人教版九年级全册 第十八章 《电功率》复习讲义【原卷版】+【解析版】

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1. 结合实例，了解电功和电功率。
2. 知道用电器的额定功率和实际功率。
3. 通过实验，了解焦耳定律。
4. 能用焦耳定律说明生产生活中的相关现象。
题型一 电能
【例1】如图所示的四种用电器中，工作时主要把电能转化为内能的是（ ）
A．扫地机器人B．电暖气
C．洗衣机D．应急LED灯
【答案】B
【详解】A．扫地机器人工作时，消耗电能，使内部的电机转动，带动刷子等部件工作，从而将地面上的灰尘等杂物清扫干净，其主要能量转化是将电能转化为机械能，故A不符合题意；
B．电暖气工作时，电流通过电热丝，电热丝发热，利用电流的热效应工作，将电能转化为内能，用来提高室内温度，故B符合题意；
C．洗衣机工作时，电动机运转，带动洗衣桶和波轮转动，实现衣物的洗涤和脱水等功能，其主要能量转化是将电能转化为机械能，故C不符合题意；
D．应急LED灯工作时，消耗电能，使LED灯发光，其主要能量转化是将电能转化为光能，故D不符合题意。
故选B。
【变式1-1】电能的单位换算：
(1)5kW·h= J；
(2)= kW·h。
【答案】(1)
(2)1.5
【详解】（1）因为1kW·h=1×103W×3600s=3.6×106J
所以5kW·h=5×3.6×106J=1.8×107J
（2）
【变式1-2】某电能表上月底的示数为，本月底的示数为，则本月消耗的电能为 kW·h，合 J。
【答案】 80
【详解】[1]本月消耗的电能等于本月底电能表的示数减去上月底的示数。电能表的示数最后一位是小数位，单位是kW·h。上月底示数2570.4kW·h：本月底示数2650.4kW·h：本月消耗电能：2650.4kW·h-2570.4kW·h=80kW·h
[2]因为，所以
题型二 电功
【例2】如图所示，R1=30Ω，R2=10Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.2A。求：
(1)电源电压；
(2)R2的电流；
(3)通电10s，整个电路电流所做的功为多少焦。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）由图可知，电流表与串联，通过的电流，根据欧姆定律可得，两端电压
此电路为并联电路，和并联，根据并联电路的电压规律可知，两端电压和两端电压与电源电压相等，所以电源电压
（2）根据欧姆定律可得，通过的电流
（3）根据并联电路的电流规律可知，干路电流等于各支路电流之和，即干路电流
已知通电时间，根据电功计算公式可得整个电路电流所做的功
【变式2-1】R1=5Ω、R2=10Ω，将R1、R2串联后接在3V的电源上，通电1min。通过R1的电流为I1，R1消耗的电能为W1；通过R2的电流为I2，R2消耗的电能为W2。则I1：I2和W1：W2，下列选项正确的是（ ）
A．1：2 1：2B．2：1 2：1
C．1：1 2：1D．1：1 1：2
【答案】D
【详解】将R1、R2串联后接在3V的电源上，串联电路中各处的电流相等，通过两个电阻的电流
I1:I2=1:1；
通电1min，两个电阻消耗电能之比
W1:W2= I12R1t: I22R2t= R1: R2=5Ω:10Ω=1:2，
故选D。
【变式2-2】如图所示，当开关闭合后，电流表和电流表的示数之比为，则在相同时间内，电流通过和所做功之比为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】由电路图可知，两电阻并联，电流表A2测干路电流，电流表A1测R1支路的电流．因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，两支路的电流之比：
，
因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以在相同时间内电流通过R1和R2所做功之比
．
故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
【变式2-3】小莉期中成绩考得好，爸爸奖励她一个新手机，小莉发现手机电池上标有“电压3.7V，容量1000mA·h”的字样，则它充满电后存储的电能为 J，经查该手机的待机电流为20mA，则该手机最长待机时间 h。
【答案】 13320 50
【详解】[1]充满电后储存的电能
[2]该手机最长待机时间
题型三 电功率
【例3】如图所示电路，电源两端电压为3V且保持不变，电阻，。
求：
(1)开关S闭合、断开时，电流表的示数；
(2)开关S、都闭合时，电路的总功率P。
【答案】(1)0.5A
(2)2.25W
【详解】（1）开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，则电流表的示数
（2）开关S、S1都闭合时，两电阻并联，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻
电路的总功率
【变式3-1】当家庭电路中只有一个用电器连续工作时，测得在内消耗的电能为，那么这个用电器可能是（ ）
A．家用电风扇B．吸尘器C．台灯D．笔记本电脑
【答案】B
【详解】用电器测得在t=1h内，消耗的电能为W=0.8kW•h，用电器的电功率
家用电风扇的电功率一般在60W左右，笔记本电脑、台灯的电功率也只有40W左右，只有吸尘器的功率较大，一般在800W左右。
故选B。
【变式3-2】下列不是功率单位的是（ ）
A．瓦特B．伏·安C．焦/秒D．千瓦·时
【答案】D
【详解】功率的国际单位是W（瓦特），功率常见计算公式有、、，它们对应的单位（牛米每秒）、（焦每秒）、（伏·安），千瓦·时是电能的单位，故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
【变式3-3】下列关于电功和电功率的说法正确的是（ ）
A．通过用电器的电流越大，电流做的功越多
B．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能
C．电能表是用来测量电功率的仪器
D．电功率越大，电流做的功也越多
【答案】B
【详解】A．由W=UIt可得，电流做功的多少与电流、电压和通电时间有关。通过用电器的电流越大，电流做的功不一定多，故A错误；
B．电流做功的过程就是消耗电能的过程，电功就是电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，故B正确；
C．电能表是测量电功的仪器，可以测量电流做功的多少，故C错误；
D．电功率表示电流做功的快慢，电功率大表示电流做功快，通电时间不一样，故电流做的功不一样，故D错误。
故选B。
题型四 额定电压 额定功率
【例4】如图所示电路中，电源电压恒定，灯泡L标有“3V 1.5W”，闭合S1、S2后，灯泡L正常发光，电流表的示数为1.5A，求：
（1）灯泡L正常发光时的电流;；
（2）电阻R的阻值。
【答案】(1)0.5A; (2)3Ω。
【详解】(1)由P=UI可得，灯泡L正常发光时的电流为：
；
(2)开关S1、S2均闭合时，灯泡和电阻并联，电流表测量干路电流，根据并联电路的电流特点可得，通过电阻R的电流为：
IR=I-IL=1.5A-0.5A=1A，
根据欧姆定律可得，电阻R的阻值为：
。
答：(1)灯泡正常发光时的电流为0.5A；(2)电阻的阻值为3Ω。
【变式4-1】甲电灯标有“220V 40W”字样，乙电灯标有“36V 40W”字样，两灯都正常发光时，下列说法正确的是（ ）
A．甲电灯较亮B．甲电灯消耗的电能较多
C．两只电灯一样亮D．两只电灯消耗的电能一样多
【答案】C
【详解】AC．两灯泡都正常发光时，两灯泡的实际电功率等于额定电功率，由于两灯泡的额定电功率相等，则实际电功率相等，因此两个灯泡亮度相同，故A错误，C正确；
BD．根据可知，消耗电能的多少由电功率和工作时间共同决定，由于不确定工作时间的长短，因此不能确定两灯泡消耗电能的多少，故BD错误。
故选C。
【变式4-2】将分别标有“6V 3W”和“3V 1.5W”字样的甲、乙两只灯泡，并联在电压为3V的电路中，闭合开关，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法错误的是（ ）
A．乙灯泡能正常工作
B．甲灯泡的电阻大
C．乙灯泡更亮
D．两灯泡的总功率等于4.5W
【答案】D
【详解】不考虑温度对灯丝电阻的影响，由，可得甲灯电阻
同理可得乙灯电阻
故甲灯泡的电阻大。
现将两灯并联在电压为3V的电路中，闭合开关，由并联电路电压规律可得两灯实际功率
因为，所以乙灯正常发光，乙灯实际功率为1.5W。
乙灯实际功率大于甲灯实际功率，故乙灯泡更亮。
电路总功率
故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
【变式4-3】将标有“6V 3W”和“6V 6W”的甲、乙两只小灯泡并联后接在某电源两端，在保证电路安全的前提下，电源电压最大为 V，此时 灯更亮，电路的总功率为 W。
【答案】 6 乙 9
【详解】[1]根据题意可知，甲、乙两只小灯泡的额定电压都是6V，又因为并联电路的电压特点可知，电源电压最大为6V。
[2][3]当实际电压等于额定电压时，实际功率就等于额定功率，因为乙灯的额定功率大于甲灯，所以乙灯更亮，此时电路的总功率等于额定功率之和，即
【变式4-4】两电阻R1、R2（R1=3R2）串联在某电源上，两电阻的总功率为P1；若将它们并联在同一电源上，它们的总功率为P2，则P1∶P2等于（ ）
A．3∶16B．3∶4C．4∶3D．16∶3
【答案】A
【详解】两电阻串联时的总电阻等于两电阻之和，两电阻的总功率为
两电阻并联时它们两端的电压相等，等于电源电压，两电阻的总功率为
所以功率之比为
故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
【变式4-5】某学习小组用装满盐水的气球连接在如图所示的电路中。当用手向相反的方向拉扯连接气球的导线，使气球变长（盐水与导线充分接触且气球不破裂），对这一过程进行分析，下面说法正确的是（ ）
A．小灯泡变得更暗B．电压表的示数不变
C．电压表与电流表示数的比值不变D．电路消耗的总功率变大
【答案】A
【详解】由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量的是盐气球两端的电压；
A．当用手向相反的方向拉扯连接气球的导线，气球变长变细，即长度增加，横截面积减小，故盐水气球的电阻变大，串联电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，则灯泡亮度变暗，故A正确；
B．盐水气球的电阻变大，根据串联电路的分压规律可知，其两端的电压变大，即电压表示数变大，故B错误；
C．电压表与电流表示数的比值为盐水气球的电阻，电阻变大，则比值变大，故C错误；
D．电路中的电流变小，根据可知，电路消耗的总功率变小，故D错误。
故选A。
【变式4-6】如图所示是某同学在做“用滑动变阻器调节灯泡亮度”的实验电路图，电源电压恒为4.5V，电压表量程“0~3V”，电流表的量程“0~0.6A”，滑动变阻器规格“20Ω lA”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化），在不损坏电路各个元件的情况下，下列判断正确的是（ ）
A．灯泡的最小功率是0.162W
B．该电路的最大功率是2.25W
C．电压表的示数变化范围是0V~3V
D．滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω~10Ω
【答案】B
【详解】A．灯泡的电阻为
电压表测量滑动变阻器两端的电压，最大值为3V，此时灯泡两端的电压有最小值，为
则灯泡的最小功率为
故A错误；
B．灯泡允许通过的最大电流为
则电路中最大电流为0.5A，电路功率最大值为
故B正确；
C．灯泡两端的最大电压为2.5V，则滑动变阻器两端电压最小值为
电压表最大测量值为3V，所以电压表示数的变化范围为，故C错误；
D．当灯泡两端电压最大时，滑动变阻器连入电路的阻值最小，为
当电压表示数等于3V时，滑动变阻器连入电路的阻值最大，为
所以滑动变阻器连入电路的阻值范围为，故D错误。
故选B。
题型五 电功率的测量
【例5】“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验室提供的器材有：电压恒为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡（灯丝电阻约为），电流表、电压表、开关各一个，导线若干，三种规格的滑动变阻器R1（，2A）、R2（，1A）、R3（，0.2A）可供选择。
(1)请用笔画线表示导线将如图甲所示的电路连接完整。要求：变阻器的滑片P向右端移动时，灯泡变暗；
(2)实验时，应选择 选填字母滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验；
(3)开关闭合后，发现电压表、电流表均有示数，但小灯泡不亮，下一步应进行的操作是______；
A．更换一相同规格的小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
(4)正确连接好电路后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表示数 选填“变大”“变小”或“不变”。当电压表的示数为 V时小灯泡正常发光，此时电流表指针如图丙所示，其示数为 A，小灯泡的额定功率为 W。若小灯泡两端的实际电压为，则小灯泡的实际功率 选填“大于”“等于”或“小于”额定功率；
(5)小灯泡用久了，钨丝会变细，在电压下，小灯泡实际功率 选填“大于”“小于”或“等于”额定功率。
【答案】(1)
(2)
(3)C
(4) 变大 2.5 0.28 0.7 小于
(5)小于
【详解】（1）变阻器的滑片P向B端移动时，灯泡变暗，说明电路中电流变小，滑动变阻器阻值变大，故变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
（2）灯泡正常发光时的电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为，由欧姆定律可得灯泡的额定电流约为
电源电压恒为6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，则灯正常发光时，滑动变阻器两端的电压为
灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻为
因R3允许通过的最大电流是0.2A，故滑动变阻器应选R2。
（3）滑动变阻器的下面接了右边的B接线柱，所以闭合开关前，应将滑片移至左端的A接线柱，使其阻值最大；电压表、电流表均有示数，但小灯泡不亮，是因为灯泡的实际电功率太小造成，所以应减小滑动变阻器的阻值，观察灯泡是否发光，故AB不符合题意，C符合题意。
故选C。
（4）[1]闭合开关，当滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器阻值变小，电路总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，即电流表示数变大。
[2][3][4]当灯泡两端电压为额定电压，即电压表示数为时，小灯泡正常发光，此时电流表指针如图丙所示，电流表选用小量程，分度值，其示数为，则小灯泡额定功率为
[5]若小灯泡两端的实际电压为，小于灯泡额定电压，则小灯泡的实际功率小于额定功率。
（5）电阻大小与导体的横截面积有关，小灯泡用久了，钨丝会升华一部分，本身变细，材料和长度一定的情况下，电阻将变大，由可知，在电压下，小灯泡实际功率小于额定功率。
【变式5-1】小明做“测量小灯泡的功率”实验，小灯泡L1的额定电压为2.5V，电源电压为3V保持不变。
(1)小明连接的实物图如图甲所示，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，则滑动变阻器的最大阻值是 Ω，小灯泡的额定功率为 W；
(2)根据图像推测：当小灯泡两端的电压为0.25V时，小灯泡的实际功率最有可能是（ ）
A．0.0125WB．0.0175WC．0.025W
(3)实验中小明发现电压表的示数变为0，经检查应该是图甲中的导线 （选填“①”、“②”或“③”）内部出现了断路故障；
(4)测完小灯泡L1的功率后，小明又利用图丙所示的电路测出了额定电流为I额的小灯泡L2的额定功率，其中R0的阻值已知，请你将下列实验步骤补充完整：
①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电压表的示数为 ；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合S、S2，断开S1，读出电压表示数为U；
③小灯泡L2的额定功率P额＝ 。（用I额、R0、U表示）
【答案】(1) 25 0.625
(2)B
(3)②
(4) I额R0 UI额-I额2R0
【详解】（1）[1]当滑动变阻器接入电路阻值最大时，电路中的电流最小为I1=0.1A，此时灯泡两端的电压U1=0.5V，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的阻值为
[2]由图乙可知，小灯泡的额定电压为2.5V，从图中可知，小灯泡的额定电流为0.25A，小灯泡的额定功率PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W
（2）由图可知，灯泡的电阻随着两端的电压减小而减小，当灯泡两端的电压U1=0.5V，灯泡的电阻为
若，已知 ，则电流
此时灯泡的电阻为
故0.0125W不正确；若，则电流
此时灯泡的电阻为
故0.0175W符合要求；若 ，则电流
由图乙可知，当电流为0.1A，对应的电压数值为0.5V，故0.025W不正确，综上所述0.0175W是实际功率最有可能的数值。
故选B。
（3）实验中小明发现电压表的示数变为0，说明与电压表所连的电路某处发生了断路，其他部分正常，说明与灯泡中有电流通过，则原因是图甲中的导线②内部出现了断路故障。
（4）[1]闭合S、S1，断开S2，此时R0、灯L2和滑动变阻器串联，电压表测量R0两端电压，调节滑动变阻器的滑片使电路中的电流为小灯泡的额定电流I额，根据欧姆定律得，电压表示数U0=I额R0
[2]保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合S、S2，断开S1，电压表测量R0和灯泡两端总电压，电压表示数为U；由串联电路中电压和电流特点知，小灯泡两端电压
小灯泡正常发光时的额定功率
【变式5-2】在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小华准备了以下器材：电源、标有“2.5V”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题：
(1)电路图如图甲所示，在连接电路后闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，电流表都没有示数，电压表示数接近电源电压，该电路故障可能是 ；
(2)排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，电压表示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器滑片应向 （选填“左”或“右”）移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表示数为0.24A，则小灯泡L的额定功率为 W；
(3)小爽设计了如图丙所示的电路，来测量额定电压为U3的小灯泡的额定功率。已知电源电压为U，定值电阻的阻值为R0，请完成实验步骤并写出表达式；
①连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电流表A2的示数为 ；
②保持滑动变阻器滑片位置不动，记下另一个电流表的示数为I；
③计算出小灯泡的额定功率为P= 。
【答案】(1)小灯泡断路
(2) 左 0.6
(3)
【详解】（1）电流表无示数，说明电路无电流，发生断路，电压表有示数，说明电源两极与电压表两端为通路，即开关、电流表、滑动变阻器均未出现断路情况，则判定出现的故障可能为小灯泡断路。
（2）[1]电压表示数如图乙所示，电压表接小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，小于小灯泡的额定电压2.5V，要测量小灯泡的额定功率，应增大小灯泡两端电压，则滑动变阻器滑片应向左移动，使它接入电路的电阻变小，分到的电压变小，使电压表示数增大为2.5V。
[2]小灯泡L的额定功率为
（3）[1][2]如图丙所示的电路，电源电压为U，定值电阻的阻值为R0，电流表A2测通过R0的电流，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，由于R0与小灯泡并联，它们两端的电压相等，所以应使电流表A2的示数为；保持滑动变阻器滑片位置不动，记下另一个电流表的示数为I；通过灯泡的电流为，小灯泡的额定功率为
题型六 电流的热效应 电热的利用和防止
【例6】如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)实验中通过观察 变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中，也运用了这种实验方法的是 （填序号）；
①比较不同物质的吸热能力
②探究电流与电压、电阻的关系
(2)闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示。表明在电流和通电时间相同的情况下， 越大，产生的热量越多；
(3)乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的 不同；
(4)某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好请你分析实验现象不同的原因是：
(5)在乙图中，若将电阻R3放入R2所在的容器内，则左侧容器液面高度差变 （大、小）
【答案】(1) U形管中液面高度差 ①
(2)电阻
(3)电流
(4)R3断路
(5)大
【详解】（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，根据转换法，实验中通过观察U形管液面高度的差来反映电阻产生热量的多少，液面高度差越大说明容器中产生的热量越多。
[2]本实验运用转换法；①比较不同物质的吸热能力时，用加热时间来反映吸收热量的多少，这用到了转换法，故①符合题意；②探究电流大小与电压、电阻的关系时，采用了控制变量法，故②不符合题意。故选①。
（2）由图甲可知，闭合开关，两电阻丝串联，则通过两电阻丝的电流相同，通电时间相同，右侧电阻丝阻值较大，观察到右侧液面高于左侧液面，说明右侧电阻产生的热量多。故表明在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
（3）乙图中R2与R3并联后再与R1串联，R1相当于在干路上，R2相当于在支路上，则根据并联电路电流规律，通过R1大于R2的电流大小，这种电路结构会造成通过R1、R2的电流大小不同。
（4）在乙图装置实验中左右两侧U形管液面上升高度相同，且气密性良好，说明电阻R1与R2产生的热量相同，说明两电阻通过的电流相同，说明R3未分流，R3断路。
（5）把图乙右边的两根电阻丝并联后，其总阻值为，则相当于把2.5Ω的阻值放进右侧瓶中，即左、右两瓶中的电阻串联，通过的电流相同，通电时间相同，而电阻不同，因此是探究电流产生的热量跟电阻的关系；左侧瓶中的电阻阻值更大，根据可知，一段时间后左瓶电阻丝产生的热量多，左侧U形管中液柱的高度差大于右侧U形管中液柱的高度差。
【变式6-1】如果电冰箱、台式电脑和电热毯上都标有“220V 100W”的字样，它们都在额定电压下工作相同时间，则三个用电器产生的热量最多的是（ ）三个用电器消耗的电能最多的是（ ）
A．电冰箱、一样多B．电热毯、台式电脑
C．电热毯、电热毯D．电热毯、一样多
【答案】D
【详解】根据公式W=Pt（其中W是电能，P是功率，t是时间），三个用电器额定功率P都为100W，且在额定电压下工作相同时间t，所以它们消耗的电能一样多。电冰箱工作时，主要将电能转化为机械能（用于压缩机工作），只有少部分转化为内能；台式电脑工作时，电能主要转化为光能、声能、机械能（风扇等）等，只有少部分转化为内能；电热毯工作时，电能几乎全部转化为内能（热量）。所以产生热量最多的是电热毯。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
【变式6-2】家用电器极大地提高了我们的生活品质。下列家用电器中主要利用电流的热效应工作的是（ ）
A．电视机B．空调
C．洗衣机D．电暖气
【答案】D
【详解】A．电视机在工作时，主要将电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应工作的，故A不符合题意；
BC．空调、洗衣机主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故BC不符合题意；
D．电暖气工作时将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故D符合题意。
故选D。
题型七 焦耳定律
【例7】图甲是小福设计的方向盘自动加热装置的简化电路图。电源电压恒为12V，为热敏电阻，其阻值随温度的变化图像如图乙。为用于方向盘加热的特殊电阻，闭合开关，当温度低于时，的阻值为，方向盘温度升高；当温度达到时，的阻值突变为，方向盘处于保温状态。求：
(1)当温度为0℃时，电路中的总阻值为 Ω；
(2)当温度为30℃时，电压表的示数；
(3)在保温状态下工作5min，R0产生的热量。
【答案】(1)190
(2)2V
(3)60J
【详解】（1）温度为0℃时热敏电阻的大小是；电路的总电阻
（2）根据图像知，温度为30℃时热敏电阻的大小，，所以此时电路的总电阻
电路中的电流
电压表的示数
（3）在保温状态下工作5min，R0产生的热量
【变式7-1】如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1>R3>R2>R4，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（ ）（不考虑热量散失）
A．甲、丙、乙、丁B．丁、乙、丙、甲
C．丁、丙、甲、乙D．丙、丁、乙、甲
【答案】C
【详解】甲、乙容器中的电阻、是串联的，根据串联电路的特点，通过它们的电流I相等，通电时间t也相同。根据焦耳定律，在I和t相同的情况下，电阻R越大，产生的热量Q越多。已知，所以。丙、丁容器中的电阻、是并联的，它们两端的电压U相等，通电时间t也相同。根据焦耳定律的变形式，在U和t相同的情况下，电阻R越小，产生的热量Q越多。已知，所以。根据欧姆定律，对于串联的、，其电流；通过的电流。因，所以，又因，根据焦耳定律，得，所以。因为产生的热量越多，水吸收的热量越多，水温升高得越多，所以水温从高到低的顺序是丁、丙、甲、乙。故ABD不符合题意，C符合题意。
C
【变式7-2】甲、乙两个电炉子，产生的热量相同，所用时间之比为1∶2，通过两个电炉丝的电流之比为2∶1，则电阻丝阻值之比为（ ）
A．1∶4B．4∶1C．2∶1D．1∶2
【答案】D
【详解】根据题意
由
得

故D符合题意。
故选D。
【变式7-3】在如图所示的电路中，电源电压不变，电阻的阻值为30Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.5A和0.2A，则通电10s，产生的热量为 J，电路产生的总热量为 J。
【答案】 18 30
【解析】【小题1】[1][2]由图可知两电阻并联，电流表测通过R₁的电流，测干路电流；设电源电压为 U，由并联电路的电流电压规律可得，通过R₁ 的电流为 I₁=0.2 A，R₁=30 Ω，则U = I₁ × R₁ = 0.2A × 30 Ω = 6 V
通过电阻的电流
由欧姆定律可得，则通电10s，电阻产生的热量
电路产生的总热量
基础巩固通关测
1．我们所使用的以下家用电器中，消耗的电能主要转化为机械能的是（ ）
A．电饭锅B．电烤箱C．洗衣机D．日光灯
【答案】C
【详解】A．电饭锅工作时主要把电能转化为内能，故A不符合题意；
B．电烤箱工作时主要把电能转化为内能，故B不符合题意；
C．洗衣机主要将电能转化为机械能，少部分电能转化为内能，故C符合题意；
D．日光灯工作时主要把电能转化为光能，少部分电能转化为内能，故D不符合题意。
故选 C。
2．关于电功，下列说法正确的是（ ）
A．电流通过电灯做功时，电能只转化为光能
B．电流做功的多少可能大于电能转化为其他形式能的多少
C．电流做了多少功，就相当于有多少电能转化为其他形式的能
D．电功就是电能，两者只是名称不同而已
【答案】C
【详解】A．电流通过电灯做功时，电能转化为内能和光能，故A错误；
BC．电流通过用电器做功时电能转化为其它形式的能，电流做功的多少等于电能转化为其它形式能的多少，电流做了多少功就相当于有多少电能转化为其它形式的能，故B错误，C正确；
D．电功是电流做功的过程，电能是能量的一种状态，所以电功不是电能，故D错误。
故选C。
3．如图所示，手电筒中的电流为0.1A，电源为三节新干电池。则该手电筒中的小灯泡工作1min消耗的电能约为（ ）
A．27JB．81JC．135JD．972J
【答案】A
【详解】电源为三节新干电池，即电源电压为4.5V，手电筒中的电流为0.1A，工作1min消耗的电能约为，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
4．下列不是电功的单位的是（ ）
A．焦耳B．千瓦/时C．度D．千瓦时
【答案】B
【详解】为了纪念焦耳这位伟大的物理学家，以“焦耳”作为电功的单位，电功的单位还有千瓦时，简称度，千瓦/时既不是电功率的单位，也不是电功的单位，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选 B。
5．关于电功和电功率，下列说法正确的是（ ）
A．电功率是表示电流做功多少的物理量
B．电流做功越多，电流做功的实际功率不一定越大
C．额定功率越大的用电器，相同时间内消耗的电能越多
D．导体电阻一定时，电阻的实际电功率与其两端电压成正比
【答案】B
【详解】A．电功率是表示电流做功快慢的物理量，故A错误；
B．电流做功越多，由于不知道时间的大小，所以电流做功的实际功率不一定越大，故B正确；
C．用电器的额定功率大，但实际功率不一定大，相同时间内消耗的电能不一定多，故C错误；
D．导体的电阻一定时，由知道，电阻的实际电功率与电阻两端电压的平方成正比，故D错误。
故选B。
6．甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示（设小灯泡电阻不变），下列说法中正确的是（ ）
A．乙灯的实际功率一定是60W
B．将乙灯接入110V电路，它的实际功率为30W
C．若两灯串联在220V的电路中，则乙灯较暗
D．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
【答案】C
【详解】A．由图乙可知，乙灯的额定功率是60W，在不同电压下实际功率不同，乙灯的实际功率不一定是60W，故A错误；
B．由灯泡的铭牌可知，乙灯的额定电压是220V，乙灯的额定功率为60W，将乙灯接入110V电路，实际电压是额定电压的一半，根据可知，电阻不变，电功率变为原来的，它的实际功率为
故B错误；
C．根据可知，两灯泡的额定电压相同，甲的额定电功率小，则甲灯泡的电阻大，串联时，电路中电流是相等的，根据P=I2R可知，电阻越大，灯泡的实际功率越大，灯泡越亮，因此串联时，甲灯较亮，乙灯较暗，故C正确；
D．两灯均正常发光时，两灯的实际功率等于额定功率，则乙的实际功率大，但不知通电时间，根据W=Pt可知无法比较两灯消耗电能的大小关系，故D错误。
故选C。
7．甲、乙两只灯泡，其I﹣U关系图像如图所示，现将甲、乙两灯串联在电路中，当电源电压为5V时，两灯消耗的总功率是（ ）
A．0.8WB．1.2WC．2WD．3W
【答案】C
【详解】将甲、乙两灯串联在电路中，由图像可知，电路电流为0.4A时，甲、乙两灯两端的电压分别为2V、3V，电源的电压U=U甲+U乙=2V+3V=5V
符合题意；根据P=UI可知两灯消耗的总功率为P=UI=5V×0.4A=2W
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
8．如图所示的电路中，甲灯泡比乙灯泡亮，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则下列描述错误的是（ ）
A．P甲实>P乙实B．U甲实>U乙实
C．I甲实>I乙实D．R甲>R乙
【答案】C
【详解】A．甲灯泡比乙灯泡亮，所以甲灯泡的实际功率大于乙灯泡的实际功率，即P甲实>P乙实，故A正确，不符合题意；
C．两灯是串联关系，串联电路中电流处处相等，所以I甲实=I乙实，故C错误，符合题意；
D．P甲实>P乙实，且I甲实=I乙实，由P=I2R可得，R甲>R乙，故D正确，不符合题意；
B．串联电路中电流处处相等，则
故U甲实>U乙实，故B正确，不符合题意。
故选C。
9．两灯泡L1、L2（R1＝3R2）。若将其串联在某电源上，两灯的总功率为P串，若将其并联在同一电源上，两灯的总功率为P并，则P串：P并为（ ）
A．3:16B．3:4C．4:3D．1:3
【答案】A
【详解】两电阻串联时的总功率为
两电阻并联时的总功率为
故
故A符合题意。
故选A。
10．请你想象一下，假如导体都没有了电阻，下列现象能发生的是（ ）
A．电饭锅正常工作B．白炽灯变得更亮
C．导线变得很烫D．用电器不用考虑散热
【答案】D
【详解】AB．电饭锅、白炽灯都是利用电流的热效应工作的，如果导体没有电阻，当用电器通电时，用电器不会产生电热，电饭锅不能煮饭，电灯不能发光，故AB不符合题意；
CD．用电器和导线有电流通过时，有一部分电能转化为内能，假设导体没有电阻，当用电器和导线通电时，不会产生电热，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
11．已知定值电阻R1和R2并联，且R1︰R2＝2︰1，下列说法正确的是（ ）
A．U1︰U2＝1︰2B．I1︰I2＝1︰2
C．P1︰P2＝2︰1D．Q1︰Q2＝2︰1
【答案】B
【详解】A．因为并联电路中各支路两端电压等于电源电压，所以U1＝U2，故A错误；
B．支路电压相等，由可知，通过两电阻的电流之比等于电阻之比的倒数，所以电流之比为
故B正确；
C．由可知，两电阻的电功率之比等于电流之比，所以电功率之比为
故C错误；
D．由可得，热量之比等于电功率之比，所以热量之比为
故D错误。
故选B。
12．电动自行车充电时电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）。电动自行车过长时间充电会让电池发热、鼓胀甚至爆炸。电池发热说明电能转化成了 能。某电动自行车电池规格为“48V 20A·h”，则它存储的电能是 W·h。
【答案】 用电器 内 960
【解析】【小题1】[1]电动自行车充电时，电池是消耗电能的，所以它相当于用电器。
[2]电池发热，说明电能转化成了内能。
[3]它存储的电能
13．如图所示，已知电源电压为3V，小灯泡L的规格“3V 0.9W”，滑动变阻器的规格“20Ω 1A”，电流表测量范围为0~3A，则小灯泡正常发光时阻值= Ω。当开关、同时闭合，把滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡的亮度将 （选填“变亮”“变暗”或“不变”）。
【答案】 10 不变
【详解】[1]小灯泡L的规格“3V 0.9W”，可求得灯泡正常发光时的阻值为
[2]由图可知，该电路为并联电路，由并联电路特点可知，各用电器之间互不影响，所以移动滑动变阻器的滑片时，小灯泡的亮度不会发生改变。
14．将标有“2.5 V 0.3 A”的小灯泡 L₁和标有“3.8 V 0.3 A”的小灯泡L2串联在电路中，闭合开关后，观察到小灯泡L2比L1亮，说明 L2的实际功率比 L1的实际功率 （选填“大”或“小”），通过L2的电流 （选填“大于”“等于”或“小于”）通过L1的电流，L2的电阻比L1的电阻 （选填“大”或“小”）。
【答案】 大 等于 大
【详解】[1]灯泡发光的亮度由实际功率决定，因为小灯泡L2比L1亮，说明 L2的实际功率比 L1的实际功率大。
[2]两灯泡串联在电路中，根据串联电路电流处处相等可知通过L2的电流等于通过L1的电流。
[3]两灯泡串联在电路中，通过两灯的电流相等。因为小灯泡L₂比L₁亮，所以L₂的实际功率P2大于的实际功率P1，根据公式P=I2R可知，在电流相同的情况下，功率越大，电阻越大，所以L₂的电阻比L₁的电阻大。
15．灯L的铭牌“8V4W”，若该灯接在10V的电源电压上，为了使灯正常工作应串联一个 Ω的电阻；若该灯接在4V的电源电压上（忽略温度对灯的电阻影响），则该灯的实际功率是 W。
【答案】 4 1
【详解】[1]灯的电阻为
正常工作电流为
该灯接在10V的电源电压上，串联一个分压电阻，电阻两端电压为
电阻值为
[2]若该灯接在4V的电源电压上，实际功率为
16．某校师生自制了一台电烘箱，设计的简化电路如图所示，已知U=220V，和均为电热丝且电阻值恒为44Ω，、均闭合时，电路的电功率为 W；闭合，断开时，电路1min产生的热量为
J。
【答案】 1100
【详解】[1]当、均闭合时，会被短路，只有工作，因此电路的电功率为
[2]闭合，断开时，电路为串联电路，电路的总阻值为
电路中电流为
故电路1min产生的热量为
17．如图所示，甲、乙是小明探究电流通过导体产生热量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质量的空气。
(1)甲、乙实验中，通过观察U形管中液面 来反映导体产生的热量；
(2)甲实验可探究电流通过导体产生的热量与 （选填“电阻”或“电流”）的关系，通电一段时间后， （选填“左”或“右”）侧盒子中的电阻产生的热量较多；
(3)小明给乙实验装置通电相同时间，发现左侧U形管内液面上升较高，这表明：在 和通电时间相同的情况下， 越大（两空均选填“电阻”或“电流”），产生的热量越多。
【答案】(1)高度差
(2) 电阻 右
(3) 电阻 电流
【详解】（1）根据转换法可知，通过比较U形管两侧液面高度差来反映电阻丝产生的热量的多少，电阻丝产生的热量越多，U形管两侧液面高度差越大。
（2）[1]甲实验中，两电阻串联，通过两个电阻的电流大小相等，两个电阻的大小不同，可探究电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系。
[2]由图甲可知，右侧盒子中的电阻大，通过两电阻的电流相等，通电相同时间，右侧盒子中的电阻产生的热量多。
（3）[1][2]由图乙可知，两个盒子中电阻的大小相同，右侧盒子外并联一个的电阻，根据并联电路电流规律可知，通过左侧的电流大于通过右侧的电流，通电相同时间，发现左侧U形管内液面上升较高，所以在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。
18．如图所示的电路，电源电压恒为3V，为阻值未知的定值电阻，小灯泡L的规格为“6V 3W”，闭合开关S后，电流表的示数为1.25A。不考虑温度对小灯泡电阻的影响，求：
(1)通过小灯泡的实际电流；
(2)电阻R的阻值。
【答案】(1)0.25A
(2)3Ω
【详解】（1）根据公式可得小灯泡的电阻为
当开关闭合时，小灯泡与电阻R并联，根据并联电路中的电压规律可得
所以此时通过小灯泡的电流为
（2）根据并联电路中的电流规律可得
所以定值电阻R的大小为
19．如图所示，R1=15Ω，开关闭合后电流表的示数是0.2A，电压表的示数是6V，求：
(1)R2的电阻值；
(2)电源电压；
(3)通电10s整个电路产生的热量。
【答案】(1)30Ω
(2)9V
(3)18J
【详解】（1）闭合开关S，R1、R2串联，电压表测R2的电压，电流表测电路中的电流
R2的电阻值
（2）R1两端的电压的电阻值
电源电压
（3）通电10s整个电路产生的热量
能力提升进阶练
1．如图-1所示的电路，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使其从最大值向左滑动到a点时，小灯泡恰好正常发光。在图-2中绘制出电流表与两电压表示数关系的图像，下列说法中正确的是（ ）
A．曲线甲是灯泡的I-U图像
B．滑动变阻器的最大阻值为15Ω
C．小灯泡正常发光时的电阻为25Ω
D．滑片在a点时，小灯泡的在1min内做的功为4J
【答案】C
【详解】A．由图1可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测R两端的电压，电压表V2​测L两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片从最大值向左滑动到a点时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中的电流变大，灯泡两端的电压变大，所以曲线乙是灯泡的I−U图像，曲线甲是滑动变阻器的I−U图像，故A错误；
B．当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图2可知，此时电流I=0.3A，滑动变阻器两端的电压UR=6V，根据，可得滑动变阻器的最大阻值，故B错误；
C．由图2可知，当电路中电流为0.3A时，灯泡和滑动变阻器的电压均为6V，所以电源电压为12V。小灯泡恰好正常发光时，电路中的电流最大，由图2可知，此时电流I′=0.4A，滑动变阻器的电压为2V，所以灯泡两端的电压UL=U-U′=12V-2V=10V，可得小灯泡正常发光时的电阻，故C正确；
D．滑片在a点时，小灯泡正常发光，此时电流I′=0.4A，电压UL=10V，可得小灯泡在1min内做的功W=UIt=10V×0.4A×60s=240J，故D错误。
故选C。
2．如图，电源电压不变，R是定值电阻。将一个“6V 2W”的小灯泡L1接在a、b两点间，灯L1恰能正常发光；若换一个“6V 3W”的小灯泡L2接在a、b两点间，则（ ）
A．小灯泡L2也正常工作
B．灯泡L2消耗的电功率大于3W
C．电路消耗的总电功率将变小
D．电阻R消耗的电功率将变大
【答案】D
【详解】AB．由灯泡的铭牌可知，两灯泡的额定电压相等，由的变形式可知，L1的电阻
L2的电阻
当L1接在a、b间时，L1恰能正常发光，说明此时L1两端电压为6V；当换接L2时，由于L2的电阻小于L1的电阻，根据串联电路分压原理可知，L2两端的电压会小于6V，所以L2不能正常工作，消耗的电功率小于3W，故AB错误，不符合题意；
C．电路中的总电阻
由于，所以当换接L2后，电路总电阻变小，电源电压不变，根据，总功率会变大，故C错误，不符合题意；
D．当换接L2后，总电阻变小，电源电压不变，根据，电路中的电流I变大，电阻R的阻值不变，根据，电阻R消耗的电功率将变大，故D正确，符合题意。
故选D。
3．已知R1＝3Ω，R2＝5Ω，涛涛同学分别按图甲和图乙两种方式将两电阻连接在一起，则（ ）
A．图甲中R1与R2的电流比I1：I2＝3：5
B．图甲与图乙的总功率比P1：P2＝15：64
C．图乙中R1与R2的电压比U1：U2＝5：3
D．图甲与图乙的总功率比P1：P2＝64：15
【答案】B
【详解】A．由图甲可知，、串联，根据串联电路的电流特点可知，图甲中与的电流相等，即图甲中与的电流之比，故A不符合题意；
BD．根据串联电路的电阻特点可知，图甲中的总电阻
图甲的电路总功率
图乙中，、并联，根据并联电路的电阻关系可知，图乙中的总电阻
图乙中的电路总功率
则图甲与图乙的总功率之比
故B符合题意，D不符合题意；
C．由图乙可知，、并联，根据并联电路的电压特点可知，、两端的电压相等，即图乙中与的电压之比为，故C不符合题意。
故选B。
4．如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．b曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像
B．电源电压为8V
C．灯泡的额定功率为4.0W
D．滑动变阻器接入电路的阻值范围是4～40Ω
【答案】D
【详解】由电路图可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表V1测量滑动变阻器两端电压，电压表V2测量灯泡两端电压。
A．将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，滑动变阻器连入电路的阻值变小，电源电压不变，由可知，电路中电流变大，由串联电路的分压特点可知，滑动变阻器两端的电压减小，即V1示数变小，灯泡两端的电压变大，即V2示数变大，由图乙可知，b曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像，a曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像，故A错误；
B．由图乙可知，当电流为0.2A时，灯两端的电压为1V，滑动变阻器两端的电压为8V，串联电路电源电压等于各用电器电压之和，所以电源电压为9V，故B错误；
C．灯正常发光时，电路中电流为0.5A，滑动变阻器两端电压为2V，则灯两端的电压为U额=U-Umin=9V-2V=7V
灯额定功率为P额=U额I额=7V×0.5A=3.5W
故C错误；
D．当电流为0.2A，滑动变阻器两端电压为8V时，接入电路的阻值最大，则最大阻值为
当电流为0.5A，滑动变阻器两端电压为2V时，连入电路的阻值最小，则最小阻值为
所以滑动变阻器连入电路的阻值范围为4~40Ω，故D正确。
故选D。
5．如图所示，这是兴趣学习小组的同学设计的电子秤电路原理图，电源电压为不变，质量显示器由小量程电流表改装而成，定值电阻，压力传感器的阻值随所受压力变化的数据如表格所示，压板自身的重力不计。闭合开关，下列说法错误的是（ ）
A．压板上所受压力减小时电流表示数减小
B．压板上所受压力增大时消耗的功率增大
C．电流表的示数为0.24A时，被测物体的重力为
D．若电流表量程不变，可以通过增大定值电阻的阻值来增大电子秤的测量范围
【答案】C
【详解】A．电路中与串联，电流表测电路电流。由表格数据可知，压力减小，压力传感器的阻值增大。根据串联电路电阻特点，总电阻
不变，则增大。根据欧姆定律，为电源电压不变，增大，则电路电流减小，即电流表示数减小，故A正确，不符合题意；
B．由表格数据可知，压力增大，的阻值减小，总电阻减小，电路电流增大。根据，不变，则消耗的功率增大，故B正确，不符合题意；
C．当电流时，根据，则电路总电阻
因为，所以压力传感器阻值
由表格可知，此时压力为1500N，即被测物体重力为1500N，故C错误，符合题意；
D．若电流表量程不变，要增大电子秤测量范围，即增大压力，压力传感器阻值减小，根据，要使电流不超过量程，应增大的阻值，故D正确，不符合题意。
故选C。
6．有两根电热丝和，且，若单独用烧开一壶水，所用时间为。若将这两根电热丝分别串联和并联在同一电源中烧开同一壶水，则所需的时间分别为（不计热损失）（ ）
A．、B．、
C．、D．、
【答案】C
【详解】烧开同一壶水所需热量相同，设为Q吸，不计热损失，单独用烧开一壶水时，吸收的热量
若将这两根电热丝串联接入电路，由串联电阻的规律，电路总电阻
由可得，电热丝串联烧开同一壶水所用的时间
若将这两根电热丝并联接入电路，则电路总电阻
电热丝并联在同一电源中烧开同一壶水所用的时间
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
7．如图所示电路，电源电压恒定，闭合S0，当S闭合，甲、乙两表为电压表时，两表示数之比U甲︰U乙=7︰3；当S断开，甲、乙两表为电流表时，两表示数之比I甲︰I乙= ，此时R1、R2消耗的功率之比P1︰P2= ，相同时间内R1，R2产生的热量之比Q1︰Q2= 。
【答案】 4︰7 3︰4 3︰4
【详解】[1]由电路图可知，闭合、，甲乙两表为电压表时，两电阻串联，电压表甲测串联电源电压，电压表乙测电阻两端电压，因为U甲︰U乙=7︰3，即，所以，
即；闭合，断开且两电表为电流表时，两电阻并联，电流表甲测通过的电流，电流表乙测干路电流，两表示数之比
[2]由可得，两电阻消耗的功率之比
[3]相同时间内、产生的热量之比
8．如图所示，电源电压U=6V，R1=5Ω，R2=10Ω；仅闭合S2，电路的总电阻为 Ω；仅闭合S3，电压表示数为4.5V，R3= Ω；当S1、S2、S3均闭合时，电流表的示数为 A。R2消耗的功率为 W。
【答案】 15 15 1 3.6
【详解】[1]仅闭合S2，R1、R2串联，电路的总电阻为
[2]仅闭合S3，R1、R3串联，电压表测R3两端电压为4.5V，根据串联电路电压规律可知，R1两端电压为
由分压原理可知，，即
解得R3=15Ω。
[3]当S1、S2、S3均闭合时，R2、R3并联，电压表测电源电压，电流表测干路电流。
通过R2的电流
通过R3的电流
干路电流
即电流表示数为1A。
[4]R2消耗的功率
9．在物理项目化学习活动中，某科技小组设计了一个可调光台灯，它在夏天还可以单独用小风扇扇风，其原理如图所示。电源电压恒为9V，小风扇的电动机上标有“9V 9W”字样，滑动变阻器R2的规格为“50Ω 1A”，小灯泡上标有“6V 3W”字样（忽略灯丝电阻变化）。求：
(1)小灯泡正常发光时的电阻；
(2)当S1闭合，S2断开时，通电5min，小风扇的电动机消耗的电能；
(3)当S2闭合，S1断开时，从左向右调节滑动变阻器滑片，在电路安全的情况下，滑动变阻器的阻值调节范围。
【答案】(1)12Ω
(2)2700J
(3)6~50Ω
【详解】（1）由得，小灯泡正常发光时的电阻
（2）当S1闭合，S2断开时，小风扇的电动机接在9V电源上正常工作， 通电时间
小风扇消耗的电能
（3）当S2闭合、S1断开时，小灯泡与滑动变阻器 R2串联接在 9 V 电源上。由得，灯泡的电流为
串联电路中电流处处相等，为了电路安全，其电流不应超过 0.5 A，由得，串联电路总电阻最小为
由串联电路电阻特点得，滑动变阻器接入电路最小电阻为
滑动变阻器最大阻值为 50 Ω，故 R2的调节范围为 6~50 Ω。
知识点
重点归纳
注意问题
电能
1. 应用：电能转化为其他形式的能。
2. 单位：（1）常用单位：千瓦时（kW·h）
（2）国际单位：焦耳（J）
（3）单位换算：1 kW·h＝1×103 W×3 600 s＝3.6×106 J
（4）电能表的读数：最后一位是小数，单位是kW·h。月用电量=月末示数-月初示数。
kW·h是度的学名。1度=1kW·h。
电功
1．定义：有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。
2．公式：W＝UIt
3. 推导式：，
1. 电功是电能转化为其他形式能的量度，电流做多少功，就有多少电能转化为其它形式的能。两者的数值和单位是相同的。
2. 推导式只适用于纯电阻电路。
电功率
1. 意义：表示电流做功的快慢。
2. 定义：电功与完成这些电功所用时间之比。用符号P表示。
3. 定义式：
4. 决定式：P=UI
5. 单位：瓦特，符号W。
其他单位：千瓦（kW），毫瓦（mW）。
换算关系：1kW=103W，1mW=10-3W
6. 常见的功率：电风扇约30W，电冰箱、液晶电视一般是100~200W，发光二极管约为50mW。
7. 推导式：、P=I2R
1. 电功是指电流做功多少，电功率是指电流做功的快慢。
2. 决定式说明电功率由电压和电流共同决定。
额定电压 额定功率
1. 额定电压：用电器正常工作时的电压。
2. 额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率。
3. 用电器名牌上标注的“220V 500W”，表示额定电压是220V，额定功率为500W。
1. 灯泡的的亮度由实际功率决定。
2. 比较实际功率时，串联电路用P=I2R。并联电路用。
电功率的测量
1. 直接使用电力监测仪测量。
2. 通过测量用电器两端的电压和通过用电器的电流，由公式P=UI计算得出。
特殊法测额定功率时，应先使灯泡正常发光，再测出其额定功率。
电流的热效应
1. 电流热效应：电流通过导体时电能转化成内能的现象。
2. 影响电热多少的因素
（1）电热与电阻的关系
实验方法：①控制变量法：控制电流和通电时间相同，改变电阻大小。
②转换法：将电热的多少转换为U形管液面的高度差。
结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，一段电阻丝的电阻越大，这段电阻丝产生的热量越多。
（2）电热与电流的关系
实验方法：①控制变量法：控制电阻和通电时间相同，改变电流大小。
②转换法：将电热的多少转换为U形管液面的高度差。
结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的电流越大，这段电阻丝产生的热量越多。
1. 装置的原理是气体的热胀冷缩。
2. 探究电热与电流关系时，通过左侧电阻的电流是通过右侧电阻电流的两倍，则产生的热量之比为4：1。
3. 探究电热与电流的关系时，若将空气盒外面的电阻也放入空气盒内，则右侧空气盒内总电阻为2.5Ω。可探究电热与电阻的关系，两侧空气盒内电阻产生的热量之比为2：1。
焦耳定律
1. 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。
2. 表达式：Q=I2Rt
3. 电热与电能的关系：纯电阻电路中，电能全部转化为内能，Q=W=UIt
非纯电阻电路：电能除了转化为内能，还有一部分转化为其他形式的能，Q