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第 21讲 电功率（二）
中考物理总复习
考点一 测量小灯泡的电功率
1.实验原理：_____.
2.实验电路图（如图所示）
P=UI
3.实验中滑动变阻器的作用是：（1）_________;
（2）_____________________.连接电路时开关应
_____，闭合开关前应把滑动变阻器的滑片调至
_________处.
4.分析论证：
当U实>U额时，P实__P额，灯泡_____.
当U实当U实=U额时，P实__P额，灯泡_________.
保护电路
改变小灯泡两端的电压
断开
阻值最大
>
偏亮
<
偏暗
=
正常发光
考点二 焦耳定律
1.电流通过导体时电能转化成内能的现象叫做电流的
___效应.
2.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的
_______成正比，跟导体的_____成正比，跟_________
成正比.
其数学表达式为：______.焦耳定律适用于任何用电器
产生热量的计算.
热
二次方
电阻
通电时间
Q=I2Rt
3.在仅有电流热效应存在的电路(纯电阻电路)中，电能
全部转化成了内能，而没有转化为其他形式的能，这
时电流产生的热量等于电流所做的功，即Q=W；此时
焦耳定律也可写作Q=___=____=_____.
UIt
I2Rt
考点一 测量小灯泡的电功率
命题点：(1)实验原理与电路图；(2)滑动变阻器的作用；(3)实验注意事项.
例1（2013·南京)在“测量小灯泡功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，
正常发光时的电阻约为
10 Ω.(1)请你用笔画线代
替导线，将图甲中实物
电路连接完整.
(2)连接好电路，闭合开关，小灯泡发光，但电压表示数为0，经检查，图中a、 b 、 c ， d 四根导线有一根断了，则该导线是__________（填写字母）.
(3)排除故障后，闭合开关，测量小灯泡额定功率，移动变阻器的滑片P，眼睛应先注视_________表的示数，然后读出另一电表示数，当小灯泡正常发光时，
电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的
额定功率为___________W.
(4)在小电灯正常发光时，再将滑片P向B端移动到另一位置，则小电灯的实际功率___________（填“大于”、“小于”或“等于”）额定功率.
解析：本题考查小灯泡电功率的测量.(1)图中滑动变阻器已经接上了下面的接线柱，所以应将上面的接线柱（C或D）和开关右接线柱连接起来；(2)四根导线有一根断了，电压表示数都为0，小灯泡发光，证明a、c、d三根导线是好的，所以断的为b导线；(3)测量小灯泡额定功率，移动变阻器滑片时，眼睛应观察电压表示
数，使电压表示数为额定电压2.5 V，然后读出电流表的示数，图中电流表用0.6 A的量程，示数为0.24 A，则小灯泡的额定功率P=UI=2.5 V×0.24 A=0.6 W；
(4)滑片P向B端移动时变阻器的电阻变大，电路中的电流变小，小灯泡两端的电压也减小，所以小灯泡的实际功率小于额定功率.
答案： （1）略 （2）b （3）电压 0.6
（4）小于
考点二 焦耳定律
命题点：(1)电流的热效应；(2)焦耳定律.
例2（2013·德州)某养鸡场新购进一台电热孵卵器，其电阻为110 Ω不变，在额定电压下工作时通过孵卵器的电流是2 A，则该孵卵器正常工作10 s所产生的热量为__________J.
解析：本题考查焦耳定律的应用.孵卵器正常工作10 s所产生的热量：Q=I2Rt=（2 A）2×110 Ω×10 s=4 400 J.
答案：4 400
例3（2013·南充)已知R1∶R2=3∶4，当电阻R1、R2串联在电路中时，R1、R2两端的电压之比U1∶U2=______；
当电阻R1、R2并联在电路中时，在相同的时间内电流通过R1、R2所产生的热量之比Q1∶Q2=__________.
解析：本题考查串、并联电路中电流、电压、电阻和电热的知识.当电阻R1、R2串联在电路中时，两电阻中通过的电流相等.又因为U=IR，所以其两端的电压之比U1∶U2=IR1∶IR2=R1∶R2=3∶4；当电阻R1、R2并联在电路中时，两电阻两端的电压相等.
又因为 所以，在相同时间内电流通过
R1、R2所产生的热量之比
答案：3∶4 4∶3
1.下列家用电器主要利用电流的热效应工作的是（ ）
A.电冰箱 B.电饭锅
C.电视机 D.电风扇
答案：B
2.在今年的实验技能考试中，实验桌上准备的器材有：学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测小灯泡及导线若干，在做测量小灯泡的电功率实验时，小明在连接电路的过程中，由于疏忽，把两表的位置给颠倒了，其他连接正确无误，当开关闭合后，所产生的现象是（ ）
A.电流表将被烧坏
B.电压表将被烧坏
C.电压表有读数、电流表的读数几乎为0
D.电流表有读数、电压表的读数几乎为0
答案：C
3.某同学利用如图所示电路，
测量额定电压为2.5 V小灯泡
的额定功率，下列说法错误
的是（ ）
A.闭合开关前，滑片P应滑到B端
B.闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5 V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
D.实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
答案：B
4.在“探究焦耳定律”的实验中.为了找出电流做功产生的热量与电阻的关系，必须同时保持（ ）
A.电阻相等和电流相等
B.电阻相等和通电时间相等
C.通电时间相等和电流相等
D.电阻相等、通电时间相等、电流相等
答案：C
5.把一台电动机接入电压为220 V的电路中，通过电动机的电流为5 A，电动机线圈的电阻为2 Ω，1 min内通过线圈的电流产生的热量为（ ）
A.1 452 000 J B.3 000 J
C.66 000 J D.50 J
答案：B
6.小明买回如图所示的干鞋器，
其电阻为2 200 Ω，正常工作电
流为0.1 A，把它放入鞋内，通电
后就可以起到干燥杀菌除臭的作
用，这是利用电流的_________
效应工作的，它正常工作100 s
产生________J的热量.
答案：热 2 200
7.吕彬同学将实验器材按下图连接，测量小灯泡在不同电压下的功率.所用灯泡的额定电压是2.5 V.
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至________端
(填“左”或“右”)；
(2)请在虚线框内完成实物图对应的电路图；
(3)闭合开关后，他发现灯泡不亮.电压表无示数，电流表有示数，则电路中可能出现的故障是__________.排除故障后，移动滑片至某位置时，电压表示数如图所示.则灯泡两端电压为_______V，若要继续测量灯泡的额定功率，应将滑片向
_________端(填“左”或
“右”)滑动.
答案：(1)右 (2)电路图如下图所示
(3)灯泡短路 1.9 左
考点训练 22
一、选择题（每小题4分，共36分）
1.下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A.电视机 B.电热毯
C.电风扇 D.电脑
答案：B
2.将阻值为40 Ω的电阻丝接在电源两端，通电10 min，电流产生的热量是1.5×103 J，若将阻值为10 Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电20 min，电流产生的
热量是（ ）
A.1.2×104 J B.3.75×102 J
C.7.5×102 J D.6.0×103 J
解析：电源电压不变，由 得
所以Q2=8Q1=8×1.5×103 J=1.2×104 J.
答案：A
3.电烙铁通电一段时间后变得很烫，而连接电烙铁的导线却没有明显发热，这主要是因为（ ）
A.导线的绝缘皮隔热
B.导线散热比电烙铁快
C.通过导线的电流小于通过电烙铁的电流
D.导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻
解析：导线与电烙铁串联在一起，通电电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在通电电流和通电时间相同时，产生的热量多是因为电烙铁电阻比导线电阻大，所以D选项正确.
答案：D
4.如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值.比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（ ）
A.U甲=U乙，Q甲=Q乙
B.U甲＜U乙，Q甲＞Q乙
C.U甲＜U乙，Q甲＜Q乙
D.U甲＞U乙，Q甲＜Q乙
解析：根据题意可知，甲、乙两根电阻丝串联，电流相等，即I甲=I乙，由于R甲＜R乙，根据U=IR可知，U甲＜U乙；电流通过电阻丝发热，电能全部转化为内能，所以Q=W=UIt，可见Q甲＜Q乙.
答案：C
5.某电热器有两根电阻丝，只给一根通电，煮沸一壶水用的时间为t1；只给另一根通电，煮沸同样一壶水用的时间为t2.若两根电阻丝并联接到原来的电源上，煮沸同样一壶水需用的时间为t，则（ ）
A.t=t1+t2 B.
C.t＞t1 D.t＞t2
解析：只用一根电阻丝时，设该电阻丝的阻值为R1，
则煮沸一壶水所吸收的热量为 ；只用另一根
电阻丝时，设该电阻丝的阻值为R2，则煮沸同样一壶
水所吸收的热量为 ；若两根电阻丝并联使
用，则煮沸同样一壶水所需要的热量为
所以有 .
答案：B
6.（2013·泸州)如图所示的实验装
置中，三个相同的烧瓶A、B、C
内都盛有质量和初温均相等的液
体，其中A、B烧瓶中装的是水，
C烧瓶中装的是煤油.A、B、C瓶
中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC，且RA=RC>RB.当合上开关S通电一定时间后(三个烧瓶中的液体均未达到沸腾)，A、B、C瓶中温度计示数分别为TA、TB、TC.对三支温度计示数的判断，下列说法正确的是(均不计热损失，比热容
c水>c煤油)（ ）
A.TA=TBTB C.TC>TA>TB D.TA>TB>TC
解析：由于RA、RB、RC串联，通过它们的电流和通电时间均相等，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，A、C瓶中液体吸收的热量相同且大于B瓶中液体吸收的热量，但是由于C瓶中是煤油，煤油的比热容小，升温比水更快，所以TC>TA>TB.
答案：C
7.（2013·邵阳）灯的亮度由它实际消耗的功率决定.现有甲、乙两盏电灯，分别标有“220 V 36 W”和
“36 V 36 W”字样.如果它们都正常发光，则（ ）
A.甲灯亮 B.乙灯亮
C.一样亮 D.无法确定
解析：灯泡亮度取决于灯泡的实际功率，两灯都正常发光时实际功率均为36 W，所以一样亮.故选C.
答案：C
8.（2013·湛江)如图所示，
电源电压不变，当滑动变阻
器的滑片向b端移动的过程中，
下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大
B.电压表的示数变大
C.小灯泡的亮度不变
D.电路中的总功率变大
解析：由题图可知：电灯和滑动变阻器并联；电流表测干路中的电流，当滑片向b端移动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，此支路电流变小，小灯泡的电流不变，干路中的电流变小，A选项错误；电压表测滑动变阻器两端的电压即电源电压，所以不论滑片怎样移动，电压表的示数不变，B选项错误；小灯泡两端的电压和流过的电流不变，则小灯泡的实际功率不变，亮度不变，C选项正确；电路中的总电流变小，电源电压不变，所以电路中的总功率变小，D选项错误.故选C.
答案：C
9.（2013·南京)如图所示，电源电压保持6 V不变，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V，定值电阻R1的规格为“10 Ω 0.5 A”，滑动变阻器R2的规格为“ 20 Ω 1 A”.闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片P移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A.电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4～0.9 W
B.电流表示数允许的变化范围为0.2～0.5 A
C.变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2～20 Ω
D.电路消耗总功率允许的变化范围为1.2～3 W
解析：电流表的量程为0～0.6 A，R1中的电流不能超过0.5 A，滑动变阻器中的电流不能超过1 A，三者串联，所以电路中的电流最大不能超过0.5 A，电压表的量程为0～3 V，当电压表示数为3 V时，电源电压为6 V，所以滑动变阻器两端的电压为6 V－3 V=3 V，
这时电路中的电流为最大值
这时滑动变阻器的阻值
即变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为10～20 Ω，C选项错误；当滑动变阻器为最大阻值时，电路中
的电流为最小值
所以电流表示数允许变化范围为0.2～0.3 A，B选项
错误；
R1消耗的最小功率P1min=(Imin)2R1=(0.2 A)2×10 Ω=
0.4 W，最大功率P1max=(Imax)2R1=(0.3 A)2×10 Ω=0.9 W,即R1消耗的电功率为0.4～0.9 W，A选项正确；电路中消耗的最大总功率Pmax=UImax=6 V×0.3 A=1.8 W，最小总功率Pmin=UImin=6 V×0.2 A=1.2 W，即电路消耗的总功率为1.2～1.8 W，D选项错误.故选A.
答案：A
二、填空题（每空3分，共15分）
10.阻值为50 Ω的定值电阻R接在电源两端，通过电阻R的电流为0.2 A，10 s内电流产生的热量是________J.
答案：20
11.（2013·聊城)如图所示，是探究“电流产生的热量与电阻关系”的实验装置.已知R甲>R乙，其余条件均相同.将两电阻丝串联接入电路是为了控制通过两电阻丝的_________及通电时间相等.
实验发现，甲瓶温度计示数
升高快，表明该实验条件下，
导体的电阻越大，电流产生
的热量越__________.
解析：根据串联电路中电流处处相等知，将两电阻丝串联接入电路是为了控制通过两电阻丝的电流相等；根据公式Q=I2Rt知，在电流和通电时间相等时，导体的电阻越大，电流产生的热量越多.
答案：电流 多
12.（2013·烟台）甲灯标有“36 V 7.2 W”，乙灯标
有“12 V 1.2 W”.将它们串联后接在电源上，其中一
个灯泡能正常发光，正常发光的灯泡是___________,
另一盏灯的实际功率是___________________.
解析：根据电功率公式P=UI得，
两灯串联，则电路中最大电流为
0.1 A，否则乙灯被烧坏.当乙灯正常发光时，电路中
电流I实=0.1 A.
根据
则
则甲灯的实际功率
答案：乙 1.8 W
三、实验探究题（13题12分，14题27分，共39分）
13.小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”.甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小.
（1）实验中煤油吸热的多少是通过_________来反映的（填“温度计示数”或“加热时间”）.
（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容_______水的比热容.（填“大于”或“小于”）
（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是______________________.
（4）该实验中用到的研究物理问题的方法是________
_____________________________________________.
解析：两瓶中装有相同质量的煤油，煤油吸热的多少是通过温度计示数来反映的，温度计示数升高多，说明煤油吸收的热量多，也说明电流通过这个电阻丝产生的热量多，如乙瓶中温度计示数升高的快，说明在电流相同的情况下，导体电阻越大产生的热量越多，由于水的比热容比煤油的大，在相同条件下，水的温度升高的少，变化不明显；本实验在方法上采用控制变量法，另外将电流产生的热量通过温度计的示数反映出来，还采用了转换法.
答案：（1）温度计示数 （2）小于
（3）在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多 （4）控制变量法或转换法（填对一个即可）
14.（2013·重庆)小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有电压为6 V的电源、额定电压为2.5 V的小灯泡(小灯泡的额定功率小于1 W)、滑动变阻器(50 Ω1 A)以及符合实验要求的电表、开关和导线.如图甲是小亮同学
没有连接完整的电路.
(1)本实验的实验原理是____________________.
(2)请你用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整.
(3)小亮同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是___________________(写出一种即可).
(4)小亮同学排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，同时，眼睛应注视_______(填序号).
A.小灯泡亮度 B.电压表示数
C.电流表示数 D.滑动变阻器滑片
(5)小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表的示数为2.2 V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向_____端移动(填“A”或“B”).当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是____W，此时小灯泡的电阻是________Ω.该实验中滑动变阻器除了保护电路外，还有________________的作用.
(6)小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻R，保持电压表示数始终为如图丙所示，多次更换阻值不同的定值电阻R，并记录各次电流表的示数，若不更换其他器材，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够
大于_________Ω.
解析：本题主要考查伏安法测小灯泡的电功率.
(1)实验原理是P=UI，即伏安法测量小灯泡的电功率，用电流表测出通过小灯泡的电流，用电压表测量小灯泡两端的电压，根据P=UI求得小灯泡的功率；(2)因电流表要串联在被测电路中，且电路中的电流不会超过0.6 A；(3)移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，可能小灯泡断路，电压表有示数，电流表无示数，说明电压表所在的电路是通路，电路此时为电压表与电流表串联在电路中，由于电压表的电阻非常大，电流表的示数几乎为零；
(4)电压表的示数不能超出电压表的量程，否则把电压
表烧坏；(5)根据串联分压原理可知，滑动变阻器向B
端(向左)移动能减小连入电路中的电阻；根据量程结合
指针所指的位置，可知电流表的读数为0.2 A，则功率
P=UI=2.5 V×0.2 A=0.5 W；此时小灯泡的电阻为
滑动变阻器除了保护电路之
外，还能改变连入电路中的电阻，导致电路中的电流
改变，改变小灯泡两端的电压及电功率；
(6)保持电压表的示数为2 V，则滑动变阻器分得的电压为4 V，滑动变阻器连入电路中的电阻最大为50 Ω，电路中的电流最小为 则更换的电阻最大
答案：(1) P=UI (2)电路图如图所示
(3)小灯泡断路 (4)B
(5)B 0.5 12.5 改变小灯泡两端的电压
(6)25
四、计算题（10分）
15.电吹风是现代家庭常用的电器，右图
是小华家中使用的电吹风.使用过程中，
她发现电吹风既可以吹热风，又可以吹
冷风.根据这个现象她断定：在电吹风
中有带有风扇的电动机和可以发热的电热丝.根据电吹风能够单独输出冷风的现象.她认为电动机和电热丝是并联的.如图所示是她根据现象分析画出的两个电路图.
（1）你认为上述两个电路，哪一个更符合实际情况？
（2）小华查看说明书得知，该型号电吹风吹热风的功率为460 W，吹冷风时的功率为20 W，求电吹风正常工作且吹热风时，电热丝的功率、电阻及1 min内电流通过电热丝所产生的热量.
解： （1）乙电路更符合实际情况
（2）电吹风吹热风时，电热丝与电动机并联，且
P总=P电热丝+P冷
所以P电热丝=P总-P冷=460 W-20 W=440 W
根据 得
1 min内电流通过电热丝产生的热量为
Q=P电热丝·t=440 W×60 s=2.64×104 J
