表示有多少电能转化为其他形式的能。电热是指电流通过一段电路做功时，电能转化为内能的那一部分。两者表示的意义不同，是两个不同的概念。 （2）电功与电热的联系 ①纯电阻电路（如电炉、电热器、电熨斗等电路） 该类电路中，电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量等于电流做的功（消耗的电能），即Q=W=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt，这些公式都适用于纯电阻电路。 ②非纯电阻电路 在该类电路中，当电流通过用电器时，电能主要转化为其它形式的能量，只有一部分转化为内能，电流产生的热量小于电流做的功（消耗的电能），即Q＜W。例如：电风扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，只有少部分转化为内能。W总＝UIt =W机械能＋Q热量，电热小于电功（均选填“大于”、“小于”或“等于”）。 5. 电热的危害与防止 （1）电热的危害：由于电流的热效应，会使用电器的温度过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器；造成电能输送过程中的电能损失。 （2）防止电热危害的方法：给用电器安装散热风扇；安装散热片；安装散热窗。 第4节 家庭电路与安全用电 一、家庭电路 1. 家庭电路的组成 （1）家庭电路的组成：进户线、电能表、总开关、熔断器、开关、用电器、插座等组成。考虑到用电安全，还有与大地相连的地线。 （2）家庭电路中各部分的安装特点及作用 ①电能表：用来计量电路所消耗的电能。串联接在干路上。输电线进入到用户，首先要接到电能表上，这样电能表才能计量所有用电器消耗的电能。 ②总开关：控制电路通断。接通和切断电路，便于更换电器或维修设备。总开关串联在在干路上，接在电能表后，保险装置前。 ③熔断器——熔丝（也叫保险丝） 总开关的后面是保险装置。熔丝（俗称保险丝）是简易保险装置，装在保险盒内。电流过大时熔丝会熔化，切断电路，对用电器起到保护作用。 ④空气开关 现在新建居民楼电路中的保险装置一般采用空气开关，当电路中的电流过大时，空气开关自动断开，切断电路，俗称跳闸。 ⑤插座与用电器 插座是给用电器供电的，各插座之间是并联的；各用电器之间都是并联；用电器与插座之间也是并联。（选填“串联”或“并联”）。 2. 火线和零线 进户的两条输电线中，一条叫做端线，俗称火线，另一条叫做零线。通常情况下，火线与零线间电压为220 V（与大地间电压也为220 V）。零线在入户之前已经和大地相连，因此，零线与大地间电压为零。 3. 三线插头和三孔插座 （1）两孔插座与三孔插座 ①两孔插座的连接：左孔接零线，右孔接火线。 ②三孔插座的连接：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线（左零右火上接地）。 ③两孔插座与三孔插座的使用场景 两孔插座：适用于外壳绝缘的用电器和设备，结构简单，连接方便。三孔插座：用电器适用于外壳为金属的用电器，能在用电器外壳带电时起保护作用。 （2）三线插头 洗衣机、电冰箱等电器的电源插头有三根线，其中一条接火线（L），一条接零线（N），插头上标着E的导线和用电器的金属外壳相连，插座上相应的导线和室外的大地相连。 （3）接地 用电器的金属外壳接地可以防触电，从以下两个角度理解： ①将三线插头插入三孔插座，把用电器接入火线与零线之间的同时，也将用电器的金属外壳与地线连接起来了。这时人接触用电器的金属外壳，相当于接触地线，不会发生触电危险。 ②若用电器金属外壳与火线相通，由于人体电阻远大于导线电阻，这就相当于导线将人体短路了，故电流由导线流入大地，而不会流过人体。 4. 测电笔 （1）结构：由金属体笔尖、电阻（阻值大）、氖管、金属笔卡（或金属笔尾）组成。 （2）作用：辨别火线和零线；检测用电器的外壳是否与火线相通（或者说检测用电器的金属外壳是否带电）。 （3）使用方法 正确的使用方法 错误的使用方法 ①手拿测电笔，手指按住金属笔卡（或金属笔尾），使笔尖接触被测导线（手指千万不能碰到笔尖金属体）。 ②测电笔辨别火线与零线 手拿测电笔，手指按住笔卡（或金属笔尾），使笔尖接触被测导线。如果氖管发光，则接触的是火线；如果氖管不发光，则接触的是零线。 （4）原理：当测电笔接触火线时，由火线经试电笔、人体，到大地间形成通路，有电流流过试电笔和人体，所以测电笔氖管发光；由于流过该通路的电流很小，对人体不会造成伤害。如果接触的是零线，由于零线与大地之间的电压为0，试电笔中无电流通过，氖管不发光。 5. 漏电保护器 （1）作用：当电路中发生漏电或站在地上的人不小心接触了火线，电流经过人体流入大地，这时，总开关上的“漏电保护器”会迅速切断电源，对人身起到保护作用。 （2）原理：如图所示是安装了漏电保护器的家庭电路。当电路处于正常工作状态时，图线路中A点和B点的电流相等，漏电保护器开关处于接通状态。若有人在C点不慎触电，则火线、人体、大地将构成回路，所产生的电流将不通过零线，此时通过线路中A、B两点的电流不相等，漏电保护器会迅速切断电路，从而起到保护作用（选填“相等”或“不相等”）。 （3）空气开关与漏电保护器的区别 ①空气开关的作用：当电路中的电流超过规定大小时，空气开关会自动断开，切断电源，从而保护电路。 ②漏电保护器的作用：当电路中发生漏电或站在地上的人不小心接触了火线，电流经过人体流入大地，这时，总开关上的“漏电保护器”会迅速切断电源，对人身起到保护作用。 二、家庭电路电流过大的原因 一是电路发生短路，二是电路中用电器的实际总功率超过电路所能承受的最大功率。 造成电路短路的常见情况有：连接电路时，误将火线和零线直接连通；电线和用电器的绝缘皮破损或老化，导致火线和零线直接连通等。 三、防止触电 1. 触电 （1） 触电事故：当人体成为闭合电路的一部分时，就会有电流通过。如果电流达到一定大小，就会发生触电事故。 （2）安全电压：只有不高于36 V的电压才是安全的。 2. 常见的触电事故：单线触电、双线触电。 单线触电 双线触电 3. 防止触电的方法 （1）必须把用电器的开关装在火线上。这样，当断开开关后，用电器与火线分离，人碰到用电器就不会发生危险。 （2）用电器的金属外壳接地 用电器的金属外壳与火线之间应该是绝缘的，人体接触外壳时并没有危险，但如果用电器内部导线的绝缘皮破损或绝缘性能变差，导致火线与外壳接通，人接触外壳时就会发生触电事故。因此，用电器的金属外壳接地。 （3）家庭安全用电常识 ①安装家庭电路要符合规范； ②要防止本应绝缘的物体导电； ③采取合理措施施救触电者：发现有人触电或因电引发火灾时，应立即切断电源。无法切断电源时，应用干木棍等绝缘体挑开电线。 题型一 电能表及相关计算 1．（24-25九年级上·河南新乡·期末）如图所示是小明家的电能表。关于该电能表的以下说法中正确的是（　　） A．电能表是测量电功的仪表 B．电能表上的数据显示该同学家这个月用电就是863.5度 C．若单独让一个电热水器正常工作10min，该表转盘转了600转，则电热水器的实际功率是1000W D．小明家中2000W的电饭煲和1500W的空调可以同时正常工作 【答案】AC 【详解】A．电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能，则用来测量电路消耗电能或电功的仪表叫做电能表，故A正确； B．该同学家这个月用电量应该是电能表示数在一个月内的变化量，即月末的电能表示数与月初的电能表示数之差，故B错误；    C．根据如图所示的电能表常数可知，电热水器正常工作10min消耗的电能为 由可得，电热水器的实际功率为 故C正确； D．根据如图所示的电能表参数可知，该电能表允许接入用电器的最大总功率为 若小明家中电饭煲和空调同时正常工作，电路总功率为 所以不能同时正常工作，故D错误。 故选AC。 2．（24-25九年级上·福建龙岩·期末）如图所示，是小龙家的电子式电能表，此时电能表的示数为 KW·h。若他让热水器单独工作3min，观察到电能表的指示灯闪烁了320次，此过程热水器的功率为 W。 【答案】 2025.3 2000 【详解】[1]电能表最后一位是小数位，所以电能表的示数为2025.3KW·h。 [2]电能表每消耗1KW·h的电能，指示灯闪烁3200次，即3200imp/KW·h，热水器单独工作3min，电能表的指示灯闪烁了320次，因此热水器共消耗电能 根据功率计算公式。可得此过程热水器的功率为 3．（24-25九年级上·河南平顶山·期末）小明家的电能表表盘如图甲所示，小明家同时使用的用电器总功率不能超过 W。他家的电冰箱正常工作的功率P随时间t变化的图像如图乙所示（注：电冰箱正常工作时，每小时实际工作20min）。若关闭其它用电器，让电冰箱正常工作6h，消耗的电能是 KW·h，这个过程中电能表的指示灯闪烁 次。 【答案】 8800 0.2 640 【详解】[1]由图甲可知，电能表所允许通过的最大的电流是40A，工作电压为220V，故小明家使用的用电器总功率最大值为 所以小明家使用的用电器总功率不能超过8800W。 [2]由图乙可知，在一个小时时间内，电冰箱有20min以100W的功率工作，其余时间功率为0，关闭其它用电器，让电冰箱正常工作6h，电冰箱以100W的功率工作的总时间为 消耗的电能为 [3]由图甲可知，每消耗的电能，电能表指示灯闪烁3200次，则这个过程中电能表的指示灯闪烁次数为 题型二 电功及其简单计算 4．（24-25九年级上·河南·期中）如图，定值电阻。闭合开关S，电阻、两端的电压分别为、，通过、的电流分别为、，电流通过、做功的功率分别为、，在相等的时间内，电流通过、做的功分别为、。以下不正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】B．由图可知，闭合开关S后，电阻R1、R2并联，因并联电路中各支路两端的电压与电源电压相等，则U1=U2，故B正确，不符合题意； A．由可知，通过电阻R1的电流，通过电阻R2的电流，由题知，R1=3R2，且电压相等，则 即I2=3I1，故A正确，不符合题意； C．电流通过、做功的功率分别为P1=U1I1，P2=U2I2 因为U1=U2，I2=3I1，所以P2=U2I2=3U1I1=3P1 故C错误，符合题意； D．由W=Pt，P2=3P1可知，相同时间t内它们消耗的电能关系W2=P2t=3P1t=3W1 故D正确，不符合题意。 故选C。 5．（24-25九年级上·山东淄博·期中）小莉期中成绩考得好，爸爸奖励她一个新手机，小莉发现手机电池上标有“电压3.7V，容量1000mA·h”的字样，则它充满电后存储的电能为 J，经查该手机的待机电流为20mA，则该手机最长待机时间 h。 【答案】 13320 50 【详解】[1]充满电后储存的电能 [2]该手机最长待机时间 6．（24-25九年级上·河南郑州·期末）如图所示的电路中，电源电压为6V。开关闭合，移动滑动变阻器的滑片P，使标有“3V 0.6W”的小灯泡正常发光，此时电流表示数为 A，滑动变阻器连入电路的阻值为 Ω。保持滑动变阻器滑片P位置不变，该电路通电1min所消耗的电能是 J。 【答案】 0.2 15 72 【详解】[1]由图可知，电路为灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；开关闭合，移动滑动变阻器的滑片P，使标有“3V  0.6W”的小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压UL=3V，由可知，电路中的电流为 即电流表示数为0.2A。 [2]根据串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压 由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的阻值为 [3]电路通电1min所消耗的电能为 题型三 电路的动态分析 7．（2025·四川乐山·一模）在我区某校科技节活动中，物理兴趣小组设计了一个地磅模型，地磅内部简化电路，如图所示。其工作原理是车辆开上地磅会压缩弹簧（弹簧处于弹性限度内）引起滑片P移动，当电路的电流I≥I0（I0为某一定值）时，电路中电铃会发出警示声（电铃电阻忽略不计），表明车辆超重了。R0为保护电阻，电源电压不变。下列说法正确的是（　　） A．地磅上的压力增大时，电路总功率减小 B．地磅上的压力减小时，电压表的示数增大 C．地磅上的压力减小时，电路中的电流减小 D．地磅上的压力增大时，电压表与电流表示数之比减小 【答案】C 【详解】A．地磅上的压力增大时，变阻器接入电路中电阻变小，电路中电阻变小，由欧姆定律得，电路电流增大，由P=UI可知，电路总功率增大，故A错误； BC．地磅上的压力减小时，变阻器接入电路中电阻变大，电路中电阻变大，由欧姆定律得，电路电流减小，由U0=IR0可知，电压表示数减小。故B错误，C正确； D．电压表与电流表示数始终等于定值电阻的阻值，则电压表与电流表示数之比不变，故D错误。 故选C。 8．（24-25九年级上·北京平谷·期末）如图所示是一种天然气浓度检测的电路图，电源电压保持不变，电阻R1、R2中，一个是定值电阻，另一个是气敏电阻。气敏电阻的阻值随天然气浓度的增大而减小。闭合开关后，当气敏电阻所在处的天然气浓度升高，电压表示数增大，超过量程时就会触发报警器报警，下列说法中正确的是（　　） A．R1是气敏电阻 B．随着天然气浓度增加，通过定值电阻的电流变小 C．达到报警浓度时，电路的总功率最大 D．要使报警浓度变低，可以换用阻值更小的定值电阻 【答案】C 【详解】A．根据电路图可知，电阻R1和R2串联接入电路中，电压表测量电阻R1两端的电压，气敏电阻的阻值随燃气浓度的增加而减小，当燃气浓度的增加时，气敏电阻的阻值减小，根据串联电路的分压规律气敏电阻分到的电压变小，定值电阻两端的电压变大，由于电压表超过量程时就会触发报警器报警，所以R2是气敏电阻，故A错误； B．随着天然气浓度增加，R2的阻值减小，电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，故B错误； C．随着天然气浓度增加，R2的阻值减小，达到报警浓度时，电路中的总电阻最小，电源电压不变，根据可知，电路的总功率最大，故C正确； D．电压表的报警电压不变，定值电阻两端电压不变，若换用阻值更大的定值电阻，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，根据可知，气敏电阻的阻值变大，警戒浓度将变低，故D错误。 故选C。 9．（24-25九年级上·内蒙古通辽·期末）如图所示电路中，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，滑动变阻器滑片自a向b移动的过程中（　　） A．电流表A的示数变小，电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小 B．电流表A的示数变小，电压表V2的示数变化量与电流表A的示数变化量之比的绝对值变大 C．电压表V1的示数变小，电路消耗的总功率变小 D．电压表V2的示数变小，电路消耗的总功率变小 【答案】C 【详解】闭合开关S，R1与R2串联，电压表V1测量R1两端的电压，电压表V2测量R2两端的电压。 A．滑动变阻器滑片自a向b移动过程中，滑动变阻器的阻值变大，R1电阻不变，根据串联电阻规律可知，电路总电阻变大，总电压不变，根据可知，电路中的电流变小，所以电流表A的示数变小。电压表V2的示数与电流表A示数之比应该是滑动变阻器的阻值。在滑片移动过程中，滑动变阻器阻值变大，所以这个比值应该变大，故A不符合题意； B．在滑片移动过程中，滑动变阻器阻值变大，电流表A示数变小，这是对的。电压表V2的示数变化量与电流表A示数变化量之比的绝对值变大，这一句不对。因为总电压不变，根据串联分压可知，电压表V2的示数变化量数值上等于电压表V1的示数变化量，而电压表V1的示数变化量与电流表A示数变化量之比，应该是定值电阻R1的阻值，定值电阻R1的阻值不变，这个比值应该不变，所以电压表V2的示数变化量与电流表A示数变化量之比的绝对值不变，故B不符合题意； CD．在滑片向右移动过程中，滑动变阻器阻值变大，根据串联分压可知，滑动变阻器分得的电压变大，电压表V2的示数应该变大，电源电压不变，电阻R1分得的电压变小，所以电压表V1的示数变小。滑片向右移动，电路中的总电阻变大，电路中电流变小，总电压不变，根据可知，电路消耗的总功率变小，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 题型四 电路的动态计算 10．（24-25九年级上·重庆沙坪坝·期末）如图所示，电源电压不变，变阻器R2的最大阻值与R1的阻值均为R0，a、b、c分别为电流表、电压表、电阻（阻值也为R0）三者中其中之一，且不相同。当只闭合S1、S3时，移动滑片P，电路中消耗的功率始终为P1，电路中总电流为I1；当开关都闭合时，电路消耗功率为P2；当开关都闭合时，将a、c互换，电路中的总电流为I2。下列说法中正确的是（    ） A．b一定是电压表 B．a一定是电流表 C．I1∶I2可能为1∶3 D．P1∶P2可能为1∶3 【答案】C 【详解】AB．根据题意知道，当S1、S3闭合时，移动滑片P，电路中消耗的功率始终为P1，说明滑动变阻器被短路。若a为电压表，则造成整个电路断路，假设不成立。若a是电流表，与R2并联的b、c中其中一个是电阻，则另一个应是电压表，此时滑动变阻器与电阻并联，移动滑片时，电路的功率会改变，假设不成立；所以b、c都不是电阻，故a应是电阻；由此可知电路为a的简单电路，且若c为电流表，则b为电压表；若c为电压表，则b为电流表；根据欧姆定律可知，此时电路中电流为，故AB错误； C．当开关都闭合时，若c是电流表，则滑将a、c互换后，R1被短路，a和滑动变阻器并联，移动滑片P，当滑动变阻器接入电路的电阻为时，由欧姆定律知道，通过滑动变阻器的电流为 通过a的电流 由并联电路的电流特点知道，此时电路的总电流I2=Ia+I滑= I1+2I1=3I1 即此时I1∶I2=1∶3，故C正确； D．开关都闭合时，则b、c与滑动变阻器并联，由于b、c中有一个是电流表，所以，滑动变阻器并联被短路，a和R1并联，由于两电阻的阻值相等，根据知道，两电阻的电功率也相等且都等于P1，故电路的总功率P2=2P1，即P1：P2=1：2，故D错误。 故选C 。 11．（24-25九年级下·辽宁辽阳·期中）已知图中R0＝10Ω，只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片在最左端时，电压表V1的示数为6V；如果只闭合S2，当滑动变阻器滑片向右移动，电压表V2的示数为3V时，小灯泡正常发光，电压表V1的示数为4.5V，则灯泡的额定电压为 V，额定功率为 W。 【答案】 1.5 0.45 【解析】【小题1】[1]只闭合开关S１，滑动变阻器的滑片在最左端时，电路为R０的简单电路，电压表V１测电源两端的电压，则电源的电压U = 6V 只闭合S２时，R０、R、灯泡L串联，电压表V１测R０和R两端的电压之和，电压表V２测R和L两端的电压之和。  因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时R０两端的电压U０=U - UV2=6V - 3V = 3V 所以通过R0的电流 串联电路中电流处处相等，此时电路中的电流I=I0=0.3A R两端的电压：UR=UV1-U0=4.5V - 3V = 1.5V 因为灯泡正常发光，所以此时灯泡两端的电压为额定电压，即UL=UV2-UR=3V - 1.5V = 1.5V [2]灯泡的额定功率PL=ULI = 1.5V×0.3A = 0.45W 12．（24-25九年级上·辽宁铁岭·期末）如图甲所示，电源电压5V，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V。在保证所有元件安全的情况下，只闭合开关S、，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电流表示数与电压表示数关系的图像，如图乙。只闭合开关S、，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电压表示数与滑动变阻器接入电路中阻值关系的图像，如图丙。灯泡正常发光时的阻值为 Ω，以上两种情况，电路最小功率为 W。 【答案】 6 1 【详解】[1]只闭合开关S、S1，灯泡与滑动变阻器R1串联，电压表测R1两端的电压，当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，由图乙可知此时电路中电流为0.5A，即灯泡的额定电流为0.5A；只闭合开关S、S2时，灯泡与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，当灯泡正常发光时电路中的电流最大，由欧姆定律可知，此时滑动变阻器R2接入电路的电阻最小，由串联电路的分压原理可知，此时滑动变阻器R2两端电压最小，由图丙可知滑动变阻器R2两端的最小电压为2V，电源电压5V，由串联电路的电压特点可知，灯泡额定的电压为U额=5V-2V=3V 则灯泡正常发光时的阻值为 [2]只闭合开关S、S1时，当滑动变阻器R1接入电路的电阻最大时，滑动变阻器两端的电压最大，由图乙可知，滑动变阻器R1两端的最大电压为4V，此时电路中通过的电流最小，为0.2A，由欧姆定律可知，滑动变阻器R1的最大阻值为 同理，由图丙可知，滑动变阻器R2的最大阻值为 电源电压相同，电路中总阻值越大，电路中电流越小，功率越小，故当只闭合开关S、S1，且电路中电流最小时，功率最小，为 题型五 测小灯泡电功率的实验 13．（25-26九年级上·重庆江津·期末）测量小灯泡的额定功率一只小灯泡的额定电压为2.5V，小明想测量这个小灯泡的额定功率，实验器材如图甲所示. (1)请你用笔画线代替导线，将电路连接完整； (2)连接电路时，开关应该 。闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于 （选填“A”或“B”）端； (3)实验时，电压表的示数如图乙所示，则应将滑片向 （选填“A”或“B”）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.32A，此时小灯泡的额定功率为 W； (4)完成上述实验后，小明又设计了一种测额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻.请完成下列操作： ①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点 ，移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额； ②滑动变阻器的阻值 ，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U1； ③用U1、U额、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P= 。 【答案】(1) (2) 断开 A (3) B (4) 1 不变 【详解】（1）电压表选0~3V量程，并联在小灯泡两端；滑动变阻器“一上一下”连接，将滑动变阻器的左上接线柱与电流表的“3”接线柱相连。如图所示： （2）[1]为了保护电路，连接电路时，开关应断开。 [2]闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，即滑动变阻器滑片P应该位于A端。 （3）[1][2]由上图知，电压表使用的0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为1.5V，小灯泡的额定电压是2.5V，根据串联电路中各电阻分担电压的作用，电阻越大分担的电压越大，所以要减小滑动变阻器连入电路的阻值，故滑动变阻器滑片向B端移动，直到小灯泡正常发光； 当灯正常发光时，电流表示数为0.32A， 小灯泡的额定功率为 （4）[1]开关拨到触点1，电压表测小灯泡电压，移动滑片使电压为； [2]保持滑动变阻器阻值不变，确保灯泡电压仍为； [3]开关拨到触点2时，电压表测灯泡与的总电压，则两端电压为，电路电流，故灯泡额定功率。 14．（24-25九年级上·安徽安庆·期末）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压7V恒定不变，小灯泡额定电压为2.5V。 (1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整（要求滑动变阻器滑片向左移动时灯泡变亮）； (2)闭合开关移动滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为 W； (3)实验中滑动变阻器的最大阻值不能小于 Ω； (4)完成实验后，同学们又设计了一种测量小灯泡额定功率的方案，电路图如图丙所示，请将下列实验步骤补充完整： ①闭合S和S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为； ②闭合S和S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片P不动，读出电压表示数； ③小灯泡额定功率表达式： （用、、表示）。 【答案】(1) (2)0.75 (3)15 (4) 【详解】（1）滑动变阻器滑片向左移动时灯泡变亮，说明滑动变阻器接入电路的电阻变小，所以应将滑动变阻器的A接线柱与灯泡的右接线柱相连，如图所示： （2）由图乙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值为0.02A，则小灯泡的额定电流为0.3A。根据公式，可知小灯泡额定功率 （3）由题意可知，电源电压为7V，小灯泡正常发光时，其两端电压为2.5V，则滑动变阻器两端的电压 此时电路中的电流为0.3A，根据欧姆定律，可得小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻为 所以实验中滑动变阻器的最大阻值不能小于15Ω。 （4）步骤①中，闭合S和S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为U额，此时小灯泡正常发光。步骤②中，闭合S和S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片P不动，小灯泡仍正常发光，读出电压表示数U1，此时电压表测量的是小灯泡与R0两端的总电压，则R0两端的电压为 根据欧姆定律，电路中的电流为 则小灯泡的额定功率为 15．（24-25九年级上·河南许昌·期末）小明利用如图甲所示的电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。电源电压恒为3V，滑动变阻器最大阻值为20Ω。 (1)请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整，要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑时灯变亮。 (2)在连接电路时，开关应 。 (3)连接电路后，闭合开关，若小灯泡较暗，电流表有示数，电压表有示数，调节滑动变阻器的滑片，两表的示数都不变，原因是滑动变阻器接了 两个接线柱。 (4)在确认电路和器材无误后，小明开始进行实验，当滑动变阻器的滑片P移到某位置时，电压表示数如图乙所示，为了测出小灯泡的额定功率，他应将滑片P向 （选填“左”或“右”）移动。 (5)小明在实验过程中，移动滑片P时，突然小灯泡的灯丝烧断了，则电压表的示数将 （选填“变大”或“变小”）。 (6)小明换用相同规格的小灯泡重新进行实验。当移动滑动变阻器时，他的眼睛应该注视 （选填“电压表”或“电流表”）；当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，电流表示数是 A，则小灯泡额定功率为 W。 【答案】(1) (2)断开 (3)下面 (4)右 (5)变大 (6) 电压表 0.3 0.75 【详解】（1）测量小灯泡的额定功率的实验中，电源、滑动变阻器、电流表、灯泡、和开关串联，电压表并联在灯泡两端，要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑时灯变亮，即电路中的电流变大，因此滑动变阻器接入电路的电阻变小，因此滑动变阻器右下接线柱接入电路，如图所示： （2）为了保护电路，在连接电路时，开关应处于断开状态。 （3）由题意知，连接电路后，闭合开关，若小灯泡较暗，电流表有示数，电压表有示数，说明电路中的电流过小，即电路中的电阻过大，调节滑动变阻器的滑片，两表的示数都不变，因此可能是滑动变阻器接了下面两个接线柱。 （4）由图乙可知，电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，示数为2.1V，小于小灯泡的额定功率2.5V，根据串联分压可知，此时应增大灯泡两端的电压，即减小滑动变阻器的阻值，应将滑片P向右移动。 （5）在实验过程中，移动滑片P时，突然小灯泡的灯丝烧断了，则电压表相当于直接接到了电源两端，此时测电源电压，因此电压表的示数将变大。 （6）[1][2][3]当灯泡两端的电压等于额定电压时，灯泡正常工作，因此为了测灯泡的额定电压，应该注视电压表，使其示数等于灯泡的额定电压；由图丙可知，电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡额定功率为 题型六 加热保温问题 16．（24-25九年级下·江苏淮安·期中）某同学家浴室里安装了一款风暖浴霸，通过开关断开闭合既可以实现照明、又可以实现送暖风、热风的功能，其简化电路如图所示，R1、R2是两根阻值相同的电热丝。表中是浴霸电路的部分参数。下列有关说法正确的是（　　） 额定电压 220V 照明功率 60W 暖风功率 1100W 热风功率 1980W A．吹风时，电动机的功率为220W B．每根电阻丝的阻值是44Ω C．某次洗澡时，小明只闭合开关S1和S2，则10min电路消耗的电能为6.6×105J D．该暖风机工作时，电路最大总电流为9A 【答案】A 【详解】A．分析电路可知，只闭合时，灯泡单独工作，处于照明状态；当只闭合时，和电动机M并联，此时加热总电阻较大，根据，加热功率较小，为暖风挡；当、均闭合时，、和电动机M并联，此时加热总电阻较小，根据，加热功率较大，为热风挡。则功率为 、阻值相同，工作时电压相同，根据，两电阻的功率相同，则功率为 则吹风时，电动机的功率为 故A正确； B．、阻值均为 故B错误； C．只闭合开关S1和S2，灯泡、和电动机M并联，则电路总功率为 则10min电路消耗的电能为 故C错误； D．所有开关均闭合时，灯泡、、和电动机M并联，电路总功率最大为 则电路最大总电流为 故D错误。 故选A。 17．（24-25九年级上·新疆乌鲁木齐·期末）小明学习了电学知识后研究起了家里的电饭锅。 (1)电饭锅采用的是 脚插头，外壳带电时能将电流导入大地不致对人造成伤害；电饭锅通电给水加热时，水是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式增加内能的，这与电压锅内电阻通电时电阻内能增大的原理 （选填“相同”或“不相同”）； (2)小明家的电饭锅，额定电压为220V，“煮饭”时额定功率为1210W，简化电路如图所示：S1为温控开关，当S1闭合时，电饭锅处于 （填“保温”或“煮饭”）状态。电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状态的功率之比为1:16，电饭锅正常“煮饭”状态，通过电饭锅的电流为 A；电阻R1的阻值 Ω。 【答案】(1) 三 热传递 不相同 (2) 煮饭 5.5 120 【详解】（1）[1]电饭锅的外壳为金属外壳，为了防止漏电时发生的触电现象，则应采用的是三脚插头，“第三只脚”与金属外壳相连，插入三孔插座后，外壳带电时能将电流导入大地不致对人造成伤害。 [2][3]电饭锅通电给水加热时，水吸收热量，内能增大，是通过热传递的方式增加内能的；电压锅内电阻通电时电阻内能是通过电流做功使内能增大，则这与电饭锅通电给水加热时，水内能增大的原理不同。 （2）[1]当S1闭合时，电路为R2的简单电路，电路电阻较小，电源电压一定，根据可知，电路电功率较大，电饭锅处于煮饭状态；当S1断开时，电路为R1、R2串联，电路电阻较大，电路电功率较小，电饭锅处于保温状态。 [2]由得，电饭锅正常“煮饭”状态，通过电饭锅的电流为 [3]由得，R2的阻值为 电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状态的功率之比为1:16，因为电阻不变，由得，“保温”状态与“煮饭”状态时电路中的电流之比为 则保温时电路中的电流为 保温时（R1、R2串联时）电路中的总电阻为 电阻R1的阻值为 18．（24-25九年级上·福建龙岩·期末）如图是某电火锅分挡加热器的简化电路图，已知电源电压是220V，R1、R2均是发热电阻，R1的阻值为40Ω，R2的阻值为400Ω，开关接“1”时为低温挡，开关接“2”时为高温挡。求： (1)低温挡工作时的电流； (2)高温挡的电功率； (3)高温挡工作5min，消耗的电能。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）当开关S接“1”时，电火锅处于低温挡，此时电阻和串联接入电路。根据串联电路电阻的特点，电路的总电阻为 根据欧姆定律，低温挡工作时的电流为 （2）当开关S接“2”时，电火锅处于高温挡，此时只有电阻R₁接入电路。根据电功率公式，高温挡的电功率为 （3）高温挡工作的时间 根据电能公式可得，高温挡工作消耗的电能为 题型七 电功和电热的综合计算 19．（23-24九年级上·广东广州·期末）某品牌智能电热毯能够根据环境温度自动实现多挡位加热，以增强人体舒适度。其等效电路简化图如图甲所示，R1、R2均为加热电阻，R1>R2，S为智能开关，可根据实际需要选择不同电阻接入电路。某段工作过程，加热功率随环境温度变化如图乙所示（横轴t表示环境温度）。下列说法中正确的是（　　） A．环境温度为5℃时，电热毯电功率为44W B．环境温度为35℃时，开关S连接接线柱2和3 C．开关S连接接线柱1和2时，工作1h消耗的电能为0.1kW•h D．开关S连接接线柱2和3时，电路总电阻为484Ω 【答案】D 【详解】A．环境温度为5℃时，观察图乙可知，这时加热功率为100W，功率较大，故A错误； B．环境温度为35℃时，观察图乙可知，这时加热功率为44W，功率较小，根据电功率公式可知，电路的总电阻较大，智能开关S连接接线柱1和2时，只有电阻R1接入电路，智能开关S连接接线柱2和3时，R1和R2并联接入电路，电路的总电阻比智能开关S连接接线柱1和2时的，还要小，由此可知，环境温度为35℃时，应该是智能开关S连接接线柱1和2，故B错误； C．开关S连接接线柱1和2，只有电阻R1接入电路，电路的总电阻较大，加热功率较小，为 44W=0.044kW 则工作1h产生的热量为 故C错误； D．开关S连接接线柱2和3时，加热功率较大，为100W，电源电压为220V，根据电功率公式可知，电路的总电阻为 故D正确。 故选D。 20．（21-22九年级上·陕西西安·期末）某型号电饭煲有保温和加热功能，如图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲在一次工作中电功率与时间的关系图像。 （1）当开关S接触点2时，电饭煲处于 （选填“保温”或“加热”）状态，此时电饭煲的电功率为 kW。 （2）计算电路中R1的电阻是多少 ？ （3）电饭煲在这一次工作中一共消耗了多少J电能 ？    【答案】 保温 0.2 60.5Ω 6.84×105J 【详解】（1）[1]根据知，当开关接触点1时，电路中只有R1工作，此时电路中的总电阻较小，电饭煲处于加热挡，所以接触点2时，电饭煲处于保温状态； [2]由图乙知，保温挡的功率为200W即0.2kW； （2）[3]根据得，电阻R1的阻值为 （3）[4]由图乙知，电饭煲在一次工作中，加热挡用时12min，则加热挡消耗的电能为 保温挡用时9min，则保温挡消耗的电能为 则电饭煲在这一次工作中一共消耗的电能为 21．（23-24九年级上·湖南张家界·期末）图甲是小明家电热水壶内部的简化电路图，其中R1为加热管，R2为限流电阻，只有加热管放出的热量能被水吸收。S1是温控开关（也叫防干烧开关），S、S2是手动开关，调节S、S2可以使电热水壶分别处于加热和保温状态，下表是该电热水壶的铭牌。 （1）加热水壶处于加热状态时，手动开关S、S2应处于什么状态？正常工作时，通过加热管R1的电流为多少？ （2）电热水壶正常工作，在1标准大气压下，将一满壶初温为20℃的水烧开，水需要吸收多少热量？[c水=4.2×103J/（kg•℃）] （3）水烧开后，让电热水壶处于保温状态，若R2=165Ω，则电热水壶的保温功率为多少？ （4）小明发现在晚上用电高峰时烧开一壶水比白天用时长，晚上他进行了测量，关掉家里其他电器，仅电热水壶工作，他观察到家里电能表（如图乙）1min转盘转了40转，则晚上烧水时电热水壶的实际功率为多少？ XX牌电热水壶 额定电压 220V 最大容量 1.5L 额定加热功率 880W 保温功率 额定频率 50Hz 【答案】（1）闭合；4A；（2）5.04×105J；（3）55W；（4）800W 【详解】解：（1）由电路图可知，当S1、S、S2都闭合时，R2短路，电路只有R1工作；当开关S、S1闭合、S2断开时，两电阻串联；根据串联电阻的规律可知，串联的总电阻大于R1的电阻，根据可知，电源电压不变，当电路只有R1工作时电流大，根据可知，此时R1的功率大，为加热状态，即手动开关S、S2都闭合时，电热水壶处于加热状态；根据表中数据可知，电热水壶的额定加热功率为880W，由可知，正常工作时，通过加热管R1的电流为 （2）由表中数据知，一满壶水的体积为1.5L，根据可知，其质量为 在1标准大气压下，水的沸点为100℃，将一满壶初温为20℃的水烧开，水需要吸收的热量 （3）由欧姆定律，根据（1）知，加热管电阻 当开S、S1闭合、S2断开时，两电阻串联，电路处于保温状态，根据电阻的串联规律，此时电路的电阻 由欧姆定律，此时电路中的电流 因为只有加热管放出的热量能被水吸收，则电热水壶的保温功率就是保温时R1的功率 （4）如图乙电能表上标有，表示电能表转盘每转3000圈消耗1千瓦时的电能，则转40转消耗的电能为 1min转盘转了40转，晚上烧水时电热水壶的实际功率为 答：（1）加热水壶处于加热状态时，手动开关S、S2应处于闭合状态，正常工作时，通过加热管R1的电流为4A； （2）电热水壶正常工作，在1标准大气压下，将一满壶初温为20℃的水烧开，水需要吸收的热量为5.04×105J； （3）水烧开后，让电热水壶处于保温状态，电热水壶的保温功率为55W； （4）晚上烧水时电热水壶的实际功率为800W。 题型八 家庭电路与安全用电 22．（24-25九年级上·山东威海·期末）小明家的电路简化后如图所示，观察该电路，下列说法中正确的是（　　） A．开关和电灯的位置互换后更安全 B．插座中的火线和零线一定不能连通 C．电能表是测量电路消耗总电功率的仪表 D．各个小彩灯之间是并联的 【答案】B 【详解】A．开关应接在火线与电灯之间，这样断开开关时，电灯与火线断开，可避免触电；若开关和电灯的位置互换，断开开关后电灯仍与火线相连，易发生触电事故，更不安全，故A错误； B．插座中的火线和零线连通会形成短路，短路时电路中电流极大，会导致空气开关跳闸，严重时可能引发火灾，因此插座中的火线和零线一定不能连通，故B正确； C．电能表上表盘的单位是千瓦时，是电能的单位，故电能表是测量电路在一段时间内消耗的总电能的仪表，故C错误； D．图中小彩灯首尾相连，只有一条路，一只损坏其它都不能工作，其连接方式是串联的，故D错误。 故选B。 23．（25-26九年级上·辽宁沈阳·期末）小明在观察供电箱时看到如图甲所示的情景，其中A、B分别为漏电保护器和空气开关，它们的作用是不同的。当电路中电流过大时， （选填“A”、“B”或“A和B都”）能自动断开。小明用测电笔检查家庭电路，电路乙中画“×”处表示该处断路，开关闭合后，用试电笔测试电路中的A点，试电笔氖管 （选填“会”或“不会”）发光。 【答案】 B 会 【详解】[1]空气开关的作用是在电路电流过大时自动断开；漏电保护器是在电路漏电时断开，因此电流过大时B会自动断开。 [2]电路乙中，中性线在“×”处断路，开关闭合后，A点通过灯泡、开关与相线连通，试电笔接触A点时，电流可通过试电笔、人体形成回路，因此试电笔氖管会发光。 24．（24-25九年级上·山西忻州·期末）图甲为某款三孔插座。在符合安全用电原则下，请在图乙中用笔画线表示导线将该开关、插座接入家庭电路中。 【答案】 【详解】家庭电路中，开关应连接在火线和插座之间，三孔插座的左孔接零线，右孔接火线，上孔接地线，且插座上的指示灯与插孔并联，共同由开关控制，如图所示： 基础巩固通关测 1．（25-26九年级下·全国·期末）将一个标有“220 V  200 W”的电风扇单独接在家庭电路中，正常工作1min后，电能表示数如图所示，下列说法中正确的是（    ） A．电能表应安装在家庭电路的总开关之前 B．这段时间内电风扇消耗了的电能 C．这段时间内电能表表盘指示灯共闪烁了100次 D．电能表所在电路允许接的用电器的总功率最大是2200W 【答案】A 【详解】A．电能表应安装在家庭电路总开关之前，便于计量整个家庭的用电量，故A正确； B．电风扇正常工作1min消耗的电能 而318.6KW·h是电能表当前累计示数，并非这段时间消耗的电能，故B错误； C．电能表参数“3000imp/(KW·h)”表示每消耗1KW·h电能，指示灯闪烁3000次。这段时间消耗电能，则闪烁次数为 故C错误； D．电能表允许通过的最大电流为40A，电路允许的最大总功率 故D错误。 故选A。 2．（25-26九年级上·广东汕头·期末）灯泡甲和乙分别标有“220V  100W”和“220V  40W”的字样，若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（   ） A．两灯都正常发光时，甲灯消耗的电能较多 B．两灯串联时亮度相同，因为串联时通过两灯的电流相等 C．两灯并联接入220V的电路中，通过甲灯和乙灯的电流之比是5∶2 D．两灯并联接入220V的电路中，甲灯的电阻较大 【答案】C 【详解】A．因为甲功率大，根据，两灯都正常发光时，只有在相同时间内甲灯消耗的电能才较多，而A选项未说明时间是否相同，故A错误； BD．根据，甲功率大，所以电阻小，两灯串联时，电流一样，根据，乙实际功率大，更亮，故BD错误； C．并联时，电压均220V，由上分析可知，甲电阻小，通过甲灯和乙灯的电流之比 故C正确。 故选C。 3．（24-25九年级上·安徽安庆·期末）下图是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置。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可以反映密闭空气温度的变化。下列做法中也用到类似方法的是（　　） A．在探究电阻中的电流跟其两端的电压的关系时，保持电阻不变来研究电流和电压的关系 B．将发声的音叉靠近乒乓球，乒乓球被弹开说明音叉在振动 C．两个电阻并联时，可用并联的总电阻来代替两个电阻 D．通过改变电阻丝长度，来判断相同粗细的同种电阻丝其电阻大小与长度的关系 【答案】B 【详解】电流产生热量的多少是不易观察的，所以通过U形管中液面高度变化显示，采用的是转换法。 A．在探究电阻中的电流跟其两端的电压的关系时，需要控制电阻不变来研究电流和电压的关系，这里是用的控制变量法，故A不符合题意； B．将发声的音叉靠近乒乓球，乒乓球被弹开说明音叉在振动，即将音叉的振动转化为乒乓球的跳动，即转换法，故B符合题意； C．两个电阻并联时，可用并联的总电阻来代替两个电阻，即等效替代法，故C不符合题意； D．通过改变电阻丝长度，来判断相同粗细的同种电阻丝其电阻大小与长度的关系，采用的是控制变量法，故D不符合题意。 故选B。 4．（24-25九年级上·河南平顶山·期末）关于安全用电，下列说法正确的是（　　） A．图甲，人体会触电，此时位于a处的空气开关会自动切断电路 B．图乙，闭合开关时，灯泡会发光，b点会使试电笔发光 C．图丙，c处断路时，冰箱会立即停止工作，人接触金属外壳时没有危险 D．图丁，使用试电笔时手要接触笔尾的金属体 【答案】D 【详解】A．人体发生触电时，若是由于不小心碰到火线且站在地面上，则漏电保护器会使空气开关断开电路，故A错误； B．图乙，闭合开关时，灯泡会发光，b点与零线相连，不会使试电笔发光，故B错误； C．若三线插头的地线断路，人接触金属外壳时有触电的危险，但不会影响正常用电器的工作情况，故C错误； D．使用试电笔时，手指要按住笔尾的金属帽或者笔卡，才能形成通路，正常检验，故D正确。 故选D。 5．（24-25九年级上·湖南常德·期末）如图所示，电源电压不变，小灯电阻恒定不变，闭合开关S，滑片P向左移动时，下列说法正确的是（　　） A．小灯亮度变亮 B．电流表A1的示数变小 C．电路的总功率变小 D．电压表V与电流表A2比值变小 【答案】D 【详解】B．由图可知，灯泡与R并联，电流表A1测通过R的电流，电流表A2测干路电流，电压表测电源电压，滑片P向左移动时，R接入电路的阻值变小，由可知，通过R的电流变大，所以电流表A1示数变大，故B错误； A．灯泡两端电压和阻值不变，由可知，灯泡电功率不变，所以小灯亮度不变，故A错误； C．由可知，通过灯泡的电流不变，由并联电路电流规律可知，干路电流为，所以干路电流变大，则电流表A2示数变大，电路的总功率为，电压一定，总电流变大，则总功率变大，故C错误； D．电压表示数不变，电流表A2示数变大，则电压表V与电流表A2比值变小，故D正确。 故选D。 6．（25-26九年级上·重庆江津·期末）如图所示，电源电压恒定，当开关S1闭合、S2断开，甲、乙均为电流表时，两表示数之比为1∶5，则R1∶R2= ；当开关S1、S2闭合，甲、乙均为电压表时，R1的功率为P1，R2的功率为P2，则P1∶P2= 。 【答案】 1：4 1：4 【详解】[1]当开关闭合、断开，甲、乙为电流表时，与并联，甲电流表测的电流，乙电流表测干路电流。已知，则的电流 并联电路中，两电阻两端的电压相等，则通过的电流与电阻成反比，故 [2]当开关、闭合，甲、乙为电压表时，与串联，甲电压表测电源电压，乙电压表测的电压，串联电路中，电流处处相等，故I1=I2，， 由功率公式，得两电阻的功率之比 7．（25-26九年级上·重庆·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 【详解】[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。 8．（24-25九年级上·辽宁盘锦·期末）甲灯的额定电压为6V，乙灯正常工作的电流为0.6A，两灯的U-I图象如图所示，将两灯串联在电压为8V的电源两端时，甲、乙两灯的电压之比为 ；将两灯并联在电路中，有一只灯泡正常发光，另一只灯泡发光较暗，此时电路的总功率为 W。 【答案】 3:1 2.7 【详解】[1]两灯串联时，电流处处相等，且电源电压U=8V，即U甲+U乙=8V 从U−I图象中找，当电流I=0.5A时，U甲=6V，U乙=2V，满足U甲+U乙=8V 所以甲、乙两灯的电压之比U甲:U乙=6V:2V=3:1 [2]两灯并联时，各支路电压相等，且有一只灯泡正常发光，另一只发光较暗，因为甲灯额定电压6V，若电源电压为6V，甲灯正常发光，此时看乙灯的电流，由图象，当电源电压为6V时，乙灯电流超过0.6A，会损坏；所以只能是乙灯正常发光时的电压（乙灯电流0.6A时，电压U0=3V）作为并联电路的电压，此时甲灯电压也为3V，由图象，甲灯电压3V时，电流I甲=0.3A。 并联电路干路电流 电路总功率 9．（24-25九年级上·广东东莞·期末）请用笔画线代替导线，按照安全用电的要求，将图中的电灯、控制电灯的开关及不受开关控制的插座接入家庭电路中。 【答案】 【详解】灯泡与插座并联；插座的左孔连接零线，右孔连接火线，上孔连接地线；带开关的灯泡，灯泡与开关串联，火线先连接开关，开关与灯泡的金属触点相连，最后通过灯泡的金属螺纹回到零线，如图所示： 10．（24-25九年级上·甘肃张掖·期末）如图，请完成家庭电路的连接，要求：保险装置保护插座，开关只控制灯泡。 【答案】 【详解】灯泡的接线要求为：火线与开关串联，然后再接到灯泡顶端的金属点，零线直接与灯泡的螺旋套相连；安装三孔插座的接线要求为：左孔接零线，中间插孔与地线相连，右孔接火线；将保险丝接到火线上，如图所示： 能力提升进阶练 11．（25-26九年级下·全国·期末）在如图所示电路中，电源电压恒定，是定值电阻，小灯泡L规格是“6V 3W”，滑动变阻器规格是“”。当R的滑片P位于最右端时，只闭合，灯泡正常发光；再闭合，电流表的示数变为1.1A。当只闭合开关时，在100s内产生的热量是 J。只闭合开关，移动滑动变阻器滑片时，的最大电功率是 W。 【答案】 360 3.6 【详解】[1]由图可知，只闭合，当R的滑片P位于最右端时，变阻器连入阻值为0，只有灯泡连入电路中，灯泡正常发光，所以电源电压 再闭合、，与L并联，电流表测干路电流，示数变为1.1A，此时灯泡仍正常发光，小灯泡L规格是“6V 3W”，小灯泡的额定电流 由并联电路特点可知，通过的电流 所以的阻值 当只闭合开关时，只有连入电路中，在100s内产生的热量是 [2]只闭合开关，与R串联，因为滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，但为了保证电路安全，电路中的最大电流不能超过滑动变阻器允许的最大电流，同时也要考虑其他元件的承受能力，当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路中的电流 所以电路中的最大电流，则的最大电功率 12．（25-26九年级上·河南安阳·期末）如图甲所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从b端移至a端的过程中，电流表的示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，则电源电压为 V，定值电阻R1的阻值为 Ω；当电路中的电流为0.2A时，滑动变阻器的电功率为 W。 【答案】 3 10 0.2 【详解】[1][2]由图像可知，当滑动变阻器的滑片在a端时，电路中只有电阻，则电源电压为3V，定值电阻的阻值为 [3]当滑动变阻器的滑片在b端时，滑动变阻器的阻值最大，此时电阻与串联，当电路中的电流为0.2A时，根据串联电流规律，滑动变阻器的电流为 电压表测定值电阻两端的电压，由图乙可知，电流为0.2A时，电压表的示数为2V，即 根据串联电压规律，滑动变阻器两端的电压为 则滑动变阻器的电功率为 13．（24-25九年级上·河南新乡·期末）如图，小聪在“探究小灯泡电功率”实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为8Ω。 (1)请用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整（要求：闭合开关前，变阻器滑片放在最右端）。 (2)电路连接完成后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 ； (3)小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；该实验中多次测量的目的是 。 A．避免偶然性，使结论更具有普遍性     B．求平均值，减小误差 (4)在测量额定电压为的小灯泡正常发光时电阻的实验中，小聪小组的电流表坏了，于是他们设计了图丙所示电路，其中，请完成相关实验步骤： ①开关S、闭合，断开，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光； ②保持滑片位置不动， ，此时电压表的示数为4.5V； ③小灯泡正常发光时灯泡的电阻为 。 【答案】(1) (2)小灯泡断路 (3) 1.52 A (4) 开关S、闭合，断开 12.5 【详解】（1）闭合开关前，变阻器滑片放在最右端，所以滑片在最右端时电阻最大，所以变阻器应接入左下接线柱，滑动变阻器要与小灯泡串联，电压表要并联在小灯泡两端，由于小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表选0-15V量程，如图所示： （2）电流表无示数，小灯泡不亮，说明电路可能是断路，电压表示数等于电源电压，电压表是串联进电路的，所以是与电压表并联部分的用电器发生断路，故障为小灯泡断路。 （3）[1]如图乙所示，小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流为0.4A，小灯泡的额定功率为 [2]不同电压下，通过小灯泡的电流不同，计算出的电功率不同，所以不能多次测量求平均值，那么多次测量的目的是避免偶然性，使结论更具有普遍性 。故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 （4）[1][2]开关S、闭合，断开，此时电压表并联在小灯泡两端，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，电压表的示数为2.5V；保持滑片位置不动，开关S、闭合，断开，此时电压表并联在小灯泡和定值电阻两端，电压表示数为4.5V，根据串联电路中电压的规律得，定值电阻两端电压为 通过的电流为 由串联电路中电流的规律可知，小灯泡正常发光时通过的电流为 所以小灯泡正常发光时，灯泡的电阻为 14．（24-25九年级上·河北邯郸·期末）如图所示，电源电压不变，小灯泡上标有“6V，3W”字样（灯丝电阻不变）。定值电阻的阻值为为滑动变阻器，当开关都闭合时，小灯泡正常发光。求： (1)小灯泡正常发光时的电流； (2)当开关都闭合时，此时电流表的示数； (3)断开开关和，闭合开关，当滑动变阻器的滑片调至阻值最大时，电压表示数为，求的最大阻值。 【答案】(1)0.5A (2)0.8A (3)40Ω 【详解】（1）根据小灯泡L的铭牌“6V，3W”可知，其额定电压为6V，额定功率为3W，由电功率公式可得，小灯泡正常发光时的电流 （2）当开关都闭合时，分析电路可知，电阻与小灯泡L并联，滑动变阻器被开关短路，电流表测量干路的总电流，因为小灯泡L正常发光，所以并联电路两端的电压等于小灯泡的额定电压，即电源电压 通过电阻的电流 根据并联电路的电流特点，干路电流等于各支路电流之和，所以电流表的示数 （3）断开开关和，闭合开关，分析电路可知，电阻与滑动变阻器串联，电压表并联在两端，测量两端的电压，当滑动变阻器的滑片调至阻值最大时，此时电压表示数为2V，根据串联电路中电流处处相等的特点，电路中的电流 根据串联电路的电压特点，滑动变阻器两端的电压 由欧姆定律可得，滑动变阻器的最大阻值 15．（24-25九年级上·四川宜宾·期末）如图，电源电压为12V，灯泡L的规格为“6V，3W”，滑动变阻器上标有“20Ω，1.5A”，，电流表量程为0～3A。将开关S闭合，、断开，调节变阻器使灯泡正常发光。求： (1)灯泡正常发光时的电阻； (2)此时滑动变阻器的阻值； (3)将开关S、、都闭合，移动滑片P且保证电路安全的情况下，电路总功率的变化范围。 【答案】(1)12Ω (2)12Ω (3)21.6W～32.4W 【详解】（1）根据灯泡L的规格“6V  3W”可知，灯泡的额定电压，额定功率。由电功率公式可得，灯泡正常发光时的电阻 （2）当开关S闭合，、断开时，滑动变阻器与灯泡L串联。因为灯泡正常发光，所以电路中的电流等于灯泡的额定电流 根据串联电路电压特点，滑动变阻器两端的电压为 根据欧姆定律，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 （3）当开关S、、都闭合时，灯泡L被开关短路，滑动变阻器与定值电阻并联，电流表测量干路电流。通过定值电阻的电流为 为保证电路安全，需满足：①电流表量程要求干路电流；②滑动变阻器铭牌要求通过其的电流。干路电流，由电流表量程可知 综合考虑滑动变阻器的电流限制，通过的最大电流应取。此时，电路的最大总电流为 电路的最大总功率为： 由于并联电路总功率随总电阻增大而减小，当滑动变阻器的阻值调到最大值时，通过的电流最小 此时，电路的最小总电流为 电路的最小总功率为 因此，电路总功率的变化范围是21.6W~32.4W。 16．（24-25九年级上·山东威海·期末）新房装修时，工人经常用普通量角器测量一些角度，不方便读数。小明根据所学的知识设计了电子量角器，电路如图所示，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，O为半圆弧电阻MN的圆心，金属滑片OP为半径，与半圆弧接触良好，接入电路的电阻与指针旋转角度成正比，为电阻箱。将滑片OP旋转至M处，调节的阻值为，电流表示数为0.6A；保持的阻值不变，调节为时，电流表示数为0.2A。 (1)求电源电压和为时上消耗的电功率； (2)为能满足测量0~的要求，同时保证电路安全，则满足要求的最小阻值为多少？ 【答案】(1)6V，0.8W (2) 【详解】（1）当滑片OP旋转至M处时，θ=0°，接入电路的电阻RMP=0Ω，此时电路为R0的简单电路。由题意可知R0=10Ω，电流I₁=0.6A，根据欧姆定律，电源电压U=I₁R0=0.6A×10Ω=6V 当θ为90°时，R0与RMP串联，电路中的电流I₂=0.2A，则电路的总电阻R总为 根据串联电路电阻特点，接入电路中RMP的阻值为 此时RMP上消耗的电功率为 （2）为保证电路安全，电路中的电流不能超过电流表量程0.6A，RMP两端的电压不能超过电压表量程3V。 ①当θ=0°时，此时连入电路中的RMP=0Ω，电路中的电流最大。 为保证电流表安全，Imax ≤ 0.6A，根据欧姆定律可知 可得 ②根据串联电路分压可知，当θ=180°，RMP两端的电压最大，此时RMP的阻值最大为 为保证电压表安全，UMPmax≤ 3V，即 可得 综合以上两个条件，要同时保证电流表和电压表都安全，R0的阻值必须大于等于两者中的较大值，故R0的最小阻值为40Ω。 $第十五章 电功和电热（复习讲义） 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 【单元目标聚焦·明核心】 【知识图谱梳理·固基础】 【教材要点精析·夯重点】 第1节 电功 第2节 电功率 第3节 焦耳定律 第4节 家庭电路与安全用电 【考点题型突破·拓思维】 题型一 电能表及相关计算 题型二 电功及其简单计算 题型三 电路的动态分析 题型四 电路的动态计算 题型五 测小灯泡的电功率的实验 题型六 加热保温问题 题型七 电功和电热的综合计算 题型八 家庭电路与安全用电 【分层阶梯训练·提能力】 基础巩固通关测 能力提升进阶 【基础目标】 1. 能说出电功的定义、单位，记住电功的计算公式，并能运用公式进行简单计算。 2. 知道电能表是测量电功的仪表，能看懂电能表的铭牌参数（如电压、电流规格、每千瓦时转数等），会根据电能表的示数计算消耗的电能。 3. 理解电功率的物理意义，能说出电功率的定义、单位，记住电功率的计算公式，并能结合欧姆定律推导其他公式、 ，能运用电功率公式进行简单计算。 4. 知道额定电压和额定功率的含义，能区分用电器的额定功率和实际功率，理解用电器实际功率与额定功率的关系。 5. 能说出焦耳定律的内容、公式，并能运用焦耳定律解释生活中的一些现象，会进行简单的电热计算。 6. 了解家庭电路的组成，知道火线和零线，会用测电笔辨别火线和零线。 7. 知道家庭电路中电流过大的原因，了解安全用电的原则，能说出常见的安全用电常识。 【进阶目标】 1. 能综合运用电功、电功率的计算公式分析和解决串、并联电路中的相关问题，包括动态电路中电功、电功率的变化分析及计算。 2. 理解测定小灯泡电功率实验的原理、实验器材的选择、实验步骤、数据记录与处理，能分析实验中出现的常见故障及原因。 3. 能运用焦耳定律分析和解决电热在生活和生产中的应用与防止问题，理解电功和电热的区别与联系，知道纯电阻电路和非纯电阻电路中电功与电热的关系。 4. 能对电路进行动态分析，包括滑动变阻器滑片移动、开关通断等情况下，电路中电流、电压、电功率的变化情况，并能结合串并联电路特点进行判断。 5. 能解决与电加热、保温相关的实际问题，理解其电路结构，并能进行相关的计算。 6. 能独立完成电功、电热的综合计算题，包括结合串并联电路特点、欧姆定律、电功和电功率公式、焦耳定律等进行多步骤计算，并能规范书写解题过程。 【拓展目标】 1. 能设计简单的实验方案测量用电器的电功率（如利用电能表和秒表测量家用电器的实际功率）。 2. 能运用所学知识分析和解释家庭电路中一些常见的故障现象（如保险丝熔断、空气开关跳闸、用电器不工作等），并能提出简单的解决思路。 3. 了解生活中节约用电的方法和意义，能结合电功、电功率知识对不同用电器的能耗进行比较和分析。 4. 能对较复杂的电路动态计算问题进行分析，如含多个用电器的电路在不同工作状态下的电功、电功率、电热的综合计算，以及结合效率问题进行计算。 5. 了解新能源技术或设备的工作原理（如充电桩、智能电能表等），并能运用所学电功、电热知识进行初步的分析。 第1节 电功 一、电功 1. 电功的概念 （1）定义：电流所做的功叫作电功，用W表示。 （2）实质：电能转化为其他形式能的过程是电流 的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多 少 ，即电功是多少。 2. 电功的计算 （1）公式：W= = ，此公式适用于一切情形下电功的计算。 （2）推导公式：W= = （两个推导公式只适用于纯电阻电路） 3. 电功的单位 （1）国际单位制：单位是 ，简称焦，用符号J表示，1J=1V·A·s。 （2）常用单位： （KW·h） （3）单位换算：1KW·h= J 二、电能表 1. 电能表 （1）电能表：用来测量电路消耗电能多少的仪器。家庭常用的电能表主要是电子式电能表和机械式电能表。 （2）电子式电能表的技术参数（以如图所示的电能表分析） （3）通过电能表求用电器消耗电能的方法 ①电能表计数器上前后两次的示数之 就是用电器在这段时间内消耗的电能W=W后-W前 电能表月初和月底的读数如图所示，则本月消耗的电能为：W= W后-W前= KW·h ②利用电能表的转数求电能 利用电能表转盘的实际转速n和电流表参数N revs/KW·h，可以比较精确的计算出某段时间内消耗的电能。即： 如图所示，电表上标有“3000r/KW·h”的字样，若一段时间内该电能表盘转了60转，则在这段时间内用电器消耗的电能： 三、比较两个灯泡的亮暗 电流通过灯泡会发光。在一定时间内，电流做的功越多，电能转化为的光能就越多，灯泡就越亮。 1. 两个灯泡串联 两个灯泡串联时，通过灯泡的电流相等。因此，电压越高，电流做的功越多，灯泡就越亮。 2. 两个灯泡并联 两个灯泡并联时，灯泡两端的电压相等。因此，电流越大，电流做的功越多，灯泡就越亮。 第2节 电功率 一、电功率 1. 电功率的概念 （1）物理意义：表示电流做功的 。 （2）定义：等于电功与时间之比。 （3）定义式：P==UI（具有普遍意义，适用于任何电路） （4）推导式 利用P＝UI和欧姆定律I＝U/R可推导出两个表达式： P=UI= P=UI = （这两个公式只适用于纯电阻电路） （5）单位 国际单位是 （W），1瓦＝1焦/秒。常用单位是 （kW）、 （mW） 进行电功率计算时，可选用两套单位： ①若电功W的单位用焦（J）、时间t的单位用秒（s），则功率P的单位是 （W）； ②若电功W的单位用千瓦时（KW·h）、时间t的单位用时（h），则功率P的单位是 （kW）。 2. 电功率和电功的区别 电 功 电功率 物理意义 表示电流做功的多少 表示电流做功的快慢 定义 电功等于电压、电流与通电时间的乘积 电功与时间之比 公式 W=UIt P=W/t=UI 单位 焦（J）、千瓦时（KW·h） 瓦（w）、千瓦（kw） 3. 额定电压 额定功率 （1）额定电压U额和额定功率P额 用电器正常工作时的电压叫做额定电压；用电器在额定电压下工作时的功率叫做额定功率。 （2）实际功率：用电器在实际工作时的功率叫做实际功率P实。 （3）实际功率和额定功率的关系 一个用电器只有 个额定电压和 个额定功率，是确定的，与实际电压无关。用电器的实际功率是不确定的，随着它两端电压的改变而改变。 用电器两端的电压 电功率 用电器工作情况 ＝ ＝ 正常工作 ＞ ＞ 容易损坏 ＜ ＜ 不能正常工作 （4）用电器铭牌上所标物理量的意义 例如一只灯泡上标着“220V 25W”，其中“220V”表示该灯泡的额定电压是220V，“25W”表示该灯泡的额定功率是25W。 （5）灯泡的亮度：灯泡的亮度取决于 的大小。例如额定电压不同的白炽电灯，如果实际功率相等，则它们发光的亮度就相同。 二、测量小灯泡的电功率 1 . 测量小灯泡的电功率 （1）实验目的：测量小灯泡的额定功率和实际功率。 （2）实验原理：P = （3）实验器材：电源、电压表、电流表、小灯泡（额定电压2.5V）、滑动变阻器、开关、导线。 （4）电路如图所示。 （5）实验步骤 ①按电路图连接电路。注意断开开关，将滑动变阻器滑片放在阻值最大处。 ②闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V（等于额定电压），记下此时对应的电流表示数，并观察灯泡的发光情况。 ③计算出小灯泡的实际功率，并记录在表格中。 小灯泡的规格 电压表的示数U/V 电流的示数I/A 小灯泡的亮度 小灯泡的功率P/W 额定电压 U额=2.5V 【分析与论证】 （1）通过实验得出小灯泡的额定功率为： P额=U额I额 （2）设小灯泡的实际电压为U实，额定电压为U额，实际功率为P实，额定功率为P额，可以发现： ①当小灯泡的实际电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率 额定功率，小灯泡 发光。 ②当实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际功率 额定功率，小灯泡发光较 。 ③当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率 额定功率，小灯泡发光较 。 【交流讨论】 对小灯泡的电功率进行了多次测量，为什么不求小灯泡功率的平均值? 因为额定功率是额定电压下的功率，不是不同电压下功率的平均值；用电器在不同电压下的实际功率不同，把三次测量的平均值作为小灯泡的额定功率是不合理的。 2. 特殊法测小灯泡的电功率 （1）单伏法（测量器材是电压表，缺少电流表 ） 【设计实验】借助定值电阻，利用电压表计算出灯泡的额定电压或额定电流，利用P=UI算出额定功率。 【实验器材】电源（电压未知），1个电压表，1个滑动变阻器，1个已知阻值为R0的定值电阻。 【实验步骤】①已知小灯泡的额定电压为U额 操作一：如图所示，闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R，使得电压表示数为U额，此时灯泡正常发光； 操作二：如图所示，闭合S、S2，断开S1，电压表测出R0与L两端的电压U合。 进行计算：灯泡的额定电流： 灯泡的额定功率： = ②已知小灯泡的额定电流I额 操作一：如图所示，闭合S，S1，断开S2，调节滑动变阻器R，使得电压表示数为I额R0 ，此时灯泡正常发光； 操作二：如图所示，闭合S，S2，断开S1，电压表测出R0与L两端的电压U合。 进行计算：灯泡的额定电压： 灯泡的额定功率：P额=U额I额= （2）单安法（测量器材是电流表，缺少电压表） 【设计实验】借助定值电阻，利用电流表计算出灯泡额定电压或额定电流，利用P=UI算出额定功率。 【实验器材】电源（电源电压未知），电流表，滑动变阻器，一个已知阻值为R0的定值电阻。 【实验步骤】①已知小灯泡的额定电压U额。 操作一：如图所示，闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R1，使得电流表示数为U额/R0，此时灯泡正常发光； 操作二：如图所示，闭合S 、S2 ，断开S1，电流表测出通过R0与L的合电流I总。 进行计算：灯泡的额定电流： 灯泡的额定功率： = ） ②已知小灯泡的额定电流I额。 操作一：如图所示，闭合S、S2，断开S1，调节滑动变阻器R，使电流表示数为I额，此时灯泡正常发光； 操作二：如图所示，闭合S、S1，断开S2，电流表测出通过R0与L的合电流I总。 进行计算：灯泡的额定电压：U额=UR0 =（I总- I额）R0 灯泡的额定功率：P额=U额I额 =（I总- I额）R0I额 第3节 焦耳定律 一、电热器 1. 电流的热效应：电流通过导体时电能转化成 能，这种现象叫做电流的热效应。 2. 电热器：主要利用电流热效应工作的装置称为电热器。 二、探究影响电流热效应的因素 【设计与实验】 （1）如图所示，将一段电阻丝浸没在一定质量的液体（如煤油）中，通电时电阻丝产生的热量被液体吸收，液体的温度就会升高。因此，我们可以通过液体温度的变化来比较电阻丝产生热量的多少。 （2）研究方法 ①控制变量法：在探究电流通过导体产生热的多少跟电流、电阻、通电时间的关系时，每次实验应该控制两个物理量不变。 ②转换法：实验中通过观察U形管液面的 来比较电流产生热量的多少，这种方法叫转换法。 【进行实验与收集证据】 （1）如图甲所示，将同一根电阻丝接入电路，观察在一定时间内液体温度的变化。保持时间一定，调节滑动变阻器，改变通过电阻丝的电流，进行多次实验。 实验现象：时间一定时，电流较大时温度计的示数变化大。 甲 乙 （2）如图乙所示，将两段阻值不等的电阻丝R1和R2分别安装在两个相同装置中，然后将它们串联后接入电路，通电一段时间，观测两个装置中液体温度的变化。 实验现象：阻值较大的电阻R1对应的温度计的示数变化大。 （3）将同一根电阻丝接入电路，保持通过电阻丝的电流不变，改变通电时间，观察液体温度的变化。 实验现象：通电时间越长，温度计的示数变化越大。 【实验结论】 电流通过导体产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻以及通电时间有关。通过导体的电流越大、导体的电阻越大、通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多。 【交流讨论】 探究影响电流热效应的因素（第2套经典方案） （1）实验装置介绍（焦耳定律演示器） 透明的塑料容器内部密闭着等量的空气；容器内部的空气与U形管一端相连通。容器中各有一段电阻丝，两个容器里的电阻丝串联在一起接入电路。 （2）实验原理 如图所示，两个透明容器中密封着空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气的体积变化。同时使用两个密闭容器时，哪一侧U型管中液柱出现的高度差大，表明哪一侧的电阻丝产生的热量多。 【进行实验】 ①探究电流通过导体时产生的热量跟电阻是否有关？ 将两根阻值不等的电阻丝串联接入电路，使用学生电源供电（提供的电流大且稳定）。 ②电流通过导体时产生的热量跟电流是否有关？ 使两个密闭容器内部的电阻一样大，在右边容器的外部，将一个阻值相同的电阻R3和这个容器内的电阻R2并联；由于R3的分流作用，因此通过两个容器中电阻的电流不同。 三、焦耳定律 1. 内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比。 2. 公式： Q = 公式中的物理量及其单位：I表示电流，单位是 （A）；R表示电阻，单位是 （Ω）；t表示时间，单位是 （s）；Q表示热量，单位是 （J） 1焦耳=1安2×1欧×1秒 3. 推导焦耳定律   若电流做的功全部用来产生热量，即Q = W  因为电功W = UIt，根据欧姆定律U = IR，所以 Q = W = UIt = I2Rt 可见，在消耗的电能全部用来产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出的结论与焦耳定律一致。 4. 电功与电热 （1）电功与电热的区别 电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗 的多少，或表示有多少电能转化为其他形式的能。电热是指电流通过一段电路做功时，电能转化为 的那一部分。两者表示的意义不同，是两个不同的概念。 （2）电功与电热的联系 ①纯电阻电路（如电炉、电热器、电熨斗等电路） 该类电路中，电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量等于电流做的功（消耗的电能），即Q=W=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt，这些公式都适用于 电路。 ②非纯电阻电路 在该类电路中，当电流通过用电器时，电能主要转化为其它形式的能量，只有一部分转化为内能，电流产生的热量 电流做的功（消耗的电能），即Q＜W。例如：电风扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，只有少部分转化为内能。W总＝UIt =W机械能＋Q热量，电热 电功（均选填“大于”、“小于”或“等于”）。 5. 电热的危害与防止 （1）电热的危害：由于电流的热效应，会使用电器的 过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器；造成电能输送过程中的电能损失。 （2）防止电热危害的方法：给用电器安装 ；安装散热片；安装散热窗。 第4节 家庭电路与安全用电 一、家庭电路 1. 家庭电路的组成 （1）家庭电路的组成：进户线、电能表、总开关、熔断器、开关、用电器、插座等组成。考虑到用电安全，还有与大地相连的地线。 （2）家庭电路中各部分的安装特点及作用 ①电能表：用来计量电路所消耗的 。串联接在 路上。输电线进入到用户，首先要接到电能表上，这样电能表才能计量所有用电器消耗的电能。 ②总开关：控制电路 。接通和切断电路，便于更换电器或维修设备。总开关串联在在干路上，接在电能表后，保险装置前。 ③熔断器——熔丝（也叫保险丝） 总开关的后面是 装置。熔丝（俗称保险丝）是简易保险装置，装在保险盒内。电流过大时熔丝会熔化，切断电路，对用电器起到保护作用。 ④空气开关 现在新建居民楼电路中的保险装置一般采用空气开关，当电路中的 过大时，空气开关自动断开，切断电路，俗称跳闸。 ⑤插座与用电器 插座是给用电器供电的，各插座之间是 的；各用电器之间都是 ；用电器与插座之间也是 。（选填“串联”或“并联”）。 2. 火线和零线 进户的两条输电线中，一条叫做端线，俗称 ，另一条叫做零线。通常情况下，火线与零线间电压为 V（与大地间电压也为220 V）。零线在入户之前已经和大地相连，因此，零线与大地间电压为 。 3. 三线插头和三孔插座 （1）两孔插座与三孔插座 ①两孔插座的连接：左孔接 线，右孔接 线。 ②三孔插座的连接：上孔接 线、左孔接 线、右孔 火线（左零右火上接地）。 ③两孔插座与三孔插座的使用场景 两孔插座：适用于外壳绝缘的用电器和设备，结构简单，连接方便。三孔插座：用电器适用于外壳为金属的用电器，能在用电器外壳带电时起保护作用。 （2）三线插头 洗衣机、电冰箱等电器的电源插头有三根线，其中一条接火线（L），一条接零线（N），插头上标着E的导线和用电器的 相连，插座上相应的导线和室外的 相连。 （3）接地 用电器的金属外壳接地可以防触电，从以下两个角度理解： ①将三线插头插入三孔插座，把用电器接入火线与零线之间的同时，也将用电器的金属外壳与地线连接起来了。这时人接触用电器的金属外壳，相当于接触地线，不会发生触电危险。 ②若用电器金属外壳与火线相通，由于人体电阻远大于导线电阻，这就相当于导线将人体短路了，故电流由导线流入大地，而不会流过人体。 4. 测电笔 （1）结构：由金属体笔尖、电阻（阻值大）、氖管、金属笔卡（或金属笔尾）组成。 （2）作用：辨别 线和 线；检测用电器的外壳是否与 线相通（或者说检测用电器的金属外壳是否带电）。 （3）使用方法 正确的使用方法 错误的使用方法 ①手拿测电笔，手指按住金属笔卡（或金属笔尾），使 接触被测导线（手指千万不能碰到笔尖金属体）。 ②测电笔辨别火线与零线 手拿测电笔，手指按住笔卡（或金属笔尾），使笔尖接触被测导线。如果氖管发光，则接触的是火线；如果氖管不发光，则接触的是 线。 （4）原理：当测电笔接触火线时，由火线经试电笔、人体，到大地间形成通路，有电流流过试电笔和人体，所以测电笔氖管 ；由于流过该通路的电流很小，对人体不会造成伤害。如果接触的是零线，由于零线与大地之间的电压为0，试电笔中无电流通过，氖管不发光。 5. 漏电保护器 （1）作用：当电路中发生漏电或站在地上的人不小心接触了 ，电流经过人体流入大地，这时，总开关上的“漏电保护器”会迅速切断 ，对人身起到保护作用。 （2）原理：如图所示是安装了漏电保护器的家庭电路。当电路处于正常工作状态时，图线路中A点和B点的电流 ，漏电保护器开关处于接通状态。若有人在C点不慎触电，则火线、人体、大地将构成回路，所产生的电流将不通过零线，此时通过线路中A、B两点的电流 ，漏电保护器会迅速切断电路，从而起到保护作用（选填“相等”或“不相等”）。 （3）空气开关与漏电保护器的区别 ①空气开关的作用：当电路中的电流超过规定大小时，空气开关会 ，切断电源，从而保护电路。 ②漏电保护器的作用：当电路中发生 或站在地上的人不小心接触了 ，电流经过人体流入大地，这时，总开关上的“漏电保护器”会迅速切断电源，对人身起到保护作用。 二、家庭电路电流过大的原因 一是电路发生 ，二是电路中用电器的实际 超过电路所能承受的最大功率。 造成电路短路的常见情况有：连接电路时，误将火线和零线直接连通；电线和用电器的绝缘皮破损或老化，导致火线和零线直接连通等。 三、防止触电 1. 触电 （1） 触电事故：当人体成为闭合电路的一部分时，就会有电流通过。如果电流达到一定大小，就会发生 事故。 （2）安全电压：只有不高于 V的电压才是安全的。 2. 常见的触电事故： 触电、 触电。 单线触电 双线触电 3. 防止触电的方法 （1）必须把用电器的开关装在 线上。这样，当断开开关后，用电器与火线分离，人碰到用电器就不会发生危险。 （2）用电器的金属外壳接地 用电器的金属外壳与火线之间应该是绝缘的，人体接触外壳时并没有危险，但如果用电器内部导线的绝缘皮破损或绝缘性能变差，导致火线与外壳接通，人接触外壳时就会发生触电事故。因此，用电器的金属外壳接 。 （3）家庭安全用电常识 ①安装家庭电路要符合规范； ②要防止本应绝缘的物体导电； ③采取合理措施施救触电者：发现有人触电或因电引发火灾时，应立即切断 。无法切断电源时，应用干木棍等绝缘体挑开电线。 题型一 电能表及相关计算 1．（24-25九年级上·河南新乡·期末）如图所示是小明家的电能表。关于该电能表的以下说法中正确的是（　　） A．电能表是测量电功的仪表 B．电能表上的数据显示该同学家这个月用电就是863.5度 C．若单独让一个电热水器正常工作10min，该表转盘转了600转，则电热水器的实际功率是1000W D．小明家中2000W的电饭煲和1500W的空调可以同时正常工作 2．（24-25九年级上·福建龙岩·期末）如图所示，是小龙家的电子式电能表，此时电能表的示数为 KW·h。若他让热水器单独工作3min，观察到电能表的指示灯闪烁了320次，此过程热水器的功率为 W。 3．（24-25九年级上·河南平顶山·期末）小明家的电能表表盘如图甲所示，小明家同时使用的用电器总功率不能超过 W。他家的电冰箱正常工作的功率P随时间t变化的图像如图乙所示（注：电冰箱正常工作时，每小时实际工作20min）。若关闭其它用电器，让电冰箱正常工作6h，消耗的电能是 KW·h，这个过程中电能表的指示灯闪烁 次。 题型二 电功及其简单计算 4．（24-25九年级上·河南·期中）如图，定值电阻。闭合开关S，电阻、两端的电压分别为、，通过、的电流分别为、，电流通过、做功的功率分别为、，在相等的时间内，电流通过、做的功分别为、。以下不正确的是（　　） A． B． C． D． 5．（24-25九年级上·山东淄博·期中）小莉期中成绩考得好，爸爸奖励她一个新手机，小莉发现手机电池上标有“电压3.7V，容量1000mA·h”的字样，则它充满电后存储的电能为 J，经查该手机的待机电流为20mA，则该手机最长待机时间 h。 6．（24-25九年级上·河南郑州·期末）如图所示的电路中，电源电压为6V。开关闭合，移动滑动变阻器的滑片P，使标有“3V 0.6W”的小灯泡正常发光，此时电流表示数为 A，滑动变阻器连入电路的阻值为 Ω。保持滑动变阻器滑片P位置不变，该电路通电1min所消耗的电能是 J。 题型三 电路的动态分析 7．（2025·四川乐山·一模）在我区某校科技节活动中，物理兴趣小组设计了一个地磅模型，地磅内部简化电路，如图所示。其工作原理是车辆开上地磅会压缩弹簧（弹簧处于弹性限度内）引起滑片P移动，当电路的电流I≥I0（I0为某一定值）时，电路中电铃会发出警示声（电铃电阻忽略不计），表明车辆超重了。R0为保护电阻，电源电压不变。下列说法正确的是（　　） A．地磅上的压力增大时，电路总功率减小 B．地磅上的压力减小时，电压表的示数增大 C．地磅上的压力减小时，电路中的电流减小 D．地磅上的压力增大时，电压表与电流表示数之比减小 8．（24-25九年级上·北京平谷·期末）如图所示是一种天然气浓度检测的电路图，电源电压保持不变，电阻R1、R2中，一个是定值电阻，另一个是气敏电阻。气敏电阻的阻值随天然气浓度的增大而减小。闭合开关后，当气敏电阻所在处的天然气浓度升高，电压表示数增大，超过量程时就会触发报警器报警，下列说法中正确的是（　　） A．R1是气敏电阻 B．随着天然气浓度增加，通过定值电阻的电流变小 C．达到报警浓度时，电路的总功率最大 D．要使报警浓度变低，可以换用阻值更小的定值电阻 9．（24-25九年级上·内蒙古通辽·期末）如图所示电路中，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，滑动变阻器滑片自a向b移动的过程中（　　） A．电流表A的示数变小，电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小 B．电流表A的示数变小，电压表V2的示数变化量与电流表A的示数变化量之比的绝对值变大 C．电压表V1的示数变小，电路消耗的总功率变小 D．电压表V2的示数变小，电路消耗的总功率变小 题型四 电路的动态计算 10．（24-25九年级上·重庆沙坪坝·期末）如图所示，电源电压不变，变阻器R2的最大阻值与R1的阻值均为R0，a、b、c分别为电流表、电压表、电阻（阻值也为R0）三者中其中之一，且不相同。当只闭合S1、S3时，移动滑片P，电路中消耗的功率始终为P1，电路中总电流为I1；当开关都闭合时，电路消耗功率为P2；当开关都闭合时，将a、c互换，电路中的总电流为I2。下列说法中正确的是（    ） A．b一定是电压表 B．a一定是电流表 C．I1∶I2可能为1∶3 D．P1∶P2可能为1∶3 11．（24-25九年级下·辽宁辽阳·期中）已知图中R0＝10Ω，只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片在最左端时，电压表V1的示数为6V；如果只闭合S2，当滑动变阻器滑片向右移动，电压表V2的示数为3V时，小灯泡正常发光，电压表V1的示数为4.5V，则灯泡的额定电压为 V，额定功率为 W。 12．（24-25九年级上·辽宁铁岭·期末）如图甲所示，电源电压5V，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V。在保证所有元件安全的情况下，只闭合开关S、，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电流表示数与电压表示数关系的图像，如图乙。只闭合开关S、，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电压表示数与滑动变阻器接入电路中阻值关系的图像，如图丙。灯泡正常发光时的阻值为 Ω，以上两种情况，电路最小功率为 W。 题型五 测小灯泡电功率的实验 13．（25-26九年级上·重庆江津·期末）测量小灯泡的额定功率一只小灯泡的额定电压为2.5V，小明想测量这个小灯泡的额定功率，实验器材如图甲所示. (1)请你用笔画线代替导线，将电路连接完整； (2)连接电路时，开关应该 。闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于 （选填“A”或“B”）端； (3)实验时，电压表的示数如图乙所示，则应将滑片向 （选填“A”或“B”）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.32A，此时小灯泡的额定功率为 W； (4)完成上述实验后，小明又设计了一种测额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻.请完成下列操作： ①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点 ，移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额； ②滑动变阻器的阻值 ，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U1； ③用U1、U额、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P= 。 14．（24-25九年级上·安徽安庆·期末）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压7V恒定不变，小灯泡额定电压为2.5V。 (1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整（要求滑动变阻器滑片向左移动时灯泡变亮）； (2)闭合开关移动滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为 W； (3)实验中滑动变阻器的最大阻值不能小于 Ω； (4)完成实验后，同学们又设计了一种测量小灯泡额定功率的方案，电路图如图丙所示，请将下列实验步骤补充完整： ①闭合S和S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为； ②闭合S和S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片P不动，读出电压表示数； ③小灯泡额定功率表达式： （用、、表示）。 15．（24-25九年级上·河南许昌·期末）小明利用如图甲所示的电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。电源电压恒为3V，滑动变阻器最大阻值为20Ω。 (1)请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整，要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑时灯变亮。 (2)在连接电路时，开关应 。 (3)连接电路后，闭合开关，若小灯泡较暗，电流表有示数，电压表有示数，调节滑动变阻器的滑片，两表的示数都不变，原因是滑动变阻器接了 两个接线柱。 (4)在确认电路和器材无误后，小明开始进行实验，当滑动变阻器的滑片P移到某位置时，电压表示数如图乙所示，为了测出小灯泡的额定功率，他应将滑片P向 （选填“左”或“右”）移动。 (5)小明在实验过程中，移动滑片P时，突然小灯泡的灯丝烧断了，则电压表的示数将 （选填“变大”或“变小”）。 (6)小明换用相同规格的小灯泡重新进行实验。当移动滑动变阻器时，他的眼睛应该注视 （选填“电压表”或“电流表”）；当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，电流表示数是 A，则小灯泡额定功率为 W。 题型六 加热保温问题 16．（24-25九年级下·江苏淮安·期中）某同学家浴室里安装了一款风暖浴霸，通过开关断开闭合既可以实现照明、又可以实现送暖风、热风的功能，其简化电路如图所示，R1、R2是两根阻值相同的电热丝。表中是浴霸电路的部分参数。下列有关说法正确的是（　　） 额定电压 220V 照明功率 60W 暖风功率 1100W 热风功率 1980W A．吹风时，电动机的功率为220W B．每根电阻丝的阻值是44Ω C．某次洗澡时，小明只闭合开关S1和S2，则10min电路消耗的电能为6.6×105J D．该暖风机工作时，电路最大总电流为9A 17．（24-25九年级上·新疆乌鲁木齐·期末）小明学习了电学知识后研究起了家里的电饭锅。 (1)电饭锅采用的是 脚插头，外壳带电时能将电流导入大地不致对人造成伤害；电饭锅通电给水加热时，水是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式增加内能的，这与电压锅内电阻通电时电阻内能增大的原理 （选填“相同”或“不相同”）； (2)小明家的电饭锅，额定电压为220V，“煮饭”时额定功率为1210W，简化电路如图所示：S1为温控开关，当S1闭合时，电饭锅处于 （填“保温”或“煮饭”）状态。电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状态的功率之比为1:16，电饭锅正常“煮饭”状态，通过电饭锅的电流为 A；电阻R1的阻值 Ω。 18．（24-25九年级上·福建龙岩·期末）如图是某电火锅分挡加热器的简化电路图，已知电源电压是220V，R1、R2均是发热电阻，R1的阻值为40Ω，R2的阻值为400Ω，开关接“1”时为低温挡，开关接“2”时为高温挡。求： (1)低温挡工作时的电流； (2)高温挡的电功率； (3)高温挡工作5min，消耗的电能。 题型七 电功和电热的综合计算 19．（23-24九年级上·广东广州·期末）某品牌智能电热毯能够根据环境温度自动实现多挡位加热，以增强人体舒适度。其等效电路简化图如图甲所示，R1、R2均为加热电阻，R1>R2，S为智能开关，可根据实际需要选择不同电阻接入电路。某段工作过程，加热功率随环境温度变化如图乙所示（横轴t表示环境温度）。下列说法中正确的是（　　） A．环境温度为5℃时，电热毯电功率为44W B．环境温度为35℃时，开关S连接接线柱2和3 C．开关S连接接线柱1和2时，工作1h消耗的电能为0.1kW•h D．开关S连接接线柱2和3时，电路总电阻为484Ω 20．（21-22九年级上·陕西西安·期末）某型号电饭煲有保温和加热功能，如图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲在一次工作中电功率与时间的关系图像。 （1）当开关S接触点2时，电饭煲处于 （选填“保温”或“加热”）状态，此时电饭煲的电功率为 kW。 （2）计算电路中R1的电阻是多少 ？ （3）电饭煲在这一次工作中一共消耗了多少J电能 ？    21．（23-24九年级上·湖南张家界·期末）图甲是小明家电热水壶内部的简化电路图，其中R1为加热管，R2为限流电阻，只有加热管放出的热量能被水吸收。S1是温控开关（也叫防干烧开关），S、S2是手动开关，调节S、S2可以使电热水壶分别处于加热和保温状态，下表是该电热水壶的铭牌。 （1）加热水壶处于加热状态时，手动开关S、S2应处于什么状态？正常工作时，通过加热管R1的电流为多少？ （2）电热水壶正常工作，在1标准大气压下，将一满壶初温为20℃的水烧开，水需要吸收多少热量？[c水=4.2×103J/（kg•℃）] （3）水烧开后，让电热水壶处于保温状态，若R2=165Ω，则电热水壶的保温功率为多少？ （4）小明发现在晚上用电高峰时烧开一壶水比白天用时长，晚上他进行了测量，关掉家里其他电器，仅电热水壶工作，他观察到家里电能表（如图乙）1min转盘转了40转，则晚上烧水时电热水壶的实际功率为多少？ XX牌电热水壶 额定电压 220V 最大容量 1.5L 额定加热功率 880W 保温功率 额定频率 50Hz 题型八 家庭电路与安全用电 22．（24-25九年级上·山东威海·期末）小明家的电路简化后如图所示，观察该电路，下列说法中正确的是（　　） A．开关和电灯的位置互换后更安全 B．插座中的火线和零线一定不能连通 C．电能表是测量电路消耗总电功率的仪表 D．各个小彩灯之间是并联的 23．（25-26九年级上·辽宁沈阳·期末）小明在观察供电箱时看到如图甲所示的情景，其中A、B分别为漏电保护器和空气开关，它们的作用是不同的。当电路中电流过大时， （选填“A”、“B”或“A和B都”）能自动断开。小明用测电笔检查家庭电路，电路乙中画“×”处表示该处断路，开关闭合后，用试电笔测试电路中的A点，试电笔氖管 （选填“会”或“不会”）发光。 24．（24-25九年级上·山西忻州·期末）图甲为某款三孔插座。在符合安全用电原则下，请在图乙中用笔画线表示导线将该开关、插座接入家庭电路中。 基础巩固通关测 1．（25-26九年级下·全国·期末）将一个标有“220 V  200 W”的电风扇单独接在家庭电路中，正常工作1min后，电能表示数如图所示，下列说法中正确的是（    ） A．电能表应安装在家庭电路的总开关之前 B．这段时间内电风扇消耗了的电能 C．这段时间内电能表表盘指示灯共闪烁了100次 D．电能表所在电路允许接的用电器的总功率最大是2200W 2．（25-26九年级上·广东汕头·期末）灯泡甲和乙分别标有“220V  100W”和“220V  40W”的字样，若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（   ） A．两灯都正常发光时，甲灯消耗的电能较多 B．两灯串联时亮度相同，因为串联时通过两灯的电流相等 C．两灯并联接入220V的电路中，通过甲灯和乙灯的电流之比是5∶2 D．两灯并联接入220V的电路中，甲灯的电阻较大 3．（24-25九年级上·安徽安庆·期末）下图是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置。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可以反映密闭空气温度的变化。下列做法中也用到类似方法的是（　　） A．在探究电阻中的电流跟其两端的电压的关系时，保持电阻不变来研究电流和电压的关系 B．将发声的音叉靠近乒乓球，乒乓球被弹开说明音叉在振动 C．两个电阻并联时，可用并联的总电阻来代替两个电阻 D．通过改变电阻丝长度，来判断相同粗细的同种电阻丝其电阻大小与长度的关系 4．（24-25九年级上·河南平顶山·期末）关于安全用电，下列说法正确的是（　　） A．图甲，人体会触电，此时位于a处的空气开关会自动切断电路 B．图乙，闭合开关时，灯泡会发光，b点会使试电笔发光 C．图丙，c处断路时，冰箱会立即停止工作，人接触金属外壳时没有危险 D．图丁，使用试电笔时手要接触笔尾的金属体 5．（24-25九年级上·湖南常德·期末）如图所示，电源电压不变，小灯电阻恒定不变，闭合开关S，滑片P向左移动时，下列说法正确的是（　　） A．小灯亮度变亮 B．电流表A1的示数变小 C．电路的总功率变小 D．电压表V与电流表A2比值变小 6．（25-26九年级上·重庆江津·期末）如图所示，电源电压恒定，当开关S1闭合、S2断开，甲、乙均为电流表时，两表示数之比为1∶5，则R1∶R2= ；当开关S1、S2闭合，甲、乙均为电压表时，R1的功率为P1，R2的功率为P2，则P1∶P2= 。 7．（25-26九年级上·重庆·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。 8．（24-25九年级上·辽宁盘锦·期末）甲灯的额定电压为6V，乙灯正常工作的电流为0.6A，两灯的U-I图象如图所示，将两灯串联在电压为8V的电源两端时，甲、乙两灯的电压之比为 ；将两灯并联在电路中，有一只灯泡正常发光，另一只灯泡发光较暗，此时电路的总功率为 W。 9．（24-25九年级上·广东东莞·期末）请用笔画线代替导线，按照安全用电的要求，将图中的电灯、控制电灯的开关及不受开关控制的插座接入家庭电路中。 10．（24-25九年级上·甘肃张掖·期末）如图，请完成家庭电路的连接，要求：保险装置保护插座，开关只控制灯泡。 能力提升进阶练 11．（25-26九年级下·全国·期末）在如图所示电路中，电源电压恒定，是定值电阻，小灯泡L规格是“6V 3W”，滑动变阻器规格是“”。当R的滑片P位于最右端时，只闭合，灯泡正常发光；再闭合，电流表的示数变为1.1A。当只闭合开关时，在100s内产生的热量是 J。只闭合开关，移动滑动变阻器滑片时，的最大电功率是 W。 12．（25-26九年级上·河南安阳·期末）如图甲所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从b端移至a端的过程中，电流表的示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，则电源电压为 V，定值电阻R1的阻值为 Ω；当电路中的电流为0.2A时，滑动变阻器的电功率为 W。 13．（24-25九年级上·河南新乡·期末）如图，小聪在“探究小灯泡电功率”实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为8Ω。 (1)请用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整（要求：闭合开关前，变阻器滑片放在最右端）。 (2)电路连接完成后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 ； (3)小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；该实验中多次测量的目的是 。 A．避免偶然性，使结论更具有普遍性     B．求平均值，减小误差 (4)在测量额定电压为的小灯泡正常发光时电阻的实验中，小聪小组的电流表坏了，于是他们设计了图丙所示电路，其中，请完成相关实验步骤： ①开关S、闭合，断开，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光； ②保持滑片位置不动， ，此时电压表的示数为4.5V； ③小灯泡正常发光时灯泡的电阻为 。 14．（24-25九年级上·河北邯郸·期末）如图所示，电源电压不变，小灯泡上标有“6V，3W”字样（灯丝电阻不变）。定值电阻的阻值为为滑动变阻器，当开关都闭合时，小灯泡正常发光。求： (1)小灯泡正常发光时的电流； (2)当开关都闭合时，此时电流表的示数； (3)断开开关和，闭合开关，当滑动变阻器的滑片调至阻值最大时，电压表示数为，求的最大阻值。 15．（24-25九年级上·四川宜宾·期末）如图，电源电压为12V，灯泡L的规格为“6V，3W”，滑动变阻器上标有“20Ω，1.5A”，，电流表量程为0～3A。将开关S闭合，、断开，调节变阻器使灯泡正常发光。求： (1)灯泡正常发光时的电阻； (2)此时滑动变阻器的阻值； (3)将开关S、、都闭合，移动滑片P且保证电路安全的情况下，电路总功率的变化范围。 16．（24-25九年级上·山东威海·期末）新房装修时，工人经常用普通量角器测量一些角度，不方便读数。小明根据所学的知识设计了电子量角器，电路如图所示，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，O为半圆弧电阻MN的圆心，金属滑片OP为半径，与半圆弧接触良好，接入电路的电阻与指针旋转角度成正比，为电阻箱。将滑片OP旋转至M处，调节的阻值为，电流表示数为0.6A；保持的阻值不变，调节为时，电流表示数为0.2A。 (1)求电源电压和为时上消耗的电功率； (2)为能满足测量0~的要求，同时保证电路安全，则满足要求的最小阻值为多少？ $