1-电功率2020-2024五年中考物理真题锦集

2020-2024年中考物理真题知识点分类汇编之电功率 一．选择题（共11小题） 1．（2023•南通）某智能手机的锂电池上标有“3.7V，4200mA•h”字样，该手机搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7V不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能，需要充电40min，此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近（　　） A．节能灯 B．电风扇 C．电饭锅 D．电冰箱 2．（2022•新疆）某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（　　） A．2V B．3V C．4V D．5V 3．（2022•青岛）下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（　　） A．电风扇吹风 B．电灯发光 C．电饭锅煮饭 D．电解水制氧 4．（2020•淮安）如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（　　） A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．小英家上个月消耗的电能为1011kW•h C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多 5．（2024•眉山）如图所示电路，电源电压恒为10V，R2的最大阻值是20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，R1和R2允许通过的最大电流是1A。在保证所有元件安全情况下：闭合S、S1，断开S2，移动R1的滑片，电流表的示数变化范围是0.25～0.5A，电压表的最大示数是8V；若闭合S、S2，断开S1，移动R2的滑片，当R2的阻值最小是R'时，电压表示数是4V。下列结论中正确的是（　　） A．R'的阻值是8Ω B．灯泡的额定功率是2W C．滑动变阻器R1的最大阻值是40Ω D．两种情况电路电流的最小值与最大值之比是2：3 6．（2024•凉山州）如图甲所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，滑动变阻器R1的规格为“50Ω，0.5A”。闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P，测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图（如图乙所示）。在保证电路安全的情况下，下列计算结果中正确的是（　　） A．电源电压为12V B．R0的阻值为15Ω C．滑动变阻器的阻值变化范围是10Ω～50Ω D．滑动变阻器的最大功率为0.9W 7．（2023•济南）商场中，卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说：微波炉很省电，用一次花不了多少电费；顾客说：我觉得微波炉很费电，我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看，售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时（　　） A．消耗较少的电能，消耗较多的电能 B．电功率较小，电功率较大 C．电功率较小，消耗较多的电能 D．消耗较少的电能，电功率较大 8．（2022•桂林）灯泡L1、L2分别标有“220V 100W”、“220V 40W”的字样，将它们接入220V的电路中，则（　　） A．L1、L2并联时，L1比L2亮 B．L1、L2并联时，亮度相同 C．L1、L2串联时，L1比L2亮 D．L1、L2串联时，亮度相同 9．（2022•玉林）已知甲电阻是乙电阻的3倍，若分别对甲、乙两种导体通电，通过甲、乙两导体的电流之比为2：3，则甲、乙的功率之比为（　　） A．2：1 B．2：3 C．4：3 D．9：2 10．（2023•湘潭）取口香糖锡纸，剪成如图1所示形状，其中AB和CD段等长。戴好防护手套，将锡纸条（带锡的一面）两端连接电池正、负极，如图2所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是（　　） A．通过AB和CD段的电流不相等 B．正常情况下，AB段会先着火 C．AB和CD段的电压相等 D．AB和CD段的电阻相等 11．（2021•宜昌）甲、乙两电热丝电阻之比为2：3，通过的电流之比为3：1，则相同时间内产生的热量之比为（　　） A．2：1 B．6：1 C．1：2 D．1：6 二．填空题（共10小题） 12．（2024•苏州）电热水器是利用电流的 　 　效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为 　 　kW•h，现仅接通台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为 　 　J，其两端电压 　 　（高于/等于/低于）220V。 13．（2023•滨州）如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关，电流表A的示数为0.5A，A1的示数为0.3A，则电源电压为 　 　V，定值电阻R2在1min内消耗的电能为 　 　J。 14．（2024•河南）图甲为灯泡L的电流与电压关系的图象。将该灯泡接入图乙电路，电阻R阻值为10Ω，闭合开关S，电流表示数为0.2A，则电源电压为 　 　V，干路电流为 　 　A，此时灯泡L的电功率为 　 　W。 15．（2024•烟台）如图甲所示，电源电压恒定，R0为定值电阻。闭合开关，将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中，其电流I与电压U的关系图象如图乙所示，则电源电压为 　 　V，滑动变阻器R的最大阻值为 　 　Ω，电阻R0消耗的最大功率和最小功率之比为 　 　。 16．（2024•自贡）如图所示是一款有两个挡位的挂烫机的工作电路图，正常工作电压为220V，加热电阻R1＝44Ω，R2＝88Ω，只闭合开关S1时，挂烫机的功率是 　 　W。同时闭合开关S1、S2，挂烫机工作中1min消耗的总电能为 　 　。 17．（2022•衡阳）某商场有甲、乙两种容积相同的电热水壶，甲标有“220V 800W”的字样，乙标有“220V 1500W”的字样，若家庭电路的电压是220V，室内插座的额定电流是5A，用该插座给电热水壶供电，从安全用电的角度考虑，应选购 　 　（选填“甲”或“乙”）电热水壶，选择的理由是 　 　。 18．（2022•凉山州）把标有“6V 3W”的和“6V 6W”的两个灯泡串联接入电路中，在保证安全使用的情况下让其中一个灯泡正常发光，忽略温度对灯丝电阻的影响，则电源两端电压是 　 　V，此时两灯消耗的总功率为 　 　W。 19．（2024•河北）如表所示为某储水式电热水器的铭牌，它表明该热水器的额定电压为 　 　V。若该热水器正常工作3000s，可将一箱装有额定容量的水从25℃加热到50℃，则这个过程中水吸收的热量为 　 　J，热水器的效率为 　 　%（结果保留整数）。水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。 型号 额定电压 220V 额定容量 80L 额定频率 50Hz 额定最高温度 75℃ 额定功率 3000W 防水等级 IP×4 额定内压 0.8MPa 出厂编号 20．（2024•重庆）如图所示，小欣同学家电能表4月底的示数是 　 　kW•h；若关闭家中其他用电器，只有电热水壶工作，电能表的指示灯闪烁300次时，刚好将1.2kg水从20℃加热到80℃，则电热水壶的加热效率为 　 　%。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 21．（2022•齐齐哈尔）如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。若探究电流通过导体产生热量与电流的关系，实验前应选择 　 　（选填“甲”或“乙”）装置。如果甲装置中通过5Ω电阻丝的电流为0.6A，则甲装置中10Ω电阻丝在1min内产生的热量是 　 　J。 三．实验探究题（共5小题） 22．（2021•贵港）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如图1所示，其中R1＞R2。 实验一：探究电流产生的热量与电阻大小的关系： （1）请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整； （2）实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制 　 　；电阻丝放出热量的多少，通过 　 　来进行判断。 （3）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入 　 　相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容 　 　水的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 实验二：探究电流产生的热量与电流大小的关系： （4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1加热的煤油，在实验一中温度升高Δt1，在实验二中温度升高Δt1′，则Δt1′　 　2Δt1（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流大小 　 　正比例关系（选填“成”或“不成”）。实验中，用电阻丝R2加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出相同的结论。 （5）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值 　 　的电阻丝（选填“相同”或“不同”），就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质量为m，瓶中电阻丝的阻值为R，测出通过它的电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为Δt，若不计热量损失，则a液体的比热容为 　 　（用所给出的物理量写出比热容的表达式）。 23．（2024•广西）小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，设计了如图甲所示的电路图。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 　 　（选填“a”或“b”）端，闭合开关后，发现小灯泡不亮，则电路故障可能是滑动变阻器 　 　（选填“短路”或“断路”）； （2）排除故障后，某次实验电压表的示数如图乙所示，为 　 　V；小明测得多组数据，并画出如图丙所示的图像，由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 　 　Ω，小灯泡的额定功率为 　 　W； （3）图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而 　 　（选填“增大”或“减小”）。 （4）受到上述实验的启发，为测量高温物体的温度，小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下：将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表？请说明理由（从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述）。 答：　 　。 24．（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。 25．（2023•达州）小明学习了电功率的知识后，在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡，为了测定该小灯泡的额定功率，他在学校的实验室找到了相关器材，并进行了如下实验，已知电源电压恒为8V。 （1）请用笔画线代替导线，帮他连接好实物图。要求闭合开关后，滑片向右移，灯泡变亮。 （2）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，你认为出现此现象的原因是 　 　（选填字母）。 A.滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱 B.灯泡的电阻太小 C.滑动变阻器的最大阻值太小 （3）排除故障后，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，接下来他应该将滑动变阻器的滑片向 　 　移动，同时眼睛注意观察 　 　（选填“电流表”、“电压表”或“灯泡”），直到灯泡正常发光。 （4）经过多次测量，小明绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图丙所示，则该小灯泡的额定功率为 　 　W。 （5）若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用，于是他向老师请教，老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率，你认为老师的方案可能是 　 　（选填字母）。 A.只将电源电压减小 B.只更换一个其他规格的滑动变阻器 C.将该电压表并联到滑动变阻器的两端 （6）小明还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻Rx的阻值，于是他设计了如图丁所示的电路图，操作步骤如下： ①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V； ②保持滑动变阻器的滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，电压表示数为4.5V；则Rx＝　 　Ω。 26．（2023•重庆）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小华准备了以下器材：电源、标有“2.5V”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题： （1）如图甲，请用笔画线代替导线，正确连接电路。 （2）在开关S闭合前，应将滑片P移到 　 　端（选填“A”或“B”）。 （3）闭合开关S，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，该电路故障可能是小灯泡 　 　。 （4）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P，同时眼睛要观察 　 　表的示数，直到示数为 　 　V时，小灯泡正常发光，记录电压表和电流表示数。 （5）继续移动滑片P，让电压表示数低于2.5V，某时刻电流表示数如图乙为 　 　A，观察灯泡亮度并记录电表示数；继续缓慢移动滑片P，让电压表示数高出2.5V少许，观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的U﹣I图象，如图丙，则小灯泡额定功率为 　 　W。 （6）根据小灯泡U﹣I图象和亮度变化，还可以发现 　 　。 四．计算题（共7小题） 27．（2022•盐城）2022年5月，天舟四号货运飞船与空间站核心舱顺利对接。小宇通过查阅资料了解到，科技人员通常要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的检测电路，电源电压保持不变，R0为100Ω的定值电阻，R为压力传感器，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中，舱体不漏气时，电压表示数为200V，舱体内气压为1.0×105Pa。求： （1）舱体不漏气时，通过R0的电流； （2）舱体不漏气时，工作10min，电路消耗的总电能； （3）若电压表示数为176V时，此时舱内的气压值。 28．（2024•常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V，3.6W”字样（忽略温度变化对灯丝电阻的影响），滑动变阻器Rx，标有“200Ω，1.25A”字样，定值电阻R0阻值为20Ω，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，求： （1）小灯泡的额定电流。 （2）小灯泡的电阻。 （3）只闭合开关S、S1，小灯泡恰好正常发光，求电源电压。 （4）只闭合开关S、S2，在保证电路元件安全的前提下，求滑动变阻器接入电路的电阻范围。 29．（2024•深圳）图甲是某款鸡蛋孵化器，底部装有加热器。通电后，加热器对水加热，水向上方鸡蛋传递热量，提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙，R1、R2都是发热电阻，孵化器相关参数如表所示。 额定U 220V 额定功率 加热挡 80W 保温挡 22W （1）孵化器在保温挡正常工作，通过R2的电流是多少？ （2）R2的阻值是多少？ （3）孵化器在加热挡正常工作5min消耗电能是多少？芳芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104J，则孵化器对水加热的效率是多少？ 30．（2023•益阳）如图所示，电源电压U＝24V，定值电阻R0＝4Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”，电压表量程为0～15V。 （1）求当电压表示数U0＝6V时，通过定值电阻R0的电流； （2）求电路消耗的最小电功率； （3）请分析说明，为保障电路安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值。 31．（2022•南充）某电饭煲内部电路简图如图甲，S为总开关，S1为自动控制开关，当S1闭合时为煮饭过程，断开时为保温过程，某同学用仪表测量出了该电饭煲煮饭和保温全过程的电流随时间变化图像如图乙，电饭煲工作电压恒为220V，求： （1）电阻R1的功率P1； （2）电阻R2的阻值； （3）煮饭过程中消耗的电能W。 32．（2024•辽宁）如图，甲、乙两个透明容器内均装有质量为100g、初温为25℃的某种绝缘液体，甲、乙中都有一段电阻丝，R1＝5Ω，R2＝10Ω。闭合开关，电流表的示数为1.2A。通电120s后，甲中温度计的示数为29℃，求： （1）R2两端的电压； （2）R2的电功率； （3）电流通过R1产生的热量； （4）液体的比热容（不计热量损失）。 33．（2024•自贡）图甲是琪琪家某型号电热加湿器的电路图，如表所示为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2＝3R1，S为开关，1、2、3为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高档”之间的切换。 额定电压/V 220 高档功率/W 440 低挡功率/W 未知 最大注水量/L 2 （1）求电热加湿器处于“低挡”位置时的发热功率。 （2）某次使用电热加湿器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。图乙是使用电热加湿器工作21min的P﹣t图象，如果“高档”加热产生的热量全部被水吸收，则此次“高档”加热可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃？[水的密度是1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] （3）一天琪琪断开家中其它所有用电器，只接通加湿器在“低挡”加热，发现家中如图丙所示计量正常的电能表的转盘在10min内转了60圈，则加湿器的“低挡”实际加热功率是多少？ 2024年08月01日组卷19的初中物理组卷 参考答案与试题解析 一．选择题（共11小题） 1．（2023•南通）某智能手机的锂电池上标有“3.7V，4200mA•h”字样，该手机搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7V不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能，需要充电40min，此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近（　　） A．节能灯 B．电风扇 C．电饭锅 D．电冰箱 【分析】根据W＝UIt可知该款手机快充功能充电时充电的电流大小，再结合各用电器的功率分析。 【解答】解：该款手机快充功能充电时充电的电流大小：I＝＝＝5040mA＝5.04A，电饭锅正常工作时的电流最接近5.04A，其他三种电器正常工作时的电流都远小于5A，故C正确。 故选：C。 【点评】本题考查电功、电能公式的应用，难度是理解mA•h的含义，难度不大。 2．（2022•新疆）某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（　　） A．2V B．3V C．4V D．5V 【分析】在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍，且充电电能等于待机电能，已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，得出充电功率，根据P＝UI可知充电器的充电电压。 【解答】解：在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍，且充电电能等于待机电能，已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，可知充电功率P′＝50P＝50×0.2W＝10W， 根据P＝UI可知充电器的充电电压U＝＝＝5V。 故选D。 【点评】本题考查电功的计算，综合性强，难度适中。 3．（2022•青岛）下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（　　） A．电风扇吹风 B．电灯发光 C．电饭锅煮饭 D．电解水制氧 【分析】用电器工作的过程，本质是电流做功的过程，此过程中电能转化为其它形式的能。 【解答】解：A、电风扇吹风，电能主要转化成机械能，故A正确； B、电灯发光，电能转化成光能和内能，故B错误； C、电饭锅煮饭，是电能转化为内能，故C错误； D、电解水制氧，由电能转化成化学能，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了能量转化的区分，联系了生活实际，属于基础知识的考查。 4．（2020•淮安）如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（　　） A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．小英家上个月消耗的电能为1011kW•h C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多 【分析】从电能表表盘可得到的信息： ①电能表指示灯闪烁的次数反映了电路消耗电能的多少； ②电能表读数时，最后一位是小数，单位kW•h； ③根据10（40）A的含义判断； ④1600imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，据此求出指示灯闪烁320次消耗的电能。 【解答】解： A、由图知电能表允许通过的最大电流为40A，因此小英家干路中的电流不得超过40A，故A错误； B、小英家上月消耗的电能为：5647.8kW•h﹣5546.7kW•h＝101.1kW•h，故B错误； C、指示灯闪烁320次消耗的电能：W＝kW•h＝0.2kW•h；故C错误； D、1600imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查对电能表参数的理解，关键是要明白各参数的物理意义，还要能读出电能表的示数和计算出当月消耗的电能。 5．（2024•眉山）如图所示电路，电源电压恒为10V，R2的最大阻值是20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，R1和R2允许通过的最大电流是1A。在保证所有元件安全情况下：闭合S、S1，断开S2，移动R1的滑片，电流表的示数变化范围是0.25～0.5A，电压表的最大示数是8V；若闭合S、S2，断开S1，移动R2的滑片，当R2的阻值最小是R'时，电压表示数是4V。下列结论中正确的是（　　） A．R'的阻值是8Ω B．灯泡的额定功率是2W C．滑动变阻器R1的最大阻值是40Ω D．两种情况电路电流的最小值与最大值之比是2：3 【分析】（1）由图可知，闭合S、S1，断开S2时，灯泡与R1串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测量电路中的电流。由于电源电压小于电压表量程的最大值，所以R1接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小，且电压表示数最大，根据欧姆定律求得R1的最大阻值；当电路中的电流最大时，灯泡正常发光，由此可知灯泡的额定电流； （2）闭合S、S2，断开S1时，灯泡与R2串联，电压表测量R2两端的电压。当R2的阻值最小是R'时，电路中的电流达到灯泡的额定电流，根据欧姆定律求得R'的阻值；根据串联电路的电压规律求得灯泡两端的电压，根据P＝UI求得灯泡的额定功率； （3）比较R1与R2的最大阻值可知两种电路的最大总电阻关系，从而可知最小电流，由于要保证灯泡正常工作，所以两种电路的最大电流相同，进一步可得两种情况电路电流的最小值与最大值之比。 【解答】解：C、由图可知，闭合S、S1，断开S2时，灯泡与R1串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测量电路中的电流。 由于电源电压小于电压表量程的最大值，所以R1接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小，且电压表示数最大， 则R1的最大阻值为：R1＝＝＝32Ω，故C错误； 当电路中的电流最大时，灯泡正常发光，由此可知灯泡的额定电流：I额＝I大＝0.5A； AB、闭合S、S2，断开S1时，灯泡与R2串联，电压表测量R2两端的电压。当R2的阻值最小是R'时，电路中的电流最大，等于灯泡的额定电流， 则R′的阻值：R′＝＝＝8Ω，故A正确； 此时灯泡两端的电压，即额定电压：U额＝U﹣U′＝10V﹣4V＝6V， 灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝6V×0.5A＝3W，故B错误； D、由于R1的最大阻值大于R2的最大阻值，所以两种情况下，当它们均全部接入电路时，第一种情况下电路中的最小电流更小，为I小＝0.25A， 而两种情况下电路的最大电流均等于灯泡的额定电流，即I大＝0.5A， 所以两种情况电路电流的最小值与最大值之比：I小：I大＝0.25A：0.5A＝1：2，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用，以及电功率的计算，正确判断电流、电压、电阻各量的对应关系是关键，也是难点。 6．（2024•凉山州）如图甲所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，滑动变阻器R1的规格为“50Ω，0.5A”。闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P，测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图（如图乙所示）。在保证电路安全的情况下，下列计算结果中正确的是（　　） A．电源电压为12V B．R0的阻值为15Ω C．滑动变阻器的阻值变化范围是10Ω～50Ω D．滑动变阻器的最大功率为0.9W 【分析】（1）结合图乙滑动变阻器的电压和电流值，根据串联电路的电压规律列式求解； （2）结合电压表、电流表和滑动变阻器的规格进行分析解答； （3）根据P＝I2R1＝（）2R1表示出滑动变阻器消耗的电功率，利用数学知识求出滑动变阻器的最大功率； 【解答】解：AB.由图乙，当滑动变阻器的阻值为R1′＝10Ω时，此时电路中的电流I′＝0.3A，则R0两端的电压可表示为U0＝I′R0＝0.3A×R0，滑动变阻器两端的电压为U1′＝I′R1′＝0.3A×10Ω＝3V，利用串联电路电压规律，则电源电压U＝U0′+U1′＝3V+0.3A×R0①，同理，当滑动变阻器的阻值为R1“＝50Ω时，此时电路中的电流I“＝0.1A，则R0两端的电压可表示为U0＝I“R0＝0.1A×R0，滑动变阻器两端的电压为U1“＝I“R1“＝0.1A×50Ω＝5V，利用串联电路电压规律，则电源电压U＝U0“+U1“＝5V+0.1A×R0②，由①②解得电源电压U＝15V，R0的阻值为R0＝10Ω，故AB错误； C.当电路中的电流最大时，滑动变阻器的阻值最小，电流表的最大测量值为0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，故电路中的最大电流为I大＝0.5A，R0＝10Ω，则R0两端的电压为U0＝0.5A×10Ω＝5V，电源电压U＝15V，则滑动变阻器两端的电压为U滑＝U﹣U0＝15V﹣5V＝10V，则滑动变阻器的小阻值为R滑小＝＝＝20Ω，滑动变阻器的阻值越大电路中的电流越小，电路越安全，因此滑动变阻器的阻值变化范围为20Ω～50Ω，故C错误； D.滑动变阻器消耗的电功率：P＝I2R1＝（）2R1＝＝＝，所以，当R1＝R0＝1＝Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大；则滑动变阻器消耗电功率的最大值：P最大＝I2R1＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查串、并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，难点是要根据串并联电路的特点和欧姆定律得出电压的表达式。 7．（2023•济南）商场中，卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说：微波炉很省电，用一次花不了多少电费；顾客说：我觉得微波炉很费电，我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看，售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时（　　） A．消耗较少的电能，消耗较多的电能 B．电功率较小，电功率较大 C．电功率较小，消耗较多的电能 D．消耗较少的电能，电功率较大 【分析】（1）根据公式W＝Pt可以解释售货员所说的微波炉很省电； （2）根据I＝可以解释顾客说的微波炉功率大，微波炉一开就烧保险丝。 【解答】解：售货员认为微波炉很省电，是说微波炉的电功率大，但加热食物用时很短，消耗的电能并不多，所以“微波炉很省电，用一次花不了多少电费”，即售货员是从消耗较少的电能角度说的； 顾客是从电功率角度考虑的，因为微波炉属于大功率用电器，工作时电路中电流很大，会烧断保险丝，相同时间内消耗的电能多，所以认为很“费电”。 故选：D。 【点评】本题通过实际生活中的一个场景来考查学生对电能和电功率的理解情况，是一道理论与实践相结合的题目。 8．（2022•桂林）灯泡L1、L2分别标有“220V 100W”、“220V 40W”的字样，将它们接入220V的电路中，则（　　） A．L1、L2并联时，L1比L2亮 B．L1、L2并联时，亮度相同 C．L1、L2串联时，L1比L2亮 D．L1、L2串联时，亮度相同 【分析】（1）知道两灯的额定电压、额定功率，利用R＝比较电阻大小。 （2）灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率，利用P＝和P＝I2R分别判断并联电路、串联电路两灯泡的亮暗情况。 【解答】解：AB、由P＝可知，两灯泡正常发光时的电压均为220V，灯泡L1的额定功率较大，电阻较小； 灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，两灯并联接入220V的电路中，两灯正常发光，灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，所以两灯泡正常发光时L1的功率大，灯更亮，故A正确，B错误； CD、两灯泡串联起来接入220V的电路中，它们的电流相等，根据P＝I2R可知，L1的电阻较小，较暗，L2的电阻大，较亮，故CD错误。 故选：A。 【点评】本题考查了额定功率和实际功率之间的关系、电功率公式的灵活运用和串联电路的分压特点等，关键是知道灯泡正常发光时的功率和额定功率相等。 9．（2022•玉林）已知甲电阻是乙电阻的3倍，若分别对甲、乙两种导体通电，通过甲、乙两导体的电流之比为2：3，则甲、乙的功率之比为（　　） A．2：1 B．2：3 C．4：3 D．9：2 【分析】利用P＝UI＝I2R可得出甲、乙的功率之比。 【解答】解：由题意可知，R甲＝3R乙，甲、乙两导体的电流之比为I甲：I乙＝2：3， 则甲、乙的功率之比＝＝×＝×3＝×3＝。 故选：C。 【点评】本题考查电功率推导公式的应用，题目难度不大。 10．（2023•湘潭）取口香糖锡纸，剪成如图1所示形状，其中AB和CD段等长。戴好防护手套，将锡纸条（带锡的一面）两端连接电池正、负极，如图2所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是（　　） A．通过AB和CD段的电流不相等 B．正常情况下，AB段会先着火 C．AB和CD段的电压相等 D．AB和CD段的电阻相等 【分析】（1）串联电路中，电流处处相等； （2）导体电阻的大小跟导体的长度、横截面积、材料和温度有关；根据Q＝I2Rt分析判断ab段产生热量的多少； （3）AB段的电阻大于和CD段的电阻，根据串联分压原理得，AB的电压大于CD段的电压。 【解答】解：A、AB和CD段锡纸串联电路中，由于串联电路中的电流处处相等，所以通过AB和CD段的电流相等，故A错误； BD、在材料和长度相同时，导体的横截面积越小，电阻越大，由图知，AB段的横截面积小于CD段的横截面积，所以AB段的电阻大于CD段的电阻，根据Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间一定时，AB段产生的热量多，温度高，先着火，故B正确，D错误； C、AB段的电阻大于CD段的电阻，根据串联电路的分压原理可知，AB段的电压大于CD段的电压，故C错误。 故选：B。 【点评】本题考查了串联电路的特点、影响电阻大小的因素、焦耳定律等的应用，是理论联系实际的好题。 11．（2021•宜昌）甲、乙两电热丝电阻之比为2：3，通过的电流之比为3：1，则相同时间内产生的热量之比为（　　） A．2：1 B．6：1 C．1：2 D．1：6 【分析】知道两导体的电阻之比和通过的电流之比，根据焦耳定律求出相同时间内产生的热量之比。 【解答】解：由题意可知，R甲：R乙＝2：3，I甲：I乙＝3：1， 由Q＝I2Rt可得，在相同时间内产生的热量之比：＝＝＝，故B正确，ACD错误。 故选：B。 【点评】本题考查了焦耳定律计算公式的应用，是一道常见题目。 二．填空题（共10小题） 12．（2024•苏州）电热水器是利用电流的 　 　效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为 　 　kW•h，现仅接通台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为 　 　J，其两端电压 　 　（高于/等于/低于）220V。 【分析】（1）电热器根据电流的热效应工作； （2）电能表读数时，注意：电能表的最后一位数是小数，单位是kW•h； （3）先计算出电热水器消耗的电能和实际电功率，再判断其两端的电压。 【解答】解：电热水器根据电流的热效应工作； 图甲所示的电能表示数为3023.6kW•h；1min内电热水器消耗的电能： W＝×3.6×106J＝9.0×104J； 它的实际电功率为：P＝＝＝1500W，此时它的实际电功率等于它的额定电功率，故它的实际电压也等于它的额定电压。 故答案为：热；3023.6；9.0×104J；等于。 【点评】本题考查了电功率的有关计算和电能表的使用，属于基础题。 13．（2023•滨州）如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关，电流表A的示数为0.5A，A1的示数为0.3A，则电源电压为 　 　V，定值电阻R2在1min内消耗的电能为 　 　J。 【分析】（1）由图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电流，由并联电路特点和欧姆定律计算电源电压； （2）根据并联电路电流特点计算通过R2的电流，根据电功公式计算R2在1min内消耗的电能。 【解答】解：（1）由图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电流， 并联电路各支路两端电压相等，都等于电源电压，由欧姆定律可得电源的电压： U＝U2＝U1＝I1R1＝0.3A×10Ω＝3V； （2）并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流： I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.3A＝0.2A， 1min内电阻R2消耗的电能：W＝UI2t＝3V×0.2A×60s＝36J。 故答案为：3；36。 【点评】本题考查了并联电路的特点，欧姆定律的应用和电功公式的应用，熟练运用公式，正确识别电路是关键。 14．（2024•河南）图甲为灯泡L的电流与电压关系的图象。将该灯泡接入图乙电路，电阻R阻值为10Ω，闭合开关S，电流表示数为0.2A，则电源电压为 　 　V，干路电流为 　 　A，此时灯泡L的电功率为 　 　W。 【分析】（1）由欧姆定律求得电阻R两端的电压即为电源电压； （2）由图甲得出通过灯泡的电流IL，由并联电路电流规律得干路电流； （3）由P＝UI计算灯泡的电功率。 【解答】解：（1）已知电阻R的阻值R＝10Ω，电流表测通过电阻R的电流，则IR＝0.2A，由欧姆定律求得电阻R两端的电压UR＝IRR＝0.2A×10Ω＝2V，根据并联电路电压规律可知电源电压U＝UR＝2V； （2）根据并联电路电压规律得UL＝U＝2V，由图甲可知此时通过灯泡的电流为IL＝0.25A，由并联电路电流规律干路电流为I＝IL+IR＝0.25A+0.2A＝0.45A； （3）由P＝UI可得此时灯泡的电功率PL＝ULIL＝2V×0.25A＝0.5W。 故答案为：2；0.45；0.5。 【点评】本题考查了并联电路的电压和电流规律以及欧姆定律和电功率的计算，是一道基础题。 15．（2024•烟台）如图甲所示，电源电压恒定，R0为定值电阻。闭合开关，将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中，其电流I与电压U的关系图象如图乙所示，则电源电压为 　 　V，滑动变阻器R的最大阻值为 　 　Ω，电阻R0消耗的最大功率和最小功率之比为 　 　。 【分析】由电路图可知，R0与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器两端的电压。 （1）当滑片位于a端时，接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，根据图象读出电路中的电流，根据欧姆定律表示出电源的电压；当滑片位于b端时接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，电流表的示数最小，根据图象读出电表的示数，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，再根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式求出R0的阻值，进一步求出电源的电压； （2）由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路电流，根据滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，然后根据串联电路特点与欧姆定律分析答题； （3）根据P＝进行解答。 【解答】解：由电路图可知，R0与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器两端的电压。 （2）当滑片位于a端时，变阻器接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大， 由图象可知，电路中的最大电流I大＝0.6A， 由I＝可得，电源的电压：U＝I大R0＝0.6A×R0， 当滑片位于b端时，接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，电流表的示数最小， 由图象可知，此时U滑＝2V，电路中的最小电流I小＝0.2A， 则滑动变阻器的最大阻值：R滑＝＝＝10Ω； （1）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电源的电压：U＝I小（R0+R滑）＝0.2A×（R0+10Ω）， 因电源的电压不变，所以，0.6A×R0＝0.2A×（R0+10Ω）， 解得：R0＝5Ω； 电源的电压：U＝I大R0＝0.6A×5Ω＝3V； （3）电阻R0消耗的最大功率P大＝＝1.8W； 根据串联分压原理得，，即，解得，U0＝1V， 电阻R0消耗的最小功率P小＝＝0.2W； P大：P小＝1.8W：0.2W＝9：1。 故答案为：（1）3；（2）10；（3）9：1。 【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律及电功率公式的应用等，从图象中获取有用的信息是关键。 16．（2024•自贡）如图所示是一款有两个挡位的挂烫机的工作电路图，正常工作电压为220V，加热电阻R1＝44Ω，R2＝88Ω，只闭合开关S1时，挂烫机的功率是 　 　W。同时闭合开关S1、S2，挂烫机工作中1min消耗的总电能为 　 　。 【分析】（1）根据电路图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的基本电路； （2）根据Q＝W＝求出同时闭合开关S1、S2时，挂烫机工作1min产生的热量。 【解答】解：（1）由电路图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的基本电路，P＝＝＝＝1100W； （2）同时闭合开关S1、S2时，R1、R2并联， 挂烫机工作1min产生的热量：Q＝W＝t+t＝×60s+×60s＝99000J。 故答案为：1100；99000J。 【点评】本题考查了电功公式的灵活应用，分清挂烫机处于不同挡位时电路的连接方式是关键。 17．（2022•衡阳）某商场有甲、乙两种容积相同的电热水壶，甲标有“220V 800W”的字样，乙标有“220V 1500W”的字样，若家庭电路的电压是220V，室内插座的额定电流是5A，用该插座给电热水壶供电，从安全用电的角度考虑，应选购 　 　（选填“甲”或“乙”）电热水壶，选择的理由是 　 　。 【分析】根据I＝分别计算出甲、乙电热水壶的额定电流，根据额定电流与室内插座的额定电流的大小分析。 【解答】解：甲的额定电流为：I甲＝＝≈3.6A；乙的额定电流为：I乙＝＝≈6.8A；室内插座的额定电流是5A，乙的额定电流大于插座的额定电流，甲的额定电流小于插座的额定电流，所以应该选用甲。 故答案为：甲；乙的额定电流大于插座的额定电流。 【点评】本题考查了电功率公式的应用、插座的选择，难度不大。 18．（2022•凉山州）把标有“6V 3W”的和“6V 6W”的两个灯泡串联接入电路中，在保证安全使用的情况下让其中一个灯泡正常发光，忽略温度对灯丝电阻的影响，则电源两端电压是 　 　V，此时两灯消耗的总功率为 　 　W。 【分析】根据P＝求出两灯泡的电阻，根据P＝UI求出两灯泡的额定电流，根据串联电路的电流特点结合题意求出电路中的电流，根据欧姆定律得出电源两端电压，根据P＝UI求出此时两灯消耗的总功率。 【解答】解：由P＝可得，两灯泡的电阻分别为R1＝＝＝12Ω； R2＝＝＝6Ω； 两灯泡的额定电流分别为I1＝＝＝0.5A，I2＝＝＝1A， 因串联电路中各处的电流相等，且一个灯泡正常发光，所以，电路中的电流I＝I1＝0.5A； 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则电源两端电压U＝IR串＝0.5A×（12Ω+6Ω）＝9V； 所以，整个电路此时消耗的总功率：P总＝UI＝9V×0.5A＝4.5W。 故答案为：9；4.5。 【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率公式、欧姆定律的综合应用，正确得出电路中的电流是关键。 19．（2024•河北）如表所示为某储水式电热水器的铭牌，它表明该热水器的额定电压为 　 　V。若该热水器正常工作3000s，可将一箱装有额定容量的水从25℃加热到50℃，则这个过程中水吸收的热量为 　 　J，热水器的效率为 　 　%（结果保留整数）。水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。 型号 额定电压 220V 额定容量 80L 额定频率 50Hz 额定最高温度 75℃ 额定功率 3000W 防水等级 IP×4 额定内压 0.8MPa 出厂编号 【分析】（1）由表格参数可知热水器的额定电压； （2）根据密度公式求出热水器中水的质量，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量； （3）根据W＝Pt求出热水器消耗的电能，根据效率公式求出热水器的效率。 【解答】解：由表格参数可知，热水器的额定电压U＝220V； 由ρ＝可知，热水器中水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×80×10﹣3m3＝80kg， 水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×80kg×（50℃﹣25℃）＝8.4×106J； 热水器消耗的电能：W＝Pt＝3000W×3000s＝9×106J， 热水器的效率：η＝×100%＝×100%≈93%。 故答案为：220；8.4×106；93。 【点评】本题考查密度公式、吸热公式、电功公式以及效率公式的应用，属于电热综合题，难度不大。 20．（2024•重庆）如图所示，小欣同学家电能表4月底的示数是 　 　kW•h；若关闭家中其他用电器，只有电热水壶工作，电能表的指示灯闪烁300次时，刚好将1.2kg水从20℃加热到80℃，则电热水壶的加热效率为 　 　%。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【分析】电能表最后一位是小数，单位是kW•h，根据表读数； 3000imp/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的指示灯闪烁3000次，则电能表指示灯闪烁了300次，可得电热水壶实际消耗的电能， 根据Q吸＝cmΔt，η＝可得结果。 【解答】解：由图可知，电能表最后一位是小数，电能表4月底的示数是2024.6kW•h； 3000imp/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的指示灯闪烁3000次，则电能表指示灯闪烁了300次，电热水壶实际消耗的电能：W＝＝0.1kW•h＝3.6， Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1.2kg×（80°﹣20°）＝3.024×105J， 电热水壶的加热效率为η＝＝＝84%。 故答案为：2024.6；84。 【点评】本题考查了效率公式以及对电能表参数的理解，难度不大。 21．（2022•齐齐哈尔）如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。若探究电流通过导体产生热量与电流的关系，实验前应选择 　 　（选填“甲”或“乙”）装置。如果甲装置中通过5Ω电阻丝的电流为0.6A，则甲装置中10Ω电阻丝在1min内产生的热量是 　 　J。 【分析】若探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，需要控制电阻和通电时间相同，而改变电流大小； 由图甲可知，左右两个容器中的电阻串联，通过的电流相同，而电阻不同，由Q＝I2Rt可得热量。 【解答】解：乙图中右侧容器的电阻与容器外的电阻并联，再与左侧容器中的电阻串联，则通过左右两侧容器的电阻的电流不同，而两侧容器的电阻阻值和通电时间相同，因此乙图所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量与电流的关系； 在串联电路中电流处处相等，通过10Ω电阻的电流等于通过5Ω电阻的电流，则10Ω电阻丝在1min内产生的热量Q＝I2Rt＝（0.6A）2×10Ω×60s＝216J。 故答案为：乙；216。 【点评】本题考查了对焦耳定律的认识和理解，注意控制变量法的应用。 三．实验探究题（共5小题） 22．（2021•贵港）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如图1所示，其中R1＞R2。 实验一：探究电流产生的热量与电阻大小的关系： （1）请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整； （2）实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制 　 　；电阻丝放出热量的多少，通过 　 　来进行判断。 （3）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入 　 　相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容 　 　水的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 实验二：探究电流产生的热量与电流大小的关系： （4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1加热的煤油，在实验一中温度升高Δt1，在实验二中温度升高Δt1′，则Δt1′　 　2Δt1（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流大小 　 　正比例关系（选填“成”或“不成”）。实验中，用电阻丝R2加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出相同的结论。 （5）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值 　 　的电阻丝（选填“相同”或“不同”），就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质量为m，瓶中电阻丝的阻值为R，测出通过它的电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为Δt，若不计热量损失，则a液体的比热容为 　 　（用所给出的物理量写出比热容的表达式）。 【分析】（1）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，由电路图可知，滑片左移时变阻器接入电路中的电阻变小； （2）串联电路各处的电流相等；电流产生的热量不易比较，可让初温、质量相同的煤油吸热，比较煤油升高的温度确定产生的热量，采用了转换法； （3）本实验应用了控制变量法，从实验需要控制的变量分析答题；从煤油与水的比热容大小关系分析实验中用煤油而不用水的原因； （4）根据Q＝I2Rt和Q吸＝cmΔt进行分析解答； （5）为控制相同时间内两液体吸热相同，根据Q＝I2Rt结合电路图得出两根电阻丝的阻值关系；根据Q＝I2Rt求出电热丝放出的热量，不计热量损失，放出的热量全部被液体吸收，根据Q吸＝cmΔt求出a液体的比热容。 【解答】解：（1）由电路图可知，滑片左移时变阻器接入电路中的电阻变小，则变阻器左下方接线柱必须接入电路中，如下图所示： （2）由电路图可知，两电热丝串联在电路中，这是为了控制通电时间相同和控制电流相同； 根据转换法可知，电阻丝放出热量的多少，是通过温度计示数的变化进行比较的； （3）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入质量相等、初温相同的同种液体； 因为煤油的比热容比水的比热容小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显，便于观察； （4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同， 由Q＝I2Rt可知，电阻丝产生的热量是原来的4倍， 由Q吸＝cmΔt的变形式Δt＝可知，用电阻丝R1加热的煤油，温度升高量Δt1′大于2Δt1， 该实验说明电流产生的热量与电流不成正比例关系； （5）实验中两电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，为控制相同时间两液体吸热相同，根据Q＝I2Rt可知，选用的两根电阻丝的阻值应相同； 假设a烧瓶中液体的质量为m，瓶中电阻丝的阻值为R，测出通过它的电流为I，通电一段时间t后，电热丝放出的热量Q＝I2Rt， 温度计的示数变化量为Δt，若不计热量损失，放出的热量全部被液体吸收，由Q吸＝cmΔt可得，a液体的比热容：c＝＝。 故答案为：（1）如上图所示；（2）电流相同；温度计的示数变化；（3）质量；小于；（4）大于；不成；（5）相同；c＝。 【点评】本题考查了探究电流产生的热量与电流和电阻关系的实验，运用好转换法和控制变量法、熟练应用串联电路的规律和焦耳定律以及吸热公式是关键。 23．（2024•广西）小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，设计了如图甲所示的电路图。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 　 　（选填“a”或“b”）端，闭合开关后，发现小灯泡不亮，则电路故障可能是滑动变阻器 　 　（选填“短路”或“断路”）； （2）排除故障后，某次实验电压表的示数如图乙所示，为 　 　V；小明测得多组数据，并画出如图丙所示的图像，由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 　 　Ω，小灯泡的额定功率为 　 　W； （3）图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而 　 　（选填“增大”或“减小”）。 （4）受到上述实验的启发，为测量高温物体的温度，小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下：将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表？请说明理由（从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述）。 答：　 　。 【分析】（1）为了保护电路，按实验规范操作，应将滑动变阻器R1的滑片置于阻值最大处；闭合开关后，发现小灯泡不亮； （2）根据电压表选用量程确定分度值读数；由丙得到2.5V时的电流，根据欧姆定律得到灯泡的电阻，根据P＝UI得到灯泡的额定功率； （3）小灯泡的电阻随温度升高而增大； （4）温度高，电阻大，分压大，将电压表改成温度显示仪。 【解答】解：（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处的b端；闭合开关后，发现小灯泡不亮，可能电路中出现断路，可能变阻器断路； （2）电压表选择小量程，分度值为0.1V，所以电压表示数为1.2V。 由图丙可知，小灯泡正常发光时的电流为0.4A，则小灯泡正常发光时的电阻为 ＝6.25Ω， 小灯泡的额定功率为PL＝ULIL＝2.5V×0.4A＝1W； （3）图丙中，当灯泡电压变大时，通过灯泡的电流也增大，灯泡的功率变大，灯丝温度变高，灯泡的电阻随温度的升高而增大； （4）温度越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路分压原理可知，电阻丝两端的电压越大，因此选择电压表改装为温度显示仪。 答：（1）b；断路；（2）1.2；6.25；1；（3）增大；（4）温度越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路分压原理可知，电阻丝两端的电压越大，因此选择电压表改装为温度显示仪。 【点评】本题考查电阻的测量和电功率的测量，需要故障的判断，欧姆定律和电功率的公式。 24．（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。 【分析】（1）已知小灯泡额定电压和正常发光时电阻，利用欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流；根据串联电路电压规律结合欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值，据此确定滑动变阻器规格； （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； （3）根据电压表选用量程确定分度值读数，比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向； （4）根据图丙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P＝UI求出灯泡额定功率； （5）由图丁可知，电路中只有电压表，没有电流表，则需要根据串并联电路的特点间接测出通过灯泡的电流；所以，首先让灯正常发光，开关S、S1闭合，S2断开，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为6V，由串联电路电压的规律可知，此时小灯泡正常发光； 若求出此时滑动变阻器连入电路的电阻，由欧姆定律即可得出灯的额定电流； 为得出此时滑动变阻器连入电路的电阻，可保持滑动变阻器滑片的位置不变，闭合开关S、S2，断开开关S1，根据电压表示数，由串联电路电压的规律和分压原理得出滑动变阻器连入电路的电阻，然后根据欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电流，即为灯泡的额定电流，最后利用P＝UI即可求出灯泡的额定功率。 【解答】解：（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。 故答案为：（1）B；（2）小灯泡断路；（3）左；（4）0.5；（5）1.8。 【点评】本题测小灯泡的电功率实验，考查了器材的选择、电路故障、实验操作、功率的计算及设计实验方案测功率的能力。 25．（2023•达州）小明学习了电功率的知识后，在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡，为了测定该小灯泡的额定功率，他在学校的实验室找到了相关器材，并进行了如下实验，已知电源电压恒为8V。 （1）请用笔画线代替导线，帮他连接好实物图。要求闭合开关后，滑片向右移，灯泡变亮。 （2）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，你认为出现此现象的原因是 　 　（选填字母）。 A.滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱 B.灯泡的电阻太小 C.滑动变阻器的最大阻值太小 （3）排除故障后，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，接下来他应该将滑动变阻器的滑片向 　 　移动，同时眼睛注意观察 　 　（选填“电流表”、“电压表”或“灯泡”），直到灯泡正常发光。 （4）经过多次测量，小明绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图丙所示，则该小灯泡的额定功率为 　 　W。 （5）若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用，于是他向老师请教，老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率，你认为老师的方案可能是 　 　（选填字母）。 A.只将电源电压减小 B.只更换一个其他规格的滑动变阻器 C.将该电压表并联到滑动变阻器的两端 （6）小明还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻Rx的阻值，于是他设计了如图丁所示的电路图，操作步骤如下： ①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V； ②保持滑动变阻器的滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，电压表示数为4.5V；则Rx＝　 　Ω。 【分析】（1）滑片向右移，灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器阻值变小，据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱； （2）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，说明电路是通路，且电路中电阻较大；无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，说明滑动变阻器失去了变阻的作用，据此分析； （3）根据电压表选用的量程确定分度值读数，比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向； （4）根据图丙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P＝UI求出灯泡的额定功率； （5）根据串联电路电压规律，当灯泡正常工作时，求出滑动变阻器两端电压，若滑动变阻器两端电压小于3V，将电压表并联在滑动变阻器两端，间接得到灯泡的额定功电压； （6）没有电流表，电压表和灯泡应起到间接测量电流的作用，故将灯与未知电阻Rx串联后再与滑动变阻器串联； 要测未知电阻Rx，先将电压表与灯泡并联，通过移动滑片的位置，使灯泡两端的电压为3V，保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测灯与未知电阻Rx两端的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯泡两端的电压仍为3V，根据串联电路电压的规律，可求出此时未知电阻Rx两端的电压，根据图丙得到电路中的电流，利用R＝求出未知电阻Rx的阻值。 【解答】解：（1）滑片向右移，灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示： ； （2）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，说明电路是通路，且电路中电阻较大；无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，说明滑动变阻器失去了变阻的作用，即出现此现象的原因是滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱，故选：A； （3）闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，电压表选用大量程，分度值0.5V，其示数为4V，小于灯泡额定电压6V，为了使灯泡正常发光，即灯泡两端电压为6V，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，故接下来他应该将滑动变阻器的滑片向右移动，同时眼睛注意观察电压表，直到灯泡正常发光； （4）由小灯泡的I﹣U图象可知，当灯泡两端电压为6V时，通过灯泡的额定电流为0.5A，则小灯泡额定功率为： PL＝ULIL＝6V×0.5A＝3W； （5）电源电压为8V，灯泡和滑动变阻器串联在电路中，灯泡额定电压为6V，要让灯泡正常工作，滑动变阻器的电压为8V﹣6V＝2V＜3V，可以用电压表0～3V量程，并联在滑动变阻器两端，当滑动变阻器的电压为2V时，灯泡正常工作，故选：C； （6）实验步骤： ①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V； ②保持滑动变阻器的滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，电压表示数为4.5V； 在步骤①中，滑动变阻器、灯泡和未知电阻Rx串联，电压表测灯泡两端电压，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V； 在步骤②中，电压表测灯泡和未知电阻Rx的总电压，电路的连接方式不变，且各电阻的大小和电压不变，灯泡两端的电压仍为3V，根据串联电路电压的规律，未知电阻Rx两端的电压为Ux＝U﹣U1＝4.5V﹣3V＝1.5V； 由图丙可知，当灯泡两端电压为3V时，通过灯泡的电流为I1＝0.3A，根据串联电路电流特点可知，通过未知电阻Rx的电流为Ix＝I1＝0.3A， 则Rx＝＝＝5Ω。 故答案为：（1）见解答图；（2）A；（3）右；电压表；（4）3；（5）C；（6）5。 【点评】本题测定小灯泡的额定功率实验，考查了电路连接、故障分析、实验操作、功率的计算及设计实验方案测电阻的能力。 26．（2023•重庆）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小华准备了以下器材：电源、标有“2.5V”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题： （1）如图甲，请用笔画线代替导线，正确连接电路。 （2）在开关S闭合前，应将滑片P移到 　 　端（选填“A”或“B”）。 （3）闭合开关S，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，该电路故障可能是小灯泡 　 　。 （4）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P，同时眼睛要观察 　 　表的示数，直到示数为 　 　V时，小灯泡正常发光，记录电压表和电流表示数。 （5）继续移动滑片P，让电压表示数低于2.5V，某时刻电流表示数如图乙为 　 　A，观察灯泡亮度并记录电表示数；继续缓慢移动滑片P，让电压表示数高出2.5V少许，观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的U﹣I图象，如图丙，则小灯泡额定功率为 　 　W。 （6）根据小灯泡U﹣I图象和亮度变化，还可以发现 　 　。 【分析】（1）根据“测量小灯泡的电功率”实验的要求是串联电路来确定连接的接线柱； （2）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器接入电路的阻值最大； （3）闭合开关，电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表开路或对电压表短路，据此即可判断电路故障原因； （4）为了测量小灯泡的额定功率，要将灯泡两端电压调到2.5V，确定此时灯泡电流； （5）根据电流表量程和分度值读出电流表的示数，根据公式P＝UI可求灯泡的额定功率。 （6）明确金属电阻的特点，从而明确图象为曲线的原因。 【解答】解：（1）“测量小灯泡的电功率”实验的要求是串联电路，从电源正极出发，依次连接开关，滑动变阻器，电流表，灯泡回到电源负极，再将电压表并接在灯泡两端，注意灯泡的额定电压为2.5V，选择电压表的量程为0～3V，与小灯泡并联接入电路即可，连接电路如图所示： （2）为了保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片要滑到阻值最大处，故将滑片移至B端。 （3）闭合开关，电流表有示数，电路为通路，灯泡不亮，电压表没有示数，说明电压表所测的电路短路，即灯泡短路； （4）为了测量小灯泡的额定功率，要将灯泡电压调到与额定电压相等，所以向左移动滑片P的同时，眼睛应观察电压表，直到示数为2.5V，再确定电流表的示数； （5）电流表的量程为0.6A，分度值为0.02A，由图知某时刻电流表示数是0.2A， 根据小华对所有实验数据作出的小灯泡的U﹣I图象，可知：当电压为2.5V时，对应的电流为0.3A， 该灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W； （6）小灯泡的U﹣I图象是曲线而不是过原点的直线是因为小灯泡的电阻随温度的升高而增大。 故答案为：（1）如上图所示；（2）B；（3）短路；（4）电压；2.5；（5）0.2；0.75；（6）小灯泡的U﹣I图象是曲线而不是过原点的直线是因为小灯泡的电阻随温度的升高而增大。 【点评】本题测量小灯泡功率，考查了注意事项、电路故障、电流表读数、实验操作及分析图象的能力。 四．计算题（共7小题） 27．（2022•盐城）2022年5月，天舟四号货运飞船与空间站核心舱顺利对接。小宇通过查阅资料了解到，科技人员通常要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的检测电路，电源电压保持不变，R0为100Ω的定值电阻，R为压力传感器，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中，舱体不漏气时，电压表示数为200V，舱体内气压为1.0×105Pa。求： （1）舱体不漏气时，通过R0的电流； （2）舱体不漏气时，工作10min，电路消耗的总电能； （3）若电压表示数为176V时，此时舱内的气压值。 【分析】由图甲可知，定值电阻R0与压敏电阻R串联，电压表测R0两端的电压； （1）根据欧姆定律求出通过R0的电流； （2）根据图乙可知，舱体内气压为1.0×105Pa时，压敏电阻R的阻值，根据串联电路的电阻特点求出电路中的总电阻，根据串联电路的电流特点求出此时电路中的电流，根据欧姆定律求出电源电压，根据W＝UIt求出工作10min，电路消耗的总电能； （3）根据欧姆定律求出电路中的电流，根据欧姆定律求出此时电路中的总电阻，根据串联电路的电阻特点求出压敏电阻的阻值，根据图乙可知此时舱内的气压值。 【解答】解：由图甲可知，定值电阻R0与压敏电阻R串联，电压表测R0两端的电压； （1）通过R0的电流：I0＝＝＝2A； （2）由图乙可知，舱体内气压为1.0×105Pa时，压敏电阻R的阻值R＝10Ω， 由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻：R总＝R+R0＝10Ω+100Ω＝110Ω， 由串联电路的电流特点可知，此时电路中的电流：I＝I0＝2A； 由欧姆定律可知，电源电压：U＝IR总＝2A×110Ω＝220V， 则工作10min，电路消耗的总电能：W＝UIt＝220V×2A×10×60s＝2.64×105J； （3）此时电路中的电流：I'＝I0'＝＝＝1.76A， 由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R总'＝＝＝125Ω， 则压敏电阻的阻值：R'＝R总'﹣R0＝125Ω﹣100Ω＝25Ω， 由图乙可知，此时舱内的气压值为0.6×105Pa＝6×104Pa。 答：（1）舱体不漏气时，通过R0的电流为2A； （2）舱体不漏气时，工作10min，电路消耗的总电能为2.64×105J； （3）若电压表示数为176V时，此时舱内的气压值为6×104Pa。 【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功公式的应用，关键是根据图像读出相关的信息。 28．（2024•常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V，3.6W”字样（忽略温度变化对灯丝电阻的影响），滑动变阻器Rx，标有“200Ω，1.25A”字样，定值电阻R0阻值为20Ω，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，求： （1）小灯泡的额定电流。 （2）小灯泡的电阻。 （3）只闭合开关S、S1，小灯泡恰好正常发光，求电源电压。 （4）只闭合开关S、S2，在保证电路元件安全的前提下，求滑动变阻器接入电路的电阻范围。 【分析】（1）知道小灯泡的额定电压、额定功率。利用P＝UI计算小灯泡的额定电流； （2）利用欧姆定律计算小灯泡的电阻； （3）只闭合开关S、S1，灯L与R0串联，小灯泡恰好正常发光，电路中电流等于灯的额定电流，利用U＝IR计算电源电压； （4）由图可知，只闭合S、S2时，灯L与Rx串联，电流表测电路中电流，电压表测Rx两端的电压。 滑动变阻器Rx上标有“200Ω 1.25A”的字样，电流表A的量程为0～3A，可得电路中的最大电流为1.25A，可求此时电压表的最大示数，据此确定是否损坏电压表；利用欧姆定律计算变阻器Rx的最小值； 滑片向右滑动时，其接入电路的电阻变大，电流变小，根据分压原理，变阻器两端电压即电压表示变大，由于电压表使用的量程为0～15V，可得U最大＝15V，利用欧姆定律可得此时电路中的最小电流、变阻器Rx的最大值，进而得出滑动变阻器Rx能接入电路的阻值范围。 【解答】解：（1）由P＝UI可得小灯泡的额定电流：I额＝＝＝0.6A； （2）由欧姆定律可得小灯泡的电阻：RL＝＝＝10Ω； （3）只闭合开关S、S1，灯L与R0串联，小灯泡恰好正常发光，电路中电流I＝I额＝0.6A， 电源电压U＝I（R0+RL）＝0.6A×（20Ω+10Ω）＝18V； （4）由图可知，只闭合S、S2时，灯L与Rx串联，电流表测电路中电流，电压表测Rx两端的电压。 滑动变阻器Rx上标有“200Ω 1.25A”的字样，电流表A的量程为0～3A，可得电路中的最大电流为：I最大＝1.25A， 此时电压表的示数为：U最小＝U﹣I最大RL＝18V﹣1.25A×10Ω＝5.5V＜15V，故不会损坏电压表， 变阻器Rx的值为：Rx最小＝＝＝4.4Ω， 当滑片向右滑动时，其接入电路的电阻变大，电流变小，根据分压原理，变阻器两端电压即电压表示变大，由于电压表使用的量程为0～15V，可得U最大＝15V， 此时电路中的电流为：I最小＝＝＝0.3A， 变阻器Rx的值：Rx最大＝＝＝50Ω， 故滑动变阻器Rx能接入电路的阻值范围为4.4Ω～50Ω。 答：（1）小灯泡的额定电流为0.6A。 （2）小灯泡的电阻为10Ω。 （3）只闭合开关S、S1，小灯泡恰好正常发光，电源电压为18V。 （4）只闭合开关S、S2，在保证电路元件安全的前提下，滑动变阻器接入电路的电阻范围为4.4Ω～50Ω。 【点评】本题考串并联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的应用，难点在第四问的解答，分析题意、确定电路中的最大、最小电流是关键。 29．（2024•深圳）图甲是某款鸡蛋孵化器，底部装有加热器。通电后，加热器对水加热，水向上方鸡蛋传递热量，提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙，R1、R2都是发热电阻，孵化器相关参数如表所示。 额定U 220V 额定功率 加热挡 80W 保温挡 22W （1）孵化器在保温挡正常工作，通过R2的电流是多少？ （2）R2的阻值是多少？ （3）孵化器在加热挡正常工作5min消耗电能是多少？芳芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104J，则孵化器对水加热的效率是多少？ 【分析】（1）用电器不同的挡位就是功率不同，根据功率可以计算工作时的电流。 （2）由图乙可知，当R2单独工作时是保温挡，根据保温功率求出R2的值。 （3）根据加热挡的功率，可以求出5分钟消耗的电能。加热过程中电能转化为内能被水吸收，可以求出加热的效率。 【解答】解：（1）由图乙可知，当R2单独工作时是保温挡，保温挡功率22W，通过R2的电流I2＝＝＝0.1A。R2＝＝＝2200Ω。 （2）加热挡功率80W，加热挡正常工作5min消耗电能W＝Pt＝80W×5×60s＝2.4×104J. 加热过程中电能转化为内能被水吸收，吸收热量2.16×104J，孵化器对水加热的效率。 答：（1）通过R2的电流是0.1A。 （2）R2的阻值是2200Ω。 （3）孵化器对水加热的效率是90%。 【点评】该题是有关电功和电功率在生活中的实际应用。计算的时候要准确判断不同挡位时的电路连接情况。 30．（2023•益阳）如图所示，电源电压U＝24V，定值电阻R0＝4Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”，电压表量程为0～15V。 （1）求当电压表示数U0＝6V时，通过定值电阻R0的电流； （2）求电路消耗的最小电功率； （3）请分析说明，为保障电路安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值。 【分析】（1）根据欧姆定律求出通过定值电阻R0的电流； （2）当滑动变阻器阻值最大时，电路的总电阻最大，电流最小，此时电路消耗的电功率最小，根据电阻的串联结合P＝UI＝求出最小功率； （3）根据滑动变阻器最大电流确定电路中最大电流，利用电阻的串联结合欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小阻值。 【解答】解：（1）定值电阻R0＝4Ω，当电压表示数U0＝6V时，通过定值电阻R0的电流为： I0＝＝＝1.5A； （2）当滑动变阻器阻值最大时，电路的总电阻最大，电流最小，此时电路消耗的电功率最小，根据电阻的串联结合P＝UI＝可知， P最小＝＝＝24W； （3）滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”，故电路中最大电流为2A，根据电阻的串联结合欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的最小阻值为： R滑小＝﹣R0＝﹣4Ω＝8Ω。 答：（1）当电压表示数U0＝6V时，通过定值电阻R0的电流为1.5A； （2）电路消耗的最小电功率为24W； （3）滑动变阻器接入电路的最小阻值为8Ω。 【点评】本题考查了欧姆定律和电功率的公式应用，并考查综合分析能力，有一定难度。 31．（2022•南充）某电饭煲内部电路简图如图甲，S为总开关，S1为自动控制开关，当S1闭合时为煮饭过程，断开时为保温过程，某同学用仪表测量出了该电饭煲煮饭和保温全过程的电流随时间变化图像如图乙，电饭煲工作电压恒为220V，求： （1）电阻R1的功率P1； （2）电阻R2的阻值； （3）煮饭过程中消耗的电能W。 【分析】（1）由图甲知保温过程中只有电阻R1工作，电流较小，由图乙知此时电路的电流，根据P＝UI算出电阻R1的功率； （2）由图甲知煮饭过程中，两电阻并联，电流较大，由图乙知此时的电流，根据并联电路电流的规律算出通过电阻R2的电流，由欧姆定律R2＝算出电阻R2的阻值； （3）由图知煮饭过程的时间，由W＝UIt算出煮饭过程中消耗的电能。 【解答】解：（1）S闭合、S1断开，电饭煲处于保温状态，由图甲知保温过程中只有电阻R1工作，电流较小，由图乙知，此时的电流为0.1A， 电阻R1的功率为： P1＝UI1＝220V×0.1A＝22W； （2）S、S1闭合时，电饭煲处于煮饭过程，由图甲知，此时两电阻并联，电流较大，由图乙知，此时的电流为5.6A， 根据并联电路干路的电流等于各支路电流的和知通过电阻R2的电流为： I2＝I﹣I1＝5.6A﹣0.1A＝5.5A， 电阻R2的阻值为： R2＝＝＝40Ω； （3）由图知煮饭过程用时t＝10min＝600s， 煮饭过程中消耗的电能为： W＝UIt＝220V×5.6A×600s＝7.392×105J。 答：（1）电阻R1的功率P1为22W； （2）电阻R2的阻值为40Ω； （3）煮饭过程中消耗的电能W为7.392×105J。 【点评】此题主要考查欧姆定律的应用、电功率和电能的计算问题，正确判断电路的连接方式及读懂图像是解决此题的关键。 32．（2024•辽宁）如图，甲、乙两个透明容器内均装有质量为100g、初温为25℃的某种绝缘液体，甲、乙中都有一段电阻丝，R1＝5Ω，R2＝10Ω。闭合开关，电流表的示数为1.2A。通电120s后，甲中温度计的示数为29℃，求： （1）R2两端的电压； （2）R2的电功率； （3）电流通过R1产生的热量； （4）液体的比热容（不计热量损失）。 【分析】（1）由图可知，R1、R2串联，电流表测量电路中的电流，根据欧姆定律求出R2两端的电压； （2）根据P＝UI求出R2的电功率； （3）根据焦耳定律Q＝I2Rt求出电流通过R1产生的热量； （4）不计热量损失，甲容器中液体吸收的热量等于R1产生的热量，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出液体的比热容。 【解答】解：（1）由图可知，R1、R2串联，电流表测量电路中的电流，根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流处处相等，即I1＝I2＝I＝1.2A， 由I＝可知，R2两端的电压：U2＝I2R2＝1.2A×10Ω＝12V； （2）R2的电功率：P2＝U2I2＝12V×1.2A＝14.4W； （3）电流通过R1产生的热量：Q1＝R1t＝（1.2A）2×5Ω×120s＝864J； （4）不计热量损失，甲容器中液体吸收的热量：Q吸＝Q＝864J， 由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，液体的比热容：c＝＝＝2.16×103J/（kg•℃）。 答：（1）R2两端的电压为12V； （2）R2的电功率为14.4W； （3）电流通过R1产生的热量为864J； （4）液体的比热容为2.16×103J/（kg•℃）。 【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式、焦耳定律以及比热容公式的应用，属于电热综合题，难度不大。 33．（2024•自贡）图甲是琪琪家某型号电热加湿器的电路图，如表所示为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2＝3R1，S为开关，1、2、3为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高档”之间的切换。 额定电压/V 220 高档功率/W 440 低挡功率/W 未知 最大注水量/L 2 （1）求电热加湿器处于“低挡”位置时的发热功率。 （2）某次使用电热加湿器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。图乙是使用电热加湿器工作21min的P﹣t图象，如果“高档”加热产生的热量全部被水吸收，则此次“高档”加热可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃？[水的密度是1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] （3）一天琪琪断开家中其它所有用电器，只接通加湿器在“低挡”加热，发现家中如图丙所示计量正常的电能表的转盘在10min内转了60圈，则加湿器的“低挡”实际加热功率是多少？ 【分析】由图1知，开关S接1触点时，电路断路，为关；接2触点时两电阻串联，接3触点时只有R1接入电路； 电源电压一定，由P＝可知，接2触点时电阻最大，总功率最小，为低挡；接3触点时电阻最小，总功率最大，为高挡； （1）由R＝可得R1的阻值，已知R2＝3R1，据此可求出R2的电阻值，根据P低＝计算加湿器处于低挡位置时的发热功率； （2）根据m＝ρ水V求出注水仓中水的质量，由图2读出加湿器21min内的高挡和低挡工作时间，由W＝Pt计算消耗的电能，已知电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，利用Q＝cmΔt可求得使注水仓中冷水的温度升高多少℃； （3）“3600r/（kW•h）”的意义为：每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘就转过3600r，从而可以计算出电能表的转盘转过60r消耗的电能，又知道工作时间，可利用公式P＝求出加湿器在低挡加热时实际功率。 【解答】解：由图1知，开关S接1触点时，电路断路，为关；接2触点时两电阻串联，接3触点时只有R1接入电路； 电源电压一定，由P＝可知，接2触点时电阻最大，总功率最小，为低挡；接3触点时电阻最小，总功率最大，为高挡； （1）由表格数据知，高挡功率：P高＝440W，由P＝可得R1的阻值：R1＝＝＝110Ω； 由题知，R2＝3R1＝3×110Ω＝330Ω； 则低挡的发热功率：P低＝＝＝110W； （2）加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量，此时注水仓中水的质量为m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg； 由图2知，工作21min时，其中高挡工作时间为7min，低挡工作时间为14min， 则在高挡正常工作时消耗的电能：W高＝P高t高＝440W×7×60s＝1.848×105J； 如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，即Q吸＝W＝1.848×105J； 由Q吸＝cmΔt可得，水升高的温度： Δt＝＝＝22℃； （3）“3600r/（kW•h）”的意义为：每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘就转过3600r， 则电能表的转盘转过60r时，加湿器在10分钟消耗的电能： W′＝＝kW•h＝6×104J； 加湿器在低挡加热的实际功率： P′＝＝＝100W。 答：（1）电热加湿器处于“低挡”位置时的发热功率为110W； （2）此次“高档”加热可以使注水仓中冷水的温度升高22℃； （3）加湿器的“低挡”实际加热功率是100W。 【点评】本题考查了电功与热量的综合计算、电功率的计算，涉及到电路的识别、串联电路特点、电功率公式的灵活应用、吸热公式的应用、消耗电能的计算，正确分析出高低挡工作状态，并能将图象结合起来是解题的关键。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/8/1 16:26:31；用户：组卷19；邮箱：zyb019@xyh.com；学号：41418982 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$