第15章《电功和电热》过关训练-2024-2025学年九年级物理下册同步知识解读与专题训练（苏科版）

第十五章《电功和电热》过关训练（原卷版） 一．电功与电能的计算（共8小题） 二．电功率P＝UI的简单计算（共2小题） 三．电功率的综合计算（共8小题） 四．伏安法测量小灯泡的电功率（共2小题） 五．电流产生的热量与电阻的关系（共2小题） 六．电流产生的热量与电流的关系（共2小题） 七．焦耳定律的简单计算（共5小题） 八．焦耳定律推导公式的应用（共2小题） 九．电热的多挡问题（共3小题） 十．家庭电路的连线作图（共3小题） 十一．家庭电路的故障分析（共2小题） 十二．家庭电路故障点的判断（共2小题） 十三．常见的触电事故（共5小题） 十四．安全用电原则（共3小题） 一．电功与电能的计算（共8小题） 1．（2023秋•石泉县期末）现有两个定值电阻R1和R2（R1＜R2），按照如图所示的四种方式，分别接到电压恒为U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是（　　） A．W甲＞W乙＞W丙＞W丁 B．W乙＞W丙＞W丁＞W甲 C．W甲＞W丙＞W丁＞W乙 D．W丙＞W丁＞W乙＞W甲 2．（2023秋•庆云县期末）如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像，将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，小灯泡正常发光时的电压为4V，只闭合开关S时电压表的示数为1V。电源两端电压保持不变，下列说法中正确的是（　　） ①灯泡L正常发光时的电阻为5Ω ②只闭合开关S时，通过电阻R的电流为0.2A ③电源电压为5V ④只闭合开关S时，1s内通过灯泡L的电流做功2J A．只有①③正确 B．只有②④正确 C．只有①④正确 D．只有②③正确 3．（2024•湖南模拟）如图所示，电源电压不变，只闭合开关S1，电流表示数为0.3A，再闭合S2，电流表示数变化了0.4A。则同时闭合S1、S2后，相同时间内R1、R2消耗的电能之比是（　　） A．3：4 B．4：3 C．7：3 D．4：7 4．（2023秋•章丘区期末）甲图是反应身体柔韧水平的“坐位体前屈测量仪”，乙图是其内部电路图（电源电压恒定），两个身形接近但柔韧性差异较大的同学先后推动挡板进行测量，“显示器”示数的大小能够反映柔韧水平的高低。下列与测量仪有关的说法正确的是（　　） A．“显示器”是电压表 B．柔韧性好的同学测量时，电阻丝接入电路中的电阻更大 C．柔韧性差的同学测量时，电路中的电流较小 D．电阻R在电路中会消耗电能，为了节约电能，可以将R去掉 5．（2023秋•长安区期末）如图所示，电阻R2为4Ω，电源电压保持不变。当闭合开关S时，电压表示数为4V，电流表示数为0.5A，则电阻R1的阻值为 　 　Ω，电源电压为 　 　V。通电5min，该电路消耗的电能为 　 　J。 6．（2024•高邮市二模）如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为 　 　A，电源电压为 　 　V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，此时R2的阻值为 　 　Ω，1min内电流通过R2所做的功为 　 　J。 7．（2024•浉河区二模）如图所示，定值电阻R1＝8Ω，R2＝6Ω，电源电压为8V，R为定值电阻。当开关S接位置1时，电流表的示数为0.4A，该电路工作5min电流做的功为 　 　J。当开关S接位置2时，电阻R两端的电压 　 　（选填“不变”“变大”或“变小”）。 8．（2023秋•柘城县期末）如图所示，电阻R1和R2并联在电路中，R1的阻值为36Ω，当开关S1，S2都闭合时。电流表示数为1A；当S1闭合、S2断开时。电流表示数为0.25A，求： （1）电源电压； （2）电阻R2的阻值； （3）1分钟内，电流通过R1做的功是多少？ 二．电功率P＝UI的简单计算（共2小题） 9．（2023秋•宿豫区期末）甲、乙两个小灯泡并联接入电路，如图所示，甲比乙亮，下列判断错误的是（　　） A．I甲＞I乙 B．U甲＝U乙 C．R甲＞R乙 D．P甲＞P乙 10．（2024•官渡区校级模拟）小明学习了电学知识后，在家自制了一盏调光灯，他选用了标有“2.5V 0.5W”的小灯泡，电源电压恒为4.5V，组成如图电路。小明闭合开关后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光。请通过计算回答： （1）小灯泡正常发光时的电流是多少安？ （2）此时滑动变阻器接入电路的电阻是多少欧？ （3）小灯泡正常发光1min整个电路消耗的电能是多少焦？ 三．电功率的综合计算（共8小题） 11．（2023秋•常德期末）将标有“6V 3W”的灯L1和标有“6V 6W”的灯L2连入电路，不考虑灯丝电阻的变化，则下列判断正确的是（　　） A．将两灯串联接入12V电源两端，两灯均能正常发光 B．将两灯串联接入电路，若L1正常发光，则L2消耗的电功率为1.5W C．将两灯并联接入6V电源两端，则干路电流为0.5A D．将两灯并联接入3V电源两端，则L1的实际电功率为1.5W 12．（2023秋•滕州市期末）如图所示，电源电压恒为6V，R0＝30Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“3V 1.5W”字样（灯丝电阻不变），在不损坏电路元件的前提下，下列分析中正确的是（　　） A．当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω～20Ω B．当S闭合，S1、S2都断开时，电路的最大电功率是3.6W C．当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω D．当S、S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率最小值为2.4W 13．（2024•凉州区校级二模）如图甲所示，电源电压U恒为6V，R0为定值电阻。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，图乙是电压表的示数U随电流表示数I的变化关系，图丙是滑动变阻器的功率P随其两端电压U的变化关系，图丁是效率η（即滑动变阻器消耗的功率与电路消耗的总功率之比）随滑动变阻器电阻R的变化关系，则下列判断正确的是（　　） A．定值电阻R0的阻值为5Ω B．滑动变阻器最大阻值6Ω C．乙图阴影部分面积为2.88W D．丙图b点的坐标为（2V，4.5W） 14．（2023秋•秦安县期末）一小灯泡上标有“6V 3.6W”字样，其电流I随两端电压U变化关系的曲线如图所示。当元件两端的电压为3V时，元件的电阻为　　Ω，电功率为　 W。 15．（2024•淮滨县三模）图甲是一种即热式热水器。图乙是它的电路图。电热丝R1和R2的阻值分别是22Ω和44Ω。单刀双掷开关S旋转可以与不同的相邻触点相接触，从而可以切换到热水、温水、冷水模式。则S与2、3触点接触时，是 　 　模式，热水器在温水模式下通过它的电流是 　　A，如果热水器在热水模式下它的功率是 　 W。 16．（2024•威远县校级二模）图甲是通过灯泡L的电流跟其两端电压关系的图象。现将L与阻值为10Ω的电阻R连入图乙所示电路。闭合开关S，L的实际功率为1.8W．则电源电压是　 　V，此时消耗的总功率是　 　W。 17．（2024•蓬江区校级模拟）小明设计了如图甲所示的风速仪，电源电压恒定，灯泡的额定电压为5V，灯泡的I﹣U关系图像如图乙所示，AB为粗细均匀的电阻丝，总电阻为15Ω，OP为不计电阻的金属细杆（与AB接触良好），闭合开关S，无风时OP自然下垂，此时电流表的示数为0.2A。求： （1）小灯泡的额定功率； （2）电源电压； （3）小灯泡的实际功率为0.75W时，电阻丝AB接入电路的电阻。 18．（2024•东阿县三模）某同学选用规格为“12V 6W”的灯L、定值电阻R1（12Ω）及规格为“24Ω 2A”的滑动变阻器R0等元件设计了如图所示的电路。当闭合开关S、S2，且滑动变阻器的滑片P移至a端时，灯L正常发光。电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化。求： （1）电源电压； （2）当三个开关都闭合，滑动变阻器的滑片P移至a端时，电路消耗的功率； （3）在保证电路各元件安全的前提下，该电路在1min内消耗的最小电能。 四．伏安法测量小灯泡的电功率（共2小题） 19．（2023秋•花山区校级期末）小明在“测小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（灯丝电阻约为6Ω），滑动变阻器规格R标有“50Ω 0.5A”字样。 （1）小明的电路存在连接错误，只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上打“×”，并用笔代替导线画出正确的接法。 （2）排除故障后，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 　 　（选填“A”或“B”）端移动。 （3）通过小灯泡的电流与两端电压变化的关系如图丙所示，小灯泡的额定功率是 　 　W，小明还想用本实验器材探究电流和电压的关系，聪明的小华认为不可行，请你帮小华说明理由：　 　。 20．（2024•邵阳模拟）小华同学利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。已知电源电压为3V且保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物图连接完整（要求：滑片P向右端移动时，小灯泡变亮）； （2）闭合开关后发现，无论怎么移动滑片，电流表没示数，电压表有示数，则电路中的故障可能是 　 　（填字母）； A．小灯泡短路 B．滑片接触不良 C．小灯泡断路 D．电压表短路 （3）连接好电路，检查无误后开始实验，小华从滑动变阻器连入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡的I﹣U图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W； （4）实验中，记录数据如图乙，有A“15Ω 2A”、B“25Ω 2A”、C“30Ω 2A”三种规格的滑动变阻器供选择，小华在该实验中选用的是 　 　（选填“A”“B”或“C”）。 五．电流产生的热量与电阻的关系（共2小题） 21．（2024•惠城区校级模拟）如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气，实验中通过观察U形管液面 　 　的变化来反映电阻产生热量的多少。图甲所示，表明在电流和通电时间相同的情况下，　 　越大，产生的热量越多；图乙中R3与R2并联，是使通过R1与R2的 　 　不同。 22．（2023秋•汤阴县期末）如图甲、乙所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着质量相等、温度也相同的空气。 （1）探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时，选择 　 　（选填“甲”或“乙”）图装置进行实验，两电阻产生热量的多少可以通过观察 　 　来比较； （2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间后根据图甲可以得出结论：　 　； （3）家用电暖器，发热管热的发红，而串联的电源线却不热，主要是因为发热管的 　 　比电源线的大； （4）完成上述试验后，小明同学受到启发，对装置进行改造，准备探究“比较不同物质的吸热能力”的实验，装置如图丙所示，A、B两个电阻丝的电阻应该是 　 　（选填“相同”或“不同”）的； （5）两个烧瓶中分别加入初温相同、　 　相等的水和煤油，通电一段时间后，煤油的温度更高，说明 　 　（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 六．电流产生的热量与电流的关系（共2小题） 23．（2024•岳阳县校级模拟）在探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验中，完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，通过观察U形管中液面高度的变化来显示容器内空气温度的变化，闭合开关前，U形管内液面相平。 （1）甲装置可探究电流通过导体时产生热量的多少跟 　 　有关。 （2）乙装置实验中，观察U形管内液面，可得到左边容器中导体产生的热量 　 　。由此可知，其它条件相同时，　 　越大，导体产生的热量越多。 （3）让乙装置冷却到初始状态，把右侧并联的两根电阻丝R2、R3都放入容器中，接通电源一段时间后，发现乙装置中 　 　侧U形管内液面的高度差较大。 24．（2023秋•韶关期末）如图是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。（乙装置中左端的电阻为R1，右端容器内的电阻为R2，容器外的电阻为R3） （1）如图甲，两个容器中的电阻丝串联的目的是使通过两个电阻丝的 　 　相同，该装置可用来探究电流通过导体产生的热量与 　 　的关系；通电一段时间后，与 　 　（选填“左”或“右”）侧容器相连的U形管中液面的高度差大。 （2）用U形管中液面的高度差来反映两容器内电阻丝放出热量的多少，应用的实验方法是 　 　。 （3）采用图乙所示实验装置，可以得出结论：在电阻和通电时间相同时，　 　越大，产生的热量越 　 　（选填“多”或“少”）。 （4）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与断路前相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 七．焦耳定律的简单计算（共5小题） 25．（2024•越秀区校级模拟）额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（　　） A．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少 B．正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大 C．正常工作时，通过电饭锅的电流最大 D．在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多 26．（2024•冷水滩区校级模拟）如图所示，电源电压保持不变，定值电阻R0＝6Ω。将滑片滑到滑动变阻器的b端时，闭合开关，电压表的读数为3V；将滑片滑到滑动变阻器的中点时，电压表的读数为4.5V。下列判断错误的是（　　） A．电路中的最小电流是0.5A B．电源电压是9V C．滑动变阻器的最大阻值是9Ω D．移动滑片，R0在通电100s内产生的热量最多1350J 27．（2024•蜀山区校级模拟）图甲是新型取暖器件——电热膜，它是由一条条导电墨线压在绝缘薄膜制成，其结构如图乙所示。已知电热膜的电阻为550Ω，电热膜正常工作1min产生的热量为 　 　J。 28．（2024•城固县校级模拟）近年来，我国航天事业取得了辉煌成就。如图甲所示，这是航天迷小明设计的模拟检测飞船舱体气压的电路，电源电压保持不变，R0为50Ω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10V，舱体内气压为1.0×105Pa。随着舱体气压的变大，电压表的示数 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）；当舱体不漏气时，通电100s定值电阻R0产生的热量为 　 　J；若电压表示数为8V，此时舱内的气压值为 　 　Pa。 29．（2024•宿城区校级一模）一只标有“6V，3W”字样的灯泡L与一个阻值为8Ω的定值电阻R串联，接在电源电压恒定不变的电路中，接通电路后，灯泡L恰好正常发光。求： （1）通过灯泡的电流； （2）电源电压； （3）灯泡正常工作时，5min内电阻R产生的热量。 八．焦耳定律推导公式的应用（共2小题） 30．（2023秋•肇源县期末）甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.5A。再闭合开关S2后，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为3V B．小灯泡L的电阻为40Ω C．电路总功率增加了0.4W D．在1min内电阻R产生的热量为6J 31．（2024•费县二模）如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为5V，电热丝R阻值为1Ω。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的 　 　效应实现高温封口，3s内产生的热量为 　 　J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以 　 　（选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。 九．电热的多挡问题（共3小题） 32．（2024•武汉二模）如表是小滨家中两挡位电饭锅铭牌，图甲是其简化电路图。R1和R2都是电阻丝，不计温度对电阻的影响，产生的热量全部被水吸收，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），通过断开其他用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，来测量电饭锅的功率，观察图乙所示的电能表的转盘1min内转了40转，下面说法正确的是（　　） 额定电压 220V 频率 50Hz 额定功率 加热 880W 保温 44W A．电饭锅在加热状态下正常工作时的总电流为4A B．电阻R2的阻值是1100Ω C．测量时电饭锅的实际加热功率是800W D．电饭锅在加热状态下正常工作7min，可将2.2kg水的温度升高2℃ 33．（2024•肇东市模拟）如图甲多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。其中R1、R2为电热丝，电阻不变。下表为其铭牌，其中高温挡的额定功率已模糊不清。 项目 参数 电源电压（V） 220 低温挡功率（W） 220 中温挡功率（W） 440 高温挡功率（W） 容积（L） 2 （1）养生壶处于低温挡工作时，1min消耗的电能； （2）求R1的阻值； （3）在标准大气压下，使用高温挡将初温是45℃的一壶水烧开，若养生壶高温挡加热效率为75%，烧开一壶水需要的时间。 34．（2023秋•中原区校级期末）如图所示是某加热器工作的部分电路图，电源电压U＝220V不变，两根电热丝的电阻关系为R2＝4R1且阻值保持不变，通过开关S接触不同的触点，实现高、低两个挡位的转换，低温挡时的发热功率为220W。求： （1）低温挡时的电流； （2）电热器处于高温挡时的功率； （3）如果加热器在高温挡下工作10min，产生热量的84%被水吸收，在1标准大气压下，这些热量能让2kg、20℃的水温度升高到多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 十．家庭电路的连线作图（共3小题） 35．（2024•高新区校级模拟）小高家盖新房需要先设计一下屋内的电路，以便电工师傅布线。爱钻研的小高自告奋勇完成这个任务。如图所示为他设计电路的一部分，请他帮将下列元件连接成符合安全用电要求的家庭电路。 36．（2024•甘肃）电吹风的主要工作元件是发热丝（）、电风扇（）及开关。闭合开关S1，电吹风即吹出风来；若同时还闭合S2，吹出热风；若只闭合S2，不吹风也不发热。请根据要求用笔划线代替导线，完成电路设计。 37．（2024•东莞市校级二模）如图，小明家要安装两盏“220V，40W”的电灯，要求：开关S同时控制两灯泡，且两灯均能正常发光。先确定中间的那根输电线为零线还是火线，填到括号里；再按要求将图中元件用笔画线代替导线连起来。 十一．家庭电路的故障分析（共2小题） 38．（2024•凉州区校级模拟）电工师傅常用一只额定电压为220V的灯泡L0（检验灯泡）取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况，如图所示。当S闭合后，再分别闭合S1、S2、S3（每次只能闭合其中之一）时，下列说法错误的是（　　） A．只闭合S、S1时，L0不亮，说明该支路断路 B．只闭合S、S2时，L0正常发光，说明该支路短路 C．只闭合S，S3时，L0发光呈暗红色，说明该支路正常 D．只闭合S、S1时，若L0正常发光，用试电笔检测A点氖管发光 39．（2024•南海区校级模拟）用测电笔可辨别火线和零线，使氖管发光的是 　 　（选填“火线”或“零线”）。如图所示，闭合开关后，电灯正常发光，用测电笔测试图中的a、b两点，能使氖管发光的点为 　 　（选填“a”或“b”或“a和b”，下同）；电灯工作一段时间后，进户线零线断路，用测电笔测试图中的a、b两点，能使氖管发光的点为 　 　。 十二．家庭电路故障点的判断（共2小题） 40．（2024•中原区校级模拟）如图所示，小李早上想用电热水壶烧开水，将插头插入插座，并闭合开关，发现电热水壶不工作；厨房的灯泡是也不能工作。保持灯泡开关闭合，拔出插头，用试电笔分别接触插座的左右两孔，发现接左、右孔时氖管均发光。若电路中只有一处故障，则故障可能是（　　） A．CD间电路断路 B．ED间电路断路 C．插座短路 D．保险丝烧断 41．（2024•海珠区校级三模）如图所示的电路是家庭电路的一部分，电工师傅按下面的顺序进行检测：①闭合S1，灯L1亮；②再闭合S2，灯L1亮，灯L2不亮；③用试电笔测a、b、c、d四个接线点，试电笔只在c点不发光。若电路中只有一处故障，则该故障可能是（　　） A．灯L2短路 B．c点左侧的零线短路 C．L2所在支路断路 D．c、d两点间断路 十三．常见的触电事故（共5小题） 42．（2024•青秀区校级模拟）如图所示，a图中甲站在干燥的木桌上，一只手接触到火线上；b图中乙站在干燥的木桌上，一只手接触到火线上，此时另有丙站在地面上用手去拉乙。则甲、乙、丙三人谁会触电？（　　） A．甲 B．乙和丙 C．甲和乙 D．甲、乙和丙 43．（2023秋•庆云县期末）如图所示情景中，会发生触电事故的是图 　 　（选填“甲”或“乙”），发生触电事故时电路中的空气开关 　 　（选填“会”或“不会”）跳闸。 44．（2023秋•萧县期末）如图所示的家庭电路，闭合开关S，电灯亮，若断开开关S；站在地面上的人用手接触电路中的B点 　 　触电（选填“会”或“不会”）。 45．（2024•滕州市三模）站在裸露导线上的两只小鸟，当开关闭合后会发生触电事故的是 　 　（选填“甲”或“乙”）。当家庭电路着火时，　 　（“能”或“不能”）用水泼。 46．（2022•罗湖区校级开学）人体对电流的反应 随着科技的飞速发展，各种电器设备的数量急剧增加，但同时也带来了更多的触电事故，因此，安全用电被人们所重视。人们往往认为：触电危害的原因是接触了高压，而触电危害的真正原因是有较大的电流通过人体。人体受到电击时，电流对人体的伤害程度主要与流过人体电流的大小有关，当手触及50Hz交变电流时，人体的反应如下表所示： 电流（mA） 人体反应 0.6﹣1.5 手轻微颤抖 2﹣3 手指强烈颤抖 5﹣7 手部肌肉痉挛 8﹣10 手难摆脱带电体，但还能摆脱，手指尖到手腕剧痛 20﹣25 手迅速麻痹，不能自动摆脱电源，手剧痛，呼吸困难 50﹣80 呼吸麻痹，心房开始震颤 90﹣100 呼吸麻痹，延续3s就会造成心脏麻痹 除电流大小的原因外，触电的部位、电流经过人体的时间也会影响触电的伤害程度。如果电流长时间通过人体，人体电阻会下降，即使电流很小，也是比较危险的。 请回答： （1）根据欧姆定律可知：对于同一个人，电压越　 　，电流就越　 　，电流经过人体造成的伤害就越大。通过阅读，在防止人身触电事故方面你还学到了什么？ （2）用今天你学到的知识解释一下：为什么我们认为低于36V的电压才是安全的？ 十四．安全用电原则（共3小题） 47．（2023秋•南阳期末）关于家庭电路的安全原则，下列说法正确的是（　　） A．开关应该与电灯并联，开关位置不限 B．开关应该与电灯串联，开关位置不限 C．开关应该与电灯串联，开关要接在火线上 D．开关应该与插座并联，并且开关要接在零线上 48．（2024•历下区二模）傍晚放学后，小奥正在书桌前学习，突然台灯不亮了，但其他用电器仍正常工作。为解决这一问题，下列操作流程符合安全用电原则的是（　　） A．切断电源→摘下灯罩→更换灯泡→通电测试 B．摘下灯罩→更换灯泡→切断电源→通电测试 C．更换灯泡→切断电源→摘下灯罩→通电测试 D．摘下灯罩→切断电源→更换灯泡→通电测试 49．（2024•个旧市校级模拟）随着新能源电动汽车的发展，为了方便给电车充电，市政部门修建了多个充电站，配备了大量的充电桩，如图所示。下列关于充电桩使用符合安全用电原则的是（　　） A．充电枪连接线处绝缘层破损后继续使用 B．电工在维修充电桩时可以不用断开电源 C．充电桩的金属外壳必须要与大地相连接 D．充电桩起火时立刻用高压水枪迅速扑灭 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十五章《电功和电热》过关训练（解析版） 一．电功与电能的计算（共8小题） 二．电功率P＝UI的简单计算（共2小题） 三．电功率的综合计算（共8小题） 四．伏安法测量小灯泡的电功率（共2小题） 五．电流产生的热量与电阻的关系（共2小题） 六．电流产生的热量与电流的关系（共2小题） 七．焦耳定律的简单计算（共5小题） 八．焦耳定律推导公式的应用（共2小题） 九．电热的多挡问题（共3小题） 十．家庭电路的连线作图（共3小题） 十一．家庭电路的故障分析（共2小题） 十二．家庭电路故障点的判断（共2小题） 十三．常见的触电事故（共5小题） 十四．安全用电原则（共3小题） 一．电功与电能的计算（共8小题） 1．（2023秋•石泉县期末）现有两个定值电阻R1和R2（R1＜R2），按照如图所示的四种方式，分别接到电压恒为U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是（　　） A．W甲＞W乙＞W丙＞W丁 B．W乙＞W丙＞W丁＞W甲 C．W甲＞W丙＞W丁＞W乙 D．W丙＞W丁＞W乙＞W甲 【答案】B 【解答】解： 因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，且R1＜R2， 所以，四个电路中的总电阻关系为：R甲＞R丁＞R丙＞R乙， 因电源的电压恒为U，且工作时间相等，所以，由W＝UIt＝t可知，四个电路中电流做功大小关系为W乙＞W丙＞W丁＞R甲。 故选：B。 2．（2023秋•庆云县期末）如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像，将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，小灯泡正常发光时的电压为4V，只闭合开关S时电压表的示数为1V。电源两端电压保持不变，下列说法中正确的是（　　） ①灯泡L正常发光时的电阻为5Ω ②只闭合开关S时，通过电阻R的电流为0.2A ③电源电压为5V ④只闭合开关S时，1s内通过灯泡L的电流做功2J A．只有①③正确 B．只有②④正确 C．只有①④正确 D．只有②③正确 【答案】D 【解答】解：①小灯泡正常发光时的电压为4V，此时通过小灯泡的电流为0.5A， 则小灯泡正常发光的电阻为：，故①错误； ②只闭合开关S时，灯泡和定值电阻串联，电压表的示数为1V，电压表测量小灯泡电压，从图甲可知，此时电路中的电流为0.2A， 则通过电阻R的电流也为0.2A，故②正确； ③只闭合开关S时，根据图甲可知，定值电阻两端的电压为4V，则电源电压：U＝UL+UR＝1V+4V＝5V，故③正确； ④只闭合开关S时，1s内通过灯泡L的电流做功：W＝ULIt＝1V×0.2A×1s＝0.2J故④错误； 故只有②③正确；故D符合题意，ABC不符合题意； 故选：D。 3．（2024•湖南模拟）如图所示，电源电压不变，只闭合开关S1，电流表示数为0.3A，再闭合S2，电流表示数变化了0.4A。则同时闭合S1、S2后，相同时间内R1、R2消耗的电能之比是（　　） A．3：4 B．4：3 C．7：3 D．4：7 【答案】A 【解答】解： 由图知，只闭合S1时，R1单独接入电路，电流表测R1的电流，则I1＝0.3A； 再闭合S2时，R1、R2并联，电流表测干路中的电流， 两只开关都闭合时，由于并联电路中各电阻互不影响，所以通过R1的电流仍然为I1＝0.3A， 电流表示数变化了0.4A，则说明通过R2的电流为I2＝0.4A， 由于并联电路各支路两端的电压相等，则U1＝U2，所以，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比为：＝＝＝＝。 故选：A。 4．（2023秋•章丘区期末）甲图是反应身体柔韧水平的“坐位体前屈测量仪”，乙图是其内部电路图（电源电压恒定），两个身形接近但柔韧性差异较大的同学先后推动挡板进行测量，“显示器”示数的大小能够反映柔韧水平的高低。下列与测量仪有关的说法正确的是（　　） A．“显示器”是电压表 B．柔韧性好的同学测量时，电阻丝接入电路中的电阻更大 C．柔韧性差的同学测量时，电路中的电流较小 D．电阻R在电路中会消耗电能，为了节约电能，可以将R去掉 【答案】C 【解答】解：A、由图乙可知，显示器串联在电路中，因此显示器应为电流表，故A错误； B、由图乙可知，柔韧性好的同学测量时，滑片更加靠近电阻丝的左端，电阻丝接入电路的长度更短，因此电阻丝接入电路中的电阻更小，故B错误； C、由图乙可知，柔韧性差的同学测量时，滑片更加靠近电阻丝的右端，电阻丝接入电路的电阻较大，由串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻较大，由欧姆定律可知，电路中的电流较小，故C正确； D、由图乙可知，若去掉R，当滑片移到最左端时，电阻丝接入电路的电阻为零，会引起电源短路，因此，为了保护电路，不能将R去掉，故D错误。 故选：C。 5．（2023秋•长安区期末）如图所示，电阻R2为4Ω，电源电压保持不变。当闭合开关S时，电压表示数为4V，电流表示数为0.5A，则电阻R1的阻值为 　8　Ω，电源电压为 　6　V。通电5min，该电路消耗的电能为 　900　J。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：由图可知，R1、R2串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测量电路中的电流； 当闭合开关S时，电压表示数为4V，电流表示数为0.5A， 由I＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝8Ω； 由I＝可知，R2两端的电压：U2＝IR2＝0.5A×4Ω＝2V， 根据串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U1+U2＝4V+2V＝6V； 通电5min，该电路消耗的电能：W＝UIt＝6V×0.5A×5×60s＝900J。 故答案为：8；6；900。 6．（2024•高邮市二模）如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为 　0.6　A，电源电压为 　8　V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，此时R2的阻值为 　5　Ω，1min内电流通过R2所做的功为 　192　J。 【答案】0.6；8；5；192。 【解答】解：由图甲可知，当只闭合S1、S2时，L、R1串联，电压表测L两端电压，电压表示数为2V，则由图乙可知，通过灯泡的电流为0.6A。 串联电路中电流处处相等，则通过R1的电流为I1＝IL＝0.6A， R1两端的电压为 U1＝I1R1＝0.6A×10Ω＝6V， 电源电压为 U＝U1+UL＝6V+2V＝8V。 当只闭合S2、S3时，L与R2串联，电压表测L两端电压。此时电压表示数为4V，即L两端电压为4V，通过L的电流为0.8A，根据串联电路电流特点可知，通过R2的电流为0.8A，则R2的阻值为 ， 1min内电流通过R2所做的功为 W＝U2I2t＝4V×0.8A×60s＝192J。 故答案为：0.6；8；5；192。 7．（2024•浉河区二模）如图所示，定值电阻R1＝8Ω，R2＝6Ω，电源电压为8V，R为定值电阻。当开关S接位置1时，电流表的示数为0.4A，该电路工作5min电流做的功为 　960　J。当开关S接位置2时，电阻R两端的电压 　变大　（选填“不变”“变大”或“变小”）。 【答案】960；变大。 【解答】解：（1）当开关S接位置1时，R和R1串联，该电路工作5min电流做的功为： W＝UIt＝8V×0.4A×5×60s＝960J； （2）当开关S接位置2时，R和R2串联，由于R1＝8Ω，R2＝6Ω，根据串联电路电阻的规律知道电路的总电阻变小，由欧姆定律知电路的电流变大，则由U＝IR知电阻R两端的电压变大。 故答案为：960；变大。 8．（2023秋•柘城县期末）如图所示，电阻R1和R2并联在电路中，R1的阻值为36Ω，当开关S1，S2都闭合时。电流表示数为1A；当S1闭合、S2断开时。电流表示数为0.25A，求： （1）电源电压； （2）电阻R2的阻值； （3）1分钟内，电流通过R1做的功是多少？ 【答案】（1）电源电压为9V； （2）电阻R2的阻值为12Ω； （3）1分钟内，电流通过R1做的功是135J。 【解答】解：（1）当S1闭合，S2断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流， 由欧姆定律可得，电源的电压： U＝I1R1＝0.25A×36Ω＝9V。 （2）当开关S1、S2都闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流， 因并联电路中各支路独立工作、互不影响， 所以，通过R1的电流不变， 因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＝1A﹣0.25A＝0.75A， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，电阻R2的阻值： R2＝＝＝12Ω。 （3）1分钟内，电流通过R1做的功W＝UI1t＝9V×0.25A×1×60s＝135J。 答：（1）电源电压为9V； （2）电阻R2的阻值为12Ω； （3）1分钟内，电流通过R1做的功是135J。 二．电功率P＝UI的简单计算（共2小题） 9．（2023秋•宿豫区期末）甲、乙两个小灯泡并联接入电路，如图所示，甲比乙亮，下列判断错误的是（　　） A．I甲＞I乙 B．U甲＝U乙 C．R甲＞R乙 D．P甲＞P乙 【答案】C 【解答】解：甲、乙两个小灯泡并联接入电路，甲比乙亮，则甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率，即P甲＞P乙，根据并联电路的电压特点可知两灯泡两端的电压相等，故U甲＝U乙，根据P＝可知，R甲＜R乙，根据I＝可知I甲＞I乙。故ABD正确、C错误。 故选C。 10．（2024•官渡区校级模拟）小明学习了电学知识后，在家自制了一盏调光灯，他选用了标有“2.5V 0.5W”的小灯泡，电源电压恒为4.5V，组成如图电路。小明闭合开关后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光。请通过计算回答： （1）小灯泡正常发光时的电流是多少安？ （2）此时滑动变阻器接入电路的电阻是多少欧？ （3）小灯泡正常发光1min整个电路消耗的电能是多少焦？ 【答案】（1）小灯泡正常发光时的电流是0.2A。 （2）此时滑动变阻器接入电路的电阻是10Ω。 （3）小灯泡正常发光1min整个电路消耗的电能为54J。 【解答】解： （1）由P＝UI可得，小灯泡正常发光时的电流： I额＝＝＝0.2A。 （2）由图可知，滑动变阻器与小灯泡串联，当小灯泡正常发光时，根据串联电路的特点，通过滑动变阻的电流等于小灯泡的额定电流，即I滑＝I额， 根据串联电路的分压特点可知滑动变阻器两端电压： U滑＝U﹣U灯＝4.5V﹣2.5V＝2V， 此时滑动变阻器接入电路的电阻： R滑＝＝＝10Ω。 （3）小灯泡正常发光1min整个电路消耗的电能： W＝UIt＝4.5V×0.2A×1×60s＝54J。 答：（1）小灯泡正常发光时的电流是0.2A。 （2）此时滑动变阻器接入电路的电阻是10Ω。 （3）小灯泡正常发光1min整个电路消耗的电能为54J。 三．电功率的综合计算（共8小题） 11．（2023秋•常德期末）将标有“6V 3W”的灯L1和标有“6V 6W”的灯L2连入电路，不考虑灯丝电阻的变化，则下列判断正确的是（　　） A．将两灯串联接入12V电源两端，两灯均能正常发光 B．将两灯串联接入电路，若L1正常发光，则L2消耗的电功率为1.5W C．将两灯并联接入6V电源两端，则干路电流为0.5A D．将两灯并联接入3V电源两端，则L1的实际电功率为1.5W 【答案】B 【解答】解：A、由P＝UI可得，L1的额定电流：I＝＝＝0.5A，I＝＝＝1A 由I＝可得，R1＝＝＝12Ω，R2＝＝＝6Ω 因串联电路处处电流相等，所以电路中的最大电流为0.5A 则串联电路两端最大电压：U＝I（R1+R2）＝0.5A×（12Ω+6Ω）＝9V，此时L1正常发光，L2不能正常发光，故A错误； B、L1正常发光时，L2消耗的电功率：P2＝IR2＝（0.5A）2×6Ω＝1.5W，故B正确； C、将两灯并联接入6V电源两端时，两灯泡均正常发光，由于并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流：I＝I+I＝0.5A+1A＝1.5A，故C错误； D、将两灯并联接入3V电源两端，通过L1的电流：I1′＝＝＝0.25A， L1的实际电功率：P1＝U′I1′＝3V×0.25A＝0.75W，故D错误。 故选：B。 12．（2023秋•滕州市期末）如图所示，电源电压恒为6V，R0＝30Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“3V 1.5W”字样（灯丝电阻不变），在不损坏电路元件的前提下，下列分析中正确的是（　　） A．当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω～20Ω B．当S闭合，S1、S2都断开时，电路的最大电功率是3.6W C．当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω D．当S、S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率最小值为2.4W 【答案】C 【解答】解：AB、当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器与灯泡串联，电流表测电路中的电流， 灯丝电阻不变，由P＝可得，小灯泡的电阻：RL＝＝6Ω， 由P＝UI可得，小灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝0.5A， 因为电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡正常发光时的电流为0.5A， 所以，由串联电路的电流特点可知，电路中的最大电流为：I最大＝IL＝0.5A， 则电路的最大电功率：P最大＝UI最大＝6V×0.5A＝3W，故B错误； 当电路中电流最大时，根据欧姆定律可得此时的总电阻为：R总最小＝＝＝12Ω， 因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，则滑动变阻器接入电路的最小阻值：R滑小＝R总最小﹣RL＝12Ω﹣6Ω＝6Ω； 当滑动变阻器接入电路的阻值最大为20Ω时，电路中电流最小，各元件是安全的， 由此可知滑动变阻器接入电路的阻值范围是6Ω～20Ω，故A错误； C、当S、S1、S2都闭合时，灯泡被短路，定值电阻R0与变阻器并联，电流表测干路中的电流， 由电流表的量程可知，干路中的最大电流为0.6A， 通过R0的电流：I0＝＝＝0.2A； 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 则通过滑动变阻器的最大电流为：I滑最大＝I总大﹣I0＝0.6A﹣0.2A＝0.4A， 根据欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的最小阻值：R滑小′＝＝＝15Ω，故C正确； D、当S、S1、S2都闭合，滑动变阻器与R0并联，通过R0的电流：I0＝0.2A， 当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，此支路上的电流最小，则I滑小＝＝＝0.3A， 则干路中的最小电流：I最小＝I0+I滑小＝0.2A+0.3A＝0.5A， 电路消耗总功率的最小值：P最小＝UI最小＝6V×0.5A＝3W，故D错误。 故选：C。 13．（2024•凉州区校级二模）如图甲所示，电源电压U恒为6V，R0为定值电阻。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，图乙是电压表的示数U随电流表示数I的变化关系，图丙是滑动变阻器的功率P随其两端电压U的变化关系，图丁是效率η（即滑动变阻器消耗的功率与电路消耗的总功率之比）随滑动变阻器电阻R的变化关系，则下列判断正确的是（　　） A．定值电阻R0的阻值为5Ω B．滑动变阻器最大阻值6Ω C．乙图阴影部分面积为2.88W D．丙图b点的坐标为（2V，4.5W） 【答案】C 【解答】解：由甲电路图可知，滑动变阻器与定值电阻R0串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 A、当滑片位于A端时，滑动变阻器接入电路中电阻为零，此时电路中的电流最大， 由图乙可知，电路中的最大电流I大＝3A， 由I＝可得，定值电阻的阻值：R0＝＝＝2Ω，故A错误； B、因串联电路中各处的电流相等，且串联电路中总电阻等于各部分电阻之和， 所以，由P＝UI＝I2R可得，滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比： η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%， 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，效率最大，由图丁可知，最大效率为80%， 则80%＝×100%， 解得：R滑大＝8Ω，故B错误； C、由图乙可知，a点表示电路中的电流最小，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大， 此时电路中的电流I小＝＝＝0.6A， 此时电压表的示数U滑＝I小R滑大＝0.6A×8Ω＝4.8V； 则乙图阴影部分面积：P＝U滑I小＝4.8V×0.6A＝2.88W，故C正确； D、当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，电路中电流： I＝＝， 此时滑动变阻器消耗的电功率： PR＝I2R＝（）2R＝＝， 当R＝R0＝2Ω时，变阻器消耗的电功率最大，由图丙可知，变阻器消耗的最大功率为4.5W， 此时电路中的电流I＝＝＝1.5A， 电压表的示数UR＝IR＝1.5A×2Ω＝3V， 则丙图上b点的坐标（3V，4.5W），故D错误。 故选：C。 14．（2023秋•秦安县期末）一小灯泡上标有“6V 3.6W”字样，其电流I随两端电压U变化关系的曲线如图所示。当元件两端的电压为3V时，元件的电阻为　6　Ω，电功率为　1.5　W。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：由图象可知，当元件两端的电压为3V时，元件的电流是0.5A。 所以，元件的电阻：R＝＝＝6Ω。 元件电功率：P＝UI＝3V×0.5A＝1.5W。 故答案为：6；1.5。 15．（2024•淮滨县三模）图甲是一种即热式热水器。图乙是它的电路图。电热丝R1和R2的阻值分别是22Ω和44Ω。单刀双掷开关S旋转可以与不同的相邻触点相接触，从而可以切换到热水、温水、冷水模式。则S与2、3触点接触时，是 　温水　模式，热水器在温水模式下通过它的电流是 　5　A，如果热水器在热水模式下它的功率是 　3300　W。 【答案】温水；5；3300 【解答】解：当单刀双制开关S与2、3触点接触时，电路为R2的简单电路；当单刀双制开关S与3、4触点接触时，R1、R2并联； 因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，所以由P＝可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，热水器为热水模式；电路为R2的简单电路时，电路中的电阻最大，电功率最小，热水器为温水模式，因此S与2、3触点接触时，电路为R2的简单电路，热水器为温水模式； 温水模式时，电路为R2的简单电路，此时通过它的电流：I温水＝＝＝5A； 热水模式时，R1、R2并联，此时通过两电热丝的电流分别为：I1＝＝＝10A，I2＝＝＝5A，由并联电路的电流特点可知，此时干路电流：I＝I1+I2＝10A+5A＝15A，则热水模式下的功率：P＝UI＝220V×15A＝3300W。 故答案为：温水；5；3300。 16．（2024•威远县校级二模）图甲是通过灯泡L的电流跟其两端电压关系的图象。现将L与阻值为10Ω的电阻R连入图乙所示电路。闭合开关S，L的实际功率为1.8W．则电源电压是　6　V，此时消耗的总功率是　5.4　W。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：由图甲可知：灯泡L与电阻R并联， 根据P＝UI，从图象上可以看出，当L的实际功率为1.8W时，对应的实际电压为6V，实际电流IL＝0.3A， 则电源电压U＝U实＝6V， 通过R的电流IR＝＝＝0.6A。 总电流I＝IL+IR＝0.3A+0.6A＝0.9A， 此时消耗的总功率P＝UI＝6V×0.9A＝5.4W。 故答案为：6；5.4。 17．（2024•蓬江区校级模拟）小明设计了如图甲所示的风速仪，电源电压恒定，灯泡的额定电压为5V，灯泡的I﹣U关系图像如图乙所示，AB为粗细均匀的电阻丝，总电阻为15Ω，OP为不计电阻的金属细杆（与AB接触良好），闭合开关S，无风时OP自然下垂，此时电流表的示数为0.2A。求： （1）小灯泡的额定功率； （2）电源电压； （3）小灯泡的实际功率为0.75W时，电阻丝AB接入电路的电阻。 【答案】（1）小灯泡的额定功率为1.5W； （2）电源电压为5V； （3）小灯泡的实际功率为0.75W时，电阻丝AB接入电路的电阻为8Ω。 【解答】解：（1）由图乙可知，当小灯泡两端的电压为5V时，通过小灯泡的电流为0.3A， 小灯泡的额定功率：PL＝ULIL＝5V×0.3A＝1.5W； （2）由图甲可知，电阻丝AB与灯泡串联，闭合开关S，无风时OP自然下垂，电阻丝AB接入电路的电阻为15Ω，此时电路中的电流为0.2A， 由I可知，电阻丝AB两端的电压：UAB＝IRAB＝0.2A×15Ω＝3V， 由图乙可知，当通过小灯泡的电流为0.2A时，小灯泡两端的电压为2V， 根据串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝UAB+UL＝3V+2V＝5V； （3）由图乙可知，当小灯泡两端的电压为V时，通过小灯泡的电流为0.25A，此时小灯泡的实际功率为PL′＝UL′IL′＝0.75W，符合要求； 根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流I′＝IAB′＝IL′＝0.25A， 根据串联电路的电压特点可知，电阻丝AB两端的电压：UAB′＝U﹣UL′＝5V﹣3V＝2V， 由I＝可知，电阻丝AB接入电路的电阻：RAB′＝＝＝8Ω。 答：（1）小灯泡的额定功率为1.5W； （2）电源电压为5V； （3）小灯泡的实际功率为0.75W时，电阻丝AB接入电路的电阻为8Ω。 18．（2024•东阿县三模）某同学选用规格为“12V 6W”的灯L、定值电阻R1（12Ω）及规格为“24Ω 2A”的滑动变阻器R0等元件设计了如图所示的电路。当闭合开关S、S2，且滑动变阻器的滑片P移至a端时，灯L正常发光。电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化。求： （1）电源电压； （2）当三个开关都闭合，滑动变阻器的滑片P移至a端时，电路消耗的功率； （3）在保证电路各元件安全的前提下，该电路在1min内消耗的最小电能。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）当闭合开关S、S2，滑动变阻器滑片滑到a端时，R0阻值为0，电路中只有小灯泡L， 小灯泡正常发光，所以UL＝12V，PL＝6W；根据并联电路的电压规律可知：U＝U1＝UL＝12V； （2）R1的功率为P1＝； 电路消耗的总功率P＝PL+P1＝6W+12W＝18W； （3）灯泡的电阻 RL＞R1，因此当闭合S和S2，滑动变阻器滑片滑到b端时，灯L和变阻器的最大阻值串联，此时的电阻最大R总＝RL+R0＝24Ω+24Ω＝48Ω， 在1min内消耗的电能是： 。 答：（1）电源电压为12V； （2）电路消耗的总功率为18W； （3）1min内电路消耗的最小电能为180J。 四．伏安法测量小灯泡的电功率（共2小题） 19．（2023秋•花山区校级期末）小明在“测小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（灯丝电阻约为6Ω），滑动变阻器规格R标有“50Ω 0.5A”字样。 （1）小明的电路存在连接错误，只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上打“×”，并用笔代替导线画出正确的接法。 （2）排除故障后，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 　B　（选填“A”或“B”）端移动。 （3）通过小灯泡的电流与两端电压变化的关系如图丙所示，小灯泡的额定功率是 　1　W，小明还想用本实验器材探究电流和电压的关系，聪明的小华认为不可行，请你帮小华说明理由：　灯丝电阻随温度的升高而增大　。 【答案】（1）见解答图；（2）B；（3）1；灯丝电阻随温度的升高而增大。 【解答】解：（1）测小灯泡的功率实验中电流表、灯泡、滑动变阻器应串联在电路中，电压表测灯泡两端电压。由图可知：电压表与灯泡串联了，电流表与灯泡串联了，所以将灯泡左边的导线接在电压表的3接线柱，如图所示： ； （2）由图乙可知，电压表的量程为0～15V，分度值为0.5V，由图乙可知，电压表的示数为1.2V，此时小灯泡两端的电压小于额定电压，为了测量小灯泡的额定功率，应使小灯泡两端的电压等于额定电压，则要使小灯泡两端的电压增大，根据串联分压的特点可知，滑动变阻器两端的电压就要减小，则应该使滑动变阻器接入电路的电阻减小，所以应将滑动变阻器的滑片P向右移动，即向B端移动； （3）由图像丙可知小灯泡的额定电压为2.5V时，通过灯的电流为0.4A，则灯的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.4A＝1W； 要探究电流和电压的关系，需要控制电阻不变，而小灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以不能用本实验器材探究电流和电压的关系。 故答案为：（1）见解答图；（2）B；（3）1；灯丝电阻随温度的升高而增大。 20．（2024•邵阳模拟）小华同学利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。已知电源电压为3V且保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物图连接完整（要求：滑片P向右端移动时，小灯泡变亮）； （2）闭合开关后发现，无论怎么移动滑片，电流表没示数，电压表有示数，则电路中的故障可能是 　C　（填字母）； A．小灯泡短路 B．滑片接触不良 C．小灯泡断路 D．电压表短路 （3）连接好电路，检查无误后开始实验，小华从滑动变阻器连入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡的I﹣U图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　0.75　W； （4）实验中，记录数据如图乙，有A“15Ω 2A”、B“25Ω 2A”、C“30Ω 2A”三种规格的滑动变阻器供选择，小华在该实验中选用的是 　B　（选填“A”“B”或“C”）。 【答案】（1）见解答；（2）C；（3）0.75；（4）B。 【解答】解：（1）滑片P向右端移动时，小灯泡变亮，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电源串联在电路中，如下图所示： ； （2）电流表无示数，故障应是断路，电压表有示数，说明与电源连通，所以小灯泡断路，故选C； （3）由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.3A，则小灯泡额定功率为： PL＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W； （3）当灯泡两端电压最小时，滑动变阻器两端电压最大，此时滑动变阻器的阻值最大，由图乙知，UL′＝0.5V时，I′＝0.1A， 根据串联电路电压的规律得滑动变阻器两端的电压为： U滑＝U﹣UL′＝3V﹣0.5V＝2.5V； 由欧姆定律，则滑动变阻器的最大阻值： R滑＝＝＝25Ω， 所以实验中选用的滑动变阻器是B。 故答案为：（1）见解答；（2）C；（3）0.75；（4）B。 五．电流产生的热量与电阻的关系（共2小题） 21．（2024•惠城区校级模拟）如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气，实验中通过观察U形管液面 　高度差　的变化来反映电阻产生热量的多少。图甲所示，表明在电流和通电时间相同的情况下，　电阻　越大，产生的热量越多；图乙中R3与R2并联，是使通过R1与R2的 　电流　不同。 【答案】高度差；电阻；电流。 【解答】解： （1）两个相同的透明容器中封闭着等量的空气，由转换法，实验中通过观察U形管液面高度差的变化来反映电阻产生热量的多少； 图甲所示，10Ω大于5Ω，在电流和通电时间相同的情况下，根据转换法，10Ω电阻产生热量多，故电阻越大，产生的热量越多； （2）乙图中右侧两电阻R3与R2并联后再与左侧电阻R1串联，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻R1的电流大小大于通过右侧容器中电阻R2的电流，故图乙中R3与R2并联，是使通过R1与R2的电流不同。 故答案为：高度差；电阻；电流。 22．（2023秋•汤阴县期末）如图甲、乙所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着质量相等、温度也相同的空气。 （1）探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时，选择 　乙　（选填“甲”或“乙”）图装置进行实验，两电阻产生热量的多少可以通过观察 　U形管液面高度的变化　来比较； （2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间后根据图甲可以得出结论：　在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多　； （3）家用电暖器，发热管热的发红，而串联的电源线却不热，主要是因为发热管的 　电阻　比电源线的大； （4）完成上述试验后，小明同学受到启发，对装置进行改造，准备探究“比较不同物质的吸热能力”的实验，装置如图丙所示，A、B两个电阻丝的电阻应该是 　相同　（选填“相同”或“不同”）的； （5）两个烧瓶中分别加入初温相同、　质量　相等的水和煤油，通电一段时间后，煤油的温度更高，说明 　水　（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 【答案】（1）乙；U形管液面高度的变化；（2）在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多；（3）电阻；（4）相同；（5）质量；水。 【解答】解：（1）探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时，要控制通过相同阻值电阻中的电流不同，故选图乙装置进行实验；电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，根据转换法，实验中通过观察U形管液面高度的变化来反映电阻产生热量的多少； （2）图甲中两不同的电阻串联，电流和通电时间相同，可以得出结论是在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多； （3）电源线的电阻远小于发热管的电阻，发热管和电源线串联，通过的电流相等，由Q＝I2Rt可知，电流通过电源线产生的热量很少，电流通过发热管产生的热量比较多； （4）为保证不同物质能吸收相同的热量，甲、乙两个电阻丝的阻值必须相等； （5）通电一段时间后，煤油的温度更高，因此升高相同的温度，水的加热时间长，说明水的吸热能力更强。 故答案为：（1）乙；U形管液面高度的变化；（2）在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多；（3）电阻；（4）相同；（5）质量；水。 六．电流产生的热量与电流的关系（共2小题） 23．（2024•岳阳县校级模拟）在探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验中，完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，通过观察U形管中液面高度的变化来显示容器内空气温度的变化，闭合开关前，U形管内液面相平。 （1）甲装置可探究电流通过导体时产生热量的多少跟 　电阻大小　有关。 （2）乙装置实验中，观察U形管内液面，可得到左边容器中导体产生的热量 　较多　。由此可知，其它条件相同时，　电流　越大，导体产生的热量越多。 （3）让乙装置冷却到初始状态，把右侧并联的两根电阻丝R2、R3都放入容器中，接通电源一段时间后，发现乙装置中 　左　侧U形管内液面的高度差较大。 【答案】（1）电阻大小；（2）较多；电流；（3）左。 【解答】解：（1）甲装置中两电阻串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，两电阻丝阻值不同，故可探究电流通过导体时产生热量的多少跟电阻大小有关； （2）乙装置实验中，R2与R3并联后再与R1串联，而容器内两电阻值相同，根据串联和并联电路电流的规律，通过R2的电流小于通过R1的电流，因左侧U形管内液面高度差较大，根据转换法，可知左边容器中电阻丝产生的热量较大，由此可知，其它条件相同时，电流越大，导体产生的热量越多； （3）让乙装置冷却到初始状态，把右侧并联的两根电阻丝R2、R3都放入容器中，因并联电阻R23小于5Ω，而R1＝5Ω，根据Q＝I2Rt，通过容器内电阻的电流和通电时间都相同，接通电源一段时间后，R1产生的热量多，故发现乙装置中左侧U形管内液面的高度差较大。 故答案为： （1）电阻大小；（2）较多；电流；（3）左。 24．（2023秋•韶关期末）如图是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。（乙装置中左端的电阻为R1，右端容器内的电阻为R2，容器外的电阻为R3） （1）如图甲，两个容器中的电阻丝串联的目的是使通过两个电阻丝的 　电流　相同，该装置可用来探究电流通过导体产生的热量与 　电阻　的关系；通电一段时间后，与 　右　（选填“左”或“右”）侧容器相连的U形管中液面的高度差大。 （2）用U形管中液面的高度差来反映两容器内电阻丝放出热量的多少，应用的实验方法是 　转换法　。 （3）采用图乙所示实验装置，可以得出结论：在电阻和通电时间相同时，　电流　越大，产生的热量越 　多　（选填“多”或“少”）。 （4）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与断路前相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 　变小　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】（1）电流；电阻；右；（2）转换法；（3）电流；多；（4）变小。 【解答】解：（1）由图甲可知，左右容器内的电阻丝串联，通过它们的电流和通电时间相同，两电阻阻值不同，可以探究电流通过导体产生热量与导体电阻的关系；由焦耳定律可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多，所以与右侧容器相连的U形管中液面的高度差大； （2）电流通过导体产生的热量不易观察，但容器内空气温度升高时，空气体积膨胀，推动U形管中的液体上升，从而用U形管中左右液面的高度差来显示，这是转换法； （3）由图乙可知，右边容器内的电阻丝与容器外的电阻丝并联后，再与左边容器内的电阻丝串联，左右容器内的电阻丝阻值和通电时间相同，但通过左侧电阻丝的电流比通过右侧电阻丝的电流大，由控制变量法可知，控制不变的物理是电阻丝的阻值和通电时间，改变的物理量是通过它们的电流，故是探究电流产生的热量与电流大小的关系，多次实验，均发现左侧U形管液面高度差较大，由此得到的结论是：导体电阻相同时，通过导体的电流越大，相同时间内产生的热量越多； （4）如果乙装置中R3发生了断路，则两容器中的电阻串联，根据串联和并联电阻的规律，电路的电阻变大，由欧姆定律可知通过电路的电流变小，保证通电时间相同，与断路前相比较，根据Q＝I2Rt可知，左侧电阻产生热量变小，根据转换法，U形管中液面的高度差将变小。 故答案为：（1）电流；电阻；右；（2）转换法；（3）电流；多；（4）变小。 七．焦耳定律的简单计算（共5小题） 25．（2024•越秀区校级模拟）额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（　　） A．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少 B．正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大 C．正常工作时，通过电饭锅的电流最大 D．在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多 【答案】B 【解答】解：由图像知额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程时，在相同时间内，电热水壶消耗的电能最多，电烤箱其次，电饭锅消耗的电能最少，根据P＝知电热水壶的功率最大、电烤箱其次，电饭锅功率最小； A、由W＝Pt可知，用电器消耗的电能与电功率和通电时间有关，因不知道通电时间，则无法比较产生热量的多少，故A错误； B、由上面的分析知，正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大，故B正确； C、电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程时，电热水壶的功率最大、电烤箱其次，电饭锅功率最小，根据I＝可知通过电饭锅的电流最小，故C错误； D、在一个月内，因不知道通电时间，则无法比较消耗的电能的多少，故D错误。 故选：B。 26．（2024•冷水滩区校级模拟）如图所示，电源电压保持不变，定值电阻R0＝6Ω。将滑片滑到滑动变阻器的b端时，闭合开关，电压表的读数为3V；将滑片滑到滑动变阻器的中点时，电压表的读数为4.5V。下列判断错误的是（　　） A．电路中的最小电流是0.5A B．电源电压是9V C．滑动变阻器的最大阻值是9Ω D．移动滑片，R0在通电100s内产生的热量最多1350J 【答案】C 【解答】解：（1）由图可知，R0与滑动变阻器串联，电压表测量R0两端电压，滑到滑动变阻器的b端时，由可知，电路电阻阻值最大，电路电流最小为： ，故A正确； 滑片P移到滑动变阻器的中点时电路中的电流为I2， 由I＝可得，两种情况下电路中的电流之比：＝＝＝＝， 电源的电压：U＝I1（R0+R）＝I2（ R0+R），即＝＝，解得滑动变阻器的最大电阻为：R＝2R0＝2×6Ω＝12Ω，故C错误； 则电源电压为：U＝I1（R0+R）＝0.5A×（6Ω+12Ω）＝9V，故B正确； （2）移动滑片，当滑动变阻器接入电路的电阻为零，电路中的电流最大，R0在通电100s内产生的热量最多，最多为： Q＝W＝t＝×100s＝1350J，故D正确。 故选：C。 27．（2024•蜀山区校级模拟）图甲是新型取暖器件——电热膜，它是由一条条导电墨线压在绝缘薄膜制成，其结构如图乙所示。已知电热膜的电阻为550Ω，电热膜正常工作1min产生的热量为 　5280　J。 【答案】5280。 【解答】解：已知电热膜的电阻为550Ω，电热膜正常工作1min产生的热量为Q＝W＝＝＝5280J。 故答案为：5280。 28．（2024•城固县校级模拟）近年来，我国航天事业取得了辉煌成就。如图甲所示，这是航天迷小明设计的模拟检测飞船舱体气压的电路，电源电压保持不变，R0为50Ω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10V，舱体内气压为1.0×105Pa。随着舱体气压的变大，电压表的示数 　变大　（选填“变大”“变小”或“不变”）；当舱体不漏气时，通电100s定值电阻R0产生的热量为 　200　J；若电压表示数为8V，此时舱内的气压值为 　6×104　Pa。 【答案】变大；200；6×104。 【解答】解：如图，定值电阻R0与压敏电阻R串联，电压表测量R0两端的电压，随着舱体气压的变大，压敏电阻R的阻值变小，根据串联分压的特点可知，电压表的示数变大。 当舱体不漏气时，定值电阻R0两端的电压为10V，通电100s定值电阻R0产生的热量为Q＝W＝t＝×100s＝200J 舱体不漏气时，电压表示数为10V，舱体内气压为1.0×105Pa，此时压敏电阻的阻值为10Ω，压敏电阻两端的电压UR＝IR＝R＝×10Ω＝2V 电源电压U＝U0+UR＝10V+2V＝12V 若电压表示数为8V，此时压敏电阻的阻值R′＝＝＝＝25Ω 由乙图可知，压敏电阻为25Ω时，此时舱内的气压值为6×104Pa。 故答案为：变大；200；6×104。 29．（2024•宿城区校级一模）一只标有“6V，3W”字样的灯泡L与一个阻值为8Ω的定值电阻R串联，接在电源电压恒定不变的电路中，接通电路后，灯泡L恰好正常发光。求： （1）通过灯泡的电流； （2）电源电压； （3）灯泡正常工作时，5min内电阻R产生的热量。 【答案】（1）通过灯泡的电流为0.5A； （2）电源电压为10V； （3）电阻R产生的热量为600J。 【解答】解：（1）灯泡L恰好正常发光，灯泡的电流为：IL＝＝＝0.5A； （2）由图可知，灯泡与电阻串联，因串联电路中电流处处相等，所以电路中的电流为：I＝IL＝0.5A， 由I＝得，定值电阻的电压为：UR＝IR＝0.5A×8Ω＝4V， 电源电压为：U＝UL+UR＝6V+4V＝10V； （3）已知通电的时间为：t＝5min＝5×60s＝300s， 电阻R产生的热量为：Q＝I2Rt＝（0.5A）2×8Ω×300s＝600J。 答：（1）通过灯泡的电流为0.5A； （2）电源电压为10V； （3）电阻R产生的热量为600J。 八．焦耳定律推导公式的应用（共2小题） 30．（2023秋•肇源县期末）甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.5A。再闭合开关S2后，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为3V B．小灯泡L的电阻为40Ω C．电路总功率增加了0.4W D．在1min内电阻R产生的热量为6J 【答案】C 【解答】解： AB、由图乙可知，只闭合开关S1时，电路为L的简单电路，电流表测通过灯泡的电流；根据电流表示数可知此时通过灯泡的电流为0.5A， 由图象可知，当IL＝0.5A，灯泡两端的电压UL＝2V， 则电源电压：U＝UL＝2V； 由I＝可得，小灯泡L的电阻为：RL＝＝＝4Ω，故AB错误； C、再闭合开关S2时，L与R并联，电流表测干路电流， 因并联电路中各支路两端的电压相等，所以UR＝U＝2V， 由图甲可知，通过R的电流IR＝0.2A， 根据并联电路的电流特点可知，干路电流的增加量：ΔI＝IR＝0.2A， 则电路总功率的增加量：ΔP＝UΔI＝2V×0.2A＝0.4W，故C正确； D、在1min内电阻R产生的热量：QR＝WR＝URIRt＝2V×0.2A×1×60s＝24J，故D错误。 故选：C。 31．（2024•费县二模）如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为5V，电热丝R阻值为1Ω。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的 　热　效应实现高温封口，3s内产生的热量为 　75　J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以 　增大　（选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：电流通过电热丝，电热丝把电能转化为内能，内能增加，温度升高，从而实现高温封口； 电热丝3s内产生的热量：Q＝I2Rt＝t＝×3s＝75J； 由公式Q＝I2Rt＝t可知，电压不变，要减小电热丝产生的热量，应增大电热丝R的阻值。 故答案为：热；75；增大。 九．电热的多挡问题（共3小题） 32．（2024•武汉二模）如表是小滨家中两挡位电饭锅铭牌，图甲是其简化电路图。R1和R2都是电阻丝，不计温度对电阻的影响，产生的热量全部被水吸收，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），通过断开其他用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，来测量电饭锅的功率，观察图乙所示的电能表的转盘1min内转了40转，下面说法正确的是（　　） 额定电压 220V 频率 50Hz 额定功率 加热 880W 保温 44W A．电饭锅在加热状态下正常工作时的总电流为4A B．电阻R2的阻值是1100Ω C．测量时电饭锅的实际加热功率是800W D．电饭锅在加热状态下正常工作7min，可将2.2kg水的温度升高2℃ 【答案】A 【解答】解： A、当开关S1、S2同时闭合时，R1和R2并联，总电阻最小，总功率最大，此时为加热状态，由表格信息可知，加热功率P加＝880W， 根据P＝UI可知，电饭锅在加热状态下正常工作时的总电流：I总＝＝＝4A，故A正确； B、当只闭合开关S1时，只有R1工作，此时为保温状态，保温功率为44W， 则正常加热时R2的功率为：P2＝P加﹣P保＝880W﹣44W＝836W； 由P＝可知电阻R2的阻值：R2＝＝≈57.9Ω，故B错误； C、由图乙可知，电路中用电器每消耗1kW•h的电能时，电能表的转盘转过3200转， 则电能表的转盘转了40转，电饭锅消耗的电能：W＝＝kW•h； 电饭锅的实际加热功率：P＝＝＝0.75kW＝750W，故C错误； D、电饭锅在加热状态下正常工作7min消耗的电能：W′＝P加t′＝880W×7×60s＝3.696×105J； 产生的热量全部被水吸收，则Q吸＝W′＝3.696×105J； 由Q吸＝cmΔt可知，能使2.2kg水升高的温度：Δt＝＝＝40℃，故D错误。 故选：A。 33．（2024•肇东市模拟）如图甲多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。其中R1、R2为电热丝，电阻不变。下表为其铭牌，其中高温挡的额定功率已模糊不清。 项目 参数 电源电压（V） 220 低温挡功率（W） 220 中温挡功率（W） 440 高温挡功率（W） 容积（L） 2 （1）养生壶处于低温挡工作时，1min消耗的电能； （2）求R1的阻值； （3）在标准大气压下，使用高温挡将初温是45℃的一壶水烧开，若养生壶高温挡加热效率为75%，烧开一壶水需要的时间。 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）由P＝得，养生壶处于低温挡工作时，1min消耗的电能：W＝P低t＝220W×60s＝13200J； （2）由图知，当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P＝可知，总功率最大，所以此时养生壶处于高温挡； 由图知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，总功率最小，此时养生壶处于低温挡； 当S2接A，S1闭合时，R2被短路，只有电阻R1接入电路，养生壶处于中温挡。 由P＝UI得，正常工作时通过R1的电流为：I1＝＝＝2A， 由I＝得，R1的阻值：R1＝＝＝110Ω， （3）由P＝可得，电阻R1、R2串联时总电阻：R串＝＝＝220Ω， 则R2的阻值：R2＝R串﹣R1＝220Ω﹣110Ω＝110Ω 当电阻R1、R2并联时，总电阻：R并＝＝＝55Ω， 高温挡功率：P高＝＝＝880W； 由ρ＝可得，水的质量： m＝ρ水V＝1×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg， 在标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量： Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣45℃）＝4.62×105J， 由η＝和W＝Pt得，烧开一壶水需要的时间为： t＝＝＝＝700s。 答：（1）养生壶处于低温挡工作时，1min消耗的电能为13200J； （2）R1的阻值为110Ω； （3）烧开一壶水需要的时间为700s。 34．（2023秋•中原区校级期末）如图所示是某加热器工作的部分电路图，电源电压U＝220V不变，两根电热丝的电阻关系为R2＝4R1且阻值保持不变，通过开关S接触不同的触点，实现高、低两个挡位的转换，低温挡时的发热功率为220W。求： （1）低温挡时的电流； （2）电热器处于高温挡时的功率； （3）如果加热器在高温挡下工作10min，产生热量的84%被水吸收，在1标准大气压下，这些热量能让2kg、20℃的水温度升高到多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【答案】（1）低温挡时的电流为1A； （2）电热器处于高温挡时的功率为1100W； （3）这些热量能让2kg、20℃的水温度升高到86℃。 【解答】解：（1）由P＝UI可得，低温挡时的电流：I＝＝＝1A； （2）由图可知，当开关S接1时，R1、R2串联，由串联电路的电阻规律可知此时电路的总电阻最大，根据P＝可知，此时总功率最小，则电热器处于低温挡；当开关S接2时，电路为R1的简单电路，此时电路中的电阻最小，电功率最大，则电热器处于高温挡； 由P＝可知，低温挡时电路的总电阻：R总＝＝＝220Ω， 因R总＝R1+R2，且R2＝4R1，所以R1的阻值：R1＝R总＝×220Ω＝44Ω； 因电热器处于高温挡，电路为R1的简单电路， 则电热器处于高温挡时的功率：P高温＝＝＝1100W； （3）由P＝可知，高温挡下工作10min产生的热量：Q高温＝W高温＝P高温t＝1100W×10×60s＝6.6×105J， 由题意可知，水吸收的热量：Q吸＝ηQ高温＝84%×6.6×105J＝5.544×105J， 由Q吸＝cmΔt可知，水升高的温度：Δt＝＝＝66℃， 则水的末温：t末＝t0+Δt＝20℃+66℃＝86℃＜100℃（低于1标准大气压下水的沸点），所以水的温度将升高到86℃。 答：（1）低温挡时的电流为1A； （2）电热器处于高温挡时的功率为1100W； （3）这些热量能让2kg、20℃的水温度升高到86℃。 十．家庭电路的连线作图（共3小题） 35．（2024•高新区校级模拟）小高家盖新房需要先设计一下屋内的电路，以便电工师傅布线。爱钻研的小高自告奋勇完成这个任务。如图所示为他设计电路的一部分，请他帮将下列元件连接成符合安全用电要求的家庭电路。 【答案】见解答图。 【解答】解：三孔插座的连接：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。 灯泡的连接方法：火线首先接入开关，再入灯泡顶端的金属点，零线直接接入螺旋套。如图所示： 36．（2024•甘肃）电吹风的主要工作元件是发热丝（）、电风扇（）及开关。闭合开关S1，电吹风即吹出风来；若同时还闭合S2，吹出热风；若只闭合S2，不吹风也不发热。请根据要求用笔划线代替导线，完成电路设计。 【答案】 【解答】解：由题意可知，电吹风既能吹冷风又能吹热风，说明电热丝和电动机并联； 只闭合开关S1时，吹风机工作，电吹风吹出的是冷风；将开关S1、S2都闭合，吹风机和电热丝同时工作，电吹风吹出的是热风，只闭合S2，发热丝不发热，说明S2在电热丝支路上，开关S1在干路中，由此画出电路图，如图所示： 37．（2024•东莞市校级二模）如图，小明家要安装两盏“220V，40W”的电灯，要求：开关S同时控制两灯泡，且两灯均能正常发光。先确定中间的那根输电线为零线还是火线，填到括号里；再按要求将图中元件用笔画线代替导线连起来。 【答案】见解答图 【解答】解：由图可知，测电笔接触上面的线时，氖管发光，则上面的线为火线，中间的线为零线； 我国家庭电路的电压为220V，由“220V，40W”可知电灯的额定电压为220V，为了使两灯均能正常发光，两灯要并联接在火线与零线之间，控制两灯的开关要接在干路上，并且接在火线与灯之间。如图所示： 十一．家庭电路的故障分析（共2小题） 38．（2024•凉州区校级模拟）电工师傅常用一只额定电压为220V的灯泡L0（检验灯泡）取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况，如图所示。当S闭合后，再分别闭合S1、S2、S3（每次只能闭合其中之一）时，下列说法错误的是（　　） A．只闭合S、S1时，L0不亮，说明该支路断路 B．只闭合S、S2时，L0正常发光，说明该支路短路 C．只闭合S，S3时，L0发光呈暗红色，说明该支路正常 D．只闭合S、S1时，若L0正常发光，用试电笔检测A点氖管发光 【答案】D 【解答】解： A、只闭合S、S1时，L0不亮，电路中无电流，说明该支路断路，故A正确； B、只闭合S、S2时，L0正常发光，说明L0两端的电压为220V，则说明L2出现了短路现象，故B正确； C、只闭合S，S3时，L0发光呈暗红色，说明L0两端的电压要小于电源电压，根据串联电路的电压规律可知，灯泡L3也有电压，即该支路正常，故C正确； D、只闭合S、S1时，若L0正常发光，说明L1出现了短路现象，试电笔检测A点，此时L0左端可看做火线端，而右端均可看做零线端，试电笔检测A点时，氖管不发光，故D错误。 故选：D。 39．（2024•南海区校级模拟）用测电笔可辨别火线和零线，使氖管发光的是 　火线　（选填“火线”或“零线”）。如图所示，闭合开关后，电灯正常发光，用测电笔测试图中的a、b两点，能使氖管发光的点为 　b　（选填“a”或“b”或“a和b”，下同）；电灯工作一段时间后，进户线零线断路，用测电笔测试图中的a、b两点，能使氖管发光的点为 　a和b　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：当测电笔的氖管发光，则说明测电笔的笔尖金属体接触的是火线；若开关闭合后电灯正常发光，用测电笔分别接触a、b两点时，b点与火线接触，能使测电笔发光；若进户线的零线发生断路，a、b两点都与火线相连，则这两点都会使氖管发光。 故答案为：火线；b；a和b。 十二．家庭电路故障点的判断（共2小题） 40．（2024•中原区校级模拟）如图所示，小李早上想用电热水壶烧开水，将插头插入插座，并闭合开关，发现电热水壶不工作；厨房的灯泡是也不能工作。保持灯泡开关闭合，拔出插头，用试电笔分别接触插座的左右两孔，发现接左、右孔时氖管均发光。若电路中只有一处故障，则故障可能是（　　） A．CD间电路断路 B．ED间电路断路 C．插座短路 D．保险丝烧断 【答案】B 【解答】解：将电热水壶的插头插入插座，闭合开关，发现电热水壶不工作；厨房的灯泡是也不能工作，说明整个电路存在故障； A．若CD间电路断路，而灯泡所在的电路是通路，则灯泡发光，故A不符合题意； B．若ED间电路断路，电热水壶不工作、灯泡不能发光，用试电笔分别接触插座的左右两孔，发现接左、右孔时氖管均发光，故B符合题意； C．若插座短路，则整个电路短路，保险丝会熔断，用试电笔分别接触插座的左右两孔，氖管不会发光，故C不符合题意； D．若保险丝熔断，用试电笔分别接触插座的左右两孔，氖管不会发光，故D不符合题意。 故选：B。 41．（2024•海珠区校级三模）如图所示的电路是家庭电路的一部分，电工师傅按下面的顺序进行检测：①闭合S1，灯L1亮；②再闭合S2，灯L1亮，灯L2不亮；③用试电笔测a、b、c、d四个接线点，试电笔只在c点不发光。若电路中只有一处故障，则该故障可能是（　　） A．灯L2短路 B．c点左侧的零线短路 C．L2所在支路断路 D．c、d两点间断路 【答案】D 【解答】解：闭合S1，灯L1亮，电路中有电流，说明电路为通路，从保险丝→a→S1→L1→c以及c点左侧的零线都没有断路； 再闭合S2，灯L2不亮，灯L2不亮的原因有两个：一个是断路、一个是短路，若灯L2短路时，电路的电流会很大，将保险丝烧断，灯泡L1也不会发光； 用试电笔测a、b、c、d四个接线点，a、b、d三点的氖管发光，说明这三点与火线之间是接通的，则L2没有断路；试电笔只在c点不发光，说明c点与d点之间是断开的，所以故障是c、d两点间断路，故D正确。 故选：D。 十三．常见的触电事故（共5小题） 42．（2024•青秀区校级模拟）如图所示，a图中甲站在干燥的木桌上，一只手接触到火线上；b图中乙站在干燥的木桌上，一只手接触到火线上，此时另有丙站在地面上用手去拉乙。则甲、乙、丙三人谁会触电？（　　） A．甲 B．乙和丙 C．甲和乙 D．甲、乙和丙 【答案】B 【解答】解： a中，由于人踩在干燥的木凳上，且只有一只手接触火线，不能构成电流的路径，故不会发生触电； b中，乙接触火线，乙丙相连，丙踩在地上，所以此时相当于乙丙串联，故会造成乙丙中有电流通过，即乙丙都会触电。 故选：B。 43．（2023秋•庆云县期末）如图所示情景中，会发生触电事故的是图 　甲　（选填“甲”或“乙”），发生触电事故时电路中的空气开关 　不会　（选填“会”或“不会”）跳闸。 【答案】甲；不会 【解答】解：人体触电，原因是有电流流过，形成通路。人体为导体，一边与火线相接，一边与零线相接或与大地相接，都会形成通路，图甲中有电流流过人体，会触电，图乙中没有电流流过人体，不会触电；甲图中通过人体的电流不会过大，空气开关不会断开电路。 故答案为：甲；不会。 44．（2023秋•萧县期末）如图所示的家庭电路，闭合开关S，电灯亮，若断开开关S；站在地面上的人用手接触电路中的B点 　不会　触电（选填“会”或“不会”）。 【答案】不会 【解答】解：断开开关，B处和零线相连，站在地面上的人用手接触电路中的B点，相当于接触零线，因此不会发生触电事故。 故答案为：不会。 45．（2024•滕州市三模）站在裸露导线上的两只小鸟，当开关闭合后会发生触电事故的是 　乙　（选填“甲”或“乙”）。当家庭电路着火时，　不能　（“能”或“不能”）用水泼。 【答案】乙；不能 【解答】解：（1）甲小鸟的两脚在同一根电线上，两爪子之间几乎没有电压，故甲小鸟的身体上几乎没有电流流过，甲鸟不会触电；乙小鸟的两脚分别接触了电灯的两端（小鸟与灯并联），有一定的电压，有电流流过小鸟身上，则会触电。 （2）由于生活用水是导体，所以当家庭电路着火时，应先切断电源，不能直接用水来灭火。 故答案为：乙；不能。 46．（2022•罗湖区校级开学）人体对电流的反应 随着科技的飞速发展，各种电器设备的数量急剧增加，但同时也带来了更多的触电事故，因此，安全用电被人们所重视。人们往往认为：触电危害的原因是接触了高压，而触电危害的真正原因是有较大的电流通过人体。人体受到电击时，电流对人体的伤害程度主要与流过人体电流的大小有关，当手触及50Hz交变电流时，人体的反应如下表所示： 电流（mA） 人体反应 0.6﹣1.5 手轻微颤抖 2﹣3 手指强烈颤抖 5﹣7 手部肌肉痉挛 8﹣10 手难摆脱带电体，但还能摆脱，手指尖到手腕剧痛 20﹣25 手迅速麻痹，不能自动摆脱电源，手剧痛，呼吸困难 50﹣80 呼吸麻痹，心房开始震颤 90﹣100 呼吸麻痹，延续3s就会造成心脏麻痹 除电流大小的原因外，触电的部位、电流经过人体的时间也会影响触电的伤害程度。如果电流长时间通过人体，人体电阻会下降，即使电流很小，也是比较危险的。 请回答： （1）根据欧姆定律可知：对于同一个人，电压越　高　，电流就越　大　，电流经过人体造成的伤害就越大。通过阅读，在防止人身触电事故方面你还学到了什么？ （2）用今天你学到的知识解释一下：为什么我们认为低于36V的电压才是安全的？ 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）对于同一个人来说，人体的电阻一定，根据欧姆定律可知，人体两端的电压越高，通过的电流越大； 通过阅读可知，造成触电事故的原因除电流的大小外，触电的部位、电流经过人体的时间也会影响触电的伤害程度； （2）由表格信息可知，因为人体对电流的反应体现出：电流越大，对人造成的伤害就越大，而影响电流大小的一个主要因素是加在人体两端的电压，在人体电阻相对稳定的情况下，电压越高，电流越大。低电压不一定是安全的，经验表明，不高于36V的电压才是安全的。 故答案为： （1）高；大；通过阅读，知道造成触电事故的原因除电流的大小外，触电的部位、电流经过人体的时间也会影响触电的伤害程度。 （2）因为人体对电流的反应体现出：电流越大，对人造成的伤害就越大。而影响电流大小的一个主要因素是加在人体两端的电压，在人体电阻相对稳定的情况下，电压越高，电流越大。低电压不一定是安全的，经验表明，不高于36V的电压才是安全的。 十四．安全用电原则（共3小题） 47．（2023秋•南阳期末）关于家庭电路的安全原则，下列说法正确的是（　　） A．开关应该与电灯并联，开关位置不限 B．开关应该与电灯串联，开关位置不限 C．开关应该与电灯串联，开关要接在火线上 D．开关应该与插座并联，并且开关要接在零线上 【答案】C 【解答】解：开关要与电灯串联，接在灯与火线之间。 故选：C。 48．（2024•历下区二模）傍晚放学后，小奥正在书桌前学习，突然台灯不亮了，但其他用电器仍正常工作。为解决这一问题，下列操作流程符合安全用电原则的是（　　） A．切断电源→摘下灯罩→更换灯泡→通电测试 B．摘下灯罩→更换灯泡→切断电源→通电测试 C．更换灯泡→切断电源→摘下灯罩→通电测试 D．摘下灯罩→切断电源→更换灯泡→通电测试 【答案】A 【解答】解：更换灯泡之前必须断开开关，切断电源，摘下灯罩，更换灯泡，最后通电测试灯泡是否发光，故A正确，BCD错误。 故选：A。 49．（2024•个旧市校级模拟）随着新能源电动汽车的发展，为了方便给电车充电，市政部门修建了多个充电站，配备了大量的充电桩，如图所示。下列关于充电桩使用符合安全用电原则的是（　　） A．充电枪连接线处绝缘层破损后继续使用 B．电工在维修充电桩时可以不用断开电源 C．充电桩的金属外壳必须要与大地相连接 D．充电桩起火时立刻用高压水枪迅速扑灭 【答案】C 【解答】解：A、充电枪连接线处绝缘层破损后如果继续使用，一旦人接触到破损处的导线，会造成触电事故，故A错误； B、在维修充电桩时，一定要断开电源，防止造成触电事故，故B错误； C、充电桩的金属外壳与大地相连，防止外壳漏电，发生触电事故，故C正确； D、水能够导电，充电桩起火时不能用高压水枪灭火，应迅速切断电源，故D错误。 故选：C。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$