第一节 从测算家庭电费说起
答案：（1）电功 （2）电压 （3）时间 （4）UIt （5）千瓦·时 （6）3.6×106 J （7）消耗电能
1．电能和电功
（1）概念
电流所做的功叫做电功，常用符号W表示。
（2）单位
电功的国际单位是焦耳，符号是J。生活中常用千瓦·时（俗称度）作电能的单位，符号为kW·h。它们之间的关系：1 kW·h＝3.6×106 J。
谈重点 理解电功的实质
电功是电流所做的功，能量的转化通常是通过做功来实现的，有多少电能转化为其他形式的能，我们就说电流做了多少功。电能转化的过程就是电流做功的过程，在电路中，电源是提供电能的装置，用电器是消耗电能的装置。
【例1】电流通过电风扇做功，使风扇转动，这是____能转化为____能；电流通过日光灯，日光灯发光，这是______能转化为______能；电流通过电暖气发热，这是____能转化为____能。
解析：电流做功的过程就是把电能转化为其他形式能的过程，风扇转动时转化成动能，日光灯发光、发热时转化成光能、内能。
答案：电 动 电 光 电 内
2．电能的测量
（1）电能表的作用
用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表。
（2）电能表的数据读取
计数器左边的4个格子显示的数字是用去电能的整数部分，最右边的格内显示的数字是用去电能的小数部分。如可记作7 201.3 kW·h。用户在某一段时间内消耗的电能，就是这段时间的始末电能表显示器所显示的两次数字之差。
点技巧 从电能表的计数器上读数时要注意以下三点
①它的计数器上显示的数字以kW·h为单位；②计数器上最右边的一位是小数点后的数字；③某段时间内用电的度数等于前后两次读数之差。
（3）电能表的铭牌标有以下参数
①“220 V”是说这个电能表应该在220 V的电路中使用。
②“10（20）A”表示其平时允许通过电能表的最大电流是10 A，在短时间内允许流过的最大电流为20 A。
③“50 Hz”是说这个电能表在50赫兹的交流电路中使用。
④“720 revs/kW·h”或“（720 r/kW·h）”是说接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转过720转。
【例2】张颖家的电能表月初示数是，月末示数是。若当地电费单价为0.5元/（kW·h），则她家这个月应付电费________元。
解析：
答案：27
3．电功的计算
电流做功的多少跟电压成正比，跟电流成正比，跟通电时间成正比。如果将通过用电器的电流记作I，加在用电器两端的电压记作U，通电时间为t，电流对用电器所做的功记作W，则有：
W＝UIt
谈重点 应用电功公式计算注意以下两点
①W、U、I、t必须是对应同一导体上的四个物理量。如电流通过某灯做的功等于该灯两端的电压、通过该灯的电流和通电时间的乘积。
②W、U、I、t的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符合以上要求，不经换算代入公式计算就会出现错误。
【例3】阻值为4 Ω的小灯泡与一个阻值为2 Ω的定值电阻串联在6 V的电源上，则通电1 min后，电流通过小灯泡所做的功为（ ）
A．240 J B．360 J C．480 J D．720 J
解析：
答案：A
4．利用电表参数计算电功
根据电能表上转盘的转动，可以较精确地计量某段时间内消耗的电能。如电能表标有“600 revs/kW·h”字样，某段时间内转盘转过n转，则这段时间内消耗的电能为：
kW·h＝×3.6×106 J＝6 000 n J。
谈重点 电能的消耗
现在，彩电、冰箱、电脑、抽油烟机、电热水器、消毒柜等家用电器基本上都有待机功能。待机能耗是指产品在关机或不行使其原始功能时的能源消耗，与产品在使用过程中产生的有效能耗不同，待机能耗基本上是一种能源浪费。在生活中我们应该自觉养成节约能源的好习惯。在用电器不使用时，拔掉电器插头是降低待机能耗的最有效办法。
5．不同电路中电功的计算
电功的计算公式有：W＝UIt、W＝I2Rt、W＝U2t/R，其中W＝UIt是电功的基本公式，对任何电路都适用，W＝I2Rt，W＝U2t/R只适用于纯电阻电路，即消耗的电能全部转化为内能。
释疑点 电能的转化形式
在不同的用电器中，电能的转化会有不同，如电热器类是将电能全部转化为内能；而电动机是将电能大部分转化为机械能，只有小部分转化为内能。
【例4】下课后王老师去关闭微机房的总电闸时，发现图所示的电能表转盘在缓慢地转动，他利用手表估测了一下，2 min转盘转动了5r，那么2 min内消耗了________J电能；经检查发现，原来机房内还有20台型号相同的电脑显示器处于待机状态。
解析：此电能表表盘上标记为2 500 r/kW·h，表示电能表转盘转过2 500转消耗的电能是1 kW·h。由此可以计算转盘转动5 r消耗的电能为：
×3.6×106 J＝7.2×103 J。
答案：7.2×103
【例5】一电动机线圈的电阻为1 Ω，线圈两端所加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正常工作。
（1）在求电动机正常工作1 min所消耗的电能时，有以下两种不同的解法
小明解法：W＝UIt＝2 V×0.8 A×60 s＝96 J
小华解法：W＝I2Rt＝（0.8 A）2×1 Ω×60 s＝38.4 J
你认为哪位同学做得对，请作出判断并说明理由。
（2）求电动机正常工作1 min所转化的机械能是多少？
解析：（1）小明对；因为电动机工作时电能没有全部转化为内能，大部分电能转化为机械能，所以电动机工作时电功大于电热（或电动机的电流与电压、电阻之间的关系不满足欧姆定律）。（2）1 min内这台电动机所转化的机械能W′＝W1－W2＝96 J－38.4 J＝57.6 J。
答案：见解析
6．实验探究电流做功与哪些因素有关
实验原理：根据电流的热效应，即电流做功使电能转化为物体的内能，当物体的内能增加时，温度会升高，我们通过温度计示数变化的大小，可以判断电流做功的多少。
实验电路图：
实验实物图：
实验现象：通电时间相同，电流相等时，电压高的那个烧瓶中煤油的温度上升得高；通电时间相同，电压相等时，电流大的那个烧瓶中煤油的温度上升得高。
实验结论：当电流相等，通电时间相同时，电压越高，电流做功越多；当电压相等，通电时间相同时，电流越大，电流做功越多；当电流、电压都相同时，通电时间越长，电流做功越多。
【例6】为了探究“电流产生热量与电压大小和电流大小的关系”，某同学特别设计了两个实验。如图采用串联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟电压大小的关系。
（1）实验采用的是________的研究方法。实验的设计依据是电流的热效应。当R1＞R2，在通电时间相同时，通过观察两玻璃管内________变化的大小和电压表的读数，我们可以推测：在通电时间相同、通过电流相等的情况下________越大，电流产生热量越多。
（2）该同学要继续探究在通电时间相同时，电流产生的热量跟电流的大小之间的关系。他使用的器材如图所示，电阻丝、煤油与原来相同。请根据这个目的，用笔画线代替导线，将题图的实物连接图补充完整。
解析：（1）由于影响电流产生热量的因素有多个，所以在探究时应用控制变量法，我们可以通过观察温度计示数的变化来判断电流产生热量的多少。（2）由于探究电流产生热量和电流的关系时要控制电压相同，所以我们采用并联电路。
答案：（1）控制变量 液面高度 导体两端电压
（2）如图所示
提示：要探究电流产生热量与电压的关系，必须使电流和通电时间相同，故实验中采用两电阻串联来达到此目的；要探究电流产生热量与电流的关系，必须使电压和通电时间相同，在实验中可采用两电阻并联的方式来进行实验。第三节 测量电功率
答案：（1）P＝IU （2）电流表 （3）滑动变阻器
（4）
1．测量电功率
（1）实验原理
P＝IU
谈重点 理解“伏安法”
用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流，根据P＝IU就可以计算出小灯泡的电功率。这种方法叫做伏安法。
（2）设计实验
①实验目的：测量小灯泡的电功率。
②实验器材：电压表、电流表、电源、开关和导线、滑动变阻器。
③实验电路如图所示，记录实验数据表格如下：
次数 实际电压/V 电流/A 电功率/W 小灯泡的亮度
1
2
3
（3）实验过程
①依照电路图连接电路。
②测量小灯泡两端的电压等于额定电压时的电功率。
③测量小灯泡两端的电压低于额定电压时的实际功率。
④测量小灯泡两端的电压略高于额定电压时的实际功率。
⑤把每次测量的结果和小灯泡的发光情况记录下来，进行计算并分析总结。
【例1－1】如图是测量小灯泡额定功率的实验原理图，图1中甲表为________，乙表为________，小灯泡的额定电压是3.8 V，电源电压是6 V，闭合开关前应把滑动变阻器的滑片移到________端，闭合开关后调节滑动变阻器的滑片直至电压表的示数是________V，从图2中读取电流表的示数是________A，小灯泡的额定功率是________W。
解析：在伏安法测电功率的实验中，电流表应串联在电路中，电压表应并联在小灯泡两端，所以甲是电压表，乙是电流表。因为要测量小灯泡的额定功率，所以调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为3.8 V。观察图1，电流表使用的量程是0～0.6 A，所以电流表的示数为0.5 A，根据P＝IU算出小灯泡的额定功率为1.9 W。
答案：电压表 电流表 b 3.8 0.5 1.9
辨误区 正确理解伏安法测电功率实验数据的处理
测电阻时为了减小误差，需要调节滑动变阻器多测几次取平均值。由于受测电阻的影响，因此在测小灯泡的额定功率时，有些同学将小灯泡在不同电压下的电功率也取平均值来求小灯泡的额定功率。因为额定功率是用电器在额定电压下的功率，当滑动变阻器阻值变化时，灯两端的电压也变化，此时灯泡的电功率不是额定功率，因此不能用多次测量求平均值的方法求额定功率。
【例1－2】小宇同学用伏安法测定2.5 V小灯泡的额定功率，该同学的实验数据列表如下：
次数 电压/V 电流/A 电功率/W
1 1.5 0.18 0.27
2 2.5 0.28 0.70
3 3.0 0.32 0.96
从表中可看出这位同学测得的小灯泡的额定功率是________W。
错解：0.64
错解分析：求平均值得到小灯泡额定功率的数据处理方法有误。因为额定功率是用电器在额定电压下的功率，当小灯泡两端的电压变化时，灯泡的电功率不是额定功率，因此不能用多次测量求平均值的方法求额定功率。
正解：0.70
2．利用电能表测电功率
电能表是电学中的重要仪表之一，它除用来测量电功外，还有一个较为广泛的用途，就是测量用电器的功率值。测量时要注意盘面上标的“3 000 r/kW·h”（不同型号的电能表此数据可能不同），它表示用电器每消耗1度电，电能表的表盘就转过3 000转。利用电能表测用电器功率的测量方法：
（1）关闭其他用电器，只启动被测用电器。
（2）利用电能表测量用电器连续工作t秒消耗的电能W。
（3）则此用电器的电功率为P＝W/t。
3．在测定小灯泡电功率实验中的技巧与方法
（1）电源电压应高于小灯泡的额定电压，例如：测定额定电压为2.5 V的小灯泡的电功率时，至少要选两节干电池串联作电源；
（2）电压表的量程应大于小灯泡的额定电压，电流表的量程要大于小灯泡正常工作的电流；
（3）滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的正常工作电流。而滑动变阻器的最大电阻值应与小灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显；
（4）在实验前，开关要断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电流表；
（5）实验时，首先要将滑动变阻器滑片滑至阻值最大位置处，目的是防止电路中电流过大，起到保护作用；
（6）移动滑动变阻器使灯泡两端电压高于额定电压时要注意，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡。
谈重点 应怎样选择电流表和电压表的量程？
①电流表，因为我们常用的小灯泡的工作电流小于0.6 A，所以可采用0～0.6 A的量程；②电压表，可根据小灯泡的额定电压的大小来选择量程：如果额定电压小于或等于2.5 V，可采用0～3 V的量程，如果额定电压大于2.5 V，可采用0～15 V的量程。
【例2】某同学想借助如图所示的电能表测出家中一盏电灯的电功率。
（1）测量时除用电能表外，还需要使用的测量工具是________。
（2）关掉家中其他的所有用电器，只让这盏电灯工作，测得电能表转盘转10转所用的时间是2 min，则这盏灯的电功率是________W。
解析：
答案：秒表（停表或钟表） 100
【例3】在做“测量小灯泡电功率”的实验时，王浩和同组的同学连接了一个电路，如图所示。图中小灯泡的额定电压是2.5 V，小灯泡的额定功率小于1 W。同学们在检查电路时，发现电路中存在一些错误或不妥之处，请你列举3处。
（1）______________________________________________________________________；
（2）______________________________________________________________________；
（3）______________________________________________________________________。
解析：（1）在测量小灯泡电功率的电路中，电流表应该与小灯泡串联，而图中电流表与电压表串联，是错误的。可把接小灯泡右接线柱的那段导线拆去，将小灯泡的右接线柱改接在电压表上，使电压表与小灯泡并联。（2）小灯泡的额定电压为2.5 V，为了使测量的结果更精确，电压表应当用0～3 V的量程，而图中使用0～15 V的量程是不妥的。（3）因小灯泡的额定功率小于1 W，小灯泡在额定电压下的电流一定小于I＝＝＝0.4 A，所以电流表应当用0～0.6 A的量程，而不是0～3 A的量程。
答案：（1）电流表与电压表串联是错误的（电流表应该与小灯泡串联）；
（2）电压表使用0～15 V的量程不妥，应当用0～3 V的量程；
（3）电流表使用0～3 A的量程不妥，应当用0～0.6 A的量程。
4．实验电路故障及解决的方法
故障（1）：闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表无示数。
判断：①电源、电流表、开关或变阻器损坏；②接线柱接触不良；③连接导线断了。
故障（2）：闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转。
判断：可能①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良；②电流表和电压表的位置互换了。
故障（3）：电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转。
判断：电流表和电压表的“＋”“－”接线柱接反了。
故障（4）：电流表与电压表的指针偏转角度很小。
判断：可能①电流表与电压表的量程都选择过大；②电源电压不高。
故障（5）：电表的指针超过最大刻度。
判断：可能①量程选择过小；②电路中出现短路。
故障（6）：滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化。
判断：滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻。
故障（7）：无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压。
判断：电源电压过低。
析规律 电路故障的判断有规律
电路故障一般有以下两种情况：电路连接错误；某处或某电路元件发生开路或短路。我们可以根据现象先判断是开路故障还是短路故障，然后缩小排查范围，也可以逐一分析每个元件，找出故障所在。
【例4—1】如图是测定小灯泡电功率的实验电路。电路连接正确后闭合开关，发现灯不亮，电流表指针稍有偏转，电压表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是（ ）
A．灯泡开路
B．滑动变阻器短路
C．灯丝电阻值过大
D．滑动变阻器连入电路阻值过大
解析：
A × 电路中有电流而不大，说明电路不会是开路；
B × 若是短路则电路中电流会很大；
C × 若灯丝电阻很大，电压表示数应很大；
D √ 可根据装置图考虑是由于变阻器接入电路中的阻值太大，致使灯泡两端的电压过低，加之电压表量程选择过大，因此灯泡不亮，电压表几乎无示数。
答案：D
【例4—2】在“测定小灯泡的功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器，电压表的示数虽然有变化，却始终达不到灯泡的额定电压，其原因可能是下述的哪一种（ ）
A．变阻器的电阻太大
B．电压表的量程太大
C．电源电压太低
D．电流表的量程太大
解析：根据串联电路的特点可知：当变阻器连入电路中电阻为0时，小灯泡两端的电压最大等于电源电压。由题意可知变阻器无论怎么滑，都不能让灯泡正常发光，说明始终达不到灯泡的额定电压，即电源电压太低。
答案：C第二节 电流做功的快慢
答案：（1）快慢 （2）单位时间 （3）W （4）J/s （5）额定电压 （6）实际功率
1．电功率
（1）意义
表示电流做功（或消耗电能）的快慢。
（2）定义
把电流在单位时间内所做的功叫做电功率。
（3）单位
国际单位制中，电功率的单位是瓦特，简称瓦，用符号W表示；常用单位是千瓦，用符号kW表示。1 W＝1 J/s,1 kW＝1 000 W。
（4）定义式：P＝
W——电流做的功（或消耗的电能）——焦耳（J）
t——所用时间——秒（s）
P——电功率——瓦特（W）
释疑点 电功和电功率的单位区分
物理量 国际单位 常用单位 换算关系
电功率P W kW 1 kW＝103 W
电功W J kW·h 1 kW·h＝3.6×106 J
时间t s h 1 h＝3.6×103 s
【例1】下列关于电功率的说法中正确的是（ ）
A．用电器消耗电能越多，它的电功率越大
B．用电器工作时间越短，它的电功率越大
C．用电器工作时间越长，它的电功率越大
D．相同时间里消耗电能越多的用电器，它的电功率越大
解析：
A × 电功率是表示电流做功快慢的物理量，从公式P＝可知，电功率的大小与电功和通电时间都有关，单凭一个方面无法判断电功率的大小。
B ×
C ×
D √ 由电功率的定义可知相同时间里消耗电能越多的用电器，它的电功率越大。
答案：D
2．额定功率和实际功率
额定功率和实际功率的区别与联系
【例2－1】一只白炽灯上标有“PZ220－100”字样，它的含义是什么？该灯的额定电流为多大？
解析：本题考查对电灯铭牌的理解，要正确地区分铭牌中哪个是额定电压，哪个是额定功率。“PZ”表示该灯为普通白炽照明灯，“220”表示该灯的额定电压为220 V，“100”表示它的额定功率为100 W。由P额＝U额I额，可知它的额定电流为
I额＝＝≈0.45 A
答案：见解析
谈重点 关于额定功率和实际功率的计算，要注意以下三点
①分析题意，明确用电器的工作状态，弄清哪些是不变量，哪些是变化量。例如，同一电源电压不变，定值电阻的阻值不变；当用电器两端的电压改变时，其实际功率、电流都会发生变化。
②若用电器正常工作，则用电器的实际电压、实际功率分别等于额定电压、额定功率，可直接利用额定电压和额定功率计算用电器的实际电流和电阻等。
③若用电器的实际电压不等于额定电压，用电器不能正常工作，在温度变化不大时，一般认为用电器的电阻是不变的，可根据公式R＝求出用电器的电阻，进而利用电阻和实际电压求实际功率、电流等。
辨误区 额定功率与实际功率的区别
对额定功率与实际功率的概念理解不透，再加上生活经验的影响，将二者混淆。误认为额定功率大的灯泡一定比额定功率小的灯泡亮。实际上用电器的实际功率与加在它两端的电压有关，与它的额定功率无关，在判断灯泡的亮暗时，主要比较它们的实际功率。
【例2－2】有两只灯泡L1和L2，分别标有“PZ110－40”“PZ110－60”字样，若不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．正常发光时，通过L1的电流大
B．并联后，接在110 V的电源上，L2消耗的功率大
C．串联后，接在220 V的电源上，它们都能正常发光
D．串联后，接在110 V的电源上，L2消耗的功率大
易错答案：A或C或D
纠错剖析：分析此题时，一定要明确额定功率与实际功率的概念。
选项 易错角度 纠错剖析
A R1＝＝＝302.5 Ω，R2＝＝＝201.7 Ω。正常发光时，I1＝＝，I2＝＝，I2＞I1。 误认为两灯的额定电压都是110 V，只要将两灯串联接到220 V的电源上，则每只灯的电压都是110 V，因此它们都能正常发光，且额定功率大的电灯，消耗的实际功率一定大。两电灯并联在110 V的电源上，它们的功率都是其额定功率，则P2＞P1。
C 串联后接在220 V的电源上，因电阻不相等，两电灯不能平分电压，因而都不能正常发光。
D 串联时通过两灯的电流相等，由公式P＝I2R知，L1消耗的功率大。
正确答案：B
3．电功和电功率的比较
物理量 物理意义 定义 符号 公式 单位 测量
电功 表示用电器消耗电能多少的物理量 电流做功的多少 W W＝UIW＝Pt 焦耳、千瓦·时（度） 电能表
电功率 表示电流做功的快慢 单位时间内电流所做的功 P P＝P＝UI 瓦、千瓦 电压表、电流表（伏安法）
释疑点 电功率的理解
电功率是表示消耗电能快慢的物理量，从定义式P＝W/t可知，电功率的大小与消耗的电能和消耗电能所用的时间有关。耗电多与耗电快是两码事。耗电多的用电器不一定耗电快。
【例3】下列关于电功和电功率的说法中正确的是（ ）
A．电流做功越多，电功率越大
B．电功率越大，电流做功越快
C．电流做功时间越短，电功率越大
D．电流做同样的功，用的时间越长，电功率越大
解析：
A × 电功率表示电流做功的快慢，而不是电流做功的多少。从公式P＝可看出：在一定的时间内，电流做功越多，电功率越大；做同样的功，用的时间越长，电功率越小。选项A中未说明做功的时间；选项B的说法是正确的。
B √
C × 选项C中未说明做功的多少。
D × 选项D将结论说反了。
答案：B
4．串、并联电路中电功率的求法
首先按题目所给的条件，根据电流流过的路径，确定各用电器串、并联关系，然后画出相应的等效电路图。画图时一般将不起作用（如被短路的用电器、开关）的元件去掉，有时也可将电压表、电流表去掉，但要做到“去表留值”，即在该段电路上所给的电压、电流值标出来，这样可以清楚地看出电路中各元件的连接关系，可使较复杂的问题得到简化，有助于解题时方法的选择，求某一用电器或某一电路消耗电功率的一般方法是：
（1）利用所给用电器的额定电压和额定功率求出用电器的电阻R＝；
（2）根据欧姆定律求出用电器在实际电路中的电流和电压；
（3）求实际功率代入相应的实际电压和实际电流值即可。
点技巧 动态电路电功率的计算技巧
电功率的计算一般涉及电路变化问题。解答此类题时，应先根据开关的通、断和滑动变阻器的移动情况，确定各时刻的电路结构，最好画出等效电路图，然后根据电阻的变化情况以及“灯泡正常发光”“串联”等关键字眼，逐步分析电流和电压的变化，再灵活选择合适的公式进行求解。
【例4—1】一只“12 V 6 W”的小灯泡，如果接在36 V电源上，为使其正常发光，需串联一个________Ω的电阻，该电阻消耗的功率是________W。
解析：灯的额定电压是12 V，直接将其接在36 V的电源上，灯将烧毁，这时应将一个电阻和灯串联，以使灯正常发光。画出灯与R串联的电路草图，并标出已知量和未知量。只要求出通过R的电流和R两端的电压，就可以求出未知量。流过灯的电流和流过R的电流相等，即IL＝IR＝I，则IL＝＝＝0.5 A；R＝＝＝48 Ω。
PR＝I2R＝（0.5 A）2×48 Ω＝12 W。
答案：48 12
【例4－2】同学们都知道，将额定电压相同、额定功率不同的两只灯泡并联接入家庭电路中时，额定功率大的灯泡亮。如果将这两只灯泡串联接入家庭电路中时，谁亮一些呢？请你作出猜想，并说明猜想的理由。
解析：根据功率的计算公式P＝I2R，因串联电路中电流处处相等，所以两只灯泡实际消耗的功率与它们的电阻有关，从而只要判断出额定功率不同的两只灯泡的电阻大小即可。
答案：猜想：额定功率小的灯泡亮一些；理由：在串联电路中，电流处处相等，由于额定功率小的灯泡灯丝电阻大，它的实际功率就大，所以额定功率小的灯泡亮一些。
5．实验探究：电流做功的快慢与哪些因素有关
（1）实验原理：①根据电流的热效应，使煤油升温，算出煤油吸收热量Q＝cmΔt，电流做功W＝Q；②算出电功率P＝；③比较P与U、I的关系。
（2）实验电路图及实验装置：
（a）电路图
（b）实物图
（3）实验记录表格
煤油的比热容〔J/（kg·℃）〕 煤油的质量（kg） 温度变化（℃） 通电时间（s） 电压（V） 电流（A）
2.1×103
（4）实验结论
电功率跟电压、电流成正比。即P＝UI。
点技巧 探究电流做功快慢实验技巧
①盛有煤油的瓶子要具有良好的绝热性能，以减少热量损失。②温度计的玻璃泡不能接触到电阻丝，以免影响测量结果的准确性。
【例5—1】小明同学在探究“电流做功的快慢与哪些因素有关”的实验中，得到了如下数据：煤油的质量m＝100 g，煤油的初温t0＝20 ℃，煤油的末温t＝25 ℃，加热时间0.5 min，请你帮他算出此电阻丝的电功率（假设电流产生的热量全部被煤油吸收）。
解析：解答本题时抓住电流做功W等于煤油吸收热量Q，而Q＝cmΔt。煤油吸收热量Q＝cmΔt＝2.1×103 J/（kg·℃）×0.1 kg×（25 ℃－20 ℃）＝1 050 J，电阻丝的功率P＝＝＝＝35 W。
答案：35 W
【例5—2】刘芳家的一盏电灯烧坏了，妈妈找到两只普通照明灯泡，可惜铭牌上的文字已经模糊不清。妈妈说：“只记得它们的额定电压都是220 V，其中一只的额定功率是60 W，另一只是25 W。怎样才能知道哪一只是60 W的灯泡呢？”刘芳很快想到了办法……
请你也来动动脑筋，至少想出两种方法，区分出哪一只是额定功率为60 W的灯泡。
解析：此题只提出目的，对所用的方法和条件没有限制，因此我们可以充分展开联想：看哪些因素能够确定电功率的大小。电功率表示消耗电能的快慢，电功率越大灯泡越亮，所以可通过比较灯泡的亮度，来区分电功率的大小。如设法让两灯正常发光，亮度大的灯泡额定功率大；由电功率公式P＝，可通过比较电功、时间，来区分电功率的大小，如用电能表分别测出两灯正常工作相同时间所消耗的电能，消耗电能多的额定功率大；由电功率公式P＝IU、P＝、P＝I2R，可通过比较电流、电压、电阻，来区分电功率的大小，如两灯的额定电压相同，灯丝较粗的灯泡电阻小，额定功率大。
答案：（1）观察两只灯泡的灯丝，灯丝较粗的灯泡额定功率是60 W。（2）将两灯并联接入家庭电路中，亮度大的灯泡额定功率是60 W。（3）断开其他所有用电器，分别把两灯接入家庭电路中，每次只让其中一只灯泡工作，分别测出两灯工作相同时间电能表转盘转过的转数，转数较多的灯泡额定功率是60 W。（4）在实验室条件下，用伏安法分别测出它们的电阻，电阻小的灯泡额定功率是60 W。物理沪科版九年级上第十六章电流做功与电功率单元检测
（时间：60分钟 满分：100分）
一、选择题（每小题3分，共36分）
1．下列物理单位间的关系正确的是（ ）
A．1 J＝1 W·s B．1 J＝1 V·A·Ω
C．1 Pa＝1 N·m2 D．1 W＝1 V·A·s
2．如图所示的用电器中，工作时主要将电能转化为机械能的是（ ）
3．用电高峰期，会看到家里的白炽灯泡比正常发光要暗一些。这是因为，用电高峰期并联用电器增多，造成（ ）
A．电路中的总电阻增大
B．电路中的总电流减小
C．白炽灯泡的实际功率减小
D．白炽灯泡的额定功率减小
4．一盏“220 V 25 W”的电灯甲和一盏“36 V 25 W”的电灯乙，当它们正常发光时，则（ ）
A．甲灯亮 B．乙灯亮
C．一样亮 D．无法判断谁亮
5．有两个额定电压相同的小灯泡，串联起来接到电源上，亮度不同，在判断哪个灯泡的额定功率比较大时，要作以下分析：
①从关系式P＝I2R可以知道；②较亮灯泡的电阻较大；③在相同电压下工作时，灯泡的电功率和它的电阻成反比；④从关系式P＝U2/R可以知道；⑤串联时流过两个灯泡的电流相同；⑥所以，串联时那个较暗灯泡的额定功率大。
请你将最合理的排序选出来（ ）
A．②①③④⑤⑥ B．⑥②①③④⑤
C．①③④②⑥⑤ D．⑤①②④③⑥
6．某同学做测量小灯泡电功率的实验时，刚一试触，就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度，发生这种情况的原因可能是（ ）
A．电流表的正负接线柱接反了
B．待测电阻的绕线断了
C．线路接错了，某处发生了短路
D．无法判断
7．一个“220 V 25 W”的甲灯正常发光3 h，另一个“110 V 25 W”的乙灯正常发光4 h，由此可知（ ）
A．甲灯的实际功率较大
B．乙灯中电流做的功较多
C．甲灯较亮，乙灯较暗
D．流过甲灯的电流较大
8．（多选）两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图所示，现将甲和乙并联后接在电压为6 V的电源两端，下列分析正确的是（ ）
A．乙消耗的电功率为3.6 W
B．甲消耗的电功率为3.6 W
C．甲中的电流小于乙中的电流
D．甲的电阻值小于乙的电阻值
9．将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在如图所示的电路中，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，其原因可能是（ ）
A．灯L1额定功率较大
B．灯L2两端电压较大
C．灯L1的电阻较大
D．通过灯L1的电流较大
10．将标有“6 V 3 W”和“6 V 2 W”的甲、乙两只小灯泡串联起来，接在电压为6 V的电源两端，接通电路后，以下说法正确的是（ ）
A．两只小灯泡都不能正常工作，甲灯比乙灯亮
B．两只小灯泡都能正常发光
C．通过乙灯的电流较大，所以乙灯较亮
D．两只小灯泡的总功率小于2 W
11．（多选）如图所示，将一只标有“12 V 6 W”的灯泡L1和“6 V 6 W”的灯泡L2并联后，接在6 V的电源上（设灯丝电阻不变），则（ ）
A．灯泡L1比灯泡L2亮
B．灯泡L2比灯泡L1亮
C．两灯的实际功率之和小于12 W
D．两灯的实际功率之和等于12 W
12．李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”，他找来额定电压均为6 V的L1、L2两只灯泡。将两灯串联起来，按照如图所示的电路开始了实验探究，闭合开关后，看见灯L2微微发光，灯L1几乎不发光，则关于两灯的电阻R1和R2，两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是（不考虑灯丝电阻值随温度的变化）（ ）
A．R1＞R2，P1＞P2
B．R1＜R2，P1＜P2
C．R1＞R2，P1＜P2
D．R1＜R2，P1＞P2
二、填空题（每小题6分，共30分）
13．路灯总是同时亮，同时灭，它们的连接方式一定是________联的；它们所消耗的电能可以用________表来测量。
14．眉山市开始使用光能互补路灯，它是由太阳能电池板白天给24 V蓄电池充电，晚上由蓄电池给LED（发光二极管）灯供电照明。下表是亮度相当的两种灯的相关数据。要使该路灯总发光效果相当于500 W白炽灯，它应由5只LED灯________联而成。请说出这种路灯的优点____________________。（说一点即可）
一只LED灯 一只白炽灯
发光原理 二极管发光 钨丝高温发光
额定电压 24 V 220 V
响应时间 10～9 s 10～3 s
额定功率 12 W 100 W
15．如图是理发用的电吹风机电路，其中电动机通电后可以送风，电热丝通电后可以发热。工作时，旋转选择开关，使其同时与触点________、________接触时，电吹风机送出来的是自然风；旋转选择开关，使其同时与触点________、________接触时，电吹风机送出来的是热风。要想改造电吹风，使吹出的热风温度更高一些，应该在原电热丝上再________联一根电阻丝。
16．一盏白炽灯泡铭牌上标有“220 V 100 W”字样，则这盏灯正常发光时的灯丝电阻为________Ω。灯泡正常发光1 min，灯丝消耗的电能为______J。如果灯丝断了之后重新将灯丝搭上，灯丝电阻变为440 Ω，通电后灯泡消耗的功率为______W。
17．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12 V。闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I－U关系图像如图所示。则小灯泡的额定功率为________W，电源电压为________V，滑动变阻器的最大阻值为________Ω。
三、实验题（共16分）
18．在“测定小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，灯丝电阻约为10 Ω。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实验电路中未连接部分连接完成（连线不得交叉）。
（2）连接电路时，开关应处于________状态；按照你连接的电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调节至最______（选填“左”或“右”）端。
（3）实验时，调节滑动变阻器，当电压表的示数为________V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则通过灯泡的电流为________A，小灯泡的额定功率是________W。
（4）若接下来要测量该灯泡比正常发光略亮时的电功率，请详细叙述操作步骤。
（5）该实验还可以测定小灯泡的电阻。根据以上实验数据，这个小灯泡正常工作时的电阻为________Ω。
四、计算题（19题8分，20题10分，共18分）
19．小明根据家里电能表上的数据测定电视机的电功率，表盘上标有3 000 r/kW·h，当只接通电视机后，记录到在7.5 min转过30周，则这台电视机的电功率为多少？
20．家庭电路的电压是220 V，某空调器处于制冷状态时的功率P1是2.2 kW，送风状态时的功率P2是0.22 kW，它们是交替运行的，现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示。
（1）空调器在前5 min内处于什么状态？此时通过它的电流是多少？
（2）在1 h内，空调器将消耗的电能是多少度？
参考答案
1．答案：A 点拨：将单位换成相应的物理量，利用公式可得A正确，B中1 V·A·Ω对应的是UIR，其组合起来不是焦耳，同理C、D均错。
2．答案：B 点拨：电熨斗、电水壶、电烙铁工作时主要是将电能转化为内能；洗衣机工作时主要是将电能转化为机械能，故选B。
3．答案：C
4．答案：C 点拨：灯泡的亮度取决于单位时间内电能转化为光能的多少即实际功率。而两只灯泡虽然额定电压不同但额定功率相同，当它们正常发光时，实际功率等于额定功率，都是25 W，所以它们一样亮。
5．答案：D 点拨：分析问题时，要做到有理有据，前后叙述合理恰当，不能前后矛盾，证据和结论不符。额定电压相同，要比较额定功率必须首先确定出电阻的关系，而电阻的关系可以通过串联电路中电流相等，比较电功率大小来确定。
6．答案：C 点拨：线路中的某处短路使电路中的电流过大会造成这种现象。
7．答案：B 点拨：甲灯和乙灯的功率相同而乙灯的工作时间较长，由公式W＝Pt可知乙灯做的功多。
8．答案：AD 点拨：当甲、乙并联接在电压为6 V的电源两端时，则两电阻两端的电压都为6 V，由图像信息及欧姆定律可得：甲的电阻R甲＝＝＝5 Ω，乙的电阻为R乙＝＝＝10 Ω，故D对。把它们并联在6 V电路中，流过甲的电流I甲＝＝＝1.2 A，流过乙的电流I乙＝＝＝0.6 A，C错。根据P＝UI，甲消耗的电功率P甲＝UI甲＝6 V×1.2 A＝7.2 W，乙消耗的电功率P乙＝UI乙＝6 V×0.6 A＝3.6 W，故A对，B错。
9．答案：C 点拨：灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，由题意知，灯L1的实际功率大于灯L2的实际功率，由于两灯泡串联，通过两灯的电流相等，根据公式P＝I2R和P＝UI可知，灯L1两端的电压大于灯L2两端的电压，L1的电阻大于L2的电阻，故C正确，B、D错误；而两灯的额定电压相同，由P＝知，灯L2的额定功率大于灯L1的额定功率，故A错误。
10．答案：D 点拨：由于两灯串联，所以通过两灯的电流相等，C选项错误；两灯串联后接在6 V的电源两端，故每只灯泡两端的电压都达不到6 V，两只小灯泡都不能正常发光，B选项错误；由R＝U2/P知，甲灯的电阻小于乙灯的电阻，根据P＝I2R知，甲灯消耗的电功率小于乙灯的电功率，故甲灯比乙灯暗，A选项错误；由串联电路的总电阻大于其中任何一个用电器的电阻，P＝知，串联后两只灯泡的总功率小于任何一只灯泡的功率，即小于2 W，正确选项为D。
11．答案：BC 点拨：两灯并联在6 V的电源上，则灯泡L1两端的电压小于它的额定电压，灯泡L2两端的电压等于它的额定电压，故灯泡L1的实际功率小于6 W，灯泡L2的实际功率等于6 W，灯泡L2的实际功率大于L1的实际功率，灯泡L2比灯泡L1亮，且两灯的实际功率之和小于12 W。
12．答案：D 点拨：两灯串联在同一电路中，通过它们的电流相等，从题意可知，L2的亮度大于L1的亮度，可知L2的实际功率大于L1的实际功率，由公式P＝I2R可判断，R2＞R1；由于两灯的额定电压相等，均为6 V，根据公式P＝U2/R可判断出，电阻小的L1灯的额定功率大。
13．答案：并 电能
点拨：马路上的路灯当其中一只损坏时，其他仍然发光，因此它们的连接方式是并联，它们一起亮，一起灭的原因是使用了一个干路总开关；消耗电能的多少用电能表来测量。
14．答案：并 节能、发光效率高
点拨：由题意知LED灯的额定电压为24 V，一只LED灯发光效果相当于100 W白炽灯，由此可知5只LED灯并联总发光效果相当于500 W白炽灯，由图表信息可知LED路灯较普通白炽灯节能、发光效率高。
15．答案：2 3 3 4 并
点拨：根据电吹风的结构可知，要吹出自然风，只需电动机转动即可，故选择开关应与触点2、3接触；电吹风吹热风时，电热丝与电风扇均工作，选择开关应与3、4接触；要使吹出的风温度更高一些，应加大电热丝的功率，由公式P＝U2/R可知，应在原电热丝上再并联一根电热丝，使电热丝的总电阻减小。
16．答案：484 6 000 110
点拨：根据公式P＝UI＝U2/R得R＝U2/P＝（220 V）2/100 W＝484 Ω；灯丝消耗的电能即做的功W＝Pt＝100 W×60 s＝6 000 J；灯丝重新搭上后，其电压仍为220 V，此时功率P＝U2/R＝（220 V）2/440 Ω＝110 W。
17．答案：24 12 9
点拨：分析电路图知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，电流表测电路电流，由图像知，滑片在最左端时，其接入电路中的电阻为0，电压表的示数为12 V，即电源电压为12 V，电流表的示数是2 A，根据P＝UI＝12 V×2 A＝24 W；当滑片在最右端，其接入电路的电阻最大，电压表的示数为3 V，电流表示数为1.0 A，根据串联分压，滑动变阻器两端的电压是9 V，故其最大电阻是9 Ω。
18．答案：（1）如图所示 （2）断开 右 （3）2.5 0.3 0.75 （4）向左移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.7 V，记下此时电流表的示数，然后立刻断开开关。（5）8.33
点拨：由题意可知，电流表使用0～0.6 A量程、电压表使用0～3 V量程，连接过程中注意电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，且正负接线柱连接要正确。在有滑动变阻器的电学实验中，闭合开关前，一定将滑片P移动到使滑动变阻器连入电路的电阻达最大位置处。小灯泡的额定功率可以根据电功率公式P＝UI求得，小灯泡正常发光时的电阻可以根据欧姆定律公式的推导式R＝求得。
19．答案：80 W
点拨：电能表上标明3 000 r/kW·h，意思是消耗1 kW·h电能时，表盘内转过3 000转。
W＝ kW·h＝0.01 kW·h
P＝＝＝0.08 kW＝80 W
这台电视机的电功率是80 W。
20．答案：（1）1 A （2）1.54度
点拨：（1）由题图可知：空调器在前5 min内，P2＝0.22 kW，此阶段空调器应处于送风状态。
根据P＝UI得：I＝P/U＝220 W/220 V＝1 A。
（2）由题图可知，1 h内制冷时间t1＝40 min，送风时间t2＝20 min。
根据：P＝W/t得W＝Pt
W总＝W1＋W2＝P1t1＋P2t2＝2.2 kW×h＋0.22 kW×h＝1.54 kW·h＝1.54度。第四节 科学探究：电流的热效应
答案：（1）电流的热效应 （2）电流 （3）电流的二次方 （4）通电时间 （5）Q＝I2Rt
1．电流的热效应
电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫做电流的热效应。
释疑点 电流热效应的起因
电流的热效应是导体通电时都会发生的现象，热效应现象的产生与导体电阻的存在有关。当电阻消失时，热效应现象也就不存在了。
点技巧 理解电热器
利用电流做功将电能转化为内能的装置，这类装置统称为电热器。
【例1】下面的几个用电器中，属于电热器的是（ ）
A．电视机 B．洗衣机
C．电饭锅 D．电冰箱
解析：电热器是利用电流的热效应制成的加热设备，因为只有电饭煲是利用电流的热效应工作的，其他都不是，故选C。
答案：C
2．焦耳定律
（1）内容：电流通过导体时产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比。
（2）公式：Q＝I2Rt。
Q表示电流通过导体产生的热量，单位是J；I表示通过导体的电流，单位是A；R表示导体的电阻，单位是Ω；t表示通电时间，单位是s。
（3）导出公式：Q＝W＝Pt＝UIt＝t。
谈重点 纯电阻电路
这三个公式只适应于电能全部转化为内能的情况，也就是电流所做的功全部用来产生热量的纯电阻电路中，如：电流通过电炉、电烙铁、电饭锅等电热器时，电能几乎全部转化成内能，电热器所产生的热量就等于电流所做的功。
【例2】一只标有“220 V,500 W”的电炉，正常使用时，每分钟放出的热量是________焦。
解析：Q＝Pt＝500 W×60 s＝3×104 J
答案：3×104 J
提示：在解答电热有关的计算题时，要结合题目要求，灵活地运用电热计算的基本公式Q＝I2Rt及推导式Q＝W＝Pt＝UIt＝t等。
3．控制变量法
对焦耳定律的定性研究实验中运用了控制变量的方法。例如：研究热量和电阻的关系时，两瓶中的电阻丝是串联的，电流和通电时间相同，只是两电阻丝的阻值不同。研究热量和时间的关系时，我们可取其中一个电阻丝进行研究，在电流不变的情况下观察煤油柱升高的高度与时间的关系。
点技巧 控制变量有技巧
在讨论一个物理量G与A、B、C等几个物理量之间的关系时，应采用控制变量法，如讨论G和A的关系时，应让B、C等其他的物理量保持不变。在本题中，若讨论Q和I的关系，应观察实验装置，能否让R、t保持不变，若能保持不变，则能做这个实验，否则就不能做。
4．电热的利与弊
各种电热器就是利用电来加热的设备，例如电饭锅、电熨斗、电热水器、饮水机、电炉等。电动机、电视机、计算机等用电器在工作时，我们需要的并不是热能，而是其他形式的能，这时候电流的热效应会产生危害。如果热量聚集过多，温度升得太高，就有可能烧坏元件，损坏电器，甚至引发火灾。
（1）电热的利用：电热器是利用电来加热的设备。电流通过导体，导体就要发热，电热器就是利用这种现象制成的，电热器工作过程中，消耗的电能转化成热。电热器的主要工作部分是发热体，它是用电阻大、熔点高的金属电阻线绕在绝缘材料上制作的。
（2）防止电热的危害：用电器中通过电流时产生的热，会使导体的温度升高，使用电器不能正常工作，并且使绝缘材料迅速老化，造成危害。因此在制作和使用电器时要采取有效措施进行散热，以防止电热造成的危害。
5．焦耳定律计算电流产生的热量时注意问题
（1）焦耳定律Q＝I2Rt是由实验总结出来的，只要有电流通过导体，都可以用它来计算所产生的热量。
（2）公式中的各物理量都是对同一段电路或同一导体而言的，也是对应于同一状态的。即通过哪个用电器的电流，计算的就是哪个用电器产生的热量；通过的电流改变了，用电器产生的热量也就发生了变化。
（3）公式中各物理量的单位要统一，I—安（A），R—欧（Ω），t—秒（s），Q—焦（J）。
6．串并联电路中有关电热的比例计算
在串联电路中，因电流处处相等，依据Q＝I2Rt在相同时间内，电流产生的热量与电阻成正比，即＝；在并联电路中，因各支路电压相等，依据Q＝t在相同时间内，电流产生的热量与电阻成反比，即＝。
【例3】如图所示的装置，通电一定时间后，可以看到________瓶中煤油温度升得高，这表明在相同的时间内，电流相同的情况下，电阻越________，电流通过导线时产生的热量越多。
解析：本题是研究电流产生热与电阻关系的实验，电路连接为串联电路，这样才能使通过铜丝与镍铬合金丝的电流相等，通电时间相等，以便研究电热与电阻的关系，这是物理实验中常用的控制变量法。通电一定时间后，会发现B瓶中煤油温度升得高，说明镍铬合金丝产生的热量多，因为镍铬合金丝的电阻大于铜丝的电阻，所以该实验表明在相同的时间内，电流相同的情况下，电阻越大，电流通过导线时产生的热量越多。
答案：B 大
【例4】我们知道，电视机不属于电热器；但是，电视机在工作时，电流通过电视机内的导体仍会产生热量。这些热量会使电视机的温度升高，而电路中的半导体元件在高温环境下容易损坏，所以必须考虑它的散热问题。
（1）电视机的后盖上有许多小孔，你知道这些小孔的作用吗？
（2）为了防尘，有人给电视机盖上漂亮的布罩，看电视时，只打开罩住电视屏幕的那部分，布罩仍在电视机上。你认为这样做好不好？为什么？
（3）有经验的电工师傅告诉我们：家用电器长期不用时，隔一段时间要通电一次。你知道这是为什么吗？
解析：（1）电视机在工作时，也会产生热量，这些热量如果不及时散失，容易烧坏电路元件。电视机后盖上的许多小孔，就是为了通风散热。（2）看电视时，布罩仍放在电视机上，遮住了散热孔，影响电视机散热，如果热量聚集过多，就有可能损坏电视机，甚至引发火灾。（3）家用电器长期不用，里面比较潮湿。潮湿会降低绝缘性能，并使金属元件锈蚀，易造成电路失常，隔一段时间通一次电，利用电热加快里面水分的蒸发，起到驱潮的作用。
答案：（1）这些小孔叫散热孔，作用是通风散热，避免机内元件在高温下烧坏。
（2）这样做不好，布罩遮住了散热孔，不利于电视机散热。
（3）电视机工作时会产生热量，隔一段时间通电一次，可以利用电热来驱潮。
【例5】如图所示电路，电源电压恒定不变，电阻R1＝20 Ω，R2＝60 Ω。当S断开时，电流表的示数为0.3 A；当S闭合时，电流的示数为________A，电路1分钟内总共产生的热量为________J。
解析：U＝I1R1＝0.3 A×20 Ω＝6 V，I2＝＝＝0.1 A，I＝I1＋I2＝0.3 A＋0.1 A＝0.4 A，Q＝UIt＝6 V×0.4 A×60 s＝144 J。
答案：0.4 144
提示：本题还可以分别求两电阻产生热量然后相加即可得出电路产生的总热量。
【例6】三个电阻的阻值比为R1∶R2∶R3＝1∶3∶5，若把它们串联在电源上，在相同的时间内产生的热量之比为Q1∶Q2∶Q3＝________，若把它们并联在同一电源上，在相同的时间内三个电阻产生的热量之比为Q1∶Q2∶Q3＝________。
解析：若把三个电阻串联在电源上，它们的电流相等，时间又相同，根据公式Q＝I2Rt，所以产生热量之比为Q1∶Q2∶Q3＝R1∶R2∶R3＝1∶3∶5。若把三个电阻并联在电源上，时间又相同，并联电压相等，根据公式Q＝·t，所以产生热量之比为Q1∶Q2∶Q3＝∶∶＝15∶5∶3.
答案：1∶3∶5 15∶5∶3
7．探究影响电流热效应的因素
提出问题：电流通过电热器产生热量的多少与哪些因素有关？
猜想与假设：可能与电流和通电时间有关。
设计实验：
（1）怎样比较通电导体产生热量的多少？如果将一段电阻丝浸没在一定质量的液体（如煤油）中（如下图），通电时电阻丝产生的热量被液体吸收，液体的温度就会升高。导体产生的热量越多，液体吸热后温度的升高也越大。因此，我们可以通过比较相等质量的同种液体温度的升高来比较电阻丝发热量的多少。
（2）要研究导体中电流的大小对产生热量的影响，应该使电阻丝的阻值不变，而使通过电阻丝的电流大小改变。实验时，只要调节串联在电路中的滑动变阻器就可以改变电路中电流的大小。
进行实验：
（1）如图所示连接电路，通电一定时间后切断电源，分别观测不同电阻丝所在液体温度的变化。
（2）保持通电时间相同，调节滑动变阻器改变通过电阻丝的电流大小，观测电阻丝（如镍铬合金丝）所在液体温度的变化。
（3）延长通电时间，观测液体温度的变化。
实验结论：
电流通过电阻丝时产生的热量与通过导体的电流以及通电时间有关。
【例7－1】在研究焦耳定律时，实验装置如图所示，那么该实验装置能研究电热与哪些因素有关？（计时工具未画出）
解析：研究影响电热因素时应用控制变量法，在I、R不变时，讨论Q和t之间的关系；在R、t不变时，研究Q和I的关系；在I、t不变时，研究Q和R之间的关系。在图示装置中，若只观察一个烧瓶，则R不变，在t相同时，移动滑片改变电流的情况下，可研究Q和I的关系；还可在电流I不变时，通过计时工具记录时间，研究Q和t的关系。若观察比较两个烧瓶，在电流不变，时间相同时，研究Q和R的关系。
答案：可研究Q和I、Q和R、Q和t的关系。
【例7－2】在“探究影响电流热效应的因素”活动中，海洋同学为了研究通电导体电阻的大小对产生热量多少的影响，设计的正确方案是：选择两个阻值________（选填“相等”或“不等”）的电阻丝，控制通过两个电阻丝的电流________（选填“相等”或“不等”），通电时间相等，比较产生热量多少。于是他找来两段材料、粗细相同，长短不同的电阻丝分别绕制成两个外形相同，长度不同的电阻圈串联在电路中，同时将火柴棒分别插入两个电阻圈中，如图所示，他想通过火柴被点燃的先后来比较产生热量多少。当电路接通后，他发现两根火柴几乎同时被点燃，于是得到电阻大小对产生热量多少没有影响的结论。你根据掌握的知识，判断他的结论是________（选填“正确”或“错误”）的，请分析他实验时火柴被同时点燃的主要原因是__________________________________________________________。
解析：通电导体产生的热量与电流的大小、电阻的大小和通电时间有关，因此在探究过程中，必须采用控制变量法。要研究电阻的大小对产生热量的多少的影响，必须保持电流和通电时间相等，而电阻不相等。在如图所示的电路中，电阻丝与火柴接触点处产生的电热相同，因而两根火柴几乎同时被点燃。
答案：不等 相等 错误 电阻丝与火柴接触点处产生的电热相同（或相同长度电阻丝产生的电热相同；或电阻丝与火柴接触点处温度相同；或整个电阻丝产生的电热没有全部给火柴加热等）
