第十四章 欧姆定律 电功率
第1课时
1.有一位物理学家，他一生致力于实验研究，用近40年的时间做了400多次实验，最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，并且为能量守恒定律的建立奠定了基础.这位物理学家是（ ）
A.欧姆 B.焦耳 C.瓦特 D.安培
2.（2024·江苏模拟）如图所示，小明同学设计了一种烟雾报警装置，R0的电阻为20 Ω，R为光敏电阻，其阻值随激光的光照强度增大而减小.当电路中电流小于或等于0.3 A时，烟雾报警器报警.开关S闭合后，当电流为0.5 A时，光敏电阻R的电功率为5 W.下列说法中正确的是（ ）
A.当烟雾浓度逐渐增大时，电流表的示数变大
B.电源电压为24 V
C.当电路中电流为0.4 A时，R消耗的电功率为4.8 W
D.当电压表的示数为12 V时，烟雾报警器报警
3.用如图所示的装置可探究导体产生热量与 （选填“电流”或“电阻”）的关系，若通过电阻R2的电流为1 A，通电1 min，电阻R2产生的热量为 J.若将电阻R3更换为10 Ω的电阻， （选填“可以”或“不可以”）完成该实验探究.
4.（2024·福建模拟）某实验小组在测量小灯泡电阻实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，电源电压为4.5 V，实验电路如图甲所示.
（1）连接好电路闭合开关后，发现小灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是 .
（2）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P，当电压表示数为2.3 V时，为了让小灯泡正常发光，此时应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动.
（3）小组同学正确操作，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为 W.
（4）下表是实验中测量的几组数据，小明根据测得的电压、电流值计算出灯丝在各个电压下的电阻值，分析发现其中一个电流数据有误，这个有误的电流数据为 .
U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I/A 0.20 0.24 0.28 0.36
R/Ω 5.00 6.25 7.14 8.33
（5）要完成上述表中数据测量，实验中滑动变阻器的总阻值至少为 Ω.
（6）小明打算只利用两电表中的电流表来测量小灯泡的额定功率，他增加了一个阻值为10 Ω的定值电阻R0和两个开关，设计了如图丙所示电路，请将电阻R0、电流表和灯泡的符号填入虚线框中使其能完成实验.
5.为了有效保持卫生，学校每天用过氧乙酸对教室进行消毒.空气中过氧乙酸气体浓度ρ≥0.1 g/m3才能达到消毒要求.小明设计了如图甲所示的检测电路图，已知电源电压恒为6 V，定值电阻R0的阻值为6 Ω，过氧乙酸气体传感器R1的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如图乙所示.下列说法中正确的是（ ）
A.电路中的显示仪表是由电流表改装而成的
B.过氧乙酸气体浓度越高，电路中的电流越小
C.过氧乙酸气体浓度越高，定值电阻R0两端的电压越小
D.刚好达到消毒要求时，电路的总功率为1 W
6.细心的小伟观察到家中有两根粗细不同的手机充电线，爸爸说：“较粗的那根是我国某品牌的'超级快充'手机充电线，以较强的电流实现对手机快速充电的功能.”请你从线路安全的角度来分析“超级快充”手机充电线比普通手机充电线粗的原因.
第2课时
1.傍晚用电高峰时期，小何观察到家中一只标有“220 V 48.4 W”的灯泡比正常时暗.他发现灯泡内壁发黑，造成该现象的原因是灯泡长时间使用后，灯丝升华变细，电阻变 ，导致功率变小；另外，用电高峰期家中实际电压低于220 V，实际功率低于额定功率.他想知道此时家中的实际电压，于是更换了一只同规格的新灯泡，关闭家中其他用电器，让该灯单独工作100 s，电能表（如图所示）转盘转了4 r，则家中实际电压为 V.
2.某教室共有20盏“220 V 40 W”的普通照明灯泡，一盏灯泡的电阻为 Ω；如果改用20盏“220 V 13 W”的LED灯，不仅亮度相当，而且可以省电，若该教室平均每天用电5 h，则一天可节约 度电.
3.实验小组想探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，设置如图甲、乙所示的实验装置，然后将装置两侧的线头与电源连接起来.甲、乙两装置中的两个透明容器中密封着等量空气.
（1）在实验中电流产生多少热量是通过观察 来体现的，这种用能直接观测的量来反映不容易被直接观测的量的实验方法叫 ；除了这一种实验方法外，本实验还用到的另一种实验方法为 .
（2）图甲中将两段阻值不同的电热丝串联，是为了探究电流产生的热量与 的关系.加热一段时间后，右边U形管两侧液面高度差比较大，由此可以得到结论： .
（3）图乙中加热一段时间后左右两侧U形管液面高度差如图乙所示，由此可以得到结论： .
4.小华在做“探究电流与电阻的关系”的实验中，设计了如图甲所示的电路图.
（1）请根据如图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整.
（2）闭合开关后发现，电流表示数为零，电压表指针有明显偏转，则该电路故障是 处断路.
（3）小华排除电路故障后，先将5 Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数如图丙所示，记下此时的电流值.取下5 Ω的电阻，再分别接入10 Ω、15 Ω的电阻，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数均为 V，记下对应的电流值.通过实验可得出的结论：当电压一定时，电流与电阻成 .
5.（2024·安徽模拟）某型号电热饭盒具有高温和低温两个加热挡位，如图甲所示是其内部电路简化图.其中R1、R2均是电阻丝且阻值不变，电源电压恒为220 V，其部分参数如下表所示.求：
额定电压 220 V
额定功率 高温挡 242 W
低温挡 48.4 W
（1）当该电热饭盒处于高温挡正常工作时，电路中的电流大小.
（2）电阻丝R2的阻值.
（3）若只利用图甲中的电子元件（电阻丝R1、R2和开关S1、S2及若干导线和220 V的电源），将这个电热饭盒改成三个加热挡位，请你在图乙的虚线框内画出设计的电路图.（设计一种电路即可）
第十四章 欧姆定律 电功率
第1课时
1.有一位物理学家，他一生致力于实验研究，用近40年的时间做了400多次实验，最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，并且为能量守恒定律的建立奠定了基础.这位物理学家是（ B ）
A.欧姆 B.焦耳 C.瓦特 D.安培
2.（2024·江苏模拟）如图所示，小明同学设计了一种烟雾报警装置，R0的电阻为20 Ω，R为光敏电阻，其阻值随激光的光照强度增大而减小.当电路中电流小于或等于0.3 A时，烟雾报警器报警.开关S闭合后，当电流为0.5 A时，光敏电阻R的电功率为5 W.下列说法中正确的是（ C ）
A.当烟雾浓度逐渐增大时，电流表的示数变大
B.电源电压为24 V
C.当电路中电流为0.4 A时，R消耗的电功率为4.8 W
D.当电压表的示数为12 V时，烟雾报警器报警
3.用如图所示的装置可探究导体产生热量与 电流 （选填“电流”或“电阻”）的关系，若通过电阻R2的电流为1 A，通电1 min，电阻R2产生的热量为 300 J.若将电阻R3更换为10 Ω的电阻， 可以 （选填“可以”或“不可以”）完成该实验探究.
4.（2024·福建模拟）某实验小组在测量小灯泡电阻实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，电源电压为4.5 V，实验电路如图甲所示.
（1）连接好电路闭合开关后，发现小灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是 移动滑动变阻器滑片P，观察小灯泡是否发光 .
（2）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P，当电压表示数为2.3 V时，为了让小灯泡正常发光，此时应将滑片向 右 （选填“左”或“右”）移动.
（3）小组同学正确操作，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为 0.75 W.
（4）下表是实验中测量的几组数据，小明根据测得的电压、电流值计算出灯丝在各个电压下的电阻值，分析发现其中一个电流数据有误，这个有误的电流数据为 0.36 .
U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I/A 0.20 0.24 0.28 0.36
R/Ω 5.00 6.25 7.14 8.33
（5）要完成上述表中数据测量，实验中滑动变阻器的总阻值至少为 17.5 Ω.
（6）小明打算只利用两电表中的电流表来测量小灯泡的额定功率，他增加了一个阻值为10 Ω的定值电阻R0和两个开关，设计了如图丙所示电路，请将电阻R0、电流表和灯泡的符号填入虚线框中使其能完成实验.
【答案】
5.为了有效保持卫生，学校每天用过氧乙酸对教室进行消毒.空气中过氧乙酸气体浓度ρ≥0.1 g/m3才能达到消毒要求.小明设计了如图甲所示的检测电路图，已知电源电压恒为6 V，定值电阻R0的阻值为6 Ω，过氧乙酸气体传感器R1的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如图乙所示.下列说法中正确的是（ D ）
A.电路中的显示仪表是由电流表改装而成的
B.过氧乙酸气体浓度越高，电路中的电流越小
C.过氧乙酸气体浓度越高，定值电阻R0两端的电压越小
D.刚好达到消毒要求时，电路的总功率为1 W
6.细心的小伟观察到家中有两根粗细不同的手机充电线，爸爸说：“较粗的那根是我国某品牌的'超级快充'手机充电线，以较强的电流实现对手机快速充电的功能.”请你从线路安全的角度来分析“超级快充”手机充电线比普通手机充电线粗的原因.
答：“超级快充”工作时充电线中的电流大于普通手机充电线的电流，为保证线路安全，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，在通电时间一定时，要减少充电线产生的热量，在电流较大时，就应减小导线的电阻.因此在充电线的材料和长度一定时，要减小电线的电阻，应增大电线的横截面积，即电线粗一些，所以“超级快充”手机充电线比普通手机充电线粗.
第2课时
1.傍晚用电高峰时期，小何观察到家中一只标有“220 V 48.4 W”的灯泡比正常时暗.他发现灯泡内壁发黑，造成该现象的原因是灯泡长时间使用后，灯丝升华变细，电阻变 大 ，导致功率变小；另外，用电高峰期家中实际电压低于220 V，实际功率低于额定功率.他想知道此时家中的实际电压，于是更换了一只同规格的新灯泡，关闭家中其他用电器，让该灯单独工作100 s，电能表（如图所示）转盘转了4 r，则家中实际电压为 200 V.
2.某教室共有20盏“220 V 40 W”的普通照明灯泡，一盏灯泡的电阻为 1 210 Ω；如果改用20盏“220 V 13 W”的LED灯，不仅亮度相当，而且可以省电，若该教室平均每天用电5 h，则一天可节约 2.7 度电.
3.实验小组想探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，设置如图甲、乙所示的实验装置，然后将装置两侧的线头与电源连接起来.甲、乙两装置中的两个透明容器中密封着等量空气.
（1）在实验中电流产生多少热量是通过观察 U形管液面高度差 来体现的，这种用能直接观测的量来反映不容易被直接观测的量的实验方法叫 转换法 ；除了这一种实验方法外，本实验还用到的另一种实验方法为 控制变量法 .
（2）图甲中将两段阻值不同的电热丝串联，是为了探究电流产生的热量与 电阻 的关系.加热一段时间后，右边U形管两侧液面高度差比较大，由此可以得到结论： 当电流与通电时间一定时，导体电阻越大产生的热量越多 .
（3）图乙中加热一段时间后左右两侧U形管液面高度差如图乙所示，由此可以得到结论： 当导体电阻与通电时间一定时，通过导体的电流越大产生的热量越多 .
4.小华在做“探究电流与电阻的关系”的实验中，设计了如图甲所示的电路图.
（1）请根据如图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整.
【答案】
（2）闭合开关后发现，电流表示数为零，电压表指针有明显偏转，则该电路故障是 定值电阻R 处断路.
（3）小华排除电路故障后，先将5 Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数如图丙所示，记下此时的电流值.取下5 Ω的电阻，再分别接入10 Ω、15 Ω的电阻，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数均为 1.5 V，记下对应的电流值.通过实验可得出的结论：当电压一定时，电流与电阻成 反比 .
5.（2024·安徽模拟）某型号电热饭盒具有高温和低温两个加热挡位，如图甲所示是其内部电路简化图.其中R1、R2均是电阻丝且阻值不变，电源电压恒为220 V，其部分参数如下表所示.求：
额定电压 220 V
额定功率 高温挡 242 W
低温挡 48.4 W
（1）当该电热饭盒处于高温挡正常工作时，电路中的电流大小.
解：（1）当该电热饭盒处于高温挡正常工作时，电路中的电流
I＝＝＝1.1 A
（2）电阻丝R2的阻值.
解：（2）当开关S1和S2均闭合时，电路中只有电阻丝R1工作，此时处于高温挡.根据P＝UI、I＝得P＝可知，电阻丝R1的阻值
R1＝＝＝200 Ω
当开关S1闭合、S2断开时，电阻丝R1、R2串联，此时电路的总电阻较大，电源电压不变，此时处于低温挡，则电路中的总电阻
R串＝＝＝1 000 Ω
根据串联电路的电阻特点可知，电阻丝R2的阻值
R2＝R串－R1＝1 000 Ω－200 Ω＝800 Ω
（3）若只利用图甲中的电子元件（电阻丝R1、R2和开关S1、S2及若干导线和220 V的电源），将这个电热饭盒改成三个加热挡位，请你在图乙的虚线框内画出设计的电路图.（设计一种电路即可）
解：（3）【答案】
