（2019-2021）江苏中考物理真题分项汇编专题17 电功率

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专题17 电功率一．选择题1．（2021•淮安）如图甲所示，电源电压恒为6V，滑动变阻器最大阻值为50Ω，电流在0.1～0.4A之间时电子元件均能正常工作，通过电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示，电子元件正常工作时（　　）A．通过电子元件的电流与其两端的电压成正比 B．当电流为0.1A时，电子元件的阻值为10Ω C．滑动变阻器允许接入电路的最大阻值为20Ω D．电路消耗的最大功率为2.4W2．（2021•镇江）如图1所示，R1是电阻箱，R2是定值电阻，闭合开关S，改变R1的阻值，两电压表示数与R1关系图像如图2所示，已知图线①和②相互平行，则（　　）A．①是V1示数和R1的关系图线 B．供电设备两端的电压保持不变 C．电路中电流随R1的增大而减小 D．电路总功率随R1的增大而增大3．（2021•南通）在“估测用电器的实际功率”的综合实践活动中，小明先断开家中所有用电器，只让图甲所示的电饭锅煮饭3min，测得电能表指示灯闪烁120次。若只让图乙所示的家用台扇工作6min，则电能表指示灯闪烁的次数最可能是（　　） A．4次 B．16次 C．36次 D．48次4．（2021•盐城）下列用电器主要利用电流热效应工作的是（　　）A．电饭锅 B．电视机 C．电风扇 D．电冰箱5．（2021•宿迁）在“学习使用滑动变阻器”的活动中，小明设计了如图所示的电路。滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样，小灯泡标有“3V 0.9W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。闭合开关，将滑动变阻器的金属滑片移至中点时，小灯泡恰好正常发光。移动金属滑片的过程中，确保各元件使用安全，则（　　）A．电源电压为9V B．小灯泡消耗的最小电功率为0.6W C．电路消耗的最大电功率为2.7W D．滑动变阻器消耗的最小电功率为0.8W6．（2021•无锡）如图是小华设计的测量小灯泡额定功率的电路图，电源电压为3V，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L的额定电流为0.3A。连接好电路，断开开关S2，闭合开关S、S1，移动滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为0.3A；保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开开关S1，闭合开关S、S2，此时电流表示数为0.25A。则小灯泡的额定功率为（　　）A．0.625W B．0.72W C．0.75W D．0.9W7．（2021•连云港）如图所示，电路中电源电压保持不变，闭合开关S1后，当再闭合开关S2时，则（　　）A．电流表A1示数变大 B．电流表A1示数变小 C．电路消耗的总功率变大 D．电路消耗的总功率变小8．（2020•南通）图甲为天然气泄漏检测电路原理图，电源电压恒定，R0为定值电阻，气敏传感器两端电压UQ随天然气浓度C变化的关系如图乙，则下列描述R0的功率P0，电路的总功率P随天然气浓度C变化的关系图线中，可能正确的是（　　）A． B． C． D．9．（2020•常州）如图甲所示的电路中电源电压恒定，小灯泡L的灯丝电阻不变，R1是定值电阻。闭合开关S．将滑动变阻器的滑片P由A端移到B端，两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示。下列分析中正确的是（　　）A．电源电压U＝10.8V B．定值电阻R1＝8Ω C．灯泡的最大功率为2.52W D．滑动变阻器的最大阻值为20Ω10．（2020•扬州）“模拟调光灯”的电路如图甲，电源电压4.5V，电压表量程“0～3V”，电流表量程“0～0.6A”，滑动变阻器（20Ω 1A），灯泡L标有“2.5V 1.25W”，调节滑动变阻器测得多组数据，作出U﹣I图线如图乙，下列判断正确的是（　　）A．随电压的增加，小灯泡的电阻减小 B．电路中最小电流是0.18A C．灯泡正常发光时，电路的总功率是2.25W D．灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是10Ω11．（2020•无锡）在测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时。小红所观察和记录的结果如表所示。小灯泡两端的电压U/V0.51.01.522.53通过小灯泡的电流I/A0.120.160.190.230.250.28小灯泡的亮度暗→亮正常发光过亮分析实验记录，她得出了以下结论①小灯泡的额定功率为0.625W②小灯泡的实际功率越大，亮度越亮③小灯泡的电阻随两端的电压升高而增大④小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端时，能正常发光其中正确的是（　　）A．只有① B．只有①② C．只有①②③ D．①②③④都正确12．（2020•南京）如图所示电路，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，R2的滑片P在某一端点时，两表的示数分别为0.2A和3V；移动滑片P到某位置的过程中，两表的示数分别变化了0.3A和1.5V．下列说法正确的是（　　）A．电源电压为4.5V B．R2的最大阻值为20Ω C．电路消耗的总功率最小时，R1与R2接入电路的阻值之比为3：1 D．电流表示数为0.4A时，R1与R2消耗的功率之比为1：113．（2020•连云港）如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图象。下列说法正确的是（　　）A．电源电压为3V B．电压表的最大示数为2V C．整个电路功率变化了0.1W D．电流表的示数变化了0.4A14．（2020•淮安）如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（　　）A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．小英家上个月消耗的电能为1011kW•h C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多15．（2020•泰州）如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω 1A”，电流表量程选择“0～0.6A”，电压表量程选择“0～3V”，小灯泡上标有“4.5V 0.3A”字样，其I﹣U图像如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项正确的是（　　）A．电路的最大功率是3.6W B．小灯泡的最小功率是0.75W C．电流表的最小示数是0.15A D．电流表的最大示数是0.4A16．（2020•苏州）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）A．电压表V1对应的是图线② B．电压满足Uc＝Ua+Ua′ C．R2的最大阻值小于R1的阻值 D．电路的最大总功率为2UbIb17．（2019•常州）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，灯泡L的电阻随温度变化而变化，R0为定值电阻，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 2.5A”。闭合开关S电压表V1的示数为U1、电压表V2的示数为U2，移动滑动变阻器的滑片P从A端至B端，U2与U1的关系如图乙所示，当滑片P滑到B端时，灯L恰好正常发光。下列结果中正确的是（　　）A．电路中最大电流为1A B．定值电阻R0的阻值为16Ω C．灯L正常发光时的电阻为4Ω D．灯L的额定功率为24W18．（2019•南通）图示电路中，电源为恒功率电源，工作时输出的总功率大小恒定，R1为定值电阻。移动滑动变阻器R2的滑片P，下列表示通过R1的电流I1，通过R2的电流I2随电流表示数的倒数变化的关系图线中，可能正确的是（　　）​A． B． C． D．二．填空题19．（2021•盐城）综合实践活动中，小田利用电能表和秒表测量家中电热水壶的电功率。在确保只有电热水壶工作时，读出电能表示数为，烧水5min后，电能表的示数变为，此过程中电热水壶消耗的电能为 　    　kW•h，它的电功率为 　    　W。若测量电能表指示灯闪烁适量次数所用的时间，并利用电能表常数3200imp/（kW•h）计算出电功率。这种方法与原方法相比，具有的优点是 　    　（说出一点即可）。20．（2021•宿迁）五一假期，小明去看望外婆，陪伴外婆5天后返回，发现家中电能表示数由317.4kW•h变为如图所示示数。经检查，家中除电视机和数字机顶盒处于待机状态，其它用电器均已关闭，则电视机和数字机顶盒待机状态下总功率为 　   　W。在此期间，电能表指示灯闪烁 　   　次，消耗的电能可供额定功率为15W的台灯正常工作 　   　h，请从节约电能的角度提出一条合理的建议：　   　。21．（2021•南京）如图所示，电源电压恒定，R1＝12Ω，R2＝5Ω，滑动变阻器R3的规格是“20Ω 1.5A”，电流表A1、A2的量程都是0～3A，电压表的量程是0～15V。（1）只闭合开关S，移动滑片，当电流表A2的示数为0.8A时，电压表示数为8V，则电源电压是 　   　V，变阻器接入电路的电阻是 　   　Ω；（2）将滑片移到最右端，闭合所有开关，电流表A1、A2的示数之比是 　   　，1min内R1产生的热量为 　   　J，为保证电路安全，变阻器接入电路的阻值范围是 　   　Ω。22．（2021•泰州）小明用电水壶将质量为1.8kg的水加热升温50℃，水吸收的热量为 　         　J。若电水壶工作时功率为2000W，所消耗的电能全部被水吸收，则加热这壶水需要的时间是 　         　秒。小明家的电能表参数如图所示，若家中只有电水壶单独工作，则这段时间内电能表指示灯闪烁了 　         　次。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 23．（2021•苏州）阅读材料，回答问题某研究小组对“塞贝克效应”进行了初步的学习研究，塞贝克效应是指由于两种不同导体成或半导体的温度差异而引起两种物质间产生电压差的热电现象。例如将两种不同金属两端连接组成回路，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，金属的塞贝克效应在一定条件下是可观的。研究小组依据上述理论，制作了一个“蜡烛电厂”。如图甲，蜡烛电厂分为蜡烛、装置和用电器三个部分，其中装置部分有铁丝A（中间接入了灯泡和电流表）、铜丝B、水冷装置C，铁丝、铜丝的两端紧密相连。点燃蜡烛，小量程电流表指针偏转。他们对蜡烛电厂的发电效率进行了研究。蜡烛、装置、用电器三部分的效率分别为η1、η2、η3，并且重点研究了输出功率与两端的温度差、接入电路的用电器的电阻这两个因素的关系，根据实验数据绘制出如图乙所示图象。问题：（1）此蜡烛电厂的电能是由蜡烛的 　   　能转化而来的；（2）根据三部分的效率，可知此蜡烛电厂的发电总效率η＝　   　；（3）根据图像可以看出：温差一定时，输出功率随电阻的增大而 　   　；温差因素对输出功率的影响规律是 　   　；（4）根据塞贝克效应，选择合适的两种金属和电流表组成电路，可通过电流的大小来监测 　   　。24．（2021•连云港）某电热器接入220V的电路中正常工作时，其电热丝的阻值为110Ω，则通过该电热丝的电流为 　 　A，10s内该电热丝会产生 　 　J的热量。25．（2021•连云港）家庭电路中三孔插座非常普遍，中间的插孔接 　 　线。对人体来说，安全电压一般不高于 　 　V。如图所示是小明家的电能表，他家用电总计 　 　kW•h，已知1kW•h电费为0.50元，则小明家应缴纳的总电费是 　 　元。26．（2020•镇江）如图所示，电源电压为6V，R为“30Ω 0.25A”滑动变阻器，R1为“10Ω 0.3A”电阻，R2为“20Ω 0.4A”电阻，电压表量程为0∼3V．①闭合S1和S2，断开S3时，调节R，使其接入电路的阻值为10Ω，此时电路消耗的电功率为　    　W；②断开S1，闭合S2、S3，调节R，使电压表的示数为1V，则R接入电路的阻值为　    　Ω；③闭合所有开关，在保证电路安全的前提下，电阻R2消耗的电功率范围为　    　。27．（2020•镇江）某电烤箱内部简化电路如图所示，R1和R2为长度和材料均相同的电热丝，铭牌上的部分参数如表所示。该电烤箱处于低温挡时，正常工作12min所消耗的电能为　    　kW⋅h，R2的阻值为　    　Ω，R1的横截面积比R2的　    　。电烤箱参数表额定电压220V额定功率高温挡1500W低温挡500W28．（2020•镇江）经过1.5h，小林家中电能表的示数从图示变成了，则此段时间内电能表的转盘转动了　     　圈，家庭电路实际消耗的功率为　     　kW；此段时间内，若通过电能表的电流为其正常工作的最大电流I，则I＝　     　A。29．（2020•盐城）月底，小明对自家用电的情况进行调查，观察到电能表的表盘如图所示，小明家中用电器正常使用的总功率不能超过　     　W，用电器工作时消耗0.5kW•h的电能，电能表指示灯闪烁　     　次。若上月底电能表示数为1877.6kW•h，则本月消耗的电能为　     　kW•h。30．（2020•扬州）某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两挡。电路如图所示，开关S接　 　时，是“高温”挡；当开关S分别接“1”和“2”时，电流表的示数为5A和1A；则电阻R0＝　 　Ω、R＝　 　Ω．电烤箱处于“高温”挡工作10min产生的热量为　 　J。31．（2020•无锡）小明到早餐店吃早餐，发现电能表适用的额定电压为220V，正常运行的最大电流值为20A，他观察到电能表示数在20min内增加了1.1kW•h．且指示灯闪烁稳定，则店内正在使用的用电器实际功率为　     　W，通过电能表的电流为　     　A．此时店主正拿出电饼铛，准备烙饼，小明注意到电饼铛的铭牌信息如表格中所示，于是提醒店主不要使用，小明这样做的理由是　     　。 额定电压220V～额定频率50Hz额定功率1350W32．（2020•南京）一个密封盒的表面可见两个接线柱、一个灯泡和一个可调变阻器的旋钮。盒内只有灯泡和变阻器两个用电器，小明想探究它们的连接方式，连接了如图所示的电路（电源电压恒为3V），做了两次实验，部分数据记录如表格所示。实验序号变阻器电阻R/Ω电流表示数I/A①150.5②5 （1）灯泡和变阻器的连接方式是　 　联。（2）第一次实验中，电路消耗的总功率是　 　W，灯泡工作时的电阻是　 　Ω。（3）第二次实验中，电流表示数是　 　A，变阻器工作1min产生的热量是　 　J。33．（2020•泰州）如图所示是小明“探究影响电流热效应的因素”的实验装置，在甲、乙两瓶中装入质量和初温均相同的煤油，R1、R2采用如图连接方式的目的是　            　。闭合开关一段时间后，乙瓶中温度计的示数较高，由此说明通电导体产生的热量与　            　有关。小华用相同装置（煤油质量也相等）同时进行实验，细心的小红看到小明和小华两组电阻丝阻值相等的烧瓶中，小华这一组的煤油升温比小明的快，比较发现：小华的滑动变阻器接入电路的阻值较小，根据这一现象，小红　            　（选填“能”或“不能”）初步判断出通电导体产生的热量与通过导体的电流有关。34．（2019•常州）小明家电能表上月底的示数为，本月底的示数如图所示，他家本月消耗电能　      　kW•h．小明家同时工作的用电器总功率不得超过　      　W．小明将一个电风扇单独接入电路中，10min内电能表的指示灯闪烁了32次，此过程中电风扇消耗电能　      　J，其功率为　      　W。35．（2019•镇江）图1中，灯泡L的额定电流为0.25A，其电流与电压关系如图2所示，滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A“，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V．闭合开关S，调节R，当电压表的示数为1.5V时，L恰好正常发光，则L正常发光时的阻值为　   　Ω，电源电压为　   　V；为保证电路安全，R的调节范围为　   　，灯泡L的最小电功率为　   　W。三．实验探究题36．（2021•常州）小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量（简称电热）与通电时间、电流、电阻的关系”。（1）为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 　 　（A/B）端。（a）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为0.5A，通电5分钟、温度计的示数升高了5℃。（b）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。（a）、（b）对比可得结论：　 　。（c）向 　 　移动滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为1A，通电10分钟、温度计的示数升高了33℃，（b）、（c）对比可得结论：　 　。（d）实验只能得到定性结论，主要原因是 　 　。（2）为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流表无示数，电路故障是 　 　，排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示，则电压表示数为 　 　Ⅴ，电流表示数为 　 　A，R2阻值为 　 　Ω。一段时间后，观察到电阻丝 　 　所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。（3）请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电炉丝的电流 　 　导线的电流，电炉丝的电阻 　 　导线的电阻。（选填：“大于”、“等于”、“小于”）37．（2021•扬州）学校开展“我为节能献一计”活动，小明想探究影响电热水壶电热转化效率的因素。他提出两点猜想，猜想1：与电热水壶的功率有关；猜想2：与被加热的水的质量有关。于是在家中进行实验探究。（1）关于电热水壶消耗电能的测量，小明提出用电能表直接测量；因为家中只有一只电能表，小亮提出用秒表测出烧水时间，再用额定功率与时间的乘积求得。正确的测量方法是 　   　的方法。（2）为了探究猜想1，应该保持①　   　一定，选用功率不同的电热水壶，进行实验。为了探究猜想2，小明设计了2个方案：A方案：用一个电热水壶先后三次加热不同质量的水，直至烧开。B方案：找三个相同的电热水壶同时加热不同质量的水，直至烧开。小亮认为A方案可行，但实验时要注意②　   　。你认为B方案是否可行？并说明理由③　   　。（3）按照正确的方案进行实验，数据如下表：实验次数电热水壶的功率/W水的质量/kg水的初温/℃水的末温/℃消耗的电能/×105J水吸收的热量/×105J电热转化效率η/%1800125993.7313.10883.328000.625.599.52.2851.86581.638000.325991.1710.93279.641000124993.6043.15087.451200124.5993.3543.12993.3第1、2、3组数据表明：电热水壶的功率相同，水的质量越大，电热转化效率越 　   　。第1、4、5组数据表明：　   　。（4）结合以上结论，请你对电热水壶的使用提出一点建议：　   　。38．（2020•无锡）冬季，汽车后风窗玻璃上常会形成一层薄霜，导致驾驶员无法准确观察后方情况。为保障行车安全，后风窗玻璃装有加热除霜电路。如图甲所示，是某同学设计的模拟汽车后风窗玻璃加热电路，它由控制电路和受控电路组成。控制电路中S接“手动”时，电磁铁A通电吸引衔铁，使触点D、E接触、受控电路中电热丝R2工作，对玻璃均匀加热。S接“自动”时，加热过程中，玻璃温度升高至45℃时，触点D、E恰好脱开，此时控制电路中通过的电流为0.02A．电路中U1＝6V，U2＝12V，R0＝150Ω，R2＝0.8Ω，R1为固定在玻璃内的热敏电阻，其温度始终与玻璃温度相同，阻值随温度升高而增大。若电热丝R2所产生的热量完全被玻璃吸收，玻璃质量为9kg，玻璃比热容为0.8×103J/（kg•℃）。电磁铁A线圈的电阻忽略不计。（1）开关S接“手动”：①电磁铁A通电时具有磁性，此现象称为电流的　 　效应，A的上端是　 　极。②将玻璃从﹣5℃加热至45℃．所需的时间是多少？（2）开关S接“自动”。玻璃的温度为15℃和45℃时，控制电路的功率相差了0.03W，则15℃时热敏电阻R1的阻值为　 　Ω。（3）汽车后风窗玻璃上的电热丝R2是通过丝网印刷的方式将专用的导电银浆印刷到玻璃的表面烧结制成，如图乙所示，在电压U2不变的情况下，为增大电热丝R2的加热功率，请从银浆线的厚度，条数、粗细等方面，提出一种改进措施　 　。39．（2020•连云港）在学习《电能表与电功》一节内容时，同学们完成教材上的活动“比较两个灯泡的亮暗”，小明选用标有“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的灯泡L1和L2，连接电路如图所示。（1）闭合开关后，发现两灯均不发光，电压表V1的示数很大，电压表V2的示数为0，故障的可能原因是　     　。（2）排除故障后闭合开关，电压表V1的示数如图，此时的电压值为　     　V。（3）此实验中一定时间内电流做功的多少可以通过观察　     　来比较，所用的研究方法为　     　。（4）如果将这两只灯泡并联接入电压为2.5V的电路中，较亮的灯泡是　     　。（选填“L1”或“L2”）40．（2019•常州）梅雨季节，湿衣服久晾不干，令人烦恼。小组同学设计出两款自动控制“干衣神器”，可使得衣服快速变干，请选择其中一种方法完成电路原理设计并算出相应答案。（两种方法都做，以第一种为准） 方法一方法二器材：开关S，电源转换器（把220V交流电压转换为6V直流电压），定值电阻R0，热敏电阻Rx（电阻随温度的变化关系如图所示）。电磁继电器（线圈电阻不计，线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），电风扇，电热丝（电阻不变）。功能：①闭合开关S．当温度低于60℃时，机器吹热风；当温度高于60℃时，机器吹冷风。②受控电路（220V工作电路）吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W。（1）请以笔画线代替导线完成电路连接。（2）定值电阻R的阻值为　    　Ω。（3）电热丝的阻值为　    　Ω．器材：开关S，电源转换器（把220V交流电压转换为6V直流电压），定值电阻R0，湿敏电阻Rx（电阻随摆度的变化关系如图所示），电磁继电器（线圈电阻不计，线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），电风扇，电热丝（电阻不变）功能：①闭合开关S．当湿度大于40%时，机器吹热风；当湿度小于40%时，机器吹冷风。②受控电路（220V 工作电路）吹热风时功率为120W，吹冷风时功率为20W。（1）请以笔画线代替导线完成电路图连接。（2）定值电阻R0的阻值为　    　Ω。（3）电热丝的阻值为　    　Ω．四．计算题41．（2021•淮安）电动汽车是绿色环保型交通工具，它的特征是效率高、噪声小、无废气排放、无油污。如图所示是淮安市某景区电动观光车，该车技术参数如表所示。空载质量1080kg空载时轮胎与水平地面的总接触面积1000cm2电动机的额定功率4kW（1）观光车静止在水平地面上，空载时对地面的压强是多大？（g取10N/kg）（2）观光车的电动机以额定功率工作0.5h，消耗多少电能？（3）在题（2）条件下，观光车受到牵引力为320N，运动路程为18km，在该过程中牵引力做多少功？电能转化为机械能的效率是多少？42．（2021•南通）如图，电路中电源电压恒定，小灯泡L的额定电压为6V，滑动变阻器R1标有“200Ω 1A”，电压表量程为0～5V。只闭合开关S2，当R1的滑片P移至最左端时，小灯泡恰好正常发光，此时电流表示数为0.5A；再闭合S1，电流表的示数变为0.8A。求：（1）灯泡的额定功率；（2）电阻R2的阻值；（3）只闭合S1，当电路总功率最小时R1接入电路的阻值。43．（2021•盐城）梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%～60%。小聪设计了一款湿度计，从湿度计（由小量程电流表改装而成）指针所指刻度可知湿度大小，其原理如图甲所示.R0为1000Ω的定值电阻，电源电压恒为6V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，当指针所指湿度对应电流表示数为2mA时。（1）计算电路消耗的总功率。（2）如果空气湿度不变，求3min内电阻R0消耗的电能。（3）求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。44．（2021•常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1＝8Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω，1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表示数为0.5A，电压表示数为2V，灯泡L正常发光。问：（1）电源电压有多大？（2）灯泡L的额定功率有多大？（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，在不损坏电路元件的前提下，R2接入电路的阻值范围？45．（2021•宿迁）新冠疫情期间，进入校园人员要接受体温检测，电子体温计是方便快捷的测温仪器。小华与小明从网上查阅说明书得知，电子体温计的探测器是热敏电阻。他们买来两个相同的热敏电阻Rx，放入各自准备的恒温箱内（虚线框所示），通过调节恒温箱内的温度，测量热敏电阻在不同温度时的阻值。小华使用阻值为100Ω的电阻R1等器材设计了如图甲所示电路，将实验数据记录于表一中，小华对表一中的数据深感疑惑。老师告诉他，他使用的是实验室中的恒流电源（提供恒定电流的电源）。小明则利用恒压电源（提供恒定电压的电源）和定值电阻R2等器材设计了如图乙所示的电路，并将实验数据记录于表二中，回到教室，才发现没有记录电源的电压和R2的阻值。 表一：t/℃32……42U1/V2  2U/V14  10表二：t/℃32……42U1/V9  8（1）求热敏电阻分别在32℃和42℃时的阻值。（2）在表格中记录的温度范围内，求小华设计的电路消耗电功率的最大值。（3）求小明设计的电路中恒压电源的电压和定值电阻R2的阻值。46．（2021•无锡）图甲为某品牌电压力锅，其电路原理图如图乙所示。电源转换器将U＝220V的电压转换为直流低电压U'（保持不变），R是热敏电阻，温度与锅内温度保持一致，当温度为100℃时，R的阻值为1700Ω，温度每升高1℃，阻值减小80Ω。R'是可调电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁线圈中的电流达到0.02A时，衔铁P被吸起（开关断开），此时锅内温度为115℃；当电流减小到0.012A时，衔铁P被释放（开关重新接通），此时锅内温度为110℃。S为电源开关；S1为定时器开关，闭合后自动开始计时，计时结束会自动断开，无外力不再闭合，S2为保温开关，开始时处于闭合状态，当锅内温度达到80℃时断开，当锅内温度低于60℃时自动闭合，保压指示灯L1、保温指示灯L2阻值可忽略。R1、R2阻值均为110kΩ，R3为加热盘，额定电压为220V，电阻为48.4Ω。某次煮饭时，电压力锅内加入适量米和水，盖好盖子，闭合S、S1，电压力锅进入“加热”工作状态，6min后灯L1亮起，电压力锅进入“保压”工作状态，保压期间，观察到灯L1间歇发光；再过一段时间，S1断开，灯L2亮起，电压力锅进入“保温”工作状态。（1）电压力锅在“加热”工作状态时，加热盘R3消耗的电能为多少？（2）电压力锅进入“保温”工作状态后，下列说法中错误的是 　 　。A.灯L1、L2间歇发光B.灯L1会熄灭、灯L2间歇发光C.当锅内温度低于60℃时，R3正常工作D.当锅内温度达到80℃时，通过R3的电流小于0.002A（3）为控制电压力锅在“保压”工作状态时，锅内温度在110～115℃，可调电阻R'接入电路的阻值为多少？47．（2021•扬州）如图所示为模拟调光灯电路，电源电压恒为6V，灯泡标有“2.5V 0.5A”字样（灯丝阻值不变），滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。（1）求灯泡正常发光时的电功率；（2）求灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值；（3）该电路设计是否有缺陷？如有，请给出解决办法。48．（2021•泰州）如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝，R1的阻值为66Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。求：（1）保温挡时电路中的电流；（2）高温挡时的电功率；（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是多少kW•h。49．（2020•南通）如图，电源电压为12V，灯泡L的规格为“6V 3W”，滑动变阻器R1上标有“20Ω 1A”，R2＝10Ω，电流表量程为0∼3A．将开关S闭合，S1、S2断开，调节变阻器使灯泡正常发光。（1）求灯泡正常发光时的电阻；（2）求滑动变阻器10s内消耗的电能；（3）将开关S、S1、S2都闭合，移动滑片P且电路安全，求R1与R2功率之比的最大值。50．（2020•徐州）如图所示电路，电源电压恒为15V，定值电阻R为10Ω。（1）求电路中的电流；（2）在电路中和定值电阻R串联接入一个额定功率为5W的灯泡，灯泡恰好正常发光，求灯泡的额定电压。51．（2020•宿迁）在测量标有“3.8V”灯泡L的额定功率时，为了使电压表读数更精确，电路设计如图所示，已知电源电压恒为5V，电压表有“0∼3V”与“0∼15V”两个量程，滑动变阻器最大阻值为20Ω．闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P使灯泡L正常发光，此时电流表示数为0.3A。（1）求灯泡L的额定功率。（2）当灯泡L正常发光时，求滑动变阻器在10s内消耗的电能。（3）若仅将灯泡L更换为5Ω的定值电阻R，其余电路元件及连接均不变，闭合开关后，在保证电路安全的前提下，求电阻R的最小功率。52．（2020•常州）小明家住偏远山区。家庭电路电压达不到220V，他借助电能表电热水壶探究家中的实际电压；将装有额定容积水的电热水壶单独接入电路，发现初温20℃的水被加热至100℃恰好沸腾，通电时间为7min，电能表的转盘转动280圈。电能表表盘、电热水壶的铭牌如图甲、表格乙所示，电热水壶的阻值不变，c水＝4.2×103/（kg•℃），ρ水＝1×103kg/m3，问：常热牌电热水壶型号QLR2020额定电压220V额定功率2420W额定容积2L（1）电热水壶的实际功率有多大？（2）小明家电路的实际电压有多大？（3）此过程中，电热水壶的烧水效率为多大？（4）随着山区电路升级改造工程的推进，小明猜想：若在220V电压下重复刚才的探究，那么，加热时间会　   　（变小/不变/变大），电热水壶的烧水效率会　   　（变小/不变/变大）。53．（2021•黑龙江）如图甲所示为某电烤箱的内部简化电路，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图象。求： （1）低温挡工作时的功率；（2）电热丝R2的阻值；（3）15min内R1消耗的电能。54．（2020•泰州）如图是某型号电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两挡，分别是高温烧煮和低温焖饭。S1为挡位自动控制开关，R1和R2为电热丝，R1的阻值为80Ω，高温烧煮挡的功率为660W．求：（1）高温烧煮时干路中的电流；（2）电阻丝R2的阻值；（3）电饭锅低温焖饭0.5h消耗的电能是多少焦耳。55．（2019•常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，灯L1、L2电阻不变，闭合开关S1、S2，电压表示数为12V，电流表示数为1.2A，L1和L2都正常发光。断开开关S1、S2，将电压表、电流表的位置互换，只闭合开关S1，电流表示数为0.75A，电压表示数不变问：（1）L1的电阻和额定功率各为多大？（2）L2的电阻和额定功率各为多大？56．（2019•南通）图示电路中，电源电压恒定，定值电阻电阻R0＝10Ω，滑动变阻器R标有“50Ω 1.0A”。把滑片P移至某一位置，闭合S1，当S2分别断开和接“1”时，电流表示数分别为0.4A和0.6A。（1）求电源电压；（2）求开关S2接“1”时，滑动变阻器10s内消耗的电能；（3）用量程为0～3V的电压表替换电流表，S2改接“2”，闭合S1，移动滑片P，求R0的电功率的最小值。五．解答题57．（2021•南京）综合实践活动中，同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型，电流表示数随拉力的增大而增大。模型电路如图甲所示，ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比，滑片P左端固定在拉杆上，弹簧处于原长时，滑片P位于a端，电源电压恒为6V，弹簧电阻恒为1Ω，R0为4Ω，其余部分电阻不计，电流表量程为0～0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。（1）虚线框内接线柱“1”应与 　    　（选填“2”或“3”）连接。（2）闭合开关，弹簧处于原长状态时，R0消耗的功率多大？（3）弹簧的伸长量△L与所受拉力F之间的关系如图乙所示，则电流表示数最大时显示的拉力多大？（4）甲图中若去掉电流表，用一只电压表（量程0～3V）与R0并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小，则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将提升 　    　%。（5）在汇报交流阶段，同学们对模型设计的不足提出了改进措施。如甲图的方案，从电路的安全性考虑，其他条件不变，R0的阻值应不小于 　    　Ω。58．（2021•苏州）小明为宠物保温箱设计了一个电加热器，其内部电路如图所示，S为旋转型开关，通过旋转开关S，可实现从低温到中温、高温的转换。保温箱及加热器的部分参数如表所示，求：（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量；（2）电加热器电路中R2的阻值；（3）要完成（1）中的升温要求，至少需要的加热时间。  物理量参数加热器工作电压220V中温挡功率110W低温挡功率44W电阻R3440Ω加热效率η80%保温箱空气质量m1.5kg空气比热容c0.8×103J/（kg•℃）59．（2020•南通）洗发后，小丽站在镜前使用电吹风吹头发。（1）她发现镜面起雾，雾的形成是　   　现象，该过程要　   　热量；擦干镜子后，小丽看到镜子中自己等大的　   　像。（2）电吹风简化电路如图，旋转扇形开关S，实现断开，冷风，热风的转换，已知吹冷风时的功率为100W，R＝48.4Ω．若家中只有电吹风工作，她用冷风，热风挡交替使用5min，标有“1200imp/kW⋅h”的电能表指示灯闪烁90次，则电吹风消耗　   　J的电能，使用热风挡的时间为　   　min。60．（2020•苏州）如图所示电路中，电源电压6V，灯泡L规格为“6V 3W”。其电流与电压的关系如图乙所示。当S、S1、S3闭合，S2断开时，电流表示数为0.5A。（1）求灯泡L的额定电流；（2）求定值电阻R1的阻值；（3）断开S1、S3，闭合S、S2，调节滑片P，使R2的电功率为灯泡的2倍，求此时滑动变阻器接入电路的阻值为多大？
 专题17 电功率一．选择题1．（2021•淮安）如图甲所示，电源电压恒为6V，滑动变阻器最大阻值为50Ω，电流在0.1～0.4A之间时电子元件均能正常工作，通过电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示，电子元件正常工作时（　　）A．通过电子元件的电流与其两端的电压成正比 B．当电流为0.1A时，电子元件的阻值为10Ω C．滑动变阻器允许接入电路的最大阻值为20Ω D．电路消耗的最大功率为2.4W【解析】解：A、从图象可知，通过电子元件的电流与其两端电压的关系图象不是一条过原点的直线，所以通过电子元件的电流与其两端的电压不成正比，故A错误；B、由图象可知，电路电流为0.1A时，电子元件两端的最小电压为2V，根据I＝可得电子元件的阻值为：R＝＝＝20Ω，故B错误；C、当电路中的电流I小＝0.1A时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的最大电压：U1＝U﹣U小＝6V﹣2V＝4V，根据I＝可得此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，为：R大＝＝＝40Ω，故C错误；D、当电路中的电流最大为I大＝0.4A时，电路消耗的功率最大，则：P大＝UI大＝6V×0.4A＝2.4W，故D正确。故选：D。2．（2021•镇江）如图1所示，R1是电阻箱，R2是定值电阻，闭合开关S，改变R1的阻值，两电压表示数与R1关系图像如图2所示，已知图线①和②相互平行，则（　　）A．①是V1示数和R1的关系图线 B．供电设备两端的电压保持不变 C．电路中电流随R1的增大而减小 D．电路总功率随R1的增大而增大【解析】解：A、根据电路图可知，当电阻R1的阻值为0时，其两端的电压也为0，根据图2可知，②是V1示数和R1的关系图线，故A错误；B、图2中的①是电压表V2示数和R1的关系图线，根据图线可知，当R1增大时，电压表V2示数也是增大的，由于电压表V2测量的是电源电压，所以供电设备两端的电压是改变的，故B错误；C、根据串联电路的电压关系可知，R2两端电压等于V2示数与V1示数的差值，由于图线①和②相互平行，则V2示数与V1示数的差值保持不变，即R2两端电压保持不变，根据I＝可知，电路中的电流保持不变，故C错误；D、R1增大时，电源电压变大，电路中的电流不变，根据P＝UI可知，电路总功率变大，故D正确。故选：D。3．（2021•南通）在“估测用电器的实际功率”的综合实践活动中，小明先断开家中所有用电器，只让图甲所示的电饭锅煮饭3min，测得电能表指示灯闪烁120次。若只让图乙所示的家用台扇工作6min，则电能表指示灯闪烁的次数最可能是（　　） A．4次 B．16次 C．36次 D．48次【解析】解：电饭锅的功率约为800W＝0.8kW，家用台扇的功率约为50W＝0.05kW，电饭锅煮饭3min，消耗的电能W1＝P1t1＝0.8kW×h＝0.04kW•h，测得电能表指示灯闪烁120次，家用台扇工作6min，消耗的电能W2＝P2t2＝0.05kW×h＝0.005kW•h，设此段时间电能表指示灯闪烁的次数为n，则：＝，解出n＝15imp。故符合要求的选项为B。故选：B。4．（2021•盐城）下列用电器主要利用电流热效应工作的是（　　）A．电饭锅 B．电视机 C．电风扇 D．电冰箱【解析】解：A、电饭煲工作时，将电能转化为内能，加热食物，是利用电流的热效应工作的，故A符合题意；B、电视机工作时，主要是把电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故B不符合题意；CD、电风扇和电冰箱工作时，主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故CD不符合题意。故选：A。5．（2021•宿迁）在“学习使用滑动变阻器”的活动中，小明设计了如图所示的电路。滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样，小灯泡标有“3V 0.9W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。闭合开关，将滑动变阻器的金属滑片移至中点时，小灯泡恰好正常发光。移动金属滑片的过程中，确保各元件使用安全，则（　　）A．电源电压为9V B．小灯泡消耗的最小电功率为0.6W C．电路消耗的最大电功率为2.7W D．滑动变阻器消耗的最小电功率为0.8W【解析】解：由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联；A、将滑动变阻器的金属滑片移至中点时，滑动变阻器接入电路中的电阻为R'＝10Ω；小灯泡恰好正常发光，小灯泡两端的电压为3V，此时电路中的电流即电路的最大电流为为：I＝＝＝0.3A；根据欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压为：U'＝IR'＝0.3A×10Ω＝3V；根据串联电路的电压关系可知，电源电压为：U＝U'+U额＝3V+3V＝6V，故A错误；B、灯泡的电阻为：RL＝＝＝10Ω；当滑动变阻器全部接入电路中时，电路中的电流最小，灯泡消耗的电功率最小，则小灯泡的最小功率为：P小＝RL＝×10Ω＝0.4W，故B错误；C、电路中的最大电流为I＝0.3A，则电路的最大功率为：P＝UI＝6V×0.3A＝1.8W，故C错误；D、由欧姆定律、电阻的串联可得滑动变阻器消耗的功率为：P滑＝I2R＝R＝＝＝＝，由数学知识可知，当变阻器的阻值R＝RL＝10Ω时，变阻器R消耗的电功率最大，所以滑片向左移动时，变阻器消耗的功率先变大后变小，而由题意可知R＜10欧时，灯泡会烧坏，所以，当变阻器的阻值最大为R＝20Ω时，其消耗的功率最小，则变阻器消耗的最小功率为：P滑小＝＝0.8W，故D正确。故选：D。6．（2021•无锡）如图是小华设计的测量小灯泡额定功率的电路图，电源电压为3V，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L的额定电流为0.3A。连接好电路，断开开关S2，闭合开关S、S1，移动滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为0.3A；保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开开关S1，闭合开关S、S2，此时电流表示数为0.25A。则小灯泡的额定功率为（　　）A．0.625W B．0.72W C．0.75W D．0.9W【解析】解：断开开关S2，闭合开关S、S1时，小灯泡L与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，移动滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为0.3A时，灯泡正常发光，由I＝可得，此时电路的总电阻：R总＝＝＝10Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，小灯泡正常发光时的电阻：RL＝R总﹣R滑＝10Ω﹣R滑；保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开开关S1，闭合开关S、S2时，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，此时电路中的电流I′＝0.25A，电路的总电阻：R总′＝＝＝12Ω，则滑动变阻器接入电路中的电阻：R滑＝R总′﹣R0＝12Ω﹣10Ω＝2Ω，小灯泡正常发光时的电阻：RL＝10Ω﹣R滑＝10Ω﹣2Ω＝8Ω，小灯泡的额定功率：PL＝I2RL＝（0.3A）2×8Ω＝0.72W。故选：B。7．（2021•连云港）如图所示，电路中电源电压保持不变，闭合开关S1后，当再闭合开关S2时，则（　　）A．电流表A1示数变大 B．电流表A1示数变小 C．电路消耗的总功率变大 D．电路消耗的总功率变小【解析】解：由电路图可知，闭合开关S1后，电路为灯泡L1的简单电路，电流表A1、A均测通过L1的电流；当再闭合开关S2时，灯泡L1和L2并联，电流表A1测灯泡L1支路的电流，电流表A测干路电流。AB.因并联电路中各支路独立工作、互不影响，且电路中电源电压保持不变，所以，通过灯泡L1的电流不变，即电流表A1示数不变，故AB错误；CD.因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变大，由P＝UI可知，电路消耗的总功率变大，故C正确、D错误。故选：C。8．（2020•南通）图甲为天然气泄漏检测电路原理图，电源电压恒定，R0为定值电阻，气敏传感器两端电压UQ随天然气浓度C变化的关系如图乙，则下列描述R0的功率P0，电路的总功率P随天然气浓度C变化的关系图线中，可能正确的是（　　）A． B． C． D．【解析】解：由题图可知，R0与气敏传感器串联，电压表测气敏传感器两端的电压。由图乙可得，气敏传感器两端的电压UQ与天然气浓度C成正比，A和B、R0两端的电压U0＝U﹣UQ，因UQ随天然气浓度C的增大而均匀增大，则U0随天然气浓度C的增大而均匀减小，R0的功率P0＝，则P0随U0减小而减小，但不是均匀减小的（P0与U0是二次函数关系），所以天然气浓度C增大时，P0不是均匀减小的，故A、B错误；C和D、串联电路中电流处处相等，电路中的电流I＝I0＝＝，电路的总功率P＝UI＝U×＝﹣，因U、R0不变，则P与UQ成一次函数关系，而UQ与天然气浓度C成正比，所以P与C也成一次函数关系，且P随C的增大而均匀减小，故C正确，D错误。故选：C。9．（2020•常州）如图甲所示的电路中电源电压恒定，小灯泡L的灯丝电阻不变，R1是定值电阻。闭合开关S．将滑动变阻器的滑片P由A端移到B端，两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示。下列分析中正确的是（　　）A．电源电压U＝10.8V B．定值电阻R1＝8Ω C．灯泡的最大功率为2.52W D．滑动变阻器的最大阻值为20Ω【解析】解：ABD、灯与变阻器串联后再与R1串联，电压表V1测灯的电压，V2测灯与变阻器的电压，电流表测电路的电流，将滑动变阻器的滑片P由A端移到B端，变阻器连入电路的电阻变小，由串联电阻的规律，电路的总电阻变小，根据欧姆定律I＝，电路的电流变大，根据U＝IR，故V1示数变大，故乙中下面的图线表示电流随V1的示数的变化规律，则乙中上面的图线表示电流随V2的示数的变化规律，可知，当变阻器连入电路的电阻最大时，灯的电压为UL＝2.4V，灯和变阻器的电压为8.4V，电流为0.3A，由欧姆定律，I＝，0.3A＝﹣﹣﹣﹣①，I＝，即0.3A＝﹣﹣﹣﹣﹣②，对R1来说，根据串联电路的规律及欧姆定律，I＝，即0.3A＝﹣﹣﹣③由①②③得：RL＝8Ω，RP＝20Ω，故D正确；变阻器连入电路的电阻最小时，灯的电压U′L＝4.8V，灯的电流为I′＝0.6A，由串联电路的规律及欧姆定律有：I′＝，即0.6A＝﹣﹣﹣④，由③④得：U＝12V，R1＝12Ω，故AB错误；C、当变阻器连入电路的电阻为0时，电路中的电流最大，根据P＝UI，即灯的功率最大时，通过灯的电流为0.6A时，最大功率为：PL大＝I大2RL＝（0.6A）2×8Ω＝2.88W，C错误。故选：D。10．（2020•扬州）“模拟调光灯”的电路如图甲，电源电压4.5V，电压表量程“0～3V”，电流表量程“0～0.6A”，滑动变阻器（20Ω 1A），灯泡L标有“2.5V 1.25W”，调节滑动变阻器测得多组数据，作出U﹣I图线如图乙，下列判断正确的是（　　）A．随电压的增加，小灯泡的电阻减小 B．电路中最小电流是0.18A C．灯泡正常发光时，电路的总功率是2.25W D．灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是10Ω【解析】解：A、灯与变阻器串联，电压表测灯的电压，电流表测电路的电流，由图乙知，随电压的增大，通过灯的电流变大，灯的功率变大，灯丝的温度升高，灯的电阻变大，A错误；B、根据图乙知，当灯的电压为额定电压2.5V时，灯的额定电流为：IL＝0.5A，由欧姆定律，灯正常发光时的电阻：RL＝＝＝5Ω；变阻器连入电路的电阻越大，电压表示数越小，电流表示越小，根据P＝UI，灯的实际功率越小，灯丝的温度越低，灯的电阻越小，即灯电压小于2.5V时，灯的电阻小于5Ω根据欧姆定律和串联电阻的规律，当变阻器连入电路的电阻最大时，电路的电流大于：I＝＝＝0.18A，B错误；C、灯泡正常发光时，电路的总功率是：P＝UIL＝4.5V×0.5A＝2.25W，C正确；D、根据串联电路的规律及欧姆定律，灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值：R滑＝＝＝4Ω，D错误。故选：C。11．（2020•无锡）在测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时。小红所观察和记录的结果如表所示。小灯泡两端的电压U/V0.51.01.522.53通过小灯泡的电流I/A0.120.160.190.230.250.28小灯泡的亮度暗→亮正常发光过亮分析实验记录，她得出了以下结论①小灯泡的额定功率为0.625W②小灯泡的实际功率越大，亮度越亮③小灯泡的电阻随两端的电压升高而增大④小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端时，能正常发光其中正确的是（　　）A．只有① B．只有①② C．只有①②③ D．①②③④都正确【解析】解：①灯泡两端电压等于额定电压2.5V时正常发光，由表中数据知，此时通过灯泡的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W，故①正确；②由表中数据知，灯泡两端电压越大，通过的电流也越大，由P＝UI可知，灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，故②正确；③由R＝计算可得，各次实验灯泡电阻分别为：4.17Ω、6.25Ω、7.89Ω、8.70Ω、10Ω、10.71Ω，所以小灯泡的电阻随两端的电压升高而增大，故③正确；④小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端，由表中数据知，当灯泡电压2.5V，对应电流为0.25A，此时定值电阻两端电压：UR＝IR＝0.25A×2Ω＝0.5V，恰好满足电源电压：U＝UL+UR＝0.5V+2.5V＝3V，所以灯泡能正常发光，故④正确。故选：D。12．（2020•南京）如图所示电路，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，R2的滑片P在某一端点时，两表的示数分别为0.2A和3V；移动滑片P到某位置的过程中，两表的示数分别变化了0.3A和1.5V．下列说法正确的是（　　）A．电源电压为4.5V B．R2的最大阻值为20Ω C．电路消耗的总功率最小时，R1与R2接入电路的阻值之比为3：1 D．电流表示数为0.4A时，R1与R2消耗的功率之比为1：1【解析】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。AB．由题意可知，R2的滑片P在某一端点时，两表的示数分别为0.2A和3V，即电压表的示数不为零，所以，此时滑片应位于左端即接入电路中的电阻最大，由I＝可得，R2的最大阻值R2大＝＝＝15Ω，故B错误；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压U＝I1R1+U2大＝0.2A×R1+3V﹣﹣﹣﹣﹣﹣①滑片移动时，只能是减小接入电路中的电阻，此时电路中的电流变大，由串联电路的分压特点可知电压表的示数变小，由两表的示数分别变化了0.3A和1.5V可知，此时电路中的电流I2＝0.5A，电压表的示数U2＝1.5V，则电源的电压U＝I2R1+U2＝0.5A×R1+1.5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得：R1＝5Ω，U＝4V，故A错误；C．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的总电阻最大，电路消耗的总功率最小，则R1与R2接入电路的阻值之比R1：R2＝5Ω：15Ω＝1：3，故C错误；D．当电流表示数为0.4A时，电路的总电阻R＝＝＝10Ω，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电阻：R2＝R﹣R1＝10Ω﹣5Ω＝5Ω，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝UI＝I2R可知，R2＝R1，则R1与R2消耗的功率之比为1：1，故D正确。故选：D。13．（2020•连云港）如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图象。下列说法正确的是（　　）A．电源电压为3V B．电压表的最大示数为2V C．整个电路功率变化了0.1W D．电流表的示数变化了0.4A【解析】解：由电路图可知，R1与R串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。A、由图乙可知，当R1＝10Ω时，P1＝0.9W，当R1′＝20Ω时，P1′＝0.8W，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝UI＝I2R可得，电路中的电流分别为：I1＝＝＝0.3A，I2＝＝＝0.2A，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，所以，由I＝可得，电源的电压：U＝I1（R+R1）＝I2（R+R1′），即0.3A×（R+10Ω）＝0.2A×（R+20Ω），解得：R＝10Ω，电源的电压U＝I1（R+R1）＝0.3A×（10Ω+10Ω）＝6V，故A错误；B、当R1′＝20Ω时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最大，则电压表的最大示数U1′＝I2R1′＝0.2A×20Ω＝4V，故B错误；C、当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻最小，整个电路的总功率最大，则P大＝＝＝3.6W，当R1′＝20Ω时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，整个电路的总功率最小，则P小＝UI2＝6V×0.2A＝1.2W，所以，整个电路功率变化了：△P＝P大﹣P小＝3.6W﹣1.2W＝2.4W，故C错误；D、当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻最小，电路中电流表的示数最大，则I大＝＝＝0.6A，当R1′＝20Ω时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，即电流表的示数最小，所以，电流表的示数变化了：△I＝I大﹣I2＝0.6A﹣0.2A＝0.4A，故D正确。故选：D。14．（2020•淮安）如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（　　）A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A B．小英家上个月消耗的电能为1011kW•h C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多【解析】解：A、由图知电能表允许通过的最大电流为40A，因此小英家干路中的电流不得超过40A，故A错误；B、小英家上月消耗的电能为：5647.8kW•h﹣5546.7kW•h＝101.1kW•h，故B错误；C、指示灯闪烁320次消耗的电能：W＝kW•h＝0.2kW•h；故C错误；D、1600imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，故D正确。故选：D。15．（2020•泰州）如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω 1A”，电流表量程选择“0～0.6A”，电压表量程选择“0～3V”，小灯泡上标有“4.5V 0.3A”字样，其I﹣U图像如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项正确的是（　　）A．电路的最大功率是3.6W B．小灯泡的最小功率是0.75W C．电流表的最小示数是0.15A D．电流表的最大示数是0.4A【解析】解：AD．由图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；题意可知，为保证电路安全，电路中允许通过的最大电流是0.3A，即电流表的最大示数是0.3A，电路的最大功率是：P＝UI＝6V×0.3A＝1.8W，故AD错误；BC．由串联电路的分压特点可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，滑动变阻器两端的电压最大时，灯泡两端的电压最小，而且此时流过小灯泡的电流也最小，即电流表的示数最小；即当电压表的示数为3V时，小灯泡的电功率最小，此时小灯泡两端的电压为：UL＝U﹣U滑＝6V﹣3V＝3V，由图乙可知，此时流过小灯泡的最小电流是0.25A，小灯泡的最小功率是PL＝ULIL＝3V×0.25A＝0.75W，故B正确；C错误。故选：B。16．（2020•苏州）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）A．电压表V1对应的是图线② B．电压满足Uc＝Ua+Ua′ C．R2的最大阻值小于R1的阻值 D．电路的最大总功率为2UbIb【解析】解：A、滑片在最右端时，R2接入电路的阻值为零，因此此时电压表V2示数为零，由图象可得，图线②反映的是电压表V2示数随电流的变化，图线①反映电压表V1示数随电流的变化，故A错误；B、从图乙可以看出，电路中电流为Ia时，电压表V1示数为Ua，电压表V2示数为Ua’，根据串联电路的电压规律可知，电源电压U＝Ua+Ua’；当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电压表V1测量的是电源电压，此时的示数为Uc，所以Uc＝Ua+Ua’，故B正确；C、从图乙可以看出，电路中电流最小时为Ia，此时滑动变阻器两端的电压要大于R1两端的电压，根据分压原理，滑动变阻器的最大阻值要大于R1的阻值，故C错误；D、由图可知，当电路中电流为Ic时，电流是最大的，则最大功率为：P＝UcIc，故D错误。故选：B。17．（2019•常州）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，灯泡L的电阻随温度变化而变化，R0为定值电阻，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 2.5A”。闭合开关S电压表V1的示数为U1、电压表V2的示数为U2，移动滑动变阻器的滑片P从A端至B端，U2与U1的关系如图乙所示，当滑片P滑到B端时，灯L恰好正常发光。下列结果中正确的是（　　）A．电路中最大电流为1A B．定值电阻R0的阻值为16Ω C．灯L正常发光时的电阻为4Ω D．灯L的额定功率为24W【解析】解：由图知灯泡L、定值电阻R0、滑动变阻器串联，电压表V1测量定值电阻R0两端的电压，电压表V2测量灯泡L和定值电阻R0两端的总电压，当滑片P滑到B端时，此时电路的总电阻最小，总电流最大，两电压表的示数都达到了最大，即两电压表的示数为36V和24V；当滑动变阻器的滑片P在A端时，总电阻最大，电路中的总电流最小，两电压表的示数为16V和12V；（1）当滑片在B端时，电压表V2的示数为36V，则电源电压为36V，此时灯L恰好正常发光；当滑动变阻器的滑片P在A端时，滑动变阻器的电阻最大，电路中的总电流最小，此时滑动变阻器两端的电压为：U滑＝U﹣U′2＝36V﹣16V＝20V，则此时电路的电流为：I＝＝＝1A，定值电阻R0的阻值：R0＝＝＝12Ω，故B错误；（2）当滑片在B端时，滑动变阻器的电阻为零，电路的电流最大，此时灯L恰好正常发光，定值电阻两端的电压为24V，此时电路的最大电流为：I大＝＝＝2A，故A错误；灯泡两端的额定电压为UL＝U2﹣U1＝36V﹣24V＝12V；灯L正常发光时的电阻为：RL＝＝＝6Ω，故C错误；灯泡L的额定功率为：PL＝ULI大＝12V×2A＝24W，故D正确。故选：D。18．（2019•南通）图示电路中，电源为恒功率电源，工作时输出的总功率大小恒定，R1为定值电阻。移动滑动变阻器R2的滑片P，下列表示通过R1的电流I1，通过R2的电流I2随电流表示数的倒数变化的关系图线中，可能正确的是（　　）​A． B． C． D．【解析】解：由于R1与R2并联，电源为恒功率电源，设电源的输出总功率为P，则电源电压U＝＝U1＝U2 ①根据I＝可知此时R1两端电压U1＝I1R1      U2＝I2R2    ②由①②可得：＝I1R1，即：＝由题可知，R1与P恒定不变，可得与I1成正比，故B正确。同理得：＝，由于P不变，R2是可变电阻，所以无法确定与I2成的关系。故CD不正确。故选：B。二．填空题19．（2021•盐城）综合实践活动中，小田利用电能表和秒表测量家中电热水壶的电功率。在确保只有电热水壶工作时，读出电能表示数为，烧水5min后，电能表的示数变为，此过程中电热水壶消耗的电能为 　0.1　kW•h，它的电功率为 　1200　W。若测量电能表指示灯闪烁适量次数所用的时间，并利用电能表常数3200imp/（kW•h）计算出电功率。这种方法与原方法相比，具有的优点是 　可测量较小的电能　（说出一点即可）。【解析】解：（1）电能表示数最后一位是小数，单位为kW•h，故此过程中电热水壶消耗的电能为W＝4283.7kW•h﹣4283.6kW•h＝0.1kW•h，它的电功率P＝＝＝1.2kW＝1200W；（2）原方法最小只能测量0.1kW•h的电能，此方法可测量比0.1kW•h小的电能。故答案为：0.1；1200；可测量较小的电能。20．（2021•宿迁）五一假期，小明去看望外婆，陪伴外婆5天后返回，发现家中电能表示数由317.4kW•h变为如图所示示数。经检查，家中除电视机和数字机顶盒处于待机状态，其它用电器均已关闭，则电视机和数字机顶盒待机状态下总功率为 　10　W。在此期间，电能表指示灯闪烁 　1920　次，消耗的电能可供额定功率为15W的台灯正常工作 　80　h，请从节约电能的角度提出一条合理的建议：　家用电器在长时间不用时要关闭电源　。【解析】解：（1）由于电能表读数时最后一位是小数，单位是kW•h，图示电能表的示数为318.6kW•h，5天内电视机和数字机顶盒待机状态下消耗的电能：W＝318.6kW•h﹣317.4kW•h＝1.2kW•h，t＝5天＝5×24h＝120h，电视机和数字机顶盒待机状态下的总功率：P＝＝＝0.01kW＝10W；（2）1600imp/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁1600次，这段时间指示灯闪烁的次数：n＝1600imp/（kW•h）×1.2kW•h＝1920imp（次）；台灯的电功率P′＝P额＝15W＝0.015kW，由P＝可得消耗的电能可供额定功率为15W的台灯正常工作的时间：t′＝＝＝80h；（3）因为“用电器待机”时要消耗电能，所以家用电器在长时间不用时要关闭电源。故答案为：10；1920；80；家用电器在长时间不用时要关闭电源。21．（2021•南京）如图所示，电源电压恒定，R1＝12Ω，R2＝5Ω，滑动变阻器R3的规格是“20Ω 1.5A”，电流表A1、A2的量程都是0～3A，电压表的量程是0～15V。（1）只闭合开关S，移动滑片，当电流表A2的示数为0.8A时，电压表示数为8V，则电源电压是 　12　V，变阻器接入电路的电阻是 　10　Ω；（2）将滑片移到最右端，闭合所有开关，电流表A1、A2的示数之比是 　5：8　，1min内R1产生的热量为 　720　J，为保证电路安全，变阻器接入电路的阻值范围是 　8～20　Ω。【解析】解：（1）当只闭合开关S时，R2和R3串联，电流表A2测电路中的电流，电压表测R3两端的电压，此时R2两端的电压为U2＝IR2＝0.8A×5Ω＝4V，电源电压为U＝U2+U3＝4V+8V＝12V，滑动变阻器接入电路的电阻为R3＝＝＝10Ω；（2）将滑片移到最右端，闭合所有开关，此时R2被短路，R1和R3并联，电压表测电源电压，电流表A1测通过R1的电流，电流表A2测干路电流，电流表A1的示数为I1＝＝＝1A，流过滑动变阻器的电流为I3＝＝＝0.6A，电流表A2的示数为I干＝I1+I3＝1A+0.6A＝1.6A，电流表A1、A2的示数之比是＝＝＝5：8；1min内R1产生的热量为Q＝I12R1t＝（1A）2×12Ω×1×60s＝720J，干路电流最大为3A，滑动变阻器R3的规格是“20Ω 1.5A”，则电路中的电流最大值为1.5A，滑动变阻器接入电路的电阻最小为R3小＝＝＝8Ω，滑动变阻器接入电路的阻值范围为8～20Ω。故答案为：12；10；5：8；720；8～20。22．（2021•泰州）小明用电水壶将质量为1.8kg的水加热升温50℃，水吸收的热量为 　3.78×105　J。若电水壶工作时功率为2000W，所消耗的电能全部被水吸收，则加热这壶水需要的时间是 　189　秒。小明家的电能表参数如图所示，若家中只有电水壶单独工作，则这段时间内电能表指示灯闪烁了 　315　次。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【解析】解：（1）水吸收的热量Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.8kg×50℃＝3.78×105J；（2）若电水壶工作时功率为2000W，所消耗的电能全部被水吸收，则消耗的电能W＝Q吸＝3.78×105J，根据P＝可知加热这壶水需要的时间t＝＝＝189s；（3）电水壶消耗的电能W＝3.78×105J＝0.105kW•h，从图中可知，每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁3000次，故这段时间内电能表指示灯的闪烁次数为n＝0.105kW•h×3000imp/（kW•h）＝315imp＝315次。故答案为：3.78×105；189；315。23．（2021•苏州）阅读材料，回答问题某研究小组对“塞贝克效应”进行了初步的学习研究，塞贝克效应是指由于两种不同导体成或半导体的温度差异而引起两种物质间产生电压差的热电现象。例如将两种不同金属两端连接组成回路，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，金属的塞贝克效应在一定条件下是可观的。研究小组依据上述理论，制作了一个“蜡烛电厂”。如图甲，蜡烛电厂分为蜡烛、装置和用电器三个部分，其中装置部分有铁丝A（中间接入了灯泡和电流表）、铜丝B、水冷装置C，铁丝、铜丝的两端紧密相连。点燃蜡烛，小量程电流表指针偏转。他们对蜡烛电厂的发电效率进行了研究。蜡烛、装置、用电器三部分的效率分别为η1、η2、η3，并且重点研究了输出功率与两端的温度差、接入电路的用电器的电阻这两个因素的关系，根据实验数据绘制出如图乙所示图象。问题：（1）此蜡烛电厂的电能是由蜡烛的 　化学　能转化而来的；（2）根据三部分的效率，可知此蜡烛电厂的发电总效率η＝　η1η2η3　；（3）根据图像可以看出：温差一定时，输出功率随电阻的增大而 　先增大后减小　；温差因素对输出功率的影响规律是 　电阻一定时，温差越大，输出功率越大　；（4）根据塞贝克效应，选择合适的两种金属和电流表组成电路，可通过电流的大小来监测 　环境温度变化　。【解析】解：（1）电厂能量转化方向：蜡烛燃烧把化学能转化为内能，电厂装置把内能转化为电能，用电器把电能转化为其它形式能；（2）发电总效率是指用电器最终转化得到的能量与输入能量的比，故总效率大小等于蜡烛、装置、用电器三部分的效率之积为：η＝η1η2η3；（3）根据图像可知，温差一定时，输出功率随电阻的增大而先增大后减小；温差因素对输出功率的影响规律是：电阻一定时，温差越大，输出功率越大；（4）塞贝克效应是一种热电现象，故选择合适的两种金属和电流表组成电路，可通过电流的大小来监测环境温度变化。故答案为：化学；η1η2η3；先增大后减小；电阻一定时，温差越大，输出功率越大；环境温度变化。24．（2021•连云港）某电热器接入220V的电路中正常工作时，其电热丝的阻值为110Ω，则通过该电热丝的电流为 　2　A，10s内该电热丝会产生 　4.4×103　J的热量。【解析】解：由I＝可得，通过电热丝的电流：I＝＝＝2A，在10s内共产生的热量：Q＝I2Rt＝（2A）2×110Ω×10s＝4.4×103J。故答案为：2；4.4×103。25．（2021•连云港）家庭电路中三孔插座非常普遍，中间的插孔接 　地　线。对人体来说，安全电压一般不高于 　36　V。如图所示是小明家的电能表，他家用电总计 　6286.8　kW•h，已知1kW•h电费为0.50元，则小明家应缴纳的总电费是 　3143.4　元。【解析】解：三孔插座非常普遍，中间的插孔接地线。对人体来说，安全电压一般不高于36V。如图所示是小明家的电能表，他家用电总计6286.8kW•h，已知1kW•h电费为0.50元，则小明家应缴纳的总电费为：6286.8×0.5元＝3143.4元。故答案为：地；36；6286.8；3143.4。26．（2020•镇江）如图所示，电源电压为6V，R为“30Ω 0.25A”滑动变阻器，R1为“10Ω 0.3A”电阻，R2为“20Ω 0.4A”电阻，电压表量程为0∼3V．①闭合S1和S2，断开S3时，调节R，使其接入电路的阻值为10Ω，此时电路消耗的电功率为　1.2　W；②断开S1，闭合S2、S3，调节R，使电压表的示数为1V，则R接入电路的阻值为　6　Ω；③闭合所有开关，在保证电路安全的前提下，电阻R2消耗的电功率范围为　0.45W～1.25W　。【解析】解：（1）闭合S1和S2，断开S3时，滑动变阻器与R2串联，因为串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，则电路的总电阻：R总＝R2+R′＝20Ω+10Ω＝30Ω；电路消耗的电功率P总＝＝＝1.2W；（2）断开S1，闭合S2、S3，滑动变阻器与R1、R2串联，电压表测R两端的电压，则R12＝R1+R2＝10Ω+20Ω＝30Ω；因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R1、R2两端的电压：U12＝U﹣UR＝6V﹣1V＝5V，此时电路中的电流：I′＝＝＝A，根据I＝可得：滑动变阻器接入电路中的阻值：R″＝＝＝6Ω；（3）闭合所有开关，由于对R1短路，则滑动变阻器与R2串联，电压表测R两端的电压，根据滑动变阻器和R2允许通过的最大电流确定电路中的最大电流，利用P＝I2R求出电阻R2消耗的最大电功率；当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中电流最小，R2两端的电压最小，根据电阻的串联求出R2两端的电压，利用P＝求出电阻R2消耗的最小电功率。因为串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器允许通过的最大电流为0.25A，电阻R2允许通过的最大电流为0.4A，所以电路中的最大电流为0.25A，此时R2消耗的最大电功率：P2最大＝I最大2R2＝（0.25A）2×20Ω＝1.25W；当电压表的示数U滑最大＝3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中电流最小，R2两端的电压最小，因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R2最小两端的电压：U2最小＝U﹣U滑最大＝6V﹣3V＝3V，R2消耗的最小电功率：P2最小＝＝0.45W。故答案为：1.2；6；0.45W～1.25W。27．（2020•镇江）某电烤箱内部简化电路如图所示，R1和R2为长度和材料均相同的电热丝，铭牌上的部分参数如表所示。该电烤箱处于低温挡时，正常工作12min所消耗的电能为　0.1　kW⋅h，R2的阻值为　48.4　Ω，R1的横截面积比R2的　小　。电烤箱参数表额定电压220V额定功率高温挡1500W低温挡500W【解析】解：由电路图可知，当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，电路中的电阻最小，由P＝可知，电烤箱的电功率较大，据此确定电烤箱为高温挡；开关S1闭合、S2断开时，电路为R1的基本电路，电路的电阻较大，由P＝可知，电烤箱的电功率较小，据此确定电烤箱为低温挡；（1）电烤箱低温挡正常工作12min消耗的电能：W＝P低t＝500×10﹣3kW×h＝0.1kW•h；（2）由P＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝96.8Ω，R2的功率：P2＝P高﹣P低＝1500W﹣500W＝1000W，R2的阻值：R2＝＝＝48.4Ω；（3）因R1＞R2，而R1和R2为长度和材料均相同的电热丝，则R1的横截面积比R2小。故答案为：0.1；48.4；小。28．（2020•镇江）经过1.5h，小林家中电能表的示数从图示变成了，则此段时间内电能表的转盘转动了　9900　圈，家庭电路实际消耗的功率为　2.2　kW；此段时间内，若通过电能表的电流为其正常工作的最大电流I，则I＝　10　A。【解析】解：由于电能表的最后一位数是小数，单位kW•h，原来电能表的示数为2020.7kW•h，后来电能表的示数为2024.0kW•h，这段时间内消耗的电能：W＝2024.0kW•h﹣2020.7kW•h＝3.3kW•h，3000r/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000转，此段时间内电能表的转盘转数：n＝3000r/kW•h×3.3kW•h＝9900r；家庭电路实际消耗的功率：P＝＝＝2.2kW＝2200W；由P＝UI得：I＝＝＝10A。故答案为：9900；2.2；10。29．（2020•盐城）月底，小明对自家用电的情况进行调查，观察到电能表的表盘如图所示，小明家中用电器正常使用的总功率不能超过　8800　W，用电器工作时消耗0.5kW•h的电能，电能表指示灯闪烁　1600　次。若上月底电能表示数为1877.6kW•h，则本月消耗的电能为　140　kW•h。【解析】解：（1）由图可知，通过电能表的最大电流为40A，小明家中用电器正常使用的总功率的最大值P最大＝UI最大＝220V×40A＝8800W；（2）已知用电器工作时消耗0.5kW•h的电能，则电能表指示灯闪烁的次数：3200imp/（kW•h）×0.5kW•h＝1600imp；（3）由图可知，电能表的示数为2017.6kW•h，本月消耗的电能：W＝2017.6kW•h﹣1877.6kW•h＝140kW•h。故答案为：8800；1600；140。30．（2020•扬州）某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两挡。电路如图所示，开关S接　1　时，是“高温”挡；当开关S分别接“1”和“2”时，电流表的示数为5A和1A；则电阻R0＝　44　Ω、R＝　176　Ω．电烤箱处于“高温”挡工作10min产生的热量为　6.6×105　J。【解析】解：（1）当S接1时，只有电阻R0接入电路中，总电阻为R0；当S接2时，此时为串联电路，总电阻为R+R0；根据P＝可知，在电源电压不变的情况下，总电阻越小，功率越大，为高温挡，所以开关S接1时，是“高温”挡；（2）当开关S接“1”时电流表的示数为5A，此时只有电阻R0接入电路中，根据欧姆定律可得R0的电阻为：R0＝＝＝44Ω；当开关S接“2”时电流表的示数为1A，此时R、R0串联，根据欧姆定律可得总电阻为：R'＝＝＝220Ω；则R的阻值为：R＝R'﹣R0＝220Ω﹣44Ω＝176Ω；（3）电烤箱处于“高温”挡工作10min产生的热量为：Q＝W＝UI1t＝220V×5A×600s＝6.6×105J。故答案为：1；44；176；6.6×105。31．（2020•无锡）小明到早餐店吃早餐，发现电能表适用的额定电压为220V，正常运行的最大电流值为20A，他观察到电能表示数在20min内增加了1.1kW•h．且指示灯闪烁稳定，则店内正在使用的用电器实际功率为　3300　W，通过电能表的电流为　15　A．此时店主正拿出电饼铛，准备烙饼，小明注意到电饼铛的铭牌信息如表格中所示，于是提醒店主不要使用，小明这样做的理由是　再接入1350W的电饼铛后的总电功率大于电能表允许接入用电器的最大总电功率　。 额定电压220V～额定频率50Hz额定功率1350W【解析】解：（1）由题意可知，20min内用电器消耗的电能W＝1.1kW•h，店内正在使用的用电器实际功率：P＝＝＝3.3kW＝3300W，由P＝UI可得通过电能表的电流：I＝＝＝15A；（2）电能表工作电压U＝220V，正常运行通过的最大电流I最大＝20A，电能表允许接入用电器的最大总电功率：P最大＝UI最大＝220V×20A＝4400W，再接入1350W的电饼铛后的总电功率：P总＝3300W+1350W＝4650W＞P最大＝4400W；所以电路中不能再接入一个功率为1350W的电饼铛。故答案为：3300；15；再接入1350W的电饼铛后的总电功率大于电能表允许接入用电器的最大总电功率。32．（2020•南京）一个密封盒的表面可见两个接线柱、一个灯泡和一个可调变阻器的旋钮。盒内只有灯泡和变阻器两个用电器，小明想探究它们的连接方式，连接了如图所示的电路（电源电压恒为3V），做了两次实验，部分数据记录如表格所示。实验序号变阻器电阻R/Ω电流表示数I/A①150.5②5 （1）灯泡和变阻器的连接方式是　并　联。（2）第一次实验中，电路消耗的总功率是　1.5　W，灯泡工作时的电阻是　10　Ω。（3）第二次实验中，电流表示数是　0.9　A，变阻器工作1min产生的热量是　108　J。【解析】解：（1）由表格数据可知，变阻器接入电路中的电阻R＝15Ω时，电路的总电流I＝0.5A，由I＝可得，电路的总电阻R总＝＝＝6Ω，因并联电路中总电阻小于任何一个分度值，串联电路中总电阻大于任何一个分度值，所以，由R总＜R可知，灯泡和变阻器的连接方式是并联；（2）第一次实验中，电路消耗的总功率P＝UI＝3V×0.5A＝1.5W，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，＝+，即＝+，解得：RL＝10Ω，即灯泡工作时的电阻是10Ω；（3）第二次实验中，变阻器接入电路中的电阻R′＝5Ω时，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过灯泡的电流不变，则灯泡的电阻不变，此时电路的总电阻R总′＝＝＝Ω，则电流表的示数I′＝＝＝0.9A，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，变阻器工作1min产生的热量QR＝WR＝t＝×60s＝108J。故答案为：（1）并；（2）1.5；10；（3）0.9；108。33．（2020•泰州）如图所示是小明“探究影响电流热效应的因素”的实验装置，在甲、乙两瓶中装入质量和初温均相同的煤油，R1、R2采用如图连接方式的目的是　控制电流和通电时间相同　。闭合开关一段时间后，乙瓶中温度计的示数较高，由此说明通电导体产生的热量与　电阻　有关。小华用相同装置（煤油质量也相等）同时进行实验，细心的小红看到小明和小华两组电阻丝阻值相等的烧瓶中，小华这一组的煤油升温比小明的快，比较发现：小华的滑动变阻器接入电路的阻值较小，根据这一现象，小红　能　（选填“能”或“不能”）初步判断出通电导体产生的热量与通过导体的电流有关。【解析】解：由图可知，两电阻串联，目的是控制R1和R2中的电流相同，而且还可以控制通电时间相同；乙瓶中电热丝阻值较大，温度计的示数较高，说明在电流与通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；说明通电导体产生的热量与电阻的大小有关。由题意可知，小华和小明用相同的装置做实验，可知加热的电阻阻值相同；但小华的滑动变阻器接入电路的阻值较小，由欧姆定律可知，小华做实验时电路中的电流较大，此时小华这一组的煤油升温比小明的快，说明在通电时间和电阻大小相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越大，即小红可以初步判断出通电导体产生的热量与通过导体的电流有关。故答案为：控制电流和通电时间相同；电阻；能。34．（2019•常州）小明家电能表上月底的示数为，本月底的示数如图所示，他家本月消耗电能　100.5　kW•h．小明家同时工作的用电器总功率不得超过　8800　W．小明将一个电风扇单独接入电路中，10min内电能表的指示灯闪烁了32次，此过程中电风扇消耗电能　3.6×104　J，其功率为　60　W。【解析】解：（1）由图示电能表可知，上月底电能表的示数为2818.2kW•h，本月底电能表示数为2918.7kW•h，本月消耗的电能是：W＝2918.7kW•h﹣2818.2kW•h＝100.5kW•h；（2）由图示电能表可知，电能表正常工作时的电压是220V，平时允许通过的最大电流是40A，则电能表允许的用电器最大总功率：P＝UI＝220V×40A＝8800W；（3）3200imp/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3200次；当指示灯闪烁32次时消耗的电能：W′＝kW•h＝0.01kW•h＝3.6×104J，电风扇的电功率：P＝＝＝60W。故答案为：100.5；8800；3.6×104；60。35．（2019•镇江）图1中，灯泡L的额定电流为0.25A，其电流与电压关系如图2所示，滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A“，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V．闭合开关S，调节R，当电压表的示数为1.5V时，L恰好正常发光，则L正常发光时的阻值为　10　Ω，电源电压为　4　V；为保证电路安全，R的调节范围为　6Ω～20Ω　，灯泡L的最小电功率为　0.15　W。【解析】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）当电压表的示数为1.5V时，L恰好正常发光，通过的电流IL＝0.25A，由图2可知，灯泡两端的电压UL＝2.5V，由I＝可得，灯泡正常发光时的电阻：RL＝＝＝10Ω，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U＝UR+UL＝1.5V+2.5V＝4V；（2）因串联电路中各处的电流相等，且变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，灯泡正常发光时的电流为0.25A，所以，电路中的最大电流为0.25A，此时变阻器接入电路中的电阻最小，则R小＝＝＝6Ω，当电压表的示数UR′＝3V时，电路中的电流最小，灯泡的电功率最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡两端的电压：UL′＝U﹣UR′＝4V﹣3V＝1V，由图2可知，通过灯泡的电流IL′＝0.15A，则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R大＝＝＝＝20Ω，所以，R的调节范围为6Ω～20Ω，灯泡的最小功率：PL＝UL′IL′＝1V×0.15A＝0.15W。故答案为：10；4；6Ω～20Ω；0.15。三．实验探究题36．（2021•常州）小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量（简称电热）与通电时间、电流、电阻的关系”。（1）为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 　 　（A/B）端。（a）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为0.5A，通电5分钟、温度计的示数升高了5℃。（b）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。（a）、（b）对比可得结论：　在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多　。（c）向 　A端　移动滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为1A，通电10分钟、温度计的示数升高了33℃，（b）、（c）对比可得结论：　在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多　。（d）实验只能得到定性结论，主要原因是 　实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量　。（2）为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流表无示数，电路故障是 　R2断路　，排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示，则电压表示数为 　8　Ⅴ，电流表示数为 　0.5　A，R2阻值为 　16　Ω。一段时间后，观察到电阻丝 　R2　所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。（3）请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电炉丝的电流 　等于　导线的电流，电炉丝的电阻 　大于　导线的电阻。（选填：“大于”、“等于”、“小于”）【解析】解：（1）滑动变阻器有保护电路的作用，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，故位于B端；（b）两次实验中，电阻和电流大小均相同，通电时间不同，（b）中温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；（c）（c）实验中电流表示数变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，故应向A端移动滑片；（b）、（c）两次实验中，电阻大小和通电时间均相同，（c）中电流大于（b）中电流，且温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；（d）实验只能得到定性结论，主要原因是实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；（2）开关闭合后，电压表有示数，说明电压表与电源接通，但电流表无示数，说明电路中有断路的地方，电路故障是R2断路；从图乙中可知，闭合开关后，两电阻丝和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压。电压表选择大量程，分度值为0.5V，示数为8V，电流表选择小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A；根据欧姆定律可知R2的阻值R2＝＝＝16Ω；已知R1＝10Ω＜R2，根据Q＝I2Rt可知一段时间后，电阻丝R2产生的热量多，故观察到电阻丝R2所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多；（3）电炉丝和导线串联，故电炉丝的电流等于导线的电流，电炉丝的电阻大于导线的电阻，根据Q＝I2Rt可知通电相同时间，电炉丝产生的热量大于导线产生的热量，故电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显。故答案为：（1）B；（b）在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；（c）A端；在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；（d）实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；（2）R2断路；8；0.5；16；R2；（3）等于；大于。37．（2021•扬州）学校开展“我为节能献一计”活动，小明想探究影响电热水壶电热转化效率的因素。他提出两点猜想，猜想1：与电热水壶的功率有关；猜想2：与被加热的水的质量有关。于是在家中进行实验探究。（1）关于电热水壶消耗电能的测量，小明提出用电能表直接测量；因为家中只有一只电能表，小亮提出用秒表测出烧水时间，再用额定功率与时间的乘积求得。正确的测量方法是 　小明　的方法。（2）为了探究猜想1，应该保持①　水的质量和初温　一定，选用功率不同的电热水壶，进行实验。为了探究猜想2，小明设计了2个方案：A方案：用一个电热水壶先后三次加热不同质量的水，直至烧开。B方案：找三个相同的电热水壶同时加热不同质量的水，直至烧开。小亮认为A方案可行，但实验时要注意②　水壶和水的初温相同　。你认为B方案是否可行？并说明理由③　不可行，仅有一只电能表无法测出同时工作的三个电水壶分别消耗的电能　。（3）按照正确的方案进行实验，数据如下表：实验次数电热水壶的功率/W水的质量/kg水的初温/℃水的末温/℃消耗的电能/×105J水吸收的热量/×105J电热转化效率η/%1800125993.7313.10883.328000.625.599.52.2851.86581.638000.325991.1710.93279.641000124993.6043.15087.451200124.5993.3543.12993.3第1、2、3组数据表明：电热水壶的功率相同，水的质量越大，电热转化效率越 　高　。第1、4、5组数据表明：　水的质量相同时，电热水壶的功率越大，电热转化效率越高　。（4）结合以上结论，请你对电热水壶的使用提出一点建议：　使用功率较大的电热水壶或单次使用时加热质量较大的水可以提高电热转化效率　。【解析】解：（1）断开了家中其它用电器，仅让电热水壶工作，利用电能表可以直接测出电热水壶消耗的电能；而电热水壶工作时的功率和额定功率不一定相等，不能用额定功率与时间的乘积求出消耗的电能，所以正确的测量方法是小明的方法；（2）探究电热水壶电热转化效率与电热水壶的功率有关时，应该保持水的质量和初温一定，选用功率不同的电热水壶，进行实验；探究电热水壶电热转化效率与被加热的水的质量有关时，应该改变水的质量，且控制电热水壶的功率相同，同时要注意水壶和水的初温应该相同，利用一只电能表可以分别测出电热水壶先后三次加热水时消耗的电能，则A方案可行；仅有一只电能表，无法测出同时工作的三个电水壶分别消耗的电能，所以B方案不可行；（3）由第1、2、3组数据可知，电热水壶的功率相同时，水的质量越大，电热转化效率越高；由第1、4、5组数据可知，水的质量相同时，电热水壶的功率越大，电热转化效率越高；（4）由（4）的结论可知，使用功率较大的电热水壶或单次使用时加热质量较大的水可以提高电热转化效率。故答案为：（1）小明；（2）①水的质量和初温；②水壶和水的初温相同；③不可行，仅有一只电能表无法测出同时工作的三个电水壶分别消耗的电能；（3）高；水的质量相同时，电热水壶的功率越大，电热转化效率越高；（4）使用功率较大的电热水壶或单次使用时加热质量较大的水可以提高电热转化效率。38．（2020•无锡）冬季，汽车后风窗玻璃上常会形成一层薄霜，导致驾驶员无法准确观察后方情况。为保障行车安全，后风窗玻璃装有加热除霜电路。如图甲所示，是某同学设计的模拟汽车后风窗玻璃加热电路，它由控制电路和受控电路组成。控制电路中S接“手动”时，电磁铁A通电吸引衔铁，使触点D、E接触、受控电路中电热丝R2工作，对玻璃均匀加热。S接“自动”时，加热过程中，玻璃温度升高至45℃时，触点D、E恰好脱开，此时控制电路中通过的电流为0.02A．电路中U1＝6V，U2＝12V，R0＝150Ω，R2＝0.8Ω，R1为固定在玻璃内的热敏电阻，其温度始终与玻璃温度相同，阻值随温度升高而增大。若电热丝R2所产生的热量完全被玻璃吸收，玻璃质量为9kg，玻璃比热容为0.8×103J/（kg•℃）。电磁铁A线圈的电阻忽略不计。（1）开关S接“手动”：①电磁铁A通电时具有磁性，此现象称为电流的　磁　效应，A的上端是　 　极。②将玻璃从﹣5℃加热至45℃．所需的时间是多少？（2）开关S接“自动”。玻璃的温度为15℃和45℃时，控制电路的功率相差了0.03W，则15℃时热敏电阻R1的阻值为　90　Ω。（3）汽车后风窗玻璃上的电热丝R2是通过丝网印刷的方式将专用的导电银浆印刷到玻璃的表面烧结制成，如图乙所示，在电压U2不变的情况下，为增大电热丝R2的加热功率，请从银浆线的厚度，条数、粗细等方面，提出一种改进措施　其它条件不变时增加银浆线的厚度（或其它条件不变时增加银浆线的条数等）　。【解析】解：（1）①电磁铁A通电时具有磁性，此现象称为电流的磁效应，电流从电磁铁的下端流入，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向N极，即A的上端是N极；②玻璃从﹣5℃加热至45℃时，玻璃吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝0.8×103J/（kg•℃）×9kg×[45℃﹣（﹣5℃）]＝3.6×105J，因电热丝R2所产生的热量完全被玻璃吸收，所以，消耗的电能W＝Q吸＝3.6×105J，由W＝UIt＝t可得，需要的加热时间：t′＝＝＝2000s；（2）由题意可知，玻璃的温度为45℃时，控制电路中通过的电流为0.02A，此时控制电路的功率：P1＝U1I1＝6V×0.02A＝0.12W，因热敏电阻R1的阻值随温度升高而增大，且玻璃的温度为15℃和45℃时，控制电路的功率相差了0.03W，所以，15℃时控制电路的功率：P2＝P1+△P＝0.12W+0.03W＝0.15W，此时控制电路的总电阻：R＝＝＝240Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，15℃时热敏电阻R1的阻值：R1＝R﹣R0＝240Ω﹣150Ω＝90Ω；（3）在电压U2不变的情况下，由P＝UI＝可知，为增大电热丝R2的加热功率，应减小R2的阻值，因导体的电阻与材料、长度、横截面积有关，且材料一定时，长度越短、横截面积越大，电阻越小，所以，其它条件不变时增加银浆线的厚度，或其它条件不变时增加银浆线的条数等。故答案为：（1）①磁；N；②将玻璃从﹣5℃加热至45℃，需要2000s；（2）90；（3）其它条件不变时增加银浆线的厚度（或其它条件不变时增加银浆线的条数等）。39．（2020•连云港）在学习《电能表与电功》一节内容时，同学们完成教材上的活动“比较两个灯泡的亮暗”，小明选用标有“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的灯泡L1和L2，连接电路如图所示。（1）闭合开关后，发现两灯均不发光，电压表V1的示数很大，电压表V2的示数为0，故障的可能原因是　L1断路　。（2）排除故障后闭合开关，电压表V1的示数如图，此时的电压值为　2.4　V。（3）此实验中一定时间内电流做功的多少可以通过观察　灯泡的亮度　来比较，所用的研究方法为　转换法　。（4）如果将这两只灯泡并联接入电压为2.5V的电路中，较亮的灯泡是　L1　。（选填“L1”或“L2”）【解析】解：（1）根据图可知，该电路为串联电路，电压表V1测量的是灯泡L1两端的电压，电压表V2测量的是灯泡L2两端的电压；两灯均不发光，说明电路出现了断路现象，电压表V2的示数为0，说明电压表V2与电源之间是断开的，电压表V1的示数很大，说明电压表V1与电源之间是接通的，所以故障是L1断路；（2）灯泡L1的额定电压为2.5V，所以电压表V1选用的是小量程，分度值为0.1V，示数为2.4V；（3）一定时间内电流做功的多少叫做功率，灯泡的亮度越亮，实际功率越大，所以可以根据灯泡的亮度来判定一定时间内做功的多少，这是转换法的应用；（4）两个灯泡的额定电流相同，额定电压不同，根据R＝可知，灯泡L1的电阻要小于L2的电阻；两个灯泡并联时，灯泡两端的电压相同，灯泡L1的电阻要小于L2的电阻，根据P＝可知，灯泡L1的实际功率要大于L2的实际功率，所以较亮的灯泡是L1。故答案为：（1）L1断路；（2）2.4；（3）灯泡的亮度；转换法；（4）L1。40．（2019•常州）梅雨季节，湿衣服久晾不干，令人烦恼。小组同学设计出两款自动控制“干衣神器”，可使得衣服快速变干，请选择其中一种方法完成电路原理设计并算出相应答案。（两种方法都做，以第一种为准） 方法一方法二器材：开关S，电源转换器（把220V交流电压转换为6V直流电压），定值电阻R0，热敏电阻Rx（电阻随温度的变化关系如图所示）。电磁继电器（线圈电阻不计，线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），电风扇，电热丝（电阻不变）。功能：①闭合开关S．当温度低于60℃时，机器吹热风；当温度高于60℃时，机器吹冷风。②受控电路（220V工作电路）吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W。（1）请以笔画线代替导线完成电路连接。（2）定值电阻R的阻值为　120　Ω。（3）电热丝的阻值为　484　Ω．器材：开关S，电源转换器（把220V交流电压转换为6V直流电压），定值电阻R0，湿敏电阻Rx（电阻随摆度的变化关系如图所示），电磁继电器（线圈电阻不计，线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），电风扇，电热丝（电阻不变）功能：①闭合开关S．当湿度大于40%时，机器吹热风；当湿度小于40%时，机器吹冷风。②受控电路（220V 工作电路）吹热风时功率为120W，吹冷风时功率为20W。（1）请以笔画线代替导线完成电路图连接。（2）定值电阻R0的阻值为　120　Ω。（3）电热丝的阻值为　484　Ω．【解析】解：【方法一】：（1）由图知温度为60℃时，热敏电阻的阻值为40Ω，热敏电阻的阻值随温度的升高而增大（或热敏电阻的阻值随温度的降低而减小），若控制电路只有热敏电阻，则电流为I＝＝＝0.15A，电流小于0.2A（线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），则需要将定值电阻R0和热敏电阻Rx并联连接时，线圈中电流才能达到0.2A，电磁继电器的动触点要接在火线上，温度低于60℃时吹热风；根据图象可知，随温度的降低，Rx的阻值减小，控制电路中的电阻减小，电流变大，衔铁将被吸下，则电热丝要接在下方静触点上，电热丝和电风扇并联连接，电风扇不受电磁继电器的控制，电风扇直接接在火线和零线之间，如图所示：（2）根据题意和欧姆定律可得，衔铁即将吸下时控制电路的总电流：I＝＝0.2A，即＝0.2A，解得：R0＝120Ω；（3）由于吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W，且电热丝和电风扇并联连接，所以电热丝消耗的功率为：P丝＝P热﹣P冷＝120W﹣20W＝100W，则电热丝的电阻为：R＝＝＝484Ω；【方法二】：（1）由图知当湿度为40%时，湿敏电阻的阻值为40Ω，湿敏电阻随湿度的增加而减小；若控制电路只有湿敏电阻，则电流为I＝＝＝0.15A，电流小于0.2A（线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），则需要将定值电阻R0和湿敏电阻Rx并联连接时，线圈中电流才能达到0.2A，电磁继电器的动触点要接在火线上，当湿度大于40%时吹热风；根据图象可知，随湿度的增加，Rx的阻值减小，控制电路中的电阻减小，电流变大，衔铁将被吸下，则电热丝要接在下方静触点上，电热丝和电风扇并联连接，电风扇不受电磁继电器的控制，电风扇直接接在火线和零线之间，如图所示：（2）根据题意和欧姆定律可得，衔铁即将吸下时控制电路的总电流：I＝＝0.2A，即＝0.2A，解得：R0＝120Ω；（3）由于吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W，且电热丝和电风扇并联连接，所以电热丝消耗的功率为：P丝＝P热﹣P冷＝120W﹣20W＝100W，则电热丝的电阻为：R＝＝＝484Ω；故答案为：方法一：（1）见上图；（2）120；（3）484；方法二：（1）见上图；（2）120；（3）484。四．计算题41．（2021•淮安）电动汽车是绿色环保型交通工具，它的特征是效率高、噪声小、无废气排放、无油污。如图所示是淮安市某景区电动观光车，该车技术参数如表所示。空载质量1080kg空载时轮胎与水平地面的总接触面积1000cm2电动机的额定功率4kW（1）观光车静止在水平地面上，空载时对地面的压强是多大？（g取10N/kg）（2）观光车的电动机以额定功率工作0.5h，消耗多少电能？（3）在题（2）条件下，观光车受到牵引力为320N，运动路程为18km，在该过程中牵引力做多少功？电能转化为机械能的效率是多少？【解析】解：（1）观光车空载时，车对水平路面的压力：F＝G＝mg＝1080kg×10N/kg＝10800N，此时车对水平路面的压强：p＝＝＝108000Pa；（2）观光车的电动机以额定功率工作0.5h，消耗电能：W＝Pt＝4000W×0.5×3600s＝7.2×106J；（3）牵引力做功：W′＝F′s＝320N×18×1000m＝5.76×106J，电能转化为机械能的效率：η＝×100%＝×100%＝80%。答：（1）观光车静止在水平地面上，空载时对地面的压强是108000Pa；（2）观光车的电动机以额定功率工作0.5h，消耗电能7.2×106J；（3）在题（2）条件下，在该过程中牵引力做功5.76×106J，电能转化为机械能的效率是80%。42．（2021•南通）如图，电路中电源电压恒定，小灯泡L的额定电压为6V，滑动变阻器R1标有“200Ω 1A”，电压表量程为0～5V。只闭合开关S2，当R1的滑片P移至最左端时，小灯泡恰好正常发光，此时电流表示数为0.5A；再闭合S1，电流表的示数变为0.8A。求：（1）灯泡的额定功率；（2）电阻R2的阻值；（3）只闭合S1，当电路总功率最小时R1接入电路的阻值。【解析】解：（1）只闭合开关S2，当变阻器R1的滑片P移至最左端时，只有灯泡L连入电路，电流表测灯泡的电流，由于灯泡正常发光，则电源电压：U＝U额＝6V，灯泡的额定功率：P额＝PL＝UIL＝6V×0.5A＝3W；（2）保持滑片P的位置不变，再闭合S1时，定值电阻R2与灯泡L并联，电流表测量干路电流，根据并联电路各支路互不影响的特点可知：通过灯泡的电流不变；根据并联电路中的干路电流等于各支路电流之和可知：通过R2的电流为：I2＝I﹣IL＝0.8A﹣0.5A＝0.3A，根据I＝可得：R2＝＝＝20Ω；（3）根据欧姆定律求出，只闭合S1，滑动变阻器R1与R2串联；已知电压表量程为0～5V，则当电压表示数最大为5V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时电路中的电流最小，总功率最小；此时R2两端电压：U2＝U﹣U1大＝6V﹣5V＝1V，电路的最小电流：I小＝＝＝0.05A，则R1接入电路的阻值：R1大＝＝＝100Ω＜200Ω。所以，R1接入电路的阻值为100Ω。答：（1）灯泡的额定功率为3W；（2）电阻R2的阻值为20Ω；（3）只闭合S1，当电路总功率最小时R1接入电路的阻值为100Ω。43．（2021•盐城）梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%～60%。小聪设计了一款湿度计，从湿度计（由小量程电流表改装而成）指针所指刻度可知湿度大小，其原理如图甲所示.R0为1000Ω的定值电阻，电源电压恒为6V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，当指针所指湿度对应电流表示数为2mA时。（1）计算电路消耗的总功率。（2）如果空气湿度不变，求3min内电阻R0消耗的电能。（3）求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。【解析】解：（1）由图甲可知，闭合开关，两电阻串联，电流表测量电路中的电流。当指针所指湿度对应电流表示数为2mA时，电路中的电流I＝2mA＝0.002A，电路消耗的总功率：P＝UI＝6V×0.002A＝0.012W；（2）3min内电阻R0消耗的电能：W＝I2R0t＝（0.002A）2×1000Ω×3×60s＝0.72J；（3）根据欧姆定律可知此时电路的总电阻：R总＝＝＝3000Ω，根据电阻串联的特点可知湿敏电阻的阻值：R＝R总﹣R0＝3000Ω﹣1000Ω＝2000Ω＝2kΩ，从图乙中可知此时的空气湿度为50%，因人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%～60%，故此时人体感觉舒服。答：（1）电路消耗的总功率为0.012W；（2）3min内电阻R0消耗的电能为0.72J；（3）此时的空气湿度为50%，人体感觉舒服。44．（2021•常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1＝8Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω，1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表示数为0.5A，电压表示数为2V，灯泡L正常发光。问：（1）电源电压有多大？（2）灯泡L的额定功率有多大？（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，在不损坏电路元件的前提下，R2接入电路的阻值范围？【解析】解：（1）断开开关S2，闭合开关S、S1，灯泡和电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测灯泡两端的电压，串联电路各处电流相等，由欧姆定律可得电阻两端的电压：U1＝IR1＝0.5A×8Ω＝4V，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以电源电压：U＝UL+U1＝2V+4V＝6V；（2）电流表示数为0.5A，电压表示数为2V，灯泡L正常发光，灯泡L的额定功率：P＝ULI＝2V×0.5A＝1W；（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，定值电阻和滑动变阻器串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，根据串联电路分压原理可知当电压表示数最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，由电阻的串联和欧姆定律可知此时通过电路的电流最小，电压表的量程为0～3V，当电压表的示数为3V时，电阻两端的电压：U1′＝U﹣U2＝6V﹣3V＝3V，由欧姆定律可得：＝，即＝，解得：R2＝8Ω，电流表的量程为0～0.6A，当通过电路的电流为0.6A时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，此时电路的电阻最小为：R′＝＝＝10Ω，根据串联电路电阻规律可得滑动变阻器接入电路的最小阻值：R2′＝R′﹣R1＝10Ω﹣8Ω＝2Ω，所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为2Ω～8Ω。答：（1）电源电压为6V；（2）灯泡L的额定功率为1W；（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，在不损坏电路元件的前提下，R2接入电路的阻值范围为2Ω～8Ω。45．（2021•宿迁）新冠疫情期间，进入校园人员要接受体温检测，电子体温计是方便快捷的测温仪器。小华与小明从网上查阅说明书得知，电子体温计的探测器是热敏电阻。他们买来两个相同的热敏电阻Rx，放入各自准备的恒温箱内（虚线框所示），通过调节恒温箱内的温度，测量热敏电阻在不同温度时的阻值。小华使用阻值为100Ω的电阻R1等器材设计了如图甲所示电路，将实验数据记录于表一中，小华对表一中的数据深感疑惑。老师告诉他，他使用的是实验室中的恒流电源（提供恒定电流的电源）。小明则利用恒压电源（提供恒定电压的电源）和定值电阻R2等器材设计了如图乙所示的电路，并将实验数据记录于表二中，回到教室，才发现没有记录电源的电压和R2的阻值。 表一：t/℃32……42U1/V2  2U/V14  10表二：t/℃32……42U1/V9  8（1）求热敏电阻分别在32℃和42℃时的阻值。（2）在表格中记录的温度范围内，求小华设计的电路消耗电功率的最大值。（3）求小明设计的电路中恒压电源的电压和定值电阻R2的阻值。【解析】（1）根据题意知，小华使用的是恒流电源；当t＝32℃时电流为：＝＝0.02A；此时热敏电阻Rx两端的电压为：U热＝14V﹣2V＝12V；热敏电阻Rx的阻值为：；当t＝42℃时电阻为：＝；（2）根据题意知，小华使用的是恒流电源，根据P＝I2R可知，电阻越大功率越大，由电路图可知定值电阻与热敏电阻串联，所以热敏电阻越大回路电阻越大，由（1）所得结果可知32℃时热敏电阻阻值最大Rx＝600Ω，R1＝100Ω，I＝0.02A。小华设计的电路消耗电功率的最大值P＝I2（Rx+R1）＝（0.02A）2×（600Ω+100Ω）＝0.28W；（3）由表2及（1）中结果可知：当t＝32℃时，U1＝9V，R热＝600Ω，则：I1＝＝＝0.015A，由两电阻串联故电源电压U＝I1（R2+R热）＝0.015A×（R2+600Ω）＝0.015A×R2+9V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①当t＝42℃时，U1′＝8V，R热′＝400Ω，则I1′＝＝＝0.02A，故电源电压U＝I1′（R2+R热′）＝0.02A×（R2+400Ω）＝0.02A×R2+8V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①、②两式解得：U＝12V，R2＝200Ω。答：（1）32℃热敏电阻的阻值为600Ω，42℃热敏电阻的阻值为400Ω；（2）电路消耗电功率的最大值为0.28W；（3）恒压电源的电压为12V，定值电阻的阻值为200Ω。46．（2021•无锡）图甲为某品牌电压力锅，其电路原理图如图乙所示。电源转换器将U＝220V的电压转换为直流低电压U'（保持不变），R是热敏电阻，温度与锅内温度保持一致，当温度为100℃时，R的阻值为1700Ω，温度每升高1℃，阻值减小80Ω。R'是可调电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁线圈中的电流达到0.02A时，衔铁P被吸起（开关断开），此时锅内温度为115℃；当电流减小到0.012A时，衔铁P被释放（开关重新接通），此时锅内温度为110℃。S为电源开关；S1为定时器开关，闭合后自动开始计时，计时结束会自动断开，无外力不再闭合，S2为保温开关，开始时处于闭合状态，当锅内温度达到80℃时断开，当锅内温度低于60℃时自动闭合，保压指示灯L1、保温指示灯L2阻值可忽略。R1、R2阻值均为110kΩ，R3为加热盘，额定电压为220V，电阻为48.4Ω。某次煮饭时，电压力锅内加入适量米和水，盖好盖子，闭合S、S1，电压力锅进入“加热”工作状态，6min后灯L1亮起，电压力锅进入“保压”工作状态，保压期间，观察到灯L1间歇发光；再过一段时间，S1断开，灯L2亮起，电压力锅进入“保温”工作状态。（1）电压力锅在“加热”工作状态时，加热盘R3消耗的电能为多少？（2）电压力锅进入“保温”工作状态后，下列说法中错误的是 　A　。A.灯L1、L2间歇发光B.灯L1会熄灭、灯L2间歇发光C.当锅内温度低于60℃时，R3正常工作D.当锅内温度达到80℃时，通过R3的电流小于0.002A（3）为控制电压力锅在“保压”工作状态时，锅内温度在110～115℃，可调电阻R'接入电路的阻值为多少？【解析】解：（1）由题意可知，电压力锅在“加热”工作状态时，衔铁P被释放、定时器开关S1闭合，电路为R3的简单电路，加热盘R3消耗的电功率：P＝＝＝1000W，加热时间：t＝6min＝360s，由P＝可得，加热盘R3消耗的电能：W＝Pt＝1000W×360s＝3.6×105J；（2）AB.当电压力锅进入“保压”期间，锅内温度控制在110℃～115℃之间，此时灯L1间歇发光，当电压力锅进入“保温”期间，锅内温度控制在60℃～80℃之间，要使电压力锅从“保压”状态达到“保温”状态，锅内温度应降低，此时电磁铁应停止工作，衔铁P被释放，否则电压力锅会一直处于保压状态，所以，灯L1会熄灭，灯L2间歇发光，故A错误、B正确；C.当锅内温度低于60℃时，保温开关自动闭合，加热电路为R3的简单电路，R3正常工作，故C正确；D.当锅内温度达到80℃时，保温开关断开，保温指示灯L2阻值可忽略，加热电路为R2与R3串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且串联电路中各处的电流相等，所以，通过R3的电流I3＝I＝＝＜＝＝0.002A，故D正确；（3）因当温度为100℃时，R的阻值为1700Ω，温度每升高1℃，阻值减小80Ω，所以，当锅内温度为115℃时，热敏电阻的阻值R热1＝1700Ω﹣（115℃﹣100℃）×80Ω/℃＝500Ω，当锅内温度为110℃时，热敏电阻的阻值R热2＝1700Ω﹣（110℃﹣100℃）×80Ω/℃＝900Ω，又因当电磁铁线圈中的电流达到I1＝0.02A时锅内温度为115℃，当电流减小到I2＝0.012A时锅内温度为110℃，所以，由直流低电压U'不变可得：U′＝I1（R热1+R′）＝I2（R热2+R′），即：0.02A×（500Ω+R′）＝0.012A×（900Ω+R′），解得：R′＝100Ω。答：（1）电压力锅在“加热”工作状态时，加热盘R3消耗的电能为3.6×105J；（2）A；（3）为控制电压力锅在“保压”工作状态时，锅内温度在110～115℃，可调电阻R'接入电路的阻值为100Ω。47．（2021•扬州）如图所示为模拟调光灯电路，电源电压恒为6V，灯泡标有“2.5V 0.5A”字样（灯丝阻值不变），滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。（1）求灯泡正常发光时的电功率；（2）求灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值；（3）该电路设计是否有缺陷？如有，请给出解决办法。【解析】解：闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流（1）灯泡正常发光时的电压为2.5V，电流为0.5A，则此时小灯泡消耗的电功率PL＝ULIL＝2.5V×0.5A＝1.25W；（2）根据串联电路的电压关系可知，滑动变阻器两端的电压为：U'＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V；滑动变阻器接入电路的电阻为：R'＝＝＝7Ω；（3）电源电压6V大于灯泡的额定电压，由甲电路图可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻过小时，会造成灯泡两端的电压过大损坏小灯泡；为让滑片能自由移动，且小灯泡安全工作，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，灯泡应正常发光，电路中应串联接入一个7Ω的电阻R0。答：（1）灯泡正常发光时的电功率为1.25W；（2）灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值为7Ω；（3）该电路设计有缺陷，当滑动变阻器接入电路中的电阻过小时，会造成灯泡两端的电压过大损坏小灯泡；解决办法：电路中串联接入一个7Ω的电阻R0。48．（2021•泰州）如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝，R1的阻值为66Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。求：（1）保温挡时电路中的电流；（2）高温挡时的电功率；（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是多少kW•h。【解析】解：（1）只闭合开关S，两电阻串联，总电阻较大，根据P＝UI＝可知，此时总功率较小，电热锅处于保温挡，根据P＝UI可知保温挡时电路中的电流I＝＝＝2A；（2）电热锅处于保温挡时，电路的总电阻R总＝＝＝110Ω，则R2＝110Ω﹣66Ω＝44Ω；同时闭合两开关，电路为R2的简单电路，总电阻较小，根据P＝UI＝可知，此时总功率较大，电热锅处于高温挡，高温挡时的电功率P高温＝＝＝1100W；（3）根据P＝可知在此过程中消耗的电能W＝P高温t1+P保温t2＝1100W×0.5×3600s+440W×1×3600s＝3.546×106J＝0.99kW•h。答：（1）保温挡时电路中的电流为2A；（2）高温挡时的电功率为1100W；（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是0.99kW•h。49．（2020•南通）如图，电源电压为12V，灯泡L的规格为“6V 3W”，滑动变阻器R1上标有“20Ω 1A”，R2＝10Ω，电流表量程为0∼3A．将开关S闭合，S1、S2断开，调节变阻器使灯泡正常发光。（1）求灯泡正常发光时的电阻；（2）求滑动变阻器10s内消耗的电能；（3）将开关S、S1、S2都闭合，移动滑片P且电路安全，求R1与R2功率之比的最大值。【解析】解：（1）灯泡正常发光时的电阻：RL＝＝＝12Ω；（2）由题图，当开关S闭合，S1、S2断开时，灯泡L与滑动变阻器R1串联。滑动变阻器两端的电压：U1＝U﹣U额＝12V﹣6V＝6V，通过的电流：I＝IL＝＝＝0.5A，则滑动变阻器10s消耗的电能：W＝U1It＝6V×0.5A×10s＝30J；（3）当开关S、S1、S2都闭合时，灯泡L短路，R1与R2并联。R2消耗的功率：P2＝＝＝14.4W；由题意，当R1支路的最大电流：I1大＝3A﹣＝1.8A＞1A，故R1支路的实际最大电流I1大′＝1A，则滑动变阻器消耗的最大功率：P1大＝UI1大′＝12V×1A＝12W，所以当R1消耗的最大功率时，R1与R2功率之比的是最大值，即最大值：＝＝。故答案为：（1）灯泡正常发光时的电阻为12Ω；（2）滑动变阻器10s内消耗的电能为30J；（3）将开关S、S1、S2都闭合，移动滑片P且电路安全，R1与R2功率之比的最大值为5：6。50．（2020•徐州）如图所示电路，电源电压恒为15V，定值电阻R为10Ω。（1）求电路中的电流；（2）在电路中和定值电阻R串联接入一个额定功率为5W的灯泡，灯泡恰好正常发光，求灯泡的额定电压。【解析】解：（1）电路中的电流I＝＝＝1.5A；（2）在电路中和定值电阻R串联接入一个额定功率为5W的灯泡时，则电路中的总电阻为：R总＝R+RL＝10Ω+RL，电路中的电流I＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；由于灯泡正常工作，则根据P＝I2R可知：通过灯泡的电流I＝IL＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；联立①②为方程组，解得RL＝5Ω或20Ω，当RL1＝20Ω时，IL1＝I＝＝＝0.5A，此时灯泡电功率PL1＝IL12RL＝（0.5A）2×20Ω＝5W，当RL2＝5Ω时，IL2＝I＝＝＝1A，此时灯泡电功率PL2＝IL22RL＝（1A）2×5Ω＝5W，所以两个阻值都符合题意；则根据I＝可得：当RL1＝5Ω时，UL1＝IL1RL＝1A×5Ω＝5V；当RL2＝20Ω时，UL2＝IL2RL＝0.5A×20Ω＝10V。答：（1）电路中的电流为1.5A；（2）灯泡的额定电压为5V或10V。51．（2020•宿迁）在测量标有“3.8V”灯泡L的额定功率时，为了使电压表读数更精确，电路设计如图所示，已知电源电压恒为5V，电压表有“0∼3V”与“0∼15V”两个量程，滑动变阻器最大阻值为20Ω．闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P使灯泡L正常发光，此时电流表示数为0.3A。（1）求灯泡L的额定功率。（2）当灯泡L正常发光时，求滑动变阻器在10s内消耗的电能。（3）若仅将灯泡L更换为5Ω的定值电阻R，其余电路元件及连接均不变，闭合开关后，在保证电路安全的前提下，求电阻R的最小功率。【解析】解：（1）灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的电流，调节滑动变阻器的滑片P使灯泡L正常发光，灯的电压为额定电压，此时电流表示数为0.3A，灯的额定功率为：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；（2）灯泡L正常发光时，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为：U滑＝U﹣UL＝5V﹣3.8V＝1.2V；滑动变阻器在10s内消耗的电能W＝U滑It＝1.2V×0.3A×10s＝3.6J；（3）灯的额定电压为3.8V，这时变阻器的电压为1.2V，为了使电压表读数更精确，故电压表选用小量程，当电压表示数最大为3V时，由串联电路电压规律，R的最小电压：U小＝5V﹣3V＝2V，电阻R的最小功率：P小＝＝＝0.8W。答：（1）灯泡L的额定功率为1.14W；（2）当灯泡L正常发光时，滑动变阻器在10s内消耗的电能为3.6J；（3）若仅将灯泡L更换为5Ω的定值电阻R，其余电路元件及连接均不变，闭合开关后，在保证电路安全的前提下，电阻R的最小功率为0.8W。52．（2020•常州）小明家住偏远山区。家庭电路电压达不到220V，他借助电能表电热水壶探究家中的实际电压；将装有额定容积水的电热水壶单独接入电路，发现初温20℃的水被加热至100℃恰好沸腾，通电时间为7min，电能表的转盘转动280圈。电能表表盘、电热水壶的铭牌如图甲、表格乙所示，电热水壶的阻值不变，c水＝4.2×103/（kg•℃），ρ水＝1×103kg/m3，问：常热牌电热水壶型号QLR2020额定电压220V额定功率2420W额定容积2L（1）电热水壶的实际功率有多大？（2）小明家电路的实际电压有多大？（3）此过程中，电热水壶的烧水效率为多大？（4）随着山区电路升级改造工程的推进，小明猜想：若在220V电压下重复刚才的探究，那么，加热时间会　变小　（变小/不变/变大），电热水壶的烧水效率会　变大　（变小/不变/变大）。【解析】解：（1）根据参数1200r/（kW•h）知，每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转动1200次；电能表的转盘转动280圈，电热水壶消耗的电能：W＝＝kW•h，电热水壶的实际功率：P＝＝＝2kW＝2000W；（2）由P＝公式变形可得热水壶的电阻：R＝＝＝20Ω，由P＝公式变形可得，实际电压：U＝＝＝200V；（3）由ρ＝可得，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，将这壶水加热到100℃吸收的热量：Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J，消耗的电能：W＝kW•h＝×3.6×106J＝8.4×105J，电热水壶的烧水效率：η＝＝×100%＝80%；（4）由W＝t，W相等，R不变，U变大，则t变小；因为t变小，所以散失到空气中的热量变少，而有用热量相同，额外散失的热量减少，电热水壶的烧水效率变大。答：（1）电热水壶的实际功率有2000W；（2）小明家电路的实际电压有200V；（3）此过程中，电热水壶的烧水效率为80%；（4）变小；变大。53．（2021•黑龙江）如图甲所示为某电烤箱的内部简化电路，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图象。求： （1）低温挡工作时的功率；（2）电热丝R2的阻值；（3）15min内R1消耗的电能。【解析】解：（1）由图可知，闭合开关S，只有R1的简单电路，电路中的电阻较大，由P＝可知电功率较小，处于低温挡；当S和S1闭合时，两个电阻并联，电路中的总电阻较小，由P＝可知电功率较大，处于高温挡；由P＝UI可知，电压不变，低温挡时，通过电路的电流较小；由图乙可知，低温挡时的电流是6A，低温挡工作时的功率为：P低＝UI低＝220V×6A＝1320W；（2）由图乙可知，低温挡时只有R1的简单电路，低温挡时的电流是6A，通过R1的电流是6A，高温挡时的总电流是10A，高温挡两个电阻并联，由并联电路的特点可知通过R1的电流不变，由并联电路电流的规律可知，通过R2的电流为：I2＝I﹣I1＝10A﹣6A＝4A，电热丝R2的阻值为：R2＝＝＝55Ω；（3）15min内R1消耗的电能W1＝UI1t＝220V×6A×15×60s＝1.188×106J＝0.33kW•h。答：（1）低温挡工作时的功率是1320W；（2）电热丝R2的阻值是55Ω；（3）15min内R1消耗的电能是0.33kW•h。54．（2020•泰州）如图是某型号电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两挡，分别是高温烧煮和低温焖饭。S1为挡位自动控制开关，R1和R2为电热丝，R1的阻值为80Ω，高温烧煮挡的功率为660W．求：（1）高温烧煮时干路中的电流；（2）电阻丝R2的阻值；（3）电饭锅低温焖饭0.5h消耗的电能是多少焦耳。【解析】解：（1）高温烧煮挡的功率为660W，根据P＝UI可得，高温烧煮时干路中的电流：I＝＝＝3A；（2）由图知，只闭合S时，电路为R2的简单电路；两开关都闭合时，两电阻并联；因并联电路的总电阻小于其中任一分电阻，所以根据P＝可知，两开关都闭合时，电路总功率最大，此时电饭锅处于高温烧煮挡；则只闭合S时，电饭锅处于低温焖饭挡；当开关S1和S都闭合时，电饭锅处于高温烧煮挡，由欧姆定律可得，总电阻为R＝＝＝Ω，根据并联电阻的规律：＝+，即＝+，解得R2＝880Ω；（3）只闭合S时，电路为R2的简单电路，电饭锅处于低温焖饭挡，则低温焖饭挡的功率为：P低＝＝＝55W，由P＝得，电饭锅低温焖饭0.5h消耗的电能：W＝P低t＝55W×0.5×3600s＝9.9×104J。答：（1）高温烧煮时干路中的电流是3A；（2）电阻丝R2的阻值为880Ω；（3）电饭锅低温焖饭0.5h消耗的电能是9.9×104J。55．（2019•常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，灯L1、L2电阻不变，闭合开关S1、S2，电压表示数为12V，电流表示数为1.2A，L1和L2都正常发光。断开开关S1、S2，将电压表、电流表的位置互换，只闭合开关S1，电流表示数为0.75A，电压表示数不变问：（1）L1的电阻和额定功率各为多大？（2）L2的电阻和额定功率各为多大？【解析】解：（1）当闭合开关S1、S2，灯泡灯L1与L2并联，电流表测量灯泡L1的电流，电压表测量电源电压，即电源电压为12V，根据欧姆定律I＝得灯L1的电阻：R1＝＝＝10Ω，L1的额定功率：P1＝UI＝12V×1.2A＝14.4W；（2）断开开关S1、S2，将电压表、电流表的位置互换，只闭合开关S1，两灯泡串联，电压表串联电源电压，电流表串联电路的电流，根据欧姆定律I＝得此时电路的总电阻：R＝＝＝16Ω，根据串联电路电阻的规律知，L2的电阻：R2＝R﹣R1＝16Ω﹣10Ω＝6Ω，L2的额定功率：P2＝＝＝24W。答：（1）L1的电阻为10Ω，额定功率为14.4W；（2）L2的电阻为6Ω，额定功率为24W。56．（2019•南通）图示电路中，电源电压恒定，定值电阻电阻R0＝10Ω，滑动变阻器R标有“50Ω 1.0A”。把滑片P移至某一位置，闭合S1，当S2分别断开和接“1”时，电流表示数分别为0.4A和0.6A。（1）求电源电压；（2）求开关S2接“1”时，滑动变阻器10s内消耗的电能；（3）用量程为0～3V的电压表替换电流表，S2改接“2”，闭合S1，移动滑片P，求R0的电功率的最小值。【解析】解：（1）闭合S1，S2断开，电路为R0的简单电路，根据I＝得电源电压：U＝IR0＝0.4A×10Ω＝4V；（2）闭合S1，S2接“1”时，R0和R是并联电路，根据串联电路电流的规律知，变阻器的电流为：I滑＝I﹣I0＝0.6A﹣0.4A＝0.2A，滑动变阻器10s内消耗的电能为：W＝UI滑t＝4V×0.2A×10s＝8J；（3）电压表替换电流表，S2接“2”时，R0和R是串联电路，电压表测量变阻器两端的电压，电压表最大值为3V，电路中的电流为最小，根据串联电路电压的规律知，R0两端的电压：U0＝U﹣U滑大＝4V﹣3V＝1V，电路的最小电流为：Imin＝＝＝0.1A，则R0的电功率最小值为：P0min＝R0＝（0.1A）2×10Ω＝0.1W。答：（1）电源电压为4V；（2）开关S2接“1”时，滑动变阻器10s内消耗的电能为8J；（3）用量程为0～3V的电压表替换电流表，S2改接“2”，闭合S1，移动滑片P，R0的电功率的最小值为0.1W。五．解答题57．（2021•南京）综合实践活动中，同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型，电流表示数随拉力的增大而增大。模型电路如图甲所示，ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比，滑片P左端固定在拉杆上，弹簧处于原长时，滑片P位于a端，电源电压恒为6V，弹簧电阻恒为1Ω，R0为4Ω，其余部分电阻不计，电流表量程为0～0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。（1）虚线框内接线柱“1”应与 　“3”　（选填“2”或“3”）连接。（2）闭合开关，弹簧处于原长状态时，R0消耗的功率多大？（3）弹簧的伸长量△L与所受拉力F之间的关系如图乙所示，则电流表示数最大时显示的拉力多大？（4）甲图中若去掉电流表，用一只电压表（量程0～3V）与R0并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小，则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将提升 　10　%。（5）在汇报交流阶段，同学们对模型设计的不足提出了改进措施。如甲图的方案，从电路的安全性考虑，其他条件不变，R0的阻值应不小于 　9　Ω。【解析】解：（1）由I＝的变形式R＝可知，当电流表的示数增大时，电路的总电阻减小，由图甲可知，拉力增大时，滑片下移，因电流表示数随拉力的增大而增大，所以，拉力增大时，电阻丝接入电路中的电阻应减小，则虚线框内接线柱“1”应与“3”连接；（2）闭合开关，弹簧处于原长状态时，电阻丝接入电路中的电阻最大，即Rab＝25Ω，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＝＝＝＝0.2A，R0消耗的功率：P0＝I2R0＝（0.2A）2×4Ω＝0.16W；（3）由电流表量程为0～0.6A可知，电流表的最大示数I大＝0.6A，此时电路的总电阻：R总′＝＝＝10Ω，此时电阻丝接入电路中的电阻：RPb＝R总′﹣R0﹣R弹簧＝10Ω﹣4Ω﹣1Ω＝5Ω，弹簧的伸长量：△L＝L﹣L＝10cm﹣×10cm＝8cm，由图乙可知，电流表示数最大时显示的拉力F＝400N；（4）甲图中若去掉电流表，用一只电压表（量程0～3V）与R0并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小，当电压表的示数最大时，电路中的电流最大，此时拉力最大，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的最大电流：I大′＝＝＝0.75A，此时电路的总电阻：R总″＝＝＝8Ω，此时电阻丝接入电路中的电阻：RPb′＝R总″﹣R0﹣R弹簧＝8Ω﹣4Ω﹣1Ω＝3Ω，弹簧的伸长量：△L＝L﹣L＝10cm﹣×10cm＝8.8cm，由图乙可知，电流表示数最大时显示的拉力F′＝440N，则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将提升×100%＝×100%＝10%；（5）从电路的安全性考虑，当滑片位于b端时，变阻器接入电路中的电阻为0，此时电路中的电流应不大于0.6A，由（3）的解答可知，当电路中的电流为0.6A时，电路的总电阻R总′＝10Ω，所以，其他条件不变，R0的阻值应不小于R0′＝R总′﹣R弹簧＝10Ω﹣1Ω＝9Ω。故答案为：（1）“3”；（2）R0消耗的功率位0.16W；（3）电流表示数最大时显示的拉力为400N；（4）10；（5）9。58．（2021•苏州）小明为宠物保温箱设计了一个电加热器，其内部电路如图所示，S为旋转型开关，通过旋转开关S，可实现从低温到中温、高温的转换。保温箱及加热器的部分参数如表所示，求：（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量；（2）电加热器电路中R2的阻值；（3）要完成（1）中的升温要求，至少需要的加热时间。  物理量参数加热器工作电压220V中温挡功率110W低温挡功率44W电阻R3440Ω加热效率η80%保温箱空气质量m1.5kg空气比热容c0.8×103J/（kg•℃）【解析】解：（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量：Q吸＝cm△t＝0.8×103J/（kg•℃）×1.5kg×（32℃﹣10℃）＝2.64×104J；（2）当旋转开关S接触点1、2时，R1、R2串联，电路电阻较大，根据P＝可知，电功率较小，电加热器为低温挡，当旋转开关S接触点2、3时，R1被短路，电路为R2的简单电路，电路电阻较小，根据P＝可知，电功率较大，电加热器为中温挡；当旋转开关S接触点3、4时，R2、R3并联，电路电阻较小，根据P＝可知，电功率最大，电加热器为高温挡；电加热器电路中R2的阻值：R2＝＝＝440Ω；（3）R3的功率为：P3＝＝＝110W，高温挡的功率为：P高＝P2+P3＝P中+P3＝110W+110W＝220W，根据η＝得消耗的电能为：W＝＝＝3.3×104J；根据P＝得加热时间为：t＝＝＝150s。答：（1）保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量为2.64×104J；（2）电加热器电路中R2的阻值为440Ω；（3）要完成（1）中的升温要求，至少需要的加热150s。59．（2020•南通）洗发后，小丽站在镜前使用电吹风吹头发。（1）她发现镜面起雾，雾的形成是　液化　现象，该过程要　放出　热量；擦干镜子后，小丽看到镜子中自己等大的　虚　像。（2）电吹风简化电路如图，旋转扇形开关S，实现断开，冷风，热风的转换，已知吹冷风时的功率为100W，R＝48.4Ω．若家中只有电吹风工作，她用冷风，热风挡交替使用5min，标有“1200imp/kW⋅h”的电能表指示灯闪烁90次，则电吹风消耗　2.7×105　J的电能，使用热风挡的时间为　4　min。【解析】解：（1）雾是空气中的水蒸气遇冷液化成小液滴附着在镜面上，液化放热；平面镜成的是正立、等大的虚像。（2）由题图可知，当开关接在2、3时，只有电动机转动，吹冷风；当开关接在3、4时，电热丝R、电动机同时工作，吹热风。1200imp/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁1200次，指示灯闪烁90次时，电吹风消耗的电能：W＝kW•h＝×3.6×106J＝2.7×105J；由题意，吹热风时的功率P热＝P冷+PR＝100W+＝100W+＝1100W，消耗的电能：W＝W热+W冷，即：W＝P热t+P冷（5×60s﹣t），代入数据得：2.7×105J＝1100W×t+100W（300s﹣t），解得：t＝240s＝4min即：热风挡使用的时间为240s（4min），故答案为：（1）液化；放出；虚；（2）2.7×105；4。60．（2020•苏州）如图所示电路中，电源电压6V，灯泡L规格为“6V 3W”。其电流与电压的关系如图乙所示。当S、S1、S3闭合，S2断开时，电流表示数为0.5A。（1）求灯泡L的额定电流；（2）求定值电阻R1的阻值；（3）断开S1、S3，闭合S、S2，调节滑片P，使R2的电功率为灯泡的2倍，求此时滑动变阻器接入电路的阻值为多大？【解析】解：（1）灯泡L规格为“6V 3W”，是指额定电压为6V、额定功率为3W。由P＝UI可得灯泡L的额定电流：I额＝＝＝0.5A；（2）由图甲可得，当S、S1、S3闭合，S2断开时，灯L被短路、滑动变阻器没有连入电路，电路中只有R1，由欧姆定律可得：R1＝＝＝12Ω；（3）断开S1、S3，闭合S、S2，灯L与滑动变阻器串联，通过的电流相等，调节滑片P，使R2的电功率为灯泡的2倍，由P＝UI可知：R2两端的电压、灯L两端电压之比：U2：UL′＝2：1，因为U2+UL′＝U＝6V，所以R2两端的电压为4V、灯L两端电压为2V，由图乙可知此时通过灯的电流，即电路中的电流：I′＝0.25A，滑动变阻器连入的电阻：R2＝＝＝16Ω。答：（1）灯泡L的额定电流为0.5A；（2）定值电阻R1的阻值为12Ω；（3）此时滑动变阻器接入电路的阻值为16Ω。