中小学教育资源及组卷应用平台
第6节 电能2
考点三、电功率的实验探究
（一）影响电功率大小的因素
(1)研究电功率与电流的关系
实验方案:如图所示，将两只小灯泡并联，目的是控制两者两端的电压相同，比较通过两只小灯泡的电流大小和亮度(亮度反映实际功率的大小)。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电流表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电压关系)
亮度(亮暗)
电流(安)
实验结果:在电压相等的情况下，通过小灯泡的电流越大，小灯泡的电功率越大。
(2)研究电功率与电压的关系
实验方案:如图所示，将两只小灯泡串联，目的是控制通过两者的电流相同，比较两只小灯泡两端的电压大小和亮度(亮度反映实际功率的大小)。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电压表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电流关系)
亮度(亮暗)
电压(安)
实验结果:在电流相等的情况下，小灯泡两端的电压越高，小灯泡的电功率越大。
（二）电功率的计算公式
(1)实验表明，用电器的电功率等于用电器两端的电压与通过用电器的电流的乘积。
(2)电功率的公式可表示为P=UI (电功率的基本公式，适用于所有电路的计算)，由公式得出，电功率的单位瓦特也可表示为1瓦=1伏.安。
(3)电功率的推导公式:将公式I=U/R代入上述公式，可推导出:P=I2R或P= U2/R(只适用于纯电阻电路的计算)。
(4)无论用电器串联或并联，电路的总功率都等于各用电器的实际功率之和，关系式为P=P1+P2+..+Pn。
（三）电功的计算
(1)根据功率和功的关系P=W/t可以得到电功的计算式，即W=Pt=UIt。这就是说，电流在某段电路上做的功，等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流，以及通电时间的乘积。
(2)根据公式W=UIt,电功的单位焦耳也可表示为1焦=1伏.安.秒。
(3)将公式I=U/R代入电功公式，可得W=U2t/R或W=I2Rt。同样这两个公式只能运用于纯电阻电路中。
（四）电功率的测量
(1)伏安法测量电功率:用电压表测量用电器两端的电压，用电流表测量通过用电器的电流，再根据公式P=UI间接求出用电器的电功率，这种方法叫做伏安法。
(2 )实验器材:常用的小灯泡1只(标明额定电压，未标明额定功率)，电流表、电压表各1只，滑动变阻器1只,开关1只，电池组(总电压高于小灯泡的额定电压)1只，导线若干。
(3)过程和步骤:
①按正确的电路图连接电路。
②调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压。读出此时两只电表的示数，并记录在表中。
③调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的1.2倍。观察小灯泡的亮度变化(相对于额定电压下的亮度)，读出两只电表的示数，并记录在表中。
④调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的0.8。观察小灯泡的亮度变化(相对于额定电压下的亮度)，读出两只电表的示数，并记录在表中。
⑤计算出三种情况下小灯泡的电功率;分析小灯泡的亮度和实际功率的关系。
典例1：（2022九上·平湖期末）小明同学用图甲中的器材测量一只标有“2.5V0.3A“字样的小灯泡的额定功率。
（1）小明所连的电路中有一处错误或不妥，请改正（在要去掉的线上打“×”，并添加相应的导线），再将图甲的电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时，小灯泡变亮。
（2）闭合开关后，小明发现小灯泡不亮，电压表的示数为2.9V，电流表示数为0，则出现的故障可能是 。
（3）故障排除后，小明移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V，这时电流表指针如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W.
【答案】（1）
（2）灯泡断路
（3）0.65
【解析】（1）滑动变阻器有4个接线柱，连接时要上下各接一个接线柱；根据滑动变阻器滑片向右移动时，小灯泡变亮确定变阻器的连接；
（2）若电流表示数为0，灯不亮，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；
（3）根据电流表选用的量程确定分度值读数，由P=UI求出灯的额定功率。
【解答】（1）甲图中，电流表的“0.6”接线柱与变阻器的滑片相连是不对的。根据滑动变阻器滑片向右移动时，小灯泡变亮可知，电路的电流变小，变阻器连入电路的电阻变小，故将变阻器右下接线柱连入电路中，电流表“0.6”接线柱与变阻器左上接线柱连接，如下所示：
（2）闭合开关后，小明发现小灯泡不亮，电流表示数为0，电路可能断路，电压表的示数为2.9V，则电压表与电源连通，则出现的故障可能是灯泡断路；
（3）故障排除后，小明移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V。
如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.26A，
则小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W。
变式1：（2023九上·嘉兴期末）小嘉发现家里的手电简使用久了，亮度会变暗。为探究原因，他拆下灯珠进行如下实验（灯珠上标有“2.5V”的字样）：
①设计电路图，用导线完成电路连接。
②闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数分为 2.0V、2.5V、3.0V 时，将电流表的示数分别填入记录表中。
序号 电压(伏) 电流(安) 灯泡亮度
1 2.0 0.18 暗
2 2.5 0.20 亮
3 3.0 0.22 很亮
据此回答下列问题：
（1）用笔画线代替导线，将电压表连入电路中。
（2）由实验数据可知，小灯泡的额定功率是 。
（3）根据实验结果，请解释手电筒用久了会变暗的原因 。
【答案】（1）
（2）0.5W
（3）手电筒用久后，电池电压变小，所以实际功率变小，亮度变暗
【解析】（1）根据题意确定电压表测量的物理量，根据电压表的使用方法作图即可；
（2）从表格中找到灯泡的额定电流，然后根据P=Ui计算灯泡的额定功率；
（3）根据表格分析手电筒用久后电磁电压的变化，通过灯泡的电流变化，再跟机P=UI分析实际功率的变化即可。
【解答】（1）根据题意可知，这个实验要探究手电筒用久后，灯泡亮度的变化原因，那么电压表应该与灯泡并联。因为灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选择量程0~3V，如下图所示：
（2）根据表格可知，当灯泡的电压为2.5V时，通过它的额定电流为0.2A，
则灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
（3）根据实验结果可知手电筒用久了会变暗的原因：手电筒用久后，电池电压变小，通过灯泡的电流变小，则灯泡的实际功率变小，因此亮度变暗。
变式2：（2023九上·宁海期末）在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干，部分实物电路如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：滑片P向右移动时小灯泡变亮）。
（2）移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率 （选填“A”或“B”）端移动。
（3）图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图像，若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在3V的电源上，则电路消耗的总功率为 W。
（4）若用第（2）题中所测得数据算出灯泡的电阻RL，再根据P＝U2/RL计算灯泡的额定功率。按此方法算出灯泡的额定功率比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）
（2）B （3）0.6 （4）偏大
【解析】（1）根据灯泡亮度变化确定变阻器的阻值变化，再结合滑片移动方向确定变阻器接线柱的选择方式即可。
（2）首先根据乙图确定电压表的示数，再与灯泡的额定电压进行比较，从而确定电压表的示数变化方向，接下来根据U=IR分析电路总电阻的变化，最终确定滑片的移动方向。
（3）在串联电路中，电压的分配与电阻成正比，据此计算出每个灯泡两端的电压，再根据丙图确定此时通过灯泡的电流，最后根据P=UI计算电路的总功率。
（4）注意分析灯丝电阻随温度的升高而增大对电功率的影响。
【解答】（1）滑动变阻器应该与开关串联。小灯泡变亮则电流增大，那么总电阻减小，即滑动变阻器的阻值减小。根据甲图可知，当滑片向右移动时，滑片右边的电阻丝阻值减小，那么应该将右边接入电路，即选择右下角的B接线柱，如下图所示：
（2）根据乙图可知，电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，则示数为2V。由于2V＜2.5V，所以电压表的示数要增大。根据U=IR可知，此时的总电流要减小，而总电阻要减小，即滑动变阻器的阻值要减小，因此滑片向B端移动。
（3）两个完全相同的小灯泡串联在3V电源上，根据串联电路的分压规律可知，此时每个小灯泡两端的电压都是1.5V。根据丙图可知，此时通过灯泡的电流为0.2A，此时电路的总功率为：P=UI=3V×0.2A=0.6W。
（4）第（2）题中灯泡的电压低于额定电压，此时灯丝温度低，因此此时灯泡的电阻偏小。根据公式可知，按此方法计算出的灯泡的额定功率比真实值偏大。
变式3：（2022九上·舟山月考）为了测定小灯泡的电功率，小明利用电压恒为3伏的电源、滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验，闭合开关并移动滑片P，获得相关数据如表：
实验序号 电压／伏 电流／安 电功率／瓦
1 2.0 0.18
2 2.5 0.20
3 3.0 0.22
（1）请在指定位置画出实验电路图
（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的最合理操作是 。
A．更换小灯泡
B．将电源正负极对调
C．检查电路是否断路，看开关是否接触不良
D．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）请分析表中数据，得出小灯泡正常发光时的电功率为 。
（4）在实验后，小明绘制了P-I图像（如图乙），以下说法正确的是 。（填序号）
①曲线a表示总功率 ②曲线b表示小灯泡电功率 ③曲线b表示滑动变阻器电功率
【答案】（1）
（2）D （3）0.5W （4）①②
【解析】（1）根据实物图画出电路图时，不但要保证电器元件的串并联关系一致，还要保持连接的先后顺序相同；
（2）在闭合开关前，为了防止电流过大而烧坏用电器，因此变阻器的滑片要调到阻值最大的位置。因为变阻器接入的阻值较大，因此通过电路的电流会比较小，从而导致灯泡不亮，而电流表和电压表都有示数；
（3）根据表格确定灯泡的额定电压和额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（4）根据P=UI，P=I2R分析判断即可。
【解答】（1）根据甲图可知，除了电压表与灯泡并联，其它的都是串联。电流从正极出发，依次经过开关、变阻器、电流表、灯泡，然后回到电源的负极，电压表并联在灯泡两侧，如下图所示：
（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，可能是滑动变阻器接入的阻值太大所致，那么接下来他首先应进行的最合理操作是：移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光，故选D。
（3）根据表格可知，灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为0.2A，那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
（4）根据P=UI可知，电源电压相等，则总功率与电流成正比，即二者变化的图像为一条倾斜的直线，故a为总功率的图像；
根据P=I2R可知，当电流增大时，灯泡的电阻也在增大，因此二者变化的图像逐渐向上弯曲，故b为灯泡的功率图像。
故选①②。
考点四、电热器与焦耳定律
（一）电流的热效应
(1)定义:电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。
(2)实质:电流通过导体发热的过程实际上是电能转化为内能的过程。
(3)应用:各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的，如电熨斗、电热毯、电热壶、电饭煲等。电热器的主要组成部分是发热体，发热体一般是由电阻大、熔点高的金属导体制成的。
（二）探究影响电热的因素
提出问题:电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关呢
猜想与假设:结合生活经验，可能与导体电阻有关，可能与电流的大小有关，还可能与通电时间有关。
设计实验:如图(注意控制变量法的运用)
控制t、I相同，研究热效应与电阻的关系。
控制t、R相同，研究热效应与电流的关系。
控制I、R相同，研究热效应与时间的关系。
进行实验:
①将两根电阻丝串联，通电加热一段时间后，观察两玻璃管中煤油上升的高度，并作出标记。
②当两玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器接人电路的阻值使电流增大，在与①相同的时间内，观察同一玻璃管中煤油上升的高度，并作出标记。
③保持②电流大小不变，延长通电加热时间，观察同一玻璃管中煤油上升的高度，并作出标记。
④比较玻璃管中煤油上升高度的变化，得出结论。
获得结论:
①当通电时间、电流相等时，电阻越大，电流产生的热量越多。
②当通电时间、电阻相等时，电流越大，电流产生的热量越多。
③当通电电流和电阻相等时，通电时间越长,电流产生的热量越多。
（三）焦耳定律
(1)焦耳定律的内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。焦耳定律是由英国科学家焦耳最先发现的。
(2)公式:Q=I2Rt。
(3)对焦耳定律的计算公式Q=I2Rt的理解要注意以下几点:
①讲到影响电流通过导体产生热量的因素时要控制好变量，要同时考虑到通过导体的电流、导体电阻和通电时间。例如不能说导体通电时间越长，产生的热量就越多。
②不能说导体产生的热量跟电流成正比，只能说跟电流的二次方成正比。
③公式中的各个物理量都是对同一导体或电路而言的，计算时不能张冠李戴。
④电热和电功的单位是相同的，都是焦(J)。
典例1：（2023九上·嘉兴期末）如图是研究电热与哪些因素有关的装置，两只烧瓶内装有煤油，瓶塞上各插一根玻璃管，瓶内各装一根阻值不同的电阻丝R甲和有R乙，将两根电阻丝串联在电路中。
（1）烧瓶内装的是比热小的煤油而不是水，优点是 。
（2）闭合开关，一段时间后甲烧瓶内玻璃管中的液面要升得更高，则两电阻丝的大小关系R甲 R乙（选填“>”，“<”或“=”）。
【答案】（1）煤油比热容小，吸收相同的热量，温度变化大或玻璃管内液面上升高，实验效果明显
（2）>
【解析】（1）根据Q=cm△t可知，质量相同的不同物质吸收相同的热量时，升高的温度与比热容成反比，即比热容越小的物质，升高的温度越大，煤油受热后体积膨胀越多，玻璃管内液面上升的更多。
（2）首先根据液面的高度变化确定电阻丝产生热量的多少，再根据Q=I2Rt比较电阻丝的阻值大小。
【解答】（1）烧瓶内装的是比热小的煤油而不是水，优点是：煤油的比热容小，吸收相同的热量，温度变化大或玻璃管内液面上升高，实验效果明显。
（2）闭合开关，一段时间后甲烧瓶内玻璃管中的液面升得更高，说明甲电阻丝产生的热量多。甲和乙两个电阻丝串联，通过它们的电流大小和通电时间相同，根据Q=I2Rt可知，电阻R甲>R乙。
变式1：（2023九上·南浔期末）如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，回答下列问题：
（1）通电后透明容器中空气的内能增大是通过 的方式改变的，图甲所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量多少跟 大小的关系；
（2）如果实验乙通过容器①电阻丝电流是2A，则容器②内电阻丝在1min内产生的热量是 J。
【答案】（1）热传递；电阻（2）300
【解析】（1）改变物体内能的方式：①做功，本质为能量的转化；②热传递，本质为能量的转移。根据甲图分析哪个因素不同，哪些因素相同即可。
（2）首先根据并联电路的电流规律I总=I1+I2计算出通过容器②电阻丝的电流，再根据Q=I2Rt计算产生的热量。
【解答】（1）通电后，电阻丝发热，空气从电阻丝吸收热量，则透明容器中空气的内能增大是通过热传递的方式改变的。根据甲图可知，两个电阻丝串联，即电流相等，而两个电阻丝阻值不同，那么该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电阻大小的关系。
（2）根据乙图可知，容器①电阻丝在干路上，容器②电阻丝在支路上。
由于②容器中电阻丝和容器外电阻丝阻值相同，那么通过它们的电流相等，
根据I总=I1+I2可知，都是干路电流的一半，也就是1A。
则容器②内电阻丝在1min内产生的热量为：Q=I2Rt=（1A）2×5Ω×60s=300J。
变式2：（2023九上·杭州期末）如表为电烤箱铭牌的部分参数，其简化电路如图所示。
额定电压 220V
额定功率
高温挡 1100W
低温挡 440W
（1）当开关S闭合时，电烤箱处于 挡。
（2）结合数据分析计算，R1、R2的阻值是多少？
（3）当电烤箱处于低温挡工作1分钟，R1消耗的电能是多少？
【答案】（1）高温
（2）电阻R1的阻值为：R1= =44Ω，
两个电阻串联的总电阻为：R= =110Ω，
电阻R2的阻值为：R2=R-R1=110Ω-44Ω=66Ω
（3）当电烤箱处于低温档时，电路中的电流为：I= =2A
当电烤箱处于低温档工作1min，R1消耗的电能是：W=I2R1t=（2A）2×44Ω×1×60s＝10560J
【解析】（1）根据公式比较开关在不同状态下的电功率大小即可；
（2）当高温档时，只有R1自己工作，可根据 计算它的阻值。当低温档时，两个电阻串联，可根据 计算出总电阻，最后根据 ：R2=R-R1 计算出电阻R2的阻值。
（3）低温档时两个电阻串联，首先根据 计算出通过电路的电流，再根据 W=I2R1t 计算出R1消耗的电能。
【解答】（1）根据图片可知，当开关S断开时，两个电阻串联，总电阻为R串；
当开关S闭合时，只有R1自己工作，总电阻为R1；
则R串>R1；
根据公式，则P串
那么前者为低温档，后者为高温档。
变式3：（2023九上·拱墅期末）如图甲所示为某家用电暖器，如图乙所示为其简化电路。已知R1=55 ，R2=44 ，在220V的额定电压下工作，通过控制开关可实现低、中、高三种不同的功率。求：
（1）在对外供热时的最低功率P低；
（2）中档功率正常工作10分钟，电流产生的热量Q中；
（3）在对外供热时的最高功率P高。
【答案】（1）最低功率为只有R1接入电路时的功率
（2）中档功率为只有R2接入电路时的功率：
Q中=W=Pt=1100W×10×60s=6.6×105J
（或 ）
（3）当R1和R2并联接入电路时功率最高：P高= P低+ P中=880W+1100W=1980W
【解析】（1）根据图乙可知，当开关S1闭合时，只有R1单独工作，此时电路的总电阻最大，而总功率最小，根据公式 计算即可。
（2）当只闭合开关S2时，只有R2单独工作，此时总电阻居中，则为中档，根据公式 计算电流产生的热量即可。
（3）当R1和R2并联接入电路时总电阻最小，而总功率最高，等于两个电阻的电功率之和，根据公式 P高= P低+ P中 计算即可。
1．（2022·浙江温州·一模）将灯L1（6伏6瓦）和L2（3伏3瓦）串联接入电源电压为9伏电路中，闭合开关后，两灯都发光。下列关于L1、L2的说法正确的是（ ）
A．实际功率一样大 B．额定功率一样大 C．亮度一样亮 D．都能正常发光
【答案】D
【解析】ACD． L1的电阻为 L2的电阻为
则电路中的电流为
则L1的实际功率为 L2的实际功率为
两者实际功率不同，故A错误，实际功率决定亮度，所以两个小灯泡发光亮度不同，故C错误；因为两者的实际功率都等于额定功率，所以两个小灯泡都正常发光，故D正确。
B．根据题意中给出的小灯泡规格可知，两者额定功率不同，故B错误。故选D。
2．（2022九上·镇海区期末）小科想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机。他设计了发热部分的两种电路，分别如图甲、乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．图甲中，当开关S闭合、S1断开时，此时处于低温挡工作状态
B．图甲中，当开关S闭合、S1闭合时，此时处于高温挡工作状态
C．图乙中，若电源电压为24伏，要实现电阻R3的发热电功率为120瓦，则R3阻值为5欧
D．图乙中，暖风机高温挡总功率为200瓦，在高温挡工作1分钟，暖风机消耗电能1.2×104焦
【答案】C
【解析】（1）（2）根据公式比较开关在不同状态下的总功率的大小，从而确定对应的状态；
（3）根据公式计算R3的阻值；
（4）根据Q=W=Pt计算暖风机消耗的电能。
【解答】图甲中，当开关S闭合、S1断开时，两个电阻串联，总电阻为R串；
图甲中，当开关S闭合、S1闭合时，只有R2单独工作，此时总电阻为R2；
根据串联电路的电阻规律可知，R串>R2；
根据公式可知，总功率P串那么前者为低温档，后者为高温档，故A、B正确不合题意；
图乙中，若电源电压为24伏，要实现电阻R3的发热电功率为120瓦，
则R3阻值，故C错误符合题意；
暖风机消耗电能 Q=W=Pt=200W×60s= 1.2×104 J，
故D正确不合题意。
3.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中通过的电流为10A．这台电动机工作1s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（ ）
A.W=3800J，Q=200J B.W=3800J，Q=3800J
C.W=7200J，Q=200J D.W=7200J，Q=3800J
【答案】A
【解析】电动机消耗的电能：；产生的热量 ；故选A．
4．（2023九上·杭州期末）小科同学利用如图所示装置来研究电热与哪些因素有关。甲、乙两瓶中煤油的质量与初温都相同，瓶中电阻丝的大小关系为R甲＜R乙，以下说法正确的是（ ）
A．通过两根电阻丝的电流大小关系为I甲＞I乙
B．烧瓶内选用比热容较小的液体，可使实验现象更明显
C．通过此实验，可以得出导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻及通电时间成正比
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水
【答案】B
【解析】（1）串联电路中各处电流电流都相等；
（2）在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的温度变化大，据此进行分析；
（3）根据控制变量法进行分析；
（4）比较水和煤油的比热容大小时，需要控制水和煤油的质量相同，还需要用相同的加热器加热。【解答】A.由图可知，该电路为串联电路，通过两根电阻丝的电流是相同的，故A错误；
B.在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的物质温度要升高的多，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显，故B正确；
C.如图所示的实验中，通过滑动变阻器改变通过甲、乙两个电阻丝的电流，所以实验可以得出，电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关，但并不能得到它们之间的数值关系，故C错误；
D.比较水和煤油的比热容大小时，需要用相同的加热器加热质量相同的不同液体，使它们在相同的时间内吸收相同的热量，所以需要控制两个电阻的阻值相同，故D错误。
5．（2022·浙江宁波·九年级期末）如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则以下说法正确的是（ ）
A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水
B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联
C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A
D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W
【答案】D
【解析】AB．根据图乙可知，开关接触1和2时，没有电阻丝被接通，此时水龙头不发热，应该为冷水档。当开关接触2和3时，此时只有R2自己工作，总电阻为R2；当开关接触3和4时，此时两个阻丝并排连接，为并联，总电阻为R并；根据并联电路的特点可知，R2>R并；根据可知，P2C．当开关接触2和3时，此时只有R2自己工作，此时为温水档，电流为
故C错误；
D．当开关接触3和4时，此时两个电阻丝并排连接，为并联，则此时总功率为
，故D正确。
6．（2023九上·柯城期末）有两个用电器，一个是“220V 100W”的电风扇，另一个是“220V 100W”的电熨斗，在额定电压下工作相同的时间，这两个用电器消耗的电能 （填“电风扇多”“电熨斗多”或“一样多”），产生的热量 （填“电风扇多”“电熨斗多”或“一样多”）。
【答案】一样多；电熨斗多
【解析】（1）根据W=Pt比较用电器消耗电能的多少；
（2）根据能量转化的知识分析解答。
【解答】（1）根据题意可知，电熨斗和电风扇的功率相等，工作时间相等，根据W=Pt可知，这两个用电器消耗的电能一样多。
（2）电熨斗将电能几乎全部转化为内能，而电风扇将电能转化为机械能和内能，因此产生热量较多的是电熨斗。
7．（2023九上·拱墅期末）生活中导线与插座连接时，有人会将直导线的裸露端直接插入接线孔，但更好的接法是先将导线裸露端折成“U型”再插入，如图所示。这种“U型”接法可以增大连接处的接触面积，使连接处的电阻更 （选填“大”或“小”），当电流、通电时间一定时，根据 （用公式表示）的原理，连接处产生的热量少，从而保证温度不会过高，这样会更安全。
【答案】小；Q=I2Rt
【解析】（1）导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比。
（2）根据焦耳定律的公式解答。
【解答】（1）这种“U型”接法可以增大连接处的接触面积，使连接处的电阻更小；
（2）当电流、通电时间一定时，根据 Q=I2Rt 的原理，连接处产生的热量少，从而保证温度不会过高，这样会更安全。
8．（2023九上·余姚期末）密闭的房间里有一台规格为“220V 800W”的取暖器，闭合开关使其正常工作30分钟，
（1）该取暖器消耗的电能为 焦耳；
（2）若房间里空气质量为45千克，取暖器放出热量的15%被空气吸收，则这段时间房间里空气温度升高了 ℃ (数字准确到小数点后一位)。[空气的比热为1000J/(kg．℃)]
【答案】（1）1.44× 106 （2）4.8
【解析】（1）根据W=Pt计算； （2）根据Q=cm△t计算即可。
【解答】（1）该取暖器消耗的电能为：W=Pt=800W×1800s=1.44×106J；
（2）根据Q=cm△t得到：1.44×106J×15%=1000J/(kg．℃)×45kg×△t；
解得：△t=4.8℃。
9.（2022·浙江·中考真题）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】3.8 变小
【解析】（1）[1]小灯泡的额定电压为3.8V，当电压表示数为3.8V时灯泡正常工作，此时灯泡的功率为额定功率，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率。
（2）[2]图中，电压表测灯的电压，电流测灯的电流，当滑片向左滑动时，变阻器连入电路中的电阻变小，由欧姆定律，电路中电流变大，灯的电压变大，根据P=UI，灯的功率变大，灯丝的温度升高，因灯丝的电阻随温度的升高而变大，故灯丝的电阻变大；
由欧姆定律，电流表与电压表示数的比值即灯的电阻的倒数，故电流表与电压表示数的比值将变小。
10.（2022·浙江台州·中考真题）某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。
（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中___________的散失；
（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。
根据上述实验，可以得出结论：___________；
（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
升高的温/℃ 0.4 0.9 ___________ 2.5 3.6
请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。
【答案】热量 见解析 1.6
【解析】（1）[1]优质保温材料可以保温也可以隔热，采用优质保温材料可以减少实验过程中热量的散失。
（2）[2]水的质量相同，水温变化ΔT与吸热的多少成正比，水温变化ΔT越大，电阻丝放出热量的越多，即当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比。
（3）[3]不计热量损失，则Q吸=Q放 cmΔT=I2Rt
第3次升高的温度
11．（2023九上·杭州期末）如图为甲组同学“测量灯泡（额定电压为3.8V）的电功率”实验，电源电压为6V不变，试回答：
（1）根据电路图甲，用铅笔代替导线将图乙中的实物电路图连接完整。
（2）闭合开关，变阻器滑片移到某位置时，电压表示数为2V时，电流表示数如图丙所示，则此时灯泡的实际功率为 W。
（3）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是
。（4）若将实验电路用于研究“电流与电压的关系”，需将小灯泡更换为定值电阻的理由是 。
【答案】（1）
（2）0.6
（3）灯泡断路(或灯泡与灯座接触不良)
（4）研究电流与电压关系时，需控制导体的电阻不变，而灯丝的电阻会随温度改变
【解析】（1）根据甲图确定电器元件的串并联关系，并确定电表的量程，注意正负接线柱的选择，以及变阻器接线“一上一下”。
（2）根据丙图确定电流表的量程和分度值，读出灯泡的电流，然后根据P=UI计算灯泡的实际功率。
（3）当灯泡发生断路时，它肯定不发光，此时电压表串联在电路中，它测电源电压。由于它的内阻很大，因此通过电路的电流很小，因此电流表的示数几乎为零。
（4）根据控制变量法的要求分析解答。
【解答】（1）根据甲图可知，滑动变阻器应该与开关、灯泡串联，且选择左下的接线柱。电压表应该与灯泡并联，因为额定电压3.8V，所以选择量程0~15V，如下图所示：
（2）根据丙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.3A，那么灯泡的实际功率：P=UI=2V×0.3A=0.6W。
（3）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是：灯泡断路(或灯泡与灯座接触不良)。
（4）探究电流与电压的关系时，必须控制电阻相等，而改变电压，记录电流，因此：小灯泡更换为定值电阻的理由是：研究电流与电压关系时，需控制导体的电阻不变，而灯丝的电阻会随温度改变。
12．（2023九上·金华期末）小科准备测定小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，实验室有如下器
材：电源(电压为6V)、电流表(0～0.6A、0～3A)、电压表(0~3V、0~15V)、开关、导线若 干、滑动变阻器两只：R1(10Ω 0.5A)，R2(20Ω 0.5A)。
（1）小科在正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的 故障可能是. ；
A． 灯泡短路 B． 灯泡断路
C． 滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路
（2）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图甲所示，则此时通过 小灯泡的电流是. A；
（3）为了满足测量要求，实验电路应该选用滑动变阻器. ；(选填“R1”或“R2”)
（4）小科根据记录的多组I-U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图乙)， 则小灯泡的额定功率为 W。
【答案】（1）B （2）0.14 （3）R2 （4）0.625
【解析】（1）对各个选项中的故障进行分析，推测可能出现的现象，然后与各个选项进行比较即可；
（2）根据图甲确定电流表的量程和分度值，再根据指针的位置读出示数；
（3）根据欧姆定律计算出灯泡正常发光时变阻器接入的阻值，然后与两个变阻器的阻值进行比较即可；
（4）从图乙中确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率。
【解答】（1）A. 灯泡短路时，灯泡不亮，但是肯定会有电流经过电流表，则电流表肯定有示数，与题意不符，故A不合题意；
B. 灯泡断路时，灯泡不亮，而电压表串联在电路中。由于电压表的内阻很大，因此通过电流表的示数很小，几乎为零。而电压表测量电源电压，因此它有示数，故B符合题意；
C. 滑动变阻器短路时，会有电流经过灯泡，则灯泡肯定发光，与题意不符，故C不合题意；
D.滑动变阻器断路时，整个电路发生断路，那么电压表的示数为零，与题意不符，故D不合题意。
故选B。
（2）根据图甲可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.14A。
（3）根据图乙可知，当灯泡的电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A；
滑动变阻器两端的电压为：U变=U总-UL=6V-2.5V=3.5V；
则变阻器接入的阻值为：；
比较可知，应该选择变阻器R2。
（4）灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
13．（2023九上·杭州期末）如图所示，甲同学在做“测量小灯泡的电功率”实验。实验器材：电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R1(10Ω 1A)和R2(30Ω 0.5A)的滑动变阻器各一个，导线若千。
（1）滑动变阻器应选 (选填“R1”或“R2”)。
（2）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，电路故障原因是 。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片P至某位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 端移动 (选填“A”或“B”)。通过实验绘制出小灯泡的U- I图象，如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W。
【答案】（1）R2
（2）小灯泡短路
（3）B；0.625
【解析】（1）根据欧姆定律计算出灯泡正常发光时变阻器接入的阻值即可；
（2）根据图甲可知，当灯泡被短路时，没有电流经过灯泡，则灯泡不发光。但是会有电流经过电流表和电压表，因此二者都有示数。
（3）将实际电压与灯泡的额定电压比较，确定电压表的示数增大还是减小，再根据欧姆定律确定电流变化，根据“电流与电阻的反比关系”确定变阻器的阻值变化，确定滑片的移动方向。
根据图乙确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率。
【解答】（1）当灯泡电压为2.5V时，
滑动变阻器两端的电压为：U变=U总-U=6V-2.5V=3.5V；
在串联电路中，电压的分配与电阻成正比，
即：；
；
解得：R变=14Ω。
故选R2。
（2）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，电路故障原因是：小灯泡短路。
（3）灯泡的额定电压为2.5V，而2.2V小于2.5V，则此时电压表的示数要增大。根据U=IR可知，此时通过电路的电流要增大。根据“电流与电阻的反比关系”可知，此时变阻器的阻值要减小，即滑片向B端移动。
根据乙图可知，灯泡的额定电流为0.25A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
14．（2023九上·拱墅期末）小乐设计了如图甲所示电路和如下实验记录表来研究“小灯泡的亮度与电功率的关系”，电路中的电源由3节新干电池串联而成，小灯泡的额定电压为2.5V。
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/ W 待填
1 2.2 0.24
2 2.5 0.26
3 2.8 0.28
（1）实验记录表除了记录电表示数和电功率外，还需要增加记录的内容是 ；
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，依次测得如表所示数据，由表中数据可知小灯泡的额定功率为 W；
（3）完成上述实验后，小乐又设计了如图乙所示电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下：
①调节滑动变阻器使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不变，将电压表改接在定值电阻R0两端，读出电压表示数；
③计算得到小灯泡的额定功率。
现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，结合题中的数据分析，R0应选用 Ω的定值电阻。
【答案】（1）小灯泡的亮度
（2）0.65
（3）5
【解析】（1）根据实验的目的分析解答；
（2）根据表格确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（3）根据欧姆定律计算出灯泡正常发光时R0的阻值范围即可。
【解答】（1）实验要探究的是灯泡的亮度与电功率的关系，表格中有记录电功率的表格，而没有记录灯泡亮度的表格，因此还需要增加的内容是小灯泡的亮度。
（2）根据表格可知，灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为0.26A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W。
（3）根据图乙可知，定值电阻R0、灯泡与变阻器串联。
当灯泡正常发光时，定值电阻和变阻器的电压之和为：U=U总-UL=4.5V-2.5V=2V；
则二者的电阻之和为：；
那么定值电阻R0的阻值肯定小于7.69Ω；
故选5Ω的定值电阻。
15．（2022·浙江·仙居县九年级开学考试）为测量小灯泡的额定功率， 现提供的器材如下：小灯泡一个（额定电压为2.5伏，阻值约为5欧），电流表，电压表，滑动变阻器，电源，导线若干。
（1）小金选出合适的滑动变阻器后，按图甲电路，将图乙实验器材用导线连接起来，其中有一处错误，请在错误的连接导线上打“×”，并画出正确的连接导线。( )
（2）改正错误后，移动滑片P，读取多组电压表的示数U和电流表的示数I，在坐标纸上描点作出I-U关系图，如图丙所示。通过图丙可得小灯泡的额定功率为 ___________ 瓦。
（3）实验后，小金同学想到另一种求解额定功率的方法，利用电压小于2.5伏时的电压、电流数据求出电阻，然后利用计算出小灯泡的电功率。小金发现计算结果与真实值相不符，根据所学的知识，你认为原因可能是___________。
【答案】 1.25 灯丝电阻随温度的升高而增大
【解析】（1）[1]小灯泡额定电压为2.5伏，阻值约为5欧，通过小灯泡的电流
电流表选择0~0.6A的量程，图乙中电流表选择0~3A的量程，所以改成0~0.6A的量程，如图所示：
（2）[2]由图丙知，当小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时，电流为0.5A，小灯泡的额定功率为
PL=UIL=2.5V×0.5A=1.25W
（3）[3]因为灯丝的电阻受温度影响，在不同电压下，电阻不同，灯丝电阻随温度的增大而增大。灯泡两端的电压较低，灯泡的实际功率较小，所以温度较低，此时灯泡的电阻较小，根据计算额定功率时，代入的电阻值偏小，所以所得电功率偏大。
16．（2022·浙江杭州·九年级期末）小乐利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定。
（1）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数；则出现该故障的原因可能是小灯泡发生__（选填“断路”或“短路”）。
（2）排除故障，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，接下来应调节滑动变阻器的滑片，直到__，再读出电流表的示数，算出小灯泡的额定功率。
（3）在电压表损坏的情况下，小乐又设计了如图丙所示电路，其中定值电阻的阻值为R0，也测出了额定电压为U0的小灯泡的额定功率；其实验步骤如下：①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器滑片，使电流表的示数为需要的值，此时小灯泡正常发光；②保持滑动变阻器滑片的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I。小灯泡的额定功率P额＝__（用U0、I、R0表示）。
【答案】短路 电压表的示数为2.5V
【解析】（1）[1]连接好电路后闭合开关，灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数说明电路是通路；则出现该故障的原因可能是小灯泡发生短路。
（2）[2]图乙所示电压表示数是2.3V，故接下来应调节滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为2.5V，再读出电流表的示数，算出小灯泡的额定功率。
（3）[3]①先闭合开关S、S1，断开S2，此时灯泡与R0并联，电流表测R0的电流。当灯泡正常发光时，R0两端的电压为U0，则此时通过电流表的示数为
②保持滑动变阻器滑片的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，此时灯泡与R0并联，电流表测干路的电流。此时电流表的示数为I，即总电流为I。根据并联电路的电流规律可知，此时通过灯泡的额定电流
那么灯泡额定功率
17．（2023九上·海曙期末）科学兴趣小组在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源( 电压约为6V)、小灯泡L(额定电流为0.25A，灯丝电阻约为8Ω)、电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω 0.6A"的滑动变阻器R1和“30Ω 0.5A"的滑动变阻器R2各一个、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中添加2条导线，使电路连接完整。
（2）为了顺利完成实验，应选用规格为 (填 “R1”或“R2”)的滑动变阻器。
（3）小科打算增加个阻值为10Ω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。图乙、图丙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．乙方案能，丙方案不能 D．乙方案不能，丙方案能
【答案】（1）
（2）R2
（3）D
【解析】（1）根据实验目的确定电器元件的串并联关系即可；
（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）测量灯泡的额定功率，根据P=UI可知，关键是测量额定电压下的额定电流，据此分析判断。
【解答】（1）在测量小灯泡电功率的实验中，电压表与灯并联。因为灯泡的额定电流为0.25A，所以电流表与它串联，选择小量程，如下图所示：
（2）灯泡正常发光时电路中电流的为0.25A，
则灯泡正常发光时总电阻为：；
则滑动变阻器接入的最小阻值为：R变=R总-RL=24Ω-8Ω=16Ω；
所以应选择滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”，即选择R2。
（3）①在图乙中，当开关接b时，调整滑动变阻器的滑片，直到电流表的示数为0.25A，此时灯泡正常发光。再将开关接a时，R0与变阻器串联，根据串联电路的分压规律可知，此时R0两端的电压不一定等于灯泡两端的电压，即测量不出灯泡的额定电压，自然无法测量它的额定功率；
②在图丙中，开关先接a，调节变阻器的滑片，直到电压表的示数为U=0.25A×R0，此时灯泡正常发光。开关再接b时，此时电压表的示数等于R0和灯泡的额定电压之和，据此计算灯泡的额定电压，最后根据P=UI计算灯泡的额定功率。
18．为测量小灯泡的电功率，学校提供的实验器材有：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（二节新干电池）、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
（1）小明根据图甲连接好电路，闭合开关发现电流表、电压表指针均反向偏转，最简单的解决方法______；
（2）小明通过移动滑片记录了五组数据，标点并绘出了如图乙所示的I-U图像。据图像可知小灯泡的额定功率为______W；
（3）测出小灯泡的额定功率后，小明又把灯泡两端的电压调为额定电压的一半，测得此时的实际功率，则实际功率P和额定功率P0的关系是______。
A． B． C． D．
（4）若实验过程中电流表发生故障，小明又找了一个阻值为10欧的定值电阻R1，并设计了图丙所示的电路图，则他______（选填“能”或“不能”）测出小灯泡的额定功率。
【答案】调换电源正负极 0.75 B 不能
【解析】（1）[1]小明根据图甲连接好电路，闭合开关发现电流表、电压表指针均反向偏转，说明电流从两个电表的负接线柱流入，正接线柱流出，最简单的解决方法调换电源正负极。
（2）[2]根据图乙可知，当灯泡实际电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.3A，那么灯泡的额定功率P0=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
（3）[3]根据图乙可知，当灯泡的实际电压为额定电压的一半（1.25V）时，通过灯泡的电流约为0.22A，则实际功率为P=U'I'=1.25V×0.22A=0.275W
灯泡额定功率的为
因此故选B。
（4）根据丙图可知，S接到1处，灯泡、R1与变阻器串联，电压表测灯泡电压。根据R总=RL+R1+R变
可知，电路的总电阻肯定大于10Ω；一节新干电池的电压是1.5V，电源为两节新干电池串联，电源电压为3V，根据欧姆定律可知，电路中的电流小于0.3A，灯泡的额定电流是0.3A，所以灯泡不能正常发光，即不能测出灯泡的额定功率。
19．（2023九上·柯城期末）如图是某品牌新型多功能破壁机的电路结构简化图。它具有破壁、加热和保温的功能，部分参数如表。（果汁比热容取4.2×103J/kg℃）
破壁机部分参数
额定电压 220V
破壁功率 550W
保温功率 88W
加热功率 880W
容积 1500mL
（1）求0.3kg的果汁从10℃加热到30℃时所吸收的热量。
（2）仅闭合S1时，只有破壁的功能，求此时电路中正常工作的电流大小。
（3）在破壁机加热时，开关的开闭情况是：S1断开、S2、S3闭合，仅R2工作，求R2的阻值。
【答案】（1）果汁吸收的热量为：
Q吸＝c果汁m果汁Δt＝4.2×103J/（kg ℃）×0.3kg×（30℃﹣10℃）＝2.52×104J
（2）仅闭合S1时，只有破壁的功能，根据公式P＝UI可知，此时电路中正常工作的电流大小为：
I榨汁＝ ＝2.5A
（3）破壁机加热时，S1断开、S2、S3闭合，仅R2工作，根据公式P＝ 可知，R2的阻值为：
R2＝ ＝55Ω
【解析】（1）根据公式 Q＝cmΔt 计算果汁吸收的热量；
（2）仅闭合S1时，只有破壁的功能，根据公式 计算此时电路中的正常电流；
（3）破壁机加热时，S1断开、S2、S3闭合，仅R2工作，根据公式 计算R2的阻值。
20．如图所示是一种适合北方冬季使用的电热加湿器，其工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中从而提高空气湿度。下表是小明从产品铭牌上摘录的电热加湿器部分参数，其发热电路如下图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，通过旋转可以实现档位的转换。
（1）小明在开始加热前测得水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，若从加热到沸腾最短时间为3分钟，则该电热槽中的水加热到沸腾需吸收的热量为多少？（不计热损失）
（2）R1的阻值为多少？
（3）该加湿器在低档时的发热功率是多少？
额定电压 220V
额定最大发热功率 400W
水箱容积 4L
适用面积 40~60m2
【答案】（1）72000焦；（2）121欧；（3）200瓦
【解析】解：（1）加热时间最短时，电热槽的发热功率为400W且不考虑热量的损失，
该电热槽中的水加热到沸腾需吸收的热量为
（2）电热加湿器在高挡时，R2被短路，电路中只有R1，
R1的阻值
（3）当加湿器在低挡时，R1与R2串联，
由R1、R2为阻值相同的发热电阻可得R2=R1=121Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以低挡时的发热功率
21.（2020·绍兴模拟）某同学根据如图所示电路进行实验：先用夹子夹住电动机转抽使其不能转动，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数，后松开夹子，使电动机转抽转动，移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数。数据记录如下：
U(V) I(A) W(J) Q(J)
不转动 0.2 0.2 W1 Q1
转动 3.0 1.2 W2 Q2
利用上表数据计算和分析：
（1）电动机不转动时，通电10s，电动机所做的电功W1和所产生的热量Q1。
（2）电动机转动时，通电10s，电动机所做的电功W2和所产生的热量Q2。
（3）试比较W1和Q1的大小关系以及W2和Q2的大小关系，并分析其原因。
【答案】（1）电动机不转动时，通电10s电动机所做的电功：W1=U1I1t=0.2V×0.2A×10s=0.4J；R=U1/I1=0.2V/0.2A=1Ω
通电10s电动机所产生的热量：Q1=I21Rt=(0.2A)2×1Ω×10s=0.4J
（2）电动机转动时，通电10s电动机所做的电功：W2=U2I2t=3.0V×1.2A×10s=36J，电动机转动时，其线圈的电阻R不变，仍然为1Ω，
通电10s电动机所产生的热量：Q2=I22Rt=(1.2A)2×1Ω×10s=14.4J；
（3）通过上述计算可得,W1=Q1,W2>Q2；
电动机未转动时,电流流经电动机线圈时电能全部转化为内能,因此W1=Q1;电动机转动时,电流流经电动机线圈时电能一部分转化为机械能,另一部分转化为内能,因此W2>Q2.
【解析】（1）当电动机不转时，电压为0.2V，电流为0.1A，首先根据计算出线圈电阻，然后根据 W1=U1I1t计算电动机所做的功，根据 Q1=I12Rt计算电动机产生的热量即可；
（2）当电动机转动时，根据W2=U2I2t计算电动机做的功，根据Q2=I22Rt计算出电动机产生的热量；
（3）将前后两个电功与热量进行比较即可；从能量转化的角度分析其中的原因。
22.（2022·浙江丽水·中考真题）空气炸锅是种新型家电，如图甲是某型号空气炸锅；其内部电路可简化为图乙，部分参数和食品加热时间如表所示，其工作原理是通过发热管迅速加热锅内空气，利用大功率风扇形成循环的热流，使盛放篮内的食品均匀受热，不放油也能达到类似煎炸的效果。
部分参数
风扇额定功率/W 80
发热管额定功率/W 1320
额定电压/V 220
食品加热时间
薯条/分 12-15
鸡翅/分 18-20
（1）正常工作时，求通过发热管的电流；______
（2）某次用该空气炸锅炸一锅薯条耗时15分钟，求所消耗的电能；______
（3）根据空气炸锅的工作原理，发热管风扇、盛放篮三者的位置从上到下依次是______。
【答案】6A 1.26×106J 风扇、发热管、盛放篮
【解析】解：（1）[1]由知道，正常工作时，通过发热管的电流
（2）[2]空气炸锅炸加热时的总功率P=P1+P2=1320W+80W=1400W
该空气炸锅炸所消耗的电能
（3）[3]根据题意知道，食物用盛放篮盛放后，只有上表面方便通过空气加热，因此放在最下；通过发热管加热后的锅内空气密度变小，浮力大于重力会上升，要利用大功率风扇把热空气吹到食物上，所以，风扇在最上面，发热管、风扇、盛放篮三者的位置从上到下依次是风扇、发热管、盛放篮。
23.（2021九上·余姚月考）电热桌垫在冬天很受欢迎（如图甲）。某校综合实践活动小组的同学探究了它的原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由8伏电源供电，发热部分由R1和R2组成，调温档有关、低温、高温三档，已知两图中R1均为6欧，R2均为2欧。
（1）按如图乙电路，当S1闭合、S2断开时电热桌垫处于 档（选填“关”、“低温”或“高温”）。
（2）图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦？
（3）若该电热桌垫实际电路如图丙，现电热桌垫处于高温档，开关S1闭合，S2 （选填“断开”或“闭合”）。
（4）图乙中当电热桌垫处于低温档时，求10分钟内产生的热量是多少焦？（不考虑温度的变化对电阻的影响）
【答案】（1）低温
（2）当S1、S2均闭合时，电热桌垫消耗的功率最大，
答：图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是32瓦
（3）闭合
（4）当图乙开关S1闭合，S2断开，低温档，
答：10分钟内产生的热量是4800焦。
【解析】（1）根据电功率的公式比较三种状态下总功率的大小即可；
（2）当S1、S2均闭合时，R1被短路，只有R2工作，电热桌垫消耗的功率最大，根据 计算出最大功率即可；
（3）根据电功率的公式比较三种状态下总功率的大小即可；
（4）当图乙开关S1闭合，S2断开，两个电阻串联，此时为低温档，根据 计算出产生的热量即可。
【解答】（1）根据乙图可知，当开关S1断开时，整个电路没有电流，此时为“关”；
当开关S1闭合，S2闭合时，此时只有R2工作，总电阻为R2；
当开关S1闭合，S2断开时，此时两个电阻串联，总电阻为R串；则R2根据电功率的公式可知，P2>P串； 则前者为高温，后者为低温。
（3）根据图丙可知，开关S1闭合，S2断开时，只有R1单独工作，此时电功率为P1；
开关S1和S2都闭合时，两个电阻并联，此时的电功率为P并；
因为P并=P1+P2，所以P并>P2；
则前者为低温，后者为高温；
那么电热桌垫处于高温档，开关S1闭合，S2闭合。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
第6节 电能2
考点三、电功率的实验探究
（一）影响电功率大小的因素
(1)研究电功率与电流的关系
实验方案:如图所示，将两只小灯泡并联，目的是控制两者两端的电压相同，比较通过两只小灯泡的电流大小和亮度(亮度反映实际功率的大小)。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电流表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电压关系)
亮度(亮暗)
电流(安)
实验结果:在电压相等的情况下，通过小灯泡的电流越大，小灯泡的电功率越大。
(2)研究电功率与电压的关系
实验方案:如图所示，将两只小灯泡串联，目的是控制通过两者的电流相同，比较两只小灯泡两端的电压大小和亮度(亮度反映实际功率的大小)。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电压表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电流关系)
亮度(亮暗)
电压(安)
实验结果:在电流相等的情况下，小灯泡两端的电压越高，小灯泡的电功率越大。
（二）电功率的计算公式
(1)实验表明，用电器的电功率等于用电器两端的电压与通过用电器的电流的乘积。
(2)电功率的公式可表示为P=UI (电功率的基本公式，适用于所有电路的计算)，由公式得出，电功率的单位瓦特也可表示为1瓦=1伏.安。
(3)电功率的推导公式:将公式I=U/R代入上述公式，可推导出:P=I2R或P= U2/R(只适用于纯电阻电路的计算)。
(4)无论用电器串联或并联，电路的总功率都等于各用电器的实际功率之和，关系式为P=P1+P2+..+Pn。
（三）电功的计算
(1)根据功率和功的关系P=W/t可以得到电功的计算式，即W=Pt=UIt。这就是说，电流在某段电路上做的功，等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流，以及通电时间的乘积。
(2)根据公式W=UIt,电功的单位焦耳也可表示为1焦=1伏.安.秒。
(3)将公式I=U/R代入电功公式，可得W=U2t/R或W=I2Rt。同样这两个公式只能运用于纯电阻电路中。
（四）电功率的测量
(1)伏安法测量电功率:用电压表测量用电器两端的电压，用电流表测量通过用电器的电流，再根据公式P=UI间接求出用电器的电功率，这种方法叫做伏安法。
(2 )实验器材:常用的小灯泡1只(标明额定电压，未标明额定功率)，电流表、电压表各1只，滑动变阻器1只,开关1只，电池组(总电压高于小灯泡的额定电压)1只，导线若干。
(3)过程和步骤:
①按正确的电路图连接电路。
②调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压。读出此时两只电表的示数，并记录在表中。
③调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的1.2倍。观察小灯泡的亮度变化(相对于额定电压下的亮度)，读出两只电表的示数，并记录在表中。
④调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的0.8。观察小灯泡的亮度变化(相对于额定电压下的亮度)，读出两只电表的示数，并记录在表中。
⑤计算出三种情况下小灯泡的电功率;分析小灯泡的亮度和实际功率的关系。
典例1：（2022九上·平湖期末）小明同学用图甲中的器材测量一只标有“2.5V0.3A“字样的小灯泡的额定功率。
（1）小明所连的电路中有一处错误或不妥，请改正（在要去掉的线上打“×”，并添加相应的导线），再将图甲的电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时，小灯泡变亮。
（2）闭合开关后，小明发现小灯泡不亮，电压表的示数为2.9V，电流表示数为0，则出现的故障可能是 。
（3）故障排除后，小明移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V，这时电流表指针如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W.
变式1：（2023九上·嘉兴期末）小嘉发现家里的手电简使用久了，亮度会变暗。为探究原因，他拆下灯珠进行如下实验（灯珠上标有“2.5V”的字样）：
①设计电路图，用导线完成电路连接。
②闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数分为 2.0V、2.5V、3.0V 时，将电流表的示数分别填入记录表中。
序号 电压(伏) 电流(安) 灯泡亮度
1 2.0 0.18 暗
2 2.5 0.20 亮
3 3.0 0.22 很亮
据此回答下列问题：
（1）用笔画线代替导线，将电压表连入电路中。
（2）由实验数据可知，小灯泡的额定功率是 。
（3）根据实验结果，请解释手电筒用久了会变暗的原因 。
变式2：（2023九上·宁海期末）在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干，部分实物电路如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：滑片P向右移动时小灯泡变亮）。
（2）移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率 （选填“A”或“B”）端移动。
（3）图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图像，若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在3V的电源上，则电路消耗的总功率为 W。
（4）若用第（2）题中所测得数据算出灯泡的电阻RL，再根据P＝U2/RL计算灯泡的额定功率。按此方法算出灯泡的额定功率比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。
变式3：（2022九上·舟山月考）为了测定小灯泡的电功率，小明利用电压恒为3伏的电源、滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验，闭合开关并移动滑片P，获得相关数据如表：
实验序号 电压／伏 电流／安 电功率／瓦
1 2.0 0.18
2 2.5 0.20
3 3.0 0.22
（1）请在指定位置画出实验电路图
（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的最合理操作是 。
A．更换小灯泡
B．将电源正负极对调
C．检查电路是否断路，看开关是否接触不良
D．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）请分析表中数据，得出小灯泡正常发光时的电功率为 。
（4）在实验后，小明绘制了P-I图像（如图乙），以下说法正确的是 。（填序号）
①曲线a表示总功率 ②曲线b表示小灯泡电功率 ③曲线b表示滑动变阻器电功率
考点四、电热器与焦耳定律
（一）电流的热效应
(1)定义:电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。
(2)实质:电流通过导体发热的过程实际上是电能转化为内能的过程。
(3)应用:各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的，如电熨斗、电热毯、电热壶、电饭煲等。电热器的主要组成部分是发热体，发热体一般是由电阻大、熔点高的金属导体制成的。
（二）探究影响电热的因素
提出问题:电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关呢
猜想与假设:结合生活经验，可能与导体电阻有关，可能与电流的大小有关，还可能与通电时间有关。
设计实验:如图(注意控制变量法的运用)
控制t、I相同，研究热效应与电阻的关系。
控制t、R相同，研究热效应与电流的关系。
控制I、R相同，研究热效应与时间的关系。
进行实验:
①将两根电阻丝串联，通电加热一段时间后，观察两玻璃管中煤油上升的高度，并作出标记。
②当两玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器接人电路的阻值使电流增大，在与①相同的时间内，观察同一玻璃管中煤油上升的高度，并作出标记。
③保持②电流大小不变，延长通电加热时间，观察同一玻璃管中煤油上升的高度，并作出标记。
④比较玻璃管中煤油上升高度的变化，得出结论。
获得结论:
①当通电时间、电流相等时，电阻越大，电流产生的热量越多。
②当通电时间、电阻相等时，电流越大，电流产生的热量越多。
③当通电电流和电阻相等时，通电时间越长,电流产生的热量越多。
（三）焦耳定律
(1)焦耳定律的内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。焦耳定律是由英国科学家焦耳最先发现的。
(2)公式:Q=I2Rt。
(3)对焦耳定律的计算公式Q=I2Rt的理解要注意以下几点:
①讲到影响电流通过导体产生热量的因素时要控制好变量，要同时考虑到通过导体的电流、导体电阻和通电时间。例如不能说导体通电时间越长，产生的热量就越多。
②不能说导体产生的热量跟电流成正比，只能说跟电流的二次方成正比。
③公式中的各个物理量都是对同一导体或电路而言的，计算时不能张冠李戴。
④电热和电功的单位是相同的，都是焦(J)。
典例1：（2023九上·嘉兴期末）如图是研究电热与哪些因素有关的装置，两只烧瓶内装有煤油，瓶塞上各插一根玻璃管，瓶内各装一根阻值不同的电阻丝R甲和有R乙，将两根电阻丝串联在电路中。
（1）烧瓶内装的是比热小的煤油而不是水，优点是 。
（2）闭合开关，一段时间后甲烧瓶内玻璃管中的液面要升得更高，则两电阻丝的大小关系R甲 R乙（选填“>”，“<”或“=”）。
变式1：（2023九上·南浔期末）如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，回答下列问题：
（1）通电后透明容器中空气的内能增大是通过 的方式改变的，图甲所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量多少跟 大小的关系；
（2）如果实验乙通过容器①电阻丝电流是2A，则容器②内电阻丝在1min内产生的热量是 J。
变式2：（2023九上·杭州期末）如表为电烤箱铭牌的部分参数，其简化电路如图所示。
额定电压 220V
额定功率
高温挡 1100W
低温挡 440W
（1）当开关S闭合时，电烤箱处于 挡。
（2）结合数据分析计算，R1、R2的阻值是多少？
（3）当电烤箱处于低温挡工作1分钟，R1消耗的电能是多少？
变式3：（2023九上·拱墅期末）如图甲所示为某家用电暖器，如图乙所示为其简化电路。已知R1=55 ，R2=44 ，在220V的额定电压下工作，通过控制开关可实现低、中、高三种不同的功率。求：
（1）在对外供热时的最低功率P低；
（2）中档功率正常工作10分钟，电流产生的热量Q中；
（3）在对外供热时的最高功率P高。
1．（2022·浙江温州·一模）将灯L1（6伏6瓦）和L2（3伏3瓦）串联接入电源电压为9伏电路中，闭合开关后，两灯都发光。下列关于L1、L2的说法正确的是（ ）
A．实际功率一样大 B．额定功率一样大 C．亮度一样亮 D．都能正常发光
2．（2022九上·镇海区期末）小科想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机。他设计了发热部分的两种电路，分别如图甲、乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．图甲中，当开关S闭合、S1断开时，此时处于低温挡工作状态
B．图甲中，当开关S闭合、S1闭合时，此时处于高温挡工作状态
C．图乙中，若电源电压为24伏，要实现电阻R3的发热电功率为120瓦，则R3阻值为5欧
D．图乙中，暖风机高温挡总功率为200瓦，在高温挡工作1分钟，暖风机消耗电能1.2×104焦
3.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中通过的电流为10A．这台电动机工作1s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（ ）
A.W=3800J，Q=200J B.W=3800J，Q=3800J
C.W=7200J，Q=200J D.W=7200J，Q=3800J
4．（2023九上·杭州期末）小科同学利用如图所示装置来研究电热与哪些因素有关。甲、乙两瓶中煤油的质量与初温都相同，瓶中电阻丝的大小关系为R甲＜R乙，以下说法正确的是（ ）
A．通过两根电阻丝的电流大小关系为I甲＞I乙
B．烧瓶内选用比热容较小的液体，可使实验现象更明显
C．通过此实验，可以得出导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻及通电时间成正比
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水
5．（2022·浙江宁波·九年级期末）如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则以下说法正确的是（ ）
A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水
B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联
C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A
D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W
6．（2023九上·柯城期末）有两个用电器，一个是“220V 100W”的电风扇，另一个是“220V 100W”的电熨斗，在额定电压下工作相同的时间，这两个用电器消耗的电能 （填“电风扇多”“电熨斗多”或“一样多”），产生的热量 （填“电风扇多”“电熨斗多”或“一样多”）。
7．（2023九上·拱墅期末）生活中导线与插座连接时，有人会将直导线的裸露端直接插入接线孔，但更好的接法是先将导线裸露端折成“U型”再插入，如图所示。这种“U型”接法可以增大连接处的接触面积，使连接处的电阻更 （选填“大”或“小”），当电流、通电时间一定时，根据 （用公式表示）的原理，连接处产生的热量少，从而保证温度不会过高，这样会更安全。
8．（2023九上·余姚期末）密闭的房间里有一台规格为“220V 800W”的取暖器，闭合开关使其正常工作30分钟，
（1）该取暖器消耗的电能为 焦耳；
（2）若房间里空气质量为45千克，取暖器放出热量的15%被空气吸收，则这段时间房间里空气温度升高了 ℃ (数字准确到小数点后一位)。[空气的比热为1000J/(kg．℃)]
9.（2022·浙江·中考真题）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”）。
10.（2022·浙江台州·中考真题）某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。
（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中___________的散失；
（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。
根据上述实验，可以得出结论：___________；
（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
升高的温/℃ 0.4 0.9 ___________ 2.5 3.6
请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。
11．（2023九上·杭州期末）如图为甲组同学“测量灯泡（额定电压为3.8V）的电功率”实验，电源电压为6V不变，试回答：
（1）根据电路图甲，用铅笔代替导线将图乙中的实物电路图连接完整。
（2）闭合开关，变阻器滑片移到某位置时，电压表示数为2V时，电流表示数如图丙所示，则此时灯泡的实际功率为 W。
（3）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是
。（4）若将实验电路用于研究“电流与电压的关系”，需将小灯泡更换为定值电阻的理由是 。
12．（2023九上·金华期末）小科准备测定小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，实验室有如下器
材：电源(电压为6V)、电流表(0～0.6A、0～3A)、电压表(0~3V、0~15V)、开关、导线若 干、滑动变阻器两只：R1(10Ω 0.5A)，R2(20Ω 0.5A)。
（1）小科在正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的 故障可能是. ；
A． 灯泡短路 B． 灯泡断路
C． 滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路
（2）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图甲所示，则此时通过 小灯泡的电流是. A；
（3）为了满足测量要求，实验电路应该选用滑动变阻器. ；(选填“R1”或“R2”)
（4）小科根据记录的多组I-U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图乙)， 则小灯泡的额定功率为 W。
13．（2023九上·杭州期末）如图所示，甲同学在做“测量小灯泡的电功率”实验。实验器材：电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R1(10Ω 1A)和R2(30Ω 0.5A)的滑动变阻器各一个，导线若千。
（1）滑动变阻器应选 (选填“R1”或“R2”)。
（2）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，电路故障原因是 。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片P至某位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 端移动 (选填“A”或“B”)。通过实验绘制出小灯泡的U- I图象，如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W。
14．（2023九上·拱墅期末）小乐设计了如图甲所示电路和如下实验记录表来研究“小灯泡的亮度与电功率的关系”，电路中的电源由3节新干电池串联而成，小灯泡的额定电压为2.5V。
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/ W 待填
1 2.2 0.24
2 2.5 0.26
3 2.8 0.28
（1）实验记录表除了记录电表示数和电功率外，还需要增加记录的内容是 ；
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，依次测得如表所示数据，由表中数据可知小灯泡的额定功率为 W；
（3）完成上述实验后，小乐又设计了如图乙所示电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下：
①调节滑动变阻器使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不变，将电压表改接在定值电阻R0两端，读出电压表示数；
③计算得到小灯泡的额定功率。
现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，结合题中的数据分析，R0应选用 Ω的定值电阻。
15．（2022·浙江·仙居县九年级开学考试）为测量小灯泡的额定功率， 现提供的器材如下：小灯泡一个（额定电压为2.5伏，阻值约为5欧），电流表，电压表，滑动变阻器，电源，导线若干。
（1）小金选出合适的滑动变阻器后，按图甲电路，将图乙实验器材用导线连接起来，其中有一处错误，请在错误的连接导线上打“×”，并画出正确的连接导线。( )
（2）改正错误后，移动滑片P，读取多组电压表的示数U和电流表的示数I，在坐标纸上描点作出I-U关系图，如图丙所示。通过图丙可得小灯泡的额定功率为 ___________ 瓦。
（3）实验后，小金同学想到另一种求解额定功率的方法，利用电压小于2.5伏时的电压、电流数据求出电阻，然后利用计算出小灯泡的电功率。小金发现计算结果与真实值相不符，根据所学的知识，你认为原因可能是___________。
16．（2022·浙江杭州·九年级期末）小乐利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定。
（1）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数；则出现该故障的原因可能是小灯泡发生__（选填“断路”或“短路”）。
（2）排除故障，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，接下来应调节滑动变阻器的滑片，直到__，再读出电流表的示数，算出小灯泡的额定功率。
（3）在电压表损坏的情况下，小乐又设计了如图丙所示电路，其中定值电阻的阻值为R0，也测出了额定电压为U0的小灯泡的额定功率；其实验步骤如下：①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器滑片，使电流表的示数为需要的值，此时小灯泡正常发光；②保持滑动变阻器滑片的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I。小灯泡的额定功率P额＝__（用U0、I、R0表示）。
17．（2023九上·海曙期末）科学兴趣小组在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源( 电压约为6V)、小灯泡L(额定电流为0.25A，灯丝电阻约为8Ω)、电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω 0.6A"的滑动变阻器R1和“30Ω 0.5A"的滑动变阻器R2各一个、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中添加2条导线，使电路连接完整。
（2）为了顺利完成实验，应选用规格为 (填 “R1”或“R2”)的滑动变阻器。
（3）小科打算增加个阻值为10Ω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。图乙、图丙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．乙方案能，丙方案不能 D．乙方案不能，丙方案能
18．为测量小灯泡的电功率，学校提供的实验器材有：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（二节新干电池）、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
（1）小明根据图甲连接好电路，闭合开关发现电流表、电压表指针均反向偏转，最简单的解决方法______；
（2）小明通过移动滑片记录了五组数据，标点并绘出了如图乙所示的I-U图像。据图像可知小灯泡的额定功率为______W；
（3）测出小灯泡的额定功率后，小明又把灯泡两端的电压调为额定电压的一半，测得此时的实际功率，则实际功率P和额定功率P0的关系是______。
A． B． C． D．
（4）若实验过程中电流表发生故障，小明又找了一个阻值为10欧的定值电阻R1，并设计了图丙所示的电路图，则他______（选填“能”或“不能”）测出小灯泡的额定功率。
19．（2023九上·柯城期末）如图是某品牌新型多功能破壁机的电路结构简化图。它具有破壁、加热和保温的功能，部分参数如表。（果汁比热容取4.2×103J/kg℃）
破壁机部分参数
额定电压 220V
破壁功率 550W
保温功率 88W
加热功率 880W
容积 1500mL
（1）求0.3kg的果汁从10℃加热到30℃时所吸收的热量。
（2）仅闭合S1时，只有破壁的功能，求此时电路中正常工作的电流大小。
（3）在破壁机加热时，开关的开闭情况是：S1断开、S2、S3闭合，仅R2工作，求R2的阻值。
20．如图所示是一种适合北方冬季使用的电热加湿器，其工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中从而提高空气湿度。下表是小明从产品铭牌上摘录的电热加湿器部分参数，其发热电路如下图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，通过旋转可以实现档位的转换。
（1）小明在开始加热前测得水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，若从加热到沸腾最短时间为3分钟，则该电热槽中的水加热到沸腾需吸收的热量为多少？（不计热损失）
（2）R1的阻值为多少？
（3）该加湿器在低档时的发热功率是多少？
额定电压 220V
额定最大发热功率 400W
水箱容积 4L
适用面积 40~60m2
21.（2020·绍兴模拟）某同学根据如图所示电路进行实验：先用夹子夹住电动机转抽使其不能转动，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数，后松开夹子，使电动机转抽转动，移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数。数据记录如下：
U(V) I(A) W(J) Q(J)
不转动 0.2 0.2 W1 Q1
转动 3.0 1.2 W2 Q2
（1）电动机不转动时，通电10s，电动机所做的电功W1和所产生的热量Q1。
（2）电动机转动时，通电10s，电动机所做的电功W2和所产生的热量Q2。
（3）试比较W1和Q1的大小关系以及W2和Q2的大小关系，并分析其原因。
22.（2022·浙江丽水·中考真题）空气炸锅是种新型家电，如图甲是某型号空气炸锅；其内部电路可简化为图乙，部分参数和食品加热时间如表所示，其工作原理是通过发热管迅速加热锅内空气，利用大功率风扇形成循环的热流，使盛放篮内的食品均匀受热，不放油也能达到类似煎炸的效果。
部分参数
风扇额定功率/W 80
发热管额定功率/W 1320
额定电压/V 220
食品加热时间
薯条/分 12-15
鸡翅/分 18-20
（1）正常工作时，求通过发热管的电流；______
（2）某次用该空气炸锅炸一锅薯条耗时15分钟，求所消耗的电能；______
（3）根据空气炸锅的工作原理，发热管风扇、盛放篮三者的位置从上到下依次是______。
23.（2021九上·余姚月考）电热桌垫在冬天很受欢迎（如图甲）。某校综合实践活动小组的同学探究了它的原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由8伏电源供电，发热部分由R1和R2组成，调温档有关、低温、高温三档，已知两图中R1均为6欧，R2均为2欧。
（1）按如图乙电路，当S1闭合、S2断开时电热桌垫处于 档（选填“关”、“低温”或“高温”）。
（2）图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦？
（3）若该电热桌垫实际电路如图丙，现电热桌垫处于高温档，开关S1闭合，S2 （选填“断开”或“闭合”）。
（4）图乙中当电热桌垫处于低温档时，求10分钟内产生的热量是多少焦？（不考虑温度的变化对电阻的影响）
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)