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8 [2024牡丹江]小江发现家里不同房间的灯亮度不同，猜想可能与灯泡的电功率有关。他找来若干节干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、若干同一规格的导线，测量额定电压为2.5 V小灯泡的功率。
（1）小江选择两节干电池进行实验，连接的实物电路如图甲所示，请在图乙虚线框内画出对应的电路图。
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2 V，读出电流表示数，将数据记入表格。继续移动滑片，即使将滑片移动到阻值最小的位置，小灯泡两端电压也无法达到2.5 V，解决的办法是
（3）问题解决后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到2.5 V。此时电流表的示数如图丙所示，为
第8题图丙
（4）继续移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为2.9 V，读出电流表示数，将数据记入表格。如表所示，小江设计的表格的不足之处是
（5）实验表明小灯泡的亮度由
（1）小江选择两节干电池进行实验，连接的实物电路如图甲所示，请在图乙虚线框内画出对应的电路图。
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2 V，读出电流表示数，将数据记入表格。继续移动滑片，即使将滑片移动到阻值最小的位置，小灯泡两端电压也无法达到2.5 V，解决的办法是
加一节干电池
。（3）问题解决后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到2.5 V。此时电流表的示数如图丙所示，为
0.3
A，小灯泡的额定功率为0.75
W。第8题图丙
（4）继续移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为2.9 V，读出电流表示数，将数据记入表格。如表所示，小江设计的表格的不足之处是
测量的物理量没有单位
。（5）实验表明小灯泡的亮度由
实际功率
决定。答案
8. （1）
（2）加一节干电池
（3）0.3 0.75
（4）测量的物理量没有单位
（5）实际功率
解析
【分析】
本题围绕测量小灯泡电功率的实验展开，需逐一梳理各小问的解题思路：
1. 画电路图时，先明确实物电路的连接逻辑：电源、开关、电流表、小灯泡、滑动变阻器串联，电压表并联在小灯泡两端，据此对应绘制标准电路图符号即可。
2. 分析滑动变阻器无法使灯泡达到额定电压的问题：两节干电池总电压为3V，需提升电源电压以满足调节需求，因此需增加干电池节数。
3. 读取电流表示数时，先确定电流表量程和分度值，再利用公式P=UI计算额定功率。
4. 实验表格设计需遵循规范，测量的物理量必须标注单位，否则数据无意义。
5. 小灯泡的亮度由实际功率决定，这是实验得出的核心结论。
【解析】
（1）根据实物电路，电路图绘制：从电源正极出发，依次连接开关、电流表、小灯泡、滑动变阻器，回到电源负极，电压表并联在小灯泡两端，电路图如下。
（2）两节干电池串联总电压为3V，当滑动变阻器接入阻值最小时，小灯泡两端电压等于电源电压，无法达到2.5V，需增加电源电压，故解决办法是加一节干电池。
（3）电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.3A；小灯泡的额定功率P=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W。
（4）设计实验表格时，测量的物理量（如电压、电流、功率）均未标注单位，这是表格的不足之处。
（5）实验表明，小灯泡的亮度由实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。
【答案】
8. （1）
（2）加一节干电池
（3）0.3；0.75
（4）测量的物理量没有单位
（5）实际功率
【知识点】
测量小灯泡的电功率；电功率计算；实验表格设计
【点评】
本题是测量小灯泡电功率的基础实验题，考查电路连接、故障分析、电功率计算、实验规范及亮度决定因素，注重实验基础知识的应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕测量小灯泡电功率的实验展开，需逐一梳理各小问的解题思路：
1. 画电路图时，先明确实物电路的连接逻辑：电源、开关、电流表、小灯泡、滑动变阻器串联，电压表并联在小灯泡两端，据此对应绘制标准电路图符号即可。
2. 分析滑动变阻器无法使灯泡达到额定电压的问题：两节干电池总电压为3V，需提升电源电压以满足调节需求，因此需增加干电池节数。
3. 读取电流表示数时，先确定电流表量程和分度值，再利用公式P=UI计算额定功率。
4. 实验表格设计需遵循规范，测量的物理量必须标注单位，否则数据无意义。
5. 小灯泡的亮度由实际功率决定，这是实验得出的核心结论。
【解析】
（1）根据实物电路，电路图绘制：从电源正极出发，依次连接开关、电流表、小灯泡、滑动变阻器，回到电源负极，电压表并联在小灯泡两端，电路图如下。
（2）两节干电池串联总电压为3V，当滑动变阻器接入阻值最小时，小灯泡两端电压等于电源电压，无法达到2.5V，需增加电源电压，故解决办法是加一节干电池。
（3）电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.3A；小灯泡的额定功率P=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W。
（4）设计实验表格时，测量的物理量（如电压、电流、功率）均未标注单位，这是表格的不足之处。
（5）实验表明，小灯泡的亮度由实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。
【答案】
8. （1）
（2）加一节干电池
（3）0.3；0.75
（4）测量的物理量没有单位
（5）实际功率
【知识点】
测量小灯泡的电功率；电功率计算；实验表格设计
【点评】
本题是测量小灯泡电功率的基础实验题，考查电路连接、故障分析、电功率计算、实验规范及亮度决定因素，注重实验基础知识的应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
9 新趋势 创新实验 为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，某同学设计了如图所示的装置。两段阻值不同的电阻丝（$R_1 ＜ R_2$）密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连。下列说法正确的是（
A.该实验只用到“转换法”
B.图中通过$R_1$的电流大于通过$R_2$的电流
C.相同时间内，B气球比A气球的膨胀程度大
D.该装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系
C
）A.该实验只用到“转换法”
B.图中通过$R_1$的电流大于通过$R_2$的电流
C.相同时间内，B气球比A气球的膨胀程度大
D.该装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系
答案
9.C
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确实验装置的电路连接：R₁与R₂串联，串联电路电流处处相等、通电时间相同，结合焦耳定律Q=I²Rt分析热量与电阻的关系，同时明确实验用到的研究方法，再逐一判断各选项。
【解析】
1. 电路分析：由图可知，R₁和R₂串联，因此通过两电阻的电流I相等，通电时间t也相同。
2. 选项判断：
选项A：实验中通过气球膨胀程度反映电流产生热量的多少，用到转换法；探究热量与电阻的关系时控制电流和时间相同，用到控制变量法，并非只用到转换法，故A错误。
选项B：串联电路电流处处相等，所以通过R₁的电流等于通过R₂的电流，故B错误。
选项C：根据焦耳定律Q=I²Rt，I和t相同时，电阻越大，产生的热量越多。已知R₁＜R₂，因此R₂产生的热量更多，对应B气球的膨胀程度更大，故C正确。
选项D：该装置中电流和通电时间相同，电阻不同，可探究电流产生的热量与电阻的关系，无法探究与电流大小的关系，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
焦耳定律、串联电路特点、转换法
【点评】
本题考查电流产生热量的实验探究，需掌握串联电路电流特点、焦耳定律的应用，以及实验方法的判断，是基础实验题，需理清实验的变量与控制量。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需先明确实验装置的电路连接：R₁与R₂串联，串联电路电流处处相等、通电时间相同，结合焦耳定律Q=I²Rt分析热量与电阻的关系，同时明确实验用到的研究方法，再逐一判断各选项。
【解析】
1. 电路分析：由图可知，R₁和R₂串联，因此通过两电阻的电流I相等，通电时间t也相同。
2. 选项判断：
选项A：实验中通过气球膨胀程度反映电流产生热量的多少，用到转换法；探究热量与电阻的关系时控制电流和时间相同，用到控制变量法，并非只用到转换法，故A错误。
选项B：串联电路电流处处相等，所以通过R₁的电流等于通过R₂的电流，故B错误。
选项C：根据焦耳定律Q=I²Rt，I和t相同时，电阻越大，产生的热量越多。已知R₁＜R₂，因此R₂产生的热量更多，对应B气球的膨胀程度更大，故C正确。
选项D：该装置中电流和通电时间相同，电阻不同，可探究电流产生的热量与电阻的关系，无法探究与电流大小的关系，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
焦耳定律、串联电路特点、转换法
【点评】
本题考查电流产生热量的实验探究，需掌握串联电路电流特点、焦耳定律的应用，以及实验方法的判断，是基础实验题，需理清实验的变量与控制量。
【难度系数】
0.6
10 将阻值为R的电阻丝接入电压为U的电路中，通电10 min，电流产生的热量为Q。将阻值为2R的电阻丝接入电压为2U的电路中，通电5 min，电流产生的热量为 （
A.$2Q$
B.$Q$
C.$\frac{Q}{2}$
D.$\frac{Q}{4}$
B
）A.$2Q$
B.$Q$
C.$\frac{Q}{2}$
D.$\frac{Q}{4}$
答案
10.B
解析
【分析】
本题考查纯电阻电路中电流产生热量的计算，核心是运用焦耳定律的变形公式$Q=\frac{U^2t}{R}$（纯电阻电路中电能全部转化为热能，热量等于电功）。解题思路：先根据第一个条件写出热量$Q$的表达式，再代入第二个条件的电阻、电压、时间，计算新的热量，最后对比得出结果。
【解析】
纯电阻电路中电流产生的热量公式为$Q=\frac{U^2t}{R}$：
1. 第一种情况：$Q=\frac{U^2×10\mathrm{min}}{R}$；
2. 第二种情况：电阻为$2R$，电压为$2U$，时间为$5\mathrm{min}$，则新热量：
$Q'=\frac{(2U)^2×5\mathrm{min}}{2R}=\frac{4U^2×5\mathrm{min}}{2R}=\frac{20U^2\mathrm{min}}{2R}=\frac{10U^2\mathrm{min}}{R}$；
对比可知$Q'=Q$。
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律、电功与热量计算
【点评】
本题直接考查焦耳定律公式的基础应用，只要牢记纯电阻电路热量计算式，代入数值即可快速得出结果，属于简单的基础题。
【难度系数】
0.8
本题考查纯电阻电路中电流产生热量的计算，核心是运用焦耳定律的变形公式$Q=\frac{U^2t}{R}$（纯电阻电路中电能全部转化为热能，热量等于电功）。解题思路：先根据第一个条件写出热量$Q$的表达式，再代入第二个条件的电阻、电压、时间，计算新的热量，最后对比得出结果。
【解析】
纯电阻电路中电流产生的热量公式为$Q=\frac{U^2t}{R}$：
1. 第一种情况：$Q=\frac{U^2×10\mathrm{min}}{R}$；
2. 第二种情况：电阻为$2R$，电压为$2U$，时间为$5\mathrm{min}$，则新热量：
$Q'=\frac{(2U)^2×5\mathrm{min}}{2R}=\frac{4U^2×5\mathrm{min}}{2R}=\frac{20U^2\mathrm{min}}{2R}=\frac{10U^2\mathrm{min}}{R}$；
对比可知$Q'=Q$。
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律、电功与热量计算
【点评】
本题直接考查焦耳定律公式的基础应用，只要牢记纯电阻电路热量计算式，代入数值即可快速得出结果，属于简单的基础题。
【难度系数】
0.8
11 [2025合肥三模]如图甲所示是常用的3D打印笔，它通过加热，挤出热熔的塑料，然后在空气中迅速冷却，最后凝固成形。此打印笔有快慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，$R_1=2200\ \Omega$、$R_2=1100\ \Omega$，两个电阻都是用于发热的电热丝，则使用快挡10 s，打印笔产生的热量为
660
J。答案
11. 660
解析
【分析】首先明确快挡是功率最大的工作状态，对应电路中R₁与R₂并联（开关S、S₁均闭合），需利用并联电路总功率等于各支路功率之和的特点，结合电功率公式计算各电阻功率，再根据电热与电功的关系计算10s产生的热量。
【解析】由图乙可知，当开关S、S₁都闭合时，R₁与R₂并联，此时总功率最大，为快挡。家庭电路电压U=220V，根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$：
R₁的功率：$P_1=\frac{U^2}{R_1}=\frac{(220V)^2}{2200Ω}=22W$；
R₂的功率：$P_2=\frac{U^2}{R_2}=\frac{(220V)^2}{1100Ω}=44W$；
快挡总功率：$P_总=P_1+P_2=22W+44W=66W$；
快挡工作10s产生的热量：$Q=W=P_总 t=66W×10s=660J$。
【答案】660
【知识点】电功率计算、电热计算、并联电路特点
【点评】本题结合3D打印笔的实际应用，考查电热与电功率的综合计算，核心是正确判断快挡对应的电路连接方式，利用并联电路功率规律解题，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.7
【解析】由图乙可知，当开关S、S₁都闭合时，R₁与R₂并联，此时总功率最大，为快挡。家庭电路电压U=220V，根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$：
R₁的功率：$P_1=\frac{U^2}{R_1}=\frac{(220V)^2}{2200Ω}=22W$；
R₂的功率：$P_2=\frac{U^2}{R_2}=\frac{(220V)^2}{1100Ω}=44W$；
快挡总功率：$P_总=P_1+P_2=22W+44W=66W$；
快挡工作10s产生的热量：$Q=W=P_总 t=66W×10s=660J$。
【答案】660
【知识点】电功率计算、电热计算、并联电路特点
【点评】本题结合3D打印笔的实际应用，考查电热与电功率的综合计算，核心是正确判断快挡对应的电路连接方式，利用并联电路功率规律解题，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.7
