资源简介

第十一讲：电功和电功率
一、电功
①概述电功的概念（b）；②知道电功的单位（a）；③列举决定电功大小的因素（a）；④知道用电器消耗的电能可以用电功来量度（a）；⑤应用电功的公式计算电器消耗的电能（c）；⑥根据电能表读数的变化估算消耗的电能（b）。
二、电功率
①概述电功率的概念（b）；②知道电功率的单位（a）；③应用电功率的公式进行简单的计算（c）；④知道额定功率的概念（a）；⑤从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率（a）。
三、功率测量
①说明伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理（b）；②绘制实验的电路图（b）；③测定小灯泡的额定功率和实际功率（b）；④收集和整理实验数据得出实验结论（b）。
一、电功
1．电功： 通过某段电路所做的 叫电功。
2．电流做功的实质：电流做功过程，实际就是 转化为 的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少 转化为其他形式的能，也就 多少电能。
3.电流做功的形式：电流通过各种用电器使其 、 、 、 等都是电流做功的表现。
4．规定电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的 ，电路中的 和通电时间的 。
5．电功公式：（适用于所有电路）；对于纯电阻电路可推导出：
（1）串联电路：；
（2）并联电路：；
（3）在任何情况下，在一定时间所做的总功。
6．电功单位：在国际单位制中，电功单位是 （ ）；常用单位还有度（ ）， 1度=1千瓦时=1kWh= ；“1度”的规定：1kw的用电器工作1h消耗的电能。
7．电功的测量
⑴电能表：是测量用户用电器在 内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。
⑵电能表上“220V、5A、3000R/kW·h”等字样，分别表示：电能表 是220V；允许通过的 是5A；每消耗一度电电能表转盘转 转。
⑶读数时：①最后一位有红色标记的数字表示小数点 ；②电能表前后两次读数 ，就是这段时间内用电的度数。
8．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 成正比，跟通电 成正比。
9．计算公式：Q=I2Rt（适用于所有电路），对于纯电阻电路可推导出：。
二、电功率
1．电功率：电流在 内所做的功。
2．电功率物理意义：表示电流做功 的物理量。
3．电功率公式：（适用于所有电路），推导公式：（适用于纯电阻电路）。
（1）①串联电路中；
（2）并联电路中：；
（3）无论用电器串联或并联，计算总功率常用公式 。
4．功率单位：在国际单位制中，功率单位是 （ ），常用单位： （ ）。
5．额定功率
（1）某灯泡上标有“PZ220V-25”字样分别表示：普通照明， （用电器正常工作时的电压）220V， （用电器在额定电压下的功率）25W的灯泡。
（2）已知U额、P额，①可根据公式I额=P额/U额计算出该灯的额定电流；②可根据公式计算出该灯的电阻。
（3）灯泡的亮度取决于灯泡的 大小：①当U实=U额时，P实=P额灯正常发光；②当U实＜U额 时，P实＜P额灯光暗淡；③当U实> U额时，P实>P额灯发光强烈。
（4）已知U额、P额、U实，可根据公式，由该式可知，当实际电压变为额定电压的1/n时，实际功率就变为额定功率的1/n2。
（5）灯L1“220V、100W”，灯L2“220V、25W”相比较而言，L1灯丝 ，L2灯丝 。
三、测定小灯泡的电功率 ?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
功率测量实验（重点知识点）
（1）伏安法测灯泡的额定功率：①原理：P=UI；②电路图：如图。
③选择和连接实物时须注意：滑动变阻器：接入电路时要变阻，且调到最大值，根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。【来源：21·世纪·教育·网】
（2）测量家用电器的电功率：器材-电能表 秒表 原理：P=W/t。
考点一：电功
1.电流通过某段电路所做的功叫电功。电流做功过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，也就消耗了多少电能。电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
2．规定电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。电功公式：（适用于所有电路）；对于纯电阻电路可推导出：。
3.电功单位：在国际单位制中，电功单位是焦耳（J）；常用单位还有度（kwh）， 1度=1千瓦时=1kWh=3.6×106J；“1度”的规定：1kw的用电器工作1h消耗的电能。
4．电功的测量：⑴电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器；⑵电能表上“220V、5A、3000R/kW·h”等字样，分别表示：电能表额定电压是220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。
5．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。计算公式：Q=I2Rt（适用于所有电路），对于纯电阻电路可推导出：。
【典例】（2016·深圳）小明家安装了电热水龙头如甲图，其简化电路如乙图，R1、R2为电热丝，通过调节旋钮可使扇形开关S同时接触两个相邻的触点，从而实现冷水、温水、热水档之间的切换。某次使用电热水龙头的过程中，水龙头的功率随时间的变化关系如丙图所示。
（1）当开关同时接触3、4触点时，水龙头放出的是　　（选填“冷水”、“温水”或“热水”）。
（2）求电热丝R1工作时的电阻大小。
（3）求该次使用过程中水龙头消耗的总电能。
【答案】（1）热水；（2）电热丝R1工作时的电阻为55Ω；（3）该次使用过程中水龙头消耗的总电能是3.52×104J。2·1·c·n·j·y
【解析】（1）当开关处于位置3、4触点时时，电阻R1和R2并联接入电路，电路电阻最变小，由公式可知,此时功率最大，故放出的是热水。
（2）由图乙，当开关与触点3接触时，只有一只电阻R1接入电路，从图丙中可以看出，此时的温水功率P温水=880W，由可知，。
（3）由图象可知，该水龙头前10s处于温水功率，后10s处于热水功率，消耗的电能：。
答案：（1）热水；（2）电热丝R1工作时的电阻为55Ω；（3）该次使用过程中水龙头消耗的总电能是3.52×104J。
考点二：电功率
1．电流在单位时间内所做的功叫电功率。它表示电流做功快慢的物理量。在国际单位制中，功率单位是瓦特（W），常用单位千瓦（kW）。
2．电功率公式：（适用于所有电路），推导公式：（适用于纯电阻电路）。
（1）①串联电路中；
（2）并联电路中：；
（3）无论用电器串联或并联，计算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn。
3．额定功率：某灯泡上标有“PZ220V-25”字样分别表示：普通照明，额定电压（用电器正常工作时的电压）220V，额定功率（用电器在额定电压下的功率）25W的灯泡。
【典例】（2017·广东）有“3V、0.75W”的L1灯泡和“3V、1.5W”的L2灯泡，如题图甲所示，闭合开关，L1灯泡和L2正常发光，则电路总电阻R= Ω；如题图乙所示，闭合开关，L1灯正常发光，则电源2的电压U= V；此时L2消耗的实际功率P= W(假设灯丝电阻不变)。

甲 乙
【答案】4、4.5、0.375。
【解析】由图甲可以看出，灯泡L1、L2是并联关系，并联总电阻为：，因为两灯泡正常发光，所以：，，所以总电阻为：。
由图乙可知，L1正常发光，说明L1两端电压是3V，L1与L2串联，故L2两端电压，所以电源电压是：。
此时，L2消耗的实际功率：。
故，答案是：4、4.5、0.375。
考点三：测定小灯泡的电功率
（1）伏安法测灯泡的额定功率：①原理：P=UI；②电路图：如图。
③选择和连接实物时须注意：滑动变阻器：接入电路时要变阻，且调到最大值，根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。
（2）测量家用电器的电功率：器材-电能表 秒表 原理：P=W/t。
【典例】（2017?襄阳）我市中考实验操作考试时，实验员为“测量小灯泡的额定电功率”实验准备了以下器材：额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时电阻约为10Ω）、规格为“12Ω、1A”的滑动变阻器、开关、电流表、电压表各1个，新干电池4节，导线若干．
（1）图甲中有一根导线的连接是错误的，请你在错误的导线上打“×”；
（2）闭合开关前，应将滑片P移到最　 　（填“左”或“右”）端；
（3）经检查，电路连接无误，各元件完好，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，电压表的示数都调不到2.5V，出现这种现象的原因是　 　；
（4）解决上述问题后，移动滑片使电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　 　W；
（5）测出小灯泡的额定功率后，同学们又把灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的实际功率不等于其额定功率的，请你帮助分析出这种现象的原因是　 　。
【答案】（1）如图；（2）右；（3）变阻器的最大阻值过小；（4）0.6；（5）灯的电阻随温度的降低而减小。
【解析】（1）分析电路连接错误之处改正；（2）为保护电路，闭合开关前，应将滑片P移到阻值最大处；（3）根据串联电路电压的规律和分压原理确定变阻器连入电路中的阻值大小与题中变阻器规格比较；（4）根据电如图乙流表小量程读数，根据P=UI求小灯泡的额定功率；（5）根据灯的电阻随温度的降低而减小分析。
解答：（1）原电路中，灯短路了是错误的，改正电路 如图。
（2）闭合开关前，应将滑片P移到阻值最大处即最右端。
（3）根据串联电路电压的规律，当电压表示数为2.5V时，变阻器分得的电压U滑=6V﹣2.5V=3.5V，变阻器的电压是电阻电压的倍，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻：R滑=1.4×10Ω=14Ω＞12Ω。21教育网
故闭合开关后，无论怎样移动滑片P，电压表的示数都调不到2.5V，出现这种现象的原因是变阻器的最大阻值过小。
（4）解决上述问题后，移动滑片使电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，则小灯泡的额定功率是：P=UI=2.5×0.24A=0.6W。
（5）当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时，通过灯的电流也减小了，根据P=UI灯的功率减小，灯丝的温度降低，因灯的电阻随温度的降低而减小，根据，故发现测得的实际功率不等于其额定功率的。
故答案为：（1）如图；（2）右；（3）变阻器的最大阻值过小；（4）0.6；（5）灯的电阻随温度的降低而减小。
易错点1：电能表读数与换算错误
例一：某家庭电能表如图所示。若该家庭单独让空调工作，测得1min内电能表转盘转了60转，则空调消耗的电能为　 　kW?h，空调的电功率是　 　W。
【考查角度】电功率的计算、电能表参数的理解与电能的求法。
【解析】
【错解】不知如何下手，不知道表盘铭牌的含义，有的不清楚一度电是什么意思。
【析错】有的学生直接用铭牌上给出的220V、10A和工作时间1min直接相乘得出。
【纠错】电能表的最后一位是小数，单位是kW?h，已知每消耗1kW?h的电能电能表的表盘就转过3000r，可求转过60转消耗的电能，根据公式P=可求空调的功率。
解：空调消耗的电能W=kW?h×60=0.02kW?h；
空调的功率P===1.2kW=1200W。
故答案为：0.02、1200。
★名师指津：一度电=1kW·h，也就是1kW的电器工作1小时所消耗的电能。1kW·h=1×103W×3600s=3.6×106J。在进行有关电度表计算时，一定要看清电度表铭牌上给出的数据，清楚电度表每转一圈所消耗的电能，下面计算就好办了。
易错点2：小灯泡亮度与实际功率
例二：（2017?安顺）如图所示，电源两端电压保持12V不变，小灯泡L上标有“6V、3W”字样，滑动变阻器最大电阻值R=60Ω。不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（　）。
A．S闭合后，使电压表的示数减小1V，小灯泡L两端的电压就增加1V；
B．S闭合后，小灯泡L的最小实际电功率为0.5W；
C．滑动变阻器接入电路的阻值是12Ω时，小灯泡L正常发光；
D．滑片移到最右端时通电10秒，小灯泡消耗的电能是5J
【错解】A。
【析错】当开关闭合后，总认为电压表测量的是变阻器两端电压，电压表读数减小1V，那小灯泡上的电压必然增加1V。2-1-c-n-j-y
【纠错】首先要分清电路的连接方式：灯泡和滑动变阻器串联，电压表并联在灯泡的两端；S闭合前，灯泡所在电路构不成通路，电压表所测电压接近电源电压；S闭合后，电压表测灯泡两端的电压，且灯泡的实际功率随滑动变阻器阻值的增大而减小；可先利用电功率的变形公式求得灯泡阻值，再结合上面的分析来逐项求解。
A、开关闭合后电压表测的是灯泡的电压，当电压表的示数减少1V，则小灯泡L两端的电压就减小1V，故A错误。
B、灯泡的阻值RL===12Ω，
当滑动变阻器的电阻最大时，整个电路中的电流最小，I==≈0.17A，则小灯泡L的实际电功率最小，即P=I2R=（0.17A）2×12Ω≈0.35W，故B错误。
C、开关闭合时，灯泡与滑动变阻器的左端串联分压，电压表测的是灯泡两端电压，滑动变阻器接入电路的阻值是12Ω时，灯泡的电阻也是12Ω，两者的电阻相等，分担的电压也相等，所以灯泡和滑动变阻器各分担6V电压，此时灯泡能够正常发光，故C正确。
D、滑片移到最右端时，连入电路的电阻为60Ω，电路中电流I===A，小灯泡消耗的电能W=I2RLt=（A）2×12Ω×10s≈3.3J，故D错误。
故选C。
★名师指津：在对电路进行分析计算时，首先要看清电路的连接方式，各电表测量的量对应的关系。
易错点3：电功率最值计算问题
例三：（2017?贵港）如图所示的电路中，电源电压为18V且保持不变．当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P滑至a端时，电流表示数为1.5A；当S断开，滑片P滑到变阻器中点时，电压表示数为9V，则滑动变阻器的最大阻值为　 　Ω；若电压表量程为0﹣15V，断开开关S，灯泡的最小功率为　 　W（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。
【错解】不知道从何处下手，怎样才能计算最小值。
【析错】理解最值问题，必须知道动态电路电量的变化情况，了解当某个量发生变化时，影响到的是哪个量的变化，只有这样才能正确计算最大值或最小值。
【纠错】（1）当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P滑至a端时，灯泡L与R的最大阻值并联，电流表测干路电流，根据并联电路的特点和欧姆定律表示出电流表的示数；当S断开，滑片P滑至中点时，灯泡L与R串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，根据欧姆定律分别表示出电路中的电流，利用串联电路的电流特点得出等式得出电阻之间的关系，然后联立等式即可求出滑动变阻器的最大阻值和灯泡的电阻；（2）根据电阻的串联和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流，根据欧姆定律求出电压表的示数，然后与电压表的示数相比较确定电路中的最小电流，根据P=I2R求出灯泡的最小功率。
解：（1）当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P滑至a端时，灯泡L与R的最大阻值并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，
所以，由I=可得：I=IL+IR=+=+=1.5A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当S断开，滑片P滑到变阻器中点时，灯泡L与R串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡两端的电压：UL=U﹣UR=18V﹣9V=9V，
因串联电路中各处的电流相等，所以， =，即=，
解得：R=2RL﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①和②解得：R=36Ω，RL=18Ω。
（2）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，
电路中的电流：I′===A，
滑动变阻器两端的电压：UR′=I′R=A×36Ω=12V＜18V，
所以，电路中的最小电流为A，则灯泡的最小功率：PL小=（I′）2RL=（A）2×18Ω=2W。
故答案为：36、2。
★名师指津：最值问题是电学内容中的难点，在计算最值问题时，必须了解到电路中电流或电压变化情况，电流或电压的最值是怎样的，只有这样才能正确解答这类问题。
1.（2016?舟山）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（? ）。
A
B
C
D
2.（2016?宁波）甲车两侧远光灯的规格均为“12V、60W”，供电的蓄电池电压为12V，最大容量为60Ah。某天晚上，该车熄火时忘记关闭远光灯，则车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作________h。第二天由于蓄电池的电能耗尽，甲车无法启动，需要借用乙车的蓄电池“搭电”启动，如图所示。“搭电”时，先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的________极相连，再将另两个电极用电线连通（如果误接，蓄电池会被短路）。21·cn·jy·com
3.（2016·丽水）充电宝具有充电和供电功能，其内部单节锂电芯的输出电压为3伏～5伏，如果电芯串联，则输出电压成倍增加；如果电芯并联，则输出电压不变。
（1）在保障输出电压3伏～5伏不变时，为了增加充电宝储电能量，通常将多节锂电芯连接在一起，则其连接方式是　 　（选填“串联”或“并联”）；
（2）手机电池标称容量“2000毫安时”，与手机相匹配的充电宝标称容量“10000毫安时”，用充电宝给耗尽电的该手机充满电，理论上能充电　 　次；实际使用时能充满的次数要小于理论的次数，请写出造成充电宝输出能量损失的一种因素：　 　。
4.（2016?金华）做“测定小灯泡的功率”实验时，小金设计了如图所示的电路。已知电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V、0.3A”字样，滑动变阻器规格为“25Ω、0.5A”。
（1）试验记录表中①所在的方格内应补写的科学量是________。
实验记录表
序号
①
电流（A）
功率（W）
灯泡亮度变化
1
2
3
（2）连接好电路后，小金将滑动变阻器滑片P移到b端，闭合开关，发现小灯泡不亮，为查找原因，他仔细检查了电路中各元件的工作状态，判断出电路既不断路，也不短路。小金做出这样判断的依据是________。21*cnjy*com
5.（2016?舟山）如图所示为“无人机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。
（1）起飞时，增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是________。在空中飞行时，只要增加________侧两个旋翼的转速，就能使夫人机右侧抬升，向左倾斜飞行。21*cnjy*com
（2）若该机在30秒内匀速竖直上升120米进行空中拍摄，则它飞行的速度是多少米/秒？
（3）该机一个旋翼的电动机额定功率为30瓦，额定电压为15伏，电动机正常工作时，通过的电流为多少安？
（4）该机所需的能量是由一块输出电压为15伏，容量为5000mA?h的电池提供，若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100W，则该机最多能飞行多少时间？
6.（2016?绍兴）如图是探究“电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关”的实验电路（烧瓶、煤油质量和玻璃管均相同）。瓶中的电阻采用金属丝。
（1）完成电路的连接，要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数变小。
（2）实验中，通过观察________来判断电流通过导体产生热的多少。
（3）在电流与通电时间相同的条件下，选用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，可以选用表中的铜与________进行对比。
材料
铜
铝
钨
镍铬合金
电阻（欧）
0.0175
0.029
0.053
1.0
（4）要进一步探究导体产生的热的多少与电流是否有关，可以采取的方法是________（允许改变元件位置，更换元件等，只要求写出一种）。21教育名师原创作品
7.（2016?绍兴）测定额定电压是2.5伏小灯泡额定功率的实验，电路如图甲，电源电压为4伏。
（1）闭合开关，电压表指针如图乙所示，该时小灯泡两端电压是________伏。
（2）? 图丙是根据实验记录数据画出的小灯泡U﹣I曲线．由图可知，小灯泡的额定功率是________瓦，小灯泡的电阻随两端电压的增大而________。
（3）在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了△R1，小灯泡电阻变化了△R2， 则△R1________△R2（选填“大于”、“等于”或“小于”），并说明理由。
8.（2017?金华）空气净化器能有效改善室内空气质量。下图是某四层塔式空气净化器的原理图。相关参数如下表所示：
产品名称
某某空气净化器
额定电压
220V~50Hz
工作档位
待机
1档
2档
3档
4档
5档
6档
功率（W）
0.9
23
44
75
103
123
148
净化空气量（m3/h）
—
120
240
360
500
610
760
噪音（dB）/声压级
—
23
32
39
47
49
55
请回答下列问题：
(1)该净化器在2档正常工作时的电流为多少？
(2)该净化器在4档正常工作时，净化45m3的空气需要多长时间？
(3)晚上可将净化器调至1档，以减弱噪音对睡眠质量的影响。请计算该净化器在1档连续正常工作8小时共消耗多少电能？
9.（2017·衢州）近年来，衢州城乡积极推进屋顶光伏电站工程，为家用电器提供能量。图甲为某型号面包机，图乙为光伏电站模式图。回答下列问题：
表一 面包机部分参数
额定功率
600W
加热功率
500W
搅拌功率
100W
额定电压
220V
制作容量
900g
表二 面包配料
水和鸡蛋
260ml
面粉
3.5杯
糖/盐
0.3杯/0.5小勺
奶粉
2大勺
干酵母
1.5小勺
黄油
3大勺
（1）制作面包过程中，面包机先对原料进行搅拌，搅拌好后，再自动进行加热。根据以上信息可知，面包机内的电动机和电热丝的连接方式是　 　。www.21-cn-jy.com
（2）计算面包机正常搅拌时的电流。
（3）用表二配料制作的面包，由于味道好，有人经常用它替代中餐和晚餐。从人体所需的七大营养素分析，该面包配料中还缺少的营养素是　 　（写出一种即可）。
（4）若小柯家屋顶太阳能电池板的光照面积为20m2，1m2面积上平均1分钟接收太阳能4.8×104J，太阳能电池板的光电转化效率为20%．计算小柯家太阳能电池板的输出功率。
（5）为获得更多的太阳能，衢州地区在屋顶铺设太阳能电池板时，一般情况下应将它朝向　 　（选填：“东”、“南”、“西”、“北”）面。【来源：21cnj*y.co*m】
10.（2017?绍兴）某兴趣小组设计的“温度控制器”工作时有加热和恒温两种状态。电路如图甲所示，S为开关，双金属开关在温度低时闭合、温度到达一定值时自动断开，降温后再闭合，循环工作，起到调节温度作用，指示灯的额定电压为200V，且亮起即正常工作，发热电阻阻值为40Ω。求：
（1）当指示灯亮时，温度控制器处于________状态。
（2）指示灯的电阻值。
（3）加热状态时，温度控制器所消耗的电功率。
（4）温度控制器正常工作时，记录灯泡在一段时间内，规律性亮灭情况如图乙，则温度控制器1小时所消耗的电能。21·世纪*教育网
12.（2017?温州）某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲。控制电路电源电压U1=12伏，R0为定值电阻，RF为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计；压敏电阻RF放置于水箱底部（如图乙），其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表。工作电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压U2=220伏；圆柱体水箱底面积S=0.4米2。当水箱内的水位上升到2米时，通过电磁铁线圈的电流Ia=0.1安，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I1=1安；当水位下降到1米时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时电流表示数I2=2安。
水位（米）
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
压敏电阻RF阻值（欧）
300
200
125
90
70
65
62
60
59
（1）当水箱内水位达到2米时，控制电路中压敏电阻RF的功率为________瓦。
（2）当水箱内水位下降到1米时，通过电磁铁线圈的电流Ib为多少安？
（3）已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水恒为0.001米3；注水系统工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005米3。求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能。21cnjy.com
13.（2017?舟山）目前有的地方出现了共享电动汽车，这种新型低碳的交通工具，深受市民的喜爱。某品 牌电动汽车的部分参数如表所示。请回答：
电池容量（kW·h）
22
车载充电器输入电压（V）
220
车载充电器输入电流（A）
16
电能转化为机械能的效率
70%
(1)如图所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁。刷卡所用的原理是________。
(2)根据表中的数据，将耗完电能的电池充满电，理论上需要多少时间？
(3)上述电动汽车充满电后，在水平地面上匀速行驶的最大距离为 140 千米，则行驶时该车受到的阻力为多少牛？
14.（2016丽水）小科同学家有一种新型插座如图甲，能即时显示用电器的工作电压和所耗电费等，插座本身消耗电能由内部电池提供。如图乙为电火锅的铭牌。周六晚餐吃火锅时，小科同学将电火锅单调插在该插座上，这时插座屏幕显示如图丙；用加热档加热一段时间后，屏幕显示如图丁。（电费单价：0.5元/千瓦时；忽略温度对电阻的影响；本次使用电火锅时，假设其两端电压不变）请回答：
（1）晚餐时家中照明电路的实际电压是　 　伏；
（2）请从两个角度计算电火锅加热的实际电功率。
15.（2017·宁波）小科家浴室内有台储水式电热水器，其说明书部分参数如右表。请回答下列问题：
(1)加热棒阻值不变，当二根加热棒同时工作时，它们的连接方式是_____联的。
(2) 该电热水器以2.0KW的功率工作75min，消耗的电能为 多少？此时通过它的电流为多大？（计算结果精确到0.1A）
(3)当电热水器装满水时，电热水器受到的总重力是多少？
(4)如图甲、乙所示分别是该电热水器水平安装时的正面和侧面示意图，其中A点是电热水器装满水时的重心位置，图中h=d=248mm。装满水时，若忽略进、出水管对电热水器的作用力，则墙面对悬挂架的支持力为多大？
(5)小科洗热水澡后发现：与进水管相连的金属进水阀表面布满了小水珠（如图丙）而与出水管相连的金属出水阀表面仍保持干燥。请你分析产生上述两种现象的原因。
一、基础知识题
1.（2017·浙江省科学备考模拟二）小柯利用该电能表测量一家用电器的电功率。当电路中只有这一个用电器连续工作时，测得在6min内电能表的转盘转了240转，那么这个用电器可能是（? ）。
A.台灯 B.电热水壶 C.笔记本电脑 D.家用电风扇
2.（2017·浙江省经典模拟一）如图所示，某同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，误将电压表并联在滑动变阻器两端，他从滑片置于最右端时开始记录第一组数据，调节滑测得多组数据，描绘出的U﹣I图象如图2所示，已知小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V，可求得小灯泡的额定功率为 W，为使实验中小灯泡两端电压不超过3V，则滑动变阻器接入电路的最小阻值为 Ω（保留一位小数）。www-2-1-cnjy-com
3.（2017·绍兴科学模拟）小明要用图所示的实验器材探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。
（1）请用笔画线代替导线，把电路连接完整。
（2）电流产生热量的多少不易直接测量。因此在这个实验中是通过________显示电流产生热量的多少。【出处：21教育名师】
（3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有________（写出一个即可得分）。
（4）根据所学知识可知，在相同时间内________瓶内的电阻丝放出的热量较多（填“甲”或“乙”）。
4.（2017·义乌科学模拟二）如图甲实验装置容器内酒精质量为300克，电热丝电阻是5欧姆。闭合开关S，调节滑动变阻器至电流表示数如图乙所示，12分钟后，发现温度计示数升高5℃。则酒精的温度升高，内能增加是通过________（填“做功”或“热传递”）方法获得，电热丝放出的热量为________焦耳。
5.（2017·浙江省科学备考模拟四）在学习“探究影响电流热效应的因素”时，同学们发现用电阻丝对煤油加热时，观察温度计的示数变化的过程非常耗时，为了减少实验的时间，他们提出了如下改进的设想：
设想一：将煤油换成水来做实验；
设想二：通过加热空气来做实验。
（1）根据所学知识，他们经过讨论，断定设想一是错误的，你认为他们他们判断的依据是：________。
（2）为了验证设想二，他们设计了下面的实验：
①在锥形瓶中装入等质量的红墨水，用相同的电阻丝及玻璃管组成如图A、B的装置，通电后通过玻璃管中液柱的高度来显示温度变化的大小。然后把它们分别接入相同的电路，发现在相同的短时间的内A管中的液柱比B管上升迅速，这说明：________。
②在塞橡皮塞时发现有液体进入玻璃管并高出瓶内的液面，为使管内的液柱与瓶内液面相平，他们用带有针头的注射器通过橡皮塞插入瓶内如图C甲所示，接下来的操作是______。
③同学们用两根电阻丝（R甲＞R乙）插入相同的甲、乙瓶中并接入电路如图C所示，闭合开关，甲、乙两玻璃管中液面如图D所示，由此得出关于电热的结论是：电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。
6.（2017·浙江科学考前冲刺二）如图1为生活中常用的电熨斗，图2是电熨斗结构图。电熨斗中有一个双金属片制成的自动? 开关，双金属片是由长和宽相同的铜片和铁片组成，且两金属片紧紧地铆在一起，受热时铜片膨胀得比铁片大，双金属片便向铁片那边弯曲，温度越高，弯曲得越显著．常温时，双金属片端点的触点与弹性钢片上的触点相接触．当电熨斗与电源接通时，电热丝发热，双金属片受热弯曲，当温度升高到设定的温度时，双金属片顶端的触点与弹性钢片上的触点分离，电路断开．电熨斗工作时的温度可以调节，将调温旋钮上的升降螺丝上下调节，双金属片和弹性钢片上的触点随之上下移动．双金属片弯曲程度不同，金属底板温度也就不同。由于衣服的质料不同，熨烫时所需要的温度也各不相同。一般来说，棉织品比化纤衣服耐高温。
（1）电熨斗主要是利用了电流的________（选填“热”“磁”）效应进行工作的；为了安全用电，该电熨斗的电源线插头应选图1中的 ________（填“A”“B”）。
（2）如图3中，两种双金属片中符合电熨斗安装要求的是________（填“C”或“D”）。
（3）电熨斗通电工作时，若突然断开电源，两触点_______（填“会”“不会”）断开。
（4）将调温旋钮上的升降螺丝下调时，弹性钢片的弹性势能???? ?????。
A.增 ?B.减小 C.不变 D.以上都有可能
（5）熨烫完棉织品衣服再熨烫化纤衣服，调温旋钮上的升降螺丝________（填“向上”、“向下”或“不”）调。
（6）我国某品牌电熨斗发热板的额定功率为1000 W，则发热板的电阻多大？若要使金属底板的温度由20 ℃升高到220 ℃至少需要多长时间？（金属底板的质量为1 kg，比热容为0.4×103 J/（kg℃），不计热量损失）
7.（2017·浙江科学考前冲刺三）小楼想测量某个仅标有“0.25A”字样的灯泡的额定功率，电源电压为6V且恒定。
（1）检查器材时，小楼发现电压表存在如图甲所示额两个问题：一是指针位置不对；二是部分刻度模糊，出现指针位置不对的原因是________。
（2）小楼认为不更换电压表也能测出灯泡的额定功率，他进行了如下操作： ①解决了指针问题后，按规范步骤连接的部分电路如图乙，请你用笔画线代替导线帮他连接完整____。
②连接好电路并检查无误后，闭合开关，在移动变阻器滑片时，眼睛要注视_______的变化，当灯泡正常发光时，滑片正好在变阻器的中点，在滑片移动过程中，电流表示数从0.2A增大到0.25A，二电压表示数从2.0伏开始增大。
（3）小楼的同桌根据实验数据计算如下：
小楼发现步骤b的结果有错，请你指出错误原因_______，灯泡的额定功率是________W。
8.（2018·浙江省科学全预测卷八）如图为小科家电能表的铭牌，在断开其他用电器的情况下，标有“220V、1000W”的电热水器和标有“220V 1100W”的空调____（填“能”或“不能”）同时使用。电热水器是利用_____工作的。小科只将标有“220V 1000W”的电热水器接入电路工作，2分钟内电能表转盘转了81转，则该电热水器的实际电功率为_____W。【版权所有：21教育】
二、计算题
9.（2018·浙江省科学全预测卷一）如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m=60kg，电源电压U=220V保持不变，电动机线圈的电阻R=10Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=4A（g=10N/kg）。求：
（1）电源的输出功率是多少W?
（2）电动机线圈电阻R通电5min内产生的热量是多少J?
（3）试从能量转化和守恒的角度分析计算，重物上升的速度大小为多少m/s?
（4）该电动机电能转化为机械能的效率是多少?
10.（2018·浙江省科学全预测七）如图所示是某型号电饭锅的内部电路简图，它有“高温烧煮”和“保温”两档，由温控开关自动控制。煮饭时，先手动按下温控开关按钮，当达到设定温度102℃（饭已煮熟）以上时，按钮会自动弹起。电饭锅及电路简图如图甲，铭牌如表，请你解答以下问题：
（1）根据电饭煲的工作过程及电路简图判断：温控开关闭合（即按下温控开关）时，电饭煲处于________档（“高温烧煮”或“保温”）。
（2）若在某次烧饭过程中，电饭煲在“高温烧煮”档时正常工作15min，“保温”6分钟，则此次烧饭共消耗电能多少kWh?
（3）电饭煲在“保温”档时，电路中R1消耗的电功率是多少?
（4）若某次该电饭煲将2kg的水从30℃加热至90℃，需要10min，则此次烧水过程中电饭煲的烧水的效率是多少?
11.（2017·浙江省科学模拟一）如图表是小强家电热水壶的部分铭牌，他利用所学的知识进行了以下测量和操作。电热水壶内装满水，正常工作5min水温由20℃升高到90℃。请你计算：
（1）水吸收的热量是多少？。
（2）电水壶正常工作时的电流多大？。
（3）电水壶正常工作5min消耗多少电能？比较（1）和（3）的计算结果，你有什么发现？并做出简单解释。。
（4）按照国家规定的标准，电热水壶使用的电源连接线不能过长，横截面积不能过小。小强仔细观察了家里的一些大功率用电器，如空调、电暖气的电源线也有这样的特点，请结合焦耳定律解释这样规定的原因。。
三、实验探究题
12.（2017·湖州七校联考）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为2.5V（电阻值约为5Ω）。21世纪教育网版权所有
（1）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是________（选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”）。
（2）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表示数为2V，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 ________（选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________W。
（3）若此实验中电流表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小组同学们增加了一个R0=5Ω的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案： ①调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；②保持滑片位置不变，只将电压表a点改接到c点，测出定值电阻R0两端的电压U0 ， 通过计算就可得到小灯泡的额定功率。请你指出该设计方案中存在的问题：________。
13.（2017·绍兴科学模拟）在测定“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）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整。
（2）小叶同学闭合开关，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1中滑片P向______（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。
（3）小向同学移动滑片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图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W。
14.（2017·浙江科学考前冲刺一）某同学在做“测量小灯泡的功率”实验时，器材有：2节干电池、电流表（0-0.6A、0-3A）、电压表（0-3V、0-15V）、滑动变阻器（50Ω 、1.5A）、额定电压为2.5伏的小灯泡、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲是该同学实验时连接的实物图，请在答题卷的相应方框内画出该实验的电路图________。
（2）实验中，小灯泡正常发光时的电流表读数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是________瓦。
（3）实验中，多次移动滑动变阻器进行测量，其目的是________。
（4）把上图中的小灯泡换成定值电阻还可以完成许多科学实验，如可以完成下列实验中的哪些实验？????? ????????? 。
A.研究影响电阻大小的因素；B.验证欧姆定律；C.研究电流通过电阻产生的热量与其两端电压大小的关系；D.测量定值电阻的阻值。
15.（2017·浙江科学考前冲刺二）李翔用如图所示电路做“测量小灯泡电功率”实验，已知小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）李翔在连接电路前检查仪器，发现电流表指针如图甲所示，则李翔接下来的操作是________。
（2）电路正确连接后，闭合开关，移动滑片P，发观灯泡总不亮，且电流表无示数，但电压表示数接近3V，则故障原因可能是________。
（3）实验中，李翔通过移动滑动变阻器的滑片，多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压，在对测量的数据进行记录和处理时，李翔设计了右图表格，请你评价表格设计的合理性，并说明理由________。
16.（2018·浙江省科学全预测卷一）在“测定小灯泡电功率”实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V，如图所示，某实验小组选择合适器材后进行实验，试回答：
（1）实验小组闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻的滑片，小灯泡都不发光，且电流表有明显读数而电压表读数为零，经讨论分析，小灯泡可能出现了________（“断路”或“短路”）。
（2）实验中有同学移动滑动变阻器的滑片P到某位置时，电压表示数如图乙所示，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向________（选填“A”或“B”）端移动。
（3）实验小组同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I－U图像，结合图像，可计算出小灯泡的额定功率是________W。
第十一讲：电功和电功率
一、电功
①概述电功的概念（b）；②知道电功的单位（a）；③列举决定电功大小的因素（a）；④知道用电器消耗的电能可以用电功来量度（a）；⑤应用电功的公式计算电器消耗的电能（c）；⑥根据电能表读数的变化估算消耗的电能（b）。
二、电功率
①概述电功率的概念（b）；②知道电功率的单位（a）；③应用电功率的公式进行简单的计算（c）；④知道额定功率的概念（a）；⑤从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率（a）。
三、功率测量
①说明伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理（b）；②绘制实验的电路图（b）；③测定小灯泡的额定功率和实际功率（b）；④收集和整理实验数据得出实验结论（b）。
一、电功
1．电功：电流通过某段电路所做的功叫电功。
2．电流做功的实质：电流做功过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，也就消耗了多少电能。
3.电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
4．规定电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。
5．电功公式：（适用于所有电路）；对于纯电阻电路可推导出：
（1）串联电路：；
（2）并联电路：；
（3）在任何情况下，在一定时间所做的总功。
6．电功单位：在国际单位制中，电功单位是焦耳（J）；常用单位还有度（kwh）， 1度=1千瓦时=1kWh=3.6×106J；“1度”的规定：1kw的用电器工作1h消耗的电能。
7．电功的测量
⑴电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。
⑵电能表上“220V、5A、3000R/kW·h”等字样，分别表示：电能表额定电压是220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。
⑶读数时：①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位；②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。
8．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
9．计算公式：Q=I2Rt（适用于所有电路），对于纯电阻电路可推导出：。
二、电功率
1．电功率：电流在单位时间内所做的功。
2．电功率物理意义：表示电流做功快慢的物理量。
3．电功率公式：（适用于所有电路），推导公式：（适用于纯电阻电路）。
（1）①串联电路中；
（2）并联电路中：；
（3）无论用电器串联或并联，计算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn。
4．功率单位：在国际单位制中，功率单位是瓦特（W），常用单位：千瓦（kW）。
5．额定功率
（1）某灯泡上标有“PZ220V-25”字样分别表示：普通照明，额定电压（用电器正常工作时的电压）220V，额定功率（用电器在额定电压下的功率）25W的灯泡。
（2）已知U额、P额，①可根据公式I额=P额/U额计算出该灯的额定电流；②可根据公式计算出该灯的电阻。21教育网
（3）灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小：①当U实=U额时，P实=P额灯正常发光；②当U实＜U额 时，P实＜P额灯光暗淡；③当U实> U额时，P实>P额灯发光强烈。
（4）已知U额、P额、U实，可根据公式，由该式可知，当实际电压变为额定电压的1/n时，实际功率就变为额定功率的1/n2。
（5）灯L1“220V、100W”，灯L2“220V、25W”相比较而言，L1灯丝粗短，L2灯丝细长。
三、测定小灯泡的电功率 ?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
功率测量实验（重点知识点）
（1）伏安法测灯泡的额定功率：①原理：P=UI；②电路图：如图。
③选择和连接实物时须注意：滑动变阻器：接入电路时要变阻，且调到最大值，根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。
（2）测量家用电器的电功率：器材-电能表 秒表 原理：P=W/t。
考点一：电功
1.电流通过某段电路所做的功叫电功。电流做功过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，也就消耗了多少电能。电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
2．规定电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。电功公式：（适用于所有电路）；对于纯电阻电路可推导出：。
3.电功单位：在国际单位制中，电功单位是焦耳（J）；常用单位还有度（kwh）， 1度=1千瓦时=1kWh=3.6×106J；“1度”的规定：1kw的用电器工作1h消耗的电能。
4．电功的测量：⑴电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器；⑵电能表上“220V、5A、3000R/kW·h”等字样，分别表示：电能表额定电压是220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。
5．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。计算公式：Q=I2Rt（适用于所有电路），对于纯电阻电路可推导出：。
【典例】（2016·深圳）小明家安装了电热水龙头如甲图，其简化电路如乙图，R1、R2为电热丝，通过调节旋钮可使扇形开关S同时接触两个相邻的触点，从而实现冷水、温水、热水档之间的切换。某次使用电热水龙头的过程中，水龙头的功率随时间的变化关系如丙图所示。
（1）当开关同时接触3、4触点时，水龙头放出的是　　（选填“冷水”、“温水”或“热水”）。
（2）求电热丝R1工作时的电阻大小。
（3）求该次使用过程中水龙头消耗的总电能。
【答案】（1）热水；（2）电热丝R1工作时的电阻为55Ω；（3）该次使用过程中水龙头消耗的总电能是3.52×104J。
【解析】（1）当开关处于位置3、4触点时时，电阻R1和R2并联接入电路，电路电阻最变小，由公式可知,此时功率最大，故放出的是热水。
（2）由图乙，当开关与触点3接触时，只有一只电阻R1接入电路，从图丙中可以看出，此时的温水功率P温水=880W，由可知，。
（3）由图象可知，该水龙头前10s处于温水功率，后10s处于热水功率，消耗的电能：。
答案：（1）热水；（2）电热丝R1工作时的电阻为55Ω；（3）该次使用过程中水龙头消耗的总电能是3.52×104J。
考点二：电功率
1．电流在单位时间内所做的功叫电功率。它表示电流做功快慢的物理量。在国际单位制中，功率单位是瓦特（W），常用单位千瓦（kW）。
2．电功率公式：（适用于所有电路），推导公式：（适用于纯电阻电路）。
（1）①串联电路中；
（2）并联电路中：；
（3）无论用电器串联或并联，计算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn。
3．额定功率：某灯泡上标有“PZ220V-25”字样分别表示：普通照明，额定电压（用电器正常工作时的电压）220V，额定功率（用电器在额定电压下的功率）25W的灯泡。
【典例】（2017·广东）有“3V、0.75W”的L1灯泡和“3V、1.5W”的L2灯泡，如题图甲所示，闭合开关，L1灯泡和L2正常发光，则电路总电阻R= Ω；如题图乙所示，闭合开关，L1灯正常发光，则电源2的电压U= V；此时L2消耗的实际功率P= W(假设灯丝电阻不变)。

甲 乙
【答案】4、4.5、0.375。
【解析】由图甲可以看出，灯泡L1、L2是并联关系，并联总电阻为：，因为两灯泡正常发光，所以：，，所以总电阻为：。
由图乙可知，L1正常发光，说明L1两端电压是3V，L1与L2串联，故L2两端电压，所以电源电压是：。
此时，L2消耗的实际功率：。
故，答案是：4、4.5、0.375。
考点三：测定小灯泡的电功率
（1）伏安法测灯泡的额定功率：①原理：P=UI；②电路图：如图。
③选择和连接实物时须注意：滑动变阻器：接入电路时要变阻，且调到最大值，根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。
（2）测量家用电器的电功率：器材-电能表 秒表 原理：P=W/t。
【典例】（2017?襄阳）我市中考实验操作考试时，实验员为“测量小灯泡的额定电功率”实验准备了以下器材：额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时电阻约为10Ω）、规格为“12Ω、1A”的滑动变阻器、开关、电流表、电压表各1个，新干电池4节，导线若干．
（1）图甲中有一根导线的连接是错误的，请你在错误的导线上打“×”；
（2）闭合开关前，应将滑片P移到最　 　（填“左”或“右”）端；
（3）经检查，电路连接无误，各元件完好，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，电压表的示数都调不到2.5V，出现这种现象的原因是　 　；
（4）解决上述问题后，移动滑片使电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　 　W；
（5）测出小灯泡的额定功率后，同学们又把灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的实际功率不等于其额定功率的，请你帮助分析出这种现象的原因是　 　。
【答案】（1）如图；（2）右；（3）变阻器的最大阻值过小；（4）0.6；（5）灯的电阻随温度的降低而减小。
【解析】（1）分析电路连接错误之处改正；（2）为保护电路，闭合开关前，应将滑片P移到阻值最大处；（3）根据串联电路电压的规律和分压原理确定变阻器连入电路中的阻值大小与题中变阻器规格比较；（4）根据电如图乙流表小量程读数，根据P=UI求小灯泡的额定功率；（5）根据灯的电阻随温度的降低而减小分析。
解答：（1）原电路中，灯短路了是错误的，改正电路 如图。
（2）闭合开关前，应将滑片P移到阻值最大处即最右端。
（3）根据串联电路电压的规律，当电压表示数为2.5V时，变阻器分得的电压U滑=6V﹣2.5V=3.5V，变阻器的电压是电阻电压的倍，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻：R滑=1.4×10Ω=14Ω＞12Ω。
故闭合开关后，无论怎样移动滑片P，电压表的示数都调不到2.5V，出现这种现象的原因是变阻器的最大阻值过小。
（4）解决上述问题后，移动滑片使电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，则小灯泡的额定功率是：P=UI=2.5×0.24A=0.6W。
（5）当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时，通过灯的电流也减小了，根据P=UI灯的功率减小，灯丝的温度降低，因灯的电阻随温度的降低而减小，根据，故发现测得的实际功率不等于其额定功率的。
故答案为：（1）如图；（2）右；（3）变阻器的最大阻值过小；（4）0.6；（5）灯的电阻随温度的降低而减小。
易错点1：电能表读数与换算错误
例一：某家庭电能表如图所示。若该家庭单独让空调工作，测得1min内电能表转盘转了60转，则空调消耗的电能为　 　kW?h，空调的电功率是　 　W。
【考查角度】电功率的计算、电能表参数的理解与电能的求法。
【解析】
【错解】不知如何下手，不知道表盘铭牌的含义，有的不清楚一度电是什么意思。
【析错】有的学生直接用铭牌上给出的220V、10A和工作时间1min直接相乘得出。
【纠错】电能表的最后一位是小数，单位是kW?h，已知每消耗1kW?h的电能电能表的表盘就转过3000r，可求转过60转消耗的电能，根据公式P=可求空调的功率。
解：空调消耗的电能W=kW?h×60=0.02kW?h；
空调的功率P===1.2kW=1200W。
故答案为：0.02、1200。
★名师指津：一度电=1kW·h，也就是1kW的电器工作1小时所消耗的电能。1kW·h=1×103W×3600s=3.6×106J。在进行有关电度表计算时，一定要看清电度表铭牌上给出的数据，清楚电度表每转一圈所消耗的电能，下面计算就好办了。
易错点2：小灯泡亮度与实际功率
例二：（2017?安顺）如图所示，电源两端电压保持12V不变，小灯泡L上标有“6V、3W”字样，滑动变阻器最大电阻值R=60Ω。不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（　）。
A．S闭合后，使电压表的示数减小1V，小灯泡L两端的电压就增加1V；
B．S闭合后，小灯泡L的最小实际电功率为0.5W；
C．滑动变阻器接入电路的阻值是12Ω时，小灯泡L正常发光；
D．滑片移到最右端时通电10秒，小灯泡消耗的电能是5J
【错解】A。
【析错】当开关闭合后，总认为电压表测量的是变阻器两端电压，电压表读数减小1V，那小灯泡上的电压必然增加1V。
【纠错】首先要分清电路的连接方式：灯泡和滑动变阻器串联，电压表并联在灯泡的两端；S闭合前，灯泡所在电路构不成通路，电压表所测电压接近电源电压；S闭合后，电压表测灯泡两端的电压，且灯泡的实际功率随滑动变阻器阻值的增大而减小；可先利用电功率的变形公式求得灯泡阻值，再结合上面的分析来逐项求解。
A、开关闭合后电压表测的是灯泡的电压，当电压表的示数减少1V，则小灯泡L两端的电压就减小1V，故A错误。
B、灯泡的阻值RL===12Ω，
当滑动变阻器的电阻最大时，整个电路中的电流最小，I==≈0.17A，则小灯泡L的实际电功率最小，即P=I2R=（0.17A）2×12Ω≈0.35W，故B错误。
C、开关闭合时，灯泡与滑动变阻器的左端串联分压，电压表测的是灯泡两端电压，滑动变阻器接入电路的阻值是12Ω时，灯泡的电阻也是12Ω，两者的电阻相等，分担的电压也相等，所以灯泡和滑动变阻器各分担6V电压，此时灯泡能够正常发光，故C正确。
D、滑片移到最右端时，连入电路的电阻为60Ω，电路中电流I===A，小灯泡消耗的电能W=I2RLt=（A）2×12Ω×10s≈3.3J，故D错误。
故选C。
★名师指津：在对电路进行分析计算时，首先要看清电路的连接方式，各电表测量的量对应的关系。
易错点3：电功率最值计算问题
例三：（2017?贵港）如图所示的电路中，电源电压为18V且保持不变．当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P滑至a端时，电流表示数为1.5A；当S断开，滑片P滑到变阻器中点时，电压表示数为9V，则滑动变阻器的最大阻值为　 　Ω；若电压表量程为0﹣15V，断开开关S，灯泡的最小功率为　 　W（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。
【错解】不知道从何处下手，怎样才能计算最小值。
【析错】理解最值问题，必须知道动态电路电量的变化情况，了解当某个量发生变化时，影响到的是哪个量的变化，只有这样才能正确计算最大值或最小值。
【纠错】（1）当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P滑至a端时，灯泡L与R的最大阻值并联，电流表测干路电流，根据并联电路的特点和欧姆定律表示出电流表的示数；当S断开，滑片P滑至中点时，灯泡L与R串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，根据欧姆定律分别表示出电路中的电流，利用串联电路的电流特点得出等式得出电阻之间的关系，然后联立等式即可求出滑动变阻器的最大阻值和灯泡的电阻；（2）根据电阻的串联和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流，根据欧姆定律求出电压表的示数，然后与电压表的示数相比较确定电路中的最小电流，根据P=I2R求出灯泡的最小功率。
解：（1）当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P滑至a端时，灯泡L与R的最大阻值并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，
所以，由I=可得：I=IL+IR=+=+=1.5A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当S断开，滑片P滑到变阻器中点时，灯泡L与R串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡两端的电压：UL=U﹣UR=18V﹣9V=9V，
因串联电路中各处的电流相等，所以， =，即=，
解得：R=2RL﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①和②解得：R=36Ω，RL=18Ω。
（2）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，
电路中的电流：I′===A，
滑动变阻器两端的电压：UR′=I′R=A×36Ω=12V＜18V，
所以，电路中的最小电流为A，则灯泡的最小功率：PL小=（I′）2RL=（A）2×18Ω=2W。
故答案为：36、2。
★名师指津：最值问题是电学内容中的难点，在计算最值问题时，必须了解到电路中电流或电压变化情况，电流或电压的最值是怎样的，只有这样才能正确解答这类问题。
1.（2016?舟山）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（? ）。【来源：21·世纪·教育·网】
A
B
C
D
【答案】B.
【解析】探究电流通过导体产生的热量与电阻关系时，需保证通过电阻的电流相同，电阻不同，然后结合串并联电路电流规律进行分析.
解：要探究电流通过导体产生的热量与电阻关系，需保证通过电阻的电流相同，电阻不同，因此需让不同阻值的定值电阻串联连接，故ACD错误，B正确.故选B。
2.（2016?宁波）甲车两侧远光灯的规格均为“12V、60W”，供电的蓄电池电压为12V，最大容量为60Ah。某天晚上，该车熄火时忘记关闭远光灯，则车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作________h。第二天由于蓄电池的电能耗尽，甲车无法启动，需要借用乙车的蓄电池“搭电”启动，如图所示。“搭电”时，先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的________极相连，再将另两个电极用电线连通（如果误接，蓄电池会被短路）。
【答案】6、正。
【解析】（1）甲车两侧远光灯并联，总功率等于两灯功率之和，根据P=UI求出总电流，根据I= 求出车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作的时间；（2）甲、乙两车正负极依次串联时会造成电源短路，烧坏电源，据此判断两车“搭电”启动时的连接方式．本题考查了电功率公式和电流定义式的应用以及电路的三种状态，要注意甲车两侧远光灯是并联。
解：①甲车两侧远光灯并联，总功率P=2×60W=120W，
由P=UI可得，总电流：I= = =10A，
由I= 可得，车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作的时间：t= = =6h。
②因甲、乙两车正负极依次串联时会造成电源短路，烧坏电源，所以，两车“搭电”启动时，先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的正极相连，再将另两个电极用电线连通。
故答案为：6、正。
3.（2016·丽水）充电宝具有充电和供电功能，其内部单节锂电芯的输出电压为3伏～5伏，如果电芯串联，则输出电压成倍增加；如果电芯并联，则输出电压不变。
（1）在保障输出电压3伏～5伏不变时，为了增加充电宝储电能量，通常将多节锂电芯连接在一起，则其连接方式是　 　（选填“串联”或“并联”）；
（2）手机电池标称容量“2000毫安时”，与手机相匹配的充电宝标称容量“10000毫安时”，用充电宝给耗尽电的该手机充满电，理论上能充电　 　次；实际使用时能充满的次数要小于理论的次数，请写出造成充电宝输出能量损失的一种因素：　 　。
【答案】（1）并联；（2）5；充电时电池发热要消耗能量。
【解析】（1）电池组串联时，总电压等于各节电池的电压之和；电池组并联时，总电压与各节电池的电压相同，据此判断；（2）根据充电宝的容量和电池容量可计算理论上的充电次数；从能量消耗的损失的角度可解释实际次数减小的原因。
解：（1）由于充电宝的输出电压保持相对固定，所以要想增大储电量，应将多节锂电芯并联连接在一起。
（2）理论上充电宝可充电的次数：；实际使用时能充满的次数要小于理论的次数，这主要是因为充电时电池发热要消耗能量。
故答案为：（1）并联；（2）5；充电时电池发热要消耗能量。
4.（2016?金华）做“测定小灯泡的功率”实验时，小金设计了如图所示的电路。已知电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V、0.3A”字样，滑动变阻器规格为“25Ω、0.5A”。
（1）试验记录表中①所在的方格内应补写的科学量是________。
实验记录表
序号
①
电流（A）
功率（W）
灯泡亮度变化
1
2
3
（2）连接好电路后，小金将滑动变阻器滑片P移到b端，闭合开关，发现小灯泡不亮，为查找原因，他仔细检查了电路中各元件的工作状态，判断出电路既不断路，也不短路。小金做出这样判断的依据是________。
【答案】（1）电压；（2）电压表和电流表都有示数。
【解析】（1）做“测定小灯泡的功率”实验时，需要测量灯泡两端的电压和电路中的电流，据此分析；（2）分析电学问题时，出现电路图和实物电路时首先要分析电路（分析电路时可以根据电流的方向入手），若闭合开关，电流表无示数，且灯泡不发光，即表明电路中没有电流，说明该电路是断路；此时电压表有示数，即说明此时电压表测的不是用电器的电压，而是电源电压，故此时电压表与电源相连的部分不可能发生断路，故据此可判断出是哪一部分出现了故障．若灯泡短路，电压表示数为零．本题考查了电路故障的判断，这是我们常考的内容，也是中考重点考查的内容；平时学习时要注意多总结，多积累。
解：（1）做“测定小灯泡的功率”实验时，由P=UI可知，需要测量灯泡两端的电压和电路中的电流，则录表中①所在的方格内应补写的科学量是电压。
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，说明电路是通路，小金之所以判断出电路既不断路，也不短路的依据是两表都有示数，因为若灯泡短路，电压表示数为零。所以小灯泡不亮的原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过大，灯泡能够分得的电压很小所致。
故答案为：（1）电压；（2）电压表和电流表都有示数。
5.（2016?舟山）如图所示为“无人机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。
（1）起飞时，增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是________。在空中飞行时，只要增加________侧两个旋翼的转速，就能使夫人机右侧抬升，向左倾斜飞行。
（2）若该机在30秒内匀速竖直上升120米进行空中拍摄，则它飞行的速度是多少米/秒？
（3）该机一个旋翼的电动机额定功率为30瓦，额定电压为15伏，电动机正常工作时，通过的电流为多少安？
（4）该机所需的能量是由一块输出电压为15伏，容量为5000mA?h的电池提供，若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100W，则该机最多能飞行多少时间？
【答案】（1）相互的、右；（2）飞行的速度是4m/s；（3）通过的电流为2A；（4）最多能飞行2160s。
【解析】（1）物体间力的作用是相互的；流体的压强跟流速有关，流速越大，压强越小．据此分析即可解答；（2）已知时间和路程，利用v= 计算平均速度；（3）根据P=UI求解额定电流；（4）利用W=UIt计算电池储存的能量，然后利用效率公式计算电能转化为的机械能，再利用P= 计算时间。
解：（1）增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是相互的；根据流体压强和流速的关系可知，流速越大，压强越小，要使无人机右侧抬升，需要增加右方的风量，减小右方的压强，因此应该增加侧两个旋翼的转速。
（1）力的作用是相互的。
（2）它飞行的速度是：v= = =4m/s。
（3）电动机的额定电压是220V，额定功率为1.1KW，故额定电流为：I= = =2A。
（4）电池储存的能量：W=UIt=15V×5A×3600s=2.7×105J，根据η=可得，电能转为的机械能：W机=W×80%=2.7×105J×80%=2.16×105J，
根据P=可得，该机最多能飞行的时间：t= = =2160s。
6.（2016?绍兴）如图是探究“电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关”的实验电路（烧瓶、煤油质量和玻璃管均相同）。瓶中的电阻采用金属丝。
（1）完成电路的连接，要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数变小。
（2）实验中，通过观察________来判断电流通过导体产生热的多少。
（3）在电流与通电时间相同的条件下，选用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，可以选用表中的铜与________进行对比。
材料
铜
铝
钨
镍铬合金
电阻（欧）
0.0175
0.029
0.053
1.0
（4）要进一步探究导体产生的热的多少与电流是否有关，可以采取的方法是________（允许改变元件位置，更换元件等，只要求写出一种）。21教育名师原创作品
【答案】（1）如图；
（2）玻璃管内液面上升的高度；（3）镍铬合金；（4）保持其它不变，改变滑动变阻器连入电路的阻值，进行相同时间的二次实验。
【答案】（1）如图所示；（2）玻璃管内液面上升的高度；（3）镍铬合金；（4）保持其它不变，改变滑动变阻器连入电路的阻值，进行相同时间的二次实验。
【解析】（1）滑动变阻器要一上一下的接入电路，当滑片向左移动时，电流表示数变小，即连入的电阻变大，据此选择下面的接线柱；（2）本实验是通过观察玻璃管内液面上升的高度来判断电流通过导体产生热的多少；（3）在电流与通电时间相同的条件下，为了使实验现象最明显，要使两种导线的阻值相差最大；（4）要进一步探究导体产生的热的多少与电流是否有关，可以通过改变滑动变阻器连入电路的阻值或增加电源电压，进行相同时间的二次实验。本题为探究电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关的实验，因物理量较多，在研究电流产生的热量与什么因素有关时，要用好控制变量法。
解：（1）滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数变小，即连入的电阻变大，下面选左边接线柱，如图所示：
（2）烧瓶、煤油质量和玻璃管均相同，加热相同，电阻产生的热量多、温度升高的多，煤油体积膨胀的大，玻璃管内煤油面上升的高，可见是通过观察玻璃管内液面上升的高度来判断电流通过导体产生热的多少。
（3）为了使实验现象最明显，要使两种导线的阻值相差最大，在电流与通电时间相同的条件下，导线的长度和横截面积相同，铜和镍铬合金的电阻相差最大．所以选表中的铜与镍铬合金进行对比。
（4）要进一步探究导体产生的热的多少与电流是否有关，可以保持其它不变，改变滑动变阻器连入电路的阻值，进行相同时间的二次实验。或者保持其它不变，增加电源电压，进行相同时间的二次实验。
故答案为：（1）如图所示；（2）玻璃管内液面上升的高度；（3）镍铬合金；（4）保持其它不变，改变滑动变阻器连入电路的阻值，进行相同时间的二次实验。
7.（2016?绍兴）测定额定电压是2.5伏小灯泡额定功率的实验，电路如图甲，电源电压为4伏。
（1）闭合开关，电压表指针如图乙所示，该时小灯泡两端电压是________伏。
（2）? 图丙是根据实验记录数据画出的小灯泡U﹣I曲线．由图可知，小灯泡的额定功率是________瓦，小灯泡的电阻随两端电压的增大而________。
（3）在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了△R1，小灯泡电阻变化了△R2， 则△R1________△R2（选填“大于”、“等于”或“小于”），并说明理由。
【答案】（1）0.5；（2）0.5；增大；（3）大于。
【解析】（1）直接根据电压表选择量程读数；（2）根据U﹣I图象，当U=2.5V时，找到对应电流I，根据P=UI计算额定功率，通过取特殊的值可判断电阻的变化情况；（3）通过对滑动变阻器电阻、灯泡电阻、总电阻变化情况分析的出结论．此题考查了电压表读数、U﹣I图象的应用、电阻的变化的判断。
解：（1）根据图乙电压表量程选择0﹣3V，分度值0.1V，电压表读数为0.5V。
（2）根据图象当U=2.5V时，I=0.2A，根据P=UI=2.5V×0.2A=0.5W，通过图象可以看出电压增大电阻变大。
（3）根据图象可知当滑动变阻器电阻变小时，灯泡两端电压增大，电流也增大，灯泡电阻变大，总电阻变小。
根据R=R滑+R灯 ；只有当R滑的减小量大于R灯的增加量才会让总电阻变小。
故答案为：（1）0.5；（2）0.5；增大；（3）大于。
8.（2017?金华）空气净化器能有效改善室内空气质量。下图是某四层塔式空气净化器的原理图。相关参数如下表所示：
产品名称
某某空气净化器
额定电压
220V~50Hz
工作档位
待机
1档
2档
3档
4档
5档
6档
功率（W）
0.9
23
44
75
103
123
148
净化空气量（m3/h）
—
120
240
360
500
610
760
噪音（dB）/声压级
—
23
32
39
47
49
55
请回答下列问题：
(1)该净化器在2档正常工作时的电流为多少？
(2)该净化器在4档正常工作时，净化45m3的空气需要多长时间？
(3)晚上可将净化器调至1档，以减弱噪音对睡眠质量的影响。请计算该净化器在1档连续正常工作8小时共消耗多少电能？
【答案】（1）0.2A；（2）324s；（3）662400J。
【解析】（1）根据功率的计算公式P=UI，计算出电流；（2）根据净化空气的体积除以净化的速率，求得净化的时间；（3）根据功率的计算公式，可以计算出净化器消耗的电能。
解答：（1）根据电功率的计算公式，求得电流。
（2）净化的时间（或5.4min或324s）。
（3）根据功率的计算公式，净化器在1档连续正常工作8小时共消耗电能：
W=Pt=0.023kW×8h=0.184kWh或W=Pt=23W×8×3600s=662400J。
9.（2017·衢州）近年来，衢州城乡积极推进屋顶光伏电站工程，为家用电器提供能量。图甲为某型号面包机，图乙为光伏电站模式图。回答下列问题：www-2-1-cnjy-com
表一 面包机部分参数
额定功率
600W
加热功率
500W
搅拌功率
100W
额定电压
220V
制作容量
900g
表二 面包配料
水和鸡蛋
260ml
面粉
3.5杯
糖/盐
0.3杯/0.5小勺
奶粉
2大勺
干酵母
1.5小勺
黄油
3大勺
（1）制作面包过程中，面包机先对原料进行搅拌，搅拌好后，再自动进行加热。根据以上信息可知，面包机内的电动机和电热丝的连接方式是　 　。21世纪教育网版权所有
（2）计算面包机正常搅拌时的电流。
（3）用表二配料制作的面包，由于味道好，有人经常用它替代中餐和晚餐。从人体所需的七大营养素分析，该面包配料中还缺少的营养素是　 　（写出一种即可）。
（4）若小柯家屋顶太阳能电池板的光照面积为20m2，1m2面积上平均1分钟接收太阳能4.8×104J，太阳能电池板的光电转化效率为20%．计算小柯家太阳能电池板的输出功率。
（5）为获得更多的太阳能，衢州地区在屋顶铺设太阳能电池板时，一般情况下应将它朝向　 　（选填：“东”、“南”、“西”、“北”）面。
【答案】（1）并联；（2）面包机正常搅拌时的电流为0.45A；（3）维生素；（4）小柯家太阳能电池板的输出功率为3200W；（5）南。
【解析】（1）根据电动机和电热丝的工作特点分析；（2）根据公式P=UI求出电流；（3）根据人体所需的七大营养素的种类分析；（4）根据题意求出每平方米的功率，然后根据效率求出电池板的功率，在根据面积求出总的功率；（5）对于北半球来说，为了获得更多的太阳能，应让电池板朝向南方。
解：（1）电动机和电热丝能各自独立工作，故它们是并联的。
（2）根据公式P=UI可知，面包机正常搅拌时的电流为：
I===0.45A。
（3）包配料中还缺少的营养素是膳食纤维或维生素。
（4）每平方米太阳能电池板的输入功率为：P1===800W
每平方米太阳能电池板的输出功率为：P2=P1×20%=800W×20%=160W
太阳能电池板的光照面积为20m2，则小柯家太阳能电池板的输出功率为：P3=P2×20=160W×20=3200W。
（5）衢州地区在北半球，为了获得更多的太阳能，应让电池板朝向南方。
答：（1）并联；（2）面包机正常搅拌时的电流为0.45A；（3）维生素；（4）小柯家太阳能电池板的输出功率为3200W；（5）南。
10.（2017?绍兴）某兴趣小组设计的“温度控制器”工作时有加热和恒温两种状态。电路如图甲所示，S为开关，双金属开关在温度低时闭合、温度到达一定值时自动断开，降温后再闭合，循环工作，起到调节温度作用，指示灯的额定电压为200V，且亮起即正常工作，发热电阻阻值为40Ω。求：
（1）当指示灯亮时，温度控制器处于________状态。
（2）指示灯的电阻值。
（3）加热状态时，温度控制器所消耗的电功率。
（4）温度控制器正常工作时，记录灯泡在一段时间内，规律性亮灭情况如图乙，则温度控制器1小时所消耗的电能。21*cnjy*com
【答案】（1）恒温；（2）400Ω；（3）1210W；（4）1.056×106J。
【解析】本题考查电路的分析，通过开关的开合状态改变电路的连接方式，要掌握串联电路和并联电路的特点。当接通电源，根据电流的流向，分析电流所流经的指示灯，有电流通过的就能发光，没有电流通过指示灯就不亮，据此分析即可。（1）根据灯泡与双金属开关并联分析；（2）根据欧姆定律比较电阻的大小，从而求出灯的电阻；（3）根据电功率的计算公式计算；（4）根据电功的计算公式W=UI计算。
解答：（1）灯亮起即正常工作，此时温度控制器处于恒温。
（2）。
（3）加热状态时，双金属开关闭合： 。
（4）一个周期(3分钟)消耗的电能：
W=W1+W2= U1I1 t1 +U2I2t2=220V×0.5A×150s十220V×5.5A×30s =5.28×104J，
1小时耗电：W总=W×20=1.056×106J 。
故答案为：（1）恒温；（2）400Ω；（3）1210W；（4）1.056×106J。
12.（2017?温州）某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲。控制电路电源电压U1=12伏，R0为定值电阻，RF为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计；压敏电阻RF放置于水箱底部（如图乙），其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表。工作电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压U2=220伏；圆柱体水箱底面积S=0.4米2。当水箱内的水位上升到2米时，通过电磁铁线圈的电流Ia=0.1安，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I1=1安；当水位下降到1米时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时电流表示数I2=2安。
水位（米）
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
压敏电阻RF阻值（欧）
300
200
125
90
70
65
62
60
59
（1）当水箱内水位达到2米时，控制电路中压敏电阻RF的功率为________瓦。
（2）当水箱内水位下降到1米时，通过电磁铁线圈的电流Ib为多少安？
（3）已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水恒为0.001米3；注水系统工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005米3。求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能。【出处：21教育名师】
【答案】（1）0.6；（2）0.08安；（3）1.32×105焦。
【解析】（1）根据电功率的计算公式P=I2R计算压敏电阻RF的功率；（2）根据表格计算水位2m时电路的总电阻，从而求出R0，根据R0，计算水位1m时的总电阻，根据欧姆定律计算电路的电流；（3）根据电功的计算公式W=UIt计算工作电路消耗的电能。
解答：（1）当水箱内的水位上升到2米时电流为0.1安，根据表格此时RF阻值为60Ω，根据功率公式P=I2R=（0.1A）2×60Ω=0.6W。【版权所有：21教育】
（2）当水箱中水位为2米时，控制电路电流Ia=0.1安，RF1=60欧，此时 =120欧，则R0=R总1?RF1=120欧?60欧=60欧，
当水箱中水位为1米时，RF2=90欧，R总2= RF2+ R0=90欧+60欧=150欧，
。
（3）注水系统从水位1米开始注水到2米，注水总体积V总=0.4米2×（2米?1米）=0.4米3，需要时间为t1，根据题意： ；
水位从2米下降至1米，需要的时间t2= =400秒，
注水系统与喷淋系统同时工作时，
工作电路电流做功W=U2I2t1=220伏×2安×100秒=4.4×104焦，
喷淋系统单独工作时，工作电路做功W′=U2I1t2=220伏×1安×400秒=8.8×104焦，
W总= W+ W′=4.4×104焦+8.8×104焦=1.32×105焦。
故答案为：（1）0.6；（2）0.08安；（3）1.32×105焦。
13.（2017?舟山）目前有的地方出现了共享电动汽车，这种新型低碳的交通工具，深受市民的喜爱。某品 牌电动汽车的部分参数如表所示。请回答：
电池容量（kW·h）
22
车载充电器输入电压（V）
220
车载充电器输入电流（A）
16
电能转化为机械能的效率
70%
(1)如图所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁。刷卡所用的原理是________。
(2)根据表中的数据，将耗完电能的电池充满电，理论上需要多少时间？
(3)上述电动汽车充满电后，在水平地面上匀速行驶的最大距离为 140 千米，则行驶时该车受到的阻力为多少牛？
【答案】（1）电磁感应；（2）理论上需要6.25小时；（3）受到的阻力为396牛。
【解析】（1）刷卡的原理是电磁感应分析判断；（2）根据电功率的计算公式P=UI计算出输入功率，电量除以输入功率，即可求得充电时间；（3）根据功的额计算公式W=Fs计算出车受到牵引力，由于汽车匀速行驶，因此阻力等于牵引力。
解答：（1）IC卡上有感应线圈接收交变磁场的能量，刷卡所用的原理是电磁感应。
（2）P输入=UI=220伏×16安=3520瓦=3.52千瓦，
。
（3）W机=W电×70%=22千瓦?时×3.6×106焦/千瓦?时×70%=5.544×107焦，
。
14.（2016丽水）小科同学家有一种新型插座如图甲，能即时显示用电器的工作电压和所耗电费等，插座本身消耗电能由内部电池提供。如图乙为电火锅的铭牌。周六晚餐吃火锅时，小科同学将电火锅单调插在该插座上，这时插座屏幕显示如图丙；用加热档加热一段时间后，屏幕显示如图丁。（电费单价：0.5元/千瓦时；忽略温度对电阻的影响；本次使用电火锅时，假设其两端电压不变）请回答：
（1）晚餐时家中照明电路的实际电压是　 　伏；
（2）请从两个角度计算电火锅加热的实际电功率。
【答案】（1）200V；（2）1000W。
【解析】（1）从图丙中得出晚餐时家中照明电路的实际电压；（2）从表格中可知花费的电费可求消耗的电能，又知道电火锅工作的时间，根据P=求出电火锅加热的实际电功率。
解：（1）由图丙可知，晚餐时家中照明电路的实际电压是200V。
（2）由图丙和图丁可知，电费为0.25元，则消耗的电能：，
电火锅工作的时间：t=18：40﹣18：10=30min=0.5h，
电火锅加热的实际电功率：。
15.（2017·宁波）小科家浴室内有台储水式电热水器，其说明书部分参数如右表。请回答下列问题：
(1)加热棒阻值不变，当二根加热棒同时工作时，它们的连接方式是_____联的。
(2) 该电热水器以2.0KW的功率工作75min，消耗的电能为 多少？此时通过它的电流为多大？（计算结果精确到0.1A）
(3)当电热水器装满水时，电热水器受到的总重力是多少？
(4)如图甲、乙所示分别是该电热水器水平安装时的正面和侧面示意图，其中A点是电热水器装满水时的重心位置，图中h=d=248mm。装满水时，若忽略进、出水管对电热水器的作用力，则墙面对悬挂架的支持力为多大？
(5)小科洗热水澡后发现：与进水管相连的金属进水阀表面布满了小水珠（如图丙）而与出水管相连的金属出水阀表面仍保持干燥。请你分析产生上述两种现象的原因。
【答案】（1）并；（2）消耗的电能为2.5kWh；此时通过它的电流为9.1A；（3）电热水器受到的总重力880N；（4）墙面对悬挂架的支持力为880N；（5）与进水管相连的金属进水阀温度低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，而出水管相连的金属出水阀温度高，水蒸气不能遇冷，不能液化故没有小水珠。
【解析】（1）当二根加热棒同时工作时，它们的连接方式是并联；（2）根据W=Pt算出消耗的电能，根据I=PUPU算出电流；（3）根据m=ρV算出水的质量，根据G=mg算出水和电热水器的总重力；（4）根据杠杆的平衡条件算出墙面对悬挂架的支持力；（5）水蒸气遇冷液化成的小水珠。
解：当二根加热棒同时工作时，总功率最大，总电阻最小，它们的连接方式是并联。
（2）工作时间t=75min=1.25h，消耗的电能为：W=Pt=2.0kW×1.25h=2.5kW?h；
通过它的电流为：I=PUPU=2000W220V2000W220V=9.1A。
（3）装满水时V水=65L=0.065m3，
电热水器内水的质量为：m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.065m3=65kg；
电热水器受到的总重力是：G=（m水+m容）g=（23kg+65kg）×10N/kg=880N。
（4）由图知，假设墙面对悬挂架的支持力为F，根据杠杆的平衡条件有：Fh=Gd，
F×0.248m=880N×0.248m，解得F=880N。
（5）与进水管相连的金属进水阀温度低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，而出水管相连的金属出水阀温度高，水蒸气不能遇冷，不能液化故没有小水珠。
答：（1）并；（2）消耗的电能为2.5kWh；此时通过它的电流为9.1A；（3）电热水器受到的总重力880N；（4）墙面对悬挂架的支持力为880N；（5）与进水管相连的金属进水阀温度低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，而出水管相连的金属出水阀温度高，水蒸气不能遇冷，不能液化故没有小水珠。www.21-cn-jy.com
一、基础知识题
1.（2017·浙江省科学备考模拟二）小柯利用该电能表测量一家用电器的电功率。当电路中只有这一个用电器连续工作时，测得在6min内电能表的转盘转了240转，那么这个用电器可能是（? ）。
A.台灯 B.电热水壶 C.笔记本电脑 D.家用电风扇
【答案】B。
【解析】本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法，关键是考查日常生活中常见物体的功率。
解答：本题首先要清楚“2400r/kW?h”的物理意义：当用电器消耗1千瓦时的电能，电能表指示灯闪烁了2400次，1度=3.6×106焦，即1KW?h=3.6×106J。
由题意可知：用电器所做的功W=。
用电器的功率，台灯功率大约几十瓦，笔记本电脑大约100W，家用电风扇大约100W，电热水器功率大约在500W-200W。因此符合题意的只有电热水壶。
2.（2017·浙江省经典模拟一）如图所示，某同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，误将电压表并联在滑动变阻器两端，他从滑片置于最右端时开始记录第一组数据，调节滑测得多组数据，描绘出的U﹣I图象如图2所示，已知小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V，可求得小灯泡的额定功率为 W，为使实验中小灯泡两端电压不超过3V，则滑动变阻器接入电路的最小阻值为 Ω（保留一位小数）。21cnjy.com
【答案】12.5、0.5、40、6.8。
【解析】由电路图可知小灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器的电压，根据分压原理，求出灯泡正常发光时滑动变阻器的电压，然后由图读出电路中的电流即可根据欧姆定律求灯泡的阻值；根据P=UI求出额定功率；由图像得出滑动变阻器连入电路阻值最大时的电压和电流值，根据欧姆定律求出其阻值；为使实验中小灯泡两端电压不超过3V，根据分压原理，滑动变阻器分得最小电压不可小于1.5V，故由图像读出此时的电流，即可根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小阻值。21·cn·jy·com
解答：（1）电路图可知小灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器的电压，灯泡正常发光时小灯泡电压2.5V，根据串联电路的总电压等于串联的各分电压之和可得：滑动变阻器电压为：U滑=U-UL额=4.5V-2.5V=2V，
由图像可知：U滑=2V时，I=0.2A，
则根据欧姆定律得：灯泡的阻值，
额定功率PL额=UL额I=2.5V×0.2A=0.5W。
（2）滑动变阻器连入电路阻值最大时两端的电压最大，电路中的电流值最小，由图像可知：U滑最大=4V时，I最小=0.1A，
根据欧姆定律得：其阻值为。
（3）为使实验中小灯泡两端电压不超过3V，根据串联电路的总电压等于串联的各分电压之和可得：滑动变阻器分得最小电压U滑最小=U-UL最大=4.5V-3V=1.5V，
由图像可知：U滑=1.5V时，I最大=0.22A，
根据欧姆定律得：其阻值为。
故答案为：12.5、0.5、40、6.8。
3.（2017·绍兴科学模拟）小明要用图所示的实验器材探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。21·世纪*教育网
（1）请用笔画线代替导线，把电路连接完整。
（2）电流产生热量的多少不易直接测量。因此在这个实验中是通过________显示电流产生热量的多少。
（3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有________（写出一个即可得分）。
（4）根据所学知识可知，在相同时间内________瓶内的电阻丝放出的热量较多（填“甲”或“乙”）。
【答案】（1）如图；
（2）温度计示数的变化；（3）煤油质量相同、初温相同、电流大小相同；（4）甲。
【解析】此题主要通过实验考查了探究了“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，考查了学生对电路的设计、控制变量法及转化法的应用。要探究“电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”，需要使两个电阻并联，确保电压相等，滑动变阻器串联在电路中起保护电路的作用。在连接滑动变阻器时，注意“一上一下”的接线原则。实验中将电阻丝产生热量的多少转换为温度计示数的变化。在做此实验时，要注意控制变量法的应用。煤油的量相等，通电时间相同，煤油的初温相同。在电压一定时，电阻越小，产生的热量越多。根据公式很容易比较出产生热量的关系。
解答：（1）因为电压一定，所以两电阻并联，滑动变阻器串联在干路中。如图所示。
（2）实验中通过温度计升高的示数来判断产生热量的多少。
（3）此实验充分显示了控制变量法的应用．注意控制煤油质量相同、初温相同、电流大小相同。
（4）根据公式得，在电压一定时，电阻越小，产生的热量越多。因为甲导线是铜的，电阻很小，所以甲瓶内放出的热量较多。
故答案为：（1）如图所示；（2）温度计示数的变化；（3）煤油质量相同、初温相同、电流大小相同；（4）甲。
4.（2017·义乌科学模拟二）如图甲实验装置容器内酒精质量为300克，电热丝电阻是5欧姆。闭合开关S，调节滑动变阻器至电流表示数如图乙所示，12分钟后，发现温度计示数升高5℃。则酒精的温度升高，内能增加是通过________（填“做功”或“热传递”）方法获得，电热丝放出的热量为________焦耳。
【答案】热传递、3600。
【解析】热的传递方式有做功和热传递，根据焦耳电定律可求得电热丝放出的热量。
解答：（1）温度计感受温度变化，是通过直接接触，没有做功，因此内能的增加是通过热传递；（2）由图知电流表的示数为1A，电热丝放出的热量为：Q放=I2Rt=（1A）2×5Ω×720s=3600J。
5.（2017·浙江省科学备考模拟四）在学习“探究影响电流热效应的因素”时，同学们发现用电阻丝对煤油加热时，观察温度计的示数变化的过程非常耗时，为了减少实验的时间，他们提出了如下改进的设想：
设想一：将煤油换成水来做实验；
设想二：通过加热空气来做实验。
（1）根据所学知识，他们经过讨论，断定设想一是错误的，你认为他们他们判断的依据是：________。
（2）为了验证设想二，他们设计了下面的实验：
①在锥形瓶中装入等质量的红墨水，用相同的电阻丝及玻璃管组成如图A、B的装置，通电后通过玻璃管中液柱的高度来显示温度变化的大小。然后把它们分别接入相同的电路，发现在相同的短时间的内A管中的液柱比B管上升迅速，这说明：________。
②在塞橡皮塞时发现有液体进入玻璃管并高出瓶内的液面，为使管内的液柱与瓶内液面相平，他们用带有针头的注射器通过橡皮塞插入瓶内如图C甲所示，接下来的操作是______。
③同学们用两根电阻丝（R甲＞R乙）插入相同的甲、乙瓶中并接入电路如图C所示，闭合开关，甲、乙两玻璃管中液面如图D所示，由此得出关于电热的结论是：电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。
【答案】（1）水的比热容大，温度难升难降；（2）气体传热本领比液体好；抽气。
【解析】（1）要想让电热丝在放出相同的热量的情况下，温度上升的快，就要换用比热容较小的物质；（2）①本题要用到的研究方法是--控制变量法和转换法。控制锥形瓶中红墨水的质量相等。把物体温度的变化转换成玻璃管中液柱的高度的变化来显示；②在塞橡皮塞时，瓶内气体的体积变小，压强变大，使瓶内的气压大于外部的气压，把红色墨水压入到玻璃管中。
解答：（1）设想一是错误的，因为水的比热容大，吸收相同的热量后，温度升高的小；放出相同的热量后，温度降低的小。故答案为：水的比热容大，温度难升难降。
（2）①把它们分别接入相同的电路，发现在相同的短时间的内A管中的液柱比B管上升迅速，说明A瓶中气体的导热能力比B瓶中液体的导热能力要好一些。故答案为：气体传热本领比液体好。
②在塞橡皮塞时，瓶内气体的体积变小，压强变大，使瓶内的气压大于外部的气压，把红色墨水压入到玻璃管中。
要使管内的液柱与瓶内液面相平，就要让瓶中的气压减小，可以用带有针头的图注射器通过橡皮塞插入瓶内把瓶内的气体抽出一部分。故答案为：抽气。
6.（2017·浙江科学考前冲刺二）如图1为生活中常用的电熨斗，图2是电熨斗结构图。电熨斗中有一个双金属片制成的自动? 开关，双金属片是由长和宽相同的铜片和铁片组成，且两金属片紧紧地铆在一起，受热时铜片膨胀得比铁片大，双金属片便向铁片那边弯曲，温度越高，弯曲得越显著．常温时，双金属片端点的触点与弹性钢片上的触点相接触．当电熨斗与电源接通时，电热丝发热，双金属片受热弯曲，当温度升高到设定的温度时，双金属片顶端的触点与弹性钢片上的触点分离，电路断开．电熨斗工作时的温度可以调节，将调温旋钮上的升降螺丝上下调节，双金属片和弹性钢片上的触点随之上下移动．双金属片弯曲程度不同，金属底板温度也就不同。由于衣服的质料不同，熨烫时所需要的温度也各不相同。一般来说，棉织品比化纤衣服耐高温。
（1）电熨斗主要是利用了电流的________（选填“热”“磁”）效应进行工作的；为了安全用电，该电熨斗的电源线插头应选图1中的 ________（填“A”“B”）。
（2）如图3中，两种双金属片中符合电熨斗安装要求的是________（填“C”或“D”）。
（3）电熨斗通电工作时，若突然断开电源，两触点_______（填“会”“不会”）断开。
（4）将调温旋钮上的升降螺丝下调时，弹性钢片的弹性势能???? ?????。
A.增 ?B.减小 C.不变 D.以上都有可能
（5）熨烫完棉织品衣服再熨烫化纤衣服，调温旋钮上的升降螺丝________（填“向上”、“向下”或“不”）调。21*cnjy*com
（6）我国某品牌电熨斗发热板的额定功率为1000 W，则发热板的电阻多大？若要使金属底板的温度由20 ℃升高到220 ℃至少需要多长时间？（金属底板的质量为1 kg，比热容为0.4×103 J/（kg℃），不计热量损失）
【答案】（1）热；A；（2）C；（3）不会；（4）A；（5）向上；（6）800s。
【解析】本题以电熨斗的原理与结构为内容，考查了电熨斗的详细结构与工作原理，能读懂其原理图，会根据双金属片随温度的变化情况来进行分析是解答的关键。（1）电流通过导体后能产生热是利用电流的热效应的原理制成的；为了安全用电，该电熨斗的电源线插头应选三孔插座；（2）根据双金属片的特点，知道温度升高时，双金属片向膨胀系数小的方向弯曲可做出判断；（3）触点的连接情况受温度控制，只有温度发生变化时，触点才会变化；（4）弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关，形变程度变大，弹性势能越大；（5）一般来说，棉织品比化纤衣物耐高温，故应使温度降低，据此判断升降螺丝的调节方向；（6）根据P=可得发热板的电阻，知道金属板的质量、初温和末温以及比热容，根据Q吸=cm（t-t0）求出金属板吸收的热量，不计热量损失，根据W=Q吸=Pt求出加热时间。
解答：（1）电流通过导体后能产生热是利用电流的热效应的原理制成的，即电熨斗主要是利用了电流的热效应进行工作的；为了安全用电，该电熨斗的电源线插头应选三孔插座。
（2）由题意知，受热时铜片膨胀得比铁片大，双金属片便向铁片那边弯曲，温度越高，弯曲得越显著。常温时，双金属片端点的触点与弹性铜片上的触点相接触．当电熨斗与电源接通时，电热丝发热，双金属片受热弯曲，当温度升高到设定温度时，双金属片顶端的触点与弹性铜片上的触点分离，电路断开．金属底板散热，温度降低，双金属片恢复原状，电路接通．由此判断，上层为铜片，下层为铁片，图C符合要求。
（3）由于触点的连接情况受温度控制，电熨斗通电工作时，若突然断开电源，温度不会马上降下来，所以两触点不会立即断开。
（4）由于弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关，故当将调温旋钮上的升降螺丝下调时，弹簧铜片的形变程度变大，所以弹性势能增大。
（5）由于棉织品比化纤衣物耐高温，故应使温度降低，即触点要较早分离，以限制温度升高，故应将升降螺丝向上调节
（6）由 发热板的电阻 ，金属板吸收的热量为：Q吸=cm（t﹣t0）=0.4×103 J/（kg℃）×1kg×（220℃﹣20℃）=8×105J，
不计热量损失，由W=Q吸=Pt可得， 需要的加热时间 。
故答案为：（1）热；A；（2）C；（3）不会；（4）A；（5）向上；（6）800s。
7.（2017·浙江科学考前冲刺三）小楼想测量某个仅标有“0.25A”字样的灯泡的额定功率，电源电压为6V且恒定。
（1）检查器材时，小楼发现电压表存在如图甲所示额两个问题：一是指针位置不对；二是部分刻度模糊，出现指针位置不对的原因是________。
（2）小楼认为不更换电压表也能测出灯泡的额定功率，他进行了如下操作： ①解决了指针问题后，按规范步骤连接的部分电路如图乙，请你用笔画线代替导线帮他连接完整____。
②连接好电路并检查无误后，闭合开关，在移动变阻器滑片时，眼睛要注视_______的变化，当灯泡正常发光时，滑片正好在变阻器的中点，在滑片移动过程中，电流表示数从0.2A增大到0.25A，二电压表示数从2.0伏开始增大。
（3）小楼的同桌根据实验数据计算如下：
小楼发现步骤b的结果有错，请你指出错误原因_______，灯泡的额定功率是________W。
【答案】（1）使用前没有调零；（2）电流表；（3）灯泡电阻随温度变化，不是定值；0.875。
【解析】（1）电表使用前要调零；（2）根据灯泡额定电流选择电流表量程，把电流表串联接入电路；实验时要观察电流表示数；（3）灯泡电阻受温度影响，不是定值；根据串联电路与欧姆定律求出灯泡正常发光时的电压，由P=UI求出灯泡电功率。
解答：（1）电压表指针没有指零是由于使用前没有对电压表调零造成的。
（2）①灯泡额定电流为0.25A，电流表选择0～0.6A 量程，把电流表串联接入电路，实物电路图如图所示：②闭合开关，在移动变阻器滑片时，眼睛要注视电流表的变化，当电流表示数等于额定电流时，灯泡正常发光。
（3）灯泡电阻受温度影响，小楼的同桌计算没有考虑灯泡电阻随温度的变化，他的计算是错误的；变化开关时，滑动变阻器阻值全部接入电路，滑动变阻器两端电压：
U滑=U-UV=6V-2V=4V，滑动变阻器的阻值：R=U 滑/I==20Ω，滑片在中间时，灯泡正常发光，此时滑动变阻器两端电压：U 滑′=I 额R′=0.25A×=2.5V，
灯泡额定电压：UL 额=U-U 滑′=6V-2.5V=3.5V，
灯泡额定功率：P=UL 额I 额=3.5V×0.25A=0.875W。
故答案为：（1）使用前没有调零；（2）如图所示；电流表；（3）灯泡电阻随温度变化，不是定值，0.875。
8.（2018·浙江省科学全预测卷八）如图为小科家电能表的铭牌，在断开其他用电器的情况下，标有“220V、1000W”的电热水器和标有“220V 1100W”的空调____（填“能”或“不能”）同时使用。电热水器是利用_____工作的。小科只将标有“220V 1000W”的电热水器接入电路工作，2分钟内电能表转盘转了81转，则该电热水器的实际电功率为_____W。
【答案】能、电流的热效应、810。
【解析】（1）知道电能表铭牌上的标定电压和最大电流，根据P=UI求出电能表正常工作时允许消耗的最大功率，再求出电热水器和空调空调正常工作的总功率，二者进行比较即可得出答案；（2）电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应．发生电流的热效应时，电能转化为内能；（3）电热水器是利用电流的热效应工作的，其产生热量与消耗的电能相等。该电能表上标有3000r/kW?h，表示电能表转盘每转过3000转，电路消耗1kW?h的电能，据此求出电能表转盘转过了81转消耗的电能即为电热器在2min内消耗的电能，据此求出电热水器的实际电功率。2·1·c·n·j·y
解答：（1）这只电能表允许的用电器最大总功率：Pmax=UImax=220V×20A=4400W，电热水器和空调正常工作时的总电功率：P=P1+P2=1000W+1500W=2500W＜Pmax，故电热水器和空调能同时使用。
（2）电热水器工作时把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的。
（3）因3000r/（kW?h）表示电能表转盘每转过3000转，电路消耗1kW?h的电能，所以，电热水器在2min内消耗的电能：
,。
故答案为：（1）能；（2）电流的热效应；（3）810。
二、计算题
9.（2018·浙江省科学全预测卷一）如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m=60kg，电源电压U=220V保持不变，电动机线圈的电阻R=10Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=4A（g=10N/kg）。求：
（1）电源的输出功率是多少W?
（2）电动机线圈电阻R通电5min内产生的热量是多少J?
（3）试从能量转化和守恒的角度分析计算，重物上升的速度大小为多少m/s?
（4）该电动机电能转化为机械能的效率是多少?
【答案】（1）880W；（2）48000J；（3）1.2m/s；（4）81.8%。
【解析】（1）根据功率公式P=UI，由电源电压和电路中的电流可以求出电源输出功率；（2）根据焦耳定律Q=I2Rt，可以求出电动机线圈电阻R通电5min内产生的热量；（3）电源输出的能量一部分转化为电动机的机械能，一部分转化为线圈电阻的内能。可知电源输出的的功率转化为了线圈电阻的功率和电动机的功率。由第1小题可知电源输出功率为P电=880W，由P热=I2R可以求出线圈的功率，P机=P电-P热，再根据公式P=Fv可以计算出重物上升的速度大小，物体匀速上升时拉力F与重力G是一对平衡力；（4）根据公式η= P机/P电， 可以得到电能转化为机械能的效率。
（1）P电=UI=220V×4A=880W。
（2）Q=I2Rt=(4A)2×10Ω×5×60s=48000J。
（3）电动机电能转为物体上升所需机械能和电阻通电产生的热量P电=UI=880W，P热=I2R=160W，P机=880W-160W=720W，
而P=Fv=Gv，G=mg=600N，v=P/G=720W/600N=1.2m/s。
（4）η= =81.8%。
10.（2018·浙江省科学全预测七）如图所示是某型号电饭锅的内部电路简图，它有“高温烧煮”和“保温”两档，由温控开关自动控制。煮饭时，先手动按下温控开关按钮，当达到设定温度102℃（饭已煮熟）以上时，按钮会自动弹起。电饭锅及电路简图如图甲，铭牌如表，请你解答以下问题：
（1）根据电饭煲的工作过程及电路简图判断：温控开关闭合（即按下温控开关）时，电饭煲处于________档（“高温烧煮”或“保温”）。
（2）若在某次烧饭过程中，电饭煲在“高温烧煮”档时正常工作15min，“保温”6分钟，则此次烧饭共消耗电能多少kWh?
（3）电饭煲在“保温”档时，电路中R1消耗的电功率是多少?
（4）若某次该电饭煲将2kg的水从30℃加热至90℃，需要10min，则此次烧水过程中电饭煲的烧水的效率是多少?
【答案】（1）高温烧煮；（2）0.0244kwh；（3）2.2W；（4）95.5%。
【解析】（1）电饭煲主要有高温烧煮档和保温档，当温控开关闭合时电路中只有电阻R1，当温控开关断开时R1与R2串联，闭合时的功率与断开的总功率比较可对应电饭煲的高温烧煮档和保温档；（2）题问题可知，消耗电能分为两部分，算出高温烧煮时消耗的电能和保温时消耗的电能，两者相加即是此次烧饭共消耗的电能。可利用公式W=Pt计算出电能；（3）由公式R=U2/P，根据高温烧煮时的功率计算出R1的阻值，用公式I=P/U计算出保温时的电流，利用公式P=I2R计算出保温时R1消耗的电功率；（4）电饭煲烧水时处于高温烧煮档，根据公式W=Pt求出消耗的电功，利用公式Q=CmΔT计算出水吸收的热量，再用公式η=Q/W计算出效率。
解答：（1）电饭煲主要有高温烧煮档和保温档，当温控开关闭合时电路中只有电阻R1， 当温控开关断开时R1与R2串联。由公式P=U2/R可知温控开关闭合时电路中只有电阻R1，电阻小功率大。当温控开闭断开时R1与R2串联时总电阻增大功率小，所以闭合时位于高温烧煮档，断开时位于保温档。
（1）高温烧煮。
（2）解：W=Pt，W1=P1t1=0.88kw×0.25h=0.02kwh，
W2=P2t2=0.044kw×1h/10=0.0044kwh；W=0.0244kwh。
（3）解：R1=U2/P=(220v)2/880w=55Ω，I保=P保/U=44w/220v=0.2A，
P1=I保2R1=2.2W。
（4）解：Q=Cm△t=504000J，W=Pt=880w×600s=528000J，=Q/W=95.5%。
11.（2017·浙江省科学模拟一）如图表是小强家电热水壶的部分铭牌，他利用所学的知识进行了以下测量和操作。电热水壶内装满水，正常工作5min水温由20℃升高到90℃。请你计算：
（1）水吸收的热量是多少？。
（2）电水壶正常工作时的电流多大？。
（3）电水壶正常工作5min消耗多少电能？比较（1）和（3）的计算结果，你有什么发现？并做出简单解释。。
（4）按照国家规定的标准，电热水壶使用的电源连接线不能过长，横截面积不能过小。小强仔细观察了家里的一些大功率用电器，如空调、电暖气的电源线也有这样的特点，请结合焦耳定律解释这样规定的原因。。
【答案】（1）2.94×105J；（2）5A；（3）3.3×105J；（4）电热水壶等功率较大的用电器，工作时通过连接线的电流会较大；而如果电源连接线过长或横截面积过小，则连接线的电阻就会增大，由焦耳定律可知，在一定时间内电流通过连接线产生的热量就会增加，容易引起火灾等安全事故。
【解析】（1）由铭牌可知，电热水壶的最大容量为1kg，电热水壶内装满水，则水的质量为1kg，水需要吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103?J/（kg?℃）×1kg×（90℃-20℃）=2.94×105J。
（2）由铭牌可知，电水壶的额定功率为1100W，额定电压为220V，由P=UI得电水壶正常工作时的电流：。
（3）电水壶正常工作t=5min=300s，由得电水壶正常工作5min消耗电能：W=Pt=1100W×5×60s=3.3×105J。
通过以上计算可知加热水的过程中，电水壶消耗的电能大于水吸收的热量．这是因为加热过程中，水吸收热量的同时，容器也要吸收热量，同时还要向外散热，使消耗的电能大于水吸收的热量。
（4）电热水壶等功率较大的用电器，工作时通过连接线的电流会较大；而如果电源连接线过长或横截面积过小，则连接线的电阻就会增大，由焦耳定律可知，在一定时间内电流通过连接线产生的热量就会增加，容易引起火灾等安全事故。
三、实验探究题
12.（2017·湖州七校联考）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为2.5V（电阻值约为5Ω）。
（1）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是________（选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”）。
（2）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表示数为2V，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 ________（选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________W。
（3）若此实验中电流表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小组同学们增加了一个R0=5Ω的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案： ①调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；②保持滑片位置不变，只将电压表a点改接到c点，测出定值电阻R0两端的电压U0 ， 通过计算就可得到小灯泡的额定功率。请你指出该设计方案中存在的问题：________。
【答案】（1）小灯泡短路；（2）左；1.25；（3）电压表a点该接到c点时接线柱会接反；电压表示数调不到小灯泡的额定电压。
【解析】本题是测量小灯泡的额定功率实验，考查了电路的连接、电路故障的分析、电流表的读数及电功率的计算，同时考查了对实验设计的分析，关键掌握测量的原理及电表的使用方法。（1）若灯泡短路，则灯泡两端无电压，电路中有电流；若灯泡断路，则电路中无电流，灯泡两端有电压；（2）当电压等于灯泡额定电压灯泡正常发光，根据实物电路确定滑片移动方向； 由图示电流表确定电流表量程与分度值，读出电流表示数，根据P=UI求出灯泡额定功率； （3）根据串联电路的特点分析灯泡是否能够正常发光；电压表并联在电路中，电流应从正接线柱流入，负接线柱流出。
解答：（1）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，说明在电压表两接线柱之间的电路是短路，所以出现故障的原因是小灯泡短路。
（2）电压表示数为2V时，小于灯泡的额定电压2.5V，要使灯泡正常发光，根据图甲可知，应向左移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，使电压表示数增大，当电压表示数等于灯泡额定电压2.5V时，灯泡正常发光； 由乙可知，电流表选择的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，此时电流表示数是0.5A， 则小灯泡的额定功率： P=UI=2.5V×0.5A=1.25W。2-1-c-n-j-y
（3）由题意知，电源电压约为3V，灯泡正常发光时电阻约为5Ω， 当变阻器电阻为零时，设灯泡两端的电压为UL，根据串联电路电流相等的特点有： ，即：， 解得：UL=1.5V，所以无论怎样调节变阻器，都不能使灯泡正常发光； 保持滑片位置不变，只将电压表的a点接线改接到c点，电压表的正负接线柱接反，无法测出R0两端的电压。
故答案为：（1）小灯泡短路；（2）左；1.25； （3）电压表a点该接到c点时接线柱会接反；电压表示数调不到小灯泡的额定电压。
13.（2017·绍兴科学模拟）在测定“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）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整。
（2）小叶同学闭合开关，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1中滑片P向______（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。
（3）小向同学移动滑片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图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W。
【答案】（1）如图；（2）2.2；B；（3）0.5。
【解析】伏安法测灯泡电阻和功率时，电压表并联在灯泡两端，但在电压表合适的量程损坏时，可以利用电压表的另一个量程并联在滑动变阻器两端，间接测量灯泡的额定电压，这是一个很好的思路。
（1）在测量小灯泡电功率的实验中，电流表、小灯泡、滑动变阻器要串联在电路中，且由于小灯泡的额定电压是2.5V，故电压表应选择小量程；据题目中乙图电路表的示数不难看出，此时电流表也应选择小量程，故据上述要求连接实物图即可。
（2）在电压表读数时，应看清它的量程和分度值；同时对于串联电路，电阻之比等于电压之比，故在串联电路中，谁的电阻越大，其分担的电压就越多。
（3）所谓额定功率，即灯泡在额定电压下的功率，由于灯泡的额定电压是2.5V，故据图丙找出灯泡在2.5V时所对应的电流，运用公式P=UI计算即可。
14.（2017·浙江科学考前冲刺一）某同学在做“测量小灯泡的功率”实验时，器材有：2节干电池、电流表（0-0.6A、0-3A）、电压表（0-3V、0-15V）、滑动变阻器（50Ω 、1.5A）、额定电压为2.5伏的小灯泡、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲是该同学实验时连接的实物图，请在答题卷的相应方框内画出该实验的电路图________。
（2）实验中，小灯泡正常发光时的电流表读数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是________瓦。
（3）实验中，多次移动滑动变阻器进行测量，其目的是________。
（4）把上图中的小灯泡换成定值电阻还可以完成许多科学实验，如可以完成下列实验中的哪些实验？????? ????????? 。
A.研究影响电阻大小的因素；B.验证欧姆定律；C.研究电流通过电阻产生的热量与其两端电压大小的关系；D.测量定值电阻的阻值。
【答案】（1）如图；（2）0.8；（3）改变小灯泡两端的电压，从而测出在不同电压下小灯泡的电功率；（4）B,D。
【解析】本题考查了测量小灯泡功率的实验，涉及到了电路连接、电表读数，功率计算以及电路故障的判断等，难度不大。（1）本实验中，滑动变阻器、灯泡、电流表应串联，电压表测灯泡两端电压，由此画出电路图；（2）灯泡正常发光时电压等于额定电压，电流表的量程和分度值读出此时灯泡电流，再由P=UI计算电功率；（3）多次移动滑动变阻器进行测量，改变小灯泡两端的电压，从而测出在不同电压下小灯泡的电功率；（4）小灯泡换成定值电阻，可以验证欧姆定律和测量电阻的阻值。
解答：（1）测定小灯泡电功率的实验中滑动变阻器、灯泡、电流表应串联，，电压表测灯泡两端电压，画出电路图，如图所示：
（2）灯泡正常发光时两端电压等于额定电压2.5V，由图乙知，电流表使用的量程是0-0.6A，分度值为0.02A，此时通过灯泡电流为0.32A，灯泡的额定电功率：P=UI=2.5V×0.32A=0.8W。
（3）多次移动滑动变阻器进行测量，改变小灯泡两端的电压，从而测出在不同电压下小灯泡的电功率。
（4）小灯泡换成定值电阻，可以验证欧姆定律和测量电阻的阻值，由于电阻固定，无法测出影响电阻大小的因素，没有测量热量的仪器，故答案为BD。
故答案为：（1）如图所示；（2）0.8；（3）改变小灯泡两端的电压，从而测出在不同电压下小灯泡的电功率；（4）BD。
15.（2017·浙江科学考前冲刺二）李翔用如图所示电路做“测量小灯泡电功率”实验，已知小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）李翔在连接电路前检查仪器，发现电流表指针如图甲所示，则李翔接下来的操作是________。
（2）电路正确连接后，闭合开关，移动滑片P，发观灯泡总不亮，且电流表无示数，但电压表示数接近3V，则故障原因可能是________。
（3）实验中，李翔通过移动滑动变阻器的滑片，多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压，在对测量的数据进行记录和处理时，李翔设计了右图表格，请你评价表格设计的合理性，并说明理由________。
【答案】（1）将电流表指针调零；（2）灯炮断路；（3）不合理， 不同时候的电功率不能求平均值。
【解析】本题考查了电流表的正确使用、电路故障分析、电流表读数以及额定功率的计算，注意灯泡在额定电压下的功率是额定功率，同时还涉及到了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，考查全面，有一定难度。（1）由图乙知电流表指针没有指在零刻度线上，应对电流表进行调零，使指针指在零刻度线上；（2）灯泡不亮，电流表无示数，说明电路为断路，电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；（3）灯泡在不同电压下实际功率不同，求灯泡不同电压下灯泡实际功率的平均值没有意义，据此评价实验数据表格。
解答：（1）由图乙知电流表指针没有指在零刻度线上，则接下来的操作是将电流表指针调零（或调零）。
（2）灯泡不亮，电流表无示数，说明电路为断路，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。
（3）不同电压下灯泡消耗的实际功率不同，求不同电压下灯泡实际功率的平均值没有意义，所以表格设计是错误的。【来源：21cnj*y.co*m】
故答案为：（1）将电流表指针调零；（2）灯泡断路；（3）不合理， 不同时候的电功率不能求平均值。
16.（2018·浙江省科学全预测卷一）在“测定小灯泡电功率”实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V，如图所示，某实验小组选择合适器材后进行实验，试回答：
（1）实验小组闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻的滑片，小灯泡都不发光，且电流表有明显读数而电压表读数为零，经讨论分析，小灯泡可能出现了________（“断路”或“短路”）。
（2）实验中有同学移动滑动变阻器的滑片P到某位置时，电压表示数如图乙所示，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向________（选填“A”或“B”）端移动。
（3）实验小组同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I－U图像，结合图像，可计算出小灯泡的额定功率是________W。
【答案】（1）短路；（2）B；（3）0.5。
【解析】（1）“测定小灯泡电功率”实验所用的电路图是小灯泡与滑动变阻器串联的电路图。由串联电路的特点，根据已知条件中电灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数可以确定出电路的故障；（2）根据功率公式P=UI可知，当小灯泡电压达到额定电压时，对应电流达到额定电流，据此电压与电流计算得到的是额定功率。图中滑片在P位置时的电压如图乙可知，此时的电压小于额定电压，所以要得到额定功率，需要使电压增大，可以据此分析滑片P的移动；（3）根据图丙U—I图线可知，当灯泡两端电压U=2.5V时，电流I=0.2A，由公式P=UI可以计算出额定功率。
解答：（1）在串联电路中，电流表有示数说明电路是连通的，小灯泡不发光，并联在小灯泡两端的电压表没有示数，说明问题出在小灯泡上，小灯泡短路了所以接在小灯泡两端的电压表相当于接在导线两端，所以电压表没有示数。故小灯泡出现的故障为短路。
（2）由P=UI可知，小灯泡达到额定电压时得到的功率是额定功率，由图乙电压表示数为2.2V小于灯泡的额定电压，所以需增大电压到2.5V。由串联电路的分压特点减小滑动变阻器电阻可以减小滑动变阻器分得的电压，从而增大小灯泡两端的电压，所以应将滑片P向B端移动。
（3）由图丙知，U=2.5V时I=0.2A，由公式P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
故答案为：（1）短路；（2）B；（3）0.5。

展开更多......

收起↑