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第十一讲：电功和电功率

一、电功
?知道电功的概念及其单位；?列举决定电功大小的因素；?会运用公式进行电功计算；?根据电能表读数的变化估算消耗的电能。
二、电功率
?知道电功率的概念和单位；?应用电功率的公式进行简单的计算；?知道额定功率、实际功率的概念；?从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率。
三、功率测量
?说明伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理；?会测定小灯泡的额定功率并进行绘图；?收集和整理实验数据得出实验结论。

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。21教育网
（3）灯泡的亮度取决于灯泡的实际功 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。
（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】一．选择题（共1小题）
1．“充电宝”是一种给手机等电子设备提供电能的移动电源。小明爸爸使用的“充电宝”有两个，型号分别是“5V，5600mAH”“4V，10000mAH”。为了防止短路引起事故，我国民航局于2014年8月7日针对“充电宝”发出公告，公告要求旅客携带登机的“充电宝”的容量不能超过一定标准。这一“标准”的单位是（　　）
A．Ah B．mAH C．Wh D．Vh
【分析】国家民航局2014年8月7日发出《关于民航旅客携带“充电宝”乘机规定的公告》．其中明确，每名旅客不得携带超过两个充电宝乘机。额定能量超过100Wh但不超过160Wh的，旅客经航空公司批准后方可携带。
【解答】解：如果已知充电宝的标称电压（V ）和标称容量（Ah），可以通过计算得到额定能量的数值：Wh＝V×Ah
标称电压和标称容量通常标记在充电宝上；
为了航空安全，航空安全部门要求旅客随身携带的“充电宝”额定能量不超过100Wh。
故选：C。
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】（2018春?义乌市月考）如图所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b为其两端点）。闭合开关S，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.1A，R2消耗的电功率为1W；当滑片P移动至某一位置时，电流表示数为0.3A，R2消耗的电功率为1.8W；则当滑片P从a移到b的过程中（　　）
A．电流表示数变化了6.6A B．电压表示数变化了4V
C．R1消耗的电功率变化了5W D．电路消耗的总功率变化了6W
【分析】（1）由图知R1、R2串联在电路中，电流表测电路中电流，电压表测R2两端电压，由串联电路特点和P＝UI计算电压表示数，再根据电源电压不变由欧姆定律列式计算出电源电压和R1电阻，再由欧姆定律计算P从a移到b的过程中两表示数，从而计算两表变化的大小；
（2）由P＝I2R计算R1消耗的电功率的变化量；
（3）由P＝UI计算电路消耗的总功率的变化量。
【解答】解：
AB、由电路图可知，R1、R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R2两端的电压，
由P＝UI可得，P在某一端点时电压表的示数：
UV＝U2＝＝＝10V，
由串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压：
U＝U2+I1R1＝10V+0.1A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
同理可得，P移动至某一位置时电压表的示数：
UV′＝U2′＝＝＝6V，
则电源电压：
U＝U2′+I2R1＝6V+0.3A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：R1＝20Ω，U＝12V；
由图知，P在a端时变阻器连入阻值为0，所以电压表示数为0V，此时电流表的示数：
Ia＝＝＝0.6A，
由题意可知，滑片P从某一端点移至某一位置的过程中，电流增大，说明变阻器接入的阻值减小，说明滑片P最初在b端时，此时电压表示数10V，电流表示数Ib＝0.1A，
所以滑片P从a移到b的过程中，电流表的示数变化：0.6A﹣0.1A＝0.5A，
电压表示数变化了10V﹣0V＝10V．故AB错误；
C、由P＝I2R可得R1消耗的电功率的变化量：
△P1＝Ia2R1﹣Ib2R1＝（0.6A）2×20Ω﹣（0.1A）2×20Ω＝7W，故C错误；
D、由P＝UI可得电路消耗的总功率的变化量：
△P＝UIa﹣UIb＝12V×0.6A﹣12V×0.1A＝6W，故D正确。
故选：D。
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】（2018春?泰顺县校级期中）在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整。
（2）闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片移到　A　端（选填“A”或“B”）。闭合开关后。发现小灯泡不亮，电流表指针偏转，电压表示数为0，产生故障的原因可能是　灯泡短路　。
（3）排除故障后，实验得到的数据如上表。在第1次实验中，小灯泡两端电压为2V时，电流表示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为　0.2　A，此时小灯泡的实际功率为　0.4　W．观察发现小灯炮灯丝电阻随电功率的增大而　增大　（选填增大，减小或不变）
实验次数
电压表示数U/V
电流表示数I/A
小灯泡电功率P/W
l
2.0
2
2.5
0.22
0.55
3
2.8
0.24
0.67
【分析】（1）本实验中，变阻器应一上一下与电流表、灯泡应串联在电路中，电压表应并联在灯泡两端；
（2）在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；灯泡不亮，可能发生短路或断路，根据电流表和电压表的示数判断具体情况；
（3）确定电流表的量程、最小分度值，读出电流表示数，由P＝UI求出灯泡的实际功率。
（4）根据表中数据分析解答。
【解答】解：
（1）测量小灯泡电功率的实验中，电压表应与灯泡并联，变阻器、电流表、灯泡应串联在电路中，滑动变阻器要一上一下接入电路，实物图如图所示：
（2）为了保护电路，在闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片移到A端，使其阻值最大；
闭合开关后，电流表指针偏转，说明电路是通路，小灯泡不亮，电压表示数为0，产生故障的原因可能是灯泡短路；
（3）由图乙知，电流表使用的量程是0﹣0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.2A，
所以灯泡实际功率P＝UI＝2V×0.2A＝0.4W；
（4）由表中数据知，灯泡两端电压越大，电流和电功率也越大，但电流变化小于电压的变化，所以小灯炮灯丝电阻随电功率的增大而增大。
故答案为：（1）见上图；（2）A；灯泡短路；（3）0.2；0.4；增大。
【点评】本题考查了电路连接的注意事项、电路故障分析、电流表读数、求灯泡的功率、分析影响电阻的因素。电路故障一般有断路与短路两种，应根据现象分析电路故障原因。
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易错点1：电能表读数与换算错误
例一：（2018?杭州模拟）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
【分析】“2400R/kW?h”的物理意义：当用电器消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转2400转，据此求出转盘转300转消耗的电能，知道时间，利用P＝求用电器的功率，据此选择合适的选项。
【纠错】解：
“2400R/kW?h”表示：当用电器消耗kW?h的电能，电能表的转盘转2400转，
电能表的转盘转240转时，用电器消耗的电能：
W＝kW?h＝0.1kW?h；
时间t＝6min＝0.1h，
用电器消耗的功率：
P＝＝＝1kW；
台灯的功率约为25W，电热水壶的功率约为1000W，笔记本电脑的电功率大约为50W，家用电风扇的功率约为60W，所以这个用电器可能是电热水壶。
故选：B。
【点评】本题考查了电能和电功率的计算，关键是电能表的参数的理解和日常生活中常见用电器的功率了解。
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易错点2：小灯泡亮度与实际功率
例二：（2017秋?西湖区校级期末）关于“8V 2W”的小灯泡L1和“8V 8W”的小灯泡L2，下列说法正确的是（　　）
A．L1和L2正常工作时亮度相同
B．两灯并联时，则通过L1和L2的电流相等
C．将两灯串联，则L1和L2亮度相同
D．比较两灯的亮度，只需要比较它们的实际功率
【分析】（1）知道两灯泡的额定电压和额定功率，根据R＝比较两灯泡的电阻大小；
（2）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据I＝比较两灯泡电流的大小；
（3）灯泡的亮暗取决于实际功率的大小；
（4）两灯泡串联时通过它们的电流相等，根据P＝I2R比较两灯泡实际功率的大小，进一步比较两灯泡的亮暗关系。
【纠错】解：A、由灯泡的铭牌可知，两灯泡的额定电压相等，额定功率不同，则L1和L2正常工作时亮度不相同，故A错误；
B、由P＝的变形式R＝可知，L1的额定功率较大，电阻较小，两灯并联时，两端电压相同，由I＝可知，通过L1和L2的电流不相等，故B错误；
C、两灯泡串联时，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝I2R可知，L2的电阻较大，灯泡较亮，故C错误。
D、因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以比较两灯的亮度，只需要比较它们的实际功率即可，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率公式的灵活运用，关键是知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
易错点3：电功率变化计算问题
例三：（2018春?义乌市月考）如图所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b为其两端点）。闭合开关S，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.1A，R2消耗的电功率为1W；当滑片P移动至某一位置时，电流表示数为0.3A，R2消耗的电功率为1.8W；则当滑片P从a移到b的过程中（　　）
A．电流表示数变化了6.6A B．电压表示数变化了4V
C．R1消耗的电功率变化了5W D．电路消耗的总功率变化了6W
【分析】（1）由图知R1、R2串联在电路中，电流表测电路中电流，电压表测R2两端电压，由串联电路特点和P＝UI计算电压表示数，再根据电源电压不变由欧姆定律列式计算出电源电压和R1电阻，再由欧姆定律计算P从a移到b的过程中两表示数，从而计算两表变化的大小；
（2）由P＝I2R计算R1消耗的电功率的变化量；
（3）由P＝UI计算电路消耗的总功率的变化量。
【纠错】解：
AB、由电路图可知，R1、R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R2两端的电压，
由P＝UI可得，P在某一端点时电压表的示数：
UV＝U2＝＝＝10V，
由串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压：
U＝U2+I1R1＝10V+0.1A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
同理可得，P移动至某一位置时电压表的示数：
UV′＝U2′＝＝＝6V，
则电源电压：
U＝U2′+I2R1＝6V+0.3A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：R1＝20Ω，U＝12V；
由图知，P在a端时变阻器连入阻值为0，所以电压表示数为0V，此时电流表的示数：
Ia＝＝＝0.6A，
由题意可知，滑片P从某一端点移至某一位置的过程中，电流增大，说明变阻器接入的阻值减小，说明滑片P最初在b端时，此时电压表示数10V，电流表示数Ib＝0.1A，
所以滑片P从a移到b的过程中，电流表的示数变化：0.6A﹣0.1A＝0.5A，
电压表示数变化了10V﹣0V＝10V．故AB错误；
C、由P＝I2R可得R1消耗的电功率的变化量：
△P1＝Ia2R1﹣Ib2R1＝（0.6A）2×20Ω﹣（0.1A）2×20Ω＝7W，故C错误；
D、由P＝UI可得电路消耗的总功率的变化量：
△P＝UIa﹣UIb＝12V×0.6A﹣12V×0.1A＝6W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路特点和欧姆定律和电功率公式的应用，关键是正确分析电路，由电源电压不变列式计算出电源电压和R1的阻值的大小。

一．选择题（共6小题）
1．（2017?河池）如图所示，电源电压为12V且保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b为其两端点）。闭合开关S，当滑片P在某一端点a时，电流表示数为0.1A，R2消耗的电功率为1W；当滑片P移动至某一位置c时，电压表示数为4V，R1消耗的电功率为3.2W．下列说法正确的是（　　）
A．滑片P在a点时，R1消耗的电功率为2W
B．滑片P在b点时，R1消耗的电功率为0.6W
C．滑片P在c点时，R2消耗的电功率为1.6W
D．滑片P在c点时，电路消耗的总功率为4W
2．（2017?武汉）如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大。下列说法正确的是（　　）
A．左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大
B．该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系
C．该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系
D．U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的
3．（2017?湖州）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
4．（2017?台州）如图是小柯连接的电路，开关闭合后，发现灯L2比L1亮，关于该电路分析正确的是（　　）
A．通过L2的电流比L1的电流大
B．L2的电阻比L1的电阻大
C．L2两端电压比L1两端电压小
D．L2的实际功率比L1的实际功率小
5．（2017?临沂）如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（　　）
A．该实验装置是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
C．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少的
D．将左边容器中的电阻丝换成 10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
6．（2017?达州）如图是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V，则（　　）
A．电路中的电流为4A，电源电压为6V
B．电动机的功率为16W，它两端的电压为4V
C．1分钟在电阻R上产生热量60J，电动机消耗电能120J
D．电动机工作时将机械能转化为电能，若将电阻R换成滑动变阻器，可调节电动机的转速
二．填空题（共6小题）
7．（2018?宁波）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。
8．（2017?湖州）如图装置，在两相同烧瓶内装满等量煤油，瓶塞上各插入一根粗细相同的玻璃管，瓶内装入粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙．闭合开关，经过一段时间t1后，甲玻璃管液面上升高度h甲　 　（选填“大于”或“小于”）乙玻璃管液面上升高度h乙．断开开关，当两根玻璃管液面回到原来高度后，向右移动滑片，再闭合开关，则甲玻璃管液面上升高度h甲所需时间t2　 　（选填“大于”或“小于”）t1。
9．（2017?义乌市）用如图电路测定小灯泡的功率，所用电源的电压应　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）灯泡的额定电压。要使滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数变小，导线e端应连接在滑动变阻器的　 　接线柱上。
10．（2016?鄂州）某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于　 　（填“保温”或“加热”）状态，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量是　 　，其大小为　 　。
11．（2016?无锡）用发光二极管制成的LED灯具有发光效率高、使用寿命长等优点。如图甲所示是一个定值电阻R和一个LED灯的电流与其两端电压关系的图象。
（1）观察图象可知，R的阻值为　 　Ω。
（2）如图乙所示，将LED灯与R串联在电路中，若LED灯的电功率为0.06W，则R中的电流为　 　A，电路的总功率为　 　W。
12．（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）。
三．实验探究题（共3小题）
13．（2018?嘉兴）在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中，小组同学猜想：小灯泡的电功率可能与电压、电流有关，于是他们设计了如下所示的三个电路图。
（1）你认为图　 电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是　 　。
（2）小组同学经过分析讨论，选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论。支持该结论的实验现象是　 　。
14．（2017?衢州）小柯发现白炽灯泡在开灯瞬间最容易烧坏，猜想可能是在开灯瞬间灯丝的温度较低，导致电阻比正常工作时小。于是设计图示电路来验证自己的猜想。
【实验步骤】
第一步：断开S2，闭合S1，电流表指针偏转，但灯泡不发光。
第二步：断开S1，闭合S2，灯泡正常发光，灯丝温度很高。
第三步：两分钟后再断开S2并迅速闭合S1，观察电流表示数变化情况。
【实验分析】
（1）第一步中，灯泡两端的电压是　6　V，灯泡不发光的原因是　 　。
（2）在第三步中，若观察到电流表示数变化的情况是　 　，就可以得出灯丝的温度越低，其电阻越小。
15．（2017?杭州）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。
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一．选择题（共8小题）
1．（2018?江干区模拟）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
2．（2018?杭州模拟）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
3．（2018?杭州二模）2016年国庆期间大量中国游客涌入日本，席卷各大商场。下图为最受欢迎的为自动电热马桶盖，一度造成断货，后发现部分标签上竟然标注着：“Madeinchina”，产地为杭州下沙。下表为小明家安装的某品牌自动电热马桶盖的详细参数（在小明家的电能表上标着3600r/kW?h），说法正确的是（　　）
品牌
OJM
待机功率
≤10W
材质
ABS
工作功率
1800W
额定电压
220V
每次加热时间
2分钟
温度范围
0℃～40℃
每天耗电量
约0.3kwh
A．每次加热时，电能表转过1080圈
B．加热丝的电阻约为27欧
C．工作电流为5A
D．待机时不消耗电能
4．（2018?柯桥区校级模拟）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
5．（2018?鞍山模拟）如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。两个密闭容器中都有一段阻值相同的电阻，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联。下列说法不正确的是（　　）
A．实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来判断电流通过导体时产生热量的多少
B．该实验装置可以探究电流通过导体产生的热的多少与电阻的关系
C．该实验装置可以探究电流通过导体产生的热的多少与电流的关系
D．该实验装置可以探究电流通过导体产生的热的多少与通电时间的关系
6．（2018?鹿城区校级二模）如图是“探究电流产生的热量跟哪些因素有关”的实验，已知R1＞R2，两个相同的烧瓶中装入质量相等的煤油。则下列说法不正确的是（　　）
A．这个电路可以控制电流和通电时间相等
B．这个电路只能探究电流产生的热量与电阻的关系
C．电阻丝通电时电能转化为内能
D．煤油温度越高，表明电流通过导体产生热量越多
7．（2018?温岭市模拟）研究电流通过导体产生热量的影响因素时，设计了如下四个实验装置，已知R1＞R2，则能研究热量与电阻、电流、通电时间关系的装置是（　　）
A． B．
C． D．
8．（2018?乐清市模拟）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．WR2＝UIt B．WR2＝（U0﹣U）It
C．WR2＝U0It D．
二．填空题（共14小题）
9．（2018?椒江区校级三模）如图为某型号电冰箱的三脚插头，甲插头应与冰箱的　 　连接。电冰箱铭牌上标有“220V150W”字样，测得一天消耗的电能为1.2KWh．假设冰箱在压缩机停止工作时不消耗电能，则该冰箱压缩机在一天内工作的总时间为　 h。
10．（2018?柯桥区校级二模）严寒冬季，我国北方哨兵脚上穿有电热靴。一只靴内加热电路如图所示电源电压恒定，S2为三档旋钮开关（金属片M可分别拨至a、b、c处），电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点。这只电热靴的低温档功率为9W，则中温档的功率为　 　W。
11．（2018?路桥区模拟）在研究“电流经过电阻产生的热量与哪些因素”有关的实验中，某同学设计了如图实验电路。
（1）连接电路，闭合开关后，发现甲瓶中的温度计示数上升比乙瓶快，这说明电阻R1　 　R2。
（2）通电后，电阻丝发热，这是通过　 　方式改变内能的。
（3）实验中，闭合开关，通电1分钟，读出甲乙的温度计示数分别为T甲1和T乙1．断开开关，待温度计示数下降后，再调节滑动变阻器的阻值，闭合开关，通电1分钟，再次读出甲乙的温度计示数分别为T甲2和T乙2，要得出电阻产生的热量与电流大小有关的结论，应比较哪两个数据　 　（选填“T甲1、T乙1、T甲2和T乙2”）。
12．（2018?绍兴二模）目前国内销售的空调都有“中国能效标识”字样的彩色标签，为蓝白背景的彩色标识，分为一到五共5个等级。能效比公式：空调能效比＝制冷量/额定功率。
能效比级别
一
二
三
四
五
能效比
3.4
3.2
3.0
2.8
2.6
（1）现有一批制冷量均为4200W的不同能效级别的空调，若能效比级别为“二”，则空调的额定功率为　 　W。
（2）选用能效级别为“二”的空调与选用能效级别为“三”的空调均正常工作2h能节约电能　 度。
13．（2018?浙江模拟）如图为路灯自动控制，其工作原理利用了电磁开关和光敏电阻。图中虚线框内是电磁开关的结构示意图。当线圈（电阻不计）中电流大于或等于40mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，切断工作电路；电流小于40mA时，弹簧片和触点结合，接通工作电路。光敏电阻的作用相当于自动开关，在照射光较强（如白天）时阻值为零；照射光较弱（如黑天）时阻值无穷大。已知电源电压为36V，路灯标有“36V25W”字样。
（1）请将电路连接完整。
（2）秋分日，天气晴好时，此路灯装置一昼夜消耗的电能约为　 　kW?h。
（3）保护电阻的最大阻值应不超过　 　欧姆。
14．（2018?莲都区模拟）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示；把它们串联在电路中，如图乙所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则元件A消耗的电功率是　 　；如果将两元件改为并联，接到电压为2.5V的电源上时，电源消耗的电功率是　 　。
15．（2018?黄岩区模拟）小灯泡L上标有“2.5V”，它的电阻随它两端电压变化的图象如图甲所示。将小灯泡L和电阻R0接入图乙所示的电路中，电源电压为4V，且保持不变。闭合开关S，当小灯泡L恰好正常发光时，小灯泡的额定功率为　 　W，此时小灯泡L和电阻R0消耗的电功率之比为　 　。
16．（2018?鄞州区模拟）如图所示为“iPad”的充电器，参数标有5V 2.1A，表示充电电压是5V，最大输出电流2.1A，电板充满电所储存的电能是113400J．若“iPad”充电时以最大输出电流充电，要将空电板充满电需要　 　小时，小明觉得充电时间太长了，他想为什么苹果公司在设计时不把最大输出电流提高呢？这样可以实现快速充电，于是他请教了科学老师，老师告诉了他一个信息，影响锂电池寿命的最大杀手是电板发热，小明恍然大悟，请你解释其中的原因　 　。
17．（2018?富阳区一模）如甲图所示的电路中，电源电压为16V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图象信息可知，电路的最大总功率是　 　W，滑动变阻器的最大阻值是　 　Ω。
18．（2018?南浔区二模）研究电热跟哪些因素有关的实验中，甲乙两个烧瓶内的煤油质量相等，把两根电阻丝串联连接的目的是　 　，通电一段时间后，甲烧瓶中煤油温度上升了5摄氏度，乙烧瓶中煤油温度上升了3摄氏度，则甲乙两根电阻丝的阻值之比是　 　。
19．（2018?新野县二模）如图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图象，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1W；再闭合开关S1，电流表示数为　 　A，此时电路消耗的总功率为　 　W。
20．（2018?余姚市校级模拟）下列为课本中的两个实验装置图及实验的现象，请在题中空格处填入适当的内容。
（1）实验甲的现象说明　 　。
（2）四冲程汽油机的　 　冲程与实验乙现象发生同样的能量变化。
21．（2018?鹿城区校级二模）电冰箱在结构上和工作过程中应用了许多科学知识。
家用电冰箱的用电部分主要是电动压缩机和照明灯泡，要求它们既能单独工作，又能同时工作。如图所示，其中电动压缩机M受温控开光S1控制，照明灯泡L受门控开关S2控制。冰箱里灯和压缩机正确的电路连接是　 　。
①电冰箱压缩机的额定功率是110W，一天冰箱正常工作时压缩机的耗电量是1.1KWh，可知一天中压缩机工作的时间是　 　小时。
②冰箱有“有氟”与“无氟”两种，有氟冰箱是指用氟利昂做制冷剂，无氟冰箱不采用氟利昂，而是采用环戊烷等做制冷剂。冰箱的构造与性能基本相同。下面的观点中支持推广无氟冰箱的有　 　。
A．环戊烷取材容易，价格低廉，制作原料来源于石油、天然气。
B．环戊烷属于易燃易爆物，在生产、使用和维修过程中如果不注意安全操作会很危险。
C．无氟冰箱压缩机的温度比较高，若不注意通风散热，会影响冰箱正常运行和使用寿命。
D．有氟冰箱在报废处理过程中会释放氟利昂，氟利昂排放到大气中，会破坏大气臭氧层。
E．ODP表示消耗臭氧潜能值，GWP表示全球变暖潜能值。ODP值和GWP值越小，则对环境的影响越小。戊烷的0DP值和GWP值均为零。
22．（2018?余姚市校级模拟）如图甲所示，是某同学“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线，如图乙所示。根据图象可求得，R0的阻值为　 　Ω，滑动变阻器R的最大阻值为　 　Ω。
三．实验探究题（共4小题）
23．（2018?杭州模拟）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（R甲＞R乙）放入相同的甲、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：　 　。
24．（2018?吴兴区校级三模）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图象，结合图象，可计算出小灯泡的额定功率是　 　W。
25．（2018?西湖区校级二模）在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡L1额定电流为0.2A，电阻小于10Ω。
（1）连接电路时开关应处于　 　状态。
（2）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。
（3）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于　 （选填“A”或“B”）端。
（4）实验电路连接完毕后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数、电压表无示数，产生此现象的可能原因是（写一条即可）　 　。
（5）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，并绘制成如图所示的I﹣U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 　W。
（6）用上述电路测量了L1的额定功率后，再测定一个额定电流为“0.4A”的灯泡L2的额定功率，L2的电阻略小于10Ω，需更改表的量程，且更换成L2后应该将滑动变阻器的滑片从原来的位置往 　（选填“A”或“B”）移动，使L2正常发光。
26．（2018?余姚市校级模拟）在科学实验考查中，小科、小敏两位同学分别做测定小灯泡电功率的实验。两同学实验中除了小灯泡可能不同外（小灯泡的额定电压可能是“2.0V”或“2.5V”），其他所使用的器材规格均相同。
（1）小科设计了如图甲所示的电路图，请你根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实验电路补充完整（要求导线不能交叉）。
实验
次数
电压表
示数
电流表
示数
小灯泡亮暗程度
1
1.4V
0.16A
暗
2
2.5V
0.26A
正常发光
3
3.0V
0A
不发光
（2）小科按图正确连接好电路后，闭合开关，记录了第1组数据。移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，记录了第2组数据。小科接着把滑片移到滑动变阻器的另一端时，小灯泡突然熄灭（灯丝烧断），此时小科记录了第3组数据。根据表格中的数据可知，小科所用的滑动变阻器的最大阻值为　 　Ω．（假设电源电压不变）
（3）小敏按照自己所设计电路连接电路后进行实验。当小灯泡正常发光时，电压表的示数如图丙所示，此时滑片恰好在滑动变阻器的中点，则小敏所选用小灯泡的额定功率是　 　W。
四．计算题（共4小题）
27．（2018?上城区一模）现在燃气热水器的使用越来越普遍。表中是某燃气热水器的技术参数，其中“温升25℃热水产率12L/min”含义是：每分钟进水12L，并使水温升高25℃。
产品名称
燃气热水器
燃气种类
天然气
温升25℃热产水率
12L/min
（1）如果洗澡过程中持续用水15分钟，水所吸收的热量是多少？（水的比热容为4.2×103J/（kg?°C））
（2）已知天然气的热值为8×107J/m3，热水器每分钟消耗的天然气为0.025m3，那么热水器的效率为多少？
28．（2018?温岭市校级模拟）养生壶是一种用于养生保健的可以烹饮的容器，类似于电水壶，其最大的特点是采用一种新型的电加热材料，通过高温把电热膜电子浆料（金属化合物）喷涂在玻璃表面形成面状电阻，在两端制作银电极，通电后产生热量把壶内的水加热。小明家买了一把养生壶（图甲）小明关闭了家中的其它所有用电器，并在壶中加入初温为25℃的水，6分钟将水烧开（标准大气压下），求：
其铭牌如下表所示：
型号
HX201504
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1210W
（1）在加热过程中家用电能表（图乙）的转盘转了300转，此过程中养生壶消耗的电能是多少J？
（2）如果养生壶的热效率是87.5%，则壶中水的质量是多少？
（3）养生壶两端的实际电压是多少？（不考虑温度对电阻的影响）
29．（2018?西湖区模拟）随着国家大力倡导共享经济，大量的共享单车和电动车出现在了马路上。下表是一辆共享电动车的铭牌上给出的技术参数。
车型
整车质量
最大载重
电动机输出功率
额定电压
额定电流
26寸电动车
30kg
120kg
160W
40V
5.0A
根据表中数据计算：
（1）该电动机正常工作10分钟，线圈产生的热量。
（2）该电动机线圈的电阻。
（3）该电动机正常工作时的效率。
30．（2018?镇海区校级一模）如图电路中，电源电压保持不变，变阻器的变化范围为0～50Ω，小灯泡标有“6V3.6W”，忽略灯泡的电阻随温度的变化。调节变阻器滑片到A位置时，小灯泡正常发光，电压表示数为3V．移动变阻器滑片到B位置时，恰使变阻器消耗的功率与滑片在A位置时相同。求变阻器滑片在B位置时，电压表的示数为多少？此时小灯泡的实际功率是多少？
第十一讲：电功和电功率

一、电功
?知道电功的概念及其单位；?列举决定电功大小的因素；?会运用公式进行电功计算；?根据电能表读数的变化估算消耗的电能。
二、电功率
?知道电功率的概念和单位；?应用电功率的公式进行简单的计算；?知道额定功率、实际功率的概念；?从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率。
三、功率测量
?说明伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理；?会测定小灯泡的额定功率并进行绘图；?收集和整理实验数据得出实验结论。

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】一．选择题（共1小题）
1．“充电宝”是一种给手机等电子设备提供电能的移动电源。小明爸爸使用的“充电宝”有两个，型号分别是“5V，5600mAH”“4V，10000mAH”。为了防止短路引起事故，我国民航局于2014年8月7日针对“充电宝”发出公告，公告要求旅客携带登机的“充电宝”的容量不能超过一定标准。这一“标准”的单位是（　　）
A．Ah B．mAH C．Wh D．Vh
【分析】国家民航局2014年8月7日发出《关于民航旅客携带“充电宝”乘机规定的公告》．其中明确，每名旅客不得携带超过两个充电宝乘机。额定能量超过100Wh但不超过160Wh的，旅客经航空公司批准后方可携带。
【解答】解：如果已知充电宝的标称电压（V ）和标称容量（Ah），可以通过计算得到额定能量的数值：Wh＝V×Ah
标称电压和标称容量通常标记在充电宝上；
为了航空安全，航空安全部门要求旅客随身携带的“充电宝”额定能量不超过100Wh。
故选：C。
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】（2018春?义乌市月考）如图所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b为其两端点）。闭合开关S，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.1A，R2消耗的电功率为1W；当滑片P移动至某一位置时，电流表示数为0.3A，R2消耗的电功率为1.8W；则当滑片P从a移到b的过程中（　　）
A．电流表示数变化了6.6A B．电压表示数变化了4V
C．R1消耗的电功率变化了5W D．电路消耗的总功率变化了6W
【分析】（1）由图知R1、R2串联在电路中，电流表测电路中电流，电压表测R2两端电压，由串联电路特点和P＝UI计算电压表示数，再根据电源电压不变由欧姆定律列式计算出电源电压和R1电阻，再由欧姆定律计算P从a移到b的过程中两表示数，从而计算两表变化的大小；
（2）由P＝I2R计算R1消耗的电功率的变化量；
（3）由P＝UI计算电路消耗的总功率的变化量。
【解答】解：
AB、由电路图可知，R1、R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R2两端的电压，
由P＝UI可得，P在某一端点时电压表的示数：
UV＝U2＝＝＝10V，
由串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压：
U＝U2+I1R1＝10V+0.1A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
同理可得，P移动至某一位置时电压表的示数：
UV′＝U2′＝＝＝6V，
则电源电压：
U＝U2′+I2R1＝6V+0.3A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：R1＝20Ω，U＝12V；
由图知，P在a端时变阻器连入阻值为0，所以电压表示数为0V，此时电流表的示数：
Ia＝＝＝0.6A，
由题意可知，滑片P从某一端点移至某一位置的过程中，电流增大，说明变阻器接入的阻值减小，说明滑片P最初在b端时，此时电压表示数10V，电流表示数Ib＝0.1A，
所以滑片P从a移到b的过程中，电流表的示数变化：0.6A﹣0.1A＝0.5A，
电压表示数变化了10V﹣0V＝10V．故AB错误；
C、由P＝I2R可得R1消耗的电功率的变化量：
△P1＝Ia2R1﹣Ib2R1＝（0.6A）2×20Ω﹣（0.1A）2×20Ω＝7W，故C错误；
D、由P＝UI可得电路消耗的总功率的变化量：
△P＝UIa﹣UIb＝12V×0.6A﹣12V×0.1A＝6W，故D正确。
故选：D。
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】（2018春?泰顺县校级期中）在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整。
（2）闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片移到　A　端（选填“A”或“B”）。闭合开关后。发现小灯泡不亮，电流表指针偏转，电压表示数为0，产生故障的原因可能是　灯泡短路　。
（3）排除故障后，实验得到的数据如上表。在第1次实验中，小灯泡两端电压为2V时，电流表示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为　0.2　A，此时小灯泡的实际功率为　0.4　W．观察发现小灯炮灯丝电阻随电功率的增大而　增大　（选填增大，减小或不变）
实验次数
电压表示数U/V
电流表示数I/A
小灯泡电功率P/W
l
2.0
2
2.5
0.22
0.55
3
2.8
0.24
0.67
【分析】（1）本实验中，变阻器应一上一下与电流表、灯泡应串联在电路中，电压表应并联在灯泡两端；
（2）在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；灯泡不亮，可能发生短路或断路，根据电流表和电压表的示数判断具体情况；
（3）确定电流表的量程、最小分度值，读出电流表示数，由P＝UI求出灯泡的实际功率。
（4）根据表中数据分析解答。
【解答】解：
（1）测量小灯泡电功率的实验中，电压表应与灯泡并联，变阻器、电流表、灯泡应串联在电路中，滑动变阻器要一上一下接入电路，实物图如图所示：
（2）为了保护电路，在闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片移到A端，使其阻值最大；
闭合开关后，电流表指针偏转，说明电路是通路，小灯泡不亮，电压表示数为0，产生故障的原因可能是灯泡短路；
（3）由图乙知，电流表使用的量程是0﹣0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.2A，
所以灯泡实际功率P＝UI＝2V×0.2A＝0.4W；
（4）由表中数据知，灯泡两端电压越大，电流和电功率也越大，但电流变化小于电压的变化，所以小灯炮灯丝电阻随电功率的增大而增大。
故答案为：（1）见上图；（2）A；灯泡短路；（3）0.2；0.4；增大。
【点评】本题考查了电路连接的注意事项、电路故障分析、电流表读数、求灯泡的功率、分析影响电阻的因素。电路故障一般有断路与短路两种，应根据现象分析电路故障原因。
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易错点1：电能表读数与换算错误
例一：（2018?杭州模拟）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
【分析】“2400R/kW?h”的物理意义：当用电器消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转2400转，据此求出转盘转300转消耗的电能，知道时间，利用P＝求用电器的功率，据此选择合适的选项。
【纠错】解：
“2400R/kW?h”表示：当用电器消耗kW?h的电能，电能表的转盘转2400转，
电能表的转盘转240转时，用电器消耗的电能：
W＝kW?h＝0.1kW?h；
时间t＝6min＝0.1h，
用电器消耗的功率：
P＝＝＝1kW；
台灯的功率约为25W，电热水壶的功率约为1000W，笔记本电脑的电功率大约为50W，家用电风扇的功率约为60W，所以这个用电器可能是电热水壶。
故选：B。
【点评】本题考查了电能和电功率的计算，关键是电能表的参数的理解和日常生活中常见用电器的功率了解。
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易错点2：小灯泡亮度与实际功率
例二：（2017秋?西湖区校级期末）关于“8V 2W”的小灯泡L1和“8V 8W”的小灯泡L2，下列说法正确的是（　　）
A．L1和L2正常工作时亮度相同
B．两灯并联时，则通过L1和L2的电流相等
C．将两灯串联，则L1和L2亮度相同
D．比较两灯的亮度，只需要比较它们的实际功率
【分析】（1）知道两灯泡的额定电压和额定功率，根据R＝比较两灯泡的电阻大小；
（2）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据I＝比较两灯泡电流的大小；
（3）灯泡的亮暗取决于实际功率的大小；
（4）两灯泡串联时通过它们的电流相等，根据P＝I2R比较两灯泡实际功率的大小，进一步比较两灯泡的亮暗关系。
【纠错】解：A、由灯泡的铭牌可知，两灯泡的额定电压相等，额定功率不同，则L1和L2正常工作时亮度不相同，故A错误；
B、由P＝的变形式R＝可知，L1的额定功率较大，电阻较小，两灯并联时，两端电压相同，由I＝可知，通过L1和L2的电流不相等，故B错误；
C、两灯泡串联时，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝I2R可知，L2的电阻较大，灯泡较亮，故C错误。
D、因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以比较两灯的亮度，只需要比较它们的实际功率即可，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率公式的灵活运用，关键是知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
易错点3：电功率变化计算问题
例三：（2018春?义乌市月考）如图所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b为其两端点）。闭合开关S，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.1A，R2消耗的电功率为1W；当滑片P移动至某一位置时，电流表示数为0.3A，R2消耗的电功率为1.8W；则当滑片P从a移到b的过程中（　　）
A．电流表示数变化了6.6A B．电压表示数变化了4V
C．R1消耗的电功率变化了5W D．电路消耗的总功率变化了6W
【分析】（1）由图知R1、R2串联在电路中，电流表测电路中电流，电压表测R2两端电压，由串联电路特点和P＝UI计算电压表示数，再根据电源电压不变由欧姆定律列式计算出电源电压和R1电阻，再由欧姆定律计算P从a移到b的过程中两表示数，从而计算两表变化的大小；
（2）由P＝I2R计算R1消耗的电功率的变化量；
（3）由P＝UI计算电路消耗的总功率的变化量。
【纠错】解：
AB、由电路图可知，R1、R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R2两端的电压，
由P＝UI可得，P在某一端点时电压表的示数：
UV＝U2＝＝＝10V，
由串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压：
U＝U2+I1R1＝10V+0.1A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
同理可得，P移动至某一位置时电压表的示数：
UV′＝U2′＝＝＝6V，
则电源电压：
U＝U2′+I2R1＝6V+0.3A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：R1＝20Ω，U＝12V；
由图知，P在a端时变阻器连入阻值为0，所以电压表示数为0V，此时电流表的示数：
Ia＝＝＝0.6A，
由题意可知，滑片P从某一端点移至某一位置的过程中，电流增大，说明变阻器接入的阻值减小，说明滑片P最初在b端时，此时电压表示数10V，电流表示数Ib＝0.1A，
所以滑片P从a移到b的过程中，电流表的示数变化：0.6A﹣0.1A＝0.5A，
电压表示数变化了10V﹣0V＝10V．故AB错误；
C、由P＝I2R可得R1消耗的电功率的变化量：
△P1＝Ia2R1﹣Ib2R1＝（0.6A）2×20Ω﹣（0.1A）2×20Ω＝7W，故C错误；
D、由P＝UI可得电路消耗的总功率的变化量：
△P＝UIa﹣UIb＝12V×0.6A﹣12V×0.1A＝6W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路特点和欧姆定律和电功率公式的应用，关键是正确分析电路，由电源电压不变列式计算出电源电压和R1的阻值的大小。

一．选择题（共6小题）
1．（2017?河池）如图所示，电源电压为12V且保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b为其两端点）。闭合开关S，当滑片P在某一端点a时，电流表示数为0.1A，R2消耗的电功率为1W；当滑片P移动至某一位置c时，电压表示数为4V，R1消耗的电功率为3.2W．下列说法正确的是（　　）
A．滑片P在a点时，R1消耗的电功率为2W
B．滑片P在b点时，R1消耗的电功率为0.6W
C．滑片P在c点时，R2消耗的电功率为1.6W
D．滑片P在c点时，电路消耗的总功率为4W
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑片P在某一端点a时，电流表示数为0.1A，串联电路中电流处处相等，即I＝I1＝I2＝0.1A，
R2消耗的电功率为1W；
根据P＝UI，则此时R2两端电压：
U2＝＝＝10V，
因R1与R2串联，
所以R1两端电压：
U1＝U﹣U2＝12V﹣10V＝2V，
R1消耗的电功率：
P1＝U1I1＝2V×0.1A＝0.2W；﹣﹣﹣﹣故A错误；
当滑片在a时，由欧姆定律的变形公式，变阻器连入电路中的电阻：
R2＝＝100Ω，
R1＝＝＝20Ω
滑片P在另一端b点时，即变阻器连入电路中的电阻为0，电路中只有R1，消耗的电功率为：
P1＝＝＝7.2W，﹣﹣﹣﹣故B错误；
（2）当滑片P移动至某一位置c时，电压表示数＝4V，根据串联电路电压的规律，R1的电压：
U′1＝U﹣U′2＝12V﹣4V＝8V，根据P＝UI，此时电路中的电流：
I′＝＝＝0.4A，
滑片P在c点时，R2消耗的电功率：
＝I′＝4V×0.4A＝1.6W；﹣﹣﹣﹣故C正确；
滑片P在c点时，电路消耗的总功率：
P总＝UI′＝12V×0.4A＝4.8W，﹣﹣﹣﹣故D错误；
故选：C。
2．（2017?武汉）如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大。下列说法正确的是（　　）
A．左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大
B．该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系
C．该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系
D．U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的
【解答】解：A、容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流I与通电时间t相同，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，故A错误；
B、C、在装置中，容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻与右边容器中的电阻不同，所以实验是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系，只看其中一个以用来探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系，故B错误，C正确；
D、U形管中液面高度发生变化是因为透明容器中密封着等量的空气的热胀冷缩造成的，故D错误。
故选：C。
3．（2017?湖州）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
【解答】解：
（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。
4．（2017?台州）如图是小柯连接的电路，开关闭合后，发现灯L2比L1亮，关于该电路分析正确的是（　　）
A．通过L2的电流比L1的电流大
B．L2的电阻比L1的电阻大
C．L2两端电压比L1两端电压小
D．L2的实际功率比L1的实际功率小
【解答】解：
（1）由图可知，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A错误；
灯泡亮度有灯泡的实际功率决定，L2比L1亮，所以L2的实际功率比L1的实际功率大，故D错误；
（2）两灯电流相等，且L2的实际功率比L1的实际功率大，由P＝I2R可知，L2的电阻比L1的电阻大，故B正确；
由U＝IR知，L2两端电压比L1两端电压大，故C错误。
故选：B。
5．（2017?临沂）如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（　　）
A．该实验装置是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
C．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少的
D．将左边容器中的电阻丝换成 10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
【解答】解：A、分析该题可知，密封盒中的电阻是相同的，但电阻通过的电流是不同的，所以此实验是为了探究电流产生的热量与电流的关系，故A错误；
B、由于左侧电阻中的电流大于右侧盒中电阻的电流，在电阻相同的情况下，左侧盒中的电热多，所以左侧U形管中液面的高度差大，故B正确；
C、电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但盒中空气的温度的变化导致盒中空气体积的变化，即可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，故C错误；
D、将左边容器中的电阻丝换成 10Ω的电阻丝后，电阻不同，且通过盒中电阻丝的电流也是不同的，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故D错误；
故选：B。
6．（2017?达州）如图是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V，则（　　）
A．电路中的电流为4A，电源电压为6V
B．电动机的功率为16W，它两端的电压为4V
C．1分钟在电阻R上产生热量60J，电动机消耗电能120J
D．电动机工作时将机械能转化为电能，若将电阻R换成滑动变阻器，可调节电动机的转速
【解答】解：电路中的电流为I＝＝＝0.5A；电源电压为6V；
电动机的功率为P＝UMI＝（6V﹣2V）×0.5A＝2W；它两端的电压为4V；
1分钟在电阻R上产生的热量Q＝I2Rt＝（0.5A）2×4Ω×60s＝60J；电动机消耗电能W＝UMIt＝4V×0.5A×60s＝120J；
电动机工作时把电能转化成机械能；将电阻R换成滑动变阻器，可以调节电路中电流的大小，从而起到调节电动机转速的目的。
故选：C。
二．填空题（共6小题）
7．（2018?宁波）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　dc　（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　36　W。
【解答】解：
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，
所以电源电压：U＝U1+U2＝2V+10V＝12V，
滑片P在a点时，电路中电阻最小，电流最大，所以电流Ia＝3A，
所以电路消粍的总功率最大值P＝UIa＝12V×3A＝36W。
故答案为：（1）dc；36。
8．（2017?湖州）如图装置，在两相同烧瓶内装满等量煤油，瓶塞上各插入一根粗细相同的玻璃管，瓶内装入粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙．闭合开关，经过一段时间t1后，甲玻璃管液面上升高度h甲　大于　（选填“大于”或“小于”）乙玻璃管液面上升高度h乙．断开开关，当两根玻璃管液面回到原来高度后，向右移动滑片，再闭合开关，则甲玻璃管液面上升高度h甲所需时间t2　大于　（选填“大于”或“小于”）t1。
【解答】解：
粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙，则R甲＞R乙；
两电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，因为甲瓶中电阻丝的电阻大于乙瓶中电阻丝的电阻，电流通过甲瓶中电阻丝产生的热量多，使甲瓶中的煤油温度上升的高，由此得出，当通过的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大、电流产生的热量越多，故甲玻璃管液面上升高度h甲大于乙玻璃管液面上升高度h乙；
向右移动滑片，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电流减小，在电阻相同、放出热量相同的情况下，电流越小，根据焦耳定律可知，所用的时间越长，即t2大于t1。
故答案为：大于；大于。
9．（2017?义乌市）用如图电路测定小灯泡的功率，所用电源的电压应　大于　（选填“大于”、“等于”或“小于”）灯泡的额定电压。要使滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数变小，导线e端应连接在滑动变阻器的　d　接线柱上。
【解答】解：由图可知，测定小灯泡的功率时，串联一个滑动变阻器，根据串联分压的原理，所用电源应大于小灯泡的额定电压；
要使滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数变小，说明接入电路的电阻变大，即向左移动远离下接线柱，故应将d接入电路。
故答案为：大于；d。
10．（2016?鄂州）某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于　加热　（填“保温”或“加热”）状态，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量是　电功　，其大小为　4.8×105J　。
【解答】解：
由甲可知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中，S接触点2时，两电阻串联，
电源电压一定，由P＝可知开关接触点1时，电路的电阻较小，功率较大，所以此时电饭煲处于加热状态；
由乙图象知，横坐标表示工作时间，纵坐标表示电饭煲的电功率，阴影部分面积S＝Pt＝W，即：阴影部分表示的是电饭煲消耗的电功；
由图知，P加热＝0.8kW，加热时间t加热＝10min＝h，
所以W加热＝P加热t加热＝0.8kW×h＝kW?h＝4.8×105J。
故答案为：加热；电功；4.8×105J。
11．（2016?无锡）用发光二极管制成的LED灯具有发光效率高、使用寿命长等优点。如图甲所示是一个定值电阻R和一个LED灯的电流与其两端电压关系的图象。
（1）观察图象可知，R的阻值为　50　Ω。
（2）如图乙所示，将LED灯与R串联在电路中，若LED灯的电功率为0.06W，则R中的电流为　0.02　A，电路的总功率为　0.08　W。
【解答】解：（1）由图象可知，当UR＝1V时，通过的电流IR＝0.02A，
由I＝可得，R的阻值：
R＝＝＝50Ω；
（2）将LED灯与R串联在电路中，
由图可知，当ULED＝3V、ILED＝0.02A时，LED灯的电功率：
PLED＝ULEDILED＝3V×0.02A＝0.06W，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，R中的电流：
IR＝I＝ILED＝0.02A，
由图象可知，R两端的电压UR＝1V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U＝UR+ULED＝1V+3V＝4V，
电路的总功率：
P＝UI＝4V×0.02A＝0.08W。
故答案为：（1）50；（2）0.02；0.08。
12．（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　6　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　正　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）。
【解答】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。
三．实验探究题（共3小题）
13．（2018?嘉兴）在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中，小组同学猜想：小灯泡的电功率可能与电压、电流有关，于是他们设计了如下所示的三个电路图。
（1）你认为图　乙　电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是　乙是串联电路，能控制电流相等　。
（2）小组同学经过分析讨论，选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论。支持该结论的实验现象是　电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮　。
【解答】解：（1）研究小灯泡的电功率与电压的关系，要控制电流相等，因串联电路各处的电流相等，故图乙电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系；
（2）灯的亮度由灯的实际功率决定，电压表示数大的灯泡更亮一些，说明其功率比甲灯大。
故答案为：（1）乙； 乙是串联电路，能控制电流相等； （2）电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮
14．（2017?衢州）小柯发现白炽灯泡在开灯瞬间最容易烧坏，猜想可能是在开灯瞬间灯丝的温度较低，导致电阻比正常工作时小。于是设计图示电路来验证自己的猜想。
【实验步骤】
第一步：断开S2，闭合S1，电流表指针偏转，但灯泡不发光。
第二步：断开S1，闭合S2，灯泡正常发光，灯丝温度很高。
第三步：两分钟后再断开S2并迅速闭合S1，观察电流表示数变化情况。
【实验分析】
（1）第一步中，灯泡两端的电压是　6　V，灯泡不发光的原因是　由于灯泡两端的实际电压远小于它的额定电压，造成灯泡的实际功率远远小于额定功率，所以灯泡不发光　。
（2）在第三步中，若观察到电流表示数变化的情况是　电流表示数从零快速增大后，示数又慢慢增大到某一电流值后稳定不变　，就可以得出灯丝的温度越低，其电阻越小。
【解答】解：
（1）断开S2，闭合S1，灯泡接在上面电源的两端，此时电源电压为6V，灯泡两端的电压也为6V；由于灯泡两端的实际电压远小于它的额定电压，造成灯泡的实际功率远远小于额定功率，所以灯泡不发光；
（2）闭合S2通电两分钟后灯泡正常发光，灯丝温度很高，断开S2后，电路的电流变为零，再迅速闭合S1，电流表示数快速增大，但此时灯丝的温度高，电阻大，电流小，之后随着温度的逐渐降低，灯丝电阻逐渐减小，电流逐渐变大，直到不变，这说明灯丝的温度越低，其电阻越小。
故答案为：（1）6V；由于灯泡两端的实际电压远小于它的额定电压，造成灯泡的实际功率远远小于额定功率，所以灯泡不发光；
（2）电流表示数从零快速增大后，示数又慢慢增大到某一电流值后稳定不变。
15．（2017?杭州）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　大于　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。
【解答】解：（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：I＝；
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：
W＝Q＝UIt＝Ut＝；
（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。
故答案为：（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。
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一．选择题（共8小题）
1．（2018?江干区模拟）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
【解答】解：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。
2．（2018?杭州模拟）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
【解答】解：
“2400R/kW?h”表示：当用电器消耗kW?h的电能，电能表的转盘转2400转，
电能表的转盘转240转时，用电器消耗的电能：
W＝kW?h＝0.1kW?h；
时间t＝6min＝0.1h，
用电器消耗的功率：
P＝＝＝1kW；
台灯的功率约为25W，电热水壶的功率约为1000W，笔记本电脑的电功率大约为50W，家用电风扇的功率约为60W，所以这个用电器可能是电热水壶。
故选：B。
3．（2018?杭州二模）2016年国庆期间大量中国游客涌入日本，席卷各大商场。下图为最受欢迎的为自动电热马桶盖，一度造成断货，后发现部分标签上竟然标注着：“Madeinchina”，产地为杭州下沙。下表为小明家安装的某品牌自动电热马桶盖的详细参数（在小明家的电能表上标着3600r/kW?h），说法正确的是（　　）
品牌
OJM
待机功率
≤10W
材质
ABS
工作功率
1800W
额定电压
220V
每次加热时间
2分钟
温度范围
0℃～40℃
每天耗电量
约0.3kwh
A．每次加热时，电能表转过1080圈
B．加热丝的电阻约为27欧
C．工作电流为5A
D．待机时不消耗电能
【解答】解：
A、P加热＝1800W＝1.8kW，t＝2min＝h＝h，
由P＝可得，马桶盖每次加热消耗的电能：
W＝P加热t＝1.8kW×h＝0.06kW?h，
电能表转盘转动的圈数：
0.06kW?h×3600r/kW?h＝216r；故A错误；
B、由P＝可得，马桶盖加热的电热丝的电阻：
R加热＝＝≈27Ω．故B正确；
C、由P＝UI可得，工作电流I＝＝≈8A，故C错误；
D、电热马桶盖处于待机状态时，虽然不工作，但仍消耗电能，故D错误。
故选：B。
4．（2018?柯桥区校级模拟）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
【解答】解：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。
5．（2018?鞍山模拟）如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。两个密闭容器中都有一段阻值相同的电阻，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联。下列说法不正确的是（　　）
A．实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来判断电流通过导体时产生热量的多少
B．该实验装置可以探究电流通过导体产生的热的多少与电阻的关系
C．该实验装置可以探究电流通过导体产生的热的多少与电流的关系
D．该实验装置可以探究电流通过导体产生的热的多少与通电时间的关系
【解答】解：
A、电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器中空气的温度的变化导致容器中空气体积的变化，即可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，故A正确；
B、探究电流通过导体产生的热的多少与电阻的关系，虽然并联的电阻小于其中任一电阻，但因图中有一个5Ω的电阻在容器的外面，要控制电流、时间不变，改变电阻大小，由图可知，无法实现，错误；
C、探究电流通过导体产生的热的多少与电流的关系时，要保持电阻大小不变，只改变电流大小，根据并联电路电流的规律，通过容器中电阻丝（阻值相同）的电流是不同的，可探究电流产生的热量与电流的关系，故C正确；
D、探究电流通过导体产生的热的多少与通电时间的关系，要控制I与R相同，改变时间，两个容器中任一个都可做为研究对象，比较两管液面高度即可，故D正确。
故选：B。
6．（2018?鹿城区校级二模）如图是“探究电流产生的热量跟哪些因素有关”的实验，已知R1＞R2，两个相同的烧瓶中装入质量相等的煤油。则下列说法不正确的是（　　）
A．这个电路可以控制电流和通电时间相等
B．这个电路只能探究电流产生的热量与电阻的关系
C．电阻丝通电时电能转化为内能
D．煤油温度越高，表明电流通过导体产生热量越多
【解答】解：A、实验采用控制变量法进行研究，电路采用串联，是为了控制电流和通电时间相等，故A正确；
B、该实验采用控制变量法，观察同一导体在相同的时间，不同电流下温度计示数的变化多少，可以研究“电流通过导体产生的热量与电流之间的关系”，故B错误；
C、电阻丝通电时电能转化为内能，故C正确；
D、电能转化为内能，煤油温度越高，表明电流通过导体产生热量越多，故D正确；
故选：B。
7．（2018?温岭市模拟）研究电流通过导体产生热量的影响因素时，设计了如下四个实验装置，已知R1＞R2，则能研究热量与电阻、电流、通电时间关系的装置是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间有关，
要探究电流通过导体产生热量与电阻的关系，需要将两电阻串联，使两电阻的电流相同；
A、图中只有R1和滑动变阻器，不能改变电阻，只能探究电流产生的热量与电流大小的关系，故A不符合题意；
B、图中只有R1，不能改变电阻和电流，不能探究电流产生的热量与电流大小和电阻的关系，故B不符合题意；
C、图中两电阻串联，电流大小相等，电阻不同，故可以探究电流产生的热量与电流大小的关系；
移动滑动变阻器，改变电路的电流，观察观察R1或R2温度计的示数，得出电流产生的热量与电阻的关系，故C符合题意。
D、图中两电阻并联，电流不同、电阻不同，不能用控制变量法来探究电流产生的热量与电流大小和电阻的关系，故D不符合题意。
故选：C。
8．（2018?乐清市模拟）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．WR2＝UIt B．WR2＝（U0﹣U）It
C．WR2＝U0It D．
【解答】解：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。
二．填空题（共14小题）
9．（2018?椒江区校级三模）如图为某型号电冰箱的三脚插头，甲插头应与冰箱的　外壳　连接。电冰箱铭牌上标有“220V150W”字样，测得一天消耗的电能为1.2KWh．假设冰箱在压缩机停止工作时不消耗电能，则该冰箱压缩机在一天内工作的总时间为　8　h。
【解答】解：
（1）电冰箱的外壳一定要接地，可以避免金属外壳漏电时发生触电事故；由图知，三脚插头中甲插头是与三孔插座上方地线的插孔连接的，所以甲插头应与冰箱的外壳连接；
（2）电冰箱正常工作时的功率：P＝150W＝0.15kW，
电冰箱一天消耗的电能W＝1.2kW?h，
由P＝可得，电冰箱压缩机在一天内工作的总时间：
t＝＝＝8h。
故答案为：外壳；8。
10．（2018?柯桥区校级二模）严寒冬季，我国北方哨兵脚上穿有电热靴。一只靴内加热电路如图所示电源电压恒定，S2为三档旋钮开关（金属片M可分别拨至a、b、c处），电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点。这只电热靴的低温档功率为9W，则中温档的功率为　12　W。
【解答】解：
（1）由电路图可知，S1闭合、M接a时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，总功率最小，此时电热靴处于低温档，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，
所以，低温档的功率：
P低＝＝＝＝9W，
则 ＝18W；
（2）当S1闭合、M接b时，R1与R2串联，电热靴处于中温档，
则中温档的功率：
P中＝＝＝×＝×18W＝12W。
故答案为：12。
11．（2018?路桥区模拟）在研究“电流经过电阻产生的热量与哪些因素”有关的实验中，某同学设计了如图实验电路。
（1）连接电路，闭合开关后，发现甲瓶中的温度计示数上升比乙瓶快，这说明电阻R1　大于　R2。
（2）通电后，电阻丝发热，这是通过　做功　方式改变内能的。
（3）实验中，闭合开关，通电1分钟，读出甲乙的温度计示数分别为T甲1和T乙1．断开开关，待温度计示数下降后，再调节滑动变阻器的阻值，闭合开关，通电1分钟，再次读出甲乙的温度计示数分别为T甲2和T乙2，要得出电阻产生的热量与电流大小有关的结论，应比较哪两个数据　T甲1和T甲2 （或T乙1和T乙2）　（选填“T甲1、T乙1、T甲2和T乙2”）。
【解答】解：（1）甲、乙两瓶比较，两段电热丝串联，则通过两段电热丝的电流和通电时间都相同，甲瓶中的温度计示数上升比乙瓶快，说明R1产生热量多，由Q＝I2Rt 可知，R1的电阻大，即R1＞R2；
（2）通电后，电阻丝发热，这是通过做功（即电流做功）的方式改变内能的；
（3）为了探究电流产生的热量与电流大小的关系，要控制电阻和通过时间相同，只改变电流大小，用变阻器改变电流的大小，通过比较同一温度计温度的变化，比较同一电阻产生的热量，即比较T甲1和T甲2、或T乙1和T乙2。
故答案为：（1）大于；（2）做功；（3）T甲1和T甲2 （或T乙1和T乙2）。
12．（2018?绍兴二模）目前国内销售的空调都有“中国能效标识”字样的彩色标签，为蓝白背景的彩色标识，分为一到五共5个等级。能效比公式：空调能效比＝制冷量/额定功率。
能效比级别
一
二
三
四
五
能效比
3.4
3.2
3.0
2.8
2.6
（1）现有一批制冷量均为4200W的不同能效级别的空调，若能效比级别为“二”，则空调的额定功率为　1312.5　W。
（2）选用能效级别为“二”的空调与选用能效级别为“三”的空调均正常工作2h能节约电能　0.18　度。
【解答】解：（1）已知能效比级别为“二”时的数据为3.2，
由能效比公式：空调能效比＝制冷量/额定功率，可得，空调的额定功率P额2＝＝＝1312.5W。
（2）选用能效级别为“三”的空调的额定功率P额3＝＝＝1400W。
由P＝可得，节约的电能△W＝P额3t﹣P额2t＝1.4kW×2h﹣1.31kW×2h＝0.18kW?h。
故答案为：（1）1312.5；（2）0.18。
13．（2018?浙江模拟）如图为路灯自动控制，其工作原理利用了电磁开关和光敏电阻。图中虚线框内是电磁开关的结构示意图。当线圈（电阻不计）中电流大于或等于40mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，切断工作电路；电流小于40mA时，弹簧片和触点结合，接通工作电路。光敏电阻的作用相当于自动开关，在照射光较强（如白天）时阻值为零；照射光较弱（如黑天）时阻值无穷大。已知电源电压为36V，路灯标有“36V25W”字样。
（1）请将电路连接完整。
（2）秋分日，天气晴好时，此路灯装置一昼夜消耗的电能约为　0.3　kW?h。
（3）保护电阻的最大阻值应不超过　900　欧姆。
【解答】解：（1）因为光敏电阻在照射光较强（如白天）时阻值为零，为了防止电源短路，所以，应将保护电阻串联在控制电路中，如下图：
（2）路灯只有在夜间工作，秋分日，路灯的工作时间为t＝12h，
路灯的规格为“36V 25W”，
则路灯消耗的电能：W＝Pt＝0.025kW×12h＝0.3kW?h；
（3）白天应切断工作电路，依题意可得，控制电路中的最小电流为I＝40mA＝0.04A，
由欧姆定律可得，保护电阻的最大阻值：R＝＝＝900Ω；
故答案为：（1）如上图；（2）0.3；（3）900。
14．（2018?莲都区模拟）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示；把它们串联在电路中，如图乙所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则元件A消耗的电功率是　0.8W　；如果将两元件改为并联，接到电压为2.5V的电源上时，电源消耗的电功率是　2.25W　。
【解答】解：
（1）把元件A和B串联在电路中，闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，即电路中的电流为0.4A，
由图甲可知，当I＝0.4A时，UA＝2.0V，
则元件A消耗的电功率：
PA＝UAI＝2V×0.4A＝0.8W。
（2）如果将两元件改为并联，接到电压为2.5V的电源上时，
由图甲可知，U＝2.5V时，IA＝0.5A，IB＝0.4A，
根据并联电路电流的特点可得，干路电流：I′＝IA+IB＝0.5A+0.4A＝0.9A，
则电源消耗的电功率为：
P＝UI′＝2.5V×0.9A＝2.25W。
故答案为：0.8W；2.25W。
15．（2018?黄岩区模拟）小灯泡L上标有“2.5V”，它的电阻随它两端电压变化的图象如图甲所示。将小灯泡L和电阻R0接入图乙所示的电路中，电源电压为4V，且保持不变。闭合开关S，当小灯泡L恰好正常发光时，小灯泡的额定功率为　0.625　W，此时小灯泡L和电阻R0消耗的电功率之比为　5：3　。
【解答】解：
（1）由图象知，灯泡正常发光时，即灯泡两端电压为2.5V时灯丝电阻为RL＝10Ω。
灯泡正常发光时的功率：
PL＝＝＝0.625W；
（2）灯泡正常发光时，电路电流为I＝＝＝0.25A
因串联电路总电压等于各个用电器电压之和，
电阻两端的电压为：U0＝U﹣UL＝4V﹣2.5V＝1.5V；
电阻R0消耗的电功率：P0＝U0I＝1.5V×0.25A＝0.375W；
小灯泡L和电阻R0消耗的电功率之比为：
＝＝。
故答案为：0.625；5：3。
16．（2018?鄞州区模拟）如图所示为“iPad”的充电器，参数标有5V 2.1A，表示充电电压是5V，最大输出电流2.1A，电板充满电所储存的电能是113400J．若“iPad”充电时以最大输出电流充电，要将空电板充满电需要　3　小时，小明觉得充电时间太长了，他想为什么苹果公司在设计时不把最大输出电流提高呢？这样可以实现快速充电，于是他请教了科学老师，老师告诉了他一个信息，影响锂电池寿命的最大杀手是电板发热，小明恍然大悟，请你解释其中的原因　由于电流热效应，充电电流越大，单位时间电池产生的热越多，容易损坏电板　。
【解答】解：
（1）根据W＝UIt可得，将空电板充满电需要的时间：
t＝＝＝10800s＝10800×h＝3h；
（2）由于电流热效应，充电电流越大，单位时间电池产生的热越多，容易损坏电板，所以充电时不能提高最大输出电流。
故答案为：3；由于电流热效应，充电电流越大，单位时间电池产生的热越多，容易损坏电板。
17．（2018?富阳区一模）如甲图所示的电路中，电源电压为16V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图象信息可知，电路的最大总功率是　25.6　W，滑动变阻器的最大阻值是　70　Ω。
【解答】解：
（1）由电路图可知，当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路为R0的简单电路，此时电路中的电流最大，
由乙图可知，电路中的最大电流I大＝1.6A，
则电路的最大总功率：P＝UI大＝16V×1.6A＝25.6W；
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，由串联分压原理可知，变阻器两端的电压最大（即电压表的示数最大），此时电路中的电流最小，
由乙图可知，电路中的最小电流I小＝0.2A，变阻器R两端的电压UR＝14V，
由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值：
R滑大＝＝＝70Ω。
故答案为：25.6；70。
18．（2018?南浔区二模）研究电热跟哪些因素有关的实验中，甲乙两个烧瓶内的煤油质量相等，把两根电阻丝串联连接的目的是　控制电流相同　，通电一段时间后，甲烧瓶中煤油温度上升了5摄氏度，乙烧瓶中煤油温度上升了3摄氏度，则甲乙两根电阻丝的阻值之比是　5：3　。
【解答】解：
根据串联电路各处的电流相等可知，将两根不同的电阻丝串联起来接入电路，主要是为了控制电流相同，从而探究电热与电阻的关系；
电阻丝产生被煤油吸收，即Q放＝Q吸，
即：I2Rt＝cm△t，
所以有：＝，
所以：＝＝＝。
故答案为：控制电流相同；5：3。
19．（2018?新野县二模）如图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图象，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1W；再闭合开关S1，电流表示数为　0.7　A，此时电路消耗的总功率为　1.4　W。
【解答】解：（1）当闭合开关S、断开开关S1时，电路为L的简单电路，
由甲图象可知，当小灯泡的实际功率为1W时，灯泡两端的电压为2V即电源的电压U＝2V，通过灯泡的电流IL＝0.5A；
（2）当再闭合开关S1时，灯泡与定值电阻R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，
所以，此时R两端的电压为2V，由图象可知IR＝0.2A，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过L的电流不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流表的示数：
I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A，
电路消耗的总功率：
P＝UI＝2V×0.7A＝1.4W。
故答案为：0.7；1.4。
20．（2018?余姚市校级模拟）下列为课本中的两个实验装置图及实验的现象，请在题中空格处填入适当的内容。
（1）实验甲的现象说明　在电流、通电时间一定时，电流产生的热量跟电阻有关，电阻越大，产生热量越多　。
（2）四冲程汽油机的　做功　冲程与实验乙现象发生同样的能量变化。
【解答】解：
（1）图甲中，两个电阻不等的电阻串联在电路中，电流相等，通电时间相等，所以此实验探究电流产生的热量跟电阻的关系，现象说明在电流、通电时间一定时，电流产生的热量跟电阻有关，电阻越大，产生热量越多；
（2）由图乙可知，内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程发生同样的能量变化，都是将内能转化为机械能；
故答案为：（1）在电流、通电时间一定时，电流产生的热量跟电阻有关，电阻越大，产生热量越多；（2）做功。
21．（2018?鹿城区校级二模）电冰箱在结构上和工作过程中应用了许多科学知识。
家用电冰箱的用电部分主要是电动压缩机和照明灯泡，要求它们既能单独工作，又能同时工作。如图所示，其中电动压缩机M受温控开光S1控制，照明灯泡L受门控开关S2控制。冰箱里灯和压缩机正确的电路连接是　B　。
①电冰箱压缩机的额定功率是110W，一天冰箱正常工作时压缩机的耗电量是1.1KWh，可知一天中压缩机工作的时间是　10　小时。
②冰箱有“有氟”与“无氟”两种，有氟冰箱是指用氟利昂做制冷剂，无氟冰箱不采用氟利昂，而是采用环戊烷等做制冷剂。冰箱的构造与性能基本相同。下面的观点中支持推广无氟冰箱的有　CD　。
A．环戊烷取材容易，价格低廉，制作原料来源于石油、天然气。
B．环戊烷属于易燃易爆物，在生产、使用和维修过程中如果不注意安全操作会很危险。
C．无氟冰箱压缩机的温度比较高，若不注意通风散热，会影响冰箱正常运行和使用寿命。
D．有氟冰箱在报废处理过程中会释放氟利昂，氟利昂排放到大气中，会破坏大气臭氧层。
E．ODP表示消耗臭氧潜能值，GWP表示全球变暖潜能值。ODP值和GWP值越小，则对环境的影响越小。戊烷的0DP值和GWP值均为零。
【解答】解：由题意知，灯和压缩机是并联关系，且各自的支路有一个开关控制，干路上没有开关。故选B；
①因为P＝，
所以每天压缩机工作时间为t＝＝10h；
②氟利昂的泄露会破坏大气层中的臭氧层，环戊烷的ODP值和GWP值均为零，对臭氧层没有影响。为了保护人类赖以生存的大气环境，现在我们提倡使用“无氟“冰箱。无氟冰箱的重大改进首先就是不采用氟利昂，一般采用环戊烷等做制冷剂。故DE符合题意。
故答案为：B；①10；②DE。
22．（2018?余姚市校级模拟）如图甲所示，是某同学“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线，如图乙所示。根据图象可求得，R0的阻值为　1　Ω，滑动变阻器R的最大阻值为　5　Ω。
【解答】解：由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流。
（1）由P＝I2R可知，定值电阻R0的发热功率P0与电流I是二次函数关系，
则由图象可知，定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系图线是b，且定值电阻R0的最大功率P0＝9W，此时电路中的电流I＝3A，
由P＝I2R可得，电阻R0的阻值：
R0＝＝＝1Ω；
（2）电源电压U不变时，由P＝UI可知，电源的总功率PU与电流I成正比，图象是一条倾斜的直线，
由图象可知，电源总功率PU随电流I变化的关系图线是a，且电源总功率PU＝9W时，电流I＝3A，
由P＝UI可得，电源电压：
U＝＝＝3V；
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由图象可知，电路中的最小电流I′＝0.5A，
由I＝可得，电路中的总电阻：
R总＝＝＝6Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器的最大阻值：
R滑大＝R总﹣R0＝6Ω﹣1Ω＝5Ω。
故答案为：1； 5。
三．实验探究题（共4小题）
23．（2018?杭州模拟）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：　水的比热容大，温度变化小　。
（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：　气体的传热本领比液体好　。
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　用注射器抽气　。
③同学们用两根电阻丝R甲、R乙（R甲＞R乙）放入相同的甲、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　。
【解答】解：（1）设想一是错误的，因为水的比热容大，吸收相同的热量时，温度升高的小；放出相同的热量时，温度降低的小。
（2）①本实验采用了转换法，用玻璃管中液柱的高度变化来显示物体温度变化的大小，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。
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，可以用带有针头的注射器通过橡皮塞插入瓶内把瓶内的气体抽出一部分。
③图C中的两个电热丝串联，电流相等，且同时通断电，R甲＞R乙；加热相等时间后，甲、乙两玻璃管中液面如图D所示，甲管中液面上升的高度大于乙管中液面上升的高度，表明电阻丝放出热量的多少和电阻丝的电阻大小有关，电阻越大、放出的热量越多；可以得出的结论是：电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。
故答案为：（1）水的比热容大，温度变化小；（2）①气体的传热本领比液体好；②用注射器抽气；③电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。
24．（2018?吴兴区校级三模）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　短路　（“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　B　（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图象，结合图象，可计算出小灯泡的额定功率是　0.5　W。
【解答】解：
（1）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，说明电路为通路；电压表读数为零，说明灯泡发生了短路，导致灯泡不亮、电压表也被短路而无示数；
（2）由图乙知，电压表的量程是0～3V，分度值是0.1V，此时电压表示数是2.2V，小于灯泡的额定电压；要使灯泡正常发光，应增大灯泡两端的电压，减小变阻器两端的电压，由串联分压规律可知，应减小变阻器接入电路的阻值，故滑片P应向B端移动，直到电压表示数为2.5V为止；
（3）由I﹣U图象可知，灯泡的额定电压2.5V时对应的电流为0.2A，
则灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
故答案为：（1）短路；（2）B；（3）0.5。
25．（2018?西湖区校级二模）在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡L1额定电流为0.2A，电阻小于10Ω。
（1）连接电路时开关应处于　断开　状态。
（2）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。
（3）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于　A　（选填“A”或“B”）端。
（4）实验电路连接完毕后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数、电压表无示数，产生此现象的可能原因是（写一条即可）　小灯泡短路了　。
（5）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，并绘制成如图所示的I﹣U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是　0.3　W。
（6）用上述电路测量了L1的额定功率后，再测定一个额定电流为“0.4A”的灯泡L2的额定功率，L2的电阻略小于10Ω，需更改表的量程，且更换成L2后应该将滑动变阻器的滑片从原来的位置往　B　（选填“A”或“B”）移动，使L2正常发光。
【解答】解：（1）为了保护电路，在连接电路时应将开关断开；
（2）测小灯泡电功率的实验中，电压表应与灯泡并联，
电阻小于10Ω，由欧姆定律可得灯泡的额定电压小于：U＝IR＝0.2A×10Ω＝2V，所以电压表应使用0﹣3V量程，如图所示：
（3）为了保护电路，闭合开关前，由图甲知，滑动变阻器的滑片P应位于最大值A端；
（4）闭合开关，电流表有示数，说明电路中通路，但灯泡不亮，电压表无示数，所以故障原因可能是小灯泡短路了；
（5）当通过灯泡的电流等于其额定电流0.2A时，灯泡正常发光，由图象知此时灯泡两端电压为1.5V，
所以灯泡的额定功率：P＝U额I＝1.5V×0.2A＝0.3W；
（6）L2的电阻略小于10Ω，额定电流为0.4A，灯泡L2额定电压约为0.4A×10Ω＝4V＞3V，所以应更换电压表量程；
灯泡额定电压变大，由电路图可知，应向B端移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值减小，这样能减小变阻器分得电压，从而使灯泡两端电压增大，当灯泡电压增大到额定电压时，灯泡正常发光。
故答案为：（1）断开；（2）见上图；（3）A；（4）小灯泡短路了；（5）0.3；（6）B。
26．（2018?余姚市校级模拟）在科学实验考查中，小科、小敏两位同学分别做测定小灯泡电功率的实验。两同学实验中除了小灯泡可能不同外（小灯泡的额定电压可能是“2.0V”或“2.5V”），其他所使用的器材规格均相同。
（1）小科设计了如图甲所示的电路图，请你根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实验电路补充完整（要求导线不能交叉）。
实验
次数
电压表
示数
电流表
示数
小灯泡亮暗程度
1
1.4V
0.16A
暗
2
2.5V
0.26A
正常发光
3
3.0V
0A
不发光
（2）小科按图正确连接好电路后，闭合开关，记录了第1组数据。移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，记录了第2组数据。小科接着把滑片移到滑动变阻器的另一端时，小灯泡突然熄灭（灯丝烧断），此时小科记录了第3组数据。根据表格中的数据可知，小科所用的滑动变阻器的最大阻值为　10　Ω．（假设电源电压不变）
（3）小敏按照自己所设计电路连接电路后进行实验。当小灯泡正常发光时，电压表的示数如图丙所示，此时滑片恰好在滑动变阻器的中点，则小敏所选用小灯泡的额定功率是　0.4　W。
【解答】解：（1）小灯泡的额定电压可能是“2.0V”或“2.5V”，电压表的量程选0～3V，如图所示：
；
（2）当灯泡断路时，电压表示数等于电源电压，即U＝3V．灯泡发光较暗时，滑动变阻器两端的电压U滑＝U﹣U灯＝3V﹣1.4V＝1.6V，
由I＝可得滑动变阻器阻值：
R滑＝＝＝10Ω，小科所用的滑动变阻器的最大阻值为10Ω；
（3）由（2）知电源电压，即U＝3V．电压表的量程选0～3V，由图丙可得，UL＝1V，
滑动变阻器的电压：U滑′＝U﹣UL＝3V﹣1V＝2V，
由I＝可得，电路中电流：I′＝I滑＝＝＝0.4A，
小敏所选用小灯泡的额定功率：
P＝ULI＝1V×0.4A＝0.4W。
故答案为：（1）如上图；（2）10；（3）0.4。
四．计算题（共4小题）
27．（2018?上城区一模）现在燃气热水器的使用越来越普遍。表中是某燃气热水器的技术参数，其中“温升25℃热水产率12L/min”含义是：每分钟进水12L，并使水温升高25℃。
产品名称
燃气热水器
燃气种类
天然气
温升25℃热产水率
12L/min
（1）如果洗澡过程中持续用水15分钟，水所吸收的热量是多少？（水的比热容为4.2×103J/（kg?°C））
（2）已知天然气的热值为8×107J/m3，热水器每分钟消耗的天然气为0.025m3，那么热水器的效率为多少？
【解答】解：
（1）由题知，每分钟进水12L，并使水温升高25℃，
由ρ＝可得，洗澡15分钟进水质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×15×12×10﹣3m3＝180kg，
水所吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?°C）×180kg×25℃＝1.89×107J；
（2）热水器每分钟消耗的天然气为0.025m3，所以15分钟消耗天然气的体积：
V＝0.025m3/min×15min＝0.375m3，
天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.375m3×8×107J/m3＝3×107J，
热水器的效率：
η＝×100%＝×100%＝63%。
答：（1）如果洗澡过程中持续用水15分钟，水所吸收的热量是1.89×107J；
（2）已知天然气的热值为8×107J/m3，热水器每分钟消耗的天然气为0.025m3，那么热水器的效率为63%。
28．（2018?温岭市校级模拟）养生壶是一种用于养生保健的可以烹饮的容器，类似于电水壶，其最大的特点是采用一种新型的电加热材料，通过高温把电热膜电子浆料（金属化合物）喷涂在玻璃表面形成面状电阻，在两端制作银电极，通电后产生热量把壶内的水加热。小明家买了一把养生壶（图甲）小明关闭了家中的其它所有用电器，并在壶中加入初温为25℃的水，6分钟将水烧开（标准大气压下），求：
其铭牌如下表所示：
型号
HX201504
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1210W
（1）在加热过程中家用电能表（图乙）的转盘转了300转，此过程中养生壶消耗的电能是多少J？
（2）如果养生壶的热效率是87.5%，则壶中水的质量是多少？
（3）养生壶两端的实际电压是多少？（不考虑温度对电阻的影响）
【解答】解：（1）养生壶消耗的电能为：
W＝kW?h＝0.1kW?h＝3.6×105J；
（2）由η＝可得水吸收的热量为：
Q吸＝Wη＝3.6×105J×87.5%＝3.15×105J；
由Q吸＝cm△t可得水的质量为：
m＝＝＝1kg；
（3）根据P＝可得：
R＝＝＝40Ω，
实际电功率为：
P实＝＝＝1000W，
则实际电压为：
U实＝＝＝200V。
答：（1）养生壶消耗的电能是3.6×105J；
（2）壶中水的质量是1kg；
（3）养生壶两端的实际电压是200V。
29．（2018?西湖区模拟）随着国家大力倡导共享经济，大量的共享单车和电动车出现在了马路上。下表是一辆共享电动车的铭牌上给出的技术参数。
车型
整车质量
最大载重
电动机输出功率
额定电压
额定电流
26寸电动车
30kg
120kg
160W
40V
5.0A
根据表中数据计算：
（1）该电动机正常工作10分钟，线圈产生的热量。
（2）该电动机线圈的电阻。
（3）该电动机正常工作时的效率。
【解答】解：
（1）电动机的输入功率：
P总＝UI＝40V×5A＝200W，
由表中参数可知，电动机的输出功率：P出＝160W，
内部的发热功率：
P热＝P总﹣P出＝200W﹣160W＝40W；
电动机正常工作10分钟，线圈产生的热量：
Q＝W＝P热t＝40W×10×60s＝24000J；
（2）由电动机的发热功率：P热＝P总﹣P出＝I2r，
则电动机线圈的电阻：
r＝＝＝1.6Ω；
（3）电动机的效率η＝＝×100%＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）该电动机正常工作10分钟，线圈产生的热量为24000J。
（2）该电动机线圈的电阻1.6Ω。
（3）该电动机正常工作时的效率为80%。
30．（2018?镇海区校级一模）如图电路中，电源电压保持不变，变阻器的变化范围为0～50Ω，小灯泡标有“6V3.6W”，忽略灯泡的电阻随温度的变化。调节变阻器滑片到A位置时，小灯泡正常发光，电压表示数为3V．移动变阻器滑片到B位置时，恰使变阻器消耗的功率与滑片在A位置时相同。求变阻器滑片在B位置时，电压表的示数为多少？此时小灯泡的实际功率是多少？
【解答】解：由P＝得，灯泡的电阻为：
RL＝＝＝10Ω；
由图知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压；
由题知，当滑片到A位置时，小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压UL＝U额＝6V，此时电压表示数为3V，根据串联电路电压的特点可得，电源电压：
U＝UL+U滑＝6V+3V＝9V；
此时电路的电流为：

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