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浙教版九上專題9 電能
知識點(diǎn)一、電能與電功
1. 電功：電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程就是電流做功的過程。電流所做的功叫電功。
2. 電能電功的單位：電能電功的單位是焦。電能的單位還有千瓦時(shí)（kW·h），俗稱度。1kW·h=3.6J
3. 電能表：（1）作用：電能表的作用是測量電功，或者說是測量用電器在某一段時(shí)間內(nèi)消耗電能的多少。
（2）讀書方法：電能表計(jì)數(shù)器前后兩次讀數(shù)之差，就是用戶在這一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能，也就是電流在這段時(shí)間內(nèi)所做的功。
（3）電能表參數(shù)含義：
知識點(diǎn)二、電器的電功率
1. 電功率：電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫電功率。它是表示電流做功快慢的物理量。
2. 電功率的單位：國際單位制中，電功率的單位是瓦特，簡稱瓦（W）。比瓦大的常用單位有千瓦（kW）。 1kW=1000W
3. 額定電壓：用電器正常工作時(shí)的電壓。用電器上標(biāo)明的正常工作的電壓值就是額定電壓。常用于 額表示。
4. 額定功率：用電器在額定電壓下正常工作時(shí)的電功率，用電器上標(biāo)明的正常工作的功率值就是其 額定功率。
5. 實(shí)際電壓：用電器實(shí)際工作時(shí)的電壓，它可能與額定電壓相等，也可能比額定電壓大或者小。
6. 實(shí)際功率：用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的電功率，它可能與額定功率相等，也可能比額定功率大或小。
7. 關(guān)系：一般情況下它們有這樣的關(guān)系：
8. 燈泡亮度跟電功率的關(guān)系：（1）當(dāng)=時(shí)，=，用電器正常工作，燈泡正常發(fā)光。
（2）當(dāng)＜時(shí)，＜，用電器不能正常工作，燈光偏暗。
（3）當(dāng)＞時(shí)，＞，用電器不能正常工作，燈光偏亮，而且容易損壞。
（4）燈泡亮度取決于燈泡的實(shí)際功率。
9. 判斷燈絲電阻口訣：大（功率）粗短，小細(xì)長。（相同）
10. 判斷哪個(gè)燈亮的口訣：串小（功率）并大。（相同）
知識點(diǎn)三、電功率和電功的計(jì)算
1. 電功率的計(jì)算：（1）定義式：（2）導(dǎo)出式：（適用于純電阻電路）
2. 伏安法測燈泡的功率：（1）原理：
（2）電路圖：
（3）滑動變阻器的作用：①保護(hù)電路②控制燈泡兩端電壓。
3. 電功的計(jì)算：（1）（2）導(dǎo)出式：（適用于純電阻電路）
4. 注意單位：（1）電功：
（2）電功率：
知識點(diǎn)四、常用的電熱器
1. 電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體的溫度會升高，這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。
2. 電熱器：（1）定義：電熱器是利用電來加熱的設(shè)備。
（2）原理：電熱器是利用電流的熱效應(yīng)工作的。
（3）組成：電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大，熔點(diǎn)高的合金絲繞在絕緣材料上做成的。（注意：電阻絲是有電阻率大，熔點(diǎn)低的材料制成的，兩者不同。）
3. 影響電熱的因素：本實(shí)驗(yàn)研究的是電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，應(yīng)用控 制變量法。
結(jié)論1：電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多。
結(jié)論2：電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大產(chǎn)生的熱量越多。
結(jié)論3：電阻和電流相同時(shí)，通電時(shí)間越長產(chǎn)生的熱量越多。
4. 焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正 比。
5. 電熱的計(jì)算公式：（1）公式：（2）導(dǎo)出式：（適用于純電阻電路）
6. 考點(diǎn)：（1）電動機(jī)：一般可以轉(zhuǎn)化成來計(jì)算。
（2）發(fā)電廠輸電問題：發(fā)電廠輸電問題一般輸電功率（）是固定的，則計(jì)算輸電過程中輸 電線消耗的熱量：，當(dāng)輸電電壓增大時(shí)，輸電電流變小，根據(jù)輸電過程中熱損耗減小。
重點(diǎn)題型精煉
題型一、電能表和電能
1．如圖所示分別是小白家10月1日和11月1日電能表的示數(shù)。結(jié)合表盤上的信息可知，下列判斷正確的是（　　）
A．電能表是測量電路消耗電功率的儀表
B．小白家10月份消耗的電能為125焦
C．電能表工作時(shí)的電流不應(yīng)超過標(biāo)定電流10A
D．該表指示燈閃爍每1600次，消耗的電能是1kW h
2．如圖所示分別是某同學(xué)家上月初和月末的電能表的表盤，表盤上1600mp/kW h表示每消耗1千瓦時(shí)的電能，指示燈閃爍1600次時(shí)下列選項(xiàng)中正確的是（　　）
A．該同學(xué)家上月消耗的電能為911千瓦時(shí)
B．該同學(xué)家中同時(shí)工作的用電器總功率可以超過4400W
C．燈閃爍的次數(shù)越多，表明電路中的用電器總功率越大
D．若1分鐘內(nèi)指示燈閃爍32次，則電路消耗的電功率為1200W
3．將如圖甲所示的電熱水瓶，接入家庭電路中單獨(dú)工作時(shí)，觀察到電能表(如圖乙)的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)6 r用時(shí)1 min。下列關(guān)于電能表和電熱水瓶的說法正確的是（　　）
A．電能表應(yīng)接在空氣開關(guān)和用電器之間
B．該電能表所在家庭電路用電器同時(shí)工作時(shí)最大功率不能超過2200 W
C．電熱水瓶的實(shí)際功率是600 W
D．若電熱水瓶的指示燈損壞，它的發(fā)熱電阻還能工作，說明它們之間是串聯(lián)的
4．小凱家電能表上月底的示數(shù)為3537.3kW·h，本月底的示數(shù)如圖所示，則小凱家本月消耗的電能為　 　度。這塊電能表允許接入的用電器的最大總功率為　 　W。表盤轉(zhuǎn)過60r，表明用電器消耗的電能為　 　kW·h。
5．某同學(xué)家的電子式電能表表盤如圖所示，下表是小黃家中用電器正常工作的電功率值。根據(jù)提供的信息，回答下列問題。
（1）該同學(xué)家所有用電器同時(shí)正常工作時(shí)電路是否安全：　 　 (選填“是”或“否”)。
（2）該同學(xué)用新買的電熱水壺?zé)糁蛔岆姛崴畨毓ぷ?min， 觀察到電能表指示燈閃爍28次。若電流產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，則3min內(nèi)壺中1kg 水的溫度升高了　 　 ℃。[水的比熱容c水=4.2×103J/(kg·℃) ]
用電器 額定功率 數(shù)量
照明燈 40W 8盞
彩電 100W 1臺
洗衣機(jī) 150W 1臺
電冰箱 100W 1臺
電飯煲 750W 1臺
閘刀開關(guān)上保險(xiǎn)絲的額定電流為10A
題型二、電路分析與計(jì)算
6．如圖電路，電源電壓不變，燈L標(biāo)有“6V 3W”(不考慮燈絲電阻變化)。當(dāng)甲、乙都是電流表，S1閉合、S2斷開時(shí)，此時(shí)I甲=0.5A，當(dāng)甲、乙都是電壓表，S1、S2都閉合，此時(shí)U乙=2.4V，下列說法不正確的是（　　）
A．電源電壓為6V
B．電阻R的阻值為18Ω
C．兩個(gè)電路的總電流之比5：2
D．當(dāng)甲、乙都是電壓表，S1、S2閉合時(shí)，燈L的實(shí)際功率為0.48W
7．如圖所示，電源電壓為4.5V，定值電阻R0為10Ω，滑動變阻器R的規(guī)格為“20Ω 2A”，電流表和電壓表量程分別選擇“0～0.6A”“0～3V”。閉合開關(guān)S，電路正常工作時(shí)，下列敘述正確的是（　　）
A．電流表示數(shù)最大值為0.6A
B．電壓表示數(shù)范圍為1.5～3V
C．滑動變阻器的功率可達(dá)0.6W
D．滑動變阻器的阻值變化范圍為5～10Ω
8．小科想要利用風(fēng)扇、發(fā)熱電阻等元件，制作一個(gè)有低溫?fù)鹾透邷負(fù)醯呐L(fēng)機(jī)。他設(shè)計(jì)了發(fā)熱部分的兩種電路，分別如圖甲、乙所示。下列說法錯(cuò)誤的是（　　）
A．圖甲中，當(dāng)開關(guān)S閉合、S1斷開時(shí)，此時(shí)處于低溫?fù)豕ぷ鳡顟B(tài)
B．圖甲中，當(dāng)開關(guān)S閉合、S1閉合時(shí)，此時(shí)處于高溫?fù)豕ぷ鳡顟B(tài)
C．圖乙中，若電源電壓為24伏，要實(shí)現(xiàn)電阻R3的發(fā)熱電功率為120瓦，則R3阻值為5歐
D．圖乙中，暖風(fēng)機(jī)高溫?fù)蹩偣β蕿?00瓦，在高溫?fù)豕ぷ?分鐘，暖風(fēng)機(jī)消耗電能1.2×104焦
9．如圖所示的電路中，a、b是電表（電壓表或電流表）閉合開關(guān)S，標(biāo)有“3V 3W”的燈泡L1正常發(fā)光，標(biāo)有“6V 6W”的燈泡L2發(fā)光較暗。若不考慮溫度對燈絲電阻的影響，下列說法正確的是（　　）
A．電表a為電壓表，且示數(shù)為3V B．電表b為電流表，且示數(shù)為1A
C．電路的總功率為6W D．在1min內(nèi)電路消耗的電能為270J
10．如圖甲所示，電源電壓保持不變，m、n是滑動變阻器上兩點(diǎn)。閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片P從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過程中，兩電壓表示數(shù)隨電流變化的圖像如圖乙所示，下列敘述正確的是（　　）
①R2的阻值為4Ω
②圖乙中ab是表示電壓表V1的示數(shù)隨電流變化的圖像
③滑片從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過程中，電源消耗的最大功率是12W
④滑片在n點(diǎn)時(shí)，5s內(nèi)電阻R消耗的電能是20J
A．①③ B．①② C．②③ D．②④
11．如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，滑動變阻器R2的最大阻值為60歐，電源電壓保持不變。滑動變阻器R2的滑片從一端滑到另一端的過程中，測得R2的電功率與通過它的電流的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是（　　）
A．R2的滑片向左滑動時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)都變大
B．電源電壓為12V
C．R1的電功率變化范圍是1.2～10.8W
D．電流為0.6A時(shí)，2min內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量是648J
12．如圖甲所示，電源電壓一定，將滑動變阻器的滑片從最右端滑到最左端，燈泡的U-I圖像如圖乙所示。當(dāng)電流為1A時(shí)，燈泡正常發(fā)光，則燈泡的額定功率為　 　W，滑動變阻器的最大值為　 　Ω。
13．如圖所示有一款平面鏡防霧膜，膜內(nèi)裝有電熱絲，將它貼在鏡的背面并通電，可防止水蒸氣在鏡面上液化。若防霧膜的額定功率為20W正常工作10min消耗的電能
是　 　J。如圖乙所示，給防霧膜電路連接了一個(gè)滑動變阻器R，使電熱絲的功率在原功率的25%～100%之間變化，以滿足不同季節(jié)使用，則R的最大阻值為 　 　Ω。
題型三、小燈泡額定功率測定
14．某同學(xué)探究小燈泡的電功率跟哪些因素有關(guān)時(shí)，設(shè)計(jì)了如圖所示的兩種電路。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是（　　）
①實(shí)驗(yàn)中燈L1和L2的規(guī)格要不同
②研究電功率跟電壓關(guān)系時(shí)，應(yīng)選用乙電路
③甲實(shí)驗(yàn)中可以看到電流表示數(shù)大的小燈泡發(fā)光更亮
④通過實(shí)驗(yàn)研究可以得出用電器的電功率等于用電器兩端電壓與通過用電器電流的乘積。
A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①②④
15．小科打算用伏安法測小燈泡(標(biāo)有”2.5V”字樣)的電阻和額定功率，他用電壓恒為3V的電源、滑動變阻器、電流表、電壓表等實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
（1）小科連接了圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，通過改變滑動變阻器阻值，進(jìn)行了多次測量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示，分析發(fā)現(xiàn)，通過小燈泡的電流與其兩端電壓不成正比，這是因?yàn)椤? 　。
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 第一次 第二次 第三次
電壓表示數(shù)/V 1 2 2.4
電流表示數(shù)/A 0.06 0.1 0.11
小燈泡電阻/Ω 16.7 20 21.8
（2）在測量小燈泡的額定功率時(shí)，小科發(fā)現(xiàn)器材中的電流表損壞了。經(jīng)過仔細(xì)思考，小科利用一個(gè)定值電阻R0設(shè)計(jì)并連接了如圖乙所示的電路，繼續(xù)開展實(shí)驗(yàn)。其操作步驟為：
①先閉合開關(guān)S，將S1與接線柱a連接，移動滑動變阻器滑片，使電壓表的示數(shù)U1=2.5V，此時(shí)小燈泡正常工作。
②保持滑動變阻器滑片的位置不變，將S1與接線柱b連接，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為U2。則小燈泡的額定功率為　 　(用U1、U2、R0表示)
16．在”測小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)中，提供的器材有：電壓恒為4.5V的電源，額定電壓為2.5V的待測小燈泡(電阻約為8Ω)，電流表(0~0.6A、0~3A)，電壓表(0~3V、0~15V)，開關(guān)和導(dǎo)線若干，另有標(biāo)有：“30Ω2A”的滑動變阻器R1和標(biāo)有”5Ω1A”的滑動變阻器R2。
（1）實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，請選擇合適的量程，并用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲中將電路連接完整；
（2）本實(shí)驗(yàn)選擇的滑動變阻器是　 　(填”R1”或”R2”)；
（3）若增加一個(gè)阻值為10Ω的定值電阻R0，只利用一只電表，通過簡單操作(開關(guān)S接”a”“、”b”各一次)來測量小燈泡的額定功率，如圖乙、丙是兩種不同方案的電路圖，則下列判斷正確的是______。(填字母代號)
A．兩種方案都能 B．兩種方案都不能
C．乙方案能，丙方案不能 D．乙方案不能，丙方案能
17．在測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻約為10Ω。
（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整。要求：當(dāng)滑動變阻器的滑片向左移動時(shí)，其接入電路的電阻變大，連線不得交叉；
（2）小金閉合開關(guān)，移動滑片P到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，若她想測量小燈泡的額定功率，接下來的操作是　 　；
（3）小金繼續(xù)移動滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I﹣U關(guān)系圖像，根據(jù)圖像信息，小燈泡的額定功率是　 　W。
18．某同學(xué)利用如圖1所示的電路來測量小燈泡的電功率（電源電壓3V，小燈泡的額定電壓2.5V）。
（1）閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)兩電表指針處于圖2所示位置，此時(shí)燈泡　 　（選填“不發(fā)光”“微弱發(fā)光”或“比正常亮”）
（2）故障排除后，從滑動變阻器接入電路阻值最大時(shí)開始記錄數(shù)據(jù)，得到小燈泡U﹣I圖象如圖3所示，則小燈泡的額定功率是　 　W。
（3）他做完以上實(shí)驗(yàn)后，又想測出一個(gè)未知電阻Rx的阻值，連接電路時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞，于是他又設(shè)計(jì)了如圖4所示的電路，也測出了電阻的阻值（R0是已知阻值的定值電阻）。請你幫他完成下列步驟。
①只閉合開關(guān)S1，電流表的示數(shù)為I1；②開關(guān)S1、S2閉合后，電流表的示數(shù)為I2；
③請寫出未知電阻Rx的阻值表達(dá)式：Rx＝　 　（用I1、I2和R0表示）。
19．小寧做“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)，器材有：電壓恒定的電源、額定電壓為4.5伏小燈泡、電流表（0～0.6安）、電壓表（0～3伏）、開關(guān)、滑動變阻器各1個(gè)，導(dǎo)線若干。電路設(shè)計(jì)如下：
⑴連接電路前，滑片P應(yīng)該放置于滑動變阻器的最　 　端（選填“左”或“右”）。
⑵正確連接電路后，小寧進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并在I﹣U圖像中描點(diǎn)，得到滑動變阻器電流與電壓關(guān)系的曲線，如圖乙所示。
⑶小寧利用該電路繼續(xù)探究通過小燈泡的電流與兩端電壓的關(guān)系，他在圖乙的基礎(chǔ)上畫出了小燈泡的I﹣U圖像，如圖丙中的虛線。
①圖乙中陰影部分面積的大小可以表示滑動變阻器兩端電壓為2.5伏時(shí)的電功率，請?jiān)趫D丙中涂出該燈泡額定功率對應(yīng)的陰影面積　 　。
②分析圖像可知，該實(shí)驗(yàn)的電源電壓為　 　伏特。
20．在”測量小燈泡額定功率”實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們進(jìn)行如下研究。
[實(shí)驗(yàn)器材]干電池3節(jié)，小燈泡(額定電壓為3.8V、電阻約為15Ω)，滑動變阻器(40Ω1A)，電流表，電壓表，開關(guān)，導(dǎo)線若干(所有器材均完好)
[實(shí)驗(yàn)方案]將量程為0~15V的電壓表并聯(lián)到小燈泡兩端，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片使小燈泡正常發(fā)光，讀出并記錄電流表的示數(shù)。
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)若閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，接下來最合理的操作是 ；
A．更換小燈泡 B．檢查電路是否短路C．觀察電流表和電壓表的示數(shù)
（2）當(dāng)電壓表讀數(shù)為3.8V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，該小燈泡的額定功率為　 　 W；
（3） [實(shí)驗(yàn)反思]小金認(rèn)為，電壓表選用0~15V量程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因該量程下每一小格為0.5V，3.8V讀數(shù)不夠精確，導(dǎo)致計(jì)算得到的額定功率誤差較大。若電壓表換用0~3V的量程，將其并聯(lián)到滑動變阻器兩端，調(diào)節(jié)滑片使電壓表示數(shù)為0.7V，即可減小誤差。
[實(shí)驗(yàn)改進(jìn)]于是小金設(shè)計(jì)了如圖丙所示電路圖，電壓表V1選用0~15V量程，電壓表V2選用0~3V量程。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，移動滑動變阻器滑片，得到三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表。
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 小燈泡兩端電壓(V) 變阻器兩端電壓(V) 電流(A)
1 3.0 1.1 0.24
2 3.4 0.7 0.26
3 3.8 0.3 0.28
小金按反思后的思路，利用滑動變阻器兩端電壓為0.7V時(shí)所測的數(shù)據(jù)，計(jì)算得到的小燈泡”額定功率”比真實(shí)的小燈泡額定功率　 　(選填”偏大”“偏小”或”相等”)。
[反思交流]小金發(fā)現(xiàn)測得的小燈泡兩端電壓與滑動變阻器兩端的電壓之和小于電源電壓。
帶著這一疑問，繼續(xù)探究……
題型四、焦耳定律
21．小金用如圖裝置完成科學(xué)書上“測定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是（　　）
A．閉合開關(guān)滑片在B端時(shí)，燈泡的亮度最大
B．實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑動變阻器的目的是改變電路的總功率
C．電流表和電壓表讀數(shù)的比值始終保持不變
D．該實(shí)驗(yàn)多次測量的目的是尋找普遍規(guī)律
22．如圖是小明研究電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，他在兩個(gè)相同的燒瓶中均裝滿相同質(zhì)量的煤油。已知甲、乙燒瓶中電阻絲的阻值大小關(guān)系為R甲＜R乙，學(xué)生電源電壓大小可調(diào)。則下列分析正確的是（　　）
A．甲燒瓶的玻璃管內(nèi)液面上升比乙快
B．該電路可以控制R甲、R乙兩端電壓相同
C．實(shí)驗(yàn)中選用煤油是因?yàn)樗谋葻岽螅瑢?shí)驗(yàn)效果明顯
D．該裝置可研究電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻的關(guān)系
23．關(guān)于下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)的說法，正確的是（　　）
A．甲：敲擊膝蓋下的韌帶，小腿不自覺抬起，說明反射弧完整
B．乙：燃燒結(jié)束時(shí)，氣球變大，天平不平衡，說明質(zhì)量守恒定律不成立
C．丙：通電后，a管液面上升的高度小于b，說明電熱大小和電流有關(guān)
D．丁：給氣球充氣時(shí)，氣球上的黑點(diǎn)距離在不斷變大，說明宇宙在膨脹
24．下列各圖都是課本上的實(shí)驗(yàn)示意圖，關(guān)于各實(shí)驗(yàn)的解釋正確的是（　　）
A．甲圖所示的實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)電阻絲串聯(lián)的目的是為了控制通過它們的電流、通電時(shí)間相同
B．乙圖實(shí)驗(yàn)可以說明：物體的動能大小與高度有關(guān)。在其它條件相同時(shí)，高度越高，物體的動能越大
C．丙圖所示實(shí)驗(yàn)中，若彈簧測力計(jì)沿斜面拉動物體勻速直線運(yùn)動，彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于物體受到的摩擦力
D．丁圖所示實(shí)驗(yàn)可以說明做功可以改變物體的內(nèi)能，氣體對外做功時(shí)，管內(nèi)氣體內(nèi)能增大
25．小樂猜想：“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的多少可能跟電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)”，于是設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置①和②，先將電阻絲（R1＜R2）分別裝入規(guī)格相同的燒瓶中，然后將帶有相同的玻璃管的塞子塞緊燒瓶，玻璃管在外側(cè)的一端與相同的癟氣球相連；實(shí)驗(yàn)過程中電源電壓保持不變。下列敘述中，正確的是（　　）
A．探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系，可比較氣球甲、乙的體積變化
B．探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，可比較氣球丙、丁的體積變化
C．裝置①和②同時(shí)實(shí)驗(yàn)，通電相同時(shí)間后，體積變化最大的氣球是丙氣球
D．裝置①和②同時(shí)實(shí)驗(yàn)，通電相同時(shí)間后，體積變化最大的氣球是甲氣球
26．某小組同學(xué)猜想電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟下列因素有關(guān)：
猜想A：與電流大小有關(guān)； 猜想B：與電阻大小有關(guān)；猜想C：與通電時(shí)間長短有關(guān)于是他想用如圖1和圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行探究
（1）圖1實(shí)驗(yàn)燒瓶中裝的煤油是　 　（選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”）。
（2）小金同學(xué)設(shè)計(jì)并連接了如圖2所示的電路，則他是為了探究猜想：　 　（填字母即可）
（3）通過焦耳定律的學(xué)習(xí)，小金知道：圖中　 　裝置（填“甲”、“乙”、“丙”）U形管兩邊液面高度差最小。
27．用圖甲電路研究電熱與電流的關(guān)系，若要比較不同設(shè)定電流值時(shí)的電熱多少，調(diào)節(jié)電流大小過程中，電熱絲已經(jīng)開始加熱，因而會影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。為解決這一問題，小明設(shè)計(jì)圖乙電路進(jìn)行研究。
圖中電路包括調(diào)試電路和實(shí)驗(yàn)電路，R1和R2是阻值都為20歐的電熱絲，R2放置在裝有煤油的保溫容器中。實(shí)驗(yàn)中通過調(diào)試電路，使電熱絲R2在調(diào)試過程中不發(fā)熱。實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①用數(shù)字溫度計(jì)測量并記錄裝有R2的保溫容器內(nèi)煤油的溫度。
②將開關(guān)S與“1”連接，調(diào)節(jié)滑動變阻器，直至電流表示數(shù)為0.2安。
③將開關(guān)S撥至“2”，使R2工作50秒，斷開開關(guān)S，測量并記錄__________。
④再將電流值分別設(shè)定為0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重復(fù)上述步驟。記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并計(jì)算每次升高的溫度△t（△t可反映電熱的多少），整理△t、I2的數(shù)據(jù)如圖丙。
（1）將步驟③補(bǔ)充完整。
（2）在答題紙圖丙中畫出△t與I2的關(guān)系圖像。
（3）小明想改變電熱絲阻值，用上述實(shí)驗(yàn)中設(shè)定的電流值，繼續(xù)研究電熱與電流的關(guān)系：保持R1不變，將R2更換為30歐的電熱絲，重復(fù)上述步驟。他的做法是否合理，說明理由：　 　。
28．科學(xué)興趣小組用如圖甲所示裝置進(jìn)行“探究影響電流熱效應(yīng)的因素”的實(shí)驗(yàn)。兩個(gè)完全相同的燒瓶內(nèi)裝有等量的煤油，瓶內(nèi)連接的電阻絲的阻值分別為5歐和10歐，A、B是相同的玻璃管，管內(nèi)初始液面位置相同。閉合開關(guān)，每隔1分鐘記錄液面上升的高度，多次實(shí)驗(yàn)處理結(jié)果如圖乙。
（1）除電流表外，本實(shí)驗(yàn)中還需要用到的測量工具有 　 　。
（2）實(shí)驗(yàn)中通過 　 　（選填“加熱時(shí)間”或“玻璃管內(nèi)液面的變化”）來反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少。
（3）分析圖乙，可得出的結(jié)論是 　 　。
（4）小明經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)：常溫下，空氣的比熱容是煤油比熱容的二分之一，空氣的比熱容會隨溫度的變化而變化。小明建議用空氣代替煤油進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝置如圖丙。你是否贊同小明的建議并說明理由 　 　。
題型五、電熱器與熱能
29．1964年人類制造了世界上第一座用湖浪發(fā)電的航標(biāo)燈，利用海水上下起伏帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。如圖是航標(biāo)燈氣室結(jié)構(gòu)示意圖，其工作原理為：當(dāng)海水下降時(shí)，閥門K1關(guān)閉，K2打開；吸進(jìn)空氣；當(dāng)海水上升時(shí)，K2關(guān)閉，海水向上推動活塞壓縮空氣，使氣室內(nèi)氣壓增大到一定值時(shí)，K1被推開，氣體進(jìn)入工作室，推動渦輪帶動發(fā)電機(jī)工作，使航標(biāo)燈發(fā)光。
（1）當(dāng)氣室內(nèi)的氣壓達(dá)到一定值，氣體推開閥門K1進(jìn)入工作室。這一過程類似于汽油機(jī)的
　 　沖程；
（2）已知閥門K1的面積為4×10-3m2，若海水上升使氣室內(nèi)氣壓達(dá)到5.0×105帕?xí)r，關(guān)閉著的K1受到氣室內(nèi)氣體對它的壓力為　 　牛；
（3）若航標(biāo)燈的光源功率為10瓦，則其正常工作24小時(shí)，至少需要消耗電能　 　焦。
30．冬季，汽車后風(fēng)窗玻璃(如圖甲)上常會形成一層薄霜，導(dǎo)致駕駛員無法準(zhǔn)確觀察后方情況，為保障行車安全，后風(fēng)窗玻璃可以安裝加熱除霜電路。圖乙是小科設(shè)計(jì)的加熱除霜電路，它由 控制電路和受控電路組成。控制電路中S接”手動”時(shí)，電磁鐵A通電吸引銜鐵，使觸點(diǎn)D、E接觸，受控電路中電熱絲R2工作，對玻璃均勻加熱。當(dāng)S接”自動”時(shí)，加熱過程中，玻璃溫度升高至45℃時(shí)，觸點(diǎn)D、E恰好脫開，此時(shí)控制電路中通過的電流為0.02A。已知電路中U1=6V，U2=12V，R0=150Ω，R2=0.8Ω，R1為固定在玻璃內(nèi)的熱敏電阻，其溫度始終與玻璃溫度相同，阻值隨溫度升高而增大。電熱絲R2所產(chǎn)生的熱量能完全被玻璃吸收(R1產(chǎn)生的熱量不計(jì))，玻璃質(zhì)量為9kg，玻璃比熱容為0.8×103J/(kg·℃)。電磁鐵A線圈的電阻忽略不計(jì)。
（1）開關(guān)S接”手動”。
①電磁鐵A通電時(shí)具有磁性，A的上端是 ▲ 極。
②將玻璃從-5℃加熱至45℃，玻璃吸收的熱量和需要加熱的時(shí)間分別為多少？
（2）開關(guān)S接”自動”。玻璃的溫度為15℃和45℃時(shí)，控制電路的功率相差了0.03W，則15℃時(shí)熱敏電阻R1的阻值為多少？
（3）汽車后風(fēng)窗玻璃上的電熱絲R2是通過絲網(wǎng)印刷的方式將專用的導(dǎo)電銀漿印刷到玻璃的表面燒結(jié)制成的，如圖丙所示。在電壓U2不變的情況下，為增大電熱絲R2的加熱功率，請從銀漿線的粗細(xì)、條數(shù)等方面，提出一種改進(jìn)措施：　 　。
31．如圖甲所示某種智能型電飯鍋，有加熱、保溫、斷電的功能。內(nèi)部簡化的電路如圖乙所示，開關(guān)S可根據(jù)設(shè)定在“1”、“2”、“3”擋之間自動轉(zhuǎn)換，某次煮飯時(shí)電功率與時(shí)間的關(guān)系如圖丙所示。
（1）據(jù)圖乙可知，溫控開關(guān)S與觸點(diǎn)　 　（選填“1”、“2”或“3”）接觸時(shí)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)。
（2）電阻R2＝　 　Ω。
（3）此次煮飯產(chǎn)生的總熱量如果用來燒水，其中80%熱量被水吸收，則能將初溫是20℃的多少質(zhì)量的水燒開？（在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg ℃），計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)。）
32．豆芽發(fā)芽需要適宜的溫度和濕度，市場上出現(xiàn)的豆芽機(jī)一般有在氣溫不同時(shí)自動加溫和噴水的功能。具體功能如表：小鹿根據(jù)要求設(shè)計(jì)了圖乙所示電路圖，電路由控制電路和工作電路組成。
工作電路：工作電路電壓U=220伏，加溫電阻121歐姆、噴水水泵功率為80瓦。
控制電路：電源電壓U0=6伏，定值電阻Ro=100歐，熱敏電阻Rt放在外殼空氣中，其阻值隨溫度的變化關(guān)系見圖丙，設(shè)定兩個(gè)電磁鐵線圈a和線圈b分別在氣溫為15℃和30℃時(shí)恰好吸住銜鐵a和銜鐵b。工作電路中，定時(shí)開關(guān)1控制噴水模式①(每1小時(shí)噴水一次)，定時(shí)開關(guān)2控制噴水模式②(每半小時(shí)噴水一次)，兩種模式每次噴水持續(xù)10分鐘。銜鐵、線圈、開關(guān)和導(dǎo)線的電阻均忽略不計(jì)。
氣溫(運(yùn)行模式) 加溫裝置 噴水裝置
<15℃(冬季模式) 加溫 噴水模式①
15℃-30℃(常規(guī)模式) —— 噴水模式
≥30℃(夏季模式) 不加溫 噴水模式②
（1）請?jiān)诒碇醒a(bǔ)充豆芽機(jī)在常規(guī)模式運(yùn)行時(shí)加溫裝置和噴水裝置的工作情況　 　、噴水模式　 　。
（2）計(jì)算30℃時(shí)控制電路中的電流。
（3）計(jì)算冬季模式時(shí)，工作電路工作一天消耗的電能為多少？
33．能源問題是當(dāng)今世界的主題之一，空氣能熱水器已廣泛進(jìn)入我們的生活，其工作原理如圖甲所示，氟介質(zhì)從室外空氣吸熱汽化進(jìn)入壓縮機(jī)，氟介質(zhì)蒸汽由壓縮機(jī)壓縮升溫后，進(jìn)入水箱冷凝器中液化放熱，實(shí)現(xiàn)給水箱中的水加熱。隨后回到室外開始下一個(gè)循環(huán)。氟介質(zhì)在水箱中釋放的熱量來自于兩部分：一是氟介質(zhì)在空氣中吸收的熱量，二是壓縮機(jī)壓縮氣體時(shí)電能轉(zhuǎn)化得到的內(nèi)能，所以它比普通的電熱水器更高效節(jié)能。通常我們用“能效比”（即制熱量與消耗的電能的比值）來反映空氣能熱水器的節(jié)能性能。某款空氣能熱水器，它的部分技術(shù)參數(shù)如表。
每秒制熱量Q/J 3000 電熱規(guī)格U/V 220
每秒消耗電能W/J 750 水箱容積V/L 200
（1）空氣能熱水器比普通的電熱水器節(jié)能的原因是　 　。
（2）這款空氣能熱水器正常工作時(shí)的能效比為　 　，若不考慮熱量損失，將一箱15℃的冷水加熱到55℃，吸收的熱量為　 　J，消耗的電能為 　J。
（3）圖乙是壓縮機(jī)氣缸結(jié)構(gòu)示意圖，壓縮機(jī)活塞上下移動一次掃過的體積為800cm3，工作時(shí)，活塞壓縮氟介質(zhì)的壓強(qiáng)約為2.5x105Pa，活塞壓縮一次氟介質(zhì)做的功為　 　J。
34．如圖甲所示為小明家的電飯鍋，銘牌上附有中國能效標(biāo)識，從銘牌上可知該電飯鍋能效等級為三級，額定電壓為220V，加熱功率為1210W。電飯鍋的簡化電路圖如圖乙所示，有加熱和保溫兩擋，由開關(guān)S調(diào)節(jié)，其中R1和R2均為發(fā)熱電阻，且阻值不隨著溫度的變化而改變。求：
（1）小明利用電能表測量電飯鍋的保溫功率，他關(guān)閉家里的其它用電器，讓電飯鍋處于“保溫”狀態(tài)下正常工作，測得在5min內(nèi)耗電2.64×104J。求該電飯鍋保溫功率Р保溫；
（2）電阻R2的阻值；
（3）小明上網(wǎng)查詢了解，國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定電飯鍋在該加熱功率下正常工作時(shí)，三級能效的熱效率值（電熱轉(zhuǎn)化效率）范圍為81%≤η<86%。他用學(xué)過的知識對電飯鍋進(jìn)行測試：在加熱狀態(tài)下，將溫度為23℃、質(zhì)量為2.2kg的水加熱到100℃，電飯鍋正常工作用時(shí)700s。已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，請你通過計(jì)算幫助小明判斷該電飯鍋的熱效率值是否達(dá)到三級能效。
35．圖甲是一家用電暖器，有“低溫”，“中溫”，“高溫”三擋，銘牌見下表（“高溫”擋功率空出），圖乙為其簡化的電路原理圖，S是自我保護(hù)開關(guān)，電暖器跌倒時(shí)，S自動斷開，切斷電源，保證安全，閉合S1為“低溫”擋。請完成下列問題：
××牌電暖器
額定電壓 220V
額定功率 低溫?fù)?550W
中溫?fù)?1100W
高溫?fù)? 　
頻率 50Hz
（1）“低溫”擋正常工作時(shí)的電阻是多少？
（2）“高溫”擋正常工作時(shí)的總電流是多少？
（3）若某房間內(nèi)空氣質(zhì)量為60kg，空氣溫度為10℃，設(shè)定空氣的比熱容為1.1×103J/（kg ℃）且保持不變，用該電暖器的“高溫”擋正常工作20分鐘，放出熱量的50%被房間內(nèi)的空氣吸收，那么可使此房間的空氣溫度升高多少℃？
答案
1．D
【解析】A.電能表是測量電路消耗電能的儀表，故A錯(cuò)誤；
B.小白家10月份消耗的電能為：5713.4kW·h-5588.4kW·h=125kW·h，故B錯(cuò)誤；
C.根據(jù)“10（20）A”可知，該電能表工作時(shí)的電流不應(yīng)超過標(biāo)定電流20A，故C錯(cuò)誤；
D.根據(jù)“1600imp（kW h）”可知，該表指示燈閃爍每1600次，消耗的電能是1kW h，故D正確。 故選D。
2．D
【解析】A.該同學(xué)上月消耗的電能為：5637.8kW·h-5546.7kW·h=91.1kW·h，故A錯(cuò)誤；
B.根據(jù)數(shù)據(jù)可知，通過電能表的最大電流為20A，則用電器的總功率最大為：P=UI=220V×20a=4400W，故B錯(cuò)誤；
C.指示燈閃爍的次數(shù)越多，說明消耗的電能越大，故C錯(cuò)誤；
D.消耗的電能：；
則電器的總功率為：，故D正確。 故選D。
3．C
【解析】A.電能表應(yīng)該接再空氣開關(guān)的前面，故A錯(cuò)誤；
B.根據(jù)乙圖可知，電能表允許通過的最大電流為20A，則承載的最大功率：P=UI=220V×20A=4400W，故B錯(cuò)誤；
C.電熱水瓶消耗的電能：；
它的實(shí)際功率：，故C正確；
D.若電熱水瓶的指示燈損壞，它的發(fā)熱電阻還能工作，那么二者不相互影響，為并聯(lián)，故D錯(cuò)誤。故選C。
4．150；4400；0.1
【解析】小凱家本月消耗的電能W=3687.3kW·h-3537.3kW·h=150kW·h=150度。電能表允許接入的用電器最大總功率P=UI=220V×20A=4400W。表盤轉(zhuǎn)過60r，用電器消耗的電能W==0.1kW·h。
5．（1）是（2）15
【解析】(1)根據(jù)電能表的銘牌數(shù)據(jù)可知家庭電路中允許的最大功率為P大=UI=220Vx10A=2200W，
小明家的所有用電器同時(shí)正常工作時(shí)，總功率P總=8x40W+100W+150W+100W+750W=1420W(2)電水壺工作3min消耗的電能有：
6．C
【解析】A.，所以U=UL= I甲 ·RL= 0.5A ·12 Ω =6V；
B.
C.當(dāng)兩表均為電流表時(shí)，I=0.5A+=；兩表均為電壓表時(shí)，I=，故比值為25：6；
D.故答案為：C
7．B
【解析】A.當(dāng)滑動變阻器為零時(shí)，此時(shí)電流表示數(shù)最大，，但此時(shí)電壓表超過其量程，故最大電流為電壓表示數(shù)3v時(shí)的電流大小=0.3A
B.當(dāng)滑動變阻器位于最大阻值時(shí)，此時(shí)定值電阻電壓最小，即，故電壓范圍為1.5v~3V
C.當(dāng)滑動變阻器阻值與定值電阻相等時(shí)，此時(shí)滑動變阻器功率最大，故不可能達(dá)到0.6w
D.當(dāng)電壓表示數(shù)為3v時(shí)，此時(shí)R=，所以其范圍為15 Ω ~20 Ω 故答案為：B
8．C
【解析】圖甲中，當(dāng)開關(guān)S閉合、S1斷開時(shí)，兩個(gè)電阻串聯(lián)，總電阻為R串；
圖甲中，當(dāng)開關(guān)S閉合、S1閉合時(shí)，只有R2單獨(dú)工作，此時(shí)總電阻為R2；
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻規(guī)律可知，R串>R2；
根據(jù)公式可知，總功率P串那么前者為低溫檔，后者為高溫檔，故A、B正確不合題意；
圖乙中，若電源電壓為24伏，要實(shí)現(xiàn)電阻R3的發(fā)熱電功率為120瓦，
則R3阻值，故C錯(cuò)誤符合題意；
暖風(fēng)機(jī)消耗電能 Q=W=Pt=200W×60s= 1.2×104 J，故D正確不合題意。故選C。
9．D
【解析】（1）通過燈泡的銘牌數(shù)據(jù)可知，
L1正常發(fā)光的電流為：，
L2正常發(fā)光的電流為：，
已知標(biāo)有“3V 3W”的燈泡L1正常發(fā)光，標(biāo)有“6V 6W”的燈泡L2發(fā)光較暗，故兩燈的連接方式為并聯(lián)，且電源電壓等于燈泡L1正常發(fā)光時(shí)的電壓，為3V。
故電表b為電壓表，測量電源電壓，示數(shù)為3V，電表a為電流表，測量L2的電流，
根據(jù)銘牌數(shù)據(jù)，由歐姆定律可知，L2的電阻為：，
此時(shí)電流表的示數(shù)為：。
故A、B錯(cuò)誤；
此時(shí)電路總電流：I=I1+I2′=1A+0.5A=1.5A，
電路總功率為：P總=UI=3V×1.5A=4.5W，
在1min內(nèi)電路消耗的電能為：W總=Pt=4.5W×1×60s=270J。故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。
10．A
【解析】由電路圖可知，R、R1、R2串聯(lián)，電壓表V1測R1兩端電壓，電壓表V2測R2兩端電壓，電流表測電路中電流。
滑動變阻器的滑片P從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過程中，R1連入電路的阻值變小，電路中總電阻變小，電路中的電流變大，根據(jù)U=IR可知，R2兩端的電壓變大，即電壓表V2的示數(shù)變大，則ab段表示V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線，bc段表示V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化的圖線，故②錯(cuò)誤；
由圖乙可知，當(dāng)?shù)碾娏鱅n=0.5A時(shí)，電壓表V2的示數(shù)U2=2V，
電阻，故①正確；
當(dāng)滑片位于n點(diǎn)時(shí)，接入電路中的電阻較大，電路中的電流較小，
由圖乙可知，電路中的電流In=0.5A，兩電壓表的示數(shù)分別為U1=8V，U2=2V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源電壓U=U1+U2+InR=8V+2V+0.5A×R------①
當(dāng)滑片位于m點(diǎn)時(shí)，接入電路中的電阻較小，電路中的電流較大，
由圖乙可知，電路中的電流Im=1A，兩電壓表的示數(shù)分別為U1′=U2′=4V，
則電源的電壓U=U1′+U2′+ImR=4V+4V+1A×R---------②
由①②可得：R=4Ω，U=12V，
滑片從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過程中，電源消耗的最大功率P=UIm=12V×1A=12W，故③正確；
滑片在n點(diǎn)時(shí)，5s內(nèi)電阻R消耗的電能WR=URInt=In2Rt=（0.5A）2×4Ω×5s=5J，故④錯(cuò)誤。
那么正確的是①③。故選A。
11．C
【解析】由圖甲可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
A.R2的滑片向左滑動時(shí)，滑動變阻器接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知斷電路中的電流變大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配特點(diǎn)可知電壓表示數(shù)變小，故A錯(cuò)誤；
B.當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)電路中的電流最大，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)電路中的電流最小，由圖象可知最大和最小電流分別為I最小=0.2A；I最大=0.6A，
由及串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得：
U=I最小（R1+R2）=0.2A×（R1+60Ω） ①；
U=I最大R1=0.6A×R1 ②，
解①②得：R1=30Ω，U=18V，故B錯(cuò)誤；
C.P1最小=I最小2R1=（0.2A）2×30Ω=1.2W；P1最大=I最大2R1=（0.6A）2×30Ω=10.8W；
所以，R1的電功率變化范圍是1.2～10.8W，故C正確；
D.R1產(chǎn)生的熱量Q1=I最大2R1t=（0.6A）2×30Ω×120s=1296J，故D錯(cuò)誤。故選C。
12．8；11
【解析】由題圖乙可知，電流為1A時(shí)，燈泡正常發(fā)光，其額定電壓為8V，則其額定功率為P=UI=8V×1A=8W。滑片在最左端時(shí)，燈泡兩端電壓等于電源電壓，故電源電壓U0=U=8V。滑片在最右端時(shí)，電路電流最小，為0.5A；此時(shí)燈泡兩端電壓為2.5V，則此時(shí)滑動變阻器兩端電壓為8V-2.5V=5.5V；滑動變阻器的最大阻值Rmax==11Ω。
13．1.2×104；2420
【解析】W=Pt=20wx10x60s=1.2 ×104 J；
當(dāng)滑動變阻器阻值最大時(shí)，通過的電流最小，即電熱膜最小功率為P最小=20WX25%=5W
又因?yàn)?所以此時(shí)I=，
即
14．A
【解析】①在科學(xué)探究中，選擇的器材要具有代表性，不能具有特殊性，否則可能得到錯(cuò)誤的結(jié)論，因此實(shí)驗(yàn)中L1和L2的規(guī)格應(yīng)該不同，故①正確；
②研究電功率與電壓的關(guān)系時(shí)，必須控制通過燈泡的電流相等而改變電壓，即可以通過串聯(lián)的方式控制電流相同，故②正確；
③甲中兩個(gè)燈泡并聯(lián)，那么它們兩端的電壓相等。根據(jù)P=UI可知，電流示數(shù)越大，則燈泡的實(shí)際功率越大，那么燈泡越亮，故③正確；
④根據(jù)圖片可知，實(shí)驗(yàn)只能定性的得到電功率的大小與電流和電壓有關(guān)，而不能定量的得到它們之間的關(guān)系，故④錯(cuò)誤。那么正確的是①②③。故選A。
15．（1）燈絲電阻會隨溫度的變化而變化（2）
【解析】(2)①先閉合開關(guān)S，將S1與接線柱a連接，小燈泡、定值電阻和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測小燈泡兩端電壓，U1為小燈泡額定電壓；②保持滑動變阻器滑片的位置不變，將S1與接線柱b連接，電壓表測定值電阻和小燈泡兩端電壓，則通過電路的電流I=，小燈泡的額定功率P=U1I=
16．（1）（2）R1（3）B
【解析】（1）燈泡的額定電壓為2.5V，則電壓表選擇的量程為0～3V。燈泡的電阻約為8Ω，所以小燈泡的額定電流約為：，因此電流表選擇的量程為0～0.6A。電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)，如下圖所示：；
（2）電源電壓恒為4.5V，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，
滑動變阻器兩端的電壓：UR=U-UL=4.5V-2.5V=2V，
根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻成正比得到：；
即；
解得：R=6.4Ω；
故選R1。
（3）圖乙中，無論開關(guān)接“a”還是接“b”都無法得知小燈泡是否正常發(fā)光，此方案不能測定小燈泡的額定電功率；
圖丙中，R0、小燈泡和滑動變阻器三者串聯(lián)，開關(guān)S接“a”時(shí)，電壓表測量定值電阻的電壓，當(dāng)開關(guān)接“b”時(shí)測量燈泡和定值電阻的總電壓，不能通過調(diào)節(jié)滑動變阻器使燈泡兩端的電壓為2.5V，所以此方案不能測出小燈泡的額定功率；故選B。
17．（1）（2）向右移動滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V（3）0.5
【解析】（1）滑動變阻器的連接方式應(yīng)一上一下連接，如連A，當(dāng)滑動變阻器滑片向左移動時(shí)，其阻值變小，不符合題意，故應(yīng)將B端與開關(guān)右端相連；根據(jù)歐姆定律，可以得出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流約為0.25A，故電流表應(yīng)選擇0~0.6A的量程，連接方式見答案
（2）從乙圖可以讀出此時(shí)的電壓為2.2V，燈泡的額定電壓為2.5V，若她想測量小燈泡的額定功率，則需要將燈泡兩端的電壓調(diào)至2.5V，故應(yīng)向右移動滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V
（3）根據(jù)丙圖可以看出當(dāng)電壓為2.5V時(shí)，通過的電流為0.2A，根據(jù)P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
18．（1）不發(fā)光（2）0.75（3）
【解析】（1）根據(jù)圖2可知，電壓表的示數(shù)等于電源電壓，電流表的示數(shù)幾乎為零。根據(jù)圖1可知，當(dāng)燈泡發(fā)生斷路時(shí)，電壓表串聯(lián)在電路中。由于電壓表的內(nèi)阻很大，因此電流表的示數(shù)幾乎為零。在串聯(lián)電路中，電壓與電阻成正比，因此電壓表的示數(shù)接近電源電壓。綜上所述，此時(shí)燈泡不發(fā)光。
（2）根據(jù)圖3可知，當(dāng)燈泡的電壓為2.5V時(shí)，通過燈泡的額定電流為0.3A，那么燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
（3）①只閉合開關(guān)S1，電流表的示數(shù)為I1；
此時(shí)兩個(gè)電阻串聯(lián)，根據(jù)U總=I總R總得到： U總=I1×（Rx+R0） ①；
②開關(guān)S1、S2閉合后，電流表的示數(shù)為I2；
此時(shí)只有R0自己工作，根據(jù)U總=I總R總得到： U總=I2R0 ②；
①②聯(lián)立解得： 。
19．右；；6
【解析】(1)為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片應(yīng)該放在阻值最大處，由圖甲可知，滑動變阻器的左下接線柱接入電路，所以閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)該放置于滑動變阻器的最右端；
(3)①由圖丙可知，當(dāng)小燈泡電壓為額定電壓4.5V時(shí)通過小燈泡的電流為0.5A，而燈泡的額定功率P=UI =4.5Vx0.5A=2.25W，該燈泡額定功率對應(yīng)的陰影面積的橫坐標(biāo)為4.5V，縱坐標(biāo)為0.5A。
②由圖甲可知，小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，小燈泡與滑動變阻器兩端的電壓之和始終等于電源電壓，由圖丙可知，當(dāng)通過小燈泡和滑動變阻器的電流相等時(shí)，小燈泡與滑動變阻器兩端的電壓之和始終等于6V，所以電源電壓為6V。
20．（1）C（2）1.064（3）偏小
【解析】（1）在閉合開關(guān)前，為了防止電流過大而燒毀用電器，要求變阻器的滑片調(diào)到阻值最大的位置。那么閉合開關(guān)后，通過燈泡的電流很小，則燈泡亮度很弱，幾乎不亮，此時(shí)電流表和電壓表都會有示數(shù)，因此通過它們有無示數(shù)，可以判斷燈泡不亮的原因，故選C。
（2）根據(jù)圖乙可知，電流表的量程為0~0.6A，分度值為0.02A，則燈泡的額定電流為0.28A，則燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.28A=1.064W。
（3）根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)變阻器電壓為0.7V時(shí)，燈泡的實(shí)際電壓為3.4V，那么燈泡的的實(shí)際功率：P=UI=3.4V×0.26A=0.884W；
當(dāng)燈泡電壓為3.8V時(shí)，燈泡的額定功率為：P'=U'I'=3.8V×0.3A=1.14W；
比較可知，計(jì)算得到的小燈泡”額定功率”比真實(shí)的小燈泡額定功率偏小。
21．D
【解析】根據(jù)圖片可知，燈泡與變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡電壓。
A.當(dāng)滑片在B端時(shí)，變阻器接入的阻值最大，通過燈泡的電流最小，則燈泡亮度最小，故A錯(cuò)誤；
B.實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)變阻器的目的是改變燈泡兩端的電壓，故B錯(cuò)誤；
C.電壓表測燈泡電壓，電流表測燈泡電流，二者示數(shù)的比值就是燈泡的電阻。因?yàn)闊襞莸碾娮桦S溫度的升高而增大，所以二者的比值不斷改變，故C錯(cuò)誤；
D.該實(shí)驗(yàn)多次測量的目的就是尋找電功率和電壓的對應(yīng)關(guān)系，故D正確。故選D。
22．D
【解析】根據(jù)圖片可知，兩個(gè)電阻絲串聯(lián)，則通過它們的電流和通電時(shí)間相同。根據(jù)Q=I2Rt可知，R甲實(shí)驗(yàn)中選用煤油，是因?yàn)樗谋葻崛菪。障嗤臒崃繒r(shí)升溫更多，現(xiàn)象更明顯，故C錯(cuò)誤；
兩個(gè)電阻大小不同，則該裝置探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，故D正確。故選D。
23．C
【解析】A.用橡皮褪敲擊膝蓋下位的韌帶，小腿先彈起，后感覺被敲打。原因是被敲打的感覺是神經(jīng)沖動由脊髓的白質(zhì)傳到大腦皮層軀體感覺中樞形成，不能說明反射弧完整，故A錯(cuò)誤；
B.燃燒結(jié)束后，氣球變大，則氣球受到的浮力增大，于是錐形瓶對托盤的壓力減小，此時(shí)天平不平衡，但是質(zhì)量守恒定律依然成立，故B錯(cuò)誤；
C.根據(jù)丙圖可知，a、b兩個(gè)電阻絲串聯(lián)，則通過它們的電流相等。a管內(nèi)液面升高的更多，說明a電阻絲產(chǎn)生的熱量更多，即電熱大小與電流大小有關(guān)，故C正確；
D.給氣球充氣時(shí)，氣球上的黑點(diǎn)距離在不斷變大，只能類比宇宙膨脹的原理，但是不能說明宇宙在膨脹，故D錯(cuò)誤。故選C。
24．A
【解析】A.甲圖所示的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩個(gè)電阻絲串聯(lián)，則通過兩電阻絲的電流和時(shí)間相等，故A正確；
B.在實(shí)驗(yàn)中改變小球滾下的高度，是為了使小球到水平面的速度不同，此實(shí)驗(yàn)是為了探究動能和物體速度的關(guān)系。故B錯(cuò)誤；
C.在測量摩擦力時(shí)，若沿斜面拉動物體做勻速直線運(yùn)動，由于重力沿斜面的分力作用，則此時(shí)拉力不等于摩擦力，故C錯(cuò)誤；
D.在拉動繩子時(shí)，克服摩擦做功，使金屬管和管內(nèi)空氣的內(nèi)能增大，溫度升高；當(dāng)金屬管內(nèi)部空氣對外做功，將塞子沖出時(shí)，內(nèi)能減少，溫度降低，故D錯(cuò)誤。故選A。
25．C
【解析】根據(jù)題意可知，電阻產(chǎn)生的熱量越多，則燒瓶內(nèi)氣體溫度越高，那么氣球的體積越大。
A.探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系，需要控制電阻相同而改變電流的大小，而甲和乙中兩個(gè)電阻串聯(lián)電流相同，而電阻不同，故A錯(cuò)誤；
B.探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，需要控制電流大小和時(shí)間相同，改變電阻大小，因此可以比較甲和乙氣球的體積變化，故B錯(cuò)誤；
CD.甲和乙中兩個(gè)電阻串聯(lián)，通過的電流相等，根據(jù)Q=I2Rt可知，乙中電阻產(chǎn)生的熱量多，即Q乙＞Q甲。丙和丁中兩個(gè)電阻并聯(lián)，它們的電壓相等，根據(jù)可知，丙中電阻產(chǎn)生的熱量多，即Q丙＞Q丁。①和②中電源電壓相等，則丁的電阻兩端的電壓肯定大于乙的電壓，根據(jù)可知，丁產(chǎn)生的熱量大于乙產(chǎn)生的熱量，即Q丁＞Q乙。比較可知，產(chǎn)生熱量最多的是丙，則體積變化最大的是丙氣球，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。
26．（1）絕緣體（2）A（3）乙
【解析】（1）燒瓶中的煤油不容易導(dǎo)電，屬于絕緣體。
（2）在并聯(lián)電路中，干路電流大于支路電流。在并聯(lián)電路中，如果一個(gè)支路電路變大，那么總電阻變大。
根據(jù)圖2可知，三個(gè)電阻阻值相等，且甲在干路上，而乙和丙都在支路上，因此通過電流甲的電流最大，即通過它們的的電流大小不同，那么實(shí)驗(yàn)探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，即探究猜想A。
（3）電阻乙和5Ω的電阻并聯(lián)，電阻丙與10Ω的電阻并聯(lián)，則乙部分的總電阻小于丙部分的總電阻，而串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比，因此乙兩端的電壓肯定小于丙兩端的電壓。根據(jù)可知，通過乙電阻的電流小于通過丙電阻的電流。比較可知，通過乙的電流是最小的。根據(jù)Q=I2Rt可知，相同時(shí)間內(nèi)乙產(chǎn)生的熱量最少，則U形管兩邊液面高度差最小。
27．（1）煤油的溫度 （2）如圖：
（3）不合理。當(dāng)調(diào)試電路的電流為設(shè)定值時(shí)，開關(guān)S由“1”拔至“2”，通過30歐電熱絲的電流不是設(shè)定值
【解析】（1）實(shí)驗(yàn)中，要用煤油升高的溫度反映產(chǎn)生熱量的多少，因此步驟③的內(nèi)容為：將開關(guān)S撥至“2”，使R2工作50秒，斷開開關(guān)S，測量并記錄煤油的溫度。
（2）方格紙上已經(jīng)存在描點(diǎn)，只需在各個(gè)描點(diǎn)附近畫一條平滑的線將相臨的點(diǎn)連接起來即可，如下圖所示：
（3）滑動變阻器的阻值不變，如果兩個(gè)電阻的阻值不同，那么電流表的示數(shù)會發(fā)生改變，則他的做法不合理，理由是：當(dāng)調(diào)試電路的電流為設(shè)定值時(shí)，開關(guān)S由“1”拔至“2”，通過30歐電熱絲的電流不是設(shè)定值。
28．（1）秒表、刻度尺（2）玻璃管內(nèi)液面的變化
（3）在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多
（4）贊同，空氣的比熱容小，溫度升高快，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯
【解析】（1）在探究影響電流熱效應(yīng)的因素的實(shí)驗(yàn)中，要測量電流的大小，還要測量通電時(shí)間和液面上升的高度，因此除了電流表，還需要秒表和刻度尺。
（2）實(shí)驗(yàn)中通過玻璃管內(nèi)液面的變化來反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少。
（3）根據(jù)圖乙可知，兩個(gè)電阻絲串聯(lián)，則通過它們的電流相等。當(dāng)通電時(shí)間相同時(shí)，B液面比A液面升高的更多，那么得到結(jié)論：在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多。
（4）我贊同小明的建議，理由：空氣的比熱容小，溫度升高快，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。
29．（1）做功（2）2000（3）8.64×105
【解析】（1）當(dāng)氣室內(nèi)的氣壓達(dá)到一定值，氣體推開閥門K1進(jìn)入工作室，再推動渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動而發(fā)電，此時(shí)將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為渦輪機(jī)的機(jī)械能，與汽油機(jī)的做功沖程相似。
（2）關(guān)閉著的K1受到氣室內(nèi)氣體對它的壓力為：F=pS= 5.0×105Pa × =2000N ；
（3）航標(biāo)燈消耗的電能：W=Pt=10W×3600s×24=8.64×105J。
30．（1）解：①N；
②玻璃吸收的熱量
Q吸=cm(t-t0)=0.8×103J/(kg·℃)×9kg×[45℃-(-5℃)]=3.6×105J
W=Q吸=3.6×105J
由W=得，加熱時(shí)間t==2000s
（2）解：溫度為45℃時(shí)，控制電路功率P1=U1I1=6V×0.02A=0.12W
15℃時(shí)，控制電路功率P2=P1+△P=0.12W+0.03W=0.15W
15℃時(shí)R總==240Ω
R1=R總-R0=240Ω-150Ω=90Ω
（3）其他條件不變時(shí)增加銀漿線的條數(shù)
【解析】（1）①根據(jù)圖片可知，線圈上電流方向向右。右手握住螺線管，彎曲的四指指尖向右，此時(shí)大拇指指向上端，則A短為N極。
（3）在電壓U2不變的情況下，為增大電熱絲R2的加熱功率，請從銀漿線的粗細(xì)、條數(shù)等方面，改進(jìn)措施、其他條件不變時(shí)增加銀漿線的條數(shù)。
31．（1）2
（2）423.5
（3）解：加熱Q1＝P加熱t(yī)＝800W×10×60s＝4.8×105J；
保溫Q2＝P保溫t＝100W×10×60s＝6×104J；
總熱量：Q總＝4.8×105J+6×104J＝5.4×105J，
由η＝ 得Q吸＝ηQ總＝80%×5.4×105J＝4.32×105J
由Q吸＝cmΔt可得，水的質(zhì)量：
m＝
32．（1）不加熱；模式1
（2）30℃時(shí)R1=50Ω，R總=R0+R1=50Ω+100Ω=150Ω
I=U/R=6V/150Ω=0.04A
（3）P1=U2/R=(220V)2/121Ω=400瓦；P2=80瓦
t1=24小時(shí)，t2=24x（1/6）小時(shí)=4小時(shí)
W=Pt=0.4千瓦x24小時(shí)+0.08千瓦x4小時(shí)=9.92千瓦時(shí)
【解析】（1）設(shè)定兩個(gè)電磁鐵線圈a和線圈b分別在氣溫為15℃和30℃時(shí)恰好吸住銜鐵a和銜鐵b，故在常規(guī)模式運(yùn)行時(shí)，銜鐵a和銜鐵b均不吸合。銜鐵a不吸合時(shí)，加溫電路斷開，加溫裝置不工作，即不加熱狀態(tài)；銜鐵b不吸合時(shí)，噴水電路連接定時(shí)開關(guān)1，所以為噴水模式①。
（2）如圖丙所示，當(dāng)溫度為30℃時(shí)，熱敏電阻R1的阻值是50Ω，根據(jù)串聯(lián)電路計(jì)算出總電阻，應(yīng)用歐姆定律計(jì)算電流I。
（3）根據(jù)表格可知，冬季模式加溫裝置工作，一天的工作時(shí)間為24小時(shí)，噴水模式為①，每1小時(shí)噴水一次，每次噴水持續(xù)10分，一天的工作時(shí)間為24次× 1/6小時(shí)=4小時(shí)。根據(jù)電壓U=220V，電阻R=121Ω，計(jì)算相應(yīng)的加熱功率，利用W=Pt，算出兩個(gè)工作裝置消耗的電能。
33．（1）空氣能熱水器的氟介質(zhì)可以從空氣中吸收的熱量
（2）4：1；3.36×107；0.84×107（3）200
【解析】（1）根據(jù)“氟介質(zhì)在水箱中釋放的熱量來自于兩部分：一是氟介質(zhì)在空氣中吸收的熱量，二是壓縮機(jī)壓縮氣體時(shí)電能轉(zhuǎn)化得到的內(nèi)能”可知，空氣能熱水器比普通的電熱水器節(jié)能的原因是：空氣能熱水器的氟介質(zhì)可以從空氣中吸收的熱量。
（2）①能效比即制熱量與消耗電能的比值，根據(jù)表格可知，這款熱水器的能效比為：3000J：750J=4：1；
②熱水器中水的體積V=200L=0.2m3；
水的質(zhì)量為：m=ρV=103kg/m3×0.2m3=200kg；
水吸收的熱量：Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×200kg×（55℃-15℃）=3.36×107J；
根據(jù)能效比的定義得到：Q：W=4：1；
3.36×107J：W=4：1；
解得：W=0.84×107J；
（3）活塞對介質(zhì)的壓力F=pS=p×；
活塞對介質(zhì)做的功：W=Fs=FL=p××L=pV= 2.5x105Pa ×800×10-6m3=200J。
34．（1）電飯鍋處于“保溫”狀態(tài)時(shí)的功率為：；
（2）由電路圖知，S斷開時(shí)兩電阻串聯(lián)，電路中電阻較大，功率較小，為保溫狀態(tài)，
當(dāng)S閉合時(shí)，只有R1接入電路中，電阻較小，功率較大，為加熱狀態(tài)，
由可得R1的電阻：，
R1、R2的總電阻為：，
R2的電阻為：R2=R總-R1=550Ω-40Ω=510Ω；
（3）水吸收的熱量為：
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg ℃）×2.2kg×（100℃-23℃）=7.1148×105J；
用時(shí)700s消耗的電能為：W′=P加熱t(yī)′=1210W×700s=8.47×105J，
該電飯鍋的熱效率為：，
故該電飯鍋的熱效率值達(dá)到三級能效。
35．（1）解：閉合S1為“低溫”擋，R1單獨(dú)接入電路，由 可求“低溫”擋正常工作時(shí)的電阻是：
R1＝ ＝ ＝88Ω；
答：“低溫”擋正常工作時(shí)的電阻是88Ω；
（2）解：閉合S1為“低溫”擋，R1單獨(dú)接入電路，單獨(dú)閉合S2為“中溫”擋，高溫?fù)鯙镾1、S2同時(shí)閉合，R1、R2并聯(lián)，
P高溫＝P低溫+P中溫＝550W+1100W＝1650W，
根據(jù)P＝UI可得高溫?fù)鯐r(shí)正常工作的電流：
I＝ ＝ ＝7.5A，
答：“高溫”擋正常工作時(shí)的總電流是7.5A；
（3）解：電暖器的“高溫”擋正常工作20分鐘，放出的熱量：
W＝P高溫t＝1650W×20×60s＝1.98×106J；
空氣吸收的熱量：
Q吸＝ηW＝50%×1.98×106J＝0.99×106J；
由Q吸＝cmΔt可得，房間的空氣溫度升高：
Δt＝ ＝ ＝15℃。
答：可使此房間的空氣溫度升高15℃。
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