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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：（2024九上·余杭期末）小科在“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）如图甲所示是小科连接的实物电路，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）待连接正确后，发现接通开关，调节电路后电压表示数为2V；接下去小科应该如何操作 答： 。
（3）小科根据记录的多组1-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(如图乙所示)，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）小科根据小灯泡的I-U图像(如图乙所示)，分析出小灯泡的电阻在增大，你认为原因是 。
【答案】（1）
（2）向右调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V，读出电流表的示数
（3）0.625
（4）灯丝的电阻随温度升高而增大
【解析】“测量小灯泡的电功率” 用电压表测量灯泡两端电压，电流表测量灯泡通过的电流，电流乘以电压即为电功率。
【解答】（1）电流表应该与用电器串联。
（2）电压表示数小于额定电压，所以向右调节滑动变阻器，减小滑动变阻器的分压，增大灯泡电压，达到额定电压。
（3）电压等于额定电压的时候，电流为0.25A，P=UI=2.5X0.25W=0.625W
（4）灯泡的灯丝是金属做的，金属的电阻随温度升高增大。
变式1：（2024九上·绍兴期末）某灯泡上标有“7.*V0.5A”的字样，其中额定电压值不清、估计在7.0V~7.9V之间，因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪器：一只电压恒定的电源(电压值未知)、一只电流表、一只标有“20Ω 1.5A"的滑动变阻器R，一只阻值为10Ω的定值电阻R0、开关和导线若干。某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展以下实验。
（1）滑片P位于a端时。只闭合开关S和S1，此时电流表示数如图乙为 A，计算出电源电压为 V。
（2） (请补充具体操作)，此时小灯泡正常发光。
（3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1，断开S2，读出电流表示数为0.6A，则求出此时变阻器接入电路的阻值R'。通过计算得出灯泡的额定电功率为 W。
【答案】（1）0.4；12
（2）闭合开关S和S2，断开S1，移动滑动变阻器R的滑片P，使电流表示数为0.5A
（3）3.5
【解析】（1）只闭合开关S和S1，滑片P位于a端时，滑动变阻器R与定值电阻R0串联，由图乙可知此时电路中电流，根据串联电路特点和欧姆定律可计算出电源电压；
（2）小灯泡正常发光，通过的电流为0.5A，据此分析；
（3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为0.6A，先计算定值电阻两端电压，得出滑动变阻器两端电压，计算滑动变阻器连入电路电阻；
当灯泡正常发光时，知道滑动变阻器连入电路的电阻和通过电路的电流，计算滑动变阻器两端电压，可得出灯泡两端电压，即额定电压，根据P=UI计算额定功率。
【解答】（1）只闭合开关S和S1，滑片P位于a端时，滑动变阻器R电阻全部连入电路且与定值电阻R0串联，
灯泡正常发光时的电流为0.5A，则电流表选择小量程，分度值为0.02A，则示数为：I1=0.4A；
则电压电压为：U=I1（R最大+R0）=0.4A×（20Ω+10Ω）=12V；
②只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A，此时小灯泡正常发光；
③当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为：I2=0.6A，
则此时定值电阻两端的电压为：U定=I2R0=0.6A×10Ω=6V，
此时滑动变阻器两端电压为：U'=U-U定=12V-6V=6V，
则滑动变阻器连入电路的电阻为：；
当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为：U″=IR=0.5A×10Ω=5V，
则此时灯泡两端的电压即额定电压为：U额=U-U″=12V-5V=7V，
灯泡的额定电功率为：P=U额I=7V×0.5A=3.5W。
变式2：（2024九上·临海期末）为探究小灯泡亮度与电功率的关系，兴趣小组利用电压恒为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进行实验，获得相关数据如表。图乙是实验过程中电路总功率、小灯泡功率随电流变化的曲线。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.1 0.9 1.7 2.1 2.5
电流I/A 0.05 0.19 0.24 0.26 0.28
功率P/W 0.005 0.171 0.425 0.546 0.725
小灯泡亮度 越来越亮
（1）从第2次到第3次实验，滑片P应向 移动。
（2）乙图中线段CD表示的物理量是 。
（3）整理数据发现，当小灯泡两端电压变大时，灯泡电阻也变大，请分析原因。
【答案】（1）左
（2）电流为I0时，滑动变阻器的电功率
（3）小灯泡两端的电压变大时，电流也变大，根据Q=I2Rt，相同时间产生的内能增多，温度升高，阻值增大
【解析】
（1）由表格数据可知，实验3中灯泡两端的电压值大于实验2中灯泡两端的电压值，而电源电压变，且U=U滑+UL，故实验3中应減小滑动变阻器两端的电压，根据串联分压特点可知滑动变阻器的滑片P的移动方向。
（2）根据电路的总功率等于各用电器功率之和，同时结合图乙分析回答。
（3）灯丝的电阻随温度的升高而增大。
【解答】
（1）由表格数据可知，实验3中灯泡两端的电压值大于实验2中灯泡两端的电压值，而电源电压不变，且U=U滑+UL，故完成实验2后，要想获得实验3的数据（即增大灯泡两端的电压），应减小滑动变阻器两端的电压，根据串联分压特点可知，应減小滑动变阻器接入电路的阻值，则由图甲可知滑片P应向左移动。
（2）由图乙可知，电流为I0时，C点是此时电路的总功率，D点是此时灯泡的功率，根据电路的总功率等于各用电器功率之和可知，线段CD表示电流为I0时，滑动变阻器的电功率。
（3）由表中数据可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P= UI可知，灯泡功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大。
变式3：（2024九上·南浔期末）要测量小灯泡的额定功率，实验室提供的器材有：标有“2.5V”的小灯泡、电池组（电压为3V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）小浔所接的实验电路如图甲所示，电路中部分连接不合理，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法；
（2）移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W；
（3）小浔在实验过程中，移动变阻器滑片时，小灯泡突然熄灭。经判断，电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时，在不拆开电路的情况下，他把一根导线接在电流表两端接线柱，小灯泡又发光了，可判断电路故障是 。
【答案】（1）如图
（2）0.65W
（3）电流表被烧坏或电流表断路
【解析】（1）测量小灯泡额定功率的实验中，电压表应测灯泡两端的电压，据此分析甲图中的错误并改正。
（2）根据电流表的量程和分度值确定电流表的示数；根据P=UI求出灯泡的额定功率。
（3）已知电路故障是小灯泡或电流表被烧坏，结合所给实验现象分析具体的电路故障。
【解答】（1）要测量小灯泡的额定功率，电压表应测灯泡两端的电压，而 图甲中电压表测灯泡和滑动变阻器的总电压。此时可以将电压表与变阻器相连的导线从变阻器上拆下，改接在电灯泡的右端即可，如下图所示：
（2）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以电流表的示数为0.26A， 灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W。
（3）在实验过程中，移动变阻器滑片时，小灯泡突然熄灭；经判断，电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时，在 不拆开电路的情况下，他把一根导线接在电流表两端接线柱，小灯泡又发光了，说明小灯泡没有问题，则故障是电流表断 路（或电流表被烧坏）。
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：（2024九上·杭州期末）如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系”的实验装置，煤油的质量、初温均相同，5分钟后观察到甲瓶中温度计示数比乙瓶高，若电阻丝的电阻分别为R甲和R乙，通过的电流分别为Ⅰ甲和Ⅰ乙，则（ ）
A．I甲>l乙，R甲>R乙 B．I甲=I乙，R甲>R乙
C．I甲=I乙，R甲
I乙，R甲【答案】B
【解析】根据串联电路的电流特点及焦耳定律进行解答。
【解答】由图中可知R甲与R乙串联在电路中，在串联电路中电流处处相等，所以I甲＝I乙；
由于5分钟后观察到甲瓶中温度计的求数比乙瓶高，由此可知Q甲＞Ｑ乙，
由于Q＝I2Rt，I甲＝I乙，所以R甲>R乙；故B正确。答案为：B。
变式1：（2024九下·杭州月考）小乐猜想：“电流通过导体产生的热量的多少可能跟电流、电阻和通电时间有关”，于是设计了如图所示的装置①和②，先将电阻丝（R1＜R2）分别装入规格相同的烧瓶中，然后将带有相同的玻璃管的塞子塞紧烧瓶，玻璃管在外侧的一端与相同的瘪气球相连；实验过程中电源电压保持不变。下列叙述中，正确的是（ ）
A．探究电流产生的热量与电流大小的关系，可比较气球甲、乙的体积变化
B．探究电流产生的热量与电阻大小的关系，可比较气球丙、丁的体积变化
C．装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是丙气球
D．装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是甲气球
【答案】C
【解析】（1）（2）根据控制变量法的要求分析判断；
（3）（4）比较各个电阻产生热量的多少，从而判断气球体积的大小变化即可。
【解答】根据题意可知，电阻产生的热量越多，则烧瓶内气体温度越高，那么气球的体积越大。
A.探究电流产生的热量与电流大小的关系，需要控制电阻相同而改变电流的大小，而甲和乙中两个电阻串联电流相同，而电阻不同，故A错误；
B.探究电流产生的热量与电阻大小的关系，需要控制电流大小和时间相同，改变电阻大小，因此可以比较甲和乙气球的体积变化，故B错误；
CD.甲和乙中两个电阻串联，通过的电流相等，根据Q=I2Rt可知，乙中电阻产生的热量多，即Q乙＞Q甲。丙和丁中两个电阻并联，它们的电压相等，根据可知，丙中电阻产生的热量多，即Q丙＞Q丁。①和②中电源电压相等，则丁的电阻两端的电压肯定大于乙的电压，根据可知，丁产生的热量大于乙产生的热量，即Q丁＞Q乙。比较可知，产生热量最多的是丙，则体积变化最大的是丙气球，故C正确，D错误。故选C。
变式2：（2023九上·玉环月考）小科家有一台电烤箱，其铭牌如下，高温档功率数值模糊不清。其内部简化电路如图所示，和均为电热丝。求：
××牌电烤箱
额定电压 220V
额定功率 高温档
低温档 440W
电源频率 50Hz
（1）当电烤箱处于低温档时，、所处的状态是 。
（2）当电烤箱在低温档正常工作时的电流是多少？
（3）小科先断开其它家用电器，并将电烤箱调到高温档接入220V的家庭电路中，发现他们家的电子式电能表（3000imp/（kW·h））在2min内指示灯恰好闪了120次，请你帮助他计算电烤箱高温档时的电功率。（“3000imp/（kW·h）”指的是接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电表上的指示灯闪烁3000次）
【答案】（1）闭合、断开
（2）闭合、断开，与串联，电烤箱处于低温挡，由表格数据可知，电烤箱在低温挡正常工作时的功率，
由可得电路中的电流：
（3）3000imp/（kW·h）表示每消耗1kW·h的电能，电能表的指示灯闪烁3000次，指示灯闪烁120次消耗的电能：
，
电烤箱的电功率：
【解析】在单位时间内电流所做的功叫做电功率；其中单位时间为秒（s），所做的功就是指电功。 电功率使用符号大写的英文字母“P”表示，电功率是描述电流做功快慢程度的物理量，通常所谓用电设备容量的大小，通常都是指的电功率的大小，他表示该用电设备在单位时间内做功的能力。
【解答】（1） 当电烤箱处于低温档时 ，应该R1，R2串联，所以 闭合、断开 。
变式3：（2024九上·金东期末）如图-1，是某型号电暖器。它有高温、低温两个挡位，其简化电路图如图-2所示。R1和R2均为发热电阻，其部分参数如图表所示。请完成下列问题：
额定电压 220V
额定功率 高温挡 2200W
低温挡 1100W
（1）当开关S1、S2均闭合时，电暖器处于 挡；
（2）求该电暖器在低温挡正常工作时，电路中的电流大小；
（3）在某次用电高峰期，小金用如图-3所示的电力监测仪，测出该电暖器在低温挡工作时的实际电压为210V，实际功率为900W。小金由此认为实际功率小于额定功率，只是因为实际电压小于额定电压造成的。小兰和小江却一致认为小金的观点不全面。请你根据题中信息和所学知识，解释实际功率小于额定功率的原因。
【答案】（1）高温挡
（2）电暖器在低温挡正常工作时的功率为1100W，电路中的电流大小为
（3）由题意知，用电高峰期电暖器在低温挡工作时，实际电压为210V，实际功率为900W，根据P=U2/R可得，此时R1的阻值为49Ω。由此可知，原电阻发生了变化。所以造成实际功率小于额定功率的原因，不只是因为实际电压小于额定电压造成的，用电器电阻变大也是其中一个原因。
【解析】电路中的总电阻越小，电压一定，总功率越大。结合电功率公式进行分析。
【解答】（1）由图2可知，当开关S1、S2均闭合时，R1和R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，电加热器处于高温挡。
（3）根据进行分析， 实际功率小于额定功率，是由于实际电压小于额定电压造成的，用电器电阻变大也是其中一个原因。
1．（2024九上·鹿城月考）小科用如图所示的电路探究“电流通过导体产生热量多少与电阻的关系”，下列说法正确的（ ）
A．玻璃管越粗实验现象越明显
B．两烧瓶中分别装等质量的水和煤油
C．需控制两烧瓶中电阻丝的长度、横截面积、材料均相同
D．该装置还可研究导体产生的热量与电流大小的关系
【答案】D
【解析】转换法 物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
【解答AB.电阻丝产生的热量不易直接观察，由转换法，可使等质量初温相同的同种物质吸收热量，由温度变化确定产生的热量多少；故玻璃管越细，变化幅度越大，实验现象越明显，故AB错误；
C.探究“电流通过导体产生热量多少与电阻的关系”，要控制电流和通电时间相同，只改变电阻大小，故两烧瓶中电阻丝阻值应不同，若控制两烧瓶中电阻丝的长度、横截面积、材料均相同，则两电阻丝阻值相同，故C错误；
D.研究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，要控制电阻和通电时间相同，只改变电流大小。上图中，将任一个电阻丝作为研究对象，通过移动变阻器的滑片可改变电
路的电流大小，而控制通电时间相同，即可研究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，故D正确。故答案为：D。
2．小乐认为电流通过导体时产生的热量可能与通过导体的电流、导体电阻和通电时间有关。她用如图所示实验装置进行探究，接入的三根电阻丝规格相同（阻值为5Ω）；两个相同的空气盒各自连接一个相同的U形管，两U形管装有同种液体并封闭等量的空气，且两U形管内的各液面相平。则该实验（ ）
A．通电后能观察到管②中的液面比管①中的液面升得更快
B．可探究导体产生的热量与导体电阻的关系
C．无法探究导体产生的热量与通电时间的关系
D．运用了控制变量法和转换法
【答案】D
【解析】（1）哪个电阻产生的热量多，哪边的液面上升的就越快，根据焦耳定律Q=I2Rt比较即可；
（2）（3）根据控制变量法的要求分析；
（4）探究一个因素对物理量的影响时，必须控制其它因素相同，这就是控制变量法。物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
【解答】A.①中的电阻在干路上，而②中的电阻在支路上，根据并联电路的电流特点可知，通过左边电阻的电流大于右边电阻的电流。根据焦耳定律Q=I2Rt可知，左边电阻产生的热量大于右边电阻产生的热量，则管①中的液面上升的快，故A错误；
B.探究导体产生的热量与导体电阻的关系时，必须控制电流和时间相同而改变电阻，而题目中电阻的大小相同，因此无法达到目的，故B错误；
C.探究导体产生的热量与通电时间的关系时，必须控制电阻和电流相同，而改变通电时间，只需选取左边的电阻即可完成实验，故C错误；
D.根据上面的分析可知，本实验使用了控制变量法。电流产生的热量无法直接进行比较，将其转化为U形管中液面的高低变化，则使用了转化法，故D正确。
故选D。
3．（2024九上·武义月考）如图所示的电路中，闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时，则（ ）
A．电流表的示数增大 B．电压表的示数减小
C．R1的电功率一定减小 D．R2的电功率一定增大
【答案】C
【解析】首先分析电阻的串并联关系，然后确定电表所测的物理量，最后利用欧姆定律和串并联电路的特点进行分析判断。
【解答】根据图片可知，电阻R1与变阻器R2串联，电压表测变阻器的电压，电流表测总电流。
当变阻器的滑片P向右滑动时，变阻器R2的阻值增大，根据R总=R1+R2可知，总电阻变大，那么总电流变小，因此电流表的示数变小，故A错误；
在串联电路中，电压与电阻成正比，因为变阻器的阻值增大，所以它两端的电压增大，即电压表的示数变大，故B错误；
根据公式P1=I12R1可知，通过R1的电流变小，那么它的电功率减小，故C正确；
在串联电路中，当变阻器的阻值与定值电阻的阻值相同时，变阻器的电功率最大。如果原来变阻器的阻值小于R1，那么R2的功率变大；如果原来变阻器的阻值大于R1，那么R2的功率变小，故D错误。
故选C。
4．（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。
5.一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．
6．（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。
7．（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℃。
8．（2024九上·平湖期末）某电能表的表盘上标有“1600 imp/kW·h”的字样。将某品牌的电饭锅(电路图如图所示)接在家庭电路中，只让它处于高温档单独工作12分钟，这段时间内电能表的指示灯烁了320imp(次)。根据以上信息，请回答下列问题。
（1）“kW·h”是 的单位。
（2）电饭锅的开关S连接在 接线柱(选填“bc”.“cd”)。
（3）该电饭锅在12分钟内的实际功率为 瓦。
【答案】（1）电能（或电功）
（2）cd
（3）1000
【解析】1600 imp/(kW●h)表示电能表指示灯每闪烁1600次，电路消耗的电能为1kW●h。
【解答】（1）kW·h是电能的单位。1kW·h表示乙1kW的功率工作1小时消耗的电能。
（2） 电饭锅的开关S连接在cd接线柱，此时R2被短路，只有R1连通，电路电流最大，功率最大，处于高温档。
（3） 该电饭锅在12分钟内的实际功率为
9．（2024九上·鹿城月考）一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段。图甲为多档位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，R1、R2为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示。
额定电压 220V
磨豆功率 110W
加热功率 1210W
保温功率 88W
产品规格 295*280*410mm
（1）闭合S2和S3咖啡机的工作状态处于 阶段。
（2）R2的阻值是多少欧？
（3）小科某次泡制咖啡，只进行了磨豆和加热，其中磨豆用时0.5分钟，加热用时3分钟，则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能？
【答案】（1）加热
（2）解：当闭合S2、S3时，只有R1接入电路，电阻最小，为加热阶段，
由电功率可知；
当S2闭合、S3断开时，此时是保温阶段，
可得此时电路总电阻
（3）解：磨豆用时0.5分钟，t1=0.5min=30s，加热用时3分钟，t2=3min=180s，
本次泡制咖啡共消耗电能
。
【解析】（1）由电功率P=UI可知，在电源电压U=220V一定时，电阻越大电功率越小，电阻越小电功率越大，当只闭合S2时，电阻R1、R2串联接入电路，电阻最大，为保温阶段，当闭合S2、S3时，只有R1接入电路，电阻最小，为加热阶段；
（2）当闭合S2、S3时，只有R1接入电路，电阻最小，为加热阶段，由电功率P=UI可知R1阻值；当只闭合S2时，电阻R1、R2串联接入电路，电阻最大，为保温阶段，由电功率P=UI可知R1+R2阻值，然后相减即可；
（3）消耗的总电能等于磨豆和加热消耗的电能之和。
10．（2024九上·江北期末）如图甲是一款多功能电暖器，其内装有导热油，转动旋钮可实现高、中、低不同档位之间的切换。图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同，已知中温档额定功率为1000W。
（1）电暖器是利用电流的 效应来工作的。
（2）电暖器低温档工作时，开关应处于 位置（填“1”“2”或“3”）。
（3）电阻R的阻值为 Ω。
【答案】（1）热
（2）1
（3）48.4
【解析】（1）电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应；
（2）根据比较开关在不同位置时电功率的大小，从而确定对应的工作状态即可；
（3）当开关在2时，只有R单独工作，此时为中温档，根据计算R的阻值。
【解答】（1）电暖器是利用电流的热效应来工作的。
（2）根据乙图可知，当开关处于1时，两个电阻串联，总电阻为R串；
当开关处于2时，只有一个R工作，总电阻为R；
当开关处于3时，两个电阻并联，总电阻为R冰；
那么总电阻R串>R>R并；
根据可知，总功率P串则三者对应的功率为低温、中温和高温档。
（3）当开关在2时，只有R单独工作，此时为中温档，
则R的阻值为：。
11．（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。
12．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
13．（2024九上·杭州期末）在3D打印笔中装入塑料条，接通电源，等待一段时间后即可挤出热融的塑料，塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态（如图甲）。其内部电路如图乙，R1、R2是相同的PTC（热敏材料）发热电阻。单个电阻与温度的关系如图丙。
（1）打印笔工作时，发热功率有高、低两档。当S、S1都闭合时，处于 档。
（2）温度在120℃-360℃之间时，打印笔工作时的发热功率随温度的升高而逐渐 （选填“增大”或“减小”）。
（3）打印笔正常工作时的电压为220伏，高挡打印时，电阻的温度为250℃，打印笔的电功率是多少
【答案】（1）高
（2）减小
（3）由图丙可知，温度为250℃时，一个发热电阻的阻值为1210Ω，打印笔的电功率：。
答：打印笔的电功率是80W。
【解析】（1）当S、S1都闭合时，两电阻并联，总电阻最小，根据可知，此时总功率较大，为高挡；
（2）由图丙可知，电阻和温度的改变，根据可知发热功率随温度的变化；
（3）由图丙读出温度为250℃时的电阻，根据可知打印笔的电功率。
【解答】（1）当S、S1都闭合时，两电阻并联，总电阻最小，根据可知，此时总功率较大，为高挡；
（2）温度在120℃-360℃之间时，打印笔工作时的电阻随温度的升高逐渐增大，可知发热功率随温度升高而逐渐减小；
（3）由图丙可知，温度为250℃时，一个发热电阻的阻值为1210Ω，由于此时两个电阻是并联在电路中，打印笔的电功率就是两个电阻的电功率之和。
14．（2024九上·平湖期末）电热砂锅工作时先用高挡加热锅内汤料至沸腾，再用低挡持续加热食物，使食物“汤浓味鲜”。
（1）某次烹饪一共用时6小时，电功率与加热时间的关系如图所示，则本次烹饪共消耗多少电能
（2）用电热砂锅将2千克20℃汤料加热至60℃，汤料吸收的多少热量 (已知汤料的主要成分为水，比热约为4200J/(Kg ℃))
（3）第(2)小题中，若电热砂锅产生热量的80%被汤料吸收，则电热砂锅使至少需要工作多少时间
【答案】（1）W=W1+W2=P1t1+P2t2=0.42KW×1h+0.1KW×5h=0.92kW·h
（2）Q吸=cmδt=4200J/（Kg ℃）×2Kg×（60℃-20℃）=3.36×105J
W= Q吸/0.8=3.36×105J/0.8=4.2×105J
（3）t=W/P=4.2×105J/420W=1000s
【解析】（1）电能等于电功率与时间的乘积；
（2）吸收的热量等于比热与升高的温度以及质量的乘积；
（3）利用电热砂锅产生热量的80%被汤料吸收， 求解消耗的电能，电能除以功率等于时间。
15．（2024九上·余杭期末）小科给家里买电热水壶，他测试了价格相同的甲、乙两款电热水壶，它们的铭牌如图所示。均正常工作，都把质量为1kg的水从20℃加热到40℃，甲用时125s，乙用时120s。[水的比热为4200J/(kg·℃)]
（1）甲电热水壶正常工作时电阻是多大
（2）质量为1kg的水从20℃加热到40℃，吸收的热量是多少
（3）如果从甲或乙中选择一款节能的电热水壶，请通过计算，帮助小科选择哪款
【答案】（1）解：由P＝U2/R得R＝U2/P＝(220V)2/800W＝60.5Ω
（2）解：质量为1kg的水从20℃加热到40℃，吸收的热量为
Q＝cmΔt＝4200J/(kg·℃)×1kg×(40－20)℃＝8.4×104J
（3）解：把质量为1kg的水从20℃加热到40℃，
甲电热水壶用电量为W1＝P1t1＝800W×125s＝1.0×105J
乙电热水壶用电量为W2＝P2t2＝1000W×120s＝1.2×105J
因为W甲＜W乙，所以甲电热水壶更节能，选择甲电热水壶。
【解析】（1） 电热水壶为纯电阻，可以利用 P＝U2/R 求出电阻。
（2）求出温度差，利用水的比热容求解吸收的热量。
（3）根据W=Pt求解消耗的电能，消耗的电能越少越省电，即选择该款。
16．（2024九上·南浔期末）图甲是自动上水电热水壶，因其取水方便越来越受到喝茶人士的喜欢。取水时，只要闭合开关，水泵在电动机的带动下，就能将水抽到壶内。
（1）自动取水时，将1.1ｋｇ水抽高0.5ｍ灌入电热水壶中需要5ｓ，电动机的机械效率为80％，则电动机抽水时的功率至少为多少瓦？
（2）该款新型智能电热水壶，有高、中、低三挡，还可以手动调节，它的等效电路图如图丙所示，其中R1＝R2＝100Ω，均为电热丝，单刀双掷开关S2可接ａ或ｂ。
求：①开关S1断开、S2接ｂ时，电热水壶处于 （填“高温”“中温”或“低温”）挡；
②电热水壶处于高温挡时的电功率 。
【答案】（1）W=Gh=mgh=1.1kg×10N/kg×0.5m=5.5J
W电能=W/η=5.5J/80%=6.875J
P电=W电能/t=6.875J/5s=1.375W
（2）低温；968W
【解析】（1）首先根据W=Gh计算对水做的有用功，然后根据计算消耗的电能，最后根据计算电动机的电功率；
（2）①根据公式比较开关在不同闭合情况下总功率大小，从而确定对应的工作状态即可；
②根据分别计算出两个电阻的电功率，然后相加得到高温档功率。
【解答】（2）①根据丙图可知， 开关S1断开、S2接ｂ时， 两个电阻串联，总电阻为R串；
开关S1闭合、S2接ｂ时，只有R1工作，此时总电阻为R1；
开关S1闭合、S2接a时，两个电阻并联，此时总电阻为R并；
则总电阻R串>R1>R并；
根据公式可知，总功率P串则对应状态分别为低档、中档和高档。
②电热水壶高温档时的功率：P高=P1+P2=。
17.（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。
18．（2024九上·平湖期末）在学校举行的科学实验创新比赛上，某科学兴趣小组对“研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验进行了改进，将原装置中的两个盛放煤油且装有电阻丝的烧瓶，用两根电阻丝R1、R2(R1>R2)和PE保鲜膜代替(如下图所示，电源、开关、滑动变阻器.电流表等元件没有展示)。将相同的保鲜膜缠绕电阻丝一圈，向下拉紧绷直后用夹子固定在木板上，保鲜膜受热熔化后会断裂。比较保鲜膜熔化断裂所需时间，即可比较相同时间内电阻丝产生热量的多少。
（1）改进实验的方案中，将电阻丝R1、R2串联在电路中的目的是为了 。
（2）科学兴趣小组利用改进后的实验装置进行实验探究，设计了如下活动记录单，并记录了实验数据。请你在表中“ ”处填上缺失的项目 。
实验序号 电流值(A) 电阻丝
1 1 R1 10
R2 7
2 1.2 R1 8
R2 5
3 1.5 R1 4
R2 2
（3）根据表格数据分析，电流通过导体产生的热量与 有关。
（4）反思：该实验中保鲜膜受到夹子的拉力大小较难控制完全相同，会导致实验结果存在误差，针对这个问题，你的改进方法是 。
【答案】（1）控制通电时间和电流相同（只写出通电时间或电流相同，得1分）
（2）保鲜膜熔断时间（秒）（不写单位，得1分）
（3）电流和电阻（只写一项得1分，出现错误不得分）
（4）在保鲜膜下面挂两个质量相等的钩码（或质量相等的物体）
【解析】电流产生的热量用煤油膨胀多少来反映，煤油膨胀的越多，产生的电热越多，电热跟电流、通电时间、电阻有关.在电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的电热越多；在电流和电阻一定时，通电时间越长，产生的电热越多；在电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的电热越多。
【解答】（1） 将电阻丝R1、R2串联 ，串联电路电流处处相等，所以串联在电路中的目的是为了控制通电时间和电流相同；
（2） 通过比较保鲜膜熔化断裂所需时间，即可比较相同时间内电阻丝产生热量的多少。所以 “ ”处填上缺失的项目为 保鲜膜熔断时间（秒） ；
（3）由表格可得改变的量为电流和电阻，所以可得出电流通过导体产生的热量与电流和电阻有关；
（4） 在保鲜膜下面挂两个质量相等的钩码，钩码重力相等，利用重力来替代夹子的拉力大小。
19．（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。
20．（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。
21．（2024九上·江北期末）小宁同学进行“测量小灯泡电功率”实验，已知电源电压是3V，小灯泡的额定电压是2.5V。
小宁同学通过调节滑动变阻器，进行几次实验，得到部分U和Ⅰ的数据如下表所示：
电压U/V 0.5 1.0 2.0 2.5 2.8
电流I/A 0.18 0.20 0.30 0.34
电功率P/W 0.09 0.20 0.60 0.952
灯泡发光情况 不亮 发暗光 发较亮光 正常发光 发出强光
（1）在对数据进行分析时发现：小灯泡灯丝电阻随温度的升高而 （填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 W。
（3）实验中多次测量的目的是____。
A．探究灯泡亮度与灯泡实际功率的关系
B．多次测量求平均值，减小误差
【答案】（1）增大
（2）0.8
（3）A
【解析】（1）利用公式分别计算出灯泡在不同电压下的电阻，然后比较即可。
（2）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；
（3）根据实验中多次测量的目的分析判断。
【解答】（1）根据公式分别计算出灯泡的电阻依次为：2.8Ω、5Ω、6.67Ω，那么得到： 小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大。
（2）根据乙图可知，电流表的量程为0·0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.32A，那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W。
（3） 实验中多次测量的目的探究灯泡亮度与实际功率的大小关系，故选A。
22．（2023九上·义乌月考）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。
23．（2024九上·金华月考）科学学习小组用图1所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。
（1）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数很小。接下来应进行的操作是____（填字母）。
A．更换小灯泡 B．检查电压表是否断路
C．检查开关是否接触不良 D．向右移动滑动变阻器滑片
（2）小华组闭合开关进行实验，发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零。已知仅导线发生故障，则图1中导线 （选填“①”、“②”或“③”以及故障名称）。
（3）小华进行六次实验，记录实验数据并在U﹣I图象中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图象如图2所示。则根据记录的数据和图象可知：
①小灯泡的额定功率为 W。
②实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 。
A.5Ω 2A B.10Ω 2A C.20Ω 1A D.30Ω 1A
【答案】（1）D
（2）①断路
（3）0.75；D
【解析】（1）在闭合开关前，为了避免电流过大而烧毁用电器，要求变阻器的阻值调到最大，据此分析判断；
（2）若电流表示数为0，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）①根据U-I图像知灯在额定电压下的电流，根据P=UI求出小灯泡的额定功率；
②根据U-I图像知灯的电压为0.5V时电流大小，由串联电路的规律及欧姆定律得出此时实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻，确定变阻器的规格；
【解答】（1） 闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数很小，说明整个电路工作正常，可能是变阻器接入的阻值太大所致，那么接下来的操作为：向右移动滑动变阻器滑片，故选D。
（2）电流表示数始终为零，电路可能断路，电压表示数始终为3V，说明电压表与电源连通，已知仅导线发生故障，则图1中导线①发生了断路，导致电压表串联在电路中了；
（3）根据U-I图像知，灯在额定电压下的电流为0.3A，
①小灯泡的额定功率为：P=ULI=2.5V×0.3A=0.75W。
②根据U-I图像知，灯的电压为0.5V时，电流为0.1A，由串联电路的规律及欧姆定律，
此时实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻为：；
故变阻器的规格可能为30Ω 1A，
故选D。
24．（2023九上·余姚月考）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源为2节干电池，小灯泡标有“2.5V”字样。
（1） 按图甲方式连接好电路，小敏刚要闭合开关时，同组同学提醒他的操作有一个不妥之处，请你帮他指出： 。
（2） 闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器，小敏发现小灯泡始终不发光，电压表示数接近于 3V 保持不变，电流表示数始终为零，则故障原因可能是 。
（3） 排除故障后，小敏闭合开关进行实验，当电压表示数为 2.5V 时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4） 实验结束后，小组同学对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】（1）滑动变阻器滑片没有处在阻值最大处
（2）小灯泡断路
（3）1.05
（4）偏大
【解析】（1）为保护电路，闭合开关前滑动变阻器滑片应置于阻值最大位置；
（2）电流表示数为零，电路断路；灯泡不亮，灯泡断路或灯泡短路或灯泡以外的电路断路；电压表有示数，说明电压表与电源正负极连接，电压表并联电路以外电路没有断路；综上分析知故障是灯泡处断路；
（3）根据电流表的量程和分度值读数，再利用P=UI求出功率。
（4）实验结束后，小组同学对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，导致电流表测得电流是通过电压表和小灯泡的电流之和，大于通过小灯泡的电流，根P=UI得出结论。
【解答】（1）为保护电路，闭合开关前滑动变阻器滑片应置于阻值最大位置，而图甲中，闭合开关前滑片没有置于阻值最大位置；
（2）闭合开关，灯泡不亮，且电压表有示数、电流表示数始终为零，造成这种故障的原因是灯泡处断路；
（3）由图乙可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.42A，则小灯泡的额定功率为：
P=UI=2.5V×0.42A=1.05W。
（4）实验结束后，小组同学对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，导致电流表测得电流是通过电压表和小灯泡的电流之和，大于通过小灯泡的电流，根P=UI知，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大。
25．（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。
26．（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。
27．（2024九上·鹿城月考）小明用图甲所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。
（1）闭合开关进行小灯泡额定功率测定的实验，当移动滑动变阻器到图中位置时，电压表示数为2伏，接下来的操作是 。
（2）小明进行了六次实验，记录实验数据并在U-I图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知：小灯泡的额定功率为 瓦。
（3）实验结束后，小明继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行探究，画出了对应的U-I图像如图丙，请你在图中“①”、“②”或“③”三条虚线中选择正确的一条，并说明你选择的依据 。
【答案】（1）向右移动滑动变阻器，直到电压表示数为2.5伏
（2）0.75
（3）①，灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变
【解析】额定功率，是指用电器正常工作时的功率。它的值为用电器的额定电压乘以额定电流。若用电器的实际功率大于额定功率，则用电器可能会损坏；若实际功率小于额定功率，则用电器无法正常运行。
【解答】（1） 电压表示数为2伏 ，电路中的电阻较大，接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片， 直到电压表示数为2.5伏 。
（2）根据U-I图像可知，灯泡两端电压等于额定电压2.5V正常发光，此时通过它的电流为0.3A，小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
（3）电源电压为3V，灯的U-I图像与变阻器电流随电压的变化关系图像交点，表示灯的电压与变阻器的电压相等（串联电路各处的电流相等），故由串联电路电压的规律，此时灯与变阻电压的电压都为1.5V， 灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变等于3v，只有图3中的虚线①符合这个条件。
28．（2024九上·杭州期末）小金测定小灯泡的额定功率，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）、开关与导线若干、滑动变阻器两只：R1（10Ω 0.5A），R（20Ω 0.5A）。
（1）请用笔画线代替导线，在答卷上将图甲中的实物图连接完整。
（2）若要完成本实验，则选择的滑动变阻器是 （选填“R1”或“R2”）。
（3）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，则滑片向 （选填“左”或“右”）端移动。
（4）I0为灯泡正常发光时的电流大小，以电流的平方（I2）为横坐标，以实际功率（P）为纵坐标，下列与实验数据最相符的图是 。（选填字母）
【答案】（1）
（2）R2
（3）右
（4）D
【解析】（1）将电压表并联在灯泡两端；
（2）根据电源电压及小灯泡的额定电压和电阻值，计算出当灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值进行判断；
（3）根据电压表选用量程确定分度值读数，比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向；
（4）根据P=I2R，若R不变，则P与I2成正比，根据灯的电阻随电流变大而变大分析。
【解答】（1）将电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
；
（2）由已知条件知，电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，所以滑动变阻器两端的电压为U'=6V-2.5V=3.5V，
灯泡正常发光时的电路大约为，
所以滑动变阻器接入电路的阻值为：，故滑动变阻器选择规格为“20Ω 0.5A”的R2；
（3）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，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.3V，小于灯泡额定电压2.5V，若要测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故滑片向右端移动；
（4）根据P=I2R，若R不变，则P与I2成正比，图线为过原点的直线，因灯的电阻随电流变大而变大，当电流小于I0时，此时电阻小于R，其功率小于P，图线应在直线的下方；当电流大于I0时，此时电阻大于R，其功率大于P，图线应在直线的上方，所以P与I2的关系图线应向上弯曲，故ABC错误，D正确，故选：D。
故答案为：（1）；（2）R2；（3）右；（4）D。
29．（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。
30．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。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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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：（2024九上·余杭期末）小科在“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）如图甲所示是小科连接的实物电路，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）待连接正确后，发现接通开关，调节电路后电压表示数为2V；接下去小科应该如何操作 答： 。
（3）小科根据记录的多组1-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(如图乙所示)，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）小科根据小灯泡的I-U图像(如图乙所示)，分析出小灯泡的电阻在增大，你认为原因是 。
变式1：（2024九上·绍兴期末）某灯泡上标有“7.*V0.5A”的字样，其中额定电压值不清、估计在7.0V~7.9V之间，因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪器：一只电压恒定的电源(电压值未知)、一只电流表、一只标有“20Ω 1.5A"的滑动变阻器R，一只阻值为10Ω的定值电阻R0、开关和导线若干。某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展以下实验。
（1）滑片P位于a端时。只闭合开关S和S1，此时电流表示数如图乙为 A，计算出电源电压为 V。
（2） (请补充具体操作)，此时小灯泡正常发光。
（3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1，断开S2，读出电流表示数为0.6A，则求出此时变阻器接入电路的阻值R'。通过计算得出灯泡的额定电功率为 W。
变式2：（2024九上·临海期末）为探究小灯泡亮度与电功率的关系，兴趣小组利用电压恒为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进行实验，获得相关数据如表。图乙是实验过程中电路总功率、小灯泡功率随电流变化的曲线。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.1 0.9 1.7 2.1 2.5
电流I/A 0.05 0.19 0.24 0.26 0.28
功率P/W 0.005 0.171 0.425 0.546 0.725
小灯泡亮度 越来越亮
（1）从第2次到第3次实验，滑片P应向 移动。
（2）乙图中线段CD表示的物理量是 。
（3）整理数据发现，当小灯泡两端电压变大时，灯泡电阻也变大，请分析原因。
变式3：（2024九上·南浔期末）要测量小灯泡的额定功率，实验室提供的器材有：标有“2.5V”的小灯泡、电池组（电压为3V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）小浔所接的实验电路如图甲所示，电路中部分连接不合理，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法；
（2）移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W；
（3）小浔在实验过程中，移动变阻器滑片时，小灯泡突然熄灭。经判断，电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时，在不拆开电路的情况下，他把一根导线接在电流表两端接线柱，小灯泡又发光了，可判断电路故障是 。
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：（2024九上·杭州期末）如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系”的实验装置，煤油的质量、初温均相同，5分钟后观察到甲瓶中温度计示数比乙瓶高，若电阻丝的电阻分别为R甲和R乙，通过的电流分别为Ⅰ甲和Ⅰ乙，则（ ）
A．I甲>l乙，R甲>R乙 B．I甲=I乙，R甲>R乙
C．I甲=I乙，R甲I乙，R甲变式1：（2024九下·杭州月考）小乐猜想：“电流通过导体产生的热量的多少可能跟电流、电阻和通电时间有关”，于是设计了如图所示的装置①和②，先将电阻丝（R1＜R2）分别装入规格相同的烧瓶中，然后将带有相同的玻璃管的塞子塞紧烧瓶，玻璃管在外侧的一端与相同的瘪气球相连；实验过程中电源电压保持不变。下列叙述中，正确的是（ ）
A．探究电流产生的热量与电流大小的关系，可比较气球甲、乙的体积变化
B．探究电流产生的热量与电阻大小的关系，可比较气球丙、丁的体积变化
C．装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是丙气球
D．装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是甲气球
变式2：（2023九上·玉环月考）小科家有一台电烤箱，其铭牌如下，高温档功率数值模糊不清。其内部简化电路如图所示，和均为电热丝。求：
××牌电烤箱
额定电压 220V
额定功率 高温档
低温档 440W
电源频率 50Hz
（1）当电烤箱处于低温档时，、所处的状态是 。
（2）当电烤箱在低温档正常工作时的电流是多少？
（3）小科先断开其它家用电器，并将电烤箱调到高温档接入220V的家庭电路中，发现他们家的电子式电能表（3000imp/（kW·h））在2min内指示灯恰好闪了120次，请你帮助他计算电烤箱高温档时的电功率。（“3000imp/（kW·h）”指的是接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电表上的指示灯闪烁3000次）
变式3：（2024九上·金东期末）如图-1，是某型号电暖器。它有高温、低温两个挡位，其简化电路图如图-2所示。R1和R2均为发热电阻，其部分参数如图表所示。请完成下列问题：
额定电压 220V
额定功率 高温挡 2200W
低温挡 1100W
（1）当开关S1、S2均闭合时，电暖器处于 挡；
（2）求该电暖器在低温挡正常工作时，电路中的电流大小；
（3）在某次用电高峰期，小金用如图-3所示的电力监测仪，测出该电暖器在低温挡工作时的实际电压为210V，实际功率为900W。小金由此认为实际功率小于额定功率，只是因为实际电压小于额定电压造成的。小兰和小江却一致认为小金的观点不全面。请你根据题中信息和所学知识，解释实际功率小于额定功率的原因。
1．（2024九上·鹿城月考）小科用如图所示的电路探究“电流通过导体产生热量多少与电阻的关系”，下列说法正确的（ ）
A．玻璃管越粗实验现象越明显
B．两烧瓶中分别装等质量的水和煤油
C．需控制两烧瓶中电阻丝的长度、横截面积、材料均相同
D．该装置还可研究导体产生的热量与电流大小的关系
2．小乐认为电流通过导体时产生的热量可能与通过导体的电流、导体电阻和通电时间有关。她用如图所示实验装置进行探究，接入的三根电阻丝规格相同（阻值为5Ω）；两个相同的空气盒各自连接一个相同的U形管，两U形管装有同种液体并封闭等量的空气，且两U形管内的各液面相平。则该实验（ ）
A．通电后能观察到管②中的液面比管①中的液面升得更快
B．可探究导体产生的热量与导体电阻的关系
C．无法探究导体产生的热量与通电时间的关系
D．运用了控制变量法和转换法
3．（2024九上·武义月考）如图所示的电路中，闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时，则（ ）
A．电流表的示数增大 B．电压表的示数减小
C．R1的电功率一定减小 D．R2的电功率一定增大
4．（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
5.一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
6．（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
7．（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．℃)]
8．（2024九上·平湖期末）某电能表的表盘上标有“1600 imp/kW·h”的字样。将某品牌的电饭锅(电路图如图所示)接在家庭电路中，只让它处于高温档单独工作12分钟，这段时间内电能表的指示灯烁了320imp(次)。根据以上信息，请回答下列问题。
（1）“kW·h”是 的单位。
（2）电饭锅的开关S连接在 接线柱(选填“bc”.“cd”)。
（3）该电饭锅在12分钟内的实际功率为 瓦。
9．（2024九上·鹿城月考）一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段。图甲为多档位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，R1、R2为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示。
额定电压 220V
磨豆功率 110W
加热功率 1210W
保温功率 88W
产品规格 295*280*410mm
（1）闭合S2和S3咖啡机的工作状态处于 阶段。
（2）R2的阻值是多少欧？
（3）小科某次泡制咖啡，只进行了磨豆和加热，其中磨豆用时0.5分钟，加热用时3分钟，则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能？
10．（2024九上·江北期末）如图甲是一款多功能电暖器，其内装有导热油，转动旋钮可实现高、中、低不同档位之间的切换。图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同，已知中温档额定功率为1000W。
（1）电暖器是利用电流的 效应来工作的。
（2）电暖器低温档工作时，开关应处于 位置（填“1”“2”或“3”）。
（3）电阻R的阻值为 Ω。
11．（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。
12．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
13．（2024九上·杭州期末）在3D打印笔中装入塑料条，接通电源，等待一段时间后即可挤出热融的塑料，塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态（如图甲）。其内部电路如图乙，R1、R2是相同的PTC（热敏材料）发热电阻。单个电阻与温度的关系如图丙。
（1）打印笔工作时，发热功率有高、低两档。当S、S1都闭合时，处于 档。
（2）温度在120℃-360℃之间时，打印笔工作时的发热功率随温度的升高而逐渐 （选填“增大”或“减小”）。
（3）打印笔正常工作时的电压为220伏，高挡打印时，电阻的温度为250℃，打印笔的电功率是多少
14．（2024九上·平湖期末）电热砂锅工作时先用高挡加热锅内汤料至沸腾，再用低挡持续加热食物，使食物“汤浓味鲜”。
（1）某次烹饪一共用时6小时，电功率与加热时间的关系如图所示，则本次烹饪共消耗多少电能
（2）用电热砂锅将2千克20℃汤料加热至60℃，汤料吸收的多少热量 (已知汤料的主要成分为水，比热约为4200J/(Kg ℃))
（3）第(2)小题中，若电热砂锅产生热量的80%被汤料吸收，则电热砂锅使至少需要工作多少时间
15．（2024九上·余杭期末）小科给家里买电热水壶，他测试了价格相同的甲、乙两款电热水壶，它们的铭牌如图所示。均正常工作，都把质量为1kg的水从20℃加热到40℃，甲用时125s，乙用时120s。[水的比热为4200J/(kg·℃)]
（1）甲电热水壶正常工作时电阻是多大
（2）质量为1kg的水从20℃加热到40℃，吸收的热量是多少
（3）如果从甲或乙中选择一款节能的电热水壶，请通过计算，帮助小科选择哪款
16．（2024九上·南浔期末）图甲是自动上水电热水壶，因其取水方便越来越受到喝茶人士的喜欢。取水时，只要闭合开关，水泵在电动机的带动下，就能将水抽到壶内。
（1）自动取水时，将1.1ｋｇ水抽高0.5ｍ灌入电热水壶中需要5ｓ，电动机的机械效率为80％，则电动机抽水时的功率至少为多少瓦？
（2）该款新型智能电热水壶，有高、中、低三挡，还可以手动调节，它的等效电路图如图丙所示，其中R1＝R2＝100Ω，均为电热丝，单刀双掷开关S2可接ａ或ｂ。
求：①开关S1断开、S2接ｂ时，电热水壶处于 （填“高温”“中温”或“低温”）挡；
②电热水壶处于高温挡时的电功率 。
17.（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”）。
18．（2024九上·平湖期末）在学校举行的科学实验创新比赛上，某科学兴趣小组对“研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验进行了改进，将原装置中的两个盛放煤油且装有电阻丝的烧瓶，用两根电阻丝R1、R2(R1>R2)和PE保鲜膜代替(如下图所示，电源、开关、滑动变阻器.电流表等元件没有展示)。将相同的保鲜膜缠绕电阻丝一圈，向下拉紧绷直后用夹子固定在木板上，保鲜膜受热熔化后会断裂。比较保鲜膜熔化断裂所需时间，即可比较相同时间内电阻丝产生热量的多少。
（1）改进实验的方案中，将电阻丝R1、R2串联在电路中的目的是为了 。
（2）科学兴趣小组利用改进后的实验装置进行实验探究，设计了如下活动记录单，并记录了实验数据。请你在表中“ ”处填上缺失的项目 。
实验序号 电流值(A) 电阻丝
1 1 R1 10
R2 7
2 1.2 R1 8
R2 5
3 1.5 R1 4
R2 2
（3）根据表格数据分析，电流通过导体产生的热量与 有关。
（4）反思：该实验中保鲜膜受到夹子的拉力大小较难控制完全相同，会导致实验结果存在误差，针对这个问题，你的改进方法是 。
19．（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 。
20．（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。
21．（2024九上·江北期末）小宁同学进行“测量小灯泡电功率”实验，已知电源电压是3V，小灯泡的额定电压是2.5V。
小宁同学通过调节滑动变阻器，进行几次实验，得到部分U和Ⅰ的数据如下表所示：
电压U/V 0.5 1.0 2.0 2.5 2.8
电流I/A 0.18 0.20 0.30 0.34
电功率P/W 0.09 0.20 0.60 0.952
灯泡发光情况 不亮 发暗光 发较亮光 正常发光 发出强光
（1）在对数据进行分析时发现：小灯泡灯丝电阻随温度的升高而 （填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 W。
（3）实验中多次测量的目的是____。
A．探究灯泡亮度与灯泡实际功率的关系
B．多次测量求平均值，减小误差
22．（2023九上·义乌月考）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。
23．（2024九上·金华月考）科学学习小组用图1所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。
（1）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数很小。接下来应进行的操作是____（填字母）。
A．更换小灯泡 B．检查电压表是否断路
C．检查开关是否接触不良 D．向右移动滑动变阻器滑片
（2）小华组闭合开关进行实验，发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零。已知仅导线发生故障，则图1中导线 （选填“①”、“②”或“③”以及故障名称）。
（3）小华进行六次实验，记录实验数据并在U﹣I图象中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图象如图2所示。则根据记录的数据和图象可知：
①小灯泡的额定功率为 W。
②实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 。
A.5Ω 2A B.10Ω 2A C.20Ω 1A D.30Ω 1A
24．（2023九上·余姚月考）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源为2节干电池，小灯泡标有“2.5V”字样。
（1） 按图甲方式连接好电路，小敏刚要闭合开关时，同组同学提醒他的操作有一个不妥之处，请你帮他指出： 。
（2） 闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器，小敏发现小灯泡始终不发光，电压表示数接近于 3V 保持不变，电流表示数始终为零，则故障原因可能是 。
（3） 排除故障后，小敏闭合开关进行实验，当电压表示数为 2.5V 时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4） 实验结束后，小组同学对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
25．（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。
26．（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___________。
27．（2024九上·鹿城月考）小明用图甲所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。
（1）闭合开关进行小灯泡额定功率测定的实验，当移动滑动变阻器到图中位置时，电压表示数为2伏，接下来的操作是 。
（2）小明进行了六次实验，记录实验数据并在U-I图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知：小灯泡的额定功率为 瓦。
（3）实验结束后，小明继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行探究，画出了对应的U-I图像如图丙，请你在图中“①”、“②”或“③”三条虚线中选择正确的一条，并说明你选择的依据 。
28．（2024九上·杭州期末）小金测定小灯泡的额定功率，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）、开关与导线若干、滑动变阻器两只：R1（10Ω 0.5A），R（20Ω 0.5A）。
（1）请用笔画线代替导线，在答卷上将图甲中的实物图连接完整。
（2）若要完成本实验，则选择的滑动变阻器是 （选填“R1”或“R2”）。
（3）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，则滑片向 （选填“左”或“右”）端移动。
（4）I0为灯泡正常发光时的电流大小，以电流的平方（I2）为横坐标，以实际功率（P）为纵坐标，下列与实验数据最相符的图是 。（选填字母）
29．（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
30．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。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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