第09讲 电学基础(下)（学生版+教师版）2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案（广东专版）

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2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案（广东专版）
第一部分 单元整合培优学案
第09讲 电学基础(下)
课标要求
1. 结合实例，了解电功和电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。2. 通过实验，了解焦耳定律。能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 电学实验——伏安法测量性实验 ☆ 电学基础下部分，广东省物理试卷里，每年考查1~3道题,分值为10分左右。一般以考查规律的识记与理解为主。题型有选择、填空、实验和计算，难度系数为0.5。2024年重点仍然是电功率的计算。家用电器相关计算会以热点综合形式考查。
考点2 电功率 、焦耳定律的理解及简单计算 ☆☆☆
考点3 家用电器相关计算 ☆☆
☆☆☆ 代表必考点，☆☆代表常考点，☆星表示中频考点。
知识点一：电能和电功
1. 电能的单位及其换算
（1）国际单位：____，简称焦，用符号J表示。
（2）常用单位：____，用符号kw·h表示，俗称“度”。
（3）换算关系：1kw·h=___J。
2.电功
（1）电流做功的过程是_____转化为______的过程，也是用电器消耗电能的过程。
（2）电功就是电能转化为其他形式能的多少的______。
（3）计算公式： ______（适用于所有电路）
3. 电能表
（1）概念：测量用电器一段时间内消耗电能多少的仪表。
（2）读数：电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
注意：最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
（3）重要参数的物理意义
1）“220V”表示电能表应该在_____V的电路中使用；
2）“10（20）A”表示电能表的______为10A，额定______为20A，电能表在短时间内最大电流不超过20A；
3）“2500 r / kW h”表示每消耗___kw h的电能，电能表转盘转过____转。
知识点二：电功率
1. 电功率的定义：电流在_____内所做的功。
2. 电功率的符号：_____3. 电功率的单位
（1）国际单位：______，简称瓦，符号W
（2）常用单位：千瓦，符号kW，1kW=___W；毫瓦，符号mW，1W=____mW
4. 电功率的物理意义：表示电流做功__。
5. 电功率的公式
（1）定义式：（适用于__电路）
（2）推导公式：（适用于___电路，一般用于串联）
（适用于__电路，一般用于并联）
（3）两套单位
W—电流所做的功—焦(J) —kW·h
t—所用的时间—秒(s) —h
P—用电器的功率—瓦(W) —kW
6. 额定功率和实际功率
（1）额定电压：用电器___时的电压，用U额表示；
（2）额定功率：用电器在___下正常工作时的功率，用P额表示；
（3）实际电压：用电器___时的电压，用U实表示；
（4）实际功率：用电器___下的功率，用P实表示；
（5）功率与电压的关系：
用电器两端的电压 电功率 用电器的工作情况
U实=U额 P实=P额 正常工作
U实>U额 P实>P额 容易损坏用电器
U实知识点三：伏安法测小灯泡电功率
【实验原理】 P=UI
【实验电路图】
【实验器材】电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡（额定电压2.5V）、导线
【实验步骤】
1. 按照电路图连接实物电路，连接过程中开关断开。
2. 检查所连接的电路，确定无误后闭合开关。
3. 移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，使电压表的示数为1V，读出电流表的示数为0.2A，观察灯泡亮度较暗。
4. 移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，使电压表的示数为2.5V，读出电流表的示数为0.29 A，小灯泡正常发光。
5. 移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，使电压表的示数为3V，读出电流表的示数为0.32A，观察小灯泡亮度较亮。
【实验结论】
1、当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光；
2、当U实3、当U实>U额时，P实>P额，小灯泡发光较亮；
注意：小灯泡的亮度取决于小灯泡的实际功率，实际功率越大，亮度越亮。
【滑动变阻器作用】
1. 保护电路；
2. 改变小灯泡两端电压。
【注意事项】
1. 电源电压应高于小灯泡的额定电压。
2. 电压表的量程应大于小灯泡的额定电压。
3. 滑动电阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流，滑动变阻器的最大阻值应与小灯泡的电阻差不多，以使滑动变阻器的调压效果明显。
4. 滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方法。
5. 电压表和电流表要注意“+”“-”接线柱的接法正确。
6. 调节小灯泡两端的电压高于额定电压时，要注意缓慢移动滑动变阻器滑片，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡。
7. 不能把三次的电功率求平均值，因为这三次的电功率是不同电压下的电功率。
知识点四：焦耳定律
1. 电流的热效应定义：电流通过导体时__能转化成___能，这种现象叫做电流的热效应。
2. 影响电流热效应大小的因素：导体通电时，产生热的多少与电流的大小、导体电阻的大小和通过时间有关。
3. 焦耳定律
（1）内容：电流通过导体产生的热量跟______成正比，跟____成正比，跟______成正比。
（2） 公式：
（3）只有在纯电阻电路中可以用电功公式计算电热。
1）纯电阻电路中，电流做的功全部用来产生热量，此时电功等于电热，即W=Q。
2）非纯电阻电路中，电流所做的功只有一部分用来产生热量，如电动机工作时，既产生热量又产生机械能，电功等于热量与机械能之和，即W>Q。
4. 电热的利用和防止
（1）电热的利用：用电来加热的设备叫电热器，例如家用热水器、电饭煲等。
注意：电热器是利用电流做功，将电能转化成内能，使我们获得需要的热量。有些电器通电时也能产生热量，但不是用来加热的，所以不能叫电热器，例如电视机。
（2）电热的危害：很多情况下，电流通过导体时产生的热量并不是我们需要的，这时电能浪费掉了，有时还会引起事故甚至灾害，所以要想办法阻止电热的产生。
考点1. 电学实验——伏安法测量性实验
【例题】（2022深圳）小明需要测量小灯泡的额定功率，灯泡铭牌是“3.8V，1.15W”。
电压表示数 电流表示数
3.0V 0.32A
3.8V 0.4A
4.5V
（1）小明连接电路后，发现灯泡不亮，下列哪种方法可以一次性解析多项问题（ ）
A.检查电源 B.检查导线连接
C.检查电流表和电压表的示数 D.调节滑动变阻器观察灯泡亮度
（2）实验过程中，小明发现小灯泡较暗，如果要让小灯泡正常发光，他应将滑动变阻器向___________（左或右）滑动；
（3）如图乙所示，当电压表示数为4.5V时，电流表示数为___________A；
（4）从上表可以求出，当灯泡正常发光时电阻为___________Ω；
（5）通过计算，判断出这只小灯泡铭牌上的参数___________（合格，不合格）；在这个实验中，可能会观察到小灯泡出现的现象是___________（一点即可）
【答案】（1）C （2）左 （3）0.44 （4）9.5 （5）不合格 小灯泡发光较亮，灯丝烧断
【解析】（1）A．检查电源，若电源正常而小灯泡仍然不亮，则不能确定电路中出现的别的问题，故A不符合题意；
B．检查导线连接，若导线没问题而小灯泡仍然不亮，则不能确定别的问题，故B不符合题意；
C．检查电流表和电压表的示数，若电流表和电压表都无示数，则可能是电路中除小灯泡外的某处发生断路；若电流表无示数而电压表有示数，则可能是小灯泡灯丝断了；若电流表有示数而电压表无示数，则可能是小灯泡处发生短路了，所以，通过检查电流表和电压表可以一次性解析多项问题，故C符合题意；
D．调节滑动变阻器观察灯泡亮度，若灯泡仍然不亮，则有可能是灯泡处短路、断路，或者其他地方发生断路，不能确定多项问题，故D不符合题意。故选C。
（2）小灯泡较暗，是因为小灯泡两端分配的电压过小，根据串联电路的分压原理可知，此时应将滑动变阻器滑片向左移动，减小滑动变阻器两端的电压，使小灯泡两端电压增大为额定电压，小灯泡即可正常发光。
（3）图乙中，电流表选择了“0～0.6A”量程，一大格0.2A，一小格0.02A，读数为0.44A。
（4）当小灯泡正常发光时，两端电压U=3.8V，电流I=0.4A，则小灯泡的电阻
（5）由表中数据可知，小灯泡的额定功率
P=UI=3.8V×0.4A=1.52W>1.15W
这个数值与小灯泡铭牌上的参数不相符，说明小灯泡铭牌上的参数不合格；由于计算得出的电功率大于小灯泡铭牌上的数据，故在这个实验中，可能会观察到小灯泡发光较亮，灯丝烧断。
【变式训练】（2022广东深圳二模） 小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线；（ ）
（2）连接电路过程中，开关应该________（选填“断开”或“闭合”），滑动变阻器的滑片应该移动到_______（选填“最左”或“最右”）端；
（3）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______；（填选项符号）
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
（4）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是______A；
（5）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向_____（选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片；
（6）小丽根据记录的多组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（如图丙所示），则小灯泡的额定功率为_____W；
（7）小丽根据小灯泡的I-U图像（如图丙所示），分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而______（选填“增大”、“不变”或“减小”），你认为原因是________。
【答案】 （1）见解析。 （2）断开 最左 （3）B （4） 0.14 （5） 右 （6） 0.625 （7）增大 电压增大，小灯泡发光越亮，灯丝温度越高，电阻越大
考点2. 电功率 、焦耳定律的理解及简单计算
【例题1】（2023广东省） 题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景，打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化；加热电路简化后如图所示，电源电压恒为6V，R1和R2为发热电阻丝，只闭合S1时低温挡工作，S1、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，R1=4Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化，求
（1）低温档工作时，通过R1的电流；
（2）低温挡的功率；
（3）R2的电阻值。
【答案】（1）1.5A；（2）9W；（3）12Ω
【解析】（1）由题意可知，电源电压恒6V，只闭合S1时，电路中只有R1一个用电器，则R1两端电压为6V，R1=4Ω，根据欧姆定律可得
（2）只闭合S1时低温挡工作，电压为6V，则低温档的电功率为
（3）S1、S2都闭合时高温挡工作，R1和R2并联，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，即
则高温档的功率为
电路并联，总功率等于各支路功率之和，即
则R2的电功率为
根据
可得，R2的电阻值为
答：（1）低温挡工作时，通过R1的电流为1.5A；
（2）低温挡的功率为9W；
（3）R2的电阻值为12Ω。
【例题2】（2021广东省）如图是探究电流通过导体产生的热量与______ 关系的实验装置。实验中用U形管内液面的______ 反映导体产生热量的多少，通电一段时间后，容器______ 选填“甲”或“乙”内电阻丝产生的热量较多。
【答案】电流 高度差 甲
【解析】装置中乙容器中两个的电阻并联后再与甲容器中一个的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即，乙容器中两个的电阻并联，根据并联电路的电流特点知，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，，所以右边容器中的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；
据实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，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电流通过导体产生热量的多少，这种研究方法叫转换法；
根据可知，在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多，由可知通过容器甲内电阻丝的电流较大，故其产生的热量较多。
【变式训练1】（2023深圳） 已知，，琴琴同学分别按图甲和图乙两种方式将两电阻连接在一起，则（ ）
A. 图甲中R1与R2电流比 B. 图乙中R1与R2的电压比
C. 图甲与图乙的总功率比 D. 图甲与图乙的总功率比
【答案】C
【变式训练2】 （2022深圳）某爱心团队去养老院送电暖气，电暖气有低、中、高三挡，已知R1=55 ，R2=44 ，以下说法正确的是（　　）
A. 使用“低温档”只需要闭合S2
B. 使用“高温档”要闭合S1、S2
C. 闭合S1、S2时，通过R1、R2的电流之比为5:4
D. 中温档正常工作1分钟，产生的热量为6.6×104J
【答案】BD
【变式训练3】（2021广东一模） 将电能输送到几百千米之外的用户，在输电线上会有能量的损耗，这主要是由于电流的______效应引起的。某段输电线路的总电阻为0.5Ω，输送电流为100A，每输电1min，这段线路便会损耗______J的电能。
【答案】 热
考点3. 家用电器相关计算
【例题1】（2022广东）某电热取暖器的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻。取暖器工作时，通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W，R1=55Ω。求：
（1）取暖器工作时通过R1的电流；
（2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量；
（3）R2的阻值。
【答案】（1）4A；（2）52800J；（3）110Ω
【解析】（1）由电路图知，两个开关都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路中的总电阻较小，据 知，电路中的总电功率较大，处于高温挡；S1闭合、S2断开时，电路中只有R1工作，电路中的电阻较大，据 知，电路中的总电功率较小，处于低温挡。此时通过R1的电流
（2）电热取暖器处于低温挡时，功率
P低温=UI1=220V×4A=880W
工作1min产生的热量
Q=P低温t=880W×60s=52800J
（3）高温挡工作，R2消耗的功率
P2=P高温-P低温=1320W-880W=440W
所以R2阻值
【变式训练1】（2022广东）家庭电路中，电热水壶应与其他家用电器________联。若用电热水壶加热0.8kg的水，使其温度从30℃升高到80℃，则水吸收的热量是________J。此过程中，电热水壶实际消耗的电能_________（选填“大于”“等于”或“小于”）水吸收的热量。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】 并 大于
【变式训练2】 （2022深圳）（1）小明检测到家庭最大电流为5A，要买一个电热水壶，一个为“220V，1000W”，一个为“220V，1500W”，小明选了1000W的，请根据计算说出为什么不选1500W的？___________
（2）电热水壶的电线很短，因此电阻___________产生热量___________，更加安全；
（3）小明把一个电热水壶插进插座，打开开关，突然家里的用电器都不工作了，请写出可能的两个原因：①___________；②___________；
（4）比较电热水壶和电炉的加热效率，请从下图中选择一组___________。
A. B. C.
（5）实验：将1L水加热至沸腾，探究电热水壶的效率。求：设计实验方案并写出效率表达式。
物理量 方法（应说明测量道具、物理量） 结论（用题目所给物理量表示）
水的密度ρ水的比热容c热水壶额定功率P ___________ η=___________
【答案】（1）见详解 （2）小 少 （3）电热水壶内部电路短路 电热水壶功率过大
（4）B （5）略
利用电能表的转数求电能方法
利用电能表转盘的实际转速n和电流表参数N revs/kW·h，可以比较精确的计算出某段时间内消耗的电能。即W==×3.6×106 J
如图所示，电表上标有“3000r/kW·h”的字样，若一段时间内该电能表盘转了60转，则在这段时间内用电器消耗的电能为W==0.02= 7.2×104 J
电功与电热的联系
（1）纯电阻电路（如电炉、电热器、电熨斗等电路）
该类电路中，电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量等于电流做的功（消耗的电能），即Q=W
Q=W总=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt
上述公式都可以适用于纯电阻电路.
（2）非纯电阻电路
在该类电路中，当电流通过用电器时，电能主要转化为其它形式的能量，只有一部分转化为内能，电流产生的热量小于电流做的功（消耗的电能），即Q＜W
例如：电风扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，只有少部分转化为内能（发热）。
W总＝UIt=W机械能＋Q热量，电热小于电功（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
考点1. 电学实验——伏安法测量性实验
【对点练习】
1.（2022广州二模）用一串小彩灯扮靓教室，发现一个小彩灯熄灭后，其他小彩灯依然发光，小丽猜想小彩灯并联；取下这个小彩灯，整串彩灯都会熄灭，小丽认为每个小彩灯应该是串联的。她决定将小彩灯接入图1所示的电路，测其电阻，探寻奥秘。已知电源电压为3V，小彩灯的额定电压为2.5V。
（1）请用笔画线代替导线，在图1中将实物电路连接完整；（ ）
（2）接入未损坏的小彩灯，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V，电流表的示数如图2所示，示数为___________A，则小彩灯正常发光时接入电路的电阻为___________Ω；
（3）接入灯丝断裂的小彩灯，当电压表示数为0.4V时，电流表示数为0.5A，可知小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻为___________Ω；
（4）根据实验数据可知，灯丝断裂后，小彩灯并未断路，而是相当于一段导线，起到连接电路的作用，可使其他小彩灯继续工作，但其余小彩灯实际功率会___________。
考点2. 电功率 、焦耳定律的理解及简单计算
【对点练习】
1.（2021深圳）某创客小组自制肺活量比较装置，吸气时，气球胀大，隔板向上运动，下列说法正确的是（　　）
A. 总电阻变大 B. V示数变大
C. A示数变大 D. 电路总功率变大
2.（2019广东二模）如图所示的电路中，电源电压恒定为6V，变阻器R1标有“20Ω，0.5A”字样，定值电阻R2标有“10Ω，1A”字样若电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~3V”，滑片移动时，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（　　）
A. 电流表变化范围0.3A~0.5A
B. 电压表变化范围1.5V~3V
C. 滑动变阻器阻值范围2Ω~10Ω
D. 电路总功率最大值2.7W
3．（2020·广东深圳）如图所示，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V 3W”的字样（灯丝的电阻不随温度变化而变化）。当只闭合开关S1时，小灯泡恰好正常发光；当同时闭合S1和S2时，电流表的示数为0.8A。求：
(1)只闭合S1时，电流表的示数；
(2)R0的阻值；
(3)同时闭合S1和S2时，通电1min电路产生的总热量。
4. （2023深圳）R是一个随推力F变化而变化的电阻，F与R的关系如图甲所示。现有如图乙，丙的两个电路，为定值电阻，阻值为20Ω，电源电压恒为6V，电流表量程为0~0.6A。
（1）当小白同学推力为0时，求电阻R的阻值；
（2）用300N力推电阻，求的电功率（图乙）；
（3）图丙中，当干路电流不超过电流表量程时，小白同学推力F的最大值。
考点3. 家用电器相关计算
【对点练习】
1．（2021·广东深圳）某科技兴趣小组用一个88Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，求：
（1）通过R1的电流；
（2）R1消耗的电功率；
（3）小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装。
①你认为应按照图 （选填“乙"或“丙”）进行改装；
②闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。
2．（2023·广东江门三模）图甲是某电饭锅的简化电路原理图，R1和R2是阻值不变的加热电阻，R1=50Ω，S为温控开关，1、2是开关连接的触点。某次煮饭时，只将电饭锅接入220V的电路中，在加热状态下工作了一段时间后，开关S自动切换到保温状态。在保温状态下，电能表（如图乙）的转盘在1min内转动了5r。求：
（1）保温状态下该电饭锅的发热功率。
（2）R2阻值的大小。
（3）用电高峰时，该电饭锅在加热状态下，14min内将2kg初温为20℃的水加热至沸腾（1个标准大气压），若不计热损失，电饭锅的实际电压。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
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【重点训练】
1. （2021深圳）以下说法正确的是（　　）
A. 一个荔枝重2N B. 人心跳70次/分 C. 人体正常温度38℃ D. 电冰箱电流1A
2. （2023江苏扬州）学习电学知识后，小芳把裸铜线分别在两个削尖的铅笔芯上绕几圈，使笔尖刚好接触，如图所示，接上9V的电源，接触点出现了明亮的电火花，是因为铅笔尖接触处的______；若让电火花更亮些，方法是______，原理是______。
3. （2022河南）在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中，电源是三节新干电池。
（1）请用笔画线代替导线，将图的电路连接完整；（ ）
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于_______（选填“左”或“右”）端；
（3）闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为______ V时，小灯泡正常发光，读出电流表示数，可测得额定功率；
（4）继续移动滑片，电压表示数如图所示，为_______ V，此时电流表示数为0.24 A，小灯泡的实际功率为______W；为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系，除了表中记录的电表示数和电功率，还需要增加记录的内容是___________ ；
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/ W
1 2.5 026
2 0.24
3 2.8 028
（5）分析实验数据可以发现，小灯泡两端的电压越高，它的实际功率___________ ；
（6）完成上述实验后，某小组设计了图所示的电路，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把定值电阻R0接入电路，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R0两端，读出电压表示数；
③算出小灯泡的额定功率。
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，定值电阻R0应选_______Ω的。
4. （2023安徽）为估测一个电热水壶烧水时的电功率，小林在壶中装入质量为1kg的水，接入家庭电路中，通电加热210s，水温从20℃上升到70℃。已知水的比热容为。
（1）求该过程中水吸收的热量；
（2）若电流产生的热量全部被水吸收，请通过计算估测该热水壶的电功率；
（3）用上述方案估测出的电功率与实际功率相比、偏大还是偏小？简要说明原因。
5. （2022广东）阅读下列短文，回答问题。
直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示，它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池）。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙所示（为方便计算，图像已作近似处理），充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如下表。
充电电压（V） 充电电流（A） 充电时长（min） 充电度数（kW h） 充电费用（元）
400 45 24.0 28.80
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更___________；
（2）在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是___________。当D为70%时，充电电流为___________A；
（3）若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为___________元；
（4）设D从70%增至80%所需时间为t1，从80%增至90%所需时间为t2，且t1：t2=2：3，则测试全过程的充电总时长为___________min。
【难点训练】
1. （2022深圳）小明设计了如图甲的模拟智能测温报警电路：电源电压调为12V，报警器（电阻不计）通过的电流超过10mA时就会报警，热敏电阻RT其阻值随温度T的变化关系如图乙所示。要求：当所测温度达到或超过37.3℃时，系统报警。
（1）计算R0；
（2）38℃时电流约为多少？
（3）36℃到40℃的过程中，电路最大总功率。
2.（2023福建省） 下图是某暖手宝的工作原理图，电源电压恒为6V，电阻R1为10Ω，闭合开关S，电路的总电流为1A，求：
（1）通过R1的电流；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电路消耗的总电功率。
3. （2023辽宁抚顺） 如图所示电路，定值电阻为，滑动变阻器允许通过的最大电流为0.4A，当滑动变阻器的滑片P在最右端时，先闭合开关S，电流表示数为0.1A，再闭合开关，电流表示数为0.2A，在保证电路元件安全的条件下，将滑动变阻器的滑片向左最大范围移动。下列说法正确的是（　　）
A. 电源电压为8V
B. 滑动变阻器连入电路的阻值范围是~
C. 定值电阻的功率为0.8W
D. 通电1min，整个电路消耗的电能最多为120J
【易错点训练】
1．（2023·广东深圳三模）某同学想用如下电路图甲改装成一个称重秤，R0为压敏电阻，其电阻随压力变化曲线如图乙所示；电源电压为36V，R为20Ω的定值电阻，电流表量程为0~0.6A，则求（g=10N/kg）：
（1）当秤空载时，电流表示数；
（2）本秤能测量的质量范围；
（3）秤在称重为0.1kg时，整个电路的电功率。

2.（2023甘肃威武） 如图甲所示为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，工作电路简化为图乙所示，其中S'为挡位开关，R1、R2为发热电阻（假定工作时电阻不变），A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火挡的额定功率为2420W，R2的阻值为180Ω。
（1）判断A灯是______（选填“红灯”或“绿灯”），你的判断依据是什么？
（2）求电中药壶“文火”挡的额定功率？
（3）某天用电高峰时，小艺用电中药壶帮奶奶熬药，为了计算家里电路的实际电压，她关了家里其它用电器，只将电中药壶调到猛火挡上，电中药壶工作1min，电能表（如图丙所示）的电能表表盘转了100转，由此她计算出家庭电路的实际电压是多少？
3. （2023湖北随州）下图是陈老师办公室电热水壶的照片，右图是其内部电路的简化图。电路主要由并联的两个支路组成：一支路是由指示灯（2V 0. 1W）和“限流电阻”串联而成；另一支路接有发热盘（发热电阻）。已知电源电压为220V，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
（1）判断“限流电阻”是“大电阻”还是“小电阻”（小于10Ω为“小电阻”，大于100Ω为“大电阻”）。直接写出你判断的结论无需证明无需说明理由；
（2）用该电热水壶给壶内1kg、20°C的水加热，已知加热功率为1000W，加热时80%的热量被壶内的水吸收，求多长时间可以将水烧开（100°C）？
考情分析
夯实基础
知识清单
技巧点拨
易错提醒
真题对点练练对点练
提分培优练
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2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案（广东专版）
第一部分 单元整合培优学案
第09讲 电学基础(下)
课标要求
1. 结合实例，了解电功和电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。2. 通过实验，了解焦耳定律。能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 电学实验——伏安法测量性实验 ☆ 电学基础下部分，广东省物理试卷里，每年考查1~3道题,分值为10分左右。一般以考查规律的识记与理解为主。题型有选择、填空、实验和计算，难度系数为0.5。2024年重点仍然是电功率的计算。家用电器相关计算会以热点综合形式考查。
考点2 电功率 、焦耳定律的理解及简单计算 ☆☆☆
考点3 家用电器相关计算 ☆☆
☆☆☆ 代表必考点，☆☆代表常考点，☆星表示中频考点。
知识点一：电能和电功
1. 电能的单位及其换算
（1）国际单位：焦耳，简称焦，用符号J表示。
（2）常用单位：千瓦时，用符号kw·h表示，俗称“度”。
（3）换算关系：1kw·h=3.6×106J。
2.电功
（1）电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，也是用电器消耗电能的过程。
（2）电功就是电能转化为其他形式能的多少的量度。
（3）计算公式： W=UIt（适用于所有电路）
3. 电能表
（1）概念：测量用电器一段时间内消耗电能多少的仪表。
（2）读数：电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
注意：最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
（3）重要参数的物理意义
1）“220V”表示电能表应该在220V的电路中使用；
2）“10（20）A”表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A，电能表在短时间内最大电流不超过20A；
3）“2500 r / kW h”表示每消耗1kw h的电能，电能表转盘转过2500转。
知识点二：电功率
1. 电功率的定义：电流在单位时间内所做的功。
2. 电功率的符号：P
3. 电功率的单位
（1）国际单位：瓦特，简称瓦，符号W
（2）常用单位：千瓦，符号kW，1kW=1000W；毫瓦，符号mW，1W=1000mW
4. 电功率的物理意义：表示电流做功快慢。
5. 电功率的公式
（1）定义式：（适用于所有电路）
（2）推导公式：（适用于纯电阻电路，一般用于串联）
（适用于纯电阻电路，一般用于并联）
（3）两套单位
W—电流所做的功—焦(J) —kW·h
t—所用的时间—秒(s) —h
P—用电器的功率—瓦(W) —kW
6. 额定功率和实际功率
（1）额定电压：用电器正常工作时的电压，用U额表示；
（2）额定功率：用电器在额定电压下正常工作时的功率，用P额表示；
（3）实际电压：用电器实际工作时的电压，用U实表示；
（4）实际功率：用电器在实际电压下的功率，用P实表示；
（5）功率与电压的关系：
用电器两端的电压 电功率 用电器的工作情况
U实=U额 P实=P额 正常工作
U实>U额 P实>P额 容易损坏用电器
U实知识点三：伏安法测小灯泡电功率
【实验原理】 P=UI
【实验电路图】
【实验器材】电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡（额定电压2.5V）、导线
【实验步骤】
1. 按照电路图连接实物电路，连接过程中开关断开。
2. 检查所连接的电路，确定无误后闭合开关。
3. 移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，使电压表的示数为1V，读出电流表的示数为0.2A，观察灯泡亮度较暗。
4. 移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，使电压表的示数为2.5V，读出电流表的示数为0.29 A，小灯泡正常发光。
5. 移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，使电压表的示数为3V，读出电流表的示数为0.32A，观察小灯泡亮度较亮。
【实验结论】
1、当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光；
2、当U实3、当U实>U额时，P实>P额，小灯泡发光较亮；
注意：小灯泡的亮度取决于小灯泡的实际功率，实际功率越大，亮度越亮。
【滑动变阻器作用】
1. 保护电路；
2. 改变小灯泡两端电压。
【注意事项】
1. 电源电压应高于小灯泡的额定电压。
2. 电压表的量程应大于小灯泡的额定电压。
3. 滑动电阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流，滑动变阻器的最大阻值应与小灯泡的电阻差不多，以使滑动变阻器的调压效果明显。
4. 滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方法。
5. 电压表和电流表要注意“+”“-”接线柱的接法正确。
6. 调节小灯泡两端的电压高于额定电压时，要注意缓慢移动滑动变阻器滑片，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡。
7. 不能把三次的电功率求平均值，因为这三次的电功率是不同电压下的电功率。
知识点四：焦耳定律
1. 电流的热效应定义：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
2. 影响电流热效应大小的因素：导体通电时，产生热的多少与电流的大小、导体电阻的大小和通过时间有关。
3. 焦耳定律
（1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻成正比，跟通电时间成正比。
（2） 公式：
（3）只有在纯电阻电路中可以用电功公式计算电热。
1）纯电阻电路中，电流做的功全部用来产生热量，此时电功等于电热，即W=Q。
2）非纯电阻电路中，电流所做的功只有一部分用来产生热量，如电动机工作时，既产生热量又产生机械能，电功等于热量与机械能之和，即W>Q。
4. 电热的利用和防止
（1）电热的利用：用电来加热的设备叫电热器，例如家用热水器、电饭煲等。
注意：电热器是利用电流做功，将电能转化成内能，使我们获得需要的热量。有些电器通电时也能产生热量，但不是用来加热的，所以不能叫电热器，例如电视机。
（2）电热的危害：很多情况下，电流通过导体时产生的热量并不是我们需要的，这时电能浪费掉了，有时还会引起事故甚至灾害，所以要想办法阻止电热的产生。
考点1. 电学实验——伏安法测量性实验
【例题】（2022深圳）小明需要测量小灯泡的额定功率，灯泡铭牌是“3.8V，1.15W”。
电压表示数 电流表示数
3.0V 0.32A
3.8V 0.4A
4.5V
（1）小明连接电路后，发现灯泡不亮，下列哪种方法可以一次性解析多项问题（ ）
A.检查电源 B.检查导线连接
C.检查电流表和电压表的示数 D.调节滑动变阻器观察灯泡亮度
（2）实验过程中，小明发现小灯泡较暗，如果要让小灯泡正常发光，他应将滑动变阻器向___________（左或右）滑动；
（3）如图乙所示，当电压表示数为4.5V时，电流表示数为___________A；
（4）从上表可以求出，当灯泡正常发光时电阻为___________Ω；
（5）通过计算，判断出这只小灯泡铭牌上的参数___________（合格，不合格）；在这个实验中，可能会观察到小灯泡出现的现象是___________（一点即可）
【答案】（1）C （2）左 （3）0.44 （4）9.5 （5）不合格 小灯泡发光较亮，灯丝烧断
【解析】（1）A．检查电源，若电源正常而小灯泡仍然不亮，则不能确定电路中出现的别的问题，故A不符合题意；
B．检查导线连接，若导线没问题而小灯泡仍然不亮，则不能确定别的问题，故B不符合题意；
C．检查电流表和电压表的示数，若电流表和电压表都无示数，则可能是电路中除小灯泡外的某处发生断路；若电流表无示数而电压表有示数，则可能是小灯泡灯丝断了；若电流表有示数而电压表无示数，则可能是小灯泡处发生短路了，所以，通过检查电流表和电压表可以一次性解析多项问题，故C符合题意；
D．调节滑动变阻器观察灯泡亮度，若灯泡仍然不亮，则有可能是灯泡处短路、断路，或者其他地方发生断路，不能确定多项问题，故D不符合题意。故选C。
（2）小灯泡较暗，是因为小灯泡两端分配的电压过小，根据串联电路的分压原理可知，此时应将滑动变阻器滑片向左移动，减小滑动变阻器两端的电压，使小灯泡两端电压增大为额定电压，小灯泡即可正常发光。
（3）图乙中，电流表选择了“0～0.6A”量程，一大格0.2A，一小格0.02A，读数为0.44A。
（4）当小灯泡正常发光时，两端电压U=3.8V，电流I=0.4A，则小灯泡的电阻
（5）由表中数据可知，小灯泡的额定功率
P=UI=3.8V×0.4A=1.52W>1.15W
这个数值与小灯泡铭牌上的参数不相符，说明小灯泡铭牌上的参数不合格；由于计算得出的电功率大于小灯泡铭牌上的数据，故在这个实验中，可能会观察到小灯泡发光较亮，灯丝烧断。
【变式训练】（2022广东深圳二模） 小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线；（ ）
（2）连接电路过程中，开关应该________（选填“断开”或“闭合”），滑动变阻器的滑片应该移动到_______（选填“最左”或“最右”）端；
（3）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______；（填选项符号）
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
（4）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是______A；
（5）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向_____（选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片；
（6）小丽根据记录的多组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（如图丙所示），则小灯泡的额定功率为_____W；
（7）小丽根据小灯泡的I-U图像（如图丙所示），分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而______（选填“增大”、“不变”或“减小”），你认为原因是________。
【答案】 （1）见解析。 （2）断开 最左 （3）B （4） 0.14 （5） 右 （6） 0.625 （7）增大 电压增大，小灯泡发光越亮，灯丝温度越高，电阻越大
【解析】（1）由图甲可知，电压表串联在电路中，而电流表并联在小灯泡两端，此时灯泡被短路，改正如下图所示
（2）连接电路时，为了保护电路，开关应断开，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处，即滑动变阻器的滑片应移到最左端。
（3）闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路中可能存在断路，而电压表有示数，说明灯泡断路，此时电压表直接串联进电路，测量电源电压，故ACD不符合题意，B符合题意，故选B。
（4）由图乙可知，电流表选择小量程，分度值为0.02A，故电流表示数为0.14A。
（5）由题意可知，此时小灯泡两端电压为2.0V，小于小灯泡的额定电压 ，为了使小灯泡两端电压达到额定电压，应增大小灯泡两端电压，由串联分压可知，应减小滑动变阻器接入电路中的阻值，故应向右端移动滑动变阻器的滑片。
（6）由图丙可知，小灯泡的额定电流为I=0.25A，故由P=UI可得，小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
（7）由图丙可知，随着小灯泡两端电压增大，小灯泡两端的电压值与流过小灯泡的电流值之比逐渐增大，即小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大，出现这种情况的原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
考点2. 电功率 、焦耳定律的理解及简单计算
【例题1】（2023广东省） 题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景，打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化；加热电路简化后如图所示，电源电压恒为6V，R1和R2为发热电阻丝，只闭合S1时低温挡工作，S1、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，R1=4Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化，求
（1）低温档工作时，通过R1的电流；
（2）低温挡的功率；
（3）R2的电阻值。
【答案】（1）1.5A；（2）9W；（3）12Ω
【解析】（1）由题意可知，电源电压恒6V，只闭合S1时，电路中只有R1一个用电器，则R1两端电压为6V，R1=4Ω，根据欧姆定律可得
（2）只闭合S1时低温挡工作，电压为6V，则低温档的电功率为
（3）S1、S2都闭合时高温挡工作，R1和R2并联，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，即
则高温档的功率为
电路并联，总功率等于各支路功率之和，即
则R2的电功率为
根据
可得，R2的电阻值为
答：（1）低温挡工作时，通过R1的电流为1.5A；
（2）低温挡的功率为9W；
（3）R2的电阻值为12Ω。
【例题2】（2021广东省）如图是探究电流通过导体产生的热量与______ 关系的实验装置。实验中用U形管内液面的______ 反映导体产生热量的多少，通电一段时间后，容器______ 选填“甲”或“乙”内电阻丝产生的热量较多。
【答案】电流 高度差 甲
【解析】装置中乙容器中两个的电阻并联后再与甲容器中一个的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即，乙容器中两个的电阻并联，根据并联电路的电流特点知，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，，所以右边容器中的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；
据实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，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电流通过导体产生热量的多少，这种研究方法叫转换法；
根据可知，在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多，由可知通过容器甲内电阻丝的电流较大，故其产生的热量较多。
【变式训练1】（2023深圳） 已知，，琴琴同学分别按图甲和图乙两种方式将两电阻连接在一起，则（ ）
A. 图甲中R1与R2电流比 B. 图乙中R1与R2的电压比
C. 图甲与图乙的总功率比 D. 图甲与图乙的总功率比
【答案】C
【解析】A．图甲中两电阻串联，根据串联电路中电流处处相等可知，通过与的电流相等，即
故A不符合题意；
B．图乙中两电阻并联，根据并联电路的电压规律可知， 与两端的电压相等，则
故B不符合题意；
CD．根据电功率的公式
可得
图甲与图乙的总功率比
故C符合题意，D不符合题意。故选C。
【变式训练2】 （2022深圳）某爱心团队去养老院送电暖气，电暖气有低、中、高三挡，已知R1=55 ，R2=44 ，以下说法正确的是（　　）
A. 使用“低温档”只需要闭合S2
B. 使用“高温档”要闭合S1、S2
C. 闭合S1、S2时，通过R1、R2的电流之比为5:4
D. 中温档正常工作1分钟，产生的热量为6.6×104J
【答案】BD
【解析】AB．根据可知，当电压一定时，R越大，P越小，为低温挡，R越小，P越大，为高温挡。由电路图可知，S1、S2同时闭合时，R1、R2并联，电阻最小，功率最大，为高温挡；由于R1>R2，所以只闭合S1时，电阻最大，功率最小，为低温挡；只闭合S2时，为中温挡。故A错误，B正确；
C．当S1、S2都闭合时，R1与R2并联，由并联分流可知通过R1、R2的电流之比为
故C错误；
D．中温挡正常工作，R2接入电路，1分钟产生的热量为
故D正确。故选BD。
【变式训练3】（2021广东一模） 将电能输送到几百千米之外的用户，在输电线上会有能量的损耗，这主要是由于电流的______效应引起的。某段输电线路的总电阻为0.5Ω，输送电流为100A，每输电1min，这段线路便会损耗______J的电能。
【答案】 热
【解析】由于输电线有电阻，电流通过导体一部分电能转化为内能，造成电能的损耗，这种现象叫电流的热效应。
根据焦耳定律可得，这段电路损耗的电能为
考点3. 家用电器相关计算
【例题1】（2022广东）某电热取暖器的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻。取暖器工作时，通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W，R1=55Ω。求：
（1）取暖器工作时通过R1的电流；
（2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量；
（3）R2的阻值。
【答案】（1）4A；（2）52800J；（3）110Ω
【解析】（1）由电路图知，两个开关都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路中的总电阻较小，据 知，电路中的总电功率较大，处于高温挡；S1闭合、S2断开时，电路中只有R1工作，电路中的电阻较大，据 知，电路中的总电功率较小，处于低温挡。此时通过R1的电流
（2）电热取暖器处于低温挡时，功率
P低温=UI1=220V×4A=880W
工作1min产生的热量
Q=P低温t=880W×60s=52800J
（3）高温挡工作，R2消耗的功率
P2=P高温-P低温=1320W-880W=440W
所以R2阻值
【变式训练1】（2022广东）家庭电路中，电热水壶应与其他家用电器________联。若用电热水壶加热0.8kg的水，使其温度从30℃升高到80℃，则水吸收的热量是________J。此过程中，电热水壶实际消耗的电能_________（选填“大于”“等于”或“小于”）水吸收的热量。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】 并 大于
【解析】家庭电路中，电热水壶应与其他家用电器之间互不干扰，都能独立工作，所以它们是并联的。
用电热水壶加热0.8kg的水，使其温度从30℃升高到80℃，则水吸收的热量
由于在烧水过程中，水会不断的向外散热，所以电热水壶实际消耗的电能会大于水吸收的热量。
【变式训练2】 （2022深圳）（1）小明检测到家庭最大电流为5A，要买一个电热水壶，一个为“220V，1000W”，一个为“220V，1500W”，小明选了1000W的，请根据计算说出为什么不选1500W的？___________
（2）电热水壶的电线很短，因此电阻___________产生热量___________，更加安全；
（3）小明把一个电热水壶插进插座，打开开关，突然家里的用电器都不工作了，请写出可能的两个原因：①___________；②___________；
（4）比较电热水壶和电炉的加热效率，请从下图中选择一组___________。
A. B. C.
（5）实验：将1L水加热至沸腾，探究电热水壶的效率。求：设计实验方案并写出效率表达式。
物理量 方法（应说明测量道具、物理量） 结论（用题目所给物理量表示）
水的密度ρ水的比热容c热水壶额定功率P ___________ η=___________
【答案】（1）见详解 （2）小 少 （3）电热水壶内部电路短路 电热水壶功率过大 （4） B （5）见详解
【解析】（1）“220V，1000W”的电热水壶的额定电流为
“220V，1500W”的电热水壶的额定电流为
因为家庭最大电流为5A，I1<5A，I2>5A，故不选择1500W的电热水壶。
（2）由导体电阻的影响因素可知，导体越短，其电阻越小。
根据焦耳定律可知，在电流和通电时间一定的情况下，导体电阻越小，导体放出的热量越少，电热壶就更加安全。
（3）导致家里的用电器都不工作的原因有两个，分别是用电器内部电路短路或用电器功率过大，使得家庭电路中总电流过大导致空气开关跳闸或保险丝烧断。
（4）比较电热水壶和电炉的加热效率，应控制加热功率和被加热水的质量相同，故应选择B图所示电炉。
（5）1L水的体积为
1L水的质量为
用天平和烧杯称量出1kg的水倒入电热水壶中，用温度计测量并记录此时的温度为t1，闭合电热水壶开关，用秒表记录加热至沸腾的时间t，用温度计测量并记录沸腾时的温度为t2。
电热水壶放出的热量为
水吸收的热量为
电热水壶的加热效率为
利用电能表的转数求电能方法
利用电能表转盘的实际转速n和电流表参数N revs/kW·h，可以比较精确的计算出某段时间内消耗的电能。即W= = ×3.6×106 J
如图所示，电表上标有“3000r/kW·h”的字样，若一段时间内该电能表盘转了60转，则在这段时间内用电器消耗的电能为W= =0.02= 7.2×104 J
电功与电热的联系
（1）纯电阻电路（如电炉、电热器、电熨斗等电路）
该类电路中，电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量等于电流做的功（消耗的电能），即Q=W
Q=W总=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt
上述公式都可以适用于纯电阻电路.
（2）非纯电阻电路
在该类电路中，当电流通过用电器时，电能主要转化为其它形式的能量，只有一部分转化为内能，电流产生的热量小于电流做的功（消耗的电能），即Q＜W
例如：电风扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，只有少部分转化为内能（发热）。
W总＝UIt=W机械能＋Q热量，电热小于电功（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
考点1. 电学实验——伏安法测量性实验
【对点练习】
1.（2022广州二模）用一串小彩灯扮靓教室，发现一个小彩灯熄灭后，其他小彩灯依然发光，小丽猜想小彩灯并联；取下这个小彩灯，整串彩灯都会熄灭，小丽认为每个小彩灯应该是串联的。她决定将小彩灯接入图1所示的电路，测其电阻，探寻奥秘。已知电源电压为3V，小彩灯的额定电压为2.5V。
（1）请用笔画线代替导线，在图1中将实物电路连接完整；（ ）
（2）接入未损坏的小彩灯，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V，电流表的示数如图2所示，示数为___________A，则小彩灯正常发光时接入电路的电阻为___________Ω；
（3）接入灯丝断裂的小彩灯，当电压表示数为0.4V时，电流表示数为0.5A，可知小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻为___________Ω；
（4）根据实验数据可知，灯丝断裂后，小彩灯并未断路，而是相当于一段导线，起到连接电路的作用，可使其他小彩灯继续工作，但其余小彩灯实际功率会___________。
【答案】 （1）见解析。 （2）0.16 15.625 （3）0.8 （4）变大
【解析】（1）测量小彩灯电阻，滑动变阻器与小彩灯串联，电压表测量小彩灯的电压，电流表测量小彩灯的电流，小彩灯的额定电压为2.5V，故电压表的量程选择0~3V，滑动变阻器的连线一上一下，如图所示
（2）电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.16A小彩灯正常发光时的电流为0.16A。
小彩灯正常发光时的电流为0.16A，电压为2.5V，由欧姆定律得，小彩灯正常发光的电阻为
（3）接入灯丝断裂的小彩灯，当电压表示数为0.4V时，电流表示数为0.5A，由欧姆定律得，小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻为
（4）根据实验数据可知，灯丝断裂后，小彩灯并未断路，而是相当于一段导线，起到连接电路的作用，可使其他小彩灯继续工作，小彩灯灯丝断裂后，电阻变小，电路总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律得，电路电流变大，其余小彩灯的电压变大，由 得，其余小彩灯实际功率会变大。
考点2. 电功率 、焦耳定律的理解及简单计算
【对点练习】
1.（2021深圳）某创客小组自制肺活量比较装置，吸气时，气球胀大，隔板向上运动，下列说法正确的是（　　）
A. 总电阻变大 B. V示数变大
C. A示数变大 D. 电路总功率变大
【答案】CD
【解析】由图可知，R1、R0串联，电压表测R0两端电压，电流表测电流；
A．隔板向上运动时，R0阻值减小，总电阻增大，故A错误；
B．隔板向上运动时，R0阻值减小，根据串联分压，R0两端电压减小，即V示数变小，故B错误；
C．隔板向上运动时，R0阻值减小，电流增大，即A示数变大，故C正确；
D．电路中电流增大，电路总功率为
可知电路总功率变大，故D正确。
2.（2019广东二模）如图所示的电路中，电源电压恒定为6V，变阻器R1标有“20Ω，0.5A”字样，定值电阻R2标有“10Ω，1A”字样若电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~3V”，滑片移动时，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（　　）
A. 电流表变化范围0.3A~0.5A
B. 电压表变化范围1.5V~3V
C. 滑动变阻器阻值范围2Ω~10Ω
D. 电路总功率最大值2.7W
【答案】AC
【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。因串联电路中各处的电流相等，变阻器R1允许通过的最大电流为0.5A、定值电阻R2允许通过的最大电流为1A、电流表量程为0~0.6A，所以，电路中的最大电流I大=0.5A；此时R2两端的电压最大，电路的总功率最大，变阻器接入电路中的电阻最小，R2两端电压
U2大=I大R1=0.5A×10Ω=5V
电路的最大功率
P大=UI大=6V×0.5A=3W
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，变阻器两端的电压
U1=U-U2大=6V-5V=1V
变阻器接入电路中的最小阻值
电压表的量程为“0~3V”，当电压表的示数最大是3V时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电路的总功率最小，此时R2两端的电压
U2=U-U1大=6V-3V=3V
所以电压表变化范围1V~3V，电路中的最小电流
则电流表变化范围0.3A~0.5A。滑动变阻器接入电路中的最大阻值
所以，滑动变阻器连入电路的阻值在2Ω~10Ω范围内变化。
综上所述
A.电流表变化范围0.3A~0.5A，故A正确；
B.电压表变化范围1V~3V，故B错误；
C.滑动变阻器阻值范围2Ω~10Ω，故C正确；
D.电路总功率最大值3W，故D错误。故选AC。
3．（2020·广东深圳）如图所示，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V 3W”的字样（灯丝的电阻不随温度变化而变化）。当只闭合开关S1时，小灯泡恰好正常发光；当同时闭合S1和S2时，电流表的示数为0.8A。求：
(1)只闭合S1时，电流表的示数；
(2)R0的阻值；
(3)同时闭合S1和S2时，通电1min电路产生的总热量。
【答案】(1)0.5A；(2)20Ω；(3)288J
【解析】(1)当只闭合开关S1时，电路为小灯泡L的简单电路，电流表测电路中的电流，因小灯泡恰好正常发光，所以电源的电压U＝UL＝6V，由P＝UI可得，电流表的示数为
(2)当同时闭合S1和S2时，灯泡L与灯泡R0并联，电流表测干路电流，电路的总电阻和灯泡的电阻分别为
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，即
代入数据可得R0＝20Ω。
(3)同时闭合S1和S2时，通电1min电路产生的总热量为
Q＝W＝UI′t＝6V×0.8A×60s＝288J
4. （2023深圳）R是一个随推力F变化而变化的电阻，F与R的关系如图甲所示。现有如图乙，丙的两个电路，为定值电阻，阻值为20Ω，电源电压恒为6V，电流表量程为0~0.6A。
（1）当小白同学推力为0时，求电阻R的阻值；
（2）用300N力推电阻，求的电功率（图乙）；
（3）图丙中，当干路电流不超过电流表量程时，小白同学推力F的最大值。
【答案】（1）40Ω；（2）08W；（3）200N
【解析】（1）由题图甲可知，当推力为0时，电阻R的阻值为40Ω。
（2）用300N的力推电阻时，电阻R的阻值为10Ω，电路中的电流
的电功率
（3）图丙电路中，通过的电流
电流表允许通过的最大电流为0.6A，因为R与并联，则通过R的最大电流
根据欧姆定律可得，R的阻值最小
由题图甲可知，此时的推力为200N，随着推力的增大，R的阻值减小，故最大推力为200N。
考点3. 家用电器相关计算
【对点练习】
1．（2021·广东深圳）某科技兴趣小组用一个88Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，求：
（1）通过R1的电流；
（2）R1消耗的电功率；
（3）小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装。
①你认为应按照图 （选填“乙"或“丙”）进行改装；
②闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。
【答案】 2.5A 550W 乙 6.6×105J
【解析】（1）通过R1的电流
（2）R1消耗的电功率
（3）①图乙是两电阻并联，总电阻更小，图丙是两电阻串联，总电阻更大，根据
可得乙图功率更大，符合要求。
②闭合开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量
2．（2023·广东江门三模）图甲是某电饭锅的简化电路原理图，R1和R2是阻值不变的加热电阻，R1=50Ω，S为温控开关，1、2是开关连接的触点。某次煮饭时，只将电饭锅接入220V的电路中，在加热状态下工作了一段时间后，开关S自动切换到保温状态。在保温状态下，电能表（如图乙）的转盘在1min内转动了5r。求：
（1）保温状态下该电饭锅的发热功率。
（2）R2阻值的大小。
（3）用电高峰时，该电饭锅在加热状态下，14min内将2kg初温为20℃的水加热至沸腾（1个标准大气压），若不计热损失，电饭锅的实际电压。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】（1）100W；（2）434Ω；（3）200V
【解析】（1）3000r/(kW·h)表示电路中每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转3000转，在保温状态下，电能表（如图乙）的转盘在1min内转动了5r，电饭锅消耗的电能为
保温功率为
（2）由图甲可知，当开关S与触点1连接时，电路中只有R1，电路中电阻较小；当开关S与触点2连接时，电路中R1、R2串联，电路中电阻较大；电源电压一定，由
可知，当开关S与触点1连接时，电路电功率较大、电饭锅处于加热状态；当开关S与触点2连接时，电路电功率较小、电饭锅处于保温状态；由
可得保温时电路总电阻为
R2的阻值为
R2=R串-R1=484Ω-50Ω=434Ω
（3）标准大气压下水的沸点为100℃，电饭锅将2kg初温为20℃的水加热至沸腾时，水吸收的热量
Q吸收=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
不计热量损失，则W=Q吸收，则电饭锅的实际加热功率为
根据
可得，加热状态下的实际电压为
【重点训练】
1. （2021深圳）以下说法正确的是（　　）
A. 一个荔枝重2N B. 人心跳70次/分 C. 人体正常温度38℃ D. 电冰箱电流1A
【答案】BD
【解析】A．一个荔枝质量大约20g，它的重力
G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N
故A错误；
B．正常情况下，人的心跳1min在70次左右，故B正确；
C．人正常的体温是37℃左右，故C错误；
D．家用电冰箱的功率在220W左右，工作电流在
I==1A
左右，故D正确。
2. （2023江苏扬州）学习电学知识后，小芳把裸铜线分别在两个削尖的铅笔芯上绕几圈，使笔尖刚好接触，如图所示，接上9V的电源，接触点出现了明亮的电火花，是因为铅笔尖接触处的______；若让电火花更亮些，方法是______，原理是______。
【答案】见解析 增大电压 见解析
【解析】铅笔芯主要成分是石墨，属于导体，铅笔尖接触处电阻较大，由焦耳定律可知，在电阻和通电时间相同时，铅笔尖接触处产生的热量较多，温度较高，发出明亮的电火花。
若让电火花更亮些，可以增大电压，从而增大了电流，由焦耳定律可知，在电阻和时间一定时，产生更多的热量，电火花更亮。
3. （2022河南）在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中，电源是三节新干电池。
（1）请用笔画线代替导线，将图的电路连接完整；（ ）
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于_______（选填“左”或“右”）端；
（3）闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为______ V时，小灯泡正常发光，读出电流表示数，可测得额定功率；
（4）继续移动滑片，电压表示数如图所示，为_______ V，此时电流表示数为0.24 A，小灯泡的实际功率为______W；为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系，除了表中记录的电表示数和电功率，还需要增加记录的内容是___________ ；
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/ W
1 2.5 026
2 0.24
3 2.8 028
（5）分析实验数据可以发现，小灯泡两端的电压越高，它的实际功率___________ ；
（6）完成上述实验后，某小组设计了图所示的电路，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把定值电阻R0接入电路，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R0两端，读出电压表示数；
③算出小灯泡的额定功率。
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，定值电阻R0应选_______Ω的。
【答案】（1）见解析 （2）左 （3）2.5 （4）2.2 0.528 小灯泡的亮度 （5）越大 （6） 5
【解析】（1）本实验是为了测量小灯泡的电功率，所以滑动变阻器使用“一上一下”的接线柱串联接入电路，电压表并联在小灯泡两端，因为小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程选择0~3V，如图所示：
（2）闭合开关前，为了保护电路，滑片应位于滑动变阻器的阻值最大处，根据电路图可知，下接线柱接在了右端，所以滑动变阻器的滑片应置于左端。
（3）闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为小灯泡的额定电压，即2.5V时，小灯泡正常发光，读出电流表示数，根据电功率公式可测得额定功率。
（4）如图所示，因为电压表的量程选择的是0~3V，所以根据指针所在的位置可得，电压表的示数为2.2V。
当电压表的示数为2.2V时，电流表的示数为0.24A，根据电功率公式可测得小灯泡的实际功率为
因为研究的是小灯泡发光情况与电功率的关系，所以还需要增加记录的内容是：小灯泡的亮度。
（5）由表格可知，小灯泡两端电压越大，通过小灯泡电流越大，由公式可知，小灯泡的实际功率越大。
（6）当小灯泡正常发光时
因为使用的还是原来的小灯泡，所以根据表格可知，小灯泡正常发光时，通过小灯泡的电流为0.26A，又因为使用的还是原来的电源，所以此时R0两端的最大电压为
根据欧姆定律可得R0的最大阻值为
故R0应选5Ω的。
4. （2023安徽）为估测一个电热水壶烧水时的电功率，小林在壶中装入质量为1kg的水，接入家庭电路中，通电加热210s，水温从20℃上升到70℃。已知水的比热容为。
（1）求该过程中水吸收的热量；
（2）若电流产生的热量全部被水吸收，请通过计算估测该热水壶的电功率；
（3）用上述方案估测出的电功率与实际功率相比、偏大还是偏小？简要说明原因。
【答案】（1）2.1×105J；（2）1000W；（3）偏小；在加热的实际过程中是有热量损失的
【解析】（1）水吸收的热量为
Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(70℃﹣20℃)=2.1×105J
（2）若电热水壶产生的热量全部被水吸收
W=Q吸=2.1×105J
热水壶的加热功率为
（3）因为在加热的实际过程中是有热量损失的，例如：容器吸热、周围空气吸热等，所以第（2）问所得的功率比实际功率偏小。
5. （2022广东）阅读下列短文，回答问题。
直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示，它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池）。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙所示（为方便计算，图像已作近似处理），充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如下表。
充电电压（V） 充电电流（A） 充电时长（min） 充电度数（kW h） 充电费用（元）
400 45 24.0 28.80
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更___________；
（2）在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是___________。当D为70%时，充电电流为___________A；
（3）若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为___________元；
（4）设D从70%增至80%所需时间为t1，从80%增至90%所需时间为t2，且t1：t2=2：3，则测试全过程的充电总时长为___________min。
【答案】 （1）大 （2）先变大，后不变 100 （3）72 （4）109
【解析】（1）直流充电桩比交流充电桩的电压更高、电流更大，据P=UI知，充电功率会更大。
（2）由图乙知，D由30%到55%时，充电功率变大，D由55%到70%时，充电功率保持不变，所以D从30%增至70%的过程中，充电功率先变大，再保持不变。
由图乙知，D为70%时，充电功率为40kW。由表格数据知，充电电压为400V，据P=UI知，充电电流
（3）由表格数据知，D为70%时，消耗的电能为24.0kW h，充电费用为28.80元。则每度电的费用
充满电时，需要消耗的电能
测试全过程的充电费用为
60kW h×1.2元/kW h=72元
（4）D从80%增至90%，消耗的电能
由图乙知，这个过程充电功率15kW，用时
那么，D从70%增至80%用时
D从90%增至100%的充电功率与80%增至90%的相同，用时相同，所以整个过程充电时长
t=t0+t1+t2+t3=45min+16min+24min+24min=1
【难点训练】
1. （2022深圳）小明设计了如图甲的模拟智能测温报警电路：电源电压调为12V，报警器（电阻不计）通过的电流超过10mA时就会报警，热敏电阻RT其阻值随温度T的变化关系如图乙所示。要求：当所测温度达到或超过37.3℃时，系统报警。
（1）计算R0；
（2）38℃时电流约为多少？
（3）36℃到40℃的过程中，电路最大总功率。
【答案】（1）800Ω；（2）0.011A；（3）0.144W
【解析】（1）如图甲，两个电阻串联，当所测温度达到或超过37.3℃时，系统报警，此时电路中的电流为10mA；由图乙可知， 此时热敏电阻RT的阻值为400Ω；热敏电阻RT两端的电压为
电阻R0两端的电压为
R0的阻值为
（2）由图乙可知，38℃时热敏电阻RT的阻值为300Ω；则电路中的电流为
（3）由图乙可知，温度在36℃到40℃过程中热敏电阻RT的阻值在变小，当温度在40℃时，阻值最小为200Ω；此时电路中的电功率最大为
2.（2023福建省） 下图是某暖手宝的工作原理图，电源电压恒为6V，电阻R1为10Ω，闭合开关S，电路的总电流为1A，求：
（1）通过R1的电流；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电路消耗的总电功率。
【答案】（1）0.6A；（2）15Ω；（3）6W
【解析】（1）由电路图可知，R1和R2并联，由欧姆定律可得，通过R1的电流为
（2）由并联电路的电流规律可得，通过R2的电流为
I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A
故由欧姆定律可得，电阻R2阻值为
（3）由P=UI可得，电路消耗的总电功率为
P=UI=6V×1A=6W
3. （2023辽宁抚顺） 如图所示电路，定值电阻为，滑动变阻器允许通过的最大电流为0.4A，当滑动变阻器的滑片P在最右端时，先闭合开关S，电流表示数为0.1A，再闭合开关，电流表示数为0.2A，在保证电路元件安全的条件下，将滑动变阻器的滑片向左最大范围移动。下列说法正确的是（　　）
A. 电源电压为8V
B. 滑动变阻器连入电路的阻值范围是~
C. 定值电阻的功率为0.8W
D. 通电1min，整个电路消耗的电能最多为120J
【答案】BD
【解析】A．由图可知，闭合开关S，电阻R0的简单电路，电流表测量通过R0的电流，电源电压
U=I0R0=0.1A×40Ω=4V
故A错误；
B．再闭合开关S1，变阻器连入电路的电阻最大，变阻器和电阻R0并联，电流表测量干路中的电流，由并联电路的特点可知通过R0的电流不变，为0.1A，通过变阻器的电流
I滑=I-I0=0.2A-0.1A=0.1A
变阻器的最大阻值
滑动变阻器允许通过的最大电流为0.4A，变阻器的最小阻值
所以滑动变阻器连入电路的阻值范围是40Ω~10Ω，故B正确；
C．定值电阻的功率为
故C错误；
D．滑动变阻器允许通过的最大电流为0.4A，通过变阻器的最大电流是0.4A，干路中最大电流
I大=I0+I滑大=0.1A+0.4A=0.5A
通电1min，整个电路消耗的最大电能
W=UI大t=4V×0.5A×60s=120J
故D正确。故选BD。
【易错点训练】
1．（2023·广东深圳三模）某同学想用如下电路图甲改装成一个称重秤，R0为压敏电阻，其电阻随压力变化曲线如图乙所示；电源电压为36V，R为20Ω的定值电阻，电流表量程为0~0.6A，则求（g=10N/kg）：
（1）当秤空载时，电流表示数；
（2）本秤能测量的质量范围；
（3）秤在称重为0.1kg时，整个电路的电功率。

【答案】（1）0.3A；（2）0~0.2kg；（3）16.2W
【解析】（1）由图甲可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流。由图乙可知，压力为零时，压敏电阻的阻值为100Ω，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时电路中的电流
故当秤空载时，电流表示数为0.3A。
（2）因为电流表的量程为0~0.6A，所以电路中的最大电流为0.6A，由欧姆定律可知，电路中的最小总电阻
由串联电路的电阻特点可知，压敏电阻的最小电阻
由图乙可知，此时压敏电阻受到的最大压力为2N，能测量的最大重力
由G=mg可知，能测量的最大质量
因此，本秤能测量的质量范围为0~0.2kg。
（3）0.1kg物体的重力
由图乙可知，此时压敏电阻的阻值为60Ω，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，电路中的电流
则整个电路的电功率
2.（2023甘肃威武） 如图甲所示为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，工作电路简化为图乙所示，其中S'为挡位开关，R1、R2为发热电阻（假定工作时电阻不变），A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火挡的额定功率为2420W，R2的阻值为180Ω。
（1）判断A灯是______（选填“红灯”或“绿灯”），你的判断依据是什么？
（2）求电中药壶“文火”挡的额定功率？
（3）某天用电高峰时，小艺用电中药壶帮奶奶熬药，为了计算家里电路的实际电压，她关了家里其它用电器，只将电中药壶调到猛火挡上，电中药壶工作1min，电能表（如图丙所示）的电能表表盘转了100转，由此她计算出家庭电路的实际电压是多少？
【答案】 （1）红灯 见解析 （2） 242W （3） 200V
【解析】（1）由电路图知，当开关S闭合，S'打至触点N时，电路为R1和指示灯A的串联电路，此时电路中阻值较小，由可知，此时电路功率较大，则电中药壶处于猛火挡，此时红灯亮，故A灯是红灯。
（2）由题意可知，猛火挡的额定功率为2420W，由可得，电阻R1的阻值为
当开关S闭合，S'打至触点M时，电路为两电阻和指示灯B的串联，此时电路中阻值较大，功率较小，电中药壶处于文火挡，故电中药壶文火挡的额定功率为
（3）由电能表表盘上的信息可知，电中药壶消耗的电能为
故电中药壶的实际功率为
由可得，电中药壶的实际电压为
3. （2023湖北随州）下图是陈老师办公室电热水壶的照片，右图是其内部电路的简化图。电路主要由并联的两个支路组成：一支路是由指示灯（2V 0. 1W）和“限流电阻”串联而成；另一支路接有发热盘（发热电阻）。已知电源电压为220V，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
（1）判断“限流电阻”是“大电阻”还是“小电阻”（小于10Ω为“小电阻”，大于100Ω为“大电阻”）。直接写出你判断的结论无需证明无需说明理由；
（2）用该电热水壶给壶内1kg、20°C的水加热，已知加热功率为1000W，加热时80%的热量被壶内的水吸收，求多长时间可以将水烧开（100°C）？
【答案】（1）大电阻；（2）420s
【解析】（1）由图可知，指示灯和限流电阻串联，根据P=UI可知，显示灯的工作电流为
流电阻分担的电压为
U=220V-2V=218V
根据欧姆定律可知，图限流电阻为
由于大于100Ω为大电阻，故限流电是大电阻。
（2）对壶中的水来讲，吸收的热量为
Q吸=cmΔt
对电热盘来讲，由可得W=Pt， 有效放热与吸热的关系为
Ptη=cmΔt
加热时间为
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