爱华网“12V 18W”的电阻和若干开关、导线。
（1）小虎第一个完成设计，他设计的电路如图甲所示。他编制的试题是：“在图甲所示的电路中，闭合开关S1，通电5min产生多少热量?”请你解答此题。
（2）小华思考一会儿，设计了能提供两种功率工作的电路。编制的试题是：“在小虎设计的电路上再加一个开关，使电路能以两种功率工作，其大、小功率之比是___________。” 请你在图甲中完成小华的设计，并将电路大小功率之比填入空格中。
（3）小明经过认真思考后，用了三个开关，设计了能提供三种功率工作的电路。请你在图乙的方框内，画出小明所设计的电路图。 题型：探究题难度：偏难来源：竞赛题
（1）电阻的阻值： R=U2／P= (12V)2／18W=8Ω
通过电阻的电流： I=U／R串=U／2R=12V(2×8Ω)=0.75A
电路通电5min产生的热量： Q=I2R串t=(0.75A)2×2×8Ω×60×5s=2.7×103J
（2）2∶1；见下图 （3）见下图
考点：
考点名称：焦耳定律及计算公式焦耳定律：1. 定义：电流通过导体时所产生的热量Q，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。
2. 公式：Q=I2Rt，适用范围：任何电路。
探究方法：
控制变量法：
(1)控制电流和电阻相同，研究电热与通电时间的关系
(2)控制通电时间和电阻不变，改变电流的大小，研究电热与电流的关系
(3)控制通电时间和电流不变，改变电阻大小，研究电热与电阻的关系
串并联电路电热关系：
即（根据Q=I2Rt）并联电路中，电热之比等于电阻的反比（或倒数比），即（根据：）
“焦耳定律”中的控制变量法：
焦耳定律的实验运用了控制变量法，当两段电阻串联时，控制电流和通电时间相同，得出电流产生的热量与电阻大小有关，当两电阻并联时，控制电阻和通电时问不变，得出电流产生的热量与电流大小有关。
例：小宇和小刚想利用如图所示的装置来探究 “导体产生的热量与其电阻大小的关系”。两只相同的烧瓶中装有适量的煤油，烧瓶A中浸泡着一段铜丝，电阻较小；烧瓶B中浸泡着一段镍铬合金丝，电阻较大，温度计显示煤油的温度。
(1)为保证实验科学合理，两个烧瓶中所装煤油的质量应该____。
(2)实验中，小字和小刚发现B烧瓶中温度计的示数升高得快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量______。
解析：(1)利用控制变量法在探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系”时应控制其他因素不变，如煤油的质量，相同的烧瓶，相同的温度计等。
(2)B瓶中温度计升高得快，说明相同时间内煤油吸收的热量多，由于镍铬合金丝电阻大于铜丝电阻，所以在电流和通电时间相同时，导体电阻越大，产生的热量越多。
答案(1)相同(或相等或一样)(2)越大(或越多)
为什么电炉工作时“电炉丝热得发红而导线却不怎么热” ：
由于电炉丝和导线串联在电路中，通过它们的电流相等，而电炉丝的电阻比导线的电阻大得多，根据 “在电流相等的条件下，电能转化成热时的功率跟电阻成正比”，Q=I2Rt可知，在通电时间相同时，电流通过电炉产生的热量比电流通过导线产生的热量要多得多．所以电炉丝热得发红，而导线却不怎么热。
考点名称：电路图及元件符号电路图：
用规定的符号表示电路连接情况的图叫做电路图；
几种常见的元件符号如下：
常见元器件作用：
元件作用常见器件电源提供电能的装置，将其他形式的能量转化为电能干电池、蓄电池和发电机等用电器用电来工作的设备，将电能转化为其他形式的能电灯、电炉、电视机、电铃、电冰箱等开关用来接通或断开电路，起控制电路的作用拉线开关、拨动开关、闸刀开关等导线将电源、用电器、开关连接起来，形成电流的通路金属导线
考点名称：测量电功率的实验测量电功率实验的目的和原理：
1. 实验目的：
1）测定小灯泡额定电压下的电功率；
2）测定小灯泡略高于额定电压下的电功率；
3）测定小灯泡略低于额定电压下的电功率。
2. 实验原理：P=UI
应测量的物理量：小灯泡两端的电压U，和通过的电流I。
3. 实验方法：伏安法伏安法测小灯泡的电功率：
实验电路图实验器材电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、灯座、开关、导线若干实验步骤(1)按设计的电路图连接实物，并设计实验记录表格
(2)检查电路无误后，闭合开关s，移动滑动变阻器的滑片P，观察电压表的示数。当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时，停止滑动，并记下电流表的示数
(3)调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压为额定电压的1．2倍，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数
(4)调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压低于额定电压的1／5，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数
(5)整理实验器材实验表格次数电压U（V）电流I（A）电功率P（W）灯泡亮度实验结论U实=U额，P实=P额，正常发光；
U实>U额，P实>P额，比正常发光更亮；
U实<U额，P实<P额，比正常发光更暗。注意事项(1)选择的器材规格要合适，例如滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的额定电流；
(2)连接电路时开关断开，滑动变阻器滑到阻值最大处；
(3)使小灯泡的电压高于额定电压时，要注意观察电压表示数的变化，以免电压过高，烧坏小灯泡伏安法测电阻与测功率的异同点：
测小灯泡的电功率测电阻相同点所测物理量灯泡两端的电压(U)和通过灯泡的电流(I)电路图连入电路时
开关断开，滑动变阻器位于阻值最大处
不同点原理P=UI计算公式P=UI滑动变阻器作用保护电路，控制灯泡两端电压保护电路，改变电路中的电流补充：(1)伏安法测功率。滑动变阻器的作用是保护电路和控制灯泡两端电压。多次测量的目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率，不是为了多次测量求平均值。所以设计的表格中没有“平均功率” 这一栏。
(2)伏安法测定值电阻时，滑动变阻器的作用是保护电路和改变电路中的电流和电阻两端电压，因电阻阻值不变，这是为了多测几组对应的电压、电流值，多测几次电阻值，用多次测量求平均值来减小误差。
(3)伏安法测小灯泡电阻时，由于灯丝电阻大小与温度有关。在不同的工作状态下，小灯泡温度不同。灯丝电阻也不同。因此测灯丝电阻时滑动变阻器的作用是为了保护电路和改变电路中的电流，不是为了多次测量求平均值。“伏安法测功率”中常见故障及排除:
“伏安法测功率”是电学中的重要实验。同学们在实验过程中，容易出现一些实验故障，对出现的实验故障又束手无策，因此，能够找出实验故障是做好实验的 “法宝”。下面就同学们在实验中易出现的故障从以下几方面进行分析。
1．器材选择不当导致故障
故障一：电流表、电压表指针偏转的角度小。
[分析原因]①电压表、电流表量程选择过大；②电源电压不高。
[排除方法]选择小量程，如果故障还存在，只有调高电源电压。实验中若电表指针偏转的角度太小，估读电流或电压时由于视觉造成的误差将增大。为了减小实验误差，选择量程时既不能使电表指针超过最大刻度，又要考虑到每次测量时应该使电表指针偏过刻度盘的中线。
2．器材连接过程中存在故障
故障二：电压表、电流表指针反向偏转。
[分析原因]两表的“+”“-”接线柱接反了，当电流从“一”接线柱流入时，指针反向偏转，甚至出现指针打弯、损坏电表的情况。
[排除方法]将两电表的“+”“-”接线柱对调。
故障三：滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡亮度无变化。
[分析原因]滑动变阻器连接有误，没有遵循“一上一下”的接线原则，把滑动变阻器接成了定值电阻。
[排除方法]遵循“一上一下”原则正确连接滑动变阻器。
故障四：滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数都不变，灯泡极亮且亮度无变化。
[分析原因]滑动变阻器的连接有误，没有遵循“一上一下”的接线原则，且滑动变阻器在电路中的阻值为零。
[排除方法]遵循“一上一下”的原则正确连接滑动变阻器。
故障五：刚接好最后一根导线，灯泡立即亮了。
[分析原因]连接电路的过程中，开关没有断开。
[排除方法]连接时注意断开开关，保护电路。
3．元件损坏导致故障
故障六：闭合开关后，灯不亮，电流表、电压表都没有示数。
[分析原因]电路中存在开路：①接线柱接触不良； ②电路中电源、电流表、开关或变阻器可能损坏；③连接导线可能断开。
[排除方法]可先把各接线柱拧紧，若还不行，用一根导线让各元件依次短路，找出故障位置。
故障七：闭合开关，灯不亮，电流表几乎没有示数，电压表指针明显偏转。
[分析原因]可能是灯泡灯丝断了或灯座与灯泡接触不良。
[排除方法]更换灯泡或使灯座与灯泡接触良好。利用电能表和停表测家用电器的功率：
1. 实验原理：
2．实验设计思路：
在家庭电路中，家用电器消耗的电能可以由电能表进行测量。每只电能表上标有该电能表上的转盘每千瓦的转数。例如，一只电能表标着3000r／(kW·h)，这表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000 转。利用盘面上的这个参数可以测定家用电器的功率。
3．实验步骤要测量某家用电器的功率，可只让它在电路中工作，将其他用电器关掉。观察电能表的转盘转过的转数N，同时用停表测出所用的时间t(s)，若以上述电能表为例，则该电器的功率大小为=。
还有一种电子式电能表，其表盘上“n imp／(kW· h)”的含义是每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁n 次。若测得某用电器工作时间t内指示灯闪烁了N次，则该用电器的功率为。
