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第十三讲 电功和电功率
1.结合实例知道电能与不同形式的能量的相互转化，知道电能的单位。
2.了解家用电能表铭牌上各参数的意义；
3.会通过电能表测算家用电器在某段时间内消耗的电能；
4. 结合实例知道电流做功的过程就是电能转化为其它形式的能的过程；
5.通过实验探究电流做功的多少跟电流大小、电压高低和通电时间有关，能利用电功公式进行相关计算。
6.通过实验，了解电功率的物理意义，知道电功率的定义、公式和单位。
7.知道千瓦时的来历，知道千瓦时与焦耳之间的换算关系。
8.会用电功率的公式进行相关计算。
9.能结合实例说出用电器铭牌上数字的意义。
10.通过实验，认识额定电压、额定功率和实际电压、实际功率。
11.知道用电压表和电流表可以测电功率，还可用电能表和秒表测量用电器的电功率。12.知道测量功率的原理，能设计符合测量需要的实验方案，并根据需要测量和记录的物理量设计实验记录的表格。
13.会根据小灯泡的额定电压选择合适的电源和电压表的量程，能测量和计算出小灯泡的额定功率。进一步理解额定功率的含义。
14.能测出当小灯泡两端电压略大于额定电压和小于额定电压时小灯泡的功率，并能同时观察小灯泡的亮度，计入表格。
15.能通过数据分析得出，小灯泡两端电压越大，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮。小灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率。
16.通过实验认识到用电器正常工作与不正常工作对用电器的影响。
17.能通过生活中的用电器，认识电流的热效应及能量的转化。
18.通过实验知道电流的热效应与电流和电阻的关系，理解在实验探究中控制变量和转换法的使用。
19.理解焦耳定律的得出，理解什么条件下Q=W，什么条件下Q=W不成立.
20.能利用公式进行简单的计算。能利用焦耳定律解释生活中的现象。
21.能列举生活中利用和防止电热的实例，学会辩证的分析和看待问题。
知识点一：电能、电功
1．电功：电流所做的功叫 ，电能转化为其他形式能量的过程就是电流 的过程。可用公式 计算电功大小，推导式有 W＝Pt＝I2Rt＝U2t/R。
2．电能(电功)：国际主单位是 ，符号是 J，日常生活中常用单位是 ，物理学中叫kW·h，1 kW·h＝ J。
3．电能表的认识
作用 测量电路消耗电能(电流做功)
单位 度(kW·h)
读数 计数器末尾数字的单位是十分位
参数
220 V 该电能表应该接在 的电路上使用
10（20）A 该电能表的 为10安，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过20安
600r/(kW·h) 接在该电能表上的用电器，每消耗 的电能，电能表的转盘转过600转
4. 注意：②计算电功公式 W＝Pt＝UIt是 的公式，由定义式 W＝UIt和欧姆定律I＝，可以推导两个式子： W＝t(方便用于并联电路)和 W＝I2Rt(方便用于串联电路)。
③无论串联还是并联，电路的总功 W总＝W1＋W2＋…＋Wn。
知识点二：电功率及其测量
1.电功率：反映电流做功快慢的物理量，等于电流做的功与时间的比值。
2.电功率公式：，若是纯电阻电路，由欧姆定律可得变形公式P＝I2R或。
3.单位：国际主单位是 ，另一个单位是 二者换算关系是1 kW＝ W。
4.额定电压和额定功率：额定电压是指用电器在 工作时的电压，额定功率是指用电器在 电压下的电功率，与实际电压、实际功率的关系如下：
P实＝()2·P额
若U实＝U额时，则P实 P额，用电器正常工作；
若U实＜U额时，则P实 P额，用电器不能正常工作；
若U实＞U额时，则P实 P额，损坏用电器。
灯泡的亮度是由灯泡的 功率决定的。
5.伏安法测小灯泡电功率
(1)原理是 。
(2)电路图：
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\zcccsyzhy1\\AppData\\Roaming\\Microsoft\\Word\\C765.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C765.TIF" \* MERGEFORMAT
(3)滑动变阻器的作用：
①保护电路；
②改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流，从而实现多次测量。
注意：
（1）在测量小灯泡电功率的实验中，不能将多次测得的电功率求平均值。多次测量的目的：为了研究小灯泡亮度(或电功率)与小灯泡两端电压的关系。
（2）在测量小灯泡电阻的实验中，多次测量的目的：为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关。
（3）在测量定值电阻的实验中，多次测量的目的是为了求平均值，以减小测量误差。
（4）在测量小灯泡电功率的实验中，选择滑动变阻器的最大阻与小灯泡阻值相差不大，调节效果明显。
6.用电能表、秒表测用电器功率的原理是 。
方法是：用电能表测出用电器在某一段时间(t)消耗的电能 W＝kW·h＝×3.6×106 J(n、n0表示转数)，则用电器的电功率为P＝＝ W。
7.几种特殊测电功率方法
(1)安阻法，如图所示：
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\zcccsyzhy1\\AppData\\Roaming\\Microsoft\\Word\\C766.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C766.TIF" \* MERGEFORMAT
表达式为：P＝UI＝I2R0·I
(2)伏阻法，如图所示：
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\zcccsyzhy1\\AppData\\Roaming\\Microsoft\\Word\\C767.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C767.TIF" \* MERGEFORMAT
表达式为：P＝
(3)转换法，如图所示： INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\zcccsyzhy1\\AppData\\Roaming\\Microsoft\\Word\\C768.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C768.TIF" \* MERGEFORMAT
表达式为：P＝
8.电功、电功率的综合计算题一般涉及电路变化问题，解答此类题时，应先根据开关的通、断和滑动变阻器的移动情况，确定各时刻的电路结构，最好画出等效电路图，然后根据电阻的变化情况以及“灯泡正常发光”“串联”等关键字眼，逐步分析电流和电压的变化，再灵活选择合适的公式进行求解。
9.注意：
（1）用电设备的P额、U额具有唯一性、对应性，而用电设备的U实、P实可有很多个，但U实、P实具有同体性，同时性；
（2）串、并联电路，总功率P总＝P1＋P2＋…＋Pn，串联电路电功率与电阻关系：＝，并联电路电功率与电阻关系：＝。
知识点三：焦耳定律与电热
1.电流的热效应：电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的 。从能量的转化看，电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为 的过程。我们可以借助电流的热效应来判定电流的大小，这种方法叫 。
2.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 成正比。用公式表示为 ，单位是 。
3.电功和电热的关系
(1)当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时，消耗的电能全部(选填“全部”或“一部分”)转化为热能，即W＝Q。
(2)当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时，消耗的电能大部分转化机械能、化学能，只有一部分(选填“全部”或“一部分”)电能转化为热能，即W大于Q。此时，只能利用公式Q＝I2Rt计算电热。
4.电热器的原理：电流的 。
5.电热器的主要结构：发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。电热器的优点：清洁环保，效率高，使用方便。
6.几种材料的比较
材料 电阻 熔点
滑动变阻器的电阻线 大 高
电热器的发热体 大 高
保险丝 大 低
7.电热的危害：由于电流的热效应，会使用电器的温度过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器。安装散热扇、散热窗加快散热。
8.注意：
（1）由Q＝I2Rt和I＝可以推导Q＝t，Q＝I2Rt方便串联电路计算，Q＝t方便并联电路计算。
（2）电热挡位的判定方法：由P＝可知，在电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，为高温挡位，反之，为低温挡位；
（3）比例关系：串联电路：＝＝＝＝，并联电路：＝＝＝＝。
知识点一：电能及其测量
【例1】（2017秋 桐庐县校级期中） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 48548133-30a7-4ce6-8a88-e756c1da09ef" \t "_blank )为了探究“影响电功的因素”，某课外活动小组设计了如题图所示的实验方案．
图中白炽灯 L1 为“220V-40W”，R1=1210Ω，L2 为“220V-100W”，R2=484Ω；电能表的参数为“220V，50Hz，5（10）A，2400r/”．其实验过程是：S1 闭合，S2 断开，观察5min内电能表转盘的转数 n1=8圈；S1 断开，S2 闭合，观察5min内电能表转盘的转数 n2=20圈；S1，S2 均闭合，5min内电能表转盘的转数 n3=28圈．在三次实验中均观察到L2比L1 亮；用手接近白炽灯（不接触）均感到测L2比L1热．请你根据对这些实验现象的分析回答下面的问题：
（1）S1，S2 均闭合时，L1，L2属于 联电路，电流 （填“相同”或“不相同”）．
（2）由n2＞n1可知，在相同时间内，L1消耗的电能 L2消耗的电能．
（3）由L2比L1热，L2比L1亮可知，电流通过L2转化的电能 通过L1转化的电能．
（4）根据欧姆定律，通过的L1电流I1 通过L2的电流I2．
（5）通过以上分析可以得出如下结论： ．
【答案】（1）并；不相同；（2）小于；（3）大于；（4）小于；（5）在时间相同、电压一定的情况下，电流做功的多少与电流有关，电流越大，电流做功越多．
【解析】（1）由电路图可知，S1 、S2 均闭合时，L1、L2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，故L1、L2两端的电压相同，已知R1=1210Ω，R2=484Ω，即两灯泡的电阻不相等，故根据欧姆定律可知，通过两灯泡的电流不相等；（2）由图和题意可知，S1 闭合，S2 断开，只有L1工作，5min内，L1单独工作时电能表转盘的转数为8圈；S1 断开，S2闭合，只有L2工作，5min内，L2单独工作时电能表转盘的转数为20圈，所以，在相同时间内，L1消耗的电能小于L2消耗的电能；（3）L2比L1亮，说明L2的功率大于L1的功率；L2比L1热，说明电流通过L2产生的热量大于L1产生的热量，即电流通过L2转化的电能大于通过L1转化的电能；（4）因两灯的电压相同，R1=1210Ω，R2=484Ω，即R1＞R2，由欧姆定律可知，通过的L1电流I1小于通过L2的电流I2．（5）通过以上分析可以得出如下结论：在时间相同、电压一定的情况下，电流做功的多少与电流有关，电流越大，电流做功越多．
知识点二：额定功率与实际功率
【例1】（2017秋 邵阳县期末） ( http: / / www.m / physics / report / detail / e1984409-9b9e-4285-8af5-5dcdb9465fee" \t "_blank )灯泡L1标有“9V 6W”的字样，灯泡L2标有“6V 3W”的字样，如果把它们串联在12V的同一个电路中，两灯相比较，则发光稍亮一些的是（　　）
A．灯泡L1 B．两灯的亮度一样 C．灯泡L2 D．无法判断
【答案】A
【解析】（1）由可得：，，L1灯泡的电阻大于灯泡L2的电阻；（2）若将它们串联接入12V电路中时，通过两灯泡的电流相等，由，P=UI得P=I2R，L1的电阻大于L2的电阻，L1的实际功率大于L2的实际功率，灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以灯泡L1较亮。故选A。
知识点三：伏安法测电功率
【例1】（2018 杭州二模） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 2acb997e-5c16-49bb-9213-b6f3afb8e3fe" \t "_blank )一个额定电压是6V、额定电阻是约20Ω的小灯泡，小明想实验验证这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为“10Ω lA”、“100Ω 0.5A”、“1000Ω 0.5A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为12V）。
（1）小明设计了如图甲所示电路图，实物图也已连接了部分电路。请你根据电路图补上两根导线，将电路连接完整。
（2）连接好电路，检查电路连接无误后，闭合开关，在很大一段范围内调节滑动变阻器，发现小灯泡不发光，电流表和电压表几乎没有示数，出现这种现象的原因可能是_____________;
（3）调整后，小明在实验过程中，移动滑片P使灯泡L正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率是_________W；
（4）某同学还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R，并使电压表的示数始终保持4V不变，多次更换阻值不同的定值电阻R，记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻R的阻值不能小于_________Ω。
．
【答案】（1）见下图；（2）滑动变阻器选用了“1000Ω 0.5A”；（3）1.44；（4）8。
【解析】（1）电压表并联在灯的两端且“正进负出”，滑动变阻器与灯泡应串联，且一上一下连接，如图所示：
（2）电路连接无误，闭合开关，在很大一段范围内调节滑动变阻器，发现小灯泡不发光、电流表和电压表几乎没有示数，出现这种现象的原因是：选择了“1000Ω 1A”的变阻器；（3）由图乙知，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，其读数为0.24A，所以小灯泡的额定功率P=UI=6V×0.24A=1.44W。（4）开始时，测定这个小灯泡的额定功率，变阻器要分去12V-6V=6V的电压，根据分压原理，电压表分配与电阻成正比，变阻器连入电路中的阻值至少为20Ω，所以应选用“100Ω 0.5A”的变阻器；想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R，此时电源电压仍为12V，电阻两端电压为4V，由电流表量程和变阻器规格可知，电路中电流最大0.5A，此时电路电阻最小，此时定值电阻的阻值为，他更换的定值电阻R的阻值不能小于8Ω。
知识点四：焦耳定律及其应用
【例1】（2017 杭州） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 43c5051b-0381-4ee8-9a6a-1872972910d1" \t "_blank )如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图，开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度，接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U），由此请你回答：
（1）在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为_________（填写表达式）；
（2）在电动机转动时，电流所做的功_________电流在电路中产生的热量（选填“大于”“等于”或“小于”）；
（3）小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过的知识给以解释。
【答案】（1）；（2）大于；（3）错误；电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得电功转化而成的内能减小，故灯泡的亮度会变暗。
【解析】（1）在电动机未转动时，该电路为两个电阻串联的电路，则此时电路中的电流为：;根据焦耳定律可知，t时间内电流在电路中产生的热量即电流所做的功为：；（2）在电动机转动时，电流所做的功主要有两个利用：一个是转化为电动机的机械能，另一个是转化为灯泡和电动机的内能；故电流在电路中产生的热量要小于电流所做的功；（3）电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得电功转化而成的内能减小，故灯泡的亮度会变暗，所以小金的判断时错误的。
知识点五：电能、电功率、电热的综合计算
【例1】（2018 东阳市模拟） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 3322b721-63bd-4f2d-97f2-636fd00a59ce" \t "_blank )小红家安装了如图甲所示的电热水龙头，图乙是它的电路简图，旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R2=55Ω．试回答下列问题：
（1）S旋到_________（选填“1、2之间”或“2、3之间”）位置时，水龙头流出温水。
（2）测量时小红观察到2min丙电能表的转盘转过了132转，则她家电热水龙头温水档的电功率是多少？
（3）S旋到热水档时，电路中的总电流是多大？
【答案】（1）1、2之间；（2）电热水龙头温水档的电功率是1320W；（3）S旋到热水档时，电路中的总电流是10A。
【解析】（1）当开关处于位置2时，只有电阻R1接入电路，电路电阻最大，根据可知：此时电功率最小，此时放出的是温水；当开关处于位置3时，电阻R1和R2并联接入电路，电路电阻最小，根据可知：此时电功率最大，此时放出的是热水；（2）电能表的转盘转过了132转消耗的电能：；电热水龙头的功率：；
（3）温水功率P温水=13200W，此时只有电阻R1接入电路，由可得R1的阻值：；因为S旋到热水档时，电阻R1和R2并联接入电路，根据欧姆定律得：，，所以电路总电流：I=I1+I2=6A+4A=10A。
一、误认为电能表是测电功率的仪器。
电能表是用来测量消耗电能多少的仪器或者说是测量电流做功多少的仪器．
【例1】（2017秋 苍南县期末） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 6ca2441f-d086-4c8d-8c61-007eb1946ddc" \t "_blank )如图为家庭常用的电能表，下列有关它的说法正确的是（　　）
A．它是测电功率的仪器 B．它是测电功的仪器
C．它的单位是焦 D．它的单位是千瓦
【答案】B
【解析】电能表是测量电功的仪表，不能直接测量电功率。故A错误，B正确；
当前电能表的单位是kW h．故CD错误。故选B。
二、当用电器两端电压减小一半，误认为其实际功率也减小一半。
根据公式和P=I2R，结合电压、电流、电阻的变化对选项进行分析即可得出符合题意的选项．
【例1】（2017春 武冈市期中） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 2dd8e79b-3bc4-4a8a-a997-c3df4f82c316" \t "_blank )要使电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的一半，则应（　　）
A．电阻不变，使通过电热器的电流减小一半
B．电阻不变，使电热器两端的电压减小一半
C．电压不变，使电热器的电阻变为原来的2倍
D．电压不变，使电热器的电阻增大为原来的倍
【答案】C
【解析】A．电阻不变，使通过电热器的电流减小一半时，由Q=I2Rt可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故A不符合题意；B．电阻不变，使电热器两端的电压减小一半时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故B不符合题意；C．电压不变，使电热器的电阻变为原来的2倍时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故C符合题意；D．电压不变，使电热器的电阻增大为原来的倍时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故D不符合题意。故选C。
三、将“110 V　50 W”和“110 V　25 W”两灯串联在220 V电源上，两灯能正常发光。
两灯泡正常发光时，两灯泡的电阻：， ，两灯串联在220V的电路中，根据串联电路分压特点，乙的电压近甲的2倍，所以甲烧坏。两灯不能正常发光。
【例1】（2017 句容市校级一模） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 6ddd0e9d-e357-4fed-be01-536f3183b1ef" \t "_blank )甲灯标有“110V，15W”的字样，乙灯标有“110V，40W”字样，若把甲、乙两灯串联接在220V的电路中，则（　　）
A．两灯均正常发光 B．甲灯将被烧坏 C．乙灯将被烧坏 D．两灯丝都将被烧坏
【答案】B
【解析】∵，且两灯泡的额定电压均为110V，∴甲灯泡的电阻大于乙灯泡的电阻，∵串联电路中电阻越大分得的电压越大，∴在串联电路中，电阻大的分压大，从而导致15W的甲灯泡分担的电压大于110V，功率也会超过15W，所以可能被烧坏；40W的乙灯泡分担的电压小于110V，功率也会小于40W，所以不能正常工作，但仍能发光。故选B。
四、用I＝U/R计算电动机的工作电流。
对于电动机来说，不是纯电阻电路，电流大小不能用，总功率的大小要用P=UI来计算，电动机线圈发热的功率为I2R．
【例1】（2016秋 邵武市校级期中） ( http: / / www.m / physics2 / report / detail / 2e3078ca-d816-48bb-b028-06b7e28097d6" \t "_blank )一直流电动机正常工作时两端的电压为U，通过的电流为I，电动机线圈的电阻为r．该电动机正常工作时，下列说法正确的是（　　）
A．电动机消耗的电功率为IU
B．电动机的输出功率为IU-I2r
C．电动机的发热功率为I2r
D．I、U、r三个量间满足
【答案】ABC
【解析】A、电动机输入的功率是电功率，即P电=UI．故A正确。C、电动机的发热功率根据焦耳定律得到P热=I2r．故C正确。B、电动机的输出功率是机械功率，根据能量守恒定律得，P出=P电-P热=UI-I2r．故C正确。D、当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，不满足欧姆定律，故，故D错误；故选ABC。
1第十三讲 电功和电功率
1.结合实例知道电能与不同形式的能量的相互转化，知道电能的单位。
2.了解家用电能表铭牌上各参数的意义；
3.会通过电能表测算家用电器在某段时间内消耗的电能；
4. 结合实例知道电流做功的过程就是电能转化为其它形式的能的过程；
5.通过实验探究电流做功的多少跟电流大小、电压高低和通电时间有关，能利用电功公式进行相关计算。
6.通过实验，了解电功率的物理意义，知道电功率的定义、公式和单位。
7.知道千瓦时的来历，知道千瓦时与焦耳之间的换算关系。
8.会用电功率的公式进行相关计算。
9.能结合实例说出用电器铭牌上数字的意义。
10.通过实验，认识额定电压、额定功率和实际电压、实际功率。
11.知道用电压表和电流表可以测电功率，还可用电能表和秒表测量用电器的电功率。12.知道测量功率的原理，能设计符合测量需要的实验方案，并根据需要测量和记录的物理量设计实验记录的表格。
13.会根据小灯泡的额定电压选择合适的电源和电压表的量程，能测量和计算出小灯泡的额定功率。进一步理解额定功率的含义。
14.能测出当小灯泡两端电压略大于额定电压和小于额定电压时小灯泡的功率，并能同时观察小灯泡的亮度，计入表格。
15.能通过数据分析得出，小灯泡两端电压越大，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮。小灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率。
16.通过实验认识到用电器正常工作与不正常工作对用电器的影响。
17.能通过生活中的用电器，认识电流的热效应及能量的转化。
18.通过实验知道电流的热效应与电流和电阻的关系，理解在实验探究中控制变量和转换法的使用。
19.理解焦耳定律的得出，理解什么条件下Q=W，什么条件下Q=W不成立.
20.能利用公式进行简单的计算。能利用焦耳定律解释生活中的现象。
21.能列举生活中利用和防止电热的实例，学会辩证的分析和看待问题。
知识点一：电能、电功
1．电功：电流所做的功叫电功，电能转化为其他形式能量的过程就是电流做功的过程。可用公式 W＝UIt计算电功大小，推导式有 W＝Pt＝I2Rt＝U2t/R。
2．电能(电功)：国际主单位是焦，符号是 J，日常生活中常用单位是度，物理学中叫kW·h，1 kW·h＝3.6×106 J。
3．电能表的认识
作用 测量电路消耗电能(电流做功)
单位 度(kW·h)
读数 计数器末尾数字的单位是十分位
参数
220 V 该电能表应该接在220伏的电路上使用
10（20）A 该电能表的额定电流为10安，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过20安
600r/(kW·h) 接在该电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转过600转
4. 注意：②计算电功公式 W＝Pt＝UIt是普遍适用的公式，由定义式 W＝UIt和欧姆定律I＝，可以推导两个式子： W＝t(方便用于并联电路)和 W＝I2Rt(方便用于串联电路)。
③无论串联还是并联，电路的总功 W总＝W1＋W2＋…＋Wn。
知识点二：电功率及其测量
1.电功率：反映电流做功快慢的物理量，等于电流做的功与时间的比值。
2.电功率公式：，若是纯电阻电路，由欧姆定律可得变形公式P＝I2R或。
3.单位：国际主单位是瓦(W)，另一个单位是千瓦(kW)二者换算关系是1 kW＝103 W。
4.额定电压和额定功率：额定电压是指用电器在正常工作时的电压，额定功率是指用电器在额定电压下的电功率，与实际电压、实际功率的关系如下：
P实＝()2·P额
若U实＝U额时，则P实＝P额，用电器正常工作；
若U实＜U额时，则P实＜P额，用电器不能正常工作；
若U实＞U额时，则P实＞P额，损坏用电器。
灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的。
5.伏安法测小灯泡电功率
(1)原理是P＝UI。
(2)电路图：
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\zcccsyzhy1\\AppData\\Roaming\\Microsoft\\Word\\C765.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C765.TIF" \* MERGEFORMAT
(3)滑动变阻器的作用：
①保护电路；
②改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流，从而实现多次测量。
注意：
（1）在测量小灯泡电功率的实验中，不能将多次测得的电功率求平均值。多次测量的目的：为了研究小灯泡亮度(或电功率)与小灯泡两端电压的关系。
（2）在测量小灯泡电阻的实验中，多次测量的目的：为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关。
（3）在测量定值电阻的实验中，多次测量的目的是为了求平均值，以减小测量误差。
（4）在测量小灯泡电功率的实验中，选择滑动变阻器的最大阻与小灯泡阻值相差不大，调节效果明显。
6.用电能表、秒表测用电器功率的原理是P＝ W/t。
方法是：用电能表测出用电器在某一段时间(t)消耗的电能 W＝kW·h＝×3.6×106 J(n、n0表示转数)，则用电器的电功率为P＝＝ W。
7.几种特殊测电功率方法
(1)安阻法，如图所示：
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\zcccsyzhy1\\AppData\\Roaming\\Microsoft\\Word\\C766.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C766.TIF" \* MERGEFORMAT
表达式为：P＝UI＝I2R0·I
(2)伏阻法，如图所示：
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\zcccsyzhy1\\AppData\\Roaming\\Microsoft\\Word\\C767.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C767.TIF" \* MERGEFORMAT
表达式为：P＝
(3)转换法，如图所示： INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\zcccsyzhy1\\AppData\\Roaming\\Microsoft\\Word\\C768.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../../../../物理教学资源/物理总复习/2015复习备课/C768.TIF" \* MERGEFORMAT
表达式为：P＝
8.电功、电功率的综合计算题一般涉及电路变化问题，解答此类题时，应先根据开关的通、断和滑动变阻器的移动情况，确定各时刻的电路结构，最好画出等效电路图，然后根据电阻的变化情况以及“灯泡正常发光”“串联”等关键字眼，逐步分析电流和电压的变化，再灵活选择合适的公式进行求解。
9.注意：
（1）用电设备的P额、U额具有唯一性、对应性，而用电设备的U实、P实可有很多个，但U实、P实具有同体性，同时性；
（2）串、并联电路，总功率P总＝P1＋P2＋…＋Pn，串联电路电功率与电阻关系：＝，并联电路电功率与电阻关系：＝。
知识点三：焦耳定律与电热
1.电流的热效应：电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。从能量的转化看，电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能的过程。我们可以借助电流的热效应来判定电流的大小，这种方法叫转换法。
2.焦耳定律：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。用公式表示为Q＝I2Rt，单位是J。
3.电功和电热的关系
(1)当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时，消耗的电能全部(选填“全部”或“一部分”)转化为热能，即W＝Q。
(2)当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时，消耗的电能大部分转化机械能、化学能，只有一部分(选填“全部”或“一部分”)电能转化为热能，即W大于Q。此时，只能利用公式Q＝I2Rt计算电热。
4.电热器的原理：电流的热效应。
5.电热器的主要结构：发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。电热器的优点：清洁环保，效率高，使用方便。
6.几种材料的比较
材料 电阻 熔点
滑动变阻器的电阻线 大 高
电热器的发热体 大 高
保险丝 大 低
7.电热的危害：由于电流的热效应，会使用电器的温度过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器。安装散热扇、散热窗加快散热。
8.注意：
（1）由Q＝I2Rt和I＝可以推导Q＝t，Q＝I2Rt方便串联电路计算，Q＝t方便并联电路计算。
（2）电热挡位的判定方法：由P＝可知，在电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，为高温挡位，反之，为低温挡位；
（3）比例关系：串联电路：＝＝＝＝，并联电路：＝＝＝＝。
知识点一：电能及其测量
【例1】（2017秋 桐庐县校级期中） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 48548133-30a7-4ce6-8a88-e756c1da09ef" \t "_blank )为了探究“影响电功的因素”，某课外活动小组设计了如题图所示的实验方案．
图中白炽灯 L1 为“220V-40W”，R1=1210Ω，L2 为“220V-100W”，R2=484Ω；电能表的参数为“220V，50Hz，5（10）A，2400r/”．其实验过程是：S1 闭合，S2 断开，观察5min内电能表转盘的转数 n1=8圈；S1 断开，S2 闭合，观察5min内电能表转盘的转数 n2=20圈；S1，S2 均闭合，5min内电能表转盘的转数 n3=28圈．在三次实验中均观察到L2比L1 亮；用手接近白炽灯（不接触）均感到测L2比L1热．请你根据对这些实验现象的分析回答下面的问题：
（1）S1，S2 均闭合时，L1，L2属于 联电路，电流 （填“相同”或“不相同”）．
（2）由n2＞n1可知，在相同时间内，L1消耗的电能 L2消耗的电能．
（3）由L2比L1热，L2比L1亮可知，电流通过L2转化的电能 通过L1转化的电能．
（4）根据欧姆定律，通过的L1电流I1 通过L2的电流I2．
（5）通过以上分析可以得出如下结论： ．
【答案】（1）并；不相同；（2）小于；（3）大于；（4）小于；（5）在时间相同、电压一定的情况下，电流做功的多少与电流有关，电流越大，电流做功越多．
【解析】（1）由电路图可知，S1 、S2 均闭合时，L1、L2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，故L1、L2两端的电压相同，已知R1=1210Ω，R2=484Ω，即两灯泡的电阻不相等，故根据欧姆定律可知，通过两灯泡的电流不相等；（2）由图和题意可知，S1 闭合，S2 断开，只有L1工作，5min内，L1单独工作时电能表转盘的转数为8圈；S1 断开，S2闭合，只有L2工作，5min内，L2单独工作时电能表转盘的转数为20圈，所以，在相同时间内，L1消耗的电能小于L2消耗的电能；（3）L2比L1亮，说明L2的功率大于L1的功率；L2比L1热，说明电流通过L2产生的热量大于L1产生的热量，即电流通过L2转化的电能大于通过L1转化的电能；（4）因两灯的电压相同，R1=1210Ω，R2=484Ω，即R1＞R2，由欧姆定律可知，通过的L1电流I1小于通过L2的电流I2．（5）通过以上分析可以得出如下结论：在时间相同、电压一定的情况下，电流做功的多少与电流有关，电流越大，电流做功越多．
知识点二：额定功率与实际功率
【例1】（2017秋 邵阳县期末） ( http: / / www.m / physics / report / detail / e1984409-9b9e-4285-8af5-5dcdb9465fee" \t "_blank )灯泡L1标有“9V 6W”的字样，灯泡L2标有“6V 3W”的字样，如果把它们串联在12V的同一个电路中，两灯相比较，则发光稍亮一些的是（　　）
A．灯泡L1 B．两灯的亮度一样 C．灯泡L2 D．无法判断
【答案】A
【解析】（1）由可得：，，L1灯泡的电阻大于灯泡L2的电阻；（2）若将它们串联接入12V电路中时，通过两灯泡的电流相等，由，P=UI得P=I2R，L1的电阻大于L2的电阻，L1的实际功率大于L2的实际功率，灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以灯泡L1较亮。故选A。
知识点三：伏安法测电功率
【例1】（2018 杭州二模） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 2acb997e-5c16-49bb-9213-b6f3afb8e3fe" \t "_blank )一个额定电压是6V、额定电阻是约20Ω的小灯泡，小明想实验验证这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为“10Ω lA”、“100Ω 0.5A”、“1000Ω 0.5A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为12V）。
（1）小明设计了如图甲所示电路图，实物图也已连接了部分电路。请你根据电路图补上两根导线，将电路连接完整。
（2）连接好电路，检查电路连接无误后，闭合开关，在很大一段范围内调节滑动变阻器，发现小灯泡不发光，电流表和电压表几乎没有示数，出现这种现象的原因可能是_____________;
（3）调整后，小明在实验过程中，移动滑片P使灯泡L正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率是_________W；
（4）某同学还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R，并使电压表的示数始终保持4V不变，多次更换阻值不同的定值电阻R，记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻R的阻值不能小于_________Ω。
．
【答案】（1）见下图；（2）滑动变阻器选用了“1000Ω 0.5A”；（3）1.44；（4）8。
【解析】（1）电压表并联在灯的两端且“正进负出”，滑动变阻器与灯泡应串联，且一上一下连接，如图所示：
（2）电路连接无误，闭合开关，在很大一段范围内调节滑动变阻器，发现小灯泡不发光、电流表和电压表几乎没有示数，出现这种现象的原因是：选择了“1000Ω 1A”的变阻器；（3）由图乙知，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，其读数为0.24A，所以小灯泡的额定功率P=UI=6V×0.24A=1.44W。（4）开始时，测定这个小灯泡的额定功率，变阻器要分去12V-6V=6V的电压，根据分压原理，电压表分配与电阻成正比，变阻器连入电路中的阻值至少为20Ω，所以应选用“100Ω 0.5A”的变阻器；想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R，此时电源电压仍为12V，电阻两端电压为4V，由电流表量程和变阻器规格可知，电路中电流最大0.5A，此时电路电阻最小，此时定值电阻的阻值为，他更换的定值电阻R的阻值不能小于8Ω。
知识点四：焦耳定律及其应用
【例1】（2017 杭州） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 43c5051b-0381-4ee8-9a6a-1872972910d1" \t "_blank )如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图，开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度，接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U），由此请你回答：
（1）在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为_________（填写表达式）；
（2）在电动机转动时，电流所做的功_________电流在电路中产生的热量（选填“大于”“等于”或“小于”）；
（3）小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过的知识给以解释。
【答案】（1）；（2）大于；（3）错误；电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得电功转化而成的内能减小，故灯泡的亮度会变暗。
【解析】（1）在电动机未转动时，该电路为两个电阻串联的电路，则此时电路中的电流为：;根据焦耳定律可知，t时间内电流在电路中产生的热量即电流所做的功为：；（2）在电动机转动时，电流所做的功主要有两个利用：一个是转化为电动机的机械能，另一个是转化为灯泡和电动机的内能；故电流在电路中产生的热量要小于电流所做的功；（3）电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得电功转化而成的内能减小，故灯泡的亮度会变暗，所以小金的判断时错误的。
知识点五：电能、电功率、电热的综合计算
【例1】（2018 东阳市模拟） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 3322b721-63bd-4f2d-97f2-636fd00a59ce" \t "_blank )小红家安装了如图甲所示的电热水龙头，图乙是它的电路简图，旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R2=55Ω．试回答下列问题：
（1）S旋到_________（选填“1、2之间”或“2、3之间”）位置时，水龙头流出温水。
（2）测量时小红观察到2min丙电能表的转盘转过了132转，则她家电热水龙头温水档的电功率是多少？
（3）S旋到热水档时，电路中的总电流是多大？
【答案】（1）1、2之间；（2）电热水龙头温水档的电功率是1320W；（3）S旋到热水档时，电路中的总电流是10A。
【解析】（1）当开关处于位置2时，只有电阻R1接入电路，电路电阻最大，根据可知：此时电功率最小，此时放出的是温水；当开关处于位置3时，电阻R1和R2并联接入电路，电路电阻最小，根据可知：此时电功率最大，此时放出的是热水；（2）电能表的转盘转过了132转消耗的电能：；电热水龙头的功率：；
（3）温水功率P温水=13200W，此时只有电阻R1接入电路，由可得R1的阻值：；因为S旋到热水档时，电阻R1和R2并联接入电路，根据欧姆定律得：，，所以电路总电流：I=I1+I2=6A+4A=10A。
一、误认为电能表是测电功率的仪器。
电能表是用来测量消耗电能多少的仪器或者说是测量电流做功多少的仪器．
【例1】（2017秋 苍南县期末） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 6ca2441f-d086-4c8d-8c61-007eb1946ddc" \t "_blank )如图为家庭常用的电能表，下列有关它的说法正确的是（　　）
A．它是测电功率的仪器 B．它是测电功的仪器
C．它的单位是焦 D．它的单位是千瓦
【答案】B
【解析】电能表是测量电功的仪表，不能直接测量电功率。故A错误，B正确；
当前电能表的单位是kW h．故CD错误。故选B。
二、当用电器两端电压减小一半，误认为其实际功率也减小一半。
根据公式和P=I2R，结合电压、电流、电阻的变化对选项进行分析即可得出符合题意的选项．
【例1】（2017春 武冈市期中） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 2dd8e79b-3bc4-4a8a-a997-c3df4f82c316" \t "_blank )要使电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的一半，则应（　　）
A．电阻不变，使通过电热器的电流减小一半
B．电阻不变，使电热器两端的电压减小一半
C．电压不变，使电热器的电阻变为原来的2倍
D．电压不变，使电热器的电阻增大为原来的倍
【答案】C
【解析】A．电阻不变，使通过电热器的电流减小一半时，由Q=I2Rt可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故A不符合题意；B．电阻不变，使电热器两端的电压减小一半时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故B不符合题意；C．电压不变，使电热器的电阻变为原来的2倍时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故C符合题意；D．电压不变，使电热器的电阻增大为原来的倍时，由可知，电热器在单位时间内产生的热量减小到原来的，故D不符合题意。故选C。
三、将“110 V　50 W”和“110 V　25 W”两灯串联在220 V电源上，两灯能正常发光。
两灯泡正常发光时，两灯泡的电阻：， ，两灯串联在220V的电路中，根据串联电路分压特点，乙的电压近甲的2倍，所以甲烧坏。两灯不能正常发光。
【例1】（2017 句容市校级一模） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 6ddd0e9d-e357-4fed-be01-536f3183b1ef" \t "_blank )甲灯标有“110V，15W”的字样，乙灯标有“110V，40W”字样，若把甲、乙两灯串联接在220V的电路中，则（　　）
A．两灯均正常发光 B．甲灯将被烧坏 C．乙灯将被烧坏 D．两灯丝都将被烧坏
【答案】B
【解析】∵，且两灯泡的额定电压均为110V，∴甲灯泡的电阻大于乙灯泡的电阻，∵串联电路中电阻越大分得的电压越大，∴在串联电路中，电阻大的分压大，从而导致15W的甲灯泡分担的电压大于110V，功率也会超过15W，所以可能被烧坏；40W的乙灯泡分担的电压小于110V，功率也会小于40W，所以不能正常工作，但仍能发光。故选B。
四、用I＝U/R计算电动机的工作电流。
对于电动机来说，不是纯电阻电路，电流大小不能用，总功率的大小要用P=UI来计算，电动机线圈发热的功率为I2R．
【例1】（2016秋 邵武市校级期中） ( http: / / www.m / physics2 / report / detail / 2e3078ca-d816-48bb-b028-06b7e28097d6" \t "_blank )一直流电动机正常工作时两端的电压为U，通过的电流为I，电动机线圈的电阻为r．该电动机正常工作时，下列说法正确的是（　　）
A．电动机消耗的电功率为IU
B．电动机的输出功率为IU-I2r
C．电动机的发热功率为I2r
D．I、U、r三个量间满足
【答案】ABC
ABC。
1第十三讲《电功和电功率》达标检测卷
时间：45分钟 满分：100分
一．选择题（共75分）
1．济南某工厂2016年上半年共节约电能5000kW h，一位电视台记者在报道该厂节能减排的成效时，手举一只理发用的电吹风说：“我这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂半年来节省的电能可以开动10000个这样的电吹风。”从这段话中可以看出，该记者把电能和另一个物理量弄混了。这个物理量是（　　）
A．电流 B．电阻 C．电功 D．电功率
2．如图用电器，工作时把电能转化为机械能的是（　　）
A．电熨斗 B．洗衣机 C．电水壶 D．电烙铁
3．用电器通电时都会发热，下列哪种用电器可以认为是将电能全部转化成了内能（　　）
A．电吹风 B．电熨斗 C．电风扇 D．电视机
4．下列家用电器中，正常工作一小时耗电最接近1kW h的是（　　）
A．电子表 B．洗衣机 C．冰箱 D．空调机
5．如图所示电路，闭合开关后，电流表、电压表的示数分别为I和U．已知电源电压为U0，则滑动变阻器R2在t秒内消耗的电功表达式是（　　）
A．PR2=UIt B．PR2=（U0﹣U）It C．PR2=U0It D．
6．一辆娱乐电瓶车，工作时电压为24V、电流为10A，效率为80%．电瓶车及人总重为1500N，行驶时阻力是总重的0.1倍，则此电瓶车水平匀速行驶100m所用的时间约为（　　）
A．78秒 B．833秒 C．104秒 D．83秒
7．在电源电压不变的电路中，为了使在相等时间内电流对电阻丝做的功减为原来的一半，采取的方法是（　　）
A．使电阻丝的阻值减为原来的一半 B．使电阻丝的阻值增加为原来的四倍
C．使电阻丝的阻值减为原来的四分之一 D．使电阻丝的阻值增加为原来的两倍
8．下列有关家庭电路的说法正确的是（　　）
A．家庭电路中的插座应与用电器串联 B．家庭电路的电压对于人体是安全的
C．测电笔可以辨别零线与地线 D．电能表用来测量用户消耗的电能
9．如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1600imp/kW h”表示每消耗1kW h的电能，指示灯闪烁1600次，下列选项中正确的是（　　）
A．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多
B．小明家上月消耗的电能为911kW h
C．小明家干路中的电流不得超过10A
D．断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的功率为600W
10．在研究电流做功与哪些因素有关的实验中，采用如图所示的电路，这是为了控制什么条件相同？（　　）
A．电压与通电时间 B．电流与通电时间 C．电流与电阻 D．电压与电流
11．小明和姐姐一起去买电水壶，当他们选择某一品牌的电水壶时，发现有800瓦和1200瓦两种功能可选，如图是他们对买哪一款更省电的问题出现的不同意见。请你在相同质量的水升高相同的温度的前提下，帮他们分析（　　）
A．考虑热散失，800瓦省电 B．不考虑热散失，800瓦省电
C．考虑热散失，1200瓦省电 D．不考虑热散失，1200瓦省电
12．小明利用电能表测量某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1h内消耗的电能为0.8kW h，那么这一个用电器可能是（　　）
A．家庭电扇 B．笔记本电脑 C．台灯 D．电饭锅
13．如图甲所示的电路中，滑动变阻器的滑片P从a端移到b端，定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2阻值变化的图象如图乙所示，下列说法中正确的是（　　）
A．R1的阻值为20Ω B．R2=20Ω时，电压表示数为4V
C．该电路的最大功率为3.6W D．P在b端时，电阻R1的功率为0.5W
14．如图中所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当在ab间接入“6V 6W”的灯泡时，闭合开关，灯L恰能正常发光；断开开关，在ab间换接入一个“6V 4W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法错误的是（　　）
A．灯L将变亮 B．灯L将变暗 C．换接的灯可能烧坏 D．电路总功率要变小
15．某台灯铭牌上标有“9W”字样，“9W”表示该台灯的（　　）
A．额定功率 B．实际功率 C．额定电流 D．实际电流
16．如图所示是一种家庭电路带指示灯的按键开关的电路图。使用时发现，当开关断开时，照明灯甲熄灭，指示灯乙发出微光（便于夜晚找到开关）；当开关闭合时，只有照明灯甲正常发光。据此可以判断（　　）
A．甲灯的额定功率一定小于乙灯的额定功率
B．甲灯的电阻一定远大于乙灯的电阻
C．开关断开时，通过乙灯的电流大于通过甲灯的电流
D．甲灯的电阻一定远小于乙灯的电阻
17．小明用两个不同的白炽灯做“探究串联电路的电流特点”实验时，发现一个灯泡较亮而另一个灯泡较暗，则较亮的灯泡（　　）
A．电阻小 B．灯丝粗 C．电流大 D．功率大
18．小明按图连接电路，闭合开关，观察到L1比L2亮。下列说法正确的是（　　）
A．通过L1的电流大于L2的电流 B．L1的电阻小于L2的电阻
C．L1两端的电压大于L2两端的电压 D．如果把L1和L2的位置对调，L1会变暗
19．三盏灯“220V 100W”、“220V 60W”、“220V 40W”都正常工作，则三灯中最亮的是（　　）
A．220V 100W B．220V 60W C．220V 40W D．一样亮
20．在科学实验时，往往需要我们注意操作，才能取得良好的实验效果，在“测定小灯泡额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察（　　）
A．灯泡的发光情况 B．变阻器滑片的位置 C．电压表的示数 D．电流表的示数
21．下列电路图中，电源电压U保持不变，且U＞UL，小灯泡的额定电流为IL，电流表的量程足够，R0是已知的定值电阻。若只通过开关改变电路的连接方式，并可移动变阻器的滑片，能测出小灯泡额定功率的电路是（　　）
A．丙 B．丙丁 C．甲丙丁 D．甲乙丙丁
22．研究电功率与电压、电流的关系时，某同学连接了如图所示电路进行实验。下列关于该实验的说法，不合理的是（　　）
A．该电路所示实验能研究电功率与电压的关系
B．该实验选择的两个小灯泡规格应该不同
C．小灯泡消耗的电功率可通过灯泡的亮度来比较
D．该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比
23．“充电宝”（Charge Pal）是指可以直接给移动设备充电且自身具有储电单元的装置，是近年为比较流行的数码设备。如图为某品牌充电宝的铭牌，根据铭牌上的信息，下列分析正确的是（　　）
A．用充电宝给手机充电过程中能的总量会不断减少
B．该品牌的充电宝在家庭电路中不能正常工作
C．对充电宝充电时充电宝相当于电路组成中的电源
D．该品牌的充电宝最大可以储存52200焦耳的能量
24．两个相同的电阻串联后接到电压恒定的电源上，在时间t内电流所做的功为60J，若改为并联再接到该电源上，则在相同时间内电流所做的功为（　　）
A．15J B．30J C．120J D．240J
25．LED灯的能耗小，造价低廉，使用寿命长，一自制的LED台灯，用电压为6V的电源电压供电，正常工作电流为300mA．那么此LED台灯正常工作时的功率为（　　）
A．1.8W B．18W C．180W D．1800W
二．非选择题（共25分）
26．从美国科学家富兰克林冒着生命危险从空中捕捉到闪电的那一刻起，人们渐渐认识到闪电和我们平时所接触到的电是一样的。依据最新资料，平均一次闪电开始放电时的电压约为5×107伏，电流大约是1×105安，据此回答下列问题：
（1）闪电时场面非常壮观，闪电除了具有电能外，还具有哪些形式的能量___________；（写出一种即可）
（2）如果一次闪电持续放电时间约为0.001秒，则一次闪电释放的电能约为___________焦。
27．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。
（1）图乙中___________（填“dc”或“ec“）表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图象。
（2）该过程中电路消耗的总功率最大值为___________W。
28．如图甲所示电路中，电源电压不变，R2的阻值为10Ω．只闭合开关S1时，电压表示数为9V，电流表（0﹣0.6A）指针的位置如图乙所示，则R1在1分钟内产生的热量为___________焦；若开关S2也闭合，电流表的示数将变为___________A。
29．如图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中的部分电路（所连接5Ω电阻均可上下活动）．两个相同的透明容器中密封着等量的空气，甲、乙两U形管中所有液面初始状态是等高相平，通电一段时间后液面的高度如图所示。
（1）本实验利用U形管中液面的高度差的大小反映放出热量的多少，这是利用了装置中___________（填“液体”或者“空气”）的热胀冷缩。
（2）根据题干中的实验结果，本实验能得到的结论是：__________________________________________________________________。
（3）为了研究电流产生的热量跟电阻的关系。在不增加实验器材和不改变电路接线的前提下，断开开关，U 型管中的液面降回到原来液面后，你需要进行的实验操作是_________________________________。
30．根据下面列出的实物（小灯泡标有“3.8V”的字样），完成下列实验。
（1）请在答题卡虚线框内画出测小灯泡额定功率的实验电路图，并将未连接的实物连接起来。要求：滑动变阻器滑片向左移动灯变亮。
（2）在连接电路时，开关应处于___________状态，对照实物图滑动变阻器的滑片应处于___________端（“左”或“右”）。电压表的量程应选择___________，当测小灯泡的额定功率时应调节变阻器使电压表的示数为___________伏。
（3）若小灯泡正常工作时，电流表的示数如图所示，其读数为___________安，其额定功率为___________瓦。
31．小柯家新添了一台变频空调，都分参数如表所示，当室温和空调的设定温度相差较大时，变频空调一开机，即以最大功率工作，使室温迅速达到设定温度；当室温达到设定温度后，空调的制冷（热）功率随之减小，以维持室温基本不变。该空调另设电辅热功能，可以辅助制热，以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的问题。
（1）空调接入家庭电路后，与其他用电器　并　联。
型号 XXX
功能 冷暖（辅助电加热）
制冷功率P冷/W 变化范围180﹣﹣1600
制热功率P热/W 变化范围200﹣﹣1900
电辅热功率P辅热/W 1000
电源电压/V 220
（2）假设该空调开机后以最大制冷功率工作0.5h，使室温降至设定温度。然后，空调又以某一恒定的功率工作了2.5h，全过程空调消耗的电能为1.9kW h．求
①前0.5h空调消耗的电能
②后2.5h通过空调的电流。
32．图甲是一个豆浆机的实物图，豆浆机的中间部位是一个电动机，电动机通过金属杆带动其下部的刀片旋转，从而将原料粉碎打浆；刀片外部是一个环状加热管（电热丝），用来对豆浆加热，该豆浆机的部分参数如表所示。制作豆浆的过程是加热和打浆交替进行，图乙是该豆浆机做好一次豆浆的P﹣t图象。求：
额定电压 220V
频率 50Hz
电动机输入功率 110W
加热功率 1000W
（1）加热管正常工作时电阻丝的阻值是多少？
（2）在8～11分钟的时间内，设豆浆质量为1.5kg，比热恒为4×103J/（kg ℃），加热管产生的热量全被豆浆吸收，到第11分钟时豆浆温度恰好为100℃，则第8分钟时豆浆温度为多少？
（3）豆浆机在粉碎打浆时，电动机的内阻为40Ω，则电动机输出的机械功率是多少？
1第十三讲《电功和电功率》达标检测卷
时间：45分钟 满分：100分
一．选择题（共75分）
1．济南某工厂2016年上半年共节约电能5000kW h，一位电视台记者在报道该厂节能减排的成效时，手举一只理发用的电吹风说：“我这只电吹风是500W的，也就是0.5kW，这个厂半年来节省的电能可以开动10000个这样的电吹风。”从这段话中可以看出，该记者把电能和另一个物理量弄混了。这个物理量是（　　）
A．电流 B．电阻 C．电功 D．电功率
【答案】D
【解析】5000kW h是电能或电功，500W是电功率，这个记者不明白电功（电能）和电功率的物理意义把电功和电功率混淆了。故选D。
2．如图用电器，工作时把电能转化为机械能的是（　　）
A．电熨斗 B．洗衣机 C．电水壶 D．电烙铁
【答案】B
【解析】A、电熨斗是把电能转化为内能的装置，故A不符合题意；B、洗衣机是把电能转化为机械能的装置，故B符合题意；C、电水壶是把电能转化为内能的装置；故C不符合题意；D、电烙铁是把电能转化为内能的装置，故D不符合题意。故选B。
3．用电器通电时都会发热，下列哪种用电器可以认为是将电能全部转化成了内能（　　）
A．电吹风 B．电熨斗 C．电风扇 D．电视机
【答案】
【解析】A、电吹风在使用时，将电能转化为机械能，不合题意；B、电熨斗属电热器，在使用时将电能转化为内能，符合题意；C、电风扇的主要部件是电动机，在使用时，主要将电能转化为机械能，不合题意；D、电视机工作时主要将电能转化为声能和光能，不合题意。故选B。
4．下列家用电器中，正常工作一小时耗电最接近1kW h的是（　　）
A．电子表 B．洗衣机 C．冰箱 D．空调机
【答案】D
【解析】A、电子表的功率约为4.5μW，故A不符合题意；B、洗衣机的功率约为500W，故B不符合题意；C、冰箱的功率约为100W，故C不符合题意；D、空调机的功率约为1000W，故D符合题意；故选D。
5．如图所示电路，闭合开关后，电流表、电压表的示数分别为I和U．已知电源电压为U0，则滑动变阻器R2在t秒内消耗的电功表达式是（　　）
A．PR2=UIt B．PR2=（U0﹣U）It C．PR2=U0It D．
【答案】B
【解析】由电路图知，闭合开关，R1和滑动变阻器串联，电压表测量R1两端电压，电流表测量电路电流。已知电源电压为U0，R1两端电压为U，所以滑动变阻器两端电压为U2=U0﹣U，通过滑动变阻器的电流为I，所以滑动变阻器R2在t秒内消耗的电功为W2=U2It=（U0﹣U）It。故选B。
6．一辆娱乐电瓶车，工作时电压为24V、电流为10A，效率为80%．电瓶车及人总重为1500N，行驶时阻力是总重的0.1倍，则此电瓶车水平匀速行驶100m所用的时间约为（　　）
A．78秒 B．833秒 C．104秒 D．83秒
【答案】A
【解析】电瓶车行驶时受到的阻力：f=0.1G=0.1×1500N=150N；克服阻力做的有用功：W有用=fs=150N×100m=15000J；由效率公式可得，该车做的总功（消耗的电能）：W总===18750J，由W=UIt得该车行驶的时间：t===78.125s≈78s。故选A。
7．在电源电压不变的电路中，为了使在相等时间内电流对电阻丝做的功减为原来的一半，采取的方法是（　　）
A．使电阻丝的阻值减为原来的一半 B．使电阻丝的阻值增加为原来的四倍
C．使电阻丝的阻值减为原来的四分之一 D．使电阻丝的阻值增加为原来的两倍
【答案】D
【解析】由题意可知，电阻丝两端的电压和通电时间相同，由W=UIt=t可知，要使电流对电阻丝做的功减为原来的一半，电阻丝的电阻应变为原来的2倍，故ABC错误、D正确。故选D。
8．下列有关家庭电路的说法正确的是（　　）
A．家庭电路中的插座应与用电器串联 B．家庭电路的电压对于人体是安全的
C．测电笔可以辨别零线与地线 D．电能表用来测量用户消耗的电能
【答案】D
【解析】A、家庭电路中用电器与用电器、用电器与插座、插座与插座之间都是并联连接的，故A错误；B、对人体的安全电压是不高于36V，家庭电路的电压是220V，所以家庭电路的电压对于人体是不安全的；故B错误；C、零线、地线和大地间的电压都是0V，用测电笔分别接触零线与地线时，氖管都不发光，所以测电笔不能辨别零线与地线，但测电笔可以辨别火线和零线，故C错误；D、电能表用来测量用户在一定时间内消耗的电能，并且根据电能的多少来收取电费，故D正确。故选D。
9．如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1600imp/kW h”表示每消耗1kW h的电能，指示灯闪烁1600次，下列选项中正确的是（　　）
A．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多
B．小明家上月消耗的电能为911kW h
C．小明家干路中的电流不得超过10A
D．断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的功率为600W
【答案】D
【解析】A、因为电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快慢，因此指示灯闪烁越快，电能表所在电路的总功率越大，故A错误；B、小明家上月消耗的电能为：5637.8kW h﹣5546.7kW h=91.1kW h，故B错误；C、因为电能表允许通过的最大电流为20A，因此小明家干路中的电流不得超过20A，故C错误；D、指示灯闪烁32次消耗的电能：W=kW h=0.02kW h；电饭锅的功率：P===0.6kW=600W。故选D。
10．在研究电流做功与哪些因素有关的实验中，采用如图所示的电路，这是为了控制什么条件相同？（　　）
A．电压与通电时间 B．电流与通电时间 C．电流与电阻 D．电压与电流
【答案】A
【解析】由电路图可知，两灯泡并联，两电流表分别测通过两灯泡的电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，实验中控制电压和通电时间相同，故A正确、BCD错误。故选A。
11．小明和姐姐一起去买电水壶，当他们选择某一品牌的电水壶时，发现有800瓦和1200瓦两种功能可选，如图是他们对买哪一款更省电的问题出现的不同意见。请你在相同质量的水升高相同的温度的前提下，帮他们分析（　　）
A．考虑热散失，800瓦省电 B．不考虑热散失，800瓦省电
C．考虑热散失，1200瓦省电 D．不考虑热散失，1200瓦省电
【答案】C
【解析】①不考虑热损失，两只电饭煲省电情况相同，因为电能全部转化为内能被水吸收，水吸收的热量相同，所以省电情况一样；②考虑热损失，1200W的电饭煲省电，因为水吸热相同，根据W=Pt，功率大的加热时间短，热散失少，所以省电。故选C。
12．小明利用电能表测量某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1h内消耗的电能为0.8kW h，那么这一个用电器可能是（　　）
A．家庭电扇 B．笔记本电脑 C．台灯 D．电饭锅
【答案】D
【解析】用电器的功率：P===0.8kW=800W。家用电扇的功率约为60W；电脑的功率约为130W；台灯的功率约为20W；电饭锅的功率约为800W。故选D。
13．如图甲所示的电路中，滑动变阻器的滑片P从a端移到b端，定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2阻值变化的图象如图乙所示，下列说法中正确的是（　　）
A．R1的阻值为20Ω B．R2=20Ω时，电压表示数为4V
C．该电路的最大功率为3.6W D．P在b端时，电阻R1的功率为0.5W
【答案】C
【解析】由图甲所示电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测定值电阻R1两端电压。（1）由图甲所示电路可知，滑片在a端时，只有定值电阻接入电路，电压表测电源两端电压，由图乙所示图象可知，电源电压U=6V，（2）由图象可知，当滑动变阻器R2的阻值为20Ω时，电压表的示数为2V，故B错误；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，当滑动变阻器R2的阻值为20Ω时，滑动变阻器两端的电压：U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V，因串联电路中各处的电流相等，所以，由I=可得：=，即=，解得：R1=10Ω，故A错误；（3）当滑片在a端时，电路中的电阻最小，电路的功率最大，P大===3.6W，故C正确；当滑动变阻器的滑片P在b端时，电压表的示数为1V，则定值电阻R1的功率：P1===0.1W，故D错误。故选C。
14．如图中所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当在ab间接入“6V 6W”的灯泡时，闭合开关，灯L恰能正常发光；断开开关，在ab间换接入一个“6V 4W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法错误的是（　　）
A．灯L将变亮 B．灯L将变暗 C．换接的灯可能烧坏 D．电路总功率要变小
【答案】A
【解析】由R=知：“6V 6W”的灯泡电阻为：6Ω，“6V 4W”的灯泡电阻为：9Ω。当在ab间接入“6V 6W”的灯泡时，闭合开关，灯L恰能正常发光；若在ab间换接入一个“6V 4W”的灯泡后，电路的总电阻变大，电流变小，所以灯L不能正常发光；电流变小时，由U=IR知：灯L两端的电压变小，所以接入的灯泡分得的电压变大（电源电压不变），因此换接的灯泡可能被烧毁；由P=I2R知，在灯L的电阻不变时，电流变小，则灯L的实际功率变小，即灯L变暗；由P=知，电源电压不变，总阻值变大，则电路消耗的总功率变小；综上分析可知：选项A肯定有误，故选A。
15．某台灯铭牌上标有“9W”字样，“9W”表示该台灯的（　　）
A．额定功率 B．实际功率 C．额定电流 D．实际电流
【答案】A
【解析】某台灯铭牌上标有“9W”字样，就是指灯的额定功率为9W。故选A。
16．如图所示是一种家庭电路带指示灯的按键开关的电路图。使用时发现，当开关断开时，照明灯甲熄灭，指示灯乙发出微光（便于夜晚找到开关）；当开关闭合时，只有照明灯甲正常发光。据此可以判断（　　）
A．甲灯的额定功率一定小于乙灯的额定功率
B．甲灯的电阻一定远大于乙灯的电阻
C．开关断开时，通过乙灯的电流大于通过甲灯的电流
D．甲灯的电阻一定远小于乙灯的电阻
【答案】D
【解析】（1）由图可知，当开关断开时，甲乙两灯泡串联，串联电路各处的电流相等，故C错误；（2）由题知，当开关断开时，照明灯甲熄灭，指示灯乙发出微光；因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，此时甲灯泡的实际功率远小于乙灯泡的实际功率；串联电路电流处处相等，且甲灯泡的实际功率很小，根据P=I2R可知，甲灯的电阻远小于乙灯的电阻，故D正确，B错误；照明灯甲和指示灯乙的额定电压可认为均为220V，因甲灯的电阻远小于乙灯的电阻，由P=可知，甲灯的额定功率一定大于乙灯的额定功率，故A错误；故选D。
17．小明用两个不同的白炽灯做“探究串联电路的电流特点”实验时，发现一个灯泡较亮而另一个灯泡较暗，则较亮的灯泡（　　）
A．电阻小 B．灯丝粗 C．电流大 D．功率大
【答案】D
【解析】因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，较亮灯泡的电功率较大，故D正确；因串联电路中各处的电流相等，所以，通过两灯泡的电流相等，故C错误；由P=I2R可知，较亮灯泡的电阻较大，故A错误；因导体的电阻只与导体的材料、长度、横截面积有关，其材料相同时，导体越长、横截面积越小，电阻越大，所以，白炽灯的材料和长度相同，较亮灯泡的电阻较大，灯丝较细，故B错误。故选D。
18．小明按图连接电路，闭合开关，观察到L1比L2亮。下列说法正确的是（　　）
A．通过L1的电流大于L2的电流 B．L1的电阻小于L2的电阻
C．L1两端的电压大于L2两端的电压 D．如果把L1和L2的位置对调，L1会变暗
【答案】C
【解析】（1）由电路图可知，两个灯泡组成串联电路，串联电路中电流处处相等，所以通过两灯电流相等，故AD错误；（2）灯泡亮度有灯泡的实际功率决定，L1比L2亮，即L1的实际功率比L2的实际功率大。而两灯电流相等，由P=I2R可知，L1的电阻比L2的电阻大，故B错误；由U=IR知，L1两端电压比L2两端电压大，故C正确。故选C。
19．三盏灯“220V 100W”、“220V 60W”、“220V 40W”都正常工作，则三灯中最亮的是（　　）
A．220V 100W B．220V 60W C．220V 40W D．一样亮
【答案】C
【解析】三盏灯都正常工作时，三盏灯的实际功率都是各自的额定功率，由题可知，“220V 100W”额定功率最大，所以实际功率最大，灯泡最亮。故选A。
20．在科学实验时，往往需要我们注意操作，才能取得良好的实验效果，在“测定小灯泡额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察（　　）
A．灯泡的发光情况 B．变阻器滑片的位置 C．电压表的示数 D．电流表的示数
【答案】C
【解析】测灯泡的额定功率的实验中，闭合开关时，要通过调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压等于其额定电压，用手调节滑片，眼睛看着电压表的示数。然后记下灯泡正常发光时电流表的示数，然后根据P=UI计算出小灯泡的功率。故选C。
21．下列电路图中，电源电压U保持不变，且U＞UL，小灯泡的额定电流为IL，电流表的量程足够，R0是已知的定值电阻。若只通过开关改变电路的连接方式，并可移动变阻器的滑片，能测出小灯泡额定功率的电路是（　　）
A．丙 B．丙丁 C．甲丙丁 D．甲乙丙丁
【答案】B
【解析】甲、把S2接在2处，移动滑动变阻器，当电流表的示数为IL，灯泡正常发光，但由于不知道额定电压，不能计算额定功率；乙、由于不能测量出电路的电流，不能测量出小灯泡的额定功率；丙、定值电阻R与灯泡串联流过它们的电流相等，开关处于2的位置时，电压表测量的是灯泡的两端电压，调节滑动变阻器使电压表示数等于为ILR0，再将单刀双掷开关打到1时，电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压U；则小灯泡的电压为U﹣ILR0，小灯泡的额定功率表达式是P=（U﹣ILR0）IL，故丙能测出灯泡的额定功率；D、只闭合S1调节滑动变阻器是电流表的示数为IL，滑片位置不变，再只闭合S2电流表测量灯泡和电阻的总电流为I，因为灯泡和电阻并联，灯泡两端的电压等于电阻的电压，电阻的电压为（I﹣IL）R0，根据P=UI即可算出小灯泡的额定功率。综合分析丙丁可以测量出小灯泡的额定功率。故选B。
22．研究电功率与电压、电流的关系时，某同学连接了如图所示电路进行实验。下列关于该实验的说法，不合理的是（　　）
A．该电路所示实验能研究电功率与电压的关系
B．该实验选择的两个小灯泡规格应该不同
C．小灯泡消耗的电功率可通过灯泡的亮度来比较
D．该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比
【答案】D
【解析】A、电功率与电压和电流有关，由图可知两灯泡串联，通过两灯泡的电流相同，所以该电路所示实验可以研究电功率与电压的关系；故A正确；B、两灯泡串联，流过它们的电流相同，LI、L2规格不同，则灯泡两端的电压不同，因此设计此实验可以探究电功率与电压的关系；故B正确；C、为了判断灯泡的功率大小，我们可以通过观察灯泡的亮度来判断灯泡功率的大小，灯泡越亮灯泡的功率越大；故C正确；D、因为灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小，所以无法得出“电流相同时，电功率跟电压成正比”这个结论；故D错误。故选D。
23．“充电宝”（Charge Pal）是指可以直接给移动设备充电且自身具有储电单元的装置，是近年为比较流行的数码设备。如图为某品牌充电宝的铭牌，根据铭牌上的信息，下列分析正确的是（　　）
A．用充电宝给手机充电过程中能的总量会不断减少
B．该品牌的充电宝在家庭电路中不能正常工作
C．对充电宝充电时充电宝相当于电路组成中的电源
D．该品牌的充电宝最大可以储存52200焦耳的能量
【答案】D
【解析】A、用充电宝给手机充电过程中充电宝和手机中能的总量不变，故A错误；B、由铭牌信息可知，其输入电压为100～240V，而家庭电路的电压为220V，故可以在家庭电路中正确使用，故B错误；C、对充电宝充电时充电宝相当于电路组成中的用电器，而不是电源，故C错误；D、由铭牌信息可知，该品牌的充电宝的电池容量为2900mAh，则储存的能量为W=UIt=5V×2.9A×3600s=52200J，故D正确。故选D。
24．两个相同的电阻串联后接到电压恒定的电源上，在时间t内电流所做的功为60J，若改为并联再接到该电源上，则在相同时间内电流所做的功为（　　）
A．15J B．30J C．120J D．240J
【答案】D
【解析】设每个电阻为R，电压为U，由P=I2R、P=可得：W=Pt=I2Rt，由“两个相同的电阻串联后接到电压恒定的电源上，在时间t内电流所做的功为60J”，可得60J=I2Rt=×R×t=t﹣①，若改为并联再接到该电源上，在相同时间内电流所做的功W′=P′t=t﹣②，由①②可知：W=W′，则W′=4W=4×60J=240J。故选D。
25．LED灯的能耗小，造价低廉，使用寿命长，一自制的LED台灯，用电压为6V的电源电压供电，正常工作电流为300mA．那么此LED台灯正常工作时的功率为（　　）
A．1.8W B．18W C．180W D．1800W
【答案】A
【解析】∵I=300mA=0.3A，∴正常工作时的功率P=UI=6V×0.3A=1.8W。故选A。
二．非选择题（共25分）
26．从美国科学家富兰克林冒着生命危险从空中捕捉到闪电的那一刻起，人们渐渐认识到闪电和我们平时所接触到的电是一样的。依据最新资料，平均一次闪电开始放电时的电压约为5×107伏，电流大约是1×105安，据此回答下列问题：
（1）闪电时场面非常壮观，闪电除了具有电能外，还具有哪些形式的能量___________；（写出一种即可）
（2）如果一次闪电持续放电时间约为0.001秒，则一次闪电释放的电能约为___________焦。
【答案】（1）声能（或光能）；（2）5×109。
【解析】（1）发生闪电时同时产生雷声，所以闪电除了具有电能外，还具有声能和光能；
（2）一次闪电释放的电能约为W=UIt=5×107V×1×105A×0.001s=5×109J。
27．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。
（1）图乙中___________（填“dc”或“ec“）表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图象。
（2）该过程中电路消耗的总功率最大值为___________W。
【答案】（1）dc；36。
【解析】由电路图知，滑动变阻器R和电阻R0串联，电压表V1测R0两端电压，V2测R两端电压，电流表测电路中电流。（1）滑动变器的滑片P从b点滑到a点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，R2两端的电压变大；所以图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，ec是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线；（2）由电路图知，P在b点时，电路中电阻最大，电流最小，由图象可以看出，滑片P在b点时电流Ib=1A，U1=2V、U2=10V；滑片P在a点时，电路中电阻最小，电流最大，所以电流Ia=3A，U1′=6V、U2′=6V；根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得电源电压：U=U1+U2=IbR0+U2，U=U1′+U2′=IaR0+U2′，电源电压不变，则：IbR0+U2=IaR0+U2′′，即：1A×R0+10V=3A×R0+6V，解得：R0=2Ω，则U=1A×2Ω+10V=12V；所以电路消粍的总功率最大值P=UIa=12V×3A=36W。
28．如图甲所示电路中，电源电压不变，R2的阻值为10Ω．只闭合开关S1时，电压表示数为9V，电流表（0﹣0.6A）指针的位置如图乙所示，则R1在1分钟内产生的热量为___________焦；若开关S2也闭合，电流表的示数将变为___________A。
【答案】108；0。
【解析】由电路图可知，只闭合开关S1时，电阻R1、R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测电源电压U=9V，电流表选择的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，其示数I=0.3A，由欧姆定律得，电路总电阻：R===30Ω，根据串联电路电阻规律可知，电阻R1的阻值：R1=R﹣R2=30Ω﹣10Ω=20Ω，通电时间t=1min=60s，则R1在1分钟内产生的热量：Q=I2R1t=（0.3A）2×20Ω×60s=108J，若开关S2也闭合，电阻R2被短路，电流表的示数将变为0A。
29．如图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中的部分电路（所连接5Ω电阻均可上下活动）．两个相同的透明容器中密封着等量的空气，甲、乙两U形管中所有液面初始状态是等高相平，通电一段时间后液面的高度如图所示。
（1）本实验利用U形管中液面的高度差的大小反映放出热量的多少，这是利用了装置中___________（填“液体”或者“空气”）的热胀冷缩。
（2）根据题干中的实验结果，本实验能得到的结论是：__________________________________________________________________。
（3）为了研究电流产生的热量跟电阻的关系。在不增加实验器材和不改变电路接线的前提下，断开开关，U 型管中的液面降回到原来液面后，你需要进行的实验操作是_________________________________。
【答案】（1）液体；（2）在相同时间内，电阻相同的情况下，电流越大，产生热量越多；（3）把右边上面的电阻放入右侧的容器中。
【解析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以引起由图体积的变化，然后通过液面高度差的变化来反映，这是利用了科学方法中的转换法。
（2）装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，B端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1=I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，由Q=I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，玻璃管A、B内液面，A更高。这表明：在相同时间内，电阻相同，电流越大，通过导体时产生的热量越多。（3）为了研究电流产生的热量跟电阻的关系时，应控制电流、通电时间相同，电阻不同，故需要的实验操作是把右边上面的电阻放入右侧的容器中。
30．根据下面列出的实物（小灯泡标有“3.8V”的字样），完成下列实验。
（1）请在答题卡虚线框内画出测小灯泡额定功率的实验电路图，并将未连接的实物连接起来。要求：滑动变阻器滑片向左移动灯变亮。
（2）在连接电路时，开关应处于___________状态，对照实物图滑动变阻器的滑片应处于___________端（“左”或“右”）。电压表的量程应选择___________，当测小灯泡的额定功率时应调节变阻器使电压表的示数为___________伏。
（3）若小灯泡正常工作时，电流表的示数如图所示，其读数为___________安，其额定功率为___________瓦。
【答案】（1）如图；（2）断开；右；0～15V；3.8；（3）0.24；0.912。
【解析】（1）测灯泡额定功率的实验电路图，小灯泡额定电压为3.8V，电压表量程选择0～3.8V，变阻器应串联在电路中，由滑片向左移动灯泡变亮可知电路中的电流应变大，根据变阻器的使用即应将变阻器滑片左下接线柱连入电路，实物电路图如图所示：
电路图如下：
；
（2）在连接电路时，开关应处于断开状态，对照实物图滑动变阻器的滑片应处于右端；
灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表应选择0～15V的量程；测定小灯泡额定功率时，应调节滑动变阻器，使电压表的示数为其额定电压3.8V；（3）电流表使用的0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.24A，P额=U额I额=3.8V×0.24A=0.912W；
31．小柯家新添了一台变频空调，都分参数如表所示，当室温和空调的设定温度相差较大时，变频空调一开机，即以最大功率工作，使室温迅速达到设定温度；当室温达到设定温度后，空调的制冷（热）功率随之减小，以维持室温基本不变。该空调另设电辅热功能，可以辅助制热，以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的问题。
（1）空调接入家庭电路后，与其他用电器　并　联。
型号 XXX
功能 冷暖（辅助电加热）
制冷功率P冷/W 变化范围180﹣﹣1600
制热功率P热/W 变化范围200﹣﹣1900
电辅热功率P辅热/W 1000
电源电压/V 220
（2）假设该空调开机后以最大制冷功率工作0.5h，使室温降至设定温度。然后，空调又以某一恒定的功率工作了2.5h，全过程空调消耗的电能为1.9kW h．求
①前0.5h空调消耗的电能
②后2.5h通过空调的电流。
【答案】（1）并；（2）①前0.5h空调消耗的电能为0.8kW h；②后2.5h通过空调的电流为2A。
【解析】（1）安装时空调应与其它用电器并联，这样工作时各用电器才会互不影响；
（2）①由表格数据找到最大制冷功率为1600W，所以前0.5h消耗的电能：
W1=P最大制冷t1=1.6kW×0.5h=0.8kW h；
②全过程空调消耗的电能为1.9kW h，所以后2.5h消耗电能：
W2=W﹣W1=1.9kW h﹣0.8kW h=1.1kW h，
功率为：P2===0.44kW=440W，
由P=UI可得，后2.5h通过空调的电流：
I2===2A；
答：（1）并；（2）①前0.5h空调消耗的电能为0.8kW h；②后2.5h通过空调的电流为2A。
32．图甲是一个豆浆机的实物图，豆浆机的中间部位是一个电动机，电动机通过金属杆带动其下部的刀片旋转，从而将原料粉碎打浆；刀片外部是一个环状加热管（电热丝），用来对豆浆加热，该豆浆机的部分参数如表所示。制作豆浆的过程是加热和打浆交替进行，图乙是该豆浆机做好一次豆浆的P﹣t图象。求：
额定电压 220V
频率 50Hz
电动机输入功率 110W
加热功率 1000W
（1）加热管正常工作时电阻丝的阻值是多少？
（2）在8～11分钟的时间内，设豆浆质量为1.5kg，比热恒为4×103J/（kg ℃），加热管产生的热量全被豆浆吸收，到第11分钟时豆浆温度恰好为100℃，则第8分钟时豆浆温度为多少？
（3）豆浆机在粉碎打浆时，电动机的内阻为40Ω，则电动机输出的机械功率是多少？
【答案】（1）加热管正常工作时电阻丝的阻值是48.4Ω；（2）第8分钟时豆浆温度为70℃。（3）豆浆机在粉碎打浆时，电动机的内阻为40Ω，则电动机输出的机械功率是990W。
【解析】（1）由P=可得，豆浆机正常加热时电热管的电阻：R1===48.4Ω；
（2）由P=可得，加热管产生的热量Q=W=Pt=1000W×3×60s=1.8×105J，
加热管产生的热量全被豆浆吸收，Q吸=W=1.8×105J，
由Q吸=cm（t﹣t0）可得，1.8×105J=4×103J/（kg ℃）×1.5kg×（100℃﹣t0）
解得t0=70℃。
（3）电动机转动时，其电流I===0.5A，热功率为：P热=I2r=（0.5A）2×40Ω=10W；
其输入的电功率为：P入=1000W，消耗的电能转化为内能和机械能，故电动机的机械功率为：P出=P入﹣P热=1000W﹣10W=990W；
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