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第十講：電能
1. 定義： 電流 所做的功，簡(jiǎn)稱電功。
2. 實(shí)質(zhì)：電流做功的過程，實(shí)際就是電能轉(zhuǎn)化為 其他能 (消耗電能)的過程；電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，即消耗了多少電能。
3. 規(guī)定：電流在某段電路上做的功等于該電路兩端的 電壓 、電路中的 電流 和 時(shí)間 的乘積。
4. 計(jì)算公式： W=UIt (適用于所有電路)。
對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出： （電阻、白熾燈適用，電動(dòng)機(jī)不適用）
5. 單位：國(guó)際單位是 焦耳 ；因?yàn)閃=Pt，所以單位也可以是千瓦時(shí)(kW·h)。
換算關(guān)系:1kW·h= 3.6×106 W·s= 3.6×106 J。
【典例1】（2023·北京）如圖是兩個(gè)定值電阻R1、R2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，R1、R2所用電阻絲（涂有絕緣漆）粗細(xì)均勻、材料相同，分別纏繞在相同的圓柱形絕緣棒上，圈數(shù)分別為43圈和33圈，R1的電阻絲比R2的電阻絲細(xì)。將R1、R2并聯(lián)在電路中工作一段時(shí)間，下列說法正確的是（　　）
A．通過R1的電流等于通過R2的電流
B．R1兩端的電壓大于R2兩端的電壓
C．R1的電功率大于R2的電功率
D．R1消耗的電能小于R2消耗的電能
【答案】D
【知識(shí)點(diǎn)】影響電阻大小的因素；電功的計(jì)算
【解析】【解答】A.R1的電阻細(xì)，R1>R2，通過R1的電流小于通過R2的電流，A不符合題意；
B.R1兩端的電壓等于R2兩端的電壓，B不符合題意；
C.電阻并聯(lián)時(shí)，電壓相等，根據(jù)，R1的電功率小于R2的電功率，C不符合題意；
D.根據(jù)，R1消耗的電能小于R2消耗的電能，D符合題意。
故答案為：D.
【分析】電阻的材料長(zhǎng)度相同時(shí)，橫截面積越小，電阻越大； 并聯(lián)電路中，支路電壓相等；根據(jù)電壓和電阻，判斷電功率的大小；根據(jù)電壓、電阻和時(shí)間，判斷消耗電能的多少。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】（2023·南充）如圖所示為電阻R1和R2的I—U圖像，下列說法正確的是（　　）
A．R2的阻值為10Ω
B．兩電阻串聯(lián)與并聯(lián)的總阻值之比為9∶4
C．將兩電阻串聯(lián)接入電路，通電后，R1兩端電壓與R2兩端電壓之比為1∶2
D．將兩電阻并聯(lián)接入電路，通電1分鐘，電流通過R1產(chǎn)生的熱量與電流通過R2產(chǎn)生的熱量之比為1∶2
【答案】D
【知識(shí)點(diǎn)】歐姆定律及其應(yīng)用；電功與熱量的綜合計(jì)算
【解析】【解答】A.根據(jù)圖像，計(jì)算R2的阻值為，A不符合題意；
B.計(jì)算電阻R1阻值為，兩電阻串聯(lián)，總電阻為R串=5Ω+10Ω=20Ω，并聯(lián)的總阻值為，，電阻之比為，B不符合題意；
C.將兩電阻串聯(lián)接入電路，根據(jù)圖像，R1兩端電壓與R2兩端電壓之比為2∶1，C不符合題意；
D.將兩電阻并聯(lián)接入電路，通電1分鐘，由于電流和時(shí)間相等，根據(jù)Q=I2Rt可知，電流通過R1產(chǎn)生的熱量與電流通過R2產(chǎn)生的熱量之比為1∶2，D符合題意。
故答案為：D.
【分析】根據(jù)電壓和電流的比值， 計(jì)算電阻；利用串聯(lián)電路電阻規(guī)律計(jì)算總電阻，利用并聯(lián)電路電阻規(guī)律，計(jì)算總電阻；根據(jù)電流、電阻和時(shí)間，計(jì)算電流產(chǎn)生的熱量。
1. 定義：電流在 單位時(shí)間 內(nèi)所做的功。
2. 科學(xué)意義：表示 做功快慢 的科學(xué)量。燈泡的亮度取決于燈泡的 實(shí)際功率 。實(shí)際功率越大，燈泡越 亮 ；實(shí)際功率越小，燈泡越 暗 。
3. 計(jì)算公式: 計(jì)算電功率的公式為P= UI 。
(1)由電功的計(jì)算公式可知W、P、t之間的關(guān)系是P= 。
(2)由歐姆定律 及電功率計(jì)算公式P=UI 可推知： 這兩個(gè)推導(dǎo)公式只適用于純電阻電路。
注意：適用于所有電路)。對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出： 。
4. 單位：國(guó)際單位是 瓦 ，常用單位有千瓦(kW)、兆瓦(MW)等。
單位換算:1kW= 1000 W,1MW= 1×106 W,1W= 1×10-6 mW。
5. 額定電壓和額定功率；實(shí)際電壓和實(shí)際功率（燈泡亮度的直接因素）
(1)額定電壓：用電器正常工作時(shí)的電壓。
(2)額定功率：用電器在 額定電壓 下工作時(shí)的電功率。
（3）某燈泡上標(biāo)有“220 V 60W”字樣，表示該燈泡的額定電壓為 220V ，額定功率為 60W 。
①當(dāng)時(shí),，燈泡正常發(fā)光；
②當(dāng)燈泡不能正常工作，發(fā)光變暗；
③當(dāng)燈泡不能正常工作，發(fā)光強(qiáng)烈，長(zhǎng)期使用會(huì)影響其壽命。
【典例2.1】（2023 甌海區(qū)模擬）現(xiàn)有甲、乙、丙三個(gè)燈泡，分別標(biāo)有“220V 25W”、“110V 25W”、“36V 25W”的字樣，當(dāng)它們都是在各自額定電壓下工作時(shí)，它們的亮度情況是（　　）
A．甲燈較亮 B．乙燈較亮 C．一樣亮 D．丙燈較亮
【答案】C
【解答】解：因三燈泡的額定功率相同，當(dāng)它們工作在額定電壓下，實(shí)際功率等于額定功率，即三燈泡的實(shí)際功率相同，故三燈的亮度相同；
故選：C。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.1】（2023·龍東）標(biāo)有“6V；3W”和“6V；6W”的燈L1和L2（假設(shè)兩燈燈絲電阻不變），若將它們串聯(lián)在某電源上，使其中一個(gè)燈正常發(fā)光時(shí)，下列說法正確的是（　　）
A．通過燈L1和L2的電流之比為1∶2
B．燈L1和L2兩端的電壓之比為2∶1
C．燈L2和L1的發(fā)光亮度相同
D．能夠正常發(fā)光的燈應(yīng)是燈L2
【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】串聯(lián)電路的電流規(guī)律；電功率的計(jì)算
【解析】【解答】根據(jù)燈泡的規(guī)格，計(jì)算電阻為，，
A.由于串聯(lián)電路電流處處相等，通過燈L1和L2的電流之比為1∶1，A不符合題意；
B.根據(jù)U=IR，計(jì)算分壓，燈L1和L2兩端的電壓之比為2∶1，B符合題意；
C.根據(jù)公式P=UI，由于L1分壓大，實(shí)際功率大，燈L2和L1的發(fā)光亮度不相同，C不符合題意；
D.L1的實(shí)際功率大，能夠正常發(fā)光的燈應(yīng)是燈L1，D不符合題意。
故答案為：B.
【分析】根據(jù)用電器的電壓和電功率，計(jì)算電阻；結(jié)合串聯(lián)電路的電流和電壓規(guī)律，分析燈泡發(fā)光情況。
【拓展2.1】（2023·廣安）如圖甲所示，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端移至b端的過程中，消耗的電功率P1隨阻值變化關(guān)系如圖乙所示。下列分析錯(cuò)誤的是（　　）
A．定值電阻為10Ω
B．電源電壓為12V
C．滑片P置于b端時(shí)，閉合開關(guān)S，電壓表的示數(shù)為10V
D．滑片P置于b端時(shí)，閉合開關(guān)S，通電1分鐘產(chǎn)生的熱量為24J
【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】電功與熱量的綜合計(jì)算
【解析】【解答】 如圖甲所示R1與R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R2兩端電壓，如圖乙，當(dāng)
電流I1=0.6A.此時(shí)R1兩端電壓根據(jù)可得U1=6V，而電源電壓U=U1+I1R2=6V+0.6AR2①；
當(dāng)此時(shí)R1兩端電壓，電源電壓②。
由①②可解得，U=12V，R2=10，當(dāng)滑片p在b端時(shí)，電壓表的示數(shù)是12V-10V=2V，通電1分鐘R2產(chǎn)生的熱量Q=I2R2t=24J.
A： 定值電阻為10Ω A正確 不符合題意
B：電源電壓為12V B正確 不符合題意
C：滑片P置于b端時(shí)，閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)為2V C 錯(cuò)誤 符合題意
D： 滑片P置于b端時(shí)，閉合開關(guān)S，通電1分鐘產(chǎn)生的熱量為24J D正確 不符合題意
故選C
【分析】根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，先求出電流，再根據(jù)電源電壓U=U1+I1R2 ，求出定值電阻，最后根據(jù)可算出1分鐘產(chǎn)生的熱量。
6. 測(cè)定小燈泡的電功率
（1） 根據(jù)電功率計(jì)算公式 P=UI (實(shí)驗(yàn)原理)。
可知，要測(cè)出小燈泡的功率，只需要用 電壓表 測(cè)出小燈泡兩端的電壓，用 電流表 測(cè)出通過小燈泡的電流，代入公式即可。這種測(cè)量電功率的方法叫伏安法測(cè)電功率。
（2） 實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量小燈泡的額定功率、實(shí)際功率，是通過調(diào)節(jié) 滑動(dòng)變阻器阻值 改變小燈泡兩端 電壓 來實(shí)現(xiàn)的。
(3)電路圖如圖所示。
（4）測(cè)小燈泡額定功率的拓展：安阻法、伏阻法。
【典例2.2】（2023江蘇無錫）用如圖所示的電路測(cè)量額定電壓為的小燈泡的額定功率。調(diào)節(jié)電阻箱，使它接入電路的阻值為。閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為，保持滑片的位置不變、閉合開關(guān)，斷開開關(guān)，此時(shí)電壓表示數(shù)為，斷開開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，使它接入電路的阻值為，閉合開關(guān)，此時(shí)電壓表示數(shù)為。則小燈泡的額定功率為（　　）

A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】由圖知道，當(dāng)閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為時(shí)，是燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)的電路，電壓表測(cè)量燈泡兩端的電壓，燈泡正常發(fā)光，由歐姆定律知道，此時(shí) ①，保持滑片的位置不變、閉合開關(guān)，斷開開關(guān)，此時(shí)變阻箱與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)的電路，電壓表測(cè)量變阻箱兩端的電壓，由歐姆定律知道，此時(shí) ②，斷開開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，使它接入電路的阻值為，閉合開關(guān)，此時(shí)電壓表示數(shù)為，由歐姆定律知道，此時(shí) ③，由①②③解得，，由知道，小燈泡的額定功率，故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.2】（2023·荊州）課后服務(wù)社團(tuán)活動(dòng)中，“創(chuàng)新”興趣小組在“測(cè)定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中先用如圖甲所示的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為2.5V（正常發(fā)光時(shí)電阻約為12Ω）。
（1）為能順利完成該實(shí)驗(yàn)，下列不同規(guī)格的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用____（選填字母）；
A．“10Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器
B．“20Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器
C．“5Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器
（2）電路連接完成后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表無示數(shù)，小燈泡不亮。那么出現(xiàn)該故障的原因是　 　；
（3）故障排除后重新連接電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向　 　端移動(dòng)（選填“左”“右”）；
（4）通過小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為　 　W；
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路來測(cè)量額定電壓為6V的小燈泡的額定功率。已知電源電壓為18V，定值電阻R的阻值為20Ω。實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①開關(guān)S、S1閉合，S2斷開，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R'的滑片，使小燈泡正常發(fā)光；
②保持滑片位置不動(dòng)，開關(guān)S、S2閉合，S1斷開，此時(shí)電壓表的示數(shù)為8V；
③再將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最右端，此時(shí)電壓表的示數(shù)為14V；
④小燈泡的額定功率P額=　 　W。
【答案】（1）B
（2）小燈泡斷路
（3）左
（4）0.5
（5）1.8
【知識(shí)點(diǎn)】電功率的計(jì)算；電功率的測(cè)量
【解析】【解答】測(cè)定小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)中；
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)，，滑動(dòng)變阻器的電阻約，為能順利完成該實(shí)驗(yàn)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用“20Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器，B符合題意；
（2）電路連接完成后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表無示數(shù)，小燈泡不亮，故障的原因是小燈泡斷路；
（3）閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，電壓表的示數(shù)如圖乙，示數(shù)為2.2V，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，需要增大燈泡的分壓，減小滑動(dòng)變阻器的分壓，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向左端移動(dòng)；
（4）通過小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.5A=0.5W；
（5）如圖丁所示的電路，測(cè)量額定電壓為6V的小燈泡的額定功率，已知電源電壓為18V，定值電阻R的阻值為20Ω。實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①開關(guān)S、S1閉合，S2斷開，滑動(dòng)變阻器滑片左邊的電阻與燈泡串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器的電壓，要使小燈泡正常發(fā)光，則燈泡兩端的電壓為6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得：U滑=U-U額=18V-6V=12V，所以，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片。使電壓表的示數(shù)為12V，則燈泡正常發(fā)光；
②保持滑片位置不動(dòng)，開關(guān)S、S2閉合，S1斷開，滑動(dòng)變阻器的全部電阻R’與定值電阻R串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器滑片左邊電阻兩端的電壓，此時(shí)電壓表示數(shù)為U左=8V；
由于滑動(dòng)變阻器的全部電阻連入電路，為了間接測(cè)出定值電阻R兩端的電壓，所以需要測(cè)出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，故再將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最右端，此時(shí)電壓表示數(shù)為滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，即U'=14V；
③在步驟②中，滑動(dòng)變阻器的全部電阻R’與定值電阻R串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得，R的電壓為：UR=U-U'=18V-14V=4V，由分壓原理可得：，所以滑動(dòng)變阻器滑片左邊電阻的阻值：
故在步驟①中，燈的額定電流為：
則小燈泡的額定功率：P額=U額I額=6V×03A=1.8W。
【分析】（1）根據(jù)燈泡和滑動(dòng)變阻器的分壓關(guān)系， 計(jì)算電阻關(guān)系，計(jì)算電阻大小；
（2）在串聯(lián)電路中，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，電壓表測(cè)量的位置斷路；
（3）若使燈泡的電壓變大，減小滑動(dòng)變阻器的電阻，減小其分壓；
（4）根據(jù)電壓和電流的乘積，計(jì)算電功率；
（5）結(jié)合電壓表和定值電阻，測(cè)量燈泡發(fā)光時(shí)的電流值，根據(jù)電壓和電流的乘積計(jì)算電功率。
7.電能常見的專題：
家用電器的高溫檔、低溫檔問題：
因?yàn)榧彝ル娐冯妷翰蛔儯鶕?jù)可知，接入電路的電阻大，功率小（低溫檔）；電阻小，功率大（高溫檔）
【典例2.3】（2023·遼寧丹東）如圖所示是某品牌電熱鍋的簡(jiǎn)化電路，R1、R2均為發(fā)熱電阻。電熱鍋工作時(shí)，通過開關(guān)S1和S2實(shí)現(xiàn)低溫、中溫和高溫的擋位控制，已知低溫?fù)蹼娮鑂1=110Ω，中溫?fù)豕β蕿?80W；求：
（1）電熱鍋低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)的電功率；
（2）電熱鍋中溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)的電流；
（3）使用電熱鍋高溫?fù)鯇①|(zhì)量為2kg的水從20℃加熱到75℃所用的時(shí)間。[不計(jì)熱量損失，水的比熱容c=4.2×103J/（kg ℃）]

【答案】（1）440W；（2）4A；（3）350s
【解析】解：（1）由電路圖和已知條件可以得出，當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí)，只有電阻R1接入電路，為低溫?fù)酰妷簽?20V，根據(jù)公式可得低溫檔功率為
（2）根據(jù)題意可知，當(dāng)只有電阻R2接入電路時(shí)為中溫?fù)酰姛徨佒袦負(fù)豕β蕿?80W，電壓為220V，由公式變形可知，此時(shí)電路中的電流為
（3）當(dāng)R1、R2均接入電路，即開關(guān)S1和S2均閉合時(shí)為高溫?fù)酰鶕?jù)串并聯(lián)電路中電功率的規(guī)律可知，高溫?fù)豕β蕿椋鶕?jù)熱平衡方程可知，即，所以所需的時(shí)間為
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.3】（2023·黑龍江齊齊哈爾）如圖甲所示是一款小型電火鍋，通過擋位開關(guān)實(shí)現(xiàn)高、中、低三擋控溫功能。圖乙是它的簡(jiǎn)化電路圖，R1、R2、R3均為加熱電阻（阻值保持不變）。已知R1的阻值為176Ω，電火鍋的部分參數(shù)如下表所示。求：
額定電壓 220V
低溫?fù)豕β?br/>中溫?fù)豕β?440W
高溫?fù)豕β?1100W
（1）R2的阻值是多少？
（2）電火鍋在低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)的功率是多少？
（3）某次使用時(shí)，用高溫?fù)鯇?kg水從20℃加熱到100℃用時(shí)5.6min，該電火鍋的實(shí)際功率是多少？（不計(jì)熱損失）

【答案】（1）66Ω；（2）220W；（3）1000W
【解析】解：（1）從表格中可以看到，高溫?fù)醯墓β蕿?100W，再觀察圖乙，高溫?fù)鯐r(shí)，根據(jù)電流的流法可知道，只有電阻R3接入電路，電源電壓為220V，根據(jù)電功率推導(dǎo)式可知，R3的阻值大小為
R3的阻值大小為44Ω；從表格中還可以看到，中溫?fù)醯墓β蕿?40W，再觀察圖乙，中溫?fù)鯐r(shí)，根據(jù)電流的流法可知道，電阻R2和R3串聯(lián)接入電路，電源電壓為220V，根據(jù)電功率推導(dǎo)式可知
最后解得。
（2）電火鍋在低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，從圖乙可以看到，電阻R1和R3串聯(lián)接入電路，電源電壓為220V，R1的阻值為176Ω，由（1）解析可知，R3的阻值大小為44Ω，根據(jù)電功率推導(dǎo)式可知，電火鍋在低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)的功率為
低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)的功率為220W。
（3）由題意可知，用高溫?fù)鯇?kg水從20℃加熱到100℃，水吸收的熱量為
水吸收的熱量為3.36×105J，由于不計(jì)熱損失，消耗的電能完全轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，所以
用時(shí)5.6min=336s，根據(jù)電功率公式可知，該電火鍋的實(shí)際功率為
該電火鍋的實(shí)際功率為1000W。
功率最值問題（定值電阻功率、電路總功率、滑動(dòng)變阻器功率）：
定值電阻功率最值問題：因?yàn)殡娮璨蛔儯鶕?jù)可知，定值電阻兩端電壓最大或者電流最大時(shí)，有最大功率，即 ； ；。反之，可求最小值。
電路總功率最值:因?yàn)殡娫措妷阂话悴蛔儯鶕?jù)總電阻最小或者電流最大，有最大功率，即 ；。反之可求最小值。
滑動(dòng)變阻器功率最值：根據(jù)P=,由數(shù)學(xué)知識(shí)可知當(dāng)R=時(shí)，有最大值，即。
【典例2.4】（2023湖南岳陽(yáng)）如圖，電源電壓為18V，小燈泡規(guī)格為“10V，10W”且不考慮燈絲電阻隨溫度變化，R1為定值電阻。R2為滑動(dòng)變阻器，最大阻值為60Ω。甲乙是同種電表，可供選擇的電表為雙量程電壓表（量程分別為0~3V，0~15V）和電流表（量程分別為0~0.6A；0~3A）。閉合開關(guān)，在保證電路安全的情況下，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R ，兩表示數(shù)均有變化且小燈泡亮度發(fā)生改變。當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，甲、乙兩表示數(shù)之比為8:13。下列表述均正確且無遺漏的一組是：（　　）
①甲、乙同為電流表
②R 阻值為5Ω
③調(diào)節(jié)R ，通過R 最小的電流為0.24A
④調(diào)節(jié)R ，小燈泡的最小功率為3.6W
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
【答案】B
【解析】為確保電路安全，若甲乙同為電流表時(shí)，電路為R1、R2、L并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路中電壓的特點(diǎn)可知燈泡電壓此時(shí)超過額定電壓，燈泡會(huì)被燒毀，因此，甲乙兩表不能為電流表，應(yīng)同為電壓表；
當(dāng)甲乙同為電壓表時(shí)，電路為串聯(lián)，電源電壓為18V，甲電表測(cè)R1、R2兩端電壓，乙電表測(cè)R2、L兩端電壓，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，電壓為10V，且兩電表的示數(shù)之比為8:13，則電路中的電流為，燈泡電阻為，電路中的總電阻為，則可得----------①，根據(jù)兩電壓表的示數(shù)之比可得-------------②，聯(lián)立①②可解的，；為確保電路安全，當(dāng)乙電壓表的示數(shù)為15V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大，則電路中電流最小，此時(shí)R1的電壓為，最小電流為，根據(jù)可知，燈泡的最小電功率為，所以②④符合題意，故B正確，ACD錯(cuò)誤。
故選B。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.4】（2023棗莊）如圖甲所示，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器滑片P從b點(diǎn)滑向a點(diǎn)的過程中，兩個(gè)電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像如圖乙所示。
（1）圖乙中__________（選填“dc”或“ec”）表示電壓表V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像；
（2）該電路消耗的最大總功率與最小總功率之比為__________。
【答案】ec 3∶1
【解析】（1）由甲圖可知，R0與R串聯(lián)，電壓表V1測(cè)R0兩端的電壓，電壓表V2測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，滑動(dòng)變阻器滑片P從b點(diǎn)滑向a點(diǎn)的過程中，滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值變小，電路中的電流變大，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變小，R0兩端的電壓變大，所以圖乙dc表示電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像，ec表示電壓表V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像。
（2）滑片P在a點(diǎn)時(shí)，電路中的電阻最小，電流最大，電流，由可知，電路總功率最大，滑片P在b點(diǎn)時(shí)，電路中的電阻最大，電流最小，電流，由可知，電路總功率最小，則該電路消耗的最大總功率與最小總功率之比為
電動(dòng)機(jī)問題：因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)消耗的電能轉(zhuǎn)化為熱能和機(jī)械能，即UIt=，通常利用這個(gè)關(guān)系計(jì)算電動(dòng)機(jī)的線圈電阻，絕對(duì)不能用R=。
【典例2.5】（2021九下·臺(tái)州開學(xué)考）用12V的電源為微型電動(dòng)機(jī)供電的電路如圖（甲）所示。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S1、S2均向上合上時(shí)，電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，電流I隨時(shí)間t變化的圖象如圖（乙）所示。當(dāng)電流穩(wěn)定時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作。已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)歐姆定律不適用，并忽略溫度對(duì)電阻的影響。
（1）當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S1、S2同時(shí)　 　（向上或向下）合上時(shí)可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。
（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為　 　W。
（3）電動(dòng)機(jī)的電阻為　 　Ω，正常工作時(shí)的輸出功率為　 　W。
【答案】（1）向下
（2）4.8
（3）10；3.2
【知識(shí)點(diǎn)】歐姆定律及其應(yīng)用；電功率計(jì)算公式的應(yīng)用
【解析】【分析】（1）通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向與磁場(chǎng)方向和電流方向有關(guān)，因此只要改變通過電動(dòng)機(jī)的電流方向，就能改變電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。
（2）根據(jù)乙圖確定電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流，然后根據(jù)P=UI計(jì)算出消耗的電功率；
（3）當(dāng)剛剛閉合開關(guān)時(shí)，電動(dòng)機(jī)還沒有轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)相當(dāng)于純電阻電路，符合歐姆定律，根據(jù)乙圖確定此時(shí)的最大電流，然后根據(jù)計(jì)算出電阻。然后根據(jù)P熱=I2R計(jì)算出電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的發(fā)熱功率，最后根據(jù)P輸出=P-P熱計(jì)算輸出功率即可。
【解答】（1）當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S1、S2均向上合上時(shí)，電流從電動(dòng)機(jī)左端流入；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S1、S2均向下合上時(shí)，電流從電動(dòng)機(jī)右端流入，此時(shí)電流方向恰好相反，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。
（2）根據(jù)乙圖可知，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電流為0.4A，
那么此時(shí)它的功率：P=UI=12V×0.4A=4.8W。
（3）根據(jù)乙圖可知，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間電流為1.2A，
那么電阻為：；
電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)發(fā)熱功率P熱=I2R=（0.4A）2×10Ω=1.6W；
輸出功率為：P輸出=P-P熱=4.8W-1.6W=3.2W。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.5】（2020九上·慈溪月考）如圖所示，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電路中的電流為1A，電壓表V2的示數(shù)是10V，定值電阻R的阻值為4Ω，電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為1Ω，不計(jì)摩擦，下列說法不正確的是（　　）
A．電壓表V1的示數(shù)為6V
B．電路消耗的功率是10W
C．通電一分鐘電流通過電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量是240J
D．通電一分鐘電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能是300J
【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】歐姆定律及其應(yīng)用；熱量的計(jì)算；電功計(jì)算公式的應(yīng)用
【解析】【分析】（1）定值電阻R與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，電壓表V1測(cè)電動(dòng)機(jī)的電壓，V2測(cè)電源電壓。首先根據(jù)U=IR計(jì)算出定值電阻的電壓，再根據(jù)UM=U總-U計(jì)算出V1的示數(shù)；
（2）根據(jù)P總=U總I總計(jì)算電路消耗的功率；
（3）根據(jù)Q=IM2RMt計(jì)算電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量；
（4）根據(jù)WM=UMIMt計(jì)算出計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的電能，然后根據(jù)W機(jī)械=W總-Q計(jì)算出產(chǎn)生的機(jī)械能。
【解答】定值電阻R與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，電壓表V1測(cè)電動(dòng)機(jī)的電壓，V2測(cè)電源電壓。
A.定值電阻的電壓U=IR=1A×4Ω=4V；
V1的示數(shù)UM=U總-U=10V-4V=6V，
故A正確不合題意；
B.電路消耗的功率P總=U總I總=10V×1A=10W，故B正確不合題意；
C.電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量Q=IM2RMt=（1A）2×1Ω×60s=60J，故C錯(cuò)誤符合題意；
D.電動(dòng)機(jī)消耗的電能WM=UMIMt=6V×1A×60s=360J，產(chǎn)生的機(jī)械能：W機(jī)械=W總-Q=360J-60J=300J，故D正確不合題意。
故選C。
④電路安全與取值范圍問題：滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)導(dǎo)致電路中的電流或電壓達(dá)到最大值引起的安全問題
【典例2.6】（2023四川達(dá)州）如圖所示，燈泡規(guī)格為“5V 2.5W”（燈絲電阻不隨溫度變化），滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“50Ω 1A”，電流表所選量程為“0~0.6A”，電壓表所選量程為“0~3V”，電源電壓恒為9V，閉合開關(guān)，在保證電路中各元件安全的情況下，下列表述正確的是（　　）
A．該電路消耗的最大功率為4.5W
B．滑動(dòng)變阻器允許連入電路的阻值范圍為8Ω~50Ω
C．通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片可以使小燈泡正常發(fā)光
D．滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化范圍為6V~7.5V
【答案】D
【解析】A．根據(jù)燈泡規(guī)格可求燈泡的電阻為，電壓表所選量程為“0~3V”，則可求電路中允許通過的最大電流為，根據(jù)P=UI可知，電路中的最大電功率為，故A錯(cuò)誤；
B．當(dāng)電路中電流最大時(shí)，電路中的電阻最小，電路中電流最大為0.3A，則電路中的電阻為，則滑動(dòng)變阻器的最小電阻為，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值范圍為，故B錯(cuò)誤；
C．因?yàn)殡妷罕頊y(cè)燈泡電壓，電壓表最大測(cè)量電壓為3V，小于燈泡的額定電壓，因此燈泡不能正常發(fā)光，故C錯(cuò)誤；
D．當(dāng)燈泡電壓最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電壓最小，由題可知，滑動(dòng)變阻器的最小電壓為，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻最大時(shí)，分得的電壓最大，當(dāng)滑動(dòng)變阻器全都接入電路中時(shí)，電路中的電流為，滑動(dòng)變阻器的最大電壓為，故滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化范圍為6V~7.5V，故D正確。
故選D。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.6】（2023四川遂寧）如圖甲所示電路，電源電壓恒定，R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器R2銘牌上標(biāo)有“120Ω 0.8A”的字樣，電流表量程0~0.6A，電壓表量程0~15V。在保證電路安全的前提下，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，經(jīng)測(cè)量分析，得出R2的電功率P與其兩端電壓U的關(guān)系如圖乙。則下列說法正確的是（　　）
A．電源電壓為16V
B．R1的阻值為25Ω
C．電路總功率的最大變化量為10.8W
D．滑動(dòng)變阻器允許接入電路的阻值范圍為10Ω~100Ω
【答案】D
【解析】由圖甲可知，R1、R2串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器R2兩端的電壓，電流表測(cè)量電路中的電流。
AB．由圖乙可知，當(dāng)R2兩端的電壓為8V時(shí)，R2的電功率為4W，由P=UI可知，此時(shí)電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可知，電源電壓U=I1R1+8V=0.5A×R1+8V①，當(dāng)R2兩端的電壓為10V時(shí)，R2的電功率為4W，由P=UI可知，此時(shí)電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可知，電源電壓U=I2R1+10V=0.4A×R1+10V②，聯(lián)立①②兩式可解得，電源電壓U=18V，R1的阻值R1=20Ω，故AB錯(cuò)誤；
CD．根據(jù)題意可知，滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為0.8A，電流表的量程為0~0.6A，為了電路安全，電路中的最大電流為I大=0.6A，則電路中的最大總功率P大=UI大=18V×0.6A=10.8W，電路中的最小總電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值R2小=R小-R1=30Ω-20Ω=10Ω，根據(jù)電壓表量程可知，R2兩端的最大電壓為15V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，R1兩端最小電壓U1小=U-U2大=18V-15V=3V，電路中最小電流，電路中的最小總功率P小=UI小=18V×0.15A=2.7W，滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值，所以，電路總功率的最大變化量ΔP=P大-P小=10.8W-2.7W=8.1W，滑動(dòng)變阻器允許接入電路的阻值范圍為10Ω~100Ω，故C錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
知識(shí)點(diǎn)一 電磁感應(yīng)
1. 發(fā)電機(jī)是根據(jù) 電磁感應(yīng) 原理設(shè)計(jì)制造的。
2. 發(fā)電機(jī)是 種把 機(jī)械 能轉(zhuǎn)化為 電 能的裝置。
知識(shí)點(diǎn)二 安培力
1. 定義：通電導(dǎo)體在 磁場(chǎng) 中受到的作用力叫作安培力。
2. 方向：安培力的方向與 磁場(chǎng) 方向以及 電流 方向均有關(guān)。
3. 大小：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的安培力的大小與 磁場(chǎng) 強(qiáng)弱、 電流 大小以及在磁場(chǎng)中的導(dǎo)體長(zhǎng)度都成正比，還與磁場(chǎng)方向和電流方向的夾角大小有關(guān)。
4．直流電動(dòng)機(jī)
1. 直流電動(dòng)機(jī)是根據(jù) 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到安培力的作用 的原理設(shè)計(jì)制造的。直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，主要把 電 能轉(zhuǎn)化成 機(jī)械 能。因?yàn)槿魏螌?dǎo)線都有電阻，所以還有部分轉(zhuǎn)化為熱能。
關(guān)系式：或
2. 直流電動(dòng)機(jī)由 磁鐵 、 線圈 、 換向器 、 電刷 等部分組成。
3. 當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)的初始時(shí)刻線圈平面與磁感線 垂直 (填“平行”或“垂直”)時(shí)，電路斷開，線圈處于平衡位置，無法繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)過程中在平衡位置時(shí)，因?yàn)閼T性 可以繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。直流電動(dòng)機(jī)利用 換向器 來自動(dòng)改變線圈中的電流方向，從而使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)對(duì)比
對(duì)象 發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī)
原理 電磁感應(yīng) 通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用效果
原理圖
影響因素 感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向、磁場(chǎng)方向有關(guān)。感應(yīng)電流的大小跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)快慢、磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān) 導(dǎo)體受力的方向跟電流方向、磁場(chǎng)方向有關(guān)。導(dǎo)體受力的大小跟電流大小、磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)
電路分析 無電源有電流計(jì) 有電源
實(shí)驗(yàn)要求 1.閉合電路的一部分導(dǎo)體。2項(xiàng)切割磁感線 1.閉合電路的一部分導(dǎo)體。2.導(dǎo)體垂直磁感線
模型圖
能量轉(zhuǎn)化 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
【典例3.1】（2023 杭州模擬）小張學(xué)習(xí)了“電與磁”知識(shí)后，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置：用導(dǎo)線將磁場(chǎng)中的金屬桿ab、cd和光滑金屬導(dǎo)軌連接成閉合回路。以下說法正確的是（　　）
A．當(dāng)左右移動(dòng)cd時(shí)，ab不會(huì)運(yùn)動(dòng)
B．當(dāng)左右移動(dòng)ab時(shí)，cd會(huì)運(yùn)動(dòng)
C．當(dāng)上下移動(dòng)右側(cè)磁體時(shí)，ab會(huì)運(yùn)動(dòng)
D．當(dāng)左右移動(dòng)cd時(shí)，右側(cè)裝置工作原理與電動(dòng)機(jī)原理相同
【答案】B
【解答】解：A、當(dāng)左右移動(dòng)cd時(shí)，導(dǎo)體cd在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，此時(shí)導(dǎo)體ab有電流通過，則導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用而運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)左右移動(dòng)ab時(shí)，導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，此時(shí)導(dǎo)體cd有電流通過，則導(dǎo)體cd在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用而運(yùn)動(dòng)，故B正確；
C、當(dāng)上下移動(dòng)右側(cè)磁體時(shí)，導(dǎo)體cd沒有切割磁感線，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故ab沒有電流通過，不會(huì)運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)左右移動(dòng)cd時(shí)，導(dǎo)體cd在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，右側(cè)裝置工作原理與發(fā)電機(jī)原理相同，故D錯(cuò)誤。故選：B。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3.1】（2023 柯橋區(qū)一模）從2012年到2023年，機(jī)器人的制造技術(shù)不斷智能、升級(jí)。如下圖為送餐機(jī)器人為顧客送餐的情景。（1）當(dāng)機(jī)器人接受指令后，內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)其底部輪子將食物送給顧客。制作電動(dòng)機(jī)的原理依據(jù)與下圖 　C　。（填字母）實(shí)驗(yàn)裝置相同。
（2）該機(jī)器人以1米/秒的速度將菜送到客人桌前，若機(jī)器人工作時(shí)牽引力恒為50牛，已知該機(jī)器人電池容量為30Ah，工作電壓為5V，能量轉(zhuǎn)換效率為90%，請(qǐng)問充滿電的該機(jī)器人可以行駛幾小時(shí)。
【解答】解：（1）制作電動(dòng)機(jī)依據(jù)是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng)；
A．該實(shí)驗(yàn)為奧斯特實(shí)驗(yàn)，說明通電導(dǎo)線周圍存在著磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；
B．通電線圈具有磁性，利用的是電流的磁效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；
C．該裝置研究的是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)是依據(jù)此原理制成的，故C正確；
D．實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)體ab沿水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是發(fā)電機(jī)的工作原理，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
（2）該機(jī)器人以1米/秒的速度將菜送到客人桌前，若機(jī)器人工作時(shí)牽引力恒為50牛，機(jī)器人的功率為：
P＝Fv＝50N×1m/s＝50W，
電池電量W電＝UIt＝5V×30A×1×3600s＝5.4×105J，
最多可消耗的電能W機(jī)械＝ηW電＝90%×5.4×105J＝4.86×105J，
可工作的時(shí)間t′＝＝＝9720s＝2.7h。
答：（1）C；
充滿電的該機(jī)器人可以行駛2.7h。
知識(shí)點(diǎn)三 電流的熱效應(yīng)
1. 定義：電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會(huì) 產(chǎn)生熱量 的現(xiàn)象叫作電流的熱效應(yīng)。
2. 能量轉(zhuǎn)化： 電 能轉(zhuǎn)化為 熱 能。
3. 影響因素：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與 電流 大小、導(dǎo)體的 電阻 、通電的 時(shí)間 有關(guān)。
4.焦耳定律
（1） 內(nèi)容：通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q與通過導(dǎo)體的電流I的平方、導(dǎo)體的電阻R和通電時(shí)間t成正比。
（2）公式: Q=I2Rt 。
注意：在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為電熱，而沒有轉(zhuǎn)化為其他形式的能，即Q=W= 對(duì)于電能沒有全部轉(zhuǎn)化為電熱的非純電阻電路，如含有電動(dòng)機(jī)的電路，則有Q【典例3.2】（2023·北京）小京用如圖所示的電路探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻是否有關(guān)，其中兩個(gè)燒瓶完全相同，瓶?jī)?nèi)裝有質(zhì)量和初溫相同的煤油、相同的溫度計(jì)A和B、阻值不等的電阻絲R1和R2。
（1）該實(shí)驗(yàn)采用串聯(lián)電路可以控制　 　相同和　 　相同；
（2）閉合開關(guān)一段時(shí)間，兩支溫度計(jì)示數(shù)的變化量不相等，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：　 　。
【答案】（1）電流；通電時(shí)間
（2）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻有關(guān)
【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律
【解析】【解答】探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻是否有關(guān)，
（1）該實(shí)驗(yàn)采用串聯(lián)電路，可以控制電流相同和通電時(shí)間相同；
（2）電阻串聯(lián)時(shí)，電阻不同，閉合開關(guān)一段時(shí)間，兩支溫度計(jì)示數(shù)的變化量不相等，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻有關(guān)。
【分析】（1）在串聯(lián)電路中，電流和時(shí)間相同；
（2）電流和時(shí)間相同時(shí)，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻有關(guān)。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3.2】（2023·遼寧撫順、鐵嶺）用如圖所示的裝置可探究電流產(chǎn)生熱量與 （填“電流”或“電阻”）的關(guān)系，若通過R2的電流為1A，通電1min，R2產(chǎn)生的熱量為 J。若將R3更換為10Ω的電阻， （填“仍能”或“不能”）完成該實(shí)驗(yàn)探究。

【答案】 電流 300 仍能
【解析】[1]根據(jù)控制變量法的思想，R1和R2的電阻相同，R3與R1并聯(lián)進(jìn)行分流，因此R1和R2的電流不同，所以可以探究電流產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系。
[2]根據(jù)焦耳定律，R2產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=(1A)2×5Ω×1×60s=300J
[3]若將R3更換為10Ω的電阻，R3仍與R1并聯(lián)進(jìn)行分流，R1和R2的電流仍然不同，因此仍能完成該實(shí)驗(yàn)探究。
知識(shí)點(diǎn)四 電流的磁效應(yīng)（具體內(nèi)容參考上一講內(nèi)容）
通電導(dǎo)線的周圍存在 磁場(chǎng) ，這種現(xiàn)象稱為電流的 磁 效應(yīng)。
這是一種電能 轉(zhuǎn)化為磁能 的過程
知識(shí)點(diǎn)五 電流的化學(xué)效應(yīng)
1. 在電流的化學(xué)效應(yīng)中存在著 電 能和 化學(xué) 能的轉(zhuǎn)化。
2. 蓄電池充電時(shí)， 電能 轉(zhuǎn)化為 化學(xué)能 。
3. 蓄電池放電時(shí)， 化學(xué)能 轉(zhuǎn)化為 電能 。
【典例3.3】（北侖月考）手機(jī)是我們最常用的通訊工具，手機(jī)使用的是可充電電池，電池上標(biāo)有“電壓”和“容量”兩個(gè)重要參數(shù)。容量的單位通常為“毫安時(shí)”（符號(hào)mA h）．小科同學(xué)的爸爸使用的可充電電池所標(biāo)的電壓是3.6V，容量是1500mA h，這種電池一次充電最多可儲(chǔ)存的能量為　 　J．使用該手機(jī)充滿電一次能夠持續(xù)通話的實(shí)際時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)5h，則該手機(jī)在通話狀態(tài)的放電功率為　 　W。電池在放電時(shí)將　 　能轉(zhuǎn)化為電能。
【答案】19440；1.08；化學(xué)
【解析】【分析】（1）根據(jù)W=UIt計(jì)算電池儲(chǔ)存的能量；
（2）根據(jù)公式計(jì)算手機(jī)通話時(shí)的放電功率；
（3）根據(jù)電池的能量轉(zhuǎn)換知識(shí)解答。
【解答】（1）電池儲(chǔ)存的能量W=UIt=3.6V×1.5A×3600s=19440J；
（2）手機(jī)通話時(shí)的放電功率；
（3）電池在放電時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
四、家庭電路
1.電路的結(jié)構(gòu)
(1) 組成：進(jìn)戶線、 電能表 、閘刀開關(guān)和熔斷器、插座、開關(guān)、電燈等。
(2)進(jìn)戶線：有兩根，一根是 相線 (俗稱火線)，另一根是 零線 。
(3)熔斷器
①熔絲：一種 低 熔點(diǎn)的鉛、銻合金絲。
②功能：當(dāng)電流超過某一數(shù)值時(shí)，熔絲首先熔斷，切斷電路，起到保護(hù) 電路 和 人身安全 的作用。
③熔絲熔斷的原因：電路短路或發(fā)生 過載時(shí) 。
④注意：在換用熔絲時(shí)，切不可因怕麻煩而用更粗的熔絲，更不允許隨意將 銅絲 或鐵絲代替熔絲使用。
(4)家庭電路的連接：各種用電器是 并聯(lián) 接入電路的；插座與燈座是并聯(lián)的；控制各用電器的開關(guān)與用電器是 串聯(lián) 的。
(5)家庭電路電流過大的原因：發(fā)生 短路 或者用電器總功率過大。
【典例4.1】（2023 濱江區(qū)一模）小金學(xué)習(xí)了家庭電路后，在家中進(jìn)行綜合實(shí)踐活動(dòng)“對(duì)家庭電路的調(diào)查研究”。其中存在安全隱患的是（　　）
A．安裝圖甲裝置保護(hù)電路
B．圖乙三孔插座上孔接地線
C．圖丙插頭常用于帶金屬外殼的用電器
D．輸電線進(jìn)戶后先接到圖丁
【答案】C
【解答】解：
A、圖甲為空氣開關(guān)，電路中電流過大時(shí)，空氣開關(guān)會(huì)斷開電路，故A正確；
B、圖乙三孔插座上孔要接地線，故B正確；
C、帶金屬外殼的用電器，其外殼要接地，所以該用電器要使用三腳插頭，故C錯(cuò)誤；
D、輸電線進(jìn)戶后首先接電能表，然后接總開關(guān)、保險(xiǎn)裝置、用電器和插座等，故D正確。
故選：C。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4.1】（2022·浙江杭州·統(tǒng)考一模）我國(guó)家庭電路的電壓是_________V，家里的電燈、電冰箱等是_________聯(lián)在電路中的。控制電燈的開關(guān)應(yīng)安裝在________線上；電冰箱的插頭應(yīng)插入如圖所示的三孔插座，目的是使其金屬外殼通過插座________（選填“A”“B”或“C”）孔中的地線與大地相連，防止因漏電而造成觸電事故。
【答案】220 并 火 A
【詳解】[1]世界各國(guó)的生活用電電壓不完全相同，我國(guó)家庭電路的電壓是220V。
[2]家里的電燈、電冰箱等可獨(dú)立工作、互不影響，是并聯(lián)在電路中的。
[3]為了安全用電，控制電燈的開關(guān)應(yīng)安裝在火線上。
[4]插座上A孔中的地線和室外的大地相連，插頭上標(biāo)著E的導(dǎo)線和用電器的金屬外殼相連，電冰箱的插頭應(yīng)插入如圖所示的三孔插座，目的是使其金屬外殼通過插座A孔中的地線與大地相連，防止因漏電而造成觸電事故。
2. 安全用電
(1)對(duì)人體不造成危險(xiǎn)的安全電壓值是 36V 以下。家庭電路電壓為 220V ，超出了人體安全電壓值。
(2)安全用電原則： 不接觸高于36伏特的低壓帶電體，不靠近高壓帶電體，不接觸低壓
帶電體。
(3) 大功率 用電器和帶金屬外殼的用電器一般都應(yīng)使用三腳插頭。
(4)測(cè)電筆：可以辨別相線和零線，使用時(shí)手應(yīng)接觸 筆尾金屬體 ，但不準(zhǔn)與
筆尖金屬體 相接觸。
3. 電能表
（1）電能表：測(cè)量用電器所消耗的 電能 多少的儀器。
（2）電能的計(jì)算公式： W=UIt 或 W=Pt 。 (普遍適用)
（3）所用單位:千瓦時(shí),俗稱“ 度 ”。 1kW · h= 3.6×106 J。
（4）某家庭電路中電能表的月底和月初兩次讀數(shù)的 差 表示這個(gè)月該家庭電路中所消耗的電能。
（5）電能表銘牌：3600r/kWh，表示消耗1度的電，電能表轉(zhuǎn)了3600轉(zhuǎn)。
【典例4.2】（2023四川南充）小林家的電能表如圖所示，此時(shí)電能表的讀數(shù)為_____kWh，他關(guān)閉了中的其它用電器，現(xiàn)用一臺(tái)標(biāo)有“220V，2000W”的電熱水壺?zé)９ぷ?min，則電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了________轉(zhuǎn)。
【答案】4353.6 500
【解析】電能表讀數(shù)時(shí)，最后一位是小數(shù)位，讀數(shù)為4353.6kWh。
電熱水壺?zé)９ぷ?min消耗的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4.2】（2023四川達(dá)州）小明家的電能表面板如圖所示，圖中電能表的示數(shù)為__________kWh，他家同時(shí)使用的用電器總功率不能超過__________W，家里新添置一臺(tái)空調(diào)并接入該電能表中，讓其單獨(dú)工作5min，電能表的指示燈閃爍了320次，則該空調(diào)的實(shí)際電功率為__________W。
【答案】219.6 2200 1200
【解析】電能表最后一位讀成小數(shù)，圖中電能表的示數(shù)為219.6 kWh。
由圖知，電能表的額定電壓為220V，允許通過的最大電流為10A，由P=UI可知，他家同時(shí)使用的用電器總功率不能超過
空調(diào)單獨(dú)工作5min消耗的電能為
空調(diào)的實(shí)際電功率為
4．家庭電路故障
因?yàn)榧彝ル娐肥遣⒙?lián)關(guān)系，所以一般不會(huì)出現(xiàn)短路故障。若出現(xiàn)測(cè)電筆測(cè)零線發(fā)光的情況，有兩個(gè)條件：
有一條用電器電路是接通的（即用電器無故障，開關(guān)閉合）
② 測(cè)量點(diǎn)到入戶零線段有斷路
【典例4.3】（2022·浙江寧波·統(tǒng)考一模）某同學(xué)家中部分照明電路如圖所示。閉合開關(guān)S （家中其他的用電器均處于斷開狀態(tài)），白熾燈亮了一會(huì)兒突然熄滅了。他用測(cè)電筆分別測(cè)試插座的兩個(gè)孔，發(fā)現(xiàn)測(cè)電筆都發(fā)光：接著斷開開關(guān)S，再用測(cè)電筆測(cè)試插座的兩個(gè)孔，能使測(cè)電筆發(fā)光的是（　　）。
A．左孔 B．右孔 C．兩孔 D．都不會(huì)發(fā)光
【答案】B
【詳解】①插座的左孔與零線相連，右孔與火線相連，正常情況下，測(cè)電筆接觸左孔不會(huì)發(fā)光，接觸右孔會(huì)發(fā)光；
②閉合開關(guān)S后，白熾燈突然熄滅，可能是火線斷開，也可能是零線斷開；測(cè)電筆接觸插座的左孔時(shí)也會(huì)發(fā)光，這說明進(jìn)戶線零線部分?jǐn)嚅_，此時(shí)左孔通過燈泡與火線相連而發(fā)光；
③斷開開關(guān)S后，插座的右孔仍然與火線相連，而左孔卻與火線斷開，因此使測(cè)電筆發(fā)光的是右孔；
故B符合題意，ACD不符合題意。
故選B。
【典例4.3】（2022·浙江寧波·統(tǒng)考二模）如圖是小明家的部分電路，他將電飯煲的插頭插入三孔插座后，正在燒水的電熱水壺突然停止工作，但電燈仍正常發(fā)光，拔出電飯煲的插頭，電熱火線水壺仍不能工作，用測(cè)電筆分別測(cè)試插座的左、右孔，氖管均發(fā)光。若電路中只有一處故障，則（　　）
A．電熱水壺所在電路的b、c間斷路 B．插座的接地線斷路
C．電路的a、b間導(dǎo)線斷路 D．電路的c、d間導(dǎo)線斷路
【答案】D
【分析】（1）在家庭電路中，所有的家用電器都是并聯(lián)；正常情況下，測(cè)電筆接觸火線，氖管發(fā)光，接觸零線，氖管不發(fā)光；
（2）分析各個(gè)選項(xiàng)中故障所對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象，哪個(gè)與實(shí)際情況相同，它就是正確選項(xiàng)。
【詳解】A．如果電熱水壺所在電路的b、c間斷路，則水壺開始就不能正常工作，不會(huì)等到電飯煲的插頭插入后才停止工作，故A不符合題意；
B．插座所在的接地線斷路，只會(huì)影響它的安全性能，對(duì)電路沒有影響，所有的用電器都應(yīng)該正常工作，故B不符合題意；
C．a(chǎn)b段是電水壺和電飯煲所在的火線干路部分，如果該處斷路，那么測(cè)電筆測(cè)試插座時(shí)不會(huì)發(fā)光，故C不符合題意；
D．如果電路的c、d間導(dǎo)線斷路，那么電水壺和插座都與火線接通，但是與零線斷開，沒有通路存在，所以電水壺不會(huì)工作。由于插座的左邊的零線插孔通過電水壺與火線連通，所以測(cè)電筆會(huì)發(fā)出微弱的光，故D符合題意。
故選D。
真題演練
1.（2023·臨沂）將一只“6V 3W”的小燈泡與一個(gè)阻值為的電阻串聯(lián)后接到12V的電源上，閉合開關(guān)后，小燈泡的實(shí)際功率（　　）
A．大于3W B．等于3W C．小于3W D．無法確定
【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】電功率的計(jì)算
【解析】【解答】根據(jù)燈泡的規(guī)格，計(jì)算電阻為，燈泡電阻和定值電阻的阻值相同，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律規(guī)律，判斷燈泡分壓為電源電壓的一半，為6V，達(dá)到燈泡的額定電壓，電功率達(dá)到額定功率，為3W，B符合題意。
故答案為：B.
【分析】根據(jù)燈泡的電壓和電功率，計(jì)算電阻，結(jié)合串聯(lián)電路電阻規(guī)律和分壓規(guī)律，計(jì)算分壓，判斷電功率的大小。
2．（2023·深圳）已知，，琴琴同學(xué)分別按圖甲和圖乙兩種方式將兩電阻連接在一起，則（　　）
A．圖甲中R1與R2的電流比
B．圖乙中R1與R2的電壓比
C．圖甲與圖乙的總功率比
D．圖甲與圖乙的總功率比
【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】串聯(lián)電路的電流規(guī)律；并聯(lián)電路的電壓規(guī)律；電功率的計(jì)算
【解析】【解答】A.圖甲中電阻串聯(lián)，R1與R2的電流比I1：I2=1：1，A不符合題意；
B.圖乙中電阻并聯(lián)，R1與R2的電壓比U1：U2=1：1，B不符合題意；
CD.圖甲與圖乙的總功率比，C符合題意；D不符合題意。
故答案為：C.
【分析】串聯(lián)電路中電流處處相等；并聯(lián)電路中，各支路電壓相等；根據(jù)電壓和電阻，可以計(jì)算電功率。
3.（2023·達(dá)州）如圖所示，燈泡規(guī)格為“5V2.5W”（燈絲電阻不隨溫度變化），滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“50Ω1A”，電流表所選量程為“0～0.6A”，電壓表所選量程為“0~3V”，電源電壓恒為9V，閉合開關(guān)，在保證電路中各元件安全的情況下，下列表述正確的是（　　）
A．該電路消耗的最大功率為4.5W
B．滑動(dòng)變阻器允許連入電路的阻值范圍為8Ω～50Ω
C．通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片可以使小燈泡正常發(fā)光
D．滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化范圍為6V～7.5V
【答案】D
【知識(shí)點(diǎn)】歐姆定律及其應(yīng)用；電功率的計(jì)算
【解析】【解答】根據(jù)圖片可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。
燈的額定電流：，
燈泡的電阻：，
當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，電流中的電流，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，
所以電路中的最大電流為0.3A；
該電路消耗的最大功率P=UI=9V×0.3A=2.7W，故A錯(cuò)誤；
電壓表示數(shù)最大時(shí)，電路中的總電阻：，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：R滑=R總-RL=30Ω-10Ω=20Ω，
所以滑動(dòng)變阻器的阻值允許調(diào)節(jié)的范圍是20Ω～50Ω，故B錯(cuò)誤；
由于電壓表的量程是3V，小于燈泡的額定電壓，故燈泡不可能正常發(fā)光，
根據(jù)前面的分析可知，通過電路的最大電流為0.3A，小于燈泡的額定電流0.5A，因此小燈泡不能正常發(fā)光，故C錯(cuò)誤；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，通過電路的電流最小，
此時(shí)電路中的電流：，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電壓U'=I小R大=0.15A×50Ω=7.5V；
當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電壓U″=U-UL=9V-3V=6V，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化范圍為6V～7.5V，故D正確。
故選D。
【分析】由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。
（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定電流，然后結(jié)合電流表的量程確定電路中的最大電流，根據(jù)P=UI計(jì)算電路的最大電功率；
（2）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻和電路中的最小電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律結(jié)合歐姆定律計(jì)算通過電路的最小電流，進(jìn)一步確定滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻范圍；
（3）將電路的最大電流與燈泡的額定電流進(jìn)行比較即可；
（4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，通過電路的電流最小，首先根據(jù)歐姆定律計(jì)算出通過電路的電流，再根據(jù)U=IR計(jì)算電壓表的最大電壓。
當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓最小，根據(jù)U″=U-UL計(jì)算即可，從而確定變阻器兩端電壓的變化范圍。
4.（2023·南岸）如圖甲所示的電路中，電源電壓為3V，R1為濕敏電阻，其阻值與濕度（RH）的關(guān)系如乙圖所示，小燈泡L的阻值恒為2Ω。若環(huán)境中濕度在10%～90%之內(nèi)變化，下列說法正確的是（　　）
A．當(dāng)濕度變大時(shí)，電壓表的示數(shù)變大
B．當(dāng)濕度為30%時(shí)，20s內(nèi)電路消耗總電能15J
C．當(dāng)環(huán)境濕度為70%時(shí)，R1消耗功率最大，為1.125W
D．要讓電流的變化范圍更大，可以更換阻值更大的燈泡來實(shí)現(xiàn)
【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】電阻的串聯(lián)；歐姆定律及其應(yīng)用；電功率的計(jì)算
【解析】【解答】A．由圖甲可知，濕敏電阻與小燈泡串聯(lián)，電壓表測(cè)濕敏電阻兩端電壓，由圖乙可知，當(dāng)濕度變大時(shí)，濕敏電阻的阻值變小，由串聯(lián)電路電阻等比例分壓可知，此時(shí)濕敏電阻兩端電壓變小，即電壓表示數(shù)變小，A不符合題意；
B．由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，圖乙中濕敏電阻的阻值R與濕度RH的函數(shù)關(guān)系為R=-0.05RH+5.5，故當(dāng)濕度為30%時(shí)，可得此時(shí)濕敏電阻的阻值為R0=-0.05×30+5.5=4Ω，因小燈泡L的阻值為RL=2Ω，由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，電路的總電阻為R總=R0+RL=4Ω+2Ω=6Ω，因電源電壓為U=3V，故可得20s內(nèi)電源消耗的總電能為，B不符合題意；
C．由P=UI可得，R1消耗的功率為，因電源電壓U與燈泡L的電阻RL均為定值，故要使P1取得最大值，則由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，濕敏電阻的阻值R應(yīng)等于RL，即R=RL=2Ω，此時(shí)濕敏電阻消耗的最大功率為，由B中可知，當(dāng)濕敏電阻的阻值為2Ω時(shí)，此時(shí)環(huán)境濕度為70%，C符合題意；
D．設(shè)濕敏電阻的最大阻值為Rmax，濕敏電阻的最小阻值為Rmin，則由歐姆定律可得電流的變化范圍為，因濕敏電阻的最大阻值Rmax、最小阻值Rmin、電源電壓U均不變，故由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，要使電流的變化范圍更大，則小燈泡的阻值RL應(yīng)更小，即應(yīng)換阻值更小的燈泡來實(shí)現(xiàn)，D不符合題意。
故答案為：C。
5.（2021·鎮(zhèn)海模擬）如圖甲，電源電壓保持不變，R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為50Ω，電壓表的量程為0~15V。閉合開關(guān)S。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，得到電壓表示數(shù)與滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻關(guān)系圖像，如圖乙所示。下列說法中正確的是（　　）
A．電源電壓為15V
B．R1的阻值為15Ω
C．R2的最大功率為8.1W
D．為保證電壓表安全，滑動(dòng)變阻器R2接入電路的最小阻值為5Ω
【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】歐姆定律及其應(yīng)用；電功率計(jì)算公式的應(yīng)用
【解析】【分析】（1）（2）由圖知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R1兩端電壓，在電路安全情況下，變阻器連入阻值最小時(shí)，電壓表示數(shù)最大，連入阻值最大時(shí)電壓表示數(shù)最小，由此根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律，結(jié)合圖象列出方程組，然后計(jì)算出電源電壓和R1的阻值；
（3）當(dāng)變阻器和定值電阻串聯(lián)，且變阻器的阻值等于定值電阻的阻值時(shí)，變阻器的電功率最大，據(jù)此根據(jù)公式P=I2R計(jì)算它的最大功率即可；
（4）根據(jù)電壓表確定R1兩端的最大電壓，此時(shí)變阻器的電壓最小，即它的阻值最小。首先根據(jù)U2'=U-U1'計(jì)算出變阻器兩端的最小電壓，然后根據(jù)“串聯(lián)電路電壓與電阻成正比”列式計(jì)算即可。
【解答】由圖知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R1兩端電壓，
由圖象知當(dāng)電壓表示數(shù)為U1=9V，變阻器連入阻值R2=10Ω，
此時(shí)電路中電流 ，
根據(jù)電源電壓得到：①
由圖象知當(dāng)電壓表示數(shù)U1'=6V，變阻器連入阻值R2'=20Ω，
此時(shí)電路中電流 ，
根據(jù)電源電壓得到：②；
①、②聯(lián)立解得：R1=10Ω，U=18V，故A、B錯(cuò)誤；
當(dāng)變阻器R2的阻值與R1相等時(shí)，它的電功率最大。
那么R2的最大電功率為：，故C正確；
因?yàn)殡妷罕淼牧砍虨?～15V，
所以當(dāng)電壓表示數(shù)為15V時(shí)，定值電阻分擔(dān)電壓最大，滑動(dòng)變阻器阻值最小。
此時(shí)變阻器兩端的電壓：U2'=U-U1'=18V-15V=3V；
根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻成正比得到：;
；
解得：R2'=2Ω。
故D錯(cuò)誤。
故選C。
6．（2021·寧波模擬）燈泡L上標(biāo)有“6V 6W”字樣，測(cè)得該燈泡的電流隨電壓變化關(guān)系如圖(甲)所示。現(xiàn)把燈泡L接入如圖(乙)所示的電路中，若電路電源電壓為9V不變，電流表的量程為“0~0.6A”，電壓表的量程為“0~15V”。則下列說法正確的是（　　）
A．燈泡L的電阻值隨電壓表的示數(shù)增大而增大
B．滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值約為11.7Ω
C．當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，電壓表的示數(shù)為6V
D．為了保證電路安全，整個(gè)電路消耗的最大功率為6W
【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】歐姆定律及其應(yīng)用；電功率計(jì)算公式的應(yīng)用
【解析】【分析】（1）首先根據(jù)甲圖確定燈泡的電阻隨它的電壓的變化規(guī)律，再根據(jù)U總=UL+U變分析燈泡電阻隨電壓表示數(shù)的變化規(guī)律；
（2）當(dāng)電路中電阻最小時(shí)，電流表的示數(shù)最大為0.6A，根據(jù)甲圖確定此時(shí)燈泡的電壓，再根據(jù)U變=U總-UL計(jì)算出變阻器的電壓，最后根據(jù)計(jì)算變阻器的最小阻值；
（3）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.4A時(shí)，根據(jù)甲圖確定此時(shí)燈泡的電壓，再根據(jù)U變'=U總'-UL'計(jì)算出變阻器的電壓；
（4）根據(jù)電流表的量程確定最大電流，然后根據(jù)P總=U總I總計(jì)算出電路的最大功率。
【解答】根據(jù)乙圖可知，變阻器R變與燈泡串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器的電壓。
A.根據(jù)甲圖可知，電流隨燈泡電壓變化的圖像向橫軸方向偏折，說明燈泡的電阻隨它兩端電壓的增大而增大。根據(jù)U總=UL+U變可知，燈泡的電阻隨電壓表的示數(shù)增大而減小，故A錯(cuò)誤；
B.燈泡正常工作的電流為：；根據(jù)電流表的量程可知，通過電流表的最大電流為0.6A，比較可知，通過電路的最大電流為0.6A，根據(jù)甲圖可知，此時(shí)燈泡的電壓為2V，變阻器兩端的電壓為：U變=U總-UL=9V-2V=7V，此時(shí)變阻器接入的最小電阻為：，故B正確；
C.當(dāng)電流表的示數(shù)為0.4A時(shí)，燈泡兩端的電壓為1V，此時(shí)電壓表的示數(shù)：U變'=U總'-UL'=9V-1V=8V，故C錯(cuò)誤；
D.通過電路的最大電流為0.6A，那么整個(gè)電路的最大功率：P總=U總I總=9V×0.6A=5.4W，故D錯(cuò)誤。
故選B。
【分析】在串聯(lián)電路中電阻減小，電流變大，減小的電阻分壓減小；根據(jù)電壓、電阻和時(shí)間，可以計(jì)算消耗的電能多少；根據(jù)電壓和電阻，可以計(jì)算電功率的大小；利用電壓和電阻的比值， 計(jì)算電流。
7.（2023·成都）小強(qiáng)同學(xué)利用家庭實(shí)驗(yàn)室中的器材，設(shè)計(jì)了一個(gè)可調(diào)節(jié)功率的簡(jiǎn)易“電飯鍋”，如圖所示，電源電壓為6V，電阻絲，，a、b是兩個(gè)觸點(diǎn)。閉合開關(guān)S，當(dāng)開關(guān)接通觸點(diǎn)　 　時(shí)，“電飯鍋”的功率更大。將接入電路工作3min產(chǎn)生的熱量是　 　J。
【答案】a；432
【知識(shí)點(diǎn)】電功率的計(jì)算；焦耳定律的應(yīng)用
【解析】【解答】（1）當(dāng)開關(guān)S1接a時(shí)，只有R1工作；當(dāng)開關(guān)S1接b時(shí)，只有R2工作；
且R1根據(jù)公式可知，功率P1>P2；
則當(dāng)開關(guān)S1接通觸點(diǎn)a時(shí)，“電飯鍋”的功率更大。
（2）將R2接入電路工作3min產(chǎn)生的熱量是：。
【分析】（1）根據(jù)公式比較電功率的大小即可；
（2）根據(jù)公式計(jì)算產(chǎn)生的熱量。
8.（2023·重慶）如圖所示的電路，電源電壓恒為6V，白熾燈泡L1標(biāo)有“5V；0.25A”，白熾燈泡L2標(biāo)有“6V；3W”，的阻值為。忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響，只閉合開關(guān)S1時(shí)，燈泡　 　更亮；只閉合開關(guān)S2時(shí)，的功率為　 　W。
【答案】；0.4
【知識(shí)點(diǎn)】歐姆定律及其應(yīng)用；電功率的計(jì)算
【解析】【解答】根據(jù)燈泡的規(guī)格，計(jì)算電阻為；；根據(jù)電路圖，只閉合S1時(shí)，兩燈泡串聯(lián)，根據(jù)P=I2R判斷，電阻越大， 電功率越大，則L1的實(shí)際電功率大，更亮；只閉合S2時(shí)，燈泡L1和電阻R串聯(lián)，電路中的電流為，R的電功率為P=I2R=(0.2A)2×10Ω=0.4W。
【分析】根據(jù)燈泡的電壓和電功率，計(jì)算電阻；在串聯(lián)電路中，電流相同，電阻越大， 電功率越大；根據(jù)電流和電阻，可以計(jì)算電功率的大小。
9.（2023·達(dá)州）如圖甲所示，電源電壓恒為6V，閉合開關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片位于最右端時(shí)，電流表A的讀數(shù)為0.1A；當(dāng)滑片位于中點(diǎn)時(shí)，電流表A的讀數(shù)為0.16A；則定值電阻R0的阻值為　 　Ω，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為　 　Ω；如果用某小燈泡替換滑動(dòng)變阻器接入該電路，此時(shí)小燈泡兩端的電壓是3V，小燈泡的U-I圖像如圖乙所示，再次閉合開關(guān)后，此時(shí)電路消耗的功率為　 　W。
【答案】15；45；1.2
【知識(shí)點(diǎn)】歐姆定律及其應(yīng)用；電功率的計(jì)算
【解析】【解答】（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片位于最右端時(shí)，定值電阻R0與變阻器串聯(lián)；
根據(jù)U總=I總R總得到：6V=0.1A×（R0+R） ①；
當(dāng)滑片位于中點(diǎn)時(shí)，定值電阻R0與變阻器最大阻值的一半串聯(lián)，
根據(jù)U總=I總R總得到：6V=0.16A×（R0+R） ②；
①②聯(lián)立解得：R0=15Ω，R=45Ω；
（2）根據(jù)乙圖可知，當(dāng)燈泡的電壓為3V時(shí)，通過燈泡的電流為0.2A，那么電路的總功率為：P總=U總I總=6V×0.2A=1.2W。
當(dāng)滑片位于中點(diǎn)時(shí)，定值電阻R0與變阻器最大阻值的一半串聯(lián)。
【分析】（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片位于最右端時(shí)，定值電阻R0與變阻器串聯(lián)；當(dāng)滑片位于中點(diǎn)時(shí)，定值電阻R0與變阻器最大阻值的一半串聯(lián)。根據(jù)U總=I總R總列出兩個(gè)方程，從而計(jì)算出定值電阻和變阻器的最大阻值。
（2）根據(jù)乙圖確定通過燈泡的電流，也就是通過串聯(lián)電路的總電流，最后根據(jù)P=UI計(jì)算總功率。
10．（2023·云南）實(shí)驗(yàn)小組在老師的指導(dǎo)下探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”。同學(xué)們?cè)跓績(jī)?nèi)安裝一根電阻絲，裝入適量的煤油，插入一支溫度計(jì)，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。
（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲的電路連接完整。要求滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大，且導(dǎo)線不交叉　 　；
（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表指針未偏轉(zhuǎn)，經(jīng)檢查僅電阻絲R有故障，則電阻絲R　 　（選填“短路”或“開路”）。排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中通過觀察　 　來比較相同時(shí)間內(nèi)不同電流產(chǎn)生熱量的多少；
（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器改變電流的大小，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：電阻絲阻值和通電時(shí)間一定時(shí)，電流I越大，通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q越多。小明猜想：當(dāng)電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，Q可能與I成正比。隨后在老師幫助下，實(shí)驗(yàn)小組測(cè)出了多組Q與I的數(shù)據(jù)。請(qǐng)?zhí)岢鲆环N判斷小明猜想是否正確的方法：　 　；
（4）同學(xué)們進(jìn)一步學(xué)習(xí)了解到：物理學(xué)家焦耳1840年就確定了當(dāng)電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比的關(guān)系。生活中利用電熱工作的家用電器有　 　（請(qǐng)舉一例）；
（5）若要探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，可選擇圖乙中　 　（選填“A”或“B”）燒瓶中的電阻與圖甲燒瓶中的電阻　 　聯(lián)（選填“串”或“并”）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
（6）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的研究方法有轉(zhuǎn)換法和　 　法。
【答案】（1）
（2）開路；溫度計(jì)示數(shù)的變化
（3）“當(dāng)電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，Q可能與I成正比。”是否正確，根據(jù)測(cè)出的多組Q與I的數(shù)據(jù)畫出對(duì)應(yīng)的Q～I(xiàn)圖像，再根據(jù)圖像判斷猜想是否正確，若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則猜想正確；若不是一條過原點(diǎn)的直線，則猜想不正確。
（4）電熱水壺
（5）B；串
（6）控制變量
【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律
【解析】【解答】探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”時(shí)，
（1）連接電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大，需要連接滑動(dòng)變阻器右下接線柱，如圖 ；
（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表指針未偏轉(zhuǎn)，若電阻絲R有故障，則電阻絲R開路；進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化來比較相同時(shí)間內(nèi)不同電流產(chǎn)生熱量的多少；
（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器改變電流的大小，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：電阻絲阻值和通電時(shí)間一定時(shí)，電流越大，通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。又猜想：當(dāng)電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，熱量可能與電流成正比。隨后測(cè)出了多組熱量與電流的數(shù)據(jù)；根據(jù)測(cè)出的多組熱量與電流的數(shù)據(jù)畫出對(duì)應(yīng)的Q～I(xiàn)圖像，再根據(jù)圖像判斷猜想是否正確，若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則猜想正確；若不是一條過原點(diǎn)的直線，則猜想不正確；
（4）進(jìn)一步學(xué)習(xí)了解到：當(dāng)電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比的關(guān)系；生活中利用電熱工作的家用電器有電熱水壺、電飯鍋等；
（5）若要探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，需要保持電流和時(shí)間相同，電阻不同，可選擇圖乙中B燒瓶中的電阻與圖甲燒瓶中的電阻串聯(lián)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（6）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的研究方法有轉(zhuǎn)換法和控制變量法。
【分析】（1）連接滑動(dòng)變阻器時(shí)，接線柱一上一下，滑片遠(yuǎn)離下面的接線柱，電阻變大；
（2）在串聯(lián)電路中，若電流表無示數(shù)，發(fā)生斷路；通過溫度計(jì)示數(shù)變化，反應(yīng)熱量的多少；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)圖像，判斷數(shù)據(jù)間的定量關(guān)系；
（4）當(dāng)電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比；電熱水壺利用了電流的熱效應(yīng)；
（5）探究電流產(chǎn)生熱量和電阻關(guān)系時(shí)，需要保持電流和時(shí)間相同，電阻不同；
（6）改變被研究的物理量，其他保持不變，是控制變量法；利用溫度變化反應(yīng)熱量多少，是轉(zhuǎn)換法。
11．（2023·自貢）小周利用如圖甲所示電路，測(cè)量標(biāo)有“2.5V”字樣的燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻和電功率。請(qǐng)按要求完成下列問題：
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實(shí)物圖連接完整　 　；
（2）連接電路后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，電流表示數(shù)為零，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是：　 　；
（3）排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為0.5V，為使燈泡L兩端電壓達(dá)到額定電壓，應(yīng)向　 　端（選填“A”或“B”）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，直到觀察到電壓表示數(shù)為2.5V。此時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，電流表示數(shù)為　 　A，則燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻為　 　Ω，電功率為　 　W。
【答案】（1）
（2）小燈泡斷路
（3）A；0.5；5；1.25
【知識(shí)點(diǎn)】電功率的測(cè)量
【解析】【解答】（1）在測(cè)量燈泡電阻和電功率的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器與開關(guān)串聯(lián)，且接線一上一下。根據(jù)甲圖可知，左下角的接線柱已經(jīng)與燈泡相連，此時(shí)可將左上角的D接線柱與開關(guān)右端相連即可，如下圖所示：
（2）連接電路后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，電流表示數(shù)為零，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是：小燈泡斷路；
（3）①因?yàn)?.5V<2.5V，所以燈泡的電壓要增大。根據(jù)U總=UL+U變可知，變阻器的電壓要減小。根據(jù)“串聯(lián)電路電壓與電阻成正比”可知，變阻器的阻值要減小，即滑片向A移動(dòng)。
②根據(jù)圖乙可知，電流表選擇量程0~0.6A，分度值為0.02A，則示數(shù)為0.5A。
那么燈泡正常發(fā)光的電阻：；
燈泡的額定功率為：PL=ULIL=2.5V×0.5A=1.25W。
【分析】（1）根據(jù)滑動(dòng)變阻器的使用方法分析解答；
（2）在測(cè)量燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，如果小燈泡發(fā)生斷路，那么電壓表與變阻器串聯(lián)。由于電壓表的內(nèi)阻很大，因此通過電路的電流很小，即電流表示數(shù)幾乎為零。在串聯(lián)電路中，電壓與電阻成正比，因此電壓表幾乎分得全部電壓，因此示數(shù)接近電源電壓。
（3）①將實(shí)際電壓與額定電壓比較，確定燈泡電壓的變化方向，然后根據(jù)U總=UL+U變分析變阻器的電壓變化，最后根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律確定變阻器的阻值變化即可。
②根據(jù)乙圖確定電流表的量程和分度值，根據(jù)指針位置讀出示數(shù)。然后根據(jù)公式計(jì)算正常發(fā)光時(shí)的電阻，根據(jù)公式P=UI計(jì)算額定功率即可。
12．（2023·重慶）在“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，小華準(zhǔn)備了以下器材：電源、標(biāo)有“”的小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干。請(qǐng)完成下列問題：
（1）如圖甲，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，正確連接電路　 　；
（2）在開關(guān)S閉合前，應(yīng)將滑片P移到　 　端（選填“A”或“B”）；
（3）閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，該電路故障可能是小燈泡　 　；
（4）排除故障后，閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片P，同時(shí)眼睛要觀察　 　表的示數(shù)，直到示數(shù)為　 　V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，記錄電壓表和電流表示數(shù)；
（5）繼續(xù)移動(dòng)滑片，讓電壓表示數(shù)低于，某時(shí)刻電流表示數(shù)如圖乙為　 　A，觀察燈泡亮度并記錄電表示數(shù)：繼續(xù)緩慢移動(dòng)滑片，讓電壓表示數(shù)高出少許，觀察燈泡亮度并記錄電表示數(shù)。小華根據(jù)所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了小燈泡的圖像，如圖丙，則小燈泡額定功率為　 　W；
（6）根據(jù)小燈泡圖像和亮度變化，還可以發(fā)現(xiàn)　 　。
【答案】（1）
（2）B
（3）短路
（4）電壓；2.5
（5）0.2；0.75
（6）小燈泡的溫度升高，其電阻變大
【知識(shí)點(diǎn)】電功率的計(jì)算；電功率的測(cè)量
【解析】【解答】在測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中，
（1）測(cè)量燈泡的電功率時(shí)，電壓表和燈泡并聯(lián)，根據(jù)燈泡的得到電壓為2.5V，選擇0-3V量程；電流表和燈泡串聯(lián)，電壓表和電流表的接線柱要求正入負(fù)出，如圖
；
（2）在開關(guān)S閉合前，應(yīng)將滑片P移到電阻最大處，即B 端；
（3）閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，可能是小燈泡短路；
（4）排除故障后，閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片P，同時(shí)眼睛要觀察電壓表的示數(shù)，直到示數(shù)為2.5V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，記錄電壓表和電流表示數(shù)；
（5）繼續(xù)移動(dòng)滑片P，讓電壓表示數(shù)低于2.5V，某時(shí)刻電流表示數(shù)如圖乙，電流為0.2A，觀察燈泡亮度并記錄電表示數(shù)；繼續(xù)緩慢移動(dòng)滑片P，讓電壓表示數(shù)高出2.5V少許，觀察燈泡亮度并記錄電表示數(shù)。根據(jù)所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了小燈泡的U-I圖像，如圖丙，則小燈泡額定功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（6）根據(jù)小燈泡U-I圖像和亮度變化，還可以發(fā)現(xiàn)小燈泡電流和電壓不成之比，是因?yàn)闊艚z的溫度升高，其電阻變大。
【分析】（1）電壓表和所測(cè)量的位置并聯(lián)，電流表串聯(lián)；
（2）閉合開關(guān)前，滑片在電阻最大處；
（3）在串聯(lián)電路中，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，電壓表測(cè)量的位置短路；
（4）當(dāng)燈泡的電壓達(dá)到額定電壓，正常發(fā)光；
（5）根據(jù)電壓和電流的乘積計(jì)算電功率；
（6）燈絲電阻隨溫度的升高而變大。
13.（2023山東棗莊）在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中。某興趣小組猜想：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能與通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間有關(guān)，于是他們利用甲、乙、丙三個(gè)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，如圖所示，三個(gè)裝置的透明容器中各有一段電阻絲，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。
（1）要探究電熱與電阻的關(guān)系。應(yīng)選用__________組合，并將它們__________接到電源兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
（2）選用乙、丙組合，串聯(lián)接到電源兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在通電時(shí)間相同的情況下，發(fā)現(xiàn)乙裝置U型管中液面高度變化大，由此可得到的結(jié)論是：在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，__________。
（3）實(shí)驗(yàn)中通過觀察U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，在研究許多物理問題時(shí)都會(huì)用到這種方法，下列實(shí)例采用研究方法與此相同的是__________。
A．探究電流與電壓、電阻的關(guān)系
B．用鐵屑顯示磁體周圍磁場(chǎng)分布
C．研究光的傳播時(shí)，引入“光線”
D．探究平面鏡成像的特點(diǎn)
【答案】（1）甲、乙 串聯(lián) （2）通過導(dǎo)體的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多 （3）B
【解析】（1）要研究電熱與電阻的關(guān)系，需要控制通過電阻的電流與通電時(shí)間相同，而電阻的阻值不同，因此選用甲和乙組合，將它們串聯(lián)接到電源兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
（2）乙和丙，由于串聯(lián)在電路中，可知通過電路乙中5Ω電阻的電流大于通過丙中5Ω電阻的電流，當(dāng)在通電時(shí)間相同的情況下，發(fā)現(xiàn)乙裝置U型管中液面高度變化大，可知?dú)鈮翰钤酱螅瑴囟炔钤酱螅瑹崃吭蕉啵梢缘贸龅慕Y(jié)論是：通過導(dǎo)體的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。
（3） A．實(shí)驗(yàn)中通過觀察U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，這用到了轉(zhuǎn)化法，而探究電流與電壓、電阻的關(guān)系時(shí)，用到的方法是控制變量法，故A不符合題意；
B．用鐵屑顯示磁體周圍磁場(chǎng)分布時(shí)，磁體周圍磁場(chǎng)的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)化為吸引鐵屑的多少，故B符合題意；
C．研究光的傳播時(shí)，引入“光線”，這是模型法，故C不符合題意；
D．探究平面鏡成像的特點(diǎn)，用到的是替代法，故D不符合題意。
故選B。
14.（2023·重慶）如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V，為，為。求：
（1）只閉合開關(guān)時(shí)，電流表的示數(shù)：
（2）閉合開關(guān)、，在內(nèi)消耗的電能。
【答案】（1）解：只閉合開關(guān) 時(shí)，電路中只有R1工作，電流表的示數(shù)
答：只閉合開關(guān) 時(shí)，電流表的示數(shù)0.3A：
（2）解：閉合開關(guān) 、 ，兩電阻并聯(lián)， 在 內(nèi)消耗的電能
答：閉合開關(guān) 、 ， 在 內(nèi)消耗的電能72J。
【知識(shí)點(diǎn)】歐姆定律及其應(yīng)用；電功的計(jì)算
【解析】【分析】（1）根據(jù)電壓和電阻的比值， 計(jì)算電流；
（2）根據(jù)電壓、電阻和時(shí)間，可以計(jì)算消耗電能的多少。
15.（2023·云南）在如圖所示的電路中，電源電壓6V保持不變，電阻的阻值為20Ω。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，求
（1）的阻值；
（2）通電1min，電流通過做的功；
（3）電路消耗的電功率。
【答案】（1）解：由電路圖知道，R1與R2串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，串聯(lián)電路中的電流處處相等，由歐姆定律知道，電路的總電阻
由串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)知道，的阻值
答：的阻值是10Ω；
（2）解：電路工作1min，電流通過電阻R1做的功
答：通電1min，電流通過做的功48J
（3）解：由知道，電路消耗的電功率
答：電路消耗的電功率是1.2W。
【知識(shí)點(diǎn)】電阻的串聯(lián)；歐姆定律及其應(yīng)用；電功的計(jì)算；電功率的計(jì)算
【解析】【分析】（1）根據(jù)電壓和電流的比值， 計(jì)算電阻；
（2）根據(jù)電流、電阻和時(shí)間，可以計(jì)算電流做功的多少；
（3）利用電壓和電流的乘積計(jì)算電功率。
16．（2023·重慶）如圖所示的電路中，電源電壓恒為2V，R1的阻值為10Ω，R2的阻值為20Ω，閉合開關(guān)S。求：
（1）通過R1的電流；
（2）通電50s，R2消耗的電能。
【答案】（1）解：由圖可知，電阻R1、R2并聯(lián)，通過R1的電流為
答：通過R1的電流為0.2A；
（2）解：R2在10s內(nèi)消耗的電能為
答：通電50s，R2消耗的電能為10J。
【知識(shí)點(diǎn)】歐姆定律及其應(yīng)用；電功計(jì)算公式的應(yīng)用
【解析】【分析】（1）根據(jù)電壓和電阻的比值， 計(jì)算電流；
（2）利用電壓、電阻和時(shí)間，可以計(jì)算消耗電能的多少。
17.（2023·達(dá)州）如圖所示，電源電壓不變，只閉合S，滑動(dòng)變阻器滑片位于最左端時(shí)，R3在10s內(nèi)消耗電能80J；只閉合S、S1，滑動(dòng)變阻器滑片位于最右端時(shí)，電流表A1讀數(shù)為1A；只閉合S、S2，滑動(dòng)變阻器滑片位于最左端時(shí)，電流表A2讀數(shù)為3A。已知滑動(dòng)變阻器的最大阻值是R3的4倍，求：
（1）只閉合S，滑動(dòng)變阻器滑片位于最左端時(shí)，R3的電功率；
（2）定值電阻R1與R3的比值；
（3）電路消耗的最小電功率。
【答案】（1）解：只閉合S，滑動(dòng)變阻器滑片位于最左端時(shí)，R1、R2、R3串聯(lián)， R3在10s內(nèi)消耗電能W=80J，R3的電功率
答：只閉合S，滑動(dòng)變阻器滑片位于最左端時(shí)，R3的電功率是8W；
（2）解：只閉合S、S1，滑動(dòng)變阻器滑片位于最右端時(shí)，電路中只有R1，電流表A1讀數(shù)為1A；由 得， R1電阻
只閉合S、S2，滑動(dòng)變阻器滑片位于最左端時(shí)，電路中只有R3，電流表A2讀數(shù)為3A；由 得， R3電阻
所以的電阻比R1∶R3=3∶1
答：定值電阻R1與R3的比值是3∶1；
（3）解：根據(jù) 可知，當(dāng)電路中電阻最大時(shí)，電路消耗的電功率最小。只閉合S，滑動(dòng)變阻器滑片位于最左端時(shí)R1、R2、R3串聯(lián)，R2全連入電路，電阻最大。根據(jù)P=I2R可知，串聯(lián)電路電功率與電阻成正比，所以P1∶P3=3∶1
P3=8W，所以P1=3P3=3×8W=24W
又因?yàn)镽2=4R3，所以P2=4P3=4×8W=32 W
電路消耗的最小電功率P1+P2+P3=8W+24W+32W=64W
答：電路消耗的最小電功率是64 W。
【知識(shí)點(diǎn)】歐姆定律及其應(yīng)用；電功率的計(jì)算
【解析】【分析】（1）只閉合S，滑動(dòng)變阻器滑片位于最左端時(shí)，R1、R2、R3串聯(lián)， 根據(jù)公式計(jì)算R3的電功率；
（2）只閉合S、S1，滑動(dòng)變阻器滑片位于最右端時(shí)，電路中只有R1，根據(jù)公式 計(jì)算R1的阻值。
只閉合S、S2，滑動(dòng)變阻器滑片位于最左端時(shí)，電路中只有R3，再根據(jù)計(jì)算R3的阻值；
將兩個(gè)式子做比計(jì)算出R1與R3的比值。
（3）根據(jù) 可知，當(dāng)電路中電阻最大時(shí)，電路消耗的電功率最小。只閉合S，滑動(dòng)變阻器滑片位于最左端時(shí)R1、R2、R3串聯(lián)，R2全連入電路，電阻最大。
據(jù)P=I2R可知，串聯(lián)電路電功率與電阻成正比，據(jù)此分別計(jì)算R1和R2的電功率，
最后將它們的功率相加即可。
18.（2023·廣安）軒軒設(shè)計(jì)了一款高、中、低三個(gè)檔位的迷你多功能電鍋，其部分設(shè)計(jì)參數(shù)如圖甲所示，簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，、、為電熱絲，其中。電鍋在高溫檔、中溫檔工作時(shí)，開關(guān)均處于閉合狀態(tài)；在低溫檔工作時(shí)，開關(guān)、均處于斷開狀態(tài)，閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片，可調(diào)節(jié)低溫檔的功率。
額定電壓 30V
高溫檔功率 150W
中溫檔功率 ？W
低溫檔功率范圍 20w-50W
甲
（1）求電鍋在高溫檔正常工作時(shí)的電流；
（2）求電鍋中溫檔功率；
（3）現(xiàn)有、、三種規(guī)格，為了達(dá)到軒軒設(shè)計(jì)的低溫檔功率范圍，請(qǐng)通過計(jì)算說明他選擇的哪一種。
【答案】（1）解：電鍋在高溫?fù)鯐r(shí)的功率P高=150W，則電鍋在高溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)的電流為
答：電鍋在高溫檔正常工作時(shí)的電流為5A
（2）解：由題可知，電鍋在高溫檔時(shí)開關(guān)均處于閉合狀態(tài)，根據(jù)可知，R1與R2并聯(lián)。則通過R1的電流為
則通過R2的電流為
則R2的阻值為
根據(jù)題意可知，電鍋中溫?fù)鯐r(shí)電流僅有R2，則功率為
答：電鍋中溫檔時(shí)的功率為90W；
（3）解：由題可知，低溫?fù)鯐r(shí)R0和R2串聯(lián)，當(dāng)?shù)蜏貦n功率最小為20W時(shí)，電路最大總電阻為
則滑動(dòng)變阻器的阻值為
當(dāng)?shù)蜏貦n功率最大為50W時(shí)，電路最小總電阻為
則滑動(dòng)變阻器的阻值為
則滑動(dòng)變阻器需要的電阻范圍是
又因?yàn)楣β首畲髸r(shí)通過的電流為
所以滑動(dòng)變阻器只能選擇的規(guī)格為“”。
答：滑動(dòng)變阻器選擇的規(guī)格為“”
【知識(shí)點(diǎn)】電功與熱量的綜合計(jì)算
【解析】【解答】（1） 電鍋在高溫?fù)鯐r(shí)的功率P高=150W，則電鍋在高溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)的電流為 。
（2） 電鍋在高溫檔時(shí)開關(guān)均處于閉合狀態(tài)，根據(jù)可知，R1與R2并聯(lián)。則通過R1的電流為
則通過R2的電流為，則R2的阻值為，根據(jù)題意可知，電鍋中溫?fù)鯐r(shí)電流僅有R2，則功率為。
（3）由題可知，低溫?fù)鯐r(shí)R0和R2串聯(lián)，當(dāng)?shù)蜏貦n功率最小為20W時(shí)，電路最大總電阻為則滑動(dòng)變阻器的阻值為，當(dāng)?shù)蜏貦n功率最大為50W時(shí)，電路最小總電阻為，則滑動(dòng)變阻器的阻值為，則滑動(dòng)變阻器需要的電阻范圍是，又因?yàn)楣β首畲髸r(shí)通過的電流為，所以滑動(dòng)變阻器只能選擇的規(guī)格為“”。
【分析】（1）因?yàn)楦邷貦n功率150w，根據(jù)可算出高溫檔時(shí)的電流。
（2）如圖，根據(jù)，只有當(dāng)S2閉合時(shí)，電路中只有R2工作時(shí)才是電鍋中溫檔。當(dāng)S1，S2閉合時(shí)，電鍋是高溫檔， R1與R2并聯(lián)，求出 通過R1的電流 ，再求出 通過R2的電流 ， 則功率 可求出。
（3）先根據(jù)，當(dāng)功率最低P=20W時(shí)求出最大電阻，，則滑動(dòng)變阻器的阻值為；
當(dāng)最大功率P=50W時(shí)，求出最小電阻， 則滑動(dòng)變阻器的阻值為，求出滑動(dòng)變阻器需要的電阻范圍 ，再根據(jù)功率最大時(shí)通過的電流是1.67A確定滑動(dòng)變阻器只能選擇的規(guī)格 。
19．（2023·綏寧）小華家買了一個(gè)家用電吹風(fēng)，其簡(jiǎn)化電路如圖所示，主要技術(shù)參數(shù)如下表。電吹風(fēng)在額定電壓下工作，請(qǐng)解答如下問題：
熱風(fēng)溫度 50～75℃
額定功率 熱風(fēng)時(shí)：900W
冷風(fēng)時(shí)：110W
額定電壓 220V
質(zhì)量 0.5kg
（1）電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流是多大？
（2）正常工作時(shí)電熱絲的電阻是多大？
（3）電吹風(fēng)內(nèi)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻是0.8Ω，電吹風(fēng)吹冷風(fēng)10min線圈產(chǎn)生的熱量是多少？
（4）一天，小華斷開家中其它用電器，只用電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)家中標(biāo)有“220V，10（20A）；3000r/（kW h）”的電能表5min內(nèi)轉(zhuǎn)了200圈，求電吹風(fēng)此時(shí)的實(shí)際功率是多少？
【答案】（1）解：電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，由P＝UI可得，通過電動(dòng)機(jī)的電流為
答：電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流是0.5A；
（2）解：當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)和電熱絲同時(shí)工作，電動(dòng)機(jī)與電熱絲并聯(lián)，電熱絲R2的電功率為P2＝P﹣P1＝900W﹣110W＝790W
由可得電熱絲R2的電阻值為
答：電熱絲工作時(shí)的電阻是61.3Ω；
（3）解：時(shí)間t＝10min＝600s
則電吹風(fēng)吹冷風(fēng)10min產(chǎn)生的熱量（電流通過電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量）為Q1＝I12R1t＝（0.5A）2×0.8Ω×600s＝120J
答：電吹風(fēng)吹冷風(fēng)10min線圈產(chǎn)生的熱量是120J；
（4）解：轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了200圈，消耗的電能為：
電吹風(fēng)此時(shí)的實(shí)際功率為
答：電吹風(fēng)此時(shí)的實(shí)際功率是800W。
【知識(shí)點(diǎn)】電功與熱量的綜合計(jì)算
【解析】【分析】（1）根據(jù)公式，可求出電流；
（2）根據(jù)公式，可求出電阻；
（3）根據(jù)公式 Q1＝I12R1t ，可求出熱量；
（4）根據(jù)公式，可求出實(shí)際功率。
20.（2023山東濱州）某科研小組用如圖甲所示的電路，對(duì)由多種半導(dǎo)體材料混合制成的一種新材料電阻（標(biāo)有2.5V字樣）進(jìn)行了測(cè)量。電源電壓恒定不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0~3V。當(dāng)閉合S和S1、斷開S2，將滑動(dòng)變阻器的滑片P從一端移至另一端，測(cè)得電流表示數(shù)隨電壓表示數(shù)變化情況如圖乙中的圖象A所示。當(dāng)把電壓表并聯(lián)在兩端，閉合S和S2、斷開S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，測(cè)得新材料電阻電流隨電壓變化情況如圖乙中的圖象B所示。求：
（1）新材料電阻正常工作時(shí)的電功率。
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值。
（3）電源電壓。
（4）在圖甲電路中，電壓表并聯(lián)在兩端，當(dāng)閉合S和S2、斷開S1時(shí)，為保證電路安全滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】解：（1）當(dāng)閉合S和S2、斷開S1時(shí)，電阻R3與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，由圖乙可知電阻R3正常工作時(shí)的電壓為2.5V，電流為0.5A，根據(jù)得，電阻R3正常工作時(shí)的電功率為
（2）當(dāng)閉合S和S1、斷開S2時(shí)，電阻R1與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，由圖乙可知，滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí)，電路電流為0.2A，電壓表示數(shù)為3V，由得，滑動(dòng)變阻器最大阻值為
（3）根據(jù)串聯(lián)電路電源電壓等于各部分電壓之和可知
得電阻R1的阻值為
滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最小時(shí)，電路電流為0.6A，可知
解得電源電壓為。
（4）當(dāng)閉合S和S2、斷開S1時(shí)，電阻R3與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)。根據(jù)串聯(lián)電路電流特點(diǎn)，滑動(dòng)變阻器接入電阻最小時(shí)，電路電流最大，由圖乙知R3最大電流為0.5A，由得，電阻R3此時(shí)的阻值為
同理可得，電路中總電阻最小為
可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值為
由題意知，滑動(dòng)變阻器接入電阻最大時(shí)，已知電壓表最大量程為3V。根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器分得的最大電壓為3V, 此時(shí)電阻R3分得的最小電壓為1.5V。 結(jié)合圖乙知此時(shí)電流表示數(shù)為0.25A,由由得，滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值為
所以為保證電路安全滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍為。
知識(shí)梳理
kW·h
0 6 4 3 4
220V 15A(30A) 50HZ
3000r/kW·h
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" 21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)第十講：電能
1. 定義： 所做的功，簡(jiǎn)稱電功。
2. 實(shí)質(zhì)：電流做功的過程，實(shí)際就是電能轉(zhuǎn)化為 (消耗電能)的過程；電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，即消耗了多少電能。
3. 規(guī)定：電流在某段電路上做的功等于該電路兩端的 、電路中的 和 的乘積。
4. 計(jì)算公式： (適用于所有電路)。
對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出： （電阻、白熾燈適用，電動(dòng)機(jī)不適用）
5. 單位：國(guó)際單位是 ；因?yàn)閃=Pt，所以單位也可以是千瓦時(shí)(kW·h)。
換算關(guān)系:1kW·h= W·s= J。
【典例1】（2023·北京）如圖是兩個(gè)定值電阻R1、R2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，R1、R2所用電阻絲（涂有絕緣漆）粗細(xì)均勻、材料相同，分別纏繞在相同的圓柱形絕緣棒上，圈數(shù)分別為43圈和33圈，R1的電阻絲比R2的電阻絲細(xì)。將R1、R2并聯(lián)在電路中工作一段時(shí)間，下列說法正確的是（　　）
A．通過R1的電流等于通過R2的電流
B．R1兩端的電壓大于R2兩端的電壓
C．R1的電功率大于R2的電功率
D．R1消耗的電能小于R2消耗的電能
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】（2023·南充）如圖所示為電阻R1和R2的I—U圖像，下列說法正確的是（　　）
A．R2的阻值為10Ω
B．兩電阻串聯(lián)與并聯(lián)的總阻值之比為9∶4
C．將兩電阻串聯(lián)接入電路，通電后，R1兩端電壓與R2兩端電壓之比為1∶2
D．將兩電阻并聯(lián)接入電路，通電1分鐘，電流通過R1產(chǎn)生的熱量與電流通過R2產(chǎn)生的熱量之比為1∶2
1. 定義：電流在 內(nèi)所做的功。
2. 科學(xué)意義：表示 的科學(xué)量。燈泡的亮度取決于燈泡的 。實(shí)際功率越大，燈泡越 ；實(shí)際功率越小，燈泡越 。
3. 計(jì)算公式: 計(jì)算電功率的公式為P= 。
(1)由電功的計(jì)算公式可知W、P、t之間的關(guān)系是P= 。
(2)由歐姆定律 及電功率計(jì)算公式P=UI 可推知： 這兩個(gè)推導(dǎo)公式只適用于純電阻電路。
注意：適用于所有電路)。對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出： 。
4. 單位：國(guó)際單位是 ，常用單位有千瓦(kW)、兆瓦(MW)等。
單位換算:1kW= W,1MW= W,1W= mW。
5. 額定電壓和額定功率；實(shí)際電壓和實(shí)際功率（燈泡亮度的直接因素）
(1)額定電壓：用電器正常工作時(shí)的電壓。
(2)額定功率：用電器在 下工作時(shí)的電功率。
（3）某燈泡上標(biāo)有“220 V 60W”字樣，表示該燈泡的額定電壓為 ，額定功率為 。
①當(dāng)時(shí),，燈泡正常發(fā)光；
②當(dāng)燈泡不能正常工作，發(fā)光變暗；
③當(dāng)燈泡不能正常工作，發(fā)光強(qiáng)烈，長(zhǎng)期使用會(huì)影響其壽命。
【典例2.1】（2023 甌海區(qū)模擬）現(xiàn)有甲、乙、丙三個(gè)燈泡，分別標(biāo)有“220V 25W”、“110V 25W”、“36V 25W”的字樣，當(dāng)它們都是在各自額定電壓下工作時(shí)，它們的亮度情況是（　　）
A．甲燈較亮 B．乙燈較亮 C．一樣亮 D．丙燈較亮
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.1】（2023·龍東）標(biāo)有“6V；3W”和“6V；6W”的燈L1和L2（假設(shè)兩燈燈絲電阻不變），若將它們串聯(lián)在某電源上，使其中一個(gè)燈正常發(fā)光時(shí)，下列說法正確的是（　　）
A．通過燈L1和L2的電流之比為1∶2
B．燈L1和L2兩端的電壓之比為2∶1
C．燈L2和L1的發(fā)光亮度相同
D．能夠正常發(fā)光的燈應(yīng)是燈L2
【拓展2.1】（2023·廣安）如圖甲所示，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端移至b端的過程中，消耗的電功率P1隨阻值變化關(guān)系如圖乙所示。下列分析錯(cuò)誤的是（　　）
A．定值電阻為10Ω
B．電源電壓為12V
C．滑片P置于b端時(shí)，閉合開關(guān)S，電壓表的示數(shù)為10V
D．滑片P置于b端時(shí)，閉合開關(guān)S，通電1分鐘產(chǎn)生的熱量為24J
6. 測(cè)定小燈泡的電功率
（1） 根據(jù)電功率計(jì)算公式 (實(shí)驗(yàn)原理)。
可知，要測(cè)出小燈泡的功率，只需要用 測(cè)出小燈泡兩端的電壓，用 測(cè)出通過小燈泡的電流，代入公式即可。這種測(cè)量電功率的方法叫伏安法測(cè)電功率。
（2） 實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量小燈泡的額定功率、實(shí)際功率，是通過調(diào)節(jié) 改變小燈泡兩端 來實(shí)現(xiàn)的。
(3)電路圖如圖所示。
（4）測(cè)小燈泡額定功率的拓展：安阻法、伏阻法。
【典例2.2】（2023江蘇無錫）用如圖所示的電路測(cè)量額定電壓為的小燈泡的額定功率。調(diào)節(jié)電阻箱，使它接入電路的阻值為。閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為，保持滑片的位置不變、閉合開關(guān)，斷開開關(guān)，此時(shí)電壓表示數(shù)為，斷開開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，使它接入電路的阻值為，閉合開關(guān)，此時(shí)電壓表示數(shù)為。則小燈泡的額定功率為（　　）

A． B．
C． D．
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.2】（2023·荊州）課后服務(wù)社團(tuán)活動(dòng)中，“創(chuàng)新”興趣小組在“測(cè)定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中先用如圖甲所示的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為2.5V（正常發(fā)光時(shí)電阻約為12Ω）。
（1）為能順利完成該實(shí)驗(yàn)，下列不同規(guī)格的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用____（選填字母）；
A．“10Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器
B．“20Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器
C．“5Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器
（2）電路連接完成后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表無示數(shù)，小燈泡不亮。那么出現(xiàn)該故障的原因是　 　；
（3）故障排除后重新連接電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向　 　端移動(dòng)（選填“左”“右”）；
（4）通過小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為　 　W；
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路來測(cè)量額定電壓為6V的小燈泡的額定功率。已知電源電壓為18V，定值電阻R的阻值為20Ω。實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①開關(guān)S、S1閉合，S2斷開，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R'的滑片，使小燈泡正常發(fā)光；
②保持滑片位置不動(dòng)，開關(guān)S、S2閉合，S1斷開，此時(shí)電壓表的示數(shù)為8V；
③再將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最右端，此時(shí)電壓表的示數(shù)為14V；
④小燈泡的額定功率P額=　 　W。
7.電能常見的專題：
家用電器的高溫檔、低溫檔問題：
因?yàn)榧彝ル娐冯妷翰蛔儯鶕?jù)可知，接入電路的電阻大，功率小（低溫檔）；電阻小，功率大（高溫檔）
【典例2.3】（2023·遼寧丹東）如圖所示是某品牌電熱鍋的簡(jiǎn)化電路，R1、R2均為發(fā)熱電阻。電熱鍋工作時(shí)，通過開關(guān)S1和S2實(shí)現(xiàn)低溫、中溫和高溫的擋位控制，已知低溫?fù)蹼娮鑂1=110Ω，中溫?fù)豕β蕿?80W；求：
（1）電熱鍋低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)的電功率；
（2）電熱鍋中溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)的電流；
（3）使用電熱鍋高溫?fù)鯇①|(zhì)量為2kg的水從20℃加熱到75℃所用的時(shí)間。[不計(jì)熱量損失，水的比熱容c=4.2×103J/（kg ℃）]

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.3】（2023·黑龍江齊齊哈爾）如圖甲所示是一款小型電火鍋，通過擋位開關(guān)實(shí)現(xiàn)高、中、低三擋控溫功能。圖乙是它的簡(jiǎn)化電路圖，R1、R2、R3均為加熱電阻（阻值保持不變）。已知R1的阻值為176Ω，電火鍋的部分參數(shù)如下表所示。求：
額定電壓 220V
低溫?fù)豕β?br/>中溫?fù)豕β?440W
高溫?fù)豕β?1100W
（1）R2的阻值是多少？
（2）電火鍋在低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)的功率是多少？
（3）某次使用時(shí)，用高溫?fù)鯇?kg水從20℃加熱到100℃用時(shí)5.6min，該電火鍋的實(shí)際功率是多少？（不計(jì)熱損失）

功率最值問題（定值電阻功率、電路總功率、滑動(dòng)變阻器功率）：
定值電阻功率最值問題：因?yàn)殡娮璨蛔儯鶕?jù)可知，定值電阻兩端電壓最大或者電流最大時(shí)，有最大功率，即 ； ；。反之，可求最小值。
電路總功率最值:因?yàn)殡娫措妷阂话悴蛔儯鶕?jù)總電阻最小或者電流最大，有最大功率，即 ；。反之可求最小值。
滑動(dòng)變阻器功率最值：根據(jù)P=,由數(shù)學(xué)知識(shí)可知當(dāng)R=時(shí)，有最大值，即。
【典例2.4】（2023湖南岳陽(yáng)）如圖，電源電壓為18V，小燈泡規(guī)格為“10V，10W”且不考慮燈絲電阻隨溫度變化，R1為定值電阻。R2為滑動(dòng)變阻器，最大阻值為60Ω。甲乙是同種電表，可供選擇的電表為雙量程電壓表（量程分別為0~3V，0~15V）和電流表（量程分別為0~0.6A；0~3A）。閉合開關(guān)，在保證電路安全的情況下，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R ，兩表示數(shù)均有變化且小燈泡亮度發(fā)生改變。當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，甲、乙兩表示數(shù)之比為8:13。下列表述均正確且無遺漏的一組是：（　　）
①甲、乙同為電流表
②R 阻值為5Ω
③調(diào)節(jié)R ，通過R 最小的電流為0.24A
④調(diào)節(jié)R ，小燈泡的最小功率為3.6W
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.4】（2023棗莊）如圖甲所示，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器滑片P從b點(diǎn)滑向a點(diǎn)的過程中，兩個(gè)電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像如圖乙所示。
（1）圖乙中__________（選填“dc”或“ec”）表示電壓表V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像；
（2）該電路消耗的最大總功率與最小總功率之比為__________。
電動(dòng)機(jī)問題：因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)消耗的電能轉(zhuǎn)化為熱能和機(jī)械能，即UIt=，通常利用這個(gè)關(guān)系計(jì)算電動(dòng)機(jī)的線圈電阻，絕對(duì)不能用R=。
【典例2.5】（2021九下·臺(tái)州開學(xué)考）用12V的電源為微型電動(dòng)機(jī)供電的電路如圖（甲）所示。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S1、S2均向上合上時(shí)，電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，電流I隨時(shí)間t變化的圖象如圖（乙）所示。當(dāng)電流穩(wěn)定時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作。已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)歐姆定律不適用，并忽略溫度對(duì)電阻的影響。
（1）當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S1、S2同時(shí)　 　（向上或向下）合上時(shí)可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。
（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為　 　W。
（3）電動(dòng)機(jī)的電阻為　 　Ω，正常工作時(shí)的輸出功率為　 　W。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.5】（2020九上·慈溪月考）如圖所示，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電路中的電流為1A，電壓表V2的示數(shù)是10V，定值電阻R的阻值為4Ω，電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為1Ω，不計(jì)摩擦，下列說法不正確的是（　　）
A．電壓表V1的示數(shù)為6V
B．電路消耗的功率是10W
C．通電一分鐘電流通過電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量是240J
D．通電一分鐘電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能是300J
④電路安全與取值范圍問題：滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)導(dǎo)致電路中的電流或電壓達(dá)到最大值引起的安全問題
【典例2.6】（2023四川達(dá)州）如圖所示，燈泡規(guī)格為“5V 2.5W”（燈絲電阻不隨溫度變化），滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“50Ω 1A”，電流表所選量程為“0~0.6A”，電壓表所選量程為“0~3V”，電源電壓恒為9V，閉合開關(guān)，在保證電路中各元件安全的情況下，下列表述正確的是（　　）
A．該電路消耗的最大功率為4.5W
B．滑動(dòng)變阻器允許連入電路的阻值范圍為8Ω~50Ω
C．通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片可以使小燈泡正常發(fā)光
D．滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化范圍為6V~7.5V
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.6】（2023四川遂寧）如圖甲所示電路，電源電壓恒定，R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器R2銘牌上標(biāo)有“120Ω 0.8A”的字樣，電流表量程0~0.6A，電壓表量程0~15V。在保證電路安全的前提下，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，經(jīng)測(cè)量分析，得出R2的電功率P與其兩端電壓U的關(guān)系如圖乙。則下列說法正確的是（　　）

A．電源電壓為16V
B．R1的阻值為25Ω
C．電路總功率的最大變化量為10.8W
D．滑動(dòng)變阻器允許接入電路的阻值范圍為10Ω~100Ω
知識(shí)點(diǎn)一 電磁感應(yīng)
1. 發(fā)電機(jī)是根據(jù) 原理設(shè)計(jì)制造的。
2. 發(fā)電機(jī)是 種把 能轉(zhuǎn)化為 能的裝置。
知識(shí)點(diǎn)二 安培力
1. 定義：通電導(dǎo)體在 中受到的作用力叫作安培力。
2. 方向：安培力的方向與 方向以及 方向均有關(guān)。
3. 大小：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的安培力的大小與 強(qiáng)弱、 大小以及在磁場(chǎng)中的導(dǎo)體長(zhǎng)度都成正比，還與磁場(chǎng)方向和電流方向的夾角大小有關(guān)。
4．直流電動(dòng)機(jī)
1. 直流電動(dòng)機(jī)是根據(jù) 的原理設(shè)計(jì)制造的。直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，主要把 能轉(zhuǎn)化成 能。因?yàn)槿魏螌?dǎo)線都有電阻，所以還有部分轉(zhuǎn)化為熱能。
關(guān)系式：或
2. 直流電動(dòng)機(jī)由 、 、 、 等部分組成。
3. 當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)的初始時(shí)刻線圈平面與磁感線 (填“平行”或“垂直”)時(shí)，電路斷開，線圈處于平衡位置，無法繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)過程中在平衡位置時(shí)，因?yàn)? 可以繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。直流電動(dòng)機(jī)利用 來自動(dòng)改變線圈中的電流方向，從而使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)對(duì)比
對(duì)象 發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī)
原理 電磁感應(yīng) 通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用效果
原理圖
影響因素 感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向、磁場(chǎng)方向有關(guān)。感應(yīng)電流的大小跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)快慢、磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān) 導(dǎo)體受力的方向跟電流方向、磁場(chǎng)方向有關(guān)。導(dǎo)體受力的大小跟電流大小、磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)
電路分析 無電源有電流計(jì) 有電源
實(shí)驗(yàn)要求 1.閉合電路的一部分導(dǎo)體。2項(xiàng)切割磁感線 1.閉合電路的一部分導(dǎo)體。2.導(dǎo)體垂直磁感線
模型圖
能量轉(zhuǎn)化 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
【典例3.1】（2023 杭州模擬）小張學(xué)習(xí)了“電與磁”知識(shí)后，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置：用導(dǎo)線將磁場(chǎng)中的金屬桿ab、cd和光滑金屬導(dǎo)軌連接成閉合回路。以下說法正確的是（　　）
A．當(dāng)左右移動(dòng)cd時(shí)，ab不會(huì)運(yùn)動(dòng)
B．當(dāng)左右移動(dòng)ab時(shí)，cd會(huì)運(yùn)動(dòng)
C．當(dāng)上下移動(dòng)右側(cè)磁體時(shí)，ab會(huì)運(yùn)動(dòng)
D．當(dāng)左右移動(dòng)cd時(shí)，右側(cè)裝置工作原理與電動(dòng)機(jī)原理相同
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3.1】（2023 柯橋區(qū)一模）從2012年到2023年，機(jī)器人的制造技術(shù)不斷智能、升級(jí)。如下圖為送餐機(jī)器人為顧客送餐的情景。（1）當(dāng)機(jī)器人接受指令后，內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)其底部輪子將食物送給顧客。制作電動(dòng)機(jī)的原理依據(jù)與下圖 　　。（填字母）實(shí)驗(yàn)裝置相同。
（2）該機(jī)器人以1米/秒的速度將菜送到客人桌前，若機(jī)器人工作時(shí)牽引力恒為50牛，已知該機(jī)器人電池容量為30Ah，工作電壓為5V，能量轉(zhuǎn)換效率為90%，請(qǐng)問充滿電的該機(jī)器人可以行駛幾小時(shí)。
知識(shí)點(diǎn)三 電流的熱效應(yīng)
1. 定義：電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會(huì) 的現(xiàn)象叫作電流的熱效應(yīng)。
2. 能量轉(zhuǎn)化： 能轉(zhuǎn)化為 能。
3. 影響因素：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與 大小、導(dǎo)體的 、通電的 有關(guān)。
4.焦耳定律
（1） 內(nèi)容：通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q與通過導(dǎo)體的電流I的平方、導(dǎo)體的電阻R和通電時(shí)間t成正比。
（2）公式: 。
注意：在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為電熱，而沒有轉(zhuǎn)化為其他形式的能，即Q=W= 對(duì)于電能沒有全部轉(zhuǎn)化為電熱的非純電阻電路，如含有電動(dòng)機(jī)的電路，則有Q【典例3.2】（2023·北京）小京用如圖所示的電路探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻是否有關(guān)，其中兩個(gè)燒瓶完全相同，瓶?jī)?nèi)裝有質(zhì)量和初溫相同的煤油、相同的溫度計(jì)A和B、阻值不等的電阻絲R1和R2。
（1）該實(shí)驗(yàn)采用串聯(lián)電路可以控制　 　相同和　 　相同；
（2）閉合開關(guān)一段時(shí)間，兩支溫度計(jì)示數(shù)的變化量不相等，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：　 　。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3.2】（2023·遼寧撫順、鐵嶺）用如圖所示的裝置可探究電流產(chǎn)生熱量與 （填“電流”或“電阻”）的關(guān)系，若通過R2的電流為1A，通電1min，R2產(chǎn)生的熱量為 J。若將R3更換為10Ω的電阻， （填“仍能”或“不能”）完成該實(shí)驗(yàn)探究。

知識(shí)點(diǎn)四 電流的磁效應(yīng)（具體內(nèi)容參考上一講內(nèi)容）
通電導(dǎo)線的周圍存在 ，這種現(xiàn)象稱為電流的 效應(yīng)。
這是一種 轉(zhuǎn)化為 的過程
知識(shí)點(diǎn)五 電流的化學(xué)效應(yīng)
1. 在電流的化學(xué)效應(yīng)中存在著 能和 能的轉(zhuǎn)化。
2. 蓄電池充電時(shí)， 轉(zhuǎn)化為 。
3. 蓄電池放電時(shí)， 轉(zhuǎn)化為 。
【典例3.3】（北侖月考）手機(jī)是我們最常用的通訊工具，手機(jī)使用的是可充電電池，電池上標(biāo)有“電壓”和“容量”兩個(gè)重要參數(shù)。容量的單位通常為“毫安時(shí)”（符號(hào)mA h）．小科同學(xué)的爸爸使用的可充電電池所標(biāo)的電壓是3.6V，容量是1500mA h，這種電池一次充電最多可儲(chǔ)存的能量為　 　J．使用該手機(jī)充滿電一次能夠持續(xù)通話的實(shí)際時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)5h，則該手機(jī)在通話狀態(tài)的放電功率為　 　W。電池在放電時(shí)將　 　能轉(zhuǎn)化為電能。
四、家庭電路
1.電路的結(jié)構(gòu)
(1) 組成：進(jìn)戶線、 、閘刀開關(guān)和熔斷器、插座、開關(guān)、電燈等。
(2)進(jìn)戶線：有兩根，一根是 (俗稱火線)，另一根是 。
(3)熔斷器
①熔絲：一種 熔點(diǎn)的鉛、銻合金絲。
②功能：當(dāng)電流超過某一數(shù)值時(shí)，熔絲首先熔斷，切斷電路，起到保護(hù) 和 的作用。
③熔絲熔斷的原因：電路短路或發(fā)生 。
④注意：在換用熔絲時(shí)，切不可因怕麻煩而用更粗的熔絲，更不允許隨意將 或鐵絲代替熔絲使用。
(4)家庭電路的連接：各種用電器是 接入電路的；插座與燈座是并聯(lián)的；控制各用電器的開關(guān)與用電器是 的。
(5)家庭電路電流過大的原因：發(fā)生 或者用電器總功率過大。
【典例4.1】（2023 濱江區(qū)一模）小金學(xué)習(xí)了家庭電路后，在家中進(jìn)行綜合實(shí)踐活動(dòng)“對(duì)家庭電路的調(diào)查研究”。其中存在安全隱患的是（　　）
A．安裝圖甲裝置保護(hù)電路
B．圖乙三孔插座上孔接地線
C．圖丙插頭常用于帶金屬外殼的用電器
D．輸電線進(jìn)戶后先接到圖丁
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4.1】（2022·浙江杭州·統(tǒng)考一模）我國(guó)家庭電路的電壓是_________V，家里的電燈、電冰箱等是_________聯(lián)在電路中的。控制電燈的開關(guān)應(yīng)安裝在________線上；電冰箱的插頭應(yīng)插入如圖所示的三孔插座，目的是使其金屬外殼通過插座________（選填“A”“B”或“C”）孔中的地線與大地相連，防止因漏電而造成觸電事故。
2. 安全用電
(1)對(duì)人體不造成危險(xiǎn)的安全電壓值是 以下。家庭電路電壓為 ，超出了人體安全電壓值。
(2)安全用電原則：
(3) 用電器和帶金屬外殼的用電器一般都應(yīng)使用三腳插頭。
(4)測(cè)電筆：可以辨別相線和零線，使用時(shí)手應(yīng)接觸 ，但不準(zhǔn)與
相接觸。
3. 電能表
（1）電能表：測(cè)量用電器所消耗的 多少的儀器。
（2）電能的計(jì)算公式： 或 。 (普遍適用)
（3）所用單位:千瓦時(shí),俗稱“ ”。 1kW · h= J。
（4）某家庭電路中電能表的月底和月初兩次讀數(shù)的 表示這個(gè)月該家庭電路中所消耗的電能。
（5）電能表銘牌：3600r/kWh，表示消耗1度的電，電能表轉(zhuǎn)了3600轉(zhuǎn)。
【典例4.2】（2023四川南充）小林家的電能表如圖所示，此時(shí)電能表的讀數(shù)為_____kWh，他關(guān)閉了中的其它用電器，現(xiàn)用一臺(tái)標(biāo)有“220V，2000W”的電熱水壺?zé)９ぷ?min，則電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了________轉(zhuǎn)。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4.2】（2023四川達(dá)州）小明家的電能表面板如圖所示，圖中電能表的示數(shù)為__________kWh，他家同時(shí)使用的用電器總功率不能超過__________W，家里新添置一臺(tái)空調(diào)并接入該電能表中，讓其單獨(dú)工作5min，電能表的指示燈閃爍了320次，則該空調(diào)的實(shí)際電功率為__________W。
4．家庭電路故障
因?yàn)榧彝ル娐肥遣⒙?lián)關(guān)系，所以一般不會(huì)出現(xiàn)短路故障。若出現(xiàn)測(cè)電筆測(cè)零線發(fā)光的情況，有兩個(gè)條件：
有一條用電器電路是接通的（即用電器無故障，開關(guān)閉合）
② 測(cè)量點(diǎn)到入戶零線段有斷路
【典例4.3】（2022·浙江寧波·統(tǒng)考一模）某同學(xué)家中部分照明電路如圖所示。閉合開關(guān)S （家中其他的用電器均處于斷開狀態(tài)），白熾燈亮了一會(huì)兒突然熄滅了。他用測(cè)電筆分別測(cè)試插座的兩個(gè)孔，發(fā)現(xiàn)測(cè)電筆都發(fā)光：接著斷開開關(guān)S，再用測(cè)電筆測(cè)試插座的兩個(gè)孔，能使測(cè)電筆發(fā)光的是（　　）。
A．左孔 B．右孔 C．兩孔 D．都不會(huì)發(fā)光
【典例4.3】（2022·浙江寧波·統(tǒng)考二模）如圖是小明家的部分電路，他將電飯煲的插頭插入三孔插座后，正在燒水的電熱水壺突然停止工作，但電燈仍正常發(fā)光，拔出電飯煲的插頭，電熱火線水壺仍不能工作，用測(cè)電筆分別測(cè)試插座的左、右孔，氖管均發(fā)光。若電路中只有一處故障，則（　　）
A．電熱水壺所在電路的b、c間斷路 B．插座的接地線斷路
C．電路的a、b間導(dǎo)線斷路 D．電路的c、d間導(dǎo)線斷路
真題演練
1.（2023·臨沂）將一只“6V 3W”的小燈泡與一個(gè)阻值為的電阻串聯(lián)后接到12V的電源上，閉合開關(guān)后，小燈泡的實(shí)際功率（　　）
A．大于3W B．等于3W C．小于3W D．無法確定
2．（2023·深圳）已知，，琴琴同學(xué)分別按圖甲和圖乙兩種方式將兩電阻連接在一起，則（　　）
A．圖甲中R1與R2的電流比
B．圖乙中R1與R2的電壓比
C．圖甲與圖乙的總功率比
D．圖甲與圖乙的總功率比
3.（2023·達(dá)州）如圖所示，燈泡規(guī)格為“5V2.5W”（燈絲電阻不隨溫度變化），滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“50Ω1A”，電流表所選量程為“0～0.6A”，電壓表所選量程為“0~3V”，電源電壓恒為9V，閉合開關(guān)，在保證電路中各元件安全的情況下，下列表述正確的是（　　）
A．該電路消耗的最大功率為4.5W
B．滑動(dòng)變阻器允許連入電路的阻值范圍為8Ω～50Ω
C．通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片可以使小燈泡正常發(fā)光
D．滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化范圍為6V～7.5V
4.（2023·南岸）如圖甲所示的電路中，電源電壓為3V，R1為濕敏電阻，其阻值與濕度（RH）的關(guān)系如乙圖所示，小燈泡L的阻值恒為2Ω。若環(huán)境中濕度在10%～90%之內(nèi)變化，下列說法正確的是（　　）
A．當(dāng)濕度變大時(shí)，電壓表的示數(shù)變大
B．當(dāng)濕度為30%時(shí)，20s內(nèi)電路消耗總電能15J
C．當(dāng)環(huán)境濕度為70%時(shí)，R1消耗功率最大，為1.125W
D．要讓電流的變化范圍更大，可以更換阻值更大的燈泡來實(shí)現(xiàn)
5.（2021·鎮(zhèn)海模擬）如圖甲，電源電壓保持不變，R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為50Ω，電壓表的量程為0~15V。閉合開關(guān)S。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，得到電壓表示數(shù)與滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻關(guān)系圖像，如圖乙所示。下列說法中正確的是（　　）
A．電源電壓為15V
B．R1的阻值為15Ω
C．R2的最大功率為8.1W
D．為保證電壓表安全，滑動(dòng)變阻器R2接入電路的最小阻值為5Ω
6．（2021·寧波模擬）燈泡L上標(biāo)有“6V 6W”字樣，測(cè)得該燈泡的電流隨電壓變化關(guān)系如圖(甲)所示。現(xiàn)把燈泡L接入如圖(乙)所示的電路中，若電路電源電壓為9V不變，電流表的量程為“0~0.6A”，電壓表的量程為“0~15V”。則下列說法正確的是（　　）
A．燈泡L的電阻值隨電壓表的示數(shù)增大而增大
B．滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值約為11.7Ω
C．當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，電壓表的示數(shù)為6V
D．為了保證電路安全，整個(gè)電路消耗的最大功率為6W
7.（2023·成都）小強(qiáng)同學(xué)利用家庭實(shí)驗(yàn)室中的器材，設(shè)計(jì)了一個(gè)可調(diào)節(jié)功率的簡(jiǎn)易“電飯鍋”，如圖所示，電源電壓為6V，電阻絲，，a、b是兩個(gè)觸點(diǎn)。閉合開關(guān)S，當(dāng)開關(guān)接通觸點(diǎn)　 　時(shí)，“電飯鍋”的功率更大。將接入電路工作3min產(chǎn)生的熱量是　 　J。
8.（2023·重慶）如圖所示的電路，電源電壓恒為6V，白熾燈泡L1標(biāo)有“5V；0.25A”，白熾燈泡L2標(biāo)有“6V；3W”，的阻值為。忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響，只閉合開關(guān)S1時(shí)，燈泡　 　更亮；只閉合開關(guān)S2時(shí)，的功率為　 　W。
9.（2023·達(dá)州）如圖甲所示，電源電壓恒為6V，閉合開關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片位于最右端時(shí)，電流表A的讀數(shù)為0.1A；當(dāng)滑片位于中點(diǎn)時(shí)，電流表A的讀數(shù)為0.16A；則定值電阻R0的阻值為　 　Ω，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為　 　Ω；如果用某小燈泡替換滑動(dòng)變阻器接入該電路，此時(shí)小燈泡兩端的電壓是3V，小燈泡的U-I圖像如圖乙所示，再次閉合開關(guān)后，此時(shí)電路消耗的功率為　 　W。
10．（2023·云南）實(shí)驗(yàn)小組在老師的指導(dǎo)下探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”。同學(xué)們?cè)跓績(jī)?nèi)安裝一根電阻絲，裝入適量的煤油，插入一支溫度計(jì)，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。
（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲的電路連接完整。要求滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大，且導(dǎo)線不交叉　 　；
（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表指針未偏轉(zhuǎn)，經(jīng)檢查僅電阻絲R有故障，則電阻絲R　 　（選填“短路”或“開路”）。排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中通過觀察　 　來比較相同時(shí)間內(nèi)不同電流產(chǎn)生熱量的多少；
（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器改變電流的大小，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：電阻絲阻值和通電時(shí)間一定時(shí)，電流I越大，通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q越多。小明猜想：當(dāng)電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，Q可能與I成正比。隨后在老師幫助下，實(shí)驗(yàn)小組測(cè)出了多組Q與I的數(shù)據(jù)。請(qǐng)?zhí)岢鲆环N判斷小明猜想是否正確的方法：　 　；
（4）同學(xué)們進(jìn)一步學(xué)習(xí)了解到：物理學(xué)家焦耳1840年就確定了當(dāng)電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比的關(guān)系。生活中利用電熱工作的家用電器有　 　（請(qǐng)舉一例）；
（5）若要探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，可選擇圖乙中　 　（選填“A”或“B”）燒瓶中的電阻與圖甲燒瓶中的電阻　 　聯(lián)（選填“串”或“并”）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
（6）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的研究方法有轉(zhuǎn)換法和　 　法。
11．（2023·自貢）小周利用如圖甲所示電路，測(cè)量標(biāo)有“2.5V”字樣的燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻和電功率。請(qǐng)按要求完成下列問題：
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實(shí)物圖連接完整　 　；
（2）連接電路后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，電流表示數(shù)為零，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是：　 　；
（3）排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為0.5V，為使燈泡L兩端電壓達(dá)到額定電壓，應(yīng)向　 　端（選填“A”或“B”）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，直到觀察到電壓表示數(shù)為2.5V。此時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，電流表示數(shù)為　 　A，則燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻為　 　Ω，電功率為　 　W。
12．（2023·重慶）在“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，小華準(zhǔn)備了以下器材：電源、標(biāo)有“”的小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干。請(qǐng)完成下列問題：
（1）如圖甲，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，正確連接電路　 　；
（2）在開關(guān)S閉合前，應(yīng)將滑片P移到　 　端（選填“A”或“B”）；
（3）閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，該電路故障可能是小燈泡　 　；
（4）排除故障后，閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片P，同時(shí)眼睛要觀察　 　表的示數(shù)，直到示數(shù)為　 　V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，記錄電壓表和電流表示數(shù)；
（5）繼續(xù)移動(dòng)滑片，讓電壓表示數(shù)低于，某時(shí)刻電流表示數(shù)如圖乙為　 　A，觀察燈泡亮度并記錄電表示數(shù)：繼續(xù)緩慢移動(dòng)滑片，讓電壓表示數(shù)高出少許，觀察燈泡亮度并記錄電表示數(shù)。小華根據(jù)所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了小燈泡的圖像，如圖丙，則小燈泡額定功率為　 　W；
（6）根據(jù)小燈泡圖像和亮度變化，還可以發(fā)現(xiàn)　 　。
13.（2023山東棗莊）在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中。某興趣小組猜想：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能與通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間有關(guān)，于是他們利用甲、乙、丙三個(gè)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，如圖所示，三個(gè)裝置的透明容器中各有一段電阻絲，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。
（1）要探究電熱與電阻的關(guān)系。應(yīng)選用__________組合，并將它們__________接到電源兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
（2）選用乙、丙組合，串聯(lián)接到電源兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在通電時(shí)間相同的情況下，發(fā)現(xiàn)乙裝置U型管中液面高度變化大，由此可得到的結(jié)論是：在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，__________。
（3）實(shí)驗(yàn)中通過觀察U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，在研究許多物理問題時(shí)都會(huì)用到這種方法，下列實(shí)例采用研究方法與此相同的是__________。
A．探究電流與電壓、電阻的關(guān)系
B．用鐵屑顯示磁體周圍磁場(chǎng)分布
C．研究光的傳播時(shí)，引入“光線”
D．探究平面鏡成像的特點(diǎn)
14.（2023·重慶）如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V，為，為。求：
（1）只閉合開關(guān)時(shí)，電流表的示數(shù)：
（2）閉合開關(guān)、，在內(nèi)消耗的電能。
15.（2023·云南）在如圖所示的電路中，電源電壓6V保持不變，電阻的阻值為20Ω。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，求
（1）的阻值；
（2）通電1min，電流通過做的功；
（3）電路消耗的電功率。
16．（2023·重慶）如圖所示的電路中，電源電壓恒為2V，R1的阻值為10Ω，R2的阻值為20Ω，閉合開關(guān)S。求：
（1）通過R1的電流；
（2）通電50s，R2消耗的電能。
17.（2023·達(dá)州）如圖所示，電源電壓不變，只閉合S，滑動(dòng)變阻器滑片位于最左端時(shí)，R3在10s內(nèi)消耗電能80J；只閉合S、S1，滑動(dòng)變阻器滑片位于最右端時(shí)，電流表A1讀數(shù)為1A；只閉合S、S2，滑動(dòng)變阻器滑片位于最左端時(shí)，電流表A2讀數(shù)為3A。已知滑動(dòng)變阻器的最大阻值是R3的4倍，求：
（1）只閉合S，滑動(dòng)變阻器滑片位于最左端時(shí)，R3的電功率；
（2）定值電阻R1與R3的比值；
（3）電路消耗的最小電功率。
18.（2023·廣安）軒軒設(shè)計(jì)了一款高、中、低三個(gè)檔位的迷你多功能電鍋，其部分設(shè)計(jì)參數(shù)如圖甲所示，簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，、、為電熱絲，其中。電鍋在高溫檔、中溫檔工作時(shí)，開關(guān)均處于閉合狀態(tài)；在低溫檔工作時(shí)，開關(guān)、均處于斷開狀態(tài)，閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片，可調(diào)節(jié)低溫檔的功率。
額定電壓 30V
高溫檔功率 150W
中溫檔功率 ？W
低溫檔功率范圍 20w-50W
甲
（1）求電鍋在高溫檔正常工作時(shí)的電流；
（2）求電鍋中溫檔功率；
（3）現(xiàn)有、、三種規(guī)格，為了達(dá)到軒軒設(shè)計(jì)的低溫檔功率范圍，請(qǐng)通過計(jì)算說明他選擇的哪一種。
19．（2023·綏寧）小華家買了一個(gè)家用電吹風(fēng)，其簡(jiǎn)化電路如圖所示，主要技術(shù)參數(shù)如下表。電吹風(fēng)在額定電壓下工作，請(qǐng)解答如下問題：
熱風(fēng)溫度 50～75℃
額定功率 熱風(fēng)時(shí)：900W
冷風(fēng)時(shí)：110W
額定電壓 220V
質(zhì)量 0.5kg
（1）電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流是多大？
（2）正常工作時(shí)電熱絲的電阻是多大？
（3）電吹風(fēng)內(nèi)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻是0.8Ω，電吹風(fēng)吹冷風(fēng)10min線圈產(chǎn)生的熱量是多少？
（4）一天，小華斷開家中其它用電器，只用電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)家中標(biāo)有“220V，10（20A）；3000r/（kW h）”的電能表5min內(nèi)轉(zhuǎn)了200圈，求電吹風(fēng)此時(shí)的實(shí)際功率是多少？
20.（2023山東濱州）某科研小組用如圖甲所示的電路，對(duì)由多種半導(dǎo)體材料混合制成的一種新材料電阻（標(biāo)有2.5V字樣）進(jìn)行了測(cè)量。電源電壓恒定不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0~3V。當(dāng)閉合S和S1、斷開S2，將滑動(dòng)變阻器的滑片P從一端移至另一端，測(cè)得電流表示數(shù)隨電壓表示數(shù)變化情況如圖乙中的圖象A所示。當(dāng)把電壓表并聯(lián)在兩端，閉合S和S2、斷開S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，測(cè)得新材料電阻電流隨電壓變化情況如圖乙中的圖象B所示。求：
（1）新材料電阻正常工作時(shí)的電功率。
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值。
（3）電源電壓。
（4）在圖甲電路中，電壓表并聯(lián)在兩端，當(dāng)閉合S和S2、斷開S1時(shí)，為保證電路安全滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍。

知識(shí)梳理
kW·h
0 6 4 3 4
220V 15A(30A) 50HZ
3000r/kW·h

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