题目

如图是一种测电阻的实验电路，R1是电阻箱，电源电压保持9V不变。 （1）当开关掷向1时，电压表示数为3V，此时电阻箱的电阻为6Ω，求R2上电流在1min内产生的热量是多少？ （2）当开关掷向2时，灯泡恰好正常发光，电压表读数为原来的2倍，求灯泡的额定电压和额定功率。

题型：计算题难度：偏难来源：0116 期末题

所属题型：计算题 试题难度系数：偏难

答案

解：（1）电阻箱电压 U1= U－U2=9V－3V=6V       通过电阻箱电流为 I1= U1/ R1=6V/6Ω=1A       R2阻值为 R2= U2 /I2= U2 /I1=3V/1A=3Ω       电流在R2上产生的热量是 Q= I22 R2 t=（1A）2×3Ω×60s=180J （2）因灯正常发光，故灯的额定电压为 U灯=U－U2′=9V－6V=3V       I2′ = U2′/ R2=6V/3Ω=2A       灯的额定功率为 P灯= U灯I2′=3V×2A=6W

考点梳理

初中三年级物理试题“如图是一种测电阻的实验电路，R1是电阻箱，电源电压保持9V不变。”旨在考查同学们对 焦耳定律及计算公式、 电功率，额定功率、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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• 焦耳定律及计算公式
• 电功率，额定功率

考点名称：焦耳定律及计算公式

焦耳的定律及公式：
焦耳定律或焦耳－冷次定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。1841年，英国物理学家詹姆斯·焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I的平方、导体的电阻R和通电时间t成比例。而在1842年时，俄国物理学家海因里希·楞次也独立发现上述的关系，因此也称为“焦耳－冷次定律”。
采用国际单位制时，焦耳定律的表达式为：
Q = I2Rt 或 P = I2R
其中Q（热量）、I（电流）、R（电阻）、t（时间）、P（热功率）各量的单位依次为焦耳、安培、欧姆、秒和瓦特。
焦耳定律是设计电照明，电热设备及计算各种电气设备温升的重要公式。

与欧姆定律的关系：
根据欧姆定律：
U=IR
焦耳定律的公式亦可表示为：

关于焦耳定律的历史：
关于导体中通过的电流与所产生的热量之间的定律。1840年由詹姆斯·普雷斯科特·焦耳提出。定律揭示了电流通过导线时所产生的热量和导线的电阻与电流平方的乘积成比例，即
H＝0.24IRt
式中H 为产生的总热量，单位为卡；I 为电流，单位为安；R 为电阻,单位为欧；t为时间，单位为秒；0.24为由实验定出的比例常量。
焦耳是通过实验测定发现这个定律的。但是从理论上也不难理解，当电流的大小不变，产生的热量全部来源于电荷通过导体失去的势能。电荷的数量为It，失去的势能为W，W＝RIt。因此,在单位时间中转变为热的电能为RI（焦），或者说在导体上消耗的电功率P为
P＝RI（瓦）
焦耳定律是设计电照明，电热设备及计算各种电气设备温升的重要公式。
焦耳定律在串联电路中的运用：
在串联电路中，电流是相等的，则电阻越大时，产生的热越多。
焦耳定律在并联电路中的运用：
在并联电路中，电压是相等的，通过变形公式，W=Q=Pt=(U^2/R)×t，当U定时，R越大则Q越小。
需要注明的是，焦耳定律与电功公式W=UIt适任何元件及发热的计算，即只有在像电热器这样的电路（纯电阻电路）中才可用Q=W=UItq=I^2×Rt =(U^2/R)×t。
另外，焦耳定律还可变形为Q=IRq（后面的Q是电荷量，单位库仑（c））。
在热力学中指，气体的内能只是温度的函数，与体积无关。即内能对体积的偏导数为零。

考点名称：电功率，额定功率

电功率的定义：

单位时间内电路中电场驱动电流所作的功。若直流电路两端的电压为U，流过该段电路的稳恒电流为I，则单位时间内电场力驱动电流所作的功为

P＝IU。

电功率的单位是“瓦（特）”(W)或“千瓦”(kW)。

电功率学习要诀：

1.电能的计量

电能单位是焦耳(J)，生活常用千瓦时(KWh)。

电能表测耗电能，用电等于计数差。

1度=1KWh=3.6×106J

600r/KWh表示

每耗一度电。转盘转600圈。

转盘转n圈，耗电n/600KWh.

2.电功率

消耗电能的快慢，电功率用P表示。

1秒之内耗电能，叫这电器电功率。

P等电能除时间P=u/t，电压电流两相乘P=UI.

功率单位是瓦特，1(W)等1伏安，1W=1VA.

已知p、t求耗能，W等于p乘t.

3.电功率计算

电灯电器有标志，额定电压(U0)额功率(P0)。

正常发光用电流，I等P0除U0.I=P0/U0.

电压改变功率变，其中电阻是不变。

遇见电器求电阻，R等U2除以P，R=U2/P.

4.焦耳定律

焦耳定律说热量，三个因素有关联。

电流平方是关键，乘上电阻和时间。

热量单位是焦耳，损耗能量常用此。

5.保险丝

铅锑合金保险丝，电阻较大熔点低。

过粗烧线不保险，过细电路常断电。

选择合适保险丝，千万别用铁铜丝。

 

电功率误区提醒：

1、比较串连电路中两电阻的电功率时，因电流处处相等，一般使用计算；

2、在并联电路中，由于各支路两端电压相等，运用计算。

 

【典型例题】