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1、第16课时电能电功率第一篇教材梳理思维导图构建体系考点一电功与电能光光内内机械机械化学化学其他形式其他形式W3.6106UIt（续表）电能表用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表图甲中“220V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用;“10(20)A”表示这个电能表的标定电流为10A,额定最大电流为20A;“2500r/(kWh)”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kWh的电能,电能表的转盘转过转2500（续表）电能表计量方法某段时间内消耗的电能等于电能表前后两次示数之差,即W=,图乙所示上月消耗的电能为kWh利用表盘转数计算,即W=kWh(n为电能表某段时间的转数,n0为每消耗1
2、千瓦时的电能电能表转盘的转数)W2-W1164.3定义把电流在某段时间内跟这段的比叫电功率,用字母表示意义表示电流做功的物理量(或表示用电器消耗电能的物理量)单位瓦特,简称,符号为;1kW=W公式定义式P=计算式P=推导式P=考点二电功率所做的电功所做的电功时间时间P快慢快慢快慢快慢瓦瓦W1000UII2R常见的电功率家用空调的电功率约1000W;电吹风机的电功率约500W;洗衣机的电功率约300W;台式电脑的电功率约200W;液晶电视机的电功率约100W;日光灯的电功率约40W;手电筒的电功率约0.5W;计算器的电功率约0.5mW;电子表的电功率约0.01mW额定电压、额定功率额定电压:用电
3、器工作时的电压,额定功率:用电器在_电压下工作时的电功率;灯泡“PZ220V60W”表示这个灯泡的额定电压为V,额定功率为W实际功率的计算P实=I实U实;(续表)正常正常额定额定22060考点三焦耳定律1.电流的热效应电流的热效应电流通过导体时电能转化为内能,这种现象叫做电流的热效应。利用的实例:电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗等。防止的实例:散热窗、散热片等。2.焦耳定律内容及公式焦耳定律内容及公式电流的二次方电流的二次方导体的电阻导体的电阻通电时间通电时间I2Rt探究一电能与电能表1.(1)小明家中一周前、后电能表示数如图16-1甲所示,则他家这段时间内消耗的电能为kWh。他要借助电能表测量家
4、中电水壶的实际电功率,还需要用到的一种测量仪器是。(2)图乙是小明家中电能表的照片,小明发现当他家电路中只有一个电冰箱工作时,电能表的表盘3min转了15r,则电冰箱在这段时间内消耗的电能是_kWh,功率为W。图16-141.8停表停表0.0051002.2019河南在家用电器调查活动中,小亮让电热水器单独工作2min,测得家中如图16-2所示的电能表的转盘转了70r,则电热水器的实际功率为W;若不计能量损失,这段时间内电热水器中50L的水可升温。由于电热水器的功率远大于冰箱,从安全用电的角度考虑,电热水器的电源线比冰箱的要(选填“粗”或“细”)。水=1.0103kg/m3,c水=4.2103
5、J/(kg)图16-2答案21001.2粗探究二电功率综合计算3.2019临沂如图16-3甲所示电路的电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,图乙是小灯泡的I-U图像。闭合开关S后,下列判断正确的是()A.滑动变阻器的滑片P向左滑动时,灯泡变暗B.电流表示数为0.4A时,灯泡的电阻是25C.电压表示数为2.5V时,小灯泡的功率是1.25WD.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25W图16-3答案D4.2019宿迁如图16-4所示,电源电压为3V保持不变,闭合开关S,电压表示数为2V。下列选项符合题意的是()A.电压表测R2两端电压B.R1、R2组成并联电路C.若开关断开,电压表示数
6、为0D.R1、R2电阻之比为21图16-4答案D5.2019南充如图16-5是电热饮水机电路原理图,已知R1=100,R2=20,当开关S1、S2闭合时,饮水机处于(选填“保温”或“加热”)状态,饮水机的保温功率与加热功率之比为。图16-5加热加热5 66.2019枣庄在如图16-6甲所示的电路中,电源电压保持不变,R为滑动变阻器,其规格为“201.5A”,闭合开关S,当滑片P从一端滑到另一端的过程中,测到R的电功率与通过它的电流关系图像如图乙所示,则电源电压为V,定值电阻R0的电阻值为。图16-6答案12107.2019枣庄如图16-7所示是某款电养生壶,其铭牌的部分参数如表所示,当养生壶正
7、常工作时:(1)求养生壶正常工作时的电阻。(2)若该养生壶的加热效率为80%,在标准大气压下,将初温是12的一壶水烧开,求需要的时间。c水=4.2103J/(kg),水=1.0103kg/m3图16-7额定电压220V频率50Hz额定功率1100W容量1L(3)在物理综合实践活动中,小明和小丽同学利用所学习的物理知识,合作测量养生壶的实际功率,电能表上标着“1200r/(kWh)”字样,他们把家中的其他用电器都与电源断开,仅让养生壶接入电路中烧水,2min内电能表的转盘转了40r,求该养生壶的实际功率。图16-7额定电压220V频率50Hz额定功率1100W容量1L7.2019枣庄如图16-7
8、所示是某款电养生壶,其铭牌的部分参数如表所示,当养生壶正常工作时:(2)若该养生壶的加热效率为80%,在标准大气压下,将初温是12的一壶水烧开,求需要的时间。c水=4.2103J/(kg),水=1.0103kg/m3图16-7额定电压220V频率50Hz额定功率1100W容量1L7.2019枣庄如图16-7所示是某款电养生壶,其铭牌的部分参数如表所示,当养生壶正常工作时:(3)在物理综合实践活动中,小明和小丽同学利用所学习的物理知识,合作测量养生壶的实际功率,电能表上标着“1200r/(kWh)”字样,他们把家中的其他用电器都与电源断开,仅让养生壶接入电路中烧水,2min内电能表的转盘转了40
9、r,求该养生壶的实际功率。图16-7额定电压220V频率50Hz额定功率1100W容量1L探究三基于数据和真实情境的电路设计及计算8.2019泸州小明家电热水器铭牌标识为“220V1000W”。由于使用了多年,该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化,为准确测量氧化电热丝的实际电阻值,小明在家中把该电热水器单独接入220V的家庭电路中工作5min,发现电能表指示灯闪烁了242次,电能表规格如图16-8所示。问:(1)小明测得该电热水器的实际电功率是多少?(2)该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少?(3)为恢复该电热水器的铭牌功率,可与氧化电热丝并联一段新的电热丝,则并联的这段电热丝的
10、电阻值为多少?图16-88.2019泸州小明家电热水器铭牌标识为“220V1000W”。由于使用了多年,该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化,为准确测量氧化电热丝的实际电阻值,小明在家中把该电热水器单独接入220V的家庭电路中工作5min,发现电能表指示灯闪烁了242次,电能表规格如图16-8所示。问:(2)该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少?图16-88.2019泸州小明家电热水器铭牌标识为“220V1000W”。由于使用了多年,该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化,为准确测量氧化电热丝的实际电阻值,小明在家中把该电热水器单独接入220V的家庭电路中工作5min,
11、发现电能表指示灯闪烁了242次,电能表规格如图16-8所示。问:(3)为恢复该电热水器的铭牌功率,可与氧化电热丝并联一段新的电热丝,则并联的这段电热丝的电阻值为多少?图16-89.2019太原二模如图16-9甲所示的电熨斗有高、低温两挡,其铭牌参数如下表,正常高温熨烫时,金属底板的温度会从20升高到熨衣服所需的220,电熨斗发热体放出的热量有92%被金属底板吸收。使用一段时间后发现只有高温挡能正常工作,拆开后观察到一根电阻丝烧断了。为了将其修好,翻阅说明书了解到该电熨斗内部电路图如图乙所示,虚线框内由两根电阻丝(R1、R2)和一个开关(S1)组成,但电路模糊不清。A、B为两根引出线。金属底板的
12、比热容c=0.46103J/(kg)请你解答:图16-9额定电压220V交流电频率50Hz额定高温功率1100W额定低温功率440W整体质量1.3kg金属底板质量0.5kg(1)金属底板从20升温到220所用的时间。(结果保留整数)(2)结合所学电学知识,在图乙的虚线框中画出符合题意的电路图,并分析计算需要更换电阻丝的阻值。图16-9额定电压220V交流电频率50Hz额定高温功率1100W额定低温功率440W整体质量1.3kg金属底板质量0.5kg9.2019太原二模如图16-9甲所示的电熨斗有高、低温两挡,其铭牌参数如下表,正常高温熨烫时,金属底板的温度会从20升高到熨衣服所需的220,电熨
13、斗发热体放出的热量有92%被金属底板吸收。使用一段时间后发现只有高温挡能正常工作,拆开后观察到一根电阻丝烧断了。为了将其修好,翻阅说明书了解到该电熨斗内部电路图如图乙所示,虚线框内由两根电阻丝(R1、R2)和一个开关(S1)组成,但电路模糊不清。A、B为两根引出线。金属底板的比热容c=0.46103J/(kg)请你解答:图16-9额定电压220V交流电频率50Hz额定高温功率1100W额定低温功率440W整体质量1.3kg金属底板质量0.5kg(2)结合所学电学知识,在图乙的虚线框中画出符合题意的电路图,并分析计算需要更换电阻丝的阻值。图16-9额定电压220V交流电频率50Hz额定高温功率1
14、100W额定低温功率440W整体质量1.3kg金属底板质量0.5kg探究四焦耳定律10.如图16-10所示,白炽灯、电饭锅、电熨斗都是利用电流的效应来工作的,很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如电视机、电脑等用电器,如果温度过高,会使元件逐渐老化,缩短寿命。所以电视机的后盖有很多小孔,电脑主机里都安装电风扇,主要是为了。热热图16-10散热散热11.2019贵港家用电吹风的简化电路如图16-11所示,主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时,电热丝的阻值是,正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是J。图16-1155热风温度5075额定功率热风时:1000W冷风时:120W额定电压
15、220V质量0.5kg2.64105突破一测量小灯泡的电功率【实验梳理实验梳理】原理P=UI实物图与电路图电路连接开关:连接电路时,开关要断开。滑动变阻器:滑动变阻器“一上一下”接入电路,且开关闭合前,滑片要移到阻值最大处。（续表）电路连接电表:电流表与小灯泡串联,电压表与小灯泡并联;电流从正接线柱流入,负接线柱流出;电压表的量程由小灯泡的额定电压决定,电流表的量程由小灯泡的额定电流决定滑动变阻器的作用改变灯泡两端的电压和保护电路。连接电路无误后,移动滑片的位置,同时眼睛观察电压表的示数,当电压表的示数达到额定电压时,停止移动滑片,并记下电流表的示数,利用公式即可求出灯泡的额定功率（续表）电路
16、故障分析电表示数异常的原因:电流表无示数:与电流表串联的电路断路(或电流表被短路或断路);电流表指针满偏:电流表所选量程太小或与之串联的电路发生短路;电压表无示数:小灯泡发生短路(或电压表短路或断路,或与电压表并联的电路以外部分断路);电压表示数接近电源电压:小灯泡发生断路,或滑动变阻器短路。小灯泡不亮的原因:电路完好,灯不亮:滑动变阻器连入电路的阻值太大,移动滑片观察小灯泡是否发光;电路故障,灯不亮:小灯泡断路或短路,根据电表示数判断。移动滑片,电表示数不变的原因:滑动变阻器同时接两个上接线柱或同时接两个下接线柱（续表）多次测量的目的测出小灯泡在不同电压下的实际功率并比较、探究电功率与电压的
17、关系及小灯泡亮度变化规律(小灯泡实际电压不同,小灯泡的实际功率理应不同,求平均值没有意义)设计表格序号U/VI/AP/W123（续表）图像分析小灯泡的U-I图像是曲线,原因是灯丝电阻随温度的升高而增大实验结论不同电压下,小灯泡的功率不同,实际电压越大,小灯泡的功率越大;小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮实验评估小灯泡额定电压为3.8V时,电压表读数不准确;若电源电压为6V,可将电压表改接在滑动变阻器两端,来减小实验误差例例1在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10。(1)请你用笔画线代替导线,将图16-12甲中的实物电
18、路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时小灯泡变暗。图16-12(1)如图所示例例1在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10。(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是。图16-12小灯泡断路小灯泡断路例例1在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10。(3)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为V,若想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中的滑片P向(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2
19、.5V。图16-122.2A例例1在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10。(4)移动滑片P,记下多组电压表和电流表示数,并绘制图丙所示的I-U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是W,此时小灯泡的电阻是。图16-120.512.5例例1在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10。(5)实验室可提供选用的滑动变阻器R1和R2的最大电阻分别为5和20,请你判断本实验中选用的是(选填“R1”或“R2”)。图16-12R2例例1在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为
20、2.5V、电阻约为10。(6)小明按同一电路连接好最后一根导线,小灯泡立即发出明亮耀眼的光,并很快熄灭,检查后发现连线正确,请你找出他在实验中两个操作不当之处:;。图16-12连接电路时开关没有断开连接电路时开关没有断开连接电路时滑片连接电路时滑片P没有移到阻值最大处没有移到阻值最大处例例1在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10。(7)小勇利用上述装置测量另一只标有“2.5V”字样的小灯泡的电功率,记录的数据如下表所示。分析实验数据得出:图16-12电压U/V1.52.02.53.0电流I/A0.20.220.250.28电功率P/W0.30
21、.440.6250.84发光情况很暗暗正常发光很亮小灯泡的发光亮度是由灯泡的决定的,且灯泡的越大,灯泡发光越亮。由上表中的数据,小勇得出小灯泡的额定功率为0.55W,老师认为,通过四次测量得到四次数据,算出四个电功率值,再求平均值得到额定功率的数据处理方法不对,原因是_。在多次测量中还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比(选填“变大”“变小”或“不变”),导致这一结果的原因是。实际功率实际功率实际功率实际功率小灯泡两端的电压是额定电压时小灯泡两端的电压是额定电压时,小灯泡的功率才是额定功率小灯泡的功率才是额定功率变大变大小灯泡的电阻随温度的升高而增大小灯泡的电阻随温度的升高而增
22、大例例1在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10。(8)整理器材时发现滑动变阻器的PA部分比PD部分热,原因是_。图16-12PA部分电阻比部分电阻比PD部分部分电阻大电阻大例例2在“测量小灯泡的额定功率”实验中,已连接的部分电路如图16-13甲所示,图中电源电压恒定,小灯泡上只能看到“3.8V”字样。(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。图16-13(1)如图所示例例2在“测量小灯泡的额定功率”实验中,已连接的部分电路如图16-13甲所示,图中电源电压恒定,小灯泡上只能看到“3.8V”字样。(2)正确连接实验电路后,开始实验
23、,在移动滑动变阻器滑片的过程中,眼睛应注视的示数,直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W。图16-13电压表电压表1.52例例2在“测量小灯泡的额定功率”实验中,已连接的部分电路如图16-13甲所示,图中电源电压恒定,小灯泡上只能看到“3.8V”字样。(3)完成上述实验后,小聪向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了小灯泡的额定功率,请完成下列实验步骤:闭合开关S1,将S2拨到触点(选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为V;再将开关S2拨到触点(选填“1”或“2”),保持滑片的位置不
24、动,读出电压表的示数U;图16-1323.81例例2在“测量小灯泡的额定功率”实验中,已连接的部分电路如图16-13甲所示,图中电源电压恒定,小灯泡上只能看到“3.8V”字样。(3)完成上述实验后,小聪向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了小灯泡的额定功率,请完成下列实验步骤:小灯泡额定功率表达式P额=。(用已知量和测量量表示)图16-13实验拓展(4)在实验时,电流表出现了故障不能使用,小聪向老师借了一只定值电阻R(阻值已知),设计了如图16-14甲所示的电路,继续测量小灯泡的额定功率,实验过程如下:闭合开关,移动滑片使
25、电压表示数为V;断开开关,保持滑片位置不变,将电压表接到两端,然后闭合开关,读出电压表的示数为U;小灯泡的额定电功率P=。(用已知量和测量量表示)3.8图16-14定值电阻定值电阻R(5)小聪新加一最大阻值为R2的滑动变阻器,设计如图乙所示的电路也完成了该实验,实验过程如下:闭合开关,使R2(最大阻值为R2)的滑片移动到最左端,调节R1的滑片使电压表示数为V;_,读出并记录电压表的示数U;小灯泡的额定功率P额=。(用已知量和测量量表示)图16-143.8保持保持R1的滑片位置不变的滑片位置不变,使使R2的滑片的滑片移动到最右端移动到最右端(6)在实验时,电压表出现了故障不能使用,小聪向老师借了
26、一只定值电阻R(阻值已知),设计了如图16-15甲所示的电路,继续测量小灯泡的额定功率,实验过程如下:先闭合开关S和S1,调节滑动变阻器,当电流表的示数为时,小灯泡正常发光;将,读出电流表的示数为I;小灯泡的额定功率P额=。(用已知量和测量量表示)图16-15开关开关S1断开断开,S2闭合闭合(7)小聪使用两只电流表和一只定值电阻R(阻值已知),利用如图乙所示电路也完成了测量,实验过程如下:闭合开关S,移动滑片,使电流表A1的示数为,此时小灯泡正常发光,读出电流表A的示数为I,小灯泡的额定功率P额=。(用已知量和测量量表示)图16-15突破二探究电热的影响因素【设计和进行实验设计和进行实验】1
27、.被加热的物质选用被加热的物质选用空气空气(或煤油或煤油)的原因的原因:空气受热膨胀明显(煤油比热容小),能使实验现象明显。2.选择被加热物质时需要保证物质的种类相同、质量相同、初温相同。3.转换法的应用转换法的应用:通过U形管中液面高度的变化(或温度计示数的变化)反映电流通过导体产生热量的多少。4.控制变量法的应用控制变量法的应用:探究电热与电流的关系时,控制电热丝的电阻与通电时间相同,改变通过电热丝的电流大小;探究电热与电阻的关系时,控制通过电热丝的电流与通电时间相同,选择两电阻不同的电热丝;探究电热与通电时间的关系时,控制电热丝的电阻和通过的电流相同,改变通电时间的长短。5.多次测量的目
28、的多次测量的目的:使实验结论具有普遍性。【实验结论实验结论】6.实验结论实验结论:电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比。例例3小华、小玲分别设计了两个装置,用来探究导体产生的热量与什么因素有关。两个透明的容器中密封着等量的空气。(1)请用笔画线代替导线,把图16-16甲中两个容器中的电阻丝连接到电路中。图16-16(1)如图所示例例3小华、小玲分别设计了两个装置,用来探究导体产生的热量与什么因素有关。两个透明的容器中密封着等量的空气。(2)实验中,电流产生热量的多少是通过体现出来的,可知他们在实验探究过程中使用了法。U形管中液面的高度差形管中液面的高度
29、差图16-16转换转换例例3小华、小玲分别设计了两个装置,用来探究导体产生的热量与什么因素有关。两个透明的容器中密封着等量的空气。(3)小华按如图甲将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,他探究的是导体产生的热量与的关系,这样做的好处是。连接好电路,闭合开关,通电一段时间后,侧U形管液面高度变化大,得出的结论是 。电阻电阻图16-16保证电流与通电时间相同保证电流与通电时间相同右右在电流和通电时间相同的情况下在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大电阻越大,产生的热量越多产生的热量越多例例3小华、小玲分别设计了两个装置,用来探究导体产生的热量与什么因素有关。两个透明的容器中密封着等量的空气。(4
30、)小玲设计的两容器中的电阻丝电阻一样大,并在其中一个容器的外部并联了一个电阻丝,如图乙所示,这是为了探究导体产生的热量与的关系。通电一段时间后发现侧U形管液面高度变化大,得出的结论是 。电流电流图16-16左左在电阻在电阻和通电时间相同的情况下和通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越大通过电阻的电流越大,产生的热量越多产生的热量越多例例3小华、小玲分别设计了两个装置,用来探究导体产生的热量与什么因素有关。两个透明的容器中密封着等量的空气。(5)若要探究导体产生的热量与通电时间的关系,实验中还需要的测量器材是。(6)通电一段时间后,发现其中一个U形管中液面的高度几乎不变,出现该现象的原因可能是。
31、停表停表图16-16U形管气密性不好形管气密性不好实验拓展小辉和小王想探究电流通过电阻时产生的热量与电阻、电流的关系。小辉连接了如图16-17所示的电路进行实验,装置中三个完全相同的烧瓶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三个烧瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC,且RARB=RC。闭合开关S通电一定时间后:(均不计热损失,比热容c水c煤油)(7)在A、B两烧瓶中,相同的时间内,烧瓶中的电阻产生的热量多。A图16-17小辉和小王想探究电流通过电阻时产生的热量与电阻、电流的关系。小辉连接了如图16-17所示的电路进行实验,装置中三个
32、完全相同的烧瓶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三个烧瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC,且RARB=RC。闭合开关S通电一定时间后:(均不计热损失,比热容c水c煤油)(8)利用两烧瓶可探究不同物质的吸热能力,这两个烧瓶加热相同的时间,烧瓶中温度计的示数高。B、C图16-17C小辉和小王想探究电流通过电阻时产生的热量与电阻、电流的关系。小辉连接了如图16-17所示的电路进行实验,装置中三个完全相同的烧瓶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三个烧瓶中电阻丝的阻值分别为
33、RA、RB、RC,且RARB=RC。闭合开关S通电一定时间后:(均不计热损失,比热容c水c煤油)图16-17(9)小王用如图16-18所示的装置进行探究,经过多次实验测量,收集实验数据,给制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图像。根据焦耳定律可知,图中能正确反映h-I关系的是。A图16-18小辉和小王想探究电流通过电阻时产生的热量与电阻、电流的关系。小辉连接了如图16-17所示的电路进行实验,装置中三个完全相同的烧瓶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三个烧瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC,且RARB=RC。闭合开
34、关S通电一定时间后:(均不计热损失,比热容c水c煤油)图16-17(10)用Q=I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量。能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗?请用实例说明原因。 。图16-17电风扇工作时消耗的电电风扇工作时消耗的电能能W=UIt,产生的热量产生的热量Q=I2Rt,转化成的机械能是转化成的机械能是W-Q=UIt-I2Rt,所以不能用所以不能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的热量计算电流通过任何用电器产生的热量1.2018山西20题3分如图16-19所示是创新小组设计的汽车油量显示仪的电路原理图,其中电源电压恒定为6V,定值电阻R0为5,油量表实质上是量程
35、为03V的电压表。R为压敏电阻,其电阻值与油箱中油量的关系如下表所示。下列说法中正确的是()考点一动态电路的分析和计算图16-19A.油箱中油量增多时,压敏电阻R的阻值变大B.电压表示数为3V时,油箱中的油量为50LC.油箱中油量为20L时,R0两端的电压为1.5VD.油箱中油量减少时,电路消耗电能的总功率变大油量V/L01020304050压敏电阻R/2520151052.5图16-19答案C2.2017山西20题3分酒驾易造成交通事故,利用酒精测试仪可以检测司机是否酒驾,其电路原理如图16-20甲所示。R1为气敏传感器,它的电阻值与它接触到的酒精气体浓度的关系如图乙所示,R2为定值电阻,阻
36、值为60,电源电压恒为12V。当酒精气体浓度大于等于0.2mg/mL时,则判定被检者为酒驾。以下说法正确的是()A.被检者的酒精气体浓度越高,电流表示数越小B.电流表的示数为0.12A时,判定被检者酒驾C.电压表示数为3V时,R2消耗的电功率是0.45WD.被检者酒精气体浓度为0.2mg/mL时,电压表的示数是4V图16-20D3.2016山西20题3分甲醛对人体的危害非常严重,因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要。创新小组的同学们设计了甲醛监测设备,原理如图16-21甲所示,电源电压恒为3V,阻值为10的定值电阻R0,R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻,污染指数在50以下为轻度污染,501
37、00间为中度污染,100以上为重度污染,以下分析正确的是()A.污染指数越小,电压表示数越大B.电压表示数为1V时,属于重度污染C.污染指数越大,电路中消耗的总功率越小D.污染指数为50时,电压表示数为2.5V图16-21答案B4.2015山西20题3分如图16-22所示为一种握力计和它的工作原理图,电源电压保持不变。握力显示表是由电流表改装而成,定值电阻R2起保护电路作用,其阻值为5,不施加力时弹簧一端的滑片P在电阻R1的最上端,施加的力最大时移动到最下端(弹簧的电阻不计)。握力计测量范围为0300N,电路中电流表示数变化范围为0.10.6A,则下列说法正确的是()A.握力为300N时,电路
38、中电流为0.6AB.握力计工作电路中的电源电压为3VC.R1连入电路的阻值变化范围是030D.R2消耗的最小功率为0.5W图16-22B5.2015山西33题2分如图16-23所示是现在家庭常用的电子式电能表的表盘。表盘上“3200imp/(kWh)”表示每用电1kWh,指示灯闪烁3200次。小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min,电能表指示灯闪烁了320次,该家用电器的额定功率是W,这个家用电器可能是(选填“电热水壶”“台灯”或“电视机”)。考点二电能表的相关计算图16-231000电热水壶电热水壶6.2017山西38题8分小明同学在做“测量小灯泡电功率”的实验时,小灯泡的额定电
39、压为2.5V,电源为两节新干电池,滑动变阻器标有“201A”字样。(1)实验电路如图16-24甲所示,但电路连接不完整,请你用笔画线代替导线,完成电路的连接。考点三伏安法测电功率图16-24(1)如图所示6.2017山西38题8分小明同学在做“测量小灯泡电功率”的实验时,小灯泡的额定电压为2.5V,电源为两节新干电池,滑动变阻器标有“201A”字样。(2)小明将电路连好后,闭合开关S,发现小灯泡发光很微弱,电流表、电压表均有示数,左右移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡亮度和两表示数均不变,其原因可能是。滑动变阻器接入电路的是两个下接线柱滑动变阻器接入电路的是两个下接线柱图16-246.2017山西
40、38题8分小明同学在做“测量小灯泡电功率”的实验时,小灯泡的额定电压为2.5V,电源为两节新干电池,滑动变阻器标有“201A”字样。(3)改正电路后,小明同学调节滑动变阻器的滑片P,观察到电压表示数为2V,为使小灯泡两端电压达到额定电压,应将滑动变阻器的滑片P向(选填“左”或“右”)调节。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,该小灯泡的额定功率为W。右右图16-240.66.2017山西38题8分小明同学在做“测量小灯泡电功率”的实验时,小灯泡的额定电压为2.5V,电源为两节新干电池,滑动变阻器标有“201A”字样。图16-24(4)小明依次测出了六组实验数据,如下表所示。请你根据表中数据
41、在图丙所示的坐标系中作出小灯泡的I-U图像。电压U/V0.51.01.52.02.52.9电流I/A0.100.160.200.220.26电功率P/W亮度变化暗亮(4)如图所示6.2017山西38题8分小明同学在做“测量小灯泡电功率”的实验时,小灯泡的额定电压为2.5V,电源为两节新干电池,滑动变阻器标有“201A”字样。(5)通过计算分析以上数据,你还有什么新的发现: 。(写出一条即可)小灯泡两端的实际电压越高小灯泡两端的实际电压越高, 小灯泡的电功率越大小灯泡的电功率越大,灯泡发光越亮灯泡发光越亮(或小灯泡亮度直接由它的实际电功率决定或小灯泡亮度直接由它的实际电功率决定)图16-247.
42、2016山西37题6分在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V(电阻值约为5)。(1)请你用笔画线代替导线,将图16-25甲中的实物电路连接完整。图16-25(1)如图所示7.2016山西37题6分在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V(电阻值约为5)。(2)连接好电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则出现故障的原因是(选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”)。图16-25小灯泡短路小灯泡短路7.2016山西37题6分在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V(电阻值约为5)。(3)故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P
43、到某处时,电压表示数为2V,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向(选填“左”或“右”)移动,使电压表示数为2.5V,若电压表示数为2.5V时,电流表指针位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W。图16-25左左1.257.2016山西37题6分在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V(电阻值约为5)。(4)若此实验中电流表坏了,为了测出小灯泡的额定功率,小组同学们增加了一个R0=5的定值电阻,设计了如图丙所示的电路和如下实验方案:调节滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;图16-25保持滑片位置不变,只将电压表a点改接到c点,测出定值电阻R0两端的电压U0,通过计算就可得到小
44、灯泡的额定功率。请你指出该设计方案中存在的问题:。图16-25答案(4)中无论怎样调节滑动变阻器,都不能使小灯泡正常发光;中电压表的正负接线柱接反了,无法测出R0两端的电压8.2014山西38题7分在测量小灯泡电功率的实验中,实验室所提供的器材有:电源(电压恒为6V),额定电压为2.5V、电阻约为10的小灯泡,电流表、电压表、开关各一个,导线若干,滑动变阻器(规格有“101A”“501.5A”)两个。(1)图16-26甲是小壮连接的部分实物图,请你用笔画线代替导线,将实物图连接完整。图16-26(1)如图所示8.2014山西38题7分在测量小灯泡电功率的实验中,实验室所提供的器材有:电源(电压
45、恒为6V),额定电压为2.5V、电阻约为10的小灯泡,电流表、电压表、开关各一个,导线若干,滑动变阻器(规格有“101A”“501.5A”)两个。(2)检查电路连接无误后,将滑动变阻器的滑片置于(选填“A”或“B”)端,闭合开关后,小壮立即发现小灯泡发光过亮,不能进行实验,为了完成实验,接下来他的操作是 。图16-26A断开开关断开开关,换接换接“50 1.5 A”的滑动变阻器重新实验的滑动变阻器重新实验8.2014山西38题7分在测量小灯泡电功率的实验中,实验室所提供的器材有:电源(电压恒为6V),额定电压为2.5V、电阻约为10的小灯泡,电流表、电压表、开关各一个,导线若干,滑动变阻器(规
46、格有“101A”“501.5A”)两个。(3)小壮改正错误后,闭合开关,改变滑动变阻器接入电路的阻值,记下各组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙所示的I-U图像,根据图像可知小灯泡的额定功率是W;图中从原点到M点再到N点的曲线反映出灯丝的电阻是的。图16-260.625变化变化8.2014山西38题7分在测量小灯泡电功率的实验中,实验室所提供的器材有:电源(电压恒为6V),额定电压为2.5V、电阻约为10的小灯泡,电流表、电压表、开关各一个,导线若干,滑动变阻器(规格有“101A”“501.5A”)两个。(4)实验中,某同学的小灯泡先由暗变亮,然后发出耀眼的光后被烧坏。为了避免灯丝烧断
47、,请你提出在调节滑动变阻器的过程中应注意的事项: 。图16-26缓慢调节滑动变缓慢调节滑动变阻器的滑片阻器的滑片,同时观察电压表的示数同时观察电压表的示数,使其不能超过小灯泡额定电压值的使其不能超过小灯泡额定电压值的1.2倍倍9.2015山西29题2分英国物理学家做了大量的实验,于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系,其计算公式是,这一发现发展了电热学理论,为电热的应用作出了杰出的贡献。考点四焦耳定律焦耳焦耳Q=I2Rt10.2012山西39题4分为了探究影响电热的因素,小伟设计了如图16-27甲所示的电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,R甲R乙。(1)为了
48、在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水,主要是由于。煤油的比热容小煤油的比热容小图16-2710.2012山西39题4分为了探究影响电热的因素,小伟设计了如图16-27甲所示的电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,R甲R乙。(2)通电一段时间后,比较两烧瓶中温度计的示数,是为了探究电热与的关系。电阻电阻图16-2710.2012山西39题4分为了探究影响电热的因素,小伟设计了如图16-27甲所示的电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,R甲R乙。(3)要利用此装置来探究电热与电流的关系,你还需要的操作是 。移动滑动变阻器移动滑动变阻器滑片滑片,比较通电时间相同时比较通电时间相同时
49、,同一个烧瓶中温度计两次示数的变化同一个烧瓶中温度计两次示数的变化图16-2710.2012山西39题4分为了探究影响电热的因素,小伟设计了如图16-27甲所示的电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,R甲R乙。(4)将此装置改装后可测量煤油的比热容,如图乙所示。测量时,分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t0、质量相等的水和煤油,通电一段时间后,分别读出温度计的示数为t水、t煤油,请写出煤油比热容的表达式:c煤油=(已知水的比热容为c水)。图16-2711.2018山西43题4分在物理综合实践活动中,小明和小亮合作测量电磁灶的加热效率。他们关闭家中的其他用电器,只让电磁灶接入电路中烧水,水的质
50、量为2kg。小明负责观察电能表(如图16-28所示),小亮负责用温度计测量水的温度。5min内电能表上的转盘转了200r,水的温度恰好升高了50。c水=4.2103J/(kg)求解下列问题:(1)水吸收的热量是多少?(2)电磁灶的实际功率是多少?(3)电磁灶烧水的效率是多少?考点五用电器类相关计算图16-28解:(1)水吸收的热量Q吸=c水mt温=4.2103J/(kg)2kg50=4.2105J。11.2018山西43题4分在物理综合实践活动中,小明和小亮合作测量电磁灶的加热效率。他们关闭家中的其他用电器,只让电磁灶接入电路中烧水,水的质量为2kg。小明负责观察电能表(如图16-28所示),
51、小亮负责用温度计测量水的温度。5min内电能表上的转盘转了200r,水的温度恰好升高了50。c水=4.2103J/(kg)求解下列问题:(2)电磁灶的实际功率是多少?图16-2811.2018山西43题4分在物理综合实践活动中,小明和小亮合作测量电磁灶的加热效率。他们关闭家中的其他用电器,只让电磁灶接入电路中烧水,水的质量为2kg。小明负责观察电能表(如图16-28所示),小亮负责用温度计测量水的温度。5min内电能表上的转盘转了200r,水的温度恰好升高了50。c水=4.2103J/(kg)求解下列问题:(3)电磁灶烧水的效率是多少?图16-2812.2019山西43题5分“创新”小组的同学
52、们调查发现,雨雪天气里汽车后视镜会变模糊,影响行车安全。同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路。如图16-29所示是加热电路原理图,电源电压为100V,加热电阻R1与R2的阻值均为100,电路低温挡除雾,高温挡除霜。同学们对电路进行模拟测试,开启除霜模式加热后视镜1min,用温度传感器测得其温度升高了6。已知后视镜玻璃质量为0.5kg,玻璃的比热容约0.8103J/(kg)。求:(1)除霜模式下,电路中的电流。(2)除霜模式下,电路的加热效率。图16-2912.2019山西43题5分“创新”小组的同学们调查发现,雨雪天气里汽车后视镜会变模糊,影响行车安全。同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热
53、电路。如图16-29所示是加热电路原理图,电源电压为100V,加热电阻R1与R2的阻值均为100,电路低温挡除雾,高温挡除霜。同学们对电路进行模拟测试,开启除霜模式加热后视镜1min,用温度传感器测得其温度升高了6。已知后视镜玻璃质量为0.5kg,玻璃的比热容约0.8103J/(kg)。求:(2)除霜模式下,电路的加热效率。图16-2913.2015山西42题5分几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字,现在市场上流行如图16-30甲所示的新型电饭锅,该电饭锅采用“聪明火”技术,电脑智能控温、控压,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感。其简化电路如图乙所示,R1和R2均
54、为电热丝,S是自动控制开关。把电饭锅接入220V电路中,用电饭锅的“聪明火”煮米饭,电饭锅工作时的电流随时间变化的关系图像如图丙所示。求:图16-30(1)电热丝R2的阻值。(计算结果保留一位小数)(2)这个电饭锅可以在15min内把质量为1.1kg的米饭由20加热到100,求电饭锅在这段时间内的加热效率。c米饭=4.2103J/(kg)图16-3013.2015山西42题5分几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字,现在市场上流行如图16-30甲所示的新型电饭锅,该电饭锅采用“聪明火”技术,电脑智能控温、控压,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感。其简化电路如图乙所示
55、,R1和R2均为电热丝,S是自动控制开关。把电饭锅接入220V电路中,用电饭锅的“聪明火”煮米饭,电饭锅工作时的电流随时间变化的关系图像如图丙所示。求:(2)这个电饭锅可以在15min内把质量为1.1kg的米饭由20加热到100,求电饭锅在这段时间内的加热效率。c米饭=4.2103J/(kg)图16-3014.2014山西42题5分市场上有一种电热饮水机,如图16-31所示是饮水机的简化电路图,S是温控开关,R1是调节电阻,其阻值为176,R2是供加热的电阻丝,饮水机的铭牌参数如下表所示。(1)若饮水机正常工作时的加热效率为90%,现将质量为1.5kg、初温为20的水在标准大气压下烧开,需要吸收的热量是多少?需加热多长时间?c水=4.2103J/(kg),时间计算结果保留整数(2)求当饮水机处于保温状态时,R2的保温功率是多少。图16-31型号YSJ-66额定电压220V加热功率1100W水箱容积5L频率50Hz14.2014山西42题5分市场上有一种电热饮水机,如图16-31所示是饮水机的简化电路图,S是温控开关,R1是调节电阻,其阻值为176,R2是供加热的电阻丝,饮水机的铭牌参数如下表所示。(2)求当饮水机处于保温状态时,R2的保温功率是多少。图16-31型号YSJ-66额定电压220V加热功率1100W水箱容积5L频率50Hz
