浙教版初中科学九上第三章复习学案 第11讲 电能（二）（含解析）

1234440010401300 电能（二）
知识点一：测量小灯泡额定功率
额定功率：用电器在额定电压工作时的电功率即为额定功率。
实验原理：false。
实验设计基本思路：根据小灯泡两端电压是否为额定电压来判断小灯泡是否为正常工作，用电压表测出小灯泡两端电压、电流表测电流。
切记测定小灯泡的额定功率的时候在不同电压不能求平均值，无意义。
伏安法测量小灯泡功率（电路图）
134302553975

【例题精讲】
481266549530【例1】如图所示是测额定电压为2.5V灯泡的额定功率的电路图。
（1）a是　 　表，b是　 　表。
（2）按电路图连接好电路，测量前，开关应　断开　，滑片P应滑到　 　点。
（3）如果小灯泡的阻值约为10Ω，电源由两节干电池串联组成，电流表有量程0～0.6A、0～3A两挡，电压表量程为0～3V和0～15V两个挡，那么电流表量程应选　 　挡，电压表量程应选　 　挡。
（4）闭合开关，发现小灯泡两端电压只有1.8V，滑动变阻器的滑片P应向 　端移动，才能使电压表示数为　 　V，此时灯泡实际功率就是额定功率。
【例2】测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
（1）连接电路时开关应　 　，电流表的量程应选0～　 　A。
（2）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整。
（3）小明同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图2所示）为　 　V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向　 　（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。
（4）小明同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图3所示的I﹣U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是　 　W。
（5）小红同学的实验小组在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是　 　（写出一种即可）。
【例3】为测定小灯泡的额定功率，在下面提供的两组器材中，选取一组实验器材，设计一种实验方法。要求：
（1）画出实验电路图；
（2）写出实验步骤并用字母表示所测的物理量；
（3）写出被测小灯泡额定功率的表达式。
器材l：标有“3V”的小灯泡、电流表、电池组、滑动变阻器、已知阻值的定值电阻、开关、导线若干；
器材2：标有“0.3A”的小灯泡、电压表、电池组、滑动变阻器、已知阻值的定值电阻、开关、导线若干。
知识点二：焦耳定律
电流热效应：电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。
焦耳定律：通过实验得出电流通过导体产生热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成反比，跟通电时间成正比；即false。
探究电流通过导体产生的热的多少与那些因素有关的实验设计：在2只烧瓶内装有煤油，瓶塞上各插一个玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。如下图：
172529520320
【例题精讲】
4378960238760【例4】探究“电流通过导体时产生热量多少与什么因素有关”时，采用了如图所示的实验装置。密闭容器中的电阻丝产生热量越多，容器内空气受热膨胀越明显，使U形管两边液面高度差越大。图乙中两根相同的电阻丝并联后再与图甲中的电阻丝串联接入电路，则图示对应的步骤探究是（　　）
A．通电导体产生的热量与导体电阻的关系
B．通电导体产生的热量与通过导体电流的关系
C．通电导体产生的热量与导体的长度的关系
D．通电导体产生的热量与通电时间的关系
【例5】在研究电流通过电热丝产生的热量与哪些因素有关的实验中，研究性学习小组设计了如图1所示的实验装置，将导线A、B分别接在电源两端，密封在塑料盒中的电热丝对盒中的空气加热。若电热丝阻值保持不变，密封塑料盒吸热及其体积的变化均可忽略不计，则可通过U形管中液柱高度的变化情况，判断盒中空气被加热的情况，从而可知电流通过电热丝产生热量的多少。实验中，他们取四套这样的装置，其中只是电热丝的阻值有所不同（均已标在图中），其它方面均完全相同，将它们组装成如图2中甲、乙所示的情景，其中各U形管两侧的液柱高度均相同，在乙图右侧塑料盒外又并联了一个阻值为5Ω的电热丝，将导线A、B分别接在电源两端进行实验。下列说法中正确的是（　　）
A．甲实验是为了研究电流产生的热量与电流大小是否有关
B．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻大小是否有关
C．甲实验在通电一段时间内，两U形管中液面的高度差均不断增大，且左侧U形管中液柱高度差小于右侧U形管中液柱高度差
D．乙实验在通电一段时间内，两U形管中液面的高度差均不断增大，且左侧U形管中液面高度差等于右侧U形管中液柱高度差
1214120619125【例6】如图所示小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时，采用了如图所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
（1）实验中通过观察U形管中　 　的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。这种实验方法叫　 　。下面实验也用这种实验方法的是　 　。
A．认识电压时，我们用水压来类比
B．用光线来描述光通过的路径
C．把敲响的音叉来接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动
D．用斜面和小车来研究阻力对物体的影响
（2）装置中的U形管　 　（选填“是”或“不是”）连通器。
（3）甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与　 　的关系，通电一段时间，　 　（选填“a”或“b”）容器中电流产生的热量较多。
（4）乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与　 　的关系，通电一段时间，　 　（选填“c”或“d”）容器中电流产生的热量多。
知识点三：电热器
电热器：将电能转化成热能的用电器。工作原理：电流的热效应，主要电子元件：电阻丝。
生活中的电热器：电热水器、电热毯、电饭煲等等
两根电阻丝接入电路中的四种情况（电源电压均为U，R1>R2）：
false false false false
false
电热器档位：电热器主要采用通过开关闭合与断开来改变接入电路中电阻的个数的方式来实现档位的改变；故在完成题目的时应仔细分析电路，确认不同情况下电路的总功率变化情况。
【例题精讲】
4116070435610【例7】如图是电饭锅的电路图。电饭锅工作时有两种状态：当自动开关S 接通时，电饭锅处于加热状态，将锅内的水加热直到烧开；当自动开关S 断开时，电饭锅处于保温状态。图中R2 是加热用的电热丝，阻值为55 欧；R1 是电阻，阻值为145 欧。试求：
（1）在加热状态下，电饭锅正常工作30分钟产生多少热量？
（2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率多大？
4195445600710【例8】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 　。
项目
参数
电源电压（V）
220
低温档功率（W）
275
中温档功率（W）
550
高温档功率（W）
1100
【例9示，图乙是该养生壶的简化电路图。
（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为低温档，说明判断依据；
（2）求R1的阻值；
（3）养生壶处于高温档工作时，求电路中的电流大小；
3576320737235（4）该养生壶正常工作时，在1个标准大气压下，使用高温档将初温是12℃，质量为1kg的水烧开，若高温档的加热效率为80%求养生壶消耗的电能和烧开一壶水需要的时间。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
知识点四：电动机
电动机：主要将电能转化为机械的动力装置。
电动机（直流）结构：转子（线圈铜导线制成，有一定的电阻）、定子（一般为永磁体）、换向器
电动机转动时能量转化示意图：
电动机的两种状态及对应的相关计算：
①转动时：
电动机功率：false；热功率：false；根据能量守恒可以得出机械功率： false
②不转动：false；机械功率为零。
③电动机效率：false
电动机为非纯电阻，故电动机转动时欧姆定律不成立；电动机在不转动时为纯电阻，欧姆定律成立。
【例题精讲】
【例10】小江组装了一台直流电动机模型，她将电动机模型接入如图甲所示的电路中，已知电源电压U＝3V，并保持不变，线圈电阻R＝1.5Ω，接通电路后，电动机正常转动，电流表读数I＝0.8A，已知电动机正常工作时的能量转化关系如图乙所示，摩擦不计，求：
（1）完成图乙能量转化图
（2）电动机正常转动1min消耗的电能W和线圈产生的热量Q；
（3）电动机输出的机械功率P；
（4）在图乙中方框3内填入能量名称，并求出电动机能量利用率η。
【例11】某同学根据如图所示电路进行实验，先用夹子夹住电动机转轴使其不能转动，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数；后松开夹子，使电动机转轴转动，移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数。数据记录如表：
/
U（V）
I（A）
W（J）
Q（J）
不转动
0.2
0.2
W1
Q1
转动
3.0
1.2
W2
Q2
利用如表数据计算和分析：
（1）电动机不转动时，通电10s，电动机所做的电功W1和所产生的热量Q1。
（2）电动机转动时，通电10s，电动机所做的电功W2和所产生的热量Q2。
（3）试比较W1和Q1的大小关系以及W2和Q2的大小关系，并分析其原因。
4652645346075【例12】某工地用电动起重机吊起重物，重物的质量m＝400kg，电源提供的电压U＝220V，不计一切摩擦。当电动起重机以v＝0.1m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝2A（g取l0N/kg）
（1）电动机线圈的电阻R是多少？
（2）电动机匀速提升质量m′＝200kg的重物，电动机的输入功率不变，提升速度是多少？
课堂练习
在科学实验时，往往需要我们注意操作，才能取得良好的实验效果，在“测定小灯泡额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察（　　）
A．灯泡的发光情况 B．变阻器滑片的位置
C．电压表的示数 D．电流表的示数
电炉工作时，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线多，所以电炉丝热得发红而连接电炉丝的导线不太热，其原因是（　　）
A．电炉丝的电阻较大 B．电炉丝与导线是并联的
C．电炉丝的横截面大 D．通过电炉丝的电流较大
3644900370205小明想利用如图所示装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙丙三个烧瓶内所盛煤油中都各自浸泡着一段电阻丝，阻值分别为R1、R2和R3，用插有温度计的橡胶塞封闭烧瓶，煤油中的电阻丝通过橡胶塞上的接线柱与电路相连，温度计可以测量煤油的温度，下列说法正确的是（　　）
A．为实现实验目的，应将R1、R2和R3改为并联
B．甲、乙、丙三瓶中装入煤油的质量可以不相等
C．为实现实验目的，三个烧瓶内的电阻R1、R2和R3阻值应相等（且质量未知）
D．实验中通过观察温度计示数变化来判断电流通过导体产生热量的多少
小华家需要安装一个电热淋浴器。一般淋浴用水的流量约为8L/min（约1.33×10﹣4m3/s），淋浴时间可按5min计算，合适的水温约为45℃．电热淋浴器有甲、乙两种类型。甲类型没有水箱，电热淋浴器与水管相连，直接对流动的水加热；乙类型有水箱，待水箱中的水加热至45℃后再淋浴。小华家供电电路的额定电压为220V，允许通过的最大电流为20A．假设电流所产生的热量全部用来使水升温，加热前的水温为20℃，请你根据以上条件判断，下列儿种说法正确的是（　　）
A．只有甲类型的电热淋浴器适合小华家的供电电路
B．只有乙类型的电热淋浴器适合小华家的供电电路
C．甲类型的电热淋浴器所需要的最小电流为lOA
D．在小华家的供电电路允许的前提下，乙类型的电热淋浴器使40kg水温度升高25℃，至少需要约30min
有两根电热丝，R1＝nR2，若单独用R1对一壶水加热，则所需时间为t，则将这两根电热丝同时连入电路，烧开同一壶水所需的最短时间为（不计热损失）（　　）
A．t B．t C．t D．t
某电动机线圈的电阻为R，正常工作时两端的电压为U，通过的电流为I，则该电动机工作时，输出的最大机械功率为（　　）
A．UI B．I2R C．UI﹣I2R D．UI+I
4609465788035纳米技术不仅应用于高科技，在生产、生活中得到了广泛的应用，某中学纳米课题研究小组的同学了解到的某一新产品﹣﹣纳米电热水器的部分技术参数表及电路图如下，设R1、R2、R3均为加热电阻，其值不受温度影响，S为档位开关，是热水器有“低”“中”“高”温度档，使用时接入家庭电路中，则下列说法正确的是（　　）
型号
额定电压（V）
水箱容量（L）
频率（Hz）
额定功率（kW）
DGW
220
40
50
0.5/1.0/2.2
A．开关S接“3”档时为高温档，因为接入电路的热电阻多
B．R2的阻值为26.4Ω
C．在低温档通电10min，该热水器消耗电能为5×103J
D．该热水器在“低”“中”温度档分别通电1min（不计热量损耗）两种情况下水箱内水温升高之比为1：4
3806190227965电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态，局部电路图如图所示，断开S后，充电插口可以外接充电器对电池进行充电，电动自行车行驶过程中，其电动机正常工作电压为48V，此时通过电动机线圈的电流为5A，电动机线圈的电阻是0.5Ω．下列说法正确的是（ ）
A．电动机正常工作1min，消耗的电能为14400J
B．电动机正常工作lmin，电流通过线圈所产生的热量为14400J
C．电动自行车行驶过程中电动机把电能全部转化为机械能
D．对蓄电池充电时，化学能转化为电能
如图所示的四个电路中，电源电压U相同，R1＜R2，在相同时间内电流做功由大到小的顺序是（）
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．丙、乙、甲、丁 D．丁、甲、乙、丙
2721610436880小林想测量小灯泡的电功率。小灯泡上标有“2.5V0.3A”的字样，实验电路如图甲所示。实验中，当电压表示数为1.5V时，电流表示数如图乙所示。根据实验过程及现象，下列四个选项中不正确的是（）
A．图乙中的电流表示数为 1A
B．小灯泡此时的实际功率为0.3W
C．若想测量小灯泡的额定功率，电压表量程需选择0～3V
D．滑片P在某位置时，电压表示数为2V，若要测量小灯泡的额定功率，还应将滑片继续向右移动
在探究电流通过导体产生热量多少的影响因素时，小明把阻值恒定为R1＝5Ω、R2＝10Ω的两段电热丝分别放在如图1所示的两个完全相同的烧瓶中并接入电路，在烧瓶中加入质量、初温均相同的煤油，再分别插入相同的温度计。实验设计中用　 　表示电流通过电热丝产生热量的多少，不计实验过程中的热损失。
（1）利用该实验装置可以完成的可探究的科学问题是：　 　。
（2）将如图2所示的甲、乙、丙三个完全相同的烧瓶，每个烧瓶内装有质量相等的煤油、相同的温度计和阻值相等且恒定的电热丝R，依次分别接入如图3所示电路进行实验得到下表所示实验数据，其中I为通过电热丝的电流，t0为闭合开关前烧瓶内的温度计的示数，t为通电4min时温度计的示数。根据此表格数据可以得到初步的实验结论是：　 　。
I/A
0.10
0.14
0.18
t0/℃
18
18
18
t/℃
19
20
21
△t/℃
1
2
3
在此实验过程中烧瓶甲、乙、丙依次接入电路前须先　 　（填“断开”或“闭合”）开关，依次接入电路后，滑动变阻器的滑动触头P需向　 　（填“左”或“右”或“不动”）滑动。
如图1是小明“测量小灯泡电功率”的电路，灯泡的额定电压为2.5V（电阻约10Ω）、电源电压恒为6V。
（1）为保证实验顺利进行，应选择下列哪个滑动变阻器接入电路中　 　；
A.10Ω 2A B.20Ω 1A
（2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，发现电压表示数为2.7V，要使灯泡正常发光，下一步操作应该是：将滑片P向　 　（填“左”或“右”）端移动；
（3）完成上述实验后，小明向老师又要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，设计了如图2所示的电路测量灯泡的额定功率。请完成实验步骤：
①闭合开关S1，将S2拨到触点　 （填“1”或“2”））），移动滑片P，使电压表的示数为　 　V；
②再将开关S2拨到触点　 　（填“1”或“2”），保持滑片P的位置不动，读出电压表的示数U；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝　 　（用已知量和测量量符号表示）。
4406265217805小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）电热丝工作时的电阻是多大？
（3）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风5min产生的热量是多少？
4728845394335在一次课外探究中，王华观察了他家的某品牌双色电烤箱。看说明书后得知电烤箱采用双控电路，电路如图所示，S为总开关，S1和S2为两个温控开关，R1和R2为上、下两层的加热电阻，上、下同时加热时额定功率为1600W，其中R1＝3R2．
（1）上、下两层同时正常工作时，R1消耗的电功率是多少瓦？
（2）只有R1正常工作时，通过R1的电流是多少？（计算结果保留一位小数）
（3）王华决定用家中的电能表和手表测量做晚饭时电烤箱的实际功率。他观察家里电能表和手表测量做晚饭时电烤箱的实际功率。他观察家里电能表标有220V、20（40）A、50Hz、3200r/kW?h的字样。于是，他关闭了家中所有其他用电器，仅让电烤箱单独工作（上、下层同时加热）30秒，电能表转盘转过了32转，请计算电烤箱的实际功率是多少瓦？
爆米花机工作参数和电路如图1图2，只闭合开关S1时开始加工爆米花，电热丝R1加热的同时电动机搅拌，电动机功率为40W；只闭合S2时，电热丝R2单独工作保温，防止爆米花变凉。求：
（1）电热丝R2的阻值是多少Ω？
（2）将100g、20℃玉米加热到300℃后成为爆米花，需要5min，玉米加热过程中吸收的热量是多少J？[c玉米＝1.2×103J/（kg?℃）]
391922012065（3）电热丝R1给玉米加热时的效率是多少？
课后作业
4770755292735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
如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（　　）
15074909525
A．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
B．乙实验通电一段时间后，左侧 U 形管中液面的高度差比右侧的大
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D．乙实验右边密闭容器与左边密闭容器中的电阻丝产生热量之比为 4：1
在测量小灯泡的电功率的实验中，把标有“2.5V”的灯泡L与滑动变阻器R串联起来接在电压是5V的电源上，调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，测得小灯泡的功率为0.5W，以下说法中不正确的是（　　）
A．电流表的读数为0.2A，变阻器两端电压是5V
B．滑动变阻器连入电路中的电阻R＝12.5Ω
C．相等时间内，电流对L和R所做的功相等
D．灯泡L和滑动变阻器消耗的总电功率相等
为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，群宇同学设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝（R1＜R2）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与完全相同的气球相连，两次实验电源电压相同，以下说法正确的是（　　）
A．乙装置可用来研究电热与电流的关系 B．通电 3min 后，A 气球要比 B 气球大
C．通电 3min 后，C 气球最大 D．通电 3min 后，D 气球最大
如图所示，是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝，不同的连接方式其发热功率不同，下列说法正确的是（　　）
A．甲的发热功率与丙的发热功率相等 B．丁的发热功率是丙的发热功率的4倍
C．丙的发热功率是乙的发热功率的2倍 D．丁的发热功率是乙的发热功率的2倍
468122076835如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压为36V且保持不变，电路中的电流是2A，质量为8kg的重物在电动机带动下以0.8m/s的速度匀速上升，不计各处摩擦，则电动机线圈的电阻是（g取10N/kg）（　　）
A．18Ω B．8Ω C．2Ω D．4Ω
加在某电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的电热功率为（　　）
A．P B． C． D．P﹣
某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下：
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路。
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I，通电一段时间，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△h1、△h2。
③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I，当通电时间与步骤②相同时，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△h3、△h4，实验数据如表。
电流大小
烧瓶玻璃管内液面的变化高度
A烧瓶（RA＝10欧）
B烧瓶（RB＝20欧）
I
△h1
△h2
2I
△h3
△h4
（1）步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时电流为　 　安。
（2）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？　
　。
小明认为：只要选择“△h1、△h2、△h3、△h4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系：　 　。
在一次测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率的实验中，（电源由三节新干电池串联组成）聪明而粗心的小马连接了如图A所示的电路。同组的小王发现电路连接有错。问：
（1）如果闭合开关，电流表　 　（选填“不”、“不会”）损坏不发光。
（2）小明主张拆了以后重新连接，可是时间来不及了，小刚眼珠一转，在图示电路中只改变了某根导线一端的接点位置，电路就能测量小灯泡额定功率。在图A中画出小刚改动的那条导线。
（3）排除故障后正确操作实验，测量数据如表所示：
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
发光情况
耀眼
明亮
亮
较亮
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压U/V
3.0
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.2
电流I/A
0.32
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.1
分析实验数据可知：
①第2次实验时，电流表的示数如图B所示，则灯的额定功率为　 　。
②7、8两次实验中，灯泡熄灭的原因是　 　。
③小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是　 　（填“0Ω”、“1Ω”、“2Ω”或“8.9Ω”）。
小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个档位的发热功率。
4864100342900如图是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触。 已知：R1＝48.4Ω，R2＝96.8Ω，电源电压保持不变。请分析和解答以下问题：
（1）当开关S1，置于b端、S2断开时，电烤箱处于什么档位？简述理由
（2）电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是多少？
（3）电烤箱在高档位工作时，对食物加热6min，消耗的电能为多少？
在今年5月份助残活动中，某校初三同学为伤残军人买了一辆电动轮椅。同学们对这辆车的工作原理产生了兴趣。他们对照说明书的电路原理图（如图所示）了解到，操纵杆可操纵双刀双掷开关K以及滑动变阻器R1的滑片P．前推操纵杆时轮椅前进，再向前推时快速前进；后拉操纵杆时轮椅慢慢后退。又知蓄电池的电压U＝24V（保持不变）、定值电阻R2＝10Ω，电动机的额定功率P0＝72W、额定电压4220845111760U0＝24V。
（1）从原理图可知，当开关K接到哪两个接线柱时，轮椅前进？
（2）当轮椅后退时，电流表示数为I＝1A，此时电动机的实际功率为多少？
（3）当电动机以额定功率工作时，轮椅匀速前进的速度为1.5m/s，电动机线圈电阻损耗的功率为12W，求此时轮椅受到的阻力大小。
新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）当S和S1都闭合时电饭锅的电功率；
（2）用该电饭锅将2L的水从20℃加热到 100℃吸收的热量是多少？
（3）电热丝R2的阻值；
（4）这30min内电饭锅产生的热量。
484695542164013．如图为某些型号玩具电动机的工作电路图，电动机铭牌上标有“6V 6W，线圈电阻2Ω”字样，当开关闭合的瞬间，电动机尚未转动，此时通过电动机的电流称为启动电流，为了保护电动机，启动电流不得超过2A，求：
（1）启动时，变阻箱R的阻值至少多大？
（2）当电动机启动后，再次调节变阻箱R，使电动机进入正常工作状态，此时R消耗的电功率为多大？
1234440010401300 电能（二）
知识点一：测量小灯泡额定功率
额定功率：用电器在额定电压工作时的电功率即为额定功率。
实验原理：false。
实验设计基本思路：根据小灯泡两端电压是否为额定电压来判断小灯泡是否为正常工作，用电压表测出小灯泡两端电压、电流表测电流。
切记测定小灯泡的额定功率的时候在不同电压不能求平均值，无意义。
伏安法测量小灯泡功率（电路图）
134302553975

【例题精讲】
481266549530【例1】如图所示是测额定电压为2.5V灯泡的额定功率的电路图。
（1）a是　 　表，b是　 　表。
（2）按电路图连接好电路，测量前，开关应　断开　，滑片P应滑到　 　点。
（3）如果小灯泡的阻值约为10Ω，电源由两节干电池串联组成，电流表有量程0～0.6A、0～3A两挡，电压表量程为0～3V和0～15V两个挡，那么电流表量程应选　 　挡，电压表量程应选　 　挡。
（4）闭合开关，发现小灯泡两端电压只有1.8V，滑动变阻器的滑片P应向 　端移动，才能使电压表示数为　 　V，此时灯泡实际功率就是额定功率。
【答案】（1）电压；电流；（2）断开；B；（3）0～0.6A；0～3V；（4）A；2.5。
【解析】（1）由图示电路图可知，a与灯泡并联，a是电压表；b串联在电路中，b是电流表。
（2）为保护电路，测量前，开关应断开，滑片P应滑到B点。
（3）灯泡正常发光时的电流约为：I＝＝＝0.25A，电流表应选择0～0.6A；灯泡额定电压为2.5V，电压表选0～3V量程。
（4）电压表示数为1.8V小于灯泡额定电压2.5V，由电路图可知，为测灯泡额定功率，应向A端移动滑片，直到电压表示数为2.5V为止。
【例2】测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
（1）连接电路时开关应　 　，电流表的量程应选0～　 　A。
（2）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整。
（3）小明同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图2所示）为　 　V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向　 　（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。
（4）小明同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图3所示的I﹣U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是　 　W。
（5）小红同学的实验小组在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是　 　（写出一种即可）。
【答案】（1）断开；0.6；（2）见解析（3）2.2；B；（4）0.5；（5）灯泡断路
【解析】（1）连接电路时，开关必须处于断开状态；
4478655194945电路中的最大电流约：I＝＝＝0.25A，因此电流表量程选择0～0.6A；
（2）使电流表的0.6A接线柱与灯泡的左接线柱相连，如下图所示：
（3）由图2所示电压表可知，其量程为0～3V，分度值为0.1V，电压表示数为2.2V，小于灯泡额定电压，要测灯泡额定功率，由电路图可知，应向B端移动滑动变阻器滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，减小滑动变阻器分压，增大灯泡两端电压，使电压表示数等于灯泡额定电压；
（4）由图3所示图象可知，灯泡额定电压对应的电流为0.2A，灯泡额定功率P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（5）灯泡不亮，电流表无示数，说明电路故障为断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为灯泡断路。
【例3】为测定小灯泡的额定功率，在下面提供的两组器材中，选取一组实验器材，设计一种实验方法。要求：
（1）画出实验电路图；
（2）写出实验步骤并用字母表示所测的物理量；
（3）写出被测小灯泡额定功率的表达式。
器材l：标有“3V”的小灯泡、电流表、电池组、滑动变阻器、已知阻值的定值电阻、开关、导线若干；
器材2：标有“0.3A”的小灯泡、电压表、电池组、滑动变阻器、已知阻值的定值电阻、开关、导线若干。
【答案】方法一：将定值电阻R0与灯泡并联，两电流表分别测量灯泡和定值电阻的电流，电路如图所示：
步骤：按电路图连接电路，调节滑动变阻器使A1的示数满足U＝I1R0＝3V，并记下A2的示数I2。
则小灯泡的额定功率为P额＝U额I2（U额＝3V）；
316992048260134175529210

方法一 方法二
方法二：使灯泡与定值电阻R0串联，两电压表分别测量灯泡和定值电阻两端的电压，电路如图所示：
步骤：按电路图连接电路，调节滑动变阻器的滑片P，使V2的示数U2满足I＝＝0.3A，同时记录电压表V1的示数U1；则小灯泡的电功率P额＝U1I额（I额＝0.3A）。
知识点二：焦耳定律
电流热效应：电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。
焦耳定律：通过实验得出电流通过导体产生热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成反比，跟通电时间成正比；即false。
探究电流通过导体产生的热的多少与那些因素有关的实验设计：在2只烧瓶内装有煤油，瓶塞上各插一个玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。如下图：
172529520320
【例题精讲】
4378960238760【例4】探究“电流通过导体时产生热量多少与什么因素有关”时，采用了如图所示的实验装置。密闭容器中的电阻丝产生热量越多，容器内空气受热膨胀越明显，使U形管两边液面高度差越大。图乙中两根相同的电阻丝并联后再与图甲中的电阻丝串联接入电路，则图示对应的步骤探究是（　　）
A．通电导体产生的热量与导体电阻的关系
B．通电导体产生的热量与通过导体电流的关系
C．通电导体产生的热量与导体的长度的关系
D．通电导体产生的热量与通电时间的关系
【答案】B
【解析】如图，通过电阻的电阻相同，通电时间相同，由于两个电阻并联后与左边的电阻串联，则通过电阻的电流不同，根据控制变量法可知：电阻的导体的长度、电阻相同，通电时间相同，所以探究的是电流产生热量跟电流的关系
【例5】在研究电流通过电热丝产生的热量与哪些因素有关的实验中，研究性学习小组设计了如图1所示的实验装置，将导线A、B分别接在电源两端，密封在塑料盒中的电热丝对盒中的空气加热。若电热丝阻值保持不变，密封塑料盒吸热及其体积的变化均可忽略不计，则可通过U形管中液柱高度的变化情况，判断盒中空气被加热的情况，从而可知电流通过电热丝产生热量的多少。实验中，他们取四套这样的装置，其中只是电热丝的阻值有所不同（均已标在图中），其它方面均完全相同，将它们组装成如图2中甲、乙所示的情景，其中各U形管两侧的液柱高度均相同，在乙图右侧塑料盒外又并联了一个阻值为5Ω的电热丝，将导线A、B分别接在电源两端进行实验。下列说法中正确的是（　　）
A．甲实验是为了研究电流产生的热量与电流大小是否有关
B．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻大小是否有关
C．甲实验在通电一段时间内，两U形管中液面的高度差均不断增大，且左侧U形管中液柱高度差小于右侧U形管中液柱高度差
D．乙实验在通电一段时间内，两U形管中液面的高度差均不断增大，且左侧U形管中液面高度差等于右侧U形管中液柱高度差
【答案】C
【解析】A、在甲装置中，容器中的两个电阻丝串联，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，所以甲实验是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系，
B、装置甲中一个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，即是研究电流产生的热量与电流的关系；
C、甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，右侧电阻产生热量多，所以左侧U形管中液柱高度差小于右侧U形管中液柱高度差，
D、乙实验中右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，左侧电阻产生热量多，所以左侧U形管中液柱高度差大于右侧U形管中液柱高度差。
1214120619125【例6】如图所示小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时，采用了如图所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
（1）实验中通过观察U形管中　 　的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。这种实验方法叫　 　。下面实验也用这种实验方法的是　 　。
A．认识电压时，我们用水压来类比
B．用光线来描述光通过的路径
C．把敲响的音叉来接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动
D．用斜面和小车来研究阻力对物体的影响
（2）装置中的U形管　 　（选填“是”或“不是”）连通器。
（3）甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与　 　的关系，通电一段时间，　 　（选填“a”或“b”）容器中电流产生的热量较多。
（4）乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与　 　的关系，通电一段时间，　 　（选填“c”或“d”）容器中电流产生的热量多。
【答案】（1）液面高度；转换法；C；（2）不是；（3）电阻；b；（4）电流；c
【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；
A、类比法；B、模型法；C、转化法；D、；本实验用到了实验推理的研究方法。
（2）U形管本身是一个连通器，但图中的U形管，一端被封闭，不符合“两端开口，底部连通”这一特点，因此，不是连通器；
（3）如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；通过一段时间，b容器中电流产生的热量较多，该容器的电阻最大；
（4）图乙装置中一个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＝I内+I外，所以，I左＞I内，烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电流的关系；通过一段时间，c容器中电流产生的热量多。
知识点三：电热器
电热器：将电能转化成热能的用电器。工作原理：电流的热效应，主要电子元件：电阻丝。
生活中的电热器：电热水器、电热毯、电饭煲等等
两根电阻丝接入电路中的四种情况（电源电压均为U，R1>R2）：
false false false false
false
电热器档位：电热器主要采用通过开关闭合与断开来改变接入电路中电阻的个数的方式来实现档位的改变；故在完成题目的时应仔细分析电路，确认不同情况下电路的总功率变化情况。
【例题精讲】
4116070435610【例7】如图是电饭锅的电路图。电饭锅工作时有两种状态：当自动开关S 接通时，电饭锅处于加热状态，将锅内的水加热直到烧开；当自动开关S 断开时，电饭锅处于保温状态。图中R2 是加热用的电热丝，阻值为55 欧；R1 是电阻，阻值为145 欧。试求：
（1）在加热状态下，电饭锅正常工作30分钟产生多少热量？
（2）在保温状态下，电饭锅消耗的功率多大？
【答案】（1）1.584×106 J。（2）242 W
【解析】略（书中例题）
4195445600710【例8】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 　。
【答案】（1）b；（2）24.2Ω；（3）3.78×106J；（4）90%
【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P＝UI＝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P＝UI＝可得，R1的阻值：
R1＝＝＝24.2Ω；
（3）满箱水中水的体积：
V＝30L＝30dm3＝0.03m3，
由ρ＝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P＝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：
η＝×100%＝×100%＝90%。
项目
参数
电源电压（V）
220
低温档功率（W）
275
中温档功率（W）
550
高温档功率（W）
1100
【例9示，图乙是该养生壶的简化电路图。
（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为低温档，说明判断依据；
（2）求R1的阻值；
（3）养生壶处于高温档工作时，求电路中的电流大小；
3576320737235（4）该养生壶正常工作时，在1个标准大气压下，使用高温档将初温是12℃，质量为1kg的水烧开，若高温档的加热效率为80%求养生壶消耗的电能和烧开一壶水需要的时间。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
【答案】（1）当开关S1断开，S2接A时，为低温档；因为此时电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，总功率最小；（2）88Ω；（3）5A；（4）420s。
【解析】（1）由电路图可知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的电阻最大，
由P＝可知，电功率最小，所以此时养生壶为低温档。
（2）由电路图可知，当开关S1闭合，S2接A时，电阻R2被短路，电路为R1的简单电路，电路中的电阻较大，
由P＝可知，电功率较小，所以此时养生壶为中温档，
则R1的阻值：R1＝＝＝88Ω。
（3）由P＝UI得，养生壶处于高温档工作时电路中的电流：
I＝＝＝5A。
（4）在1个标准大气压下，水沸腾时的温度t＝100℃，
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，
由η＝×100%得，养生壶消耗的电能：
W＝＝＝4.62×105J。
由P＝得，烧开一壶水需要的时间：
t＝＝＝420s。
知识点四：电动机
电动机：主要将电能转化为机械的动力装置。
电动机（直流）结构：转子（线圈铜导线制成，有一定的电阻）、定子（一般为永磁体）、换向器
电动机转动时能量转化示意图：
电动机的两种状态及对应的相关计算：
①转动时：
电动机功率：false；热功率：false；根据能量守恒可以得出机械功率： false
②不转动：false；机械功率为零。
③电动机效率：false
电动机为非纯电阻，故电动机转动时欧姆定律不成立；电动机在不转动时为纯电阻，欧姆定律成立。
【例题精讲】
【例10】小江组装了一台直流电动机模型，她将电动机模型接入如图甲所示的电路中，已知电源电压U＝3V，并保持不变，线圈电阻R＝1.5Ω，接通电路后，电动机正常转动，电流表读数I＝0.8A，已知电动机正常工作时的能量转化关系如图乙所示，摩擦不计，求：
（1）完成图乙能量转化图
（2）电动机正常转动1min消耗的电能W和线圈产生的热量Q；
（3）电动机输出的机械功率P；
（4）在图乙中方框3内填入能量名称，并求出电动机能量利用率η。
【答案】（1）略 （2）144J，57.6J；（3）1.44W；（4）60%
【解析】（1）略
（2）t＝1min＝60s，由W＝UIt得
电机正常运转时消耗的电能W＝3V×0.8A×60s＝144J。
由Q＝I2Rt得
Q＝（0.8A）2×1.5Ω×60s＝57.6J
（3）由能量守恒得，电机输出的机械功W1＝W﹣Q＝86.4J
机械功率为P＝＝＝＝1.44W
（4）由能量转化与守恒知，电能转化为机械能与内能，故上表中填内能，
能量利用率η＝＝＝60%。
【例11】某同学根据如图所示电路进行实验，先用夹子夹住电动机转轴使其不能转动，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数；后松开夹子，使电动机转轴转动，移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数。数据记录如表：
/
U（V）
I（A）
W（J）
Q（J）
不转动
0.2
0.2
W1
Q1
转动
3.0
1.2
W2
Q2
利用如表数据计算和分析：
（1）电动机不转动时，通电10s，电动机所做的电功W1和所产生的热量Q1。
（2）电动机转动时，通电10s，电动机所做的电功W2和所产生的热量Q2。
（3）试比较W1和Q1的大小关系以及W2和Q2的大小关系，并分析其原因。
【答案】（1）电动机所做的电功为0.4J，所产生的热量Q1是0.4J；
（2）电动机转动时，通电10s，电动机所做的电功率W2是36J，所产生的热量Q2是14.4J；
（3）W1＝Q1，W2＞Q2，电动机未转动时，电流经线圈时电能全部转化为热能，因此W1＝Q1；电动机转动时，电流流经线圈时电能一部分转化为机械能，另一部分转化为热能，因此W2＞Q2。
【解析】（1）电动机不转动时，电能全部转化为内能，所以W1＝U1I1t＝0.2V×0.2A×10s＝0.4J；
因为I＝，所以电动机不转动时电阻R＝＝＝1Ω，
电动机所产生的热量Q1＝I12Rt＝（0.2A）2×1Ω×10s＝0.4J；
（2）因为I＝，通电10s，电动机所做的电功W2＝U2I2t＝3.0V×1.2A×10s＝36J，
电动机转动时电阻R与电动机不转动时的电阻相等，
电动机所产生的热量Q2＝I22Rt＝（1.2A）2×1Ω×10s＝14.4J；
（3）通过上述计算可得，W1＝Q1，W2＞Q2，电动机未转动时，电流经线圈时电能全部转化为热能，因此W1＝Q1；电动机转动时，电流流经线圈时电能一部分转化为机械能，另一部分转化为热能，因此W2＞Q2。
4652645346075【例12】某工地用电动起重机吊起重物，重物的质量m＝400kg，电源提供的电压U＝220V，不计一切摩擦。当电动起重机以v＝0.1m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝2A（g取l0N/kg）
（1）电动机线圈的电阻R是多少？
（2）电动机匀速提升质量m′＝200kg的重物，电动机的输入功率不变，提升速度是多少？
【答案】（1）10Ω；（2）0.2m/s。
【解析】电动机的输出功率：
P出＝Fv＝Gv＝mgv＝400kg×l0N/kg×0.1m/s＝400W，
电动机的输入功率：
P入＝UI＝220V×2A＝440W，
根据能量守恒定律得，电动机线圈的发热功率：
PR＝P入﹣P出＝440W﹣400W＝40W，
根据P＝I2R可得，电动机线圈的电阻：
R＝＝＝10Ω；
（2）∵电动机的输入功率不变时，发热功率不变，
∴输出功率不变，
则提升速度v′＝＝＝＝＝0.2m/s。
课堂练习
在科学实验时，往往需要我们注意操作，才能取得良好的实验效果，在“测定小灯泡额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察（　C　）
A．灯泡的发光情况 B．变阻器滑片的位置
C．电压表的示数 D．电流表的示数
电炉工作时，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线多，所以电炉丝热得发红而连接电炉丝的导线不太热，其原因是（　A　）
A．电炉丝的电阻较大 B．电炉丝与导线是并联的
C．电炉丝的横截面大 D．通过电炉丝的电流较大
3644900370205小明想利用如图所示装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙丙三个烧瓶内所盛煤油中都各自浸泡着一段电阻丝，阻值分别为R1、R2和R3，用插有温度计的橡胶塞封闭烧瓶，煤油中的电阻丝通过橡胶塞上的接线柱与电路相连，温度计可以测量煤油的温度，下列说法正确的是（　D　）
A．为实现实验目的，应将R1、R2和R3改为并联
B．甲、乙、丙三瓶中装入煤油的质量可以不相等
C．为实现实验目的，三个烧瓶内的电阻R1、R2和R3阻值应相等（且质量未知）
D．实验中通过观察温度计示数变化来判断电流通过导体产生热量的多少
小华家需要安装一个电热淋浴器。一般淋浴用水的流量约为8L/min（约1.33×10﹣4m3/s），淋浴时间可按5min计算，合适的水温约为45℃．电热淋浴器有甲、乙两种类型。甲类型没有水箱，电热淋浴器与水管相连，直接对流动的水加热；乙类型有水箱，待水箱中的水加热至45℃后再淋浴。小华家供电电路的额定电压为220V，允许通过的最大电流为20A．假设电流所产生的热量全部用来使水升温，加热前的水温为20℃，请你根据以上条件判断，下列儿种说法正确的是（　B　）
A．只有甲类型的电热淋浴器适合小华家的供电电路
B．只有乙类型的电热淋浴器适合小华家的供电电路
C．甲类型的电热淋浴器所需要的最小电流为lOA
D．在小华家的供电电路允许的前提下，乙类型的电热淋浴器使40kg水温度升高25℃，至少需要约30min
有两根电热丝，R1＝nR2，若单独用R1对一壶水加热，则所需时间为t，则将这两根电热丝同时连入电路，烧开同一壶水所需的最短时间为（不计热损失）（　B　）
A．t B．t C．t D．t
某电动机线圈的电阻为R，正常工作时两端的电压为U，通过的电流为I，则该电动机工作时，输出的最大机械功率为（　C　）
A．UI B．I2R C．UI﹣I2R D．UI+I
4609465788035纳米技术不仅应用于高科技，在生产、生活中得到了广泛的应用，某中学纳米课题研究小组的同学了解到的某一新产品﹣﹣纳米电热水器的部分技术参数表及电路图如下，设R1、R2、R3均为加热电阻，其值不受温度影响，S为档位开关，是热水器有“低”“中”“高”温度档，使用时接入家庭电路中，则下列说法正确的是（　B　）
型号
额定电压（V）
水箱容量（L）
频率（Hz）
额定功率（kW）
DGW
220
40
50
0.5/1.0/2.2
A．开关S接“3”档时为高温档，因为接入电路的热电阻多
B．R2的阻值为26.4Ω
C．在低温档通电10min，该热水器消耗电能为5×103J
D．该热水器在“低”“中”温度档分别通电1min（不计热量损耗）两种情况下水箱内水温升高之比为1：4
3806190227965电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态，局部电路图如图所示，断开S后，充电插口可以外接充电器对电池进行充电，电动自行车行驶过程中，其电动机正常工作电压为48V，此时通过电动机线圈的电流为5A，电动机线圈的电阻是0.5Ω．下列说法正确的是（ A ）
A．电动机正常工作1min，消耗的电能为14400J
B．电动机正常工作lmin，电流通过线圈所产生的热量为14400J
C．电动自行车行驶过程中电动机把电能全部转化为机械能
D．对蓄电池充电时，化学能转化为电能
如图所示的四个电路中，电源电压U相同，R1＜R2，在相同时间内电流做功由大到小的顺序是（D）
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．丙、乙、甲、丁 D．丁、甲、乙、丙
2721610436880小林想测量小灯泡的电功率。小灯泡上标有“2.5V0.3A”的字样，实验电路如图甲所示。实验中，当电压表示数为1.5V时，电流表示数如图乙所示。根据实验过程及现象，下列四个选项中不正确的是（A）
A．图乙中的电流表示数为 1A
B．小灯泡此时的实际功率为0.3W
C．若想测量小灯泡的额定功率，电压表量程需选择0～3V
D．滑片P在某位置时，电压表示数为2V，若要测量小灯泡的额定功率，还应将滑片继续向右移动
在探究电流通过导体产生热量多少的影响因素时，小明把阻值恒定为R1＝5Ω、R2＝10Ω的两段电热丝分别放在如图1所示的两个完全相同的烧瓶中并接入电路，在烧瓶中加入质量、初温均相同的煤油，再分别插入相同的温度计。实验设计中用　 　表示电流通过电热丝产生热量的多少，不计实验过程中的热损失。
（1）利用该实验装置可以完成的可探究的科学问题是：　 　。
（2）将如图2所示的甲、乙、丙三个完全相同的烧瓶，每个烧瓶内装有质量相等的煤油、相同的温度计和阻值相等且恒定的电热丝R，依次分别接入如图3所示电路进行实验得到下表所示实验数据，其中I为通过电热丝的电流，t0为闭合开关前烧瓶内的温度计的示数，t为通电4min时温度计的示数。根据此表格数据可以得到初步的实验结论是：　 　。
I/A
0.10
0.14
0.18
t0/℃
18
18
18
t/℃
19
20
21
△t/℃
1
2
3
在此实验过程中烧瓶甲、乙、丙依次接入电路前须先　 　（填“断开”或“闭合”）开关，依次接入电路后，滑动变阻器的滑动触头P需向　 　（填“左”或“右”或“不动”）滑动。
【答案】温度计升高的示数；（1）电流通过电热丝时产生的热量与电热丝的阻值大小有关吗？（2）在通电时间和电热丝阻值一定时，通过电热丝的电流越大，电热丝产生的热量越多；断开；右。
如图1是小明“测量小灯泡电功率”的电路，灯泡的额定电压为2.5V（电阻约10Ω）、电源电压恒为6V。
（1）为保证实验顺利进行，应选择下列哪个滑动变阻器接入电路中　 　；
A.10Ω 2A B.20Ω 1A
（2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，发现电压表示数为2.7V，要使灯泡正常发光，下一步操作应该是：将滑片P向　 　（填“左”或“右”）端移动；
（3）完成上述实验后，小明向老师又要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，设计了如图2所示的电路测量灯泡的额定功率。请完成实验步骤：
①闭合开关S1，将S2拨到触点　 （填“1”或“2”））），移动滑片P，使电压表的示数为　 　V；
②再将开关S2拨到触点　 　（填“1”或“2”），保持滑片P的位置不动，读出电压表的示数U；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝　 　（用已知量和测量量符号表示）。
【答案】（1）B；（2）右；（3）①2；2.5；②1；③＝
4406265217805小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）电热丝工作时的电阻是多大？
（3）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风5min产生的热量是多少？
4340225146050【答案】（1）0.5A；（2）44Ω；（3）75J
4728845394335在一次课外探究中，王华观察了他家的某品牌双色电烤箱。看说明书后得知电烤箱采用双控电路，电路如图所示，S为总开关，S1和S2为两个温控开关，R1和R2为上、下两层的加热电阻，上、下同时加热时额定功率为1600W，其中R1＝3R2．
（1）上、下两层同时正常工作时，R1消耗的电功率是多少瓦？
（2）只有R1正常工作时，通过R1的电流是多少？（计算结果保留一位小数）
（3）王华决定用家中的电能表和手表测量做晚饭时电烤箱的实际功率。他观察家里电能表和手表测量做晚饭时电烤箱的实际功率。他观察家里电能表标有220V、20（40）A、50Hz、3200r/kW?h的字样。于是，他关闭了家中所有其他用电器，仅让电烤箱单独工作（上、下层同时加热）30秒，电能表转盘转过了32转，请计算电烤箱的实际功率是多少瓦？
【答案】（1）400W；（2）1.8A；（3）1200W
爆米花机工作参数和电路如图1图2，只闭合开关S1时开始加工爆米花，电热丝R1加热的同时电动机搅拌，电动机功率为40W；只闭合S2时，电热丝R2单独工作保温，防止爆米花变凉。求：
（1）电热丝R2的阻值是多少Ω？
（2）将100g、20℃玉米加热到300℃后成为爆米花，需要5min，玉米加热过程中吸收的热量是多少J？[c玉米＝1.2×103J/（kg?℃）]
391922012065（3）电热丝R1给玉米加热时的效率是多少？
【答案】（1）2200Ω；（2）3.36×104J；（3）56%

课后作业
4770755292735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（　B　）
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
如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（　B　）
15074909525
A．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
B．乙实验通电一段时间后，左侧 U 形管中液面的高度差比右侧的大
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D．乙实验右边密闭容器与左边密闭容器中的电阻丝产生热量之比为 4：1
在测量小灯泡的电功率的实验中，把标有“2.5V”的灯泡L与滑动变阻器R串联起来接在电压是5V的电源上，调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，测得小灯泡的功率为0.5W，以下说法中不正确的是（　A　）
A．电流表的读数为0.2A，变阻器两端电压是5V
B．滑动变阻器连入电路中的电阻R＝12.5Ω
C．相等时间内，电流对L和R所做的功相等
D．灯泡L和滑动变阻器消耗的总电功率相等
为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，群宇同学设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝（R1＜R2）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与完全相同的气球相连，两次实验电源电压相同，以下说法正确的是（　C　）
A．乙装置可用来研究电热与电流的关系 B．通电 3min 后，A 气球要比 B 气球大
C．通电 3min 后，C 气球最大 D．通电 3min 后，D 气球最大
如图所示，是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝，不同的连接方式其发热功率不同，下列说法正确的是（　C　）
A．甲的发热功率与丙的发热功率相等 B．丁的发热功率是丙的发热功率的4倍
C．丙的发热功率是乙的发热功率的2倍 D．丁的发热功率是乙的发热功率的2倍
468122076835如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压为36V且保持不变，电路中的电流是2A，质量为8kg的重物在电动机带动下以0.8m/s的速度匀速上升，不计各处摩擦，则电动机线圈的电阻是（g取10N/kg）（　C　）
A．18Ω B．8Ω C．2Ω D．4Ω
加在某电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的电热功率为（　C　）
A．P B． C． D．P﹣
某兴趣小组利用图甲装置探究电流热效应的影响因素，实验步骤如下：
①将阻值为10欧和20欧的电阻丝分别置于A、B两个盛满煤油的烧瓶中，按图甲所示连接电路。
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至某一位置，记录此时电流表的读数I，通电一段时间，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△h1、△h2。
③断开开关，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置。
④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的读数为2I，当通电时间与步骤②相同时，记录A、B烧瓶的玻璃管内液面的变化高度分别为△h3、△h4，实验数据如表。
电流大小
烧瓶玻璃管内液面的变化高度
A烧瓶（RA＝10欧）
B烧瓶（RB＝20欧）
I
△h1
△h2
2I
△h3
△h4
（1）步骤②中的电流表示数如图乙所示，此时电流为　 　安。
（2）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同？　
　。
小明认为：只要选择“△h1、△h2、△h3、△h4”四个量中的某两个量进行比较，就能说明“对电流产生热量多少的影响，电流比电阻更大”，请比较这两个量的大小关系：　 　。
【答案】（1）0.24；（2）电流和通电时间；（3）△h3＞△h2
在一次测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率的实验中，（电源由三节新干电池串联组成）聪明而粗心的小马连接了如图A所示的电路。同组的小王发现电路连接有错。问：
（1）如果闭合开关，电流表　 　（选填“不”、“不会”）损坏不发光。
（2）小明主张拆了以后重新连接，可是时间来不及了，小刚眼珠一转，在图示电路中只改变了某根导线一端的接点位置，电路就能测量小灯泡额定功率。在图A中画出小刚改动的那条导线。
（3）排除故障后正确操作实验，测量数据如表所示：
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
发光情况
耀眼
明亮
亮
较亮
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压U/V
3.0
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.2
电流I/A
0.32
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.1
分析实验数据可知：
①第2次实验时，电流表的示数如图B所示，则灯的额定功率为　 　。
②7、8两次实验中，灯泡熄灭的原因是　 　。
③小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是　 　（填“0Ω”、“1Ω”、“2Ω”或“8.9Ω”）。
【答案】（1）不会；（2）略；（3）①0.75W；②加在灯泡两端的实际电压太低，其实际功率太小；③1Ω
小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个档位的发热功率。
4864100342900如图是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触。 已知：R1＝48.4Ω，R2＝96.8Ω，电源电压保持不变。请分析和解答以下问题：
（1）当开关S1，置于b端、S2断开时，电烤箱处于什么档位？简述理由
（2）电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是多少？
（3）电烤箱在高档位工作时，对食物加热6min，消耗的电能为多少？
【答案】（1）当开关S1置于b端、S2断开时，R1和R2串联接入电路，电源电压不变，功率最小，故是低档位；（2）1000W；（3）5.4×105J
在今年5月份助残活动中，某校初三同学为伤残军人买了一辆电动轮椅。同学们对这辆车的工作原理产生了兴趣。他们对照说明书的电路原理图（如图所示）了解到，操纵杆可操纵双刀双掷开关K以及滑动变阻器R1的滑片P．前推操纵杆时轮椅前进，再向前推时快速前进；后拉操纵杆时轮椅慢慢后退。又知蓄电池的电压U＝24V（保持不变）、定值电阻R2＝10Ω，电动机的额定功率P0＝72W、额定电压4220845111760U0＝24V。
（1）从原理图可知，当开关K接到哪两个接线柱时，轮椅前进？
（2）当轮椅后退时，电流表示数为I＝1A，此时电动机的实际功率为多少？
（3）当电动机以额定功率工作时，轮椅匀速前进的速度为1.5m/s，电动机线圈电阻损耗的功率为12W，求此时轮椅受到的阻力大小。
【答案】（1）开关接3、4时，轮椅前进；（2）电动机的实际功率为14W； （3）车受到的阻力为40N。
新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）当S和S1都闭合时电饭锅的电功率；
（2）用该电饭锅将2L的水从20℃加热到 100℃吸收的热量是多少？
（3）电热丝R2的阻值；
（4）这30min内电饭锅产生的热量。
【答案】（1）660W；（2）6.72×105J；（3）220Ω；（4）9.9×105J
484695542164013．如图为某些型号玩具电动机的工作电路图，电动机铭牌上标有“6V 6W，线圈电阻2Ω”字样，当开关闭合的瞬间，电动机尚未转动，此时通过电动机的电流称为启动电流，为了保护电动机，启动电流不得超过2A，求：
（1）启动时，变阻箱R的阻值至少多大？
（2）当电动机启动后，再次调节变阻箱R，使电动机进入正常工作状态，此时R消耗的电功率为多大？
【答案】（1）4Ω；（2）6W