电功率 章末总结（解析版）

学而优教有方第六章电功率单元总结（解析版）1.了解：额定电压和额定功率的概念。2.会：计算电功；计算电功率；进行电热计算。3.理解：电流做功；电功率概念；焦耳定律。4.掌握：电能表读数及其相关计算；进行小灯泡电功率的测量。★知识点一：电能和电功1.电能：电源将其他形式的能转化为电能。用电器可以把电能转化成其他形式的能。（将电能全部转化成内能的用电器称为纯电阻用电器。如电饭煲、电炉子等；非纯电阻电路是有一部分电能转化成除内能以外的其他形式的能，如洗衣机，电风扇等。2.电能的单位：国际单位是焦耳，简称焦，符号J，常用的单位是度，即千瓦时，符号kW·h，1kW·h=3.6×106J。3.电能表作用：电能表是测量电功或者说是用户的用电器在某段时间内消耗电能多少的仪表。读数：电能表的计数器上前后两次的读数之差就是用户在这段时间内用电的度数。注意：计数器显示的数字中最后一位是小数。表盘上的参数：220V表示电能表应接到220V的电路中使用；5A表示电能表允许通过的最大电流不超过5A；2500r/kW·h表示消耗1kW·h的电能，电能表的表盘转2500转；50HZ表示这个电能表应接在频率为50HZ的电路中使用。4.电功与电能电流做功的实质：电流做功的过程实质就是电能转化成其他形式的能的过程。电流做了多少功就有多少电能转化成其他形式的能。电功的单位也是焦耳。5.计算：普遍适用公式W=UIt=Pt(所有电路)即电流在某段电路上所做的功等于这段电路两端的电压和电路中的电流，和通电时间的乘积。电压的单位用V，电流的单位用A，时间的单位用s，电功的单位就是J。导出公式（纯电阻电路）。★知识点二：电功率1.定义：电功与时间之比。它是表示电流做功快慢的物理量。2.单位：国际主单位瓦特（W）常用单位千瓦（kW）；换算关系1kW=1000W。3.计算普遍适用公式；推导公式P=I2R=U2/R(适用于纯电阻电路)。4.额定功率和实际功率：额定功率：用电器在额定电压下的功率。（用电器在正常工作时的功率）实际功率：用电器在实际电压下的功率。要点诠释：1.实际功率随电压的变化而变化：当U实=U额时，P实=P额用电器正常工作；当U实<U额时，P实<P额用电器不能正常工作；当U实>U额时，P实>P额长期使用会影响用电器的寿命，有时会损坏用电器。2.对某一用电器而言，额定电压和额定功率只有一个，而实际电压和实际功率却有无数个。灯泡的亮度是由它的实际功率决定的。3.若不考虑温度对用电器电阻的影响，则有，即电阻一定时，实际电压是额定电压的n倍，则实际电流也是额定电流的n倍，实际功率是额定功率的n2倍。★知识点三：焦耳定律1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的热效应。2.焦耳定律：内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。公式：Q=I2Rt(普遍适用)；（纯电阻电路）。3.电热和电能的关系：在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，Q=W。如电炉子。在非纯电阻电路中，电能只有部分转化为内能，电热小于电能，即Q<W。★知识点四：测量小灯泡的电功率一、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：①实验电路基本相同，可采用同一电路；②实验方法相同，都是伏安法；③测量的物理量相同，都测量电流I和电压U。不同点：①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；②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。二、实验中电路故障分析故障现象故障原因灯泡不亮闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数①滑动变阻器接成定值电阻②电源电压太低闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表无示数①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏②接线柱接触不良③连接导线断裂闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良②电流表和电压表的位置互换了电表问题电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转电流表和电压表的“﹢”“－”接线柱接反了电流表与电压表的指针偏转角度很小①电表的量程都选择过大②电源电压过低电表的指针超过最大刻度①量程选择过小②电路中出现短路滑动变阻器问题滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压电源电压过低闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置考向：电能与电功概念及计算。考向：电能与电功概念及计算。备考：牢记并熟练应用电能公式；加强电能表读数与相关计算练习；熟练进行kW·备考：牢记并熟练应用电能公式；加强电能表读数与相关计算练习；熟练进行kW·h与电能之间的换算。考点一：电能与电功考向：考向：电功率概念及相关计算。考点二：电功率备考：深刻理解并掌握电功率计算公式，加强电功率计算练习考点二：电功率备考：深刻理解并掌握电功率计算公式，加强电功率计算练习。加强有关电功率典例训练。电功率考向：测量小灯泡电功率。考向：测量小灯泡电功率。考点三：小灯泡电功率测量考点三：小灯泡电功率测量备考：理解测量小灯泡电功率的实验电路、方法、步骤。了解常见问题，加强典例训练。考点一：电能和电功★典例一：在家庭用电的调查活动中，小明听妈妈说“使用20W的白炽灯比使用60W的白炽灯省电”。小明经过研究发现，这种说法是指它们正常工作相同的时间，使用额定功率为20W的白炽灯比使用额定功率为60W的白炽灯消耗的电能（选填“少”或“多”）。小明关闭电灯后，发现家中电冰箱仍在工作，说明电冰箱和电灯是（选填“串联”或“并联”）的。【答案】少；并联。【解析】（1）灯泡正常工作时的实际功率等于额定功率，由W＝Pt可知，在灯泡正常工作相同时间时，使用额定功率为20W的白炽灯比使用额定功率为60W的白炽灯消耗的电能少；（2）并联电路中各用电器互不影响，关掉电灯后，电冰箱仍能工作，这说明它们是并联连接的。故答案为：少；并联。★典例二：如图是小明家电能表的表盘。小明将家中所有其他用电器关闭，只让暖风机单独工作，观察到1min内电能表指示灯闪烁了32次。暖风机在这1min内消耗的电能为kW•h。它的实际功率是W。【答案】0.02；1200。【解析】1600imp/（kW•h）表示每消耗1kW•h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＝kW•h＝0.02kW•h，暖风机的实际电功率：P＝＝＝1.2kW＝1200W。故答案为：0.02；1200。考点二：电功率★典例三：如图所示，“2.5V0.3A“和“3.8V0.3A”的两只小灯泡（选填“串联”或“并联”）在电路中，闭合开关后，观察到“3.8V”的小灯泡比“2.5V”的小灯泡亮，说明“3.8V”小灯泡的实际功率比“2.5V”小灯泡的实际功率（选填“大”或“小”）。【答案】串联；大。【解析】如图所示，“2.5V0.3A“和“3.8V0.3A”的两只小灯泡逐个依次连接，即两灯泡串联在电路中；闭合开关后，观察到“3.8V”的小灯泡比“2.5V”的小灯泡亮，因灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，则说明“3.8V”小灯泡的实际功率比“2.5V”小灯泡的实际功率大。故答案为：串联；大。★典例四：实验小组设计了如图所示的电路，已知电源电压不变，灯泡L标有“2.5V0.3A字样，其阻值会随温度变化，将滑动变阻器R2的滑片置于最右端，只闭合开关S1时，电压表的示数为3V，R1的功率为P1；只闭合开关S1，移动滑片至最左端时，电流表的示数为0.3A，R1的功率为P2；闭合开关S1和S2，移动滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为3V和0.2A，已知P1：P2＝1：4。（1）灯泡L的额定功率为W；（2）滑动变阻器的最大阻值为Ω；（3）在有电流通过灯泡L的情况下，灯泡的最小功率与最大功率之比为。【解析】（1）灯泡L的额定功率为：PL额＝U额I额＝2.5V×0.3A＝0.75W；（2）将滑动变阻器R2的滑片置于最右端，只闭合开关S1时，电压表的示数为3V，R1的功率为P1，如图甲，只闭合开关S1，移动滑片至最左端时，电流表的示数为0.3A，R1的功率为P2，如图乙，闭合开关S1和S2，移动滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为3V和0.2A，如图丙，因为P1：P2＝1：4，P1：P2＝（I甲）2R1：（I乙）2R1＝1：4，所以甲乙两图中电流之比为：I甲：I乙＝1：2，又因为I乙＝0.3A，所以I甲＝0.15A，所以滑动变阻器最大阻值为：R2甲＝＝＝20Ω。在丙电路中，滑动变阻器接入电路的电阻为：R2丙＝＝＝15Ω，所以电源电压为：U＝3V+I丙R1，由于乙电路电流为0.3A，所以灯泡正常发光，电压为2.5V，所以电源电压为：U＝2.5V+I乙R1，所以，3V+I丙R1＝2.5V+I乙R1，3V+0.2A×R1＝2.5V+0.3A×R1，解得，U＝4V，R1＝5Ω。（3）在只闭合S1时，灯泡才有电流通过，即甲乙两个电路，甲电路滑动变阻器电阻最大，电路电流最小，灯泡的功率最小，此时滑动变阻器的电压为U2甲＝3V，R1两端电压为U1甲＝I甲R1＝0.15A×5Ω＝0.75V，所以灯泡两端电压为：UL甲＝U﹣U1甲﹣U2甲＝4V﹣3V﹣0.75V＝0.25V，灯泡的最小功率为：PL小＝UL甲I甲＝0.25V×0.15A＝0.0375W，乙电路滑动变阻器接入电路阻值为零，电路电流最大，最大电流是0.3A，灯泡正常发光，灯泡的功率最大为：PL大＝PL额＝0.75W，所以，灯泡的最小功率与最大功率之比PL小：PL大＝0.0375w：0.75w＝1：20。故答案为：（1）0.75；（2）20；（3）1：20。考点三：测量小灯泡电功率★典例五：小华用图1所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）(1)图1是小华正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处∶①____；②____｡(2)闭合开关进行实验，小华发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零，已知仅导线发生故障，则图1中导线____（选填“①”､“②”或“③”）发生了____（填写故障名称）(3)小华进行了六次实验，记录实验数据并在U-I图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图2所示，则根据记录的数据和图像可知∶①小灯泡的额定功率为____W｡②实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为____A.5Ω2AB.10Ω2AC.20Ω1AD.30Ω1A(4)实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，则他画出的U-I图像应为图3中的虚线____（选填“①”､“②”或“③”），你选择的依据是____｡【答案】(1)①开关未断开；(2)②滑动变阻器滑片未移至阻值最大端左端；(3)①；(4)断路；(5)①0.75；(6)②D；(7)①；(8)“小灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变”或“小灯泡两端电压变化量和滑动变阻器两端电压变化量始终相等”。【解析】(1)连接电路时为了保护电路，开关应断开，滑动变阻器滑片要滑到阻值最大处，所以图中在器材操作上存在的两个不妥之处∶①开关未断开；②滑动变阻器滑片未移至最左端（阻值最大处）。(2)闭合开关进行实验，小华发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零，已知仅导线发生故障，则图1中导线①发生了断路。(3)根据记录的数据和图像可知∶①当小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时，通过小灯泡的电流为0.3A，所以小灯泡的额定功率为：P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W②当小灯泡两端的电压为0.5V时，电流为0.1A，所以此时滑动变阻器两端的电压为：U滑=U-U灯=3V-0.5V=2.5V此时滑动变阻器的阻值为：R===25Ω所以实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为D.30Ω、1A。(4)实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，则他画出的U-I图像应为图3中的虚线①，选择的依据是“小灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变”或“小灯泡两端电压变化量和滑动变阻器两端电压变化量始终相等”。★典例六：在测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时。小红所观察和记录的结果如表所示。小灯泡两端的电压U/V0.51.01.522.53通过小灯泡的电流I/A0.120.160.190.230.250.28小灯泡的亮度暗→亮正常发光过亮分析实验记录，她得出了以下结论①小灯泡的额定功率为0.625W②小灯泡的实际功率越大，亮度越亮③小灯泡的电阻随两端的电压升高而增大①小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端时，能正常发光，其中正确的是（）。A．只有① B．只有①② C．只有①②③ D．①②③④都正确【答案】D。【解析】①灯泡两端电压等于额定电压2.5V时正常发光，由表中数据知，此时通过灯泡的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W，故①正确；②由表中数据知，灯泡两端电压越大，通过的电流也越大，由P＝UI可知，灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，故②正确；③由R＝计算可得，各次实验灯泡电阻分别为：4.17Ω、6.25Ω、7.89Ω、8.70Ω、10Ω、10.71Ω，所以小灯泡的电阻随两端的电压升高而增大，故③正确；④小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端，由表中数据知，当灯泡电压2.5V，对应电流为0.25A，此时定值电阻两端电压：UR＝IR＝0.25A×2Ω＝0.5V，恰好满足电源电压：U＝UL+UR＝0.5V+2.5V＝3V，所以灯泡能正常发光，故④正确。故选：D。考点四：焦耳定律★典例七：图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（）。A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显；B．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系；C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少；D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可【答案】D。【荆州】A、在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的物质温度要升高的多，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显，故A正确；B、由图可知，该电路为串联电路，通过两个电阻的电流和通电时间是相同的，电阻不同，所以该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系，故B正确；C、通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法为转换法，故C正确；D、比较水和煤油的比热容大小时，需要用相同的加热器加热质量相同的不同液体，使它们在相同的时间内吸收相同的热量，所以需要控制两个电阻的装置相同，故D错误。故选：D。★典例八：康康家有一台家用电水壶如图甲，他发现电水壶有加热和保温两种功能。如图乙所示是其内部电路的简图，、均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为，保温功率为。[，]求：(1)把的水从40℃加热到100℃，水需要吸收的热量；(2)不计热量损失，使用电水壶的加热挡完成问题(1)中的加热过程需要的时间；(3)忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻的阻值。【答案】(1)1.26×105J；(2)126s；(3)1051.6Ω。【解析】(1)水的质量为：水需要吸收的热量为：(2)由于不计热量损失，所以电水壶的加热挡消耗的电能为：由得，电水壶加热过程需要的时间为：(3)当旋钮开关接2时，只有接入电路，此时为加热状态，由，得已知家庭电路的电压是，所以R2的阻值为：当旋钮开关接1时，与串联，此时为保温状态，电路中的总电阻为：根据欧姆定律及串联电路电流、电压规律得R1的阻值为：。答：(1)把的水从40℃加热到100℃，水需要吸收的热量为1.26×105J；(2)不计热量损失，使用电水壶的加热挡完成问题(1)中的加热过程需要的时间为126s；(3)忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻的阻值为1051.6Ω。一、选择题1．如图所示的四种家用电器中，利用电流热效应工作的是（）。A.迷你风扇；B.笔记本电脑；C.清洁机器人；D.电暖气【答案】D。【解析】A．电风扇工作时电能主要转化为机械能，利用了通电导体在磁场中受到力的作用而工作的，不是利用电流热效应工作的，不符合题意；B．笔记本电脑主要把电能转化为光能，不是利用电流热效应工作的，不符合题意；C．清洁机器人工作时电能主要转化为机械能，利用了通电导体在磁场中受到力的作用而工作的，不是利用电流热效应工作的，不符合题意；D．电暖气工作时电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，符合题意。2．在如图所示的电路中，发现通过电流表的示数减少0.2安培时，电压表的示数从6伏特变为5伏特，那么该定值电阻所消耗的功率的变化量为（）。A．1.2W B．1.0W C．2.2W D．5.0W【答案】C。【解析】定值电阻的阻值不变，则由欧姆定律可得：当电压表的示数U1＝6V时，电路中的电流I1＝＝，当电压表的示数U2＝5V时，电路中的电流I2＝＝，因该过程中通过电流表的示数减少了0.2安培，所以，△I＝I1﹣I2＝﹣＝＝0.2A，解得：R＝5Ω，则该定值电阻所消耗的功率的变化量：△P＝P1﹣P2＝﹣＝﹣＝2.2W。故选C。3．如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＜R2。下列说法正确的是（）。A．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”；B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流 ；C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢；D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动【答案】C。【解析】A、图中两电阻串联，通过的电流和通电时间相等，而电阻不同，故可研究电流产生的热量与电阻的关系，AB错误；C、根据Q＝I2Rt，因R1＜R2．故右边容器中电阻丝产生的热量多，由转换法，甲管中液面上升比乙慢，C正确；D、闭合开关后，要使电流增大，由欧姆定律，要减小电路的电阻，故应将滑动变阻器滑片P向右移动，D错误。故选C。二、填空题4．如图所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图象，则R1与R2的最大阻值之比为________，电路中的最大总功率为________W。【答案】1：2；1.8。【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R2两端的电压。（1）当滑片位于最左端a时，变阻器接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，由图象可知，电路中的最大电流I大＝0.6A，由I＝可得，电源的电压：U＝I大R1＝0.6A×R1﹣﹣①；当滑片位于最右端b时，接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，电流表的示数最小，由图象可知，此时U2＝2V，电路中的最小电流I小＝0.2A，则滑动变阻器的最大阻值：R2＝＝＝10Ω，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＝I小（R1+R2）＝0.2A×（R1+10Ω）﹣﹣②；由①②可解得：R1＝5Ω，U＝3V，则R1与R2的最大阻值之比：R1：R2＝5Ω：10Ω＝1：2；（2）电路中的最大总功率：P大＝UI大＝3V×0.6A＝1.8W。答案是：1：2；1.8。5．从产品说明书得知，一台“6V3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1Ω。则小风扇正常工作1min消耗的电能为J；电动机线圈1min产生的热量为J。【答案】180；1.5。【解析】消耗的电能为W＝Pt＝3W×60s＝180J；电路中线圈的电流为；电路中通过线圈的电流为产生的热量为Q＝I2Rt＝（0.5A）2×0.1Ω×60s＝1.5J。故答案为：180；1.5。6．小明有些质疑电热水壶的铭牌中数字是否准确，于是小明拿了一个电能表，他拿的电能表测量用电器的总功率不能超过W。然后家里电路修好之后，他将电热水壶单独接入该电路中，用电能表测量，1min后，电能表的转盘转了75转，则电热水壶在这段时间内消耗的电能为kW•h，计算出电热水壶的实际电功率是W。【答案】4400；0.025；1500。【解析】①由电能表铭牌可知，电能表正常工作时的电压是220V，允许通过的最大电流是20A，则小明家接入用电器的最大总功率：P最大＝UI最大＝220V×20A＝4400W；②1min内电能表转盘转了75转，则电热水壶消耗的电能：WkW•h＝0.025kW•h，电热水壶的实际电功率：P1.5kW＝1500W。故答案为：4400；0.025；1500。7．如图所示，电源电压为6V，电阻R0＝10Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器上标有“20Ω0.5A”字样。则当电路中电流最小时，2min内电流通过电阻R0产生的热量是J；为了保证电路安全，滑动变阻器R接入电路的最小阻值为Ω；电路消耗总功率允许的变化范围为W。【答案】48；10；1.2～1.8。。【解析】由电路图可知，R与R0串联，电压表测R0两端的电压，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，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路总电阻：R总＝R最大+R0＝20Ω+10Ω＝30Ω，电路中的最小电流：I最小＝＝＝0.2A，通电时间t＝2min＝120s，则电流通过电阻R0产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.2A）2×10Ω×120s＝48J；当电压表的示数U0大＝3V时，电路中的电流最大，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I最大＝＝＝0.3A，电路中的总电阻：R总′＝＝＝20Ω，因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器R接入电路的最小阻值：R最小＝R总′﹣R0＝20Ω﹣10Ω＝10Ω；电路中电流最小时功率最小：P最小＝UI最小＝6V×0.2A＝1.2W；电路中电流最大时功率最大：P最大＝UI最大＝6V×0.3A＝1.8W；故答案为：48；10；1.2～1.8。8．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ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/（kg·℃）]【答案】2100；1.2；粗。【解析】（1）电能表的转盘转70r，电热水器消耗的电能：W==0.07kW•h，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=2100W×120s=2.52×105J，水的体积V水=50L=0.05m3，由ρ=可得，水的质量：m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.05-3m3=50kg；因为不计能量损失，所以水吸收的热量：Q吸=W′=2.52×105J，由Q=cm△t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。三、实验探究题9．小柯同学做“测定小灯泡的电功率”的实验，现有电源（电压保持6V不变）、待测小灯泡（标有“0.28A”字样）、电流表、电压表（只有0～3伏档完好）、滑动变阻器、开关及导线若干，正确连接电路后进行实验。（1）在移动变阻器滑片至某一位置时，小柯发现电压表示数如图（a）已满刻度，电流表示数如图（b）所示，读出电流表的示数为________A，但小灯泡仍无法正常发光。（2）小柯经过思考重新连接电路进行实验，将新测得的三组数据记录在下表中。实验序号电压U/（伏）电流I（安）13.00.2422.20.2831.70.30①请根据相关信息分析，将方框中小柯重新连接的电路补充完整；②求出该小灯泡的额定功率为________W。【答案】（1）0.24；（2）①如下所示；②1.064。【解析】（1）电流表示数如图（b）所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，读出电流表的示数为0.24A，但小灯泡仍无法正常发光；（2）灯与变阻器串联，当电路的电流变大时，由欧姆定律，U＝IR，灯的电压变大，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压变小，由表中数据知，电压表并联在变阻器的两端了，如下所示：（3）待测小灯泡标有“0.28A”字样，表示灯的额定电流为0.28A，由表中数据知，当变阻器的电压为2.2V时，灯正常发光，由串联电路电压的规律，灯的额定电压为：6V﹣2.2V＝3.8V，故灯的额定电功率：P＝UI＝3.8V×0.28A＝1.064W。答案是：（1）0.24；（2）①如下所示；②1.064。10.小华为了探究影响电流产生热量的因素，他用两个完全相同的烧瓶，内装质量相等的煤油，两个带有橡胶塞的规格完全相同的温度计，两根阻值不同的电阻丝R1和R2（已知：R1>R2），以及电源、开关、滑动变阻器、导线等，连接了如图所示的实验电路。(1)此电路可探究当_______和通电时间一定时，电流产生热量跟电阻的关系。(2)闭合开关，通电一段时间后，温度升高较少的是______温度计。（选填“甲”或“乙”）。【答案】（1）电流；（2）乙。【解析】(1)电流做功产生的热量，因为两根电阻丝R1和R2阻值不同，所以电路可探究电流和通电时间一定时，电流产生热量跟电阻的关系；(2)因为R1>R2，由可知通电相同时间，R1产生的热量大于R2产生的热量，因为甲乙装的是相同质量的煤油，由可知甲升高的温度大于乙升高的温度。答案是：（1）电流；（2）乙。四、计算题11.某家用电暖器有三档调温，其外观如图甲所示，其简化电路图如图乙所示。当闭合开关S、S1时，电路的电功率P1为880W，当闭合开关S、S1和S2时，干路中的电流为10A。求：（1）只闭合开关S、S1时电路中的电流I1；（2）只闭合开关S、S2时，电路的电功率P2；（3）调至最高档发热功率工作，2小时消耗的电能。【解析】设电源两端电压为U，因为是家庭电路，则U=220V；(1)只闭合开关