專題13電能（講義）

模塊導(dǎo)航：

面模塊一、命題趨勢

制模塊二、知識(shí)重構(gòu)

匐模塊三、重點(diǎn)考向典題精練

考向一、電能表和電能

考向二、電路分析與計(jì)算

考向三、小燈泡額定功率測定

考向四、焦耳定律及其測定

考向五、電熱器與電能

制命題趨勢

1.電能表及其相關(guān)計(jì)算多在選擇和填空題中考查；涉及的主要考點(diǎn)有：消耗電能的計(jì)算以及所需電費(fèi)的計(jì)

算、電能表上相關(guān)量的理解；命題中常結(jié)合電能表表盤、銘牌為背景出題，多結(jié)合電功率和焦耳定律考

查.

2.電功率多結(jié)合用電器（燈泡）的銘牌考查電路中實(shí)際功率和額定功率的關(guān)系.主要在選擇題和填空題中考

查.

3.電路動(dòng)態(tài)分析主要在選擇題和填空題中考查.涉及的主要考點(diǎn)有：根據(jù)動(dòng)態(tài)電路分析判斷燈泡的亮暗程

度、與功率有關(guān)的電學(xué)量大小判斷.多結(jié)合電路圖或曲線圖出現(xiàn)，有時(shí)也會(huì)結(jié)合電學(xué)其他知識(shí)一起考

查.

4.電功、電功率的相關(guān)計(jì)算在各個(gè)題型中均有考查，但在填空題和計(jì)算題中考查較多；涉及的主要考點(diǎn)

有：電功率公式及其變形公式的相關(guān)計(jì)算，電能表的讀數(shù)和相關(guān)計(jì)算，焦耳定律公式的計(jì)算；命題時(shí)經(jīng)

常會(huì)以電路圖、曲線圖、銘牌為背景出題，有時(shí)會(huì)單獨(dú)進(jìn)行命題，但多和歐姆定律的知識(shí)結(jié)合在一起考

查；復(fù)習(xí)中要注意加強(qiáng)對(duì)電路及動(dòng)態(tài)電路對(duì)應(yīng)的等效電路的認(rèn)識(shí)；根據(jù)簡化電路確定電路的連接方式，

然后再利用串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)及電功率的公式（含變形公式）進(jìn)行求解.

5.痛耳京津/玄我。=?用及其變形公式進(jìn)行電熱計(jì)算；探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量和哪些因素有關(guān);

結(jié)合焦耳定律分析電熱在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用等；復(fù)習(xí)中要注意熱學(xué)和電學(xué)模塊的結(jié)合，培養(yǎng)分析計(jì)算能

力、提取題干有用信息及讀圖識(shí)圖能力.本命題點(diǎn)在各種題型中均有考查，可獨(dú)立命題，也可結(jié)合電

功、電能綜合命題；②主要考查的內(nèi)容有：運(yùn)用焦耳定律

6.電熱綜合計(jì)算通常在計(jì)算題中考查，結(jié)合電學(xué)和熱學(xué)相關(guān)知識(shí)，以生活中的用電器為背景或者結(jié)合多擋位

電路圖，計(jì)算電功、電功率、熱量等.

7.測電功率實(shí)驗(yàn)是中考物理的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，涉及的主要考點(diǎn)有：實(shí)驗(yàn)原理；電路連接；連接電路時(shí)開關(guān)的狀

態(tài)和滑動(dòng)變阻器滑片的位置；滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)；實(shí)驗(yàn)器材選擇；誤差分析；數(shù)據(jù)分析等.

知識(shí)重構(gòu)

知識(shí)點(diǎn)一、電能與電功

1.電功：電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程就是電流做功的過程。電流所做的功叫電功。

2.電能電功的單位：電能電功的單位是焦。電能的單位還有千瓦時(shí)(kW-h),俗稱度。lkW-h=3.63.6xl()6j

3.電能表：(1)作用：電能表的作用是測量電功，或者說是測量用電器在某一段時(shí)間內(nèi)消耗電能的多少。

(2)讀書方法：電能表計(jì)數(shù)器前后兩次讀數(shù)之差，就是用戶在這一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能，也就是電流

在這段時(shí)間內(nèi)所做的功。

kW-h：電能表匕的數(shù)

220V：該電能I

字以kW?h為單位來顯示用

表應(yīng)該接在的

220V|電器所消耗的電能。

電路上使用C

10(20)A：該電能

600r/(lW,h)：表的額定電流為I0A,

?接在該電能表上的用在短時(shí)間內(nèi)使用時(shí)電

卜口器.每消耗】kw?h流可允許大一些，但

卜勺電能.電能表的轉(zhuǎn)盤不能超過20Ao

轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)。

(3)電能表參數(shù)含義:電能表

知識(shí)點(diǎn)二、電器的電功率

1.電功率：電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫電功率。它是表示電流做功快慢的物理量。

2.電功率的單位：國際單位制中，電功率的單位是瓦特，簡稱瓦(W)。比瓦大的常用單位有千瓦

(kW)olkW=1000W

3.額定電壓：用電器正常工作時(shí)的電壓。用電器上標(biāo)明的正常工作的電壓值就是額定電壓。常用于。額

額表示。

4.額定功率：用電器在額定電壓下正常工作時(shí)的電功率，用電器上標(biāo)明的正常工作的功率值就是其額

定功率。4

5.實(shí)際電壓：用電器實(shí)際工作時(shí)的電壓，它可能與額定電壓相等，也可能比額定電壓大或者小。。實(shí)

6.實(shí)際功率：用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的電功率，它可能與額定功率相等，也可能比額定功率大或

小。P實(shí)

uu

7.關(guān)系：一般情況下它們有這樣的關(guān)系：』=』=尺

場.

8.燈泡亮度跟電功率的關(guān)系：（1）當(dāng)。實(shí)=。額時(shí)，4=場，用電器正常工作，燈泡正常發(fā)光。

（2）當(dāng)。實(shí)額時(shí)，場＜%，用電器不能正常工作，燈光偏暗。

（3）當(dāng)。實(shí)額時(shí)，/＞為，用電器不能正常工作，燈光偏亮，而且容易損壞。

（4）燈泡亮度取決于燈泡的實(shí)際功率。

9.判斷燈絲電阻口訣：大（功率）粗短，小細(xì)長。（。額相同）

10.判斷哪個(gè)燈亮的口訣：串?。üβ剩┎⒋?。（。額相同）

知識(shí)點(diǎn)三、電功率和電功的計(jì)算

w,U2

1.電功率的計(jì)算：（1）定義式：P=—=UI（2）導(dǎo)出式：P=I'R=——（適用于純電阻電路）

tR

2.伏安法測燈泡的功率：（1）原理：P=UI

-0^—1|~~

電路圖：

⑵

滑動(dòng)變阻器的作用：①保護(hù)電路②控制燈泡兩端電壓。

（3）

,U2

3.電功的計(jì)算：（1）W^Pt=UIt（2）導(dǎo)出式：P=I2Rt=-t（適用于純電阻電路）

R

4.注意單位：（1）電功：1J=1A2.Q?S=I-----=1A?V?S=1W?S

Q

,V2J

（2）電功率：1W=1A2.Q=I—=L4?V=—

Qs

知識(shí)點(diǎn)四、常用的電熱器

L電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體的溫度會(huì)升高，這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。

2.電熱器：（1）定義：電熱器是利用電來加熱的設(shè)備。

（2）原理：電熱器是利用電流的熱效應(yīng)工作的。

（3）組成：電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大，熔點(diǎn)高的合金絲繞在絕緣材料上

做成的。（注意：電阻絲是有電阻率大，熔點(diǎn)低的材料制成的，兩者不同。）

3.影響電熱的因素：本實(shí)驗(yàn)研究的是電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，應(yīng)用控制

變量法。

結(jié)論1:電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多。

結(jié)論2：電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大產(chǎn)生的熱量越多。

結(jié)論3：電阻和電流相同時(shí)，通電時(shí)間越長產(chǎn)生的熱量越多。

4.焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正

比。

5.電熱的計(jì)算公式：（1）公式：Q=I?Rt（2）導(dǎo)出式：Q=12Rt=—^t=Pt（適用于純電阻電路）

6.考點(diǎn)：（1）電動(dòng)機(jī)：+總=%械能+。內(nèi)能一般可以轉(zhuǎn)化成/。=6丸（八）+/2用來計(jì)算。

（2）發(fā)電廠輸電問題：發(fā)電廠輸電問題一般輸電功率（之）是固定的，則計(jì)算輸電過程中輸電線消耗的

熱量：P^=IU,當(dāng)輸電電壓增大時(shí)，輸電電流變小，根據(jù)Q=/2及輸電過程中熱損耗減小。

重點(diǎn)考向典題精練

考向一、電能表和電能

1.如圖所示分別是小白家10月1日和11月1日電能表的示數(shù)。結(jié)合表盤上的信息可知，下列判斷正確

的是（）

kWh______kWh

05588回05713同

DD5D443型DD5D443型

電子式單相電能表電子式單相電能表

220V10(20)A50Hz220V10（20）A50Hz

1600imp(kW-h)1600imp（kW-h）

A.電能表是測量電路消耗電功率的儀表

B.小白家10月份消耗的電能為125焦

C.電能表工作時(shí)的電流不應(yīng)超過標(biāo)定電流10A

D.該表指示燈閃爍每1600次，消耗的電能是lkW?h

2.如圖所示分別是某同學(xué)家上月初和月末的電能表的表盤，表盤上1600mp/kW?h表示每消耗1千瓦時(shí)

的電能，指示燈閃爍1600次時(shí)下列選項(xiàng)中正確的是（)

『?h1.01kW?h1.01

05546705637S

電子式單相電能表電子式單相電能表

220V10(20)A50Hz220V10(20)A50Hz

1600?npkW.h>O1600mipkW-h>O

A.該同學(xué)家上月消耗的電能為911千瓦時(shí)

B.該同學(xué)家中同時(shí)工作的用電器總功率可以超過4400W

C.燈閃爍的次數(shù)越多，表明電路中的用電器總功率越大

D.若1分鐘內(nèi)指示燈閃爍32次，則電路消耗的電功率為1200W

3.將如圖甲所示的電熱水瓶，接入家庭電路中單獨(dú)工作時(shí)，觀察到電能表（如圖乙）的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)6r用時(shí)1

mine下列關(guān)于電能表和電熱水瓶的說法正確的是（）

A.電能表應(yīng)接在空氣開關(guān)和用電器之間

B.該電能表所在家庭電路用電器同時(shí)工作時(shí)最大功率不能超過2200W

C.電熱水瓶的實(shí)際功率是600W

D.若電熱水瓶的指示燈損壞，它的發(fā)熱電阻還能工作，說明它們之間是串聯(lián)的

4.小凱家電能表上月底的示數(shù)為3537.3kW-h,本月底的示數(shù)如圖所示，則小凱家本月消耗的電能為—

度。這塊電能表允許接入的用電器的最大總功率為Wo表盤轉(zhuǎn)過60r,表明用電器消耗的電

能為kW-ho

5.某同學(xué)家的電子式電能表表盤如圖所示，下表是小黃家中用電器正常工作的電功率值。根據(jù)提供的信

息，回答下列問題。

（1）該同學(xué)家所有用電器同時(shí)正常工作時(shí)電路是否安全：（選填“是”或“否”）。

（2）該同學(xué)用新買的電熱水壺?zé)?，若只讓電熱水壺工?min,觀察到電能表指示燈閃爍28次。

若電流產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，則3min內(nèi)壺中1kg水的溫度升高了［水的比熱容

c*=4.2x103J/（kg-℃）］

電子式單相電能表

220V10A50Hz

1600imp/(kW-h)>Q

用電器額定功率數(shù)量

照明燈40W8盞

彩電100W1臺(tái)

洗衣機(jī)150W1臺(tái)

電冰箱100W1臺(tái)

電飯煲750W1臺(tái)

閘刀開關(guān)上保險(xiǎn)絲的額定電流為10A

考向二、電路分析與計(jì)算

6.如圖電路，電源電壓不變，燈L標(biāo)有“6V3W”（不考慮燈絲電阻變化）。當(dāng)甲、乙都是電流表，Si閉

合、S2斷開時(shí)，此時(shí)I甲=0.5A,當(dāng)甲、乙都是電壓表，Si、S2都閉合，此時(shí)U乙=2.4V,下列說法不正

確的是（）

A.電源電壓為6V

B.電阻R的阻值為18。

C.兩個(gè)電路的總電流之比5：2

D.當(dāng)甲、乙都是電壓表，Si、S2閉合時(shí)，燈L的實(shí)際功率為0.48W

7.如圖所示，電源電壓為4.5V,定值電阻Ro為10。，滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格為“20。2A”，電流表和電壓

表量程分別選擇“0?0.6A”“0?3V”閉合開關(guān)S,電路正常工作時(shí)，下列敘述正確的是（）

RoP.

A.電流表示數(shù)最大值為0.6A

B.電壓表示數(shù)范圍為1.5?3V

C.滑動(dòng)變阻器的功率可達(dá)0.6W

D.滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍為5?10C

8.小科想要利用風(fēng)扇、發(fā)熱電阻等元件，制作一個(gè)有低溫?fù)鹾透邷負(fù)醯呐L(fēng)機(jī)。他設(shè)計(jì)了發(fā)熱部分的兩

種電路，分別如圖甲、乙所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.圖甲中，當(dāng)開關(guān)S閉合、Si斷開時(shí)，此時(shí)處于低溫?fù)豕ぷ鳡顟B(tài)

B.圖甲中，當(dāng)開關(guān)S閉合、Si閉合時(shí)，此時(shí)處于高溫?fù)豕ぷ鳡顟B(tài)

C.圖乙中，若電源電壓為24伏，要實(shí)現(xiàn)電阻R3的發(fā)熱電功率為120瓦，則R3阻值為5歐

D.圖乙中，暖風(fēng)機(jī)高溫?fù)蹩偣β蕿?00瓦，在高溫?fù)豕ぷ?分鐘，暖風(fēng)機(jī)消耗電能1.2x104焦

9.如圖所示的電路中，a、b是電表（電壓表或電流表）閉合開關(guān)S,標(biāo)有“3V3W”的燈泡Li正常發(fā)光,

標(biāo)有“6V6W”的燈泡L2發(fā)光較暗。若不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響，下列說法正確的是（）

A.電表a為電壓表，且示數(shù)為3VB.電表b為電流表，且示數(shù)為1A

C.電路的總功率為6WD.在Imin內(nèi)電路消耗的電能為270J

10.如圖甲所示，電源電壓保持不變，m、n是滑動(dòng)變阻器上兩點(diǎn)。閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片P從

n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過程中，兩電壓表示數(shù)隨電流變化的圖像如圖乙所示，下列敘述正確的是（）

①R2的阻值為4。

②圖乙中ab是表示電壓表Vi的示數(shù)隨電流變化的圖像

③滑片從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過程中，電源消耗的最大功率是12W

④滑片在n點(diǎn)時(shí)，5s內(nèi)電阻R消耗的電能是20J

A.①③B.①②C.②③D.②④

11.如圖甲所示的電路中，Ri為定值電阻，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為60歐，電源電壓保持不變?；?/p>

動(dòng)變阻器R2的滑片從一端滑到另一端的過程中，測得R2的電功率與通過它的電流的關(guān)系如圖乙所示。

下列說法正確的是（）

A.Rz的滑片向左滑動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)都變大

B.電源電壓為12V

C.Ri的電功率變化范圍是1.2?10.8W

D.電流為0.6A時(shí)，2min內(nèi)電流通過Ri產(chǎn)生的熱量是648J

12.如圖甲所示，電源電壓一定，將滑動(dòng)變阻器的滑片從最右端滑到最左端，燈泡的U-I圖像如圖乙所

示。當(dāng)電流為1A時(shí)，燈泡正常發(fā)光，則燈泡的額定功率為W,滑動(dòng)變阻器的最大值為

13.如圖所示有一款平面鏡防霧膜，膜內(nèi)裝有電熱絲，將它貼在鏡的背面并通電，可防止水蒸氣在鏡面

上液化。若防霧膜的額定功率為20W正常工作lOmin消耗的電能

是J0如圖乙所示，給防霧膜電路連接了一個(gè)滑動(dòng)變阻器R,使電熱絲的功率在原功率

的25%?100%之間變化，以滿足不同季節(jié)使用，則R的最大阻值為Qo

220V

甲Z

考向三、小燈泡額定功率測定

14.某同學(xué)探究小燈泡的電功率跟哪些因素有關(guān)時(shí)，設(shè)計(jì)了如圖所示的兩種電路。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說

法正確的是（）

①實(shí)驗(yàn)中燈Li和L2的規(guī)格要不同

②研究電功率跟電壓關(guān)系時(shí)，應(yīng)選用乙電路

③甲實(shí)驗(yàn)中可以看到電流表示數(shù)大的小燈泡發(fā)光更亮

④通過實(shí)驗(yàn)研究可以得出用電器的電功率等于用電器兩端電壓與通過用電器電流的乘積。

A.①②③B.①③④C.②③④D.①②④

15.小科打算用伏安法測小燈泡（標(biāo)有“2.5V”字樣）的電阻和額定功率，他用電壓恒為3V的電源、滑動(dòng)變

阻器、電流表、電壓表等實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（1）小科連接了圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，通過改變滑動(dòng)變阻器阻值，進(jìn)行了多次測量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表

所示，分析發(fā)現(xiàn)，通過小燈泡的電流與其兩端電壓不成正比，這是因

為________________________________

實(shí)驗(yàn)次數(shù)第一次第二次第三次

電壓表示數(shù)/V122.4

電流表示數(shù)/A0.060.10.11

小燈泡電阻/Q16.72021.8

（2）在測量小燈泡的額定功率時(shí)，小科發(fā)現(xiàn)器材中的電流表損壞了。經(jīng)過仔細(xì)思考，小科利用一個(gè)

定值電阻Ro設(shè)計(jì)并連接了如圖乙所示的電路，繼續(xù)開展實(shí)驗(yàn)。其操作步驟為:

①先閉合開關(guān)S,將S1與接線柱a連接，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表的示數(shù)U1=2.5V,此時(shí)小燈

泡正常工作。

②保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，將Si與接線柱b連接，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為U2。則小燈泡

的額定功率為(用Ui、U2、Ro表示)

16.在“測小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)中，提供的器材有：電壓恒為4.5V的電源，額定電壓為2.5V的待測

小燈泡(電阻約為8C),電流表(0~0.6A、0-3A),電壓表(0~3V、0-15V),開關(guān)和導(dǎo)線若干，另有標(biāo)有：

“30Q2A”的滑動(dòng)變阻器Ri和標(biāo)有“5Q1A”的滑動(dòng)變阻器R2o

(1)實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，請(qǐng)選擇合適的量程，并用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲中將電路連接完整；

(2)本實(shí)驗(yàn)選擇的滑動(dòng)變阻器是(填“Ri"或“R2")；

(3)若增加一個(gè)阻值為10。的定值電阻Ro,只利用一只電表，通過簡單操作(開關(guān)S接“a““、"b”各一

次)來測量小燈泡的額定功率，如圖乙、丙是兩種不同方案的電路圖，則下列判斷正確的是。

(填字母代號(hào))

A.兩種方案都能B.兩種方案都不能

C.乙方案能，丙方案不能D.乙方案不能，丙方案能

17.在測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為4.5V,小燈泡的額定電壓為2.5V,小燈泡正常發(fā)光時(shí)的

電阻約為10Qo

PD

(1)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整。要求：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，其

接入電路的電阻變大，連線不得交叉；

(2)小金閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，若她想測量小燈泡的額定功

率，接下來的操作是；

（3）小金繼續(xù)移動(dòng)滑片P,記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U關(guān)系

圖像，根據(jù)圖像信息，小燈泡的額定功率是W。

18.某同學(xué)利用如圖1所示的電路來測量小燈泡的電功率（電源電壓3V,小燈泡的額定電壓2.5V）。

“比正常亮”）

（2）故障排除后，從滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí)開始記錄數(shù)據(jù)，得到小燈泡U-I圖象如圖3所

示，則小燈泡的額定功率是Wo

（3）他做完以上實(shí)驗(yàn)后，又想測出一個(gè)未知電阻Rx的阻值，連接電路時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞，于是他

又設(shè)計(jì)了如圖4所示的電路，也測出了電阻的阻值（Ro是已知阻值的定值電阻）。請(qǐng)你幫他完成下列步

驟。

①只閉合開關(guān)Si,電流表的示數(shù)為Ii；②開關(guān)Si、S2閉合后，電流表的示數(shù)為L；

③請(qǐng)寫出未知電阻Rx的阻值表達(dá)式：Rx=（用h、I2和Ro表示）。

19.小寧做“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)，器材有：電壓恒定的電源、額定電壓為4.5伏小燈泡、電流表

（0?0.6安）、電壓表（0?3伏）、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器各1個(gè)，導(dǎo)線若干。電路設(shè)計(jì)如下：

⑴連接電路前，滑片P應(yīng)該放置于滑動(dòng)變阻器的最端（選填“左”或“右”）。

⑵正確連接電路后，小寧進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并在I-U圖像中描點(diǎn)，得到滑動(dòng)變阻器電流與電

壓關(guān)系的曲線，如圖乙所示。

⑶小寧利用該電路繼續(xù)探究通過小燈泡的電流與兩端電壓的關(guān)系，他在圖乙的基礎(chǔ)上畫出了小燈泡的

I-U圖像，如圖丙中的虛線。

①圖乙中陰影部分面積的大小可以表示滑動(dòng)變阻器兩端電壓為2.5伏時(shí)的電功率，適在圖再中遂審該

燈泡額定功率對(duì)應(yīng)的陰影畫個(gè)O

②分析圖像可知，該實(shí)驗(yàn)的電源電壓為伏特。

20.在“測量小燈泡額定功率”實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們進(jìn)行如下研究。

［實(shí)驗(yàn)器材］干電池3節(jié)，小燈泡(額定電壓為3.8V、電阻約為15。)，滑動(dòng)變阻器(40J11A),電流表，電

壓表，開關(guān)，導(dǎo)線若干(所有器材均完好)

［實(shí)驗(yàn)方案］將量程為0~15V的電壓表并聯(lián)到小燈泡兩端，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片使小燈泡正

常發(fā)光，讀出并記錄電流表的示數(shù)。

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)若閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，接下來最合理的操作是；

A.更換小燈泡B.檢查電路是否短路C.觀察電流表和電壓表的示數(shù)

(2)當(dāng)電壓表讀數(shù)為3.8V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，該小燈泡的額定功率為W；

(3)［實(shí)驗(yàn)反思］小金認(rèn)為，電壓表選用0~15V量程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因該量程下每一小格為0.5V,3.8V讀

數(shù)不夠精確，導(dǎo)致計(jì)算得到的額定功率誤差較大。若電壓表換用0~3V的量程，將其并聯(lián)到滑動(dòng)變阻

器兩端，調(diào)節(jié)滑片使電壓表示數(shù)為0.7V,即可減小誤差。

［實(shí)驗(yàn)改進(jìn)］于是小金設(shè)計(jì)了如圖丙所示電路圖，電壓表Vi選用0~15V量程，電壓表V2選用0~3V量

程。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，得到三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表。

題圖丙

實(shí)驗(yàn)次數(shù)小燈泡兩端電壓(V)變阻器兩端電壓(V)電流(A)

13.01.10.24

23.40.70.26

33.80.30.28

小金按反思后的思路，利用滑動(dòng)變阻器兩端電壓為0.7V時(shí)所測的數(shù)據(jù)，計(jì)算得到的小燈泡”額定功率

比真實(shí)的小燈泡額定功率(選填”偏大”“偏小”或“相等")。

［反思交流］小金發(fā)現(xiàn)測得的小燈泡兩端電壓與滑動(dòng)變阻器兩端的電壓之和小于電源電壓。

帶著這一疑問，繼續(xù)探究……

考向四、焦耳定律

21.小金用如圖裝置完成科學(xué)書上“測定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是（）

A.閉合開關(guān)滑片在B端時(shí)，燈泡的亮度最大

B.實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的目的是改變電路的總功率

C.電流表和電壓表讀數(shù)的比值始終保持不變

D.該實(shí)驗(yàn)多次測量的目的是尋找普遍規(guī)律

22.如圖是小明研究電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，他在兩個(gè)相同的燒瓶中均裝滿相同質(zhì)量的

煤油。已知甲、乙燒瓶中電阻絲的阻值大小關(guān)系為R甲＜R乙，學(xué)生電源電壓大小可調(diào)。則下列分析

正確的是（）

A.甲燒瓶的玻璃管內(nèi)液面上升比乙快

B.該電路可以控制R甲、R乙兩端電壓相同

C.實(shí)驗(yàn)中選用煤油是因?yàn)樗谋葻岽螅瑢?shí)驗(yàn)效果明顯

D.該裝置可研究電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻的關(guān)系

A.甲：敲擊膝蓋下的韌帶，小腿不自覺抬起，說明反射弧完整

B.乙：燃燒結(jié)束時(shí)，氣球變大，天平不平衡，說明質(zhì)量守恒定律不成立

C.丙：通電后，a管液面上升的高度小于b,說明電熱大小和電流有關(guān)

D.T：給氣球充氣時(shí)，氣球上的黑點(diǎn)距離在不斷變大，說明宇宙在膨脹

24.下列各圖都是課本上的實(shí)驗(yàn)示意圖，關(guān)于各實(shí)驗(yàn)的解釋正確的是（）

甲：研究電熱與哪些因乙：研究動(dòng)能大小丙：研究斜面的效?。貉芯扛淖儍?nèi)能的

素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)與哪些因素有關(guān)的率跟哪些因素有關(guān)方法有哪些的實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)

A.甲圖所示的實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)電阻絲串聯(lián)的目的是為了控制通過它們的電流、通電時(shí)間相同

B.乙圖實(shí)驗(yàn)可以說明：物體的動(dòng)能大小與高度有關(guān)。在其它條件相同時(shí)，高度越高，物體的動(dòng)能越

大

C.丙圖所示實(shí)驗(yàn)中，若彈簧測力計(jì)沿斜面拉動(dòng)物體勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于物體受到

的摩擦力

D.丁圖所示實(shí)驗(yàn)可以說明做功可以改變物體的內(nèi)能，氣體對(duì)外做功時(shí)，管內(nèi)氣體內(nèi)能增大

25.小樂猜想：“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的多少可能跟電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)“，于是設(shè)計(jì)了如圖

所示的裝置①和②，先將電阻絲（RI<R2）分別裝入規(guī)格相同的燒瓶中，然后將帶有相同的玻璃管的

塞子塞緊燒瓶，玻璃管在外側(cè)的一端與相同的癟氣球相連；實(shí)驗(yàn)過程中電源電壓保持不變。下列敘述

中，正確的是（）

A.探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系，可比較氣球甲、乙的體積變化

B.探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，可比較氣球丙、丁的體積變化

C.裝置①和②同時(shí)實(shí)驗(yàn)，通電相同時(shí)間后，體積變化最大的氣球是丙氣球

D.裝置①和②同時(shí)實(shí)驗(yàn)，通電相同時(shí)間后，體積變化最大的氣球是甲氣球

26.某小組同學(xué)猜想電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟下列因素有關(guān)：

猜想A：與電流大小有關(guān)；猜想B：與電阻大小有關(guān)；猜想C：與通電時(shí)間長短有關(guān)于是他想用如圖

1和圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行探究

⑴圖1實(shí)驗(yàn)燒瓶中裝的煤油是(選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”)。

(2)小金同學(xué)設(shè)計(jì)并連接了如圖2所示的電路，則他是為了探究猜想：(填字母即可)

(3)通過焦耳定律的學(xué)習(xí)，小金知道：圖中裝置(填“甲”、“乙”、“丙”)U形管兩邊液面

IWI度差最小。

27.用圖甲電路研究電熱與電流的關(guān)系，若要比較不同設(shè)定電流值時(shí)的電熱多少，調(diào)節(jié)電流大小過程

中，電熱絲已經(jīng)開始加熱，因而會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。為解決這一問題，小明設(shè)計(jì)圖乙電路進(jìn)行研

圖中電路包括調(diào)試電路和實(shí)驗(yàn)電路，R1和/?2是阻值都為20歐的電熱絲，放置在裝有煤油的保溫容

器中。實(shí)驗(yàn)中通過調(diào)試電路，使電熱絲7?2在調(diào)試過程中不發(fā)熱。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①用數(shù)字溫度計(jì)測量并記錄裝有&的保溫容器內(nèi)煤油的溫度。

②將開關(guān)S與“1”連接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，直至電流表示數(shù)為0.2安。

③將開關(guān)S撥至“2”，使&工作50秒，斷開開關(guān)S,測量并記錄。

④再將電流值分別設(shè)定為0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重復(fù)上述步驟。記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并計(jì)算每

次升高的溫度戊(上可反映電熱的多少)，整理戊、F的數(shù)據(jù)如圖丙。

(1)將步驟③補(bǔ)充完整。

(2)在答題紙圖丙中畫出At與尸的關(guān)系圖像。

(3)小明想改變電熱絲阻值，用上述實(shí)驗(yàn)中設(shè)定的電流值，繼續(xù)研究電熱與電流的關(guān)系：保持治不

變，將&更換為30歐的電熱絲，重復(fù)上述步驟。他的做法是否合理，說明理

由：。

28.科學(xué)興趣小組用如圖甲所示裝置進(jìn)行“探究影響電流熱效應(yīng)的因素”的實(shí)驗(yàn)。兩個(gè)完全相同的燒瓶內(nèi)

裝有等量的煤油，瓶內(nèi)連接的電阻絲的阻值分別為5歐和10歐，A、B是相同的玻璃管，管內(nèi)初始液

面位置相同。閉合開關(guān)，每隔1分鐘記錄液面上升的高度，多次實(shí)驗(yàn)處理結(jié)果如圖乙。

(1)除電流表外，本實(shí)驗(yàn)中還需要用到的測量工具有。

(2)實(shí)驗(yàn)中通過(選填“加熱時(shí)間”或“玻璃管內(nèi)液面的變化”)來反映電阻

絲產(chǎn)生熱量的多少。

(3)分析圖乙，可得出的結(jié)論是o

(4)小明經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)：常溫下，空氣的比熱容是煤油比熱容的二分之一，空氣的比熱容會(huì)隨溫度的

變化而變化。小明建議用空氣代替煤油進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝置如圖丙。你是否贊同小明的建議并說明理

由O

考向五、電熱器與熱能

29.1964年人類制造了世界上第一座用湖浪發(fā)電的航標(biāo)燈，利用海水上下起伏帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。如圖是

航標(biāo)燈氣室結(jié)構(gòu)示意圖，其工作原理為：當(dāng)海水下降時(shí)，閥門Ki關(guān)閉，K2打開；吸進(jìn)空氣；當(dāng)海水上

升時(shí)，冷關(guān)閉，海水向上推動(dòng)活塞壓縮空氣，使氣室內(nèi)氣壓增大到一定值時(shí)，K被推開，氣體進(jìn)入工

作室，推動(dòng)渦輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，使航標(biāo)燈發(fā)光。

(1)當(dāng)氣室內(nèi)的氣壓達(dá)到一定值，氣體推開閥門Ki進(jìn)入工作室。這一過程類似于汽油機(jī)的沖

程；

(2)已知閥門Ki的面積為4X10-3血2,若海水上升使氣室內(nèi)氣壓達(dá)到5.0x105帕?xí)r，關(guān)閉著的Ki受

到氣室內(nèi)氣體對(duì)它的壓力為牛；

(3)若航標(biāo)燈的光源功率為10瓦，則其正常工作24小時(shí)，至少需要消耗電能焦。

30.冬季，汽車后風(fēng)窗玻璃(如圖甲)上常會(huì)形成一層薄霜，導(dǎo)致駕駛員無法準(zhǔn)確觀察后方情況，為保障行

車安全，后風(fēng)窗玻璃可以安裝加熱除霜電路。圖乙是小科設(shè)計(jì)的加熱除霜電路，它由控制電路和受控

電路組成?？刂齐娐分蠸接”手動(dòng)”時(shí)，電磁鐵A通電吸引銜鐵，使觸點(diǎn)D、E接觸，受控電路中電熱

絲R2工作，對(duì)玻璃均勻加熱。當(dāng)S接“自動(dòng)”時(shí)，加熱過程中，玻璃溫度升高至45℃時(shí)，觸點(diǎn)D、E恰

好脫開，此時(shí)控制電路中通過的電流為0.02A。已知電路中Ui=6V,U2=12V,RO=15OQ,R2=0.8Q,RI

為固定在玻璃內(nèi)的熱敏電阻，其溫度始終與玻璃溫度相同，阻值隨溫度升高而增大。電熱絲R2所產(chǎn)生

的熱量能完全被玻璃吸收(Ri產(chǎn)生的熱量不計(jì))，玻璃質(zhì)量為9kg,玻璃比熱容為O.8xlO3j/(kg「c)。電磁

鐵A線圈的電阻忽略不計(jì)。

(1)開關(guān)S接“手動(dòng)”。

①電磁鐵A通電時(shí)具有磁性，A的上端是▲極。

②將玻璃從-5℃加熱至45℃,玻璃吸收的熱量和需要加熱的時(shí)間分別為多少？

(2)開關(guān)S接“自動(dòng)”。玻璃的溫度為15℃和45℃時(shí)，控制電路的功率相差了0.03W,則15℃時(shí)熱敏

電阻Ri的阻值為多少？

(3)汽車后風(fēng)窗玻璃上的電熱絲R2是通過絲網(wǎng)印刷的方式將專用的導(dǎo)電銀漿印刷到玻璃的表面燒結(jié)

制成的，如圖丙所示。在電壓U2不變的情況下，為增大電熱絲R2的加熱功率，請(qǐng)從銀漿線的粗

細(xì)、條數(shù)等方面，提出一種改進(jìn)措施：。

31.如圖甲所示某種智能型電飯鍋，有加熱、保溫、斷電的功能。內(nèi)部簡化的電路如圖乙所示，開關(guān)S

可根據(jù)設(shè)定在“1”、“2”、“3”擋之間自動(dòng)轉(zhuǎn)換，某次煮飯時(shí)電功率與時(shí)間的關(guān)系如圖丙所示。

(1)據(jù)圖乙可知，溫控開關(guān)S與觸點(diǎn)(選填“1”、“2”或“3”)接觸時(shí)，電飯鍋處于保溫狀

o

(2)電阻R2=Qo

(3)此次煮飯產(chǎn)生的總熱量如果用來燒水，其中80%熱量被水吸收，則能將初溫是20℃的多少質(zhì)量

的水燒開？(在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的比熱容c水=4.2xl()3j/(kg?C),計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)。)

32.豆芽發(fā)芽需要適宜的溫度和濕度，市場上出現(xiàn)的豆芽機(jī)一般有在氣溫不同時(shí)自動(dòng)加溫和噴水的功

能。具體功能如表：小鹿根據(jù)要求設(shè)計(jì)了圖乙所示電路圖，電路由控制電路和工作電路組成。

工作電路：工作電路電壓U=220伏，加溫電阻121歐姆、噴水水泵功率為80瓦。

控制電路：電源電壓Uo=6伏，定值電阻Ro=100歐，熱敏電阻Rt放在外殼空氣中，其阻值隨溫度的

變化關(guān)系見圖丙，設(shè)定兩個(gè)電磁鐵線圈a和線圈b分別在氣溫為15℃和30℃時(shí)恰好吸住銜鐵a和銜鐵

bo工作電路中，定時(shí)開關(guān)1控制噴水模式①（每1小時(shí)噴水一次），定時(shí)開關(guān)2控制噴水模式②（每半

小時(shí)噴水一次），兩種模式每次噴水持續(xù)10分鐘。銜鐵、線圈、開關(guān)和導(dǎo)線的電阻均忽略不計(jì)。

氣溫（運(yùn)行模式）加溫裝置噴水裝置

<15℃（冬季模式）加溫噴水模式①

15℃-30℃（常規(guī)模式）—噴水模式—

N30c（夏季模式）不加溫噴水模式②

加溫電路

U、噴水電路R/Q

一冊(cè)噴水

厚水泵

加溫

電阻R定時(shí)d1定時(shí)2DI)

銜鐵“睜關(guān)2單g開關(guān)1

銜鐵

熱敏電阻用控制電路三線腳

U.45tl℃

（1）請(qǐng)?jiān)诒碇醒a(bǔ)充豆芽機(jī)在常規(guī)模式運(yùn)行時(shí)加溫裝置和噴水裝置的工作情況、噴水模

式.

（2）計(jì)算30℃時(shí)控制電路中的電流。

（3）計(jì)算冬季模式時(shí)，工作電路工作一天消耗的電能為多少？

33.能源問題是當(dāng)今世界的主題之一，空氣能熱水器已廣泛進(jìn)入我們的生活，其工作原理如圖甲所示，

氟介質(zhì)從室外空氣吸熱汽化進(jìn)入壓縮機(jī)，氟介質(zhì)蒸汽由壓縮機(jī)壓縮升溫后，進(jìn)入水箱冷凝器中液化放

熱，實(shí)現(xiàn)給水箱中的水加熱。隨后回到室外開始下一個(gè)循環(huán)。氟介質(zhì)在水箱中釋放的熱量來自于兩部

分：一是氟介質(zhì)在空氣中吸收的熱量，二是壓縮機(jī)壓縮氣體時(shí)電能轉(zhuǎn)化得到的內(nèi)能，所以它比普通的

電熱水器更高效節(jié)能。通常我們用“能效比”（即制熱量與消耗的電能的比值）來反映空氣能熱水器的

節(jié)能性能。某款空氣能熱水器，它的部分技術(shù)參數(shù)如表。

每秒制熱量Q/J3000電熱規(guī)格U/V220

每秒消耗電能W/J750水箱容積V/L200

熱

空

氣

因是

的原

節(jié)能

水器

電熱

通的

比普

水器

能熱

空氣

(1)

加

的冷水

15℃

一箱

失，將

量損

慮熱

不考

,若

比為

能效

時(shí)的

工