第九章 電功和電功率典例點(diǎn)撥課時 電功、電功率和焦耳定律知識梳理1電功(1)電流做功的過程實質(zhì)是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。電流做了多少功，就會消耗多少電能，轉(zhuǎn)化為多少其他形式的能。(2)電功的單位：J和kW·h。 1 kW·h =J。(3)電功的測量：使用電能表。2電功率(1)意義：電功率是表示電流做功快慢的物理量。(2)定義：電功率的大小等于用電器在1 s內(nèi)所消耗的電能。定義式為P=。(3)電功率的單位：W。3.焦耳定律內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比?？键c(diǎn)典例考點(diǎn)1 電功、電功率的定義、單位及測量【例1】 下課后王老師去關(guān)閉微機(jī)房的總電閘時，發(fā)現(xiàn)圖9.1-1所示的電能表轉(zhuǎn)盤在緩慢地轉(zhuǎn)動，他利用手表估測了一下，2 min轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動了5圈，那么2 min內(nèi)消耗了_J電能；經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，原來機(jī)房內(nèi)還有20臺型號相同的電腦顯示器處于待機(jī)狀態(tài)，則一臺電腦顯示器的待機(jī)功率約為_W。圖9.1-1【思路分析】學(xué)生要知道2 500 r/kW·h的含義，會算出電能表轉(zhuǎn)一圈消耗的電能大小，再求出2 min內(nèi)消耗的電能。求功率要用P=?！敬鸢浮? 2003【例2】 如圖9.1-2是額定電壓為220 V的理發(fā)用電吹風(fēng)機(jī)的典型電路。其中電熱絲通電后可以發(fā)熱，電動機(jī)通電后可以送風(fēng)。正常工作時:圖9.1-2(1)要送熱風(fēng)，選擇開關(guān)應(yīng)放在_位置(選填“A”“B”或“C”)。(2)已知電動機(jī)的額定功率是120 W。當(dāng)送冷風(fēng)時，通電5 min，電流所做的功是多少？ (3)如果電熱絲的電阻是55 ，當(dāng)送熱風(fēng)時，電路消耗的總功率是多少？【思路分析】吹風(fēng)機(jī)吹熱風(fēng)的含義是既要電動機(jī)送風(fēng)，還用電熱絲加熱，需同時工作，所以選擇開關(guān)放在A。求電流做功要用公式W=Pt。送熱風(fēng)時，電動機(jī)和電熱絲并聯(lián)，兩功率相加即為電路消耗的總功率?！咀灾鹘獯稹縅(3)1 000 W考點(diǎn)2 串并聯(lián)電路中電功、電功率特點(diǎn)及比例關(guān)系應(yīng)用【例3】 一個電阻接入電路后，每分鐘產(chǎn)生的熱量為Q，如果要使這個電阻每分鐘產(chǎn)生的熱量為3Q，下列方法可以實現(xiàn)的是( )A將這個電阻值變?yōu)樵瓉淼腂將這個電阻兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?倍C再取兩個相同的電阻與它并聯(lián)D再取兩個相同的電阻與它串聯(lián)【思路分析】根據(jù)公式Q=t，時間不變，Q要變大3倍，可以U不變，R變?yōu)樵瓉淼?。還可以U和R同時變?yōu)樵瓉淼?倍?！敬鸢浮緼【例4】 兩只燈泡與，的電阻是電阻的2倍，先將燈泡串聯(lián)在一起，接到電源上，此時兩只燈泡的總功率為；然后將燈泡并聯(lián)在一起，接到同一電源上，此時兩只燈泡的總功率為，則比是( )A29 B49 C23 D43【思路分析】運(yùn)用串聯(lián)P與R成正比，并聯(lián)P與R成反比的知識進(jìn)行分析即可求出比?！敬鸢浮緼【例5】 在圖9.1-3所示的電路中，L是一盞標(biāo)有“8 V 4 W”字樣的電燈，為變阻器，電源電壓為16 V，求：圖9.1-3(1)將變阻器的阻值調(diào)到多大時，才能使L和消耗的功率相等？(2)當(dāng)L的實際功率為1 W時，L兩端的電壓多大？此時變阻器阻值應(yīng)調(diào)到多大？【思路分析】先用R=求出電燈的電阻，要使L和消耗的功率相等，只要它們的電阻相等就可以。計算L實際電壓要用到公式=PR?！咀灾鹘獯稹?1)16 =4 V R=48 考點(diǎn)3 實際功率與額定功率(高頻考點(diǎn))【例6】 一只“PZ220100 ”的燈泡，其額定電壓為_V ，額定功率為_W，燈絲的電阻是_?！舅悸贩治觥款~定電壓指用電器正常工作時的電壓，即為220 V。額定功率指用電器在額定電壓下的電功率，即為100 W。燈絲電阻要用R=求出?！敬鸢浮?20 100 484【例7】 家庭電路電壓在用電高峰時段有時會降低到198 V，在此電壓下，一盞“220 V 100 W”的燈泡工作時的實際功率將_100 W(選填“大于”或“小于”)，燈泡的亮度會比正常發(fā)光時_一些。【思路分析】燈泡亮度由實際功率決定，求實際功率，先根據(jù)“220 V 100 W”求出電阻，再利用公式P=求實際功率?！敬鸢浮啃∮诎怠纠?】 如圖9.1-4甲是一種雙向雙動式和面機(jī)。主要構(gòu)造為：一個帶動攪拌器的電動機(jī)和一個帶動料桶的電動機(jī)，在和面過程中二者交替工作，攪拌器正反攪拌。攪拌電動機(jī)正轉(zhuǎn)時間、反轉(zhuǎn)時間和料桶電動機(jī)的轉(zhuǎn)動時間分別為、和，且111。和面機(jī)的銘牌如圖乙所示。 甲 乙圖9.1-4為了測量和面機(jī)料桶電動機(jī)的功率，小陽將家里的其他用電器都關(guān)閉，他觀察到和面機(jī)正常工作12 min，恰好攪拌機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和料桶電動機(jī)的轉(zhuǎn)動各完成兩次，家里標(biāo)有“3 000 r/kW·h”字樣的電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過了480轉(zhuǎn)，則料桶電動機(jī)的功率為_W?！舅悸贩治觥看祟}要分析清楚題目所給的條件和所求的未知量，先根據(jù)“3 000 r/kW·h”求出表盤轉(zhuǎn)1圈消耗的電能，再求出轉(zhuǎn)過了480轉(zhuǎn)消耗的電能，據(jù)P=計算料桶電動機(jī)的功率?！敬鸢浮?00考點(diǎn)4 實驗：測量用電器實際電功率(高頻考點(diǎn))【例9】 小華用電壓表、電流表、滑動變阻器、導(dǎo)線、開關(guān)及新的干電池等實驗器材，測量額定電壓為2.5 V 小燈泡L的額定功率。甲乙圖9.1-5(1)小華連接好圖9.1-5甲所示電路，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)小燈泡L發(fā)光暗淡，觀察電壓表、電流表均有示數(shù)，移動滑動變阻器的滑片P，電壓表、電流表示數(shù)均不變，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是_。(2)小華改正實驗錯誤后，移動滑動變阻器的滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5 V時，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)如圖乙所示，由此可知，此時通過小燈泡L的電流為_A。小燈泡L的額定功率為_W?！舅悸贩治觥繙y量小燈泡額定功率是每年中考高頻考點(diǎn)，主要考查電路的連接、電路故障分析和額定功率計算，此題考查實際電路連接和滑動變阻器接法?！敬鸢浮?1)滑動變阻器全部連入電路(相當(dāng)于阻值較大的定值電阻)(2)0.30.75【例10】 小霖利用電阻箱和一塊電流表測量小燈泡的實際功率，他選擇了滿足這個實驗要求的器材，設(shè)計并連接了如圖9.1-6所示的部分實驗電路。圖9.1-6 (1)請你添加一條導(dǎo)線，將圖所示的實物圖補(bǔ)充完整；(2)閉合開關(guān)，將開關(guān)扳向_(選填“1”或“2”)，調(diào)節(jié)滑動變阻器使小燈泡發(fā)光，記錄電流表的示數(shù)；(3)將開關(guān)扳向另一端，保持滑動變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)_的阻值為時，電流表的示數(shù)為；(4)請用和表示小燈泡的實際功率，則=_?！舅悸贩治觥看祟}是在伏安法測小燈泡電功率的題型基礎(chǔ)演變出的新題，要求用電阻箱和電流表測小燈泡電功率，重點(diǎn)是明白原理，用求解?！敬鸢浮?1)圖中漏線為：小燈泡左接線柱與開關(guān)的“1”連接(2)1(3)電阻箱考點(diǎn)5 電流的熱效應(yīng)、焦耳定律(高頻考點(diǎn))【例11】 如圖9.1-7所示的電器中，利用電流熱效應(yīng)的是( )A.電熱水壺B.洗衣機(jī)C.電風(fēng)扇D.電視機(jī)圖9.1-7【思路分析】電流熱效應(yīng)是每年中考高頻考點(diǎn)，主要考查學(xué)生聯(lián)系實際生活的能力，知道生活中哪些用電器是利用電流熱效應(yīng)工作的，哪些用電器需要防止電流的熱效應(yīng)?！敬鸢浮緼【例12】 小歡用圖9.1-8所示的裝置研究“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”。圖中三個燒瓶內(nèi)盛有質(zhì)量和溫度都相同的食用油，溫度計顯示食用油的溫度，每瓶食用油中都浸泡著一段電阻絲，已知三段電阻絲的阻值關(guān)系是< 。 圖9.1-8(1)通過實驗可知，在電流和通電時間都相同時，導(dǎo)體電阻越大，產(chǎn)生的熱量越_；(選填“多”或“少”)(2)實驗中的自變量是_，控制變量是_；(3)小麗想研究“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體中電流大小的關(guān)系”，她將燒瓶中的三段電阻絲并聯(lián)后接入電路，你認(rèn)為是否可行并說明理由，_?！舅悸贩治觥客瑢W(xué)們需要知道，電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻、通過導(dǎo)體的電流和通電時間都有關(guān)系，即焦耳定律，當(dāng)電流、時間一定時，電阻阻值越大，電阻上產(chǎn)生的熱量就越多。做“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”探究實驗前應(yīng)先明確因變量、自變量以及控制不變的量，本實驗的因變量是熱量，自變量是電阻阻值，電流、時間應(yīng)是控制不變的量。若研究“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體中電流大小的關(guān)系”，應(yīng)控制電阻、時間不變，若將燒瓶中的三段電阻絲并聯(lián)后接入電路，雖然流過三個電阻上的電流不同，但電阻也不同，這樣就有兩個變量了?！敬鸢浮?1)多(2)電阻的阻值電流和通電時間(3)不可行，沒有控制電阻阻值不變考點(diǎn)6 電功、電功率及焦耳定律計算(高頻考點(diǎn))【例13】 某型號家用電飯鍋有高溫?zé)蠛捅貭F飯兩個擋位，其原理如圖9.1-9所示，和為兩個加熱電阻。已知電阻44 ，保溫燜飯時電飯鍋的功率P22 W。求：圖9.1-9(1)電飯鍋高溫?zé)蟮墓β蔖；(2)保溫燜飯時電路中的電流I和兩端的電壓；(3)一次做晚飯，用該電飯鍋高溫?zé)?5 min，保溫燜飯30 min，則此過程中電飯鍋消耗多少度電?！舅悸贩治觥慨?dāng)開關(guān)S接1時，加熱電阻接入電路，電飯鍋處于高溫?zé)髶?，等效電路如圖9.1-10甲所示。甲乙圖9.1-10當(dāng)開關(guān)S接2時，加熱電阻和串聯(lián)接入電路，電飯鍋處于保溫燜飯擋，等效電路如圖乙所示。(1)甲圖中，電飯鍋高溫?zé)蟮墓β蔖1 100 W(2)乙圖中，電飯鍋保溫燜飯時，I0.1 A加熱電阻兩端電壓I 0.1 A×44 4.4 V(3)電飯鍋耗電W1.1 kW×0.25 h0.022 kW×0.5 h0.275 kW·h0.011 kW·h0.286 kW·h【答案】(1)1 100 W(2)0.1 A4.4 V (3)0.286 kW·h基礎(chǔ)訓(xùn)練一、單項選擇題1下列四位物理學(xué)家中，以其名字命名電功單位的是( )A安培B歐姆C伏特D焦耳答案：D2圖9.1-11所示的家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是( )A.電飯鍋B.筆記本電腦C.電風(fēng)扇D.電視機(jī)圖9.1-11答案：A3如圖9.1-12所示電路，電源電壓不變。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時，電壓表的示數(shù)為4 V；當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時，電壓表的示數(shù)變化了2 V，在15 s內(nèi)定值電阻產(chǎn)生的熱量為60 J。則下列結(jié)果正確的是( )圖9.1-12A電源電壓為10 V B的阻值為18 C滑動變阻器R的最大阻值為9 D先后兩次消耗的電功率之比為43答案：C4有5 和10 的兩個定值電阻，先將它們串聯(lián)，后將它們并聯(lián)接在同一個電源上，則關(guān)于它們兩端的電壓和消耗的電功率的關(guān)系是( )A串聯(lián)時，電壓之比是12，電功率之比是21B串聯(lián)時，電壓之比是21，電功率之比是12C并聯(lián)時，電壓之比是11，電功率之比是21D并聯(lián)時，電壓之比是11，電功率之比是12答案：C5 把電阻和串聯(lián)在電路中，已知，通電時，通過它們的電流分別為和，它們的電功率分別是和，則( )A，B，C，D，答案：C6.家庭電路中正在使用的兩白熾燈，若甲燈比乙燈亮，則( )A甲燈燈絲電阻一定比乙燈的大B甲燈兩端的電壓一定比乙燈的大C通過甲燈的電量一定比乙燈的多D甲燈的實際功率一定比乙燈的大答案：D7.如圖9.1-13所示，已知燈泡L標(biāo)有“4 V 4 W”字樣，滑動變阻器阻值為08 ，當(dāng)滑片P移到端點(diǎn)a時，燈泡正常發(fā)光；當(dāng)滑片P移到中點(diǎn)時，燈泡的電阻和實際功率分別為(不計溫度對燈絲電阻的影響)( )圖9.1-13A4 ，1 WB1 ，4 WC4 ，2 WD2 ，1 W答案：A8.若將通過某一電阻上的電流增大到原來的3倍, 則在單位時間內(nèi)( )A電流產(chǎn)生的熱量是原來的3倍B電流產(chǎn)生的熱量是原來的6倍C電流產(chǎn)生的熱量是原來的27倍 D電流產(chǎn)生的熱量是原來的9倍答案：D二、實驗探究題9小紅同學(xué)利用電壓表、電流表測量額定電壓為2.5 V的小燈泡正常發(fā)光時的電功率。(1)請把圖9.1-14甲中的實物電路按上述實驗要求連接完整。甲乙圖9.1-14(2)在連接電路時，開關(guān)應(yīng)該_。(選填“閉合”或“斷開”)(3)連接好電路后，閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片P應(yīng)放在_端。(選填“A”或“B”)(4)閉合開關(guān)后，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)為2.5 V，這時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則通過小燈泡電流的測量值為_A，小燈泡正常發(fā)光時電功率的測量值為_W。答案：(1)圖略(2)斷開(3)A(4)0.30.7510.如圖9.1-15所示是測定額定電壓為2.5 V燈泡的額定功率的電路圖。圖9.1-15(1)a是_表，b是_表。(2)如果小燈泡的阻值約為10 ，電源由2節(jié)干電池串聯(lián)組成，電流表有量程為00.6 A和03 A兩擋，電壓表有量程為03 V和015 V兩擋，則a表量程應(yīng)選_擋，b表量程應(yīng)選_擋。(3)閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端電壓只有1.8 V，滑動變阻器的滑片P應(yīng)向_端移動，才能使電壓表示數(shù)為_V。此時燈泡的實際功率就是額定功率。(4)要測量的數(shù)據(jù)是_和_，計算燈泡的額定功率公式為_。答案：(1)電流電壓(2)00.6 A03 V(3)左2.5(4)UIP=UI11小華為了探究影響電流產(chǎn)生熱量的因素，他用兩個完全相同的燒瓶，內(nèi)裝質(zhì)量相等的煤油，兩個帶有橡膠塞的規(guī)格完全相同的溫度計，兩根阻值不同的電阻絲和(已知： )，以及電源、開關(guān)、滑動變阻器、導(dǎo)線等，連接了如圖9.1-16所示的實驗電路。圖9.1-16(1)此電路可探究當(dāng)_和通電時間一定時，電流產(chǎn)生熱量跟電阻的關(guān)系。(2)閉合開關(guān)，通電一段時間后，溫度升高較少的是_溫度計(選填“甲”或“乙”)。答案：(1)電流 (2)乙12.下表是小李在實驗中記錄的實驗數(shù)據(jù)，請根據(jù)表中數(shù)據(jù)歸納出電功率P與電阻R的關(guān)系： P =_。R/102030405060P/W6912151821答案：(0.3 W/)R+3 W13.小明猜想導(dǎo)體的電阻越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量就越多。為了驗證猜想，他準(zhǔn)備了三個完全相同的燒瓶，燒瓶內(nèi)裝有質(zhì)量相等、初溫相同的煤油，并將三段阻值不同的電阻絲( )浸在煤油中，再用帶有規(guī)格完全相同的溫度計的橡膠塞封住瓶口，如圖9.1-17甲所示。然后他將電源、開關(guān)、電流表、滑動變阻器、圖甲中的燒瓶、導(dǎo)線連成如圖乙所示的電路。接下來小明進(jìn)行了如下操作：a.閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片到適當(dāng)位置，電流表的示數(shù)為I，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。b.斷開開關(guān)，用燒瓶替換下燒瓶，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片到適當(dāng)位置，使電流表的示數(shù)仍為I，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。c.斷開開關(guān)，用燒瓶替換下燒瓶，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片到適當(dāng)位置，使電流表的示數(shù)仍為I，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。請你分析并回答下列問題：(1)在小明設(shè)計的探究實驗中，自變量是_。(2)小華認(rèn)為小明的實驗操作不能驗證他的猜想，其理由是_。甲乙圖9.1-17答案：(1)電阻(2)沒有控制通電時間相同三、計算題14.圖9.1-18甲是某品牌電吹風(fēng)機(jī)，圖乙是其內(nèi)部的電路圖，表格中列出了有關(guān)參數(shù)。甲乙圖9.1-18型 號SHZ2010624熱風(fēng)溫度50 75 額定功率熱風(fēng)時：1 100 W冷風(fēng)時：120 W額定電壓220 V質(zhì) 量0.5 kg求:(1)計算吹熱風(fēng)時，通過電熱絲的電流；(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)某人用此電吹風(fēng)吹冷風(fēng)5 min，共消耗多少電能。解：(1)根據(jù)公式P=UI可得，I=4.5 A=120 W×5×60 J(其他解法正確均可)15如圖9.1-19所示電路，電源電壓保持不變，=40 。當(dāng)滑動變阻器滑片P置于b端時，兩端電壓與兩端電壓之比為32，5 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為120 J。求：圖9.1-19(1)當(dāng)滑片P置于b端時，電路中的電流I；(2)當(dāng)滑片P置于b端時，電阻接入電路的阻值；(3)當(dāng)滑片P置于a端時，電路的總功率P。解：，=0.1 A(2)=，=×40 =60 = 0.1 A×(60 +40 )=10 VP=2.5 W16.如圖9.1-20所示，是某種“電子測重儀”的原理圖。其中電源兩端電壓U恒為3 V，A為托盤，P為金屬滑片且固定在托盤下的彈簧上，并能隨彈簧上下滑動。開關(guān)S閉合，當(dāng)托盤中不放物體時，P位于R的最上端， 的電功率為；當(dāng)稱量物體質(zhì)量達(dá)到最大值時，滑片P位于R的最下端，的電功率為，且=19。求：電子測重儀正常工作過程中，電壓表示數(shù)的范圍。(請畫出相關(guān)電路的等效電路圖)圖9.1-20解：當(dāng)開關(guān)S閉合，托盤中不放物體時，等效電路如圖9.1-21甲所示；當(dāng)開關(guān)S閉合，稱量物體質(zhì)量達(dá)到最大值時，等效電路如圖乙所示。甲乙圖9.1-21(1)根據(jù)：P=，因為 不變， 所以已知U3 V，所以U×3 V1 V因此，電壓表示數(shù)的范圍為1 V3 V。拓展提高1.(多選)把標(biāo)有“220 V 40 W”和“220 V 15 W”的甲、乙兩盞燈串聯(lián)接在220 V電壓下，則下面分析正確的是( )A兩盞燈的總功率等于55 WB兩盞燈的總功率小于15 WC甲燈的實際功率大于乙燈的實際功率D乙燈的實際功率大于甲燈的實際功率答案：BD2.甲、乙兩電爐并聯(lián)在同一電源上，各有開關(guān)控制，甲爐電阻是乙爐的4倍，要兩電爐產(chǎn)生同樣多的熱量則應(yīng)( )A甲通電時間是乙的4倍B乙通電時間是甲的4倍C甲、乙通電時間一樣長D不知道額定電壓無法比較答案：A3.兩只燈泡串聯(lián)在電路中，其中一只亮，另一只不亮，原因可能是( )A不亮的燈泡燈絲斷了或接觸不良B兩燈相比，不亮的燈泡其電阻太小C兩燈相比，不亮的燈泡其電阻太大D兩燈相比，通過不亮燈泡的電流較小答案：B4.如圖9.1-22所示的電路，當(dāng)變阻器的滑片P向b移動過程中( )圖9.1-22A燈L功率變大，電表的示數(shù)都變小B燈L功率變大，電表的示數(shù)變小，電表的示數(shù)變大C燈L功率變小，電表示數(shù)都變大D燈L功率變小，電表的示數(shù)變小，電表示數(shù)變大答案：D5.(多選)有兩個定值電阻和，的阻值已知，現(xiàn)在用一只電壓表和一只電流表按圖9.1-23中四種接法讀取數(shù)據(jù)，能算出消耗的功率的原理圖是( )ABC D圖9.1-23答案：ABCD6.額定功率不同、額定電壓相同的兩只燈泡，_聯(lián)在電路中，額定功率大的燈泡亮，_聯(lián)在電路中，額定功率小的燈泡亮。答案：并串7.把一個標(biāo)有“6 V 3 W”的燈泡接在10 V的電源上，要使燈泡正常發(fā)光，需要_聯(lián)一個_的電阻，此時電阻消耗的電功率是_W。答案：串828.電燈的電阻為30 ，正常發(fā)光時通過它的電流為0.1 A，現(xiàn)把它接在恒定電流為0.4 A的電路中，要使它正常發(fā)光，應(yīng)把_的電阻跟電燈_聯(lián)，此時電阻消耗的電功率是_W。答案：10并0.99小宣在研究“電阻消耗的電功率與該電阻阻值之間的關(guān)系”時，記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示。請你對表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，歸納出電功率與電阻阻值之間的關(guān)系：_ _。R/102030506070I/A0.30.30.30.30.30.3U/V369151821P/W0.91.82.74.55.46.3答案：當(dāng)流過電阻的電流一定時，電阻消耗的電功率與其阻值成正比10有兩盞白熾燈和，標(biāo)有“PZ220 100”字樣，標(biāo)有“PZ220 40”字樣。將這兩盞燈串聯(lián)接在電壓為220 V的電源兩端，已知燈都發(fā)光，燈的電阻小于的電阻，請你判斷哪盞燈的實際功率較大，為什么？答案：的實際功率大。因為兩燈串聯(lián)接入電路，則流過兩燈的電流I相同，而，根據(jù)可知電阻大的實際功率大。11.小燈泡的額定電壓為6 V，電阻約為12 ，為測定它的額定功率： (1)下列操作中，正確的順序為_(填序號) A.將滑動變阻器調(diào)到最大位置；B.斷開電源；C.觀察并記錄電流表的示數(shù)；D.斷開開關(guān)，按電路圖連接電路；E.設(shè)計電路并畫出電路圖；F.應(yīng)用公式，計算燈泡的額定功率；G.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使燈泡兩端電壓等于其額定電壓；H.整理儀器。 (2)實驗中電壓表的量程應(yīng)選_。如果實驗時，電流表的示數(shù)為0.48 A,這只燈泡的額定功率為_。答案：(1)E、D、A、G、C、B、H、F(2)015 V2.88 W12.小亮同學(xué)做測定“小燈泡的額定功率”實驗時所用器材有電壓為6 V的電源、額定電壓為2.5 V的小燈泡(小燈泡的額定功率小于1 W)、滑動變阻器(50 1 A)以及符合實驗要求的電壓表和電流表、開關(guān)和導(dǎo)線。如圖9.1-24甲是小亮同學(xué)沒有連接完整的電路。甲乙圖9.1-24(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的電路連接完整。(2)小亮同學(xué)連好電路后閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障可能是_。(3)小亮同學(xué)排除故障后閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P，同時，眼睛應(yīng)觀察_(選填序號)。A小燈泡亮度B電壓表示數(shù)C電流表示數(shù)D滑動變阻器滑片(4)小亮同學(xué)移動滑動變阻器滑片P到某處時，電壓表的示數(shù)為22 V，要測量小燈泡的額定功率時，應(yīng)將滑片P向_端移動(選填“A”或“B”)。當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是_W。答案：(1)將小燈泡左接線柱與電流表0.6 A接線柱連接(2)小燈泡斷路(3)B(4)B0.513.在如圖9.1-25中，S為一單刀雙擲開關(guān)，燈泡上標(biāo)有“3 V 1.5 W”的字樣，的電阻為12 ，電源電壓為18 V，當(dāng)開關(guān)S撥到a、滑動變阻器滑片位于變阻器的中點(diǎn)時，燈泡正常發(fā)光；當(dāng)開關(guān)S撥到b、滑片位于變阻器的右端時，燈泡消耗的電功率正好是其額定功率的四分之一，求燈泡的額定電壓和額定功率。圖9.1-25解：S撥到a，電路如圖9.1-26所示圖9.1-26正常發(fā)光，所以有I=0.5 A電阻R兩端電壓=18 V-3 V=15 V滑動變阻器R連入電路中的阻值為R=30 所以R=60 S撥到b，電路如圖9.1-27所示圖9.1-27電路中電流I=0.25 A燈泡消耗的功率=×12 =0.75 W所以的額定功率=3 W設(shè)的額定電壓為，由P=,可得=6 V實戰(zhàn)演練1下列物理量中，以科學(xué)家焦耳的名字作為單位的物理量是( )A電阻B電功C電壓D電流答案：B2如圖9.1-28所示的家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是( )A.電風(fēng)扇B.榨汁機(jī)C.電飯煲D.筆記本電腦圖9.1-28答案：C3.下列用電器中，可以將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是( )A電動機(jī) B電燈 C電熨斗D電烙鐵答案：A4下列家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是( )A微波爐B電暖器C電視機(jī)D電冰箱答案：B5小強(qiáng)同學(xué)按如圖9.1-29所示電路連接電學(xué)器材進(jìn)行電學(xué)實驗。已知電源兩端電壓為6 V且保持不變，電流表量程為00.6 A，電壓表量程為03 V，電阻R的阻值為10 ，滑動變阻器的規(guī)格為“20 0.5 A”。將開關(guān)S閉合后，為保證電路中各元件正常工作，則以下說法中正確的是( )圖9.1-29A電路消耗的最大功率為1.6 WB電壓表示數(shù)變化量的最大值為1 VC通過電阻R的電流最大值為0.4 AD滑動變阻器接入電路的最小阻值為5 答案：B6電暖器是常見的家用電器之一。某電暖器有“低熱”和“高熱”兩種工作狀態(tài)。開關(guān)閉合，電熱絲工作，電暖器處于“低熱”狀態(tài)；開關(guān)、均閉合，電熱絲、同時工作，電暖器處于“高熱”狀態(tài)。在如圖9.1-30所示的四個電路圖中，符合上述設(shè)計要求的是( )A BC D圖9.1-30答案：C7家用電熨斗為適應(yīng)不同衣料的熨燙，設(shè)計了調(diào)整溫度的多擋開關(guān)。使用時轉(zhuǎn)動旋鈕即可使熨斗加熱到所需的溫度。圖9.1-31甲是電熨斗的電路圖。旋轉(zhuǎn)多擋開關(guān)可以改變1、2、3、4之間的連接情況?，F(xiàn)將開關(guān)置于溫度最高擋，這時，1、2、3、4之間的連接是圖乙中的( ) ABCD 甲 乙圖9.1-31答案：A8如圖9.1-32所示，電源電壓U=12 V不變，小燈泡L的額定電壓為6 V。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P移至中點(diǎn)時，小燈泡L正常發(fā)光；當(dāng)滑片P移至最左端時，小燈泡L的實際功率為4 W。則小燈泡的額定功率和滑動變阻器的最大阻值分別為( )圖9.1-32A9 W 4 B9 W 8 C4 W 4 D4 W 8 答案：B9檢查駕駛員是否飲酒設(shè)備的電路如圖9.1-33甲，R為酒精氣體傳感器，其阻值隨酒精氣體濃度的變化曲線如圖乙，為定值電阻，電源電壓不變。當(dāng)檢測到酒精氣體濃度增大時( )甲乙圖9.1-33A電流表示數(shù)減小B電壓表示數(shù)減小C電路總電阻增大D電路總功率增大答案：D10將15 W LED燈和40 W白熾燈接入如圖9.1-34所示的電路中，閉合開關(guān)S，兩盞燈正常發(fā)光，下列說法中正確的是( )圖9.1-34A兩盞燈串聯(lián)B通過LED燈的電流小 C兩盞燈消耗的電能相等D白熾燈一定比LED燈更亮答案：B 11.圖9.1-35所示的電路中，電源電壓保持不變。不計溫度對燈絲電阻的影響。在a、b間接入“3 V 3 W”的燈泡時，閉合開關(guān)，燈L恰能正常發(fā)光；斷開開關(guān)，在a、b間換接入一個“3 V 1 W”的燈泡后，閉合開關(guān)，下列說法中正確的是( )圖9.1-35A電路總功率變大 B燈L可能燒壞C換接的燈可能燒壞 D燈L亮度不變答案：C12下表是小華同學(xué)在實驗中記錄的實驗數(shù)據(jù)。請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)歸納出電功W和電壓U的關(guān)系：W_。U/V3.93.83.73.63.53.4W/J4.24.44.64.85.05.2答案：12 J2·U13曉萱用如圖9.1-36甲所示的電路測額定電壓為2.5 V小燈泡正常發(fā)光時的功率。甲乙圖9.1-36(1)閉合開關(guān)后，如果將滑動變阻器的滑片從圖示位置向右適當(dāng)滑動一段距離，電壓表的示數(shù)會變_。(2)當(dāng)滑動變阻器的滑片P滑到某一位置時，小燈泡正常發(fā)光，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡正常發(fā)光的功率是_W。答案：(1)大(2)1.2514在做“測小燈泡的額定功率”實驗時，被測小燈泡上標(biāo)有“2.5 V”字樣。(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線把圖9.1-37甲所示的實驗電路連接完整(連線時導(dǎo)線不得交叉)。(2)某同學(xué)連接好電路，把滑動變阻器調(diào)到最大阻值處，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，而電壓表示數(shù)為零。他應(yīng)該檢查_(選填“電流表”“小燈泡”或“滑動變阻器”)處是否發(fā)生_(選填“短路”或“斷路”)。(3)排除故障后，調(diào)整滑片位置至小燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為_W。甲乙圖9.1-37答案：(1)略(2)小燈泡短路(3)1.2515如圖9.1-38所示，實驗桌上有兩個完全相同的燒瓶，燒瓶內(nèi)裝有質(zhì)量相等、初溫相同的煤油、完全相同的溫度計，燒瓶內(nèi)還分別裝有阻值為10 的電阻絲和阻值為5 的電阻絲。實驗桌上還有滿足實驗要求的電源、電阻箱和開關(guān)各一個，電流表和停表各一塊，導(dǎo)線若干。小新利用上述實驗器材證明“電流通過電阻產(chǎn)生的熱量跟電阻阻值大小有關(guān)”。甲乙圖9.1-38小新的主要實驗過程如下：將電阻箱、電流表及圖所示的裝置甲等電路元件串聯(lián)接入電路中，將電阻箱的阻值調(diào)為5 。閉合開關(guān)，同時按下停表開始計時，記錄電流表的示數(shù)為0.3 A。通電時間為2 min時，停止計時，記錄此時溫度計的示數(shù)40 ，斷開開關(guān)。用圖所示的裝置乙替換電路中的裝置甲，將電阻箱的阻值調(diào)為10 。閉合開關(guān)，同時按下停表開始計時，觀察電流表示數(shù)仍為0.3 A。當(dāng)溫度計示數(shù)為40 時，停止計時，讀出通電時間5 min，記錄數(shù)據(jù)，斷開開關(guān)。于是小新認(rèn)為“電流通過電阻產(chǎn)生的熱量跟電阻阻值大小有關(guān)”。請根據(jù)以上敘述回答下列問題：(1)小新實驗過程中存在的問題：_。(2)請你針對小新實驗過程中存在的問題，寫出改進(jìn)措施：_。答案：(1)兩次實驗中沒有控制通電時間相同(2)在步驟中，通電時間為2 min時，停止計時，同時記錄溫度計示數(shù)T16為了探究電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)，小陽設(shè)計了圖9.1-39所示的甲、乙兩裝置。他將兩段阻值不同的電阻絲分別封閉在兩個完全相同的燒瓶中，并通過短玻璃管與相同的氣球相連，兩次實驗電源電壓不變。(1)甲裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與_是否有關(guān)。(2)在裝置甲、乙的兩次實驗中，比較相同時間里氣球A與氣球體積變化情況可探究電流產(chǎn)生的熱量與_有關(guān)。甲乙圖9.1-39答案：(1)電阻(2)電流17.為了探究“電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”，某同學(xué)采用了如圖9.1-40所示的實驗裝置，其中。 (1)實驗中通過觀察_來比較電流產(chǎn)生熱量的多少。(2)閉合開關(guān)通電一段時間，乙瓶內(nèi)煤油溫度上升較高。由此可知，在通電時間相同、電流相等的情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越_。(選填“多”或“少”)圖9.1-40答案：(1)溫度計示數(shù)變化(2)多18定值電阻R消耗的電功率P隨通過R的電流 I變化的圖像如圖9.1-41所示。請根據(jù)圖像判斷：當(dāng)通過R的電流I為0.4 A時，電阻R消耗的電功率P為_W。圖9.1-41答案：1619小芳為了測定額定電壓為“2.5 V”小燈泡的電功率，設(shè)計了如圖9.1-42甲所示的電路圖，并連接了部分電路如圖乙所示，實驗中各元件完好，電源電壓保持不變。請按要求完成下列實驗內(nèi)容：甲乙丙圖9.1-42(1)連接電路時，開關(guān)應(yīng)_，請你將圖乙的電路連接完整(只需添加一條導(dǎo)線)。(2)電路連好后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表、電壓表均有示數(shù)，接下來首先應(yīng)進(jìn)行的操作是_。A檢查電路是否斷路B更換小燈泡C移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光(3)為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器，使燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖丙所示，則通過小燈泡的電流為_A，該燈泡的額定功率為_W。答案：(1)斷開圖略(2)C(3)0.280.720實驗桌上提供了符合要求的實驗器材：已調(diào)零的電壓表三塊、電流表一塊，未知阻值的定值電阻一只，電阻箱一個(電路圖符號)，電壓恒定的電源一個，開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。若利用以上提供的器材，設(shè)計實驗證明：“當(dāng)、串聯(lián)在電路中，電阻的功率為，電阻箱的功率為，、的總功率為P，則P = ?！闭埌瓷鲜鲆笸瓿上铝袑嶒瀮?nèi)容：(1)在這個實驗中，因變量是_。(2)畫出實驗電路圖。(3)在這個實驗中，改變自變量的方法是_。(4)請完成第一次實驗的完整步驟：按照電路圖連接電路，電阻箱電阻調(diào)到阻值最大，_。(5)畫出實驗表格。答案：(1)P(2)如圖9.1-43所示圖9.1-43(3)調(diào)節(jié)電阻箱接入電路中的阻值(4)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱接入電路的阻值為，讀出電壓表的示數(shù)，電壓表的示數(shù)，電壓表的示數(shù)，電流表的示數(shù)I，并記錄在表格中。根據(jù)公式P=UI，分別計算出對應(yīng)的功率、P，并記錄在表格中(5)I/A/V/V/V/W/W/ WP/W21.小麗在研究電功率P和電阻R之間的關(guān)系時，記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示，請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)歸納出電功率P和電阻R的關(guān)系式：P=_。R/24681012P/W5678910答案：0.5R W/4 W22小明用圖9.1-44甲所示的電路“測量小燈泡的電功率”，所用器材有電壓為6 V的電源，額定電壓為2.5 V的小燈泡L，以及符合實驗要求的滑動變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)和導(dǎo)線。甲乙丙丁圖9.1-44(1)小明正確連接電路后閉合開關(guān)S，移動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡L始終不亮，但電流表有示數(shù)且變化，而電壓表無示數(shù)，則故障的原因可能是_。(2)排除故障后閉合開關(guān)S，將變阻器的滑片P移至某點(diǎn)時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，電流表的示數(shù)如圖丙所示，則此時小燈泡消耗的電功率為_W。(3)小明通過移動滑片P，分別記下了多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成了如圖丁所示的U-I圖像。根據(jù)圖像可知，當(dāng)加在小燈泡兩端的電壓為1.5 V時，小燈泡L的電阻是_。答案：(1)小燈泡被短路了(2)0.48(3)7.523實驗桌上有如下實驗器材：滿足實驗要求的電源一個，電阻箱一個，滑動變阻器一個，已調(diào)零的電流表、電壓表各一塊，一個開關(guān)，導(dǎo)線若干。請用上述實驗器材，設(shè)計一個實驗證明：“當(dāng)通過電阻的電流保持不變時，電阻消耗的電功率與電阻的關(guān)系為P=kR(k為常量)”。請你：(1)畫出實驗電路圖；(2)寫出實驗步驟；(3)畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表。(要求：在實驗過程中不能拆卸電路)答案：(1)電路圖略(2)實驗步驟： 把滑動變阻器滑片移到阻值最大處，斷開開關(guān)S，按照電路圖連接實驗電路；閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱阻值為，移動滑動變阻器滑片至某位置，讀出電流表的示數(shù)I、電壓表的示數(shù)，并把數(shù)據(jù)I和記錄在表格中。斷開開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱阻值為，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片使電流表示數(shù)仍為I，讀出電壓表的示數(shù)，并把數(shù)據(jù)和記錄在表格中。仿照步驟，再做4次實驗，把電阻箱阻值R和電壓表示數(shù)U的每次數(shù)據(jù)記錄在表格中。根據(jù)公式P=IU和數(shù)據(jù)，計算出6次電阻箱電功率P，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中(3)實驗記錄表格I/AR/U/VP/W24課外活動小組要設(shè)計一個加熱功率為200 W、保溫功率為20 W的電熱器，其簡易電路圖如圖9.1-45甲所示，、是電熱絲，電熱器接在220 V恒壓電源上，設(shè)電熱絲的阻值不隨溫度變化。甲乙圖9.1-45(1)求的阻值。(2)求電熱器處于保溫狀態(tài)時， 消耗的電功率。 (3)用甲圖中的電熱絲和連接成如圖乙所示電路圖，通過計算說明這樣的設(shè)計是否滿足設(shè)計要求。解：(1)閉合甲圖中的開關(guān)S：=242 (2)斷開甲圖中的開關(guān)S：=220 V×242 =198 V=×198 V=18 W=2 178 閉合乙圖中的開關(guān)S：=200 W =22.2 W=200 W+22.2 W=222.2 W200 W斷開乙圖中的開關(guān)S：=200 W20 W則乙圖中的設(shè)計不滿足設(shè)計要求。25.如圖9.1-46所示，是一臺標(biāo)有“220 V 550 W”字樣的飲水機(jī)的加熱水槽部分工作原理電路圖。S是一個溫控開關(guān)，為電加熱絲，當(dāng)飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時，水被迅速加熱，達(dá)到預(yù)定溫度后，S自動切換到另一位置，處于保溫狀態(tài)且保溫時加熱絲的功率為88 W。不考慮溫度對電阻的影響，且不計指示燈的阻值，A、B是兩種不同顏色的指示燈。圖9.1-46求:(1)加熱絲的阻值；(2)飲水機(jī)加熱5分鐘消耗電能；(3)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時電阻的阻值。解：=88 (2)W=Pt=550 W×300 J=1 A= =1 A×88 =88 V=U- =220 V-88 V=132 V=132 26.有一種電烤箱又名“空氣炸鍋”如圖9.1-47甲所示，其原理是利用熱空氣流加熱食物，其優(yōu)點(diǎn)是可以用很少油或者不用油，工作電路圖如圖乙。工作時，當(dāng)電烤箱內(nèi)溫度高于預(yù)設(shè)溫度時，溫控開關(guān)自動斷開，電熱管停止加熱，當(dāng)電烤箱內(nèi)溫度低于預(yù)設(shè)溫度時，溫控開關(guān)自動閉合，電熱管重新開始加熱，循環(huán)工作保障箱內(nèi)溫度維持為預(yù)設(shè)溫度。已知電風(fēng)扇的功率為55 W，電熱管的電阻R為40 。甲乙丙圖9.1-47(1)求正常工作時電熱管的功率；(2)使用該空氣炸鍋在一次焙烤玉米的過程中，定時開關(guān)設(shè)定為20分鐘，電熱管正常循環(huán)工作圖像如圖丙，求本次焙烤玉米共消耗的電能。解：(1) =1 210 W(2)當(dāng)焙烤玉米時，電風(fēng)扇與電熱管是并聯(lián)關(guān)系：電風(fēng)扇在20分鐘內(nèi)一直工作：=55 W×20×60 s=66 000 J從丙圖可知電熱管在20分鐘內(nèi)，只工作了16 min，所以有=1 210 W×16×60 s=1.161 J J+1.161 J=1.227 J27如圖9.1-48是家庭、賓館常用的電熱水壺，下表中列出了這只電熱水壺部分技術(shù)參數(shù)。假設(shè)電熱水壺電阻絲電阻不變。求：圖9.1-48(1)電熱水壺正常工作的電流；(2)電熱水壺正常工作6 min燒開一壺水所消耗的電能；(3)用電高峰時，家庭電路的實際電壓為198 V，電熱水壺的實際功率。型號FYTSl010A額定電壓220 V頻率50 Hz額定功率1 100 W容量1.0 L解：(1)I=5 A(2)W=Pt=1.1 kW× h=0.11 kW·h(3)R=44 =891 W28.一種學(xué)生設(shè)計的電熱座椅主要由坐墊和腳踏組成，其電路示意圖如圖9.1-49所示。坐墊內(nèi)的電熱絲=260 、=150 ，腳踏內(nèi)的電熱絲= 400 。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)開關(guān)，可以使腳踏分別處于“低溫?fù)酢薄爸袦負(fù)酢薄案邷負(fù)酢?忽略溫度變化對電阻的影響)，求：圖9.1-49 (1)該電熱座椅消耗的最大功率；(2)當(dāng)腳踏處于中溫?fù)鯐r，電熱座椅在通電5 min所消耗的電能。解：三個狀態(tài)的電路圖如圖9.1-50所示圖9.1-50(1) =121 W(2) =88 W =88 W×300 s=26 400 J29電壓力鍋集高壓鍋和電飯鍋的優(yōu)點(diǎn)于一體，既安全又節(jié)能。圖9.1-51為某型號電壓力鍋的工作原理圖，、分別是主加熱器和保壓加熱器，額定電壓均為220 V，的額定功率為880 W。接通電路，開關(guān)S自動與觸點(diǎn)a、b閉合，開始加熱，當(dāng)鍋內(nèi)水溫達(dá)到105 時，S自動與a、b斷開，并與觸點(diǎn)c接通，接通保壓加熱器，此時鍋內(nèi)水溫不變，且未沸騰。圖9.1-51 (1)求在加熱狀態(tài)下，電壓力鍋正常工作時，通過的電流。(2)在保壓狀態(tài)下，加熱器正常工作1 h耗電0.2 kW·h，求的阻值。(3)某次使用這種型號的電壓力鍋?zhàn)鲲埞灿脮r27 min，其中加熱15 min，求共消耗電能多少千瓦時。解：(1)加熱狀態(tài)下、正常工作，通過的電流為=4 A(2)在保壓狀態(tài)下，加熱器工作1 h耗電0.2 kW·h，即其功率為=200 W因此，的阻值為=242 (3)由題可知，加熱狀態(tài)下，和同時工作15 min，保壓狀態(tài)下工作12 min，因此，電壓力鍋工作27 min，共耗電= + =0.88 kW×0.25 h+0.2 kW×0.45 h=0.31 kW·h23