物理九年级全册第18章电功率精讲精练

专题18.1电能电功课前预习课前预习1．电流所做的功叫电功.2．电功国际单位是焦耳，常用单位有度（千瓦时），1度=1千瓦时=3.6×106焦耳。3．测量电功的工具是电能表。其几个重要参数的物理意义是：（1）“220”是指这个电能表应该在220V的电路中使用；（2）“10（20）A”指这个电能表的标定电流为10A，允许通过的最大电流为20A；（3）“50Hz”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；（4）“2500revs/（kW•h）”指这个电能表每消耗一千瓦时的电能，转盘转过2500转。4．电功计算公式为W=UIt5．利用W=UIt计算电功时注意：（1）式中的W、U、I和t是对同一段电路而言；（2）计算时单位要统一；（3）已知任意的三个量都可以求出第四个量。知识点解读与例题突破知识点解读与例题突破知识点一：电能及其计量1.电能可从其他形式的能量转化而来，也可以转化为其它形式的能量。2.电能用W表示，常用单位是千瓦时（kW·h），又叫“度”，在物理学中能量的通用单位是焦耳（J），简称焦。1kW•h=3.6×106J3.电能表是测量消耗电能多少的仪器。4.几个重要参数：①“220”是指这个电能表应该在220V的电路中使用；②“10（20）A”指这个电能表的标定电流为10A，允许通过的最大电流为20A；③“50Hz”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；④“2500revs/（kW•h）”指这个电能表每消耗一千瓦时的电能，转盘转过2500转。【例题1】（2019湖南怀化）图丙是小明家的电能表月初与月末的示数，则他家本月用电度。【答案】137【解析】小明家月末电能表示数为918.5度；月初电能表示数为781.5度；小明家本月用电为：W=918.5度-781.5度=137度。知识点二：电功1.电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，电流做了多少功就消耗了多少电能，也就是有多少电能转化为电流做功。实质上，电功就是电能，也用W表示，通用单位是J，常用单位是千瓦时（kW•h）。2.求解电功的公式为W=UIt【例题2】（2019•德州模拟题）甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示，将甲、乙两灯泡串联后接在电压为V的电源两端时，甲灯泡中通过的电流为0.5A，此时乙灯泡1min电流所做的电功是J。【答案】8；180。【解析】甲、乙两灯泡串联，且，甲灯泡中通过的电流为0.5A时，因串联电路中各处的电流相等，所以，I乙=I甲=0.5A，由图象可知，两灯泡两端的电压分别为U甲=2V，U乙=6V，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=U甲+U乙=2V+6V=8V，乙灯泡1min电流所做的电功为：W乙=U乙I乙t=6V×0.5A×60s=180J。习题精练习题精练一、选择题1.（2018吉林模拟题）利用如图所示装置研究电功，电动机工作时两端电压为6V，通过的电流为1A，在5s内将质量为4kg的重物匀速提升0.6m。下列说法正确的是（）A．重物上升过程中动能转化为重力势能B．重物增加的机械能是由电能转化来的C．此过程屮电动机消耗的电能为30JD．此过程中电动机对重物做的功等于电流做的功【答案】BC【解析】（1）（2）电动机工作中，电能转化为机械能；（3）根据W=UIt求出消耗的电能；（4）根据W=Gh求出提升重物所做的功，然后进行比较。A.重物上升过程中，速度不变，动能不变，不是动能转化为重力势能，故A错误；B.电动机提升重物，重物的机械能变大，消耗了电能，故是电能转化为机械能，故B正确；C.电动机消耗的电能为：W=UIt=6V×1A×5s=30J，故C正确；D.电动机对重物做的功：W'=Gh=mgh=4kg×10N/kg×0.6m=24J，电动机消耗的电能为30J，电动机对重物做的功不等于电流做的功，故D错误。2．（2019四川乐山）王亮同学是个爱动脑的孩子，他想知道家里电风扇的实际功率多大，于是他将家里其他用电器都关闭，只让电风扇单独工作了72s，如图的电能表转盘转了5转，下列说法正确的是（）A．此电能表转盘每小时转过2500转B．电能表是测量电路中用电器功率的仪器C．此电能表所在电路的最大电功率为2200KW．D．电风扇的实际功率是100W【答案】D．【解析】A．2500r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，转盘转2500圈，故A错误；B．电能表是测量电路中用电器消耗电能的仪器，故B错误；C．此电能表所在电路的最大电功率P=UI=220V×20A=4400W，故C错误D．因2500r/kW•h表示转盘转1圈，电路中消耗kW•h的电能，所以，电能表转盘转了5r消耗的电能：W=kW•h=0.002kW•h，电风扇的实际功率：P===0.1kW=100W，故D正确．3.（2019上海）家用电能表读数所用的单位是（）A．千瓦 B．千瓦时 C．库仑 D．伏特【答案】B．【解析】电能表是测量家庭用电器消耗电能总量的仪表，其单位是千瓦时，简称度．A．千瓦是电功率的单位，而电能表是测量电能（或电功）的，故A不合题意；B．电能表是测量家庭用电器消耗电能总量的仪表，其单位是千瓦时（度）．故B符合题意；C．库化是电量的单位，而电能表是测量电能（或电功）的，故C不合题意；D．伏特是电压的单位，电能表是测量电能（或电功）的，故D不合题意．4.（2019湖北荆州）对于图中的各种数据，下列说法不正确的是（）A．电能表正常工作时的电压一定为220V，电流一定为10AB．每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000转C．同时使用的用电器总功率不能超过2200WD．电能表读数的单位是kW·h【答案】A【解析】（1）表上标有“kW·h”字样，其中“kW”表示千瓦，“h”表示小时，因此“kW·h”表示的是“千瓦时”这个电功单位，说明此电能表读数的单位是kW·h；（2）表上标有“220V10A”字样，所标的220V电压是额定电压，所标的电流10A是此表允许通过的最大电流；（3）此表上标有“220V10A”，还说明此表可以用在最大功率是220V×10A=2200W的家庭电路中；（4）表上标有“3000R/kW·h”，它表示电流通过用电器每做1kW·h的功，这个电能表的转盘转3000转。二、填空题5.（2019湖南怀化）某节能灯泡包装盒上标有“220V11W"的字样，当灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为A，连续通电1min消耗的电能是J。【答案】0.05；110。【解析】因为P=UI，所以灯泡正荣发光的电流为I=PU=11W因为p=w/t所以灯泡消耗的电能为W=Pt=11W×10s=110J。6.（2019湖南邵阳）李芳家的电子式电能表表盘上标有“3000imp/（kW•h）”的字样，其含义是电路每消耗lkW•h的电能，电能表上指示灯闪烁3000次。她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让一个用电器工作3min，发现电能表指示灯闪烁了60次。该用电器在上述时间内消耗的电能为kW•h。【答案】0.02。【解析】3000imp/kW•h的含义是：电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁3000次；据此求指示灯闪烁60次消耗的电能。由电能表的盘上标有“3000imp/（kW•h）”。可知电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁3000次；指示灯闪烁60次消耗的电能：WkW•h＝0.02kW•h。7.（2019海南模拟题）一节新干电池的电压为伏，家庭测量消耗电能的仪表是，远距离输送电一般是采用方式（填高压或低压）。【答案】1.5；电能表；高压。【解析】一节新干电池的电压是1.5V；家庭测量消耗电能的仪表是电能表；远距离输送电一般是采用高压方式。8．（2018云南）某家庭电能表如图所示．若该家庭单独让空调工作，测得1min内电能表转盘转了60转，则空调消耗的电能为kW•h．【答案】0.02【解析】电能表参数的理解与电能的求法．电能表的最后一位是小数，单位是kW•h，已知每消耗1kW•h的电能电能表的表盘就转过3000r，可求转过60转消耗的电能。空调消耗的电能W=kW•h×60=0.02kW•h。9.（2019江苏徐州）小天家电能表本月初的示数为821.6度，本月底的示数如图所示，小天家本月消耗的电能为kW•h。【答案】130【解析】利用电能表两次示数差求出消耗的电能，注意最后一位是小数，单位kW•h。由图可知，电能表本月初的示数W1=821.6kW•h，电能表本月末的示数W2=951.6kW•h，则小天家本月消耗的电能：W=W2﹣W1=951.6kW•h﹣821.6kW•h=130kW•h。10．（2019•淄博模拟题）如图所示是某电能表表盘的部分数据（imp表示电能表指示灯闪烁的次数）．当电路中某用电器单独工作6min时，电能表指示灯闪烁了320次，则该用电器消耗的电能是kW•h，它的功率是W。【答案】0.1；1000。【解析】电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表。3200imp/（kW•h）的含义是：电路中每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3200次。根据题目所给条件和电功率的公式P=，进行解答。因为电路中每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3200次。所以当指示灯闪烁320次时，消耗的电能为W==0.1kW•h，t=6min=0.1h用电器的额定功率P===1kW=1000W。三、计算题11.（2019福建模拟题）如图所示的电路中，电阻R1=10Ω，电源电压保持不变，闭合开关后，电流表A1的示数为0.6A，干路中电流表A的示数为0.9A。求：（1）R1两端的电压；（2）通过R2的电流；（3）R2的阻值；（4）通电20s，电路消耗的电能。【答案】（1）6V（2）0.3A（3）20Ω（4）108J【解析】（1）U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V（2）I2=I－I1=0.9A－0.6A=0.3A（3）U=U1=U2=6VR2=20Ω（4）W=UIt=6V×0.9A×20s=108J12．（2017•滨州）如图，将标有“6V3W”字样的灯泡L1和标有“6V6W”字样的灯泡L2串联在电路中，使其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡的实际功率不超过其额定功率，不考虑温度对电阻的影响。求：（1）灯泡L1正常工作时的电流；（2）灯泡L2的电阻；（3）电源电压；（4）此电路工作2分钟消耗的电能。【答案】（1）灯泡L1正常工作时的电流为0.5A；（2）灯泡L2的电阻为6Ω；（3）电源电压为9V；（4）此电路工作2分钟消耗的电能为540J。【解析】（1）由P=UI可知：灯泡L1正常工作时的电流为：I1===0.5A；（2）由P=可知灯泡L2的电阻为：R2===6Ω；（3）灯泡L2的额定电流为：I2===1A，两灯泡串联，电流相等，一灯泡达正常发光，另一灯不超过额定电压，则一定是3W灯正常发光；则灯泡L2两端的电压为：U'2=I1R2=0.5A×6Ω=3V，电源电压为：U=U1+U'2=6V+3V=9V；（4）此电路工作2分钟消耗的电能为：W=UIt=9V×0.5A×120s=540J。专题18.2电功率课前预习课前预习1.电流在单位时间内做的功叫做电功率。主单位有瓦特；常用单位有千瓦。2.电功率定义式为，电功率计算式为3．利用公式计算时单位要统一，①如果W用焦、t用秒，则P的单位是瓦；②如果W用千瓦时、t用小时，则P的单位是千瓦。4．计算电功率还可用公式：P=I2R和P=U2/R5．用电器正常工作的电压叫做额定电压。6．用电器在额定电压下的功率叫做额定功率。7．实际加在用电器两端的电压叫做实际电压。8．用电器在实际电压下的功率叫做实际功率。9.若用U0表示灯泡的额定电压，若用P0表示灯泡的额定功率；若用U表示灯泡的实际电压，若用P表示灯泡的实际功率。则：当U>U0时，则P>P0；灯很亮，易烧坏。当U<U0时，则P<P0；灯很暗，当U=U0时，则P=P0；正常发光。知识点解读与例题突破知识点解读与例题突破二、知识点解读知识点一：电功率1.物理意义：电功率是表示电流做工快慢的物理量，用P表示，国际制单位的主单位是瓦特，简称瓦，符号是W。常用单位有千瓦（kW）。1kW=1000W。2.电功率的定义为：用电器在单位时间消耗的电能。3.定义式：P=W/t在使用时，单位要统一，单位有两种可用：①电功率用瓦（W），电能用焦耳（J），时间用秒（S）；②电功率用千瓦（kW），电能用千瓦时（kW•h，度），时间用小时（h）。4.经验式：P=UI，电功率用瓦（W），电流用安（A），电压用伏（V）。5.推导式:①P=UI②P=U2/R③P=I2R【例题1】（2019福建）如图电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动过程中，示数减小的电表是（选填“A”“V1”或“V2”电路的总功率（选填“增大”“减小”或“不变”）。【答案】V1；增大。【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动过程中，R1接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表A的示数变大，由U＝IR可知，R2两端的电压变大，即电压表V2的示数变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压变小，即电压表V1的示数变小，综上可知，示数减小的电表是V1；电源电压不变，电路中的电流变大，由P＝UI可知，电路的总功率增大。知识点二：千瓦时的来历1千瓦时是功率为1kW的用电器使用1小时所消耗的电能。【例题2】（2019湖北宜昌）小明家的电能表标有300revs/（kW•h），一次实践活动中测得该电能表的转盘在2min内转了40转，则2min内电流做的功为J，用电器的总功率为W。【答案】4.8×105J；4000。【解析】300r/kW•h的含义是：电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转了300转；由此可求得转了30转消耗的电能；然后利用电功率的公式P求得这个用电器的功率。由电能表的盘上标有“300revs/（kW•h）”。可知电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转了300转；所以当电能表转盘转了40转时，消耗的电能为W3.6×106J＝4.8×105J；t＝2minh；用电器的电功率P4kW＝4000W。知识点三：额定电压和额定功率1.用电器正常工作时的电压叫额定，实际加在用电器两端的电压叫实际。2.用电器在额定电压下工作时的电功率（正常工作时的电功率），叫做额定功率。用电器实际工作时的电功率叫实际功率，电灯的亮度就取决于灯的实际功率。【例题3】（2019湖南怀化）如图甲是定值电阻的和标有“8V8W"灯泡L的I-U关系图象如图乙所示.电源电压恒定不变,滑动变阻器的最大阻值为12Ω。当开关S、S2闭合,开关S1断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，灯泡L的实际功率为1W.求：（1）灯泡正常发光10s，电流通过灯泡产生的热量；（2）电源电压；（3）当开关S、S1、S2同时闭合，调节滑片P,求电路消耗的最大功率。【答案】见解析。【解析】（1）灯泡正常发光10s，电流通过灯泡产生的热量:Q=P额t=8W×10s=80J;（2）开关S、S2闭合,开关S1断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，灯泡L的实际功率为1W，由图甲可知，此时，小灯泡两端的电压UL=2V；电流I=0.5A；则滑动变阻器两端的电压U2=IR2=0.5A×12Ω=6V；电源电压U=UL+U2=2V+6V=8V（3）当开关S、S1、S2同时闭合，调节滑片P到a端时，小灯泡达到额定电压，此时电路消耗的功率最大，灯泡和R1并联，由甲图可计算出R1=U1/I1=2V/0.2A=1Ω;其电功率P1=U2/R1=(8V)2/1Ω=64W。电路消耗的最大功率W=P额+P1=8W+64W=72W.习题精练习题精练一、选择题1．（2019山东威海）有关电学知识，下列说法错误的是（）A．对人体的安全电压不高于36V B．一个电子所带电荷量为1.6×10﹣19C C．手机功率约为200W D．家用空调电流约为5A【答案】C【解析】A.经验证明，对人体的安全电压是不高于36V，故A正确；B.一个电子所带的电荷量为1.6×10﹣19C，故B正确；C.手机的功率很小，不足1W，不会达到200W，故C错；D.家用空调的功率在1000W左右，工作电流约为I＝＝≈5A，故D正确。2．（2019山西）图甲是身高、体重测量仪，当体检者站在台面上时，能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示，电压表、电流表分别显示身高和体重的大小，压敏电阻R的阻值随压力增大而增大，滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是（）A．身高越高电压表示数越大 B．身高越高通过R0的电流越小 C．体重越大电流表示数越大 D．体重越大电路消耗总功率越大【答案】A【解析】由电路图可知，R与R0并联，电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压，电流表测R支路的电流，根据电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知滑片移动时接入电路中的电阻不变，根据欧姆定律可知通过R0的电流变化，当身高越高时滑片上移，滑片P下方电阻丝的阻值变大，根据欧姆定律可知滑片P下方电阻丝两端的电压变化；当体重越大时，压敏电阻受到的压力越大，根据压敏电阻R的阻值随压力增大而增大可知R的阻值越大，根据欧姆定律可知通过R的电流变化，利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化，利用P＝UI可知电路消耗总功率的变化。由电路图可知，R与R0并联，电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压，电流表测压敏电阻R支路的电流，因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，所以，人的身高变化即滑片移动时，R0接入电路中的电阻不变，因并联电路中各支路两端的电压相等，且各支路独立工作、互不影响，所以，由I＝U/R可知，通过R0的电流不变，故B错误；当身高越高时，滑片上移，滑片P下方电阻丝的阻值变大，由U＝IR可知，滑片P下方电阻丝两端的电压变大，即电压表的示数变大，故A正确；当体重越大时，压敏电阻受到的压力越大，由压敏电阻R的阻值随压力增大而增大可知，R的阻值越大，由I＝U/R可知，通过R的电流越小，即电流表的示数越小，故C错误；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，体重越大时电路的总电流越小，由P＝UI可知，电路消耗总功率越小，故D错误。3.（2019四川巴中）如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片向左移动时，下列判断正确的是（）A．电路总功率变小 B．电压表示数变大 C．电压表与电流表示数的比值不变 D．电流表示数变大【答案】A【解析】由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，因电源电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表的示数不变，故B错误；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过R的电流不变，当滑动变阻器滑片向左移动时，接入电路中的电阻变大，由I＝可知，通过滑动变阻器的电流变小，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变小，即电流表A的示数变小，故D错误；电压表的示数不变、电流表A的示数变小，则电压表与电流表示数的比值变大，故C错误；电源电压保持不变，干路电流变小，由P＝UI可知，电路总功率变小，故A正确。4．（2019山东威海）如图所示是某同学设计的监测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动，电源电压保持4.5V不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，定值电阻R1阻值为5Ω，滑动变阻器R2的规格为“15Ω，1A”。闭合开关S，随着水流速度的改变，下列说法正确的是（）A．当水流速度增大时，电压表的示数变大 B．当水流速度减小时，电压表与电流表的示数之比变大 C．滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2.5Ω～10Ω D．电路消耗总电功率的变化范围为1.35W～4.05W【答案】BC【解析】A.流体的压强跟流速有关，流速越大的位置，压强越小。水流速度增大时，机翼状的探头上下表面的压强不同，下表面压强大于上表面压强，R2滑片上移，阻值减小，R1与R2串联，根据串联分压可知，电压表示数减小；故A错误；B.机翼状的探头上下表面的压强不同，下表面压强大于上表面压强，水流速度减小时，上下表面的压强差减小，R2滑片下移，阻值增大，电压表与电流表的示数之比就是R2的阻值，故B正确；C.串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，所以电路中的最大电流为Imax＝0.5A，由I＝可得：电路中的总电阻R总＝＝＝7.5Ω，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2＝R﹣R1＝7.5Ω﹣5Ω＝2.5Ω，根据电压表量程可知滑动变阻器接入电路中的电阻两端的电压最大为3V，即U2＝3V，根据串联电路的电压特点，R1的电压：U1＝U﹣U2＝4.5V﹣3V＝1.5V，此时电路中的电流最小：Imin＝＝＝0.3A，滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R2′＝＝＝10Ω，滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2.5Ω～10Ω，故C正确；D.电阻消耗功率的最大值：Pmax＝UImax＝4.5V×0.6A＝2.7W，电阻消耗功率的最小值：Pmin＝UImin＝4.5V×0.3A＝1.35W，电路消耗总电功率的变化范围为1.35W～2.7W，故D错误。5．（2019内蒙古通辽）某建筑工地需要架设临时供电线路，实现照明和电加热功能，其简化电路如图所示，供电处电压U不变，从供电处到工地用长导线（有电阻）连接。闭合开关S1、S2时加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较，下列说法正确的是（）A．照明灯亮度不变 B．照明灯亮度变暗 C．相同时间内长导线上消耗的电能不变 D．相同时间内整个供电线路消耗的电能减少【答案】D【解析】闭合开关S1照明灯工作，再闭合S2时，加热器也工作，此时照明灯与加热器并联后再与长导线的电阻串联，根据电阻的并联可知照明灯与加热器并联的总电阻变化，根据串联电路的分压特点可知并联部分的电压和导线两端电压的变化，根据P＝可知照明灯和导线实际功率的变化，进一步判断灯泡亮暗的变化，根据W＝I2Rt和W＝•t判断出单位时间内长导线上消耗电能的变化以及相同时间内整个供电线路消耗的电能的变化。设长导线的电阻为R0，由图知，AB、闭合开关S1、S2时，灯泡与加热器并联后再与R0串联，设此时灯泡两端电压为UL，断开开关S2时，灯泡与R0串联，设此时灯泡两端电压为UL′；由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，所以，断开开关S2时，灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻，导线的电阻不变，因灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻，根据串联电路的分压规律可知，灯泡两端的电压变大，即UL′＞UL，灯泡的电阻可认为不变，由P＝知，PL′＞PL，即断开开关S2时，灯泡的实际功率变大，所以灯泡变亮；故A、B错误；C、由前面解答可知，断开开关S2时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由欧姆定律知，电路中电流减小，导线的电阻不变，由公式W＝I2Rt知，单位时间内长导线上消耗的电能减少，故C错误；D、断开开关S2时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由W＝•t知，单位时间内整个供电线路消耗的电能减少，故D正确。6．（2018湖南长沙模拟题）图中的几种用电器正常工作时的电流接近4A的是（）【答案】D．【解析】家用电器的额定电压都是220V，根据P=UI得，工作电流为4A的用电器的电功率是880W。A．电扇功率一般低于100W，故A错误；B．笔记本电脑的功率一般低于100W，故B错误；C．台灯的功率约为40W，故C错误；D．电饭煲的功率约为900W，故D正确．二、填空题7.（2019四川达州）如图所示，电源电压保持不变，R1、R2、R3均为定值电阻，R1：R2＝2：3，S为单刀双掷开关。当S接到1时，电流表的示数为0.4A，R1消耗的功率为P1，此时R3消耗的功率为1.6W；当S接到2时，R2消耗的功率为P2，已知P1：P2＝32：27．则电源电压为V，R1为Ω，R3为Ω．【答案】12；20；10。【解析】S为单刀双掷开关。当S接到1时，R1与R3串联，电流表测电路的电流，电流表的示数为0.4A，P1＝I12R1＝（0.4A）2×R1﹣﹣﹣①，P3＝I12R3＝（0.4A）2×R3＝1.6W，R3＝10Ω；当S接到2时，R1与R3串联，电流表测电路的电流，R2消耗的功率为P2，P2＝I22R2﹣﹣﹣②；已知P1：P2＝32：27，由①②得：即＝﹣﹣﹣③因R1：R2＝2：3﹣﹣﹣④，由③④得：I2＝0.3A；由电阻的串联和电压不变时，电流与电阻成反比有：＝；即＝﹣﹣﹣⑤，由④⑤得：R1＝20Ω；由电阻的串联和欧姆定律，在第1次操作中，电源电压：U＝I1（R1+R3）＝0.4A（20Ω+10Ω）＝12V。8．（2019四川巴中）如图所示的电路中，L1标有“6V3W，L2标有“3V3W”，闭合开关后，两灯均发光，此时电路的总电阻R总＝Ω，两电压表示数之比U1：U2＝；若将两灯并联后接入3V电路中，则两灯的实际功率之比P1：P2＝。（不计温度对灯丝电阻的影响）【答案】15；5：1；4：1。【解析】由P＝UI＝可得，两灯泡的电阻分别为：R1＝＝＝12Ω，R2＝＝＝3Ω，由电路图可知，L1与L2串联，电压表V1测电源两端的电压，电压表V2测L2两端的电压，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时电路的总电阻：R总＝R1+R2＝12Ω+3Ω＝15Ω，因串联电路中各处的电流相等，所以，由I＝可得，两电压表示数之比：＝＝＝＝，由P＝UI＝I2R可得，两灯的实际功率之比：＝＝＝＝。9．（2019山东威海）将分别标有“6V，6W“和“3V，3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3V的电源两端，灯更亮；若并联接在该电源两端，两灯消耗的功率之比P甲：P乙＝。（忽略温度对灯丝电阻的影响）【答案】甲；1：2。【解析】（1）由P＝可得，两灯的电阻分别为：R甲＝＝＝6Ω，R乙＝＝＝3Ω，若两灯串联，因串联电路中电流处处相等，R甲＞R乙，由P＝I2R可得P甲实＞P乙实，所以甲灯比乙灯更亮；（2）若并联接在该电源两端，并联电路中各支路两端电压相等，即U并甲＝U并乙，由P＝UI＝可得，两灯消耗的功率之比：P并甲：P并乙＝：＝×＝＝＝。10．（2019•烟台模拟题）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S1闭合S2断开，甲、乙为电流表时，两表示数之比是I甲：I乙=2：5，则R1：R2=；当开关S1、S2闭合，甲、乙两表为电压表时，两表示数之比U甲：U乙=，R1、R2消耗的电功率之比为P1：P2=。【答案】2：3；5：3；2：3。【解析】（1）当开关S1闭合S2断开，甲、乙为电流表时，R1和R2并联，甲电流表测R2支路的电流，乙电流表测干路电流；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过两电阻的电流之比：===，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I=可得，两电阻的阻值之比：===；（2）当开关S1、S2闭合，甲、乙两表为电压表时，R1与R2串联，甲电压表测电源的电压，乙电压表测R2两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，所以，两电阻两端的电压之比：===，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，两电压表的示数之比：===，R1、R2消耗的电功率之比：===。11．（2018•威海）如图所示，R1的阻值为5Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω，电源电压保持4.5V不变，电流表量程为“0﹣0.6A”，电压表量程为“0﹣3V”。为保证电路安全，R2接入电路中的最小阻值为Ω，R1消耗的最小功率为W。【答案】2.5；0.45。【解析】由电路图可知，滑动变阻器R2与电阻R1串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路总电流，电流表示数最大为0.6A，电压表示数最大为3V，根据欧姆定律和串联电路的特点分别算出对应的滑动变阻器的最小阻值和电路的最小电流，根据功率公式求出最小功率。由电路图可知，滑动变阻器R2与电阻R1串联，电压表测量滑动变阻器R2两端的电压，电流表测量电路总电流，当电流表示数最大为I1=0.6A时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，根据欧姆定律可得，电阻R1两端电压：U1=I1R1=0.6A×5Ω=3V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压：U2=U﹣U1=4.5V﹣3V=1.5V，因串联电路中各处的电流相等，则由欧姆定律可得，变阻器连入电路的最小阻值：Rmin===2.5Ω；当电压表示数最大为U大=3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中的电流是最小的，此时R1两端电压：U1′=U﹣U2大=4.5V﹣3V=1.5V，则电路中的最小电流：I小===0.3A，R1消耗的最小功率为：P1=I小2R1=（0.3A）2×5Ω=0.45W。12．（2019四川达州）如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“10V5W”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Ω．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。【解答】（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U＝UL＝10V，由P＝UI可得，通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.5A，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：IR＝I﹣IL＝1A﹣0.5A＝0.5A，由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值：R＝＝＝20Ω；（2）灯泡的电阻：RL＝＝＝20Ω，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，所以，电路中的电流：I′＝＝＝0.25A，此时电压表的示数：UR＝I′R＝0.25A×20Ω＝5V，灯泡L的实际功率：PL′＝（I′）2RL＝（0.25A）2×20Ω＝1.25W。13.（2019河南模拟题）标有“12V60W”的汽车灯泡工作时，用电压表测得其两端电压如图所示，则灯泡的实际电压为V，灯泡的实际功率（选填“大于”、“小于”或“等于”）60W。【答案】11.5；小于。【解析】由图示电压表可知，其量程为0～15V，分度值为：0.5V，由图可知，电压表读数为：11.5V，即灯泡的实际电压为11.5V；已知汽车灯泡的额定电压为12V，因为实际电压小于额定电压，所以灯泡的实际功率额定功率60W。三、计算题14.（2019四川达州）如图所示，电源电压保持不变，R2为定值电阻，小灯泡L上标有“6V3W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω．只闭合S1，将滑动变阻器的滑片P移动到A端时，L正常发光；闭合所有开关时整个电路1min消耗的电能为540J．已知电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．求：（1）电源电压。（2）R2的阻值。（3）在保证电路安全的前提下，只闭合S1时移动滑片P使电路消耗的功率最小，若此时电路的最小功率为P1；只闭合S2时移动滑片P使电路消耗的功率最大，若此时电路的最大功率为P2．则P1和P2的比是多少。【答案】（1）电源电压为6V；（2）R2的阻值为6Ω；（3）P1和P2的比是5：12。【解答】（1）只闭合S1、将滑动变阻器的滑片P移动到A端时，电路为灯泡L的简单电路，因额定电压下灯泡正常发光，所以，由灯泡正常发光可知，电源的电压U＝UL＝6V；（2）闭合所有开关时，灯泡L与电阻R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，此时灯泡正常发光，其功率为3W，由P＝可得，灯泡1min消耗的电能：WL＝PLt＝3W×60s＝180J，则1min内R2消耗的电能：W2＝W﹣WL＝540J﹣180J＝360J，由W＝UIt＝t可得，R2的阻值：R2＝＝×60s＝6Ω；（3）由P＝UIt＝可得，灯泡的电阻：RL＝＝＝12Ω，只闭合S1时，灯泡L与变阻器R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，当电压表的示数U1＝3V时，灯泡两端的电压：UL′＝U﹣U1＝6V﹣3V＝3V，此时电路中的电流：I＝＝＝0.25A，电路的最小功率：P1＝UI＝6V×0.25A＝1.5W；只闭合S2时，R2与变阻器R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，当电流表的示数I′＝0.6A时，滑动变阻器接入电路中的电阻：R1＝﹣R2＝﹣6Ω＝4Ω，所以，电路中的最大电流为0.6A，此时电路的功率最大，则P2＝UI2＝6V×0.6A＝3.6W，则P1：P2＝1.5W：3.6W＝5：12。15．（2017•日照）如图所示，滑动变阻器R1、R2的规格都为“10Ω2A”灯泡L标有“3.0V3.0W”的字样（不考虑灯丝电阻的变化）．当两个滑动变阻器的滑片P都在最左端时，闭合开关S，调节滑动变阻器R2的滑片至某位置时，灯泡恰好正常发光，此时电流表的示数为1.6A，求：（1）电源的电压。（2）此时滑动变阻器R2接入电路的阻值。（3）此电路在安全工作的前提下，计算电路消耗的总电功率范围（结果保留小数点后两位）。【答案】（1）电源的电压为6V；（2）此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为3Ω；（3）此电路在安全工作的前提下，电路消耗的总电功率范围6.37W～18.00W。【解析】由电路图可知，灯泡L与R2串联后再与R1并联，电流表测干路电流。（1）由P=UI可得，灯泡正常发光时L支路的电流：IL===1A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R1的电流：I1=I﹣IL=1.6A﹣1A=0.6A，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I=可得，电源的电压：U=I1R1=0.6A×10Ω=6V；（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压：U2=U﹣UL=6V﹣3V=3V，因串联电路中各处的电流相等，所以，此时滑动变阻器R2接入电路的阻值：R2====3Ω；（3）灯泡的电阻：RL===3Ω，当两滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总功率最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻：R===Ω，电路的最小总功率：P小==≈6.37W；因灯泡正常发光时的电流为1A，两滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，所以，干路的最大电流I大=3A，此时电路的总功率最大，则P大=UI大=6V×3A=18.00W，所以，电路消耗的总电功率范围为6.37W～18.00W。16.（2017•莱芜）在图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电源电压不变。只闭合开关S和S1，将滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。闭合开关S、S1和S2，将滑动变阻器的滑片P移到b端时小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.8A．求：（1）滑动变阻器的最大阻值；（2）定值电阻R0的阻值和电源电压；（3）小灯泡的额定功率。【答案】（1）滑动变阻器的最大阻值为20Ω；（2）定值电阻R0的阻值为10Ω，电源电压为6V；（3）小灯泡的额定功率为1.2W。【解析】（1）由电路图可知，只闭合开关S和S1时，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，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，电压表的示数最大，由图乙可知，电路中的最小电流I1=0.2A，滑动变阻器两端的最大电压U大=4V，由I=可得，滑动变阻器的最大阻值：R===20Ω；（2）只闭合开关S和S1时，且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压：U=I1（R0+R）=0.2A×（R0+20Ω），当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路为R0的简单电路，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流I2=0.6A，则电源的电压：U=I2R0=0.6A×R0，因电源的电压不变，所以，0.2A×（R0+20Ω）=0.6A×R0，解得：R0=10Ω，电源的电压：U=I2R0=0.6A×10Ω=6V；（3）闭合开关S、S1和S2，将滑动变阻器的滑片P移到b端时，R0与L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，通过R0的电流：I0===0.6A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过灯泡的电流：IL=I﹣I0=0.8A﹣0.6A=0.2A，则小灯泡的额定功率：PL=UIL=6V×0.2A=1.2W。17．（2019福建模拟题）小明家安装了电热水龙头如甲图，其简化电路如乙图，R1、R2为电热丝，通过调节旋钮可使扇形开关S同时接触两个相邻的触点，从而实现冷水、温水、热水档之间的切换．某次使用电热水龙头的过程中，水龙头的功率随时间的变化关系如丙图所示．（1）当开关同时接触3、4触点时，水龙头放出的是热水（选填“冷水”、“温水”或“热水”）．（2）求电热丝R1工作时的电阻大小为______．（3）求该次使用过程中水龙头消耗的总电能为______．【答案】（1）热水；（2）55Ω；（3）3.52×104J．【解析】（1）当开关处于位置3、4触点时，时，电阻R1和R2并联接入电路，电路电阻最变小，根据P=可知：此时功率最大，所以此时放出的是热水；（2）读图乙可知，当开关与触点3接触时，只有一只电阻R1接入电路，从图丙中可以看出，此时的温水功率P温水=880W，由P=可知，R1===55Ω；（3）由图象可知，该水龙头前10s处于温水功率，后10s处于热水功率，消耗的电能：W=P热水t1+P温水t2=2640W×10s+880W×10s=3.52×104J．专题18.3测量小灯泡的电功率课前预习课前预习1.实验目的是测定小灯泡的额定功率和小灯泡不在额定电压下的功率，并加以比较。2.原理与方法：测量小灯泡两端的电压和通过灯泡的电流。利用电功率计算公式P=UI计算小灯泡的电功率。3.实验器材有电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、小灯座、导线等。4.实验电路图：5.测量灯泡三种情况下的功率：①U实=U额时、P实=P额，灯泡处于正常工作状态；②U实小于U额时、P实小于P额，灯泡不能正常工作；③U实大于U额时、P实大于P额，灯泡寿命减短，且容易烧坏。知识点解读与例题突破知识点解读与例题突破知识点一：测量小灯泡的电功率【实验目的】测定小灯泡的额定功率和小灯泡不在额定电压下的功率，并加以比较。【实验原理】P=UI【实验方法】用电压表测出小灯泡的电压U，用电流表测出通过小灯泡的电流I，代入P=UI中，就可以计算出小灯泡的电功率（间接测量法）。【实验电路图】【实验器材】电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、小灯座、导线【注意事项】（1）电源电压应高于小灯泡的额定电压。（2）开关应处于打开状态。（3）滑动变阻器在开关闭合时，应处于阻值最大位置。（4）电压表、电流表的正负接线柱的接法、量程的选择要正确。【实验数据记录表格】实验要求发光情况电流（A）电压（V）电功率（W）小灯泡在额定电压下工作小灯泡两端电压低于额定电压

小灯泡两端电压高于额定电压

【思考的问题】（1）对测得的数据有什么看法？（2）对测出的结果有无新的发现？（3）实验过程中出现了那些故障，你是怎么判断和解决的？【实验结论】（1）当U实＝U额，P实＝P额，灯泡正常发光。（2）当U实<U额，P实<P额，较正常发光暗。（3）当U实>U额，P实>P额，较正常发光亮。【例题1】（2019山东泰安）要测量一个额定电压为4.5V小灯泡的电功率，小灯泡正常工作时的电阻约为10Ω．现有器材：电源（电压恒为8V），电流表，电压表，开关、导线若干，另有两种规格的滑动变阻器可供选择：R1（5Ω，1A）、R2（20Ω，1A）。请完成下列问题：（1）滑动变阻器应选用。（2）选出合适的滑动变阻器后，某同学将实验器材连成如图甲所示的实验电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至端（选填“a”或“b”）。闭合开关后，逐渐向另一端移动滑片P，观察到的现象是。A．小灯泡变亮，电压表示数变大B．小灯泡变亮，电流表示数变大C．小灯泡不发光，电流表示数接近0D．小灯泡不发光，电压表示数接近8V（3）造成上述现象的原因是其中有一条导线连接错误，请将该条错误导线打上”ד号：并用笔画线代替导线把它改到正确的位置上。（4）线路改正后，移动滑片P，当电压表的示数为V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为W。【答案】（1）R2；（2）a；C、D；（3）如解析所示；（4）4.5；1.8。【解析】（1）灯的额定电压为4.5V，灯泡正常工作时的电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：I＝＝＝0.45A，由串联电路的规律和欧姆定律，灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻：R滑＝＝≈7.8Ω；故选用变阻器R2；（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处a端；电路中，灯与电流表并联，电压表串联在电路中测电源电压，故电压表示数不变（为8V）；因电压表内阻很大，电路中的电流几乎为0，灯不发光，故闭合开关后，逐渐向另一端移动滑片P，观察到的现象是C、D；（3）原电路中，灯与电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表与灯串联，电压表与灯并联，如下所示：（4）线路改正后，移动滑片P，当电压表的示数为4.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.4A，则该小灯泡的额定功率为：P＝ULIL＝4.5V×0.4A＝1.8W。习题精练习题精练1.（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20-1所示（2）0.280.7（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20-1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。2.（2019湖北武汉）某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V。

（1）该同学接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线。

（2）正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，而电压表指针明显偏转。故障原因可能是______（填“电流表”、“滑动变阻器”或“小灯泡”）断路。（3）排除故障后，按正确的步骤进行实验。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是______W，此时小灯泡的电阻是______Ω（结果保留两位小数）。（4）继续调节滑动变阻器，让小灯泡两端的电压逐渐降低，小灯泡逐渐变暗，这段时间内，若小灯泡电阻变化量的绝对值是△R1，滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是△R2，则△R1和△R2大小关系正确的是______（填字母标号）。

A．△R1＞△R2

B．△R1=△R2

C．△R1＜△R2

D．无法比较【答案】（1）如解析所示；（2）小灯泡；（3）0.65；9.62；（4）C。【解析】（1）原电路中，灯与电压表短路了，灯应与变阻器串联，电压表应与灯并联，如下所示：经分析，正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，而电压表指针明显偏转。故障原因可能是小灯泡断路；（3）排除故障后，按正确的步骤进行实验。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.26A，小灯泡的额定功率是：p=UI=2.5V×0.26A=0.65W，由欧姆定律，此时小灯泡的电阻是：；（4）原来的电流为I1，继续调节滑动变阻器，让小灯泡两端的电压逐渐降低，小灯泡逐渐变暗，此时灯的电压增小，通过灯的电流也减小，所以I1＞I2，所以U为电源总电压，根据欧姆定律，即r总2＞r总1；滑片移动后电路的总电阻大于原来的电路总电阻，根据P=UI灯功率减小，灯丝的温度降低，小灯泡阻值随温度的减小而变小，由电阻的串联规律可知：小灯泡阻值减小的值△r1小于变阻器连入电路中增大的值△r2，故选C。3.（2019湖南怀化）小红利用图甲所示的电路图测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率。（1）按照图甲所示的电路图,请用笔画线代替导线，在图乙中将实物图连接完整。（要求：导线不能交叉）（2）连接实物电路时，开关应处于状态。（3）闭合开关前.滑动变阻器的滑片应调到最端（选填“左”或“右”）。（4）电路连接完成后，闭合开关发现:小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压.出现这种故障的原因可能是。（5）排除故障后,小红调节滑动变阻器的滑片P.多次进行了小灯泡的电功率的测量，电压表的示数为2.5V时.电流表示数如图丙所示，通过小灯泡的电流是A.小灯泡的额定功率为W.（6）小红在实验中进行多次测量.其测量目的是（选填下面的字母）.A.求出灯泡在不同电压下功率的平均值,这样可以减小误差。B.找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系。【答案】（1）如图所示。（2）断开；（3）右；（4）小灯泡断路；（5）0.2；0.5；（6）B【解析】（1）电压表并联在灯泡的两端，涓动变阻器一上一下的连接.（2）为了保护电路，连接电路时，开关应该断开；（3）为保护电路，闭合开关前，涓动变阻器的洞片处于最大阻值处，即最右端；（4）闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路为断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源两端相连，则故障为小灯泡发生断路；（5）由图丙可知，电流表的量程为0——0.6A，分度值为0.02A，图丙的示数为0.2A，则灯泡的额定功率P=U1=2.5V×0.2A=0.5W；（6）小红在实验中通过移动滑动变阻器来改变灯泡两端的实际电压，测量出不同电压下的电功率，并分析灯泡亮暗与实际功率的关系，故B正确。4.（2019内蒙古巴彦淖尔市）在测量小灯泡的电功率时，电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V”字样。（1）在如图甲所示的电路中，闭合开关移动滑片，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，因是，经分析有一根导线链接错误，请在连接错误的导线上打“×”，并补画出一根导线连接成正确的电路。（2）电路连接正确后，从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据，得到小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率是W．由图可知，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而，滑动变阻器的规格应选择。A.10Ω1AB.15Ω1AC.25Ω1AD.30Ω1A（3）有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比，你认为这种说法（选填“合理”或“不合理”），理由是。【答案】（1）电压表串联在电路中；（2）0.625；增大；C；（3）不合理；灯丝电阻是变化的，无法得到电流与电压成正比。【解析】（1）在电路中，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，因电压表内阻很大，故电路的电流很小，灯不亮；灯与变阻器并联，电压表串联在电路中是错误的，灯与变阻器串联，电压表与灯并联，如下所示：（2）根据小灯泡的I﹣U图象知，灯在额定电压下的电流为0.25A，小灯泡的额定功率是：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；由图可知，灯的电流随电压的变大而增大，根据P＝UI，故小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大；由图知，当电压表示数为0.5V时，电路的最小电流为0.1A，由串联电路的规律及欧姆定律，滑动变阻器的最大电阻为：R滑＝＝＝25Ω，故变阻器规格应选择C；（3）探究出导体中电流和导体两端电压关系时，要控制电阻阻值不变，因灯丝电阻是变化的，无法得到电流与电压成正比成正比，这种说法不合理。5.（2018湖北武汉模拟题）某实验小组的同学通过图甲所示的电路进行实验探究。（1）断开开关S3，闭合开关S1和S2，移动滑动阻器滑片P，发现电压表始终无示数，电流表有示数，其原因可能是（填符号）A．滑动变阻器断路B．R断路C．R短路（2）故障排除后断开开关S3，闭合开S1和S2，通过调节滑动变阻器，读出多组相应的电压表和电流表的示数。甲同学根据测量数据绘成如图乙图象。由图象可知定值电阻R=Ω；（3）乙同学根据测量数据分别计算出多个R的阻值并取平均值，其目的是为了；（4）断开开关S2，闭合开关S1和S3，通过多次调节滑动变阻器，测量灯L的电压和电流，根据测量数据绘成如图丙所示的图象。若灯L的额定电压为2.0V，则它的额定功率为W。（5）由图丙可看出灯丝的U﹣I图象不是一条直线，原因是。答案：（1）C；（2）10；（3）减小误差；（4）0.8；（5）灯丝电阻会随温度而发生变化。解析：逐一分析每个选项，找出正确答案；根据图线，由欧姆定律求电阻大小；多次测量取平均值可减小误差；根据测量数据绘成如图丙所示的图象，找出灯L的额定电压为2.0V通过的电流大小，根据P=UI求它的额定功率；灯丝电阻会随温度而发生变化。（1）A．若滑动变阻器断路，则整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意；B．若R断路，则电流表没有示数，电压表与变阻器串联，测电源电压有示数，不符合题意；C．若R短路，则电压表没有示数，电流表有示数，符合题意；故选C；（2）根据测量数据绘成如图乙所示的直线，由欧姆定律，由图象可知定值电阻：R===10Ω；（3）乙同学根据测量数据分别计算出多个R的阻值并取平均值，其目的是为减小误差；（4）根据测量数据绘成如图丙所示的图象，当灯L的额定电压为2.0V，通过的电流为0.4A．则它的额定功率为P=U′I′=2V×0.2A=0.8W。（5）因灯丝电阻会随温度而发生变化，不是一个定值，故灯丝的U﹣I图象不是一条直线。6（2018四川成都模拟题）某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡L的额定电压为3.8V，额定功率小于1W，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“20Ω1A”，图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。（1）请你用笔线代替导线，在图甲中把电路连接完整（2）正确连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因应该是（选填“A”、“B”、“C”或“D”）A．电流表内部断路了B．灯泡的灯丝断了C．灯座内部出现了短路D．滑动变阻器的电阻线断了（3）排出故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，其值为A，小灯泡的额定功率为W。（4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑动变阻器的滑片向（选填“左”或“右”）端滑动。（5）测量小灯泡的电功率（选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是。（6）图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图，测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测（选填“电压”或“电流”）值偏大引起小灯跑电功率偏大的。答案：（1）如上；（2）B；（3）0.2；0.76；（4）右；（5）不需要；灯在不同电压下的功率不同；（6）电流。解析:（1）灯的额定电压为3.8V，故电压表选用大量程与灯并联，将变阻器的最大电阻连入电路中与灯串联，如下所示：（2）A．若电流表内部断路了，则整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意；B．若灯泡的灯丝断了，灯不亮，电流表没有示数，电压表串联在电路中，电压表测电源电压有示数，符合题意；C．若灯座内部出现了短路，则电压表没有示数，电流表有示数，不符合题意；D．若滑动变阻器的电阻线断了，则整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意；故选B；（3）当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，其值为0.2A，小灯泡的额定功率为：P=UI=3.8V×0.2A=0.76W。（4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，要增大灯电压，减小变阻器的电压，由分压原理，应将滑动变阻器的滑片向右端滑动。（5）灯在不同电压下的功率不同，故不需要多次测量求平均值；（6）根据并联电路电流的规律，电流表示数等于灯的电压与通过电压表电流大小和，故该电路主要是由于所测电流值偏大引起小灯跑电功率偏大的。7.（2019四川达州）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10Ω）、滑动变阻器（“20Ω1A”）、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（50Ω0.5A）和五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ωg、25Ω），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.20Ω1AB.50Ω0.5A），若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所用定值电阻的阻值为Ω。（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。①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；②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）；③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：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；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：R1＝＝＝5Ω，同理，灯正常发光时的电阻为10Ω，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：U＝IR＝0.1A×25Ω＝﹣﹣﹣0.5A×5Ω＝2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2.5V＝3.5V，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25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝1.4×25Ω＝35Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器，则实验中他所用的滑动变阻器是50Ω0.5A，选B；若变阻器连入的阻值为14Ω，由欧姆定律，电路的电流为：I＝＝＝0.25A，由欧姆定律，则所用定值电阻的阻值为：R定＝＝＝10Ω；（5）①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；②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）；③在①中两电阻串联，由电阻的串联和欧姆定律，电源电压：U＝I1（Rx+R0）在②中，为R0的简单电路，由欧姆定律：U＝I2R0，因电源电压不变，故：U＝I1（Rx+R0）＝I2R0，Rx的表达式：Rx＝。专题18.4焦耳定律课前预习课前预习1．焦耳定律的内容是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。2．焦耳定律公式为Q=I2Rt，（式中单位Q→焦、I→安(A)、R→欧(Ω)、t→秒）3．当电流通过导体做的功(W)全部用来产生热量(Q)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q。（如电热器，电阻就是这样的）知识点解读与例题突破知识点解读与例题突破知识点一：电流的热效应电流通过导体时电能转化成热量的现象叫电流的热效应。电流和通电时间相同时，电阻越大，导体产生的热量越多。（3）电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。【例题1】（2019北京）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（）A．计算器 B．电热水壶 C．收音机 D．电冰箱【答案】D【解析】（1）电流的热效应：电流通过导体要发热，这叫做电流的热效应，如电灯、电炉、电烙铁、电焊等都是电流的热效应的例子；（2）电流的化学效应：电流通过导电的液体会使液体发生化学变化，产生新的物质，电流的这种效果叫做电流的化学效应，如电解，电镀，电离等就属于电流的化学效应的例子；（3）电流的磁效应：给绕在软铁芯周围的导体通电，软铁芯就产生磁性，这种现象就是电流的磁效应，如电铃、蜂鸣器、电磁扬声器等都是利用电流的磁效应制成的。A.计算器工作时主要是把电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故A错误。B.电热水壶工作时主要是把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故B正确。C计算器工作时主要是把电能转化为声能，不是利用电流的热效应工作的，故C错误。D.电冰箱工作时主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的磁效应工作的，故D错误。知识点二：焦耳定律1.内容：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.公式：Q=I2Rt3.当发电厂电功率一定，送电电压与送电电流成反比，输电时电压越高，电流就越小。此时因为输电线路上有电阻，根据P=I2R可知，电流越小时，在电线上消耗的电能就会越少。所以电厂在输电时增大送电电压，减少电能在输电线路上的损失。【例题2】（2019福建）一台标有“5V2.5W”的带有USB接口的小电风扇，线圈电阻为1Ω，正常丁作1min，产生的热量是Jo工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘，这属于现象。【答案】15；静电（摩擦起电）。【解析】工作时间t＝1min＝60s，由P＝UI得，线圈中的电流：I＝＝＝0.5A，则线圈产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.5A）2×1Ω×60s＝15J。风扇的叶片在转动过程中与空气摩擦带上了电荷，可以吸引轻小物体，所以灰尘会附着在扇叶上，这属于静电（摩擦起电）现象。习题精练习题精练一、选择题1.（2019内蒙古通辽）对下列四幅图的分析正确的是（）A．图中蓝牙耳机是通过超声波与手机进行信号传输的 B．如图装置可用来探究电流产生的热量与通电时间的关系 C．图中电路能探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系 D．图中电路可以探究导体电阻与导体材料的关系【答案】B【解析】（1）通信设备是利用电磁波传递信息的；（2）电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关，实验探究时应采用控制变量法；（3）电磁铁的磁性的强弱与电流大小的关系，实验探究时应采用控制变量法；（4）影响导体电阻大小的因素：导体的材料、长度和横截面积，在研究电阻与其中某个因素的关系时，要采用控制变量法的思想，要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系，需要保持其它量不变。A.蓝牙耳机是通过电磁波与手机进行信号传输的，故A错误；B.如图装置中两电阻丝串联，电源电压不变时，电路中电流不变，若只比较其中一个容器内电阻丝产生热量的多少，该电阻丝的阻值不变，改变通电时间，可用探究电流产生的热量与通电时间的关系，故B正确；C.两个电磁铁串联，通过的电流相同，线圈匝数不同，所以能探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少的关系，但不能探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系，故C错误；D.图中导线的材料相同、长度相同，只是横截面积不同，所以此实验可以探究导体电阻与跟导体的横截面积是否有关，但不能探究导体电阻与导体材料的关系，故D错误。2.（2018武汉）如图所示，最先确定电流产生的热量与哪些因素有关的物理学家是（）【答案】D【解析】焦耳研究了电流通过导体产生的热量与电流平方成正比、与电阻成正比、与通电时间成正比，这个结论叫做焦耳定律。最先确定电流产生的热量与哪些因素有关的物理学家就是焦耳。3．（2018海南）下列用电器属于利用电流热效应工作的是（）A．电饭锅 B．电风扇 C．计算机 D．电视机【答案】A．【解析】当电流通过电阻时，电流作功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应．A．电饭锅将电能转化为内能，利用了电流的热效应，符合题意；B．电风扇主要是把电能转化为机械能，是利用了电流的磁效应，不合题意；C．计算机主要将电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应，不合题意；D．电视机主要将电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应，不合题意．4．（2019四川成都模拟题）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中通过的电流为10A．这台电动机工作1s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（）A．W=3800J，Q=200J B．W=3800J，Q=3800JC．W=7200J，Q=200J D．W=7200J，Q=3800J【答案】A．【解析】本题考查的知识点是焦耳定律；电功的计算．已知电压、电流与通电时间，由W=UIt可以求出电动机消耗的电能，由焦耳定律可以求出其产生的热量．电动机消耗的电能：W=UIt=380V×10A×1s=3800J；产生的热量Q=I2Rt=（10A）2×2Ω×1s=200J；5.（2018湖北黄石）图甲是小灯泡的电压——电流图像。将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4.5V的电路中（如图乙），闭合开关，移动滑片P，当小灯泡的功率为0.75W时，（）A．电流表的示数为0.2AB．滑动变阻器R接入电路中的电阻为15ΩC．电路消耗的总功率为1.35W。 D．10s内滑动变阻器R产生的热量为13.5J【答案】C【解析】当小灯泡的功率为0.75W时，根据图甲，可知，灯泡L两端的电压为2.5V，通过灯泡的电流为0.3A，电路中的等效电阻15Ω.电路消耗的总功率P=IU总=4.5V╳0.3A=1.35W。变阻器