人教版九年级全册第2节 电功率达标测试

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第十八章 电功率





考点精讲
考点1：电能 电功
一、电能：
1．来源：各种各样的发电厂和电池，把不同形式的能转化为电能，供人们使用。
2．利用：用电器将电能转化为各种形式的能。用电器工作的过程就是消耗电能的过程。
　　即：使电能转化为其他形式能量的过程。
3．单位：
（1）国际单位：焦耳，简称焦，符号为J。
（2）常用单位：千瓦时，俗称度，符号kw·h。
（3）换算：1度=1 kW·h = 1×103W×3 600 s = 3.6×106 J
二、电能的测量和计算：
1．电能表的作用：测量消耗电能多少的仪表，又叫电度表。
2．电能表的参数及含义：
（1）“220V”：表示这个电能表应该在 220 伏的电路中使用。
（2）“600 revs/（kW · h）”：表示接在这个电能表上的用电器，每消耗 1 kW · h的电能，电能表上的转盘转过 600 转。
（3）“10（20）A”：表示这个电能表的标定电流为 10 A，额定最大电流为20 A。电能表工作时的电流不应超过额定最大电流。
（4）“50 ～”：表示这个电能表在频率为50 Hz的交流电路中使用。
3．电能表的种类：IC卡式电能表和电子式电能表。
4．电能表的读数及计算：
（1）电能表一段时间内前后两次读数之差即为该段时间内消耗的电能。
（2）若已知电能表的转速和转数，可求消耗的电能：
①如电能表的转速为600revs/（kw·h），转数为20revs，则：

②如电能表的转速为3600imp/（kw·h），指示灯闪烁次数为90imp，则：

三、电功：
1．电功与电能的关系：电能转化为其他形式的能的过程就是电流做功的过程。有多少电能发生了转化就说电流做了多少功。
2．电功：电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间的长短成正比。
3．公式：W=UIt
W —— 焦（J） U ——伏 （V） I ——安（A） t —— 秒（s）
4．注意：
（1）公式应用时，各物理量的单位应统一为国际单位。
（2）公式中的各物理量应针对统一段电路（导体、用电器）。
5．导出公式：
（1）结合W=UIt和，可得到：。
（2）结合W=UIt和，可得到：
（3）适用范围：这两个公式只适用于纯电阻电路。
典例分析
【例1】（2021·黑龙江齐齐哈尔市·中考真题）如图所示的电能表，在某段时间内转盘转了1800转，则此段时间内接在这个电能表上的用电器消耗的总电能是______，此电能表允许接入用电器的最大总功率是______。

【答案】0.6 4400
【解析】
[1]电能表上标有，表示电能表转盘每转动3000圈，消耗的电能为，故在某段时间内转盘转了1800转，则此段时间内接在这个电能表上的用电器消耗的总电能是

[2]220V表示这个电能表要接在220V的电路中，10A表示电能允许通过的最大电流，20A表示电能表短时间内通过的最大电流，故此电能表允许接入用电器的最大总功率是

【例2】民航局规定：严禁乘客携带超过160W·h（瓦・时）的锂电池上飞机，某品牌笔记本电脑的电池铭牌标有“10.8V 10A·h”字样，充满电后，存储的电能为______kW·h，该笔记本电脑______（选填“能”或“不能”）带上飞机。
【答案】(1). 0.108 (2). 能
【解析】[1][2]充满电后，存储的电能
W=UIt=10.8×10×10-3kW×1h=0.108kW·h
飞机上允许携带锂电池的电能
W最大=160W·h=0.16kW·h
W＜W最大
该笔记本电脑能带上飞机。
【例3】给手机快速充电的过程，主要是将电能转化为______能，过一会儿，充电器发烫，这是通过电流______的方式，增大了物体的内能｡
【答案】 (1). 化学 (2). 做功
【解析】[1][2]给手机快速充电的过程，消耗电能，主要产生化学能，主要将电能转化为化学能。过一会儿，充电器发烫，通过电流做功的方式改变物体的内能。

1．电能表读数时,要注意单位和小数点.单位是“kW·h”,读数最后一位是小数.
2．括号外的电流值是“标定电流”,对一般情况下读数不起作用;括号内的电流值是“额定最大电流”,它是电路的最大电流.

1．下列关于能量的说法中，正确的是（　 　）
A．洗衣机工作时是将机械能转化为电能
B．电水壶工作时是将内能转化为电能
C．用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移
D．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
【答案】C
2．华为公司推出首款5G折叠屏Mate X手机，该款手机采用向外折叠、可弯曲的屏幕，屏幕材料具有的特性是＿＿＿；给手机充电是把＿＿＿能转化为化学能；手机采用双电池结构，电池总容量高达4500mAh，可以在30min内快速充电80%，则充电电流为＿＿＿A。
【答案】柔韧性；电；7.2
【解析】可向外折叠、可弯曲说明柔韧性很好；充电时消耗了电能，是把电能转化为化学能储存在手机电池中；电池总容量W总=UIt，效率为80%，由η＝代入数据得I2=7.2A。
3．为提倡节能环保，攀枝花市引进大量新能源电动公交车。为新能源公交车充电的导线较粗是为了减小导线的　 　。若充电过程中充电电流为100A，充电电压为380V，则新能源电动公交车充电2h消耗的电能为　 　kW•h。
【答案】电阻；76
【解析】在温度、长度和材料相同时，导体的横截面积越大，即导线越粗，电阻越小；新能源电动公交车充电2h消耗的电能：
W＝UIt＝380V×100A×2×3600s＝2.736×108J＝2.736×108× kW•h＝76kW•h。
4．完成下列单位换算：
（1）19.3g/cm3＝________kg/m3； （2）5kW•h＝________J
【答案】 （1）19.3×104（2）1.8×107
【解析】（1）因为1g/cm3＝1×103kg/m3 ， 所以，19.3g/cm3＝19.3×103kg/m3；（2）因为1kW•h＝3.6×106J，所以，5kW•h＝5×3.6×106J＝1.8×107J。
5．华为某款手机锂电池上面标明电压为3.7V,容量为3000mAh,则它充满电后存储的电能为______J；该手机的待机电流为15mA,则该手机最长待机时间为______h。
【答案】(1)39960 (2)200
【解析】
充电电流所做的功即储存的电能为：W=UIt=3.7V×3000×10-3A×3600s=39960J。该手机最长待机时间为：t′===200h。
6．图丙是小明家的电能表月初与月末的示数，则他家本月用电 度。

【答案】137
【解析】
小明家月末电能表示数：918.5度；月初电能表示数：781.5度；小明家本月用电为：
W=918.5度－781.5度=137度。
7．一个电能表，表盘上标明“720revs/(kW・h)”，它的意思是__________，呼和浩特教研室某段时间用电，电能表两次示数如图所示，该时间段该地区每度电电费1.2元。这段时间需要交付多少电费？
1
6
3
2
0
1
9
5
1
7

【答案】接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW・h的电能，电能表上的转盘转过720转；383.64元
【解析】接在这个电能表上的用电器，每消耗1kW・h的电能，电能表上的转盘转过720转；消耗电能：W=W2－W1=1951.7kW•h－1632.0kW・h=319.7kW•h 所需电费：319.7kW•h×1.2元/度=383.64元。

知识点2：电功率
一、电功率（P）：
1．物理意义：表示电流做功的快慢。
2．单位：（1）国际单位：瓦特，简称瓦，符号是 W。
（2）常用单位：千瓦（kW），毫瓦（mW）
（3）换算：1kW＝1×103W，1W＝1×103mW。
3．定义：用电器工作时，电流所做的功W与做这些功所用时间t之比，叫用电器的电功率。
4．定义式：。
（1）W——电功——焦（J），t——时间——秒（s），P——功率——瓦（W）。
（2）变形式：W＝Pt，。
（3）该式为定义式，P与W和t没有正、反比关系，适用于任何电路。
5．导出式：（1）由W＝UIt和可得：P＝UI，该式为普适式，适用于任何电路。其变形式有：和。
（2）由和可得：；适用于纯电阻电路。其变形式有：和。
（3）由和可得：；适用于纯电阻电路。其变形式有：和。
二、额定电压、额定功率
1．额定电压：用电器正常工作时的电压，用U额表示。
2．额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率，用P额表示。
3．实际电压、实际功率：
　（1）实际加在用电器两端的电压，称为实际电压，用U实表示。
　（2）用电器在实际电压下工作时的功率，称为实际功率，用P实表示。
4．实际功率与额定功率的关系：
（1）U实 = U额，则 P实 = P额；用电器正常工作。
（2）U实 > U额，则 P实 > P额；可能烧毁用电器。
（3）U实 < U额，则 P实 < P额；用电器不能正常工作。
5．注意：
（1）灯泡的亮暗程度是由实际电功率的大小决定的。
（2）用电器消耗的电功率随着它两端电压的改变而改变。
典例分析
【例1】（2021·黑龙江绥化市·中考真题）如图所示，电源电压不变，定值电阻R0=20Ω，电流表量程为0~3A，小灯泡L标有“8V 4W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡正常工作一分钟消耗多少电能?
（2）电源电压是多少伏?
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，调节滑片P，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的最大功率是多少?

【答案】（1）240J；（2）12V；（3）28.8W
【解析】
解：（1）小灯泡正常工作一分钟消耗电能
W=Pt=4W×60s=240J
（2）当S闭合，S1、S2断开，滑片P在b端时，R与L串联，此时电流为I1。当滑片P从b端滑到某一位置时，电阻减小16Ω，电流增大，电流变化量I=0.2A，灯泡恰好正常发光，此时电流为I2，为

I1为

灯泡电阻

根据题意，电源电压为
①
②
解①②两式得U=12V。
（3）当S、S1、S2都闭合时，此时L被短路，R0与R井联，通过R0的电流

在保证电路安全的前提下，电流表最大示数I总=3A，此时R连入电路中阻值最小，电流最大，功率最大。通过滑动变阻器最大电流

滑动变阻器最大功率

答：（1）小灯泡正常工作一分钟消耗电能240J；
（2）电源电压是12V；
（3）滑动变阻器R的最大功率是28.8W。
【例2】（2021·黑龙江绥化市·中考真题）某同学家中有一台电热饮水机，铭牌上部分信息如图所示，饮水机加热电阻不受温度影响。关闭家中其它用电器，只让该饮水机单独工作，电能表转盘转了50转用时60s，电能表参数如图所示，则该饮水机在这段时间内消耗的电能为______J，此时家中的实际电压为______V。
XX牌电热饮水机
额定电压
220V
额定功率
1210W



【答案】6×104（或60000） 200
【解析】
[1]该饮水机在这段时间内消耗的电能为

[2]实际功率为

因为饮水机加热电阻不受温度影响，根据可得

可得U1=200V。

1．电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，用符号P表示．
2．电功率大小等于用电器在1秒时间内所消耗的电能．电功率的计算公式是P＝＝UI.
3．电功率的国际主单位是瓦特，用符号W表示；另一个常用单位是千瓦，用符号 kW表示；它们之间的换算关系是1 kW＝1 000 W.
4．额定电压是指用电器正常工作时的电压；额定功率是指用电器在额定电压下的功率．当灯泡的实际电压偏高时，灯泡实际功率会偏大，灯泡发光强烈；当灯泡的实际电压偏低时，灯泡实际功率会偏小，灯泡发光暗淡．

1．某同学在做“用滑动变阻器改变电流”的实验时，连接如图所示的电路，将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处，闭合开关S，发现小灯不亮，接下来的操作，在以下步骤中最合理的是（　　）
A．断开开关S，更换额定功率大一点的灯泡重新实验
B．断开开关S，增加电池的节数重新实验
C．断开开关S，拆掉导线重新连接电路
D．观察电流表的示数是否为零，判断电路是否断路
【答案】D
【解析】
AB、若电路发生断路故障时，换用更大功率的灯泡或增加电池数量，灯泡同样不发光，故AB错误；
C、如果灯丝断了或导线发生断路，拆掉导线重新连接电路，灯泡仍然不亮，故C错误。
D、该电路为串联电路，闭合开关，灯泡不亮时，先观察电流表是否有示数；如果无示数，说明电路出现断路现象，然后检测出断路的位置，并进行处理；如果电流表有较小的示数，则是电路中电阻较大造成的，可移动滑片观察灯泡是否发光；故D正确。
2．如图所示电路，电源电压为12V且保持不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J。则下列结果正确的是（ ）
A．电路中的最大电流为1A
B．滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消粍的电能为60J
C．滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8∶1
D．R1先后两次消耗的电功率之比为16∶9
【答案】D
【解析】
根据电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压；滑片从中点到b端时，变阻器接入电路的阻值增大，由串联分压的规律可知，电压表示数（变阻器的电压）将增大，电压表示数增大了2V，即滑片在b点时电压表的示数为4V+2V=6V；在10s内定值电阻R1产生的热量为36J，由Q=W=Pt=t可得R1的阻值：R1=t=×10s=10Ω；
A、当滑片在a点时，变阻器接入电路的阻值为0，电路中的电流最大，
则电路中的最大电流：I最大== =1.2A，故A错误；
B、串联电路中各处的电流相等，滑片在中点时，电路中的电流：I= = =0.8A，10s内滑动变阻器R消耗的电能：W滑=U滑It=4V×0.8A×10s=32J，故B错误；
C、当滑片在b点时，变阻器接入的阻值最大，电路中的电流最小，电路中的最小电流：
I最小== =0.6A，由P=UI可得，滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比：
= = ，故C错误；
D、由P=UI可得，R1先后两次消耗的电功率之比：= = ，故D正确。
3．如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω，电压表的量程为0～15V。电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则下列结果正确的是（　　）

A．电源电压为20V
B．R1的阻值为5Ω
C．为了保证电压表不被烧坏，滑动变阻器的阻值变化范围为4～30Ω
D．开关S闭合后电路消耗的最小功率为14.4W
【答案】D
【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压。
（1）由图乙可知，当R2＝10Ω时U1＝12V，当R2′＝20Ω时U1′＝8V，
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流分别为：
I＝＝，I′＝＝，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压保持不变，
所以，电源的电压：U＝I（R1+R2）＝I′（R1+R2′），
即（R1+10Ω）＝（R1+20Ω），解得：R1＝10Ω，故B错误；
电源的电压U＝I（R1+R2）＝×（10Ω+10Ω）＝24V，故A错误；
（2）当电压表的示数U1″＝15V时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的电流：I大＝＝＝1.5A，
此时滑动变阻器两端的电压：U2小＝U－U1″＝24V－15V＝9V，
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2小＝＝＝6Ω，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最小，
所以，滑动变阻器接入电路中的阻值范围为6Ω～30Ω，故C错误；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的功率最小，
则P小＝＝＝14.4W，故D正确。
4．现有电源、开关、电流表、电压表、灯泡、滑动变阻器各一个，其中灯泡的U﹣I图象如图所示。将这些元件用导线连成电路后，闭合开关，滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中，电压表的示数从5V开始减小，电流表的示数从0.3A开始增大。下列结论正确的是（　　）

A．电源的电压为5V B．小灯泡的最大功率为0.3W
C．滑动变阻器的最大阻值为20Ω D．整个电路的最小功率是1.8 W
【答案】D
【解析】
（1）根据题意可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，如图所示：

（2）当电压表的示数为5V时，电路中的电流为0.3A，由图象得出此时灯泡两端的电压UL＝1V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压：
U＝U滑+UL＝5V+1V＝6V，故A错误；
由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值：R滑＝＝≈16.7Ω，故C错误；
整个电路的最小功率：Pmin＝UI＝6V×0.3A＝1.8W，故D正确；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，灯泡两端的电压和电源的电压相等，
由图象可知通过灯泡的电流I′＝0.5A，则小灯泡的最大功率：
PLmax＝UI′＝6V×0.5A＝3W，故B错误。
5．如图所示的电路，电源电压恒为3V。闭合开关S，电流表A1示数为0.5A，A2示数为0.3A，则电阻R1是 Ω，通过电阻R2的电流是 A，电阻R1的电功率是 W，在5min内整个电路消耗的电能是 J。
A1
S
R2
R1
A2

【答案】10；0.2；0.9；450
【解析】R1与R2并联，A2测量R1的电流，A1测量干路电流。R1===10Ω；通过R2电流I2=I－I1=0.5A－0.3A=0.2A；电阻R1的电功率P=UI1=3V×0.3A=0.9W；在5min内整个电路消耗的电能W=UIt=3V×0.5A×5×60s=450J。
6．如图所示的电路中，L1标有“6V 3W“，L2标有“3V 3W”，闭合开关后，两灯均发光，此时电路的总电阻R总＝　　Ω，两电压表示数之比U1︰U2＝　 　；若将两灯并联后接入3V电路中，则两灯的实际功率之比P1︰P2＝　 　。（不计温度对灯丝电阻的影响）

【答案】15；5︰1；4︰1
【解析】由P＝UI＝可得，两灯泡的电阻分别为：
R1＝＝＝12Ω，R2＝＝＝3Ω，
由电路图可知，L1与L2串联，电压表V1测电源两端的电压，电压表V2测L2两端的电压，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时电路的总电阻：R总＝R1+R2＝12Ω+3Ω＝15Ω，因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I＝可得，两电压表示数之比：＝＝＝＝，
由P＝UI＝I2R可得，两灯的实际功率之比：＝＝＝＝
7．（2021·湖北十堰市·中考真题）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡L正常发光时的电阻为10Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P从a端滑至b端的过程中，电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示。求：
（1）小灯泡的额定功率和定值电阻R0的阻值；
（2）滑动变阻器的最大阻值；
（3）电路总功率的最大值和最小值。

【答案】（1）1.6W，10Ω；（2）25Ω；（3）3.2W，1.6W
【解析】
解：（1）当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在a端时，滑动变阻器阻值最大，此时滑动变阻器、R0和灯泡串联接入电路中，此时电路中电流最小，电压表V1测量L的电压，示数为1V，电压表V2测量R0和L的总电压，示数为3V，串联电路电流处处相等，所以此时电路中的电流为I=0.2A，L的电压为UL=1V，R0的电压为U0=2V，当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路阻值为0，此时R0和灯泡串联接入电路，根据欧姆定律可知，此时电路中电流最大，根据乙图可知此时电流为0.4A，电压表V1测量L的电压，示数为4V，电压表V2测量R0和L的总电压，示数为8V；所以此时电路中的电流为I'=0.4A，L的电压为UL'=4V，R0的电压为U0'=4V，当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在b端时，根据欧姆定律可知此时灯泡L的电阻为

根据题意，此时灯泡正常发光，所以灯泡的额定功率为
P额=UL'I'=4V×0.4A=1.6W
定值电阻R0的阻值为

（2）当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在b端时，此时滑动变阻器接入阻值为0，此时R0和灯泡串联接入电路中，电源电压
U电=UL'+U0'=4V+4V=8V
滑片在a时，变阻器分压
U滑=U电-U0-UL=8V-2V-1V=5V
滑动变阻器的最大阻值

（3）电路总功率的最大值为
P大=U电I'=8V×0.4A=3.2W
电路总功率的最小值为
P小=U电I=8V×0.2A=1.6W
答：1）小灯泡的额定功率为1.6W，定值电阻R0的阻值为10Ω；
（2）滑动变阻器的最大阻值为25Ω；
（3）电路总功率的最大值为3.2W，电路总功率的最小值为1.6W。

知识点3：焦耳定律
一、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．公式：Q = I2Rt 
3．单位：焦耳（J）
二、电能和电热关系
1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即
　　Q = W = UIt = I2Rt
　　如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：
电能 内能+机械能 W＞Q热
三、电热的利用和防止
1．电热的利用

用来加热 利用电热孵化器孵小鸡
电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。
2．电热的危害
很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。

典例分析
【例1】下列用电器主要利用电流热效应工作的是（　　）

A．电饭煲 B．电视机 C． 洗衣机 D．油烟机
【答案】A
【解析】电流的热效应：电流通过导体要发热，这叫做电流的热效应，如电灯、电炉、电烙铁、电焊等都是电流的热效应的例子。
A、电饭煲工作时，将电能转化为内能，加热食物，是利用电流的热效应工作的，故A符合题意；
B、电视机工作时，主要是把电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故B不符合题意；
CD、洗衣机和油烟机工作时，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CD不符合题意。
【例2】用图示装置探究“影响电热的因素”，A、B、C为三根相同的电阻丝。以A、B为研究对象，该实验探究的是在　 　不变时电热与　 　的关系；若将C也置于右侧容器中，这时B、C并联后可等效为一根电阻丝，那么，该装置还可探究在　 　不变时电热与　 　的关系。（填“电流”或“电阻”）

【答案】电阻；电流；电流；电阻
【解析】
（1）由图知，电阻丝B、C并联后与A串联，根据并联电路的电流特点可知，通过A的电流与通过B、C的电流之和相同，所以通过A的电流大于通过B的电流，已知容器内A、B的电阻相同，在通电时间相同时，该实验探究的是电流产生热量与电流大小的关系；
（2）若将C也置于右侧容器中，这时B、C并联后可等效为一根电阻丝（等效电阻为5Ω），其等效电阻是A电阻丝的一半，此时通过A的电流与通过右侧“一根”电阻丝的电流相同，所以探究的是：电流相同时，相同时间内电流产生热量与电阻大小的关系。

1．电流的热效应：是指电流通过导体时电能转化为热能的现象．
2．焦耳定律：Q＝I2Rt.
3．利用电热的实例有：长时间不用的电视机会受潮，可以每过一段时间通电利用电热来驱潮；各种电热器(自身发热的电热器)如电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器；电热器的主要组成部件是发热体，它是用电阻较大、熔点较高的材料制成．
4．防止电热危害的实例有：不要让电视机长时间工作；电视机的外壳上有散热窗；电动机外壳装有许多翼状的散热片；电脑内部装有散热风扇等．

1．下列说法正确的是（　　）
A．纳米防水材料制成的镜子，在充满蒸汽的浴室内依然光亮
B．活塞式抽水机利用了连通器原理
C．通常情况下，盐水和食用油都是导体
D．超导材料可用于电饭锅的发热体和远距离输电线
【答案】A
【解析】
A、纳米材料具有不沾水性，所以纳米防水材料在充满蒸气的浴室里依然光亮，故A正确；
B、活塞式抽水机利用了大气压的作用将水抽到高处，而不是连通器原理，故B错误；
C、通常情况下，盐是导体，食用油是绝缘体，故C错误；
D、超导材料电阻为零，电流流过导体时，导体不发热，电饭锅是利用电流的热效应工作的，超导体不能用来制作电饭锅的发热体，故D错误。
2．下列说法正确的是（　　）
A．电荷的移动形成电流
B．电路中有电压就一定有电流
C．把一根铜丝均匀拉长后电阻变小
D．长时间使用的手机发烫，是因为电流的热效应
【答案】D
【解析】A 、电荷定向移动形成电流，缺少“定向”二字，故 A 选项不符合题意；
B 、电路中有电压时，要形成电流还必须保证电路通路，故 B 选项不符合题意；
C、铜丝被均匀拉长之后，铜丝的横截面积变小，长度变长，则铜丝的电阻增大，故选项不符合题意；
D、因为手机电路中的元件有电阻，所以长时间使用后，由于电流的热效应会使得手机发热，故 D 选项符合题意。
3．如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A、B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1=R2=R3。小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关。下列说法正确的是（　　）
A
B
A．此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B．通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
C．电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
D．通电后，A管的液面将会比B管的液面高
【答案】D
【解析】由图7知，R2与R3并联后再与R1串联，R1处于干路上，根据并联电路的电流特点知，通过R1的电流大于通过R2的电流，而R1=R2，可见，该实验探究的是电热Q与电流是否有关，故A、B均错误；又根据U=IR知，R1两端的电压大于R2两端的电压，故C错误；通电后，由于置于密闭空气中的电阻丝R1=R2，而通过R1的电流大于通过R2的电流，由Q=I2Rt知，左容器中空气吸热较多，内能增大较多，温度较高，所以A管的液面将会比B管的液面高，故D正确。
4．甲图是小灯泡L 和电阻R 的 I − U 图象。将小灯泡 L 和电阻 R 接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L 的实际功率为1W。下列说法错误的是（ ）
A．只闭合开关S1 时，小灯泡L 的电阻为4Ω
B．再闭合开关S2 时，电流表示数增加0.2A
C．再闭合开关S2 时，电路总功率为1.4W
D．再闭合开关S2 后，在1min 内电阻R 产生的热量为240J
【答案】D
【解析】
A、只闭合 S1 时，电路中只接入 L，L 的实际功率为 1W，由 P=UI 得，在甲图中找出L 符合 U、I 乘积为 1W 的图象，则 U=2V，I=0.5A，则小灯泡 L 的电阻为4Ω ，故 A 选项不符合题意；
B 、由 A 选项分析得电源电压 U=2V，再闭合 S2 后，R 并联接入电路，电压为 2V，在甲图中找出 R 此时对应电流为 0.2A，则电流表示数增大 0.2A，故 B 选项不符合题意；
C 、再闭合 S2 时，电源电压为 2V，R 的电流为 0.2A，L 的电流为 0.5A，电路中总电流为 0.7A，故总功率 P=U 总 I 总=2V×0.7A=1.4W，故 C 选项不符合题意。
D 、再闭合 S2 时，电源电压为 2V，R 的电流为 0.2A，在1min 内电阻R 产生的热量Q=W=UIt=2V×0.2A×60s=24J，故 D 选项符合题意。
5．在探究“影响电流热效应的因素”的实验中，要探究电流热效应与电流关系，应控制的变量是 .如图所示，R1＝5Ω，R2＝10Ω，电源电压3V，则通电10s电流通过R1、R2产生热量之比为 .

【答案】电阻和通电时间；1︰2
【解析】（1）根据Q=I2Rt,电流通过导体产生热量（电流热效应）跟电流、电阻和通电时间都有关，故要探究电流热效应与电流关系，应控制的变量是电阻和通电时间相同；
（2）如图，两电阻串联，电流和通电时间相同，根据Q=I2Rt，Q1︰Q2=R1︰R2=5Ω︰10Ω=1︰2
5．如图所示，电源电压恒为12V，定值电阻R1＝10Ω，R2＝15Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为18Ω，则R1上每秒钟发热的最小值为 　J，R3的电功率的最大值为　 　W。

【答案】0.9；6。
【解析】
（1）由图知，R1与R2并联后与变阻器R3串联，根据串联电路的分压原理知，当变阻器连入阻值最大时，并联部分两电阻分得电压最小，此时R1上每秒钟发热最少，
并联部分的总电阻：R＝＝＝6Ω，
由串联电路特点和欧姆定律有： ＝，
则：＝＝＝，
又因为：U并+U滑＝U＝12V，所以U1＝U并＝U＝×12V＝3V，
则R1上每秒钟发热的最小值：Q1最小＝W1最小＝t＝×1s＝0.9J；
（2）由串联电路特点和欧姆定律可得，电路中的电流：I＝，
滑动变阻器消耗的电功率：P3＝I2R3＝（）2R3＝×R3，
所以，当R3＝R并＝6Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大为：
P3最大＝×R3＝＝＝6W。
6．（2021·甘肃中考真题）在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用了如图电路。


（1）为了在短时间内达到明显的实验效果，两烧瓶中应装入质量和初温都相同的___________（选填“水”或“煤油”），实验中通过观察___________来比较电流通过导体产生热量的多少；
（2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系；
（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电流表示数___________（选填“相同”或“不同”），可以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系。
【答案】煤油 温度计的示数 电阻 不同 电流
【解析】
（1）[1]两个烧瓶中应装入质量和初温相同的煤油，因为煤油的比热容较小，在吸收较少热量，便能升温较明显。
[2]实验中，可通过观察温度计的示数来比较电流通过导体时产生热量的多少，因为导体产生的热量不同，烧杯中煤油吸收的热量也不同，则温度计示数也不同。
（2）[3]图甲中，两电阻不同的电热丝串联在电路中，则通过电热丝的电流相同，那么探究的是电流通过导体产生热量与电阻的关系。
（3）[4][5]图乙中，两个阻值相同的电热丝分别与电流表和滑动变阻器串联后，再并联在电路中，那么应调节变阻器的滑片让两个电流表的示数不同，即通过两电热丝的电流不同，这样便可探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。

实验探究：测量小灯泡的电功率
一、伏安法测量小灯泡的电功率
1．实验目的：测量小灯泡的额定功率和实际功率
2．实验原理：P=UI
3．实验器材：电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表、电压表、导线
4．电路图：

5．记录表格
灯的规格
电压（V）
电流（A）
电功率（W）
灯的发光情况



U=U额



U>U额



U