2025人教版初中物理寒假衔接9年级第11讲测量电功率和焦耳定律学生版

三、测量小灯泡的电功率测小灯泡的电功率测电阻相同点所测物理量灯泡两端的电压（U），通过灯泡的电流（I）电路图连入电路时开关断开，滑动变阻器位于阻值最大处不同点原理计算公式滑动变阻器的作用保护电路，控制灯泡两端电压保护电路，改变电路中的电流由实验可知，（1）小灯泡的实际功率不一定等于其额定功率；（2）实验中需对小灯泡的电功率至少进行三次测量，但不能根据三次测量的数据计算出小灯泡的平均电功率，因为本次试验中多次测量的目的不是为了减少误差，而是为了测量在不同电压下小灯泡的实际功率。【典型例题】类型一、基础知识1、电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为（）A．通电导线的电流小于通过电阻丝的电流B．导线的绝缘皮隔热C．导线散热比电阻丝快D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很少

【思路点拨】电炉丝和导线串联，通过的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电阻越大电流产生的热量越多，据此分析判断。【答案】D【解析】电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，故A错误；

因为Q=I2Rt，R电炉丝＞R导线，所以产生的热量：Q电炉丝＞Q导线，即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量，而与散热快慢、隔热效果无关，故D正确，B、C错。故选D。类型二、知识运用2、电动机是将电能转化成机械能的机器，但由于线圈内部有电阻，所以同时还有一部分电能转化成内能。若一台玩具电动机接在6V的电源两端，使其正常转动时，通过电动机中的电流为0.3A；短暂地卡住电动机转动轴，使其不能转动，通过电动机中的电流为3A。则这台电动机线圈的电阻为_____Ω，正常转动时的效率是________________。【思路点拨】当电动机正常转动时，消耗的电能（总功）转化为机械能（有用功）和内能（额外功），转化的内能可用焦耳定律Q=I2Rt来计算，此时的电动机电流、电压、电阻关系不适用欧姆定律。当电动机被卡住时，消耗的电能就全部转化为内能，此时的电动机电流、电压、电阻关系适用于欧姆定律。【答案与解析】一．选择题（共2小题）1．研究电功率与电压、电流的关系时，连接了如图所示电路进行实验。下列关于该实验的说法，不合理的是（）A．该电路所示实验研究电功率与电压的关系 B．该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比 C．小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来比较 D．该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同2．李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”，他找来额定电压均为6V的L1、L2两只灯泡。将两灯串联起来，按照如图所示的电路开始了实验探究，闭合开关后，看见灯L2微微发光，灯L1几乎不发光，则关于两灯的电阻R1和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是（不考虑灯丝电阻值随温度的变化）（）A．R1＞R2，P1＞P2 B．R1＜R2，P1＜P2 C．R1＞R2，P1＜P2 D．R1＜R2，P1＞P2二．填空题（共2小题）3．小明同学为了探究“电功率与电压的关系”，选取三节新干电池串联做电源，找来“2.5V0.3A”、“3.8V0.3A”两只小灯泡按照如图甲所示的电路开始了实验探究。实验中小明应记录的是。实验结束后，小明选用了量程适当的电流表继续用原有器材探究“电功率与电流的关系”，实验电路如图乙所示，请你帮助小明指出实验器材选取上应该注意的事项：。4．小华在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验中，所用的电源电压是4V，小灯泡的额定电压是2.5V，小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。小华同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成下左图所示的图象。根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是瓦。该图象不是直线，主要原因是。三．实验探究题（共1小题）5．如图所示，图甲是测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验电路图。（1）请用笔画线代替导线在图乙中完成实物电路的连接。（2）闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到最（选填“左”或“右”）端。（3）闭合开关，调节滑动变阻器，改变小灯泡两端电压，同时读出通过小灯泡的电流，记录下每次电压和电流的测量值，并依据记录的实验数据，以电压为横坐标，电流为纵坐标，建立直角坐标系，用描点法得到小灯泡的I﹣U图象如图丙所示，该图象不是一条直线的原因是。（4）该小灯泡正常发光时的电流为0.48A，则其额定功率为。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，这种现象叫做电流的热效应。电流通过任何有电阻的导体都会产生热效应。2.焦耳定律：（1）焦耳定律：电流通过导体是产生的热量，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。这个定律适用于一切电路。其表达式是，推导公式（只能在纯电阻电路中使用）：Q=UIt，。（2）电功与电能：纯电阻电路W=Q；非纯电阻电路W>Q。3.电热的利用和防止：（1）电热的利用：利用电热来工作的用电器称为电热器。例如：电炉子、电熨斗、电烙铁等，这些用电器工作时都是将电能全部转化为内能，此时W=Q。（2）电热的危害和防止：电流通过任何导体都会产生热量，有的用电器（电动机、电风扇、电视机等）工作时，不需要这些热量，但又不得不产生，因此造成了能源的浪费，同时也会使用电器有烧毁的危险，为了防止电热带来的危害，应采取设置散热孔或者安装小风扇来降温。一．选择题（共15小题）1．额定功率相等的白炽灯和电风扇，它们在正常工作状态下工作1小时，下列说法正确的是（）A．两种电器消耗的电能一样多，产生的热量也一样多 B．两种电器消耗的电能一样多，白炽灯产生的热量多 C．白炽灯耗的电能更多，电风扇产生的热量多 D．电风扇消耗的电能更多，白炽灯产生的热量多2．下列用电器正常工作时，在相同的时间内产生热量最多的是（）A．“220V60W”的电风扇 B．“220V60W”日光灯 C．“220V60W”的电热器 D．一样多3．将规格都是“220V100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（）A．三个用电器产生的热量一样多 B．三个用电器消耗的电能一样多 C．电视机产生的热量最多 D．电风扇产生的热量最多4．如图所示是探究“电流通过导体产生的热量与电流关系”的实验装置图，电阻丝R1和R2浸没在煤油中，R1与R3并联，关于此实验以下说法正确的是（）A．此实验中通过电阻R1与R2的电流相同 B．此实验中R1与R2的阻值可以不同 C．此实验中放有R2的烧瓶中煤油升温比较快 D．此实验中两个烧瓶内的煤油质量可以不同5．如图是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（）A．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的小 B．若容器外面的电热丝R3发生了断路，若与没断时的通电时间相同，则左侧U形管中液面高度差变小 C．将右边并联的两根5Ω的电阻丝都放入到容器内，通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大 D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少6．探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”时，两个相同的透明容器中密封着质量相等的空气，用电阻R1、R2对容器中的空气进行加热，如图所示。下列说法正确的是（）A．该装置是探究电流产生的热量与电流大小的关系 B．该装置中R1与R2的阻值应相同 C．电流产生的热量越多，U形管内液面高度差越小 D．由图中的实验现象可知，R2阻值比R1大7．小军用玩具电动车的小电动机做趣味实验。他将一个电压恒定不变的3V直流电源按图所示的电路接在电动机两端，闭合开关后，电动机稳定匀速转动了10s，此时电流表的示数为0.6A，关于本实验，以下说法正确的是（）A．电动机在匀速转动过程中的电阻为5Ω B．电动机在匀速转动过程中的功率为1.8W C．电动机在匀速转动的10s内产生18J的热量 D．电动机在匀速转动过程中电能全部转化为机械能8．甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通电相同时间产生的热量之比为5：1，则通过甲、乙的电流之比为（）A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：29．如图所示，将三个相同空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，将多个阻值相同的电阻R以不同的连接方式接入电路中，通电一段时间后体积变化最大的气球是（）A．a B．b C．c D．三个相同10．甲乙两个电阻之比为2：1，串联在同一电源上，闭合开关一段时间，电流通过甲电阻产生的热量600J，则电流通过乙电阻产生的热量为（）A．300J B．600J C．1200J D．2400J11．电炉工作时，电炉丝很快变热但连接的电线却不怎么热，这是因为（）A．电炉丝的电阻较大 B．电炉丝与导线是并联的 C．电炉丝的横截面大 D．通过电炉丝的电流较大12．小明发现当给家中的电灯通电后，灯丝热得发光，而与灯泡串联的导线温度几乎感觉不到变化，对这一现象的解释，正确的是（）A．通过灯丝的电流大些 B．电流在导线中不发生热效应 C．制成灯丝的材料电阻较小 D．导线和灯丝中的电流相同，但灯丝电阻更大13．图为是某种暖手宝及其主要参数，暖手宝内有水及电加热元件等，使用前要先给暖手宝通电加热，假设暖手宝加热效率是70%，在额定电压下，水由室温10℃加热至自动断电[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]．则（）A．暖水宝加热时电加热元件是利用热传递增加了内能 B．暖水宝电加热时间为660s C．暖水宝电加热时消耗的电功率一定是500W D．暖水宝暖手时放出热量是3.3×105J14．小黄家中新购置了一台挂式电热水器，他查看了电热水器说明书后，将电热水器内部电路结构简化成如图所示电路图，该热水器设有高，中，低三档，电热丝R1＝48.4Ω，电热丝R2＝24.2Ω，容积为20L，使水从20℃加热到70℃，下列说法不正确的是[水的比热容为4.2×103J/（kg⋅℃）]（）A．开关S、S1闭合，S2断开，处于低温挡 B．水从20℃加热到70℃需要吸收的热量4.2×106J C．若利用中温挡加热需要4200s，则电热转化效率为50% D．高温挡的加热功率2800W15．用电热丝烧水，当电压为U时，t秒内可将水烧开，如果电压降为原来的一半，则同样烧开这些水所需的时间应为（）A． B． C．2t D．4t二．填空题（共10小题）16．现有两电热水壶分别是甲“220V﹣1500W”、乙“220V﹣1000W”，甲壶中装有2kg的水，乙壶中装有1kg的水（水的初温相同），当同时给它们通电正常工作时，壶（选填“甲”或“乙”）电流做功快；要想把水烧开，壶（选填“甲”或“乙”）电流做功多；壶（选填“甲”或“乙”）把水烧开需要的时间少。17．图中①为一种便携封口机，②是这种封口机的结构图。装入电池后，按③所示操作即可对塑料袋进行封口。封口时电能转化为能，该封口机只能对（选填“热塑性”或“热固性”）塑料进行封口，塑料属于材料（选填“天然”“复合”或“合成”）。18．如图所示是小明“探究影响电流热效应的因素”的实验装置，在甲、乙两瓶中装入质量和初温均相同的煤油，R1、R2采用如图连接方式的目的是。闭合开关一段时间后，乙瓶中温度计的示数较高，由此说明通电导体产生的热量与有关。小华用相同装置（煤油质量也相等）同时进行实验，细心的小红看到小明和小华两组电阻丝阻值相等的烧瓶中，小华这一组的煤油升温比小明的快，比较发现：小华的滑动变阻器接入电路的阻值较小，根据这一现象，小红（选填“能”或“不能”）初步判断出通电导体产生的热量与通过导体的电流有关。19．如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。三个密闭容器中的电阻如图，三个容器串联，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，通电后，观察三个U形管中液面高度的变化。比较实验装置可以探究电热与电流大小的关系；比较实验装置可以探究电热与电阻的关系；通电相同时间，三个密闭容器中的电阻产生的电热之比为。20．如图所示电路中，R1：R2：R3＝1：2：3，闭合开关后，两电流表A1、A2示数之比I1：I2＝，在相同的时间里，R1、R2、R3产生的热量之比为Q1：Q2：Q3＝。21．电热饮水机通过机内温控开关S进行自动控制，实现加热和保温两种功能。电路原理如图乙所示。电源电压恒为220V，当开关S接a时，电路中电流为5A，则电阻R1阻值为Ω，当开关S接b时，电路消耗的功率为66W．该饮水机在保温状态工作100s，R2产生的热量为J。22．小宇同学利用身边的器材做了以下两个小实验：（1）小宇把口香糖包装铝纸剪成中间细两端宽的铝纸条，铝纸条两端的铝面直接接触电池的正负极，很快发现铝纸条中间处开始冒烟，起火苗，如图1所示。这是因为铝具有性，铝纸条中间最细处的电阻较，把它的两端直接接入电池正负极，造成短路，电流很，迅速发热使温度达到纸的着火点而燃烧起来。（2）小宇拿出两根塑料吸管A、B，把A放在瓶盖上，B用纸巾摩擦后靠近A，如图2所示，发现A被而转动；若A也用纸巾摩擦过，则发现A被排斥而转动，这是由于。23．有甲、乙两个电热水壶，规格分别为“220V1500W”和“220V2000W”。（1）这两个电热水壶中，内部电热丝的阻值较大的是。（2）使用电热水壶烧水时，发现水烧开了，而导线却几乎不热，这是因为电热水壶电热丝的电阻比导线的电阻。24．如图所示是一款新型节能装置：空气能热水器，它的制热能效比（制热量和压缩机所耗电能之比）为3：1，某同学洗一次澡用水40kg，这些水温度由17℃升高到42℃吸收的热量为J，若这些热量分别由空气能热水器和效率为70%的电热水器提供，则空气能热水器压缩机所耗电能与电热水器所耗电能相比，可节约电能J．[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]25．某品牌电热水壶上标有“220V1400W”的字样，小明发现烧水过程中电热水壶的发热体部分很快变热，但连接的导线却不怎么热，这是因为导线的电阻比发热体的电阻。在额定电压下，电热水壶烧水3min。这段时间内电热水壶发热体产生的热量是J．若发热体产生的热量全部被水吸收，能将kg的水从20℃升高到100℃．[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]三．计算题（共2小题）26．小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图