第十五章 电能与电功率（专项训练）物理新教材沪粤版九年级上册
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内容正文：
第十五章 电能与电功率
常考题型·精准突破
考点一 电能与电功
题型1 电能的利用与电功的概念（重点）
题型2 电能表的读数与铭牌参数（必考）
题型3 电功的计算与单位换算（难点）
考点二 电功率
题型1 电功率的物理意义与概念辨析（重点）
题型2 与的应用（必考）
题型3 额定功率与实际功率（难点）
考点三 测量小灯泡的电功率
题型1 实验原理、电路与操作要点（重点）
题型2 数据处理、故障分析与图像（必考）
考点四 焦耳定律
题型1 电流的热效应与探究实验（重点）
题型2 电热的计算与公式选用（必考）
题型3 电热的利用与防止（难点）
考点五 电功率综合计算
题型1 串、并联电路中的功率分配（重点）
题型2 多档位用电器的分析与计算（难点）
题型3 家庭用电的测量与估算（必考）
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
考点一 电能与电功
◆题型1 电能的利用与电功的概念（重点）
1．下列用电器工作时主要把电能转化为机械能的是（ ）
A．台灯 B．电风扇 C．电熨斗 D．电饭锅
【答案】B
【解析】A．台灯在工作时，将电能转化为光能和内能，故A不符合题意；
B．电风扇工作时，将电能主要转化为机械能，故B符合题意；
CD．电熨斗和电饭锅在工作时，将电能转化为内能，故CD不符合题意。
故选B。
2．有几位同学讨论电能时，有以下几种说法，你认为不正确的是（ ）
A．电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程
B．火力发电厂把燃料的化学能转化成电能
C．电功的单位与电能的单位相同，在国际单位制中都是“焦耳”
D．电流表是用来计量用电器在一段时间内消耗的电能的仪表
【答案】D
【解析】A．用电器起到能量转换的作用，电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程，故A正确，不符合题意；
B．火力发电厂是通过燃料的燃烧将化学能转化成电能，故B正确，不符合题意；
C．电流做的功等于用电器消耗的电能，电功的单位与电能的单位相同，在国际单位制中都是“焦耳”，故C正确，不符合题意；
D．电流表是测量电路电流大小的仪表，故D错误，符合题意。
故选D。
3．电能
（1）产生：电能由其他形式的能______而来。发电机将______能转化为电能，干电池、蓄电池对外供电时将______能转化为电能，光电池将______能转化为电能。
（2）利用：通过______将电能转化为其他形式的能。
（3）单位及换算
国际单位：______，常用单位：______。
换算关系：度______J。
（4）供电单位通过______来计量每家消耗的电能。
【答案】（1）转化 机械 化学 光；（2）用电器；（3）焦耳（J）度或千瓦时 ；（4）电能表
【解析】（1）[1][2][3][4]能量不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化成另一种形式；电能由其他形式的能转化而来，发电机将机械能转化为电能，干电池、蓄电池对外供电时将化学能转化为电能，光电池将光能转化为电能。
（2）电路中接入用电器，通过用电器工作时将电能转化为其他形式的能。
（3）[1][2][3]国际单位中，电能的单位是焦耳（J），常用的单位为：度或千瓦时（），换算关系为：
（4）电能表是测量它所辖电路消耗的电能的仪器；供电单位通过电能表来计量每家消耗的电能。
◆题型2 电能表的读数与铭牌参数（必考）
4．
（1）如图所示，图甲中电压表的读数为__________V；若接入电路前出现如图乙所示的情况，则原因是_______；如图丙电阻箱的示数是_______Ω。
（2）小天家的电能表上月初的示数为，上月底的示数如图丁所示，则小天家上月消耗的电能为_______ kW·h。观察该电能表上的参数，小天家用电器的总功率不能超过_______ W。使某用电器单独正常工作3min，电能表的转盘转了300转，该用电器的实际功率为_______ W。
【答案】（1）2.2 电压表未调零 3258；（2）130 8800 2000
【解析】（1）[1]电压表使用的0~3V量程，分度值是0.1V，电压表的读数为2.2V。
[2]使用电压表前，指针没有在零刻度，说明电压表没有调零。
[3]电阻箱的阻值读数为
（2）[1]电能表是测量消耗电能多少的仪表，上月初电能表的读数821.6kW·h，上月底电能表的读数951.6kW·h，消耗的电能
[2]电能表的额定电压为220V，能通过的最大电流为40A，所以小天家用电器的总功率不能超过
[3]用电器单独正常工作时间
电能表的转盘转了300转，消耗的电能
用电器的实际功率
5．如图所示，是小明家安装的电能表。下列说法中正确的是（ ）
A．该电能表的示数为55447kW·h
B．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗电能越快
C．家中消耗电能0.5kW·h，电能表指示灯闪烁3200次
D．家庭电路的安装次序依次是进户线、电能表、总开关
【答案】D
【解析】A．电能表的最后一位是小数位，示数应为5544.7kW∙h，不是55447kW∙h，故A错误；
B．指示灯闪烁次数多，只能说明消耗的电能总量多，而电能消耗的快慢是由电功率决定的，与闪烁次数无直接关系，故B错误；
C．电能表参数1600imp/（kW∙h）表示消耗1kW∙ h电能，指示灯闪烁1600次，则消耗0.5kW∙h电能，闪烁次数为1600×0.5=800次，不是3200次，故C错误；
D．家庭电路的安装次序依次是进户线、电能表、总开关、用电器，这样能保证电能表测量整个家庭电路的用电量，总开关能控制整个电路的通断，故D正确。
故选D。
6．家用电子式电能表表盘上标有“3000r/（kW·h）”字样，将某用电器单独接在该电能表上正常工作6min，电能表转盘转了30转，该用电器消耗的电能为______J，用电器的实际功率为______W。
【答案】
【解析】该用电器消耗的电能为
用电器的实际功率为
◆题型3 电功的计算与单位换算（难点）
7．小明家有一个旧式电熨斗，将其接入220V的电路中时，通过的电流为4.5A。这个电熨斗的电功率是多大？若熨烫一件衣服电熨斗需连续工作10min，则在这段时间内，电流做了多少功？合多少千瓦时？
【答案】990W ；；
【解析】由题意得，电熨斗两端电压U=220V，通过的电流I=4.5A，根据电功率公式可得电熨斗的电功率
电熨斗工作时间
由得
单位换算，因，故
8．家中一盏“220 V 40 W”的白炽灯每天照明5 h。若换成亮度相当的“220 V 8 W”的LED灯，每月按30天计算：
（1）两灯每月各消耗多少电能？
（2）每月可节约多少电能？若电价为0.55元/（kW·h），每月节省电费多少元？
（3）若LED灯比白炽灯贵30元，约多少个月节省的电费可抵回差价？
【答案】（1）白炽灯6kW·h，LED灯1.2kW·h；（2）4.8kW·h，2.64元；（3）约12个月
【解析】（1）白炽灯的功率
每月总照明时间
消耗电能
LED灯的功率
每月总照明时间同样为150h，消耗电能
（2）每月节约的电能
每月节省电费
（3）LED灯比白炽灯贵30元，每月可节省2.64元，所需月数
向上取整后约为12个月。
9．为加强在校学生近视防控工作、促进学生视力健康，我县部分学校对教室进行了护眼灯改造，将传统的日光灯换成了全光谱LED护眼吊灯。如图所示某校教室新安装的某品牌全光谱LED吊灯，铭牌上标有“220V；48W”字样。
（1）求该品牌LED吊灯正常工作时的电流；
（2）我县中小学大约有4000个正常使用的教室，如果每个教室都安装11盏该品牌的吊灯。正常上课期间平均每个教室每天开灯时间为4小时，每月按22天上课时间计算，全县每月因教室照明要消耗多少电能？部分班级习惯于全天候开灯，若在光照充足的情况下，全县所有教室正常上课期间每天少开1小时，每月可以节约多少电能？
【答案】（1）0.2A；（2）kW·h，46464kW·h
【解析】（1）吊灯正常工作时的电流为
（2）4000个教室吊灯每小时消耗的总功率为
4000个教室吊灯每月消耗的总电能为
全县所有教室正常上课期间每天少开1小时节约的电能为
考点二 电功率
◆题型1 电功率的物理意义与概念辨析（重点）
10．下列关于电功率的说法中正确的是（ ）
A．电功率是表示电流做功多少的物理量
B．电流通过用电器做的电功越多，电功率就越大
C．用电器在相同的时间内消耗的电能越多，电功率越大
D．额定功率大的用电器一定比额定功率小的用电器消耗的电能多
【答案】C
【解析】A．电功率是表示消耗电能快慢的物理量，而不是表示电流做功多少的物理量，故A错误；
B．根据电功率的定义式可知，消耗的电能与时间的比值越大，电功率越大，电流通过用电器做的电功越多，电功率不一定越大，故B错误；
C．电功率表示用电器单位时间内消耗的电能多少，根据电功率的定义式可知，用电器在相同的时间内消耗的电能越多，电功率越大，故C正确；
D．额定功率大的用电器，实际功率不一定大，故电流做功不一定快，再根据，做功的时间未知，电流做功也就不一定多，用电器消耗的电能不一定多，故D错误。
故选C。
11．某电水壶的额定功率为1500W，它表示的物理意义是_____；正常工作30min，消耗的电能为_____kW·h。
【答案】电水壶在额定电压下工作时，每秒电流通过电水壶做功1500J 0.75
【解析】[1]电功率是表示电流消耗电能快慢的物理量。所以某电水壶的额定功率为1500W，其物理意义是电水壶在额定电压下工作时，每秒电流通过电水壶做功1500J。
[2]根据可知，正常工作30min，消耗的电能
12．小明家的电能表面板如图所示，
（1）他家同时使用的用电器总功率不能超过________W。
（2）他利用该电能表和秒表检测一只标识为“220V 10W”节能灯的额定功率，他关闭其他用电器，将该节能灯接入220V的测量电路，设计了以下三种测量方案：
方案一：测量出电能表显示消耗1kW·h电能所用的时间；
方案二：测量出1min时间内电能表转盘转过的圈数n；
方案三：测量出电能表转盘转过1圈所用时间。
①若使用方案二，小明计算额定功率的关系式应该为：_______（单位：W）。（用数字和n表示）
②比较三种方案，最可行的是方案________。
【答案】（1）8800；（2）20n 三
【解析】（1）从电能表可知，其额定电压，允许通过的最大电流
根据公式，可得他家同时使用的用电器总功率不能超过
（2）[1]已知电能表参数，表示消耗的电能，电能表转盘转过3000圈。
1min（）内消耗的电能。
根据功率公式，可得
[2]节能灯的功率
电能表转盘转一圈消耗的电能为
节能灯需要工作的时间
由以上分析可知：
方案一：因节能灯功率较小，根据可知，测量出电能表显示消耗电能所用的时间较长，不易操作；
方案二：因节能灯功率较小，节能灯工作1min电能表转动不到一圈，无法测量；
方案三：电能表转盘转动1圈消耗的电能可供节能灯工作120s，比较容易测量。
比较可知，方案三容易操作，实验误差较小，最可行。
◆题型2 与的应用（必考）
13．电子式电能表表盘上标有“3200imp/（kW·h）”字样，将某用电器单独接在该电能表上正常工作30min，电能表指示灯闪烁了320次。该用电器在上述时间内消耗的电能为______kW·h，电功率是______W。细心的小明发现不同用电器工作时电能表的指示灯闪烁的快慢是变化的，电能表指示灯闪烁的越快，说明相同时间内电流通过用电器所做的电功______（填“越多”、“越少”、“越快”或“越慢”）。
【答案】0.1 200 越多
【解析】[1]“3200imp/（kW•h）”表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3200次， 故闪烁320次，消耗电能为。
[2]电功率
[3]电能表指示灯闪烁的越快，说明电功率越大，相同时间内通过用电器所做的电功越多。
14．某同学陪妈妈去商场买电热水壶，超市有A、B两款容积相同的电热水壶，额定电压均为220V，额定功率分别为800W和1100W。【水的比热容为家庭电路电压220V】求：
（1）A壶正常工作时的电阻；
（2）若不计热量损失，则A壶正常工作3.5min可将1kg的水从20℃加热到多少摄氏度；
（3）妈妈最后选购了一个烧水快的水壶，则在符合安全用电的前提下，该水壶使用的插座的额定电流至少为多少安。
【答案】（1）；（2）；（3）5A
【解析】（1）由得
（2），由可得
因为不计热量损失，所以
由得
（3）由题可知，，所以使用热水壶烧水快
由得
所以使用的插座的额定电流至少为5A。
15．小明买了一个新电饭煲，它的工作电路图如图甲，为温控开关，加热电阻和的阻值不随温度变化。小明从说明书中得知的信息是，电饭煲加热状态时的电功率为1210W，保温时的电功率为88W
（1）求电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流；
（2）求电阻的阻值；
（3）某周末做晚饭时，小明想利用自家电能表（如图乙）测量新电饭煲的加热的实际功率。于是他关闭了家中其他所有用电器，只让电饭煲在“加热”状态下工作，观察到电能表的转盘在1min内转了50r。求这个新电饭煲的实际功率是多少W？
【答案】（1）0.4A；（2）40Ω；（3）1000W
【解析】（1）电饭煲在“保温”状态下正常工作时功率为88W，根据P=UI可得，电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流为
（2）由电路图知，当两开关都闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，由可知，功率较大，为蒸煮状态；由题意知，蒸煮状态时功率为1210W，则R1的电阻为
由电路图知，只闭合S2时，两电阻串联，电路中电阻较大，由可知，功率较小，为保温状态，由可得，两电阻串联的总电阻为
电阻R2的阻值为
（3）“3000revs/kW•h”表示每消耗1kW•h电能，电能表转盘转3000圈，只让电饭煲在“加热”状态下工作，转盘在1min内转了50转，消耗的电能为
电饭煲在“蒸煮”状态下的实际功率为
◆题型3 额定功率与实际功率（难点）
16．甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，甲灯上标有“220V 25W”字样，乙灯上标有“220V 100W”字样，下列说法中正确的是（ ）
A．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
B．若灯丝的材料、长度相同，甲灯的灯丝比乙灯的更粗
C．两灯串联在110V的电路中，甲灯比乙灯亮
D．将乙灯接入110V电路中，它的实际功率为50W
【答案】C
【解析】甲灯的电阻
乙灯的电阻
A．根据W=Pt可知，正常发光时灯泡消耗的电能还与通电时间有关，因此无法确定它们的大小关系，故A错误；
B．在灯丝的长度和材料相同的情况下，横截面积越大，电阻越小，R乙小于R甲，所以乙灯的灯丝比甲灯的灯丝粗，故B错误；
C．两灯串联在110V的电路中，通过两灯的电流相同，甲的电阻大，灯的亮度决定于灯的实际功率，根据P=I2R可知，甲的实际功率大，所以甲灯比乙灯亮，故C正确；
D．将乙灯接入110V电路中，它的实际功率
故D错误。
故选C。
17．有一个标有“6V，3W”字样的小灯泡，如果要接在电压为9V的电源上，（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求：
（1）小灯泡正常工作的电阻；
（2）要使小灯泡正常发光，应串联一只多大的电阻？
（3）若小灯泡两端的实际电压是3V时，小灯泡工作1分钟消耗电能是多少？
【答案】（1）12Ω；（2）串联一只6Ω的电阻；（3）45J
【解析】解：（1）由可知，灯泡正常工作的电阻为
（2）由串联电路的电压特点可知串联的电阻两端的电压为
由P=UI可知灯泡正常发光时的电流为
即电路中的电流为I=IL=0.5A
则串联的电阻的阻值为
（3）若小灯泡两端的实际电压是，则灯泡工作1分钟消耗的电能为
18．灯泡L1、L2上分别标有“6V，3W”“6V，6W”字样（不考虑灯丝电阻的变化），若将它们并联在6V的电路中，此时______（选填“L1”或“L2”）的亮度较亮；若将它们串联接入某电路，保证灯泡不被烧坏，可以正常发光的灯泡是______（选填“L1”或“L2”），此时两灯实际功率之比为______。
【答案】L2 L1 2:1
【解析】[1]灯泡L1、L2上分别标有“6V，3W”“6V，6W”字样，若将它们并联在6V的电路中，两灯的电压均为6V，则两灯的实际电压分别为3W、6W，灯泡的电功率越大，灯越亮，则此时L2的亮度较亮。
[2]若将它们串联接入某电路，两灯电流相等，由得，L1的额定电流为
L2的额定电流为
为了保证灯泡不被烧坏，电路中最大电流为0.5A，则可以正常发光的灯泡是L1。
[3]不考虑灯丝电阻的变化，由得，L1的电阻为
L2的电阻为
由得，此时两灯实际功率之比为
考点三 测量小灯泡的电功率
◆题型1 实验原理、电路与操作要点（重点）
19．用图所示电路研究小灯泡的电阻和电功率，小灯泡L的额定电压为2.5V。下列说法正确的是（ ）
A．第一个实验观察灯的亮度是为了判断灯丝温度，第二个实验观察灯的亮度是为了判断灯泡功率的大小
B．第一个实验中小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同，是由测量误差导致的
C．第一个实验中时小灯泡的电阻要小于时的电阻
D．第二个实验中时，
【答案】D
【解析】A．灯泡亮度由实际功率决定，两个实验观察亮度均是为了判断灯泡实际功率的大小，故A错误；
B．灯丝电阻随温度升高而增大，不同电压下灯泡实际功率不同，灯丝温度不同，导致电阻不同，并非测量误差，故B错误；
C．灯丝电阻随温度升高而增大。当时，由图像知；当时，由图像知。因，前者温度更高，故，故C错误；
D．当时，因灯丝电阻随电压减小而减小，此时，由得，故D正确。
故选D。
20．小渝连接了如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”小灯泡的额定功率。电源电压调为3V不变，当电压表示数为2.0V时，电流表示数如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A．小灯泡的额定功率为0.75W
B．要让灯泡正常发光应将滑片P向右移
C．右移滑片P的过程，电压表和电流表示数的比值不变
D．小灯泡正常发光时，灯泡电阻大于滑动变阻器的阻值
【答案】D
【解析】首先分析电路：灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡电压，电流表测电路电流，电源电压，灯泡额定电压，电压为时，电流表量程，分度值，电流。逐个分析选项：
A．0.3A是灯泡两端电压为 2V 时的电流，不是额定电压 2.5V 下的额定电流。 灯丝电阻随温度升高而变大，2.5V 时灯丝温度更高，电阻比2V时更大，额定电流≠0.3A，不能用计算额定功率，故A错误；
B．要让灯泡电压从升高到，需要减小滑动变阻器接入电阻，本题滑动变阻器接左下接线柱，滑片左移才会减小电阻，右移电阻增大，故B错误;
C．电压表和电流表示数的比值等于灯泡电阻，灯泡电阻随温度变化，右移滑片时，电流减小，灯泡温度降低，电阻减小，比值变小，故C错误;
D．灯泡正常发光时，，滑动变阻器电压
串联电流相同，由得：
灯泡电阻大于滑动变阻器阻值，故D正确。
故选D。
21．在“测量小灯泡的电功率”实验中：连接电路时开关应________；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值________处；测量额定功率时，应调节滑动变阻器使电压表的示数________（选填“等于”“大于”或“小于”）小灯泡的额定电压。
【答案】断开 最大 等于
【解析】为保护电路，连接电路时开关应断开，滑动变阻器接入阻值最大；只有小灯泡两端电压等于额定电压时，它才正常发光，此时测得的功率才是额定功率。
◆题型2 数据处理、故障分析与图像（必考）
22．在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）连接电路时开关应______；
（2）用笔画线代替导线，将图甲中实验电路连接完整（要求：闭合开关后滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数变大）；
（3）检查电路无误后，闭合开关调节滑动变阻器的滑片在某一位置时，电流表示数如图乙，其示数为______A；继续调节滑片，当小灯泡正常发光时，通过小灯泡的电流为0.3A，小灯泡的额定功率为______W；
（4）多次实验记录数据，绘制得出I-U图像如图丙所示，分析图像可知小灯泡的电阻受______影响。
【答案】（1）断开；（2）；（3）0.2 0.75；（4）温度
【解析】（1）连接电路时开关必须断开，目的是防止接线过程中误接导致电路短路，损坏实验器材，从而保护电路。
（2）滑动变阻器要求“一上一下”接线，题目要求滑片右移时电流变大，说明滑片右移时滑动变阻器接入电阻变小，因此需要接滑动变阻器右下的接线柱D，把它和电流表的负接线柱相连即可。
（3）电流表选用的是0~0.6A量程，该量程分度值为0.02A，读数为0.2A；
小灯泡的额定功率为
（4）小灯泡的I-U图像是曲线，说明电压升高时，灯丝实际功率变大、温度升高，灯丝电阻随温度上升而增大，因此小灯泡的电阻受温度影响。
23．小丽在“测量小灯泡电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个，小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线补画出正确的连线。
（2）电路连接正确后，闭合开关，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定功率，这时应该向____________（选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片。
（3）小丽根据实验数据画出了小灯泡中的电流随其两端电压变化的关系图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为____________。
（4）分析小灯泡的图像可知，小灯泡的电阻随电压的增大而____________（选填“增大”、“减小”或“不变”），你认为原因是____________。
【答案】（1）；（2）右；（3）0.625；（4）增大 灯丝电阻随温度的升高而增大
【解析】（1）由图甲可知，电流表和电压表位置接反了，电流表应与灯泡、滑动变阻器串联，电压表应与灯泡并联，据此作图。
（2）为了测量小灯泡的额定电功率，应使电压表示数为2.5V，即使电压表示数变大，由串联分压可知，滑动变阻器两端电压变小，则滑动变阻器连入电路的电阻应变小，故应该向右端移动滑动变阻器的滑片。
（3）由图乙可知，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为
（4）由图乙可知，随着小灯泡两端电压增大，小灯泡两端的电压值与流过小灯泡的电流值之比逐渐增大，即小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大，出现这种情况的原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
24．小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关。于是找来额定电流均小于，额定电压是的灯和额定电压是的灯，先后接在电源电压恒为的电路中，按照如图所示的电路开始探究。
（1）若小雷连接好电路后闭合开关，灯几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的________（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路。
（2）小雷排除故障后，按如图所示的电路继续进行实验。闭合开关，滑片P向A端移动，使灯发光，测出灯的相关物理量，记录和计算结果如下表：
次数
电压/
电流/
实际功率/
电阻
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.5
0.24
0.60
10.42
3
2.8
0.26
0.73
10.77
小雷注意到灯的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。结合表中数据，得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越________。
（3）用替换重复上面的实验时，需要改变________表的量程，发现灯的亮度变化规律与灯相似。
（4）小雷在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用上表中灯的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”，这种说法错误的原因是小雷忽略了________对小灯泡电阻的影响。
②有同学认为“把灯换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系”，你认为这种说法________（选填“正确”或“错误”）。
【答案】（1）A、B；（2）大；（3）电压；（4）温度 正确
【解析】（1）滑动变阻器接下方两个A、B接线柱时，会把全部电阻丝接入电路，相当于接入一个阻值很大的定值电阻，电路电流很小，因此灯几乎不发光，且移动滑片无法改变接入电阻，也就不能改变灯的亮度。
（2）从表格数据能看出，灯泡越亮时，对应的实际功率数值越大，因此结论是小灯泡越亮，实际功率越大。
（3）原来测额定电压2.5V，电压表选的是0~3V量程；替换成额定电压3.8V的后，3.8V超过了原电压表量程，因此需要更换电压表的量程。
（4）小灯泡的电阻会随灯丝温度升高而增大，三次实验中小灯泡亮度不同、灯丝温度不同，电阻本就不同，取平均值没有意义，该同学忽略了温度对灯丝电阻的影响；
探究电流与电压的关系时，需要控制电阻阻值不变，定值电阻的阻值不随温度变化，把灯泡换成定值电阻后，通过调节滑动变阻器改变电压、记录电流，就可以完成该实验，因此说法正确。
考点四 焦耳定律
◆题型1 电流的热效应与探究实验（重点）
25．夏天到了，王同学使用如图甲所示的电热式电蚊香驱蚊，通电后发热片温度升高，从而释放驱蚊成分。他想知道加热电路中电流大小与发热片温度高低的关系，为此设计实验进行探究；
通电时间t/min
0
1
2
3
4
发热片温度T/℃
25
42
58
69
75
电路电流I/A
0
0.22
0.20
0.18
0.17
实验思路：将电蚊香插头内部的两个接线口接入电路，分别测量电路中的电流和发热片的温度，探究电流大小和温度高低的关系；
（1）实验过程：将电蚊香插头内部的两个接线口接在图乙A、B两端。记录通电后不同时间电流的大小与对应发热片的温度。使用温度计测量温度时，温度计应该________（选填“紧贴”或“悬空”）发热片，理由是________；
（2）实验结论：根据上表所示实验数据可知，在同一电路中，发热片温度越高，电路中的电流越________；
（3）实验拓展：小组同学认为，加热电路中电流大小不仅仅和发热片温度有关，请你再提出一个可探究的科学问题：________？
【答案】（1）紧贴 测固体温度，温度计玻璃泡紧贴被测物体，保证测温准确；（2）小；（3）发热片的电流大小与它两端的电压有关吗？
【解析】（1）测固体温度，温度计玻璃泡紧贴被测物体，保证测温准确，悬空测的是空气温度。
（2）看表格：温度升高，电流逐渐变小。说明发热片温度越高，电流越小。
（3）根据欧姆定律可知，发热器两端的电压可能影响电流的大小，故可以提出问题，发热片的电流大小与它两端的电压有关吗？
26．小松同学用如图所示的实验装置探究“电流的热效应与电阻的关系”。
（1）实验中小松同学设计了如图甲的电路图，她把和串联连接的目的是控制________________；
（2）连接电路后通过观察乙图中_____________来比较电流产生的热量的多少；
（3）为达到实验目的，选择、的两电阻丝的阻值__________（选填“相等”或“不相等”）；
（4）小松同学想进一步探究电流的热效应与其他因素的关系，于是设计了如图丙所示的电路图，对比甲、丙两图，她是在探究电流的热效应与__________的关系。
【答案】（1）电流和通电时间相同 ；（2）红色液柱上升的高度；（3）不相等；（4）电流
【解析】（1）探究电流热效应与电阻的关系时，根据控制变量法，需要保证除电阻外的其他可能影响热量的变量一致。串联电路的特点是各处电流相等，且两个电阻同时通断电，因此串联的目的是控制通过两电阻的电流和通电时间相同。
（2）电流产生的热量无法直接观察，本实验用转换法，电流放热使瓶内空气受热膨胀，推动红色液柱上升，因此可以通过红色液柱上升的高度来间接比较电流产热的多少。
（3）本实验的自变量是电阻，根据控制变量法，要探究热效应和电阻的关系，需要让两个电阻的阻值不相等，才能得到热量和电阻的对应关系。
（4）丙图中，也就是电阻完全相同，且两个电路的通电时间可以保持一致，但电源电压不同，根据欧姆定律可知，通过两个电阻的电流不同，因此是控制电阻和通电时间相同，探究电流的热效应与电流的关系。
27．如图所示，是探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。
（1）如图甲所示，两个密闭的透明容器中装有相等质量的空气，两个容器中的电阻丝，串联接到电源两端。电阻丝R1和R2串联的原因是保证______相同，通过_____反映产生热量的多少。
（2）通电观察到图甲中两侧U形管中液面高度的变化不同，这说明电流产生的热量与_____有关。
（3）乙图是研究电流产生的热量与电流大小的关系，若通电，通过左侧容器中电阻的电流是，则右侧容器中电阻产生的热量是_____，并且左侧U形管中液面高度的变化比右侧U形管中液面高度变化_____（填“大”或“小”）。
【答案】（1）电流和通电时间 U形管两侧液面的高度差；（2）电阻的大小；（3）2 大
【解析】（1）电阻丝R1和R2串联，由串联电流规律可知，通过R1和R2的电流大小相等，且同一电路中工作时间相同；
电流产生的热量无法直接观察，本实验利用转换法，通过密闭容器内空气受热膨胀，带动U形管液面出现高度差，用U形管两侧液面的高度差间接反映电阻产热的多少。
（2）图甲中通过两个电阻丝的电流和通电时间相同，两电阻丝的阻值不同，此时两侧U形管中液面高度的变化不同，两电阻丝产生的热量不同，说明电流产生的热量与电阻的大小有关。
（3）乙图中右侧两个电阻丝并联后再与左侧电阻丝串联，由于右侧两个电阻丝阻值相同，则两个电阻丝的电流大小相等，左侧电阻丝在干路上，通过的电流是0.4A，由并联电流规律可知，右侧两电阻丝的电流均为0.2A，则右侧容器中电阻产生的热量是
乙图中左侧容器内电阻丝的电流大于右侧容器内电阻丝的电流，且两电阻丝的阻值和通电时间相同，由可知，左侧容器内电阻丝产生的热量多，左侧U形管液面的高度差大。
◆题型2 电热的计算与公式选用（必考）
28．某导体电阻为20Ω，通电1min产生的热量是4800J。求：（1）通过它的电流；（2）当通过它的电流增大1倍时，在相同的时间内产生的热量。
【答案】（1）2A；（2）
【解析】（1）由焦耳定律，得通过电阻的电流为
（2）导体电阻是本身的特性，不随电流改变，且通电时间相同，故产生的热量为
29．计算：
（1）用天然气灶烧水，燃烧的天然气，把100kg的水从20℃加热到100℃，则水吸收的热量是多少？水的比热容为。
（2）如图，，当开关S闭合时，，，求R2的电阻值。
（3）一只额定功率为450W的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生多少热量？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）水吸收的热量
（2）由电路图可知R1与R2并联。并联电路各支路电压相等，根据欧姆定律可得，电源电压
并联电路干路电流等于各支路电流之和，通过R2的电流
R2的电阻值
（3）电饭锅在额定电压下正常工作，电流产生的热量等于消耗的电能，则每分钟产生的热量
30．如图所示电路，、均为定值电阻，的阻值为。闭合开关，电压表示数为，电流表示数为，求：
（1）的阻值。
（2）通过的电流。
（3）电路工作，电流通过产生的热量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）闭合开关，与并联，电压表测两端电压，电流表测支路电流。由欧姆定律得
（2）因并联电路各支路两端电压相等，故两端电压
由欧姆定律得
（3）由焦耳定律得,电流通过 R2 产生的热量
◆题型3 电热的利用与防止（难点）
31．一台电动机线圈电阻为0.5Ω，接在220V电路中正常工作，通过的电流为2A，工作10min。求：
（1）电动机消耗的电能；
（2）线圈产生的热量；
（3）电动机输出的机械能。
【答案】（1）；（2）1200J；（3）
【解析】（1）电动机消耗的电能
（2）线圈产生的热量
（3）电动机消耗的总电能减去线圈发热损耗的内能，剩余部分就是输出的机械能，所以电动机输出的机械能
32．（1）随着科技的进步，新能源汽车技术得到了很好的发展。已知一辆新能源汽车某次充电的平均电功率为，保持该电功率给这辆汽车充入的电能，需要__________min；
（2）一床电热毯和一个电扇上都标有“220V，60W”字样，当它们正常工作相同的时间，则电流通过__________（选填“电热毯”或“电扇”）产生的热量多。
【答案】（1）30；（2）电热毯
【解析】（1）由电功率公式可得充电时间
（2）因两用电器正常工作时功率相同，相同时间消耗的电能相等；电热毯工作时电能几乎全部转化为内能，电扇工作时大部分电能转化为机械能，仅少量转化为内能，故电热毯产生的热量多。
33．电热水壶是利用电流的______，电热水壶具有加热与保温两种挡位，其如图所示，发热部分由两根电热丝组成，通过调温开关S控制不同的挡位，开关S接______时为加热挡，开关S接______时为保温挡。若电热水壶加热挡的额定功率为1200W，其正常工作3min消耗的电能为______J。
【答案】热效应 下方触点 上方触点
【解析】电热水壶工作时将电能转化为内能，利用的是电流的热效应。
因电源电压恒定，由可知，电路总电阻越小，总功率越大；开关S接下方触点时，只有接入电路，总电阻较小，故为加热挡；开关S接上方触点时，与串联，总电阻较大，故为保温挡。
电热水壶加热挡正常工作消耗的电能为
考点五 电功率综合计算
◆题型1 串、并联电路中的功率分配（重点）
34．某课外活动小组的同学设计了一个用电压表示数的变化来反映环境温度变化的电路，如图甲所示。电源电压为6V不变，电压表的量程为0-3V，为阻值为20Ω的定值电阻，是热敏电阻，阻值随温度变化的图像如图乙所示。闭合开关S后，求：
（1）当电压表示数为2V时，电路中的电流多大？
（2）该电路所测的最高环境温度是多少？
（3）保证各元件安全的前提下，要使电路可测的最高温度增加，只需要______的阻值。（选填“增大”或“减小”）
（4）若将、并联接在该电源上，放置在某一环境中时，测得干路中的电流为0.9A，请计算此时的环境温度。
【答案】（1）0.1A；（2）40℃；（3）减小；（4）50℃
【分析】甲图中与串联，电压表测两端电压；由乙图可知，环境温度越高，热敏电阻的阻值越小。
【解析】（1）因串联电路中各处的电流相等，电压表的示数为2V时电路中的电流
（2）电压表的量程为0-3V，两端的电压最大时，的阻值最小，所测温度最高。最大电压为，根据欧姆定律可得，电路中的电流
的最小阻值
由图乙知，此时温度为40℃，即该电路所测的最高环境温度是40℃。
（3）可测最高温度增加，意味着能测量更高温度，对应阻值更小。电压表示数达到满偏时，两端电压也为，则，因此要让更小，需要减小的阻值。
（4）如果将、并联在该电路两端，通过的电流
通过电阻电流
电阻的阻值
由图乙知，此时温度为50℃。
35．小马同学取了一个标有“24V 12W”的灯泡（忽略灯泡电阻的变化），将其与一个可调节的滑动变阻器R串联后接在电压恒为U的电源两端。当滑动变阻器的滑片在某一位置时，灯泡正常发光：当滑片移动到另一位置时，灯泡两端的电压变为原来的，此时滑动变阻器接入电路的阻值比原来增大了20Ω。求：
（1）灯泡正常发光时的电阻；
（2）电源电压U；
（3）灯泡两端电压变为原来的时，电路消耗的总功率。
【答案】（1）；（2）30V；（3）11.25W
【解析】（1）灯泡正常发光时的电阻
（2）当灯泡正常发光时，电路中的电流
设此时滑动变阻器接入电路的电阻为，电源电压
当灯泡两端电压变为原来的时，灯泡两端电压
此时电路中的电流
此时滑动变阻器接入电路的电阻为
电源电压
因电源电压恒定，故
解得
代入得，电源电压
（3）电路消耗的总功率
36．学校美术社团为了让同学们体验非遗艺术“烙画”的魅力，新购买了一款如图甲所示的两挡可调的电烙铁，其内部简化电路如图乙所示，只闭合S1时为慢挡，S1和S2均闭合时为快挡。已知电源电压为220V，R1和R2为发热电阻，其中R1阻值为，快挡加热时电路中的总电流为0.3A。试计算：
（1）慢挡加热时的电流是多大？
（2）电阻R2的阻值是多大？
（3）若将电烙铁接入实际电压为200V的电路中，在快挡加热1min，求整个电路产生的总热量及R2的实际功率。（结果均保留1位小数）
【答案】（1）0.2A；（2）2200Ω；（3）3272.7J，18.2W
【解析】（1）只闭合S1时为慢挡，此时只有电热丝接入电路，由可得，慢挡加热时的电流
（2）S1和S2均闭合时为快挡，此时电热丝和并联，根据并联电流规律可知，此时通过的电流
由可得，电热丝的阻值为
（3）当实际电压为，S1和S2均闭合时为快挡，此时电热丝和并联
在快挡加热1min，整个电路产生的总热量为
由可得，电热丝的实际功率为
◆题型2 多档位用电器的分析与计算（难点）
37．图甲是某品牌电饭锅，图乙是内部电路示意图，R1、R2都是发热电阻，其阻值均不变，电饭锅铭牌上的部分参数如表格所示。请通过计算回答：
额定电压
220V
加热挡功率
1100W
保温挡功率
220W
（1）电阻R2的阻值是多少？
（2）电饭锅处于加热挡正常工作100s，消耗的电能是多少？
（3）用电高峰期电压会降低，若电路中只让电饭锅处于加热挡单独工作6min，标有字样的电能表转盘转了300r，它的实际加热功率是多少？
【答案】（1）220Ω；（2）；（3）1000W//1kW
【解析】（1）由图乙分析可知，只闭合开关、断开时，只有接入电路，总电阻大、功率小，为保温挡；闭合和时，、并联，总电阻小、功率大，为加热挡。由可得电阻R2的阻值为
（2）电饭锅处于加热挡正常工作100s，消耗的电能为
（3）电饭锅消耗的实际电能为
电饭锅的实际加热功率为
38．小红在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，均是发热电阻 （阻值不随温度变化），欲将质量为1.2kg、初温为的汤加热至，设此汤的比热容为，求：
额定电压
220V
额定功率
低温挡
48.4W
高温挡
500W
（1）汤需要吸收的热量。
（2）利用电饭煲高温挡煲汤时，将汤由加热至需要16分钟，则电饭煲的效率是多少？
（3）计算和的电阻分别是多少？（写出开关位置和电路处于高温挡还是低温挡）
【答案】（1）；（2）；（3）开关S接2时为高温挡，；开关S接1时为低温挡，
【解析】（1）汤吸收的热量
（2）高温挡加热时，工作时间，消耗的电能
电饭煲效率为
（3）开关S接2时，电路中只有工作，总电阻小、功率大，为高温挡，则阻值
开关S接1时，与串联，总电阻大、功率小，为低温挡，总电阻
由串联电阻规律得，
39．下表为某电热水器的铭牌（其中一项内容已模糊不清），电热水器内部简化电路如图所示，和均为电热丝。（提醒：是单刀双掷开关，可以连接a也可以连接b。）
XX牌电热水器
额定电压
220V
额定电流
高温挡
中温挡
5A
低温挡
2A
（1）电热丝和的阻值。
（2）热水器在高温挡正常工作时的额定电流（结果保留一位小数）。
（3）热水器在低温挡工作一小时所消耗的电能。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】（1）由电路图可知，当闭合、接b，被短路，只有工作，此时为中温挡，
当断开、接b，与串联，此时为低温挡，
（2）当闭合、接a，与并联，此时为高温挡，通过的电流
（3）低温挡正常工作，工作时间
◆题型3 家庭用电的测量与估算（必考）
40．如图所示是一只标有“220V 5W”LED节能灯与一只标有“220V 40W”白炽灯，小红通过查阅资料并实际对比，发现他们的照明效果相当；在小红的卧室需要一只灯泡照明，平均每天需要开灯2h，一个月按30天计算（小红家电压稳定在220V）；
（1）如果在小红卧室采用“220V 40W”白炽灯照明，这只白炽灯每个月约消耗电能多少？
（2）如果在小红卧室改用“220V 5W”LED灯照明，这只LED灯每个月约消耗电能多少？
（3）在小红卧室改用LED灯照明后，每个月可以节约用电多少？
【答案】（1）2.4kW•h；（2）0.3kW•h；（3）2.1kW•h
【解析】解：一个月内灯泡的工作时间t=2h×30=60h
（1）白炽灯的功率P1=40W=0.04kW
由可得白炽灯每个月约消耗电能W1=P1t=0.04kW×60h=2.4kW•h
（2）LED灯的功率P2=5W=0.005kW
由可得LED灯每个月约消耗电能W2=P2t=0.005kW×60h=0.3kW•h
（3）每个月可以节约的电能
41．小明的爸爸在网上购买了一款新型电烤箱又名“空气炸锅”（如图甲所示），其原理是利用热空气流加热食物。工作电路图如图乙，工作时，当电烤箱内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管停止加热，当电烤箱内温度低于预设温度时，温控开关自动闭合，电热管重新开始加热，循环工作保障箱内温度为预设温度。已知电风扇的功率为 40W，电热管的电阻 R 为 48.4Ω．求：
（1）温控开关控制_____（填“电风扇”、 “R”或“电风扇和R”）正常工作时电热管 R的电功率是多少瓦____？
（2）用这个电烤箱在一次焙烤鸡翅的过程中，定时开关设定为 15 分 钟，电热管正常循环工作时，P﹣t 图象如图丙所示，本次烤鸡翅共消耗多少______电能？
（3）小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其他用电器都关 闭，他观察到电烤箱（总电阻约为 50Ω）工作时，家里标有“1200r/kW•h”字样 的电能表转盘在 3min 内转了 48转，则他家电路的实际电压约是多少______？
【答案】R 1000W 7.56×105J 200V
【解析】（1）[1]由图知，电烤箱在加热工作时电风扇和电热管是并联关系，温控开关在电热管R支路上，所以它控制电热管R。
[2[正常工作时电热管的功率PR===1000W
正常工作时电热管的功率是1000W。
（2）[3]由电路图可知，当焙烤鸡翅时，电风扇与电热管是并联关系，且电风扇在15分钟内一直工作，由P=可得，电风扇消耗的电能WM=PMtM=40W×15×60s=3.6×104J
从丙图可知电热管在15分钟内，只工作了12min，电热管消耗的电能WR=PRtR=1000W×12×60s=7.2×105J
本次焙烤鸡翅共消耗的电能W= WM + WR =3.6×104J+7.2×105J=7.56×105J
本次焙烤鸡翅共消耗的电能7.56×105J。
（3）[4]3min内电能表转盘转了48转，消耗的电能W′=kW•h=0.04kW•h=0.04×3.6×106J=1.44×105J
由W=t可得，他家电路的实际电压U实===200V
他家电路的实际电压是200V。
答：（1） 温控开关控制R；正常工作时电热管的功率是1000W；
（2）本次烤鸡翅共消耗电能7.65×105J；
（3）他家电路的实际电压约是200V。
42．在社会实践活动中，小明对家庭电路情况进行了一些观察与统计。他观察到家中脉冲式电能表的表盘上标有“220V 40A”“”等字样；将统计的家中用电器种类、额定功率及数量等信息填写在下面表格中。记录结束后，小明将家庭电路中所有灯的开关都断开、其他用电器都断电，只让热水器通电单独工作，发现在1.5min内电能表脉冲指示灯闪烁了44次。求：
家庭用电器统计信息表
用电器
额定电压/V
额定功率/W
数量
电视机
220
150
2
电冰箱
220
125
1
电饭锅
220
800
1
洗衣机
220
225
1
小射灯
220
10
10
节能灯
220
40
8
空调
220
1000
3
热水器
220
1200
1
（1）若表格中所有用电器同时工作，在电路中最多还能安装多大功率的用电器？
（2）热水器的实际功率是多少W？
（3）经分析可能是由于使用多年，导致电热水器中的电热丝电阻发生了变化。如果要恢复该电热水器的铭牌功率，请分析应该给热水器的电热丝串联还是并联一个电阻？这个电阻的阻值为多少Ω？
【答案】（1）2730W；（2）1100W；（3）并联，484Ω
【解析】（1）电能表允许的最大功率为
现有用电器总功率为
可再安装用电器的功率为
（2）1.5min内热水器消耗的电能为
热水器的实际功率为
（3）热水器的实际电阻为
热水器的额定电阻为
因为热水器的实际电阻大于额定电阻，所以需减小总电阻，故应并联一个电阻（并联可降低总电阻）。
如果要恢复该电热水器的铭牌功率，由并联电路特点可知，并联的电阻的电功率为
因为并联电路各支路两端电压相等且等于电源电压，所以并联的电阻为
综合攻坚·知能拔高
1．一只小灯泡L（L正常发光电压为8 V）和定值电阻R的关系图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．电阻R的阻值为20 Ω
B．小灯泡L和定值电阻R串联，此时定值电阻电压8 V，电源电压为12 V
C．当小灯泡L和定值电阻R并联在电源电压为4 V的电路时，整个电路通电1 min电流所做的功为96 J
D．若将小灯泡L接在电压为12 V的电路中，为让小灯泡正常发光需串联一个8 Ω的电阻
【答案】C
【解析】A．由图可知，当时，
则
故A错误；
B．L和R串联，时，
由图可知此时
电源电压
故B错误；
C．L和R并联在4V电路，
由图可知
干路电流
通电
电流做功
故C正确；
D．L正常发光时
串联电阻分压
需串联电阻
故D错误。
故选C。
2．如图是电动汽车调速装置示意图，其核心部件实质是一个变阻器。踩下踏板，滑片绕O点逆时针转动，车速加快。下列分析正确的是（ ）
A．该装置通过改变电阻圈横截面积改变电阻大小
B．踩下踏板，流经电动机的电流变小
C．电路a、b接点应接变阻器A、B两接线柱
D．电动汽车充电时，车内蓄电池相当于电路中的电源
【答案】C
【解析】A．该调速装置是滑动变阻器的变形，工作原理是通过改变接入电路的电阻丝长度改变电阻，并非改变电阻圈的横截面积，故A错误；
B．题目说明踩下踏板车速加快，说明电动机功率变大，由可知电流变大，故B错误；
C．滑片逆时针转动靠近端，车速加快说明电流变大，由可知电阻变小，接入长度变短，故接、接线柱，故C正确；
D．电动汽车充电时，蓄电池消耗电能，相当于电路中的用电器，故D错误。
故选C。
3．世界卫生组织（WHO）关于健康住宅的标准规定，室内湿度应全年保持在40%~70%。图甲是小明设计的湿度监测装置的简化电路图，已知电源电压恒为12 V，定值电阻的阻值为20 Ω，湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图乙所示。闭合开关S，当空气湿度增大时，下列分析正确的是（ ）
A．电压表示数变大
B．电路消耗的总功率变小
C．湿度为40%时，湿敏电阻的电功率是1.8 W
D．当电流表示数为0.4 A时，湿度为20%
【答案】C
【解析】图甲中，定值电阻R0与湿敏电阻串联，电流表测电路电流，电压表测湿敏电阻R两端电压；由图乙可知，湿度越大，湿敏电阻的阻值越小。
AB．由图乙可知，湿度增大时R阻值减小，则总电阻 减小，总电压U不变，由 可知电路中电流变大；则定值电阻R0的电压变大。电压表示数即湿敏电阻R两端电压由可知其减小，再由可知电路消耗的总功率变大，故AB错误；
C．湿度为40%时由图乙知 ，电路电流
则湿敏电阻功率
故C正确；
D．电流表示数为时，电路的总电阻
此时湿敏电阻阻值
由图乙知湿度为70%，故D错误。
故选C。
4．某节目中，主持人做了“”的实验：取口香糖锡纸，剪成如图甲所示形状，其中和段等长。戴好防护手套，将锡纸条（带锡的一面）两端连接电池的正、负极，如图乙所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是（ ）
A．锡纸条是绝缘体 B．段比段的电阻小
C．通过段和段的电流相等 D．锡纸燃烧时，内能转化为电能
【答案】C
【解析】A．锡纸条能导电，属于导体，故A错误；
B．和段材料、长度相同，段的横截面积小于段，由影响电阻大小的因素可知两段的电阻，故B错误；
C．和段串联，由串联电路电流规律可知通过两段的电流，故C正确；
D．锡纸通电发热燃烧，消耗电能产生内能，是电能转化为内能，故D错误。
故选C。
5．智能分拣机器人能利用摄像头和二维码精准定位识别，并根据后台数据规划最优路线，实现扫码、称重、分拣三合一，在物流系统中发挥着巨大作用。
（1）该机器人的工作电压为24 V，电池容量为5000 mA·h，它充满一次电储存了________J的电能；
（2）若机器人充满一次电储存的电能为W，移动过程消耗的能量占总能量的比例为，移动功率为P，移动的平均速度为v，则机器人充满一次电能移动的距离________（用题中字母表示）。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）充满一次电储存的电能
（2）机器人充满一次电可用于移动的能量为
机器人充满一次电可移动的时间
则机器人充满一次电能移动的距离
6．为了缓解用眼疲劳，降低近视率，科技小组设计了一款“电加热眼罩”，其内部简化电路如图所示，电源电压恒定不变，通过旋转电位器的旋钮触片P可调节眼罩的温度。温度显示仪是由________（选填“电流表”或“电压表”）改装而成的，为了提高眼罩的加热温度，应________（选填“顺时针”或“逆时针”）旋转旋钮触片P。
【答案】电压表 顺时针
【解析】电流表的使用规则是串联在电路中，电压表的使用规则是并联在被测电路两端。由图可见温度显示仪与电热丝是并联关系，因此它是由电压表改装而成的。
眼罩的加热温度由电热丝的发热功率决定，电热丝阻值恒定，根据公式，要提高加热温度，需要增大电热丝的实际功率，也就是要让电热丝两端的电压变大。 该电路中电位器和电热丝串联，要让电热丝分压变大，需要减小电位器接入电路的电阻，电路总电阻变小后电流变大，电热丝发热更多。观察电位器结构，顺时针旋转旋钮触片P时，电位器接入电路的电阻丝长度变短，接入电阻减小，符合要求。
7．同学们成立了制作简易台灯的项目团队，收集材料组装了如图甲所示的台灯模型。
（1）在展示交流环节，有同学提出可以用发光二极管代替小灯泡，但是将规格合适的发光二极管接入电路后，闭合开关，在电路无故障情况下，无论怎样调节滑动变阻器，二极管都不能发光，造成此现象的原因可能是____________________________。
（2）小东按图乙所示的电路研究自制小台灯的调光效果，灯泡标有“”字样，电源电压恒为，电压表测量范围为“”，电流表测量范围为“”。闭合开关，在电路安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，绘出灯泡的图像如图丙所示，滑动变阻器接入的电阻范围为_______Ω，电路消耗的最大功率是_______W。
【答案】（1）发光二极管正负极接反；（2）
【解析】（1）发光二极管具有单向导电性，只有电流从它的正极流入、负极流出时才会发光，接反时电路中几乎无电流通过，不发光。电路无故障、二极管规格合适，因此无法发光的原因可能是二极管正负极接反。
（2）灯泡额定电压为2.5V，由图丙可知，灯泡电压为2.5V时对应的额定电流为0.25A，电流表量程0~0.6A，故电路允许的最大电流为0.25A。 根据欧姆定律可知，电路中电流最大时滑动变阻器阻值最小，此时滑动变阻器两端电压
滑动变阻器接入的最小阻值为
滑动变阻器接入电阻越大，电流越小，由图丙可知灯泡电压为0.5V时，对应电路最小电流为0.1A， 此时滑动变阻器两端电压
根据欧姆定律可知，滑动变阻器接入的最大阻值为
因此滑动变阻器接入电阻范围是。
电源电压恒定，根据，电路电流最大时总功率最大，代入最大电流0.25A可得电路消耗的最大功率为
8．某型号电饭锅有高温挡和低温挡两个挡位，其原理如图所示，若已知电阻，，则当开关置于___________（填“1”或“2”）位置时为高温挡，当电饭锅以高温挡正常工作10min产生的热量为___________J。
【答案】2
【解析】电饭锅的电源电压固定为220V，当开关接1时，与串联，总电阻为，总电阻大，根据可知，功率小，是低温挡；当开关接2时，电阻被短路，电路中只有工作，总电阻较小，功率较大，因此是高温挡；
电饭锅电路为纯电阻电路，电饭锅以高温挡正常工作10min产生的热量
9．小明为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，设计了如图甲所示的实验电路，标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为8Ω，电源电压6V，可供选用的滑动变阻器有“5Ω 1A”的R1和“20Ω 1A”的R2。
（1）为了完成实验，小明应该选用的滑动变阻器是_____（选填“R1”或“R2”）。
（2）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整____。（要求：滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮）
（3）在连接电路过程中，开关要_______，并将滑动变阻器的滑片调到_____端。（选填“A”或“B”）
（4）电路正确连接后，闭合开关，小明发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针明显偏转，你认为造成这一现象的原因可能是 。（选填字母）
A．电流表断路 B．小灯泡短路
C．小灯泡灯丝断了 D．滑动变阻器短路
（5）排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，电压表示数为2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向_____移（选填“左”或“右”），眼睛观察电压表，直到示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是_____W。
（6）根据收集到的实验数据，小明得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中，勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，你认为其主要原因是_____。
【答案】（1）R2；（2）；（3）断开 A；（4）C；（5）右 0.75；（6）灯丝电阻随温度升高而增大
【解析】（1）由题意可知，灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压
灯泡正常发光时的电阻约为，根据串联电路分压原理
此时变阻器需要连入的阻值约为
所以，滑动变阻器需要选择“20Ω 1A”的R2。
（2）要求滑片右移灯泡变亮，说明滑片右移时滑动变阻器接入电路的电阻变小，因此需把滑动变阻器的右下接线柱B接入电路，完成串联即可。
（3）为了保护电路，在连接电路过程中，开关应该断开；并滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处，所以滑动变阻器的滑片要移到A端。
（4）闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路中可能存在断路故障。电压表指针明显偏转，说明电压表正负接线柱到电源之间是连通的，造成这一现象的原因可能是小灯泡灯丝断路。电流表断路则电压表也无示数；小灯泡短路则电压表无示数、电流表有示数；滑动变阻器短路则灯泡发光、电流表有示数，均不符合现象。
故选C。
（5）当电压表示数为2V，若要测量小灯泡的额定功率，需要使灯泡两端的电压变大，由串联分压原理可知，应将滑动变阻器的滑片向右移，使滑动变阻器连入的阻值变小，变阻器分得的电压变小，同时眼睛观察电压表，直到示数为2.5V，小灯泡正常发光。
由图甲可知，电流表选择“0~0.6A”的量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率
（6）小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大，不同亮度下灯丝温度不同，因此电压与电流的比值（即电阻）不一样。
10．探究“电流产生的热量与什么因素有关”，作出正确猜想后进行探究。选取符合要求的电阻丝，装入实验装置中，透明容器中密封等量空气，U形管中液面高度差的变化能比较容器中空气温度的变化。
（1）将乙装置接入图甲电路A、B之间，电阻丝和串联的目的是控制______相同。
（2）闭合开关前发现U形管中液面不相平，说明装置气密性______（“好”、“不好”）。解决问题后，闭合开关，通电一段时间，发现一侧U形管中液面始终相平，一侧U形管中液面出现高度差，导致该现象的原因可能是______________________________________________。
（3）将丙装置接入图甲电路A、B之间，闭合开关后，通过的电流______（“大于”、“小于”或“等于”）通过的电流，通电一段时间后，会观察到一侧比一侧U形管中液面高度差______（“大”、“小”或“相等”）。
（4）小明认为将乙装置接入图甲电路A、B之间，以为研究对象，分别将滑片调节至不同位置也能得出（3）的规律；小红分析后认为小明的方案必须添加测量仪器______才能完成探究。
【答案】（1）电流和通电时间；（2）好 电阻丝短路；（3）大于 大；（4）秒表
【解析】（1）串联电路的核心特点是各处电流相等，且两个电阻丝接入同一电路，通电时间自然相同，所以将和串联是为了控制电流、通电时间相同，以此探究电流产生的热量与电阻的关系。
（2）闭合开关前U形管液面不相平，说明两侧液面上方气压存在差值，容器密封状态稳定，证明装置气密性好；
通电后侧U形管液面始终相平，说明该侧容器内空气没有受热膨胀，原因可能是电阻丝短路，没有电流通过，不产生热量。
（3）丙装置中和容器外的并联，再和串联，根据并联电路的电流规律，干路电流大于支路电流，因此通过的电流大于通过的电流；
根据焦耳定律，和电阻相同、通电时间相同，的电流更大，产生的热量更多，对应U形管的液面高度差更大。
（4）小明的方案是控制电阻和通电时间不变，改变电流来探究热量和电流的关系，电流可以通过调节滑动变阻器的滑片来改变，通电时间需要秒表来控制，因此必须添加秒表来测量不同位置滑片对应的通电时间，才能完成探究。
11．如图所示的是家用移动插座。把规格为“220V 1100W”的电暖器插入插座，在额定电压下工作。
（1）流过电暖器的电流为多大？
（2）该插座允许通过的最大电流为10A，通过计算分析：该插座能否让规格为“220V 770W”的电吹风与上述电暖器同时工作？
（3）电暖器通过导线连入电路，为什么电暖器工作时放出大量热，而与其连接的导线却几乎不发热？
【答案】（1）；（2）该插座能让电吹风与电暖器同时工作；（3）电暖器与导线串联，通过的电流和通电时间相同，电暖器的电阻远大于导线的电阻，由可知，电暖器产生的热量远多于导线，因此电暖器放出大量热而导线几乎不发热。
【解析】（1）电暖器在额定电压下正常工作，流过电暖器的电流
（2）电吹风与电暖器并联在220V电路中，电吹风的额定电流
电路总电流
因 ，故插座可同时承载两个用电器工作
（3）略
12．实验小组设计了一款防溺水定位求救报警器，模拟电路如图甲所示，定值电阻R0的阻值为5Ω，压敏电阻R的阻值随入水深度h变化的关系图像如图乙所示。压敏电阻未入水时，电流表的示数为0.2A；入水深度达到1m时，由电流表改装而成的报警器开始报警。
（1）压敏电阻未入水时，求压敏电阻R两端的电压。
（2）求报警时定值电阻R0的功率。
（3）在电路中再加装一个由电压表改装而成的报警器，要求：当电压表的示数升到1.5V时，该报警器预报警。请在图甲中画出加装的电压表，并计算此时的入水深度。
【答案】（1）5V；（2）0.8W；（3），0.6m
【解析】（1）压敏电阻未入水时，R0与R串联，电流表测电路电流。由图乙可知，此时压敏电阻阻值
则压敏电阻R两端的电压
（2）由图乙可知，时，压敏电阻的阻值
则电源电压
时，压敏电阻的阻值
此时总电阻
此时电路电流
所以定值电阻R0的功率
（3）由图乙知，深度增加时R减小，则电路电流增大，所以R0两端电压升高，满足“电压表示数升到1.5V预报警”的要求，故电压表并联在R0两端。
当电压表示数时，R0与R串联，此时电路电流
总电阻
压敏电阻阻值
由图乙可知，当时对应的入水深度
13．2026年全球首个实现“海上风电直连+海水自然冷却”的海底数据中心在国内正式启用。如题图1，海上风电直连，是通过电缆将海上风电与海底数据中心直接连通的供电模式。风机发出的电能，输送至海底数据舱和海水自然冷却装置等。海水自然冷却是利用低温海水吸收数据舱内服务器工作时产生的热量，使服务器工作状态保持正常，即舱内温度不超过20℃；抽水泵功率越大，冷却管道中海水流速越大。
（1）相对于传统冷却方式，该数据中心选择了海水自然冷却。
①满负荷运行时，假设每秒钟有的海水被抽水泵送进冷却管道，流经数据舱，海水吸收的热量，吸热后温度升高___________℃。（已知约为，约为。）
②利用海水自然冷却的优点：___________________________（写出一点即可）
（2）工程上，常用“能源利用率”作为评价数据中心能效的重要指标，简称PUE。，其中为数据中心所有用电设备消耗的总功率，为数据中心所有IT设备消耗的总功率。PUE值越接近1，数据中心越节能。
①A、B两个地区数据中心行业的PUE均值如图2，选址建设数据中心，如果你是项目论证参与者，你建议选择的地区是___________。
②该海底数据中心的IT设备总功率达2.3 MW，若PUE为1.2，则该数据中心非IT设备消耗的电功率是___________MW。
③某仿真研究表明，舱内最高温度与海水流速关系如图3，由图可知，若海水流速越大，则舱内最高温度___________。（选填“越高”或“越低”）
④有观点认为，冷却管道中海水流速越大越好。你是否支持这一观点？若支持，写出你的理由；若不支持，写出你的理由并提出建议。______________________。
【答案】（1）5 节能；（2）地区B 0.46 越低 不支持，理由：海水流速越大，抽水泵消耗的电能越多，会增加能耗，降低能源利用率。建议：在保证舱内温度不超过20℃的前提下，选用合适的较低海水流速以节约电能。
【解析】（1）根据题意，每秒抽入的海水体积
海水的质量
海水吸热后温度升高
相对于传统冷却方式，海水自然冷却的优点包括：节约淡水资源；利用自然冷源，减少传统制冷设备的电能消耗；无氟利昂等制冷剂，更加环保。
（2）PUE值越接近1，数据中心越节能。根据图2B地区的PUE均值更低，更接近1，因此建议选择地区B建设数据中心。
数据中心总功率为
非IT设备消耗的电功率
根据图3的仿真研究关系可知，海水流速越大，带走热量的能力越强，舱内最高温度越低。
不支持。理由：海水流速越大，抽水泵的功率越大，消耗的电能越多，会导致PUE值变大，降低能源利用率。 建议：在保证服务器正常工作温度（不超过20℃）的前提下，选择适当的海水流速。
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第十五章 电能与电功率
常考题型·精准突破
考点一 电能与电功
题型1 电能的利用与电功的概念（重点）
题型2 电能表的读数与铭牌参数（必考）
题型3 电功的计算与单位换算（难点）
考点二 电功率
题型1 电功率的物理意义与概念辨析（重点）
题型2 与的应用（必考）
题型3 额定功率与实际功率（难点）
考点三 测量小灯泡的电功率
题型1 实验原理、电路与操作要点（重点）
题型2 数据处理、故障分析与图像（必考）
考点四 焦耳定律
题型1 电流的热效应与探究实验（重点）
题型2 电热的计算与公式选用（必考）
题型3 电热的利用与防止（难点）
考点五 电功率综合计算
题型1 串、并联电路中的功率分配（重点）
题型2 多档位用电器的分析与计算（难点）
题型3 家庭用电的测量与估算（必考）
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
考点一 电能与电功
◆题型1 电能的利用与电功的概念（重点）
1．下列用电器工作时主要把电能转化为机械能的是（ ）
A．台灯 B．电风扇 C．电熨斗 D．电饭锅
2．有几位同学讨论电能时，有以下几种说法，你认为不正确的是（ ）
A．电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程
B．火力发电厂把燃料的化学能转化成电能
C．电功的单位与电能的单位相同，在国际单位制中都是“焦耳”
D．电流表是用来计量用电器在一段时间内消耗的电能的仪表
3．电能
（1）产生：电能由其他形式的能______而来。发电机将______能转化为电能，干电池、蓄电池对外供电时将______能转化为电能，光电池将______能转化为电能。
（2）利用：通过______将电能转化为其他形式的能。
（3）单位及换算
国际单位：______，常用单位：______。
换算关系：度______J。
（4）供电单位通过______来计量每家消耗的电能。
◆题型2 电能表的读数与铭牌参数（必考）
4．
（1）如图所示，图甲中电压表的读数为__________V；若接入电路前出现如图乙所示的情况，则原因是_______；如图丙电阻箱的示数是_______Ω。
（2）小天家的电能表上月初的示数为，上月底的示数如图丁所示，则小天家上月消耗的电能为_______ kW·h。观察该电能表上的参数，小天家用电器的总功率不能超过_______ W。使某用电器单独正常工作3min，电能表的转盘转了300转，该用电器的实际功率为_______ W。
5．如图所示，是小明家安装的电能表。下列说法中正确的是（ ）
A．该电能表的示数为55447kW·h
B．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗电能越快
C．家中消耗电能0.5kW·h，电能表指示灯闪烁3200次
D．家庭电路的安装次序依次是进户线、电能表、总开关
6．家用电子式电能表表盘上标有“3000r/（kW·h）”字样，将某用电器单独接在该电能表上正常工作6min，电能表转盘转了30转，该用电器消耗的电能为______J，用电器的实际功率为______W。
◆题型3 电功的计算与单位换算（难点）
7．小明家有一个旧式电熨斗，将其接入220V的电路中时，通过的电流为4.5A。这个电熨斗的电功率是多大？若熨烫一件衣服电熨斗需连续工作10min，则在这段时间内，电流做了多少功？合多少千瓦时？
8．家中一盏“220 V 40 W”的白炽灯每天照明5 h。若换成亮度相当的“220 V 8 W”的LED灯，每月按30天计算：
（1）两灯每月各消耗多少电能？
（2）每月可节约多少电能？若电价为0.55元/（kW·h），每月节省电费多少元？
（3）若LED灯比白炽灯贵30元，约多少个月节省的电费可抵回差价？
9．为加强在校学生近视防控工作、促进学生视力健康，我县部分学校对教室进行了护眼灯改造，将传统的日光灯换成了全光谱LED护眼吊灯。如图所示某校教室新安装的某品牌全光谱LED吊灯，铭牌上标有“220V；48W”字样。
（1）求该品牌LED吊灯正常工作时的电流；
（2）我县中小学大约有4000个正常使用的教室，如果每个教室都安装11盏该品牌的吊灯。正常上课期间平均每个教室每天开灯时间为4小时，每月按22天上课时间计算，全县每月因教室照明要消耗多少电能？部分班级习惯于全天候开灯，若在光照充足的情况下，全县所有教室正常上课期间每天少开1小时，每月可以节约多少电能？
考点二 电功率
◆题型1 电功率的物理意义与概念辨析（重点）
10．下列关于电功率的说法中正确的是（ ）
A．电功率是表示电流做功多少的物理量
B．电流通过用电器做的电功越多，电功率就越大
C．用电器在相同的时间内消耗的电能越多，电功率越大
D．额定功率大的用电器一定比额定功率小的用电器消耗的电能多
11．某电水壶的额定功率为1500W，它表示的物理意义是_____；正常工作30min，消耗的电能为_____kW·h。
12．小明家的电能表面板如图所示，
（1）他家同时使用的用电器总功率不能超过________W。
（2）他利用该电能表和秒表检测一只标识为“220V 10W”节能灯的额定功率，他关闭其他用电器，将该节能灯接入220V的测量电路，设计了以下三种测量方案：
方案一：测量出电能表显示消耗1kW·h电能所用的时间；
方案二：测量出1min时间内电能表转盘转过的圈数n；
方案三：测量出电能表转盘转过1圈所用时间。
①若使用方案二，小明计算额定功率的关系式应该为：_______（单位：W）。（用数字和n表示）
②比较三种方案，最可行的是方案________。
◆题型2 与的应用（必考）
13．电子式电能表表盘上标有“3200imp/（kW·h）”字样，将某用电器单独接在该电能表上正常工作30min，电能表指示灯闪烁了320次。该用电器在上述时间内消耗的电能为______kW·h，电功率是______W。细心的小明发现不同用电器工作时电能表的指示灯闪烁的快慢是变化的，电能表指示灯闪烁的越快，说明相同时间内电流通过用电器所做的电功______（填“越多”、“越少”、“越快”或“越慢”）。
14．某同学陪妈妈去商场买电热水壶，超市有A、B两款容积相同的电热水壶，额定电压均为220V，额定功率分别为800W和1100W。【水的比热容为家庭电路电压220V】求：
（1）A壶正常工作时的电阻；
（2）若不计热量损失，则A壶正常工作3.5min可将1kg的水从20℃加热到多少摄氏度；
（3）妈妈最后选购了一个烧水快的水壶，则在符合安全用电的前提下，该水壶使用的插座的额定电流至少为多少安。
15．小明买了一个新电饭煲，它的工作电路图如图甲，为温控开关，加热电阻和的阻值不随温度变化。小明从说明书中得知的信息是，电饭煲加热状态时的电功率为1210W，保温时的电功率为88W
（1）求电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流；
（2）求电阻的阻值；
（3）某周末做晚饭时，小明想利用自家电能表（如图乙）测量新电饭煲的加热的实际功率。于是他关闭了家中其他所有用电器，只让电饭煲在“加热”状态下工作，观察到电能表的转盘在1min内转了50r。求这个新电饭煲的实际功率是多少W？
◆题型3 额定功率与实际功率（难点）
16．甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，甲灯上标有“220V 25W”字样，乙灯上标有“220V 100W”字样，下列说法中正确的是（ ）
A．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
B．若灯丝的材料、长度相同，甲灯的灯丝比乙灯的更粗
C．两灯串联在110V的电路中，甲灯比乙灯亮
D．将乙灯接入110V电路中，它的实际功率为50W
17．有一个标有“6V，3W”字样的小灯泡，如果要接在电压为9V的电源上，（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求：
（1）小灯泡正常工作的电阻；
（2）要使小灯泡正常发光，应串联一只多大的电阻？
（3）若小灯泡两端的实际电压是3V时，小灯泡工作1分钟消耗电能是多少？
18．灯泡L1、L2上分别标有“6V，3W”“6V，6W”字样（不考虑灯丝电阻的变化），若将它们并联在6V的电路中，此时______（选填“L1”或“L2”）的亮度较亮；若将它们串联接入某电路，保证灯泡不被烧坏，可以正常发光的灯泡是______（选填“L1”或“L2”），此时两灯实际功率之比为______。
考点三 测量小灯泡的电功率
◆题型1 实验原理、电路与操作要点（重点）
19．用图所示电路研究小灯泡的电阻和电功率，小灯泡L的额定电压为2.5V。下列说法正确的是（ ）
A．第一个实验观察灯的亮度是为了判断灯丝温度，第二个实验观察灯的亮度是为了判断灯泡功率的大小
B．第一个实验中小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同，是由测量误差导致的
C．第一个实验中时小灯泡的电阻要小于时的电阻
D．第二个实验中时，
20．小渝连接了如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”小灯泡的额定功率。电源电压调为3V不变，当电压表示数为2.0V时，电流表示数如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A．小灯泡的额定功率为0.75W
B．要让灯泡正常发光应将滑片P向右移
C．右移滑片P的过程，电压表和电流表示数的比值不变
D．小灯泡正常发光时，灯泡电阻大于滑动变阻器的阻值
21．在“测量小灯泡的电功率”实验中：连接电路时开关应________；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值________处；测量额定功率时，应调节滑动变阻器使电压表的示数________（选填“等于”“大于”或“小于”）小灯泡的额定电压。
◆题型2 数据处理、故障分析与图像（必考）
22．在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）连接电路时开关应______；
（2）用笔画线代替导线，将图甲中实验电路连接完整（要求：闭合开关后滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数变大）；
（3）检查电路无误后，闭合开关调节滑动变阻器的滑片在某一位置时，电流表示数如图乙，其示数为______A；继续调节滑片，当小灯泡正常发光时，通过小灯泡的电流为0.3A，小灯泡的额定功率为______W；
（4）多次实验记录数据，绘制得出I-U图像如图丙所示，分析图像可知小灯泡的电阻受______影响。
23．小丽在“测量小灯泡电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个，小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线补画出正确的连线。
（2）电路连接正确后，闭合开关，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定功率，这时应该向____________（选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片。
（3）小丽根据实验数据画出了小灯泡中的电流随其两端电压变化的关系图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为____________。
（4）分析小灯泡的图像可知，小灯泡的电阻随电压的增大而____________（选填“增大”、“减小”或“不变”），你认为原因是____________。
24．小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关。于是找来额定电流均小于，额定电压是的灯和额定电压是的灯，先后接在电源电压恒为的电路中，按照如图所示的电路开始探究。
（1）若小雷连接好电路后闭合开关，灯几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的________（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路。
（2）小雷排除故障后，按如图所示的电路继续进行实验。闭合开关，滑片P向A端移动，使灯发光，测出灯的相关物理量，记录和计算结果如下表：
次数
电压/
电流/
实际功率/
电阻
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.5
0.24
0.60
10.42
3
2.8
0.26
0.73
10.77
小雷注意到灯的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。结合表中数据，得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越________。
（3）用替换重复上面的实验时，需要改变________表的量程，发现灯的亮度变化规律与灯相似。
（4）小雷在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用上表中灯的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”，这种说法错误的原因是小雷忽略了________对小灯泡电阻的影响。
②有同学认为“把灯换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系”，你认为这种说法________（选填“正确”或“错误”）。
考点四 焦耳定律
◆题型1 电流的热效应与探究实验（重点）
25．夏天到了，王同学使用如图甲所示的电热式电蚊香驱蚊，通电后发热片温度升高，从而释放驱蚊成分。他想知道加热电路中电流大小与发热片温度高低的关系，为此设计实验进行探究；
通电时间t/min
0
1
2
3
4
发热片温度T/℃
25
42
58
69
75
电路电流I/A
0
0.22
0.20
0.18
0.17
实验思路：将电蚊香插头内部的两个接线口接入电路，分别测量电路中的电流和发热片的温度，探究电流大小和温度高低的关系；
（1）实验过程：将电蚊香插头内部的两个接线口接在图乙A、B两端。记录通电后不同时间电流的大小与对应发热片的温度。使用温度计测量温度时，温度计应该________（选填“紧贴”或“悬空”）发热片，理由是________；
（2）实验结论：根据上表所示实验数据可知，在同一电路中，发热片温度越高，电路中的电流越________；
（3）实验拓展：小组同学认为，加热电路中电流大小不仅仅和发热片温度有关，请你再提出一个可探究的科学问题：________？
26．小松同学用如图所示的实验装置探究“电流的热效应与电阻的关系”。
（1）实验中小松同学设计了如图甲的电路图，她把和串联连接的目的是控制________________；
（2）连接电路后通过观察乙图中_____________来比较电流产生的热量的多少；
（3）为达到实验目的，选择、的两电阻丝的阻值__________（选填“相等”或“不相等”）；
（4）小松同学想进一步探究电流的热效应与其他因素的关系，于是设计了如图丙所示的电路图，对比甲、丙两图，她是在探究电流的热效应与__________的关系。
27．如图所示，是探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。
（1）如图甲所示，两个密闭的透明容器中装有相等质量的空气，两个容器中的电阻丝，串联接到电源两端。电阻丝R1和R2串联的原因是保证______相同，通过_____反映产生热量的多少。
（2）通电观察到图甲中两侧U形管中液面高度的变化不同，这说明电流产生的热量与_____有关。
（3）乙图是研究电流产生的热量与电流大小的关系，若通电，通过左侧容器中电阻的电流是，则右侧容器中电阻产生的热量是_____，并且左侧U形管中液面高度的变化比右侧U形管中液面高度变化_____（填“大”或“小”）。
◆题型2 电热的计算与公式选用（必考）
28．某导体电阻为20Ω，通电1min产生的热量是4800J。求：（1）通过它的电流；（2）当通过它的电流增大1倍时，在相同的时间内产生的热量。
29．计算：
（1）用天然气灶烧水，燃烧的天然气，把100kg的水从20℃加热到100℃，则水吸收的热量是多少？水的比热容为。
（2）如图，，当开关S闭合时，，，求R2的电阻值。
（3）一只额定功率为450W的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生多少热量？
30．如图所示电路，、均为定值电阻，的阻值为。闭合开关，电压表示数为，电流表示数为，求：
（1）的阻值。
（2）通过的电流。
（3）电路工作，电流通过产生的热量。
◆题型3 电热的利用与防止（难点）
31．一台电动机线圈电阻为0.5Ω，接在220V电路中正常工作，通过的电流为2A，工作10min。求：
（1）电动机消耗的电能；
（2）线圈产生的热量；
（3）电动机输出的机械能。
32．（1）随着科技的进步，新能源汽车技术得到了很好的发展。已知一辆新能源汽车某次充电的平均电功率为，保持该电功率给这辆汽车充入的电能，需要__________min；
（2）一床电热毯和一个电扇上都标有“220V，60W”字样，当它们正常工作相同的时间，则电流通过__________（选填“电热毯”或“电扇”）产生的热量多。
33．电热水壶是利用电流的______，电热水壶具有加热与保温两种挡位，其如图所示，发热部分由两根电热丝组成，通过调温开关S控制不同的挡位，开关S接______时为加热挡，开关S接______时为保温挡。若电热水壶加热挡的额定功率为1200W，其正常工作3min消耗的电能为______J。
考点五 电功率综合计算
◆题型1 串、并联电路中的功率分配（重点）
34．某课外活动小组的同学设计了一个用电压表示数的变化来反映环境温度变化的电路，如图甲所示。电源电压为6V不变，电压表的量程为0-3V，为阻值为20Ω的定值电阻，是热敏电阻，阻值随温度变化的图像如图乙所示。闭合开关S后，求：
（1）当电压表示数为2V时，电路中的电流多大？
（2）该电路所测的最高环境温度是多少？
（3）保证各元件安全的前提下，要使电路可测的最高温度增加，只需要______的阻值。（选填“增大”或“减小”）
（4）若将、并联接在该电源上，放置在某一环境中时，测得干路中的电流为0.9A，请计算此时的环境温度。
35．小马同学取了一个标有“24V 12W”的灯泡（忽略灯泡电阻的变化），将其与一个可调节的滑动变阻器R串联后接在电压恒为U的电源两端。当滑动变阻器的滑片在某一位置时，灯泡正常发光：当滑片移动到另一位置时，灯泡两端的电压变为原来的，此时滑动变阻器接入电路的阻值比原来增大了20Ω。求：
（1）灯泡正常发光时的电阻；
（2）电源电压U；
（3）灯泡两端电压变为原来的时，电路消耗的总功率。
36．学校美术社团为了让同学们体验非遗艺术“烙画”的魅力，新购买了一款如图甲所示的两挡可调的电烙铁，其内部简化电路如图乙所示，只闭合S1时为慢挡，S1和S2均闭合时为快挡。已知电源电压为220V，R1和R2为发热电阻，其中R1阻值为，快挡加热时电路中的总电流为0.3A。试计算：
（1）慢挡加热时的电流是多大？
（2）电阻R2的阻值是多大？
（3）若将电烙铁接入实际电压为200V的电路中，在快挡加热1min，求整个电路产生的总热量及R2的实际功率。（结果均保留1位小数）
◆题型2 多档位用电器的分析与计算（难点）
37．图甲是某品牌电饭锅，图乙是内部电路示意图，R1、R2都是发热电阻，其阻值均不变，电饭锅铭牌上的部分参数如表格所示。请通过计算回答：
额定电压
220V
加热挡功率
1100W
保温挡功率
220W
（1）电阻R2的阻值是多少？
（2）电饭锅处于加热挡正常工作100s，消耗的电能是多少？
（3）用电高峰期电压会降低，若电路中只让电饭锅处于加热挡单独工作6min，标有字样的电能表转盘转了300r，它的实际加热功率是多少？
38．小红在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，均是发热电阻 （阻值不随温度变化），欲将质量为1.2kg、初温为的汤加热至，设此汤的比热容为，求：
额定电压
220V
额定功率
低温挡
48.4W
高温挡
500W
（1）汤需要吸收的热量。
（2）利用电饭煲高温挡煲汤时，将汤由加热至需要16分钟，则电饭煲的效率是多少？
（3）计算和的电阻分别是多少？（写出开关位置和电路处于高温挡还是低温挡）
39．下表为某电热水器的铭牌（其中一项内容已模糊不清），电热水器内部简化电路如图所示，和均为电热丝。（提醒：是单刀双掷开关，可以连接a也可以连接b。）
XX牌电热水器
额定电压
220V
额定电流
高温挡
中温挡
5A
低温挡
2A
（1）电热丝和的阻值。
（2）热水器在高温挡正常工作时的额定电流（结果保留一位小数）。
（3）热水器在低温挡工作一小时所消耗的电能。
◆题型3 家庭用电的测量与估算（必考）
40．如图所示是一只标有“220V 5W”LED节能灯与一只标有“220V 40W”白炽灯，小红通过查阅资料并实际对比，发现他们的照明效果相当；在小红的卧室需要一只灯泡照明，平均每天需要开灯2h，一个月按30天计算（小红家电压稳定在220V）；
（1）如果在小红卧室采用“220V 40W”白炽灯照明，这只白炽灯每个月约消耗电能多少？
（2）如果在小红卧室改用“220V 5W”LED灯照明，这只LED灯每个月约消耗电能多少？
（3）在小红卧室改用LED灯照明后，每个月可以节约用电多少？
41．小明的爸爸在网上购买了一款新型电烤箱又名“空气炸锅”（如图甲所示），其原理是利用热空气流加热食物。工作电路图如图乙，工作时，当电烤箱内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管停止加热，当电烤箱内温度低于预设温度时，温控开关自动闭合，电热管重新开始加热，循环工作保障箱内温度为预设温度。已知电风扇的功率为 40W，电热管的电阻 R 为 48.4Ω．求：
（1）温控开关控制_____（填“电风扇”、 “R”或“电风扇和R”）正常工作时电热管 R的电功率是多少瓦____？
（2）用这个电烤箱在一次焙烤鸡翅的过程中，定时开关设定为 15 分 钟，电热管正常循环工作时，P﹣t 图象如图丙所示，本次烤鸡翅共消耗多少______电能？
（3）小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其他用电器都关 闭，他观察到电烤箱（总电阻约为 50Ω）工作时，家里标有“1200r/kW•h”字样 的电能表转盘在 3min 内转了 48转，则他家电路的实际电压约是多少______？
42．在社会实践活动中，小明对家庭电路情况进行了一些观察与统计。他观察到家中脉冲式电能表的表盘上标有“220V 40A”“”等字样；将统计的家中用电器种类、额定功率及数量等信息填写在下面表格中。记录结束后，小明将家庭电路中所有灯的开关都断开、其他用电器都断电，只让热水器通电单独工作，发现在1.5min内电能表脉冲指示灯闪烁了44次。求：
家庭用电器统计信息表
用电器
额定电压/V
额定功率/W
数量
电视机
220
150
2
电冰箱
220
125
1
电饭锅
220
800
1
洗衣机
220
225
1
小射灯
220
10
10
节能灯
220
40
8
空调
220
1000
3
热水器
220
1200
1
（1）若表格中所有用电器同时工作，在电路中最多还能安装多大功率的用电器？
（2）热水器的实际功率是多少W？
（3）经分析可能是由于使用多年，导致电热水器中的电热丝电阻发生了变化。如果要恢复该电热水器的铭牌功率，请分析应该给热水器的电热丝串联还是并联一个电阻？这个电阻的阻值为多少Ω？
综合攻坚·知能拔高
1．一只小灯泡L（L正常发光电压为8 V）和定值电阻R的关系图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．电阻R的阻值为20 Ω
B．小灯泡L和定值电阻R串联，此时定值电阻电压8 V，电源电压为12 V
C．当小灯泡L和定值电阻R并联在电源电压为4 V的电路时，整个电路通电1 min电流所做的功为96 J
D．若将小灯泡L接在电压为12 V的电路中，为让小灯泡正常发光需串联一个8 Ω的电阻
2．如图是电动汽车调速装置示意图，其核心部件实质是一个变阻器。踩下踏板，滑片绕O点逆时针转动，车速加快。下列分析正确的是（ ）
A．该装置通过改变电阻圈横截面积改变电阻大小
B．踩下踏板，流经电动机的电流变小
C．电路a、b接点应接变阻器A、B两接线柱
D．电动汽车充电时，车内蓄电池相当于电路中的电源
3．世界卫生组织（WHO）关于健康住宅的标准规定，室内湿度应全年保持在40%~70%。图甲是小明设计的湿度监测装置的简化电路图，已知电源电压恒为12 V，定值电阻的阻值为20 Ω，湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图乙所示。闭合开关S，当空气湿度增大时，下列分析正确的是（ ）
A．电压表示数变大
B．电路消耗的总功率变小
C．湿度为40%时，湿敏电阻的电功率是1.8 W
D．当电流表示数为0.4 A时，湿度为20%
4．某节目中，主持人做了“”的实验：取口香糖锡纸，剪成如图甲所示形状，其中和段等长。戴好防护手套，将锡纸条（带锡的一面）两端连接电池的正、负极，如图乙所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是（ ）
A．锡纸条是绝缘体 B．段比段的电阻小
C．通过段和段的电流相等 D．锡纸燃烧时，内能转化为电能
5．智能分拣机器人能利用摄像头和二维码精准定位识别，并根据后台数据规划最优路线，实现扫码、称重、分拣三合一，在物流系统中发挥着巨大作用。
（1）该机器人的工作电压为24 V，电池容量为5000 mA·h，它充满一次电储存了________J的电能；
（2）若机器人充满一次电储存的电能为W，移动过程消耗的能量占总能量的比例为，移动功率为P，移动的平均速度为v，则机器人充满一次电能移动的距离________（用题中字母表示）。
6．为了缓解用眼疲劳，降低近视率，科技小组设计了一款“电加热眼罩”，其内部简化电路如图所示，电源电压恒定不变，通过旋转电位器的旋钮触片P可调节眼罩的温度。温度显示仪是由________（选填“电流表”或“电压表”）改装而成的，为了提高眼罩的加热温度，应________（选填“顺时针”或“逆时针”）旋转旋钮触片P。
7．同学们成立了制作简易台灯的项目团队，收集材料组装了如图甲所示的台灯模型。
（1）在展示交流环节，有同学提出可以用发光二极管代替小灯泡，但是将规格合适的发光二极管接入电路后，闭合开关，在电路无故障情况下，无论怎样调节滑动变阻器，二极管都不能发光，造成此现象的原因可能是____________________________。
（2）小东按图乙所示的电路研究自制小台灯的调光效果，灯泡标有“”字样，电源电压恒为，电压表测量范围为“”，电流表测量范围为“”。闭合开关，在电路安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，绘出灯泡的图像如图丙所示，滑动变阻器接入的电阻范围为_______Ω，电路消耗的最大功率是_______W。
8．某型号电饭锅有高温挡和低温挡两个挡位，其原理如图所示，若已知电阻，，则当开关置于___________（填“1”或“2”）位置时为高温挡，当电饭锅以高温挡正常工作10min产生的热量为___________J。
9．小明为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，设计了如图甲所示的实验电路，标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为8Ω，电源电压6V，可供选用的滑动变阻器有“5Ω 1A”的R1和“20Ω 1A”的R2。
（1）为了完成实验，小明应该选用的滑动变阻器是_____（选填“R1”或“R2”）。
（2）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整____。（要求：滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮）
（3）在连接电路过程中，开关要_______，并将滑动变阻器的滑片调到_____端。（选填“A”或“B”）
（4）电路正确连接后，闭合开关，小明发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针明显偏转，你认为造成这一现象的原因可能是 。（选填字母）
A．电流表断路 B．小灯泡短路
C．小灯泡灯丝断了 D．滑动变阻器短路
（5）排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，电压表示数为2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向_____移（选填“左”或“右”），眼睛观察电压表，直到示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是_____W。
（6）根据收集到的实验数据，小明得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中，勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，你认为其主要原因是_____。
10．探究“电流产生的热量与什么因素有关”，作出正确猜想后进行探究。选取符合要求的电阻丝，装入实验装置中，透明容器中密封等量空气，U形管中液面高度差的变化能比较容器中空气温度的变化。
（1）将乙装置接入图甲电路A、B之间，电阻丝和串联的目的是控制______相同。
（2）闭合开关前发现U形管中液面不相平，说明装置气密性______（“好”、“不好”）。解决问题后，闭合开关，通电一段时间，发现一侧U形管中液面始终相平，一侧U形管中液面出现高度差，导致该现象的原因可能是______________________________________________。
（3）将丙装置接入图甲电路A、B之间，闭合开关后，通过的电流______（“大于”、“小于”或“等于”）通过的电流，通电一段时间后，会观察到一侧比一侧U形管中液面高度差______（“大”、“小”或“相等”）。
（4）小明认为将乙装置接入图甲电路A、B之间，以为研究对象，分别将滑片调节至不同位置也能得出（3）的规律；小红分析后认为小明的方案必须添加测量仪器______才能完成探究。
11．如图所示的是家用移动插座。把规格为“220V 1100W”的电暖器插入插座，在额定电压下工作。
（1）流过电暖器的电流为多大？
（2）该插座允许通过的最大电流为10A，通过计算分析：该插座能否让规格为“220V 770W”的电吹风与上述电暖器同时工作？
（3）电暖器通过导线连入电路，为什么电暖器工作时放出大量热，而与其连接的导线却几乎不发热？
12．实验小组设计了一款防溺水定位求救报警器，模拟电路如图甲所示，定值电阻R0的阻值为5Ω，压敏电阻R的阻值随入水深度h变化的关系图像如图乙所示。压敏电阻未入水时，电流表的示数为0.2A；入水深度达到1m时，由电流表改装而成的报警器开始报警。
（1）压敏电阻未入水时，求压敏电阻R两端的电压。
（2）求报警时定值电阻R0的功率。
（3）在电路中再加装一个由电压表改装而成的报警器，要求：当电压表的示数升到1.5V时，该报警器预报警。请在图甲中画出加装的电压表，并计算此时的入水深度。
13．2026年全球首个实现“海上风电直连+海水自然冷却”的海底数据中心在国内正式启用。如题图1，海上风电直连，是通过电缆将海上风电与海底数据中心直接连通的供电模式。风机发出的电能，输送至海底数据舱和海水自然冷却装置等。海水自然冷却是利用低温海水吸收数据舱内服务器工作时产生的热量，使服务器工作状态保持正常，即舱内温度不超过20℃；抽水泵功率越大，冷却管道中海水流速越大。
（1）相对于传统冷却方式，该数据中心选择了海水自然冷却。
①满负荷运行时，假设每秒钟有的海水被抽水泵送进冷却管道，流经数据舱，海水吸收的热量，吸热后温度升高___________℃。（已知约为，约为。）
②利用海水自然冷却的优点：___________________________（写出一点即可）
（2）工程上，常用“能源利用率”作为评价数据中心能效的重要指标，简称PUE。，其中为数据中心所有用电设备消耗的总功率，为数据中心所有IT设备消耗的总功率。PUE值越接近1，数据中心越节能。
①A、B两个地区数据中心行业的PUE均值如图2，选址建设数据中心，如果你是项目论证参与者，你建议选择的地区是___________。
②该海底数据中心的IT设备总功率达2.3 MW，若PUE为1.2，则该数据中心非IT设备消耗的电功率是___________MW。
③某仿真研究表明，舱内最高温度与海水流速关系如图3，由图可知，若海水流速越大，则舱内最高温度___________。（选填“越高”或“越低”）
④有观点认为，冷却管道中海水流速越大越好。你是否支持这一观点？若支持，写出你的理由；若不支持，写出你的理由并提出建议。______________________。
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第十五章 电能与电功率
常考题型·精准突破
考点一 电能与电功
◆题型1 电能的利用与电功的概念（重点）
1．B
2．D
3．（1）转化 机械 化学 光；（2）用电器；（3）焦耳（J）度或千瓦时 ；（4）电能表
◆题型2 电能表的读数与铭牌参数（必考）
4．（1）2.2 电压表未调零 3258；（2）130 8800 2000
5．D
6．
◆题型3 电功的计算与单位换算（难点）
7．990W ；；
解：由题意得，电熨斗两端电压U=220V，通过的电流I=4.5A，根据电功率公式可得电熨斗的电功率
电熨斗工作时间
由得
单位换算，因，故
8．（1）白炽灯6kW·h，LED灯1.2kW·h；（2）4.8kW·h，2.64元；（3）约12个月
解：（1）白炽灯的功率
每月总照明时间
消耗电能
LED灯的功率
每月总照明时间同样为150h，消耗电能
（2）每月节约的电能
每月节省电费
（3）LED灯比白炽灯贵30元，每月可节省2.64元，所需月数
向上取整后约为12个月。
9．（1）0.2A；（2）kW·h，46464kW·h
解：（1）吊灯正常工作时的电流为
（2）4000个教室吊灯每小时消耗的总功率为
4000个教室吊灯每月消耗的总电能为
全县所有教室正常上课期间每天少开1小时节约的电能为
考点二 电功率
◆题型1 电功率的物理意义与概念辨析（重点）
10．C
11．电水壶在额定电压下工作时，每秒电流通过电水壶做功1500J 0.75
12．（1）8800；（2）20n 三
◆题型2 与的应用（必考）
13．0.1 200 越多
14．（1）；（2）；（3）5A
解：（1）由得
（2），由可得
因为不计热量损失，所以
由得
（3）由题可知，，所以使用热水壶烧水快
由得
所以使用的插座的额定电流至少为5A。
15．（1）0.4A；（2）40Ω；（3）1000W
解：（1）电饭煲在“保温”状态下正常工作时功率为88W，根据P=UI可得，电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流为
（2）由电路图知，当两开关都闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，由可知，功率较大，为蒸煮状态；由题意知，蒸煮状态时功率为1210W，则R1的电阻为
由电路图知，只闭合S2时，两电阻串联，电路中电阻较大，由可知，功率较小，为保温状态，由可得，两电阻串联的总电阻为
电阻R2的阻值为
（3）“3000revs/kW•h”表示每消耗1kW•h电能，电能表转盘转3000圈，只让电饭煲在“加热”状态下工作，转盘在1min内转了50转，消耗的电能为
电饭煲在“蒸煮”状态下的实际功率为
◆题型3 额定功率与实际功率（难点）
16．C
17．（1）12Ω；（2）串联一只6Ω的电阻；（3）45J
解：（1）由可知，灯泡正常工作的电阻为
（2）由串联电路的电压特点可知串联的电阻两端的电压为
由P=UI可知灯泡正常发光时的电流为
即电路中的电流为I=IL=0.5A
则串联的电阻的阻值为
（3）若小灯泡两端的实际电压是，则灯泡工作1分钟消耗的电能为
18．L2 L1 2:1
考点三 测量小灯泡的电功率
◆题型1 实验原理、电路与操作要点（重点）
19．D
20．D
21．断开 最大 等于
◆题型2 数据处理、故障分析与图像（必考）
22．（1）断开；（2）；（3）0.2 0.75；（4）温度
23．（1）；（2）右；（3）0.625；（4）增大 灯丝电阻随温度的升高而增大
24．（1）A、B；（2）大；（3）电压；（4）温度 正确
考点四 焦耳定律
◆题型1 电流的热效应与探究实验（重点）
25．（1）紧贴 测固体温度，温度计玻璃泡紧贴被测物体，保证测温准确；（2）小；（3）发热片的电流大小与它两端的电压有关吗？
26．（1）电流和通电时间相同 ；（2）红色液柱上升的高度；（3）不相等；（4）电流
27．（1）电流和通电时间 U形管两侧液面的高度差；（2）电阻的大小；（3）2 大
◆题型2 电热的计算与公式选用（必考）
28．（1）2A；（2）
解：（1）由焦耳定律，得通过电阻的电流为
（2）导体电阻是本身的特性，不随电流改变，且通电时间相同，故产生的热量为
29．（1）；（2）；（3）
解：（1）水吸收的热量
（2）由电路图可知R1与R2并联。并联电路各支路电压相等，根据欧姆定律可得，电源电压
并联电路干路电流等于各支路电流之和，通过R2的电流
R2的电阻值
（3）电饭锅在额定电压下正常工作，电流产生的热量等于消耗的电能，则每分钟产生的热量
30．（1）；（2）；（3）
解：（1）闭合开关，与并联，电压表测两端电压，电流表测支路电流。由欧姆定律得
（2）因并联电路各支路两端电压相等，故两端电压
由欧姆定律得
（3）由焦耳定律得,电流通过 R2 产生的热量
◆题型3 电热的利用与防止（难点）
31．（1）；（2）1200J；（3）
解：（1）电动机消耗的电能
（2）线圈产生的热量
（3）电动机消耗的总电能减去线圈发热损耗的内能，剩余部分就是输出的机械能，所以电动机输出的机械能
32．（1）30；（2）电热毯
解：（1）由电功率公式可得充电时间
（2）因两用电器正常工作时功率相同，相同时间消耗的电能相等；电热毯工作时电能几乎全部转化为内能，电扇工作时大部分电能转化为机械能，仅少量转化为内能，故电热毯产生的热量多。
33．热效应 下方触点 上方触点
考点五 电功率综合计算
◆题型1 串、并联电路中的功率分配（重点）
34．（1）0.1A；（2）40℃；（3）减小；（4）50℃
解：（1）因串联电路中各处的电流相等，电压表的示数为2V时电路中的电流
（2）电压表的量程为0-3V，两端的电压最大时，的阻值最小，所测温度最高。最大电压为，根据欧姆定律可得，电路中的电流
的最小阻值
由图乙知，此时温度为40℃，即该电路所测的最高环境温度是40℃。
（3）可测最高温度增加，意味着能测量更高温度，对应阻值更小。电压表示数达到满偏时，两端电压也为，则，因此要让更小，需要减小的阻值。
（4）如果将、并联在该电路两端，通过的电流
通过电阻电流
电阻的阻值
由图乙知，此时温度为50℃。
35．（1）；（2）30V；（3）11.25W
解：（1）灯泡正常发光时的电阻
（2）当灯泡正常发光时，电路中的电流
设此时滑动变阻器接入电路的电阻为，电源电压
当灯泡两端电压变为原来的时，灯泡两端电压
此时电路中的电流
此时滑动变阻器接入电路的电阻为
电源电压
因电源电压恒定，故
解得
代入得，电源电压
（3）电路消耗的总功率
36．（1）0.2A；（2）2200Ω；（3）3272.7J，18.2W
解：（1）只闭合S1时为慢挡，此时只有电热丝接入电路，由可得，慢挡加热时的电流
（2）S1和S2均闭合时为快挡，此时电热丝和并联，根据并联电流规律可知，此时通过的电流
由可得，电热丝的阻值为
（3）当实际电压为，S1和S2均闭合时为快挡，此时电热丝和并联
在快挡加热1min，整个电路产生的总热量为
由可得，电热丝的实际功率为
◆题型2 多档位用电器的分析与计算（难点）
37．（1）220Ω；（2）；（3）1000W//1kW
解：（1）由图乙分析可知，只闭合开关、断开时，只有接入电路，总电阻大、功率小，为保温挡；闭合和时，、并联，总电阻小、功率大，为加热挡。由可得电阻R2的阻值为
（2）电饭锅处于加热挡正常工作100s，消耗的电能为
（3）电饭锅消耗的实际电能为
电饭锅的实际加热功率为
38．（1）；（2）；（3）开关S接2时为高温挡，；开关S接1时为低温挡，
解：（1）汤吸收的热量
（2）高温挡加热时，工作时间，消耗的电能
电饭煲效率为
（3）开关S接2时，电路中只有工作，总电阻小、功率大，为高温挡，则阻值
开关S接1时，与串联，总电阻大、功率小，为低温挡，总电阻
由串联电阻规律得，
39．（1），；（2）；（3）
解：（1）由电路图可知，当闭合、接b，被短路，只有工作，此时为中温挡，
当断开、接b，与串联，此时为低温挡，
（2）当闭合、接a，与并联，此时为高温挡，通过的电流
（3）低温挡正常工作，工作时间
◆题型3 家庭用电的测量与估算（必考）
40．（1）2.4kW•h；（2）0.3kW•h；（3）2.1kW•h
解：一个月内灯泡的工作时间t=2h×30=60h
（1）白炽灯的功率P1=40W=0.04kW
由可得白炽灯每个月约消耗电能W1=P1t=0.04kW×60h=2.4kW•h
（2）LED灯的功率P2=5W=0.005kW
由可得LED灯每个月约消耗电能W2=P2t=0.005kW×60h=0.3kW•h
（3）每个月可以节约的电能
41．R 1000W 7.56×105J 200V
解：（1）[1]由图知，电烤箱在加热工作时电风扇和电热管是并联关系，温控开关在电热管R支路上，所以它控制电热管R。
[2[正常工作时电热管的功率PR===1000W
正常工作时电热管的功率是1000W。
（2）[3]由电路图可知，当焙烤鸡翅时，电风扇与电热管是并联关系，且电风扇在15分钟内一直工作，由P=可得，电风扇消耗的电能WM=PMtM=40W×15×60s=3.6×104J
从丙图可知电热管在15分钟内，只工作了12min，电热管消耗的电能WR=PRtR=1000W×12×60s=7.2×105J
本次焙烤鸡翅共消耗的电能W= WM + WR =3.6×104J+7.2×105J=7.56×105J
本次焙烤鸡翅共消耗的电能7.56×105J。
（3）[4]3min内电能表转盘转了48转，消耗的电能W′=kW•h=0.04kW•h=0.04×3.6×106J=1.44×105J
由W=t可得，他家电路的实际电压U实===200V
他家电路的实际电压是200V。
答：（1） 温控开关控制R；正常工作时电热管的功率是1000W；
（2）本次烤鸡翅共消耗电能7.65×105J；
（3）他家电路的实际电压约是200V。
42．（1）2730W；（2）1100W；（3）并联，484Ω
解：（1）电能表允许的最大功率为
现有用电器总功率为
可再安装用电器的功率为
（2）1.5min内热水器消耗的电能为
热水器的实际功率为
（3）热水器的实际电阻为
热水器的额定电阻为
因为热水器的实际电阻大于额定电阻，所以需减小总电阻，故应并联一个电阻（并联可降低总电阻）。
如果要恢复该电热水器的铭牌功率，由并联电路特点可知，并联的电阻的电功率为
因为并联电路各支路两端电压相等且等于电源电压，所以并联的电阻为
综合攻坚·知能拔高
1．C
2．C
3．C
4．C
5．（1）；（2）
6．电压表 顺时针
7．（1）发光二极管正负极接反；（2）
8．2
9．（1）R2；（2）；（3）断开 A；（4）C；（5）右 0.75；（6）灯丝电阻随温度升高而增大
10．（1）电流和通电时间；（2）好 电阻丝短路；（3）大于 大；（4）秒表
11．（1）；（2）该插座能让电吹风与电暖器同时工作；（3）电暖器与导线串联，通过的电流和通电时间相同，电暖器的电阻远大于导线的电阻，由可知，电暖器产生的热量远多于导线，因此电暖器放出大量热而导线几乎不发热。
解：（1）电暖器在额定电压下正常工作，流过电暖器的电流
（2）电吹风与电暖器并联在220V电路中，电吹风的额定电流
电路总电流
因 ，故插座可同时承载两个用电器工作
（3）略
12．（1）5V；（2）0.8W；（3），0.6m
解：（1）压敏电阻未入水时，R0与R串联，电流表测电路电流。由图乙可知，此时压敏电阻阻值
则压敏电阻R两端的电压
（2）由图乙可知，时，压敏电阻的阻值
则电源电压
时，压敏电阻的阻值
此时总电阻
此时电路电流
所以定值电阻R0的功率
（3）由图乙知，深度增加时R减小，则电路电流增大，所以R0两端电压升高，满足“电压表示数升到1.5V预报警”的要求，故电压表并联在R0两端。
当电压表示数时，R0与R串联，此时电路电流
总电阻
压敏电阻阻值
由图乙可知，当时对应的入水深度
13．（1）5 节能；（2）地区B 0.46 越低 不支持，理由：海水流速越大，抽水泵消耗的电能越多，会增加能耗，降低能源利用率。建议：在保证舱内温度不超过20℃的前提下，选用合适的较低海水流速以节约电能。
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