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2024成都中考物理二轮专题复习 微专题 欧姆定律、电功率、焦耳定律的简单计算 （课件）
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这是一份2024成都中考物理二轮专题复习 微专题 欧姆定律、电功率、焦耳定律的简单计算 （课件），共56页。PPT课件主要包含了考点清单，重难点突破，6×105，一题多设问，温度计示数的变化，电水壶，电功和电功率，UIt，电能表，kW·h等内容，欢迎下载使用。
实验 探究影响电流热效应的因素
欧姆定律、电功率简单计算(2020.A卷13，2023.A卷17)
1. (2020成都A卷13题2分)如图是R1、R2两电阻的U－I图像．将R1、R2并联后接入电路，结合图中信息可知( )A. R1的阻值比R2的阻值小B. 通过R1、R2的电流相等C. R1的电压比R2的电压小D. R1的功率比R2的功率小
2. (2023成都A卷17题4分)在用伏安法测量电阻的实验中，电压表的示数为4.8 V，电流表的指针位置如图所示，则电流表的示数为______A，被测电阻的阻值为______Ω.
额定功率与实际功率的理解
3. (2022成都B卷3题2分)将标有“2.5 V 0.3 A”字样的灯泡甲和“3.8 V 0.3 A”字样的灯泡乙，分别串联和并联后，接在电压为2.5 V的电源两端，不考虑温度对电阻的影响，下列说法中正确的是( )A. 串联时，两灯都能正常发光B. 串联时，甲灯比乙灯更亮C. 并联时，通过两灯的电流相等D. 并联时，甲灯的实际功率比乙灯的实际功率大
4. (2022成都A卷16题4分)标有“12 V 60 W”的汽车灯泡工作时，用电压表测得其两端电压如图所示，则灯泡的实际电压为______V，灯泡的实际功率________(选填“大于”“小于”或“等于”)60 W.
5. (2021成都A卷21题4分)实验室有两只额定电压相同的小灯泡L1、L2，小华想知道哪只灯泡额定功率大，于是将它们串联接入电路，如图所示.闭合开关，两只灯泡均发光，电压表 示数比 小，此时实际功率大的小灯泡是_______．据此小华可以判断，额定功率大的小灯泡是_______.
焦耳定律的理解及计算(10年10考)
6. (2022成都A卷22题4分)把一个电阻为44 Ω的电炉接入电压为220 V的家庭电路中，通电10 min电炉产生的热量为_________J．连接家庭电路时，要注意检查线路连接处接触情况，若接触不良，电流通过时产生的热量会更多，容易引起火灾，因为相比接触良好时连接处的电阻________.(选填“更大”或“更小”)
7. (2020成都A卷22题4分)小彬用如图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”，电源电压为3 V，电阻丝R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，两气球相同．闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到______气球先鼓起来．通电1 min，R2产生的热量为________J.
8. (2023成都A卷22题4分)如图所示，是晨晨同学探究焦耳定律的部分实验装置．已知R甲＝5 Ω，R乙＝10 Ω，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝________联在电路. 若电路中的电流为0.3 A，则甲电阻丝在1 min 内产生的热量为________J.
(2021新都区二诊)在该实验过程中，电流通过导体(电阻丝)产生热量的多少用_________________来反映．
9. (2021温江区适应性考试)如图所示，两个透明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．两个密闭容器中都有一段电阻丝，在右侧容器的外部，将一个电阻丝和这个容器内的电阻丝并联，把A、B端接到电源两端．该实验装置是为了探究导体产生的热量与 ______(选填“电阻”“电流”或“通电时间”)的关系．若通过右侧密闭容器中的电阻丝的电流为0.5 A，通电1 min，则左侧电阻丝产生的热量为 ________J.
10. (2022成都A卷22题4分)如图所示，电热水壶上标有“220 V 1 800 W”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻________．在额定电压下，烧开一壶水用时3 min 20 s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为__________J.
11. (2022成都A卷22题4分)将阻值为R甲＝40 Ω和R乙＝10 Ω的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量多的是________；若将两电阻并联后接在4 V的电源上，1 min内两电阻产生的总热量为________J.
铭牌及图像类(10年6考)
12. (2023成都A卷22题4分)电饭煲、电水壶和电熨斗分别标有“220 V 1 000 W”、“220 V 1 800 W”和“220 V 500 W”的字样，它们各自正常工作相同时间，________(选填“电饭煲”“电水壶”或“电熨斗”)产生的电热最多．标有“220 V 1 000 W”的电饭煲正常工作0.2 h，电流所做的功为________ kW·h.
13. (2021重庆A卷)将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作2 h，屏幕显示如图所示，已知电费单价为0.5元/(kW·h)，电热水器的功率为________W；若该时间内消耗的电能全部给40 kg的水加热(水未沸腾)，则水温升高________℃[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]．
14.(2022成都A卷24题6分)某节能灯的额定电压为220 V，额定功率为22 W.求：(1)该灯正常工作时的电流为多少？(2)两只这样的节能灯正常工作100小时，消耗的总电能为多少度？
15. (2023成都A卷24题6分)如图所示，小明设计了一个调光灯的电路．灯泡L标有“6 V 3 W”，R为滑动变阻器，电源电压U＝9 V.闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使灯泡正常发光．求：(1)电路中的电流；(2)整个电路在1 min内消耗的电能；
(3)小灯泡正常发光时的电阻；(4)此时电路消耗的电功率．
16. (2023成都A卷25题6分)现有一个小灯泡和两个相同的定值电阻，小灯泡的额定电压为2.5 V，额定电流为0.35 A，小灯泡和定值电阻的I－U图像如图所示．求：(1)将小灯泡接入电路，电路电流为0.2 A，小灯泡实际功率为多少？(2)将两个定值电阻并联后接在电压为2.5 V 的电源两端，工作0.5小时，共消耗多少电能？
解：(1)由图像可知当IL＝0.2 A时，UL＝1.0 V则PL＝ULIL＝1.0 V×0.2 A＝0.2 W(2)由图像可知UR＝2.5 V时，IR＝0.4 AWR＝URIRt＝2.5 V×0.4 A×0.5×3 600 s＝1 800 J两个定值电阻并联共消耗电能W总＝2WR＝2×1 800 J＝3 600 J
欧姆定律、电功率、焦耳定律的简单计算
一、欧姆定律 1.探究电流跟电阻、电压的关系(1)电流跟电压的关系：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成_______.(2)电流跟电阻的关系：在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成________.
2.欧姆定律(1)内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成________，跟导体的电阻成________.(2)公式：________U表示电压，单位为V；I表示电流，单位为A；R表示电阻，单位为Ω.(3)变形公式：R＝________、U＝________．
(4)温馨提示：1.欧姆定律可以用于计算导体的电阻，但是导体的电阻不随导体两端的电压或通过导体的电流的变化而改变；2.欧姆定律及变形公式中各物理量应满足同一性(同一个电阻或同一段电路)、同时性(同一时刻).
1.测量电功(1)电功通常用________测定，它的示数以数字显示，单位是千瓦时，符号是______，俗称“度”．(2)表盘参数：
(3)计量：在一段时间内，前后两次示数之________就是这段时间内用电的度数．2.常考电功率的估测：(1)电饭锅的电功率约为1 000 W；(2)电风扇的功率约为100 W；(3)微波炉的电功率约为1 000 W；(4)液晶电视机的电功率约为100 W；(5)家用空调的电功率约为1 200 W；(6)洗衣机的电功率约为300 W；(7)日光灯的电功率约为40 W.
3.额定功率(1)额定电压 额定功率①定义：额定电压是指用电器__________时的电压，额定功率是用电器在_____________下工作时的电功率．②一个标有“36 V 25 W”的灯泡，其中“36 V”表示该电灯泡的__________为36 V，“25 W”表示该灯泡的____________为25 W.
4.实际功率(1)实际电压 实际功率①定义：实际电压是指在用电器实际工作时的电压，实际功率是用电器在__________下工作的电功率．②只有在________电压下用电器才能正常工作．实际电压偏低，用电器的电功率低，用电器_______正常工作；实际电压偏高，有可能_______用电器．(2)影响灯泡亮暗的因素：灯泡的亮暗只与它的________有关，________越大，灯泡越亮，反之灯泡越暗．
三、焦耳定律1.电流的热效应：________转化为________的现象．2.发现者：英国物理学家________做了大量实验，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．3.定义：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成________，跟导体的电阻成_______，跟通电时间成_______．4.公式：Q＝________．其中Q表示热量，单位是J；I表示电流，单位是A；R表示电阻，单位是Ω；t表示通电时间，单位是s.
5.推导公式：Q＝W＝Pt＝UIt＝ (纯电阻电路适用)6.电热的利用与防止(1)利用：家里的电热水器、电饭锅、电熨斗、电烤箱、电烙铁、电热孵化器等．(2)防止：输电线常采用铝线或铜线作为芯线、散热片、散热孔、电脑的微型风扇等．
利用欧姆定律、电功率公式解题的一般步骤：(1) →(2)标物理量：在图中标出已知量的符号、数据和未知量的符号；
①用电器的连接方式②各电表分别测哪个元件的电学量③滑动变阻器接入电路的部分④题中的已知条件和提供的物理过程
(3)电路分析：寻找已知量与未知量的关系，抓住电路中不变量(例如：电源电压恒定、定值电阻)和变化的量；(4)根据串、并联电路特点及欧姆定律、电功率公式求解．
例1 如图所示，定值电阻R0＝5 Ω，电源电压可调．
(1)电源电压为6 V时，闭合开关，电流表的示数为________A；(2)若将电源电压调为12 V，闭合开关，流经R0的电流是________A；(3)若将电源电压调为零，则R0的电阻是________Ω，流经R0的电流是______A，判断的依据是______________________________________；(4)电源电压为6 V时，电路消耗的功率是________W，通电工作5 min产生的热量为________J.
电压使导体中自由电荷定向移动形成电流
变式1 增加滑动变阻器如图甲所示，定值电阻R0＝5 Ω，闭合开关，滑动变阻器的滑片置于最右端时，两个电压表的指针指在同一位置处，如图乙所示．(1)拆下电压表 ，滑片置于最左端时，电路中电流表的示数为_______A；(2)滑动变阻器的最大阻值为________Ω；(3)滑片置于最右端时，电路的总功率与滑动变阻器的功率之比为________．
变式2 并联电路如图所示，定值电阻R0＝5 Ω，电源电压为6 V，电流表量程均为0～3 A.闭合开关后，当滑动变阻器R2的滑片移至中点时，电流表 的示数为1.5 A，则电流表 的示数为______A，滑动变阻器的最大阻值为_____Ω，电路消耗的最小功率为______W.
例2 如图所示，电源电压为6 V并保持不变，R1和R2为定值电阻．已知开关S1和S2均闭合时，电路消耗的电功率为5.4 W；只闭合开关S1时，电流表的示数为0.6 A．求：(1)当开关S1和S2均闭合时，电路工作100 s消耗的电能；(2)只闭合开关S1时，R1消耗的电功率；(3)电阻R2的阻值．
解：(1)当开关S1和S2均闭合时，R1与R2并联，电路消耗的电功率为5.4 W，由W＝Pt可得，电路工作100 s消耗的电能W＝Pt＝5.4 W×100 s＝540 J(2)只闭合开关S1时，R2断路，电路为R1的简单电路，此时电流表的示数为0.6 A，由P＝UI可得R1消耗的电功率P1＝UI＝6 V×0.6 A＝3.6 W(3)开关S1和S2均闭合时，两电阻并联接入电路，并联电路各支路两端电压相等，电路总功率等于各用电器功率之和，所以R2消耗的电功率P2＝P－P1＝5.4 W－3.6 W＝1.8 W由 可得电阻R2的阻值为R2＝
二、额定功率与实际功率
例3 灯泡 L1上标有“6 V 3 W”字样，灯泡L2上标有“6 V 6 W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，请回答下列问题．(1)铭牌信息的理解：灯泡L1的额定电压为______V，额定功率为_____W；(2)欧姆定律的应用：灯泡L2正常发光时，通过L2的电流为______A，L2正常发光时的电阻是______Ω； (3)实际功率的计算：若灯泡 L1两端的实际电压为3 V，则 L1的实际功率为_______W；将灯泡 L1接在电源电压为18 V的电源两端，则L1的实际功率为_______W；
(4)电能的计算：灯泡L1正常工作1 min消耗的电能为______J，这些电能可供灯泡L2正常工作______min；(5)灯泡亮度的判断：将L1、L2串联接入电源电压为6 V的电路中，______发光比较亮；将L1、L2并联接入电源电压为6 V的电路中，______发光比较亮；(均选填“L1”或“L2”)(6)若将两灯串联后接在某电源两端，在保证电路安全且其中一盏灯正常工作的条件下，电路中的电流为________A，电源电压为________V，此时L1、L2消耗的电功率之比为________．
三、I－U图像相关计算
例4 如图所示是小灯泡L与电阻R的电流与电压的关系图像，小灯泡上标有“3 V”字样，根据图像回答问题：
(1)计算电阻：灯泡L正常发光时的电阻为______Ω，电阻R的阻值为________Ω；(2)计算电压：将灯泡L和电阻R串联在电路中，通过灯泡的电流为0.3 A，则灯泡L两端电压为______V, 电源电压为________V；
(3)串联电路结合铭牌：灯泡L和电阻R串联时，若灯泡L正常发光，电路工作1 min消耗的电能为______J；(4)串联电路已知电压：灯泡L和电阻R串联在电源电压为4 V的电路中，此时电路电流为________A，电阻R两端电压为________V，灯泡L消耗的实际功率为________W；
(5)并联电路已知电压：将灯泡L和电阻R并联在电源电压为1.5 V的电路中，干路中的电流为______A，灯泡L和电阻R的电功率之比为________；(6)并联电路已知电流：将灯泡L和电阻R并联接入电路，当干路总电流为1.2 A时，电源电压为______V，灯泡L消耗的电功率是_______W，电阻R在30 s内消耗的电能是_______J.
例5 如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片从一端滑到另一端的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示．求：(1)滑动变阻器的最大阻值；(2)R0的阻值；(3)电源电压；(4)R0的最大功率及最小功率．
解：由电路图可知，闭合开关S后，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流(1)当滑片置于最右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，电流表的示数最小，由图乙可知，U滑＝7 V，电路中的最小电流I小＝0.2 A则滑动变阻器的最大阻值：R滑＝ ＝35 Ω
(2)当滑片P置于最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流I大＝1.6 A 由 可得，电源电压：U＝I大R0＝1.6 A×R0当滑片置于最右端时，因串联电路中总电压等于各元件两端电压之和，所以，电源电压：U＝I小R0＋U滑＝0.2 A×R0＋7 V因电源电压恒定不变，所以1.6 A×R0＝0.2 A×(R0＋35 Ω)解得：R0＝5 Ω(3)电源电压：U＝I大R0＝1.6 A×5 Ω＝8 V
(4)当滑片置于最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，R0的功率最大则R0的最大功率：P0大＝U0I大＝I大2R0＝(1.6 A)2×5 Ω＝12.8 W当滑片置于最右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，R0的功率最小，则R0的最小功率：P0小＝U0′I小＝I小2R0＝(0.2 A)2×5 Ω＝0.2 W
探究影响电流热效应的因素(2020.A卷22，2023.A卷22)
1. 实验装置：(三条镍铬合金丝，阻值大小为R1＝R2>R3)
细玻璃管中液柱升高的越高说明电阻通电产生的热量越________
2. 控制变量法的应用：(1)探究电热与电阻的关系，控制___________________和通电时间不变，改变__________，即选择图中的______________________接入电路中，相同时间内，观察细玻璃管中液柱高度变化(2)探究电热与电流的关系，控制_________________和通电时间不变，改变___________，即选择图中的R1、R2分别接入电源电压不同的电路中，相同时间内，观察细玻璃管中液柱高度变化
R1、R3(或R2、R3)串联
3. 实验要点：(1)被加热物质选用空气的原因：空气的比热容________，可以使实验现象更明显(2)转换法的应用：通过细玻璃管内液柱高度变化量来反映电阻产生电热的多少4. 实验结论：在相等时间内，________相同时，电阻越大，这个电阻产生的热量越多；电阻相同时，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越________
例 在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如图甲所示，图乙、丙是部分实验装置，在完全相同的密闭容器里面密封等量的空气，闭合开关前，U形管内液面相平.
(1)实验中是通过观察U形管中液面的_________来反映电流通过电阻丝产生热量的多少，这里采用的方法是________(选填“控制变量”或“转换”)法.
(3)将图乙接入图甲电路中(M、N之间)，闭合开关，则通过两电阻丝的电流________(选填“相等”或“不相等”)，通电一段时间，观察到右侧U形管中液面的高度差大于左侧U形管中液面的高度差．由此可得出的结论是______________________________________，电流产生的热量越多.
在电流和通电时间相同时，电阻越大
(2)实验中选用空气而不用水做实验是因为相对于水空气受热更容易________，可以使U形管中液柱上升更快，实验现象更明显.
(4)将图丙替换图乙接入图甲的电路中，重新做这个实验.①电阻丝R3的作用是使通过电阻丝 R1 和R2的________不同.②通电一段时间后，观察到两侧U形管中液面高度的变化不同，这说明：电热与电流________(选填“有关”或“无关”).(5)实验时发现，随着通电时间的增加，两侧U形管的液面高度差逐渐增大，这说明导体产生的热量还与___________有关.
(6)(2021黑龙江改编)从能量转化的角度分析，实验过程是将________能转化为________能.(7)(2021绥化改编)另一小组在利用丙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同．经检查气密性良好．请你分析实验现象不同的原因：__________________________.
容器外所接的电阻R3断路
实验 探究影响电流热效应的因素
欧姆定律、电功率简单计算(2020.A卷13，2023.A卷17)
1. (2020成都A卷13题2分)如图是R1、R2两电阻的U－I图像．将R1、R2并联后接入电路，结合图中信息可知( )A. R1的阻值比R2的阻值小B. 通过R1、R2的电流相等C. R1的电压比R2的电压小D. R1的功率比R2的功率小
2. (2023成都A卷17题4分)在用伏安法测量电阻的实验中，电压表的示数为4.8 V，电流表的指针位置如图所示，则电流表的示数为______A，被测电阻的阻值为______Ω.
额定功率与实际功率的理解
3. (2022成都B卷3题2分)将标有“2.5 V 0.3 A”字样的灯泡甲和“3.8 V 0.3 A”字样的灯泡乙，分别串联和并联后，接在电压为2.5 V的电源两端，不考虑温度对电阻的影响，下列说法中正确的是( )A. 串联时，两灯都能正常发光B. 串联时，甲灯比乙灯更亮C. 并联时，通过两灯的电流相等D. 并联时，甲灯的实际功率比乙灯的实际功率大
4. (2022成都A卷16题4分)标有“12 V 60 W”的汽车灯泡工作时，用电压表测得其两端电压如图所示，则灯泡的实际电压为______V，灯泡的实际功率________(选填“大于”“小于”或“等于”)60 W.
5. (2021成都A卷21题4分)实验室有两只额定电压相同的小灯泡L1、L2，小华想知道哪只灯泡额定功率大，于是将它们串联接入电路，如图所示.闭合开关，两只灯泡均发光，电压表 示数比 小，此时实际功率大的小灯泡是_______．据此小华可以判断，额定功率大的小灯泡是_______.
焦耳定律的理解及计算(10年10考)
6. (2022成都A卷22题4分)把一个电阻为44 Ω的电炉接入电压为220 V的家庭电路中，通电10 min电炉产生的热量为_________J．连接家庭电路时，要注意检查线路连接处接触情况，若接触不良，电流通过时产生的热量会更多，容易引起火灾，因为相比接触良好时连接处的电阻________.(选填“更大”或“更小”)
7. (2020成都A卷22题4分)小彬用如图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”，电源电压为3 V，电阻丝R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，两气球相同．闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到______气球先鼓起来．通电1 min，R2产生的热量为________J.
8. (2023成都A卷22题4分)如图所示，是晨晨同学探究焦耳定律的部分实验装置．已知R甲＝5 Ω，R乙＝10 Ω，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝________联在电路. 若电路中的电流为0.3 A，则甲电阻丝在1 min 内产生的热量为________J.
(2021新都区二诊)在该实验过程中，电流通过导体(电阻丝)产生热量的多少用_________________来反映．
9. (2021温江区适应性考试)如图所示，两个透明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．两个密闭容器中都有一段电阻丝，在右侧容器的外部，将一个电阻丝和这个容器内的电阻丝并联，把A、B端接到电源两端．该实验装置是为了探究导体产生的热量与 ______(选填“电阻”“电流”或“通电时间”)的关系．若通过右侧密闭容器中的电阻丝的电流为0.5 A，通电1 min，则左侧电阻丝产生的热量为 ________J.
10. (2022成都A卷22题4分)如图所示，电热水壶上标有“220 V 1 800 W”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻________．在额定电压下，烧开一壶水用时3 min 20 s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为__________J.
11. (2022成都A卷22题4分)将阻值为R甲＝40 Ω和R乙＝10 Ω的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量多的是________；若将两电阻并联后接在4 V的电源上，1 min内两电阻产生的总热量为________J.
铭牌及图像类(10年6考)
12. (2023成都A卷22题4分)电饭煲、电水壶和电熨斗分别标有“220 V 1 000 W”、“220 V 1 800 W”和“220 V 500 W”的字样，它们各自正常工作相同时间，________(选填“电饭煲”“电水壶”或“电熨斗”)产生的电热最多．标有“220 V 1 000 W”的电饭煲正常工作0.2 h，电流所做的功为________ kW·h.
13. (2021重庆A卷)将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作2 h，屏幕显示如图所示，已知电费单价为0.5元/(kW·h)，电热水器的功率为________W；若该时间内消耗的电能全部给40 kg的水加热(水未沸腾)，则水温升高________℃[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]．
14.(2022成都A卷24题6分)某节能灯的额定电压为220 V，额定功率为22 W.求：(1)该灯正常工作时的电流为多少？(2)两只这样的节能灯正常工作100小时，消耗的总电能为多少度？
15. (2023成都A卷24题6分)如图所示，小明设计了一个调光灯的电路．灯泡L标有“6 V 3 W”，R为滑动变阻器，电源电压U＝9 V.闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使灯泡正常发光．求：(1)电路中的电流；(2)整个电路在1 min内消耗的电能；
(3)小灯泡正常发光时的电阻；(4)此时电路消耗的电功率．
16. (2023成都A卷25题6分)现有一个小灯泡和两个相同的定值电阻，小灯泡的额定电压为2.5 V，额定电流为0.35 A，小灯泡和定值电阻的I－U图像如图所示．求：(1)将小灯泡接入电路，电路电流为0.2 A，小灯泡实际功率为多少？(2)将两个定值电阻并联后接在电压为2.5 V 的电源两端，工作0.5小时，共消耗多少电能？
解：(1)由图像可知当IL＝0.2 A时，UL＝1.0 V则PL＝ULIL＝1.0 V×0.2 A＝0.2 W(2)由图像可知UR＝2.5 V时，IR＝0.4 AWR＝URIRt＝2.5 V×0.4 A×0.5×3 600 s＝1 800 J两个定值电阻并联共消耗电能W总＝2WR＝2×1 800 J＝3 600 J
欧姆定律、电功率、焦耳定律的简单计算
一、欧姆定律 1.探究电流跟电阻、电压的关系(1)电流跟电压的关系：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成_______.(2)电流跟电阻的关系：在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成________.
2.欧姆定律(1)内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成________，跟导体的电阻成________.(2)公式：________U表示电压，单位为V；I表示电流，单位为A；R表示电阻，单位为Ω.(3)变形公式：R＝________、U＝________．
(4)温馨提示：1.欧姆定律可以用于计算导体的电阻，但是导体的电阻不随导体两端的电压或通过导体的电流的变化而改变；2.欧姆定律及变形公式中各物理量应满足同一性(同一个电阻或同一段电路)、同时性(同一时刻).
1.测量电功(1)电功通常用________测定，它的示数以数字显示，单位是千瓦时，符号是______，俗称“度”．(2)表盘参数：
(3)计量：在一段时间内，前后两次示数之________就是这段时间内用电的度数．2.常考电功率的估测：(1)电饭锅的电功率约为1 000 W；(2)电风扇的功率约为100 W；(3)微波炉的电功率约为1 000 W；(4)液晶电视机的电功率约为100 W；(5)家用空调的电功率约为1 200 W；(6)洗衣机的电功率约为300 W；(7)日光灯的电功率约为40 W.
3.额定功率(1)额定电压 额定功率①定义：额定电压是指用电器__________时的电压，额定功率是用电器在_____________下工作时的电功率．②一个标有“36 V 25 W”的灯泡，其中“36 V”表示该电灯泡的__________为36 V，“25 W”表示该灯泡的____________为25 W.
4.实际功率(1)实际电压 实际功率①定义：实际电压是指在用电器实际工作时的电压，实际功率是用电器在__________下工作的电功率．②只有在________电压下用电器才能正常工作．实际电压偏低，用电器的电功率低，用电器_______正常工作；实际电压偏高，有可能_______用电器．(2)影响灯泡亮暗的因素：灯泡的亮暗只与它的________有关，________越大，灯泡越亮，反之灯泡越暗．
三、焦耳定律1.电流的热效应：________转化为________的现象．2.发现者：英国物理学家________做了大量实验，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．3.定义：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成________，跟导体的电阻成_______，跟通电时间成_______．4.公式：Q＝________．其中Q表示热量，单位是J；I表示电流，单位是A；R表示电阻，单位是Ω；t表示通电时间，单位是s.
5.推导公式：Q＝W＝Pt＝UIt＝ (纯电阻电路适用)6.电热的利用与防止(1)利用：家里的电热水器、电饭锅、电熨斗、电烤箱、电烙铁、电热孵化器等．(2)防止：输电线常采用铝线或铜线作为芯线、散热片、散热孔、电脑的微型风扇等．
利用欧姆定律、电功率公式解题的一般步骤：(1) →(2)标物理量：在图中标出已知量的符号、数据和未知量的符号；
①用电器的连接方式②各电表分别测哪个元件的电学量③滑动变阻器接入电路的部分④题中的已知条件和提供的物理过程
(3)电路分析：寻找已知量与未知量的关系，抓住电路中不变量(例如：电源电压恒定、定值电阻)和变化的量；(4)根据串、并联电路特点及欧姆定律、电功率公式求解．
例1 如图所示，定值电阻R0＝5 Ω，电源电压可调．
(1)电源电压为6 V时，闭合开关，电流表的示数为________A；(2)若将电源电压调为12 V，闭合开关，流经R0的电流是________A；(3)若将电源电压调为零，则R0的电阻是________Ω，流经R0的电流是______A，判断的依据是______________________________________；(4)电源电压为6 V时，电路消耗的功率是________W，通电工作5 min产生的热量为________J.
电压使导体中自由电荷定向移动形成电流
变式1 增加滑动变阻器如图甲所示，定值电阻R0＝5 Ω，闭合开关，滑动变阻器的滑片置于最右端时，两个电压表的指针指在同一位置处，如图乙所示．(1)拆下电压表 ，滑片置于最左端时，电路中电流表的示数为_______A；(2)滑动变阻器的最大阻值为________Ω；(3)滑片置于最右端时，电路的总功率与滑动变阻器的功率之比为________．
变式2 并联电路如图所示，定值电阻R0＝5 Ω，电源电压为6 V，电流表量程均为0～3 A.闭合开关后，当滑动变阻器R2的滑片移至中点时，电流表 的示数为1.5 A，则电流表 的示数为______A，滑动变阻器的最大阻值为_____Ω，电路消耗的最小功率为______W.
例2 如图所示，电源电压为6 V并保持不变，R1和R2为定值电阻．已知开关S1和S2均闭合时，电路消耗的电功率为5.4 W；只闭合开关S1时，电流表的示数为0.6 A．求：(1)当开关S1和S2均闭合时，电路工作100 s消耗的电能；(2)只闭合开关S1时，R1消耗的电功率；(3)电阻R2的阻值．
解：(1)当开关S1和S2均闭合时，R1与R2并联，电路消耗的电功率为5.4 W，由W＝Pt可得，电路工作100 s消耗的电能W＝Pt＝5.4 W×100 s＝540 J(2)只闭合开关S1时，R2断路，电路为R1的简单电路，此时电流表的示数为0.6 A，由P＝UI可得R1消耗的电功率P1＝UI＝6 V×0.6 A＝3.6 W(3)开关S1和S2均闭合时，两电阻并联接入电路，并联电路各支路两端电压相等，电路总功率等于各用电器功率之和，所以R2消耗的电功率P2＝P－P1＝5.4 W－3.6 W＝1.8 W由 可得电阻R2的阻值为R2＝
二、额定功率与实际功率
例3 灯泡 L1上标有“6 V 3 W”字样，灯泡L2上标有“6 V 6 W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，请回答下列问题．(1)铭牌信息的理解：灯泡L1的额定电压为______V，额定功率为_____W；(2)欧姆定律的应用：灯泡L2正常发光时，通过L2的电流为______A，L2正常发光时的电阻是______Ω； (3)实际功率的计算：若灯泡 L1两端的实际电压为3 V，则 L1的实际功率为_______W；将灯泡 L1接在电源电压为18 V的电源两端，则L1的实际功率为_______W；
(4)电能的计算：灯泡L1正常工作1 min消耗的电能为______J，这些电能可供灯泡L2正常工作______min；(5)灯泡亮度的判断：将L1、L2串联接入电源电压为6 V的电路中，______发光比较亮；将L1、L2并联接入电源电压为6 V的电路中，______发光比较亮；(均选填“L1”或“L2”)(6)若将两灯串联后接在某电源两端，在保证电路安全且其中一盏灯正常工作的条件下，电路中的电流为________A，电源电压为________V，此时L1、L2消耗的电功率之比为________．
三、I－U图像相关计算
例4 如图所示是小灯泡L与电阻R的电流与电压的关系图像，小灯泡上标有“3 V”字样，根据图像回答问题：
(1)计算电阻：灯泡L正常发光时的电阻为______Ω，电阻R的阻值为________Ω；(2)计算电压：将灯泡L和电阻R串联在电路中，通过灯泡的电流为0.3 A，则灯泡L两端电压为______V, 电源电压为________V；
(3)串联电路结合铭牌：灯泡L和电阻R串联时，若灯泡L正常发光，电路工作1 min消耗的电能为______J；(4)串联电路已知电压：灯泡L和电阻R串联在电源电压为4 V的电路中，此时电路电流为________A，电阻R两端电压为________V，灯泡L消耗的实际功率为________W；
(5)并联电路已知电压：将灯泡L和电阻R并联在电源电压为1.5 V的电路中，干路中的电流为______A，灯泡L和电阻R的电功率之比为________；(6)并联电路已知电流：将灯泡L和电阻R并联接入电路，当干路总电流为1.2 A时，电源电压为______V，灯泡L消耗的电功率是_______W，电阻R在30 s内消耗的电能是_______J.
例5 如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片从一端滑到另一端的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示．求：(1)滑动变阻器的最大阻值；(2)R0的阻值；(3)电源电压；(4)R0的最大功率及最小功率．
解：由电路图可知，闭合开关S后，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流(1)当滑片置于最右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，电流表的示数最小，由图乙可知，U滑＝7 V，电路中的最小电流I小＝0.2 A则滑动变阻器的最大阻值：R滑＝ ＝35 Ω
(2)当滑片P置于最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流I大＝1.6 A 由 可得，电源电压：U＝I大R0＝1.6 A×R0当滑片置于最右端时，因串联电路中总电压等于各元件两端电压之和，所以，电源电压：U＝I小R0＋U滑＝0.2 A×R0＋7 V因电源电压恒定不变，所以1.6 A×R0＝0.2 A×(R0＋35 Ω)解得：R0＝5 Ω(3)电源电压：U＝I大R0＝1.6 A×5 Ω＝8 V
(4)当滑片置于最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，R0的功率最大则R0的最大功率：P0大＝U0I大＝I大2R0＝(1.6 A)2×5 Ω＝12.8 W当滑片置于最右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，R0的功率最小，则R0的最小功率：P0小＝U0′I小＝I小2R0＝(0.2 A)2×5 Ω＝0.2 W
探究影响电流热效应的因素(2020.A卷22，2023.A卷22)
1. 实验装置：(三条镍铬合金丝，阻值大小为R1＝R2>R3)
细玻璃管中液柱升高的越高说明电阻通电产生的热量越________
2. 控制变量法的应用：(1)探究电热与电阻的关系，控制___________________和通电时间不变，改变__________，即选择图中的______________________接入电路中，相同时间内，观察细玻璃管中液柱高度变化(2)探究电热与电流的关系，控制_________________和通电时间不变，改变___________，即选择图中的R1、R2分别接入电源电压不同的电路中，相同时间内，观察细玻璃管中液柱高度变化
R1、R3(或R2、R3)串联
3. 实验要点：(1)被加热物质选用空气的原因：空气的比热容________，可以使实验现象更明显(2)转换法的应用：通过细玻璃管内液柱高度变化量来反映电阻产生电热的多少4. 实验结论：在相等时间内，________相同时，电阻越大，这个电阻产生的热量越多；电阻相同时，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越________
例 在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如图甲所示，图乙、丙是部分实验装置，在完全相同的密闭容器里面密封等量的空气，闭合开关前，U形管内液面相平.
(1)实验中是通过观察U形管中液面的_________来反映电流通过电阻丝产生热量的多少，这里采用的方法是________(选填“控制变量”或“转换”)法.
(3)将图乙接入图甲电路中(M、N之间)，闭合开关，则通过两电阻丝的电流________(选填“相等”或“不相等”)，通电一段时间，观察到右侧U形管中液面的高度差大于左侧U形管中液面的高度差．由此可得出的结论是______________________________________，电流产生的热量越多.
在电流和通电时间相同时，电阻越大
(2)实验中选用空气而不用水做实验是因为相对于水空气受热更容易________，可以使U形管中液柱上升更快，实验现象更明显.
(4)将图丙替换图乙接入图甲的电路中，重新做这个实验.①电阻丝R3的作用是使通过电阻丝 R1 和R2的________不同.②通电一段时间后，观察到两侧U形管中液面高度的变化不同，这说明：电热与电流________(选填“有关”或“无关”).(5)实验时发现，随着通电时间的增加，两侧U形管的液面高度差逐渐增大，这说明导体产生的热量还与___________有关.
(6)(2021黑龙江改编)从能量转化的角度分析，实验过程是将________能转化为________能.(7)(2021绥化改编)另一小组在利用丙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同．经检查气密性良好．请你分析实验现象不同的原因：__________________________.
容器外所接的电阻R3断路
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