2.3电路中的电能 课时同步练习-2026-2027学年浙教版九年级科学上册

**基本信息** 本同步练习通过“课堂练习-基础巩固-能力进阶”三层设计，覆盖电能、电功、电功率及电热器核心知识点，从概念辨析到综合应用，强化科学观念与探究实践能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |课堂练习|电能单位、电功概念|以选择填空为主，辨析基础概念，如电功与电能关系| |基础巩固|电功率计算、家庭电路|结合生活情境，如光伏工程、电能表读数，强化科学思维| |能力进阶|实验探究、综合计算|设计电路分析、节能计算等问题，提升探究实践与创新思维|

第3节　电路中的电能 第1课时　电能与电功　电器的电功率　额定功率 【知识梳理】 1. 电能转化为其他形式能的过程就是电流 　 　的过程。电流所做的功叫作电功。电能转化为其他形式能的多少可以用 　 　来度量。  2. 电能、电功的单位是 　 　。电能的单位还有千瓦时,俗称“ 　 ”。1kW·h= 　 　J。  3. 用电器在一段时间里消耗的电能的多少,可以用 　 　表来计量。电能表也叫电度表。某段时间电能表上先后两次读数之 　 ,就是这段时间电路消耗的电能。  4. 电功率是电功与所用时间的 　 。国际单位制中,电功率的单位是 　 　,用字母 　 表示,常用单位还有 　 。用电器正常工作时的电压叫 　 　,用电器在 　 　下工作时的电功率叫额定功率。  5. 电功率的公式: 　 　　。  【课堂练习】 1. 关于电功,下列说法不正确的是(　　)　　　　 A. 电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能 B. 电流做功的过程就是消耗电能的过程 C. 用电能表可以测量电流做功的多少 D. 电功率越大,电流做功就一定越多 2. 某用电器的额定功率为1500W,该用电器最有可能是(　　) A. 壁挂式空调 B. 普通照明灯 C. 家用电视机 D. 台式计算机 3. 下列关于电功率的说法正确的是(　　) A. 用电器的电功率越大,消耗的电能越多 B. 用电器的电功率越大,消耗电能越快 C. 用电器工作时间越长,电功率越大 D. 用电器消耗的电能只与通电时间有关 4. 一只电能表上有“1500r/(kW·h)”字样。若在1min内电能表的转盘转过15r,则在1min内电流做的功是 　 　J,此时用电器的电功率是 　 　W。  5. 2025年3月17日某汽车品牌全新发布的超级e平台携兆瓦闪充技术,以1MW(1000kW)的充电功率重新定义行业标准——单枪峰值充电效率达传统快充桩的10倍以上,仅需1s充电即可支持车辆行驶2km,真正实现“充电如加油”的畅快体验。问当给汽车电池充电时,电能主要转化为 　 　能;假设车辆充电电费单价为1元/度,则使用兆瓦闪充技术的电车行驶1km支出费用约 　 　元(保留两位小数)。  【基础巩固】 1. 某水电站的年发电量在8亿千瓦时以上,下列物理量的单位是“千瓦时”的是(　　) A. 电能 B. 电功率 C. 电流 D. 时间 2. 关于电功,下列说法不正确的是(　　) A. 电功是表示电流做功多少的物理量 B. 电流做功越多,消耗的电能就越多 C. 用电能表可以直接测量电流做功的多少 D. 电功就是电能,两者是一回事 3. 小科发现傍晚时家里的白炽灯突然变暗,主要原因可能是白炽灯的(　　) A. 额定电压变大 B. 实际电压变大 C. 额定功率变小 D. 实际功率变小 4. 智能手机在现代生活中的作用越来越重要。手机上有“省电模式”,延长了手机的使用时间。关于手机“省电模式”开启后,下列说法中正确的是(　　) A. 增加了手机消耗的电能 B. 减少了手机消耗的电能 C. 增大了手机的电功率 D. 减小了手机的电功率 5. 家庭电路中的冰箱和空调是 　 　(填“串联”或“并联”)连接的。标有“220V　100W”字样的电器正常工作时,两端的电压为 　 　V,当该电器正常工作2h,耗电为 　 　度。  6. 为了缓解空气污染,我国多地启动了“光伏工程”示范项目,在屋顶安装太阳能光伏板,利用太阳能电池在太阳光照射下发电。如图所示为某中学在教学楼顶安装的总功率为20kW的光伏发电系统。请回答: (1) 光伏发电系统发电时, 　 　能转化为 　 　能。　  (2) 按一天的有效光照时间8h计算,该中学光伏发电系统一天共发电 　 　kW·h,这些发电量如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成,那么需要燃烧 　 　kg的煤。(煤的热值取3.0×107J/kg)  (3) 你一定很关注“雾霾”天气的报道,请结合所了解的知识,谈谈家庭光伏发电的优点: 　 　(写出一点即可)。   7. 小平家5月份的电费为50元,当地电价为0.5元/(kW·h),5月末他家的电能表示数如图,5月初电能表的示数应为 　 　kW·h。他家可以同时使用的用电器的总功率不能超过 　 　W。若他单独使用电炖锅正常工作3min,电能表转盘转过160r,则电炖锅的额定功率为 　 　W。  8. 用电器待机也耗电,你知道吗?如图是一种“电力检测仪”,小金根据图中“电力检测仪”显示屏显示的内容判断出,此时测量的是显示器的 　 　(填科学量的名称)。同时还注意到插图边的文字说明存在科学性错误,正确的文字说明应该是“显示器待机 　 　为0.3 　 。”　  【能力进阶】 9. 商场中,卖微波炉的售货员和顾客就微波炉省电还是费电的问题发生了争论。售货员说:“微波炉很省电,用它加热食物花不了多少电费。”顾客说:“微波炉很费电,我家的微波炉一开就‘跳闸’。”上述争论中,顾客混淆的两个概念是(　　) A. 电压和电流 B. 电功率和电流 C. 电能和电功率 D. 电能和电功 10. 小夏用笔记本电脑学习微课程,电脑正常工作时电功率为P1;一段时间后电脑电量降低,开启“节电模式”,电功率为P2;接着对电脑充电,充电功率为P3,电池电量不断增加,则(　　) A. P1>P2>P3 B. P1<P2<P3 C. P2<P1<P3 D. P1=P2=P3 11. 手机充电器在不充电时若仍插在通电插座上(空载状态),其内部电路仍有微小电流通过,此时 　　能主要转化为 　　能,不仅造成电能浪费,还可能加速内部元件老化、使绝缘层熔化,导致短路甚至引发火灾。如图为某充电器空载时的实测数据,若全国每天有2亿个此类充电器处于空载状态,则它们1h消耗的电能为 　 　kW·h。已知某家庭年用电量为3500kW·h,上述浪费的电能相当于 　 个这样的家庭一年的用电总量。  12. 小金同学发现,除去上课,很多时候教室里的用电器由于忘了关闭,经常处于使用状态。这样浪费的电究竟有多少呢?他发现教室里有1台标有“220V　60W”字样的电子屏,18盏标有“220V　10W”字样的节能灯,4台标有“220V　40W”字样的电扇,如果每天各用电器平均少用1h。则: (1) 1个月(以30天计)共节约多少千瓦时电? (2) 这些电可供1台200W的洗衣机工作多少小时? 第2章　能的转化与能量守恒 第3节　电路中的电能 第2课时　电功率和电功的计算公式 【知识梳理】 1. 用电器的电功率等于用电器两端电压与通过用电器电流的 　 　,用公式表示为 　 　。  2. W=Pt= 　 　。也就是说,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 　 　的乘积。  【课堂练习】 1. 山山用如图的实验电路探究“电功率的影响因素”,下列说法不正确的是(　　) A. 小灯泡电功率的大小是通过灯泡的亮度来判断的 B. 实验的目的是探究电功率与电压的关系 C. 应选用多组规格不相同的两只小灯泡,进行多次实验 D. 将其中一只电流表移到干路上也可以完成实验 2. 有两只灯泡L1和L2分别标有“110V　40W”“110V　60W”字样,若不考虑温度对电阻的影响,下列说法正确的是(　　) A. 两灯都正常工作时,L1更亮 B. 串联接在110V的电源上,L1的实际功率大 C. 两灯正常工作时,L2消耗的电能一定更多 D. 串联接在220V电源上,两灯都能正常发光 3. 绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图所示分别为额定功率为5W的LED灯与额定功率为60W的白炽灯,LED灯直接把电转化为光,白炽灯由灯丝通电加热发光,正常工作时,它们亮度相同。 (1) 使用 　 　灯照明更符合绿色生态理念。  (2) 两灯都正常工作时,相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为 　 　。  4. 如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L的额定电压为24V,当把滑片P滑到最左端时,小灯泡L恰好正常发光。图乙为通过灯泡L的电流与其两端电压的关系,当小灯泡L正常发光时灯丝的电阻为 　 　Ω。调节滑动变阻器滑片,当其连入电路的阻值是 　 　Ω时,小灯泡L的实际功率为3.6W。  【基础巩固】 1. 如图为某电动机的铭牌,据此可知该电动机正常工作时(　　) A. 线圈的电阻 B. 产生的热量 C. 消耗的电能 D. 消耗的电功率 2. 如图所示,将两只额定电压相同的灯泡L1、L2串联在电路中,闭合开关S后,发现L1比L2更亮。若灯泡电阻不受温度影响,则下列说法正确的是(　　) A. L1两端实际电压比L2小 B. L1的电阻比L2小 C. L1的额定功率比L2小 D. L1的实际功率比L2小 3. 近十年,我国在电池领域取得了长足的进步,以手机电池为例,某公司不仅研制出5000mA·h超大容量电池,还开发了“超级快充”技术,30min可把电池充达最大容量的76%,极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示: 电池名称 锂离子电池 电　压 3.6V 容　量 5000mA·h (1) 电池充满电储存的电能为 　 　J。  (2) 手机支持最大超级快充为“10V　6A”,假设充电效率为90%,选用“10V　6A”充电器将电池从零至充满需要的时间为 　 　s。  4. 在“探究电功率与电压、电流的关系”的活动中,同学们设计了如图甲、乙、丙所示三个电路。 (1) 同学们经过讨论,认为不应该选择图甲电路,原因是 　 　。  (2) 为探究电功率与电压的关系,应该选择图 　 所示的电路。  (3) 实验中同学们是通过比较灯泡的亮度来比较电功率的大小的,因为电功率越大的灯泡,单位时间消耗的 　 　越多,灯泡越亮。  (4) 实验中,同学们使用的是可调电源,选择的灯泡是“12V　6W”的灯泡L1和“6V　4W”的灯泡L2。那么,为了保护电路元件,图乙中电源电压不能超过 　 V,图丙中调节电源电压后,移动滑动变阻器滑片,则灯泡 　 首先正常发光,此时另一个灯泡两端的电压是 　 　V。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)  【能力进阶】 5. 如图甲所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。在保证电路各元件安全的前提下,电压表的示数随滑动变阻器R2阻值变化的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是(　　) A. 电源电压为7.5V B. 定值电阻R1阻值为5Ω C. 电路的最小功率为0.6W D. 电流表示数变化范围为0.2~0.3A 6. 小明利用两个灯泡,探究“影响电流做功多少的因素”。如图a。电源由四节干电池串联,每节电压恒为1.5V,灯L1额定电压为3.8V,灯L2额定电压为2.5V。 (1) L1、L2两灯应选择电阻 　 　(填“相同”或“不同”)的白炽灯泡,连接电路后闭合开关,调节滑动变阻器,应比较两灯泡亮暗和电压表示数。总结发现:两灯串联时,通过灯泡的电流相等,电压越高,相同时间内电流做功越多,灯泡就越 　 　(填“亮”或“暗”)。  (2) 小明为测出灯L1的额定电功率,在原电路中串联一只电流表,如图b,正确连接电路后闭合开关,记录3组实验数据在下表中,同时还记录了小灯泡的亮度变化情况,请仔细分析实验数据和实验现象,得出所分析的结论: 实验次数 1 2 3 电压/V 3 3.2 3.8 电流/A 0.28 0.29 0.31 电功率 0.84 0.928 1.178 亮　度 暗→亮 结论:小灯泡的亮度由 　 　(填“实际功率”或“额定功率”)决定。  7. 如图甲所示是带有水温调节功能的家庭水族箱。该水族箱的鱼缸水温调节器铭牌如表所示。其工作原理如图乙,R1为阻值可调的电热丝,开关S2为单刀双掷开关。开关S1闭合、S2接b时,电路处于加热状态;当开关S1闭合、S2接a时,电路处于保温状态。(不考虑温度对电阻的影响) (1) 当电路处于加热状态时,通过电阻R2的电流是 　 　A。  (2) 当电路处于加热状态时,通电10min消耗的电能是多少? (3) 当电路处于保温状态时,若电路消耗的功率P=48.4W,则电热丝R1连入电路的阻值应为多少? 第2章　能的转化与能量守恒 第3节　电路中的电能 第3课时　探究实践：测定小灯泡的功率 【知识梳理】 　　测定小灯泡功率的实验原理为 　 　,只要测出小灯泡两端的 　 　和通过小灯泡的 　 　,就可以得到小灯泡的功率,即利用伏安法测小灯泡的功率。  【课堂练习】 1. “测量小灯泡电功率”的实验中,关于遇到的问题和做出的分析,下列说法错误的是(　　)　　　　 A. 连接完电路的最后一根导线小灯泡就亮了,是因为连接电路时开关是闭合的 B. 连接完电路闭合开关后小灯泡不亮,可能是因为它的实际功率太小了 C. 小灯泡两端的实际电压最大可以等于额定电压的1.5倍 D. 小灯泡在不同电压下亮度不同是因为实际功率不同 2. 为“测定小灯泡电功率”,小科连接了如图甲所示的实验电路,已知小灯泡的额定电压为2.5V,多次实验,获得数据和现象,进行记录。 (1) 连接好图甲中电路图。 (2) 实验中,变阻器滑片移到某一位置时电压表示数如图丙所示,为测定小灯泡额定功率,应将滑片向 　 　(填“左”或“右”)移动。  (3) 滑片按要求移动完毕后,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 　 　W。  (4) 小灯泡的额定功率为P0,若某次实验小灯泡两端电压U=1.25V,则实际功率P1与额定功率P0的大小关系为P0 　 (填“>”“<”或“=”)4P1。  (5) 若某次实验中,小科发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于图丁所示位置,由此可以推断电路故障是 　 　。  【基础巩固】 1. 如图甲所示电路的电源电压为3V,小灯泡的额定 电压为2.5V,图乙是小灯泡的I-U图像。闭合开关S 后,下列判断正确的是(　　) A. 电压表测的是小灯泡两端的电压 B. 电流表示数为0.4A时,小灯泡的电阻是25Ω C. 电压表示数为2.5V时,小灯泡的功率是1.25W D. 小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25W 2. 某学习小组开展“测定小灯泡的功率”的实验,实验电路如图甲,绘制出小灯泡的I-U关系曲线如图乙,已知小灯泡的额定电压为3.8V,电源电压恒为6V。回答下列问题: (1) 闭合开关后移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为 　 　V时,读出电流表示数,即可计算小灯泡的额定功率。  (2) 实验时,滑动变阻器的滑片在向左移动的过程中,电流表与电压表示数的比值将 　 　(填“变大”“变小”或“不变”)。  3. 小科做“测定小灯泡电功率”的实验,已知电源电压是4.5V,小灯泡的额定电压是2.5V。 (1) 请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。 (2) 已知小科准备的元件都是完好的,闭合开关后,小科发现电压表、电流表示数如图乙所示,请分析出现该现象的原因是 　 　。　  (3) 小科在解决问题后,移动滑动变阻器滑片,利用测出的数据绘制I-U图像,如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 　 　。  (4) 小科还发现绘制的图像中电流与电压没有成正比,请你对此作出一种可能的解释: 　 　。　  【能力进阶】 4. 小建做测定“小灯泡额定功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,滑动变阻器、电表、开关和导线。 (1) 图甲为小建连接的电路图,小建通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并绘制成如图乙所示的U-I图像。根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率P额= 　 　W。  (2) 实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取下,发现电压表的示数 　 　(填“变大”“变小”或“不变”)。  (3) 为能顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用 　 。  A. “10Ω　0.5A”的滑动变阻器 B. “20Ω　1A”的滑动变阻器 (4) 测完小灯泡的电功率之后,他还想要绘制出该用电器的P-I2和P-U2图像,下列可能正确的是 　 。 5. 小宁想测定小灯泡的电功率,所用器材齐全且完好。其中电源电压有4V、8V和12V三挡可选,待测小灯泡标有“6V”字样。按如图所示串联电路,再将电压表接入电路中,将滑动变阻器的滑片P置于一端。闭合开关S,将电压表和电流表示数记录在如表所示的序号1行中,然后将滑片P先后移到滑动变阻器的中间某处和另一端,并将相应的电压表和电流表示数分别记录在如表所示的序号2、3行中。 序号 电压表示数/V 电流表示数/A 小灯泡功率/W 1 1.0 0.10 / 2 2.0 0.16 / 3 4.0 0.18 / (1) 实验中小宁将电压表接在 　 　(填“小灯泡”或“滑动变阻器”) 两端,此实验过程中小灯泡 　 　(填“能”或“不能”)正常发光。  (2) 求实验所用滑动变阻器的最大阻值。 (3) 经过思考,小宁断开开关S,重新选择电源电压。将滑动变阻器最大阻值接入电路,闭合开关S,电压表示数为6V,求小灯泡的额定电流和额定功率。 6. 小宇同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的额定功率,他设计了下列四个电路图。图中电源电压为U且保持不变,小灯泡的额定电压为U0,且U>U0,定值电阻的阻值为R。在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是(电表接线均正确)(　C　) 第2章　能的转化与能量守恒 第3节　电路中的电能 第4课时　常用电热器 【知识梳理】 1. 电流通过导体时,会将 　 　转化成 　 　,使导体的温度升高,这种现象叫作电流的 　 效应。电热器是利用电流的 　 效应工作的。  2. 电流通过导体产生的热量跟 　 　成正比,跟 　 　成正比,跟 　 　成正比。这个规律叫焦耳定律。电热的计算公式: 　 　。当导体消耗的电能 　 　的情况下,根据 　 　推导出来的结论与焦耳定律一致。  【课堂练习】 1. 下列用电器中,主要利用电流热效应工作的是(　　)　　　　 A. 电风扇 B. 电冰箱 C. 电热毯 D. 电视机 2. 如图是探究焦耳定律的实验装置(R甲>R乙),下列说法正确的是(　　) A. 两瓶中都装煤油,因为煤油的比热容大,实验现象明显 B. 闭合开关后,甲烧瓶中温度计示数升高比乙烧瓶快 C. 通过甲、乙两电阻丝的电流不同 D. 该实验运用了控制变量法和类比法 3. 兴趣小组利用导线、电池、开关、电阻丝自制了一个简易塑料袋“封口机”,原理如图所示。 (1) “封口机”工作时,电阻丝的温度会升高,其科学原理是 　 　。  (2) 在检验产品时,发现电阻丝产生的热量太少,不足以使塑料熔化,请提出一条改进建议: 　 　。 　　　 4. 如图是一条电热毯电路的示意图,R0是发热电阻丝,R是串联在电路中的电阻,S是控温开关。电热毯铭牌上标有“220V　40W”字样,请回答(不考虑温度对电阻值的影响):　 (1) 要使电热毯处于低温挡,开关S应处于 　 　(填“断开”或“闭合”)状态。  (2) 计算发热电阻丝R0的阻值是多大。 (3) 当电热毯处于低温挡时,电路中的电流为0.1A,则在50min内R0产生的热量是多少? 【基础巩固】 1. 下列实例中,属于防止电流热效应产生危害的是(　　) A. 冬天用电暖器取暖 B. 电热壶烧水 C. 电熨斗熨衣服 D. 电脑散热风扇 2. 如图是研究电热与电阻大小关系的实验装置,其中R1和R2的阻值不同,串联是为了控制两者具有相同的(　　) A. 电流与电热 B. 电压与电热 C. 电流与加热时间 D. 电压与加热时间 3. 小强同学利用家庭实验室中的器材,设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”,如图所示,电源电压为6V,电阻丝R1=5Ω,R2=15Ω,a、b是两个触点。闭合开关S,当开关S1接通触点 　 时,“电饭锅”的功率更大。将R2接入电路工作3min产生的热量是 　 　J。  4. 如图是简易榨汁杯的电路原理图,工作时有榨汁、加热、保温三挡。当闭合开关 　 时,榨汁杯处于榨汁挡;只闭合开关S2时,榨汁杯处于 　 　挡。  5. 小榕选取了图中的实验器材,探究电流产生的热量与哪些因素有关。 (1) 选取两个相同玻璃瓶,装入相同质量煤油并插上温度计的目的是 　 　。  (2) 为了探究电流产生的热量与电流大小的关系,他连接了如图甲所示的电路,闭合开关,调节滑动变阻器使电流为I1,按下计时器并同时每间隔1min记录一次温度计的示数,他接下来的操作应该是 　 　。  (3) 为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系,他连接了如图乙所示的电路,他这样做的好处是 　 　。  (4) 该实验探究过程中既应用到了控制变量法又用到了转换法,下列实验中与此相同的有 　 。  A. 研究电流与电阻、电压之间的关系 B. 研究磁场的方向 C. 研究影响电阻大小的因素 【能力进阶】 6. 如图所示是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置,装置的透明容器中各有一段电阻丝,两个透明容器中密封着等量的空气,通电一段时间后液面的高度如图所示。下列说法错误的是(　　) A. 利用此装置可以探究“电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系” B. U形管内液面高度差的变化由容器中气体热胀冷缩引起 C. 通电一段时间后甲、乙容器内导体产生的热量之比为2∶1 D. 本实验可以利用U形管内液面的高度差反映产生热量的多少 7. 如图甲为某电饭锅的电路原理图,图乙为该电饭锅铭牌的主要参数,R1和R2为阻值不变的电热丝,S1为总开关,S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将该电饭锅接入电源电压为220V的电路中。 (1) 求电饭锅处于加热挡时的电流。 (2) 电饭锅处于保温挡时,持续工作10min,产生的热量是多少焦? (3) 求R1和R2的阻值。 8. 学习了焦耳定律之后,小平十分好奇,电流流过导体产生的热量真的与导体两端电压无关吗?在老师的指导下,小平完成了以下实验: ① 取两只同型号的直流电动机(不计工作过程中电刷与换向器摩擦产生的热量),连接方式如图甲,并且在每只电动机金属外壳相同位置上固定一支电子温度计(如图乙),同时记录两支电子温度计的初始温度值。 ② 闭合开关,发现两只电压表示数相同,然后对电动机M1施加一个阻力,使其转动速度变慢,发现电压表V1示数变小,V2示数变大。 ③ 保持V1、V2示数不变(U1<U2),每隔30s记录一次温度计示数,记录数据T1、T2如表所示。 ④ 换用两只其他同型号的直流电动机重复上述实验步骤。 t/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 T1/℃ 17.8 18.4 19.0 19.5 20.0 20.7 T2/℃ 17.8 18.5 19.1 19.6 20.0 20.7 t/min 3 3.5 4 4.5 5 — T1/℃ 21.2 21.6 21.9 22.2 22.4 — T2/℃ 21.2 21.7 22 22.4 22.6 — (1) 两只电动机采用串联方式连接的目的是 　 　。  (2) 通过实验,小平认定电流通过导体产生的热量与导体两端电压无关,其理由是 　 　。  (3) 从能的转化及功的角度分析,当电动机M1受到阻力转速变慢后,为什么U1<U2?  　 　。  参考答案 第3节　电路中的电能 第1课时　电能与电功　电器的电功率　额定功率 【知识梳理】 1. 电能转化为其他形式能的过程就是电流 　做功　的过程。电流所做的功叫作电功。电能转化为其他形式能的多少可以用 　电功　来度量。  2. 电能、电功的单位是 　焦耳　。电能的单位还有千瓦时,俗称“ 　度　”。1kW·h= 　3.6×106　J。  3. 用电器在一段时间里消耗的电能的多少,可以用 　电能　表来计量。电能表也叫电度表。某段时间电能表上先后两次读数之 　差　,就是这段时间电路消耗的电能。  4. 电功率是电功与所用时间的 　比　。国际单位制中,电功率的单位是 　瓦特　,用字母 　W　表示,常用单位还有 　千瓦　。用电器正常工作时的电压叫 　额定电压　,用电器在 　额定电压　下工作时的电功率叫额定功率。  5. 电功率的公式: 　P=W/t　　。  【课堂练习】 1. 关于电功,下列说法不正确的是(　D　)　　　　 A. 电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能 B. 电流做功的过程就是消耗电能的过程 C. 用电能表可以测量电流做功的多少 D. 电功率越大,电流做功就一定越多 2. 某用电器的额定功率为1500W,该用电器最有可能是(　A　) A. 壁挂式空调 B. 普通照明灯 C. 家用电视机 D. 台式计算机 3. 下列关于电功率的说法正确的是(　B　) A. 用电器的电功率越大,消耗的电能越多 B. 用电器的电功率越大,消耗电能越快 C. 用电器工作时间越长,电功率越大 D. 用电器消耗的电能只与通电时间有关 4. 一只电能表上有“1500r/(kW·h)”字样。若在1min内电能表的转盘转过15r,则在1min内电流做的功是 　3.6×104　J,此时用电器的电功率是 　600　W。  5. 2025年3月17日某汽车品牌全新发布的超级e平台携兆瓦闪充技术,以1MW(1000kW)的充电功率重新定义行业标准——单枪峰值充电效率达传统快充桩的10倍以上,仅需1s充电即可支持车辆行驶2km,真正实现“充电如加油”的畅快体验。问当给汽车电池充电时,电能主要转化为 　化学　能;假设车辆充电电费单价为1元/度,则使用兆瓦闪充技术的电车行驶1km支出费用约 　0.14　元(保留两位小数)。  【基础巩固】 1. 某水电站的年发电量在8亿千瓦时以上,下列物理量的单位是“千瓦时”的是(　A　) A. 电能 B. 电功率 C. 电流 D. 时间 2. 关于电功,下列说法不正确的是(　D　) A. 电功是表示电流做功多少的物理量 B. 电流做功越多,消耗的电能就越多 C. 用电能表可以直接测量电流做功的多少 D. 电功就是电能,两者是一回事 3. 小科发现傍晚时家里的白炽灯突然变暗,主要原因可能是白炽灯的(　D　) A. 额定电压变大 B. 实际电压变大 C. 额定功率变小 D. 实际功率变小 4. 智能手机在现代生活中的作用越来越重要。手机上有“省电模式”,延长了手机的使用时间。关于手机“省电模式”开启后,下列说法中正确的是(　D　) A. 增加了手机消耗的电能 B. 减少了手机消耗的电能 C. 增大了手机的电功率 D. 减小了手机的电功率 5. 家庭电路中的冰箱和空调是 　并联　(填“串联”或“并联”)连接的。标有“220V　100W”字样的电器正常工作时,两端的电压为 　220　V,当该电器正常工作2h,耗电为 　0.2　度。  6. 为了缓解空气污染,我国多地启动了“光伏工程”示范项目,在屋顶安装太阳能光伏板,利用太阳能电池在太阳光照射下发电。如图所示为某中学在教学楼顶安装的总功率为20kW的光伏发电系统。请回答: (1) 光伏发电系统发电时, 　光(或太阳)　能转化为 　电　能。　  (2) 按一天的有效光照时间8h计算,该中学光伏发电系统一天共发电 　160　kW·h,这些发电量如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成,那么需要燃烧 　64　kg的煤。(煤的热值取3.0×107J/kg)  (3) 你一定很关注“雾霾”天气的报道,请结合所了解的知识,谈谈家庭光伏发电的优点: 　清洁无污染,有利于改善环境(或光能可再生,节约化石能源,有利于能源的可持续发展等合理答案均可)　(写出一点即可)。   7. 小平家5月份的电费为50元,当地电价为0.5元/(kW·h),5月末他家的电能表示数如图,5月初电能表的示数应为 　1923.6　kW·h。他家可以同时使用的用电器的总功率不能超过 　4400　W。若他单独使用电炖锅正常工作3min,电能表转盘转过160r,则电炖锅的额定功率为 　1600　W。  8. 用电器待机也耗电,你知道吗?如图是一种“电力检测仪”,小金根据图中“电力检测仪”显示屏显示的内容判断出,此时测量的是显示器的 　电功率　(填科学量的名称)。同时还注意到插图边的文字说明存在科学性错误,正确的文字说明应该是“显示器待机 　功率　为0.3 　W　。”　  【能力进阶】 9. 商场中,卖微波炉的售货员和顾客就微波炉省电还是费电的问题发生了争论。售货员说:“微波炉很省电,用它加热食物花不了多少电费。”顾客说:“微波炉很费电,我家的微波炉一开就‘跳闸’。”上述争论中,顾客混淆的两个概念是(　C　) A. 电压和电流 B. 电功率和电流 C. 电能和电功率 D. 电能和电功 10. 小夏用笔记本电脑学习微课程,电脑正常工作时电功率为P1;一段时间后电脑电量降低,开启“节电模式”,电功率为P2;接着对电脑充电,充电功率为P3,电池电量不断增加,则(　C　) A. P1>P2>P3 B. P1<P2<P3 C. P2<P1<P3 D. P1=P2=P3 11. 手机充电器在不充电时若仍插在通电插座上(空载状态),其内部电路仍有微小电流通过,此时 　电　能主要转化为 　内　能,不仅造成电能浪费,还可能加速内部元件老化、使绝缘层熔化,导致短路甚至引发火灾。如图为某充电器空载时的实测数据,若全国每天有2亿个此类充电器处于空载状态,则它们1h消耗的电能为 　1.4×104　kW·h。已知某家庭年用电量为3500kW·h,上述浪费的电能相当于 　4　个这样的家庭一年的用电总量。  12. 小金同学发现,除去上课,很多时候教室里的用电器由于忘了关闭,经常处于使用状态。这样浪费的电究竟有多少呢?他发现教室里有1台标有“220V　60W”字样的电子屏,18盏标有“220V　10W”字样的节能灯,4台标有“220V　40W”字样的电扇,如果每天各用电器平均少用1h。则: (1) 1个月(以30天计)共节约多少千瓦时电? 解:(1)W=Pt=P1t+P2t+P3t=(P1+P2+P3)t=(0.06kW+18×0.01kW+4×0.04kW)×1h×30=12kW·h (2) 这些电可供1台200W的洗衣机工作多少小时? 解:(2) 对于洗衣机,P4=200W= 0.2kW,洗衣机可工作时间t1=W/P4=12kW·h/0.2kW=60h 第2章　能的转化与能量守恒 第3节　电路中的电能 第2课时　电功率和电功的计算公式 【知识梳理】 1. 用电器的电功率等于用电器两端电压与通过用电器电流的 　乘积　,用公式表示为 　P=UI　。  2. W=Pt= 　UIt　。也就是说,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。  【课堂练习】 1. 山山用如图的实验电路探究“电功率的影响因素”,下列说法不正确的是(　B　) A. 小灯泡电功率的大小是通过灯泡的亮度来判断的 B. 实验的目的是探究电功率与电压的关系 C. 应选用多组规格不相同的两只小灯泡,进行多次实验 D. 将其中一只电流表移到干路上也可以完成实验 2. 有两只灯泡L1和L2分别标有“110V　40W”“110V　60W”字样,若不考虑温度对电阻的影响,下列说法正确的是(　B　) A. 两灯都正常工作时,L1更亮 B. 串联接在110V的电源上,L1的实际功率大 C. 两灯正常工作时,L2消耗的电能一定更多 D. 串联接在220V电源上,两灯都能正常发光 3. 绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图所示分别为额定功率为5W的LED灯与额定功率为60W的白炽灯,LED灯直接把电转化为光,白炽灯由灯丝通电加热发光,正常工作时,它们亮度相同。 (1) 使用 　LED　灯照明更符合绿色生态理念。  (2) 两灯都正常工作时,相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为 　1∶12　。  4. 如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L的额定电压为24V,当把滑片P滑到最左端时,小灯泡L恰好正常发光。图乙为通过灯泡L的电流与其两端电压的关系,当小灯泡L正常发光时灯丝的电阻为 　60　Ω。调节滑动变阻器滑片,当其连入电路的阻值是 　40　Ω时,小灯泡L的实际功率为3.6W。  【基础巩固】 1. 如图为某电动机的铭牌,据此可知该电动机正常工作时(　D　) A. 线圈的电阻 B. 产生的热量 C. 消耗的电能 D. 消耗的电功率 2. 如图所示,将两只额定电压相同的灯泡L1、L2串联在电路中,闭合开关S后,发现L1比L2更亮。若灯泡电阻不受温度影响,则下列说法正确的是(　C　) A. L1两端实际电压比L2小 B. L1的电阻比L2小 C. L1的额定功率比L2小 D. L1的实际功率比L2小 3. 近十年,我国在电池领域取得了长足的进步,以手机电池为例,某公司不仅研制出5000mA·h超大容量电池,还开发了“超级快充”技术,30min可把电池充达最大容量的76%,极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示: 电池名称 锂离子电池 电　压 3.6V 容　量 5000mA·h (1) 电池充满电储存的电能为 　64800　J。  (2) 手机支持最大超级快充为“10V　6A”,假设充电效率为90%,选用“10V　6A”充电器将电池从零至充满需要的时间为 　1200　s。  4. 在“探究电功率与电压、电流的关系”的活动中,同学们设计了如图甲、乙、丙所示三个电路。 (1) 同学们经过讨论,认为不应该选择图甲电路,原因是 　不能控制变量　。  (2) 为探究电功率与电压的关系,应该选择图 　丙　所示的电路。  (3) 实验中同学们是通过比较灯泡的亮度来比较电功率的大小的,因为电功率越大的灯泡,单位时间消耗的 　电能　越多,灯泡越亮。  (4) 实验中,同学们使用的是可调电源,选择的灯泡是“12V　6W”的灯泡L1和“6V　4W”的灯泡L2。那么,为了保护电路元件,图乙中电源电压不能超过 　6　V,图丙中调节电源电压后,移动滑动变阻器滑片,则灯泡 　L1　首先正常发光,此时另一个灯泡两端的电压是 　4.5　V。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)  【能力进阶】 5. 如图甲所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。在保证电路各元件安全的前提下,电压表的示数随滑动变阻器R2阻值变化的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是(　D　) A. 电源电压为7.5V B. 定值电阻R1阻值为5Ω C. 电路的最小功率为0.6W D. 电流表示数变化范围为0.2~0.3A 6. 小明利用两个灯泡,探究“影响电流做功多少的因素”。如图a。电源由四节干电池串联,每节电压恒为1.5V,灯L1额定电压为3.8V,灯L2额定电压为2.5V。 (1) L1、L2两灯应选择电阻 　不同　(填“相同”或“不同”)的白炽灯泡,连接电路后闭合开关,调节滑动变阻器,应比较两灯泡亮暗和电压表示数。总结发现:两灯串联时,通过灯泡的电流相等,电压越高,相同时间内电流做功越多,灯泡就越 　亮　(填“亮”或“暗”)。  (2) 小明为测出灯L1的额定电功率,在原电路中串联一只电流表,如图b,正确连接电路后闭合开关,记录3组实验数据在下表中,同时还记录了小灯泡的亮度变化情况,请仔细分析实验数据和实验现象,得出所分析的结论: 实验次数 1 2 3 电压/V 3 3.2 3.8 电流/A 0.28 0.29 0.31 电功率 0.84 0.928 1.178 亮　度 暗→亮 结论:小灯泡的亮度由 　实际功率　(填“实际功率”或“额定功率”)决定。  7. 如图甲所示是带有水温调节功能的家庭水族箱。该水族箱的鱼缸水温调节器铭牌如表所示。其工作原理如图乙,R1为阻值可调的电热丝,开关S2为单刀双掷开关。开关S1闭合、S2接b时,电路处于加热状态;当开关S1闭合、S2接a时,电路处于保温状态。(不考虑温度对电阻的影响) (1) 当电路处于加热状态时,通过电阻R2的电流是 　0.4　A。  (2) 当电路处于加热状态时,通电10min消耗的电能是多少? 解:(2) 当电路处于加热状态时,由P=W/t可得,通电10min消耗的电能W=P加热t=88W×10×60s=5.28×104J (3) 当电路处于保温状态时,若电路消耗的功率P=48.4W,则电热丝R1连入电路的阻值应为多少? 解:(3) 由I=U/R可得,R2的阻值R2=U/I2=220V/0.4A=550Ω;当开关S1闭合、S2接a时,R1与R2串联,电路处于保温状态,由P=UI=U2/R可得,电路中的总电阻R=U2/P保温=(220V)2/48.4W=1000Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电热丝R1连入电路的阻值R1=R-R2=1000Ω-550Ω=450Ω 第2章　能的转化与能量守恒 第3节　电路中的电能 第3课时　探究实践：测定小灯泡的功率 【知识梳理】 　　测定小灯泡功率的实验原理为 　P=UI　,只要测出小灯泡两端的 　电压　和通过小灯泡的 　电流　,就可以得到小灯泡的功率,即利用伏安法测小灯泡的功率。  【课堂练习】 1. “测量小灯泡电功率”的实验中,关于遇到的问题和做出的分析,下列说法错误的是(　C　)　　　　 A. 连接完电路的最后一根导线小灯泡就亮了,是因为连接电路时开关是闭合的 B. 连接完电路闭合开关后小灯泡不亮,可能是因为它的实际功率太小了 C. 小灯泡两端的实际电压最大可以等于额定电压的1.5倍 D. 小灯泡在不同电压下亮度不同是因为实际功率不同 2. 为“测定小灯泡电功率”,小科连接了如图甲所示的实验电路,已知小灯泡的额定电压为2.5V,多次实验,获得数据和现象,进行记录。 (1) 连接好图甲中电路图。 (2) 实验中,变阻器滑片移到某一位置时电压表示数如图丙所示,为测定小灯泡额定功率,应将滑片向 　右　(填“左”或“右”)移动。  (3) 滑片按要求移动完毕后,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 　0.65　W。  (4) 小灯泡的额定功率为P0,若某次实验小灯泡两端电压U=1.25V,则实际功率P1与额定功率P0的大小关系为P0 　<　(填“>”“<”或“=”)4P1。  (5) 若某次实验中,小科发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于图丁所示位置,由此可以推断电路故障是 　小灯泡断路　。  【基础巩固】 1. 如图甲所示电路的电源电压为3V,小灯泡的额定 电压为2.5V,图乙是小灯泡的I-U图像。闭合开关S 后,下列判断正确的是(　D　) A. 电压表测的是小灯泡两端的电压 B. 电流表示数为0.4A时,小灯泡的电阻是25Ω C. 电压表示数为2.5V时,小灯泡的功率是1.25W D. 小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25W 2. 某学习小组开展“测定小灯泡的功率”的实验,实验电路如图甲,绘制出小灯泡的I-U关系曲线如图乙,已知小灯泡的额定电压为3.8V,电源电压恒为6V。回答下列问题: (1) 闭合开关后移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为 　3.8　V时,读出电流表示数,即可计算小灯泡的额定功率。  (2) 实验时,滑动变阻器的滑片在向左移动的过程中,电流表与电压表示数的比值将 　变小　(填“变大”“变小”或“不变”)。  3. 小科做“测定小灯泡电功率”的实验,已知电源电压是4.5V,小灯泡的额定电压是2.5V。 (1) 请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。 (2) 已知小科准备的元件都是完好的,闭合开关后,小科发现电压表、电流表示数如图乙所示,请分析出现该现象的原因是 　小灯泡开路　。　  (3) 小科在解决问题后,移动滑动变阻器滑片,利用测出的数据绘制I-U图像,如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 　0.75W　。  (4) 小科还发现绘制的图像中电流与电压没有成正比,请你对此作出一种可能的解释: 　灯丝的电阻随温度的升高而增大　。　  【能力进阶】 4. 小建做测定“小灯泡额定功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,滑动变阻器、电表、开关和导线。 (1) 图甲为小建连接的电路图,小建通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并绘制成如图乙所示的U-I图像。根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率P额= 　0.5　W。  (2) 实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取下,发现电压表的示数 　变大　(填“变大”“变小”或“不变”)。  (3) 为能顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用 　B　。  A. “10Ω　0.5A”的滑动变阻器 B. “20Ω　1A”的滑动变阻器 (4) 测完小灯泡的电功率之后,他还想要绘制出该用电器的P-I2和P-U2图像,下列可能正确的是 　B　。 5. 小宁想测定小灯泡的电功率,所用器材齐全且完好。其中电源电压有4V、8V和12V三挡可选,待测小灯泡标有“6V”字样。按如图所示串联电路,再将电压表接入电路中,将滑动变阻器的滑片P置于一端。闭合开关S,将电压表和电流表示数记录在如表所示的序号1行中,然后将滑片P先后移到滑动变阻器的中间某处和另一端,并将相应的电压表和电流表示数分别记录在如表所示的序号2、3行中。 序号 电压表示数/V 电流表示数/A 小灯泡功率/W 1 1.0 0.10 / 2 2.0 0.16 / 3 4.0 0.18 / (1) 实验中小宁将电压表接在 　小灯泡　(填“小灯泡”或“滑动变阻器”) 两端,此实验过程中小灯泡 　不能　(填“能”或“不能”)正常发光。  (2) 求实验所用滑动变阻器的最大阻值。 解:(2) 实验1、3滑动变阻器的滑片分别位于滑动变阻器的两端,而实验3电流最大,说明此时滑动变阻器接入电路的阻值最小为0,电压表直接接在电源两端,所以电源电压为4V,故实验1时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,最大值R滑=（U−U1）/I1=（4V−1V）/0.1A=30Ω (3) 经过思考,小宁断开开关S,重新选择电源电压。将滑动变阻器最大阻值接入电路,闭合开关S,电压表示数为6V,求小灯泡的额定电流和额定功率。 解:(3) 当灯泡两端电压为4V时,电流为0.18A,所以灯泡正常发光时的电流应大于0.18A;当电源电压为12V,将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大,电流I=（U′−UL）/R滑=（12V−6V）/30Ω=0.2A,符合要求;同理可求出电源电压为8V时,将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大,电流I'=（U″−UL）/R滑=（8V−6V）/30Ω≈0.07A,小于0.18A,故小灯泡的额定电流为0.2A;小灯泡的额定功率P额=ULI额=6V×0.2A=1.2W 6. 小宇同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的额定功率,他设计了下列四个电路图。图中电源电压为U且保持不变,小灯泡的额定电压为U0,且U>U0,定值电阻的阻值为R。在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是(电表接线均正确)(　C　) 第2章　能的转化与能量守恒 第3节　电路中的电能 第4课时　常用电热器 【知识梳理】 1. 电流通过导体时,会将 　电能　转化成 　内能　,使导体的温度升高,这种现象叫作电流的 　热　效应。电热器是利用电流的 　热　效应工作的。  2. 电流通过导体产生的热量跟 　电流的二次方　成正比,跟 　导体的电阻　成正比,跟 　通电时间　成正比。这个规律叫焦耳定律。电热的计算公式: 　Q=I2Rt　。当导体消耗的电能 　全部用来产生热　的情况下,根据 　欧姆定律的公式和电功的公式　推导出来的结论与焦耳定律一致。  【课堂练习】 1. 下列用电器中,主要利用电流热效应工作的是(　C　)　　　　 A. 电风扇 B. 电冰箱 C. 电热毯 D. 电视机 2. 如图是探究焦耳定律的实验装置(R甲>R乙),下列说法正确的是(　B　) A. 两瓶中都装煤油,因为煤油的比热容大,实验现象明显 B. 闭合开关后,甲烧瓶中温度计示数升高比乙烧瓶快 C. 通过甲、乙两电阻丝的电流不同 D. 该实验运用了控制变量法和类比法 3. 兴趣小组利用导线、电池、开关、电阻丝自制了一个简易塑料袋“封口机”,原理如图所示。 (1) “封口机”工作时,电阻丝的温度会升高,其科学原理是 　电流的热效应　。  (2) 在检验产品时,发现电阻丝产生的热量太少,不足以使塑料熔化,请提出一条改进建议: 　换用阻值更小的电阻丝(或增大电源电压)　。 　　　 4. 如图是一条电热毯电路的示意图,R0是发热电阻丝,R是串联在电路中的电阻,S是控温开关。电热毯铭牌上标有“220V　40W”字样,请回答(不考虑温度对电阻值的影响):　 (1) 要使电热毯处于低温挡,开关S应处于 　断开　(填“断开”或“闭合”)状态。  (2) 计算发热电阻丝R0的阻值是多大。 解:(2) 由P=UI=U2/R可得,电路中的总电阻R0=U2/P=(220V)2/40W=1210Ω, (3) 当电热毯处于低温挡时,电路中的电流为0.1A,则在50min内R0产生的热量是多少? 解:(3) 当电热毯处于低温挡时,R与R0串联,因串联电路中各处的电流相等,则在50min内R0产生的热量Q=I2R0t=(0.1A)2×1210Ω×50×60s=36300J 【基础巩固】 1. 下列实例中,属于防止电流热效应产生危害的是(　D　) A. 冬天用电暖器取暖 B. 电热壶烧水 C. 电熨斗熨衣服 D. 电脑散热风扇 2. 如图是研究电热与电阻大小关系的实验装置,其中R1和R2的阻值不同,串联是为了控制两者具有相同的(　C　) A. 电流与电热 B. 电压与电热 C. 电流与加热时间 D. 电压与加热时间 3. 小强同学利用家庭实验室中的器材,设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”,如图所示,电源电压为6V,电阻丝R1=5Ω,R2=15Ω,a、b是两个触点。闭合开关S,当开关S1接通触点 　a　时,“电饭锅”的功率更大。将R2接入电路工作3min产生的热量是 　432　J。  4. 如图是简易榨汁杯的电路原理图,工作时有榨汁、加热、保温三挡。当闭合开关 　S1　时,榨汁杯处于榨汁挡;只闭合开关S2时,榨汁杯处于 　保温　挡。  5. 小榕选取了图中的实验器材,探究电流产生的热量与哪些因素有关。 (1) 选取两个相同玻璃瓶,装入相同质量煤油并插上温度计的目的是 　比较电流产生热量的多少　。  (2) 为了探究电流产生的热量与电流大小的关系,他连接了如图甲所示的电路,闭合开关,调节滑动变阻器使电流为I1,按下计时器并同时每间隔1min记录一次温度计的示数,他接下来的操作应该是 　调节滑动变阻器改变电流,重复以上操作　。  (3) 为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系,他连接了如图乙所示的电路,他这样做的好处是 　可以保证电流和通电时间相同　。  (4) 该实验探究过程中既应用到了控制变量法又用到了转换法,下列实验中与此相同的有 　C　。  A. 研究电流与电阻、电压之间的关系 B. 研究磁场的方向 C. 研究影响电阻大小的因素 【能力进阶】 6. 如图所示是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置,装置的透明容器中各有一段电阻丝,两个透明容器中密封着等量的空气,通电一段时间后液面的高度如图所示。下列说法错误的是(　C　) A. 利用此装置可以探究“电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系” B. U形管内液面高度差的变化由容器中气体热胀冷缩引起 C. 通电一段时间后甲、乙容器内导体产生的热量之比为2∶1 D. 本实验可以利用U形管内液面的高度差反映产生热量的多少 7. 如图甲为某电饭锅的电路原理图,图乙为该电饭锅铭牌的主要参数,R1和R2为阻值不变的电热丝,S1为总开关,S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将该电饭锅接入电源电压为220V的电路中。 (1) 求电饭锅处于加热挡时的电流。 解:(1) 由图乙可知,电饭锅的加热挡功率P加=880W,由P=UI可知,电饭锅处于加热挡时的电流I=P加/U=880W/220V=4A　 (2) 电饭锅处于保温挡时,持续工作10min,产生的热量是多少焦? 解:(2) 由P=W/t可知,电饭锅处于保温挡时,持续工作10min,产生的热量Q=W=P保t=80W×10×60s=4.8×104J　 (3) 求R1和R2的阻值。 解:(3) 由图甲可知,当开关S1闭合,S2断开时,R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最大,由P=U2/R可知,电路中的总功率最小,电饭锅处于保温挡;当开关S1、S2都闭合时,只有R1工作,此时电路中的总电阻最小,总功率最大,电饭锅处于加热挡;由P=U2/R可知,R1的阻值R1=U2/P加=(220V)2/880W=55Ω;R1、R2的串联总电阻R=U2/P保=(220V)2/80W=605Ω,根据串联电路的电阻特点可知,R2的阻值R2=R-R1=605Ω-55Ω=550Ω 8. 学习了焦耳定律之后,小平十分好奇,电流流过导体产生的热量真的与导体两端电压无关吗?在老师的指导下,小平完成了以下实验: ① 取两只同型号的直流电动机(不计工作过程中电刷与换向器摩擦产生的热量),连接方式如图甲,并且在每只电动机金属外壳相同位置上固定一支电子温度计(如图乙),同时记录两支电子温度计的初始温度值。 ② 闭合开关,发现两只电压表示数相同,然后对电动机M1施加一个阻力,使其转动速度变慢,发现电压表V1示数变小,V2示数变大。 ③ 保持V1、V2示数不变(U1<U2),每隔30s记录一次温度计示数,记录数据T1、T2如表所示。 ④ 换用两只其他同型号的直流电动机重复上述实验步骤。 t/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 T1/℃ 17.8 18.4 19.0 19.5 20.0 20.7 T2/℃ 17.8 18.5 19.1 19.6 20.0 20.7 t/min 3 3.5 4 4.5 5 — T1/℃ 21.2 21.6 21.9 22.2 22.4 — T2/℃ 21.2 21.7 22 22.4 22.6 — (1) 两只电动机采用串联方式连接的目的是 　保证通过它们的电流大小和通电时间相等　。  (2) 通过实验,小平认定电流通过导体产生的热量与导体两端电压无关,其理由是 　同型号的两只电动机,当电流相等、电压不等时,相同时间内产生的热量相等　。  (3) 从能的转化及功的角度分析,当电动机M1受到阻力转速变慢后,为什么U1<U2? 　电动机工作时将电能转化为机械能和内能,M1转动比M2慢,M1获得的机械能小于M2,而它们的内能相等,所以相同时间内电流通过M1所做的功小于通过M2所做的功,依据W=UIt可得U1<U2　。  1 学科网（北京）股份有限公司 $