专题18 电功率（核心知识点）-2025年中考物理二轮复习核心知识点梳理

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一、知识结构
二、知识清单+方法清单
模块一 电能 电功
知识清单
一、电能
1. 电能的来源：各种电池以及各种发电厂它们把不同形式的能转化为电能，供人们使用。
（1）利用电池获取电能：
干电池、蓄电池把化学能→电能；太阳能电池把太阳能（光能）→电能。
（2）发电厂获取电能：把其他形式的能→机械能→电能。
2. 电能的利用
（1）人们利用电能时，通过用电器将电能转化为其他形式的能。如：白炽灯将电能转化为内能和光能；电动机将电能主要转化为机械能；电饭锅将电能转化为内能。
（2）电源与用电器：电源是提供电能的，是将其他形式的能转化为电能的装置；而用电器是消耗电能的，是将电能转化为其他形式的能的装置。
3. 电能的单位及其换算
（1）国际单位：焦耳，简称焦，用符号J表示。
（2）常用单位：千瓦时，用符号kw·h表示，俗称“度”。
（3）换算关系：1kw·h=3.6×106J。
二、电能的计量
1. 电能表的用途：用来计量用电器在一段时间内消耗的电能。
2. 电能表的几个重要参数（如图所示）。

（1）“kW·h”表示电能表示数的单位是千瓦时；
（2）“220V”表示该表应该在 220V的交流电路中使用；
（3）“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。电流表工作时的电流不应超过额定最大电流。
（5）机械式电能表（左图）“3000R/（kW·h）”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1千瓦时的电能，电能表上的转盘转过3000 转；电子式电能表（右图）“1600imp/（kW·h）”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1千瓦时的电能，电能表上的闪烁灯闪烁1600次。
3. 电能表的读数
（1）电能表计算器上前后两次的示数之差就是用电器在这段时间内消耗的电能：W=W后-W前。电能表月初和月底的读数如图所示，则本月消耗的电能为：
W= W后-W前=1469.5-1387.5= 82kW·h
（2）利用电能表的转数求电能：利用电能表转盘的实际转速n和电流表参数Nrevs/kW·h，可以比较精确的计算出某段时间内消耗的电能。即：W= EQ \F(n, N) kW·h= EQ \F(n, N)×3.6×106 J
如图所示，电表上标有“3000r/kW·h”的字样，若一段时间内该电能表盘转了60转，则在这段时间内用电器消耗的电能为
W= EQ \F(60r, 3000r/kW·h) kW·h=0.02kW·h =7.2×104 J
三、电功
1. 电功的概念
（1）定义：电流所做的功叫做电功，用W表示。
（2）实质：电能转化为其他形式能的过程是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电功是多少。
注意：电能是状态量，反映了做功的本领；电功是过程量，反映了电能转化或消耗电能的多少。
3. 电功的计算
（1）影响电功多少的因素：电流做功的多少与电压U、电流I和通电时间t都有关。
（2）公式：W=UIt，此公式适用于一切情形下电功的计算。
4. 电功的单位
（1）在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，用符号J表示，1 J=1V·A·s。
（2）常用单位：千瓦时（kW·h）
（3）单位换算：1kw·h=3.6×106J
5. 电功的推导公式：由W＝UIt和欧姆定律I＝ EQ \F(U, R) 可推导出电功的两个公式：
W= EQ \F(U2, R)t W＝I2Rt
（1）W＝UIt 是普遍适用的公式；电功的两个推导公式只适用于纯电阻电路；
（2）利用电功公式及其变形公式时，要注意各物理量的同一性和同时性。
方法清单
考向01 电能
【例题1】（2023·湖北襄阳·中考真题）下列能提供电能的装置是（ ）
A．电能表 B．电饭锅 C．开关 D．干电池
【答案】D
【详解】A．电能表是测量电功的装置，故A不符合题意；
B．电饭锅是消耗电能的装置，故B不符合题意；
C．开关是控制电路通断的装置，故C不符合题意；
D．干电池是提供电能的装置，为电路提供电压，故D符合题意。
故选D。
【训练1-1】下列对能量转化的描述不正确的是（ ）
A．蓄电池充电：电能→化学能
B．电热水器烧水：电能→内能
C．电动机工作是机械能转化为电能
D．内燃机工作：化学能→内能→机械能
【答案】C
【详解】A．给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来，故A正确，不符合题意；
B．电热水器烧水时，消耗电能，使水的内能增大，即是将电能转化为内能的过程，故B正确，不符合题意；
C．电动机工作过程中，消耗电能，获得机械能，故C错误，符合题意；
D．内燃机工作时，燃料燃烧将化学能转化为内能，内能再转化为机械能，D正确，不符题意。
故选C。
考向02 电能表及其相关计算
【例题2】如图所示是某家用电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电 kW⋅h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次。该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW⋅h。
【答案】 5546.7 0.02
【详解】电能表表盘上显示的数据为已使用的电量，最后一位数字是小数，单位是kW⋅h，因此该表盘上显示已用电5546.7kW⋅h。
1600imp/kW⋅h表示每消耗1kW⋅h的电能，指示灯闪烁1600次，电能表指示灯闪烁了32次，该用电器在上述时间内消耗的电能为
【训练2-1】（2024·吉林·中考真题）图中仪表可以用来计量（ ）
A．导体的电阻 B．电路中的电流
C．用电器两端的电压 D．用电器在一段时间内消耗的电能
【答案】D
【详解】图上有kW·h，则图中仪表为电能表。电能表是用来计量用电器在一段时间内消耗的电能的仪表，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
【训练2-2】如图，电能表读数是 kW⋅h；若该电能表转了300转，则用电器消耗了 J的电能。
【答案】 201.8 1.8×106​J
【详解】电能表最后一位是小数，故读数为201.8kW·h。
若该电能表转了300转，则用电器消耗了电能为
​W=300r600r/kW⋅h=12×3.6×106​J=1.8×106​J
考向03 电功及其计算
【例题3】（2024·江苏扬州·中考真题）家中应急手电筒的电路图如图所示，电源电压为3V，闭合开关，通过灯泡的电流为0.6A，忽略灯泡电阻的变化。求：
（1）灯泡电阻R；
（2）电路工作1min消耗的电能W；
【答案】（1）5Ω；（2）108J
【详解】（1）灯泡电阻为
（2）电路工作1min消耗的电能为 W=UIt=3V×0.6A×60s=108J
答：（1）灯泡电阻R为5Ω；
（2）电路工作1min消耗的电能为108J。
【训练3-1】（2023·青岛·中考真题）有一块手机用的电池，上面标明电压为 3.7V，容量为 4000 mA·h，它充满电后大约储存的电能为（ ）
A．5.3×104J B．5.3×107J C．14.8J D．14.8kW·h
【答案】A
【详解】根据电功的计算公式W=UIt可得电池充满电后大约储存的电能为
故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
【训练3-2】如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时，电流表示数为0.2A；当开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.5A。求：
（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流；
（2）R2的阻值；
（3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功。
【答案】（1）0.3A；（2）20Ω；（3）72J
【详解】（1）当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，R1的两端电压等于电源电压，此时电路电流为I1=0.2A；当开关S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测的是干路电流，根据并联电路的电压特点可知，两电阻的两端电压都等于电源电压，此时通过R1的电流等于I1，根据并联电路的电流特点可得，通过R2的电流为
（2）根据欧姆定律可得，R2的阻值为
（3）当开关S、S1都闭合时，通过R1的电流等于I1，则通电1min电流通过R1做的功为
答：（1）当开关S、S1都闭合时，通过R2的电流为0.3A；
（2）R2的阻值为20Ω；
（3）当开关S、S1都闭合时，通电1min电流通过R1做的功为72J。
模块二 电功率
知识清单
一、电功率
1. 物理意义：表示电流做功的快慢。
2. 定义：电功与时间之比叫作电功率（比值定义法）。
3. 定义式：P= EQ \F(W, t) 变形式：电功W=Pt、时间t＝W/P
4. 单位
（1）国际单位：瓦（W），1瓦＝1焦/秒
（2）常用单位：千瓦（kW）、毫瓦（mW）
（3）单位换算：1 kW= 103W 1W=103 mW
（4）应用公式P＝W/t及变形式W=Pt、t＝W/P进行计算时，可应用两套单位：
①若电功W的单位用焦（J）、时间t的单位用秒（s），则功率P的单位是瓦（W）；
②若电功W的单位用千瓦时（kW·h）、时间t的单位用时（h），则功率P的单位是千瓦（kW）。
5. 电功率的推导式
（1）推导：将W＝UIt代入P＝W/t可得P＝UI。
说明：电功率的定义式 P＝W/t和P＝UI都具有普遍意义，适用于任何电路。
（2）利用P＝UI和欧姆定律I＝U/R及变形式可推导出两个表达式：
P=I2R P = EQ \F(U2, R) 说明：这两个公式只适用于纯电阻电路。
6. “千瓦时”的来历：千瓦时是功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能。
说明：千瓦时是电能的单位，而千瓦是电功率的单位，二者的意义完全不同。
二、额定电压 额定功率
一般情况下，用电器上都标有额定电压和额定功率，如图所示，是一白炽灯的“铭牌”：
1. 额定电压和额定功率
（1）额定电压U额：用电器正常工作时的电压。
（2）额定功率P额：用电器在额定电压下工作时的电功率。
2. 实际电压和实际功率
（1）实际电压U实：用电器实际工作时的电压；
（2）实际功率P实：用电器在实际电压下工作时的电功率。
3. 实际功率和额定功率的关系
（1）当U实=U额时，P实=P额，用电器正常工作；
（2）当U实＞U额时，P实＞P额，用电器容易损坏；
（3）当U实＜U额时，P实＜P额，用电器不能正常工作。
注意：一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率，是确定的，与实际电压无关。用电器的实际功率是不确定的，随着它两端电压的改变而改变。
4. 用电器铭牌上所标物理量的意义：例如，一只灯泡上标着“220 25”，其中，“220”表示该灯泡的额定电压是220V，“25”表示该灯泡的额定功率是25W。
5. 灯泡的亮度：灯泡的亮度取决于实际功率的大小。例如额定电压不同的白炽电灯，如果实际功率相等，则它们发光的亮度就相同。
三、利用电能表测量电功率
利用电能表测量出某用电器工作一段时间t内所消耗的电能W，然后由电功率的定义式P=W/t计算它的实际功率。如图所示，若在时间t（单位用小时）内转盘转动的圈数为n。
则用电器消耗的电能为：

用电器的电功率表达式为：
P= EQ \F(W, t) = EQ \F(n, 2000t) （kW）
方法清单
考向01 电功率
【例题1】（2023·济南·中考真题）商场中，卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说：微波炉很省电，用一次花不了多少电费；顾客说：我觉得微波炉很费电，我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看，售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时（ ）
A．消耗较少的电能，消耗较多的电能
B．电功率较小，电功率较大
C．电功率较小，消耗较多的电能
D．消耗较少的电能，电功率较大
【答案】D
【详解】售货员认为微波炉很省电，是说微波炉的电功率大，但加热食物用时很短，消耗的电能并不多，所以“微波炉很省电，用一次花不了多少电费”，即售货员是从消耗较少的电能角度说的；顾客是从电功率角度考虑的，因为微波炉属于大功率用电器，工作时电路中电流很大，会烧断保险丝，相同时间内消耗的电能多，所以认为很“费电”。
故选D。
【训练1-1】有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙，甲的额定功率为1800W，乙的额定功率为1200W．两个电热水壶都正常工作时，下列说法中正确的是（ ）
A．甲电热水壶两端的电压较高
B．电流通过甲电热水壶做功较快
C．通过两个电热水壶的电流相等
D．相同时间内，两个电热水壶消耗的电能一样多
【答案】B
【详解】A. 因为两个电热水壶的额定电压相同，且两个电热水壶都正常工作，即在额定电压下工作，所以甲、乙电热水壶两端的电压相等，故A错误；
B. 都正常工作时，甲的额定功率大，所以电流通过甲电热水壶做功较快，故B正确；
C. 都正常工作时，甲的额定功率大，根据I=P/U，通过甲电热水壶的电流大，故C错误；
D. 都正常工作时，甲的额定功率大，根据W=Pt可知，相同时间内，甲电热水壶消耗的电能多，故D错误；故选B．
【训练1-2】（2023·宿迁·中考真题）关于图中小明家的电能表，下列选项正确的是（ ）

A．电能表的示数为2023.6J
B．电能表能正常工作的最大电流是40A
C．电能表是测量电功率的仪表
D．脉冲指示灯闪的越快，电路消耗电能越多
【答案】B
【详解】A．电能表的示数为2023.6kW·h，故A错误；
B．10(40)A表示该电能表的标定电流为10A，额定最大电流为40A，故B正确；
C．电能表是测量用电器消耗电能的仪表，故C错误；
D．脉冲指示灯闪的越快，表示电路消耗电能越快，即接在这个电能表的用电器电功率越大。故D错误。故选B。
考向02 额定功率与实际功率
【例题2】将标有“6V 3W”、“6V 6W”的甲、乙两个灯泡，串联接在9V的电源上，闭合开关后发光较暗的 灯，乙灯的实际功率是 。（设灯丝的电阻保持不变）
【答案】 乙 1.5W
【详解】两灯泡的电阻

甲、乙两个灯泡串联后接在9V的电源上时，因为串联电路中各处的电流相等，通过它们的电流相等，甲灯泡的电阻大于乙灯泡的电阻，由P=I2R可知，甲灯泡的实际功率大于乙灯泡的实际功率；因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以甲灯泡较亮，乙灯泡较暗。
两灯串联接在9V的电源上，电路中的电流
乙灯的实际功率P乙实=I2R乙=(0.5A)2×6Ω=1.5W
【训练2-1】一只电烙铁的铭牌上标有“220V 200W”的字样，它正常工作时的电阻是 Ω，当其两端电压为110V 时，该电炉的实际功率为 W。 （不计温度对电阻的影响）
【答案】 242 50
【详解】由题意知，电烙铁正常工作时的功率P=100W，电压为220V，若不计温度对电阻的影响，根据P=U2/R可得，电阻丝的电阻为
当电路中的电压为110V时，其实际功率为
【训练2-2】将“12V 12W”的小灯泡L1和“12V 6W”的小灯泡L2串联起来，直接接到电压恒定的电源两端。开关闭合后，恰好有一个小灯泡正常发光，而另一个小灯泡比正常发光时暗些，则正常发光的小灯泡是 ，电源电压是 V，发光较暗的小灯泡的实际功率是 W。（灯丝电阻不变）
【答案】 L2 18V 3
【详解】根据P=UI可得它们各自正常发光时的额定电流

根据P=U2/R可得它们各自的电阻

两个小灯泡串联在电压恒定的电源两端。因为串联电路电流处处相等，且开关闭合后，恰好有一个小灯泡正常发光，而另一个小灯泡比正常发光时暗些，则此时电路电流I=0.5A
因为此时电路电流等于小灯泡L2的额定电流，故正常发光的小灯泡是L2；根据串联电路总电阻与分电阻之间的关系以及欧姆定律可得电源电压
而此时电路电流小于小灯泡L1的额定电流，所以发光较暗的是小灯泡L1，则此时小灯泡L1的实际功率
考向03 电功率的综合问题（动态分析+计算）
【例题3】（2024·西藏·中考真题）如图（乙）所示为扎西家两档位电热水壶的简化电路原理图，S1为温控开关，当水沸腾时会自动断开。R1和R2为加热定值电阻，R1=44Ω，保温档的功率为110W。
求：
（1）加热时R1的电功率；
（2）在加热档工作时电路的总电流；
（3）某次烧水，电热水壶将水加热至沸腾耗时5min，自动跳转至保温档工作5min，在这10min内电热水壶消耗的电能。
【答案】（1）1100W；（2）5.5A；（3）3.96×105 J
【详解】（1）加热时，R1和R2并联，R1的电功率为
（2）由于根据P=U2/R可知，当只闭合开关S时，为保温档，电阻R2的阻值为
在加热档工作时电路的总电流为
（3）加热5min电热水壶消耗的电能为 W加热=UI并t=220V×5.5A×5×60s=3.63×105J
保温5min电热水壶消耗的电能为 W保温=P保t=110W×5×60s=3.3×104J
在这10min内电热水壶消耗的电能为
【训练3-1】（2024·四川达州·中考真题）如图所示是某品牌电热毯内部电路简化图，该电热毯具有高低两档加热功能，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，电路处于高温档
B．只闭合开关S2时，电路处于低温档
C．同时闭合开关S1、S2时，电路处于高温档
D．同时闭合开关S1、S2时，电路处于低温档
【答案】C
【详解】A．只闭合开关S1时，只有R1接入电路，由P=U2/R，此时电热毯电功率最小，为低温档，故A错误；
B．只闭合开关S2时，电路断路，故B错误；
CD．由电路图知，S1、S2闭合时，R1和R2并联，此时电路电阻最小，而电源电压一定，由P=U2/R可知，此时电热毯电功率最大，为高温档，故C正确，D错误。
故选C。
【训练3-2】（2023·广东·中考真题）题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景，打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化；加热电路简化后如图所示，电源电压恒为6V，R1和R2为发热电阻丝，只闭合S1时低温挡工作，S1、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，R1=4Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化，求：
（1）低温档工作时，通过R1的电流；
（2）低温挡的功率；
（3）R2的电阻值。

【答案】（1）1.5A；（2）9W；（3）12Ω
【详解】（1）由题意可知，电源电压恒为6V，只闭合S1时，电路中只有R1一个用电器，则R1两端电压为6V，R1=4Ω，根据欧姆定律可得
（2）只闭合S1时低温挡工作，电压为6V，则低温档的电功率为
（3）S1、S2都闭合时高温挡工作，R1和R2并联，高温挡和低温挡的功率比为
P高：P低=4∶3，
则高温档的功率为P高=12W
电路并联，总功率等于各支路功率之和，即P高=P低+PR2
则R2的电功率为
根据P=U2/R可得，R2的电阻值为

答：（1）低温挡工作时，通过R1的电流为1.5A；
（2）低温挡的功率为9W；
（3）R2的电阻值为12Ω。
模块三 测量小灯泡的电功率
知识清单
一、伏安法测量小灯泡的电功率
【实验目的】用电流表和电压表测量小灯泡在不同电压下的电功率。
【实验原理】P = UI
【实验器材】电源、电压表、电流表、 小灯泡（额定电压2.5V）、滑动变阻器、开关、导线若干。
【实验步骤】
（1）按照电路图连接电路。注意断开开关，将滑动变阻器滑片放在阻值最大处。
（2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V（等于额定电压），记下此时对应的电流表示数，填在实验数据记录表中，并观察灯泡的发光情况。
（3）调节滑动变阻器的滑片，使使小灯泡两端电压低于额定电压，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中。
（4）调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数约为额定电压的1.2倍，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中。
（5）实验结束后，断开开关，将连接电路的导线拆开，并整理好实验器材。
【数据处理】根据公式P=UI计算出小灯泡的额定功率和实际功率。注意：不能求平均值。
【分析论证】
①分析表格中的实验数据，发现灯泡两端的实际电压越高，实际功率越大，小灯泡越亮。
②小灯泡的亮度直接由它的实际功率决定。
③小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。
【实验结论】
（1）当灯泡的实际电压等于额定电压时，灯泡的实际功率等于额定功率，灯泡正常发光。
（2）当实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额定功率，小灯泡发光较暗。
（3）当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光较亮。
【交流讨论】对小灯泡的电功率进行了多次测量，不求小灯泡功率的平均值的原因：因为额定功率是额定电压下的功率，不是不同电压下功率的平均值；用电器在不同电压下的实际功率不同，把三次测量的平均值作为小灯泡的额定功率是不合理的。
二、特殊方法测量小灯泡的额定功率（用单一电表测小灯泡的额定功率）
三、伏安法测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析
方法清单
考向01 伏安法测量小灯泡电功率
【例题1】（2024·山东淄博·中考真题）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V（正常发光时的电阻约为9Ω）。
（1）图甲是小明连接的电路，请指出不妥之处： ；
（2）重新连好电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，进行多次测量，将数据及现象记录在表格中。
①实验多次测量的目的是 ；
②第4次实验时电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W；接下来要完成第5次实验，滑片应向 移动；
③通过实验发现，小灯泡两端的电压越大，实际功率 ，小灯泡越亮；
④小聪发现表格中有一个电流数据有误，该数据是 ；
（3）完成实验后，小明取一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图丙所示的电路，测量小灯泡正常发光时的电阻。请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S，移动滑片P，直至电压表示数为 V；
②断开开关S，保持滑片P位置不变， ，再闭合开关，记录电压表示数U'；
小灯泡正常发光时的电阻R （用所测的量和已知量表示）。
【答案】（1）电流表选用的量程太大：（2）得出小灯泡的实际电压、实际功率、亮度之间的普遍规律 0.7 右 越大 0.36；（3）2.5 将电压表改接在定值电阻R0两端
【详解】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为9Ω，则小灯泡正常发光时通过的电流约为
由图甲可知，电流表选用0~3A量程，分度值为0.1A，则小灯泡正常发光时，电流表指针偏转角度过小，误差太大，故电流表选用量程太大了，应换用0~0.6A量程。
（2）①实验中多次改变小灯泡两端的电压，多次测量小灯泡的实际功率并比较其亮度，目的是得出小灯泡的实际电压、实际功率、亮度之间的普遍规律。
②根据表格数据可知，第4次实验中，电压表示数即小灯泡两端电压等于其额定电压，则此时小灯泡的功率为其额定功率，由图乙可知，电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，故电流表的示数为0.28A，则小灯泡的额定功率为
接下来要完成第5次实验，由表中数据可知，调节滑片使电压表示数由2.5V变为3.0V，电源电压不变，根据串联分压的规律可知，应减小滑动变阻器的阻值，滑片应向右移动。
③分析表格数据可知，从第1次实验到第5次实验中，小灯泡的实际功率依次为

故小灯泡两端电压越来越大，实际功率越来越大，小灯泡的亮度越亮。
④分析表格数据，根据R=U/I可得，5次实验中小灯泡的电阻依次为

因为小灯泡越亮，灯丝温度越高，灯丝电阻随温度的升高而变大，所以第5次实验中电流数据0.36A有误。
（3）由图丙知，定值电阻R0、小灯泡、滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端电压，实验目的是测小灯泡正常发光时的电阻，因此应调节滑片，使小灯两端电压即电压表示数等于额定电压2.5V。
小灯泡两端电压已知，根据R=U/I可知，还需要测出通过小灯泡的电流，根据串联电路中电流处处相等可知，只需测出通过定值电阻R0的电流，因此将电压表改接在定值电阻R0两端，测出R0两端电压U'，则电路中的电流I=U'/R0 ，小灯泡正常发光时的电阻为
【训练1-1】利用如图所示的装置测量小灯泡的电功率，电源电压恒定不变，小灯泡上标有“3.8V”字样。闭合开关，实验操作过程中出现了以下几种情况，分析错误的是（ ）
A．无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡不亮，电压表的示数几乎等于电源电压，电流表几乎无示数，原因是小灯泡断路
B．无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡很暗且亮度不变，原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱
C．当小灯泡的实际电压为2.5V时，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向左移动
D．电压表无示数，小灯泡不亮，可能是小灯泡短路
【答案】C
【详解】A．无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡不亮，电流表几乎无示数，可能电路中出现断路，电压表的示数几乎等于电源电压，可能是小灯泡断路，故A正确，不符合题意；
B．小灯泡一直很暗，即小灯泡的电流很小，可知电路中的电阻很大，滑片移动，灯泡的亮度不变，可能是因为滑动变阻器同时接了下面两个接线柱，故B正确，不符合题意；
C．灯泡的额定电压是3.8V，当小灯泡的实际电压为2.5V时，要使灯泡正常工作，灯泡两端电压增大到3.8V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向右端移动，使电压表的示数为3.8V为止，故C错误，符合题意；
D．电压表和灯泡并联，如果电压表无示数，小灯泡不亮，可能是灯泡被短路，故D正确，不符合题意。故选C。
【训练1-2】（2024·四川自贡·中考真题）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小刚同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、一个滑动变阻器、电压为4.5V的电源和额定电压为2.5V的小灯泡，设计了如图甲所示的电路。
（1）实验中需要依据图甲所示的电路图，将图乙所示器材进行连线，请用笔画线代替导线，将图乙所示电路连接完整。
（2）正确连接好电路后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）。当电压表的示数为 V时小灯泡正常发光，此时电流表指针如图丙所示，其示数为 A，小灯泡的额定功率为 W。若小灯泡两端的实际电压为2.3V，则小灯泡的实际功率 （选填“大于”“等于”或“小于”）额定功率。
（3）小王同学也按图甲所示电路图连接电路，当连接最后一根导线时，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。请你指出导致此现象可能的原因： 。
【答案】 见下图 变大 2.5V 0.28 0.7 小于 连线时，开关没有断开；且闭合开关前，滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大位置
【详解】（1）灯泡正常发光时的电压为2.5V，所以电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联，滑动变阻器按“一上一下”接入即可，电路如下图
（2）由图甲知道，闭合开关，当滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，由欧姆定律知道，电路电流增大，故测量电路电流的电流表示数变大。
由于小灯泡的额定电压为2.5V ，故测量灯泡两端电压的电压表示数2.5V时，小灯泡正常发光。此时由图丙所示电流表知道，量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.28A，由P=UI知道，小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
因为灯泡的额定电压为2.5V，所以当灯泡两端电压为2.3V时，其实际功率小于额定功率。
（3）连接完最后一根导线，灯泡立即发光，说明实验前开关未断开；灯泡发出明亮耀眼的光，很快熄灭，说明电路电流太大，总电阻太小，即滑动变阻器接入电路电阻未达到阻值最大处。
考向02 测量小灯泡电功率实验的改进
【例题2】小红在测量小灯泡的电功率实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
（1）正确连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，而电压表示数几乎等于电源电压，则可能的故障是 ；
（2）故障排除后，移动滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 ；
（3）小红还设计出了只有电流表没有电压表时测量小灯泡电功率的方法，其电路图（如图丙所示），已知R0＝5Ω，此方案最关键的一步是必须调节变阻器滑片，使电流表A2的示数为 A时，再读出电流表A1的示数，才能算出小灯泡的额定功率。
【答案】 灯泡断路 0.75W 0.5
【详解】（1）正确连接好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能有断路发生，电压表示数等于电源电压，则电压表两接线柱到电源间是通路，说明与其并联的灯泡断路。
（2）灯泡两端电压等于2.5V时正常发光，由图乙可知，电流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，此时通过灯泡的电流为0.3A，所以灯泡的额定功率为
（3）由图丙知，R0与L并联再与滑动变阻器串联，两支路各有一个电流表。由题知，R0＝5Ω，为测灯泡的额定功率必须先使灯泡正常发光，此方案最关键的一步是必须调节变阻器滑片，使电流表A2的示数为 2.5V/5Ω=0.5A
由并联电路电压的规律知，灯泡的两端电压为UL=U0=2.5V
再读出电流表A1的示数，由P=UI才能算出小灯泡的额定功率。
【训练2-1】在电源电压恒定、R0阻值已知的情况下，只用电流表测量额定电流为I额的小灯泡的电功率。下列四种设计方案能得到灯泡额定功率的是（ ）

A B C D
【答案】A
【详解】A．图中，灯L与R0并联，电流表A1、A2分别测量灯L、R0的电流，调节滑动变阻器的滑片，使电流表A1的示数等于I额，读出此时A2的示数I0，灯L的额定电压、额定功率分别为

A设计方案能测量灯泡额定功率，故A符合题意；
B．图中，灯L与R0并联，电流表A1测量通过灯L的电流，调节滑动变阻器的滑片，使电流表A1的示数等于I额；无法通过并联电路的特点，计算灯的额定电压，无法计算灯的额定功率，所以B设计方案不能测量灯泡额定功率，故B不符合题意；
C．单刀双掷开关连接b时，调节滑动变阻器的滑片，能使电流表A的示数等于I额；无法测量灯的额定电压，无法计算灯的额定功率，C设计方案不能测量灯泡额定功率，故C不符合题意；
D．图中，闭合S、S1，断开S2，灯L与R0并联，电流表A测量通过R0的电流；调节滑动变阻器的滑片，无法测量灯的额定电流，无法计算灯的额定功率，故D不符合题意。故选A。
【训练2-2】小亮在做“测量小灯泡的电功率”的实验，所用的小灯泡额定电压为2.5V。
（1）图甲为小亮连接的实物电路，请你帮他补充完整 ；
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，产生这种现象的原因是 （写出一种合理情况即可）；
（3）根据实验数据绘制成了U-I图像如图丙所示，根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W；
（4）完成上述实验后，小亮进一步思考，在没有电流表的情况下，能否测量小灯泡的额定功率？他想利用一个定值电阻R0接在原电路电流表的位置，设计的电路图如图丁所示，然后调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额，接着保持滑片位置不变，将电压表B点的接线改接到C点，观察并记录电压表示数为U，则小灯泡的额定功率可表示为P额= （用R0、U额、U等物理量符号表示）。
【答案】 见下图 灯泡断路 0.5
【详解】（1）滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，如图所示：
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，则电路可能断路，电压表有示数，则电压表和电源接通，因此可能是灯泡断路。
（3）由乙图的U-I图像可知，当小灯泡的电压为额定电压U额-2.5V时，电流I=0.2A，小灯泡的额定功率为P额=U额I=2.5V×0.2A=0.5W
（4）调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V，接着保持滑片位置不变，根据电流从电压表正接线柱流入，将电压表B点的接线改接到C点，观察并记录电压表示数U，因为各个电阻的大小和电压大小都不变，灯泡仍然正常发光，根据串联电路的电压规律，定值电阻的电压为U0=U-U额
由欧姆定律，通过定值电阻的电流
通过定值电阻的电流即小灯泡的额定电流，则小灯泡的额定功率为
模块四 焦耳定律
知识清单
一、电流的热效应
1. 电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
2. 探究影响电流热效应的因素
【设计实验】
（1）实验装置介绍：两个透明的塑料容器内部密闭着等量的空气；容器内部的空气与U形管一端相连通。两个容器中各有一段电阻丝，两个容器里的电阻丝串联在一起接入电路。

（2）实验原理：如图所示，两个透明容器中密封着空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气的体积变化。同时使用两个密闭容器时，哪一侧U型管中液柱出现的高度差大，表明哪一侧的电阻丝产生的热量多。图中，因为Δh右＞Δh左，所以电流通过右侧的电阻丝产生的热量多。
（3）研究方法
①控制变量法：在探究电流通过导体产生热的多少跟电流、电阻、通电时间的关系时，每次实验应该控制两个物理量不变。
②转换法：实验中通过观察U形管液面的高度差来比较电流产生热量的多少。
（4）实验器材：学生电源、焦耳定律演示器、电流表、滑动变阻器等。
为了进行多次实验，需要改变通过两个电阻丝的电流，所以在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片改变电流。
甲
（5）实验记录表
【进行实验与收集证据】
（1）探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系。如上图甲所示，将两根阻值不等的电阻丝串联接入电路，使用学生电源供电。闭合开关，通电一段时间后，观察记录U形管液面高度差的变化。
（2）探究电流通过导体产生的热量跟电流的关系。按照下图将密封容器、开关及电源连接起来。
实验中在右面密封盒外并联一个5Ω的电阻R3，目的是改变通过盒内电阻的电流大小，从而研究电流通过导体产生的热量跟电流的关系。由于R3的分流作用，因此通过两个容器中电阻的电流不同：
I1=2I2
（3）探究电流通过导体产生的热量跟时间的关系。闭合开关，通电一段时间后，观察同一个密封盒U形管液面的高度差的变化。
【分析论证】
（1）分析实验1可发现：在电流和通电时间相等时，电阻越大，电流产生的热量越多。
（2）分析实验2可发现：在电阻和通电时间相等时，电流越大，电流产生的热量越多。
（3）由实验步骤（3）可知，在电流和电阻相等时，通电时间越长，电流产生的热量越多。
【实验结论】
（1）在电流相同、通电时间相同时，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
（2）在电阻相同、通电时间相同时，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
（3）在电流相同、电阻相同时，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。
【交流讨论】实验结束后，小红说她在一本书上看到用如图所示的装置也可以探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关。请你对该装置进行评价。
【评价】该装置中，两个相同的烧瓶盛有质量相同、温度相同的同种液体；烧瓶内插有温度计，可以测量液体的温度。烧瓶内部有两个阻值不同的电阻丝，组成串联电路接入电路中。通过比较烧瓶内液体的温度可以探究影响电流通过导体产生热量的因素。
二、焦耳定律
1. 焦耳定律
（1）内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
（2）公式： Q = I2Rt
（3）公式中Q = I2Rt各物理量及其单位：
I表示电流，单位是安培（A）；R表示电阻，单位是欧姆（Ω）；t表示时间，单位是秒（s）；
Q表示热量，单位是焦耳（J）
1焦耳=1安2×1欧×1秒
2. 推导焦耳定律
若电流做的功全部用来产生热量，即Q = W
因为电功 W = UIt，根据欧姆定律U = IR可得： Q = W = UIt = I2Rt
可见，在消耗的电能全部产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出的结论与焦耳定律一致。
3. 电功与电热
（1）电功与电热的区别：电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗电能的多少，或表示有多少电能转化为其他形式的能。电热是指电流通过一段电路做功时，电能转化为内能的那一部分。两者表示的意义不同，是两个不同的概念。
（2）电功与电热的联系
①纯电阻电路（如电炉、电热器、电熨斗等电路） ：该类电路中，电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量等于电流做的功，即Q=W Q= W总=Pt=UIt= U2t/R=I2Rt
上述公式都可以适用于纯电阻电路。
②非纯电阻电路：在该类电路中，当电流通过用电器时，电能主要转化为其它形式的能量，只有一部分转化为内能，电流产生的热量小于电流做的功（消耗的电能），即Q＜W。
例如：电风扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，只有少部分转化为内能（发热）。
W总＝UIt =W机械能＋Q热量，电热小于电功（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
三、电热的利用和防止
1. 电热的利用——电热器
（1）电热器的工作原理：电流的热效应。
（2）电热器的主要结构：发热体。发热体是由导电性差、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。其中，绝缘体材料可将电阻丝与电热器的外壳隔开，防止触电和漏电。
（3）常见家用电热器：电饭煲、电烙铁、电烤箱等。
（4）电热器的优点：清洁卫生，没有环境污染；效率高；可以方便地控制和调节温度。
2. 电热的危害与防止
（1）电热的危害：由于电流的热效应，会使用电器的温度过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器；造成电能输送过程中的电能损失。
（2）防止电热危害的方法：给用电器安装散热风扇；安装散热片；安装散热窗。
方法清单
考向01 探究影响电流热效应的因素
【例题1】（2023·山东枣庄·中考真题）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。

（1）要探究电热与电阻的关系。应选用 组合，并将它们 接到电源两端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装置U型管中液面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下， 。
（3）实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列实例采用研究方法与此相同的是 。
A．探究电流与电压、电阻的关系 B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线” D．探究平面镜成像的特点
【答案】 甲、乙 串联 通过导体的电流越大，产生的热量越多 B
【详解】（1）要研究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电阻的阻值不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验。
（2）乙和丙，由于串联在电路中，可知通过电路乙中5Ω电阻的电流大于通过丙中5Ω电阻的电流，当在通电时间相同的情况下，发现乙装置U型管中液面高度变化大，可知气压差越大，温度差越大，热量越多，可以得出的结论是：通过导体的电流越大，产生的热量越多。
（3）A．实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，这用到了转化法，而探究电流与电压、电阻的关系时，用到的方法是控制变量法，故A不符合题意；
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布时，磁体周围磁场的强弱转化为吸引铁屑的多少，B符合题意；
C．研究光的传播时，引入“光线”，这是模型法，故C不符合题意；
D．探究平面镜成像的特点，用到的是替代法，故D不符合题意。故选B。
【训练1-1】如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法错误的是（ ）
A．本实验利用了转换法，将电流通过电阻产生热量的多少转换成U形管液面高度差的变化
B．利用任意一个容器中的电阻都可以探究电流通过电阻产生的热量与时间的关系
C．图甲中，通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1︰2
D．图乙所示装置中，通电一段时间后两容器内电阻产生的热量之比为2︰1
【答案】D
【详解】A．本实验中电流通过导体时产生热量的多少不能直接看出来，实验利用U形管液面高度差的变化来反映电流通过电阻产生热量的多少，这是转换法，故A正确，不符合题意；
B．任意一个容器中的电阻一定，通过的电流一定，改变通电时间，就可以探究电流通过电阻产生的热量与时间的关系，故B正确，不符合题意；
C．图甲中，两电阻串联，通过的电流相同，通电一段时间后，根据Q=I2Rt可知，左右两边容器内电阻产生的热量之比是1︰2，故C正确，不符合题意；
D．图乙所示装置中，右侧容器中两电阻并联，在和左侧容器中的电阻串联，，通电一段时间后，根据Q=I2Rt可知，两容器内电阻产生的热量之比为4︰1，故D错误，符合题意。
故选D。
【训练1-2】如图甲、乙所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着质量相等、温度也相同的空气。
（1）探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时，选择 （选填“甲”或“乙”）图装置进行实验，两电阻产生热量的多少可以通过观察 来比较；
（2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间后根据图甲可以得出结论： ；
（3）家用电暖器，发热管热的发红，而串联的电源线却不热，主要是因为发热管的 比电源线的大；
（4）完成上述试验后，小明同学受到启发，对装置进行改造，准备探究“比较不同物质的吸热能力”的实验，装置如图丙所示，A、B两个电阻丝的电阻应该是 （选填“相同”或“不同”）的；
（5）两个烧瓶中分别加入初温相同、 相等的水和煤油，通电一段时间后，煤油的温度更高，说明 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。
【答案】 乙 U形管液面高度的变化 在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多 电阻 相同 质量 水
【详解】（1）探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时，要控制通过相同阻值电阻中的电流不同，所以选图乙装置进行实验。
电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，根据转换法，实验中通过观察U形管液面高度的变化来反映电阻产生热量的多少。
（2）图甲中两不同的电阻串联，电流和通电时间相同，可以得出结论是在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
（3）电源线的电阻远小于发热管的电阻，发热管和电源线串联，通过的电流相等，由Q=I2Rt可知，电流通过电源线产生的热量很少，电流通过发热管产生的热量比较多。
（4）为保证不同物质能吸收相同的热量，甲、乙两个电阻丝的阻值必须相等。
（5）根据控制变量法可知，要选择初温相同、质量相等的水和煤油进行实验。
根据实验现象可知，煤油的温度更高，因此升高相同的温度，水的加热时间长，说明水的吸热能力更强。
考向02 焦耳定律及其应用
【例题2】（2023·湖南湘潭·中考真题）取口香糖锡纸，剪成如图所示形状，其中 AB和CD段等长。戴好防护手套，将锡纸条（带锡的一面）两端连接电池正、负极，如图所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是（ ）

A．通过 AB和CD段的电流不相等
B．正常情况下， AB段会先着火
C．AB和 CD段的电压相等
D．AB和 CD段的电阻相等
【答案】B
【详解】根据电阻的影响因素可知，导体的材料、长度相同时，导体的横截面积越小，电阻越大，所以AB段导体的电阻大。
A．因为AB和CD段串联，根据串联电流规律可知，电流相等，故A错误；
B．根据Q=I2Rt可知，其他条件相同时，电阻越大，产生的电热越多，越容易着火AB段电阻大，所以越容易着火，故B正确；
C．根据U=IR可知，电阻越大，电压越大，AB段的电压大，故C错误；
D．根据分析可知，两段导体AB段的电阻大，故D错误。
故选B。
【训练2-1】（2023·无锡·中考真题）如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为，电热丝R阻值为。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的 效应实现高温封口，内产生的热量为 J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以 （选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。

【答案】 热 75 增大
【详解】塑料袋封口夹是当电热丝有电流通过时，电热丝能发出热量，所以利用电流的热效应实现高温封口的。
电源电压为 5V ，电热丝R阻值为 1Ω ，则3s 内产生的热量
使用时总把塑料袋烫坏，即产生热量过多，则需要减小电热丝的功率，由P=U2/R可知，电压一定时，增大电阻，可以减小电热丝的功率。
【训练2-2】（2024·四川遂宁·中考真题）在甲图所示的电路中，闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表的示数变大，此时两电流表指针都指在刻度盘的中央，均如乙图所示，则通过R1的电流为
A， ，在相同时间内两电阻产生的热量之比 。
【答案】 1.2 1∶4 4∶1
【详解】图甲中，闭合开关S1，是电路R2的简单电路，两个电流表都测通过R2的电流；再闭合开关S2，则R1、R2并联，A2测通过R2的电流，示数不变，A1测干路电流，由并联电路电流特点可知，A1示数大于A2示数，因此A1使用的大量程，分度值为0.1A，示数为1.5A，即干路电流为
A2使用的小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则通过R1的电流为
由欧姆定律可知，两电阻的阻值之比
在相同时间内两电阻产生的热量之比
考向03 有关电热的综合计算
【例题3】（2024·江苏苏州·中考真题）某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2，S是温控开关，当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A；当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。求：
（1）R1的阻值；
（2）电饭锅高温挡的功率；
（3）保温16min，分压电阻R2产生的热量。
【答案】（1） 55Ω；（2）880W；（3）4.95×104J
【详解】（1）当S接a时，电路为R1的简单电路，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A ，根据欧姆定律可得，R1的阻值为
（2）根据P=UI可得，电饭锅高温挡的功率为P高=UI高=220V×4A=880W
（3）当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，此时两电阻串联，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。根据串联电路特点和欧姆定律可得，分压电阻R2的阻值为
保温16min，分压电阻R2产生的热量为
【训练3-1】如图所示是科技小组设计的模拟某家用电热毯工作电路的示意图。R0是电热毯中的发热电阻丝，R是串联在电路中的电阻，S是控制电热毯处于加热档或保温档的温控开关。该电热毯接入电压恒为220V的电路中，电热毯加热时的功率为110W；电热毯保温时的功率为55W。忽略电阻随温度的变化。下列判断错误的是（ ）
A．电热毯加热时，电路中的电流为2A
B．电热毯保温时，开关S应处于断开状态
C．电阻R0的阻值为440Ω
D．电阻R接入电路时，它每分钟消耗电能1650J
【答案】A
【详解】A．根据题意知道，电热毯接入电压恒为220V的电路中，电热毯加热时的功率为110W；由P=UI知道，电热毯加热时，电路中的电流
，故A错误；
B．当S闭合时，只有R0在电路中，电热毯处于高温挡；当S断开时，R与R0串联在电路中，R分去一部分电压，因此电热毯处于保温档，故B正确；
C．由P=U2/R知道，电阻R0的阻值为
故C正确；
D．电阻R接入电路时，电路的电流
电阻R的阻值为
由焦耳定律Q=I2Rt知道，它每分钟消耗电能
故D正确。故选A。
【训练3-2】小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图，主要技术参数如下表，电吹风在额定电压下工作，求：
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）电热丝工作时的电阻是多大？
（3）电吹风内电动机的电阻是44Ω，电吹风吹冷风5min产生的热量是多少？
【答案】（1）0.5A；（2）55Ω；（3）3300J
【详解】（1）由图可知，当开关置于BC时，只有电动机工作，电吹风吹冷风，通过电动机的电流
（2）当开关置于AB时，电动机与电热丝并联，电动机和电热丝同时工作，电吹风吹热风，此时电热丝的电功率P电热丝=P热风-P冷=990W-110W=880W
电热丝的电阻
（3）根据电热公式可知，电吹风吹冷风5min产生的热量
Q=I2冷Rt=(0.5A)2×44Ω×5×60s=3300J
答：（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；
（2）电热丝工作时的电阻是55Ω；
（3）电吹风吹冷风5min产生的热量是3300J。
三、易混易错分析
易混易错点1
混淆电功公式W=UIt、W=I2Rt和W=U2t/R的适用条件

【例题1】一台电动机正常工作时两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，通过线圈的电流为10A，求：
（1）这台电动机正常工作10min消耗的电能为多少J？
（2）线圈中产生的热量是多少J？
（3）有多少电能转化为了机械能？
（4）转化为机械能的效率是多少？
【答案】（1）2.28×106J；（2）1.2×105J；（3）2.16×106J；（4）94.7%
【详解】（1）这台电动机正常工作10min消耗的电能为
W=UIt=380V×10A×600s=2.28×106J
（2）线圈中产生的热量是Q=I2Rt=（10A）2×2Ω×600s=1.2×105J
（3）转化为机械能的能量为
W有=W-Q=2.28×106J-1.2×105J=2.16×106J
（4）转化为机械能的效率是
答：（1）这台电动机正常工作10min消耗的电能为2.28×106J；
（2）线圈中产生的热量是1.2×105J；
（3）有2.16×106J的电能转化为了机械能；
（4）转化为机械能的效率是94.7%。
【点评】电动机不是纯电阻电路，所以这台电动机正常工作消耗的电能（电功）只能用W=UIt计算，不能用W=I2Rt和W=U2t/R。但是计算线圈中产生的热量时，要用Q=I2Rt进行计算，不能用W=UIt。
易混易错点2
混淆用电器在额定电压下的工作状态和实际电压下的工作状态
【例题2】标有“6V 6W”、“6V 3W”的灯泡L1、L2，串联接在某电源上，设灯丝的电阻不变，则（ ）
A．通过灯L1、L2的电流之比为1︰2
B．灯L1、L2两端的电压之比为2︰1
C．电源电压为9V时，只有L2能正常发光
D．电源电压为9V时，灯L1、L2都恰能正常发光
【答案】C
【详解】AB．灯丝的电阻分别为由

串联电路电流处处相等，故通过灯L1、L2的电流之比为1︰1；电压之比为
故AB错误；
CD．当电源电压为9V时，电路中电流
则L1的实际电压
L2的实际电压
因此只有L2能正常发光，故C正确，D错误。
故选C。
忽略温度对灯丝电阻的影响，从而错误地计算额定功率
易混易错点3
【例题3】某同学利用如图所示的电路测定小灯泡的额定功率，滑动变阻器上标有“50Ω 2A”，小灯泡的额定电流为0.3A。该同学将滑动变阻器置于最大阻值后，闭合开关，电压表、电流表的示数分别为2V和0.2 A，接着移动滑动变阻器直至小灯泡正常发光，这时滑动变阻器的滑片恰好在中点，则小灯泡的额定功率为（ ）
A．0.9W B．0.4W C．1.35WD．无法确定
【答案】C
【分析】滑动变阻器的阻值在最大位置，当闭合开关时，电压表和电流表的示数应分别为2V和0.2A，由U=IR计算出滑动变阻器上的电压，加上灯上的电压即为电源电压；再计算出灯泡正常发光时，滑动变阻器上的电压，根据电源电压和滑动变阻器两端的电压，并结合串联电路的特点即可求出灯泡的额定电压，再由P=UI计算灯泡的额定功率．
【详解】滑动变阻器上的电压U=IR=0.2A×50Ω=10V
电源电压U总=10V+2V=12V
灯泡正常发光时，滑动变阻器上的电压U'=I'R'=0.3A×25Ω=7.5V
灯泡的额定电压UL=12V-7.5V=4.5V
灯泡的额定功率PL=I'UL=0.3A×4.5V=1.35W
故选C．
根据实验要求选择合适的仪器及电表的量程
易混易错点4
【例题4-1】为测量一只标有“6V 3W”的小灯泡的额定功率，某实验小组设计了如图所示的电路图。现有实验器材为：电压表(量程0~3V， 0~15V) 一块，电流表(量程0~0.6A，0~3A)一块，电源(电压恒为18V)一个，开关一只，两只滑动变阻器是分别标有“10Ω 2A”和“50Ω 1A”的R1和R2，导线若干。实验时:
（1）电压表应选用的量程为 。
（2）滑动变阻器应选用 （选填“R1”或“R2”）。请你用学过的知识说明选择依据。
【答案】 0-15V R2 详见解析
【详解】（1）小灯泡标有“6V 3W”，说明灯的额定电压为6V，灯的额定功率为3W，所以电压表应选用0-15V的量程；
（2）灯正常工作时的电流大小I=P/U=3W/6V=0.5A＜1A
要使灯正常工作，根据串联电路电压的特点，变阻器两端的电压U滑=18V-6V=12V
变阻器的阻值至少为 R滑=U滑I=12V0.5A=24Ω＞10Ω
所以应选用规格“50Ω 1A”的变阻器R2。
【例题4-2】为测量一只标有“6.3V 0.3A”的小灯泡的额定功率，实验小组设计了如图所示的电路图。现有实验器材：电压表（量程0～3V，0～15V）1个，电流表（量程0～0.6A，0～3A）1个，“10Ω 2A”、“20Ω 1A”和“50Ω 1A”的滑动变阻器各1个，电源（电压恒为12V）1个，开关1个，导线若干。实验时，甲同学认为电压表和电流表都应选用小量程，滑动变阻器应选用“50Ω 1A”；乙同学认为电压表应选用大量程，电流表应选用小量程，滑动变阻器应选用“10Ω 2A”。
请你对两位同学选择器材的合理性作出评价并填在表中。（如合理，不需说明理由；如不合理，请指出不合理之处和产生的后果）
【答案】见下表。
【详解】灯泡的规格是“6.3V 0.3A”，所以灯泡的额定电压为6.3V，所以电压表应选择0～15V的量程；灯泡的额定电流为0.3A，电流表应选择0～0.6A的量程；电源电压为12V，灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压应为U滑=12V-6.3V=5.7V
滑动变阻器接入电路中的阻值为
所以滑动变阻器应选择规格是“20Ω 1A”。则甲同学：选择电压表的小量程时，无法得出小灯泡的额定电压，电压表满偏，可能损坏； 乙同学：选用“10Ω 2A”的滑动变阻器，滑动变阻器最大阻值过小，小灯泡的实际电压超过额定电压，小灯泡可能烧坏。故填表如下：
热量公式Q= W总=Pt=UIt= U2t/R=I2Rt的适用范围
易混易错点5
【例题5-1】一台电动机正常工作时，两端的电压为220V，通过线圈的电流为10A，若线圈的电阻为2Ω，这台电动机工作时的功率为 ，1min消耗的电能是 J，电流通过线圈产生的热量是 J。
【答案】 2200W
【详解】电动机正常工作时的功率
这台电动机工作1min消耗的电能
电流通过线圈产生的热量
点评：该题是含有电动机的电路，电流通过电动机所做的功只有一部分转化为内能，大多转化为机械能能，因此只能用公式Q=I2Rt求解电热，不能用公式Q=UIt=U2t/R求解电热。
【例题5-2】某型号电吹风，电动机和电热丝串联，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风，已知电动机线圈在t时间内产生的热量是Q，电热丝电阻为R2。将电吹风接入电压为U的电源后，通过电路的电流为I。则电动机线圈的电阻为R1= ，t时间内电吹风消耗的电能W= 。（两个空均用题目中已知量的字母表示）
【答案】 R1=QI2t UIt
【详解】电动机和电热丝串联，将电吹风接入电压为U的电源后，电路的电流为I，串联电路各处电流相等，电动机线圈在t时间内产生的热量是Q，根据Q=I2Rt，则电动机线圈的电阻为
R1=QI2t，t 时间内电吹风消耗的电能W=UIt
四、中考热点扫描
考点一 灯泡亮度的判断
【例题1】甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．甲灯的实际功率一定是40W B．将乙灯接入110V电路中，它的额定功率为15W
C．若两灯串联在220V的电路中，则甲灯较亮
D．两灯均正常发光时，甲灯消耗的电能较少
【答案】C
【详解】A．甲灯标220V 40W字样，表示甲灯的额定功率为40W，但实际功率会随加在它两端的电压的改变而改变，故A错误；
B．乙灯标220V 60W，表示乙灯的额定功率为60W，额定功率只有一个且不变，将乙灯接入110V电路中，它的额定功率也为60W，故B错误；
C．甲、乙两灯的电阻
当两灯串联接入电路时，流过两灯的电流相同，两灯的实际功率P实=I2R，因甲灯电阻大，甲灯实际功率大于乙灯实际功率，灯泡的亮暗是由它的实际功率决定的，所以甲灯较亮，故C正确。
D．由W=Pt知，消耗电能的多少是由用电器的功率和工作时间共同决定的，两灯均正常发光时，甲功率小于乙灯功率，但时间未知，无法判断其消耗电能的多少，故D错误。故选C。
考点二 电路安全问题——“最值”和“范围”
【例题2】如图所示，电源电压恒定，R0是定值电阻，小灯泡L标有“6V 3W”，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。三个开关均闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为1.5A。
（1）求小灯泡的额定电流；
（2）求电阻R0的阻值；
（3）闭合S，断开S1和S2，移动变阻器的滑片P，求电路总功率的最小值和最大值。
【答案】（1）0.5A；（2）6Ω；（3）1.4W，6W
【详解】（1） 根据P=UI可知小灯泡的额定电流
（2）三个开关均闭合时，灯泡和定值电阻并联，小灯泡恰好正常发光，根据并联电路的电压特点可知电源电压U=UL=6V
电流表示数为1.5A，根据并联电路的电流特点可知通过定值电阻的电流
I0=I-IL=1.5A-0.5A=1A
根据欧姆定律可知电阻R0的阻值 R0=UI0=6V1A=6Ω
（3）闭合S，断开S1和S2，定值电阻和滑动变阻器串联，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，总电阻最大，电源电压不变，根据P＝ EQ \F(U2, R) 可知电路的总功率最小；滑动变阻器R接入电路的阻值为0N时，总电阻最小，电源电压不变，根据P＝ EQ \F(U2, R) 可知电路的总功率最大。电路总功率的最小值
电路总功率的最大值
答：（1）小灯泡的额定电流为0.5A；（2）电阻R0的阻值为6Ω；
（3）电路总功率的最小值和最大值分别为1.4W、6W。
考点三 电学综合计算
【例题3】小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图，主要技术参数如下表，电吹风在额定电压下工作，求：
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）电热丝工作时的电阻是多大？
（3）电吹风内电动机的电阻是44Ω，电吹风吹冷风5min产生的热量是多少？此时电动机效率为多少？
【答案】（1）0.5A；（2）55Ω；（3）3300J，90%
【详解】（1）由图知，当开关置于BC时，只有电动机工作，电吹风吹冷风，由P=UI可得，此时通过电动机的电流
（2）当开关置于AB时，电动机与电热丝并联，电动机和电热丝同时工作，电吹风吹热风，此时电热丝的电功率为 P电热丝=P热-P冷=990W-110W=880W
电热丝的电阻为
（3）电吹风吹冷风5 min产生的热量为
Q=I冷2RMt=(0.5A)2×44Ω×5×60s=3300J
此时消耗的电能W=Pt=110W×5×60s=33000J
产生的机械能W机=W-Q=33000J-3300J=29700J
所以此时电吹风的效率
答：（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；（2）电热丝工作时的电阻是55Ω；（3）电吹风内电动机的电阻是44Ω，电吹风吹冷风5min产生的热量是3300J，此时电动机效率为90%。
考点四 电功率的测量
【例题4】在“测量小灯泡的电功率”实验中，小华准备了以下器材：电源、标有“2.5V”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题：
（1）如图甲，请用笔画线代替导线，正确连接电路 ；
（2）在开关S闭合前，应将滑片P移到 端（选填“A”或“B”）；
（3）闭合开关S，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，该电路故障可能是小灯泡 ；
（4）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P，同时眼睛要观察 表的示数，直到示数为 V时，小灯泡正常发光，记录电压表和电流表示数；
（5）继续移动滑片P，让电压表示数低于2.5V，某时刻电流表示数如图乙为 A，观察灯泡亮度并记录电表示数：继续缓慢移动滑片P，让电压表示数高出2.5V少许，观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的U-I图像，如图丙，则小灯泡额定功率为 W；
（6）根据小灯泡U-I图像和亮度变化，还可以发现 。

【答案】 见下图 B 短路 电压 2.5 0.2 0.75 小灯泡的亮度越高，其电阻变大
【详解】（1）电压表测小灯泡两端的电压，由于小灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选择小量程，电路图如下图所示：

（2）闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的B端。
（3）灯泡不亮，说明没有电流流过小灯泡，电流表有示数，说明电路是通路，电压表没有示数，说明小灯泡两端没有电压，则电路故障可能是小灯泡短路。
（4）闭合开关S，移动滑片P，要使小灯泡正常发光，则应该观察电压表的示数，使其达到小灯泡正常发光的额定电压2.5V，记录电压表和电流表示数。
（5）由于电流表的小量程接入电路，当电流表示数如图乙所示时，此时电路电流为0.2A。
根据小灯泡的U-I图像图丙可知，当达到小灯泡的额定电压2.5V时，通过小灯泡的额定电流为0.3A，由P=UI可得，小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
根据小灯U-I图像和亮度变化可知，随着小灯两端的电压增大，灯的亮度越高，电阻变大。
考点五 电热器的多挡位问题
【例题5-1】某型号的电饭锅的铭牌上标有“220V 1100W” 字样，其简化原理图如图所示。它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S 进行调节，R0为电热丝。当电饭锅处于高温烧煮挡时，电路的功率为1100W；当电饭锅处于焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W。
（1）电饭锅在高温挡时电路中的电流。
（2）电阻丝R0的阻值。
（3）焖饭、保温10min，电热丝R0产生的热量。
【答案】（1）5A；（2）44Ω；（3）264J
【详解】（1）由 P＝ EQ \F(U2, R) 可知，在电压一定时，电阻越小，电功率越大，由电路图可知，S应接2触点时，电路电阻最小，此时电饭煲功率最大，电饭煲在高温烧煮挡。 由题意高温烧煮时功率为1100W，电饭锅在高温挡时电路中的电流
（2）由 P＝ EQ \F(U2, R) 得，电阻
（3）电饭煲保温时电流
保温电热丝R0消耗的电能W=I保2R0t=(0.1A)2×44Ω×10×60s=264J
【例题5-2】图是汽车座椅的加热电路，R1和R2是电热丝，旋钮开关可绕O点转动，已知电源电压恒为12V，R1的阻值为12Ω，低温挡功率为8W。若将开关旋至“2”位置，通电100s，R2产生的热量为 J。
【答案】2400
【详解】根据 P＝ EQ \F(U2, R) 可知，总电阻越小，功率越大，当旋钮开关旋到2时，此时只有R2接入，电阻比较小，为高温档。“低温”档功率为8W，低温的总电阻为
已知R1阻值为12Ω，R2的阻值为
在“高温”档，通电100s时间，R2产生的热量为
方法技巧 把握两点，解决家用电器电能的转化问题
1. 明目的：使用不同的用电器，目的就是通过电流做功，将电能转化为人们所需要的能量；
2. 找方法：在判断电能的转化时，可结合某用电器的特征及人们的需要来分析并做出判断。
方法技巧 注意关于电能表计量的两个误区
1. 在计算某段时间内所消耗的电能时并不是直接读出电能表表盘上的示数，而是在这段时间内电能表前后两次示数之差。
2. 电能表表盘上最后一位是小数，这一点很容易忽视。
方法技巧 把握两点，确保正确计算电功问题
1. 公式选择：电流做的功用W=UIt进行计算。对于电能全部转化为内能的用电器，也可以用W= EQ \F(U2, R)t 和W＝I2Rt 计算。
2. 单位统一：计算电流做的功或消耗的电能，根据相应的公式先统一相关量的单位，再进行计算，以上公式均采用国际单位制。
方法技巧
1. 区别电功率与电功
电功率与电功是两个不同的概念。电功表示电流做功多少，单位是kW·h或J；电功率是电功与通电时间的比值，表示电流做功的快慢，其单位是kW或W。
2. 纯电阻电路中电功率计算公式的选用技巧
（1）两个电阻串联接入电路，因串联电路中电流相同，比较两个电阻的电功率时，优先考虑用公式P=I2R。
（2）两个电阻并联接入电路，因并联电路两电阻两端电压相同，比较电阻电功率时优先考虑公式；
（3）若已知电阻两端电压和通过电阻的电流，优先考虑公式P=UI。
方法技巧 额定功率和实际功率的桥梁—电阻
当用电器的电阻大小不变时，可先由额定参数求出用电器的电阻，然后再结合实际工作时的电压、电流，利用下列公式计算出实际功率。

方法技巧 解决电功率综合问题的方法一综合法
1. 综合法是从题设已知条件入手，对电路的结构做出准确地判断，再根据给定的物理量，找出相应的公式或物理规律将它们联系起来，最后导出所求量。
2. 解题思路：（1）认真审题，确定电路的连接方式；（2）列出已知条件，根据已知条件选择相应的公式或物理规律；（3）将已知条件、公式或规律联系起来，进行分析与计算。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡发光情况
1
2
3
方法
已知条件
电路图
操作过程
小灯的额定功率
伏阻法
测量器材是电压表，缺少电流表；已知小灯泡的额定电压U额，定值电阻R0的阻值。
①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R，使电压表示数为U额，此时灯泡正常发光；
②闭合S、S2，断开S1，电压表测出R0与L两端的电压为U合。
灯泡的额定电流：
I额= U合-U额R0 QUOTE I额= QUOTE U合-U额R0 QUOTE I额= QUOTE U合-U额R0
灯泡的额定功率：P额=U额I额
= U额U合-U额R0
测量器材是电压表，缺少电流表；已知小灯泡的额定电流I额，定值电阻R0的阻值。
①闭合S，S1，断开S2，调节滑动变阻器R，使电压表示数为I额R0 ，此时灯正常发光；
②闭合S，S2，断开S1，电压表测出R0与L两端的电压U合。
③灯泡的额定电压：U额=U合−I额R0
灯泡的额定功率：
P额=U额I额=
（U合- I额R0）I额
伏安法
测量器材是电流表，缺少电压表；已知小灯泡的额定电压U额，定值电阻R0的阻值。
①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R1，使得电流表示数为U额/R0，此时灯泡正常发光；
②闭合S 、S2 ，断开S1，电流表测出通过R0与L的合电流I总。
③灯泡的额定电流： I额= I总−U额R0
灯泡的额定功率： P额=U额I灯 = U额（I总−U额R0）
测量器材是电流表，缺少电压表；已知小灯泡的额定电流I额，定值电阻R0的阻值。
①闭合S、S2，断开S1，调节滑动变阻器R，使得电流表示数为I额，此时灯泡正常发光；
②闭合S、S1，断开S2，电流表测出通过R0与L的合电流I总。
灯泡的额定电压：
U额=UR0
=（I总- I额）R0
灯泡的额定功率：
P额=U额I额
=（I总- I额）R0I额
常见故障现象
原因分析
灯泡不亮
闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻；②滑动变阻器滑片在阻值最大处；③电源电压过低。
闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表无示数
①电源无电压；②灯泡以外电路有断路
闭合开关，灯泡不亮，电流表指针几乎不偏转，而电压表示数却接近电源电压
①电流表、电压表位置互换了；
②灯泡处断路，即灯泡的灯丝断了或灯座接触不良。
闭合开关，灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数
灯泡短路。
电表问题
闭合开关，电流表或电压表的指针偏转角度很小
①电流表或电压表的量程过大；②电源电压太低；③滑动变阻器接入电路的阻值过大。
闭合开关，电流表或电压表指针反向偏转
电流表或电压表的“+”“-”接线柱接反了。
闭合开关，电流表或电压表指针的偏转角度超过电表的量程
①电流表或电压表量程选择过小；②电路中出现短路；③滑动变阻器接入电路中的阻值太小。
开关问题
连接电路时，接完最后一根导线灯泡立即发光
连接电路时，开关一直处于闭合。
滑动变阻器问题
闭合开关，移动滑动变阻器的滑片时，电表示数及灯泡的亮度均无变化
滑动变阻器同时接入了上面（或下面）两个接线柱。
闭合开关，无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡额定电压
电源电压过低。
无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数总大于灯泡的额定电压
①电源电压过高；②选用滑动变阻器最大阻值过小。
闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数
滑动变阻器同时接入了上面两个接线柱或滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置，导致灯泡两端电压过高，灯泡灯丝熔断。
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡的实际功率/W
小灯泡亮度
1
0.5
0.16
不亮
2
1.3
0.22
较暗
3
2.1
0.26
较亮
4
2.5
1
明亮
5
3.0
0.36
耀眼强光
方法技巧
1. 实验器材的选择原则
（1）电压表、电流表的选择原则：在满足量程要求的前提下尽可能选择小量程，以使测量结果的精确度更高。
（2）滑动变阻器的选择：①看允许通过的最大电流是否符合要求；②看最大阻值是否符合电路调节要求。
2. 实验电故障分析
（1）首先要根据题干给出的条件确定是断路还是短路：电流表有（无）示数，说明电流表所在电路时通路（断路）；电压表有（无）示数，说明电压表两接线柱到电源两极的电路时通路（断路）。
（2）然后再分析、判断是哪一部分发生断路或短路。
方法技巧
用电流表和电压表测电功率和测电阻的步骤相似，在缺少电流表或电压表时，可借用一定值电阻、电阻箱等来替代电压表或电流表。测量小灯泡额定功率基本方法是伏安法，其他方法都是在伏安法基础上衍生出来的。
1. 只有电流表时：利用并联电路电压相等的规律，用电流表和已知阻值的定值电阻串联，然后与小灯泡并联，间接测出小灯泡两端的电压；
2. 只有电压表时：利用串联电路电流相等的规律，将已知电阻和小灯泡串联，用电压表测出已知电阻两端的电压，便可以间接测出通过小灯泡的电流。
实验次数
电流关系
电阻大小/Ω
通电时间
关系
U形管液面
高度差⊿h
左
右
左
右
左
右
左
右
1
相等
5
10
相等
2
大
小
相等
相等
方法技巧 探究影响电流热效应的因素应注意的问题
1. 运用转换法来判断产生电热的多少，通过观察U形管中液面的高度差大小来判断导体产生热量的多少。
2. 注意控制变量法的运用。如探究电热与电阻的关系，就要控制电流和通电时间相等。
3. 在分析现象得出结论时，也要注意运用控制变量法来描述结论。
方法技巧 应用焦耳定律分析问题时，其公式的选择技巧
由于电流通过电阻丝时产生的热量与多方面因素有关，所以在比较电流通过电阻丝产生的热量多少时，需要运用控制变量法，但要注意在不同的条件下，由于控制不变的物理量可能不同，所以运用的公式也可能不同，如在电压和时间相同的情况下，，要用公式 Q = EQ \F(U2, R)t 来比较热量大小，在电流和时间相同的情况下，要用公式Q=I2Rt 来比较热量大小。
方法技巧 电热综合计算题的命题研究及解决方案
1. 有关电热的综合计算题一般是以常见的电热器为命题背景，通过开关的闭合或断开等来对相关问题进行分析与计算。
2. 解决方案
（1）正确理解电热（或发热功率）与电阻的关系；
（2）能够根据开关的闭合或断开等画出电路图，明确电路的连接方式；
（3）综合运用焦耳定律、欧姆定律和串、并联电路的电流与电压的规律进行解题。
【辨析】
在运用W=UIt、W=I2Rt和W=U2t/R计算电功时，要注意三个公式的适用条件：W=UIt适用于所有电路，而W=I2Rt和W=U2t/R只适用于纯电阻电路（即电能全部转化为内能的电路）。
【辨析】
将用电器在额定电压下的工作状态和实际电压下的工作状态混淆，易导致
实际功率计算错误。
用电器只有在额定电压下才能正常工作，此时用电器的实际功率等于其额定功率；当用电器两端的电压不等于其额定电压时，用电器不能正常工作，用电器的额定功率是确定的，而实际功率不是确定的，同一用电器在不同的电压下实际功率不同。解题时要切记，实际电压改变，实际功率也会随着改变，但一般认为用电器的电阻不随电压的改变而改变。
【辨析】
额定功率是用电器在额定电压下的电功率，用电器的实际电压与实际功率是随电路的变化而变化的，额定电压与额定功率是不变的，当它们作为已知条件给出时，通常的思路是根据公式R=U2额/P额先求出用电器的阻值，然后按照电阻不变根据P实=U2实/R计算得到实际功率。但是灯丝电阻受温度的影响较大，有时按照常规思路进行计算是错误的。
【辨析】根据实验要求选择合适的仪器及电表的量程是易错知识点之一。
易出错的原因之一是对各仪器的规格及仪器上参数的物理意义不明确，如灯泡上标有“2.5V 0.3A”，表示该灯泡的额定电压为2.5V、额定电流为0.3A，即电路中的电流超过0.3 A灯泡就有被烧坏的可能；滑动变阻器上标有“10Ω 1A”表示该滑动变阻器的最大阻值为10Ω，允许通过的最大电流为1A。若要测量小灯泡的电功率，所选择的电源电压必须高于小灯泡的额定电压，电路中的电流不能超过各仪器允许通过的最大电流，同时还要考虑滑动变阻器的阻值范围是否能按要求调节小灯泡两端电压达到规定值，选取滑动变阻器时，一般先根据R=（U电源-U灯）/I灯计算滑动变阻器接入电路的最小阻值，然后选取最大阻值大于且与之最接近的滑动变阻器；若多个滑动变阻器的最大阻值都符合，则利用额定电流加以筛选。
易出错的原因之二是对物理过程分析不透彻、不全面，忽视了电流表、电压表量程的选择。要根据题意分析、计算来确定两电表的量程，要保证测量时电表示数尽量超过所用量程的一半。
小组成员
是否合理
不合理之处
不合理产生的后果
甲
乙
小组
成员
是否
合理
不合理之处
不合理产生的后果
甲
否
电压表所选
量程过小
电压表无法指示灯泡的额定电压，
且可能被损坏
乙
否
滑动变阻器的
最大阻值过小
小灯泡的实际电压超过额定电压，
不能正常发光且可能损坏
【辨析】
热量公式Q=I2Rt是计算电流通过导体时产生热量多少的，它不能用来计算电能转化为除内能以外的其他形式的能的多少。
在一些含有电炉、电烙铁、电热毯、电热水器等的电路中，电流通过这些用电器所做的功全部转化为内能，因此既可以用公式Q=I2Rt求解，也可以用公式Q=UIt=U2t/R求解；在一些含有电动机、电解槽的电路中，电流通过这些用电器所做的功只有一部分转化为内能，还有一部分转化为其他形式的能，因此只能用公式Q=I2Rt求解电热，不能用公式Q=UIt=U2t/R求解电热。
考点突破:
1. 决定因素：灯泡的亮暗是由灯泡的实际功率决定的，灯泡消耗的实际功率越大，灯泡就越亮。
2. 分析步骤：
（1）先根据其规格（铭牌）利用R＝ EQ \F(U2, P) 计算、比较电阻的大小（前提是假设电阻不变）；
（2）根据串联电路中电流相等、并联电路中电压相等的特点，选择公式P=I2R或P＝ EQ \F(U2, R) 比较实际功率的大小，而比较灯泡的亮暗。
考点突破:
1. 解答电路安全问题时，应依据“照顾弱者”的原则进行取值，即串联取小电流、并联取小电压。具体表述为：在串联电路中，计算各个元件允许通过的最大电流，取其中的最小值为电路中的最大电流；在并联电路中，计算各个元件的两端允许所加电压的最大值，取其中的最小值为各支路两端的最大电压。
2. 电路消耗的功率最值：电源电压不变，根据P=UI可知，当电路中电流最大时，消耗的功率最大；当电路中的电流最小时，消耗的功率最小。
考点突破:
1. 解题思路：解答有关电功、电功率和电热的综合计算题时，一是要明确电路的连接情况，二是需明确公式的适用范围，三是能够从铭牌或表格数据中提取有用的信息，挖掘出隐含的条件。
2. 有关公式列表比较如下：
物理量
电能全部转化为内能
电能部分转化为内能
电功
W=UIt=I2Rt＝ EQ \F(U2, R) t =Pt
W=UIt=Pt
电功率
P=W/t=UI=I2R＝ EQ \F(U2, R)
P=W/t=UI
电热
Q=UIt=I2Rt＝ EQ \F(U2, R) t =Pt
Q=I2Rt
发热功率
P热=UI=I2R＝ EQ \F(U2, R)
P热=I2R
考点突破:
1. 伏安法测小灯泡的电功率
实验原理是P=UI，考查的内容主要有电路的连接、仪器的选择、故障的排查、表格的设计、数据的处理等问题。
2. 依据等效替代的方法，还可以用其他两种方法测量小灯泡的电功率。
若没有电流表，可以用电压表结合一个已知电阻来测量小灯泡的电功率；若没有电压表，可以用电流表结合一个已知电阻来测量小灯泡的电功率。
考点突破:
家用电热器正常工作时的电压都是220V，由P=U2/R可知，电路总电阻越小，加热总功率就越大。因此，，当电热器的电路总电阻最小时，电热器就处于加热状态；电路总电阻最大时，加热功率就最小，此时电热器处于保温状态。
其类型主要有以下三种:
1. 短路式：两电阻串联，把开关与其中一个电阻R并联，如图甲所示。当闭合开关时，R被短路，只有一个电阻R0工作，此时为高温挡；当断开开关时，两电阻串联，总电阻变大，总功率变小，为低温挡。

2. 单刀双掷式：主要工作电阻R1在干路上，一条支路用导线，一条支路连接另一电阻R2，如图乙所示。当开关S掷向b时，两电阻串联，为低温挡；当开关掷向导线支路a时，只有R1工作，此时为高温挡。
3. 旋转多挡式：如图丙所示，当开关掷向 0、1时，两个电阻R1、R2串联，为低温挡；当开关掷向 1、2时，只有一个电阻R2工作，为中温挡；当开关S掷向2、3时，两个电阻R2、R3并联，为高温挡；
家用电热器的各种状态、相关问题和解决方案
举例
相关问题
解决方案
铭牌标有为“220V 1500 W”的热水器
求电阻
R＝ EQ \F(U2额, P额)
求实际功率
R＝ EQ \F(U2额, P额) P实＝ EQ \F(U实2,R)
求加热效率
根据Q吸=cm△t求出水吸收的热量，然后根据W=Pt求出消耗的电能，最后根据η=Q吸/W求出加热效率
三挡位电烤箱
判断中、高、
低挡位
根据P＝ EQ \F(U2, R) ，U一定时，
R越小（并联时），P越大
求不同挡位
时的电阻
根据R＝ EQ \F(U2, P) ，U一定时，
P越大，R越小
求实际电压
（已知 P实、 R ）
根据 P实＝ EQ \F(U实2,R) 可求：
U实2= P实R
求消耗的电能
或产生的热量
W=Q=Pt