专题07 电能 重难点专题 -2026-2027学年浙教版九年级上册科学

浙教版｜科学｜九年级上册　｜　第 3 章 能量的转化与守恒　｜　第 3 节 电能　｜　学生版 重难点专题 07　电能 浙教版｜科学｜九年级上册　第 3 章 第 3 节 模块一　电功的实质【基础巩固】 重难点 必记结论 易错警示 电功的本质 电流做功的过程，就是电能转化为其他形式能的过程。W＝UIt，单位 J；实用单位 kW·h，1 kW·h＝3.6×106 J。 把“消耗电能”说成“产生电能”；把 kW·h 当作电功率的单位。 电功与电功率的分工 电功 W 回答“转化了多少”，电功率 P 回答“转化得多快”，二者由 P＝W/t 连接。 由“功率大”直接推出“耗电多”，漏掉时间这个条件。 电能流向的判断 用电器：电能→内能（电热器）、机械能（电动机）、光能（灯）；充电宝充电是电能→化学能，放电是化学能→电能。 把给充电宝充电说成“化学能转化为电能”。 【典例1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江湖州·期中）关于电功和电功率说法正确的是（     ） A．电功率的大小取决于电能转化为其他形式能的多少 B．电功和电功率都表示电能转化为其他形式能的多少 C．电功和电功率都表示电能转化为其他形式能的快慢 D．电功率等于用电器单位时间内消耗的电能 点睛：电功和电功率只在“时间”上分家：电功问“转化了多少”，电功率问“转化得多快”。凡是用“转化多少”来定义功率的选项，一律错；正确的定义式只有 P＝W/t。做这类辨析题，先给每个选项补一句“有没有除以时间”。 【变式1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江宁波·阶段检测）对于1kW·h的理解，下列说法正确的是（     ） A．kW·h既是电功（电能）的单位，又是电功率的单位 B．它只能同时点亮4只250W的灯泡 C．它表示电流做功快慢的物理量，数值等于3.6×106J D．可供功率为1kW的用电器正常工作1h 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江宁波·阶段检测）下列关于电功和电功率的一些说法，不正确的是（     ） A．相同时间内，通过用电器的电流做功越多，则用电器功率就越大 B．用电器消耗的电能越少，则电流做的功就越少 C．千瓦和千瓦时都是电功的单位 D．对于教室里的某盏灯，当它两端电压减小时，它消耗的实际功率也减小 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江宁波·阶段检测）根据民航局要求，自2025年6月28日起，旅客禁止携带没有3C标识的充电宝。小滨爸爸购买了一个具有3C标识的充电宝，其部分铭牌数据如图所示，下列有关说法错误的是（     ） 快充移动电源 电池种类：可充电锂离子电池 电池额定能量：37Wh（10000mAh） 输出功率：22.5W 能量转换率：>75% A．Wh是电能的单位 B．给充电宝充电的过程中化学能转化为电能 C．充电宝给手机充电的过程中，其充电效率不能达到100% D．输出功率越大，充电宝给手机充电的速度越快 模块二　电功计算公式的应用【基础巩固】 重难点 必记结论 易错警示 W＝Pt 的单位配合 P 用 W、t 用 s，得 J；P 用 kW、t 用 h，得 kW·h。两套单位不能混用。 把 2000 W 换成 2 kW 后，时间仍代秒，结果差 3600 倍。 W＝UIt 的适用面 W＝UIt 对任何电路都成立；纯电阻电路才可再写成 W＝I2Rt＝U2t/R。 把 W＝UIt 当成“纯电阻专用公式”。 电功与电能的估算 空调约 1000 W，电热水壶约 1000～1500 W，台灯约 20 W，手机充电约 10 W；1 度电＝1 kW·h＝3.6×106 J。 把电热水壶估成 100 W；把“1 度电”当成 1 J。 【典例2】【基础巩固】（2025·浙江宁波·三模）如图是一顶顶部装有太阳能电池板的太阳能风扇凉帽，凉帽上的电风扇工作时的电压为1.2V，电流为50mA。若该电风扇正常工作了1h，电流做功为（     ） A．60J B．0.06J C． D．216J 点睛：题干里“电压、电流、时间”三样齐全，直接 W＝UIt；给的是“功率、时间”，就用 W＝Pt。两条式子算出的结果必须一致，若不一致，多半是 mA 没化成 A、min 没化成 s。 【变式1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江金华·阶段检测）为了减轻高峰时段的用电压力，某市采用“峰谷电”的分时段计费制度，计费方式如表所示。某同学家的电热水器上标有“220V  2000W”字样，已知该热水器每天正常工作1小时。求： (1)该热水器正常工作1小时消耗的电能。 (2)若将它的工作时间从高峰时段移到低谷时段，该同学家每月（按30天计算）至少可以节省的电费。 费用类别 电价（元/kW·h） 高峰时段 0.57 低谷时段 0.30 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江温州·期中）某公司使用无人机（如图）进行外卖配送，其相关性能参数如表所示。 无人机性能参数 质量（含电池） 5kg 满载负荷 3kg 电池电压 20V 电池容量 (1)电池充满电时储存的电能是____J。 (2)配送时无人机满载飞行，以0.5m/s的速度匀速竖直上升30米。计算此过程中无人机（含外卖）克服重力的功率____。 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江嘉兴·期中）电动车的动能回收，即将车辆在行驶时产生的动能转化为电能，并存储于车载电池内。传统汽车，当车辆减速或制动时，这部分动能会以（1）能的形式流失。当有动能回收系统的电动车减速、制动或下坡行驶时，动能回收系统会自动激活，电机反向旋转，将动能转换成电能存储在电池中，以备车辆后续使用（如下图）。这项技术能有效提升能源使用效率、延长电池寿命。已知该电动汽车的参数（见下表），在路面上行驶时所受的阻力为车重的0.05倍，忽略空气阻力，请回答上述序号中所对应的下列问题： 电池容量 60kW•h 整车质量 2t 最大续航里程 百公里加速 5.6s (1)中应为________能。 (2)当汽车以40km/h的速度匀速行驶时，汽车的牵引力为多少牛？ (3)车载电池的容量即最大储能量，当车保持匀速直线行驶时，理论最大续航里程为多少千米？（假设电能全部转化为动能） (4)根据上述内容，请从增加续航能力的角度，为电动车的设计再提一点建议________。 模块三　电能表参数的理解与电能的求法【基础巩固】 重难点 必记结论 易错警示 表盘三个参数 “220 V”是额定电压；“10(20) A”中标定电流 10 A、短时最大 20 A；“3000 r/kW·h”指每消耗 1 kW·h 转盘转 3000 转（imp 则为指示灯闪烁次数）。 把 20 A 当成正常工作电流；把 r/kW·h 读成“每小时转数”。 示数差就是用电量 电能表示数最后一位是小数位，两次示数之差即这段时间消耗的电能，单位 kW·h（度）。 把最后一位小数当整数读，差值整体放大 10 倍。 由转数求电能再求功率 W＝n/N（kW·h），再由 P＝W/t 求功率；t 必须化成小时。 直接把转数当成电能；时间用分钟代入。 【典例3】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江湖州·期中）电能表能直接测量的是下列哪个物理量（     ） A．电流 B．电压 C．电功 D．电功率 点睛：电能表只“测”电功这一个量，其余全靠算：测电流找电流表，测电压找电压表，测功率要电能表配秒表。凡是选项里出现“电能表直接测功率/测电流”的，都是把“能算出来”偷换成“能测出来”。 【变式1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江台州·期中）如图所示为小玉家电能表的表盘，则小玉家允许同时使用的电器的总功率不得大于______W，小玉用该电能表测量某家用电器单独正常工作时的电功率，工作12分钟，电能表指示灯闪烁了16次。该家用电器的额定电功率______瓦，则这个家用电器可能是______（填“电饭锅”、“台灯”或“电热水壶”）。 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江温州·期中）小科从实验室找到四只电能表，其规格参数如下。他将四只完全相同的白炽灯分别与这四只电能表相连并接入照明电路，则电能表指示灯闪烁最快的是（     ） A． B． C． D． 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江台州·期中）如图所示是小科家10月1日和11月1日电能表的示数，由表盘信息可知（     ） A．电能表是测量电功率的仪器 B．小科家10月份消耗的电能为1250kW·h C．该电能表允许通过的最大电流为10A D．每消耗1kW·h电能，指示灯闪烁1600次 模块四　电器的电功率【基础巩固】 重难点 必记结论 易错警示 额定值与实际值 铭牌“220 V 100 W”给出额定电压与额定功率；实际功率随实际电压改变，纯电阻下 P_{实}＝U_{实}2/R。 认为额定功率大的灯在任何电路里都更亮。 亮度只看实际功率 比较亮度只比实际功率，与额定功率、电流大小都不直接等价。 串联电路里用额定功率直接比亮度。 串并联的功率分配 串联电流相同，用 P＝I2R，电阻大的分得多；并联电压相同，用 P＝U2/R，电阻小的分得多。 串、并联套用同一句“电阻大功率大”。 【典例4】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江台州·期中）有两只灯泡，标有“220 V 40 W”，标有“24 V 60 W”，当两只灯泡都正常工作时，不考虑温度对灯丝电阻的影响，以下说法正确的是（     ） A．更亮 B．更亮 C．一样亮 D．无法比较 点睛：两只灯都“正常工作”，说明都在额定电压下，此时实际功率就等于额定功率，直接比铭牌数字即可。判断亮度先认清电路：正常工作比额定，串联比电阻，并联比电阻的倒数。 【变式1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江宁波·阶段检测）如图所示是甲、乙两种电热器及其铭牌（甲：220V 1000W；乙：220V 500W），下列说法正确的是（     ） A．正常工作时，甲消耗的电能比乙多 B．正常工作时，甲消耗电能比乙快 C．正常工作时，甲的电阻比乙大 D．正常工作时，甲两端的电压比乙大 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）某市场有甲、乙两种容积相同的电热水壶，额定电压均为220 V，额定功率分别为800 W和1500 W。甲、乙均正常工作时，把同样多的、相同温度的水加热至沸腾（假设没有热量损失），下列说法不正确的是（     ） A．甲比乙消耗电能慢 B．甲比乙消耗电能少 C．甲比乙的工作电流小 D．乙比甲的工作时间短 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江·课后作业）甲、乙两灯的规格分别为“6V3W”和“6V6W”，忽略灯丝电阻受温度的影响，下列说法正确的是（     ） A．两灯串联在6V的电路中，乙灯比甲灯亮 B．两灯并联在6V的电路中，甲灯比乙灯亮 C．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 D．将乙灯接入3V的电路中，它的实际功率为1.5W 模块五　电功率【基础巩固】 重难点 必记结论 易错警示 电功率的意义与单位 P＝W/t，表示电流做功（消耗电能）的快慢；单位 W、kW，1 kW＝1000 W。J/s、N·m/s 是功率单位，N·m 是功的单位。 把 N·m（功的单位）当成功率单位。 两个公式的地位 P＝W/t＝UI 普遍适用；P＝I2R、P＝U2/R 只对纯电阻电路成立。 对电动机用 P＝U2/R 算功率。 常见功率的估测 手机快充 20～67 W，电风扇约 60 W，空调 1000 W 以上，电动汽车充电为 kW 级。 估测时数量级错一位。 【典例5】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江金华·期中）下列不属于功率单位的是（　　） A．瓦特 B．牛顿·米 C．焦耳/秒 D．牛顿·（米/秒） 点睛：判单位最省事的办法是“代公式”：把 N·m 代进 P＝W/t 得不到，代进 W＝Fs 正好成立，所以它是功的单位。拿不准的复合单位，用单位运算一验就现形。 【变式1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江·课后作业）智能手机在现代生活中的作用越来越重要，频繁使用会导致它的电能消耗很快。当手机电量所剩无几时，通常可以开启“省电模式”来延长使用时间。开启“省电模式”时（     ） A．电池的电压增大 B．手机的总功率增大 C．手机的总功率减小 D．手机的散热能力降低 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江宁波·阶段检测）与 都是电功率的公式，下列关于它们的说法，合理的是（     ） A．是电功率的定义式，而是通过大量实验得出的 B．适用于大功率电器的计算，适用于小功率电器的计算 C．是电功率特有的，而在机械功率中也适用 D．说明电功率的单位是瓦特，说明电功率的单位是焦耳 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江宁波·期中）自动扶梯以一定速度载乘客从一楼到二楼，电动机的功率为P，所做的功为W，如果乘客同时还沿着扶梯匀速向上走，则电动机的功率和所做的功将是（　　） A．功率大于P，做功等于W B．功率等于P，做功小于W C．功率等于P，做功等于W D．功率小于P，做功小于W 模块六　电功率计算式的应用【能力提升】 重难点 必记结论 易错警示 先定不变量再推变化 动态电路三步：电源电压与定值电阻不变 → 看滑片或开关如何改变总电阻 → 推电流、电压、功率的变化方向。 以为滑片一动，各部分电压、功率同向变化。 换接元件的“导线短接” 某处用导线短接时，该支路被短路，只有另一元件工作，此时电源电压等于该元件额定电压，是后续计算的突破口。 忽略“短接”这一条件，直接按串联算。 图像与函数关系 I-U、P-I 图像先看形状（一次或二次函数），再看截距、斜率对应的物理量。 把曲线当直线读，凭两点连线求值。 【典例6】【能力提升】（26-27九年级上·浙江台州·期中）在如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，且电源电压保持不变。当电路中接入“”的灯泡，在、之间接入一段导线时，闭合开关，灯泡恰能正常发光；断开开关，在、之间换接入一个“”的灯泡后，再闭合开关，下列说法不正确的是（     ） A．灯泡亮度将变暗些 B．电路的总功率变小 C．换接灯泡的亮度大于灯泡的亮度 D．换接灯泡接入后，的实际电功率为 点睛：这类题的骨架是“导线短接→串联分压”。ab 间接导线时只有一只灯工作且正常发光，说明电源电压恰等于该灯额定电压；换接另一只灯后两灯串联，电阻大的分压多、更亮，而总功率一定变小。三步走完，四个选项自己排队。 【变式1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江温州·期中）如图E为电压可调的电源，R为定值电阻，电子元件D有稳压作用使UD 保持不变。U总为电源电压（），I为电路电流，P为定值电阻R的电功率，下列图像合理的是（     ） A． B． C． D． 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）图是一种显示汽车油箱中油量的装置图，其中滑杆P相当于滑动变阻器R的滑片，下列关于该装置的说法错误的是（     ） A．若电流表读数减小，滑动变阻器R两端的电压减小 B．若电流表读数增大，表明油量增多 C．若电流表读数减小，电阻R0的功率减小 D．若电流表读数增大，R接入电路的电阻减小 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）如图所示的电路，小灯泡标有“6V  6W”的字样，电源电压恒为9V，小灯泡电阻不变。闭合开关S，当滑动变阻器滑片P移到某一位置时，小灯泡恰好正常发光。求： (1)小灯泡的额定电流I及电阻R。 (2)灯泡正常发光时滑动变阻器的功率。 (3)节目演出某灯组需要用2000个这样的小灯泡正常工作30天，每天平均工作5小时，消耗的总电能W是多少？ 模块七　影响电流热效应的因素（焦耳定律）【能力提升】 重难点 必记结论 易错警示 转换法看什么 用 U 形管液面高度差、温度计示数、火柴被点燃等可见现象，反映电流产生热量的多少。 看到液面差为零就断定断路（也可能是装置漏气）。 控制变量怎么连 探究 Q 与 R：两电阻串联，保证电流、时间相同；探究 Q 与 I：并联分流，比较同一容器在不同电流下的热量。 探究 Q 与 R 时把两电阻并联。 结论的规范表述 电流、通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多；电阻、时间相同时，电流越大热量越多，且 Q∝I2。 把“热量与电流的平方成正比”说成“与电流成正比”。 【典例7】【能力提升】（26-27九年级上·浙江宁波·阶段检测）如图所示是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，下列说法正确的是（     ） A．甲装置可探究电流产生热量与电流的关系 B．甲装置通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧大 C．闭合开关一段时间，乙装置U形管两侧液面高度差为零，一定是电路断路了 D．把乙装置的R3和R2都放入右侧空气盒内，连接方式不变，能探究电流产生的热量与电阻的关系 点睛：焦耳定律实验题只有两个抓手：一是“看什么”判转换法，二是“怎么连”判控制变量。甲图两电阻串联、电流相同，用来研究 Q 与 R；乙图并联分流，用来研究 Q 与 I。抓住这两条，“并联以控制电压相等”之类的话一眼就错。 【变式1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江台州·期中）如图所示是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。 (1)甲、乙实验中是通过观察_________来反映电流产生热量的多少。 (2)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝按图示连接，通电一段时间后，____（选填“左”或“右”）侧容器产生的热量更多。 (3)图乙装置接通电路后，通过的电流为0.5安，则通过的电流为______A。 (4)小科同学在甲、乙装置的基础上想到了用电热丝加热等质量的水和煤油，探究“不同物质的吸热能力”，设计了如图丙所示的实验装置，则烧瓶甲内的电阻阻值应______（选填“大于”、“小于”或“等于”）烧瓶乙中的电阻阻值。 【变式2】【能力提升】（25-26九年级上·浙江台州·期末）小柯利用如图所示的电阻和三个封闭有等量空气的透明容器完成“焦耳定律”的探究实验（部分装置未画出）。 (1)容器内选用空气作为介质进行实验，优点是____________。 (2)比较____________两个装置可探究电流通过导体时产生的热量与电流的关系。 (3)比较甲乙装置可得到结论：相同时间内____________。 (4)仅用R5=20欧替代R4，装置丙中U形管高度差会变____________。 【变式3】【拓展拔高】（25-26九年级上·浙江湖州·期末）小明利用阻值不同的电阻丝若干、蓄电池、火柴、开关和导线若干，进行“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验探究，提出了下列猜想： A．与通电时间有关　　B．与电阻大小有关   C．与电压大小有关　　D．与电流大小有关 (1)将某一电阻丝接入电路，保证安全的情况下使火柴头紧贴电阻丝，闭合开关一段时间后火柴才燃烧，这验证了猜想___________； (2)探究猜想B时，如图所示，将10Ω和20Ω的电阻丝串联接入电路。闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴均未燃烧。为了得出实验结论，在不改变电源电压的情况下，选择下列哪组电阻丝进行实验更合理?___________（填字母序号） A．20Ω　 30Ω B．15Ω　15Ω C．5Ω　25Ω (3)小明想利用图1探究猜想C时，发现图1中电阻、电压都不相同，存在两个变量。因此小明又进行了如图2所示探究：将两个同型号的直流电动机串联在电路中，给电动机施加外力使其减慢转速，发现示数减小，示数增大。维持示数不变，每隔30秒用电子温度计测量电动机的温度，记录数据T1、T2如表所示。 表：t表示时间，T表示温度 时间t/s 0 30 60 90 120 150 温度T1/℃ 17.8 19 20 21.2 21.9 22.4 温度T2/℃ 17.8 19.1 20 21.2 22 22.6 ①在实验中，采用串联方式连接两个电动机的目的是___________。 ②通过对实验数据的分析，小明进一步理解了焦耳定律为何表述为，而不是。请结合实验情景，说说小明这样认为的理由___________。 模块八　测定小灯泡的功率【能力提升】 重难点 必记结论 易错警示 原理与电路连接 P＝UI，伏安法：电压表并联在灯两端，电流表串联，滑动变阻器“一上一下”串联限流。 把电压表并在滑动变阻器两端，读数当成灯的电压。 故障判断看示数 灯不亮＋电流表无示数＋电压表有示数→灯断路；灯不亮＋电流表有示数＋电压表示数为零→灯短路。 把“短路”和“断路”的电表示数记反。 额定功率的读取 必须把电压调到额定值再读电流，P_{额}＝U_{额}I；I-U 图线弯曲说明灯丝电阻随温度升高而变大。 在 I-U 图上任取一点算“额定功率”。 【典例8】【能力提升】（26-27九年级上·浙江嘉兴·期中）学习小组开展“测量小灯泡的功率”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)闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应移到________。闭合开关后移动变阻器的滑片，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，变阻器的滑片向左移动过程中，电流表与电压表示数的比值将________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 点睛：测功率实验的分几乎都在三处：连线（变阻器一上一下、电压表量程）、故障（看哪只表有示数）、数据（必须调到额定电压再读电流）。I-U 图线弯曲不是误差，而是“灯丝电阻随温度升高而增大”的证据。 【变式1】【基础巩固】（25-26九年级上·浙江宁波·期末）如图甲所示为测量标有“3.8V”字样的小灯泡额定功率的电路图。 (1)连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应移到最____________（填“左”或“右”）端。 (2)当电压表示数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为____________W。 (3)在实验中，甲同学把电流表与电压表的位置互换，闭合开关后造成____________（填选项）。 A．电流表被烧坏 B．电压表被烧坏 C．小灯泡被烧坏 D．小灯泡不亮 (4)乙同学的电流表损坏了，老师告诉他已经没有电流表可换了，而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关，该同学重新设计了如图丙所示的电路，在不改变该电路连接的情况下，也能测出小灯泡的额定功率。他正确连接电路后，接下来的实验步骤是：闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，使电压表的示数为3.8V；保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，记下电压表的示数U；得出小灯泡额定功率的表达式P=____________。 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江台州·期中）小科做测定“小灯泡额定功率”实验时，所用器材有电压恒为的电源，额定电压为的小灯泡，滑动变阻器、电表、开关和导线。 (1)闭合开关，小科发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，故障原因可能是______________。 (2)小科测得小灯泡在不同电压下的电流，在图乙中画出图线a，根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率__________； (3)根据曲线a小科发现小灯泡灯丝的阻值会随着温度的变化而变化，但不能直观判断“小灯泡电阻是随着温度的升高而变大还是变小”。老师建议他在图乙中再画出定值电阻曲线b，只要比较图乙中的A、B、C三点，就能比较出灯丝电阻随温度变化的规律是__________________________________________。 (4)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．“10 Ω 1 A”的滑动变阻器 B．“20 Ω 0.5 A”的滑动变阻器 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江湖州·期中）小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为），小灯泡（额定电压为，灯丝电阻约为），电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线若干。 (1)请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连接完整____________。 (2)连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能是__________。 (3)排除故障后，移动滑动变阻器滑片的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为__________，分析乙中图像发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是________________。 (4)小华打算增加一个阻值为的定值电阻，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是__________。 A．两种方案都能 B．两种方案都不能 C．丙方案能，丁方案不能 D．丙方案不能，丁方案能 模块九　常用电热器【基础巩固】 重难点 必记结论 易错警示 工作原理与能量账 电流的热效应：电热器把电能几乎全部转化为内能，纯电阻下 Q＝W＝Pt＝UIt。 算热量时又用效率、又用 Q＝W，重复折算。 多挡位电路的判断 接入电阻越小，功率越大，挡位越高：两电阻并联为高温挡，串联为低温挡，只接一个电阻为中温挡。 认为“开关越多挡位越高”，不看实际接入的电阻。 电热器的效率 η＝Q_{吸}/W_{电}×100%，Q_{吸}＝cmΔt；实际效率总小于 100%。 取 η＝100% 却不写“不计热损失”的前提。 【典例9】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江湖州·期中）如图是某电热袋及其主要参数，电热袋通过内部的电热丝加热液体，实现安全取暖。 主要参数 袋内液体的质量： 额定电压： 额定功率： (1)电热袋中的液体选用电解质溶液，主要利用了其__________大的性质。 (2)该电热袋正常通电加热时的电流是__________安。 (3)手捂着该电热袋，手变暖了，是通过__________的方式改变了手的内能。 点睛：电热器题的通用套路是“铭牌找额定→P＝U2/R 求电阻→用 Q＝Pt 和 Q＝cmΔt 两头对账”。挡位判断只记一句：接入电阻越小，功率越大，挡位越高。 【变式1】【基础巩固】（26-27八年级上·浙江舟山·期中）如图甲所示为便携式封口机，其工作原理是利用电流的______效应，使发热电阻快速升温，熔化塑料包装实现封口。图乙为其电路原理图，已知封口机正常工作时电流为4A，发热电阻R的阻值为1.25Ω。闭合开关，10s内电阻产生的热量为______J。某同学按照原理图自制了一个简易塑料袋“封口机”，如图丙所示。检验时发现电阻丝产生的热量太少，不足以使塑料熔化，可以______（选填“增大”或“减小”）电阻丝的阻值。 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江台州·期中）如图是某电烙铁，利用电流的______效应工作。电路中发热电阻阻值为4 Ω，正常工作时电流为2 A，闭合开关，通电5 s电阻产生的热量为______J。如果电烙铁温度太高容易烧坏工件，若电源电压不变，可采取的改进措施有：______。（写出一条即可） 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江金华·期中）空气炸锅为我们的生活带来便利，如图是某品牌空气炸锅的简化电路图。额定电压为220V，R1、R2均为发热电阻，挡位开关S可切换低温挡、高温挡。已知高温挡功率为840W，R2阻值为121Ω。试分析： (1)开关S打至________（选填“1”或“2”）位置时，空气炸锅处于高温挡。 (2)发热电阻R1的阻值为多大？ (3)小叶同学用该空气炸锅烤红薯时，先用高温挡烤制20分钟，再调至低温挡烤制15分钟，请计算整个过程消耗的电能。 模块十　焦耳定律的计算公式及其应用【能力提升】 重难点 必记结论 易错警示 Q＝I2Rt 的普适性 Q＝I2Rt 对任何电路都成立；只有纯电阻电路才有 Q＝W＝UIt＝U2t/R。 对电动机用 Q＝W＝UIt 算发热量，结果偏大。 电动机的三个量 消耗的电能 W＝UIt，产生的热量 Q＝I2Rt，输出的机械能 E＝W－Q；线圈电阻不能用 R＝U/I 求。 用 R＝U/I 求电动机的线圈电阻。 电热的分配比 串联时 Q_{1}:Q_{2}＝R_{1}:R_{2}；并联时 Q_{1}:Q_{2}＝R_{2}:R_{1}。 串、并联的热量分配比记反。 【典例10】【能力提升】（26-27九年级上·浙江温州·期中）如图是研究电流热效应的示意图，两容器中电阻丝的阻值。比较通电后通过两根电阻丝的电流I甲、I乙和两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内产生的热量Q甲、Q乙，下面关系中正确的是（     ） A．， B．， C．， D．， 点睛：串联电路里“电流处处相等”是解题的钥匙：先由电流相同、用 U＝IR 判断谁分压多，再用 Q＝I2Rt 判断谁发热多。电阻一大，电压、热量同向变大，三个量不必各算一遍。本题是串联，千万别按并联去比。 【变式1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江温州·期中）氮化镓（GaN）快充充电器凭借体积小巧、充电效率高、能耗低等优势已广泛应用于日常生活。如图为某品牌多挡位氮化镓快充充电器的实物图及铭牌的部分参数。 输入：100-240V  1.7A 正常输出：5V==3A 快速输出  5-20V==6.2-3.25A（67W  MAX） (1)该充电器快速输出时最大功率为67W，此时其输出电压为 20V，则输出电流为____A。 (2)与正常输出相比，采用快速输出充电过程中，充电器外壳出现发热会更____（选填“多”或“少”）。 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江·单元测试）能量转化和守恒定律是自然界普遍遵循的定律。小塘设计了如图所示的电路，验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是守恒的。为寻找适合用于验证能量守恒的最佳电阻值，进行了如下探究。（电源电压不变，装置气密性良好） 【实验步骤】 ①将阻值为1Ω的电阻丝接入电路，如图连接并安装好装置； ②在内筒中加入初温为t0的适量水m克，并盖紧盖子； ③闭合开关，将滑动变阻器滑片移动至适当位置后，记录此时电流表示数为2A； ④加热过程中不断上下缓慢移动搅拌器，当温度升高了30℃时，记录______； ⑤多次更换不同电阻的电热丝并控制电流不变，重复上述实验并记录相关数据。 ⑥分别计算电热丝消耗电能和水吸收热量并计算能量之比。 【实验记录与处理】 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 电流值（A） 2 2 2 2 2 2 2 2 电阻丝阻值（Ω） 1 2 3 4 5 6 7 8 电热丝消耗电能与水吸收热量之比 1.56 1.50 1.26 1.19 1.17 1.15 1.11 1.10 (1)上下移动搅拌器的目的：_________________________________。 (2)请将步骤④补充完整_____________________________________。 (3)当电阻丝电阻从1Ω更换至2Ω重复实验时，滑动变阻器将向______（选填“左”或“右”）滑动。 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江宁波·阶段检测）如图甲为某款双控温多功能家用涮烤两用分体电火锅。该锅可实现汤锅、烧烤同时进行，也可以分开控制。其部分简化电路图如图乙；开关控制对中央区域汤锅进行加热的电路，、均为加热电阻，与温控开关并联，可以实现汤锅的保温和加热功能；两烧烤盘区域左、右可分别控制左右两盘的加热电阻、。该涮烤锅部分参数如表所示。求： 额定电压 额定功率 汤锅 烧烤盘 加热 保温 左盘 右盘 (1)汤锅加热状态正常工作时，的电阻为多少？ (2)若的电阻为，则该汤锅保温挡的额定保温功率为多少？ (3)在一次野外烧烤中通过很长的导线从一电压为的农家将电源引到烧烤点，发现烤肉速度比较慢。经分析因为距离远，导线有一定电阻（但远小于加热电阻阻值），所以导线会消耗些电能；当只让烧烤盘右盘工作时，测得右盘的实际功率只有，求此时导线上消耗的电功率。 模块十一　电功与热量的综合计算【拓展拔高】 重难点 必记结论 易错警示 电热综合三行式 电：W＝Pt＝UIt；热：Q_{吸}＝cmΔt；效率：η＝Q_{吸}/W。三步一条线，单位统一到 J。 电能用 kW·h、热量用 J 直接相除。 求“加热时间”的套路 先由挡位定功率，再由 Q_{吸} 和 η 反推所需电能，最后由 t＝W/P 求时间。 求时间时忘记除以效率。 额定值不能当实际值 铭牌只给额定值；已知实际电压或电流时，P_{实}＝U_{实}I_{实} 或 P_{实}＝U_{实}2/R_{灯}。 把额定功率直接代入实际电压去算电能。 【典例11】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江温州·期中）小科家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，查阅使用说明书发现坐垫加热电路有高、中、低三挡，部分参数如表所示。如图乙所示为坐垫加热电路的示意图，加热电阻为R1和R2，单刀双掷开关S2可接a或b。请回答下列问题： 低温挡功率/W 22 中温挡功率/W 44 高温挡功率/W 88 (1)开关处于____________（填字母）时，电路处于高温挡。 A．S闭合，S1闭合，S2接a B．S闭合，S1闭合，S2接b C．S闭合，S1断开，S2接a D．S闭合，S1断开，S2接b (2)中温挡加热时，电路中的电流是多少安？ (3)R2的阻值是多少？ 点睛：多挡位电热题先画一张“电阻地图”：两电阻串联总电阻最大、对应低温挡，并联或只接小电阻时总电阻最小、对应高温挡；再由 P＝U2/R 定出各挡功率。挡位—功率—热量三步不能跳，跳一步就错一片。 【变式1】【基础巩固】（26-27八年级上·浙江舟山·期中）我市鼓励家庭使用峰谷电，具体收费方案如表所示。小舟家使用的电子式电能表的铭牌上标有1200imp/kW·h，即每消耗1kW·h电能，指示灯闪烁1200次。 时段 时间范围 电价（元/kW·h） 峰电 8：00-22：00 0.568 谷电 22：00-次日8：00 0.288 (1)小舟使用电热水器将50千克的水温度升高20℃，此过程中水至少吸收的热量为______焦；（水的比热容是4200J/（kg·℃）） (2)小舟家调整用电时段，每天将原本峰电时段的2kW·h用电调整到谷电时段，每月（以30天计）可省______元； (3)小舟观察到电能表5分钟内闪烁120次，这段时间内消耗的电能是______焦。 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）冬天，为保持水族箱内水温较为恒定，并提高水中二氧化碳含量，小科应用学过的知识分别设计制作了恒温水箱和二氧化碳补给装置。小科设计的恒温水箱局部电路图如图甲所示。其中S为温控开关，R是“220 V  500 W”的电热丝。 (1)开关S闭合，电热丝正常工作，给水箱加热30分钟，消耗多少度电？ (2)将质量为5 kg的水，从10℃加热到30℃，水需要吸收多少热量？ (3)该水箱这次加热的效率为多少？ (4)小科利用简单器材制作了简易二氧化碳补给器，主要结构如图乙所示。通过一定的增压方法将稀硫酸压入塑料瓶B与小苏打反应。（稀硫酸和小苏打反应的化学方程式为）要使每分钟供给水族箱，每日需供给10小时，求每日二氧化碳补给器消耗小苏打的质量（列式计算） 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江台州·期中）如图1所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中、为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三挡，中温挡的额定功率为，求： (1)电热水壶调至中温挡正常加热，将温度为的水烧开（标准大气压下）需要，水所吸收的热量及电热水壶的效率；[水的比热焦/（千克）] (2)电热水壶高温挡的额定功率。 一句话记忆卡 ①电功看“多少”，电功率看“快慢”，P＝W/t 是两者唯一的桥，别拿“多少”定义“快慢”。 ②W＝UIt 通吃一切电路；P 用 kW、t 用 h 才得 kW·h，1 度＝3.6×106 J。 ③电能表只测电功：示数差是度数，n/N 得 kW·h，再除以时间才是功率。 ④亮度只认实际功率：正常发光比额定，串联比电阻，并联比电阻倒数。 ⑤P＝W/t＝UI 普适，P＝I2R、P＝U2/R 只对纯电阻；N·m 是功的单位，不是功率。 ⑥动态电路三步：定不变量→看电阻怎么变→推电流、电压、功率，串联用 I2R，并联用 U2/R。 ⑦焦耳定律实验两抓手：转换法看液面差，控制变量看连接（比 R 用串联，比 I 用并联分流）。 ⑧测小灯泡功率：开关断开、滑片最大、调到额定再读数；灯短路电压表为零，灯断路电流表为零。 ⑨电热器挡位只记一句：接入电阻越小，功率越大，挡位越高。 ⑩Q＝I2Rt 普适；电动机 W＝UIt、Q＝I2Rt、E＝W－Q，线圈电阻不能用 U/I 求。 ⑪电热综合三行式：W＝Pt、Q_{吸}＝cmΔt、η＝Q_{吸}/W，中间量一律用 J。 过关检测 一、选择题 题型1　电功与电功率的概念辨析【基础巩固】 1．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）人人都应养成节约用电的习惯。对于1 kW·h的理解，下列说法正确的是（     ） A．kW·h是电功率的单位 B．只能同时点亮4只250 W的灯泡 C．等于 D．可供1 kW的用电器正常工作1 h 2．（26-27九年级上·浙江温州·期中）如图为某电动机的铭牌，据此可知该电动机正常工作时的（     ） 电动机 型号：Y200L-4 额定电压：220V 额定电流：3A A．线圈电阻 B．产生的电热 C．消耗的电能 D．消耗的电功率 3．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）下列估算最接近实际的是（     ） A．家用电热水壶的功率约为100瓦 B．1千克水吸收焦的热量，温度可升高10℃ C．家用电动汽车充满电后，动力电池储存的电能约3600焦 D．把1只鸡蛋举高2米，做的功大约是1焦 题型2　电能表参数与电能读数【基础巩固】 4．（26-27八年级上·浙江舟山·期中）小明利用电能表测量某个家用电器的电功率。当电路中只有这个电器连续工作时，测得在1h内消耗的电能为1kW·h，那么这个用电器可能是（     ） A．家用空调 B．台灯 C．家用风扇 D．笔记本电脑 5．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）如图所示分别是小科家上月初和上月末电能表的表盘示数，下列选项正确的是（     ） A．该电能表允许通过的最大电流为20A B．电能表的表盘转1转，说明电路中消耗了600kW·h的电能 C．小科家上月消耗的电能为911kW·h D．电能表的表盘转得越快，电能表所在电路消耗电能越多 6．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）元旦三天假期，小柯一家外出旅游，出门前和回家后两次查看电能表示数（如图所示）。发现耗电量较大，检查后发现除电冰箱在正常工作外，还有一个电器忘记关闭。则下列说法正确的是（     ） A．电能表测量的是电路中电功率的大小 B．电能表表盘每小时转3000转 C．除了电冰箱在正常工作，忘记关闭的电器可能是空调 D．小柯家在元旦三天假期内消耗的电能为 题型3　额定功率与灯泡亮度比较【能力提升】 7．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）学习电功率后，小华观察家用电器的铭牌时，发现不同用电器的功率一般不同，对比图中两种家用电器的铭牌，下列说法中正确的是（     ） A．在一个月内，电热水器消耗的电能一定比电视机消耗的电能多 B．这两种家用电器正常工作时，电流通过电热水器做功快 C．这两种家用电器正常工作时，电视机的工作电流大 D．电热水器接在110 V的电路中，它的实际功率约为1000 W 8．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）标有“220V  100W”的灯泡L1和L3与标有“220V  40W”的灯泡L2和L4，按图甲、乙所示方式分别接入220V电路中，下列说法正确的是（     ） A．甲中的两灯泡都能正常发光 B．甲中灯泡L1的实际功率等于乙中灯泡L3的实际功率 C．甲和乙中的四个灯泡L3最亮 D．灯泡L4消耗电能一定比L2多 题型4　电功率计算与动态电路【拓展拔高】 9．（26-27九年级上·浙江嘉兴·期中）将灯接在电压为的电路中，功率为6W。若保持电压U不变，再在电路中连入灯，其灯泡上标示的数字如图所示，使电路的总功率为9W。在如图所示的四个电路中，连接正确的是（   ） A． B． C． D． 10．（26-27九年级上·浙江·课后作业）转换法是实验探究中一种非常重要的研究方法。其核心思想是将不易直接观测或测量的物理量，通过其产生的效应，转换为容易观测或测量的物理量。如图所示实验中，没有用到此方法的是（     ） A．①研究电热与哪些因素有关 B．②研究动能大小与哪些因素有关 C．③测定小灯泡的电功率 D．④研究不同食物所含能量的多少 二、填空题 题型5　电功与电功率的定量计算【基础巩固】 11．（26-27九年级上·浙江杭州·期中）某只小灯泡上标有“6V  6W”字样，其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示。小灯泡正常工作时的电流为______A。那么当小灯泡两端的电压为2伏时，小灯泡的电功率为______瓦。 12．（26-27八年级上·浙江舟山·期中）如图所示，电源电压6V恒定，闭合S、断开，电流表读数为0.3A，若再闭合，发现电流表示数变化0.2A．则的阻值为______Ω。消耗的功率是______。 题型6　串并联电路的功率分配【能力提升】 13．（26-27九年级上·浙江台州·期中）如图所示，灯泡标有“6 V 3 W”、标有“6 V 2 W”字样，电源电压6 V恒定不变。闭合开关S，忽略温度对灯丝电阻的影响，则在甲、乙两电路中。 (1)流过的电流之比为______。 (2)电路消耗的总功率______（选填“”、“”或“”）。 14．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）汽车大灯通常有“远光照明”和“近光照明”两种照明方式。如图甲是某汽车大灯的简化图，电源电压恒为12 V，A和B是灯泡内的两条灯丝，S为扇形旋钮开关，S与触点1、2接触时，开关断开。当“近光照明”时只有一条灯丝工作，当“远光照明”时两条灯丝同时工作。当大灯处在“远光照明”时，开关S与触点________接触；若照明大灯消耗的功率和时间的关系如图乙所示，则在此10 min内该大灯消耗的电能是_________J；由图乙还可知，当大灯在“远光照明”时，干路导线中的电流为________A． 题型7　电能表与图像信息处理【能力提升】 15．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）220 V的家庭电路中某一电能表上标有3000 r/kW·h，电路中仅有一盏60瓦的电灯工作，请你计算一下，在1小时内，电能表的转盘应转动_____圈才是正常的。若电能表30分钟只转了75转，则灯泡的实际功率是____瓦，此时灯泡两端的电压_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）额定电压。 16．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）寒冷的冬天，小滨在书桌上铺了一层电热膜。如图甲所示，它是在绝缘的聚酯薄膜表面密密嵌入一根根的导电墨线，导电墨线两端与金属导线相连，两条金属导线接入电源后，电热膜以整个膜为加热面，持续均匀发热。 (1)电热膜是利用_____________原理工作的。 (2)为测量该电热膜的电功率，小滨关闭家中其他所有电器，只让该电热膜正常工作，如图乙所示的电能表表盘转动，测得电热膜的电功率为_____________W。 题型8　图像信息与动态电路【拓展拔高】 17．（26-27九年级上·浙江金华·阶段检测）图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。 (1)电源电压为_______V。 (2)滑动变阻器最大阻值为__________Ω。 (3)当滑片在a点时，通电1分钟，R0消耗的电能为_______J。 18．（26-27九年级上·浙江金华·阶段检测）甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，假设灯丝电阻不受温度影响。     (1)当两灯均正常发光时，相同时间内灯泡______（填“甲”或“乙”）消耗的电能更多。 (2)某家庭电能表上标有“3000r/kW·h”字样。当电路中只有乙灯泡工作时，观察到4分钟内电能表转盘转了18圈。此时乙灯泡的实际功率为______W。 三、解答题 题型9　多挡位电热器的计算【能力提升】 19．（26-27九年级上·浙江杭州·期中）如图甲所示的电饭锅，额定电压为220伏。从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，简化电路图如图乙所示，加热功率有高温、中温、低温三挡。加热的三挡均由自动开关、进行调节，其中和均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变，它在煮饭状态下，仅高温和中温挡进行交替加热，其功率和时间的关系如图丙。煮好饭后，电饭锅处于保温状态，其电功率最小，加热功率为低温挡。 (1)当电路中开关接b端，开关闭合时，电饭锅的加热功率处于______温挡； (2)计算该电饭锅的发热电阻的电阻值； (3)计算电饭锅在保温状态下的加热功率； (4)小敏上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在煮饭时，三级能效的热效率值范围为（热效率是指装置的有效输出能量与输入能量的比值）。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在煮饭状态下，将2千克温度为的汤料加热到，电饭锅正常工作用时8分钟。已知汤料的主要成分为水，比热约为，请你帮助小敏算出该电饭锅的热效率值是否符合三级能效？ 20．（26-27九年级上·浙江温州·期中）为了实现水族箱恒氧恒温，小科设计了简易氧气补给和恒温装置（如图1）。补氧装置由注射器、饮料瓶、软管和药剂等组成；恒温装置主要由电热丝R1、R2和温控开关S等组成。 (1)补氧药剂可选用过氧化钙（CaO2）或过氧化钠（Na2O2）固体样品。图2为质量均为16g的CaO2与Na2O2样品与水反应生成O2的质量与反应时间的关系（样品中其他成分不与水反应）。选一种补氧药剂，并说出选择的理由____（写出一点即可）。 (2)恒温装置加热功率为220W，保温功率为40W。该装置每小时工作情况如图3。 ①图1温控开关S连接____（选填“a”或“b”）端时，处于保温状态。 ②计算恒温装置工作1h消耗的电能____。 题型10　电功与热量的综合计算【拓展拔高】 21．（26-27九年级上·浙江台州·期中）糖画是我国的一种传统民间手工艺，它亦糖亦画，可观可食，深受小朋友的喜爱。图甲是某款3D糖画打印笔进行绘画的场景，将糖装入打印笔，通电后笔内电热丝发热，糖受热后挤出，在空气中迅速冷却，最后凝固成型。图乙是打印笔的内部简化电路，电源电压为220 V，R1和R2为发热电阻丝（电阻丝电阻随温度变化忽略不计）。图丙是某次打印糖画时，打印笔的电功率与时间的关系图像。 (1)当S1闭合、S2断开时，打印笔处在______（填“高功率”或“低功率”）打印状态。 (2)求R2的阻值。 (3)计算该次打印糖画消耗的电能。 22．（26-27九年级上·浙江杭州·期中）某项目化小组自制豆芽机，图甲是小组成员完成的设计草图，内容包括发育盒、淋水系统和控温装置。控温装置内部电路如图乙所示，通过衔铁吸合和释放可实现自动控温。控制电路中R0是定值电阻，Rx为热敏电阻；工作电路中R1、R2为电热丝，且R1＝R2＝440Ω。 (1)当衔铁吸合时，此时工作电路处于_______挡（选填“加热”或“保温”）。 (2)功能调试时，小科测得豆芽机的加热功率为110瓦，若加热时间为1分钟，求消耗的电能_______。 (3)请计算该豆芽机的保温功率_______。 题型11　实验探究：测小灯泡的功率与电流热效应【拓展拔高】 23．（26-27九年级上·浙江杭州·期中）某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验器材有：学生电源（输出电压6V）、滑动变阻器（“10Ω，2A”、“30Ω，1.5A”、“50Ω，1A”）、电流表、电压表各一只，若干导线。 (1)第一小组的同学要测量电阻Rx的阻值，他们在A、B间接入待测电阻Rₓ，请你用笔画线代替导线，将答题卡图乙中的实物图连接完整。 (2)第二小组的同学要研究“电流与电阻的关系”。他们将阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻分别接在A、B间，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记下电流表示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。实验中选择的滑动变阻器规格是“______”。 (3)第三小组的同学要测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。在A、B间接入2.5V的小灯泡，正确连接电路，实验步骤及操作都正确。闭合开关后，调节滑动变阻器滑片直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图丁所示，则小灯泡的额定功率为______W。 (4)下面是小金同学在没有电流表的情况下测定电功率的几种方案。 【方案一】步骤①将开关S1闭合，S2与a接线柱接通，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为U额；步骤②滑动变阻器滑片位置保持与步骤①中相同，将开关S1闭合，S2与b接线柱接通，调节电阻箱R4使电压表的示数保持U额，记录此时电阻箱的阻值为R，计算小灯泡的额定功率为。该方案中主要用到的科学方法是______（填字母） A．控制变量法    B．类比法    C．等效替换法    D．累积法 【方案二】步骤①将开关S1闭合，S2、S3断开，P滑至最左端，读出电压表示数U0；步骤②将开关S1、S2闭合，S3断开，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为U额；步骤③滑动变阻器滑片位置保持与步骤②中相同，并将开关S1、S3闭合，S2断开，读出电压表示数U1；计算小灯泡的额定功率P额=______（用字母U0、U额、U1、R0表示） 24．（25-26九年级上·浙江台州·期末）如图是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置图： (1)为了使实验现象更明显，应选择相对_________（选填“较粗”或“较细”）玻璃管； (2)闭合开关前，如上图中滑动变阻器的滑片应该处于_________端（填“左”或“右”）； (3)探究电流产生的热量与电阻大小的关系，应对比_________； (4)在探究电流产生的热量与电流大小的关系时，为了节约时间，没有将玻璃管内液面降回实验前的位置，你是否赞同，并说明理由_________。 试卷第1页（共3页） - - 学科网（北京）股份有限公司 $ 浙教版｜科学｜九年级上册　｜　第 3 章 能量的转化与守恒　｜　第 3 节 电能　｜　教师版 重难点专题 07　电能 浙教版｜科学｜九年级上册　第 3 章 第 3 节 模块一　电功的实质【基础巩固】 重难点 必记结论 易错警示 电功的本质 电流做功的过程，就是电能转化为其他形式能的过程。W＝UIt，单位 J；实用单位 kW·h，1 kW·h＝3.6×106 J。 把“消耗电能”说成“产生电能”；把 kW·h 当作电功率的单位。 电功与电功率的分工 电功 W 回答“转化了多少”，电功率 P 回答“转化得多快”，二者由 P＝W/t 连接。 由“功率大”直接推出“耗电多”，漏掉时间这个条件。 电能流向的判断 用电器：电能→内能（电热器）、机械能（电动机）、光能（灯）；充电宝充电是电能→化学能，放电是化学能→电能。 把给充电宝充电说成“化学能转化为电能”。 【典例1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江湖州·期中）关于电功和电功率说法正确的是（     ） A．电功率的大小取决于电能转化为其他形式能的多少 B．电功和电功率都表示电能转化为其他形式能的多少 C．电功和电功率都表示电能转化为其他形式能的快慢 D．电功率等于用电器单位时间内消耗的电能 【答案】D 【详解】电功率表示电流做功的快慢，电功率等于用电器单位时间内消耗的电能；电功表示电能转化为其他形式能的多少，电流做功的多少与电流做功的快慢不同，电功和电功率是两个不同的物理量，故ABC错误，D正确。 故选D。 点睛：电功和电功率只在“时间”上分家：电功问“转化了多少”，电功率问“转化得多快”。凡是用“转化多少”来定义功率的选项，一律错；正确的定义式只有 P＝W/t。做这类辨析题，先给每个选项补一句“有没有除以时间”。 【变式1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江宁波·阶段检测）对于1kW·h的理解，下列说法正确的是（     ） A．kW·h既是电功（电能）的单位，又是电功率的单位 B．它只能同时点亮4只250W的灯泡 C．它表示电流做功快慢的物理量，数值等于3.6×106J D．可供功率为1kW的用电器正常工作1h 【答案】D 【详解】A．kW·h是电能单位，不是电功率的单位，故A错误； B．1kW·h是电能的总量，若4只250W的灯泡同时工作，总功率为，1kW·h的电能可以让它们同时点亮1小时，并非“只能同时点亮”，故B错误； C．表示电流做功快慢的物理量是电功率，kW·h是电能的单位，描述的是电流做功的总量，并非做功快慢，故C错误； D．根据电功公式，当电能、用电器功率时，正常工作时间，故D正确。 故选D。 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江宁波·阶段检测）下列关于电功和电功率的一些说法，不正确的是（     ） A．相同时间内，通过用电器的电流做功越多，则用电器功率就越大 B．用电器消耗的电能越少，则电流做的功就越少 C．千瓦和千瓦时都是电功的单位 D．对于教室里的某盏灯，当它两端电压减小时，它消耗的实际功率也减小 【答案】C 【详解】A．根据电功率的定义式，当时间相同时，电流做功越多，功率就越大，故A正确； B．电流做功的过程本质就是用电器消耗电能的过程，电流做了多少功，就对应消耗了多少电能，因此用电器消耗的电能越少，电流做功一定越少，故B正确； C．千瓦（kW）是电功率的单位，千瓦时（kW·h，也就是“度”）才是电功/电能的单位，故C错误； D．教室里的灯灯丝电阻可近似认为不变，根据可知，当灯两端的电压减小时，实际功率也会随之减小，故D正确。 本题选择描述错误的，故选C。 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江宁波·阶段检测）根据民航局要求，自2025年6月28日起，旅客禁止携带没有3C标识的充电宝。小滨爸爸购买了一个具有3C标识的充电宝，其部分铭牌数据如图所示，下列有关说法错误的是（     ） 快充移动电源 电池种类：可充电锂离子电池 电池额定能量：37Wh（10000mAh） 输出功率：22.5W 能量转换率：>75% A．Wh是电能的单位 B．给充电宝充电的过程中化学能转化为电能 C．充电宝给手机充电的过程中，其充电效率不能达到100% D．输出功率越大，充电宝给手机充电的速度越快 【答案】B 【详解】A．Wh（瓦时）是功率与时间的乘积，属于电能的常用单位，故A正确； B．给充电宝充电时，是外接电源的电能输入充电宝，转化为充电宝内部的化学能储存起来，属于电能转化为化学能，故B错误； C．充电宝给手机充电时，会有部分能量以热量的形式损耗，因此充电效率不可能达到100%，故C正确； D．充电速度由单位时间内传输的电能多少决定，输出功率是单位时间输出的电能，输出功率越大，相同时间内可以给手机充入更多电能，充电速度越快，故D正确。 本题选择描述错误的，故选B。 模块二　电功计算公式的应用【基础巩固】 重难点 必记结论 易错警示 W＝Pt 的单位配合 P 用 W、t 用 s，得 J；P 用 kW、t 用 h，得 kW·h。两套单位不能混用。 把 2000 W 换成 2 kW 后，时间仍代秒，结果差 3600 倍。 W＝UIt 的适用面 W＝UIt 对任何电路都成立；纯电阻电路才可再写成 W＝I2Rt＝U2t/R。 把 W＝UIt 当成“纯电阻专用公式”。 电功与电能的估算 空调约 1000 W，电热水壶约 1000～1500 W，台灯约 20 W，手机充电约 10 W；1 度电＝1 kW·h＝3.6×106 J。 把电热水壶估成 100 W；把“1 度电”当成 1 J。 【典例2】【基础巩固】（2025·浙江宁波·三模）如图是一顶顶部装有太阳能电池板的太阳能风扇凉帽，凉帽上的电风扇工作时的电压为1.2V，电流为50mA。若该电风扇正常工作了1h，电流做功为（     ） A．60J B．0.06J C． D．216J 【答案】D 【详解】电流做功 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 点睛：题干里“电压、电流、时间”三样齐全，直接 W＝UIt；给的是“功率、时间”，就用 W＝Pt。两条式子算出的结果必须一致，若不一致，多半是 mA 没化成 A、min 没化成 s。 【变式1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江金华·阶段检测）为了减轻高峰时段的用电压力，某市采用“峰谷电”的分时段计费制度，计费方式如表所示。某同学家的电热水器上标有“220V  2000W”字样，已知该热水器每天正常工作1小时。求： (1)该热水器正常工作1小时消耗的电能。 (2)若将它的工作时间从高峰时段移到低谷时段，该同学家每月（按30天计算）至少可以节省的电费。 费用类别 电价（元/kW·h） 高峰时段 0.57 低谷时段 0.30 【答案】(1) (2) 【详解】（1）热水器正常工作时，实际功率等于额定功率。1h消耗的电能 （2）一个月按30天计，热水器消耗的电能 根据峰谷电价，每月节省的电费 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江温州·期中）某公司使用无人机（如图）进行外卖配送，其相关性能参数如表所示。 无人机性能参数 质量（含电池） 5kg 满载负荷 3kg 电池电压 20V 电池容量 (1)电池充满电时储存的电能是____J。 (2)配送时无人机满载飞行，以0.5m/s的速度匀速竖直上升30米。计算此过程中无人机（含外卖）克服重力的功率____。 【答案】(1) (2)40W 【详解】（1）电池容量 电池充满电时储存的电能 （2）无人机满载时总质量 总重力。 无人机匀速竖直上升，克服重力做功的功率 另一种解法： 无人机匀速上升时，克服重力做的功 无人机以0.5m/s的速度匀速竖直上升30m用的时间 克服重力做功的功率 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江嘉兴·期中）电动车的动能回收，即将车辆在行驶时产生的动能转化为电能，并存储于车载电池内。传统汽车，当车辆减速或制动时，这部分动能会以（1）能的形式流失。当有动能回收系统的电动车减速、制动或下坡行驶时，动能回收系统会自动激活，电机反向旋转，将动能转换成电能存储在电池中，以备车辆后续使用（如下图）。这项技术能有效提升能源使用效率、延长电池寿命。已知该电动汽车的参数（见下表），在路面上行驶时所受的阻力为车重的0.05倍，忽略空气阻力，请回答上述序号中所对应的下列问题： 电池容量 60kW•h 整车质量 2t 最大续航里程 百公里加速 5.6s (1)中应为________能。 (2)当汽车以40km/h的速度匀速行驶时，汽车的牵引力为多少牛？ (3)车载电池的容量即最大储能量，当车保持匀速直线行驶时，理论最大续航里程为多少千米？（假设电能全部转化为动能） (4)根据上述内容，请从增加续航能力的角度，为电动车的设计再提一点建议________。 【答案】(1)内 (2) (3) (4)采用轻量化的车身材料，降低整车质量，减小行驶阻力/优化车身外形设计，降低行驶时的空气阻力 【详解】（1）传统汽车制动时，刹车片摩擦会将车辆的动能转化为内能的形式流失。 （2）已知整车质量 整车重力为 由题意，行驶阻力为车重的0.05倍，因此阻力 汽车匀速行驶时处于平衡状态，水平方向牵引力与阻力大小相等，因此牵引力 （3）电池容量为 假设电能全部转化为克服阻力做的功，可得最大续航里程 （4）可从降低行驶能耗、提升能量利用率的角度提出合理建议，例如：采用轻量化的车身材料，降低整车质量，减小行驶阻力；优化车身外形设计，降低行驶时的空气阻力；更换能量密度更高的车载电池，提升总储能量。 模块三　电能表参数的理解与电能的求法【基础巩固】 重难点 必记结论 易错警示 表盘三个参数 “220 V”是额定电压；“10(20) A”中标定电流 10 A、短时最大 20 A；“3000 r/kW·h”指每消耗 1 kW·h 转盘转 3000 转（imp 则为指示灯闪烁次数）。 把 20 A 当成正常工作电流；把 r/kW·h 读成“每小时转数”。 示数差就是用电量 电能表示数最后一位是小数位，两次示数之差即这段时间消耗的电能，单位 kW·h（度）。 把最后一位小数当整数读，差值整体放大 10 倍。 由转数求电能再求功率 W＝n/N（kW·h），再由 P＝W/t 求功率；t 必须化成小时。 直接把转数当成电能；时间用分钟代入。 【典例3】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江湖州·期中）电能表能直接测量的是下列哪个物理量（     ） A．电流 B．电压 C．电功 D．电功率 【答案】C 【详解】A．电流需要用电流表直接测量，故A不符合题意； B．电压需要用电压表直接测量，故B不符合题意； C．电能表的作用就是直接测量电路中消耗的电能，也就是电功，单位为千瓦时（度），故C符合题意； D．电功率无法用常规电表直接测量，一般需要通过计算得出，故D不符合题意。 故选C。 点睛：电能表只“测”电功这一个量，其余全靠算：测电流找电流表，测电压找电压表，测功率要电能表配秒表。凡是选项里出现“电能表直接测功率/测电流”的，都是把“能算出来”偷换成“能测出来”。 【变式1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江台州·期中）如图所示为小玉家电能表的表盘，则小玉家允许同时使用的电器的总功率不得大于______W，小玉用该电能表测量某家用电器单独正常工作时的电功率，工作12分钟，电能表指示灯闪烁了16次。该家用电器的额定电功率______瓦，则这个家用电器可能是______（填“电饭锅”、“台灯”或“电热水壶”）。 【答案】 8800 25 台灯 【详解】电能表标有“220V 10(40)A”，其中220V为额定电压，40A为允许通过的最大电流，因此允许同时使用的电器总功率 电能表标有“3200imp/(kW·h)”，表示用电1kW·h时指示灯闪烁3200次。闪烁16次消耗的电能 工作时间 该用电器正常工作时的额定功率 25W属于小功率家用电器的功率范围，在给出的电饭锅、台灯和电热水壶中，最可能是台灯。 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江温州·期中）小科从实验室找到四只电能表，其规格参数如下。他将四只完全相同的白炽灯分别与这四只电能表相连并接入照明电路，则电能表指示灯闪烁最快的是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】四只白炽灯完全相同，接入同一照明电路，实际功率相同，相同时间内消耗的电能W相同。电能表指示灯闪烁次数，在W相同时，脉冲常数越大，闪烁次数越多、闪烁越快。四只电能表的脉冲常数中3600imp/（kW·h）最大，故A表的指示灯闪烁最快，故选A。 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江台州·期中）如图所示是小科家10月1日和11月1日电能表的示数，由表盘信息可知（     ） A．电能表是测量电功率的仪器 B．小科家10月份消耗的电能为1250kW·h C．该电能表允许通过的最大电流为10A D．每消耗1kW·h电能，指示灯闪烁1600次 【答案】D 【详解】A．电能表是测量电路消耗电能的仪表，故A不符合题意； B．小科家10月份消耗的电能为 故B不符合题意； C．电能表铭牌上的“10（20）A”表示电能表的标定电流为10A，短时间允许通过的最大电流为20A，故C不符合题意； D．电能表铭牌上的1600imp/(kW·h)表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次，故D符合题意。 故选D。 模块四　电器的电功率【基础巩固】 重难点 必记结论 易错警示 额定值与实际值 铭牌“220 V 100 W”给出额定电压与额定功率；实际功率随实际电压改变，纯电阻下 P_{实}＝U_{实}2/R。 认为额定功率大的灯在任何电路里都更亮。 亮度只看实际功率 比较亮度只比实际功率，与额定功率、电流大小都不直接等价。 串联电路里用额定功率直接比亮度。 串并联的功率分配 串联电流相同，用 P＝I2R，电阻大的分得多；并联电压相同，用 P＝U2/R，电阻小的分得多。 串、并联套用同一句“电阻大功率大”。 【典例4】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江台州·期中）有两只灯泡，标有“220 V 40 W”，标有“24 V 60 W”，当两只灯泡都正常工作时，不考虑温度对灯丝电阻的影响，以下说法正确的是（     ） A．更亮 B．更亮 C．一样亮 D．无法比较 【答案】B 【详解】灯泡正常工作时，实际功率等于其额定功率，灯泡的亮度主要由实际功率决定。两只灯泡正常工作时，额定功率分别为40W和60W，后者的实际功率更大，因而更亮。 A．额定功率为40W的灯泡正常工作时较暗，故A错误； B．额定功率为60W的灯泡正常工作时比40W的灯泡更亮，故B正确； C．两灯正常工作时实际功率不同，亮度不相同，故C错误； D．已知两灯正常工作时的功率，可以比较其亮度，故D错误。 故选B。 点睛：两只灯都“正常工作”，说明都在额定电压下，此时实际功率就等于额定功率，直接比铭牌数字即可。判断亮度先认清电路：正常工作比额定，串联比电阻，并联比电阻的倒数。 【变式1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江宁波·阶段检测）如图所示是甲、乙两种电热器及其铭牌（甲：220V 1000W；乙：220V 500W），下列说法正确的是（     ） A．正常工作时，甲消耗的电能比乙多 B．正常工作时，甲消耗电能比乙快 C．正常工作时，甲的电阻比乙大 D．正常工作时，甲两端的电压比乙大 【答案】B 【详解】A．在相同的正常工作条件下，电能消耗量还取决于通电时间。只知道甲的功率较大，不能断定甲消耗的电能一定更多，故A错误； B．正常工作时两者的额定电压相同，甲的额定功率大于乙，表示甲单位时间内消耗的电能更多，即耗电更快，故B正确； C．额定电压相同，额定功率越大的电热器电阻越小，因此甲的电阻小于乙，故C错误； D．两者都在额定电压220V下正常工作，甲、乙两端电压相等，故D错误。 故选B。 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）某市场有甲、乙两种容积相同的电热水壶，额定电压均为220 V，额定功率分别为800 W和1500 W。甲、乙均正常工作时，把同样多的、相同温度的水加热至沸腾（假设没有热量损失），下列说法不正确的是（     ） A．甲比乙消耗电能慢 B．甲比乙消耗电能少 C．甲比乙的工作电流小 D．乙比甲的工作时间短 【答案】B 【详解】A．电功率是描述电流做功（消耗电能）快慢的物理量，甲的额定功率800 W小于乙的1500 W，正常工作时甲消耗电能比乙慢，故A正确； B．题目明确假设没有热量损失，水吸收的热量全部来自电热水壶消耗的电能。同样多的、相同温度的水加热至沸腾需要吸收的热量是定值，因此甲、乙消耗的电能完全相等，故B错误； C．额定电压相同，根据公式，功率越小正常工作的电流越小，甲的额定功率更小，所以甲的工作电流比乙小，故C正确； D．消耗的总电能相同，根据公式，功率越大工作时间越短，乙的功率更大，因此乙的工作时间比甲短，故D正确。 本题选择描述错误的，故选B。 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江·课后作业）甲、乙两灯的规格分别为“6V3W”和“6V6W”，忽略灯丝电阻受温度的影响，下列说法正确的是（     ） A．两灯串联在6V的电路中，乙灯比甲灯亮 B．两灯并联在6V的电路中，甲灯比乙灯亮 C．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 D．将乙灯接入3V的电路中，它的实际功率为1.5W 【答案】D 【详解】根据甲乙两灯泡的规格可得两灯泡的电阻分别为， A．两灯串联在的电路中，根据串联电路电流处处相等，由可知，在电流相同的情况下，电阻越大，实际功率越大。因为R甲大于R乙，所以甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率，即甲灯比乙灯亮，故A错误； B．两灯并联在的电路中，此时两灯两端的电压都等于额定电压，两灯都正常发光。两灯泡的实际电功率都等于额定电功率，甲灯的实际功率小于乙灯的实际功率，所以乙灯比甲灯亮，故B错误； C．两灯均正常发光时，实际功率等于额定功率，消耗电能的多少不仅与功率有关，还与时间有关，由于不确定两灯正常发光的时间，所以无法比较两灯消耗电能的多少，故C错误； D．将乙灯接入的电路中，根据，此时乙灯的实际功率，故D正确。 故选D。 模块五　电功率【基础巩固】 重难点 必记结论 易错警示 电功率的意义与单位 P＝W/t，表示电流做功（消耗电能）的快慢；单位 W、kW，1 kW＝1000 W。J/s、N·m/s 是功率单位，N·m 是功的单位。 把 N·m（功的单位）当成功率单位。 两个公式的地位 P＝W/t＝UI 普遍适用；P＝I2R、P＝U2/R 只对纯电阻电路成立。 对电动机用 P＝U2/R 算功率。 常见功率的估测 手机快充 20～67 W，电风扇约 60 W，空调 1000 W 以上，电动汽车充电为 kW 级。 估测时数量级错一位。 【典例5】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江金华·期中）下列不属于功率单位的是（　　） A．瓦特 B．牛顿·米 C．焦耳/秒 D．牛顿·（米/秒） 【答案】B 【详解】A．瓦特是国际单位制中功率的基本单位，符号为W，属于功率单位，故A不符合题意； B．根据功的计算公式，力的单位是牛顿，距离的单位是米，因此牛顿·米是功的单位，不属于功率单位，故B符合题意； C．功率的定义是单位时间内做的功，公式为，功的单位是焦耳，时间的单位是秒，因此焦耳/秒是功率的单位，故C不符合题意； D．根据功率的推导公式，力的单位是牛顿，速度的单位是米/秒，因此牛顿·（米/秒）是功率的单位，故D不符合题意。 故选B。 点睛：判单位最省事的办法是“代公式”：把 N·m 代进 P＝W/t 得不到，代进 W＝Fs 正好成立，所以它是功的单位。拿不准的复合单位，用单位运算一验就现形。 【变式1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江·课后作业）智能手机在现代生活中的作用越来越重要，频繁使用会导致它的电能消耗很快。当手机电量所剩无几时，通常可以开启“省电模式”来延长使用时间。开启“省电模式”时（     ） A．电池的电压增大 B．手机的总功率增大 C．手机的总功率减小 D．手机的散热能力降低 【答案】C 【详解】由可知，要延长使用时间，则应减小电功率，因此开启省电模式是通过减小手机的总功率的方式来延长使用时间的，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江宁波·阶段检测）与 都是电功率的公式，下列关于它们的说法，合理的是（     ） A．是电功率的定义式，而是通过大量实验得出的 B．适用于大功率电器的计算，适用于小功率电器的计算 C．是电功率特有的，而在机械功率中也适用 D．说明电功率的单位是瓦特，说明电功率的单位是焦耳 【答案】A 【详解】A．是从功率的通用定义出发，将电功与做功时间的比值定义为电功率，属于电功率的定义式，而P=UI是通过大量实验测量不同电路的电压、电流和对应电功率，归纳验证得到的实验规律公式，故A说法合理； B．两个电功率公式的适用范围和用电器的功率大小无关，二者都可以对所有电路的电功率进行计算，故B说法不合理； C．是所有形式功率的通用定义式，并非电功率特有，机械功率也可以用该式计算；而P=UI仅适用于电路中电功率的计算，机械功率无法使用该公式，故C说法不合理； D．电功率单位是瓦特，焦耳是功或能量单位，故D说法不合理。 故选A。 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江宁波·期中）自动扶梯以一定速度载乘客从一楼到二楼，电动机的功率为P，所做的功为W，如果乘客同时还沿着扶梯匀速向上走，则电动机的功率和所做的功将是（　　） A．功率大于P，做功等于W B．功率等于P，做功小于W C．功率等于P，做功等于W D．功率小于P，做功小于W 【答案】B 【详解】自动扶梯的运行速度是由电动机的额定工况决定的，保持恒定；扶梯的负载是乘客的重力，乘客匀速向上走时，扶梯对乘客的支持力并没有发生变化，因此电动机的输出功率满足公式 ；牵引力不变、扶梯运行速度不变，因此电动机的功率始终等于原来的； 乘客原本完全依靠扶梯从一楼到二楼，现在乘客自身也沿扶梯向上匀速行走，因此乘客从一楼到达二楼的总时间会比原本更短。 电动机的总功满足 ，由于功率不变、运行时间减小，因此电动机所做的总功小于原来的，故选B。 模块六　电功率计算式的应用【能力提升】 重难点 必记结论 易错警示 先定不变量再推变化 动态电路三步：电源电压与定值电阻不变 → 看滑片或开关如何改变总电阻 → 推电流、电压、功率的变化方向。 以为滑片一动，各部分电压、功率同向变化。 换接元件的“导线短接” 某处用导线短接时，该支路被短路，只有另一元件工作，此时电源电压等于该元件额定电压，是后续计算的突破口。 忽略“短接”这一条件，直接按串联算。 图像与函数关系 I-U、P-I 图像先看形状（一次或二次函数），再看截距、斜率对应的物理量。 把曲线当直线读，凭两点连线求值。 【典例6】【能力提升】（26-27九年级上·浙江台州·期中）在如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，且电源电压保持不变。当电路中接入“”的灯泡，在、之间接入一段导线时，闭合开关，灯泡恰能正常发光；断开开关，在、之间换接入一个“”的灯泡后，再闭合开关，下列说法不正确的是（     ） A．灯泡亮度将变暗些 B．电路的总功率变小 C．换接灯泡的亮度大于灯泡的亮度 D．换接灯泡接入后，的实际电功率为 【答案】D 【详解】A．灯泡的电阻 灯泡的电阻 当、间接导线时，电路只有工作，且正常发光，因此电源电压； 换接后，和串联，总电阻变大，电路电流变小。根据，的实际功率变小，因此亮度变暗，故A正确； B．电源电压不变，电路中的电流变小，根据，电路的总功率变小，故B正确； C．串联电路电流处处相等，根据，因为，所以的实际功率大于的实际功率，亮度更大，故C正确； D．串联电路电流 的实际功率，故D错误。 本题要求选择不正确的，故选D。 点睛：这类题的骨架是“导线短接→串联分压”。ab 间接导线时只有一只灯工作且正常发光，说明电源电压恰等于该灯额定电压；换接另一只灯后两灯串联，电阻大的分压多、更亮，而总功率一定变小。三步走完，四个选项自己排队。 【变式1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江温州·期中）如图E为电压可调的电源，R为定值电阻，电子元件D有稳压作用使UD 保持不变。U总为电源电压（），I为电路电流，P为定值电阻R的电功率，下列图像合理的是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AB．闭合开关，两电阻串联接入电路，根据串联电压规律结合欧姆定律可得通过电路的电流 分析函数关系可知I与是一次函数，故A不符合题意，B符合题意； CD．定值电阻R的电功率 分析函数关系可知P与是二次函数，故CD不符合题意。 故选B。 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）图是一种显示汽车油箱中油量的装置图，其中滑杆P相当于滑动变阻器R的滑片，下列关于该装置的说法错误的是（     ） A．若电流表读数减小，滑动变阻器R两端的电压减小 B．若电流表读数增大，表明油量增多 C．若电流表读数减小，电阻R0的功率减小 D．若电流表读数增大，R接入电路的电阻减小 【答案】A 【详解】A．图中滑动变阻器、定值电阻、电流表串联；若电流表读数减小，则电路中电流减小，由可得定值电阻两端电压减小，则滑动变阻器R两端的电压增大，故A错误； B．若电流表读数增大，则电路中电流增大，则电路中总电阻减小，则滑动变阻器R接入电路中的电阻减小，则滑片向下滑动，油箱中油量增多，故B正确； C．若电流表读数减小，则电路中电流减小，由可知，电阻R0的功率减小，故C正确； D．若电流表读数增大，则电路中电流增大，则电路中总电阻减小，则R接入电路的电阻减小，故D正确。 本题选择错误的，故选A。 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）如图所示的电路，小灯泡标有“6V  6W”的字样，电源电压恒为9V，小灯泡电阻不变。闭合开关S，当滑动变阻器滑片P移到某一位置时，小灯泡恰好正常发光。求： (1)小灯泡的额定电流I及电阻R。 (2)灯泡正常发光时滑动变阻器的功率。 (3)节目演出某灯组需要用2000个这样的小灯泡正常工作30天，每天平均工作5小时，消耗的总电能W是多少？ 【答案】(1)1A，6Ω (2)3W (3)1800kW⋅h 【详解】（1）小灯泡标注的“6V  6W”是额定电压、额定功率，由可知，小灯泡的额定电流 由可知，小灯泡电阻 （2）由电路图可知灯泡和滑动变阻器串联，串联电路电流处处相等，灯泡正常发光时电路电流等于灯泡额定电流； 根据串联电路分压规律，滑动变阻器两端电压 因此滑动变阻器的功率 （3）总工作时长 小灯泡额定功率 2000个小灯泡同时正常工作的总功率 消耗的总电能 模块七　影响电流热效应的因素（焦耳定律）【能力提升】 重难点 必记结论 易错警示 转换法看什么 用 U 形管液面高度差、温度计示数、火柴被点燃等可见现象，反映电流产生热量的多少。 看到液面差为零就断定断路（也可能是装置漏气）。 控制变量怎么连 探究 Q 与 R：两电阻串联，保证电流、时间相同；探究 Q 与 I：并联分流，比较同一容器在不同电流下的热量。 探究 Q 与 R 时把两电阻并联。 结论的规范表述 电流、通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多；电阻、时间相同时，电流越大热量越多，且 Q∝I2。 把“热量与电流的平方成正比”说成“与电流成正比”。 【典例7】【能力提升】（26-27九年级上·浙江宁波·阶段检测）如图所示是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，下列说法正确的是（     ） A．甲装置可探究电流产生热量与电流的关系 B．甲装置通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧大 C．闭合开关一段时间，乙装置U形管两侧液面高度差为零，一定是电路断路了 D．把乙装置的R3和R2都放入右侧空气盒内，连接方式不变，能探究电流产生的热量与电阻的关系 【答案】D 【详解】A．甲装置中两个电阻丝串联，通过的电流、通电时间完全相同，只有电阻大小不同，因此探究的是电流产生热量与电阻的关系，无法探究和电流的关系，故A错误； B．甲装置串联电流相同，右侧电阻10Ω大于左侧的5Ω，根据焦耳定律，相同时间内右侧电阻产生的热量更多，因此右侧U形管液面高度差比左侧大，故B错误； C．乙装置两侧液面高度差为零，除了电路断路，还可能是装置漏气等原因，故C错误； D．将乙装置的R3​和R2​都放入右侧空气盒内、连接方式不变时，R2​和R3并联，总等效电阻小于5Ω；此时左侧盒内是5Ω的R1​，左右两侧电阻丝的总通电电流、通电时间完全相同，只有总电阻不同，符合控制变量法的要求，可以探究电流产生的热量与电阻的关系，故D正确。 故选D。 点睛：焦耳定律实验题只有两个抓手：一是“看什么”判转换法，二是“怎么连”判控制变量。甲图两电阻串联、电流相同，用来研究 Q 与 R；乙图并联分流，用来研究 Q 与 I。抓住这两条，“并联以控制电压相等”之类的话一眼就错。 【变式1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江台州·期中）如图所示是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。 (1)甲、乙实验中是通过观察_________来反映电流产生热量的多少。 (2)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝按图示连接，通电一段时间后，____（选填“左”或“右”）侧容器产生的热量更多。 (3)图乙装置接通电路后，通过的电流为0.5安，则通过的电流为______A。 (4)小科同学在甲、乙装置的基础上想到了用电热丝加热等质量的水和煤油，探究“不同物质的吸热能力”，设计了如图丙所示的实验装置，则烧瓶甲内的电阻阻值应______（选填“大于”、“小于”或“等于”）烧瓶乙中的电阻阻值。 【答案】(1)U形管两侧液面的高度差 (2)右 (3)1 (4)等于 【详解】（1）电阻丝通电产生的热量使密闭容器内空气温度升高、压强增大，从而使U形管两侧液面产生高度差。空气吸收的热量越多，液面高度差通常越大，采用转换法反映电流产生热量的多少。 （2）图甲中5Ω和10Ω两电阻串联，通电时间相同，电流也相同。根据焦耳定律，电阻越大，产生的热量越多，因此右侧10Ω电阻丝产生的热量更多。 （3）图乙中右侧容器内的与容器外的并联，阻值均为5Ω，故两支路的电流相等；左侧位于干路，通过它的电流为 （4）探究不同物质的吸热能力时，要使等质量的水和煤油在相同时间内吸收相同热量。图丙两电热丝串联，电流和通电时间相同，根据焦耳定律，应使两电热丝电阻相等。 【变式2】【能力提升】（25-26九年级上·浙江台州·期末）小柯利用如图所示的电阻和三个封闭有等量空气的透明容器完成“焦耳定律”的探究实验（部分装置未画出）。 (1)容器内选用空气作为介质进行实验，优点是____________。 (2)比较____________两个装置可探究电流通过导体时产生的热量与电流的关系。 (3)比较甲乙装置可得到结论：相同时间内____________。 (4)仅用R5=20欧替代R4，装置丙中U形管高度差会变____________。 【答案】(1)空气膨胀更明显 (2)乙、丙 (3)通过导体的电流一定时，导体电阻越大，电流产生的热量越多 (4)大 【详解】（1）相同热量下空气的体积变化更显著，能让U形管的液面高度差变化更快、更明显，便于实验观察。 （2）探究电热与电流的关系时，需要控制导体电阻、通电时间相同，改变电流大小。乙和丙的容器内电阻都是10Ω，且丙容器外并联了R4分流，使得通过R2、R3的电流不同，符合实验控制变量的要求。 （3）甲乙装置中R1=5Ω、R2=10Ω，二者串联，所以电流和通电时间完全相同，电阻更大的乙对应U形管液面差更大，可以得出相同时间内，通过导体的电流一定时，导体电阻越大，电流产生的热量越多。 （4）原本R3和R4都是10Ω，替换为20Ω的R5后，丙容器外并联支路的总电阻变大，整个电路的总电阻随之变大，干路电流变小；但并联部分的分压会变大，也就是R3两端的电压变大，由焦耳定律公式可知通过R3的电流会变大，相同时间内R3产生的热量变多，因此丙的U形管高度差变大。 【变式3】【拓展拔高】（25-26九年级上·浙江湖州·期末）小明利用阻值不同的电阻丝若干、蓄电池、火柴、开关和导线若干，进行“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验探究，提出了下列猜想： A．与通电时间有关　　B．与电阻大小有关   C．与电压大小有关　　D．与电流大小有关 (1)将某一电阻丝接入电路，保证安全的情况下使火柴头紧贴电阻丝，闭合开关一段时间后火柴才燃烧，这验证了猜想___________； (2)探究猜想B时，如图所示，将10Ω和20Ω的电阻丝串联接入电路。闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴均未燃烧。为了得出实验结论，在不改变电源电压的情况下，选择下列哪组电阻丝进行实验更合理?___________（填字母序号） A．20Ω　 30Ω B．15Ω　15Ω C．5Ω　25Ω (3)小明想利用图1探究猜想C时，发现图1中电阻、电压都不相同，存在两个变量。因此小明又进行了如图2所示探究：将两个同型号的直流电动机串联在电路中，给电动机施加外力使其减慢转速，发现示数减小，示数增大。维持示数不变，每隔30秒用电子温度计测量电动机的温度，记录数据T1、T2如表所示。 表：t表示时间，T表示温度 时间t/s 0 30 60 90 120 150 温度T1/℃ 17.8 19 20 21.2 21.9 22.4 温度T2/℃ 17.8 19.1 20 21.2 22 22.6 ①在实验中，采用串联方式连接两个电动机的目的是___________。 ②通过对实验数据的分析，小明进一步理解了焦耳定律为何表述为，而不是。请结合实验情景，说说小明这样认为的理由___________。 【答案】(1)A (2)C (3) 保证通过两个电动机的电流相等，控制电流相同 根据表中数据，在误差允许的范围内，电阻产生热量与电压无关 【详解】（1）将某一电阻丝接入电路，闭合开关一段时间后火柴才燃烧，说明通电时间越长，产生热量越多，综上分析可知，A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （2）探究“热量与电阻的关系”，需要电阻差别更大，现象才更明显。原来10Ω和20Ω差别不够大，应选阻值差距更大的一组，故选C。 （3）①两个电动机串联的目的：保证通过两个电动机的电流相等，控制电流相同； ②小明理解焦耳定律是而不是的理由：电动机不是纯电阻用电器，消耗的电能一部分转化为机械能，一部分转化为内能。电压大的电动机，电能更多转化为机械能，产生的热量并不与电压平方成正比。根据表中数据，在误差允许的范围内，电阻产生热量与电压无关。因此电热只能用计算，不能用。 模块八　测定小灯泡的功率【能力提升】 重难点 必记结论 易错警示 原理与电路连接 P＝UI，伏安法：电压表并联在灯两端，电流表串联，滑动变阻器“一上一下”串联限流。 把电压表并在滑动变阻器两端，读数当成灯的电压。 故障判断看示数 灯不亮＋电流表无示数＋电压表有示数→灯断路；灯不亮＋电流表有示数＋电压表示数为零→灯短路。 把“短路”和“断路”的电表示数记反。 额定功率的读取 必须把电压调到额定值再读电流，P_{额}＝U_{额}I；I-U 图线弯曲说明灯丝电阻随温度升高而变大。 在 I-U 图上任取一点算“额定功率”。 【典例8】【能力提升】（26-27九年级上·浙江嘉兴·期中）学习小组开展“测量小灯泡的功率”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)闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应移到________。闭合开关后移动变阻器的滑片，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，变阻器的滑片向左移动过程中，电流表与电压表示数的比值将________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】(1) 最右端 3.8 (2)变小 【详解】（1）闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应移到最大阻值处，即最右端； 小灯泡的额定功率是其在额定电压下工作的功率，已知小灯泡额定电压为3.8V，因此当电压表示数为3.8V时，小灯泡正常发光，读出对应电流即可计算额定功率。 （2）电流表与电压表示数的比值为，根据欧姆定律，该比值等于小灯泡电阻的倒数。 变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路总电流增大，小灯泡两端电压升高；由小灯泡的I-U曲线可知，小灯泡电压升高时，灯丝温度升高，灯丝电阻随温度升高而增大，因此变小，即电流表与电压表示数的比值将变小。 点睛：测功率实验的分几乎都在三处：连线（变阻器一上一下、电压表量程）、故障（看哪只表有示数）、数据（必须调到额定电压再读电流）。I-U 图线弯曲不是误差，而是“灯丝电阻随温度升高而增大”的证据。 【变式1】【基础巩固】（25-26九年级上·浙江宁波·期末）如图甲所示为测量标有“3.8V”字样的小灯泡额定功率的电路图。 (1)连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应移到最____________（填“左”或“右”）端。 (2)当电压表示数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为____________W。 (3)在实验中，甲同学把电流表与电压表的位置互换，闭合开关后造成____________（填选项）。 A．电流表被烧坏 B．电压表被烧坏 C．小灯泡被烧坏 D．小灯泡不亮 (4)乙同学的电流表损坏了，老师告诉他已经没有电流表可换了，而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关，该同学重新设计了如图丙所示的电路，在不改变该电路连接的情况下，也能测出小灯泡的额定功率。他正确连接电路后，接下来的实验步骤是：闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，使电压表的示数为3.8V；保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，记下电压表的示数U；得出小灯泡额定功率的表达式P=____________。 【答案】(1)左 (2)1.14 (3)D (4) 【详解】（1）连接电路时，闭合开关前，滑动变阻器需要调到最大阻值处，起到保护电路的作用。从甲图可见，滑片向左移动时滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长、电阻变大，因此滑片应移到最左端。 （2）图乙的电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.3A；小灯泡的额定功率 （3）电流表和电压表互换位置后，电压表串联接入电路，由于电压表的内阻极大，电路中电流几乎为零，因此电流表、灯泡都不会烧坏，灯泡不发光；同时电压表相当于直接接在电源两端，测量电源电压，也不会烧坏，故选D。 （4）该电路中灯泡L和定值电阻R始终串联，闭合开关S、S1，断开S2，调节滑片让灯泡电压为3.8V，保证灯泡正常工作； 保持滑片不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，电压表测量灯泡和定值电阻的总电压U，因此定值电阻R两端的电压为，串联电路的电流处处相等，灯泡的额定电流等于R的电流 最终灯泡额定功率 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江台州·期中）小科做测定“小灯泡额定功率”实验时，所用器材有电压恒为的电源，额定电压为的小灯泡，滑动变阻器、电表、开关和导线。 (1)闭合开关，小科发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，故障原因可能是______________。 (2)小科测得小灯泡在不同电压下的电流，在图乙中画出图线a，根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率__________； (3)根据曲线a小科发现小灯泡灯丝的阻值会随着温度的变化而变化，但不能直观判断“小灯泡电阻是随着温度的升高而变大还是变小”。老师建议他在图乙中再画出定值电阻曲线b，只要比较图乙中的A、B、C三点，就能比较出灯丝电阻随温度变化的规律是__________________________________________。 (4)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．“10 Ω 1 A”的滑动变阻器 B．“20 Ω 0.5 A”的滑动变阻器 【答案】(1)小灯泡断路 (2)0.75 (3)灯丝的电阻随温度的升高而增大 (4)B 【详解】（1）电流表无示数说明电路断路，电压表有示数，说明电压表两端到电源是通路，所以故障是小灯泡断路。 （2）小灯泡额定电压是 2.5 V，由图像可知额定电流为 0.3 A，小灯泡的额定功率。 （3）b是定值电阻的 I-U 图像，同一电压下，C 点电流比 A 点大，根据，C点灯丝电阻更小，即；电压升高到 2.5 V 到达 B 点，电流变大，灯泡功率变大、温度升高，此时小灯泡在B点的电阻，与这个定值电阻阻值相等，即灯丝电阻变大，所以灯丝电阻随温度升高而变大。 （4）灯泡正常发光时，滑动变阻器分压 电路电流，滑动变阻器接入电阻 所以滑动变阻器最大阻值要大于 11.7 Ω。 故选 B。 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江湖州·期中）小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为），小灯泡（额定电压为，灯丝电阻约为），电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线若干。 (1)请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连接完整____________。 (2)连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能是__________。 (3)排除故障后，移动滑动变阻器滑片的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为__________，分析乙中图像发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是________________。 (4)小华打算增加一个阻值为的定值电阻，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是__________。 A．两种方案都能 B．两种方案都不能 C．丙方案能，丁方案不能 D．丙方案不能，丁方案能 【答案】(1) (2)灯泡短路 (3) 0.625 灯丝的电阻受温度影响 (4)B 【详解】（1）实验中，灯泡应与滑动变阻器和电流表串联，电压表接在灯泡两端；如图甲，先连接电压表的正接线柱与灯泡右端的接线柱，再连接电压表的负接线柱与灯泡左端的接线柱。 （2）闭合开关后，电流表有示数，说明电路为通路，发现小灯泡始终不发光，电压表无示数，原因是灯泡（或电压表）短路。 （3）由图像可知，灯泡电压为2.5V时的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率 由乙图的图像可知，灯泡两端的电压越大，通过灯泡的电流越大，灯泡的实际功率越大，灯丝的温度越高，灯丝的电阻越大；因此影响其变化的主要原因是灯丝的电阻受温度影响。 （4）图丙中，无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，此方案不能测定小灯泡的额定电功率；图丁中，R0、小灯泡、变阻器三者串联，S接a时，电压表测定值电阻的电压，当开关接b时测量灯和定值电阻的总电压，不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V，所以此方案不能测出小灯的额定电功率，故选B。 模块九　常用电热器【基础巩固】 重难点 必记结论 易错警示 工作原理与能量账 电流的热效应：电热器把电能几乎全部转化为内能，纯电阻下 Q＝W＝Pt＝UIt。 算热量时又用效率、又用 Q＝W，重复折算。 多挡位电路的判断 接入电阻越小，功率越大，挡位越高：两电阻并联为高温挡，串联为低温挡，只接一个电阻为中温挡。 认为“开关越多挡位越高”，不看实际接入的电阻。 电热器的效率 η＝Q_{吸}/W_{电}×100%，Q_{吸}＝cmΔt；实际效率总小于 100%。 取 η＝100% 却不写“不计热损失”的前提。 【典例9】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江湖州·期中）如图是某电热袋及其主要参数，电热袋通过内部的电热丝加热液体，实现安全取暖。 主要参数 袋内液体的质量： 额定电压： 额定功率： (1)电热袋中的液体选用电解质溶液，主要利用了其__________大的性质。 (2)该电热袋正常通电加热时的电流是__________安。 (3)手捂着该电热袋，手变暖了，是通过__________的方式改变了手的内能。 【答案】(1)比热容 (2)2 (3)热传递 【详解】（1）电热袋中的液体选用电解质溶液，主要利用了其比热容大的性质，和相同质量的其它液体相比较，降低相同的温度，电解液放出的热量更多。 （2）由主要参数可知，电热袋的额定电压为220V，额定功率为440W，该电热袋正常通电加热时的电流 （3）手捂着该电热袋，手吸收电热袋的热量，手变暖了，这是通过热传递的方式改变了手的内能。 点睛：电热器题的通用套路是“铭牌找额定→P＝U2/R 求电阻→用 Q＝Pt 和 Q＝cmΔt 两头对账”。挡位判断只记一句：接入电阻越小，功率越大，挡位越高。 【变式1】【基础巩固】（26-27八年级上·浙江舟山·期中）如图甲所示为便携式封口机，其工作原理是利用电流的______效应，使发热电阻快速升温，熔化塑料包装实现封口。图乙为其电路原理图，已知封口机正常工作时电流为4A，发热电阻R的阻值为1.25Ω。闭合开关，10s内电阻产生的热量为______J。某同学按照原理图自制了一个简易塑料袋“封口机”，如图丙所示。检验时发现电阻丝产生的热量太少，不足以使塑料熔化，可以______（选填“增大”或“减小”）电阻丝的阻值。 【答案】 热 200 减小 【详解】便携式封口机利用电流通过导体时产生热量的特性工作，该现象是电流的热效应； 10s内电阻产生的热量为 图丙中电源为两节干电池，电源电压恒定，根据电热推导公式可知：在电压和通电时间不变时，减小电阻丝的阻值，可以增大产生的热量，使塑料熔化实现封口。 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江台州·期中）如图是某电烙铁，利用电流的______效应工作。电路中发热电阻阻值为4 Ω，正常工作时电流为2 A，闭合开关，通电5 s电阻产生的热量为______J。如果电烙铁温度太高容易烧坏工件，若电源电压不变，可采取的改进措施有：______。（写出一条即可） 【答案】 热 80 换用阻值更大的发热电阻 【详解】电烙铁工作时，将电能转化为内能，利用电流的热效应工作的。 5s内电阻产生的热量为 如果电烙铁温度太高容易烧坏工件，发热电阻产生的热量过多，温度过高，由可知，要减小电阻产生的热量，电源电压不变，换用阻值更大的发热电阻。 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江金华·期中）空气炸锅为我们的生活带来便利，如图是某品牌空气炸锅的简化电路图。额定电压为220V，R1、R2均为发热电阻，挡位开关S可切换低温挡、高温挡。已知高温挡功率为840W，R2阻值为121Ω。试分析： (1)开关S打至________（选填“1”或“2”）位置时，空气炸锅处于高温挡。 (2)发热电阻R1的阻值为多大？ (3)小叶同学用该空气炸锅烤红薯时，先用高温挡烤制20分钟，再调至低温挡烤制15分钟，请计算整个过程消耗的电能。 【答案】(1)1 (2) 110Ω (3) 【详解】（1）由可知，电源电压220V恒定，电路总电阻越小，总功率越大。当开关S打至1位置时，R1与R2并联，总电阻小于任意一个分电阻，总功率更大，因此此时空气炸锅处于高温挡；开关S打至2位置时，R1被短路，只有R2工作，总电阻更大、功率更小，为低温挡。 （2）R2单独工作时的功率 高温挡时R1、R2并联，总功率为840W，因此R1的功率 R1的阻值 （3）高温挡工作时间 低温挡工作时间 低温挡功率等于R2的功率400W。消耗的总电能为两个挡位消耗电能之和，大小为 模块十　焦耳定律的计算公式及其应用【能力提升】 重难点 必记结论 易错警示 Q＝I2Rt 的普适性 Q＝I2Rt 对任何电路都成立；只有纯电阻电路才有 Q＝W＝UIt＝U2t/R。 对电动机用 Q＝W＝UIt 算发热量，结果偏大。 电动机的三个量 消耗的电能 W＝UIt，产生的热量 Q＝I2Rt，输出的机械能 E＝W－Q；线圈电阻不能用 R＝U/I 求。 用 R＝U/I 求电动机的线圈电阻。 电热的分配比 串联时 Q_{1}:Q_{2}＝R_{1}:R_{2}；并联时 Q_{1}:Q_{2}＝R_{2}:R_{1}。 串、并联的热量分配比记反。 【典例10】【能力提升】（26-27九年级上·浙江温州·期中）如图是研究电流热效应的示意图，两容器中电阻丝的阻值。比较通电后通过两根电阻丝的电流I甲、I乙和两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内产生的热量Q甲、Q乙，下面关系中正确的是（     ） A．， B．， C．， D．， 【答案】C 【详解】两段电阻丝串联在同一电路中，串联电路电流处处相等，故。由且可知。由焦耳定律，在I、t 相同时Q与R成正比，故；由分析可知，C正确，ABD错误。 故选C。 点睛：串联电路里“电流处处相等”是解题的钥匙：先由电流相同、用 U＝IR 判断谁分压多，再用 Q＝I2Rt 判断谁发热多。电阻一大，电压、热量同向变大，三个量不必各算一遍。本题是串联，千万别按并联去比。 【变式1】【基础巩固】（26-27九年级上·浙江温州·期中）氮化镓（GaN）快充充电器凭借体积小巧、充电效率高、能耗低等优势已广泛应用于日常生活。如图为某品牌多挡位氮化镓快充充电器的实物图及铭牌的部分参数。 输入：100-240V  1.7A 正常输出：5V==3A 快速输出  5-20V==6.2-3.25A（67W  MAX） (1)该充电器快速输出时最大功率为67W，此时其输出电压为 20V，则输出电流为____A。 (2)与正常输出相比，采用快速输出充电过程中，充电器外壳出现发热会更____（选填“多”或“少”）。 【答案】(1)3.35 (2)多 【详解】（1）该充电器的输出电流 （2）快速输出时输出功率大，电路中的电流大，由焦耳定律可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大产生的热量越多，所以外壳发热更多。 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江·单元测试）能量转化和守恒定律是自然界普遍遵循的定律。小塘设计了如图所示的电路，验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是守恒的。为寻找适合用于验证能量守恒的最佳电阻值，进行了如下探究。（电源电压不变，装置气密性良好） 【实验步骤】 ①将阻值为1Ω的电阻丝接入电路，如图连接并安装好装置； ②在内筒中加入初温为t0的适量水m克，并盖紧盖子； ③闭合开关，将滑动变阻器滑片移动至适当位置后，记录此时电流表示数为2A； ④加热过程中不断上下缓慢移动搅拌器，当温度升高了30℃时，记录______； ⑤多次更换不同电阻的电热丝并控制电流不变，重复上述实验并记录相关数据。 ⑥分别计算电热丝消耗电能和水吸收热量并计算能量之比。 【实验记录与处理】 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 电流值（A） 2 2 2 2 2 2 2 2 电阻丝阻值（Ω） 1 2 3 4 5 6 7 8 电热丝消耗电能与水吸收热量之比 1.56 1.50 1.26 1.19 1.17 1.15 1.11 1.10 (1)上下移动搅拌器的目的：_________________________________。 (2)请将步骤④补充完整_____________________________________。 (3)当电阻丝电阻从1Ω更换至2Ω重复实验时，滑动变阻器将向______（选填“左”或“右”）滑动。 【答案】(1)使水受热均匀 (2)加热时间 (3)左 【详解】（1）上下缓慢移动搅拌器可以使内筒中各处的水充分混合，使水受热均匀，减小局部温度差，从而使温度计示数更能反映水的整体温度。 （2）实验需要根据电热丝的电阻、电流和通电时间计算电热丝消耗的电能。实验中控制电流不变，并规定水的温度升高相同，因此当温度升高到规定值时，应记录加热时间。 （3）电源电压不变且实验要求控制电流不变，因此电路的总电阻应保持不变。更换后电热丝的电阻增大，滑动变阻器接入电路的电阻应减小；根据图中的接法，滑片向左移动时接入电路的电阻减小，所以应向左滑动。 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江宁波·阶段检测）如图甲为某款双控温多功能家用涮烤两用分体电火锅。该锅可实现汤锅、烧烤同时进行，也可以分开控制。其部分简化电路图如图乙；开关控制对中央区域汤锅进行加热的电路，、均为加热电阻，与温控开关并联，可以实现汤锅的保温和加热功能；两烧烤盘区域左、右可分别控制左右两盘的加热电阻、。该涮烤锅部分参数如表所示。求： 额定电压 额定功率 汤锅 烧烤盘 加热 保温 左盘 右盘 (1)汤锅加热状态正常工作时，的电阻为多少？ (2)若的电阻为，则该汤锅保温挡的额定保温功率为多少？ (3)在一次野外烧烤中通过很长的导线从一电压为的农家将电源引到烧烤点，发现烤肉速度比较慢。经分析因为距离远，导线有一定电阻（但远小于加热电阻阻值），所以导线会消耗些电能；当只让烧烤盘右盘工作时，测得右盘的实际功率只有，求此时导线上消耗的电功率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）因为是汤锅的加热状态，所以开关必定闭合。由电路图可知，当开关和温控开关均闭合时，电阻被短路，电路中只有工作；当开关闭合而温控开关断开时，两电阻串联。由可知，电路电阻越小功率越大，因此，当电路中只有工作时，汤锅处于加热状态，即的电阻为 （2）当汤锅保温时，开关闭合而温控开关断开，两电阻串联，则额定保温功率为 （3）由表格可知，右盘的额定功率，额定电压，则右盘的加热电阻为 当只让右盘工作时，导线与右盘串联。已知右盘的实际功率，此时右盘的实际电压为 由于电源总电压为，据串联电路电压规律，导线两端的电压为 由于在串联电路中，电流相等，电功率与电压成正比，因此导线上消耗的电功率为 模块十一　电功与热量的综合计算【拓展拔高】 重难点 必记结论 易错警示 电热综合三行式 电：W＝Pt＝UIt；热：Q_{吸}＝cmΔt；效率：η＝Q_{吸}/W。三步一条线，单位统一到 J。 电能用 kW·h、热量用 J 直接相除。 求“加热时间”的套路 先由挡位定功率，再由 Q_{吸} 和 η 反推所需电能，最后由 t＝W/P 求时间。 求时间时忘记除以效率。 额定值不能当实际值 铭牌只给额定值；已知实际电压或电流时，P_{实}＝U_{实}I_{实} 或 P_{实}＝U_{实}2/R_{灯}。 把额定功率直接代入实际电压去算电能。 【典例11】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江温州·期中）小科家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，查阅使用说明书发现坐垫加热电路有高、中、低三挡，部分参数如表所示。如图乙所示为坐垫加热电路的示意图，加热电阻为R1和R2，单刀双掷开关S2可接a或b。请回答下列问题： 低温挡功率/W 22 中温挡功率/W 44 高温挡功率/W 88 (1)开关处于____________（填字母）时，电路处于高温挡。 A．S闭合，S1闭合，S2接a B．S闭合，S1闭合，S2接b C．S闭合，S1断开，S2接a D．S闭合，S1断开，S2接b (2)中温挡加热时，电路中的电流是多少安？ (3)R2的阻值是多少？ 【答案】(1)A (2) 0.2A (3) 【详解】（1）‌根据，电源电压恒定，电路总电阻越小，总功率越大，挡位越高。 A．S闭合，S1闭合，S2接a时，R1与R2并联，电路总电阻最小，总功率最大，对应高温挡，故A符合题意； B．S闭合，S1闭合，S2接b时，R2被短路，电路中只有R1工作，电阻大于并联总电阻，功率小于高温挡，故B不符合题意； C．S闭合，S1断开，S2接a时，电路为断路，没有电流通过R1和R2，故C不符合题意； D．S闭合，S1断开，S2接b时，R1与R2串联，总电阻最大，总功率最小，对应低温挡，故D不符合题意。 故选A。 （2）由表格数据可知，中温挡功率， 由可知，电路电流 （3）结合挡位功率可知：中温挡为单个电阻R1工作的状态，低温挡是R1、R2串联的工作状态。中温挡时，R1阻值 低温挡两电阻串联的总电阻 根据串联电阻规律可得 点睛：多挡位电热题先画一张“电阻地图”：两电阻串联总电阻最大、对应低温挡，并联或只接小电阻时总电阻最小、对应高温挡；再由 P＝U2/R 定出各挡功率。挡位—功率—热量三步不能跳，跳一步就错一片。 【变式1】【基础巩固】（26-27八年级上·浙江舟山·期中）我市鼓励家庭使用峰谷电，具体收费方案如表所示。小舟家使用的电子式电能表的铭牌上标有1200imp/kW·h，即每消耗1kW·h电能，指示灯闪烁1200次。 时段 时间范围 电价（元/kW·h） 峰电 8：00-22：00 0.568 谷电 22：00-次日8：00 0.288 (1)小舟使用电热水器将50千克的水温度升高20℃，此过程中水至少吸收的热量为______焦；（水的比热容是4200J/（kg·℃）） (2)小舟家调整用电时段，每天将原本峰电时段的2kW·h用电调整到谷电时段，每月（以30天计）可省______元； (3)小舟观察到电能表5分钟内闪烁120次，这段时间内消耗的电能是______焦。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）此过程中水至少吸收的热量为 （2）每调整的用电，可节省的差价为 每天调整，30天总共调整的用电量为 总节省金额 （3）闪烁120次消耗的电能 【变式2】【能力提升】（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）冬天，为保持水族箱内水温较为恒定，并提高水中二氧化碳含量，小科应用学过的知识分别设计制作了恒温水箱和二氧化碳补给装置。小科设计的恒温水箱局部电路图如图甲所示。其中S为温控开关，R是“220 V  500 W”的电热丝。 (1)开关S闭合，电热丝正常工作，给水箱加热30分钟，消耗多少度电？ (2)将质量为5 kg的水，从10℃加热到30℃，水需要吸收多少热量？ (3)该水箱这次加热的效率为多少？ (4)小科利用简单器材制作了简易二氧化碳补给器，主要结构如图乙所示。通过一定的增压方法将稀硫酸压入塑料瓶B与小苏打反应。（稀硫酸和小苏打反应的化学方程式为）要使每分钟供给水族箱，每日需供给10小时，求每日二氧化碳补给器消耗小苏打的质量（列式计算） 【答案】(1)0.25度 (2) (3) (4)2.52g 【详解】（1）电热丝正常工作时功率 加热时间 消耗电能 （2）水升高的温度 水需要吸收热量 （3）消耗电能 该水箱这次加热的效率为 （4）每日需要二氧化碳的质量 设每日需要消耗碳酸氢钠的质量为x，则 解得，每日二氧化碳补给器消耗小苏打的质量2.52g。 【变式3】【拓展拔高】（26-27九年级上·浙江台州·期中）如图1所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中、为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三挡，中温挡的额定功率为，求： (1)电热水壶调至中温挡正常加热，将温度为的水烧开（标准大气压下）需要，水所吸收的热量及电热水壶的效率；[水的比热焦/（千克）] (2)电热水壶高温挡的额定功率。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量 中温挡加热20min消耗的电能 电热水壶的效率 （2）由题知，R1、R2为阻值相同的电热丝，设 甲图为开路；乙图中两电阻串联，则 丙图中只有电阻R1工作，，则 丁图中两电阻并联，则 由以上分析可知，丙图为中温挡，丁图为高温挡，则电热水壶高温挡的额定功率 一句话记忆卡 ①电功看“多少”，电功率看“快慢”，P＝W/t 是两者唯一的桥，别拿“多少”定义“快慢”。 ②W＝UIt 通吃一切电路；P 用 kW、t 用 h 才得 kW·h，1 度＝3.6×106 J。 ③电能表只测电功：示数差是度数，n/N 得 kW·h，再除以时间才是功率。 ④亮度只认实际功率：正常发光比额定，串联比电阻，并联比电阻倒数。 ⑤P＝W/t＝UI 普适，P＝I2R、P＝U2/R 只对纯电阻；N·m 是功的单位，不是功率。 ⑥动态电路三步：定不变量→看电阻怎么变→推电流、电压、功率，串联用 I2R，并联用 U2/R。 ⑦焦耳定律实验两抓手：转换法看液面差，控制变量看连接（比 R 用串联，比 I 用并联分流）。 ⑧测小灯泡功率：开关断开、滑片最大、调到额定再读数；灯短路电压表为零，灯断路电流表为零。 ⑨电热器挡位只记一句：接入电阻越小，功率越大，挡位越高。 ⑩Q＝I2Rt 普适；电动机 W＝UIt、Q＝I2Rt、E＝W－Q，线圈电阻不能用 U/I 求。 ⑪电热综合三行式：W＝Pt、Q_{吸}＝cmΔt、η＝Q_{吸}/W，中间量一律用 J。 过关检测 一、选择题 题型1　电功与电功率的概念辨析【基础巩固】 1．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）人人都应养成节约用电的习惯。对于1 kW·h的理解，下列说法正确的是（     ） A．kW·h是电功率的单位 B．只能同时点亮4只250 W的灯泡 C．等于 D．可供1 kW的用电器正常工作1 h 【答案】D 【详解】A．千瓦时（kW•h）是电功的单位，不是电功率的单位，故A错误； B．1kW·h等于1kW的用电器正常工作1h消耗的电能，与同时工作用电器的多少无关，故B错误； C．单位换算，故C错误； D．1kW·h等于1kW的用电器正常工作1h消耗的电能，故D正确。 故选D。 2．（26-27九年级上·浙江温州·期中）如图为某电动机的铭牌，据此可知该电动机正常工作时的（     ） 电动机 型号：Y200L-4 额定电压：220V 额定电流：3A A．线圈电阻 B．产生的电热 C．消耗的电能 D．消耗的电功率 【答案】D 【详解】铭牌给出额定电压220V和额定电流3A，由可直接算出额定功率，故能求出消耗的电功率； 电动机是非纯电阻电路，不能用计算线圈电阻，需用伏安法另行测量；电热需要知道线圈电阻，消耗的电能需要知道通电时间，都无法从铭牌直接得出，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）下列估算最接近实际的是（     ） A．家用电热水壶的功率约为100瓦 B．1千克水吸收焦的热量，温度可升高10℃ C．家用电动汽车充满电后，动力电池储存的电能约3600焦 D．把1只鸡蛋举高2米，做的功大约是1焦 【答案】D 【详解】鸡蛋举高2m，所做的功为 1kg水升温10℃，吸收的热量为 题给的热量只能使水升温 按常用电能单位换算 A．家用电热水壶额定功率通常在1000W以上，100W明显偏小，故A不符合题意； B．由上面的实际计算可知，1kg水吸收题给的热量只能升温约1℃，并非10℃，故B不符合题意； C．根据前面的单位换算，3600J仅相当于0.001kW·h，远小于电动汽车电池通常储存的电能，故C不符合题意； D．由前面计算可得，质量约0.05kg的鸡蛋举高2m所做的功约为1J，故D符合题意。 故选D。 题型2　电能表参数与电能读数【基础巩固】 4．（26-27八年级上·浙江舟山·期中）小明利用电能表测量某个家用电器的电功率。当电路中只有这个电器连续工作时，测得在1h内消耗的电能为1kW·h，那么这个用电器可能是（     ） A．家用空调 B．台灯 C．家用风扇 D．笔记本电脑 【答案】A 【详解】该用电器的电功率为 A．家用空调的电功率约为1000W，故A符合题意； B．台灯的电功率约为20W，故B不符合题意； C．电风扇的电功率约为60W，故C不符合题意； D．笔记本电脑的电功率约为30W，故D不符合题意。 故选A。 5．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）如图所示分别是小科家上月初和上月末电能表的表盘示数，下列选项正确的是（     ） A．该电能表允许通过的最大电流为20A B．电能表的表盘转1转，说明电路中消耗了600kW·h的电能 C．小科家上月消耗的电能为911kW·h D．电能表的表盘转得越快，电能表所在电路消耗电能越多 【答案】A 【详解】A．由表盘数据知道，该电能表允许通过的最大电流是20A，故A正确； B．由表盘数据知道，电能表的表盘转600转，说明消耗了1kW·h的电能，故B错误； C．电能表读数时，最后一位数字是小数；一个月消耗的电能等于月底的电能表示数减去本月初电能表的示数，故小科家上月消耗的电能为91.1kW·h，故C错误； D．电能表的表盘转得越快，电能表所在电路消耗电能越快，故D错误。 故选A。 6．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）元旦三天假期，小柯一家外出旅游，出门前和回家后两次查看电能表示数（如图所示）。发现耗电量较大，检查后发现除电冰箱在正常工作外，还有一个电器忘记关闭。则下列说法正确的是（     ） A．电能表测量的是电路中电功率的大小 B．电能表表盘每小时转3000转 C．除了电冰箱在正常工作，忘记关闭的电器可能是空调 D．小柯家在元旦三天假期内消耗的电能为 【答案】C 【详解】A．电能表测量的是电路消耗的电能（电功），不是电功率；测电功率用功率表。错误。 B．每消耗的电能，表盘转3000转，不是每小时转3000转，错误。 C．电冰箱：间歇性工作，三天耗电量很小，一般1‑2度电。总耗电大部分来自忘记关闭的用电器。平均总功率 空调功率一千瓦左右，符合；台灯、电视机功率只有几十到一两百瓦，达不到这么大功耗。所以忘记关闭的很可能是空调。正确。 D．小柯家在元旦三天假期内消耗的电能为，错误。 故选C。 题型3　额定功率与灯泡亮度比较【能力提升】 7．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）学习电功率后，小华观察家用电器的铭牌时，发现不同用电器的功率一般不同，对比图中两种家用电器的铭牌，下列说法中正确的是（     ） A．在一个月内，电热水器消耗的电能一定比电视机消耗的电能多 B．这两种家用电器正常工作时，电流通过电热水器做功快 C．这两种家用电器正常工作时，电视机的工作电流大 D．电热水器接在110 V的电路中，它的实际功率约为1000 W 【答案】B 【详解】AB．由图可知，电热水器的额定功率较大，则这两种家用电器正常工作时，电流通过电热水器做功较快，根据，因为时间未知，所以在一个月内，小华家电热水器消耗的电能不一定比电视机消耗的电能多，故A错误，B正确； C．电热水器的额定功率较大，额定电压相同，根据可知这两种家用电器正常工作时，电视机的工作电流较小，故C错误； D．电热水器额定功率为2000W，额定电压为220V，接在110V的电路中，电阻基本不变，根据，它的实际功率约为 故D错误。 故选B。 8．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）标有“220V  100W”的灯泡L1和L3与标有“220V  40W”的灯泡L2和L4，按图甲、乙所示方式分别接入220V电路中，下列说法正确的是（     ） A．甲中的两灯泡都能正常发光 B．甲中灯泡L1的实际功率等于乙中灯泡L3的实际功率 C．甲和乙中的四个灯泡L3最亮 D．灯泡L4消耗电能一定比L2多 【答案】C 【详解】按题图，甲中与串联，乙中与并联。 A．甲图两灯串联分压，均未达到额定电压，不能正常发光，故A错误； B．甲图两端的实际电压小于220V，所以实际功率小于100W；而乙图实际功率为100W，二者不相等，故B错误； C．四个灯泡中，乙图的实际功率100W最大，发光最亮，故C正确； D．电能等于功率与通电时间的乘积，题中没有规定各灯的通电时间，不能断定消耗的电能一定多于，故D错误。 故选C。 题型4　电功率计算与动态电路【拓展拔高】 9．（26-27九年级上·浙江嘉兴·期中）将灯接在电压为的电路中，功率为6W。若保持电压U不变，再在电路中连入灯，其灯泡上标示的数字如图所示，使电路的总功率为9W。在如图所示的四个电路中，连接正确的是（   ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AD．由题意可知，电源电压为3V，两灯串联，由串联电路的电压规律可知，两灯两端的电压都达不到额定电压，所以功率都达不到额定功率，电路的总功率小于9W，故AD错误； B．两灯并联在电源下，正常工作功率为；实际电压为，实际功率小于6W， 所以电路的总功率小于9W，故B错误； C．两灯并联在电源下，两个灯泡都在额定电压下正常工作：功率，功率，总功率，故C正确。 故选C。 10．（26-27九年级上·浙江·课后作业）转换法是实验探究中一种非常重要的研究方法。其核心思想是将不易直接观测或测量的物理量，通过其产生的效应，转换为容易观测或测量的物理量。如图所示实验中，没有用到此方法的是（     ） A．①研究电热与哪些因素有关 B．②研究动能大小与哪些因素有关 C．③测定小灯泡的电功率 D．④研究不同食物所含能量的多少 【答案】C 【详解】A．①研究电热与哪些因素有关，实验中用温度计示数变化来反映产生热量的多少，采用了转换法，A不符合题意。 B．②研究动能大小与哪些因素有关，用木块被撞击后移动的距离来反映小球的动能大小，采用了转换法，B不符合题意。 C．③测定小灯泡的电功率，通过电流表和电压表示数结合P=UI计算电功率，没有使用转换法，故C符合题意。 D．④研究不同食物所含能量的多少，用温度计示数大小来反映食物中所含能量的多少，采用了转换法，故D不符合题意。 故选C。 二、填空题 题型5　电功与电功率的定量计算【基础巩固】 11．（26-27九年级上·浙江杭州·期中）某只小灯泡上标有“6V  6W”字样，其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示。小灯泡正常工作时的电流为______A。那么当小灯泡两端的电压为2伏时，小灯泡的电功率为______瓦。 【答案】 1/1.0 1 【详解】小灯泡正常工作时电压为额定电压，根据图示可知，当灯泡两端电压为6V时，通过灯泡的电流为1A； 根据图示可知，当灯泡两端电压为2V时，通过灯泡的电流为0.5A，灯泡的实际功率 12．（26-27八年级上·浙江舟山·期中）如图所示，电源电压6V恒定，闭合S、断开，电流表读数为0.3A，若再闭合，发现电流表示数变化0.2A．则的阻值为______Ω。消耗的功率是______。 【答案】 30 1.8 【详解】由图可知，闭合开关S、断开开关S1时，电路为R2的简单电路，电流表测通过R2的电流，再闭合S1，R1、R2并联，电流表测量干路的总电流，根据并联电路的特点可知，R2两端的电压不变，R2的阻值不变，根据欧姆定律可知，通过R2的电流不变，则电流表示数的变化量即为通过R1的电流，R1的阻值 R2消耗的电功率 题型6　串并联电路的功率分配【能力提升】 13．（26-27九年级上·浙江台州·期中）如图所示，灯泡标有“6 V 3 W”、标有“6 V 2 W”字样，电源电压6 V恒定不变。闭合开关S，忽略温度对灯丝电阻的影响，则在甲、乙两电路中。 (1)流过的电流之比为______。 (2)电路消耗的总功率______（选填“”、“”或“”）。 【答案】(1)2∶5 (2)< 【详解】（1）由图可知，甲电路中两灯泡串联，乙电路中两灯泡并联。忽略温度对灯丝电阻的影响，两灯泡电阻不变。 根据额定参数，灯泡的电阻为 灯泡的电阻为 甲电路中流过的电流为 乙电路中流过的电流为 两电路中流过的电流之比为 （2）甲电路的总功率为 乙电路中两灯泡均正常发光，其总功率为 因为甲电路总功率小于乙电路总功率，所以 14．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）汽车大灯通常有“远光照明”和“近光照明”两种照明方式。如图甲是某汽车大灯的简化图，电源电压恒为12 V，A和B是灯泡内的两条灯丝，S为扇形旋钮开关，S与触点1、2接触时，开关断开。当“近光照明”时只有一条灯丝工作，当“远光照明”时两条灯丝同时工作。当大灯处在“远光照明”时，开关S与触点________接触；若照明大灯消耗的功率和时间的关系如图乙所示，则在此10 min内该大灯消耗的电能是_________J；由图乙还可知，当大灯在“远光照明”时，干路导线中的电流为________A． 【答案】 3、4 5 【详解】根据电路图知，当S与2、3接触时，电路为B的简单电路，电路的功率最小，接3、4时两个灯丝并联，电路中的总电阻最小，由可知，电功率最大；因此当“远光照明”时两条灯丝同时工作，S与触点3、4接触。 远光照明，两条灯丝并联工作，总电阻较小，电源电压不变，由可知，此时电路消耗的电功率最大；近光照明，只有一条灯丝工作，电路总电阻较大，电路消耗的电功率较小，由乙图，远光照明时电路消耗的功率为，近光照明时为，则远光照明消耗的电能为 近光照明消耗的电能为 10min内大灯消耗的总电能为 由可知，当大灯在“远光照明”时，干路电流 题型7　电能表与图像信息处理【能力提升】 15．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）220 V的家庭电路中某一电能表上标有3000 r/kW·h，电路中仅有一盏60瓦的电灯工作，请你计算一下，在1小时内，电能表的转盘应转动_____圈才是正常的。若电能表30分钟只转了75转，则灯泡的实际功率是____瓦，此时灯泡两端的电压_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）额定电压。 【答案】 180 50 小于 【详解】①1小时灯泡消耗电能 因此转数为。 ②转75转消耗实际电能为 实际功率为 ③灯泡电阻不变，由,可得，因此实际功率50W小于额定功率60W，所以实际电压小于额定电压220V。 16．（26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测）寒冷的冬天，小滨在书桌上铺了一层电热膜。如图甲所示，它是在绝缘的聚酯薄膜表面密密嵌入一根根的导电墨线，导电墨线两端与金属导线相连，两条金属导线接入电源后，电热膜以整个膜为加热面，持续均匀发热。 (1)电热膜是利用_____________原理工作的。 (2)为测量该电热膜的电功率，小滨关闭家中其他所有电器，只让该电热膜正常工作，如图乙所示的电能表表盘转动，测得电热膜的电功率为_____________W。 【答案】(1)电流的热效应 (2)300 【详解】（1）导电墨线中有电流通过时，电流做功使电能转化为内能，电热膜持续发热，利用的是电流的热效应。 （2）图乙电能表常数为2500r/(kW·h)，转盘转动125r。消耗的电能 电热膜正常工作，该电热膜的电功率 题型8　图像信息与动态电路【拓展拔高】 17．（26-27九年级上·浙江金华·阶段检测）图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。 (1)电源电压为_______V。 (2)滑动变阻器最大阻值为__________Ω。 (3)当滑片在a点时，通电1分钟，R0消耗的电能为_______J。 【答案】(1)6 (2)10 (3)1080 【详解】（1）甲图中和滑动变阻器串联，电流表测电路电流，测两端电压，测滑动变阻器两端电压。 滑片向左移动时，滑动变阻器接入电阻变小，电路电流变大：定值电阻的电压随电流增大而升高，因此图乙中上升的线是的变化图像；滑动变阻器的电压随电流增大而降低，下降的线是的变化图像。 串联电路总电压等于各部分电压之和，取电流的时刻，两端电压为，滑动变阻器两端电压为，因此电源电压 （2）滑片在点时滑动变阻器接入电阻最大，电路电流最小，对应图中最小电流，此时滑动变阻器两端电压，根据欧姆定律 （3）根据欧姆定律可得电阻R0的阻值为 当滑片在a点时，滑动变阻器连入电路中的电阻为0，此时消耗的电能为 18．（26-27九年级上·浙江金华·阶段检测）甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，假设灯丝电阻不受温度影响。     (1)当两灯均正常发光时，相同时间内灯泡______（填“甲”或“乙”）消耗的电能更多。 (2)某家庭电能表上标有“3000r/kW·h”字样。当电路中只有乙灯泡工作时，观察到4分钟内电能表转盘转了18圈。此时乙灯泡的实际功率为______W。 【答案】(1)乙 (2)90 【详解】（1）两灯正常发光时，实际功率等于各自的额定功率：甲灯额定功率为25W，乙灯额定功率为100W，根据电能公式，在相同时间内，功率越大，消耗的电能越多，因此乙灯泡消耗的电能更多。 （2）转盘转18圈时，乙灯消耗的电能 工作时间 可得实际功率为 三、解答题 题型9　多挡位电热器的计算【能力提升】 19．（26-27九年级上·浙江杭州·期中）如图甲所示的电饭锅，额定电压为220伏。从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，简化电路图如图乙所示，加热功率有高温、中温、低温三挡。加热的三挡均由自动开关、进行调节，其中和均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变，它在煮饭状态下，仅高温和中温挡进行交替加热，其功率和时间的关系如图丙。煮好饭后，电饭锅处于保温状态，其电功率最小，加热功率为低温挡。 (1)当电路中开关接b端，开关闭合时，电饭锅的加热功率处于______温挡； (2)计算该电饭锅的发热电阻的电阻值； (3)计算电饭锅在保温状态下的加热功率； (4)小敏上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在煮饭时，三级能效的热效率值范围为（热效率是指装置的有效输出能量与输入能量的比值）。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在煮饭状态下，将2千克温度为的汤料加热到，电饭锅正常工作用时8分钟。已知汤料的主要成分为水，比热约为，请你帮助小敏算出该电饭锅的热效率值是否符合三级能效？ 【答案】(1)高 (2) (3)176W (4)符合 【分析】先根据判断电饭锅的高温、中温和低温挡，并求解电阻的阻值和保温挡的加热功率；最后结合、和加热效率公式判定电饭锅的能效等级。 【详解】（1）根据，电路中的总电阻越小，电路中的总功率越大，当电路中开关接b端，开关闭合时，和并联，并联电路的总电阻小于任一分支电路的电阻，此时电路电阻较小，所以电饭锅的加热功率处于高温挡。 （2）当开关接b端，开关闭合时，和并联，电饭锅处于高温挡，由图丙可知，电饭煲的高温挡加热功率为① 当只闭合开关时，电路为的简单电路，此时电饭锅处于中温挡，由图丙可知，电饭锅的中温挡加热功率为② 解得 联立①②可得 解得 （3）当开关接a端，开关断开时，和串联，此时电路总电阻为，电饭锅处于保温挡，此时电饭锅的加热功率为 （4）汤料吸收的热量为 电饭锅正常工作8min时，结合图丙，高温挡加热了3min，中温挡加热了5min，因此加热过程中消耗的总电能为 电饭锅的加热效率为 因为，所以电饭锅的热效率值符合三级能效。 20．（26-27九年级上·浙江温州·期中）为了实现水族箱恒氧恒温，小科设计了简易氧气补给和恒温装置（如图1）。补氧装置由注射器、饮料瓶、软管和药剂等组成；恒温装置主要由电热丝R1、R2和温控开关S等组成。 (1)补氧药剂可选用过氧化钙（CaO2）或过氧化钠（Na2O2）固体样品。图2为质量均为16g的CaO2与Na2O2样品与水反应生成O2的质量与反应时间的关系（样品中其他成分不与水反应）。选一种补氧药剂，并说出选择的理由____（写出一点即可）。 (2)恒温装置加热功率为220W，保温功率为40W。该装置每小时工作情况如图3。 ①图1温控开关S连接____（选填“a”或“b”）端时，处于保温状态。 ②计算恒温装置工作1h消耗的电能____。 【答案】(1)选CaO2：相同质量时产生的O2更多（3.2g＞2.2g），且供氧时间长、速率平稳〔若选Na2O2：反应快，能在短时间内迅速供氧〕 (2) b 3.6×105J 【详解】（1）由图2可知，16gCaO2 最终生成3.2gO2，历时约11h，供氧缓慢而持久；16gNa2O2只生成2.2gO2，约0.5h就反应完毕。作为水族箱长期补氧，CaO2 产氧量更大、持续时间更长，更合适（若需要短时间内快速补氧，则可选Na2O2）。 （2）S接a时，电流只流经 R1，接入电阻较小，由可知功率较大，为加热状态；S接b时R1与R2 串联，总电阻较大，功率较小，为保温状态，故填b。 由图3可知，每小时内加热20min、保温40min， 题型10　电功与热量的综合计算【拓展拔高】 21．（26-27九年级上·浙江台州·期中）糖画是我国的一种传统民间手工艺，它亦糖亦画，可观可食，深受小朋友的喜爱。图甲是某款3D糖画打印笔进行绘画的场景，将糖装入打印笔，通电后笔内电热丝发热，糖受热后挤出，在空气中迅速冷却，最后凝固成型。图乙是打印笔的内部简化电路，电源电压为220 V，R1和R2为发热电阻丝（电阻丝电阻随温度变化忽略不计）。图丙是某次打印糖画时，打印笔的电功率与时间的关系图像。 (1)当S1闭合、S2断开时，打印笔处在______（填“高功率”或“低功率”）打印状态。 (2)求R2的阻值。 (3)计算该次打印糖画消耗的电能。 【答案】(1)低功率 (2) (3) 【详解】（1）当S1闭合、S2断开时，与串联，串联总电阻最大；两开关都闭合，电路只有。 电源电压不变，由可知，电阻大时功率小。与串联时总电阻大，功率小，为低功率状态。 （2）高功率时     低功率时     （3）          22．（26-27九年级上·浙江杭州·期中）某项目化小组自制豆芽机，图甲是小组成员完成的设计草图，内容包括发育盒、淋水系统和控温装置。控温装置内部电路如图乙所示，通过衔铁吸合和释放可实现自动控温。控制电路中R0是定值电阻，Rx为热敏电阻；工作电路中R1、R2为电热丝，且R1＝R2＝440Ω。 (1)当衔铁吸合时，此时工作电路处于_______挡（选填“加热”或“保温”）。 (2)功能调试时，小科测得豆芽机的加热功率为110瓦，若加热时间为1分钟，求消耗的电能_______。 (3)请计算该豆芽机的保温功率_______。 【答案】(1)加热 (2)6600J (3)55W 【详解】（1）由乙图可知，衔铁未吸合时，工作电路中电阻R1与R2串联，总电阻最大，由可知，电功率最小，处于保温挡；当衔铁吸合时，电阻R1短路，只有R2接入电路，由可知，总功率最大，此时工作电路处于加热挡。 （2）加热功率，加热时间 消耗的电能 （3）保温时R1、R2串联，总电阻 工作电路电压，保温功率 题型11　实验探究：测小灯泡的功率与电流热效应【拓展拔高】 23．（26-27九年级上·浙江杭州·期中）某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验器材有：学生电源（输出电压6V）、滑动变阻器（“10Ω，2A”、“30Ω，1.5A”、“50Ω，1A”）、电流表、电压表各一只，若干导线。 (1)第一小组的同学要测量电阻Rx的阻值，他们在A、B间接入待测电阻Rₓ，请你用笔画线代替导线，将答题卡图乙中的实物图连接完整。 (2)第二小组的同学要研究“电流与电阻的关系”。他们将阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻分别接在A、B间，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记下电流表示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。实验中选择的滑动变阻器规格是“______”。 (3)第三小组的同学要测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。在A、B间接入2.5V的小灯泡，正确连接电路，实验步骤及操作都正确。闭合开关后，调节滑动变阻器滑片直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图丁所示，则小灯泡的额定功率为______W。 (4)下面是小金同学在没有电流表的情况下测定电功率的几种方案。 【方案一】步骤①将开关S1闭合，S2与a接线柱接通，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为U额；步骤②滑动变阻器滑片位置保持与步骤①中相同，将开关S1闭合，S2与b接线柱接通，调节电阻箱R4使电压表的示数保持U额，记录此时电阻箱的阻值为R，计算小灯泡的额定功率为。该方案中主要用到的科学方法是______（填字母） A．控制变量法    B．类比法    C．等效替换法    D．累积法 【方案二】步骤①将开关S1闭合，S2、S3断开，P滑至最左端，读出电压表示数U0；步骤②将开关S1、S2闭合，S3断开，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为U额；步骤③滑动变阻器滑片位置保持与步骤②中相同，并将开关S1、S3闭合，S2断开，读出电压表示数U1；计算小灯泡的额定功率P额=______（用字母U0、U额、U1、R0表示） 【答案】(1) (2)50Ω， 1 A (3)0.6 (4) C 【详解】（1）电压表选择0~3V量程并联在两端，电压表正接线柱接B端、负接线柱接A端；由图甲可知，滑动变阻器右下接线柱与Rx的B接线柱相连，据此作图。 （2）探究电流与电阻的关系时，需要控制定值电阻两端电压不变。从图丙的图像可知，定值电阻两端的控制电压 电源总电压为6V，根据串联电路电压规律，滑动变阻器需要分担的电压 当接入最大的定值电阻时，对应的电路电流，此时滑动变阻器接入的阻值 因此滑动变阻器的最大阻值需要大于35Ω，符合条件的是规格为“50Ω，1A”的滑动变阻器。 （3）电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，图丁中电流表的示数为0.24A。根据电功率公式，小灯泡的额定功率 （4）方案一：该实验中，先让小灯泡正常发光，之后保持滑动变阻器滑片位置不变，用电阻箱替换小灯泡，调节电阻箱使它两端的电压也等于小灯泡的额定电压，此时电阻箱的阻值就和小灯泡正常发光时的电阻完全相等，用电阻箱的阻值等效替代小灯泡正常工作的电阻，这种科学方法属于等效替换法，因此选C。 方案二： 步骤①中，滑动变阻器滑片滑至最左端，此时滑动变阻器接入电路的阻值为0，电压表直接测量电源总电压，因此电源电压为​。 步骤②中，小灯泡和滑动变阻器串联，调节滑片使小灯泡两端电压为额定电压，此时小灯泡正常发光，滑动变阻器两端的电压为。 步骤③中，保持滑动变阻器滑片位置不变，将定值电阻​和滑动变阻器串联，电压表测量​两端的电压​，此时电路电流为，滑动变阻器接入的阻值 回到步骤②的串联电路，小灯泡正常发光时的额定电流 根据电功率公式，小灯泡的额定功率 24．（25-26九年级上·浙江台州·期末）如图是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置图： (1)为了使实验现象更明显，应选择相对_________（选填“较粗”或“较细”）玻璃管； (2)闭合开关前，如上图中滑动变阻器的滑片应该处于_________端（填“左”或“右”）； (3)探究电流产生的热量与电阻大小的关系，应对比_________； (4)在探究电流产生的热量与电流大小的关系时，为了节约时间，没有将玻璃管内液面降回实验前的位置，你是否赞同，并说明理由_________。 【答案】(1)较细 (2)右 (3)同一时刻，甲乙烧瓶中玻璃管内液面高度 (4)不赞同，没有控制液体初始液面相同，存在多个变量 【详解】（1）实验通过玻璃管内液面的上升幅度来反映电流产生热量的多少，利用了转换法。在瓶内气体受热膨胀体积变化量相同时，玻璃管越细，液面上升的高度就越大，实验现象越明显，因此选较细的玻璃管。 （2）闭合开关前，滑动变阻器需要调到最大阻值处，起到保护电路的作用。图中滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电路的电阻丝长度变长、电阻变大，因此滑片应处于右端。 （3）探究电流产生的热量与电阻大小的关系时，需要控制电流大小和通电时间相同，改变电阻阻值。图中甲、乙两个烧瓶内的电阻丝串联，满足电流、通电时间一致、电阻不同的条件，因此通过对比两者玻璃管的液面上升高度，就能比较不同电阻产生的热量多少。 （4）探究热量与电流大小的关系时，需要通过液面相对于初始位置的上升高度差来反映产生热量的多少。如果不将液面降回实验前的初始位置，两次实验的起始液面基准不一致，无法准确测量液面的变化量，不能可靠对比不同电流下产生的热量差异，会干扰实验结论的得出，因此不赞同该做法。 答案速查 1 D 2 D 3 D 4 A 5 A 6 C 7 B 8 C 9 C 10 C 11 1/1.0 1 12 30 1.8 13 (1)2∶5 (2)< 14 3、4 5 15 180 50 小于 16 (1)电流的热效应 (2)300 17 (1)6 (2)10 (3)1080 18 (1)乙 (2)90 19 见详解 20 (1)选CaO2：相同质量时产生的O2更多（3.2g＞2.2g），且供氧时间长、速率平稳〔若选Na2O2：反应快，能在短时间内迅… 21 见详解 22 (1)加热 (2)6600J (3)55W 23 见详解 24 (1)较细 (2)右 (3)同一时刻，甲乙烧瓶中玻璃管内液面高度 (4)不赞同，没有控制液体初始液面相同，存在多个变量 讲评提示：第 1、2、7、8 题错得多，回模块一（电功的实质）与模块四（电器的电功率）；第 4、5、6、15 题错得多，回模块三（电能表参数与电能的求法）；第 9、10、16 题错得多，回模块六（电功率计算式的应用）；第 19、20、21 题错得多，回模块九、模块十（电热器与焦耳定律计算）；第 22 题错得多，回模块十一（电功与热量的综合计算）；第 23、24 题错得多，回模块七、模块八（焦耳定律探究与测小灯泡功率两个实验）。 试卷第1页（共3页） - - 学科网（北京）股份有限公司 $