第15章 电功和电热（易错60题22大考点）2025-2026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）（原卷版） 一．电能表的计算（共3小题） 二．电功与电能的计算（共3小题） 三．电功计算公式W＝UIt的应用（共3小题） 四．电功率的概念（共2小题） 五．额定功率（共2小题） 六．电功率P＝W/t的简单计算（共3小题） 七．电功率P＝UI的简单计算（共4小题） 八．电功率多档位问题（共3小题） 九．电功率范围值问题（共3小题） 十．动态电路中电功率的变化（共2小题） 十一．电功率的综合计算（共4小题） 十二．伏安法测量小灯泡的电功率（共3小题） 十三．电流的热效应（共2小题） 十四．探究影响电流通过导体时产生热量的因素（共3小题） 十五．焦耳定律的简单计算（共3小题） 十六．电热的多挡问题（共2小题） 十七．电热的综合计算（共3小题） 十八．家庭电路中各元件的连接方式（共2小题） 十九．家庭电路的连线作图（共3小题） 二十．家庭电路的故障分析（共3小题） 二十一．保险丝的功能与使用方法（共2小题） 二十二．安全用电原则（共2小题） 一．电能表的计算（共3小题） 1．小明家记录5月初电能表示数为8528.5度，电能表的部分示数及6月初的示数如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电能表是测量用电器电功率的仪表 B．电能表应与家用电器并联在家庭电路中 C．若电能表转盘在10min内转过250转，则用电器的总功率为1kW D．小明家5月初至6月初消耗的电能是105kW•h 2．电能表是测量消耗电能的仪表，小明家上次查看电能表的读数为，本次查看时电能表读数如图所示，则他家这段时间内消耗的电能为 　 　 度；若关闭家中其他电器，只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min，消耗的电能为 　 J。 3．小明家有一个容积为2L的电热水壶，若将该电热水壶装满20℃水后单独接入家庭电路中，电路中标有“3000imp/（kW•h）”字样的电能表指示灯在2min内闪烁了126次。求：[不计热量损失，已知水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] （1）电热水壶中水的质量； （2）水升高的温度。 二．电功与电能的计算（共3小题） 4．当开关S闭合时，两灯并联，干路中的电流是2A，灯泡L1的电阻是10Ω，L2的电阻是40Ω。通电10分钟，R1消耗的电能和R2消耗的电能之比是（　　） A．1：4 B．4：1 C．1：1 D．5：1 5．如图甲所示，电源电压恒定，小灯泡的规格为“6V，3W”，闭合开关，小灯泡正常发光。把滑动变阻器的滑片移到最右端时，电流表的示数如图乙所示。当滑片移到中间位置时，通电1min，滑动变阻器消耗的电能为 　 　 J。（忽略温度对灯丝电阻的影响） 6．如图所示电路中，电源电压不变，两电流表只有“0﹣0.6A”和“0﹣3A”两种测量的范围，闭合开关后，观察到电流表A、A1指针均恰好满偏，其中R1阻值为10Ω，求： （1）电源电压； （2）10s内电流对电阻R2所做的功。 三．电功计算公式W＝UIt的应用（共3小题） 7．甲、乙两个用电器的电压之比为2：3，电流之比为1：2，两个用电器消耗的电能之比为5：4，则通电时间之比为（　　） A．4：5 B．5：1 C．15：4 D．5：6 8．“充电五分钟，通话两小时”是某手机的闪充功能宣传语。它的闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，则充电5min最多可以充入的电能有　 　 J；该手机的电池容量是3000mA•h，并标有“输出电压3.8V”的字样。若不改变充电电流，要求在30min内充满电，至少需要　 　 V的充电电压。 9．如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1＝4Ω。当开关S闭合后，通过R1的电流I1＝1A，通过R2的电流I2＝2A。求： （1）干路电流I； （2）电源电压U； （3）通电20s，整个电路中电流做的功W。 四．电功率的概念（共2小题） 10．图所示的几种家用电器正常工作时，电功率接近40W的是（　　） A．电热水器 B．电风扇 C．电饭锅 D．电熨斗 11．华为最新款手机Mate70RS全球发布，其中内置的麒麟9020芯片是由　 　 （选填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制成的。电池容量约6000mA•h，额定电压3.7V，支持100W有线超级快充和80W无线快充。“超级快充”的“快”是指　 　 （填写物理量），若采用有线快充方式给电池充电，则充满需要的时间是　 　 s。 五．额定功率（共2小题） 12．如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．b曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像 B．电源电压为8V C．灯泡的额定功率为4.0W D．滑动变阻器接入电路的阻值范围是4～40Ω 13．甲、乙两小灯泡铭牌上分别标有“4V 2W”和“6V 6W”，使用过程中每个小灯的电阻均不变，若两灯都正常发光，则 　 　 （选填“甲”或“乙”）灯会更亮一些，灯泡的电阻为 　 　 Ω；若把两灯串联在10V的电压下，则 　 　 （选填“甲”或“乙”）会被烧坏。 六．电功率P＝W/t的简单计算（共3小题） 14．如图是家庭电路中四种用电器耗电1kW•h持续工作的时间图，下列说法正确的是（　　） A．甲消耗的电能最快 B．乙与丙的实际功率相同 C．丙的电功率为0.05W D．电流通过丁做功最少 15．某款手机的电池容量为4000mA•h，电压为4.0V，快充时的功率为100W，如果不考虑快充时的电能损耗，把这款手机电池从电量0%充到100%，需要的时间是 　 　 min，电池充电过程中，是把电能转化为 　 　 能。 16．如图所示是一款扫拖一体的全能家用机器人，基座里配有一个4L的水箱，可以实现先扫后拖，自动清洗烘干拖布等功能，其参数如表，求：[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 水箱容量 4L 主机净重 4kg 主机电池容量 5000mAh 加热功率 1000W 主机充电电压 20V 额定输入 220V 50Hz （1）求水箱中装满水时，水的质量为多少？ （2）水箱中装满水后，将其从20℃加热至60℃，需要吸收的热量； （3）若不考虑热损失，上述加热过程需要多少时间。 七．电功率P＝UI的简单计算（共4小题） 17．小李做“练习使用滑动变阻器”的实验，连接了如图所示电路。已知电源电压为9V恒定不变，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样，小灯泡标有“6V 3W”的字样（灯泡电阻不随温度变化），闭合开关，在确保用电器安全的前提下，则（　　） A．滑片P向左滑动，灯泡变暗 B．滑片P可以滑到最左边 C．电路中允许的最大电流是1A D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻是6Ω 18．如图所示是A、B两定值电阻的U﹣I图像，若将它们并联接在6V电源的两端，则干路中的电流为 　　 A；若将它们串联接在9V电源的两端，则电路中的总功率为 　 W。 19．如图所示，电源两端电压为6V并保持不变，电阻R1的阻值为8Ω。当开关S闭合时，电压表示数为2V。求： （1）电路中的电流I； （2）电阻R2的阻值； （3）电阻R2消耗的电功率P2。 20．如图所示的电路中，电源电压恒定，小灯泡L标有“8V 4W”的字样（灯丝的电阻不随温度的变化而变化）。当只闭合开关S1时，小灯泡恰好正常发光；当同时闭合开关S1和S2时，电流表的示数为0.7A。求： （1）只闭合开关S1时，电流表的示数。 （2）定值电阻R0的阻值。 （3）同时闭合开关S1和S2时，通电1min电路消耗的电能。 八．电功率多档位问题（共3小题） 21．小红研究了厨房中某电饭锅的说明书，该电饭锅具有加热和保温两挡功能，加热时整个电路的电功率较大，保温时整个电路的电功率较小。如图所示是其内部电路简化图，下列说法正确的是（　　） A．只闭合开关S1时，电路处于加热挡 B．只闭合开关S2时，电路处于保温挡 C．同时闭合开关S1、S2时，电路处于加热挡 D．同时闭合开关S1、S2时，电路处于保温挡 22．如图是座椅的加热电路，R1、R2是电热丝，旋钮式开关可绕O点转动，若选择“低温”挡，应将开关转至 　 　 填（“1”或“2”）位置；已知电源电压为24V，R1阻值是32Ω，“低温”挡功率为12W，则低温挡工作时，电路中的电流是 　 　 A，“高温”挡功率为 　 　 W。 23．如图所示是某电蒸锅及其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为242Ω，加热挡功率为1300W。[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）电蒸锅正常工作时保温挡的功率； （2）电蒸锅正常工作时R2的阻值； （3）不计能量损失，用加热挡加热，使2kg的水温度升高50℃，需要加热多长时间（结果保留整数）？ 九．电功率范围值问题（共3小题） 24．为了参加全国青少年创新大赛，小强运用所学电学知识，设计了一个电子身高测量仪，如图所示，其中定值电阻R1＝5Ω，电源电压恒为4.5V，R2的规格为“15Ω 0.5A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，为保证电路中各元件安全工作，以下说法正确的是（　　） A．电流表的变化范围是0.225A～0.5A B．R2两端电压的变化范围是1.5V～3V C．变阻器接入电路的阻值范围是2.5Ω～10Ω D．R1的电功率的变化范围是0.45W～1.25W 25．如图所示，定值电阻R1＝10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电源电压U恒为12V，闭合开关，滑片P从a端滑到b端的过程中，电压表的示数变化范围为 　 　 ，R2的电功率变化范围为 　 　 。 26．如图所示的电路中，电源电压恒定，灯泡上标有“6V，3W”的字样，R1为定值电阻，滑动变阻器R2上标有“10Ω，0.8A”的字样，电流表的量程为“0～3A”，电压表的量程为“0～3V”，忽略温度对灯丝电阻的影响。求： （1）灯泡正常工作的电流和电阻； （2）闭合S、S1与S2时，灯泡正常发光，电流表的示数为1.5A，求R1的阻值； （3）闭合S，断开S1与S2时，移动滑片P，在确保电路安全的前提下，求电路总功率的变化范围。 十．动态电路中电功率的变化（共2小题） 27．在图甲所示电路中，电源电压不变，R0为定值电阻。闭合S，滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中，电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为4.0V B．定值电阻R0的阻值为20Ω C．滑动变阻器的调节范围为0～30Ω D．当滑片P位于b端时，R0的电功率最小 28．如图所示电路，闭合开关，滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中，电压表的示数 　 　 ，电路的总功率 　 　 。（以上两空均选填“变大”、“不变”或“变小”） 十一．电功率的综合计算（共4小题） 29．如图甲的电路中，电源电压恒定。灯泡的额定电压是12V，电流表、电压表的测量范围分别为0﹣3A、0﹣15V。R1＝25Ω，只闭合开关S1、S4，滑片P从a端向右移动，小灯泡恰好正常发光时，R2接入阻值变化了12Ω，电压表V1与电流表的变化图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为12V B．电压表V2的示数变化范围是3﹣12V C．只闭合S2、S3时，移动滑片，电流表的示数变化范围是0.45﹣0.72A D．电路安全且有电流通过的前提下，任意闭合开关，电路的最小功率是8.1W 30．如图甲所示，电源电压恒定，电压表量程为“0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”，R1是定值电阻，滑动变阻器R2标有“20Ω 0.5A”，闭合开关S，移动变阻器滑片P，电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A．滑片P向a端移动电压表示数变大 B．定值电阻R1的阻值为5Ω C．电路消耗的最大功率为1.6W D．电流表示数的变化范围是0～0.4A 31．如图所示电路中，电源电压不变，电压表量程0～15V，电流表量程0～3A。闭合开关S、S1，断开S2，将滑动变阻器的滑片从a端移至中点c处时，电压表的示数为5V，电流表的示数I1＝0.5A，这个过程中电流表示数变化量为ΔI1，电压表示数变化量为ΔU1；闭合开关S、S2，断开S1，再次将滑动变阻器的滑片从a端向b端移至bc的中点d处时，电流表的示数I2＝0.5A，此过程电流表示数变化量为ΔI2，电压表示数变化量为ΔU2。已知ΔI1：ΔI2＝4：5，ΔU1：ΔU2＝2：5。则R1＝ 　 　 Ω；任意闭合开关和移动滑片，该电路能达到的最大功率与最小功率之差为 　 　 W。 32．如图所示，电源电压恒定，R0是定值电阻，小灯泡L标有“6V6W”，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。三个开关均闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为1.6A。 （1）求小灯泡的额定电流； （2）求电阻R0的阻值； （3）闭合S，断开S1和S2，移动变阻器的滑片P，求电路总功率的最小值。 十二．伏安法测量小灯泡的电功率（共3小题） 33．在“测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω，可供选择的滑动变阻器有R1（“10Ω 1A”）和R2（“50Ω 1A”）。 （1）如图甲所示是小红实验时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法； （2）实验中应选用滑动变阻器 　 　 （选填“R1”或“R2”）； （3）在实验过程中，当电压表示数为1.8V时，为了测量小灯泡的额定功率，需将滑片向 　 　 （选填“左”或“右”），同时眼睛应注意观察 　 　 （选填“电流表”“电压表”或“小灯泡”）； （4）根据实验测量数据作出小灯泡的I﹣U图像（如图乙所示），分析I﹣U图像可知：小灯泡的额定功率是 　 　 W；某次实验中，小红发现电压表和电流表都正常偏转，却发现小灯泡不亮，原因是：　 　 。 34．同学们通过实验探究“电功率跟电压、电流的关系”。 （1）小灯泡电功率的大小可通过小灯泡亮度来判断；依据是：　 　 ； （2）小聪同学用干电池做电源，把L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A“”两只灯泡连成如图甲所示电路，闭合开关进行实验，收集证据如表： 发光情况 电压/V L1 暗 1.8 L2 亮 2.7 请你根据现象及数据得出结论：　 　 ； （3）小聪又在原有器材基础上，继续探究连接方式如图乙所示，根据图乙，他是要探究 　 　 ；当他闭合开关S，看到小灯泡L1一闪即灭，经检查发现灯丝断了。请你分析原因 　 　 ，说出改进方法 　 　 。 35．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）。 （1）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整； 　 　 （2）闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，其读数是 　 　 V；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）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像（如图丙所示），分析图像可知： ①小灯泡的额定功率为 　 　 W； ②当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”），导致该现象的原因是 　 　 ； ③实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡不发光，根据图像分析其原因是 　 　 。 十三．电流的热效应（共2小题） 36．下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．电风扇 B．电饭锅 C．电视机 D．洗衣机 37．人的脚在不停的分泌汗液，造成鞋内潮湿，人们利用电热干鞋器进行烘干，如图所示，电热干鞋器是利用了电流的 　 　 效应。若每只鞋里干鞋器的电热丝规格是：额定电压220V、功率5W、表面温度50℃+5℃，则该电热干鞋器每晚（10h）给两只鞋加热的耗电量是 　 　 kW•h。 十四．探究影响电流通过导体时产生热量的因素（共3小题） 38．如图所示，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，两个透明容器中分别接入了电阻丝R1和R2，且密封着等量的空气。将导线a和b接入电路进行实验，下列说法正确的是（　　） A．实验时若U形管中液面的高度没有变化，一定是电路中某处断路 B．通电一段时间，两个透明容器中空气内能增大是通过做功的方式改变的 C．若R1和R2阻值相等，则能探究电流通过导体产生的热量与电流的关系 D．若R1和R2阻值不相等，则能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 39．按要求完成填空。 （1）如图甲，敲响右边的音叉，左边的音叉也会发声，并且把泡沫塑料球弹起，说明声音具有 　 　 ； （2）如图乙，探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，每次均让小车从斜面同一高度由静止下滑，目的是使小车到达水平面的 　 　 相同； （3）用如图丙所示的装置可探究电流产生热量与 　 　 的关系。若将R3更换为10Ω的电阻，　 　 （选填“仍能”或“不能”）完成该实验探究。 40．（1）如图1甲是李斌家月初电能表的示数，当地每度电的电费为0.6元，他家本月应缴90元的电费，则图2乙中月底电能表的示数为　 　 kW•h。 （2）如图2所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。甲、乙两图的密闭容器中都装有等量的空气。 ①图2甲装置可研究电流产生的热量与　 　 的关系； ②图2乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等，在其中一容器外部并联一个阻值相等的电阻e。若两侧U形管液面高度变化相同，则故障可能是　 　 。排除故障后通电相同时间，发现左侧U形管内液面高度变化明显，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的　 　 越大，产生的热量越多； ③为了使乙实验中两侧U形管液面高度差更明显，可将空气盒外电阻换成　 　 （选填“大于”或“小于”）5Ω的电阻； ④若图甲和图乙中两套装置的电源电压相同，在相同时间内，b和c两电阻产生的热量之比为　 　 ； ⑤生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用上面图　 　 的实验结论来解释。 十五．焦耳定律的简单计算（共3小题） 41．如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡标有“4V 1.6W”字样（灯丝电阻不受温度影响），滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。闭合开关，保证各元件不损坏，下列选项正确的是（　　） A．移动滑动变阻器滑片，小灯泡可能正常发光 B．电路中消耗的最大功率为3.6W C．滑动变阻器两端电压变化范围为9～12V D．当滑动变阻器滑片P置于b端时，滑动变阻器通电1min产生的热量为140J 42．如图甲所示电路，定值电阻R1＝10Ω，滑动变阻器R2的规格为“25Ω 2A”，滑动变阻器的功率P与其电阻R2的关系图像如图乙所示。则电源电压为 　 　 V，R2滑片由最右端向左移动时，电路中电流变 　 　 ，R2的电功率最大值为 　 　 W。若仅将甲图中R1换成阻值为35Ω的定值电阻，则在R2的滑片调节过程中，R2通电10s产生的热量最多为 　 　 J。 43．如图所示电路，定值电阻R1＝10Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P滑到某位置时电流表示数为0.5A。求： （1）定值电阻R1两端的电压。 （2）5min内电流在R1上产生的热量。 （3）若仅用定值电阻R0替换R1，电路其它元件的连接均未变化，当滑动变阻器的滑片P位于中点位置时，电流表示数为0.3A，电压表示数为3V，在保证电路安全的情况下，当滑片向一侧移动时，电流表的最大变化量为0.1A，请计算R0和电源电压的可能值。 十六．电热的多挡问题（共2小题） 44．如图所示，是某款电热水龙头的电路原理图，R1、R2均为电热丝，R1＝2R2，电源电压为220V，通过旋转扇形开关S同时接触两个相邻的触点，实现热水、温水、冷水挡之间的转换。当开关S同时接触触点3、4时，水龙头放出的是 　 　 （选填“冷”“温”或“热”）水；水龙头温水挡正常工作时的功率为1000W，则它在热水挡正常工作2min消耗的电能是 　 　 J，若不计热损失，这些能量能使 　 　 kg的水从20℃加热到80℃。[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）] 45．中考冲刺期间，临沂第二十中学的小伟使用电热饭盒带可口饭菜上学。图甲是具有高温、低温两挡的电热饭盒，简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻，R1＝200Ω，R2的阻值是R1的4倍。求： （1）高温挡电功率是多少？ （2）高温挡加热5min，不计热量损失，可以将1kg饭菜升高的温度是多少？[饭菜的比热容取3×103J/（kg•℃）] （3）若低温挡工作时的实际功率是40W，实际电压是多少？ 十七．电热的综合计算（共3小题） 46．把质量为2kg、温度为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量为 　 　 J，这些热量相当于完全燃烧 　 　 m3的天然气所放出的热量。若这些热量由电功率为1000W的电热器来加热，则需要 　 　 分钟。【假设热量没有散失完全被水吸收，c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝4.2×107J/m3】 47．“感恩父母，为天下父母洗脚”，冬季来临，张老师为父母买了一款如图甲所示的电加热足浴盆，在只用加热功能时的简化电路图如图乙所示，电热丝电阻分别为R1，R2，若足浴盆处在“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量有75%被水吸收。请根据说明书提供的信息计算（水的密度ρ水＝1×103kg/m3，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃））。 （1）如果足浴盆中的水位刚好到最高水位，水温由14℃加热到44℃时，水吸收的热量为多少？ （2）水位刚好到最高水位时将水从14℃加热到44℃需用多长时间？ （3）电阻丝R1的阻值为多少？ 足浴盆参数 产品净重 5.5kg 容积（最高水位） 10L 额定功率 800W 保温功率 40W 额定电压 220V 频率 50Hz 48．小明家的电炉铭牌上标着“220V，880W”的字样，由于使用了多年，电炉的电阻丝氧化导致实际电功率发生了变化。他把该电炉接在220V的家庭电路中烧水，使初温为20℃、质量为2kg的水升高了40℃，电炉需要工作7min，若电炉产生的热量全部被水吸收。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （1）求水吸收的热量； （2）为了使电炉在220V电压下工作时的电功率恢复到880W，该怎样加入一段新的电阻丝，这段新电阻丝的电阻是多少？ 十八．家庭电路中各元件的连接方式（共2小题） 49．如图所示为某家庭电路实物布线图，该电路各处连接均正确。下列关于该电路的说法正确的是（　　） A．保险盒中的保险丝为铜线 B．按钮开关串联在电灯和零线之间 C．a线是零线，b线是火线 D．三孔插座中最上方插孔必须接地 50．如图所示是现在一般标准住宅的配电系统方框图，其中导线a、b为进户线，火线是 　 　 ，方框1安装的是 　 　 （选填“空气开关”、“电能表”或“用电器”），三孔插座上面孔接 　 　 （选填“用电器金属外壳”、“零线”或“地线”）。 十九．家庭电路的连线作图（共3小题） 51．如图，请将拉线开关控制的灯泡连入家庭电路中。 52．如图为家庭电路中带有开关的电灯和带有保险丝的三孔插座，请按照安全用电原则正确连接电路。 53．如图甲所示，请用笔画线代替导线，将图中元件接入家庭电路中，要求：①开关控制电灯，②三孔插座单独接入。 二十．家庭电路的故障分析（共3小题） 54．某同学将如图所示的三个灯泡连接在电路里，接线良好，当闭合开关时，三个灯泡都不亮，则（　　） A．甲灯泡丝断了 B．乙灯泡丝断了 C．丙灯泡丝断了 D．都有可能 55．如图家庭电路的熔丝被熔断，为检查电路故障，断开总开关S，将额定电压为220V的灯泡L接在熔断器两端接线柱上，闭合总开关S，下列说法错误的是（　　） A．闭合支路开关，灯泡L和支路用电器串联 B．只闭合支路开关S1，灯泡L和L1发光较暗，则L1所在支路正常 C．只闭合支路开关S2，灯泡L正常发光，则电阻R所在支路正常 D．只闭合支路开关S2，灯泡L不发光，则电阻R所在支路可能断路 56．家庭电路中，熔断器是在电路超负荷运行或发生　 　 （短路/断路）时起保护作用的装置。电灯开关断开时，小红用测电笔分别检测开关的两个接线柱，氖管一次发光，一次不发光。据此，小红　 　 （能/不能）确定该开关接在火线上。开关已经接到火线上，闭合开关，如果只有灯泡的零线断路，测电笔分别检测该灯泡的两个接线柱，则氖管　 　 （选填：“一次发光，一次不发光”，“两次都发光”，“两次都不发光”）。 二十一．保险丝的功能与使用方法（共2小题） 57．下列关于保险丝的说法中，正确的是（　　） A．家庭电路中保险丝能用铜丝、铁丝代替 B．家庭电路中保险丝在电流过大时能自动熔断，切断电路 C．家庭电路中保险丝接在火线或零线上都可以 D．家庭电路中用电器总功率较小时，无需安装保险丝 58．如图所示，小明家的电路中的同一个插排上连接了多个大功率用电器，这此用电器同时工作，一会儿小明家的保险丝就被烧断了。这是因为用电器的总功率过大，导致电路中的电流过大，因电流的　 　 效应而将保险丝熔断。制作保险丝的材料应该具有较　 　 （选填“低”或“高”）的熔点。 二十二．安全用电原则（共2小题） 59．关于生活中的安全用电说法正确的是（　　） A．开关必须接在用电器和火线之间 B．家庭电路中空气开关跳闸，一定是用电器总功率过大 C．测电笔用于检验电路中是否有电流 D．三孔插座损坏后可用两孔插座代替 60．如图所示的几种做法中，符合安全用电原则的是（　　） A．掰掉这个长插头后使用 B．用金属棒挑开电线 C．有人触电后先切断电源 D．下雨天在树下躲避雷电 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十五章 （电功和电热）（解析版） 一．电能表的计算（共3小题） 二．电功与电能的计算（共3小题） 三．电功计算公式W＝UIt的应用（共3小题） 四．电功率的概念（共2小题） 五．额定功率（共2小题） 六．电功率P＝W/t的简单计算（共3小题） 七．电功率P＝UI的简单计算（共4小题） 八．电功率多档位问题（共3小题） 九．电功率范围值问题（共3小题） 十．动态电路中电功率的变化（共2小题） 十一．电功率的综合计算（共4小题） 十二．伏安法测量小灯泡的电功率（共3小题） 十三．电流的热效应（共2小题） 十四．探究影响电流通过导体时产生热量的因素（共3小题） 十五．焦耳定律的简单计算（共3小题） 十六．电热的多挡问题（共2小题） 十七．电热的综合计算（共3小题） 十八．家庭电路中各元件的连接方式（共2小题） 十九．家庭电路的连线作图（共3小题） 二十．家庭电路的故障分析（共3小题） 二十一．保险丝的功能与使用方法（共2小题） 二十二．安全用电原则（共2小题） 一．电能表的计算（共3小题） 1．小明家记录5月初电能表示数为8528.5度，电能表的部分示数及6月初的示数如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电能表是测量用电器电功率的仪表 B．电能表应与家用电器并联在家庭电路中 C．若电能表转盘在10min内转过250转，则用电器的总功率为1kW D．小明家5月初至6月初消耗的电能是105kW•h 【答案】D 【解答】解：A、电能表是测量消耗电能多少的仪表，而不是测量电功率的仪表，故A错误； B、电能表是串联在家庭电路的干路上，便于测量整个家庭电路消耗的电能，故B错误； C、3600r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过3600r，据此可求出电能表转盘转过250r，用电器消耗的电能WkW•h，用电器的总功率为P0.417kW＝417W，故C错误； D、电能表的读数：数字方框中最后一位是小数，单位是kW•h，由图可知，6月初的电能表示数为8633.5kW•h，则小明家5月初至6月初消耗的电能W＝8633.5kW•h﹣8528.5kW•h＝105kW•h，故D正确。 故选：D。 2．电能表是测量消耗电能的仪表，小明家上次查看电能表的读数为，本次查看时电能表读数如图所示，则他家这段时间内消耗的电能为 　15.5　 度；若关闭家中其他电器，只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min，消耗的电能为 　6×105 J。 【答案】15.5；6×105。 【解答】解：（1）小明家上次、本次电能表的示数分别为：916.1kW•h、931.6kW•h， 这段时间内消耗的电能为：W＝931.6kW•h﹣916.1kW•h＝15.5kW•h＝15.5度； （2）电热水器正常工作时的电功率P＝P额＝1000W，t＝10min＝600s， 电热水器消耗的电能：W′＝Pt＝1000W×600s＝6×105J。 故答案为：15.5；6×105。 3．小明家有一个容积为2L的电热水壶，若将该电热水壶装满20℃水后单独接入家庭电路中，电路中标有“3000imp/（kW•h）”字样的电能表指示灯在2min内闪烁了126次。求：[不计热量损失，已知水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] （1）电热水壶中水的质量； （2）水升高的温度。 【解答】解：（1）电热水壶中水的质量m＝ρV＝1×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg； （2）消耗的电能W0.042kW•h， 水吸收的热量Q吸＝W＝0.042kW•h＝151200J， 水升高的温度Δt18℃。 答：（1）电热水壶中水的质量是2kg； （2）水升高的温度是18℃。 二．电功与电能的计算（共3小题） 4．当开关S闭合时，两灯并联，干路中的电流是2A，灯泡L1的电阻是10Ω，L2的电阻是40Ω。通电10分钟，R1消耗的电能和R2消耗的电能之比是（　　） A．1：4 B．4：1 C．1：1 D．5：1 【答案】B 【解答】解：当开关S闭合时，两灯并联，灯泡两端的电压相等且等于电源电压； 通电10分钟，R1消耗的电能和R2消耗的电能之比为： ，故B正确。 故选：B。 5．如图甲所示，电源电压恒定，小灯泡的规格为“6V，3W”，闭合开关，小灯泡正常发光。把滑动变阻器的滑片移到最右端时，电流表的示数如图乙所示。当滑片移到中间位置时，通电1min，滑动变阻器消耗的电能为 　720　 J。（忽略温度对灯丝电阻的影响） 【答案】720 【解答】解：闭合开关，灯泡和滑动变阻器并联，电流表测量干路电流，小灯泡正常发光，根据并联电路的电压特点可知电源电压U＝UL＝6V。 把滑动变阻器的滑片移到最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电流表的示数如图乙所示，为1.5A， 根据欧姆定律可知通过灯泡的电流IL0.5A， 根据并联电路的电流特点可知通过滑动变阻器的电流IR＝I﹣IL＝1.5A﹣0.5A＝1A， 根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值R6Ω； 当滑片移到中间位置时，通电1min，滑动变阻器消耗的电能为Wt60s＝720J。 故答案为：720。 6．如图所示电路中，电源电压不变，两电流表只有“0﹣0.6A”和“0﹣3A”两种测量的范围，闭合开关后，观察到电流表A、A1指针均恰好满偏，其中R1阻值为10Ω，求： （1）电源电压； （2）10s内电流对电阻R2所做的功。 【解答】解：由图知两电阻并联，电流表A测量干路电流，电流表A1测量通过R1的电流，两电流表只有“0﹣0.6A”和“0﹣3A”两种测量的范围，闭合开关后，观察到电流表A、A1指针均恰好满偏，所以电流表A选用大量程，电流表A1测量选用小量程，则通过的定值电阻R1的电流为：I1＝0.6A，干路电流为：I＝3A； （1）电源电压为； U＝I1R1＝0.6A×10Ω＝6V； （2）由并联电路电流的规律知通过定值电阻R2的电流为： I2＝I﹣I1＝3A﹣0.6A＝2.4A， 10s内电流对电阻R2所做的功为： W＝UI2t＝6V×2.4A×10s＝144J。 答：（1）电源电压为6V； （2）10s内电流对电阻R2所做的功为144J。 三．电功计算公式W＝UIt的应用（共3小题） 7．甲、乙两个用电器的电压之比为2：3，电流之比为1：2，两个用电器消耗的电能之比为5：4，则通电时间之比为（　　） A．4：5 B．5：1 C．15：4 D．5：6 【答案】C 【解答】解：由W＝UIt可知，甲、乙用电器的通电时间之比：。 故选：C。 8．“充电五分钟，通话两小时”是某手机的闪充功能宣传语。它的闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，则充电5min最多可以充入的电能有　6000　 J；该手机的电池容量是3000mA•h，并标有“输出电压3.8V”的字样。若不改变充电电流，要求在30min内充满电，至少需要　5.7　 V的充电电压。 【答案】6000；5.7。 【解答】解：闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，5min最多可以充入电能： W＝U充I充t1＝5V×4A×5×60s＝6000J； 手机的电池容量是3000mA•h，标有“输出电压3.8V”的字样， 则手机电池充满电时储存的电能： W′＝UIt2＝3.8V×3000×10﹣3A×3600s＝41040J， 在不改变充电电流的情况下，要在30min内充满该手机电池，则充电电压为： U充′5.7V。 故答案为：6000；5.7。 9．如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1＝4Ω。当开关S闭合后，通过R1的电流I1＝1A，通过R2的电流I2＝2A。求： （1）干路电流I； （2）电源电压U； （3）通电20s，整个电路中电流做的功W。 【解答】解：（1）在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。所以干路电流I＝I1+I2＝1A+2A＝3A。 （2）并联电路中各支路两端的电压相等，且都等于电源电压。则电源电压U＝U1＝I1R1＝1A×4Ω＝4V。 （3）整个电路中电流做的功W＝UIt＝4V×3A×20s＝240J。 故答案为：（1）3A；（2）4V；（3）240J。 四．电功率的概念（共2小题） 10．图所示的几种家用电器正常工作时，电功率接近40W的是（　　） A．电热水器 B．电风扇 C．电饭锅 D．电熨斗 【答案】B 【解答】解：A、电热水器的功率约为1000W～3000W，不符合题意，故A错误； B、小型电风扇的功率较小，在40W左右，符合题意，故B正确； C、电饭锅的功率较大，一般在800W左右，不符合题意，故C错误； D、电熨斗的功率也比较大，一般在500W左右，不符合题意，故D错误。 故选：B。 11．华为最新款手机Mate70RS全球发布，其中内置的麒麟9020芯片是由　半导体　 （选填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制成的。电池容量约6000mA•h，额定电压3.7V，支持100W有线超级快充和80W无线快充。“超级快充”的“快”是指　电功率　 （填写物理量），若采用有线快充方式给电池充电，则充满需要的时间是　799.2　 s。 【答案】半导体；电功率；799.2。 【解答】解：麒麟9020芯片是由半导体材料制成的。“超级快充”的“快”是电功率，电池容量约6000mA•h，额定电压3.7V，它能储存的电能为：W＝UIt＝3.7V×6A×3600s＝79920J； 若采用有线快充方式给电池充电，则充满需要的时间是：。 故答案为：半导体；电功率；799.2。 五．额定功率（共2小题） 12．如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．b曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像 B．电源电压为8V C．灯泡的额定功率为4.0W D．滑动变阻器接入电路的阻值范围是4～40Ω 【答案】D 【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表V1测量滑动变阻器两端电压，电压表V2测量灯泡两端电压。 A．将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，滑动变阻器连入电路的阻值变小，电源电压不变，由可知，电路中电流变大，由串联电路的分压特点可知，滑动变阻器两端的电压减小，即V1示数变小，灯泡两端的电压变大，即V2示数变大，由图乙可知，b曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像，a曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像，故A错误； B．由图乙可知，当电流为0.2A时，灯两端的电压为1V，滑动变阻器两端的电压为8V，串联电路的电压规律：串联电路电源电压等于各用电器电压之和，所以电源电压为9V，故B错误； C．灯正常发光时，电路中电流为0.5A，滑动变阻器两端电压为2V，根据串联电路的电压规律可得，灯两端的电压为： U额＝U﹣Umin＝9V﹣2V＝7V， 灯额定功率为P额＝U额I额＝7V×0.5A＝3.5W，故C错误； D．当电流为0.2A，滑动变阻器两端电压为8V时，接入电路的阻值最大，由I可得，最大阻值为：， 当电流为0.5A，滑动变阻器两端电压为2V时，连入电路的阻值最小，由I可得，最小阻值为：， 所以滑动变阻器连入电路的阻值范围为4～40Ω，故D正确。 故选：D。 13．甲、乙两小灯泡铭牌上分别标有“4V 2W”和“6V 6W”，使用过程中每个小灯的电阻均不变，若两灯都正常发光，则 　乙　 （选填“甲”或“乙”）灯会更亮一些，灯泡的电阻为 　6　 Ω；若把两灯串联在10V的电压下，则 　甲　 （选填“甲”或“乙”）会被烧坏。 【答案】乙；6；甲。 【解答】解：若两灯都正常发光，由于“6V 6W”的灯泡功率较大，所以乙灯泡较亮。 灯泡甲的电阻为， 灯泡乙的电阻为， 若把两灯串联在10V的电压下，电路中的电流 甲灯泡两端的电压U甲＝IR＝0.7A×8Ω＝5.6V 乙灯泡两端的电压U乙＝U﹣U甲＝10V﹣5.6V＝4.4V 甲灯两端的电压超过了额定电压，甲灯被烧坏。 故答案为：乙；6；甲。 六．电功率P＝W/t的简单计算（共3小题） 14．如图是家庭电路中四种用电器耗电1kW•h持续工作的时间图，下列说法正确的是（　　） A．甲消耗的电能最快 B．乙与丙的实际功率相同 C．丙的电功率为0.05W D．电流通过丁做功最少 【答案】B 【解答】解：ABC、由图可知，甲的工作时间为t甲＝40h，甲的实际功率为：P甲0.025kW＝25W， 乙、丙的工作时间相同，t乙＝t丙＝20h，乙、丙的实际功率为：P乙＝P丙0.05kW＝50W， 丁的工作时间为t丁＝20h，丁的实际功率为：P丁0.1kW＝100W，故AC错误，B正确； D、由题意可知，四种电器消耗的电能均为1kW•h，故D错误； 故选：B。 15．某款手机的电池容量为4000mA•h，电压为4.0V，快充时的功率为100W，如果不考虑快充时的电能损耗，把这款手机电池从电量0%充到100%，需要的时间是 　9.6　 min，电池充电过程中，是把电能转化为 　化学　 能。 【答案】9.6；化学。 【解答】解：快充时消耗的电能W＝UIt＝4.0V×4000mA•h＝4V×4A×3600s＝57600J＝0.016kW•h 快充功率P＝100W＝0.1kW，由得快充需要的时间 电池在充电过程中，消耗电能转化为电池的化学能。 故答案为：9.6；化学。 16．如图所示是一款扫拖一体的全能家用机器人，基座里配有一个4L的水箱，可以实现先扫后拖，自动清洗烘干拖布等功能，其参数如表，求：[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 水箱容量 4L 主机净重 4kg 主机电池容量 5000mAh 加热功率 1000W 主机充电电压 20V 额定输入 220V 50Hz （1）求水箱中装满水时，水的质量为多少？ （2）水箱中装满水后，将其从20℃加热至60℃，需要吸收的热量； （3）若不考虑热损失，上述加热过程需要多少时间。 【解答】解：（1）水的质量为m＝ρV＝1.0×103kg/m3×4×10﹣3m3＝4kg （2）水吸收的热量 （3）加热过程需要时间 答：（1）水箱中装满水时，水的质量为4kg； （2）水箱中装满水后，将其从20℃加热至60℃，需要吸收的热量为6.72×105J； （3）若不考虑热损失，上述加热过程需要672s。 七．电功率P＝UI的简单计算（共4小题） 17．小李做“练习使用滑动变阻器”的实验，连接了如图所示电路。已知电源电压为9V恒定不变，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样，小灯泡标有“6V 3W”的字样（灯泡电阻不随温度变化），闭合开关，在确保用电器安全的前提下，则（　　） A．滑片P向左滑动，灯泡变暗 B．滑片P可以滑到最左边 C．电路中允许的最大电流是1A D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻是6Ω 【答案】D 【解答】解：A、由图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流。当滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据串联电路的电阻规律可知，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，由U＝IR可知，灯泡两端的电压变大，根据P＝UI可知灯泡的实际功率变大，故灯变亮，故A错误； B、当滑片P滑到最左边时，电路为小灯泡的简单电路，灯泡两端的实际电压等于电源电压，即为9V，大于灯泡的额定电压，则灯泡易被烧坏，所以滑片P不能滑到最左边，故B错误； C、根据P＝UI可得灯泡正常发光时的电流：IL0.5A， 由题知，滑动变阻器允许的最大电流为1A，电流表的量程最大值为0.6A， 由于串联电路中各处的电流相等，所以电路中允许的最大电流为0.5A，故C错误； D、小灯泡正常发光时，根据串联电路的电压规律可得，滑动变阻器两端的电压： U滑＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V， 此时通过滑动变阻器的电流：I滑＝IL＝0.5A， 根据欧姆定律可得，滑动变阻器接入电路的电阻：R滑6Ω，故D正确。 故选：D。 18．如图所示是A、B两定值电阻的U﹣I图像，若将它们并联接在6V电源的两端，则干路中的电流为　0.9　 A；若将它们串联接在9V电源的两端，则电路中的总功率为　2.7W。 【答案】0.9；2.7。 【解答】解：将A、B两电阻并联接在U＝6V电源的两端时，UA＝UB＝6V， 由图象可知：IA＝0.3A，IB＝0.6A， 所以干路中的电流：I＝IA+IB＝0.3A+0.6A＝0.9A。 若将它们串联接在9V电源的两端，因串联电路中电流相同，且串联电路中的总电压等于各用电器电压之和， 则由图象可知，当电路中的电流为I′＝0.3A时，UA+UB＝6V+3V＝9V， 所以此时电路中的总功率：P总＝I′U＝0.3A×9V＝2.7W。 故答案为：0.9；2.7。 19．如图所示，电源两端电压为6V并保持不变，电阻R1的阻值为8Ω。当开关S闭合时，电压表示数为2V。求： （1）电路中的电流I； （2）电阻R2的阻值； （3）电阻R2消耗的电功率P2。 【解答】解：（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表V测R2两端的电压。根据串联电路电压特点可得R1两端的电压为： U1＝U﹣U2＝6V﹣2V＝4V； 因串联电路中各处的电流相等，则电路中的电流为： I0.5A； （2）根据欧姆定律可得电阻R2的阻值为： R24Ω； （3）电阻R2消耗的电功率为： P2＝U2I＝2V×0.5A＝1W。 答：（1）电路中的电流为0.5A； （2）电阻R2的阻值为4Ω； （3）电阻R2消耗的电功率为1W。 20．如图所示的电路中，电源电压恒定，小灯泡L标有“8V 4W”的字样（灯丝的电阻不随温度的变化而变化）。当只闭合开关S1时，小灯泡恰好正常发光；当同时闭合开关S1和S2时，电流表的示数为0.7A。求： （1）只闭合开关S1时，电流表的示数。 （2）定值电阻R0的阻值。 （3）同时闭合开关S1和S2时，通电1min电路消耗的电能。 【解答】解： （1）当只闭合开关S1时，电路为小灯泡L的简单电路，电流表测电路中的电流， 因小灯泡恰好正常发光，所以电源的电压U＝UL＝8V， 由P＝UI可得，电流表的示数：IL0.5A； （2）当同时闭合S1和S2时，灯泡L与电阻R0并联，电流表测干路电流， 由并联电路电流的规律知通过电阻R0的电流为：I0＝I﹣IL＝0.7A﹣0.5A＝0.2A， R0的阻值为：R040Ω； （3）同时闭合S1和S2时，通电1min电路消耗的电能：W＝UIt＝8V×0.7A×60s＝336J。 答：（1）只闭合开关S1时，电流表的示数为0.5A； （2）定值电阻R0的阻值为40Ω； （3）同时闭合开关S1和S2时，通电1min电路消耗的电能为336J。 八．电功率多档位问题（共3小题） 21．小红研究了厨房中某电饭锅的说明书，该电饭锅具有加热和保温两挡功能，加热时整个电路的电功率较大，保温时整个电路的电功率较小。如图所示是其内部电路简化图，下列说法正确的是（　　） A．只闭合开关S1时，电路处于加热挡 B．只闭合开关S2时，电路处于保温挡 C．同时闭合开关S1、S2时，电路处于加热挡 D．同时闭合开关S1、S2时，电路处于保温挡 【答案】C 【解答】解：由图可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的特点可知，此时电路的总电阻最小，由P可知，电路的总功率最大，电饭锅处于加热挡； 当开关S1闭合、S2断开时，只有R1工作，电路的总电阻最大，总功率最小，电饭锅处于保温挡，故ABD错误、C正确。 故选：C。 22．如图是座椅的加热电路，R1、R2是电热丝，旋钮式开关可绕O点转动，若选择“低温”挡，应将开关转至 　1　 填（“1”或“2”）位置；已知电源电压为24V，R1阻值是32Ω，“低温”挡功率为12W，则低温挡工作时，电路中的电流是 　0.5　 A，“高温”挡功率为 　36　 W。 【答案】1；0.5；36。 【解答】解：由图可知，开关转至1时，R1、R2串联，根据串联的特点可知，此时电路的总电阻最大，由P可知，电路的总功率最小，加热电路处于低温挡； 开关转至2时，只有R2工作，电路的总电阻最小，总功率最大，加热电路处于高温挡； 由P＝UI可知，低温挡工作时，电路中的电流：I0.5A； 根据欧姆定律可知，低温挡工作时电路的总电阻：R48Ω， 根据串联电路特点可知，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝48Ω﹣32Ω＝16Ω， 高温挡的功率：P高温36W。 故答案为：1；0.5；36。 23．如图所示是某电蒸锅及其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为242Ω，加热挡功率为1300W。[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）电蒸锅正常工作时保温挡的功率； （2）电蒸锅正常工作时R2的阻值； （3）不计能量损失，用加热挡加热，使2kg的水温度升高50℃，需要加热多长时间（结果保留整数）？ 【解答】解：（1）由图中电路图知，当两个开关同时闭合时，电阻R1、R2并联，根据并联电路电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，根据可知，电路的总功率最大，电蒸锅处于加热挡； 当S1闭合，S2断开时，只有电阻R1工作，此时电路中的总电阻最大，电路的总功率最小，电蒸锅处于保温挡； 电蒸锅正常工作时保温挡的功率：； （2）电煮锅加热挡工作时电阻R2的电功率：P2＝P加热﹣P保温＝1300W﹣200W＝1100W， 由可知，电阻R2的阻值：； （3）水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×50℃＝4.2×105J， 不计热量损失，电煮锅消耗的电能W＝Q吸＝4.2×105J， 由可知，加热水的过程需要的时间：。 答：（1）电蒸锅正常工作时保温挡的功率为200W；； （2）电蒸锅正常工作时R2的阻值为44Ω； （3）不计能量损失，用加热挡加热，使2kg的水温度升高50℃，需要加热的时间为323s。 九．电功率范围值问题（共3小题） 24．为了参加全国青少年创新大赛，小强运用所学电学知识，设计了一个电子身高测量仪，如图所示，其中定值电阻R1＝5Ω，电源电压恒为4.5V，R2的规格为“15Ω 0.5A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，为保证电路中各元件安全工作，以下说法正确的是（　　） A．电流表的变化范围是0.225A～0.5A B．R2两端电压的变化范围是1.5V～3V C．变阻器接入电路的阻值范围是2.5Ω～10Ω D．R1的电功率的变化范围是0.45W～1.25W 【答案】D 【解答】解：ABC、因串联电路中电流处处相等，所以为了既不烧坏电流表，又不烧坏电阻，比较各电流值可知，电路中的最大电流为I最大＝0.5A； 当电流最大为0.5A时，电阻R1两端的最大电压为： U1最大＝I最大R1＝0.5A×5Ω＝2.5V； 则滑动变阻器两端的最小电压： U2最小＝U﹣U1最大＝4.5V﹣2.5V＝2V； 由串联分压的规律可知，当滑动变阻器两端的电压最小时，其连入电路的电阻最小， 由欧姆定律可得，滑动变阻器连入电路的最小阻值为： R2小4Ω； 由于电压表的量程为“0～3V”，则电压表示数最大为U2最大＝3V， 当变阻器两端的电压最大时，R1两端的电压最小， 则有：U1最小＝U﹣U2最大＝4.5V﹣3V＝1.5V， 电路中最小电流为： I最小0.3A； 此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为： R2大10Ω； 所以电路中的电流范围为0.3A～0.5A，电压表的示数变化范围为2V～3.0V，滑动变阻器的取值范围为4Ω～10Ω，故ABC错误； D、由P＝I2R可知，定值电阻R1的最小功率为： P小R1＝（0.3A）2×5Ω＝0.45W， 最大功率为： P大R1＝（0.5A）2×5Ω＝1.25W，故D正确。 故选：D。 25．如图所示，定值电阻R1＝10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电源电压U恒为12V，闭合开关，滑片P从a端滑到b端的过程中，电压表的示数变化范围为 　2～12V　 ，R2的电功率变化范围为 　0～3.6W　 。 【答案】2～12V；0～3.6W 【解答】解： （1）当P在a点时，此时只有R1工作，电压表示数最大，即为电源电压12V。 当P在b点时，此时R1与R2串联，电阻最大，电流最小，电压表示数最小。 电路中的总电流：，所以R1的电压U1＝I1R1＝0.2A×10Ω＝2V 故电压表变化范围：2V～12V （2）当P在a点时R2不工作，功率最小为0。 当R2＝R1＝10Ω时R2的功率最大，则R2的电压所以R2的最大功率 故R2功率变化范围：0～3.6W。 为什么R2＝R1＝10Ω时R2的功率最大推导过程： 设R2＝R 时功率最大，则电流，则R2的功率，当R＝R1时功率取大值，最大功率为。 故本题答案：12～2V；0～3.6W。 26．如图所示的电路中，电源电压恒定，灯泡上标有“6V，3W”的字样，R1为定值电阻，滑动变阻器R2上标有“10Ω，0.8A”的字样，电流表的量程为“0～3A”，电压表的量程为“0～3V”，忽略温度对灯丝电阻的影响。求： （1）灯泡正常工作的电流和电阻； （2）闭合S、S1与S2时，灯泡正常发光，电流表的示数为1.5A，求R1的阻值； （3）闭合S，断开S1与S2时，移动滑片P，在确保电路安全的前提下，求电路总功率的变化范围。 【解答】解：（1）由得，灯泡的电阻为： R， （2）闭合S、S1 与S2 时，灯泡L与定值电阻R1 并联，电流表测量干路电流，灯泡正常发光，则灯泡的电流为： ， 电流表的示数为 1.5A，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R1 的电流为： I1＝I﹣IL＝1.5A﹣0.5A＝1A， 并联电路中各支路电压相等，则定值电阻R1的电压为6V，由欧姆定律得，定值电阻R1的电阻为： ； （3）由图可知，闭合S，断开S1与S2时，R1与R2串联，电压表测R2电压， 根据题意，滑动变阻器R2上标有“10Ω 0.8A”的字样，电流表A的量程为0～3A，可得电路中的最大电流I大＝0.8A，电流表测量电路中的电流； 此时电压表的示数U小＝U﹣I大R1＝6V﹣0.8A×6Ω＝1.2V＜3V，故不会损坏电压表， 变阻器R2的值：R2小1.5Ω， 电路总功率：P大＝UI大＝6V×0.8A＝4.8W； 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0～3V， 可得U大＝3V， 电路中的电流：I小0.5A， 变阻器R2的值：R2大6Ω， 电路总功率：P小＝UI小＝6V×0.5A＝3W， 故R2的阻值范围为1.5Ω～6Ω，电路总功率变化范围为3W～4.8W。 答：（1）灯泡的电阻12Ω； （2）R1 的阻值6Ω； （3）闭合S，断开S1 与S2 时，移动滑片 P，在确保电路安全的前提下，电路总功率的变化范围3～4.8W。 十．动态电路中电功率的变化（共2小题） 27．在图甲所示电路中，电源电压不变，R0为定值电阻。闭合S，滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中，电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为4.0V B．定值电阻R0的阻值为20Ω C．滑动变阻器的调节范围为0～30Ω D．当滑片P位于b端时，R0的电功率最小 【答案】D 【解答】解：AB、由图甲可知，R0与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电压表示数为0，电路中的电流最大，电路为R0的简单电路， 由图乙可知，此时电路中电流：I最大＝0.6A，则根据可得： 电源电压：U＝I最大R0＝0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 由图乙可知，当电流I最小＝0.2A，电压表示数U滑大＝4V，根据和串联电路的电压特点可得： 电源电压：U＝I最小R0+U滑大＝0.2A×R0+4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②可得，U＝6V，R0＝10Ω，故AB错误； C、当滑片P位于b端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，则根据可得： 滑动变阻器的最大阻值： ， 所以，滑动变阻器的调节范围为0～20Ω，故C错误； D、当滑片P位于b端时，电路中的电流最小，根据P＝UI可知电路的总功率最小，故D正确。 故选：D。 28．如图所示电路，闭合开关，滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中，电压表的示数 　不变　 ，电路的总功率 　变大　 。（以上两空均选填“变大”、“不变”或“变小”） 【答案】不变；变大。 【解答】解：由图可知，电阻R0和滑动变阻器R为并联，电压表测的是电源电压，根据并联电路电压的特点，各用电器两端的电压都等于电源电压，当滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中，接入的有效电阻变小，并联电路两端电压不变，故电压表示数不变，根据并联电路电阻的特点可知，电路的总电阻变小，根据公式可知，总功率变大。 故答案为：不变；变大。 十一．电功率的综合计算（共4小题） 29．如图甲的电路中，电源电压恒定。灯泡的额定电压是12V，电流表、电压表的测量范围分别为0﹣3A、0﹣15V。R1＝25Ω，只闭合开关S1、S4，滑片P从a端向右移动，小灯泡恰好正常发光时，R2接入阻值变化了12Ω，电压表V1与电流表的变化图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为12V B．电压表V2的示数变化范围是3﹣12V C．只闭合S2、S3时，移动滑片，电流表的示数变化范围是0.45﹣0.72A D．电路安全且有电流通过的前提下，任意闭合开关，电路的最小功率是8.1W 【答案】D 【解答】解：A、由图甲可知，只闭合开关S1、S4，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表V1测灯泡L两端的电压，电压表V2测滑动变阻器R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 由图乙可知，电路中的最小电流为1.0A，此时灯泡L两端的电压为3V，由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝UL小+U2大＝3V+1.0A×R2大……① 电路中的最大电流为2.0A，此时灯泡L两端的电压为12V，由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝UL+U2小＝12V+2.0A×（R2大﹣12Ω）……② 由①②解得，滑动变阻器R2的最大阻值R2大＝15Ω，电源电压U＝18V，故A错误； B、由欧姆定律可知，滑动变阻器R2两端的最小电压：U2小＝2.0A×（15Ω﹣12Ω）＝6V，滑动变阻器R2两端的最大电压：U2大＝1.0A×15Ω＝15V，即电压表V2的示数变化范围为6V～15V，故B错误； C、只闭合S2、S3时，滑动变阻器R2与R1电阻串联，电压表V1测滑动变阻器R2两端的电压，电压表V2测电阻R1两端的电压，电流表测电路中的电流。 由欧姆定律可知，当电阻R1两端的电压最大时，电路中的电流最大，由于电压表的量程为0～15V，因此电阻R1两端的最大电压为15V，此时电路的最大电流：I大0.6A；当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，电路中的最小电流：I小0.45A，即电流表的示数变化范围为0.45～0.6A，故C错误； D、由图乙可知，灯泡L的最大电阻：RL大6Ω＜25Ω，即R1的电阻大于灯泡L的最大电阻，由串联电路的电阻特点可知，电路中总电阻最大时的电路连接为只闭合S2、S3时，滑动变阻器R2接入电路的电阻最大时，电路中的总电阻最大，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，电路中的最小电流：I小0.45A，则电路的最小功率：P小＝UI小＝18V×0.45A＝8.1W，故D正确。 故选：D。 30．如图甲所示，电源电压恒定，电压表量程为“0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”，R1是定值电阻，滑动变阻器R2标有“20Ω 0.5A”，闭合开关S，移动变阻器滑片P，电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A．滑片P向a端移动电压表示数变大 B．定值电阻R1的阻值为5Ω C．电路消耗的最大功率为1.6W D．电流表示数的变化范围是0～0.4A 【答案】C 【解答】A．由图甲可知，R1与R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路电流。滑片P向a端移动时，R2的阻值减小，根据串联分压的规律，电阻越小，电压越小，则电压表示数变小，故A错误； B．由图乙可知，当I＝0.2A时，U＝IR1+U2＝0.2A×R1+2V 当I＝0.3A时，U＝IR1+U2＝0.3A×R1+1V 联合两式解得R1＝10Ω，故B错误； C．将R1＝10Ω代入公式得U＝IR1+U2+0.3A×10Ω+1V＝4V， 根据P＝UI可知，电流最大I＝0.4A时，电功率最大，则有P最大＝UI最大＝4V×0.4A＝1.6W，故C正确； D．电阻R2的最大值为20Ω，电流的最小值为， 由图乙可知电流最大值为0.4A，电流表示数的变化范围是0.13A～0.4A，故D错误。 故选：C。 31．如图所示电路中，电源电压不变，电压表量程0～15V，电流表量程0～3A。闭合开关S、S1，断开S2，将滑动变阻器的滑片从a端移至中点c处时，电压表的示数为5V，电流表的示数I1＝0.5A，这个过程中电流表示数变化量为ΔI1，电压表示数变化量为ΔU1；闭合开关S、S2，断开S1，再次将滑动变阻器的滑片从a端向b端移至bc的中点d处时，电流表的示数I2＝0.5A，此过程电流表示数变化量为ΔI2，电压表示数变化量为ΔU2。已知ΔI1：ΔI2＝4：5，ΔU1：ΔU2＝2：5。则R1＝ 　10　 Ω；任意闭合开关和移动滑片，该电路能达到的最大功率与最小功率之差为 　41.25　 W。 【答案】10；41.25。 【解答】解：由图可知，闭合开关S、S1，断开S2时，滑动变阻器与R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流， 此时R1两端的电压为5V，电路中的电流为0.5A，由欧姆定律可知，R1的阻值：R110Ω， 由R可知，R1的阻值：R1； 闭合开关S、S2，断开S1时，滑动变阻器与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流， R2的阻值：R2， 由ΔI1：ΔI2＝4：5，ΔU1：ΔU2＝2：5可知，两定值电阻之比：， 则R2的阻值：R2＝2R1＝2×10Ω＝20Ω； 当滑动变阻器的滑片位于中点c时，接入电路的电阻为R滑，当滑动变阻器的滑片移至bc的中点d处时，接入电路的电阻为R滑， 由于电源电压不变，两次电流表的示数相同，由欧姆定律可知两次电路中的总电阻相等， 即R1R滑＝R2R滑， 则滑动变阻器的最大阻值：R滑＝4×（R2﹣R1）＝4×（20Ω﹣10Ω）＝40Ω； 由滑动变阻器与R1串联，滑片位于中点c时结合串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝I1×（R1R滑）＝0.5A×（10Ω40Ω）＝15V； 由P＝UI可知，当电路中的电流最大时，电路的电功率最大， 由电流表的量程可知，电路中的最大电流为3A， 电路的最大电功率：P大＝UI大＝15V×3A＝45W， 当电路中的电流最小时，电路的电功率最小，由欧姆定律可知，当电路中总电阻最大时电路中的电流最小， 由于R2＞R1，由串联电路的电阻特点，当R2与滑动变阻器串联，滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中电阻最大， 由欧姆定律和串联电路的电阻特点可知，电路中最小电流：I小0.25A， 电路的最小电功率：P小＝UI小＝15V×0.25A＝3.75W， 则该电路能达到的最大功率与最小功率之差：ΔP＝P大﹣P小＝45W﹣3.75W＝41.25W。 故答案为：10；41.25。 32．如图所示，电源电压恒定，R0是定值电阻，小灯泡L标有“6V6W”，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。三个开关均闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为1.6A。 （1）求小灯泡的额定电流； （2）求电阻R0的阻值； （3）闭合S，断开S1和S2，移动变阻器的滑片P，求电路总功率的最小值。 【解答】解：（1）小灯泡的额定电流 （2）三个开关均闭合时，灯泡和定值电阻并联，滑动变阻器R1被短路，电流表测干路的电流。小灯泡恰好正常发光，根据并联电路的电压特点可知电源电压 U＝UL＝6V 电流表示数为1.6A，根据并联电路的电流特点可知通过定值电阻的电流 I0＝I﹣IL＝1.6A﹣1A＝0.6A 电阻R0的阻值 （3）定值电阻和滑动变阻器串联，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，总电阻最大，电源电压不变，根据可知电路的总功率最小，则电路总功率的最小值 答：（1）小灯泡的额定电流为1A； （2）电阻R0的阻值为10Ω； （3）闭合S，断开S1和S2，移动变阻器的滑片P，电路总功率的最小值为1.2W。 十二．伏安法测量小灯泡的电功率（共3小题） 33．在“测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω，可供选择的滑动变阻器有R1（“10Ω 1A”）和R2（“50Ω 1A”）。 （1）如图甲所示是小红实验时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法； （2）实验中应选用滑动变阻器 　R2 （选填“R1”或“R2”）； （3）在实验过程中，当电压表示数为1.8V时，为了测量小灯泡的额定功率，需将滑片向 　左　 （选填“左”或“右”），同时眼睛应注意观察 　电压表　 （选填“电流表”“电压表”或“小灯泡”）； （4）根据实验测量数据作出小灯泡的I﹣U图像（如图乙所示），分析I﹣U图像可知：小灯泡的额定功率是 　0.625　 W；某次实验中，小红发现电压表和电流表都正常偏转，却发现小灯泡不亮，原因是：　小灯泡实际功率太小　 。 【答案】（1）； （2）R2；（3）左；电压表； （4）0.625；小灯泡实际功率太小。 【解答】解：（1）原电路中，电流表与变阻器串联后再与灯并联，电压表串联在电路中，而实验中电流表、滑动变阻器、灯泡要串联接入电路，电压表测灯泡两端电压，改接的电路如下图所示： （2）据图2可知，灯泡正常发光时电路中的电流为0.25A，此时滑动变阻器两端电压为： UP＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V； 滑动变阻器接入电路中的阻值为：RP14Ω，因此该实验选用滑动变阻器是R2； （3）已知灯泡正常发光时的电压为2.5V，当电压表示数为1.8V时，灯泡两端电压小于额定电压，则需要使灯泡电压变大，由串联电压规律可知，滑动变阻器两端电压要变小，根据串联分压原理可知，滑动变阻器的阻值应变小，滑片向左调节，此时眼睛需要观察电压表，当电压表的示数为2.5V时，停止调节； （4）如图2所示，当电流为0.25A时，灯泡正常发光，小灯泡的额定功率是P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W； 某次实验中，电压表和电流表都正常偏转，说明电路未发生故障，却发现小灯泡不亮，则可能是小灯泡实际功率太小，不足以使灯泡发光。 故答案为：（1）； （2）R2；（3）左；电压表； （4）0.625；小灯泡实际功率太小。 34．同学们通过实验探究“电功率跟电压、电流的关系”。 （1）小灯泡电功率的大小可通过小灯泡亮度来判断；依据是：　灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，实际功率越大，灯泡越亮　 ； （2）小聪同学用干电池做电源，把L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A“”两只灯泡连成如图甲所示电路，闭合开关进行实验，收集证据如表： 发光情况 电压/V L1 暗 1.8 L2 亮 2.7 请你根据现象及数据得出结论：　通过用电器的电流相同时，用电器两端的电压越大，电功率越大　 ； （3）小聪又在原有器材基础上，继续探究连接方式如图乙所示，根据图乙，他是要探究 　电功率与电流的关系　 ；当他闭合开关S，看到小灯泡L1一闪即灭，经检查发现灯丝断了。请你分析原因 　小灯泡L1两端的实际电压比额定电压大的较多　 ，说出改进方法 　在干路串联一只规格合适的滑动变阻器（或电阻）　 。 【答案】（1）灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，实际功率越大，灯泡越亮；（2）通过用电器的电流相同时，用电器两端的电压越大，电功率越大；（3）电功率与电流的关系；小灯泡L1两端的实际电压比额定电压大的较多；在干路串联一只规格合适的滑动变阻器（或电阻）。 【解答】解：（1）小灯泡发光的过程就是将电能转化为光能的过程，小灯泡越亮，说明在相同的时间内将更多的电能转化为光能，由可知，灯泡越亮，电功率越大； （2）如图甲，L1、L2串联，通过两个灯泡的电流相同时，由表中的数据可知，用电器两端的电压越大，灯泡越亮，电功率越大； （3）如图乙，L1、L2并联，两个灯泡两端的电压相等，电流表分别测两个灯泡的电流，根据图乙，他是要探究电功率与电流的关系； 由甲图电路连接及表中数据可知：电源电压U＝U1+U2＝1.8V+2.7V＝4.5V；乙图中小灯泡L1两端的实际电压比额定电压大的较多，所以烧坏； 在干路串联一只规格合适的滑动变阻器（或电阻）、或拆下一节干电池等。 故答案为：（1）灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，实际功率越大，灯泡越亮；（2）通过用电器的电流相同时，用电器两端的电压越大，电功率越大；（3）电功率与电流的关系；小灯泡L1两端的实际电压比额定电压大的较多；在干路串联一只规格合适的滑动变阻器（或电阻）。 35．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）。 （1）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整； （2）闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，其读数是 　2.2　 V；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）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像（如图丙所示），分析图像可知： ①小灯泡的额定功率为 　0.625　 W； ②当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 　变大　 （选填“变大”“变小”或“不变”），导致该现象的原因是 　灯丝电阻随温度升高而增大　 ； ③实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡不发光，根据图像分析其原因是 　实际功率太小　 。 【答案】（1）；（2）2.2；B；（3）0.625；变大；灯丝电阻随温度升高而增大；实际功率太小。 【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω，由欧姆定律知，灯的额定电流约为0.25A，故电流表选用小量程与灯串联，如图； （2）由图乙知道，电压表使用0～3V量程，分度值0.1V，示数为2.2V，小于灯的额定电压为2.5V，要使灯泡正常发光，应增大电路中的电流，即减小滑动变阻器接入电路的电阻，应向B端移动滑动变阻器滑片，直到灯泡两端的电压增大到2.5V为止； （3）根据小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像可知，灯在额定电压下的电流为0.25A，小灯泡的额定功率为 PL＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W；当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比（即灯丝的电阻）变大；原因是：电压表示数变大，通过灯的电流也变大，由P＝UI可知，灯的功率变大，灯的温度升高，灯丝的电阻变大；灯泡的额定功率为0.625W，由图像知，当小灯泡两端的电压低于0.5V时，通过灯泡的电流小于0.1A，由P＝UI知，灯泡的实际功率过小，所以不能看到灯泡发光。 故答案为：（1）；（2）2.2；B；（3）0.625；变大；灯丝电阻随温度升高而增大；实际功率太小。 十三．电流的热效应（共2小题） 36．下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．电风扇 B．电饭锅 C．电视机 D．洗衣机 【答案】B 【解答】解： 电风扇、洗衣机主要是把电能转化为机械能；电视机主要是把电能转化为声能和光能； 只有电饭锅是把电能转化为内能，是利用电流的热效应。 故选：B。 37．人的脚在不停的分泌汗液，造成鞋内潮湿，人们利用电热干鞋器进行烘干，如图所示，电热干鞋器是利用了电流的 　热　 效应。若每只鞋里干鞋器的电热丝规格是：额定电压220V、功率5W、表面温度50℃+5℃，则该电热干鞋器每晚（10h）给两只鞋加热的耗电量是 　0.1　 kW•h。 【答案】热；0.1。 【解答】解：（1）电热干鞋器通电时，能产生热量，把电能转化为内能，利用的是电流的热效应； （2）两只鞋的总功率为P＝5W×2＝10W＝0.01kW；给二只鞋加热的耗电量为W＝Pt＝0.01kW×10h＝0.1kW•h； 故答案为：热；0.1。 十四．探究影响电流通过导体时产生热量的因素（共3小题） 38．如图所示，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，两个透明容器中分别接入了电阻丝R1和R2，且密封着等量的空气。将导线a和b接入电路进行实验，下列说法正确的是（　　） A．实验时若U形管中液面的高度没有变化，一定是电路中某处断路 B．通电一段时间，两个透明容器中空气内能增大是通过做功的方式改变的 C．若R1和R2阻值相等，则能探究电流通过导体产生的热量与电流的关系 D．若R1和R2阻值不相等，则能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 【答案】C 【解答】解：A．实验时若U形管中液面的高度没有变化，可能是容器漏气，也可能电路中某处断路，故A错误； B．通电一段时间，两个透明容器中空气内能增大，通过热传递的方式改变的，故B错误； C．若R1和R2阻值相等，同时通电时间相同，只有流过R1和R2的电流不相等，可以用来探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，故C正确； D．若R1和R2阻值不相等，由于流过R1和R2的电流不相等，因为没有控制变量，所以不能用来探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，故D错误。 故选：C。 39．按要求完成填空。 （1）如图甲，敲响右边的音叉，左边的音叉也会发声，并且把泡沫塑料球弹起，说明声音具有 　能量　 ； （2）如图乙，探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，每次均让小车从斜面同一高度由静止下滑，目的是使小车到达水平面的 　速度　 相同； （3）用如图丙所示的装置可探究电流产生热量与 　电流　 的关系。若将R3更换为10Ω的电阻，　仍能　 （选填“仍能”或“不能”）完成该实验探究。 【答案】（1）能量；（2）速度；（3）电流；仍能。 【解答】解：（1）如图甲，敲击右面的音叉，左边的音叉也会发声，说明空气可以传播声音，左面的泡沫塑料球跳起来了，说明声音可以传递能量； （2）根据控制变量法的要求，要控制小车达到水平面的速度相同，因此每次均让小车从斜面同一高度由静止下滑； （3）图丙中左侧容器内电阻为5Ω，右侧两个5Ω的电阻丝并联后，再与左侧容器中的电阻丝串联，那么右端两个电阻的总电流等于左端电流，即I左＝I右。两个5Ω电阻并联，由并联电路电流特点可知I右＝I内+I外，所以I左＞I内，左右两容器内电阻丝的阻值相同，通电时间相同，电流不同，因此可以探究电流产生热量跟电流的关系；若将R3更换为10Ω的电阻，则左右容器内部的电阻阻值相同，右侧5Ω电阻与10Ω电阻并联后再与左侧5Ω的电阻串联，左右两侧容器内部电流不同，通电时间相同，根据控制变量法，仍然可以探究电流产生热量跟电流的关系。 故答案为：（1）能量；（2）速度；（3）电流；仍能。 40．（1）如图1甲是李斌家月初电能表的示数，当地每度电的电费为0.6元，他家本月应缴90元的电费，则图2乙中月底电能表的示数为　5863.4　 kW•h。 （2）如图2所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。甲、乙两图的密闭容器中都装有等量的空气。 ①图2甲装置可研究电流产生的热量与　电阻　 的关系； ②图2乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等，在其中一容器外部并联一个阻值相等的电阻e。若两侧U形管液面高度变化相同，则故障可能是　e电阻开路　 。排除故障后通电相同时间，发现左侧U形管内液面高度变化明显，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的　电流　 越大，产生的热量越多； ③为了使乙实验中两侧U形管液面高度差更明显，可将空气盒外电阻换成　小于　 （选填“大于”或“小于”）5Ω的电阻； ④若图甲和图乙中两套装置的电源电压相同，在相同时间内，b和c两电阻产生的热量之比为　1：2　 ； ⑤生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用上面图　甲　 的实验结论来解释。 【答案】（1）5863.4；（2）①电阻；②e电阻开路；电流；③小于；④1：2；⑤甲。 【解答】解：（1）李斌家本月消耗的电能W150kW•h；李斌家月初电能表的示数为5713.4kW•h，月底电能表的示数W月底＝W月初+W＝5713.4kW•h+150kW•h＝5863.4kW•h； （2）①如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系； ②若图乙中c、d两玻璃管内液面上升高度相同，则说明c、d两玻璃管内电流产生热量相同，由于c、d两玻璃管里面的电阻相等，根据Q＝I2Rt可知，通过电阻的电流相等，由于是c玻璃管的一个5Ω的电阻与d玻璃管两个5Ω的电阻并联后再串联，则说明d玻璃管两个并联的电阻外面的电阻没有电流通过，即e电阻开路； 装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1＝I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，由Q＝I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；这表明：在相同时间内，电阻相同，电流越大，通过导体时产生的热量越多； ③为了使乙实验中两侧U形管液面高度差更明显，需要增大左侧电阻的电流，即需要减小电路的总电阻；根据并联电路的电阻关系可知，如果减小右侧上面的电阻的阻值，则并联部分的总电阻减小，并联部分分担的电压减小，则d两端的电压减小，根据欧姆定律可知，通过d的电流减小，这样能是c和d的电流差值变大，则U形管液面高度差更明显； ④甲装置中5Ω的电阻与10Ω的电阻串联，则总电阻R甲＝5Ω+10Ω＝15Ω； 乙装置中d容器内外两个5Ω的电阻并联后再与c容器中5Ω的电阻串联，则总电阻R乙＝RcRd＝5Ω5Ω＝7.5Ω， 由于甲、乙两次实验的电源电压相同，则根据欧姆定律可知：I甲：I乙＝R乙：R甲＝7.5Ω：15Ω＝1：2， 由于b、c中两电阻的阻值不相等、通电时间相同，据Q＝I2Rt可知：Qb：Qc＝I甲2Rbt：I乙2Rct＝I甲2Rb：I乙2Rc1：2； ⑤电炉丝与导线串联，电炉丝电阻较大，导线电阻非常小，电流和通电时间相同，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热，说明电流产生的热量与导体电阻大小的关系； 由甲装置可知，两个盒中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，而两电阻丝的阻值不同，研究的是：当通过的电流和通电时间相同时，电流产生的热量与导体电阻大小的关系；所以甲实验可以解释“电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热”现象。 故答案为：（1）5863.4；（2）①电阻；②e电阻开路；电流；③小于；④1：2；⑤甲。 十五．焦耳定律的简单计算（共3小题） 41．如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡标有“4V 1.6W”字样（灯丝电阻不受温度影响），滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。闭合开关，保证各元件不损坏，下列选项正确的是（　　） A．移动滑动变阻器滑片，小灯泡可能正常发光 B．电路中消耗的最大功率为3.6W C．滑动变阻器两端电压变化范围为9～12V D．当滑动变阻器滑片P置于b端时，滑动变阻器通电1min产生的热量为140J 【答案】B 【解答】解：A．由图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端电压，电流表测串联电路中的电流。保证各元件不损坏，移动滑动变阻器的滑片，由于电压表的量程为0～3V，所以小灯泡两端的最大电压为3V，所以小灯泡不能正常发光，故A错误； B．由P＝UI可得灯光正常发光电流为IL0.4A， 灯泡电阻为RL10Ω， 通过小灯泡的最大电流为I′L0.3A， 又由题意可知，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，所以电路中的最大电流为Imax＝IL′＝0.3A，电路中消耗的最大功率Pmax＝UImax＝12V×0.3A＝3.6W故B正确； CD．当电压表示数为3V时，滑动变阻器两端的电压最小为U1，U1＝U﹣ULmax＝12V﹣3V＝9V， 当滑动变阻器滑片P置于b端时，滑动接入电路的电阻最大，分得电压最大，此时电路的电流最小为Imin0.2A， 故滑动变阻器两端的最大电压U2＝IminRb＝0.2A×50Ω＝10V， 此时滑动变阻器通电1min产生的热量为Q＝U2Imint＝10V×0.2A×60s＝120J，故CD错误。 故选：B。 42．如图甲所示电路，定值电阻R1＝10Ω，滑动变阻器R2的规格为“25Ω 2A”，滑动变阻器的功率P与其电阻R2的关系图像如图乙所示。则电源电压为 　3　 V，R2滑片由最右端向左移动时，电路中电流变 　大　 ，R2的电功率最大值为 　0.225　 W。若仅将甲图中R1换成阻值为35Ω的定值电阻，则在R2的滑片调节过程中，R2通电10s产生的热量最多为 　0.625　 J。 【答案】3；大；0.225；0.625。 【解答】解：由甲电路图可知，R1与R2串联， 由图乙可知，滑动变阻器的阻值为5Ω时的电功率P2＝0.2W， 由P＝I2R可得，电路中的电流：I0.2A， 根据串联电路电阻规律可知，电路总电阻：R＝R1+R2＝10Ω+5Ω＝15Ω， 由I可知，电源电压：U＝IR＝0.2A×15Ω＝3V； 由图甲可知，R2滑片由最右端向左移动时，R2接入电路的阻值变小，电路的总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流变大； 由图乙可知，滑动变阻器的阻值为10Ω时，R2消耗的电功率最大， 此时电路总电阻：R′＝R1+R′2＝10Ω+10Ω＝20Ω， 电路中的电流：I′0.15A， 则R2消耗的最大功率：P2′＝I′2R′2＝（0.15A）2×10Ω＝0.225W； 根据串联电路的特点和欧姆定律可知，电路中的电流：I″ R2的电功率：P＝I″2R″2R″2， 根据二次函数特点可知，当R″2最大时，R2的电功率最大，且最大电功率P大0.0625W， 则R2通电10s产生的最大热量：Q2＝W2＝P大t＝0.0625W×10s＝0.625J。 故答案为：3；大；0.225；0.625。 43．如图所示电路，定值电阻R1＝10Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P滑到某位置时电流表示数为0.5A。求： （1）定值电阻R1两端的电压。 （2）5min内电流在R1上产生的热量。 （3）若仅用定值电阻R0替换R1，电路其它元件的连接均未变化，当滑动变阻器的滑片P位于中点位置时，电流表示数为0.3A，电压表示数为3V，在保证电路安全的情况下，当滑片向一侧移动时，电流表的最大变化量为0.1A，请计算R0和电源电压的可能值。 【解答】解：（1）由图可知，R1与R2串联，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P位于某位置时，电流表示数为0.5A， 由I得，U1＝IR1＝0.5A×10Ω＝5V； （2）5min内电流在R1上产生的热量为： Q＝I2R1t＝（0.5A）2×10Ω×5×60s＝750J； （3）若仅用定值电阻R0替换R1，电路其它元件的连接均未变化，当滑动变阻器的滑片P位于中点位置时，电流表示数为0.3A，电压表示数为3V，则滑动变阻器接入电路的阻值为： R2中10Ω，R2＝2R2中＝2×10Ω＝20Ω； 根据串联电路电压规律可知，电源电压为： U＝I中R0+I中R2中＝0.3A×R0+3V……①， 假设一：滑片左滑，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电流变大，因电流表的最大变化量为0.1A，说明电路中最大电流为0.4A，此时滑动变阻器接入电路的阻值应该为零，则电源电压为： U＝I左R0＝0.4A×R0……②， 由①②解得，R0＝30Ω，U＝12V； 假设二：滑片右滑，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电流变小，因电流表的最大变化量为0.1A，说明电路中最小电流为0.2A，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大为20Ω，则电源电压为： U＝I右R0+I右R2＝0.2A×R0+0.2A×20Ω＝0.2A×R0+4V……③， 由①③解得：R0＝10Ω，U＝6V； 综上所述，R0和电源电压的可能值为R0＝30Ω，U＝12V，或R0＝10Ω，U＝6V。 答：（1）定值电阻R1两端的电压为5V； （2）5min内电流在R1上产生的热量为750J； （3）R0和电源电压的可能值为R0＝30Ω，U＝12V，或R0＝10Ω，U＝6V。 十六．电热的多挡问题（共2小题） 44．如图所示，是某款电热水龙头的电路原理图，R1、R2均为电热丝，R1＝2R2，电源电压为220V，通过旋转扇形开关S同时接触两个相邻的触点，实现热水、温水、冷水挡之间的转换。当开关S同时接触触点3、4时，水龙头放出的是 　热　 （选填“冷”“温”或“热”）水；水龙头温水挡正常工作时的功率为1000W，则它在热水挡正常工作2min消耗的电能是 　3.6×105 J，若不计热损失，这些能量能使 　1.43　 kg的水从20℃加热到80℃。[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）] 【答案】热；3.6×105；1.43。 【解答】解：由图可知，当扇形开关S同时接触1、2时，电路开路，当扇形开关S同时接触2、3时，只有R1工作，当扇形开关S同时接触3、4时，R1、R2并联， 根据并联电路的电阻特点可知，当扇形开关S同时接触2、3时，只有R1工作，电路中的总电阻较大，由P可知，电路中的总功率较小，水龙头放出的是温水； 当扇形开关S同时接触3、4时，R1、R2并联，电路中的电阻较小，电功率较大，电热水龙头处于热水挡； 由P可知，R1的阻值：R148.4Ω； 根据题意可知，R2的阻值：R2R148.4Ω＝24.2Ω， R2的电功率：P22000W， 电热水龙头热水挡的功率：P热＝P温+P2＝1000W+2000W＝3000W， 它在热水挡正常工作2min消耗的电能：W＝P热t＝3000W×2×60s＝3.6×105J； 不计热量损失，水吸收的热量：Q吸＝W＝3.6×105J， 由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，加热水的质量：m1.43kg。 故答案为：热；3.6×105；1.43。 45．中考冲刺期间，临沂第二十中学的小伟使用电热饭盒带可口饭菜上学。图甲是具有高温、低温两挡的电热饭盒，简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻，R1＝200Ω，R2的阻值是R1的4倍。求： （1）高温挡电功率是多少？ （2）高温挡加热5min，不计热量损失，可以将1kg饭菜升高的温度是多少？[饭菜的比热容取3×103J/（kg•℃）] （3）若低温挡工作时的实际功率是40W，实际电压是多少？ 【解答】解：（1）由图乙可知当开关S接1时，R1、R2串联，为低温挡；当开关S接2时，只有R1工作，为高温挡； 由可得，高温挡的功率为： （2）高温挡加热5min消耗的电能 不计热量损失，则饭菜吸收的热量 由Q吸＝cmΔt得，1kg饭菜升高的温度 （3）由可得，开关S接1时，R1和R2串联接入电路，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，电热饭盒处于低温挡，电路中的总电阻 R＝R2+R1＝5R1＝5×200Ω＝1000Ω 根据得 解得U实＝200V。 答：（1）高温挡电功率是242W； （2）温挡加热5min，不计热量损失，可以将1kg饭菜升高的温度是24.2℃； （3）若低温挡工作时的实际功率是40W，实际电压是200V。 十七．电热的综合计算（共3小题） 46．把质量为2kg、温度为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量为 　4.2×105 J，这些热量相当于完全燃烧 　0.01　 m3的天然气所放出的热量。若这些热量由电功率为1000W的电热器来加热，则需要 　7　 分钟。【假设热量没有散失完全被水吸收，c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝4.2×107J/m3】 【答案】4.2×105；0.01；7。 【解答】解：水吸收的热量： Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（75℃﹣25℃）＝4.2×105J； 因Q放＝Q吸＝4.2×105J，需要的天然气的体积： V0.01m3； 若这些热量由电功率为1000W的电热器来加热，即W＝Q吸＝4.2×105J，则电热器工作的时间： t420s＝7min。 故答案为：4.2×105；0.01；7。 47．“感恩父母，为天下父母洗脚”，冬季来临，张老师为父母买了一款如图甲所示的电加热足浴盆，在只用加热功能时的简化电路图如图乙所示，电热丝电阻分别为R1，R2，若足浴盆处在“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量有75%被水吸收。请根据说明书提供的信息计算（水的密度ρ水＝1×103kg/m3，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃））。 （1）如果足浴盆中的水位刚好到最高水位，水温由14℃加热到44℃时，水吸收的热量为多少？ （2）水位刚好到最高水位时将水从14℃加热到44℃需用多长时间？ （3）电阻丝R1的阻值为多少？ 足浴盆参数 产品净重 5.5kg 容积（最高水位） 10L 额定功率 800W 保温功率 40W 额定电压 220V 频率 50Hz 【解答】解： （1）由ρ可得，水的质量： m＝ρV＝1.0×103kg/m3×10×10﹣3m3＝10kg， 则水吸收的热量为： Q＝cm（t﹣t0） ＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（44℃﹣14℃） ＝1.26×106J （2）由题意得：ηW＝Q 即75%×W＝1.26×106J 解得：W＝1.68×106J； 由P可得： t2100s； （3）当开关闭合时，R1被短路，此时处于加热状态，由P得， R260.5Ω， S1断开时，饮水机处于保温状态，两电阻串联，由P得， R总1210Ω， 由串联电路的电阻特点可得：R1＝R总﹣R2＝1210Ω﹣60.5Ω＝1149.5Ω。 答（1）如果足浴盆中的水位刚好到最高水位，水温由14℃加热到44℃时，水吸收的热量为1.26×106J； （2）水位刚好到最高水位时将水从14℃加热到44℃需用2100s； （3）电阻丝R1的阻值为1149.5Ω 48．小明家的电炉铭牌上标着“220V，880W”的字样，由于使用了多年，电炉的电阻丝氧化导致实际电功率发生了变化。他把该电炉接在220V的家庭电路中烧水，使初温为20℃、质量为2kg的水升高了40℃，电炉需要工作7min，若电炉产生的热量全部被水吸收。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （1）求水吸收的热量； （2）为了使电炉在220V电压下工作时的电功率恢复到880W，该怎样加入一段新的电阻丝，这段新电阻丝的电阻是多少？ 【解答】解：（1）水吸收的热量： Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×40℃＝3.36×105J； （2）因为电炉产生的热量全部被水吸收，所以电炉消耗的电能： W实＝Q吸＝3.36×105J； 则电炉的实际功率： P800W； 因并联电路电阻越并越小、小于任何一个分电阻，串联电路电阻越串越大、大于任何一个分电阻，所以为恢复电炉的铭牌功率，应与并联一段新电热丝，并联电阻的功率为： P'＝P额﹣P实＝880W﹣800W＝80W， 由P＝UI可知，并联的这段新电阻丝的电阻： R'605Ω。 答：（1）水吸收的热量为3.36×105J； （2）这段新电阻丝的电阻是605Ω。 十八．家庭电路中各元件的连接方式（共2小题） 49．如图所示为某家庭电路实物布线图，该电路各处连接均正确。下列关于该电路的说法正确的是（　　） A．保险盒中的保险丝为铜线 B．按钮开关串联在电灯和零线之间 C．a线是零线，b线是火线 D．三孔插座中最上方插孔必须接地 【答案】D 【解答】解：A、保险盒中的保险丝由电阻率大熔点低的铅锑合金制成，铜导线熔点高，电路中的电流过大时，铜丝不容易熔断，不适合制作保险丝，故A错误； B、按钮开关串联在电灯和火线之间，使开关断开后，灯泡不带电，故B错误； C、由图可知，双孔插座的右孔与a线连接，根据“左零右火”的接线规则可知，a线是火线，b线是零线，故C错误； D、三孔插座中上边的那个孔必须接地，插头插入时，使用电器的金属外壳接地，防止触电事故的发生，故D正确。 故选：D。 50．如图所示是现在一般标准住宅的配电系统方框图，其中导线a、b为进户线，火线是 　a　 ，方框1安装的是 　电能表　 （选填“空气开关”、“电能表”或“用电器”），三孔插座上面孔接 　地线　 （选填“用电器金属外壳”、“零线”或“地线”）。 【答案】a；电能表；地线。 【解答】解：根据电路的组成可知，家庭电路的连接要按照进户线一电能表一总空气开关及漏电保护开关﹣用电器的安装顺序，即在方框1位置安装电能表； 家庭电路中，两条进户线分别为火线和零线，空气开关左边接零线，右边接火线，则a为火线； 根据三孔插座的接法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线可知，图中三孔插座的左孔应接零线，右孔应接火线，上面孔应接地线。 故答案为：a；电能表；地线。 十九．家庭电路的连线作图（共3小题） 51．如图，请将拉线开关控制的灯泡连入家庭电路中。 【答案】 【解答】解：由测电笔的使用方法可知，氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线， 火线首先进入开关，然后再进入灯泡顶端的金属点，零线直接进入灯泡的螺旋套，如图所示： 52．如图为家庭电路中带有开关的电灯和带有保险丝的三孔插座，请按照安全用电原则正确连接电路。 【解答】解：（1）灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全。 （2）三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔与保险丝连接，由于火线是有电的，所以保险丝应该接到火线上。 53．如图甲所示，请用笔画线代替导线，将图中元件接入家庭电路中，要求：①开关控制电灯，②三孔插座单独接入。 【解答】解：灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全。 三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。 二十．家庭电路的故障分析（共3小题） 54．某同学将如图所示的三个灯泡连接在电路里，接线良好，当闭合开关时，三个灯泡都不亮，则（　　） A．甲灯泡丝断了 B．乙灯泡丝断了 C．丙灯泡丝断了 D．都有可能 【答案】D 【解答】解：因三灯为串联电路，故任一盏灯的灯泡断开，都会使电路断开，故无法判断是哪一灯发生了断路； 故选：D。 55．如图家庭电路的熔丝被熔断，为检查电路故障，断开总开关S，将额定电压为220V的灯泡L接在熔断器两端接线柱上，闭合总开关S，下列说法错误的是（　　） A．闭合支路开关，灯泡L和支路用电器串联 B．只闭合支路开关S1，灯泡L和L1发光较暗，则L1所在支路正常 C．只闭合支路开关S2，灯泡L正常发光，则电阻R所在支路正常 D．只闭合支路开关S2，灯泡L不发光，则电阻R所在支路可能断路 【答案】C 【解答】解：A、灯泡L串联在干路上，则闭合支路开关，灯泡L和支路用电器串联，故A正确； B、只闭合支路开关S1，由于灯泡L和L1串联，灯泡L和L1发光较暗，说明灯泡两端电压都小于电源电压，既小于额定电压220V，故发光不正常，所以L1所在支路正常，故B正确； C、只闭合支路开关S2，灯泡L和电阻R串联，灯泡L正常发光，说明灯泡两端电压等于额定电压220V，则电阻R两端没有电压，所以电阻R所在支路一定是短路，故C错误； D、只闭合支路开关S2，灯泡L和电阻R串联，灯泡L不发光，则电路可能处于断路，即电阻R所在支路可能断路，故D正确。 故选：C。 56．家庭电路中，熔断器是在电路超负荷运行或发生　短路　 （短路/断路）时起保护作用的装置。电灯开关断开时，小红用测电笔分别检测开关的两个接线柱，氖管一次发光，一次不发光。据此，小红　不能　 （能/不能）确定该开关接在火线上。开关已经接到火线上，闭合开关，如果只有灯泡的零线断路，测电笔分别检测该灯泡的两个接线柱，则氖管　两次都发光　 （选填：“一次发光，一次不发光”，“两次都发光”，“两次都不发光”）。 【答案】短路；不能；两次都发光。 【解答】解：（1）当电路短路时，电路中的电流就会很大，超过了熔断器的最大电流，则熔断器将会熔断起到对电路的保护作用； （2）使用测电笔辨别火线和零线时，氖管发光，接触的是火线，不发光接触的是零线；开关和灯泡是串联接入的，开关接在零线上，检测该开关的两个接线柱，氖管也会一次发光，一次不发光，所以不能断定开关接在火线上。 （3）开关已经接到火线上，闭合开关，如果只有灯泡的零线断路，即只有火线，所以测电笔分别检测该灯泡的两个接线柱，则氖管都会发光。 故答案为：短路；不能；两次都发光。 二十一．保险丝的功能与使用方法（共2小题） 57．下列关于保险丝的说法中，正确的是（　　） A．家庭电路中保险丝能用铜丝、铁丝代替 B．家庭电路中保险丝在电流过大时能自动熔断，切断电路 C．家庭电路中保险丝接在火线或零线上都可以 D．家庭电路中用电器总功率较小时，无需安装保险丝 【答案】B 【解答】解：A、因铜丝和铁丝的电阻较小、熔点高，若用铜丝、铁丝代替保险丝，在电流过大时相同时间内电流产生的热量较少，不能自动切断电路，所以，当保险丝熔断时，不能用铜丝和铁丝代替保险丝，故A错误； B、据保险丝的作用可知，家庭电路中保险丝在电流过大时能自动熔断，切断电路，故B正确； C、据保险丝的作用可知，从安全用电的角度分析，保险丝应该接到火线上，故C错误； D、不管家庭电路中用电器总功率是大还是小，只要是家庭电路，从安全的角度来说，都需安装保险丝，故D错误； 故选：B。 58．如图所示，小明家的电路中的同一个插排上连接了多个大功率用电器，这此用电器同时工作，一会儿小明家的保险丝就被烧断了。这是因为用电器的总功率过大，导致电路中的电流过大，因电流的　热　 效应而将保险丝熔断。制作保险丝的材料应该具有较　低　 （选填“低”或“高”）的熔点。 【答案】热；低。 【解答】解： （1）不宜同时使用这些大功率用电器，防止电流过大，因电流的热效应而引发火灾； （2）由焦耳定律Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间相同时，电阻越大，熔丝发热越多；熔点低，使熔丝容易被熔断。故保险丝要选择电阻大、熔点低的材料制成。 故答案为：热；低。 二十二．安全用电原则（共2小题） 59．关于生活中的安全用电说法正确的是（　　） A．开关必须接在用电器和火线之间 B．家庭电路中空气开关跳闸，一定是用电器总功率过大 C．测电笔用于检验电路中是否有电流 D．三孔插座损坏后可用两孔插座代替 【答案】A 【解答】解：A、控制用电器的开关与用电器串联，并接在火线和电灯之间。故A正确； B、家庭电路中空气开关跳闸，不一定是用电器总功率过大，也可能是电路中发生了短路。故B错误； C、测电笔是用来辨别火线和零线的装置，故C错误； D、大功率或带有金属外壳的用电器，使用两孔插座，没有接地功能，用电器外壳带电，会危及人身安全。故D错误。 故选：A。 60．如图所示的几种做法中，符合安全用电原则的是（　　） A．掰掉这个长插头后使用 B．用金属棒挑开电线 C．有人触电后先切断电源 D．下雨天在树下躲避雷电 【答案】C 【解答】解：A．三脚插头不能掰掉这个长插头后使用，故A不符合安全用电原则； BC．发现有人触电时应先切断电源，再施救，故B不符合安全用电原则，C符合安全用电原则； D．雷雨天在大树下避雨容易发生触电，所以应避免在大树下避雨，故D不符合安全用电原则。 故选：C。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 $