第二十一章 电功和电功率
■考点一 电能、电功 ?
1．电功：电流通过某段导体所做的功叫电功，消耗电能的过程即电流做功的过程，实质是将电能转化为其他形式能的过程，可用公式 W＝UIt计算电功大小，推导式有 W＝Pt＝I2Rt＝U2t/R。
2．电能(电功)：国际主单位是焦，符号是 J，日常生活中常用单位是度，物理学中叫kW·h，1 kW·h＝3.6×106 J。
3．电能表的认识
作用
测量电路消耗电能(电流做功)
单位
度(kW·h)
读数
计数器末尾数字的单位是十分位
参数
220 V
额定电压
10 A
额定电流
600r/(kW·h)
每用1度电，表盘转600转
4. 注意：②计算电功公式 W＝Pt＝UIt是普遍适用的公式，由定义式 W＝UIt和欧姆定律I＝，可以推导两个式子： W＝t(方便用于并联电路)和 W＝I2Rt(方便用于串联电路)。
③无论串联还是并联，电路的总功 W总＝W1＋W2＋…＋Wn。
■考点二 电功率及其测量?
5.电功率：反映电流做功快慢的物理量，等于电流做的功与时间的比值。
6.电功率公式： ，若是纯电阻电路，由欧姆定律可得变形公式P＝I2R或 。
7.单位：国际主单位是瓦(W)，另一个单位是千瓦(kW)二者换算关系是1 kW＝103 W。
8.额定电压和额定功率：额定电压是指用电器在正常工作时的电压，额定功率是指用电器在额定电压下的电功率，与实际电压、实际功率的关系如下：
P实＝()2·P额
若U实＝U额时，则P实＝P额，用电器正常工作；
若U实＜U额时，则P实＜P额，用电器不能正常工作；
若U实＞U额时，则P实＞P额，损坏用电器。
灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的。
9.伏安法测小灯泡电功率
(1)原理是P＝UI。
(2)电路图：
(3)滑动变阻器的作用：
①保护电路；
②改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流，从而实现多次测量取平均值。
注意：
（1）在测量小灯泡电功率的实验中，不能将多次测得的电功率求平均值。多次测量的目的：为了研究小灯泡亮度(或电功率)与小灯泡两端电压的关系。
（2）在测量小灯泡电阻的实验中，多次测量的目的：为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关。
（3）在测量定值电阻的实验中，多次测量的目的是为了求平均值，以减小测量误差。
（4）在测量小灯泡电功率的实验中，选择滑动变阻器的最大阻与小灯泡阻值相差不大，调节效果明显。
10.用电能表、秒表测用电器功率的原理是P＝ W/t。
方法是：用电能表测出用电器在某一段时间(t)消耗的电能 W＝kW·h＝×3.6×106 J(n、n0表示转数)，则用电器的电功率为P＝＝ W。
11.几种特殊测电功率方法
(1)安阻法，如图所示：
表达式为：P＝UI＝I2R0·I
(2)伏阻法，如图所示：
表达式为：P＝
(3)转换法，如图所示：
表达式为：P＝
12.电功、电功率的综合计算题一般涉及电路变化问题，解答此类题时，应先根据开关的通、断和滑动变阻器的移动情况，确定各时刻的电路结构，最好画出等效电路图，然后根据电阻的变化情况以及“灯泡正常发光”“串联”等关键字眼，逐步分析电流和电压的变化，再灵活选择合适的公式进行求解。
13.注意：
（1）用电设备的P额、U额具有唯一性、对应性，而用电设备的U实、P实可有很多个，但U实、P实具有同体性，同时性；
（2）串、并联电路，总功率P总＝P1＋P2＋…＋Pn，串联电路电功率与电阻关系：＝，并联电路电功率与电阻关系：＝。
■考点三 焦耳定律与电热
14.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为热能的现象。利用电热工作的用电器有电饭锅等。为了防止电热危害，可以加散热窗等。我们可以借助电流的热效应来判定电流的大小，这种方法叫转换法。
15.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。用公式表示为Q＝I2Rt，单位是J。
16.电功和电热的关系
(1)当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时，消耗的电能全部(选填“全部”或“一部分”)转化为热能，即W＝Q。
(2)当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时，消耗的电能大部分转化机械能、化学能，只有一部分(选填“全部”或“一部分”)电能转化为热能，即W大于Q。此时，只能利用公式Q＝I2Rt计算电热。
17.电热器的原理：电流的热效应。
18.电热器的主要结构：发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。电热器的优点：清洁环保，效率高，使用方便。
19.几种材料的比较
材料
电阻
熔点
滑动变阻器的电阻线
大
高
电热器的发热体
大
高
保险丝
大
低
20.电热的危害：由于电流的热效应，会使用电器的温度过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器。安装散热扇、散热窗加快散热。
21.注意：
（1）由Q＝I2Rt和I＝可以推导Q＝t，Q＝I2Rt方便串联电路计算，Q＝t方便并联电路计算。
（2）电热挡位的判定方法：由P＝可知，在电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，为高温挡位，反之，为低温挡位；
（3）比例关系：串联电路：＝＝＝＝，并联电路：＝＝＝＝。
■易错提示 ?
1. 误认为电能表是测电功率的仪器。
2. 当用电器两端电压减小一半，误认为其实际功率也减小一半。
3. 误认为将“110 V 100 W”和“110 V 25 W”两灯串联在220 V电源上，两灯能正常发光。
4. 用I＝U/R计算电动机的工作电流。
■考点1：电能及其测量?
◇典例1：某水电站的年发电量在8亿千瓦时以上，“千瓦时”是下列哪个物理量的单位（ ）
A．电能 B．电功率 C．电流 D．电荷量
【考查角度】电功
【解析】1kW?h=1kW×1h=1000W×3600s=3.6×106J，J是电能的单位，所以“kW?h”是电能的单位，而电功率的单位为W，电流的单位为A，电荷量的单位为C，故A正确、BCD错误。故选A。
【答案】A
◇典例2：家庭电路中有一个计量消耗电能的电能表，它是测量（ ）的仪器。
A．力 B．热 C．光 D．电
【考查角度】电功
【解析】电能表是用来测量电功的多少也就是消耗电能多少的仪器，属于电学仪表。故选D。
【答案】D
◆变式训练
1.1 下列四位科学家中，用其名字命名电功单位的是（ ）
A瓦特 B焦耳 C牛顿 D欧姆
【解析】A、物理学中，用瓦特的名字命名了功率的单位，故A不合题意；B、物理学中，用焦耳的名字命名了电功的单位，故B符合题意；C、物理学中，用牛顿的名字命名了力的单位，故C不符合题意；D、物理学中，用欧姆的名字命名了电阻的单位，故D不合题意。故选B。
【答案】B
1.2 (多选)关于电功和电能，下列说法中正确的是（ ）
A．电流越大，电流做的功就越多
B．电流做了多少功，就一定消耗了多少电能，二者在数值上是相等的
C．电功是表示电流做功多少的物理量
D．电流做功的过程就是将其它形式能转化为电能的过程
【解析】A、电功的大小与电流、电压和通电时间都有关系，知道电流的大小，不知道电压和通电时间，无法比较电流做功的大小，故A错；B、根据电流做功的实质可知，电流做了多少功，就一定消耗了多少电能，二者在数值上是相等的，故B正确；C、电功是表示电流做功多少的物理量，正确；D、电流做功的过程实质是电能转化为其它形式能的过程，故D错。故选BC。
【答案】BC
1.3在家庭电路中，通常用电能表来测量的物理量是（ ）
A．电功率 B．电功 C．电压 D．电流
【解析】电流用电流表测量，电压用电压表测量，测出电流与电压后，由公式P=UI可以求出电功率；家庭电路中，串联在电路中的电能表是用来测量电功的。故选B。
【答案】B
■考点2：额定功率与实际功率?
◇典例1：甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．甲灯的实际功率一定是40W
B．两灯均正常发光时，乙灯灯丝电阻较大
C．两灯均正常发光时，相同时间内甲灯消耗的电能较少
D．将两灯串联在220V的电路中，两灯都能正常发光
【考查角度】电功率与电能、时间的关系；额定功率
【解析】A、由甲灯泡的铭牌可知额定功率为40W，而实际电压不知，则实际功率不一定是40W，故A错误；B、根据可知，两灯泡的额定电压相等，甲灯泡的额定功率较小，由可知，甲电阻较大，故B错误；C、两灯均正常发光时，两灯泡的额定电压相等，实际功率等于其额定功率，即P实=P额，因为甲灯泡的额定功率较小，相同时间内，由可得，甲灯消耗的电能较少，故C正确；D、两灯泡串联在220V电路中，根据串联分压额特点，两灯泡的实际电压都达不到额定电压，故两灯都不能正常发光，故D错误。故选C。
【答案】C
◇典例2：一只标有“6V，3W”的灯泡接在电路中，灯正常发光时，下列说法中正确的是（ ）
A．这只灯泡的功率一定是3W B．这只灯泡的功率一定小于3W
C．这只灯泡的功率一定大于3W D．这只灯泡的功率可能等于3W
【考查角度】实际功率
【解析】灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，实际功率等于额定功率，故灯正常发光时电压为额定电压等于6V，功率为额定功率为3W，故A正确。故选A。 【答案】A
◆变式训练
2.1 某工地的一盏标着“PZ?220-60”的电灯供电，则60表示（ ）
A．电压 B．电流 C．电功率 D．电阻
【解析】由电灯泡的铭牌“PZ220-60”可知，“220”表示该灯泡的额定电压为220V，“60”表示该灯泡的额定功率为60W。故选C。
【答案】C
2.2 某课外小组自制了一把电烙铁，它的额定电压为220V，正常工作的电流为0.2A，该电烙铁的额定功率是（ ）
A．110W B．1100W C．44W D．4.4W
【解析】因为U额=220V，I额=0.2A，所以P额=U额I额=220V×0.2A=44W。故选C。
【答案】C
2.3如图所示的四个电路中，标明了每个小灯泡的额定电压和额定功率，则其中两个灯泡都能正常发光的是（ ）
A． B． C． D．
【解析】A、两个相同的灯泡“12V 12W”串联接在12V电源上，每个灯泡两端的电压都为6V，都小于额定电压，所以两灯泡都不能正常发光，故A错误；B、“8V 4W”“4V 2W”的两灯泡并联接在12V电源上，每个灯泡两端的电压都为12V，都大于额定电压，所以两灯泡都不能正常发光，故B错误；C、“12V 4W”“12V 2W”的两灯泡，额定电压都是12V，且并联在12V的电源上，两灯泡的实际电压都等于额定电压，所以两灯泡都能正常发光，故C正确；D、“8V 2W”灯泡的电阻，“4V 2W”灯泡的电阻，两灯泡串联在12V电源上，分得电压之比等于电阻之比为4：1，则“8V 2W”两端的电压为9.6V，“4V 2W”两端的电压为2.4V，两灯泡的实际电压都不等于额定电压，所以两灯泡都不能正常发光，故D错误。
【答案】C
2.4将“PZ220-40”的灯泡L1和“PZ220-100”的灯泡L2串联在220伏的电路中，灯________较亮；将两灯并联在110V的电路中，灯泡L1的功率为________W，灯泡L2的功率为________W．（不考虑灯丝电阻的变化）
【解析】由可得，两灯的电阻分别为：，，因两灯串联，则电路中的电流I=I1=I2，且由前面计算可知R1＞R2，所以由P=I2R可知，L1的实际功率大，故L1较亮；将两灯并联在110V的电路中，两灯的电压相同，都等于110V，两灯在110V电压下的实际功率分别为：；。 【答案】L1；10；25。
■考点3：焦耳定律及其应用?
◇典例1：下列哪位科学家最先精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系（ ）
A．牛顿 B．焦耳 C．欧姆 D．法拉第
【考查角度】焦耳定律
【解析】A、牛顿在力学方面的贡献最大，发现了牛顿三定律，被称为力学之父，故A不符合题意；B、英国物理学家焦耳在大量实验的基础上，精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系，即发现了焦耳定律，故B符合题意；C、欧姆通过实验得出电流与电压、电阻的关系，总结得出了著名的欧姆定律，故C不符合题意；D、法拉第发现了电磁感应现象，故D不符合题意。故选B。
【答案】B
◇典例2：正常工作时的电取暖器，它的发热管发红发热，而供电的电源线却不怎么热，这主要是因为（ ）
A．电源线的绝缘隔热性能好
B．电源线的电阻远小于电热器的电阻
C．电源线散热比电热器快得多
D．通过电源线的电流小于电热器的电流
【考查角度】焦耳定律在实际中的应用
【解析】电热器的发热管与电源线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，因为电源线的电阻远小于电热器的电阻，即R电源线＜＜R电热器，所以由Q=I2Rt可知，Q电源线＜＜Q电热器，即电流通过电源线产生的热量少，电流通过电热器产生的热量多，所以，发热管发红发热，而供电的电源线却不怎么热；而与散热快慢、隔热性能无关。故选B。 【答案】B
◆变式训练
3.1 如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是（ ）
A．通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
B．右侧电阻丝的阻值比左侧小
C．通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D．该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
【解析】A、通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这属于转换法，故A错误；C、由图知，两电阻丝串联，根据串联电路的电流特点可知，各处的电流是相同的，故C错误；B、两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高，说明电流通过右侧电阻丝产生的热量多；电流和通电时间均相同，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，右侧电阻丝的阻值大，故B错误；D、由前面解答可知，通过电阻丝的电流和通电时间均相同，由于左右两侧电阻丝的阻值不同，所以探究的是电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系，故D正确。故选D。
【答案】D
3.2 小明发现当给家中的电灯通电后，灯丝热得发光，而与灯泡串联的导线温度几乎感觉不到变化，对这一现象的解释，正确的是（ ）
A．通过灯丝的电流大些
B．电流在导线中不发生热效应
C．制成灯丝的材料电阻较小
D．导线和灯丝中的电流相同，但灯丝电阻更大
【解析】因为灯丝和导线串联，所以通过灯丝和导线的电流、通电时间都相同，根据焦耳定律Q=I2Rt，灯丝电阻大，产生热量多，而导线电阻非常小，产生的热量就很小，所以电灯通电后，灯丝热得发光，而与灯泡串联的导线温度几乎感觉不到变化。故选项A、B、C都不正确，D选项正确。故选D。
【答案】D
3.3 冬季，输电线结冰容易造成倒塔（杆）断线，影响电能的输送。为了保证正常供电，通常要给输电线除冰；在短时间内让输电线不经过用电器而直接接通，使电路_________，输电线的电流_________，产生的_________增加，使冰熔化。
【解析】由题知，在短时间内让输电线不经过用电器而直接接通，即两输电线直接接通形成短路，电路中电流增大，在输电线电阻一定时，根据Q=I2Rt 可知，在短时间内电流通过输电线产生的热量增大，冰由于吸收大量的热量而熔化。
【答案】短路；?变大；?热量。
知识点4：电能、电功率、电热的综合计算
◇典例1：如图是家庭常用的电热水壶，其铭牌数据如表所示。若加热电阻的阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压。
额定电压
220V
额定加热功率
2000W
容量
1.5L
频率
50Hz
（1）电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是_________Ω； （2）装满水后，壶中水的质量是_________千克； （3）将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开，需要吸收_________J热量（c水=4.2×103J/（kg?℃），结果采用科学计数法，保留两位小数）； （4）不考虑热量损失，烧开这壶水，需要的时间为_________s。
【考查角度】电功与热量的综合计算
【解析】（1）由P=UI、可得：，则该电热水壶正常工作时的电阻：； （2）由得，装满水后壶中水的质量为：m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg； （3）水的初温为20℃，一标准大气压下沸点为100℃，则水吸收的热量： Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×105J； （4）不考虑热量损失，消耗的电能：W=Q吸=5.04×105J； 由得，所需时间：。 答：（1）电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是24.2Ω；（2）装满水后，壶中水的质量是1.5kg；（3）需要吸收5.04×105J热量；（4）不考虑热量损失，烧开这壶水，需要252s。
【答案】（1）电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是24.2Ω；（2）装满水后，壶中水的质量是1.5kg；（3）需要吸收5.04×105J热量；（4）不考虑热量损失，烧开这壶水，需要252s。
◇典例2：如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换到加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，热水器主要参数如下表。热水器正常加热35min，可使满箱水的温度从25℃升高到55℃，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），请你解答：
额定电压
220V
容积
30L
加热功率
2000W
保温功率
800W
（1）开关S跳至________触点位置时，热水器进入保温状态； （2）R1的阻值________； （3）在上述加热任务中，水吸收的热量________； （4）在上述加热任务中，热水器的加热效率________。
【考查角度】电功与热量的综合计算
【解析】（1）由电路图可知，开关S跳至b触点位置时，两电阻串联，电路电阻较大，由可知，电压一定时，电路的总功率最小，热水器进入保温状态；（2）开关S与a触点连接时，电路为R1的简单电路，此时电路的电阻较小，电路的总功率最大，处于加热状态，由可得，R1的阻值：；（3）满箱水中水的体积：V=30L=30dm3=0.03m3， 由可知，水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.03m3=30kg，则水吸收的热量： Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×30kg×（55℃-25℃）=3.78×106J；（4）由可得，加热状态下，热水器正常工作35min需消耗电能：W=P加热t′=2000W×35×60s=4.2×106J，热水器的加热效率：。
【答案】（1）b；（2）24.2Ω；（3）3.78×106J；（4）90%。 ◆变式训练
4.1 某校为师生饮水方便，安装了电热水器。为测定热水器消耗的电能，关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，一段时间后，电能表的示数，由图甲示数变为图乙示数，则该电热水器在这段时间内消耗的电能为_______kW?h，等于_______J．若消耗电能的87%被水吸收，则可把_______kg初温为13℃的水加热至100℃【水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃）】。
【解析】（1）关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，电热水器在这段时间内消耗的电能：W=7626.9kW?h-7624.8kW?h=2.1kW?h=7.56×106J； （2）消耗电能的87%被水吸收，即：Q吸=87%W， 由Q吸=cm△t有：cm△t=87%W， 所以水的质量：。
【答案】2.1；7.56×106；18。
4.2小明买了一把电热水壶，其铭牌标有“220V?1000W字样。当电水壶正常工作把质量为2kg的初温为30℃水加热到80℃，已知C水=4.2×103J/（kg?℃），加热过程中水吸收的热量为多少__________J，电水壶烧水的热效率为70%，则烧开这壶水所需要的时间为__________min．若实际电压只有110V，假如电阻丝电阻不变，那么电热水壶的实际功率是__________W。
【解析】（1）加热过程中水吸收的热量： Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（80℃-30℃）=4.2×105J， 由可得，电热水壶消耗的电能：， 由可得，烧开这壶水所需要的加热时间：； （2）由可得，电热壶的电阻：， 实际电压只有110V时的实际功率：。 【答案】4.2×105；10；250。
4.3 小珊新买了一个电热水壶，其铭牌如图所示，请回答： [水的比热容水的比热容c水=4.2×103J/（kg?℃），气压为1标准大气压]
（1）电热水壶正常工作时的电阻是多少？ （2）小珊实际将初温为20℃的2kg的水烧开，水要吸收多少热量？ （3）在额定电压下，小珊实际将初温为20℃的2kg的水烧开，用时7min，则该电热水壶的效率为多少？
【解析】（1）由可得，电热水壶正常工作时的电阻：； （2）水吸收的热量： Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J； （3）由可得，热水壶实际消耗的电能： W1=Pt1=2000W×7×60s=8.4×105J； 该电热水壶的效率：。 答： （1）电热水壶正常工作时的电阻是24.2Ω；（2）水要吸收6.72×105J热量；（3）则该电热水壶的效率为80%。
【答案】（1）电热水壶正常工作时的电阻是24.2Ω；（2）水要吸收6.72×105J热量；（3）则该电热水壶的效率为80%。
4.4 重庆市大多数学校都安装了直饮机-无内胆饮水机，电路原理如图所示，电热丝R1、R0，绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、开水选择开关”S的状态（S“断开”或S“闭合”），可以选择出温水或开水。该饮水机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是1100W．[已知电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容c水=4.2×103J/（kg?℃），水的密度ρ水=1×103kg/m3，求 （1）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是多少？ （2）通过计算分析，说明开关S的状态（“断开”或“闭合”）与出开水、温水的对应关系？ （3）现在需要一标准大气压下100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，若饮水，机正常工作时，烧开这些水需要多少时间？（饮水机电能转化为水内能的效率是80%，计算结果保留一位小数）
【解析】（1）当S闭合时，R1被短路，R0单独工作，电路中电阻最小， 根据P=UI可得，正常工作时的电流为：； （2）当S闭合时，R1被短路，R0单独工作，电路中电阻最小，根据可知，此时饮水机的功率最大，处于加热状态，即开水档；当开关S断开时，电阻R1和R0串联接入电路，电路中的电阻最大，可知，此时饮水机的功率最小，处于保温状态，即温水档。（3）500mL水的质量：m=ρ水V=1g/cm3×500cm3=500g=0.5kg，水需要吸收的热量： Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=1.68×105J， 由可得，消耗的电能：，
加热时间：。 答：（1）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是10A；（2）开关S断开时对应温水档，S闭合时对应开水档；（3）烧开这些水需要95.5s时间。
【答案】（1）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是10A；（2）开关S断开时对应温水档，S闭合时对应开水档；（3）烧开这些水需要95.5s时间。
■考点5：伏安法测电功率?
◇典例1：如图甲所所示，是小红同学“测量小灯泡的电功率”的电路图，其中电源电压是4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）根据图甲，请用笔画线代替导线将图乙的电路连接完整 （2）小红连接电路的最后一根导线时，灯泡立即发光，而且很亮，则连接电路时存在的不规范或不妥当是：①连接电路时没有_________（断开/闭合）开关 ②滑动变阻器的滑片没有调到最_________（左/右）端 （3）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P到图示位置时，电压表的示数如图丙所示，其示数为_________V；若他想测量小灯泡的额定功率应将图乙中的滑片P向_________（填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V （4）小红同学多次移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丁所示的图象。根据图象信息，可算出小灯泡的额定功率是
_________W．在该图象中发现电流不与电压成正比，这是因为__________________。
【考查角度】电功率的测量．
【解析】（1）根据图甲连接实物图（滑片以左电阻丝连入电路中），如下所示：
（2）①小红连接电路的最后一根导线时，灯泡立即发光，说明连接电路时没有断开开关；②而且很亮，说明电路中电流过大，说明滑动变阻器的滑片没有调到阻值大处，即滑片没有移动到最右端；（3）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P到图示位置时，电压表的示数如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，其示数为2.2V；小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，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电阻大小，故滑片向A移动，直到电压表示数为额定电压2.5V；（4）根据绘制成图丁所示的图象知，灯在额定电压下电流为0.2A，小灯泡的额定功率是P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．因灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，故电流不与电压成正比。 【答案】（1）如上所示；（2）①断开；②右；（3）2.2；A；（4）0.5；灯的电阻随温度的变化而变化。
【实验拓展】（1）实验原理：P=UI。
（2）会电路图与实物图的互画。
（3）连接电路前要先断开开关，闭合开关前滑动变阻器的滑片滑到阻值最大。
（4）注意电压表、电流表量程的选择和读数。电压表的连接，要并联在电路中，选择合适量程，让电流从电压表的正接线柱注入，负接线柱流出。电流表的连接，要串联在电路中，选择合适量程，让电流从电流表的正接线柱注入，负接线柱流出。
（5）电功率的计算。
（6）电路故障主要有断路和短路。
（7）实验中多次测量的目的是为了探究电功率与电压的关系及亮度规律。
（8）设计实验表格，不要设计功率的平均值一列，功率与电压有关，设计平均功率没有意义。
（9）实验数据和图像的分析、处理和评价。
（10）实验操作：先测量小灯泡在额定电压下的电功率，再测大于额定电压下的功率，最后测小于额定电压下的功率。
（11）滑动变阻器的作用，一是保护电路；二是改变小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流。
（12）测量电功率时手和眼的分工：手移动滑动变阻器的滑片，眼睛观察电压表，使示数分别达到小灯泡的额定电压、或达到额定电压的三分之二、或达到额定电压的1.2倍，并分别记录电流表的示数。
◆变式训练
5.1 志刚同学在“测量小灯泡的额定功率”实验中，所用电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请你用笔划线代替导线，将图中甲连接完整（导线不能交叉）。 （2）连接完电路后，闭合开关发现电压表和电流表均无示数，灯泡不亮，移动滑片时电压表和电流表仍然没有示数，灯泡不亮。电路的故障可能是_________； A．灯泡短路????B．滑动变阻器短路???C．灯泡断路???D．滑动变阻器断路 （3）排除故障后重新闭合开关，移动滑片，发现电压示数为2.0V，要测定小灯泡的额定功率，则志刚应将滑片适当的向_________（填“左”或“右”）移动，使电压表的示数为2.5V；若小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_________W。 （4）如果测得通过小灯泡的电流随电压变化的关系如图丙所示，若把这样的两只灯泡串联接在4V的电源上，则此时每只灯泡的电阻为_________Ω，每只灯泡的实际功率为_________W。 （5）结合图丙的信息思考：_________（填“能”或“不能”）利用甲图的电路和器材，采用控制量的方法来“探究电流与电压的关系”。 （6）为了研究电流和电阻的关系，志刚找到几个定值电阻，阻值分别是10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，他用10Ω的电阻替换电路中的小灯泡，移动滑片使电压表示数为2.4V，记录电流表示数，换上15Ω的电阻，移动滑片，最终电流表的示数为_________A；要完成研究电流与电阻的关系的实验，滑动变阻器的最大阻值至少为_________Ω。
【解析】（1）根据图乙可知，电流表选用0～0.6A量程与灯串联，电压表与灯泡并联，滑动变阻器按一上一下的原则接线；如图所示：
（2）A、若小灯泡短路，电路为通路，则电流表有示数，又因电压表并联在灯泡两端则电压表示数为零，不符合题意，故A错误；B、若滑动变阻器短路，电路为通路，灯泡发光、电流表和电压表都有示数，不符合题意，故B错误；C、若灯泡断路，灯泡不发光，电压表串联在电路中，电流表无示数，电压表测电源电压（有示数），不符合题意，故C错误；D、若变阻器断路，整个电路断路，灯泡不发光，电流表和电压表都无示数，符合题意，故D正确。故选D。（3）电压表示数为2.0V，低于额定电压，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，要减小变阻器的电压，根据分压原理，所以应减小滑动变阻器的阻值，将滑片向右端滑动，使电压表的示数为2.5V；此时电流表是小量程，故分度值是0.02A，所以此时的示数是0.24A，故此时的额定功率是：P额=U额I额=2.5V×0.24A=0.6W； （4）两灯泡串联接在4V的电源两端，根据分压原理，每个灯泡两端的电压相等，故灯的电压为×4V=2V，由图乙所示图象可知，灯泡两端电压为2V时，通过灯泡的电流为0.2A，由欧姆定律，灯泡电阻：，此时灯泡实际功率：P=UI=2V×0.2A=0.4W。（5）探究电流与电压的关系应控制电阻阻值不变，灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，灯泡电阻不是定值，因此不能采用图甲电路探究电流与电压的关系。（6）探究电流与电阻的关系，需保证电压一定，当电压U=2.4V，R=10Ω时，根据欧姆定律，； 当15Ω的电阻进行实验时，由欧姆定律，最终电流表的示数为：；电阻两端的电压始终保持UV=2.4V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑=6V-2.4V=3.6V，变阻器分得的电压为电压表示数的倍，根据分压原理，当接入30Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑=1.5×30Ω=45Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少45Ω的滑动变阻器。 【答案】（1）如上；（2）D；（3）右；0.6；（4）10；0.4；（5）不能；（6）0.16；45。
5.2下列为“测量小灯泡电功率”的实验（小灯泡标有“2.5V”字样）
（1）闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路中发生的故障可能是__________。 （2）排除故障后，闭合开关，电压表示数为1V，小灯泡实际亮度偏______（选填“亮”或“暗”）；为了使小灯泡正常发光，则滑动变阻器滑片应向______端移动。（选“A”或“B”） （3）灯泡正常发光时电流表的示数如图丙所示，其示数为______A，小灯泡的额定功率为______。 （4）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法，其电路如图丁所示，R0=10Ω，并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表A2的示数为______A时，再读出电流表A1的示数，才能计算小灯泡的额定功率。
【解析】（1）闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器，小灯泡不亮，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，说明电压表并联部分断路，所以故障可能是小灯泡断路；（2）小灯泡在额定电压下正常发光，因1V小于额定电压，所以实际功率小于额定功率，灯偏暗；为了使小灯泡正常发光，应增大灯的电压，即减小变阻器的电压，根据分压原理，则滑动变阻器滑片应向左移，即向A移动；（3）根据图丙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A，则灯泡的额定功率：P=ULIL=2.5V×0.24A=0.6W；（4）要使小灯泡正常发光，则并联电路的电压为2.5V，则通过定值电阻的电流为：；即电流表A2的示数为0.25A。 【答案】（1）灯泡断路；（2）暗；A；（3）0.24；0.6W；（4）0.25。
5.3 某班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验。被测小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A0～3A）、电压表（0～3V0～15V）、开关各一个，导线若干，滑动变阻器三只：R1（5Ω0.5A）、R2（10Ω0.5A）、R3（500Ω1A）。同学们设计的电路如图所示： （1）电压表应选用________挡，滑动变阻器应选用________（选填“R1”、“R2”、“R3”） （2）图1是小明画出的实验电路图，请你根据电路图用笔画线代替导线，帮他将图2中未完成的电路连接好，要求：滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的阻值变大。
（3）实验电路接好后，合上开关时，部分同学发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因：
故障现象
检测
故障原因
灯泡较暗、两表的示数均较小
移动滑动变阻器滑片现象不变
________________
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数
取下灯泡，两表的示数不变
________________
（4）下表为某小组的实验记录分析表：
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
功率/W
额定功率/W
1
3.0
0.36
1.08
2
3.8
0.4
1.52
3
4.5
0.42
1.89
老师认为该小组数据处理过程有误，你认为错误之处是：_______________，正确测量结果P额=_______________W。
【解析】（1）灯的额定电压为3.8V，故电压表选用大量程（0-15V），根据欧姆定律，灯正常发光时的电流：， 当灯正常发光时，由串联电路的规律和欧姆定律，变阻器变阻器连入电阻约为：，故选用R2（10Ω?0.5A）的变阻器操作较方便；（2）电流表选用小量程与灯串联，滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的阻值变大，即滑片以右电阻丝连入电路中，如下所示：
（3）灯泡较暗、两表的示数均较小，说明电路中电流较小，移动滑动变阻器滑片现象不变，说明变阻器没有了变阻的作用，故将变阻器下面两个接线柱连入电路了；经分析，灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数，取下灯泡，两表的示数不变，则故障原因是：与电压表并联的支路断路；
故障现象
检测
故障原因
灯泡较暗、两表的示数均较小
移动滑动变阻器滑片现象不变
将变阻器下面两个接线柱连入电路
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数
取下灯泡，两表的示数不变
与电压表并联的支路断路
（4）灯在额定电压下的功率为额定功率，灯在不同电压下的功率不同，将不同电压下的功率平均值作为测量结果是错误的；由表中数据，灯的额灯功率为1.52W。 【答案】（1）0～15V；???R2；（2）如上图所示；（3）如上表所示；（4）将不同电压下的功率平均值作为测量结果；?1.52；
■考点6：实验探究焦耳定律?
◇典例1：小明在探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”时，设计了如图所示的甲、乙实验装置，将电阻丝R1、R2分别密封在两个装有相等质量煤油的相同烧瓶中，已知R1＜R2，电源电压相同且保持不变，两次实验中滑动变阻器滑片的位置相同。则： （1）实验中电流通过导体产生热量的多少是通过_________体现出来的。 （2）甲装置可探究电流通过导体产生的热量是否与_________有关。 （3）比较烧瓶a和_________（填字母）两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关。
【考查角度】焦耳定律．
【解析】（1）当电阻丝通电后，电流产生热量使煤油温度升高，从而使温度计示数上升，因此可根据温度计示数的大小可知温度升高的多少；（2）甲中两电阻串联，则两电阻中的电流相等，则可知热量应由电阻有关，根据温度计示数的变化判断吸收热量的多少，则可知热量与电阻大小的关系；（3）甲乙两图中，通过电阻R1的电流不同，比较相同通电时间内a，c两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关。
【答案】（1）温度计示数变化；（2）电阻；（3）c。
【实验拓展】（1）会电路图与实物图的互画。
（2）连接电路前要先断开开关。
（3）被加热的液体选煤油或空气：利用其比热容小，可以使实验现象更明显。
（4）转换法的应用：利用U型管中液面的高度差反映电阻丝产生热量的多少。
（5）控制变量法的应用：要探究电热与电流的关系，保持通电时间相同，电阻相同，改变通过电热丝的电流大小（电路设计：将阻值相同的电热丝分别放在并联电路的干路和支路上）。要探究电热与电阻的关系，保持通电时间相同，电流相同，选择两个电阻不同的电热丝（电路设计：将阻值不相同的电热丝串联在电路中）。要探究电热与通电时间的关系，保持通电电流相同，电阻相同，改变通时间长短。
（6）多次测量的目的：避免偶然因素对实验结论的影响，得出普遍规律。
（7）多次测量的注意事项：每次测量完成后应断开电源开关，使U形管内液体冷却，避免浪费电能。测量完成后打开U形管盒上的通气孔，目的是加快液体的冷却速度。每次开始实验时，均应保持U形管内液面高度差为0原因是：使每次实验时液体的初温相同，便于比较各次实验的电阻丝产生热量的多少。
（8）表格设计及实验数据的记录、分析。
（9）实验方案的改进。
（10）实验结论。
◆变式训练
6.1 为了探究“电流做功与电压大小和电流大小的关系”，某同学特别设计了两个实验。图（a）采用串联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟电压大小的关系。
（1）图a采用_______联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟_______大小的关系。实验采用的是_______的研究方法。实验的设计依据是电流的_______效应。在通电时间相同时，通过观察两玻璃瓶内_______变化的大小和电压表的读数，我们可以推测：在通电时间相同、通过电流相等的情况下_______越大，电流做功越多。 （2）该同学要继续探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系。他使用的器材如图（b）所示，电阻丝、煤油与原来相同。请根据这个目的，用笔画线代替导线，将图b的实物连接图补充完整。
【解析】（1）①图a中两电阻丝串联，控制通过两电阻丝的电流相等、通电时间相同，即采用控制变量法，电阻丝两端的电压不同，探究电流做功跟电压大小的关系； ②由于不同电阻丝串联起来时，两电阻丝两端的电压不同，并且瓶内所装煤油的质量相等，利用电流的热效应，将电流所做的功全部转化为煤油的内能，因此可以观察温度计的示数比较电流所做的功与电阻丝两端电压的关系；③我们可以推测：在通电时间相同、通过电流相等的情况下，电压越大，电流做功越多。（2）探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系，要保持电压相同，即要将两电阻并联，两电流表分别测通过两电阻丝的电流，如图所示：
【答案】（1）串；电压；控制变量；热；温度计示数；电压；（2）如上图所示。
6.2 如图所示，将电阻丝R甲和R乙放置在装有相同质量煤油的烧瓶中后，再将其串联在电路中，实验中通过观察__________知道电流通过导体产生的电热的多少。这种研究问题的方法叫__________。若R甲＞R乙，则利用这个装置可以研究的问题是____________________。在实验中发现，甲烧瓶中温度计的示数变化比乙烧瓶中温度计的示数变化大，由此可以得出的结论是：____________________。利用这个装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与__________的关系。
【解析】（1）通电后电流通过电阻丝做功，产生热量被煤油吸收，使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数变化来判断电流产生的热量的多少；这种研究问题的方法叫转换法；（2）电阻丝R甲和R乙串联在电路中，通电后，两电阻丝中电流相同、通电时间相同，若产生的热量不同，说明导体产生的热量与导体的电阻有关；（3）甲烧瓶中温度计的示数变化比乙烧瓶中温度计的示数变化大，说明甲瓶中电阻产生的热量多，则可以得出的结论是：在电流与通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；（4）本题有滑动变阻器，所以此装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与电流关系。 【答案】温度计示数的变化；转换法；电流通过导体产生的热量与电阻的关系；在电流和通电时间一定的情况下，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多；电流大小。
6.3 乐乐同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。 （1）实验中乐乐通过观察U型管液面高度差来比较电流通过导体产生热的多少，我们把这种实验方法称之为________法；
（2）在图甲装置中，a、b两个空气盒中的电阻R1、R2是________连接的（选填“串联”“并联”）；这样做的目的是________________，通电相同时间后，观察到的现象是________（选填“左侧”“右侧”）U型管液面高度差较大； （3）图乙装置可探究的问题是电流通过导体产生的热与________的关系。 （4）请将图乙所示的电阻关系，画在图丙虚线框内电路图AB两点之间。
【解析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气盒内温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法为转换法；（2）由甲装置可知，a、b两个空气盒中的电阻R1、R2是串联的；电阻串联后，通过的电流是相同的；通电相同时间后，根据焦耳定律可知，电阻越大，产生的热量越多，则U形管内液面高度差就越大，故右侧U形管液面高度差较大；（3）由乙图可知，两个装置中的电阻是相同的，通电时间相同，但通过的电流不同（一个电阻在干路上、另一个电阻在支路上），故探究的是电流通过导体产生的热量与电流大小的关系。（4）由乙图可知：d中的两个电阻并联后再与c中的电阻串联，故电路图如下：
；
【答案】（1）转换；（2）串联；控制电流相同；右侧；（3）电流大小；（4）如上图。
1．为了使电热器的功率变为原来的1/2，可采用的办法是（ ）
A．把电热器的电阻丝剪去一半后接在原来的电源上
B．把电热器两端的电压降为原来的一半
C．把电热器的电阻丝剪去一半，并将其两端的电压降到原来的一半
D．把电热器的电阻丝剪去一半，并将其两端的电压降到原来的四分之一
【解析】A、由P=可知：当电阻减为原来的一半，电压不变时，其电功率为P1==2P，故A错；B、当电压减为原来的一半，电阻不变时，其电功率为P2==P，故B错；C、当电压、电阻都减为原来的一半时，其电功率为P3==P，故C正确；D、当电阻变为原来的一半，电压变为原来的四分之一时，其电功率为：P4==P，故D错误。故选C。
【答案】C
2．小伟家有‘“PZ220﹣100”和“PZ220﹣40”的电灯各一只，将它们并联在照明电路上，消耗的电功率分别为P1、P2；现将两只灯泡串联后再接入照明电路，此时它们消耗的电功率分别是P1′、P2′．下列消耗的电功率由大至小顺序正确的是（ ）
A．P1＞P1′＞P2＞P2′ B．P1＞P2＞P2′＞P1′
C．P1＞P2＞P1′＞P2′ D．P1′＞P2′＞P1＞P2
【解析】∵U1额=220V，P1额=100W，U2额=220V，P2额=40W，∴由公式R=可知，R1＜R2；当两灯并联接在220V的照明电路上时，实际电压都等于额定电压，此时的实际功率都等于额定功率，P1=100W，P2=40W；当两灯串联接在220V的照明电路上时，I1=I2，由公式P=I2R可知，P1′＜P2′，而U2实＜220V，所以P2′＜40W，从而可知，P1′＜P2′＜40W，所以P1＞P2＞P2′＞P1′。故选B。
【答案】B
3．标有“12V 12W”、“12V 6W”的灯L1和L2（假设灯丝电阻不变），串联在12V的电源上，两灯都发光，下列说法正确的是（ ）
A．通过灯L1和L2的电流之比为2：1
B．两灯都能正常发光
C．灯L2比灯L1亮
D．通过灯L2的电流为0.5A
【解析】A、因串联电路中各处的电流相等，两灯串联，所以电流相等，则通过灯L1和L2的电流之比为1：1，故A错误；B、电源电压为12V，灯L1和L2的额定电压相等都为12V，将它们串联在某电源上，每个灯泡两端的电压都小于12V，所以两灯都不能正常发光，故B错误；CD、因为灯L1和L2的额定电压相等，所以根据R=可知：L1的电阻R1===12Ω；L2的电阻R2===24Ω；通过两灯的电流相等为I==≈0.33A，因为它们串联，所以由P=I2R可知：灯L2比灯L1的实际功率大，故灯L2比灯L1亮，故C正确，故D错误。故选C。
【答案】C
4．一台“220V 60W”的电扇，一个“220V 60W”的白炽灯，一个“220V 60W”的电烙铁，将它们并联接在220V的电压下，在相同的时间内，比较它们产生的热量，则（ ）
A．白炽灯最多 B．电烙铁最多 C．电扇最多 D．都一样多
【解析】电扇工作时消耗电能，大部分转化为机械能，少部分转化为内能；白炽灯工作时把电能转化为内能和光能；电烙铁工作时把电能全转化为内能；∵它们都在额定电压下工作,∴P=P额，实际功率P相同，∵W=Pt，∴工作时间相同时，三个用电器消耗的电能相同，又∵只有电烙铁把电能全转化内能，∴电烙铁产生的热量最多。故选B。
【答案】B
5．两个电热丝的阻值相等，把这两个电热丝串联起来使用时，烧开一壶水需要20分钟，如果把它们并联使用，烧开同样一壶水需要的时间是（ ）
A．5分钟 B．10分钟 C．20分钟 D．40分钟
【解析】设一根电阻为R，所以两根完全相同的电热丝串联后的总电阻：R串=2R；并联后的总电阻：R并=R；两个电热丝串联起来使用时，烧开一壶水需要t串=20min，根据题意可知，串并联时烧开一壶水需要的热量关系式为：Q==××20min﹣﹣﹣﹣①，Q==﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得：t并==5min。故选A。
【答案】A
6．在夏季雨天的一次闪电中，若带电云层与地面间电压为3×109V时发生雷击，放电电流为5×106A，放电时间为4×10﹣6s，则释放________J的电能。若这些电能全部转化为内能，这相当于质量为________kg的煤完全燃烧释放的能量。（q煤=3×107J/kg）
【解析】（1）W=UIt=3×109V×5×105A×4×10﹣5s=6×1010J。
（2）若这些电能全部转化为内能，则Q放=W=6×1010J，
由Q放=qm得：m===2000kg。
【答案】6×1010；2000。
7．某电能表上标有“220V 10A 3000R/kW?h”字样，当家用电器全部工作时，该表1min转了60转，由此可估算出该家所有用电器的总功率为________W；若该家全部用电器工作时的总电流不超过电能表的额定电流，还可以再增加________W以下的用电器。
【解析】（1）3000R/kW?h：表示电能表消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转过3000转；电能表转盘转动60转，消耗的电能为：W=kW?h=0.02kW?h；用电器的电功率：P===1.2kW=1200W；（2）“220V 10A”，说明电能表允许接入的最大功率：P=UI=220V×10A=2200W,因此还可以增加的用电器的功率为：P′=2200W﹣1200W=1000W。
【答案】1200；1000。
8．在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源为两节铅蓄电池，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，滑动变阻器上标有“20Ω 1A’字样，某同学已连接的部分电路如图甲。
（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整。
（2）闭合开关，将变阻器的滑片移到某位置时，电压表示数为2.5V，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡中的电流是________A，小灯泡的额定功率是________W。
（3）另一同学连好电路闭合开关后，发现小灯泡先很亮后熄灭，你认为他在连接电路时可能出现的问题是________________________________。
【解析】（1）灯泡额定电压是2.5V，电压表选0～3V量程，灯泡与滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示。（2）由图乙所示电流表可知，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表示数I=0.2A，灯泡功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。（3）连好电路闭合开关，发现小灯泡先很亮后熄灭，说明电路电流太大，电路电阻太小，这是因为闭合开关前，滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处造成的。
【答案】（1）电路图如图所示；（2）0.2；0.5；（3）闭合开关前，滑动变阻器滑片没有调到阻值最大处。
一．选择题（共8小题）
1．（2018?北京）有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙，甲的额定功率为1800W，乙的额定功率为1200W．两个电热水壶都正常工作时，下列说法中正确的是（ ）
A．甲电热水壶两端的电压较高
B．电流通过甲电热水壶做功较快
C．通过两个电热水壶的电流相等
D．相同时间内，两个电热水壶消耗的电能一样多
【解析】A、两电热水壶的额定电压相同，且都正常工作，所以它们两端的电压相等，故A错误；B、甲的额定功率大于乙的额定功率，且都正常工作，根据电功率的物理意义可知，电流通过甲电热水壶做功较快，故B正确；C、两个电热水壶都正常工作时，甲的额定功率大，根据P=UI可知，通过甲的电流大，故C错误；D、两个电热水壶都正常工作时，通电时间相同，甲的额定功率大，根据W=Pt可知，甲消耗的电能多，故D错误。故选B。
【答案】B
2．（2018?青海）如图所示电路中，电源电压不变，只闭合开关S1，电流表的示数为0.3A，再闭合开关S2，电流表示数变化了0.4A，则同时闭合S1、S2后，相同时间内R1、R2消耗的电能之比是（ ）
A．3：4 B．4：3 C．7：3 D．4：7
【解析】由图知，只闭合S1时，R1单独接入电路，电流表测R1的电流，则I1=0.3A；
再闭合S2时，R1、R2并联，电流表测干路中的电流，两只开关都闭合时，由于并联电路中各电阻互不影响，所以通过R1的电流仍然为I1=0.3A，电流表示数变化了0.4A，则说明通过R2的电流为I2=0.4A，而并联电路各支路两端的电压相等，即U1=U2，所以，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比为：====。故选A。
【答案】A
3．（2018?株洲）智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是（ ）
A．降低了电池的输出电压 B．减小了电池的输出电流
C．减小了电子线路的电阻 D．增大了电池的输出功率
【解析】A、手机工作电压是一定的，如果降低了电池的输出电压，手机将不能正常工作，故A不符合题意；B、手机电池储存的电能是一定的，由公式W=Pt知，要延长手机工作时间，需要减小输出功率，而手机工作电压是不变的，由P=UI知，在省电模式下，应减小电池的输出电流，故B符合题意；C、手机内部电子线路的结构是不变的，所以电阻也是一定的，故C不符合题意；D、由公式W=Pt知，增大电池的输出功率，手机的工作时间会缩短，故D不符合题意。故选B。
【答案】B
4．（2018?玉林）如图所示，电源电压U为10V并保持不变，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。闭合开关S，当滑片P移至最左端时，灯泡正常发光，电流表示数为0.5A；当滑片P移至中点时，电流表示数为0.4A．则（ ）
A．电路消耗的最小功率为2.5W
B．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为2.4W
C．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为3.2W
D．滑片P在最左端时，2min内电流通过灯泡所做的功为10J
【解析】（1）当滑片P移至最左端时，电路为灯泡的简单电路，电流表测电路中的电流，此时灯泡正常发光，由I=可得，灯泡正常发光时的电阻：RL===20Ω；当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，电路消耗的功率最小，若不考虑灯泡电阻随温度的变化，根据串联电路的电阻特点可得，最小总功率：P最小===2.5W；由于灯泡不正常工作时的电阻低于正常工作时的电阻，所以，电路消耗的最小功率不是2.5W；故A错误；（2）滑片P在中点时，电流表示数为0.4A，根据I=可得，此时滑动变阻器两端的电压：U滑=IR滑=0.4A××20Ω=4V，因串联电路中总电压等于各电压之和，所以，此时灯泡两端的电压：UL′=U﹣U滑=10V﹣4V=6V，灯泡的实际功率：PL=UL′I=6V×0.4A=2.4W；故B正确，C错误；（3）滑片P在最左端时，2min内电流通过灯泡做的功：WL=UILt=10V×0.5A×2×60s=600J，故D错误。故选B。
【答案】B
5．（2018?濉溪县模拟）在做伏安法测定小灯泡电功率的实验时，有一位同学分别设计了四个实验电路图，如图所示，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
【解析】A、由图可知，电流表与小灯泡并联，不能测量小灯泡的电流，由P=UI可知不能测定小灯泡电功率，故A错误；B、由图可知，电压表并联在电源两端，不能测量出小灯泡的电压，由P=UI可知不能测定小灯泡电功率，故B错误；C、由图可知，电流表串联在干路上，测得是小灯泡与滑动变阻器的总电流，不能测量出小灯泡的电流，由P=UI可知不能测定小灯泡电功率，故C错误；D、由图可知，电压表与小灯泡并联测量小灯泡两端的电压，电流表与小灯泡串联测量通过小灯泡的电流，根据P=UI可求小灯泡的电功率，故D正确。故选D。
【答案】D
6．（2018?平房区三模）小明按如图所示电路测量小灯泡功率，备有器材规格如下：电源电压恒为6V，小灯泡
额定电压为2.5V，灯泡正常发光时灯丝电阻约为l0Ω，变阻器甲的规格“10Ω 1A”、
乙的规格“50Ω 0.5A”，电流表（0﹣0.6A、0﹣3A），电压表（0﹣3V、0﹣15V），下列说法错误的是（ ）
A．在连接实验电路时，应将滑动变阻器滑片滑置最右端
B．变阻器应选择甲“10Ω 1A”的
C．实验可发现，灯泡在不同电压下，实际功率不同，亮度不同
D．在测量不同电压下的电功率，为减小误差，应选用量程为0﹣3V的电压表
【解析】A、为保护电路，在连接实验电路时，应将滑动变阻器滑片滑置最右端，A正确；B、小灯泡额定电压为2.5V，灯泡正常发光时灯丝电阻约为l0Ω，灯泡的额定电流为：IL===0.25A；灯泡正常发光时，根据串联电路电压的规律，变阻器两端的电压：UR=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V，由欧姆定律，变阻器接入电路中的电阻：R==═14Ω＞10Ω，所以变阻器选“50Ω 0.5A”，故B错误；C、由本实验可发现，灯泡在不同电压下，实际功率不同，亮度不同，故C正确。D、灯的额定电压为2.5V，灯的实际电压不能超过灯的额定电压的，即最大电压为3V，故在测量不同电压下的电功率，为减小误差，电压表量程选“0～3V”，D正确。故选B。
【答案】B
7．（2018?宜昌）两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S，则R1，R2产生的热量之比为（ ）
A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4
【解析】由图可知，该电路为并联电路，电压是相同的，由图乙可知，电压相同，通过R1、R2的电流之比为2：1；根据I=可知，R1、R2的电阻之比为1：2；通电时间相同，电压相同，则根据焦耳定律公式Q=W=可知，产生的热量与电阻成反比，故热量之比为2：1。故选A。
【答案】A
8．（2018?邵阳）将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（ ）
A．电冰箱产生的热量最多 B．电脑产生的热量最多
C．电热毯产生的热量最多 D．三者产生的热量一样多
【解析】因为接在家庭电路中，U=220V，所以三种用电器的实际功率：P实=P额=180W；又因为W=Pt，用电器工作时间t相等，所以三种用电器消耗的电能相同，电冰箱电工作时，主要把电能转化为机械能，产生的热量很小，电脑工作时，主要将电能转化为光能和声能，电热毯工作时电热丝产生热量，几乎把电能全部转化为热量，所以产生热量最多的是电热毯，故C正确。故选C。
【答案】C
二．填空题（共1小题）
9．（2018?德州）小刚早上8：00出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示，然后关闭家中其它用电器，只让电冰箱工作。下午18：00回家后再次查看电
能表，显示的数字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为__________kW?h，电冰箱的实际电功率为__________W。
【解析】（1）由图知，小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能：
W=10124.1kW?h﹣10123.6kW?h=0.5kW?h；
（2）t=18：00﹣8：00=10h，
电冰箱的实际电功率：P===0.05kW=50W。
【答案】0.5；50。
三．实验探究题（共2小题）
10．（2018?河北）用如图1所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，相同烧瓶内装满了煤油。
（1）烧瓶中装入的煤油是__________（选填“导体”或“绝缘体”）。
（2）请根据实物电路，在虚线框图2内画出对应的电路图。
（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应__________，通过R1的电流__________通过R2的电流。
（4）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明________________________________________。
（5）小红用如图3示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象，根据焦耳定律可知，图4中能正确反映h﹣I关系的是__________。
【拓展】用Q=I2Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因_________________________
【解析】（1）烧瓶中装入的煤油是绝缘体。（2）原实物图中，R与R1并联后与R2串联，根据实物电路，画出对应的电路图，如下所示：
（3）电流通过导体产生的热量与电流的关系”，要控制电阻相等，即选用的两电阻丝R1与R2的阻值应相等，根据并联电路电流的规律，通过R1的电流小于通过R2的电流。（4）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越。（5）小红用如图3示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，要控制电阻与通电时间相同，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象，根据转换法，煤油吸热越多，膨胀程度越大，液柱升高的越多，且膨胀程度与吸热多少成正比，根据焦耳定律可知，Q=I2Rt﹣﹣﹣﹣﹣①，Rt常数，且Rt＞0，故由数学知识①式为Q关于I的抛物线，且开向上，图4中能正确反映h﹣I关系的是 A。
【拓展】用Q=I2Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量，而W=UIt是计算电功的普遍适用的公式，Q=W的条件是：纯电阻电阻即不含有电动机等的电路（将电能全部转化为内能的电路）。如含有电动的电路，电流做的功大部分转化为机械能，有一小部分转换化内能，即发热了，W=UIt＞Q。W=UIt不能计算电流通过任何用电器产生的热量。
【答案】（1）绝缘体；（2）如上；（3）相等；小于；（4）在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多；（5）A；【拓展】不能。含有电动的电路，电流做的功大部分转化为机械能，有一小部分转换化内能，即发热了，W=UIt＞Q。
11．（2018?曲靖）小聪同学做“测量小灯泡的电功率”的实验，所用器材有电压恒为6V的电源。额定电压为2.5V的小灯泡以及符合实验要求的电表，开关和导线，如图甲是小聪没有连接完整的电路。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。
（2）小聪同学连接电路后闭合并关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表指针明显偏转，电流表指针无偏转，故障可能是__________
A．小灯泡短路；
B．小灯泡断路；
C．滑动变阻器短路；
D．滑动变阻器断路
（3）小聪同学纠正错误后闭合开关，移动滑动变速器滑片P，使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯的额定功率为__________W。
（4）老师告诉小聪，与小灯泡的电阻相比较，电流表的电阻非常小，电压表的电阻非常大，由于电流表、电压表电阻的影响，测量后计算出的电功率值会__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【解析】（1）测量小灯泡的电功率的实验中，电压表应与灯泡并联测其两端电压，灯泡的额定电压2.5V，所以电压表应选用0﹣3V量程，实物连接如图所示：
；
（2）小灯泡始终不亮，电流表指针无偏转，电压表指针明显偏转，A、若小灯泡短路，电路是通路，电流表会有示数，电压表无示数，不符合题意；B、若小灯泡断路，电压表被串联入电路中，小灯泡不亮，电流表指针无示数，电压表指针有示数，符合题意；C、若滑动变阻器短路，电路仍是通路，灯泡发光，电流表会有示数，电压表有示数，不符合题意；D、若滑动变阻器断路，整个电路断路，则小灯泡不亮，电流表会无示数，电压表无示数，不符合题意。故选B。
（3）小灯泡正常发光时电压等于额定电压2.5V，由图乙知，电流表使用0﹣0.6A量程，分度值0.02A，读数为0.28A，小灯的额定功率：P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；（4）由图甲知，电压表并联在灯泡两端，所测电压准确，电流表测的是灯泡和电压表的电流之和，故所测电流偏大，由P=UI可知所测灯泡的电功率偏大。
【答案】（1）见上图；（2）B；（3）0.7；（4）偏大。
四．计算题（共1小题）
12．（2018?深圳）在深圳某科技节上，某同学自己动手制作了一个牛奶加热器，设计电路简图如图所示，已知滑动变阻器R0的最大阻值为100Ω，用于加热的电阻丝R1的阻值为55Ω．求闭合开关S后：
（1）电路中的最小电流（结果保留1位小数）；
（2）电热丝的最大加热功率；
（3）在最大加热功率下，用时100s可以将1kg常温牛奶温度升高多少？[不考虑热量损失，牛奶的比热容为c=2.5×103J/（kg?℃）]
（3）最大加热功率下，100s内产生的热量：Q=W=Pmaxt=880W×100s=8.8×104J，
不考虑热量损失，牛奶吸收的热量：Q吸=Q=8.8×104J，
由Q吸=cm△t可得，牛奶升高的温度：
△t===35.2℃。
答：（1）电路中的最小电流为1.4A；（2）电热丝的最大加热功率为880W；（3）最大加热功率下，100s可以将1kg的牛奶温度升高35.2℃。
【答案】（1）电路中的最小电流为1.4A；（2）电热丝的最大加热功率为880W；（3）最大加热功率下，100s可以将1kg的牛奶温度升高35.2℃。
第二十一章 电功和电功率
■考点一 电能、电功 ?
1．电功：电流通过某段导体所做的功叫__________，消耗电能的过程即电流__________的过程，实质是将电能__________其他形式能的过程，可用公式__________计算电功大小，推导式有 W＝Pt＝I2Rt＝U2t/R。
2．电能(电功)：国际主单位是__________，符号是__________，日常生活中常用单位是__________，物理学中叫__________，1 kW·h＝__________ J。
3．电能表的认识
作用
测量电路消耗__________
单位
__________
读数
计数器末尾数字的单位是__________位
参数
220 V
__________电压
10 A
__________电流
600r/(kW·h)
每用1度电，表盘转600转
4. 注意：②计算电功公式 W＝Pt＝UIt是普遍适用的公式，由定义式 W＝UIt和欧姆定律I＝，可以推导两个式子： W＝t(方便用于并联电路)和 W＝I2Rt(方便用于串联电路)。
③无论串联还是并联，电路的总功 W总＝__________。
■考点二 电功率及其测量?
5.电功率：反映电流做功__________的物理量，等于电流做的__________的比值。
6.电功率公式： __________，若是纯电阻电路，由欧姆定律可得变形公式__________或__________。
7.单位：国际主单位是__________，另一个单位是__________,二者换算关系是1 kW＝__________W。
8.额定电压和额定功率：额定电压是指用电器在__________工作时的电压，额定功率是指用电器在__________电压下的电功率，与实际电压、实际功率的关系如下：
P实＝()2·P额
若U实＝U额时，则P实__________P额，用电器正常工作；
若U实＜U额时，则P实__________P额，用电器不能正常工作；
若U实＞U额时，则P实__________P额，损坏用电器。
灯泡的亮度是由灯泡的__________决定的。
9.伏安法测小灯泡电功率
(1)原理是__________。
(2)电路图：
(3)滑动变阻器的作用：
①__________电路；
②改变小灯泡两端__________和通过小灯泡的__________，从而实现多次测量取平均值。
注意：
（1）在测量小灯泡电功率的实验中，不能将多次测得的电功率求平均值。多次测量的目的：为了研究小灯泡亮度(或电功率)与小灯泡两端电压的关系。
（2）在测量小灯泡电阻的实验中，多次测量的目的：为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关。
（3）在测量定值电阻的实验中，多次测量的目的是为了求平均值，以减小测量误差。
（4）在测量小灯泡电功率的实验中，选择滑动变阻器的最大阻与小灯泡阻值相差不大，调节效果明显。
10.用电能表、秒表测用电器功率的原理是P＝ W/t。
方法是：用电能表测出用电器在某一段时间(t)消耗的电能 W＝kW·h＝×3.6×106 J(n、n0表示转数)，则用电器的电功率为P＝＝ W。
11.几种特殊测电功率方法
(1)安阻法，如图所示：
表达式为：P＝UI＝I2R0·I
(2)伏阻法，如图所示：
表达式为：P＝
(3)转换法，如图所示：
表达式为：P＝
12.电功、电功率的综合计算题一般涉及电路变化问题，解答此类题时，应先根据开关的通、断和滑动变阻器的移动情况，确定各时刻的电路结构，最好画出等效电路图，然后根据电阻的变化情况以及“灯泡正常发光”“串联”等关键字眼，逐步分析电流和电压的变化，再灵活选择合适的公式进行求解。
13.注意：
（1）用电设备的P额、U额具有唯一性、对应性，而用电设备的U实、P实可有很多个，但U实、P实具有同体性，同时性；
（2）串、并联电路，总功率P总＝P1＋P2＋…＋Pn，串联电路电功率与电阻关系：＝，并联电路电功率与电阻关系：＝。
■考点三 焦耳定律与电热
14.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为__________能的现象。利用电热工作的用电器有电饭锅等。为了防止电热危害，可以加散热窗等。我们可以借助电流的热效应来判定电流的大小，这种方法叫__________法。
15.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟__________成正比，跟__________成正比，跟__________成正比。用公式表示为__________，单位是__________。
16.电功和电热的关系
(1)当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时，消耗的电能全部(选填“全部”或“一部分”)转化为__________能，即W＝Q。
(2)当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时，消耗的电能大部分转化机械能、化学能，只有一部分(选填“全部”或“一部分”)电能转化为热能，即W大于Q。此时，只能利用公式__________计算电热。
17.电热器的原理：__________。
18.电热器的主要结构：发热体，发热体是由__________大、__________高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。电热器的优点：清洁环保，效率高，使用方便。
19.几种材料的比较
材料
电阻
熔点
滑动变阻器的电阻线
大
高
电热器的发热体
大
高
保险丝
大
低
20.电热的危害：由于电流的热效应，会使用电器的__________过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器。安装散热扇、散热窗加快散热。
21.注意：
（1）由Q＝I2Rt和I＝可以推导Q＝t，Q＝I2Rt方便串联电路计算，Q＝t方便并联电路计算。
（2）电热挡位的判定方法：由P＝可知，在电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，为高温挡位，反之，为低温挡位；
（3）比例关系：串联电路：＝＝＝＝，并联电路：＝＝＝＝。
■易错提示 ?
1. 误认为电能表是测电功率的仪器。
2. 当用电器两端电压减小一半，误认为其实际功率也减小一半。
3. 误认为将“110 V 100 W”和“110 V 25 W”两灯串联在220 V电源上，两灯能正常发光。
4. 用I＝U/R计算电动机的工作电流。
■考点1：电能及其测量?
◇典例1：某水电站的年发电量在8亿千瓦时以上，“千瓦时”是下列哪个物理量的单位（ ）
A．电能 B．电功率 C．电流 D．电荷量
【考查角度】电功
【解析】1kW?h=1kW×1h=1000W×3600s=3.6×106J，J是电能的单位，所以“kW?h”是电能的单位，而电功率的单位为W，电流的单位为A，电荷量的单位为C，故A正确、BCD错误。故选A。
【答案】A
◇典例2：家庭电路中有一个计量消耗电能的电能表，它是测量（ ）的仪器。
A．力 B．热 C．光 D．电
【考查角度】电功
【解析】电能表是用来测量电功的多少也就是消耗电能多少的仪器，属于电学仪表。故选D。
【答案】D
◆变式训练
1.1 下列四位科学家中，用其名字命名电功单位的是（ ）
A瓦特 B焦耳 C牛顿 D欧姆
1.2 (多选)关于电功和电能，下列说法中正确的是（ ）
A．电流越大，电流做的功就越多
B．电流做了多少功，就一定消耗了多少电能，二者在数值上是相等的
C．电功是表示电流做功多少的物理量
D．电流做功的过程就是将其它形式能转化为电能的过程
1.3在家庭电路中，通常用电能表来测量的物理量是（ ）
A．电功率 B．电功 C．电压 D．电流
■考点2：额定功率与实际功率?
◇典例1：甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．甲灯的实际功率一定是40W
B．两灯均正常发光时，乙灯灯丝电阻较大
C．两灯均正常发光时，相同时间内甲灯消耗的电能较少
D．将两灯串联在220V的电路中，两灯都能正常发光
【考查角度】电功率与电能、时间的关系；额定功率
【解析】A、由甲灯泡的铭牌可知额定功率为40W，而实际电压不知，则实际功率不一定是40W，故A错误；B、根据可知，两灯泡的额定电压相等，甲灯泡的额定功率较小，由可知，甲电阻较大，故B错误；C、两灯均正常发光时，两灯泡的额定电压相等，实际功率等于其额定功率，即P实=P额，因为甲灯泡的额定功率较小，相同时间内，由可得，甲灯消耗的电能较少，故C正确；D、两灯泡串联在220V电路中，根据串联分压额特点，两灯泡的实际电压都达不到额定电压，故两灯都不能正常发光，故D错误。故选C。
【答案】C
◇典例2：一只标有“6V，3W”的灯泡接在电路中，灯正常发光时，下列说法中正确的是（ ）
A．这只灯泡的功率一定是3W B．这只灯泡的功率一定小于3W
C．这只灯泡的功率一定大于3W D．这只灯泡的功率可能等于3W
【考查角度】实际功率
【解析】灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，实际功率等于额定功率，故灯正常发光时电压为额定电压等于6V，功率为额定功率为3W，故A正确。故选A。 【答案】A
◆变式训练
2.1 某工地的一盏标着“PZ?220-60”的电灯供电，则60表示（ ）
A．电压 B．电流 C．电功率 D．电阻
2.2 某课外小组自制了一把电烙铁，它的额定电压为220V，正常工作的电流为0.2A，该电烙铁的额定功率是（ ）
A．110W B．1100W C．44W D．4.4W
2.3如图所示的四个电路中，标明了每个小灯泡的额定电压和额定功率，则其中两个灯泡都能正常发光的是（ ）
A． B． C． D．
2.4将“PZ220-40”的灯泡L1和“PZ220-100”的灯泡L2串联在220伏的电路中，灯________较亮；将两灯并联在110V的电路中，灯泡L1的功率为________W，灯泡L2的功率为________W．（不考虑灯丝电阻的变化）
■考点3：焦耳定律及其应用?
◇典例1：下列哪位科学家最先精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系（ ）
A．牛顿 B．焦耳 C．欧姆 D．法拉第
【考查角度】焦耳定律
【解析】A、牛顿在力学方面的贡献最大，发现了牛顿三定律，被称为力学之父，故A不符合题意；B、英国物理学家焦耳在大量实验的基础上，精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系，即发现了焦耳定律，故B符合题意；C、欧姆通过实验得出电流与电压、电阻的关系，总结得出了著名的欧姆定律，故C不符合题意；D、法拉第发现了电磁感应现象，故D不符合题意。故选B。
【答案】B
◇典例2：正常工作时的电取暖器，它的发热管发红发热，而供电的电源线却不怎么热，这主要是因为（ ）
A．电源线的绝缘隔热性能好
B．电源线的电阻远小于电热器的电阻
C．电源线散热比电热器快得多
D．通过电源线的电流小于电热器的电流
【考查角度】焦耳定律在实际中的应用
【解析】电热器的发热管与电源线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，因为电源线的电阻远小于电热器的电阻，即R电源线＜＜R电热器，所以由Q=I2Rt可知，Q电源线＜＜Q电热器，即电流通过电源线产生的热量少，电流通过电热器产生的热量多，所以，发热管发红发热，而供电的电源线却不怎么热；而与散热快慢、隔热性能无关。故选B。 【答案】B
◆变式训练
3.1 如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是（ ）
A．通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
B．右侧电阻丝的阻值比左侧小
C．通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D．该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
3.2 小明发现当给家中的电灯通电后，灯丝热得发光，而与灯泡串联的导线温度几乎感觉不到变化，对这一现象的解释，正确的是（ ）
A．通过灯丝的电流大些
B．电流在导线中不发生热效应
C．制成灯丝的材料电阻较小
D．导线和灯丝中的电流相同，但灯丝电阻更大
3.3 冬季，输电线结冰容易造成倒塔（杆）断线，影响电能的输送。为了保证正常供电，通常要给输电线除冰；在短时间内让输电线不经过用电器而直接接通，使电路_________，输电线的电流_________，产生的_________增加，使冰熔化。
知识点4：电能、电功率、电热的综合计算
◇典例1：如图是家庭常用的电热水壶，其铭牌数据如表所示。若加热电阻的阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压。
额定电压
220V
额定加热功率
2000W
容量
1.5L
频率
50Hz
（1）电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是_________Ω； （2）装满水后，壶中水的质量是_________千克； （3）将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开，需要吸收_________J热量（c水=4.2×103J/（kg?℃），结果采用科学计数法，保留两位小数）； （4）不考虑热量损失，烧开这壶水，需要的时间为_________s。
【考查角度】电功与热量的综合计算
【解析】（1）由P=UI、可得：，则该电热水壶正常工作时的电阻：； （2）由得，装满水后壶中水的质量为：m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg； （3）水的初温为20℃，一标准大气压下沸点为100℃，则水吸收的热量： Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×105J； （4）不考虑热量损失，消耗的电能：W=Q吸=5.04×105J； 由得，所需时间：。 答：（1）电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是24.2Ω；（2）装满水后，壶中水的质量是1.5kg；（3）需要吸收5.04×105J热量；（4）不考虑热量损失，烧开这壶水，需要252s。
【答案】（1）电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是24.2Ω；（2）装满水后，壶中水的质量是1.5kg；（3）需要吸收5.04×105J热量；（4）不考虑热量损失，烧开这壶水，需要252s。
◇典例2：如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换到加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，热水器主要参数如下表。热水器正常加热35min，可使满箱水的温度从25℃升高到55℃，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），请你解答：
额定电压
220V
容积
30L
加热功率
2000W
保温功率
800W
（1）开关S跳至________触点位置时，热水器进入保温状态； （2）R1的阻值________； （3）在上述加热任务中，水吸收的热量________； （4）在上述加热任务中，热水器的加热效率________。
【考查角度】电功与热量的综合计算
【解析】（1）由电路图可知，开关S跳至b触点位置时，两电阻串联，电路电阻较大，由可知，电压一定时，电路的总功率最小，热水器进入保温状态；（2）开关S与a触点连接时，电路为R1的简单电路，此时电路的电阻较小，电路的总功率最大，处于加热状态，由可得，R1的阻值：；（3）满箱水中水的体积：V=30L=30dm3=0.03m3， 由可知，水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.03m3=30kg，则水吸收的热量： Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×30kg×（55℃-25℃）=3.78×106J；（4）由可得，加热状态下，热水器正常工作35min需消耗电能：W=P加热t′=2000W×35×60s=4.2×106J，热水器的加热效率：。
【答案】（1）b；（2）24.2Ω；（3）3.78×106J；（4）90%。 ◆变式训练
4.1 某校为师生饮水方便，安装了电热水器。为测定热水器消耗的电能，关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，一段时间后，电能表的示数，由图甲示数变为图乙示数，则该电热水器在这段时间内消耗的电能为_______kW?h，等于_______J．若消耗电能的87%被水吸收，则可把_______kg初温为13℃的水加热至100℃【水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃）】。
4.2小明买了一把电热水壶，其铭牌标有“220V?1000W字样。当电水壶正常工作把质量为2kg的初温为30℃水加热到80℃，已知C水=4.2×103J/（kg?℃），加热过程中水吸收的热量为多少__________J，电水壶烧水的热效率为70%，则烧开这壶水所需要的时间为__________min．若实际电压只有110V，假如电阻丝电阻不变，那么电热水壶的实际功率是__________W。
4.3 小珊新买了一个电热水壶，其铭牌如图所示，请回答： [水的比热容水的比热容c水=4.2×103J/（kg?℃），气压为1标准大气压]
（1）电热水壶正常工作时的电阻是多少？ （2）小珊实际将初温为20℃的2kg的水烧开，水要吸收多少热量？ （3）在额定电压下，小珊实际将初温为20℃的2kg的水烧开，用时7min，则该电热水壶的效率为多少？
4.4 重庆市大多数学校都安装了直饮机-无内胆饮水机，电路原理如图所示，电热丝R1、R0，绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、开水选择开关”S的状态（S“断开”或S“闭合”），可以选择出温水或开水。该饮水机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是1100W．[已知电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容c水=4.2×103J/（kg?℃），水的密度ρ水=1×103kg/m3，求 （1）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是多少？ （2）通过计算分析，说明开关S的状态（“断开”或“闭合”）与出开水、温水的对应关系？ （3）现在需要一标准大气压下100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，若饮水，机正常工作时，烧开这些水需要多少时间？（饮水机电能转化为水内能的效率是80%，计算结果保留一位小数）
■考点5：伏安法测电功率?
◇典例1：如图甲所所示，是小红同学“测量小灯泡的电功率”的电路图，其中电源电压是4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）根据图甲，请用笔画线代替导线将图乙的电路连接完整 （2）小红连接电路的最后一根导线时，灯泡立即发光，而且很亮，则连接电路时存在的不规范或不妥当是：①连接电路时没有_________（断开/闭合）开关 ②滑动变阻器的滑片没有调到最_________（左/右）端 （3）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P到图示位置时，电压表的示数如图丙所示，其示数为_________V；若他想测量小灯泡的额定功率应将图乙中的滑片P向_________（填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V （4）小红同学多次移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丁所示的图象。根据图象信息，可算出小灯泡的额定功率是
_________W．在该图象中发现电流不与电压成正比，这是因为__________________。
【考查角度】电功率的测量．
【解析】（1）根据图甲连接实物图（滑片以左电阻丝连入电路中），如下所示：
（2）①小红连接电路的最后一根导线时，灯泡立即发光，说明连接电路时没有断开开关；②而且很亮，说明电路中电流过大，说明滑动变阻器的滑片没有调到阻值大处，即滑片没有移动到最右端；（3）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P到图示位置时，电压表的示数如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，其示数为2.2V；小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，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电阻大小，故滑片向A移动，直到电压表示数为额定电压2.5V；（4）根据绘制成图丁所示的图象知，灯在额定电压下电流为0.2A，小灯泡的额定功率是P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．因灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，故电流不与电压成正比。 【答案】（1）如上所示；（2）①断开；②右；（3）2.2；A；（4）0.5；灯的电阻随温度的变化而变化。
【实验拓展】（1）实验原理：P=UI。
（2）会电路图与实物图的互画。
（3）连接电路前要先断开开关，闭合开关前滑动变阻器的滑片滑到阻值最大。
（4）注意电压表、电流表量程的选择和读数。电压表的连接，要并联在电路中，选择合适量程，让电流从电压表的正接线柱注入，负接线柱流出。电流表的连接，要串联在电路中，选择合适量程，让电流从电流表的正接线柱注入，负接线柱流出。
（5）电功率的计算。
（6）电路故障主要有断路和短路。
（7）实验中多次测量的目的是为了探究电功率与电压的关系及亮度规律。
（8）设计实验表格，不要设计功率的平均值一列，功率与电压有关，设计平均功率没有意义。
（9）实验数据和图像的分析、处理和评价。
（10）实验操作：先测量小灯泡在额定电压下的电功率，再测大于额定电压下的功率，最后测小于额定电压下的功率。
（11）滑动变阻器的作用，一是保护电路；二是改变小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流。
（12）测量电功率时手和眼的分工：手移动滑动变阻器的滑片，眼睛观察电压表，使示数分别达到小灯泡的额定电压、或达到额定电压的三分之二、或达到额定电压的1.2倍，并分别记录电流表的示数。
◆变式训练
5.1 志刚同学在“测量小灯泡的额定功率”实验中，所用电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请你用笔划线代替导线，将图中甲连接完整（导线不能交叉）。 （2）连接完电路后，闭合开关发现电压表和电流表均无示数，灯泡不亮，移动滑片时电压表和电流表仍然没有示数，灯泡不亮。电路的故障可能是_________； A．灯泡短路????B．滑动变阻器短路???C．灯泡断路???D．滑动变阻器断路 （3）排除故障后重新闭合开关，移动滑片，发现电压示数为2.0V，要测定小灯泡的额定功率，则志刚应将滑片适当的向_________（填“左”或“右”）移动，使电压表的示数为2.5V；若小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_________W。 （4）如果测得通过小灯泡的电流随电压变化的关系如图丙所示，若把这样的两只灯泡串联接在4V的电源上，则此时每只灯泡的电阻为_________Ω，每只灯泡的实际功率为_________W。 （5）结合图丙的信息思考：_________（填“能”或“不能”）利用甲图的电路和器材，采用控制量的方法来“探究电流与电压的关系”。 （6）为了研究电流和电阻的关系，志刚找到几个定值电阻，阻值分别是10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，他用10Ω的电阻替换电路中的小灯泡，移动滑片使电压表示数为2.4V，记录电流表示数，换上15Ω的电阻，移动滑片，最终电流表的示数为_________A；要完成研究电流与电阻的关系的实验，滑动变阻器的最大阻值至少为_________Ω。
5.2下列为“测量小灯泡电功率”的实验（小灯泡标有“2.5V”字样）
（1）闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路中发生的故障可能是__________。 （2）排除故障后，闭合开关，电压表示数为1V，小灯泡实际亮度偏______（选填“亮”或“暗”）；为了使小灯泡正常发光，则滑动变阻器滑片应向______端移动。（选“A”或“B”） （3）灯泡正常发光时电流表的示数如图丙所示，其示数为______A，小灯泡的额定功率为______。 （4）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法，其电路如图丁所示，R0=10Ω，并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表A2的示数为______A时，再读出电流表A1的示数，才能计算小灯泡的额定功率。
5.3 某班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验。被测小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A0～3A）、电压表（0～3V0～15V）、开关各一个，导线若干，滑动变阻器三只：R1（5Ω0.5A）、R2（10Ω0.5A）、R3（500Ω1A）。同学们设计的电路如图所示： （1）电压表应选用________挡，滑动变阻器应选用________（选填“R1”、“R2”、“R3”） （2）图1是小明画出的实验电路图，请你根据电路图用笔画线代替导线，帮他将图2中未完成的电路连接好，要求：滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的阻值变大。
（3）实验电路接好后，合上开关时，部分同学发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因：
故障现象
检测
故障原因
灯泡较暗、两表的示数均较小
移动滑动变阻器滑片现象不变
________________
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数
取下灯泡，两表的示数不变
________________
（4）下表为某小组的实验记录分析表：
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
功率/W
额定功率/W
1
3.0
0.36
1.08
2
3.8
0.4
1.52
3
4.5
0.42
1.89
老师认为该小组数据处理过程有误，你认为错误之处是：_______________，正确测量结果P额=_______________W。
■考点6：实验探究焦耳定律?
◇典例1：小明在探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”时，设计了如图所示的甲、乙实验装置，将电阻丝R1、R2分别密封在两个装有相等质量煤油的相同烧瓶中，已知R1＜R2，电源电压相同且保持不变，两次实验中滑动变阻器滑片的位置相同。则： （1）实验中电流通过导体产生热量的多少是通过_________体现出来的。 （2）甲装置可探究电流通过导体产生的热量是否与_________有关。 （3）比较烧瓶a和_________（填字母）两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关。
【考查角度】焦耳定律．
【解析】（1）当电阻丝通电后，电流产生热量使煤油温度升高，从而使温度计示数上升，因此可根据温度计示数的大小可知温度升高的多少；（2）甲中两电阻串联，则两电阻中的电流相等，则可知热量应由电阻有关，根据温度计示数的变化判断吸收热量的多少，则可知热量与电阻大小的关系；（3）甲乙两图中，通过电阻R1的电流不同，比较相同通电时间内a，c两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关。
【答案】（1）温度计示数变化；（2）电阻；（3）c。
【实验拓展】（1）会电路图与实物图的互画。
（2）连接电路前要先断开开关。
（3）被加热的液体选煤油或空气：利用其比热容小，可以使实验现象更明显。
（4）转换法的应用：利用U型管中液面的高度差反映电阻丝产生热量的多少。
（5）控制变量法的应用：要探究电热与电流的关系，保持通电时间相同，电阻相同，改变通过电热丝的电流大小（电路设计：将阻值相同的电热丝分别放在并联电路的干路和支路上）。要探究电热与电阻的关系，保持通电时间相同，电流相同，选择两个电阻不同的电热丝（电路设计：将阻值不相同的电热丝串联在电路中）。要探究电热与通电时间的关系，保持通电电流相同，电阻相同，改变通时间长短。
（6）多次测量的目的：避免偶然因素对实验结论的影响，得出普遍规律。
（7）多次测量的注意事项：每次测量完成后应断开电源开关，使U形管内液体冷却，避免浪费电能。测量完成后打开U形管盒上的通气孔，目的是加快液体的冷却速度。每次开始实验时，均应保持U形管内液面高度差为0原因是：使每次实验时液体的初温相同，便于比较各次实验的电阻丝产生热量的多少。
（8）表格设计及实验数据的记录、分析。
（9）实验方案的改进。
（10）实验结论。
◆变式训练
6.1 为了探究“电流做功与电压大小和电流大小的关系”，某同学特别设计了两个实验。图（a）采用串联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟电压大小的关系。
（1）图a采用_______联电路，在通电时间相同的情况下，探究电流做功跟_______大小的关系。实验采用的是_______的研究方法。实验的设计依据是电流的_______效应。在通电时间相同时，通过观察两玻璃瓶内_______变化的大小和电压表的读数，我们可以推测：在通电时间相同、通过电流相等的情况下_______越大，电流做功越多。 （2）该同学要继续探究在通电时间相同时，电流做功跟电流的大小之间的关系。他使用的器材如图（b）所示，电阻丝、煤油与原来相同。请根据这个目的，用笔画线代替导线，将图b的实物连接图补充完整。
6.2 如图所示，将电阻丝R甲和R乙放置在装有相同质量煤油的烧瓶中后，再将其串联在电路中，实验中通过观察__________知道电流通过导体产生的电热的多少。这种研究问题的方法叫__________。若R甲＞R乙，则利用这个装置可以研究的问题是____________________。在实验中发现，甲烧瓶中温度计的示数变化比乙烧瓶中温度计的示数变化大，由此可以得出的结论是：____________________。利用这个装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与__________的关系。
6.3 乐乐同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。 （1）实验中乐乐通过观察U型管液面高度差来比较电流通过导体产生热的多少，我们把这种实验方法称之为________法；
（2）在图甲装置中，a、b两个空气盒中的电阻R1、R2是________连接的（选填“串联”“并联”）；这样做的目的是________________，通电相同时间后，观察到的现象是________（选填“左侧”“右侧”）U型管液面高度差较大； （3）图乙装置可探究的问题是电流通过导体产生的热与________的关系。 （4）请将图乙所示的电阻关系，画在图丙虚线框内电路图AB两点之间。
1．为了使电热器的功率变为原来的1/2，可采用的办法是（ ）
A．把电热器的电阻丝剪去一半后接在原来的电源上
B．把电热器两端的电压降为原来的一半
C．把电热器的电阻丝剪去一半，并将其两端的电压降到原来的一半
D．把电热器的电阻丝剪去一半，并将其两端的电压降到原来的四分之一
2．小伟家有‘“PZ220﹣100”和“PZ220﹣40”的电灯各一只，将它们并联在照明电路上，消耗的电功率分别为P1、P2；现将两只灯泡串联后再接入照明电路，此时它们消耗的电功率分别是P1′、P2′．下列消耗的电功率由大至小顺序正确的是（ ）
A．P1＞P1′＞P2＞P2′ B．P1＞P2＞P2′＞P1′
C．P1＞P2＞P1′＞P2′ D．P1′＞P2′＞P1＞P2
3．标有“12V 12W”、“12V 6W”的灯L1和L2（假设灯丝电阻不变），串联在12V的电源上，两灯都发光，下列说法正确的是（ ）
A．通过灯L1和L2的电流之比为2：1
B．两灯都能正常发光
C．灯L2比灯L1亮
D．通过灯L2的电流为0.5A
4．一台“220V 60W”的电扇，一个“220V 60W”的白炽灯，一个“220V 60W”的电烙铁，将它们并联接在220V的电压下，在相同的时间内，比较它们产生的热量，则（ ）
A．白炽灯最多 B．电烙铁最多 C．电扇最多 D．都一样多
5．两个电热丝的阻值相等，把这两个电热丝串联起来使用时，烧开一壶水需要20分钟，如果把它们并联使用，烧开同样一壶水需要的时间是（ ）
A．5分钟 B．10分钟 C．20分钟 D．40分钟
6．在夏季雨天的一次闪电中，若带电云层与地面间电压为3×109V时发生雷击，放电电流为5×106A，放电时间为4×10﹣6s，则释放________J的电能。若这些电能全部转化为内能，这相当于质量为________kg的煤完全燃烧释放的能量。（q煤=3×107J/kg）
7．某电能表上标有“220V 10A 3000R/kW?h”字样，当家用电器全部工作时，该表1min转了60转，由此可估算出该家所有用电器的总功率为________W；若该家全部用电器工作时的总电流不超过电能表的额定电流，还可以再增加________W以下的用电器。
8．在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源为两节铅蓄电池，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，滑动变阻器上标有“20Ω 1A’字样，某同学已连接的部分电路如图甲。
（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整。
（2）闭合开关，将变阻器的滑片移到某位置时，电压表示数为2.5V，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡中的电流是________A，小灯泡的额定功率是________W。
（3）另一同学连好电路闭合开关后，发现小灯泡先很亮后熄灭，你认为他在连接电路时可能出现的问题是________________________________。
一．选择题（共8小题）
1．（2018?北京）有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙，甲的额定功率为1800W，乙的额定功率为1200W．两个电热水壶都正常工作时，下列说法中正确的是（ ）
A．甲电热水壶两端的电压较高
B．电流通过甲电热水壶做功较快
C．通过两个电热水壶的电流相等
D．相同时间内，两个电热水壶消耗的电能一样多
2．（2018?青海）如图所示电路中，电源电压不变，只闭合开关S1，电流表的示数为0.3A，再闭合开关S2，电流表示数变化了0.4A，则同时闭合S1、S2后，相同时间内R1、R2消耗的电能之比是（ ）
A．3：4 B．4：3 C．7：3 D．4：7
3．（2018?株洲）智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是（ ）
A．降低了电池的输出电压 B．减小了电池的输出电流
C．减小了电子线路的电阻 D．增大了电池的输出功率
4．（2018?玉林）如图所示，电源电压U为10V并保持不变，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。闭合开关S，当滑片P移至最左端时，灯泡正常发光，电流表示数为0.5A；当滑片P移至中点时，电流表示数为0.4A．则（ ）
A．电路消耗的最小功率为2.5W
B．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为2.4W
C．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为3.2W
D．滑片P在最左端时，2min内电流通过灯泡所做的功为10J
5．（2018?濉溪县模拟）在做伏安法测定小灯泡电功率的实验时，有一位同学分别设计了四个实验电路图，如图所示，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
6．（2018?平房区三模）小明按如图所示电路测量小灯泡功率，备有器材规格如下：电源电压恒为6V，小灯泡
额定电压为2.5V，灯泡正常发光时灯丝电阻约为l0Ω，变阻器甲的规格“10Ω 1A”、
乙的规格“50Ω 0.5A”，电流表（0﹣0.6A、0﹣3A），电压表（0﹣3V、0﹣15V），下列说法错误的是（ ）
A．在连接实验电路时，应将滑动变阻器滑片滑置最右端
B．变阻器应选择甲“10Ω 1A”的
C．实验可发现，灯泡在不同电压下，实际功率不同，亮度不同
D．在测量不同电压下的电功率，为减小误差，应选用量程为0﹣3V的电压表
7．（2018?宜昌）两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S，则R1，R2产生的热量之比为（ ）
A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4
8．（2018?邵阳）将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（ ）
A．电冰箱产生的热量最多 B．电脑产生的热量最多
C．电热毯产生的热量最多 D．三者产生的热量一样多
二．填空题（共1小题）
9．（2018?德州）小刚早上8：00出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示，然后关闭家中其它用电器，只让电冰箱工作。下午18：00回家后再次查看电
能表，显示的数字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为__________kW?h，电冰箱的实际电功率为__________W。
三．实验探究题（共2小题）
10．（2018?河北）用如图1所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，相同烧瓶内装满了煤油。
（1）烧瓶中装入的煤油是__________（选填“导体”或“绝缘体”）。
（2）请根据实物电路，在虚线框图2内画出对应的电路图。
（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应__________，通过R1的电流__________通过R2的电流。
（4）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明________________________________________。
（5）小红用如图3示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象，根据焦耳定律可知，图4中能正确反映h﹣I关系的是__________。
【拓展】用Q=I2Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因_________________________
11．（2018?曲靖）小聪同学做“测量小灯泡的电功率”的实验，所用器材有电压恒为6V的电源。额定电压为2.5V的小灯泡以及符合实验要求的电表，开关和导线，如图甲是小聪没有连接完整的电路。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。
（2）小聪同学连接电路后闭合并关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表指针明显偏转，电流表指针无偏转，故障可能是__________
A．小灯泡短路；
B．小灯泡断路；
C．滑动变阻器短路；
D．滑动变阻器断路
（3）小聪同学纠正错误后闭合开关，移动滑动变速器滑片P，使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯的额定功率为__________W。
（4）老师告诉小聪，与小灯泡的电阻相比较，电流表的电阻非常小，电压表的电阻非常大，由于电流表、电压表电阻的影响，测量后计算出的电功率值会__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
四．计算题（共1小题）
12．（2018?深圳）在深圳某科技节上，某同学自己动手制作了一个牛奶加热器，设计电路简图如图所示，已知滑动变阻器R0的最大阻值为100Ω，用于加热的电阻丝R1的阻值为55Ω．求闭合开关S后：
（1）电路中的最小电流（结果保留1位小数）；
（2）电热丝的最大加热功率；
（3）在最大加热功率下，用时100s可以将1kg常温牛奶温度升高多少？[不考虑热量损失，牛奶的比热容为c=2.5×103J/（kg?℃）]
