5.4 电功率
一、电能、电功
1．电功：________通过某段导体所做的功叫电功，________的过程即电流做功的过程，实质是将________能转化为________能的过程，可用公式________计算电功大小，推导式有 W＝Pt＝I2Rt＝W＝t。
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
测量电路消耗电能(电流做功)
单位
________
读数
计数器末尾数字的单位是________位
参数
220 V
________
10 A
________
600r/(kW·h)
每用1度电，表盘________
4.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)。
5.无论串联还是并联，电路的总功 W总＝________。
二、电功率及其测量
6.电功率：反映电流做功________的物理量，等于电流做的功与时间的________。
7.电功率公式：________，若是纯电阻电路，由欧姆定律可得变形公式P＝________或________。
8.单位：国际主单位是________，另一个单位是________二者换算关系是1 kW＝________W。
9.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实际功率决定的。
10.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保护电路；
②改变小灯泡两端________和通过小灯泡的________，从而实现多次测量。
（4）注意事项：
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。
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。
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。
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。
11.用电能表、秒表测用电器功率的原理是________。
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。
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.串、并联电路，总功率P总＝________，串联电路电功率与电阻关系：________，并联电路电功率与电阻关系：________。
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，这种方法叫转换法。
15.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟________成正比，跟导体的________成正比，跟通电________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________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.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。
22.电热挡位的判定方法：由P＝可知，在电源电压一定时（并联设计），电阻越小，电功率越大，为高温挡位，反之，为低温挡位；由P＝I2R可知，在流一定时（串联设计），电阻越小，电功率越小，为低温挡位，反之，为高温挡位；
23.比例关系：串联电路：＝＝＝＝，并联电路：＝＝＝＝。
考点一：电能、电功
例1 （2018?盘锦）用电热水器（铭牌如图甲所示）把质量为50kg的水由20℃加热到50℃，水吸收的热量是_________J，电热水器是利用电流的_________工作的。图乙所示的电能表读数是_________kW?h；若只有电热水器接入电路且正常工作12min，电能表的转盘转过_________转。（c水=4.2×103J/（kg?℃））
【解析】水吸收的热量Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（50℃-20℃）=6.3×106J。电热壶工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，电能表上的示数，最后一位是小数，单位是kW?h；从表盘上可以看出此时的读数为2014.3kW?h，由电饭锅铭牌知，电热水器的额定功率P=2000W=2kW，因为电热水器正常工作，所以电热水器的电功率：P=P额=2kW，，由得，电热水器消耗的电能：， 电能表的转盘转过的圈数：n=3000r/kW?h×0.4kW?h=1200r。 【答案】6.3×106；热效应；2014.3；1200。 【点评】本题考查了电流的热效应和消耗电能、电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是对电能表参数的物理意义的正确理解。
【变式跟进1】（2018?广元）张薇期末成绩考得好，爸爸奖励她一个新手机，张薇发现手机电池上标有“电压3.7V，容量3500mA?h”的字样，则它充满电后存储的电能为_________J，经查，该手机的待机电流为20mA，则该手机最长待机时间为_________h。
考点二：电功率
例2（2018?梧州）如图所示，将标有“12V 6W”的灯泡L1和“12V 3W”的灯泡L2接在12V的电路中，闭合开关，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是（ ）
A．电路总功率等于9W B．电路总功率大于9W
C．灯泡L1和L2一样亮 D．灯泡L2比灯泡L1亮
【解析】由可得，两灯泡的电阻分别为：，，两灯泡串联接在12V的电路中时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：，则电路总功率：，故AB错误；由于串联电路中电流处处相等，且R1＜R2，根据P=I2R可知，灯泡L2的实际功率较大，则灯泡L2较亮，故C错误、D正确。故选：D。
【答案】D。 【点评】本题考查了串联电路的电流特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
【变式跟进2】（2018?荆门）如图所示的电路，电源电压为3V且保持不变，定值电阻R1=1Ω，滑动变阻器R2阻值范围为0～4Ω．闭合开关S，在滑片从左向右移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器的最大功率为1.44W B．滑动变阻器的最大功率为2W
C．滑动变阻器的最大功率为2.25W D．电压表示数从0V增大到2.4V
考点三：额定电压 额定功率
例3（2018?内江）将规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡L1和规格为“3.8V 0.3A”的小灯泡L2串联，接在3V的电源上，下列判断正确的是（ ）
A．L1的电阻大于L2的电阻 B．L1的亮度比L2的亮度更小
C．两只灯泡都正常发光 D．两只灯泡实际功率相等
【解析】A、由欧姆定律的变形公式可得：RL1＜RL2；故A错误；B、因为串联电路处处电流相等，由P=I2R可知，电流一定时，电阻越大，功率越大，因此灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率，即灯泡L2更亮，故B正确；C、两只灯泡都没有在额定电压下工作，所以都不正常发光，故C错误；D、因两灯泡的电阻不等，由P=I2R可知，两只灯泡实际功率不相等，故D错误。故选：B。
【答案】B 【点评】本题考查欧姆定律、串联电路电流的特点以及功率计算公式的应用，关键明确灯泡的实际功率决定灯泡的明暗程度。w.21-cn-jy.com
【变式跟进3】（2018?宜昌）如图甲是小红家里具有加热和保温功能的电热饮水机，其电路图如图乙所示，S1为温控开关，额定电压为220V，加热功率为500W．保温功率为60W．R1、R2均为加热电阻丝（假设电阻不变），请解答下列问题： （1）电阻丝R1的阻值是多少？ （2）某一次小红家中只使用了饮水机，在加热状态下她观察到电能表上的指示灯在5分钟内闪烁了54次，她家电能表上标有“1600imp/kW?h”的字样，此时，饮水机的实际功率和实际电压是多少？
考点四：电流的热效应 焦耳定律
例4（2018?深圳）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 【点评】该题考查了控制变量法和转换法在焦耳定律实验中的应用，注意两导体串联时电流相等，导体产生热量的多少是通过U形管液面的变化来反映的。
【变式跟进4】（2018?广安）如图，灯泡L上标有“6V 3W“字样，电源电压6V且保持不变，定值电阻R=8Ω（不计灯丝电阻的变化）。只闭合S1和S3，电阻R在100s产生的热量是_________J，电路在工作状态下，整个电路消耗的最小功率是_________W。
一．选择题
1．（2018?湘西州）以下所列家用电器中，正常工作时，电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电风扇 B．电水壶 C．电饭煲 D．电视机
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．（2017?广西）常用于测量家用电器在一段时间内消耗多少电能的仪器是（ ）
A．电流表 B．电压表 C．电能表 D．验电器
4．（2016?漳州）家用空调正常工作时的电功率最接近（ ）
A．1000W B．100W C．10W D．1W
5．（2018?河池）如图所示的电路，电源电压不变，灯L标有“6V 3W”字样，不考虑灯丝电阻的变化。当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开，此时I甲=0.5A，电路消耗的总功率为P1；当甲、乙都是电压表，S1、S2都闭合，此时U乙=2.4V，电路消耗的总功率为P2．下列说法正确的是（ ）
A．电阻R的阻值为36Ω
B．电路的总功率之比P1：P2=5：2
C．当甲、乙都是电压表，S1、S2闭合时，灯L的实际功率为0.48W
D．当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开时，两表示数之比I甲：I乙=2：3
6．（2016?绥化）小萌在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V 40W”的字样。下列说法中正确的是（ ）
A．该灯泡只能在220V电压下工作 B．该灯泡的实际功率是40W不变
C．该灯泡每秒消耗的电能是40W D．该灯泡正常发光时的功率是40W
7．（2018?内江）将规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡L1和规格为“3.8V 0.3A”的小灯泡L2串联，接在3V的电源上，下列判断正确的是（ ）
A．L1的电阻大于L2的电阻 B．L1的亮度比L2的亮度更小
C．两只灯泡都正常发光 D．两只灯泡实际功率相等
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
9．（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
10．（2017?自贡）计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是（ ）
A．UIt B．t C．I2Rt D．前面三个都可以
二．填空题
10．（2018?辽阳）小明家中一周前、后电能表示数如图所示，小明家所在地区每度电的电费是0.5元，则本周小明家应付电费________元。1度电可使一盏“220V 20W”的灯正常工作________h；这盏灯正常工作10h，电能表的铝盘转________转。
11．（2018?柳州）如图所示，电源电压为9V，小灯泡标有“3V 1.5W”（不考虑灯丝电阻的变化），滑动变阻器标有“30Ω 1A”，电流表量程为0﹣0.6A，在保证电路安全工作的前提下，电路消耗的最大功率为________W，滑动变阻器两端的最大电压为________V。
12．（2018?贺州）如图所示，闭合S1、S2、S3时，电压表示数为3V，电流表示数为0.5A，R1在10s内产生的热量是________J；闭合S1、S3，断开S2时，电压表示数为2V，此时R1与R2的功率之比为________。
13．（2018?镇江）图是研究“相同时间内导体产生的热量与________的关系”的装置。每只烧瓶中煤油质量均为200g，电阻丝R1=20Ω，电路中电流I=0.5A．通电5min后，左侧烧瓶中的煤油温度升高了2℃，煤油吸收的热量为________J，R1产生的电热为________J．[c煤油=2.1×103J/（kg?℃）]
三．实验探究题
14．（2018?怀化）探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验
如图甲和乙所示，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。
（1）在图甲中，通过两电热丝的电流________；该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的________关系。
（2）在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与通过导体的________关系。
（3）在该实验中，我们是通过观察U型管中液面的________来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。
（4）英国物用学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的________成正比，跟________成正比这个规律叫做焦耳定律，其表达式为________。
15．（2018?贺州）如图甲所示的实物图：
（1）请根据实物图在方框丙内画出相应的电路图。
（2）连接电路时开关S应处于________状态，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应移至________（选填“a”或“b”）端。
（3）闭合开关S后，灯L2亮，灯L1几乎不亮，说明此时灯L2的电功率________（选填“大于”、“小于
或“等于”）灯L1的电功率，同时也可判断这两盏灯的电阻________（选填“相同”或“不同”）。
（4）当滑片P移动到某个位置时，电压表示数为2V，电流表示数如图乙所示为________A，此时灯L2的电功率是________W。
四．计算题
16．（2018?锦州）如图所示的是某款电热水壶，表中是水壶的部分参数。请回答下列问题：
额定电压
220V
额定功率
1210W
额定容量
1.5L
水壶净重
1kg
（1）该电热水壶正常工作时发热体的电阻是多大？
（2）该电热水壶的效率是80%，在1标准大气压下，把1L水从20℃烧开需要7min，此时水壶的实际电压是多大？（水的比热容c水=4.2×103（kg?℃），水的密度ρ水=1.0×103kg/m3）
一．选择题
1．（2018?北塔区三模）下列各组中都属于电功单位的一组是（ ）
A．J，V?A B．J，kW?h C．W，V?A D．W，J
2．（2018?霞山区校级模拟）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示；把它们串联在电路中，如图（乙）所示。闭合开关S，这时电路中的电流为0.2A，则电源电压和元件A在10s电流做的功分别是（ ）
A．2V，2J B．3V，2J C．3V，6J D．2V，4J
3．（2017?南京二模）电风扇、白炽灯、电烙铁三个用电器上都标有“220V60W”字样，正常工作时，相同的时间电流做功（ ）
A．电风扇最多 B．白炽灯最多 C．电烙铁最多 D．三者一样多
4．（2018?江岸区校级模拟）如图是小明家里用的电能表，电能表的部分参数及上月末的示数如图所示。小明单独让一台卧室空调工作时，用停表测量出6min的时间电能表的指示灯刚好闪烁了160次。下列有关说法正确的是（ ）
A．空气开关应该安装在电能表之后，主要作用是为了防止人触电
B．小明家同时使用的用电器总功率不应超过2200W
C．这台卧室空调的电功率约为1000w
D．指示灯闪烁得越快，电能表所在电路的消耗的电能越多
5．（2018?梁溪区二模）如图所示电路，电源电压3V保持不变，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，能反映电路消耗的总功率P随电流I变化的关系图象是（ ）
A． B． C． D．
6．（2018?运城模拟）如图所示额定电压为6V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路，电源电压一定，滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时，灯泡L的I﹣U图象如图乙所示，一下说法正确的是（ ）
A．灯泡的额定功率为0.625W B．电路中的最大电功率为6W
C．灯泡两端电压是3V时，灯泡的电流为0.5A D．滑动变阻器的阻值范围为2Ω﹣9Ω
7．（2018?杨浦区二模）将标有“3.8V 0.3A”的小灯泡接在3伏电源两端（ ）
A．小灯泡的额定功率将变小 B．小灯泡的额定电流将变小
C．小灯泡的额定功率不变 D．小灯泡的额定电流将变大
8．（2018?深圳模拟）如图所示电路，电源电压为3V，灯L1标有“6V 6W”，灯L2标有“3V 3W”，下列有关说法正确的是（ ）
A．S2断开，S1接b，L1可以正常发光 B．S2断开，S1接a，L2实际功率为3W
C．S2闭合，S1接b，L2比L1更亮 D．S2断开，S1接a，L2比L1更亮
9．（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
10．（2018?新吴区一模）如图所示是探究焦耳定律的实验装置，除了灯丝电阻R甲＞R乙外，其余条件均相同。开关闭合，电路接通一段时间后，下列对甲、乙两瓶的对比分析和判断正确的是（ ）
A．因为通过两电阻丝的电流相等，所以两瓶的温度计示数变化一样快
B．因为乙瓶电阻丝的电阻小，流过的电流大，所以乙瓶的温度计示数变化快
C．两瓶中都装煤油，因为煤油的比热容大，实验现象明显
D．因为甲瓶中电阻丝产生的热量多。所以甲瓶的温度计示数变化快
11．（2018?朝阳区二模）如图所示电路，电源电压恒为12V，小灯泡L1的规格为“6V 3W“，小灯泡L2的规格为“2.5V 0.3A”，滑动变阻器标有“50Ω 1.5A“字样。假设灯丝阻值不随温度改变，下列说法中正确的是（ ）
A．小灯泡L1的电阻小于小灯泡L2的电阻
B．该电路只可以使小灯泡L2保持正常发光，而不能使小灯泡L1保持正常发光
C．相同时间内电流通过小灯泡L1做的功小于通过小灯泡L2做的功
D．当该电路中的电流为0.2A时，通电lmin，小灯泡L1灯丝产生的热量为0.48J
二．填空题
12．（2018?溧水区二模）如图所示为小明家中的电能表，则电能表的示数为________kW?h．当家里只有额定功率为840W的电水壶正常工作l0min，则在这段时间内电水壶消耗的电能为________kW?h，电能表的转盘转过________转。如果消耗的电能的84%被1.4kg的水吸收，能使水温从20℃升高到________℃．已知C水=4.2×103J/（kg?℃）
13．（2018?河南三模）如图所示，电源电压保持不变，开关S断开后，灯L1，L2都能正常发光，甲、乙两个电表的示数之比是5：4，由此判断甲、乙两个电表都是________，此时灯L1，L2________（选填“并联”或“串联”），灯L1与灯L2的电功率之比是________。
14．（2018?白山二模）有一只“220V 40W”的灯泡，通过它的电流与电压的变化关系如图所示，由图象可知，当电压增大时，小灯泡的电阻________；灯泡两端的电压为110V时，灯泡的实际功率________10W（选填“大于”“小于”或“等于”）。
15．（2018?鞍山二模）小明家电冰箱每天正常工作状态（如图甲）和电能表的铭牌（如图乙），则电冰箱压缩机一天工作时间为________h，电冰箱一天消耗的电能是________kW?h，电冰箱工作一天电能表的转盘转动________圈。
三．实验探究题
16．（2018?余杭区二模）夏天的傍晚打开标有“PZ220V﹣40W”字样的台灯时，发现台灯比平时要暗。
小金猜想：是灯丝升华造成的，由于灯丝升华，横截面积变小，电阻变大，台灯两端电压不变，台灯功率变小，因此灯变暗了。
小徐猜想：是电路的负荷增大造成的，傍晚天气热开了空调，电路的负荷增大了总电流变大，输电线上有电阻，导致台灯两端的电压降低，而灯丝电阻不变，台灯功率变小，因此灯变暗了。
（1）小金为了验证自己的猜想的，他用新的相同规格的灯泡替代原来的灯泡灯泡亮度与原灯泡亮度基本一样，说明小金的猜想是________（正确、错误）的。
（2）为了验证小徐的猜想是否正确，请定写出简便操作的验证方案：________________________________________________________，依照验证方案小徐猜想的顸期结果分析是________。
17．（2018?邵阳模拟）某同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时，采用如图所示的实验装置，请观察甲、乙两图并回答下列问题：
（1）该实验是通过观察两个U形管中________的变化，来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。
（2）在甲图实验中，若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流相同、通电时间相同的情况下，导体的________越大，产生的热量越多。
（3）乙图的装置是用来研究电阻丝产生的热量与________的关系，由图中的实验现象可以得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的________越大，产生的热量越多。
四．计算题
18．（2018?宜宾二模）如图所示的电路中，电源电压恒为6V，电阻R1的阻值为2Ω，滑动变阻器R2上标有“10Ω、3A”的字样，小灯泡L上标有“6V、9W”的字样，电流表的量程为0﹣3A。
（1）当开关S1、S2、S都闭合时，电流表的示数为2A，求R2消耗的电功率；
（2）当开关S1、S2都断开，S闭合时，为了确保测量准确，要求电流表示数不大于其量程的2/3，求滑动变阻器R2接入电路的最小阻值。
19．（2018?泸县一模）如图甲所示是一台全自动豆浆机的原理图。其中，电动机将原料进行粉碎打浆，电热管（忽略温度对电阻的影响）主要对液体加热煮沸。如图乙是这个豆浆机的主要技术参数。豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中，电热管和电动机交替工作的P﹣t图象如图丙所示（不考虑电动机的热效应）。问：
（1）豆浆机中的电动机正常工作时的电流是多大？
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，共消耗的电能是多少？
（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，使1.1kg豆浆的温度升高66℃，则豆浆机的工作效率是多少？[C豆浆=3.6×103J/（kg?℃）]
（4）小强关闭家里的其它用电器，只有豆浆机的电热管工作时，家里标有“3600imp/kW?h”字样电能表的指示灯在2min内闪烁了120次，此时豆浆机两端的实际电压是多大？
5.4 电功率
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＝W＝t。
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.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)。
5.无论串联还是并联，电路的总功 W总＝W1＋W2＋…＋Wn。
二、电功率及其测量
6.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。
7.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。
8.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。
9.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。
10.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。
（4）注意事项：
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。
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。
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。
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。
11.用电能表、秒表测用电器功率的原理是P＝。
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。
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.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：＝。
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.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。
22.电热挡位的判定方法：由P＝可知，在电源电压一定时（并联设计），电阻越小，电功率越大，为高温挡位，反之，为低温挡位；由P＝I2R可知，在流一定时（串联设计），电阻越小，电功率越小，为低温挡位，反之，为高温挡位；
23.比例关系：串联电路：＝＝＝＝，并联电路：＝＝＝＝。
考点一：电能、电功
例1 （2018?盘锦）用电热水器（铭牌如图甲所示）把质量为50kg的水由20℃加热到50℃，水吸收的热量是_________J，电热水器是利用电流的_________工作的。图乙所示的电能表读数是_________kW?h；若只有电热水器接入电路且正常工作12min，电能表的转盘转过_________转。（c水=4.2×103J/（kg?℃））
【解析】水吸收的热量Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（50℃-20℃）=6.3×106J。电热壶工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，电能表上的示数，最后一位是小数，单位是kW?h；从表盘上可以看出此时的读数为2014.3kW?h，由电饭锅铭牌知，电热水器的额定功率P=2000W=2kW，因为电热水器正常工作，所以电热水器的电功率：P=P额=2kW，，由得，电热水器消耗的电能：， 电能表的转盘转过的圈数：n=3000r/kW?h×0.4kW?h=1200r。 【答案】6.3×106；热效应；2014.3；1200。 【点评】本题考查了电流的热效应和消耗电能、电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是对电能表参数的物理意义的正确理解。
【变式跟进1】（2018?广元）张薇期末成绩考得好，爸爸奖励她一个新手机，张薇发现手机电池上标有“电压3.7V，容量3500mA?h”的字样，则它充满电后存储的电能为_________J，经查，该手机的待机电流为20mA，则该手机最长待机时间为_________h。
【解析】手机电池充满电后存储的电能：W=UIt=3.7V×35000×10-3A×3600s=4.662×104J； 由得，该手机最长待机时间：。 【答案】4.662×104J；175。
【点评】本题考查了手机电池充满电后储存电能的计算，关键是明白手机电池容量的含义，计算时注意单位要统一，难度不大。
考点二：电功率
例2（2018?梧州）如图所示，将标有“12V 6W”的灯泡L1和“12V 3W”的灯泡L2接在12V的电路中，闭合开关，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是（ ）
A．电路总功率等于9W B．电路总功率大于9W
C．灯泡L1和L2一样亮 D．灯泡L2比灯泡L1亮
【解析】由可得，两灯泡的电阻分别为：，，两灯泡串联接在12V的电路中时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：，则电路总功率：，故AB错误；由于串联电路中电流处处相等，且R1＜R2，根据P=I2R可知，灯泡L2的实际功率较大，则灯泡L2较亮，故C错误、D正确。故选：D。
【变式跟进2】（2018?荆门）如图所示的电路，电源电压为3V且保持不变，定值电阻R1=1Ω，滑动变阻器R2阻值范围为0～4Ω．闭合开关S，在滑片从左向右移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器的最大功率为1.44W B．滑动变阻器的最大功率为2W
C．滑动变阻器的最大功率为2.25W D．电压表示数从0V增大到2.4V
【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：，滑动变阻器消耗的电功率： ， 所以，当R2=R1=1Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，则，故AB错误、C正确； （2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路为R1的简单电路，电压表测电源两端的电压，示数为3V，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，R1两端的电压最小，此时电路中的电流：， 电压表的最小示数：U1=I′R1=0.6A×1Ω=0.6V，所以，在滑片从左向右移动的过程中，电压表示数从3V减小到0.6V，故D错误。故选：C。
【答案】C
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确的判断滑动变阻器消耗的电功率最大时接入电路中的电阻是关键。
考点三：额定电压 额定功率
例3（2018?内江）将规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡L1和规格为“3.8V 0.3A”的小灯泡L2串联，接在3V的电源上，下列判断正确的是（ ）
A．L1的电阻大于L2的电阻 B．L1的亮度比L2的亮度更小
C．两只灯泡都正常发光 D．两只灯泡实际功率相等
【解析】A、由欧姆定律的变形公式可得：RL1＜RL2；故A错误；B、因为串联电路处处电流相等，由P=I2R可知，电流一定时，电阻越大，功率越大，因此灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率，即灯泡L2更亮，故B正确；C、两只灯泡都没有在额定电压下工作，所以都不正常发光，故C错误；D、因两灯泡的电阻不等，由P=I2R可知，两只灯泡实际功率不相等，故D错误。故选：B。
【答案】B 【点评】本题考查欧姆定律、串联电路电流的特点以及功率计算公式的应用，关键明确灯泡的实际功率决定灯泡的明暗程度。w.21-cn-jy.com
【变式跟进3】（2018?宜昌）如图甲是小红家里具有加热和保温功能的电热饮水机，其电路图如图乙所示，S1为温控开关，额定电压为220V，加热功率为500W．保温功率为60W．R1、R2均为加热电阻丝（假设电阻不变），请解答下列问题： （1）电阻丝R1的阻值是多少？ （2）某一次小红家中只使用了饮水机，在加热状态下她观察到电能表上的指示灯在5分钟内闪烁了54次，她家电能表上标有“1600imp/kW?h”的字样，此时，饮水机的实际功率和实际电压是多少？
【解析】（1）饮水机保温时电路为R2的简单电路，饮水机加热时R1与R2并联，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，加热时电阻丝R1的电功率：P1=P加热-P保温=500W-60W=440W，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由可得，电阻R1的阻值：； 5分钟消耗的电能， 加热状态下的实际功率， 加热状态下的总电阻， 实际电压V。 【答案】（1）电阻丝R1的阻值是110Ω；（2）饮水机的实际功率是405W，实际电压是198V。
【点评】本题考查电功率、电能、电阻、电压的计算，难点是求实际电压，关键是公式及其变形的灵活运用，属于难题。
考点四：电流的热效应 焦耳定律
例4（2018?深圳）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 【点评】该题考查了控制变量法和转换法在焦耳定律实验中的应用，注意两导体串联时电流相等，导体产生热量的多少是通过U形管液面的变化来反映的。
【变式跟进4】（2018?广安）如图，灯泡L上标有“6V 3W“字样，电源电压6V且保持不变，定值电阻R=8Ω（不计灯丝电阻的变化）。只闭合S1和S3，电阻R在100s产生的热量是_________J，电路在工作状态下，整个电路消耗的最小功率是_________W。
【解析】（1）由P=UI可得，，由可得灯泡L的电阻值；（2）只闭合S1和S3，电阻R与灯泡并联，电阻R两端的电压为电源电压6V，电阻R在100s产生的热量：；（3）闭合开关S2，断开开关S1、S3，电阻R和灯泡L串联，使其接入电路的阻值最大，则整个电路消耗的电功率最小。最小电功率：。 【答案】450；1.8。
【点评】本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率的计算，关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别。
一．选择题
1．（2018?湘西州）以下所列家用电器中，正常工作时，电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电风扇 B．电水壶 C．电饭煲 D．电视机
【解析】在常见的家用电器中，电风扇主要把电能转化为机械能；而电水壶、电饭煲主要把电能转化为内能；电视机主要将电能转化为光能和声能。故选A。
【答案】A
【点评】用电器消耗电能的过程，实质是将电能转化为其它形式的能量的过程，重点是明确用电器得到了什么能。
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
【点评】此题考查了并联电路的特点和电能计算公式的应用，得到两个支路电流大小是解答此题的关键。
3．（2017?广西）常用于测量家用电器在一段时间内消耗多少电能的仪器是（ ）
A．电流表 B．电压表 C．电能表 D．验电器
【解析】A、电流表是测电流大小的仪表，不符合题意；B、电压表测量电压大小，不符合题意；C、电能表是用来测量家用电器在一段时间内消耗多少电能（即电流做功）的仪表，符合题意；D、验电器是用来检验物体是否带电的仪器，不符合题意。故选C。
【答案】C
【点评】本题考查物理中常见仪表、仪器的作用，注意识别，不要混淆。为基础题。
4．（2016?漳州）家用空调正常工作时的电功率最接近（ ）
A．1000W B．100W C．10W D．1W
【解析】家用空调正常工作时通过的电流为5A，家庭电路两端的电压为220V，P=UI=220V×5A=1100W，家用空调正常工作时的电功率最接近于1000W。故选A。
【答案】A
【点评】本题考查了对电功率的计算，同时要求学生注重对日常生活的观察和积累。
5．（2018?河池）如图所示的电路，电源电压不变，灯L标有“6V 3W”字样，不考虑灯丝电阻的变化。当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开，此时I甲=0.5A，电路消耗的总功率为P1；当甲、乙都是电压表，S1、S2都闭合，此时U乙=2.4V，电路消耗的总功率为P2．下列说法正确的是（ ）
A．电阻R的阻值为36Ω
B．电路的总功率之比P1：P2=5：2
C．当甲、乙都是电压表，S1、S2闭合时，灯L的实际功率为0.48W
D．当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开时，两表示数之比I甲：I乙=2：3
【解析】A、由P=UI可得，灯泡正常工作时的电流：I额===0.5A，由可得，灯泡的电阻：RL===12Ω，当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开，此时R与L并联，甲电流表测L的电流，因I甲=0.5A=I额，即灯泡正常工作，由并联电路的电压特点可知，电源电压U=U额=6V；当甲、乙都是电压表，S1、S2都闭合，R与L串联接在电路中，甲电压表测总电压U，乙测L两端电压，且UL=U乙=2.4V，根据串联电路的特点可得电路中的电流：IR=IL===0.2A，电阻R两端的电压：UR=U﹣UL=6V﹣2.4V=3.6V，电阻R的阻值：R===18Ω，故A不正确；B、当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开，此时R与L并联，由电阻的并联可得=+=+，解得R并=Ω，当甲、乙都是电压表，S1、S2都闭合，R与L串联接在电路中，则串联电路总电阻R串=R1+R2=12Ω+18Ω=30Ω，电路总功率之比：====，故B不正确；C、当甲、乙都是电压表，S1、S2闭合时，灯L的实际功率：PL=ULIL=2.4V×0.2A=0.48W，故C正确；D、当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开时，此时R与L并联，甲电流表测L的电流，且I甲=0.5A，乙电流表测干路电流，则：I=IR'+I甲=+I甲=+0.5A=A，两表示数之比为I甲：I乙=0.5A：A=，故D不正确。故选C。
【答案】C
【点评】本题公式运用多，公式变形也多，要正确分析电路，弄清电表的测量对象是解题关键。
6．（2016?绥化）小萌在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V 40W”的字样。下列说法中正确的是（ ）
A．该灯泡只能在220V电压下工作 B．该灯泡的实际功率是40W不变
C．该灯泡每秒消耗的电能是40W D．该灯泡正常发光时的功率是40W
【解析】A、“220V”为灯泡正常工作时的电压，说明其工作时工作电压不能超过220V，可以小于等于220V，故A错误；B、灯的实际功率随实际电压的变化而变化，故B错误；C、若灯正常工作，则由W=Pt可得每秒钟消耗的电能为：W=40W×1s=40J，故C错误；D、灯在220V电压下正常工作，则此时发光功率为40W，故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】此题主要考查学生对于用电器铭牌的信息的理解，只有正常工作时才是额定状态。
7．（2018?内江）将规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡L1和规格为“3.8V 0.3A”的小灯泡L2串联，接在3V的电源上，下列判断正确的是（ ）
A．L1的电阻大于L2的电阻 B．L1的亮度比L2的亮度更小
C．两只灯泡都正常发光 D．两只灯泡实际功率相等
【解析】A、由欧姆定律的变形公式R=可得：＜；故A错误；B、因为串联电路处处电流相等，由P=I2R可知，电流一定时，电阻越大，功率越大，因此灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率，即灯泡L2更亮，故B正确；C、两只灯泡都没有在额定电压下工作，所以都不正常发光，故C错误；D、因两灯泡的电阻不等，由P=I2R可知，两只灯泡实际功率不相等，故D错误。故选B。
【答案】B
【点评】本题考查欧姆定律、串联电路电流的特点以及功率计算公式的应用，关键明确灯泡的实际功率决定灯泡的明暗程度。
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
【点评】知道电流做功的实质：电流做功的过程就是消耗电能转化为其它形式能的过程，能分析三种用电器的能量转化是本题的关键。
9．（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
【点评】本题考查了欧姆定律、焦耳定律公式的应用，能判定电阻的比值是解题的关键。
10．（2017?自贡）计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是（ ）
A．UIt B．t C．I2Rt D．前面三个都可以
【解析】电功的计算公式：W=UIt是用来计算用电器消耗电能的；焦耳定律公式：Q=I2Rt是用来计算电流产生热量的；电动机是非纯电阻电路，工作时将电能转化为机械能和内能，计算产生热量只能用Q=I2Rt来计算。用电器如果将电能只转化为内能，则Q=W=UIt=I2Rt=t是通用的。故选C。
【答案】C
【点评】本题考查了电功公式和焦耳定律的应用，要注意电动机是非纯电阻用电器消耗的电能和产生的热量不相等。
二．填空题
10．（2018?辽阳）小明家中一周前、后电能表示数如图所示，小明家所在地区每度电的电费是0.5元，则本周小明家应付电费________元。1度电可使一盏“220V 20W”的灯正常工作________h；这盏灯正常工作10h，电能表的铝盘转________转。
【解析】（1）小明家这周共消耗的电能：W=781.5kW?h﹣741.5kW?h=40kW?h，
他家1周需要付的电费：40kW?h×0.5元/kW?h=20元；
（2）1度=1kW?h，由P=可得供灯正常工作时间：t===50h；
（3）该灯正常工作10h消耗的电能：W″=Pt=20×10﹣3kW×10h=0.2kW?h，
电能表的铝盘转数：n=600r/kW?h×0.2kW?h=120r。
【答案】20；50；120。
【点评】本题考查了电能表的读数、电能的计算。关键是理解电能表的各个参数的物理意义，注意电能表表盘上的示数最后一位是小数。
11．（2018?柳州）如图所示，电源电压为9V，小灯泡标有“3V 1.5W”（不考虑灯丝电阻的变化），滑动变阻器标有“30Ω 1A”，电流表量程为0﹣0.6A，在保证电路安全工作的前提下，电路消耗的最大功率为________W，滑动变阻器两端的最大电压为________V。
【解析】（1）由P=UI可得，灯泡的额定电流：IL额===0.5A，
因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，
所以，电路中的最大电流为I大=IL额=0.5A，
则电路消耗的最大功率：P大=UI大=9V×0.5A=4.5W；
（2）由I=可得，灯泡的电阻：RL===6Ω，
滑动变阻器连入电路的电阻最大时，其分担的电压最大，
根据串联电路的分压规律可知：=，即：=，
解得：U滑=7.5V。
【答案】4.5；7.5。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据灯泡的额定电压和电流表的量程确定电路中的最大电流。
12．（2018?贺州）如图所示，闭合S1、S2、S3时，电压表示数为3V，电流表示数为0.5A，R1在10s内产生的热量是________J；闭合S1、S3，断开S2时，电压表示数为2V，此时R1与R2的功率之比为________。
【解析】（1）由图知，闭合S1、S2、S3时，只有R1连入电路中，电压表测电源电压，电流表测电路中电流，所以电源电压为3V，R1在10s内产生的热量：Q=W=UIt=3V×0.5A×10s=15J；（2）闭合S1、S3，断开S2时，两电阻串联，电压表测R1两端电压，即U1=2V，
由串联电路特点可知R2两端电压：U2=U﹣U1=3V﹣2V=1V，
由P=UI可得两电阻的功率比：====。
【答案】15；2：1。
【点评】本题考查了串联电路特点、热量和电功率计算公式的灵活应用，关键是正确分析开关在不同状态下电路的连接方式和电表的作用。
13．（2018?镇江）图是研究“相同时间内导体产生的热量与________的关系”的装置。每只烧瓶中煤油质量均为200g，电阻丝R1=20Ω，电路中电流I=0.5A．通电5min后，左侧烧瓶中的煤油温度升高了2℃，煤油吸收的热量为________J，R1产生的电热为________J．[c煤油=2.1×103J/（kg?℃）]
【解析】由图可知，控制电流和通电时间相同，将两个电阻丝串联接入电路中，探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系；电阻丝产生的热量，Q吸=cm△t=2.1×103J/（kg?℃）×0.2kg×2℃=840J；电阻丝电阻丝R1在5min内产生的热量为：Q=I2Rt=（0.5A）2×20Ω×5×60s=1500J；
【答案】电阻；840；1500。
【点评】本题主要考查学生对热量的变形公式、焦耳定律的了解与掌握，分析时注意用好控制变量法。
三．实验探究题
14．（2018?怀化）探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验
如图甲和乙所示，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。
（1）在图甲中，通过两电热丝的电流________；该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的________关系。
（2）在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与通过导体的________关系。
（3）在该实验中，我们是通过观察U型管中液面的________来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。
（4）英国物用学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的________成正比，跟________成正比这个规律叫做焦耳定律，其表达式为________。
【解析】（1）在图甲中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同；故该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻的关系。（2）在图乙中，电阻和通电时间是相同的，而通过它们的电流不同，故探究导体产生的热量与通过导体的电流的关系。（3）电流通过电热丝产生热量的多少不能直接观察，电热丝产生的热量被容器内空气吸收，各个容器内空气的温度变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；（4）英国物用学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比这个规律叫做焦耳定律，其表达式为Q=I2Rt。
【答案】（1）相等；电阻；（2）电流；（3）高度差；（4）电阻；通电时间；Q=I2Rt。
【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，同时考查了学生对焦耳定律变形公式的理解和掌握，难度较大。
15．（2018?贺州）如图甲所示的实物图：
（1）请根据实物图在方框丙内画出相应的电路图。
（2）连接电路时开关S应处于________状态，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应移至________（选填“a”或“b”）端。
（3）闭合开关S后，灯L2亮，灯L1几乎不亮，说明此时灯L2的电功率________（选填“大于”、“小于
或“等于”）灯L1的电功率，同时也可判断这两盏灯的电阻________（选填“相同”或“不同”）。
（4）当滑片P移动到某个位置时，电压表示数为2V，电流表示数如图乙所示为________A，此时灯L2的电功率是________W。
【解析】（1）根据实物图可知，电流从正极出发经开关S、灯泡L2、电流表、灯泡L1、滑动变阻器回负极，电压表并联在灯泡L2两端；如下图所示：
（2）为了保护电路，连接电路时开关S应处于断开状态，滑动变阻器的滑片P要位于最大阻值处，即滑片P应移至a端。（3）闭合开关S后，灯L2亮，灯L1几乎不亮，因灯泡的亮度取决于实际功率的大小，所以此时灯L2的电功率大于灯L1的电功率；甲图中，两电灯串联，电流相等，而两灯的功率不同，根据P=I2R可知，这两盏灯的电阻不同；（4）图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时电流表的示数为0.32A，电压表示数为2V，即L2两端的电压为2V，此时灯L2的电功率为：P=UI=2V×0.32A=0.64W。
【答案】（1）见上图；（2）断开；a；（3）大于；不同；（4）0.32；0.64。
【点评】本题考查了根据实物图画电路图、电流表读数及额定功率的计算，综合性较强，难度不大。
四．计算题
16．（2018?锦州）如图所示的是某款电热水壶，表中是水壶的部分参数。请回答下列问题：
额定电压
220V
额定功率
1210W
额定容量
1.5L
水壶净重
1kg
（1）该电热水壶正常工作时发热体的电阻是多大？
（2）该电热水壶的效率是80%，在1标准大气压下，把1L水从20℃烧开需要7min，此时水壶的实际电压是多大？（水的比热容c水=4.2×103（kg?℃），水的密度ρ水=1.0×103kg/m3）
【解析】（1）由铭牌可知，电热水壶的额定电压为220V，额定功率为1210W，
由P=UI可得，电热水壶的额定电流：I===5.5A，
由I=可得，电热水壶的电阻：R===40Ω；
（2）根据ρ=可得，1L水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×10﹣3m3=1kg；
1标准大气压下水的沸点是100℃，水吸收的热量：
Q吸=c水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J，
根据η=可得，消耗的电能为：W===4.2×105J；
由W=t可得，实际电压：U===200V。
【答案】（1）该电热水壶正常工作时发热体的电阻是40Ω；（2）该电热水壶的效率是80%，在1标准大气压下，把1L水从20℃烧开需要7min，此时水壶的实际电压是200V。
【点评】本题考查了电功率与热量的计算，涉及到电功率公式、欧姆定律、吸热公式、电功公式的应用，关键是铭牌参数含义的理解与掌握，同时注意1标准大气压下水的沸点是100℃。
一．选择题
1．（2018?北塔区三模）下列各组中都属于电功单位的一组是（ ）
A．J，V?A B．J，kW?h C．W，V?A D．W，J
【解析】在物理学中，J是功和各种能量的基本单位，V是电压的基本单位，A是电流的基本单位，kW是功率的常用单位，h是时间的常用单位，W是功率的基本单位。A、J是电功的基本单位，由P=UI知，V?A是电功率的单位。故A不符合题意；B、J是电功的基本单位，由W=Pt知，kW?h是电功的单位。故B符合题意；C、W是电功率的基本单位，由P=UI知，V?A是电功率的单位。故C不符合题意；D、W是电功率的基本单位，J是电功的基本单位。故D不符合题意。故选B。
【答案】B
【点评】此题考查了我们对物理量单位的掌握情况，利用物理公式记忆单位，有利于我们掌握单位的来龙去脉，深化对公式的理解。
2．（2018?霞山区校级模拟）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示；把它们串联在电路中，如图（乙）所示。闭合开关S，这时电路中的电流为0.2A，则电源电压和元件A在10s电流做的功分别是（ ）
A．2V，2J B．3V，2J C．3V，6J D．2V，4J
【解析】因为两元件串联，所以通过的电流相等。当电路中的电流为0.2A时，由图知，A两端的电压为1V，B两端的电压为2V。所以电源电压为：U=UA+UB=1V+2V=3V；元件A在10s电流做的功为：W=UAIt=1V×0.2A×10s=2J；故B正确。故选B。
【答案】B
【点评】此题考查了学生根据图表获得信息的能力，同时考查了有关串联电路电流、电压之间的关系及电功率的求法。在计算过程中一定注意物理量的统一。
3．（2017?南京二模）电风扇、白炽灯、电烙铁三个用电器上都标有“220V60W”字样，正常工作时，相同的时间电流做功（ ）
A．电风扇最多 B．白炽灯最多 C．电烙铁最多 D．三者一样多
【解析】电风扇、白炽灯、电烙铁三个用电器的额定功率均为60W，正常工作时的功率和额定功率相等，由P=的变形式W=Pt可知，相同时间内三者电流做功一样多，故ABC错误、D正确。故选D。
【答案】D
【点评】本题考查了电功率公式的应用，关键是知道用电器正常工作时的功率和额定功率相等。
4．（2018?江岸区校级模拟）如图是小明家里用的电能表，电能表的部分参数及上月末的示数如图所示。小明单独让一台卧室空调工作时，用停表测量出6min的时间电能表的指示灯刚好闪烁了160次。下列有关说法正确的是（ ）
A．空气开关应该安装在电能表之后，主要作用是为了防止人触电
B．小明家同时使用的用电器总功率不应超过2200W
C．这台卧室空调的电功率约为1000w
D．指示灯闪烁得越快，电能表所在电路的消耗的电能越多
【解析】A、空气开关安装在电能表之后，是为了需要断开电路的时候能直接断开电路，与人是否触电无关，故A错误；B、因为电能表允许通过的最大电流为40A，因此小龙家同时使用的用电器最大总功率P=UI=220V×40A=8800W，故B错误；C、空调消耗的电能为W=kW?h=0.1kW?h，空调的功率为P===1kW=1000W，故C正确；D、因为电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快慢，因此指示灯闪烁越快，电能表所在电路的总功率越大，但工作时间不确定，所用消耗电能多少不能确定，故D错误。故选C。
【答案】C
【点评】此题考查了电能表参数和电功率计算公式的应用，熟悉电能表有关参数，是解答此类问题的基础。
5．（2018?梁溪区二模）如图所示电路，电源电压3V保持不变，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，能反映电路消耗的总功率P随电流I变化的关系图象是（ ）
A． B． C． D．
【解析】由电路图知，R1与R2串联，当滑片在b端时，只有R1连入电路中，电路中电阻最小，电源电压一定，此时电路中电流最大为：Imax=，由P=UI可知，此时电路的总功率最大为：Pmax=UImax=3V×0.3A=0.9W；当滑片在a端时，R1与R2的最大阻值串联，电路中电阻最大，此时电路中的电流最小为：Imin===0.1A，此时电路的总功率最小为：Pmin=UImin=3V×0.1A=0.3W。电源电压一定，由P=UI可知，P与I成正比，由电路中电流和功率不会为0，所以总功率P随电流I变化的关系图象不会过原点，故ABD错误，C正确。故选C。
【答案】C
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，分清选项中图线的意义是解题的关键。
6．（2018?运城模拟）如图所示额定电压为6V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路，电源电压一定，滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时，灯泡L的I﹣U图象如图乙所示，一下说法正确的是（ ）
A．灯泡的额定功率为0.625W B．电路中的最大电功率为6W
C．灯泡两端电压是3V时，灯泡的电流为0.5A D．滑动变阻器的阻值范围为2Ω﹣9Ω
【解析】由图知，灯泡与滑动变阻器串联在电路中，A、由题意知，灯泡的额定电压为6V，由图乙知，当灯泡两端的电压为6V时，灯泡的电流为1A，灯的额定功率：P=UI=6V×1A=6W，故A错误；B、当变阻器阻值为零时，灯泡两端的电压等于6V，可知电源电压为6V；因灯的额定电流为1A，即电路的最大电流为1A，则电路中的最大电功率为：P大=UI=6V×1A=6W，B正确；C、由图乙知，
当灯泡两端的电压为3V时，灯泡中的电流大于0.5A，C错误；D、滑片P在最左端时，变阻器连入电路中的电阻为0，D错误；故选B。
【答案】B
【点评】本题通过对问题的分析，考查了对欧姆定律及电功率公式的应用，从题中获取有效的信息是关键，选项中只有一点不符合题意即为错误。
7．（2018?杨浦区二模）将标有“3.8V 0.3A”的小灯泡接在3伏电源两端（ ）
A．小灯泡的额定功率将变小 B．小灯泡的额定电流将变小
C．小灯泡的额定功率不变 D．小灯泡的额定电流将变大
【解析】小灯泡的额定功率是指小灯泡正常工作时的功率，额定电流是指额定电压下通过的电流，与实际电压和实际电流无关，所以，将标有“3.8V 0.3A”的小灯泡接在3伏电源两端时，其额定功率和额定电流均不变，故ABD错误、C正确。故选C。
【答案】C
【点评】本题考查了学生对额定功率和额定电流的了解与掌握，是一道基础题目。
8．（2018?深圳模拟）如图所示电路，电源电压为3V，灯L1标有“6V 6W”，灯L2标有“3V 3W”，下列有关说法正确的是（ ）
A．S2断开，S1接b，L1可以正常发光 B．S2断开，S1接a，L2实际功率为3W
C．S2闭合，S1接b，L2比L1更亮 D．S2断开，S1接a，L2比L1更亮
【解析】A、S2断开，S1接b，L1两端的电压为电源电压，为3V，小于灯泡的额定电压，不能正常发光；故A错误；B、S2断开，S1接a，两只灯泡串联，两只灯泡两端的电压肯定都小于3V，所以L2实际功率小于3W，故B错误；C、S2闭合，S1接b时，两只灯泡并联，两端的电压相等，由P=可得，L2的实际功率更大，所以更亮，故C正确。D、S2断开，S1接a，两只灯泡串联，L1 的电阻R1===6Ω；L2 的电阻R2===3Ω；根据公式P=I2R可知，L1的实际功率更大，所以更亮，故D错误；故选C。
【答案】C
【点评】本题是一道关于额定电压、电功率以及串并联电路的分析判断题，解题的关键是先按照相关的条件简化电路（简化电路的基本原则是去掉开路部分和短路部分），再进行分析判断各个选项的正误。
9．（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。
【答案】B
【点评】本题考查了测量小灯泡功率的实验，涉及到电表量程的选择和滑动变阻器的选择，关键是利用好串并联电路和欧姆定律。
10．（2018?新吴区一模）如图所示是探究焦耳定律的实验装置，除了灯丝电阻R甲＞R乙外，其余条件均相同。开关闭合，电路接通一段时间后，下列对甲、乙两瓶的对比分析和判断正确的是（ ）
A．因为通过两电阻丝的电流相等，所以两瓶的温度计示数变化一样快
B．因为乙瓶电阻丝的电阻小，流过的电流大，所以乙瓶的温度计示数变化快
C．两瓶中都装煤油，因为煤油的比热容大，实验现象明显
D．因为甲瓶中电阻丝产生的热量多。所以甲瓶的温度计示数变化快
【解析】（1）由图知：两段电热丝串联在同一电路中，所以通过的电流相同，导体的电阻越大，电流产生的热量越多。因为甲瓶电阻大，甲瓶中电热丝产生的热量多，温度计示数升高快，故AB错误，D正确；（2）两瓶中都装煤油，因为煤油的比热容小，在质量、吸收的热量相同时，煤油温度变化大，实验现象明显，故C错误。故选D。
【答案】D
【点评】探究电流产生热量的影响因素，要注意实验中应用了控制变量法和转换法，这两种方法是物理探究最常用的方法。
11．（2018?朝阳区二模）如图所示电路，电源电压恒为12V，小灯泡L1的规格为“6V 3W“，小灯泡L2的规格为“2.5V 0.3A”，滑动变阻器标有“50Ω 1.5A“字样。假设灯丝阻值不随温度改变，下列说法中正确的是（ ）
A．小灯泡L1的电阻小于小灯泡L2的电阻
B．该电路只可以使小灯泡L2保持正常发光，而不能使小灯泡L1保持正常发光
C．相同时间内电流通过小灯泡L1做的功小于通过小灯泡L2做的功
D．当该电路中的电流为0.2A时，通电lmin，小灯泡L1灯丝产生的热量为0.48J
【解析】A、根据P=可得小灯泡L1的电阻：R1===12Ω，R2===8.3Ω，R1＞R2，故A错误；B、根据P=UI可求小灯泡的额定电流，L1的额定电流：IL1===0.5A，IL2=0.3A，串联电路的电流特点，I=0.3A，该电路只可以使小灯泡L2保持正常发光，而不能使小灯泡L1保持正常发光，故B正确；C、串联电路相同时间内电流通过小灯泡L1做的功与通过小灯泡L2做的功和电阻成正比，=可知，相同时间内电流通过小灯泡L1做的功大于通过小灯泡L2做的功，故C错误；D、根据Q=I2Rt可得小灯泡L1灯丝产生的热量：Q1=I12R1t=（0.2A）2×12Ω×60s=28.8J，故D错误。故选。
【答案】B
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功公式的应用，常见题目。
二．填空题
12．（2018?溧水区二模）如图所示为小明家中的电能表，则电能表的示数为________kW?h．当家里只有额定功率为840W的电水壶正常工作l0min，则在这段时间内电水壶消耗的电能为________kW?h，电能表的转盘转过________转。如果消耗的电能的84%被1.4kg的水吸收，能使水温从20℃升高到________℃．已知C水=4.2×103J/（kg?℃）
【解析】（1）读图可知，电能表的整数位是“1469”，小数位是“5”，故电能表的示数为1469.5kW?h；（2）电水壶工作时间t=10min=h，由P=可得，电水壶消耗的电能：W=Pt=840×10﹣3kW×h=0.14kW?h=0.14×3.6×106J=5.04×105J，这段时间内电能表转盘转数：n=0.14kW?h×2000r/kW?h=280r；（3）由题知，水吸收的热量：Q吸=W×84%=5.04×105J×84%=4.2336×105J，由Q吸=cm△t可得水的温度升高值：△t===72℃，则水的末温：t=20℃+72℃=92℃。
【答案】1469.5； 0.14；280； 92。
【点评】本题考查了电能表的读数，以及电功率公式、吸热公式和效率公式的应用，知道电能表相关参数的意义是关键。
13．（2018?河南三模）如图所示，电源电压保持不变，开关S断开后，灯L1，L2都能正常发光，甲、乙两个电表的示数之比是5：4，由此判断甲、乙两个电表都是________，此时灯L1，L2________（选填“并联”或“串联”），灯L1与灯L2的电功率之比是________。
【解析】由电路图可知，开关S断开后，如果甲、乙为电压表将会造成电路断路，两灯泡均不发光，不符合题意，因此甲、乙都为电流表，此时灯L1、L2并联连接，电流表甲测干路电流，电流表乙测通过L2的电流；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过L1、L2的电流之比：===，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，两灯泡的电功率之比为：===。
【答案】电流表；并联；1：4。
【点评】本题考查了电压表和电流表在电路中的作用、并联电路的特点以及欧姆定律的应用，关键是明确甲乙仪表的种类和测量对象。
14．（2018?白山二模）有一只“220V 40W”的灯泡，通过它的电流与电压的变化关系如图所示，由图象可知，当电压增大时，小灯泡的电阻________；灯泡两端的电压为110V时，灯泡的实际功率________10W（选填“大于”“小于”或“等于”）。
【解析】（1）由图象可知，灯泡两端的电压变化量大于通过灯泡电流的变化量，根据欧姆定律可知灯丝的电阻随电压的变大而变大；
（2）由P=可得，灯泡的正常发光时的电阻：R===1210Ω，
当电阻不变时，接到110V的电路上，灯泡的实际功率为：P实===10W。
由于灯丝的电阻随电压的变小而变小，所以由上式可知，当灯泡两端的电压为110V时，灯泡的实际功率大于10W。
【答案】变大；大于。
【点评】本题考查了欧姆定律和电功率公式的简单应用，关键是知道额定电压灯泡的实际功率和额定功率相等。
15．（2018?鞍山二模）小明家电冰箱每天正常工作状态（如图甲）和电能表的铭牌（如图乙），则电冰箱压缩机一天工作时间为________h，电冰箱一天消耗的电能是________kW?h，电冰箱工作一天电能表的转盘转动________圈。
【解析】（1）根据图象可知，电冰箱1h工作的时间为20min；则一天工作的时间为×24h=8h；
（2）由P=可得，电冰箱一天消耗的电能：W=Pt=0.15kW×8h=1.2kW?h；
（3）电冰箱工作一天电能表的转盘转动的圈数：n=1.2kW?h×600R/kW?h=720R。
【答案】8；1.2；720。
【点评】本题是要考查对电能表和电冰箱铭牌的了解，平时多观察家用电器的铭牌，铭牌中的参数有些是有用的，有些是初中阶段没有涉及到的，有涉及到的物理量要多做了解。对电冰箱的耗电要注意，不能用W=Pt，因为电冰箱的压缩机是运转一会儿停一会儿，所以一天的耗电量不能用此公式求解，而应在铭牌上寻找答案。
三．实验探究题
16．（2018?余杭区二模）夏天的傍晚打开标有“PZ220V﹣40W”字样的台灯时，发现台灯比平时要暗。
小金猜想：是灯丝升华造成的，由于灯丝升华，横截面积变小，电阻变大，台灯两端电压不变，台灯功率变小，因此灯变暗了。
小徐猜想：是电路的负荷增大造成的，傍晚天气热开了空调，电路的负荷增大了总电流变大，输电线上有电阻，导致台灯两端的电压降低，而灯丝电阻不变，台灯功率变小，因此灯变暗了。
（1）小金为了验证自己的猜想的，他用新的相同规格的灯泡替代原来的灯泡灯泡亮度与原灯泡亮度基本一样，说明小金的猜想是________（正确、错误）的。
（2）为了验证小徐的猜想是否正确，请定写出简便操作的验证方案：________________________________________________________，依照验证方案小徐猜想的顸期结果分析是________。
【解析】（1）用新的相同规格的灯泡替代原来的灯泡灯泡亮度与原灯泡亮度基本一样，说明小金的猜想是错误的。（2）关闭家庭空调等大功率用电器；观察台灯亮度是否变化，若台灯亮度变亮，则小徐猜想是正确的；若台灯亮度不变，则小徐的猜想是错误的。根据P=UI，电路中的电流I=，电路中用电器功率越小，电路中的电流越小，由欧姆定律，电路导线的电压：U损=IR线越小，根据串联电路电压的规律，则台灯的电压越大，故台灯亮度变亮。
【答案】（1）错误；（2）关闭家里空调等大功率用电器，观察台灯亮度是否变化；台灯亮度变亮。
【点评】本题考查学生对生活中常见现象了解情况，需要学会利用物理语言来解释身边现象，同时要熟练掌握常见现象的产生原因。
17．（2018?邵阳模拟）某同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时，采用如图所示的实验装置，请观察甲、乙两图并回答下列问题：
（1）该实验是通过观察两个U形管中________的变化，来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。
（2）在甲图实验中，若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流相同、通电时间相同的情况下，导体的________越大，产生的热量越多。
（3）乙图的装置是用来研究电阻丝产生的热量与________的关系，由图中的实验现象可以得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的________越大，产生的热量越多。
【解析】1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；（2）将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，由Q=I2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，这表明：在相同时间内，电流相同的情况下，电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多；（3）装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1=I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，由Q=I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；这表明：在相同时间内，电阻相同，电流越大，通过导体时产生的热量越多。
【答案】（（1）液面高度；（2）电阻；（3）电流；电流。
【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，同时考查了学生对焦耳定律变形公式的理解和掌握，难度较大。
四．计算题
18．（2018?宜宾二模）如图所示的电路中，电源电压恒为6V，电阻R1的阻值为2Ω，滑动变阻器R2上标有“10Ω、3A”的字样，小灯泡L上标有“6V、9W”的字样，电流表的量程为0﹣3A。
（1）当开关S1、S2、S都闭合时，电流表的示数为2A，求R2消耗的电功率；
（2）当开关S1、S2都断开，S闭合时，为了确保测量准确，要求电流表示数不大于其量程的2/3，求滑动变阻器R2接入电路的最小阻值。
【解析】（1）小灯泡L上标有“6V、9W”的字样，表示灯的额定电压为6V，额定功率为9W，当开关S1、S2、S都闭合时，R1短路，L与R2并联，电流表测干路电流，
因电源电压为6V，并联电路中各支路两端的电压相等，故灯正常发光，
所以，由P=UI可得，通过灯泡的电流：IL===1.5A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R2的电流：I2=I﹣IL=2A﹣1.5A=0.5A，
R2消耗的电功率：P2=UI2=6V×0.5A=3W；
（2）当开关S1、S2都断开，S闭合时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，电流表的量程为0﹣3A，因电流表示数不大于其量程的，所以，电路中的最大电流I大=×3A=2A，
此时电路中的总电阻：R总===3Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器R2接入电路的最小阻值：R2=R总﹣R1=3Ω﹣2Ω=1Ω。
【答案】（1）当开关S1、S2、S都闭合时，R2消耗的电功率为3W；（2）当开关S1、S2都断开，S闭合时，为了确保测量准确，滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为1Ω。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，分清电路的连接方式和确定最后一问中的最大电流是关键。
19．（2018?泸县一模）如图甲所示是一台全自动豆浆机的原理图。其中，电动机将原料进行粉碎打浆，电热管（忽略温度对电阻的影响）主要对液体加热煮沸。如图乙是这个豆浆机的主要技术参数。豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中，电热管和电动机交替工作的P﹣t图象如图丙所示（不考虑电动机的热效应）。问：
（1）豆浆机中的电动机正常工作时的电流是多大？
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，共消耗的电能是多少？
（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，使1.1kg豆浆的温度升高66℃，则豆浆机的工作效率是多少？[C豆浆=3.6×103J/（kg?℃）]
（4）小强关闭家里的其它用电器，只有豆浆机的电热管工作时，家里标有“3600imp/kW?h”字样电能表的指示灯在2min内闪烁了120次，此时豆浆机两端的实际电压是多大？
【解析】（1）由P=UI得，豆浆机中的电动机正常工作时的电流：I===0.5A；
（2）由丙图可知，加热时间t1=9min=540s，电动机工作时间t2=2min=120s，
加热消耗的功率：W1=P1t1=1210W×540s=653400J，
电动机工作消耗的电能：W2=P2t2=110W×2×60s=13200J，
豆浆机正常工作做一次豆浆总共消耗的电能：W=W1+W2=653400J+13200J=666600J。
（3）豆浆吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=3.6×103J/（kg?℃）×1.1kg×66℃
=2.6136×105J，
由乙图可知，豆浆机正常工作做一次豆浆的时间：t=9min=540s，
由P=可得，豆浆机消耗电能：W=Pt=1210W×540s=6.534×105J，
豆浆机加热时的效率：η=×100%=×100%=40%；
（4）“3600r/kW?h”表示每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘就转过3600r，
则豆浆机1min内消耗的电能W实=kW?h=kW?h=1.2×105J，
此时豆浆机的实际功率：P实===1000W。
根据P=可得，豆浆机正常加热时电热管的电阻：R===40Ω；
根据P=可得，实际电压：U===200V。
【答案】（1）豆浆机中的电动机正常工作时的电流是0.5A；（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，共消耗的电能是666600J；（3）豆浆机的工作效率是40%；（4）豆浆机的实际电压是200V。
【点评】本题考查消耗电能、实际功率以及效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是求豆浆机正常工作一次电热管工作时间和电动机工作时间，要学会从题目所给信息中找到有用的数据，能正确理解电能表的各个参数的物理意义，解题过程中还要注意单位的换算。
