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第十八章电功率 知识点精析精练
知识点一 电能及其计量
电能是自然界中能量的一种形式。电源是提供电能的装置，电源把其它形式的能转化为电能提供给电路或用电器；用电器是消耗电能的装置，用电器将消耗的电能转化为其它形式能。
电能的单位是焦耳（J）。生活中电能的单位是千瓦时（kW·h）.1kW·h=3.6×106J.
消耗电能的多少用电能表来计量。电能表的计数器上前后两次的示数之差，为相应时间段内用去的电能。
【例题1】（2024年四川广元中考题）如图是小英家的电能表表盘示意图，她断开其它用电器，只将电饭煲单独接入电路中正常工作1min，发现电能表转盘转过10r.下列说法正确的是【 】
电能表是测量电流的仪表
B. 电能表允许通过的最大电流是10A
C. 电能表表盘示数为10226kW h
D. 电饭煲正常工作10min，消耗电能6×105J
【解析】电能表是用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表，而不是测量电流的仪表；
电能表上标的“10（20）A”表示这个电能表的标定电流是10A，额定最大电流是20A.电能表工作时的电流不应超过额定最大电流，电能表允许通过的最大电流不是10A；
电能表表盘上的示数表示的是已经消耗的电能，其单位为千瓦时（kW h）；电能表计数器上的最后一位数字通常是小数点后的数字（即十分位），因此电能表表盘示数为1022.6kW h，而不是10226kW h；
电能表表盘上标的“600r/(kW h)”表示的是电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转600转。电饭煲单独接入电路中正常工作1min，电能表转盘转过10r，电饭煲1min消耗的电能为， 电饭煲10min消耗电能是
【答案】D
【拓展训练题1】
1.（2024年吉林中考题）图中仪表可以用来计量【 】
A. 导体的电阻 B. 电路中的电流
C. 用电器两端的电压 D. 用电器在一段时间内消耗的电能
2.（2023年湖南湘潭中考题）如图是电能表表盘示意图，下列说法正确的是【 】
A．电能表是用来测电功率的仪器 B．此时电能表的读数为61985kW h
C．这个电能表通过的电流一定为10A D．这个电能表应该在220V的电路中使用
第2题图 第3题图 第4题图
3.（2023年江苏镇江中考题）物理综合实践小组调查了学校一周的用电情况，如图为两次记录的电能表示数，学校这一周消耗的电能为_________kW h，调查得知，学校共有电功率为40W的日光灯600盏，它们之间是_________联的。
4.（2023年四川宜宾中考题）小明家中安装的电能表如图所示，其中“3000r/kW h”表示接在这个表上的用电器，每消耗1kW h的电能，转盘转过___________转；小明关闭家里其它所有用电器，只打开空调，观察电能表转盘在1min内刚好转动了50转，则空调的功率是___________W.
【拓展训练题1答案】1.D 2. D 3. 5000 并 4. 3000 1000
知识点二 电功
电流通过电路做的功叫做电功，电流做功过程，实际上是电能转化为其它形式能的过程，电流做多少功，就消耗多少电能，就有多少电能转化为其它形式的能。电流做的功等于电能的减少量。
电流做的功W=UIt.
【例题2】（2023年湖北宜昌中考题）某品牌电动汽车的电池容量为130Ah，额定电压为400V，充电时它将电能转化为___________能存储起来，充满电后它存储了___________kW h的能量。
【解析】电动汽车充电时是用电器，将消耗的电能转化为化学能存储起来。放电时是电源，将储存的化学能转化为电能提供给电动机。
电动汽车充满电后储存的能量
W＝UIt＝400V×130A×1h=400V×130A×3600s＝1.872×108J＝52kW h
【答案】化学 52
【拓展训练题2】
1.（2023年山东滨州中考题）如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为10Ω.闭合开关，电流表A的示数为0.5A，A1的示数为0.3A，则电源电压为_________V，定值电阻R2在1min内消耗的电能为_________J.
2.（2023年江苏徐州中考题）灯泡中有电流时，灯泡发光。关于这个过程中的能量转化，下列说法正确的是【 】
A．灯泡消耗的电能全部转化成了光能
B．因为消耗电能，流过灯泡后的电流变小了
C．电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能
D．光能最终消失了，没有转化成其他形式的能量
3．（2024年江苏扬州中考题）家中应急手电筒的电路图如图所示，电源电压为3V，闭合开关，通过灯泡的电流为0.6A，忽略灯泡电阻的变化。求：
（1）灯泡电阻R；
（2）电路工作1min消耗的电能W；
4.（2024年贵州中考题）如图所示电路，电源电压U=3V保持不变，定值电阻R1=5Ω，闭合开关S，电压表示数为2V.求：
（1）定值电阻R2两端的电压U2为多少伏。
（2）通过定值电阻R1的电流I1为多少安。
（3）通电10s，整个电路电流所做的功W为多少焦。
【拓展训练题2答案】1. 3 36 2. C 3.（1）灯泡电阻为 （2）电路工作1min消耗电能为 4.（1）由图可知，R1和R2串联，电压表测R1两端的电压，根据串联电路的电分压配特点可得：定值电阻R2两端的电压U2为；（2）通过R1的电流I1为；（3）串联电路中的电流为I=I1=0.4A，通电10s，整个电路电流做的功为
【例题3】（2024年天津中考题）使用厨房中的电热水器将质量为5kg的水从20℃加热到50℃，该热水器消耗了0.2kW·h的电能。已知c水=4.2×103J/(kg·℃），求：
（1）水吸收的热量；
（2）该热水器的热效率。
【解析】电流通过电热水器做功，消耗的电能转化为内能，一部分传递给被加热的水，使水的内能增加温度升高，一部分使热水器、装水容器和周围物体发热，热水器的热效率等于被加热的水吸收的热量和热水器消耗的电能的比值。
【答案】（1）水吸收的热量
（2）该热水器的热效率为
【拓展训练题3】
1.（2024年重庆中考题）如图所示，小欣同学家电能表4月底的示数是 kW·h；若关闭家中其他用电器，只有电热水壶工作，电能表的指示灯闪烁300次时，刚好将1.2kg水从20℃加热到80℃，则电热水壶的加热效率为 ％.[c水=4.2×103J/(kg·℃）]
2.（2024年黑龙江龙东中考题）小叶同学利用如图电能表测量电热水器消耗的电能，将电热水器单独连接在电路中，观察到电能表上的铝盘1min转了60转，电热水器消耗的电能是___________kW·h，如果这些能量由天然气来提供，需要完全燃烧__________m3的天然气。（q天然气=4.0×107J/kg）
【拓展训练题3答案】 1. 2024.6 84 2. 0.02 1.8×10-3
知识点三 电功率
电功率是描述电流做功快慢的物理量。电功率等于电功与时间之比，即P=.电功率与电流、电压的关系是P=UI.电功率的单位有千瓦（kW）和瓦特（W），1kW=1000W.
由P=可得，电流做功W=Pt，电流做功时间t=.
R1和R2串联时，电流相等I1=I2，电功率之比等于电压之比等于电阻之比，即
R1和R2并联时，电压相等U1=U2，电功率之比等于电流之比等于电阻的反比，即
R1和R2无论串联还是并联，电流通过电路做的总功等于通过各导体做功的和，做功的总功率等于通过各导体做功的功率之和，即W=W1+W2，P=P1+P2.
【例题4】（2024年甘肃白银中考题）如图所示，电能表的读数为 度；该电路中能接入的用电器总功率最大为 W.
【解析】电能表的读数为213.9kW·h，即213.9度。
电能表上标的“220V”表示该电能表应该在电压为220V的电路中使用，标的“10（20）A”表示这个电能表的标定电流是10A，额定最大电流是20A.电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。由P=UI得，该电路中能接入的用电器总功率最大值为P=UI=220V×20A=4400W.
【答案】 213.9 4400
【拓展训练题4】
1.（2024年山东聊城中考题）为了测量家中路由器的电功率，小慧利用五一假期外出期间，关闭家里的其它用电器，用电能表测出一台路由器所消耗的电能，数据见下表，计算可得路由器的电功率为 W.若小慧所在小区有1000户家庭，按每户家庭只使用一台这样的路由器且全天开机，每度电0.6元计算，则小区用户每月（30天）为路由器支付的总电费为 元。
2．（2024年江苏盐城中考题）在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，小明发现家中电能表表盘如图所示，该电能表的示数为 kW·h，他家同时工作的用电器总功率不能超过 W.小明想测家中电水壶的功率，只让电水壶在电路中工作，当指示灯闪烁了48次，用时1min，则该电水壶的功率为 W.
3.（2024年黑龙江绥化中考题）如图为家庭电路的电能表，该电能表允许接入用电器的最大总功率是__________W；表盘上的某个参数模糊不清，为测得这个参数，仅将额定功率为1200W的空调接入电路，正常工作1min电能表转盘转了60转，计算可知该参数为__________r/(kW h).
【拓展训练题4答案】1.10 4320 2.326.6 8800 1800 3 .8800 3000
【例题5】（2024年山东潍坊中考题）手机是常用的电子工具。图示是某款国产手机，使用功率为60W的充电器半小时可充满一次电。下列对于该款手机的估测，最符合实际的是【 】
A．质量约为500g B．正常使用时，后壳温度约为
C．充满一次电消耗的电能约为 D．长度约为1.2dm
【解析】手机质量约为100g；手机正常使用时，后壳温度和人体正常温度相差不多，约为40°C；由P=得，手机充满一次电消耗的电能约为W=Pt=60×10-3kW×0.5h=0.03kW·h；手机长度略短于人的手掌，约为1.2dm.
【答案】D
【拓展训练题5】
1.（2024年山东聊城中考题）根据生活经验，下列数据符合实际的是【 】
A．一台家用空调的功率约为1000W B．一本初中物理课本的厚度约为ldm
C．两个鸡蛋的质量约为1kg D．磁悬浮列车的速度可达400m/s
2．（2024年四川乐山中考题）“从生活走向物理”说明物理与生活息息相关。下列常见物理量最接近生活实际的是【 】
A．冬季峨眉山金顶的最低气温约为10℃ B．闻名世界的乐山大佛高约71m
C．家用空调正常工作时的功率约为100W D．人步行的速度约为11m/s
3.（2023年青海中考题）以下家用电器的有关数据最符合实际的是【 】
A．电冰柜的额定功率为1W B．电炉丝的额定电流为0.01mA
C．电热水壶的额定电压为36V D．电视机的额定电压为220V
4.（2023年吉林长春中考题）下列用电器正常工作1小时，消耗电能最多的是【 】
A．空调 B．节能灯 C．电风扇 D．液晶电视
【拓展训练题5答案】1. A 2. B 3. D 4. A
【例题6】（2024年河南中考题）图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路，电阻R阻值为10Ω，闭合开关S，电流表示数为0.2A，则电源电压为 V，干路电流为 A，此时灯泡L的电功率为 W。
【解析】图乙所示电路中定值电阻R与灯泡L并联，电流表测量定值电阻R中的电流。开关闭合电路接通后，R中的电流等于电流表示数，IR=0.2A.根据并联电路中电压的规律得，电源电压U=UR=UL；由欧姆定律得，R两端等电压UR=IRR=0.2A×10Ω=2V，电源电压U=UR=2V；由图甲图像知，UL=UR=2V时，灯泡中的电流IL=0.25A，并联电路干路电流为I=IR+IL=0.2A+0.25A=0.45A； 此时灯泡L的电功率PL=ULIL=2V×0.25A=0.5W.
【答案】 2 0.45 0.5
【拓展训练题6】
1.（2024年吉林中考题）小明同学设计了车载加热垫，其简化电路图如图所示，电源电压恒为12V，R1、R2为阻值一定的电热丝。闭合开关S1、S2，通过R1、R2的电流分别为0.6A、0.4A。求：
（1）电热丝R1的电阻；
（2）此时电路的总电功率。
2.（2023年四川达州中考题）如图甲所示，电源电压恒为6V，闭合开关，当滑动变阻器滑片位于最右端时，电流表A的读数为0.1A；当滑片位于中点时，电流表A的读数为0.16A；则定值电阻R0的阻值为__________Ω，滑动变阻器R的最大阻值为__________Ω；如果用某小灯泡替换滑动变阻器接入该电路，此时小灯泡两端的电压是3V，小灯泡的U-I图像如图乙所示，再次闭合开关后，此时电路消耗的功率为__________W.
3.（2024年甘肃兰州中考题）小明将定值电阻R1、R2分别按如图甲、乙所示的方式连入电路中，已知、R2=2R1，两电路中电源电压相等且保持不变，闭合开关S后，电压表和电流表的示数分别如图丙、丁所示，下列说法中正确的是（ ）
A．电源电压为3V B．乙图中通过R1的电流为0.6A
C．R2的阻值为5Ω D．甲图中电路工作时消耗的功率为2.4W
4.（2024年安徽中考题）如图所示的电路中，电源两端电压为U=9V，R1、R2、R3均为定值电阻，其中R2=45Ω，R3=30Ω。
（1）当闭合开关S和S1，断开开关S2时，求R3两端的电压U3；
（2）当开关S、S1和S2均闭合时，求电流表的示数I；
（3）当闭合开关S，断开开关S1和S2时，电压表示数为6V，求R1消耗的电功率P.
【拓展训练题6答案】1.闭合开关S1 、S2 ，R1 与R2 并联，并联电路中各支路两端的电压相等，为U=12V，所以，由欧姆定律得，电热丝R1 的电阻；
（2）并联电路干路电流I=I1+I2=0.6A+0.4A=1A，并联电路的总电功率P=UI=12V×1A=12W
【或R1的电功率P1=UI1=12V×0.6A=7.2W，R2的电功率P2=UI2=12V×0.4A=4.8W，并联电路的总电功率P=P1+P2=7.2W+4.8W=12W】
2.15 45 1.2 3.D
4.（1）图示电路中，当闭合开关S和S1，断开开关S2时，R1被短接，R2断路，R3直接接到电源两极之间，此R3两端的电压U3等于电源电压，即U3=U=9V；
（2）当开关S、S1和S2均闭合时，R1被短接，R2和R3并联，电流表测量干路电流，R2和R3两端的电压等于电源电压U，通过R2的电流为，通过R3的电流为，
干路电流为I=I2+I3=0.2A+0.3A=0.5A，电流表的示数为0.5A；
（3）当闭合开关S，断开开关S1和S2时，R2断路，R1和R3串联，电压表测量R3两端电压，电流表测量串联电路中的电流，此时电压表示数为6V，电路中的电流为，由串联电路中电压的规律得，R1两端的电压为U1=U-U3'=9V-6V=3V，R1消耗的电功率为P=U1I'＇=3V×0.2A=0.6W.
【例题7】（2023年广东深圳·中考题）已知R1=2Ω，R2=3Ω，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的电流比I1：I2=2:3
B．图乙中R1与R2的电压比U1：U2=3:2
C．图甲与图乙的总功率比P1:P2=6:25
D．图甲与图乙的总功率比P1:P2=25:6
【解析】图甲所示电路中，R1和R2串联，通过R1和R2的电流相等，I1=I2，I1：I2=1:1；
图乙所示电路中，R1和R2并联，R1和R2两端的电压相等，U1=U2，U1：U2=1:1；
电路的总功率，图甲所示的串联电路和图乙所示的并联电路两端电压相等，都等于电源电压，因此图甲与图乙电路的总功率比等于总电阻的反比，即，图甲所示串联电路的总电阻R甲=R1+R2=2Ω+3Ω=5Ω，图乙所示并联电路的总电阻为R乙，，R乙=1.2Ω，
,
图甲与图乙电路的总功率比
【答案】C
【拓展训练题7】
1.（2024年四川达州中考题）定值电阻R和灯泡L，其电流随两端电压的变化图像如图所示。若将R与L串联在4V电源两端，则R与L消耗的电功率之比为 ；若将R与L并联在2V的电源两端，电路消耗的总功率为 W.
（2024年黑龙江齐齐哈尔中考题）如图甲所示的电路，电源电压为12V且保持不变，R2为阻值未知的定值电阻，图乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流随它们两端电压变化的图像。当同时闭合开关S1、S2和S3时，小灯泡L的实际功率为P，定值电阻R1的功率为P1，则P：P1_____；当闭合开关S1、断开开关S2和S3时，小灯泡的实际功率为0.6W，此时灯丝电阻为R，则R：R2______。
第1题图 第2题图
2．（2024年四川达州中考题）如图所示电路，电源电压为18V保持不变，R1、R2为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为30Ω.当滑片P位于最右端，同时闭合S1、S2时，滑动变阻器功率P1=7.5W，电压表示数为U1，电流表示数为I1；P位于最右端，只闭合S1时，滑动变阻器功率为P2，电压表示数为U2，电流表示数为I2；将滑片P移至中点，只闭合S1时，滑动变阻器功率为P3，电压表示数为U3，电流表示数为I3.若P2:P3=8:9，下列说法正确的是【 】
A．R1=6Ω B．U2：U3=3:2 C．I1：I3=5:6 D．P3=4W
【拓展训练题7答案】1. 3∶1 1.3 2. 4∶3 1∶5 3. C
【例题8】（2024年四川乐山中考题）小嘉同学设计了一款身高测量仪，其工作原理如图所示。已知电压表、电流表示数分别为U、I，电压表、电流表示数变化量分别为⊿U、⊿I【 】
A．被测人员身高越高，整个电路中的总电阻越小
B．被测人员身高越高，整个电路中的电功率越大
C．无论被测人员身高如何，的值不变 D．无论被测人员身高如何，的值不变
【解析】图示电路中，闭合开关S，R与变阻器串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；由图可知，被测人员身高越高，变阻器接入电路中的电阻越大，整个串联电路的总电阻越大，根据欧姆定律可知电路中的电流越小，由P=UI可知整个电路消耗的电功率越小；
由可知，电压表示数与电流表示数的比值等于变阻器接入电路的电阻。被测人员身高越高，变阻器接入电路中的电阻越大，电压表示数与电流表示数的比值越大；
在图示串联电路中，R两端电压和变阻器两端电压之和等于电源电压保持不变。定值电阻R两端电压的变化量等于变阻器两端电压的变化量⊿U、，=R，的值不变。
【答案】D
【拓展训练题8】
1.（2024年江苏连云港中考题）如图所示，电源电压不变，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右移动过程中【 】
A．电流表示数变小，灯变暗 B．电流表示数变大，灯变亮
C．电压表示数不变，灯亮度不变 D．电压表示数变小，灯亮度变亮
2．（2024年甘肃兰州中考题）如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向左移动到中点的过程中，下列说法中正确的是【 】
A．滑动变阻器R2消耗的功率变大 B．电流表A的示数变小
C．电压表V的示数变大
D．电压表V与电流表A的示数之比变大
3.（2024年宁夏中考题）某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示，其中R为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，R0是定值电阻，电源电压保持3V不变。闭合开关S，当平板受到的压力增大时，下列说法正确的是【 】
A．电流表示数减小 B．电压表示数减小
C．电压表示数与电流表示数的比值增大
D．电路消耗的总功率增大
选择理由：______________________________________________________________
【拓展训练题8答案】1.A 2. A 3. D 图示电路中，闭合开关S，压敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测量R0两端的电压U0，电流表测量电路中的电流I.当R所受压力增大时，R减小，电路的总电阻减小，电路两端总电压等于电源电压U保持不变，电路中的电流I增大，电流表示数增大；R0两端电压U0=IR0增大，电压表示数增大；电压表示数与电流表示数的比值等于定值电阻R0的阻值不变；电路的总功率P=UI增大。
知识点四 额定电压和额定功率
用电器铭牌上标的电压是用电器正常工作时的电压，叫做用电器的额定电压；用电器铭牌上标的功率是用电器在额定电压下的功率，也是用电器正常工作时的功率，叫做用电器的额定功率。用电器的额定电压和额定功率是唯一的并且恒定不变。
用电器的实际电压等于额定电压时，用电器的实际功率等于额定功率，用电器正常工作；用电器的实际电压不等于额定电压时，用电器的实际功率不等于额定功率，用电器不能正常工作。用电器的实际功率随实际电压增大而增大。
【例题9】（2023年黑龙江龙东中考题）标有“6V 3W”和“6V 6W”的灯L1和L2（假设两灯灯丝电阻不变），若将它们串联在某电源上，使其中一个灯正常发光时，下列说法正确的是【 】
A．通过灯L1和L2的电流之比为1:2 B．灯L1和L2两端的电压之比为2:1
C．灯L2和L1的发光亮度相同 D．能够正常发光的灯应是灯L2
【解析】“6V 6W”表示L1的额定电压为6V，额定功率为6W；“6V 3W”表示L2的额定电压为6V，额定功率为3W；由P＝UI可知，灯L1的额定电流：I1额＝＝＝0.5A；灯L2的额定电流：I2额＝＝＝1A；由欧姆定律可知，灯L1的电阻：R1＝＝＝12Ω；灯L2的电阻：R2＝＝＝6Ω.
L1和L2串联接在某电源上，通过的电流相等，即I1=I2,电流之比为I1：I2=1：1；由欧姆定律得，灯泡两端电压U＝IR，L1和L2两端电压之比等于电阻之比，为U1：U2=R1：R2=12Ω：6Ω＝2：1；
灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定。L1和L2串联，通过的电流相等，根据P＝UI可知，灯泡的实际功率之比等于电压之比，即P1：P2=U1：U2=2：1；灯泡的电功率不同，亮度不同，L1比L2亮；串联电路中的最大电流等于L1的额定电流，I最大=I1额=0.5A【答案】B
【拓展训练题9】
1.（2024年四川达州中考题）某彩色电视机的铭牌如图所示，其额定电功率为 W，额定电流是 A.当它正常工作时，60s内消耗的电能为 J.
2．（2024年山东济宁中考题）图中，小灯泡L1、L2的额定电压相同。闭合开关后，发现L1比L2亮，下列分析正确的是【 】
A．L1的额定功率比L2的额定功率大
B．L1两端电压比L2两端电压小
C．L1的电阻比L2的电阻大
D．通过L1的电流比通过L2的电流小
3.（2024年陕西中考题）如图，是小明家新购置的便携式电热水杯及其相关参数。
（1）电热水杯正常工作时的电流是多少？
（2）电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值是多少？
4.（2024年北京中考题）小京利用图甲所示电路获取了额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电流，并利用所测的数据绘制出电流I随其两端电压U变化的图像，如图乙所示。
（1）画出实物电路所对应的电路图。
（2）求小灯泡两端电压为1.0V时的电阻。
（3）求小灯泡正常发光时的电功率。
5.（2024年湖南中考题）小明给爷爷房间设计了一个夜灯工作的电路模型，如图所示。电源电压恒为6V，地灯L1标有“6V 3W”字样，床灯L2标有“6V 6W”字样。
（1）闭合开关S1，断开开关S2，灯 发光；
（2）求L2正常工作时的电阻R2；
（3）闭合开关S1、S2，求整个电路工作1min消耗的电能。
【拓展训练题9答案】 1. 110 0.5 6600 2. C 3. （1）由图可知，电热水杯的额定电压为220V，额定功率为880W，由P=UI得，电热水杯正常工作时的电流；由欧姆定律得，电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值R=
4.（1）
（2）由图像可知小灯泡两端电压U＝1.0V时，通过小灯泡的电流I＝0.2A，由欧姆定律得此时小灯泡的电阻
（3）小灯泡正常发光时，两端电压UL＝2.5V，由图像可知此时通过小灯泡的电流IL＝0.28A，
小灯泡正常发光时的电功率为：PL＝ULIL＝2.5V×0.28A＝0.7W
5.（1）L1
（2）由P=UI得床灯L2正常发光时的电流I2=，由欧姆定律得，L2正常工作时的电阻为R2=
（3）图示电路中，闭合S1、S2，两个灯泡并联，两端的电压均等于电源电压，Ui=U2=6V，两灯两端实际电压都等于额定电压，两灯的实际功率都等于各自的额定功率，因此均正常发光。由得，L1消耗的电能W1=P1t=3W+60s=180J，L1消耗的电能W2=P2t=6W+60s=360J，
因此整个电路工作1min消耗的电能W=W1+W2=180J+360J=540J
【例题10】（2024年山东滨州中考题）为研究调光灯的工作原理，某小组设计了如图甲所示的模拟电路进行探究。已知小灯泡L标有“12V 12W”字样，电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况下，通过调节滑动变阻器，分别记录三个电表的示数，并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图象，求：
（1）灯泡L正常发光时的电流。
（2）灯泡L正常发光10s消耗的电能。
（3）电源电压。
（4）滑动变阻器阻值的变化范围。
【解析】图甲所示电路中，闭合开关S，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测量滑动变阻器两端电压UR，电压表V2测量灯泡两端电压UL，电流表测量串联电路中的电流I.当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器接入电路的电阻R增大，电路的总电阻R总=RL+R增大，电路两端的总电压U不变，电路中的电流I=减小，灯泡L两端的电压UL=IRL减小，滑动变阻器两端电压UR=U-UL增大，图乙中电流随电压增大的是灯泡L的I-U图像，电流随电压增大而减小的是滑动变阻器的I-U图像。
【答案】（1）由P=UI得，灯泡L正常发光时的电流
（2）由得，灯泡L正常发光10s消耗的电能W=Pt=12W×10s=120J
（3）由图乙知，变阻器接入电路电阻等于最大电阻时，电路中电流最小为I小=0.3A，此时灯泡两端电压为UL小=3V，滑动变阻器两端电压最大为UR大=15V，电源电压为U=UL小+UR大=3V+15V=18V
（4）由欧姆定律得，变阻器接入电路的最大电阻为,灯泡L正常发光时的电流为I=1A，电路中允许通过的最大电流为I大=I=1A，由图乙可知，此时滑动变阻器两端的电压最小为U滑小=6V，滑动变阻器允许接入电路的最小电阻为，因此滑动变阻器阻值的变化范围为6Ω～50Ω.
【拓展训练题10】
1.（2024年重庆中考题）将标有“2A”但最大阻值未知的滑动变阻器R1、阻值为15Ω的R2和标有“2.5V 1.25W”的灯泡L（不计灯泡电阻变化）接入如图所示的电路，其中电源具有6V和另一电压未知的档位，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A.灯泡的额定电流为 A.将电源调到电压未知的档位，只闭合开关S和S2，当R1接入电路的阻值为其最大阻值的时，灯泡正常发光，移动滑片使R1接入电路的阻值增大6Ω，电流表示数变化了0.2A.保障电路安全，只闭合开关S和S1，通过调节滑动变阻器及电源电压，电路的最大功率和最小功率之差为 W.
2.（2024年四川成都中考题）（多选题）如图所示电路，电源电压恒定不变，定值电阻R1与R2阻值相同。让滑动变阻器R3的滑片位于中点，只闭合开关S2时，电压表V的示数为2V；开关S2、S3闭合，S1断开时，电流表A1的示数为0.2A.将R3的滑片移到b端，三个开关都闭合时，电流表A2的示数为0.4A，电路消耗的总功率为P1；开关S1、S2闭合，S3断开时， 电路消耗的总功率为P2.下列结果正确的是【 】
A．电源电压为9V B．R3的最大阻值是60Ω
C．P1=3W D．P2=0.3W
3.（2024年河北中考题）如图所示，电源电压不变，R1、R2均为定值电阻，R1=20Ω，R2=10Ω，R为滑动变阻器，电压表V1的量程为0～15V，V2的量程为0～3V.闭合开关，滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时，电压表V1的示数为14V，V2的示数为2V.在保证电路安全的情况下移动R的滑片，两电表均能达到满偏。
（1）求滑片置于A时，电路中的电流；
（2）求电源电压；
（3）用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1，不改变其他元件的连接。闭合开关，使电路总功率保持最大，在保证电路安全的情况下，调节R和R0接入电路的阻值，其中R仅可以在替换前的范围内变化，求R0接入电路的阻值范围。
【拓展训练题10答案】1. 0.5 1.95 2. BC
3.（1）图示电路中，闭合开关S，变阻器R、R1和R2串联，变阻器滑片置于A时，V2测量R2两端的电压U2，V1测量R2和变阻器R串联电路两端的电压UR2+R，电路中的电流等于通过R2的电流，为；
（2）.由欧姆定律得，R1两端的电压为U1=IR1=0.2A×20Ω=4V
电源电压为
（3）R2两端电压最大等于V2的最大测量值，为U3=3V，电路中的最大电流为
由欧姆定律得，R1两端的电压为
由串联电路中电压的规律得，R两端的电压为U5=U-U3-U4=18V-3V-6V=9V
由欧姆定律得，替换前R最小电阻为
R的阻值最大时，R和R2两端最大电压等于V1的最大测量值，为U7=15V，此时R1两端电压为
，电路中的电流为
R2两端电压为，此时R两端电压为
R的最大阻值为，即R的范围为30Ω～90Ω；
闭合开关，使电路总功率保持最大，根据可知，当电流恒为最大值时，电路的总功率保持最大，电路中的最大电流为，电路中的总电阻为
R阻值最小时，为30Ω，R0的最大阻值为
R阻值最大时，R0两端的电压最小，R和R2两端电压最大为15V，则R0两端的电压为
，R0的最小阻值为，R0的阻值范围为10Ω～20Ω.
【例题11】（2024年四川南充中考题）如图甲所示为某品牌电热水壶。该型号电热水壶内部简化电路如图乙，额定电压为220V，具有加热、保温两挡。保温挡的额定功率为100W，双触点开关只能在触点1和2、2和3及3和4之间切换。R1、R2是两个阻值不变的发热元件，其中R2=60.5Ω.现将此电热水壶装入0.45L初温为20℃的水，接到220V的家庭电路中，选用加热挡加热至100℃.已知该电热水壶加热效率为80%，ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）电热水壶中水吸收的热量；
（2）加热挡的电功率；
（3）需要的加热时间。
【解析】电热水壶利用电能加热，把消耗的电能转化为内能，加热效率等于被加热的水吸收的热量（水内能的增加量）和消耗的电能之比。
电热水壶的功率P=UI=，电热水壶工作时，电压一定，等于家庭电路的电压，电功率取决于电热水壶的电阻，电阻大时功率小，处于保温（或低温）挡，电阻小时功率大，处于加热（或高温）挡。在图乙所示电路中，双触点开关分别接触1和2、2和3及3和4时，电热水壶分别处于断路、保温和加热挡。
【答案】（1）由ρ=得，水的质量
水吸收的热量Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×0.45kg×（100℃-20℃）=1.512×105J
（2）双触点开关接触3和4时，R1和R2并联，电路的总电阻最小，功率最大，电热水壶处于加热挡。由P=UI=可得，R2的功率为
加热挡的电功率为
（3）由η=得，电热水壶加热时消耗的电能为
由得，加热时间为t加热=
【拓展训练题11】
1.（2024年重庆中考题）如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图，其中R1的阻值为48.4Ω，R1和R2均为阻值不变的电热丝，饮水机有加热和保温挡，正常工作时，保温挡功率为110W.[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（1）求饮水机在保温挡正常工作时的电流；
（2）当只有饮水机工作时，将3kg水从10℃加热到100℃，加热前后公园安装的数字式电能表示数如图乙所示，求饮水机的加热效率；
（3）为节能减排，相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已知晴天太阳能电池一天能发电0.4kW·h，要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天。饮水机每天正常工作加热时间计为3h，保温时间计为8h，求至少要安装多大面积的太阳能电池。
2.（2024年江苏连云港中考题）小明家的电水壶的内部电路如图甲所示，其中R1、R2为电热丝，S是电源开关，S0是温控开关（水温达到100℃，自动由加热状态切换为保温状态）。该电水壶的部分重要参数如图乙所示。已知电源电压为220V.求：
（1）当开关S闭合，S0断开时，电路中的电流。
（2）当开关S和S0均闭合时，R1的电功率。
（3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能。
物理量 参数
额定电压 220V
中温挡功率 1100W
低温挡功率 440W
3.（2024年甘肃白银中考题）小明家买了一个既可烤肉、又可以吃火锅的的多挡位电火锅，其内部电路原理如图所示，部分参数如表所示，R1、R2、R3均为发热电阻，R3的阻值为44Ω.旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换；
（1）使用中温挡时旋转开关应该旋转到跟 触点接触的位置，简单说明理由 ；
（2）电加热器电路中R1、R2的阻值各为 、 ；
（3）在高温挡模式下，向锅内装2kg温度为20℃的水，高温挡连续正常工作210s，水温升高到70℃，这时电火锅的加热效率η是 。[电热丝的电阻不随温度变化，c水=4.2×103J/（kg·℃），水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值叫做加热效率]
【拓展训练题11答案】1.（1）开关S闭合，S1断开时，R1和R2串联，饮水机处于保温挡。饮水机在保温挡正常工作时的电流
（2）3kg水从10℃加热到100℃，水吸收热量
Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×3kg×（100℃-10℃）=1.134×106J
加热水消耗的电能W=1862.59kW·h-1862.24kW·h=0.35kW·h=1.26×106J
饮水机的加热效率η==
（3）闭合开关S和S1，R2短路，R1直接接在电源上，饮水机处于加热挡，由P=UI=得，加热挡功率，由得，饮水机正常工作3天，加热消耗电能W加=P加t加=1kW×3×3h=9kW·h，保温消耗电能W保=P保t保=0.11kW×3×8h=2.64kW·h，总共消耗的电能W=W加+W保=9kW·h+2.64kW·h=11.64kW·h，晴天1m2太阳能电池一天能发电0.4kW·h，至少要安装的太阳能电池面积S=
2.（1）图示电路中，开关S闭合，S0断开，R1断路，R2接入电路，电水壶处于保温状态；开关S和S0均闭合时，R2和R1并联接入电路，电水壶处于加热状态。由P=UI得，S闭合，S0断开时电路中的电流 （2）开关S和S0均闭合时，电水壶处于加热状态，由并联电路中功率的特点得，R1的电功率为P1=P-P2=880W-44W=836W
（3）由得，加热状态下电水壶工作50s消耗的电能
3.（1）2和3 开关S与触点2和3接触时，R1短路，R3断路，电路中只有R2通电工作，电火锅处于中温挡 （2）66Ω 44Ω （3）90.9%
知识点五 测量小灯泡的电功率
根据电功率跟电压、电流的关系P=UI，用电压表和小灯泡并联，测出小灯泡两端的电压，把电流表和小灯泡串联，测出小灯泡中的电流I，就可计算出小灯泡的电功率。将滑动变阻器和小灯泡串联，通过调节变阻器接入电路中的电阻，改变小灯泡两端电压和通过的电流，即可测出小灯泡在不同电压下的电功率，从而得出小灯泡的电功率和两端电压的关系。实验中通过观察小灯泡的发光情况和比较小灯泡的电功率，发现小灯泡的亮度是由小灯泡的电功率决定的。
【例题12】（2024年宿迁中考题）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为4.5V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
（1）如图甲所示电路，有一根导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）连接电路时，开关应 ，试触时发现，电压表无示数，电流表有示数，小灯泡发光，则电压表发生了 故障；
（3）纠正错误后继续进行实验，移动滑动变阻器滑片，电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，示数为 A，小灯泡额定功率为 W；
（4）利用原有电路，将小灯泡替换为定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，25Ω各一个）探究电流和电阻关系，为了能完成实验，控制电压表示数可能是 。
A．1.7V B．2.2V C． 2.7V
【解析】（1）用伏安法测量小灯泡的额定功率，小灯泡要和变阻器串联，用电压表测量小灯泡的电压，电压表应与小灯泡并联。图甲所示实验电路中，电压表测量的是电路两端的总电压，需要将电压表改接为并联接在小灯泡两端；
（2）连接实验电路时，为了保护电路，开关应断开。试触时电压表无示数，电流表有示数，说明电路故障不是断路，小灯泡发光，小灯泡没有短路，是与小灯泡并联的电压表发生了断路故障。
（3）由图甲和乙可知，电流表使用的是0～0.6A量程，对应的分度值为0.02A，示数为0.24A，
小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（4）做探究导体中的电流和电阻关系的实验，定值电阻和滑动变阻器串联，通过电阻和变阻器的电流相等。要控制定值电阻两端的电压不变，电源电压不变，由串联电路中电压的规律得，变阻器两端电压也不变。变阻器和定值电阻两端电压的比值不变，由欧姆定律可得，变阻器接入电路电阻和定值电阻的比值不变，即不变。当接入25Ω定值电阻时，变阻器接入电路中电阻最大，为20Ω时，定值电阻两端的电压最小，此时UP：UR=20Ω:25Ω=4:5，UP=0.8UR；由图甲实验电路可知，电源由3节干电池串联组成，电源电压U=4.5V，由串联电路中电压的特点得,UP+UR=0.8UR+UR=U=4.5V,定值电阻的电压最小电压为UR=2.5V.
【答案】（1） （2）断开 断路 （3）0.24 0.6 （4）C
【拓展训练题12】
实验序号 电压U/V 电流I/A 小灯泡的亮度
① 3.0 0.28 较亮
② 3.8 0.30 正常发光
③ 4.2 0.32 过亮
1.（2024年江苏无锡中考题）用如图所示的电路测量小灯泡的功率，实验原理是：______。闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，分别使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压3.8V，观察小灯泡的亮度，读出电压表、电流表的示数记录在下表中。则小灯泡L的额定功率为______W，小灯泡的亮度由______决定。
2.（2024年黑龙江绥化中考题）在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用的小灯泡上标有“2.5V”字样，额定电流约为0.3A，电源电压恒为6V，实验电路如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整；（导线不允许交叉）
（2）现有规格为A“10Ω 2A”、B“20Ω 1A”和C“50Ω 0.2A”的三个滑动变阻器可供选择，应选择______（选填字母）滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。实验中滑动变阻器的作用是__________和调节小灯泡两端的电压及通过的电流；
（3）电路连接完成后，闭合开关，发现小灯泡发光很暗，这时眼睛应该看着__________（选填“电流表”或“电压表”）移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为__________W；
（4）实验中改变小灯泡两端的电压，多次测量的目的是______________________________；
（5）测得小灯泡的额定功率后，把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的功率大于其额定功率的四分之一，请对其加以分析：________________________________________。
3．（2024年广西中考题）小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，设计了如图甲所示的电路图。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 （选填“a”或“b”）端，闭合开关后，发现小灯泡不亮，则电路故障可能是滑动变阻器 （选填“短路”或“断路”）；
（2）排除故障后，某次实验电压表的示数如图乙所示，为 V；小明测得多组数据，并画出如图丙所示的图像，由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω，小灯泡的额定功率为 W；
（3）图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而 （选填“增大”或“减小”）。
（4）受到上述实验的启发，为测量高温物体的温度，小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下：将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表？请说明理由（从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述）。
答：________________________________________________________________________________。
【拓展训练题12答案】 1. P=UI 1.14 实际功率
2.（1） （2）B 保护电路 （3）电压表 0.65 （4）测量小灯泡在不同电压下的电功率，得到小灯泡的电功率和两端电压之间的关系（或寻找物理规律） （5）灯丝电阻随灯丝温度升高而增大。实际电压为额定电压一半时，灯丝电阻小于实际电压等于额定电压时的电阻，根据P=UI=可知，实际电压等于额定电压一半时的实际功率大于额定功率的四分之一。
3.（1）b 断路 （2）1.2 6.25 1 （3）增大 （4）温度越高，电阻丝的电阻越大，电路总电阻越大，电源电压一定，电路中的电流越小，定值电阻两端电压越小，电阻丝两端的电压越大，因此选择电压表改装为温度显示仪。
【例题13】（2023年湖北荆州中考题）课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。
（1）为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用 （选填字母）；
A.“10Ω，0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω，2A”的滑动变阻器 C.“5Ω，1A”的滑动变阻器
（2）电路连接完成后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 ；
（3）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）端移动；
（4）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（5）实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下：
①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R′的滑片，使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为8V；
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表的示数为14V；
④小灯泡的额定功率P额＝ W.
【解析】（1）图甲所示实验电路中，小灯泡正常发光时电路中的电流约为
由串联电路中电压的规律得，小灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V，
由欧姆定律得，变阻器接入电路的电阻为R滑＝ ＞10Ω，应选用规格为“20Ω，2A”的滑动变阻器；
（2）实验电路连接完成后闭合开关，电流表无示数，小灯泡不亮，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，与电压表并联的小灯泡以外的电路是完好的，与电压表并联的小灯泡断路了；
（3）故障排除后重新连接实验电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，电压表使用的是0～3V量程，分度值是0.1V，示数为2.2V，小于小灯泡额定电压2.5V，为了测量小灯泡的额定功率，应增大小灯泡两端电压，根据串联电路中电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据串联电路中电压分配规律，应减小滑动变阻器接入电路的电阻，应将滑动变阻器的滑片向左端移动；
（4）由图丙所示图像可知，当小灯泡两端电压等于额定电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.2A，则小灯泡额定功率为PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（5）在图丁所示实验电路中，
①S、S1闭合，S2断开，变阻器与灯泡串联，电压表测量变阻器两端的电压，要使小灯泡正常发光，小灯泡两端的电压等于额定电压为U额=6V，根据串联电路中电压的规律可得，变阻器两端的电压U滑＝U﹣U额＝18V﹣6V＝12V，所以，调节变阻器的滑片，使电压表的示数为12V，则灯泡正常发光；
②保持变阻器滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，变阻器的最大电阻R最大与定值电阻R串联，电压表测量变阻器滑片左边电阻两端的电压，此时电压表示数为U左＝8V，由于变阻器的最大电阻连入电路，为了得出定值电阻R两端的电压，需要测量出变阻器两端的电压，故需将变阻器的滑片移至最右端，此时电压表示数为变阻器最大电阻两端的电压，即U最大＝14V；
③在步骤②中，变阻器的最大电阻R最大与定值电阻R串联，根据串联电路中电压的规律得，R两端的电压为UR＝U﹣U最大＝18V﹣14V＝4V，电路中的电流I＇=，变阻器滑片左边电阻的电阻R左=，故在步骤①中，小灯泡正常发光时的电流为I额＝＝＝0.3A，
小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝6V×0.3A＝1.8W.
【答案】（1）B （2）小灯泡断路 （3）左 （4）0.5 （5）1.8
【拓展训练题13】
1.（2023年辽宁丹东中考题）在“测量小灯泡的额定功率”实验中，小潘选用的小灯泡L的额定电压为2.5V.
（1）小潘设计了如图甲所示的电路图，连接好电路后，闭合开关S，发现电流表的指针向左偏转，如图乙所示，其原因是 。
（2）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器R的滑片P到某一位置时，电压表示数如图丙所示，为 V，要测量小灯泡L的额定功率，滑片P应向 （选填“左”或“右”）移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表示数为0.24A，则小灯泡L的额定功率为 W.
（3）实验结束后，小潘认为没有电流表也能测出小灯泡的额定功率。于是他找来了另一个电源（电压恒为8V）、一个额定电压为6V的小灯泡L1和一个阻值为20Ω的定值电阻R0等器材，设计了如图丁所示的电路，并完成了实验。实验过程如下：
①断开开关S1，闭合开关S、S2，移动滑动变阻器R的滑片P，使电压表的示数为 V，小灯泡L1正常发光；②断开开关S2，闭合开关S、S1，保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，读出电压表的示数为1.6V；③小灯泡L1的额定功率为 W.
2.（2022年湖北十堰中考题）如图是小明测量小灯泡电功率的电路，小灯泡额定电压为2.5V，电阻为10Ω左右。
（1）用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。
（2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮。电流表指针几乎不动，电压表示数接近3V且保持不变。为排除故障，小明检查了开关并拧紧两端接线柱，小芳则将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障， （选填“小明”或“小芳”）排除故障的操作是正确的。
（3）排除故障后重新闭合开关，改变滑片位置，他们根据测量数据画出了通过灯丝电流与其两端电压关系的图象如图乙。根据图象可得小灯泡的额定功率为 W.研究发现，通过灯丝的电流与其两端电压不成正比，原因是： 。
（4）在测量小灯泡电功率拓展实验过程中，电流表坏了，他们找来一只阻值合适的定值电阻R0，设计了如图丙电路图，操作步骤如下：①断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额；② ，断开S2，闭合S1，记下此时电压表示数为U；
则小灯泡额定功表达式P额＝ （用U额、U和R0表示）。
3.（2021年眉山中考题）在测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率的实验中，电源电压恒定不变。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整，要求实验时向右移动滑片P小灯泡亮度变暗。
（2）实验过程中，某小组的同学将所测得相关数据和现象记录如表：
次数 电压U/V 电流I/A 灯泡亮度 灯泡实际电功率P/W 灯泡电功率的平均值P/W
1 0.5 0.18 不亮 P1 P＝
2 1 0.2 发暗光 P2
3 2 0.3 发较亮光 P3
4 2.5 0.32 正常发光 P4
5 2.8 0.34 发光强烈 P5
①小灯泡的额定功率为 W；
②表格中有一处设计不合理，请指出不合理的设计是 ；
③分析表中数据还发现灯丝电阻跟 有关。
（3）测量额定电压为U0的小灯泡额定功率，物理科代表设计了图乙所示的电路（R0为已知的定值电阻，R为滑动变阻器）。
①断开开关S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，当电流表示数为 时，小灯泡恰好正常发光；
②保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关S1，断开开关S2，记下电流表示数为I；
③推导出小灯泡L的额定功率表达式P额＝ （用物理量U0、R0和I表示）。
【拓展训练题13答案】1.（1）电流表正、负接线柱接反了 （2）1.8 左 0.6 （3）①2 ②2.4W 2.（1）如图所示。 （2）小芳 （3）0.625 小灯泡的电阻和随灯丝温度变化而改变 （4）②保持滑动变阻器的滑片位置不变
3.（1）如图所示。（2）①0.8 ②平均电功率的计算 ③温度 （3）① ③U0×（I﹣）
第2题（1）图 第3题（1）图
知识点六 电流的热效应
电流通过导体时电能转化成内能，导体发热的现象叫做电流的热效应。各种用电器里都有导体，只要用电器通电，就会发热。电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关。
【例题14】（2023年山东枣庄中考题）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
（1）要探究电热与电阻的关系，应选用 组合，并将它们 接到电源两端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装置U形管中液面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下， 。
（3）实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列实例采用研究方法与此相同的是【 】
A．探究电流与电压、电阻的关系 B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线” D．探究平面镜成像的特点
【解析】（1）要探究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流相同与通电时间相同，而电阻的阻值不同，因此需要选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联在电路中，此时右边两个电阻并联后再与左边的电阻串联，由并联电路中电流的规律可知，通过乙容器中5Ω电阻的电流大于通过丙容器中5Ω电阻的电流，当在通电时间相同的情况下，发现乙装置U形管中液面高度变化大，可知乙装置密闭容器中气体体积变化及温度变化大，吸收热量多，电流通过5Ω电阻产生热量多。由此可以得出的结论是：在电阻相同和通电时间相同时，通过导体的电流越大，产生的热量越多。
（3）实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，进而显示电流通过导体产生热量的多少，这是转换法的应用；探究电流与电压、电阻的关系时，用到的方法是控制变量法；
用铁屑显示磁体周围磁场分布时，用磁体吸引铁屑的多少显示磁体周围磁场的强弱，用到的也是转换法意；研究光的传播时，引入“光线”，用带箭头的直线描述光传播的路径和方向，使用的是建立物理模型的方法；探究平面镜成像的特点，用透明玻璃板替代平面镜，用未点燃的蜡烛替代点燃蜡烛的像使用的是等效替代法。
【答案】（1）甲、乙 串联 （2）通过导体的电流越大，产生的热量越多 （3）B
【拓展训练题14】
1.（2024年四川宜宾中考题）（双选题）如图是探究电流热效应的实验装置，两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻R1、R2，其中R1=5Ω，R2=R3=10Ω.下列说法正确的是【 】
A．只闭合S1，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B．只闭合S1，若电路中的电流为0.2A，通电1min电阻R1产生的热量为12J
C．闭合S1和S2，通过R1的电流是R2电流的0.5倍
D．闭合S1和S2后，左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样
2.（2024年江苏无锡中考题）用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素。甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油，电阻丝R1、R2、R3浸没在煤油中，其中R1=R2=5Ω、R3=10Ω.闭合开关前，记录下煤油的初温度t0，开关S接a、调节滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为1A，记录下第100s和第200s时甲容器中煤油的末温度t；开关S接b，调节滑片P，使电流表的示数为0.5A，记录下第200s时乙、丙容器中煤油的末温度t，断开开关，结果如下表，比较序号①②可得：当通过导体的电流和导体的______相等时，导体产生的热量与通电______有关。比较序号②和______可知导体产生的热量与电流大小有关。实验中，电阻R2产生的热量为______J.
序号 电阻 I/A 时间/s t0/℃ t/℃
① R1 1 100 20 34
② R1 1 200 20 48
③ R2 0.5 200 20 27
④ R3 0.5 200 20 34
3.（2023年云南中考题）实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所示的电路。
（1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，且导线不交叉。
（2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R （选填“短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察 来比较相同时间内不同电流产生热量的多少。
（3）调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后在老师帮助下，实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法： 。
（4）同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有 （请举一例）。
（5）若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中 （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻 （选填“串”或“并”）联进行实验。
（6）本实验应用的研究方法有转换法和 法。
【拓展训练题14答案】1. A B 2. 电阻 时间 ③ 250
3..（1）如图。 （2）开路 温度计示数的变化
（3）将测得的Q与I的数据在坐标系中描点画出Q﹣I图像，若Q﹣I图像为过原点的一条直线，则Q与I成正比，否则不成正比 （4）电饭锅 （5）B 串 （6）控制变量法
知识点七 焦耳定律
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。这个规律叫做焦耳定律。焦耳定律可以用公式Q=I2Rt来表示。
【例题15】（2024年辽宁中考题）如图，甲、乙两个透明容器内均装有质量为100g、初温为25℃的某种绝缘液体，甲、乙中都有一段电阻丝，R1=5Ω，R2=10Ω.闭合开关，电流表的示数为1.2A.通电120s后，甲中温度计的示数为29℃。求：
（1）R2两端的电压；
（2）R2的电功率；
（3）电流通过R2产生的热量；
（4）液体的比热容（不计热量损失）。
【解析】图示电路中，闭合开关，R1和R2串联，电流表测量电路中的电流。电流通过R1、R2产生的热量被甲、乙容器中的液体吸收，不计热量损失，液体吸收的热量等于电流通过导体产生的热量。
电流通过
【答案】（1）由欧姆定律得，R2两端的电压为U2=IR2=1.2A×10Ω=12V
（2）R2的电功率为P2=U2I=12V×1.2A=14.4W
（3）电流通过R1产生的热量为Q=I2R1t=（1.2A）2×5Ω×120s=864J
（4）不计热量损失，则甲容器中液体吸收的热量为Q吸=Q=864J
由Q吸=cm（t-t0）=cm⊿t得，液体的比热容为
【拓展训练题15】
1.（2024年黑龙江牡丹江中考题）两个电阻串联在电路中，R1=10Ω，R2=20Ω,R1两端的电压为1V，通过R1的电流为 A，R2两端的电压为 V，通电5min，R1上产生的热量为 J.
2．（2024年四川乐山中考题）如图甲所示的煎饼锅具有高温和低温两个挡位，图乙是其内部简化电路图。当处于高温挡时，煎饼锅的加热功率为938W，则R1= Ω；处于低温挡时，煎饼锅的工作电流为1A，通电1min产生的热量为 J.
第2题图 第3题图 第4题图
3.（2024年四川广元中考题）如图是“扬帆”学习小组对小灯泡L和定值电阻R的阻值进行测量后，根据实验数据作出的U-I图像。若将L和R串联接在8V的电源两端，L与R的电阻之比为 ；若将L和R并联在2V的电源两端，在1min内，L与R产生的热量之比为 。
4．（2024年四川遂宁中考题）在甲图所示的电路中，闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表A1的示数变大，此时两电流表指针都指在刻度盘的中央，均如乙图所示，则通过R1的电流为 A，R1:R2 ，在相同时间内两电阻产生的热量之比Q1:Q2 。
5．（2024年重庆中考题）图甲是同学们自制的调光小台灯，图乙是台灯的电路原理图。电源电压为3V，R是调节亮度的变阻器，最大阻值为10Ω.灯L标有“2.5V 0.5W”字样。忽略温度对电阻的影响。求：
（1）灯L正常发光时的电阻；
（2）灯L正常发光时，变阻器R工作10min产生的热量；
（3）电源电压降为2.7V后，灯L的最小实际电功率。
6．（2024年福建中考题）小闽设计的车载可加热果蔬搅拌机工作电路图如图。电热丝R的阻值为4Ω，电动机标有“12V 24W”字样。闭合开关S、S1，电动机正常工作。求：
（1）电源电压。
（2）闭合开关S、S1，电动机1min内消耗的电能。
（3）闭合开关S、S2，通电100s，电热丝R产生的热量。
【拓展训练题15答案】 1. 0.1 2 30 2. 51.6 13200 3. 1:1 2:3 4. 1.2 1∶4 4∶1 5.（1）由P=UI得，灯L正常发光时，电路中的电流为，
由欧姆定律得，灯L正常发光时的电阻为
（2）由串联电路中电压的规律得，变阻器两端的电压为
变阻器R工作10min产生的热量
（3）电源电压降为2.7V，变阻器接入电路的电阻最大时，电路中电流最小，灯L的实际电功率最小。电路的总电阻R总=R+R滑最大=12.5Ω+10Ω=22.5Ω，电路中的最小电流为I最小=
灯L的最小实际电功率为P最小=U1最小I最小=（I最小）2R=（0.12A）2×12.5Ω=0.18W
6.（1）图示电路中，闭合S、S1，R断路，电路中只有电动机正常工作，电源电压U=U额=12V
（2）由得，电动机消耗的电能W=Pt1=24W×60s=1440J
（3）闭合S、S2，电动机断路，电路中只有电热丝R工作，通过电热丝R的电流
电热丝R产生的热量
知识点八 电热的利用和防止
电热既有有利的一面，又有有害的一面。人们利用电流的热效应制成各种电热器。家中的电热水器、电饭锅、电熨斗、电暖器等都是利用电热的例子。有些用电器工作时将电能转化为其它形式的过程中，总有一部分电能转化为内能。电视机、计算机、电动机等用电器工作时，都不可避免地发热，既浪费能源，又会影响用电器正常工作，加速绝缘部分老化。这就需要散热，防止电热带来的危害。
【例题16】（2024年山东菏泽中考题）下列家用电器，利用电流的热效应工作的是【 】
A．电冰箱 B．洗衣机 C．电脑 D．电饭煲
【解析】利用电流热效应工作的用电器将消耗的电能转化为内能。电冰箱工作时将电能转化为内能与机械能；洗衣机的主要部件是电动机，工作时将消耗的电能转化为机械能和内能；
电脑工作时将消耗的电能转化为光能、机械能和内能等；电饭煲是电热器，主要部件是发热体，工作时将消耗的电能全部转化为内能，是利用电流的热效应工作的。
【答案】D
【拓展训练题16】
1.（2024年江苏扬州中考题）冬季雨雪严重时，温度极低的雨水在高铁电网上迅速结冰，发生的物态变化是 ，此过程 热，对铁路道岔通电融雪除冰利用了电流的 效应。
2.（2024年江苏盐城中考题）芯片体积小，元件密集。当芯片中有电流通过时，由于芯片元件有 ，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的 效应。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过 的方式改变芯片内能。
3.（2024年内蒙古赤峰中考题）电饭煲是常用的家用电器，它是利用电流的________效应工作的。某品牌电饭煲有“加热”和“保温”两挡功能，简化电路如图，R1=242Ω，R2=60.5Ω.当该电饭煲处于“加热”挡工作10min，其消耗的电能是___________J.
4. （2018年陕西中考题）由于导体存在电阻，电流通过导线时会因电流的______效应而造成大量的能量损耗。1911年荷兰科学家发现某些导体在极低温度下_________会突然消失，这种现象称为超导现象。近年来我国在超导领域取得了举世瞩目的成就，用超导电缆输电，可大大降低能量损耗。有一段输电线路，输电电流为200A，输电线路的总电阻为5Ω，若以超导电缆代替该线路输电1h，可节约电能________ J.
5.（2024年重庆中考题）小刘同学利用如图所示的电路测量电阻R的阻值。闭合开关S，将滑片P移至某一位置时，电压表示数为2V，电流表示数为0.4A。下列说法正确的是【 】
A．图中的甲是电压表、乙是电流表 B．将滑片P向左移时R的功率增大
C．一次实验就能精确测出R的阻值 D．电流0.4A时，R一分钟发热0.8J
6.（2020年湖南娄底中考题）下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是【 】
A．养鸡场使用电热孵化器孵小鸡 B．家里使用电热水壶烧水
C．小明妈妈用电熨斗熨衣服 D．电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温
【拓展训练题16答案】1. 凝固 放 热 2. 电阻 热 热传递 3. 热 6×105 4.热 ⑤. 电阻 ⑥. 7.2×108 5. B 6. D
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第十八章电功率 知识点精练评价试题（满分80分）
一、填空题（每空1分，共18分。）
1.（2023年遂宁中考题）小李从小养成了节约能源的良好习惯，经常观察家里面的电能表，提醒父母家里用电情况。上月末他家电能表示数为1959.6kW h，本月末示数如图所示，则本月他家用电________kW h；他家里有一台“220V 1100W”的电饭锅，该电饭锅正常工作时的电阻为_______Ω；某次小李让该电饭锅单独正常工作6分钟，电能表转盘转动了________转。
2．（2024年四川泸州中考题）小华家电茶炉的加热电阻为60.5Ω，家用电能表的信息如图所示，只将电茶炉接入220V的家庭电路中正常工作10min，电能表指示灯应闪烁 次，刚好将电茶炉内1kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量为 J，电茶炉烧水的效率为 。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
3. （2024年天津中考题）在“练习使用滑动变阻器”的实验中，连接了如图所示电路。闭合开关，当滑片P向________移动时小灯泡变亮；已知电源电压为9V，小灯泡标有“6V 3W”的字样，当小灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的电阻为________Ω.
4.（2023年四川德阳中考题）甲、乙两小灯泡铭牌上分别标有“4V 2W”和“6V 6W”，使用过程中每个小灯泡的电阻均不变，若两灯都正常发光，则_____（选填“甲”或“乙”）灯会更亮一些；若把两灯串联在10V的电压下，则____（选填“甲”或“乙”）灯会被烧坏。
5.（2024年黑龙江齐齐哈尔中考题）如图甲所示的电路，电源电压为12V且保持不变，R2为阻值未知的定值电阻，图乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流随它们两端电压变化的图像。当同时闭合开关S1、S2和S3时，小灯泡L的实际功率为P，定值电阻R1的功率为P1，则P：P1=______；当闭合开关S1、断开开关S2和S3时，小灯泡的实际功率为0.6W，此时灯丝电阻为R，则R：R2=______。
6.（2024年黑龙江绥化中考题）一款电热水龙头的简化电路如图甲所示，表格是它铭牌上的参数。电源电压恒定不变，R1和R2为发热电阻，当开关S、S1均闭合时，通电20s电热水龙头产生的热量是__________J。电阻R1和R2的阻值之比是__________。
额定电压 220V
额定功率 高温挡 2200W
低温挡 440W
7.（2024年江苏苏州中考题）电热水器是利用电流的 效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为 kW·h，现仅接通一台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为 J，其两端电压 （选填“高于”、“等于”或“低于”）220V.
二、选择题（每题2分，共28分。第8～18题，每题只有一个选项符合题目要求。第19～21题，每题有多个选项符合题目要求，全部选对的得2分，只选1个且正确的得1分，有选错的得0分。）
8.（2024年福建中考题）下列数据最接近实际的是【 】
A．中学生的体重约为50N B．电热水壶的功率约为1000W
C．人步行的速度约为20m/s D．人感觉舒适的温度约为40℃
9.（2023年江苏宿迁中考题）关于图中小明家的电能表，下列选项正确的是【 】
A．电能表的示数为2023.6J
B．电能表能正常工作的最大电流是40A
C．电能表是测量电功率的仪表
D．脉冲指示灯闪的越快，电路消耗电能越多
10.（2023年北京中考题）如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和33圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并联在电路中工作一段时间，下列说法正确的是【 】
A.通过R1的电流等于通过R2的电流
B.R1两端的电压大于R2两端的电压
C.R1的电功率大于R2的电功率
D.R1消耗的电能小于R2消耗的电能
11.（2024年山东济宁中考题）图是一个灯泡L和一个定值电阻R的I-U图像。下列分析正确的是【 】
A．甲为灯泡L的图线
B．当电压为0时，L与R的阻值均为0
C．将L和R并联在6V的电源两端，电路总电阻为36Ω
D．将L和R串联在6V的电源两端，L的功率为0.24W
12.（2023年四川广元中考题）如图甲所示的电路，电源电压不变，R1是定值电阻，通过R2的电流与R2两端的电压关系如图乙所示。当M、N都是电流表，且S1闭合、S2断开时，M的示数为0.4A，电路的总电阻为R′；当M、N都是电压表，且S1、S2都闭合时，N的示数为2V，电路的总电阻为R″。下列说法正确的是【 】
A．电阻R1的阻值为15Ω B．R′：R″＝6：25
C．当M、N都是电压表，S1、S2都闭合时、R1与R2的功率之比为1：3
D．当M、N都是电流表，只闭合S1时、M、N两表示数之比为3：5
13.（2023年广西中考题）小明发现家里的白炽灯突然变亮，主要原因可能是白炽灯的【 】
A．额定电压变大 B．实际电压变大 C．额定功率变小 D．实际电压变小
14.（2023年山东济南中考题）商场中，卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说：微波炉很省电，用一次花不了多少电费；顾客说：我觉得微波炉很费电，我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看，售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时【 】
A．消耗较少的电能，消耗较多的电能 B．电功率较小，电功率较大
C．电功率较小，消耗较多的电能 D．消耗较少的电能，电功率较大
15.（2024年内蒙古包头中考题）许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示，R1和R2为加热电阻．下列分析正确的是【 】
A．除雾状态，电路中只有R1工作
B．除霜状态，电路中只有R2工作
C．除雾状态，电路的总电流最大
D．除霜状态，电路的总功率最大
16.（2024年上海中考题）如图所示是电烙铁工作的原理图。它正常工作时，两端的电压为220伏。在预热状态时，通过它的电流较小；在加热状态时，通过它的电流较大，则下列选项中正确的是【 】
A．闭合开关S，此时小灯熄灭，处于预热状态
B．断开开关S，此时小灯发光，处于加热状态
C．闭合开关S，此时小灯发光，处于预热状态
D．闭合开关S，此时小灯熄灭，处于加热状态
17.（2024年四川广安中考题）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，电流表量程是0～0.6A，电压表量程是0～3V.闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑到a点的过程中，滑动变阻器R和灯泡L的图像分别如图乙所示，当滑片在a点时灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是【 】
A．电源电压为4V B．灯泡L正常发光时的电阻为6Ω
C．电路中允许的最大功率为2.25W D．电压表测量的是滑动变阻器R两端的电压
18.（2024年山东临沂中考题）图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V，闭合开关后，“0.5V0.2W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作，则【 】
A．指示灯的灯丝电阻为0.8Ω B．电动机的发热功率为1.6W
C．电动机的额定功率为0.08W D．电路的总功率为1.8W
19.（2024年黑龙江哈尔滨中考题）（多选题）如图所示的电路中，电源电压恒为9V，灯泡L标有“6V 6W”，滑动变阻器标有“30Ω 2A”，下列说法正确的是【 】
A．灯泡正常发光时的电阻为6Ω
B．电路中的电流不超过2A时，电路一定是安全的
C．当灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率为9W
D．当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡变暗
20.（2024年四川宜宾中考题）（多选题）我国交规规定，酒后不能开车。图甲是一种对驾驶员进行检测的呼气式酒精测试仪，其简化电路如图乙所示，测试仪里面装有酒精气体传感器，它是一种气敏电阻，用符号“”表示，其阻值R随酒精气体浓度K变化图像如图丙所示。已知电源电压为12V，R1是阻值为20Ω的定值电阻，设血液酒精浓度M＝呼出酒精气体浓度K×2500，当血液酒精浓度≥0.2mg/mL时，属于饮酒驾驶。下列说法正确的是【 】
A．酒精气体浓度越大，电流表示数越大
B．刚达到饮酒驾驶时R的阻值为64Ω
C．电流表示数为0.12A时，不属于饮酒驾驶
D．达到饮酒驾驶，电路消耗的最小功率为1.44W
21.（2024年山东滨州中考题）（多选题）某次实践活动中，小滨观察了某型号家用电热水器的铭牌如图甲所示，他查看说明书发现其简化电路如图乙所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)。下列分析正确的是【 】
A．当S接“1”时，电热水器为高温挡
B．满箱水由20℃升高到70℃，水吸收的热量为1.26×107J
C．R的阻值为24.2Ω
D．断开其他用电器，仅让电热水器高温挡正常加热1min，可使图丙所示电能表的转盘转100r
三、实验探究题（第22题6分，第23题8分，第24题5分，共19分。）
22.（2024年黑龙江牡丹江中考题）小江发现家里不同房间的灯亮度不同，猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干，测量额定电压为2.5V小灯泡的功率。
（1）小江选择两节新干电池进行实验，连接的实物电路如图甲所示，请在方框内画出对应的电路图。
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，读出电流表示数，将数据记入表格。继续移动滑片，即使将滑片移动到阻值最小的位置，小灯泡两端电压也无法达到2.5V，解决的办法是 。
（3）问题解决后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到2.5V。如图乙所示，此时电流表的示数为 A，小灯泡的额定功率为 W.
（4）继续移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为2.9V，读出电流表示数，将数据记入表格。如表所示，小江设计的表格不足之处是 。
实验次数 灯泡两端电压U 通过灯泡的电流I 灯泡的电功率P 发光情况
1 2 0.26 0.52 较暗
2 2.5 正常发光
3 2.9 0.32 0.93 较亮
（5）实验表明小灯泡的亮度由 决定。
23.（2022年河南中考题）在测量额定电压为2.5V小灯泡电功率实验中，电源是三节新干电池。
（1）请用笔画线代替导线，将图1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。
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W
1 2.5 0.26
2 0.24
3 2.8 0.28
（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2所示，为 V，此时电流表示数为0.24A，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 。
（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3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。
24.（2022年湖北宜昌中考题）小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。
（1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时， ，电阻产生的热量越多”的结论。
（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是【 】
A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C.电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
（3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线把电路连接完整。闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是 ，请你提出改进办法： 。
四、综合应用题（第25题7分，第26题9分，共16分。）
25.（2024年内江中考题）图甲是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪，其简化原理如图乙。在测试中，测试的同学向前水平推动测试仪的滑块（相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片P），用电压表的示数来反映被测试者的成绩。电源的电压恒为6V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器R1标有“20Ω 1.5A”的字样，定值电阻R2=10Ω.闭合开关S，求：
（1）当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2Ω时，电压表的示数。
（2）在保证电路元件安全的情况下，电路消耗总功率的最小值。
26.（2024年黑龙江龙东中考题）一款小型电火锅如图甲所示，通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能；图乙是它的简化电路图，R1、R2、R3均为加热电阻（阻值保持不变）。已知R1的阻值为176Ω，电火锅的部分参数如下表所示。求：
（1）R2的阻值是多少？
（2）电火锅在低温挡工作时的功率是多少？
额定电压 220V
低温挡功率
中温挡功率 440W
高温挡功率 1100W
（3）某次使用时，在标准大气压下，用中温挡将1kg水从20℃加热到沸腾，用时14min，不计热量损失，该电火锅中温挡的实际功率是多少？【c水=4.2×103J/(kg·℃)】
第十八章电功率 知识点精练评价试题参考答案（满分80分）
一、填空题（每空1分，共18分。）
1. 60 44 275 2. 160 3.36×105 70% 3. 左 6 4. 乙 甲 5. 4∶3 1∶5 6. 44000 1∶4 7. 热 3023.6 9.0×104 等于
二、选择题（每题2分，共28分。）
8. B 9. B 10. C 11. D 12. D 13. B 14. D 15. D 16. D 17. C 18. D 19. AD 20. ABC 21.ABD
三、实验探究题（第22题6分，第23题8分，第24题5分，共19分。）
22. （1）如图所示。 （2）增加一节新的干电池 （3）0.3 0.75 （4）测量的物理量没有单位 （5）实际功率 23.（1）如图所示。 （2）左 （3）2.5 （4）2.2 0.528 灯泡的亮度 （5）越大 （6）5 24.（1）电流越大 （2）C （3）如图所示。 电路中电流太小或电源电压太低 将100Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝或增大电源电压
第22题（1） 第23题（1） 第24题（3）
四、综合应用题（第25题7分，第26题9分，共16分。）
25.（1）图示电路中，变阻器与定值电阻R2串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，变阻器连入电路的电阻R1=2Ω时，电路总电阻R=R1+R2=2Ω+10Ω=12Ω （1分）
电路电流 （1分）
由欧姆定律得，变阻器两端的电压U1=IR1=0.5A×2Ω=1V （1分）
（2）由串联电路中电压的规律得，变阻器两端电压最大为U1＇=3V时，定值电阻R2两端电压
U2=U-U1＇=6V-3V=3V （1分）
电路中的最小电流 （1分）
电路的最小电功率Pmin=UImin=6V×0.3A=1.8W （2分）
26.（1）图乙所示电路中，高温档时R3连入电路。由P=UI得，
中温档时，R2和R3串联，电路总电阻R中=
由串联电路中电阻的规律得，R2的电阻值R2=R中-R3=110Ω-44Ω=66Ω （3分）
（2）低温档时，R1和R3串联，电路总电阻R低=R2=R1+R3=176Ω+44Ω=220Ω
电路中的电流I低=
电火锅在低温挡工作时的功率为P低=UI低=220V×1A=220W （3分）
（3）水吸收热量Q水吸=c水m（t水-t0）=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J
电火锅消耗的电能为
该电火锅的实际功率为 （3分）
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