第十五讲 电功率一、填空题1．(2022·怀化改编)电流通过导体产生的热量跟________________成正比，跟______________成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。2．(2022·吉安一模)小王家的电能表如图所示，从表盘信息可知，他家接入的用电器总功率不能超过______________W。当家里只有电磁炉工作时，电能表在1min内转90转，则电磁炉在1min内消耗的电能为______________J。第2题图3．(2022·天津)一只电烙铁的铭牌上标着“220V 100W”的字样，它正常工作时，电压是__________V，电阻是____________Ω。4．(2022·南昌九年级第二次质量调研测试)如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯泡L1、L2都能正常发光，甲、乙两只电表的示数之比为3∶5，则通过灯泡L1与L2的电流之比是_______，L1、L2的额定功率之比是_________。5．(2022·南昌初中毕业年级调研测试)如图所示，电路电源恒为5V，R1＝R2＝10Ω。通过对开关的断、闭的组合(短路、开路除外)，电路的最大电功率是______W，电流表的最大和最小示数之比是____________。6．(2022·改编)某电热水器的铭牌如图所示，在该电热水器中装初温为25℃，质量为60kg的水，在额定电压下工作1400s，水温升高10℃。则水吸收的热量是_______________J，电热水器消耗的电能是_______________J。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]18\n电热水器额定功率：2000W额定容量：60L额定电压：220V 额定频率：50Hz额定压力：0.75MPa制造商：XXXX电器有限公司第6题图二、选择题7．(2022·潍坊)最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是()A．欧姆B．焦耳C．奥斯特D．法拉第8．(2022·江西样卷)小玲家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个，按照每度电0.6元的计费标准，将这三个用电器正常工作1小时的用电费绘制成了如图所示的柱状图。则下列四个选项中，判断正确的是()第8题图A．在这三个用电器中，电烤箱正常工作时的电压最高B．在这三个用电器中，电视机正常工作时的电压最低C．正常工作时，通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流D．在一个月内，小玲家电烤箱的用电费用一定比电饭锅的用电费用多9．(2022·原创)萍萍利用电能表测量某个家用电器的电功率，当电路中只有这个用电器连续工作时，测得在1h内，消耗的电能为0.2kW·h，那么这个用电器是()A．微波炉B．台式计算机C．家用空调D．电饼铛10．(2022·改编)关于家里的用电器，下列数据最符合实际的是()A．白炽灯的正常工作电流约为0.1AB．遥控器的干电池电压约为220V18\nC．空调制冷时的功率约为10WD．电扇正常工作1h耗电约为1kW·h11．(2022·改编)在日常使用的电热水壶上标着“220V 1000W”的字样。其中“1000W”表示的意思是()A．额定电压B．额定功率C．实际电压D．实际功率12．(2022·宜春一模)如图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是()13．(2022·江西样卷)如图所示的两个电路中，电源电压恒定且相等，两个灯泡的规格相同。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P都从中点向右滑动的过程中，关于灯泡L1和L2和亮度情况，下列判断正确的是()A．L1和L2都变亮B．L1和L2都变暗C．L1始终比L2亮D．L2始终比L1亮14．(2022·临川一中一模)如图所示电路，电源电压为3V，灯L1标有“6V 6W”，灯L2标有“3V 3W”，下列有关说法正确的是()第14题图18\nA．S2断开，S1接b，L1可以正常发光B．S2断开，S1接a，L2实际功率为3WC．S2闭合，S1接b，L2更亮D．S2断开，S1接a，L2更亮15．(2022·易错)如图甲是某科技小组利用气敏电阻设计的汽车有害尾气排放检测电路，如图乙是气敏电阻随有害尾气浓度β变化的曲线。电源电压恒定不变，R为气敏电阻，L为指示灯。当有害尾气浓度β增大时()A．电压表的示数减小，指示灯亮度增大B．电压表的示数增大，指示灯亮度增大C．电压表的示数减小，指示灯亮度减小D．电压表的示数增大，指示灯亮度减小16．(2022·原创)如图所示，这款棒球帽内置的太阳能电池可以保存200mA·h的电量，可以直接用来给手机等电子设备进行充电。下列说法错误的是()第16题图A．给手机充电时是将电能转化为化学能B．太阳能电池是将太阳能转化为电能C．200mA·h中“mA·h”是电能的单位D．200mA·h表示当以0.2A的电流放电时，能持续放电1h17．(2022·改编)有两只分别标有“6V 3W”和“9V 3W”的小灯泡L1、L2，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是()18\nA．L1和L2正常工作时的电流一样大B．L1和L2串联在一起同时使用时，两灯一样亮C．L1和L2并联在一起同时使用时，两灯消耗的功率一样大D．将L1串联一个12Ω的电阻，接在电源电压为12V的电路中，L1也能正常发光18．(2022·无锡)用如图的装置探究影响电流热效应的因素，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1<R2，瓶中装有质量相等的煤油，下列说法正确的是()第18题图A．该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系B．闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快C．实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少D．将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小19．(2022·江西样卷)(不定项)如图所示的电路，电源电压保持不变，滑动变阻器的滑片P置于中点位置。闭合开关后，电压表示数为U，电流表A1、A2示数分别为I1、I2，且灯丝电阻不变，下列分析正确的是()A．滑片P向右移动过程中，灯L亮度逐渐变暗B．滑片P向右移动过程中，电压表示数U不变C．滑片P向右移动过程中，的比值变大D．当滑片P移到最右端时，电路消耗的总功率最大20．(2022·萍乡九年级摸底考试)(不定项)如图所示，电源电压保持2V不变，小灯泡L标有“2.5V 18\n0.2A”字样，小灯泡的阻值保持不变。闭合开关S1、S2，下列说法正确的是()A．电源工作时，将其他形式的能转化为电能B．此时小灯泡L正常发光C．若只断开开关S2，小灯泡L变得更亮D．若开关S2由闭合变为断开，电流表的示数变小三、简答与计算题21．(2022·临川一中一模)寒假期间，小明同父母一起回老家看望爷爷奶奶，一天晚上，爷爷房间的白炽灯泡突然闪灭了，小明说“我可以帮爷爷修好灯泡”。他缓慢地摇动着灯泡，把已经断了的灯丝搭接了起来，装好后打开开关，房间立刻亮了起来，爷爷说“这灯泡好像变得更亮了”。请你解释灯泡变亮的原因。22．(2022·高安一模)如图所示电路，电源电压不变，R1＝12Ω，小灯泡标有“6V 12W”(电阻不变)。求：第22题图(1)只闭合S1时，电流表示数为0.8A，则电源电压为多大？(2)当S1、S2、S3都闭合时，将滑片P移动到b端，电流表的示数为1.2A，则滑动变阻器的最大阻值是多少？(3)只闭合S2时，电路的最大总功率为多少？18\n23．(2022·江西样卷)如图所示，电源电压U＝15V且保持不变，R1＝5Ω，R2是0～30Ω的滑动变阻器，R3是标有“15V 9W”的电器(电阻保持不变)。第23题图(1)当R3正常工作时，此时开关S1、S2是闭合的还是断开的？(2)当开关S1、S2都断开，电流表的示数是多大？(3)闭合开关S1、S2，移动R2的滑片P，电流表最小示数为多大？此时整个电路消耗的电功率为多少？四、实验与探究题24．(2022·18\n吉安二模)为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝(R1<R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。(1)在这个实验中，电流产生的热量多少是通过____________________体现出来的。(2)甲装置可探究电流产生的热量与________的关系。(3)在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况可探究电流产生的热量与__________的关系。(4)甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与气球______(填气球字母标号)相通的电阻丝产生热量最多。(5)小华设计了如图丙所示方案来实验(烧瓶与甲图中的相同)，比较王军和小华所示的两种不同的实验装置，你认为较好的装置是________，理由是：____________________________________________________________。25．(2022·临川一中一模)小明做测“小灯泡电功率”实验时，所用器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。18\n(1)如图甲所示是小明没有连接完的电路，请你用笔画线代替导线，帮小明将实物电路连接完整；(2)小明连好电路闭合开关后，发现小灯泡发光较暗，无论如何移动滑动变阻器滑片P，小灯泡亮度都不变，则原因可能是_________________________。(3)小明通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图乙所示的UI图像，根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是____________W。(4)实验结束后，小明仅将小灯泡换成定值电阻，来探究电流与电阻的关系，小明想要完成四组实验，准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。①将电路连接正确后，闭合开关，移动变阻器的滑片P，使定值电阻两端的电压为2V，此时电流表的示数如图丙所示为__________A，则定值电阻的阻值为______Ω。②断开开关，将定值电阻换成阻值为10Ω的电阻，闭合开关，滑动变阻器滑片应向______(选填“左”或“右”)移动；为完成此四组实验，滑动变阻器的最大电阻应不小于__________Ω。1．(2022·河北)一天小明家中的IC卡电能表上的金额用完了，电能表便切断了电路。小明的父亲将存有300元的IC卡插入电能表，电路又接通了，此时电能表的示数为小明家所在地每度电的电费是0.6元，300元电费可用电__________kW·h。为防止电能表再次切断电路，小明家应在电能表的示数为____前为IC卡电能表充值。2．(2022·南充)如图甲所示，电源电压一定，滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时，灯泡L的UI18\n图像如图乙所示，当通过灯泡的电流为1A时，灯正常发光，则灯的额定功率为______W和滑动变阻器的最大阻值为________Ω。3．(2022·枣庄)如图所示，是某种电热器的电路图，电源电压220V，R1、R2的阻值分别为11Ω、22Ω，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、中、低三个挡位的转换。电热器在低温挡工作时的电功率是____________W，在高温挡工作1min产生的热量是________________________。4．小明同学在班会活动课上表演了一个小魔术：用金属片点燃火柴。将一金属片接在学生电源上(如图所示)，他将火柴放在哪个位置效果最明显()A．a点B．b点C．c点D．都一样5．如图所示，将一节干电池和三只均标有“1.5V 0.5W”的小灯泡接入电路，当开关S1闭合、S2断开时，三只灯泡均能发光。若将开关S1、S2均闭合，则()第5题图18\nA．只有灯泡L1熄灭B．三只灯泡均熄灭C．灯泡L2、L3熄灭，L1更明亮D．灯泡L3熄灭，L1、L2均更明亮6．(2022·原创)电焊利用电流的热效应熔化焊条。某型号的电焊机接在电压为220V的家庭电路上，输出电压40V，输出功率2200W。编号为甲、乙、丙、丁的四种橡胶绝缘铜芯线在常温下安全载流量(长时间通电的最大安全电流)如表。从安全的角度考虑，该电焊机的输出导线应该选用()导线编号甲乙丙丁导线横截面积S/mm21.02.5610安全载流量I/A12284768A.甲B．乙C．丙D．丁7．(2022·易错)(不定项)有规格为“6V 6W”的灯L1和“6V 3W”的灯L2，通过它们的电压随电流变化关系的图像如图所示。下列说法正确的是()第7题图A．灯L1、L2的电阻均随电压的增大而增大B．由于额定电压相同，灯L1、L2均正常工作时亮度相同C．将灯L1、L2并联接在6V电源两端，干路电流为1.5AD．将灯L1、L2串联接入电路，使L2恰好正常发光时，L1的电阻为40Ω8．(2022·江西样卷)在图甲所示的电路中，电源电压为12V且不变，滑动变阻器R2标有“50Ω 3A”字样。闭合开关S后，移动滑动变阻器R2的滑片P至某点时，电流表A1的示数为0.6A，电流表A2的示数如图乙所示。求：18\n第8题图(1)电阻R1的阻值；(2)10秒内变阻器R2所消耗的电能W2；(3)为保护电路，变阻器R2所允许消耗的功率范围。9．(2022·南昌九年级第二次质量调研测试)小明家新买了一台电热水器如图甲所示，如图乙是它的电路原理图(开关S只能单独接1或同时接1和2，不能单独接2)，R1、R2为电热丝，下表是电热水器的有关参数。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，不考虑温度对电阻丝的影响](1)电热丝R1、R2的电阻值是多少？(2)水箱装满水，电热水器正常工作加热210min，水箱中的水温度升高60℃，则电热水器的加热效率是多少？第9题图电源220V 50Hz水箱容量50L功率加热2000W保温400W18\n10．(2022·南昌九年级第二次质量调研测试)图甲是测量标有“3.8V”字样的小灯泡电功率的电路图。(1)请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整。(2)连接电路时，闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到最______(选填“左”或“右”)端。(3)当电压表示数为3.8V时，电流表的示数如图丙所示，由此可得，小灯泡的额定功率为____________W。(4)在实验中，小明把电流表与电压表的位置互换，闭合开关后会造成______(选填选项前的字母)。A．电流表被烧坏 B．电压表被烧坏C．小灯泡被烧坏 D．小灯泡不亮(5)同组的小芳发现，只要将小灯泡换成定值电阻，就可以做伏安法测电阻的实验，看来这两个实验的电路图是可以共用的。但同组的小华说，这两个实验的确有相同之处，但也有不同之处。她列了一个表格对比两者的不同，请帮她将表格补充完整。18\n11．(2022·吉安市吉州区模拟)小明同学在“测量小灯泡电功率”的实验中：【实验器材】电压恒为6V的电源、额定电压是3.8V、功率约2W的小灯泡、电压表、电流表、标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器甲、标有“30Ω 2A”字样的滑动变阻器乙、开关、导线若干。第11题图【实验步骤】(1)请你用笔画线代替导线帮他将图甲中的实物图连接完整。(2)正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于______(选填“A”或“B”)端。(3)开始时小明同学由于移动滑片过快，小灯泡一闪就不发光了，则此时电压表______示数。(4)小灯泡正常发光时的电流如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。【实验分析】(1)小明同学调节滑动变阻器，进行了几次实验，U与I数据如下表所示。在第1次实验中，小灯泡不亮的原因是______________________。(2)你认为小明完成上述实验所使用的滑动变阻器是________(选填“甲”或“乙”)。(3)再计算小灯泡灯丝电阻，发现电阻随电压、电流增大而增大，其根源是由于灯丝的________改变了。18\n实验次数12345U/V1.002.003.003.804.20I/A0.200.400.470.51小灯泡亮度不亮不亮偏暗正常很亮参考答案基础过关1．电流的二次方 导体的电阻 2.2200 9×1043．220 484 4.1∶1 2∶3 5.5 4∶16．2.52×106 2.8×106 7.B 8.C 9.B 10.A 11.B 12.A 13.D 14.C 15.A 16.C 17.D 18.C 19.BC 20.AD21．答：把断了的灯丝搭在一起会使搭接处灯丝的横截面积增大，导致该处电阻减小。根据公式P＝得：电压一定时，电阻越小，灯泡的功率越大。所以灯泡会更亮。22．解：(1)由P＝可得，灯泡的电阻：RL＝＝＝3Ω如解图(1)所示，当只闭合S1时，灯泡与R1串联，电流表测电路中的电流，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，根据欧姆定律可得，电源的电压：U＝I(R1＋RL)＝0.8A×(12Ω＋3Ω)＝12V18\n(2)如解图(2)所示，当S1、S2、S3都闭合时，将滑片P移动到b端，滑动变阻器的最大阻值和R1并联，电流表测干路电流，并联电路中，各支路两端的电压相等，则通过R1的电流：I1＝＝＝1A并联电路中干路电流等于各支路电流之和，通过滑动变阻器的电流：I滑＝I′－I1＝1.2A－1A＝0.2A滑动变阻器的最大阻值：R＝＝＝60Ω(3)当只闭合S2时，滑动变阻器与灯泡串联于电路中，当灯泡正常发光时，电路中的电流是最大的，则最大电流为：I″＝＝＝2A电路的最大功率为：P＝UI″＝12V×2A＝24W23．解：(1)R3正常工作，其实际电压等于额定电压15V，即R3两端电压等于电源电压，故S1须闭合，S2可闭合可断开；(2)当开关S1、S2都断开时，R1与R3串联，电流表A2测电路电流I，R3＝＝＝25Ω电路总电阻R＝R1＋R3＝5Ω＋25Ω＝30Ω电流表示数I＝＝＝0.5A(3)由图可知，闭合开关S1、S2，R2与R3并联，R1被短路，电流表A1测干路电流，当滑动变阻器接入电路的电阻R大＝30Ω时，干路上的电流最小为I小，由P＝UI可知，此时电路总功率最小通过滑动变阻器R2的电流I2＝＝＝0.5A通过R3的电流I3＝＝＝0.6A电流表A1最小示数I小＝I2＋I3＝0.5A＋0.6A＝1.1A电路消耗的电功率P＝UI小＝15V×1.1A＝16.5W24．(1)气球膨胀体积大小 (2)电阻 (3)电流 (4)C(5)甲、乙 气体的热胀冷缩效果比液态更明显，实验现象更直观，时间更短25．(1)如答图所示18\n(2)滑动变阻器同时接下面两个接线柱(3)0.5 (4)①0.4 5 ②左 40高分夺冠1．500 2.8 113．2200 3.96×105J 4.A 5.C 6.D 7.AC8．解：(1)S闭合后，R1与R2并联∴U1＝U2＝U＝12VR1＝＝＝20Ω(2)因为A1的示数为I1＝0.6A，干路上电流I＝1A通过R2的电流I2＝I－I1＝0.4AR2消耗的电能W2＝U2I2t＝12V×0.4A×10s＝48J(3)当R2最大值接入电路时，I2min＝＝＝0.24A则R2消耗的最小功率：Pmin＝U2I2min＝12V×0.24A＝2.88W为保护电路，通过电流表A2的最大电流为3A，则流过R2的最大电流I2max＝3A－0.6A＝2.4AR2消耗的电功率最大：Pmax＝U2I2max＝12V×2.4A＝28.8W故R2所允许消耗的电功率在2.88～28.8W之间9．解：(1)当开关S只接1时，电热丝R1单独接入电路中，此时电热水器处于保温状态，由表可知，P保＝400W，电热丝R1的阻值：R1＝＝＝121Ω当开关S同时接1、2时，电热丝R1、R2并联接入电路中，此时电热水器处于加热状态，由表可知，P加＝2000W，此时电热丝R2的电功率：P2＝P加－P保＝2000W－400W＝1600W电热丝R2的阻值：R2＝＝＝30.25Ω18\n(2)水箱中水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×50×10－3m3＝50kg水箱中水吸收的热量：Q吸＝cm(T－T0)＝4.2×103J/(kg·℃)×50kg×60℃＝1.26×107J电热水器正常加热210min消耗的电能：W＝P加t＝2000W×210×60s＝2.52×107J由热水器加热的效率：η＝×100%＝×100%＝50%10．(1)如答图所示(2)左 (3)1.14 (4)D (5)①R＝ ②测量不同电压下灯泡的电功率11．【实验步骤】(1)如答图所示(2)B (3)有 (4)1.9【实验分析】(1)小灯泡实际功率太小 (2)乙 (3)温度18
