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考点22 电功率【知识回顾】考点一、电能、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=3.6106J；“1度”的规定：1kw的用电器工作1h消耗的电能。7电功的测量电能表：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。电能表上“220V、5A、3000R/kWh”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。读数时：最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位；电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。考点二、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）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电功率单位：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，可根据公式I额=P额/U额计算出该灯的额定电流；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实际功率大小：当U实=U额时，P实=P额灯正常发光；当U实U额 时，P实P额灯光暗淡；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。考点三、测量小灯泡电功率一、伏安法测量小灯泡的电功率1.实验目的：学习用电压表和电流表测量小灯泡的额定功率和实际功率，并加以比较。2.实验原理：要测量小灯泡的电功率，根据电功率公式，可以用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流。3.实验器材：电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、开关、导线若干。4.设计并进行实验：（1）按照图所示的电路图连接好实验电路，连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器的滑片置于最大阻值处。（2）检查电路连接无误后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使小灯泡两端的电压等于额定电压，记录电压表与电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。（3）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压小于小灯泡的额定电压，记录电压表和电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。（4）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，记录电压表与电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。（5）整理好实验器材。（6）用公式计算出小灯泡的额定功率和实际功率，记录在下表中。实验序号电压/V电流/A电功率/W小灯泡亮度12.50.310.78正常22.00.250.50较暗33.00.381.14较亮5.分析与论证（1）分析表格中的实验数据后，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡的电功率越大，灯泡发光越亮。（2）小灯泡的亮度直接由它的实际功率决定。（3）小灯泡两端的实际电压只有在不高于额定电压时，才处于安全使用状态。（4）小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。6、实验结论（1）当实际电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光。（2）当实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际更率小于额定功率，小灯泡发光较暗。（3）当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光较亮。7、注意事项（1）电源电压应高于灯泡的额定电压；滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的正常工作电流，滑动变阻器的最大阻值应与小灯泡的电阻差不多，这样会使滑动变阻器的调压效果明显。（2）连接电路时，电压表的量程要参照小灯泡的额定电压来选择，电流表的量程应根据灯泡的额定电流来选择，如果灯泡的额定电压或电流位置，则要采用试触的方法判断。（3）连接电路时，开关要断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电流表。（4）闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置，以防止电路中电流过大，其保护电路作用。（5）调节小灯泡两端的电压高于额定电压时要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡。注意：伏安法测小灯泡电功率与伏安法测电阻阻值的异同。相同点：实验电路基本相同，可采用同一电路；实验方法相同，都是伏安法；测量的物理量相同，都测量电流I和电压U。不同点：实验原理不同，测小灯泡电功率的实验原理，测电阻阻值的实验原理是；数据处理方式不同，测电阻阻值时需要多次测量，最后求平均值以减小实验误差，而测小灯泡电功率时也需要多次测量，但不能用来求平均值，而是寻找不同电压下的电功率有什么规律。考点四、焦耳定律1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。2.焦耳定律：电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。3.焦耳定律公式：Q=I2Rt。式中单位Q焦(J)；I安(A)；R欧()；t秒。4.当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q，如电热器、纯电阻就是这样的。5.电热的利用：电热毯、电熨斗、电烤箱等；电热的防止：电视机后盖有很多孔是为了通风散热，电脑运行时也需要风扇及时散热。【考点梳理】考点一、电能、电功本考点主要内容有电功、电能的基本概念，电功的基本计算、电能的概念与计算，电阻串并联电路电功的特点。本节不涉及实验探究题类试题，但与其他知识点结合组成一个大型计算题还是会经常出现的。从近三年中考试题来看，对本节内容的考查主要集中在对电功、电能概念的考查、对电能简单计算的考查、对动态电路的考查、对串并联电路电功特点的考查等方面。考题以选择题、填空题、计算题形式出现，并以填空题居多。尤其注意的是电能表的使用与相关计算，在许多地区中考试题中属于常考内容，需要认真理解和熟悉有关的计算。考点二、电功率本考点主要内容有电功率的概念，电功率基本计算及其应用。本节内容涉及到的计算问题较多，有的是单考电功率知识，一般属于基础题，较简单；有的把电功率与其他知识点结合组成一个考题，除考查对电功率的理解外，还考查电学其他知识点；更多的是有关电功率的计算，并且此类题目一般作为大型计算题出现，分值高、涉及知识面广、题目属于中等或较难。从近三年中考试题来看，对本节内容的考查主要集中在对电功率概念的考查，对电功率的计算，电功率在生活中的应用等。考题以选择题、填空题、计算题形式出现，并以选择题居多。考点三、测量小灯泡电功率测量小灯泡电功率是中考物理试卷中实验探究类考题的常考内容，如果说是必考内容也不过分，经统计中考物理试卷有关测量小灯泡电功率的实验探究题出现的概率在85%左右，所占分值在6分12分之间。由此可见此内容在中考试卷地位和重要性。测量小灯泡实验探究题常见考查问题有：实验电路的纠错、分析、补充；电路故障排除；实验步骤与实验科学方法分析；实验手段分析；电功率概念理论研究；实验态度和实验误差等。纵观各地中考考纲和近三年考卷，对电功率的实验探究中考试卷中仍会出现，主要考查方式、内容和分值也不会有更多变化。考点四、焦耳定律焦耳定律同样是本章重点，主要讲述了什么是电流热效应、焦耳定律的内容与应用、电热计算等。尤其是电热计算，是焦耳定律在生活电器、电热器具中的应用，主要考察学生的计算能力和利用所学知识解决生活中的实际问题的能力。所以，对本部分内容的考查题型灵活，题目有简单，也有较难和难度较大的，且分值也较大。考点一、电能、电功【典例一】(2019武威)如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电_kWh。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次。该用电器在上述时间内消耗的电能为_kWh，它的实际电功率是_W。【答案】5546.7；0.02；400。【解析】（1）该表盘上显示数字为55467，因为最后一位是小数、单位是kWh，所以显示已用电5546.7kWh；（2）1600imp/（kWh）表示每消耗1kWh的电能，指示灯闪烁1600次，指示灯闪烁32次，则该用电器消耗的电能：W=kWh=0.02kWh，该用电器的实际电功率：P=0.4kW=400W。故答案为：5546.7；0.02；400。【举一反三】1.（2018长沙）如图L1、L2是规格分别为“6V、6W”，“3V、2.7W”的小灯泡,将它们连在如图的电路中,电源电压恒定不变,当只闭合S时,L2正常发光。(不计温度对灯泡电阻的影响)求:(1)电源电压；(2)灯泡L1的电阻R1；(3)当S、S1都闭合时,10s内电流做的总功。【答案】（1）3V；（2）6；（3）42J。【解析】（1）当只闭合S时，灯泡L2正常发光，灯泡两端电压U=3V，通过灯泡L2的电流：；电源电压U=3V；（2）灯泡L1的电阻；（3）当S、S1都闭合时，L1和L2并联，通过L1的实际电流；通过干路的电流I=I1+I2=0.5A+0.9A=1.4A，电路消耗的总电功率P=UI=3V1.4A=4.2W；电流做的功W=Pt=4.2W10s=42J 。故答案为：（1）3V；（2）6；（3）42J。2.（2019泸州）小明家电热水器铭牌标识为“220V、1000W”。由于使用了多年，该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，为准确测量氧化电热丝的实际电阻值，小明在家中把该电热水器单独接入220V的家庭电路中工作5min，发现电能表指示灯闪烁了242次，电能表规格如图所示。问：（1）小明测得该电热水器的实际电功率是多少？（2）该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少？（3）为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝，则并联的这段电热丝的电阻值为多少？【解析】（1）3000imp/kWh表示每消耗1kWh的电能，指示灯闪烁3000次，所以，电能表指示灯闪烁了242次消耗的电能：W=kWh=3.6106J=2.904105J，该电热水器的实际电功率：P实=968W；（2）由P=UI=可得，该电热水器氧化电热丝的实际电阻值：R实=50；（3）电热水器铭牌标识的功率对应的电阻：R=48.4，为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝R，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，解得：R=1512.5。答：（1）小明测得该电热水器的实际电功率是968W；（2）该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是50；（3）并联的这段电热丝的电阻值为1512.5。3.（2019河南）在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作2min，测得家中如图所示的电能表的转盘转了70r，热水器的实际功率为_W；若不计能量损失，这段时间内热水器中50L的水可升温_由于热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度考虑，热水器的电源线比冰箱的要_（选填“粗”或“细”）。已知水=1.0103kg/m3，c水=4.2103J/（kg）【解析】（1）电能表的转盘转70r，电热水器消耗的电能：W=0.07kWh，工作时间t=2min=h，则该电热水器的实际功率：（2）电热水器消耗的电能：W=Pt=2100W120s=2.52105J，水的体积V水=50L=0.05m3，由=可得，水的质量：m水=水V水=1.0103kg/m30.05-3m3=50kg；因为不计能量损失，所以水吸收的热量：Q吸=W=2.52105J，由Q=cmt得，水升高的温度：（3）由于电热水器的功率远大于冰箱，根据P=UI可知，电热水器工作时的电流远大于冰箱，相同条件下热水器导线上产生的热量较多。为保证线路安全，在电流和通电时间一定时，电热水器选择较粗的电源线，可以减小导线电阻，根据Q=I2Rt可知，电源线产生的热量减少，可防止电源线快速老化而引发安全事故。故答案为：2100；1.2；粗。考点二、电功率【典例二】（2019河北）如图所示，电源电压不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，a、b是电流表或电压表。当只闭合开关S、S1时，a、b的指针均明显偏转，将位于中点的滑片P向左移动，a的示数不变，b的示数有变化。以下说法正确的是（ ）。Ab是电流表；B只闭合S、S2，移动滑片P，则a示数的变化量与b示数的变化量的比值可能等于R1+R2；C若将b换成另一种电表，只闭合S、S2，将滑片P向右移动，R2消耗的功率一定变大；D若将a与b的位置互换，只闭合S、S2，则a的示数与b的示数的比值可能等于R2【答案】AD。【解析】A、只闭合开关S、S1时，电表b与滑动变阻器R串联，且滑片P向左移动，b的示数有变化，则b一定是电流表，故A正确；若a为电流表，测通过R2的电流，由于R2的阻值和两端的电压均不变，滑片P向左移动，a的示数不变；若a为电压表，测电源电压，其示数也不变，a可能是电流表也可能是电压表；B、为电压表、b为电流表时，只闭合S、S2，此时R1与R串联，电压表a测R两端的电压，电流表测电路中的电流，则有：R1，即a示数的变化量与b示数的变化量的比值等于R1；a、b均为电流表时，只闭合S、S2，R、R2被短路，电路为R1的简单电路，移动滑片P，a、b两表的示数变化量均为0，故B错误；C、将b换成电压表，a为电压表时，只闭合S、S2，R1、R2与R串联，滑片P向右移动，电阻变小，电路总电阻变小，电流变大，根据PI2R2可知，R2消耗的功率变大；若将b换成电压表，a为电流表时，只闭合S、S2，R被短路，R1、R2串联，滑片P向右移动，电阻不变，电路总电阻不变，电流不变，根据PI2R2可知，R2消耗的功率不变，故C错误；D、为电压表、b为电流表时，若将a与b的位置互换，只闭合S、S2，R被短路，R1、R2串联，电流表测电路中的电路，电压表测R2两端的电压，则a的示数与b的示数的比值为R2；a、b均为电流表时，若将a与b的位置互换，只闭合S、S2，R、R2被短路，电路为R1的简单电路，两电流表的示数相等，其比值为1，故D正确。故选AD。【举一反三】1.（2018淄博）如图所示，电源电压不变，只闭合开关S1，灯泡L发光，电压表有示数：再闭合开关S2，电路中出现的情况是（ ）。 A电压表的示数变小；B电路的总电阻不变；C灯泡L的亮度不变；D电路的总功率变大【答案】D。【解析】ABC、只闭合开关S1，为串联电路，电阻R与灯泡L串联；电压表测量的是R两端的电压，根据串联电路的电压特点可知，电压表示数要小于电源电压；开关S2闭合时，灯泡被短路，灯泡不发光，电路中只有R，总电阻减小；电压表测量的是电源电压，故电压表示数变大；故ABC错误；D、开关S2闭合后电路总电阻R总变小，电流变大，电阻R两端的电压变大，根据P=UI可知电路的总功率变大，故D正确。故选D。2.（2019天津）如图甲所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移动到b端的整个过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示。则电阻R1的阻值为_；当变阻器滑片P处于a端时，电阻R1消耗的电功率为_W。【答案】10；0.1。【解析】由电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）当滑片位于b端时，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，此时电路中的电流最大，由图象可知，电源电压U=3V，此时R1两端的电压U1=U=3V，电路中的电流I=0.3A，由欧姆定律可得：R1=10；（2）当滑片位于a端时，R1、R2串联，电压表测R1两端的电压，由图象可知，此时电路中的电流I=0.1A时，R1两端的电压U1=1V，电阻R1消耗的电功率P1=U1I=1V0.1A=0.1W。故答案为：10；0.1。3.（2019岳阳）如图所示，电源电压恒定不变。闭合开关后，滑动变阻器的滑片P由b端移到某点c的过程中，电压表的示数由4V变为3V，电流表的示数由0.2A变为0.3A，由此可知（ ）。A电源电压为7VBR1的阻值为20C电路消耗的最小功率为1.2WD滑片P在b端时，10秒内R1产生的热量为12J【答案】C。【解析】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）由“闭合开关后，滑动变阻器的滑片P由B端移到某点C的过程中，电压表的示数由4V变为3V，电流表的示数由0.2A变为0.3A，”可知，R2两端电压为4V，ac两端电压Uac=3V，当滑动变阻器的滑片P在b端时，电流I=0.2A，当滑片P由b端移到某点c时，电流I=0.3A，设电源电压为U， 解得R1=10，U=6V，故AB错误；（2）滑动变阻器滑片P在b端时，R1与R2串联，由P=UI可得，电路消耗的最小功率P=UI=6V0.2A=1.2W，故C正确；（3）滑片P在b端时，根据串联电路的电压特点可得，R1两端电压U1=U-U2=6V-4V=2V， 10秒内R1产生的热量Q=W=U1It=2V0.2A10S=4J，故D错误。故选C。考点三、测量小灯泡电功率【典例三】（2019海南）在测量小灯泡电功率的实验中，已知灯泡额定电压U额=2.5V，电源电压保持不变。（1）用笔画线代替导线把甲图电路连接完整。（2）调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V，此时电流表示数（如图乙）为_A。则小灯泡的额定功率为_W。（3）如果没有电压表，用如图丙所示电路也可测小灯泡的额定功率。其中，定值电阻的阻值为R0。先断开开关S2、闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为；再保持变阻器滑片的位置不变，只断开开关_、闭合其它开关，读出电流表示数为I，灯泡额定功率的表达式为P额=_（用R0、U额、I的代数式表示）。【答案】（1）如图所示；（2）0.28；0.7；（3）S1 。【解析】（1）由图知，只需用一条导线将滑动变阻器下端的一个接线柱连接到小灯泡右端的接线柱即可，连接情况如图所示；（2）由图乙知，电流表使用的量程是0.6A，则读出的示数为0.28A，由P=UI，计算出小灯泡的额定功率为；（3）根据实验原理P=UI，为了得出小灯泡的额定功率，需要知道的数据是U额和I额；当断开开关S2、闭合开关S、S1时，定值R0与小灯泡并联接在电路中，电流表测通过R0的电流I0，由题意知（此式表明电阻R0与小灯泡两端的电压为U额）；保持变阻器的滑片的位置不变，可通过断开S1，闭合S和S2使电流表示数等于通过R0和小灯泡的电流之和，然后再利用并联电路的电流规律得出通过小灯泡的电流（因为这样设计开关的通断仍然能保证R0与小灯泡两端的电压为U额，所以此时通过小灯泡的电流刚好为I额），根据题意可得出，所以灯泡额定功率的表达式为。【举一反三】1.（2019达州）实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为6V）开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻约为10）、滑动变阻器（“20 1A”）、导线若干。（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整（要求：滑片向右移动灯泡变亮）。（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是 。（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。从图象中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 （选填“变大”、“变小或“不变”）。（4）小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，他又借到了一个滑动变阻器（50 0.5A）和五个定值电阻（5、10、15、20g、25），其余器材不变。用定值电阻更换甲图中的灯泡，小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，则实验中他所用的滑动变阻器是 （选填字母：A.20 1A B.50 0.5A），若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14，则所用定值电阻的阻值为 。（5）下课前老师布置了一道课后作业。要求：在只有下列实验器材的前提下测出未知定值电阻Rx的阻值。实验器材：电阻Rx、电源（电压恒定但未知）、滑动变阻器（已知最大阻值为R0）、电流表、开关、导线若干。小张同学设计了如图戊所示的电路图，用以下步骤测Rx的阻值。闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I1未超过电流表的量程）；请帮他写出Rx的表达式：Rx （用字母R0、I1、I2表示）。【答案】（1）如上所示；（2）电流表指针没有调零；（3）0.625；变大；（4）B；10；（5）。【解析】（1）滑片向右移动灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器滑片右下接线柱连入电路中，如下所示：（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是电流表指针没有调零。（3）根据绘制的小灯泡的电流随其两端电压变化的关系知，灯在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：PUI2.5V0.25A0.625W；从图象知，当电压为0.5V时，电流为0.1A，由欧姆定律，灯的电阻为：R15，同理，灯正常发光时的电阻为10，故当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 （灯的电阻）变大；（4）图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，电流与电阻之积为：UIR0.1A250.5A52.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑UUV6V2.5V3.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的1.4倍，根据分压原理，当接入25电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑1.42535，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少35的滑动变阻器，则实验中他所用的滑动变阻器是50、0.5A，选B；若变阻器连入的阻值为14，由欧姆定律，电路的电流为：I0.25A，由欧姆定律，则所用定值电阻的阻值为：R定10；（5）闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I1未超过电流表的量程）；在中两电阻串联，由电阻的串联和欧姆定律，电源电压：UI1（Rx+R0）在中，为R0的简单电路，由欧姆定律：UI2R0，因电源电压不变，故：UI1（Rx+R0）I2R0，Rx的表达式：Rx。故答案为：（1）如上所示；（2）电流表指针没有调零；（3）0.625；变大；（4）B；10；（5）。2.（2019遂宁）在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V的小灯泡，滑动变阻器、开关、导线若干，部分实物电路如图甲所示。（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：滑片P向右移动时小灯泡变亮）。（2）连接好电路，闭合开关，发现小灯泡很亮，电压表示数为3V断开开关，经检查，各元件完好，电路连接正确则实验中操作错误之处是_。（3）改正错误后进行实验，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器的滑片P应向_端移动（选填“A”或“B”）。（4）图丙是由实验数据描出的小灯泡的I-U图象，则小灯泡额定功率是_W。（5）根据小灯泡的I-U图象计算出不同电压下灯丝电阻值不同，原因是灯丝电阻随_的变化而变化。（6）若用第（3）小问中所测得数据算出灯泡的电阻RL，再根据P=计算灯泡的额定功率。按此方案算出灯泡的额定功率比真实值_（选填“偏大”或“偏小”）。【答案】滑动变阻器的滑片没有调到阻值最大处；B；0.625；温度；偏大。【解析】（1）滑动变阻器的右下方接线柱与开关相连时，滑片P向右移动时小灯泡变亮，如下图所示：（2）连接好电路，闭合开关，发现小灯泡很亮，电压表示数为3V，且各元件完好，电路连接正确，则实验中操作错误之处是：滑动变阻器的滑片没有调到阻值最大处；（3）由图乙可知，电压表的量程为03V，分度值为0.1V，示数为2V，若要测量小灯泡的额定功率，应使电压表的示数达到2.5V，由串联电路的分压特点可知，应减小滑动变阻器接入电路中的电阻，即滑片P应向B端移动；（4）由图丙可知，电压表的示数为2.5V时，通过的电流为0.25A，则小灯泡额定功率是P=UI=2.5V0.25A=0.625W；（5）根据小灯泡的I-U图象计算出不同电压下灯丝电阻值不同，原因是灯丝电阻随温度的变化而变化；（6）由图丙可知，灯泡两端的电压为2V时，通过的电流为0.225A，由I=的变形式R=可得，灯泡两端的电压为2V、2.5V时的电阻分别为8.9、10，若用第（3）小问中所测得数据算出灯泡的电阻RL，再根据P=计算灯泡的额定功率，按此方案算出灯泡的额定功率比真实值偏大。故答案为：（1）如上图所示；（2）滑动变阻器的滑片没有调到阻值最大处；（3）B；（4）0.625；（5）温度；（6）偏大。3.（2019海南）在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20 2A“，小灯泡的额定电压U额=2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10、20的定值电阻R0可供选择。（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为_W。12345电压/V1.01.52.02.53.0电流/A0.240.320.380.44电功率/W（3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而_。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0=_的定值电阻。（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“015V”，请将以下实验步骤补充完整。检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为_；滑片不动，再将开关S1，拨至“2”，读出电压表示数为U0；小灯泡的额定功率：P额=_。（用U额、U0、R0表示）若步骤中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值_（选填“偏大”或“偏小”）。【解析】（1）由P=UI得，小灯泡的额定电流约为：，所以，电流表选择0-0.6A的量程；灯泡、R0及滑动变阻器串联，故将电流表的“0.6”接线柱与电源的“+”极连接，小灯泡的左接线柱与R0的左接线柱连接，如图所示：（2）由（1）可知，电流表选择0-0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.42A，则小灯泡的额定功率：P额=U额I额=2.5V0.42A=1.05W。（3）由表中数据可知，随着灯泡两端电压的增大，电流也增大，根据P=UI可知，小灯泡消耗的电功率增大，即小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大。由表中数据可知，第5次实验电流最大，此时电路总电阻最小，由I=可得，第5次实验时电路总电阻：，因R总=RL+R0+R滑，已知定值电阻R0的阻值为10或20，故小聪在实验中选用的是R0=10。（4）要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，小灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，灯泡正常发光时，电压表的示数：UV=U-U额=8V-2.5V=5.5V。滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电压表测R0两端的电压U0，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流：。小灯泡的额定功率：P额=U额I额=U额。将开关S1拨至“2”，滑片向右移动稍许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压知识可知，滑动变阻器两端的电压变大，定值电阻R0两端的电压U0变小，根据P额=U额I额=U额可知，测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。故答案为：（1）如上图所示；（2）1.05；（3）增大； 10；（4）5.5V； U额；偏小。考点四、焦耳定律【典例四】（2019益阳）如图所示电路，电源电压不变，R1为发热电阻，阻值10R2为定值电阻，阻值为20R为滑动变阻器（A、B为其两个端点）。闭合开关S，当滑片P移动到A端时，电流表的示数为0.3A，电源电压U=_V当滑片P移到B点时，发热电阻R1在1分钟内产生的热量为_J。【答案】故答案为：6；216。【解析】由图知，闭合开关S，当滑片P移动到A端时，R1和R2并联，电流表测量通过R2的电流。因为I=，所以电源电压为U=I2R2=0.3A20=6V；滑片P移动过程中，R1两端电压不变，阻值不变，所以1分钟内产生的热量为。故答案为：6；216。【举一反三】1.(2019岳阳)一新款节能电炖锅如图甲，有关技术参数如表（设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变）。额定电压电炖锅档位额定功率/W200V低温200中温400高温600（1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流（计算结果保留一位小数）；（2）在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于中温挡状态的电炖锅工作，观察到标有“1800r/（kWh）”的电能表转盘在12ls内转了20圈，求此时的实际电压；（3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，待水温达到50时开始计时，绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息，通过计算，分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。【解析】（1）由表中数据可知，高温的功率P高=600W，由P=UI可得，在高温档工作时，电路中的电流：；（2）由可得，电炖锅的电阻：，电炖锅在高档工作时，电能表转盘在在121s内转了20r，则电炖锅消耗的电能：，实际功率为：，由可得，电路的实际电压：（3）高温档消耗的电能W高=p高t高=600W660s=2.16105J，则水升高1消耗的电能2.16105J/20=1.08104J，低温档消耗的电能W低=P低t低=200W960s=1.08105J，则水升高1消耗的电能为1.08105J/8=1.35104J，因为1.08104J1.35104J，且两档加热水的质量相同，所以加热等质量的水升高1，高温档比低温档消耗电能少，用高温档节能。答：（1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流是2.7A； （2）在用电高峰期，此时的实际电压是200V； （3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，由（3）可知用高温挡更节能。2.（2019贵港）家用电吹风的简化电路如图5所示，主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是_，正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是_J。 【答案】48.4；3105。【解析】由表知，电热丝吹热风时，电热丝的额定功率为P=1000W，额定电压为U=220V，故电热丝的阻值为；正常工作吹热风5min电热丝产生的热量为：。3.（2019湘潭）图是某电水壶的铭牌，该电水壶正常工作1min产生 J的热量，如果这些热量84%被冷水吸收能使2.0L的水温度升高上 。【解析】（1）由图知，电水壶的额定功率为1500W，所以正常工作1分钟产生的热量：QWPt1500W60s9104J；（2）由可得水的质量：mV1.0103kg/m32.0103m32kg，这些热量84%被冷水吸收，即Q吸84%Q放，由Qcmt得水升高的温度：t9。故答案为：9104；9。一、 选择题1.（2019苏州）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I-U图线如图所示。下列说法正确的是（ ）。A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小；B.甲、乙两灯的额定功率之比为4：1；C.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3：2；D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1：3【答案】D。【解析】A由甲、乙曲线图可知，灯泡的电阻随电压的增大而增大。故A错误；B由于甲、乙两灯的额定电压均为6V，由图象可知：I甲额=0.6A，I乙额=0.3A，则：=，故B错误；C、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，由图象可知：I甲=0.3A，I乙=0.2A，根据I=可得电阻之比；=，故C错误；D把甲、乙两灯串联接在8V的电源上时，通过它们的电流相等，且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和，由图象可知，当电路中的电流为0.3A，甲灯的实际电压为2V，乙灯的实际电压为6V时满足电源电压为8V，所以实际功率之比：P甲：P乙=U甲I：U乙I=2V：6V=1：3，故D正确。故选D。2.（2019达州）如图所示，电源电压保持不变，R1、R2、R3为定值电阻，且R2R320闭合开关S，电压表V1和V2的示数之比为4：3，此时电路消耗的总功率为P1；若把电压表V1和V2分别换成电流表A1和A2，闭合开关S后电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，此时电路消耗的总功率为P2。则下列结果正确的是（ ）。AR110 I1：I23：2 P1：P21：10BR15 I1：I22：3 P1：P21：10CR110 I1：I23：2 P1：P210：1DR15 I1：I22：3 P1：P210：1【答案】A。【解析】R110，故BD错误；此时电路消耗的总功率：P1；若把电压表V1和V2分别换成电流表A1和A2时，R1、R2、R3并联，电流表A1测R1和R2支路电流之和，电流表A2测R2和R3支路的电流之和，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，两电流表的示数之比：I1：I2（+）：（+）（+）：（+）：3：2，此时电路消耗的总功率：P2+，则P1：P2：1：10，故A正确、C错误。故选A。3.（2019天津）现有一个电压不变的电源，两个定值电R1、R2先将这两个电阻以某种形式连接到电源上，R1消耗功率为P0；再将它们以另一种形式连接到该电源上，R1消耗功率为9P0两种连接形式中均有电流通过R2，则先后两种连接形式中（ ）。A.两端的电压比为1：2 B.两端的电压比为1：3C.消耗的功率比为1：9 D. 消耗的功率比为2：9【答案】B。【解析】（1）将这两个电阻以某种形式连接到电源上，R1消耗功率为：P0=-另一种形式连接到该电源上R1消耗功率为：9P0=-由可得：=9，解得R1两端的电压比为：U1：U1=1：3，故A错误、B正确；（2）因为R1、R2接到同一电源上，且第2次R1两端的电压更大，所以，第一种以串联方式连接；第2次以并联方式连接，如下图：则由并联电路的特点和前面的解答可得，电源电压U=U1=3U1；因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以，串联时，R2两端的电压U2=U-U1=3U1-U1=2U1，并联时，R2两端的电压U2=U=3U1；则第一种连接时，R2消耗的功率：P2=；第二种连接时，R2消耗的功率：P2=；则=（）2=（）2=，故C、D错误。故选B。4.（2019濮阳市中考二模)如图甲的电路中，电源电压保持不变，闭合开关后，滑片P由b端滑到a端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙。下列判断正确的是（）。A. 电源电压是12V； B. 定值电阻R的阻值是；C. 滑动变阻器的最大阻值为；D. 定值电阻能达到的最大功率为【答案】BC。【解析】由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）当滑片在a端时，电路为R的简单电路，此时电路中的电流最大，电压表示数最大，由图象可知，电源的电压U=9V，此时电路中的电流I=1.5A，由I=可得，定值电阻R的阻值：R=6，故A错误、B正确；由于此时电阻R两端的电压最大、通过的电流最大，则定值电阻能达到的最大功率：PR大=UI=9V1.5A=13.5W，故D错误；（2）当滑片位于b端时，电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，电压表的示数最小，由图象可知，此时R两端的电压UR=3V，电路中的最小电流I=0.5A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时滑动变阻器两端的电压：U滑=U-UR=9V-3V=6V，则滑动变阻器的最大阻值：R滑大=12，故C正确；故选BC。5.（2019武汉市武昌区中考一模）如图电路中，灯泡L标有“6V3W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响）。当开关S1闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，灯泡L正常发光；当开关S1闭合，S2断开时，滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数是0.2A则下列说法中正确的是（）。A. 滑动变阻器最大阻值为；B. 当滑片P在中点时，R两端的电压为；C. 灯泡的最小功率为；D. 电路的最大功率为4W【答案】D。【解析】（1）灯泡L标有“6V3W“字样，表示灯的额定电压为6V，额定功率为3W，当开关S1闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电路为灯的简单电路，灯泡L正常发，灯的电压即电源电压U=6V；根据P=，灯的电阻：RL=12，当开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片P在中点时，变阻器最大R的二分之一与灯串联，根据欧姆定律，总电阻：R串联=30，根据电阻的串联，则R=R串联-RL=30-12=18，滑动变阻器R的最大阻值：R=36，故A错误；（2）根据串联分压原理可知，=，即=，解得UR=3.6V，故B错误；（3）当关S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片P在最右端时，灯泡和滑动变阻器串联，总电阻R总=R+RL=36+12=48，电路中的最小电流：I小=0.125A，灯泡的最小功率：PL小=（I小）2RL=（0.125A）212=0.1875W，故C错误；（4）两开关都闭合，当滑片移动到最左端时，变阻器与灯并联，此时电路的总电阻最小，R并=9，电路的最大功率：P大=4W，故D正确。故选D。6 （2019长沙市雨花区中考一模）为了测量某电热暖手器提示灯L的额定功率，小梦设计了如图甲所示的电路图，变阻器的规格为20 1A，当开关S接a时，移动滑动变阻器的滑片P，根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻R0的UI图象；当开关S接b时，同样根据测出的电流、电压值，画出了灯泡L的UI图象，如图乙所示，则下列结论错误的是（）。A定值电阻R0的阻值是10；B将R0与灯L串联在6V的电源两端时，灯丝的实际电阻为5；CR0与灯L并联接入电路并调节电源电压，当R0消耗的功率为4.9W时，灯L恰好正常发光，灯L的实际功率为5W；D当S接a且电源电压为8V时，滑动变阻器的最大功率为1.6W【答案】C。【解析】（1）由图象可知：R0的电压和电流成正比，当U02V时，I00.2A，由欧姆定律I，所以：R010；A正确；（2）将R0与灯L串联在6V的电源两端时，电流相同。观察图可知，当电流为0.4A时，电阻与灯泡的电压和正好为6V，分析图象可知：此时灯泡电压为UL2V，IL0.4A，由欧姆定律，所以灯丝的实际电阻值：RL5，B正确；（3）将R0与灯L并联接入电路，当R0消耗的电功率为4.9W时，灯L恰好正常发光，由P可得，灯泡的额定电压：UL额U07V，由图象可知，通过灯泡的电流IL额0.75A，则灯泡的实际功率即额定功率：PL额UL额IL额7V0.75A5.25WC错误；（4）当S接a，R0与变阻器器串联，根据电阻的串联和欧姆定律，电路中的电流：I，滑动变阻器的功率：P滑I2R滑（）2R滑，由上式知，当R0R滑10，变阻器的功率最大，其最大功率：P滑大1.6W，D正确。故选C。二、填空题7.（2019濮阳市中考二模）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；则小灯泡两端的电压为_V，再闭合开关S1，电流表示数变化了_A，此时电路消耗的总功率为_W。【答案】2；0.2；1.4。【解析】（1）只闭合开关S时，电路为L的简单电路， 由图中可知，当小灯泡两端的电压UL=2V，通过的电流IL=0.5A时， 灯泡的实际功率PL=ULIL=2V0.5A=1W， 所以，小灯泡两端的电压为2V，电源的电压为2V； （2）闭合开关S、S1时，L与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，它们两端的电压UL=UR=U=2V， 由图象可知，通过它们的电流分别为IL=0.5A，IR=0.2A， 因并联电路中各支路独立工作、互不影响， 所以，电流表示数的变化量即为通过R的电流，其大小为0.2A， 因串联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，干路电流： I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A， 此时电路消耗的总功率： P=UI=2V0.7A=1.4W。 故答案为：2；0.2；1.4。8（2019长沙市雨花区中考一模）如图甲，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（允许通过的最大电流为5A）。图乙反映了开关由断开到闭合，再移动滑片P的过程中，ab两端电压U和通过的电流I之间的关系；图丙反映了滑动变阻器消耗的功率P与电流I之间的关系，则R1的阻值为 ；当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率为 W。【答案】5；200。【解析】由电路图可知，R1与R2串联，ab两端电压是滑动变阻器R2两端电压。当开关断开时，电路中的电流为0A，此时电压表测电源的电压，由图乙可知ab两端的电压，即电源的电压U50V；由图丙可知，当R2的功率为120W时，电路中的电流I4A，由图乙可知，Uab30V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压：U1UUab50V30V20V，由I可得，R1的阻值：R15；电路消耗的总功率：PUI50V4A200W。故答案为：5；200。9（2019辽阳市中考考前最后一卷）李刚家的电能表如图所示，从表盘信息可知：电能表允许接入的用电器总功率不能超过 W；当电路中只有电风扇工作时，电能表转盘在6min内转过了10转，这个电风扇的实际功率 W。【答案】4400；50。【解析】电能表允许接入用电器的最大总功率：PUI220V20A4400W；因2000r/kWh表示转盘转1圈，电路中消耗kWh的电能，所以，这6min内消耗的电能：WkWh0.005kWh，电风扇的电功率：P0.05kW，0.05kW0.051000W50W。故答案为：4400；50。10.（2019达州）如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“10V 5W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），当S、S1都闭合且滑动变阻器的滑片P在A端时，电流表A的示数为1A，此时灯泡正常发光，则滑动变阻器的最大阻值为 。当S闭合、S1断开且滑动变阻器的滑片P在B端时，电压表的示数为 V，灯泡L的实际功率为 W。【答案】20；5；1.25。【解析】（1）当S、S1都闭合且滑动变阻器的滑片P在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，且此时灯泡正常发光，所以，电源的电压UUL10V，由PUI可得，通过灯泡的电流：IL0.5A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R的电流：IRIIL1A0.5A0.5A，由I可得，滑动变阻器的最大阻值：R20；（2）灯泡的电阻：RL20，当S闭合、S1断开且滑动变阻器的滑片P在B端时，灯泡L与滑动变阻器R的最大阻值串联，电压表测R两端的电压，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所
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