资源简介

/ 让教学更有效 精品学案 | 物理学科
沪粤版九年物理上册单元考点大通关学案（全国通用）
第十五章 电能与电功率
1.结合实例理解电功和电功率的概念，了解电功率在实际中的应用；
2.理解电功率与电流、电压之间的关系，并能进行简单计算；
3.能区别用电器的实际电压、实际功率和额定电压、额定功率，会测量用电器的额定功率：
4.通过实验探究知道焦耳定律，能用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象，能进行简单的电热计算。
一、电能与电功
1.电能与电功：
（1）电功：电流所做的功叫做电功，电功用字母 W 表示。电能转化为其他形式的能的过程也可以说是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功。
（2）电功的计算：电流通过导体做的电功等于导体两端的电压、通过导体的电流和通电时间的乘积。即：电功=电压×电流×通电时间。可表示为：W=UIt。
推导式：（仅适用于纯电阻电路）
（3）电功的单位：焦耳（J） 1J-1V·A· s=1N·m。
生活中常用千瓦·时（俗称度）作为电能的单位，符号是 kW·h。
1 kW·h = 3.6×106 J
2.电能表
（1）作用：用来测量电功，即记录电路消耗的电能的仪表。
（2）铭牌上各参数的物理意义：
①铝盘上方方框内的数字895.9记录消耗的电能总数，红色方框内的数字（最末一位）为小数位；
②kW·h表示以千瓦·时（kW·h）为显示消耗电能的单位。
③220V 50Hz表示该电能表应在220V、50Hz 的交流电路中工作；
④10（20A）该电能表基本电流为10A，额定最大电流为20A；
⑤1250r/（kW·h）用电器每消耗1kW·h的电能，电能表上的转盘转过1250转
（3）计数方法：在一段时间内前后两次示数的差值，就是这段时间内消耗的电能。
（4）电能的计算：
电能表转盘在一段时间实际转n转或电能表指示灯闪烁n次消耗的电能：
其中N表示消耗1kW·h电能时电能表转盘标定的转过的转数或电能表指示灯闪烁的次数。
二、电功率
1.物理意义：电功率是表示电流做功快慢的物理量。
2.定义：电流在某段时间内所做的电功与这段时间的比叫做电功率。用符号P 表示。
3.单位：瓦特，简称瓦，符号是W，其他常用电功率单位还有kW
4.单位换算：1kW=103W
5.公式：，其中P表示电功率，单位是W；W表示电功，单位是J；t表示完成这些电功所用的时间，单位是s。
6.推导公式：（仅适用于纯电阻电路）
7.影响电功率大小的因素：电功率的大小与用电器两端的电压、通过用电器的电流有关。电功率 P 等于电压 U 与电流 I 的乘积。即：
三、用电器的正确使用
1.额定电压、额定电流与额定功率
用电器正常工作时的电压值和电流值，分别叫做额定电压 和额定电流。在额定电压下工作时的电功率， 叫做额定功率。一个用电器的额定功率只有一个。
一个铭牌上标有“220 V 1 600 W”字样的电陶炉煮茶器，其中“220 V”表示该煮茶器的额定电压为220V，“ 1 600 W”表示该煮茶器的额定功率为1600W。
2.实际功率
用电器在实际电压下工作时的电功率，叫做实际功率。一个用电器的实际功率有无数个，它随着用电器工作时两端的实际电压的改变而改变。
3.测量小灯泡的电功率
根据电功率公式P=UI，设计电路图，测算出小灯泡的电功率。
四、焦耳定律
（1）电流的热效应
电流通过导体时，电能转化成内能，导致导体发热的现象，叫做电流的热效应。
（2）通电导体产生的热量与哪些因素有关
①实验电路图及装置
②被加热的物质选用空气或煤油的原因：空气和煤油的比热容小能使实验现象明显。
③实验方法：
a.转换法：通过温度计示数的变化来反映电流通过导体产生热量的多少。
b.控制变量法。
④实验结论：
a.当电流和电阻一定时，通电时间越长，产生的热量越多。
b.当电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多。
c.当电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。
（3）焦耳定律
①内容：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。
②计算公式
(适用于所有电路)
对于纯电阻电路，电流通过导体时，电能全部转化为内能，所以可以推导出：
（4）电流热效应的应用与控制
①利用：电压力锅、电暖手宝、电热水壶、电饼铛等用电器都应用了电流热效应的原理。
②防止：散热片、电脑的微型风扇等。
1.探究影响电流通过导体时产生热量的因素
（1）实验器材：密闭容器两个，U形管两个、导线若干、不同阻值电阻丝若干、电源。
（2）实验装置：
（3）实验步骤：
①探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系
实验设计：保持电流和通电时间不变，改变电阻。如图甲，把两个不同的电阻串联在电路中。
②探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系
实验设计：保持电阻和通电时间不变，改变电流。如图乙，将两个相同的电阻先联，再与另一个电阻串联。
③探究电流通过导体产生热量的多少与通电时间的关系
实验设计：保持电阻和电流不变，改变通电时间。
（4）实验结论：
①在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；
②在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的热量越多；
③在电阻和通过电阻的电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。
2.电功的测量
（1）伏安法测量电功：
伏安法是一种常用的电功测量方法，通过使用 电压表和电流表分别测量电器两端的电压和通过的电流，然后利用公式P=UI计算电功率。这种方法适用于直接测量用电器的电功率。
（2）伏阻法和安阻法测量电功：
如果只有电压表或电流表，可以使用伏阻法或安阻法进行测量。伏阻法需要使用一个已知阻值的电阻与待测电器串联，通过测量电阻两端的电压和电流计算电功率。安阻法则需要使用一个已知阻值的电阻与待测电器并联，通过测量电阻中的电流计算电功率。
3.伏安法测量小灯泡的电功率
实验设计：
（1）实验原理P=UI
根据P=UI可知，只要用电压表（伏特表）测出小灯泡两端的电压、用电流表（安培表）测出通过小灯泡的电流，就可以间接测量出小灯泡的电功率了．即用伏安法测小灯泡的电功率．为了测量不同电压下的电功率，我们要用串联滑动变阻器的办法，来控制加在灯泡两端的电压。
（2）实验器材：电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器。
（3）实验电路：若所用小灯泡的额定电压是2.5V，要测出小灯泡的功率，至少需要两节干电池（3V）作电源，电路图如图所示：
（4）实验步骤：
①按电路图连接实物图，将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大（右）端；
②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中。
③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2．SV、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中。
④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填入表格中。
（5）实验分析：
①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。
②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大。
③灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。
考点1. 电能与电功
【例题1】（2025 柳州模拟）某用电器的能量流向图如图所示，由此可知该用电器可能是（　　）
A．电饭煲 B．白炽灯 C．电热水器 D．电风扇
【答案】D
【解析】电能可以转化为其它形式的能，分析不同用电器工作时的能量转化情况，与图中对照可做出判断。
【解答】结合某用电器的能量流向图可知该用电器工作时，将电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能。
AC、电饭煲和电热水器工作时，主要将电能转化为内能，故AC不正确；
B、白炽灯工作时，主要将电能转化为内能和光能，故B不正确；
D、电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，并产生少部分内能，故D正确。
【例题2】（2025 沈阳模拟）如图所示为小王家电能表的表盘，他将某用电器单独接在电路中工作30min,电能表的转盘转了60圈，则这个用电器可能是（　　）
A．空调 B．微波炉 C．电热水器 D．液晶电视
【答案】D。
【解析】1200r/（kW h）表示的是电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转1200r,据此求转盘转600r消耗的电能；再利用P=W/t求该用电器的电功率，进而选择符合题意的用电器。
考点2. 电功率
【例题3】（2025 阳谷县一模）小灯泡L的额定电压为3V，它的I-U图像如图甲所示。把小灯泡接入如图乙所示的电路中，先将滑动变阻器的滑片P移至B端，闭合开关S，电压表示数为1.5V；再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V。已知电源电压恒定，滑动变阻器的铭牌标有“10Ω 2A”。下列说法中错误的是（　　）
A．电源电压为4.5V
B．小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为2.5W
C．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
D．小灯泡的额定功率为1.5W
【答案】B
【分析】（1）当滑动变阻器的滑片P移至B端时，滑动变阻器的最大阻值和的灯泡串联，根据图像读出电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压；
（2）由图像可知电压表的示数为3V时对应的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻，根据P=UI求出此时滑动变阻器消耗的电功率。
【例题4】（2025 天门模拟）如图所示，电源电压保持6V不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，定值电阻的规格为“10Ω、0.5A”，滑动变阻器的规格为“20Ω、1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是 （　　）
A．电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W～0.9W
B．电流表示数允许的变化范围为0.2A～0.5A
C．变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω～20Ω
D．电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W～3W
【答案】A
【解析】由图知，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量定值电阻两端电压。
①已知电流表选择的量程和定值电阻规格，可以确定电路最大电流；已知电压表选择的量程，可以确定定值电阻两端最大电压；电路电流最大时，定值电阻消耗的功率最大；电路电流最小--总电阻最大时，消耗的功率最小。据此确定定值电阻消耗功率的变化范围及电路电流变化范围；
②电路电流最大时，滑动变阻器接入电路电阻最小；电流最小时，滑动变阻器接入电路电阻最大。据此确定滑动变阻器接入电路电阻范围；
③已知电源电压和电路最大、最小电流，利用公式P=UI确定电路消耗的总功率的变化范围。
考点3. 用电器的正确使用
【例题5】（2025 沭阳县二模）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．两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻
B．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
C．两灯串联在220V的电路中，甲灯比乙灯亮
D．将乙灯接入110V的电路中，它的实际功率为50W
【答案】C
【解析】（1）两灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据P=UI=求出两灯泡的电阻，然后比较两者的大小关系，根据W=Pt比较两者消耗的电能关系；
（2）两灯泡串联时通过它们的电流相等，根据P=I2R比较两者实际功率的大小关系，实际功率大的灯泡较亮；
（3）根据P=UI=求出将乙灯接入110V的电路中时的实际功率。
【例题6】（2025 营山县二模）利用如图甲所示的电路图“测量小灯泡的电功率”，小灯泡标有2V字样，电源电压恒为3V，图乙是根据实验数据绘制的U-I图象，下列有关说法错误的是（　　）
A．该实验的原理是P=UI
B．小灯泡正常发光时的电功率为0.6W
C．电压为3.0V时，灯泡的亮度比正常发光时亮
D．利用该电路图可以进行“电流与电压关系”的实验探究
【答案】D。
【解析】（1）该实验的原理是P=UI；
（2）根据图乙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P=UI求出小灯泡正常发光时的电功率；
（3）灯泡的亮度由实际功率决定，实际功率越大，灯泡亮度越亮；
（4）在探究“电流与电压关系”的实验中，应控制电阻阻值不变，而灯丝的电阻随温度的变化而变化。
【解答】解：A、测量小灯泡的电功率，需要测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，由P=UI得到小灯泡的电功率，因此实验的原理是P=UI，故A正确；
B、小灯泡的额定电压是2V，由图乙可知，通过小灯泡的电流是0.3A，小灯泡正常发光时的电功率为：
PL=ULIL=2V×0.3A=0.6W，故B正确；
C、由图乙可知，电压为3.0V时，对应的电流是0.4A，灯泡的电功率为：
P′L=U′LI′L=3V×0.4A=1.2W＞0.6W，
此时的电功率大于小灯泡正常发光时的电功率，灯泡的亮度比正常发光时亮，故C正确；
D、在探究“电流与电压关系”的实验中，应控制电阻阻值不变，而灯丝的电阻随温度的变化而变化，不是一定值，所以不能利用该电路图可以进行“电流与电压关系”的实验探究，故D错误。
考点4. 焦耳定律
【例题7】（2025 方城县一模）小明家连接插线板的导线折断后，他把两根导线拧在一起继续使用，用久后发现连接处容易发热，其主要原因是连接处（　　）
A．电阻变小 B．电流比别处电流小
C．电阻变大 D．电流比别处电流大
【答案】C
【分析】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多。
【解答】解：导线连接处与导线串联在电路中，导线相互连接处因接触不良，则该处的电阻较大，通过的电流相等、通电时间相等，由Q=I2Rt可知，连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾。
故选：C。
【例题8】（2025 临沭县一模）如图所示的电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，闭合开关S，滑动变阻器滑片P置于a端时，电流表示数为0.6A，下列说法正确的是（　　）
A．电阻R1的阻值为12Ω
B．滑片P在移动的过程中，电流表的最小示数为0.2A
C．当变阻器滑片P处于a端时，电压表的示数为1V
D．当变阻器滑片P处于b端时，通电1min电阻R1产生的热量为6J
【答案】D
【解析】（1）（3）闭合开关S，滑动变阻器滑片P置于a端时，为R1的简单电路，电压表示数等于电源电压，知道R1两端的电压和通过R1的电流，利用欧姆定律计算出R1的阻值；
（2）（4）电源电压一定，当变阻器滑片P处于b端时，电路中的总电阻最大，电流最小，利用欧姆定律可求出电流表的最小示数，利用焦耳定律计算出通电1min电阻R1产生的热量。
【演练1】 （2025 哈尔滨二模）如图甲是某型号可充电台灯风扇，图乙是台灯风扇经历充电和工作时的主要能量流向图。下列说法正确的是（　　）
A．电池在充电时相当于电源
B．图乙中a、b均为电能
C．图乙中d为机械能
D．风扇单独工作时，将消耗的电能全部转化为机械能
【答案】B
【演练2】 （2025 正定县二模）小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里电压是否正常，他观察家中的电能表示数如图所示为 kW h,现仅接通这台标有“220V，1500W”电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，其两端电压 （选填“高于”、“等于”或“低于”） 220V。
【答案】3023.6；等于。
【演练3】（2025 海南模拟）如图是一个灯泡L和一个定值电阻R的I-U图像。下列分析正确的是（　　）
A．甲为灯泡L的I-U图线
B．电压为0时L与R的阻值为0
C．将L和R串联在6V的电源两端，电路总功率为0.24W
D．将L和R并联在6V的电源两端，电路总电阻为8Ω
【答案】D
【演练4】（2025 武汉模拟）如图所示是某同学设计的监测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动，电源电压保持4.8V不变，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，定值电阻R1=6Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω；1A”。闭合开关S，随着水流速度的变化，下列说法正确的是（　　）
A．当水流速度增大时，电压表与电流表的示数之比不变
B．当水流速度减小时，机翼状的探头受到水的浮力变大
C．电阻R1的电功率的变化范围为0.54W～2.16W
D．电路的最大电功率为2.4W
【答案】C。
【演练5】（2025 桑植县三模）充电桩外壳一般用金属材料，充电方式有快充和慢充两种，下列说法正确的是（　　）
A．慢充对电池更好，是因为慢充时没有电流热效应
B．对同一台汽车充电，快充比慢充消耗电能快
C．安装充电桩时不需要接地线
D．若充电桩起火，第一时间应浇水扑灭
【答案】B。
【演练6】（2025 南山区一模）某同学进行了如下实验：
（1）用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡L1的额定功率，电源两端电压保持不变。
①闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在 端。
②闭合开关，应 以确定小灯泡L1正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则L1的额定功率P1= W。
（2）该同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系，他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，将L1替换为L2，闭合开关后，发现电压表示数为2.3V。
依据上述现象，可推断出P1 P2（选填“＞”、“=”或“＜”），他继续完成了P2的测量后，验证了推断。
【答案】（1）①A；②调节变阻器使电压表示数为2.5V；0.75；（2）＜。
【演练7】（2025 鹤壁模拟）下列是一些生活中的实例，说法正确的是（　　）
A．彩虹是光的扩散现象
B．超导体可用于制作电炉子的电热丝
C．核电站利用核裂变释放的核能发电
D．记忆合金制成的输电导线，可以避免因输电线上产生热量而造成能源的浪费
【答案】C
【演练8】（2025 邢台一模）如图所示电路，电源电压为6V，R1为定值电阻，R2为规格“20Ω，2A”的滑动变阻器，表a、表b为电压表或电流表。下列说法正确的是（　　）
A．若表a为电流表、表b为电压表，当S闭合，电流表的示数为1A时，滑动变阻器R2连入电路的阻值为12Ω
B．若定值电阻R1的阻值为5Ω，并拆去电表a和b,S闭合后，10s内R1产生的热量最多为72J
C．若a、b均为电压表，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片P的过程中，表a示数变化量大于表b示数变化量
D．若两个电表均为电流表，S闭合后，两个电阻并联
【答案】B
1.欧姆定律的应用
（一）比例问题
解决这类问题一要掌握规则，二要弄清是哪两部分相比。
①串联电路电流处处相等，即电流之比为：I1：I2=1：1；
根据I=可知电压与电阻成正比，。
②并联电路各支路电压相等，即电压之比为U1：U2=1：1；
根据U=IR可知电流与电阻成反比，I1R1=I2R2。
（二）电表示数变化问题
（1）解决这类问题最重要的是弄清电路是串联还是并联，不同的连接方式有不同的判断规则。
①串联电路：
电流与电阻的变化相反，即电阻变大时电流变小，电阻变小时电流变大；按电阻的正比例来分配电压。
②并联电路：
各支路的电压都与电源电压相等，所以电压是不变的；阻值变化的支路电流随之变化，阻值不变的支路电流也不变。
③电压表与电流表示数的比值：
根据导出式R=可知，电压表与电流表示数的比值代表了某个电阻的大小，只要电阻不变化，两表比值是不变的。
（2）解决这类电表示数变化的问题时，注意不要在第一步判断串并联时出错。
（3）滑动变阻器连入电路的是哪一部分，没有判断清楚，也是解决电表示数变化问题常出现的错误。
2.电功与电能的计算
电流做功用W=UIt进行计算。对于电能全部转化为内能的用电器，也可以用W==I2Rt计算电流做的功。
3.电能表的计算
（1）表盘上标有Nr/（kW h）字样，转盘转n圈，耗电。
（2）最大功率=电能表使用的电压×最大电流
（3）电能W=Pt
4.电功率多档位问题
并联电路中求解总功率时，可以采用两种方法：
方法一：求出总电阻，然后再求解总功率（此方法计算量大，不推荐）
方法二：根据公式P=求解较为方便。
5.动态电路中电功率的变化
分析步骤：①简化电路；②分析电路连接方式；③确定电表测量对象；④滑动变阻器变化时，电阻、电流、电压的变化关系；⑤电路各部分电功率的变化分析。
6.结合图像计算电功率
解电学题时，我们应该把试题中的电路、坐标图像和已知的条件一一对应起来，随后，所有的问题都会迎刃而解。当灯泡的电阻值不是一个定值时，这个阻值不能参与试题的运算。
7.伏安法测量小灯泡的电功率
实验过程中的注意事项：
①连接电路时开关一定要断开，并且滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处，以保护电路．
②电压表和电流表的量程，应大于小灯泡的额定电压和额定电流，以免烧坏电表．
③滑动变阻器的选择：通过它的最大电流应大于灯泡的额定电流，它的最大阻值应使连入它后电路的电流不超过灯泡的额定电流太大，最好和灯泡的电阻大致差不多，这样调节效果更明显．
④在移动滑动变阻器的滑片使小灯泡两端电压高于额定电压时要注意，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时时间不能过长，否则易烧坏灯泡．
8.探究影响电流通过导体时产生热量的因素
(1)U形管内液面高度差越大，产生的热量越多。
(2)使用中，无论条件如何，U形管内液面高度都相同，可能是：装置气密性不好，重新安装，检查气密性是否良好。
(3)实验中加热空气相比加热液体的好处：
①空气膨胀体积变大，实验效果明显；
②加热空气，耗电量少，实验时间短。
9.电热的综合计算
（1）把握公式的含义和用法，灵活进行运用：电学计算离不开公式，而掌握公式的熟练程度直接关系到解题速度。俗话说“磨刀不误砍柴工”，只有把电学公式理解透彻并记“熟”了，做题时方能生出“巧”解来。
（2）寻找隐含条件，排除解题障碍：电学综合题中的隐含条件，往往包含于物理现象、用电器铭牌、生产生活常识、电学常数以及题目的图之中，只要我们细心挖掘，总是可以找到的。
（3）运用数学方法，提高解题能力：解答电学综合计算题，需要应用数学方法，通过建立等量关系进行求解。在电路计算中建立等量关系的思路很多，如串、并联电路的电压、电流、电阻关系；串联电路的电压分配，并联电路的电流分配；电源电压不变，定值电阻阻值不变等，要根据题目的具体情况恰当地进行选择。
（满分100分，答题时间60分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评）
一．选择题（本大题共12小题，各2分，共24分）
1．（2025 东台市模拟）决定小灯亮暗程度的物理量是（　　）
A．电流 B．电压 C．电功 D．电功率
2．（2025 柳州模拟）分别标有“220V25W”、“110V25W”、“36V25W”字样的三个白炽灯，它们各自在额定电压下工作时（　　）
A．“220V 25W”最亮 B．“110V 25W”最亮
C．“36V 25W”最亮 D．三个白炽灯一样亮
3．（2025 泉州模拟）下列家用电器工作时，主要将电能转化为内能的是（　　）
A．电铃 B．电热毯 C．洗衣机 D．碎肉机
4．（2025 沙洋模拟）将标有“6V 3W”和“6V 2W”的甲、乙两只小灯泡串联起来，接在电压为6V的电源两端，接通电路后，以下说法正确的是（　　）
A．两只小灯泡都不能正常工作，甲灯比乙灯亮 B．两只小灯泡都能正常发光
C．通过乙灯的电流较大，所以乙灯较亮 D．两只小灯泡的总功率小于2W
5．（2025 厦门模拟）当手机电量所剩无几时，通常可设置成省电模式来延长续航时间。该操作可以（　　）
A．增大电池电压 B．增强散热能力
C．减小总功率 D．减小总电阻
6．（2025 崂山区自主招生）额定电压相同的电热水壶甲、乙。额定功率分别为1600W、1000W，它们都正常工作时，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
7．（2025 富顺县一模）如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（　　）
A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B．小英家上个月消耗的电能为1011kW h
C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J
D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多
8．（2024秋 新都区）为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，某同学设计了如图所示的装置。两段阻值不同的电阻丝（R1＜R2）密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连。下列说法正确的是（　　）
A．该实验只用到“转换法”
B．图中通过R1的电流大于通过R2的电流
C．相同时间内，B气球比A气球的膨胀程度大
D．该装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系
9．（2024秋 泸县校级期末）某电热器有两根电阻丝，只给一根通电，煮沸一壶水用的时间为t1；只给另一根通电，煮沸同样一壶水用的时间为t2。若两根电阻丝并联接到原来的电源上，煮沸同样一壶水需用的时间为t，则t为（　　）
A． B． C．t1+t2 D．|t1﹣t2|
10．（2024年 碑林区）如图所示，给电炉通电后，电炉丝热得发红，而用手触摸与之连接的导线却不觉得烫手，这是因为（　　）
A．电流通过导线时没有产生热效应
B．通过电炉丝的电流比通过导线的电流大得多
C．电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D．电炉丝消耗的电功率比导线消耗的电功率大得多
11．（2025 邹城市二模）图甲中，电源电压为12V、电流表（0～0.6A）、电压表（0～15V）、滑动变阻器标有“？Ω，1A”字样，虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡（6V，0.5A）闭合开关，在元件安全的情况下，使滑片P移动范围最大，得到滑动变阻器的I﹣U图像如图乙。则：①虚线框内是小灯泡；②电路的最大功率为6W；③虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时，滑动变阻器的阻值为10Ω；④滑动变阻器最大阻值为20Ω。以上结论正确的有（　　）
A．③④ B．②③ C．①② D．①④
12．（2025 大庆二模）在如图A的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为RM，移动滑动变阻器的滑片P从A端到B端，滑动变阻器的电功率随电流表示数变化的完整图线如图B，图线中a、b两点对应的电功率均为P1，且c点对应的是滑动变阻器的最大电功率P2，且P1：P2＝3：4，则图线中b点对应的电路状态中，滑动变阻器接入电路中的电阻大小（　　）
A． B． C．2R0 D．3R0
二．填空题（本大题共8小题，每空1分，共17分）
13．（2025 长沙二模）为了保护孩子们的视力，教室里日光灯更换成如图所示的LED护眼灯，其中教室前排的三盏灯总是同时亮，同时灭，发现其中一盏灯坏了，另外两盏仍能正常发光，则这三盏LED护眼灯的连接方式是 　 　 。LED灯发光效率高，其发光时主要将电能转化为 　 　 能。
14．（2025 西安校级模拟）电热水器是利用电流的 　 　 效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为 　 　 kW h，现仅接通台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为 　 　 J，其两端电压 　 　 （高于/等于/低于）220V。
15．（2025 凌源市三模）如图所示，汽车用USB便携充电设备，有 A、B两个充电接口，额定输出电压均为5V，输出电流分别为2.1A和1.0A，要快速给标配的手机充电，应选用 　 　 （选填“A”或“B”）接口，此接口的额定输出功率为 　 　 W。
16．（2025 贡井区二模）如图甲所示的电路中电源电压不变，小灯泡L的额定电压为24V，当把滑片P滑到最左端时，小灯泡恰好正常发光。图乙为通过灯泡L的电流与其两端电压的关系，当小灯泡正常发光时灯丝的电阻为 　 　 Ω。调节滑动变阻器R，当其连入电路的阻值是 　 　 Ω时，小灯泡的实际功率为3.6W。
17．（2025春 寿宁县校级月考）如图，电源电压7V保持不变，灯L2“6V 3.6W”，当开关S闭合，两灯发光，使用一段时间后L1突然熄灭，L2更亮，则故障是L1　 　 ，灯L2的实际电功率为　 　 W．（假设灯丝电阻不变）
18．（2025 埇桥区校级一模）如图甲是一只便携塑料封口机，电路原理图如图乙所示，电源电压为3V，电热丝R的电阻为0.4Ω，开关闭合，通电2mm产生的热量为 　 　 J。
19．（2025 邹城市一模）芯片体积小，元件密集。当芯片中有电流通过时，由于芯片元件有 　 　 ，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的 　 　 效应。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过 　 　 的方式改变芯片内能。
20．（2025 荔城区校级模拟）如图甲所示是探究电功率与电流关系的实验电路图，电源电压不变。滑动变阻器滑片从一端移至另一端的过程中，电路的总功率、滑动变阻器的电功率与电流的关系图象分别为图乙的a、b曲线，则电源电压为 　 　 V，图象中I2的值为 　 　 A。
三．实验探究题（本大题共3小题，各9分，共27分）
21．（2025春 金湖县月考）在“探究影响电流热效应的因素”实验中：
（1）为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了如图甲所示的装置进行实验，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，该实验通过比较 　 　 来判断相同时间内电阻丝阻值一定时，不同电流产生的热量多少。实验中烧瓶内的液体选择的是煤油而不是水，这样选择的理由是 　 　 。
（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s，再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量并填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电路中电流大小，重复上述操作，获得的数据如表所示。
实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度升高量/℃
1 0.3 30 10 1.5
2 0.6 30 10 6.0
由此得出：同一导体，在通电时间相同时，通过导体的电流越 　 　 ，产生的热量越 　 　 。
（3）若要探究电流通过电阻产生的热量与电阻大小的关系，可选择图乙中 　 　 （填“A”或“B”）烧瓶内的电阻丝与图甲中烧瓶内的电阻丝 　 　 （填“串联”或“并联”）。
22．（2025 郓城模拟）小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，设计了如图甲所示的电路图。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 　 　 （选填“a”或“b”）端，闭合开关后，发现小灯泡不亮，则电路故障可能是滑动变阻器 　 　 （选填“短路”或“断路”）；
（2）排除故障后，某次实验电压表的示数如图乙所示，为 　 　 V；小明测得多组数据，并画出如图丙所示的图像，由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 　 　 Ω，小灯泡的额定功率为 　 　 W；
（3）图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而 　 　 （选填“增大”或“减小”）。
（4）受到上述实验的启发，为测量高温物体的温度，小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下：将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表？请说明理由（从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述）。
答：　 　 。
23．（2024年 仪征市）同学们猜想影响电流做功多少的因素有：用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间。如图（a）、（b）所示是小明实验小组的实验电路图。
（1）此实验是根据　 　 来比较相同时间内电流做功的多少，L1、L2两只灯泡的规格应　 　 （选填“相同”或“不同”）；
（2）在图（a）电路中，甲、乙两灯串联，主要是为了控制　 　 相同，从而研究电流做功多少与　 　 的关系；在图（b）电路中，观察到L1灯较L2灯暗，甲电流表的示数小于乙电流表的示数，由此可以得到的结论是　 　 。
四．综合应用题（本大题共4小题，各8分，共32分）
24．（2025 昆明模拟）小明为宠物保温箱设计了一个电加热器，其内部电路如图所示，S为旋转型开关，通过旋转开关S，可实现从低温到中温、高温的转换。保温箱及加热器的部分参数如表所示，求：
物理量 参数
加热器 工作电压 220V
中温挡功率 110W
低温挡功率 44W
电阻R3 440Ω
加热效率η 80%
保温箱 空气质量m 1.5kg
空气比热容c 0.8×103J/（kg ℃）
（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量；
（2）电加热器电路中R2的阻值；
（3）要完成（1）中的升温要求，至少需要的加热时间。
25．（2025 讷河市模拟）某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2的阻值均为1100Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入220V的家庭电路中，
（1）旋转开关转至 　 　 （选填“ab”“bc”“cd”或“de”）时，电热敷腰带处于高温挡工作，理由是：　 　 ；
（2）电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25A，求通电10min消耗的电能；
（3）旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为22W，求电路的总电流；
（4）旋转开关转至cd时，求电热敷腰带的功率。
26．（2025 余江区一模）如图所示电路，电源电压保持不变，灯L标有“12V 12W”的字样，R2＝12Ω。当S1、S2都闭合时，电流表示数为1.2A，灯L正常发光（忽略温度对灯丝电阻的影响）。求：
（1）电源电压。
（2）电阻R1的阻值。
（3）若将开关S1、S2都断开，此时灯L的实际功率。
27．（2025 丹阳市一模）图甲是小明设计的一种家用即热式饮水机，R为电阻箱，RF为置于储水箱底部的压力敏感电阻，其阻值随上方水的压力的变化而变化，已知U＝6V；当电磁铁线圈中的电流I≤0.04A时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足；当I≥0.04A，K被吸上；电磁铁线圈电阻不计。
（1）随着水箱内水量的减少，RF所受水的压力 　 　 ；RF的阻值应随压力的减小而 　 　 。（填“增大”或“减小”）
（2）若将电阻箱接入电路的阻值调至100Ω，求指示灯L刚亮起时RF的阻值。
（3）如图乙所示，水泵使水箱内的水以v＝0.1m/s的恒定速度流过粗细均匀管道，管道的横截面积S＝1cm2；虚线框内是长L＝0.1m的加热区，阻值R＝22Ω的电阻丝均匀缠绕在加热区的管道上，两端电压为220V。设水仅在加热区才被加热，且在通过加热区的过程中受热均匀，电阻丝产生的热量全部被水吸收。
①设水的初温为25℃，求经过加热区后热水的温度。（结果保留一位小数）
②为提高经过加热区后热水的温度，请提出两种符合实际的解决办法：　 　 ，　 　 。
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 D D B D C B D C A D A
题号 12
答案 B
一．选择题（共12小题）
1．【答案】D
【解析】灯泡的亮度由实际功率决定，功率决定越大，单位时间内消耗的电能越多，转化成的光能越多，所以灯泡越亮。
【解答】因为灯泡的亮度由实际功率决定，所以D正确。
故选：D。
2．【答案】D
【解析】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，额定电压下的实际功率与额定功率相等。
【解答】因为三个灯泡都在额定电压下工作，所以三个灯泡的实际功率等于其额定功率；又因为三个灯泡的额定功率相等，所以三个灯泡的实际功率相等，因此三个灯泡的亮度一样。
故选：D。
3．【答案】B
【解析】电流做功的过程实质上是电能转化为其它形式能的过程，用电器消耗了电能，获得了其它形式的能量，就是一个电流做功的过程。
【解答】电铃的主要部件是电磁铁，通电后能产生磁，不是转化为内能；电热毯工作时主要把电能转化为内能；洗衣机、碎肉机的主要用电元件是电动机，工作时电能主要转化为机械能，故B正确。
故选：B。
4．【答案】D
【解析】（1）已知两灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI求出两灯泡的额定电流，利用欧姆定律求出两灯泡的电阻；
（2）根据串联电路的电流特点比较通过两灯泡的电流关系，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，然后与两灯泡的额定电流相比较判断两灯泡是否正常工作，根据P＝I2R比较两灯泡的实际功率关系判断亮暗关系，根据P＝UI求出电路消耗的总功率。
【解答】（1）由P＝UI可得，两灯泡的额定电流：
I甲0.5A，I乙A，
由I可得，两灯泡的电阻：
R甲12Ω，R乙18Ω；
（2）甲、乙两只小灯泡串联起来，接在电压为6V的电源两端时，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，通过两灯泡的电流相等，故C不正确；
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：
I0.2A，
因I＜I乙＜I甲，
所以，两灯泡均不能正常发光，故B不正确；
由P＝I2R可知，乙灯泡的电阻较大，实际功率较大，灯泡较亮，故A不正确；
电路的总功率：
P＝UI＝6V×0.2A＝1.2W＜2W，故D正确。
故选：D。
5．【答案】C
【解析】省电模式是切断手机部件供电以实现省电的功能，根据P分析。
【解答】当手机“电量”所剩无几时，即W一定，由P可得，W＝Pt，要延长使用时间t，则减小总功率P，因此手机的“省电模式”来是通过减小总功率的方式来延长使用时间的。
故选：C。
6．【答案】B
【解析】（1）两电热水壶正常工作时的电压和额定电压相等；
（2）两电热水壶正常工作时的功率和额定功率相等，实际功率大的电流做功快；
（3）根据P＝UI比较两电热水壶正常工作时的电流关系；
（4）由W＝Pt可知，电热水壶消耗的电能与电功率和通电时间有关。
【解答】
A．甲和乙两电热水壶的额定电压相等，则正常工作时它们两端的电压相等，故A错误；
B．电热水壶正常工作时的功率和额定功率相等，甲的额定功率较大，其正常工作时的实际功率较大；因电功率是表示电流做功快慢的物理量，所以电流通过甲电热水壶做功较快，故B正确；
C．两电热水壶正常工作时的电压相等，实际功率不同，由P＝UI的变形式I可知，通过的电流不相等，故C错误；
D．时间相同，额定功率不变，在正常工作时，根据W＝Pt可知，消耗的电能是不同的，故D错误。
故选：B。
7．【答案】D
【解析】从电能表表盘可得到的信息：
①电能表指示灯闪烁的次数反映了电路消耗电能的多少；
②电能表读数时，最后一位是小数，单位kW h；
③根据10（40）A的含义判断；
④1600imp/kW h表示每消耗1kW h的电能，指示灯闪烁1600次，据此求出指示灯闪烁320次消耗的电能。
【解答】
A、由图知电能表允许通过的最大电流为40A，因此小英家干路中的电流不得超过40A，故A错误；
B、小英家上月消耗的电能为：5647.8kW h﹣5546.7kW h＝101.1kW h，故B错误；
C、指示灯闪烁320次消耗的电能：WkW h＝0.2kW h；故C错误；
D、1600imp/kW h表示每消耗1kW h的电能，指示灯闪烁1600次，电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，故D正确。
故选：D。
8．【答案】C
【解析】（1）（4）甲中两电阻丝串联，乙中两电阻丝并联，根据串联电路电压的规律和欧姆定律，判断通过甲图R1的电流与通过乙图R1的电流大小关系，结合控制变量法分析；
电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变；本题中电流产生的热量的多少不能直接观察到，通过气球膨胀的大小来比较，这种方法是转换法；
（2）电阻丝串联，故电流相同；
（3）根据Q＝I2Rt比较甲图中两个电阻丝产生热量的大小关系，结合转换法回答。
【解答】A．电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变；实验中控制电流和通电时间相同，所以还采用了控制变量法，故A错误；
B．电阻丝串联，故通过电阻的电流相同，故B错误；
C．电阻丝串联，电流和通电时间相同，由Q＝I2Rt可知，R2产生的热量更多，气体受热膨胀的程度更大，所以B气球比A 气球的膨胀程度大，故C正确；
D．串联电路电流相同，所以该装置不可探究电流产生的热量与电流大小是否有关，但可用于探究电流产生的热量与电阻大小是否有关，故D错误。
故选：C。
9．【答案】A
【解析】根据焦耳定律和题目的条件进行分析和推导。
【解答】只给一根电阻丝通电，电阻消耗的电功率为P1，煮沸一壶水用的时间为 t1，产生的热量为：Q＝W＝P1t1
同理，另一根电阻丝产生的热量为：Q＝W＝P2t2
则，两根电阻丝并联接到原来的电源上，产生的热量为
Q＝（P1+P2）t
采用不同的电路连接方式，烧开同样的一壶水需要吸收的热量相等，则有：
解得：
；
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选：A。
10．【答案】D
【解析】（1）电流流过导体时，导体发热，把电能转化为内能的现象是电流的热效应。
（2）电炉丝和连接的导线串联在电路中，通过它们的电流相等，通电时间相同，而电炉丝的电阻比导线的电阻大，根据焦耳定律和P＝I2R分析判断。
【解答】A、由于导线有电阻，电流通过导线时，导线会发热，产生热效应，故A错误；
BCD、电炉在使用时，电炉丝和导线串联，通过它们的电流相等，通电时间t相同，由于R电炉丝＞R导线，根据Q＝I2Rt可知，电流产生的热量：Q电炉丝＞Q导线，根据P＝I2R知，导线消耗的电功率比电炉丝消耗的电功率小，因而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BC错误，D正确。
故选：D。
11．【答案】A
【解析】由电路图可知，定值电阻或小灯泡与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。
（1）结合图像特征得出结论；
（2）由于电压表最大量程大于电源电压，故滑动变阻器的滑片可以移动到最大阻值处，根据欧姆定律和图像数据求出滑动变阻器的最大阻值；根据串联电路的分压规律求出定值电阻两端的电压，根据欧姆定律求出定值电阻的阻值，当滑动变阻器两端的电压最小时，根据串联电路的电压规律求出定值电阻两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的最大电流，根据P＝UI求出电路的最大功率。
（3）串联电路各处电流相等，当P定＝P滑时，由P＝UI＝I2R可知滑动变阻器接入电路的阻值与定值电阻的阻值关系。
【解答】分析电路可知，虚线框内元件和变阻器串联，电压表测变阻器电压，电流表测电路电流。
①由图乙可知，变阻器的电流和电压成一次函数线性关系，根据串联分压规律可知虚线框内元件的电流和电压也成一次函数线性关系，而灯泡的电阻是变化的，所以虚线框内是定值电阻，故①错误；
②定值电阻的电阻为：R10Ω，
由图乙可知，电流最大时，变阻器电压为6V，则此时虚线框内定值电阻的电压：U定＝U﹣U滑＝12V﹣6V＝6V；
电路中的最大电流为：I大0.6A，
则电路的最大功率为：Pmax＝UImax＝12V×0.6A＝7.2W，故②错误；
③根据P＝I2R，变阻器和定值电阻串联，电流相等，所以虚线框内定值电阻和滑动变阻器的功率相等时，二者电阻相等，即此时滑动变阻器的阻值为10Ω，故③正确；
④由于电压表最大量程大于电源电压，故滑动变阻器的滑片可以移动到最大阻值处，
由图乙可知，滑动变阻器两端的电压最大为Umax＝8V，通过电路的最小电流为Imin＝0.4A，
此时滑动变阻器阻值最大为：，故④正确。
故选：A。
12．【答案】B
【解析】由图知a点时电流最小，滑动变阻器的电阻最大，滑片P在A端，由电阻的串联和P＝I2R，得出电功率为P1的表达式；
由电阻的串联和P＝I2R得出P2的表达式，由数学知识可知当当R滑＝R0时，滑动变阻器消耗的功率最大，并得出变阻器的最大功率的表达式，根据P1：P2＝3：4得出变阻器最大电阻与定值电阻的大小关系，由于b点对应的电流大，确定正确答案。
【解答】由图知a点时电流最小，滑动变阻器的电阻最大，滑片P在A端，电功率为P1，
P1RM；
滑动变阻器的电功率：
P滑R滑，
当R滑＝R0时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大为：
P2，
所以P1：P2RM：3：4，
即，
化简得，（3R0﹣RM）×（R0﹣3RM）＝0，
解得：RM＝3R0或RMR0，由前面解答可知变阻器的最大阻值一定大于R0，故RMR0应舍去；
图线中b点对应的电路状态中，设滑动变阻器接入电路中的电阻为R，且RM＝3R0﹣﹣﹣﹣﹣①
已知此时变阻器消耗的电功率也为P1，
则有P1RMR﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；
联立①②解得R＝3R0或RR0，因b点对应的电路状态中的电流较大，则变阻器接入电路的阻值较小，故R＝3R0应舍去，即此时滑动变阻器接入电路的电阻为R0，只有B正确。
故选：B。
二．填空题（共8小题）
13．【答案】并联；光
【解析】并联电路中，各个用电器互不影响；LED灯发光，主要是将电能转化为光能。
【解答】根据题意可知，教室前排的三盏灯总是同时亮，同时灭，发现其中一盏灯坏了，另外两盏仍能正常发光，由此可知，这三盏灯工作时互不影响，是并联的；
LED灯工作时主要将电能转化为光能。
故答案为：并联；光。
14．【答案】热；3023.6；9.0×104J；等于。
【解析】（1）电热器根据电流的热效应工作；
（2）电能表读数时，注意：电能表的最后一位数是小数，单位是kW h；
（3）先计算出电热水器消耗的电能和实际电功率，再判断其两端的电压。
【解答】电热水器根据电流的热效应工作；
图甲所示的电能表示数为3023.6kW h；1min内电热水器消耗的电能：
W3.6×106J＝9.0×104J；
它的实际电功率为：P1500W，此时它的实际电功率等于它的额定电功率，故它的实际电压也等于它的额定电压。
故答案为：热；3023.6；9.0×104J；等于。
15．【答案】A；10.5。
【解析】由额定输出电压均为5.0V，根据输出电流的大小可得出AB两个充电口的功率大小关系，由此可判断出用哪个接口能快速给标配的手机充电；利用P＝UI求得此接口的额定输出功率。
【解答】汽车用USB便携充电设备，有A、B两个充电接口，A口的电流大，输出电压相同，根据P＝UI可知，A口的输出功率大，要快速给标配的手机充电，应选用电流较大的A接口；
此接口的额定输出功率P＝UI＝5V×2.1A＝10.5W。
故答案为：A；10.5。
16．【答案】60；40。
【解析】灯泡与滑动变阻器串联，当滑片P滑到最左端时，小灯泡恰好正常发光。由此确定电源电压，根据图像数据和欧姆定律计算灯泡的电阻，根据图像确定3.6W时灯泡的电压和电流，根据串联电路的特点和欧姆定律计算滑动变阻器的电阻。
【解答】灯泡与滑动变阻器串联，当滑片P滑到最左端时，电路灯泡的简单电路，小灯泡恰好正常发光，
则电源电压等于灯泡的额定电压，即U＝U额＝24V；
对照乙图知，灯泡的额定电流为I额＝0.4A，
小灯泡正常发光时灯丝的电阻RL60Ω，
由乙图知，当灯泡的电压为12V，电流为0.3A，电功率P＝ULIL＝12V×0.3A＝3.6W，恰好满足条件；
则此时滑动变阻器的电压U'＝U﹣UL＝24V﹣12V＝12V；
根据串联电路的电流特点知，滑动变阻器的电流I'＝IL＝0.3A，
滑动变阻器连入电路的阻值R'40Ω。
故答案为：60；40。
17．【答案】见试题解答内容
【解析】电路故障包括短路和断路：短路时，电路中有电流，并且电流较大；断路时，电路中无电流；
先根据P可求得灯L2的电阻，再利用P可求得灯L2的实际电功率。
【解答】由图可知，两灯泡串联，若两灯中只有一灯发光，则电路故障一定不是断路，而是另一个灯泡短路，因为是L1突然熄灭，L2更亮，则故障是L1 短路，
由P可得，
灯L2的电阻，R10Ω，
当L1 短路时，此电路为L2的简单电路，灯L2的实际电功率P实际4.9W。
故答案为：短路；4.9。
18．【答案】2700
【解析】由题意，根据Q＝Wt可求开关闭合，通电2mm产生的热量。
【解答】由题知，电源电压U＝3V，R＝0.4Ω，
开关闭合，通电2mm产生的热量：
Q＝Wt2×60s＝2700J。
故答案为：2700。
19．【答案】电阻；热；热传递。
【解析】电流通过导体时，导体都会发热，这种现象叫电流的热效应。
改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。
【解答】由于芯片元件有电阻，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的热效应。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过热传递的方式改变芯片内能。
故答案为：电阻；热；热传递。
20．【答案】6；0.5。
【解析】由图甲可知，R0与R串联，电流表测电路中的电流；
（1）由欧姆定律可知，当滑动变阻器接入电路的电阻为零时电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流和对应的电路总功率，根据P＝UI求出电源电压，根据欧姆定律求出R0的阻值；
（2）由图乙可知，滑动变阻器的电功率为0.5W时，对应的电流可能为I1，也可能为I2；根据PR＝P﹣P0＝UI﹣I2R表示出滑动变阻器的电功率，解方程求出电流值，进而确定I2的值。
【解答】由图甲可知，R0与R串联，电流表测电路中的电流；
（1）由欧姆定律可知，当滑动变阻器接入电路的电阻为零时电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流为0.6A，对应的电路总功率为3.6W，
由P＝UI可知，电源电压：U6V，
由欧姆定律可知，R0的阻值：R010Ω；
（2）由图乙可知，滑动变阻器的电功率为0.5W时，对应的电流可能为I1，也可能为I2，
滑动变阻器的电功率：PR＝P﹣P0＝UI﹣I2R＝6V×I﹣I2×10Ω＝0.5W，
解得：I＝0.1A或0.5A，
由图乙可知I1＜I2，所以I2＝0.5A。
故答案为：6；0.5。
三．实验探究题（共3小题）
21．【答案】（1）升高的温度；水的比热容大，相同条件温度变化不明显；（2）大；多；（3）A；串联。
【解析】（1）电阻丝产生的热量不易直接观察，由转换法，可使等质量初温相同的液体吸收热量，由温度变化确定产生的热量多少；因水的比热容大由Q＝cmΔt分析。
甲装置中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，故该装置用来探究电流热效应与电阻大小的关系；
（2）分析数据得出结论；
（3）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联电路电流的规律分析。
【解答】（1）为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了如图甲所示的装置进行实验，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，由转换法，该实验通过比较升高的温度来判断相同时间内电阻丝阻值一定时，不同电流产生的热量多少。因水的比热容大，在相同条件下，由Q＝cmΔt可知，水的温度变化不明显，故实验中烧瓶内的液体选择的是煤油而不是水。
（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s，再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量并填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电路中电流大小，重复上述操作，获得的数据如表所示。分析表中数据可知：同一导体，在通电时间相同时，通过导体的电流越大，温度升高越高，产生的热量越多。
（3）串联电路各处的电流相等，若要探究电流通过电阻产生的热量与电阻大小的关系，要控制电流和通电时间相同，可选择图乙中A烧瓶内的电阻丝与图甲中烧瓶内的电阻丝串联。
故答案为：（1）升高的温度；水的比热容大，相同条件温度变化不明显；（2）大；多；（3）A；串联。
22．【答案】（1）b；断路；（2）1.2；6.25；1；（3）增大；（4）温度越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路分压原理可知，电阻丝两端的电压越大，因此选择电压表改装为温度显示仪。
【解析】（1）为了保护电路，按实验规范操作，应将滑动变阻器R1的滑片置于阻值最大处；闭合开关后，发现小灯泡不亮；
（2）根据电压表选用量程确定分度值读数；由丙得到2.5V时的电流，根据欧姆定律得到灯泡的电阻，根据P＝UI得到灯泡的额定功率；
（3）小灯泡的电阻随温度升高而增大；
（4）温度高，电阻大，分压大，将电压表改成温度显示仪。
【解答】（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处的b端；闭合开关后，发现小灯泡不亮，可能是电路中出现断路，则可能变阻器断路；
（2）电压表选择小量程，分度值为0.1V，所以电压表示数为1.2V。
由图丙可知，小灯泡正常发光时的电流为0.4A，则小灯泡正常发光时的电阻为
6.25Ω，
小灯泡的额定功率为PL＝ULIL＝2.5V×0.4A＝1W；
（3）图丙中，当灯泡电压变大时，通过灯泡的电流也增大，灯泡的功率变大，灯丝温度变高，灯泡的电阻随温度的升高而增大；
（4）温度越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路分压原理可知，电阻丝两端的电压越大，因此选择电压表改装为温度显示仪。
答：（1）b；断路；（2）1.2；6.25；1；（3）增大；（4）温度越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路分压原理可知，电阻丝两端的电压越大，因此选择电压表改装为温度显示仪。
23．【答案】见试题解答内容
【解析】（1）灯泡的明暗反映灯泡做功的多少，将不容易觉察出的转换为形象直观的叫转换法；根据题中要求两灯规格不同，
（2）电流做功多少的因素有：用电器两端的电压、通过用电器的电流和通电时间，研究电流做功与其中一个因素的关系时，要控制另外的两个因素不变，根据串联电路电流的规律分析；
分析图（b）中两灯的连接及电流表测量的电流，根据并联电路电压的规律和控制变量法结合题意分析。
【解答】（1）本实验中，灯泡越亮，电流通过，灯泡做的功越多，因此可以通过观察比较灯泡的亮暗程度来比较电流做功多少，故L1、L2两只灯泡的规格应不同；
（2）因为甲图中两灯泡串联，根据串联电路电流的规律，电流与通电时间相同；
因灯的规格不同，由欧姆定律，而两灯泡两端电压不相等，因此探究电流做功的多少与电压的关系；
两灯泡并联，两灯的电压相同；甲电流表测通过L1的电流，电流表乙测量通过L2的电流；
L1灯较L2灯暗，在相同时间内，通过L1灯的电流做功小，因甲电流表的示数小于乙电流表的示数，故得出的结论：在电压、通电时间相同时，电流越大，电流做功越多。
故答案为：
（1）灯泡的亮暗程度；不同；
（2）电流与通电时间；电压；在电压、通电时间相同时，电流越大，电流做功越多。
四．综合应用题（共4小题）
24．【答案】（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量为2.64×104J；
（2）电加热器电路中R2的阻值为440Ω；
（3）要完成（1）中的升温要求，至少需要的加热150s。
【解析】（1）根据Q吸＝cm（t﹣t0）算出保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量；
（2）当旋转开关S接触点1、2时，R1、R2串联，电路电阻最大，根据P可知，电功率最小，电加热器为低温挡，
当旋转开关S接触点2、3时，R1被短路，电路为R2的简单电路，电路电阻较小，根据P可知，电功率较大，电加热器为中温挡；
当旋转开关S接触点3、4时，R2、R3并联，电路电阻最小，根据P可知，电功率最大，电加热器为高温挡；
根据P算出电加热器电路中R2的阻值；
（3）根据P算出R3的功率，根据P高＝P2+P3＝P中+P3算出高温挡的功率，根据η算出消耗的电能，根据P算出加热时间。
【解答】（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝0.8×103J/（kg ℃）×1.5kg×（32℃﹣10℃）＝2.64×104J；
（2）当旋转开关S接触点1、2时，R1、R2串联，电路电阻较大，根据P可知，电功率较小，电加热器为低温挡，
当旋转开关S接触点2、3时，R1被短路，电路为R2的简单电路，电路电阻较小，根据P可知，电功率较大，电加热器为中温挡；
当旋转开关S接触点3、4时，R2、R3并联，电路电阻最小，根据P可知，电功率最大，电加热器为高温挡；
电加热器电路中R2的阻值：
R2440Ω；
（3）R3的功率为：
P3110W，
高温挡的功率为：
P高＝P2+P3＝P中+P3＝110W+110W＝220W，
根据η可知，电加热器消耗的电能为：
W3.3×104J；
根据P得加热时间为：
t150s。
答：（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量为2.64×104J；
（2）电加热器电路中R2的阻值为440Ω；
（3）要完成（1）中的升温要求，至少需要的加热150s。
25．【答案】（1）de；电路中的总电阻最小，总功率最大；
（2）电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25A，通电10min消耗的电能为33000J；
（3）旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为22W，电路的总电流为0.1A；
（4）旋转开关转至cd时，电热敷腰带的功率为44W。
【解析】（1）由图乙可知，当开关接ab时，电路开路，当开关接bc时，R1、R2串联，当开关接cd时，只有R2工作，当开关接de时，R2、R3并联，根据串并联电路的特点和P可知电热敷腰带不同挡位的电路连接；
（2）根据W＝UIt求出通电10min消耗的电能；
（3）根据P＝UI求出旋转开关转至bc时电路的总电流；
（4）根据P可求出旋转开关转至cd时，电热敷腰带的功率。
【解答】（1）由图乙可知，当开关接ab时，电路开路，
当开关接bc时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P可知，电路中的总功率最小，电热敷腰带处于低温挡；
当开关接de时，R2、R3并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，电热敷腰带处于高温挡；
当开关接cd时，只有R2工作，电热敷腰带处于中温挡；
（2）电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25A，通电10min消耗的电能：W＝UIt＝220V×0.25A×10×60s＝33000J；
（3）旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为22W，由P＝UI可知，此时电路的总电流：I′0.1A；
（4）旋转开关转至cd时，电热敷腰带的功率：P中44W。
答：（1）de；电路中的总电阻最小，总功率最大；
（2）电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25A，通电10min消耗的电能为33000J；
（3）旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为22W，电路的总电流为0.1A；
（4）旋转开关转至cd时，电热敷腰带的功率为44W。
26．【答案】（1）电源电压为12V；
（2）电阻R1的阻值为60Ω；
（3）若将开关S1、S2都断开。此时灯L实际功率是3W。
【解析】（1）当S1、S2都闭合时，L与R1并联，电流表测干路电流，根据并联电路中各支路两端的电压相等和额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压；
（2）当S1、S2都闭合时，根据P＝UI求出通过灯泡的电流，根据并联电路的电流特点求出通过R1的电流，根据欧姆定律求出R1的阻值；
（3）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，将开关S1、S2都断开时，L与R2串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据P＝I2R求出此时灯L实际消耗的功率。
【解答】（1）当S1、S2都闭合时，L与R1并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，
所以，电源的电压U＝UL＝12V；
（2）当S1、S2都闭合时，由P＝UI可得，通过灯泡的电流：
IL1A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R1的电流：
I1＝I﹣IL＝1.2A﹣1A＝0.2A，
由I可得，R1的阻值：
R160Ω；
（3）灯泡的电阻：
RL12Ω，
将开关S1、S2都断开时，L与R2串联，
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：
I′0.5A，
则灯L实际消耗的功率：
PL＝（I'）2RL＝（0.5A）2×12Ω＝3W。
答：（1）电源电压为12V；
（2）电阻R1的阻值为60Ω；
（3）若将开关S1、S2都断开。此时灯L实际功率是3W。
27．【答案】（1）减小；增大；
（2）50Ω；
（3）①加热后水的温度约为77.4℃；
②降低水的流速；减小电阻丝的阻值。
【解析】（1）由题干“电磁铁线圈中的电流较小时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足。”得出水箱内水量和电磁铁线圈中的电流的关系；再结合欧姆定律判断：水箱内水量减少时，RF所受水的压力和RF阻值的变化；
（2）即热式饮水机的工作电路是串联电路，当电磁铁线圈中的电流I＝0.04A时，指示灯L刚亮起，根据串联电路电压、电流规律和欧姆定律计算，此时RF的阻值；
（3）①由密度公式计算出水的质量，由热量公式计算吸收的热量，由电功计算公式计算电阻丝产生的热量，然后建立平衡方程，从而求出经过加热区后热水的温度；
②由上步加热后水的温度计算公式，判断提高经过加热区后热水的温度的解决办法。
【解答】
（1）由“当电磁铁线圈中的电流I≤0.04A时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足。”知：水箱内水量越少，电路中总电流越小；
根据欧姆定律知：电源电压不变，电路中总电流越小，总电阻越大。
即随着水箱内水量的减少，RF所受水的压力减小；RF的阻值应随压力的减小而 增大。
（2）由图甲知RF、R串联，且U总＝U＝6V、I总＝I＝0.04A、R＝100Ω，
根据串联电路电压、电流规律和欧姆定律得：
（3）①由水速：v＝0.1m/s、加热区长：L＝0.1m，则加热时间t＝1s；
根据电热计算公式知：电阻丝产生的热量；
根据吸热公式知：水在加热区吸收的热量为Q吸＝c水mΔt；
电阻丝产生的热量全部被水吸收，Q电＝Q吸
即：c水mΔt
Δt
其中m＝ρ水V＝ρ水SL；Δt＝t1﹣t0，
所以加热后水的温度：
t1t025℃≈77.4℃；
②加热后水的温度表达式为：t1t0t0t0，
由此可知，为提高经过加热区后热水的温度，可以降低水的流速，也可以减小电阻丝的阻值（能提高电阻丝的发热功率）。
故答案为：（1）减小；增大；
（2）50Ω；
（3）①加热后水的温度约为77.4℃；
②降低水的流速；减小电阻丝的阻值。
学习目标
单元归纳
单元实验总结
典例精讲
对点演练
解题方法点拨
考点梳理
考点梳理
素养提升精炼
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑