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中考物理真题分类汇编(全国通用)--专题14：电能和电功率
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这是一份中考物理真题分类汇编(全国通用)--专题14：电能和电功率，共83页。
专题14：电能和电功率
一．选择题（共30小题）
1．（2022•青海）一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．该电能表应该在220V的电路中使用
B．该电能表的额定最大电流为20A
C．电能表是计量用电器消耗电能的仪表
D．该电能表此时的读数是31.6J
2．（2022•牡丹江）小冰家的电能表标有“220V 10（20）A”，家中正使用着一台100W的电冰箱、两盏40W的日光灯。当小冰将一个60W台灯的插头插进插座时，台灯不亮，干路中的空气开关“跳闸”。发生这种现象的原因可能是（ ）
A．日光灯断路 B．台灯插头处短路
C．电冰箱断路 D．用电器的总功率过大
3．（2022•锦州）如图所示是小明设计的部分家庭电路，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡与开关的连接符合安全用电要求
B．若保险丝熔断，可以用铜丝替换
C．闭合开关，若灯泡不亮，一定是灯泡短路
D．三孔插座的连接符合安装要求
4．（2022•武汉）关于生活用电，下列说法错误的是（ ）
A．使用螺丝刀试电笔时要用指尖抵住上端的金属帽
B．与三孔插座中标有①的插孔相连的导线和室外的大地相连
C．人站在干燥的木凳上同时接触火线和零线，不会触电
D．用电器的总功率过大，容易发生火灾
5．（2022•重庆）下列物理量最接近实际的是（ ）
A．初中物理课本长约26cm
B．中学生正常体温约42℃
C．人体的安全电压约220V
D．一盏日光灯的功率约900W
6．（2022•乐山）“安全用电，珍惜生命”是每个公民应有的意识。下列选项符合安全用电的是（ ）
A．发现有人触电时，应先切断电源
B．使用绝缘皮破损的电线
C．靠近高压带电体
D．多个大功率用电器同时使用一个插线板
7．（2022•泰安）下列说法中不符合安全用电原则的是（ ）
A．若发生触电事故，应立即切断电源再救人
B．家庭电路中保险丝熔断后，可以用铜丝来代替
C．控制电灯的开关要接在火线和电灯之间
D．将家用电器的金属外壳接地
8．（2022•荆州）下列关于家庭电路及安全用电的说法，正确的是（ ）
A．家庭电路中的空气开关跳闸一定是发生了短路
B．发现有人触电时，应该迅速用手将其拉开
C．可以用湿抹布擦拭正在使用的电视机
D．控制用电器的开关应该串联在火线与用电器之间
9．（2022•玉林）已知甲电阻是乙电阻的3倍，若分别对甲、乙两种导体通电，通过甲、乙两导体的电流之比为2：3，则甲、乙的功率之比为（ ）
A．2：1 B．2：3 C．4：3 D．9：2
10．（2022•新疆）某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（ ）
A．2V B．3V C．4V D．5V
11．（2022•益阳）下列情景中，符合安全用电要求的是（ ）
A．用专用充电桩给电动车充电
B．使用导线绝缘皮破损的插线板
C．用电取暖器烘烤湿毛巾
D．使用裸露的插座
12．（2022•扬州）关于家庭电路和安全用电，下列说法中错误的是（ ）
A．更换灯泡前断开电源开关
B．使用测电笔时手要接触笔尾金属电极
C．有人发生触电时，应马上用手把人拖开，再施救
D．不要让多个大功率用电器同时接在同一个插座上工作
13．（2022•南充）“珍爱生命，安全用电”，下列操作正确的是（ ）
A．小明用正在滴水的手打开台灯
B．虽然家用电线外都有一层绝缘材料，但是也不能在家用电线上晾晒衣服
C．家用冰箱三孔插头损坏了，换成两孔插头后只要冰箱能使用也无大碍
D．家用照明电路中，开关可以安装在零线上
14．（2022•聊城）如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是（ ）
A．U形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B．通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C．右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小
D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
15．（2022•娄底）如图所示，小明同学设计了一种烟雾报警装置，R0的电阻为40Ω，R为光敏电阻，其阻值随激光的光照强度减弱而增大。当电路中电流小于或等于0.3A时，烟雾报警器报警。开关S闭合后，当电流为0.5A时，光敏电阻R的电功率为4W。下列说法正确的是（ ）
A．当R处的烟雾浓度逐渐增大时，电流表的示数变大
B．电源电压为24V
C．当电压表的示数为16V时，烟雾报警器报警
D．当电路中电流为0.4A时，R消耗的电功率为6W
16．（2022•湖北）某款家用电热取暖器有两个挡位，它正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A．取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点高的材料制成
B．“高温”挡一定比“低温”挡产生的热量多
C．“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻大
D．连接电热丝的导线比电热丝的电阻小
17．（2022•无锡）连接如图所示的电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，观察到白炽灯泡L1比L2亮，说明L1的实际功率比L2大。关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A．可以验证电功与电压大小的关系
B．L1对应的电压表示数比L2小
C．通过L1的电流比L2大
D．L1、L2规格是相同的
18．（2022•岳阳）如图，电源电压不变，定值电阻R1＝20Ω，小灯泡L标有“8V 4W”字样（灯丝电阻不变），电流表量程为0～3A。当只闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P从b端滑动到某一位置时，变阻器连入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数增大了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下，都正确且无漏选的一组是（ ）
①电源电压为12V
②R2的最大阻值为24Ω
③开关都闭合时，R2的最大功率为28.8W
④在电流表有示数的情况下，电路消耗的总功率最小值为3.6W
A．①② B．①②④ C．①③④ D．①②③④
19．（2022•邵阳）小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，其两者的I﹣U关系图象如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）
A．图乙中曲线A表示电阻R的I﹣U关系图象
B．当电源电压为4V时、电流表示数为0.5A
C．当电源电压为4V时，小灯泡L的实际功率为1.6W
D．如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端，电路消耗的总功率为2W
20．（2022•苏州）图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P移动过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为5V
B．R的最大阻值为20Ω
C．R＝10Ω时，其功率最大
D．R＝15Ω时，电路消耗的功率为1.8W
21．（2022•陕西）物理科技小组在课外制作活动中，把一废旧电饭锅改造成一个由一根电热丝和两个开关组成的简易电饭锅。接通电源，手动开关闭合，电热丝工作，当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合；接通电源，温控开关在锅内温度低于60℃时自动闭合，电热丝工作，锅内温度高于85℃时，温控开关自动断开。通过两个开关的通断，可实现加热和保温两种功能。根据以上描述，下列判断正确的是（ ）
A．接通电源，闭合手动开关，电热丝才能开始工作
B．当手动开关自动断开时，简易电饭锅马上进入保温状态
C．锅内温度由103℃降至60℃过程中，电热丝不工作
D．简易电饭锅加热时的功率大于保温时的功率
22．（2022•怀化）如图所示的串联电路中，定值电阻R1＝2R2，开关闭合后，电阻R1、R2两端电压分别为U1、U2，通过的电流分别为I1、I2，电功率分别为P1、P2，相同时间内做的功为W1、W2，以下比值正确的是（ ）
A．I1：I2＝2：1 B．U1：U2＝1：1 C．P1：P2＝2：1 D．W1：W2＝1：2
23．（2022•衡阳）在“探究电流与电压的关系”实验中，小何同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I﹣U图像，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．R1与R2的阻值之比是1：2
B．R1与R2串联接在3V的电源两端，R1消耗的功率是0.9W
C．R1与R2串联接在3V的电源两端，通过R1与R2的电流之比是2：1
D．R1与R2并联接在3V的电源，电路消耗的总功率是2.7W
24．（2022•宁夏）关于安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．家用电器失火时，应先断电后灭火
B．使用试电笔时，手不能接触笔尾金属体
C．更换灯泡搬动电器前可以不断开电源开关
D．手机充电器可以长期插在插座上
25．（2022•山西）社区志愿者对居民日常用电常识进行了调查，下列说法符合安全用电的是（ ）
A．可用铜丝替代烧断的保险丝
B．更换灯泡时要先切断电源
C．能用湿布擦拭正发光的灯管
D．低于220V的电压都安全
26．（2022•湖北）如图是常用的插线板，闭合开关，指示灯发光，且插孔可以提供工作电压，下列说法正确的是（ ）
A．图中A与零线相连，B与火线相连
B．将试电笔插入C孔，其氖管会发光
C．若指示灯断路不能发光，则插孔不能提供工作电压
D．若A、B两孔发生短路，则其它插孔仍可提供工作电压
27．（2022•陕西）关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．我国家庭电路的电压是380V
B．用电器的开关要连接在零线和用电器之间
C．更换灯泡无需断开电源开关
D．家庭电路中各用电器是并联的
28．（2022•湖州）如图是小明家家庭电路的一部分。下列叙述中，错误的是（ ）
A．开关与灯泡串联
B．灯泡与插座串联
C．当开关S断开时，用测电笔分别测试电路中a、b、c、d四处，能使氖管发光的是d处
D．该插座能将用电器的金属外壳与大地相连
29．（2022•兰州）如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 0.6A”，电流表的量程为0～3A。不考虑灯丝电阻的变化，只闭合S，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，下列说法错误的是（ ）
A．小灯泡的电阻为10Ω
B．电源电压为15V
C．小灯泡发光最暗时的功率约为1.4W
D．电路消耗总功率的最小值与最大值之比是1：8
30．（2022•河池）如图甲所示的电路，R0为定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器R的阻值，记录电压表、电流表的示数，作出U﹣I关系图象如图乙①所示。已知某小灯泡的U﹣I图象如图乙②所示，现用该小灯泡替换图甲中的滑动变阻器，电路其他元件不变。则此时小灯泡的实际功率为（ ）
A．0.1W B．0.2W C．0.3W D．0.75W
二．填空题（共12小题）
31．（2022•云南）如图是今年“3•15”晚会上曝光的劣质导线，不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线，劣质导线的电阻 （选填“较大”或“较小”），若在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量 （选填“较多”或“较少”）。
32．（2022•聊城）如图所示，控制灯泡的开关要接在 （选填“1”或“2”）处。将电水壶的三脚插头插入三孔插座中，这样做可以让它的金属外壳与插座中的 （选填“火”“零”或“地”）线相连，以防止外壳带电时，对人造成伤害。
33．（2022•玉林）20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，这就是 现象；如图所示是“探究电热与电流的关系”的部分装置，已知A、B两点间的电压为6V，R1＝R2＝R3＝5Ω，通电时间2min，则R1与R2产生的热量相差 J。
34．（2022•云南）某教室共有20盏“220V 40W”的普通照明灯泡，一盏灯泡的电阻为 Ω；如果改用20盏“220V 13W”的LED灯，不仅亮度相当，而且可以省电，若该教室平均每天用电5h，则一天可节约 度电。
35．（2022•贺州）在家庭电路中，用 来测量所消耗的电能；正确使用试电笔来辨别火线和零线，若试电笔的氖管发光，表明笔尖接触的是 线。
36．（2022•河池）某品牌电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位，其内部简化电路如图所示，R1＝160Ω，R2＝40Ω，当S1闭合，S2断开时，电热水壶处于 挡；加热挡的电功率为 W。
37．（2022•广安）如图所示，电源电压6V不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，当开关S接2时，电压表示数为 V；当开关S接1时，通过R1的电流10s内所做的功为 J。
38．（2022•泰州）小明用如图所示电路研究调光灯的工作原理，所用电源电压恒为6V，灯泡L标有“4.8V 0.3A”字样，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，当观察到 时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的实际功率为 W，通电1min滑动变阻器产生的热量为 J。
39．（2022•绥化）某饮水机额定加热功率为500W，水箱容积为1L，在额定电压下将满箱水从75℃加热到95℃，用时210s，则水箱中的水吸收的热量是 J，该饮水机的效率是 。
40．（2022•陕西）如图﹣1所示电路，电源电压不变，L是额定电压为2.5V的小灯泡，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P在某两点间移动的过程中，电流表A与电压表V1的示数变化关系如图﹣2所示。当电流表示数为0.2A时，两电压表的示数相等，则电源电压为 V。小灯泡正常工作时的电流为 A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω，电路的总功率为 W。
41．（2022•江西）劳动课上，同学们开展了“使用测电笔辨别火线和零线”的活动。如图所示，测电笔的氖管发光，说明被检测的插孔与 相连，此时，测电笔与人体之间的连接方式是 联。
42．（2022•毕节市）学校开展了一系列丰富多彩的安全教育活动，本期活动的主题是“安全用电，珍惜生命”，下列是活动的部分内容。如图a所示，接地导线应该与三孔插座的 （填“E”、“N”或“L”）孔相连接；如图b、c所示，两种使用测电笔的方法中，正确的是图 ；如图d、e所示为家庭电路中造成电线燃烧的原因，其中图d所示情况的原因是 （填“用电器的总功率过大”或“短路”）。
三．作图题（共2小题）
43．（2022•遂宁）请用笔画线代替导线，按照安全用电的要求，将图中的电灯、控制电灯的开关及插座接入家庭电路中。
44．（2022•兰州）如图甲是宾馆床头柜上开关示意图，图乙是其控制的电路，其中S1为旋钮开关，单独控制台灯的通断和亮度，S2为单独控制电视插座的开关。在图乙中将电路图连接完整，要求符合安全用电原则。
四．实验探究题（共4小题）
45．（2022•荆州）某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V。
（1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，小灯泡不发光，原因是： 。
（2）三次实验记录如下表，在完成第1次实验后，要测量小灯泡的额定功率，则需将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）端移动，直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮暗情况
1
1.4
0.20
0.28
较暗
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.30
0.84
很亮
（3）实验小组根据三次实验数据分别算出对应的阻值，取三次阻值的平均值作为小灯泡的电阻值，他们的做法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是： 。
（4）另一组的同学设计了如图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变，小灯泡的额定电压为U额，R1和R2为滑动变阻器，R1的最大阻值为R0，实验步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额；
②闭合开关S、S2，断开开关S1，一保持R1的阻值不变，调节R2的阻值，使电压表的示数为U额；
③保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2，则小灯泡的额定功率P额＝ 。（用U额、U1、U2、R0表示）
46．（2022•宁夏）如图所示是“测量标有2.5V小灯泡电功率”的实验。
（1）图甲是某同学连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
（2）电路连接完整后闭合开关，发现电流表和电压表都有较小的示数，灯泡不亮，调节滑片两表示数均不变，灯泡仍不亮。实验连接中的不当之处是 。
（3）排除故障后，闭合开关，调节变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是 A，小灯泡的额定功率是 W。
电压U/V
0.5
1.0
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.18
0.20
0.30
0.34
电功率P/W
0.09
0.20
0.60
0.952
灯泡发光情况
不亮
发暗光
发较亮光
正常发光
发出强光
（4）分析表中数据。你可以得出什么结论？（一条即可） 。
47．（2022•台州）某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。
（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中 的散失。
（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化ΔT和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。
根据上述实验，可以得出结论： 。
（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
升高的温度ΔT/℃
0.4
0.9
2.5
3.6
请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。
48．（2022•无锡）用图甲所示的电路测量小灯泡的功率，器材有：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω 1.5A）、额定电压为2.5V的小灯泡各一个，导线若干。
（1）闭合开关前，需要检查电流表、电压表的指针是否 ，并将滑动变阻器的滑片P移至 （选填“A”或“B”）端。
（2）接通电源，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，小灯泡均不发光，电流表指针不偏转，电压表指针有明显偏转，说明电压表与电源之间的电路连接是 。若电路中只有一处故障，则可能是 。
（3）排除故障后，重新开始实验，电源电压保持不变，闭合开关，电压表示数为0.5V，电流表示数为0.12A；移动滑片P，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，为 A，则小灯泡的额定功率为 W，此时滑动变阻器消耗的功率为 W。
五．计算题（共7小题）
49．（2022•兰州）一款内置电陶炉的电暖桌如图甲所示，它不仅具有桌面暖手、桌底暖脚功能，还可以烧水、煮茶等。电陶炉的简化电路如图乙所示，其参数如表所示，高温挡额定功率字迹已被磨损。旋转旋钮开关，可实现停止工作、低温挡和高温挡的转换。R1和R2均为电热丝，R2＝72.6Ω。求：
电陶炉
额定电压
220V
额定功率
高温挡
××W
低温挡
400W
（1）R1的阻值；
（2）高温挡额定功率；
（3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电陶炉在工作，发现标有“3000imp/（kW•h）”的电能表的指示灯闪烁168次，使质量为1.7kg的水从25℃升高到49℃，求此时电陶炉的加热效率。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
50．（2022•宜昌）小君为了知道家中电饭锅（图甲）的耗电情况，将电饭锅接入图乙所示的功率计量插座，测量其工作时的电流、电压和消耗的电能。已知电饭锅的额定电压为220V，电路如图丙所示，S2为温控开关，盛有米和水的锅放在发热盘R1上，限流电阻R2的发热不能被利用。某次测量得到煮饭和保温的数据如下表所示，不计温度对电阻的影响和散失的热量。
电压/V
电流/A
消耗电能/度
煮饭
198
3.6
0.297
保温
198
0.3
（1）电阻R1的阻值及煮饭时间是多少？
（2）电阻R2的阻值及保温时发热盘的功率是多少？
（3）小君认为电饭锅煮饭时实际功率比额定功率小，更省电。你是否赞同他的说法？说明你的理由。
51．（2022•宁夏）如图，甲是一种常见的电热水袋，乙是它的结构示意图，其性能指标如表所示。已知水的初始温度为15℃，在额定电压下加热10min，温控开关自动断开，指示灯熄灭，请根据信息完成下列问题：
额定电压
额定加热功率
指示灯功率
袋内充水
自动断电温度
220V
500W
≤0.2W
1kg
65℃
（1）计算加热电阻的阻值。（结果保留一位小数）
（2）计算水吸收的热量。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）计算加热电阻消耗的电能和加热效率。（指示灯消耗的电能不计）
52．（2022•北京）如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变，电阻R1的阻值是10Ω，闭合开关S后，电压表的示数为2V。求：
（1）电阻R2的阻值。
（2）电阻R1消耗的电功率。
53．（2022•内江）如图所示是验电笔正确使用的示意图。当正确使用验电笔时，由被测带电体（电源）、验电笔、人体和大地构成串联闭合电路。若其中验电笔的电阻取为1.2×106Ω，人体的电阻取为2.0×103Ω，其它电阻不计，则，当正确使用验电笔来检测家庭电路的相线（俗称火线）时：
（1）流过人体的电流为多少mA？（结果保留到小数点后两位）
（2）验电笔和人体消耗的电功率之比是多少？
54．（2022•安徽）下表为某电火锅的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＜R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作。
××牌电火锅
额定电压
220V
额定功率
低温挡
500W
中温挡
1000W
高温挡
1500W
（1）电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？
（2）求R1：R2的值；
（3）若家庭电路的电压是220V，某插座的额定电流是5A，用该插座仅给电火锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择哪个挡位？说明理由。
55．（2022•重庆）如图所示，是小钧为宠物小屋设计的既可发热供暖、也可照明的电路，电源电压恒定。R1为电热丝，白炽灯泡L标有“12V 18W”字样（R1和L电阻均恒定不变），滑动变阻器R的最大阻值为40Ω。当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，灯泡正常发光。当所有开关都闭合，P位于最右端时，电路中的总电流为2.1A。求：
（1）电源电压；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流；
（3）当只闭合开关S和S1，移动滑片P，电热丝R1工作1min产生的最大热量。
六．综合能力题（共3小题）
56．（2022•海南）小明是家务小能手，经常用挂烫机熨烫衣服。挂烫机是通过电热丝加热水箱中的水，产生水蒸气来熨烫衣服。它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.2kg，加热功率有大、小两个挡位，其工作原理图如图甲所示。其中电热丝R1＝60Ω，R2＝40Ω。
（1）熔断器在电路中起到 作用。
（2）若将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收多少热量？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）挂烫机在大挡位工作时的额定功率是多大？
（4）小明是一个爱思考的孩子，他把电路原理图改为乙图，也设有两个挡位。已知熔断器允许通过的最大电流为8A，请判断乙图电路是否合理，通过计算说明原因。
57．（2022•广东）阅读下列短文，回答问题。
直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池）。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。
现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙所示（为方便计算，图像已作近似处理）。充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。
充电电压（V）
充电电流（A）
充电时长（min）
充电度数（kW•h）
充电费用（元）
400
45
24.0
28.80
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更 。
（2）在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是 。当D为70%时，充电电流为 A。
（3）若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 元。
（4）设D从70%增至80%所需时间为t1，从80%增至90%所需时间为t2，且t1：t2＝2：3，则测试全过程的充电总时长为 min。
58．（2022•怀化）在抗击新冠肺炎疫情期间，中医诊疗发挥了积极有效的作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。图甲为小明同学家的电中药壶，有高温和低温两个挡位，正常工作电路简化为图乙所示，其中S'为挡位开关，R1、R2为定值电阻，A、B为阻值忽略不计的指示灯。已知电中药壶额定电压为220V，高温挡功率为1210W，
低温挡功率为100W。
（1）低温挡工作时是A灯还是B灯亮，并说明理由；
（2）求R2的阻值；
（3）一天晚上用电高峰期，小明用电中药壶给爷爷熬药，先用高温挡加热至沸腾后，再用低温挡慢熬，细心的小明发现在低温挡慢熬1h的过程中，家中的电能表（图丙所示）共转动了243转（电路中只有电中药壶工作），由此计算此过程中小明家的实际电压。
七．解答题（共1小题）
59．（2022•金华）图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压220V，简化的工作电路如图乙，该毛巾架通过智能系统实现加热、保温挡自动切换，图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内功率的变化情况。
完成下列问题：
（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为多大？
（2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为多少欧？
（3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗多少电能？
八．简答题（共1小题）
60．（2022•吉林）当日常生活中同时使用多个大功率用电器时，空气开关容易出现跳闸的现象。请说出其中的原因。
专题14：电能和电功率
参考答案与试题解析
一．选择题（共30小题）
1．（2022•青海）一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．该电能表应该在220V的电路中使用
B．该电能表的额定最大电流为20A
C．电能表是计量用电器消耗电能的仪表
D．该电能表此时的读数是31.6J
【分析】（1）“220V”表示电能表正常工作时的电压；
（2）10A（20）表示标定电流为10A，额定最大电流为20A；
（3）电能表是测量电路一段时间内消耗的电能的仪表；
（4）电能表显示的数字中，最后一位示数是小数位，单位是kW•h。
【解答】解：A．电能表表盘上220V表示这个电能表应该在220V的电路中使用，故A正确；
B．10A（20）表示标定电流为10A，额定最大电流为20A，故B正确；
C．电能表是用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表，故C正确；
D．该电能表此时的读数是31.6kW•h，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查了学生对电能表相关参数的理解和掌握，难度不大，属于基础题目。
2．（2022•牡丹江）小冰家的电能表标有“220V 10（20）A”，家中正使用着一台100W的电冰箱、两盏40W的日光灯。当小冰将一个60W台灯的插头插进插座时，台灯不亮，干路中的空气开关“跳闸”。发生这种现象的原因可能是（ ）
A．日光灯断路 B．台灯插头处短路
C．电冰箱断路 D．用电器的总功率过大
【分析】家庭电路中电流过大的原因有两个：短路和总功率过大。
【解答】解：由电能表上的参数可得，电路中允许的最大功率为：P＝UI＝220V×20A＝4400W；而家中使用的用电器的总功率为100W+2×40W+60W＝240W远小于电能表的最大功率；故空气开关跳闸不是因为功率过大，而是由于短路引起，所以故障是台灯插头处短路
故选：B。
【点评】本题考查对家庭电路故障（短路）的分析判断能力，空气开关跳闸的原因有两个：总功率过大和发生短路。
3．（2022•锦州）如图所示是小明设计的部分家庭电路，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡与开关的连接符合安全用电要求
B．若保险丝熔断，可以用铜丝替换
C．闭合开关，若灯泡不亮，一定是灯泡短路
D．三孔插座的连接符合安装要求
【分析】（1）火线首先过开关进灯泡顶端的金属点是最安全的；
（2）保险丝是用电阻率较大而熔点较低的铅锑合金制成的，当电流过大时，它会因温度过高而熔断，保护电路；
（3）保险丝熔断，可能是发生了短路，也可能是用电器的总功率过大；
（4）三孔插座的接线方法是左零、右火、上地。
【解答】解：A、开关接在火线和灯泡之间，这样开关能控制灯泡，故A正确；
B、组成保险丝的材料是电阻率较大而熔点较低的铅锑合金，在电流过大时熔断，自动切断电路，起到保护作用；铜导线的熔点很高，当电流过大时，不能熔断起不到保护作用，容易引起火灾，故B错误；
C、保险丝熔断，可能是发生了短路，也可能是用电器的总功率过大，故C错误；
D、插座的左孔接地线，中间的孔接的零线，右孔接火线，不符合于三孔插座“左零右火上地”接法，故D错误。
故选：A。
【点评】对生活中常见的安全用电规则和现象，要有适当的应对方法，这样才能做到安全用电。
4．（2022•武汉）关于生活用电，下列说法错误的是（ ）
A．使用螺丝刀试电笔时要用指尖抵住上端的金属帽
B．与三孔插座中标有①的插孔相连的导线和室外的大地相连
C．人站在干燥的木凳上同时接触火线和零线，不会触电
D．用电器的总功率过大，容易发生火灾
【分析】（1）正确使用试电笔的方法：站在地上，手接触试电笔的笔尾金属体，笔尖接触导线，氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线；
（2）三孔插座接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线；
（3）触电有单相触电和双相触电两类；
（4）家庭电路电流过大的原因有二：用电器总功率过大，发生了短路。
【解答】解：
A、使用螺丝刀形状的试电笔时，手指必须触到试电笔上端的金属帽（又叫笔尾金属体），故A正确；
B、与三孔插座中标有①的插孔相连的导线和室外的大地相连，当用电器的外壳带电时，电荷会被导入大地，不会发生触电事故，故B正确；
C、虽然站在干燥的木凳上，但双手同时分别接触家庭电路中的火线和零线，火线和零线之间的电压是220V，加在人体的电压是220V，超过人体的安全电压，会对人体造成危害，故C错误；
D、家庭电路同时使用的用电器总功率过大，导线会剧烈发热，容易引发火灾，故D正确。
故选：C。
【点评】生活中常见的安全用电规则和现象，要有适当的应对方法，这样才能做到安全用电。
5．（2022•重庆）下列物理量最接近实际的是（ ）
A．初中物理课本长约26cm
B．中学生正常体温约42℃
C．人体的安全电压约220V
D．一盏日光灯的功率约900W
【分析】不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解：A、初中物理课本长约26cm，故A符合实际；
B、人体的正常体温约37℃左右，故B不符合实际；
C、人体的安全电压不高于36V，故C不符合实际；
D、一盏日光灯的功率约30W，故D不符合实际。
故选：A。
【点评】估测法是利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值、数量级进行快速计算以及对取值范围合理估测的方法。
6．（2022•乐山）“安全用电，珍惜生命”是每个公民应有的意识。下列选项符合安全用电的是（ ）
A．发现有人触电时，应先切断电源
B．使用绝缘皮破损的电线
C．靠近高压带电体
D．多个大功率用电器同时使用一个插线板
【分析】根据生活中一些安全用电的知识和做法分析判断。
【解答】解：A、发现有人触电时，应先切断电源，符合安全用电，故A正确；
B、使用绝缘皮破损的电线，易发生触电事故，故B错误；
C、靠近高压带电体，易发生高压电弧触电，故C错误；
D、多个大功率用电器同时使用一个插线板，会造成电路中的电流过大，引起火灾，故D错误。
故选：A。
【点评】了解一些安全用电常识，是解答此题的关键。
7．（2022•泰安）下列说法中不符合安全用电原则的是（ ）
A．若发生触电事故，应立即切断电源再救人
B．家庭电路中保险丝熔断后，可以用铜丝来代替
C．控制电灯的开关要接在火线和电灯之间
D．将家用电器的金属外壳接地
【分析】（1）一旦发生触电事故，应立即断开电源开关，或用绝缘体将电线挑开，使触电者与电源脱离，并进行现场抢救；
（2）熔丝熔断后千万不能用铜丝代替，因为铜的熔点很高，在电路中电流过大时，铜丝不能自动熔断，不能起到保险的作用；
（3）控制电灯的开关应安装在火线与灯之间；
（4）家庭电路中为了安全用电，金属外壳都要接地，金属外壳的用电器漏电时，地线把人体短路，避免触电事故的发生。
【解答】解：A、发现有人触电时，不要直接去救援，因为人体是导体，如果接触触电人，救援人员可能直接或间接接触火线，发生触电事故，所以一定先切断电源，故A符合安全用电的原则；
B、熔丝熔断后千万不能用铜丝代替，起不到保护作用，故B不符合安全用电的原则；
C、控制电灯的开关要接在火线和电灯之间，开关断开，电灯不带电，不易发生触电事故，故C符合安全用电的原则；
D、将家用电器的金属外壳接地，当用电器漏电时，地线把人体短路，避免触电事故的发生，故D符合安全用电的原则。
故选：B。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，加强安全意识，学好电、用好电！
8．（2022•荆州）下列关于家庭电路及安全用电的说法，正确的是（ ）
A．家庭电路中的空气开关跳闸一定是发生了短路
B．发现有人触电时，应该迅速用手将其拉开
C．可以用湿抹布擦拭正在使用的电视机
D．控制用电器的开关应该串联在火线与用电器之间
【分析】（1）家庭电路中的空气开关跳闸可能是短路，也可能是用电器的总功率过大，即过载；
（2）有人触电时首先要切断电源或用绝缘木棒把电线挑开；
（3）湿抹布是导体，擦拭正在使用的电视机容易触电；
（4）开关应控制火线，据此解答。
【解答】解：A、家庭电路若是短路、或用电器的总功率过大都会使空气开关跳闸，故A错误；
B、人是导体，发现触电时，要用绝缘木棒把电线挑开，不能直接用手拉开，故B错误；
C、湿抹布是导体，擦拭正在使用的电视机时容易触电，故C错误；
D、控制用电器的开关应控制火线，即串联在火线和用电器之间，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查安全用电的常识、家庭电路及其应用等，属于综合题。
9．（2022•玉林）已知甲电阻是乙电阻的3倍，若分别对甲、乙两种导体通电，通过甲、乙两导体的电流之比为2：3，则甲、乙的功率之比为（ ）
A．2：1 B．2：3 C．4：3 D．9：2
【分析】利用P＝UI＝I2R可得出甲、乙的功率之比。
【解答】解：由题意可知，R甲＝3R乙，甲、乙两导体的电流之比为I甲：I乙＝2：3，
则甲、乙的功率之比＝＝×＝×3＝×3＝。
故选：C。
【点评】本题考查电功率推导公式的应用，题目难度不大。
10．（2022•新疆）某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（ ）
A．2V B．3V C．4V D．5V
【分析】在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍，且充电电能等于待机电能，已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，得出充电功率，根据P＝UI可知充电器的充电电压。
【解答】解：在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍，且充电电能等于待机电能，已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，可知充电功率P′＝50P＝50×0.2W＝10W，
根据P＝UI可知充电器的充电电压U＝＝＝5V。
故选D。
【点评】本题考查电功的计算，综合性强，难度适中。
11．（2022•益阳）下列情景中，符合安全用电要求的是（ ）
A．用专用充电桩给电动车充电
B．使用导线绝缘皮破损的插线板
C．用电取暖器烘烤湿毛巾
D．使用裸露的插座
【分析】根据生活中一些安全用电的知识和做法分析判断。
【解答】解：A、用专用充电桩给电动车充电，符合安全用电，故A正确；
B、使用导线绝缘皮破损的插线板，易发生触电事故，故B错误；
C、用电热取暖器烘烤潮湿衣物，因衣物潮湿容易发生触电，不符合安全用电原则，故C错误；
D、使用裸露的插座，会造成双线触电，是非常危险的，不符合安全用电原则，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识。只要同学们牢记安全用电常识，并正确规范操作，避免危险发生。
12．（2022•扬州）关于家庭电路和安全用电，下列说法中错误的是（ ）
A．更换灯泡前断开电源开关
B．使用测电笔时手要接触笔尾金属电极
C．有人发生触电时，应马上用手把人拖开，再施救
D．不要让多个大功率用电器同时接在同一个插座上工作
【分析】（1）发现有人触电或检修电路时，首先切断电源，再实行救援措施或维修。
（2）测电笔是用来辨别火线和零线的工具，在使用时，手必须接触笔尾的金属体；
（3）发现有人触电，一定要及时切断电源；
（4）家庭电路中电流过大会导致跳闸，电路中电流过大的原因是短路或总功率过大。
【解答】解：A、更换灯泡之前必须断开开关，否则会触电，故A正确；
B、测电笔是用来辨别火线和零线的工具，在使用时，手必须接触笔尾的金属体，故B正确；
C、遇到有人触电，应先切断电源，切忌用手去拉触电者进行施救，以避免救治的人触电，故C错误；
D、一个插线板上不能同时接入多个大功率用电器，否则会导致干路电流过大，引起空开跳闸或使导线过热引起火灾，故D正确。
故选：C。
【点评】知道触电包括直接触电或间接触电，知道安全用电的原则及试电笔的应用，属于生活技能的考查。我们一定要牢记，不可马虎大意。
13．（2022•南充）“珍爱生命，安全用电”，下列操作正确的是（ ）
A．小明用正在滴水的手打开台灯
B．虽然家用电线外都有一层绝缘材料，但是也不能在家用电线上晾晒衣服
C．家用冰箱三孔插头损坏了，换成两孔插头后只要冰箱能使用也无大碍
D．家用照明电路中，开关可以安装在零线上
【分析】（1）生活用水是导体，接触带电体容易发生触电；
（2）湿衣服是导体，当把湿衣服晾在电线上时，不管是火线还是零线。一旦漏电，人接触衣服时会发生触电事故；
（3）有金属外壳的用电器，其外壳要接地；
（4）家庭电路中开关和开关控制的用电器之间是串联的，开关必须与火线相连。
【解答】解：
A、生活用水是导体，用正在滴水的手打开台灯，会因水导电而发生触电事故，故A错误；
B、湿衣服是导体，当把湿衣服晾在电线上时，不管是火线还是零线。一旦漏电，人接触衣服时会发生触电事故，故B正确；
C、用冰箱三孔插头损坏了，换成两孔插头，虽然冰箱能工作，但冰箱的外壳漏电时，容易发生触电事故，故C错误；
D、为了安全用电，开关断开后，用电器应与火线断开，则控制用电器的开关必须接在火线上，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识，只要同学们牢记安全用电常识，并正确规范操作，就不会有危险发生。
14．（2022•聊城）如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是（ ）
A．U形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B．通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C．右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小
D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
【分析】（1）电流通过导体产生的热量不能直接观察，可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
（2）串联电路电流处处相等；
（3）（4）两电阻丝串联，电流相同，根据Q＝I2Rt分析容器内空气吸收热量的多少和电阻的大小关系。
【解答】解：A、据实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故A正确；
B、由图可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流大小相等，故B正确；
CD、由图可知，左侧U形管中液面高度差比右侧的大，说明在相同时间内，电流在左容器中产生的热量较多，则左侧器中空气吸收的热量多，两电阻丝串联，电流相同，根据Q＝I2Rt可知，图中左边容器的电阻丝阻值较大，故C正确，D错误。
故选：D。
【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握，突出运用所学知识解决实际问题的能力，具有一定的综合性。
15．（2022•娄底）如图所示，小明同学设计了一种烟雾报警装置，R0的电阻为40Ω，R为光敏电阻，其阻值随激光的光照强度减弱而增大。当电路中电流小于或等于0.3A时，烟雾报警器报警。开关S闭合后，当电流为0.5A时，光敏电阻R的电功率为4W。下列说法正确的是（ ）
A．当R处的烟雾浓度逐渐增大时，电流表的示数变大
B．电源电压为24V
C．当电压表的示数为16V时，烟雾报警器报警
D．当电路中电流为0.4A时，R消耗的电功率为6W
【分析】由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由题意可知烟雾浓度逐渐增大时R的阻值变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化；
（2）根据串联电路电流特点和P＝I2R求出光敏电阻的阻值，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源电压；
（3）根据串联电路的电压特点求出电压表的示数为16V时R0两端的电压，根据串联电路的电流特点和求出电路中的电流，然后判断烟雾报警器是否报警；
（4）根据欧姆定律求出定值电阻两端电压，再根据串联电路电压规律求出R两端电压，最后根据P＝UI求出R消耗的电功率。
【解答】解：由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）因光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大，所以，当R处的烟雾浓度逐渐增大时，光照强度减弱，R的阻值变大，电路中的总电阻变大，
由I＝可知，电路中的电流变小，即电流表示数变小，故A错误；
（2）因串联电路中各处的电流相等，且I＝0.5A时，PR＝4W，
所以，由P＝I2R可得，光敏电阻的阻值为：R＝＝＝16Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压：U＝I（R+R0）＝0.5A×（16Ω+40Ω）＝28V，故B错误；
（3）当电压表的示数为16V时，R0两端的电压：U0＝U﹣UR＝28V﹣16V＝12V，
此时电路中的电流：I＝＝＝0.3A，
因电路中电流小于或等于0.3A时，烟雾报警器报警，所以，此时烟雾报警器报警，故C正确；
（4）当电路中电流为0.4A时，定值电阻R0两端电压：U0′＝I′R0＝0.4A×40Ω＝16V，
此时R两端的电压：UR′＝U﹣U0′＝28V﹣16V＝12V，
R消耗的电功率：PR＝I′UR′＝0.4A×12V＝4.8W，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用以及电路的动态分析，利用好题干中所给的条件是关键。
16．（2022•湖北）某款家用电热取暖器有两个挡位，它正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A．取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点高的材料制成
B．“高温”挡一定比“低温”挡产生的热量多
C．“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻大
D．连接电热丝的导线比电热丝的电阻小
【分析】（1）取暖器上的发热体是由电阻率大，熔点高的材料制成的；
（2）根据Q＝W＝Pt分析解答；
（3）根据P＝分析解答；
（4）导体的电阻是导体本身的性质，与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。
【解答】解：A、取暖器上的发热体是由电阻率大，熔点高的材料制成的，故A错误；
B、由Q＝W＝Pt可知，取暖器产生热量的多少，除了与取暖器的电功率有关，还与通电时间的长短有关，所以“高温”挡不一定比“低温”挡产生的热量多，故B错误；
C、由P＝可知，电热丝的工作电阻R＝，电源电压相等，电功率越大，工作电阻越小，所以“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻小，故C错误；
D、连接电热丝的导线比电热丝的电阻小，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查电热的利用和防止、电功公式和电功率公式的应用，有一定的难度。
17．（2022•无锡）连接如图所示的电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，观察到白炽灯泡L1比L2亮，说明L1的实际功率比L2大。关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A．可以验证电功与电压大小的关系
B．L1对应的电压表示数比L2小
C．通过L1的电流比L2大
D．L1、L2规格是相同的
【分析】由图可知，灯泡L1、L2串联，两个电压表分别测量一只灯泡两端的电压；根据电压表示数可知两灯两端的电压关系；又由于灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，所以可以验证电功与电压大小的关系；根据串联电路的电流特点可知通过两灯的电流关系；由题意可知，L1的实际功率比L2大，根据P＝UI可知两灯两端的电压大小关系。根据欧姆定律可知两灯的电阻关系据此可知两灯的规格是否相同。
【解答】解：由图可知，灯泡L1、L2串联，两个电压表分别测量一只灯泡两端的电压；
根据串联电路的电流特点可知，通过两灯的电流相等，故C错误；
由于L1的实际功率比L2大，根据P＝UI可知，L1两端的电压要大于L2两端的电压，即L1对应的电压表示数比L2大，故B错误；
通过两灯的电流相等，L1两端的电压要大于L2两端的电压，根据欧姆定律可知，灯泡L1的电阻大于灯泡L2的电阻，所以两灯的规格是不相同的，故D错误；
由于通过两灯的电流相等、通电时间相等，电压表能直接测量灯泡两端的电压，灯泡的亮度可以直接观察，所以这个电路可以验证电功与电压的大小关系，故A正确。
故选：A。
【点评】本题考查串联电路的特点、灯泡实际功率的影响因素、电功率公式、欧姆定律公式的灵活运用，是一道综合性较强的题目，有一定的难度。
18．（2022•岳阳）如图，电源电压不变，定值电阻R1＝20Ω，小灯泡L标有“8V 4W”字样（灯丝电阻不变），电流表量程为0～3A。当只闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P从b端滑动到某一位置时，变阻器连入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数增大了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下，都正确且无漏选的一组是（ ）
①电源电压为12V
②R2的最大阻值为24Ω
③开关都闭合时，R2的最大功率为28.8W
④在电流表有示数的情况下，电路消耗的总功率最小值为3.6W
A．①② B．①②④ C．①③④ D．①②③④
【分析】（1）当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，R与L串联接入电路，此时通过电路的电流为I1，
滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光，此时通过电路的电流为I2，
根据电功率公式的变形计算灯泡正常发光时通过电路的电流，进一步计算滑动变阻器的滑片P在b端时通过电路的电流，
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律表示电源电压，列出方程可得电源电压；
（2）当开关S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器和定值电阻并联接入电路，灯泡被短路，根据欧姆定律计算通过定值电阻的电流，根据并联电流规律计算电流表示数最大时通过滑动变阻器的电流，此时通过滑动变阻器的电流最大，根据电功率公式计算滑动变阻器的最大功率；
（3）当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，R与L串联接入电路，此时通过电路的电流最小，根据P＝UI算出电路消耗的总功率最小值。
【解答】解：（1）当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，R与L串联接入电路，此时通过电路的电流为I1，
滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了16Ω，由欧姆定律可知，此时电路中的电流变大，电流表示数变化了0.2A，电路中的电流增加0.2A，此时小灯泡恰好正常发光，此时通过电路的电流为I2，则I2＝IL＝＝＝0.5A，所以滑动变阻器的滑片P在b端时电路的电流：I1＝I2﹣ΔI＝0.5A﹣0.2A＝0.3A，
灯泡的电阻：RL＝＝＝16Ω，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，由欧姆定律可知，滑动变阻器的滑片P在b端时电源电压：U＝I1（R滑+RL）＝0.3A×（R滑+16Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时电源电压：U＝I2（R滑′+RL）＝0.5A×（R滑﹣16Ω+16Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
①②两式联立，解得：R滑＝24Ω，U＝12V，故①、②正确；
（2）当开关S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器和定值电阻并联接入电路，灯泡被短路，并联电路各支路两端电压相等，
通过定值电阻的电流：I0＝＝＝0.6A，
因为并联电路干路电流等于各支路电流之和，电流表测干路电流，电流表量程为0～3A，当电流表示数达到最大时，通过滑动变阻器的电流最大，则通过滑动变阻器的最大电流：I′＝I﹣I0＝3A﹣0.6A＝2.4A，
所以滑动变阻器的最大功率为：P＝UI′＝12V×2.4A＝28.8W，故③正确；
（3）当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，R与L串联接入电路，此时通过电路的电流最小，最小为I1＝0.3A，
电路消耗的总功率最小值为：
P′＝UI1＝12V×0.3A＝3.6W，故④正确。
综合分析①②③④都正确。
故选：D。
【点评】本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律、电功公式、电功率公式的灵活运用，综合性强。
19．（2022•邵阳）小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，其两者的I﹣U关系图象如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）
A．图乙中曲线A表示电阻R的I﹣U关系图象
B．当电源电压为4V时、电流表示数为0.5A
C．当电源电压为4V时，小灯泡L的实际功率为1.6W
D．如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端，电路消耗的总功率为2W
【分析】（1）根据定值电阻的阻值与其两端的电压、通过的电流无关或得出结论；
（2）由图甲可知灯泡与定值电阻并联，根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流，根据并联电路的电压特点得出干路电流；
（3）根据串联电路电压规律和电流特点读出正确的电流和电压，根据P＝UI计算灯泡的电功率和电路的总功率。
【解答】解：A、定值电阻R的I﹣U关系图象是一条直线，故A错误；
BC、由图甲可知小灯泡L和定值电阻R并联在电压为4V的电源上时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，它们两端的电压均为4V，
由图象可知对应的电流：IL＝0.3A，IR＝0.1A，
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＝IL+IR＝0.3A+0.1A＝0.4A；
小灯泡L的实际功率：PL＝UIL＝4V×0.3A＝1.2W，故B、C错误；
D、如果把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上，由乙图可知当通过电路的电流为0.2A时，灯泡两端的电压为2V，电阻两端的电压为8V，串联电路总电压等于各部分电压之和，此时电路总电压U＝UL+UR＝2V+8V＝10V，恰好等于电源电压，即把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上，电路中的电流等于0.2A，所以电路消耗的总功率是：P＝U′I′＝10V×0.2A＝2W，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据图象得出有用的信息。
20．（2022•苏州）图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P移动过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为5V
B．R的最大阻值为20Ω
C．R＝10Ω时，其功率最大
D．R＝15Ω时，电路消耗的功率为1.8W
【分析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）读出图中滑动变阻器的电阻和其两端的电压，根据欧姆定律算出其电阻，根据电源电压相等列等式算出定值电阻的阻值，进而求出电源电压；
（2）由图乙可知滑动变阻器的最大值；
（3）R0与R串联接入电路，电路的总功率等于各部分功率之和，则R的功率为：PR＝P﹣P0，代入数据结合抛物线的性质可知当电路为多少时R的功率最大，根据欧姆定律计算此时电路的总电阻，根据串联电路电阻规律计算滑动变阻器接入电路的电阻；
（4）根据串联电路电阻规律求出总电阻，再由P＝求出此时电路中消耗的功率。
【解答】解：由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、由图乙可知，当滑动变阻器的电阻为5Ω时，其两端的电压为3V，通过电路的电流为：I1＝＝＝0.6A，则电源电压为：U＝U1+I1R0＝3V+0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
滑动变阻器的电阻为10Ω时，其两端的电压为4V，通过电路的电流为：I2＝＝＝0.4A，则电源电压为：U＝U2+I2R0＝4V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；
联立①②得，R0＝5Ω，U＝3V+0.6A×5Ω＝6V，故A错误；
B、由图乙可知滑动变阻器的最大值大于20Ω，故B错误；
C、R0与R串联接入电路，电路的总功率等于各部分功率之和，则R的功率为：PR＝P﹣P0＝UI﹣I2R0，
即PR＝6V×I﹣I2×5Ω，由抛物线的性质可知当I＝＝0.6A时，R的功率最大，此时电路的总电阻：R总＝＝＝10Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则滑动变阻器接入电路的电阻为：R＝R总﹣R0＝10Ω﹣5Ω＝5Ω，故C错误；
D、当R＝15Ω时，电路中总能电阻为：R总＝R+R0＝15Ω+5Ω＝20Ω，则电路消耗的功率为：P＝＝＝1.8W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的动态分析、欧姆定律及电功率公式的应用，从图像中获取有用的信息是关键。
21．（2022•陕西）物理科技小组在课外制作活动中，把一废旧电饭锅改造成一个由一根电热丝和两个开关组成的简易电饭锅。接通电源，手动开关闭合，电热丝工作，当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合；接通电源，温控开关在锅内温度低于60℃时自动闭合，电热丝工作，锅内温度高于85℃时，温控开关自动断开。通过两个开关的通断，可实现加热和保温两种功能。根据以上描述，下列判断正确的是（ ）
A．接通电源，闭合手动开关，电热丝才能开始工作
B．当手动开关自动断开时，简易电饭锅马上进入保温状态
C．锅内温度由103℃降至60℃过程中，电热丝不工作
D．简易电饭锅加热时的功率大于保温时的功率
【分析】由题意可知，分析食物从加热到60℃再到85℃时的加热过程以及温度降到60℃后的保温过程即可得出电饭锅的工作原理。
【解答】解：
由题意可知，手动开关S1与温控开关S2是并联，如图所示：
A、接通电源时，不按下手动开关，由于锅内温度低于60℃，此时温控开关自动闭合，电热丝能工作，故A错误；
B、当手动开关自动断开时，锅内温度达到103℃，大于85℃，温控开关也断开，电热丝不工作，因此电饭煲不是处于保温状态，故B错误；
C、当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合，因此锅内温度由103℃降至60℃过程中，手动开关处于断开状态，由于温度不低于60℃，温控开关也处于断开状态，因此电热丝不工作，故C正确；
D、简易电饭锅加热时，都是同一根电热丝工作，因此电饭锅加热时的功率等于保温时的功率，故D错误。
故选：C。
【点评】本题取材于我们常见的电饭锅，考查有关电路的知识，可以激发同学们对物理的学习兴趣了，同时能了解更多的生活常识。
22．（2022•怀化）如图所示的串联电路中，定值电阻R1＝2R2，开关闭合后，电阻R1、R2两端电压分别为U1、U2，通过的电流分别为I1、I2，电功率分别为P1、P2，相同时间内做的功为W1、W2，以下比值正确的是（ ）
A．I1：I2＝2：1 B．U1：U2＝1：1 C．P1：P2＝2：1 D．W1：W2＝1：2
【分析】由图知，闭合开关S后，两电阻串联，由串联电路的电压特点和欧姆定律分析两电阻的电压、电流关系；进一步根据电功公式和电功率公式分析电功、电功率的关系。
【解答】解：A、由图可知，闭合开关S后，电阻R1、R2串联，因串联电路中电流处处相等，则I1＝I2，故A错误；
B、根据欧姆定律可知，电阻R1、R2两端电压之比：U1：U2＝I1R1：I2R2＝R1：R2＝2R2：R2＝2：1，故B错误；
C、根据P＝UI可知，电阻R1、R2的电功率之比：P1：P2＝U1I1：U2I2＝U1：U2＝2：1，故C正确；
D、由P＝可知，电阻R1、R2在相同时间内做的功之比：W1：W2＝P1t：P2t＝P 1：P2＝2：1，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了串联电路的电流和电压特点、欧姆定律、电功和电功率公式的应用，正确分析电路是前提，难度不大。
23．（2022•衡阳）在“探究电流与电压的关系”实验中，小何同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I﹣U图像，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．R1与R2的阻值之比是1：2
B．R1与R2串联接在3V的电源两端，R1消耗的功率是0.9W
C．R1与R2串联接在3V的电源两端，通过R1与R2的电流之比是2：1
D．R1与R2并联接在3V的电源，电路消耗的总功率是2.7W
【分析】（1）由图象读出电阻R1与R2的电压和电流值，根据欧姆定律求出电阻R1与R2的阻值；
（2）R1与R2串联接在3V的电源两端，根据串联分压可求R1的电压，根据P＝UI＝可求R1消耗的功率；
（3）根据串联电路电流的规律，分析通过R1与R2的电流之比；
（4）两电阻并联时两端的电压相等，根据图象读出对应的电流，再根据并联电路的电流特点求出干路电流，根据P＝UI可求电路消耗的总功率。
【解答】解：A、根据欧姆定律，由图可得，电阻R1与R2的阻值：
R1＝＝＝10Ω，
R2＝＝＝5Ω，
R1与R2的阻值之比是：2：1，故A错误；
B、R1与R2串联接在3V的电源两端，根据串联分压的特点，R1与R2的阻值之比是：2：1，R1与R2的电压之比是：2：1，即R1两端的电压是2V，
R1消耗的功率：P1＝＝＝0.4W，故B错误；
C、R1与R2串联接在3V的电源两端，根据串联电路的电流处处相等，通过R1与R2的电流之比是1：1，故C错误；
D、R1与R2并联接在3V的电源，电路消耗的总功率是：
P总＝P1′+P2＝+＝+＝2.7W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串并联电路的特点以及欧姆定律、电功率的应用，关键是根据图象读出电流和电压的对应值。
24．（2022•宁夏）关于安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．家用电器失火时，应先断电后灭火
B．使用试电笔时，手不能接触笔尾金属体
C．更换灯泡搬动电器前可以不断开电源开关
D．手机充电器可以长期插在插座上
【分析】（1）电器着火时，要先切断电源，再救火；
（2）使用试电笔时，笔尖接触要检测的导线，手接触笔尾金属体，才能在接触火线时氖管发光；
（3）更换灯泡、搬动电器之前必须断开开关，因为当人体直接或间接接触火线并形成电流通路的时候，就会造成触电；
（4）充电器长时间插在电源插孔上会发热，引起安全事故。
【解答】解：
A、用电器着火时，要先切断电源，再救火，若先灭火易引发触电，故A正确；
B、使用试电笔时手不能接触笔尖金属体，但应该接触笔尾金属体，故B错误；
C、更换灯泡、搬动电器之前必须断开开关，否则可能引起触电，故C错误；
D、充电器长时间插在电源插孔上会发热，容易引起线路安全事故，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识，属于基础题。
25．（2022•山西）社区志愿者对居民日常用电常识进行了调查，下列说法符合安全用电的是（ ）
A．可用铜丝替代烧断的保险丝
B．更换灯泡时要先切断电源
C．能用湿布擦拭正发光的灯管
D．低于220V的电压都安全
【分析】（1）保险丝是用电阻率大、熔点低的材料制成的，不能用铜丝等代替；
（2）为了安全，更换灯泡时要先切断电源；
（3）生活用水是导体，用湿布擦正在工作的用电器，会使人触电；
（4）不高于36V的电压对人体才是安全的。
【解答】解：A、保险丝是用电阻率大、熔点低的材料制成的，不能用铜丝等代替，否则在电路中电流过大时不能及时熔断，会造成危险，故A错误；
B、为了安全，更换灯泡时要先切断电源，故B正确；
C、生活用水是导体，用湿布擦正在发光的灯管，会引起触电。所以不能用湿布擦拭正在工作的用电器，故D错误；
D、经验证明，只有不高于36V的电压对人体才是安全的，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累、多分析，加强安全意识，学好电、用好电！
26．（2022•湖北）如图是常用的插线板，闭合开关，指示灯发光，且插孔可以提供工作电压，下列说法正确的是（ ）
A．图中A与零线相连，B与火线相连
B．将试电笔插入C孔，其氖管会发光
C．若指示灯断路不能发光，则插孔不能提供工作电压
D．若A、B两孔发生短路，则其它插孔仍可提供工作电压
【分析】三孔插座的接线规律是：左零、右火、上接地；火线与零线之间的电压是220V；
并联电路各用电器之间互不影响，串联电路的用电器互相影响。干路开关控制所有的用电器。据此分析。
【解答】解：A、三孔插座的接线规律是：左零、右火、上接地，插线板工作时插孔A与零线相连，B接火线，它们之间的电压是220V，故A正确；
B、插线板插孔C与地线连接，将试电笔插入C孔，其氖管不会发光，故B错误；
C、由题意可知，指示灯发光，且插孔可以提供工作电压，指示灯和插座之间是并联的，指示灯断路不能发光，则插孔不能提供工作电压，故C错误；
D、由于指示灯和插座之间是并联的，A、B两孔发生短路，则其它插孔不能提供工作电压，故D错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查了对家庭电路中常用的三孔插座的认识，用到了串并联电路的判断，家庭电路的电压等，属电学基础知识。
27．（2022•陕西）关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．我国家庭电路的电压是380V
B．用电器的开关要连接在零线和用电器之间
C．更换灯泡无需断开电源开关
D．家庭电路中各用电器是并联的
【分析】（1）我国家庭电路的电压为220V；
（2）家庭电路的开关应该装在火线和用电器之间，这样可防止断开开关后用电器仍带电；
（3）更换灯泡、移动用电器之前必须断开开关，防止发生触电事故；
（4）家庭电路中的用电器都是并联的，目的是用电器之间相互不影响工作。
【解答】解：A、我国家庭电路的电压为220V，故A错误；
B、家庭电路的开关应该装在火线和用电器之间，这样可防止断开开关后用电器仍带电，故B错误；
C、更换灯泡、搬动电器时容易碰到金属部分，切断电源可以保证金属部分不带电，故C错误；
D、在家庭电路中各用电器之间相互不影响工作，都是并联的，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的掌握情况，与生活联系密切，属于基础知识的考查，相对比较简单。
28．（2022•湖州）如图是小明家家庭电路的一部分。下列叙述中，错误的是（ ）
A．开关与灯泡串联
B．灯泡与插座串联
C．当开关S断开时，用测电笔分别测试电路中a、b、c、d四处，能使氖管发光的是d处
D．该插座能将用电器的金属外壳与大地相连
【分析】（1）开关应与被控制的电路串联；
（2）插座给可移动家用电器供电，插座并联在电路中；
（3）试电笔的用途：辨别火线和零线；试电笔的使用方法：使用试电笔时，手要接触试电笔尾部的金属体，笔尖接触电线，氖管发光表明接触的是火线，不发光是零线；
（4）三孔插痤中有一个孔是用来连接地线的，让有金属外壳的用电器的外壳接地。
【解答】解：A、开关应与被控制的电路串联，因此开关应与被控制的灯泡串联，故A正确；
B、插座给可移动家用电器供电，插座并联在电路中，因此灯泡与插座应并联，故B错误；
C、当开关S断开时，d点与火线相连，用试电笔接触该点时氖管发光；a、c与零线接通，氖管不发光；开关断开时b点与零线相连，氖管不发光，故C正确；
D、三孔插痤中有一个孔是用来连接地线的，让有金属外壳的用电器的外壳接地，可以防止因漏电导致金属外壳带电而发生触电事故，故D正确。
故选：B。
【点评】此题考查家庭电路的连接、测电笔的使用，将课本知识记忆清楚，仔细分析即可。
29．（2022•兰州）如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 0.6A”，电流表的量程为0～3A。不考虑灯丝电阻的变化，只闭合S，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，下列说法错误的是（ ）
A．小灯泡的电阻为10Ω
B．电源电压为15V
C．小灯泡发光最暗时的功率约为1.4W
D．电路消耗总功率的最小值与最大值之比是1：8
【分析】由图可知，只闭合S，小灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测量干路电流；
（1）知道小灯泡的规格，利用欧姆定律求出小灯泡的电阻；
（2）根据串联电路的特点可知通过滑动变阻器R的电流，利用欧姆定律求出R两端的电压，根据串联电路的特点可知电源电压；
（3）当滑动变阻器滑片P移到右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知电路中的电流最小，小灯泡的实际功率最小，灯泡最暗，利用P＝I2R求出小灯泡发光最暗时的功率；
（4）要保证电路安全，分析电路可得，当闭合开关S、S2和S1时，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大，根据并联电路电压规律和欧姆定律求出通过R0的电流，再根据并联电路电流规律求出干路最大电流，根据P＝UI求出电路消耗的最大总功率；
当S闭合，S1、S2都断开，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时，电路电流最小，根据串联电路电阻规律和欧姆定律求出电流最小电流，再根据P＝UI求出电路消耗的最小总功率，据此可知电路消耗总功率的最小值与最大值之比。
【解答】解：A、由I＝可知，小灯泡的电阻RL＝＝＝10Ω，故A正确；
B、由于小灯泡正常发光，根据串联电路特点可知，通过滑动变阻器R的电流IR＝IL＝0.6A，
由欧姆定律可知，滑动变阻器R两端的电压UR＝IRR′＝0.6A××30Ω＝9V，
根据串联电路的电压特点可知，电源电压U＝UL+UR＝6V+9V＝15V，故B正确；
C、当滑动变阻器滑片P移到右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大R＝30Ω，
此时电路中的最小电流I小＝＝＝＝0.375A，
小灯泡发光最暗时的功率P＝I小2RL＝（0.375A）2×1Ω≈1.4W，故C正确；
D、要保证电路安全，分析电路可得，当闭合开关S、S2和S1时，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大；
因并联电路中各支路两端电压相等，
所以此时通过R0的电流：I0＝＝＝1.5A；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路的最大电流：Imax＝1A+1.5A＝2.5A，
电路消耗的最大功率：Pmax＝UImax＝15V×2.5A＝37.5W；
当S闭合，S1、S2都断开，R与R0并联，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时，电路电流最小，因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，
所以电路最小电流：Imin＝＝＝0.375A，
电路消耗的最小功率：Pmin＝UImin＝15V×0.375A＝5.625W；
则电路消耗总功率的最小值与最大值之比Pmin：Pmax＝5.625W：37.5W＝3：20，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功率的计算，能正确分析电路是解题的关键。
30．（2022•河池）如图甲所示的电路，R0为定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器R的阻值，记录电压表、电流表的示数，作出U﹣I关系图象如图乙①所示。已知某小灯泡的U﹣I图象如图乙②所示，现用该小灯泡替换图甲中的滑动变阻器，电路其他元件不变。则此时小灯泡的实际功率为（ ）
A．0.1W B．0.2W C．0.3W D．0.75W
【分析】由图甲可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压，电流表测量电路中的电流；
当滑动变阻器滑片移到最左端时，滑动变阻器被短路，电压表示数为0，由图乙可知，此时电路中的电流I＝0.3A，根据欧姆定律可得电源电压U＝IR0，
由图乙可知，当电流表示数为I1＝0.2A时，电压表示数为UR＝1V，根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得电源电压U＝UR+I1R0，
联立以上两式可得电源电压U和定值电阻R0的阻值；
用小灯泡替换图甲中的滑动变阻器，电路其他元件不变，小灯泡与定值电阻R0串联，根据串联电路特点结合图乙可知电路中的电流和灯泡两端的电压，根据P＝UI求出小灯泡两端的实际功率。
【解答】解：由图甲可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压，电流表测量电路中的电流；
当滑动变阻器滑片移到最左端时，滑动变阻器被短路，电压表示数为0，由图乙可知，此时电路中的电流I＝0.3A，根据欧姆定律可得，电源电压U＝IR0＝0.3A×R0——————①
由图乙可知，当电流表示数为I1＝0.2A时，电压表示数为UR＝1V，
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得，电源电压U＝UR+I1R0＝1V+0.2A×R0——————②
联立①②两式可得，电源电压U＝3V，定值电阻R0＝10Ω；
用小灯泡替换图甲中的滑动变阻器，电路其他元件不变，则小灯泡与定值电阻R0串联，
根据串联电路特点结合图乙可知，当电路中的电流I′＝0.2A，小灯泡两端电压为UL＝1V时，电源电压U＝UL+I′R0＝1V+0.2A×10Ω＝3V，满足要求；
此时小灯泡的实际功率PL＝ULI′＝1V×0.2A＝0.2W。
故选：B。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功率的计算，能从图中获取相关信息是解题的感觉。
二．填空题（共12小题）
31．（2022•云南）如图是今年“3•15”晚会上曝光的劣质导线，不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线，劣质导线的电阻 较大 （选填“较大”或“较小”），若在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量 较多 （选填“较多”或“较少”）。
【分析】导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关；
由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。
【解答】解：不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，导致导线横截面积减小，在长度、材料不变的情况下，横截面积越小，电阻越大，所以劣质导线的电阻较大；
根据焦耳定律公式Q＝I2Rt知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻较大，产生的热量较多，温度较高，安全隐患较大。
故答案为：较大；较多。
【点评】本题考查了影响电阻大小的因素、焦耳定律的应用，要求会根据焦耳定律进行分析解决问题。
32．（2022•聊城）如图所示，控制灯泡的开关要接在 1 （选填“1”或“2”）处。将电水壶的三脚插头插入三孔插座中，这样做可以让它的金属外壳与插座中的 地 （选填“火”“零”或“地”）线相连，以防止外壳带电时，对人造成伤害。
【分析】开关与被控制用电器应串联，开关接在用电器和火线之间；
三孔插座的接法是左零右火上接地，三脚插头的接法是中上的要与用电器外壳相连。
【解答】解：控制灯泡的开关要接在火线与灯泡之间，即1处；
将电水壶的三脚插头插入三孔插座中，电水壶的金属外壳与插座中的地线相连，这样即使金属外壳带电，电流也会通过地线导入大地，防止触电事故的发生。
故答案为：1；地。
【点评】本题考查对家庭电路连接的认识和理解，关键是知道三孔插座和三脚插头的连接情况。
33．（2022•玉林）20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，这就是 超导 现象；如图所示是“探究电热与电流的关系”的部分装置，已知A、B两点间的电压为6V，R1＝R2＝R3＝5Ω，通电时间2min，则R1与R2产生的热量相差 288 J。
【分析】某些物质在很低的温度时，电阻就变成了0，这就是超导现象；
由图知，R2、R3并联后再与R1串联，三个电阻大小都为5Ω，由串联和并联电路特点、欧姆定律计算通过R1与R2的电流，再根据焦耳定律计算R1与R2产生的热量差。
【解答】解：
（1）20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，这就是超导现象；
（2）由图知，R2、R3并联后再与R1串联，R1＝R2＝R3＝5Ω，
R2、R3并联后的总电阻R23＝×5Ω＝2.5Ω，
电路的总电阻R＝R1+R23＝5Ω+2.5Ω＝7.5Ω，
由欧姆定律可得，电路中的电流：
I1＝I23＝I＝＝＝0.8A，
I2＝I1＝×0.8A＝0.4A，
通电时间2min，R1与R2产生的热量差：
Q1﹣Q2＝I12R1t﹣I22R2t＝（0.8A）2×5Ω×2×60s﹣（0.4A）2×5Ω×2×60s＝288J。
故答案为：超导；288。
【点评】本题考查对超导体的认识、串并联电路特点、欧姆定律以及焦耳定律公式的应用，难度适中。
34．（2022•云南）某教室共有20盏“220V 40W”的普通照明灯泡，一盏灯泡的电阻为 1210 Ω；如果改用20盏“220V 13W”的LED灯，不仅亮度相当，而且可以省电，若该教室平均每天用电5h，则一天可节约 2.7 度电。
【分析】根据R＝求出灯泡的电阻；额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据W＝Pt分别求出照明灯泡和LED每天5小时消耗的电能，两者之差即为节约的电能。
【解答】解：根据P＝可知，一盏灯泡的电阻为：R＝＝＝1210Ω；
照明灯泡每天用电5小时消耗的电能：W照＝Pt＝20×40×10﹣3kW×5h＝4kW•h，
LED每天用电5小时消耗的电能：WL＝PLt＝20×13×10﹣3kW×5h＝1.3kW•h，
一天可节约电能：W节约＝W照﹣WL＝4kW•h﹣1.3kW•h＝2.7kW•h。
故答案为：1210；2.7。
【点评】本题考查了电功率公式的计算、电能的简单计算，是一道基础题目。
35．（2022•贺州）在家庭电路中，用 电能表 来测量所消耗的电能；正确使用试电笔来辨别火线和零线，若试电笔的氖管发光，表明笔尖接触的是 火 线。
【分析】（1）电能表是测量家庭电路消耗电能的仪器；
（2）当试电笔的笔尖接触到火线时，氖管会亮。
【解答】解：在家庭电路中，用电能表来测量所消耗的电能；使用试电笔辨别火线和零线时，用手接触笔尾金属体，笔尖接触电线，氖管发光，表明检测的是火线。
故答案为：电能表；火。
【点评】本题考查电能表、试电笔的用途，主要考查学生对所学物理知识的灵活应用能力，是一道基础题。
36．（2022•河池）某品牌电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位，其内部简化电路如图所示，R1＝160Ω，R2＝40Ω，当S1闭合，S2断开时，电热水壶处于 保温 挡；加热挡的电功率为 1512.5 W。
【分析】（1）由电路图可知，开关S1闭合、S2断开时电路为R1的简单电路，开关S1、S2均闭合时R1与R2并联，根据并联电路的电阻特点比较两种情况下电路的总电阻关系，电源电压一定时，根据P＝UI＝比较两种情况下电路的总功率关系，然后得出电热水壶所处的挡位；
（2）开关S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电热水壶处于加热挡，根据并联电路的电压特点和P＝UI＝求出两电阻电功率之和即为加热挡的电功率。
【解答】解：由电路图可知，开关S1闭合、S2断开时，电路为R1的简单电路，开关S1、S2均闭合时，R1与R2并联，
根据并联电路的电阻特点可知，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，
所以，开关S1闭合、S2断开时，电路的总电阻最大，电源电压一定时，由P＝UI＝可知，电路的总功率最小，电热水壶处于保温挡；
同理可知，开关S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热水壶处于加热挡；
加热挡的电功率P加热＝P1+P2＝＝＝1512.5W。
故答案为：保温；1512.5。
【点评】本题考查了并联电路的特点和电功率公式的应用，正确的判断出电热水壶处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
37．（2022•广安）如图所示，电源电压6V不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，当开关S接2时，电压表示数为 2 V；当开关S接1时，通过R1的电流10s内所做的功为 36 J。
【分析】①从图可知，当开关S接到点2时，电阻R1和R2串联，电流表测量的是整个电路中的电流，电压表测量的是电阻R1两端的电压，知道电阻R1和R2的阻值，利用串联电路电阻的特点可以计算出电路中的总电阻，又知道电源电压，可利用公式I＝ 计算出电路中的电流，再利用公式U＝IR计算出电阻R1两端的电压，即电压表的示数。
②当开关S转换到点1时，电路中只有电阻R1，知道电源电压、电阻R1的阻值和工作时间，可利用公式W＝UIt＝U××t＝t计算出电流所做的功。
【解答】解：①从图可知，当开关S接到点2时，电阻R1和R2串联，电压表测量R1两端的电压，
R1＝10Ω，R2＝20Ω，电路中的总电阻为：R＝R1+R2＝10Ω+20Ω＝30Ω，
而电源电压为U＝6V，因此电路中的电流为；I＝＝＝0.2A，
则电阻R1两端的电压为：U1＝IR1＝0.2A×10Ω＝2V，故电压表的示数为2V；
②当开关S转换到点1时，电路中只有电阻R1，由于t＝10s，
所以电流所做的功为：W＝UIt＝＝＝36J。
故答案为：2；36。
【点评】本题考查了学生对串、并联电路的辨别，以及对串联电路电阻、电流特点的理解，并可以利用欧姆定律的公式和电功的公式解决实际问题的能力。
38．（2022•泰州）小明用如图所示电路研究调光灯的工作原理，所用电源电压恒为6V，灯泡L标有“4.8V 0.3A”字样，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，当观察到 电流表为0.3A 时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的实际功率为 1.44 W，通电1min滑动变阻器产生的热量为 21.6 J。
【分析】（1）由题意可知，当灯泡正常发光时，电压为4.8V，电流为0.3A，而观察电路图只有电流表，所以需要观察电流表，根据P＝UI可计算正常发光时的实际功率；
（2）根据串联电路的总电压等于各串联部分电压之和，U滑＝U电﹣UL可求得滑动变阻器两端的电压，再由公式W＝UIt可以计算滑动变阻器产生的热量。
【解答】解：
由题意可知，当灯泡正常发光时，电压为4.8V，电流为0.3A，而观察电路图只有电流表，所以需要观察电流表为0.3A时，灯泡正常发光，
正常发光时的实际功率：P＝UI＝4.8V×0.3A＝1.44W，
根据串联电路的总电压等于各串联部分电压之和，
滑动变阻器两端的电压：U滑＝U电﹣UL＝6V﹣4.8V＝1.2V，
滑动变阻器产生的热量：Q＝W＝UIt＝1.2V×0.3A×60s＝21.6J；
故答案为：电流表为0.3A；1.44；21.6。
【点评】本题考查灯泡正常发光时的电压和电流以及实际功率的应用，以及热量的计算公式的熟练运用。
39．（2022•绥化）某饮水机额定加热功率为500W，水箱容积为1L，在额定电压下将满箱水从75℃加热到95℃，用时210s，则水箱中的水吸收的热量是 8.4×104 J，该饮水机的效率是 80% 。
【分析】（1）已知热水箱的容量也就是装满水后水的体积，利用m＝ρV计算水的质量；又知道水的初温、末温，利用Q吸＝c水m（t﹣t0）计算吸收的热量；
（2）已知加热功率和工作时间，利用W＝Pt计算消耗的电能，利用η＝计算饮水机的效率。
【解答】解：（1）根据密度公式ρ＝知水的质量为：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；
水吸收的热量是：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（95℃﹣75℃）＝8.4×104J；
（2）根据P＝知饮水机消耗的电能是：
W＝Pt＝500W×210s＝1.05×105J；
饮水机的效率为：
η＝×100%＝×100%＝80%。
故答案为：8.4×104；80%。
【点评】本题考查密度公式、吸热公式、电功公式和效率公式的应用，在计算过程中要注意单位的统一。
40．（2022•陕西）如图﹣1所示电路，电源电压不变，L是额定电压为2.5V的小灯泡，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P在某两点间移动的过程中，电流表A与电压表V1的示数变化关系如图﹣2所示。当电流表示数为0.2A时，两电压表的示数相等，则电源电压为 3 V。小灯泡正常工作时的电流为 0.25 A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 2 Ω，电路的总功率为 0.75 W。
【分析】由图﹣1可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测小灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流；
（1）根据图﹣2可知，当电流表示数为0.2A时，电压表的示数为U1为1.5V，根据两电压表的示数相等和串联电路的电压特点求出电源电压；
（2）小灯泡在额定电压下正常发光，根据图﹣2可知此时通过小灯泡的电流；根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻，根据P＝UI求出电路的总功率。
【解答】解：由图﹣1可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测小灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流；
（1）根据图﹣2可知，当电流表示数为0.2A时，电压表V1的示数为U1＝1.5V，由题意可知，此时两电压表的示数相等，即U2＝U1＝1.5V，由串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U1+U2＝1.5V+1.5V＝3V；
（2）小灯泡在额定电压下正常发光，因此小灯泡正常发光时其两端的电压UL＝U额＝2.5V，由图﹣2可知此时通过小灯泡的电流为IL＝0.25A，
由串联电路的电流特点可知，此时电路中的电流：I＝I滑＝IL＝0.25A，
由串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压：U滑＝U﹣UL＝3V﹣2.5V＝0.5V，
由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的电阻：R滑＝＝＝2Ω，
电路的总功率：P＝UI＝3V×0.25A＝0.75W。
故答案为：3；0.25；2；0.75。
【点评】本题考查了串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活应用，从图像中得到获取有用信息是解题的关键。
41．（2022•江西）劳动课上，同学们开展了“使用测电笔辨别火线和零线”的活动。如图所示，测电笔的氖管发光，说明被检测的插孔与 火线 相连，此时，测电笔与人体之间的连接方式是 串 联。
【分析】使用测电笔辨别火线和零线时，笔尖接触被测物体，人体接触笔尾金属体，与测电笔串联，若氖管发光，说明被测物体与火线相连通，或氖管不发光，说明被测物体未与火线连通。
【解答】解：使用测电笔辨别火线和零线时，笔尖接触被测物体，人体接触笔尾金属体，与测电笔串联，若氖管发光，说明被测物体与火线相连通。
故答案为：火线；串。
【点评】本题考查测电笔的使用及判别零线、火线的方法，属于基础知识的考查。
42．（2022•毕节市）学校开展了一系列丰富多彩的安全教育活动，本期活动的主题是“安全用电，珍惜生命”，下列是活动的部分内容。如图a所示，接地导线应该与三孔插座的 E （填“E”、“N”或“L”）孔相连接；如图b、c所示，两种使用测电笔的方法中，正确的是图 b ；如图d、e所示为家庭电路中造成电线燃烧的原因，其中图d所示情况的原因是 用电器的总功率过大 （填“用电器的总功率过大”或“短路”）。
【分析】（1）根据“左零右火、中间接地”的原则可知接地的插孔；
（2）用测电笔来辨别火线与零线，使用测电笔时，笔尖接触要检测的导线，手接触笔尾金属体，才能在接触火线时氖管发光，接触零线时氖管不发光；
（3）家庭电路中电流过大的原因主要有两个方面，一是用电器短路，二是用电器的总功率过大。
【解答】解：（1）根据“左零右火、中间接地”的原则可知，插孔“E”是接地的；
（2）使用测电笔时，手使用测电笔时，笔尖接触要检测的导线，手接触笔尾金属体，才能辨别出火线或零线，故b图是正确的，c图是错误的；
（3）从图d中可以看出，用电器较多，并且还有大功率的电炉，因此是用电器的总功率过大而造成的；从图e中可以看出导线直接将火线和零线相连，因此是短路造成的。
故答案为：E；b；用电器的总功率过大。
【点评】本题考查了三孔插座、测电笔的使用和对家庭电路电流过大的原因的掌握情况。
三．作图题（共2小题）
43．（2022•遂宁）请用笔画线代替导线，按照安全用电的要求，将图中的电灯、控制电灯的开关及插座接入家庭电路中。
【分析】为了安全，控制灯泡的开关应该与火线相连，螺丝口灯泡的中心金属片接着火线上；三孔插座的左孔接零线，右孔接火线，中间孔接地线，据此作图。
【解答】解：为了安全，控制灯泡的开关应该与火线相连，螺丝口灯泡的中心金属片接着火线上；三孔插座的左孔接零线，右孔接火线，中间孔接地线，如图所示：
故答案为：如图所示。
【点评】掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座的接法，同时考虑安全性。
44．（2022•兰州）如图甲是宾馆床头柜上开关示意图，图乙是其控制的电路，其中S1为旋钮开关，单独控制台灯的通断和亮度，S2为单独控制电视插座的开关。在图乙中将电路图连接完整，要求符合安全用电原则。
【分析】灯泡的接法：火线首先过开关，再接入灯泡，零线直接接入灯泡；S2为单独控制电视插座的开关，则S2应与电视插座串联；
【解答】解：火线先进台灯的开关，然后变阻器与灯泡串联，而零线直接接在灯泡上；开关S2应与插座串联，开关S2接在火线上，电视插座的上端直接接在零线上。如图所示：
【点评】本题考查了家庭电路的连接，要掌握灯泡、开关、插座的接法，掌握安全用电的原则。
四．实验探究题（共4小题）
45．（2022•荆州）某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V。
（1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，小灯泡不发光，原因是： 滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小 。
（2）三次实验记录如下表，在完成第1次实验后，要测量小灯泡的额定功率，则需将滑动变阻器的滑片向 B （选填“A”或“B”）端移动，直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 0.7 W。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮暗情况
1
1.4
0.20
0.28
较暗
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.30
0.84
很亮
（3）实验小组根据三次实验数据分别算出对应的阻值，取三次阻值的平均值作为小灯泡的电阻值，他们的做法是 错误 （选填“正确”或“错误”）的，理由是： 由于不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义 。
（4）另一组的同学设计了如图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变，小灯泡的额定电压为U额，R1和R2为滑动变阻器，R1的最大阻值为R0，实验步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额；
②闭合开关S、S2，断开开关S1，一保持R1的阻值不变，调节R2的阻值，使电压表的示数为U额；
③保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2，则小灯泡的额定功率P额＝ 。（用U额、U1、U2、R0表示）
【分析】（1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，据此分析；
（2）灯在额定电压下正常发光，将灯泡的实际电压与灯泡的额定电压比较，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；根据电流表选用小量程确定分度值读出示数，根据P＝UI可求出灯泡的额定功率；
（3）不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义；
（4）根据题意可知该方案中采用等效替代法，使电压表示数等于灯泡正常发光时的电压U额时R2连入电路中的电阻大小等于小灯泡灯正常发光时的电阻RL的大小；根据串联电路的电压规律以及欧姆定律可以求出R2连入电路中的电阻大小即小灯泡灯正常发光时的电阻RL的大小，根据P＝UI＝可求出小灯泡额定功率。
【解答】解：（1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，其原因是滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小；
（2）灯在额定电压下正常发光，由表中数据可知第1次实验中，灯泡两端的电压为1.4V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；
图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.28A，则小灯泡的额定功率是：P额＝U额I额＝2.5V×0.28A＝0.7W；
（3）由于不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义，故他们的做法是错误的；
（4）①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额，此时灯泡正常发光；
②闭合开关S、S2，断开开关S1，一保持R1的阻值不变，调节R2的阻值，使电压表的示数为U额，由于R1的阻值不变，当R2两端的电压等于灯泡正常发光时的电压U额时，根据等效替代法可知，R2连入电路中的电阻大小等于小灯泡灯正常发光时的电阻RL的大小；
③接保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2，
在③中，将R1的滑片P调至最右端，R1连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U2即为电源电压，再将R1的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U1，即为R1的电压，根据串联电路的规律和欧姆定律有：＝，
解得：R1＝，
因此灯泡的电阻：RL＝R1＝，
小灯泡额定功率的表达式为：
P额＝＝＝＝。
故答案为：（1）滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小；（2）B；0.7；（3）错误；由于不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义；（4）。
【点评】本题测量小灯泡电功率，考查电路现象的判断、实验操作、电流表读数、电功率的计算以及在没有电流表的情况下设计方案测灯额定电功率的能力。
46．（2022•宁夏）如图所示是“测量标有2.5V小灯泡电功率”的实验。
（1）图甲是某同学连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
（2）电路连接完整后闭合开关，发现电流表和电压表都有较小的示数，灯泡不亮，调节滑片两表示数均不变，灯泡仍不亮。实验连接中的不当之处是 滑动变阻器接在了下面两个接线柱上了 。
（3）排除故障后，闭合开关，调节变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是 0.32 A，小灯泡的额定功率是 0.8 W。
电压U/V
0.5
1.0
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.18
0.20
0.30
0.34
电功率P/W
0.09
0.20
0.60
0.952
灯泡发光情况
不亮
发暗光
发较亮光
正常发光
发出强光
（4）分析表中数据。你可以得出什么结论？（一条即可） 小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定 。
【分析】（1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程与灯泡并联，滑动变阻器上下接线柱各接一个且串联在电路中；
（2）电流表、电压表有较小的示数，灯泡不亮，说明电路为通路，电路的电阻较大，移动滑片P也不能改变灯的亮度说明变阻器失去了变阻的作用，据此分析；
（3）根据电流表选用小量程确定分度值读出示数，根据P＝UI可求出灯泡的额定功率；
（4）分析表中灯泡的亮度与灯泡实际功率得出结论。
【解答】解：（1）因为灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用0～3V的量程与灯泡并联，滑动变阻器上下接线柱各接一个且串联在电路中，图中已经选用了金属杆一端的接线柱，另一端应选择下面的接线柱，因题目对滑片移动时滑动变阻器接入电路的阻值没有要求，故可以选择下面两端的任一接线柱，如图所示：
；
（2）电路连接完整后闭合开关，发现电流表和电压表都有较小的示数，灯泡不亮，说明电路为通路，电路的电阻较大，移动滑片P也不能改变灯的亮度说明变阻器失去了变阻的作用，因此实验连接中的不当之处是滑动变阻器接在了下面两个接线柱上了；
（3）图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.32A，则小灯泡的额定功率是：P额＝U额I额＝2.5V×0.32A＝0.8W；
（4）由表中数据可知，灯泡的实际功率越大，灯泡的亮度越亮，因此可得结论：灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定。
故答案为：（1）如图所示；（2）滑动变阻器接在了下面两个接线柱上了；（3）0.32；0.80；（4）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定。
【点评】本题测量小灯泡电功率，考查电路连接、故障分析、电流表读数、额定功率的计算和分析数据归纳结论的能力。
47．（2022•台州）某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。
（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中 热量 的散失。
（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化ΔT和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。
根据上述实验，可以得出结论： 当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比 。
（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
升高的温度ΔT/℃
0.4
0.9
1.6
2.5
3.6
请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。
【分析】（1）优质保温材料可以保温也可以隔热；
（2）水吸热的多少，通过水升温的多少来反映，由Q＝I2Rt分析得出结论：
（3）电流大小反映来比较加热多少；水吸热的多少，通过水升温的多少来反映，Q吸＝cmΔT和Q＝I2Rt分析等于结果。
【解答】解：（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中热量的散失；
（2）水的质量相同，水温变化ΔT与吸热的多少成正比，水温变化ΔT越大，电阻丝放出的越多，即当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比；
（3）不计热量损失，Q吸＝Q放，cmΔT＝I2Rt，＝ ΔT4＝＝＝1.6℃。
故答案为：（1）热量；（2）当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比；（3）1.6。
【点评】本题探究物质的吸热能力和探究电热丝发热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法、焦耳定律、热量的计算、数据分析涉及知识点多，综合性强，难度大。
48．（2022•无锡）用图甲所示的电路测量小灯泡的功率，器材有：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω 1.5A）、额定电压为2.5V的小灯泡各一个，导线若干。
（1）闭合开关前，需要检查电流表、电压表的指针是否 指在“0”刻度线 ，并将滑动变阻器的滑片P移至 B （选填“A”或“B”）端。
（2）接通电源，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，小灯泡均不发光，电流表指针不偏转，电压表指针有明显偏转，说明电压表与电源之间的电路连接是 串联 。若电路中只有一处故障，则可能是 小灯泡断路 。
（3）排除故障后，重新开始实验，电源电压保持不变，闭合开关，电压表示数为0.5V，电流表示数为0.12A；移动滑片P，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，为 0.3 A，则小灯泡的额定功率为 0.75 W，此时滑动变阻器消耗的功率为 0.12 W。
【分析】（1）闭合开关前，需要将电表调零，即检查电流表、电压表的指针是否指在“0”刻度线上；滑动变阻器滑片置于阻值最大处；
（2）电流表无示数，说明电路断路，电压表有示数，说明肯定是小灯泡断路，此时电压表和电源串联；
（3）电流表读数注意量程和分度值；根据功率公式P额＝U额I额可得小灯泡额定功率；
接通电源，闭合开关，滑动变阻器在阻值最大处，根据串联分压可得电源电压；
移动滑片P，当电压表示数为2.5V时，结合电源电压大小可得滑动变阻器的电压，根据功率公式可得滑动变阻器的功率。
【解答】解：（1）闭合开关前，需要将电表调零，即检查电流表、电压表的指针是否指在“0”刻度线上；滑动变阻器滑片置于阻值最大处的B端；
（2）接通电源，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，小灯泡均不发光，电流表指针不偏转，说明电路存在断路故障，而电压表有示数，则电压表与电源两极连通，说明肯定是小灯泡断路，此时电压表和电源串联；
（3）电流表量程0～0.6A，分度值0.1A，故读数为0.3A；小灯泡额定功率P额＝U额I额＝2.5V×0.3A＝0.75W；
闭合开关，电压表示数为0.5V，电流表示数为0.12A，电源电压U＝U1+UP＝0.5V+0.12A×20Ω＝2.9V；
移动滑片P，当电压表示数为2.5V时，滑动变阻器两端电压U′＝U﹣UL＝2.9V﹣2.5V＝0.4V；
滑动变阻器的功率P'＝U′I＝0.4V×0.3A＝0.12W。
故答案为：（1）指在“0”刻度线上；B；（2）串联；小灯泡断路；（3）0.3；0.75；0.12。
【点评】本题考查了电功率的计算，设计到欧姆定律和串联电路的特点，难度一般。
五．计算题（共7小题）
49．（2022•兰州）一款内置电陶炉的电暖桌如图甲所示，它不仅具有桌面暖手、桌底暖脚功能，还可以烧水、煮茶等。电陶炉的简化电路如图乙所示，其参数如表所示，高温挡额定功率字迹已被磨损。旋转旋钮开关，可实现停止工作、低温挡和高温挡的转换。R1和R2均为电热丝，R2＝72.6Ω。求：
电陶炉
额定电压
220V
额定功率
高温挡
××W
低温挡
400W
（1）R1的阻值；
（2）高温挡额定功率；
（3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电陶炉在工作，发现标有“3000imp/（kW•h）”的电能表的指示灯闪烁168次，使质量为1.7kg的水从25℃升高到49℃，求此时电陶炉的加热效率。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【分析】（1）旋钮开关放在1位置时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据P＝可知总功率较小，电陶炉处于低温挡，根据P＝可知两电阻串联后的总电阻，根据电阻串联的特点可知R1的阻值；
（2）旋钮开关放在2位置时，电路为R1的简单电路，总电阻较大小，电源电压不变，根据P＝可知总功率较大，电陶炉处于高温挡，根据P＝可知高温挡额定功率；
（3）电能表上的3000imp/（kW•h），表示电路中用电器消耗1kW•h电能，电能表的指示灯闪烁3000次，
据此得出电能表的指示灯闪烁168次电陶炉消耗的电能；根据Q＝c水mΔt得出质量为1.7kg的水从25℃升高到49℃吸收的热量，根据η＝得出此时电陶炉的加热效率。
【解答】解：（1）旋钮开关放在1位置时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据P＝可知总功率较小，电陶炉处于低温挡，根据P＝可知R串＝＝＝121Ω；
根据电阻串联的特点可知R1＝R串﹣R2＝121Ω﹣72.6Ω＝48.4Ω；
（2）旋钮开关放在2位置时，电路为R1的简单电路，总电阻较大小，电源电压不变，根据P＝可知总功率较大，电陶炉处于高温挡，根据P＝可知高温挡额定功率P高温＝＝＝1000W；
（3）电能表上的3000imp/（kW•h），表示电路中用电器消耗1kW•h电能，电能表的指示灯闪烁3000次，
故闪烁168次电陶炉消耗的电能：
W＝kW•h/imp×168imp＝0.056kW•h＝2.016×105J，
质量为1.7kg的水从25℃升高到49℃吸收的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1.7kg×（49℃﹣25℃）＝1.7136×105J；
此时电陶炉的加热效率：
η＝＝×100%＝85%。
答：（1）R1的阻值为48.4Ω；
（2）高温挡额定功率为1000W；
（3）此时电陶炉的加热效率为85%。
【点评】本题考查电功和热量的综合计算，有一定难度。
50．（2022•宜昌）小君为了知道家中电饭锅（图甲）的耗电情况，将电饭锅接入图乙所示的功率计量插座，测量其工作时的电流、电压和消耗的电能。已知电饭锅的额定电压为220V，电路如图丙所示，S2为温控开关，盛有米和水的锅放在发热盘R1上，限流电阻R2的发热不能被利用。某次测量得到煮饭和保温的数据如下表所示，不计温度对电阻的影响和散失的热量。
电压/V
电流/A
消耗电能/度
煮饭
198
3.6
0.297
保温
198
0.3
（1）电阻R1的阻值及煮饭时间是多少？
（2）电阻R2的阻值及保温时发热盘的功率是多少？
（3）小君认为电饭锅煮饭时实际功率比额定功率小，更省电。你是否赞同他的说法？说明你的理由。
【分析】（1）根据I＝可知，在电源电压不变时，总功率越大，干路中的电流就越大，为煮饭挡；总功率越小，干路中的电流越小，为保温挡；根据欧姆定律求出R1阻值的大小，根据W＝UIt求出煮饭的时间；
（2）根据R＝求出保温时的总电阻，根据串联电路的电阻关系求出R2的阻值；根据P＝I2R求出发热盘的功率的大小；
（3）把饭煮熟时消耗的电能是一定的，据此分析。
【解答】解：（1）由图可知，两个开关都闭合时，只有电阻R1接入电路中；当开关S1闭合、S2断开时，两个电阻串联接入电路中，根据串联电路的电阻关系和欧姆定律可知，只有电阻R1接入电路中时的电流要大一些，为煮饭挡；
煮饭时消耗的电能为：W＝0.297度＝0.297kW•h＝0.297×3.6×106J＝1.0692×106J；
R1的阻值为：R1＝＝＝55Ω；
根据W＝UIt可知，煮饭的时间为：t＝＝＝1500s；
（2）保温时的总电阻为：R总＝＝＝660Ω，
R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝660Ω﹣55Ω＝605Ω；
发热盘的功率是：P'＝R1＝（0.3A）2×55Ω＝4.95W；
（3）因为煮熟同一锅饭需要的能量是一定的，所以实际功率较小时不会省电。
答：（1）电阻R1的阻值为55Ω，煮饭时间是1500s；
（2）电阻R2的阻值为605Ω，保温时发热盘的功率是4.95W；
（3）不赞同；煮熟同一锅饭需要的能量是一定的，所以不会省电。
【点评】本题考查了电功率的计算、欧姆定律的应用，关键是分析电路图得出煮饭、保温状态时的电路组成。
51．（2022•宁夏）如图，甲是一种常见的电热水袋，乙是它的结构示意图，其性能指标如表所示。已知水的初始温度为15℃，在额定电压下加热10min，温控开关自动断开，指示灯熄灭，请根据信息完成下列问题：
额定电压
额定加热功率
指示灯功率
袋内充水
自动断电温度
220V
500W
≤0.2W
1kg
65℃
（1）计算加热电阻的阻值。（结果保留一位小数）
（2）计算水吸收的热量。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）计算加热电阻消耗的电能和加热效率。（指示灯消耗的电能不计）
【分析】（1）由表格可知电阻的的加热功率，根据R＝计算加热电阻的阻值；
（2）根据吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算水吸收的热量；
（3）根据电功公式计算加热电阻消耗的电能，根据效率公式计算加热效率。
【解答】解：（1）加热电阻的阻值：R＝＝＝96.8Ω；
（2）热水袋中的水的质量m＝1kg，温度从15℃升高到65℃，此过程中水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（65℃﹣15℃）＝2.1×105J；
（3）加热电阻消耗的电能：W＝Pt′＝500W×10×60s＝3×105J，
加热效率：η＝×100%＝×100%＝70%。
答：（1）加热电阻的阻值为96.8Ω；
（2）水吸收的热量为2.1×105J；
（3）加热电阻消耗电能3×105J；加热效率为70%。
【点评】本题考查电功率公式、吸热公式、电功公式、效率公式的灵活运用，综合性强。
52．（2022•北京）如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变，电阻R1的阻值是10Ω，闭合开关S后，电压表的示数为2V。求：
（1）电阻R2的阻值。
（2）电阻R1消耗的电功率。
【分析】由电路图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压。
（1）根据串联电路电压规律计算电阻R1两端的电压，根据串联电路电流特点结合欧姆定律计算通过电路的电流，根据欧姆定律计算计算电阻R2的阻值；
（2）根据电功率公式计算电阻R1消耗的电功率。
【解答】解：由电路图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压。
（1）串联电路总电压等于各部分电压之和，所以电阻R1两端的电压：U1＝U﹣U2＝6V﹣2V＝4V，
串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得通过电路的电流：I＝＝＝0.4A，
电阻R2的阻值：R2＝＝＝5Ω；
（2）电阻R1消耗的电功率：P＝U1I＝4V×0.4A＝1.6W。
答：（1）电阻R2的阻值是5Ω；
（2）电阻R1消耗的电功率为1.6W。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，属于电学基础计算题，难度不大。
53．（2022•内江）如图所示是验电笔正确使用的示意图。当正确使用验电笔时，由被测带电体（电源）、验电笔、人体和大地构成串联闭合电路。若其中验电笔的电阻取为1.2×106Ω，人体的电阻取为2.0×103Ω，其它电阻不计，则，当正确使用验电笔来检测家庭电路的相线（俗称火线）时：
（1）流过人体的电流为多少mA？（结果保留到小数点后两位）
（2）验电笔和人体消耗的电功率之比是多少？
【分析】（1）根据I＝可得流过人体的电流；
（2）根据电功率公式P＝I2R；由于串联电路电流相等，功率之比等于电阻之比。
【解答】解：（1）流过人体的电流I＝＝≈1.8×10﹣4A＝0.18mA；
（2）根据电功率公式P＝I2R；由于串联电路电流相等，功率之比等于电阻之比。
＝＝＝＝600：1。
答：（1）流过人体的电流为0.18mA；
（2）验电笔和人体消耗的电功率之比是600：1。
【点评】本题考查了欧姆定律和电功率的相关公式计算，属于中档题。
54．（2022•安徽）下表为某电火锅的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＜R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作。
××牌电火锅
额定电压
220V
额定功率
低温挡
500W
中温挡
1000W
高温挡
1500W
（1）电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？
（2）求R1：R2的值；
（3）若家庭电路的电压是220V，某插座的额定电流是5A，用该插座仅给电火锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择哪个挡位？说明理由。
【分析】（1）由图判断出只闭合开关S1、只闭合开关S2和同时闭合开关S1、S2时电路的连接，根据并联电路电阻的规律、R1＜R2和P＝判断出功率的大小，进而判断出电火锅的工作状态；
（2）根据P＝算出两电阻之比；
（3）根据P大＝UI大算出插座的最大功率，并与中温挡和高温挡的功率比较判断出从安全用电和加热快这两个角度综合考虑应选择的挡位。
【解答】解：（1）由图知只闭合开关S1时，只有电阻R1接入电路，只闭合开关S2时，只有电阻R2接入电路，闭合开关S1、S2时两电阻并联，由于并联电路的总电阻小于任何分电阻且R1＜R2，根据P＝知只闭合开关S2时电阻最大，电火锅处于低温挡，只闭合开关S1时电阻较大，电火锅处于中温挡，闭合开关S1、S2时总电阻最小，电火锅处于高温挡；
（2）根据P＝知两电阻之比为：
＝＝＝＝；
（3）某插座的最大功率为：
P大＝UI大＝220V×5A＝1100W，
由于1000W＜P大＜1500W，
所以从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择中挡位。
答：（1）电火锅在低温挡工作时，开关S1断开，S2闭合；
（2）R1：R2的值为1：2；
（3）由于插座的最大功率为1100W，大于中温挡的功率，小于高温挡的功率，所以从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择中挡位。
【点评】本题考查了并联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的综合应用等，涉及到到的知识点较多，综合性强，有一定难度。
55．（2022•重庆）如图所示，是小钧为宠物小屋设计的既可发热供暖、也可照明的电路，电源电压恒定。R1为电热丝，白炽灯泡L标有“12V 18W”字样（R1和L电阻均恒定不变），滑动变阻器R的最大阻值为40Ω。当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，灯泡正常发光。当所有开关都闭合，P位于最右端时，电路中的总电流为2.1A。求：
（1）电源电压；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流；
（3）当只闭合开关S和S1，移动滑片P，电热丝R1工作1min产生的最大热量。
【分析】（1）当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，电路为灯泡L的简单电路，根据灯泡正常发光求出电源电压；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，灯泡L与滑动变阻器R串联，根据P＝UI＝求出灯泡的电阻，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的电流特点求出通过灯泡的电流；
（3）当所有开关都闭合，P位于最右端时，灯泡L与电热丝R1并联，根据欧姆定律求出此时通过灯泡的电流，根据并联电路的电流特点求出通过电热丝R1的电流，根据欧姆定律求出电热丝R1的阻值；
当只闭合开关S和S1，滑动变阻器与电热丝R1串联，由Q＝I2Rt可知，在电热丝R1的阻值和通电时间t一定的情况下，通过电热丝R1的电流越大，产生的热量越多，根据欧姆定律求出此时电路中的最大电流，根据Q＝I2Rt求出电热丝R1工作1min产生的最大热量。
【解答】解：（1）当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，电路为灯泡L的简单电路，
因为此时灯泡正常发光，所以电源电压：U＝U额＝12V；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，灯泡L与滑动变阻器R串联，此时滑动变阻器接入电路的电阻R＝40Ω，
由P＝UI＝可知，灯泡的电阻：RL＝＝＝8Ω，
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时电路中的电流：I＝＝＝＝0.25A，
由串联电路的电流特点可知，此时通过灯泡的电流：IL＝I＝0.25A；
（3）当所有开关都闭合，P位于最右端时，灯泡L与电热丝R1并联，
此时通过灯泡的电流：IL'＝＝＝1.5A，
由并联电路的电流特点可知，通过电热丝R1的电流：I1'＝I'﹣IL'＝2.1A﹣1.5A＝0.6A，
由欧姆定律可知，电热丝R1的阻值：R1＝＝＝20Ω，
当只闭合开关S和S1，滑动变阻器与电热丝R1串联，
由Q＝I2Rt可知，在电热丝R1的阻值和通电时间t一定的情况下，通过电热丝R1的电流越大，产生的热量越多，
由欧姆定律可知，滑动变阻器滑片P移至最右端时，接入电路的电阻为零，此时电路中的电阻最小，通过电热丝R1的电流越大，产生的热量越多，
此时通过电热丝R1的电流：I''＝＝＝0.6A，
则电热丝R1工作1min产生的最大热量：Q＝I''2R1t＝（0.6A）2×20Ω×60s＝432J。
答：（1）电源电压为12V；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流为0.25A；
（3）当只闭合开关S和S1，移动滑片P，电热丝R1工作1min产生的最大热量为432J。
【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律、电功率公式和电热公式的应用，知道灯泡正常发光时的电压等于灯泡的额定电压是解题的关键。
六．综合能力题（共3小题）
56．（2022•海南）小明是家务小能手，经常用挂烫机熨烫衣服。挂烫机是通过电热丝加热水箱中的水，产生水蒸气来熨烫衣服。它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.2kg，加热功率有大、小两个挡位，其工作原理图如图甲所示。其中电热丝R1＝60Ω，R2＝40Ω。
（1）熔断器在电路中起到 保护电路 作用。
（2）若将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收多少热量？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）挂烫机在大挡位工作时的额定功率是多大？
（4）小明是一个爱思考的孩子，他把电路原理图改为乙图，也设有两个挡位。已知熔断器允许通过的最大电流为8A，请判断乙图电路是否合理，通过计算说明原因。
【分析】（1）家庭电路中电流过大时，熔断器会自行熔断，从而切断电路，起到保护电路的作用。
（2）水吸收的热量根据公式Q吸＝cmΔt计算。
（3）挂烫机在大挡位工作时，双触点开关在1、2处，R1短路，电路中只有电热丝R2，根据公式计算其额定功率。
（4）乙图中双触点开关在1、2处时，是大挡位，根据分别求出通过两电热丝的电流，根据并联电路干路电流等于各支路电流之和求出总电流，和熔断器允许通过的最大电流为8A进行比较。
【解答】解：（1）当家庭电路中电流过大时，熔断器会自行熔断，从而切断电路，起到保护电路的作用。
（2）水吸收的热量＝6.72×104J。
（3）当电路中只有R2工作时为大挡位，其额定功率。
（4）R1、R2并联时，电路总电流最大，
，。
I总＝I1+I2＝3.67A+5.5A＝9.17A＞8A，
所以不合理。
答：（1）保护电路；（2）水吸收6.72×104J的热量；（3）挂烫机在大挡位工作时的额定功率是1210W；（4）计算过程见解析；不合理。
【点评】本题考查了欧姆定律、电功率公式、吸热公式应用等，涉及到到的知识点较多，综合性强，有一定难度。能正确分析电路并判断在什么状态下电路中的电流最大是解题的关键。
57．（2022•广东）阅读下列短文，回答问题。
直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池）。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。
现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙所示（为方便计算，图像已作近似处理）。充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。
充电电压（V）
充电电流（A）
充电时长（min）
充电度数（kW•h）
充电费用（元）
400
45
24.0
28.80
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更 大 。
（2）在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是 先变大，后不变 。当D为70%时，充电电流为 100 A。
（3）若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 50.4 元。
（4）设D从70%增至80%所需时间为t1，从80%增至90%所需时间为t2，且t1：t2＝2：3，则测试全过程的充电总时长为 109 min。
【分析】（1）由P＝UI可知，充电电压更高、电流更大，充电功率的大小情况；
（2）由图乙知，D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律；
由表中数据知，D达到70%时的充电电压，由图乙知此时的充电功率，由P＝UI计算此时的充电电流；
（3）由表中数据知，D达到70%时的充电度数和充电费用，可计算电费的单价；
充电前，D为30%，根据电池当前储能占充满状态储能的百分比为D，可计算充满时的充电度数，从而计算测试全过程的充电费用；
（4）由图乙知，D从80%至90%时，即D增加10%，此过程中充电功率为15kW保持不变，由W＝Pt计算充电的时间t2，从而计算出D从70%增至80%所需时间为t1，再计算测试全过程的充电总时长。
【解答】解：
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，由P＝UI可知，充电功率更大；
（2）由图乙知，D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是先变大，后不变；
当D达到70%时，充电功率为40kW＝40000W，
由表中数据知，D达到70%时，充电电压为400V，
由P＝UI可知，此时的充电电流：
I＝＝＝100A；
（3）由表中数据知，D达到70%时，即充入充满状态储能的40%时，充电度数为24.0kW•h，充电费用28.80元，
电费单价为：＝1.20元/kW•h，
则充满电还需充入30%，需消耗的电能为：W′＝＝18kW•h，
测试全过程的充电费用为（24+18）kW•h×1.20元/kW•h＝50.4元；
（4）由题意可知，充满电时储存的电能为：W＝＝60kW•h，
由图乙知，D从80%至90%时，即D增加10%，消耗电能W2＝10%×W＝10%×60kW•h＝6kW•h，
此过程中充电功率P2＝15kW保持不变，
由W＝Pt可得，此时充电的时间t2＝＝＝0.4h＝24min，
D从90%至100%的过程中，充电功率不变，充电时间也为24min，
由题知，t1：t2＝2：3，
所以D从70%增至80%所需时间：t1＝t2＝×24min＝16min，
由表中数据知，D从30%增至70%的过程中充电时长45min，
所以测试全过程的充电总时长t＝45min+16min+24min+24min＝109min。
故答案为：（1）大；（2）先变大，后不变；100；（3）50.4；（4）109。
【点评】本题以直流充电桩为情景主要考查了电功率公式的灵活应用，理解题意并能从图像和表格中获取有用数据是关键，本题很好的体现物理知识在生活中的应用。
58．（2022•怀化）在抗击新冠肺炎疫情期间，中医诊疗发挥了积极有效的作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。图甲为小明同学家的电中药壶，有高温和低温两个挡位，正常工作电路简化为图乙所示，其中S'为挡位开关，R1、R2为定值电阻，A、B为阻值忽略不计的指示灯。已知电中药壶额定电压为220V，高温挡功率为1210W，
低温挡功率为100W。
（1）低温挡工作时是A灯还是B灯亮，并说明理由；
（2）求R2的阻值；
（3）一天晚上用电高峰期，小明用电中药壶给爷爷熬药，先用高温挡加热至沸腾后，再用低温挡慢熬，细心的小明发现在低温挡慢熬1h的过程中，家中的电能表（图丙所示）共转动了243转（电路中只有电中药壶工作），由此计算此过程中小明家的实际电压。
【分析】（1）根据电路的连接方式和P＝UI＝判定高温挡和低温挡时电路连接的特点；
（2）根据P＝分别求出高温挡、低温挡时电路的总电阻，根据串联电路的电阻关系求出R2的阻值；
（3）3000r/（kW•h），是指电路中每消耗1kW•h的电能，转盘转3000r，据此求转盘转动243转消耗的电能；利用P＝求出实际功率，再利用P＝求实际电压。
【解答】解：（1）指示灯的阻值忽略，当开关S闭合，S′打至触点M时，电路为两电阻和指示灯B的串联的电路，此时电路中总电阻较大，根据P＝UI＝可知总功率较小，电中药壶处于低温挡，此时B灯亮；当开关S闭合，S′打至触点N时，电路为R1和指示灯A的串联电路，此时电路中总电阻较小，根据P＝UI＝可知总功率较大，电中药壶处于高温挡，此时A灯亮；
（2）高温挡功率为1210W，此时R1的阻值：R1＝＝＝40Ω，
处于低温挡时的总电阻为：R＝＝＝484Ω；
则R2的阻值：R2＝R﹣R1＝484Ω﹣40Ω＝444Ω；
（3）家中的电能表转动243转消耗的电能为：W＝kW•h＝0.081kW•h；
实际功率为：P＝＝＝0.081kW＝81W；
由P＝可得，此时家庭电路两端的实际电压：U实际＝＝＝198V。
答：（1）电中药壶处于低温挡，B灯亮；
（2）R2的阻值为444Ω；
（3）小明家的实际电压为198V。
【点评】本题考查串联电路的特点、电功率的有关计算，正确的判断电中药壶处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
七．解答题（共1小题）
59．（2022•金华）图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压220V，简化的工作电路如图乙，该毛巾架通过智能系统实现加热、保温挡自动切换，图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内功率的变化情况。
完成下列问题：
（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为多大？
（2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为多少欧？
（3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗多少电能？
【分析】（1）在加热状态下，开关S应处于闭合状态，已知额定电压和额定功率，应用功率公式P＝UI的变形公式可以求出正常工作电流；
（2）由电路图可知，开关S、S1闭合时，电路为R0的简单电路，电热饮水机处于加热状态，根据P＝UI＝求出R0的阻值；当开关S闭合、S1断开时，R1与R0串联，电热饮水机处于保温状态，根据P＝UI＝求出电路的总电阻，利用电阻的串联求出电阻R1的阻值；
（3）根据P＝求出电热器正常工作30分钟消耗的电能。
【解答】解：（1）加热状态下通过毛巾架的电流为I加热＝＝＝2A；
（2）由电路图可知，开关S闭合时，电路为R0的简单电路，电热饮水机处于加热状态，
所以由P＝UI＝可得，R0的阻值：
R0＝＝＝110Ω，
当开关S断开时，R1与R0串联，电热饮水机处于保温状态，
此时电路的总电阻：
R＝＝＝605Ω，
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﹣R0＝605Ω﹣110Ω＝495Ω。
（3）由P＝可得，该电热水器正常工作30分钟消耗的电能：
W＝Pt＝440W×10×60s+80W×（30﹣10）×60s
＝3.6×105J。
答：（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为2A；
（2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为110Ω、495Ω；
（3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗3.6×105J电能。
【点评】本题考查了电阻的串联和电功率公式的灵活应用，从图像中获取有用的信息是关键。
八．简答题（共1小题）
60．（2022•吉林）当日常生活中同时使用多个大功率用电器时，空气开关容易出现跳闸的现象。请说出其中的原因。
【分析】家庭电路中电流过大的原因有两个：短路和用电器的总功率过大。
【解答】答：因为多个大功率用电器同时使用使电路的总功率过大，会造成电路的总电流过大，所以空气开关很容易跳闸。
【点评】本题考查了家庭电路中电流过大的原因，属于基础知识。
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专题14：电能和电功率
一．选择题（共30小题）
1．（2022•青海）一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．该电能表应该在220V的电路中使用
B．该电能表的额定最大电流为20A
C．电能表是计量用电器消耗电能的仪表
D．该电能表此时的读数是31.6J
2．（2022•牡丹江）小冰家的电能表标有“220V 10（20）A”，家中正使用着一台100W的电冰箱、两盏40W的日光灯。当小冰将一个60W台灯的插头插进插座时，台灯不亮，干路中的空气开关“跳闸”。发生这种现象的原因可能是（ ）
A．日光灯断路 B．台灯插头处短路
C．电冰箱断路 D．用电器的总功率过大
3．（2022•锦州）如图所示是小明设计的部分家庭电路，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡与开关的连接符合安全用电要求
B．若保险丝熔断，可以用铜丝替换
C．闭合开关，若灯泡不亮，一定是灯泡短路
D．三孔插座的连接符合安装要求
4．（2022•武汉）关于生活用电，下列说法错误的是（ ）
A．使用螺丝刀试电笔时要用指尖抵住上端的金属帽
B．与三孔插座中标有①的插孔相连的导线和室外的大地相连
C．人站在干燥的木凳上同时接触火线和零线，不会触电
D．用电器的总功率过大，容易发生火灾
5．（2022•重庆）下列物理量最接近实际的是（ ）
A．初中物理课本长约26cm
B．中学生正常体温约42℃
C．人体的安全电压约220V
D．一盏日光灯的功率约900W
6．（2022•乐山）“安全用电，珍惜生命”是每个公民应有的意识。下列选项符合安全用电的是（ ）
A．发现有人触电时，应先切断电源
B．使用绝缘皮破损的电线
C．靠近高压带电体
D．多个大功率用电器同时使用一个插线板
7．（2022•泰安）下列说法中不符合安全用电原则的是（ ）
A．若发生触电事故，应立即切断电源再救人
B．家庭电路中保险丝熔断后，可以用铜丝来代替
C．控制电灯的开关要接在火线和电灯之间
D．将家用电器的金属外壳接地
8．（2022•荆州）下列关于家庭电路及安全用电的说法，正确的是（ ）
A．家庭电路中的空气开关跳闸一定是发生了短路
B．发现有人触电时，应该迅速用手将其拉开
C．可以用湿抹布擦拭正在使用的电视机
D．控制用电器的开关应该串联在火线与用电器之间
9．（2022•玉林）已知甲电阻是乙电阻的3倍，若分别对甲、乙两种导体通电，通过甲、乙两导体的电流之比为2：3，则甲、乙的功率之比为（ ）
A．2：1 B．2：3 C．4：3 D．9：2
10．（2022•新疆）某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（ ）
A．2V B．3V C．4V D．5V
11．（2022•益阳）下列情景中，符合安全用电要求的是（ ）
A．用专用充电桩给电动车充电
B．使用导线绝缘皮破损的插线板
C．用电取暖器烘烤湿毛巾
D．使用裸露的插座
12．（2022•扬州）关于家庭电路和安全用电，下列说法中错误的是（ ）
A．更换灯泡前断开电源开关
B．使用测电笔时手要接触笔尾金属电极
C．有人发生触电时，应马上用手把人拖开，再施救
D．不要让多个大功率用电器同时接在同一个插座上工作
13．（2022•南充）“珍爱生命，安全用电”，下列操作正确的是（ ）
A．小明用正在滴水的手打开台灯
B．虽然家用电线外都有一层绝缘材料，但是也不能在家用电线上晾晒衣服
C．家用冰箱三孔插头损坏了，换成两孔插头后只要冰箱能使用也无大碍
D．家用照明电路中，开关可以安装在零线上
14．（2022•聊城）如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是（ ）
A．U形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B．通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C．右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小
D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
15．（2022•娄底）如图所示，小明同学设计了一种烟雾报警装置，R0的电阻为40Ω，R为光敏电阻，其阻值随激光的光照强度减弱而增大。当电路中电流小于或等于0.3A时，烟雾报警器报警。开关S闭合后，当电流为0.5A时，光敏电阻R的电功率为4W。下列说法正确的是（ ）
A．当R处的烟雾浓度逐渐增大时，电流表的示数变大
B．电源电压为24V
C．当电压表的示数为16V时，烟雾报警器报警
D．当电路中电流为0.4A时，R消耗的电功率为6W
16．（2022•湖北）某款家用电热取暖器有两个挡位，它正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A．取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点高的材料制成
B．“高温”挡一定比“低温”挡产生的热量多
C．“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻大
D．连接电热丝的导线比电热丝的电阻小
17．（2022•无锡）连接如图所示的电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，观察到白炽灯泡L1比L2亮，说明L1的实际功率比L2大。关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A．可以验证电功与电压大小的关系
B．L1对应的电压表示数比L2小
C．通过L1的电流比L2大
D．L1、L2规格是相同的
18．（2022•岳阳）如图，电源电压不变，定值电阻R1＝20Ω，小灯泡L标有“8V 4W”字样（灯丝电阻不变），电流表量程为0～3A。当只闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P从b端滑动到某一位置时，变阻器连入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数增大了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下，都正确且无漏选的一组是（ ）
①电源电压为12V
②R2的最大阻值为24Ω
③开关都闭合时，R2的最大功率为28.8W
④在电流表有示数的情况下，电路消耗的总功率最小值为3.6W
A．①② B．①②④ C．①③④ D．①②③④
19．（2022•邵阳）小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，其两者的I﹣U关系图象如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）
A．图乙中曲线A表示电阻R的I﹣U关系图象
B．当电源电压为4V时、电流表示数为0.5A
C．当电源电压为4V时，小灯泡L的实际功率为1.6W
D．如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端，电路消耗的总功率为2W
20．（2022•苏州）图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P移动过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为5V
B．R的最大阻值为20Ω
C．R＝10Ω时，其功率最大
D．R＝15Ω时，电路消耗的功率为1.8W
21．（2022•陕西）物理科技小组在课外制作活动中，把一废旧电饭锅改造成一个由一根电热丝和两个开关组成的简易电饭锅。接通电源，手动开关闭合，电热丝工作，当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合；接通电源，温控开关在锅内温度低于60℃时自动闭合，电热丝工作，锅内温度高于85℃时，温控开关自动断开。通过两个开关的通断，可实现加热和保温两种功能。根据以上描述，下列判断正确的是（ ）
A．接通电源，闭合手动开关，电热丝才能开始工作
B．当手动开关自动断开时，简易电饭锅马上进入保温状态
C．锅内温度由103℃降至60℃过程中，电热丝不工作
D．简易电饭锅加热时的功率大于保温时的功率
22．（2022•怀化）如图所示的串联电路中，定值电阻R1＝2R2，开关闭合后，电阻R1、R2两端电压分别为U1、U2，通过的电流分别为I1、I2，电功率分别为P1、P2，相同时间内做的功为W1、W2，以下比值正确的是（ ）
A．I1：I2＝2：1 B．U1：U2＝1：1 C．P1：P2＝2：1 D．W1：W2＝1：2
23．（2022•衡阳）在“探究电流与电压的关系”实验中，小何同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I﹣U图像，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．R1与R2的阻值之比是1：2
B．R1与R2串联接在3V的电源两端，R1消耗的功率是0.9W
C．R1与R2串联接在3V的电源两端，通过R1与R2的电流之比是2：1
D．R1与R2并联接在3V的电源，电路消耗的总功率是2.7W
24．（2022•宁夏）关于安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．家用电器失火时，应先断电后灭火
B．使用试电笔时，手不能接触笔尾金属体
C．更换灯泡搬动电器前可以不断开电源开关
D．手机充电器可以长期插在插座上
25．（2022•山西）社区志愿者对居民日常用电常识进行了调查，下列说法符合安全用电的是（ ）
A．可用铜丝替代烧断的保险丝
B．更换灯泡时要先切断电源
C．能用湿布擦拭正发光的灯管
D．低于220V的电压都安全
26．（2022•湖北）如图是常用的插线板，闭合开关，指示灯发光，且插孔可以提供工作电压，下列说法正确的是（ ）
A．图中A与零线相连，B与火线相连
B．将试电笔插入C孔，其氖管会发光
C．若指示灯断路不能发光，则插孔不能提供工作电压
D．若A、B两孔发生短路，则其它插孔仍可提供工作电压
27．（2022•陕西）关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．我国家庭电路的电压是380V
B．用电器的开关要连接在零线和用电器之间
C．更换灯泡无需断开电源开关
D．家庭电路中各用电器是并联的
28．（2022•湖州）如图是小明家家庭电路的一部分。下列叙述中，错误的是（ ）
A．开关与灯泡串联
B．灯泡与插座串联
C．当开关S断开时，用测电笔分别测试电路中a、b、c、d四处，能使氖管发光的是d处
D．该插座能将用电器的金属外壳与大地相连
29．（2022•兰州）如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 0.6A”，电流表的量程为0～3A。不考虑灯丝电阻的变化，只闭合S，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，下列说法错误的是（ ）
A．小灯泡的电阻为10Ω
B．电源电压为15V
C．小灯泡发光最暗时的功率约为1.4W
D．电路消耗总功率的最小值与最大值之比是1：8
30．（2022•河池）如图甲所示的电路，R0为定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器R的阻值，记录电压表、电流表的示数，作出U﹣I关系图象如图乙①所示。已知某小灯泡的U﹣I图象如图乙②所示，现用该小灯泡替换图甲中的滑动变阻器，电路其他元件不变。则此时小灯泡的实际功率为（ ）
A．0.1W B．0.2W C．0.3W D．0.75W
二．填空题（共12小题）
31．（2022•云南）如图是今年“3•15”晚会上曝光的劣质导线，不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线，劣质导线的电阻 （选填“较大”或“较小”），若在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量 （选填“较多”或“较少”）。
32．（2022•聊城）如图所示，控制灯泡的开关要接在 （选填“1”或“2”）处。将电水壶的三脚插头插入三孔插座中，这样做可以让它的金属外壳与插座中的 （选填“火”“零”或“地”）线相连，以防止外壳带电时，对人造成伤害。
33．（2022•玉林）20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，这就是 现象；如图所示是“探究电热与电流的关系”的部分装置，已知A、B两点间的电压为6V，R1＝R2＝R3＝5Ω，通电时间2min，则R1与R2产生的热量相差 J。
34．（2022•云南）某教室共有20盏“220V 40W”的普通照明灯泡，一盏灯泡的电阻为 Ω；如果改用20盏“220V 13W”的LED灯，不仅亮度相当，而且可以省电，若该教室平均每天用电5h，则一天可节约 度电。
35．（2022•贺州）在家庭电路中，用 来测量所消耗的电能；正确使用试电笔来辨别火线和零线，若试电笔的氖管发光，表明笔尖接触的是 线。
36．（2022•河池）某品牌电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位，其内部简化电路如图所示，R1＝160Ω，R2＝40Ω，当S1闭合，S2断开时，电热水壶处于 挡；加热挡的电功率为 W。
37．（2022•广安）如图所示，电源电压6V不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，当开关S接2时，电压表示数为 V；当开关S接1时，通过R1的电流10s内所做的功为 J。
38．（2022•泰州）小明用如图所示电路研究调光灯的工作原理，所用电源电压恒为6V，灯泡L标有“4.8V 0.3A”字样，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，当观察到 时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的实际功率为 W，通电1min滑动变阻器产生的热量为 J。
39．（2022•绥化）某饮水机额定加热功率为500W，水箱容积为1L，在额定电压下将满箱水从75℃加热到95℃，用时210s，则水箱中的水吸收的热量是 J，该饮水机的效率是 。
40．（2022•陕西）如图﹣1所示电路，电源电压不变，L是额定电压为2.5V的小灯泡，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P在某两点间移动的过程中，电流表A与电压表V1的示数变化关系如图﹣2所示。当电流表示数为0.2A时，两电压表的示数相等，则电源电压为 V。小灯泡正常工作时的电流为 A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω，电路的总功率为 W。
41．（2022•江西）劳动课上，同学们开展了“使用测电笔辨别火线和零线”的活动。如图所示，测电笔的氖管发光，说明被检测的插孔与 相连，此时，测电笔与人体之间的连接方式是 联。
42．（2022•毕节市）学校开展了一系列丰富多彩的安全教育活动，本期活动的主题是“安全用电，珍惜生命”，下列是活动的部分内容。如图a所示，接地导线应该与三孔插座的 （填“E”、“N”或“L”）孔相连接；如图b、c所示，两种使用测电笔的方法中，正确的是图 ；如图d、e所示为家庭电路中造成电线燃烧的原因，其中图d所示情况的原因是 （填“用电器的总功率过大”或“短路”）。
三．作图题（共2小题）
43．（2022•遂宁）请用笔画线代替导线，按照安全用电的要求，将图中的电灯、控制电灯的开关及插座接入家庭电路中。
44．（2022•兰州）如图甲是宾馆床头柜上开关示意图，图乙是其控制的电路，其中S1为旋钮开关，单独控制台灯的通断和亮度，S2为单独控制电视插座的开关。在图乙中将电路图连接完整，要求符合安全用电原则。
四．实验探究题（共4小题）
45．（2022•荆州）某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V。
（1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，小灯泡不发光，原因是： 。
（2）三次实验记录如下表，在完成第1次实验后，要测量小灯泡的额定功率，则需将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）端移动，直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮暗情况
1
1.4
0.20
0.28
较暗
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.30
0.84
很亮
（3）实验小组根据三次实验数据分别算出对应的阻值，取三次阻值的平均值作为小灯泡的电阻值，他们的做法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是： 。
（4）另一组的同学设计了如图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变，小灯泡的额定电压为U额，R1和R2为滑动变阻器，R1的最大阻值为R0，实验步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额；
②闭合开关S、S2，断开开关S1，一保持R1的阻值不变，调节R2的阻值，使电压表的示数为U额；
③保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2，则小灯泡的额定功率P额＝ 。（用U额、U1、U2、R0表示）
46．（2022•宁夏）如图所示是“测量标有2.5V小灯泡电功率”的实验。
（1）图甲是某同学连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
（2）电路连接完整后闭合开关，发现电流表和电压表都有较小的示数，灯泡不亮，调节滑片两表示数均不变，灯泡仍不亮。实验连接中的不当之处是 。
（3）排除故障后，闭合开关，调节变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是 A，小灯泡的额定功率是 W。
电压U/V
0.5
1.0
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.18
0.20
0.30
0.34
电功率P/W
0.09
0.20
0.60
0.952
灯泡发光情况
不亮
发暗光
发较亮光
正常发光
发出强光
（4）分析表中数据。你可以得出什么结论？（一条即可） 。
47．（2022•台州）某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。
（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中 的散失。
（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化ΔT和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。
根据上述实验，可以得出结论： 。
（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
升高的温度ΔT/℃
0.4
0.9
2.5
3.6
请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。
48．（2022•无锡）用图甲所示的电路测量小灯泡的功率，器材有：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω 1.5A）、额定电压为2.5V的小灯泡各一个，导线若干。
（1）闭合开关前，需要检查电流表、电压表的指针是否 ，并将滑动变阻器的滑片P移至 （选填“A”或“B”）端。
（2）接通电源，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，小灯泡均不发光，电流表指针不偏转，电压表指针有明显偏转，说明电压表与电源之间的电路连接是 。若电路中只有一处故障，则可能是 。
（3）排除故障后，重新开始实验，电源电压保持不变，闭合开关，电压表示数为0.5V，电流表示数为0.12A；移动滑片P，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，为 A，则小灯泡的额定功率为 W，此时滑动变阻器消耗的功率为 W。
五．计算题（共7小题）
49．（2022•兰州）一款内置电陶炉的电暖桌如图甲所示，它不仅具有桌面暖手、桌底暖脚功能，还可以烧水、煮茶等。电陶炉的简化电路如图乙所示，其参数如表所示，高温挡额定功率字迹已被磨损。旋转旋钮开关，可实现停止工作、低温挡和高温挡的转换。R1和R2均为电热丝，R2＝72.6Ω。求：
电陶炉
额定电压
220V
额定功率
高温挡
××W
低温挡
400W
（1）R1的阻值；
（2）高温挡额定功率；
（3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电陶炉在工作，发现标有“3000imp/（kW•h）”的电能表的指示灯闪烁168次，使质量为1.7kg的水从25℃升高到49℃，求此时电陶炉的加热效率。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
50．（2022•宜昌）小君为了知道家中电饭锅（图甲）的耗电情况，将电饭锅接入图乙所示的功率计量插座，测量其工作时的电流、电压和消耗的电能。已知电饭锅的额定电压为220V，电路如图丙所示，S2为温控开关，盛有米和水的锅放在发热盘R1上，限流电阻R2的发热不能被利用。某次测量得到煮饭和保温的数据如下表所示，不计温度对电阻的影响和散失的热量。
电压/V
电流/A
消耗电能/度
煮饭
198
3.6
0.297
保温
198
0.3
（1）电阻R1的阻值及煮饭时间是多少？
（2）电阻R2的阻值及保温时发热盘的功率是多少？
（3）小君认为电饭锅煮饭时实际功率比额定功率小，更省电。你是否赞同他的说法？说明你的理由。
51．（2022•宁夏）如图，甲是一种常见的电热水袋，乙是它的结构示意图，其性能指标如表所示。已知水的初始温度为15℃，在额定电压下加热10min，温控开关自动断开，指示灯熄灭，请根据信息完成下列问题：
额定电压
额定加热功率
指示灯功率
袋内充水
自动断电温度
220V
500W
≤0.2W
1kg
65℃
（1）计算加热电阻的阻值。（结果保留一位小数）
（2）计算水吸收的热量。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）计算加热电阻消耗的电能和加热效率。（指示灯消耗的电能不计）
52．（2022•北京）如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变，电阻R1的阻值是10Ω，闭合开关S后，电压表的示数为2V。求：
（1）电阻R2的阻值。
（2）电阻R1消耗的电功率。
53．（2022•内江）如图所示是验电笔正确使用的示意图。当正确使用验电笔时，由被测带电体（电源）、验电笔、人体和大地构成串联闭合电路。若其中验电笔的电阻取为1.2×106Ω，人体的电阻取为2.0×103Ω，其它电阻不计，则，当正确使用验电笔来检测家庭电路的相线（俗称火线）时：
（1）流过人体的电流为多少mA？（结果保留到小数点后两位）
（2）验电笔和人体消耗的电功率之比是多少？
54．（2022•安徽）下表为某电火锅的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＜R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作。
××牌电火锅
额定电压
220V
额定功率
低温挡
500W
中温挡
1000W
高温挡
1500W
（1）电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？
（2）求R1：R2的值；
（3）若家庭电路的电压是220V，某插座的额定电流是5A，用该插座仅给电火锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择哪个挡位？说明理由。
55．（2022•重庆）如图所示，是小钧为宠物小屋设计的既可发热供暖、也可照明的电路，电源电压恒定。R1为电热丝，白炽灯泡L标有“12V 18W”字样（R1和L电阻均恒定不变），滑动变阻器R的最大阻值为40Ω。当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，灯泡正常发光。当所有开关都闭合，P位于最右端时，电路中的总电流为2.1A。求：
（1）电源电压；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流；
（3）当只闭合开关S和S1，移动滑片P，电热丝R1工作1min产生的最大热量。
六．综合能力题（共3小题）
56．（2022•海南）小明是家务小能手，经常用挂烫机熨烫衣服。挂烫机是通过电热丝加热水箱中的水，产生水蒸气来熨烫衣服。它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.2kg，加热功率有大、小两个挡位，其工作原理图如图甲所示。其中电热丝R1＝60Ω，R2＝40Ω。
（1）熔断器在电路中起到 作用。
（2）若将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收多少热量？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）挂烫机在大挡位工作时的额定功率是多大？
（4）小明是一个爱思考的孩子，他把电路原理图改为乙图，也设有两个挡位。已知熔断器允许通过的最大电流为8A，请判断乙图电路是否合理，通过计算说明原因。
57．（2022•广东）阅读下列短文，回答问题。
直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池）。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。
现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙所示（为方便计算，图像已作近似处理）。充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。
充电电压（V）
充电电流（A）
充电时长（min）
充电度数（kW•h）
充电费用（元）
400
45
24.0
28.80
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更 。
（2）在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是 。当D为70%时，充电电流为 A。
（3）若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 元。
（4）设D从70%增至80%所需时间为t1，从80%增至90%所需时间为t2，且t1：t2＝2：3，则测试全过程的充电总时长为 min。
58．（2022•怀化）在抗击新冠肺炎疫情期间，中医诊疗发挥了积极有效的作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。图甲为小明同学家的电中药壶，有高温和低温两个挡位，正常工作电路简化为图乙所示，其中S'为挡位开关，R1、R2为定值电阻，A、B为阻值忽略不计的指示灯。已知电中药壶额定电压为220V，高温挡功率为1210W，
低温挡功率为100W。
（1）低温挡工作时是A灯还是B灯亮，并说明理由；
（2）求R2的阻值；
（3）一天晚上用电高峰期，小明用电中药壶给爷爷熬药，先用高温挡加热至沸腾后，再用低温挡慢熬，细心的小明发现在低温挡慢熬1h的过程中，家中的电能表（图丙所示）共转动了243转（电路中只有电中药壶工作），由此计算此过程中小明家的实际电压。
七．解答题（共1小题）
59．（2022•金华）图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压220V，简化的工作电路如图乙，该毛巾架通过智能系统实现加热、保温挡自动切换，图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内功率的变化情况。
完成下列问题：
（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为多大？
（2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为多少欧？
（3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗多少电能？
八．简答题（共1小题）
60．（2022•吉林）当日常生活中同时使用多个大功率用电器时，空气开关容易出现跳闸的现象。请说出其中的原因。
专题14：电能和电功率
参考答案与试题解析
一．选择题（共30小题）
1．（2022•青海）一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．该电能表应该在220V的电路中使用
B．该电能表的额定最大电流为20A
C．电能表是计量用电器消耗电能的仪表
D．该电能表此时的读数是31.6J
【分析】（1）“220V”表示电能表正常工作时的电压；
（2）10A（20）表示标定电流为10A，额定最大电流为20A；
（3）电能表是测量电路一段时间内消耗的电能的仪表；
（4）电能表显示的数字中，最后一位示数是小数位，单位是kW•h。
【解答】解：A．电能表表盘上220V表示这个电能表应该在220V的电路中使用，故A正确；
B．10A（20）表示标定电流为10A，额定最大电流为20A，故B正确；
C．电能表是用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表，故C正确；
D．该电能表此时的读数是31.6kW•h，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查了学生对电能表相关参数的理解和掌握，难度不大，属于基础题目。
2．（2022•牡丹江）小冰家的电能表标有“220V 10（20）A”，家中正使用着一台100W的电冰箱、两盏40W的日光灯。当小冰将一个60W台灯的插头插进插座时，台灯不亮，干路中的空气开关“跳闸”。发生这种现象的原因可能是（ ）
A．日光灯断路 B．台灯插头处短路
C．电冰箱断路 D．用电器的总功率过大
【分析】家庭电路中电流过大的原因有两个：短路和总功率过大。
【解答】解：由电能表上的参数可得，电路中允许的最大功率为：P＝UI＝220V×20A＝4400W；而家中使用的用电器的总功率为100W+2×40W+60W＝240W远小于电能表的最大功率；故空气开关跳闸不是因为功率过大，而是由于短路引起，所以故障是台灯插头处短路
故选：B。
【点评】本题考查对家庭电路故障（短路）的分析判断能力，空气开关跳闸的原因有两个：总功率过大和发生短路。
3．（2022•锦州）如图所示是小明设计的部分家庭电路，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡与开关的连接符合安全用电要求
B．若保险丝熔断，可以用铜丝替换
C．闭合开关，若灯泡不亮，一定是灯泡短路
D．三孔插座的连接符合安装要求
【分析】（1）火线首先过开关进灯泡顶端的金属点是最安全的；
（2）保险丝是用电阻率较大而熔点较低的铅锑合金制成的，当电流过大时，它会因温度过高而熔断，保护电路；
（3）保险丝熔断，可能是发生了短路，也可能是用电器的总功率过大；
（4）三孔插座的接线方法是左零、右火、上地。
【解答】解：A、开关接在火线和灯泡之间，这样开关能控制灯泡，故A正确；
B、组成保险丝的材料是电阻率较大而熔点较低的铅锑合金，在电流过大时熔断，自动切断电路，起到保护作用；铜导线的熔点很高，当电流过大时，不能熔断起不到保护作用，容易引起火灾，故B错误；
C、保险丝熔断，可能是发生了短路，也可能是用电器的总功率过大，故C错误；
D、插座的左孔接地线，中间的孔接的零线，右孔接火线，不符合于三孔插座“左零右火上地”接法，故D错误。
故选：A。
【点评】对生活中常见的安全用电规则和现象，要有适当的应对方法，这样才能做到安全用电。
4．（2022•武汉）关于生活用电，下列说法错误的是（ ）
A．使用螺丝刀试电笔时要用指尖抵住上端的金属帽
B．与三孔插座中标有①的插孔相连的导线和室外的大地相连
C．人站在干燥的木凳上同时接触火线和零线，不会触电
D．用电器的总功率过大，容易发生火灾
【分析】（1）正确使用试电笔的方法：站在地上，手接触试电笔的笔尾金属体，笔尖接触导线，氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线；
（2）三孔插座接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线；
（3）触电有单相触电和双相触电两类；
（4）家庭电路电流过大的原因有二：用电器总功率过大，发生了短路。
【解答】解：
A、使用螺丝刀形状的试电笔时，手指必须触到试电笔上端的金属帽（又叫笔尾金属体），故A正确；
B、与三孔插座中标有①的插孔相连的导线和室外的大地相连，当用电器的外壳带电时，电荷会被导入大地，不会发生触电事故，故B正确；
C、虽然站在干燥的木凳上，但双手同时分别接触家庭电路中的火线和零线，火线和零线之间的电压是220V，加在人体的电压是220V，超过人体的安全电压，会对人体造成危害，故C错误；
D、家庭电路同时使用的用电器总功率过大，导线会剧烈发热，容易引发火灾，故D正确。
故选：C。
【点评】生活中常见的安全用电规则和现象，要有适当的应对方法，这样才能做到安全用电。
5．（2022•重庆）下列物理量最接近实际的是（ ）
A．初中物理课本长约26cm
B．中学生正常体温约42℃
C．人体的安全电压约220V
D．一盏日光灯的功率约900W
【分析】不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解：A、初中物理课本长约26cm，故A符合实际；
B、人体的正常体温约37℃左右，故B不符合实际；
C、人体的安全电压不高于36V，故C不符合实际；
D、一盏日光灯的功率约30W，故D不符合实际。
故选：A。
【点评】估测法是利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值、数量级进行快速计算以及对取值范围合理估测的方法。
6．（2022•乐山）“安全用电，珍惜生命”是每个公民应有的意识。下列选项符合安全用电的是（ ）
A．发现有人触电时，应先切断电源
B．使用绝缘皮破损的电线
C．靠近高压带电体
D．多个大功率用电器同时使用一个插线板
【分析】根据生活中一些安全用电的知识和做法分析判断。
【解答】解：A、发现有人触电时，应先切断电源，符合安全用电，故A正确；
B、使用绝缘皮破损的电线，易发生触电事故，故B错误；
C、靠近高压带电体，易发生高压电弧触电，故C错误；
D、多个大功率用电器同时使用一个插线板，会造成电路中的电流过大，引起火灾，故D错误。
故选：A。
【点评】了解一些安全用电常识，是解答此题的关键。
7．（2022•泰安）下列说法中不符合安全用电原则的是（ ）
A．若发生触电事故，应立即切断电源再救人
B．家庭电路中保险丝熔断后，可以用铜丝来代替
C．控制电灯的开关要接在火线和电灯之间
D．将家用电器的金属外壳接地
【分析】（1）一旦发生触电事故，应立即断开电源开关，或用绝缘体将电线挑开，使触电者与电源脱离，并进行现场抢救；
（2）熔丝熔断后千万不能用铜丝代替，因为铜的熔点很高，在电路中电流过大时，铜丝不能自动熔断，不能起到保险的作用；
（3）控制电灯的开关应安装在火线与灯之间；
（4）家庭电路中为了安全用电，金属外壳都要接地，金属外壳的用电器漏电时，地线把人体短路，避免触电事故的发生。
【解答】解：A、发现有人触电时，不要直接去救援，因为人体是导体，如果接触触电人，救援人员可能直接或间接接触火线，发生触电事故，所以一定先切断电源，故A符合安全用电的原则；
B、熔丝熔断后千万不能用铜丝代替，起不到保护作用，故B不符合安全用电的原则；
C、控制电灯的开关要接在火线和电灯之间，开关断开，电灯不带电，不易发生触电事故，故C符合安全用电的原则；
D、将家用电器的金属外壳接地，当用电器漏电时，地线把人体短路，避免触电事故的发生，故D符合安全用电的原则。
故选：B。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，加强安全意识，学好电、用好电！
8．（2022•荆州）下列关于家庭电路及安全用电的说法，正确的是（ ）
A．家庭电路中的空气开关跳闸一定是发生了短路
B．发现有人触电时，应该迅速用手将其拉开
C．可以用湿抹布擦拭正在使用的电视机
D．控制用电器的开关应该串联在火线与用电器之间
【分析】（1）家庭电路中的空气开关跳闸可能是短路，也可能是用电器的总功率过大，即过载；
（2）有人触电时首先要切断电源或用绝缘木棒把电线挑开；
（3）湿抹布是导体，擦拭正在使用的电视机容易触电；
（4）开关应控制火线，据此解答。
【解答】解：A、家庭电路若是短路、或用电器的总功率过大都会使空气开关跳闸，故A错误；
B、人是导体，发现触电时，要用绝缘木棒把电线挑开，不能直接用手拉开，故B错误；
C、湿抹布是导体，擦拭正在使用的电视机时容易触电，故C错误；
D、控制用电器的开关应控制火线，即串联在火线和用电器之间，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查安全用电的常识、家庭电路及其应用等，属于综合题。
9．（2022•玉林）已知甲电阻是乙电阻的3倍，若分别对甲、乙两种导体通电，通过甲、乙两导体的电流之比为2：3，则甲、乙的功率之比为（ ）
A．2：1 B．2：3 C．4：3 D．9：2
【分析】利用P＝UI＝I2R可得出甲、乙的功率之比。
【解答】解：由题意可知，R甲＝3R乙，甲、乙两导体的电流之比为I甲：I乙＝2：3，
则甲、乙的功率之比＝＝×＝×3＝×3＝。
故选：C。
【点评】本题考查电功率推导公式的应用，题目难度不大。
10．（2022•新疆）某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（ ）
A．2V B．3V C．4V D．5V
【分析】在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍，且充电电能等于待机电能，已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，得出充电功率，根据P＝UI可知充电器的充电电压。
【解答】解：在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍，且充电电能等于待机电能，已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，可知充电功率P′＝50P＝50×0.2W＝10W，
根据P＝UI可知充电器的充电电压U＝＝＝5V。
故选D。
【点评】本题考查电功的计算，综合性强，难度适中。
11．（2022•益阳）下列情景中，符合安全用电要求的是（ ）
A．用专用充电桩给电动车充电
B．使用导线绝缘皮破损的插线板
C．用电取暖器烘烤湿毛巾
D．使用裸露的插座
【分析】根据生活中一些安全用电的知识和做法分析判断。
【解答】解：A、用专用充电桩给电动车充电，符合安全用电，故A正确；
B、使用导线绝缘皮破损的插线板，易发生触电事故，故B错误；
C、用电热取暖器烘烤潮湿衣物，因衣物潮湿容易发生触电，不符合安全用电原则，故C错误；
D、使用裸露的插座，会造成双线触电，是非常危险的，不符合安全用电原则，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识。只要同学们牢记安全用电常识，并正确规范操作，避免危险发生。
12．（2022•扬州）关于家庭电路和安全用电，下列说法中错误的是（ ）
A．更换灯泡前断开电源开关
B．使用测电笔时手要接触笔尾金属电极
C．有人发生触电时，应马上用手把人拖开，再施救
D．不要让多个大功率用电器同时接在同一个插座上工作
【分析】（1）发现有人触电或检修电路时，首先切断电源，再实行救援措施或维修。
（2）测电笔是用来辨别火线和零线的工具，在使用时，手必须接触笔尾的金属体；
（3）发现有人触电，一定要及时切断电源；
（4）家庭电路中电流过大会导致跳闸，电路中电流过大的原因是短路或总功率过大。
【解答】解：A、更换灯泡之前必须断开开关，否则会触电，故A正确；
B、测电笔是用来辨别火线和零线的工具，在使用时，手必须接触笔尾的金属体，故B正确；
C、遇到有人触电，应先切断电源，切忌用手去拉触电者进行施救，以避免救治的人触电，故C错误；
D、一个插线板上不能同时接入多个大功率用电器，否则会导致干路电流过大，引起空开跳闸或使导线过热引起火灾，故D正确。
故选：C。
【点评】知道触电包括直接触电或间接触电，知道安全用电的原则及试电笔的应用，属于生活技能的考查。我们一定要牢记，不可马虎大意。
13．（2022•南充）“珍爱生命，安全用电”，下列操作正确的是（ ）
A．小明用正在滴水的手打开台灯
B．虽然家用电线外都有一层绝缘材料，但是也不能在家用电线上晾晒衣服
C．家用冰箱三孔插头损坏了，换成两孔插头后只要冰箱能使用也无大碍
D．家用照明电路中，开关可以安装在零线上
【分析】（1）生活用水是导体，接触带电体容易发生触电；
（2）湿衣服是导体，当把湿衣服晾在电线上时，不管是火线还是零线。一旦漏电，人接触衣服时会发生触电事故；
（3）有金属外壳的用电器，其外壳要接地；
（4）家庭电路中开关和开关控制的用电器之间是串联的，开关必须与火线相连。
【解答】解：
A、生活用水是导体，用正在滴水的手打开台灯，会因水导电而发生触电事故，故A错误；
B、湿衣服是导体，当把湿衣服晾在电线上时，不管是火线还是零线。一旦漏电，人接触衣服时会发生触电事故，故B正确；
C、用冰箱三孔插头损坏了，换成两孔插头，虽然冰箱能工作，但冰箱的外壳漏电时，容易发生触电事故，故C错误；
D、为了安全用电，开关断开后，用电器应与火线断开，则控制用电器的开关必须接在火线上，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识，只要同学们牢记安全用电常识，并正确规范操作，就不会有危险发生。
14．（2022•聊城）如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是（ ）
A．U形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B．通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C．右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小
D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
【分析】（1）电流通过导体产生的热量不能直接观察，可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
（2）串联电路电流处处相等；
（3）（4）两电阻丝串联，电流相同，根据Q＝I2Rt分析容器内空气吸收热量的多少和电阻的大小关系。
【解答】解：A、据实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故A正确；
B、由图可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流大小相等，故B正确；
CD、由图可知，左侧U形管中液面高度差比右侧的大，说明在相同时间内，电流在左容器中产生的热量较多，则左侧器中空气吸收的热量多，两电阻丝串联，电流相同，根据Q＝I2Rt可知，图中左边容器的电阻丝阻值较大，故C正确，D错误。
故选：D。
【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握，突出运用所学知识解决实际问题的能力，具有一定的综合性。
15．（2022•娄底）如图所示，小明同学设计了一种烟雾报警装置，R0的电阻为40Ω，R为光敏电阻，其阻值随激光的光照强度减弱而增大。当电路中电流小于或等于0.3A时，烟雾报警器报警。开关S闭合后，当电流为0.5A时，光敏电阻R的电功率为4W。下列说法正确的是（ ）
A．当R处的烟雾浓度逐渐增大时，电流表的示数变大
B．电源电压为24V
C．当电压表的示数为16V时，烟雾报警器报警
D．当电路中电流为0.4A时，R消耗的电功率为6W
【分析】由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由题意可知烟雾浓度逐渐增大时R的阻值变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化；
（2）根据串联电路电流特点和P＝I2R求出光敏电阻的阻值，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源电压；
（3）根据串联电路的电压特点求出电压表的示数为16V时R0两端的电压，根据串联电路的电流特点和求出电路中的电流，然后判断烟雾报警器是否报警；
（4）根据欧姆定律求出定值电阻两端电压，再根据串联电路电压规律求出R两端电压，最后根据P＝UI求出R消耗的电功率。
【解答】解：由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）因光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大，所以，当R处的烟雾浓度逐渐增大时，光照强度减弱，R的阻值变大，电路中的总电阻变大，
由I＝可知，电路中的电流变小，即电流表示数变小，故A错误；
（2）因串联电路中各处的电流相等，且I＝0.5A时，PR＝4W，
所以，由P＝I2R可得，光敏电阻的阻值为：R＝＝＝16Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压：U＝I（R+R0）＝0.5A×（16Ω+40Ω）＝28V，故B错误；
（3）当电压表的示数为16V时，R0两端的电压：U0＝U﹣UR＝28V﹣16V＝12V，
此时电路中的电流：I＝＝＝0.3A，
因电路中电流小于或等于0.3A时，烟雾报警器报警，所以，此时烟雾报警器报警，故C正确；
（4）当电路中电流为0.4A时，定值电阻R0两端电压：U0′＝I′R0＝0.4A×40Ω＝16V，
此时R两端的电压：UR′＝U﹣U0′＝28V﹣16V＝12V，
R消耗的电功率：PR＝I′UR′＝0.4A×12V＝4.8W，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用以及电路的动态分析，利用好题干中所给的条件是关键。
16．（2022•湖北）某款家用电热取暖器有两个挡位，它正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A．取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点高的材料制成
B．“高温”挡一定比“低温”挡产生的热量多
C．“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻大
D．连接电热丝的导线比电热丝的电阻小
【分析】（1）取暖器上的发热体是由电阻率大，熔点高的材料制成的；
（2）根据Q＝W＝Pt分析解答；
（3）根据P＝分析解答；
（4）导体的电阻是导体本身的性质，与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。
【解答】解：A、取暖器上的发热体是由电阻率大，熔点高的材料制成的，故A错误；
B、由Q＝W＝Pt可知，取暖器产生热量的多少，除了与取暖器的电功率有关，还与通电时间的长短有关，所以“高温”挡不一定比“低温”挡产生的热量多，故B错误；
C、由P＝可知，电热丝的工作电阻R＝，电源电压相等，电功率越大，工作电阻越小，所以“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻小，故C错误；
D、连接电热丝的导线比电热丝的电阻小，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查电热的利用和防止、电功公式和电功率公式的应用，有一定的难度。
17．（2022•无锡）连接如图所示的电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，观察到白炽灯泡L1比L2亮，说明L1的实际功率比L2大。关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A．可以验证电功与电压大小的关系
B．L1对应的电压表示数比L2小
C．通过L1的电流比L2大
D．L1、L2规格是相同的
【分析】由图可知，灯泡L1、L2串联，两个电压表分别测量一只灯泡两端的电压；根据电压表示数可知两灯两端的电压关系；又由于灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，所以可以验证电功与电压大小的关系；根据串联电路的电流特点可知通过两灯的电流关系；由题意可知，L1的实际功率比L2大，根据P＝UI可知两灯两端的电压大小关系。根据欧姆定律可知两灯的电阻关系据此可知两灯的规格是否相同。
【解答】解：由图可知，灯泡L1、L2串联，两个电压表分别测量一只灯泡两端的电压；
根据串联电路的电流特点可知，通过两灯的电流相等，故C错误；
由于L1的实际功率比L2大，根据P＝UI可知，L1两端的电压要大于L2两端的电压，即L1对应的电压表示数比L2大，故B错误；
通过两灯的电流相等，L1两端的电压要大于L2两端的电压，根据欧姆定律可知，灯泡L1的电阻大于灯泡L2的电阻，所以两灯的规格是不相同的，故D错误；
由于通过两灯的电流相等、通电时间相等，电压表能直接测量灯泡两端的电压，灯泡的亮度可以直接观察，所以这个电路可以验证电功与电压的大小关系，故A正确。
故选：A。
【点评】本题考查串联电路的特点、灯泡实际功率的影响因素、电功率公式、欧姆定律公式的灵活运用，是一道综合性较强的题目，有一定的难度。
18．（2022•岳阳）如图，电源电压不变，定值电阻R1＝20Ω，小灯泡L标有“8V 4W”字样（灯丝电阻不变），电流表量程为0～3A。当只闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P从b端滑动到某一位置时，变阻器连入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数增大了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下，都正确且无漏选的一组是（ ）
①电源电压为12V
②R2的最大阻值为24Ω
③开关都闭合时，R2的最大功率为28.8W
④在电流表有示数的情况下，电路消耗的总功率最小值为3.6W
A．①② B．①②④ C．①③④ D．①②③④
【分析】（1）当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，R与L串联接入电路，此时通过电路的电流为I1，
滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光，此时通过电路的电流为I2，
根据电功率公式的变形计算灯泡正常发光时通过电路的电流，进一步计算滑动变阻器的滑片P在b端时通过电路的电流，
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律表示电源电压，列出方程可得电源电压；
（2）当开关S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器和定值电阻并联接入电路，灯泡被短路，根据欧姆定律计算通过定值电阻的电流，根据并联电流规律计算电流表示数最大时通过滑动变阻器的电流，此时通过滑动变阻器的电流最大，根据电功率公式计算滑动变阻器的最大功率；
（3）当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，R与L串联接入电路，此时通过电路的电流最小，根据P＝UI算出电路消耗的总功率最小值。
【解答】解：（1）当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，R与L串联接入电路，此时通过电路的电流为I1，
滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了16Ω，由欧姆定律可知，此时电路中的电流变大，电流表示数变化了0.2A，电路中的电流增加0.2A，此时小灯泡恰好正常发光，此时通过电路的电流为I2，则I2＝IL＝＝＝0.5A，所以滑动变阻器的滑片P在b端时电路的电流：I1＝I2﹣ΔI＝0.5A﹣0.2A＝0.3A，
灯泡的电阻：RL＝＝＝16Ω，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，由欧姆定律可知，滑动变阻器的滑片P在b端时电源电压：U＝I1（R滑+RL）＝0.3A×（R滑+16Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时电源电压：U＝I2（R滑′+RL）＝0.5A×（R滑﹣16Ω+16Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
①②两式联立，解得：R滑＝24Ω，U＝12V，故①、②正确；
（2）当开关S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器和定值电阻并联接入电路，灯泡被短路，并联电路各支路两端电压相等，
通过定值电阻的电流：I0＝＝＝0.6A，
因为并联电路干路电流等于各支路电流之和，电流表测干路电流，电流表量程为0～3A，当电流表示数达到最大时，通过滑动变阻器的电流最大，则通过滑动变阻器的最大电流：I′＝I﹣I0＝3A﹣0.6A＝2.4A，
所以滑动变阻器的最大功率为：P＝UI′＝12V×2.4A＝28.8W，故③正确；
（3）当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，R与L串联接入电路，此时通过电路的电流最小，最小为I1＝0.3A，
电路消耗的总功率最小值为：
P′＝UI1＝12V×0.3A＝3.6W，故④正确。
综合分析①②③④都正确。
故选：D。
【点评】本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律、电功公式、电功率公式的灵活运用，综合性强。
19．（2022•邵阳）小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，其两者的I﹣U关系图象如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）
A．图乙中曲线A表示电阻R的I﹣U关系图象
B．当电源电压为4V时、电流表示数为0.5A
C．当电源电压为4V时，小灯泡L的实际功率为1.6W
D．如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端，电路消耗的总功率为2W
【分析】（1）根据定值电阻的阻值与其两端的电压、通过的电流无关或得出结论；
（2）由图甲可知灯泡与定值电阻并联，根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流，根据并联电路的电压特点得出干路电流；
（3）根据串联电路电压规律和电流特点读出正确的电流和电压，根据P＝UI计算灯泡的电功率和电路的总功率。
【解答】解：A、定值电阻R的I﹣U关系图象是一条直线，故A错误；
BC、由图甲可知小灯泡L和定值电阻R并联在电压为4V的电源上时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，它们两端的电压均为4V，
由图象可知对应的电流：IL＝0.3A，IR＝0.1A，
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＝IL+IR＝0.3A+0.1A＝0.4A；
小灯泡L的实际功率：PL＝UIL＝4V×0.3A＝1.2W，故B、C错误；
D、如果把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上，由乙图可知当通过电路的电流为0.2A时，灯泡两端的电压为2V，电阻两端的电压为8V，串联电路总电压等于各部分电压之和，此时电路总电压U＝UL+UR＝2V+8V＝10V，恰好等于电源电压，即把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上，电路中的电流等于0.2A，所以电路消耗的总功率是：P＝U′I′＝10V×0.2A＝2W，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据图象得出有用的信息。
20．（2022•苏州）图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P移动过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为5V
B．R的最大阻值为20Ω
C．R＝10Ω时，其功率最大
D．R＝15Ω时，电路消耗的功率为1.8W
【分析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）读出图中滑动变阻器的电阻和其两端的电压，根据欧姆定律算出其电阻，根据电源电压相等列等式算出定值电阻的阻值，进而求出电源电压；
（2）由图乙可知滑动变阻器的最大值；
（3）R0与R串联接入电路，电路的总功率等于各部分功率之和，则R的功率为：PR＝P﹣P0，代入数据结合抛物线的性质可知当电路为多少时R的功率最大，根据欧姆定律计算此时电路的总电阻，根据串联电路电阻规律计算滑动变阻器接入电路的电阻；
（4）根据串联电路电阻规律求出总电阻，再由P＝求出此时电路中消耗的功率。
【解答】解：由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、由图乙可知，当滑动变阻器的电阻为5Ω时，其两端的电压为3V，通过电路的电流为：I1＝＝＝0.6A，则电源电压为：U＝U1+I1R0＝3V+0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
滑动变阻器的电阻为10Ω时，其两端的电压为4V，通过电路的电流为：I2＝＝＝0.4A，则电源电压为：U＝U2+I2R0＝4V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；
联立①②得，R0＝5Ω，U＝3V+0.6A×5Ω＝6V，故A错误；
B、由图乙可知滑动变阻器的最大值大于20Ω，故B错误；
C、R0与R串联接入电路，电路的总功率等于各部分功率之和，则R的功率为：PR＝P﹣P0＝UI﹣I2R0，
即PR＝6V×I﹣I2×5Ω，由抛物线的性质可知当I＝＝0.6A时，R的功率最大，此时电路的总电阻：R总＝＝＝10Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则滑动变阻器接入电路的电阻为：R＝R总﹣R0＝10Ω﹣5Ω＝5Ω，故C错误；
D、当R＝15Ω时，电路中总能电阻为：R总＝R+R0＝15Ω+5Ω＝20Ω，则电路消耗的功率为：P＝＝＝1.8W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的动态分析、欧姆定律及电功率公式的应用，从图像中获取有用的信息是关键。
21．（2022•陕西）物理科技小组在课外制作活动中，把一废旧电饭锅改造成一个由一根电热丝和两个开关组成的简易电饭锅。接通电源，手动开关闭合，电热丝工作，当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合；接通电源，温控开关在锅内温度低于60℃时自动闭合，电热丝工作，锅内温度高于85℃时，温控开关自动断开。通过两个开关的通断，可实现加热和保温两种功能。根据以上描述，下列判断正确的是（ ）
A．接通电源，闭合手动开关，电热丝才能开始工作
B．当手动开关自动断开时，简易电饭锅马上进入保温状态
C．锅内温度由103℃降至60℃过程中，电热丝不工作
D．简易电饭锅加热时的功率大于保温时的功率
【分析】由题意可知，分析食物从加热到60℃再到85℃时的加热过程以及温度降到60℃后的保温过程即可得出电饭锅的工作原理。
【解答】解：
由题意可知，手动开关S1与温控开关S2是并联，如图所示：
A、接通电源时，不按下手动开关，由于锅内温度低于60℃，此时温控开关自动闭合，电热丝能工作，故A错误；
B、当手动开关自动断开时，锅内温度达到103℃，大于85℃，温控开关也断开，电热丝不工作，因此电饭煲不是处于保温状态，故B错误；
C、当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合，因此锅内温度由103℃降至60℃过程中，手动开关处于断开状态，由于温度不低于60℃，温控开关也处于断开状态，因此电热丝不工作，故C正确；
D、简易电饭锅加热时，都是同一根电热丝工作，因此电饭锅加热时的功率等于保温时的功率，故D错误。
故选：C。
【点评】本题取材于我们常见的电饭锅，考查有关电路的知识，可以激发同学们对物理的学习兴趣了，同时能了解更多的生活常识。
22．（2022•怀化）如图所示的串联电路中，定值电阻R1＝2R2，开关闭合后，电阻R1、R2两端电压分别为U1、U2，通过的电流分别为I1、I2，电功率分别为P1、P2，相同时间内做的功为W1、W2，以下比值正确的是（ ）
A．I1：I2＝2：1 B．U1：U2＝1：1 C．P1：P2＝2：1 D．W1：W2＝1：2
【分析】由图知，闭合开关S后，两电阻串联，由串联电路的电压特点和欧姆定律分析两电阻的电压、电流关系；进一步根据电功公式和电功率公式分析电功、电功率的关系。
【解答】解：A、由图可知，闭合开关S后，电阻R1、R2串联，因串联电路中电流处处相等，则I1＝I2，故A错误；
B、根据欧姆定律可知，电阻R1、R2两端电压之比：U1：U2＝I1R1：I2R2＝R1：R2＝2R2：R2＝2：1，故B错误；
C、根据P＝UI可知，电阻R1、R2的电功率之比：P1：P2＝U1I1：U2I2＝U1：U2＝2：1，故C正确；
D、由P＝可知，电阻R1、R2在相同时间内做的功之比：W1：W2＝P1t：P2t＝P 1：P2＝2：1，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了串联电路的电流和电压特点、欧姆定律、电功和电功率公式的应用，正确分析电路是前提，难度不大。
23．（2022•衡阳）在“探究电流与电压的关系”实验中，小何同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I﹣U图像，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．R1与R2的阻值之比是1：2
B．R1与R2串联接在3V的电源两端，R1消耗的功率是0.9W
C．R1与R2串联接在3V的电源两端，通过R1与R2的电流之比是2：1
D．R1与R2并联接在3V的电源，电路消耗的总功率是2.7W
【分析】（1）由图象读出电阻R1与R2的电压和电流值，根据欧姆定律求出电阻R1与R2的阻值；
（2）R1与R2串联接在3V的电源两端，根据串联分压可求R1的电压，根据P＝UI＝可求R1消耗的功率；
（3）根据串联电路电流的规律，分析通过R1与R2的电流之比；
（4）两电阻并联时两端的电压相等，根据图象读出对应的电流，再根据并联电路的电流特点求出干路电流，根据P＝UI可求电路消耗的总功率。
【解答】解：A、根据欧姆定律，由图可得，电阻R1与R2的阻值：
R1＝＝＝10Ω，
R2＝＝＝5Ω，
R1与R2的阻值之比是：2：1，故A错误；
B、R1与R2串联接在3V的电源两端，根据串联分压的特点，R1与R2的阻值之比是：2：1，R1与R2的电压之比是：2：1，即R1两端的电压是2V，
R1消耗的功率：P1＝＝＝0.4W，故B错误；
C、R1与R2串联接在3V的电源两端，根据串联电路的电流处处相等，通过R1与R2的电流之比是1：1，故C错误；
D、R1与R2并联接在3V的电源，电路消耗的总功率是：
P总＝P1′+P2＝+＝+＝2.7W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串并联电路的特点以及欧姆定律、电功率的应用，关键是根据图象读出电流和电压的对应值。
24．（2022•宁夏）关于安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．家用电器失火时，应先断电后灭火
B．使用试电笔时，手不能接触笔尾金属体
C．更换灯泡搬动电器前可以不断开电源开关
D．手机充电器可以长期插在插座上
【分析】（1）电器着火时，要先切断电源，再救火；
（2）使用试电笔时，笔尖接触要检测的导线，手接触笔尾金属体，才能在接触火线时氖管发光；
（3）更换灯泡、搬动电器之前必须断开开关，因为当人体直接或间接接触火线并形成电流通路的时候，就会造成触电；
（4）充电器长时间插在电源插孔上会发热，引起安全事故。
【解答】解：
A、用电器着火时，要先切断电源，再救火，若先灭火易引发触电，故A正确；
B、使用试电笔时手不能接触笔尖金属体，但应该接触笔尾金属体，故B错误；
C、更换灯泡、搬动电器之前必须断开开关，否则可能引起触电，故C错误；
D、充电器长时间插在电源插孔上会发热，容易引起线路安全事故，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识，属于基础题。
25．（2022•山西）社区志愿者对居民日常用电常识进行了调查，下列说法符合安全用电的是（ ）
A．可用铜丝替代烧断的保险丝
B．更换灯泡时要先切断电源
C．能用湿布擦拭正发光的灯管
D．低于220V的电压都安全
【分析】（1）保险丝是用电阻率大、熔点低的材料制成的，不能用铜丝等代替；
（2）为了安全，更换灯泡时要先切断电源；
（3）生活用水是导体，用湿布擦正在工作的用电器，会使人触电；
（4）不高于36V的电压对人体才是安全的。
【解答】解：A、保险丝是用电阻率大、熔点低的材料制成的，不能用铜丝等代替，否则在电路中电流过大时不能及时熔断，会造成危险，故A错误；
B、为了安全，更换灯泡时要先切断电源，故B正确；
C、生活用水是导体，用湿布擦正在发光的灯管，会引起触电。所以不能用湿布擦拭正在工作的用电器，故D错误；
D、经验证明，只有不高于36V的电压对人体才是安全的，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累、多分析，加强安全意识，学好电、用好电！
26．（2022•湖北）如图是常用的插线板，闭合开关，指示灯发光，且插孔可以提供工作电压，下列说法正确的是（ ）
A．图中A与零线相连，B与火线相连
B．将试电笔插入C孔，其氖管会发光
C．若指示灯断路不能发光，则插孔不能提供工作电压
D．若A、B两孔发生短路，则其它插孔仍可提供工作电压
【分析】三孔插座的接线规律是：左零、右火、上接地；火线与零线之间的电压是220V；
并联电路各用电器之间互不影响，串联电路的用电器互相影响。干路开关控制所有的用电器。据此分析。
【解答】解：A、三孔插座的接线规律是：左零、右火、上接地，插线板工作时插孔A与零线相连，B接火线，它们之间的电压是220V，故A正确；
B、插线板插孔C与地线连接，将试电笔插入C孔，其氖管不会发光，故B错误；
C、由题意可知，指示灯发光，且插孔可以提供工作电压，指示灯和插座之间是并联的，指示灯断路不能发光，则插孔不能提供工作电压，故C错误；
D、由于指示灯和插座之间是并联的，A、B两孔发生短路，则其它插孔不能提供工作电压，故D错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查了对家庭电路中常用的三孔插座的认识，用到了串并联电路的判断，家庭电路的电压等，属电学基础知识。
27．（2022•陕西）关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．我国家庭电路的电压是380V
B．用电器的开关要连接在零线和用电器之间
C．更换灯泡无需断开电源开关
D．家庭电路中各用电器是并联的
【分析】（1）我国家庭电路的电压为220V；
（2）家庭电路的开关应该装在火线和用电器之间，这样可防止断开开关后用电器仍带电；
（3）更换灯泡、移动用电器之前必须断开开关，防止发生触电事故；
（4）家庭电路中的用电器都是并联的，目的是用电器之间相互不影响工作。
【解答】解：A、我国家庭电路的电压为220V，故A错误；
B、家庭电路的开关应该装在火线和用电器之间，这样可防止断开开关后用电器仍带电，故B错误；
C、更换灯泡、搬动电器时容易碰到金属部分，切断电源可以保证金属部分不带电，故C错误；
D、在家庭电路中各用电器之间相互不影响工作，都是并联的，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的掌握情况，与生活联系密切，属于基础知识的考查，相对比较简单。
28．（2022•湖州）如图是小明家家庭电路的一部分。下列叙述中，错误的是（ ）
A．开关与灯泡串联
B．灯泡与插座串联
C．当开关S断开时，用测电笔分别测试电路中a、b、c、d四处，能使氖管发光的是d处
D．该插座能将用电器的金属外壳与大地相连
【分析】（1）开关应与被控制的电路串联；
（2）插座给可移动家用电器供电，插座并联在电路中；
（3）试电笔的用途：辨别火线和零线；试电笔的使用方法：使用试电笔时，手要接触试电笔尾部的金属体，笔尖接触电线，氖管发光表明接触的是火线，不发光是零线；
（4）三孔插痤中有一个孔是用来连接地线的，让有金属外壳的用电器的外壳接地。
【解答】解：A、开关应与被控制的电路串联，因此开关应与被控制的灯泡串联，故A正确；
B、插座给可移动家用电器供电，插座并联在电路中，因此灯泡与插座应并联，故B错误；
C、当开关S断开时，d点与火线相连，用试电笔接触该点时氖管发光；a、c与零线接通，氖管不发光；开关断开时b点与零线相连，氖管不发光，故C正确；
D、三孔插痤中有一个孔是用来连接地线的，让有金属外壳的用电器的外壳接地，可以防止因漏电导致金属外壳带电而发生触电事故，故D正确。
故选：B。
【点评】此题考查家庭电路的连接、测电笔的使用，将课本知识记忆清楚，仔细分析即可。
29．（2022•兰州）如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 0.6A”，电流表的量程为0～3A。不考虑灯丝电阻的变化，只闭合S，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，下列说法错误的是（ ）
A．小灯泡的电阻为10Ω
B．电源电压为15V
C．小灯泡发光最暗时的功率约为1.4W
D．电路消耗总功率的最小值与最大值之比是1：8
【分析】由图可知，只闭合S，小灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测量干路电流；
（1）知道小灯泡的规格，利用欧姆定律求出小灯泡的电阻；
（2）根据串联电路的特点可知通过滑动变阻器R的电流，利用欧姆定律求出R两端的电压，根据串联电路的特点可知电源电压；
（3）当滑动变阻器滑片P移到右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知电路中的电流最小，小灯泡的实际功率最小，灯泡最暗，利用P＝I2R求出小灯泡发光最暗时的功率；
（4）要保证电路安全，分析电路可得，当闭合开关S、S2和S1时，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大，根据并联电路电压规律和欧姆定律求出通过R0的电流，再根据并联电路电流规律求出干路最大电流，根据P＝UI求出电路消耗的最大总功率；
当S闭合，S1、S2都断开，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时，电路电流最小，根据串联电路电阻规律和欧姆定律求出电流最小电流，再根据P＝UI求出电路消耗的最小总功率，据此可知电路消耗总功率的最小值与最大值之比。
【解答】解：A、由I＝可知，小灯泡的电阻RL＝＝＝10Ω，故A正确；
B、由于小灯泡正常发光，根据串联电路特点可知，通过滑动变阻器R的电流IR＝IL＝0.6A，
由欧姆定律可知，滑动变阻器R两端的电压UR＝IRR′＝0.6A××30Ω＝9V，
根据串联电路的电压特点可知，电源电压U＝UL+UR＝6V+9V＝15V，故B正确；
C、当滑动变阻器滑片P移到右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大R＝30Ω，
此时电路中的最小电流I小＝＝＝＝0.375A，
小灯泡发光最暗时的功率P＝I小2RL＝（0.375A）2×1Ω≈1.4W，故C正确；
D、要保证电路安全，分析电路可得，当闭合开关S、S2和S1时，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大；
因并联电路中各支路两端电压相等，
所以此时通过R0的电流：I0＝＝＝1.5A；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路的最大电流：Imax＝1A+1.5A＝2.5A，
电路消耗的最大功率：Pmax＝UImax＝15V×2.5A＝37.5W；
当S闭合，S1、S2都断开，R与R0并联，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时，电路电流最小，因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，
所以电路最小电流：Imin＝＝＝0.375A，
电路消耗的最小功率：Pmin＝UImin＝15V×0.375A＝5.625W；
则电路消耗总功率的最小值与最大值之比Pmin：Pmax＝5.625W：37.5W＝3：20，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功率的计算，能正确分析电路是解题的关键。
30．（2022•河池）如图甲所示的电路，R0为定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器R的阻值，记录电压表、电流表的示数，作出U﹣I关系图象如图乙①所示。已知某小灯泡的U﹣I图象如图乙②所示，现用该小灯泡替换图甲中的滑动变阻器，电路其他元件不变。则此时小灯泡的实际功率为（ ）
A．0.1W B．0.2W C．0.3W D．0.75W
【分析】由图甲可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压，电流表测量电路中的电流；
当滑动变阻器滑片移到最左端时，滑动变阻器被短路，电压表示数为0，由图乙可知，此时电路中的电流I＝0.3A，根据欧姆定律可得电源电压U＝IR0，
由图乙可知，当电流表示数为I1＝0.2A时，电压表示数为UR＝1V，根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得电源电压U＝UR+I1R0，
联立以上两式可得电源电压U和定值电阻R0的阻值；
用小灯泡替换图甲中的滑动变阻器，电路其他元件不变，小灯泡与定值电阻R0串联，根据串联电路特点结合图乙可知电路中的电流和灯泡两端的电压，根据P＝UI求出小灯泡两端的实际功率。
【解答】解：由图甲可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压，电流表测量电路中的电流；
当滑动变阻器滑片移到最左端时，滑动变阻器被短路，电压表示数为0，由图乙可知，此时电路中的电流I＝0.3A，根据欧姆定律可得，电源电压U＝IR0＝0.3A×R0——————①
由图乙可知，当电流表示数为I1＝0.2A时，电压表示数为UR＝1V，
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得，电源电压U＝UR+I1R0＝1V+0.2A×R0——————②
联立①②两式可得，电源电压U＝3V，定值电阻R0＝10Ω；
用小灯泡替换图甲中的滑动变阻器，电路其他元件不变，则小灯泡与定值电阻R0串联，
根据串联电路特点结合图乙可知，当电路中的电流I′＝0.2A，小灯泡两端电压为UL＝1V时，电源电压U＝UL+I′R0＝1V+0.2A×10Ω＝3V，满足要求；
此时小灯泡的实际功率PL＝ULI′＝1V×0.2A＝0.2W。
故选：B。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功率的计算，能从图中获取相关信息是解题的感觉。
二．填空题（共12小题）
31．（2022•云南）如图是今年“3•15”晚会上曝光的劣质导线，不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线，劣质导线的电阻 较大 （选填“较大”或“较小”），若在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量 较多 （选填“较多”或“较少”）。
【分析】导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关；
由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。
【解答】解：不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，导致导线横截面积减小，在长度、材料不变的情况下，横截面积越小，电阻越大，所以劣质导线的电阻较大；
根据焦耳定律公式Q＝I2Rt知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻较大，产生的热量较多，温度较高，安全隐患较大。
故答案为：较大；较多。
【点评】本题考查了影响电阻大小的因素、焦耳定律的应用，要求会根据焦耳定律进行分析解决问题。
32．（2022•聊城）如图所示，控制灯泡的开关要接在 1 （选填“1”或“2”）处。将电水壶的三脚插头插入三孔插座中，这样做可以让它的金属外壳与插座中的 地 （选填“火”“零”或“地”）线相连，以防止外壳带电时，对人造成伤害。
【分析】开关与被控制用电器应串联，开关接在用电器和火线之间；
三孔插座的接法是左零右火上接地，三脚插头的接法是中上的要与用电器外壳相连。
【解答】解：控制灯泡的开关要接在火线与灯泡之间，即1处；
将电水壶的三脚插头插入三孔插座中，电水壶的金属外壳与插座中的地线相连，这样即使金属外壳带电，电流也会通过地线导入大地，防止触电事故的发生。
故答案为：1；地。
【点评】本题考查对家庭电路连接的认识和理解，关键是知道三孔插座和三脚插头的连接情况。
33．（2022•玉林）20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，这就是 超导 现象；如图所示是“探究电热与电流的关系”的部分装置，已知A、B两点间的电压为6V，R1＝R2＝R3＝5Ω，通电时间2min，则R1与R2产生的热量相差 288 J。
【分析】某些物质在很低的温度时，电阻就变成了0，这就是超导现象；
由图知，R2、R3并联后再与R1串联，三个电阻大小都为5Ω，由串联和并联电路特点、欧姆定律计算通过R1与R2的电流，再根据焦耳定律计算R1与R2产生的热量差。
【解答】解：
（1）20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，这就是超导现象；
（2）由图知，R2、R3并联后再与R1串联，R1＝R2＝R3＝5Ω，
R2、R3并联后的总电阻R23＝×5Ω＝2.5Ω，
电路的总电阻R＝R1+R23＝5Ω+2.5Ω＝7.5Ω，
由欧姆定律可得，电路中的电流：
I1＝I23＝I＝＝＝0.8A，
I2＝I1＝×0.8A＝0.4A，
通电时间2min，R1与R2产生的热量差：
Q1﹣Q2＝I12R1t﹣I22R2t＝（0.8A）2×5Ω×2×60s﹣（0.4A）2×5Ω×2×60s＝288J。
故答案为：超导；288。
【点评】本题考查对超导体的认识、串并联电路特点、欧姆定律以及焦耳定律公式的应用，难度适中。
34．（2022•云南）某教室共有20盏“220V 40W”的普通照明灯泡，一盏灯泡的电阻为 1210 Ω；如果改用20盏“220V 13W”的LED灯，不仅亮度相当，而且可以省电，若该教室平均每天用电5h，则一天可节约 2.7 度电。
【分析】根据R＝求出灯泡的电阻；额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据W＝Pt分别求出照明灯泡和LED每天5小时消耗的电能，两者之差即为节约的电能。
【解答】解：根据P＝可知，一盏灯泡的电阻为：R＝＝＝1210Ω；
照明灯泡每天用电5小时消耗的电能：W照＝Pt＝20×40×10﹣3kW×5h＝4kW•h，
LED每天用电5小时消耗的电能：WL＝PLt＝20×13×10﹣3kW×5h＝1.3kW•h，
一天可节约电能：W节约＝W照﹣WL＝4kW•h﹣1.3kW•h＝2.7kW•h。
故答案为：1210；2.7。
【点评】本题考查了电功率公式的计算、电能的简单计算，是一道基础题目。
35．（2022•贺州）在家庭电路中，用 电能表 来测量所消耗的电能；正确使用试电笔来辨别火线和零线，若试电笔的氖管发光，表明笔尖接触的是 火 线。
【分析】（1）电能表是测量家庭电路消耗电能的仪器；
（2）当试电笔的笔尖接触到火线时，氖管会亮。
【解答】解：在家庭电路中，用电能表来测量所消耗的电能；使用试电笔辨别火线和零线时，用手接触笔尾金属体，笔尖接触电线，氖管发光，表明检测的是火线。
故答案为：电能表；火。
【点评】本题考查电能表、试电笔的用途，主要考查学生对所学物理知识的灵活应用能力，是一道基础题。
36．（2022•河池）某品牌电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位，其内部简化电路如图所示，R1＝160Ω，R2＝40Ω，当S1闭合，S2断开时，电热水壶处于 保温 挡；加热挡的电功率为 1512.5 W。
【分析】（1）由电路图可知，开关S1闭合、S2断开时电路为R1的简单电路，开关S1、S2均闭合时R1与R2并联，根据并联电路的电阻特点比较两种情况下电路的总电阻关系，电源电压一定时，根据P＝UI＝比较两种情况下电路的总功率关系，然后得出电热水壶所处的挡位；
（2）开关S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电热水壶处于加热挡，根据并联电路的电压特点和P＝UI＝求出两电阻电功率之和即为加热挡的电功率。
【解答】解：由电路图可知，开关S1闭合、S2断开时，电路为R1的简单电路，开关S1、S2均闭合时，R1与R2并联，
根据并联电路的电阻特点可知，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，
所以，开关S1闭合、S2断开时，电路的总电阻最大，电源电压一定时，由P＝UI＝可知，电路的总功率最小，电热水壶处于保温挡；
同理可知，开关S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热水壶处于加热挡；
加热挡的电功率P加热＝P1+P2＝＝＝1512.5W。
故答案为：保温；1512.5。
【点评】本题考查了并联电路的特点和电功率公式的应用，正确的判断出电热水壶处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
37．（2022•广安）如图所示，电源电压6V不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，当开关S接2时，电压表示数为 2 V；当开关S接1时，通过R1的电流10s内所做的功为 36 J。
【分析】①从图可知，当开关S接到点2时，电阻R1和R2串联，电流表测量的是整个电路中的电流，电压表测量的是电阻R1两端的电压，知道电阻R1和R2的阻值，利用串联电路电阻的特点可以计算出电路中的总电阻，又知道电源电压，可利用公式I＝ 计算出电路中的电流，再利用公式U＝IR计算出电阻R1两端的电压，即电压表的示数。
②当开关S转换到点1时，电路中只有电阻R1，知道电源电压、电阻R1的阻值和工作时间，可利用公式W＝UIt＝U××t＝t计算出电流所做的功。
【解答】解：①从图可知，当开关S接到点2时，电阻R1和R2串联，电压表测量R1两端的电压，
R1＝10Ω，R2＝20Ω，电路中的总电阻为：R＝R1+R2＝10Ω+20Ω＝30Ω，
而电源电压为U＝6V，因此电路中的电流为；I＝＝＝0.2A，
则电阻R1两端的电压为：U1＝IR1＝0.2A×10Ω＝2V，故电压表的示数为2V；
②当开关S转换到点1时，电路中只有电阻R1，由于t＝10s，
所以电流所做的功为：W＝UIt＝＝＝36J。
故答案为：2；36。
【点评】本题考查了学生对串、并联电路的辨别，以及对串联电路电阻、电流特点的理解，并可以利用欧姆定律的公式和电功的公式解决实际问题的能力。
38．（2022•泰州）小明用如图所示电路研究调光灯的工作原理，所用电源电压恒为6V，灯泡L标有“4.8V 0.3A”字样，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，当观察到 电流表为0.3A 时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的实际功率为 1.44 W，通电1min滑动变阻器产生的热量为 21.6 J。
【分析】（1）由题意可知，当灯泡正常发光时，电压为4.8V，电流为0.3A，而观察电路图只有电流表，所以需要观察电流表，根据P＝UI可计算正常发光时的实际功率；
（2）根据串联电路的总电压等于各串联部分电压之和，U滑＝U电﹣UL可求得滑动变阻器两端的电压，再由公式W＝UIt可以计算滑动变阻器产生的热量。
【解答】解：
由题意可知，当灯泡正常发光时，电压为4.8V，电流为0.3A，而观察电路图只有电流表，所以需要观察电流表为0.3A时，灯泡正常发光，
正常发光时的实际功率：P＝UI＝4.8V×0.3A＝1.44W，
根据串联电路的总电压等于各串联部分电压之和，
滑动变阻器两端的电压：U滑＝U电﹣UL＝6V﹣4.8V＝1.2V，
滑动变阻器产生的热量：Q＝W＝UIt＝1.2V×0.3A×60s＝21.6J；
故答案为：电流表为0.3A；1.44；21.6。
【点评】本题考查灯泡正常发光时的电压和电流以及实际功率的应用，以及热量的计算公式的熟练运用。
39．（2022•绥化）某饮水机额定加热功率为500W，水箱容积为1L，在额定电压下将满箱水从75℃加热到95℃，用时210s，则水箱中的水吸收的热量是 8.4×104 J，该饮水机的效率是 80% 。
【分析】（1）已知热水箱的容量也就是装满水后水的体积，利用m＝ρV计算水的质量；又知道水的初温、末温，利用Q吸＝c水m（t﹣t0）计算吸收的热量；
（2）已知加热功率和工作时间，利用W＝Pt计算消耗的电能，利用η＝计算饮水机的效率。
【解答】解：（1）根据密度公式ρ＝知水的质量为：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；
水吸收的热量是：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（95℃﹣75℃）＝8.4×104J；
（2）根据P＝知饮水机消耗的电能是：
W＝Pt＝500W×210s＝1.05×105J；
饮水机的效率为：
η＝×100%＝×100%＝80%。
故答案为：8.4×104；80%。
【点评】本题考查密度公式、吸热公式、电功公式和效率公式的应用，在计算过程中要注意单位的统一。
40．（2022•陕西）如图﹣1所示电路，电源电压不变，L是额定电压为2.5V的小灯泡，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P在某两点间移动的过程中，电流表A与电压表V1的示数变化关系如图﹣2所示。当电流表示数为0.2A时，两电压表的示数相等，则电源电压为 3 V。小灯泡正常工作时的电流为 0.25 A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 2 Ω，电路的总功率为 0.75 W。
【分析】由图﹣1可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测小灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流；
（1）根据图﹣2可知，当电流表示数为0.2A时，电压表的示数为U1为1.5V，根据两电压表的示数相等和串联电路的电压特点求出电源电压；
（2）小灯泡在额定电压下正常发光，根据图﹣2可知此时通过小灯泡的电流；根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻，根据P＝UI求出电路的总功率。
【解答】解：由图﹣1可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测小灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流；
（1）根据图﹣2可知，当电流表示数为0.2A时，电压表V1的示数为U1＝1.5V，由题意可知，此时两电压表的示数相等，即U2＝U1＝1.5V，由串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U1+U2＝1.5V+1.5V＝3V；
（2）小灯泡在额定电压下正常发光，因此小灯泡正常发光时其两端的电压UL＝U额＝2.5V，由图﹣2可知此时通过小灯泡的电流为IL＝0.25A，
由串联电路的电流特点可知，此时电路中的电流：I＝I滑＝IL＝0.25A，
由串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压：U滑＝U﹣UL＝3V﹣2.5V＝0.5V，
由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的电阻：R滑＝＝＝2Ω，
电路的总功率：P＝UI＝3V×0.25A＝0.75W。
故答案为：3；0.25；2；0.75。
【点评】本题考查了串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活应用，从图像中得到获取有用信息是解题的关键。
41．（2022•江西）劳动课上，同学们开展了“使用测电笔辨别火线和零线”的活动。如图所示，测电笔的氖管发光，说明被检测的插孔与 火线 相连，此时，测电笔与人体之间的连接方式是 串 联。
【分析】使用测电笔辨别火线和零线时，笔尖接触被测物体，人体接触笔尾金属体，与测电笔串联，若氖管发光，说明被测物体与火线相连通，或氖管不发光，说明被测物体未与火线连通。
【解答】解：使用测电笔辨别火线和零线时，笔尖接触被测物体，人体接触笔尾金属体，与测电笔串联，若氖管发光，说明被测物体与火线相连通。
故答案为：火线；串。
【点评】本题考查测电笔的使用及判别零线、火线的方法，属于基础知识的考查。
42．（2022•毕节市）学校开展了一系列丰富多彩的安全教育活动，本期活动的主题是“安全用电，珍惜生命”，下列是活动的部分内容。如图a所示，接地导线应该与三孔插座的 E （填“E”、“N”或“L”）孔相连接；如图b、c所示，两种使用测电笔的方法中，正确的是图 b ；如图d、e所示为家庭电路中造成电线燃烧的原因，其中图d所示情况的原因是 用电器的总功率过大 （填“用电器的总功率过大”或“短路”）。
【分析】（1）根据“左零右火、中间接地”的原则可知接地的插孔；
（2）用测电笔来辨别火线与零线，使用测电笔时，笔尖接触要检测的导线，手接触笔尾金属体，才能在接触火线时氖管发光，接触零线时氖管不发光；
（3）家庭电路中电流过大的原因主要有两个方面，一是用电器短路，二是用电器的总功率过大。
【解答】解：（1）根据“左零右火、中间接地”的原则可知，插孔“E”是接地的；
（2）使用测电笔时，手使用测电笔时，笔尖接触要检测的导线，手接触笔尾金属体，才能辨别出火线或零线，故b图是正确的，c图是错误的；
（3）从图d中可以看出，用电器较多，并且还有大功率的电炉，因此是用电器的总功率过大而造成的；从图e中可以看出导线直接将火线和零线相连，因此是短路造成的。
故答案为：E；b；用电器的总功率过大。
【点评】本题考查了三孔插座、测电笔的使用和对家庭电路电流过大的原因的掌握情况。
三．作图题（共2小题）
43．（2022•遂宁）请用笔画线代替导线，按照安全用电的要求，将图中的电灯、控制电灯的开关及插座接入家庭电路中。
【分析】为了安全，控制灯泡的开关应该与火线相连，螺丝口灯泡的中心金属片接着火线上；三孔插座的左孔接零线，右孔接火线，中间孔接地线，据此作图。
【解答】解：为了安全，控制灯泡的开关应该与火线相连，螺丝口灯泡的中心金属片接着火线上；三孔插座的左孔接零线，右孔接火线，中间孔接地线，如图所示：
故答案为：如图所示。
【点评】掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座的接法，同时考虑安全性。
44．（2022•兰州）如图甲是宾馆床头柜上开关示意图，图乙是其控制的电路，其中S1为旋钮开关，单独控制台灯的通断和亮度，S2为单独控制电视插座的开关。在图乙中将电路图连接完整，要求符合安全用电原则。
【分析】灯泡的接法：火线首先过开关，再接入灯泡，零线直接接入灯泡；S2为单独控制电视插座的开关，则S2应与电视插座串联；
【解答】解：火线先进台灯的开关，然后变阻器与灯泡串联，而零线直接接在灯泡上；开关S2应与插座串联，开关S2接在火线上，电视插座的上端直接接在零线上。如图所示：
【点评】本题考查了家庭电路的连接，要掌握灯泡、开关、插座的接法，掌握安全用电的原则。
四．实验探究题（共4小题）
45．（2022•荆州）某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V。
（1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，小灯泡不发光，原因是： 滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小 。
（2）三次实验记录如下表，在完成第1次实验后，要测量小灯泡的额定功率，则需将滑动变阻器的滑片向 B （选填“A”或“B”）端移动，直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 0.7 W。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮暗情况
1
1.4
0.20
0.28
较暗
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.30
0.84
很亮
（3）实验小组根据三次实验数据分别算出对应的阻值，取三次阻值的平均值作为小灯泡的电阻值，他们的做法是 错误 （选填“正确”或“错误”）的，理由是： 由于不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义 。
（4）另一组的同学设计了如图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变，小灯泡的额定电压为U额，R1和R2为滑动变阻器，R1的最大阻值为R0，实验步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额；
②闭合开关S、S2，断开开关S1，一保持R1的阻值不变，调节R2的阻值，使电压表的示数为U额；
③保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2，则小灯泡的额定功率P额＝ 。（用U额、U1、U2、R0表示）
【分析】（1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，据此分析；
（2）灯在额定电压下正常发光，将灯泡的实际电压与灯泡的额定电压比较，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；根据电流表选用小量程确定分度值读出示数，根据P＝UI可求出灯泡的额定功率；
（3）不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义；
（4）根据题意可知该方案中采用等效替代法，使电压表示数等于灯泡正常发光时的电压U额时R2连入电路中的电阻大小等于小灯泡灯正常发光时的电阻RL的大小；根据串联电路的电压规律以及欧姆定律可以求出R2连入电路中的电阻大小即小灯泡灯正常发光时的电阻RL的大小，根据P＝UI＝可求出小灯泡额定功率。
【解答】解：（1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，其原因是滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小；
（2）灯在额定电压下正常发光，由表中数据可知第1次实验中，灯泡两端的电压为1.4V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；
图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.28A，则小灯泡的额定功率是：P额＝U额I额＝2.5V×0.28A＝0.7W；
（3）由于不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义，故他们的做法是错误的；
（4）①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额，此时灯泡正常发光；
②闭合开关S、S2，断开开关S1，一保持R1的阻值不变，调节R2的阻值，使电压表的示数为U额，由于R1的阻值不变，当R2两端的电压等于灯泡正常发光时的电压U额时，根据等效替代法可知，R2连入电路中的电阻大小等于小灯泡灯正常发光时的电阻RL的大小；
③接保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2，
在③中，将R1的滑片P调至最右端，R1连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U2即为电源电压，再将R1的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U1，即为R1的电压，根据串联电路的规律和欧姆定律有：＝，
解得：R1＝，
因此灯泡的电阻：RL＝R1＝，
小灯泡额定功率的表达式为：
P额＝＝＝＝。
故答案为：（1）滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小；（2）B；0.7；（3）错误；由于不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义；（4）。
【点评】本题测量小灯泡电功率，考查电路现象的判断、实验操作、电流表读数、电功率的计算以及在没有电流表的情况下设计方案测灯额定电功率的能力。
46．（2022•宁夏）如图所示是“测量标有2.5V小灯泡电功率”的实验。
（1）图甲是某同学连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
（2）电路连接完整后闭合开关，发现电流表和电压表都有较小的示数，灯泡不亮，调节滑片两表示数均不变，灯泡仍不亮。实验连接中的不当之处是 滑动变阻器接在了下面两个接线柱上了 。
（3）排除故障后，闭合开关，调节变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是 0.32 A，小灯泡的额定功率是 0.8 W。
电压U/V
0.5
1.0
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.18
0.20
0.30
0.34
电功率P/W
0.09
0.20
0.60
0.952
灯泡发光情况
不亮
发暗光
发较亮光
正常发光
发出强光
（4）分析表中数据。你可以得出什么结论？（一条即可） 小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定 。
【分析】（1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程与灯泡并联，滑动变阻器上下接线柱各接一个且串联在电路中；
（2）电流表、电压表有较小的示数，灯泡不亮，说明电路为通路，电路的电阻较大，移动滑片P也不能改变灯的亮度说明变阻器失去了变阻的作用，据此分析；
（3）根据电流表选用小量程确定分度值读出示数，根据P＝UI可求出灯泡的额定功率；
（4）分析表中灯泡的亮度与灯泡实际功率得出结论。
【解答】解：（1）因为灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用0～3V的量程与灯泡并联，滑动变阻器上下接线柱各接一个且串联在电路中，图中已经选用了金属杆一端的接线柱，另一端应选择下面的接线柱，因题目对滑片移动时滑动变阻器接入电路的阻值没有要求，故可以选择下面两端的任一接线柱，如图所示：
；
（2）电路连接完整后闭合开关，发现电流表和电压表都有较小的示数，灯泡不亮，说明电路为通路，电路的电阻较大，移动滑片P也不能改变灯的亮度说明变阻器失去了变阻的作用，因此实验连接中的不当之处是滑动变阻器接在了下面两个接线柱上了；
（3）图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.32A，则小灯泡的额定功率是：P额＝U额I额＝2.5V×0.32A＝0.8W；
（4）由表中数据可知，灯泡的实际功率越大，灯泡的亮度越亮，因此可得结论：灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定。
故答案为：（1）如图所示；（2）滑动变阻器接在了下面两个接线柱上了；（3）0.32；0.80；（4）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定。
【点评】本题测量小灯泡电功率，考查电路连接、故障分析、电流表读数、额定功率的计算和分析数据归纳结论的能力。
47．（2022•台州）某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。
（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中 热量 的散失。
（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化ΔT和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。
根据上述实验，可以得出结论： 当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比 。
（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
升高的温度ΔT/℃
0.4
0.9
1.6
2.5
3.6
请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。
【分析】（1）优质保温材料可以保温也可以隔热；
（2）水吸热的多少，通过水升温的多少来反映，由Q＝I2Rt分析得出结论：
（3）电流大小反映来比较加热多少；水吸热的多少，通过水升温的多少来反映，Q吸＝cmΔT和Q＝I2Rt分析等于结果。
【解答】解：（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中热量的散失；
（2）水的质量相同，水温变化ΔT与吸热的多少成正比，水温变化ΔT越大，电阻丝放出的越多，即当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比；
（3）不计热量损失，Q吸＝Q放，cmΔT＝I2Rt，＝ ΔT4＝＝＝1.6℃。
故答案为：（1）热量；（2）当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比；（3）1.6。
【点评】本题探究物质的吸热能力和探究电热丝发热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法、焦耳定律、热量的计算、数据分析涉及知识点多，综合性强，难度大。
48．（2022•无锡）用图甲所示的电路测量小灯泡的功率，器材有：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω 1.5A）、额定电压为2.5V的小灯泡各一个，导线若干。
（1）闭合开关前，需要检查电流表、电压表的指针是否 指在“0”刻度线 ，并将滑动变阻器的滑片P移至 B （选填“A”或“B”）端。
（2）接通电源，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，小灯泡均不发光，电流表指针不偏转，电压表指针有明显偏转，说明电压表与电源之间的电路连接是 串联 。若电路中只有一处故障，则可能是 小灯泡断路 。
（3）排除故障后，重新开始实验，电源电压保持不变，闭合开关，电压表示数为0.5V，电流表示数为0.12A；移动滑片P，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，为 0.3 A，则小灯泡的额定功率为 0.75 W，此时滑动变阻器消耗的功率为 0.12 W。
【分析】（1）闭合开关前，需要将电表调零，即检查电流表、电压表的指针是否指在“0”刻度线上；滑动变阻器滑片置于阻值最大处；
（2）电流表无示数，说明电路断路，电压表有示数，说明肯定是小灯泡断路，此时电压表和电源串联；
（3）电流表读数注意量程和分度值；根据功率公式P额＝U额I额可得小灯泡额定功率；
接通电源，闭合开关，滑动变阻器在阻值最大处，根据串联分压可得电源电压；
移动滑片P，当电压表示数为2.5V时，结合电源电压大小可得滑动变阻器的电压，根据功率公式可得滑动变阻器的功率。
【解答】解：（1）闭合开关前，需要将电表调零，即检查电流表、电压表的指针是否指在“0”刻度线上；滑动变阻器滑片置于阻值最大处的B端；
（2）接通电源，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，小灯泡均不发光，电流表指针不偏转，说明电路存在断路故障，而电压表有示数，则电压表与电源两极连通，说明肯定是小灯泡断路，此时电压表和电源串联；
（3）电流表量程0～0.6A，分度值0.1A，故读数为0.3A；小灯泡额定功率P额＝U额I额＝2.5V×0.3A＝0.75W；
闭合开关，电压表示数为0.5V，电流表示数为0.12A，电源电压U＝U1+UP＝0.5V+0.12A×20Ω＝2.9V；
移动滑片P，当电压表示数为2.5V时，滑动变阻器两端电压U′＝U﹣UL＝2.9V﹣2.5V＝0.4V；
滑动变阻器的功率P'＝U′I＝0.4V×0.3A＝0.12W。
故答案为：（1）指在“0”刻度线上；B；（2）串联；小灯泡断路；（3）0.3；0.75；0.12。
【点评】本题考查了电功率的计算，设计到欧姆定律和串联电路的特点，难度一般。
五．计算题（共7小题）
49．（2022•兰州）一款内置电陶炉的电暖桌如图甲所示，它不仅具有桌面暖手、桌底暖脚功能，还可以烧水、煮茶等。电陶炉的简化电路如图乙所示，其参数如表所示，高温挡额定功率字迹已被磨损。旋转旋钮开关，可实现停止工作、低温挡和高温挡的转换。R1和R2均为电热丝，R2＝72.6Ω。求：
电陶炉
额定电压
220V
额定功率
高温挡
××W
低温挡
400W
（1）R1的阻值；
（2）高温挡额定功率；
（3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电陶炉在工作，发现标有“3000imp/（kW•h）”的电能表的指示灯闪烁168次，使质量为1.7kg的水从25℃升高到49℃，求此时电陶炉的加热效率。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【分析】（1）旋钮开关放在1位置时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据P＝可知总功率较小，电陶炉处于低温挡，根据P＝可知两电阻串联后的总电阻，根据电阻串联的特点可知R1的阻值；
（2）旋钮开关放在2位置时，电路为R1的简单电路，总电阻较大小，电源电压不变，根据P＝可知总功率较大，电陶炉处于高温挡，根据P＝可知高温挡额定功率；
（3）电能表上的3000imp/（kW•h），表示电路中用电器消耗1kW•h电能，电能表的指示灯闪烁3000次，
据此得出电能表的指示灯闪烁168次电陶炉消耗的电能；根据Q＝c水mΔt得出质量为1.7kg的水从25℃升高到49℃吸收的热量，根据η＝得出此时电陶炉的加热效率。
【解答】解：（1）旋钮开关放在1位置时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据P＝可知总功率较小，电陶炉处于低温挡，根据P＝可知R串＝＝＝121Ω；
根据电阻串联的特点可知R1＝R串﹣R2＝121Ω﹣72.6Ω＝48.4Ω；
（2）旋钮开关放在2位置时，电路为R1的简单电路，总电阻较大小，电源电压不变，根据P＝可知总功率较大，电陶炉处于高温挡，根据P＝可知高温挡额定功率P高温＝＝＝1000W；
（3）电能表上的3000imp/（kW•h），表示电路中用电器消耗1kW•h电能，电能表的指示灯闪烁3000次，
故闪烁168次电陶炉消耗的电能：
W＝kW•h/imp×168imp＝0.056kW•h＝2.016×105J，
质量为1.7kg的水从25℃升高到49℃吸收的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1.7kg×（49℃﹣25℃）＝1.7136×105J；
此时电陶炉的加热效率：
η＝＝×100%＝85%。
答：（1）R1的阻值为48.4Ω；
（2）高温挡额定功率为1000W；
（3）此时电陶炉的加热效率为85%。
【点评】本题考查电功和热量的综合计算，有一定难度。
50．（2022•宜昌）小君为了知道家中电饭锅（图甲）的耗电情况，将电饭锅接入图乙所示的功率计量插座，测量其工作时的电流、电压和消耗的电能。已知电饭锅的额定电压为220V，电路如图丙所示，S2为温控开关，盛有米和水的锅放在发热盘R1上，限流电阻R2的发热不能被利用。某次测量得到煮饭和保温的数据如下表所示，不计温度对电阻的影响和散失的热量。
电压/V
电流/A
消耗电能/度
煮饭
198
3.6
0.297
保温
198
0.3
（1）电阻R1的阻值及煮饭时间是多少？
（2）电阻R2的阻值及保温时发热盘的功率是多少？
（3）小君认为电饭锅煮饭时实际功率比额定功率小，更省电。你是否赞同他的说法？说明你的理由。
【分析】（1）根据I＝可知，在电源电压不变时，总功率越大，干路中的电流就越大，为煮饭挡；总功率越小，干路中的电流越小，为保温挡；根据欧姆定律求出R1阻值的大小，根据W＝UIt求出煮饭的时间；
（2）根据R＝求出保温时的总电阻，根据串联电路的电阻关系求出R2的阻值；根据P＝I2R求出发热盘的功率的大小；
（3）把饭煮熟时消耗的电能是一定的，据此分析。
【解答】解：（1）由图可知，两个开关都闭合时，只有电阻R1接入电路中；当开关S1闭合、S2断开时，两个电阻串联接入电路中，根据串联电路的电阻关系和欧姆定律可知，只有电阻R1接入电路中时的电流要大一些，为煮饭挡；
煮饭时消耗的电能为：W＝0.297度＝0.297kW•h＝0.297×3.6×106J＝1.0692×106J；
R1的阻值为：R1＝＝＝55Ω；
根据W＝UIt可知，煮饭的时间为：t＝＝＝1500s；
（2）保温时的总电阻为：R总＝＝＝660Ω，
R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝660Ω﹣55Ω＝605Ω；
发热盘的功率是：P'＝R1＝（0.3A）2×55Ω＝4.95W；
（3）因为煮熟同一锅饭需要的能量是一定的，所以实际功率较小时不会省电。
答：（1）电阻R1的阻值为55Ω，煮饭时间是1500s；
（2）电阻R2的阻值为605Ω，保温时发热盘的功率是4.95W；
（3）不赞同；煮熟同一锅饭需要的能量是一定的，所以不会省电。
【点评】本题考查了电功率的计算、欧姆定律的应用，关键是分析电路图得出煮饭、保温状态时的电路组成。
51．（2022•宁夏）如图，甲是一种常见的电热水袋，乙是它的结构示意图，其性能指标如表所示。已知水的初始温度为15℃，在额定电压下加热10min，温控开关自动断开，指示灯熄灭，请根据信息完成下列问题：
额定电压
额定加热功率
指示灯功率
袋内充水
自动断电温度
220V
500W
≤0.2W
1kg
65℃
（1）计算加热电阻的阻值。（结果保留一位小数）
（2）计算水吸收的热量。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）计算加热电阻消耗的电能和加热效率。（指示灯消耗的电能不计）
【分析】（1）由表格可知电阻的的加热功率，根据R＝计算加热电阻的阻值；
（2）根据吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算水吸收的热量；
（3）根据电功公式计算加热电阻消耗的电能，根据效率公式计算加热效率。
【解答】解：（1）加热电阻的阻值：R＝＝＝96.8Ω；
（2）热水袋中的水的质量m＝1kg，温度从15℃升高到65℃，此过程中水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（65℃﹣15℃）＝2.1×105J；
（3）加热电阻消耗的电能：W＝Pt′＝500W×10×60s＝3×105J，
加热效率：η＝×100%＝×100%＝70%。
答：（1）加热电阻的阻值为96.8Ω；
（2）水吸收的热量为2.1×105J；
（3）加热电阻消耗电能3×105J；加热效率为70%。
【点评】本题考查电功率公式、吸热公式、电功公式、效率公式的灵活运用，综合性强。
52．（2022•北京）如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变，电阻R1的阻值是10Ω，闭合开关S后，电压表的示数为2V。求：
（1）电阻R2的阻值。
（2）电阻R1消耗的电功率。
【分析】由电路图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压。
（1）根据串联电路电压规律计算电阻R1两端的电压，根据串联电路电流特点结合欧姆定律计算通过电路的电流，根据欧姆定律计算计算电阻R2的阻值；
（2）根据电功率公式计算电阻R1消耗的电功率。
【解答】解：由电路图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压。
（1）串联电路总电压等于各部分电压之和，所以电阻R1两端的电压：U1＝U﹣U2＝6V﹣2V＝4V，
串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得通过电路的电流：I＝＝＝0.4A，
电阻R2的阻值：R2＝＝＝5Ω；
（2）电阻R1消耗的电功率：P＝U1I＝4V×0.4A＝1.6W。
答：（1）电阻R2的阻值是5Ω；
（2）电阻R1消耗的电功率为1.6W。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，属于电学基础计算题，难度不大。
53．（2022•内江）如图所示是验电笔正确使用的示意图。当正确使用验电笔时，由被测带电体（电源）、验电笔、人体和大地构成串联闭合电路。若其中验电笔的电阻取为1.2×106Ω，人体的电阻取为2.0×103Ω，其它电阻不计，则，当正确使用验电笔来检测家庭电路的相线（俗称火线）时：
（1）流过人体的电流为多少mA？（结果保留到小数点后两位）
（2）验电笔和人体消耗的电功率之比是多少？
【分析】（1）根据I＝可得流过人体的电流；
（2）根据电功率公式P＝I2R；由于串联电路电流相等，功率之比等于电阻之比。
【解答】解：（1）流过人体的电流I＝＝≈1.8×10﹣4A＝0.18mA；
（2）根据电功率公式P＝I2R；由于串联电路电流相等，功率之比等于电阻之比。
＝＝＝＝600：1。
答：（1）流过人体的电流为0.18mA；
（2）验电笔和人体消耗的电功率之比是600：1。
【点评】本题考查了欧姆定律和电功率的相关公式计算，属于中档题。
54．（2022•安徽）下表为某电火锅的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＜R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作。
××牌电火锅
额定电压
220V
额定功率
低温挡
500W
中温挡
1000W
高温挡
1500W
（1）电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？
（2）求R1：R2的值；
（3）若家庭电路的电压是220V，某插座的额定电流是5A，用该插座仅给电火锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择哪个挡位？说明理由。
【分析】（1）由图判断出只闭合开关S1、只闭合开关S2和同时闭合开关S1、S2时电路的连接，根据并联电路电阻的规律、R1＜R2和P＝判断出功率的大小，进而判断出电火锅的工作状态；
（2）根据P＝算出两电阻之比；
（3）根据P大＝UI大算出插座的最大功率，并与中温挡和高温挡的功率比较判断出从安全用电和加热快这两个角度综合考虑应选择的挡位。
【解答】解：（1）由图知只闭合开关S1时，只有电阻R1接入电路，只闭合开关S2时，只有电阻R2接入电路，闭合开关S1、S2时两电阻并联，由于并联电路的总电阻小于任何分电阻且R1＜R2，根据P＝知只闭合开关S2时电阻最大，电火锅处于低温挡，只闭合开关S1时电阻较大，电火锅处于中温挡，闭合开关S1、S2时总电阻最小，电火锅处于高温挡；
（2）根据P＝知两电阻之比为：
＝＝＝＝；
（3）某插座的最大功率为：
P大＝UI大＝220V×5A＝1100W，
由于1000W＜P大＜1500W，
所以从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择中挡位。
答：（1）电火锅在低温挡工作时，开关S1断开，S2闭合；
（2）R1：R2的值为1：2；
（3）由于插座的最大功率为1100W，大于中温挡的功率，小于高温挡的功率，所以从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择中挡位。
【点评】本题考查了并联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的综合应用等，涉及到到的知识点较多，综合性强，有一定难度。
55．（2022•重庆）如图所示，是小钧为宠物小屋设计的既可发热供暖、也可照明的电路，电源电压恒定。R1为电热丝，白炽灯泡L标有“12V 18W”字样（R1和L电阻均恒定不变），滑动变阻器R的最大阻值为40Ω。当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，灯泡正常发光。当所有开关都闭合，P位于最右端时，电路中的总电流为2.1A。求：
（1）电源电压；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流；
（3）当只闭合开关S和S1，移动滑片P，电热丝R1工作1min产生的最大热量。
【分析】（1）当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，电路为灯泡L的简单电路，根据灯泡正常发光求出电源电压；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，灯泡L与滑动变阻器R串联，根据P＝UI＝求出灯泡的电阻，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的电流特点求出通过灯泡的电流；
（3）当所有开关都闭合，P位于最右端时，灯泡L与电热丝R1并联，根据欧姆定律求出此时通过灯泡的电流，根据并联电路的电流特点求出通过电热丝R1的电流，根据欧姆定律求出电热丝R1的阻值；
当只闭合开关S和S1，滑动变阻器与电热丝R1串联，由Q＝I2Rt可知，在电热丝R1的阻值和通电时间t一定的情况下，通过电热丝R1的电流越大，产生的热量越多，根据欧姆定律求出此时电路中的最大电流，根据Q＝I2Rt求出电热丝R1工作1min产生的最大热量。
【解答】解：（1）当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，电路为灯泡L的简单电路，
因为此时灯泡正常发光，所以电源电压：U＝U额＝12V；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，灯泡L与滑动变阻器R串联，此时滑动变阻器接入电路的电阻R＝40Ω，
由P＝UI＝可知，灯泡的电阻：RL＝＝＝8Ω，
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时电路中的电流：I＝＝＝＝0.25A，
由串联电路的电流特点可知，此时通过灯泡的电流：IL＝I＝0.25A；
（3）当所有开关都闭合，P位于最右端时，灯泡L与电热丝R1并联，
此时通过灯泡的电流：IL'＝＝＝1.5A，
由并联电路的电流特点可知，通过电热丝R1的电流：I1'＝I'﹣IL'＝2.1A﹣1.5A＝0.6A，
由欧姆定律可知，电热丝R1的阻值：R1＝＝＝20Ω，
当只闭合开关S和S1，滑动变阻器与电热丝R1串联，
由Q＝I2Rt可知，在电热丝R1的阻值和通电时间t一定的情况下，通过电热丝R1的电流越大，产生的热量越多，
由欧姆定律可知，滑动变阻器滑片P移至最右端时，接入电路的电阻为零，此时电路中的电阻最小，通过电热丝R1的电流越大，产生的热量越多，
此时通过电热丝R1的电流：I''＝＝＝0.6A，
则电热丝R1工作1min产生的最大热量：Q＝I''2R1t＝（0.6A）2×20Ω×60s＝432J。
答：（1）电源电压为12V；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流为0.25A；
（3）当只闭合开关S和S1，移动滑片P，电热丝R1工作1min产生的最大热量为432J。
【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律、电功率公式和电热公式的应用，知道灯泡正常发光时的电压等于灯泡的额定电压是解题的关键。
六．综合能力题（共3小题）
56．（2022•海南）小明是家务小能手，经常用挂烫机熨烫衣服。挂烫机是通过电热丝加热水箱中的水，产生水蒸气来熨烫衣服。它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.2kg，加热功率有大、小两个挡位，其工作原理图如图甲所示。其中电热丝R1＝60Ω，R2＝40Ω。
（1）熔断器在电路中起到 保护电路 作用。
（2）若将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收多少热量？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）挂烫机在大挡位工作时的额定功率是多大？
（4）小明是一个爱思考的孩子，他把电路原理图改为乙图，也设有两个挡位。已知熔断器允许通过的最大电流为8A，请判断乙图电路是否合理，通过计算说明原因。
【分析】（1）家庭电路中电流过大时，熔断器会自行熔断，从而切断电路，起到保护电路的作用。
（2）水吸收的热量根据公式Q吸＝cmΔt计算。
（3）挂烫机在大挡位工作时，双触点开关在1、2处，R1短路，电路中只有电热丝R2，根据公式计算其额定功率。
（4）乙图中双触点开关在1、2处时，是大挡位，根据分别求出通过两电热丝的电流，根据并联电路干路电流等于各支路电流之和求出总电流，和熔断器允许通过的最大电流为8A进行比较。
【解答】解：（1）当家庭电路中电流过大时，熔断器会自行熔断，从而切断电路，起到保护电路的作用。
（2）水吸收的热量＝6.72×104J。
（3）当电路中只有R2工作时为大挡位，其额定功率。
（4）R1、R2并联时，电路总电流最大，
，。
I总＝I1+I2＝3.67A+5.5A＝9.17A＞8A，
所以不合理。
答：（1）保护电路；（2）水吸收6.72×104J的热量；（3）挂烫机在大挡位工作时的额定功率是1210W；（4）计算过程见解析；不合理。
【点评】本题考查了欧姆定律、电功率公式、吸热公式应用等，涉及到到的知识点较多，综合性强，有一定难度。能正确分析电路并判断在什么状态下电路中的电流最大是解题的关键。
57．（2022•广东）阅读下列短文，回答问题。
直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池）。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。
现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙所示（为方便计算，图像已作近似处理）。充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。
充电电压（V）
充电电流（A）
充电时长（min）
充电度数（kW•h）
充电费用（元）
400
45
24.0
28.80
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更 大 。
（2）在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是 先变大，后不变 。当D为70%时，充电电流为 100 A。
（3）若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 50.4 元。
（4）设D从70%增至80%所需时间为t1，从80%增至90%所需时间为t2，且t1：t2＝2：3，则测试全过程的充电总时长为 109 min。
【分析】（1）由P＝UI可知，充电电压更高、电流更大，充电功率的大小情况；
（2）由图乙知，D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律；
由表中数据知，D达到70%时的充电电压，由图乙知此时的充电功率，由P＝UI计算此时的充电电流；
（3）由表中数据知，D达到70%时的充电度数和充电费用，可计算电费的单价；
充电前，D为30%，根据电池当前储能占充满状态储能的百分比为D，可计算充满时的充电度数，从而计算测试全过程的充电费用；
（4）由图乙知，D从80%至90%时，即D增加10%，此过程中充电功率为15kW保持不变，由W＝Pt计算充电的时间t2，从而计算出D从70%增至80%所需时间为t1，再计算测试全过程的充电总时长。
【解答】解：
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，由P＝UI可知，充电功率更大；
（2）由图乙知，D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是先变大，后不变；
当D达到70%时，充电功率为40kW＝40000W，
由表中数据知，D达到70%时，充电电压为400V，
由P＝UI可知，此时的充电电流：
I＝＝＝100A；
（3）由表中数据知，D达到70%时，即充入充满状态储能的40%时，充电度数为24.0kW•h，充电费用28.80元，
电费单价为：＝1.20元/kW•h，
则充满电还需充入30%，需消耗的电能为：W′＝＝18kW•h，
测试全过程的充电费用为（24+18）kW•h×1.20元/kW•h＝50.4元；
（4）由题意可知，充满电时储存的电能为：W＝＝60kW•h，
由图乙知，D从80%至90%时，即D增加10%，消耗电能W2＝10%×W＝10%×60kW•h＝6kW•h，
此过程中充电功率P2＝15kW保持不变，
由W＝Pt可得，此时充电的时间t2＝＝＝0.4h＝24min，
D从90%至100%的过程中，充电功率不变，充电时间也为24min，
由题知，t1：t2＝2：3，
所以D从70%增至80%所需时间：t1＝t2＝×24min＝16min，
由表中数据知，D从30%增至70%的过程中充电时长45min，
所以测试全过程的充电总时长t＝45min+16min+24min+24min＝109min。
故答案为：（1）大；（2）先变大，后不变；100；（3）50.4；（4）109。
【点评】本题以直流充电桩为情景主要考查了电功率公式的灵活应用，理解题意并能从图像和表格中获取有用数据是关键，本题很好的体现物理知识在生活中的应用。
58．（2022•怀化）在抗击新冠肺炎疫情期间，中医诊疗发挥了积极有效的作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。图甲为小明同学家的电中药壶，有高温和低温两个挡位，正常工作电路简化为图乙所示，其中S'为挡位开关，R1、R2为定值电阻，A、B为阻值忽略不计的指示灯。已知电中药壶额定电压为220V，高温挡功率为1210W，
低温挡功率为100W。
（1）低温挡工作时是A灯还是B灯亮，并说明理由；
（2）求R2的阻值；
（3）一天晚上用电高峰期，小明用电中药壶给爷爷熬药，先用高温挡加热至沸腾后，再用低温挡慢熬，细心的小明发现在低温挡慢熬1h的过程中，家中的电能表（图丙所示）共转动了243转（电路中只有电中药壶工作），由此计算此过程中小明家的实际电压。
【分析】（1）根据电路的连接方式和P＝UI＝判定高温挡和低温挡时电路连接的特点；
（2）根据P＝分别求出高温挡、低温挡时电路的总电阻，根据串联电路的电阻关系求出R2的阻值；
（3）3000r/（kW•h），是指电路中每消耗1kW•h的电能，转盘转3000r，据此求转盘转动243转消耗的电能；利用P＝求出实际功率，再利用P＝求实际电压。
【解答】解：（1）指示灯的阻值忽略，当开关S闭合，S′打至触点M时，电路为两电阻和指示灯B的串联的电路，此时电路中总电阻较大，根据P＝UI＝可知总功率较小，电中药壶处于低温挡，此时B灯亮；当开关S闭合，S′打至触点N时，电路为R1和指示灯A的串联电路，此时电路中总电阻较小，根据P＝UI＝可知总功率较大，电中药壶处于高温挡，此时A灯亮；
（2）高温挡功率为1210W，此时R1的阻值：R1＝＝＝40Ω，
处于低温挡时的总电阻为：R＝＝＝484Ω；
则R2的阻值：R2＝R﹣R1＝484Ω﹣40Ω＝444Ω；
（3）家中的电能表转动243转消耗的电能为：W＝kW•h＝0.081kW•h；
实际功率为：P＝＝＝0.081kW＝81W；
由P＝可得，此时家庭电路两端的实际电压：U实际＝＝＝198V。
答：（1）电中药壶处于低温挡，B灯亮；
（2）R2的阻值为444Ω；
（3）小明家的实际电压为198V。
【点评】本题考查串联电路的特点、电功率的有关计算，正确的判断电中药壶处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
七．解答题（共1小题）
59．（2022•金华）图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压220V，简化的工作电路如图乙，该毛巾架通过智能系统实现加热、保温挡自动切换，图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内功率的变化情况。
完成下列问题：
（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为多大？
（2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为多少欧？
（3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗多少电能？
【分析】（1）在加热状态下，开关S应处于闭合状态，已知额定电压和额定功率，应用功率公式P＝UI的变形公式可以求出正常工作电流；
（2）由电路图可知，开关S、S1闭合时，电路为R0的简单电路，电热饮水机处于加热状态，根据P＝UI＝求出R0的阻值；当开关S闭合、S1断开时，R1与R0串联，电热饮水机处于保温状态，根据P＝UI＝求出电路的总电阻，利用电阻的串联求出电阻R1的阻值；
（3）根据P＝求出电热器正常工作30分钟消耗的电能。
【解答】解：（1）加热状态下通过毛巾架的电流为I加热＝＝＝2A；
（2）由电路图可知，开关S闭合时，电路为R0的简单电路，电热饮水机处于加热状态，
所以由P＝UI＝可得，R0的阻值：
R0＝＝＝110Ω，
当开关S断开时，R1与R0串联，电热饮水机处于保温状态，
此时电路的总电阻：
R＝＝＝605Ω，
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﹣R0＝605Ω﹣110Ω＝495Ω。
（3）由P＝可得，该电热水器正常工作30分钟消耗的电能：
W＝Pt＝440W×10×60s+80W×（30﹣10）×60s
＝3.6×105J。
答：（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为2A；
（2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为110Ω、495Ω；
（3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗3.6×105J电能。
【点评】本题考查了电阻的串联和电功率公式的灵活应用，从图像中获取有用的信息是关键。
八．简答题（共1小题）
60．（2022•吉林）当日常生活中同时使用多个大功率用电器时，空气开关容易出现跳闸的现象。请说出其中的原因。
【分析】家庭电路中电流过大的原因有两个：短路和用电器的总功率过大。
【解答】答：因为多个大功率用电器同时使用使电路的总功率过大，会造成电路的总电流过大，所以空气开关很容易跳闸。
【点评】本题考查了家庭电路中电流过大的原因，属于基础知识。
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2022/7/22 21:01:04；用户：赫梦；邮箱：15809233924；学号：43083022
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