17.2專題17電功率（4考點12考向）

專題17電功率（講義）（解析版）目錄考情分析TOC\o"13"\h\u 2知識建構(gòu) 3考點一電能電功 3夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 4提升·必考題型歸納 5考向01電能表及其相關(guān)計算 5考向02電功及其計算 6考點二電功率 8夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 8提升·必考題型歸納 10考向01電功率與電功 10考向02額定功率與實際功率 11考向03小燈泡亮度問題 12考向04動態(tài)電路中電功率問題 14考點三測量小燈泡電功率 17夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 17提升·必考題型歸納 20考向01實驗器材的選擇與電路故障分析 20考向02小燈泡電功率的測量 23考點四焦耳定律 26夯基·必備基礎(chǔ)知識梳理 26提升·必考題型歸納 28考向01探究影響電流熱效應(yīng)的因素 28考向02電功與電熱的簡單計算 30考向03多擋電器電熱的計算 31考向04生活中中電流熱效應(yīng)（電熱的利用與防止） 34

一、課標(biāo)考點分析考點內(nèi)容課標(biāo)要求命題預(yù)測電能、電功及相關(guān)計算從能量轉(zhuǎn)化角度認識電源和用電器，結(jié)合實例了解電功，學(xué)讀家用電能表、根據(jù)讀數(shù)計算用電量如果說《歐姆定律》是電路理論的基礎(chǔ)，那《電功率》則是電路分析與計算的目標(biāo)與方向。所以，電功率在初中物理中占據(jù)舉足輕重的地位，無論考卷分值、試題數(shù)量和考點分配怎樣，對本單元的考查都應(yīng)作為備考的重點和熱點。本單元考點集中體現(xiàn)在電能與電功的計算、電功率的簡單計算、電功率和電熱的綜合計算；伏安法測小燈泡功率、電流的熱效應(yīng)與什么因素等。所見考題與歐姆定律等電學(xué)知識相結(jié)合是這類考題的一大特點。從考題題型看，對此內(nèi)容的考查題型涵蓋了選擇題、填空題、實驗題、壓軸題（綜合計算題）和綜合應(yīng)用題等。從命題方向和命題點看，主要有：電功率的簡單計算、電路分析與計算、動態(tài)電路分析、IU圖像的應(yīng)用、應(yīng)用電功率進行綜合計算、電功率在生活中的應(yīng)用、電路安全與極值、測量小燈泡額定功率、影響電流熱效應(yīng)的因素等電功率及其簡單計算結(jié)合實例，了解電功率，知道用電器的額定功率和實際功率，調(diào)查常見用電器的銘牌，比較它們的電功率電功率的綜合計算理解電功率和電流、電壓的關(guān)系，并能進行簡單計算；知道在電流一定時，導(dǎo)體消耗的電功率與導(dǎo)體的電阻成正比測量小燈泡電功率調(diào)查常見用電器的銘牌，比較它們的電功率焦耳定律及應(yīng)用通過實驗了解焦耳定律電熱器具的綜合計算能用焦耳定律說明生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象二、考情分析《電功率》是中考必考和常考熱點內(nèi)容。對本單元考查圍繞電功與電功率展開，其主要方向就是通過各類試題，來考查考生對電功率的理解與應(yīng)用。所以，對電功率、額定功率的理解以及應(yīng)用電功率分析解答問題，必然作為主要備考方向。考題數(shù)量一般在24題，分值也較大，一般在10分16分之間，有時也會更多。從考題出現(xiàn)概率看，主要有：電功率的簡單計算、小燈泡發(fā)光亮度與實際功率的關(guān)系、電功率在生活中的應(yīng)用與計算、電功率的綜合計算、通過測量小燈泡的電功率理解額定功率和實際功率、電能與電功的相關(guān)計算等。在此應(yīng)說明的是，對本單元的考查常常和《歐姆定律》結(jié)合在一起。備考中，希望廣大考生在對電功率理解基礎(chǔ)上，加強電功率的應(yīng)用復(fù)習(xí)，分板塊、分題型、分考向地逐一展開。

考點一電能電功一、電能與電能的計量電能的來源水力發(fā)電：機械能→電能；風(fēng)力發(fā)電：機械能→電能；核能發(fā)電：核能→電能電能的利用用電器消耗電能的過程，就是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程，消耗了多少電能就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能電能的單位（1）國際單位制單位：焦耳，簡稱焦，符號J；（2）常用單位：在日常生活中，人們常用“千瓦時”來計量電能的多少。千瓦時的符號是kW·h，俗稱“度”，我們常稱用了多少“度”電，就是用了多少“千瓦時”的電能電能的計量電能表作用：計量用電器在一段時間內(nèi)消耗的電能讀數(shù)方法：電能表在一段時間內(nèi)前后兩次示數(shù)的差值，就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)，即這段時間內(nèi)消耗的電能。電能表上所標(biāo)參數(shù)的物理意義：（1）220V：表示該電能表應(yīng)該在220V的電路中使用；（2）10（20）A：表示電能表的標(biāo)定電流為10A，額定最大電流為20A，該電能表工作時的電流不應(yīng)超過20A；（3）kW·h：表示該電能表上示數(shù)的單位為千瓦時，kW·h=1度=3.6×106J；（4）1500r/（kW·h）：表示接在該電能表上的用電器，每消耗1kW·h的電能，該電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過1500轉(zhuǎn)用電能表測量電路消耗電能的方法（1）方法一：電能表在一段時間內(nèi)前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內(nèi)電路消耗的電能總量。（2）方法二：可通過轉(zhuǎn)盤所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)（或指示燈閃爍的次數(shù)）間接計算出電路消耗的電能。如參數(shù)為“1600r/（kW·h）”的電能表，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過80轉(zhuǎn)消耗的電能為：。二、電功電功當(dāng)電能轉(zhuǎn)化為其他形式能時，我們就說電流做了功，電功用“W”表示電流做功過程就是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。消耗了多少電能就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，電流也就做了多少功。所以，用電器消耗了多少電能和通過用電器的電流做了多少功，這兩種說法的含義是一樣的影響電功大小的因素電流做功的多少跟電流的大小、電壓的高低和通電時間有關(guān)。加在用電器上的電壓越高、通過用電器的電流越大、用電器通電時間越長，電流做的功就越多電功的計算計算式：W=UIt，即電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端電壓、電路中的電流和通電時間的乘積兩個重要的推導(dǎo)公式結(jié)合歐姆定律可導(dǎo)出電功的計算公式：；結(jié)合歐姆定律可導(dǎo)出電功的計算公式：。以上兩公式只適用于純電阻電路。（1）串聯(lián)電路中，電流通過各電阻所做的功與其阻值成正比，；（2）并聯(lián)電路中，電流通過各電阻所做的功與其阻值成反比，考向01電能表及其相關(guān)計算【例1】一種家用電能表上的參數(shù)如圖所示，下列說法錯誤的是（）。A.該電能表應(yīng)該在220V的電路中使用B.該電能表的額定最大電流為20A；C.電能表是計量用電器消耗電能的儀表D.該電能表此時的讀數(shù)是31.6J【答案】D?！窘馕觥緼．電能表表盤上220V表示這個電能表應(yīng)該在220V的電路中使用，故A正確，不符合題意；B．10A（20）表示標(biāo)定電流為10A，額定最大電流為20A，故B正確，不符合題意；C．電能表是用來測量用電器在一段時間內(nèi)消耗電能多少的儀表，故C正確，不符合題意；D．該電能表此時的讀數(shù)是31.6kW·h，故D錯誤，符合題意。故選D?！咀兪?1】如圖所示的家用電器中，工作時主要將電能轉(zhuǎn)化為機械能的是（）。A．電飯鍋 B．筆記本電腦C．電風(fēng)扇 D．電視機【答案】C。【解析】A．電飯鍋將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A不符合題意；B．筆記本電腦在工作中將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，故B不符合題意；C．電風(fēng)扇將電能轉(zhuǎn)化為機械能，故C符合題意；D．電視機將電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能，故D不符合題意。故選C。【變式12】如圖甲是小明家電能表8月30日顯示的數(shù)字，圖乙是9月30日顯示的數(shù)字。小明家9月份消耗了______kW·h的電能，如果其中200度電是峰時用電，其余為谷時用電，根據(jù)峰谷電價收費表計算，小明家這個月的電費是______元。峰谷電價峰期1.1元谷期0.4元【答案】212.5；225。【解析】[1]9月份消耗的電能W=3754.8kW·h3542.3kW·h=212.5kW·h[2]200度電是峰時用電，則此時間段的電費為200kW·h×1.1元/(kW·h)=220元谷期的電費為(212.5kW·h200kW·h)×0.4元/(kW·h)=5元這個月應(yīng)交電費220元+5元=225元?！咀兪?3】月底，小明對自家用電的情況進行調(diào)查，觀察到電能表的表盤如圖所示，小明家中用電器正常使用的總功率不能超過W，用電器工作時消耗0.5kW·h的電能，電能表指示燈閃爍次。若上月底電能表示數(shù)為1877.6kW·h，則本月消耗的電能為kW·h?！敬鸢浮?800；1600；140?！窘馕觥縖1]由圖可知，通過電能表的最大電流為40A，小明家中用電器正常使用的總功率的最大值P最大=UI最大=220V×40A=8800W[2]用電器工作時消耗0.5kW·h的電能，電能表指示燈閃爍的次數(shù)3200imp/(kW·h)×0.5kW·h=1600imp[3]由圖可知，電能表的示數(shù)為2017.6kW·h，本月消耗的電能W=2017.6kW·h1877.6kW·h=140kW·h?？枷?2電功及其計算【例2】在圖所示的電路中，電源電壓不變，電阻R2的阻值為20Ω。閉合開關(guān)S，兩電流表的示數(shù)分別為0.5A和0.2A，則電源電壓為___________V，電阻R1的阻值為___________Ω。通電1min，該電路消耗的總電能為_____J。【答案】①6；②30；③180?！窘馕觥縖1]由電路圖知道，閉合開關(guān)S，電阻R1、R2并聯(lián)，電流表A2、A1分別測量干路和電阻R1支路中的電流。因為并聯(lián)電路干路中的電流等于各支路中的電流之和，所以電流表A2的示數(shù)為0.5A，即干路中的電流為I=0.5A電流表A1的示數(shù)為0.2A，即通過電阻R2的電流為I2=II1=0.5A0.2A=0.3A電阻R2兩端的電壓為U2=I2R2=0.3A×20Ω=6V因為并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，且等于電源電壓，所以電源電壓為U=U2=6V[2]由歐姆定律知道，電阻R1的阻值為[3]由知道，通電1min，該電路消耗的總電能?！咀兪?1】甲乙兩個小燈泡串聯(lián)，閉合開關(guān)，甲乙兩燈兩端的電壓之比為1∶2，工作一段時間后甲乙兩燈消耗的電能之比是（）。A．1:2 B．3:1 C．2:1 D．1:3【答案】A。【解析】甲乙兩個小燈泡串聯(lián)，所以通過甲乙燈泡的電流相等，由可知在相同時間內(nèi)消耗的電能之比等于燈泡兩端電壓之比，即1:2。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。【變式22】一個充電的移動電源（俗稱“充電寶”）輸入電壓為，容量為，則該移動電源充電后最多儲存的電能是（）。A． B． C． D．【答案】C。【解析】該移動電源充電后最多儲存的電能。故選C?！咀兪?3】如圖甲所示，當(dāng)開關(guān)S由接點1轉(zhuǎn)到接點2時，電壓表示數(shù)變化如圖乙所示，則開關(guān)接2時，燈泡L2兩端的電壓是V；此時L1和L2消耗的電能之比W1：W2＝?！敬鸢浮?；1：2?！窘馕觥慨?dāng)開關(guān)S接1時，接入電路的燈泡只有L1，根據(jù)乙圖可知，此時電源電壓U＝6V，當(dāng)開關(guān)接2時，接入電路的燈泡是L1和L2，且它們組成串聯(lián)，電壓表測量的是燈泡L1兩端的電壓，根據(jù)圖乙可知：燈泡L1兩端的電壓U1＝2V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得：燈泡L2兩端的電壓U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V；由于兩個燈泡串聯(lián)，通過它們的電流和通電時間相等，根據(jù)W＝UIt可知，燈泡L1和燈泡L2消耗的電能之比是W1：W2＝U1I1t1：U2I2t2＝U1：U2＝2V：4V＝1：2，故答案是：4；1：2?？键c二電功率一、電功率電功率定義：電功與時間之比叫做電功率，用字母P表示物理意義：在物理學(xué)中，用電功率表示電流做功的快慢。電功率越大，電流做功越快，電功率越小，電流做功越慢單位：在國際單位中，電功率單位是瓦特，簡稱瓦，符號是W；常用單位有千瓦（kW）、毫瓦（mW）。換算關(guān)系：1kW=103W，1W=103mW電功率的計算定義式：。已知某用電器的工作時間t和在這段時間內(nèi)消耗的電能W，就可以用該公式計算用電器的電功率。P—電功率，單位：瓦特（W）；W—電功，單位：焦耳（J）；t—時間，單位秒（s）計算式：P=UI，即已知某用電器兩端電壓U和通過用電器的電流I，就可以用該公式計算出該用電器的電功率；公式P=UI中各符號的物理意義：P—電功率，單位：瓦特（W）；U—電壓，單位：伏特（V）；I—電流，單位安培（A）導(dǎo)出式：、。適用于純電阻電路對電功率的理解P與U、I不是簡單的正比關(guān)系：由公式P=UI可知，電功率的大小與電路兩端電壓U、通過電路的電流I兩個因素有關(guān)。不能簡單地認為電功率僅與電壓成正比或僅與電流成正比，因為加在電路兩端的電壓變化時，通過電路的電流也會隨之變化可反映電功的效果：例如，同一個燈泡其電功率越大，說明單位時間內(nèi)電流通過燈泡做的功越多，則燈泡的亮度就越大電功率的三個推論對于純電阻串聯(lián)電路來說，P1：P2：…=R1：R2：…對于純電阻比例電路來說，無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，整個電路消耗的總電功率都等于各個用電器消耗的電功率之和，即：二、額定電壓、額定功率1.額定電壓和額定電功率的相關(guān)物理量額定電壓用電器正常工作時的電壓。用電器的銘牌和使用說明書上標(biāo)明的電壓值就是額定電壓，常用U額表示額定功率用電器在額定電壓下工作時的電功率。用電器銘牌和使用說明書上標(biāo)明的功率就是額定功率，常用P額表示額定電流用電器在額定電壓下工作時的電流，常用I額表示實際電壓用電器實際工作時兩端的電壓。用電器的實際電壓，與額定電壓可能相同，也可能不相同。當(dāng)用電器的實際電壓明顯低于或高于額定電壓時，用電器就不能正常工作。實際電壓常用U實表示實際功率用電器在實際電壓下工作時的電功率。它與額定功率可能相同，也可能不相同。實際功率用P實表示，決定燈泡亮度的是實際功率2.額定功率P額與實際功率P實的區(qū)別與聯(lián)系額定功率實際功率區(qū)別概念用電器在額定電壓下工作時的電功率用電器在實際電壓下工作時的電功率是否變化是唯一的，不隨實際電壓的變化而變化不是唯一的，不同的電壓值，對應(yīng)的實際功率不同聯(lián)系當(dāng)U實=U額時，I實=I額，則P實=P額，用電器正常工作；當(dāng)U實>U額時，I實>I額，則P實>P額，用電器不能正常工作，且可能被損壞；當(dāng)U實<U額時，I實<I額，則P實<P額，用電器不能正常工作，且可能被損壞3.額定功率與實際功率的計算（1）純電阻用電器，額定功率，用電器的實際功率。（2）當(dāng)用電器阻值不變時，由可推出。（3）當(dāng)用電器在額定電壓U額下工作時，其功率為額定功率P額，故根據(jù)可求出用電器在額定電壓下工作時的電阻?？枷?1電功率與電功（1）電功率與電功是兩個不同的概念：（1）電功率與電功是兩個不同的概念：電功是表示電流做功多少的物理量，其單位是kW·h或J；電功率是電功與通電時間的比值，表示電流做功的快慢，其單位是kW或W。（2）純電阻電路中電功率計算公式的選用技巧1）兩個電阻串聯(lián)接入電路，因串聯(lián)電路中電流相同，比較兩個電阻的電功率時優(yōu)先考慮用公式；2）兩個電阻并聯(lián)接入電路，因并聯(lián)電路兩電阻兩端電壓相同，比較電阻電功率時優(yōu)先考慮公式；3）若已知電阻兩端電壓和通過電阻的電流，優(yōu)先考慮公式P=UI?！纠?】關(guān)于電功和電功率說法不正確的是（）。A．用電器消耗的電能越多，電功率越大；B．電功率是表示電流做功快慢的物理量；C．千瓦時是電功的單位，千瓦是電功率的單位；D．消耗電能相同的用電器，產(chǎn)生的熱量不一定相同【答案】A?！窘馕觥緼．電功率是表示電流做功快慢的物理量，用電器消耗的電能越多，電功率不一定大，故A錯誤，符合題意；B．電功率是表示電流做功快慢的物理量，故B正確，不符合題意；C．千瓦時是電功的單位，千瓦是電功率的單位，故C正確，不符合題意；D．若用電器是純電阻，產(chǎn)生的熱量等于用電器消耗的電能，若用電器為純電阻，消耗的電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外還轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，所以產(chǎn)生熱量不一定相同，故D正確，不符合題意。故選A。【變式11】如圖所示，電源電壓相等，已知R1>R2>R3>R4，開關(guān)均閉合后，在相同的時間內(nèi)，消耗電能最多的電阻是（）。A．R1 B．R2 C．R3 D．R4【答案】D?！窘馕觥扛鶕?jù)左圖可知，兩電阻串聯(lián)，根據(jù)右圖可知，兩電阻并聯(lián)，串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，并聯(lián)電路兩端電壓相等，由可知，R4兩端電壓為電源電壓，電阻最小，所以相同時間消耗電能最多，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D?！咀兪?2】如圖所示電路，電源電壓不變，R是定值電阻。將一個“6V2W”的小燈泡L1接在a、b兩點間，L1恰能正常發(fā)光；若換個“6V3W”的小燈泡L2接在a、b兩點間，假設(shè)小燈泡L1、L2的電阻均保持不變，則L2（）。A．消耗的電能一定比L1多 B．兩端的電壓仍為6VC．阻值一定比L1大 D．實際功率小于3W【答案】D?！窘馕觥緽C．將一個“6V2W”的小燈泡L1接在a、b兩點間，L1恰能正常發(fā)光，則燈泡L1的小燈泡的電壓為6V，通過的電流為燈泡L1的電阻為設(shè)電源電壓為U，定值電阻的阻值為R，則根據(jù)電壓規(guī)律可以列等式若換個“6V3W”的小燈泡L2接在a、b兩點間，燈泡L2的電阻為小燈泡的電阻變小，根據(jù)串聯(lián)分壓，此時的電壓變小，故小于6V，故BC不符合題意；A．由于燈泡的電阻不變，而燈泡兩端的電壓小于6V，小于額定電壓，故燈泡L2的實際功率小于額定功率，故小于3W，故D符合題意；D．只能知道燈泡L2的功率小于3W，但不知道通電時間長短，無法確定L2消耗電能的多少，故A不符合題意。故選D?？枷?2額定功率與實際功率額定功率和實際功率的橋梁—電阻：額定功率和實際功率的橋梁—電阻：當(dāng)用電器的電阻大小不變時，可先由額定參數(shù)求出用電器的電阻，然后再結(jié)合實際工作時的電壓、電流，利用公式或計算出實際功率。【例2】關(guān)于用電器的額定功率和實際功率，下列說法正確的是（

）。A．額定功率大的用電器，其實際功率一定大；B．實際功率大的用電器，其額定功率一定大；C．用電器的實際功率會隨所加電壓的改變而改變；D．用電器的額定功率會隨所加電壓的改變而改變【答案】C?！窘馕觥坑秒娖鞯念~定功率是由自身決定的，不會改變；根據(jù)可知，用電器的實際功率會隨所加實際電壓的改變而改變，所以額定功率大的用電器，其實際功率不一定大；實際功率大的用電器，其額定功率也不一定大；故C正確，ABD不符合題意。故選C?！咀兪?1】小明在家中做了如下實驗，他關(guān)閉了家中所有用電器，讓一只標(biāo)有“220V1210W”的用電器單獨工作，他觀察到標(biāo)有“3600r/kW?h”字樣的電能表轉(zhuǎn)盤3分鐘轉(zhuǎn)過180圈。若用電器的電阻不變，則該用電器的電阻為________Ω，該用電器工作時的實際功率為________W?！敬鸢浮?0；1000?！窘馕觥縖1]用電器的額定電壓是220V，額定功率是1210W，根據(jù)電功率的變形公式得[2]根據(jù)電能表參數(shù)及轉(zhuǎn)過的圈數(shù)求出用電器消耗的電能為根據(jù)電功率公式用電器的實際功率為?！咀兪?2】一只標(biāo)有“PZ220—100”字樣的白熾燈泡，當(dāng)其兩端電壓為110V時，它的實際功率為（不計溫度對電阻的影響）（）。A．50W B．10W C．75W D．25W【答案】D?！窘馕觥坑煽傻?，燈泡的電阻為接到110V的電路中，燈泡的實際功率為故D符合題意，ABC不符合題意。故選D?？枷?3小燈泡亮度問題（1）“正常發(fā)光”即小燈泡正常工作，在額定電壓下以額定的功率工作。（1）“正常發(fā)光”即小燈泡正常工作，在額定電壓下以額定的功率工作。（2）判斷燈泡亮度的方法：比較燈泡的亮度實際上就是比較燈泡的實際功率的大小。1）在串聯(lián)電路中，由可知，電流相等，電阻大的燈泡實際功率大，亮度高；2）在并聯(lián)電路中，由可知，電壓相等，電阻小的燈泡亮度高。（3）兩個燈泡的安全：為保護燈泡不會損害，當(dāng)兩個燈泡串聯(lián)時，電路中最大的電流取小的額定電流，而且電阻大的燈泡亮；當(dāng)兩個燈泡并聯(lián)時，電路中電源電壓取小的額定電壓，而且電阻小的燈泡亮。【例3】兩盞白熾燈，甲標(biāo)有“”，乙標(biāo)有“”，比較它們的亮度，下列說法正確的是（）。A．甲一定比乙亮 B．乙一定比甲亮 C．都正常工作時，甲比乙亮 D．都正常工作時，乙比甲亮【答案】?！窘馕觥考讟?biāo)有“”，表示該燈的額定電壓為，額定功率為；乙標(biāo)有“”，表示該燈的額定電壓為，額定功率為；、燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率，因這兩個選項中沒有說明燈的工作狀態(tài)，故甲乙兩燈的實際功率沒法比較；所以，不能確定甲、乙兩燈的亮度，故均錯誤；、當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，實際功率等于額定功率，則比較額定功率即可比較燈泡的亮度；已知甲燈的額定功率為，乙燈的額定功率等于；所以正常發(fā)光時，甲比乙亮。故正確，錯誤?！咀兪?1】將“”和“”的兩只燈泡和串聯(lián)后接在電源兩端，不考慮溫度對燈絲電阻的影響，則（）。A．電源電壓為時，兩只燈泡都不能正常發(fā)光；B．兩只燈泡都發(fā)光時，燈泡比燈泡亮些 ；C．燈泡發(fā)光時，電路中允許通過的最大電流為；D．燈泡正常發(fā)光時，燈泡的實際功率是【答案】?！窘馕觥坑煽傻茫瑑蔁襞莸念~定電流分別為：，，由可得，兩燈泡的電阻分別為：，；所以，額定電流的關(guān)系為，兩只燈泡和串聯(lián)后接在電源兩端時，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，當(dāng)正常發(fā)光時，電路中的電流，即電路中的最大電流為，故錯誤；因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，此時電源兩端的電壓：，即電源電壓為時，能正常發(fā)光，故錯誤；因燈泡的亮暗取決于實際功率的大小，串聯(lián)電路中各處的電流相等，的電阻大，由可知，的實際功率大，燈較亮，即燈泡比燈泡暗些，故錯誤；此時燈泡的實際功率：，故正確?！咀兪?2】甲電燈標(biāo)有“”，乙電燈標(biāo)有“”，將它們串聯(lián)后接在某電源上時，其中的一盞電燈恰能正常發(fā)光，則：（1）電源的電壓為多少。（2）另一盞燈的實際功率為多少?！敬鸢浮浚?）；（2）?！窘馕觥浚海?）由功率公式可得：；；由歐姆定律可得：；；因只有一燈正常發(fā)光，故只能是乙燈正常發(fā)光，電路中電流為；則由歐姆定律可得：電源電壓；（2）由功率公式可得：甲燈的功率。答：（1）電源電壓為；（2）另一燈的實際功率為?？枷?4動態(tài)電路中電功率問題（1）開關(guān)類動態(tài)電路中電功率的計算（1）開關(guān)類動態(tài)電路中電功率的計算1）根據(jù)開關(guān)的通、斷確定電路的連接方式；2）明確電流表、電壓表測量的對象；3）畫出等效電路，在圖中標(biāo)出相應(yīng)的物理量；4）根據(jù)歐姆定律、串并聯(lián)電路的特點及電功率計算公式進行求解。（2）電功率的極值1）對整體電路：應(yīng)電源電壓不變，由公式可知，電路中總電阻最大時，電路總功率最??；電路中總電阻最小時，電路總功率最大；2）對電路中某一用電器（電阻不變）：由P=I2R可知，當(dāng)通過它的電流最大時，其電功率最大；當(dāng)通過它的電流最小時，其電功率最小?！纠?】電梯超載報警器工作原理示意圖如圖所示，R0為定值電阻，壓敏電阻R的阻值隨著壓力的增大而減小，A為電流表，其示數(shù)超過設(shè)定值時自動報警。電梯處于運行狀態(tài)，開關(guān)S閉合，有人進入電梯后（）。A．電流表示數(shù)變小，R和R0的總電功率變大B．電流表示數(shù)變小，R和R0的總電功率變小C．電流表示數(shù)變大，R和R0的總電功率變大D．電流表示數(shù)變大，R和R0的總電功率變小【答案】C?！窘馕觥坑蓤D可知，兩個電阻串聯(lián)，開關(guān)S閉合后有人進入電梯后，壓敏電阻受到的壓力增大，則其接入電阻減小，電路電流增大，電流表示數(shù)變大，由可知電路總功率變大。故選C。【變式41】如圖甲所示的電路中，為定值電阻，為滑動變阻器（其最大阻值為），閉合開關(guān)后，當(dāng)滑動變阻器的滑片P從端移至端的過程中，消耗的電功率隨電阻變化關(guān)系如圖乙所示，根據(jù)圖象信息，則下列判斷正確的是（）。①電路中最小電流0.4A；②的阻值是；③電源電壓10V；④消耗的最大電功率10W。A．①② B．③④ C．①③ D．②④【答案】B?！窘馕觥竣儆蓤D乙知，當(dāng)變阻器接入電路的阻值最大為40Ω時，變阻器消耗的電功率為1.6W，那么電路中的電流由圖甲知，滑動變阻器R1與定值電阻R0串聯(lián)在電路中，則變阻器接入電路最大時，電路中的總電阻最大，據(jù)歐姆定律知，此時電路中的電流最小為0.2A，所以①判斷錯誤；②③由圖乙知，當(dāng)變阻器接入電路的阻值為10Ω時，其電功率為2.5W，此時電路中的電流設(shè)電源電壓為U，據(jù)串聯(lián)電路有U=0.2A×(R0+40Ω)，U=0.5A×(R0+10Ω)解以上兩式得，電源電壓及R0的阻值分別為U=10V，R0=10Ω，所以②判斷錯誤，③判斷正確；④當(dāng)變阻器接入電路的阻值為0時，電路中只能R0工作，電路中的電流最大，R0消耗的電功率最大為所以④判斷正確。故ACD錯誤，B正確。故選B?！咀兪?2】（多選）如圖所示電路中，電源電壓保持不變。只閉合開關(guān)S1，移動滑動變阻器的滑片，使電路中電流達到最小值，此時電流表的示數(shù)為0.15A，電壓表的示數(shù)為3V；只閉合開關(guān)S2，移動滑片至滑動變阻器的中點C處，此時電壓表的示數(shù)為5V，電阻R2的電功率為0.5W。下列說法中正確的是（）。A．電阻R1的阻值是20Ω；B．電源電壓是9V；C．滑動變阻器R3的最大阻值是10Ω；D．當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時，電路消耗的總功率是2.52W【答案】AD?！窘馕觥緼．只閉合開關(guān)S1，電阻R1與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量R1兩端電壓，移動滑動變阻器的滑片，使電路中電流達到最小值，此時變阻器接入最大阻值，電流表的示數(shù)為0.15A，電壓表的示數(shù)為3V，則電阻R1的阻值電源電壓為，故A正確；BC．只閉合開關(guān)S2，電阻R2與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量R2兩端電壓，移動滑片至滑動變阻器的中點C處，此時電壓表的示數(shù)為5V，電阻R2的電功率為0.5W，則電路中的電流為則電阻R2的阻值電源電壓為聯(lián)立可得即可得，即滑動變阻器R3的最大阻值是20Ω，故BC錯誤；D．當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時，滑動變阻器R3被短路，電阻R1與R2并聯(lián)，電路消耗的總功率是故D正確。故選AD?？键c三測量小燈泡電功率一、用電流表和電壓表測量小燈泡的電功率1.伏安法測量小燈泡的電功率實驗?zāi)康挠秒娏鞅砗碗妷罕頊y量小燈泡的額定功率和實際功率實驗原理和方法（1）原理：P=UI；（2）根據(jù)電功率的計算公式P=UI，用電壓表測量小燈泡兩端電壓，用電流表測通過小燈泡的電流，就可以求出小燈泡的電功率實驗器材兩節(jié)電池、滑動變阻器、電壓表、電流表、小燈泡一個（額定電壓2.5V）、燈座、開關(guān)、導(dǎo)線實驗電路圖和實物圖甲乙實驗步驟（1）根據(jù)實驗要求，設(shè)計電路，畫出電路圖（如圖甲所示）；（2）按照圖甲所示電路圖連接實物電路，如圖乙所示。在開關(guān)閉合之前，將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處（保護電路）；（3）檢查連接無誤后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)等于小燈泡的額定電壓，觀察此時小燈泡的發(fā)光情況，記下此時電壓表和電流表的示數(shù)，填在實驗數(shù)據(jù)記錄表中；（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片（改變小燈泡兩端電壓，實現(xiàn)多次測量），使小燈泡兩端電壓低于額定電壓，觀察此時小燈泡的發(fā)光情況與在額定電壓下的發(fā)光情況有什么不同，記下此時電壓表和電流表的示數(shù)，數(shù)據(jù)記錄表中；（5）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)約為額定電壓的1.2倍，觀察此時小燈泡的發(fā)光情況與在額定電壓下的發(fā)光情況有什么不同，記下此時電壓表和電流表的示數(shù)，數(shù)據(jù)記錄表中；（6）實驗結(jié)束后，斷開開關(guān)，將連接電路的導(dǎo)線拆開，并整理好實驗器材；（7）根據(jù)測出的三組數(shù)據(jù)（不是為了求平均值，而是為了得到不同電壓下的實際功率），計算出小燈泡在不同發(fā)光情況下的電功率，并填在實驗數(shù)據(jù)表中。實驗數(shù)據(jù)記錄表實驗次數(shù)電壓U/V電流I/A電功率P/W小燈泡的亮度12.50.240.6正常22.00.200.4較暗33.00.280.84較亮分析論證（1）分析表格中的實驗數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的實際電壓越高，小燈泡電功率越大，小燈泡越亮；（2）小燈泡的亮度時由它的實際功率決定的；（3）小燈泡的實際電功率有多個，額定功率只有一個。實驗結(jié)論當(dāng)U實=U額時，P實=P額，小燈泡正常發(fā)光，測得P額=0.6W；當(dāng)U實<U額時，P實<P額，小燈泡發(fā)光較暗；當(dāng)U實>U額時，P實>P額，小燈泡發(fā)光較亮。2.實驗注意事項選擇器材電源電壓應(yīng)高于小燈泡的額定電壓。例如，額定電壓為2.5V的小燈泡，至少選兩節(jié)干電池作為電源。（1）電壓表量程的選擇應(yīng)參照小燈泡的額定電壓。①若小燈泡的額定電壓時2.5V，則選擇0—3V量程；②若小燈泡的額定電壓時3.8V，則選擇0—15V量程。（2）電流表量程的選擇要參照小燈泡的額定電流的大小。①若知道小燈泡的額定電壓和額定功率，則可以計算出小燈泡的額定電流的大小，電流表的量程略大于額定電流即可；②若不能求出額定電流大小，可用試觸法確定電流表的量程。③因為常見的小燈泡（額定電壓1.5V—3.8V）額定電流均小于0.6A，故無特殊說明，電流表的量程可以直接選擇0—0.6A量程?；瑒幼冏杵髟试S通過的最大電流要大于小燈泡的額定電流，滑動變阻器的最大電阻應(yīng)與小燈泡的電阻差不多，以使滑動變阻器的調(diào)壓效果明顯。連接電路（1）連接電路前，要把開關(guān)斷開，防止由于電路連接錯誤而發(fā)生短路，損壞電路元件；（2）連接電流表和電壓表時，注意電流從“+”接線柱流入，從“—”接線柱流出；（3）連接滑動變阻器時，要“一上一下”選用接線柱。閉合開關(guān)前需把滑動變阻器的滑片置于阻值最大處，防止電路中電流過大，損壞電路元件。操作細節(jié)（1）移動滑動變阻器的滑片時，要緊盯電壓表的示數(shù)；（2）調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓高于額定電壓時，要注意緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，實際電壓不能超過額定電壓的1.2倍，同時通電時間不易過長，否則容易燒壞小燈泡；（3）實驗完畢，一定要先斷開開關(guān)，然后再拆卸電路，整理器材；（4）分析數(shù)據(jù)時，不能把三次的電功率取平均值，因為這三次的電功率是三個不同電壓下的電功率，求平均值無任何意義。3.伏安法測小燈泡電功率實驗中常見故障及原因分析常見故障現(xiàn)象原因分析燈泡不亮閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表、電壓表無示數(shù)電源、電流表、導(dǎo)線、開關(guān)或滑動變阻器損壞，或接線柱接觸不良閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表、電壓表有示數(shù)（1）滑動變阻器接成定值電阻；（2）滑動變阻器滑片在阻值最大處很難調(diào)節(jié)；（3）電源電壓過低閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，而電壓表示數(shù)卻很大，接近電源電壓（1）電流表、電壓表位置互換了；（2）燈泡處斷路，即燈泡的燈絲斷了或燈座接觸不良；閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)燈泡短路電表問題閉合開關(guān)，電流表或電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很小（1）電流表或電壓表的量程過大；（2）電源電壓太低；（3）滑動變阻器接入電路的阻值過大閉合開關(guān)，電流表或電壓表指針反向偏轉(zhuǎn)電流表或電壓表的“+”“”接線柱接反了閉合開關(guān)，電流表或電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角度超過電表的量程（1）電流表或電壓表量程選擇過小；（2）電路中出現(xiàn)短路；（3）滑動變阻器接入電路中的阻值太小開關(guān)問題連接電路時，接完最后一根導(dǎo)線燈泡立即發(fā)光連接電路時，開關(guān)一直處于閉合滑動變阻器問題閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片時，電表示數(shù)及燈泡的亮度均無變化滑動變阻器同時接入了上面（或下面）兩個接線柱閉合開關(guān)，無論怎么調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表示數(shù)總小于燈泡額定電壓電源電壓過低無論怎么調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表示數(shù)總大于燈泡的額定電壓（1）電源電壓過高；（2）選用滑動變阻器最大阻值過小閉合開關(guān)瞬間，燈泡發(fā)出強光后熄滅，電流表指針偏轉(zhuǎn)后又回到零刻度線處，電壓表仍有示數(shù)滑動變阻器同時接入了上面兩個接線柱或滑動變阻器的滑片沒有置于阻值最大位置，導(dǎo)致燈泡兩端電壓過高，燈泡燈絲熔斷二、特殊方法測量小燈泡的電功率（用單一電表測小燈泡額定功率的典型電路）方法電路原理圖直接測量的物理量小燈泡的電功率表達式安阻法閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表A1、A2的示數(shù)分別為I1、I額（U額=I1R0）只閉合開關(guān)S1、S3，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表示數(shù)為I額；保持滑片位置不變，斷開開關(guān)S3，閉合S1、S2，電流表示數(shù)為I1U額=（I1I額）R0伏阻法閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表V1、V2示數(shù)分別為U1、U額，閉合開關(guān)S1，開關(guān)S2與1端閉合，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為U額；保持滑片位置不變，把開關(guān)S2與2閉合，記錄此時電壓表示數(shù)為U1，保持電源電壓U不變，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱至恰當(dāng)?shù)臄?shù)值，使電壓表示數(shù)為U額，記錄此時電阻箱的阻值R0，三、利用電能表測量用電器的電功率（1）從電能表表盤上記下用電器每消耗1kW·h的電能，電能表的轉(zhuǎn)數(shù)N（或指示燈閃爍次數(shù)N）；（2）斷開家里其他用電器的開關(guān)，只讓待測用電器在正常負荷下穩(wěn)定工作；（3）用停表測量待測用電器工作時電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)n（或指示燈閃爍次數(shù)n）所用時間；（4）斷開待測用電器開關(guān)，計算其電功率。電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)n（或指示燈閃爍次數(shù)n）時所消耗的電能為，用電器的實際電功率?？枷?1實驗器材的選擇與電路故障分析（1）（1）實驗器材的選擇原則：1）電壓表、電流表的選擇原則：在滿足量程要求的前提下盡可能選擇小量程，以使測量結(jié)果的精確度更高。2）滑動變阻器的選擇：①看允許通過的最大電流是否符合要求；②看最大阻值是否符合電路調(diào)節(jié)要求。（2）實驗電故障分析：1）首先要根據(jù)題干給出的條件確定是斷路還是短路：電流表有（無）示數(shù)，說明電流表所在電路時通路（斷路）；電壓表有（無）示數(shù)，說明電壓表兩接線柱到電源兩極的電路時通路（斷路）；（2）然后再分析、判斷是哪一部分發(fā)生斷路或短路?！纠?】在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，電源電壓6V恒定不變，小燈泡的額定電壓為2.5V（電阻約為10Ω）。（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲的電路連接完整（滑片向左移動時電壓表示數(shù)變大）；()（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移到______端（選填“A”或“B”）；（3）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表沒有示數(shù)，電壓表示數(shù)超量程，出現(xiàn)這種故障的原因是______；A．開關(guān)短路

B．燈泡短路

C．電壓表斷路

D．燈泡開路（4）排除故障，再次閉合開關(guān)，移動滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為______V時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為______W；（5）現(xiàn)有規(guī)格為“10Ω2A”、“20Ω1A”和“50Ω0.2A”的甲、乙、丙三個滑動變阻器，為了實驗的順利進行，小明應(yīng)在其中選擇______（選填“甲”“乙”或“丙”）滑動變阻器接入電路；（6）小明利用圖甲裝置______（選填“能”或“不能”）做“探究通過定值電阻的電流與電壓的關(guān)系”的實驗?！敬鸢浮咳鐖D；B；D；2.5；0.75；乙；不能。【解析】（1）[1]滑動變阻器要采取“一上一下”的連接方式，電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，要求滑片向左移動時，電壓表的示數(shù)變大，即燈泡兩端的電壓變大，滑動變阻器兩端的電壓變小，滑動變阻器的阻值變小，滑動變阻器接左下接線柱，如圖所示：（2）[2]為了保護電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處，即B端。（3）[3]閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表沒有示數(shù)，則電路中沒有電流通過，電路故障的類型為斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表的兩個接線柱分別能接到電源兩極上，故燈泡斷路，故D符合題意，ABC不符合題意。故選D。（4）[4][5]小燈泡的額定電壓是2.5V，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)為2.5V，由圖乙可知，電流表的量程為0~0.6A，分度值為0.02A，此時電流表的示數(shù)為0.3A，則小燈泡的額定功率為P=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W（5）[6]實驗中，要測出額定功率，要保持小燈泡兩端的電壓為額定電壓（小燈泡的電阻約為10Ω），電路中的電流為則滑動變阻器的電阻應(yīng)該選擇“20Ω1A”的滑動變阻器。（6）[7]要探究電流與電壓的關(guān)系，需保持電阻不變，而燈絲隨溫度的升高而增大，不是定值，不能探究電流與電壓的關(guān)系?！咀兪?1】如圖所示，是電學(xué)中常見的電路圖，在A、B兩點間分別接入下列選項中加點字的元件，并進行對應(yīng)實驗，對滑動變阻器在此實驗中的作用描述正確的是（）。A．探究電流與電壓的關(guān)系——改變定值電阻兩端電壓B．探究電流與電阻的關(guān)系——調(diào)節(jié)電阻兩端電壓成倍數(shù)變化C．測量定值電阻的阻值——僅僅為了保護電路D．測量小燈泡的電功率——改變小燈泡兩端電壓，求平均電功率【答案】A?！窘馕觥緼．探究電流與電壓的關(guān)系時滑動變阻器的作用除了保護電路，另一個作用就是改變定值電阻兩端電壓，故A正確；B．根據(jù)控制變量法的思路，研究導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系時，要保持導(dǎo)體兩端的電壓不變，而電路中換用阻值不同的電阻時，電阻兩端的電壓就要改變，滑動變阻器正好起到保持電阻兩端的電壓不變的作用，故B錯誤；C．測量定值電阻的阻值時，通過改變滑動變阻器接入電路的阻值，從而改變了待測電阻兩端的電壓和通過它的電流，可以多測幾組數(shù)據(jù)，通過求平均值來減小誤差，故C錯誤；D．在“伏安法”測小燈泡電功率的實驗中，滑動變阻器的作用是：通過改變小燈泡兩端的實際電壓與通過小燈泡的電流，測得多組數(shù)據(jù)，可比較燈泡的實際功率與小燈泡亮度之間的關(guān)系，不是為了求平均功率，故D錯誤。故選A?！咀兪?2】在“測定小燈炮的電功率”實驗中，連接了如圖所示的電路。當(dāng)閉合開關(guān)S后，若發(fā)現(xiàn)：（1）燈泡發(fā)光，電流表無示數(shù)，電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，則故障原因是

；（2）燈泡不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則故障原因是

；（3）燈泡發(fā)光，但無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)均不變，故障原因是

?！敬鸢浮浚?）電流表短路；（2）燈泡發(fā)生短路；（3）滑動變阻器連接方法錯誤（四個接線柱中接了兩上或兩下）?！窘馕觥浚?）燈泡發(fā)光，說明電路是通路，電流表無示數(shù)，說明電流表短路；（2）電壓表無示數(shù)，說明電路斷路或燈泡短路，電流表有示數(shù)，說明電路是通路，燈泡不發(fā)光，說明燈泡發(fā)生了短路；（3）無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)均不變；移動滑動變阻器滑片，電表示數(shù)都不變，說明變阻器下面兩接線柱接入電路。故答案為：（1）電流表短路；（2）燈泡發(fā)生短路；（3）滑動變阻器連接方法錯誤（四個接線柱中接了兩上或兩下）?？枷?2小燈泡電功率的測量測量小燈泡額定功率基本方法是伏安法，其他方法都是在伏安法基礎(chǔ)上衍生出來的。測量小燈泡額定功率基本方法是伏安法，其他方法都是在伏安法基礎(chǔ)上衍生出來的。（1）只有電流表時：利用并聯(lián)電路電壓相等的規(guī)律，用電流表和已知阻值的定值電阻串聯(lián)，然后與小燈泡并聯(lián)，間接測出小燈泡兩端的電壓；（2）只有電壓表時：利用串聯(lián)電路電流相等的規(guī)律，將已知電阻和小燈泡串聯(lián)，用電壓表測出已知電阻兩端的電壓，便可以間接測出通過小燈泡的電流。【例2】在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣。實驗原理是______。（2）圖甲中有一根導(dǎo)線多余導(dǎo)致電路錯誤，請在這根導(dǎo)線上打“×”；（）（3）改正電路錯誤后，在閉合開關(guān)前，應(yīng)將圖甲中滑動變阻器的滑片調(diào)至______端；（選填“A”或“B”）（4）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)。接下來應(yīng)進行的操作是______；A．更換小燈泡B．檢查電路是否斷路C．移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光（5）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙所示，小燈泡的額定功率為______；（6）小華用如圖丙所示的電路也完成了該實驗。電源電壓不變，R1和R2為滑動變阻器，R2的最大阻值為R0。實驗步驟如下：①只閉合開關(guān)S、S1，調(diào)節(jié)R2，使電壓表的示數(shù)為U額；②只閉合開關(guān)S、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的示數(shù)仍為U額；③接著將R2的滑片P調(diào)至最左端，記下電壓表的示數(shù)U1；再將R2的滑片P調(diào)至最右端，記下電壓表示數(shù)為U2，則小燈泡額定功率的表達式P額=______。（用U額、R0、U1、U2表示）【答案】①；②如圖；③B；④C；⑤0.75；⑥?！窘馕觥浚?）[1]由公式P=UI可知，用電壓表測出燈泡兩端的電壓，用電流表測出通過燈泡的電流，就可以計算出燈泡的電功率。（2）[2]由圖甲可知，滑動變阻器與燈泡左側(cè)接線柱連接的導(dǎo)線會導(dǎo)致滑動變阻器接線錯誤，同時使燈泡短路，應(yīng)該去掉，如圖所示（3）[3]為保護電路，在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大，即滑片調(diào)至B端。（4）[4]閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，可能是通過燈泡的電流太小，實際電功率太小，所以接下來應(yīng)移動滑動變阻器的滑片，減小電阻，觀察燈泡是否發(fā)光，故C符合題意，AB不符合題意。故選C。（5）[5]圖乙可知，電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，小燈泡的額定功率為P額=U額I額=2.5V×0.3A=0.75W（6）[6]①只閉合開關(guān)S、S1，調(diào)節(jié)R2，使電壓表的示數(shù)為U額；②只閉合開關(guān)S、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的示數(shù)仍為U額；此時，R1連入電路的阻值等于小燈泡正常發(fā)光時的電阻；③接著將R2的滑片P調(diào)至最左端，R2連入電路的電阻為零，電壓表的示數(shù)U1即為電源電壓；再將R2的滑片P調(diào)至最右端，此時R1、R2串聯(lián)，電壓表示數(shù)為U2，根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律，R2兩端的電壓為U滑=U1U2根據(jù)歐姆定律，電路中的電流為滑動變阻器R1接入電路的電阻為根據(jù)等效替代法，此時R1連入電路的電阻的大小等于小燈泡正常發(fā)光時的電阻RL的大小，則小燈泡的額定功率為。【變式21】在探究小燈泡額定功率的實驗中，提供的實驗器材有：電源、小燈泡（額定電壓為2.5V）、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動變阻器各1個，導(dǎo)線若干，實驗中電流表已燒壞，身邊有一個定值電阻R0，利用現(xiàn)有的器材測出小燈泡的額定功率。（1）畫出電路圖______；（2）寫出簡單實驗步驟，推導(dǎo)出小燈泡額定功率的表達式______?！敬鸢浮咳鐖D；?！窘馕觥浚?）[1]探究小燈泡額定功率時，先使小燈泡兩端的電壓為小燈泡的額定電壓，再測量此電壓下流過小燈泡的電流，根據(jù)P=UI計算小燈泡的額定功率，電路連接如下圖所示：（2）[2]①如圖連接好實驗電路，開關(guān)斷開，滑動變阻器移動到阻值最大處，電壓表與小燈泡并聯(lián)。②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，直至電壓表的讀數(shù)為2.5V，得到通過小燈泡電流I=③將電壓表并聯(lián)在R0兩端，測出R0兩端的電壓U'，通過小燈泡的電流④因為滑動變阻器滑片沒有滑動，將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端和R0兩端，對電路沒有影響，因此I=I'，即，所以；則小燈泡額定功率?！咀兪?2】測一額定電壓為U0的小燈泡的額定電功率實驗時，發(fā)現(xiàn)沒有電壓表，利用一個已知電阻R0、若干開關(guān)、電源電壓為U的學(xué)生電源和導(dǎo)線。她設(shè)計出如圖所示電路圖，所有開關(guān)斷開，將滑動變阻器阻值調(diào)到最大。閉合開關(guān)S、S1調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,直到電流為，保持開關(guān)S閉合和滑動變阻器的滑片位置不動，閉合開關(guān)S2后斷開開關(guān)S1，記下此時的電流I，則小燈泡的額定電功率為（

）。A．B．C．D．【答案】A。【解析】閉合開關(guān)S、S2時，R0與L并聯(lián)，電流表測總電流，閉合開關(guān)S、S1時，電流表測通過R0的電流，所以燈泡電功率為故BCD錯誤，A正確。故選A。考點四焦耳定律一、電流熱效應(yīng)1.電流的熱效應(yīng)：由于導(dǎo)體有電阻，所以當(dāng)有電流通過導(dǎo)體時，導(dǎo)體總會發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2.探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)提出問題電爐絲接入電路時，電爐絲和導(dǎo)線通過的電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？換句話說，電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)？猜想與假設(shè)根據(jù)生活經(jīng)驗可以猜想電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量多少可能跟導(dǎo)體的電阻大小、通過導(dǎo)體的電流大小以及通電時間有關(guān)。設(shè)計并進行實驗（1）如圖甲所示，兩個透明容器中密封著等量的空氣，U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化（轉(zhuǎn)換法：產(chǎn)生的熱量多少，通過U型管液面高度的變化反映出來）。兩個密閉容器中都有一段電阻絲，右邊密閉容器中電阻絲較大。將兩容器的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通電一段時間后，發(fā)現(xiàn)右邊U型管中的液面高度變化大于左邊的。（2）如圖乙所示，兩個密閉容器中電阻絲的電阻一樣大，在右邊容器的外部，將另一個相同的電阻絲和容器內(nèi)的電阻絲并聯(lián)，然后與左邊容器內(nèi)的電阻絲串聯(lián)接入電路，在通電時間相同的情況下，我們發(fā)現(xiàn)左邊的U型管中的液面高度變化大于右邊的。分析論證（1）如圖甲，兩容器中電阻絲阻值不同，通過它們的電流相同，通電時間相同（控制不變的量：電流、通電時間；變化量：電阻），右邊的U型管中的液面高度變化大于左邊的，說明右邊容器中電阻絲的熱量多。這表明：在電流相同、通電時間相同情況下，電阻越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多。（2）如圖乙，兩容器中的電阻絲阻值相同，根據(jù)串并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知，通過左邊容器的電阻絲電流大于通過右邊容器中電阻絲的電流，通電時間相同（控制不變的量：阻值、通電時間；變化量：電流），左邊U型管中的液面高度變化大于右邊的，說明左側(cè)容器中的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。（3）由常識可知，在電阻、電流相同的情況下，通電時間越長，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。實驗結(jié)論電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻、通過導(dǎo)體的電流和通電時間有關(guān)，導(dǎo)體電阻越大、通過導(dǎo)體的電流越大、通電時間越長，產(chǎn)生的熱量就越多。二、焦耳定律焦耳定律電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟它的時間成正比計算公式Q=I2Rt（普遍適用）。公式中，Q—表示熱量，單位是J；I—表示電流，單位是A；R—表示電阻，單位Ω；t—表示它的時間，單位s焦耳定律公式的理論推導(dǎo)焦耳定律可通過理論推導(dǎo)得出。假設(shè)當(dāng)電流通過導(dǎo)體時，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則有電流產(chǎn)生的熱量（Q）=電流做的功（W），結(jié)合歐姆定律可得：Q=W=UIt=IR·It=I2Rt?？梢?，當(dāng)消耗的電能全部用來產(chǎn)生熱量時，根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)出來的電流發(fā)熱規(guī)律與焦耳定律實驗得出的焦耳定律是一致的焦耳定律應(yīng)用問題（1）焦耳定律Q=I2Rt是由實驗總結(jié)出來的，只要有電流通過導(dǎo)體，就可以用它來計算導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量；（2）公式中各物理量都是對同一導(dǎo)體或同一段電路而言的；（3）運用公式時，各物理量要轉(zhuǎn)換成國際單位中的單位后再代入公式進行計算。串并聯(lián)電路中焦耳定律（1）在串聯(lián)電路中，根據(jù)Q=I2Rt可知，電熱與電阻成正比，即；（2）在并聯(lián)電路中，根據(jù)可知，電熱與電阻成反比，即知識點三、電熱的利用與防止1.電熱的利用：電熱器是利用電流的熱效應(yīng)來工作的設(shè)備。電熱器的主要工作部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻大、熔點高的金屬導(dǎo)體制作的。如圖所示的電熱器，都是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能來工作的。電熱毯電飯鍋電烙鐵電熨斗2.電熱的防止：在很多情況下，我們并不希望用電器的溫度過高。像電視機、計算機、電動機等用電器在工作時，將電能轉(zhuǎn)化其他形式能的過程中，總有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，過多的電熱如果不能及時散發(fā)，會產(chǎn)生安全隱患。因此，許多用電器采用散熱孔、散熱片或在發(fā)熱體安裝風(fēng)扇等方式進行散熱，如圖所示。散熱風(fēng)扇散熱孔散熱片考向01探究影響電流熱效應(yīng)的因素對于該實驗，需要重點掌握兩種物理實驗方法的應(yīng)用：對于該實驗，需要重點掌握兩種物理實驗方法的應(yīng)用：（1）控制變量法：①探究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系時，控制電阻和通電時間相同；②探究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻關(guān)系時，控制通電時間和電流相同。（2）轉(zhuǎn)化法：電阻絲放出熱量的多少，轉(zhuǎn)化為容器內(nèi)氣體溫度的變化，轉(zhuǎn)化為U型管中液面的高度的變化?！纠?】小明同學(xué)在探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān)”時采用了如圖所示的實驗裝置．請仔細觀察甲、乙兩圖。（1）實驗中通過觀察兩個U形管中__________的變化來比較電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少。（2）你認為甲圖所示的裝置是用來研究電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與_______的關(guān)系。（3）由乙圖所示的實驗現(xiàn)象可以得到的結(jié)論是在_____、_____相同的情況下，通過電阻的________越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多。（4）該實驗采取的探究方法是_______________法。（5）在家用電熱水壺?zé)粔亻_水時,若通電時間不夠長,水就不能燒開,是因為電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少與_______有關(guān)?！敬鸢浮恳好娓叨龋浑娮?；電阻；通電時間；電流；控制變量；通電時間?！窘馕觥?1)電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法；(2)如圖甲，兩個電阻串聯(lián)在電路中，電流相同，通電時間相同，電阻不同，運用控制變量法，探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻的關(guān)系；(3)在乙電路其中一個容器的外部，將一個電阻和這個容器內(nèi)的電阻并聯(lián)，再接入原電路，可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系，得到的結(jié)論是：在通電時間、電流相同的情況下，通過電阻的電流越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多；(4)該實驗采取的探究方法是控制變量法；(5)在家用電熱水壺?zé)粔亻_水時,若通電時間不夠長,水就不能燒開,是因為電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少與通電時間有關(guān)。【變式11】小明在探究某個科學(xué)問題時，把阻值恒定為R1、R2（R1=R2）的兩段電熱絲分別放在兩個完全相同的燒瓶中，燒瓶中分別盛有質(zhì)量和初溫均相同的兩種不同液體，并連接成如圖所示的實驗電路，實驗中所用溫度計完全相同。則下列說法正確的是（）。A．該裝置可用來探究物質(zhì)的吸熱能力跟物體的種類是否有關(guān)；B．該裝置可用來探究物質(zhì)的吸熱能力跟物體的質(zhì)量是否有關(guān)；C．該裝置可用來探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量跟導(dǎo)體的電阻是否有關(guān)；D．該裝置可用來探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量跟導(dǎo)體中的電流是否有關(guān)【答案】A。【解析】A．根據(jù)題意，兩個電阻串聯(lián)，通過兩電阻的電流、通電時間、電阻都相同，兩個燒瓶中的液體的種類是不同的，可以根據(jù)溫度計升高的示數(shù)來物質(zhì)的吸熱能力，故A正確；B．探究物質(zhì)的吸熱能力跟物體的質(zhì)量是否有關(guān)時，應(yīng)控制液體的種類相同，故無法完成實驗，故B錯誤；CD．通過兩電阻的電流、通電時間、電阻都相同，故無法探究導(dǎo)體產(chǎn)生熱量跟導(dǎo)體的電阻、電流的關(guān)系，故CD錯誤。故選A?！咀兪?2】如圖所示是探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實驗裝置，兩個相同透明容器中密封著等質(zhì)量的空氣，下列說法正確的是（）。A．此實驗裝置可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系；B．此實驗裝置無法探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系；C．通電一段時間后，右側(cè)U形管中液面的高度差比左側(cè)的大；D．此裝置利用U形管中液體的熱脹冷縮來反映電阻絲放出熱量的多少【答案】C?！窘馕觥緼．根據(jù)焦耳定律可知，要探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系，要控制電阻大小和通電時間兩個物理量不變，由圖可知兩個串聯(lián)的電阻大小不一樣，故不能用來探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系，故A錯誤。B．此實驗裝置要想探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系，由可知，可以用容器中的任一電阻為研究對象，控制電阻和電流大小不變，改變通電時間的長短，觀察U形管中液面的高度差的變化，既可以得出探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系，故B錯誤。C．由可知，通電一段時間后，即加熱時間相同，左右兩側(cè)的電阻為串聯(lián)，通過兩電阻的電流也相等，由于右側(cè)電阻大于左側(cè)的電阻，所以右側(cè)產(chǎn)生的熱量多于左側(cè)，右側(cè)氣體膨脹后的體積比左側(cè)氣體膨脹后的體積大，故右側(cè)U形管中液面的高度差比左側(cè)的大，故C正確。D．由題可知，由于兩個相同透明容器中密封著等質(zhì)量的空氣，此裝置利用透明容器中氣體的熱脹冷縮來反映電阻絲放出熱量的多少，故D錯誤。故選C?？枷?2電功與電熱的簡單計算【例2】（多選）嚴(yán)寒冬季，我國北方哨兵腳上穿有電熱靴。一只靴內(nèi)加熱電路如圖所示，電源電壓恒定，S2為三擋旋鈕開關(guān)（金屬片M可分別撥至a、b、c處），電阻絲R1、R2規(guī)格相同且阻值不變，b為電阻絲R1的中點。這只電熱靴的低溫擋為12W，則（）。A．開關(guān)S2接a時電熱靴功率最大；B．該電熱靴利用了電流的熱效應(yīng)；C．該電熱靴的安全電壓應(yīng)為220V；D．中溫擋和髙溫擋的功率分別為16W和24W【答案】BD?！窘馕觥緼．兩電阻絲規(guī)格相同，設(shè)R1與R2的阻值都為R；由可知，在U一定時，R越小，電功率越大，R越大，電功率越??；由圖示電路圖可知，S2接a時兩電阻絲串聯(lián)，總電阻最大，電功率最小，電熱靴處于低溫檔；當(dāng)S2接b時，電阻絲R2與R1的右半部分接入電路，電熱靴處于中溫擋；當(dāng)S2接c時，只有電阻絲R2接入電路，電路電阻最小，電路電功率最大，電熱靴處于高溫擋，故A不符合題意；B．電熱靴工作時，將電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，利用了電流的熱效應(yīng)，故B符合題意；C．因為家庭電路電壓為220V，對人體的安全電壓是不高于36V，所以該電熱靴的電源電壓大約只有幾伏，故C不符合題意；D．由上面分析可知，這只電熱靴的低溫擋的功率為，則電熱靴的高溫擋的功率為電熱靴的中溫擋的功率為故D符合題意。故選BD?！咀兪?1】如圖所示是一個“電熱驅(qū)蚊器”，它是利用了電流的_____效應(yīng)工作的，發(fā)熱元件是一個阻值為1.0×104Ω的電阻。當(dāng)發(fā)熱元件兩端的電壓為220V時，通電100s產(chǎn)生的熱量為_____J。【答案】熱；484?！窘馕觥縖1][2]“電熱驅(qū)蚊器”是利用了電流的熱效應(yīng)工作的，發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量為【變式22】某型號電飯煲有加熱和保溫功能，如下圖甲所示為其內(nèi)部電路原理圖，當(dāng)開關(guān)S接觸點1時，該電飯煲處于_________（填“保溫”或“加熱”）狀態(tài)。如圖乙是該電飯煲工作時電功率與時間的關(guān)系圖像，則圖中陰影部分面積表示的物理量是_______，其大小為_______。【答案】加熱；電熱（電功）；4．8×105J?！窘馕觥慨?dāng)開關(guān)S接觸點1時，電路中只有電阻R1，由P=U2/R可知，電路的電功率較大，故電飯煲處于加熱狀態(tài)．圖乙是電功率與時間的關(guān)系圖像，陰影部分面積表示電功率與時間的乘積，因W=Pt，所以表示的物理量是電功。其大小W=Pt=800W×10×60s=4．8×105J?？枷?3多擋電器電熱的計算解答多擋電路類試題時，要注意以下幾點：解答多擋電路類試題時，要注意以下幾點：（1）多擋電路問題的實質(zhì)，就是求解多擋電路的實際功率；（2）電壓一定時，根據(jù)可知，當(dāng)總電阻最小時，實際功率最大，發(fā)熱最快，是高溫擋；當(dāng)總電阻最大時，實際功率最小，發(fā)熱最慢，是低溫擋。【例3】現(xiàn)代新型電飯鍋，它采用“聰明火”技術(shù)，智能化地控制食物在不同時間段的溫度，以得到最佳的營養(yǎng)和口感，其簡化電路