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浙教版科学九年级上第三章第6节《电能》培优训练B
第3课时
学习目标：
1.识别常用的电热器，解释电热器是利用电流热效应工作的。
2.说明电流通过导体发出的热量跟哪些因素有关，说明焦耳定律。
3.初步学会运用焦耳定律进行简单的计算。
同步训练：
1.某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是(
)
2.为了探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并设计了如图所示的甲、乙两套装置，已知所用蓄电池电压相等且保持不变，R1)
A.在此实验中，将电流通过导体产生热量多少转化为煤油温度变化的大小
B.甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关
C.比较相同通电时间内a、c温度计示数变化，可探究电流产生的热量与电流是否有关
D.在相同的通电时间内，d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多
3.利用如图所示电路可定性研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，图中三个电阻的材料和质量相同，且R1=R3=5Ω,R2=10Ω,三个电子温度计分别与之相连(图中未画出)，并能测量它们的温度。闭合开关后，每隔一定时间记录各电阻的温度，通过比较温度的变化来间接反映电阻产生电热的多少。下列有关分析与推断错误的是(
)
A.分析任意一个电阻的温度变化，可知电热与通电时间有关
B.分析比较R1和R2的温度及变化，可知电热与电阻有关
C.分析比较R1和R3的温度及变化，可知电热与电流有关
D.分析比较R2和R3的温度及变化，可知电热与电流和电阻有关
4.如图是“探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关”的实验装置。两个5Ω的电阻并联后再与另一个5Ω的电阻串联，将其中两个电阻按图示分别置于两个透明容器中，两个容器中密封着等量的空气。U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是(
)
A.图示中实验是为了探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
C.将图示中左侧5Ω电阻丝换成10Ω电阻丝后，可探究电流产生的热量与电阻的关系
D.通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
5.热熔胶在室温下为固体，加热变为较强黏性的液体，冷却后，将物体牢牢地粘在一起，如图所示是热熔胶枪的外形，在枪嘴内有电热丝。电热丝的电阻是1000Ω,通过的电流是0.2A时，1min产生的热量是
J。
6.在验证焦耳定律(Q=I2Rt)中电热与电阻的定性关系时，实验小组出现了如图三种电路连接情况(已知R甲实验电路
玻璃管内液面高度
小组结论
你的合理解释与评价
A
液面都不上升
导体产生的热量跟电阻无关
.
B
液面都不上升，且Δh甲<Δh乙
电流通过导体时，电阻越大，产生的热量就(2)
.
电流和时间都相同，验证了焦耳定律中Q与R的定性关系
C
液面都不上升，且Δh甲(3)
Δh乙
电流通过导体时，电阻越小，产生的热量就越多
.
7.如图所示是研究电流通过导体产生热量的多少跟哪些因素有关的实验。某同学测得数据如表所示。
编号
电阻
电流
通电时间
管内液面离瓶口高度
1
R甲=5Ω
0.2A
10s
1cm
2
R乙=10Ω
0.2A
10s
2cm
3
R甲=5Ω
0.4A
10s
4cm
4
R乙=10Ω
0.2A
20s
4cm
(1)比较编号1、2可得出结论：当
相等时，电阻越大，电流产生的热量越大。
(2)比较编号1、3可得出结论：
。
(3)比较编号
可得出结论：当电阻和电流相同时，通电时间越长，电流产生的热量
。上述实验采用的研究方法叫
。
8.如图所示，在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线，由甲地向乙地输电，两条输电线总电阻为10Ω。甲地电源的电压为220V不变，下列说法中正确的是(
)
A.当乙地用户消耗的总功率增大时，相同时间内输电线上产生的热量增多
B.乙地用户用电器上的电压为220V
C.在100s的时间内，输电线上产生的热量为4.84×105J
D.若出现触电事故，应迅速直接用手拉开触电人员
9.小明要用如图所示的实验器材探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。
(1)请用笔画线代替导线，把电路连接完整。
(2)电流产生热量的多少不易直接测量，因此在这个实验中是通过
显示电流产生热量的多少。
(3)在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有
(写出一个即可)。
(4)根据所学知识可知，在相时间内
(填“甲”或“乙”)瓶内的电阻丝放出的热量较多。
10.随着经济社会的不断发展，许多家用电器进入居民家庭，用电量越来越大，某省冬、春季节电力紧张，不断采取拉闸限电措施进行电力调控，同时倡导大家在用电高峰时尽量不用大功率电器，小丽家常用的电器功率如表所示。
用电器
照明灯具
电冰箱
电视机
洗衣机
电热水器
微波炉
额定电压／V
220
220
220
220
220
220
额定功率／W
200
1500
100
250
800
1000
(1)小丽家的热水器和微波炉少工作1h,节约用电多少？
(2)小丽家的热水器和微波炉少工作1h,节约的电用于照明灯具可以工作多少小时？
(3)小丽家总电路的调控开关标有“15A”字样，要购买一个电饭煲，商店里有额定电压220V,额定功率分别为500W、1000W和1500W三种规格，试分析应买哪一种更好。
11.某自动豆浆机工作时，电热管加热与电动机打浆过程交替进行。其部分参数如下表。
额定电压
220V
电机功率
100W
加热功率
1000W
净重
20N
(1)空豆浆机放在水平桌面上，接触面积为4c㎡,对水平面的压强为Pa.
(2)不计热量损失，加热管正常工作80s,可使1kg豆浆的温度升高℃[豆浆的比热容为4x103
J/(kg·℃)];豆浆飘出阵阵香味说明分子在。
(3)电热管通电一段时间后变得很烫，而与豆浆机连接的导线却不怎么热，主要是因为导线，产生的热量少；若豆浆机正常打好一次豆浆消耗的总电能为0.17kW·h,加热与打浆的时间之比为3:1,则打好一次豆浆需h.
12.如表所示为某电烤箱的铭牌，如图所示是电烤箱内部的简化电路图。R1和R2均为电热丝，电烤箱开关接1时是低温挡，接2时是高温挡。
XX牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温挡
1100W
低温挡
440W
频率
50Hz
(1)求电路中R1和R2的阻值。
(2)如果实际电压只有200
V,则电烤箱在高挡工作10
min所消耗的电能是多少(最后结果保留数)？
13.某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。
猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多；
猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。
为验证猜想一，设计以下方案：
①将电阻丝R甲和R乙串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数I1,经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；
②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数I2,经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。
请回答下列问题：
(1)为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有
(写出一条即可)。
(2)为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是
。
(3)科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例：
。
14.笔记本电脑已进入寻常百姓家庭，出差旅游时常随身携带。出于安全考虑，民航局规定，乘客可随身携带0.16kW·h以下的可充电设备。目前，部分航空公司已允许乘客在非起降时间段、有条件地使用笔记本电脑等便携电子设备。请回答下列问题：
(1)某旅客携带的笔记本电脑电池容量为3000mA·h,输出电压15
V,充满电后，若工作时的平均电流为1.5A,可连续工作多少时间？
(2)请通过计算说明该旅客能否将此笔记本电脑带上民航飞机。
(3)使用发现，电脑工作时会发热，原因是
。当升温到一定值时，温控开关S1自动闭合，风扇启动，加快散热从而保护电脑。如果断开电源总开关S2,风扇M和其他工作系统同时停止工作。根据上述特点，下列可能符合散热控温特点的原理图是
。
实验：测定小灯泡功率
学习目标
1.能掌握使用电流表和电压表测用电器功率的方法。
2.说明用电器的功率跟用电器两端的电压有关，判断额定电压和额定功率。
同步训练：
1.如图甲是一个迷你音响实物图片，它的铭牌如图乙所示。对于该音响，下列说法正确的是(
)
额定功率
5W
电源
锂电池
频率范围
100
Hz∽20kHz
额定电压
3V
甲
乙
A.锂电池工作时，将电能转化为化学能
B.音响在5V电压下正常工作
C.音响正常工作时每秒消耗电能5J
D.音响正常工作时电流是0.6A
2.小王家的电能表上标着“600转／千瓦时”。他用这个电能表来测量某用电器的功率：他把家中的其他用电器都与电源断开，仅让这个用电器工作，5分钟内电能表的转盘转了30转。则该用电器的额定功率是(
)
A.0.01
kW
B.0.06
kW
C.0.1kW
D.0.6kW
3.如图所示的电路中，电源电压为6V,电压表的量程为0∽3V,电流表的量程为00.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω
1A”，灯泡标有“5V
2.5W”字样。闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置，这时通过灯泡的电流为
A;若要求两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，则该电路能消耗的最大功率为
W。(不考虑灯丝电阻的变化）
4.在“测量小灯泡电功率”的实验中，同学们设计了四种电路图，如图所示，其中正确的是(
)
5.用电流表和电压表测定标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω,现有滑动变阻器和开关各一个，导线若干，实验中缺少的器材从以下器材中选取：a.3V电源、b.8V电源、c.量程为0∽3V的电压表、d.量程为0∽15V的电压表、e.量程为0∽0.6A的电流表、f.量程为0∽3A的电流表。
(1)写出你所选用的实验器材：
(填字母)。
(2)请画出实验电路图。
(3)在闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片处于
。
(4)实验时调节滑动变阻器，先观察
的示数，当它为
时，再读取
的示数，然后利用公式
，就可以计算出小灯泡的额定功率。
(5)若实验时，小灯泡发红光，则此时电压表的示数一定
(填“大于”“等于”或“小于”)2.5V。此时应该使滑动变阻器阻值变小。
6.“测定小灯泡的额定功率”实验的电路图如图甲所示。电源电压为6V,小灯泡L的额定电压为2.5
V,电阻约为10Ω,可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω和50Ω。
丙
(1)图乙是根据实验数据绘成的U-I图像，根据图像提供的信息可计算出小灯泡的额定功率为
；当滑动变阻器的滑片向左移动过程中，小灯泡的电阻将
(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)还有一组同学没有电压表，而是利用两只电流表和一个阻值已知的电阻R0,其他元件与前面相同，仍然完成了实验。请在虚线方框内画出该组同学实验的电路图并写出实验方案。
7.小聪利用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右移动时小灯泡变亮。
(2)连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表示数不为零，电压表示数为零，则故障可能是由于小灯泡
引起的。
(3)当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，没则小灯泡的额定功率是
W。在实际测量中，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，如果考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏
。
(4)利用如图丙所示的电路也可以完成该实验，请完成下列填空(电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0)。
①只闭合开关S和S1,调节
，使电压表的示数为2.5V。
②只闭合开关
，调节R1,使电压表的示数仍为2.5V。
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1;再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2,则小灯泡额定功率的表达式P额=
(用U额、Ro、U1、U2表示)。
8.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6V),小灯泡L(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω
1A”的滑动变阻器R1和“50Ω
0.5
A”的滑动变阻器R2各一个，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)为了顺利完成实验，小华应选用规格为
(填“R1”或“R2”)的滑动变阻器。
(3)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
。
(4)排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡U-I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为
W。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
。
(5)小华打算增加一个阻值为150Ω的定值电阻R0,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
9.某实验小组测定额定电压为“2,5V"小灯泡的电功率。(正常发光时电阻约为8Ω,电源为两节新干电池)
(1)电路连接后闭合开关，移动滑片，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是
。
(2)排除故障后，闭合电路发现电流表指针如图乙所示，为了测定小灯泡的额定功率，滑片P应
向
(填“左”或“右”)滑动。
(3)该小组在测定过程中记录了多组电压U和电流I对应数据，然后画出小灯泡灯丝的U-I曲线，下列图中符合实际的是
。
(4)若接着想利用本实验器材探究电流和电压的关系，需要更换的实验器材是
。
10.小科利用仅有的一个规格为“10Ω
1.0
A”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”，该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图所示，电源电压恒为3V。实验步骤如下：
①用4Ω的定值电阻进行实验，连接电路。
②闭合开关，调节滑动变阻器，使定值电阻两端电压为2V,读出电流表的示数并记录。断开开关，把滑片P移到A端。
③依次用阻值为6Ω.8Ω和10Ω的定值电阻替换原来的电阻，重复步骤②。
(1)小科设计上述实验步骤，是要研究通过导体的电流与
之间的关系。
(2)小科发现，滑片P向右移动过程中，每次实验开始时电压表都没有示数，移到某一点(该点记为C)时突然有了示数。但在完成8Ω电阻的实验后，再做10Ω电阻的实验时，当电压表有示数后，示数一直大于2V。分析可得，电阻丝BC的阻值Rx的范围是
。
(3)为了完成10Ω电阻实验，将滑片P移到C点，只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线，就能继续完成实验。请你在图中用笔画线补上这根导线。
11.小科想知道标有“3.8
V”字样的小灯泡正常工作时的电功率，于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6V恒定不变，滑动变阻器规格为“50Ω
1A”。
(1)请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。
(2)正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮。小科观察到两电表的示数情况是
，由此判断故障是小灯泡断路。
(3)排除故障后，小科进行了正确操作，观察到的现象和测得的数据如下：
实验次数
1
2
3
4
5
发光情况
很暗
较暗
较亮
亮
很亮
电压U/V
1
2
3
3.8
4.5
电流I/A
0.2
0.22
0.25
0.30
0.34
由表中数据可得，小灯泡的额定功率是
W。
小科根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前小灯泡灯丝的阻值小于5Ω,小科的理由是
。
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精品试卷·第
2
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浙教版科学九年级上第三章第6节《电能》培优训练B
第3课时
学习目标：
1.识别常用的电热器，解释电热器是利用电流热效应工作的。
2.说明电流通过导体发出的热量跟哪些因素有关，说明焦耳定律。
3.初步学会运用焦耳定律进行简单的计算。
同步训练：
1.某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是(▲)
【答案】B
【解析】探究电流通过导体产生的热量与电阻关系时，需保证通过电阻的电流相同，电阻不同，然后结合串并联电路电流规律进行分析。
【分析】本题考查电路图的设计以及控制变量法的应用，关键要明确探究电流通过导体产生的热量与电阻关系，需保证通过电阻的电流相同，电阻不同。
【详解】要探究电流通过导体产生的热量与电阻关系，需保证通过电阻的电流相同，电阻不同，因此需让不同阻值的定值电阻串联连接，故ACD错误，B正确。故选：B。
2.为了探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并设计了如图所示的甲、乙两套装置，已知所用蓄电池电压相等且保持不变，R1A.在此实验中，将电流通过导体产生热量多少转化为煤油温度变化的大小
B.甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关
C.比较相同通电时间内a、c温度计示数变化，可探究电流产生的热量与电流是否有关
D.在相同的通电时间内，d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多
【答案】D
【解析】(1)由焦耳定律可知，瓶中电阻丝发热后放出热量，使瓶内液体温度升高，根据温度计示数变化的大小体现出来；转换法在物理学中有很多应用，主要用来演示一些不易直接观察的物理量的变化；(2)由甲图可知，两电阻串联，则可知电路中电流一定相等，由焦耳定律可知两瓶中产生的热量应与电阻有关，故可探究电流产生的热量与电阻的关系；(3)在电阻和通电时间相同的条件下，观察两只温度计示数变化情况，可以探究电流产生的热量与电流的关系；(4)根据串并联电路的电压特点，分析两电阻在串联和并联时通过的电流大小，再根据焦耳定律判断产生热量的多少。
【分析】本题探究热量与电流及电阻的关系，要求能正确分析电路，掌握串并联电路的特点，并灵活应用焦耳定律分析解答。
【详解】A、当电阻丝通电后，电流产生热量使煤油温度升高，从而使温度计示数上升，因此可根据温度计示数的大小可知温度升高的多少；故A正确；B、甲中两电阻串联，则两电阻中的电流相等，则可知热量应由电阻有关，根据温度计示数的变化判断吸收热量的多少，则可知热量与电阻大小的关系；故B正确；C、甲乙两图中，通过电阻R1的电流不同，比较相同通电时间内a,c两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关；故C正确；D、在电源电压和通电时间相同的条件下：由串并联电路的电压关系可知，串联使用时各电阻两端电压小于电源电压，并联使用时各电阻两端电压等于电源电压，由Q=I2Rt,I=U/R得，Q=U2t/R,可知各电阻并联时产生的热量多；两电阻并联时，由Q=(U2t/R)RR可知，电压相等，R13.利用如图所示电路可定性研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，图中三个电阻的材料和质量相同，且R1=R3=5Ω,R2=10Ω,三个电子温度计分别与之相连(图中未画出)，并能测量它们的温度。闭合开关后，每隔一定时间记录各电阻的温度，通过比较温度的变化来间接反映电阻产生电热的多少。下列有关分析与推断错误的是(▲)
A.分析任意一个电阻的温度变化，可知电热与通电时间有关
B.分析比较R1和R2的温度及变化，可知电热与电阻有关
C.分析比较R1和R3的温度及变化，可知电热与电流有关
D.分析比较R2和R3的温度及变化，可知电热与电流和电阻有关
【答案】D
【解析】根据焦耳定律Q=I2Rt以及控制变量法进行分析判断各选项是否正确。
【分析】本题考查动态电路分析以及控制变量法的应用，有一定的难度。
【详解】A.由Q=I2Rt可知，对同一电阻而言，通过的电流不变时，通电时间越长，产生的热量越多，温度越高，故A正确；B.探究电热与电阻关系时，由Q=I2Rt可知，需保持电流和通电时间相同，电阻不同；根据题意和电路图可知，R1≠R2,并且R1、R2串联，即通过的电流和通电时间相等，因此分析比较R1和R2的温度及变化，可知电热与电阻有关，故B正确；C.探究电热与电流关系时，由Q=I2Rt可知，需保持电阻和通电时间相同，电流不同；根据题意和电路图可知，R1=R3,并且R1、R2串联后与R3并联，由于两支路的总电阻不同，因此通过它们的电流不同，故分析比较R1和R3的温度及变化，可知电热与电流有关，故C正确；D.根据控制变量法可知，探究电热与电流、电阻以及通电时间是否有关时，变化的量只能有一个，其它因素均不变，因此不可以探究电热与电流和电阻的关系，故D错误。故选：D.
4.如图是“探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关”的实验装置。两个5Ω的电阻并联后再与另一个5Ω的电阻串联，将其中两个电阻按图示分别置于两个透明容器中，两个容器中密封着等量的空气。U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是(▲)
A.图示中实验是为了探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
C.将图示中左侧5Ω电阻丝换成10Ω电阻丝后，可探究电流产生的热量与电阻的关系
D.通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
【答案】D
【解析】电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。(1)探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；(2)探究电流产生热量跟通电时间关系时，控制电流和电阻不变；(3)探究电流产生的热量跟电流大小和电阻大小关系时运用了控制变量法；(4)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，体现的是转换思想。
【分析】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与什么因素有关的”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，同时考查了学生对焦耳定律变形公式的理解和掌握，难度较大。
【详解】A、D、装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2,两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即I1=I2，所以右边容器中通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系；由Q=I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差更大，故A错误，D正确；B、该实验装置是利用U形管中空气的热胀冷缩来反应热的多少，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故B错误；C、将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，左右容器中的电阻和电流都不同，没有控制好变量，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故C错误。故选：D。
5.热熔胶在室温下为固体，加热变为较强黏性的液体，冷却后，将物体牢牢地粘在一起，如图所示是热熔胶枪的外形，在枪嘴内有电热丝。电热丝的电阻是1000Ω,通过的电流是0.2A时，1min产生的热量是
▲
J。
【答案】2400
【解析】知道导体的电阻、通过导体的电流以及通电时间，利用焦耳定律求产生的热量。
【分析】本题考查了学生对焦耳定律的掌握运用，计算时注意单位统一，属于基础题目。
【详解】t
=1min=60s,Q=I2Rt=(0.2A)2×1000Ω×60s=2400J。故答案为：2400。
6.在验证焦耳定律(Q=I2Rt)中电热与电阻的定性关系时，实验小组出现了如图三种电路连接情况(已知R甲实验电路
玻璃管内液面高度
小组结论
你的合理解释与评价
A
液面都不上升
导体产生的热量跟电阻无关
▲
.
B
液面都不上升，且Δh甲<Δh乙
电流通过导体时，电阻越大，产生的热量就(2)
▲
.
电流和时间都相同，验证了焦耳定律中Q与R的定性关系
C
液面都不上升，且Δh甲(3)
▲
Δh乙
电流通过导体时，电阻越小，产生的热量就越多
▲
.
【答案】(1)两实验电阻没有接入电路，无现象，无法验证焦耳定律中Q与R的定性关系；(2)越多；(3)>；(4)两实验电阻并联，电流不同，实验现象无法验证焦耳定律中Q与R的定性关系。
【解析】(1)电流通过导体产生的热量的多少是通过被加热液体体积或温度的变化反映出来的，所以电热丝必须对烧瓶中的液体加热；(2)电阻串联，通过的电流相同，在通电时间相同时，电流产生的热量与电阻有关；(3)并联电路电流与电阻成反比。
【分析】此题考查了验证焦耳定律的实验方案的比较，通过分析题目我们要知道，正确运用控制变量法和转换法是保证实验成功的关键。
【详解】(1)A图中，电流通过电热丝产生热量的多少是通过烧瓶中液体体积的变化反映的，电热丝没有接入电路，无法产生热量，所以两根玻璃管中的液柱都没有变化，更无法验证电热与电阻的关系；(2)B图中，两根电热丝串联接入电路，通过的电流和通电时间相同，已知R甲＜R乙,液面都上升，且Δh甲=<Δh乙,说明电阻越大，产生的热量越多。能够验证电热与电阻的定性关系；(3)C图中，两根电热丝并联接入电路，电阻不同，同时电流也不同，所以不能正确研究电流产生热量与电阻的关系。故答案为：(1)两实验电阻没有接入电路，无现象，无法验证焦耳定律中Q与R的定性关系；(2)越多；(3)>；(4)两实验电阻并联，电流不同，实验现象无法验证焦耳定律中Q与R的定性关系。
7.如图所示是研究电流通过导体产生热量的多少跟哪些因素有关的实验。某同学测得数据如表所示。
编号
电阻
电流
通电时间
管内液面离瓶口高度
1
R甲=5Ω
0.2A
10s
1cm
2
R乙=10Ω
0.2A
10s
2cm
3
R甲=5Ω
0.4A
10s
4cm
4
R乙=10Ω
0.2A
20s
4cm
(1)比较编号1、2可得出结论：当
▲
相等时，电阻越大，电流产生的热量越大。
(2)比较编号1、3可得出结论：
▲
。
(3)比较编号
▲
可得出结论：当电阻和电流相同时，通电时间越长，电流产生的热量
▲
。上述实验采用的研究方法叫
▲
。
【答案】(1)电流和通电时间；(2)当两电阻相等，通电时间相等，电流越大，产生的热量越多；(3)2、4；越大；控制变量法。
【解析】【分析】【详解】分析1、2,两瓶内的电阻，甲瓶内的电阻大于乙瓶内的电阻，通过的电流相同，根据焦耳定律并结合控制变量法即可得出结论；分析1、3,两个电阻的大小关系，电流大小的关系，通电时间长短，据焦耳定律并结合控制变量法即可得出结论。(1)比较编号1、2,图中两电阻丝串联，通过它们的电流相同，通电时间相同，电阻越大，电流产生的热量越多；(2)比较编号1、3,当两个电阻相等，通电时间相等，电流越大，产生的热量越多；(3)比较编号2、4,可得出结论：当电阻和电流相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多，该实验中用到了控制变量法。故答案为：(1)电流和通电时间；(2)当两电阻相等，通电时间相等，电流越大，产生的热量越多；(3)2、4；越大；控制变量法。
8.如图所示，在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线，由甲地向乙地输电，两条输电线总电阻为10Ω。甲地电源的电压为220V不变，下列说法中正确的是(▲)
A.当乙地用户消耗的总功率增大时，相同时间内输电线上产生的热量增多
B.乙地用户用电器上的电压为220V
C.在100s的时间内，输电线上产生的热量为4.84×105J
D.若出现触电事故，应迅速直接用手拉开触电人员
【答案】A
【解析】(1)利用P=UI分析在电压一定，当P增大时，电路中的电流为增大，再根据焦耳定律分析导线上热量的变化；(2)用户的用电器之间是并联的，与导线电阻是串联的，结合串联分压分析解答；(3)根据焦耳定律分析解答；(4)出现触电事故时，应先切断电源，再实施救援。
【分析】此题主要考查学生对于电功率公式和焦耳定律公式的理解和掌握，将知识应用实际生活中是能力的体现。
【详解】A.当乙地用户消耗的总功率增大时，由I=P/U可得通过对的电流越大，根据Q=I2Rt可知相同时间内输电线上产生的热量增多，故A正确；B.因为用户与输电线是串联的，串联电路有分压特点，则乙地用户用电器上的电压要比220V小，故B错误；C.由于电流不确定，则根据Q=I2Rt可知输电线上产生的热量不确定，故C错误；D.若出现触电事故，应迅速切断电源，再实施救援，故D错误。故选：A。
9.小明要用如图所示的实验器材探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。
(1)请用笔画线代替导线，把电路连接完整。
(2)电流产生热量的多少不易直接测量，因此在这个实验中是通过
▲
显示电流产生热量的多少。
(3)在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有
▲
(写出一个即可)。
(4)根据所学知识可知，在相同时间内
▲
(填“甲”或“乙”)瓶内的电阻丝放出的热量较多。
【答案】(1)见上图；
(2)温度计示数升高的多少；(3)两瓶内煤油的质量、通电时间、油的初始温度相同等；(4)甲。
【解析】(1)要探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，需要使两个电阻并联，保持电压相等，但电阻不同，所以选择两端导体的材料不同。在连接滑动变阻器时，要注意一上一下。(2)实验中通过温度计示数的变化来测量产生热量的多少。这种方法是转换法；(3)在做此实验时，要注意控制变量法的应用。煤油的量相等，通电时间相同，煤油的初温相同。(4)在电压一定时，电阻越小，产生的热量越多，根据公式Q=Q=(U2/R)t。
【分析】此题主要通过实验考查了探究了“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，考查了学生对控制变量法的应用以及电路的连接。并且考查了一种常用的物理研究方法--转换法。
【详解】(1)因为电压一定，所以两电阻并联，如图所示:
(2)实验中通过温度计升高的示数来判断产生热量的多少，这也是物理中常用的一种方法--转换法。例如通过乒乓球的振动显示音叉的振动；通过扩散现象来反映分子的无规则运动。(3)此实验充分显示了控制变量法的应用．注意控制煤油的质量、通电时间和煤油的初温。(4)根据公式Q=(U2/R)t得，在电压一定时，电阻越小，产生的热量越多。甲导线是铜的，电阻很小。故答案为：(1)见上图；(2)温度计示数升高的多少；(3)两瓶内煤油的质量、通电时间、油的初始温度相同等；(4)甲。
10.随着经济社会的不断发展，许多家用电器进入居民家庭，用电量越来越大，某省冬、春季节电力紧张，不断采取拉闸限电措施进行电力调控，同时倡导大家在用电高峰时尽量不用大功率电器，小丽家常用的电器功率如表所示。
用电器
照明灯具
电冰箱
电视机
洗衣机
电热水器
微波炉
额定电压／V
220
220
220
220
220
220
额定功率／W
200
1500
100
250
800
1000
(1)小丽家的热水器和微波炉少工作1h,节约用电多少？
(2)小丽家的热水器和微波炉少工作1h,节约的电用于照明灯具可以工作多少小时？
(3)小丽家总电路的调控开关标有“15A”字样，要购买一个电饭煲，商店里有额定电压220V,额定功率分别为500W、1000W和1500W三种规格，试分析应买哪一种更好。
【答案】(1)小丽家的热水器和微波炉少工作1h，节约用电1.8kW·h；(2)节约的电用于照明灯具可以工作9h；(3)买500W的电饭煲
【解析】(1)根据W=Pt求出节约的电能；(2)根据P=W/t求出工作的时间；(3)根据P=UI求出空气开关能接的总功率，已知家中已有的总功率，从而求出可以购买电饭煲的功率。
【分析】此题主要考查的是学生对电功、电功率计算公式的理解和掌握，基础性题目。
【详解】(1)热水器和微波炉的总功率P总=0.8kW+1kW=1.8kW,热水器和微波炉少工作1h节约的电能：W=P总t=1.8kW×1h=1.8kW·h；(2)∵P=W/t
,∴照明灯具工作的时间t=W/P灯=18kW.h/0.2kW=9h；(3)空气开关能接的总功率为：P总＝UI=220V×15A=3300W,现有总功率为20W+150W+100W+250W+800W＋1000W=2600W，还可以接用电器的功率为3300W-2600W=700W,所以，该买500W的电饭煲，答：(1)小丽家的热水器和微波炉少工作1h，节约用电1.8kW·h；(2)节约的电用于照明灯具可以工作9h；(3)买500W的电饭煲。
11.某自动豆浆机工作时，电热管加热与电动机打浆过程交替进行。其部分参数如下表。
额定电压
220V
电机功率
100W
加热功率
1000W
净重
20N
(1)空豆浆机放在水平桌面上，接触面积为4c㎡,对水平面的压强为Pa.
(2)不计热量损失，加热管正常工作80s,可使1kg豆浆的温度升高℃[豆浆的比热容为4x103
J/(kg·℃)];豆浆飘出阵阵香味说明分子在。
(3)电热管通电一段时间后变得很烫，而与豆浆机连接的导线却不怎么热，主要是因为导线，产生的热量少；若豆浆机正常打好一次豆浆消耗的总电能为0.17kW·h,加热与打浆的时间之比为3:1,则打好一次豆浆需h.
【答案】(1)5×104；(2)22
；
不停做无规则运动；(3)电阻远小于电热管的电阻；0.2。
【解析】(1)空豆浆机放在水平桌面上，对桌面的压力等于豆浆机的净重；知道受力面积，利用p=F/S求对水平桌面的压强；(2)利用W=Pt求加热管正常工作80s消耗的电能，不计热量损失，Q吸＝W,再利用Q吸＝cmΔt求豆浆升高的温度；一切物体的分子都在不停地做无规则运动；(3)电热管和导线串联，通过的电流相等，通电时间相同，利用焦耳定律Q=I2Rt分析；由题知，加热与打浆的时间之比为3:1,设加热时间为3t,则打浆时间为t,总的加热时间4t；由题知，豆浆机正常打好一次豆浆的消耗的总电能为0.17kW·h=P加热t加热＋P打浆t打浆，据此求出t,进而求出打好一次豆浆需要时间。
【分析】本题为力学、热学、电学的综合题，考查了压强公式、吸热公式、电功率公式、焦耳定律的应用，知识点、综合性强，属于难题！
【详解】(1)空豆浆机放在水平桌面上，对桌面的压力：F=G=20N,受力面积S=4cm2=4×10-4㎡,对水平桌面的压强：p=F/S=20N/4×10-4㎡=5×104Pa；(2)加热管正常工作80s,消耗的电能：W=Pt=1100W×80s=8.
8×104J,不计热量损失，Q吸=W=8.8×104J,由Q吸=W=cmΔt可得豆浆升高的温度：Δt=Q吸/[c豆浆m豆浆4×103J/
(kg·℃)×1kg]=22℃；豆浆飘出阵阵香味说明分子在不停地做无规则运动；(3)电热管与导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，因为导线的电阻远小于电热管的电阻，由焦耳定律Q=I2Rt可知导线上产生的热量少；由题知，加热与打浆的时间之比为3:1,设打浆时间为t打浆=t,则加热时间为t加热=3t,总的工作时间为t总＝4t,由题知，豆浆机正常打好一次豆浆的消耗的总电能为0.
17kW·h,由P=W/t
可得：0.17kW·h=P加热t加热＋P打浆t打浆＝1.1kW×3t+0.1kW×t,解得：t=0.05h,则打好一次豆浆需要的时间：t总=4t=4×0.05h=0.2h。
故答案为：(1)5×104；(2)22；不停地做无规则运动；(3)电阻远小于电热管的电阻；0.2。
12.如表所示为某电烤箱的铭牌，如图所示是电烤箱内部的简化电路图。R1和R2均为电热丝，电烤箱开关接1时是低温挡，接2时是高温挡。
XX牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温挡
1100W
低温挡
440W
频率
50Hz
(1)求电路中R1和R2的阻值。
(2)如果实际电压只有200
V,则电烤箱在高挡工作10
min所消耗的电能是多少(最后结果保留数)？
【答案】44Ω；44Ω；
545455J
【解析】【分析】本题考查了电功率公式和电功公式的应用，关键是电烤箱不同档位时电路连接方式的判断。
【详解】开关接2时，电路为R1的简单电路，电烤箱处于高温挡，由P=U2/R可得，电路中R1的阻值：R1=U2/P高=(220V)2/1100W=44Ω,开关接1时，R1与R2串联，电烤箱处于低温挡，此时电路中的总电阻：R=U2/P低=(220V)2/440W=110Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：R2=R-R1=110Ω-44Ω=66Ω；2.实际电压只有200V,电烤箱在高温挡工作10分钟所消耗的电能：W=(U实2/R1)t=[(200V)2/440Ω]×10×60s≈545455J。
13.某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。
猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多；
猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。
为验证猜想一，设计以下方案：
①将电阻丝R甲和R乙串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数I1,经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；
②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数I2,经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。
请回答下列问题：
(1)为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有
▲
(写出一条即可)。
(2)为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是
▲
。
(3)科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例：
▲
。
【答案】(1)利用玻璃管中液柱的高度变化反映电流产生热量的多少；(2)保持电阻一定；(3)电炉丝热得发红，与它串联的导线却不怎么热。
【解析】(1)煤油具有热胀冷缩的性质，温度升高体积膨胀，温度降低体积收缩；(2)要研究电流产生热量与电流的关系，需要保持电阻和通电时间一定；(3)由焦耳定律Q=I2Rt知，在电流和通电时间相同时，电流产生的热量与电阻成正比。
【分析】此题考查了电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关，实验过程运用的是控制变量法和转换法；同时考查了实验结论的应用，体现了物理规律与日常生活的密切联系。
【详解】(1)电流产生的热量不能直接观察，但煤油受热温度升高，同时体积膨胀，所以通过细玻璃管中液柱的高度变化，可以间接判断电流产生热量的多少，运用的是转换法；(2)猜想一是电流产生热量与电流大小有关，要验证这一猜想是否正确，需要保持电阻不变，改变电流大小，所以必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度；(3)猜想二是电流产生热量与电阻有关，并且电阻越大，电流产生热量越多；生活中我们注意到：电炉丝热得发红，与它串联的导线不是特别热；原因是电炉丝的电阻远远大于与它串联的导线的电阻，而通过的电流和通电时间相同，电炉丝热得发红，说明电流通过电炉丝产生的热量非常多；导线却不怎么热，说明电流通过导线产生的热量非常少。故答案为：(1)利用玻璃管中液柱的高度变化反映电流产生热量的多少；(2)保持电阻一定；(3)电炉丝热得发红，与它串联的导线却不怎么热。
14.笔记本电脑已进入寻常百姓家庭，出差旅游时常随身携带。出于安全考虑，民航局规定，乘客可随身携带0.16kW·h以下的可充电设备。目前，部分航空公司已允许乘客在非起降时间段、有条件地使用笔记本电脑等便携电子设备。请回答下列问题：
(1)某旅客携带的笔记本电脑电池容量为3000mA·h,输出电压15
V,充满电后，若工作时的平均电流为1.5A,可连续工作多少时间？
(2)请通过计算说明该旅客能否将此笔记本电脑带上民航飞机。
(3)使用发现，电脑工作时会发热，原因是
▲
。当升温到一定值时，温控开关S1自动闭合，风扇启动，加快散热从而保护电脑。如果断开电源总开关S2,风扇M和其他工作系统同时停止工作。根据上述特点，下列可能符合散热控温特点的原理图是
▲
。
【答案】(1)笔记本电脑可连续工作2小时；(2)该旅客能将此笔记本电脑带上民航飞机；(3)电流通过导体会产生热量；B
【解析】(1)根据电池容量和工作时的电流计算可持续工作的时间；(2)由W=UIt计算电池容量，根据民航局规定判断即可；(3)电流通过导体时会产生热量的现象叫电流的热效应；由题根据开关S1只控制风扇，开关S2控制风扇和工作系统，由此分析解答。
【分析】本题考查了电能的计算以及电路的设计，掌握并联和串联电路特点以及开关作用是设计电路时必须掌握的。
【详解】(1)笔记本电脑电池容量：3000mAh,平均电流为I=1.5A=1500mA,工作时间：t=300mh/1500mA=2h；(2)笔记本电脑电池充满电后能量：W=UIt=15V×3A×3600s＝162000J=0.045kW.h
因为0.045kW.h<0.16kW.h,所以该笔记本电脑能带上民航飞机。(3)由电流的热效应知，电流通过导体会产生热量，所以电脑工作时会发热；由题知，当升温到一定值时，温控开关S1自动闭合，风扇才启动，所以风扇与其它工作系统互不影响，即是并联的，所以S1只控制风扇，开关S2在干路上控制风扇和工作系统，故B符合题意。故答案为：(1)笔记本电脑可连续工作2小时；(2)该旅客能将此笔记本电脑带上民航飞机；(3)电流通过导体会产生热量；B。
实验：测定小灯泡功率
学习目标
1.能掌握使用电流表和电压表测用电器功率的方法。
2.说明用电器的功率跟用电器两端的电压有关，判断额定电压和额定功率。
同步训练：
1.如图甲是一个迷你音响实物图片，它的铭牌如图乙所示。对于该音响，下列说法正确的是(▲)
额定功率
5W
电源
锂电池
频率范围
100
Hz∽20kHz
额定电压
3V
甲
乙
A.锂电池工作时，将电能转化为化学能
B.音响在5V电压下正常工作
C.音响正常工作时每秒消耗电能5J
D.音响正常工作时电流是0.6A
【答案】C
【解析】(1)电池工作时，将化学能转化为电能；(2)音响正常工作时的电压和额定电压相等；(3)根据W=Pt求出正常工作时秒消耗的电能(4)根据P=UI求出音响正常工作时电流。
【分析】本题考查了能量的转化和电功公式、电功率公式的应用，明白铭牌参数的含义是关键
【详解】A.
锂电池工作时，将化学能转化为电能，故A错误；B.由铭牌可知音响的额定电压为3V,则正常工作时的电压为3V,故B错误；C.音响正常工作时每秒消耗电能W=Pt=5W×1s
=5J,故C正确；D.音响正常工作时电流I=P/U=5W/3V≈1.67A,故D错误。I=故选C。
2.小王家的电能表上标着“600转／千瓦时”。他用这个电能表来测量某用电器的功率：他把家中的其他用电器都与电源断开，仅让这个用电器工作，5分钟内电能表的转盘转了30转。则该用电器的额定功率是(▲)
A.0.01
kW
B.0.06
kW
C.0.1kW
D.0.6kW
【答案】D
【解析】600r/kW·h表示的是电路中每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转600r,或者表示电能表每转1r,电路中消耗1/600kW·h的电能，求出转盘转15r电路中消耗的电能，然后根据P=W/t求出用电器的功率。
【分析】本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法以及电功率的计算，关键是要将公式掌握好。
【详解】转盘转动30转消耗电能：W=(300/600)kW·h=0.05kW.h=1.8×105J,t=5min
=
5×
60s
=
300s,用电器的功率：P=W/t=1.8×105J/300s=600W=0.6kW.故选D。
3.如图所示的电路中，电源电压为6V,电压表的量程为0∽3V,电流表的量程为00.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω
1A”，灯泡标有“5V
2.5W”字样。闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置，这时通过灯泡的电流为
▲
A;若要求两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，则该电路能消耗的最大功率为
▲
W。(不考虑灯丝电阻的变化）
【答案】0.2；
1.8
【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。(1)知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI=U2/R求出灯泡的电阻，将滑动变阻器的滑片移到最左端的位置时接入电路中的电阻最大，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流即为通过灯泡的电流；(2)根据欧姆定律求出电压表的示数最大时电路中的电流，然后与电流表的量程和滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最大，此时电路消耗的电功率最大，根据P=UI求出其大小。
【分析】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确的确定电路中的最大电流是关键。
【详解】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。(1)由P=UI=U2/R可得，灯泡的电阻：RL=UL2/PL=(5V)2/2.5W=10Ω,将滑动变阻器的滑片移到最左端的位置时，接入电路中的电阻最大，因串联电路中各处的电流相等，且总电阻等于各分电阻之和，所以，此时通过灯泡的电流：U?L=I=U/RL+R滑=6V/10Ω+20Ω=0.2A。(2)当电压表的示数U?L=3V时，通过灯泡的电流：I??L=U?L/PL=3V/10Ω=0.3A，因电流表的量程为0∽0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以，电路中的最大电流I大=0.3A,此时电路消耗的电功率最大，则P大=UI大=6V×0.3A=1.8W。
4.在“测量小灯泡电功率”的实验中，同学们设计了四种电路图，如图所示，其中正确的是(▲)
【答案】D
【解析】本题对电路图进行判断就是要判断电压表能不能测量出小灯泡两端的电压，电流表能不能测量通过灯泡的电流，滑动变阻器能不能改变小灯泡两端的电压，能不能起到保护电路的作用。1、本题是一道关于电功率的题目，解答本题需要掌握电功率的测量方法；2、由公式P=UI可知，要测量小灯泡的电功率，就是要测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流；3、实验中，需要调节滑动变阻器的滑片，改变小灯泡两端的电压，使小灯泡在不同情况下发光。
【分析】【详解】A、图中电压表与小灯泡串联，电流表与小灯泡并联，故A错误；B、图中电压表测量的是电源电压，不是小灯泡两端的电压，故B错误；C、图中滑动变阻器与小灯泡并联，滑动变阻器不能改变小灯泡两端的电压，也不能起到保护电路的作用，故C错误；D、图中电压表与小灯泡井联，测量小灯泡两端电压，电流表与小灯泡串联，测量小灯泡中的电流，滑动变阻器串联在电路中，能改变小灯光两端的电压，能起到保护电路的作用，故D正确。(测量小灯泡的电功率【测量电功率】)故选D。
5.用电流表和电压表测定标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω,现有滑动变阻器和开关各一个，导线若干，实验中缺少的器材从以下器材中选取：a.3V电源、b.8V电源、c.量程为0∽3V的电压表、d.量程为0∽15V的电压表、e.量程为0∽0.6A的电流表、f.量程为0∽3A的电流表。
(1)写出你所选用的实验器材：
▲
(填字母)。
(2)请画出实验电路图。
(3)在闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片处于
▲
。
(4)实验时调节滑动变阻器，先观察
▲
的示数，当它为
▲
时，再读取
▲
的示数，然后利用公式
▲
，就可以计算出小灯泡的额定功率。
(5)若实验时，小灯泡发红光，则此时电压表的示数一定
▲
(填“大于”“等于”或“小于”)2.5V。此时应该使滑动变阻器阻值变小。
【答案】(1)a、c、e;
(2)如图所示
(3)阻值最大位置；(4)电压表；2.5V；电流表；P=UI；(5)小于；调节滑动变阻器滑片
【解析】【分析】【详解】略
6.“测定小灯泡的额定功率”实验的电路图如图甲所示。电源电压为6V,小灯泡L的额定电压为2.5
V,电阻约为10Ω,可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω和50Ω。
丙
(1)图乙是根据实验数据绘成的U-I图像，根据图像提供的信息可计算出小灯泡的额定功率为
▲
；当滑动变阻器的滑片向左移动过程中，小灯泡的电阻将
▲
(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)还有一组同学没有电压表，而是利用两只电流表和一个阻值已知的电阻R0,其他元件与前面相同，仍然完成了实验。请在虚线方框内画出该组同学实验的电路图并写出实验方案。
【答案】(1)0.5W
；变大；(2)把定值电阻与灯泡并联，当定值电阻两端的电压为灯泡的额定电压时灯泡正常工作，用电流表测两支路的电流或测出一条支路和干路电流，根据并联电路的电流特点得出通过灯泡的电流，根据P=UI即可得出小灯泡的额定功率，电路图如下图：
【解析】【分析】【详解】略
7.小聪利用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右移动时小灯泡变亮。
(2)连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表示数不为零，电压表示数为零，则故障可能是由于小灯泡
▲
引起的。
(3)当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，没则小灯泡的额定功率是
▲
W。在实际测量中，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，如果考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏
▲
。
(4)利用如图丙所示的电路也可以完成该实验，请完成下列填空(电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0)。
①只闭合开关S和S1,调节
▲
，使电压表的示数为2.5V。
②只闭合开关
▲
，调节R1,使电压表的示数仍为2.5V。
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1;再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2,则小灯泡额定功率的表达式P额=
▲
(用U额、Ro、U1、U2表示)。
【答案】(1)如图所示：
(2)短路；(3)0.6；
大；(4)①R2
；②S和S2；③U额2·U1-U2/U2R0
【解析】(1)根据滑片P向右移动时小灯泡变亮确定滑片以右电阻丝连入电路中与灯串联；(2)为了保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应为于阻值最大处；(3)根据电流表的量程确定分度值读数，根据P=UI求灯泡的额定功率；(4)滑片P向右移动时小灯泡变亮，即电流变大，电阻变小，故滑片以右电阻丝连入电路中与灯串联根据P=U2/R,在只有电压表情况下，测量出灯正常发光的电阻即可；①可只闭合小灯泡所在支路，通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压，灯正常光；②保持变阻器R2的滑片位置不动，只闭合R1所在支路，通过调节滑动变阻器R1使R1两端电压为小灯泡的额定电压，根据等效法，此时滑动变阻器R1使连入电路中的电阻大小等于灯正常发光时的电阻大小；③为求出此时滑动变阻器R1使连入电路中的电阻：将R2的滑片P先调至最左端，再将R2的滑片P调至最右端，分别记下电压表的示数为，根据串联电路的规律和欧姆定律求出R1的大小，即小灯泡电阻的大小，再利用P=U2/R,求出小灯泡额定功率。
【分析】本题测灯的功率，考查电路连接、故障分析、功率的计算、误差分析和设计实验方案测功率的能力
【详解】(1)滑片P向右移动时小灯泡变亮，即电流变大，电阻变小，故滑片以右电阻丝连入电路中与灯串联，如下所示：
(2)为了保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应为于阻值最大处，即B端；(3)图乙中，电流表的量程为0∽0.6A,分度值为0.02A,示数为0.26A,则灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
(4)①只闭合开关S和S1,调节R2,使电压表的示数为2.5V。②只闭合开关S、S2,调节R1,使电压表的示数仍为2.5V。③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2。在③中，将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0,电压表的示数为U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2,即为R1的电压，根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：(U1-U2)/R0=U2/R1，解得：R1=U2R0/U1-U2,小灯泡额定功率的表达式：P额=U2额/RL=U2额/R1,
故P额=U2额(U1-U2)/U2R0
。故答案为：(1)如上；(2)短路；(3)0.6；
大；(4)①R2；②S、S2;③
U2额·(U1-U2)/U2R0
。
8.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6V),小灯泡L(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω
1A”的滑动变阻器R1和“50Ω
0.5
A”的滑动变阻器R2各一个，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)为了顺利完成实验，小华应选用规格为
▲
(填“R1”或“R2”)的滑动变阻器。
(3)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
▲
。
(4)排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡U-I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为
▲
W。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
▲
。
(5)小华打算增加一个阻值为150Ω的定值电阻R0,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)如图所示
(2)R2；(3)灯泡(或电压表)短路；(4)0.625；小灯泡的电阻受温度的影响；(5)B
【解析】(1)根据灯的额定电压为2.5V确定电压表选用小量程与灯并联；灯丝电阻约为10Ω,由欧姆定律，灯泡正常发光时电路中电流确定电流表要选用小量程与灯串联；(2)灯泡正常发光时电路中电流的为0.
25A,根据串联电路的特点和欧姆定律求出变阻器的阻值至少为多大，确定选择滑动变阻器的规格；(3)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数，说明电路为通路，根据小灯泡始终不发光，电压表无示数，若电路只有一处故障，分析故障原因；(4)由图象可找出灯泡电压为2.5V时的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率；灯泡电阻是变化的，原因是受温度的影响；(5)开关S接“a”、”b”各一次，根据电路图，确定能否使小灯泡正常发光，若不能，则无法测量小灯泡的额定电功率。
【分析】此题是测量灯泡额定功率的实验，考查了电路连接、器材选择、电功率的计算、影响电阻的因素、电路故障的分析及对实验方案的评估。
【详解】(1)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联，灯丝电阻约为10Ω,由欧姆定律，灯泡正常发光时电路中电流约为：I-U/R=2.5V/10Ω=0.25A,所以电流表要选用小量程与灯串联，如下所示：
(2)灯泡正常发光时电路中电流的为0.25A,根据串联电路电流的特点，电路中电流处处相等，变阻器应分去的电压：U变=6V-2.5V=3.5V,由欧姆定律，变阻器的阻值至少为：U变=6V-2.5V=3.5V,由欧姆定律，变阻器的阻值至少为：R变=U变/I=3.5V/0.25A=14Ω>10Ω,所以应选择滑动变阻器的规格为“50Ω0.5A”；(3)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数，说明电路为通路，发现小灯泡台终不发光，电压表无示数，若电路只有一处障，故障原因是灯泡(或电压表)短路了；(4)由图象可知，灯泡电压为2.5V时的电流为0.25A,所以灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；灯泡电阻是变化的，原因是受温度的影响；(5)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.故答案为：(1)如上图所示；(2)R2；(3)灯泡(或电压表)短路；(4)0.
625,小灯泡的电阻受温度的影响；(5)B。
9.某实验小组测定额定电压为“2,5V"小灯泡的电功率。(正常发光时电阻约为8Ω,电源为两节新干电池)
(1)电路连接后闭合开关，移动滑片，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是
▲
。
(2)排除故障后，闭合电路发现电流表指针如图乙所示，为了测定小灯泡的额定功率，滑片P应
向
▲
(填“左”或“右”)滑动。
(3)该小组在测定过程中记录了多组电压U和电流I对应数据，然后画出小灯泡灯丝的U-I曲线，下列图中符合实际的是
▲
。
(4)若接着想利用本实验器材探究电流和电压的关系，需要更换的实验器材是
▲
。
【答案】(1)灯泡短路；(2)右；(3)A；(4)将灯泡更换为定值电阻；
【解析】【分析】【详解】(1)电流表有数，说明整个电路是通路；而灯泡不亮，电压表无示数，只能是灯泡被短路。(2)根据图乙可知，现在的实际电流是0.08
A,灯泡的额定电流约为I=U/R=2.5V/8Ω=0.3125A；灯泡要正常发光，电路电流必须增大，总电阻必须变小，变阻器的电阻必须变小，即滑片向右移动。(3)小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而变大，故A符合实际。(4)测定灯泡额定功率的实验和探究电流和电压关系的实验十分相似，因此
需要更换的实验器材是将灯泡换成定值电阻。
10.小科利用仅有的一个规格为“10Ω
1.0
A”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”，该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图所示，电源电压恒为3V。实验步骤如下：
①用4Ω的定值电阻进行实验，连接电路。
②闭合开关，调节滑动变阻器，使定值电阻两端电压为2V,读出电流表的示数并记录。断开开关，把滑片P移到A端。
③依次用阻值为6Ω.8Ω和10Ω的定值电阻替换原来的电阻，重复步骤②。
(1)小科设计上述实验步骤，是要研究通过导体的电流与
▲
之间的关系。
(2)小科发现，滑片P向右移动过程中，每次实验开始时电压表都没有示数，移到某一点(该点记为C)时突然有了示数。但在完成8Ω电阻的实验后，再做10Ω电阻的实验时，当电压表有示数后，示数一直大于2V。分析可得，电阻丝BC的阻值Rx的范围是
▲
。
(3)为了完成10Ω电阻实验，将滑片P移到C点，只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线，就能继续完成实验。请你在图中用笔画线补上这根导线。
【答案】(1)导体电阻；(2)4Ω≤RBC<5Ω；
(3)如图所示
【解析】(1)通过导体的电流与导体的电压和导体电阻有关关系，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外的一个因素不变，根据实验步骤分析；(2)由题意，根据串联电路电压的规律和分压原理分析确定电阻丝BC的阻值RBc的范围；(3)为了完成10Ω电阻实验，即变阻器连入电路中的电阻应大于或等于5Ω,据此确定导线的连接。
【分析】本题检验欧姆定律，考查控制变量法、串联电路的规律和欧姆定律的运用，难度较大。
【详解】(1)由小科设计上述实验步骤，改变电阻的大小而控制电阻的电压不变，故要研究通过导体的电流与导体电阻之间的关系。(2)小科发现，滑片P向右移动过程中，每次实验开始时电压表都没有示数，移到某一点(该点记为C)时突然有了示数，说明电阻丝AC是断开的，BC是连通的，用8Ω电阻实验时，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为3V-2V=1V,由分压原理，变阻器连入的电阻：R滑1=1V/2V×8Ω=4Ω;再做10Ω电阻的实验时，当电压表有示数后，示数一直大于2V,由串联电路电压的规律，变阻器的电压小于1V,由分压原理，变阻器连入电路的电阻小于：R滑2<1/2×10Ω=5Ω分析可得，电阻丝BC的阻RBC的范围是4Ω≤RBC<5Ω；(3)为了完成10Ω电阻实验，即变阻器连入电路中的电阻应大于或等于5Ω,因变阻器的最大电阻为10Ω,而RBc的范围是4Ω≤RBc<5Ω;故可将电阻丝AC部分连入电路中进行实验即可，如下所示：
故答案为：(1)导体电阻；5Ω；(2)4Ω≤RBC<5Ω；(3)如图所示。
11.小科想知道标有“3.8
V”字样的小灯泡正常工作时的电功率，于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6V恒定不变，滑动变阻器规格为“50Ω
1A”。
(1)请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。
(2)正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮。小科观察到两电表的示数情况是
▲
，由此判断故障是小灯泡断路。
(3)排除故障后，小科进行了正确操作，观察到的现象和测得的数据如下：
实验次数
1
2
3
4
5
发光情况
很暗
较暗
较亮
亮
很亮
电压U/V
1
2
3
3.8
4.5
电流I/A
0.2
0.22
0.25
0.30
0.34
由表中数据可得，小灯泡的额定功率是
▲
W。
(4)小科根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前小灯泡灯丝的阻值小于5Ω,小科的理由是
▲
。
【答案】(1)
(2)电流表无示数，电压表有示数；(3)1.14W；(4)小灯泡灯丝电阻随着温度降低而减小，实验中很暗时灯丝电阻为Ω,没有通电时，温度更低，所以电阻会更小。
【解析】(1)开关与小灯泡右接线柱相连；(2)通过小灯泡不亮，小灯泡断路，电流表没示数，电压表有示数；
(3)小灯泡的额定功率P=UI可求；(4)小灯泡的电阻跟温度有关。
【分析】本题是电学实验题，主要考查了电路的连接、电路故障的分析、灯丝电阻与温度的关系及电功率、电阻的计算，考查全面，综合性较强。
【详解】(1)将开关与小灯泡右接线柱相连，如图所示:
(2)由题意可知，正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，判断故障是小灯泡断路，则电流表无示数，电压表有示数；(3)由图表可知，小灯泡的额定电压U=3.8V,额定电流I=0.30A,小灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；(4)小灯泡灯丝电阻随着温度降低而减小，实验中很暗时灯丝电阻RL=RL/IL=1V/0.2A=5Ω,没有通电时，温度更低，所以电阻会更小。
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