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?1.概述电功的概念;知道电功的单位;
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)列举决定电功大小的因素;知道用电器消耗的电能可以用电功来量度;应用电功的公式计算用电器消耗的电能;根据电能表示数的变化测算消耗的电能。2·1·c·n·j·y
?.知道电流的热效应,理解焦耳定律,并会简单计算;应用焦耳定律解决简单的问题。
?.概述电功率的概念;知道电功率的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)单位;应用电功率的公式进行简单的计算;知道额定功率的概念;从说明书或铭牌上获取用电器的额定功率等有关信息。
?.说明伏安法测量小灯泡电功率的实验原理;绘制实验电路图;测定小灯泡的额定功率和实际功率;收集和整理实验数据得出实验结论。
知识点? 电功 电能
(1)电功的概念：电流所做的功叫__电功
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)____。通过电流做功实现电能和其他形式能的转化。电功的多少跟该段电路两端的__电压____、流过的__电流____和通电__时间____成正比。
(2)电功计算公式：W＝__UIt____＝__Pt____(适用于所有各种电路)。纯电阻电路W＝I2Rt＝U2t/R。
电功单位：__焦耳____(J)。常用单位：度(kW·h)。1度＝1kW·h＝__3.6×106____J。
(3)测量电功用__电能____表。
(4)电能的转化：电能可以
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)转化为机械能、内能等其他形式的能量，电流通过导体时会产生__热____效应、化学效应和磁效应。电流通过导体时产生的热量可用公式__Q＝I2Rt____(焦耳定律)计算。
例题1、（2019秋?常熟市期末）现有两个定值电阻R1和R2（R1＞R2），按照如图所示的四种方式，分别接到电压恒为U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是（ ）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．W甲＞W乙＞W丙＞W丁
B．W甲＞W丙＞W丁＞W乙
C．W丙＞W丁＞W乙＞W甲
D．W乙＞W丁＞W丙＞W甲
【解答】解：
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，且R1＞R2，
所以，四个电路中的总电阻关系为：R甲＞R丙＞R丁＞R乙，
因电源的电压恒为U，且工作时间相等，
所以，由W＝UIt＝t可知，四个电路中电流做功大小关系为W乙＞W丁＞W丙＞R甲。
故选：D。
变式训练：（2020秋?沙坪坝
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)区校级期中）在如图所示电路中，电阻R1的阻值为15Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.2A，电流表A的示数为0.6A。求：
（1）电源电压；
（2）10s内电路消耗的电能。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【解答】解：（1）由电路图可知，两电阻并联，电流表A测干路中的电流，电流表A1测通过R2支路的电流；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过电阻R1的电流为：
I1＝I﹣I2＝0.6A﹣0.2A＝0.4A；
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以由I＝可得，电源的电压：
U＝I1R1＝0.4A×15Ω＝6V；
（2）电路消耗的电能为：
W＝UIt＝6V×0.6A×10s＝36J。
答：（1）电源电压为6V；
（2）10s内电路消耗的电能为36J。
知识点? 电功率
(1)电功率的概念。表示电流做功__快慢____。电流在单位时间内所做的功叫电功率。
(2)电功率计算公式：P＝__UI__＝__W/t__(适用于各种用电器)。纯电阻用电器P＝I2R＝U2/R。21·cn·jy·com
电功率单位：__瓦特____(W)。常用单位：千瓦(kW)。
(3)额定功率和实际功率。
额定功率：用电器在__额定电压____下的功率。实际功率：用电器接入电路时实际工作时的功率。实际功率可大于、等于或小于额定功率。【来源：21cnj
y.co
m】
用电器铭牌上一般标有额定电压、额定功率、电流频率等信息，尽量让用电器在__额定____电压下工作。
例题2、（2020?泰山
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)区二模）如图甲是通过小灯泡L的电流跟其两端电压关系。现将小灯泡L与电阻R连入图乙所示电路中，只闭合S，小灯泡的实际功率为1.8W；再闭合S1电流表示数为0.9A．下列结果正确的是（ ）
①电源电压为6V②电路消耗的总功率为5.4W
③通过电阻R的电流为0.6A④电阻R的阻值为10Ω
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．①②③④都正确
B．只有①②③正确
C．只有①③正确
D．只有②④正确
【解答】解：
（1）只闭合S时，电路为L的简单电路，电流表测电路中的电流，
由图象可知，当UL＝6V，IL＝0.3A时，灯泡的实际功率：PL＝ULIL＝6V×0.3A＝1.8W；
因此电源电压U＝UL＝6V，故①正确；
（2）再闭合S1后，R与L并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过灯泡的电流不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R的电流：IR＝I﹣IL＝0.9A﹣0.3A＝0.6A，故③正确；
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电路消耗的总功率：P＝UI＝6V×0.9A＝5.4W，故②正确；
由I＝可得，R的阻值：R＝＝＝10Ω，故④正确；
综合上述分析可知，①②③④都正确。
故选：A。
变式训练：（2020?莒县模拟）小明想测一下
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)玩具汽车上电动机的额定功率，他发现电动机上标明额定电压为12V．他设计的实验电路如图甲，正确连接好电路后，根据记录的电动机两端的电压和通过电动机的电流，画出的I﹣U图象如图乙。在电压0～4V段时，电动机不转，电压大于4V后电动机开始转动，图象显示0～4V段图象为直线。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（1）从图象显示的数据分析可知，小明在实验时电压表选择的量程是
，电流表选择的量程是
。
（2）根据小明设计的电路图，在丙图中完成实物连线。
（3）小电动机的额定功率为
W。
（4）小明通过自主学习得知：电动
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)机内部的线圈电阻，通电后，电动机不转时就相当于一个定值电阻，电动机转动时可以看成定值电阻和一个纯机械输出装置的串联电路。
ⅰ．小明的电动机内部线圈电阻的阻值为
Ω。
ⅱ．将电动机接到3V的电源上，它消耗的实际功率为
W。
ⅲ．电动机正常工作时，1min内产生的热量为
J。
【解答】解：（1）由电动机的额定电压为12V可知，其正常工作时的电压为12V，则与电动机并联的电压表量程为0～15V；
由图乙可知，电动机正常工作时通过的电流为3A，则电流表的量程为0～3A；
（2）由电路图可知，电压表与电动机并联，电流表与电动机串联，实物图的连接如下图所示：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（3）小电动机的额定功率P＝UI＝12V×3A＝36W；
（4）ⅰ．由题意可知，在电压0～4V时，电动机不转，相当于一个定值电阻，
由图乙可知，当电动机两端的电压U1＝2V时，通过的电流I1＝1A，
由I＝可得，小明的电动机内部线圈电阻的阻值R＝＝＝2Ω；
ⅱ．将电动机接到3V的电源上，它消耗的实际功率P1＝＝＝4.5W；
ⅲ．电动机正常工作时，1min内产生的热量Q＝I2Rt＝（3A）2×2Ω×60s＝1080J。
故答案为：（1）0～15V；0～3A；（2）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)（3）36；（4）ⅰ．2；ⅱ．4.5；ⅲ．1080。
知识点? 伏安法测小灯泡电功率
3．实验：测定小灯泡的额定功率
(1)原理：__P＝UI____。要测量的量是通过用电器的__电流____和两端的__电压____。
(2)电路图(请画在框中)。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
(3)实验步骤。
a．按图连接电路，连接导线时开关应__断开____。
b．闭合开关前将滑动变阻器滑片移到阻值__最大处____。
c．闭合开关，调节滑片位置，当电压表示数等于小灯泡额定电压时读出电流表示数，记入表格。
d．移动变阻器滑片，当电压表读数低于、高于额定电压1/5时，读出电流表示数，记入表格。
e．分析数据。当小灯泡电压低于额定电压时，灯较暗，电功率低于额定功率。当小灯泡电压高于额定电压时，灯较亮，电功率高于额定功率。
数据记录表格：
实际次数
电压(V)
电流(A)
电功率(W)
1
2
3
(4)错误及故障分析。
①常见错误有：元件接错，如将电流表并联、电压表串联；电压表并联在变阻器两端，变阻器接线柱接错，导致不能改变阻值等。
②常见故障有：连接线断开或接触不良，灯泡灯丝已经断掉，变阻器滑片接触不良等；短路或元件已经损坏。
在实验中还要关注电路的动态分析讨论，如
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)变阻器滑片移动时，两电表示数如何变化，各部分电功率如何变化，电压表接在变阻器两端时示数又如何变化等等。
③测定额定电功率只要在额定电压下测一次，多次测量求平均值是不正确的。
例题3、（2020?宝应县三模）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)已知小灯泡的额定电压，小明打算增加一个定值电阻R0，只利用一只电表，通过操作开关来测量小灯泡的额定功率。下列图中是小明设计的四种不同方案的电路图。其中能够测出小灯泡额定功率的是（ ）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．甲和丙
B．丙和丁
C．乙和丙
D．乙和丁
【解答】甲、定值电阻与灯串联，电路中只有电压表，只闭合S2，电表测定值电阻的电压；
当只闭合S1时，电压表测灯与定值电阻的电压，无法确定灯是否正常发光，故甲选项不可行；
乙、只闭合S2，移动变阻器的滑片，使电压表示数为U额，则灯正常发光；
保持滑片位置不动，闭合S1，断开合S2，记下电压表的示数U1，
此时电压表测R0与灯的电压，因电路
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的连接没有改变，各电阻的大小和电压没有改变，灯仍正常发光，由串联电路电压的规律，R0的电压U0＝U1﹣U额，通过R0的电流，即灯的额定电流：
I＝，根据P＝UI可求灯的额定功率；故乙选项可以；
丙、将S2往右上方打，灯与R0并联，电流表测通过R0的电流，移动滑片使电流表示数为I＝，根据并联电路电压的规律，则灯的电压一定为U额，灯正常发光；
保持滑片位置不动，将S2往左下方打，记下电流表示数I′，即为灯与定值的总电流，因电路的连接没有改变，各电阻的大小和电压没有改变，通过灯与定值电阻的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流IL＝I′﹣I＝I′﹣，根据P＝UI可求灯的额定功率；故丙选项可以；
丁、图中只有电流表，通过开关的转换，定值电阻与灯分别与变阻器串联，无法确定灯是否正常发光，故丁选项不可行；
故选：C。
变式训练：（2020秋?东城区校级期中）小叶和小东用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡在不同电压下工作的电功率。已知电源两端电压恒为6V。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（1）请根据实验要求完成实物电路图1的连接。
（2）小东连接好实验电路，检查连接无误后，闭合开关S，却发现灯泡不发光，电流表无示数，电压表指针偏转明显，可能发生的故障是
。
A．灯泡灯丝断了
B．灯座接线短路
C．蓄电池没有电了
D．电流表接线柱短路
（3）在发现电路有故障时，首要的规范操作应是：
。
（4）小东排除故障后，闭合开关S，调节
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)滑动变阻器的滑片P至如图所示位置时，电压表示数为2.1V，若他想测量小灯泡的额定功率，此时应将滑片P向
端移动（选填“A”或“B”），使电压表的示数为2.5V。【出处：21教育名师】
（5）小叶同学移动滑片P，记下多组对
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图2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。
（6）若将小灯泡换成定值电阻，该电路还可以进行的实验有
（请写出一个即可）。
【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应选择0～3V量程与灯泡并联，实物电路连接如图所示：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（2）A．若灯泡灯丝断了，电压
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)表串联在电路中测电源电压，电压表指针偏转明显，由于电压表自身电阻非常大，所以电路中电流几乎为0，电流表没有示数，灯不发光，符合题意；
B．若灯座接线短路，电压表没有示数，不符合题意；
C．若蓄电池没有电了，电压表没有示数；不符合题意；
D．电流表接线柱短路，则电流表没有示数，不符合题意；
故选A；
（3）在发现电路有故障时，首要的规范操作应是断开开关，检查电路是否有短路发生；
（4）灯在额定电压下正常发光
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，电压表示数为2.1V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，由串联电路的分压原理知，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；
（5）由图2知，灯泡两端电压等于额定电压为2.5V时，通过它的电流为0.2A，所以灯泡的额定功率：
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（6）若将小灯泡换成定值电阻，阻值大小不变，该电路还可以探究电流与电压关系的实验。
故答案为：（1）见上图；（2）A；（3）断开开关，检查电路是否有短路发生；（4）A；（5）0.5；（6）探究电流与电压关系。
知识点? 焦耳定律
(1)焦耳定律是定量说明电流通过导体时，电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)能转换为__热能____的规律。焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟__电流的平方____成正比，跟__导体的电阻____成正比，跟__通电时间____成正比。
(2)焦耳定律公式：__Q＝I2Rt____。
5．电热器
利用电流的__热效应____而制成的发热设备。
组成：电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。
优点：清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。
例题4、（2020秋?东平县期中）探究“电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”时，两个相同的透明容器中密封着质量相等的空气，用电阻R1、R2对容器中的空气进行加热，如图所示。下列说法中正确的是（ ）www-2-1-cnjy-com
①该装置是探究电流产生的热量与电阻大小的关系
②实验时通过装置中R1与R2的电流相同
③电流产生的热量越多，U形管内液面高度差越大
④通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是4：1
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．只有①②
B．只有②③
C．只有①④
D．只有③④
【解答】解：①②、由图可知，R2、R3并
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)联后再与R1串联在电路中，根据并联电路的电流特点可知，通过R1、R2的电流是不同的，电阻相同，通电时间相同，所以该装置是探究电流产生的热量与电流大小的关系，故①②错误；
③、电流产生的热量越多，空气吸收的热量越多，温度越高，气体膨胀程度越大，则U形管内液面高度差越大，故③正确；
④、右侧两个5Ω的电阻并联后
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)再与左侧的5Ω的电阻串联，根据并联电路的电流特点可知，通过左侧电阻的电流等于通过右侧容器中电阻的电流的2倍，根据公式Q＝I2Rt可知，通电后，甲图中左、右电阻产生的热量之比是4：1，故④正确。
故选：D。
变式训练：（2020?碑
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)林区校级二模）如图所示：是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量的空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
①甲图所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与
的关系；
②通过观察乙图中的实验现象，可知
（选填“c”或“d”）容器中电阻丝的阻值大。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【解答】解：（1）由图甲
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)可知，两个相同的电阻串联在电路中，通电时间和电阻相同，当给其中一个并联一个电阻时，电阻的电流改变，探究电流产生热量跟电流关系；
（2）乙图中，右侧U形管中液柱上升幅度更大
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)。根据串联电路的电流特点可知，电流和通电时间相等，通电一段时间后，装置d容器内电阻大，产生的热量多。
故答案为：（1）电流；（2）d。
1．（2020?莒县模拟）如图，甲、乙两部
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)分装置均由蹄形磁铁和导体棒组成，通过开关相连。闭合开关，用外力使导体PQ水平向右运动，发现导体棒MN也随之运动起来。则以下判断正确的是（ ）www.21-cn-jy.com
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．甲、乙两部分的原理均跟发电机原理一样
B．甲、乙两部分的原理均跟电动机原理相似
C．甲部分与发电机原理一样，乙部分与电动机原理相似
D．甲部分与电动机原理相似，乙部分与发电机原理一样
【解答】解：闭合开关，导体PQ和
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)MN组成一个闭合电路，闭合电路的一部分导体PQ在磁场中进行切割磁感线运动，闭合电路中有了感应电流，这种现象是电磁感应现象，这是发电机的原理；电路中有了感应电流之后，感应电流经过导体MN，导体MN在磁场中受力而运动，这是电动机的工作原理。
故选：C。
2．（2020?云南模拟）在一次电与磁的探
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)究活动中，小梦同学将一个铜线圈放在U形磁铁中间，如图所示，线圈通电后他惊讶地发现线圈转动了，关于这种现象，下列说法正确的是（ ）2-1-c-n-j-y
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．线圈转动是因为磁铁的吸引
B．线圈转动是磁场对电流的作用
C．利用该现象原理可制成发电机
D．通电电流越大线圈转动的越慢
【解答】解：
ABC、将一个铜线圈放在U形磁铁中间，线
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)圈通电后他惊讶地发现线圈转动了，这表明通电的线圈在磁场中受到了力的作用，即磁场对电流有力的作用，利用该原理制成了电动机；故B正确，AC错误；21
cnjy
com
D、通电的线圈在磁场中受力大小与电流大小有关，电流越大，受到的磁力就越大，转动的就越快，故D错误；
故选：B。
3．（2015?南宁校级模拟）电热吹风机里的电热丝，通电时热的发红而与它相连的导线却不热，由焦耳定律可知，造成上述现象的主要原因是（ ）
A．电热丝的电阻比导线的电阻大得多
B．通过电热丝的电流比导线的电流小得多
C．电热丝的电阻比导线的电阻小得多
D．通过电热丝的电流比导线的电流大得多
【解答】解：（1）因为R电炉丝＞R导线
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，根据：Q＝I2Rt，所以电流产生的热量：Q电炉丝＞Q导线，所以会出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象，故A正确，C错误；
（2）电炉在使用时，电炉丝和导线串联，在串联电路中，电路处处相等，即：I电炉丝＝I导线，故BD错误。
故选：A。
4．（2020?岱岳区三模）如图所示，图甲
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)是小明同学研究调光灯的实验电路图，电源电压保持不变，滑动变阻器规格为50Ω
0.4A，小灯泡规格是6V
3W，灯泡的I﹣U图象如图甲所示。闭合开关S，当滑动变阻器滑片P在A点时，滑动变阻器连入电路的电阻为R1，电压表的示数为3V；当滑动变阻器滑片P在B点时。滑动变阻器连入电路的电阻为R2，电压表的示数为1V，且R2＝3R1，下列分析正确的是（ ）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
①灯泡电阻为12Ω
②电源电压7V
③在保证电路安全的情况下，滑动变阻器的取值范围为2Ω﹣50Ω
④在保证电路安全的情况下，该灯泡的最大功率为1.2W
A．②③
B．①③
C．②④
D．①④
【解答】解：（1）由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，而没有说明灯泡在什么条件下的电阻，故①错误；
（2）由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由I＝可得，电源的电压U＝U灯+IR滑，
当P在A点时，U灯＝3V，变阻器阻值R1，由图乙可知，电路中的电流I1＝0.4A，则U＝3V+0.4A×R1﹣﹣﹣﹣﹣①
当P在B点时，U灯′＝1V，变阻器阻值R2，由图乙可知，电路中的电流I2＝0.2A，则U＝1V+0.2A×R2﹣﹣②
由题意可知，R2＝3R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③可得：R1＝10Ω，R2＝30Ω，U＝7V，故②正确；
（3）由P＝UI可得，灯泡的额定电流：IL＝＝＝0.5A，
由于滑动变阻器允许的最大电流为0.4A，因此电路中的最大电流为0.4A，
当电路电流为0.4A时，灯泡两端电压为3V，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端最小电压：U小＝U﹣U灯＝7V﹣3V＝4V，
由I＝可得，滑动变阻器接入电路的最小阻值：R小＝＝＝10Ω，则动变阻器的取值范围为10Ω﹣50Ω，故③错误；
（4）当电路电流最大时，灯泡的功率最大，则灯泡的最大功率：P＝U灯I1＝3V×0.4A＝1.2W，故④正确；
综合上述分析可知，②④正确。
故选：C。
5．（2019?门头沟区二模）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)某同学家中有一个电热水器，上面标有“220V
2000W”的字样，下面关于这个电热水器的说法中正确的是（ ）
A．这个电热水器正常工作时的电流是10A
B．这个电热水器正常工作时的电阻为484Ω
C．这个电热水器正常工作时的电压是220V
D．这个电热水器正常工作0.5
h消耗电能为1.8×106J
【解答】解：A．由P＝UI可得，电热水器的额定电流：I＝＝≈9.1A，故A错误；
B．电热水器正常工作时的电阻为：R＝＝＝24.2Ω，故B错误；
C．这个电热水器正常工作时的电压是220V，故C正确；
D．由P＝可得，电热水器正常工作0.5h消耗的电能W＝Pt＝2000W×0.5×3600s＝3.6×106J，故D错误。
故选：C。
6．（2020?广州二模）为探究
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，小满同学准备了甲、乙、丙三个相同的密闭瓶子，瓶内装有质量相等的同种液体，并安装了相同的温度计，如图所示。其中甲、丙瓶内电阻丝的电阻为10Ω，乙瓶内电阻丝的电阻为5Ω。
（1）瓶内液体质量保持相等的目的是：
。
（2）为完成该实验，小满应选择
（选填“甲和乙”“甲和丙”或“甲、乙、丙”）瓶子进行实验。
（3）用笔画代替导线，连接满足实验要求的电路。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【解答】解：（1）该实验采用了转换法，实验中
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)通过液体温度升高示数的大小来判定电阻丝放出热量的大小，所以需要控制液体的质量和种类是相同的，这样便于比较两种电热丝通过电流后产生热量的多少；
（2）探究“电流通过导体产生的热量
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)与电阻的关系”时，采用的是控制变量法，需要控制电流和通电时间相同，电阻不同，故需要选择甲和乙瓶子进行实验；
（3）为了使通过甲乙的电流和通电时间相同，需要将两个瓶子串联接入电路中，如图所示：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
故答案为：（1）便于比较两种电热丝通过电流后产生热量的多少；（2）甲和乙；（3）如图。
7．（2020?新吴区二模）如图所示为“无人
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。起飞时，增大四个旋翼的转速，无人机就会上升，这是因为
。该机所需的能量是由一块输出电压为15V，容量为5000mA?h的电池提供。若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100W，则该机最多能飞行
min。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【解答】解：增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是相互的；
电池储存的能量：
W＝UIt＝15V×5A×3600s＝2.7×105J，
根据η＝可得，电能转为的机械能：
W机＝W×80%＝2.7×105J×80%＝2.16×105J，
根据P＝可得，该机最多能飞行的时间：
t＝＝＝2160s＝36min。
故答案为：力的作用是相互的；36。
8．（2020?新泰市二模）小浩利用如图1所
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)示的电路测量小灯泡的额定功率。所用器材：额定电压为2.5V的小灯泡、电压恒为3V的电源、电压表、滑动变阻器（10Ω
2A）。定值电阻（R0＝2Ω）开关三个和导线若干。
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（1）用笔画线代替导线，将图2中的实物电路按照图1所示的电路图连接完整。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器滑片滑到
（选填“左”或“右”）端。
（3）连接完电路后，只闭合S、S2时，移
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)动滑片P，小灯泡不发光，电压表的示数始终为3V，则电路中存在的故障可能是小灯泡
（选填短路或断路）。
（4）排除故障后，小浩继续实验。
①只闭合S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为
V；
②只闭合S、S1，保持滑片P不动，读出电压表的示数为1.5V；
③小灯泡的额定功率为
W。
（5）若灯泡的电压和电流关系图如图3所示，当通过灯泡的电流为额定电流的一半时，灯泡的实际功率P实
（选填“＞”或、“＜”或“＝”）P额。
【解答】解：
（1）根据图1，电压表测灯或定值电阻的电压，灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与定值电阻并联，如下所示：
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（2）闭合开关前，应将变阻器滑片滑到阻值最大处的右端；
（3）小灯泡不亮，电压表有示数，电路可能断路，电压表的示数接近电源电压，电压表与电源连通，则电路中存在的故障可能是小灯泡断路；
（4）排除故障后，小明继续实验。
①只闭合S、S2移动滑片P，使电压表的示数为2.5V。
②只闭合S、S1保持滑片P不动，读出电压表的示数为1.5V。
③在②中，定值电阻与变阻器串联，由欧姆定律，电路的电流为：
I2＝＝＝0.75A，
由串联电路的规律及欧姆定律，变阻器连入电路的电阻为：
R滑＝＝＝2Ω；
在①中，灯与变阻器串联，由串联电路的规律及欧姆定律，灯的额定电流为：
IL＝＝＝0.25A
小灯泡的额定功率为：
P＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W。
（5）因为灯丝的阻值随温度的升高而增大，因此当通过灯泡的电流为额定电流的一半时，灯丝的阻值小于灯泡正常发光时的阻值；【来源：21·世纪·教育·网】
因为I实＝I额，R实＜R额，由P＝I2R可知，P实＜P额，
答案为：（1）如上图所示；（2）右；（3）断路；（4）①2.5；
③0.625；（5）＜。
9．（2020?福州模拟）图甲中的小灯泡标有
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)“2.7V
0.3A”字样，定值电阻R1＝10Ω．R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成，总长度为35cm，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长度成正比，P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。【版权所有：21教育】
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（1）小灯泡正常发光时电阻多大？
（2）若只闭合S、S1时，电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。当x＝15cm时，电路消耗的总功率多大？21·世纪
教育网
（3）若只闭合S与S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的变化范围？
【解答】解：（1）根据铭牌可知：灯泡的额定电压和额定电流，
根据I＝可得灯泡的电阻为：
RL＝＝＝9Ω；
（2）若只闭合S、S1时，R1与R2串联，由图丙可知当滑片在E处时，只有R1连入电路，电路中的电流最大为I最大＝0.6A，21世纪教育网版权所有
根据I＝可得：电源电压U＝I最大R1＝0.6×10Ω＝6V；
如图丙所示：当x＝15cm时，I＝0.4A，
电路消耗的电功率：P＝UI＝2.4W；
（3）若只闭合S、S1时，由图象可知当滑片在H点时的电流为0.2A；
R1两端的电压为：U1＝IHR1＝0.2A×10Ω＝2V，
滑片在H点时的电阻为：RH＝＝＝20Ω；
滑片P从H端移到E端时出现拐点，由图象可知：
GH＝15cm，FG＝25cm﹣15cm＝10cm，EF＝35cm﹣25cm＝10cm，
中间一段电流无变化，故FG是铜导线，
由图象可知，当滑片P位于F点时，电路中电流I＝0.4A，则总电阻为
R总′＝＝＝15Ω，
则EF段电阻为
REF＝R总′﹣R1＝15Ω﹣10Ω＝5Ω，
EF导体每1cm的电阻为＝0.5Ω；
GH导体的电阻RGH＝REH﹣REF＝20Ω﹣5Ω＝15Ω；
若只闭合S与S2，灯泡与R2串联，当灯正常发光时灯两端电压为2.7V，
所以滑动变阻器U2＝U﹣UL＝6V﹣2.7V＝3.3V，
滑动变阻器的电阻为：R2＝＝＝11Ω；
而REF＝5Ω，RGH＝15Ω，所以GH段
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)接入电路电阻为11Ω﹣5Ω＝6Ω，未接入电路部分电阻为9Ω，由GH＝15cm、RGH＝15Ω知，GH部分每1cm长电阻为1Ω，故x≤9cm。
答：（1）小灯泡正常发光时电阻9Ω；
（2）当x＝15cm时，电路消耗的总功率为2.4W；
（3）若只闭合S与S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的变化范围是x≤9cm。
10．（2020?罗庄区一
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)模）如图甲是家用电暖器，利用电热给煤油加热取暖。如图乙为其简化的电路原理图，已知电阻R1＞R2，铭牌见下表。在电暖器跌倒时，跌倒开关S自动断开，切断电源保证安全。电暖器有“高温挡”、“中温挡”和“低温挡”三个挡位，解答下列问题：[已知c煤油＝2.1×103J/（kg?℃），ρ煤油＝0.8×103kg/m3]
（1）煤油的质量是多少？
（2）电暖器在“低温”档时，正常工作的电流为多少？（小数点后保留两位有效数字）
（3）电暖器的“高温”档正常工作20分钟，放出的热量是多少？
（4）结合题意分析“低温”、“中温”档时R1和R2的连接使用情况，求出R1和R2阻值。
（5）若用两个阻值和R1、R2均相同的电热丝串联，制成一个新的电热器，将它接在家庭电路中工作1min，产生的热量是多少？21
cnjy
com
额定电压
220V
煤油体积
25L
功率选择
1500W/1100W/400W三档可调
操作方式
手动
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【解答】解：
（1）由ρ＝可得，煤油的质量：
m＝ρV＝0.8×103kg/m3×25×10﹣3m3＝20kg；
（2）根据P＝UI知，
电暖器在“低温”档时，正常工作的电流为：I低＝＝＝1.82A；
（3）电暖器的“高温”档正常工作20分钟，放出的热量为：
Q＝W＝P高温t＝1500W×20×60s＝1.8×106J；
（4）已知R1大于R2，电源电压一定，由P＝可知，电路电阻越大，功率越小，
当S、S1都闭合时，只有R1工作，电路中的电阻最大（大于R2，也大于并联时的总电阻），电功率最小，为低温挡，且P低＝400W，21教育名师原创作品
R1的阻值：R1＝＝＝121Ω；
当S、S2都闭合时，只有R2工作，此时电功率较大，为中温挡，且P中＝1100W，
则R2的阻值：R2＝＝＝44Ω；
（5）某同学用两个阻值和R1、R2均相同的电热丝串联，制成一个新的电热器，
则此时的总电阻：R串＝R1+R2＝121Ω+44Ω＝165Ω，
接在家庭电路中工作1min，产生的热量：
Q＝W＝t＝×1×60s＝17600J。
答：（1）煤油的质量是20kg；
（2）电暖器在“低温”档时，正常工作的电流为1.82A；
（3）电暖器的“高温”档正常工作20分钟，放出的热量是1.8×106J；
（4）R1的电阻为121Ω，R2阻值为44Ω；
（5）若用两个阻值和R1、R2均相同的电热丝串联，制成一个新的电热器，将它接在家庭电路中工作1min，产生的热量是17600J。
1．（2020?成都）小罗把两个玩具电机用导
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)线连接在一起（如图），用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是（ ）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．“甲电机”将电能转化为机械能
B．“乙电机”将机械能转化为电能
C．“甲电机”依据电磁感应来工作
D．两电机的工作原理是相同的
【解答】解：AC、用力快速拨动甲电机
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来，甲电机相当于发电机，其工作原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能；故A错误，C正确；21cnjy.com
B、甲电机转动，带动乙电机也转动，乙电机相当于电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受力的作用，将电能转化为机械能；故B错误；
D、由以上分析可知，甲电机和乙电机的工作原理不同；故D错误。
故选：C。
2．（2020?河池）“赛龙舟”是端午节里的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)传统节目。小浩自制了一个卡通龙舟，用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。他用规格为“12V
6W”的红灯、“12V
12W”的绿灯及“24Ω
2A”的滑动变阻器等元件，设计了如图所示电路。当闭合开关S1、S2、S，且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时，两灯都正常发光。电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化。下列说法正确的是（ ）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．电源电压为24V
B．该电路最大工作电流是2A
C．该电路最小电功率是3W
D．该电路最大电功率与最小电功率之比为9：2
【解答】解：（1）当闭合开关S1、S2、S，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时，两灯并联，两灯都正常发光，说明灯泡两端的电压为额定电压，根据并联电路电压的规律知电源电压为12V，故A错误；
（2）当闭合开关S1、S2、S，且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时，两灯并联，两灯都正常发光
根据P＝UI知，
红灯中的电流：I红＝＝＝0.5A，
绿灯中的电流：I绿＝＝＝1A，
因为两灯并联，所以电路中的总电流：
I＝I红+I绿＝0.5A+1A＝1.5A，
所该电路最大工作电流是1.5A，故B错误；
（3）由P＝UI知，电压一定，当R电阻最小且两灯并联时，电路中的电流最大，电路中的功率最大，
两灯泡并联且滑片P在b端时电路的总电阻最小，此时两灯并联且都正常发光，
所以电路中的最大功率为：P大＝P红+P绿＝12W+6W＝18W；
当R的阻值最大，且和两灯中电阻较大的串联时电路中的总电阻最大，电路中的电流最小，消耗的总功率最小，
由R＝可知，两灯的额定电压相同，红灯的功率较小，所以红灯电阻较大，
R红＝＝＝24Ω，
电路中的总电阻：R总＝R红+R1＝24Ω+24Ω＝48Ω，
由题意知，电源电压为U＝12V，
电路消耗的最小功率：
P小＝＝＝3W，故C正确；
该电路最大电功率与最小电功率之比为P大：P小＝18W：3W＝6：1，故D错误。
故选：C。
3．（2020?锦州）如图甲所示的电路中，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)定值电阻R的阻值为10Ω．小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象如图乙所示。只闭合开关S1，小灯泡的实际功率为0.6W，此时灯泡的电阻为
Ω；再闭合S2，电流表示数为
A；1min内定值电阻R产生的热量为
J。
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【解答】解：
（1）由电路图可知，只闭合开关S1时，电路为L的简单电路，电流表测通过L的电流，
由图象可知，电源的电压U＝UL＝3V，通过灯泡的电流IL＝0.2A时，灯泡的实际功率PL＝ULIL＝3V×0.2A＝0.6W，
由I＝可得，此时灯泡的电阻RL＝＝＝15Ω，
（2）再闭合开关S2时，L与R并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过灯泡的电流不变，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通过R的电流IR＝＝＝0.3A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电流表的示数：
I＝IL+IR＝0.2A+0.3A＝0.5A，
1min内定值电阻R产生的热量：
QR＝IR2Rt＝（0.3A）2×10Ω×60s＝54J。
故答案为：15；0.5；54。
4．（2020?广西）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压保持不变，待测小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表的量程应选0～
V；
（2）实验时，无论怎样移动滑动变
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)阻器的滑片，小灯泡都不亮，电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障可能是
（选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”）接触不良；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数是2.5V，电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率是
W；
（4）测量结束后，应先
，再拆除导线，最后整理好器材；
（5）某实验小组在处理实验数据时
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，采用描点法，在坐标纸上作出了如图所示的I﹣U图象，请指出作图过程中存在的错误或不足之处是
；
（6）某实验小组设计了如图所示的电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)路（还缺一根导线连接才完整），可以测量小灯泡的额定功率，其中R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量；
①电路连接完整后，开关S2断开，S1、S3闭合，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为U额；
②
，开关S3断开，S1、S2闭合，记录电压表的示数U2；
③小灯泡额定功率的表达式P额＝
（用R、U额、U2表示）。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【解答】解：（1）灯的额定电压为2.5V，故为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表的量程应选0～3V；21教育网
（2）实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)片，小灯泡都不亮，电流表示数几乎为零，则电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则故障可能是灯泡与灯座接触不良；
（3）排除故障后，移动滑动变
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)阻器滑片，当电压表示数是2.5V，电流表示数如图所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表读数为0.5A，则小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W；
（4）测量结束后，为防止短路，应先断开开关，再拆除导线，最后整理好器材；
（5）灯的电阻随温度的变化而变化，故I﹣U图象为一曲线，图中横坐标分度值为0.3V，而灯的额定电压
为2.5V，故横坐标的标度取值过大，作图过程中存在的错误或不足之处是：图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大；
（6）主要测量步骤及所测物理量；
（为达到电压表既能测量灯的电压，又能测量R与灯的总电压，电压表的负接线柱应与S3的左接线柱连接）
①电路连接完整后，开关S2断开，S1、S3闭合，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为U额；
②保持滑动变阻器滑片位置不动，开关S3断开，S1、S2闭合，记录电压表的示数U2；
③在①中，电压表测灯的电压，因电压表示数为U额，故灯正常发光；
在
②中，电压表测R与灯串联后的电压，因
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)滑动变阻器滑片位置不动，故此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压为：
UR＝U2﹣U额，由欧姆定律可求出R的电流，即灯的额定电流：
IL＝＝，小灯泡的额定功率表达式：
P额＝U额×。
故答案为：
（1）3；（2）灯泡与灯座；（3）1.25；（4）断开开关；（5）图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大；（6）②保持滑动变阻器滑片位置不动；③U额×。
5．（2020?河池）如图是一种用于建筑
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)工地、桥梁施工等工程的爬梯式混凝土搅拌机。工作时，搅拌机将原料加工成混凝土后自动倒入运料斗，在提升电机的带动下，运料斗通过爬梯顶端定滑轮沿竖直爬梯上升到一定位置，然后将混凝土卸下。该爬梯式搅拌机部分参数如表所示，求：
型号
J2M310
整机质量（kg）
2000
空的运料斗质量（kg）
70
提升电机额定功率（kW）
4.5
（1）提升电机正常工作8h，消耗的电能是多少kW?h？
（2）若运料斗每次能运送混凝土400kg，则运送40m3的混凝土至少需要多少次？（设混凝土的密度为2×103kg/m3）
（3）某次将装有4000N混凝土的运
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)料斗提升9m，若提升部分的机械效率为80%，则提升过程中运料斗受到的阻力是多少N？（不计绳重及滑轮摩擦）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
【解答】解：（1）电机正常工作8h，P＝P额＝4.5kW，
则所消耗的电能：W＝Pt＝4.5kW×8h＝36kW?h；
（2）40m2的混凝土的质量：
m＝ρV＝40m3×2×103kg/m3＝8×104kg，
若每次所装混凝土质量为400kg，故要运的次数：
n＝＝200；
（3）有用功为克服混凝重力做的功，因不计绳重、滑轮摩擦及空气阻力，故做的额外功为克服运料斗的重力和克服运料斗受到爬梯的阻力做的功，
运料斗的重力G斗＝m斗g＝70kg×10N/kg＝700N，
则根据η＝＝＝＝可得：
提升过程中运料斗受到的阻力f＝﹣G﹣G斗＝﹣4000N﹣700N＝300N。
答：（1）提升电机正常工作8h，消耗的电能是36kW?h；
（2）若运料斗每次能运送混凝土400kg，则运送40m3的混凝土至少需要200次；
（3）提升过程中运料斗受到的阻力是300N。
第14讲 电功
电功率
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精品试卷·第
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（共
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?
概述电功的概念;知道电功的单位;列
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)举决定电功大小的因素;知道用电器消耗的电能可以用电功来量度;应用电功的公式计算用电器消耗的电能;根据电能表示数的变化测算消耗的电能。
?
知道电流的热效应,理解焦耳定律,并会简单计算;应用焦耳定律解决简单的问题。
?
概述电功率的概念;知道电功率的单位;应用电功率的公式进行简单的计算;知道额定功率的概念;从说明书或铭牌上获取用电器的额定功率等有关信息。
?
说明伏安法测量小灯泡电功率的实验原理;绘制实验电路图;测定小灯泡的额定功率和实际功率;收集和整理实验数据得出实验结论。
知识点? 电功 电能
(1)电功的概念：电流所做的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)功叫______。通过电流做功实现电能和其他形式能的转化。电功的多少跟该段电路两端的______、流过的______和通电______成正比。
(2)电功计算公式：W＝______＝______(适用于所有各种电路)。纯电阻电路W＝I2Rt＝U2t/R。
电功单位：______(J)。常用单位：度(kW·h)。1度＝1kW·h＝_____J。
(3)测量电功用______表。
(4)电能的转化：电能可以转化为机械能
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)、内能等其他形式的能量，电流通过导体时会产生______效应、化学效应和磁效应。电流通过导体时产生的热量可用公式_____(焦耳定律)计算。
例题1、（2019秋?常熟市期末）现有两个定值电阻R1和R2（R1＞R2），按照如图所示的四种方式，分别接到电压恒为U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是（ ）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．W甲＞W乙＞W丙＞W丁
B．W甲＞W丙＞W丁＞W乙
C．W丙＞W丁＞W乙＞W甲
D．W乙＞W丁＞W丙＞W甲
变式训练：（2020秋?沙坪坝区校级期中）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)在如图所示电路中，电阻R1的阻值为15Ω，闭合开关S，电流表A1的示数为0.2A，电流表A的示数为0.6A。求：
（1）电源电压；
（2）10s内电路消耗的电能。
知识点? 电功率
(1)电功率的概念。表示电流做功______。电流在单位时间内所做的功叫电功率。
(2)电功率计算公式：P＝____＝____(适用于各种用电器)。纯电阻用电器P＝I2R＝U2/R。
电功率单位：______(W)。常用单位：千瓦(kW)。
(3)额定功率和实际功率。
额定功率：用电器在______下的功率。实际功率：用电器接入电路时实际工作时的功率。实际功率可大于、等于或小于额定功率。
用电器铭牌上一般标有额定电压、额定功率、电流频率等信息，尽量让用电器在______电压下工作。
例题2、（2020?泰山
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)区二模）如图甲是通过小灯泡L的电流跟其两端电压关系。现将小灯泡L与电阻R连入图乙所示电路中，只闭合S，小灯泡的实际功率为1.8W；再闭合S1电流表示数为0.9A．下列结果正确的是（ ）
①电源电压为6V②电路消耗的总功率为5.4W
③通过电阻R的电流为0.6A④电阻R的阻值为10Ω
A．①②③④都正确
B．只有①②③正确
C．只有①③正确
D．只有②④正确
变式训练：（2020?莒县模拟）小明想测一下
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)玩具汽车上电动机的额定功率，他发现电动机上标明额定电压为12V．他设计的实验电路如图甲，正确连接好电路后，根据记录的电动机两端的电压和通过电动机的电流，画出的I﹣U图象如图乙。在电压0～4V段时，电动机不转，电压大于4V后电动机开始转动，图象显示0～4V段图象为直线。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（1）从图象显示的数据分析可知，小明在实验时电压表选择的量程是
，电流表选择的量程是
。
（2）根据小明设计的电路图，在丙图中完成实物连线。
（3）小电动机的额定功率为
W。
（4）小明通过自主学习得知：电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)动机内部的线圈电阻，通电后，电动机不转时就相当于一个定值电阻，电动机转动时可以看成定值电阻和一个纯机械输出装置的串联电路。
ⅰ．小明的电动机内部线圈电阻的阻值为
Ω。
ⅱ．将电动机接到3V的电源上，它消耗的实际功率为
W。
ⅲ．电动机正常工作时，1min内产生的热量为
J。
知识点? 伏安法测小灯泡电功率
3．实验：测定小灯泡的额定功率
(1)原理：_____。要测量的量是通过用电器的_____和两端的_____。
(2)电路图(请画在框中)。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
(3)实验步骤。
a．按图连接电路，连接导线时开关应_____。
b．闭合开关前将滑动变阻器滑片移到阻值______。
c．闭合开关，调节滑片位置，当电压表示数等于小灯泡额定电压时读出电流表示数，记入表格。
d．移动变阻器滑片，当电压表读数低于、高于额定电压1/5时，读出电流表示数，记入表格。
e．分析数据。当小灯泡电压低于额定电压时，灯较暗，电功率低于额定功率。当小灯泡电压高于额定电压时，灯较亮，电功率高于额定功率。www-2-1-cnjy-com
数据记录表格：
实际次数
电压(V)
电流(A)
电功率(W)
1
2
3
(4)错误及故障分析。
①常见错误有：元件接错，如将电流表并联、电压表串联；电压表并联在变阻器两端，变阻器接线柱接错，导致不能改变阻值等。www.21-cn-jy.com
②常见故障有：连接线断开或接触不良，灯泡灯丝已经断掉，变阻器滑片接触不良等；短路或元件已经损坏。
在实验中还要关注电路的动态分析讨论，如变
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)阻器滑片移动时，两电表示数如何变化，各部分电功率如何变化，电压表接在变阻器两端时示数又如何变化等等。
③测定额定电功率只要在额定电压下测一次，多次测量求平均值是不正确的。
例题3、（2020?宝应县三模）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)已知小灯泡的额定电压，小明打算增加一个定值电阻R0，只利用一只电表，通过操作开关来测量小灯泡的额定功率。下列图中是小明设计的四种不同方案的电路图。其中能够测出小灯泡额定功率的是（ ）2·1·c·n·j·y
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
A．甲和丙
B．丙和丁
C．乙和丙
D．乙和丁
变式训练：（2020秋?东城区校级期中）小叶和小东用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡在不同电压下工作的电功率。已知电源两端电压恒为6V。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（1）请根据实验要求完成实物电路图1的连接。
（2）小东连接好实验电路，检查连接无误后，闭合开关S，却发现灯泡不发光，电流表无示数，电压表指针偏转明显，可能发生的故障是
。【出处：21教育名师】
A．灯泡灯丝断了
B．灯座接线短路
C．蓄电池没有电了
D．电流表接线柱短路
（3）在发现电路有故障时，首要的规范操作应是：
。
（4）小东排除故障后，闭合
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)开关S，调节滑动变阻器的滑片P至如图所示位置时，电压表示数为2.1V，若他想测量小灯泡的额定功率，此时应将滑片P向
端移动（选填“A”或“B”），使电压表的示数为2.5V。【版权所有：21教育】
（5）小叶同学移动滑片P，记下多组对
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图2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。
（6）若将小灯泡换成定值电阻，该电路还可以进行的实验有
（请写出一个即可）。
知识点? 焦耳定律
(1)焦耳定律是定量说明电流
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)通过导体时，电能转换为______的规律。焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟______成正比，跟______成正比，跟______成正比。
(2)焦耳定律公式：______。
5．电热器
利用电流的______而制成的发热设备。
组成：电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。
优点：清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。
例题4、（2020秋?东平县期中）探究“电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”时，两个相同的透明容器中密封着质量相等的空气，用电阻R1、R2对容器中的空气进行加热，如图所示。下列说法中正确的是（ ）
①该装置是探究电流产生的热量与电阻大小的关系
②实验时通过装置中R1与R2的电流相同
③电流产生的热量越多，U形管内液面高度差越大
④通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是4：1
只有①②
B．只有②③
C．只有①④
D．只有③④
变式训练：（2020?碑林区
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)校级二模）如图所示：是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量的空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
①甲图所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与
的关系；
②通过观察乙图中的实验现象，可知
（选填“c”或“d”）容器中电阻丝的阻值大。
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1．（2020?莒县模拟）如图
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，甲、乙两部分装置均由蹄形磁铁和导体棒组成，通过开关相连。闭合开关，用外力使导体PQ水平向右运动，发现导体棒MN也随之运动起来。则以下判断正确的是（ ）
A．甲、乙两部分的原理均跟发电机原理一样
B．甲、乙两部分的原理均跟电动机原理相似
C．甲部分与发电机原理一样，乙部分与电动机原理相似
D．甲部分与电动机原理相似，乙部分与发电机原理一样
2．（2020?云南模拟）在一次电与
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)磁的探究活动中，小梦同学将一个铜线圈放在U形磁铁中间，如图所示，线圈通电后他惊讶地发现线圈转动了，关于这种现象，下列说法正确的是（ ）
A．线圈转动是因为磁铁的吸引
B．线圈转动是磁场对电流的作用
C．利用该现象原理可制成发电机
D．通电电流越大线圈转动的越慢
3．（2015?南宁校级模拟）电热吹风机里的电热丝，通电时热的发红而与它相连的导线却不热，由焦耳定律可知，造成上述现象的主要原因是（ ）
A．电热丝的电阻比导线的电阻大得多
B．通过电热丝的电流比导线的电流小得多
C．电热丝的电阻比导线的电阻小得多
D．通过电热丝的电流比导线的电流大得多
4．（2020?岱岳区三模）如图所
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)示，图甲是小明同学研究调光灯的实验电路图，电源电压保持不变，滑动变阻器规格为50Ω
0.4A，小灯泡规格是6V
3W，灯泡的I﹣U图象如图甲所示。闭合开关S，当滑动变阻器滑片P在A点时，滑动变阻器连入电路的电阻为R1，电压表的示数为3V；当滑动变阻器滑片P在B点时。滑动变阻器连入电路的电阻为R2，电压表的示数为1V，且R2＝3R1，下列分析正确的是（ ）21教育名师原创作品
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
灯泡电阻为12Ω
②电源电压7V
③在保证电路安全的情况下，滑动变阻器的取值范围为2Ω﹣50Ω
④在保证电路安全的情况下，该灯泡的最大功率为1.2W
A．②③
B．①③
C．②④
D．①④
5．（2019?门头沟区二模）某同学家中有
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)一个电热水器，上面标有“220V
2000W”的字样，下面关于这个电热水器的说法中正确的是（ ）
A．这个电热水器正常工作时的电流是10A
B．这个电热水器正常工作时的电阻为484Ω
C．这个电热水器正常工作时的电压是220V
D．这个电热水器正常工作0.5
h消耗电能为1.8×106J
6．（2020?广州二模）为探究“
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，小满同学准备了甲、乙、丙三个相同的密闭瓶子，瓶内装有质量相等的同种液体，并安装了相同的温度计，如图所示。其中甲、丙瓶内电阻丝的电阻为10Ω，乙瓶内电阻丝的电阻为5Ω。
（1）瓶内液体质量保持相等的目的是：
。
（2）为完成该实验，小满应选择
（选填“甲和乙”“甲和丙”或“甲、乙、丙”）瓶子进行实验。
（3）用笔画代替导线，连接满足实验要求的电路。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
7．（2020?新吴区二模）如图所示为
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)“无人机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。起飞时，增大四个旋翼的转速，无人机就会上升，这是因为
。该机所需的能量是由一块输出电压为15V，容量为5000mA?h的电池提供。若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100W，则该机最多能飞行
min。21cnjy.com
8．（2020?新泰市二模）小浩
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)利用如图1所示的电路测量小灯泡的额定功率。所用器材：额定电压为2.5V的小灯泡、电压恒为3V的电源、电压表、滑动变阻器（10Ω
2A）。定值电阻（R0＝2Ω）开关三个和导线若干。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
（1）用笔画线代替导线，将图2中的实物电路按照图1所示的电路图连接完整。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器滑片滑到
（选填“左”或“右”）端。
（3）连接完电路后，只闭合S、S2时
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，移动滑片P，小灯泡不发光，电压表的示数始终为3V，则电路中存在的故障可能是小灯泡
（选填短路或断路）。
（4）排除故障后，小浩继续实验。
①只闭合S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为
V；
②只闭合S、S1，保持滑片P不动，读出电压表的示数为1.5V；
③小灯泡的额定功率为
W。
（5）若灯泡的电压和电流关系图如图3所示，当通过灯泡的电流为额定电流的一半时，灯泡的实际功率P实
（选填“＞”或、“＜”或“＝”）P额。
9．（2020?福州模拟）
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)图甲中的小灯泡标有“2.7V
0.3A”字样，定值电阻R1＝10Ω．R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成，总长度为35cm，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长度成正比，P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。
（1）小灯泡正常发光时电阻多大？
（2）若只闭合S、S1时，电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。当x＝15cm时，电路消耗的总功率多大？
（3）若只闭合S与S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的变化范围？
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
10．（2020?罗庄区一模）如图甲是家用电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)暖器，利用电热给煤油加热取暖。如图乙为其简化的电路原理图，已知电阻R1＞R2，铭牌见下表。在电暖器跌倒时，跌倒开关S自动断开，切断电源保证安全。电暖器有“高温挡”、“中温挡”和“低温挡”三个挡位，解答下列问题：[已知c煤油＝2.1×103J/（kg?℃），ρ煤油＝0.8×103kg/m3]
（1）煤油的质量是多少？
（2）电暖器在“低温”档时，正常工作的电流为多少？（小数点后保留两位有效数字）
（3）电暖器的“高温”档正常工作20分钟，放出的热量是多少？
（4）结合题意分析“低温”、“中温”档时R1和R2的连接使用情况，求出R1和R2阻值。
（5）若用两个阻值和R1、R2均相同的电热丝串联，制成一个新的电热器，将它接在家庭电路中工作1min，产生的热量是多少？21教育网
额定电压
220V
煤油体积
25L
功率选择
1500W/1100W/400W三档可调
操作方式
手动
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
1．（2020?成都）小罗把两个玩具电
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)机用导线连接在一起（如图），用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是（ ）
A．“甲电机”将电能转化为机械能
B．“乙电机”将机械能转化为电能
C．“甲电机”依据电磁感应来工作
D．两电机的工作原理是相同的
2．（2020?河池）“赛龙舟”是端午节里
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的传统节目。小浩自制了一个卡通龙舟，用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。他用规格为“12V
6W”的红灯、“12V
12W”的绿灯及“24Ω
2A”的滑动变阻器等元件，设计了如图所示电路。当闭合开关S1、S2、S，且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时，两灯都正常发光。电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为24V
B．该电路最大工作电流是2A
C．该电路最小电功率是3W
D．该电路最大电功率与最小电功率之比为9：2
3．（2020?锦州）如图甲所示的电路中，定
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)值电阻R的阻值为10Ω．小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象如图乙所示。只闭合开关S1，小灯泡的实际功率为0.6W，此时灯泡的电阻为
Ω；再闭合S2，电流表示数为
A；1min内定值电阻R产生的热量为
J。2-1-c-n-j-y
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
4．（2020?广西）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压保持不变，待测小灯泡的额定电压为2.5V。21世纪教育网版权所有
（1）为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表的量程应选0～
V；
（2）实验时，无论怎样移动滑动变阻器的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)滑片，小灯泡都不亮，电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障可能是
（选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”）接触不良；21
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（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数是2.5V，电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率是
W；
（4）测量结束后，应先
，再拆除导线，最后整理好器材；
（5）某实验小组在处理实
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)验数据时，采用描点法，在坐标纸上作出了如图所示的I﹣U图象，请指出作图过程中存在的错误或不足之处是
；
（6）某实验小组设计了如图所示的电路（
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)还缺一根导线连接才完整），可以测量小灯泡的额定功率，其中R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量；
①电路连接完整后，开关S2断开，S1、S3闭合，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为U额；
②
，开关S3断开，S1、S2闭合，记录电压表的示数U2；
③小灯泡额定功率的表达式P额＝
（用R、U额、U2表示）。
5．（2020?河池）如图是
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)一种用于建筑工地、桥梁施工等工程的爬梯式混凝土搅拌机。工作时，搅拌机将原料加工成混凝土后自动倒入运料斗，在提升电机的带动下，运料斗通过爬梯顶端定滑轮沿竖直爬梯上升到一定位置，然后将混凝土卸下。该爬梯式搅拌机部分参数如表所示，求：21
cnjy
com
型号
J2M310
整机质量（kg）
2000
空的运料斗质量（kg）
70
提升电机额定功率（kW）
4.5
（1）提升电机正常工作8h，消耗的电能是多少kW?h？
（2）若运料斗每次能运送混凝土400kg，则运送40m3的混凝土至少需要多少次？（设混凝土的密度为2×103kg/m3）21·世纪
教育网
（3）某次将装有4000
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)N混凝土的运料斗提升9m，若提升部分的机械效率为80%，则提升过程中运料斗受到的阻力是多少N？（不计绳重及滑轮摩擦）21·cn·jy·com
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)
第14讲 电功
电功率
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精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
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