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北师大版九年级全册第十三章 电功和电功率综合与测试单元测试当堂达标检测题
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第十三章 电功和电功率 单元测试
一．选择题（共20小题，满分40分，每小题2分）
1．（2分）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，小灯泡L的实际功率为1W．下列说法错误（ ）
A．只闭合开关S1时，小灯泡L 的电阻为4Ω
B．再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2A
C．再闭合开关S2时，电路总功率为1.4W
D．再闭合开关S2后，在1min 内电阻R产生的热量为240J
【答案】D。
【解析】A、只闭合 S1时，电路为小灯泡L的简单电路，L 的实际功率为 1W，根据P＝UI可知，
在甲图L的图线上找符合U、I乘积为 1W 的坐标，则有：UL＝2V，IL＝0.5A，
则小灯泡 L 的电阻：RL＝＝＝4Ω，故 A 正确；
B、由 A 选项分析得，电源电压U＝UL＝2V，再闭合 S2后，此时R、L并联接入电路，电流表测干路中的电流，
电压为 2V，在甲图中找出 R 此时对应电流为0.2A，则电流表示数增大0.2A，故B正确；
C、电源电压为 2V，R的电流为 IR＝0.2A，L 的电流为IL＝0.5A，
电路中总电流为 I＝IR+IL＝0.2A+0.5A＝0.7A，
则电路总功率：P＝U总I总＝2V×0.7A＝1.4W，故 C 正确；
D、再闭合 S2时，电阻R的电压为 2V，电流为 0.2A，
通电 1min 产生热量：Q＝W＝UIt＝2V×0.2A×60s＝24J，故D错误。
2．（2分）把一个标有“10V3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ）
A．60J B．36J C．30J D．6J
【答案】D。
【解析】（1）由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流：
IL＝＝＝0.3A；
（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，且小灯泡正常发光，
所以，R两端的电压：
UR＝U﹣UL＝12V﹣10V＝2V，
因串联电路中各处的电流相等，该电路工作10s定值电阻产生的热量：
Q＝W＝URIt＝2V×0.3A×10s＝6J。
3．（2分）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示。把它们串联在电路中，如图（乙）所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.2A，则电源电压和元件B的电功率分别是（ ）
A．2.0V 0.8W B．4.5V 0.5W C．2.5V 1.0W D．4.5V 1.0W
【答案】B。
【解析】∵电路元件A和B串联，
∴IA＝IB＝0.2A，
由图象可知：此时UA＝2.0V，UB＝2.5V；
电源的电压U＝UA+UB＝2.0V+2.5V＝4.5V；
元件B的电功率PB＝UBIB＝2.5V×0.2A＝0.5W。
4．（2分）标有“6V1.5W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的三只灯泡串联起来，接在12V的电源两端，灯泡的电阻及实际功率约为（ ）
A．24Ω 0.67W B．20Ω 0.8W C．24Ω 0.96W D．20Ω 0.67W
【答案】B。
【解析】因为三只灯泡串联且规格相同，则它们的电流和电阻都相同，所以这三只灯泡两端的电压都相同，根据串联电路电压规律可知，每只灯泡两端的电压都为4V；
由图象可知，当U＝4V时，I＝0.2A，
则小灯泡的电阻：R＝＝＝20Ω，
小灯泡的电功率：P＝UI＝4V×0.2A＝0.8W。
5．（2分）将如图甲所示的电热水瓶，接入家庭电路中单独工作时，观察到电能表（如图乙）的转盘转6转用时1min。下列关于电能表和电热水瓶的说法正确的是（ ）
A．电能表应接在空气开关和用电器之间
B．该电能表所在家庭电路用电器同时工作时总功率不能超过2200W
C．电热水瓶的实际功率是600W
D．若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，说明它们之间是串联的
【答案】C。
【解析】A、电能表是用来测量电路中用电器消耗电能的仪表，应接在空气开关之前，故A错；
B、由表盘信息可知，电能表允许通过的最大电流I＝20A，工作电压为220V，该电能表所在家庭电路用电器同时工作时最大总电功率P＝UI＝220V×20A＝4400W，故B错；
C、600revs/1kW•h表示每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转600转，则转6转消耗的电能W＝kW•h＝0.01kW•h，实际功率P＝＝＝0.6kW＝600W，故C正确；
D、若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，说明它们之间互不影响，是并联的，故D错。
6．（2分）下列关于电能的说法正确的是（ ）
A．可以通过电流表把电能直接测量出来
B．电能的单位是“度”，学名叫做千瓦
C．消耗电能越多的用电器，电功率就越大
D．消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同
【答案】D。
【解析】A、电流表只能测量通过用电器的电流，电能表能够测量用电器消耗电能的多少。故A错误；
B、电能的常用单位是“度”，学名是千瓦时。故B错误；
C、由公式P＝知，用电器消耗电能较多，通电时间不确定，功率大小不能确定。故C错误；
D、消耗电能相同的电风扇和电烙铁，电风扇产生的热量远小于电烙铁产生的热量。故D正确。
7．（2分）如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A，B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1＝R2＝R3．小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，下列说法正确的是（ ）
A．此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B．通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
C．电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
D．通电后，A管的液面将会比B管的液面高
【答案】D。
【解析】由题知，电阻丝的电阻R1＝R2＝R3；
A、装置中R2、R3并联后再与R1串联，通过R1的电流I1＝I2+I3，而I2＝I3，所以右边容器中通过R3的电流I3是左侧通过R1电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，故A错误；
B、由图知，通过R1的电流I1＝I2+I3，而I2＝I3，所以通过电阻R1和R2的电流不相等，故B错误；
C、已知R1＝R2＝R3，所以R2、R3并联后的总电阻是R2＝R1，由于串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比，所以电阻R1两端的电压大于R2两端的电压，故C错误；
D、左右两容器中的电阻相同，而通过电阻R1的电流大于R2的电流，通电时间相同，由Q＝I2Rt可知，A容器中电阻R1产生的热量多，则A管的液面将会比B管的液面高，故D正确。
8．（2分）如图所示，在接线柱间接入熔丝和铜丝，熔丝电阻大于铜丝。接通电源，闭合开关S，依次闭合各小灯泡支路的开关，可以看到电流表的示数逐渐增大；再闭合电炉丝支路的开关时，会发现熔丝被熔断。下列说法正确的是（ ）
①实验说明电路超负荷运行会引起安全事故
②实验中通过熔丝的电流大于铜丝
③通电相同的时间，熔丝所产生的热量多于铜丝
④随着支路开关依次闭合，熔丝最终熔断说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关
A．只有①② B．只有①③④ C．只有②③④ D．①②③④都正确
【答案】B。
【解析】①由图知，小灯泡和电炉丝是并联的，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以同时工作的用电器越多，干路电流越大，干路导线产生的热量越多，达到一定程度，会引起熔丝熔断，甚至引发安全事故。故①正确；
②串联电路电流处处相等，熔丝和铜丝是串联在干路中的，所以通过熔丝的电流等于通过铜丝的电流。故②错误；
③已知熔丝电阻大于铜丝，通过的电流相同，由焦耳定律Q＝I2Rt知，在相同时间，熔丝产生的热量多。故③正确；
④并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，随着支路开关依次闭合，干路电流逐渐增大，熔丝最终熔断，说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关。故④正确。
9．（2分）如图所示的电路，电源电压保持不变，小灯泡额定电压为4V（小灯泡电阻不随温度变化）。闭合开关Sl断开开关S2，在滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中，电压表示数变化范围是：2V﹣6V电流表示数变化范围是：0.4A﹣1.2A；闭合开关S2，断开开关S1，当滑动变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光，则小灯泡的额定功率是（ ）
A．0.4W B．0.8W C．1.2W D．1.6W
【答案】D。
【解析】（1）由图知，闭合开关Sl断开开关S2，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量定值电阻两端电压。
当滑片在a端时，滑动变阻器全部接入电路，此时电路电流最小，为I小＝0.4A，
因为串联电路用电器两端电压与其阻值成正比，所以此时R2两端电压最小，为U2小＝2V，
因为I＝，
所以R2＝＝＝5Ω；
设电源电压为U，则U＝I小（R1+R2），
即U＝0.4A（R1+5Ω）﹣﹣①；
当滑片在b端，滑动变阻器断路，电路只有R2，此时电压表示数最大，也就是电源电压，
所以U＝U最大＝6V﹣﹣②
①②结合，得6V＝0.4A（R1+5Ω），
解得R1＝10Ω；
（2）闭合开关S2，断开开关S1，小灯泡与滑动变阻器串联。
当滑动变阻器的滑片P在中点时，已知小灯泡正常发光，所以小灯泡两端电压为U额＝4V，
所以滑动变阻器两端电压为U中＝U﹣U额＝6V﹣4V＝2V，
滑动变阻器接入电路电阻为R中＝R1＝×10Ω＝5Ω，
此时通过灯泡电流为I额＝I中＝＝＝0.4A，
所以灯泡额定功率为P额＝U额I额＝4V×0.4A＝1.6W。
10．（2分）有两只灯泡L1、L2，分别标有“220V 100W”和“220V 40W”的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是（ ）
A．两灯正常发光时，L1的电阻较大
B．两灯并联接入220V的电路，L1、L2消耗功率之比是2：5
C．两灯串联接入220V的电路，L1消耗的功率小于25W
D．两灯串联接入220V的电路，两灯泡消耗总功率大于40W小于100W
【答案】C。
【解析】（1）由P＝UI＝可得，两灯泡正常发光时的电阻分别为：
R1＝＝＝484Ω，R2＝＝＝1210Ω，
则R1＜R2，即L1的电阻较小，故A错误；
（2）两灯并联接入220V的电路，它们两端的电压等于220V，均能正常发光，
则L1、L2消耗功率之比P1：P2＝100W：40W＝5：2，故B错误；
（3）两灯串联接入220V的电路时，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流I＝＝＝A，
L1消耗的功率P1′＝I2R1＝（A）2×484Ω≈8.2W＜25W，故C正确；
两灯泡消耗总功率P＝UI＝220V×A≈28.6W＜40W，故D错误。
11．（2分）某建筑工地需要架设临时供电线路，实现照明和电加热功能，其简化电路如图所示，供电处电压U不变，从供电处到工地用长导线（有电阻）连接。闭合开关S1、S2时，加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较，下列说法正确的是（ ）
A．照明灯亮度不变
B．照明灯亮度变暗
C．相同时间内长导线上消耗的电能不变
D．相同时间内整个供电线路消耗的电能减少
【答案】D。
【解析】设长导线的电阻为R0，由图知，
AB、闭合开关S1、S2时，灯泡与加热器并联后再与R0串联，设此时灯泡两端电压为UL，
断开开关S2时，灯泡与R0串联，设此时灯泡两端电压为UL′；
由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，
所以，断开开关S2时，灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻，
导线的电阻不变，因灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻，根据串联电路的分压规律可知，灯泡两端的电压变大，即UL′＞UL，
灯泡的电阻可认为不变，由P＝知，PL′＞PL，即断开开关S2时，灯泡的实际功率变大，所以灯泡变亮；故A、B错误；
C、由前面解答可知，断开开关S2时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由欧姆定律知，电路中电流减小，导线的电阻不变，由公式W＝I2Rt知，单位时间内长导线上消耗的电能减少，故C错误；
D、断开开关S2时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由W＝•t知，单位时间内整个供电线路消耗的电能减少，故D正确。
12．（2分）甲、乙两个小灯泡上分别标有“6V 3W”和“4V 2W”字样，现在把它们按不同方式接在不同电路中（不考虑灯丝电阻的变化），下列判断错误的是（ ）
A．若把它们并联在4V电路中，乙灯正常发光
B．若把它们并联在4V电路中，甲灯比乙灯亮
C．若把它们串联在10V电路中，两灯都可以正常发光
D．若把它们串联在10V电路中，甲灯比乙灯亮
【答案】B。
【解析】由P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为：
I甲＝＝＝0.5A，I乙＝＝＝0.5A，
由I＝可得，两灯泡的电阻分别为：
R甲＝＝＝12Ω，R乙＝＝＝8Ω。
AB、两灯泡并联在4V电路中时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡正常发光，
所以，只有乙灯泡能正常发光，其实际功率为P乙实＝P乙＝2W；
甲灯泡不能正常发光，其实际功率为P甲实＝＝≈1.33W＜P乙实，
所以乙灯比甲灯亮，故A正确，B错误；
CD、两灯泡串联在10V电路时，
两灯的总电阻为R＝R甲+R乙＝12Ω+8Ω＝20Ω，
此时电路中的电流为I串＝＝＝0.5A，
因串联电路中各处的电流相等，且此时的电流与两灯泡的额定电流相等，
所以，两灯泡可以同时正常发光；
此时两灯实际功率都等于各自的额定功率，因为P甲＞P乙（即3W＞2W），所以甲灯较亮，故C、D正确。
13．（2分）如图甲所示电路的电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，图乙是小灯泡的I﹣U图象。闭合开关S后，下列判断正确的是（ ）
A．滑动变阻器的滑片P向左滑动时，灯泡变暗
B．电流表示数为0.4A时，灯泡的电阻是25Ω
C．电压表示数为2.5V时，小灯泡的功率是1.25W
D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率是0.25W
【答案】D。
【解析】A、由图可知，闭合开关S后，灯泡与变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，
滑片P向左滑动时，电路中的电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据P＝I2R可知灯泡的实际功率增大，则灯泡变亮，故A错误；
B、由灯泡的I﹣U图象可知，当电流为0.4A时，灯泡的电压为1V，
由欧姆定律可得，灯的电阻：
RL＝＝＝2.5Ω，故B错误；
C、电压表示数为2.5V时，由串联电路电压的规律，灯的电压为：UL′＝U﹣U滑′＝3V﹣2.5V＝0.5V，
由图象可知，灯的电压为0.5V时电流为0.3A，则小灯泡的功率：
PL′＝UL′I′＝0.5V×0.3A＝0.15W，故C错误；
D、小灯泡的电压等于额定电压2.5V时，灯正常发光，由图象可知灯的额定电流为0.5A，
根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为：U滑＝U﹣UL额＝3V﹣2.5V＝0.5V，
此时滑动变阻器的功率：
P滑＝U滑I滑＝0.5V×0.5A＝0.25W，故D正确。
14．（2分）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I﹣U图线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B．甲、乙两灯的额定功率之比为4：1
C．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3：2
D．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1：3
【答案】D。
【解析】A．由甲、乙曲线图可知，灯泡的电阻随电压的增大而增大。故A错误；
B．由于甲、乙两灯的额定电压均为6V，由图象可知：I甲额＝0.6A，I乙额＝0.3A，
则：＝＝＝＝，故B错误；
C、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，由图象可知：I甲＝0.3A，I乙＝0.2A，根据I＝可得电阻之比；＝＝＝＝，故C错误；
D．把甲、乙两灯串联接在8V的电源上时，通过它们的电流相等，且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和，由图象可知，当电路中的电流为0.3A，甲灯的实际电压为2V，乙灯的实际电压为6V时满足电源电压为8V，所以实际功率之比：P甲：P乙＝U甲I：U乙I＝2V：6V＝1：3，故D正确。
15．（2分）如图电路中，R1：R2＝2：3，开关闭合后，电路的总功率为P0．若将R1的阻值增大2Ω，R2的阻值减小2Ω，电路的总功率仍为P0；若将R1的阻值减小2Ω，R2的阻值增大2Ω，电路的总功率为P；则P：P0等于（ ）
A．3：2 B．4：3 C．5：4 D．6：5
【答案】A。
【解析】由图知，两个滑动变阻器并联；由题意知，R1：R2＝2：3，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①开关闭合后，电路的总功率：P0＝+，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②若将R1的阻值增大2Ω，R2的阻值减小2Ω，电路的总功率：P0＝+，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由以上①②③式可解得：R1＝4Ω，R2＝6Ω；
将R1＝4Ω，R2＝6Ω代入①式可得：P0＝+＝+﹣﹣﹣﹣﹣﹣④若将R1的阻值减小2Ω，R2的阻值增大2Ω，此时电路的总功率：P＝+＝+﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
由④⑤两式可解得：P：P0＝（+）：（+）＝3：2。
16．（2分）小明按图甲连接电路，闭合开关，灯泡L1的功率为P1．他将一个阻值大于L1的灯泡L2串联接入电路（如图乙），闭合开关后，L1、L2的功率分别为P1'、P2'（不计温度对灯泡电阻的影响，电源电压恒定），下列关系式正确的是（ ）
A．P2'＞P1'＞P1 B．P2'＞P1＞P1' C．P1＞P2'＞P1' D．P1＞P1'＞P2'
【答案】C。
【解析】（1）甲电路灯泡两端电压为电源电压U1，电阻为R1，灯泡的功率为P1＝；
（2）乙中L1、L2的电压U1′、U2′的和为电源电压U1，P1′＝，因为U1′＜U1，故P1′＜P1；
因为是串联电路，所以电流相等，R2的电阻大于R1的电阻，
根据P＝I2R知，P2'＞P1'
（3）因为P1＝、P2′＝、U2′＜U1、R2＞R1，
所以P1＞P2'。
综合分析：P1＞P2'＞P1'。
17．（2分）如图电路，电源电压为12V且保持不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J．则下列结果正确的是（ ）
A．电路中的最大电流为1A
B．滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消耗的电能为60J
C．滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8：1
D．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9
【答案】D。
【解析】根据电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压；
滑片从中点到b端时，变阻器接入电路的阻值增大，由串联分压的规律可知，电压表示数（变阻器的电压）将增大，电压表示数增大了2V，即滑片在b点时电压表的示数为4V+2V＝6V；
在10s内定值电阻R1产生的热量为36J，由Q＝t可得R1的阻值：
R1＝t＝×10s＝10Ω；
A、当滑片在a点时，变阻器接入电路的阻值为0，电路中的电流最大，
则电路中的最大电流：I最大＝＝＝1.2A，故A错误；
B、串联电路中各处的电流相等，滑片在中点时，电路中的电流：I＝＝＝0.8A，
10s内滑动变阻器R消耗的电能：W滑＝U滑It＝4V×0.8A×10s＝32J，故B错误；
C、当滑片在b点时，变阻器接入的阻值最大，电路中的电流最小，电路中的最小电流：I最小＝＝＝0.6A，
由P＝UI可得，滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比：＝＝，故C错误；
D、由P＝UI可得，R1先后两次消耗的电功率之比：＝＝，故D正确。
18．（2分）（2018•宁夏）甲灯泡标有“22V 2W“，乙灯泡标有“220V 100W”，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是（ ）
A．甲灯泡的功率一定小于乙灯泡的功率
B．甲灯泡消耗的电能一定小于乙灯泡消耗的电能
C．两灯串联在电路中，甲灯泡一定比乙灯泡亮
D．两灯并联在电路中，甲灯泡一定比乙灯泡亮
【答案】D。
【解析】A、由灯泡铭牌可知甲灯泡的额定功率小于乙灯泡的额定功率，但甲灯泡的实际功率不一定小于乙灯泡的实际功率，故A错误；
B、由P＝可知，消耗的电能由实际功率和时间决定，因不知时间关系，所以不能确定消耗电能的多少，故B错误；
C、由P＝可得，两灯的电阻分别为：
R甲＝＝＝242Ω，R乙＝＝＝484Ω，
比较可知R甲＜R乙；串联电路电流处处相等，由P＝I2R可知，两灯泡串联时，它们的实际功率P甲＜P乙，则甲灯泡一定比乙灯泡暗，故C错误；
D、两灯并联在电路中，两灯泡的电压相同，且R甲＜R乙；由P＝可知，P甲＞P乙，则甲灯泡一定比乙灯泡亮，故D正确；
19．（2分）如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大
B．电流表的示数允许变化范围是0.1～0.25A
C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24～50Ω
D．电路的最大电功率是2.5W
【答案】B。
【解析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大时，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，即电流表示数变小；根据U＝IR可知灯泡两端的电压变小，即电压表示数变小；故A错误；
（2）根据P＝UI可得，灯的额定电流：IL额＝＝＝0.25A，因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，所以，电路中的最大电流为Imax＝0.25A，由I＝可得，灯泡的电阻：
RL＝＝＝10Ω，电路中的总电阻：Rmin＝＝＝24Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑min＝Rmin﹣RL＝24Ω﹣10Ω＝14Ω；故C错误；该电路的最大功率：Pmax＝UImax＝6V×0.25A＝1.5W，故D错误；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，此时电路中的电流：
Imin＝＝＝0.1A，
则电流表示数的变化范围是0.1A～0.25A，故B正确。
20．（2分）如图电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻R1的功率为0.8W；当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，电压表的示数变化了1V．下列结果正确的是（ ）
A．电源电压为8V B．R1的阻值为20Ω
C．电路前后电流之比为1：3 D．电路总功率变化了1.2W
【答案】D。
【解析】（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端的电压，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，当滑片在B处时，电路中的电流：
I1＝，
则滑动变阻器两端的电压：
U2＝I1×R2＝×R2＝4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由图知，当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，滑动变阻器的电阻减小，由串联分压的规律可知，电压表的示数减小，即此时滑动变阻器两端电压为U2＝4V﹣1V＝3V，
同理可得，此时滑动变阻器两端的电压：U2′＝×＝3V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
用①式比②式可得：＝，
解得：R2＝2R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
将③代入①式可得：＝4V，
解得：U＝6V，故A错误；
（2）当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻两端的电压为U1＝6V﹣4V＝2V，
此时定值电阻R1的功率为0.8W，即；P1＝＝＝0.8W，
解得：R1＝5Ω，
则R2＝2R1＝2×5Ω＝10Ω，故B错误；
（3）电路前后电流之比为I1：I2＝：＝：＝，故C错误；
（4）电路总功率变化了：△P＝P2总﹣P1总＝﹣＝﹣＝1.2W，故D正确。
二．填空题（共5小题，满分10分，每小题2分）
21．（2分）如图所示装置是用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟 电流 的关系。若通过甲容器内电阻的电流为1A，通电3min甲容器内电阻产生的热量为 900 J；若将乙容器外的电阻放入乙容器内，该装置可用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟 电阻 的关系。
【答案】电流；900；电阻。
【解析】由图知，两电阻串联，通过的电流相同，定值电阻的阻值不同，已知通电时间相同，所以探究的是电流产生热量与电阻大小的关系；
通电3min，电流通过甲电阻产生的热量：
Q2＝I2R2t＝（1A）2×5Ω×3×60s＝900J；
右侧电阻丝与容器外电阻并联后再与左侧电阻丝串联，左电流大小等于右侧电阻丝与容器外电阻的电流之和，如将容器外的电阻也放入右侧容器中，由于电流相等，实验装置探究电流产生热量与电阻的关系。
22．（2分）一台直流电动机额定电压为220V，其电阻为1Ω．正常工作时通过的电流为20A，则该电动机的额定功率是 4.4 kW，电动机连续正常工作10min，电动机因本身有电阻而发热损失的电能为 2.4×105 J。
【答案】4.4；2.4×105。
【解析】（1）电动机的额定功率：P＝UI＝220V×20A＝4400W＝4.4kW；
（2）电动机因本身有电阻而发热损失的电能为：Q＝I2Rt＝（20A）2×1Ω×600s＝2.4×105 J。
23．（2分）一款电热水壶工作时有两档，分别是加热档和保温档，其工作原理如图所示（虚线框内为电热水壶的发热部位）。已知R1＝44Ω，R2＝2156Ω，当开关S置于 2 （选填“1”或“2”）时电热水壶处于加热档，电热水壶在保温状态下的电功率为 22 W。
【答案】2；22。
【解析】由电路图可知，开关S置于1时R1与R2串联，开关S置于2时电路为R1的简单电路，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，开关S置于2时，电路的总电阻最小，
电源的电压一定时，由P＝UI＝可知，电路的总功率最大，电热水壶处于加热档；
则开关S置于1时，R1与R2串联，电热水壶处于保温档，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电热水壶在保温状态下的电功率：
P＝＝＝22W。
24．（2分）两个电路元件甲和乙的电流与电压的关系如图所示。若将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端，元件甲和乙消耗的总功率为 1.2 W；若将它们串联后接在电压为3V的电源两端，元件甲和乙消耗的总功率为 0.6 W。
【答案】1.2；0.6。
【解析】（1）将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，U甲＝U乙＝U＝2V，
由图象可知，通过两元件的电流分别为I甲＝0.4A、I乙＝0.2A，
因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甲+I乙＝0.4A+0.2A＝0.6A，
则元件甲和乙消耗的总功率：
P＝UI＝2V×0.6A＝1.2W；
（2）若将它们串联后接在电压为3V的电源两端时，
因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，
所以，由图象可知，I′＝0.2A、U甲′＝1V、U乙′＝2V时符合，
则元件甲和乙消耗的总功率：
P′＝U′I′＝3V×0.2A＝0.6W。
25．（2分）教室里的电灯是 并联 连接的（选填“串联”或“并联”），工作时将 电 能转化为其他形式的能；标有“220V 100W”字样的电灯正常工作8小时，耗电 0.8 度。
【答案】并联；电；0.8。
【解析】（1）教室中多个电灯，工作时互不影响，是并联连接的。
（2）用电器工作时将电能转化为其他形式的能，故电灯工作时将电能转化为其他形式的能。
（3）由P＝可得，该电灯正常工作8小时消耗的电能：
W＝Pt＝0.1kW×8h＝0.8kW•h＝0.8度。
三．实验探究题（共5小题，满分25分，每小题5分）
26．（5分）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压6V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V（电阻约为8Ω）。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整（要求滑片向左移动时灯泡变亮）。
（2）闭合开关前，应将滑片移到 B 端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关，发现灯泡不亮，移动滑片灯泡仍不亮。突然小芳的文具盒掉到桌上，灯泡亮了。小明敲了几下桌子，灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是 D 。
A．开关短路
B．灯泡短路
C．电压表断路
D．灯泡接触不良
（4）排除故障，再次闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为 2.5 V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 0.75 W。
（5）现有规格为“10Ω 2A”、“20Ω 1A”和“50Ω 0.2A”的甲、乙、丙三个滑动变阻器，为了实验的顺利进行，小明应在其中选择 20Ω 1A 接入电路。
（6）小芳利用图甲装置 不能 （选填“能”或“不能“）做“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”的实验。
【答案】（1）见下图；（2）B；（3）D；（4）2.5；0.75；（5）20Ω 1A；（6）不能。
【解析】（1）滑动变阻器要采取“一上一下”的连接方式，滑片向左移动时灯泡变亮，电流增大，电阻减小，接左下接线柱，如图所示：
（2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即B端；
（3）灯泡有时候发光，有时候不发光，说明灯泡没有损坏，是接触不良，故D符合题意；
【答案】D；
（4）当灯泡两端的电压为额定电压时即电压表的示数为2.5V时，灯泡正常发光；
电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，
灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（5）实验中，要测出额电功率，要保持小灯泡两端的电压为额定电压（小灯泡的电阻约为8Ω），所需变阻器的阻值最大，
电路中的电流为I＝＝＝0.3125A，则R滑＝＝＝＝11.2Ω＞10Ω，应该选择“20Ω 1A”的变阻器，而“50Ω 0.2A”的电流太小，不合适；
（6）要探究电流与电压的关系，需保持电阻不变，而灯丝随温度的升高而增大，不是定值，不能探究电流与电压的关系。
27．（5分）在“测量小灯泡电功率”的实验中，所用小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）如图甲所示是小军已经连接的部分实验电路，在连接电路时，小军操作上出现的错误是 开关没有断开 。
（2）请你用笔画线代替导线在答题卡上帮小军将图甲所示的实物电路连接完整。
（3）连接完实验电路，检查无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表、电压表的示数都为零。出现这种现象的原因可能是 D 。
A．小灯泡短路 B．小灯泡开路 C．变阻器短路 D．变阻器开路
（4）排除上述故障后，闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡两端电压略高于2.5V，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。接下来，将滑动变阻器的滑片向 B （选填“A”或“B”）端移动，使小灯泡正常发光，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。
（5）继续调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压略低于、低于2.5V，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压I﹣U关系图象，过此图线上任一点M分别做两坐标轴的平行线如图乙所示，它们与两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的 实际电功率 。
【答案】（1）开关没有断开；（2）如上；（3）D；（4）B；（5）实际电功率。
【解析】（1）为保护电路，在连接电路时，开关应断开，故小军操作上出现的错误是没有断开开关；
（2）灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，变阻器按一上一下接入电路中，如下所示：
（3）A．若小灯泡短路，电路为通路，电流表有示数，不符合题意；
B．若小灯泡开路，则电压表串联在电路中测电源电压，电压表示数即为电源电压，不符合题意；
C．若变阻器短路，则电流表示数，电压表示数即为电源电压，不符合题意；
D．若变阻器开路，整个电路断路，灯不发光，两表都没有示数，符合题意；
故选D；
（4）灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向； 灯在额定电压下正常发光，2.5V大于灯的额定电压2.5V，应减小灯的电压，根据串联电路电压的规律，应增大变阻器的电压，由分压原理，应增大变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B端移动，直到电压表示数为额定电压，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数；
（5）根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压I﹣U关系图象，过此图线上任一点M分别做两坐标轴的平行线，它们与两坐标轴围成的矩形的面积等于UI，根据P＝UI，故两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的实际电功率。
28．（5分）在“测定小灯泡额定功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V。
（1）请在图甲中用笔画线代替导线，完成电路连接；
（2）闭合开关，在将滑动变阻器的滑片从一端缓慢移到另一端的过程中，发现电压表示数U与滑片移动距离x的关系如图乙所示，电压调节非常不方便，这是由于选用了以下提供的 A （选填“A”或“B”）滑动变阻器；可供选用的滑动变阻器：滑动变阻器A（阻值范围0～500Ω，滑片行程10cm）滑动变阻器B（阻值范围0～50Ω，滑片行程10cm）
（3）换用另一个滑动变阻器并接通电路后，移动滑片，当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡额定功率为 1.9 W；
（4）小明想换用其他规格的小灯泡再做该实验，但他操作有误，在未断开开关的情况下，直接将小灯泡从灯座上拔出，那么拔出小灯泡后电压表的示数情况是 有较大示数 电流表的示数情况是 示数为零 （以上两空选填“示数为零”或“有较大示数”）；
（5）实验完成后同学们在老师的提醒下结合图的电路图进行了误差 分析：因实验中实际提供的电压表内阻并非无穷大且在测量时有明显的电流通过，会造成电流表所测电流 大于 （选填“大于”或“等于”或“小于”）灯泡中的实际电流，从而导致实验中灯泡额定功率的测量值 大于 （选填“大于”或“等于”或“小于”）真实值。
【答案】（1）如下图；（2）A；（3）0.9；（4）有较大示数；示数为0；（5）大于；大于。
【解析】（1）变阻器按一上一下接入电路中与灯串联，小灯泡的额定电压为3.8V，故电压表选用大量程与灯并联，如下所示：
（2）由图乙可知，滑片移动时灯泡两端电压的变化开始很不明显，说明滑动变阻器选择阻值较大，选择的是A；
（3）图丙中，电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.5A，灯的额定功率为：
P＝UI＝3.8V×0.5A＝1.9W；
（4）未断开开关的情况下，直接将小灯泡从灯座上拔出，此时电压表串联接入电路中，电压表测量的是电源电压，电压表的示数情况是有较大示数；电流表的示数情况是示数为零；
（5）电压表与灯并联，电压表测量的电压是准确的，因实验中实际提供的电压表内阻并非无穷大且在测量时有明显的电流通过，根据并联电路电流的规律，会造成电流表所测电流大于灯泡中的实际电流，根据P＝UI，从而导致实验中灯泡额定功率的测量值大于真实值。
29．（5分）小韩用如图1甲所示的电路测量小灯泡的电功率，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为10Ω。
（1）用笔画线表示导线，选好电流表量程，将图甲电路连接完整
（2）闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于 C （选填“C”或“D”）端。
（3）闭合开关后，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数为3V，产生该现象的原因可能是小灯泡 断路 （选填“短路”或“断路”）。
（4）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表示数如图1乙所示，此时小灯泡两端的电压为 2.2 V，若要测量小灯泡的额定功率，此时应将滑动变阻器的滑片P向 D （选填“C”或“D”）端移动，根据该同学实验得到的如图2所示的I﹣U图象，小灯泡的额定功率为 0.5 W。
（5）小韩还想用标有“600res/（kW•h）”的电能表测出一个电灶的电功率。测量时关闭其他用电器，只让电灶单独工作，发现6min电能表的转盘转过120r，则这段时间电灶消耗的电能是 7.2×105 J，电灶的功率为 2000 W。
【答案】（1）如上；（2）C；（3）断路；（4）2.2；D；0.5；（5）7.2×105；2000。
【解析】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯正常发光时的电流约为：
I＝＝＝0.25A；故电流表选用小量程与灯串联，如下所示：
（2）闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的C端。
（3）若灯泡短路，则电压表示数为0，电路为通路，灯泡发光，电流表有示数，不符合题意；
若灯泡断路，灯泡不发光，则电流表示数为0，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，符合题意；
故闭合开关后，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数为3V，产生该现象的原因可能是小灯泡断路；
（4）图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V；
灯在额定电压下正常发光，2.2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向D移动，直到电压表示数为额定电压；
根据该同学实验得到的如图2所示的I﹣U图象知，灯在额定电压下的电流为0.2A，小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（5）转盘转动120转，电灶消耗的电能：
W＝120×kW•h＝0.2kW•h＝0.2×3.6×106J＝7.2×105J；
电灶的功率：
P＝＝＝2kW＝2000W。
30．（5分）某实验小组用图甲所示电路测量小灯泡的电功率。实物中，小灯泡标有“3.8V”，滑动变阻器标有“12Ω 1.5A”，电源电压6V。
（1）请用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将图乙的实物电路连接完整，使滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变暗。
（2）小明同学负责实物连线，他连接好最后一根导线时，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。
小明连线过程中肯定出现的错误是 连接电路时没有断开开关，没有将变阻器的最大电阻连入电路中 。
还可能出现了以下错误中的 C （填字母序号）。
A．电压表串联在了电路中
B．电流表并联在了小灯泡两端
C．连接滑动变阻器时，用了C、D两个接线柱
D．连接滑动变阻器时，用了A、B两个接线柱
（3）小灯泡熄灭后，发现电压表有示数，该示数接近 6 V。
（4）更换上完全相同的小灯泡，正确连好电路，通过完全正确的操作获得数据如表。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
2.0
3.0
3.8
4.2
电流I/A
0.33
0.34
0.40
0.42
小灯泡亮度
不亮
较暗
正常
较亮
小灯泡电阻
6.0
8.8
9.5
10.0
由表中数据可知小灯泡正常工作时的功率为 1.52 W。
从表中数据还可以看出小灯泡的电阻随温度升高而 变大 。
（5）小明还想测量小灯泡不亮时的电阻，但是无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡两端的电压也不能低于2V．经过分析，至少有两种方案可行：一是，其它条件均不变时，换用总阻值较 大 的滑动变阻器；二是，其它条件均不变时，换用电压较 小 的电源。
【答案】（1）如下所示；（2）连接电路时没有断开开关，没有将变阻器的最大电阻连入电路中；C；（3）6；（4）1.52；变大；（5）大；小。
【解析】（1）灯的电压为3.8V，故电压表选用大量程与灯并联，滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变暗，故变阻器右下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）连接电路时没有断开开关，没有将变阻器的最大电阻连入电路中；
连接电路时没有断开开关，没有将变阻器的最大电阻连入电路中
A．若电压表串联在了电路中，闭合开关后，电流很小，灯不发光，不符合题意；
B．电流表并联在了小灯泡两端，灯不发光，不符合题意；
C．连接滑动变阻器时，用了C、D两个接线柱，则变阻器连入电路的电阻为0，灯的电压为电源电压，符合题意；
D．连接滑动变阻器时，用了A、B两个接线柱；变阻器最大电阻连入电路中，电路的电流较小，灯发光较暗，不符合题意；
故选C；
（3）小灯泡熄灭后，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数接近6V；
（4）灯在额定电压下正常发光，由表中数据可知小灯泡正常工作时的功率为：
P＝UI＝3.8V×0.4A＝1.52W；
从表中数据还可以看出小灯泡的电阻随温度升高而变大；
（5）小明还想测量小灯泡不亮时的电阻，但是无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡两端的电压也不能低于2V，说明变阻器的最大电阻太小（或电源电压太高），经过分析，至少有两种方案可行：一是，其它条件均不变时，换用总阻值较大的滑动变阻器；二是，其它条件均不变时，换用电压较小的电源。
四．计算题（共5小题，满分25分，每小题5分）
31．（5分）如图所示是调温型电熨斗的简化电路图，它的工作电压为220V．R1和R2均为电熨斗底板中的加热元件，R2的阻值为61.6Ω，只闭合S1时为低温档，电功率为440W．同时闭合S1和S2时为高温档，试求：
（1）低温档工作时，电路中的电流是多少？
（2）电阻R1的阻值是多少？
（3）高温档的电功率是多少？
【答案】见解析
【解析】（1）只闭合S1时为低温档，电功率为440W，
由P＝UI可得，电路中的电流：
I＝＝＝2A；
（2）只闭合S1时，R1与R2串联，电熨斗处于低温档，
由I＝可得，电路的总电阻：
R＝＝＝110Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电阻R1的阻值：
R1＝R﹣R2＝110Ω﹣61.6Ω＝48.4Ω；
（3）同时闭合S1和S2时，电路为R1的简单电路，电熨斗处于高温档，
则高温档的电功率：
P高＝＝＝1000W。
答：（1）低温档工作时，电路中的电流是2A；
（2）电阻R1的阻值是48.4Ω；
（3）高温档的电功率是1000W。
32．（5分）某电热水壶铭牌的部分参数如表，忽略温度对电阻的影响。电热水壶在额定电压下工作300s能将1L的水从20℃加热到85℃．求：[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
（1）水吸收的热量是多少
（2）电热水壶的效率是多少？
（3）在用电高峰时，实际加热时间为363s，若与该电热水壶在额定电压下工作300s消耗相同的电能，实际电压多大？
额定电压
220V
额定功率
1000W
最大容量
1.2L
【答案】见解析
【解析】（1）由ρ＝得水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（85℃﹣20℃）＝2.73×105J；
（2）由P＝得电热水壶消耗的电能：
W＝Pt＝1000W×200s＝3×105J，
电热水壶的效率：
η＝＝×100%＝91%；
（3）由P＝得电热水壶电阻：
R＝＝＝48.4Ω；
电热水壶实际功率：
P实＝＝＝W，
实际电压：
U实＝＝＝200V。
答：（1）水吸收的热量是2.73×105J；
（2）电热水壶的效率是91%
（3）在用电高峰时，实际电压为200V。
答：（1）水吸收的热量是2.73×105J；
（2）电热水壶的效率是91%
（3）在用电高峰时，实际电压为200V。
33．（5分）家庭电路中某电热锅的额定电压是220V，加热状态的额定功率是1210W，简化电路如图所示，S1为温控开关，发热电阻R1与R2的阻值恒定，电阻R2在保温状态与加热状态时的功率之比为4：25
（1）电阻R1和R2的阻值；
（2）在用电高峰期，家中只有电热锅和液晶电视机工作时，电热锅的实际功率为1000W（始终处于加热状态），电视机的实际功率为200W，计算这时通过液晶电视机的电流。
【答案】见解析
【解析】（1）①当开关S、S1均闭合时，只有电阻R2接入电路，
②当开关S闭合，S1断开时，电阻R1和R2串联，根据电阻的串联，此时总电阻最大，由P＝UI＝可知此时总功率最小，此时为保温状态，则①为加热状态：
由P＝可得，R2的阻值：
R2＝＝＝40Ω，
由P＝可知，电阻R不变时，电功率与电压的平方成正比，因电阻R2在保温状态与加热状态时的功率之比为4：25，所以保温时R2的电压与加热时R2的电压之比为＝，
即串联时R2的电压与电源电压之为2：5，
根据串联电路电压的规律可知，R1和R2串联时，R2的电压与R1的电压之比为2：3，
由串联分压原理可得，R2：R1＝2：3，
则R1＝R2＝×40Ω＝60Ω；
（2）由P＝得，家庭电路的实际电压：
U实＝＝＝200 V，
因并联电路各支路电压相等，则由P＝UI得，通过电视机的实际电流：
I电视＝＝＝1 A。
答：（1）电阻R1和R2的阻值分别为60Ω和40Ω；
（2）电热锅的实际功率为1000W（始终处于加热状态），电视机的实际功率为200W，计算这时通过液晶电视机的电流为1A。
34．（5分）如图所示，小灯泡标有“6V 3W”字样（电阻不受温度影响），R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，其最大阻值为40Ω。
（1）当开关S、S1、S2都闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为0.6A，电路工作50s，求R1的阻值和电流通过R1产生的热量。
（2）当电路中有元件工作时，求电路消耗的最小功率。
【答案】见解析
【解析】（1）当开关S、S1、S2都闭合时，灯泡L与电阻R1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，且小灯泡恰好正常发光，
所以，电源的电压U＝UL＝6V，
由P＝UI可得，通过小灯泡的电流：
IL＝＝＝0.5A，
因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：
I1＝I﹣IL＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，
由I＝可得，R1的阻值：
R1＝＝＝60Ω，
50s内电流通过R1产生的热量：
Q1＝I12R1t＝（0.1A）2×60Ω×50s＝30J；
（2）灯泡的电阻：
RL＝＝＝12Ω，
因RL＜R1，
所以，当开关S闭合，S1、S2都断开且滑片位于右端时，R1与R2的最大阻值串联，此时电路的总电阻最大，电路的总功率最小，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路消耗的最小功率：
P小＝＝＝0.36W。
答：（1）R1的阻值为60Ω，电流通过R1产生的热量为30J；
（2）当电路中有元件工作时，电路消耗的最小功率为0.36W。
35．（5分）如图所示电路，电源电压为5V不变，定值电阻R0阻值为5Ω，滑动变阻器R上标有“20Ω 1A”字样，灯L标有“3V 1.2W”，电压表量程为0～3V．（不考虑灯丝电阻的变化，且保证各元件均安全）求：
（1）当S1闭合、S2接b，灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？
（2）保持滑动变阻器滑片位置不动，当S1闭合、S2接a时，R0的电功率是多少？
（3）当S1闭合、S2接a时，R0的最小电功率是多少？
【答案】见解析
【解析】（1）当S1闭合、S2接b时，灯泡L与变阻器R串联，电压表测R两端的电压，
因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，
所以，由P＝UI可得，电路中的电流：
I＝＝＝0.4A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
UR＝U﹣UL＝5V﹣3V＝2V，
由I＝可得，滑动变阻器接入电路的阻值：
R＝＝＝5Ω；
（2）保持滑动变阻器滑片位置不动，当S1闭合、S2接a时，定值电阻R0与变阻器R串联，
因串联电路中总电阻等于各分电压之和，
所以，电路中的电流：
I′＝＝＝0.5A，
则R0的电功率：
P0＝（I′）2R0＝（0.5A）2×5Ω＝1.25W；
（3）当S1闭合、S2接a时，定值电阻R0与变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，
当电压表的示数UR′＝3V时，R0两端的电压：
U0＝U﹣UR′＝5V﹣3V＝2V，
此时电路中的电流：
I″＝＝＝0.4A，
此时变阻器接入电路中的电阻：
R′＝＝＝7.5Ω，
所以，电路中的最小电流为0.4A，此时R0的电功率最小，则
P0小＝（I″）2R0＝（0.4A）2×5Ω＝0.8W。
答：（1）当S1闭合、S2接b，灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是5Ω；
（2）保持滑动变阻器滑片位置不动，当S1闭合、S2接a时，R0的电功率是1.25W；
（3）当S1闭合、S2接a时，R0的最小电功率是0.8W。
第十三章 电功和电功率 单元测试
一．选择题（共20小题，满分40分，每小题2分）
1．（2分）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，小灯泡L的实际功率为1W．下列说法错误（ ）
A．只闭合开关S1时，小灯泡L 的电阻为4Ω
B．再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2A
C．再闭合开关S2时，电路总功率为1.4W
D．再闭合开关S2后，在1min 内电阻R产生的热量为240J
【答案】D。
【解析】A、只闭合 S1时，电路为小灯泡L的简单电路，L 的实际功率为 1W，根据P＝UI可知，
在甲图L的图线上找符合U、I乘积为 1W 的坐标，则有：UL＝2V，IL＝0.5A，
则小灯泡 L 的电阻：RL＝＝＝4Ω，故 A 正确；
B、由 A 选项分析得，电源电压U＝UL＝2V，再闭合 S2后，此时R、L并联接入电路，电流表测干路中的电流，
电压为 2V，在甲图中找出 R 此时对应电流为0.2A，则电流表示数增大0.2A，故B正确；
C、电源电压为 2V，R的电流为 IR＝0.2A，L 的电流为IL＝0.5A，
电路中总电流为 I＝IR+IL＝0.2A+0.5A＝0.7A，
则电路总功率：P＝U总I总＝2V×0.7A＝1.4W，故 C 正确；
D、再闭合 S2时，电阻R的电压为 2V，电流为 0.2A，
通电 1min 产生热量：Q＝W＝UIt＝2V×0.2A×60s＝24J，故D错误。
2．（2分）把一个标有“10V3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ）
A．60J B．36J C．30J D．6J
【答案】D。
【解析】（1）由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流：
IL＝＝＝0.3A；
（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，且小灯泡正常发光，
所以，R两端的电压：
UR＝U﹣UL＝12V﹣10V＝2V，
因串联电路中各处的电流相等，该电路工作10s定值电阻产生的热量：
Q＝W＝URIt＝2V×0.3A×10s＝6J。
3．（2分）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示。把它们串联在电路中，如图（乙）所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.2A，则电源电压和元件B的电功率分别是（ ）
A．2.0V 0.8W B．4.5V 0.5W C．2.5V 1.0W D．4.5V 1.0W
【答案】B。
【解析】∵电路元件A和B串联，
∴IA＝IB＝0.2A，
由图象可知：此时UA＝2.0V，UB＝2.5V；
电源的电压U＝UA+UB＝2.0V+2.5V＝4.5V；
元件B的电功率PB＝UBIB＝2.5V×0.2A＝0.5W。
4．（2分）标有“6V1.5W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的三只灯泡串联起来，接在12V的电源两端，灯泡的电阻及实际功率约为（ ）
A．24Ω 0.67W B．20Ω 0.8W C．24Ω 0.96W D．20Ω 0.67W
【答案】B。
【解析】因为三只灯泡串联且规格相同，则它们的电流和电阻都相同，所以这三只灯泡两端的电压都相同，根据串联电路电压规律可知，每只灯泡两端的电压都为4V；
由图象可知，当U＝4V时，I＝0.2A，
则小灯泡的电阻：R＝＝＝20Ω，
小灯泡的电功率：P＝UI＝4V×0.2A＝0.8W。
5．（2分）将如图甲所示的电热水瓶，接入家庭电路中单独工作时，观察到电能表（如图乙）的转盘转6转用时1min。下列关于电能表和电热水瓶的说法正确的是（ ）
A．电能表应接在空气开关和用电器之间
B．该电能表所在家庭电路用电器同时工作时总功率不能超过2200W
C．电热水瓶的实际功率是600W
D．若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，说明它们之间是串联的
【答案】C。
【解析】A、电能表是用来测量电路中用电器消耗电能的仪表，应接在空气开关之前，故A错；
B、由表盘信息可知，电能表允许通过的最大电流I＝20A，工作电压为220V，该电能表所在家庭电路用电器同时工作时最大总电功率P＝UI＝220V×20A＝4400W，故B错；
C、600revs/1kW•h表示每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转600转，则转6转消耗的电能W＝kW•h＝0.01kW•h，实际功率P＝＝＝0.6kW＝600W，故C正确；
D、若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，说明它们之间互不影响，是并联的，故D错。
6．（2分）下列关于电能的说法正确的是（ ）
A．可以通过电流表把电能直接测量出来
B．电能的单位是“度”，学名叫做千瓦
C．消耗电能越多的用电器，电功率就越大
D．消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同
【答案】D。
【解析】A、电流表只能测量通过用电器的电流，电能表能够测量用电器消耗电能的多少。故A错误；
B、电能的常用单位是“度”，学名是千瓦时。故B错误；
C、由公式P＝知，用电器消耗电能较多，通电时间不确定，功率大小不能确定。故C错误；
D、消耗电能相同的电风扇和电烙铁，电风扇产生的热量远小于电烙铁产生的热量。故D正确。
7．（2分）如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A，B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1＝R2＝R3．小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，下列说法正确的是（ ）
A．此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B．通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
C．电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
D．通电后，A管的液面将会比B管的液面高
【答案】D。
【解析】由题知，电阻丝的电阻R1＝R2＝R3；
A、装置中R2、R3并联后再与R1串联，通过R1的电流I1＝I2+I3，而I2＝I3，所以右边容器中通过R3的电流I3是左侧通过R1电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，故A错误；
B、由图知，通过R1的电流I1＝I2+I3，而I2＝I3，所以通过电阻R1和R2的电流不相等，故B错误；
C、已知R1＝R2＝R3，所以R2、R3并联后的总电阻是R2＝R1，由于串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比，所以电阻R1两端的电压大于R2两端的电压，故C错误；
D、左右两容器中的电阻相同，而通过电阻R1的电流大于R2的电流，通电时间相同，由Q＝I2Rt可知，A容器中电阻R1产生的热量多，则A管的液面将会比B管的液面高，故D正确。
8．（2分）如图所示，在接线柱间接入熔丝和铜丝，熔丝电阻大于铜丝。接通电源，闭合开关S，依次闭合各小灯泡支路的开关，可以看到电流表的示数逐渐增大；再闭合电炉丝支路的开关时，会发现熔丝被熔断。下列说法正确的是（ ）
①实验说明电路超负荷运行会引起安全事故
②实验中通过熔丝的电流大于铜丝
③通电相同的时间，熔丝所产生的热量多于铜丝
④随着支路开关依次闭合，熔丝最终熔断说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关
A．只有①② B．只有①③④ C．只有②③④ D．①②③④都正确
【答案】B。
【解析】①由图知，小灯泡和电炉丝是并联的，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以同时工作的用电器越多，干路电流越大，干路导线产生的热量越多，达到一定程度，会引起熔丝熔断，甚至引发安全事故。故①正确；
②串联电路电流处处相等，熔丝和铜丝是串联在干路中的，所以通过熔丝的电流等于通过铜丝的电流。故②错误；
③已知熔丝电阻大于铜丝，通过的电流相同，由焦耳定律Q＝I2Rt知，在相同时间，熔丝产生的热量多。故③正确；
④并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，随着支路开关依次闭合，干路电流逐渐增大，熔丝最终熔断，说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关。故④正确。
9．（2分）如图所示的电路，电源电压保持不变，小灯泡额定电压为4V（小灯泡电阻不随温度变化）。闭合开关Sl断开开关S2，在滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中，电压表示数变化范围是：2V﹣6V电流表示数变化范围是：0.4A﹣1.2A；闭合开关S2，断开开关S1，当滑动变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光，则小灯泡的额定功率是（ ）
A．0.4W B．0.8W C．1.2W D．1.6W
【答案】D。
【解析】（1）由图知，闭合开关Sl断开开关S2，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量定值电阻两端电压。
当滑片在a端时，滑动变阻器全部接入电路，此时电路电流最小，为I小＝0.4A，
因为串联电路用电器两端电压与其阻值成正比，所以此时R2两端电压最小，为U2小＝2V，
因为I＝，
所以R2＝＝＝5Ω；
设电源电压为U，则U＝I小（R1+R2），
即U＝0.4A（R1+5Ω）﹣﹣①；
当滑片在b端，滑动变阻器断路，电路只有R2，此时电压表示数最大，也就是电源电压，
所以U＝U最大＝6V﹣﹣②
①②结合，得6V＝0.4A（R1+5Ω），
解得R1＝10Ω；
（2）闭合开关S2，断开开关S1，小灯泡与滑动变阻器串联。
当滑动变阻器的滑片P在中点时，已知小灯泡正常发光，所以小灯泡两端电压为U额＝4V，
所以滑动变阻器两端电压为U中＝U﹣U额＝6V﹣4V＝2V，
滑动变阻器接入电路电阻为R中＝R1＝×10Ω＝5Ω，
此时通过灯泡电流为I额＝I中＝＝＝0.4A，
所以灯泡额定功率为P额＝U额I额＝4V×0.4A＝1.6W。
10．（2分）有两只灯泡L1、L2，分别标有“220V 100W”和“220V 40W”的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是（ ）
A．两灯正常发光时，L1的电阻较大
B．两灯并联接入220V的电路，L1、L2消耗功率之比是2：5
C．两灯串联接入220V的电路，L1消耗的功率小于25W
D．两灯串联接入220V的电路，两灯泡消耗总功率大于40W小于100W
【答案】C。
【解析】（1）由P＝UI＝可得，两灯泡正常发光时的电阻分别为：
R1＝＝＝484Ω，R2＝＝＝1210Ω，
则R1＜R2，即L1的电阻较小，故A错误；
（2）两灯并联接入220V的电路，它们两端的电压等于220V，均能正常发光，
则L1、L2消耗功率之比P1：P2＝100W：40W＝5：2，故B错误；
（3）两灯串联接入220V的电路时，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流I＝＝＝A，
L1消耗的功率P1′＝I2R1＝（A）2×484Ω≈8.2W＜25W，故C正确；
两灯泡消耗总功率P＝UI＝220V×A≈28.6W＜40W，故D错误。
11．（2分）某建筑工地需要架设临时供电线路，实现照明和电加热功能，其简化电路如图所示，供电处电压U不变，从供电处到工地用长导线（有电阻）连接。闭合开关S1、S2时，加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较，下列说法正确的是（ ）
A．照明灯亮度不变
B．照明灯亮度变暗
C．相同时间内长导线上消耗的电能不变
D．相同时间内整个供电线路消耗的电能减少
【答案】D。
【解析】设长导线的电阻为R0，由图知，
AB、闭合开关S1、S2时，灯泡与加热器并联后再与R0串联，设此时灯泡两端电压为UL，
断开开关S2时，灯泡与R0串联，设此时灯泡两端电压为UL′；
由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，
所以，断开开关S2时，灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻，
导线的电阻不变，因灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻，根据串联电路的分压规律可知，灯泡两端的电压变大，即UL′＞UL，
灯泡的电阻可认为不变，由P＝知，PL′＞PL，即断开开关S2时，灯泡的实际功率变大，所以灯泡变亮；故A、B错误；
C、由前面解答可知，断开开关S2时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由欧姆定律知，电路中电流减小，导线的电阻不变，由公式W＝I2Rt知，单位时间内长导线上消耗的电能减少，故C错误；
D、断开开关S2时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由W＝•t知，单位时间内整个供电线路消耗的电能减少，故D正确。
12．（2分）甲、乙两个小灯泡上分别标有“6V 3W”和“4V 2W”字样，现在把它们按不同方式接在不同电路中（不考虑灯丝电阻的变化），下列判断错误的是（ ）
A．若把它们并联在4V电路中，乙灯正常发光
B．若把它们并联在4V电路中，甲灯比乙灯亮
C．若把它们串联在10V电路中，两灯都可以正常发光
D．若把它们串联在10V电路中，甲灯比乙灯亮
【答案】B。
【解析】由P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为：
I甲＝＝＝0.5A，I乙＝＝＝0.5A，
由I＝可得，两灯泡的电阻分别为：
R甲＝＝＝12Ω，R乙＝＝＝8Ω。
AB、两灯泡并联在4V电路中时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡正常发光，
所以，只有乙灯泡能正常发光，其实际功率为P乙实＝P乙＝2W；
甲灯泡不能正常发光，其实际功率为P甲实＝＝≈1.33W＜P乙实，
所以乙灯比甲灯亮，故A正确，B错误；
CD、两灯泡串联在10V电路时，
两灯的总电阻为R＝R甲+R乙＝12Ω+8Ω＝20Ω，
此时电路中的电流为I串＝＝＝0.5A，
因串联电路中各处的电流相等，且此时的电流与两灯泡的额定电流相等，
所以，两灯泡可以同时正常发光；
此时两灯实际功率都等于各自的额定功率，因为P甲＞P乙（即3W＞2W），所以甲灯较亮，故C、D正确。
13．（2分）如图甲所示电路的电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，图乙是小灯泡的I﹣U图象。闭合开关S后，下列判断正确的是（ ）
A．滑动变阻器的滑片P向左滑动时，灯泡变暗
B．电流表示数为0.4A时，灯泡的电阻是25Ω
C．电压表示数为2.5V时，小灯泡的功率是1.25W
D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率是0.25W
【答案】D。
【解析】A、由图可知，闭合开关S后，灯泡与变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，
滑片P向左滑动时，电路中的电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据P＝I2R可知灯泡的实际功率增大，则灯泡变亮，故A错误；
B、由灯泡的I﹣U图象可知，当电流为0.4A时，灯泡的电压为1V，
由欧姆定律可得，灯的电阻：
RL＝＝＝2.5Ω，故B错误；
C、电压表示数为2.5V时，由串联电路电压的规律，灯的电压为：UL′＝U﹣U滑′＝3V﹣2.5V＝0.5V，
由图象可知，灯的电压为0.5V时电流为0.3A，则小灯泡的功率：
PL′＝UL′I′＝0.5V×0.3A＝0.15W，故C错误；
D、小灯泡的电压等于额定电压2.5V时，灯正常发光，由图象可知灯的额定电流为0.5A，
根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为：U滑＝U﹣UL额＝3V﹣2.5V＝0.5V，
此时滑动变阻器的功率：
P滑＝U滑I滑＝0.5V×0.5A＝0.25W，故D正确。
14．（2分）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I﹣U图线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B．甲、乙两灯的额定功率之比为4：1
C．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3：2
D．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1：3
【答案】D。
【解析】A．由甲、乙曲线图可知，灯泡的电阻随电压的增大而增大。故A错误；
B．由于甲、乙两灯的额定电压均为6V，由图象可知：I甲额＝0.6A，I乙额＝0.3A，
则：＝＝＝＝，故B错误；
C、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，由图象可知：I甲＝0.3A，I乙＝0.2A，根据I＝可得电阻之比；＝＝＝＝，故C错误；
D．把甲、乙两灯串联接在8V的电源上时，通过它们的电流相等，且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和，由图象可知，当电路中的电流为0.3A，甲灯的实际电压为2V，乙灯的实际电压为6V时满足电源电压为8V，所以实际功率之比：P甲：P乙＝U甲I：U乙I＝2V：6V＝1：3，故D正确。
15．（2分）如图电路中，R1：R2＝2：3，开关闭合后，电路的总功率为P0．若将R1的阻值增大2Ω，R2的阻值减小2Ω，电路的总功率仍为P0；若将R1的阻值减小2Ω，R2的阻值增大2Ω，电路的总功率为P；则P：P0等于（ ）
A．3：2 B．4：3 C．5：4 D．6：5
【答案】A。
【解析】由图知，两个滑动变阻器并联；由题意知，R1：R2＝2：3，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①开关闭合后，电路的总功率：P0＝+，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②若将R1的阻值增大2Ω，R2的阻值减小2Ω，电路的总功率：P0＝+，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由以上①②③式可解得：R1＝4Ω，R2＝6Ω；
将R1＝4Ω，R2＝6Ω代入①式可得：P0＝+＝+﹣﹣﹣﹣﹣﹣④若将R1的阻值减小2Ω，R2的阻值增大2Ω，此时电路的总功率：P＝+＝+﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
由④⑤两式可解得：P：P0＝（+）：（+）＝3：2。
16．（2分）小明按图甲连接电路，闭合开关，灯泡L1的功率为P1．他将一个阻值大于L1的灯泡L2串联接入电路（如图乙），闭合开关后，L1、L2的功率分别为P1'、P2'（不计温度对灯泡电阻的影响，电源电压恒定），下列关系式正确的是（ ）
A．P2'＞P1'＞P1 B．P2'＞P1＞P1' C．P1＞P2'＞P1' D．P1＞P1'＞P2'
【答案】C。
【解析】（1）甲电路灯泡两端电压为电源电压U1，电阻为R1，灯泡的功率为P1＝；
（2）乙中L1、L2的电压U1′、U2′的和为电源电压U1，P1′＝，因为U1′＜U1，故P1′＜P1；
因为是串联电路，所以电流相等，R2的电阻大于R1的电阻，
根据P＝I2R知，P2'＞P1'
（3）因为P1＝、P2′＝、U2′＜U1、R2＞R1，
所以P1＞P2'。
综合分析：P1＞P2'＞P1'。
17．（2分）如图电路，电源电压为12V且保持不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J．则下列结果正确的是（ ）
A．电路中的最大电流为1A
B．滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消耗的电能为60J
C．滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8：1
D．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9
【答案】D。
【解析】根据电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压；
滑片从中点到b端时，变阻器接入电路的阻值增大，由串联分压的规律可知，电压表示数（变阻器的电压）将增大，电压表示数增大了2V，即滑片在b点时电压表的示数为4V+2V＝6V；
在10s内定值电阻R1产生的热量为36J，由Q＝t可得R1的阻值：
R1＝t＝×10s＝10Ω；
A、当滑片在a点时，变阻器接入电路的阻值为0，电路中的电流最大，
则电路中的最大电流：I最大＝＝＝1.2A，故A错误；
B、串联电路中各处的电流相等，滑片在中点时，电路中的电流：I＝＝＝0.8A，
10s内滑动变阻器R消耗的电能：W滑＝U滑It＝4V×0.8A×10s＝32J，故B错误；
C、当滑片在b点时，变阻器接入的阻值最大，电路中的电流最小，电路中的最小电流：I最小＝＝＝0.6A，
由P＝UI可得，滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比：＝＝，故C错误；
D、由P＝UI可得，R1先后两次消耗的电功率之比：＝＝，故D正确。
18．（2分）（2018•宁夏）甲灯泡标有“22V 2W“，乙灯泡标有“220V 100W”，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是（ ）
A．甲灯泡的功率一定小于乙灯泡的功率
B．甲灯泡消耗的电能一定小于乙灯泡消耗的电能
C．两灯串联在电路中，甲灯泡一定比乙灯泡亮
D．两灯并联在电路中，甲灯泡一定比乙灯泡亮
【答案】D。
【解析】A、由灯泡铭牌可知甲灯泡的额定功率小于乙灯泡的额定功率，但甲灯泡的实际功率不一定小于乙灯泡的实际功率，故A错误；
B、由P＝可知，消耗的电能由实际功率和时间决定，因不知时间关系，所以不能确定消耗电能的多少，故B错误；
C、由P＝可得，两灯的电阻分别为：
R甲＝＝＝242Ω，R乙＝＝＝484Ω，
比较可知R甲＜R乙；串联电路电流处处相等，由P＝I2R可知，两灯泡串联时，它们的实际功率P甲＜P乙，则甲灯泡一定比乙灯泡暗，故C错误；
D、两灯并联在电路中，两灯泡的电压相同，且R甲＜R乙；由P＝可知，P甲＞P乙，则甲灯泡一定比乙灯泡亮，故D正确；
19．（2分）如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大
B．电流表的示数允许变化范围是0.1～0.25A
C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24～50Ω
D．电路的最大电功率是2.5W
【答案】B。
【解析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大时，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，即电流表示数变小；根据U＝IR可知灯泡两端的电压变小，即电压表示数变小；故A错误；
（2）根据P＝UI可得，灯的额定电流：IL额＝＝＝0.25A，因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，所以，电路中的最大电流为Imax＝0.25A，由I＝可得，灯泡的电阻：
RL＝＝＝10Ω，电路中的总电阻：Rmin＝＝＝24Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑min＝Rmin﹣RL＝24Ω﹣10Ω＝14Ω；故C错误；该电路的最大功率：Pmax＝UImax＝6V×0.25A＝1.5W，故D错误；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，此时电路中的电流：
Imin＝＝＝0.1A，
则电流表示数的变化范围是0.1A～0.25A，故B正确。
20．（2分）如图电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻R1的功率为0.8W；当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，电压表的示数变化了1V．下列结果正确的是（ ）
A．电源电压为8V B．R1的阻值为20Ω
C．电路前后电流之比为1：3 D．电路总功率变化了1.2W
【答案】D。
【解析】（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端的电压，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，当滑片在B处时，电路中的电流：
I1＝，
则滑动变阻器两端的电压：
U2＝I1×R2＝×R2＝4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由图知，当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，滑动变阻器的电阻减小，由串联分压的规律可知，电压表的示数减小，即此时滑动变阻器两端电压为U2＝4V﹣1V＝3V，
同理可得，此时滑动变阻器两端的电压：U2′＝×＝3V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
用①式比②式可得：＝，
解得：R2＝2R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
将③代入①式可得：＝4V，
解得：U＝6V，故A错误；
（2）当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻两端的电压为U1＝6V﹣4V＝2V，
此时定值电阻R1的功率为0.8W，即；P1＝＝＝0.8W，
解得：R1＝5Ω，
则R2＝2R1＝2×5Ω＝10Ω，故B错误；
（3）电路前后电流之比为I1：I2＝：＝：＝，故C错误；
（4）电路总功率变化了：△P＝P2总﹣P1总＝﹣＝﹣＝1.2W，故D正确。
二．填空题（共5小题，满分10分，每小题2分）
21．（2分）如图所示装置是用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟 电流 的关系。若通过甲容器内电阻的电流为1A，通电3min甲容器内电阻产生的热量为 900 J；若将乙容器外的电阻放入乙容器内，该装置可用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟 电阻 的关系。
【答案】电流；900；电阻。
【解析】由图知，两电阻串联，通过的电流相同，定值电阻的阻值不同，已知通电时间相同，所以探究的是电流产生热量与电阻大小的关系；
通电3min，电流通过甲电阻产生的热量：
Q2＝I2R2t＝（1A）2×5Ω×3×60s＝900J；
右侧电阻丝与容器外电阻并联后再与左侧电阻丝串联，左电流大小等于右侧电阻丝与容器外电阻的电流之和，如将容器外的电阻也放入右侧容器中，由于电流相等，实验装置探究电流产生热量与电阻的关系。
22．（2分）一台直流电动机额定电压为220V，其电阻为1Ω．正常工作时通过的电流为20A，则该电动机的额定功率是 4.4 kW，电动机连续正常工作10min，电动机因本身有电阻而发热损失的电能为 2.4×105 J。
【答案】4.4；2.4×105。
【解析】（1）电动机的额定功率：P＝UI＝220V×20A＝4400W＝4.4kW；
（2）电动机因本身有电阻而发热损失的电能为：Q＝I2Rt＝（20A）2×1Ω×600s＝2.4×105 J。
23．（2分）一款电热水壶工作时有两档，分别是加热档和保温档，其工作原理如图所示（虚线框内为电热水壶的发热部位）。已知R1＝44Ω，R2＝2156Ω，当开关S置于 2 （选填“1”或“2”）时电热水壶处于加热档，电热水壶在保温状态下的电功率为 22 W。
【答案】2；22。
【解析】由电路图可知，开关S置于1时R1与R2串联，开关S置于2时电路为R1的简单电路，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，开关S置于2时，电路的总电阻最小，
电源的电压一定时，由P＝UI＝可知，电路的总功率最大，电热水壶处于加热档；
则开关S置于1时，R1与R2串联，电热水壶处于保温档，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电热水壶在保温状态下的电功率：
P＝＝＝22W。
24．（2分）两个电路元件甲和乙的电流与电压的关系如图所示。若将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端，元件甲和乙消耗的总功率为 1.2 W；若将它们串联后接在电压为3V的电源两端，元件甲和乙消耗的总功率为 0.6 W。
【答案】1.2；0.6。
【解析】（1）将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，U甲＝U乙＝U＝2V，
由图象可知，通过两元件的电流分别为I甲＝0.4A、I乙＝0.2A，
因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甲+I乙＝0.4A+0.2A＝0.6A，
则元件甲和乙消耗的总功率：
P＝UI＝2V×0.6A＝1.2W；
（2）若将它们串联后接在电压为3V的电源两端时，
因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，
所以，由图象可知，I′＝0.2A、U甲′＝1V、U乙′＝2V时符合，
则元件甲和乙消耗的总功率：
P′＝U′I′＝3V×0.2A＝0.6W。
25．（2分）教室里的电灯是 并联 连接的（选填“串联”或“并联”），工作时将 电 能转化为其他形式的能；标有“220V 100W”字样的电灯正常工作8小时，耗电 0.8 度。
【答案】并联；电；0.8。
【解析】（1）教室中多个电灯，工作时互不影响，是并联连接的。
（2）用电器工作时将电能转化为其他形式的能，故电灯工作时将电能转化为其他形式的能。
（3）由P＝可得，该电灯正常工作8小时消耗的电能：
W＝Pt＝0.1kW×8h＝0.8kW•h＝0.8度。
三．实验探究题（共5小题，满分25分，每小题5分）
26．（5分）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压6V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V（电阻约为8Ω）。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整（要求滑片向左移动时灯泡变亮）。
（2）闭合开关前，应将滑片移到 B 端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关，发现灯泡不亮，移动滑片灯泡仍不亮。突然小芳的文具盒掉到桌上，灯泡亮了。小明敲了几下桌子，灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是 D 。
A．开关短路
B．灯泡短路
C．电压表断路
D．灯泡接触不良
（4）排除故障，再次闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为 2.5 V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 0.75 W。
（5）现有规格为“10Ω 2A”、“20Ω 1A”和“50Ω 0.2A”的甲、乙、丙三个滑动变阻器，为了实验的顺利进行，小明应在其中选择 20Ω 1A 接入电路。
（6）小芳利用图甲装置 不能 （选填“能”或“不能“）做“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”的实验。
【答案】（1）见下图；（2）B；（3）D；（4）2.5；0.75；（5）20Ω 1A；（6）不能。
【解析】（1）滑动变阻器要采取“一上一下”的连接方式，滑片向左移动时灯泡变亮，电流增大，电阻减小，接左下接线柱，如图所示：
（2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即B端；
（3）灯泡有时候发光，有时候不发光，说明灯泡没有损坏，是接触不良，故D符合题意；
【答案】D；
（4）当灯泡两端的电压为额定电压时即电压表的示数为2.5V时，灯泡正常发光；
电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，
灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（5）实验中，要测出额电功率，要保持小灯泡两端的电压为额定电压（小灯泡的电阻约为8Ω），所需变阻器的阻值最大，
电路中的电流为I＝＝＝0.3125A，则R滑＝＝＝＝11.2Ω＞10Ω，应该选择“20Ω 1A”的变阻器，而“50Ω 0.2A”的电流太小，不合适；
（6）要探究电流与电压的关系，需保持电阻不变，而灯丝随温度的升高而增大，不是定值，不能探究电流与电压的关系。
27．（5分）在“测量小灯泡电功率”的实验中，所用小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）如图甲所示是小军已经连接的部分实验电路，在连接电路时，小军操作上出现的错误是 开关没有断开 。
（2）请你用笔画线代替导线在答题卡上帮小军将图甲所示的实物电路连接完整。
（3）连接完实验电路，检查无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表、电压表的示数都为零。出现这种现象的原因可能是 D 。
A．小灯泡短路 B．小灯泡开路 C．变阻器短路 D．变阻器开路
（4）排除上述故障后，闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡两端电压略高于2.5V，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。接下来，将滑动变阻器的滑片向 B （选填“A”或“B”）端移动，使小灯泡正常发光，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。
（5）继续调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压略低于、低于2.5V，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压I﹣U关系图象，过此图线上任一点M分别做两坐标轴的平行线如图乙所示，它们与两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的 实际电功率 。
【答案】（1）开关没有断开；（2）如上；（3）D；（4）B；（5）实际电功率。
【解析】（1）为保护电路，在连接电路时，开关应断开，故小军操作上出现的错误是没有断开开关；
（2）灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，变阻器按一上一下接入电路中，如下所示：
（3）A．若小灯泡短路，电路为通路，电流表有示数，不符合题意；
B．若小灯泡开路，则电压表串联在电路中测电源电压，电压表示数即为电源电压，不符合题意；
C．若变阻器短路，则电流表示数，电压表示数即为电源电压，不符合题意；
D．若变阻器开路，整个电路断路，灯不发光，两表都没有示数，符合题意；
故选D；
（4）灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向； 灯在额定电压下正常发光，2.5V大于灯的额定电压2.5V，应减小灯的电压，根据串联电路电压的规律，应增大变阻器的电压，由分压原理，应增大变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B端移动，直到电压表示数为额定电压，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数；
（5）根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压I﹣U关系图象，过此图线上任一点M分别做两坐标轴的平行线，它们与两坐标轴围成的矩形的面积等于UI，根据P＝UI，故两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的实际电功率。
28．（5分）在“测定小灯泡额定功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V。
（1）请在图甲中用笔画线代替导线，完成电路连接；
（2）闭合开关，在将滑动变阻器的滑片从一端缓慢移到另一端的过程中，发现电压表示数U与滑片移动距离x的关系如图乙所示，电压调节非常不方便，这是由于选用了以下提供的 A （选填“A”或“B”）滑动变阻器；可供选用的滑动变阻器：滑动变阻器A（阻值范围0～500Ω，滑片行程10cm）滑动变阻器B（阻值范围0～50Ω，滑片行程10cm）
（3）换用另一个滑动变阻器并接通电路后，移动滑片，当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡额定功率为 1.9 W；
（4）小明想换用其他规格的小灯泡再做该实验，但他操作有误，在未断开开关的情况下，直接将小灯泡从灯座上拔出，那么拔出小灯泡后电压表的示数情况是 有较大示数 电流表的示数情况是 示数为零 （以上两空选填“示数为零”或“有较大示数”）；
（5）实验完成后同学们在老师的提醒下结合图的电路图进行了误差 分析：因实验中实际提供的电压表内阻并非无穷大且在测量时有明显的电流通过，会造成电流表所测电流 大于 （选填“大于”或“等于”或“小于”）灯泡中的实际电流，从而导致实验中灯泡额定功率的测量值 大于 （选填“大于”或“等于”或“小于”）真实值。
【答案】（1）如下图；（2）A；（3）0.9；（4）有较大示数；示数为0；（5）大于；大于。
【解析】（1）变阻器按一上一下接入电路中与灯串联，小灯泡的额定电压为3.8V，故电压表选用大量程与灯并联，如下所示：
（2）由图乙可知，滑片移动时灯泡两端电压的变化开始很不明显，说明滑动变阻器选择阻值较大，选择的是A；
（3）图丙中，电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.5A，灯的额定功率为：
P＝UI＝3.8V×0.5A＝1.9W；
（4）未断开开关的情况下，直接将小灯泡从灯座上拔出，此时电压表串联接入电路中，电压表测量的是电源电压，电压表的示数情况是有较大示数；电流表的示数情况是示数为零；
（5）电压表与灯并联，电压表测量的电压是准确的，因实验中实际提供的电压表内阻并非无穷大且在测量时有明显的电流通过，根据并联电路电流的规律，会造成电流表所测电流大于灯泡中的实际电流，根据P＝UI，从而导致实验中灯泡额定功率的测量值大于真实值。
29．（5分）小韩用如图1甲所示的电路测量小灯泡的电功率，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为10Ω。
（1）用笔画线表示导线，选好电流表量程，将图甲电路连接完整
（2）闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于 C （选填“C”或“D”）端。
（3）闭合开关后，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数为3V，产生该现象的原因可能是小灯泡 断路 （选填“短路”或“断路”）。
（4）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表示数如图1乙所示，此时小灯泡两端的电压为 2.2 V，若要测量小灯泡的额定功率，此时应将滑动变阻器的滑片P向 D （选填“C”或“D”）端移动，根据该同学实验得到的如图2所示的I﹣U图象，小灯泡的额定功率为 0.5 W。
（5）小韩还想用标有“600res/（kW•h）”的电能表测出一个电灶的电功率。测量时关闭其他用电器，只让电灶单独工作，发现6min电能表的转盘转过120r，则这段时间电灶消耗的电能是 7.2×105 J，电灶的功率为 2000 W。
【答案】（1）如上；（2）C；（3）断路；（4）2.2；D；0.5；（5）7.2×105；2000。
【解析】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯正常发光时的电流约为：
I＝＝＝0.25A；故电流表选用小量程与灯串联，如下所示：
（2）闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的C端。
（3）若灯泡短路，则电压表示数为0，电路为通路，灯泡发光，电流表有示数，不符合题意；
若灯泡断路，灯泡不发光，则电流表示数为0，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，符合题意；
故闭合开关后，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数为3V，产生该现象的原因可能是小灯泡断路；
（4）图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V；
灯在额定电压下正常发光，2.2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向D移动，直到电压表示数为额定电压；
根据该同学实验得到的如图2所示的I﹣U图象知，灯在额定电压下的电流为0.2A，小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（5）转盘转动120转，电灶消耗的电能：
W＝120×kW•h＝0.2kW•h＝0.2×3.6×106J＝7.2×105J；
电灶的功率：
P＝＝＝2kW＝2000W。
30．（5分）某实验小组用图甲所示电路测量小灯泡的电功率。实物中，小灯泡标有“3.8V”，滑动变阻器标有“12Ω 1.5A”，电源电压6V。
（1）请用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将图乙的实物电路连接完整，使滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变暗。
（2）小明同学负责实物连线，他连接好最后一根导线时，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。
小明连线过程中肯定出现的错误是 连接电路时没有断开开关，没有将变阻器的最大电阻连入电路中 。
还可能出现了以下错误中的 C （填字母序号）。
A．电压表串联在了电路中
B．电流表并联在了小灯泡两端
C．连接滑动变阻器时，用了C、D两个接线柱
D．连接滑动变阻器时，用了A、B两个接线柱
（3）小灯泡熄灭后，发现电压表有示数，该示数接近 6 V。
（4）更换上完全相同的小灯泡，正确连好电路，通过完全正确的操作获得数据如表。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
2.0
3.0
3.8
4.2
电流I/A
0.33
0.34
0.40
0.42
小灯泡亮度
不亮
较暗
正常
较亮
小灯泡电阻
6.0
8.8
9.5
10.0
由表中数据可知小灯泡正常工作时的功率为 1.52 W。
从表中数据还可以看出小灯泡的电阻随温度升高而 变大 。
（5）小明还想测量小灯泡不亮时的电阻，但是无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡两端的电压也不能低于2V．经过分析，至少有两种方案可行：一是，其它条件均不变时，换用总阻值较 大 的滑动变阻器；二是，其它条件均不变时，换用电压较 小 的电源。
【答案】（1）如下所示；（2）连接电路时没有断开开关，没有将变阻器的最大电阻连入电路中；C；（3）6；（4）1.52；变大；（5）大；小。
【解析】（1）灯的电压为3.8V，故电压表选用大量程与灯并联，滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变暗，故变阻器右下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）连接电路时没有断开开关，没有将变阻器的最大电阻连入电路中；
连接电路时没有断开开关，没有将变阻器的最大电阻连入电路中
A．若电压表串联在了电路中，闭合开关后，电流很小，灯不发光，不符合题意；
B．电流表并联在了小灯泡两端，灯不发光，不符合题意；
C．连接滑动变阻器时，用了C、D两个接线柱，则变阻器连入电路的电阻为0，灯的电压为电源电压，符合题意；
D．连接滑动变阻器时，用了A、B两个接线柱；变阻器最大电阻连入电路中，电路的电流较小，灯发光较暗，不符合题意；
故选C；
（3）小灯泡熄灭后，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数接近6V；
（4）灯在额定电压下正常发光，由表中数据可知小灯泡正常工作时的功率为：
P＝UI＝3.8V×0.4A＝1.52W；
从表中数据还可以看出小灯泡的电阻随温度升高而变大；
（5）小明还想测量小灯泡不亮时的电阻，但是无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡两端的电压也不能低于2V，说明变阻器的最大电阻太小（或电源电压太高），经过分析，至少有两种方案可行：一是，其它条件均不变时，换用总阻值较大的滑动变阻器；二是，其它条件均不变时，换用电压较小的电源。
四．计算题（共5小题，满分25分，每小题5分）
31．（5分）如图所示是调温型电熨斗的简化电路图，它的工作电压为220V．R1和R2均为电熨斗底板中的加热元件，R2的阻值为61.6Ω，只闭合S1时为低温档，电功率为440W．同时闭合S1和S2时为高温档，试求：
（1）低温档工作时，电路中的电流是多少？
（2）电阻R1的阻值是多少？
（3）高温档的电功率是多少？
【答案】见解析
【解析】（1）只闭合S1时为低温档，电功率为440W，
由P＝UI可得，电路中的电流：
I＝＝＝2A；
（2）只闭合S1时，R1与R2串联，电熨斗处于低温档，
由I＝可得，电路的总电阻：
R＝＝＝110Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电阻R1的阻值：
R1＝R﹣R2＝110Ω﹣61.6Ω＝48.4Ω；
（3）同时闭合S1和S2时，电路为R1的简单电路，电熨斗处于高温档，
则高温档的电功率：
P高＝＝＝1000W。
答：（1）低温档工作时，电路中的电流是2A；
（2）电阻R1的阻值是48.4Ω；
（3）高温档的电功率是1000W。
32．（5分）某电热水壶铭牌的部分参数如表，忽略温度对电阻的影响。电热水壶在额定电压下工作300s能将1L的水从20℃加热到85℃．求：[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
（1）水吸收的热量是多少
（2）电热水壶的效率是多少？
（3）在用电高峰时，实际加热时间为363s，若与该电热水壶在额定电压下工作300s消耗相同的电能，实际电压多大？
额定电压
220V
额定功率
1000W
最大容量
1.2L
【答案】见解析
【解析】（1）由ρ＝得水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（85℃﹣20℃）＝2.73×105J；
（2）由P＝得电热水壶消耗的电能：
W＝Pt＝1000W×200s＝3×105J，
电热水壶的效率：
η＝＝×100%＝91%；
（3）由P＝得电热水壶电阻：
R＝＝＝48.4Ω；
电热水壶实际功率：
P实＝＝＝W，
实际电压：
U实＝＝＝200V。
答：（1）水吸收的热量是2.73×105J；
（2）电热水壶的效率是91%
（3）在用电高峰时，实际电压为200V。
答：（1）水吸收的热量是2.73×105J；
（2）电热水壶的效率是91%
（3）在用电高峰时，实际电压为200V。
33．（5分）家庭电路中某电热锅的额定电压是220V，加热状态的额定功率是1210W，简化电路如图所示，S1为温控开关，发热电阻R1与R2的阻值恒定，电阻R2在保温状态与加热状态时的功率之比为4：25
（1）电阻R1和R2的阻值；
（2）在用电高峰期，家中只有电热锅和液晶电视机工作时，电热锅的实际功率为1000W（始终处于加热状态），电视机的实际功率为200W，计算这时通过液晶电视机的电流。
【答案】见解析
【解析】（1）①当开关S、S1均闭合时，只有电阻R2接入电路，
②当开关S闭合，S1断开时，电阻R1和R2串联，根据电阻的串联，此时总电阻最大，由P＝UI＝可知此时总功率最小，此时为保温状态，则①为加热状态：
由P＝可得，R2的阻值：
R2＝＝＝40Ω，
由P＝可知，电阻R不变时，电功率与电压的平方成正比，因电阻R2在保温状态与加热状态时的功率之比为4：25，所以保温时R2的电压与加热时R2的电压之比为＝，
即串联时R2的电压与电源电压之为2：5，
根据串联电路电压的规律可知，R1和R2串联时，R2的电压与R1的电压之比为2：3，
由串联分压原理可得，R2：R1＝2：3，
则R1＝R2＝×40Ω＝60Ω；
（2）由P＝得，家庭电路的实际电压：
U实＝＝＝200 V，
因并联电路各支路电压相等，则由P＝UI得，通过电视机的实际电流：
I电视＝＝＝1 A。
答：（1）电阻R1和R2的阻值分别为60Ω和40Ω；
（2）电热锅的实际功率为1000W（始终处于加热状态），电视机的实际功率为200W，计算这时通过液晶电视机的电流为1A。
34．（5分）如图所示，小灯泡标有“6V 3W”字样（电阻不受温度影响），R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，其最大阻值为40Ω。
（1）当开关S、S1、S2都闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为0.6A，电路工作50s，求R1的阻值和电流通过R1产生的热量。
（2）当电路中有元件工作时，求电路消耗的最小功率。
【答案】见解析
【解析】（1）当开关S、S1、S2都闭合时，灯泡L与电阻R1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，且小灯泡恰好正常发光，
所以，电源的电压U＝UL＝6V，
由P＝UI可得，通过小灯泡的电流：
IL＝＝＝0.5A，
因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：
I1＝I﹣IL＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，
由I＝可得，R1的阻值：
R1＝＝＝60Ω，
50s内电流通过R1产生的热量：
Q1＝I12R1t＝（0.1A）2×60Ω×50s＝30J；
（2）灯泡的电阻：
RL＝＝＝12Ω，
因RL＜R1，
所以，当开关S闭合，S1、S2都断开且滑片位于右端时，R1与R2的最大阻值串联，此时电路的总电阻最大，电路的总功率最小，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路消耗的最小功率：
P小＝＝＝0.36W。
答：（1）R1的阻值为60Ω，电流通过R1产生的热量为30J；
（2）当电路中有元件工作时，电路消耗的最小功率为0.36W。
35．（5分）如图所示电路，电源电压为5V不变，定值电阻R0阻值为5Ω，滑动变阻器R上标有“20Ω 1A”字样，灯L标有“3V 1.2W”，电压表量程为0～3V．（不考虑灯丝电阻的变化，且保证各元件均安全）求：
（1）当S1闭合、S2接b，灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？
（2）保持滑动变阻器滑片位置不动，当S1闭合、S2接a时，R0的电功率是多少？
（3）当S1闭合、S2接a时，R0的最小电功率是多少？
【答案】见解析
【解析】（1）当S1闭合、S2接b时，灯泡L与变阻器R串联，电压表测R两端的电压，
因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，
所以，由P＝UI可得，电路中的电流：
I＝＝＝0.4A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
UR＝U﹣UL＝5V﹣3V＝2V，
由I＝可得，滑动变阻器接入电路的阻值：
R＝＝＝5Ω；
（2）保持滑动变阻器滑片位置不动，当S1闭合、S2接a时，定值电阻R0与变阻器R串联，
因串联电路中总电阻等于各分电压之和，
所以，电路中的电流：
I′＝＝＝0.5A，
则R0的电功率：
P0＝（I′）2R0＝（0.5A）2×5Ω＝1.25W；
（3）当S1闭合、S2接a时，定值电阻R0与变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，
当电压表的示数UR′＝3V时，R0两端的电压：
U0＝U﹣UR′＝5V﹣3V＝2V，
此时电路中的电流：
I″＝＝＝0.4A，
此时变阻器接入电路中的电阻：
R′＝＝＝7.5Ω，
所以，电路中的最小电流为0.4A，此时R0的电功率最小，则
P0小＝（I″）2R0＝（0.4A）2×5Ω＝0.8W。
答：（1）当S1闭合、S2接b，灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是5Ω；
（2）保持滑动变阻器滑片位置不动，当S1闭合、S2接a时，R0的电功率是1.25W；
（3）当S1闭合、S2接a时，R0的最小电功率是0.8W。
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