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专题9 电能
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 电功、电能和电热 ☆☆☆ ①掌握用电器消耗的电能，应用电功率进行计算②伏安法测量小灯泡电功率的实验，绘制实验电路图③焦耳定律和数学表达式，应用焦耳定律解决简单的问题
考点2 电功率 ☆☆☆
■考点一 电功、电能和电热
1．电流通过某段电路所做的功叫电功。电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式能量(消耗电能)的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
2．电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。计算公式：W＝UIt＝Pt(适用于所有电路)。
电功的单位：国际单位是焦耳(J)，常用单位：千瓦时(kW·h)，俗称“度”。
1度＝1千瓦时＝1kW·h＝3.6×106J
对于纯电阻电路可推导出：W＝I2Rt＝U2t/R
①串联电路中常用公式：W＝I2Rt W1∶W2＝R1∶R2
②并联电路中常用公式：W＝U2t/R W1∶W2＝R2∶R1
③无论用电器串联或并联，计算在一段时间内所做的总功都可用公式：W＝W1＋W2 。
3．电功或电能测量
电能表是测量电功或电能的仪表。
电能表上“220V”“5(10)A”“3000r/kW·h”分别表示：该电能表应该接在220V的电路上使用；额定电流为5A，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过10A；用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转过3000转。
读数注意最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。电能表前后两次读数之差，就是这段时间内电路消耗的电能。
■考点二 电功率
1．电功率是电流在单位时间内做的功。电功率是表示电流做功快慢的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率(而不是其额定功率)。
2．电功率计算公式：P＝W/t＝UI＝I2R＝U2/R。
电功率的国际单位： 瓦特(W)，常用单位：千瓦(kW)。
①串联电路中常用公式：P＝I2R P1∶P2＝R1∶R2
②并联电路中常用公式：P＝U2/R P1∶P2＝R2∶R1
③无论用电器串联或并联，计算总功率可用公式：P＝P1＋P2 。
3．额定功率和实际功率
额定电压是用电器正常工作时的电压，额定功率是用电器在额定电压下消耗的电功率。
P额＝U额I额＝U/R R＝ U/P额
某灯泡上所标“PZ220V－25W”字样表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。
■考点一 电功、电能和电热
◇典例1：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多少焦耳？
（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，则房间里空气温度升高了多少摄氏度？[空气的比热为1000J/(kg·℃)]
◆变式训练1：将如图甲所示的电热水瓶，接入家庭电路中单独工作时，观察到电能表(如图乙)的转盘转6 r用时1 min。下列关于电能表和电热水瓶的说法正确的是（ ）
A．电能表应接在空气开关和用电器之间
B．该电能表所在家庭电路用电器同时工作时最大功率不能超过2200 W
C．电热水瓶的实际功率是600 W
D．若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，说明它们之间是串联的
◆变式训练2：（2025·绍兴模拟）小米SU7电动汽车采用锂电池作为动力来源，部分技术参数如下：
电池容量 80kW·h(即80千瓦时)
续航里程 700km(CLTC标准)
快充电压 800V
（1）小米SU7的电动机工作时，将 能转化为机械能，车辆使用锂电池，充电时要将外壳与地线保持良好接触，否则充不了电，这是为了防止 (选填“断电”或“漏电”)。
（2）若小米SU7百公里耗电量为12.5 kW·h，则电池充满电后理论上可行驶 km。
（3）车主快充30分钟将电量从10%充至80%，求快充时的充电电流为多少。
◆变式训练3：传统的公共充电桩充电电流在32A到80A之间。充电电流小会使充电速度过慢，用户等待时间长。日前，华为数字能源助力打造的全液冷超级充电桩正式上线，最大充电电压为1000V，对应的最大充电功率是600kW。该产品具有充电快、噪音低、寿命长的特点，用“遥遥领先”的技术为国家环保减排事业再立新功。（“全液冷系统”是一种密闭式液冷系统，通过冷板和风液换热器两种高效换热部件将产生的热量通过液体带出机体）请结合以上信息。
（1）该充电桩最大充电电流是多少？
（2）新款比亚迪唐纯电车搭配有108kW h容量的磷酸铁锂电池，若使用最大功率给该车充电，让电池的电量从25%充到100%，理论上需要多少分钟？
（3）传统充电桩没有冷却系统，为什么华为超级充电桩需要用“全液冷系统”？
■考点二 电功率
◇典例1：（2025·舟山模拟）如图是小浙连接的电路，开关闭合后，发现灯L2比L1亮。关于该电路分析错误的是
A．通过L2的电流比L1的电流大
B．L2的电阻比L1的电阻大
C．L2两端电压比L1两端电压大
D．L2的实际功率比L1的实际功率大
◆变式训练1：（2025·镇海区模拟）加在某电动机上的电压是 U，电动机消耗的电功率为 P，电动机线圈的电阻为 r，则电动机线圈上消耗的电热功率为（ ）
A．P B． C． D．
◆变式训练2：（2025·浙江模拟）厨艺最讲究“火候”二字，如图甲所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕.该蛋糕机的电路简图如图乙所示，其中 R1、R2均为发热电阻(假定电阻不随温度变化)，部分参数如下表所示.求：
额定电压/V 220
额定功率/W 高温1100
中温880
低温176
（1）当开关 S1断开，单刀多掷开关 S2打到3时，蛋糕机处于 挡(选填“高温” “中温”或“低温”)；
（2）该蛋糕机以高温挡正常工作时，10分钟产生的热量；
（3）该蛋糕机正常工作时 R2的电阻值；
◆变式训练3：（2025·温州模拟）图甲是小科“测量灯泡的电功率”实验的电路图，图乙是即将连接完成的实验电路。其中电源为四节新的干电池，灯泡的额定电压为4 V，灯丝的电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“20Ω1 A”的字样。
（1）对照电路图，用笔画线代替导线，将实物图乙中未完成的部分连接好。
（2）小科刚闭合电路的开关，就出现灯泡很亮的现象，此时电压表示数为5 V。请指出他操作上的错误： 。
（3）实验中，当灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则该灯泡的额定功率为 W。
（4）小科移动滑动变阻器的滑片，使灯泡两端的电压为2 V，此时电流为0.18 A，电压表示数与电流示数的比值与灯泡正常发光时不同。请帮他解释产生这个现象的原因： 。
1．（2023·衢州）如图所示为多档位加热器的电路图，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合S1和S2时，对电路的分析正确的是（ ）
A．R1和R2串联 B．R1两端的电压小于R2两端的电压
C．流过R1的电流大于流过R2的电流 D．如果R1断了，R2也不能工作
2.（2023·台州）绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。
（1）使用 灯照明更符合绿色生态理念。
（2）两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为 。
3.（2023·台州）某电热器的简化电路如图所示，可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏，R1=2000欧，R2=484欧。
（1）开关转至ac位置时，电阻R1和R2的连接方式是 。
（2）开关转至bd位置时，该电热器可实现 功能、它的额定功率是 瓦。
4.（2024·浙江）某兴趣小组设计了一款自带风力发电机的一体式路灯，其模型及纵截面示意图如图所示。任意方向吹来的风经过灯罩的上、下表面时都会产生上升气流，带动风叶转动而发电。
（1）风力发电机的发电原理是____（填字母）。
A．电磁感应 B．电流周围存在磁场 C．通电线圈在磁场中转动
（2）灯罩上方空气流速大，压强 。
（3）若路灯额定功率为100瓦，风力发电机产生1千瓦时的电能，能使该路灯正常工作 小时。
5.（2023·衢州）图甲是小宁哥哥测定小灯泡额定功率的电路，小灯泡上标有“3.8V”字样。
（1）测小灯泡电压的电压表有“0-3V”、“0-15V”两个量程，小宁的哥哥正确选用了“ ”量程。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3.8V，此时，电流表的示数如图乙所示。实验测得的该小灯泡的额定功率为 。
（3）小宁发现，与我们教材中测小灯泡电功率的电路相比，哥哥的实验电路多了一根导线这根导线是 。（用图甲中导线旁的字母表示）
6．（2023·衢州）用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。
图中电路包括调试电路和实验电路，和是阻值都为20欧的电热丝，放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝在调试过程中不发热。实验步骤如下：
①用数字温度计测量并记录装有的保温容器内煤油的温度。
②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。
③将开关S拨至“2”，使工作50秒，断开开关S，测量并记录__________。
④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度（可反映电热的多少），整理、的数据如图丙。
（1）将步骤③补充完整。
（2）在答题纸图丙中画出与的关系图像。
（3）小明想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持不变，将更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理，说明理由： 。
7．（2021·金华）研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。图注电源电压恒为4V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。实验过程中，调节滑动变阻器，逐次读取数据并记录，计算定值电阻电功率。数据如下表：
实验次数 1 2 3 4 5
电流（A） 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
电压（V） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
R0的电功率（W） 0.10 0.225 0.40 0.625 0.90
（1）完成第3次实验后，接下来要获得第4次实验的数据，则滑动变阻器R的滑片P应向 （选填“左”或“右”）移动到适当位置；
（2）小组同学根据表中数据，得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论正确的是：（ ）
A．定值电阻的电功率与电流成正比
B．定值电阻的电功率与电流的平方成正比
（3）小科提出：要得知滑动变阻器的电功率，还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压；小金却认为：无需测滑动变阻器两端的电压，通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如，当定值电阻两端的电压为1.0V时，滑动变阻器的电功率为 瓦；
（4）小组同学对小金的方法进行了归纳，结合表中数据，画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像（如图乙所示）。请分析判断，图中线段AA’表示的含义是 。
8．（2023·衢州）为了探究灯泡亮度与灯泡电功率的关系，小敏用如图所示电路进行研究(光敏电阻和灯L放置在暗盒内，外界光照无法进人)。已知灯L的额定电压为2伏，R光敏的阻值随光照的增强而减小，R2是保护电阻。连接电路后，闭合开关S1和S2，移动滑片调节灯L两端电压，记录电压表和电流表的示数如下表。
实验次数 1 2 3 4 5
电压表V示数/伏 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流表A1示数/安 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24
电流表A2示数/安 0.04 0.10 0.14 0.16 0.18
（1）闭合S1前，应先将滑片移至最 (选填”左”或”右”)端。
（2）该实验通过观察 来体现灯泡 L的亮度变化。
（3）实验中灯L的额定功率为 瓦。
（4）通过数据分析，得出的实验结论是 。
9．（2023·衢州）在”测量小灯泡额定功率”实验中，同学们进行如下研究。
[实验器材]干电池3节，小灯泡(额定电压为3.8V、电阻约为15Ω)，滑动变阻器(40Ω1A)，电流表，电压表，开关，导线若干(所有器材均完好)
[实验方案]将量程为0~15V的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，读出并记录电流表的示数。
（1）实验时若闭合开关，发现灯泡不亮，接下来最合理的操作是 ；
A．更换小灯泡
B．检查电路是否短路
C．观察电流表和电压表的示数
（2）当电压表读数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，该小灯泡的额定功率为 W；
（3） [实验反思]小金认为，电压表选用0~15V量程进行实验，因该量程下每一小格为0.5V，3.8V读数不够精确，导致计算得到的额定功率误差较大。若电压表换用0~3V的量程，将其并联到滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为0.7V，即可减小误差。
[实验改进]于是小金设计了如图丙所示电路图，电压表V1选用0~15V量程，电压表V2选用0~3V量程。进行实验，移动滑动变阻器滑片，得到三次实验数据记录如下表。
实验次数 小灯泡两端电压(V) 变阻器两端电压(V) 电流(A)
1 3.0 1.1 0.24
2 3.4 0.7 0.26
3 3.8 0.3 0.28
小金按反思后的思路，利用滑动变阻器两端电压为0.7V时所测的数据，计算得到的小灯泡”额定功率”比真实的小灯泡额定功率 (选填”偏大”“偏小”或”相等”)。
[反思交流]小金发现测得的小灯泡两端电压与滑动变阻器两端的电压之和小于电源电压。
带着这一疑问，继续探究……
10．（2023·台州）如图电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡规格是“3V 0.75W”。
（1）灯泡正常工作时，电压表V1、V2示数分别为多少 滑动变阻器接入的电阻为多少
（2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少
11．（2025·浙江）近年，共享充电宝(如图)的使用越来越普遍。为研究共享充电宝是否存在微生物污染，科学小组选取多个区域的共享充电宝进行研究，发现其上存在多种细菌。请回答：
（1）从传染病流行的基本环节分析，若某充电宝被传染性致病菌污染，则该充电宝属于 (填“传染源”或“传播途径”)。
（2）针对共享充电宝可能存在微生物污染的情况，提出下列消毒方案：
①使用充电宝前，用体积分数为75%的酒精溶液进行消毒。在配制75%酒精溶液时，将75mL 无水酒精和25mL水混合，发现总体积小于 100mL、原因是 。
②安装紫外灯对充电宝进行消毒。若用某款紫外灯消毒时，正常工作30min消耗的电能为9000J，则该款紫外灯额定功率为 W。
12.（2023·衢州）用两种不同充电桩，对同一辆纯电动汽车充满电的相关数据如表所示，不计充电过程中的能量损失。
充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h
普通充电桩 相同 220 30 10
快充充电桩 600 100 ▲
（1）用普通充电桩充满电，消耗的电能为多少千瓦时？
（2）用快充充电桩充满电，需要多少小时？
（3）目前存在普通充电桩充电时间长，充电桩紧缺等问题。为解决此问题，除用快充充电桩充电外，再提出一种设想。
13．（2023·台州）便携式无线加湿器，让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿器，通过旋转开关S接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，其简化的工作电路如图所示，铭牌上的部分参数如下表。
项目 参数
工作电压（V） 20
低档位功率（W） 5
高档位功率（W） 10
完成下列问题：
（1）旋转开关S接触“bc”两触点时，加湿器属于 档位；
（2）加湿器低档位工作时，电路通过的电流多大？
（3）加湿器高档位工作6小时，将消耗多少电能？
14．（2023·衢州）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）若仅闭合S2，咖啡机的工作状态处于 阶段。
（2）R1的阻值是多少欧？
（3）小金某次泡制咖啡，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？
15.（2024·浙江）自然界中有许多“电鱼”，它们身体中的发电器官能产生电。研究表明，某电鱼在水中放电时（图1），身体AB段可看成电源和电阻（R1）两部分串联而成，其余部分和水的电阻为R2，它们共同构成闭合电路，简化电路如图2所示。电鱼放电时的电压（即电源电压）为U，电阻R1＝1.0×104欧。为获得U的大小，研究人员通过在水里加入氯化钠来改变R2，得到A、B两点间电压UAB和电路中电流I的关系，如图3所示。电鱼每次放电电压视为相同，电鱼电阻不变。
（1）向水里加入氯化钠，目的是 （填“增大”或“减小”）电阻R2。
（2）求电鱼放电时电压U的大小。
（3）当R2=1.0×104欧，求电鱼放电时R2的电功率P2。
1.（2024九上·平湖期末）在如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当电路中接入“6V 6W”的灯泡L，在a、b之间接入一段导线时，闭合开关，灯泡L恰能正常发光；断开开关，在a、b之间换接入一个“6V 3W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L将变亮 B．电路总功率变大
C．换接灯泡的亮度大于灯泡L D．换接灯泡的实际功率为3W
2．（2025·金华模拟）如图所示为一款磁吸式感应智能小夜灯，图是该小夜灯部分铭牌参数。请回答：
××牌磁吸式智能小夜灯
额定电压 5V
额定功率 3W
充电类型 插电/直充
（1）将小夜灯侧吸在金属床沿并保持静止状态，此时小夜灯所受 力与重力平衡。
（2）小夜灯正常发光时的电流为 A。
（3）夜晚，当有人起床时，小夜灯亮起，延迟1分钟后自动熄灭，小夜灯正常发光1分钟所消耗的电能为 焦。
3．（2025·绍兴三模）电动自行车因轻便、快捷已成为市民常见交通工具，但其安全问题也不容忽视。
电池类型 铅酸电池
电池容量 60V 20Ah
充电器输出电流和电压 2A 75V
充电效率 80%
（1）交警提示：电动自行车安装遮阳伞存在安全隐患。安装了遮阳伞的电动车（如图1）快速行驶时，人感到车向上飘。造成“车向上飘”的原因是 。
（2）消防提醒：电动自行车蓄电池长时间充电时要预防电池自燃。为保障蓄电池充电安全，需控制充电时间。某同学设计了如图2所示的定时充电器，当定时器达到预设时间时，定时器电阻瞬间变得极小，充电器就自动停止充电。针对该充电器的设计方案，下列说法正确的是（ ）。
A．充电时，定时器与充电器串联
B．充电时，定时器在电路中相当于一导线
C．停止充电时，充电器在电路中处于短路状态
（3）根据表格数据可知，该电动自行车耗完电后充满电需充电 小时。
4．（2025·东阳二模）真空包装机(如图甲)通过抽空包装袋内气体并热封封口来延长食品保质期。其简化电路图如图乙所示。
（1）抽气机工作时，包装袋内气体减少导致内部气压降低，在外界 的作用下，使包装袋变瘪。
（2）真空包装机内电热丝通电发热，其原理是利用了 。
（3）若该机封口时经常温度过高使袋口破损，请提出一个电路改进或调节建议： 。
5．（2025·宁波模拟）某同学用如图所示装置探究电流通过导体产生的热量与导体电阻、电流大小的关系。甲、乙两个完全相同的烧瓶内装有等量的煤油，瓶内电阻的阻值分别为5欧和10欧，A、B是相同的玻璃管，管内初始液面位置相同。
实验一：闭合开关，通电1分钟记录液面上升的高度，分别记作h1和h2。
实验二：断开开关，当两根玻璃管中的液面降回到原来的高度后，减小滑动变阻器连入电路的阻值。再闭合开关，通电1分钟记录液面上升的高度，分别记作h3和h4。
（1）除电流表和秒表外，本实验中还需要用到的测量工具为 。
（2）实验中，将电阻丝串联连接的目的是为了保证实验时 相同。
（3）多次重复实验均发现 h1＜h3＜h4，则可以得出的结论为 。
6．（2025·温州模拟）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小科准备了以下实验器材：电压可调的学生电源、额定电压为2.5V的小灯泡、电流表、电压表、开关， 规格为“10Ω， 1A”和“20Ω， 1A”的滑动变阻器，导线若干。
（1）电路连接：请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整 。
（2）测量数据：小科在各元件状态如图甲位置闭合开关，电压表示数如图乙。为测量额定电功率，他接下来的操作是 。
（3）数据处理：小科测得多组数据并绘得图丙曲线。
①小灯泡的额定功率为 。
②若小灯泡电流为额定电流一半时的电功率记为p1，电压为额定电压一半时的电功率记为p2，则根据实验图丙推测p1 p2。
7．（2025·镇海区模拟）小蛟用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡 额定电压是3.8V。
（1）图甲中有一根导线接错了，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线；
（2）开关闭合前，小蛟发现电流表的指针如图乙所示，他指出了问题是 ；
（3）连接好电路，闭合开关，发现电流表和电压表都有较小的示数，且无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变，造成这一现象的原因可能是 ；
（4）正确连接后，小灯泡正常发光时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
8．（2025九下·杭州模拟）小金同学在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源为三节干电池，小灯泡额定电压为 2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）小金连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P 到某一位置时，电压表的示数如图乙，若要测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是 ；小金同学测量了六组且记下对应的电压表(0.5V、1V、…、3V 和电流表的示数，并绘制成图丙所示的 I-U图像，可计算出小灯泡的额定功率是 W。
（3）根据图丙分析，为完成上述整个实验，最合理的滑动变阻器应选 ____。
A．“0.5A10Ω” B．“IA20Ω”
C．“1A60Ω” D．“0.2A200Ω”
9．（2025·绍兴模拟）小张同学欲测量一只小灯泡的额定功率。器材如下：待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压为6V)、电流表 电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请回答：
（1）如图甲所示是小金尚未连接完整的电路，请用笔画线代替导线在原图上补全。
（2）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定电流为 A。
（3）下面是小金同学在没有电流表的情况下测定电功率的几种方案。
方案一：如图丙，步骤①将开关S1闭合，S2与a接线柱接通，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为U额；步骤②滑动变阻器滑片位置保持与步骤①中相同，将开关S1闭合，S2与b接线柱接通，调节电阻箱Rx，使电压表的示数保持U额，记录此时电阻箱阻值为Rx1，计算小灯泡的额定功率额=U 额2/Rx1。该方案中主要用到的科学方法是 (填字母)。
A.控制变量法 B.类比法 C.等效替换法 D.累积法
方案二：如图丁，步骤①将开关S1闭合，S2、S3断开，P滑至最左端，读出电压表示数6V；②将开关S1、S2闭合，S3断开，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2.5V； 步骤③滑动变器滑片位置保持与步骤②中相同，并将开关S1、S3闭合，S2断开，读出电压表示数3.5V，已知R0的阻值为35Ω；计算小灯泡的额定功率 P 额= W。
10．（2025·东阳二模）2025年3月6日， “方舟40”无人机搭载货物，仅用16分钟跨越11公里完成商品配送，标志着杭州市消费级无人机物流首飞成功。
参数 数值
工作电压 12V
额定功率 120W
电池总容量 3000mAh
（1）无人机在行驶时，其驱动系统的能量转化为：电能转化为 。
（2）小科也买了一台无人机，铭牌上的部分参数如上表。该无人机正常工作时电流为多少
（3）电池总容量3000mAh表示在12V电压下以3000mA 电流放电可持续1小时。若上述无人机电池实际可用容量为标注容量的90%，且无人机仅以额定功率工作，求满电状态下无人机能正常工作多长时间
11．（2025·江北模拟）空气炸锅是生活中常用的电器。它有两种工作模式：
①冷风模式400W，此时工作电流较小，低温慢煮食物；
②热风模式1280W，此时工作电流较大，高温烘烤食物。
小宁依照上述空气炸锅的工作模式推测了三个不同的工作原理图，如图(a)(b)(c)所示。
（1）小宁很快发现图 (a)所示的电路不符合空气炸锅两种工作模式的原理，请简述理由： 。
（2）图(b)(c)所示的电路，你认为哪个设计更适合两种工作模式的需求，请简述理由： 。
（3）仅需采用热风模式正常工作8min，即可将鸡翅加热至 ，这过程中消耗 J的电能。
12．（2025九下·杭州模拟）艾灸在中国用于疾病预防和保健已有悠久的历史。
（1）艾灸能提高人体对多种病原体的抵抗力，从免疫学角度来看，这属于 免疫；
（2）艾草中的某种有效成分为异戊二烯，其分子式为 C5 H8，其中碳元素和氢元素的质量之比为 ；
（3）如图甲所示的艾灸仪，内部加热等效电路如图乙所示，R1 和 R2是两个电热丝。使用时，先用高温档加热，当温度达到设定温度后，自动调节到低温档保温并开始进行理疗。
图乙中S2 是自动开关，艾灸仪开始进行理疗，S2的状态是 的；
（4）若此艾灸仪的额定电压为12V，电路的加热功率和保温功率分别为30W和5W，求电热丝R2的阻值。
13．（2025·浙江模拟）如图甲为某款电热敷眼罩，它具有高温、中温和低温三个挡位，图乙是其内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2的阻值均为10Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换，正常工作时电压为5V。请回答：
（1）电热敷眼罩通过发热元件对眼部加热，有助于扩张血管，增加血流量，进而改进眼部血液循环，为眼部组织细胞的生命活动提供更多的氧气和 ，并带走代谢废物，从而可以缓解眼部疲劳。
（2）旋转开关转至 cd时，该电热敷眼罩的功率为多大
（3）若旋转开关转至 de时，电路中总电流为0.9A，则R3的大小是多少
14．（2025·西湖二模）电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，是现代人喜欢的厨房用具。图甲是某品牌电压力锅，图乙是该型号的参数，图丙是其内部电路的简化图，R1，R2为电热丝。
（1）当电压力锅处于保温状态时，开关S处于 状态。 (选填“闭合”或“断开”)
（2）加热时电压力锅的电阻大小为多少
（3）图丁表示电压力锅在额定电压下工作时，电功率与时间的关系。图中阴影部分面积表示什么，并列式计算它的大小。
（4）不计热量损失，根据图丁数据，在加热状态时可以使20℃的5升水温度升高多少 千克/米3， 焦/(千克·℃)]
15．（2025九下 钱塘模拟）图甲是某电热水壶内部简化电路，由控制电路和加热电路组成。电流鉴别器相当电流表；加热电路中电源电压为220V，电热丝 R1的阻值为48.4Ω；控制电路电源电压为8V，滑动变阻器R2(调温电阻)的最大阻值为130Ω；热敏电阻RT置于热水器内部，其阻值随温度t变化的关系如乙图所示。当电流鉴别器的电流达到0.05A时，开关S2断开，加热电路停止加热。
（1）开关S2闭合，求加热电路的电功率为多少
（2）当控温设置在80℃时，滑动变阻器R2接入电路中的阻值应为多少
（3）当控温设置在80℃时，若不计能量损失，用电热水壶把1kg水从30℃开始加热，通电200s后，请通过计算判断此时加热电路是否停止加热。
16．（2025·宁波模拟）综合实践活动中，同学们设计了一种可测量物体质量大小的装置，主要结构如图甲所示，从电流表指针所指的刻度就可以知道物体质量的大小。AB为长20cm阻值为20Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比，托盘上无物体时，滑片P恰好位于电阻丝最上端A处；每次测量时，在托盘中放上重物后，弹簧增加的弹力F与滑片 P向下移动的距离x的关系如图乙所示。电源电压恒为6V，R0标有“10Ω 0.5A”，电流表量程为0~0.6A。不计一切摩擦。
（1）闭合开关，托盘上无物体时，电流表示数为多少
（2）在确保电路安全的前提下，电路允许的最大电功率是多少
（3）某次测量时，电流表示数为0.3A，所测物体质量为多少
（4）若利用电压表(量程0~3V)示数来显示物体质量大小，其它条件不变，要求物体质量越大，电压表示数也越大。在图丙中接入电压表后与原装置相比，该装置所能测量质量的最大值 (选填“变大”、 “变小”或“不变”)。
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专题9 电能
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 电功、电能和电热 ☆☆☆ ①掌握用电器消耗的电能，应用电功率进行计算②伏安法测量小灯泡电功率的实验，绘制实验电路图③焦耳定律和数学表达式，应用焦耳定律解决简单的问题
考点2 电功率 ☆☆☆
■考点一 电功、电能和电热
1．电流通过某段电路所做的功叫电功。电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式能量(消耗电能)的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
2．电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。计算公式：W＝UIt＝Pt(适用于所有电路)。
电功的单位：国际单位是焦耳(J)，常用单位：千瓦时(kW·h)，俗称“度”。
1度＝1千瓦时＝1kW·h＝3.6×106J
对于纯电阻电路可推导出：W＝I2Rt＝U2t/R
①串联电路中常用公式：W＝I2Rt W1∶W2＝R1∶R2
②并联电路中常用公式：W＝U2t/R W1∶W2＝R2∶R1
③无论用电器串联或并联，计算在一段时间内所做的总功都可用公式：W＝W1＋W2 。
3．电功或电能测量
电能表是测量电功或电能的仪表。
电能表上“220V”“5(10)A”“3000r/kW·h”分别表示：该电能表应该接在220V的电路上使用；额定电流为5A，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过10A；用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转过3000转。
读数注意最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。电能表前后两次读数之差，就是这段时间内电路消耗的电能。
■考点二 电功率
1．电功率是电流在单位时间内做的功。电功率是表示电流做功快慢的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率(而不是其额定功率)。
2．电功率计算公式：P＝W/t＝UI＝I2R＝U2/R。
电功率的国际单位： 瓦特(W)，常用单位：千瓦(kW)。
①串联电路中常用公式：P＝I2R P1∶P2＝R1∶R2
②并联电路中常用公式：P＝U2/R P1∶P2＝R2∶R1
③无论用电器串联或并联，计算总功率可用公式：P＝P1＋P2 。
3．额定功率和实际功率
额定电压是用电器正常工作时的电压，额定功率是用电器在额定电压下消耗的电功率。
P额＝U额I额＝U/R R＝ U/P额
某灯泡上所标“PZ220V－25W”字样表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。
■考点一 电功、电能和电热
◇典例1：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多少焦耳？
（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，则房间里空气温度升高了多少摄氏度？[空气的比热为1000J/(kg·℃)]
【答案】（1）解：30分钟取暖器消耗的电能：W=Pt=800W×1800s=1.44×106J
（2）解：取暖器放出热量的15%被空气吸收．Q放×15%=Q吸
取暖器放出的热量：Q放=W=Pt；空气吸收的热量：Q吸=cm△t
Pt×15%=cm△t
△t= =4.8℃
【解析】（1）根据W=Pt计算取暖器消耗的电能。
（2）首先根据 Q放×15%=Q吸 计算出取暖器放出的热量，再根据 Q放=W=Pt 列出方程计算即可。
◆变式训练1：将如图甲所示的电热水瓶，接入家庭电路中单独工作时，观察到电能表(如图乙)的转盘转6 r用时1 min。下列关于电能表和电热水瓶的说法正确的是（ ）
A．电能表应接在空气开关和用电器之间
B．该电能表所在家庭电路用电器同时工作时最大功率不能超过2200 W
C．电热水瓶的实际功率是600 W
D．若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，说明它们之间是串联的
【答案】C
【解析】（1）根据家庭电路的连接顺序判断；
（2）根据P=UI计算承载的最大功率；
（3）首先根据计算出热水瓶消耗的电能，再根据计算出它的功率。
（4）用电器相互影响，则它们串联；用电器不相互影响，则它们并联。
【解答】A.电能表应该接再空气开关的前面，故A错误；
B.根据乙图可知，电能表允许通过的最大电流为20A，则承载的最大功率：P=UI=220V×20A=4400W，故B错误；
C.电热水瓶消耗的电能：；
它的实际功率：，故C正确；
D.若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，那么二者不相互影响，为并联，故D错误。
故选C。
◆变式训练2：（2025·绍兴模拟）小米SU7电动汽车采用锂电池作为动力来源，部分技术参数如下：
电池容量 80kW·h(即80千瓦时)
续航里程 700km(CLTC标准)
快充电压 800V
（1）小米SU7的电动机工作时，将 能转化为机械能，车辆使用锂电池，充电时要将外壳与地线保持良好接触，否则充不了电，这是为了防止 (选填“断电”或“漏电”)。
（2）若小米SU7百公里耗电量为12.5 kW·h，则电池充满电后理论上可行驶 km。
（3）车主快充30分钟将电量从10%充至80%，求快充时的充电电流为多少。
【答案】（1）电；漏电
（2）640
（3）充电电流
【解析】（1）电动机将电能转化为机械能，原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
（2）根据表中的电池容量，和百公里能耗计算行驶距离。
（3）。
【解答】（1）电动机消耗电能，将电能转化为机械能。
外壳与地线相连，可以避免漏电导致外壳带电，最终导致触电事故的发生。
（2）电池容量为80kW·h，百公里耗电量为12.5 kW·h，可知电池充满电后理论上可行驶的距离为。
◆变式训练3：传统的公共充电桩充电电流在32A到80A之间。充电电流小会使充电速度过慢，用户等待时间长。日前，华为数字能源助力打造的全液冷超级充电桩正式上线，最大充电电压为1000V，对应的最大充电功率是600kW。该产品具有充电快、噪音低、寿命长的特点，用“遥遥领先”的技术为国家环保减排事业再立新功。（“全液冷系统”是一种密闭式液冷系统，通过冷板和风液换热器两种高效换热部件将产生的热量通过液体带出机体）请结合以上信息。
（1）该充电桩最大充电电流是多少？
（2）新款比亚迪唐纯电车搭配有108kW h容量的磷酸铁锂电池，若使用最大功率给该车充电，让电池的电量从25%充到100%，理论上需要多少分钟？
（3）传统充电桩没有冷却系统，为什么华为超级充电桩需要用“全液冷系统”？
【答案】（1）由P＝UI可知，该充电桩最大充电电流
（2）电池充满电消耗的电能W＝（100%﹣25%）W电＝75%×108kW h＝81kW h
由可知，需要的时间
（3）与传统充电桩相比，华为超级充电桩的电流大，当电阻和通电时间相同，根据焦耳定律可知，华为超级充电桩通电时产生的热量多，所以华为超级充电桩需要用“全液冷系统”来降温。
【解析】（1）题中给了充电桩最大充电电压和电功率，由P＝UI的变式计算。
（2）根据电能计算公式的变式计算。
（3）华为超级充电桩最大充电电流大，由焦耳定律可知产生的热量多。
【解答】（3）与传统充电桩相比，华为超级充电桩的电流大，根据焦耳定律可知，所以华为超级充电桩需要用“全液冷系统”来降温。
答：与传统充电桩相比，华为超级充电桩的电流大，根据焦耳定律可知，所以华为超级充电桩需要用“全液冷系统”来降温。
■考点二 电功率
◇典例1：（2025·舟山模拟）如图是小浙连接的电路，开关闭合后，发现灯L2比L1亮。关于该电路分析错误的是
A．通过L2的电流比L1的电流大
B．L2的电阻比L1的电阻大
C．L2两端电压比L1两端电压大
D．L2的实际功率比L1的实际功率大
【答案】A
【解析】（1）串联电路中各处的电流都相等，根据串联电路电流特点可得通过两灯电流的大小关系；
（2）灯泡亮度由灯泡的实际功率决定，L2比L1亮，据此确定L2的实际功率与L1的实际功率的大小关系，再根据公式可判断两灯电阻的大小关系；
（3）根据U=IR比较L2两端电压与L1两端电压的大小关系；
（4）灯泡亮度由灯泡的实际功率决定，与额定功率无关。
【解答】A、由图可知，两个灯泡组成串联电路，串联电路中电流处处相等，所以通过两灯电流相等，故A错误；
B、灯L2比L1亮，说明灯L2的实际功率比L1的实际功率大，且通过两灯电流相等，由可知，L2的电阻比L1的电阻大，故B正确；
C、因为通过两灯电流相等，且L2的电阻比L1的电阻大，由U=IR知，L2两端电压比L1两端电压大，故C正确；
D、灯泡亮度由灯泡的实际功率决定，与额定功率无关，L2比L1亮，说明L2的实际功率比L1的实际功率大，但并不能说明L2的额定功率一定比L1的额定功率大，故D正确。
故答案为：A。
◆变式训练1：（2025·镇海区模拟）加在某电动机上的电压是 U，电动机消耗的电功率为 P，电动机线圈的电阻为 r，则电动机线圈上消耗的电热功率为（ ）
A．P B． C． D．
【答案】C
【解析】电动机消耗的电功率为P=UI，发热功率P热=I2r。
【解答】电动机消耗的电功率为P，加在电动机上的电压是U，故电流为：；
发热功率：；故选C。
◆变式训练2：（2025·浙江模拟）厨艺最讲究“火候”二字，如图甲所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕.该蛋糕机的电路简图如图乙所示，其中 R1、R2均为发热电阻(假定电阻不随温度变化)，部分参数如下表所示.求：
额定电压/V 220
额定功率/W 高温1100
中温880
低温176
（1）当开关 S1断开，单刀多掷开关 S2打到3时，蛋糕机处于 挡(选填“高温” “中温”或“低温”)；
（2）该蛋糕机以高温挡正常工作时，10分钟产生的热量；
（3）该蛋糕机正常工作时 R2的电阻值；
【答案】（1）低温
（2）
（3）R2的电功率：
【解析】电路中总电阻越大，电流越小，电路的总功率越小。
【解答】（1）当S1断开，S2打到3 时，R1与R2串联，总电阻最大。根据P=，电压U不变，电阻越大，功率越小，对应低温挡 。
（2）高温挡功率为1100W，工作时间t=10min=600s 。根据Q=W=Pt来计算产生的热量大小。
（3）中温挡：S1闭合，S2打到1 ，只有R1工作，由，可得R1为55Ω。低温挡：S1断开，S2打到3 ，R1与R2串联，由，可得R总为275Ω，则R2=R总-R1=275Ω-55Ω=220Ω。
◆变式训练3：（2025·温州模拟）图甲是小科“测量灯泡的电功率”实验的电路图，图乙是即将连接完成的实验电路。其中电源为四节新的干电池，灯泡的额定电压为4 V，灯丝的电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“20Ω1 A”的字样。
（1）对照电路图，用笔画线代替导线，将实物图乙中未完成的部分连接好。
（2）小科刚闭合电路的开关，就出现灯泡很亮的现象，此时电压表示数为5 V。请指出他操作上的错误： 。
（3）实验中，当灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则该灯泡的额定功率为 W。
（4）小科移动滑动变阻器的滑片，使灯泡两端的电压为2 V，此时电流为0.18 A，电压表示数与电流示数的比值与灯泡正常发光时不同。请帮他解释产生这个现象的原因： 。
【答案】（1）
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片未移到最大阻值处
（3）1.2
（4）灯泡的电阻随温度变化而变化(或温度降低，灯泡的电阻变小)
【解析】（1）将电压表并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中；
（2）常见电路故障有断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因；
（3）根据电流表选用量程确定分度值读数，利用P=UI求出小灯泡额定功率；
（4）灯丝的电阻随温度的降低而减小。
【解答】（1）将电压表并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联在电路中，如下图所示：
；
（2）甲、灯泡很亮，说明灯泡实际功率很大，电路电流很大，电路总电阻很小；电流表与电压表都有示数，说明电路不存在断路与短路，可能是滑动变阻器接入电路的阻值太小造成的；
乙、灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即可能的原因是小灯泡断路；
（3）实验中，当小灯泡正常发光时电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，则小灯泡额定功率为：PL=ULIL=4V×0.3A=1.2W；
（4）灯泡的电阻随温度的变化而变化，当灯泡两端的电压为 2V 时，实际功率较小，灯丝的温度较低，电阻较小；当灯泡正常发光时，实际功率较大，灯丝的温度较高，电阻较大，所以电压表示数与电流示数的比值（即电阻）与灯泡正常发光时不同。
1．（2023·衢州）如图所示为多档位加热器的电路图，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合S1和S2时，对电路的分析正确的是（ ）
A．R1和R2串联 B．R1两端的电压小于R2两端的电压
C．流过R1的电流大于流过R2的电流 D．如果R1断了，R2也不能工作
【答案】C
【解析】如图所示电路中，当开关S1和S2均闭合时，电热丝R1和R2为并联关系，此时电路中的总电阻最大，相同时间内产生的热量最多。
【解答】A.由图可知R1和R2为并联关系；
B.R1和R2为并联关系，故两端电压相等；
C.电压相同时，电阻越大，电流越小，故其正确；
D.并联电路两条支路不会相互影响。
2.（2023·台州）绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。
（1）使用 灯照明更符合绿色生态理念。
（2）两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为 。
【答案】（1）LED （2）1：12
【解析】（1）根据能量转化的知识确定哪种灯泡更节能；（2）根据W=Pt计算电流通过灯泡做功之比。
【解答】（1）LED灯将电能转化为光能，而白炽灯将电能转化为内能和光能，可见LED灯更符合绿色生态理念。
（2）通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比。
3.（2023·台州）某电热器的简化电路如图所示，可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏，R1=2000欧，R2=484欧。
（1）开关转至ac位置时，电阻R1和R2的连接方式是 。
（2）开关转至bd位置时，该电热器可实现 功能、它的额定功率是 瓦。
【答案】（1）串联（2）加热；100
【解析】（1）如果用电器首尾相接，那么它们串联；如果用电器并排连接在两点间，则它们为并联。
（2）根据公式比较两种状态下电路总功率的大小，从而确定它们的工作状态，并计算出对应的功率。
【解答】（1）开关转至ac位置时，电流依次经过R1和R2，它们首尾相连，因此为串联。
（2）开关转至bd位置时，只有电阻R2工作，此时总电阻为R2。
根据公式可知，因为R串>R2，所以总功率P串
则前者为保温状态，后者为加热状态。
那么它的额定功率为：。
4.（2024·浙江）某兴趣小组设计了一款自带风力发电机的一体式路灯，其模型及纵截面示意图如图所示。任意方向吹来的风经过灯罩的上、下表面时都会产生上升气流，带动风叶转动而发电。
（1）风力发电机的发电原理是____（填字母）。
A．电磁感应 B．电流周围存在磁场 C．通电线圈在磁场中转动
（2）灯罩上方空气流速大，压强 。
（3）若路灯额定功率为100瓦，风力发电机产生1千瓦时的电能，能使该路灯正常工作 小时。
【答案】（1）A
（2）小
（3）10
【解析】 （1）发电机的工作原理是电磁感应；
（2）流体的压强跟流速有关：流体的流速越大、压强越小；流体的流速越小、压强越大；
（3）根据计算工作时间。
【解答】（1）电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，电路中会产生感应电流，风力发电机原理是电磁感应现象，故选A；
（2）灯罩上方空气流速大，压强越小；
（3）风力发电机产生1千瓦时的电能，能使该路灯正常工作 。
5.（2023·衢州）图甲是小宁哥哥测定小灯泡额定功率的电路，小灯泡上标有“3.8V”字样。
（1）测小灯泡电压的电压表有“0-3V”、“0-15V”两个量程，小宁的哥哥正确选用了“ ”量程。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3.8V，此时，电流表的示数如图乙所示。实验测得的该小灯泡的额定功率为 。
（3）小宁发现，与我们教材中测小灯泡电功率的电路相比，哥哥的实验电路多了一根导线这根导线是 。（用图甲中导线旁的字母表示）
【答案】（1）0~15V （2）1.14 （3）b
【解析】（1）根据灯泡的额定电压选择电压表的量程；
（2）根据图乙确定电流表的量程和分度值，然后根据指针的位置读出灯泡的额定电流，最后根据P=UI计算灯泡的额定功率。
（3）根据实验目的确定电器元件的串并联关系，注意电表的量程和接线柱，以及变阻器接线“一上一下”。
【解答】（1）根据题意可知，灯泡的额定电压为3.8V，即电压表的最大示数为3.8V，则电压表选择量程0~15V；
（2）根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.3A，那么灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W。
（3）在测量小灯泡额定功率的实验中，除了电压表与灯泡并联外，其它的都是串联。根据图甲可知，滑动变阻器应该接2根线，现在却接了3根，肯定存在问题。观察发现，只要将开关与变阻器之间的b导线去掉即可恢复正常。
6．（2023·衢州）用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。
图中电路包括调试电路和实验电路，和是阻值都为20欧的电热丝，放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝在调试过程中不发热。实验步骤如下：
①用数字温度计测量并记录装有的保温容器内煤油的温度。
②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。
③将开关S拨至“2”，使工作50秒，断开开关S，测量并记录__________。
④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度（可反映电热的多少），整理、的数据如图丙。
（1）将步骤③补充完整。
（2）在答题纸图丙中画出与的关系图像。
（3）小明想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持不变，将更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理，说明理由： 。
【答案】（1）煤油的温度
（2）
（3）不合理。当调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，通过30欧电热丝的电流不是设定值
【解析】（1）煤油的质量相等，根据Q=cm△t可知，煤油的温度升高的越多，则说明电流产生的热量越多，即根据煤油温度的变化可以判断产生热量的多少；
（2）根据描点法画出图像的方法解答；
（3）根据乙图可知，R1和R2的阻值相等，电源电压相等。当开关分别与1和2闭合时，它们分别与变阻器串联，此时通过电流表的电流相等，这样可以避免调整过程产生热量对实验的影响。如果将R2换成30Ω的，那么通过电流表的示数就会发生变化，不是预定值，从而无法进行研究。
【解答】（1）实验中，要用煤油升高的温度反映产生热量的多少，因此步骤③的内容为：将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S，测量并记录煤油的温度。
（2）方格纸上已经存在描点，只需在各个描点附近画一条平滑的线将相临的点连接起来即可，如下图所示：
（3）滑动变阻器的阻值不变，如果两个电阻的阻值不同，那么电流表的示数会发生改变，则他的做法不合理，理由是：当调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，通过30欧电热丝的电流不是设定值。
7．（2021·金华）研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。图注电源电压恒为4V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。实验过程中，调节滑动变阻器，逐次读取数据并记录，计算定值电阻电功率。数据如下表：
实验次数 1 2 3 4 5
电流（A） 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
电压（V） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
R0的电功率（W） 0.10 0.225 0.40 0.625 0.90
（1）完成第3次实验后，接下来要获得第4次实验的数据，则滑动变阻器R的滑片P应向 （选填“左”或“右”）移动到适当位置；
（2）小组同学根据表中数据，得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论正确的是：（ ）
A．定值电阻的电功率与电流成正比
B．定值电阻的电功率与电流的平方成正比
（3）小科提出：要得知滑动变阻器的电功率，还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压；小金却认为：无需测滑动变阻器两端的电压，通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如，当定值电阻两端的电压为1.0V时，滑动变阻器的电功率为 瓦；
（4）小组同学对小金的方法进行了归纳，结合表中数据，画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像（如图乙所示）。请分析判断，图中线段AA’表示的含义是 。
【答案】（1）左
（2）B
（3）0.3
（4）滑动变阻器的电功率
【解析】（1）根据表格确定电流的大小变化，再根据“电流与电阻的反比关系”确定变阻器的阻值变化，最终确定滑片的移动方向。
（2）将表格中第1、3组数据比较，确定定值电阻的电功率与电流的变化关系。
（3）首先根据U2=U总-U1计算变阻器两端的电压，再根据P2=U2I2计算变阻器的功率；
（4）根据P总=P1+P2分析。
【解答】（1）根据表格可知，从第3次到第4次时，电流从0.2A到0.25A，此时电流变大，那么变阻器的阻值变小，则滑片P向左移动到适当位置。
（2）比较第1和3组数据可知，电流增大到原来的：0.2A÷0.1A=2倍，而定值电阻的电功率增大到原来的：0.4W÷0.1W=4=22倍，因此定值电阻的电功率与电流的平方成正比，故选B。
（3）当定值电阻两端的电压为1.0V时，
变阻器两端的电压U2=U总-U1=4V-1V=3V；
此时变阻器的电功率为：P2=U2I2=3V×0.1A=0.3W；
（4）A点的横坐标代表总功率，A'点的横坐标代表R1的电功率，根据P总=P1+P2可知，AA'就是滑动变阻器的电功率。
8．（2023·衢州）为了探究灯泡亮度与灯泡电功率的关系，小敏用如图所示电路进行研究(光敏电阻和灯L放置在暗盒内，外界光照无法进人)。已知灯L的额定电压为2伏，R光敏的阻值随光照的增强而减小，R2是保护电阻。连接电路后，闭合开关S1和S2，移动滑片调节灯L两端电压，记录电压表和电流表的示数如下表。
实验次数 1 2 3 4 5
电压表V示数/伏 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流表A1示数/安 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24
电流表A2示数/安 0.04 0.10 0.14 0.16 0.18
（1）闭合S1前，应先将滑片移至最 (选填”左”或”右”)端。
（2）该实验通过观察 来体现灯泡 L的亮度变化。
（3）实验中灯L的额定功率为 瓦。
（4）通过数据分析，得出的实验结论是 。
【答案】（1）左
（2）电流表A2示数变化
（3）0.4
（4）灯泡亮度与灯泡电功率有关，灯泡电功率越大，灯泡越亮
【解析】（1）闭合开关前，为了防止电流过大而烧毁用电器，要求变阻器滑片要调到阻值最大的位置；
（2）根据图片可知，电流表A1与灯泡L串联，则通过它们的电流大小相等。根据表格可知，当电流表A1的示数增大时，A2的示数也增大。当通过电流表A1的电流越大时，A2的示数越大，通过灯泡的电流越大，则灯泡的亮度越大。
（3）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；
（4）根据表格数据，分析灯泡的亮度与电功率之间的对应关系。
【解答】（1）根据图片可知，当变阻器的滑片在最左端时阻值最大，那么：、闭合S1前，应先将滑片移至最左端。
（2）该实验通过观察电流表A2示数变化来体现灯泡 L的亮度变化。
（3）根据表格可知，当灯泡电压为额定电压2V时，通过灯泡的电流为0.2A，则灯泡的额定功率P=UI=2V×0.2A=0.4W。
（4）根据表格数据，利用P=UI分别计算出对应的电功率，发现电功率是逐渐变大的，而灯泡的亮度也在变大，那么得到结论：灯泡亮度与灯泡电功率有关，灯泡电功率越大，灯泡越亮。
9．（2023·衢州）在”测量小灯泡额定功率”实验中，同学们进行如下研究。
[实验器材]干电池3节，小灯泡(额定电压为3.8V、电阻约为15Ω)，滑动变阻器(40Ω1A)，电流表，电压表，开关，导线若干(所有器材均完好)
[实验方案]将量程为0~15V的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，读出并记录电流表的示数。
（1）实验时若闭合开关，发现灯泡不亮，接下来最合理的操作是 ；
A．更换小灯泡
B．检查电路是否短路
C．观察电流表和电压表的示数
（2）当电压表读数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，该小灯泡的额定功率为 W；
（3） [实验反思]小金认为，电压表选用0~15V量程进行实验，因该量程下每一小格为0.5V，3.8V读数不够精确，导致计算得到的额定功率误差较大。若电压表换用0~3V的量程，将其并联到滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为0.7V，即可减小误差。
[实验改进]于是小金设计了如图丙所示电路图，电压表V1选用0~15V量程，电压表V2选用0~3V量程。进行实验，移动滑动变阻器滑片，得到三次实验数据记录如下表。
实验次数 小灯泡两端电压(V) 变阻器两端电压(V) 电流(A)
1 3.0 1.1 0.24
2 3.4 0.7 0.26
3 3.8 0.3 0.28
小金按反思后的思路，利用滑动变阻器两端电压为0.7V时所测的数据，计算得到的小灯泡”额定功率”比真实的小灯泡额定功率 (选填”偏大”“偏小”或”相等”)。
[反思交流]小金发现测得的小灯泡两端电压与滑动变阻器两端的电压之和小于电源电压。
带着这一疑问，继续探究……
【答案】（1）C
（2）1.064
（3）偏小
【解析】（1）根据闭合开关前，滑动变阻器的滑片调到最大分析；
（2）根据图乙确定电流表的量程和分度值，根据指针位置读出示数，根据P=UI计算灯泡的额定功率；（3）根据表格数据分别计算变阻器电压为0.7V时灯泡的电功率和灯泡电压为3.8V时的电功率，二者进行比较即可。
【解答】（1）在闭合开关前，为了防止电流过大而烧毁用电器，要求变阻器的滑片调到阻值最大的位置。那么闭合开关后，通过灯泡的电流很小，则灯泡亮度很弱，几乎不亮，此时电流表和电压表都会有示数，因此通过它们有无示数，可以判断灯泡不亮的原因，故选C。
（2）根据图乙可知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，则灯泡的额定电流为0.28A，则灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.28A=1.064W。
（3）根据表格数据可知，当变阻器电压为0.7V时，灯泡的实际电压为3.4V，那么灯泡的的实际功率：P=UI=3.4V×0.26A=0.884W；
当灯泡电压为3.8V时，灯泡的额定功率为：P'=U'I'=3.8V×0.3A=1.14W；
比较可知，计算得到的小灯泡”额定功率”比真实的小灯泡额定功率偏小。
10．（2023·台州）如图电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡规格是“3V 0.75W”。
（1）灯泡正常工作时，电压表V1、V2示数分别为多少 滑动变阻器接入的电阻为多少
（2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少
【答案】（1）解：U1=3V U2=U-U1=4.5v-3V=1.5v
灯泡常工作电流I= =0.25A
滑动变阻器接人电阻：R= =6Ω
（2）解：W=UIt=4.5Vx0.25Ax4x60s=270 J
【解析】（1）根据图片可知，灯泡与变阻器串联，电压表V1测灯泡的电压，V2测变阻器的电压。根据灯泡的规格确定灯泡正常发光时的电压，也就是电压表V1的示数，然后根据U2=U总-U1计算电压表V2的示数。首先根据 计算出灯泡正常工作时通过电路的电流，再根据 计算出此时变阻器接入的电阻。
（2）根据公式W=UIt计算整个电路消耗的电能。
11．（2025·浙江）近年，共享充电宝(如图)的使用越来越普遍。为研究共享充电宝是否存在微生物污染，科学小组选取多个区域的共享充电宝进行研究，发现其上存在多种细菌。请回答：
（1）从传染病流行的基本环节分析，若某充电宝被传染性致病菌污染，则该充电宝属于 (填“传染源”或“传播途径”)。
（2）针对共享充电宝可能存在微生物污染的情况，提出下列消毒方案：
①使用充电宝前，用体积分数为75%的酒精溶液进行消毒。在配制75%酒精溶液时，将75mL 无水酒精和25mL水混合，发现总体积小于 100mL、原因是 。
②安装紫外灯对充电宝进行消毒。若用某款紫外灯消毒时，正常工作30min消耗的电能为9000J，则该款紫外灯额定功率为 W。
【答案】（1）传播途径
（2）分子之间存在空隙；5
【解析】（1）传染病流行的三个基本环节是：
1. 传染源（携带病原体的个体或物体，如患者、携带者）；
2. 传播途径（病原体从传染源传播到易感人群的途径，如空气、接触、物品等）；
3. 易感人群（对病原体缺乏免疫力的人群）。
（2）电功率指的是电流单位时间内所做的功，计算公式为。
【解答】（1）共享充电宝若被致病菌污染，其本身并非病原体的来源（传染源），而是充当了病原体传播的媒介，因此属于传播途径。
（2）①酒精和水混合后总体积小于100 mL，是因为两种液体的分子结构不同，混合时分子间间隙减小，导致体积收缩，这是分子间存在间隙的直接证据。
②该款紫外灯额定功率为。
12.（2023·衢州）用两种不同充电桩，对同一辆纯电动汽车充满电的相关数据如表所示，不计充电过程中的能量损失。
充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h
普通充电桩 相同 220 30 10
快充充电桩 600 100 ▲
（1）用普通充电桩充满电，消耗的电能为多少千瓦时？
（2）用快充充电桩充满电，需要多少小时？
（3）目前存在普通充电桩充电时间长，充电桩紧缺等问题。为解决此问题，除用快充充电桩充电外，再提出一种设想。
【答案】（1）
答：用普通充电桩充满电，消耗的电能为66kW·h。
（2）
答：用快充充电桩充满电，需要1.1h。
（3）增加快充充电桩数量
【解析】（1）首先根据P=UI计算出普通充电桩的充电功率，再根据W=Pt计算消耗的电能；
（2）首先根据P=UI计算出快充充电桩的充电功率，再根据计算快充的时间；
（3）可从快充充电桩的数量的角度分析解答。
13．（2023·台州）便携式无线加湿器，让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿器，通过旋转开关S接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，其简化的工作电路如图所示，铭牌上的部分参数如下表。
项目 参数
工作电压（V） 20
低档位功率（W） 5
高档位功率（W） 10
完成下列问题：
（1）旋转开关S接触“bc”两触点时，加湿器属于 档位；
（2）加湿器低档位工作时，电路通过的电流多大？
（3）加湿器高档位工作6小时，将消耗多少电能？
【答案】（1）低
（2）当开关S与bc接触时，只有电阻R2工作，加湿器低档位工作时，
此时通过电路的电流；
（3）高温档消耗的电能：W=P高t=10W×（3600s×6）=2.16×105J。
【解析】（1）根据公式比较不同状态下电路总功率的大小，然后确定它的工作状态；
（2）当开关S与bc接触时，只有电阻R2工作，加湿器低档位工作时，根据公式计算出通过电路的电流；
（3）根据W=P高t计算出消耗的电能。
【解答】（1）旋转开关S接触“bc”两触点时，只有电阻R2工作，此时总电阻为R2；
旋转开关S接触“cd”时，两个电阻并联，此时总电阻为R并；
则R2>R并；
根据公式可知，此时总功率P2则前者为低档，后者为高档。
14．（2023·衢州）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）若仅闭合S2，咖啡机的工作状态处于 阶段。
（2）R1的阻值是多少欧？
（3）小金某次泡制咖啡，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）保温
（2）R1= =40Ω
（3）W总=P磨t磨+P热t热=110W×0.5×60s+ 1210W×3×60s=2.211×105J
【解析】（1）根据比较开关在不同闭合情况下总功率的大小，从而确定对应的工作状态；
（2）根据图片可知，当同时闭合开关S2和S3时，只有R1自己工作，此时为加热档，根据公式 计算R1的阻值。
（3）根据W=Pt分别计算出磨豆和加热消耗的电能，然后相加得到消耗的总电能。
【解答】（1）根据图片可知，当只闭合开关S1时，只有电动机工作，此时为磨豆状态；
当只闭合开关S2时，此时R1与R2串联，总电阻为R串；
当同时闭合开关S2和S3时，只有R1自己工作，总电阻为R1；
根据串联电路的电阻特点可知，R串>R1；
根据可知，总功率P串则二者对应的状态分别为保温和加热。
15.（2024·浙江）自然界中有许多“电鱼”，它们身体中的发电器官能产生电。研究表明，某电鱼在水中放电时（图1），身体AB段可看成电源和电阻（R1）两部分串联而成，其余部分和水的电阻为R2，它们共同构成闭合电路，简化电路如图2所示。电鱼放电时的电压（即电源电压）为U，电阻R1＝1.0×104欧。为获得U的大小，研究人员通过在水里加入氯化钠来改变R2，得到A、B两点间电压UAB和电路中电流I的关系，如图3所示。电鱼每次放电电压视为相同，电鱼电阻不变。
（1）向水里加入氯化钠，目的是 （填“增大”或“减小”）电阻R2。
（2）求电鱼放电时电压U的大小。
（3）当R2=1.0×104欧，求电鱼放电时R2的电功率P2。
【答案】（1）减小
（2）当电流为0.05A时，UAB=1.5V
U=5×10-5A×R1+1.5V①
当电流为0.20A时，UAB=0.5V
U=1.5×10-4A×R1+0.5V②
由①②得U=2V R1=10000Ω
（3）P2=I2R2=（10-4A）2×1.0×104Ω=10-4W
【解析】 （1）向水里加入氯化钠增加了溶液中自由移动的离子，进而分析向水里加入氯化钠的目的。
（2）由图1可知，两电阻串联，根据图2利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源电压，解方程求出R1的阻值和电源电压。
（3）根据欧姆定律求出通过的电流，根据P=I2R求出电鱼放电时R2的电功率P2。
【解答】 （1）向水里加入氯化钠增加了溶液中自由移动的离子，因此向水里加入氯化钠，目的是减小电阻R2。
1.（2024九上·平湖期末）在如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当电路中接入“6V 6W”的灯泡L，在a、b之间接入一段导线时，闭合开关，灯泡L恰能正常发光；断开开关，在a、b之间换接入一个“6V 3W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L将变亮 B．电路总功率变大
C．换接灯泡的亮度大于灯泡L D．换接灯泡的实际功率为3W
【答案】C
【解析】判断出换接“6V 6W"的灯泡后，电路中总电阻的阻值变化，进而判断出电流的变化情况：然后结合计算电功率的公式判断灯L的实际功率以及电路消耗的总功率的变化情况.
【解答】当电路中接入“6V 6W”的灯泡L，在a、b之间接入一段导线时，闭合开关，灯泡L恰能正常发光，断开开关，在a、b之间换接入一个“6V 3W”的灯泡后，由于串联分压， 新接灯泡电阻更大，分压更多，灯泡L将变暗，且换接灯泡的亮度大于灯泡L，电路电阻变大，电流减小， 电路总功率减小， 换接灯泡的实际功率小于3W，C正确；
故答案为：C。
2．（2025·金华模拟）如图所示为一款磁吸式感应智能小夜灯，图是该小夜灯部分铭牌参数。请回答：
××牌磁吸式智能小夜灯
额定电压 5V
额定功率 3W
充电类型 插电/直充
（1）将小夜灯侧吸在金属床沿并保持静止状态，此时小夜灯所受 力与重力平衡。
（2）小夜灯正常发光时的电流为 A。
（3）夜晚，当有人起床时，小夜灯亮起，延迟1分钟后自动熄灭，小夜灯正常发光1分钟所消耗的电能为 焦。
【答案】（1）摩擦
（2）0.6
（3）180
【解析】（1）平衡力的特点：大小相等、方向相反、作用在同一直线、同一物体上。
（2）根据计算电流。
（3）根据计算消耗的电能，注意时间的单位是秒。
【解答】（1）小夜灯静止，受力平衡，重力和摩擦力是一对平衡力，摩擦力的方向竖直向上。
（2）小夜灯正常发光时的电流。
（3）夜灯正常发光1分钟所消耗的电能为。
3．（2025·绍兴三模）电动自行车因轻便、快捷已成为市民常见交通工具，但其安全问题也不容忽视。
电池类型 铅酸电池
电池容量 60V 20Ah
充电器输出电流和电压 2A 75V
充电效率 80%
（1）交警提示：电动自行车安装遮阳伞存在安全隐患。安装了遮阳伞的电动车（如图1）快速行驶时，人感到车向上飘。造成“车向上飘”的原因是 。
（2）消防提醒：电动自行车蓄电池长时间充电时要预防电池自燃。为保障蓄电池充电安全，需控制充电时间。某同学设计了如图2所示的定时充电器，当定时器达到预设时间时，定时器电阻瞬间变得极小，充电器就自动停止充电。针对该充电器的设计方案，下列说法正确的是（ ）。
A．充电时，定时器与充电器串联
B．充电时，定时器在电路中相当于一导线
C．停止充电时，充电器在电路中处于短路状态
（3）根据表格数据可知，该电动自行车耗完电后充满电需充电 小时。
【答案】（1）遮阳伞上方流速更大，压强更小，会产生向上的力
（2）C
（3）10
【解析】（1）根据气压与流速的关系：流体流速越大，压强越小；
（2）根据图乙确定电器元件的串联和并联，结合题目描述，对各个选项分析；
（3）根据W=UIt的变形公式，求出将该电动自行车耗完电后充满电需要的时间；
【解答】（1）交警提示：电动自行车安装遮阳伞存在安全隐患。安装了遮阳伞的电动车（如图1）快速行驶时，人感到车向上飘。造成“车向上飘”的原因是遮阳伞上方流速更大，压强更小，会产生向上的力；
（2）A.充电时，定时器与充电器应该要并联，A错误；
B.充电时，定时器本身有电阻，在电路中不是一根导线，B错误；
C.停止充电时，因为定时器电阻几乎为零，则充电器在电路中处于短路状态，C正确。
（3）根据W=UIt，W电容量=UIt=；根据变形公式t=W/UI=W电η/U充I充=60V×20A.h80%×75V×2A=10h 。
故答案为：（1）遮阳伞上方流速更大，压强更小，会产生向上的力；（2） C ；（3）10h。
4．（2025·东阳二模）真空包装机(如图甲)通过抽空包装袋内气体并热封封口来延长食品保质期。其简化电路图如图乙所示。
（1）抽气机工作时，包装袋内气体减少导致内部气压降低，在外界 的作用下，使包装袋变瘪。
（2）真空包装机内电热丝通电发热，其原理是利用了 。
（3）若该机封口时经常温度过高使袋口破损，请提出一个电路改进或调节建议： 。
【答案】（1）大气压
（2）电流的热效应
（3）及时断开电源(断开开关S或S1)或将滑动变阻器滑片向左滑或串联温控开关或串联定值电阻或适当减小电源电压或串联一个延时开关，减小通电时间等
【解析】（1）大气压大于内部气压时，会从外部将包装袋压瘪。
（2）电热器的原理是电流的热效应。
（3）可根据焦耳定律进行分析解答。
【解答】（1）内部气体减小，压强减小，小于大气压，在外界大气压的作用下，包装袋变瘪。
（2）电流具有热效应，真空包装机内电热丝通电发热就是利用了这个原理。
（3）由可知，可通过增大滑动变阻器的阻值来减小电流来防止温度过高；也可通过缩短加热时间来防止温度过高等。
5．（2025·宁波模拟）某同学用如图所示装置探究电流通过导体产生的热量与导体电阻、电流大小的关系。甲、乙两个完全相同的烧瓶内装有等量的煤油，瓶内电阻的阻值分别为5欧和10欧，A、B是相同的玻璃管，管内初始液面位置相同。
实验一：闭合开关，通电1分钟记录液面上升的高度，分别记作h1和h2。
实验二：断开开关，当两根玻璃管中的液面降回到原来的高度后，减小滑动变阻器连入电路的阻值。再闭合开关，通电1分钟记录液面上升的高度，分别记作h3和h4。
（1）除电流表和秒表外，本实验中还需要用到的测量工具为 。
（2）实验中，将电阻丝串联连接的目的是为了保证实验时 相同。
（3）多次重复实验均发现 h1＜h3＜h4，则可以得出的结论为 。
【答案】（1）刻度尺
（2）电流大小和通电时间
（3）在通电时间相同情况下，通过导体的电流越大、导体电阻越大，电流通过导体产生的热量越多
【解析】（1）根据要记录液面上升的高度分析；
（2）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联电路电流的规律分析；
（3）第二次实验中，电路的电阻变小，电流变大；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液体吸收热量，由温度变化确定产生的热量多少，结合控制变量法分析；
【解答】（1）除电流表和秒表外，因要记录液面上升高度，本实验中还需要用到的测量工具为刻度尺；
（2）串联电路各处的电流都相等，实验中，将电阻丝串联连接的目的是为了保证实验时电流大小和通电时间相同；
（3）第二次实验中，电路的电阻变小，电流变大，对甲中电阻丝而言而知，因h1＜h3，则有，第二次实验电阻产生热量多；可知，在电阻和通电时间不变时，电流越大，产生的热量越多；根据可知，h3＜h4，可得出在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，总之可以得出的结论为：在通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大、导体电阻越大，则电流通过导体产生的热量越多。
故答案为：（1）刻度尺；（2）电流大小和通电时间；（3）在通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大、导体电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。
6．（2025·温州模拟）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小科准备了以下实验器材：电压可调的学生电源、额定电压为2.5V的小灯泡、电流表、电压表、开关， 规格为“10Ω， 1A”和“20Ω， 1A”的滑动变阻器，导线若干。
（1）电路连接：请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整 。
（2）测量数据：小科在各元件状态如图甲位置闭合开关，电压表示数如图乙。为测量额定电功率，他接下来的操作是 。
（3）数据处理：小科测得多组数据并绘得图丙曲线。
①小灯泡的额定功率为 。
②若小灯泡电流为额定电流一半时的电功率记为p1，电压为额定电压一半时的电功率记为p2，则根据实验图丙推测p1 p2。
【答案】（1）
（2）断开开关，换用“20Ω 1A的”的滑动变阻器或将学生电源的电压调小
（3）0.5W；<
【解析】（1）灯泡额定电压为2.5V小于电压表小量程的最大测量值，所以电压表选择小量程。
（2）串联分压，灯泡两端电压过大，而此时滑动变阻器已处于最大阻值处，要减小灯泡两端的电压，要么更换阻值更大的滑动变阻器，要么减小电源电压。
（3）电功率P=UI，等于图像与横纵坐标围成的面积即为实际功率，据此比较不是时刻的电功率大小。
【解答】（1）电压表测量灯泡两端电压，故应电压表并联在灯泡两端，选择小量程，电流从电压表正接线柱连入，如图所示
。
（2）由图乙可知，电压表示数大于灯泡的额定电压，应减小灯泡两端的分压，图中滑动变阻器已经是最大阻值，说明滑动变阻器的最大阻值过小，分压过小，接下来应该断开开关，将最大阻值为20欧姆的滑动变阻器连入电路，移动滑片至电压表示数为2.5V。或减小学生电源的电压大小，减小滑动变阻器所需分压。
（3）①小灯泡的额定功率为。
②由图丙可知，灯泡的电阻不是一个定值，电流为额定电流一般时，图像与横纵坐标围成的面积小于电压为额定电压一半时，图像与横纵坐标围成的面积，可知。
7．（2025·镇海区模拟）小蛟用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡 额定电压是3.8V。
（1）图甲中有一根导线接错了，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线；
（2）开关闭合前，小蛟发现电流表的指针如图乙所示，他指出了问题是 ；
（3）连接好电路，闭合开关，发现电流表和电压表都有较小的示数，且无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变，造成这一现象的原因可能是 ；
（4）正确连接后，小灯泡正常发光时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
【答案】（1）
（2）电流表指针没有调零
（3）将滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路，此时滑动变阻器相当于定值电阻
（4）1.14
【解析】（1）本实验中滑动变阻器、电流表、灯泡应串联，电压表并联在灯泡两端；据以上分析解答；
（2）根据电流表的使用方法来分析；
（3）根据滑动变阻器在本电路图中变阻作用来分析；
（4）根据P=UI来分析。
【解答】（1）原电路中，电压表测电源电压是错误的，应测小灯泡两端电压，将连接电压表“3”接线柱与滑动变阻器右上接线柱的导线改接到小灯泡的右接线柱，图示如下：
；
（2）开关闭合前，电流表指针如图乙所示，问题是电流表指针没有调零。
（3）连接好电路，闭合开关，电流表和电压表都有较小示数，且移动滑动变阻器滑片示数不变，原因是将滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路，此时滑动变阻器相当于定值电阻。
（4）小灯泡额定电压U=3.8V，由图丙知，电流表量程0-0.6A，分度值0.02A，电流I=0.3A，则小灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W。
8．（2025九下·杭州模拟）小金同学在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源为三节干电池，小灯泡额定电压为 2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）小金连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P 到某一位置时，电压表的示数如图乙，若要测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是 ；小金同学测量了六组且记下对应的电压表(0.5V、1V、…、3V 和电流表的示数，并绘制成图丙所示的 I-U图像，可计算出小灯泡的额定功率是 W。
（3）根据图丙分析，为完成上述整个实验，最合理的滑动变阻器应选 ____。
A．“0.5A10Ω” B．“IA20Ω”
C．“1A60Ω” D．“0.2A200Ω”
【答案】（1）
（2）移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为额定电压2.5V；1
（3）C
【解析】（1）电压表并联在小灯泡两端，根据小灯泡的额定电压确定电压表量程；滑动变阻器“一上一下”串联接入电路；
（2）灯在额定电压下正常发光，读出电压表示数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压规律及分压原理确滑片移动的方向：根据图丙灯额定电压下的电流，由P=UI求灯的额定功率；
（3）由串联电路特点和欧姆定律计算变阻器的最大值。
【解答】（1）测定“小灯泡电功率”的实验中，电压表并联在小灯泡两端，小灯泡额定电压为2.5V，则电压表选择小量程；滑动变阻器“一上一下”串联接入电路；如图所示：
（2）灯在额定电压下正常发光，电压表选用0～3V量程，分度值为0.1V，由图乙知，灯泡两端电压等于1.2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯泡的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理应减小变阻器连入电路中的阻值，故移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为额定电压2.5V；
由图丙所示的I-U图象，灯的电压为2.5V时，通过的电流为0.4A，所以小灯泡的额定功率是
P=UI=2.5V×0.4A=1W；
（3）电源由三节干电池，所以电源电压4.5V；
小金同学测量的六组实验中，灯泡两端电压最小0.5V，由分压原理知，此时变阻器连入电路的阻值最大，由图象知，此时电路中电流约为0.1A，
则此时变阻器连入电路的阻值为：，
由图象知，灯泡电压为3V时的电流大于0.4A，
所以应选择“1A 60Ω”的变阻器，
故选C。
9．（2025·绍兴模拟）小张同学欲测量一只小灯泡的额定功率。器材如下：待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压为6V)、电流表 电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请回答：
（1）如图甲所示是小金尚未连接完整的电路，请用笔画线代替导线在原图上补全。
（2）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定电流为 A。
（3）下面是小金同学在没有电流表的情况下测定电功率的几种方案。
方案一：如图丙，步骤①将开关S1闭合，S2与a接线柱接通，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为U额；步骤②滑动变阻器滑片位置保持与步骤①中相同，将开关S1闭合，S2与b接线柱接通，调节电阻箱Rx，使电压表的示数保持U额，记录此时电阻箱阻值为Rx1，计算小灯泡的额定功率额=U 额2/Rx1。该方案中主要用到的科学方法是 (填字母)。
A.控制变量法 B.类比法 C.等效替换法 D.累积法
方案二：如图丁，步骤①将开关S1闭合，S2、S3断开，P滑至最左端，读出电压表示数6V；②将开关S1、S2闭合，S3断开，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2.5V； 步骤③滑动变器滑片位置保持与步骤②中相同，并将开关S1、S3闭合，S2断开，读出电压表示数3.5V，已知R0的阻值为35Ω；计算小灯泡的额定功率 P 额= W。
【答案】（1）图略
（2）0.34
（3）C；0.35
【解析】（1）测量小灯泡电功率的电路为串联电路，只有一个回路，电压表测量灯泡两端的电压，并联在灯泡两端，滑动变阻器一上一下接进电路。
（2）读取电流表示数时要注意量程和分度值。
（3）实验用电阻箱代替灯泡，可知使用了等效替代法。
（3）串联电路电源电压等于各用电器两端电压之和，电流处处相等。
【解答】（1）电路为串联电路，电压表测量灯泡两端电压，如图所示
。
（2）电流表连接的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.34A，可知灯泡的额定电流为0.34A。
（3）由实验过程可知，实验中用电阻箱替代灯泡，电阻箱连入电路的电阻表示灯泡的电阻，采用的是等效替代法。
故答案为：C。
①将开关S1闭合，S2、S3断开，P滑至最左端，读出电压表示数6V，可知电源电压为6V；
②将开关S1、S2闭合，S3断开，此时灯泡与滑动变阻器串联，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2.5V，灯泡正常发光；
③滑动变器滑片位置保持与步骤②中相同，并将开关S1、S3闭合，S2断开，此时定值电阻与滑动变阻器串联，读出电压表示数3.5V，已知R0的阻值为35Ω，可知电路中电流为，滑动变阻器连入电路的阻值为，滑片位置不变，可知滑动变阻器连入电路的阻值不变，与灯泡串联时，电路中的电流为，灯泡的额定功率为。
10．（2025·东阳二模）2025年3月6日， “方舟40”无人机搭载货物，仅用16分钟跨越11公里完成商品配送，标志着杭州市消费级无人机物流首飞成功。
参数 数值
工作电压 12V
额定功率 120W
电池总容量 3000mAh
（1）无人机在行驶时，其驱动系统的能量转化为：电能转化为 。
（2）小科也买了一台无人机，铭牌上的部分参数如上表。该无人机正常工作时电流为多少
（3）电池总容量3000mAh表示在12V电压下以3000mA 电流放电可持续1小时。若上述无人机电池实际可用容量为标注容量的90%，且无人机仅以额定功率工作，求满电状态下无人机能正常工作多长时间
【答案】（1）机械能(和内能)
（2）
（3）方法一：
W总=UIt=12V×3A×3600s=129600J
(或16.2min或0.27h)
方法二：
I=10A，可使用容量： 3000mAh×90%=2700mAh=2.7Ah
【解析】（1）机械能包括重力势能和动能，克服摩擦做功，有部分能量转化为内能。
（2）根据计算电流。
（3）可通过参数计算电能，再由计算时间。也可以利用单位换算计算时间。
【解答】（1）无人机在行驶时，消耗电能，获得了机械能和内能，可知是将电能转化为机械能和内能。
11．（2025·江北模拟）空气炸锅是生活中常用的电器。它有两种工作模式：
①冷风模式400W，此时工作电流较小，低温慢煮食物；
②热风模式1280W，此时工作电流较大，高温烘烤食物。
小宁依照上述空气炸锅的工作模式推测了三个不同的工作原理图，如图(a)(b)(c)所示。
（1）小宁很快发现图 (a)所示的电路不符合空气炸锅两种工作模式的原理，请简述理由： 。
（2）图(b)(c)所示的电路，你认为哪个设计更适合两种工作模式的需求，请简述理由： 。
（3）仅需采用热风模式正常工作8min，即可将鸡翅加热至 ，这过程中消耗 J的电能。
【答案】（1）当两个开关都闭合时发热管被短路，电路中只有电动机接入电路，此时电流较大，电动机吹冷风当只闭合S时电动机和发热管串联接入电路，此时电路中的电流较小，此时低温烘烤食物
（2）b，因c中若只关闭S1开关，吹风机未连入电路，无风
（3）614400
【解析】（1）并联电路中某支路上没有用电器，将会将与之并联的支路短路。
（2）两种模式都要求吹风，可知闭合开关后，电动机必须连通。
（3）根据W=Pt计算消耗的电能，注意时间的单位是秒。
【解答】（1）图a中只闭合开关S，电路为串联电路，电阻较大，电路中电流较小，为低温慢煮食物；而 闭合后，发热管被短路，只有电动机连通，此时电路中电流较大，吹的是冷风，可知不符合题中要求。
（2）图c中只闭合，只有发热器连进电路，没有风，可知不符合题中要求，故合理的是图b。
（3）消耗的电能。
12．（2025九下·杭州模拟）艾灸在中国用于疾病预防和保健已有悠久的历史。
（1）艾灸能提高人体对多种病原体的抵抗力，从免疫学角度来看，这属于 免疫；
（2）艾草中的某种有效成分为异戊二烯，其分子式为 C5 H8，其中碳元素和氢元素的质量之比为 ；
（3）如图甲所示的艾灸仪，内部加热等效电路如图乙所示，R1 和 R2是两个电热丝。使用时，先用高温档加热，当温度达到设定温度后，自动调节到低温档保温并开始进行理疗。
图乙中S2 是自动开关，艾灸仪开始进行理疗，S2的状态是 的；
（4）若此艾灸仪的额定电压为12V，电路的加热功率和保温功率分别为30W和5W，求电热丝R2的阻值。
【答案】（1）非特异性
（2）15：2
（3）断开
（4）解：根据图片可知，当S2断开时，R1与R2串联，总电阻R=R1+R2；当S2闭合时，R2被短路，总电阻R= R1，
比较可知，前者总电阻大，后者总电阻小；
根据可知，前者总功率小，后者总功率大；
那么前者为保温状态，后者为加热档。
所以保温时S2是断开的。
②高温档时，S2闭合，只有R1工作，
那么R1的阻值；
保温档时，S2断开，R1与R2串联，总电阻；
则R2的阻值R2=R总-R1=28.8Ω-4.8Ω=24Ω。
【解析】（1）根据人体特异性免疫和非特异性免疫的关系来分析；
（2）元素质量比等于相对原子质量与个数的乘积之比；
（3）根据分别计算出R1的阻值和串联时的总电阻，最后根据R2=R总-R1计算R2的阻值。
【解答】（1）因为皮肤、黏膜是保卫人体的第一道防线，体液中的杀菌物质（如溶菌酶）和吞噬细胞是第二道防线，这两道防线是人生来就有的，不针对某一类特定病原体，对多种病原体都有防御作用，属于非特异性免疫；艾灸能提高人体对多种病原体的抵抗力，符合非特异性免疫特点；
（2）异戊二烯（为C5H8）中碳、氢元素质量比为（12×5）：（1×8）=60：8 =15：2。
13．（2025·浙江模拟）如图甲为某款电热敷眼罩，它具有高温、中温和低温三个挡位，图乙是其内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2的阻值均为10Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换，正常工作时电压为5V。请回答：
（1）电热敷眼罩通过发热元件对眼部加热，有助于扩张血管，增加血流量，进而改进眼部血液循环，为眼部组织细胞的生命活动提供更多的氧气和 ，并带走代谢废物，从而可以缓解眼部疲劳。
（2）旋转开关转至 cd时，该电热敷眼罩的功率为多大
（3）若旋转开关转至 de时，电路中总电流为0.9A，则R3的大小是多少
【答案】（1）营养物质
（2）旋转开关转至 cd时，R2电阻单独工作，此时电热敷眼罩的功率为
（3）若旋转开关转至 de时，电路为 R2、R3两电阻并联，此时R2支路电流为
R3支路电流为
则R3的阻值为
【解析】（1）根据细胞呼吸作用的原理分析；
（2）根据可求出旋转开关转至cd时，电热敷腰带的功率；
（3）由图乙可知，当开关接ab时，电路开路，当开关接bc时，R1、R2串联，当开关接cd时，只有R2工作，当开关接de时，R2、R3并联，根据串并联电路的特点及欧姆定律分析计算。
【解答】（1）细胞呼吸作用时，有机物在氧气的作用下缓慢氧化分解为水和二氧化碳并释放能量，而细胞中的有机物和氧气需要借助与血液循环运输，故血液循环，为眼部组织细胞的生命活动提供更多的氧气和营养物质，并带走了代谢废物；
（2）由图乙可知，当开关接cd时，只有R2工作，故；
（3）若旋转开关转至 de时，电路为 R2、R3两电阻并联，此时R2支路电流为：
R3支路电流为
则R3的阻值为
故答案为：（1）营养物质；（2）；（3）见解答。
14．（2025·西湖二模）电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，是现代人喜欢的厨房用具。图甲是某品牌电压力锅，图乙是该型号的参数，图丙是其内部电路的简化图，R1，R2为电热丝。
（1）当电压力锅处于保温状态时，开关S处于 状态。 (选填“闭合”或“断开”)
（2）加热时电压力锅的电阻大小为多少
（3）图丁表示电压力锅在额定电压下工作时，电功率与时间的关系。图中阴影部分面积表示什么，并列式计算它的大小。
（4）不计热量损失，根据图丁数据，在加热状态时可以使20℃的5升水温度升高多少 千克/米3， 焦/(千克·℃)]
【答案】（1）断开
（2）解：当开关S闭合时，R1被短路，只有R2单独工作，总电阻为R2；
则加热时电压力锅的电阻；
（3）解： 图中阴影部分面积 表示工作14分钟消耗的电功； 。
（4）解： 5升水的质量为：m=ρV=；
则水升高的温度为：。
【解析】（1）保温状态功率小，加热状态功率大，根据比较开关在不同情况下总功率的大小即可；
（2）根据计算加热时电压力锅的电阻；
（3）根据长方形的面积公式S=ab，结合W=Pt分析计算即可；
（4）根据m=ρV计算出水的质量，根据计算水升高的温度。
【解答】（1）根据丙图可知，当开关S断开时，两个电阻串联，总电阻为R串联；
当开关S闭合时，R1被短路，只有R2单独工作，总电阻为R2；
则R串联>R2；
根据可知，总功率P串联则前者为保温状态，后者为加热状态。
15．（2025九下 钱塘模拟）图甲是某电热水壶内部简化电路，由控制电路和加热电路组成。电流鉴别器相当电流表；加热电路中电源电压为220V，电热丝 R1的阻值为48.4Ω；控制电路电源电压为8V，滑动变阻器R2(调温电阻)的最大阻值为130Ω；热敏电阻RT置于热水器内部，其阻值随温度t变化的关系如乙图所示。当电流鉴别器的电流达到0.05A时，开关S2断开，加热电路停止加热。
（1）开关S2闭合，求加热电路的电功率为多少
（2）当控温设置在80℃时，滑动变阻器R2接入电路中的阻值应为多少
（3）当控温设置在80℃时，若不计能量损失，用电热水壶把1kg水从30℃开始加热，通电200s后，请通过计算判断此时加热电路是否停止加热。
【答案】（1）1000W
（2）90Ω
（3）未停止加热
【解析】电功等于电功率与时间的乘积。
【解答】（1）P=U2/R=（220V）2÷48.4Ω=1000W。
（2）R总=U总/I=8V÷0.05A=160Ω，由图乙可知当温度为80℃时，RT=70Ω，R2=R总-RT=160Ω-70Ω=90Ω。
（3）Q=ΔTcm=50℃×4.2×103J/（kg·℃）×1kg=2.1×105J
W=Pt=1000W×200s=2×105J＜2.1×105J，所以仍然在加热。
16．（2025·宁波模拟）综合实践活动中，同学们设计了一种可测量物体质量大小的装置，主要结构如图甲所示，从电流表指针所指的刻度就可以知道物体质量的大小。AB为长20cm阻值为20Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比，托盘上无物体时，滑片P恰好位于电阻丝最上端A处；每次测量时，在托盘中放上重物后，弹簧增加的弹力F与滑片 P向下移动的距离x的关系如图乙所示。电源电压恒为6V，R0标有“10Ω 0.5A”，电流表量程为0~0.6A。不计一切摩擦。
（1）闭合开关，托盘上无物体时，电流表示数为多少
（2）在确保电路安全的前提下，电路允许的最大电功率是多少
（3）某次测量时，电流表示数为0.3A，所测物体质量为多少
（4）若利用电压表(量程0~3V)示数来显示物体质量大小，其它条件不变，要求物体质量越大，电压表示数也越大。在图丙中接入电压表后与原装置相比，该装置所能测量质量的最大值 (选填“变大”、 “变小”或“不变”)。
【答案】（1）由题可知，此时R0和RP串联，电流表示数为
（2）由题可知， Ro标有“10Ω0.5A”， 电流表量程为0~0.6A， 所以电路中的最大电流 Im=0.5A，电路允许的最大电功率是
（3）流表示数为0.3A，根据欧姆定律得
滑动变阻器接入电阻为
又因为AB为长20cm阻值为 20Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比，所以此时接入电阻丝的长度为 10cm，由乙图可知G=F=2N
所以物体的质量
（4）变小
【解析】（1）托盘没有重物时，电阻AB全部接入，和定值电阻组成串联电路，已知总电压以及两个用电器的电阻，用欧姆定律求解电流；
（2）确保电路安全，不能让电流表损坏，不能让定值电阻损坏，结合题目分析电路中的最大电流，用P=UI求解最大电功率；
（3）已知电流表的电流为0.3A，应用欧姆定律的变形求解总电阻，然后根据串联电路电阻规律计算电阻AB的阻值，然后计算出物体的质量；
（4）通过题目判断出电压表的位置，然后根据欧姆定律计算出AB的阻值，判断质量的变化。
【解答】(1)由题可知，此时R0和RP串联，电流表示数为
(2)由题可知， Ro标有“10Ω0.5A”， 电流表量程为0~0.6A， 所以电路中的最大电流 Im=0.5A，电路允许的最大电功率是
（3）流表示数为0.3A，根据欧姆定律得
滑动变阻器接入电阻为
又因为AB为长20cm阻值为 20Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比，所以此时接入电阻丝的长度为 10cm，由乙图可知G=F=2N
所以物体的质量
（4）要求物体质量越大，电压表示数也越大，所以电压表并联在定值电阻两端，此时最大电压为3V，根据串联电路分压规律可得：，RP最小为10欧姆，此时测量的最大质量为0.2kg，所以该装置所能测量质量的最大值变小；
备考指南
知识导图
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专项练习
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