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第十五章 电能与电功率 章末复习
一、章节知识框架
本章围绕 “电能的转化与利用” 展开，核心知识点包括电能与电功的概念、电功率的计算、用电器的正确使用以及焦耳定律的应用，形成完整的知识体系：
电能与电功是基础，揭示电能的计量与电流做功的本质。
电功率描述电流做功的快慢，是分析用电器性能的关键。
用电器的正确使用结合安全用电与设备维护，体现知识的实际应用。
焦耳定律深入解释电流热效应的规律，连接理论与生活中的能量转化现象。
二、核心知识点梳理
（一）电能与电功
电能：由其他形式能量（如化学能、机械能、太阳能等）转化而来，可转化为光能、内能、机械能等。是生活和生产中最常用的能源之一。
电功：
定义：电流通过用电器所做的功，实质是电能转化为其他形式能量的过程。电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能量。
计算公式：\( W = UIt \)（适用于所有电路）。
纯电阻电路中（电能全部转化为内能），可推导为：\( W = I^2Rt = \frac{U^2}{R}t = Pt \)。
单位：国际单位是焦耳（J），常用单位是千瓦时（\( kW ·h \)，俗称 “度”），换算关系为 \( 1\ \text{kW ·h} = 3.6 \times 10^6\ \text{J} \)。
电能的计量：
工具：电能表（电度表），用于测量一段时间内消耗的电能。
读数方法：电能表表盘上的数字窗口最后一位为小数，单位是 \( kW ·h \)，某段时间消耗的电能 = 末读数 - 初读数。
参数含义：如 “3000r/(kW h)” 表示每消耗 1 \( kW ·h \) 电能，转盘转过 3000 转，可通过转数计算电能：\( W = \frac{\text{è °}}{\text{ °}} \)。
（二）电功率
定义：表示电流做功快慢的物理量，即单位时间内电流所做的功。
计算公式：
基本公式：\( P = \frac{W}{t} \)（适用于所有电路）。
常用公式：\( P = UI \)（适用于所有电路）。
纯电阻电路推导公式：\( P = I^2R = \frac{U^2}{R} \)。
单位：国际单位是瓦特（W），常用单位是千瓦（kW），换算关系为 \( 1\ \text{kW} = 1000\ \text{W} \)。
额定功率与实际功率：
额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率（铭牌标注参数，如 “220V 40W”）。
实际功率：用电器在实际电压下工作时的功率，随实际电压变化而变化。
纯电阻电路中，实际功率与额定功率的关系：\( \frac{P_{\text{ }}}{P_{\text{é }}} = \left( \frac{U_{\text{ }}}{U_{\text{é }}} \right)^2 \)。
测量方法：
伏安法：根据 \( P = UI \)，用电压表测电压、电流表测电流，计算电功率。
电能表与秒表：根据 \( P = \frac{W}{t} \)，测量一段时间内消耗的电能和时间，计算电功率。
（三）用电器的正确使用
使用前准备：
查看铭牌参数（额定电压、额定功率），确保与供电电压匹配。
检查电路环境：插座完好、导线绝缘层无破损，金属外壳用电器需接地（三孔插座）。
分类使用要点：
电热类（电热水器、电熨斗等）：防止干烧，远离易燃物，使用后及时断电。
电动类（电风扇、洗衣机等）：避免过载，保持通风散热，防止受潮。
照明类（LED 灯、节能灯等）：正确更换灯泡，避免频繁开关。
安全用电原则：
防止触电：不接触低压带电体，湿手不碰电器，金属外壳需接地。
防止火灾：避免总功率过大（\( P_{\text{ }} = UI_{\text{ }} \)），及时更换老化线路，配备消防设施。
故障处理：用电器不工作、发热异常或漏电时，立即断电，禁止自行拆卸，联系专业维修。
（四）焦耳定律
电流的热效应：电流通过导体时发热的现象，电能转化为内能。
焦耳定律内容：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。
数学表达式：\( Q = I^2Rt \)（适用于所有电路）。
公式应用：
纯电阻电路中，\( Q = W = UIt = \frac{U^2}{R}t = Pt \)（热量等于电功）。
非纯电阻电路中，\( Q < W \)（仅部分电能转化为内能），只能用 \( Q = I^2Rt \) 计算热量。
应用与防止：
利用：制作电热器（电阻丝用高电阻、高熔点材料，如镍铬合金）。
防止：电动机装散热风扇、电线规范布线、电器设计散热孔，避免过热损坏。
三、重点实验回顾
（一）探究电流做功与哪些因素有关
实验方法：控制变量法、转换法（通过煤油温度变化反映热量多少）。
实验结论：电流做功与电压、电流、通电时间有关，即 \( W = UIt \)。
（二）伏安法测电功率
实验原理：\( P = UI \)。
实验电路：待测用电器与滑动变阻器串联，电压表测用电器电压，电流表测电流。
滑动变阻器作用：改变用电器两端电压，测量不同电压下的实际功率；保护电路。
关键操作：闭合开关前滑片移至最大阻值处，调节滑片使电压等于额定电压，测量额定功率。
（三）探究焦耳定律实验
实验方法：控制变量法、转换法（通过液体温度变化判断热量多少）。
实验结论：\( Q = I^2Rt \)，热量与电流平方、电阻、时间成正比。
四、综合计算类型与实例
（一）电功与电功率计算
例题 1：一个标有 “220V 60W” 的灯泡，正常工作 5 小时消耗多少电能？电阻是多少？
解析：额定功率 \( P = 60W = 0.06kW \)，时间 \( t = 5h \)，
消耗电能 \( W = Pt = 0.06kW \times 5h = 0.3kW ·h = 0.3 \times 3.6 \times 10^6J = 1.08 \times 10^6J \)。
电阻 \( R = \frac{U_{\text{é }}^2}{P_{\text{é }}} = \frac{(220V)^2}{60W} \approx 806.7 \)。
答案：电能 0.3kW h，电阻约 806.7Ω。
（二）实际功率计算
例题 2：“220V 100W” 的灯泡接在 110V 电路中，实际功率是多少？
解析：电阻 \( R = \frac{(220V)^2}{100W} = 484 \)，
实际功率 \( P_{\text{ }} = \frac{U_{\text{ }}^2}{R} = \frac{(110V)^2}{484 } = 25W \)。
答案：25W。
（三）焦耳定律计算
例题 3：电动机电阻 2Ω，接 220V 电源，电流 5A，工作 10 分钟产生多少热量？消耗多少电能？
解析：热量 \( Q = I^2Rt = (5A)^2 \times 2 \times 600s = 30000J \)，
电能 \( W = UIt = 220V \times 5A \times 600s = 660000J \)。
答案：热量 30000J，电能 660000J。
（四）电能表相关计算
例题 4：电能表参数 “3000r/(kW h)”，某用电器工作 10 分钟，转盘转 300 转，求电功率。
解析：消耗电能 \( W = \frac{300r}{3000r/(kW ·h)} = 0.1kW ·h \)，
时间 \( t = \frac{10}{60}h = \frac{1}{6}h \)，
功率 \( P = \frac{W}{t} = \frac{0.1kW ·h}{\frac{1}{6}h} = 0.6kW = 600W \)。
答案：600W。
五、易错点提醒
电功与电功率混淆：电功是能量多少（\( W \)），电功率是做功快慢（\( P \)），两者关系为 \( W = Pt \)。
额定功率与实际功率误用：将额定功率直接当作实际功率计算，忽略电压变化的影响。
公式适用范围错误：非纯电阻电路中用 \( Q = \frac{U^2}{R}t \) 计算热量，导致结果偏大。
电能表读数错误：忽略小数位，或计算消耗电能时用初读数减末读数。
单位换算错误：千瓦时与焦耳、千瓦与瓦特的换算关系记错（\( 1\ \text{kW ·h} = 3.6 \times 10^6\ \text{J} \)）。
安全用电细节忽略：金属外壳用电器未接地，湿手操作电器，总功率超过电路承载能力。
六、章末检测题
一、选择题
下列单位中，属于电功单位的是（ ）
A. 瓦特 B. 焦耳 C. 安培 D. 欧姆
电功率的定义式是（ ）
A. \( P = UI \) B. \( P = \frac{W}{t} \) C. \( P = I^2R \) D. \( P = \frac{U^2}{R} \)
标有 “220V 40W” 的灯泡，正常工作时的电流是（ ）
A. 0.18A B. 5.5A C. 220A D. 40A
下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A. 电风扇 B. 电动机 C. 电熨斗 D. 电视机
焦耳定律的表达式是（ ）
A. \( Q = UIt \) B. \( Q = I^2Rt \) C. \( Q = \frac{U^2}{R}t \) D. \( Q = Pt \)
二、填空题
电流所做的功叫做______，单位是______，常用单位还有______，两者的换算关系是______。
电功率是表示______的物理量，某用电器的功率为 100W，表示______。
用电器在______电压下工作时的功率叫做额定功率，此时的电流叫做______。
电能表是测量______的仪表，某电能表月初读数为 1234.5kW h，月末读数为 1256.5kW h，则这个月消耗的电能是______kW h。
电流通过导体产生的热量与______成正比，与______成正比，与______成正比，这个规律叫做焦耳定律。
三、计算题
一个电阻为 20Ω 的导体，接在 10V 的电路中，求：
（1）通过导体的电流；
（2）通电 5 分钟电流做的功；
（3）导体的电功率。
一个标有 “220V 500W” 的电暖器，求：
（1）电暖器正常工作时的电阻；
（2）正常工作 2 小时消耗的电能；
（3）若接在 110V 的电路中，实际功率是多少。
某电动机的电阻为 3Ω，接在 220V 的电源上，正常工作时通过的电流为 4A，求：
（1）电动机工作 10 分钟消耗的电能；
（2）电动机工作 10 分钟产生的热量；
（3）电能转化为机械能的多少。
电能表的参数为 “220V 10 (20) A 3000r/(kW h)”，一个用电器单独工作时，电能表的转盘在 2 分钟内转过了 100 转，求：
（1）用电器消耗的电能；
（2）用电器的电功率。
四、简答题
简述额定功率与实际功率的区别与联系。
为什么家庭电路中不能同时使用多个大功率用电器？
举例说明如何利用和防止电流的热效应。
五、实验题
某同学用伏安法测量小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电压为 2.5V。
（1）画出实验电路图；
（2）实验中需要的测量工具是______和______；
（3）实验步骤中，闭合开关后，应调节______，使电压表的示数为______V，此时电流表的示数为 0.3A，则小灯泡的额定功率为______W。
（4）若实验中电压表损坏，能否用一个已知电阻和电流表完成实验？请简要说明方法。
2024沪粤版物理九年级上册
章末复习
第十五章 电能与电功率
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
知识结构
电能与电功率
电功的计算公式
电能
与电功
电能表
电功率
物理意义
单位及换算
公式
焦耳定律
电流热效应
公式
电热的防
止和利用
电能及电功
额定电压与
额定功率
用电器的
正确使用
测电功率
重点回顾：电能与电功
1.电能
(1)电能的单位：度，度的学名叫做千瓦时，符号是______。
(2)单位换算：1度 ＝_____kW·h＝________J
2.电功
(1)定义：_______做功的多少。用符号_______表示。
(2)公式：________， W表示电功，单位是__；U是电压，单位是
V；I 是电流，单位是 A；t 是通电时间，单位是s。
(3)推导式：W= _______= _______ (仅适用于纯电阻电路 )。
1
3.6×106
kW·h
返回知识结构图
电流
W
W＝UIt
J
I2Rt　
3.认识电能表
该电能表基本电流为10A，
额定最大电流为20A
该电能表应在220 V、
50 Hz的交流电路中工作
用电器每消耗1kW·h的电能，
电能表上的转盘转过1 250转
一段时间内消耗的电能等于这段时间末电能表的示数减去这段时间初电能表的示数。
例1　如图是小李家的电能表、她家所使用的用电器总功率不能超过________W。将一台额定功率为880 W 的电暖气单独接入电路中，正常工作30 min，通过电暖气的电流是______A，电能表的转盘转了________转。
4400　　
4
1320
典例精析
1.物理意义：电功率是表示电流做功_______的物理量。
2.定义：电流在某段时间内所做的______与这段______时间的比叫做
电功率。用符号_______表示。
3.单位：瓦特，简称瓦，符号是_______，其他常用电功率单位还有_______ 、_______。
4.单位换算：1kW＝_______W，1 mW＝_______ W
5.公式：P＝_______，其中P表示电功率，单位是；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：P= _______=_______=_______ (公式仅适用于纯电阻电路)
快慢
电功
时间
P
W
kW
103
10－3
mW
重点回顾：电功率
返回知识结构图
UI
I2R
典例精析
例1 图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像，将它们按图乙所示接入电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为1 W；再闭合开关S1电流表示数变化了________A，此时电路消耗的总功率为________W。
0.2　　
　1.4　　　　
重点回顾：用电器的正确使用
1.额定功率实际功率
(1)额定功率：用电器在__________下工作时的电功率。
(2)实际功率：用电器在__________下工作时的电功率。
(3)一个标有“36 V 25 W”的灯泡，其中“36 V”表示该灯泡的__________为 36 V，“25 W”表示 该灯泡的__________为25 W。
额定电压
实际电压
额定电压
额定功率
2.测量电功率
根据电功率公式P=UI，设计电路图，测算出小灯泡的电功率。
返回知识结构图
例1 如图是电饭锅工作原理的简化电路图，其额定电压为 220V，电饭锅有两挡，分别是高温烧煮挡和低温焖饭挡。S2 为挡位自动 控制开关，R1 和 R2 均为电热丝，R1 的阻值为1210Ω，高温烧煮挡的额定功率为 840W，电饭锅正常工作时，高温烧煮10 min消耗的电能为 ___________J，电饭锅低温焖饭时的额定功率为————W，电热丝R2的阻值为———— Ω。
5.04×105　　　　
40　　
60.5　　
例2　大梦发现家中电压力锅的铭牌上标有“1 100 W”字样，他在学习了电能表的相关知识后，想利用家中的电能表来测量电压力锅的实际电功率，看看测出的实际电功率和铭牌上的功率是否相符。
(1)如图所示是大梦家上月初和上月末的电能表的表盘，他家上月消耗的电能为________度，若按 0.5元/度的标准收费，他家本月应缴纳的电费为________元(计算结果保留一位小数)。
(2)测量时，他断开家里其他用电器，只让电压力锅单独工作 3 min，观察到电能表指示灯闪烁了80次，则电压力锅在这段时间内消耗的电能是__________J，该电压力锅的实际电功率是________ W。
68.1
34.1
1.8×105
1000
【设计与进行实验】
1. 确定小灯泡正常发光的操作(移动滑片，观察电压表示数，当电压表示数为小灯泡额定电压时，小灯泡正常发光)
2. 计算小灯泡电功率(P＝UI )
3. 小灯泡亮暗与实际功率的关系(实际功率越大，灯泡越亮)
实验一 测量小灯泡的电功率
重点实验突破
【交流与反思】
4. 小灯泡的U－I 图像不是直线的原因(灯丝电阻随温度的升高而增大)
5. 不能用多次测量求出电功率的平均值作为小灯泡的额定功率的原因(电压改变，功率也改变)

6. 探究小灯泡亮度与电压的关系
7. 实验中电压表示数太大无法测量小灯泡的额定功率，应采取的措施(减小电源电压，换阻值更大的滑动变阻器)
8. 实验中电压表大量程损坏，小量程小于小灯泡额定电压，应采取的措施(将电压表并联在滑动变阻器两端)
9. 实验评估及改进
10. 特殊方法测电功率


例 小明同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为 2.5 V，电源为两节新干电池，滑动变阻器标有“20 Ω　1 A”字样。
(1)实验电路如图甲所示，但电路连接不完整，请你用笔画线代替导线，完成电路。
典例精析
(2)小明将电路连好后，闭合开关，发现小灯泡发光很微弱，电流表、电压表均有示数，左右移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡亮度和两表示数均不变，其原因可能是_________________________________。
(3)改正电路后，小明同学调节滑动变阻器观察到电压表示数为2 V，为使小灯泡两端电压达到额定电压，应将滑动变阻器的
滑片P向________(选填“左”或“右”)调节。当
小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，
该小灯泡的额定电功率为________W。
接入电路中的是下面两个接线柱　
　右
　0.6
(5)通过计算分析以上数据，你还有什么新的发______________________
___________________________________________________________________。
(4)小明依次测出了六组实验数据，如下表所示。请你根据表中数据在图丙所示的坐标纸上作出小灯泡的I－U图像。
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.9
电流I/A 0.10 0.16 0.20 0.22 0.26
电功率P/W
亮度变化 暗→亮 小灯泡两端的际电压越高，小灯泡的实际实电功率越大，小灯泡发光越亮
重点回顾：焦耳定律
1.电流的热效应：电流通过导体时______能转化为______能，导致导体发热的现象，叫做电流的热效应。
2.定义：电流通过导体产生的热量，跟______________成正比，跟导体的______成正比，跟___________成正比，这个规律叫做焦耳定律。
3.公式：_________。其中 Q表示热量，单位是 J；I表示电流，单位是A；R表示电阻，单位是 Ω；t表示时间，单位是s。
电流的二次方　
电
电阻
通电时间
内
Q＝I 2Rt　
返回知识结构图
例5 电吹风是现代家庭常用的电器，如右图是小华家中使用的电吹风，使用过程中，她发现电吹风既可以吹热风，又可以吹冷风。根据这个现象她断定：在电吹风中有带有风扇的电动机和可以发热的电热丝。根据电吹风能够单独输出冷风的现象，她认为电动机和电热丝是并联的。下图是她根据现象分析画出的两个电路图。
典例精析
（1）你认为上述两个电路，哪一个更符合实际情况？
乙更符合实际情况
（2）小华查看说明书得知，该型号电吹风吹热风时的功率为 460W，吹冷风时的功率为20W，求电吹风正常工作且吹热风时电热丝的功率、电阻及1min内电流通过电热丝所产生的热量。
解：吹热风时，电热丝与电动机并联，所以P电热丝=P总-P冷=
460W-20W=440W。
电热丝产生的热量为Q=I2Rt=P电热丝·t=440W×60s=2.64×104J。
【设计和进行实验】
1. 被加热的材料选用煤油或空气的原因(①煤油比热容较小，温度上升快，实验现象更明显；②空气受热容易膨胀，可使U形管中液柱上升快，实验现象更明显；③都是绝缘体)
2. 实物图的连接与电路设计。
重点实验突破
实验二 探究通电导体产生的热量与哪些因素有关
3. 转换法的应用
(1)被加热的材料是煤油(通过温度计示数的变化量，来反映电阻丝产生电热的多少)
(2)被加热的材料是空气(通过U形管内液面高度差，来反映电阻丝产生电热的多少)
4. 控制变量法的应用
(1)被加热物质的要求(物质种类、质量、初温均相同)
(2)探究电热与电流的关系(控制电热丝阻值和通电时间相同，改变通过电热丝的电流)
(3)探究电热与电阻的关系(控制通过电热丝的电流和通电时间相同，选择两个阻值不同的电阻丝)
(4)探究电热与通电时间的关系(控制电热丝的阻值和通过电热丝的电流相同，改变通电时间的长短)
【分析数据和现象，总结结论】
5. 表格数据的分析及相关判断(为使实验现象更明显，应选择阻值差别大的电阻丝)
6. 图像分析与判断
7. 分析现象，总结结论
【交流与反思】
8. 实验方案的评估
9. 比热容的相关计算
10. 实验结论应用
【交流与反思】
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；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；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。
例7　小刚在探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验中，所用的实验器材如图甲所示，其中两个透明容器内密封着等质量的空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。
(1)实验中是通过观察U形管中液面的________来显示容器内空气温度的变化，这里采用的方法是________。
高度差　
转换法
典例精析
(2)图甲的装置中，闭合开关后通过两电热丝的电流______；该装置可以探究电流产生的热量与_____的关系，一段时间后，_____(选填
“左”或“右”)容器所接U形管中液面高度差较大，得出的结论是_________________________________________________________________
(3)在电流与通电时间相同的条件下，选用表中的长度和横截面积都相同的两种材料进行实验．为了使实验现象最明显，可以选用铜与___________进行对比。
相同
电阻
右
在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多
镍铬合金
材料 铜 铝 钨 镍铬合金
电阻(Ω) 0.0175 0.029 0.053 1.0
(4)让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联(如图乙所示)，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验。
①图乙探究的是电流产生的热量跟________的
关系，电阻丝R3的作用是使通过电阻丝R1和R2
的______不同。
②在实验中观察到左侧U形管中液面很快出现高
度差，右侧U形管中液面高度差为零，原因可能
是电阻丝_______断路。
电流
电流
R2
③排除故障后继续实验，通电一段时间后，_______(选填“左”或“右”)容器内的电阻丝产生的热量多。得出的结论是：_________________________________________________________________。
(5)英国物理学家焦耳通过大量实验，最先精确的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________。
左
在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多　
电阻　
通电时间
Q＝I2Rt　
(6)小刚发现电热水壶在工作时，其内部的电热丝发热很多，而与电热丝连接的导线却发热很少，原因是______________________________________
______________________________________________________________。
(7)实验过后小刚提出了一个问题：用Q＝I2Rt 可以计算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q＝UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗？________。请用实例说明原因_________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________。
导线与电热丝是串联的，所以通过的电流相同，而导线的电阻很小，所以导线产生的热量很少　
电动机工作时，消耗的电能为W＝UIt，但其消耗的电能转化为机械能和内能，则W>Q＝I2Rt，所以其产生的热量是不能用Q＝UIt来计算的
不能
理解电功、电能、电功率、焦耳定律
1. [2024年1月宣城期末改编]电动豆浆机在工作过程中，转动
的叶轮将豆子打磨研碎，加热体将豆浆加热至煮熟。下列
说法不正确的是(　C　)
C
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1
A. 通电后叶轮转动，电动机将电能转化为其他形式的能
B. 打磨研碎和加热过程，电流都做了功
C. 豆浆机消耗电能越快，它的电功率越小
D. 电动豆浆机将豆浆加热至煮熟过程中利用了电流的热效
应
电功与电能的计算
2. [2023·阜新中考改编]小新只让家中2 000 W的热水器工作
15 min，则电流通过热水器做功 J，消耗的电
能为 kW·h。
1.8×106　
0.5　
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1
3. 某家庭某月初电能表的示数如图甲，月底表盘示数如图
乙，该家庭所在地区每度电电费是0.5元，将某家用电器单
独接在该电能表上正常工作5 min，电能表指示灯闪烁了
160次，则(　A　)
A
A. 本月该家庭应缴纳电费45元
B. 该家庭总共耗电17 172 kW·h
C. 这个用电器5 min耗电160 J
D. 该电能表只能在30 A电路中使用
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1
电功率的分析与计算
4. 在如图所示的电路中，闭合开关，当滑片P向左移动时，
电流表示数 ，电压表V1示数 ，电压表
V2示数 ，电路总功率 。
变大　
变大　
变小　
变大　
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【变式】在如图所示的电路中，闭合开关，当滑片P向右
移动时，电流表A1示数 ，电流表A2示数
，电压表V示数 ，电路总功率 。
变小　
变
小　
不变　
变小　
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5. [2024年1月蚌埠蚌山区期末]标有“6 V　3 W”的小灯
泡，它的“I－U”图像如图所示。若将它与一个标有
“10 Ω　1 A”的滑动变阻器串联在电源电压为8 V的电路中，调节滑动变阻器，当灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为 W。
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点拨：由P＝UI可得，灯泡正常工作时的电流：IL＝＝
＝0.5 A；由串联电路的电流特点可知，灯泡正常发光
时，通过滑动变阻器的电流：I滑＝IL＝0.5 A，由串联电路
的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压：U滑＝U－UL＝
8 V－6 V＝2 V，此时滑动变阻器消耗的电功率：P滑＝U滑
I滑＝2 V×0.5 A＝1 W。
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6. 把标着“6 V　6 W”的甲灯和“6 V　3 W”的乙灯串联
在电压是6 V的电路中，则(　D　)
A. 因为甲灯额定功率较大，所以甲灯较亮
B. 因为通过它们的电流相等，所以一样亮
C. 因为甲灯的电阻较小，所以甲灯较亮
D. 因为乙灯实际功率较大，所以乙灯较亮
D
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7. [2023·雅安中考]如图所示为某种握力计和它的工作原理示
意图。电源电压不变，握力计显示表由电流表改装而成，
定值电阻R2阻值为5 Ω。不施加力时弹簧一端的滑片P在电
阻R1的最上端(弹簧及连片的电阻不计)。使用握力计时电
路中电流变化的范围为0.1～0.6 A，则下列说法正确的是
(　D　)
D
A. 握力最大时电路中电流为0.6 A
B. R1连入电路的阻值变化范围是0～30 Ω
C. 电路消耗总功率变化范围是0.3～1.5 W
D. R1消耗的最大功率为0.45 W
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8. [2023·合肥模拟]如图所示，电源电压为4.5 V，电流表量程
为“0～0.6 A”，电压表的量程为“0～3 V”，滑动变阻
器规格为“30 Ω　1 A”，小灯泡L1、L2分别标有“2.5
V，1.25 W”“2.0 V　0.4 A”(不考虑温度对灯丝电阻的
影响)。求：
(1)小灯泡L1正常发光时通过灯丝的电流。
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解：(1)根据P＝UI知，L1正常发光时通
过灯丝的电流I1＝＝＝0.5 A；
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8. [2023·合肥模拟]如图所示，电源电压为4.5 V，电流表量程
为“0～0.6 A”，电压表的量程为“0～3 V”，滑动变阻
器规格为“30 Ω　1 A”，小灯泡L1、L2分别标有“2.5
V，1.25 W”“2.0 V　0.4 A”(不考虑温度对灯丝电阻的
影响)。求：
(2)为保证电路中电流不超过各元件允许的最大电流，灯泡
实际功率均不超过额定功率，小灯泡L1最大实际功率为
多少？
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解：(2)L1正常发光时的电阻为R1＝＝
＝5 Ω。根据串联电路中的电流处
处相等，结合电流表量程、滑动变阻器
允许通过的最大电流、灯泡的额定电流知，电路中允许的最大电流为I大＝0.4 A；小灯泡L1最大实际功率P大＝R1＝(0.4 A)2×5 Ω＝0.8 W；
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8. [2023·合肥模拟]如图所示，电源电压为4.5 V，电流表量程
为“0～0.6 A”，电压表的量程为“0～3 V”，滑动变阻
器规格为“30 Ω　1 A”，小灯泡L1、L2分别标有“2.5
V，1.25 W”“2.0 V　0.4 A”(不考虑温度对灯丝电阻的
影响)。求：
(3)移动滑动变阻器的滑片时，为保证电压表示数不超过量
程，滑动变阻器接入电路的最大阻值为多少？
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解：(3)移动滑动变阻器的滑片时，为保
证电压表示数不超过量程，电压表最大
示数为3 V，则两个灯泡的总电压为U'
＝4.5 V－3 V＝1.5 V；L2的电阻R2＝＝＝5 Ω，两个灯泡的总电阻R'＝R1＋R2＝5 Ω＋5 Ω＝10 Ω；通过灯泡的电流I'＝＝＝0.15 A，根据串联电路中的电流处处相等可得，通过滑动变阻器的电流I滑＝I'＝0.15 A；滑动变阻器接入电路的最大阻值R大＝＝＝20Ω。
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焦耳定律的相关计算
9. [2023·六安模拟]如图甲所示是一款电火锅，图乙是其简化
电路图。通过控制挡位开关S1、S2可以获得由低到高即保
温、低温、中温、高温四挡加热功率。已知电热丝R1＝44
Ω、R2＝88 Ω。求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)保温挡时电路中的电流；
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解：(1)①当开关S1断开，S2与触点2接通时，R1与R2串联；②只闭合S1时，电路为R2的简单电路；③当开关S1断开，S2与触点1接通时，电路为R1的简单电路；④当开关S1闭合，S2与触点1接通时，R1与R2并联；因R1＝44
Ω＜R2＝88 Ω，根据串联电阻大于其中任一电阻，并联电阻小于其中任一电阻，结合P＝，可知①②③④分别为保温、低温、中温、高温挡，由欧姆定律和串联电阻的规律，保温挡时电路中的电流I保＝＝≈1.67 A；
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9. [2023·六安模拟]如图甲所示是一款电火锅，图乙是其简化
电路图。通过控制挡位开关S1、S2可以获得由低到高即保
温、低温、中温、高温四挡加热功率。已知电热丝R1＝44
Ω、R2＝88 Ω。求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)高温挡时电路的功率；
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解：(2)高温挡时，两电阻并
联，R1的功率为P1＝＝
＝1 100 W；R2的功率P2＝＝＝
550 W；高温挡时电路的功率P高＝P1＋P2＝1 100 W＋550 W＝1 650 W；
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9. [2023·六安模拟]如图甲所示是一款电火锅，图乙是其简化
电路图。通过控制挡位开关S1、S2可以获得由低到高即保
温、低温、中温、高温四挡加热功率。已知电热丝R1＝
44 Ω、R2＝88 Ω。求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)当开关S1断开，S2与触点1接通时，电火锅将2 kg水加热
升高50 ℃需要10 min，它加热的效率是多少？
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解：(3)当开关S1断开，S2与触
点1接通时，电路为R1的简单
电路，P中＝P1＝1 100 W。
工作10 min消耗的电能W＝
P中t＝1 100 W×10×60 s＝
6.6×105 J，水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝
4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×50 ℃＝4.2×105 J，η＝×100％＝×100％≈63.6％。
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测量小灯泡电功率实验
10. [2023·荆州中考]“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电
功率”的实验中先用如图1所示的器材进行实验，其中电
源电压为6 V，小灯泡额定电压为2.5 V(正常发光时电阻
约为12 Ω)。
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(1)为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应
选用 ；
A. “10 Ω，0.5 A”
B. “20 Ω，2 A”
C. “5 Ω，1 A”
B　
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(2)电路连接完成后，闭合开关，发现电压表指针偏过最
大刻度线，电流表无示数，小灯泡不亮。出现该故障
的原因可能是 ；
(3)故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电
压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功
率，应将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或
“右”)端移动；
(4)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所
示，则小灯泡的额定功率为 W；
小灯泡断路　
左　
0.5　
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【实验拓展】
(5)某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6 V的
小灯泡的额定功率。已知电源电压为18 V，定值电阻R的
阻值为20 Ω。实验步骤如下：
①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R'的滑片，
使小灯泡正常发光；
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②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电
压表的示数为8 V；
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表的示数
为14 V；
④小灯泡的额定功率P额＝ W。
1.8　
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探究焦耳定律实验
11. [科学探究]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”，设计了如图所示的电路。
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(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。
解：如图所示。
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(2)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。
温度计示数的变化　
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(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：

。
将测得的Q与I的数据描点画
出Q－I图像，若Q－I图像为过原点的一条直线，则Q
与I成正比，否则不成正比　
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谢谢观看！

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