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第17讲 电功率
命题点1 电能表的相关计算(8年5考)
1．(2024·河北)小明一家外出旅游，出门时电能表示数为
，回来时为
，这期间消耗了__3__
度电．这些电能可使标有“220 V 25 W”的灯泡正常工作__120__h.
2．(2017·河北)一天，小明家中的IC电能表上的余额用完了，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__500__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 00180 前为IC卡电能表充值．
3．(2016·河北)小明家新买了一个电热水器，刚接入电路，家里的空气开关就断开了．他猜想造成空气开关断开的原因是：①连入电路中的用电器总功率过大；②电热水器或插头处短路．于是他请电工师傅检修后，将空气开关复位，只让电热水器单独工作，家里标有“2 000 r/kW·h”的电能表的转盘3 min内转了100转，电热水器的功率为__1__000__W．小明猜想__②__(填序号)是正确的．(已知电热水器接入电路前，小明家正在使用的用电器的总功率约为3 200 W，空气开关允许通过的最大电流为40 A)
4．(2013·河北)小明去打开水，水未开，此时观察到温度计示数为77 ℃，电能表示数为温度计示数为97 ℃，电能表示数为
6__
；水开时，
，电热水器消耗了__5.04×10__J的电能．第二天小明又去打
水，发现水仍未开，水的温度为t，等到水开时温度计示数为98 ℃，这段时间内电热水器消耗的电能为2.1 kW·h，
3
则 t＝__68__℃.两天水开时的温度不同，是由于液体的沸点与__液面上的气压大小__有关．[c水 ＝ 4.2×10 J/(kg·℃)，电路中只有电热水器，且水的质量相等，不计热损失]
5．(2012·河北)小明家有额定功率均为40 W的电风扇和白炽灯，它们正常工作相同的时间，__白炽灯__产生的热量多．小明家还有一个“220 V 1 500 W”的电热水器，将其单独连接在电路中，发现电能表(如图所
5
示)上的铝盘121 s内转了125转，电热水器消耗了__1.5×10__J的电能，他家的实际电压为__200__V．(电热水器内电阻丝的阻值不变)
命题点2 动态电路的定性分析(8年3考)
6．(多选)(2024·河北)如图所示，电源电压不变，a、b、c为电流表或电压表．只闭合S1时，a表无示数，b表有示数．S1、S2都闭合时，滑片P向右滑动，c表的示数不变．下列判断正确的是(BD)
A．a表是电压表
B．先闭合开关S1，再闭合S2，电路中的总电流变大
C．只闭合S1，P向右移动，R2两端的电压变化量与电流变化量的乘积大于其电功率的变化量
D．开关均闭合，电路的总功率为P1；若将c表换成另一种电表，再闭合S1、S2，电路的总功率为P2，则P2>P1
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7．(多选)(2016·河北)如图所示，电源电压不变．下列说法正确的是(ACD)
A．只闭合S1，将P向左移动一段距离，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变 B．只闭合S1，将P向左移动，R1消耗的功率增加
C．开关都闭合，将P向左移动，电压表的示数不变，电流表的示数变小 D．开关都闭合，将P向左移动，L消耗的功率不变，R2消耗的功率变小
8．(多选)(2014·河北)在如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻．闭合开关S，将滑片P由a端向b端滑动一段距离后，电压表V1、V2示数变化的大小分别为ΔU1、ΔU2，电流表示数变化的大小为ΔI.下列判断正确的是(ABD)
A．ΔU2大于ΔU1
ΔU2ΔU1B.与的差值等于R2 ΔIΔIC．R2和R3消耗的电功率的和增加了ΔU2·ΔI
D．电压表V1示数变小，电压表V2示数变大，电流表示数变大 命题点3 测量小灯泡的电功率(8年4考)
9．(2017·河北)小明利用如图所示的实验器材“测量小灯泡的额定功率”，已知电源电压恒为6 V，小灯泡正常工作时的电压为3.8 V，电阻约为12 Ω，滑动变阻器的规格为“20 Ω 2 A”．
图1 图2图3 图4
(1)请用笔画线代替导线，完成图1实物电路的连接．
解：
(2)正确连接电路后，用开关试触，灯泡不亮，电压表瞬间满偏，电流表指针几乎不动，电路的故障是__滑动变阻器断路__．(电路只有一处故障)
(3)排除故障后，继续实验，闭合开关，移动滑片，当电压表的指针在某电压值时(请在图2中标出相应的电压值)，小灯泡正常发光，电流表的示数如图3所示，小灯泡的额定功率是__1.14__W.
解：
(4)测量完灯泡的额定功率后，小明又测量了几组数据，计算后发现灯丝电阻随其两端电压的增大而增大，原因是__灯丝两端的电压增大时，温度升高__．
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【评估】小红也利用上述器材对该小灯泡的额定功率进行了测量，实验电路图如图4所示，实验结束后，两人对实验进行了交流与评估．
①小红的实验结果误差较大，理由是__不能在电压表上准确读出3.8__V__． ②小明的实验更不容易操作，理由是__开始操作时，不易确定滑片的位置__．
10．(2013·河北)小明学习了电功率后，用额定电压分别为2.5 V、6 V的灯泡L1和L2设计了如图所示的电路图，来探究灯泡的发光亮度与哪些因素有关．
(1)小灯泡发光时，将电能转化为__内__能和光能．
(2)探究L1的亮度时，只闭合S、S1，发现电压表有示数，电流表无示数，则电路故障可能是：__灯泡断路__．排除故障后，继续实验，收集的数据及现象如表一所示．
表一
1 2 3 电压/V 1 1.5 2.5 电流/A 0.16 0.22 0.28 亮暗情况 暗 较亮 亮 (3)探究L2的亮度时，只闭合S、S2，进行实验，收集的数据及现象如表二所示． 表二
4 5 6 电压/V 1 2.5 6 电流/A 0.28 0.38 0.72 亮暗情况 很暗 暗 很亮 (4)分析两表可知，同一规格的小灯泡发光亮度与__实际功率__有关．不同规格的小灯泡发光亮度还应与__电能转化为光能__的转化效率有关．
【拓展】完成探究后，小明用电源、电流表、滑动变阻器、电阻箱各1个，2个开关及若干条导线，对额定电流为0.1 A的小灯泡的额定功率进行了测定．请在虚线框内画出他设计的电路图，并写出实验步骤及测定额定功率的表达式．
解：
实验步骤：__①根据电路图连接实物电路；②只闭合S1，移动变阻器滑片，使电流表示数为0.1__A；③断开S1，闭合S2，滑片不动，调节电阻箱，当电流表示数为0.1__A时，读出电阻箱连入电路中的电阻为R__．
2
表达式：P额＝__(0.1__A)R__．
11．(2012·河北)测量“小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电流为0.3 A，灯丝阻值在10～15 Ω之间．所提供的器材有：电流表、电压表、电源(电压恒为6 V)、开关各一个，滑动变阻器(“5 Ω 2 A”、“20 Ω 1 A”)两个，导线若干．
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甲 乙 丙
(1)如图甲是小明没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整．
解：
(2)小明选用的滑动变阻器的规格为__“20__Ω__1__A”__．
(3)闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3 A时，电压表的示数如图乙所示，读数为__4.0__V，小灯泡的额定功率为__1.2__W.
(4)小红没用电压表，但多用了一个开关，其他器材与小明的相同，也测出了小灯泡的额定功率．请在图丙虚线框内画出她设计的电路图，并写出实验步骤及测定额定功率的表达式．
解：
实验步骤：__①根据电路图连接实物电路；②闭合开关S1、断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表示数为0.3__A；③滑片位置不动，闭合开关S1、S2，读出电流表示数I.__
0.54表达式：P额＝__(1.8－)__．
I12．(2011·河北)如图1是小明设计的测量小灯泡额定功率的电路图．已知定值电阻R0＝15 Ω，滑动变阻器R(20 Ω 1 A)，电源电压为18 V，小灯泡的额定电压为6 V、额定功率约为3 W.
(1)闭合开关S前，滑片P应滑到最__右端__．(填“左端”或“右端”) (2)请用笔画线代替导线将图2中的实物图补充完整．
解：
(3)小明正确连接电路后，进行实验．小灯泡正常发光时，电流表的指针如图3所示，通过小灯泡的电流为
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__0.48__A，其额定功率为__2.88__W.
(4)电路中定值电阻R0的作用是：__分压，使该电路能够完成对灯泡额定功率的测量__．
(5)小明完成上述实验后，小红发现电流表已坏，她利用剩余器材和老师又给的两个开关S1、S2及导线，也完成了对小灯泡额定功率的测量．请你在图4虚线框内画出小红完成实验设计的电路图．
解：
命题点4 焦耳定律(8年3考)
13．(2011·河北)假设导体没有电阻，当用电器通电时，下列说法正确的是(B) A．白炽灯仍然能发光 B．电动机仍然能转动 C．电饭锅仍然能煮饭 D．电熨斗仍然能熨衣服
14．(2011·河北)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．实验中，乙瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结论是__在电流及通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多__．
15．(2024·河北)用如图甲所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”．相同烧瓶内装满了煤油．
(1)烧瓶中装入的煤油是__绝缘体__(填“导体”或“绝缘体”)． (2)请根据实物电路，在虚线框内画出对应的电路图． 解：
(3)为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应__相等__，通过R1的电流__小于__通过R2的电流． (4)通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大．说明__在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，导体产生的热量越多__．
(5)小红用如图乙所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”．经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象．根据焦耳定律可知，图丙中能正确反映h－I关系的是__A__．
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【拓展】用Q＝IRt可以计算电流通过任何用电器产生的热量，那么能用Q＝UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗？__不能__．请用实例说明原因：__因为用Q＝UIt计算出来的是电路消耗的总电能，而电能除了转化为用电器产生的热量，还可能转化为其他能量，例如电风扇电路中，电能一部分转化为电热，一部分转化为机械能__．
命题点5 电功率的综合计算(8年8考) 16．(2024·河北)如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电压为10 V，滑动变阻器R1的规格为“10 Ω 1 A”．闭合开关，当将滑片P置于距左端三分之一处时，灯泡正常发光，电流表指针满偏，电表表盘如图乙所示．
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