专题九 电功和电功率重难点突破
考点解析☆目标分解
b级目标：概述电功的概念；根据电能表计数的变化估算消耗的电能；概述电功率的概念；测量小灯泡的电功率；概述探究影响电流热效应因素实验原理和涉及的科学方法。
c级目标：应用电功的公式计算用电器消耗的电能；应用电功率的公式进行简单的计算；应用焦耳定律解决简单的问题。
目标分解：
①电功的计算和电能表的使用与分析
②额定功率和实际功率的辨析与计算
③测定小灯泡的电功率实验解析
④焦耳定律的应用与计算
⑤电动机问题的综合解析
考点剖析☆聚焦高频
考点一：电功的计算和电能表的使用与分析
1.充电宝也叫移动电源，又叫做外置电池，它的作用就是随时随地给手机或数码产品提供充电功能．如图所示是某品牌的充电宝，标配电芯容量为10000mAh，以2A充电电流输出，同等电压充电时，最多可持续充电________?小时，它可以同时给几部手机充电，此时手机之间是________?联连入充电宝的．
【答案】5；并
【解析】解：由I=得：Q=It，所以mA?h为电荷量单位，10000mA?h=10A?h，
所以以2A充电电流输出，可持续时间：t===5h；
手机充电过程中，给各手机充电应该互不影响，所以手机之间是并联的．
故答案为：5；并．
【分析】（1）由电流的定义可求得工作时间．
（2）给手机充电过程中，给各手机充电应该互不影响，根据串、并电路特点分析手机的连接方式．
2.学习了家庭电路后，小明在家中进行综合实践活动“对家庭用电的调查研究”．
（1）观察供电箱时看到如图甲所示的情景，其中的A为________（漏电保护断路器/空气断路器），当有人因操作失误而触电或用电器漏电时，________（选填“A”、“B”、“A和B都”）能自动断开； 21教育网
（2）观察厨房中的电器时，妈妈告诉他，以前电饭锅不用时要将插头从插座上拔下来，既不方便也容易损坏插座．后来电工师傅改进线路连接后只要拨动下开关就可以断开电了．小明仔细观察了如图乙所示的插座后，很快就在纸上画出了如图丙所示的插座背面接线示意图．则图中最上面的一根线应该是________（火/零）线，两孔插座与三孔插座是________联的．
（3）小明上网查阅资料得知：一般情况下空调制冷时调高2℃，虽然人体并不会感觉很明显，但对空调来说，平均可省近10%的电能．为了验证这种说法的可靠性，小明进行了测算．请你填写实验步骤中空缺的内容．①________；②打开空调，将制冷温度设定为25℃，待其正常工作后，数出电子式电能表的指示灯在3min内闪烁的次数；③将制冷温度调高2℃，待其正常工作后，数出电子式电能表的指示灯在3min内闪烁的次数；④计算并分析比较，得出结论．其中计算空调每次工作时消耗时，要用到如图丁所示电能表表盘上的参数________．
【答案】（1）漏电保护断路器；A （2）零；并
（3）断开家中其他用电器，只让空调工作；3000imp/（kW?h）
【解析】（1）漏电保护器相当于一个开关，进户线中流入的电流和流出的电流的差值达到一定值时会切断电路；（2）根据“左零右火上接地”确定最上面一根线，家庭电路中各用电器独立工作、互不影
响；（3）关闭其它所有的用电器，只开待测功率的用电器，测出电能表表盘在时间t内转过的圈数，然后根据电能表参数求出该用电器消耗的电能，然后利用P= 求出用电器的功率． 21·cn·jy·com
【解答】解：（1）由图甲可知，A位于干路为漏电保护断路器，当有人因操作失误而触电或用电器漏电时，切断A断开电路；（2）由图丙可知，图中最上面的一根线应该是零线；两孔插座与三孔插座的用电器可以独立工作、互不影响，则两孔插座与三孔插座是并联的；（3）①利用电能表和秒表测量空调的电功率时，应断开家中其他用电器，只让空调工作；②知道电子式电能表的指示灯在3min内闪烁的次数，根据电能表参数“3000imp/（kW?h）”求出消耗的电能，利用P= 求出空调的电功率．
故答案为：（1）漏电保护断路器；A；（2）零；并；（3）断开家中其他用电器，只让空调工作；3000imp/（kW?h）．
考点二：额定功率和实际功率的辨析与计算
1.根据如图所示的两盏白炽灯的铭牌，可以判断（? ）
A.?甲灯一定比乙灯亮
B.?正常发光时，甲灯的电阻大于乙灯的电阻
C.?正常发光时，甲灯的电功率是乙灯电功率的4倍
D.?正常发光时，甲灯消耗的电能是乙灯消耗电能的4倍
【答案】C
【解析】A、说法错误，只有在额定电压下时，甲灯一定比乙灯亮，若不在额定电压下，则无法比较电功率．
B说法错误，由 知，当额定电压相等时，功率大者，电阻小，甲的额定功率是100W，大于乙的额定功率25W，故应是甲灯的电阻小．
C说法正确，正常发光时，即为在额定电压下工作，甲灯的电功率是乙灯电功率的4倍．
D说法错误，消耗的电能与功率和时间有关，不知通电时间时，无法比较消耗的电能．
【分析】 根据额定功率的概念和电功率推导公式分析．
2.将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在如图所示的电路中，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，其原因可能是(? ) 2·1·c·n·j·y
A.?灯L1额定功率较大???? ?????B.?灯L2两端电压较大?????????
C.?灯L1的电阻较大????? ????D.?通过灯L1的电流较大
【答案】C
【解析】（1）灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率。
（2）根据P=I2R和P=U2/R进行功率、电阻的比较。
（3）串联电路的电流处处相等。
【解答】串联电路的电流处处相等，如图两个灯泡是串联的，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，说明灯泡L1的实际功率大，根据P=I2R知，灯泡L1的电阻比L2的电阻大。根据U=IR知，灯泡L1两端的电压大。根据P=U2/R ， 两个灯泡的额定电压相等，灯泡L1的电阻大，额定功率小。
故答案为：C
3.有两灯如图所示，L1 ， L2 分别标有“15V、1A”、“10V、0.5A”的字样，其中一灯正常发光时，它们的功率之比是（ ）
A.?4：3?????????????????????????B.?3：4?????????????????????????C.?5：3?????????????????????????D.?3：2
【答案】A
【解析】先判断哪一只正常发光，再次基础上对电路进行分析，利用欧姆定律和电功率公式进行计算解答。
【解答】L1额定电压是15V，L2额定电压是10V，由于两灯是并联关系，所以应该是L2正常发光，因为如果L1正常发光的话，L2两端的电压超过了额定电压10V，灯泡会损坏。
因为L2正常发光，所以L2的电功率
L1没有正常发光，先求出其电阻，
因为两灯并联，所以L1两端的电压也为10V，此时L1的电功率所以
故选：A
考点三：测定小灯泡的电功率实验解析
1.王明同学准备测量额定电压为2.5V的小灯泡在实际工作时的功率，根据已有器材，他设计好了电路原理图，并完成了实物连接。如图所示。21*cnjy*com
（1）根据实物连接图，请你在虚线框内画出与之对应的电路原理图。
（2）在某次测量过程中，闭合开关后，电压表和电流表的示数如图所示，则电压表的示数为________V，电流表的示数为________A，则此时小灯泡的功率为________W。
（3）滑动变阻器的滑片P向B端滑动后，小灯泡的电功率将________。(选填“增大”“减小”或“不变”)
（4）王明同学经过多次测量与计算后，得到了一组功率P与电压的平方U2的数据，下列各图中能正确表示P与U2的关系的是：________(设灯丝电阻不变)。
【答案】（1）
（2）1.2；0.4；0.48
（3）增大
（4）A
【解析】（1）根据实物图作图即可。
（2）看清量程读数；利用公式计算。
（3）利用公式分析。
（4）利用公式分析。
【解答】（1）画此电路图的注意事项：电源的左边是正极；滑动变阻器滑片P向右移动时，有效阻值变小；电压表测小灯泡两端的电压。其故电路图为：
（2）电压表的量程为“0—3V”，所以示数为1.2V；电流表的量程为“0—0.6A”,所以示数为0.4A；小灯泡的电功率等于它两端的电压乘以通过它的电流，。
（3）由电路图可知，滑动变阻器的滑片P向B端滑动后，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总阻值变小，电源电压不变，电路电流变大；灯泡的电阻不变，通过的电流变大，根据公式可知，电功率将增大。
(4)根据和灯丝电阻不变，故可知P与U2成正比，J结合数学知识可知P随U2的变化图线是一条过原点的直线，故A符合题意。
2.（2016?金华）做“测定小灯泡的功率”实验时，小金设计了如图所示的电路．已知电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样，滑动变阻器规格为“25Ω0.5A”
（1）试验记录表中①所在的方格内应补写的科学量是________．
实验记录表
序号
①
电流（A）
功率（W）
灯泡亮度变化
1
2
3
（2）连接好电路后，小金将滑动变阻器滑片P移到b端，闭合开关，发现小灯泡不亮，为查找原因，他仔细检查了电路中各元件的工作状态，判断出电路既不断路，也不短路．小金做出这样判断的依据是________．
【答案】（1）电压 （2）电压表和电流表都有示数
【解析】（1）做“测定小灯泡的功率”实验时，需要测量灯泡两端的电压和电路中的电流，据此分析．（2）分析电学问题时，出现电路图和实物电路时首先要分析电路（分析电路时可以根据电流的方向入手），若闭合开关，电流表无示数，且灯泡不发光，即表明电路中没有电流，说明该电路是断路；此时电压表有示数，即说明此时电压表测的不是用电器的电压，而是电源电压，故此时电压表与电源相连的部分不可能发生断路，故据此可判断出是哪一部分出现了故障．若灯泡短路，电压表示数为零．本题考查了电路故障的判断，这是我们常考的内容，也是中考重点考查的内容；平时学习时要注意多总结，多积累．
【解答】解：（1）做“测定小灯泡的功率”实验时，由P=UI可知，需要测量灯泡两端的电压和电路中的电流，则录表中①所在的方格内应补写的科学量是电压；（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，说明电路是通路，小金之所以判断出电路既不断路，也不短路的依据是两表都有示数，因为若灯泡短路，电压表示数为零．所以小灯泡不亮的原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过大，灯泡能够分得的电压很小所致．
故答案为：（1）电压；（2）电压表和电流表都有示数．
考点四：焦耳定律的应用与计算
1.（2016?温州）某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下：
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路．
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I，通电一段时间，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△h1、△h2．
③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置．
④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I，当通电时间与步骤②相同时，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△h3、△h4，实验数据如表．21世纪教育网版权所有
（1）步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时电流为________安．
（2）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？________．【来源：21·世纪·教育·网】
（3）小明认为：只要选择“△h1、△h2、△h3、△h4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系：________．
电流大小
烧瓶玻璃管内液面的变化高度
A烧瓶（RA=10欧）
B烧瓶（RB=20欧）
I
△h1
△h2
2I
△h3
△h4
【答案】（1）0.24
（2）电流和通电时间
（3）△h3＞△h2
【解析】（1）电流表的读数，要先观察选用的量程及对应的分度值，再根据指针位置读数；（2）在串联电路中电流处处相等，串联的两个电阻同时工作、同时停止工作，通电时间相同；（3）由第一行、第二列数据，改变电流、电阻的倍数相同，观察玻璃管内液面的变化△h2、△h3的关系得出吸热关系，进而得出对电流产生热量影响较大的因素．本题为电流热效应的影响因素的实验探究题目，考查了电流表的读数方法、控制变量法的使用，以及分析实验数据得出结论的能力，有难度。21教育名师原创作品
【解答】解：（1）由图可知，电流表选用的是0﹣0.6A量程，分度值为0.02A，根据指针位置可得电流I=0.24A；（2）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制电流和通电时间相同；（3）由第一行数据可知，通过的电流相同，使电阻变为原来的2倍，观察玻璃管内液面的变化△h2可得吸收热量的变化；由第二列数据可知，电阻相同，使通过的电流变为原来的2倍，观察玻璃管内液面的变化△h3可得吸收热量的变化；电流和电阻都是变为原来的二倍，通过比较得出△h2＜△h3 ， 可以得出对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大．
故答案为：（1）0.24；（2）电流和通电时间；（3）△h3＞△h2 ．
2.如图所示，?将一个标有“2W5V”的小灯泡L与一个阻值为5Ω的电阻R串联后接到电压为6V的电源上，小灯泡恰能正常发光．则通电1min时电阻R产生的热量是（?? ）
A.?48J?????????????????????????B.?120J?????????????????????????C.?144J??????????????????????????D.?无法判断
【答案】A
【解析】由P=IU得，电路中的电流： ，则1min内电阻R产生的热量： ；故选：A
【分析】小灯泡恰能正常发光，根据 计算出电流，串联电路中各处电流都相等，即通过R的电流，最后根据焦耳定律的计算公式计算出R产生的热量．
考点五：电动机问题的综合解析
1.（2017?杭州）如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U）。由此请你回答：
（1）在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为________（填写表达式）。
（2）在电动机转动时，电流所做的功________电流在电路中产生的热量（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（3）小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过后知识给以解释。
【答案】（1） （2）大于
（3）不正确，不转时W总功=Q电路? UI1t=I12(R+r)t??
转动时W'总功>Q'电路?? UI2t>I22(R+r)t??
故I2< I1 ， 灯泡变暗
【解析】（1）在电动机未转动时，该电路为两个电阻串联的电路，根据焦耳定律的公式写出表达式； （2）（3）在电动机转动时，消耗的电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能。
【解答】（1）在电动机未转动时，该电路为两个电阻串联的电路，则此时电路中的电流为：I=； 根据焦耳定律可知，t时间内电流在电路中产生的热量即电流所做的功为： W=Q=UIt=Ut=；
（2）在电动机转动时，电流所做的功主要有两个利用：一个是转化为电动机的机械能，另一个是转化为灯泡和电动机的内能；故电流在电路中产生的热量要小于电流所做的功；
（3）电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得电功转化而成的内能减小，故灯泡的亮度会变暗，所以小金的判断时错误的；
不转时W总功=Q电路?UI1t=I12(R+r)t?? ，
转动时W'总功>Q'电路?? UI2t>I22(R+r)t?? ， 故I2< I1，灯泡变暗。
故答案为：（1） ；（2）大于；（3）不正确，不转时W总功=Q电路? UI1t=I12(R+r)t?? ， 转动时W'总功>Q'电路?? UI2t>I22(R+r)t?? ， 故I2< I1 ， 灯泡变暗。
2.如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是l0V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机M的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法正确的是（）
A.?电压表V1的示数为4V??????????????????????????????????????????B.?电路消耗的总功率是5W
C.?通电lmin电流通过电动机产生的热量是60J???
D.?通电lmin电动机产生的机械能是360J
【答案】C
【解析】由电路图可知，定值电阻与电动机组成串联电路，电压表V测电源电压，电压表V1测电动机电压，（1）由 可知，电阻R两端电压UR=IR=1A×4Ω=4V，电动机两端电压UM=U﹣UR=10V﹣4V=6V，则电压表V1示数是6V，故A错误；（2）电路消耗的总功率P=UI=10V×1A=10W，故B错误；（3）通电1min电动机产生的热量Q=I2RMt=（1A）2×1Ω×60s=60J，故C正确；（4）通电lmin电动机产生的机械能：W机械=UIt﹣Q=6V×1A×60s﹣60J=300J，故D错误．
考点过关☆专项突破
考点一：电功的计算和电能表的使用与分析
1.小柯利用该电能表测量一家用电器的电功率。当电路中只有这一个用电器连续工作时，测得在6min内电能表的转盘转了240转，那么这个用电器可能是（???? ）
A.?台灯?????????????????B.?电热水壶?????????????????C.?笔记本电脑??????????????D.?家用电风扇
2.下列选项中，正确描述电功单位的是（ ）
A.?V?????????????????????????????????B.?VAs?????????????????????????????????C.?kw????????????????????????????????D.?C
3.LED是一种半导体新型节能灯，它可以将电能的90%转化为光能（白炽灯只能将电能的20%转化为光能）。已知某LED灯在一定电压范围内的工作电流都是20mA，只是在不同的电压下发光颜色不同，如下表所示。如果将该LED灯与一定值电阻R串联后接在电压为5V的电源两端，如图，此时它发黄光，则定值电阻R的阻值是________Ω，该LED灯在此状态下工作10分钟消耗的电能为________J。2-1-c-n-j-y
4.在工业生产中，经常用热敏电阻来探测温度．如图甲所示的电路，将热敏电阻R0放置在热源内，其余部分都置于热源外，这样就可以通过电流表的示数来表示热源温度．已知电源电压是9V，定值电阻R的阻值是100Ω，热敏电阻R0的阻值随温度变化的关系如图乙所示．求：【出处：21教育名师】
甲??????????????????? ???????????? 乙
已知电流表的量程为0．03A，此电路能够测量的最高温度是多少？此时该电路在100s内电流做了多少功？
考点二：额定功率和实际功率的辨析与计算
1.小科做作业时，电灯突然变暗，其原因可能是 （? ? ）
A.?电灯的实际电压变大???????????????????????????????????????????B.?电灯的额定电压变小
C.?电灯的实际功率变小???????????????????????????????????????????D.?电灯的额定功率变小
2.李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”，他找来额定电压均为6V的L1、L2两只灯泡．将两灯串联起来，按照如图所示的电路开始了实验探究，闭合开关后，看见灯L2微微发光，灯L1几乎不发光，则关于两灯的电阻R1和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是（不考虑灯丝电阻值随温度的变化）（ ）
A.?R1＞R2 ， P1＞P2???? ????B.?R1＜R2 ， P1＜P2????????
C.?R1＞R2 ， P1＜P2?????? ??D.?R1＜R2 ， P1＞P2
3.小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关．于是找来额定电流小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L1，接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图甲所示的电路开始探究．
（1）请你用笔画线代替导线，根据图甲所示的电路图，将图乙所示实物图连接完整．
（2）若小雷连接电路后闭合开关，灯L1几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度．原因是他把滑动变阻器的________?．（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路．
（3）小雷排除故障后，按图乙所示的电路继续进行实验：
①闭合开关，移动滑片P，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：
次数
电压/V
实际功率
电阻Ω
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.5
0.24
0.60
10.42
3
2.8
0.26
0.73
10.77
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处．
（4）小雷注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．结合表中数?据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越________?
（5）小雷在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”．这种说法错误的原因是小雷忽略了________?对小灯电阻的影响．21cnjy.com
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系”．你认为这种说法________?（选填“正确”或“错误”）．
3.酷暑的傍晚，小聪打开空调后，发现台灯发光变暗，他猜想：开了空调，家用电器的总功率增大，总电流变大，输电线上有电阻，“分走”的电压U=IR变大，导致台灯两端的实际电压变小，实际功率变小，台灯变暗，为了验证猜想是否正确，他把所有家用电器看做一个整体，用不同规格的小灯泡来模拟这个整体，并用电压恒为3V的电源，根据图所示的电路进行了以下实验：【版权所有：21教育】
第1步：连接电路后闭合开关，读出电压表和电流表的示数，并记录在表格中．
第2步：分别换接两个不同规格的小灯泡重复第1步操作；
第3步：计算小灯泡的电功率并记录在表格中．
灯泡
电压/V
电流/A
电功率/W
L1
2.40
0.43
1.03
L2
2.60
0.33
0.86
L3
2.75
0.26
0.72
请你分析实验过程和数据后解答：
（1）由于每次实验小灯泡两端的电压都________?电源电压（选填“大于”、“等于”或“小于”），从而验证了电路中导线等元件有________?，会“分走”一部分电压；
（2）进一步分析可知，家用电器的总功率越大，其两端的电压就越________?，这时并联在家庭电路值的台灯就越暗；21*cnjy*com
（3）?在实际生活中，解决“台灯发光变暗”的一种方法是尽量选择________?的导线．
考点三：测定小灯泡的电功率实验解析
1.在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω．
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉．
（2）小宇同学闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数（如图乙所示）为________?V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向________（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
（3）小宇同学继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U关系图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是________?W，还可以得出：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而________（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）小叶同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出她在实验中两个操作不当之处是：①________；②________．
2.在一次测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率的实验中（电源由三节新干电池串联组成），聪明而粗心的小马连接了如图A所示的电路，同组的小王发现电路连接有错．问：
（1）如果闭合开关，电流表是否会损坏？________．
（2）小王主张拆了以后重新连接，小马眼珠一转，只需改动一根导线的连接就能测量小灯泡的额定功率．请你在答题卷实物图，将要改动的那根导线打“×”，并画出正确的接法．
（3）排除故障后正确操作实验，测量数据如表所示：
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
发光情况
耀眼
明亮
亮
较亮
较暗
微光
不亮
不亮
电压U/V
3.0
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.2
电流I/A
0.32
（图B所示）
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.1
分析实验数据可知：
①第2次实验时，电流表的示数如图B所示，则灯的额定功率为________．
②第7、8两次实验中，灯泡不亮的原因是________．
③断电一段时间后，灯丝的电阻可能是________Ω．
3.在“测定小灯泡的电功率”的实验中，使用用如图甲所示的电路，其中电源电压保持6 V不变，小灯泡额定电压为2.5 V(灯丝电阻约为12 Ω)。www-2-1-cnjy-com
（1）为能顺利完成该实验探究，下列四种规格的滑动变阻器应选用? ????。
A.?“10Ω 0.2A”的滑动变阻器???????????????????????????????B.?“10Ω 0.5A”的滑动变阻器?
C.?“20Ω 0.2A”的滑动变阻器???????????????????????????????D.?“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
（2）电路连接完成后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是：________。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片至某一位置时，发现电压表的示数如图乙所示；此时为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向________端移动.(选填： “A”或“B”)。
（4）多次测量，得出通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示。分析图像可知：该小灯泡正常发光时，滑动变阻器的功率为________W。灯丝电阻受温度的影响情况是________
4.为进行节能灯和白炽灯耗能情况的比较研究．
（1）小明和小华打开客厅内的一盏节能灯，节能灯正常发光．接着他们找到了小明家的电能表，如图所示，由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过________?W．?
（2）他们以指示灯某一次闪烁后立即开始计时，1min中内电能表指示灯闪烁了50次，根据该数据可算出小明家电路中电流做功的功率为________?W．
（3）小明感到此结果与普通节能灯的功率明显不符，其原因最可能是_______
A.?小明家的节能灯比较特殊，功率很大??????B.?小明在时间测量中存在一定的误差
C.?小明没有关闭其他的用电器??????????????????????D.?小明在计数存在错误
（4）小明解决了研究中存在的问题后，再次回到电能表前，仍以指示灯某一次闪烁后立即开始计时，计时1min，电能表指示灯还未闪烁，因而无法计算节能灯电功率，于是他们各自提出不同的实验方案：
小明的方案：测量3min内电能表指示灯闪烁的次数，计算出节能灯的电功率；
小华的方案：测量电能表指示灯闪烁3次所用时间，计算出节能灯的电功率．
你认为________?（选“小明”或“小华”）的方案更合理．
（5）小华按自己方案操作，以指示灯某次闪烁开始计时，并记为第1次，到指示灯闪烁第4次结束计时，刚好360s，则小明家节能灯的电功率________?W．若该节能灯与60W的普通白炽灯亮度相同，则该节能灯与亮度相同的白炽灯相比，可以节约________?%的电能． 【来源：21cnj*y.co*m】
考点四：焦耳定律的应用与计算
1.要使一个电热器在单位时间内放出的热量减少一半，应该（?? ）
A.?使通过电热器的电流减少一半????B.?使加在电热器两端的电压减少一半
C.?使电热器的电阻减少一半????????????D.?使加在电热器两端的电压和它的电阻都减少一半
2.如图是高、中、低“三档”电热器（R1＞R2）的工作电路，如果将电热器调至高温档工作，应该闭合________开关；如果调至中温档工作，已知电源电压为U，通电时间为t，则它产生的热量的表达式：________。www.21-cn-jy.com
3.研究电热跟哪些因素有关的实验中，甲乙两个烧瓶内的煤油质量相等，把两根电阻丝串联连接的目的是________，通电一段时间后，甲烧瓶中煤油温度上升了5摄氏度，乙烧瓶中煤油温度上升了3摄氏度，则甲乙两根电阻丝的阻值之比是________．
4.小明要用图所示的实验器材探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。 21·世纪*教育网
（1）请用笔画线代替导线，把电路连接完整。
（2）电流产生热量的多少不易直接测量．因此在这个实验中是通过________显示电流产生热量的多少。
（3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有________（写出一个即可得分）。
（4）根据所学知识可知，在相同时间内________瓶内的电阻丝放出的热量较多（填“甲”或“乙”）。
考点五：电动机问题的综合解析
1.（2014·杭州）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.?P-
2.用一台直流电动机提升质量为200kg的重物，读得并联在电动机两端电压表读数为220V，串联在电动机电路中的电流表读数为5A，若此电动机在8s内能将重物提升4m，则此电动机的电阻和效率为（g=10N/kg，不计摩擦损失的能量）（?? ）
A.?44Ω 、 91%????????????B.?4Ω?、? 91%?????????????C.?1.2Ω?、 72.7%????????????D.?12Ω?、 72.7%
3.现在电动自行车、电动汽车逐渐普及，它们都采用电动机来获得动力．某直流电动机的铭牌上标有“220V5.5kW”，电动机线圈的电阻为0.4Ω。
（1）电动机的工作原理是什么？
（2）该电动机正常工作1h，消耗多少电能？电动机线圈产生多少热量？
（3）在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，很快就闻到焦糊味道，请你从能量转化角度解释这个现象。
4.电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具．它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行．电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．
（1）电动机的工作原理是：________；
（2）某电动自行车蓄电池的供电电压为24V．若该电动自行车包括载人共重1000N，匀速行驶时所受阻力为总重的0.03倍，而这时供电电流为l0A，电能转化为机械能的效率为75%，自行车前进的速度为 ________m/s．
专题九 电功和电功率重难点突破
考点解析☆目标分解
b级目标：概述电功的概念；根据电能表计数的变化估算消耗的电能；概述电功率的概念；测量小灯泡的电功率；概述探究影响电流热效应因素实验原理和涉及的科学方法。
c级目标：应用电功的公式计算用电器消耗的电能；应用电功率的公式进行简单的计算；应用焦耳定律解决简单的问题。
目标分解：
①电功的计算和电能表的使用与分析
②额定功率和实际功率的辨析与计算
③测定小灯泡的电功率实验解析
④焦耳定律的应用与计算
⑤电动机问题的综合解析
考点剖析☆聚焦高频
考点一：电功的计算和电能表的使用与分析
1.充电宝也叫移动电源，又叫做外置电池，它的作用就是随时随地给手机或数码产品提供充电功能．如图所示是某品牌的充电宝，标配电芯容量为10000mAh，以2A充电电流输出，同等电压充电时，最多可持续充电________?小时，它可以同时给几部手机充电，此时手机之间是________?联连入充电宝的．
【答案】5；并
【解析】解：由I=得：Q=It，所以mA?h为电荷量单位，10000mA?h=10A?h，
所以以2A充电电流输出，可持续时间：t===5h；
手机充电过程中，给各手机充电应该互不影响，所以手机之间是并联的．
故答案为：5；并．
【分析】（1）由电流的定义可求得工作时间．
（2）给手机充电过程中，给各手机充电应该互不影响，根据串、并电路特点分析手机的连接方式．
2.学习了家庭电路后，小明在家中进行综合实践活动“对家庭用电的调查研究”．
（1）观察供电箱时看到如图甲所示的情景，其中的A为________（漏电保护断路器/空气断路器），当有人因操作失误而触电或用电器漏电时，________（选填“A”、“B”、“A和B都”）能自动断开； 【出处：21教育名师】
（2）观察厨房中的电器时，妈妈告诉他，以前电饭锅不用时要将插头从插座上拔下来，既不方便也容易损坏插座．后来电工师傅改进线路连接后只要拨动下开关就可以断开电了．小明仔细观察了如图乙所示的插座后，很快就在纸上画出了如图丙所示的插座背面接线示意图．则图中最上面的一根线应该是________（火/零）线，两孔插座与三孔插座是________联的．
（3）小明上网查阅资料得知：一般情况下空调制冷时调高2℃，虽然人体并不会感觉很明显，但对空调来说，平均可省近10%的电能．为了验证这种说法的可靠性，小明进行了测算．请你填写实验步骤中空缺的内容．①________；②打开空调，将制冷温度设定为25℃，待其正常工作后，数出电子式电能表的指示灯在3min内闪烁的次数；③将制冷温度调高2℃，待其正常工作后，数出电子式电能表的指示灯在3min内闪烁的次数；④计算并分析比较，得出结论．其中计算空调每次工作时消耗时，要用到如图丁所示电能表表盘上的参数________．
【答案】（1）漏电保护断路器；A （2）零；并
（3）断开家中其他用电器，只让空调工作；3000imp/（kW?h）
【解析】（1）漏电保护器相当于一个开关，进户线中流入的电流和流出的电流的差值达到一定值时会切断电路；（2）根据“左零右火上接地”确定最上面一根线，家庭电路中各用电器独立工作、互不影
响；（3）关闭其它所有的用电器，只开待测功率的用电器，测出电能表表盘在时间t内转过的圈数，然后根据电能表参数求出该用电器消耗的电能，然后利用P= 求出用电器的功率．
【解答】解：（1）由图甲可知，A位于干路为漏电保护断路器，当有人因操作失误而触电或用电器漏电时，切断A断开电路；（2）由图丙可知，图中最上面的一根线应该是零线；两孔插座与三孔插座的用电器可以独立工作、互不影响，则两孔插座与三孔插座是并联的；（3）①利用电能表和秒表测量空调的电功率时，应断开家中其他用电器，只让空调工作；②知道电子式电能表的指示灯在3min内闪烁的次数，根据电能表参数“3000imp/（kW?h）”求出消耗的电能，利用P= 求出空调的电功率．
故答案为：（1）漏电保护断路器；A；（2）零；并；（3）断开家中其他用电器，只让空调工作；3000imp/（kW?h）．
考点二：额定功率和实际功率的辨析与计算
1.根据如图所示的两盏白炽灯的铭牌，可以判断（? ）
A.?甲灯一定比乙灯亮
B.?正常发光时，甲灯的电阻大于乙灯的电阻
C.?正常发光时，甲灯的电功率是乙灯电功率的4倍
D.?正常发光时，甲灯消耗的电能是乙灯消耗电能的4倍
【答案】C
【解析】A、说法错误，只有在额定电压下时，甲灯一定比乙灯亮，若不在额定电压下，则无法比较电功率．
B说法错误，由 知，当额定电压相等时，功率大者，电阻小，甲的额定功率是100W，大于乙的额定功率25W，故应是甲灯的电阻小．
C说法正确，正常发光时，即为在额定电压下工作，甲灯的电功率是乙灯电功率的4倍．
D说法错误，消耗的电能与功率和时间有关，不知通电时间时，无法比较消耗的电能．
【分析】 根据额定功率的概念和电功率推导公式分析．
2.将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在如图所示的电路中，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，其原因可能是(? )
A.?灯L1额定功率较大???? ?????B.?灯L2两端电压较大?????????
C.?灯L1的电阻较大????? ????D.?通过灯L1的电流较大
【答案】C
【解析】（1）灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率。
（2）根据P=I2R和P=U2/R进行功率、电阻的比较。
（3）串联电路的电流处处相等。
【解答】串联电路的电流处处相等，如图两个灯泡是串联的，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，说明灯泡L1的实际功率大，根据P=I2R知，灯泡L1的电阻比L2的电阻大。根据U=IR知，灯泡L1两端的电压大。根据P=U2/R ， 两个灯泡的额定电压相等，灯泡L1的电阻大，额定功率小。
故答案为：C
3.有两灯如图所示，L1 ， L2 分别标有“15V、1A”、“10V、0.5A”的字样，其中一灯正常发光时，它们的功率之比是（ ）
A.?4：3?????????????????????????B.?3：4?????????????????????????C.?5：3?????????????????????????D.?3：2
【答案】A
【解析】先判断哪一只正常发光，再次基础上对电路进行分析，利用欧姆定律和电功率公式进行计算解答。
【解答】L1额定电压是15V，L2额定电压是10V，由于两灯是并联关系，所以应该是L2正常发光，因为如果L1正常发光的话，L2两端的电压超过了额定电压10V，灯泡会损坏。
因为L2正常发光，所以L2的电功率
L1没有正常发光，先求出其电阻，
因为两灯并联，所以L1两端的电压也为10V，此时L1的电功率所以
故选：A
考点三：测定小灯泡的电功率实验解析
1.王明同学准备测量额定电压为2.5V的小灯泡在实际工作时的功率，根据已有器材，他设计好了电路原理图，并完成了实物连接。如图所示。
（1）根据实物连接图，请你在虚线框内画出与之对应的电路原理图。
（2）在某次测量过程中，闭合开关后，电压表和电流表的示数如图所示，则电压表的示数为________V，电流表的示数为________A，则此时小灯泡的功率为________W。
（3）滑动变阻器的滑片P向B端滑动后，小灯泡的电功率将________。(选填“增大”“减小”或“不变”)
（4）王明同学经过多次测量与计算后，得到了一组功率P与电压的平方U2的数据，下列各图中能正确表示P与U2的关系的是：________(设灯丝电阻不变)。
【答案】（1）
（2）1.2；0.4；0.48
（3）增大
（4）A
【解析】（1）根据实物图作图即可。
（2）看清量程读数；利用公式计算。
（3）利用公式分析。
（4）利用公式分析。
【解答】（1）画此电路图的注意事项：电源的左边是正极；滑动变阻器滑片P向右移动时，有效阻值变小；电压表测小灯泡两端的电压。其故电路图为：
（2）电压表的量程为“0—3V”，所以示数为1.2V；电流表的量程为“0—0.6A”,所以示数为0.4A；小灯泡的电功率等于它两端的电压乘以通过它的电流，。
（3）由电路图可知，滑动变阻器的滑片P向B端滑动后，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总阻值变小，电源电压不变，电路电流变大；灯泡的电阻不变，通过的电流变大，根据公式可知，电功率将增大。
(4)根据和灯丝电阻不变，故可知P与U2成正比，J结合数学知识可知P随U2的变化图线是一条过原点的直线，故A符合题意。
2.（2016?金华）做“测定小灯泡的功率”实验时，小金设计了如图所示的电路．已知电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样，滑动变阻器规格为“25Ω0.5A”
（1）试验记录表中①所在的方格内应补写的科学量是________．
实验记录表
序号
①
电流（A）
功率（W）
灯泡亮度变化
1
2
3
（2）连接好电路后，小金将滑动变阻器滑片P移到b端，闭合开关，发现小灯泡不亮，为查找原因，他仔细检查了电路中各元件的工作状态，判断出电路既不断路，也不短路．小金做出这样判断的依据是________．21教育网
【答案】（1）电压 （2）电压表和电流表都有示数
【解析】（1）做“测定小灯泡的功率”实验时，需要测量灯泡两端的电压和电路中的电流，据此分析．（2）分析电学问题时，出现电路图和实物电路时首先要分析电路（分析电路时可以根据电流的方向入手），若闭合开关，电流表无示数，且灯泡不发光，即表明电路中没有电流，说明该电路是断路；此时电压表有示数，即说明此时电压表测的不是用电器的电压，而是电源电压，故此时电压表与电源相连的部分不可能发生断路，故据此可判断出是哪一部分出现了故障．若灯泡短路，电压表示数为零．本题考查了电路故障的判断，这是我们常考的内容，也是中考重点考查的内容；平时学习时要注意多总结，多积累．21*cnjy*com
【解答】解：（1）做“测定小灯泡的功率”实验时，由P=UI可知，需要测量灯泡两端的电压和电路中的电流，则录表中①所在的方格内应补写的科学量是电压；（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，说明电路是通路，小金之所以判断出电路既不断路，也不短路的依据是两表都有示数，因为若灯泡短路，电压表示数为零．所以小灯泡不亮的原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过大，灯泡能够分得的电压很小所致．
故答案为：（1）电压；（2）电压表和电流表都有示数．
考点四：焦耳定律的应用与计算
1.（2016?温州）某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下：
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路．
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I，通电一段时间，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△h1、△h2．
③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置．
④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I，当通电时间与步骤②相同时，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△h3、△h4，实验数据如表．
（1）步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时电流为________安．
（2）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？________．
（3）小明认为：只要选择“△h1、△h2、△h3、△h4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系：________．
电流大小
烧瓶玻璃管内液面的变化高度
A烧瓶（RA=10欧）
B烧瓶（RB=20欧）
I
△h1
△h2
2I
△h3
△h4
【答案】（1）0.24
（2）电流和通电时间
（3）△h3＞△h2
【解析】（1）电流表的读数，要先观察选用的量程及对应的分度值，再根据指针位置读数；（2）在串联电路中电流处处相等，串联的两个电阻同时工作、同时停止工作，通电时间相同；（3）由第一行、第二列数据，改变电流、电阻的倍数相同，观察玻璃管内液面的变化△h2、△h3的关系得出吸热关系，进而得出对电流产生热量影响较大的因素．本题为电流热效应的影响因素的实验探究题目，考查了电流表的读数方法、控制变量法的使用，以及分析实验数据得出结论的能力，有难度。
【解答】解：（1）由图可知，电流表选用的是0﹣0.6A量程，分度值为0.02A，根据指针位置可得电流I=0.24A；（2）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制电流和通电时间相同；（3）由第一行数据可知，通过的电流相同，使电阻变为原来的2倍，观察玻璃管内液面的变化△h2可得吸收热量的变化；由第二列数据可知，电阻相同，使通过的电流变为原来的2倍，观察玻璃管内液面的变化△h3可得吸收热量的变化；电流和电阻都是变为原来的二倍，通过比较得出△h2＜△h3 ， 可以得出对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大．
故答案为：（1）0.24；（2）电流和通电时间；（3）△h3＞△h2 ．
2.如图所示，?将一个标有“2W5V”的小灯泡L与一个阻值为5Ω的电阻R串联后接到电压为6V的电源上，小灯泡恰能正常发光．则通电1min时电阻R产生的热量是（?? ）
A.?48J?????????????????????????B.?120J?????????????????????????C.?144J??????????????????????????D.?无法判断
【答案】A
【解析】由P=IU得，电路中的电流： ，则1min内电阻R产生的热量： ；故选：A
【分析】小灯泡恰能正常发光，根据 计算出电流，串联电路中各处电流都相等，即通过R的电流，最后根据焦耳定律的计算公式计算出R产生的热量．
考点五：电动机问题的综合解析
1.（2017?杭州）如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U）。由此请你回答：
（1）在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为________（填写表达式）。
（2）在电动机转动时，电流所做的功________电流在电路中产生的热量（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（3）小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过后知识给以解释。
【答案】（1）
（2）大于
（3）不正确，不转时W总功=Q电路? UI1t=I12(R+r)t??
转动时W'总功>Q'电路?? UI2t>I22(R+r)t??
故I2< I1 ， 灯泡变暗
【解析】（1）在电动机未转动时，该电路为两个电阻串联的电路，根据焦耳定律的公式写出表达式； （2）（3）在电动机转动时，消耗的电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能。
【解答】（1）在电动机未转动时，该电路为两个电阻串联的电路，则此时电路中的电流为：I=； 根据焦耳定律可知，t时间内电流在电路中产生的热量即电流所做的功为： W=Q=UIt=Ut=；
（2）在电动机转动时，电流所做的功主要有两个利用：一个是转化为电动机的机械能，另一个是转化为灯泡和电动机的内能；故电流在电路中产生的热量要小于电流所做的功；
（3）电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得电功转化而成的内能减小，故灯泡的亮度会变暗，所以小金的判断时错误的；
不转时W总功=Q电路?UI1t=I12(R+r)t?? ，
转动时W'总功>Q'电路?? UI2t>I22(R+r)t?? ， 故I2< I1，灯泡变暗。
故答案为：（1） ；（2）大于；（3）不正确，不转时W总功=Q电路? UI1t=I12(R+r)t?? ， 转动时W'总功>Q'电路?? UI2t>I22(R+r)t?? ， 故I2< I1 ， 灯泡变暗。
2.如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是l0V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机M的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法正确的是（）
A.?电压表V1的示数为4V??????????????????????????????????????????B.?电路消耗的总功率是5W
C.?通电lmin电流通过电动机产生的热量是60J???
D.?通电lmin电动机产生的机械能是360J
【答案】C
【解析】【解答】由电路图可知，定值电阻与电动机组成串联电路，电压表V测电源电压，电压表V1测电动机电压，（1）由 可知，电阻R两端电压UR=IR=1A×4Ω=4V，电动机两端电压UM=U﹣UR=10V﹣4V=6V，则电压表V1示数是6V，故A错误；（2）电路消耗的总功率P=UI=10V×1A=10W，故B错误；（3）通电1min电动机产生的热量Q=I2RMt=（1A）2×1Ω×60s=60J，故C正确；（4）通电lmin电动机产生的机械能：W机械=UIt﹣Q=6V×1A×60s﹣60J=300J，故D错误．www.21-cn-jy.com
【分析】分析清楚电路结构，然后根据串联电路特点.欧姆定律.电功率公式及电功公式分析答题．
考点过关☆专项突破
考点一：电功的计算和电能表的使用与分析
1.小柯利用该电能表测量一家用电器的电功率。当电路中只有这一个用电器连续工作时，测得在6min内电能表的转盘转了240转，那么这个用电器可能是（???? ）
A.?台灯?????????????????B.?电热水壶?????????????????C.?笔记本电脑??????????????D.?家用电风扇
【答案】B
【解析】本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法，关键是考查日常生活中常见物体的功率．
【解答】本题首先要清楚“2400r/kW?h”的物理意义：当用电器消耗1千瓦时的电能，电能表指示灯闪烁了2400次，1度=3.6×106焦，即1KW?h=3.6×106J．
解答：由题意可知：用电器所做的功W=
用电器的功率
台灯功率大约几十瓦，笔记本电脑大约100W，家用电风扇大约100W，电热水器功率大约在500W-200W
因此符合题意的只有电热水壶
2.下列选项中，正确描述电功单位的是（ ）
A.?V?????????????????????????????????B.?VAs?????????????????????????????????C.?kw????????????????????????????????D.?C
【答案】B
【解析】解：A、V是电压的单位，所以A是错误的；
B、VAs是电压、电流与时间的单位，由W=UIt可知它们的积是电功的单位，所以B是正确的；
C、kW是电功率的单位，所以C是错误的；
D、C是电量的单位，所以D是错误的．
故选B．
【分析】根据我们对于电功单位的了解来作答；
电功的单位有两个：焦耳和千瓦时．
3.LED是一种半导体新型节能灯，它可以将电能的90%转化为光能（白炽灯只能将电能的20%转化为光能）。已知某LED灯在一定电压范围内的工作电流都是20mA，只是在不同的电压下发光颜色不同，如下表所示。如果将该LED灯与一定值电阻R串联后接在电压为5V的电源两端，如图，此时它发黄光，则定值电阻R的阻值是________Ω，该LED灯在此状态下工作10分钟消耗的电能为________J。2-1-c-n-j-y
【答案】160；21.6
【解析】（1）串联电路的电流处处相等，串联电路的总电压等于各部分两端的电压之和，由I=即可算出R的值；（2）已知U、I、t代入W=UIt即可算出消耗的电能。
【解答】解∵R和LED灯串联，IR=IL=20mA=0.02A，
UR=U总-UL=5V-1.8V=3.2V,R==160Ω；
（2）根据W=UIt=1.8V×0.02A×10×60s=21.6J。
4.在工业生产中，经常用热敏电阻来探测温度．如图甲所示的电路，将热敏电阻R0放置在热源内，其余部分都置于热源外，这样就可以通过电流表的示数来表示热源温度．已知电源电压是9V，定值电阻R的阻值是100Ω，热敏电阻R0的阻值随温度变化的关系如图乙所示．求：
甲??????????????????? ???????????? 乙【来源：21cnj*y.co*m】
已知电流表的量程为0．03A，此电路能够测量的最高温度是多少？此时该电路在100s内电流做了多少功？
【答案】80℃ 27J
【解析】热敏电阻R0和R串联，当I＝0．03A时，由欧姆定律I＝? 可得：UR＝IR＝0．03A×100Ω＝3V，所以U0＝U－UR＝9V－3V＝6V，所以R0＝? ＝? ＝200Ω，由图象得此时最高温度t＝80℃；电流在100s内所做的功：W＝UIt＝9V×0．03A×100s＝27J．
【分析】观察电路图：由串联电路特点可得U0＝U－UR．先由已知条件求得UR，再求得U0，再求得R0，之后观察图象便可得出测量的最高温度．再由电功公式W＝UIt求出该电路在100s内电流做了多少功．
考点二：额定功率和实际功率的辨析与计算
1.小科做作业时，电灯突然变暗，其原因可能是 （? ? ）
A.?电灯的实际电压变大???????????????????????????????????????????B.?电灯的额定电压变小
C.?电灯的实际功率变小???????????????????????????????????????????D.?电灯的额定功率变小
【答案】C
【解析】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，故变暗可以从实际功率入手来分析，可能是功率变小，而实际功率与灯泡的电阻有关，故分析电阻的变化即可分析出灯泡变暗的原因。
【解答】：灯丝在长时间的工作过程中灯丝升华，导致灯丝变细，使电阻变大；在电压不变的情况下，根据P=U2/R可知实际功率变小；电灯将会变暗。
故答案为：C
2.李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”，他找来额定电压均为6V的L1、L2两只灯泡．将两灯串联起来，按照如图所示的电路开始了实验探究，闭合开关后，看见灯L2微微发光，灯L1几乎不发光，则关于两灯的电阻R1和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是（不考虑灯丝电阻值随温度的变化）（ ）
A.?R1＞R2 ， P1＞P2???? ????B.?R1＜R2 ， P1＜P2????????
C.?R1＞R2 ， P1＜P2?????? ??D.?R1＜R2 ， P1＞P2
【答案】D
【解析】解：灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，因为灯L2微微发光，灯L1几乎不发光，所以L2的实际功率比L1的实际功率大．
由于两灯是串联，我们根据P=I2R可知，在电流相同的情况下，用电器的电功率与阻值成正比，所以R2＞R1 ．
因为两灯的额定电压U相同，根据P=可知，电功率与电阻成反比．由于R1＜R2 ， 所以P1＞P2 ．
故选 D．
【分析】由两个灯泡的亮度情况得出二者的电功率关系，然后根据P=I2R得出二者的电阻关系，最后根据P=得出二者的额定功率关系．
3.小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关．于是找来额定电流小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L1，接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图甲所示的电路开始探究．
（1）请你用笔画线代替导线，根据图甲所示的电路图，将图乙所示实物图连接完整．
（2）若小雷连接电路后闭合开关，灯L1几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度．原因是他把滑动变阻器的________?．（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路．
（3）小雷排除故障后，按图乙所示的电路继续进行实验：
①闭合开关，移动滑片P，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：
次数
电压/V
实际功率
电阻Ω
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.5
0.24
0.60
10.42
3
2.8
0.26
0.73
10.77
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处．
（4）小雷注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．结合表中数?据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越________?
（5）小雷在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”．这种说法错误的原因是小雷忽略了________?对小灯电阻的影响．【来源：21·世纪·教育·网】
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系”．你认为这种说法________?（选填“正确”或“错误”）．
【答案】（1）解：电压表的负接线柱与灯泡的左接线柱相连，滑动变阻器的任意上方接线柱与电流表0.6的接线柱相连，如下图所示：
???
（2）A、B
（3）【解答】解：从表中数据可知，实际功率等于表中前两项之积，由P=UI可知，第二项数据为通过灯泡的电流I/A，电压的符号为U，实际功率的符号P、单位W，电阻的符号R，如下表所示：
次数
电压U/V
电流I/A
实际功率P/W
电阻R/Ω
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.5
0.24
0.60
10.42
3
2.8
0.26
0.73
10.77
（4）大
（5）温度 ；正确
【解析】（1）电压表与灯泡并联，电流表选0～0.6A的量程且串联在电路中，注意正负接线柱的连接；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（2）灯泡几乎不发光，说明电路是通路，但是电流太小，并且移动串联在电路中的滑动变阻器的滑片，灯泡亮度不变，说明电路中的电阻太大，滑动变阻器又不起作用，是滑动变阻器把下面两个接线柱接入电路了；
（3）根据功率的计算公式P=UI可知表中缺少的物理量，然后根据功率和电阻的单位、符号进行解答；
（4）比较灯泡亮度增大时，可以判断灯泡的实际功率，因为灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定的；
（5）导体电阻大小跟导体长度、横截面积、材料、温度有关；灯丝电阻受温度影响较大，定值电阻阻值受温度影响较小，从温度上考虑；电流跟电阻和电压同时有关，L1换成定值电阻，电阻一定，可以探究电流跟电压的关系．
3.酷暑的傍晚，小聪打开空调后，发现台灯发光变暗，他猜想：开了空调，家用电器的总功率增大，总电流变大，输电线上有电阻，“分走”的电压U=IR变大，导致台灯两端的实际电压变小，实际功率变小，台灯变暗，为了验证猜想是否正确，他把所有家用电器看做一个整体，用不同规格的小灯泡来模拟这个整体，并用电压恒为3V的电源，根据图所示的电路进行了以下实验：
第1步：连接电路后闭合开关，读出电压表和电流表的示数，并记录在表格中．
第2步：分别换接两个不同规格的小灯泡重复第1步操作；
第3步：计算小灯泡的电功率并记录在表格中．
灯泡
电压/V
电流/A
电功率/W
L1
2.40
0.43
1.03
L2
2.60
0.33
0.86
L3
2.75
0.26
0.72
请你分析实验过程和数据后解答：
（1）由于每次实验小灯泡两端的电压都________?电源电压（选填“大于”、“等于”或“小于”），从而验证了电路中导线等元件有________?，会“分走”一部分电压；
（2）进一步分析可知，家用电器的总功率越大，其两端的电压就越________?，这时并联在家庭电路值的台灯就越暗；21*cnjy*com
（3）?在实际生活中，解决“台灯发光变暗”的一种方法是尽量选择________?的导线．
【答案】（1）小于 ；电阻
（2）低
（3）短而粗
【解析】解：（1）数据分析：每次实验，电压表的读数都小于电源电压，说明实验中导线等其他元件也有电阻，会“分走”一部分电压；
（2）晚上7点至9点时为用电高峰期，同时使用的用电器增多，它们并联后的总电阻变小，又因用电器与输电线串联，根据欧姆定律可知，通过输电线的电流变大，两端分得的电压变大，用电器分得的电压减小，实际功率减小，所以灯泡变暗一些；反之到了11点以后同时使用的用电器减少，通过输电线的电流变小，两端分得的电压变小，用电器两端分得的电压变大，实际功率变大，灯泡变亮一些．
（3）当导线的材料一定时，导线越短、越粗，导线的电阻越小，由Q=I2Rt可知，导线消耗的电能越少．
故答案为：（1）小于；电阻；（2）低；（3）短而粗．
【分析】（1）分析表中数据得出结论；
（2）家庭用电器都是并联，并联的越多，总电阻会越小，电路中的电流越大，这样会导致输电线分担电压增多，导致用电器得到的电压减小，功率减小；
（3）导线电阻与导线的材料、长度以及横截面积有关．
考点三：测定小灯泡的电功率实验解析
1.在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω．
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉．
（2）小宇同学闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数（如图乙所示）为________?V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向________（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
（3）小宇同学继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U关系图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是________?W，还可以得出：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而________（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）小叶同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出她在实验中两个操作不当之处是：①________；②________．
【答案】（1）
（2）2.2；B
（3）0.5；增大
（4）连接电路时开关没有断开；连接电路时滑片没有置于最大阻值处
【解析】（1）根据灯泡正常发光时的电流确定电流表量程，根据题目要求确定滑动变阻器的接法，把电流表、滑动变阻器串联接入电路．（2）由图示电压表确定其量程与分度值，读出电压表示数，根据电压表示数与灯泡额定电压间的关系，根据电路图确定滑片的移动方向．（3）由图象求出灯泡额定电压对应的电流，然后由P=UI求出灯泡额定功率；根据灯泡电流随电压的变化关系，由P=UI判断灯泡实际功率如何随电压变化．（4）连接实物电路时，开关要断开，滑动变阻器滑片要移到阻值最大位置处．
【解答】解：（1）灯泡正常发光时电流约为I= = =0.25A，则电流表选0～0.6A量程，当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大，则滑动变阻器应接右下接线柱B，把电流表、滑动变阻器串联接入电路，电路图如图所示．（2）由图乙所示电压表可知，其量程为0～3V量程，分度值是0.1V，其示数为2.2V，小于灯泡额定电压，要测量小灯泡的额定功率，应减小滑动变阻器分压，减小滑动变阻器接入电路的阻值，使灯泡两端电压变大，由电路图可知，应把滑动变阻器的滑片P向B端移动，使电压表的示数为2.5V．（3）由I﹣U图象可知，灯泡额定电压2.5V所对应的电流是0.2A，灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；由I﹣U图象可知，随灯泡电压的增大，灯泡电流增大，灯泡实际功率P=UI增大．（4）连接好最后一根导线，灯泡立即发光，说明连接电路时，没有断开开关；灯泡发出明亮耀眼的光，说明电路电流很大，电路电阻很小，连接电路时，滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处．故答案为：（1）电路图如图所示；（2）2.2；B；（3）0.5；增大；（4）①连接电路时开关没有断开；②连接电路时滑片没有置于最大阻值处．
2.在一次测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率的实验中（电源由三节新干电池串联组成），聪明而粗心的小马连接了如图A所示的电路，同组的小王发现电路连接有错．问：
（1）如果闭合开关，电流表是否会损坏？________．
（2）小王主张拆了以后重新连接，小马眼珠一转，只需改动一根导线的连接就能测量小灯泡的额定功率．请你在答题卷实物图，将要改动的那根导线打“×”，并画出正确的接法．21cnjy.com
（3）排除故障后正确操作实验，测量数据如表所示：
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
发光情况
耀眼
明亮
亮
较亮
较暗
微光
不亮
不亮
电压U/V
3.0
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.2
电流I/A
0.32
（图B所示）
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.1
分析实验数据可知：
①第2次实验时，电流表的示数如图B所示，则灯的额定功率为________．
②第7、8两次实验中，灯泡不亮的原因是________．
③断电一段时间后，灯丝的电阻可能是________Ω．
【答案】（1）不会
（2）解：将灯泡与电阻R左端连线去掉，改接在电源负极，如图所示：
（3）0.75W；加在灯泡两端的实际电压太低，其实际功率太小；1
【解析】（1）根据电路的连接情况和电压表的内阻很大和电流表的内阻很小分析；（2）根据电压表应并联在灯泡两端，电流表串联在电路中，修改电路．（3）①由表中实验数据求出灯泡额定电压对应的电流，然后由P=UI求出灯泡额定功率；②如果灯泡实际功率如果太小，将不足以引起灯泡发光；③灯泡电阻受温度影响，随温度降低而减小，根据表中实验数据求出灯泡电阻阻值，然后答题．21世纪教育网版权所有
【解答】解：（1）电压表串联在电路中，能测量电源电压，故有示数，但电压表的内阻很大，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流会很小，所以电压表、电流表都不会损坏，（2）将灯泡与电阻R左端连线去掉，改接在电源负极，如图所示：
；（3）①由表格中数据可知，灯泡两端的电压U=2.5V时，通过灯泡的电流为0.3A，
则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．②由表中实验数据可知，7、8两次实验，灯泡电压与电流很小，灯泡实际功率很小，由于灯泡实际功率很小不足以引起灯泡发光，所以灯泡不亮．③由表中第8组实验数据可知，此时灯泡电阻R= = =2Ω，灯泡电阻受温度影响，随温度降低而减小，小灯泡在断电一段时间后，灯丝温度降低，灯泡电阻阻值减小，则灯泡电阻可能是1Ω．故答案为：（1）不会．（2）见上图．（3）①0.75W；②加在灯泡两端的实际电压太低，其实际功率太小；③1．
3.在“测定小灯泡的电功率”的实验中，使用用如图甲所示的电路，其中电源电压保持6 V不变，小灯泡额定电压为2.5 V(灯丝电阻约为12 Ω)。21·cn·jy·com
（1）为能顺利完成该实验探究，下列四种规格的滑动变阻器应选用? ????。
A.?“10Ω 0.2A”的滑动变阻器???????????????????????????????B.?“10Ω 0.5A”的滑动变阻器?
C.?“20Ω 0.2A”的滑动变阻器???????????????????????????????D.?“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
（2）电路连接完成后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是：________。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片至某一位置时，发现电压表的示数如图乙所示；此时为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向________端移动.(选填： “A”或“B”)。 21教育名师原创作品
（4）多次测量，得出通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示。分析图像可知：该小灯泡正常发光时，滑动变阻器的功率为________W。灯丝电阻受温度的影响情况是________
【答案】（1）D
（2）小灯泡断路
（3）B
（4）0.7；温度越高，灯丝电阻越大
【解析】（1）知道灯泡额定电压和电阻，求出灯泡额定电流．滑动变阻器与灯泡串联．根据测量电路电压特点，求出灯泡正常工作时，滑动变阻器的电压，求出滑动变阻器的电阻；
（2）根据灯泡的明暗情况和电流表的示数检查电路故障，找出故障然所在；
（3）根据串联电路电流及电压的特点和滑动变阻器的使用方法判断；
（4）①P=UI的应用；
②影响电阻大小的因素：电阻丝的材料、长度、横截面及温度。
【解答】解：（1）灯泡正常工作时，灯泡的额定电流：IL=≈0.2A,
滑动变阻器的电压及电流分别为3.5A、0.2A，其阻值RP==17.5A,所以应选D；
（2）小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，说明电流通过开关、滑动变阻器、电压表、电流表，无电流通过灯泡，所以灯泡断了；
（3）由图知L两端的电压为2.2V,要增大它两端电压，必须减小滑动变阻器的电压，即减小滑动变阻器的阻值，所以滑动变阻器的滑片向B端移动；
（4）①由P=UI得滑动变阻器的功率为：P=UI=3.5V×0.2A=0.7W;
②灯丝电阻主要受温度的影响，温度越高，灯丝电阻越大。
故答案为：（1）D；（2）小灯泡断路；（3）B；（4）0.7；温度越高，灯丝电阻越大。
4.为进行节能灯和白炽灯耗能情况的比较研究．
（1）小明和小华打开客厅内的一盏节能灯，节能灯正常发光．接着他们找到了小明家的电能表，如图所示，由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过________?W．?
（2）他们以指示灯某一次闪烁后立即开始计时，1min中内电能表指示灯闪烁了50次，根据该数据可算出小明家电路中电流做功的功率为________?W．
（3）小明感到此结果与普通节能灯的功率明显不符，其原因最可能是_______
A.?小明家的节能灯比较特殊，功率很大??????B.?小明在时间测量中存在一定的误差
C.?小明没有关闭其他的用电器??????????????????????D.?小明在计数存在错误
（4）小明解决了研究中存在的问题后，再次回到电能表前，仍以指示灯某一次闪烁后立即开始计时，计时1min，电能表指示灯还未闪烁，因而无法计算节能灯电功率，于是他们各自提出不同的实验方案：
小明的方案：测量3min内电能表指示灯闪烁的次数，计算出节能灯的电功率；
小华的方案：测量电能表指示灯闪烁3次所用时间，计算出节能灯的电功率．
你认为________?（选“小明”或“小华”）的方案更合理．
（5）小华按自己方案操作，以指示灯某次闪烁开始计时，并记为第1次，到指示灯闪烁第4次结束计时，刚好360s，则小明家节能灯的电功率________?W．若该节能灯与60W的普通白炽灯亮度相同，则该节能灯与亮度相同的白炽灯相比，可以节约________?%的电能．
【答案】（1）8.8×103
（2）1000
（3）C
（4）小华
（5）10；83.3
【解析】解：（1）据电冰箱的表盘参数可知，家中用电器的总功率不能超过
P大=UI=220V×40A=8.8×103W；
（2）1min中内电能表指示灯闪烁了50次，故闪烁50次消耗的电能W=kW?h×50=kW?h；
电功率P===1kW=1000W；
（3）节能灯的功率大约十几瓦，所以此时计算出的结果为1000W，故相差很大，所以据实际情况分析可知，很可能是由于在测量时小明没有关闭其他的用电器造成的，故选C；
（4）据实际情况可知，若是节能灯的功率很小，所以即使是工作3min，所消耗的电能仍然是很少的，所以也有可能闪烁不了几次，故不好记录；
故若测量电能表指示灯闪烁3次所用时间是比较好记录的，所以据此方法计算出节能灯的电功率更合理，故小华的方案更合理；
（5）此时消耗的电能是：W′=kW?h×3=kW?h；
故此时节能灯的电功率P===0.01kW=10W；
节能灯泡可以节约电能的百分比：
η=×100%=×100%
=×100%=×100%≈83.3%．
故答案为：（1）8.8×103；（2）1000；（3）C；（4）小华；（5）10；83.3．
【分析】（1）已知电能表的额定电压和标定电流，根据公式P=UI可求电路的最大功率；
（2）已知电能表每消耗1kw?h的电能，转盘就转过2500r；可求转动5r消耗的电能；根据公式P=求出电功率；
（3）节能灯的功率大约十几瓦，所以此时计算出的结果为1000W，故相差很大，所以据实际情况分析可知，很可能是由于在测量时小明没有关闭其他的用电器造成的；
（4）据实际情况分析即可判断；
（5）知道电能表闪烁3次的时间刚好360s，故结合电能表的名牌可以计算出节能灯的电功率；
根据W=Pt表示出白炽灯消耗的电能和节能灯消耗的电能，两者之差即为节约的电能，节约的电能与白炽灯消耗的电能之比即为节约电能的百分比．
考点四：焦耳定律的应用与计算
1.要使一个电热器在单位时间内放出的热量减少一半，应该（?? ）
A.?使通过电热器的电流减少一半????B.?使加在电热器两端的电压减少一半
C.?使电热器的电阻减少一半????????????D.?使加在电热器两端的电压和它的电阻都减少一半
【答案】D
【解析】【解答】A、由 可得，电阻不变，电流减半时，电流产生的热量将变为原来的1/4；
B、由 可得，电阻不变，电压减半，电流产生的热量将变为原来的1/4；
C、由 可得，电压不变，电阻减半时，电流产生的热量将变为原来的2倍；D、由 可得，电阻和电压均减半时，电流产生的热量将变为原来的 1/2．故选D．
【分析】纯电阻电路中电阻产生的热量和电流所做的功相等，计算公式通用，选择合理的电功率公式逐项分析即可得出结果
2.如图是高、中、低“三档”电热器（R1＞R2）的工作电路，如果将电热器调至高温档工作，应该闭合________开关；如果调至中温档工作，已知电源电压为U，通电时间为t，则它产生的热量的表达式：________。
【答案】S、S1、S2；
【解析】由电路图可知，当开关S、S1、S2闭合时，两电阻并联，根据电阻的并联特点可知，此时电路中的总电阻最小，由 可知，此时电热器的电功率最大，处于高温档位；
当闭合开关S、S2闭合时，电路中只有R2工作，因为R1＞R2，所以由 可知，此时电热器处于中温档位，t内产生的热量： 。
故答案为：S、S1、S2；
【分析】根据 可知，在电源的电压不变时，要调到电热器的高温档位，应使电路中的总电阻最小，根据电阻的并联特点可知两电阻并联时电路中的总电阻最小，据此判断需要闭合的开关；当电路中只有R2工作时，电热器处于中温档位，根据焦耳定律求出通电时间为t内产生的热量。
3.研究电热跟哪些因素有关的实验中，甲乙两个烧瓶内的煤油质量相等，把两根电阻丝串联连接的目的是________，通电一段时间后，甲烧瓶中煤油温度上升了5摄氏度，乙烧瓶中煤油温度上升了3摄氏度，则甲乙两根电阻丝的阻值之比是________．
【答案】控制电流相同；5：3
【解析】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，为了研究电流与导体电阻的关系，要控制通过的电流和通电时间不变；
由Q=cm△t和Q=I2Rt计算两电阻丝的电阻比．
【解答】解：根据串联电路各处的电流相等可知，将两根不同的电阻丝串联起来接入电路，主要是为了控制电流相同，从而探究电热与电阻的关系；
电阻丝产生被煤油吸收，即Q放=Q吸 ，
即：I2Rt=cm△t，所以有： = ，
所以： = = = ．
故答案为：控制电流相同；5：3．
4.小明要用图所示的实验器材探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。
（1）请用笔画线代替导线，把电路连接完整。
（2）电流产生热量的多少不易直接测量．因此在这个实验中是通过________显示电流产生热量的多少。
（3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有________（写出一个即可得分）。 www-2-1-cnjy-com
（4）根据所学知识可知，在相同时间内________瓶内的电阻丝放出的热量较多（填“甲”或“乙”）。
【答案】（1）
（2）温度计示数的变化
（3）煤油质量相同、初温相同、电流大小相同
（4）甲
【解析】此题主要通过实验考查了探究了“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，考查了学生对电路的设计、控制变量法及转化法的应用。要探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，需要使两个电阻并联，确保电压相等，滑动变阻器串联在电路中起保护电路的作用．在连接滑动变阻器时，注意“一上一下”的接线原则。实验中将电阻丝产生热量的多少转换为温度计示数的变化。在做此实验时，要注意控制变量法的应用。煤油的量相等，通电时间相同，煤油的初温相同。在电压一定时，电阻越小，产生的热量越多。根据公式很容易比较出产生热量的关系。
【解答】（1）因为电压一定，所以两电阻并联，滑动变阻器串联在干路中。如图所示
（2）实验中通过温度计升高的示数来判断产生热量的多少；
（3）此实验充分显示了控制变量法的应用．注意控制煤油质量相同、初温相同、电流大小相同；
（4）根据公式得，在电压一定时，电阻越小，产生的热量越多。因为甲导线是铜的，电阻很小，所以甲瓶内放出的热量较多。【版权所有：21教育】
故答案为：（1）如图所示；（2）温度计示数的变化；（3）煤油质量相同、初温相同、电流大小相同；（4）甲。
考点五：电动机问题的综合解析
1.（2014·杭州）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.?P-
【答案】C
【解析】【分析】电动机消耗的电功率为P=UI，发热功率P热=I2r。对于电动机电路区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路，可从从能量转化的角度理解电能全部转化内能时，是纯电阻电路；电能转化为内能和其他能时，是非纯电阻电路。2·1·c·n·j·y
【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：I=
发热功率：P热=I2r=
故选：C。
2.用一台直流电动机提升质量为200kg的重物，读得并联在电动机两端电压表读数为220V，串联在电动机电路中的电流表读数为5A，若此电动机在8s内能将重物提升4m，则此电动机的电阻和效率为（g=10N/kg，不计摩擦损失的能量）（?? ）
A.?44Ω 、 91%????????????B.?4Ω?、? 91%?????????????C.?1.2Ω?、 72.7%????????????D.?12Ω?、 72.7%
【答案】B
【解析】（1）电流通过直流电动机做功，消耗电能（W电=UIt）转化为机械能（W机=mgh）和内能（W内=I2Rt），可求转化为的内能大小，再根据W内=I2Rt求电动机线圈的电阻；（2）知道了消耗的电能（总能量）和转化的机械能（有用能量），利用效率公式求直流电动机工作时的机械效率．
【解答】解：（1）在8s内电流通过直流电动机做功（消耗电能）：
W电=UIt=220V×5A×8s=8800J，
在时间8s内得到的机械能：
W机=Gh=mgh=200kg×10N/kg×4m=8000J，
在时间8s内，在电动机线圈的电阻转化的内能：
W内=I2Rt=W电﹣W机=8800J﹣8000J=800J
所以R= = =4Ω；（2）电动机的效率：
η= ×100%= ×100%≈91%．
故选B．
3.现在电动自行车、电动汽车逐渐普及，它们都采用电动机来获得动力．某直流电动机的铭牌上标有“220V5.5kW”，电动机线圈的电阻为0.4Ω。 21·世纪*教育网
（1）电动机的工作原理是什么？
（2）该电动机正常工作1h，消耗多少电能？电动机线圈产生多少热量？
（3）在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，很快就闻到焦糊味道，请你从能量转化角度解释这个现象。
【答案】（1）通电导体在磁场中受到力的作用
（2）9×105J
（3）线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能．消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，温度迅速升高。
【解析】通电导线在磁场中受到磁场力的作用而转动；由W=Pt求出电动机消耗的电能，由电功率的变形公式求出电动机正常工作时的电流，然后由电功公式求出线圈产生的热量；电动机被卡住，电路电流很大，线圈发热功率较大，会损坏电机。
【解答】（1）通电导体在磁场中受到力的作用；（2）电动机消耗的电能W=Pt=5.5kW×1h=5.5kW?h，由 得，电动机正常工作时的电流： ，
线圈产生的热量Q=I2Rt=（25A）2×0.4Ω×3600s=9×105J；（3）线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能，消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，温度迅速升高。
4.电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具．它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行．电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．
（1）电动机的工作原理是：________；
（2）某电动自行车蓄电池的供电电压为24V．若该电动自行车包括载人共重1000N，匀速行驶时所受阻力为总重的0.03倍，而这时供电电流为l0A，电能转化为机械能的效率为75%，自行车前进的速度为 ________m/s．
【答案】（1）通电线圈在磁场中受力转动（2）6
【解析】（1）电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动．（2）电动自行车蓄电池的供电电压U=24V，供电电流I=l0A，电池的输出功率P=UI=24V×10A=240W，
电能转化为机械能的效率η=75%，电动自行车的机械功率
，
电动自行车包括载人共重G=1000N，匀速行驶时所受阻力f=0.03×1000N=30N，
电动自行车的牵引力F=f=30N，
电动自行车的功率： ，
自行车前进的速度： ．
【分析】本题主要考查以下内容：（1）电动机的工作原理；（2）根据公式P=UI计算电池的输出功率；（3）利用机械效率η计算电动自行车的机械功率；（4）利用公式 转换功率、牵引力及行驶速度之间的关系式．
