专题16 电功率-【好题汇编】三年（2022-2024）中考物理真题分类汇编（湖北专用）

三年（2022-2024）中考物理真题分类汇编（湖北） 专题16 电功率（原卷版） 考点1 电功与电能的计算 1．（2023•宜昌）某品牌电动汽车的电池容量为130Ah，额定电压为400V，充电时它将电能转化为 　 　能存储起来，充满电后它存储了 　 　kW•h的能量。 2．（2022•荆门）电能是生产生活的重要资源，随着社会的发展、科技的进步，人们的生活越来越离不开电。小华家添置了一台电功率为1kW的空调，　 　联在家庭电路中；若6月份他家平均每天使用空调4小时，这个月（30天）该空调用电 　 　kW•h；小华发现他家的电能表上标着“600revs/（kW•h）”，由于使用了这台空调，这个月电能表将多转 　 　转；若每度电的电费是0.5元，需多交电费 　 　元。 3．（2022•十堰）如图为小红家电路中安装的电能表，此时示数为 　 　kW•h。小红将一个电吹风机接入电路，电热丝因为电流的 　 　效应吹出热风。她关闭其它用电器，3min内电能表铝盘转过15转，则此电吹风机的功率为 　 　W。 4．（2023•宜昌）近些年来，国家大力提倡开发各种绿色可再生能源，助力实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。如图所示是宜昌某风电场，总装机容量5×104kW，年发电量9000万度。问： （1）该风电场年发电时间可达多少小时？ （2）如果火电站的发电效率为40%，要得到相同的电能，每年需要多少吨煤？（煤的热值为3.0×107J/kg） 5．（2022•恩施州）如图所示是一款爬绳机器人，它能沿绳子负载爬升，其主要技术参数如下表所示，电池的充电电压和工作电压一致。求：（g取10N/kg，电池容量20Ah相当于在额定电压下，用1A的放电电流工作可连续供电20h） 技术参数 载重 120kg 配绳 20m 爬绳速度 12m/min 自重 10kg 额定电压 36V 电池容量 20Ah 电池 动力锂电池 （1）动力锂电池可提供的总电能； （2）机器人满载匀速爬升的功率； （3）上述爬升12m的过程中，机器人消耗电能的80%用于爬升做功，则实际工作的电流多大？（结果保留到整数位） 考点2 实际电功率 6．（2022•襄阳）如图所示，两只灯泡L1和L2上分别标有“8V 4W”和“4V 1W”字样，将它们串联后接在电压可在4～8V之间调节的电源上，闭合开关S，假设两灯的灯丝电阻不随温度变化，则下列说法正确的是（　　） A．通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流 B．在调节电源电压的过程中，灯L1始终比灯L2亮 C．在调节电源电压的过程中，两灯的功率变化量相同 D．当电源电压调节到8V时，两灯都不能正常发光 7．（2022•襄阳）如图所示电路，电源电压恒为15V，R1＝6Ω，R3＝3Ω，R2是规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器。闭合开关S，在保证电路安全的情况下，滑片P在a、b间滑动（a、b都不是端点），滑动变阻器消耗的功率为P2，电阻R1消耗的功率为P1，则P2﹣P1最大值为 　 　W。 8．（2023•仙桃、潜江、天门、江汉石油）小明家的浴霸有“220V 440W”的取暖灯共4盏，求： （1）每盏取暖灯正常工作时的电阻； （2）4盏取暖灯同时正常工作时的总电流。 考点3 伏安法测量小灯泡的电功率 9．（2024•湖北中考）某小组想测量标有“2.5V 0.3A”的小灯泡在不同工作状态下的电阻，设计了如图甲所示实验电路，电源电压不变。 （1）请用笔画线表示导线将图甲中实物电路连接完整。 （2）移动滑动变阻器的滑片至最 　 　端后闭合开关，使电路中的电流在开始测量时最小。向另一端移动滑片，观察到小灯泡在电压达到0.42V时开始发光，此时电流表示数如图乙，读数为 　 　A。 （3）根据实验数据绘制U﹣I图像如图丙，小灯泡未发光时电阻可能为 　 　。 A.0Ω B.3.1Ω C.3.5Ω D.8.3Ω （4）随着电流增大，滑动变阻器两端的电压 　 　，小灯泡的电阻 　 　，整个电路中的电阻 　 　。（填“增大”“减小”或“不变”） 10．（2023•襄阳）根据你学过的电学知识将下列实验补充完整。 （1）在按电路图连接实物电路时，开关应该处于 　 　状态；某次实验时电流表示数如图甲为 　A； （2）把图乙中实物图用笔画线代替导线补接完整，要求滑动变阻器向右滑时电路中的电阻变小； （3）将图乙电路中的电阻R换成一个额定电压为2.5V的小灯泡，为了测量小灯泡的额定功率，调节滑动变阻器时，眼睛应该注意观察 　 　；（选填一个物理器材名称） （4）将电路图中的电阻R换成一个额定电压为2.5V的小灯泡，闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表示数为0，电压表示数为3.0V，你认为产生该现象的原因是 　 　发生了开路（若故障只发生在小灯泡或滑动变阻器上）； （5）小俊利用电流表、电压表，几节干电池、3个定值电阻（阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω）、1个阻值为25Ω的滑动变阻器、开关和若干导线，又做了下面的实验： ①按乙图所示连接电路，当电源为4.5V时，选了一个定值电阻接入电路，移动滑片至电压表示数为3.0V； ②保持滑片不动，改变电源电压为6.0V，换接入另一个定值电阻，发现电压表示数没变。 则①时选接上的那个定值电阻阻值为 　 　Ω。 11．（2023•荆州）课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。 （1）为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用 　 　（选填字母）； A.“10Ω，0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω，2A”的滑动变阻器 C.“5Ω，1A”的滑动变阻器 （2）电路连接完成后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 　 　； （3）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 　 　端移动（选填“左”或“右”）； （4）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W； （5）实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下： ①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R′的滑片，使小灯泡正常发光； ②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为8V； ③再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表的示数为14V； ④小灯泡的额定功率P额＝　 　W。 12．（2022•随州）某实验小组测额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。 （1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：根据小灯泡额定电压选择量程）。 （2）正确连接好电路，闭合开关，电流表的指针看不出偏转，而电压表的指针有明显的偏转，则电路故障可能是 　 　（选填“电流表”、“小灯泡”或“滑动变阻器”）断路引起的。 （3）排除故障后，按正确步骤进行实验，该小组利用记录下的实验数据，绘制出了小灯泡两端电压U和通过它的电流I的关系图象如图乙，由图象可知，小灯泡的额定功率为 　 　W。 （4）该小组的同学根据所测数据计算出小灯泡的电阻不是一个定值，通过查阅资料得知，灯丝的电阻随温度的升高而增大，随温度的降低而减小。试判断当灯丝的温度为0℃时，灯丝的电阻 　 　0（选填“等于”或“不等于”）。 13．（2022•武汉）某同学用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是3.8V。 （1）图甲中有一根导线接错了，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线。 （2）正确连接电路后，小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电流是 　 　A，小灯泡的额定功率是 　 　W。 （3）测出小灯泡额定功率后，该同学接着移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为0.32A时，电压表的示数不可能是 　 　（填标号）。 A.3.9V B.4.0V C.4.1V 14．（2022•十堰）如图是小明测量小灯泡电功率的电路，小灯泡额定电压为2.5V，电阻为10Ω左右。 （1）用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。 （2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮。电流表指针几乎不动，电压表示数接近3V且保持不变。为排除故障，小明检查了开关并拧紧两端接线柱，小芳则将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障，　 　（选填“小明”或“小芳”）排除故障的操作是正确的。 （3）排除故障后重新闭合开关，改变滑片位置，他们根据测量数据画出了通过灯丝电流与其两端电压关系的图象如图乙。根据图象可得小灯泡的额定功率为 　 　W。研究发现，通过灯丝的电流与其两端电压不成正比，原因是：　 　。 （4）在测量小灯泡电功率拓展实验过程中，电流表坏了，他们找来一只阻值合适的定值电阻R0，设计了如图丙电路图，操作步骤如下： ①断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额； ②　 　，断开S2，闭合S1，记下此时电压表示数为U； 则小灯泡额定功率表达式P额＝　 　（用U额、U和R0表示）。 15．（2022•襄阳）请你完成以下“测量额定电压为2.5V小灯泡电功率”实验的任务。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 （2）小强同学连接好电路后，闭合开关时发现灯泡特别亮，这表明他在闭合开关前没有把滑动变阻器 　 　； （3）闭合开关，移动滑片P到电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙，则小灯泡的额定功率为 　W； （4）上述实验过程中，当电压表、电流表的示数逐渐变大时，小灯泡的电阻也逐渐变大，滑动变阻器接入电路的电阻逐渐变小，则小灯泡电阻的变化量ΔRL　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）滑动变阻器电阻的变化量ΔR； （5）利用图甲所示电路，依据 　 　（原理）也可测出小灯泡正常工作时的电阻。如果考虑电表的电阻，此时电流表测量值比通过灯泡电流真实值 　 　（选填“偏大”或“偏小”）。 16．（2022•荆州）某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V。 （1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，小灯泡不发光，原因是：　 　。 （2）三次实验记录如下表，在完成第1次实验后，要测量小灯泡的额定功率，则需将滑动变阻器的滑片向 　 　（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W。 实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡亮暗情况 1 1.4 0.20 0.28 较暗 2 2.5 正常发光 3 2.8 0.30 0.84 很亮 （3）实验小组根据三次实验数据分别算出对应的阻值，取三次阻值的平均值作为小灯泡的电阻值，他们的做法是 　 　（选填“正确”或“错误”）的，理由是：　 　。 （4）另一组的同学设计了如图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变，小灯泡的额定电压为U额，R1和R2为滑动变阻器，R1的最大阻值为R0，实验步骤如下： ①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额； ②闭合开关S、S2，断开开关S1，保持R1的阻值不变，调节R2的阻值，使电压表的示数为U额； ③保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2，则小灯泡的额定功率P额＝　 　。（用U额、U1、U2、R0表示） 考点4 电功率与欧姆定律结合的综合 17．（2023•襄阳）将四个定值电阻a、b、c、d分别接入不同电路中，测出各电阻两端的电压U和通过的电流I，把测得的数据描点在坐标系中如图所示。根据图中信息判断，下列说法正确的是（　　） A．b的阻值大于a的阻值 B．b的电功率大于a的电功率 C．通过c的电流最小 D．两端电压最大的是d 18．（2023•荆州）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．a曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像 B．电源电压为8V C．灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路的阻值为40Ω D．灯泡的额定功率为3.5W 19．（2023•武汉）在学校举行的劳动技术成果汇报展示活动中，小强同学展示了一辆自己组装的玩具车，它具有“原地灯光秀”“调速前进”和“定速后退”三种工作模式。通过控制开关S1、S2和滑动变阻器R1来改变灯L的亮度，实现“原地灯光秀”：通过改变直流电动机的转动方向及转速，实现“调速前进”或“定速后退”，如图所示。已知电源电压不变，标有“0.6A”灯L的电阻不变且RL＝10Ω，定值电阻R2＝5Ω。当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时，电流表A的最大示数为0.4A。关于下列结论： ①电源电压为9V ②玩具车“调速前进”时，电流表A的最大示数小于0.6A ③玩具车“定速后退”时，电路消耗的总功率小于2.4W ④S闭合，S1接1，S2接2时，玩具车处于“原地灯光秀”模式 其中正确的是（　　） A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 20．（2022•荆门）R1和R2是两个定值电阻，分别按图甲和图乙两种方式连接在两个相同的电源上，闭合开关，图甲中U1：U2＝3：1，则下列结论正确的是（　　） A．两个电阻的阻值之比R1：R2＝1：3 B．图乙中I1：I2＝3：1 C．图甲中R1 和R2 的电功率之比为9：1 D．图乙中R1 和R2 的电功率之比为1：3 21．（2022•仙桃、潜江、天门、江汉石油）如图所示，将定值电阻R1、R2按甲、乙两图接在电压不同的电路中，已知两图中R1两端的电压相等，乙图中流过R1、R2的电流之比为2：1。下列说法中正确的是（　　） A．两电阻的阻值之比为R1：R2＝2：1 B．两图中电源的电压之比为U1：U2＝3：2 C．两图中流过R2的电流之比为I2甲：I2乙＝3：2 D．两图电路消耗的总功率之比为P甲：P乙＝2：1 22．（2022•武汉）如图所示为导体甲的电流随电压变化的图象，定值电阻乙的阻值为5Ω。下列说法错误的是（　　） A．甲与乙串联在电源电压为2V的电路中，电路中的电流是0.20A B．甲与乙串联在电源电压为1V的电路中，甲的功率是0.2W C．甲与乙并联在电源电压为2V的电路中，干路中的电流是0.65A D．甲与乙并联在电源电压为1V的电路中，电路的功率是0.4W 23．（2022•荆州）如图所示的电路中，电源电压恒定为4.5V，灯泡L上标有“2.5V 1.25W”字样（灯丝电阻不变），定值电阻R1阻值为15Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣3V，求： （1）小灯泡L的电阻； （2）闭合开关S、断开开关S1、S2，电流表示数为0.3A，此时滑动变阻器R2连入电路的阻值； （3）闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器的滑片滑至最右端，通电1min定值电阻R1产生的热量； （4）闭合开关S、S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器R2的最大功率。 考点5 焦耳定律及其计算 24．（2022•宜昌）小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。 （1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，　 　，电阻产生的热量越多”的结论。 （2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是 　 　。 A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮 B.接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热 C.电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热 （3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线把电路连接完整。 闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是 　 　，请你提出改进办法：　 　。 25．（2022•恩施州）某饮水机上标有“220V 制热550W”的字样，发热部件正常工作时的功率为 　 　W。饮水机加热一段时间，插座线会变热，这是电流通过导体时产生的 　 　效应。 26．（2022•鄂州）小雨家使用电饭煲煮饭，电饭煲是利用电流的 　 　效应来工作的，使用时，应将电饭煲的插头插入 　 　（选填“两孔”或“三孔”）插座。若他家的电饭煲的电功率是1000W，工作30min将饭煮熟，则煮饭所消耗的电能为 　 　kW•h；若这些能量的42%被水吸收，则可将 　 　kg的水从20℃烧开（1标准大气压下）。 27．（2022•襄阳）在如图所示电路中，电源电压不变，R1＝10Ω，R2＝5Ω。 （1）当只闭合开关S2，断开S1、S3时，电流表的示数为0.4A，求电源电压； （2）当闭合开关S1、S3，断开S2时，求通电10s内电阻R1产生的热量。 考点6 电功率的综合计算题 28．（2023•襄阳）L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图甲所示。图乙中R是“30Ω 1A”的滑动变阻器。 （1）L1正常发光时的电阻值； （2）求把L1、L2并联在6V电源下，电路中消耗的总电功率； （3）按图乙所示把L1、L2连接在另一恒定电源上，在不损坏电路元件的情况下进行如下操作：当滑片P移至某一位置时，使其中一盏灯正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1；当滑片P移至另一点时，电压表示数变化了4V，此时滑动变阻器消耗的功率为P2，且P1：P2＝8：9。求变阻器阻值变化范围。 29．（2022•荆门）周末，小东跟妈妈一起到超市购物，发现称量物品的电子秤（如图甲所示）与所学的物理知识有关，回家自己设计了一个简易的电子秤，电路如图乙所示。已知电源电压恒为6V，电流表的量程为0～0.6A，R0为定值电阻，Rt为压敏电阻，其阻值随所受压力大小变化的关系如图丙所示。将质量为0.2kg的托盘放在压敏电阻上（此时未放物品），闭合开关，电流表的示数为0.1A。 （1）求未放物品时，电路消耗的总功率； （2）为了能正常工作，电路的总电阻不能小于多少？ （3）求这个电子秤所能称量物品的最大质量。 30．（2024•湖北中考）小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限流电阻，S为自动温控开关。将挂烫机接入电路，S在位置“1”，前端电热板被加热，电路中的电流为5.0A；当温度升到130℃时，S切换到位置“2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02A，当温度降到100℃时，S又回到位置“1”。 （1）求R1的阻值。 （2）求挂烫机待机状态的功率。 （3）熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图丙，求挂烫机0～150s消耗的电能。 （4）请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。 31．（2023•随州）如图1是陈老师办公室电热水壶的照片，如图2是其内部电路的简化图。电路主要由并联的两个支路组成：一支路是由指示灯（2V 0.1W）和“限流电阻”串联而成；另一支路接有发热盘（发热电阻）。已知电源电压为220V，水的比热容为4.2×103J•（kg•℃）﹣1。 （1）判断“限流电阻”是“大电阻”还是“小电阻”（小于10Ω为“小电阻”，大于100Ω为“大电阻”）。直接写出你判断的结论无需证明无需说明理由。 　 　。 （2）用该电热水壶给壶内1kg、20℃的水加热，已知加热功率为1000W，加热时80%的热量被壶内的水吸收，求多长时间可以将水烧开（100℃）？ 32．（2023•黄冈）图甲是一款可调节功率的老式电热器简化电路图。电源电压为220V，定值电阻R1是加热部分，R2是最大阻值为176Ω的滑动变阻器。开关S接1时，电热器处于加热挡，通过调节R2接入电路的阻值来改变R1的加热功率，其最大加热功率为1100W。当电热器达到设定温度或加热到设定时间，开关S自动接2，电热器处于保温挡。 （1）求以最大功率工作时电路中电流大小； （2）如图乙，电能表上参数“R/（kW•h）”前面数值不清。让电热器以最大加热功率单独工作72s，与之相连的该电能表铝盘转过66圈。请求出该数值大小； （3）求电热器处于保温挡时，电路中电能的利用率。请从节能的角度对电热器提出改进建议。 33．（2023•恩施州）某实践小组用个最大阻值为10kΩ的直滑电位器、电压为24V的锂电池等元件，设计了一个电子秤，工作电路如图1所示，R0是个保护电阻，电压表连入0﹣15V量程。当开关接通，秤盘中未放物体时，表盘的示数为0；当放物体质量最大，滑片滑到最下端时，电表示数达到最大。求： （1）R0的阻值。 （2）电路所消耗的功率。 （3）小敏同学还分享了另一种设计，如图2所示，请对此作出评价。 （4）若用一个压敏电阻代替直滑电位器（电路符号为）其阻值随所受压力变化情况如下表所示。请自选合适的元件，按上述要求，设计一个工作电路图（只画电路部分）。 F/N 20 40 60 80 100 R/Ω 12 10 8 6 4 ( 5 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 三年（2022-2024）中考物理真题分类汇编（湖北） 专题16 电功率 考点1 电功与电能的计算 1．（2023•宜昌）某品牌电动汽车的电池容量为130Ah，额定电压为400V，充电时它将电能转化为 　 　能存储起来，充满电后它存储了 　 　kW•h的能量。 【答案】52 【解析】电动汽车充电时是将电能转化为化学能存储起来。 充满电后储存能量：W＝UIt＝400V×130A×3600s＝1.872×108J＝kW•h＝52kW•h。 2．（2022•荆门）电能是生产生活的重要资源，随着社会的发展、科技的进步，人们的生活越来越离不开电。小华家添置了一台电功率为1kW的空调，　 　联在家庭电路中；若6月份他家平均每天使用空调4小时，这个月（30天）该空调用电 　 　kW•h；小华发现他家的电能表上标着“600revs/（kW•h）”，由于使用了这台空调，这个月电能表将多转 　 　转；若每度电的电费是0.5元，需多交电费 　 　元。 【答案】并；120；7.2×104；60 【解析】小华家添置了一台电功率为1kW的空调，并联在家庭电路中；若6月份他家平均每天使用空调4小时，这个月（30天）该空调用电为：W＝Pt＝30×1kW×4h＝120kW•h； 由于使用了这台空调，这个月电能表将多转的圈数为：n＝120kW•h×600revs/（kW•h）＝7.2×104revs， 需要交纳的电费为：0.5元/kW•h×120kW•h＝60元。 3．（2022•十堰）如图为小红家电路中安装的电能表，此时示数为 　 　kW•h。小红将一个电吹风机接入电路，电热丝因为电流的 　 　效应吹出热风。她关闭其它用电器，3min内电能表铝盘转过15转，则此电吹风机的功率为 　 　W。 【答案】2022.6；热；500。 【解析】（1）由图知，电能表的示数为2022.6kW•h； （2）电热丝在工作时消耗的电能转化为内能，吹出热风，利用了电流的热效应； （3）600r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，转盘转600圈， 转盘在3min内转了15转，电吹风机消耗的电能：W＝kW•h＝×3.6×106J＝90000J， 电吹风机的功率：P＝＝＝500W。 4．（2023•宜昌）近些年来，国家大力提倡开发各种绿色可再生能源，助力实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。如图所示是宜昌某风电场，总装机容量5×104kW，年发电量9000万度。问： （1）该风电场年发电时间可达多少小时？ （2）如果火电站的发电效率为40%，要得到相同的电能，每年需要多少吨煤？（煤的热值为3.0×107J/kg） 【答案】（1）该风电场年发电时间可达1.8×103h； （2）要得到相同的电能，每年需要2.7×104t煤。 【解析】（1）由题意可知，发电机的功率P＝5×104kW，年发电量W＝9000万度＝9×107kW•h＝3.24×1014J，由P＝可得，该风电场年发电时间：t＝＝＝1.8×103h； （2）由η＝×100%可得，煤完全燃烧释放的热量：Q放＝＝＝8.1×1014J， 由Q放＝mq可得，需要煤的质量： m＝＝＝2.7×107kg＝2.7×104t。 5．（2022•恩施州）如图所示是一款爬绳机器人，它能沿绳子负载爬升，其主要技术参数如下表所示，电池的充电电压和工作电压一致。求：（g取10N/kg，电池容量20Ah相当于在额定电压下，用1A的放电电流工作可连续供电20h） 技术参数 载重 120kg 配绳 20m 爬绳速度 12m/min 自重 10kg 额定电压 36V 电池容量 20Ah 电池 动力锂电池 （1）动力锂电池可提供的总电能； （2）机器人满载匀速爬升的功率； （3）上述爬升12m的过程中，机器人消耗电能的80%用于爬升做功，则实际工作的电流多大？（结果保留到整数位） 【解析】（1）动力锂电池可提供的总电能：E＝UIt＝36V×1A×20×3600s＝2.592×106J； （2）机器人满载时的总重力：G总＝m总g＝（120kg+10kg）×10N/kg＝1300N； 爬绳的速度：v＝12m/min＝0.2m/s， 机器人满载匀速爬升的功率：P＝＝＝G总v＝1300N×0.2m/s＝260W； （3）爬升12m的过程中所做的功：W＝G总h＝1300N×12m＝15600J； 根据η＝可知，机器人消耗的电能W电＝＝＝19500J； 由W＝UIt可知，实际工作的电流：I实＝＝≈9A。 考点2 实际电功率 6．（2022•襄阳）如图所示，两只灯泡L1和L2上分别标有“8V 4W”和“4V 1W”字样，将它们串联后接在电压可在4～8V之间调节的电源上，闭合开关S，假设两灯的灯丝电阻不随温度变化，则下列说法正确的是（　　） A．通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流 B．在调节电源电压的过程中，灯L1始终比灯L2亮 C．在调节电源电压的过程中，两灯的功率变化量相同 D．当电源电压调节到8V时，两灯都不能正常发光 【答案】C 【解析】由P＝可得，两灯泡的电阻分别为： R1＝＝＝16Ω，R2＝＝＝16Ω； A、两灯泡串联，通过灯L1的电流等于通过灯L2的电流，故A错误； B、在调节电源电压的过程中，由P＝I2R可知，两灯泡的实际功率相等，两灯泡一样亮，故B错误； C、两灯泡串联，在调节电源电压的过程中，通过两灯泡的电流变化相同，两灯泡电阻相同，由P＝I2R可知，灯泡功率的变化相同，故C正确； D、当电源电压调节到8V时，两灯泡的电阻相同，分得的电压相同，所以两灯泡分得的电压都为4V，所以灯泡L1不能正常发光，灯泡L2正常发光，故D错误。 故选：C。 7．（2022•襄阳）如图所示电路，电源电压恒为15V，R1＝6Ω，R3＝3Ω，R2是规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器。闭合开关S，在保证电路安全的情况下，滑片P在a、b间滑动（a、b都不是端点），滑动变阻器消耗的功率为P2，电阻R1消耗的功率为P1，则P2﹣P1最大值为 　 　W。 【答案】3.75 【解析】由图可知，三个电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，滑动变阻器消耗的功率等于电路总功率与定值电阻消耗的功率之差， 即P2＝UI﹣I2（R1+R3）＝15V×I﹣I2×（6Ω+3Ω）， 电阻R1消耗的功率为P1＝I2R1＝I2×6Ω， 则P2﹣P1＝15V×I﹣I2×（6Ω+3Ω）﹣I2×6Ω＝15V×I﹣I2×15Ω， 根据抛物线的性质可知当I＝＝＝0.5A＜1A时，P2﹣P1有最大值， 最大值为P2﹣P1＝＝＝3.75W。 8．（2023•仙桃、潜江、天门、江汉石油）小明家的浴霸有“220V 440W”的取暖灯共4盏，求： （1）每盏取暖灯正常工作时的电阻； （2）4盏取暖灯同时正常工作时的总电流。 【解析】（1）由P＝UI可得，一盏灯正常工作时，通过灯的电流： ， 由可得，灯正常工作时的电阻为： ， （2）由于4盏灯是并联，根据并联电路中电流的规律，4盏灯均正常工作时，总电流为： I总＝4I额＝4×2A＝8A。 考点3 伏安法测量小灯泡的电功率 9．（2024•湖北中考）某小组想测量标有“2.5V 0.3A”的小灯泡在不同工作状态下的电阻，设计了如图甲所示实验电路，电源电压不变。 （1）请用笔画线表示导线将图甲中实物电路连接完整。 （2）移动滑动变阻器的滑片至最 　 　端后闭合开关，使电路中的电流在开始测量时最小。向另一端移动滑片，观察到小灯泡在电压达到0.42V时开始发光，此时电流表示数如图乙，读数为 　 　A。 （3）根据实验数据绘制U﹣I图像如图丙，小灯泡未发光时电阻可能为 　 　。 A.0Ω B.3.1Ω C.3.5Ω D.8.3Ω （4）随着电流增大，滑动变阻器两端的电压 　 　，小灯泡的电阻 　 　，整个电路中的电阻 　 　。（填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】（1）；（2）左：0.12（3）B（4）减小；增大；减小。 【解析】（1）滑动变阻器按采用一上一下方式接入电路中； （2）在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处，即最左端；由图乙可知，该电流表所选量程为0～0.6A，分度值为0.02A，故读数为0.12A； （3）由图丙可知，当电压表示数为U1＝0.3V时，电流表示数为I1＝0.1A，此时灯泡的电阻RL1＝＝＝3Ω；当电压表示数为U2＝1V时，电流表示数为I2＝0.2A，此时灯泡的电阻RL2＝＝＝5Ω；由此可知，小灯泡的电阻随着电压（或电流）的升高而变大；小灯泡开始发光时的电阻RL＝＝＝3.5Ω，所以小灯泡未发光时电阻小于3.5Ω，故选B； （4）由欧姆定律可知，电压不变，电路中的电流增大，是因为电路中的电阻减小；当电流增大时，小灯泡的电压也会增大，则小灯泡的电阻会随着增大，根据串联电路电压关系可知，滑动变阻器两端的电压会减小。 10．（2023•襄阳）根据你学过的电学知识将下列实验补充完整。 （1）在按电路图连接实物电路时，开关应该处于 　 　状态；某次实验时电流表示数如图甲为 　A； （2）把图乙中实物图用笔画线代替导线补接完整，要求滑动变阻器向右滑时电路中的电阻变小； （3）将图乙电路中的电阻R换成一个额定电压为2.5V的小灯泡，为了测量小灯泡的额定功率，调节滑动变阻器时，眼睛应该注意观察 　 　；（选填一个物理器材名称） （4）将电路图中的电阻R换成一个额定电压为2.5V的小灯泡，闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表示数为0，电压表示数为3.0V，你认为产生该现象的原因是 　 　发生了开路（若故障只发生在小灯泡或滑动变阻器上）； （5）小俊利用电流表、电压表，几节干电池、3个定值电阻（阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω）、1个阻值为25Ω的滑动变阻器、开关和若干导线，又做了下面的实验： ①按乙图所示连接电路，当电源为4.5V时，选了一个定值电阻接入电路，移动滑片至电压表示数为3.0V； ②保持滑片不动，改变电源电压为6.0V，换接入另一个定值电阻，发现电压表示数没变。 则①时选接上的那个定值电阻阻值为 　 　Ω。 【答案】（1）断开；0.2；（2）见解答图；（3）电压表；（4）小灯泡；（5）20 【解析】（1）为保护电路，在按电路图连接实物电路时，开关应该处于断开状态； 由图甲可知，电流表选择0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A； （2）滑动变阻器向右滑时电路中的电阻变小，则B接线柱与开关连接，如图所示： （3）将图乙电路中的电阻R换成一个额定电压为2.5V的小灯泡，为完成实验，应调节滑动变阻器是小灯泡两端电压等于额定电压，故眼睛应该注意观察电压表，使电压表示数等于2.5V； （4）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的小灯泡开路了； （5）按乙图所示连接电路，当电源为4.5V时，选了一个定值电阻接入电路，移动滑片至电压表示数为3.0V，则：＝＝， 即：＝，得R滑＝R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①； 保持滑片不动，改变电源电压为6.0V，换接入另一个定值电阻，发现电压表示数没变， 则：＝＝， 即：＝，得R滑＝R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②； 由①②得：R1＝2R2， 3个定值电阻阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω，则R1＝20Ω。 11．（2023•荆州）课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。 （1）为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用 　 　（选填字母）； A.“10Ω，0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω，2A”的滑动变阻器 C.“5Ω，1A”的滑动变阻器 （2）电路连接完成后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 　 　； （3）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 　 　端移动（选填“左”或“右”）； （4）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W； （5）实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下： ①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R′的滑片，使小灯泡正常发光； ②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为8V； ③再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表的示数为14V； ④小灯泡的额定功率P额＝　 　W。 【答案】（1）B；（2）小灯泡断路；（3）左；（4）0.5；（5）1.8。 【解析】（1）已知小灯泡额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为12Ω，则小灯泡正常发光时的电流约为：I'＝＝≈0.21A； 根据串联电路电压规律结合欧姆定律可知，此时滑动变阻器接入电路的阻值为： R滑＝＝＝16.7Ω＞10Ω，所以滑动变阻器应选用“20Ω，2A”，即B； （2）电路连接完成后，闭合开关，发现电流表无示数，小灯泡不亮，说明电路可能断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即出现该故障的原因是小灯泡断路； （3）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，为了测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑动变阻器的滑片向左端移动； （4）由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.2A，则小灯泡额定功率为： PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W； （5）实验步骤：①开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片左边的电阻与灯泡串联，电压表测滑动变阻器的电压，要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压为6V，根据串联电路电压的规律可得：U滑＝U﹣U额＝18V﹣6V＝12V，所以，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为12V，则灯泡正常发光； ②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，电压表测量滑动变阻器滑片左边电阻两端的电压，此时电压表示数为U左＝8V； 由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测出定值电阻R两端的电压，所以需要测出滑动变阻器两端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压，即U′＝14V；③在步骤②中，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，根据串联电路电压的规律可得，R的电压为：UR＝U﹣U′＝18V﹣14V＝4V，由分压原理可得：＝， 所以滑动变阻器滑片左边电阻的阻值：R左＝•R＝×20Ω＝40Ω； 故在步骤①中，灯的额定电流为：I额＝＝＝0.3A， 则小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝6V×0.3A＝1.8W。 12．（2022•随州）某实验小组测额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。 （1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：根据小灯泡额定电压选择量程）。 （2）正确连接好电路，闭合开关，电流表的指针看不出偏转，而电压表的指针有明显的偏转，则电路故障可能是 　 　（选填“电流表”、“小灯泡”或“滑动变阻器”）断路引起的。 （3）排除故障后，按正确步骤进行实验，该小组利用记录下的实验数据，绘制出了小灯泡两端电压U和通过它的电流I的关系图象如图乙，由图象可知，小灯泡的额定功率为 　 　W。 （4）该小组的同学根据所测数据计算出小灯泡的电阻不是一个定值，通过查阅资料得知，灯丝的电阻随温度的升高而增大，随温度的降低而减小。试判断当灯丝的温度为0℃时，灯丝的电阻 　 　0（选填“等于”或“不等于”）。 【答案】（1）；（2）小灯泡；（3）1.25；（4）不等于。 【解析】（1）电压表和小灯泡并联接入电路，电压表测小灯泡两端的电压。如图所示； （2）电流表无示数，说明电路断路或电流表被短路，电压表有示数，说明可能是小灯泡断路； （3）由图乙可以看出，当电压为2.5V时，电流为0.5A，小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W； （4）灯丝的温度为0℃时，小灯泡仍然有电阻，只是阻值相对正常发光时的阻值偏小。 13．（2022•武汉）某同学用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是3.8V。 （1）图甲中有一根导线接错了，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线。 （2）正确连接电路后，小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电流是 　 　A，小灯泡的额定功率是 　 　W。 （3）测出小灯泡额定功率后，该同学接着移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为0.32A时，电压表的示数不可能是 　 　（填标号）。 A.3.9V B.4.0V C.4.1V 【答案】（1）（2）0.3；1.14；（3）AB。 【解析】（1）由图甲知，灯泡并联在滑动变阻器和电流表两端，电压表串联入电路了，为使电路连接正确，应将灯泡与滑动变阻器连接的导线改接电压表的“15”接线柱即可，如答图所示： （2）由图乙知，电流表使用小量程，分度值0.02A，灯泡正常发光时的电流为0.3A， 灯泡的额定功率P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W； （3）由欧姆定律可得，灯泡正常发光时的电阻：R＝＝≈12.7Ω， 假设灯泡电阻不变，当电流表的示数为0.32A时，灯泡两端电压（电压表示数）：U′＝I′R＝0.32A×12.7Ω＝4.064V，当灯泡两端电压大于额定电压时，通过的电流大于0.3A，灯泡的实际功率变大，温度升高，电阻变大，那么灯泡两端电压应大于4.064V，故AB不可能，C可能。 14．（2022•十堰）如图是小明测量小灯泡电功率的电路，小灯泡额定电压为2.5V，电阻为10Ω左右。 （1）用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。 （2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮。电流表指针几乎不动，电压表示数接近3V且保持不变。为排除故障，小明检查了开关并拧紧两端接线柱，小芳则将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障，　 　（选填“小明”或“小芳”）排除故障的操作是正确的。 （3）排除故障后重新闭合开关，改变滑片位置，他们根据测量数据画出了通过灯丝电流与其两端电压关系的图象如图乙。根据图象可得小灯泡的额定功率为 　 　W。研究发现，通过灯丝的电流与其两端电压不成正比，原因是：　 　。 （4）在测量小灯泡电功率拓展实验过程中，电流表坏了，他们找来一只阻值合适的定值电阻R0，设计了如图丙电路图，操作步骤如下： ①断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额； ②　 　，断开S2，闭合S1，记下此时电压表示数为U； 则小灯泡额定功率表达式P额＝　 　（用U额、U和R0表示）。 【答案】（1）如图所示；（2）小芳；（3）0.625；小灯泡的阻值和温度有关；（4）保持滑动变阻器的滑片位置不变； 【解析】（1）小灯泡额定电压为2.5V，电阻为10Ω左右。故小灯泡的额定电流大约为0.25A，电流表量程选0～0.6A，电流表和小灯泡串联接入电路，如图所示； ； （2）电流表指针几乎不动说明电路中存在断路，电压表示数接近3V说明可能是小灯泡断路，所以小芳的排除故障操作是正确的； （3）小灯泡额定电压为2.5V，由乙图可知电流为0.25A，小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W； 小灯泡的电阻随着温度的变化而变化，所以不是一定值，通过灯丝的电流与其两端电压不成正比； （4）利用电压表和一定值电阻测量小灯泡功率，先用电压表测量小灯泡的电压U额，然后测量小灯泡和电阻电阻的电压U，此过程中要保持滑动变阻器的滑片位置不变，则定值电阻两端的电压U0＝U﹣U额，通过电阻的电流I0＝；小灯泡额定功率表达式P额＝U额I0＝。 15．（2022•襄阳）请你完成以下“测量额定电压为2.5V小灯泡电功率”实验的任务。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 （2）小强同学连接好电路后，闭合开关时发现灯泡特别亮，这表明他在闭合开关前没有把滑动变阻器 　 　； （3）闭合开关，移动滑片P到电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙，则小灯泡的额定功率为 　W； （4）上述实验过程中，当电压表、电流表的示数逐渐变大时，小灯泡的电阻也逐渐变大，滑动变阻器接入电路的电阻逐渐变小，则小灯泡电阻的变化量ΔRL　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）滑动变阻器电阻的变化量ΔR； （5）利用图甲所示电路，依据 　 　（原理）也可测出小灯泡正常工作时的电阻。如果考虑电表的电阻，此时电流表测量值比通过灯泡电流真实值 　 　（选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1）见解答图；（2）滑片调到最大阻值处；（3）0.5；（4）小于；（5）R＝；偏大 【解析】（1）小灯泡额定电压为2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端，如下图所示： （2）小强同学连接好电路后，闭合开关时发现灯泡特别亮，说明电路中电流较大，总电阻较小，原因是在闭合开关前没有把滑动变阻器滑片调到最大阻值处； （3）闭合开关，移动滑片P到电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.2A，小灯泡的额定功率为： P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W； （4）实验过程中随滑动变阻器阻值减小，小灯泡逐渐变亮，此时灯泡两端电压增大，通过灯的电流也增大，电源电压不变，由R＝知，电路的总电阻变小，由P＝UI知，灯泡的实际功率增大，灯丝的温度升高，小灯泡阻值随温度的升高而变大，由电阻的串联规律可知：小灯泡阻值增大的值ΔRL小于滑动变阻器电阻的变化量ΔR； （5）由图甲可知，电压表测灯泡两端的电压，电流表测通过灯泡的电流，根据R＝求出小灯泡正常工作时的电阻，故依据R＝（原理）也可测出小灯泡正常工作时的电阻； 如图甲，电流表实际测量的是小灯泡与电压表电流之和，故电流表测量值比通过灯泡电流真实值偏大。 16．（2022•荆州）某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V。 （1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，小灯泡不发光，原因是：　 　。 （2）三次实验记录如下表，在完成第1次实验后，要测量小灯泡的额定功率，则需将滑动变阻器的滑片向 　 　（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W。 实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡亮暗情况 1 1.4 0.20 0.28 较暗 2 2.5 正常发光 3 2.8 0.30 0.84 很亮 （3）实验小组根据三次实验数据分别算出对应的阻值，取三次阻值的平均值作为小灯泡的电阻值，他们的做法是 　 　（选填“正确”或“错误”）的，理由是：　 　。 （4）另一组的同学设计了如图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变，小灯泡的额定电压为U额，R1和R2为滑动变阻器，R1的最大阻值为R0，实验步骤如下： ①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额； ②闭合开关S、S2，断开开关S1，保持R1的阻值不变，调节R2的阻值，使电压表的示数为U额； ③保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2，则小灯泡的额定功率P额＝　 　。（用U额、U1、U2、R0表示） 【答案】（1）滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小；（2）B；0.7；（3）错误；由于不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义；（4） 【解析】（1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，其原因是滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小； （2）灯在额定电压下正常发光，由表中数据可知第1次实验中，灯泡两端的电压为1.4V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V； 图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.28A，则小灯泡的额定功率是：P额＝U额I额＝2.5V×0.28A＝0.7W； （3）由于不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义，故他们的做法是错误的； （4）①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额，此时灯泡正常发光； ②闭合开关S、S2，断开开关S1，保持R1的阻值不变，调节R2的阻值，使电压表的示数为U额，由于R1的阻值不变，当R2两端的电压等于灯泡正常发光时的电压U额时，根据等效替代法可知，R2连入电路中的电阻大小等于小灯泡灯正常发光时的电阻RL的大小； ③保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2， 在③中，将R1的滑片P调至最右端，R1连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U2即为电源电压，再将R1的滑片P调至最左端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U1，即为R2的电压，根据串联电路的规律和欧姆定律有：＝，解得：R2＝， 因此灯泡的电阻：RL＝R2＝， 小灯泡额定功率的表达式为：P额＝＝＝＝。 考点4 电功率与欧姆定律结合的综合 17．（2023•襄阳）将四个定值电阻a、b、c、d分别接入不同电路中，测出各电阻两端的电压U和通过的电流I，把测得的数据描点在坐标系中如图所示。根据图中信息判断，下列说法正确的是（　　） A．b的阻值大于a的阻值 B．b的电功率大于a的电功率 C．通过c的电流最小 D．两端电压最大的是d 【答案】B 【解析】A、由I＝的变形式R＝可知，电阻大小为图像纵、横坐标之比，由图像可知，各电阻的大小关系为：Ra＞Rb＝Rd＞Rc，故A错误； B、由P＝UI可知，电功率的大小为图像纵横坐标之积，相当于以纵、横坐标为边的矩形面积，由图像可知，各电阻的电功率大小关系为：Pb＞Pa＝Pc＞Pd，故B正确； C、根据图示可知，通过C的电流是最大的，故C错误； D、根据图示可知，两端电压最大的是a和b，故D错误。 故选：B。 18．（2023•荆州）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．a曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像 B．电源电压为8V C．灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路的阻值为40Ω D．灯泡的额定功率为3.5W 【答案】D 【解析】由图甲可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V2测灯泡两端的电压，V1测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流； A、由图甲可知，滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律可知此时电路中的电流变大，由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器两端的电压也变小，即电压表V1的示数，随着电流表示数的增大而减小，结合图乙可知，b曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像，则a曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像，故A错误； B、由图乙可知电路中的电流为0.2A时，V1的示数为8V，V2的示数为1V，由串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U滑+UL小＝8V+1V＝9V，故B错误； C、灯泡正常发光时电路中的电流最大，由图乙可知此时电路中的电流为0.5A，此时滑动变阻器两端的电压为2V，由欧姆定律可知，此时滑动变阻器连入电路的阻值：R滑小＝＝＝4Ω，故C错误； D、由串联电路的电压特点可知，灯泡正常发光时的电压：UL＝U﹣U滑小＝9V﹣2V＝7V， 则灯泡的额定功率：P额＝PL＝ULIL＝7V×0.5A＝3.5W，故D正确。 故选：D。 19．（2023•武汉）在学校举行的劳动技术成果汇报展示活动中，小强同学展示了一辆自己组装的玩具车，它具有“原地灯光秀”“调速前进”和“定速后退”三种工作模式。通过控制开关S1、S2和滑动变阻器R1来改变灯L的亮度，实现“原地灯光秀”：通过改变直流电动机的转动方向及转速，实现“调速前进”或“定速后退”，如图所示。已知电源电压不变，标有“0.6A”灯L的电阻不变且RL＝10Ω，定值电阻R2＝5Ω。当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时，电流表A的最大示数为0.4A。关于下列结论： ①电源电压为9V ②玩具车“调速前进”时，电流表A的最大示数小于0.6A ③玩具车“定速后退”时，电路消耗的总功率小于2.4W ④S闭合，S1接1，S2接2时，玩具车处于“原地灯光秀”模式 其中正确的是（　　） A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 【答案】D 【解析】根据题意，通过控制开关S1、S2和滑动变阻器R1来改变灯L的亮度，实现“原地灯光秀”，此时直流电动机不连入电路，因此S闭合，S1接1，S2接1时，玩具车处于“原地灯光秀”模式，故④错误；当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时，电流表A的最大示数为0.4A，电源电压不变，根据I＝可知，电路中总电阻最小时电流最大，因此此时滑动变阻器R1连入电路的电阻为零，电路为灯L与R2的串联电路，电源电压为：U＝I（RL+R2）＝0.4A×（10Ω+5Ω）＝6V；故①错误； 根据题意，通过改变直流电动机的转动方向及转速，实现“调速前进”或“定速后退”，说明玩具车前进时需要用滑动变阻器R1来实现“调速”，但后退时电路中没有滑动变阻器R1，以实现“定速”，因此S闭合，S1接1，S2接2时，玩具车处于“调速前进”模式；S闭合，S1接2，S2接1时，玩具车处于“定速后退”模式；玩具车“调速前进”时，电源电压不变，根据I＝可知，电路中总电阻最小时电流最大，因此此时滑动变阻器R1连入电路的电阻为零，电路为灯L与直流电动机的串联电路，此时电路电流为I′＝＝，因为RM不为零，因此电路电流I′小于0.6A，电流表A的最大示数小于0.6A，故②正确； 玩具车“定速后退”时，电路消耗的总功率为：P＝＝＝＝； 因为RM不为零，电路为灯L与直流电动机、定值电阻R2的串联电路，因此电路消耗的总功率小于2.4W，故③正确。 故选：D。 20．（2022•荆门）R1和R2是两个定值电阻，分别按图甲和图乙两种方式连接在两个相同的电源上，闭合开关，图甲中U1：U2＝3：1，则下列结论正确的是（　　） A．两个电阻的阻值之比R1：R2＝1：3 B．图乙中I1：I2＝3：1 C．图甲中R1 和R2 的电功率之比为9：1 D．图乙中R1 和R2 的电功率之比为1：3 【答案】D 【解析】A、由图甲可知，R1与R2串联，由于串联电路中电流处处相等，根据I＝可得， ＝＝＝，故A错误； B、由图乙可知，R1与R2并联，由于并联电路各支路两端的电压相等， 则通过R1与R2的电流之比：＝＝＝，故B错误； C、图甲中，电功率之比为：P1：P2＝U1I：U2I＝U1：U2＝3：1，故C错误； D、图乙中，电功率之比为：P1′：P2′＝UI1：UI2＝I1：I2＝1：3，故D正确。 故选：D。 21．（2022•仙桃、潜江、天门、江汉石油）如图所示，将定值电阻R1、R2按甲、乙两图接在电压不同的电路中，已知两图中R1两端的电压相等，乙图中流过R1、R2的电流之比为2：1。下列说法中正确的是（　　） A．两电阻的阻值之比为R1：R2＝2：1 B．两图中电源的电压之比为U1：U2＝3：2 C．两图中流过R2的电流之比为I2甲：I2乙＝3：2 D．两图电路消耗的总功率之比为P甲：P乙＝2：1 【答案】D 【解析】由图甲可知，R1、R2串联，由图乙可知，R1、R2并联，设两图中R1两端的电压为U； A、乙图中流过R1、R2的电流之比为2：1，由并联电路的电压特点和欧姆定律可知，两电阻的阻值之比：＝＝＝，即R2＝2R1，故A错误； B、甲图中由串联电路的分压原理可知，R1、R2两端的电压电压之比：＝＝，即U2甲＝2U1甲＝2U，由串联电路的电压特点可知，甲图中的电源电压：U1＝U1甲+U2甲＝U+2U＝3U， 由并联电路的电压特点可知，图乙中的电源电压：U2＝U1乙＝U， 因此两图中电源的电压之比：＝＝，故B错误； C、甲图中流过R2的电流：I2甲＝＝＝，乙图中流过R2的电流：I2乙＝＝， 则两图中流过R2的电流之比：＝＝，故C错误； D、由串联电路的电流特点可知，甲图中电路的电流：I甲＝I2甲＝，乙图中流过R1的电流：I1乙＝＝，由并联电路的电流特点可知，乙图中干路的电流：I乙＝I2乙+I1乙＝+＝， 由P＝UI可知，两图电路消耗的总功率之比：＝＝＝，故D正确。 故选：D。 22．（2022•武汉）如图所示为导体甲的电流随电压变化的图象，定值电阻乙的阻值为5Ω。下列说法错误的是（　　） A．甲与乙串联在电源电压为2V的电路中，电路中的电流是0.20A B．甲与乙串联在电源电压为1V的电路中，甲的功率是0.2W C．甲与乙并联在电源电压为2V的电路中，干路中的电流是0.65A D．甲与乙并联在电源电压为1V的电路中，电路的功率是0.4W 【答案】B 【解析】A、甲与乙串联在电源电压为2V的电路中，由图可知，甲的电流为0.2A时，电压为1V，根据串联电路的电压特点，乙的电压，U乙＝2V﹣1V＝1V，乙的电流：I乙＝＝＝0.2A，符合题意，故A正确； B、由图可知，当甲两端的电压为1V时，甲的功率：P甲＝UI＝1V×0.2A＝0.2W，甲与乙串联在电源电压为1V的电路中，根据串联分压可知，甲的电压小于1V，即甲的电功率小于0.2W，故B错误； C、甲与乙并联在电源电压为2V的电路中，由欧姆定律可得干路中的电流：I干＝I甲+I乙′＝0.25A+＝0.65A，故C正确； D、甲与乙并联在电源电压为1V的电路中，电路的功率：P总＝P甲+P乙＝0.2W+＝0.4W，故D正确。 故选：B。 23．（2022•荆州）如图所示的电路中，电源电压恒定为4.5V，灯泡L上标有“2.5V 1.25W”字样（灯丝电阻不变），定值电阻R1阻值为15Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣3V，求： （1）小灯泡L的电阻； （2）闭合开关S、断开开关S1、S2，电流表示数为0.3A，此时滑动变阻器R2连入电路的阻值； （3）闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器的滑片滑至最右端，通电1min定值电阻R1产生的热量； （4）闭合开关S、S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器R2的最大功率。 【解析】（1）由P＝UI＝可知，小灯泡L的电阻：RL＝＝＝5Ω； （2）闭合开关S、断开开关S1、S2，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R总＝＝＝15Ω， 由串联电路的电阻特点可知，此时滑动变阻器R2连入电路的阻值： R2＝R总﹣RL＝15Ω﹣5Ω＝10Ω； （3）闭合开关S、S1、S2，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表测干路电流， 由并联电路的电压特点可知，定值电阻R1两端的电压：U1＝U＝4.5V， 则通电1min定值电阻R1产生的热量：W1＝t＝×60s＝81J； （4）通过定值电阻R1的电流：I1＝＝＝0.3A， 因为电流表的量程为0～0.6A，所以干路中的最大电流：I大＝0.6A， 由并联电路的电流特点可知，滑动变阻器允许通过的最大电流： I2大＝I大﹣I1＝0.6A﹣0.3A＝0.3A＜1A，故滑动变阻器能安全工作， 由并联电路的电压特点可知，滑动变阻器R2两端的电压：U2＝U＝4.5V， 则滑动变阻器R2的最大功率： P2＝U2I2大＝4.5V×0.3A＝1.35W。 考点5 焦耳定律及其计算 24．（2022•宜昌）小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。 （1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，　 　，电阻产生的热量越多”的结论。 （2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是 　 　。 A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮 B.接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热 C.电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热 （3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线把电路连接完整。 闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是 　 　，请你提出改进办法：　 　。 【答案】（1）电流越大；（2）C；（3）见解析；电路中电流太小或电源电压太低；将100Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝或增大电源电压 【解析】（1）如图甲的装置中，右边两个5Ω的电阻并联后再与左边5Ω的电阻串联；根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点可知I右＝I内+I外，比较可知I左＞I内；两瓶中的电阻值相等（均为5Ω），通电时间相等，电流不同，故探究的是电流产生的热量跟电流的关系；在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多，故通电一段时间左瓶内的电阻丝产生的热量多； （2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，需要控制电流、通电时间相同，导体的电阻不同； A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮，根据I＝可知，此时两个灯泡的电流是不同的，故A错误； B.接线板上接入的用电器越多，导线中的电流越大，没有控制电流相同，故B错误； C.电熨斗工作时发热明显，此时电熨斗的电流、通电时间相同，电阻不同，符合控制变量法，故C正确； （3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，电阻的大小不同，需要控制电流、通电时间相同，所以两个电阻应串联接入电路中，如图所示： 较长时间后两个U形管的高度差均不明显，这说明导体产生的热量较少，其原因可能是电路中的电流太小或者是电源电压太低；为了使实验现象更明显，可以减小电阻的阻值或者增大电源电压。 25．（2022•恩施州）某饮水机上标有“220V 制热550W”的字样，发热部件正常工作时的功率为 　 　W。饮水机加热一段时间，插座线会变热，这是电流通过导体时产生的 　 　效应。 【答案】550；热 【解析】饮水机上标有“220V 制热550W”的字样，其中“550W”表示饮水机正常工作时的功率是550W； 电流通过导体时，会将电能转化为内能，产生热量，故是利用了电流的热效应。 26．（2022•鄂州）小雨家使用电饭煲煮饭，电饭煲是利用电流的 　 　效应来工作的，使用时，应将电饭煲的插头插入 　 　（选填“两孔”或“三孔”）插座。若他家的电饭煲的电功率是1000W，工作30min将饭煮熟，则煮饭所消耗的电能为 　 　kW•h；若这些能量的42%被水吸收，则可将 　 　kg的水从20℃烧开（1标准大气压下）。 【答案】热；三孔；0.5；2.25 【解析】电饭煲主要是利用了电流的热效应进行工作的；安全起见，功率大的电器都要用三孔插座 由P＝得，电饭煲工作30min消耗的电能：W＝Pt＝1000W×30×60s＝1.8×106J＝0.5kW•h； 由η＝×100%可知，水吸收的热量：Q吸＝ηW＝42%×1.8×106J＝7.56×105J， 因1标准大气压下水的沸点为100℃，且水沸腾后温度不在升高， 所以，能使水温升高的温度：Δt＝t﹣t0＝100℃﹣20℃＝80℃， 由Q吸＝cmΔt可得，水的质量：m＝＝＝2.25kg， 由Δt＝t﹣t0可得，此时水升高的温度：Δt＝t﹣t0＝100℃﹣20℃＝80℃。 27．（2022•襄阳）在如图所示电路中，电源电压不变，R1＝10Ω，R2＝5Ω。 （1）当只闭合开关S2，断开S1、S3时，电流表的示数为0.4A，求电源电压； （2）当闭合开关S1、S3，断开S2时，求通电10s内电阻R1产生的热量。 【答案】（1）电源电压为6V；（2）通电10s内电阻R1产生的热量为36J。 【解析】（1）已知R1＝10Ω，R2＝5Ω，当只闭合开关S2，断开S1、S3时，R1和R2串联， R总＝R1+R2＝10Ω+5Ω＝15Ω； 当电流表的示数为0.4A，电源电压为： U＝IR总＝0.4A×15Ω＝6V。 （2）当闭合开关S1、S3，断开S2时，R1和R2并联，因为U＝6V，R1＝10Ω，那么通过R1的电流： I1＝＝＝0.6A； 通电10s内电阻R1产生的热量： Q＝I12Rt＝（0.6A）2×10Ω×10s＝36J。 考点6 电功率的综合计算题 28．（2023•襄阳）L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图甲所示。图乙中R是“30Ω 1A”的滑动变阻器。 （1）L1正常发光时的电阻值； （2）求把L1、L2并联在6V电源下，电路中消耗的总电功率； （3）按图乙所示把L1、L2连接在另一恒定电源上，在不损坏电路元件的情况下进行如下操作：当滑片P移至某一位置时，使其中一盏灯正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1；当滑片P移至另一点时，电压表示数变化了4V，此时滑动变阻器消耗的功率为P2，且P1：P2＝8：9。求变阻器阻值变化范围。 【答案】（1）L1正常发光时的电阻值6Ω； （2）求把L1、L2并联在6V电源下，电路中消耗的总电功率10.8W； （3）变阻器阻值变化范围是10Ω～20Ω。 【解析】（1）L1正常发光时的电压U1＝6V，I1＝1.0A；由I＝可得，此时L1正常发光时的阻值：R1＝＝＝6Ω； （2）当把L1、L2并联在6V电源下，两个灯的电压都是6V，电流分别为：I1＝1.0A；I2＝0.8A； 干路中电流为I＝I1+I2＝1.0A+0.8A＝1.8A‘’ 电路中消耗的总电功率P＝UI＝6V×1.8A＝10.8W。 （3）按图乙所示把L1、L2连接在另一恒定电源上，由电路图知三个用电器串联，电压表测量L1、L2两端的电压，在不损坏电路元件的情况下进行如下操作：当滑片P移至某一位置时，使其中一盏灯正常发光，根据串联电路中的电流处处相等，最大电流为0.8A，则两个灯泡的电压分别为3V和6V，此时电压表的示数为U'＝3V+6V＝9V； 滑动变阻器的电压为U源﹣9V，此时滑动变阻器消耗的功率为P1＝（U源﹣9V）×0.8A； 当滑片P移至另一点时，电压表示数变化了4V，因为保证电路安全，只能是电压表示数减小了4V，是5V，此时两个灯泡电流相同，电压之和为5V，根据图像知，此时I＝0.6A；此时滑动变阻器消耗的功率为P2＝（U源﹣5V）×0.6A； 根据P1：P2＝8：9，有[（U源﹣9V）×0.8A]：[（U源﹣5V）×0.6A]＝8：9；解得U源＝17V； 则第一次变阻器阻值R小＝＝＝10Ω； 则第二次变阻器阻值R大＝＝＝20Ω； 则变阻器阻值变化范围是10Ω～20Ω。 29．（2022•荆门）周末，小东跟妈妈一起到超市购物，发现称量物品的电子秤（如图甲所示）与所学的物理知识有关，回家自己设计了一个简易的电子秤，电路如图乙所示。已知电源电压恒为6V，电流表的量程为0～0.6A，R0为定值电阻，Rt为压敏电阻，其阻值随所受压力大小变化的关系如图丙所示。将质量为0.2kg的托盘放在压敏电阻上（此时未放物品），闭合开关，电流表的示数为0.1A。 （1）求未放物品时，电路消耗的总功率； （2）为了能正常工作，电路的总电阻不能小于多少？ （3）求这个电子秤所能称量物品的最大质量。 【解析】（1）未放物品时，电流表的示数I＝0.1A， 由P＝UI可得，此时电路消耗的总功率：P＝UI＝6V×0.1A＝0.6W； （2）已知电流表的量程为0～0.6A， 由R＝可得，电路中电阻的最小总阻值：， 所以电路中的总电阻不能小于10Ω； （3）由图丙可知，当放上0.2kg的托盘时，压敏电阻的阻值R＝55Ω， 此时电路中的总电阻R＝， 则定值电阻R0＝R﹣R1＝60Ω﹣55Ω＝5Ω， 当电子秤测量的物体质量最大时，电路中的最小总电阻， 此时压敏电阻的阻值R1'＝Rmin﹣R0＝10Ω﹣5Ω＝5Ω， 由图丙可知，此时压敏电阻上受到的压力F＝52N， 托盘和物体的总质量： m总＝＝＝＝5.2kg， 所以该电子秤能称量的物体最大质量m大＝m总﹣m盘＝5.2kg﹣0.2kg＝5kg。 30．（2024•湖北中考）小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限流电阻，S为自动温控开关。将挂烫机接入电路，S在位置“1”，前端电热板被加热，电路中的电流为5.0A；当温度升到130℃时，S切换到位置“2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02A，当温度降到100℃时，S又回到位置“1”。 （1）求R1的阻值。 （2）求挂烫机待机状态的功率。 （3）熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图丙，求挂烫机0～150s消耗的电能。 （4）请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。 【解析】（1）当S在位置“1”时，R1接入电路，电路中的电流为5.0A， 由 可得，R1的阻值： ； （2）当S在位置“2”时，R2接入电路，挂烫机处于待机状态， 则挂烫机待机状态的功率：P待机＝UI2＝220V×0.02A＝4.4W； （3）挂烫机加热状态时的功率：P加热＝UI1＝220V×5A＝1100W； 挂烫机0～150s消耗的电能： W＝P加热t加热+P待机t待机＝1100W×（30s+70s）+4.4W×（20s+30s）＝110220J； （4）从使用安全或节能的角度，设计的提示语可以为： ①通电即加热，请注意防烫；②使用完请及时拔掉插头；③高温蒸汽，请勿对人；④切勿用手触碰电热板；⑤使用时请勿离人；⑥使用时请勿覆盖等。 31．（2023•随州）如图1是陈老师办公室电热水壶的照片，如图2是其内部电路的简化图。电路主要由并联的两个支路组成：一支路是由指示灯（2V 0.1W）和“限流电阻”串联而成；另一支路接有发热盘（发热电阻）。已知电源电压为220V，水的比热容为4.2×103J•（kg•℃）﹣1。 （1）判断“限流电阻”是“大电阻”还是“小电阻”（小于10Ω为“小电阻”，大于100Ω为“大电阻”）。直接写出你判断的结论无需证明无需说明理由。 　 　。 （2）用该电热水壶给壶内1kg、20℃的水加热，已知加热功率为1000W，加热时80%的热量被壶内的水吸收，求多长时间可以将水烧开（100℃）？ 【解析】（1）由图2可知，指示灯与限流电阻串联后再与发热盘并联； 根据并联电路的电压特点可知，指示灯和限流电阻两端的电压之和等于电源电压220V， 由P＝UI可知，通过指示灯的电流：IL＝＝＝0.05A， 根据串联电路的电流特点可知，通过限流电阻的电流：I限＝IL＝0.05A， 根据串联电路的电压特点可知，限流电阻两端的电压：U限＝U﹣UL＝220V﹣2V＝218V， 根据I＝可知，限流电阻的阻值：R限＝＝＝4360Ω＞100Ω，所以限流电阻是大电阻； （2）一个标准大气压下，水的沸点是100℃， 水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J•（kg•℃）﹣1×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J， 由η＝可知，发热盘消耗的电能：W＝＝＝4.2×105J， 由P＝可知，将水烧开需要的时间：t′＝＝＝420s。 32．（2023•黄冈）图甲是一款可调节功率的老式电热器简化电路图。电源电压为220V，定值电阻R1是加热部分，R2是最大阻值为176Ω的滑动变阻器。开关S接1时，电热器处于加热挡，通过调节R2接入电路的阻值来改变R1的加热功率，其最大加热功率为1100W。当电热器达到设定温度或加热到设定时间，开关S自动接2，电热器处于保温挡。 （1）求以最大功率工作时电路中电流大小； （2）如图乙，电能表上参数“R/（kW•h）”前面数值不清。让电热器以最大加热功率单独工作72s，与之相连的该电能表铝盘转过66圈。请求出该数值大小； （3）求电热器处于保温挡时，电路中电能的利用率。请从节能的角度对电热器提出改进建议。 【解析】（1）已知电源电压为220V，最大加热功率为1100W，则以最大功率工作时电路中电流为： I大＝＝＝5A； （2）电热器以最大加热功率单独工作72s所消耗的电能为： W＝Pt＝1100W×72s＝79200J＝0.022kW•h， 则电能表上的参数为： N＝＝＝3000R/kW•h； （3）R1的最大加热功率为1100W，根据P＝UI＝可知， R1＝＝＝44Ω； 电热器处于保温挡时，R2的最大阻值和R1串联在电路中，根据W＝I2Rt可知， 电路中电能的利用率为： η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝20%； 由此可知，电路中电能的利用率较低，R2消耗了大部分电能，为了节能，可以将R2的阻值减小。 33．（2023•恩施州）某实践小组用个最大阻值为10kΩ的直滑电位器、电压为24V的锂电池等元件，设计了一个电子秤，工作电路如图1所示，R0是个保护电阻，电压表连入0﹣15V量程。当开关接通，秤盘中未放物体时，表盘的示数为0；当放物体质量最大，滑片滑到最下端时，电表示数达到最大。求： （1）R0的阻值。 （2）电路所消耗的功率。 （3）小敏同学还分享了另一种设计，如图2所示，请对此作出评价。 （4）若用一个压敏电阻代替直滑电位器（电路符号为）其阻值随所受压力变化情况如下表所示。请自选合适的元件，按上述要求，设计一个工作电路图（只画电路部分）。 F/N 20 40 60 80 100 R/Ω 12 10 8 6 4 【解析】（1）当放物体质量最大，滑片滑到最下端时，电表示数达到最大，为15V，此时电路电流： I＝I0＝＝1.5×10﹣3A， 由串联电路电压的特点可知，R0两端的电压：U0＝U﹣U1＝24V﹣15V＝9V， 由欧姆定律可知，R0的阻值：R0＝＝6000Ω＝6kΩ； （2）电路所消耗的电功率：P＝UI＝24V×1.5×10﹣3A＝0.036W； （3）图1中，实践小组的设计电路中，直滑电阻始终接入了最大阻值，电路中的电流较小，根据欧姆定律公式分析可得电压表示数与所秤物体重力成正比，同时根据公式P＝UI可知，实践小组的这个电子秤使用时电功率很小；而小敏同学分享的图2这种设计，电路中的直滑电阻接入电路的阻值随所秤物体的质量不同而不同，质量越小电路中接入的电阻越小，电流越大，电路中的电功率越大，使用相同时间时更费电。 （4）由表格中数据可知，压敏电阻的阻值随压力的增大而减小，为了使压力变大时仪表示数变大，应将电压表并联在定值电阻两端，电路部分如下图所示： 。 ( 5 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$