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(共90张PPT)
第十五讲　电功　电功率
云南近8年中考分析
年份 题号 题型 分值 考点
2023 14 填空 2 用电器挡位问题
20 实验 8 探究电热与电流的关系
22(2)(3) 综合 6 电功、电功率的有关计算
2022 8 选择 3 动态电路分析
17 填空 1 电热与电阻的关系
18 填空 2 电功率的有关计算
23(3) 综合 3 电功计算
2021 7 选择 3 焦耳定律理解
17 填空 2 实际功率
25(2) 综合 3 电能计算
2020 18 填空 2 用电器挡位问题
20 实验 7 测量小灯泡的功率
24(2) 综合 3 电功(热)计算
2019 24(3) 综合 3 电功率计算
12 填空 2 焦耳定律的有关计算
2018 12 填空 2 电功、电能相关计算
17 填空 2 电功率的有关计算
22 实验 8 测量小灯泡的功率
24(3) 综合 3 电热计算
2017 24(3) 综合 3 电功率计算
2016 7 选择 3 实际功率,额定功率
25(2)(3) 综合 7 电功率、电能的有关计算
电功
(2023·宜昌)某品牌电动汽车的电池容量为130 Ah,额定电压为400 V,充电时它将电能转化为　 　能存储起来,充满电后它存储了　 　kW·h的能量。
化学
52
(2023·重庆B)如图所示的电路中,电源电压恒为6 V,R1为 20 Ω,R2为30 Ω。求:
(1)只闭合开关S1时,电流表的示数。
答案:(1)0.3 A
(2)闭合开关S1、S2,R2在1 min内消耗的电能。
答案:(2)72 J
[衍生子题]
如图所示,电源电压恒定不变,定值电阻R1的阻值为 10 Ω。闭合开关,电流表A的示数为0.5 A,A1的示数为 0.3 A,则电源电压为　 　V,定值电阻R2在1 min内消耗的电能为　 　J。
3
36
电功=消耗的电能,公式 W=UIt=Pt,注意灵活运用公式及其对应的单位。
电能表的使用
(2023·遂宁)小李从小养成了节约能源的良好习惯,经常观察家里面的电能表,提醒父母家里用电情况。上月末他家电能表示数为1 959.6 kW·h,本月末示数如图所示,则本月他家用电　 　kW·h;他家里有一台“220 V　1 100 W”的电饭锅,该电饭锅正常工作时的电阻为　 　Ω;某次小李让该电饭锅单独正常工作6 min,电能表转盘转动了　 　转。
60
44
275
电功率的计算
(2023·达州)如图(甲)所示,电源电压恒为6 V,闭合开关,当滑动变阻器滑片位于最右端时,电流表A的读数为0.1 A。当滑片位于中点时,电流表A的读数为0.16 A;则定值电阻R0的阻值为　 　Ω,滑动变阻器R的最大阻值为　 　Ω;如果用某小灯泡替换滑动变阻器接入该电路,已知该小灯泡的U-I图象如图(乙)所示,再次闭合开关后,此时电路消耗的功率为　 　W。
15
45
1.2
(2023·永州)如图所示,电源电压恒为3 V,小灯泡标有“2.5 V　1.25 W”(设小灯泡电阻不变),滑动变阻器的最大阻值为20 Ω。
(1)求小灯泡正常发光时的电流。
答案:(1)0.5 A
(2)求小灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值。
(3)求小灯泡正常发光时电路的总功率。
(3)小灯泡正常发光时电路的总功率
P=UIL=3 V×0.5 A=1.5 W。
答案:(2)1 Ω　(3)1.5 W
额定功率与实际功率
(2023·临沂)将一只“6 V　3 W”的小灯泡与一个阻值为12 Ω的电阻串联后接到 12 V 的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率( )
A.大于3 W B.等于3 W
C.小于3 W D.无法确定
B
(2023·重庆A)如图所示的电路,电源电压恒为6 V,白炽灯泡L1标有“5 V,0.25 A”,白炽灯泡L2标有“6 V,3W”,R的阻值为10 Ω。忽略温度对灯丝电阻的影响,只闭合开关S1时,灯泡　 　更亮;只闭合开关S2时,R的功率为　 　W。
L1
0.4
灯泡亮暗的判断
电流的热效应　焦耳定律
(2023·扬州)学习电学知识后,小芳把裸铜线分别在两个削尖的铅笔芯上绕几圈,使笔尖刚好接触,如图所示,接上9 V的电源,接触点出现了明亮的电火花,是因为铅笔尖接触处的　 　;若让电火花更亮些,方法是　 　,原理是　 　。
电阻较大
增大电源的电压
Q=I2Rt
如图所示,用微型电动机提升8 N的物体。当电源电压为3 V时,闭合开关,电动机不转动,电流表示数为0.6 A;当电源电压为12 V时,闭合开关,电动机正常工作,电流表示数为0.4 A,电动机同时以 0.5m/s 的速度匀速提升物体。忽略温度对电阻的影响。
(1)当电压为3 V时,电动机将电能转化为　 　能;当电压为12 V时,电动机将电能转化为　 　能。
(2)电动机线圈的电阻为　 　Ω。
(3)电动机正常工作时的输出功率是　 　W。
(4)消耗的电功率是　 　W,热功率是　 　W。
(5)电动机正常工作时的效率为　 　(结果保留到1%)。
内
内能和机械
5
4
4.8
0.8
83%
(2023·眉山)如图所示为某家用电水壶的简化电路图,下表为铭牌的部分参数,R1、R2为发热丝,其中R2=40 Ω。求:
型号 SDS-15X05 容量 1 L
额定电压 220 V 额定频率 50 Hz
加热功率 W 保温功率 40 W
(1)电水壶的加热功率。
答案:(1)1 210 W
(2)电水壶处于保温挡时,正常工作5 min消耗的电能。
(3)R1的阻值。
答案:(2)1.2×104 J　(3)1 170 Ω
实验1 　测量小灯泡电功率
[实验器材]
电源(干电池)、开关、导线若干、　 　、　 　、滑动变阻器和小灯泡等。
[实验装置]
电流表
电压表
实验电路图
实验实物图
[实验原理]
　 　。
[实验方法]
　 　法。
[实验过程及现象]
1.画出实验电路图;选择量程合适的电流表、电压表并观察指针是否指在　 　处;还应选择规格合适的滑动变阻器。
2.按照实验电路图依次连接实验器材,连接电路时要注意开关处于
　 　状态,且保证电流从电流表和电压表的　 　流入,负接线柱流出;连接好电路,应将滑动变阻器的滑片移至　 　处。
P=UI
伏安
零刻度线
断开
正接线柱
最大阻值
3.移动滑动变阻器的滑片,将电流表、电压表的示数和小灯泡的
　 　填入实验表格。
[实验结论]
小灯泡的亮度由　 　决定,且　 　越大,小灯泡越亮。
[实验拓展]
1.连接实验电路前,观察到电流表(或电压表)指针指在零刻度线的左侧,则应对电流表(或电压表)进行　 　 ;闭合开关后,观察到电流表(或电压表)指针指在零刻度线的左侧,原因可能是　 _
　。
亮暗程度
实际功率
实际功率
调零
电流表(或电压表)
的正负接线柱接反了
2.连接好实验电路后,闭合开关时应先　 　,观察电流表、电压表的指针偏转情况;若闭合开关后,观察到小灯泡不亮,接下来的操作是
　 　。
3.正确连接好电路后,闭合开关,某次实验时移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表示数为0,经检查电表完好,则故障可能是　 　。
4.实验时,连接好最后一根导线,灯泡立即发光,原因是　 _
　。
5.实验时,移动滑动变阻器滑片,观察到小灯泡变亮(或电流表示数变大),但电压表示数变小,原因可能是　 　。
试触
移动滑动变阻器的滑片
小灯泡短路
连接电路时
开关未断开
电压表接在了滑动变阻器两端
[实验分析]
1.移动滑片,改变小灯泡两端的电压,进行多次测量的目的是　 _
　。
2.不能用多次测量求电功率的平均值作为小灯泡的额定功率的原因
　 　。
3.小灯泡的U-I图象不是直线的原因是灯丝电阻随温度的升高而　 　。
4.实验中电压表示数太大,无法测小灯泡额定电功率时,应采取的措施
　 　。
寻找普
遍规律
电压改变,功率也改变
增大
减小电源电压或换用最大阻值更大的滑动变阻器或串联一个定值电阻
5.实验误差分析
(1)若考虑电压表内阻,由于电压表分流,导致所测电流偏大,则所测小灯泡电功率　 　。　
(2)若将电压表并联在电流表和小灯泡两端,考虑电流表内阻,由于电流表分压,导致所测电压偏大,则所测小灯泡电功率　 　。
偏大
偏大
例1 在“测量小灯泡的电功率”实验中,小华准备了以下器材:电源、标有“2.5 V”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题:
(1)如图(甲),请用笔画线代替导线,正确连接电路。
答案:(1)如图所示
(2)在开关S闭合前,应将滑片P移到　 　(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关S,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,该电路故障可能是小灯泡　 　。
(4)继续移动滑片P,让电压表示数低于 2.5 V,某时刻电流表示数如图(乙)所示为　 　A,观察灯泡亮度并记录电表示数;继续缓慢移动滑片P,让电压表示数高出 2.5 V少许,观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的 U-I 图象,如图(丙)所示,则小灯泡额定功率为　 　W。
B
短路
0.2
0.75
[拓展延伸]
(5)本实验的原理是　 　;本实验中,滑动变阻器除保护电路外,还起到的作用是　 　。
(6)第一次实验,电压表示数低于2.5 V,在此基础上,为了能测量小灯泡的额定功率,则接下来应将滑动变阻器的滑片P向　 　(选填“左”或“右”)端移动,眼睛要看着　 　,直到使电压表的示数为
　 　V。
P=UI
改变小灯泡两端的电压
左
电压表
2.5
(7)另一组的小敏记录的实验数据如表所示,表格最后一列应记录小灯泡的　 　,表格还有一个不完善的地方是　 _
　。
亮暗程度
记录的物理量没有
单位
实验次数 电压U 电流I 电功率P
1 2.0 0.28 0.56
2 2.5 0.42
3 2.8 0.50 1.40
(8)小敏对数据分析后认为还可以得出通过灯泡的电流和灯泡两端电压成正比的结论。这种说法　 　(选填“正确”或“错误”),理由是
　 　。
错误
灯丝电阻随温度的升高而增大
(9)测量小灯泡的电功率　 　(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值,原因是　 　。
(10)下列实验不能用该实验装置完成的是　 　。(填字母序号)
A.探究串联电路中的电流规律
B.探究串联电路中的电压规律
C.探究电流与电压的关系
D.测量小灯泡的电阻
不需要
小灯泡在不同电压下的功率不同
C
实验2 　探究电流热效应
[实验器材]
电源、开关、导线若干、电阻丝、装有适量液体的U形管、　 　、两个完全相同的透明容器等。
[实验装置]
滑动变阻器
[实验方法]
　 　法、　 　法。
[实验过程及现象]
1.准备两个完全相同的透明容器,并在其中密封着等量的空气和一段电阻丝,由于电流产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察
　 　的变化来显示容器内空气温度的变化,这里采用的物理研究方法是　 　。
2.探究电流产生的热量与电阻的关系时,应控制通电时间和　 　相同,接入电路的电阻丝R1和R2的阻值应　 　,应选择图　 　所示的实验装置图进行实验。
控制变量
转换
U形管内液面的高度差
转换法
电流
不同
(甲)
3.探究电流产生的热量与电流的关系时,应控制通电时间和　 　相同,流过两个完全相同透明容器内电阻丝的电流　 　,应选择图
　 　所示的实验装置图进行实验。
[实验结论]
通电时间和电流相同时,　 　,电流通过电阻产生的热量越多;通电时间和电阻相同时,　 　,电流通过电阻产生的热量越多;通过电路的电流和电阻相同时,　 　,电流通过电阻产生的热量越多。
电阻
不同
(乙)
电阻越大
电流越大
通电时间越长
[实验拓展]
1.图(甲)所示的实验装置图中,两个电阻丝的连接方式是　 　联的,目的是保证流过两个不同阻值电阻丝的　 　相同。
2.图(乙)所示的实验装置图中,右边两个电阻丝的连接方式是　 　联的,图(乙)中左、右两个透明容器内电阻丝的电阻相同,所以流过这两个透明容器内电阻丝的电流是　 　的。
3.若通电一段时间后,发现其中一个U形管中液面的高度几乎不变,出现该现象的原因可能是　 　。
串
电流
并
不同
透明容器气密性不好
例2 如图1是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器,里面密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,闭合开关前,A、B两U形管内液面相平。
(1)实验中,乙容器外部的电阻的作用是使通过左右容器内导体的
　 　不相等。
(2)由于电流产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察U形管中液面高度差的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化,这里采用的物理研究方法是　 　。
(3)通过对比观察,　 　(选填“甲”或“乙”)容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知,在电阻和通电时间相同时,电流越　 　,导体产生的热量越多。
电流
转换法
甲
大
[拓展延伸]
(4)利用如图2所示的实验装置探究电流产生的热量跟电阻的大小是否有关,设计电路时应使R甲、R乙阻值　 　(选填“相同”或“不同”);除控制电流大小和通电时间相同外,还应控制两相同烧瓶内所装煤油的
　 　相同。
不同
质量
(5)图2中两个完全相同的烧瓶内装入的是煤油而不是水,原因是　 _
_
　。
(6)利用图2装置比较甲、乙两瓶中液体的比热容,实验中保持两瓶内液体的质量　 　,同时为了使两种液体在相同时间内吸收的热量
　 　,设计电路时必须满足的条件是R甲、R乙的阻值　 　(以上三空均选填“相同”或“不同”)。闭合开关,通电一段时间后,发现甲瓶中温度计示数升高5 ℃,乙瓶中温度计示数升高 10 ℃,则　 　(选填“甲”或“乙”)瓶中液体的比热容较小。
煤油
的比热容小于水的比热容,吸收相同的热量,煤油的温度变化更大,实
验现象更明显
相同
相同
相同
乙
(7)为了探究电流产生的热量跟什么因素有关,小阳设计了如图3所示的甲、乙两装置。他将两段阻值不同的电阻丝(R1①甲装置可探究电流产生的热量与　 　是否有关。
②在装置甲、乙的两次实验中,比较相同时间里气球A与气球C体积变化情况可探究电流产生的热量与　 　是否有关。相同时间内,四个气球体积从大到小是　 　。
电阻
电流
DCBA
电功、电能
1.(2018·云南·T12·2分)LED灯具有节能、环保的特点,一个“220 V　8.5 W”的LED灯与一个“220 V　60 W”的白炽灯亮度相当。若一个“220 V　8.5 W”的LED灯每天正常工作4小时,30天消耗的电能是　 　度,这些电能可供“220 V　60 W”的白炽灯正常工作　 　小时。
2.(2018·昆明·T15·2分)电灯正常工作时会发热发光,这是电流　 　使电能转化为内能和光能。如果电灯在一段时间内消耗的电能为E1,电流做的功为W,转化的内能为E2,转化的光能为E3,那么E1、E2和E3三者的等量关系是
　 　,功与能的关系是W=　 　。
1.02
17
做功
E1=E2+E3
E1
3.(2022·云南·T23·8分)如图所示,电源电压恒定,R1=30 Ω,当S闭合,S1断开,电流表的示数为 0.2 A;当S、S1都闭合时,电流表的示数为 0.5 A。求
(1)电源电压。
解析:(1)当S闭合,S1断开时,只有R1接入电路,此时电流表的示数为0.2 A,电源电压为
U=U1=I1R1=0.2 A×30 Ω=6 V。
答案:(1)6 V
(2)R2的阻值。
(3)S、S1都闭合时,通电1 min电流通过R2做的功。
(3)当S、S1都闭合时,R1与R2并联,通电1 min电流通过R2做的功为
W=UI2t=6 V×0.3 A×60 s=108 J。
答案:(2)20 Ω　(3)108 J
电功、电功率的有关计算
4.(2022·云南·T18·2分)某教室共有20盏“220 V　40 W”的普通照明灯泡,一盏灯泡的电阻为　 　Ω;如果改用20盏“220 V　13 W”的LED灯,不仅亮度相当,而且可以省电,若该教室平均每天用电5 h,则一天可节约　 　度电。
1 210
2.7
5.(2018·云南·T17·2分)如图所示,小灯泡L上标有“3 V　0.9 W”的字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。当开关S闭合、S1断开时,小灯泡正常发光,电压表的示数为1.5 V,则电流表的示数为　 　A;如果电压表的量程为 0～3 V,为确保电压表不被损坏,则　 　(选填“能”或“不能”)同时闭合开关S、S1。
0.3
不能
6.(2018·昆明·T12·2分)如图是分别测量两个电阻时得到的电流随电压变化的图象,将这两个电阻串联后接入电路中,R1两端的电压U1与R2两端的电压U2的关系是 U1　 　U2;将这两个电阻并联后接入电路中, R1消耗的电功率P1与R2消耗的电功率P2的关系是P1　 　P2。(均选填“>”“=”或“<”)
>
<
7.(2023·云南·T22·9分)在如图所示的电路中,电源电压6 V保持不变,电阻R1的阻值为20 Ω。当开关S闭合时,电流表的示数为
0.2 A。求
(1)R2的阻值。
答案:(1)10 Ω　
(2)通电1 min,电流通过R1做的功。
(3)电路消耗的电功率。
解析:(2)通电1 min,电流通过R1做的功
W1=U1It=4 V×0.2 A×60 s=48 J。
(3)电路消耗的电功率
P=UI=6 V×0.2 A=1.2 W。
答案:(2)48 J　(3)1.2 W
8.(2021·云南·T25·8分)交通安全要求广大司机“开车不喝酒,喝酒不开车”,酒后驾驶存在许多安全隐患。某科技兴趣小组设计了一种简易的酒精检测仪,其电路原理如图2(甲)所示。电源电压为12 V,R1是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K的变化关系如图2(乙)所示,R2为滑动变阻器。检测前对检测仪进行“调零”,即调节滑动变阻器使电流表的示数为0.1 A,调零后滑动变阻器滑片位置保持不变。查阅到相关资料如图1。
(1)求“调零”后滑动变阻器R2接入电路的阻值。
(2)检测前R2工作10 s消耗的电能。
(2)检测前R2工作10 s消耗的电能
W=I2R2t=(0.1 A)2×20 Ω×10 s=2 J。
答案:(1)20 Ω　(2)2 J
(3)对某司机进行检测时,电流表示数为 0.16 A,依据信息窗资料,判断该司机属于非酒驾、酒驾还是醉驾。
答案:(3)该司机属于酒驾
9.(2021·昆明·T23·8分)如图所示的电路,电源电压为6 V保持不 变,R1=4 Ω。开关闭合,滑动变阻器R2的滑片置于a端时,
电压表V1的示数为 2 V,求:
(1)电压表V2的示数。
解析:(1)开关闭合,R1、R2串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路电流。滑动变阻器R2的滑片置于a端时,电压表V1的示数为2 V,则R1两端的电压为2 V,电压表V2的示数
U2=6 V-2 V=4 V。
答案:(1)4 V
(2)电流表的示数。
(3)整个电路的功率。
(3)整个电路的功率
P=UI=6 V×0.5 A=3 W。
答案:(2)0.5 A　(3)3 W
(4)当滑片滑到b端时,通电1 min电流做的功。
答案:(4)540 J
10.(2019·云南·T24·9分)如图所示,R1=6 Ω,当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表示数为1 A;开关S3闭合,S1、S2断开时,电流表示数为 0.2 A。求:
(1)电源电压。
(2)电阻R2的阻值。
解析:(1)开关S1闭合,S2、S3断开时,只有R1接入电路,
电源电压U=I1R1=1 A×6 Ω=6 V。
答案:(1)6 V　(2)24 Ω
(3)当开关S1、S2闭合,S3断开时,电路的总功率。
答案:(3)7.5 W
11.(2018·云南·T24·8分)如图所示,R0、Rx为定值电阻,其中R0=
10 Ω。开关S断开时,电流表的示数为0.6 A;开关S闭合时,电流表的示数为 0.8 A,若电源电压不变,求:
(1)电源电压。
答案:(1)6 V　
(2)电阻Rx的阻值。
答案:(2)30 Ω
(3)开关S闭合时,通电1 min,电阻Rx产生的热量。
解析:(3)开关S闭合时,R0、Rx并联,
通电1 min,电阻Rx产生的热量
Qx=Wx=UIxt=6 V×0.2 A×1×60 s=72 J。
答案:(3)72 J
12.(2017·云南·T24·8分)如图所示,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片置于最左端时电流表的示数I1= 0.5 A,电压表示数U1=6 V;滑动变阻器的滑片置于最右端时电流表的示数I2= 0.25 A。若电源电压不
变,求:
(1)待测电阻Rx的阻值。
答案:(1)12 Ω
(2)滑动变阻器的滑片置于最右端时电压表的示数U2。
(3)滑动变阻器的滑片置于最右端时,待测电阻Rx消耗的电功率P2。
解析:(2)由欧姆定律知
U2=I2Rx=0.25 A×12 Ω=3 V。
(3)待测电阻Rx消耗的电功率
P2=U2I2=3 V×0.25 A=0.75 W。
答案:(2)3 V　(3)0.75 W
额定功率和实际功率
13.(2021·昆明·T5·3分)节能灯工作时几乎不发热,而一盏 60 W 白炽灯工作时,热到烫手。一盏10 W节能灯的发光亮度与一盏60 W白炽灯的发光亮度相当,则 60 W 白炽灯的发光效率大约是( )
A.90% B.83%
C.42% D.17%
D
14.(2021·昆明·T7·3分)如图(甲)所示电路的电源电压为3 V恒定不变,小灯泡的额定电压为 2.5 V,图(乙)是小灯泡的I-U图象。闭合开关S后,下列判断正确的是( )
A.滑动变阻器的滑片P向左移动,灯泡变暗
B.小灯泡的电阻不随温度的改变而改变
C.滑动变阻器的滑片P向右移动,电压表的示数变小
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率是 0.1 W
D
15.(2021·云南·T17·2分)如图所示,灯泡L1标有“6V　3 W”,L2标有“6 V　2 W”字样,电源电压6 V恒定不变。闭合开关S,忽略温度对灯丝电阻的影响,则甲、乙两电路中流过L1的电流I1∶I1′=　 　, L2消耗的实际功率P2　 　(选填“>”“=”或“<”)P2′。
2∶5
<
焦耳定律
16.(2021·云南·T7·3分)将规格都是“220 V　150 W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中,正常工作相同时 间,以下说法正确的是( )
A.三个用电器均能将电能全部转化为内能
C
17.(2023·云南·T14·2分)某型号的电炖盅有“高温”和“低温”两个挡位,其简化电路如图、部分参数如表所示。同时闭合开关S、S1,电炖盅处于　 　挡。1 kW·h电能可供电炖盅在“高温”挡正常工作　 　h。
高温
0.5
××型电炖盅
额定电压 220 V
高温功率 2 000 W
低温功率 400 W
18.(2019·云南·T12·2分)一只标有“6 V 3 W”的小灯泡,接在电源电压为12 V的电路中,为使其正常发光,应　 　(选填“串”或“并”)联一个电阻,该电阻通电20 s产生的热量是　 　J(小灯泡灯丝电阻不变)。
串
60
19.(2022·云南·T17·2分)如图是2022年“3·15”晚会上曝光的劣质导线,不良商家为了降低成本,将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为 26根,导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线,劣质导线的电阻　 　(选填“较大”或“较小”),若在通有相同电流的情况下,相同时间内劣质导线产生的热量　 　(选填“较多”或“较少”)。
较大
较多
20.(2020·云南·T18·2分)如图所示,图(甲)是某款电热水龙头,图
(乙)是它的电路原理图。R1、R2是电热丝,R1=24 Ω,R2=48 Ω。通过旋转手柄使扇形开关S同时接触两个相邻触点实现冷水、温水、热水挡的切换。当开关S接触2,3触点时,水龙头放出的是　 　水。不考虑温度对电热丝阻值的影响,水龙头在热水挡位正常工作时电路消耗的功率是
　 　W。
温
3 025
21.(2020·云南·T24·8分)某医院的全自动消毒柜能对医疗用品进行高温、高压、湿热灭菌消毒,部分参数如下表,消毒柜中电磁继电器控制电加热器实现加热、保温自动切换的原理图如图所示,R为热敏电阻,其电阻值随消毒柜内温度的升高而减小。消毒柜利用质量为20 kg、初温为20 ℃的水正常工作 50 min 可完成一次消毒,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。求:
额定加热功率 10 kW
水箱容量 100 L
工作温度 120 ℃
限压 300 kPa
(1)每次消毒时水温从20 ℃上升到工作温度,水吸收的热量。
(2)电加热器正常工作时,将水从20 ℃加热到工作温度的时间为
16 min,电加热器加热的效率。
解析:(1)水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg× (120 ℃-20 ℃)=8.4×106 J。
答案:(1)8.4×106 J　(2)87.5%
(3)保温电阻是图中的　　　　　　。
解析:(3)R为热敏电阻,因其电阻值随消毒柜内温度的升高(当升高到120 ℃时进入保温状态)而减小,所以控制电路的总电阻变小,电路中的电流变大,电磁铁磁性变强,衔接被吸下,工作电路中R2连入电路中,故保温电阻是图中的R2。
答案:(2)87.5%　(3)R2
测量小灯泡电功率
22.(2018·云南·T22·8分)如图所示,在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为 3.8 V,电阻约为12 Ω,电源电压为6 V。
(1)用笔画线代替导线,将图(甲)中的电路补充完整。
答案:(1)如图所示
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于　 　(选填“A”或“B”)端。闭合开关,小灯泡不亮,电压表和电流表都有示数,但示数较小,接下来的操作是　 　。
(3)当电压表的示数为3.8 V时,电流表的示数如图(乙)所示,则小灯泡的额定功率为　 　W。在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中,小灯泡突然熄灭,电流表示数变为0,电压表示数接近6 V,你认为故障可能是　 　。
B
将滑动变阻器滑片向左移动,观察小灯泡的发光情况
1.216
灯丝断了
(4)完成测量后,同学们又找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡,探究电流与电阻的关系。当电阻为10 Ω时,电流表的示数为0.2 A;换用20 Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向　 　(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为　 　V,读出电流表的示数。多次换用阻值不同的电阻,进行正确操作后即可得出结论。
B
2
23.(2020·云南·T20·7分)如图(甲)所示是小明同学测定额定电压为2.5 V,额定功率不大于1 W 的小灯泡电功率的实物连接图。
(1)在小明连接好的电路中存在错误或不妥之处,请你找出其中的两处:①　 　;②　 　。
(2)改正错误和不妥之处后,闭合开关,发现电流表和电压表均有示数,但小灯泡不亮,可能的原因是　 　(填写选项中的字母)。
A.小灯泡短路
B.连接小灯泡的导线接触不良
C.滑动变阻器接入电路的电阻过大
滑动变阻器用了下面的两个接线柱
电压表所用量程太大
C
(3)小明调节滑动变阻器,依次正确读取3组实验数据,随手写在了草稿纸上[如图(乙)所示]。如表是小明在老师指导下设计的记录数据及现象的表格,请你补出③处所缺的内容:　 　,分析数据后得到小灯泡的额定电流为　 　A,额定功率为　 　W。
小灯泡的发光情况
0.30
0.75
次数 小灯泡 两端电 压U/V 通过灯 丝电流 I/A 小灯泡 的电功 率P/W ③　　
1
2
3
(4)实验后,小明将一只5 Ω的定值电阻与标有“20 Ω　1 A”的滑动变阻器串联接在电压恒定为3 V的电源上,计算出滑动变阻器消耗的最大功率为　 　W。
0.45
探究电流通过导体产生的热量与电流的关系
24.(2023·云南·T20·8分)实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝,装入适量的煤油,插入一支温度计,设计了如图(甲)所示的电路。
(1)用笔画线代替导线,将图(甲)的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,且导线不交叉。
答案:(1)如图所示
(2)闭合开关后,发现电流表指针未偏转,经检查仅电阻丝R有故障,则电阻丝R　 　(选填“短路”或“断路”)。排除故障后进行实验,实验中通过观察　 　来比较相同时间内不同电流产生热量的多少。
(3)调节滑动变阻器改变电流的大小,经过多次实验发现:电阻丝阻值和通电时间一定时,电流I越大,通电导体产生的热量Q越多。小明猜想:当电阻和通电时间一定时,Q可能与I成正比。随后在老师帮助下,实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法:
　 _
　。
断路
温度计示数的变化
测得的Q与I的数据描点画出Q-I图象,若Q-I图象为过原点的一条直线,
则Q与I成正比,否则不成正比
(4)同学们进一步学习了解到:物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时,电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有　 　(请举一例)。
(5)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,可选择图(乙)中
　 　(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与图(甲)烧瓶中的电阻　　_
(选填“串”或“并”)联进行实验。
(6)本实验应用的研究方法有转换法和　 　法。
电饭锅(合理即可)
B
串
控制变量
25.(2019·昆明·T20·8分)在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中,提供了如图所示的实验器材,其中R1>R2。
实验一:探究电流产生的热量与电阻的关系
(1)请按照图中的电路图将对应实物图连接完整。
答案:(1)如图所示
(2)电路中电阻丝的连接方式是为了控制　 _
　;电阻丝放出热量的多少,通过　 　来进行判断。
(3)闭合开关,经过一定时间,用电阻丝R1加热的煤油温度升高了Δt1,用电阻丝R2加热的煤油温度升高了Δt2,那么Δt1　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)Δt2。
通过电阻丝的电流和通电
时间相同
温度计示数的变化
大于
实验二:探究电流产生的热量与电流的关系
(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流变成实验一中电流的2倍,且通电时间相同。实验发现:用电阻丝R1(或R2)加热的煤油,温度升高量Δt1′(或Δt2′)　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)2Δt1(或2Δt2),该实验说明电流产生的热量与电流　 　(选填“成”或“不成”)正比例关系。
(5)你认为做这个实验产生误差的主要原因是　 _
　。
大于
不成
导体产生的热量没有
被煤油完全吸收

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