人教版九年级物理全一册通关讲义 第十八章 电功率（知识清单+专题突破）（原卷版+解析版）

第18章电功率知识清单一、电能电功（W）1．电能的产生：其他形式的能转化为的过程。2.电能的单位：国际单位制——焦耳（J）常用单位——千瓦时（kW．h），又叫度。1度=1kW．h1kW．h=JkWh220VkWh220V10（20）A50Hz600Revs/kWhSERNO23（1）参数意义：“220V”表示；“10（20A）”表示这个电能表的为10A，为20A；“50Hz”表示；“600revs/kW·h”表示。（2）表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦时，计数器的最后一位是。用，就表示这段时间内用电的度数。如：某用电器单独工作电能表（2500revs/kW·h）在10min内转50转，则10min内用电器消耗的电能是kW·h，合J。4．电功：转化为的过程，有多少电能发生转化就说电流做了多少功，即电功是多少。5.电功定义式：推导公式：；只适用于纯电阻电路的推导式，。二、电功率（P）1.意义：表示电流做功的。2．电功率单位：国际单位——，其他单位——、1kW＝W1W＝mW3．定义式：推导公式：；（纯电阻电路）、4.串、并联电路常用比例关系式：（1）串联电路：（电流）、（电压）、（功率）（比较各用电器功率常用P=I2R）（2）并联电路：（电压）（电流）、（功率）（比较各用电器功率常用）5．额定电压（U额）：用电器时的电压叫额定电压。额定功率（P额）：用电器叫额定功率。6.用电器实际工作时的三种情况：（1）U实<U额，P实P额——用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光较暗）；（2）U实>U额，P实P额——用电器不能正常工作，有可能烧坏（如果是灯泡，则表现为灯光极亮或迅速烧断灯丝）；（3）U实=U额，P实P额——用电器正常工作。我们使用各种用电器一定要注意它的额定电压，只有在额定电压下用电器才能正常工作。7．由灯泡上标有“PZ220-40”字样可以获取信息：（1）灯泡额定电压；（2）灯泡额定功率；正常工作时的电流；（3）灯泡正常工作时的电阻或。（4）若接入110V的电路中，该灯实际功率为。三、测量小灯泡的电功率1、伏安法测灯泡的额定功率：（1）原理：（2）电路图：（3）选择和连接实物时须注意：电源——其电压要灯泡的额定电压。滑动变阻器——（变阻、最大位置）根据选择滑动变阻器。电压表——（并联、“+”“－”接线柱）根据选择电压表量程。电流表——（串联、“+”“－”接线柱）根据或选择电流表量程。2．灯泡的亮度是由决定的，与和额定功率无关。3．额定电压相同的灯泡，额定功率越大的灯丝越，电阻越。4．亮度与小灯泡亮度相当的发光二极管，小灯泡灯丝发热消耗大量电能，发光二极管发热少，电功率较。5.测量家用电器的电功率——器材：电能表、秒表（1）原理：（2）方法一：关闭家庭电路中所有用电器，记下电能表示数W1，再让待测用电器工作一段时间t，记下电能表示数W2，则用电器在这段时间内消耗的电能。则该用电器的实际功率为：。（3）方法二：关闭家庭电路中其他用电器，只让待测用电器工作，记录t时间内电能表的铝盘转过的转数n，电能表参数N（＝3000revs/kW﹒h），则该用电器的实际功率为：（单位：n——revs，N——revs/kW﹒h，t——h，P——kW）四、焦耳定律1．电流通过导体时电能转化为，这个现象叫做电流的热效应。2．探究电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关（1）原理：透明容器中封闭等量空气，根据U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化（也可以通过其他途径），从而判断电流通过电阻丝产生电热的多少，这种方法叫。（2）实验方法：。（3）实验电路设计及现象分析。①在电流相同，通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越；②在电阻相同，通电时间相同的情况下，通过电流大时，产生的热量越。3．焦耳定律：（1）内容：。（2）电热定义式：4．纯电阻电路，电能全部转化为内能（Q＝W），除了用Q=I2Rt计算电热外，下列公式Q=W=UIt==Pt都可计算电热(也是消耗的电能）；非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。5．利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。专题突破专题一.电功和电能（一）解读：电能的获取与利用是靠能的转化来实现的，中考常以生产生活中相关现象为载体，以填空题和选择题的形式考查使用相关设备过程中能的转化情况，试题难度较小。（二）典例突破例1.（2022·山东青岛·中考真题）下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（）A．电风扇吹风 B．电灯发光 C．电饭锅煮饭 D．电解水制氧例2．（2022·广西河池·中考真题）现代社会生活和生产几乎处处离不开电，用电，实际上用的是电能。下列关于电能和电功的说法正确的是（）A．用电器通过电流做功把电能转化为其它形式的能B．发电站把电能转化为其它形式的能C．电功和电能的单位都是瓦特D．电功和电能是同一个物理量专题二.分析动态电路（一）解读：中考常以填空题和选择题的形式考查对动态电路的分析，电路中电流表和电压表示数变化、电阻功率的变化是常见的考查点，试题难度较大。（二）典例突破例3.（2022·内蒙古呼和浩特·中考真题）如图所示电路，电源电压恒定。下列说法正确的是（）A．只闭合K2时电流表示数大于只闭合K1、K3时电流表示数B．只闭合K2时电压表示数大于只闭合K1、K3时电压表示数C．只闭合K1、K3，当R2滑片向左移动时，R1的功率逐渐变大D．只闭合K1、K3，当R2滑片向右移动时，电源总功率逐渐变大例4．（2022·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）如图所示，闭合开关S，向右调节滑动变阻器的滑片P，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（）A．电压表示数变大，电压表与电流表示数的比值不变B．电流表示数变小，电压表与电流表示数的比值变大C．小灯泡亮度变亮，电路总电阻变大D．小灯泡亮度变暗，电路总功率变小专题三、实验探究（一）专题解读：1.测量小灯绝的电功率是初中阶段最重要的实验之一，多数地区中考题必考。考查方式一般以综合性实验的形式出现，有时也会与测量电阻的实验通过对比的形式出现。2.探究电热的影响因素的实验方法是控制变量法和转换法。探究Q与R的关系时，为了控制I、t一定，常将不同阻值的电热丝串联起来；探究Q与I的关系时，为了控制R、t一定，常用三个阻值相同的电阻进行混联，利用了并联分流的知识。实验中，一般是通过被加热对象温度或体积的变化来判断产生电热的多少。（二）典例突破：例5.（2022·四川遂宁·中考真题）小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中，用到的器材有：新干电池两节、小灯泡（标有0.3A）1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支，导线若干。（1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小）()；（2）连接好电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，造成这一现象的原因可能是___________（选填序号）；①小灯泡短路；

②小灯泡开路；

③滑动变阻器短路；

④滑动变阻器开路（3）排除故障，进行实验，当电流表的示数如图乙时，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向___________（选填“A”或“B”）端移动，当电流表示数达到0.3A时，电压表的示数如图丙，则小灯泡的额定功率为___________W；（4）小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率，主要的操作步骤如下：①把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额；②保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I；③计算得出小灯泡的额定功率P额=___________（用R0、I额、I表示）。例6.（2022·湖北宜昌·中考真题）小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。（1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，______，电阻产生的热量越多”的结论。（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是()A．正常工作时，“36V54W”的灯泡比“12V6W”的灯泡亮B．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热C．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热（3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线把电路连接完整。______闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是______，请你提出改进办法：______。专题四.综合应用（一）解读：公式法是解答电功、电功率和电热计算题的基本方法，常用的公式有：1．电功：W=Pt、W=UIt、、（后两个公式为纯电阻电路适用）。2．电功率：（1）公式P＝eq\f(W,t)，可推导出公式W＝Pt和t＝eq\f(W,P)，一般适用于结合电功率的计算。（2）公式P＝UI，可推导出公式U＝eq\f(P,I)和I＝eq\f(P,U)。（3）由P＝UI＝IR·I得公式P＝I2R，可推导出公式R＝eq\f(P,I2)和I＝eq\r(\f(P,R))，一般适用于串联电路中P与R的定性判断。（4）由P＝UI＝U▪eq\f(U,R)得公式P＝eq\f(U2,R)，可推导出公式R＝eq\f(U2,P)和U＝eq\r(PR)，一般适用于并联电路中P与R的定性判断。3．电热：（1）纯电阻电路：，可以用计算电功的公式计算电热；（2）非纯电阻电路：。（二）典例突破例7.（2022·湖北黄冈·中考真题）图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。求：（1）将5×10-3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。c空气取1.0×103J/（kg·℃）；（2）工作电路中电热丝Rt与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的功率；（3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。当加热温度设定为150℃，即R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？例8.（2022·山东泰安·中考真题）如图所示，物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型，由控制器和加热器组成，可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个档位，由开关和加热电阻丝、组成，，；控制电路电压恒定，，为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘形硬质杆，水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮，通过形杆对压敏电阻产生压力，所受压力每增加，电阻减小。浮体体积为，质量为。科技小组对加湿器进行测试：向水箱内缓慢注水，当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为，此时衔铁恰好被吸下，加热器开始工作；当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为；当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为。形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计，取，水的密度为，水的比热容为。（1）当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，水温升高了25℃。求加热器的高档功率和低档功率；（2）求浮体体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力；（3）求水箱注水量达到最大值时，浮体浸入水中的体积。例9.（2022·湖南娄底·中考真题）如图所示为大疆航拍无人机，由于体积小，操控安全方便，拍摄效果好，深受摄影爱好者喜欢，下表是它的部分技术参数。总质量（含电池及桨）900g四脚着地总面积5cm2最大上升速度8m/s电池容量5000mAh最大水平飞行速度21m/s正常工作电压15V最大上升高度8000m飞行时间约46min（1）该无人机重为多少牛顿；（2）无人机四脚着地平放在地面上时，对地面的压强为多少；（3）无人机以最大水平飞行速度匀速飞行420米所用时间是多少；（4）电池充满后储存的电能是多少焦耳；（5）某次航拍过程中，无人机以8m/s的速度匀速竖直上升，正常工作时它将电能转化为机械能的效率为80%，则该过程中无人机电池工作电流多大。（不计空气阻力）例10.（2022·广东深圳·中考真题）小明设计了如图甲的模拟智能测温报警电路：电源电压调为12V，报警器（电阻不计）通过的电流超过10mA时就会报警，热敏电阻RT其阻值随温度T的变化关系如图乙所示。要求：当所测温度达到或超过37.3℃时，系统报警。（1）计算R0；（2）38℃时电流约为多少？（3）36℃到40℃的过程中，电路最大总功率。例11.．（2022·黑龙江绥化·中考真题）如图甲所示的电路，电源电压可调，R为标有“1A”字样的滑动变阻器，a、c为其两个端点，电流表量程为0～3A，电压表量程为0～15V，L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示。求：（1）L1正常发光时的电阻；（2）闭合开关S，断开S1、S2，在不损坏电路的情况下，使其中一盏灯正常发光，电压表示数是多少？（3）闭合开关S、S2，断开S1，将电源电压调至14V，当滑动变阻器滑片P在b点时，小灯泡正常发光，此时Rab：Rbc=1：2，则滑动变阻器的最大阻值是多少欧姆？（4）若不限制电路中各开关的状态，滑动变阻器滑片P的移动范围为中点位置至最大阻值处；现移动滑片P的同时调节电源电压，使电路中有小灯泡正常发光，其它各元件均安全，每种电路对应的总功率变化范围。当堂检测：1．如图所示电路中，电源电压保持不变。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P从中点向右移动时，下列说法正确的是（）A．小灯泡变暗 B．电压表示数变大C．电流表示数变小 D．电压表与电流表的示数之比不变2．如图所示电路，电源电压保持不变，当闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，两个电阻的“U-I”关系图像如图所示，则下列判断正确的是（）A．电源电压为8V B．定值电阻R1的阻值为20ΩC．滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω D．此电路的最小总功率为1.2W3．如图甲所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R1标有“50Ω0.5A”的字样，R2=10Ω，灯泡L上标有“5V”的字样，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A。将R1的滑片P移至b端，闭合开关S、S1，调节R1的滑片P，并绘制出电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示。在保证电路安全的前提下，下列说法正确的是（）A．滑动变阻器接入电路中的最小阻值是5ΩB．电路总功率的变化范围是0.5W~1.5WC．若将电压表量程换为0~3V，闭合开关S、S2，电流表示数的变化范围是0.1A~0.5AD．若将电压表量程换为0~3V，闭合开关S、S2，R2的功率变化范围是0.1W~0.9W4．将标有“12V6W”的灯泡L1和“6V3W”的灯泡L2（不考虑灯丝电阻随温度的变化）串联在12V的电源上，闭合开关后，L1、L2的实际功率之比P1:P2=______。若将它们并联使用，在电路安全的情况下，电路的最大总功率为______W。5．如图甲所示，灯泡L标有“6V3W”的字样，电源电压及灯丝电阻保持不变，滑动变阻器最大阻值为100Ω，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V。只闭合开关S、S2，移动滑片P的过程中，电流表示数与滑动变阻器连入电路的阻值变化关系如图乙所示，当滑片P在某一位置时，电流表的示数为I1，电压表示数为3V；只闭合开关S、S1，滑片P移动到另一位置时，电流表示数比I1减小了0.2A，滑动变阻器连入电路的阻值是定值电阻R0阻值的倍，求：（1）灯泡正常工作时的电阻为___________；（2）电源电压___________；（3）只闭合开关S、S1，在保证电流表、电压表和灯泡都安全的情况下，求滑动变阻器连入电阻中的最小阻值___________。6．小鹏同学在实验室找到两个额定电流均为0.3A、额定电压标识模糊不清的灯泡。从实验老师处得知两灯的额定电压分别为“2.5V”和“3V”，但由于标识模糊不清，无法区分。小鹏同学想通过如图甲所示的电路，根据已学的电学知识，区分这两个小灯泡。（1）用笔画线代替导线，将图甲中的器材连接成完整电路；______（2）连接电路并闭合开关，小鹏发现灯泡不亮，电流表和电压表都有较小的示数，无论怎样移动滑片，灯泡都不发光，两表示数均无变化，其原因可能是______A．灯泡短路B．灯泡断路C．滑动变阻器接的是下端两接线柱（3）故障排除后，移动滑片到某一位置，电流表的示数如图乙所示，此时通过灯泡的电流为______A；要使该灯泡正常发光，应将图甲中滑动变阻器的滑片向______（选填“A”或“B”）端移动，且眼睛注视______（选填“电压表”或“电流表”）的示数达到额定值。（4）小鹏继续移动滑动变阻器的滑片，记下多组数据，并绘制成图丙所示小灯泡的I-U图像，确定该灯泡的额定电压，并计算出该灯泡的额定功率为______W。（5）同组的小鑫同学认为采用图丁所示的方法也可分辨这两个小灯泡：闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.3A，这时他发现L1比L2更亮一些，则L1的额定电压为______V。（6）小鹏利用（4）问中已测量的灯泡，接入如图戊所示的电路中，从而测出未知电阻Rx的阻值。具体步骤如下：①只闭合开关S0、S1，断开S2，移动滑片，使电压表示数为1V；②保持滑片位置不变，断开S1，闭合S0、S2，读出电压表示数为2.6V；③根据实验数据可得：Rx的阻值为______Ω。7．探究“影响电流热效应的因素”实验中：（1）为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，实验中烧瓶内液体选择了煤油而不是水，这样选择的理由是___________；（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见表）：实验次数电流/A通电时间/s电阻/Ω温度升高量/℃10.330101.520.630106.0由此得出：同一导体，在___________相等时，___________越大，其产生的热量越多；（3）若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择乙图中___________（选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻___________（串/并）联；（4）小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油的吸热能力”的实验，则他应选择乙图中___________（选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶并联，并将其中一烧瓶中的液体换成___________相同的水，实验时水和煤油吸热的多少是通过___________（温度升高量/加热时间）来间接反映的，这种研究物理问题的方法叫___________。8．小红在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻（阻值不随温度变化），欲将质量为1.2kg，初温为20℃的汤加热至100℃，设此汤的比热容为c汤=4.0×103J/(kg·℃)，求：（1）汤需要吸收的热量；（2）利用电饭煲高温挡煲汤时，将汤由20℃的汤加热至100℃需要16分钟，则电饭煲的效率是多少？（3）计算R1和R2的电阻分别是多少？（写出开关位置和电路处于高温档还是低温档）额定电压220V额定功率低温档48.4W高温档500W9．超高压水刀是一种新技术产品，一般由水泵、射流发生装置、工作机构等组成。它将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道高速“水箭’、可以对坚硬物体实施切割，如图所示。某超高压水刀喷嘴横截面积，喷水速度，高速“水箭”对该切割面的压强。已知水泵电机功率，水的密度。求：（1）水刀正常工作1min消耗的电能；（2）高速“水箭”对切割面的压力；（3）一分钟从喷嘴喷出的水的质量；（4）水刀的效率。

第18章电功率知识清单一、电能电功（W）1．电能的产生：其他形式的能转化为的过程。2.电能的单位：国际单位制——焦耳（J）常用单位——千瓦时（kW．h），又叫度。1度=1kW．h1kW．h=JkWh220VkWh220V10（20）A50Hz600Revs/kWhSERNO23（1）参数意义：“220V”表示；“10（20A）”表示这个电能表的为10A，为20A；“50Hz”表示；“600revs/kW·h”表示。（2）表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦时，计数器的最后一位是。用，就表示这段时间内用电的度数。如：某用电器单独工作电能表（2500revs/kW·h）在10min内转50转，则10min内用电器消耗的电能是kW·h，合J。4．电功：转化为的过程，有多少电能发生转化就说电流做了多少功，即电功是多少。5.电功定义式：推导公式：；只适用于纯电阻电路的推导式，。二、电功率（P）1.意义：表示电流做功的。2．电功率单位：国际单位——，其他单位——、1kW＝W1W＝mW3．定义式：推导公式：；（纯电阻电路）、4.串、并联电路常用比例关系式：（1）串联电路：（电流）、（电压）、（功率）（比较各用电器功率常用P=I2R）（2）并联电路：（电压）（电流）、（功率）（比较各用电器功率常用）5．额定电压（U额）：用电器时的电压叫额定电压。额定功率（P额）：用电器叫额定功率。6.用电器实际工作时的三种情况：（1）U实<U额，P实P额——用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光较暗）；（2）U实>U额，P实P额——用电器不能正常工作，有可能烧坏（如果是灯泡，则表现为灯光极亮或迅速烧断灯丝）；（3）U实=U额，P实P额——用电器正常工作。我们使用各种用电器一定要注意它的额定电压，只有在额定电压下用电器才能正常工作。7．由灯泡上标有“PZ220-40”字样可以获取信息：（1）灯泡额定电压；（2）灯泡额定功率；正常工作时的电流；（3）灯泡正常工作时的电阻或。（4）若接入110V的电路中，该灯实际功率为。三、测量小灯泡的电功率1、伏安法测灯泡的额定功率：（1）原理：（2）电路图：（3）选择和连接实物时须注意：电源——其电压要灯泡的额定电压。滑动变阻器——（变阻、最大位置）根据选择滑动变阻器。电压表——（并联、“+”“－”接线柱）根据选择电压表量程。电流表——（串联、“+”“－”接线柱）根据或选择电流表量程。2．灯泡的亮度是由决定的，与和额定功率无关。3．额定电压相同的灯泡，额定功率越大的灯丝越，电阻越。4．亮度与小灯泡亮度相当的发光二极管，小灯泡灯丝发热消耗大量电能，发光二极管发热少，电功率较。5.测量家用电器的电功率——器材：电能表、秒表（1）原理：（2）方法一：关闭家庭电路中所有用电器，记下电能表示数W1，再让待测用电器工作一段时间t，记下电能表示数W2，则用电器在这段时间内消耗的电能。则该用电器的实际功率为：。（3）方法二：关闭家庭电路中其他用电器，只让待测用电器工作，记录t时间内电能表的铝盘转过的转数n，电能表参数N（＝3000revs/kW﹒h），则该用电器的实际功率为：（单位：n——revs，N——revs/kW﹒h，t——h，P——kW）四、焦耳定律1．电流通过导体时电能转化为，这个现象叫做电流的热效应。2．探究电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关（1）原理：透明容器中封闭等量空气，根据U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化（也可以通过其他途径），从而判断电流通过电阻丝产生电热的多少，这种方法叫。（2）实验方法：。（3）实验电路设计及现象分析。①在电流相同，通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越；②在电阻相同，通电时间相同的情况下，通过电流大时，产生的热量越。3．焦耳定律：（1）内容：。（2）电热定义式：4．纯电阻电路，电能全部转化为内能（Q＝W），除了用Q=I2Rt计算电热外，下列公式Q=W=UIt==Pt都可计算电热(也是消耗的电能）；非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。5．利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。参考答案一、1.电能2.3.6×1063.消耗的电能（1）这个电能表应该在220V的电路中使用标定电流额定最大电流这个电能表在50Hz的交流电中使用接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表盘转过600转（2）小数电能表起始和结束时计数器的示数之差0.027.2×1044.电能其他形式能5.W=UItW=PtW=I2Rt二、1.快慢2.瓦特（W）千瓦（kW）毫瓦（mW）1031033.P=UIP=I2R4.（1）I1：I2=1：1（2）U1：U2=1：15.正常工作在额定电压下的功率6.（1）<（2）>（3）=7.（1）U额=220V（2）P额=40W（3）（4）三、1.（1）P=UI（3）高于能否调到灯泡的额定电压额定电压2.其所消耗的实际电功率额定电压3.粗小4.小5.（1）（2）W＝W2－W1（3）四、1.内能2.（1）转换法（2）控制变量法（3）①多②多3.（1）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（2）Q=I2Rt专题突破专题一.电功和电能（一）解读：电能的获取与利用是靠能的转化来实现的，中考常以生产生活中相关现象为载体，以填空题和选择题的形式考查使用相关设备过程中能的转化情况，试题难度较小。（二）典例突破例1.（2022·山东青岛·中考真题）下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（）A．电风扇吹风 B．电灯发光 C．电饭锅煮饭 D．电解水制氧【答案】A【解析】A．电风扇吹风，将电能转化为内能和机械能，转化为机械能的部分较多，故A符合题意；

B．电灯发光，将电能转化为内能和光能，故B不符合题意；C．电饭锅煮饭，将电能转化为内能，故C不符合题意；D．电解水制氧，将电能转化为化学能，故D不符合题意。故选A。例2．（2022·广西河池·中考真题）现代社会生活和生产几乎处处离不开电，用电，实际上用的是电能。下列关于电能和电功的说法正确的是（）A．用电器通过电流做功把电能转化为其它形式的能B．发电站把电能转化为其它形式的能C．电功和电能的单位都是瓦特D．电功和电能是同一个物理量【答案】A【解析】A．根据电功的实质可知，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，故A正确；B．发电站是把其它形式的能转化为电能，故B错误；C．电功和电能的单位都是焦耳，故C错误；D．电流做功的过程，是将电能转化为其它形式能的过程，所以电功不是电能，故D错误。故选A。专题二.分析动态电路（一）解读：中考常以填空题和选择题的形式考查对动态电路的分析，电路中电流表和电压表示数变化、电阻功率的变化是常见的考查点，试题难度较大。（二）典例突破例3.（2022·内蒙古呼和浩特·中考真题）如图所示电路，电源电压恒定。下列说法正确的是（）A．只闭合K2时电流表示数大于只闭合K1、K3时电流表示数B．只闭合K2时电压表示数大于只闭合K1、K3时电压表示数C．只闭合K1、K3，当R2滑片向左移动时，R1的功率逐渐变大D．只闭合K1、K3，当R2滑片向右移动时，电源总功率逐渐变大【答案】D【解析】AB．只闭合K2时，电路为R1与R2的串联电路，电压表测量定值电阻两端的电压，电流表测量电路中的电流；只闭合K1、K3时，电路为R1与R2的并联电路，电流表测量干路中的电流，电压表测量电源电压；根据串联电路的电压规律可知，电压表示数会变大；根据并联电路的电流规律可知，电流表示数变大，故AB错误；C．只闭合K1、K3，当R2滑片向左移动时，根据并联电路各支路互不影响可知，R1的功率不变，故C错误；D．只闭合K1、K3，当R2滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，通过滑动变阻器的电流变大；由于并联电路互不影响，通过定值电阻的电流不变，所以干路中的电流变大，根据可知，电源总功率逐渐变大，故D正确。故选D。例4．（2022·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）如图所示，闭合开关S，向右调节滑动变阻器的滑片P，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（）A．电压表示数变大，电压表与电流表示数的比值不变B．电流表示数变小，电压表与电流表示数的比值变大C．小灯泡亮度变亮，电路总电阻变大D．小灯泡亮度变暗，电路总功率变小【答案】D【解析】AB．由电路图知道，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，由欧姆定律知道，电压表与电流表示数的比值等于灯泡的电阻值，由于忽略温度对灯丝电阻的影响，所以，闭合开关S，向右调节滑动变阻器的滑片P时，电压表与电流表示数的比值不变；但接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由知道，电路中的电流变小，即电流表的示数变小；由U=IR知道，灯泡两端的电压变小，即电压表的示数变小，故AB错误；CD．闭合开关S，向右调节滑动变阻器的滑片P时，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，由知道，灯泡功率减小，亮度变暗；由于电源电压不变，由知道，电路总功率变小，故C错误，D正确。故选D。专题三、实验探究（一）专题解读：1.测量小灯绝的电功率是初中阶段最重要的实验之一，多数地区中考题必考。考查方式一般以综合性实验的形式出现，有时也会与测量电阻的实验通过对比的形式出现。2.探究电热的影响因素的实验方法是控制变量法和转换法。探究Q与R的关系时，为了控制I、t一定，常将不同阻值的电热丝串联起来；探究Q与I的关系时，为了控制R、t一定，常用三个阻值相同的电阻进行混联，利用了并联分流的知识。实验中，一般是通过被加热对象温度或体积的变化来判断产生电热的多少。（二）典例突破：例5.（2022·四川遂宁·中考真题）小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中，用到的器材有：新干电池两节、小灯泡（标有0.3A）1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支，导线若干。（1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小）()；（2）连接好电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，造成这一现象的原因可能是___________（选填序号）；①小灯泡短路；

②小灯泡开路；

③滑动变阻器短路；

④滑动变阻器开路（3）排除故障，进行实验，当电流表的示数如图乙时，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向___________（选填“A”或“B”）端移动，当电流表示数达到0.3A时，电压表的示数如图丙，则小灯泡的额定功率为___________W；（4）小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率，主要的操作步骤如下：①把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额；②保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I；③计算得出小灯泡的额定功率P额=___________（用R0、I额、I表示）。【答案】

②

A

0.75

【解析】（1）[1]因电源为两节新干电池，则电源电压为3V，故电压表选择小量程，要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小，则此时滑动变阻器接入电路中的阻值应变大，故滑动变阻器应接入左下接线柱，电路连接如下图所示（2）[2]闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，则电路中可能存在开路，而电压表示数接近3V，故可知电压表与电源接通，则与电压表并联的部分出现开路，即小灯泡开路，故选②。（3）[3]因电流表选择小量程，故电流表的分度值为0.02A，由图乙可知，电流表的示数为0.14A，因小灯泡的额定电流为0.3A，故为了测量小灯泡的额定功率，应增大通过小灯泡的电流，故应减小滑动变阻器接入电路中的阻值，则应将滑动变阻器的滑片P向A端移动。[4]因电压表选择小量程，分度值为0.1V，故由图丙可知，电压表的示数为U=2.5V，由P=UI可得，小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W（4）③[5]由电路图可知，小灯泡L与定值电阻R0并联，由步骤①可知，把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额，则此时小灯泡正常工作，电流表的示数为流过小灯泡支路的电流，此时定值电阻两端电压等于小灯泡的额定电压，由步骤②可知，保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I，此时电流表测干路电流，故由并联电路的电流规律可得，流过定值电阻R0的电流为I0=I-I额此时定值电阻两端电压等于小灯泡的额定电压，由欧姆定律可得U额=U0=I0R0=(I-I额)R0故由P=UI可得，小灯泡的额定功率为P额=U额I额=(I-I额)R0I额例6.（2022·湖北宜昌·中考真题）小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。（1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，______，电阻产生的热量越多”的结论。（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是()A．正常工作时，“36V54W”的灯泡比“12V6W”的灯泡亮B．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热C．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热（3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线把电路连接完整。______闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是______，请你提出改进办法：______。【答案】

电流越大

C

电路中电流太小（或者电阻太大或者电压太低）

将100Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝（或增大电源电压）【解析】（1）[1]由图甲可知，两容器内的电阻大小相等，右侧两根电阻丝并联，然后与左侧的电阻丝串联，根据串联电路和并联电路特点可知，左侧容器内的电阻丝的电流大于右侧容器内电阻丝的电流，在通电时间相同的情况下，左侧U型管内液体的高度差大于右侧，说明左侧电阻丝产生的热量多，所以可以得出：在通电时间和电阻相同时，电流越大，电阻产生的热量越多。（2）[2]要探究电流产生的热量与电阻大小有关，要控制电流和通电时间相同。A．正常工作时，“36V54W”的灯泡的电流为“12V6W”的灯泡的电流为电流不同，故A不符合题意；B．接线板上接入的用电器越多，总功率越大，在电压不变时，根据欧姆定律可知，电流越大，没有控制电流相同，故B不符合题意；C．电熨斗工作时，内部的电热丝和与之相连的导线串联，电流和工作时间相同，由于电热丝的电阻远大于导线电阻，电热丝产生的热量远大于导线产生的热量，说明电流产生的热量与电阻大小有关，故C符合题意。故选C。（3）[3]要探究电流产生的热量与电阻大小有关，在电阻不同时，要控制电流和通电时间相同，应该把电源、开关和两段电阻丝串联起来，如图所示[4][5]较长时间后两个U形管的高度差均不明显，可能是电路的电流太小，导致电阻丝产生的热量较少，根据欧姆定律，可以把其中较大的100Ω的电阻换成一个阻值较小的电阻丝（不能为5Ω），也可以增大电源电压。专题四.综合应用（一）解读：公式法是解答电功、电功率和电热计算题的基本方法，常用的公式有：1．电功：W=Pt、W=UIt、、（后两个公式为纯电阻电路适用）。2．电功率：（1）公式P＝eq\f(W,t)，可推导出公式W＝Pt和t＝eq\f(W,P)，一般适用于结合电功率的计算。（2）公式P＝UI，可推导出公式U＝eq\f(P,I)和I＝eq\f(P,U)。（3）由P＝UI＝IR·I得公式P＝I2R，可推导出公式R＝eq\f(P,I2)和I＝eq\r(\f(P,R))，一般适用于串联电路中P与R的定性判断。（4）由P＝UI＝U▪eq\f(U,R)得公式P＝eq\f(U2,R)，可推导出公式R＝eq\f(U2,P)和U＝eq\r(PR)，一般适用于并联电路中P与R的定性判断。3．电热：（1）纯电阻电路：，可以用计算电功的公式计算电热；（2）非纯电阻电路：。（二）典例突破例7.（2022·湖北黄冈·中考真题）图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。求：（1）将5×10-3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。c空气取1.0×103J/（kg·℃）；（2）工作电路中电热丝Rt与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的功率；（3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。当加热温度设定为150℃，即R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？【答案】（1）900J；（2）11W；（3）200℃【解析】解：（1）需要吸收的热量（2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联，R1的电流为指示灯支路电流为指示灯支路消耗的功率（3）如图乙所示，R2、R3串联在电路中，当温度达到150℃时，如图丙，R2阻值为30Ω，此时总电阻为此时电流为I′，衔铁向上弹起，当R3调为80Ω时，要使衔铁向上弹起，则电流为I′，则总电阻为130ΩR2阻值为查图丙可得，加热温度设定为200℃。答：（1）需要吸收的热量为900J；（2）指示灯支路消耗的功率为11W；（3）加热温度设定为200℃。例8.（2022·山东泰安·中考真题）如图所示，物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型，由控制器和加热器组成，可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个档位，由开关和加热电阻丝、组成，，；控制电路电压恒定，，为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘形硬质杆，水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮，通过形杆对压敏电阻产生压力，所受压力每增加，电阻减小。浮体体积为，质量为。科技小组对加湿器进行测试：向水箱内缓慢注水，当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为，此时衔铁恰好被吸下，加热器开始工作；当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为；当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为。形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计，取，水的密度为，水的比热容为。（1）当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，水温升高了25℃。求加热器的高档功率和低档功率；（2）求浮体体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力；（3）求水箱注水量达到最大值时，浮体浸入水中的体积。【答案】（1）900W，200W；（2）1.5N；（3）【解析】解：（1）的水吸收的热量为当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，则高温挡产生的热量为加热器的高档功率根据可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小，故当开关S闭合时，、并联，总电阻较小，电功率较大，此时为加热挡，加热挡的功率为900W，当开关S断开时，只有工作，电阻较大，处于低温挡，低档功率（2）浮体体积的浸入水中时受到的浮力物体A所受的重力为物体A受到了向下的重力为0.5N，向上的浮力为2N，故杆对A的力是向下的，杆对A的压力为（3）设控制电路的电压为U控，当杆对A的压力为1.5N时，对应压敏电阻的阻值为，则根据串联电路电压规律可以列等式

①浮体体积的浸入水中时受到的浮力物体A受到了向下的重力为0.5N，向上的浮力为5N，故杆对A的力是向下的，杆对A的压力为根据所受压力每增加，电阻减小，此时压敏电阻的阻值为此时对应的控制电路的电流为根据串联电路电压规律可以列等式②联立①②可知当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为，则此时总电阻为压敏电阻的阻值为当压敏电阻为50欧姆时，对应的压力为1.5N，此时压敏电阻的阻值为30Ω，则对应的压力为此时物体A的浮力为此时物体A浸入水中的体积答：（1）加热器的高档功率为900W和低档功率为200W；（2）浮体体积的浸入水中时受到的浮力为2N和此时压敏电阻受到的压力为1.5N；（3）水箱注水量达到最大值时，浮体浸入水中的体积为。例9.（2022·湖南娄底·中考真题）如图所示为大疆航拍无人机，由于体积小，操控安全方便，拍摄效果好，深受摄影爱好者喜欢，下表是它的部分技术参数。总质量（含电池及桨）900g四脚着地总面积5cm2最大上升速度8m/s电池容量5000mAh最大水平飞行速度21m/s正常工作电压15V最大上升高度8000m飞行时间约46min（1）该无人机重为多少牛顿；（2）无人机四脚着地平放在地面上时，对地面的压强为多少；（3）无人机以最大水平飞行速度匀速飞行420米所用时间是多少；（4）电池充满后储存的电能是多少焦耳；（5）某次航拍过程中，无人机以8m/s的速度匀速竖直上升，正常工作时它将电能转化为机械能的效率为80%，则该过程中无人机电池工作电流多大。（不计空气阻力）【答案】（1）9N；（2）；（3）20s；（4）；（5）6A【解析】解：（1）该无人机重力为（2）四脚着地总面积为无人机四脚着地平放在地面上时，对地面的压强为（3）以最大水平飞行速度匀速飞行420米所用时间是（4）电池充满后储存的电能是（5）上升时克服重力做功的功率为则可知则电功率为根据可知，此时无人机工作的电流为答：（1）该无人机重为9N；（2）无人机四脚着地平放在地面上时，对地面的压强为；（3）无人机以最大水平飞行速度匀速飞行420米所用时间是20s；（4）电池充满后储存的电能是；（5）某次航拍过程中，无人机以8m/s的速度匀速竖直上升，正常工作时它将电能转化为机械能的效率为80%，则该过程中无人机电池工作电流为6A。例10.（2022·广东深圳·中考真题）小明设计了如图甲的模拟智能测温报警电路：电源电压调为12V，报警器（电阻不计）通过的电流超过10mA时就会报警，热敏电阻RT其阻值随温度T的变化关系如图乙所示。要求：当所测温度达到或超过37.3℃时，系统报警。（1）计算R0；（2）38℃时电流约为多少？（3）36℃到40℃的过程中，电路最大总功率。【答案】（1）800Ω；（2）0.011A；（3）0.144W【解析】解：（1）如图甲，两个电阻串联，当所测温度达到或超过37.3℃时，系统报警，此时电路中的电流为10mA；由图乙可知，此时热敏电阻RT的阻值为400Ω；热敏电阻RT两端的电压为电阻R0两端的电压为R0的阻值为（2）由图乙可知，38℃时热敏电阻RT的阻值为300Ω；则电路中的电流为（3）由图乙可知，温度在36℃到40℃的过程中热敏电阻RT的阻值在变小，当温度在40℃时，阻值最小为200Ω；此时电路中的电功率最大为答：（1）R0的阻值为800Ω；（2）38℃时电流约为0.011A；（3）36℃到40℃的过程中，电路最大总功率为0.144W。例11.．（2022·黑龙江绥化·中考真题）如图甲所示的电路，电源电压可调，R为标有“1A”字样的滑动变阻器，a、c为其两个端点，电流表量程为0～3A，电压表量程为0～15V，L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示。求：（1）L1正常发光时的电阻；（2）闭合开关S，断开S1、S2，在不损坏电路的情况下，使其中一盏灯正常发光，电压表示数是多少？（3）闭合开关S、S2，断开S1，将电源电压调至14V，当滑动变阻器滑片P在b点时，小灯泡正常发光，此时Rab：Rbc=1：2，则滑动变阻器的最大阻值是多少欧姆？（4）若不限制电路中各开关的状态，滑动变阻器滑片P的移动范围为中点位置至最大阻值处；现移动滑片P的同时调节电源电压，使电路中有小灯泡正常发光，其它各元件均安全，每种电路对应的总功率变化范围。【答案】（1）5Ω；（2）8V；（3）30；（4）16W～25.6W或14.4W～24W【解析】解：（1）由图像乙可知正常发光时的电流，则L1正常发光时的电阻为（2）闭合开关S，断开、，、与R串联，此时电压表测两灯串联后总电压，若不损坏电路，只能正常发光，由图像乙可知串联电路电流。此时两灯泡电压分别为，。则电压表的示数为（3）闭合开关S、，断开，被短路，与R串联，正常发光，此时串联电路电流。根据串联电路得此时滑动变阻器电压为滑动变阻器接入电路阻值因为Rab：Rbc=1：2，故，则滑动变阻器总阻值（4）解法一滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，由图像乙可知L1的额定电流为1.2A，大于滑动变阻器允许通过最大电流1A，所以不能正常发光。只能让正常发光，此时对应电路有两种情况。情况一：闭合开关S，断开、，、与R串联，若不损坏电路，只能正常发光，由图像乙可知串联电路电流，两灯泡电压分别为、。此时电阻的电阻最小电功率为最大电功率为电路总功率变化范围16W～25.6W。情况二：闭合开关S、，断开，，被短路，与R串联，正常发光，此时串联电路电流。最小电功率最大电功率电路总功率变化范围14.4W～24W。解法二滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，由图像乙可知额定电流为1.2A大于滑动变阻器允许通过最大电流1A，所以不能正常发光。只能让正常发光，此时对应电路有两种情况。情况一：闭合开关S，断开、，、与R串联，若不损坏电路，只能正常发光，由图像乙可知串联电路电流，、两端电压。滑动变阻器最小电压电源电压电路最小总功率变阻器两端最大电压电源电压电路最大总功率电路总功率变化范围为16W～25.6W。情况二：闭合开关S、断开，被短路，与R串联，正常发光，此时串联电路电流，。电源电压电路最小总功率电源电压电路最大总功率电路总功率变化范围为14.4～24W。综上所述，每种电路对应的总功率变化范围为16W～25.6W或14.4W～24W。答：（1）L1正常发光时的电阻5Ω；（2）电压表示数是8V；（3）滑动变阻器的最大阻值是30Ω；（4）每种电路对应的总功率变化范围为16W～25.6W或14.4W～24W。当堂检测：1．如图所示电路中，电源电压保持不变。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P从中点向右移动时，下列说法正确的是（）A．小灯泡变暗 B．电压表示数变大C．电流表示数变小 D．电压表与电流表的示数之比不变【答案】D【解析】ABC．由电路图可知，闭合开关S，灯泡与滑动变阻器并联，电压表测电源两端的电压，电流表测通过小灯泡的电流；因电源电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表的示数不变，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，小灯泡两端的电压和通过灯泡的电流都不变，由P=UI可知灯泡的实际功率不变，则灯泡亮度不变，电流表的示数不变，故ABC错误；D．由于电压表和电流表的示数都不变，所以电压表与电流表的示数之比不变，故D正确。故选D。2．如图所示电路，电源电压保持不变，当闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，两个电阻的“U-I”关系图像如图所示，则下列判断正确的是（）A．电源电压为8V B．定值电阻R1的阻值为20ΩC．滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω D．此电路的最小总功率为1.2W【答案】D【解析】A．分析电路可知，定值电阻R1和滑动变阻器R2串联，电压表V1测R1的电压，电压表V2测R2的电压，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器电阻变小时，电路中的电流变大，定值电阻的电压变大，滑动变阻器的电压变小，所以甲图像是R2的电压和电流的关系的图像，乙图像是R1的电压和电流关系的图像，由图像可知，当电流为0.2A时，R1和R2的电压分别为2V和4V，根据串联电路中电压的规律可知，电源电压为故A错误；B．由图可知，当R1的电流为0.2A时，电压为2V，则定值电阻R1的阻值为故B错误；C．当电路中电流最小为0.2A时，滑动变阻器的电阻最大，此时R2的电压为4V，所以滑动变阻器的最大电阻为所以滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω，故C错误；D．整个电路的电压一定，根据公式可知，当电流最小时电路功率最小，由图可知，最小电流为0.2A，所以最小功率为故D正确。故选D。3．如图甲所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R1标有“50Ω0.5A”的字样，R2=10Ω，灯泡L上标有“5V”的字样，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A。将R1的滑片P移至b端，闭合开关S、S1，调节R1的滑片P，并绘制出电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示。在保证电路安全的前提下，下列说法正确的是（）A．滑动变阻器接入电路中的最小阻值是5ΩB．电路总功率的变化范围是0.5W~1.5WC．若将电压表量程换为0~3V，闭合开关S、S2，电流表示数的变化范围是0.1A~0.5AD．若将电压表量程换为0~3V，闭合开关S、S2，R2的功率变化范围是0.1W~0.9W【答案】D【解析】A．闭合开关S和S1，滑动变阻器R1与灯泡串联在电路中，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙知，灯泡正常工作，即两端电压为5V时，通过的电流为0.25A。电路中的最小电流为0.1A，电源电压保持不变，据欧姆定律知，此时电路中的电阻最大，变阻器接入电路的阻值最大为50Ω。则变阻器两端的电压U1=I小R1大=0.1A×50Ω=5V灯泡两端的电压为1V，所以电源电压U=U1+U灯=5V+1V=6V要保证电路的安全，则当灯泡正常工作时，通过电路的电流最大，此时电路中的电阻最小，变阻器接入电路的阻值最小。此时变阻器两端的电压U1′=U-U灯额=6V-5V=1V变阻器接入电路的最小阻值故A错误；B．通过的电流最小时，电路的总功率最小为P小=UI小=6V×0.1A=0.6W通过的电流最大时，电路的总功率最大为P大=UI额=6V×0.25A=1.5W故B错误；CD．闭合开关S和S2，变阻器与R2串联在电路中，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。电压表的量程为0~3V时，R2两端的电压最大，此时电路中的电流所以电路中的最大电流为0.3A，R2的功率最大为P2=U2I2=3V×0.3A=0.9W当变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的总阻值最大为R总=R1大+R2=50Ω+10Ω=60Ω电路中的最小电流所以电流表的示数变化范围是0.1A~0.3A。R2的最小功率P2小=I2小R2=(0.1A)2×10Ω=0.1W所以R2的功率变化范围是0.1W~0.9W。故C错误，D正确。故选D。4．将标有“12V6W”的灯泡L1和“6V3W”的灯泡L2（不考虑灯丝电阻随温度的变化）串联在12V的电源上，闭合开关后，L1、L2的实际功率之比P1:P2=______。若将它们并联使用，在电路安全的情况下，电路的最大总功率为______W。【答案】

2∶1

4.5【解析】[1]不考虑灯丝电阻所温度的变化，所以根据公式变换所得的，得当两灯泡串联在12V的电源上闭合开关后，由串联电路各用电器的相关物理量的比例关系P1:P2=U1I:U2I=U1:U2=IR1:IR2=R1:R2=24Ω:12Ω=2:1[2]若将二者并联使用，在电路安全的情况下，二者两端电压只能等于两者中较小的额定电压，也就是6V，根据并联电路规律和欧姆定律，得代入数据U=6V，R1=24Ω，R2=12Ω，得所以I1=0.25A，I2=0.5A，I=0.75A，所以电路最大的总功率P=UI=6V×0.75A=4.5W5．如图甲所示，灯泡L标有“6V3W”的字样，电源电压及灯丝电阻保持不变，滑动变阻器最大阻值为100Ω，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V。只闭合开关S、S2，移动滑片P的过程中，电流表示数与滑动变阻器连入电路的阻值变化关系如图乙所示，当滑片P在某一位置时，电流表的示数为I1，电压表示数为3V；只闭合开关S、S1，滑片P移动到另一位置时，电流表示数比I1减小了0.2A，滑动变阻器连入电路的阻值是定值电阻R0阻值的倍，求：（1）灯泡正常工作时的电阻为___________；（2）电源电压___________；（3）只闭合开关S、S1，在保证电流表、电压表和灯泡都安全的情况下，求滑动变阻器连入电阻中的最小阻值___________。【答案】

12Ω

18V

24Ω【解析】（1）由得，小灯泡正常工作时的电阻为（2）由电路图可知，只闭合开关S、S2，变阻器R与R0串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中电流，当滑片P在某一位置时，由图像乙可知，当电流表示数为I1时，滑动变阻器连入电路的阻值为6Ω，则此时电流表的示数为只闭合开关S、S1，变阻器R与L串联，滑片P移动到另一位置时，已知电流表示数比I1减小了0.2A，则此时的电流为根据串联电路中总电压等于各分电压之和以及欧姆定律可得，电源电压为……①只闭合开关S、S2，变阻器R与R0串联时，电源电压为……②联立①②解得R0=30Ω，U=18V。（3）由P=UI可得，灯泡的额定电流为因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的额定电流为0.5A，电流表的量程为0~0.6A，所以，电路中的最大电流为由欧姆定律得，此时电路中的总电阻为因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为6．小鹏同学在实验室找到两个额定电流均为0.3A、额定电压标识模糊不清的灯泡。从实验老师处得知两灯的额定电压分别为“2.5V”和“3V”，但由于标识模糊不清，无法区分。小鹏同学想通过如图甲所示的电路，根据已学的电学知识，区分这两个小灯泡。（1）用笔画线代替导线，将图甲中的器材连接成完整电路；______（2）连接电路并闭合开关，小鹏发现灯泡不亮，电流表和电压表都有较小的示数，无论怎样移动滑片，灯泡都不发光，两表示数均无变化，其原因可能是______A．灯泡短路B．灯泡断路C．滑动变阻器接的是下端两接线柱（3）故障排除后，移动滑片到某一位置，电流表的示数如图乙所示，此时通过灯泡的电流为______A；要使该灯泡正常发光，应将图甲中滑动变阻器的滑片向______（选填“A”或“B”）端移动，且眼睛注视______（选填“电压表”或“电流表”）的示数达到额定值。（4）小鹏继续移动滑动变阻器的滑片，记下多组数据，并绘制成图丙所示小灯泡的I-U图像，确定该灯泡的额定电压，并计算出该灯泡的额定功率为______W。（5）同组的小鑫同学认为采用图丁所示的方法也可分辨这两个小灯泡：闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.3A，这时他发现L1比L2更亮一些，则L1的额定电压为______V。（6）小鹏利用（4）问中已测量的灯泡，接入如图戊所示的电路中，从而测出未知电阻Rx的阻值。具体步骤如下：①只闭合开关S0、S1，断开S2，移动滑片，使电压表示数为1V；②保持滑片位置不变，断开S1，闭合S0、S2，读出电压表示数为2.6V；③根据实验数据可得：Rx的阻值为______Ω。【答案】

C

0.28

B

电流表

0.75

3

8【解析】（1）[1]滑动变阻器接入电路的接线柱要求“一上一下”，图中右下接线柱已经接入电路，故只需要将上接线柱接入电路即可，同时滑动变阻器应当与灯泡串联从而改变灯泡两端电压，而灯泡的左端已经接入电路，所以将灯泡右端和滑动变阻器的上接线柱相连即可，如图所示。（2）[2]电流表和电压表都有较小的示数，说明电路是完全接通的，且灯泡没有发生短路。又由于无论怎样移动滑片，灯泡都不发光，说明流经灯泡的电流较弱，从而说明电路总电阻较大，由此可判定，滑动变阻器接入的是下端的两个接线柱，故选C。（3）[3]图乙中电流表的“0.6A”接线柱接入电路中，所以电流表的示数是0.28A。[4]由于两个灯泡的额定电流均为0.3A