測量小燈泡的電功率

測小燈泡的電功率測電阻

所測物理量燈泡兩端的電壓（U），通過燈泡的電流（I）

相

同

電路圖

點

連入電路時開關斷開，滑動變阻器位于阻值最大處

U

原理PUIR

I

不U

計算公式PUIR

同I

點滑動變阻器的作用保護電路，控制燈泡兩端電壓保護電路，改變電路中的電流

由實驗可知，（1）小燈泡的實際功率不一定等于其額定功率；

（2）實驗中需對小燈泡的電功率至少進行三次測量，但不能根據三次測量的數據計算出小燈泡的平

均電功率，因為本次試驗中多次測量的目的不是為了減少誤差，而是為了測量在不同電壓下小燈泡

的實際功率。

【典型例題】

類型一、基礎知識

1、電爐中的電阻絲通電一段時間后變得很燙，而連接電爐的導線卻不怎么熱，主要是因為（）

A．通電導線的電流小于通過電阻絲的電流

B．導線的絕緣皮隔熱

C．導線散熱比電阻絲快

D．導線的電阻遠小于電阻絲的電阻，導線上產生的熱量很少

【思路點撥】電爐絲和導線串聯，通過的電流和通電時間相同，根據焦耳定律Q=I2Rt可知，電阻越

大電流產生的熱量越多，據此分析判斷。

【答案】D

【解析】電爐絲跟銅導線串聯，通過它們的電流I和通電時間t相等，故A錯誤；

2

因為Q=IRt，R電爐絲＞R導線，所以產生的熱量：Q電爐絲＞Q導線，即相同時間內導線產生的熱量小于電

爐絲產生的熱量，而與散熱快慢、隔熱效果無關，故D正確，B、C錯。故選D。

類型二、知識運用

2、電動機是將電能轉化成機械能的機器，但由于線圈內部有電阻，所以同時還有一部分電能轉化成

內能。若一臺玩具電動機接在6V的電源兩端，使其正常轉動時，通過電動機中的電流為0.3A；短

暫地卡住電動機轉動軸，使其不能轉動，通過電動機中的電流為3A。則這臺電動機線圈的電阻為_____

Ω，正常轉動時的效率是________________。

【思路點撥】當電動機正常轉動時，消耗的電能（總功）轉化為機械能（有用功）和內能（額外功），

轉化的內能可用焦耳定律Q=I2Rt來計算，此時的電動機電流、電壓、電阻關系不適用歐姆定律。當

電動機被卡住時，消耗的電能就全部轉化為內能，此時的電動機電流、電壓、電阻關系適用于歐姆

定律。

【答案與解析】

一．選擇題（共2小題）

1．研究電功率與電壓、電流的關系時，連接了如圖所示電路進行實驗。下列關于該實驗的說法，不

合理的是（）

A．該電路所示實驗研究電功率與電壓的關系

B．該實驗能得出電流相同時，電功率與電壓成正比

C．小燈泡電功率的大小通過燈泡的亮度來比較

D．該實驗選擇的兩個小燈泡燈絲的電阻不同

【分析】（1）要探究電功率和電壓、電流之間的關系，必須要求電壓或電流中的其中一個量不變

來研究另一個，所以采用控制變量法得到三者的關系。從圖可知，兩個燈泡串聯，則通過兩個燈

泡的電流相同，從而可以判斷出探究的問題。在該實驗中功率的大小無法直接計算出來，可以借

助轉換法進行判斷。

（2）燈泡實際功率越大，燈泡越亮，通過燈泡的亮度可以比較燈泡電功率的大小。

（3）燈泡的亮暗無法準確反映實際功率的大小，無法準確得出實際功率和燈泡兩端的電壓關系。

【解答】解：A、從圖可知兩燈泡串聯，通過兩燈泡的電流相同，所以該電路所示實驗可以研究

電功率與電壓的關系；故A正確；

B、兩個燈泡亮度不同，間接反映電功率大小，但是由于燈泡的亮暗無法準確反映實際功率的大

小，所以不能得出“電流相同時，電功率跟電壓成正比”這個結論，故B錯誤；

C、為了判斷燈泡的功率大小，我們可以通過觀察燈泡的亮度來判斷燈泡功率的大小，燈泡越亮

燈泡的功率越大。故C正確；

D、兩燈泡串聯，流過它們的電流相同，LI、L2規格不同，則燈泡兩端的電壓不同，因此設計此

實驗可以探究電功率與電壓的關系；故D正確。

故選：B。

【點評】考查學生利用實驗探究電功率跟電流、電壓的關系的能力，考查學生動手操作的實踐能

力。控制變量法在實驗探究時的具體應用是此題考查的重點，使用這種方法時要充分理解控制包

含的兩層含義：既要控制相同的物理量，又要控制不同的物理量。

2．李明同學為了探究“電功率與電阻的關系”，他找來額定電壓均為6V的L1、L2兩只燈泡。將兩

燈串聯起來，按照如圖所示的電路開始了實驗探究，閉合開關后，看見燈L2微微發光，燈L1幾

乎不發光，則關于兩燈的電阻R1和R2、兩燈的額定功率P1和P2的大小關系成立的是（不考慮

燈絲電阻值隨溫度的變化）（）

A．R1＞R2，P1＞P2B．R1＜R2，P1＜P2

C．R1＞R2，P1＜P2D．R1＜R2，P1＞P2

【分析】由兩個燈泡的亮度情況得出二者的電功率關系，然后根據P＝I2R得出二者的電阻關系，

最后根據P＝得出二者的額定功率關系。

【解答】解：燈泡的亮度是由燈泡的實際功率決定的，因為燈L2微微發光，燈L1幾乎不發光，

所以L2的實際功率比L1的實際功率大。

由于兩燈是串聯，我們根據P＝I2R可知，在電流相同的情況下，用電器的電功率與阻值成正比，

所以R2＞R1。

因為兩燈的額定電壓U相同，根據P＝可知，電功率與電阻成反比。由于R1＜R2，所以P1

＞P2。

故選：D。

【點評】本題考查了電功率公式P＝I2R和P＝的應用，在計算電功率的習題中，往往要用到

這兩個公式。一般在串聯電路中，用公式P＝I2R分析計算；在并聯電路中，用公式P＝分析

計算。

二．填空題（共2小題）

3．小明同學為了探究“電功率與電壓的關系”，選取三節新干電池串聯做電源，找來“2.5V0.3A”、

“3.8V0.3A”兩只小燈泡按照如圖甲所示的電路開始了實驗探究。實驗中小明應記錄的是兩次

電壓表示數和對應的燈泡的發光情況。實驗結束后，小明選用了量程適當的電流表繼續用原有

器材探究“電功率與電流的關系”，實驗電路如圖乙所示，請你幫助小明指出實驗器材選取上應

該注意的事項：選用兩節干電池串聯做電源。

【分析】（1）電功率與電壓和電流有關，燈泡的實際功率越大、燈越亮，由此根據控制變量法分

析解答；

（2）使用原有的器材探究電功率和電流關系時，要考慮燈泡兩端電壓過高會燒壞燈泡。

【解答】解：（1）電功率與電壓和電流有關，探究電功率與電壓關系時應控制兩燈的電流相等，

圖甲中，串聯的兩燈電流相等，可以通過比較燈泡兩端電壓的大小比較燈泡的功率大小，所以應

記錄兩次電壓表的示數，

而燈泡的實際功率越大時越亮，所以還應觀察兩燈的發光情況；

（2）探究電功率與電流的關系時，應控制電壓相等，

圖乙中，并聯的兩燈電壓相等，可以通過比較通過兩燈的電流比較燈泡的功率大小，

使用原有的器材進行探究，電源電壓為4.5V，超過兩燈的額定電壓比較多，這樣易燒壞燈泡，所

以實驗時選用兩節干電池串聯做電源進行實驗。

故答案為：兩次電壓表示數和對應的燈泡的發光情況；選用兩節干電池串聯做電源。

【點評】本題是探究電功率和電壓、電流關系的實驗，注意控制變量法的應用，并知道判斷燈泡

功率大小的方法。

4．小華在探究“小燈泡發光時的亮度與電功率的關系”的實驗中，所用的電源電壓是4V，小燈泡

的額定電壓是2.5V，小燈泡兩端允許加的最大電壓為額定電壓的1.2倍。小華同學移動滑片P，

記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成下左圖所示的圖象。根據圖象信息，可計算出

小燈泡的額定功率是0.5瓦。該圖象不是直線，主要原因是燈絲電阻隨溫度升高而增大。

【分析】從圖象上找到額定電壓對應的點，讀出對應的電流，利用P＝UI計算額定功率；該圖象

不是直線，即電壓和電流的比值不是定值，說明小燈泡發光的過程中，電阻不是定值。

【解答】解：

由題知，小燈泡的額定電壓為2.5V，由圖象知，當燈的電壓是2.5V時，對應的電流值為0.2A，

所以燈泡的額定功率：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；

小燈泡的電流隨電壓變化的圖象不是一條直線（不是正比例圖線），說明小燈泡的電阻不是定值，

那是因為燈泡電壓越大，通過它的電流越大，其實際功率越大，溫度越高，即燈絲的電阻隨溫度

的升高而增大。

故答案為：0.5；燈絲電阻隨溫度升高而增大。

【點評】本題考查小燈泡功率測量實驗中，額定功率的計算以及對電流隨電壓變化圖象的認識和

理解，關鍵要知道燈絲的電阻隨溫度的變化而變化。

三．實驗探究題（共1小題）

5．如圖所示，圖甲是測量額定電壓為2.5V的小燈泡電功率的實驗電路圖。

（1）請用筆畫線代替導線在圖乙中完成實物電路的連接。

（2）閉合開關前，需將滑動變阻器的滑片移到最左（選填“左”或“右”）端。

（3）閉合開關，調節滑動變阻器，改變小燈泡兩端電壓，同時讀出通過小燈泡的電流，記錄下

每次電壓和電流的測量值，并依據記錄的實驗數據，以電壓為橫坐標，電流為縱坐標，建立直角

坐標系，用描點法得到小燈泡的I﹣U圖象如圖丙所示，該圖象不是一條直線的原因是小燈泡

的電阻隨溫度的升高而增大。

（4）該小燈泡正常發光時的電流為0.48A，則其額定功率為1.2W。

【分析】（1）根據燈的額定電壓為2.5V確定電壓表選用小量程與燈并聯；

（2）原電路中，變阻器滑片以左電阻絲與燈并聯后再與變阻器滑片以右電阻絲串聯，閉合開關

前，為保護電路，燈的電壓要最小，據此回答；

（3）小燈泡的電阻隨溫度的增大而增大；

（4）燈在額定電壓下正常發光時，已知小燈泡正常發光時的電流，根據P＝UI求出其額定功率。

【解答】解：

（1）燈的額定電壓為2.5V＜3V，故電壓表選用小量程與燈并聯，如下圖所示：

（2）原電路中，變阻器滑片以左電阻絲與燈并聯后再與變阻器滑片以右電阻絲串聯，閉合開關

前，為保護電路，燈的電壓要最小，故需將滑動變阻器的滑片移到最左端（燈短路，燈的電壓為

0）；

（3）小燈泡的I﹣U圖象如圖丙所示，則燈的電阻不是定值，該圖象不是一條直線的原因是：小

燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；

（4）該小燈泡正常發光時的電流為0.48A，則其額定功率為：

P＝UI＝2.5V×0.48A＝1.2W。

故答案為：（1）如上所示；（2）左；（3）小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；（4）1.2W。

【點評】本題測量額定電壓為2.5V的小燈泡電阻，考查電路連接、注意事項、影響電阻大小的

因素和功率計算，屬于常考命題點。

焦耳定律

1.電流的熱效應：電流通過導體時電能轉化成內能，這種現象叫做電流的熱效應。電流通過任何有

電阻的導體都會產生熱效應。

2.焦耳定律：

（1）焦耳定律：電流通過導體是產生的熱量，跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電

時間成正比。這個定律適用于一切電路。其表達式是QI2Rt，推導公式（只能在純電阻電路中

2

t

使用）：Q=UIt，QU。

R

（2）電功與電能：純電阻電路W=Q；非純電阻電路W>Q。

3.電熱的利用和防止：

（1）電熱的利用：利用電熱來工作的用電器稱為電熱器。例如：電爐子、電熨斗、電烙鐵等，這些

用電器工作時都是將電能全部轉化為內能，此時W=Q。

（2）電熱的危害和防止：電流通過任何導體都會產生熱量，有的用電器（電動機、電風扇、電視機

等）工作時，不需要這些熱量，但又不得不產生，因此造成了能源的浪費，同時也會使用電器有燒

毀的危險，為了防止電熱帶來的危害，應采取設置散熱孔或者安裝小風扇來降溫。

一．選擇題（共15小題）

1．額定功率相等的白熾燈和電風扇，它們在正常工作狀態下工作1小時，下列說法正確的是（）

A．兩種電器消耗的電能一樣多，產生的熱量也一樣多

B．兩種電器消耗的電能一樣多，白熾燈產生的熱量多

C．白熾燈耗的電能更多，電風扇產生的熱量多

D．電風扇消耗的電能更多，白熾燈產生的熱量多

【分析】用電器消耗的電能可以通過W＝Pt進行計算；白熾燈工作時電能轉化為內能；電風扇工

作時，電能主要轉化為機械能，少部分電能轉化為內能。

【解答】解：

額定功率相同的白熾燈和電風扇正常工作相同的時間，由W＝Pt可知，它們消耗的電能一樣多，

但它們產生的熱量不相同。

白熾燈工作時將電能轉化為較多的內能，電風扇工作時主要將電能轉化為機械能，因此，白熾燈

產生的熱量較多；故ACD錯、B正確。

故選：B。

【點評】知道白熾燈的發光原理是“發熱發光”，所以它產生的熱量多，同時知道消耗電能與產

生熱量的關系可做出判斷。

2．下列用電器正常工作時，在相同的時間內產生熱量最多的是（）

A．“220V60W”的電風扇B．“220V60W”日光燈

C．“220V60W”的電熱器D．一樣多

【分析】分別接入220V的電路中，三個用電器都正常工作，實際功率相同（等于額定功率）、通

電時間相同，根據W＝Pt可知消耗的電能相同，通過分析三種用電器使用時的能量轉化情況，找

出產生熱量最多的用電器。

【解答】解：因額定電壓下用電器的電功率和額定功率相等，

所以，三種用電器的實際功率相等，

由W＝Pt可知，相同時間內三種用電器消耗的電能相等，

因電風扇中的電動機將電能大部分轉化機械能，日光燈將大部分電能轉化為光能，電熱器將電能

全部轉化為內能，

所以，產生熱量最多的是電熱器。

故選：C。

【點評】電流做功的實質：電流做功的過程就是消耗電能轉化為其它形式能的過程，能分析三種

用電器的能量轉化是本題的關鍵。

3．將規格都是“220V100W”的一臺電風扇、一臺電視機和一把電烙鐵分別接入家庭電路中，通

電時間相同，下列說法正確的是（）

A．三個用電器產生的熱量一樣多

B．三個用電器消耗的電能一樣多

C．電視機產生的熱量最多

D．電風扇產生的熱量最多

【分析】由題意知，三種用電器的額定電壓都是220V，額定功率都是100W；家庭電路電壓是

220V，把這三個用電器接入家庭電路，三個用電器都正常工作，實際功率相同都等于額定功率，

通電時間相同，根據W＝Pt可知消耗的電能相同；通過分析三種用電器工作時的能量轉化情況，

找出產生熱量最多的用電器。

【解答】解：三用電器接入家庭電路中時它們兩端的電壓均為U＝220V，實際功率P實＝P額＝100W，

由P＝的變形式W＝Pt可知，通電時間相同時，三用電器消耗的電能相同，故B正確；

因電風扇中的電動機將電能大部分轉化機械能，電視機將一部分電能轉化為光能，電烙鐵把電能

全部轉化為熱量，

所以，產生熱量最多的是電烙鐵，故ACD錯誤。

故選：B。

【點評】知道電流做功的實質：電流做功的過程就是消耗電能轉化為其它形式能的過程，能分析

三種用電器的能量轉化是本題的關鍵。

4．如圖所示是探究“電流通過導體產生的熱量與電流關系”的實驗裝置圖，電阻絲R1和R2浸沒在

煤油中，R1與R3并聯，關于此實驗以下說法正確的是（）

A．此實驗中通過電阻R1與R2的電流相同

B．此實驗中R1與R2的阻值可以不同

C．此實驗中放有R2的燒瓶中煤油升溫比較快

D．此實驗中兩個燒瓶內的煤油質量可以不同

【分析】（1）根據串聯電路和并聯電路的電流關系可以判斷電流大小；

（2）要探究電流產生熱量與電阻的關系，運用控制變量法，需使電阻和通電時間相同，電流不

同；

（3）根據焦耳定律公式Q＝I2Rt可知燒瓶內電阻放出熱量的多少，進一步判斷燒瓶中煤油升溫快

慢；

（4）實驗中通過溫度計的示數高低反映產生熱量多少，兩燒瓶中應放相同質量的同種液體。

【解答】解：A、電阻絲R1與R3并聯，再與電阻絲R2串聯，通過R2的電流等于通過R1與R3

的電流之和，故A錯誤；

B、運用控制變量法探究電流通過導體產生的熱量與電流關系時，由公式Q＝I2Rt可知，應控制

兩電阻絲的電阻和通電時間相等，只有電流不同，故B錯誤；

C、由題意可知，R1與R2的阻值相等，通過R2的電流大于通過R1的電流，通電時間相等，由公

2

式Q＝IRt可知，R2放出的熱量較多，所以放有R2的燒瓶中煤油升溫比較快，故C正確；

D、實驗時，為了比較產生的熱量的多少，在兩個相同的燒瓶中裝有質量相等的同種液體；故D

錯誤。

故選：C。

【點評】本題考查的是利用焦耳定律Q＝I2Rt分析問題，解題的關鍵是要正確分析電路連接關系，

靈活運用控制變量法分析問題。

5．如圖是探究電流通過導體時產生熱的多少跟什么因素有關的實驗裝置。兩個透明容器中密封著等

量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。下列說法正確的是（）

A．通電一段時間后，左側U形管中液面的高度差比右側的小

B．若容器外面的電熱絲R3發生了斷路，若與沒斷時的通電時間相同，則左側U形管中液面高

度差變小

C．將右邊并聯的兩根5的電阻絲都放入到容器內，通電一段時間后，右側U形管中液面的高

度差比左側的大Ω

D．該實驗裝置是利用U形管中液體的熱脹冷縮來反映電阻絲放出熱量的多少

【分析】（1）（4）電流通過導體產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，這種研究方法叫轉換法；在電阻和通電時間相同時，電流越大，產生的熱

量越多；

（2）比較R3發生斷路前后電路總電阻的變化，根據歐姆定律判定電流的變化，從而判定出產生

熱量的變化；

（3）將右邊并聯的兩根5的電阻絲都放入到容器內，根據左右兩側電阻的大小判定液面高度的

變化。Ω

【解答】解：

A、由圖可知，右側的兩個電阻并聯后與左側的電阻串聯在電路中，根據并聯電路的電流特點可

知，左側電阻中的電流大于右側盒中電阻的電流，在電阻和通電時間相同的情況下，左側盒中的

電流大，產生的熱量多，所以左側U形管中液面的高度差大，故A錯誤；

B、R3發生斷路前，左側的電阻為5，右側的電阻為＝2.5，則電路的總電阻為5+2.5

ΩΩΩΩ

＝7.5；

Ω

R3發生斷路后，電路中只有R1和R2串聯，則總電阻為：5+5＝10；

ΩΩΩ

R3發生斷路后，整個電路的總電阻增大了，根據I＝可知，電路中的總電流減小了，在電阻、

通電時間不變時，電流減小，則產生的熱量變少，所以左側U形管中液面高度差變小，故B正確；

C、將右邊并聯的兩根5的電阻絲都放入到容器內，右側的電阻為＝2.5，左右兩側的電流

ΩΩ

和通電時間相同，左側的電阻大于右側的電阻，則左側產生的熱量多，右側U形管中液面的高度

差比左側的小，故C錯誤；

D、該實驗裝置是利用容器中空氣的熱脹冷縮來反應放熱的多少，產生熱量的多少不能直接觀察，

通過U形管液面高度差的變化來反映，故D錯誤。

故選：B。

【點評】此題主要考查的是學生對“電流通過導體產生的熱量與什么因素有關的”實驗的理解和

掌握，注意控制變量法和轉換法的運用，同時考查了學生對焦耳定律變形公式的理解和掌握，難

度較大。

6．探究“電流通過導體時產生的熱量與哪些因素有關”時，兩個相同的透明容器中密封著質量相等

的空氣，用電阻R1、R2對容器中的空氣進行加熱，如圖所示。下列說法正確的是（）

A．該裝置是探究電流產生的熱量與電流大小的關系

B．該裝置中R1與R2的阻值應相同

C．電流產生的熱量越多，U形管內液面高度差越小

D．由圖中的實驗現象可知，R2阻值比R1大

【分析】A、電流產生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關，研究與其中一個因素的關

系時，要控制另外兩個因素不變，根據串聯電路電流的規律分析；

BCD、因右邊容器中液面高度差大，根據轉換法結合Q＝I2Rt分析。

【解答】解：

A、兩電阻絲串聯，通過的電流和時間相同，而電阻大小不同，故該裝置是探究電流產生的熱量

與電阻的關系，A錯誤；

2

BCD、因右邊容器中液面高度差大，根據轉換法，故R2電阻絲產生的熱量多，根據Q＝IRt，故

R2阻值比R1大，B錯誤，D正確；

根據轉換法，電流產生的熱量越多，U形管內液面高度差越大，C錯誤。

只有D正確。

故選：D。

【點評】本題研究電流通過導體時產生的熱量與哪些因素有關，考查控制變量法和轉換法的運用

和串聯電路的規律等知識。

7．小軍用玩具電動車的小電動機做趣味實驗。他將一個電壓恒定不變的3V直流電源按圖所示的電

路接在電動機兩端，閉合開關后，電動機穩定勻速轉動了10s，此時電流表的示數為0.6A，關于

本實驗，以下說法正確的是（）

A．電動機在勻速轉動過程中的電阻為5

Ω

B．電動機在勻速轉動過程中的功率為1.8W

C．電動機在勻速轉動的10s內產生18J的熱量

D．電動機在勻速轉動過程中電能全部轉化為機械能

【分析】電動機轉動時為非純電阻電路，將電能轉化為內能和機械能，不能用歐姆定律進行計算

電阻，由P＝UI可計算其消耗電功率，由W＝Pt可計算消耗的電能，由此分析解答。

【解答】解：圖中電流表測電動機的電流，由題知，電源電壓恒為3V，電流表示數0.6A。

A、根據歐姆定律R＝＝＝5，但由于電動機轉動時是非純電阻電路，不能運用歐姆定

Ω

律計算，故A錯誤；

B、電動機勻速轉動過程中消耗的電功率P＝UI＝3V×0.6A＝1.8W，故B正確；

CD、電動機勻速轉動時消耗電能W＝Pt＝1.8W×10s＝18J，

由于電動機工作時，將電能轉化為內能和機械能，所以勻速轉動的10s內產生的熱量小于18J，

故CD錯誤。

故選：B。

【點評】本題考查電動機工作時消耗功率和電能的計算、能量轉化的認識，要計算其線圈電阻可

在電動機不轉動時運用歐姆定律進行計算。

8．甲、乙兩個電熱器的電阻之比為5：4，通電相同時間產生的熱量之比為5：1，則通過甲、乙的

電流之比為（）

A．4：1B．1：4C．2：1D．1：2

【分析】知道甲、乙兩個電熱器的電阻之比、產生的熱量之比和通電時間關系，利用焦耳定律Q

＝I2Rt求通過的電流之比。

【解答】解：

由題意可知，R甲：R乙＝5：4，產生的熱量之比Q甲：Q乙＝5：1，通電時間之比t甲：t乙＝1：1，

由Q＝I2Rt可得通過甲、乙兩個電熱器的電流之比：

I甲：I乙＝：＝：＝1：＝2：1，故C正確、ABD錯誤。

故選：C。

【點評】本題考查了焦耳定律的應用，要注意各量之間的關系，不要顛倒。

9．如圖所示，將三個相同空燒瓶口分別用完全相同的氣球密封，將多個阻值相同的電阻R以不同的

連接方式接入電路中，通電一段時間后體積變化最大的氣球是（）

A．aB．bC．cD．三個相同

【分析】由圖示根據焦耳定律分析，產生的熱量越多，氣體溫度越高，氣球體積膨脹的越大。

【解答】解：

由圖可知，三個燒瓶的電阻（相同的電阻R）以不同方式接入電路中時是串聯的，所以通過電流

相等，通電時間也相等，

由電阻的串聯和并聯特點知，電阻串聯后電阻最大，并聯后電阻最小，即被b氣球密封的燒瓶里

的電阻最大，由Q＝I2Rt可知這個燒瓶里電阻放出熱量最多，瓶中氣體溫度最高，氣球的體積變

化最大。

故選：B。

【點評】本題主要考查對焦耳定律和串并聯電阻特點的應用，注意控制變量法和轉換法的運用。

10．甲乙兩個電阻之比為2：1，串聯在同一電源上，閉合開關一段時間，電流通過甲電阻產生的熱

量600J，則電流通過乙電阻產生的熱量為（）

A．300JB．600JC．1200JD．2400J

【分析】在串聯電路中，各處的電流是相同的，知道甲電阻產生的熱量，根據Q＝I2Rt求出乙產

生的熱量。

【解答】解：甲乙兩個電阻串聯在同一電源上，閉合開關一段時間，通電時間相同，通過的電流

也相同，電阻之比為2：1，根據Q＝I2Rt可知，電阻產生的熱量之比為2：1，則乙電阻產生的熱

量為：×600J＝300J。

故選：A。

【點評】本題考查了串聯電路的特點、焦耳定律的靈活應用，計算過程要注意各量之間的關系，

不要顛倒。

11．電爐工作時，電爐絲很快變熱但連接的電線卻不怎么熱，這是因為（）

A．電爐絲的電阻較大B．電爐絲與導線是并聯的

C．電爐絲的橫截面大D．通過電爐絲的電流較大

【分析】由焦耳定律知道，電流通過導體產生的熱量跟電流的平方、導體電阻大小和通電時間成

正比。電爐絲和連接的導線串聯在電路中（通過的電流相等），通電時間是相同的，而電爐絲的

電阻比導線的電阻大，據焦耳定律分析判斷。

【解答】解：電爐絲橫截面積小，電阻大，電爐子在使用時，電爐絲和導線串聯，I電爐絲＝I導線，

通電時間t相同，

2

因為Q＝IRt，R電爐絲＞R導線，

所以電流產生的熱量：Q電爐絲＞Q導線，

從而出現電爐絲熱得發紅，而與電爐絲相連的導線卻不怎么發熱的現象。

故選：A。

【點評】分析電流產生熱量多少問題，一般要用焦耳定律，常見題目。

12．小明發現當給家中的電燈通電后，燈絲熱得發光，而與燈泡串聯的導線溫度幾乎感覺不到變化，

對這一現象的解釋，正確的是（）

A．通過燈絲的電流大些

B．電流在導線中不發生熱效應

C．制成燈絲的材料電阻較小

D．導線和燈絲中的電流相同，但燈絲電阻更大

【分析】由焦耳定律知道，電流通過導體產生的熱量跟電流的平方、電阻大小和通電時間成正比。

燈絲與導線串聯在電路中，電流、通電時間相同，而燈絲電阻比導線的電阻大，由焦耳定律可知

電阻大的產生的熱量多，據此分析。

【解答】解：因為燈絲和導線串聯，所以通過燈絲和導線的電流、通電時間都相同，根據焦耳定

律Q＝I2Rt，燈絲電阻大，產生熱量多，而導線電阻非常小，產生的熱量就很小，所以電燈通電

后，燈絲熱得發光，而與燈泡串聯的導線溫度幾乎感覺不到變化。故選項A、B、C都不正確，D

選項正確。

故選：D。

【點評】本題主要考查學生對焦耳定律及應用的了解和掌握，利用好“燈絲和導線串聯電流相等”

是本題的關鍵。

13．圖為是某種暖手寶及其主要參數，暖手寶內有水及電加熱元件等，使用前要先給暖手寶通電加

熱，假設暖手寶加熱效率是70%，在額定電壓下，水由室溫10℃加熱至自動斷電[c水＝4.2×

103J/（kg?℃）]．則（）

A．暖水寶加熱時電加熱元件是利用熱傳遞增加了內能

B．暖水寶電加熱時間為660s

C．暖水寶電加熱時消耗的電功率一定是500W

D．暖水寶暖手時放出熱量是3.3×105J

【分析】A、暖水寶加熱時電加熱元件是利用電流的熱效應增加了內能；

B、水的溫度從10℃升高到65℃，根據Q吸＝cm△t求出此過程中水吸收的熱量；根據＝可

η

得暖手寶消耗的電能；由P＝可得加熱時間；

C、暖水寶在額定電壓220V下的功率為500W；

D、由B知，暖手寶消耗的電能為3.3×105J，暖水寶暖手時放出熱量小于。

【解答】解：

A、暖水寶加熱時電加熱元件是利用電流的熱效應（或電流做功）增加了內能，故A錯誤；

B、由題和圖示可知，水的溫度從10℃升高到65℃，此過程中水吸收的熱量：

35

Q吸＝cm△t＝4.2×10J/（kg?℃）×1kg×（65℃﹣10℃）＝2.31×10J；

由＝可得，暖手寶消耗的電能：

η

W＝＝＝3.3×105J；

由P＝可得暖水寶的電加熱時間：

t＝＝＝660s，故B正確；

C、暖水寶在額定電壓220V下的功率為500W，若實際電壓不是220V，其實際功率不是500W，

故C錯誤；

D、由B知，在電加熱過程中暖手寶消耗的電能為3.3×105J，由于存在熱損失，所以暖水寶暖手

時放出熱量小于3.3×105J，故D錯誤。

故選：B。

【點評】本題考查電流的熱效應、Q吸＝cm△t、電功率公式、效率公式的運用和額定功率的理解，

關鍵是從題中獲取有效的信息，綜合性較強。

14．小黃家中新購置了一臺掛式電熱水器，他查看了電熱水器說明書后，將電熱水器內部電路結構

簡化成如圖所示電路圖，該熱水器設有高，中，低三檔，電熱絲R1＝48.4，電熱絲R2＝24.2，

容積為20L，使水從20℃加熱到70℃，下列說法不正確的是[水的比熱容為Ω4.2×103J/（kg?℃Ω）]

（）

A．開關S、S1閉合，S2斷開，處于低溫擋

B．水從20℃加熱到70℃需要吸收的熱量4.2×106J

C．若利用中溫擋加熱需要4200s，則電熱轉化效率為50%

D．高溫擋的加熱功率2800W

【分析】（1）由電路圖可知，開關S、S1閉合，S2斷開，電路中電阻最大，根據P＝分析功

率大小，

（2）由＝可求得水的質量，根據Q＝cm△t可求得需要吸收的熱量；

ρ

（3）由電路圖可知，開關S、S2閉合，S1斷開，電路中電阻較大，根據P＝可知，為中溫擋；

由P＝求得中溫擋功率，利用P＝求出消耗電能，然后利用＝×100%可求得電熱轉化效

率；η

（4）閉合S、S1、S2時，R1與R2并聯，電路的總電阻最小，由P＝可知，電路的總功率最

大，熱水器處于高檔，高溫擋的加熱功率等于低溫擋功率加上中溫擋功率。

【解答】解：A、由電路圖可知，開關S、S1閉合，S2斷開，電路中電阻最大，由P＝可知，

功率最小，熱水器處于低溫擋，故A正確；

﹣

B、由＝可得，水的質量m＝V＝1.0×103kg/m3×20×103m3＝20kg，

ρρ

水從20℃加熱到70℃需要吸收的熱量Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃×20kg×（70℃﹣20℃）＝

4.2×106J，故B正確；

C、由電路圖可知，開關S、S2閉合，S1斷開，電熱絲R2接入電路，根據P＝可知，為中溫

擋；

中溫擋功率P中溫＝＝＝2000W，

6

利用中溫擋加熱4200s，需要消耗電能W＝P中溫t＝2000W×4200s＝8.4×10J，

電熱轉化效率＝×100%＝×100%＝50%，故C正確；

η

D、閉合S、S1、S2時，R1與R2并聯，電路的總電阻最小，由P＝可知，電路的總功率最大，

熱水器處于高檔，

低溫擋的加熱功率P低溫＝＝＝1000W，

高溫擋的加熱功率P高溫＝P低溫+P中溫＝1000W+2000W＝3000W．故D錯誤。

故選：D。

【點評】本題考查了并聯電路特點、熱量計算公式和電功率公式的靈活應用，正確分析出熱水器

的工作狀態是關鍵。

15．用電熱絲燒水，當電壓為U時，t秒內可將水燒開，如果電壓降為原來的一半，則同樣燒開這

些水所需的時間應為（）

A．B．C．2tD．4t

【分析】燒開相同一壺水時，電熱絲產生的熱量相等，根據Q＝I2Rt＝t得出等式即可得出答

案。

【解答】解：∵燒開相同一壺水時，電熱絲產生的熱量相等，

∴根據Q＝I2Rt＝t可得：

t＝t′＝t′＝t′，

解得：t′＝4t。

故選：D。

【點評】本題考查了焦耳定律變形公式的靈活應用，知道燒開相同一壺水時電熱絲產生的熱量相

等是關鍵。

二．填空題（共10小題）

16．現有兩電熱水壺分別是甲“220V﹣1500W”、乙“220V﹣1000W”，甲壺中裝有2kg的水，乙壺

中裝有1kg的水（水的初溫相同），當同時給它們通電正常工作時，甲壺（選填“甲”或“乙”）

電流做功快；要想把水燒開，甲壺（選填“甲”或“乙”）電流做功多；乙壺（選填“甲”

或“乙”）把水燒開需要的時間少。

【分析】（1）電功率是表示電流做功快慢的物理量；

（2）根據Q＝cm△t判斷出電流做功的多少；

（3）比較電功率與電功的關系以及t＝比較出哪一個把水燒開需要的時間少。

【解答】解：電功率是表示電流做功快慢的物理量，甲壺的功率越大，電流做功越快；

根據Q＝cm△t知，甲的質量是乙質量的2倍，甲吸收的熱量是乙的2倍，甲電流做的功是乙的

2倍，即甲壺電流做功多；

根據P＝變形得t＝，已知甲的功率是乙功率的＝1.5倍、甲電流做的功是乙的2倍，

所以乙壺把水燒開需要的時間少。

故答案為：甲；甲；乙。

【點評】本題考查了電功率、電功、吸熱大小的比較，熟練各個公式是解題的關鍵。

17．圖中為一種便攜封口機，是這種封口機的結構圖。裝入電池后，按所示操作即可對塑料

袋進行①封口。封口時電能轉化②為內能，該封口機只能對熱塑性（③選填“熱塑性”或“熱

固性”）塑料進行封口，塑料屬于合成材料（選填“天然”“復合”或“合成”）。

【分析】（1）根據消耗的能量和得到的能量判斷出能量的轉化；

（2）熱塑性塑料是指塑料加熱成型固化后可以再次加熱仍然能夠達到流動性，并可以再次對其

進行加工成型；熱固性塑料表示的是，經過一次加熱成型固化以后，再次對其加熱也不能讓其再

次達到粘流態，而對其進行再次加工成型。

（3）塑料屬于合成材料，據此解答。

【解答】解：

（1）封口機封口時，消耗電能，得到內能，將塑料熔化；

（2）塑料袋常用加熱的方法封口，這種封口方法利用的是塑料的熱塑性；這種塑料屬于有機合

成材料。

故答案為：內；熱塑性；合成。

【點評】本題考查了物質的屬性，這種物質學生不熟悉，解答有一定的難度。

18．如圖所示是小明“探究影響電流熱效應的因素”的實驗裝置，在甲、乙兩瓶中裝入質量和初溫

均相同的煤油，R1、R2采用如圖連接方式的目的是控制電流和通電時間相同。閉合開關一段

時間后，乙瓶中溫度計的示數較高，由此說明通電導體產生的熱量與電阻有關。小華用相同

裝置（煤油質量也相等）同時進行實驗，細心的小紅看到小明和小華兩組電阻絲阻值相等的燒瓶

中，小華這一組的煤油升溫比小明的快，比較發現：小華的滑動變阻器接入電路的阻值較小，根

據這一現象，小紅能（選填“能”或“不能”）初步判斷出通電導體產生的熱量與通過導體

的電流有關。

【分析】（1）由Q＝I2Rt可知，電流通過導體產生的熱量與通過的電流、導體的電阻和通電時間

有關，為了研究電流與導體電阻的關系，要控制通過的電流和通電時間不變；

（2）電路通過導體產生熱量通過液體溫度變化間接反映；

（3）在電壓一定時，電流與電阻成反比；在電阻和通電時間一定時，電流產生的熱量與電流有

關，電流越大，產生的熱量越多。

【解答】解：由圖可知，兩電阻串聯，目的是控制R1和R2中的電流相同，而且還可以控制通電

時間相同；

乙瓶中電熱絲阻值較大，溫度計的示數較高，說明在電流與通電時間相同的情況下，電阻越大，

產生的熱量越多；說明通電導體產生的熱量與電阻的大小有關。

由題意可知，小華和小明用相同的裝置做實驗，可知加熱的電阻阻值相同；但小華的滑動變阻器

接入電路的阻值較小，由歐姆定律可知，小華做實驗時電路中的電流較大，此時小華這一組的煤

油升溫比小明的快，說明在通電時間和電阻大小相同的情況下，通過導體的電流越大，產生的熱

量越大，即小紅可以初步判斷出通電導體產生的熱量與通過導體的電流有關。

故答案為：控制電流和通電時間相同；電阻；能。

【點評】此題考查了焦耳定律的驗證實驗，需要掌握電流產生熱量多少的影響因素，會利用控制

變量法和轉換法，正確探究電流產生熱量跟各因素之間的關系。

19．如圖是探究電流通過導體時產生熱的多少與哪些因素有關的實驗裝置。三個密閉容器中的電阻

如圖，三個容器串聯，在其中一個容器的外部，將一個電阻和這個容器內的電阻并聯，通電后，

觀察三個U形管中液面高度的變化。比較甲丙實驗裝置可以探究電熱與電流大小的關系；比

較甲乙實驗裝置可以探究電熱與電阻的關系；通電相同時間，三個密閉容器中的電阻產生的

電熱之比為4：8：1。

【分析】研究電流產熱與電流關系，根據控制變量法可知應控制電阻和通電時間相同；研究電流

產熱與電阻關系，根據控制變量法可知應控制電流和通電時間相同；分析出各個容器中電流和電

阻的關系，根據Q＝I2Rt分析三容器內電阻絲產生的熱量關系。

【解答】解：探究電熱與電流大小的關系時，需要控制電阻和通電時間相同，電阻的電流不同，

根據電路可知，丙中的兩個5的電阻并聯后再與甲串聯在電路中，則通過丙的容器內電阻的電

流和通過甲的容器內電阻的電Ω流不同，通電時間和電阻相同，所以可以探究電熱與電流大小的關

系；

探究電熱與電阻的關系時，需要控制電流和通電時間相同，電阻不同，根據電路可知，需要對比

甲乙裝置；

2

丙中兩個電阻的電流之和與甲、乙的電流相同，故I甲＝I乙＝2I丙，由Q＝IRt可知，在通電相同

222

時間下，三個容器中產熱量之比：I甲×5×t：I乙×10×t：I丙×5×t＝4：8：1。

ΩΩΩ

故答案為：甲丙；甲乙；4：8：1。

【點評】本題主要考查的是學生對“電流通過導體產生的熱量與什么因素有關的”實驗以及焦耳

定律的應用，要注意控制變量法的應用。

20．如圖所示電路中，R1：R2：R3＝1：2：3，閉合開關后，兩電流表A1、A2示數之比I1：I2＝5：

9，在相同的時間里，R1、R2、R3產生的熱量之比為Q1：Q2：Q3＝6：3：2。

【分析】由圖可知，三個電阻并聯，電流表A1測通過R2和R3的總電流，電流表A2測通過R1

和R2的總電流；

已知R1：R2：R3＝1：2：3，根據歐姆定律和并聯電路的電壓特點可求出兩電流表A1A2示數之

比，根據Q＝W＝UIt可求出在相同的時間里R1、R2、R3產生的熱量之比。

【解答】解：

由圖可知，三個電阻并聯，電流表A1測通過R2和R3的總電流，電流表A2測通過R1和R2的總

電流；

已知R1：R2：R3＝1：2：3，設R1＝R，R2＝2R，R3＝3R，電源電壓為U；

因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，

則根據I＝可知，通過R1、R2、R3的電流分別為：、、；

電流表A1測通過R2和R3的總電流，則A1的示數：I1＝+＝×；

電流表A2測通過R1和R2的總電流，則A2的示數：I2＝+＝×；

所以I1：I2＝×：×＝5：9；

在相同的時間里，R1、R2、R3產生的熱量之比為：

Q1：Q2：Q3＝W1：W2：W3＝UIR1t：UIR2t：UIR3t＝IR1：IR2：IR3＝：：＝6：3：2。

故答案為：5：9；6：3：2。

【點評】本題考查了并聯電路的特點、歐姆定律和電功公式應用，看懂電路圖是正確解題的關鍵。

21．電熱飲水機通過機內溫控開關S進行自動控制，實現加熱和保溫兩種功能。電路原理如圖乙所

示。電源電壓恒為220V，當開關S接a時，電路中電流為5A，則電阻R1阻值為44，當開

關S接b時，電路消耗的功率為66W．該飲水機在保溫狀態工作100s，R2產生的熱量為Ω6204

J。

【分析】（1）當開關S接a時，電路為R1的簡單電路，根據歐姆定律求出R1的阻值；

（2）開關S接b時，R1與R2串聯，根據P＝UI求出電路中的電流；開關S接b時，電路中的

總電阻最大，根據P＝UI＝可知，飲水機的功率最小，處于保溫狀態，根據歐姆定律求出電

2

路中的總電阻，利用串聯電阻的特點求出R2的阻值，利用Q＝IRt求出100s內R2產生的熱量。

【解答】解：（1）當開關S接a時，電路為R1的簡單電路，

由I＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝44；

Ω

（2）開關S接b時，R1與R2串聯，電路消耗的功率為66W，

由P＝UI可得，電路中的電流：I1＝＝＝0.25A；

開關S接b時，電路中的總電阻最大，消耗的總功率最小，飲水機處于保溫狀態，此時電路中的

總電阻：R＝＝＝，

Ω

因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝﹣44＝，

ΩΩΩ

22

100s內R2產生的熱量：Q2＝I2R2t＝（0.3A）××100s＝6204J。

Ω

故答案為：44；6204。

【點評】本題考查了歐姆定律、串聯電路的特點、電功率公式、焦耳定律的應用，會判斷飲水機

不同狀態時電路的連接方式是關鍵。

22．小宇同學利用身邊的器材做了以下兩個小實驗：

（1）小宇把口香糖包裝鋁紙剪成中間細兩端寬的鋁紙條，鋁紙條兩端的鋁面直接接觸電池的正

負極，很快發現鋁紙條中間處開始冒煙，起火苗，如圖1所示。這是因為鋁具有導電性，鋁

紙條中間最細處的電阻較大，把它的兩端直接接入電池正負極，造成短路，電流很大，

迅速發熱使溫度達到紙的著火點而燃燒起來。

（2）小宇拿出兩根塑料吸管A、B，把A放在瓶蓋上，B用紙巾摩擦后靠近A，如圖2所示，發

現A被吸引而轉動；若A也用紙巾摩擦過，則發現A被排斥而轉動，這是由于同種電荷

互相排斥。

【分析】（1）金屬都具有導電性，導線直接將電源連接起來的電路叫短路，短路時，容易燒壞電

路或形成火災。

（2）帶電體具有吸引輕小物體的性質，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。

【解答】解：（1）因為鋁屬于金屬，因此具有導電性，鋁紙條兩端的鋁面直接接觸電池的正負極，

鋁紙條中間最細處的電阻較大，形成了電源短路，此時電路中迅速產生大量熱量使溫度達到錫紙

的著火點而使之燃燒。

（2）塑料吸管B與紙巾摩擦產生電荷，帶電體B能夠吸引輕小的物體A，因此A被吸管B吸引

而轉動；

如果吸管A也與紙巾摩擦，那么就會和吸管B排斥，這是因為同種電荷相互排斥的原因。

故答案為：（1）導電；大；大；（2）吸引；同種電荷互相排斥。

【點評】本題考查了利用身邊器材能夠做的物理實驗以及分析實驗中蘊含的物理知識，注重了物

理和生活的聯系，屬于基礎知識的考查，相對比較簡單。

23．有甲、乙兩個電熱水壺，規格分別為“220V1500W”和“220V2000W”。

（1）這兩個電熱水壺中，內部電熱絲的阻值較大的是甲。

（2）使用電熱水壺燒水時，發現水燒開了，而導線卻幾乎不熱，這是因為電熱水壺電熱絲的電

阻比導線的電阻大。

【分析】（1）根據P＝求出電熱絲的電阻；

（2）由焦耳定律知道，電流通過導體產生的熱量跟電流的平方、電阻大小和通電時間成正比。

電熱絲和連接的導線串聯在電路中（通過的電流相等），通電時間是相同的，而電熱絲的電阻比

導線的電阻大，據焦耳定律分析。

【解答】解：（1）由P＝得：

甲電熱水壺的電阻：R甲＝＝≈32.3；

Ω

乙電熱水壺的電阻：R乙＝＝＝＝24.2，

Ω

所以甲內部電熱絲的阻值較大。

（2）電熱水壺在使用時，電熱絲和導線串聯，I電熱絲＝I導線，通電時間t相同，

2

因為Q＝IRt，R電熱絲＞R導線，

所以電流產生的熱量：

Q電熱絲＞Q導線，

從而出現電熱絲熱得發紅，但跟電熱絲連接的導線幾乎不熱的現象

故答案為：（1）甲；（2）大。

【點評】本題主要考查對公式的應用、電功率焦耳定律及應用、串聯電路電流關系的了解和掌握，

知道電熱絲和相連接的導線為串聯是本題的關鍵。

24．如圖所示是一款新型節能裝置：空氣能熱水器，它的制熱能效比（制熱量和壓縮機所耗電能之

比）為3：1，某同學洗一次澡用水40kg，這些水溫度由17℃升高到42℃吸收的熱量為4.2×106

J，若這些熱量分別由空氣能熱水器和效率為70%的電熱水器提供，則空氣能熱水器壓縮機所耗

63

電能與電熱水器所耗電能相比，可節約電能4.6×10J．[c水＝4.2×10J/（kg?℃）]

【分析】（1）知道水的比熱容和初溫、末溫，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量；

（2）利用空氣能熱水器的制熱能效比為3：1求出空氣能熱水器提供這些熱量時消耗的電能，利

用＝求出用電熱水器加熱時消耗的電能，兩者的差值即為空氣能熱水器壓縮機所耗電能與

電熱η水器所耗電能相比可節約的電能。

【解答】解：（1）這些水溫度由17℃升高到42℃吸收的熱量：

36

Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×10J/（kg?℃）×40kg×（42℃﹣17℃）＝4.2×10J；

（2）因空氣能熱水器的制熱能效比為3：1，

所以，由空氣能熱水器提供這些熱量時，消耗的電能：

66

W1＝Q吸＝×4.2×10J＝1.4×10J，

已知電熱水器的效率為