测量小灯泡电功率及焦耳定律.docx

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测量小灯泡电功率及焦耳定律

第八章电功率

第三节测量小灯泡的电功率第四节电与热

一、填空题

1.小华通过学习得到以下结论，你能帮他填写完整吗？

（1）电流通过导线时，导线发热是能转化为能。

这种现象叫。

（2）常见的电热器有、、等。

此通过的相等。

在通电时间相同的情况下，产生热量更多，从而得出结论。

（4）在炎热的夏天，电视机连续使用较长时间后，要停一会，但如果长期停止使用，隔一段时间要通电一次。

这是因为在起作用，前者是为了，后者是为了。

（5）标有“220V40W”电热器安装在220V的电路中，工作100s后，所消耗的电能是

J，通过电热器的电流是A，产生的热量是J。

2．大量实验证明，电流通过导体产生的热量跟成正比，跟成正比，跟通电的时间成比。

这个规律叫定律，可用公式表示

3.有一段110Ω的电阻丝，通过它的电流是2A，要产生44000J的热量，所需的时间是

。

4.阻值为20Ω的电阻，两端加6V电压时，10min电阻丝上产生的热量是。

5.某导体的电阻是2Ω，当通过的电流为2A时，1min产生的热量是J。

6.两根电阻丝的阻值分别是20Ω和10Ω，如果把它们并联在电路上，通电后，在相同的

时间内，两根电阻丝上产生的热量之比是；如果将它们串联后接入电路，通电后，两电阻上产生的热量之比是。

7.电阻R1是电阻R2阻值的2倍。

若将R1与R2串联后接在电压为U的电源上，在时间t内电流通过R1产生的热量为Q1；若R1与R2并联后接到同一电源上，在相同时间t内电流通过R1产生的热量为Q1'，则Q1:

Q1'= 。

8．已知电流I、电阻R和通电时间t，则电流产生的热量Q＝；已知用电器的

额定电压U和额定功率P，则用电器正常工作时的电阻R＝。

9．一个用电器的电阻为100Ω，接在电路中通过它的电流是1.2A，则该用电器在5min

内能产生J的热量，它的发热功率为W。

10．一只电烙铁标着“220V40W”字样，它的电阻是Ω。

正常工作1min，产生的热量是J。

11．2007年5月，重庆开县某小学出现雷击造成多人伤亡的重大安全事故。

如果某次闪电

的能量为4×109J，则这次闪电释放的电能可供100W的灯泡持续工作s（设灯泡寿命足够长）；若闪电持续的时间为0．1s，则它的功率为_______W。

12．张山同学给家里做电热毯，用了一根阻值为2000Ω的均匀电热丝，使用后不太热，截

掉原长的1/4后便合适了，则他改造后电热毯的功率是________J。

13．将标有“PZ220—40”和“PZ220—60”的两个电灯并联在电路中，正常工作时通过两

灯的电流比为，两灯在相同时间内产生的热量之比为。

14．一条电阻丝先后接在两个电路里，通过的电流I1=3I2，当两种情况放出的热量相等时，

两次通电时间之比t1∶t2为________。

15．白炽灯的灯丝断了，将它搭接起来，灯还可以发光，但往往在不长的时间里，灯丝容

易从_______处烧断，这是因为该处的电阻，产生的热量。

16.电炉丝通过导线连接到电路中，电炉丝热得发红，而导线却不怎么热，是因为电炉丝和导线联，通过它们的相等，但电炉丝的电阻比导线的电阻，由公式

可以知道，在相同时间内电炉丝产生的热量比导线产生的热量，所以电炉丝热得发红，而导线却不怎么热。

17.将阻值分别为10Ω和30Ω的甲、乙两电阻串联后接在电源上，相同时间内，甲、乙两电阻产生的热量之比为_________；若将甲、乙两电阻并联后接在电源上，相同时间内，电流通过甲、乙两电阻消耗的电能之比为_________。

18．暑期持续的“桑拿天”，居民家里的空调、电扇都闲不住，导致电路火灾时有发生，火

警电话不断，消防车拉着警笛呼啸而出，赶往火灾现场，调查发现，起火原因如出一辙：

电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮。

根据学过的物理知识回答：

（1）“超负荷”是指如图所示（选填“①”或“②”）中所示情况；

（2）使火灾发生的理论依据是；

（3）请你提出一条预防这种火灾发生应采取什么措施。

18题19题

19．如图所示，电源电压为6V，R1阻值为10Ω，R2阻值为20Ω。

闭合开关，电流表的示数为A，通电30s电阻R1产生的热量为J．

二、选择题

20．小明家中接有两只灯泡，L1上标有“PZ220—40”，L2上标有“PZ220—25”，当它们

正常发光时，下列说法正确的是（）

A．通过L1的电流小于通过L2的电流

B．L1的电阻小于L2的电阻

C．L1的电功率小于L2的电功率

D．L1消耗的电能一定多于L2消耗的电能

21．两个灯泡，L1上标有“6V3W”，L2上没有标记，测得它的电阻是4Ω，把它们串联

在某一电路时，两灯均能正常发光，则这个电路两端的电压和灯L2的电功率分别是（　）

A．8V1WB．2V1WC．6V4WD．8V4W

22．小华将额定电压相同的两只小灯泡串联在电路中，如图，合上开关时，

发现L1亮而L2不亮；当他用一根导线并接在Ll的两端时，发现L2亮了而L1不亮。

出现上述现象的原因是（）

A．L2短路B．L1的额定功率比L2的额定功率大得多

C．L1断路D．L1的电阻比L2的电阻大得多

23．把“110V、20W”和“110V、40W”的两个灯泡串联接在110V的电路中，两只灯泡都不

能正常发光，这是因为（）

A．灯泡的额定功率都变小了B．灯泡的额定电压都变小了

C．电路电压是110V，而不是220V

D．电源电压无论多大，也不能使两灯同时正常发光

24．下列各种电器中，利用电流热效应工作的是（）

A．电动机B．电风扇C．电冰箱D．电饭锅

25．电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为

（）

A．导线的绝缘皮隔热B．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流

C．导线散热比电熨斗快D．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻

26．在“测定小灯泡额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察（）

A．灯泡的发光情况B．变阻器滑片的位置C．电压表的示数D．电流表的示数

27．一个电热器，当通过的电流为I时，产生的热量是Q1，当通过它的电流为2I时，在相

等时间里产生的热量是Q2，则Q1与Q2之比是（）

A．1:

2B．2:

1C．1:

4D．4:

1

28．图中是一些人在生活用电中的几种做法，其中正确的是（）

29．电阻为R的电热器3min可烧开一杯水，现在改用电阻为2R的电热器接在同一电源上，

烧开这杯水所用的时间是（）

A．9minB．6minC．1.5minD．1min

30．如图所示的四种家用电器中，利用电流热效应工作的是（）

三、实验题

 31．在测定“小灯泡电功率”实验中，电源电压4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约10Ω。

（1）连接电路时开关应，电流表的量程应选0～A。

（2）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。

（3）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于（选填“A”或“B”）端。

（4）小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。

（5）小向同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的

I－U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是W。

图23

（6）小雨同学在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片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。

32．在“测定额定电压为2.5V的小灯泡的功率”实验中：

（1）小东在连接实验电路时还有导线未接上，如图甲所示．请你用笔画线代替导线，把图中电路连接好（请勿更改原有导线，导线不得交叉）。

（2）在连接电路时，开关应该是的（填“断开”或“闭合”），闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调到（填“左”或“右”）端。

（3）正确连接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为V时，小灯泡正常发光。

此时，若电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是W。

（4）闭合开关之后，若小东发现小灯泡不亮，电压表示数接近电源电压，电流表示数几乎为

零，出现这种现象的原因可能是。

33.八（六）班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验。

实验室有额定电压为

3.8V、电阻约为10Ω的小灯泡，电源（电压为6V）、电流表（0--0.6A0--3A）、电压表（0--3V0--15V）、开关各一只，导线若干，滑动变阻器三只：

R1（5Ω0.5A）、R2（10Ω0.5A）、R3（500Ω1A）。

（1）下图是一位同学连接的部分电路，请你用笔画线代替导线，把电路连接完整。

电流表

电压表

判断结果

示数不为零

示数为零

示数为零

示数不为零

示数为零

示数为零

（2）实验中应选用滑动变阻器（选填“R1”、“R2”、“R3”）。

（3）周倩同学合理地连接电路，闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮。

于是

小明提出以下猜想：

A．可能是灯丝断了B．可能是小灯泡短路C．可能是变阻器开路

究竟哪个猜想正确，可根据电流表和电压表的示数进行判断

（电流表、电压表均无故障）。

上表给出了电流表、电压表可能出现的几种情况，请判断每种情况下哪个猜想是正确的，并把其序号填写在对应的空格里。

（4）排除故障后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电

流表示数如图所示，则通过小灯泡的电流为________A，小灯泡的额定功率为________W。

34．“电流通过导体时产生的热量，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．”这就是焦耳定律，用公式可表达为：

Q=I2Rt。

爱动脑筋的小明想探究这个问题，他设计了一个实验，只连接一次电路就完成了实验探究。

方法是用电阻丝（给其中R丙=R甲>R乙）给烧瓶中的煤油（煤油质量相同）加热，然后观察煤油在插入密封烧瓶里的玻璃管中上升的高度，就可以对比电阻丝放热的多少。

请你仔细观察小明设计的实验电路（如图），并应用所学知识分析回答下列问题：

（1）探究电热的多少与电流的关系，闭合S后，应对比两个烧瓶中煤油柱上升

的高度，其中_____烧瓶中煤油柱上升得较高，这表明__________________________________。

（2）探究电热的多少与电阻的关系，闭合S后，应对比两个烧瓶中煤油柱上升的

高度，其中_烧瓶中煤油柱上升得较高，这表明___________________________________。

（3）这种实验方法叫。

35.小宇同学按如图所示的装置，研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”。

图中两只烧瓶内盛有质量和温度相同的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，铜丝的电阻比镍铬合金丝的电阻小。

①闭合开关后，通过两段金属丝中的电流是。

②一段时间后，可观察到A瓶中温度计的示数（填“大于”、“小于”或“等于”）B瓶中的温度计的示数。

③由上述实验可知，在电流和通电时间都相同时，导体电阻越大，产生的热量。

四、计算题

36．学生宿舍走廊的路灯原来是用一盏“220V40W”的白炽灯，每晚亮10小时。

同学们

发现灯泡容易损坏，需要经常更换。

学习了电学知识后，小明向学校电工建议：

用两盏“220V40W”的灯泡串联后代替原路灯。

安装后，同学们发现两盏灯的亮度比改装前要暗，但是灯泡使用寿命明显延长了。

（1）改装前，一盏路灯每晚要消耗多少电能？

（2）改装后两灯的总功率是多少？

比原来省电还是费电？

如果省电，一月（按20天计算）

能省多少电？

37.如图所示，灯泡L标有“6V，3W”字样，滑动变阻器的最大值为12Ω，当开关S1、S2闭合，滑动变阻器的滑片P滑到最右端时，小灯泡恰好正常发光。

求：

（1）灯泡的电阻

（2）电源电压

（3）当开关S1闭合、S2断开时，滑片移到变阻器的最左端，求灯泡的功率

38．小明家新买了一只额定电压为220V的“热得快”来烧水，正常通电12min，电能表的

示数增加0.1kW·h，问：

（1）这个热得快的发热功率多大？

（2）热得快的电阻多大？

（3）在晚上用电高峰期使用时，实际供电电压只有200V，问此时热得快的实际功率为多大？

（设电阻不变）　　

39．如图是一条电热毯电路的示意图，R0是发热电阻丝，R是串联在电路中的分压电阻，S是温控开关。

电热毯铭牌上标有“220V40W”字样。

不考虑温度对电阻值的影响。

⑴求发热电阻丝R0的阻值。

⑵当电热毯处于低温档时，开关S应处于什么状态？

为什么？

⑶当电热毯处于低温档时，电路中的电流为0.1A，求在1min内电热毯消耗的电能和电阻R0产生的热量。

40．某电炉上标有“220V，1000W”的字样，把它接在220V的电路中，则该电炉正常工作1h，产生多少热量？

通过电炉丝的电流多大？

电炉丝的电阻是多少？

41.小华家买了一个家用电吹风，如图甲所示。

其简化电路如图乙所示，主要技术参数

如右表。

型号

SHZ2010－624

热风温度

50℃~75℃

额定功率

热风时：

1000W

冷风时：

120W

额定电压

220V

质量

0.5kg

请解答如下问题：

（1）当电吹风吹冷风时，正常工作5min消耗的电能是多少？

（2）当选择开关旋至何处时，电吹风正常工作的功率最大？

此时电路中的总电流是多大？

（3）当电路供电电压为200V时，电吹风电热丝的实际电功率为多大？

（计算结果保留一

位小数）

42.浴霸是安装在浴室可供取暖和照明的家用电器，某浴霸的铭牌和简化电路图如图所示，图中L1为额定功率40W的照明灯，L2为额定功率880W的红外线取暖灯。

求：

（1）照明灯正常工作时电阻为多少Ω？

（2）取暖灯正常工作时的电流为多少A？

（3）若让L1和L2同时正常工作500秒钟，共消耗多少电能？

43.如图所示，一只家用电能表上标着2500R/kW·h，如果在家庭电路中只给一台微波炉通电，该表转盘2min内转了100转，求：

（1）这台微波炉这段时间内消耗的电能是多少KWh？

（2）这台微波炉的功率是多少?

44.如图所示，R1＝4Ω，R2＝8Ω，电压表示数是2V，求：

⑴电源电压是多少？

⑵电阻R2消耗电功率是多少？

参考答案：

（A卷）

1．D（分别计算出两个灯泡正常工作时的电流、电阻，工作相同时间消耗的电能，再进行比较）2．A（先计算出L1正常工作的电流和电阻，因为电路串联，电流相同，再通过公式计算出L2正常工作的电压和电功率，最后把两灯两端的电压相加）3．D（在串联电路中，L1亮而L2不亮，首先排除断路这种情况；用将Ll短路时L2亮，排除短路这种情况；那只可能是灯泡的实际功率问题，在串联电路中，电阻大的灯泡两端电压大，其实际功率也越大，而电阻大的灯泡在电压相同的条件下，功率反而小）4．D（两个额定电压110V的灯泡串联接在110V的电路中，两灯会分压，使得加在两灯上的电压都小于110V，这样两灯都无法在额定电压下工作）5．B（当移动滑动变阻器时，其接入电路中的电阻值会发生变化，这样电路中的总电阻也会随着变化，使得电路中的电流变化，由于灯泡工作时的电阻一定，这样加在灯泡两端的电压也会变化，根据P=UI，可知灯泡的亮度变化）6．D（前三者都是转动的，是利用电流的磁效应）7．A（电炉丝和导线串联，而电炉丝的电阻比相连的导线电阻大得多，根据焦耳定律可知，通过电炉丝产生的热量多得多，所以热得发红）8．C（根据焦耳定律Q=I2Rt进行计算，Q2=（2I）2Rt=4I2Rt=4Q1）9．B（同样烧开一壶水，需要的热量是相同的，即Q1=Q2，在电压不变，电阻发生时，电路中的电流也发生变化，将Q=I2Rt变形为Q=U2t/R，将题中给定条件代入即可）10．D（电视机长时间不用，空气中的水蒸气会液化在上面，使电视机受潮，电路发生短路等现象；工作时间太长则会过热，会把其中的元件烧坏）

11．Q=I2RtU2/P（P=UI推导为P=U2/R，再进行变形）12.4.32×104144（直接代入焦耳定律Q=I2Rt计算热量；再根据P=W/t计算发热功率）13.24002400（电烙铁工作时将电能全部转化为热能，根据Q=I2Rt推导Q=UIt=Pt，将题中条件带入计算）14．4×1074×1010（将W=Pt变形t=W/P计算工作时间；再根据P=W/t计算功率）15.32.216.2﹕32﹕317.9﹕1

18.搭接大多19.

（1）略

（2）R2（3）BAC（4）见表（5）0.361.368

实验序号

电压表示数/V

电流表示数/A

功率/W

1

2

3

20．

（1）甲丙或乙丙相等

（2）甲乙（3）电饭锅电热毯电暖炉等等

21．

（1）W=Pt=0.04kW×10h=0.4kW·h或W=Pt=40W×10×3600s=1.44×106J

（2）R=U2/P=（220V）2/40W=1210ΩR总=1210Ω+1210Ω=2420Ω

P总=U2/R总=（220V）2/2420Ω=20W省电

　ΔP=P-P总=40W-20W=20W=0.02kWΔW=ΔPt=0.02kW×20×10h=4kW·h

22．

（1）t=12min=0.2hP=W/t=0.1kW·h/0.2h=0.5Kw=500W

（2）I=P/U=500W/220V=2.27AR=U/I=220V/2.27A=96.8Ω

（3）I实=U实/R=200V/96.8Ω=2.07AP实=U实I实=200V×2.07A=414W

你学会了这些知识吗？

2．请你选出你认为正确的一项

（6）下列电器中，不属于电热器的是【】

A．电饭锅　　B.电熨斗

C.电风扇　　D.电烤炉

（7）家庭电路使用的电炉，电炉丝与导线是串联的，当电炉丝发热发红时，连接导线却不热，这是因为【】

A.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大

B.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小

C.电炉丝两端电压比连接导线两端电压小

D.电炉丝的电阻比两节导线的电阻大

（8）下列情况中防止电热危害的是【】

A.电视机背后有散热窗

B.家电长时期不使用，隔一段时间要通电一次

C.家庭电路一般安装自动保护装置，电流过大时自动切断电路

D.大型爆破工程用电热引发炸药

（9）下列关于电热说法中正确的是【】

A.电热器的发热是熔点高电阻率大的电阻丝

B.电炉、电烙铁、电熨斗都不是电热器

C.电热的作用都是积极可利用的

D.电阻越大产生的功率越大

（10）一台“220V60W”电扇，一只“220V60W”的白炽灯，一只“220V60W”电热器同时接在220V的电压下，相同时间内产生的热量【】

A．电扇最多B.白炽灯最多

C.电热器最多D.它们一样多

3．请分析回答下列问题

（11）一只电炉，电炉丝的粗细不均匀，那么它在工作时，在相同的时间内，长度相同的粗细两部分产生的热量的多少是否相等？

为什么？

（12）如图7-4-1是一个电热毯的电路示意图，R0是电热毯中的电阻丝，R是与电热毯电阻丝串联的电阻。

电热毯上标有“220V100W”的字样，S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开。

图7—4—1

①用学过的公式推理说明开关S断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态?

②若在保温时电流通过电阻丝R0时,每分钟有60J的电能转化为热能，电阻R的阻值应是多大？

星科精练ABC

你能完成这些实验吗？

（13）

1、在研究电流的热效应跟电阻大小的关系中，实验时应同时保持的两个物理量是（    ）

A．通过它们的电流和加在它们两端的电压 B．通过它们的电流和它们的电阻

C．通过它们的电流和通电时间       D．通过它们的电流、加在它们两端的电压和通电时间

C、综合提高：

考点二：

焦耳定律

A、基础例题：

1、横截面积相同的两根铁导线，甲比乙长些，将它们串联后接入电路，则（    ）

A.甲乙两导线的实际功率一样大       B.甲乙两导线放出的热量一样多

C.甲导线的功率比乙导线的功率大     D.通过甲导线的电流比乙导线的电流小

2、两只阻值不同的电阻并联在同一电源的两极上，下列说法正确的是（    ）

 A．电阻较大的发热较多        B．电阻较小的发热较多

 C．通电时间长的发热较多      D．通电时间相同，电阻较小的发热多

3、一个定值电阻，接在电路中每分钟产生的热量为Q，现在想让它每分钟产生的热量为3Q，下列措施正确的是（    ）

 A．将电压变为原来的3倍         B．将电压变为原来的倍

C．将此电阻对折后接入原电路     D．将电流变成原来的3倍

4、一只小灯泡当它与4Ω的电阻串联后接入12V的电源时，可正常发光，这时灯泡的功率是8W。

求：

（1）小灯泡正常工作时的电阻；

（2）小灯泡的额定电压；（3）4Ω的电阻在1min内产生热量。

5、如图所示的电路中，L是标有“3V 0.15W”的电灯，R=20Ω。

（1）当开关S1断开，S2闭合时，L恰能正常发光，此时电流表、电压表的示数各多大？

（2）当开关S1闭合，S2断开时，电阻R在1min内产生多少热量？

（3）当S1、S2均断开时，电灯L的实际功率是多少？

B、强化练习：

1、下列公式中，哪一个是焦耳定律的数学表达式（    ）

A．Q=I2Rt      B．Q=UIt      C．       D．以上都是

2、两根电阻丝的阻值之比是2∶3，通过它的电流之比是3∶2，在相等的时间内，两个导体上产生热量之比是（    ）

A．2∶3          B．3∶2        C．1∶1          D．9∶4

3、把两条电阻丝串联后接到电源上，发出热量较多的一定是（    ）

 A．电流较强的  B．电压较大的  C．电阻较小的    D．以上三个都对

4、阻值为R的电阻丝，接到电源上6min烧开一壶水，现在用两根同样的电热丝串联起来，接到同一电源上烧开同一壶水，需要的时间是（    ）

 A．12min      B．4min      C．8min       D．6min

5、两根电阻丝的电阻为R1的R2，且R1＞R2，接在一电压不变的电源上，用来加热一壶水。

欲使水的温度升高得快，应采取的办法是（    ）

A．先把两根电阻丝串联后接到电源两端

B．先把两根电阻丝并联后接到电源两端

C．单独使用电阻较小的电阻丝R2接在电源两