人教版九年級(jí)全冊(cè)第十八章 電功率第2節(jié) 電功率練習(xí)

這是一份人教版九年級(jí)全冊(cè)第十八章 電功率第2節(jié) 電功率練習(xí)，共47頁。試卷主要包含了電能 電功，電功率，測(cè)量小燈泡的電功率，焦耳定律等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、電能 電功（W）
1．電能的產(chǎn)生：其他形式的能轉(zhuǎn)化為 的過程。
2.電能的單位：國(guó)際單位制——焦耳（J） 常用單位——千瓦時(shí)（kW．h），又叫度。
1度=1 kW．h 1 kW．h= J
kW h
SINGLE PHASE TYPE DD17
220V 10（20）A 50Hz
600Revs/ kW h SER NO23
3．電能表——測(cè)量用電器在一段時(shí)間內(nèi) 。
（1）參數(shù)意義：
“220 V”表示 ；
“10（20 A）”表示這個(gè)電能表的 為10A， 為20 A；
“50 Hz”表示 ；
“600 revs/kW·h”表示 。
（2）表盤上的數(shù)字表示已經(jīng)消耗的電能，單位是千瓦時(shí)，計(jì)數(shù)器的最后一位是 。用 ，就表示這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。
如：某用電器單獨(dú)工作電能表（2500 revs/kW·h）在10min內(nèi)轉(zhuǎn)50轉(zhuǎn)，則10min內(nèi)用電器消耗的電能是 kW·h，合 J。
4．電功： 轉(zhuǎn)化為 的過程，有多少電能發(fā)生轉(zhuǎn)化就說電流做了多少功，即電功是多少。
5.電功定義式： 推導(dǎo)公式： ；只適用于純電阻電路的推導(dǎo)式 ， 。
二、電功率（P）
1.意義：表示電流做功的 。
2．電功率單位：國(guó)際單位—— ， 其他單位—— 、
1kW＝ W 1W＝ mW
3．定義式： 推導(dǎo)公式： ； （純電阻電路） 、
4.串、并聯(lián)電路常用比例關(guān)系式：
（1）串聯(lián)電路： （電流）、 （電壓）、 （功率）（比較各用電器功率常用P= I2R）
（2）并聯(lián)電路： （電壓） （電流）、 （功率）（比較各用電器功率常用）
5．額定電壓（U額）：用電器 時(shí)的電壓叫額定電壓。額定功率（P額）：用電器 叫額定功率。
6.用電器實(shí)際工作時(shí)的三種情況：
（1）U實(shí)U額 ，P實(shí) P額——用電器不能正常工作，有可能燒壞（如果是燈泡，則表現(xiàn)為燈光極亮或迅速燒斷燈絲）；
（3）U實(shí)=U額 ， P實(shí) P額——用電器正常工作。我們使用各種用電器一定要注意它的額定電壓，只有在額定電壓下用電器才能正常工作。
7．由燈泡上標(biāo)有“PZ220-40”字樣可以獲取信息：
（1）燈泡額定電壓 ；
（2）燈泡額定功率 ；正常工作時(shí)的電流 ；
（3）燈泡正常工作時(shí)的電阻 或 。
（4）若接入110V的電路中，該燈實(shí)際功率為 。
三、測(cè)量小燈泡的電功率
1、伏安法測(cè)燈泡的額定功率：
（1） 原理：
（2） 電路圖：
（3） 選擇和連接實(shí)物時(shí)須注意：
電源——其電壓要 燈泡的額定電壓。
滑動(dòng)變阻器——（變阻、最大位置）根據(jù) 選擇滑動(dòng)變阻器。
電壓表——（并聯(lián)、“+” “－”接線柱）根據(jù) 選擇電壓表量程。
電流表——（串聯(lián)、“+” “－”接線柱）根據(jù) 或 選擇電流表量程。
2．燈泡的亮度是由 決定的，與 和額定功率無關(guān)。
3．額定電壓相同的燈泡，額定功率越大的燈絲越 ，電阻越 。
4．亮度與小燈泡亮度相當(dāng)?shù)陌l(fā)光二極管，小燈泡燈絲發(fā)熱消耗大量電能，發(fā)光二極管發(fā)熱少，電功率較 。
5. 測(cè)量家用電器的電功率——器材：電能表、秒表
（1） 原理：
（2）方法一：關(guān)閉家庭電路中所有用電器，記下電能表示數(shù)W1，再讓待測(cè)用電器工作一段時(shí)間t，記下電能表示數(shù)W2，則用電器在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能 。則該用電器的實(shí)際功率為： 。
（3）方法二：關(guān)閉家庭電路中其他用電器，只讓待測(cè)用電器工作，記錄t時(shí)間內(nèi)電能表的鋁盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)n，電能表參數(shù)N（＝3000revs/kW﹒h），則該用電器的實(shí)際功率為： （單位：n——revs，N——revs/kW﹒h，t——h，P——kW）
四、焦耳定律
1．電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為 ，這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
2．探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)
（1）原理：透明容器中封閉等量空氣，根據(jù)U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化（也可以通過其他途徑），從而判斷電流通過電阻絲產(chǎn)生電熱的多少，這種方法叫 。
（2）實(shí)驗(yàn)方法： 。
（3）實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)及現(xiàn)象分析。
① 在電流相同，通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越 ；
② 在電阻相同，通電時(shí)間相同的情況下，通過電流大時(shí)，產(chǎn)生的熱量越 。
3．焦耳定律：
（1）內(nèi)容： 。
（2）電熱定義式：
4．純電阻電路，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（Q＝W），除了用Q=I2Rt計(jì)算電熱外，下列公式Q=W =UIt = =Pt都可計(jì)算電熱(也是消耗的電能）；非純電阻電路，電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。求Q時(shí)只能用Q＝I2Rt。
5．利用電熱的例子：熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器等。防止電熱的例子：電視機(jī)外殼的散熱窗；計(jì)算機(jī)內(nèi)的散熱風(fēng)扇、電動(dòng)機(jī)外殼的散熱片等。
專題突破
專題一.電功和電能
（一）解讀：
電能的獲取與利用是靠能的轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)的，中考常以生產(chǎn)生活中相關(guān)現(xiàn)象為載體，以填空題和選擇題的形式考查使用相關(guān)設(shè)備過程中能的轉(zhuǎn)化情況，試題難度較小。
（二）典例突破
例1.（2022·山東青島·中考真題）下列電流做功的過程中，電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（ ）
A．電風(fēng)扇吹風(fēng)B．電燈發(fā)光C．電飯鍋煮飯D．電解水制氧
例2．（2022·廣西河池·中考真題）現(xiàn)代社會(huì)生活和生產(chǎn)幾乎處處離不開電，用電，實(shí)際上用的是電能。下列關(guān)于電能和電功的說法正確的是（ ）
A．用電器通過電流做功把電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能
B．發(fā)電站把電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能
C．電功和電能的單位都是瓦特
D．電功和電能是同一個(gè)物理量
專題二.分析動(dòng)態(tài)電路
（一）解讀：
中考常以填空題和選擇題的形式考查對(duì)動(dòng)態(tài)電路的分析，電路中電流表和電壓表示數(shù)變化、電阻功率的變化是常見的考查點(diǎn)，試題難度較大。
（二）典例突破
例3.（2022·內(nèi)蒙古呼和浩特·中考真題）如圖所示電路，電源電壓恒定。下列說法正確的是（ ）
A．只閉合K2時(shí)電流表示數(shù)大于只閉合K1、K3時(shí)電流表示數(shù)
B．只閉合K2時(shí)電壓表示數(shù)大于只閉合K1、K3時(shí)電壓表示數(shù)
C．只閉合K1、K3，當(dāng)R2滑片向左移動(dòng)時(shí)，R1的功率逐漸變大
D．只閉合K1、K3，當(dāng)R2滑片向右移動(dòng)時(shí)，電源總功率逐漸變大
例4．（2022·黑龍江齊齊哈爾·中考真題）如圖所示，閉合開關(guān)S，向右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響，下列說法正確的是（ ）
A．電壓表示數(shù)變大，電壓表與電流表示數(shù)的比值不變
B．電流表示數(shù)變小，電壓表與電流表示數(shù)的比值變大
C．小燈泡亮度變亮，電路總電阻變大
D．小燈泡亮度變暗，電路總功率變小
專題三、實(shí)驗(yàn)探究
（一）專題解讀：
1.測(cè)量小燈絕的電功率是初中階段最重要的實(shí)驗(yàn)之一，多數(shù)地區(qū)中考題必考。考查方式一般以綜合性實(shí)驗(yàn)的形式出現(xiàn)，有時(shí)也會(huì)與測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)通過對(duì)比的形式出現(xiàn)。
2.探究電熱的影響因素的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法。探究 Q 與R 的關(guān)系時(shí)，為了控制I、t 一定，常將不同阻值的電熱絲串聯(lián)起來；探究 Q 與I的關(guān)系時(shí)，為了控制R、 t一定，常用三個(gè)阻值相同的電阻進(jìn)行混聯(lián)，利用了并聯(lián)分流的知識(shí)。實(shí)驗(yàn)中，一般是通過被加熱對(duì)象溫度或體積的變化來判斷產(chǎn)生電熱的多少。
（二）典例突破：
例5.（2022·四川遂寧·中考真題）小志同學(xué)在“測(cè)量小燈泡電功率”實(shí)驗(yàn)中，用到的器材有：新干電池兩節(jié)、小燈泡（標(biāo)有0.3A）1只、電流表1只、電壓表1只、滑動(dòng)變阻器1只、開關(guān)1支，導(dǎo)線若干。
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖甲中將實(shí)驗(yàn)電路連接完整（要求滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)變?。? )；
（2）連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近3V，造成這一現(xiàn)象的原因可能是___________（選填序號(hào)）；
①小燈泡短路； ②小燈泡開路； ③滑動(dòng)變阻器短路； ④滑動(dòng)變阻器開路
（3）排除故障，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)電流表的示數(shù)如圖乙時(shí)，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向___________（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，當(dāng)電流表示數(shù)達(dá)到0.3A時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖丙，則小燈泡的額定功率為___________W；
（4）小剛用相同的器材進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表損壞，他找來一只阻值為R0的定值電阻，設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路，也可測(cè)出小燈泡的額定功率，主要的操作步驟如下：
①把電流表接在a處，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表的示數(shù)為I額；
②保持滑片P的位置不變，斷開開關(guān)，把電流表接在b處，閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)為I；
③計(jì)算得出小燈泡的額定功率P額=___________（用R0、I額、I表示）。
例6.（2022·湖北宜昌·中考真題）小杰和小芳在探究“電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，在兩個(gè)透明容器中密封等量的空氣，各放置一段電阻絲，并連接一個(gè)裝水的U形管，通過U形管中水面的高度差來判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少。裝置的密封性能良好，電源電壓為6V。
（1）小杰根據(jù)圖甲觀察到的現(xiàn)象得到“在通電時(shí)間和電阻相同時(shí)，______，電阻產(chǎn)生的熱量越多”的結(jié)論。
（2）小芳猜想電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，下列能支持她猜想的現(xiàn)象是( )
A．正常工作時(shí)，“36V 54W”的燈泡比“12V 6W”的燈泡亮
B．接線板上接入的用電器越多，導(dǎo)線越容易發(fā)熱
C．電熨斗工作時(shí)發(fā)熱明顯，而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱
（3）為了驗(yàn)證猜想，小芳選用了5Ω和100Ω的電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖乙所示，請(qǐng)你用筆畫線把電路連接完整。______閉合開關(guān)，她發(fā)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間后兩個(gè)U形管的高度差均不明顯，原因是______，請(qǐng)你提出改進(jìn)辦法：______。
專題四.綜合應(yīng)用
（一）解讀：
公式法是解答電功、電功率和電熱計(jì)算題的基本方法，常用的公式有：
1．電功：W=Pt、W=UIt、、（后兩個(gè)公式為純電阻電路適用）。
2．電功率：
（1）公式P＝eq \f(W,t)，可推導(dǎo)出公式W＝Pt和t＝eq \f(W,P)，一般適用于結(jié)合電功率的計(jì)算。
（2）公式P＝UI，可推導(dǎo)出公式U＝eq \f(P,I)和I＝eq \f(P,U) 。
（3）由P＝UI＝IR·I得公式P＝I2R，可推導(dǎo)出公式R＝eq \f(P,I2)和I＝eq \r(\f(P,R))，一般適用于串聯(lián)電路中P與R的定性判斷。
（4）由P＝UI＝U ? eq \f(U,R)得公式P＝eq \f(U2,R)，可推導(dǎo)出公式R＝eq \f(U2,P)和U＝eq \r(PR)，一般適用于并聯(lián)電路中P與R的定性判斷。
3．電熱：
（1）純電阻電路：，可以用計(jì)算電功的公式計(jì)算電熱；
（2）非純電阻電路：。
（二）典例突破
例7.（2022·湖北黃岡·中考真題）圖甲是某型號(hào)能設(shè)定加熱溫度的家用空氣炸鍋，其簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，它是通過電熱絲R1來加熱空氣，從而加熱食物，達(dá)到設(shè)定加熱溫度后，斷開開關(guān)。求：
（1）將5×10-3kg的空氣從20℃加熱到200℃需要吸收的熱量。c空氣取1.0×103J/（kg·℃）；
（2）工作電路中電熱絲Rt與指示燈支路并聯(lián)。已知R1的額定電壓為220V，額定功率為1210W。正常工作時(shí)，工作電路的總電流為5.55A，此時(shí)指示燈支路消耗的功率；
（3）控制電路電源電壓恒定，通過調(diào)節(jié)變阻器R3接入電路的阻值來設(shè)置加熱溫度，電阻R2置于溫度監(jiān)測(cè)區(qū)域，它的阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖丙所示。當(dāng)加熱溫度設(shè)定為150℃，即R3的阻值調(diào)為100?時(shí)，閉合開關(guān)S，電磁繼電器（不計(jì)線圈的電阻）的銜鐵被吸下，工作電路接通，開始加熱；直到溫度達(dá)到150℃時(shí)，銜鐵向上彈起，停止加熱。則當(dāng)R3的阻值調(diào)為80?時(shí)，對(duì)應(yīng)的加熱溫度設(shè)定為多少？
例8.（2022·山東泰安·中考真題）如圖所示，物理科技小組設(shè)計(jì)的具有防干燒功能的空氣加濕器裝置模型，由控制器和加熱器組成，可在水量不足時(shí)自動(dòng)停止加熱。加熱器有高、低兩個(gè)檔位，由開關(guān)和加熱電阻絲、組成，，；控制電路電壓恒定，，為壓敏電阻，下方固定一個(gè)輕質(zhì)絕緣形硬質(zhì)桿，水箱注水后圓柱形浮體豎直上浮，通過形桿對(duì)壓敏電阻產(chǎn)生壓力，所受壓力每增加，電阻減小。浮體體積為，質(zhì)量為?？萍夹〗M對(duì)加濕器進(jìn)行測(cè)試：向水箱內(nèi)緩慢注水，當(dāng)液面上升至浮體體積的浸入水中時(shí)，電磁鐵線圈中電流為，此時(shí)銜鐵恰好被吸下，加熱器開始工作；當(dāng)液面上升至浮體體積的浸入水中時(shí)，電磁鐵線圈中電流為；當(dāng)水箱注水量達(dá)到最大值時(shí)，電磁鐵線圈中電流為。形硬質(zhì)桿的質(zhì)量和電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)，取，水的密度為，水的比熱容為。
（1）當(dāng)加熱器處于高檔位時(shí)，加熱所產(chǎn)生的熱量全部被的水吸收，水溫升高了25℃。求加熱器的高檔功率和低檔功率；
（2）求浮體體積的浸入水中時(shí)受到的浮力和此時(shí)壓敏電阻受到的壓力；
（3）求水箱注水量達(dá)到最大值時(shí)，浮體浸入水中的體積。
例9.（2022·湖南婁底·中考真題）如圖所示為大疆航拍無人機(jī)，由于體積小，操控安全方便，拍攝效果好，深受攝影愛好者喜歡，下表是它的部分技術(shù)參數(shù)。
（1）該無人機(jī)重為多少牛頓；
（2）無人機(jī)四腳著地平放在地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少；
（3）無人機(jī)以最大水平飛行速度勻速飛行420米所用時(shí)間是多少；
（4）電池充滿后儲(chǔ)存的電能是多少焦耳；
（5）某次航拍過程中，無人機(jī)以8m/s的速度勻速豎直上升，正常工作時(shí)它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%，則該過程中無人機(jī)電池工作電流多大。（不計(jì)空氣阻力）
例10.（2022·廣東深圳·中考真題）小明設(shè)計(jì)了如圖甲的模擬智能測(cè)溫報(bào)警電路：電源電壓調(diào)為12V，報(bào)警器（電阻不計(jì)）通過的電流超過10mA時(shí)就會(huì)報(bào)警，熱敏電阻RT其阻值隨溫度T的變化關(guān)系如圖乙所示。要求：當(dāng)所測(cè)溫度達(dá)到或超過37.3℃時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警。
（1）計(jì)算R0；
（2）38℃時(shí)電流約為多少？
（3）36℃到40℃的過程中，電路最大總功率。
例11.．（2022·黑龍江綏化·中考真題）如圖甲所示的電路，電源電壓可調(diào)，R為標(biāo)有“1A”字樣的滑動(dòng)變阻器，a、c為其兩個(gè)端點(diǎn)，電流表量程為0～3A，電壓表量程為0～15V，L1、L2是額定電壓均為6V的小燈泡，其電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。求：
（1）L1正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（2）閉合開關(guān)S，斷開S1、S2，在不損壞電路的情況下，使其中一盞燈正常發(fā)光，電壓表示數(shù)是多少？
（3）閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，將電源電壓調(diào)至14V，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P在b點(diǎn)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)Rab：Rbc=1：2，則滑動(dòng)變阻器的最大阻值是多少歐姆？
（4）若不限制電路中各開關(guān)的狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器滑片P的移動(dòng)范圍為中點(diǎn)位置至最大阻值處；現(xiàn)移動(dòng)滑片P的同時(shí)調(diào)節(jié)電源電壓，使電路中有小燈泡正常發(fā)光，其它各元件均安全，每種電路對(duì)應(yīng)的總功率變化范圍。
當(dāng)堂檢測(cè)：
1．如圖所示電路中，電源電壓保持不變。當(dāng)開關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P從中點(diǎn)向右移動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（ ）
A．小燈泡變暗B．電壓表示數(shù)變大
C．電流表示數(shù)變小D．電壓表與電流表的示數(shù)之比不變
2．如圖所示電路，電源電壓保持不變，當(dāng)閉合開關(guān) S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值從最大變化到最小，兩個(gè)電阻的“U-I”關(guān)系圖像如圖所示，則下列判斷正確的是（ ）
A．電源電壓為 8V
B．定值電阻 R1 的阻值為 20Ω
C．滑動(dòng)變阻器 R2的阻值變化范圍為 0~10Ω
D．此電路的最小總功率為 1.2W
3．如圖甲所示，電源電壓保持不變，滑動(dòng)變阻器R1標(biāo)有“50Ω 0.5A”的字樣，R2=10Ω，燈泡 L上標(biāo)有“5V”的字樣，電壓表量程為 0~15V，電流表量程為 0~0.6A。將 R1的滑片 P 移至 b 端，閉合開關(guān) S、S1，調(diào)節(jié) R1的滑片P，并繪制出電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)的變化關(guān)系圖像如圖乙所示。在保證電路安全的前提下，下列說法正確的是（ ）
A．滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值是 5Ω
B．電路總功率的變化范圍是0.5W~1.5W
C．若將電壓表量程換為 0~3V，閉合開關(guān) S、S2，電流表示數(shù)的變化范圍是0.1A~0.5A
D．若將電壓表量程換為 0~3V，閉合開關(guān) S、S2，R2的功率變化范圍是 0.1W~0.9W
4．將標(biāo)有“12V 6W”的燈泡 L1 和“6V 3W”的燈泡 L2（不考慮燈絲電阻隨溫度的變化）串聯(lián)在 12V 的電源上，閉合開關(guān)后，L1、L2 的實(shí)際功率之比 P1 : P2 =______。若將它們并聯(lián)使用，在電路安全的情況下，電路的最大總功率為______W。
5．如圖甲所示，燈泡L標(biāo)有“6V 3W”的字樣，電源電壓及燈絲電阻保持不變，滑動(dòng)變阻器最大阻值為100Ω，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~15V。只閉合開關(guān)S、S2，移動(dòng)滑片P的過程中，電流表示數(shù)與滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)滑片P在某一位置時(shí)，電流表的示數(shù)為I1，電壓表示數(shù)為3V；只閉合開關(guān)S、S1，滑片P移動(dòng)到另一位置時(shí)，電流表示數(shù)比I1減小了0.2A，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值是定值電阻R0阻值的倍，求：
（1）燈泡正常工作時(shí)的電阻為___________；
（2）電源電壓___________；
（3）只閉合開關(guān)S、S1，在保證電流表、電壓表和燈泡都安全的情況下，求滑動(dòng)變阻器連入電阻中的最小阻值___________。
6．小鵬同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到兩個(gè)額定電流均為0.3A、額定電壓標(biāo)識(shí)模糊不清的燈泡。從實(shí)驗(yàn)老師處得知兩燈的額定電壓分別為“2.5V”和“3V”，但由于標(biāo)識(shí)模糊不清，無法區(qū)分。小鵬同學(xué)想通過如圖甲所示的電路，根據(jù)已學(xué)的電學(xué)知識(shí)，區(qū)分這兩個(gè)小燈泡。
（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的器材連接成完整電路；______
（2）連接電路并閉合開關(guān)，小鵬發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表和電壓表都有較小的示數(shù)，無論怎樣移動(dòng)滑片，燈泡都不發(fā)光，兩表示數(shù)均無變化，其原因可能是______
A．燈泡短路 B．燈泡斷路 C．滑動(dòng)變阻器接的是下端兩接線柱
（3）故障排除后，移動(dòng)滑片到某一位置，電流表的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)通過燈泡的電流為______A；要使該燈泡正常發(fā)光，應(yīng)將圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片向______（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，且眼睛注視______（選填“電壓表”或“電流表”）的示數(shù)達(dá)到額定值。
（4）小鵬繼續(xù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，記下多組數(shù)據(jù)，并繪制成圖丙所示小燈泡的I-U圖像，確定該燈泡的額定電壓，并計(jì)算出該燈泡的額定功率為______W。
（5）同組的小鑫同學(xué)認(rèn)為采用圖丁所示的方法也可分辨這兩個(gè)小燈泡：閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為0.3A，這時(shí)他發(fā)現(xiàn)L1比L2更亮一些，則L1的額定電壓為______V。
（6）小鵬利用（4）問中已測(cè)量的燈泡，接入如圖戊所示的電路中，從而測(cè)出未知電阻Rx的阻值。具體步驟如下：
①只閉合開關(guān)S0、S1，斷開S2，移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)為1V；
②保持滑片位置不變，斷開S1，閉合S0、S2，讀出電壓表示數(shù)為2.6V；
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得：Rx的阻值為______Ω。
7．探究“影響電流熱效應(yīng)的因素”實(shí)驗(yàn)中：
（1）為了探究電流通過電阻產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，小明設(shè)計(jì)了甲圖裝置，在燒瓶?jī)?nèi)安裝一根電阻絲，并插入一支溫度計(jì)，實(shí)驗(yàn)中燒瓶?jī)?nèi)液體選擇了煤油而不是水，這樣選擇的理由是___________；
（2）小明先測(cè)量燒瓶?jī)?nèi)液體的溫度后，閉合開關(guān)，通電30s再測(cè)量燒瓶?jī)?nèi)液體的溫度，得到溫度的升高量填入表中；然后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片改變電流大小，重復(fù)上述操作，獲得第二組數(shù)據(jù)（見表）：
由此得出：同一導(dǎo)體，在___________相等時(shí)，___________越大，其產(chǎn)生的熱量越多；
（3）若要探究電流通過電阻產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系，可選擇乙圖中___________（選填“A”或“B”）燒瓶中的電阻與甲圖中的燒瓶電阻___________（串/并）聯(lián)；
（4）小明提議利用上述實(shí)驗(yàn)裝置改做“比較水和煤油的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)，則他應(yīng)選擇乙圖中___________（選填“A”或“B”）燒瓶與甲圖中的燒瓶并聯(lián)，并將其中一燒瓶中的液體換成___________相同的水，實(shí)驗(yàn)時(shí)水和煤油吸熱的多少是通過___________（溫度升高量/加熱時(shí)間）來間接反映的，這種研究物理問題的方法叫___________。
8．小紅在家煲湯時(shí)使用的電飯煲的部分參數(shù)如表所示，其簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，R1、R2均是發(fā)熱電阻（阻值不隨溫度變化），欲將質(zhì)量為1.2kg，初溫為20℃的湯加熱至100℃，設(shè)此湯的比熱容為c湯=4.0×103J/(kg·℃)，求：
（1）湯需要吸收的熱量；
（2）利用電飯煲高溫?fù)蹯覝珪r(shí)，將湯由20℃的湯加熱至100℃需要16分鐘，則電飯煲的效率是多少？
（3）計(jì)算R1和R2的電阻分別是多少？（寫出開關(guān)位置和電路處于高溫檔還是低溫檔）
9．超高壓水刀是一種新技術(shù)產(chǎn)品，一般由水泵、射流發(fā)生裝置、工作機(jī)構(gòu)等組成。它將普通水經(jīng)過多級(jí)增壓后，通過一個(gè)極細(xì)的噴嘴噴出一道高速“水箭’、可以對(duì)堅(jiān)硬物體實(shí)施切割，如圖所示。某超高壓水刀噴嘴橫截面積，噴水速度，高速“水箭”對(duì)該切割面的壓強(qiáng)。已知水泵電機(jī)功率，水的密度。求：
（1）水刀正常工作1min消耗的電能；
（2）高速“水箭”對(duì)切割面的壓力；
（3）一分鐘從噴嘴噴出的水的質(zhì)量；
（4）水刀的效率。
第18章 電功率
知識(shí)清單
一、電能 電功（W）
1．電能的產(chǎn)生：其他形式的能轉(zhuǎn)化為 的過程。
2.電能的單位：國(guó)際單位制——焦耳（J） 常用單位——千瓦時(shí)（kW．h），又叫度。
1度=1 kW．h 1 kW．h= J
kW h
SINGLE PHASE TYPE DD17
220V 10（20）A 50Hz
600Revs/ kW h SER NO23
3．電能表——測(cè)量用電器在一段時(shí)間內(nèi) 。
（1）參數(shù)意義：
“220 V”表示 ；
“10（20 A）”表示這個(gè)電能表的 為10A， 為20 A；
“50 Hz”表示 ；
“600 revs/kW·h”表示 。
（2）表盤上的數(shù)字表示已經(jīng)消耗的電能，單位是千瓦時(shí)，計(jì)數(shù)器的最后一位是 。用 ，就表示這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。
如：某用電器單獨(dú)工作電能表（2500 revs/kW·h）在10min內(nèi)轉(zhuǎn)50轉(zhuǎn)，則10min內(nèi)用電器消耗的電能是 kW·h，合 J。
4．電功： 轉(zhuǎn)化為 的過程，有多少電能發(fā)生轉(zhuǎn)化就說電流做了多少功，即電功是多少。
5.電功定義式： 推導(dǎo)公式： ；只適用于純電阻電路的推導(dǎo)式 ， 。
二、電功率（P）
1.意義：表示電流做功的 。
2．電功率單位：國(guó)際單位—— ， 其他單位—— 、
1kW＝ W 1W＝ mW
3．定義式： 推導(dǎo)公式： ； （純電阻電路） 、
4.串、并聯(lián)電路常用比例關(guān)系式：
（1）串聯(lián)電路： （電流）、 （電壓）、 （功率）（比較各用電器功率常用P= I2R）
（2）并聯(lián)電路： （電壓） （電流）、 （功率）（比較各用電器功率常用）
5．額定電壓（U額）：用電器 時(shí)的電壓叫額定電壓。額定功率（P額）：用電器 叫額定功率。
6.用電器實(shí)際工作時(shí)的三種情況：
（1）U實(shí)U額 ，P實(shí) P額——用電器不能正常工作，有可能燒壞（如果是燈泡，則表現(xiàn)為燈光極亮或迅速燒斷燈絲）；
（3）U實(shí)=U額 ， P實(shí) P額——用電器正常工作。我們使用各種用電器一定要注意它的額定電壓，只有在額定電壓下用電器才能正常工作。
7．由燈泡上標(biāo)有“PZ220-40”字樣可以獲取信息：
（1）燈泡額定電壓 ；
（2）燈泡額定功率 ；正常工作時(shí)的電流 ；
（3）燈泡正常工作時(shí)的電阻 或 。
（4）若接入110V的電路中，該燈實(shí)際功率為 。
三、測(cè)量小燈泡的電功率
1、伏安法測(cè)燈泡的額定功率：
（1） 原理：
（2） 電路圖：
（3） 選擇和連接實(shí)物時(shí)須注意：
電源——其電壓要 燈泡的額定電壓。
滑動(dòng)變阻器——（變阻、最大位置）根據(jù) 選擇滑動(dòng)變阻器。
電壓表——（并聯(lián)、“+” “－”接線柱）根據(jù) 選擇電壓表量程。
電流表——（串聯(lián)、“+” “－”接線柱）根據(jù) 或 選擇電流表量程。
2．燈泡的亮度是由 決定的，與 和額定功率無關(guān)。
3．額定電壓相同的燈泡，額定功率越大的燈絲越 ，電阻越 。
4．亮度與小燈泡亮度相當(dāng)?shù)陌l(fā)光二極管，小燈泡燈絲發(fā)熱消耗大量電能，發(fā)光二極管發(fā)熱少，電功率較 。
5. 測(cè)量家用電器的電功率——器材：電能表、秒表
（1） 原理：
（2）方法一：關(guān)閉家庭電路中所有用電器，記下電能表示數(shù)W1，再讓待測(cè)用電器工作一段時(shí)間t，記下電能表示數(shù)W2，則用電器在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能 。則該用電器的實(shí)際功率為： 。
（3）方法二：關(guān)閉家庭電路中其他用電器，只讓待測(cè)用電器工作，記錄t時(shí)間內(nèi)電能表的鋁盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)n，電能表參數(shù)N（＝3000revs/kW﹒h），則該用電器的實(shí)際功率為： （單位：n——revs，N——revs/kW﹒h，t——h，P——kW）
四、焦耳定律
1．電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為 ，這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
2．探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)
（1）原理：透明容器中封閉等量空氣，根據(jù)U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化（也可以通過其他途徑），從而判斷電流通過電阻絲產(chǎn)生電熱的多少，這種方法叫 。
（2）實(shí)驗(yàn)方法： 。
（3）實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)及現(xiàn)象分析。
① 在電流相同，通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越 ；
② 在電阻相同，通電時(shí)間相同的情況下，通過電流大時(shí)，產(chǎn)生的熱量越 。
3．焦耳定律：
（1）內(nèi)容： 。
（2）電熱定義式：
4．純電阻電路，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（Q＝W），除了用Q=I2Rt計(jì)算電熱外，下列公式Q=W =UIt = =Pt都可計(jì)算電熱(也是消耗的電能）；非純電阻電路，電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。求Q時(shí)只能用Q＝I2Rt。
5．利用電熱的例子：熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器等。防止電熱的例子：電視機(jī)外殼的散熱窗；計(jì)算機(jī)內(nèi)的散熱風(fēng)扇、電動(dòng)機(jī)外殼的散熱片等。
參考答案
一、1.電能 2. 3.6×106 3.消耗的電能 （1）這個(gè)電能表應(yīng)該在220V的電路中使用 標(biāo)定電流 額定最大電流 這個(gè)電能表在50 Hz的交流電中使用 接在這個(gè)電能表上的用電器，每消耗1千瓦時(shí)的電能，電能表上的表盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn) （2）小數(shù) 電能表起始和結(jié)束時(shí)計(jì)數(shù)器的示數(shù)之差 0.02 7.2×104 4.電能 其他形式能 5.W=UIt W=Pt W=I2Rt
二、1.快慢 2.瓦特（W） 千瓦（kW） 毫瓦（mW） 103 103 3. P=UI P= I2R 4.（1）I1：I2=1：1 （2）U1：U2=1：1 5.正常工作 在額定電壓下的功率 6.（1） < （2） > （3） = 7.（1）U額=220V （2）P額=40W （3） （4）
三、1.（1） P=UI （3）高于 能否調(diào)到燈泡的額定電壓 額定電壓 2.其所消耗的實(shí)際電功率 額定電壓 3.粗 小 4 .小 5.（1） （2）W＝W2－W1 （3）
四、1.內(nèi)能 2.（1）轉(zhuǎn)換法 （2）控制變量法 （3）① 多 ②多 3.（1）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比 （2）Q=I2Rt
專題突破
專題一.電功和電能
（一）解讀：
電能的獲取與利用是靠能的轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)的，中考常以生產(chǎn)生活中相關(guān)現(xiàn)象為載體，以填空題和選擇題的形式考查使用相關(guān)設(shè)備過程中能的轉(zhuǎn)化情況，試題難度較小。
（二）典例突破
例1.（2022·山東青島·中考真題）下列電流做功的過程中，電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（ ）
A．電風(fēng)扇吹風(fēng)B．電燈發(fā)光C．電飯鍋煮飯D．電解水制氧
【答案】A
【解析】A．電風(fēng)扇吹風(fēng)，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的部分較多，故A符合題意；
B．電燈發(fā)光，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，故B不符合題意；
C．電飯鍋煮飯，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C不符合題意；
D．電解水制氧，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故D不符合題意。
故選A。
例2．（2022·廣西河池·中考真題）現(xiàn)代社會(huì)生活和生產(chǎn)幾乎處處離不開電，用電，實(shí)際上用的是電能。下列關(guān)于電能和電功的說法正確的是（ ）
A．用電器通過電流做功把電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能
B．發(fā)電站把電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能
C．電功和電能的單位都是瓦特
D．電功和電能是同一個(gè)物理量
【答案】A
【解析】A．根據(jù)電功的實(shí)質(zhì)可知，電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，故A正確；
B．發(fā)電站是把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯(cuò)誤；
C．電功和電能的單位都是焦耳，故C錯(cuò)誤；
D．電流做功的過程，是將電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過程，所以電功不是電能，故D錯(cuò)誤。
故選A。
專題二.分析動(dòng)態(tài)電路
（一）解讀：
中考常以填空題和選擇題的形式考查對(duì)動(dòng)態(tài)電路的分析，電路中電流表和電壓表示數(shù)變化、電阻功率的變化是常見的考查點(diǎn)，試題難度較大。
（二）典例突破
例3.（2022·內(nèi)蒙古呼和浩特·中考真題）如圖所示電路，電源電壓恒定。下列說法正確的是（ ）
A．只閉合K2時(shí)電流表示數(shù)大于只閉合K1、K3時(shí)電流表示數(shù)
B．只閉合K2時(shí)電壓表示數(shù)大于只閉合K1、K3時(shí)電壓表示數(shù)
C．只閉合K1、K3，當(dāng)R2滑片向左移動(dòng)時(shí)，R1的功率逐漸變大
D．只閉合K1、K3，當(dāng)R2滑片向右移動(dòng)時(shí)，電源總功率逐漸變大
【答案】D
【解析】AB．只閉合K2時(shí)，電路為R1與R2的串聯(lián)電路，電壓表測(cè)量定值電阻兩端的電壓，電流表測(cè)量電路中的電流；只閉合K1、K3時(shí)，電路為R1與R2的并聯(lián)電路，電流表測(cè)量干路中的電流，電壓表測(cè)量電源電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，電壓表示數(shù)會(huì)變大；根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，電流表示數(shù)變大，故AB錯(cuò)誤；
C．只閉合K1、K3，當(dāng)R2滑片向左移動(dòng)時(shí)，根據(jù)并聯(lián)電路各支路互不影響可知，R1的功率不變，故C錯(cuò)誤；
D．只閉合K1、K3，當(dāng)R2滑片向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小，通過滑動(dòng)變阻器的電流變大；由于并聯(lián)電路互不影響，通過定值電阻的電流不變，所以干路中的電流變大，根據(jù)可知，電源總功率逐漸變大，故D正確。
故選D。
例4．（2022·黑龍江齊齊哈爾·中考真題）如圖所示，閉合開關(guān)S，向右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響，下列說法正確的是（ ）
A．電壓表示數(shù)變大，電壓表與電流表示數(shù)的比值不變
B．電流表示數(shù)變小，電壓表與電流表示數(shù)的比值變大
C．小燈泡亮度變亮，電路總電阻變大
D．小燈泡亮度變暗，電路總功率變小
【答案】D
【解析】AB．由電路圖知道，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，由歐姆定律知道，電壓表與電流表示數(shù)的比值等于燈泡的電阻值，由于忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響，所以，閉合開關(guān)S，向右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P時(shí)，電壓表與電流表示數(shù)的比值不變；但接入電路中的電阻變大，電路中的總電阻變大，由知道，電路中的電流變小，即電流表的示數(shù)變??；由U=IR知道，燈泡兩端的電壓變小，即電壓表的示數(shù)變小，故AB錯(cuò)誤；
CD．閉合開關(guān)S，向右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P時(shí)，電路中的總電阻變大，電路中的電流變小，由知道，燈泡功率減小，亮度變暗；由于電源電壓不變，由知道，電路總功率變小，故C錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
專題三、實(shí)驗(yàn)探究
（一）專題解讀：
1.測(cè)量小燈絕的電功率是初中階段最重要的實(shí)驗(yàn)之一，多數(shù)地區(qū)中考題必考。考查方式一般以綜合性實(shí)驗(yàn)的形式出現(xiàn)，有時(shí)也會(huì)與測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)通過對(duì)比的形式出現(xiàn)。
2.探究電熱的影響因素的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法。探究 Q 與R 的關(guān)系時(shí)，為了控制I、t 一定，常將不同阻值的電熱絲串聯(lián)起來；探究 Q 與I的關(guān)系時(shí)，為了控制R、 t一定，常用三個(gè)阻值相同的電阻進(jìn)行混聯(lián)，利用了并聯(lián)分流的知識(shí)。實(shí)驗(yàn)中，一般是通過被加熱對(duì)象溫度或體積的變化來判斷產(chǎn)生電熱的多少。
（二）典例突破：
例5.（2022·四川遂寧·中考真題）小志同學(xué)在“測(cè)量小燈泡電功率”實(shí)驗(yàn)中，用到的器材有：新干電池兩節(jié)、小燈泡（標(biāo)有0.3A）1只、電流表1只、電壓表1只、滑動(dòng)變阻器1只、開關(guān)1支，導(dǎo)線若干。
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖甲中將實(shí)驗(yàn)電路連接完整（要求滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)變?。? )；
（2）連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近3V，造成這一現(xiàn)象的原因可能是___________（選填序號(hào)）；
①小燈泡短路； ②小燈泡開路； ③滑動(dòng)變阻器短路； ④滑動(dòng)變阻器開路
（3）排除故障，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)電流表的示數(shù)如圖乙時(shí)，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向___________（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，當(dāng)電流表示數(shù)達(dá)到0.3A時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖丙，則小燈泡的額定功率為___________W；
（4）小剛用相同的器材進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表損壞，他找來一只阻值為R0的定值電阻，設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路，也可測(cè)出小燈泡的額定功率，主要的操作步驟如下：
①把電流表接在a處，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表的示數(shù)為I額；
②保持滑片P的位置不變，斷開開關(guān)，把電流表接在b處，閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)為I；
③計(jì)算得出小燈泡的額定功率P額=___________（用R0、I額、I表示）。
【答案】 ② A 0.75
【解析】（1）[1]因電源為兩節(jié)新干電池，則電源電壓為3V，故電壓表選擇小量程，要求滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)變小，則此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值應(yīng)變大，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)接入左下接線柱，電路連接如下圖所示
（2）[2]閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表無示數(shù)，則電路中可能存在開路，而電壓表示數(shù)接近3V，故可知電壓表與電源接通，則與電壓表并聯(lián)的部分出現(xiàn)開路，即小燈泡開路，故選②。
（3）[3]因電流表選擇小量程，故電流表的分度值為0.02A，由圖乙可知，電流表的示數(shù)為0.14A，因小燈泡的額定電流為0.3A，故為了測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)增大通過小燈泡的電流，故應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值，則應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向A端移動(dòng)。
[4]因電壓表選擇小量程，分度值為0.1V，故由圖丙可知，電壓表的示數(shù)為U=2.5V，由P=UI可得，小燈泡的額定功率為
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
（4）③[5]由電路圖可知，小燈泡L與定值電阻R0并聯(lián)，由步驟①可知，把電流表接在a處，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表的示數(shù)為I額，則此時(shí)小燈泡正常工作，電流表的示數(shù)為流過小燈泡支路的電流，此時(shí)定值電阻兩端電壓等于小燈泡的額定電壓，由步驟②可知，保持滑片P的位置不變，斷開開關(guān)，把電流表接在b處，閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)為I，此時(shí)電流表測(cè)干路電流，故由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可得，流過定值電阻R0的電流為
I0=I-I額
此時(shí)定值電阻兩端電壓等于小燈泡的額定電壓，由歐姆定律可得
U額=U0=I0R0=(I-I額)R0
故由P=UI可得，小燈泡的額定功率為
P額=U額I額=(I-I額)R0I額
例6.（2022·湖北宜昌·中考真題）小杰和小芳在探究“電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，在兩個(gè)透明容器中密封等量的空氣，各放置一段電阻絲，并連接一個(gè)裝水的U形管，通過U形管中水面的高度差來判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少。裝置的密封性能良好，電源電壓為6V。
（1）小杰根據(jù)圖甲觀察到的現(xiàn)象得到“在通電時(shí)間和電阻相同時(shí)，______，電阻產(chǎn)生的熱量越多”的結(jié)論。
（2）小芳猜想電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，下列能支持她猜想的現(xiàn)象是( )
A．正常工作時(shí)，“36V 54W”的燈泡比“12V 6W”的燈泡亮
B．接線板上接入的用電器越多，導(dǎo)線越容易發(fā)熱
C．電熨斗工作時(shí)發(fā)熱明顯，而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱
（3）為了驗(yàn)證猜想，小芳選用了5Ω和100Ω的電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖乙所示，請(qǐng)你用筆畫線把電路連接完整。______閉合開關(guān)，她發(fā)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間后兩個(gè)U形管的高度差均不明顯，原因是______，請(qǐng)你提出改進(jìn)辦法：______。
【答案】 電流越大 C 電路中電流太?。ɑ蛘唠娮杼蠡蛘唠妷禾停? 將100Ω的電阻絲換為阻值更小的電阻絲（或增大電源電壓）
【解析】（1）[1]由圖甲可知，兩容器內(nèi)的電阻大小相等，右側(cè)兩根電阻絲并聯(lián)，然后與左側(cè)的電阻絲串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路特點(diǎn)可知，左側(cè)容器內(nèi)的電阻絲的電流大于右側(cè)容器內(nèi)電阻絲的電流，在通電時(shí)間相同的情況下，左側(cè)U型管內(nèi)液體的高度差大于右側(cè)，說明左側(cè)電阻絲產(chǎn)生的熱量多，所以可以得出：在通電時(shí)間和電阻相同時(shí)，電流越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多。
（2）[2]要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，要控制電流和通電時(shí)間相同。
A．正常工作時(shí)，“36V 54W”的燈泡的電流為
“12V 6W”的燈泡的電流為
電流不同，故A不符合題意；
B．接線板上接入的用電器越多，總功率越大，在電壓不變時(shí)，根據(jù)歐姆定律可知，電流越大，沒有控制電流相同，故B不符合題意；
C．電熨斗工作時(shí)，內(nèi)部的電熱絲和與之相連的導(dǎo)線串聯(lián)，電流和工作時(shí)間相同，由于電熱絲的電阻遠(yuǎn)大于導(dǎo)線電阻，電熱絲產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)大于導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量，說明電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，故C符合題意。
故選C。
（3）[3]要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，在電阻不同時(shí)，要控制電流和通電時(shí)間相同，應(yīng)該把電源、開關(guān)和兩段電阻絲串聯(lián)起來，如圖所示
[4][5]較長(zhǎng)時(shí)間后兩個(gè)U形管的高度差均不明顯，可能是電路的電流太小，導(dǎo)致電阻絲產(chǎn)生的熱量較少，根據(jù)歐姆定律，可以把其中較大的100Ω的電阻換成一個(gè)阻值較小的電阻絲（不能為5Ω），也可以增大電源電壓。
專題四.綜合應(yīng)用
（一）解讀：
公式法是解答電功、電功率和電熱計(jì)算題的基本方法，常用的公式有：
1．電功：W=Pt、W=UIt、、（后兩個(gè)公式為純電阻電路適用）。
2．電功率：
（1）公式P＝eq \f(W,t)，可推導(dǎo)出公式W＝Pt和t＝eq \f(W,P)，一般適用于結(jié)合電功率的計(jì)算。
（2）公式P＝UI，可推導(dǎo)出公式U＝eq \f(P,I)和I＝eq \f(P,U) 。
（3）由P＝UI＝IR·I得公式P＝I2R，可推導(dǎo)出公式R＝eq \f(P,I2)和I＝eq \r(\f(P,R))，一般適用于串聯(lián)電路中P與R的定性判斷。
（4）由P＝UI＝U ? eq \f(U,R)得公式P＝eq \f(U2,R)，可推導(dǎo)出公式R＝eq \f(U2,P)和U＝eq \r(PR)，一般適用于并聯(lián)電路中P與R的定性判斷。
3．電熱：
（1）純電阻電路：，可以用計(jì)算電功的公式計(jì)算電熱；
（2）非純電阻電路：。
（二）典例突破
例7.（2022·湖北黃岡·中考真題）圖甲是某型號(hào)能設(shè)定加熱溫度的家用空氣炸鍋，其簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，它是通過電熱絲R1來加熱空氣，從而加熱食物，達(dá)到設(shè)定加熱溫度后，斷開開關(guān)。求：
（1）將5×10-3kg的空氣從20℃加熱到200℃需要吸收的熱量。c空氣取1.0×103J/（kg·℃）；
（2）工作電路中電熱絲Rt與指示燈支路并聯(lián)。已知R1的額定電壓為220V，額定功率為1210W。正常工作時(shí)，工作電路的總電流為5.55A，此時(shí)指示燈支路消耗的功率；
（3）控制電路電源電壓恒定，通過調(diào)節(jié)變阻器R3接入電路的阻值來設(shè)置加熱溫度，電阻R2置于溫度監(jiān)測(cè)區(qū)域，它的阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖丙所示。當(dāng)加熱溫度設(shè)定為150℃，即R3的阻值調(diào)為100?時(shí)，閉合開關(guān)S，電磁繼電器（不計(jì)線圈的電阻）的銜鐵被吸下，工作電路接通，開始加熱；直到溫度達(dá)到150℃時(shí)，銜鐵向上彈起，停止加熱。則當(dāng)R3的阻值調(diào)為80?時(shí)，對(duì)應(yīng)的加熱溫度設(shè)定為多少？
【答案】（1） 900J ；（2）11W；（3）200℃
【解析】解：（1）需要吸收的熱量
（2）工作電路中電熱絲R1與指示燈支路并聯(lián)，R1的電流為
指示燈支路電流為
指示燈支路消耗的功率
（3）如圖乙所示，R2、R3串聯(lián)在電路中，當(dāng)溫度達(dá)到150℃時(shí)，如圖丙，R2阻值為30Ω，此時(shí)總電阻為
此時(shí)電流為I′，銜鐵向上彈起，當(dāng)R3調(diào)為80Ω時(shí)，要使銜鐵向上彈起，則電流為I′，則總電阻為130Ω
R2阻值為
查圖丙可得，加熱溫度設(shè)定為200℃。
答：（1）需要吸收的熱量為900J；
（2）指示燈支路消耗的功率為11W；
（3）加熱溫度設(shè)定為200℃。
例8.（2022·山東泰安·中考真題）如圖所示，物理科技小組設(shè)計(jì)的具有防干燒功能的空氣加濕器裝置模型，由控制器和加熱器組成，可在水量不足時(shí)自動(dòng)停止加熱。加熱器有高、低兩個(gè)檔位，由開關(guān)和加熱電阻絲、組成，，；控制電路電壓恒定，，為壓敏電阻，下方固定一個(gè)輕質(zhì)絕緣形硬質(zhì)桿，水箱注水后圓柱形浮體豎直上浮，通過形桿對(duì)壓敏電阻產(chǎn)生壓力，所受壓力每增加，電阻減小。浮體體積為，質(zhì)量為。科技小組對(duì)加濕器進(jìn)行測(cè)試：向水箱內(nèi)緩慢注水，當(dāng)液面上升至浮體體積的浸入水中時(shí)，電磁鐵線圈中電流為，此時(shí)銜鐵恰好被吸下，加熱器開始工作；當(dāng)液面上升至浮體體積的浸入水中時(shí)，電磁鐵線圈中電流為；當(dāng)水箱注水量達(dá)到最大值時(shí)，電磁鐵線圈中電流為。形硬質(zhì)桿的質(zhì)量和電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)，取，水的密度為，水的比熱容為。
（1）當(dāng)加熱器處于高檔位時(shí)，加熱所產(chǎn)生的熱量全部被的水吸收，水溫升高了25℃。求加熱器的高檔功率和低檔功率；
（2）求浮體體積的浸入水中時(shí)受到的浮力和此時(shí)壓敏電阻受到的壓力；
（3）求水箱注水量達(dá)到最大值時(shí)，浮體浸入水中的體積。
【答案】（1）900W，200W；（2）1.5N；（3）
【解析】解：（1）的水吸收的熱量為
當(dāng)加熱器處于高檔位時(shí)，加熱所產(chǎn)生的熱量全部被的水吸收，則高溫?fù)醍a(chǎn)生的熱量為
加熱器的高檔功率
根據(jù)可知，電源電壓一定時(shí)，電阻越大，電功率越小，故當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，、并聯(lián)，總電阻較小，電功率較大，此時(shí)為加熱擋，加熱擋的功率為900W，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，只有工作，電阻較大，處于低溫?fù)酰蜋n功率
（2）浮體體積的浸入水中時(shí)受到的浮力
物體A所受的重力為
物體A受到了向下的重力為0.5N，向上的浮力為2N，故桿對(duì)A的力是向下的，桿對(duì)A的壓力為
（3）設(shè)控制電路的電壓為U控，當(dāng)桿對(duì)A的壓力為1.5N時(shí)，對(duì)應(yīng)壓敏電阻的阻值為，則根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可以列等式
①
浮體體積的浸入水中時(shí)受到的浮力
物體A受到了向下的重力為0.5N，向上的浮力為5N，故桿對(duì)A的力是向下的，桿對(duì)A的壓力為
根據(jù)所受壓力每增加，電阻減小，此時(shí)壓敏電阻的阻值為
此時(shí)對(duì)應(yīng)的控制電路的電流為
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可以列等式
②
聯(lián)立①②可知
當(dāng)水箱注水量達(dá)到最大值時(shí)，電磁鐵線圈中電流為，則此時(shí)總電阻為
壓敏電阻的阻值為
當(dāng)壓敏電阻為50歐姆時(shí)，對(duì)應(yīng)的壓力為1.5N，此時(shí)壓敏電阻的阻值為30Ω，則對(duì)應(yīng)的壓力為
此時(shí)物體A的浮力為
此時(shí)物體A浸入水中的體積
答：（1）加熱器的高檔功率為900W和低檔功率為200W；
（2）浮體體積的浸入水中時(shí)受到的浮力為2N和此時(shí)壓敏電阻受到的壓力為1.5N；
（3）水箱注水量達(dá)到最大值時(shí)，浮體浸入水中的體積為。
例9.（2022·湖南婁底·中考真題）如圖所示為大疆航拍無人機(jī)，由于體積小，操控安全方便，拍攝效果好，深受攝影愛好者喜歡，下表是它的部分技術(shù)參數(shù)。
（1）該無人機(jī)重為多少牛頓；
（2）無人機(jī)四腳著地平放在地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少；
（3）無人機(jī)以最大水平飛行速度勻速飛行420米所用時(shí)間是多少；
（4）電池充滿后儲(chǔ)存的電能是多少焦耳；
（5）某次航拍過程中，無人機(jī)以8m/s的速度勻速豎直上升，正常工作時(shí)它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%，則該過程中無人機(jī)電池工作電流多大。（不計(jì)空氣阻力）
【答案】（1）9N；（2）；（3）20s；（4）；（5）6A
【解析】解：（1）該無人機(jī)重力為
（2）四腳著地總面積為
無人機(jī)四腳著地平放在地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為
（3）以最大水平飛行速度勻速飛行420米所用時(shí)間是
（4）電池充滿后儲(chǔ)存的電能是
（5）上升時(shí)克服重力做功的功率為
則可知
則電功率為
根據(jù)可知，此時(shí)無人機(jī)工作的電流為
答：（1）該無人機(jī)重為9N；
（2）無人機(jī)四腳著地平放在地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為；
（3）無人機(jī)以最大水平飛行速度勻速飛行420米所用時(shí)間是20s；
（4）電池充滿后儲(chǔ)存的電能是；
（5）某次航拍過程中，無人機(jī)以8m/s的速度勻速豎直上升，正常工作時(shí)它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%，則該過程中無人機(jī)電池工作電流為6A。
例10.（2022·廣東深圳·中考真題）小明設(shè)計(jì)了如圖甲的模擬智能測(cè)溫報(bào)警電路：電源電壓調(diào)為12V，報(bào)警器（電阻不計(jì)）通過的電流超過10mA時(shí)就會(huì)報(bào)警，熱敏電阻RT其阻值隨溫度T的變化關(guān)系如圖乙所示。要求：當(dāng)所測(cè)溫度達(dá)到或超過37.3℃時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警。
（1）計(jì)算R0；
（2）38℃時(shí)電流約為多少？
（3）36℃到40℃的過程中，電路最大總功率。
【答案】（1）800Ω；（2）0.011A；（3）0.144W
【解析】解：（1）如圖甲，兩個(gè)電阻串聯(lián)，當(dāng)所測(cè)溫度達(dá)到或超過37.3℃時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，此時(shí)電路中的電流為10mA；由圖乙可知， 此時(shí)熱敏電阻RT的阻值為400Ω；熱敏電阻RT兩端的電壓為
電阻R0兩端的電壓為
R0的阻值為
（2）由圖乙可知，38℃時(shí)熱敏電阻RT的阻值為300Ω；則電路中的電流為
（3）由圖乙可知，溫度在36℃到40℃的過程中熱敏電阻RT的阻值在變小，當(dāng)溫度在40℃時(shí)，阻值最小為200Ω；此時(shí)電路中的電功率最大為
答：（1）R0的阻值為800Ω；
（2）38℃時(shí)電流約為0.011A；
（3）36℃到40℃的過程中，電路最大總功率為0.144W。
例11.．（2022·黑龍江綏化·中考真題）如圖甲所示的電路，電源電壓可調(diào)，R為標(biāo)有“1A”字樣的滑動(dòng)變阻器，a、c為其兩個(gè)端點(diǎn)，電流表量程為0～3A，電壓表量程為0～15V，L1、L2是額定電壓均為6V的小燈泡，其電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。求：
（1）L1正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（2）閉合開關(guān)S，斷開S1、S2，在不損壞電路的情況下，使其中一盞燈正常發(fā)光，電壓表示數(shù)是多少？
（3）閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，將電源電壓調(diào)至14V，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P在b點(diǎn)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)Rab：Rbc=1：2，則滑動(dòng)變阻器的最大阻值是多少歐姆？
（4）若不限制電路中各開關(guān)的狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器滑片P的移動(dòng)范圍為中點(diǎn)位置至最大阻值處；現(xiàn)移動(dòng)滑片P的同時(shí)調(diào)節(jié)電源電壓，使電路中有小燈泡正常發(fā)光，其它各元件均安全，每種電路對(duì)應(yīng)的總功率變化范圍。
【答案】（1）5Ω；（2）8V；（3）30；（4）16W～25.6W或14.4W～24W
【解析】解：（1）由圖像乙可知正常發(fā)光時(shí)的電流，則L1正常發(fā)光時(shí)的電阻為
（2）閉合開關(guān)S，斷開、，、與R串聯(lián)，此時(shí)電壓表測(cè)兩燈串聯(lián)后總電壓，若不損壞電路，只能正常發(fā)光，由圖像乙可知串聯(lián)電路電流。此時(shí)兩燈泡電壓分別為，。則電壓表的示數(shù)為
（3）閉合開關(guān)S、，斷開，被短路，與R串聯(lián)，正常發(fā)光，此時(shí)串聯(lián)電路電流。根據(jù)串聯(lián)電路得此時(shí)滑動(dòng)變阻器電壓為
滑動(dòng)變阻器接入電路阻值
因?yàn)镽ab：Rbc=1：2，故，則滑動(dòng)變阻器總阻值
（4）解法一
滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A，由圖像乙可知L1的額定電流為1.2A，大于滑動(dòng)變阻器允許通過最大電流1A，所以不能正常發(fā)光。只能讓正常發(fā)光，此時(shí)對(duì)應(yīng)電路有兩種情況。
情況一：
閉合開關(guān)S，斷開、，、與R串聯(lián)，若不損壞電路，只能正常發(fā)光，由圖像乙可知串聯(lián)電路電流，兩燈泡電壓分別為、。此時(shí)電阻
的電阻
最小電功率為
最大電功率為
電路總功率變化范圍16W～25.6W。
情況二：
閉合開關(guān)S、，斷開，，被短路，與R串聯(lián)，正常發(fā)光，此時(shí)串聯(lián)電路電流。最小電功率
最大電功率
電路總功率變化范圍14.4W～24W。
解法二
滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A，由圖像乙可知額定電流為1.2A大于滑動(dòng)變阻器允許通過最大電流1A，所以不能正常發(fā)光。只能讓正常發(fā)光，此時(shí)對(duì)應(yīng)電路有兩種情況。
情況一：
閉合開關(guān)S，斷開、，、與R串聯(lián)，若不損壞電路，只能正常發(fā)光，由圖像乙可知串聯(lián)電路電流，、兩端電壓。滑動(dòng)變阻器最小電壓
電源電壓
電路最小總功率
變阻器兩端最大電壓
電源電壓
電路最大總功率
電路總功率變化范圍為16W～25.6W。
情況二：
閉合開關(guān)S、斷開，被短路，與R串聯(lián)，正常發(fā)光，此時(shí)串聯(lián)電路電流，。電源電壓
電路最小總功率
電源電壓
電路最大總功率
電路總功率變化范圍為14.4～24W。
綜上所述，每種電路對(duì)應(yīng)的總功率變化范圍為16W～25.6W或14.4W～24W。
答：（1）L1正常發(fā)光時(shí)的電阻5Ω；
（2）電壓表示數(shù)是8V；
（3）滑動(dòng)變阻器的最大阻值是30Ω；
（4）每種電路對(duì)應(yīng)的總功率變化范圍為16W～25.6W或14.4W～24W。
當(dāng)堂檢測(cè)：
1．如圖所示電路中，電源電壓保持不變。當(dāng)開關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P從中點(diǎn)向右移動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（ ）
A．小燈泡變暗B．電壓表示數(shù)變大
C．電流表示數(shù)變小D．電壓表與電流表的示數(shù)之比不變
【答案】D
【解析】ABC．由電路圖可知，閉合開關(guān)S，燈泡與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電壓表測(cè)電源兩端的電壓，電流表測(cè)通過小燈泡的電流；因電源電壓保持不變，所以，滑片移動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)不變，因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，所以，滑片移動(dòng)時(shí)，小燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流都不變，由P=UI可知燈泡的實(shí)際功率不變，則燈泡亮度不變，電流表的示數(shù)不變，故ABC錯(cuò)誤；
D．由于電壓表和電流表的示數(shù)都不變，所以電壓表與電流表的示數(shù)之比不變，故D正確。
故選D。
2．如圖所示電路，電源電壓保持不變，當(dāng)閉合開關(guān) S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值從最大變化到最小，兩個(gè)電阻的“U-I”關(guān)系圖像如圖所示，則下列判斷正確的是（ ）
A．電源電壓為 8V
B．定值電阻 R1 的阻值為 20Ω
C．滑動(dòng)變阻器 R2的阻值變化范圍為 0~10Ω
D．此電路的最小總功率為 1.2W
【答案】D
【解析】A．分析電路可知，定值電阻R1和滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表V1測(cè)R1的電壓，電壓表V2測(cè)R2的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻變小時(shí)，電路中的電流變大，定值電阻的電壓變大，滑動(dòng)變阻器的電壓變小，所以甲圖像是R2的電壓和電流的關(guān)系的圖像，乙圖像是R1的電壓和電流關(guān)系的圖像，由圖像可知，當(dāng)電流為0.2A時(shí)，R1和R2的電壓分別為2V和4V，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律可知，電源電壓為
故A錯(cuò)誤；
B．由圖可知，當(dāng)R1的電流為0.2A時(shí)，電壓為2V，則定值電阻R1的阻值為
故B錯(cuò)誤；
C．當(dāng)電路中電流最小為0.2A時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電阻最大，此時(shí)R2的電壓為4V，所以滑動(dòng)變阻器的最大電阻為
所以滑動(dòng)變阻器 R2的阻值變化范圍為 0~20Ω，故C錯(cuò)誤；
D．整個(gè)電路的電壓一定，根據(jù)公式可知，當(dāng)電流最小時(shí)電路功率最小，由圖可知，最小電流為0.2A，所以最小功率為
故D正確。
故選D。
3．如圖甲所示，電源電壓保持不變，滑動(dòng)變阻器R1標(biāo)有“50Ω 0.5A”的字樣，R2=10Ω，燈泡 L上標(biāo)有“5V”的字樣，電壓表量程為 0~15V，電流表量程為 0~0.6A。將 R1的滑片 P 移至 b 端，閉合開關(guān) S、S1，調(diào)節(jié) R1的滑片P，并繪制出電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)的變化關(guān)系圖像如圖乙所示。在保證電路安全的前提下，下列說法正確的是（ ）
A．滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值是 5Ω
B．電路總功率的變化范圍是0.5W~1.5W
C．若將電壓表量程換為 0~3V，閉合開關(guān) S、S2，電流表示數(shù)的變化范圍是0.1A~0.5A
D．若將電壓表量程換為 0~3V，閉合開關(guān) S、S2，R2的功率變化范圍是 0.1W~0.9W
【答案】D
【解析】A．閉合開關(guān)S和S1，滑動(dòng)變阻器R1與燈泡串聯(lián)在電路中，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。由圖乙知，燈泡正常工作，即兩端電壓為5V時(shí)，通過的電流為0.25A。電路中的最小電流為0.1A，電源電壓保持不變，據(jù)歐姆定律知，此時(shí)電路中的電阻最大，變阻器接入電路的阻值最大為50Ω。則變阻器兩端的電壓
U1=I小R1大=0.1A×50Ω=5V
燈泡兩端的電壓為1V，所以電源電壓
U=U1+U燈=5V+1V=6V
要保證電路的安全，則當(dāng)燈泡正常工作時(shí)，通過電路的電流最大，此時(shí)電路中的電阻最小，變阻器接入電路的阻值最小。此時(shí)變阻器兩端的電壓
U1′=U-U燈額=6V-5V=1V
變阻器接入電路的最小阻值
故A錯(cuò)誤；
B．通過的電流最小時(shí)，電路的總功率最小為
P小=UI小=6V×0.1A=0.6W
通過的電流最大時(shí)，電路的總功率最大為
P大=UI額=6V×0.25A=1.5W
故B錯(cuò)誤；
CD．閉合開關(guān)S和S2，變阻器與R2串聯(lián)在電路中，電壓表測(cè)R2兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。電壓表的量程為0~3V時(shí)，R2兩端的電壓最大，此時(shí)電路中的電流
所以電路中的最大電流為0.3A，R2的功率最大為
P2=U2I2=3V×0.3A=0.9W
當(dāng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，電路中的總阻值最大為
R總=R1大+R2=50Ω+10Ω=60Ω
電路中的最小電流
所以電流表的示數(shù)變化范圍是0.1A~0.3A。R2的最小功率
P2小=I2小R2=(0.1A)2×10Ω=0.1W
所以R2的功率變化范圍是0.1W~0.9W。
故C錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
4．將標(biāo)有“12V 6W”的燈泡 L1 和“6V 3W”的燈泡 L2（不考慮燈絲電阻隨溫度的變化）串聯(lián)在 12V 的電源上，閉合開關(guān)后，L1、L2 的實(shí)際功率之比 P1 : P2 =______。若將它們并聯(lián)使用，在電路安全的情況下，電路的最大總功率為______W。
【答案】 2∶ 1 4.5
【解析】[1]不考慮燈絲電阻所溫度的變化，所以根據(jù)公式變換所得的，得
當(dāng)兩燈泡串聯(lián)在12V的電源上閉合開關(guān)后，由串聯(lián)電路各用電器的相關(guān)物理量的比例關(guān)系
P1 : P2 = U1I : U2I = U1 : U2 = IR1 : IR2 = R1 : R2 = 24Ω : 12Ω = 2 : 1
[2]若將二者并聯(lián)使用，在電路安全的情況下，二者兩端電壓只能等于兩者中較小的額定電壓，也就是6V，根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律和歐姆定律，得
代入數(shù)據(jù)U = 6V，R1 = 24Ω，R2 = 12Ω，得
所以I1 = 0.25A，I2 = 0.5A，I = 0.75A，所以電路最大的總功率
P = UI = 6V × 0.75A = 4.5W
5．如圖甲所示，燈泡L標(biāo)有“6V 3W”的字樣，電源電壓及燈絲電阻保持不變，滑動(dòng)變阻器最大阻值為100Ω，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~15V。只閉合開關(guān)S、S2，移動(dòng)滑片P的過程中，電流表示數(shù)與滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)滑片P在某一位置時(shí)，電流表的示數(shù)為I1，電壓表示數(shù)為3V；只閉合開關(guān)S、S1，滑片P移動(dòng)到另一位置時(shí)，電流表示數(shù)比I1減小了0.2A，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值是定值電阻R0阻值的倍，求：
（1）燈泡正常工作時(shí)的電阻為___________；
（2）電源電壓___________；
（3）只閉合開關(guān)S、S1，在保證電流表、電壓表和燈泡都安全的情況下，求滑動(dòng)變阻器連入電阻中的最小阻值___________。
【答案】 12Ω 18V 24Ω
【解析】（1）由得，小燈泡正常工作時(shí)的電阻為
（2）由電路圖可知，只閉合開關(guān)S、S2，變阻器R與R0串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中電流，當(dāng)滑片P在某一位置時(shí)，由圖像乙可知，當(dāng)電流表示數(shù)為I1時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為6Ω，則此時(shí)電流表的示數(shù)為
只閉合開關(guān)S、S1，變阻器R與L串聯(lián)，滑片P移動(dòng)到另一位置時(shí)，已知電流表示數(shù)比I1減小了0.2A，則此時(shí)的電流為
根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和以及歐姆定律可得，電源電壓為
……①
只閉合開關(guān)S、S2，變阻器R與R0串聯(lián)時(shí)，電源電壓為
……②
聯(lián)立①②解得R0=30Ω，U=18V。
（3）由P=UI可得，燈泡的額定電流為
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡的額定電流為0.5A，電流表的量程為0~0.6A，所以，電路中的最大電流為
由歐姆定律得，此時(shí)電路中的總電阻為
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值為
6．小鵬同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到兩個(gè)額定電流均為0.3A、額定電壓標(biāo)識(shí)模糊不清的燈泡。從實(shí)驗(yàn)老師處得知兩燈的額定電壓分別為“2.5V”和“3V”，但由于標(biāo)識(shí)模糊不清，無法區(qū)分。小鵬同學(xué)想通過如圖甲所示的電路，根據(jù)已學(xué)的電學(xué)知識(shí)，區(qū)分這兩個(gè)小燈泡。
（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的器材連接成完整電路；______
（2）連接電路并閉合開關(guān)，小鵬發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表和電壓表都有較小的示數(shù)，無論怎樣移動(dòng)滑片，燈泡都不發(fā)光，兩表示數(shù)均無變化，其原因可能是______
A．燈泡短路 B．燈泡斷路 C．滑動(dòng)變阻器接的是下端兩接線柱
（3）故障排除后，移動(dòng)滑片到某一位置，電流表的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)通過燈泡的電流為______A；要使該燈泡正常發(fā)光，應(yīng)將圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片向______（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，且眼睛注視______（選填“電壓表”或“電流表”）的示數(shù)達(dá)到額定值。
（4）小鵬繼續(xù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，記下多組數(shù)據(jù)，并繪制成圖丙所示小燈泡的I-U圖像，確定該燈泡的額定電壓，并計(jì)算出該燈泡的額定功率為______W。
（5）同組的小鑫同學(xué)認(rèn)為采用圖丁所示的方法也可分辨這兩個(gè)小燈泡：閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為0.3A，這時(shí)他發(fā)現(xiàn)L1比L2更亮一些，則L1的額定電壓為______V。
（6）小鵬利用（4）問中已測(cè)量的燈泡，接入如圖戊所示的電路中，從而測(cè)出未知電阻Rx的阻值。具體步驟如下：
①只閉合開關(guān)S0、S1，斷開S2，移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)為1V；
②保持滑片位置不變，斷開S1，閉合S0、S2，讀出電壓表示數(shù)為2.6V；
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得：Rx的阻值為______Ω。
【答案】 C 0.28 B 電流表 0.75 3 8
【解析】（1）[1]滑動(dòng)變阻器接入電路的接線柱要求“一上一下”，圖中右下接線柱已經(jīng)接入電路，故只需要將上接線柱接入電路即可，同時(shí)滑動(dòng)變阻器應(yīng)當(dāng)與燈泡串聯(lián)從而改變燈泡兩端電壓，而燈泡的左端已經(jīng)接入電路，所以將燈泡右端和滑動(dòng)變阻器的上接線柱相連即可，如圖所示。
（2）[2]電流表和電壓表都有較小的示數(shù)，說明電路是完全接通的，且燈泡沒有發(fā)生短路。又由于無論怎樣移動(dòng)滑片，燈泡都不發(fā)光，說明流經(jīng)燈泡的電流較弱，從而說明電路總電阻較大，由此可判定，滑動(dòng)變阻器接入的是下端的兩個(gè)接線柱，故選C。
（3）[3]圖乙中電流表的“0.6A”接線柱接入電路中，所以電流表的示數(shù)是0.28A。
[4]由于兩個(gè)燈泡的額定電流均為0.3A，而此時(shí)電流表的示數(shù)是0.28A，所以應(yīng)增大電路中的電流，所以應(yīng)減小電路中的電阻，而滑動(dòng)變阻器的B端接入了電路，當(dāng)滑片向B端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路電阻變小，故應(yīng)將圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片向B端移動(dòng)。
[5]由于兩個(gè)燈泡的額定電流是0.3A，因此為了使燈泡正常發(fā)光，流經(jīng)燈泡的電流必須是0.3A，所以應(yīng)確保電流表的示數(shù)是0.3A，所以眼睛應(yīng)注視電流表的示數(shù)。
（4）[6]根據(jù)圖丙中的I-U關(guān)系圖象可知，當(dāng)I = 0.3A時(shí)U = 2.5V，由此可知該燈泡的額定電壓是2.5V，所以該燈泡的額定功率
P = UI = 2.5V × 0.3A = 0.75W
（5）[7]圖丁中兩燈泡串聯(lián)，而兩燈泡的額定電流均為0.3A，所以只需調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表示數(shù)為0.3A就可以使兩燈泡正常工作，根據(jù)燈泡實(shí)際功率越大亮度越大，由L1比L2更亮一些可得，L1的功率更大，又根據(jù)P = UI得，當(dāng)電流一定時(shí)，電壓越大，功率越大，所以L1兩端的電壓大于L2兩端的電壓，因?yàn)閮蔁舻念~定電壓分別為“2.5V”和“3V”，所以L1的額定電壓是3V。
（6）[8]當(dāng)開關(guān)S0、S1閉合，S2斷開時(shí)，燈泡L與電阻Rx串聯(lián)，電壓表測(cè)量燈L兩端電壓且示數(shù)為1V，所以燈泡兩端電壓UL = 1V，根據(jù)圖丙可知，通過燈泡L和電阻Rx中的電流I = 0.2A；由于滑片位置不變，開關(guān)S1斷開，S0、S2閉合，所以燈泡L與電阻Rx仍然串聯(lián)且二者兩端電壓不變，電壓表測(cè)量燈泡L與電阻Rx兩端電壓，所以UL = 1V，UL + Ux = 2.6V，所以Ux = 1.6V，所以根據(jù)歐姆定律，得
7．探究“影響電流熱效應(yīng)的因素”實(shí)驗(yàn)中：
（1）為了探究電流通過電阻產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，小明設(shè)計(jì)了甲圖裝置，在燒瓶?jī)?nèi)安裝一根電阻絲，并插入一支溫度計(jì)，實(shí)驗(yàn)中燒瓶?jī)?nèi)液體選擇了煤油而不是水，這樣選擇的理由是___________；
（2）小明先測(cè)量燒瓶?jī)?nèi)液體的溫度后，閉合開關(guān)，通電30s再測(cè)量燒瓶?jī)?nèi)液體的溫度，得到溫度的升高量填入表中；然后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片改變電流大小，重復(fù)上述操作，獲得第二組數(shù)據(jù)（見表）：
由此得出：同一導(dǎo)體，在___________相等時(shí)，___________越大，其產(chǎn)生的熱量越多；
（3）若要探究電流通過電阻產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系，可選擇乙圖中___________（選填“A”或“B”）燒瓶中的電阻與甲圖中的燒瓶電阻___________（串/并）聯(lián)；
（4）小明提議利用上述實(shí)驗(yàn)裝置改做“比較水和煤油的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)，則他應(yīng)選擇乙圖中___________（選填“A”或“B”）燒瓶與甲圖中的燒瓶并聯(lián)，并將其中一燒瓶中的液體換成___________相同的水，實(shí)驗(yàn)時(shí)水和煤油吸熱的多少是通過___________（溫度升高量/加熱時(shí)間）來間接反映的，這種研究物理問題的方法叫___________。
【答案】 煤油的比熱容小，吸收相同的熱量時(shí)，溫度的變化比較大 通電時(shí)間 電流 B 串 A 質(zhì)量 加熱時(shí)間 轉(zhuǎn)換法
【解析】（1）[1]煤油比水的比熱容小，吸收相同的熱量時(shí)，煤油的溫度變化比較大，溫度計(jì)示數(shù)變化明顯，實(shí)驗(yàn)效果比較好。
（2）[2][3]由表格數(shù)據(jù)知，同一導(dǎo)體，通電時(shí)間相同，第2次實(shí)驗(yàn)電流較大，溫度升高量較大，故得出：同一導(dǎo)體，在通電時(shí)間相等時(shí)，電流越大，其產(chǎn)生的熱量越多。
（3）[4][5]探究電流產(chǎn)生熱量多少跟電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制電流和通電時(shí)間不變，改變電阻的大小。由于串聯(lián)電路中電流處處相等，通電時(shí)間相同，所以選擇乙圖中的B電阻與甲圖中的燒瓶電阻串聯(lián)。
（4）[6][7]“比較水和煤油比熱容的大小”時(shí)，可使相同質(zhì)量的水和煤油吸收相同的熱量，比較溫度的變化，溫度變化小的吸熱能力強(qiáng)。根據(jù)并聯(lián)電路各支路電壓相等和
①
可知，要使相同質(zhì)量的水和煤油相同時(shí)間吸熱相同，故要控制兩電阻絲的阻值大小相等，故應(yīng)選擇乙圖中A燒瓶與甲圖中的燒瓶并聯(lián)，并將其中一燒瓶中的液體換成質(zhì)量相同的水。
[8][9]根據(jù)①，實(shí)驗(yàn)時(shí)水和煤油吸熱的多少是通過加熱時(shí)間來間接反映的，這種研究物理問題的方法叫轉(zhuǎn)換法。
8．小紅在家煲湯時(shí)使用的電飯煲的部分參數(shù)如表所示，其簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，R1、R2均是發(fā)熱電阻（阻值不隨溫度變化），欲將質(zhì)量為1.2kg，初溫為20℃的湯加熱至100℃，設(shè)此湯的比熱容為c湯=4.0×103J/(kg·℃)，求：
（1）湯需要吸收的熱量；
（2）利用電飯煲高溫?fù)蹯覝珪r(shí)，將湯由20℃的湯加熱至100℃需要16分鐘，則電飯煲的效率是多少？
（3）計(jì)算R1和R2的電阻分別是多少？（寫出開關(guān)位置和電路處于高溫檔還是低溫檔）
【答案】（1）3.84×105J；（2）80%；（3）96.8Ω、903.2Ω
【解析】解：（1）湯吸收的熱量
Q吸=c湯m(t-t0)=4.0×103J/(kg·℃)×1.2kg×(100℃-20℃)=3.84×105J
（2）電飯煲高溫?fù)醯墓β适?00W，它在16min內(nèi)消耗的電能為
W=P高t=500W×16×60s=4.8×105J
電飯鍋的效率為
（3）由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S接1時(shí)，R1、R2串聯(lián)，當(dāng)開關(guān)S接2時(shí)，R2被斷路，電路只有R1的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，當(dāng)開關(guān)S接1時(shí)，R1、R2串聯(lián)，此時(shí)電路總電阻最大，根據(jù)可知，此時(shí)電路功率最小，處于低溫?fù)酰划?dāng)開關(guān)S接2時(shí)，電路只有R1工作，此時(shí)電路總電阻最小，根據(jù)可知，此時(shí)電路功率最大，此時(shí)為高溫?fù)?，電阻R1的阻值
電路中的總電阻
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，電阻R2阻值
R2=R-R1=1000Ω-96.8Ω=903.2Ω
答：（1）湯需要吸收的熱量為3.84×105J；
（2）利用電飯煲高溫?fù)蹯覝珪r(shí)，將湯由20℃的湯加熱至100℃需要16分鐘，則電飯煲的效率是80%；
（3）R1和R2的電阻分別是96.8Ω、903.2Ω。
9．超高壓水刀是一種新技術(shù)產(chǎn)品，一般由水泵、射流發(fā)生裝置、工作機(jī)構(gòu)等組成。它將普通水經(jīng)過多級(jí)增壓后，通過一個(gè)極細(xì)的噴嘴噴出一道高速“水箭’、可以對(duì)堅(jiān)硬物體實(shí)施切割，如圖所示。某超高壓水刀噴嘴橫截面積，噴水速度，高速“水箭”對(duì)該切割面的壓強(qiáng)。已知水泵電機(jī)功率，水的密度。求：
（1）水刀正常工作1min消耗的電能；
（2）高速“水箭”對(duì)切割面的壓力；
（3）一分鐘從噴嘴噴出的水的質(zhì)量；
（4）水刀的效率。
【答案】（1）；（2）15N；（3）0.72kg；（4）60%
【解析】解：（1）水刀正常工作1min消耗的電能
（2）由 可知，高速“水箭”對(duì)切割面的壓力
（3）每秒鐘噴出水的體積為
每秒鐘噴出水的質(zhì)量為
則一分鐘從噴嘴噴出的水的質(zhì)量
（4）水刀的功率為
則水刀的效率為
答：（1）水刀正常工作1min消耗的電能；
（2）高速“水箭”對(duì)切割面的壓力15N；
（3）一分鐘從噴嘴噴出的水的質(zhì)量0.72kg；
（4）水刀的效率60%。
總質(zhì)量（含電池及槳）
900g
四腳著地總面積
5cm2
最大上升速度
8m/s
電池容量
5000mAh
最大水平飛行速度
21m/s
正常工作電壓
15V
最大上升高度
8000m
飛行時(shí)間
約46min
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
電流/A
通電時(shí)間/s
電阻/Ω
溫度升高量/℃
1
0.3
30
10
1.5
2
0.6
30
10
6.0
額定電壓
220V
額定功率
低溫檔
48.4W
高溫檔
500W
總質(zhì)量（含電池及槳）
900g
四腳著地總面積
5cm2
最大上升速度
8m/s
電池容量
5000mAh
最大水平飛行速度
21m/s
正常工作電壓
15V
最大上升高度
8000m
飛行時(shí)間
約46min
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
電流/A
通電時(shí)間/s
電阻/Ω
溫度升高量/℃
1
0.3
30
10
1.5
2
0.6
30
10
6.0
額定電壓
220V
額定功率
低溫檔
48.4W
高溫檔
500W