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核心素养专题八　电学的综合计算(含多挡位、求极值、图象)
类型一　电热器的多挡问题
1.如图所示是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图,该电热锅有两挡,分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝,R1的阻值为66 Ω,S1为温控开关,保温挡的总功率是 440 W。求:
(1)保温挡时电路中的电流。
答案:(1)2 A
(2)高温挡时的电功率。
答案:(2)1 100 W
(3)若该电热锅煲汤时,高温挡工作0.5 h,保温挡工作1 h,则在此过程中消耗的电能是多少
答案:(3)0.99 kW·h
2.(2023大连)如图所示是某电热锅内部简化电路图,电源电压恒为220 V,R1,R2是电热丝,R1的阻值为55 Ω。开关S,S1同时闭合时是高温挡;只闭合开关S时是低温挡,低温挡功率为440 W。试求:
(1)低温挡工作时的电流是多少
(2)R2的阻值是多少
答案:(1)2 A　(2)110 Ω
(3)高温挡工作5 min,消耗的电能是多少
答案:(3)3.96×105 J
3.如图所示是家用电火锅工作电路的原理图,它有高、中、低三个加热挡位,分别为1 000 W,
800 W及200 W。旋钮开关可以分别置于“0”和“1”,“1”和“2”,“2”和“3”或“3”和“4”接线柱。(忽略温度对电阻的影响)
(1)请指出开关置于什么接线柱时,火锅处于中温挡。R2的阻值是多少
答案:(1)开关置于“2”和“3”接线柱时,火锅处于中温挡　60.5 Ω
(2)低温挡工作1 min产生的热量是多少 R3的阻值是多少
答案:(2)1.2×104 J　181.5 Ω
初中电学图象类问题主要包括:U-I图象、P-I图象、P-U图象以及电阻随温度、压力等变化的图象。从图象的形状可分为以下几种情况:
1.直线型电学图象,如电流—电压关系图象、电阻—温度关系图象。
2.曲线型电学图象,如电流—电阻关系图象、灯泡的伏安特性图象。
3.直线和曲线相结合的电学图象,如定值电阻和小灯泡的电流—电压关系图象。
解答此类题目的方法:(1)明确图象横坐标和纵坐标所表示的物理量,弄清图象中各部分的物理意义,如图象中的“起点、终点、拐点”“线”“线段”“面”及“阴影部分”等的含义;(2)结合电路图分析图象的变化趋势或规律,根据图象的变化规律确定物理量之间的关系,做出正确的判断;(3)正确选择公式,结合题目提供的条件进行解答。
类型二　图象类电学问题
4.如图(甲)电路,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片P由a移动到b时,定值电阻R0的电功率和电流的P I关系图象如图(乙)所示,求:
(1)电源电压。
答案:(1)9 V
(2)滑动变阻器的最大阻值。
答案:(2)72 Ω
5.某款电热饮水机具有加热和保温两挡,额定电压为 220 V。图(甲)是其电路原理图。S0为温控开关,R1,R2为电热丝(阻值不变),某饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图(乙)所示。求:
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能。
解析:(1)由图(乙)知,加热挡的功率为P加热=484 W,加热时间为t=5 min=300 s,
饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为W=P加热t=484 W×300 s=1.452×105 J。
答案:(1) 1.452×105 J
(2)饮水机处于保温挡时,通过R1的电流。
答案:(2)0.2 A
(3)R2的阻值。
答案:(3)110 Ω
6.(2023百色)如图(甲)所示电路,电源电压不变,灯泡L上标有“5 V　2.5 W”字样,电压表量程为0～3 V,电流表量程为0～0.6 A。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中,灯泡L的电功率与电流的P-I关系图象如图(乙)所示,忽略温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)灯泡L正常发光时的电阻。
(2)滑片P在b端时,1 min内灯泡L消耗的电能。
(2)闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最小,由图(乙)可知此时通过电路的电流为0.3 A,灯泡的实际功率为0.9 W,1 min内灯泡L消耗的电能W=P1t1=
0.9 W×60 s=54 J。
答案:(1)10 Ω　(2)54 J
(3)电源电压。
答案:(3)6 V
(4)在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值。
答案:(4)2 Ω
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第2节　电功率
第1课时　电功率
1.能说出电功率的物理意义、定义式和单位。
2.认识千瓦时的由来和意义、认识常见用电器的电功率。
3.会使用电功率公式进行相关的计算。
一、电功率
1.物理意义:在物理学中,用电功率表示　 　,电功率越大,电流做功越　 　。用字母　 　表示。
2.单位:　 　,简称　 　,符号是　 　。另外,还有单位　 　(kW)、　 　(mW),换算关系:1 kW=　 　W,1 W=　 　mW。
3.计算
(1)定义式:电功率等于电功与时间　 　,用公式表示为　 　,其中,电功W的单位是J,时间t的单位是s,则电功率P的单位是W;若电功W的单位是kW·h,时间t的单位是h,则电功率P的单位是kW。
(2)计算式:P=UI,公式中P的单位是　 　,U的单位是　 　,I的单位是　 　。
电流做功的快慢
快
P
瓦特
瓦
W
千瓦
毫瓦
103
103
之比
W
V
A
提示与辨析
(1)电流做功时间越短,电功率越大。( )
(2)用电器工作的时间一定时,消耗的电能越多,它的电功率越大。( )
×
√
Pt
焦(J)
千瓦时
度
1 kW
1 h
电功率的理解
[典例1] 关于电功率说法不正确的是( )
A.用电器消耗的电能越多,电功率越大
B.功率是表示电流做功快慢的物理量
C.单位时间内,电流做功越多,电功率越大
D.千瓦时是电功的单位,千瓦是电功率的单位
A
[变式1] 甲、乙两个用电器工作时,甲用电器的电功率比乙大,则说明( )
A.电流通过甲用电器做功比乙多 B.电流通过甲用电器做功的时间比乙短
C.电流通过甲用电器做功比乙快 D.电流通过甲用电器做功的时间一定比乙长
C
电功率的简单计算
[典例2] 将阻值为10 Ω的电阻R接入某电路中,它在1 min内消耗的电能是36 J,则它的电功率是　 　W;当该电阻两端的电压为2.5 V时,它的电功率是　 　W;当它接到5 V的电压上时,它的电功率是　 　W;当有0.4 A的电流通过R时,它的电功率是　 　W。
0.6
0.625
2.5
1.6
2.已知电压(U)与电流(I)时,用公式P=UI。
3.已知电流(I)与电阻(R)时,用公式P=I2R。
[变式2-1] (2023辽阳改编)如图所示是小鹏家的电能表,他家同时工作用电器的总功率不能超过　 　W。电能表的转盘转得越快,说明电路总功率越　 　。将电热水器单独接入电路,正常工作3 min,电能表的转盘转150转,电热水器的功率为　 　W。
[变式2-2] 如图所示,电源电压恒定不变,R1=20 Ω,闭合开关S,断开开关S1,电流表示数为 0.3 A;若再闭合开关S1,发现电流表示数变化了0.2 A,则电源电压为　 　V,电流通过电阻R2消耗的电功率为　 　W,整个电路消耗的总电功率为　 　W。
4 400
大
2 000
6
1.2
3
串、并联电路中电功率的特点
[典例3] 电阻甲、乙中的电流I与其两端电压U的关系如图所示,下列分析正确的是( )
A.当将电阻甲、乙串联时,它们的电功率之比是2∶1
B.当将电阻甲、乙并联时,它们的电功率之比是1∶2
C.当电阻甲两端的电压为3.0 V时,其电功率为1.8 W
D.当电阻乙中的电流为0.3 A时,其电功率为0.45 W
C
方法技巧
巧选公式,快速计算
在比较电功率的大小时,一般按下列原则选用公式:
1.在串联电路中,通过各用电器的电流相等,用公式P=I2R较简便,P1∶P2=R1∶R2。
[变式3] 两定值电阻R1=10 Ω,R2=5 Ω,现将R1、R2接入如图所示的电路,电源电压为3 V,当开关S闭合时,下列分析正确的是( )
A.R1、R2电流之比为1∶2
B.R1、R2两端的电压之比为2∶1
C.R1、R2消耗的电功率之比为1∶2
D.电路总共消耗的电功率等于2.7 W
B
1.晓宁家最近买了一个电烤箱,她发现,当电烤箱工作时,家里的电能表上的指示灯闪得飞快,她结合刚学到的物理知识,明白了其中的道理,下列说法正确的是( )
A.电烤箱消耗的电能很多 B.电烤箱的电功率很大
C.电烤箱中所烤食物太多 D.电烤箱做功很慢
2.(2023柳州)下列单个用电器正常工作时,相同时间内耗电量最小的是( )
A.电饭煲 B.电暖器 C.小台灯 D.电热水器
3.电阻R1∶R2=1∶3,把电阻R1与R2串联在电路中,消耗的电功率分别为P1、P2,把电阻R1与R2并联在电路中,消耗的电功率分别为P1′、P2′,则有( )
A.P1∶P2=1∶3　P1′∶P2′=1∶3 B.P1∶P2=3∶1　P1′∶P2′=3∶1
C.P1∶P2=1∶3　P1′∶P2′=3∶1 D.P1∶P2=3∶1　P1′∶P2′=1∶3
B
C
C
4.(2024天津)小明同学依据教材中“想想议议”栏目的内容编写了一道习题:某工厂上半年共节电5 000 kW·h,可供500 W电吹风工作多少小时 其中“ kW·h”是　 　的单位(填物理量名称);“5 000 kW·h”在实际生活中又可记为5 000　 　(填单位)。
5.(例题改编RJ九全P93)若电视机待机功率为10 W,一天待机20 h,则一天内待机消耗的电能为
　 　kW·h,电视机30天待机消耗的电能可供一盏25 W的电灯正常工作　 　h。
6.(2023珠海九中期末)如图所示是通过电阻A,B的电流与其两端电压的关系图象,若将电阻A和B串联后接在电压为6 V的电源两端,则电阻A和B消耗的电功率之比PA∶PB=　 　。若并联后接在电压为4 V 的电源两端,则电阻A和B消耗的电功率之比PA∶PB=　 　,并联电路的总功率为　 　W。
电能(电功)
度
0.2
240
1∶2
2∶1
2.4
7.(原创题)李方家刚买了一个新的用电器,他想知道这个用电器铭牌上标注的功率值是否准确。李方首先观察到电能表上标有“3 000 imp/(kW·h)”字样,然后他把家中的其他用电器全部与电源断开,只让该用电器工作,观察到电能表的指示灯在1 min内闪了30次。请你计算该用电器的电功率。
答案:600 W
8.(2023随州)很多家庭的卫生间里安装着浴霸,小李家的浴霸如图(甲),由4个“大灯”、1个“小灯”和1个换气扇组成。每个“大灯”的功率都是250 W,“小灯”的功率是16 W,换气扇的功率是50 W。该浴霸由4个开关控制[如图(乙)、(丙)]。设浴霸一直都在220 V电压下工作。
(1)冬天寒冷,小李家洗浴时只闭合S1和S2(S3和S4未闭合),只有4个“大灯”工作。这种情况下小李家一天使用浴霸半小时,求这一天浴霸用了几度电
(2)夏天炎热,小李洗浴时只闭合S3和S4(S1和S2未闭合),1个“小灯”照明,1个换气扇改善室内空气质量。求这种情况下干路电流是多少
解析:(1)只闭合S1和S2,只有4个“大灯”工作,
浴霸消耗的电能W=Pt=4×250×10-3 kW×0.5 h=0.5 kW·h=0.5度。
答案:(1)0.5度　(2)0.3 A
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第十八章　电功率
第1节　电能　电功
1.能说出电能的单位,会从能的转化角度认识电能。
2.知道电能表的作用,会读家用电能表示数,知道电能表上几个参数表示的含义,会通过电能表计算家庭电费。
3.知道电流做功的多少跟电流、电压和通电时间有关,能利用电功的公式进行相关的计算。
一、电能
1.电能的来源:电源将不同形式的能　 　为电能。
2.电能的利用:通过用电器将电能转化为其他形式的能。如:电灯把电能转化为　 　,电动机把电能转化为　 　,电热器把电能转化为　 　等。
3.在物理学中,常用的能量单位是　 　,符号是　 　。单位换算:1度=　 　kW·h=
　 　J。
二、电能的计量
1.工具:用电器在一段时间内消耗的电能,可以通过　 　(也叫　 　)计量出来。
2.电能表的主要参数如图所示。
转化
光能
机械能
内能
焦耳
J
1
3.6×106
电能表
电度表
(1)“220 V”表示　 　。
(2)“10(20)A”表示　 .
　。
(3)“600 r/(kW·h)”表示　 .
　。
(4)“50 Hz”表示　 　。
3.电能表的读数:电能表上显示的数字是表从开始计数到　 　用去的电能。一段时间内消耗的电能,是这段时间起始和结束时电能表上计数器的前后两次示数　 　。
这个电能表应该接在220 V的电路中使用
这个电能表的标定电流为10 A,额定最大电流为 20 A。电能表工作时
的电流不应该超过额定最大电流
接在这个电能表上的用电器,每消耗1 kW·h的电能,电能表上
的转盘转过600转
这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用
读数为止
之差
提示与辨析
电能表计数器中最后一位数字是小数部分(十分位)。如图所示,此电能表的读数是
16.6 kW·h。
三、电功
1.电能与电功的关系:电能转化为其他形式的能的过程也可以说是　 　的过程,有多少电能发生了转化就说　 　,即电功是多少。
2.电功的计算:电流做功的多少跟　 　、　 　、　 　都有关系。
电功的计算公式:　 　。
电流做功
电流做了多少功
电流的大小
电压的高低
通电时间的长短
W=UIt
电能及其计量
[典例1] (2024南宁改编)用电器消耗的电能可用电能表计量。如图所示的电能表应接在
　 　V的电路中使用,示数是　 　kW·h;若单独使用一个电饭锅煮饭,正常工作12 min,
该电能表的转盘转过了900转,则这个电饭锅消耗的电能是　 　kW·h,等于　 J。
220
2022.6
0.3
1.08×106
方法技巧
[变式1-1] 下列家用电器中,将电能转化为机械能的是( )
A.电视机 B.电灯
C.电风扇 D.电熨斗
[变式1-2] (教材图18.1-1改编RJ九全P88)亚飞同学在家中拍到一张电能表照片,如图所示,她仔细观察照片后,得到了以下的结论,你认为正确的是( )
A.电流表的标定电流是20 A
B.电能表工作时的额定最大电流是10 A
C.电能表的转盘转过3 000转,表明接在这个电能表上的用电器消耗了 1 kW·h 的电能
D.拍照片时,亚飞家已消耗的电能为 2 818.7 J
C
C
电功及其计算
[典例2] 在如图所示的电路中,电阻R2=20 Ω。S闭合后,电流表A1、A2的示数分别为0.2 A和0.5 A。求 10 s 内电流经过R1、R2所做的电功。
解析:由电路图可知,两个电阻并联,电流表A1测通过R1的电流,所以I1=0.2 A,
电流表A2测干路电流,所以通过R2的电流I2=I-I1=0.5-0.2 A=0.3 A,
电源电压U=U1=U2=I2R2=0.3 A×20 Ω=6 V;10 s内电流通过R1做的功
W1=U1I1t=6 V×0.2 A×10 s=12 J;
电流通过R2做的功
W2=U2I2t=6 V×0.3 A×10 s=18 J。
答案:12 J　18 J
方法技巧
3.串、并联电路中消耗的总电能等于各用电器消耗的电能之和。
[变式2-1] 如图所示是一种手机电池,上面标明电压为3.7 V,容量为850 mA·h,它充满电后所储存的电能是　 　J,这一过程是把　 　能转化成　 　能。
[变式2-2] 已知电阻R1=10 Ω,R2=20 Ω,若把这两个电阻串联在同一电路中,如图(甲)所示,电阻R1与R2消耗的电能之比是　 　;若把这两个电阻并联在同一电路中,如图(乙)所示,则在相同时间内,电阻R1与R2消耗的电能之比是　 　。
1.132 2×104
电
化学
1∶2
2∶1
[变式2-3] (2023广安改编)如图所示,电源电压6 V不变,电阻R1=10 Ω,R2=20 Ω,求:
(1)当开关S接2时,电压表的示数。
(2)当开关S接1时,通过R1的电流10 s内所做的功。
答案:(1)2 V　(2)36 J
1.如图所示的几种用电器工作时,以电能转化成内能为应用目的的是( )
D
A.电视机 B.电动自行车 C.抽油烟机 D.电烤箱
2.(2023青海)一种家用电能表上的参数如图所示,下列说法错误的是( )
A.该电能表应该在220 V的电路中使用
B.该电能表的额定最大电流为20 A
C.电能表是计量用电器消耗电能的仪表
D.该电能表此时的读数是31.6 J
D
3.小云从实验室找到四只电能表,其规格如图所示,她将四只相同的白炽灯分别与四只电能表相连并接入照明电路,则电能表转盘转得最快的是( )
D
4.当电能转化为其他形式的能时,我们就说电流做了　 　。如果电流通过电动机做了300 J的功,表示有300 J的电能转化为　 　J的　 　能和内能。
电功
300
机械
电能
40
20
39 960
200
7.(2023襄阳)在如图所示的电路中,电源电压不变,R1=10 Ω,R2=5 Ω。
(1)当只闭合开关S2,断开S1、S3时,电流表的示数为0.4 A,求电源电压。
(2)当闭合开关S1、S3,断开S2时,求电阻R1在10 s内消耗的电能。
解析:(1)当只闭合开关S2,断开S1、S3时,R1和R2串联,
R总=R1+R2=10 Ω+5 Ω=15 Ω;
电源电压U=IR总=0.4 A×15 Ω=6 V。
答案:(1)6 V　(2)36 J
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第2课时　额定功率与实际功率
1.能结合实际,说出用电器铭牌上额定电压、额定功率所表示的含义。
2.能区分额定电压与实际电压、额定功率与实际功率。
3.会使用电功率公式进行相关的计算。
一、额定电压、额定功率
1.额定电压:用电器　 　时的电压。
2.额定功率:用电器在　 　下工作时的电功率。
3.用电器的工作与电压的关系:用电器只有在　 　下才能正常工作。实际电压偏低,用电器的电功率　 　,不能正常工作。实际电压偏高,有可能　 　用电器。
二、电功率的测量
1.测量原理:P=　 　。
2.通过电流和电压的测量来间接得知用电器的　 　电功率。
正常工作
额定电压
额定电压
低
损坏
UI
实际
额定电压与额定功率
[典例1] (2023阳江阳东区期末)如图所示是灯泡的铭牌,“220”表示该灯泡的　 　电压,
“40”表示该灯泡的　 　功率;该灯泡正常发光时的电流约为　 　A,电阻为　 　Ω。
额定
额定
0.18
1 210
方法技巧
从铭牌上可以找出的四点
1.额定电压。
2.额定功率。
[变式1-1] (课后T3改编RJ九全P95)某同学家中有一个电磁炉,上面标有“220 V　2 000 W”的字样,下面关于这个电磁炉的说法中正确的是( )
A.使用这个电磁炉时应连接额定电流为10 A的电能表
B.这个电磁炉在正常工作时的电阻为484 Ω
C.这个电磁炉工作时的电功率是2 000 W
D.这个电磁炉正常工作0.5 h消耗电能为1.8×106 J
[变式1-2] 一只灯泡标有“12 V　6 W”字样,它正常工作时的电流是　 　A;若把它与另一只“12 V　12 W”的灯泡串联在电路中,为了让两只灯泡都能长时间发光,则所能加的最大电压是　 　V。
A
0.5
18
额定功率和实际功率的关系
[典例2] 将一盏标有“220 V　100 W”字样的电灯接到200 V的电压下工作(不考虑温度对灯丝电阻的影响),则电灯的实际电压为　 　V,额定电压是　 　V,额定功率是　 　W,额定电流是　 　A,实际工作电流大约是　 　A,可见实际电流　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)额定电流,实际功率　 　(选填“大于”“等于”或“小于”) 100 W,其亮度　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)正常工作时的亮度;若将该灯泡再次接到230 V的电压下工作,则它的实际功率约为　 　W,其亮度　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)正常工作时的亮度。
200
220
100
0.45
0.41
小于
小于
小于
109.3
大于
方法技巧
实际功率与额定功率的关系
(1)若U实=U额,则P实=P额,用电器正常工作。
(2)若U实>U额,则P实>P额,用电器不能正常工作,长期使用会影响用电器的寿命,还可能烧坏用
电器。
(3)若U实[变式2-1] (2024临沂)一个标有“220 V　1 100 W”的电热器,当通过它的电流为4 A时,它的实际功率为( )
A.176 W B.704 W
C.880 W D.1 100 W
[变式2-2] 实验室有两只额定电压相同的小灯泡L1、L2,小华想知道哪只灯泡额定功率大,于是将它们串联接入电路,如图所示。闭合开关,两只灯泡均发光,电压表V1示数比V2小,此时实际功率大的小灯泡是　 　。据此小华可以判断,额定功率大的小灯泡是　 　。
B
L2
L1
灯泡亮度变化的判断
[典例3] 甲、乙两个小灯泡上分别标有“6 V　3 W”和“4 V　2 W”字样,现在把它们按不同方式接在不同电路中(不考虑灯丝电阻的变化),下列判断错误的是( )
A.若把它们串联在10 V的电路中,两灯都可以正常发光
B.若把它们串联在10 V的电路中,甲灯比乙灯亮
C.若把它们并联在4 V的电路中,甲灯比乙灯亮
D.若把它们并联在4 V的电路中,乙灯正常发光
C
规律总结
判断灯泡亮度变化的三点注意事项
1.灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,实际功率等于额定功率时,灯泡正常发光。实际功率越大,灯泡越亮。
2.两个额定电压相同,但额定功率不同的灯泡串联起来接到电源上,额定功率小的灯泡其实际功率大,灯泡亮。
3.两个额定电压相同,但额定功率不同的两个灯泡并联接在同一电源上,额定功率大的灯泡其实际功率大,灯泡亮。
[变式3-1] 规格分别为“220 V　40 W”“36 V　40 W”和“110 V　40 W”的三盏灯泡,各自在额定电压下工作,则下列说法正确的是( )
A.只有电压为220 V的灯泡可以正常工作
B.三盏灯泡的额定功率一样大
C.三盏灯泡的实际电压一样大
D.三盏灯泡的亮度不一样,其中“220 V　40 W”的灯泡最亮
[变式3-2] (2023桂林)灯泡L1、L2分别标有“220 V　100 W”“220 V　40 W”的字样,将它们接入220 V的电路中,则( )
A.L1、L2并联时,L1比L2亮 B.L1、L2并联时,亮度相同
C.L1、L2串联时,L1比L2亮 D.L1、L2串联时,亮度相同
[变式3-3] (2023哈尔滨改编)灯泡L1标有“2.5 V　0.3 A”字样,灯泡L2标有“3.8 V　0.3 A”字样,将L1、L2串联在电路中,通过的电流是0.3 A时,灯泡　 　更亮;将L1、L2并联在2.5 V的电源两端,灯泡　 　更亮。
B
A
L2
L1
额定功率与实际功率的相关计算
[典例4] (2024广东龙湖实验模拟)电源电压3 V保持不变,把标有“3 V　3 W”的灯L1和标有“3 V　1.5 W”的灯L2按如图的方式连接,当开关S闭合后,忽略温度对电阻的影响,则下列说法中正确的是( )
A.灯L1消耗的实际功率是3 W
B.灯L2消耗的实际功率是1.5 W
C.两灯消耗的总功率是1 W
D.电压表的示数与电源电压之比是1∶2
C
[变式4-1] 标有“6 V　1.5 W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示,若把这样的三只灯泡串联起来,接在12 V的电源两端,灯泡的电阻及实际功率为( )
A.24 Ω　0.67 W B.20 Ω　0.8 W
C.24 Ω　0.96 W D.20 Ω　0.67 W
[变式4-2] 如图所示,电源电压和灯泡L的电阻不变,灯泡L上标有“6 V　6 W”字样。当开关S、S1均闭合,滑片P移至a端时,电流表示数为2.0 A,灯泡L正常发光;当开关S闭合,S1断开,滑片P移至b端时,电源电压U为　 　V,灯泡L的实际功率P为　 　W。
B
6
1.5
1.小科做作业时,电灯突然变暗,其原因可能是( )
A.电灯的实际电压变大 B.电灯的额定电压变小
C.电灯的实际功率变小 D.电灯的额定功率变小
2.甲、乙、丙三盏灯分别标有“220 V　100 W”“220 V　60 W”“110 V　100 W”的字样,它们正常发光时,通过哪盏灯灯丝的电流大( )
A.甲灯 B.乙灯
C.丙灯 D.一样大
3.已知L与R的I-U图象如图所示,若将L与R串联在某电路中,用电压表测出R两端的电压为2 V,此时L的电功率为( )
A.0.5 W B.1 W
C.0.1 W D.0.4 W
C
C
C
4.一个标有“220 V　500 W”的电熨斗,下列有关它的说法不正确的是( )
A.电熨斗的额定电压是220 V
B.电熨斗正常工作1 h,消耗的电能是0.5 kW·h
C.电熨斗正常工作时的电阻是96.8 Ω
D.该电熨斗在110 V电压下工作时的实际功率是250 W
5.一只电烙铁的铭牌上标着“220 V　100 W”的字样,它正常工作时,电压是　 　V,电阻是　 　Ω。
6.(2024凉山)把标有“6 V　3 W”和“6 V　6 W”的两个灯泡串联接入电路中,在保证安全使用的情况下让其中一个灯泡正常发光,忽略温度对灯丝电阻的影响,则电源两端电压是
　 　V,此时两灯消耗的总功率为　 　W。
7.甲、乙两个灯泡分别标有“220 V　40 W”“220 V　60 W”字样,若将它们并联在220 V电源上,通过灯丝电流大的是　 　灯泡,较亮的是　 　灯泡;若将它们串联在220 V的电路中,较亮的是　 　灯泡。
D
220
484
9
4.5
乙
乙
甲
8.把分别标有“220 V　40 W”和“40 V　40 W”的两只白炽灯L1和L2串联接在电压恒为
220 V的照明电路中,且两灯电阻不变,求:
(1)两只灯泡的电阻。
(2)两只灯泡实际功率之比。
(2)因为串联电路中电流处处相等,由P=I2R可得,
P1实∶P2实=R1∶R2=1 210 Ω∶40 Ω=121∶4。
答案:(1)1 210 Ω　40 Ω　(2)121∶4
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核心素养专题七　测小灯泡额定功率的特殊方法
1.已知小灯泡的额定电压(U额)
(1)根据并联电路中各支路两端的电压相等,小灯泡应与已知电阻R0并联。
(2)电流表与R0串联,调节滑动变阻器,使电流表示数与R0的乘积等于小灯泡的额定电压。
(3)再用电流表测出此时(滑片不可移动)通过小灯泡的电流I额。
2.已知小灯泡的额定电流(I额)
(1)小灯泡与已知电阻R0并联,调节滑动变阻器的滑片,保证小灯泡的电流为额定电流,故电流表一定要先接在小灯泡所在的支路上。
(2)再用电流表测出(滑片不动)通过定值电阻的电流I,算出此时定值电阻两端的电压即为小灯泡的额定电压。
类型一　安阻法
1.为了测量额定电压为U0的小灯泡的额定功率,小玲设计了如图所示的电路(R0为已知阻值的定值电阻,R为滑动变阻器),实验操作如下:
(1)闭合开关S和S2,断开开关S1,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为　　 时小灯泡恰好正常发光。
(2)保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S2,闭合开关S和S1,记下电流表示数I,则小灯泡L
的额定功率P额=　 　。(均用U0、R0和I表示)
2.如图所示是小辉同学测小灯泡额定功率的实验电路图。已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0。
(1)闭合开关　 　,断开开关　 　,调节滑动变阻器的滑片P使电流表示数为　 　。
(2)　 　,闭合开关　 　,断开开关　 　,记录电流表示数I。
(3)通过R0的电流为　 　,此时小灯泡两端的电压为　 　,额定功率P额=
　 　。
S,S1
S2
I额
保持滑片P不动
S,S2
S1
I-I额
(I-I额)R0
I额R0(I-I额)
3.(2023丹东节选)“测量小灯泡的电功率”实验,小丹同学在缺少电压表的情况下,为了测量另一个额定电流为0.25 A的小灯泡的额定功率,设计了如图所示的电路。电源电压(未知)保持不变。请完成实验步骤:
(1)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为0.25 A。
(2)断开开关,用5 Ω的定值电阻替换灯泡,滑动变阻器滑片P　 　(选填“向左移动”
“向右移动”或“保持不动”)。闭合开关,电流表的示数为0.3 A。
(3)将滑动变阻器滑片P移到最左端,电流表示数为0.9 A,可得电源电压为　 　V。
(4)小灯泡的额定功率为　 　W。
保持不动
4.5
4.5
1.已知灯泡的额定电压(U额)
(1)小灯泡与定值电阻R0串联,通过小灯泡的电流等于通过定值电阻R0的电流。
(2)电压表并联在小灯泡的两端,调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压为额定电压(U额)。
类型二　伏阻法
2.已知小灯泡的额定电流(I额)
(1)保证小灯泡的电流为额定电流,将小灯泡与已知阻值电阻R0串联;电压表并联在定值电阻R0的两端,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为I额R0。
(2)保持滑动变阻器滑片不动,将电压表并联在定值电阻R0和小灯泡的两端,记录电压表的示数为U,则小灯泡两端的电压U额=U-I额R0。
(3)小灯泡的额定功率:P额=U额I额=(U-I额R0)I额。
4.如图所示,是小明测小灯泡额定功率的实验电路图。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R0。
(1)闭合开关S,将S1拨到　 　处,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为　 　。
(2)　 　,开关S1拨到a处,记录电压表示数U。
(3)则R0两端的电压U0=　 　,电流I=　 　,则P额=　 　。
b
U额
保持滑片P不动
U-U额
5.如图所示,是小菲测小灯泡额定功率的实验电路图。已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0。
(1)将开关S拨到　 　处,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为　 　。
(2)将开关S拨到　 　处,　 　,记录电压表示数为U。
(3)则此时小灯泡两端的电压U额=　 　,P额=　 　。
2
I额R0
1
保持滑片P位置不动
U-I额R0
I额(U-I额R0)
1.只闭合开关S1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为小灯泡的额定电流I1。
类型三　替代法
6.小鹭利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率,设计并连接了如图(甲)所示的部分实验电路。
(1)请你添加一条导线,将图(甲)所示的实物图补充完整,并使滑动变阻器的滑片P右移时接入电路的阻值变大。
(2)闭合开关S1,将开关S2扳向　 　(选填“1”或“2”),调节滑动变阻器使电流表的示数为I1,如图(乙)所示,I1=　 　A。
(3)将开关S2扳向另一端,保持　 　的阻值不变,调节　 　的阻值R,使电流表的示数仍为I1。
(4)若此时R=7.0 Ω,小灯泡的实际功率P1=　 　W。
(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,以下关于额定功率P0与实际功率P1的数值关系。你认为最有可能的是( )
A.P0=2P1 B.P0=3P1
C.P0=4P1 D.P0=5P1
1
0.20
滑动变阻器
电阻箱
0.28
D
7.现有下列实验器材:
①额定电压为2.5 V的小灯泡;②电压约为6 V的直流电源;③量程为6 V的电压表;④最大阻值为99.99 Ω的电阻箱R;⑤开关S1、单刀双掷开关S2、导线若干。
要测量小灯泡的额定功率,请将下列实验步骤补充完整。
(1)按图(甲)所示电路图将图(乙)所示的实物图连接完整。
(2)先将电阻箱阻值调到　 　(选填“最大”“最小”或“任意值”),再闭合开关S1。
(3)将S2掷向a,调节电阻箱阻值,使电压表示数U1=2.5 V,再将S2掷向b,电压表示数U2及电阻箱示数R如图(丙)所示,U2=　 　V,R=　 　Ω,则该小灯泡的额定功率为　 　W。
最大
5.8
6.6
1.25
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第3节　测量小灯泡的电功率
1.知道“伏安法”测电功率的原理。
2.能自己选择器材,设计电路和记录数据的表格进行实验。
3.能总结小灯泡的亮度跟功率的关系。
1.测量方法:由电功率公式　 　可以看出,测量出用电器两端的　 　和通过用电器的
　 　,就可以知道用电器实际的电功率。
2.实验设计:在本实验中,我们用　 　控制电路,分别测出以下三种情况中小灯泡的实际功率。
(1)使小灯泡两端的电压等于额定电压,测量出小灯泡的　 　。
(2)使小灯泡两端的电压低于额定电压,测量出小灯泡的　 　。
(3)使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍,测量出小灯泡的　 　。
P=UI
电压
电流
滑动变阻器
额定功率
实际功率
实际功率
测量小灯泡的电功率
P=UI
断开
阻值最大处
保护电路
改变小灯泡两端的电压
亮
灯丝电阻随温度的升高而增大
[典例] (一题练透)小红同学在“测量小灯泡电功率”的实验中,选取额定电压为2.5 V的小灯泡、电压恒为3 V 的电源、电流表、电压表、开关、导线若干,另有三种规格的滑动变阻器可供选择:R1(10 Ω　1 A)、R2(20 Ω　0.5 A)、R3(50 Ω　0.2 A)。按如图(甲)所示的电路图进行实验。
(1)请将(乙)图中的实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变亮)。
(2)在连接电路过程中开关应　 　,滑动变阻器的滑片P应位于最　 　(选填“左”或“右”)端。
(3)正确连接完电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数明显,仔细检查,连接无误,那么出现该状况的原因应该是　 　。
A.电流表内部断路了 B.灯泡的灯丝断了
C.灯座内部出现了短路 D.滑动变阻器的电阻线断了
(4)排除故障后,闭合开关,当小灯泡两端电压为2.5 V时,电流表的示数如图(丙)所示,小灯泡的额定功率为　 　W。
(5)测出小灯泡的额定功率后,再测大于小灯泡额定功率的实际功率,应将滑动变阻器的滑片向　 　(选填“左”或“右”)端滑动。
断开
右
B
0.7
左
(6)下表是小红四次实验的数据,根据数据可知:
小灯泡的实际功率随　 　而改变。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　 　。
(7)为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系,除了表中记录的电表示数和电功率,还需要增加记录的内容是　 　。
(8)请你分析表中的实验数据,判断小红在实验中选用的滑动变阻器是　 　(选填“R1”“R2”或“R3”)。
电压改变
数据序号 1 2 3 4
电压U/V 2.5 1.7 1.3 0.5
电流I/A 0.24 0.21 0.16
电功率P/W 0.408 0.273 0.08
不需要
小灯泡在不同电压下的功率不同
灯泡的亮度
R2
(9)你认为利用本实验电路能探究电流与电压的关系吗 答:　 　,理由是
　 　。
(10)小红把图(甲)中的小灯泡换成了定值电阻,闭合开关,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,多次测量的目的是　 　(选填“减小实验误差”或“寻找普遍规律”)。
不能
在探究电流跟电压的关系时,必须保证电阻阻值不变,而小灯泡的电阻是随温度改变而改变的
减小实验误差
1.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,某同学正确连接电路,闭合开关后,小灯泡发光,但无论怎么调节滑动变阻器,电压表的示数都不能达到小灯泡的额定电压,可能的原因是( )
A.滑动变阻器的总电阻太大 B.电压表的量程太大
C.灯泡灯丝断开 D.电源电压太低
2.用如图所示电路测定小灯泡的功率,所用电源的电压应　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)灯泡的额定电压。要使滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数变小,导线e端应连接在滑动变阻器的　 　接线柱上。
D
大于
d
3.(2023南充)小张用家中的电能表来测量家中电热水壶的实际功率,他关闭其他所有用电器,只打开电热水壶,观察如图所示的电能表转盘在3 min时间转动了110转,则电热水壶的实际功率是　 　W,电热水壶工作时的电流是　 　A。
1 100
5
4.(2023怀化)小华同学进行“测量小灯泡的电功率”实验,小灯泡的额定电压为2.5 V,实物图如图(甲)所示
(1)连接电路时,开关应处于　 　状态。
(2)请你用笔画线代替导线,将图(甲)中的电路连接完整。(要求:滑片P往左移时灯泡变暗)
断开
(3)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2 V时,电流表的指针位置如图(乙)所示,则电流表的示数为　 　A,小灯泡的实际功率为　 　W。
(4)小华同学多次改变滑动变阻器滑片的位置,并根据实验数据画出了小灯泡的U-I关系图象,如图(丙)所示。由图象可知:小灯泡的额定功率P额=　 　W。
0.22
0.44
0.625
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第4节　焦耳定律
1.能通过生活实例,认识电流的热效应。
2.通过探究知道电流的热效应与哪些因素有关。
3.会说出焦耳定律的内容,能用焦耳定律进行简单的计算。
4.了解电热的利用和防止。
一、电流的热效应
1.定义:电流通过导体时,电能转化成　 　的现象。
2.影响电流通过导体时产生热量的因素:在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量　 　;在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大,这个电阻产生的热量　 　。
二、焦耳定律
1.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.公式:　 　。
内能
越多
越多
电流的二次方
导体的电阻
通电时间
Q=I2Rt
三、电热的利用和防止
1.电热器:电热器是利用电流的　 　工作的。日常生产、生活中使用的电热器有
　 　、　 　、　 　、养鸡场的　 　。
2.电热的防止:如果电热器聚集的电热过多,温度过高,有可能烧坏用电器,甚至会引起火灾。电脑主机里装有风扇、散热窗就是为了　 　。
热效应
电热水器
电饭锅
电熨斗
电热孵化器
及时散热
探究影响电热大小的因素
部分实 验装置 1.部分实验装置
2.重点实验器材的选取及原因
(1)被加热的材料选用煤油:比热容　 　,效果明显。
(2)被加热的材料选用空气:气体的热胀冷缩　 　,使实验结果更明显。
(3)选择被加热物质的要求:物质种类、质量、初温均相同
小
明显
探究方法 1.转换法的应用:通过温度计的示数或　 　反映产生电热的多少。
2.控制变量法的应用
(1)探究电热与电流的关系,控制　 　相同,改变通过两电阻的电流大小[电路设计:如图(丙)(丁)所示]。
(2)探究电热与电阻的关系,控制　 　相同,选择两个阻值不同的电阻[电路设计:如图(甲)(乙)所示]。
(3)探究电热与通电时间的关系,控制　 　相同,改变通电时间的长短
实验结论 导体产生的电热与电流、电阻和通电时间有关:①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　 　;②在电流和通电时间相同的情况下,电阻越　 　,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　 　
U形管液面高度差的变化
电阻阻值和通电时间
通过电阻的电流和通电时间
电阻的阻值和通过电阻的电流
多
大
多
[典例] (一题练透)在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”时,小明和小红分别用图1和图2的装置进行实验:向左移动时小灯泡变亮)。
(1)为了判断导体放出热量的多少,他们采用下面的方法:
①在图1中,两透明容器中密封着等质量的空气,玻璃管内装有等量带颜色的液体,通过观察U形管中液面的　 　来比较各容器中电热丝产生热量的多少。
②在图2中,两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温相同的煤油,相同的温度计A和B。通过观察　 　比较容器中电热丝产生热量的多少,不选用水而选用煤油的原因是水的　 　太大。
③图1和图2两种比较导体放热多少的方法中,比较精确的是 　,用到的实验方法是 。
高度差
温度计的示数变化
比热容
图1
转换法
(2)为了探究电流通过导体时产生的热量与各种因素的关系,他们需要用的实验方法是
　 　。　
①在图(甲)中,通过两电热丝的电流　 　 ;该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体　 　的关系。通电一段时间后,右边容器中玻璃管内液面上升的高度较大,说明
　 　。
②在图(乙)中,是探究电流通过导体产生的热量与通过导体的　 　关系。在通电一段时间后,　 　(选填“左”或“右”)边容器内液面上升得高,说明　 .
　。
(3)英国物理学家焦耳通过大量实验,最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的　 　成正比,跟　 　成正比。这个规律叫做焦耳定律,其表达式为　 　。
(4)图中U形管　 　(选填“是”或“不是”)连通器。
(5)某实验小组发现通电一段时间后,其中一个U形管中的液面高度几乎不变,发生此现象的原因可能是 　。
控制变量法
相等
电阻
在电流和通电时间相同时,导体的电阻越大,导体产生的热量越多
电流
左
在导体的电阻和通电时间
相同时,通过导体的电流越大,导体产生的热量越多
电阻
通电时间
Q=I2Rt
不是
透明容器密闭性不好(透明容器漏气或与该U形管相连接的容器中的电阻丝短路)
焦耳定律
D
易错规避
注意结论成立的条件
1.在不同的公式中,影响电热的因素是多个的,要比较电流产生的热量与其中一个因素的关系时,其他的因素必须是一定的,否则,得出的结论是错误的。
[变式2-1] 某阻值为4 Ω的定值电阻,通过的电流为0.5 A,则1 min产生的热量是( )
A.2 J B.30 J
C.60 J D.120 J
[变式2-2] (2023安徽)如图所示,电源电压保持3 V不变,电阻R1=10 Ω,R2=20 Ω。闭合开关S,则通电100 s电阻R1产生的热量为　 　J。
[变式2-3] (2024阳江阳东区期末)两个电加热器的电热丝的电阻之比为R1∶R2=3∶2,若将它们串联在电路中,在相同时间里产生的热量之比Q1∶Q2=　 　;若将它们并联在电路中,在相同时间里产生的热量之比Q1′∶Q2′=　 　。
C
10
3∶2
2∶3
电热的利用和防止
[典例3] 下列图中所示的家用电器,利用电流的热效应工作的是( )
A
A.电暖器 B.洗衣机 C.电风扇 D.油烟机
[变式3] (课后T5改编RJ九全P102)下列属于防止电流热效应产生危害的实例是( )
A.使用电热水壶烧水 B.利用电视机后盖的小孔散热
C.使用电饭锅煮饭 D.小佳妈妈使用电熨斗熨衣服
B
1.将规格都是“220 V　100 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是( )
A.三个用电器产生的热量相同 B.电风扇产生的热量最多
C.电烙铁产生的热量最多 D.电视机产生的热量最多
2.(教材内容片段改编RJ九全P101)电炉通电一段时间后,电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线几乎不发热,这主要是因为( )
A.通过导线的电流大于通过电炉丝的电流 B.导线的电阻远大于电炉丝的电阻
C.通过导线的电流小于通过电炉丝的电流 D.导线的电阻远小于电炉丝的电阻
3.某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系,设计了如下电路图,其中正确的是( )
C
D
B
4.一台“220 V　1 000 W”的电热水器,正常工作10 min产生的热量是　 　J;如果它的电源线比标准的细,则它的电阻比标准电源线的电阻大,相同时间内产生的热量　 　。
5.(2023佛山许海中学期末)如图实验装置,探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关;若想探究电流产生热量的多少与电阻的关系,则应选择图中的　 　两个密闭容器进行实验;通电时间相同时,产生热量最多的是密闭容器　 　中的电阻丝;如果通电一段时间发现乙和丙U形管中液面的高度差逐渐变大,但甲中不变,则可能的原因是　 　。
6×105
增加
甲、乙
乙
甲装置漏气
6.(教材例题改编RJ九全P101)一根60 Ω的电阻丝接在36 V的电源两端,在5 min内共产生多少热量 (请思考用与课本中不同的方法计算)
答案:6 480 J
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第十八章 电功率 章末知识复习
电能与电功
重难点拨
1.(2023河池)现代社会生活和生产几乎处处离不开电。用电,实际上用的是电能。下列关于电能和电功的说法正确的是( )
A.用电器通过电流做功把电能转化为其他形式的能
B.发电站把电能转化为其他形式的能
C.电功和电能的单位都是瓦特
D.电功和电能是同一个物理量
2.(2023攀枝花)如图所示是小李同学家上月初和月末的电能表表盘示意图,小李同学家电路干路中的电流不得超过　 　A,上月消耗的电能为　 　kW·h,如果按 0.6元/(kW·h)的电价计费,上月应付电费　 　元。年发电量可达1.5×109 kW·h的攀枝花银江水电站将于2025年投产发电,投产发电后的银江水电站可满足　 户小李同学这样的家庭用电需求。
A
20
125
75
1.0×106　
3.在图(甲)所示的电路中,电源电压为6 V且保持不变,电阻R1的阻值为30 Ω。闭合开关S,电流表的示数如图(乙)所示。求:
(1)通过电阻R1的电流。
答案:(1)0.2 A
(2)电阻R2的阻值。
答案:(2)10 Ω
(3)若一段时间内电流对电阻R1做的功为30 J,则这段时间内电流对电阻R2做的功W2。
答案:(3)90 J
电功率的计算与灯泡亮度的判断
重难点拨
(3)注意题目隐含条件:用电器正常工作时,其两端的电压为额定电压,功率为额定功率。
4.将规格为“2.5 V　0.3 A”的小灯泡L1和规格为“3.8 V　0.3 A”的小灯泡L2串联,接在3 V的电源上,下列判断正确的是( )
A.L1的电阻大于L2的电阻 B.L1比L2暗
C.两只灯泡都正常发光 D.两只灯泡实际功率相等
5.(2022济宁)如图所示是额定电压均为220 V的灯泡L1和L2的U-I图象。下列分析不正确的是 ( )
A.当L1两端的电压为100 V时,其实际功率为20 W
B.当通过L2的电流为0.45 A时,其1 min消耗的电能为4 320 J
C.将L1、L2串联,若L1两端的电压为40 V,则L2的功率为8 W
D.将L1、L2并联,若通过L2的电流为0.5 A,则L1的功率为66 W
B
C
6.如图所示,灯泡L1标有“6 V　3 W”的字样,L2标有“6 V　2 W”的字样,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
<
7.如图所示的电路,灯泡L上标有“6 V　3 W”的字样,闭合开关S,灯泡恰好正常发光;再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.3 A,不考虑灯丝电阻的变化。求:
(1)通过灯泡L的电流是多少
(2)电阻R的阻值是多少
(3)闭合开关S、S1整个电路消耗的电功率是多少
(3)闭合开关S、S1整个电路消耗的电功率P=U(IL+IR)=6 V×0.8 A=4.8 W。
答案:(1)0.5 A　(2)20 Ω　(3)4.8 W
电功率的测量
重难点拨
1.伏安法测小灯泡的电功率:实验原理是P=UI,考查的重点是电路的连接、仪器的选择、故障的排查、表格的设计、数据的处理等。
2.依据等效替代的方法,还有两种方法:若没有电流表,可以用电压表结合一个已知阻值的电阻来测量小灯泡的电功率;若没有电压表,可以用电流表结合一个已知阻值的电阻来测量小灯泡的电功率。
8.小琪同学在做“测量小灯泡的电功率”的实验时,实验器材有:电源(两节新的干电池)、额定电压为2.5 V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图(甲)是没有连接完整的电路。
答案:(1)如图所示
(1)请用笔画线代替导线按要求将电路[图(甲)]连接完整(要求:向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大,导线不交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是　 　。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表示数如图(乙)所示,此时电压为　 　V。若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向　 　(选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为2.5 V。
(4)小琪在进行实验数据处理时,计算出了小灯泡的平均电功率(如下表),你认为她这样处理数据是　 　(选填“合理”或“不合理”)的,理由是　 _
　。
实验序号 电压U/V 电流I/A 功率P/W 平均功率P′/W
1 2.0 0.26 0.52 0.71
2 2.5 0.28 0.70
3 3.0 0.30 0.90
(5)实验提供的滑动变阻器规格为R1“5 Ω　2 A”,R2“20 Ω　1 A”,R3“100 Ω　0.1 A”,小琪选择的是　 　(选填“R1”“R2”或“R3”)。
小灯泡断路
2.2
A
不合理
小灯泡在不同电压下的功率不同,
求平均值没意义
R2
焦耳定律
重难点拨
1.在某些电路中,电流做功所消耗的电能全部转化为内能,这样的电路称之为纯电阻电路,如仅含有各种电热器的电路都是纯电阻电路。有些电路,电流做功时消耗的电能除转化为内能外,还转化成其他形式的能,称为非纯电阻电路,如含有电动机的电路。
3.在非纯电阻电路中,Q9.(2024齐齐哈尔)如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。若探究电流通过导体产生热量与电流的关系,实验前应选择　 (选填“甲”或“乙”)装置。如果甲装置中通过5 Ω电阻丝的电流为 0.6 A,则甲装置中10 Ω电阻丝在1 min内产生的热量是　 J。
乙
216　
10.(2023广东)某电热取暖器的简化电路如图所示,R1、R2为发热电阻。电热取暖器工作时,通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1 320 W,R1=55 Ω。求:
(1)电热取暖器工作时通过R1的电流。
答案:(1)4 A　
(2)电热取暖器处于低温挡时,工作1 min产生的热量。
答案:(2)5.28×104 J　
(3)R2的阻值。
答案:(3)110 Ω
1.灯L1的规格为“6 V　3 W”,灯L2的规格为“3 V　3 W”,忽略灯丝电阻变化,则下列说法正确的是( )
A.L1与L2灯丝电阻之比为2∶1
B.两灯串联,当电路中电流为0.5 A时,灯L2两端的电压为3 V
C.两灯并联,当一个灯正常发光时,通过另一个灯的电流为1 A
D.两灯并联在3 V电压下,灯L1与灯L2消耗的实际功率之比为1∶4
D
2.某型号电饭锅有加热和保温两挡,电路如图所示,其加热挡功率为 1 100 W,保温挡功率为20 W。闭合开关S1,S2,电饭锅处于　 　挡;电阻丝R1的阻值为　 　Ω,R2的阻值为　 　Ω;处于保温状态的电饭锅,20 min产生热量　 　J。
44
加热
2 376
2.4×104
3.在研究微型电动机的性能时,小希用如图所示的实验电路进行实验。通过调节滑动变阻器R使电动机实现停止转动和正常运转,并将测量数据记录在表中,则该电动机的电阻为　 　Ω。在正常运转时因发热而损失的功率为　 　W。
4
16
电动机状态 U/V I/A
停止转动 2 0.5
正常运转 2.4 2
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