第十八章 电功率（综合题30道）-【刷好题】2024-2025学年九年级物理上册热点题型专练（2024人教版）

第十八章 电功率（综合题30道） 1．如图甲是小华设计的一款“智能保温杯”的自动控温工作原理图。在控制电路中，，电磁铁线圈电阻不计，保护电阻，为热敏电阻，阻值随温度变化关系如图乙，工作电路中，，、为加热电阻。加热功率为400W，保温功率为100W。当电磁铁中的电流，衔铁与触点a接触，进入保温模式。当电磁铁中的电流时，衔铁被吸下与触点b接触，进入加热模式。已知。求： (1)若杯内装0.3kg、的水，加热至，水吸收的热量； (2)加热电阻的阻值； (3)刚开始保温时，保温杯内水的温度； (4)若要使保温杯刚开始保温时的温度升高一些，请写出一条措施，并列出关系式进行说明。 【答案】(1)5.04×10⁴J (2)121Ω (3)65℃ (4)见解析 【详解】（1）水吸收的热量为 （2）衔铁被吸下与触点b接触时，进入加热模式，此时工作电路中只有R1工作，加热功率为400W，故的阻值为 （3）当电磁铁中的电流，衔铁与触点a接触，进入保温模式，故开始保温时，控制电路中的总电阻为 则热敏电阻的阻值为 由图乙可知，当时，，所以开始保温时，保温杯内的水温为65℃。 （4）由图乙可知，要使开始保温时的温度升高，也会增大，根据可知，当增大时，电流会变小，要保证时开始保温，在不变的情况下，应减小保护电阻的阻值，或者在不变的情况下，应增大电源电压。 2．如图所示，两灯泡、在盒内的连接方式未知，电源电压为3伏且保持不变。闭合开关，两灯均发光，电流表读数为0.9安。若把取下，仍发光，电流表读数变为0.3安。 (1)判断和的连接方式，并说明理由。 (2)求取下后，10秒内消耗的电能。 【答案】(1)并联，理由见解析 (2)9J 【详解】（1）L1和L2是并联连接的，因为取下后仍发光（取下后电流表仍有示数），说明两灯可独立工作，两灯互不影响。 （2）10秒内消耗的电能   3．如图所示电路，电源两端电压恒为3V，定值电阻R1阻值为10Ω。闭合开关S，电流表示数为0.2A。 (1)通过电阻R1的电流为 A； (2)求R1两端电压U1； (3)求电路消耗的总功率P。 【答案】(1)0.2 (2)2V (3)0.6W 【详解】（1）由图可知，开关S闭合，两电阻串联，串联电路各处电流都相等，电流表示数为0.2A，则通过电阻R1的电流为0.2A。 （2）根据欧姆定律可得，R1两端电压 （3）电路消耗的总功率 4．小明家里新购置了一台饮水机如图甲所示，可以烧开冷水并将其保温，其铭牌如下表所示。图乙是该饮水机的电路图，是用感温材料制造的温控开关，是供加热的电阻。分析电路图乙可知： 额定频率 环境温度 10℃~38℃ 加热功率 500W 环境湿度 额定电压 220V 制热水能力 ≥90℃  5L/h (1)当断开时，饮水机处于 （选填“加热”或“保温”）状态； (2)正常工作时该饮水机将热水罐中、35℃的温水加热到95℃，用时。计算该饮水机加热状态时的效率； (3)如果要使饮水机在保温状态时的加热功率是加热状态时的四分之一，则电阻与的比是多少？ 【答案】(1)保温 (2)84% (3)1∶1 【详解】（1）由题意可知，是供加热的电阻。当S接通时， 短路，电路为的简单电路， 的电压为电源电压，当S断开时，两电阻串联，由串联电路电压的规律，此时的电压小于电源电压；根据，当S接通时，饮水机功率大，处于加热状态，当S断开时处于保温状态。 （2）水吸收的热量 由表中数据可知加热功率为P=500W，由可得，加热5min消耗的电能 该饮水机加热状态时的效率 （3）是供加热的电阻，加热时的功率为……① 保温时，两电阻串联，由欧姆定律和串联电阻的规律，电流的电流为 故保温时饮水机的功率为……② 得 得 5．小嘉做“测定小灯泡的电功率”实验，现有滑动变阻器两个（分别标有“10Ω 2A”“20Ω 1A”字样），其他器材齐全且完好。小嘉选取其中一个变阻器与电源（电压为1.5伏的整数倍）、待测小灯（额定电压为“2.5V”或“4.5V”）、电流表、开关串联，将电压表并联在电路中，滑片移至变阻器一端。闭合开关，观察到电压表的示数如图（a）所示，小灯泡发光较亮，移动滑片，电压表示数变大，发现无法完成实验。他思考后做出调整，重新连接电路，并使变阻器接入电路中的电阻最大。闭合开关，观察到电流表示数如图（b）所示，移动滑片，小灯泡正常发光时，电流表的指针恰好指在表盘正中央。 (1)调整前，电压表并联在 两端。 (2)小嘉做出的调整为 。 (3)分析计算电源电压及小灯泡的额定功率。 【答案】(1)小灯泡 (2)将“10Ω 2A”变阻器换成“20Ω 1A”的变阻器 (3)6V，0.75W 【详解】（1）由题意知，闭合开关，观察到电压表的示数如图（a）所示，选用0~3V量程，分度值为0.1V，示数为2.8V，小灯泡发光较亮，移动滑片，电压表示数变大，说明闭合开关时，已经是滑动变阻器的最大阻值接入电路，且电压表是并联在小灯泡两端的，且小灯泡发光较亮，说明小灯泡的额定电压为2.5V。 （2）由上述可知，滑动变阻器的最大阻值太小，无法分走更多的电压，使小灯泡两端的电压达到额定电压，因此需要换用最大阻值更大的滑动变阻器，因此做出的调整是将“10Ω 2A”变阻器换成“20Ω 1A”的变阻器。 （3）将“10Ω2A”变阻器连入电路且接入阻值最大时，电压表示数为2.8V，小灯泡发光较亮，所以小灯泡的额定电压为2.5V。调整电路后，闭合开关，电流表示数为0.22A，小灯泡未正常发光，则电源电压 即U<2.5V+0.22A×20Ω=6.9V 移动滑片，指针指在表盘中央时，小灯泡正常发光，即。此时，变阻器连入电路的阻值一定大于10Ω，电源电压 U>2.5V+0.30A×10Ω=5.5V 则5.5V<U<6.9V 电源为1.5伏整数倍，则U=6V，小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5 V×0.30A=0.75W 6．小珠做“测定小灯泡的电功率”实验，她将电源（可调节至2V、4V、6V、8V）、待测小灯（额定电压为“5V”或“6V”）、滑动变阻器（标有“10Ω  2A”字样）、电流表和开关串联，并将电压表并联在电路中。小珠将滑动变阻器的滑片移至一端，闭合开关，小灯恰好正常发光。她断开开关，仅调小电源电压，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置时，小灯再次正常发光。两次小灯正常发光时，电压表的指针位置均如图所示。（两次实验过程中，电表均选择了合适的量程） (1)该实验的实验原理是 ； (2)求小灯泡的额定功率。（需写出解答过程） 【答案】(1) (2)1.5W 【详解】（1）在“测定小灯泡的电功率”实验中，用电压表测灯泡两端电压，用电流表测通过灯泡的电流，根据P=UI求出小灯泡额定功率，故该实验的实验原理是P=UI。 （2）待测小灯额定电压为5V或6V，为了使灯泡正常发光，电源电压只能为6V或8V；小珠将滑动变阻器的滑片移至一端，闭合开关，小灯恰好正常发光，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，即10Ω；她断开开关，仅调小电源电压，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置时，小灯再次正常发光，说明第1次实验电源电压为8V，第2次电源电压为6V；两次小灯正常发光时，电压表的指针位置相同，说明电压表并联在灯泡两端，且电压表选用大量程；由图可知，电压表分度值0.5V，其示数为5V，即灯泡额定电压为5V；在第1次实验中，当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为U滑=U1-UL=8V-5V=3V 根据串联电路电流特点和欧姆定律可知，灯泡额定电流为 小灯泡额定功率为PL=ULIL=5V×0.3A=1.5W 7．为实现“碳中和”目标，我国大力推动电动汽车发展。 (1)当充电桩为电动汽车的电池充电时， （选填“充电桩”或“电池”）是用电器； (2)一辆电动汽车电池的规格为“”，该汽车充满电时存储了 的电能； (3)电动汽车高速行驶时，汽车上方空气流速大压强 。高速行驶后，汽车表面容易粘有灰尘，是因为汽车与空气摩擦 ，从而容易吸引灰尘。 【答案】(1)电池 (2)20 (3) 小 带电 【详解】（1）当充电桩为电动汽车的电池充电时，电池消耗电能，即电池为用电器。 （2）汽车充满电时存储的电能为 （3）[1]电动汽车高速行驶时，根据流体流速快的位置压强小，汽车上方空气流速大压强小。 [2]高速行驶后，汽车与空气摩擦带电，带电体具有吸引轻小物质的性质，故汽车表面容易粘有灰尘。 8．小敏发现，在冬天的户外，把手机一直放在羽绒服的内袋里和一直挂在外面相比，手机的工作时间有明显差异，她为此查阅相关资料得知：（1）羽绒服有良好的保暖效果，在零下20℃的环境中，体感温度可以保持在25℃左右；（2）自己手机使用的是额定容量为1600mAh的锂电池，且该款锂电池在工作负载稳定的情况下，放电容量、放电时间与环境温度的具体变化关系见表1。 表1 环境温度（℃） 放电容量（mAh） 放电时间（s） 30 1554 5040 25 1510 4980 5 1501 4260 -5 1382 3780 -15 1145 3240 (1)分析比较表中数据可知：随着环境温度的降低，放电容量会 （选填“升高”“不变”或“降低”），放电时间会 （选填“变长”“不变”或“变短”）。 (2)小敏计划冬季去“尔滨”旅游，当地气温为零下20℃左右，为了尽量延长手机的工作时间，她应该把手机 （选填“A”或“B”），理由是： 。 A．放在羽绒服内袋里，尽量贴近皮肤 B．挂在羽绒服外面，尽量保持通风 【答案】(1) 降低 变短 (2) A 见解析 【详解】（1）[1][2]分析比较表中数据，环境温度越低，电池的放电容量越小，放电时间越短；可知结论：随着环境温度的降低，放电容量会降低，放电时间会变短。 （2）[1][2]由以上结论可知，为了尽量延长手机的工作时间，应使手机所处的环境温度较高，即她应该把手机放在羽绒服内袋里，尽量贴近皮肤，故选A；理由是：手机随工作环境温度的越高工作时间越长；羽绒服有良好的保暖效果，在零下20摄氏度的环境中，体感温度可以保持在25摄氏度左右，高于户外零下20摄氏度。 9．小明家现有用电器的总功率为2500W，这些用电器的额定电压都是220V，安装的电能表如图所示，求： ××牌电水壶 额定电压 220V 额定功率 1100W 容积 3L        (1)电能表中“3000r/(kW·h)”的含义是什么 ？ (2)小明家新买了一个电热水壶，其铭牌如右表所示，为保证电能表稳定安全工作，通过计算回答小明家的新旧用电器是否可以全部同时使用 ？ (3)电热水壶正常工作时，发热板通过的电流是多少 ？ (4)如果通过热水器的电流是4A，热水器的实际功率是多大 ？（电热壶的电阻是44Ω） 【答案】(1)表示每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转3000转 (2)不可以 (3)5A (4)704W 【详解】（1）根据电能表铭牌的含义可知，电能表中“3000r/(kW·h)”的含义是表示每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转3000转。 （2）电能表长时间稳定工作的最大功率 电路消耗的总功率 所以，新旧用电器不可以全部同时使用。 （3）根据P=UI可得，发热板通过的电流 （4）根据欧姆定律，热水器的实际电压为 热水器的实际功率为 10．阅读短文，回答问题 直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示，它能够将电网中的 交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池），直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。 设电池当前储能占充满状态储能的百分比为H，充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的H的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能，H为30% ，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0开始充电后（为方便计算，图像已作近似处理），充满后， 立即停止充电，由于智能控制，充电过程中有几个不同阶段，包括恒流段，该过程充电电流保持不变，充电电压稳定增加；恒功率段，该过程充电功率保持恒定，电流逐渐减小；恒压段，该过程充电电压不变，电流不断减小，直至充满。 当H 达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表所示。 充电电压U/V 充电电流I/A 充电时长t/min 充电读数/kW·h 充电费用/元 400 100 45 24 36 (1)充电过程中动力电池相当于 （选填“ 电源”或“用电器” ）； 当H为50%时，充电桩的充电功率为 kW； (2)若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 元； (3)设H从70%增至80%所需时间为 t1 ，从80%增至90%所需时间为t2 ，且 t1:t2=5:8 ，则测试全过程的充电总时长为 h； (4)如图中画出的恒流段的充电电压和 H 的关系图象和恒功率段的充电电压和充电电流的关系图象中，正确的是（　　） A．②③ B．①③ C．①④ D．②④ 【答案】(1) 用电器 36 (2)63 (3)1.485 (4)B 【详解】（1）[1]在充电过程中，动力电池消耗电能，根据用电器的定义，消耗电能的装置为用电器，所以动力电池相当于用电器。 [2]由图可知，当H=50%时，在恒功率段，此时充电功率与H成正比，当H为50%时，充电桩的充电功率为 （2）已知当充电读数为24kW⋅h时，充电费用为36元，则充电电费单价为 当H=70%时，充电读数为24kW⋅h，这24kW⋅h对应的是从H=30%到H=70%的充电量，占总充电量的 从H=30%到H=100%的总充电量为 所以测试全过程的充电费用为 （3）由图可知，从80%增至90%充电功率为15kW，充电量为 从80%增至90%充电时间为 从90%增至100%充电时间为 因为 t1:t2=5:8 ，则 测试全过程的充电总时长为 （4）恒流段：充电电流保持不变，充电电压稳定增加，电池当前储能占充满状态储能的百分比H增大，电压U增大，且是线性关系（因为电流不变，根据，恒流段P随H线性变化），所以恒流段充电电压和H的关系图象是倾斜直线，①正确。 恒功率段：，P恒定，U和I成反比，其图象是双曲线的一支，③正确。 所以正确的是①③，故ACD错误，B正确。 故选B。 11．为了解家用电器耗能情况，某小组进行了如下研究。图甲是蚊香器，图乙是其工作原理简图，为热敏电阻，其电阻值随温度变化的部分曲线如图丙所示。将蚊香片装入蚊香器，通电后蚊香器的热敏电阻发热，加热蚊香片可以达到驱蚊功效，最后自动保持在一个特定温度（如图丙中的）。 (1)蚊香器工作一会儿，人就能闻到蚊香片气味，这是气体分子在空气中的 现象。 (2)若蚊香器正常工作的电功率为，则电路电阻值的大小为多少 ？工作消耗电能为多少 ？ (3)家用电器待机时也消耗电能，某些电视机机顶盒待机的功率可达蚊香器正常工作功率的3倍，我们在日常生活用电时该如何有效节能？请写出一条有效措施 。 (4)请从能量转化和转移角度并结合热敏电阻的电阻值变化特点，解释蚊香器通电后温度升高，并能自动保持一定温度的原因 。 【答案】(1)扩散 (2) 9680Ω 0.05kW·h (3)不使用电器时拔掉插头 (4)见详解 【详解】（1）人能闻到蚊香片气味，是因为气体分子在不停地做无规则运动，扩散到空气中，这是气体分子在空气中的扩散现象。 （2）[1]根据可知，电路电阻值的大小为 [2]根据可知，工作10h消耗电能为 （3）日常生活中为了有效节能，可以做到随手关闭用电器，不使用电器时拔掉插头等。 （4）蚊香器通电后，电流通过热敏电阻做功，电能转化为内能，使热敏电阻温度升高。由图丙可知，热敏电阻的阻值随温度升高而增大，根据，在电源电压U不变时，电阻R增大，功率P减小，产生的热量减少。当产生的热量与向周围环境散失的热量相等时，温度就自动保持在一定温度。 12．图a所示的电热加湿器，其内部结构及电路简图如图b，通电后，发热电阻R使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。已知水的比热容为、密度为，沸点为100℃； (1)加热仓中的水变成水蒸气属于 （选填“液化”“汽化”）现象： (2)已知R阻值为550Ω，求电热加湿器的功率 ； (3)若消耗电能，可使加热仓内的水从20℃加热至沸腾，求： ①加热仓内水吸收的热量 ； ②电热加湿器的加热效率 。 【答案】(1)汽化 (2) (3) 84% 【详解】（1）水变成水蒸气属于汽化，由液态变为了气态。 （2）电热加湿器的功率 （3）[1]加热仓内水吸收的热量 [2]电热加湿器的加热效率 13．小华做“测定小灯泡的电功率”实验，小灯泡的功率在1.2W左右。现有电源（电压保持不变）、待测小灯泡（标有“0.3A”字样）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。 (1)他按照图（a）所示电路图正确连接实验电路，实验步骤正确。闭合开关S后，发现无论怎样移动滑片P，小灯泡L始终不发光。若电路中仅有一处故障，且只发生在变阻器R或灯L上。请通过电压表、电流表示数情况判断对应故障。 （写出所有情况） (2)他更换元件重新连接电路后，移动滑动变阻器滑片，发现小灯正常发光时电压表的示数如图（b）所示。 （a）请写出小华判断小灯正常发光的依据。 （b）请通过计算说明图（b）中电压表所接量程 ，以及小灯泡的额定功率 。 【答案】(1)见解析 (2) 见解析 0～15V 1.05W 【详解】（1）由图（a）可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，电流表测串联电路中的电流。无论怎样移动滑片P，小灯泡L始终不发光。电路中仅有一处故障，且只发生在变阻器R或灯L上。 情况一：若小灯泡L断路，电路中没有电流，所以电流表的示数为0。 此时电压表与电源两极相连，测量的是电源电压，由于电源电压保持不变，所以电压表有示数且示数等于电源电压。 情况二：若滑动变阻器R断路，整个电路处于断路状态，电路中没有电流通过，所以电流表的示数为0。 此时电压表与电源之间被断路，没有电流通过电压表，所以电压表无示数。 情况三：若小灯泡L短路，电路为通路，电源电压全部加在滑动变阻器R两端，电路中有电流通过，所以电流表有示数。因为电压表并联在小灯泡L两端，小灯泡L短路时，电压表相当于与导线并联，所以电压表无示数。 情况四：若滑动变阻器R短路 ，电路为通路，电源电压全部加在小灯泡L两端，电路中有电流通过，所以电流表有示数。 因为电压表并联在小灯泡L两端，此时电压表测量的是电源电压，所以电压表有示数且示数等于电源电压。而题目中说无论怎样移动滑片P，小灯泡L始终不发光，所以这种情况不符合题意，应排除。 综上，故障情况及对应的电流表、电压表示数情况如下：  电流表示数为0，电压表有示数且示数等于电源电压，故障为小灯泡L断路； 电流表示数为0，电压表无示数，故障为滑动变阻器R断路； 电流表有示数，电压表无示数，故障为小灯泡L短路。 （2）[1]已知小灯泡标有 “0.3A” 为灯泡的额定电流，当电流表的示数为0.3A时，小灯泡正常发光。 [2]已知小灯泡功率在1.2W左右，根据P=UI，若I=0.3A ，则 由图（b）可知，若电压表量程为0～3V ，最大示数为3V，无法满足测量需求，所以电压表量程为0～15V。 [3]图（b）中电压表量程为0～15V ，分度值为0.5V，示数为3.5V 。小灯泡的额定功率 14．如图甲所示的饮水机是人们生活中常用的电器，小安家的饮水机电路图如图乙所示，其中S是电源开关，是温控开关，、均为电阻丝阻值不变。小安由其铭牌上获知，该饮水机的额定电压为220V，额定加热功率为880W，额定保温功率为44W。 (1)当开关S闭合、断开时，饮水机处于______选填“加热”或“保温”状态。 (2)饮水机在保温状态正常工作时，电路中的电流是多少？ (3)电阻丝的阻值是多少？ (4)小安做了一次探究：第一天晚上十点，他关掉家中的其他用电器只保留饮水机，记下此时电能表的示数如图丙所示，次日早晨七点钟，水温达到预定温度时电能表的示数如图丁所示；第二天晚上十点，他将饮水机关闭，次日早晨启动饮水机正常工作将水加热到预定温度用时。通过计算判断小安的哪种做法更节能？ 【答案】(1)保温 (2) (3) (4)第二种做法更节能 【详解】（1）由图乙可知，当开关S闭合、断开时，电阻丝和串联，根据串联电路的特点可知，此时电路的电阻最大，由 可知，电路的总功率最小，饮水机处于保温状态。 （2）由可知，饮水机在保温状态正常工作时，电路中的电流 （3）当开关S、均闭合时，电路为的简单电路，饮水机处于加热状态，额定加热功率为880W，由 可得，的阻值 （4）第一种做法，饮水机消耗的电能 第二种做法，饮水机消耗的电能 比较可知，，则第二种做法更节能。 15．中考备考的小坤坚持每晚复习功课，妈妈为他准备了有加热、保温两挡位功能的电热杯垫（如图甲），其相关参数如下表所示，杯垫通过USB接口接到电脑上，这样可以随时喝上热饮。杯垫内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热元件。 USB接口的输出电压 5V 保温功率 5W 加热功率 20W (1)电热杯垫是利用电流的 （选填“热效应”、“磁效应”或“化学效应”）来工作，当开关S1、S2闭合时，电热杯垫处于 挡位。 (2)求电阻R1的阻值； (3)想要将初温为20℃、质量200g的牛奶加热到40℃，需加热挡正常工作600秒，求加热效率？[已知c牛奶=2.5×103J/（kg·℃）] 【答案】(1) 热效应 加热 (2)5Ω (3)83.3% 【详解】（1）[1]电热杯垫是利用电流的热效应工作的，当电流通过灯丝时，电能主要转化为内能。 [2]由电路图可知，和为加热元件。根据，电路总电阻越小，功率越大。当开关S1、S2闭合时，和并联，总电阻最小，此时功率最大，故处于加热档位。 （2）闭合，为的简单电路，此时是保温挡，电阻R1的阻值 （3）消耗的电能          200g的牛奶从20℃加热到40℃，吸收的热量为Q吸=c牛奶m牛奶（t-t01）=2.5×103J/（kg•℃）×0.2kg×（40℃-20℃）=1×104J； 加热效率 16．小新家有阻值为50Ω的发热电阻R一个、额定电压为220V的小型电动机（带有风扇叶）一个、开关两个和导线若干，他想利用这些器材制作一个风干机，风干机要有“吹冷风”和“吹热风”两种模式，吹冷风时只有电动机工作；吹热风时发热电阻和电动机同时工作，但不能出现发热电阻单独工作的情况。 (1)请在下图所示虚线框内的电路图中补画开关和导线，帮小新完成风干机的电路原理图； (2)按以上电路原理图完成风干机制作后，小新发现发热电阻的功率偏大，存在安全隐患，他想在保留原发热电阻基础上，让发热总功率减小为原来的，请问： ①他需要购买一个新的发热电阻与原发热电阻 （选填“串联”或“并联”）； ②通过计算说明，需要购买的发热电阻的阻值是多少 ？ 【答案】(1) (2) 串联 【详解】（1）由题意知，内部电路是由一个发热电阻、一个电动机和两个开关组成的并联电路，且发热电阻不能单独工作出现“干烧”现象，因此发热电阻与电动机并联，一个开关在干路控制整个电路，另一个开关与发热电阻串联，控制发热电阻，如图所示： （2）[1]根据可知，电阻越大功率越小，电阻越小功率越大，因此要想让发热总功率减小为原来的，根据串并联电路电阻的特点可知，应与原发热电阻串联一个新的发热电阻来增大电路的总电阻。 [2]原发热电阻电功率为 串联后新旧电阻总阻值为 需要购买新电阻阻值为 17．小华制作的蓄水池水位报警模拟装置如图所示：浮子由铜片E、空心杆F和木块Q构成。在低水位时，触点C、D位于E的正上方h0处，Q的下表面距池底的高度为h。当水位上升到使E与C、D接触后，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警音，报警音的强弱取决于其两端电压大小。电源电压U＝6V，定值电阻R0＝3Ω，R可视为9Ω的定值电阻，不计其它电阻。 (1)在被释放的过程中，衔铁与A的接触时间为0.5s，求这段时间内电路所消耗的电能； (2)Q为边长10cm的正方体，密度为0.6×103kg/m3，h0＝10cm，h＝22cm，g取10N/kg。不计E、F的质量及F与支架间的摩擦； ①求刚开始报警时水面距池底的高度H； ②下列措施中，可使 ①中H值增大的有 ； A．将池中水换为密度更大的液体 B．仅适当减小Q的边长 C．仅在空心管F中装入适量沙子 D．仅适当减小Q的密度 【答案】(1)1.5J (2) 38cm C 【详解】（1）电路中的电流为 这段时间内电路所消耗的电能 （2）[1]当水位上升至Q的下表面时即升高22cm，E与C、D不接触，水面当水位再慢慢上升，直至Q漂浮时，Q的重力为 此时Q排开液体的体积为 此时Q浸入的深度为 此时水面上升的高度为6cm，E的位置一直没有动，则还需要上升h0时，E与C、D接触后，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警音，故刚开始报警时水面距池底的高度 [2] A．若将池中水换为密度更大的液体，漂浮时，物体的重力不变，则物体所受的浮力不变，液体的密度变大，根据可知，则物体Q排开液体体积变小，物体Q的底面积是固定不变的，故物体Q浸入的深度变小，刚开始报警时水面距池底的高度H变小，故A不符合题意； B．根据，经整理发现，浸入的深度为，若仅适当减小Q的边长，则浸入的深度变小，刚开始报警时水面距池底的高度H变小，故B不符合题意； C．仅在空心管F中装入适量沙子，则浮子总重力变大，浮子所受的浮力变大，排开液体的体积变大，刚开始报警时水面距池底的高度H变大，故C符合题意； D．根据，仅适当减小Q的密度，浸入的深度变小，刚开始报警时水面距池底的高度H变小，故D不符合题意。 故选C。 18．如图甲所示是某家用电热水器的工作原理图，其中是发热电阻，，，虚线框为电热水器的金属外壳，该电热水器通过手动调节可实现高、中、低三挡加热。 导线型号 横截面积S/mm2 安全截流量I/A A 0.5 4 B 1 8 C 1.5 12 D 2.5 20 (1)试求该电热水器处于低温挡时的电功率； (2)表中哪款铜芯导线作为该电热水器的电流输出导线符合安全且又经济的原则，请计算说明； (3)若某次用电高峰期，家庭电路中有该电热水器和电视机同时在工作，不考虑热量损失，热水器在高温挡1min内产生热量，家中电能表（如图乙）同时转了22r，则电视机的实际工作电流是多少？ 【答案】(1)176W (2)导线型号B (3)1A 【详解】（1）当S1闭合，S2断开，S3接a时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，电源电压一定，由可知电功率最小，此时为低温挡；当S1闭合，S2闭合，S3接a时，只有R1接入电路，电路中电阻较大，电源电压一定，由可知电功率较大，此时为中温挡；当S1闭合，S2闭合，S3接b时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，电源电压一定，由可知电功率最大，此时为高温挡。 当S1闭合，S2断开，S3接a时，R1与R2串联， 根据可知，电热水器低温挡的电功率 （2）当S1闭合，S2闭合，S3接b时，R1与R2并联，此时为高温挡，则电热水器高温挡的电功率 根据可知，电热水器工作时的最大电流为 由表可知，应选横截面积为1mm2的导线，即导线型号B，符合安全又经济的原则。 （3）不考虑热量损失，热水器在高温挡1min内产生热量6.6×104J，热水器消耗的电能。 1000r/( kW·h)表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转动1000r，电能表转盘转22r时，热水器和电视机共消耗的电能 电视机消耗的电能 由可得，电视机的实际工作电流 19．小明家购买了一个多挡位电火锅，其内部电路如图所示，部分参数如表所示，R1、R2、R3均为发热电阻，R3的阻值为44Ω。旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换；不考虑电热丝的电阻随温度变化，c冰=4.2×103J/（kg•℃）。 物理量 参数 额定电压 220V 中温挡功率 1100W 低温挡功率 440W (1)此电火锅利用电流 效应原理工作。 (2)当旋转开关S跟触点3和4接触时，电火锅处于 挡。 (3)电加热器中的R2阻值为多少 ？ (4)在高温挡模式下，电路1min内消耗的电能是多少 ？ 【答案】(1)热 (2)高温 (3) (4)1.32×105J 【详解】（1）电火锅是利用电流通过导体发热来加热的，故电火锅是利用了电流的热效应原理工作。 （2）由可知，当电源电压一定时，电路中的总电阻越小，总功率就越大，当开关S和触点3、4接触时，R2与R3并联，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，电火锅处于高温挡。 （3）开关S跟触点2和3接触时，电路中只有R2，为中温挡，所以 （4）开关S跟触点3和4接触时，R2与R3并联，为高温挡 电路在此模式下1min内消耗的电能 20．小芉想为忙碌的妈妈自制一个电热饭盒，她找来了两根电热丝和，的阻值为，的阻值未知。 (1)甲方案中，小芉把接入电路进行测试，闭合开关后，电路的总功率为 多少？ (2)为了让电路的总功率降为原来的一半，小芉设计了乙、丙两种方案，你支持 方案。请计算你选定方案中电热丝的阻值 。 (3)小芉考虑到不同的季节电热饭盒的功率应不同，现增加一个开关，请在第（2）问你所选定的方案中把电加热器改成两个加热挡位，在虚线框里画出改进后的电路图，并对开关的状态和对应的挡位做简要的说明 。 【答案】(1)110W (2) 丙 440Ω (3)见解析 【详解】（1）甲图中电路的总功率为 （2）根据，当U不变，P与R成反比，要使电功率变小，总电阻变大，根据串并联电路电阻的特点，故选丙方案；由可得，当U不变，总功率变为原来的一半，则总电流也为原来的一半，由欧姆定律可得，总电阻为原来的两倍。故 所以 （3）在丙方案中加入一个开关，应与其中一根电热丝并联，如图所示： S和都闭合时，电热饭盒处于高挡位；S闭合时，断开时，电热饭盒处于低挡位。 21．如图甲为某款电热水壶，其规格为表所示。简化电路图如图乙，有加热和保温两挡，由开关S调节。 额定电压 加热功率 保温功率 (1)电热水壶工作时把 能转化为 能； (2)开关S 时（选填“闭合”或“断开”），电热水壶处于加热挡，原因是 ； (3)该电热水壶在加热挡工作可将质量为的水从20℃加热到100℃，这段时间水吸收的热量为多少？[已知] (4)此次电热水壶加热水的热效率为多少？ 【答案】(1) 电 内 (2) 断开 见解析 (3)6.72×105J (4)80% 【详解】（1）[1][2]电热水壶利用了电流的热效应，工作时消耗电能，产生内能，将电能转化为内能。 （2）[1][2]由图乙可知，当开关S断开时，R1、R2串联，此时电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，电热水壶处于低温挡；当开关S闭合时，只有R1工作，电路的总电阻最小，由可知，总功率最大，电热水壶处于高温挡。 （3）水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J （4）电热水壶消耗的电能W=Pt=2000W×7×60s=8.4×105J 电热水壶的加热效率 22．醉酒驾车者要负刑事责任。如图甲是一种酒精浓度检测仪，它的简化电路图如图乙，电源电压恒为12V，是阻值为20Ω的定值电阻，加热电阻丝R恒为12Ω。是酒精气敏电阻，在正常工作时，其阻值随酒精浓度K变化的关系如图丙。则： (1)在交通勘查时，交警打开车门就闻到了浓浓的酒味，从物理学的角度分析，这属于 现象； (2)酒精检测仪在检测前，开关接1处，加热电阻丝R对气敏电阻加热10s，使气敏电阻达到正常工作的灵敏度，求这段时间内电热丝R产生的热量是 ，电路中电流所做的功是 。 (3)加热电阻丝R加热结束后，开关自动转至2处。检测时，电压表示数为4V，请计算出此时呼气酒精浓度K是 ，并根据图丁判断司机属于 （选填“非酒驾”或“酒驾”或“醉驾”）。 【答案】(1)扩散 (2) 120J 120J (3) 20×10-3mg/100mL 酒驾 【详解】（1）打开车门就闻到了浓浓的酒味，为扩散现象，说明构成物质的分子不停地做无规则运动。 （2）[1][2]开关接1处，电路为加热电热丝的简单电路，则这段时间内电热丝R产生的热量是 此时为纯电阻电路，电流所做功全部用来产热，所以电路中电流所做的功是。 （3）[1][2]开关自动转至2处，电路为R0和R1串联，电压表测R0两端电压，电压表的示数为4V，此时电路中的电流为 电路中的总电阻为 此时气敏电阻R1的阻值为 据丙图可知，此时对应K在20×10-3mg/100mL，此时血液酒精浓度为 该司机属于酒驾。 23．图甲是小明家的供电箱，箱内装有各个房间的空气开关，其中厨房空气开关的额定电流是15A，厨房中已有电饭锅（额定功率为850W）、电水壶（额定功率为1200W）、照明灯（额定功率为40W）各一个且同时在正常工作。图乙是小明家空气炸锅的简化电路原理图，它有两个加热挡，其部分技术参数如表所示。 额定电压 220V 电动机功率 10W 加热功率 低温挡 550W 高温挡 1210W (1)该空气炸锅正常工作时，通过电动机的电流是多少? (2)低温挡时，电阻R1的电功率是多大? (3)通过计算说明能否再使用该空气炸锅的高温挡在厨房进行烹饪。 【答案】(1)0.05A (2)250W (3)不能 【详解】（1）由表格中的数据可知，空气炸锅正常工作时，电动机的功率为10W，则通过电动机的电流 （2）分析图乙可知，当开关S断开时，R1与R2串联，电路中电阻较大；当开关S闭合时，R2被短路，电路中只有R1，电路中电阻较小；由可知，当开关S闭合时，电路中只有R1，电路中电阻较小，电功率较大，为高温挡，则 低温挡时，电路中的电流 则低温挡时，电阻R1的电功率 （3）厨房中已有电饭锅（额定功率为850W）、电水壶（额定功率为1200W）、照明灯（额定功率为40W）各一个且同时在正常工作，空气炸锅的高温挡为1210W，则所有用电器同时工作时，干路中电流 由于厨房空气开关的额定电流是15A，所以再使用该空气炸锅的高温挡在厨房进行烹饪会造成厨房空气开关跳闸，故不能再使用该空气炸锅的高温挡在厨房进行烹饪。 24．小明给奶奶买了一款有“高温”和“低温”两挡的电热毯，内部电路简化如图所示。电源两端电压为12V，电热丝R1、R2的阻值恒定，其中R1=12Ω。 (1)只闭合开关S1时，为 挡，此时通过R1的电流是 A； (2)只闭合开关S1时， R1的电功率是多少？ (3)电源两端电压为12V时，“高温”挡的电功率为36 W。若更换成电压为6V 的电源，则使用“高温”挡通电1 min产生的热量是多少？ 【答案】(1) 低温 1 (2)12W (3)540J 【详解】（1）[1]由图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，此时电路中的总电阻最大，两开关都闭合时，两电阻并联，此时电路中的总电阻最小，由可知，两开关都闭合时，电功率最大，为“高温”挡，只闭合开关S1时，为低温挡。 [2]只闭合开关S1时， R1的电流为 （2）只闭合开关时，的电功率为 （3）已知“高温”挡的电功率为36W，此时电路中的总电流为 由并联电路中电流规律可得，通过R2的电流为 的阻值为 当电源两端电压为6V时，电路中的总电流为 则使用“高温”挡通电1 min产生的热量是 25．小华家新购的多挡位电火锅的电路原理如图所示， 均为发热电阻，R₃的阻值为44 Ω，其额定电压为220 V，低温挡功率为440 W，中温挡功率为1100 W。旋转开关S，让其与触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换。 (1)使用中温挡时旋转开关应该旋转到跟 触点接触的位置，此时发热的电阻为 。 (2)R₁的阻值为多大? (3)在高温挡模式下，向锅内装入2kg温度为25 ℃的水，水温升高到75℃，历时3min 30s，在此加热过程中电火锅的加热效率η是多少?[精确到0.1%，已知 【答案】(1) 2和3 R₂ (2) (3) 【详解】（1）[1][2]根据功率公式分析，旋转开关S，让其与触点1和2时，串联工作，总功率；旋转开关S，让其与触点2和3时，只有单独工作，功率；易知，。旋转开关S，让其与触点3和4时，并联工作，功率；易知，。故中温挡为让开关与触点2和3时，发热电阻只有。 （2）旋转开关S使其与触点2和3 接触时，电路中只有R₂，为中温挡，所以 旋转开关S使其与触点1和2接触时电火锅处于低温挡，此时R₁与R₂串联， 总电阻 所以 （3）旋转开关S使其与触点3 和4接触时电火锅处于高温挡，此时R₂与R₃并联，高温挡功率为 加热过程中消耗电能 加热过程中锅内水吸收热量 电火锅的加热效率 26．中医药是中华优秀传统文化的瑰宝，在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅，图乙是其工作电路简化的等效电路图，通过开关和的不同状态组合，可以实现三挡加热功能。定值电阻都是发热电阻，其中。该电中药锅部分参数如下表所示。已知：。求： 额定电压/V 220 额定功率/W 高温挡880 中温挡440 低温挡220 (1)当闭合开关，将开关接时，电中药锅使用的是 （选填“低温”“中温”或“高温”）挡； (2)将药液从加热到的过程中，药液吸收的热量是多少？ (3)使用该电中药锅的中温挡正常工作，加热，消耗的电能是多少？ (4)的阻值是多少？ 【答案】(1)高温 (2) (3) (4) 【详解】（1）当闭合开关，将开关接时，定值电阻并联，此时总电阻最小，根据，总功率最大，为高温挡；当断开开关，将开关接时，串联，此时总电阻最大，根据，总功率最小，为低温挡；则当闭合开关，将开关接时，单独工作，为中温挡。 （2）药液吸收的热量 （3）加热，消耗的电能为 （4）低温挡时，总电阻为 则的阻值 27．如图甲所示为一款具有粉碎和高温、低温两挡加热功能的破壁机，其内部电路简化示意图如图乙所示，和为加热电阻，该破壁机的部分参数如表所示。 破壁机部分参数表 额定电压 220V 加热功率 400W 粉碎功率 1100W 1210W (1)破壁机加热时是利用电流的 效应工作的，粉碎营养品时电动机工作的原理是 。 (2)加热电阻阻值为多少？ (3)电动机线圈电阻为，仅粉碎时只有电动机工作，求此时破壁机正常工作消耗的电能和线圈产生的电热？ (4)破壁机处于高温挡正常工作时，将杯子中已经搅碎的1100g营养糊，从20℃加热到100℃用时6分钟，则破壁机高温挡的加热效率为多少？（结果保留至1%） 【答案】(1) 热 通电线圈在磁场中受力转动 (2) (3)， (4)89% 【详解】（1）[1]电流通过导体时会产生热量，这种现象叫做电流的热效应。破壁机加热时，电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的。 [2]电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理工作的。 （2）当开关S1断开，S2、S3均闭合，只有R1接入电路时，电路中的总电阻最小，总功率最大，破壁机处于高温挡，由表格数据可知，高温挡的功率P高=1210W， 由可知，加热电阻的阻值为 （3）仅粉碎时，开关闭合，、均断开，破壁机电动机工作，消耗的电能为 仅粉碎时通过电动机的电流为 仅粉碎时破壁机工作线圈产生的热量为 （4）温度的变化量 营养糊吸收的热量为 消耗的电能为 破壁机高温挡的加热效率为 28．北方进入冬季，天气寒冷，在跨学科实践活动中，小明所在某小组开展了“设计制作发热垫”的项目化学习活动。 【项目】设计并制作发热垫。 【实施】第一步：设计发热垫。小明发现家里有一闲置的旧电炉，铭牌上标有“220V，484W”字样，电炉上盘绕着一根粗细均匀的电阻丝，他们想旧物利用，制作一个可调温的发热坐垫，于是他们将电阻丝拆卸下来，却发现电阻丝已经断成了长度不同的两节和，同学们开始设计电路（两段电阻丝都用上）。 第二步：制作发热垫。将两段电阻丝按照设计好的电路，分别接入电源电压恒为12V的电路中。 【交流】 (1)该闲置旧电炉的电阻丝的阻值为 Ω。 (2)此发热坐垫在最小功率状态下工作5min所产生的热量。（不计热量损失） (3)若想使坐垫的最大功率达到16W。 ①两段电炉丝应采用的连接方式是 联； ②这两段电阻丝的阻值分别是多少 ？ 【答案】(1)100 (2) (3) 并 ， 【详解】（1）根据可得，该闲置旧电炉的电阻丝的阻值为 （2）两段电阻丝由100Ω电阻丝截得，据，U一定，串联时电阻最大，功率最小 5min产生的热量 （3）[1]把电阻并联，会使电阻变小，总功率变大，，若想使坐垫的最大功率达到16W，两电阻只能是并联。 [2]设其中一段电阻丝阻值分别为，则另一段电阻为 当最大功率为16W时， 将带入上式整理得 解得，（因，所以，舍去） 29．充电桩的普及为新能源汽车补给能量提供了便利。如图甲是某品牌电动汽车的快速充电桩，在某次性能测试过程中，将容量为75kw·h的汽车电池从3%的电量开始充电，直至90%为止，充电桩给电池的最大充电功率为120kW，环境温度为20℃，开始充电后，每隔5%电量记录对应的充电时间，得到如乙图数据： (1)为了确保充电桩的安全可靠，使用的是专属轻质液冷充电线，与普通充电线相比，该充电线散热更快。液冷充电线在工作过程中，能快速地把热量转移到环境中。这种改变物体内能的方式是 。该充电桩输出电流不得超过250A，那么此充电桩输出电压的最大值至少为 V； (2)电池容量为5~55%之间时，充电桩以最大输出功率稳定输出，则这段时间内汽车的充电效率为多少？ (3)在充电过程中，考虑到电流的热效应会使整个充电系统内部发热。汽车采用风冷式动力冷却系统，即散热风扇将外部的空气吸入电池箱内，吸热后从排气管排出，以防止电池温度持续升高。该过程中，设吸入空气为密度均匀的柱形空气柱。将电池从3%的电量充至90%的过程中，电池产生热量为，冷却系统中散热风扇的口径为，为了保证电池充电过程中温度恒定为40℃，则该汽车散热风扇进风速度至少为多少米每秒？（不考虑风扇工作过程中自身发热和消耗电能。空气密度为，该状态下空气的比热容为 【答案】(1) 热传递 480 (2)93.75% (3)20 【详解】（1）[1]液冷充电线在工作过程中，能快速地把热量转移到环境中，环境吸收热量，使充电线的内能减小，这种改变物体内能的方式是热传递。 [2]该充电桩输出电流不得超过250A，充电桩给电池的最大充电功率为120kW，由得，此充电桩输出电压的最大值至少为 （2）电池容量为5~55%之间时，充电桩以最大输出功率稳定输出，由得，这段时间内充电输出的电能为 这段时间内电池增加的电能为 这段时间内汽车的充电效率为 （3）电池产生热量为，空气吸收的热量为 由得，吸入电池箱内的空气的质量为 由得，空气的体积为 冷却系统中空气流动的长度为 则该汽车散热风扇进风速度至少为 30．小明同学做“测定小灯泡电功率”实验，所用器材齐全且完好，电源电压为4.5伏保持不变，滑动变阻器标有“20欧1安”字样，待测小灯标有“0.3安”字样。他先把电源、待测小灯、滑动变阻器、电流表和开关用导线串联连接，再把电压表并联在电路中，并将滑片移至某一端。闭合开关，移动滑片，小灯亮度发生改变，在此过程中，电路中电流能达到的最小值为0.24安，且小灯正常发光时电压表的示数如图所示。 (1)当小明观察到电流表示数为0.30安时，可以判定小灯处于 状态； (2)请根据相关信息计算出小灯的额定功率。 【答案】(1)正常发光 (2)1.14W 【详解】（1）待测小灯标有“0.3A”字样，则小灯泡正常发光时的电流为0.3A，由于电流表与小灯泡串联，电流表测量小灯泡的电流，所以当小明观察到电流表示数为0.30A时，可以判定小灯处于正常发光状态。 （2）若时，电路中的最小电流 电路中电流能达到的最小值 所以为了电路安全，滑动变阻器的阻值没有移到阻值最大端，由于电源电压为4.5V，为了电压表安全，说明此时电压表并联在滑动变阻器两端，且电压表使用的是0~3V量程；由图可知，分度值为0.1V，电压表示数为0.7V，所以小灯正常发光时，滑动变阻器两端电压 则小灯泡的额定电压 所以小灯泡的额定功率 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十八章 电功率（综合题30道） 1．如图甲是小华设计的一款“智能保温杯”的自动控温工作原理图。在控制电路中，，电磁铁线圈电阻不计，保护电阻，为热敏电阻，阻值随温度变化关系如图乙，工作电路中，，、为加热电阻。加热功率为400W，保温功率为100W。当电磁铁中的电流，衔铁与触点a接触，进入保温模式。当电磁铁中的电流时，衔铁被吸下与触点b接触，进入加热模式。已知。求： (1)若杯内装0.3kg、的水，加热至，水吸收的热量； (2)加热电阻的阻值； (3)刚开始保温时，保温杯内水的温度； (4)若要使保温杯刚开始保温时的温度升高一些，请写出一条措施，并列出关系式进行说明。 2．如图所示，两灯泡、在盒内的连接方式未知，电源电压为3伏且保持不变。闭合开关，两灯均发光，电流表读数为0.9安。若把取下，仍发光，电流表读数变为0.3安。 (1)判断和的连接方式，并说明理由。 (2)求取下后，10秒内消耗的电能。 3．如图所示电路，电源两端电压恒为3V，定值电阻R1阻值为10Ω。闭合开关S，电流表示数为0.2A。 (1)通过电阻R1的电流为 A； (2)求R1两端电压U1； (3)求电路消耗的总功率P。 4．小明家里新购置了一台饮水机如图甲所示，可以烧开冷水并将其保温，其铭牌如下表所示。图乙是该饮水机的电路图，是用感温材料制造的温控开关，是供加热的电阻。分析电路图乙可知： 额定频率 环境温度 10℃~38℃ 加热功率 500W 环境湿度 额定电压 220V 制热水能力 ≥90℃  5L/h (1)当断开时，饮水机处于 （选填“加热”或“保温”）状态； (2)正常工作时该饮水机将热水罐中、35℃的温水加热到95℃，用时。计算该饮水机加热状态时的效率； (3)如果要使饮水机在保温状态时的加热功率是加热状态时的四分之一，则电阻与的比是多少？ 5．小嘉做“测定小灯泡的电功率”实验，现有滑动变阻器两个（分别标有“10Ω 2A”“20Ω 1A”字样），其他器材齐全且完好。小嘉选取其中一个变阻器与电源（电压为1.5伏的整数倍）、待测小灯（额定电压为“2.5V”或“4.5V”）、电流表、开关串联，将电压表并联在电路中，滑片移至变阻器一端。闭合开关，观察到电压表的示数如图（a）所示，小灯泡发光较亮，移动滑片，电压表示数变大，发现无法完成实验。他思考后做出调整，重新连接电路，并使变阻器接入电路中的电阻最大。闭合开关，观察到电流表示数如图（b）所示，移动滑片，小灯泡正常发光时，电流表的指针恰好指在表盘正中央。 (1)调整前，电压表并联在 两端。 (2)小嘉做出的调整为 。 (3)分析计算电源电压及小灯泡的额定功率。 6．小珠做“测定小灯泡的电功率”实验，她将电源（可调节至2V、4V、6V、8V）、待测小灯（额定电压为“5V”或“6V”）、滑动变阻器（标有“10Ω  2A”字样）、电流表和开关串联，并将电压表并联在电路中。小珠将滑动变阻器的滑片移至一端，闭合开关，小灯恰好正常发光。她断开开关，仅调小电源电压，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置时，小灯再次正常发光。两次小灯正常发光时，电压表的指针位置均如图所示。（两次实验过程中，电表均选择了合适的量程） (1)该实验的实验原理是 ； (2)求小灯泡的额定功率。（需写出解答过程） 7．为实现“碳中和”目标，我国大力推动电动汽车发展。 (1)当充电桩为电动汽车的电池充电时， （选填“充电桩”或“电池”）是用电器； (2)一辆电动汽车电池的规格为“”，该汽车充满电时存储了 的电能； (3)电动汽车高速行驶时，汽车上方空气流速大压强 。高速行驶后，汽车表面容易粘有灰尘，是因为汽车与空气摩擦 ，从而容易吸引灰尘。 8．小敏发现，在冬天的户外，把手机一直放在羽绒服的内袋里和一直挂在外面相比，手机的工作时间有明显差异，她为此查阅相关资料得知：（1）羽绒服有良好的保暖效果，在零下20℃的环境中，体感温度可以保持在25℃左右；（2）自己手机使用的是额定容量为1600mAh的锂电池，且该款锂电池在工作负载稳定的情况下，放电容量、放电时间与环境温度的具体变化关系见表1。 表1 环境温度（℃） 放电容量（mAh） 放电时间（s） 30 1554 5040 25 1510 4980 5 1501 4260 -5 1382 3780 -15 1145 3240 (1)分析比较表中数据可知：随着环境温度的降低，放电容量会 （选填“升高”“不变”或“降低”），放电时间会 （选填“变长”“不变”或“变短”）。 (2)小敏计划冬季去“尔滨”旅游，当地气温为零下20℃左右，为了尽量延长手机的工作时间，她应该把手机 （选填“A”或“B”），理由是： 。 A．放在羽绒服内袋里，尽量贴近皮肤 B．挂在羽绒服外面，尽量保持通风 9．小明家现有用电器的总功率为2500W，这些用电器的额定电压都是220V，安装的电能表如图所示，求： ××牌电水壶 额定电压 220V 额定功率 1100W 容积 3L        (1)电能表中“3000r/(kW·h)”的含义是什么 ？ (2)小明家新买了一个电热水壶，其铭牌如右表所示，为保证电能表稳定安全工作，通过计算回答小明家的新旧用电器是否可以全部同时使用 ？ (3)电热水壶正常工作时，发热板通过的电流是多少 ？ (4)如果通过热水器的电流是4A，热水器的实际功率是多大 ？（电热壶的电阻是44Ω） 10．阅读短文，回答问题 直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示，它能够将电网中的 交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池），直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。 设电池当前储能占充满状态储能的百分比为H，充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的H的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能，H为30% ，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0开始充电后（为方便计算，图像已作近似处理），充满后， 立即停止充电，由于智能控制，充电过程中有几个不同阶段，包括恒流段，该过程充电电流保持不变，充电电压稳定增加；恒功率段，该过程充电功率保持恒定，电流逐渐减小；恒压段，该过程充电电压不变，电流不断减小，直至充满。 当H 达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表所示。 充电电压U/V 充电电流I/A 充电时长t/min 充电读数/kW·h 充电费用/元 400 100 45 24 36 (1)充电过程中动力电池相当于 （选填“ 电源”或“用电器” ）； 当H为50%时，充电桩的充电功率为 kW； (2)若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 元； (3)设H从70%增至80%所需时间为 t1 ，从80%增至90%所需时间为t2 ，且 t1:t2=5:8 ，则测试全过程的充电总时长为 h； (4)如图中画出的恒流段的充电电压和 H 的关系图象和恒功率段的充电电压和充电电流的关系图象中，正确的是（　　） A．②③ B．①③ C．①④ D．②④ 11．为了解家用电器耗能情况，某小组进行了如下研究。图甲是蚊香器，图乙是其工作原理简图，为热敏电阻，其电阻值随温度变化的部分曲线如图丙所示。将蚊香片装入蚊香器，通电后蚊香器的热敏电阻发热，加热蚊香片可以达到驱蚊功效，最后自动保持在一个特定温度（如图丙中的）。 (1)蚊香器工作一会儿，人就能闻到蚊香片气味，这是气体分子在空气中的 现象。 (2)若蚊香器正常工作的电功率为，则电路电阻值的大小为多少 ？工作消耗电能为多少 ？ (3)家用电器待机时也消耗电能，某些电视机机顶盒待机的功率可达蚊香器正常工作功率的3倍，我们在日常生活用电时该如何有效节能？请写出一条有效措施 。 (4)请从能量转化和转移角度并结合热敏电阻的电阻值变化特点，解释蚊香器通电后温度升高，并能自动保持一定温度的原因 。 12．图a所示的电热加湿器，其内部结构及电路简图如图b，通电后，发热电阻R使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。已知水的比热容为、密度为，沸点为100℃； (1)加热仓中的水变成水蒸气属于 （选填“液化”“汽化”）现象： (2)已知R阻值为550Ω，求电热加湿器的功率 ； (3)若消耗电能，可使加热仓内的水从20℃加热至沸腾，求： ①加热仓内水吸收的热量 ； ②电热加湿器的加热效率 。 13．小华做“测定小灯泡的电功率”实验，小灯泡的功率在1.2W左右。现有电源（电压保持不变）、待测小灯泡（标有“0.3A”字样）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。 (1)他按照图（a）所示电路图正确连接实验电路，实验步骤正确。闭合开关S后，发现无论怎样移动滑片P，小灯泡L始终不发光。若电路中仅有一处故障，且只发生在变阻器R或灯L上。请通过电压表、电流表示数情况判断对应故障。 （写出所有情况） (2)他更换元件重新连接电路后，移动滑动变阻器滑片，发现小灯正常发光时电压表的示数如图（b）所示。 （a）请写出小华判断小灯正常发光的依据。 （b）请通过计算说明图（b）中电压表所接量程 ，以及小灯泡的额定功率 。 14．如图甲所示的饮水机是人们生活中常用的电器，小安家的饮水机电路图如图乙所示，其中S是电源开关，是温控开关，、均为电阻丝阻值不变。小安由其铭牌上获知，该饮水机的额定电压为220V，额定加热功率为880W，额定保温功率为44W。 (1)当开关S闭合、断开时，饮水机处于______选填“加热”或“保温”状态。 (2)饮水机在保温状态正常工作时，电路中的电流是多少？ (3)电阻丝的阻值是多少？ (4)小安做了一次探究：第一天晚上十点，他关掉家中的其他用电器只保留饮水机，记下此时电能表的示数如图丙所示，次日早晨七点钟，水温达到预定温度时电能表的示数如图丁所示；第二天晚上十点，他将饮水机关闭，次日早晨启动饮水机正常工作将水加热到预定温度用时。通过计算判断小安的哪种做法更节能？ 15．中考备考的小坤坚持每晚复习功课，妈妈为他准备了有加热、保温两挡位功能的电热杯垫（如图甲），其相关参数如下表所示，杯垫通过USB接口接到电脑上，这样可以随时喝上热饮。杯垫内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热元件。 USB接口的输出电压 5V 保温功率 5W 加热功率 20W (1)电热杯垫是利用电流的 （选填“热效应”、“磁效应”或“化学效应”）来工作，当开关S1、S2闭合时，电热杯垫处于 挡位。 (2)求电阻R1的阻值； (3)想要将初温为20℃、质量200g的牛奶加热到40℃，需加热挡正常工作600秒，求加热效率？[已知c牛奶=2.5×103J/（kg·℃）] 16．小新家有阻值为50Ω的发热电阻R一个、额定电压为220V的小型电动机（带有风扇叶）一个、开关两个和导线若干，他想利用这些器材制作一个风干机，风干机要有“吹冷风”和“吹热风”两种模式，吹冷风时只有电动机工作；吹热风时发热电阻和电动机同时工作，但不能出现发热电阻单独工作的情况。 (1)请在下图所示虚线框内的电路图中补画开关和导线，帮小新完成风干机的电路原理图； (2)按以上电路原理图完成风干机制作后，小新发现发热电阻的功率偏大，存在安全隐患，他想在保留原发热电阻基础上，让发热总功率减小为原来的，请问： ①他需要购买一个新的发热电阻与原发热电阻 （选填“串联”或“并联”）； ②通过计算说明，需要购买的发热电阻的阻值是多少 ？ 17．小华制作的蓄水池水位报警模拟装置如图所示：浮子由铜片E、空心杆F和木块Q构成。在低水位时，触点C、D位于E的正上方h0处，Q的下表面距池底的高度为h。当水位上升到使E与C、D接触后，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警音，报警音的强弱取决于其两端电压大小。电源电压U＝6V，定值电阻R0＝3Ω，R可视为9Ω的定值电阻，不计其它电阻。 (1)在被释放的过程中，衔铁与A的接触时间为0.5s，求这段时间内电路所消耗的电能； (2)Q为边长10cm的正方体，密度为0.6×103kg/m3，h0＝10cm，h＝22cm，g取10N/kg。不计E、F的质量及F与支架间的摩擦； ①求刚开始报警时水面距池底的高度H； ②下列措施中，可使 ①中H值增大的有 ； A．将池中水换为密度更大的液体 B．仅适当减小Q的边长 C．仅在空心管F中装入适量沙子 D．仅适当减小Q的密度 18．如图甲所示是某家用电热水器的工作原理图，其中是发热电阻，，，虚线框为电热水器的金属外壳，该电热水器通过手动调节可实现高、中、低三挡加热。 导线型号 横截面积S/mm2 安全截流量I/A A 0.5 4 B 1 8 C 1.5 12 D 2.5 20 (1)试求该电热水器处于低温挡时的电功率； (2)表中哪款铜芯导线作为该电热水器的电流输出导线符合安全且又经济的原则，请计算说明； (3)若某次用电高峰期，家庭电路中有该电热水器和电视机同时在工作，不考虑热量损失，热水器在高温挡1min内产生热量，家中电能表（如图乙）同时转了22r，则电视机的实际工作电流是多少？ 19．小明家购买了一个多挡位电火锅，其内部电路如图所示，部分参数如表所示，R1、R2、R3均为发热电阻，R3的阻值为44Ω。旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换；不考虑电热丝的电阻随温度变化，c冰=4.2×103J/（kg•℃）。 物理量 参数 额定电压 220V 中温挡功率 1100W 低温挡功率 440W (1)此电火锅利用电流 效应原理工作。 (2)当旋转开关S跟触点3和4接触时，电火锅处于 挡。 (3)电加热器中的R2阻值为多少 ？ (4)在高温挡模式下，电路1min内消耗的电能是多少 ？ 20．小芉想为忙碌的妈妈自制一个电热饭盒，她找来了两根电热丝和，的阻值为，的阻值未知。 (1)甲方案中，小芉把接入电路进行测试，闭合开关后，电路的总功率为 多少？ (2)为了让电路的总功率降为原来的一半，小芉设计了乙、丙两种方案，你支持 方案。请计算你选定方案中电热丝的阻值 。 (3)小芉考虑到不同的季节电热饭盒的功率应不同，现增加一个开关，请在第（2）问你所选定的方案中把电加热器改成两个加热挡位，在虚线框里画出改进后的电路图，并对开关的状态和对应的挡位做简要的说明 。 21．如图甲为某款电热水壶，其规格为表所示。简化电路图如图乙，有加热和保温两挡，由开关S调节。 额定电压 加热功率 保温功率 (1)电热水壶工作时把 能转化为 能； (2)开关S 时（选填“闭合”或“断开”），电热水壶处于加热挡，原因是 ； (3)该电热水壶在加热挡工作可将质量为的水从20℃加热到100℃，这段时间水吸收的热量为多少？[已知] (4)此次电热水壶加热水的热效率为多少？ 22．醉酒驾车者要负刑事责任。如图甲是一种酒精浓度检测仪，它的简化电路图如图乙，电源电压恒为12V，是阻值为20Ω的定值电阻，加热电阻丝R恒为12Ω。是酒精气敏电阻，在正常工作时，其阻值随酒精浓度K变化的关系如图丙。则： (1)在交通勘查时，交警打开车门就闻到了浓浓的酒味，从物理学的角度分析，这属于 现象； (2)酒精检测仪在检测前，开关接1处，加热电阻丝R对气敏电阻加热10s，使气敏电阻达到正常工作的灵敏度，求这段时间内电热丝R产生的热量是 ，电路中电流所做的功是 。 (3)加热电阻丝R加热结束后，开关自动转至2处。检测时，电压表示数为4V，请计算出此时呼气酒精浓度K是 ，并根据图丁判断司机属于 （选填“非酒驾”或“酒驾”或“醉驾”）。 23．图甲是小明家的供电箱，箱内装有各个房间的空气开关，其中厨房空气开关的额定电流是15A，厨房中已有电饭锅（额定功率为850W）、电水壶（额定功率为1200W）、照明灯（额定功率为40W）各一个且同时在正常工作。图乙是小明家空气炸锅的简化电路原理图，它有两个加热挡，其部分技术参数如表所示。 额定电压 220V 电动机功率 10W 加热功率 低温挡 550W 高温挡 1210W (1)该空气炸锅正常工作时，通过电动机的电流是多少? (2)低温挡时，电阻R1的电功率是多大? (3)通过计算说明能否再使用该空气炸锅的高温挡在厨房进行烹饪。 24．小明给奶奶买了一款有“高温”和“低温”两挡的电热毯，内部电路简化如图所示。电源两端电压为12V，电热丝R1、R2的阻值恒定，其中R1=12Ω。 (1)只闭合开关S1时，为 挡，此时通过R1的电流是 A； (2)只闭合开关S1时， R1的电功率是多少？ (3)电源两端电压为12V时，“高温”挡的电功率为36 W。若更换成电压为6V 的电源，则使用“高温”挡通电1 min产生的热量是多少？ 25．小华家新购的多挡位电火锅的电路原理如图所示， 均为发热电阻，R₃的阻值为44 Ω，其额定电压为220 V，低温挡功率为440 W，中温挡功率为1100 W。旋转开关S，让其与触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换。 (1)使用中温挡时旋转开关应该旋转到跟 触点接触的位置，此时发热的电阻为 。 (2)R₁的阻值为多大? (3)在高温挡模式下，向锅内装入2kg温度为25 ℃的水，水温升高到75℃，历时3min 30s，在此加热过程中电火锅的加热效率η是多少?[精确到0.1%，已知 26．中医药是中华优秀传统文化的瑰宝，在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅，图乙是其工作电路简化的等效电路图，通过开关和的不同状态组合，可以实现三挡加热功能。定值电阻都是发热电阻，其中。该电中药锅部分参数如下表所示。已知：。求： 额定电压/V 220 额定功率/W 高温挡880 中温挡440 低温挡220 (1)当闭合开关，将开关接时，电中药锅使用的是 （选填“低温”“中温”或“高温”）挡； (2)将药液从加热到的过程中，药液吸收的热量是多少？ (3)使用该电中药锅的中温挡正常工作，加热，消耗的电能是多少？ (4)的阻值是多少？ 27．如图甲所示为一款具有粉碎和高温、低温两挡加热功能的破壁机，其内部电路简化示意图如图乙所示，和为加热电阻，该破壁机的部分参数如表所示。 破壁机部分参数表 额定电压 220V 加热功率 400W 粉碎功率 1100W 1210W (1)破壁机加热时是利用电流的 效应工作的，粉碎营养品时电动机工作的原理是 。 (2)加热电阻阻值为多少？ (3)电动机线圈电阻为，仅粉碎时只有电动机工作，求此时破壁机正常工作消耗的电能和线圈产生的电热？ (4)破壁机处于高温挡正常工作时，将杯子中已经搅碎的1100g营养糊，从20℃加热到100℃用时6分钟，则破壁机高温挡的加热效率为多少？（结果保留至1%） 28．北方进入冬季，天气寒冷，在跨学科实践活动中，小明所在某小组开展了“设计制作发热垫”的项目化学习活动。 【项目】设计并制作发热垫。 【实施】第一步：设计发热垫。小明发现家里有一闲置的旧电炉，铭牌上标有“220V，484W”字样，电炉上盘绕着一根粗细均匀的电阻丝，他们想旧物利用，制作一个可调温的发热坐垫，于是他们将电阻丝拆卸下来，却发现电阻丝已经断成了长度不同的两节和，同学们开始设计电路（两段电阻丝都用上）。 第二步：制作发热垫。将两段电阻丝按照设计好的电路，分别接入电源电压恒为12V的电路中。 【交流】 (1)该闲置旧电炉的电阻丝的阻值为 Ω。 (2)此发热坐垫在最小功率状态下工作5min所产生的热量。（不计热量损失） (3)若想使坐垫的最大功率达到16W。 ①两段电炉丝应采用的连接方式是 联； ②这两段电阻丝的阻值分别是多少 ？ 29．充电桩的普及为新能源汽车补给能量提供了便利。如图甲是某品牌电动汽车的快速充电桩，在某次性能测试过程中，将容量为75kw·h的汽车电池从3%的电量开始充电，直至90%为止，充电桩给电池的最大充电功率为120kW，环境温度为20℃，开始充电后，每隔5%电量记录对应的充电时间，得到如乙图数据： (1)为了确保充电桩的安全可靠，使用的是专属轻质液冷充电线，与普通充电线相比，该充电线散热更快。液冷充电线在工作过程中，能快速地把热量转移到环境中。这种改变物体内能的方式是 。该充电桩输出电流不得超过250A，那么此充电桩输出电压的最大值至少为 V； (2)电池容量为5~55%之间时，充电桩以最大输出功率稳定输出，则这段时间内汽车的充电效率为多少？ (3)在充电过程中，考虑到电流的热效应会使整个充电系统内部发热。汽车采用风冷式动力冷却系统，即散热风扇将外部的空气吸入电池箱内，吸热后从排气管排出，以防止电池温度持续升高。该过程中，设吸入空气为密度均匀的柱形空气柱。将电池从3%的电量充至90%的过程中，电池产生热量为，冷却系统中散热风扇的口径为，为了保证电池充电过程中温度恒定为40℃，则该汽车散热风扇进风速度至少为多少米每秒？（不考虑风扇工作过程中自身发热和消耗电能。空气密度为，该状态下空气的比热容为 30．小明同学做“测定小灯泡电功率”实验，所用器材齐全且完好，电源电压为4.5伏保持不变，滑动变阻器标有“20欧1安”字样，待测小灯标有“0.3安”字样。他先把电源、待测小灯、滑动变阻器、电流表和开关用导线串联连接，再把电压表并联在电路中，并将滑片移至某一端。闭合开关，移动滑片，小灯亮度发生改变，在此过程中，电路中电流能达到的最小值为0.24安，且小灯正常发光时电压表的示数如图所示。 (1)当小明观察到电流表示数为0.30安时，可以判定小灯处于 状态； (2)请根据相关信息计算出小灯的额定功率。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $