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专题15 电功、电功率和电热 —2022年中考物理真题分项汇编（全国通用）（第1期）
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这是一份专题15 电功、电功率和电热 —2022年中考物理真题分项汇编（全国通用）（第1期），文件包含专题15电功电功率和电热解析版第2期docx、专题15电功电功率和电热原卷版第2期docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共73页， 欢迎下载使用。
专题15 电功、电功率和电热（解析版）
（第2期）
一、选择题
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
【答案】D。
【解析】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，不符合题意；
B．10A（20）表示标定电流为10A，额定最大电流为20A，故B正确，不符合题意；
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，不符合题意；
D．该电能表此时的读数是31.6kW·h，故D错误，符合题意。故选D。
2.（2022·湖南郴州）老王的手机电池的铭牌上标有“5V 4000mA·h”的字样，手机正常使用时功率为2W。如果他在电池电量剩余30%时，立刻插上30W的充电器，并持续正常使用，直到电量充满。他这次给手机充电的时间是（ ）。
A. 0.2h B. 0.47h C. 0.5h D. 0.67h
【答案】C。
【解析】充满时存储的电能
需要充的电能
充满需要时间
故ABD不符合题意；故C符合题意。故选C。
3.（2022·河南）如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是（ ）。
A. 用U形管中液面高度差反映电流产生热量多少；
B. 通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系；
C. 通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系；
D. 通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大
【答案】AC。
【解析】A．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气吸收热量后温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，故A正确；
BC．由图可知，左侧容器中的电阻丝与右侧容器中的电阻丝串联，通过的电流与通电时间相同，两个容器中的电阻丝阻值不同，因此装置可探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误，C正确；
D．已知右侧容器中的电阻丝阻值大于左侧容器中电阻丝阻值，则装置中右侧容器中的电阻丝产生的热量较多，因此右侧容器中的U形管液面高度差较大，故D错误。故选AC。
4.（2022·湖南常德）用如图所示的实验装置探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”。以下说法中不正确的是（ ） 。
A. 观察温度计的示数比较电流产生的热量；
B. 该实验装置可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系；
C. 该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系；
D. 甲、乙两瓶中可以装质量相同的不同液体
【答案】D。
【解析】A．电流做功产生热量，通过热传递使液体的温度升高，温度计的示数增大，观察温度计的示数比较电流产生的热量，这里体现了转换法，故A正确，A不符合题意；
B．该实验装置两电阻丝串联，电流相同，通电时间相同，电阻不同，产热不同，可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系，故B正确，B不符合题意；
C．通过移动滑动变阻器，改变电路中的电阻，从而改变电路中的电流，观察温度计示数的变化，比较电流产生的热量，所以该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系，故C正确，C不符合题意；
D．质量相同的不同液体，比热容不同，吸热能力不同，吸收相同的热量温度变化不同，无法通过温度计的示数的变化比较产热的多少，故D不正确，D符合题意。故选D。
5.（2022·河北）图所示电路中，电源电压不变，小灯泡L上标有“12V 12W”字样，滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω，a、b为电流表、电压表其中之一，且不相同。只闭合开关S1，滑片P置于左端，电流表示数为1A；再闭合开关S2、S3，移动滑片P，电流表示数始终为1A。已知灯泡电阻随温度升高而增大。下列说法正确的是（ ）。
A. a为电压表；
B. 电源电压为12V；
C. 只闭台开关S1，若电流表示数为0.5A，则滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω；
D. 将a与R0互换，开关均闭台，移动滑片P，滑动变阻器功率的最小值为7.2W
【答案】ABD。
【解析】A．只闭合开关S1，滑片P置于左端，电路为灯泡L的简单电路；开关都闭合，移动滑片P，电流表示数始终为1A，说明b为电流表，把滑动变阻器短路了，导致滑动变阻器失去调节作用，则a为电压表，故A正确；
B．灯泡额定电流为
只闭合开关S1，滑片P置于左端，则电路中只接灯泡，而电流表示数为1A，则灯泡电压为电源电压，即12V，故B正确；
C．只闭合开关S1，若电流表示数为0.5A，则灯泡温度不为额定电流时的温度，电阻也不为额定电流时的电阻，为未知。则无法计算滑动变阻器接入电路的阻值，故C错误；
D．将a与R0互换，开关均闭台，则电路为滑动变阻器和灯泡并联，互不影响，根据公式
可知，移动滑片P，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，功率最小。为
故D正确。故选ABD。
6.（2022·四川凉山） 如图所示，电源电压保持6V不变，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V，定值电阻R1的规格为“10 1A”，滑动变阻器R2的规格为“50 1A”。闭合开关，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（ ）。
A. 电流表示数最大可达到0.6A；
B. 滑动变阻器R2允许接入电路的最小阻值为10；
C. 电阻R1消耗的电功率最大可达到1.8W；
D. 滑动变阻器滑片滑到最右端时电压表的示数为2V
【答案】B。
【解析】A．根据电压表的量程可知，电压表的最大示数为3V，定值电阻R1的阻值为10Ω，故电流表的示数为
故A错误；
B．根据串联分压，电阻越大，分担的电压越大，电压表的最大示数为3V，而电源电压为6V，那么滑动变阻器两端电压最小为3V，此时滑动变阻器与定值电阻分得的电压相同，故电阻相同，故此时滑动变阻器接入的最小阻值为10Ω，故B正确；
C．电阻R1消耗的电功率最大可达到
故C错误；
D．滑动变阻器滑片滑到最右端时，电路中的电流为
电压表的示数为
故D错误。故选B。
7.（2022·四川眉山）如图所示，电源电压保持不变，电流表量程为0~0.6A，定值电阻R1=5Ω，灯泡L标有“4V 0.4A”字样。当开关S3断开S1和S2闭合时，灯泡L恰好正常发光；当开关S2断开S1和S3闭合时，电流表示数为0.3A。不考虑温度对所有仪器电阻的景响。下列说法中正确的是（ ）。
A. 电源电压是4V；
B. R2的阻值是10Ω；
C. 灯泡L的电阻值是R2的2倍；
D. 当开关S2断开S1和S3闭合时，电阻R2消耗的电功率是1.35W
【答案】D。
【解析】A．当开关S3断开S1和S2闭合时，灯泡L与R1串联，灯泡L恰好正常发光，此时电路电流等于灯泡额定电流0.4A，电源电压
故A错误；
B．当开关S2断开S1和S3闭合时，定值电阻R1与定值电阻R2串联，电流表示数为0.3A，R2的阻值
故B错误；
C．灯泡电阻
不等于R2的2倍，故C错误；
D．当开关S2断开S1和S3闭合时，电阻R2消耗的电功率
故D正确。故选D。
8.（2022·贵州黔东南）如图所示，电源电压为4.5V保持不变，电压表的量程为，电流表的量程为，滑动变阻器R的规格是“25Ω 1A”，灯泡L上标有“2.5V 1.25W”的字样。若闭合开关S，在保证电路安全的情况下，忽略温度对灯丝电阻的影响，则下列说法正确的是（ ）。
A. 小灯泡的电阻为2Ω；
B. 电流表的示数变化范围是；
C. 滑动变阻器允许调节的阻值范围是 ；
D. 电路消耗的最大总功率为2.7W
【答案】B。
【解析】如图所示电路，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量灯泡的电压，电流表测量串联电路中的电流；
A．灯泡标有“2.5V 1.25W”字样，则灯泡的电阻为
故A错误；
B．当滑动变阻器接入阻值最大时，电路中电流最小，此时电路中的最大电阻为
此时电路中的最小电流为:
在保证电路安全的情况下，灯泡两端的电压不能超过额定电压，此时电路中的电流最大，最大电流为
电流表的示数变化范围是，故B正确；
C．当滑动变阻器接入阻值最大时，电路中电流最小，滑动变阻器允许调节的最大阻值为25Ω；电路中电流最大时，滑动变阻器的最小值
滑动变阻器允许调节的阻值范围是，故C错误。
D ．电源电压不变，电路中电流最大时，电路消耗的总功率最大，最大功率为
故D错误。故选B。
9.（2022·湖南邵阳）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
【答案】D。
【解析】A．通过定值电阻R的电流I与电压U成正比，故应为图乙中曲线B表示，故A错误；
B．如图所示，灯泡与电阻R并联，电流表测干路电流，当电源电压为4V时，灯泡与电阻R两端电压都为4V，由图乙可知，灯泡电流为0.3A，电阻R电流为0.1A，电流表示数为
故B错误；
C．当电源电压为4V时，灯泡电流为0.3A，小灯泡L的实际功率为
故C错误；
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，灯泡与电阻R电流相同，且两端电压之和为10V，从图乙可查得电流为0.2A时，灯泡两端电压为2V，电阻R两端电压为8V，电路消耗的总功率为
故D正确。故选D。
10.（2022·江苏苏州）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
【答案】D。
【解析】A．由图甲可知，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压；由图乙可知，当变阻器阻值为5Ω时，其两端电压为3V；当变阻器两端电压为10Ω时，其两端电压为4V，由串联电路中的电压规律和电源电压不变可得……①
……②
由①②解得U=6V，R0=5Ω
故A错误；
B．由图乙可知，R的最大阻值应大于20Ω，故B错误；
C．R的功率
由上式可知，当R=R0=5Ω
时，滑动变阻器有最大电功率。故C错误；
D．当R=15Ω时，电路消耗的功率为
故D正确。故选D。
11.（2022·湖北武汉）如图所示为导体甲的电流随电压变化的图像，定值电阻乙的阻值为5Ω。下列说法错误的是（ ）。
A. 甲与乙串联在电源电压为2V的电路中，电路中的电流是0.20A；
B. 甲与乙串联在电源电压为1V的电路中，甲的功率是0.2W；
C. 甲与乙并联在电源电压为2V的电路中，干路中的电流是0.65A；
D. 甲与乙并联在电源电压为1V的电路中，电路的功率是0.4W
【答案】B。
【解析】A．若甲与乙串联在电源电压为2V的电路中，电路中的电流是0.20A，则总电阻为
而乙电阻的阻值为5Ω，则甲电阻的阻值为
根据通过的电流为0.2A，则此时甲电阻两端的电压为1V，此时计算出甲电阻也是5Ω，故A正确，A不符合题意；
B．甲与乙串联在电源电压为1V的电路中，则甲的电压小于1V，甲的电流也小于0.2A，故甲的功率小于0.2W，故B错误，B符合题意；
C．甲与乙并联在电源电压为2V的电路中，则通过乙电阻的电流为
通过图像可知，此时通过甲的电流为0.25A，则干路中的电流是
故C正确，C不符合题意；
D．若甲与乙并联在电源电压为1V的电路中，通过乙电阻的电流为
通过图像可知，当电压为1V时，通过甲的电流为0.2A，则干路中的电流是
电路的功率是
故D正确，D不符合题意。故选B。
12.（2022·湖北武汉）如图所示的电路中，电源电压U保持不变。
①只闭合开关S和S3，调节滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为0.2A时，电压表V2的示数为1V；
②只闭合开关S和S2，电压表V1和V2的示数分别为U1和U2，电流表的示数为I1；
③只闭合开关S、S1和S3，将滑片移动到最左端时，电流表的示数为I2，此时电路的功率为P1；保持滑片位置不变，再闭合开关S2，电流表的示数变化了0.2A。此时电路的功率为P2；
已知I1：I2=1：9，U1：U2=1：2，下列说法正确的是（ ）。
A. U=6V B. I1=0.1A C. R2=10Ω D. P1：P2=7：9
【答案】B。
【解析】只闭合开关S和S3时，R1与滑动变阻器串联，此时滑动变阻器接入电路电阻
电源电压……①
只闭合开关S和S2，R1、R2、R3串联，电压表V1测量R1两端电压，V2测量R2和R3的电压，则
因为U1：U2=1：2，则……②
……③
只闭合开关S、S1和S3，将滑片移动到最左端时，R1与R2并联则……④
因为I1：I2=1：9则
化简可得……⑤
联立①⑤可得，
则
保持滑片位置不变，再闭合开关S2，R1、R2、R3并联则通过R3电流为0.2A，则
……⑥
由①⑥联立可得；
则
；
故选B。
13.（2022·四川达州）如图所示为电烤炉简化电路图，小张查看说明书后得知：R1、R2均为电热丝，R1=44Ω，R2=66Ω。当开关S1闭合，S2处于不同状态时，电烤炉处于不同挡位，忽略温度对电热丝电阻的影响。下列说法正确的是（ ）。
A. 闭合S1、S2时，电烤炉处于低温挡状态；
B. 电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，R1两端的电压之比为5∶2；
C. 电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，电路在相同时间内所消耗的电能之比为3∶2；
D. 电烤炉处于低温挡状态时，R1、R2所消耗的电功率之比为3∶2
【答案】B。
【解析】A．由电路图可知，当S1闭合、S2断开时，电路为R1、R2的串联电路，电路的总电阻为两电阻阻值之和。当S1、S2都闭合时，此时R2被短路，电路为只有R1的简单电路，电路的电阻为R1的阻值。由可知，当S1闭合、S2断开时，电路处于低温档；当S1、S2都闭合时，电路处于高温档。故A错误；
B．当处于高温档时，R1两端的电压等于电源电压；当处于低温档时，电路中的电流为
此时R1两端的电压为U1=I1R1=2A×44Ω=88V
电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，R1两端的电压之比为
故B正确；
C．电烤炉处于高温挡时，电路所消耗的电能为
电烤炉处于低温挡时，电路所消耗的电能为
电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，电路在相同时间内所消耗的电能之比为
故C错误；
D．电烤炉处于低温挡状态时，由P=I2R和串联电路电流处处都相等可知，R1、R2所消耗的电功率之比为
故D错误。故选B。
14.（2022·湖南岳阳）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
【答案】D。
【解析】①②由于小灯泡L标有“8V4W”字样，所以小灯泡的额定电流为
小灯泡的电阻为
当滑片P从b端滑动到某一位置时，电流表电流表示数增大了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光，所以滑片P在b端时，电路中的电流为
当滑片P在b端时，电源电压为U=Ib（RL+R2b）=0.3A×（16Ω+R2b）①
当滑片P在某一位置时，电源电压为U=I额（RL+R2′）=0.5A×（16Ω+R2b-16Ω）②
由于电源电压不变，由①②式得R2b=24Ω，U=12V
故①②正确；
③开关都闭合时，R1、R2并联，小灯泡L被短路，电流表测干路电流。通过R1的电流为
由于电流表量程为0~3A，所以当电流表满偏时，通过滑动变阻器R2的电流最大，为
I2大=I-I1=3A-0.6A=2.4A
所以滑动变阻器R2的最大功率为P=UI2大=12V×24A=28.8W
故③正确；
④当S闭合，S1、S2断开且滑动变阻器的滑片P位于b端时，电路中的电阻最大，电流最小，由①②分析可知，最小电流为Ib=0.3A，所以在电流表有示数的情况下，电路消耗的总功率最小值为
P小=UIb=12V×0.3A=3.6W
故④正确。
总上，①②③④都正确，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D
15.（2022·四川达州） 如图所示，电源电压恒为6V，R1=10Ω，R2=15Ω，R3的规格为“30Ω 1A”，电压表V1的量程为0~3V，V2的量程为0~15V，电流表A的量程为0~0.6A，下列说法正确的是（ ）。
A. 只闭合S1时，向左移动滑片，A示数变大，V2示数变大；
B. 只闭合S1时，向左移动滑片，V2示数变化量的绝对值与A示数变化量的比值不变；
C. 只闭合S1时，向右移动滑片，R2两端的电压变化量的绝对值与R3两端的电压变化量相等；
D. 闭合S1、S2时，移动滑片，在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为3.6W
【答案】B。
【解析】A．只闭合S1时，电阻R1、R2、R3串联，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R2与R3两端电压，电流表测电流，向左移动滑片，R3接入阻值减小，根据串联分压，电压表V2示数减小，则电压表V1示数增大，电流表A示数变大，故A错误；
B．只闭合S1时，向左移动滑片，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R2与R3两端电压，根据串联分压，电压表V2示数变化量的绝对值与电压表V1示数的变化量相等，电压表V2示数变化量的绝对值与A示数变化量的比值为
R1不变，故B正确；
C．只闭合S1时，向右移动滑片，R3接入阻值增大，电流减小，根据串联分压，R3两端电压增大，R2两端电压减小，R1两端电压减小，且它们两端电压之和为电源电压，则
则
故C错误；
D．闭合S1、S2时， R2被短路，R1、R3串联接入电路，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R3两端电压，电流表测电流，移动滑片，在保证电路安全的情况下，当电压表V1为3V时，电路消耗最大功率，电流为
R3阻值为
电路消耗的最大功率为
故D错误。故选B。
16.（2022·四川成都）如图所示电路，电源电压U恒定不变，电流表A1量程为0~3A，A2量程为0~0.6A，电压表V量程为0~3V或0~15V，闭合S，断开S1、S2，滑片P移到最左端，A1表的示数为0.35A，R1和R3消耗的电功率之比P1∶P3=3∶1；滑片P向右移到某一位置的过程中，A1表的示数变化了0.3A，V表的示数变化了3V，三个开关都闭合时，在确保电路安全的前提下，R2允许接入的最小阻值为R2 小，电路消耗的最大电功率为P大。下列结论正确的是（ ）。
A. R3=10Ω B. 电压表选用的量程为0~3V
C. R2小=40Ω D. P大=28W
【答案】AD。
【解析】A．由电路图可知，闭合S，断开S1、S2，此时定值电阻R1、R3与滑动变阻器R2串联，电流表A1测电路中电流，电压表V测R3两端电压，滑片P移到最左端时，滑动变阻器接入电路中的阻值为0，此时A1表的示数为0.35A，故由欧姆定律可得①
此时R1和R3消耗的电功率之比为P1∶P3=3∶1
因R1和R3串联，故流过R1和R3的电流相等，则由P=I2R可得，R1和R3消耗的电功率之比等于电阻之比，即P1∶P3=R1∶R3=3∶1②
滑片P向右移到某一位置的过程中，A1表的示数变化了ΔI=0.3A，V表的示数变化了ΔU=3V，由欧姆定律可得，ΔU和ΔI的比值为电阻R3的阻值，故可得
将R3=10Ω代入②中，解得R1=30Ω，再将R1和R3的值代入①中解得，电源电压为U=14V，故A正确；
B．当滑片P移到最左端时，此时R1和R3串联，R2接入电路中的阻值为0，此时电路中总电阻为
R总=R1+R3=30Ω+10Ω=40Ω
由欧姆定律可得，电路中电流为
故此时R3两端电压为U3=IR3=0.35A×10Ω=3.5V
可知此时R3两端电压大于3V，故电压表V选用的量程为0~15V，故B错误；
C．三个开关都闭合时，由电路图可知，此时滑动变阻器R2与定值电阻R3并联，电流表A2测流过滑动变阻器支路的电流，电流表A1测干路电流，电压表V测电源电压，因电流表A2的最大量程为I2=0.6A，故由欧姆定律可得，此时滑动变阻器R2允许接入的最小电阻为
故C错误；
D．由C中可得，此时滑动变阻器R2支路的最大电流为I2=0.6A，由欧姆定律可得，定值电阻R3支路的电流为
故可得干路电流的最大值为I大=I2+I3=0.6A+1.4A=2A
故由P=UI可得，电路消耗的最大电功率为P大=UI大=14V×2A=28W
故D正确。故选AD。
17.（2022·湖北随州）随州尚市镇所产油桃小有名气，受到很多网友的青睐，为维护品牌形象，需要把大油桃挑选出来出售给网友。为此小刚同学设计了一种油桃自动筛选器，其原理如图甲，放在水平轻质传送带上的油桃，经过装有压敏电阻R的检测区时，使R的阻值发生变化，其阻值随压力F变化的关系如图乙所示。电源电压不变，R0为定值电阻，当电路中电压表示数小于U0（U0为设定值）时，机械装置启动，将质量小的油桃推出传送带，实现自动筛选功能。下列说法中正确的是（ ）。
A. 当油桃随传送带一起向右匀速运动时，油桃受到向右的摩擦力；
B. 当检测区没有油桃时，电路中的电流最大；
C. 检测区油桃质量越大，电路中的总功率越大；
D. 检测区油桃质量越小，电压表的示数越大
【答案】C。
【解析】A．因为油桃随传送带一起向右匀速运动，所以油桃与传送带之间没有发生相对运动、也没有相对运动的趋势，则油桃在水平方向上不受摩擦力的作用，故A错误；
B．由电路图可知，压敏电阻与电阻R0串联，电压表测量定值电阻R0两端的电压，当检测区没有油桃时，压敏电阻R受到的压力为零，由图乙可知，此时压敏电阻的阻值最大，由串联电路的电阻规律可知，电路中的电阻最大，电源电压不变，由欧姆定律可知，此时电路中的电流最小，故B错误；
C．检测区油桃质量越大，压敏电阻R受到的压力越大，由图乙可知，压敏电阻R受到的压力越大，压敏电阻R的阻值越小，由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻越小，电源电压不变，由可知，电路中的总功率越大，故C正确；
D．检测区油桃质量越小，压敏电阻R受到的压力越小，由图乙可知，压敏电阻R受到的压力越小，压敏电阻R的阻值越大，由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻越大，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流越小，由可知，定值电阻R0两端的电压越小，即电压表的示数越小，故D错误。故选C。
18.（2022·四川达州）如图所示，电源电压恒为3V，灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”的字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是（ ）。
A. L2不能正常发光，但要比L1亮一些；
B. 电压表不能测量电源电压；
C. 电流表示数等于两灯电流大小之和；
D. 若电流表无示数，但L2发光且电压表有示数，则可能L1开路
【答案】D。
【解析】BC．由图知道，灯泡L1与L2并联，电流表在L1所在的支路上，测量通过灯泡L1的电流，电压表并联在L2两端，测量的是电源电压，故BC错误；
A．因为灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”的字样，所以，两的电阻是
由于电源电压恒为3V，灯泡L1与L2并联，且L1与L2的额定电压分别是3V和4V，所以，L2不能正常发光，两灯的功率分别是
由于 ，所以，L1更亮一些，故A错误；
D．若电流表无示数，说明L1所在的支路断路，L2发光且电压表有示数，说明电压表与电源连接部分没有故障，即可能是是L1开路，故D正确。故选D。
二、填空题
19.（2022·青海）如图所示，是某款储水式“暖手宝”，铭牌上标有“220V 440W”的字样。接入家庭电路正常工作时的电流为___________A，此时它将___________能转化为内能，通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式使手变暖。
【答案】①2；②电；③热传递。
【解析】[1]接入家庭电路正常工作时的电流为
[2][3]暖手宝工作时，消耗电能，产生内能，将电能转化为内能，手吸收热量，手会变暖，这是通过热传递的方式增加手的内能。
20.（2022·江苏苏州）某型号的电水壶有加热和保温两个挡位，其电路如图所示。当S闭合，S1断开时，电水壶处于___________挡，加热和保温的功率分别为1200W和44W。用它把质量为1kg、初温为20℃的水加热到100℃，用时400s，则水吸收的热量是___________J，此过程中电水壶的效率=___________%。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】①保温；②3.36×105；③70。
【解析】[1]当开关S闭合，S1断开时，R1和R2串联，电路的总电阻最大，由可知电路的总功率最小，处于保温挡；当开关S、S1均闭合时，R2被短路，电路中只有R1工作，电路的总电阻最小，由可知电路的总功率最大，处于加热挡。
[2]水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
[3]此过程中电水壶消耗的电能W=Pt=1200W×400s=4.8×105J
此过程中电水壶的效率。
21.（2022·湖南岳阳）PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。它有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其阻值随温度的升高而减小；高于这个温度时，其阻值随温度的升高而增大。我们把这个设定的温度叫做“居里点温度”。如图甲的3D打印笔，其内部电路如图乙所示，R1、R2是两个相同的PTC发热电阻，单个PTC的阻值与温度的关系如图丙所示：
（1）打印笔工作时有快、慢两挡，图乙中当S、S1都闭合时，处于_______挡；
（2）由图丙可知，该PTC材料的“居里点温度”是______℃。
【答案】①快；②120。
【解析】（1）[1]由图乙知，只闭合S时，电路中只有R1工作，此时电路中的电阻较大，据 知，电路的功率较小，处于慢挡；S、S1都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路中的总电阻较小，据 知，电路的功率较大，处于快挡。
（2）[2]由图丙知，低于120℃时，发热电阻阻值随温度升高而减小，高于120℃时，发热电阻阻值随温度升高而增大，所以该PTC材料的居里点温度是120℃。
22.（2022·河南）在图所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.5A和0.2A，则电源电压为___________V，电阻R1的阻值为___________Ω。通电1min，该电路消耗的总电能为_____J。
【答案】① 6；②30；③180。
【解析】[1]由电路图知道，闭合开关S，电阻R1、R2并联，电流表A2、A1分别测量干路和电阻R1支路中的电流。因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和，所以电流表A2的示数为0.5A，即干路中的电流为I=0.5A
电流表A1的示数为0.2A，即通过电阻R2的电流为I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A
电阻R2两端的电压为U2=I2R2=0.3A×20Ω=6V
因为并联电路各支路两端电压相等，且等于电源电压，所以电源电压为U=U2=6V
[2]由欧姆定律知道，电阻R1的阻值为
[3]由 知道，通电1min，该电路消耗的总电能。
23.（2022·湖南长沙）在如图甲所示的电路中，电源电压U保持不变，E和F接线柱只能分别连接A、B、C、D四个接线柱中的一个。小灯泡标有“6V 3W”且不考虑灯丝电阻随温度的变化，图乙为定值电阻的I-U图像，电流表量程为0~3A。滑动变阻器铭牌上标有最大电流2A，最大阻值模糊不清，a、b为电阻丝的端点。将E与A相连，F与D相连，断开开关S，滑动变阻器的滑片P从b端滑到ab中点时，小灯泡恰好正常发光，移动滑片过程中电流表的示数变化了0.1A。
（1）小灯泡的电阻为______Ω；
（2）滑片P在b端时，通过小灯泡的电流为______A；
（3）在保证电路安全的情况下，通过将E、F分别连接到不同的接线柱、控制开关的通断和调节滑片，可以使电路的总功率分别达到最大值和最小值，则与的差值为______W。
【答案】①12；②0.4；③17.2。
【解析】（1）[1]由公式 可得，小灯泡的电阻为
（2）[2]由图甲可知，将E与A相连，F与D相连，断开开关S，滑动变阻器R1与小灯泡串联，滑片P从b端滑到ab中点时，小灯泡恰好正常发光，此时电路的电流为
滑片P从b端滑到ab中点时，滑动变阻器连入电路的阻值变小，根据串联电路电阻规律可知，电路的总电阻变小。又因为电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大了0.1A，所以滑片在b端时电路中的电流为Ib=0.5A-0.1A=0.4A
即通过小灯泡的电流为0.4A。
（3）[3]设电源电压为U，在（2）题中，滑片P在R1的中点时，根据串联电路电压规律，有
①
滑片P在b端时 ②
由①②式可得：R1=8Ω，U=8V。
由图乙可知，R0的阻值为
根据公式P=UI可知，电源电压不变，当E接A，F接C，开关S闭合时，R1与R0并联，调节滑片，使滑动变阻器连入电路的阻值为
此时电路总电流最大为
则电路的最大电功率P1=UI最大=8V×2.4A=19.2W
当E接B，F接D，开关S断开时，小灯泡和R0串联，电路电阻最大为R最大=R0+RL=20Ω+12Ω=32Ω
由公式可知，此时电路功率最小，最小功率为
则P1与P2的差值为19.2W-2W=17.2W。
24.（2022·四川达州） 如图所示，电源电压恒为10V，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，直流电动机M的额定电压为6V，线圈电阻为2Ω。当闭合开关S，滑片P移到中点时，电动机刚好正常工作，电动机主要将电能转化为______，此时电路中的电流为______A，整个电路通电100秒产生的内能为______J。
【答案】①机械能；②0.4；③192或1.92×102。
【解析】[1]电动机工作时，电动机的转子转动，动能增加，即机械能增加，同时电流流过线圈产生热量，线圈的内能增加，但电动机主要将电能转化为机械能。
[2]由题意可知，电源电压为U=10V，电动机线圈电阻为r=2Ω，闭合开关S，滑片P移到中点时，电动机刚好正常工作，则此时电动机两端电压为UM=6V，滑动变阻器接入电路中的电阻为R=10Ω，电路中滑动变阻器和电动机串联，由串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和得，滑动变阻器两端电压为
由欧姆定律可知，此时电路中电流为
故此时电路中的电流为0.4A。
[3]电路为串联电路，则电路的总电阻为
整个电路通电t=100s产生的内能等于电路中电阻产生的热量，由焦耳定律可得，电路产生的热量为
故整个电路通电100秒产生的内能为192J。
25.（2022·四川达州）如图所示，电源电压恒定不变，R1、R2为定值电阻，R1=10Ω，R1
【答案】①断开；②3；③0.45。
【解析】[1]由图可知，当闭合S2、S3，断开S1时，R1、R2分别在两条支路上，R1、R2并联。
[2]R1、R2并联时，电流表测干路中的电流，则干路中的电流I=0.45A，设电源电压为U，由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可得
代入数据得……①
当断开S2、S3，闭合S1时，R1、R2串联，电流表测串联电路中的电流，即I串=0.1A。由串联电路电流处处相等和串联电路中的电阻关系可得U=I串×(R1+R2)=0.1A×(10Ω+R2)……②
由①②解得U=3V，R2=20Ω
[3]R1、R2并联时，R2消耗的功率。
26.（2022·四川德阳）如图所示的电路中，电源电压U=10V，R1=5Ω，R2=20Ω。只闭合S1时，电路中的工作电流是___________A；当只闭合S2时电路消耗功率为P，只闭合S1和S3电路消耗功率为P′，则两次功率之比P:P′等于___________。
【答案】①2；②4:25。
【解析】[1]只闭合S1时，电路中只有R1，电路中的工作电流是
[2]当只闭合S2时，两个电阻串联，电路消耗功率
只闭合S1和S3，两个电阻并联，电阻RI的功率
电阻R2的功率
电路消耗功率
则两次功率之比。
27.（2022·四川成都）小玥在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服，她首先阅读说明书，知道电熨斗有“低温”、“高温”两个挡位，其简化电路如图所示，R1、R2是电热丝，R1=48.4，R2=96.8，S为旋转式开关。当她旋转触片接触触点1和2时，电熨斗为___________挡位，该挡位通电1min，电流产生的热量为___________J。
【答案】①低温；②6×104。
【解析】[1]根据可知，当电压一定时，电阻越大，功率越小，挡位越低。当旋转触片接触触点1和2时，只有R1接入电路，电阻较大，功率较小，为低温挡；当旋转触片接触触点2和3时，电阻R1、R2并联，电阻较小，功率较大，为高温挡。
[2]当旋转触片接触触点1和2时，只有R1接入电路，为低温挡。根据可知，此时的功率为
低温挡通电1min，电流产生的热量为。
28.（2022·四川乐山）如图所示是某电蒸锅的内部简化电路图，R1=484Ω、R2=44Ω。当S1、S2均闭合时，通过R1、R2的电流之比 =___________，使用加热档5min电蒸锅产生的热量是___________J。
【答案】①；②。
【解析】[1]当S1、S2均闭合时，R1与R2并联，通过R1、R2的电流之比
[2]根据可知，电源电压一定，总电阻越小，功率越大，故当开关都闭合时，两个电阻并联工作，此时的为加热档，加热档功率为
使用加热档5min电蒸锅产生的热量是。
29.（2022·四川凉山）某同学家的电能表面板如图所示，则他家同时使用的用电器总功率不能超过____________W，图中电能表的示数为____________kW·h。如将某用电器单独接在该电能表上工作l0min，电能表上的指示灯闪烁了320次，那么该用电器在上述时间内消耗的电能为_____________J，该用电器功率为____________W。
【答案】①2200；②219.6；③3.6×105；④600。
【解析】[1]由图可知，“220V”表示电能表应该接在220V的电路中，“10A”是指电能表工作时允许通过的最大电流，所以根据P=UI可得，他家同时使用的用电器总功率不能超过
P最大=UI最大=220V×10A=2200W
[2]电能表在读数时，最后一位是小数，单位是kW·h，所以根据表中数据可知，电能表的示数为219.6 kW·h。
[3]3200imp/ kW·h表示的是电路中每消耗1 kW·h的电能，指示灯闪烁3200次，所以电能表上的指示灯闪烁了320次时消耗的电能为
[4]由题意可得，根据公式可得该用电器功率为
。
30.（2022·湖北十堰）如图为小红家电路中安装的电能表，此时示数为 _____kW·h。小红将一个电吹风机接入电路，电热丝因为电流的 _____效应吹出热风。她关闭其它用电器，3min内电能表铝盘转过15转，则此电吹风机的功率为 _____W。
【答案】①2022.6；②热；③500。
【解析】[1]电能表表盘上最后一位是小数点后面第一位，故读数为2022.6kW·h。
[2]导体中有电流通过时会产生热量，这是电流的热效应，因此，电吹风能吹出热风是因为电流的热效应。
[3]由图可知，表盘上标有600r/kW·h，意思是用电器每消耗1kW·h的电能，表盘转过600转，3min内电能表铝盘转过15转，则用电器消耗的电能
此电吹风机的功率。
31.（2022·四川凉山）把标有“6V 3W”和“6V 6W”的两个灯泡串联接入电路中，在保证安全使用的情况下，让其中一个灯泡正常发光，忽略温度对灯丝电阻的影响，则电源两端电压是____________V，此时两灯消耗的总功率为____________W。
【答案】①9；②4.5。
【解析】[1]根据公式可求出灯泡L1的电阻为
所以灯泡L1正常发光时的电流为
灯泡L2的电阻为
所以灯泡L2正常发光时的电流为
因为两灯泡串联，在保证安全使用的情况下让其中一个灯泡正常发光，所以可知电路中的电流
I=I1=0.5A
所以此时的电源电压为
[2]根据P=UI可得，此时两灯消耗的总功率，即电路消耗的功率为。
32.（2022·贵州黔东南）某款无接触式热风干手器，手伸向出风口时可吹出温度为35℃～45℃的热风，内部电路由控制电路和工作电路两部分构成，简化电路如图所示，控制电路中R为光敏电阻。闭合S，当手伸向出风口时，R的阻值会___________（选填“增大”“不变”或“减小”），衔铁被吸下，工作电路开始工作。若干手器的加热电阻丝的阻值为44Ω，在额定电压下，烘干一次手用时10s，则烘干手的过程中加热电阻产生的热量为___________J，这些热量能使___________kg（结果保留两位小数）的水温度升高5℃。[]
【答案】①减小；②；③0.52kg。
【解析】[1]控制电路的电磁继电器主要是利用了电流的磁效应，手伸向出风口时，衔铁要被吸下，工作电路开始工作，说明电路中的电流增大导致电磁铁的磁性增强，电源电压一定，由可知，R的阻值会减小。
[2]工作电路中的加热电阻丝与电动机并联，加热电阻两端电压为电源电压，则加热电阻产生的热量为
[3]水的质量为。
三、简答题
33.（2022·山西）生活中导线与插座连接时，有人会将直导线的裸露端直接插入接线孔，但更好的接法是先将导线裸露端折成“U型”再插入，如图所示。这种“U型”接法可以增大连接处的接触面积，会更安全。请你用学过的物理知识解释其中的道理。
【答案】“U”型接入法可以增大连接处的接触面积，连接处的电阻小，根据 可得，当电流、通电时间一定时，连接处产生的热量少，更安全。
【解析】导体的材料、长度一定时，导体的电阻与导体的横截面积有关，横截面积越大，导体的电阻越小；“U”型接入法可以增大连接处的接触面积，连接处的电阻小；根据 可得，当电流、通电时间一定时，连接处产生的热量少，更安全。
三、实验题
34.（2022·湖北宜昌）小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。
（1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，______，电阻产生的热量越多”的结论。
（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（ ）
A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C.电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
（3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线把电路连接完整。______闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是______，请你提出改进办法：______。
【答案】①电流越大；②C；③如图；④电路中电流太小（或者电阻太大或者电压太低）；⑤将100Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝（或增大电源电压）。
【解析】（1）[1]由图甲可知，两容器内的电阻大小相等，右侧两根电阻丝并联，然后与左侧的电阻丝串联，根据串联电路和并联电路特点可知，左侧容器内的电阻丝的电流大于右侧容器内电阻丝的电流，在通电时间相同的情况下，左侧U型管内液体的高度差大于右侧，说明左侧电阻丝产生的热量多，所以可以得出：在通电时间和电阻相同时，电流越大，电阻产生的热量越多。
（2）[2]要探究电流产生的热量与电阻大小有关，要控制电流和通电时间相同。
A．正常工作时，“36V 54W”的灯泡的电流为
“12V 6W”的灯泡的电流为
电流不同，故A不符合题意；
B．接线板上接入的用电器越多，总功率越大，在电压不变时，根据欧姆定律可知，电流越大，没有控制电流相同，故B不符合题意；
C．电熨斗工作时，内部的电热丝和与之相连的导线串联，电流和工作时间相同，由于电热丝的电阻远大于导线电阻，电热丝产生的热量远大于导线产生的热量，说明电流产生的热量与电阻大小有关，故C符合题意。故选C。
（3）[3]要探究电流产生的热量与电阻大小有关，在电阻不同时，要控制电流和通电时间相同，应该把电源、开关和两段电阻丝串联起来，如图所示
[4][5]较长时间后两个U形管的高度差均不明显，可能是电路的电流太小，导致电阻丝产生的热量较少，根据欧姆定律，可以把其中较大的100Ω的电阻换成一个阻值较小的电阻丝（不能为5Ω），也可以增大电源电压。
三、计算题
35.（2022·湖南邵阳）如图甲所示，是某种具有高、低温两挡的电烘箱内部的简化电路图，它的加热电阻是R1和R2，额定电压是220V，R2的电阻为180Ω，当闭合S1、断开S2时,为低温挡，电烘箱低温挡的额定功率为220W。求：
（1）低温挡正常工作时，电路中的电流；
（2）加热电阻R1的阻值；
（3）有一次，晶晶同学发现，电烘箱内温度比正常工作时低，她猜想可能是因为其工作时实际电压偏低所致。于是，她关闭家里所有用电器，只让电烘箱以高温挡工作，发现在1分钟内电能表的转盘转了10转。电能表的铭牌如图乙所示，请通过计算判断，晶晶同学的猜想是否正确。（不考虑电阻值随温度的变化）
【答案】（1）1A；（2）40Ω；（3）晶晶同学的猜想是正确的，计算过程见解析。
【解析】（1）当闭合S1、断开S2时,为低温挡，此时R1、R2串联，电烘箱低温挡的额定功率为220W，根据P=UI可知，低温挡正常工作时，电路中的电流为
（2）当闭合S1、断开S2时，为低温挡，此时R1、R2串联，电路中电流为1A，则电路中的总电阻为
由题意可知，R2的电阻为180Ω，根据串联电路电阻规律可知，电阻R1的阻值为
R1=R总-R2=220Ω-180Ω=40Ω
（3）由电路图可知，当S1、S2都闭合时，R2被短路，电路是关于R1的简单电路，此时电阻较小，为高温挡。只让电烘箱以高温挡工作，在1分钟内电能表的转盘转了10转，消耗的电能为
高温挡工作时的实际功率为
实际电压为
由于220V<220V，所以晶晶同学的猜想是正确的。
答：（1）低温挡正常工作时，电路中的电流为1A；（2）加热电阻R1的阻值为40Ω；（3）晶晶同学的猜想是正确的，计算过程见解析。
36.（2022·江苏苏州）在如图甲所示的电路中，电源电压不变，R的阻值为8Ω，灯泡L的电流随电压变化的关系如图乙所示。闭合开关，灯泡L两端的电压为8V。求：
（1）电源电压；
（2）将图甲中的R换成和L一样的灯泡，10s内一个灯泡消耗的电能；
（3）将图甲中R和L由串联改为并联，整个电路的电功率。
【答案】（1）12V；（2）27J；（3）25.2W。
【解析】（1）由图乙可知，当灯泡两端的电压UL＝8V
此时IL＝0.5A
根据公式U＝IR可知此时电阻R两端的电压UR＝IRR＝0.5A×8Ω＝4V
根据串联电路中电压的规律可知电源电压为U＝UL＋UR＝8V＋4V＝12V
（2）将R换成L后，相当于两个型号规格一样的灯泡串联一起，根据串联电路中电压的规律可知灯泡L两端的电压为
由图乙可知，当灯泡两端的电压为6V时，通过灯泡的电流I'L＝0.45A
根据公式W=UIt可知一个灯泡10s内消耗的电能为W'L＝U'LI'Lt＝6V×0.45A×10s＝27J
（3）将电阻R与灯L并联，根据并联电路中电压的规律可知，灯L两端的电压为12V，由图乙可知，当灯L两端的电压为12V时，通过灯泡的电流为I2L＝0.6A
由欧姆定律得，通过电阻R的电流为
根据并联电路中电流的规律可知，总电流I＝I"L＋IR＝0.6A＋1.5A＝2.1A
所以整个电路消耗的电功率为P总＝UI＝12V×2.1A＝25.2W
答：（1）电源电压为12V；（2）将图甲中的R换成和L一样的灯泡，10s内一个灯泡消耗的电能为27J；（3）将图甲中R和L由串联改为并联，整个电路消耗的电功率为25.2W。
37.（2022·湖北宜昌）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。
【答案】（1）55Ω，1500s；（2）605Ω，4.95W；（3）见详解。
【解析】根据电路图，当S1、S2闭合时，电路只有R1接入电路，为煮饭挡；当S1闭合、S2断开时，两电阻串联接入电路，为保温挡。
（1）R1的阻值为
煮饭时间
（2）保温时的总电阻为
所以R2的阻值为R2=R总-R1=660Ω-55Ω=605Ω
此时，发热盘的实际功率为
（3） 不赞同，因为煮熟同一锅饭需要的能量是一定的，不会省电。
38.（2022·湖北黄冈、孝感、咸宁）图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。求：
（1）将5×10-3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。c空气取1.0×103J/（kg·℃）；
（2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的功率；
（3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。当加热温度设定为150℃，即R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？
【答案】（1） 900J ；（2）11W；（3）200℃。
【解析】（1）需要吸收的热量
（2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联，R1的电流为
指示灯支路电流为
指示灯支路消耗的功率
（3）如图乙所示，R2、R3串联在电路中，当温度达到150℃时，如图丙，R2阻值为30Ω，此时总电阻为
此时电流为I′，衔铁向上弹起，当R3调为80Ω时，要使衔铁向上弹起，则电流为I′，则总电阻为130Ω，
R2阻值为
查图丙可得，加热温度设定为200℃。
答：（1）需要吸收的热量为900J；（2）指示灯支路消耗的功率为11W；（3）加热温度设定为200℃。
39.（2022·湖南岳阳）音乐喷泉是集光机电技术于一体的装置，让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上，通过电脑控制三种色灯功率的比例就能让水柱变换颜色，呈现美轮美奂的视觉效果。图甲是某段时间内红、绿两色灯功率随时间变化的图像。
（1）第28s红灯两端的电压为100V，求此时通过红灯的电流；
（2）请计算0～30s内红灯和绿灯消耗的总电能；
（3）图乙是控制喷泉水柱工作的模拟电路。AB两端输入如图丙所示的周期性变化的电压UAB，定值电阻R=2Ω，D为特殊电子元件。当UAB<6V时，D两端的电压UD=UAB；当时，UD恒为6V不变当通过R的电流满足时，电路启动喷水，此时UAB至少为多少伏？该电路工作l0min，其中喷水时间有多少秒？
【答案】（1）2A；（2）6000J；（3）10V，200s。
【解析】（1）由图甲可知，第28s时红灯的功率是200W，红灯两端的电压为100V，则此时通过红灯的电流为
（2）如图甲所示，根据可知，要计算0～30s内红灯和绿灯消耗的总电能，即总电能大小为P-t图像与横坐标轴围成的面积大小。则0～30s内红灯消耗的电能为
则0～30s内绿灯消耗的电能为
则0～30s内红灯和绿灯消耗的总电能为
（3）当UAB≥6V时，UD恒为6V不变当通过R的电流满足时，电路启动喷水，根据可知，喷水时R两端的电压至少为
这个电压为能否喷水的临界电压，所以UAB对应的电压为
由图丙可知，0-3s内AB两端的电压均匀增加，3s时到达15V，则2s时对应的电压为10V，即这个周期内的2-4s内，，则在一个周期(周期为6s)内有三分之一的时间在喷水（一个周期内喷水的时间为2s），所以10min=600s，相当于100个周期，则有的时间在喷水。
答：（1）此时通过红灯的电流为2A；（2）0～30s内红灯和绿灯消耗的总电能为6000J；（3）电路启动喷水，此时UAB至少为10V，该电路工作l0min，其中喷水时间有200s。
40.（2022·广东广州）汽车启动时，蓄电池向启动电动机M供电、设M两端电压为U，通过M的电流为I，测得U-t和I-t图象如图1。
（1）求t1时M的电功率；
（2）M仅通过导线a、b接入电路，如图2所示，a的电阻为0.001Ω，若通过M的电流为200A。持续0.5s，求此过程
①a两端电压；
②a产生的热量；
（3）一般采用电磁继电器控制M的通断电，利用实验器材模拟汽车启动，简易电路如图3。A与B接触时M通电，请用笔画线完成电路的连接。
【答案】（1）2000W；（2）0.2V，20J；（3）如图。
【解析】（1）由图1可知，t1时刻，U=10V，I=200A，则电动机M的电功率
P=UI=10V×200A=2000W
（2）①a导线与电动机串联，由串联电路中的电流处处相等可得，通过导线a的电流与电动机的电流相等，即Ia=200A，则导线a两端的电压Ua=IRa=200A×0.001Ω=0.2V
②导线a产生的热量Qa=(Ia)2Rat=(200A)2×0.001Ω×0.5s=20J
（3）则电磁继电器相当于开关，A与B接触时M通电，A与B断开时M断电，因此将电动机M与A、B触点串联接到蓄电池的正负极上，如图所示：
41.（2022·湖北随州）很多家庭的卫生间里安装着浴霸，小李家的浴霸如图甲，由4个“大灯”、1个“小灯”和1个换气扇组成。每个“大灯”都是“220V 250W”，“小灯”标有“220V 16W”，换气扇的参数是“220V 50W”。该浴霸由4个开关控制（如图乙、丙）。设浴霸一直都在220V电压下工作。
（1）冬天寒冷，小李家洗浴时只闭合S1和S2（S3和S4未闭合），只有4个“大灯”工作。这种情况下小李家一天使用浴霸半小时，求这一天浴霸用了几度电；
（2）夏天炎热，小李洗浴时只闭合S3和S4（S1和S2未闭合），（1个）“小灯”照明，（1个）换气扇改善室内空气质量。求这种情况下干路电流是多少？
【答案】（1）0.5度；（2）0.3A。
【解析】（1）只闭合S1和S2（S3和S4未闭合），只有4个“大灯”工作，消耗的总功率为
P总=4P大=4×250×10-3kW=1kW
由得W=Pt，四个大灯一天使用半小时，消耗的电能为
W=P总t=1kW×0.5h=0.5kW·h
（2）洗浴时只闭合S3和S4，“小灯”和换气扇并联，它们同时工作的电功率为
P总′=P小+P扇=16W+50W=66W
由P=UI得，（1个）“小灯”照明，（1个）换气扇工作时，干路电流为
答：（1）只有4个“大灯”工作同时使用半小时，用电05度；（2）（1个）“小灯”照明，（1个）换气扇改工作时干路电流是0.3A。
42.（2022·河南）九一班开展“节约一度电”主题活动。请你和他们一起，完成以下活动内容。
（1）某型号洗衣机的洗涤功率为250W，完成一次洗涤的时间为30min，则一度电可供该洗衣机完成几次洗涤？
（2）若自来水的温度为15℃，某电热水器的电加热效率为84％，则一度电可使该电热水器将多少千克的自来水加热至45℃？［c水=4.2×103J/（kg·℃）］
（3）请写出一条节约用电的建议，并用所学的物理知识加以解释。
【答案】（1）8次；（2）24kg；（3）见解析。
【解析】（1）根据题意知道，完成一次洗涤消耗的电能
故一度电可供该洗衣机完成洗涤的次数
（2）由知道，该电热水器可使一度电加热至45℃的自来水的质量
（3）节约用电，在满足生产、生活所必需的用电条件下，减少电能的消耗，提高用户的电能利用率和减少供电网络的电能损耗，建议如下：
随手关灯、人走灯灭、避免“长明灯”；及时关闭待机的用电器；灯具选用要合理，尽量少用或不用阻碍光源光线的磨砂玻璃、半透明灯罩等；夏天空调温度不要设置得太低等。
答：（1）一度电可供该洗衣机完成8次洗涤；（2）一度电可使该电热水器将24千克的自来水加热至45℃；（3）见解析。
43.（2022·山西）善于动手动脑的小明研究了汽车座椅加热原理后，计划自制具有加热和保温两挡功能且方便携带的加热坐垫送给爷爷。他在网上购买了电压为5V的电源，两个阻值为2.5Ω的加热电阻片，若干导线和开关。
（1）请你帮助小明设计电路，并画在虚线框内；
（2）求自制加热坐垫的加热和保温功率。
【答案】（1）如图；（2）10W，5W。
【解析】解法一：
解：（1）两个电阻可以串联，两个电阻全部接入时为保温档，只要一个电阻接入电路时为加热档，用开关控制两个档位，电路图如图
（2）当开关S、S1都闭合，电路中只有一个电阻R工作，处于加热挡由，得，加热坐垫的加热功率
当开关S闭合、S1断开，电路中两个电阻R串联工作，处于保温挡，加热坐垫的保温功率
答：（1）电路图如图
（2）自制加热坐垫的加热功率为10W，保温功率5W。
解法二：
（1）两个电阻可以并联，两个电阻都接入电路为加热档，一个电阻接入时为保温档，开关控制两个档位，如图
（2）当开关S闭合，S1断开，电路中只有电阻R工作，处于保温挡加热坐垫的保温功率
当开关S、S1都闭合，电路中两个电阻R并联工作，处于加热挡加热坐垫的加热功率：
答： （1）电路如图
（2）自制加热坐垫的加热功率为20W，保温功率为10W。
44.（2022·湖南长沙）某电热水壶有加热和保温两挡，简化电路如图所示。其中、为电热丝（不考虑其电阻变化）。已知该壶的额定电压为220V，只闭合开关时，电路中的电流为0.5A。
（1）求电热丝的阻值；
（2）只闭合开关时，求电热水壶的电功率；
（3），求使用加热挡时电热水壶在10s内产生的热量。
【答案】（1）440Ω；（2）110W；（3）12100J。
【解析】（1）只闭合开关时，此电路是只有R1的电路，电路中的电流为0.5A，根据欧姆定律I=可得
（2）根据电功率的计算公式P=UI，可得P=UI=220V0.5A=110W
（3）开关S1、S2闭合，是加热挡，R1、R2并联，通过R2的电流为
通过R1的电流为0.5A，则并联电路的总电流为
则并联电路的总电阻为
根据焦耳定律可得。
答：（1）电阻R1的阻值为440Ω；（2）电热水壶的电功率110W；（3）电热水壶在10s内产生的热量为12100J。
45.（2022·湖南郴州）如图所示，电源电压恒定，L为“6V 3.6W”的小灯泡（假设灯丝电阻不随温度变化）。当S1断开，S和S2闭合时，灯泡L正常发光；当S、S1、S2都闭合时，通过定值电阻R1、R2的电流之比为3：2；闭合开关S，在确保通过电阻R2的电流不为零的前提下，控制S1、S2的通断，R2消耗的最大功率和最小功率之比为9：1。求：
（1）灯泡L的电阻；
（2）电源电压；
（3）R2消耗的最大功率。
【答案】（1）10Ω；（2）6V；（3）4.8W。
【解析】（1）由“6V 3.6W”可得，小灯泡L的电阻为
（2）当S1断开、S和S2闭合时，R1、R2短路，只有L接入电路，小灯泡正常发光，即电源电压等于小灯泡两端的电压为6V。
（3）当S、S1和S2都闭合时，L、R1、R2并联，此时功率最大为
通过定值电阻R1、R2的电流之比为3：2，由并联电路各支路两端电压相等
可得
当S闭合，S1，S2都断开时，L、、串联，此时功率最小为
由R2消耗的最大功率和最小功率之比为9：1，则
可得，此时R2两端的电压为
根据串联分压规律
可得，此时R1两端的电压为
小灯泡两端的电压为
R2的阻值为
则R2消耗的最大功率为
答：（1）灯泡L的电阻10Ω；（2）电源电压6V；（3）R2消耗的最大功率4.8W。
46.（2022·四川达州）如图甲所示，电源电压恒定不变，灯泡L的额定电压为6V，滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”，电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~0.6A．当断开开关S1、S3，闭合S2，移动滑片，电压表示数为3V时灯泡正常发光。图乙是灯泡L、电阻R1的I-U图像。求：
（1）灯泡正常发光时的电阻。
（2）闭合S1、S2、S3时，允许通过滑动变阻器的最大电流。
（3）断开S2、S3，闭合S1时，电路的总功率。
【答案】（1）12Ω；（2）0.15A；（3）2.7W。
【解析】（1）灯泡L的额定电压为6V，由图乙可知，灯泡L的额定电流为0.5A，灯泡正常发光时的电阻
（2）如图乙，当电阻R1电压为6V时，电流为0.3A，R1阻值为
当断开开关S1、S3，闭合S2，灯泡L和滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器两端电压，移动滑片，电压表示数为3V时灯泡正常发光，则电源电压为
闭合S1、S2、S3时，灯泡L被短路，电阻R1和滑动变阻器R2并联，电流表测干路电流，R1和R2两端电压都等于电源电压，通过电阻R1的电流为
电流表量程为0~0.6A，允许通过滑动变阻器的最大电流
（3）断开S2、S3，闭合S1时，灯泡L和电阻R1串联，灯泡L和电阻R1电流相等，且它们两端电压之和为电源电压，即9V，由图乙可得，当电流为0.3A时，灯泡L两端电压为3V，电阻R1两端电压为6V，符合题意，电路的总功率
答：（1）灯泡正常发光时的电阻为12Ω；（2）闭合S1、S2、S3时，允许通过滑动变阻器的最大电流为0.15A；（3）断开S2、S3，闭合S1时，电路的总功率为2.7W。
47.（2022·四川德阳）如图所示，电路的电源电压恒定不变，灯泡L标有“10V 10W”字样，R1是滑动变阻器，变阻范围为，定值电阻R2的阻值为40Ω。求：
（1）灯泡L正常发光10min消耗的电能；
（2）闭合开关S2、S3，调节滑片使滑动变阻器R1连入电路的阻值为14Ω时，灯泡L恰好正常发光，电路的电源电压；
（3）当同时闭合S1、S2、S3，仍然要使灯泡L正常发光，滑动变阻器R1连入电路的阻值。
【答案】（1）6000J；（2）24V；（3）11.2Ω。
【解析】（1）灯泡L正常发光时的功率为10W，则灯泡正常发光10min消耗的电能
（2）闭合开关S2、S3，灯泡与滑动变阻器串联，灯泡正常发光，此时通过灯泡的电流（即电路的电流）
滑动变阻器R1两端的电压
电路的电源电压
（3）当同时闭合S1、S2、S3，灯泡与L1并联，然后再与滑动变阻器串联，灯泡正常发光，灯泡两端的电压为10V，通过灯泡的电流为1A；通过R2的电流
干路电流，即通过滑动变阻器的电流
滑动变阻器R1连入电路的阻值
答：（1）灯泡L正常发光10min消耗的电能为6000J；（2）电路的电源电压为10V；（3）当同时闭合S1、S2、S3，仍然要使灯泡L正常发光，滑动变阻器R1连入电路的阻值为11.2Ω。
48.（2022·四川成都）如图所示，电源电压U=5V，定值电阻R1=10Ω，R2=20Ω，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，电压表的量程为3V，电流表的量程为0.6A。
（1）开关S1、S2、S3均闭合时，求电路消耗的总功率；
（2）S1闭合，S2、S3断开，为保证电路元件安全，求滑动变阻器R能接入电路的阻值范围。
【答案】（1）3.75W；（2）0~15Ω。
【解析】（1）S1、S2、S3均闭合时，R1、R2并联，滑动变阻器R、电压表、电流表被短接，电源电压U=5V，电路中定值电阻R1=10Ω，R2=20Ω，电路中的总电阻R总为
即推出
电路消耗的总功率
（2）S1闭合，S2、S3断开，R1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，当滑动变阻器R接入电阻为0时，电路中总电阻最小，电路中的电流最大，此时电路中的电流为
由以上分析可知，电路中电流最大时并未超过电流表的量程，故滑动变阻器阻值可选取的最小值为Rmin=0。
根据串联电路中的电阻分压原理，滑动变阻器的电阻越大，其两端电压越大，电压表的示数也就越大，但电压表由于量程限制，最大示数只能到3V，此时是滑动变阻器达到电路安全允许的最大值，根据串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和
可知，当滑动变阻器R两端的电压达到电压表的量程Umax=3V时，定值电阻R1两端电压最小，此时电路中电流最小为
由以上分析可知，当时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，滑动变阻器接入电路中的最大阻值为
滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，所以可以取到15Ω，综上可总结出滑动变阻器R能接入电路的阻值范围是0~15Ω。
答：（1）开关S1、S2、S3均闭合时，电路消耗的总功率为3.75W。（2）S1闭合，S2、S3断开，为保证电路元件安全，滑动变阻器R能接入电路的阻值范围是0~15。
49.（2022·四川成都B） 在一次实践活动中，小军对家中常用的电热水壶（如图甲）进行了探究。这种水壶使用方便，能较快将水烧开。
（1）使用电热水壶，安全至关重要。小军首先认真阅读了使用说明书，并对一些重要的注意事项作出了如下分析，你认为他的分析不合理的是___________
A．电热水壶不能放在燃气灶旁，是为了防止损坏绝缘材料
B．电热水壶的插头必须接三孔插座，是为了防止短路
C．水量不超过最大限位，可以防止水烧开后溢出
D．必须保持插头和电源线干燥，是为了防止漏电造成事故
（2）小军观察电热水壶铭牌（如图乙）后，开始实际操作。他测出，电热水壶正常工作烧开2L水，用时8min。若电费单价为0.5元/kW·h，则烧开这壶水所花的电费为___________元；
（3）利用铭牌参数和小军测得数据，若要测出电热水壶的加热效率，除了要知道水的密度、水的末温外，还需知道的两个物理量是___________；
（4）小军继续对电热水壶的设计和使用说明进行探究，他提出了下列猜想，你认为不合理的是______
A．观察到加热元件安装在壶身底部而不是其他位置，可能是为了增强加热效果
B．原理图中指示灯与加热元件是并联而不是串联，可能是因为两者的额定电流相差很大
C．要求长时间使用后要清除水垢，可能是因为水垢增多，导致加热电阻变大，功率变小
【答案】①B；②0.12；③水的初温和水的比热容；④C。
【解析】（1）[1]A．电热水壶不能放在燃气灶旁，否则在使用燃气灶时产生的热量会把电热水壶的绝缘材料烤软甚至损坏，故A分析合理，不符合题意；
B．电热水壶的插头必须接三孔插座，是为了防止金属外壳带电而使人接触时触电，不是为防止短路，故B分析不合理，符合题意；
C．电热水壶烧水时，水量不超过最大限位，如果超过最大限位，当水沸腾会会溢出，烫伤人，故C分析合理，不符合题意；
D．必须保持插头和电源线干燥，如果潮湿，可能产生漏电，引起触电事故，故D分析合理，不符合题意。故选B。
（2）[2]由乙图可知，电热水壶正常工作时功率为1800W，工作8min消耗的电能为
W=Pt=1800W×8×60s=864×105J=0.24kW·h
若电费单价为0.5元/kW·h，则烧开这壶水所花的电费为N=0.5元/kW·h×0.24 kW·h=0.12元
（3）[3]根据公式
可知，要测出电热水壶的加热效率，需知道：消耗的电能W，水的比热容c，水的质量ρ，水的体积V，水的初温t0、末温t。根据题意，水的体积已知，W已经求出，所以除了要知道水的密度、水的末温外，还需知道的两个物理量是水的比热容c和水的初温t0。
（4）[4]A．加热元件安装在壶身底部而不是其他位置，为了加快水的对流，增强加热效果，故A合理，不符合题意；
B．指示灯电阻串联一个很大电阻再与加热元件并联，根据可知，指示灯功率很小，而加热元件能产生大量的热，功率很大，充分利用电能，所以指示灯与加热元件是并联而不是串联，可能是因为两者的额定电流（功率）相差很大，故B合理，不符合题意；
C．要求长时间使用后要清除水垢，可能是因为水垢增多，导致电热水壶的传导热量能力变差，需要加热更长时间，而不是加热电阻变大，功率变小，故C不合理，符合题意。故选C。
50.（2022·四川乐山）标有“6V 3.6W”字样的小灯泡和其它的电学元件连成电路，如图1，当只闭合开关S1时，滑动变阻器滑片P从右向左滑动的过程中记录下电压表示数U1和电流表示数I，并绘制出对应的U1一I图像（如图2），且当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光。已知定值电阻R0=12Ω，求
（1）电源电压U；
（2）小灯泡正常发光时的电阻RL；
（3）当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率P。
【答案】（1）6V；（2）10Ω；（3）6.6W。
【解析】（1）当只闭合开关S1时，灯泡与滑动变阻器串联，当滑片滑至最左端时，此时滑动变阻器接入的阻值为零，只有小灯泡接入，此时小灯泡正常发光，而小灯泡的规格是“6V 3.6W”，故小灯泡两端的电压为6V，电源电压为6V；
（2）小灯泡正常发光时的电阻
（3）当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光，电路中的总电阻最小，电流最大，最大的电流为0.6A，故根据图2可知，当滑片位于最右端时，滑动变阻器两端的电压为4V，通过滑动变阻器的电流为0.2A，故滑动变阻器的最大值为
当S1、S2、S3均闭合，灯泡被短路，滑动变阻器与定值电阻R0并联，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，此时滑动变阻器接入的电阻为
滑动变阻器的电功率为
定值电阻的电功率为
整个电路消耗的电功率。
答：（1）电源电压为6V；（2）小灯泡正常发光时的电阻为10Ω；（3）整个电路消耗的电功率为6.6W。
51.（2022·河北）如图所示，电源电压为18V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”。闭合开关S，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V。
（1）求R0的阻值；
（2）求滑动变阻器的最大阻值；
（3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P1；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功率为P2。求P1∶P2。
【答案】（1）10Ω；（2）80Ω；（3）2∶1。
【解析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）闭合开关S，移动滑片至中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V，所以R0的阻值为
（2）当电压表示数为3.6V时，滑动变阻器R两端的电压为UR=U-U0=18V-3.6V=14.4V
此时滑动变阻器接入电路的阻值为
由于电压表示数为3.6V时，滑片移至滑动变阻器中点，接入电阻为总电阻的一半，所以滑动变阻器的最大阻值为R总=2R=2×40Ω=80Ω
（3）由于电流表量程为“0~0.6A”，所以电路中的最大电流为0.6A，此时R0两端的电压
U0大=I大R0=0.6A×10Ω=6V<15V
所以电压表安全。此时电路消耗的最大功率为P1=UI大=18V×0.6A=10.8W
将电压表改接在R两端，若滑动变阻器全部接入电路，根据正比分压可知，则滑动变阻器两端的电压为
所以滑动变阻器不能全部接入电路。当电压表达到15V时，滑动变阻器接入电阻最大，电路中的电流最小，最小电流为
此时电路消耗的最小功率为P2=UI小=18V×0.3A=5.4W
所以P1∶P2=10.8W∶5.4W=2∶1
答：（1）求R0的阻值为10Ω；（2）求滑动变阻器的最大阻值为80Ω；（3）P1∶P2=2∶1。
52.（2022·四川凉山）某品牌电热水壶铭牌中部分参数如图所示，现将其接入220V电路中，向壶内盛人1.5L的水，在标准大气压下将水从20℃加热至沸腾，求：
额定电压
220W
额定功率
1000W
容量
1.5L
（1）此过程中壶内水吸收了多少热量；
（2）该电热水壶正常工作时电阻是多大；
（3）若烧水实际耗时为10min，求此过程电热水壶热效率是多少。
【答案】（1）5.04×105J；（2）48.4；（3）84%。
【解析】（1）此过程中壶内水的质量为
此过程中壶内水吸收的热量为
（2）该电热水壶正常工作时电阻是
（3）电热水壶的消耗的电能为
电热水壶的热效率是。
答：（1）吸收了5.04×105J热量；（2）电热水壶正常工作时电阻是48.4；（3）电热水壶的热效率是84%。
53.（2022·四川眉山）为加快构建清洁低碳安全高效新能源体系，国务院办公厅于2022年5月30日转发了国家发改委能源局《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》，将大力推动开发新能源，引导全社会消费绿色电力。下表是我国自主研发的某新能源电动车的部分参数：
充电电压U
380V
充电电流I
100A
支付方式
刷卡支付、APP扫二维码（小程序）
安装方式
壁挂式、立柱式
电车将电能转换为机械能的效率
60%～75%
在该新能源电动车正常充电10min后，求：
（1）电动车获得的电能；
（2）若获得的电能由完全燃烧热值为的燃油来提供，需要该燃油的质量；
（3）若该电动车在水平公路上匀速行驶受到的阻力为500N，电动车将电能转换为机械能的效率为60%，该车能行驶的路程。
【答案】（1）；（2）0.57kg；（3）。
【解析】（1）由题意可知，新能源电动车正常充电10min后，电动车获得的电能
（2）若电动车获得的电能由完全燃烧燃油来提供，则
由公式得，需要该燃油的质量为
（3）因为电动车将电能转换为机械能效率为60%，所以电动车获得的机械能为
又因为电动车在水平公路上匀速行驶，所以
由得
答：（1）电动车获得的电能为；（2）若获得的电能由完全燃烧的燃油来提供，需要该燃油的质量为0.57kg；（3）该车能行驶的路程为。
54.（2022·湖北十堰）如图是某新型多挡榨汁机电路结构简化图。它具有榨汁、加热、保温功能，部分参数如下表。（果汁密度近似水的密度，果汁比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求：
榨汁机部分参数
额定电压
220V
榨汁功率
66W
加热功率
220W
保温功率
88W
容积
300mL
（1）将榨汁机中300mL的果汁从10℃加热到30℃，吸收的热量；
（2）仅榨汁时，电路中的电流；
（3）电阻R1的阻值。
【答案】（1）2.52×104J；（2）0.3A；（3）330Ω。
【解析】（1）果汁的体积V=300mL=3×10-4m3
果汁的质量为m=ρV=1.0×103kg/m3×3×10-4m3=0.3kg
果汁吸收的热量为Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.3kg×（30℃-10℃）=2.52×104J
（2）榨汁时的功率为66W，根据公式P=UI可得，榨汁时的电流为
（3）分析电路图，由公式 可知，只闭合S2时，R1、R2串联，电阻较大，功率较小，此时为保温状态，电路的总电阻为
S2、S3都闭合时，R1被短路，R2单独工作，电路电阻较小，功率较大，此时为加热状态，R2的阻值为
所以R1的阻值为R1=R总-R2=550Ω-220Ω=330Ω
答：（1）将榨汁机中300mL的果汁从10℃加热到30℃，吸收的热量为2.52×104J；（2）仅榨汁时，电路中的电流为0.3A；（3）电阻R1的阻值为330Ω。
55.（2022·贵州黔东南） 如图甲所示，是芳芳家新买的一款多功能电饭煲，乙为该电饭煲的工作原理图。R1和R2均为阻值不变的电热丝，S为手动开关，S1为自动控制开关。已知R2=800Ω，多功能电饭煲的主要部分参数如下表所示。求：
品名
多功能电饭煲
额定电压
220V
频率
50Hz
加热档功率
605W
保温档功率
（1）电饭煲正常工作时，电阻R1的阻值；
（2）正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温档的功率；
（3）芳芳想了解家里电路的实际电压，她将家里的其他用电器都关闭，只让电饭煲在加热档工作，观察到家里标有“ ”字样的电能表铝盘2min转过50转，则她家的实际电压。
【答案】（1）80Ω；（2）55W；（3）200V。
【解析】（1）由电路图可知，当开关S和S1都闭合时，电路为R1的简单电路，当只闭合开关S、断开S1时，电路为R1与R2串联，根据可知，当开关S和S1都闭合时，电路
中总电阻最小，电饭煲的功率较大，此时为加热挡；当只闭合开关S、断开S1时，电路中的电阻较大，电饭煲功率较小，此时为保温挡；电饭煲正常工作时，即加热档时电阻R1的阻值
（2）当只闭合开关S、断开S1时，R1与R2串联，电路中的电阻较大，电饭煲功率较小，此时为保温挡；正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温档的功率
（3）标有“ ”字样的电能表铝盘2min转过50转，消耗的电能
电路消耗的功率
她家的实际电压
答：（1）（1）电饭煲正常工作时，电阻R1的阻值80Ω；（2）正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温档的功率为55W；（3）家里标有“ ”字样的电能表铝盘2min转过50转，则她家的实际电压200V。
56.（2022·青海）“厨宝”是一种小型家用厨房热水器，内部电路如图所示，R为电热丝，额定电流为5A。该“厨宝”正常工作100s能将5kg水的温度升高4℃，已知c水=4.2×103J/（kg·℃）。请你完成下列计算：
（1）“厨宝”的功率；
（2）“厨宝”消耗的电能；
（3）水吸收的热量；
（4）“厨宝”的效率。
【答案】（1）1100W；（2）1.1×105J；（3）8.4×104J；（4）76.4％。
【解析】（1）“厨宝”接在家庭电路中，额定电压为220V，额定电流为5A，功率为
P=UI=220V×5A=1100W
（2）消耗的电能为W=PU=1100W×100s=1.1×105J
（3）水吸收的热量为
（4）“厨宝”的效率为。
答：（1）“厨宝”的功率为1100W；（2）“厨宝”100s消耗的电能为1.1×105J；（3）水吸收的热量8.4×104J；（4）“厨宝”的效率约为76.4％。
57.（2022·福建）如图是某晾衣机的工作电路图，电源电压U=220V，其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时，晾衣机开启风干功能，其额定功率P1=44W；当开关S1、S2均闭合时，晾衣机开启烘干功能，通过R的电流I2=1A。求：
（1）使用风干功能时通过电动机的电流；
（2）使用烘干功能时电阻R在1min内产生的热量；
（3）使用烘干功能1h消耗的电能。
【答案】（1）0.2A；（2）1.32×104J；（3）0.264kW•h。
【解析】（1）使用风干功能时，电路中只有电动机工作,由知道，此时通过电动机的电流
（2）使用烘干功能时，电路中电动机和发热电阻并联，两端电压相同，由 知道，1min内产生的热量
（3）电阻的功率
电路消耗的总功率
电路消耗的总电能。
答：（1）使用风干功能时通过电动机的电流是0.2A；（2）使用烘干功能时电阻R在1min内产生的热量是1.32×104J；（3）使用烘干功能1h消耗的电能是0.264kW•h。
58.（2022·湖南常德） 如图所示，电路中使用的是可调电压电源，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，小灯泡L标有“12V 18W”的字样（不考虑温度对小灯泡电阻的影响）。
（1）开关S1、S2、S3闭合，调节电源电压为6V时，求电流表A的示数；
（2）开关S1、S2闭合，S3断开，调节电源电压为10V时，求小灯泡L的实际发光功率；
（3）开关S1闭合，S2、S3断开，调节电源电压使小灯泡L正常发光时，求电路消耗的总功率。
【答案】（1）；（2）；（3）。
【解析】（1）由灯泡的规格可知，灯泡的电阻为
由电路图可知，开关S1、S2、S3闭合时，电阻R1被短路，R2与灯泡L并联，电流表A测干路电流，由并联电路电流规律可知，电流表A的示数为
（2）由电路图可知，开关S1、S2闭合，S3断开时，为灯泡L的简单电路，由可知，灯泡的实际功率为
（3）由电路图可知，开关S1闭合，S2、S3断开时，R1与灯泡L串联，由灯泡的规格可知，小灯泡L正常发光时，通过电路的电流为
由串联电路电压规律可知，电源电压为
由可知，电路消耗的总功率为。
答：（1）开关S1、S2、S3闭合，调节电源电压为6V时，求电流表A的示数为；（2）开关S1、S2闭合，S3断开，调节电源电压为10V时，求小灯泡L的实际发光功率为；（3）开关S1闭合，S2、S3断开，调节电源电压使小灯泡L正常发光时，求电路消耗的总功率为。
专题15 电功、电功率和电热（解析版）
（第2期）
一、选择题
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
【答案】D。
【解析】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，不符合题意；
B．10A（20）表示标定电流为10A，额定最大电流为20A，故B正确，不符合题意；
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，不符合题意；
D．该电能表此时的读数是31.6kW·h，故D错误，符合题意。故选D。
2.（2022·湖南郴州）老王的手机电池的铭牌上标有“5V 4000mA·h”的字样，手机正常使用时功率为2W。如果他在电池电量剩余30%时，立刻插上30W的充电器，并持续正常使用，直到电量充满。他这次给手机充电的时间是（ ）。
A. 0.2h B. 0.47h C. 0.5h D. 0.67h
【答案】C。
【解析】充满时存储的电能
需要充的电能
充满需要时间
故ABD不符合题意；故C符合题意。故选C。
3.（2022·河南）如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是（ ）。
A. 用U形管中液面高度差反映电流产生热量多少；
B. 通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系；
C. 通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系；
D. 通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大
【答案】AC。
【解析】A．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气吸收热量后温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，故A正确；
BC．由图可知，左侧容器中的电阻丝与右侧容器中的电阻丝串联，通过的电流与通电时间相同，两个容器中的电阻丝阻值不同，因此装置可探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误，C正确；
D．已知右侧容器中的电阻丝阻值大于左侧容器中电阻丝阻值，则装置中右侧容器中的电阻丝产生的热量较多，因此右侧容器中的U形管液面高度差较大，故D错误。故选AC。
4.（2022·湖南常德）用如图所示的实验装置探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”。以下说法中不正确的是（ ） 。
A. 观察温度计的示数比较电流产生的热量；
B. 该实验装置可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系；
C. 该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系；
D. 甲、乙两瓶中可以装质量相同的不同液体
【答案】D。
【解析】A．电流做功产生热量，通过热传递使液体的温度升高，温度计的示数增大，观察温度计的示数比较电流产生的热量，这里体现了转换法，故A正确，A不符合题意；
B．该实验装置两电阻丝串联，电流相同，通电时间相同，电阻不同，产热不同，可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系，故B正确，B不符合题意；
C．通过移动滑动变阻器，改变电路中的电阻，从而改变电路中的电流，观察温度计示数的变化，比较电流产生的热量，所以该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系，故C正确，C不符合题意；
D．质量相同的不同液体，比热容不同，吸热能力不同，吸收相同的热量温度变化不同，无法通过温度计的示数的变化比较产热的多少，故D不正确，D符合题意。故选D。
5.（2022·河北）图所示电路中，电源电压不变，小灯泡L上标有“12V 12W”字样，滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω，a、b为电流表、电压表其中之一，且不相同。只闭合开关S1，滑片P置于左端，电流表示数为1A；再闭合开关S2、S3，移动滑片P，电流表示数始终为1A。已知灯泡电阻随温度升高而增大。下列说法正确的是（ ）。
A. a为电压表；
B. 电源电压为12V；
C. 只闭台开关S1，若电流表示数为0.5A，则滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω；
D. 将a与R0互换，开关均闭台，移动滑片P，滑动变阻器功率的最小值为7.2W
【答案】ABD。
【解析】A．只闭合开关S1，滑片P置于左端，电路为灯泡L的简单电路；开关都闭合，移动滑片P，电流表示数始终为1A，说明b为电流表，把滑动变阻器短路了，导致滑动变阻器失去调节作用，则a为电压表，故A正确；
B．灯泡额定电流为
只闭合开关S1，滑片P置于左端，则电路中只接灯泡，而电流表示数为1A，则灯泡电压为电源电压，即12V，故B正确；
C．只闭合开关S1，若电流表示数为0.5A，则灯泡温度不为额定电流时的温度，电阻也不为额定电流时的电阻，为未知。则无法计算滑动变阻器接入电路的阻值，故C错误；
D．将a与R0互换，开关均闭台，则电路为滑动变阻器和灯泡并联，互不影响，根据公式
可知，移动滑片P，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，功率最小。为
故D正确。故选ABD。
6.（2022·四川凉山） 如图所示，电源电压保持6V不变，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V，定值电阻R1的规格为“10 1A”，滑动变阻器R2的规格为“50 1A”。闭合开关，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（ ）。
A. 电流表示数最大可达到0.6A；
B. 滑动变阻器R2允许接入电路的最小阻值为10；
C. 电阻R1消耗的电功率最大可达到1.8W；
D. 滑动变阻器滑片滑到最右端时电压表的示数为2V
【答案】B。
【解析】A．根据电压表的量程可知，电压表的最大示数为3V，定值电阻R1的阻值为10Ω，故电流表的示数为
故A错误；
B．根据串联分压，电阻越大，分担的电压越大，电压表的最大示数为3V，而电源电压为6V，那么滑动变阻器两端电压最小为3V，此时滑动变阻器与定值电阻分得的电压相同，故电阻相同，故此时滑动变阻器接入的最小阻值为10Ω，故B正确；
C．电阻R1消耗的电功率最大可达到
故C错误；
D．滑动变阻器滑片滑到最右端时，电路中的电流为
电压表的示数为
故D错误。故选B。
7.（2022·四川眉山）如图所示，电源电压保持不变，电流表量程为0~0.6A，定值电阻R1=5Ω，灯泡L标有“4V 0.4A”字样。当开关S3断开S1和S2闭合时，灯泡L恰好正常发光；当开关S2断开S1和S3闭合时，电流表示数为0.3A。不考虑温度对所有仪器电阻的景响。下列说法中正确的是（ ）。
A. 电源电压是4V；
B. R2的阻值是10Ω；
C. 灯泡L的电阻值是R2的2倍；
D. 当开关S2断开S1和S3闭合时，电阻R2消耗的电功率是1.35W
【答案】D。
【解析】A．当开关S3断开S1和S2闭合时，灯泡L与R1串联，灯泡L恰好正常发光，此时电路电流等于灯泡额定电流0.4A，电源电压
故A错误；
B．当开关S2断开S1和S3闭合时，定值电阻R1与定值电阻R2串联，电流表示数为0.3A，R2的阻值
故B错误；
C．灯泡电阻
不等于R2的2倍，故C错误；
D．当开关S2断开S1和S3闭合时，电阻R2消耗的电功率
故D正确。故选D。
8.（2022·贵州黔东南）如图所示，电源电压为4.5V保持不变，电压表的量程为，电流表的量程为，滑动变阻器R的规格是“25Ω 1A”，灯泡L上标有“2.5V 1.25W”的字样。若闭合开关S，在保证电路安全的情况下，忽略温度对灯丝电阻的影响，则下列说法正确的是（ ）。
A. 小灯泡的电阻为2Ω；
B. 电流表的示数变化范围是；
C. 滑动变阻器允许调节的阻值范围是 ；
D. 电路消耗的最大总功率为2.7W
【答案】B。
【解析】如图所示电路，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量灯泡的电压，电流表测量串联电路中的电流；
A．灯泡标有“2.5V 1.25W”字样，则灯泡的电阻为
故A错误；
B．当滑动变阻器接入阻值最大时，电路中电流最小，此时电路中的最大电阻为
此时电路中的最小电流为:
在保证电路安全的情况下，灯泡两端的电压不能超过额定电压，此时电路中的电流最大，最大电流为
电流表的示数变化范围是，故B正确；
C．当滑动变阻器接入阻值最大时，电路中电流最小，滑动变阻器允许调节的最大阻值为25Ω；电路中电流最大时，滑动变阻器的最小值
滑动变阻器允许调节的阻值范围是，故C错误。
D ．电源电压不变，电路中电流最大时，电路消耗的总功率最大，最大功率为
故D错误。故选B。
9.（2022·湖南邵阳）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
【答案】D。
【解析】A．通过定值电阻R的电流I与电压U成正比，故应为图乙中曲线B表示，故A错误；
B．如图所示，灯泡与电阻R并联，电流表测干路电流，当电源电压为4V时，灯泡与电阻R两端电压都为4V，由图乙可知，灯泡电流为0.3A，电阻R电流为0.1A，电流表示数为
故B错误；
C．当电源电压为4V时，灯泡电流为0.3A，小灯泡L的实际功率为
故C错误；
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，灯泡与电阻R电流相同，且两端电压之和为10V，从图乙可查得电流为0.2A时，灯泡两端电压为2V，电阻R两端电压为8V，电路消耗的总功率为
故D正确。故选D。
10.（2022·江苏苏州）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
【答案】D。
【解析】A．由图甲可知，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压；由图乙可知，当变阻器阻值为5Ω时，其两端电压为3V；当变阻器两端电压为10Ω时，其两端电压为4V，由串联电路中的电压规律和电源电压不变可得……①
……②
由①②解得U=6V，R0=5Ω
故A错误；
B．由图乙可知，R的最大阻值应大于20Ω，故B错误；
C．R的功率
由上式可知，当R=R0=5Ω
时，滑动变阻器有最大电功率。故C错误；
D．当R=15Ω时，电路消耗的功率为
故D正确。故选D。
11.（2022·湖北武汉）如图所示为导体甲的电流随电压变化的图像，定值电阻乙的阻值为5Ω。下列说法错误的是（ ）。
A. 甲与乙串联在电源电压为2V的电路中，电路中的电流是0.20A；
B. 甲与乙串联在电源电压为1V的电路中，甲的功率是0.2W；
C. 甲与乙并联在电源电压为2V的电路中，干路中的电流是0.65A；
D. 甲与乙并联在电源电压为1V的电路中，电路的功率是0.4W
【答案】B。
【解析】A．若甲与乙串联在电源电压为2V的电路中，电路中的电流是0.20A，则总电阻为
而乙电阻的阻值为5Ω，则甲电阻的阻值为
根据通过的电流为0.2A，则此时甲电阻两端的电压为1V，此时计算出甲电阻也是5Ω，故A正确，A不符合题意；
B．甲与乙串联在电源电压为1V的电路中，则甲的电压小于1V，甲的电流也小于0.2A，故甲的功率小于0.2W，故B错误，B符合题意；
C．甲与乙并联在电源电压为2V的电路中，则通过乙电阻的电流为
通过图像可知，此时通过甲的电流为0.25A，则干路中的电流是
故C正确，C不符合题意；
D．若甲与乙并联在电源电压为1V的电路中，通过乙电阻的电流为
通过图像可知，当电压为1V时，通过甲的电流为0.2A，则干路中的电流是
电路的功率是
故D正确，D不符合题意。故选B。
12.（2022·湖北武汉）如图所示的电路中，电源电压U保持不变。
①只闭合开关S和S3，调节滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为0.2A时，电压表V2的示数为1V；
②只闭合开关S和S2，电压表V1和V2的示数分别为U1和U2，电流表的示数为I1；
③只闭合开关S、S1和S3，将滑片移动到最左端时，电流表的示数为I2，此时电路的功率为P1；保持滑片位置不变，再闭合开关S2，电流表的示数变化了0.2A。此时电路的功率为P2；
已知I1：I2=1：9，U1：U2=1：2，下列说法正确的是（ ）。
A. U=6V B. I1=0.1A C. R2=10Ω D. P1：P2=7：9
【答案】B。
【解析】只闭合开关S和S3时，R1与滑动变阻器串联，此时滑动变阻器接入电路电阻
电源电压……①
只闭合开关S和S2，R1、R2、R3串联，电压表V1测量R1两端电压，V2测量R2和R3的电压，则
因为U1：U2=1：2，则……②
……③
只闭合开关S、S1和S3，将滑片移动到最左端时，R1与R2并联则……④
因为I1：I2=1：9则
化简可得……⑤
联立①⑤可得，
则
保持滑片位置不变，再闭合开关S2，R1、R2、R3并联则通过R3电流为0.2A，则
……⑥
由①⑥联立可得；
则
；
故选B。
13.（2022·四川达州）如图所示为电烤炉简化电路图，小张查看说明书后得知：R1、R2均为电热丝，R1=44Ω，R2=66Ω。当开关S1闭合，S2处于不同状态时，电烤炉处于不同挡位，忽略温度对电热丝电阻的影响。下列说法正确的是（ ）。
A. 闭合S1、S2时，电烤炉处于低温挡状态；
B. 电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，R1两端的电压之比为5∶2；
C. 电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，电路在相同时间内所消耗的电能之比为3∶2；
D. 电烤炉处于低温挡状态时，R1、R2所消耗的电功率之比为3∶2
【答案】B。
【解析】A．由电路图可知，当S1闭合、S2断开时，电路为R1、R2的串联电路，电路的总电阻为两电阻阻值之和。当S1、S2都闭合时，此时R2被短路，电路为只有R1的简单电路，电路的电阻为R1的阻值。由可知，当S1闭合、S2断开时，电路处于低温档；当S1、S2都闭合时，电路处于高温档。故A错误；
B．当处于高温档时，R1两端的电压等于电源电压；当处于低温档时，电路中的电流为
此时R1两端的电压为U1=I1R1=2A×44Ω=88V
电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，R1两端的电压之比为
故B正确；
C．电烤炉处于高温挡时，电路所消耗的电能为
电烤炉处于低温挡时，电路所消耗的电能为
电烤炉处于高温挡与低温挡状态时，电路在相同时间内所消耗的电能之比为
故C错误；
D．电烤炉处于低温挡状态时，由P=I2R和串联电路电流处处都相等可知，R1、R2所消耗的电功率之比为
故D错误。故选B。
14.（2022·湖南岳阳）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
【答案】D。
【解析】①②由于小灯泡L标有“8V4W”字样，所以小灯泡的额定电流为
小灯泡的电阻为
当滑片P从b端滑动到某一位置时，电流表电流表示数增大了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光，所以滑片P在b端时，电路中的电流为
当滑片P在b端时，电源电压为U=Ib（RL+R2b）=0.3A×（16Ω+R2b）①
当滑片P在某一位置时，电源电压为U=I额（RL+R2′）=0.5A×（16Ω+R2b-16Ω）②
由于电源电压不变，由①②式得R2b=24Ω，U=12V
故①②正确；
③开关都闭合时，R1、R2并联，小灯泡L被短路，电流表测干路电流。通过R1的电流为
由于电流表量程为0~3A，所以当电流表满偏时，通过滑动变阻器R2的电流最大，为
I2大=I-I1=3A-0.6A=2.4A
所以滑动变阻器R2的最大功率为P=UI2大=12V×24A=28.8W
故③正确；
④当S闭合，S1、S2断开且滑动变阻器的滑片P位于b端时，电路中的电阻最大，电流最小，由①②分析可知，最小电流为Ib=0.3A，所以在电流表有示数的情况下，电路消耗的总功率最小值为
P小=UIb=12V×0.3A=3.6W
故④正确。
总上，①②③④都正确，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D
15.（2022·四川达州） 如图所示，电源电压恒为6V，R1=10Ω，R2=15Ω，R3的规格为“30Ω 1A”，电压表V1的量程为0~3V，V2的量程为0~15V，电流表A的量程为0~0.6A，下列说法正确的是（ ）。
A. 只闭合S1时，向左移动滑片，A示数变大，V2示数变大；
B. 只闭合S1时，向左移动滑片，V2示数变化量的绝对值与A示数变化量的比值不变；
C. 只闭合S1时，向右移动滑片，R2两端的电压变化量的绝对值与R3两端的电压变化量相等；
D. 闭合S1、S2时，移动滑片，在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为3.6W
【答案】B。
【解析】A．只闭合S1时，电阻R1、R2、R3串联，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R2与R3两端电压，电流表测电流，向左移动滑片，R3接入阻值减小，根据串联分压，电压表V2示数减小，则电压表V1示数增大，电流表A示数变大，故A错误；
B．只闭合S1时，向左移动滑片，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R2与R3两端电压，根据串联分压，电压表V2示数变化量的绝对值与电压表V1示数的变化量相等，电压表V2示数变化量的绝对值与A示数变化量的比值为
R1不变，故B正确；
C．只闭合S1时，向右移动滑片，R3接入阻值增大，电流减小，根据串联分压，R3两端电压增大，R2两端电压减小，R1两端电压减小，且它们两端电压之和为电源电压，则
则
故C错误；
D．闭合S1、S2时， R2被短路，R1、R3串联接入电路，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R3两端电压，电流表测电流，移动滑片，在保证电路安全的情况下，当电压表V1为3V时，电路消耗最大功率，电流为
R3阻值为
电路消耗的最大功率为
故D错误。故选B。
16.（2022·四川成都）如图所示电路，电源电压U恒定不变，电流表A1量程为0~3A，A2量程为0~0.6A，电压表V量程为0~3V或0~15V，闭合S，断开S1、S2，滑片P移到最左端，A1表的示数为0.35A，R1和R3消耗的电功率之比P1∶P3=3∶1；滑片P向右移到某一位置的过程中，A1表的示数变化了0.3A，V表的示数变化了3V，三个开关都闭合时，在确保电路安全的前提下，R2允许接入的最小阻值为R2 小，电路消耗的最大电功率为P大。下列结论正确的是（ ）。
A. R3=10Ω B. 电压表选用的量程为0~3V
C. R2小=40Ω D. P大=28W
【答案】AD。
【解析】A．由电路图可知，闭合S，断开S1、S2，此时定值电阻R1、R3与滑动变阻器R2串联，电流表A1测电路中电流，电压表V测R3两端电压，滑片P移到最左端时，滑动变阻器接入电路中的阻值为0，此时A1表的示数为0.35A，故由欧姆定律可得①
此时R1和R3消耗的电功率之比为P1∶P3=3∶1
因R1和R3串联，故流过R1和R3的电流相等，则由P=I2R可得，R1和R3消耗的电功率之比等于电阻之比，即P1∶P3=R1∶R3=3∶1②
滑片P向右移到某一位置的过程中，A1表的示数变化了ΔI=0.3A，V表的示数变化了ΔU=3V，由欧姆定律可得，ΔU和ΔI的比值为电阻R3的阻值，故可得
将R3=10Ω代入②中，解得R1=30Ω，再将R1和R3的值代入①中解得，电源电压为U=14V，故A正确；
B．当滑片P移到最左端时，此时R1和R3串联，R2接入电路中的阻值为0，此时电路中总电阻为
R总=R1+R3=30Ω+10Ω=40Ω
由欧姆定律可得，电路中电流为
故此时R3两端电压为U3=IR3=0.35A×10Ω=3.5V
可知此时R3两端电压大于3V，故电压表V选用的量程为0~15V，故B错误；
C．三个开关都闭合时，由电路图可知，此时滑动变阻器R2与定值电阻R3并联，电流表A2测流过滑动变阻器支路的电流，电流表A1测干路电流，电压表V测电源电压，因电流表A2的最大量程为I2=0.6A，故由欧姆定律可得，此时滑动变阻器R2允许接入的最小电阻为
故C错误；
D．由C中可得，此时滑动变阻器R2支路的最大电流为I2=0.6A，由欧姆定律可得，定值电阻R3支路的电流为
故可得干路电流的最大值为I大=I2+I3=0.6A+1.4A=2A
故由P=UI可得，电路消耗的最大电功率为P大=UI大=14V×2A=28W
故D正确。故选AD。
17.（2022·湖北随州）随州尚市镇所产油桃小有名气，受到很多网友的青睐，为维护品牌形象，需要把大油桃挑选出来出售给网友。为此小刚同学设计了一种油桃自动筛选器，其原理如图甲，放在水平轻质传送带上的油桃，经过装有压敏电阻R的检测区时，使R的阻值发生变化，其阻值随压力F变化的关系如图乙所示。电源电压不变，R0为定值电阻，当电路中电压表示数小于U0（U0为设定值）时，机械装置启动，将质量小的油桃推出传送带，实现自动筛选功能。下列说法中正确的是（ ）。
A. 当油桃随传送带一起向右匀速运动时，油桃受到向右的摩擦力；
B. 当检测区没有油桃时，电路中的电流最大；
C. 检测区油桃质量越大，电路中的总功率越大；
D. 检测区油桃质量越小，电压表的示数越大
【答案】C。
【解析】A．因为油桃随传送带一起向右匀速运动，所以油桃与传送带之间没有发生相对运动、也没有相对运动的趋势，则油桃在水平方向上不受摩擦力的作用，故A错误；
B．由电路图可知，压敏电阻与电阻R0串联，电压表测量定值电阻R0两端的电压，当检测区没有油桃时，压敏电阻R受到的压力为零，由图乙可知，此时压敏电阻的阻值最大，由串联电路的电阻规律可知，电路中的电阻最大，电源电压不变，由欧姆定律可知，此时电路中的电流最小，故B错误；
C．检测区油桃质量越大，压敏电阻R受到的压力越大，由图乙可知，压敏电阻R受到的压力越大，压敏电阻R的阻值越小，由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻越小，电源电压不变，由可知，电路中的总功率越大，故C正确；
D．检测区油桃质量越小，压敏电阻R受到的压力越小，由图乙可知，压敏电阻R受到的压力越小，压敏电阻R的阻值越大，由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻越大，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流越小，由可知，定值电阻R0两端的电压越小，即电压表的示数越小，故D错误。故选C。
18.（2022·四川达州）如图所示，电源电压恒为3V，灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”的字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是（ ）。
A. L2不能正常发光，但要比L1亮一些；
B. 电压表不能测量电源电压；
C. 电流表示数等于两灯电流大小之和；
D. 若电流表无示数，但L2发光且电压表有示数，则可能L1开路
【答案】D。
【解析】BC．由图知道，灯泡L1与L2并联，电流表在L1所在的支路上，测量通过灯泡L1的电流，电压表并联在L2两端，测量的是电源电压，故BC错误；
A．因为灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”的字样，所以，两的电阻是
由于电源电压恒为3V，灯泡L1与L2并联，且L1与L2的额定电压分别是3V和4V，所以，L2不能正常发光，两灯的功率分别是
由于 ，所以，L1更亮一些，故A错误；
D．若电流表无示数，说明L1所在的支路断路，L2发光且电压表有示数，说明电压表与电源连接部分没有故障，即可能是是L1开路，故D正确。故选D。
二、填空题
19.（2022·青海）如图所示，是某款储水式“暖手宝”，铭牌上标有“220V 440W”的字样。接入家庭电路正常工作时的电流为___________A，此时它将___________能转化为内能，通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式使手变暖。
【答案】①2；②电；③热传递。
【解析】[1]接入家庭电路正常工作时的电流为
[2][3]暖手宝工作时，消耗电能，产生内能，将电能转化为内能，手吸收热量，手会变暖，这是通过热传递的方式增加手的内能。
20.（2022·江苏苏州）某型号的电水壶有加热和保温两个挡位，其电路如图所示。当S闭合，S1断开时，电水壶处于___________挡，加热和保温的功率分别为1200W和44W。用它把质量为1kg、初温为20℃的水加热到100℃，用时400s，则水吸收的热量是___________J，此过程中电水壶的效率=___________%。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】①保温；②3.36×105；③70。
【解析】[1]当开关S闭合，S1断开时，R1和R2串联，电路的总电阻最大，由可知电路的总功率最小，处于保温挡；当开关S、S1均闭合时，R2被短路，电路中只有R1工作，电路的总电阻最小，由可知电路的总功率最大，处于加热挡。
[2]水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
[3]此过程中电水壶消耗的电能W=Pt=1200W×400s=4.8×105J
此过程中电水壶的效率。
21.（2022·湖南岳阳）PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。它有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其阻值随温度的升高而减小；高于这个温度时，其阻值随温度的升高而增大。我们把这个设定的温度叫做“居里点温度”。如图甲的3D打印笔，其内部电路如图乙所示，R1、R2是两个相同的PTC发热电阻，单个PTC的阻值与温度的关系如图丙所示：
（1）打印笔工作时有快、慢两挡，图乙中当S、S1都闭合时，处于_______挡；
（2）由图丙可知，该PTC材料的“居里点温度”是______℃。
【答案】①快；②120。
【解析】（1）[1]由图乙知，只闭合S时，电路中只有R1工作，此时电路中的电阻较大，据 知，电路的功率较小，处于慢挡；S、S1都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路中的总电阻较小，据 知，电路的功率较大，处于快挡。
（2）[2]由图丙知，低于120℃时，发热电阻阻值随温度升高而减小，高于120℃时，发热电阻阻值随温度升高而增大，所以该PTC材料的居里点温度是120℃。
22.（2022·河南）在图所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.5A和0.2A，则电源电压为___________V，电阻R1的阻值为___________Ω。通电1min，该电路消耗的总电能为_____J。
【答案】① 6；②30；③180。
【解析】[1]由电路图知道，闭合开关S，电阻R1、R2并联，电流表A2、A1分别测量干路和电阻R1支路中的电流。因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和，所以电流表A2的示数为0.5A，即干路中的电流为I=0.5A
电流表A1的示数为0.2A，即通过电阻R2的电流为I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A
电阻R2两端的电压为U2=I2R2=0.3A×20Ω=6V
因为并联电路各支路两端电压相等，且等于电源电压，所以电源电压为U=U2=6V
[2]由欧姆定律知道，电阻R1的阻值为
[3]由 知道，通电1min，该电路消耗的总电能。
23.（2022·湖南长沙）在如图甲所示的电路中，电源电压U保持不变，E和F接线柱只能分别连接A、B、C、D四个接线柱中的一个。小灯泡标有“6V 3W”且不考虑灯丝电阻随温度的变化，图乙为定值电阻的I-U图像，电流表量程为0~3A。滑动变阻器铭牌上标有最大电流2A，最大阻值模糊不清，a、b为电阻丝的端点。将E与A相连，F与D相连，断开开关S，滑动变阻器的滑片P从b端滑到ab中点时，小灯泡恰好正常发光，移动滑片过程中电流表的示数变化了0.1A。
（1）小灯泡的电阻为______Ω；
（2）滑片P在b端时，通过小灯泡的电流为______A；
（3）在保证电路安全的情况下，通过将E、F分别连接到不同的接线柱、控制开关的通断和调节滑片，可以使电路的总功率分别达到最大值和最小值，则与的差值为______W。
【答案】①12；②0.4；③17.2。
【解析】（1）[1]由公式 可得，小灯泡的电阻为
（2）[2]由图甲可知，将E与A相连，F与D相连，断开开关S，滑动变阻器R1与小灯泡串联，滑片P从b端滑到ab中点时，小灯泡恰好正常发光，此时电路的电流为
滑片P从b端滑到ab中点时，滑动变阻器连入电路的阻值变小，根据串联电路电阻规律可知，电路的总电阻变小。又因为电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大了0.1A，所以滑片在b端时电路中的电流为Ib=0.5A-0.1A=0.4A
即通过小灯泡的电流为0.4A。
（3）[3]设电源电压为U，在（2）题中，滑片P在R1的中点时，根据串联电路电压规律，有
①
滑片P在b端时 ②
由①②式可得：R1=8Ω，U=8V。
由图乙可知，R0的阻值为
根据公式P=UI可知，电源电压不变，当E接A，F接C，开关S闭合时，R1与R0并联，调节滑片，使滑动变阻器连入电路的阻值为
此时电路总电流最大为
则电路的最大电功率P1=UI最大=8V×2.4A=19.2W
当E接B，F接D，开关S断开时，小灯泡和R0串联，电路电阻最大为R最大=R0+RL=20Ω+12Ω=32Ω
由公式可知，此时电路功率最小，最小功率为
则P1与P2的差值为19.2W-2W=17.2W。
24.（2022·四川达州） 如图所示，电源电压恒为10V，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，直流电动机M的额定电压为6V，线圈电阻为2Ω。当闭合开关S，滑片P移到中点时，电动机刚好正常工作，电动机主要将电能转化为______，此时电路中的电流为______A，整个电路通电100秒产生的内能为______J。
【答案】①机械能；②0.4；③192或1.92×102。
【解析】[1]电动机工作时，电动机的转子转动，动能增加，即机械能增加，同时电流流过线圈产生热量，线圈的内能增加，但电动机主要将电能转化为机械能。
[2]由题意可知，电源电压为U=10V，电动机线圈电阻为r=2Ω，闭合开关S，滑片P移到中点时，电动机刚好正常工作，则此时电动机两端电压为UM=6V，滑动变阻器接入电路中的电阻为R=10Ω，电路中滑动变阻器和电动机串联，由串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和得，滑动变阻器两端电压为
由欧姆定律可知，此时电路中电流为
故此时电路中的电流为0.4A。
[3]电路为串联电路，则电路的总电阻为
整个电路通电t=100s产生的内能等于电路中电阻产生的热量，由焦耳定律可得，电路产生的热量为
故整个电路通电100秒产生的内能为192J。
25.（2022·四川达州）如图所示，电源电压恒定不变，R1、R2为定值电阻，R1=10Ω，R1
【答案】①断开；②3；③0.45。
【解析】[1]由图可知，当闭合S2、S3，断开S1时，R1、R2分别在两条支路上，R1、R2并联。
[2]R1、R2并联时，电流表测干路中的电流，则干路中的电流I=0.45A，设电源电压为U，由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可得
代入数据得……①
当断开S2、S3，闭合S1时，R1、R2串联，电流表测串联电路中的电流，即I串=0.1A。由串联电路电流处处相等和串联电路中的电阻关系可得U=I串×(R1+R2)=0.1A×(10Ω+R2)……②
由①②解得U=3V，R2=20Ω
[3]R1、R2并联时，R2消耗的功率。
26.（2022·四川德阳）如图所示的电路中，电源电压U=10V，R1=5Ω，R2=20Ω。只闭合S1时，电路中的工作电流是___________A；当只闭合S2时电路消耗功率为P，只闭合S1和S3电路消耗功率为P′，则两次功率之比P:P′等于___________。
【答案】①2；②4:25。
【解析】[1]只闭合S1时，电路中只有R1，电路中的工作电流是
[2]当只闭合S2时，两个电阻串联，电路消耗功率
只闭合S1和S3，两个电阻并联，电阻RI的功率
电阻R2的功率
电路消耗功率
则两次功率之比。
27.（2022·四川成都）小玥在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服，她首先阅读说明书，知道电熨斗有“低温”、“高温”两个挡位，其简化电路如图所示，R1、R2是电热丝，R1=48.4，R2=96.8，S为旋转式开关。当她旋转触片接触触点1和2时，电熨斗为___________挡位，该挡位通电1min，电流产生的热量为___________J。
【答案】①低温；②6×104。
【解析】[1]根据可知，当电压一定时，电阻越大，功率越小，挡位越低。当旋转触片接触触点1和2时，只有R1接入电路，电阻较大，功率较小，为低温挡；当旋转触片接触触点2和3时，电阻R1、R2并联，电阻较小，功率较大，为高温挡。
[2]当旋转触片接触触点1和2时，只有R1接入电路，为低温挡。根据可知，此时的功率为
低温挡通电1min，电流产生的热量为。
28.（2022·四川乐山）如图所示是某电蒸锅的内部简化电路图，R1=484Ω、R2=44Ω。当S1、S2均闭合时，通过R1、R2的电流之比 =___________，使用加热档5min电蒸锅产生的热量是___________J。
【答案】①；②。
【解析】[1]当S1、S2均闭合时，R1与R2并联，通过R1、R2的电流之比
[2]根据可知，电源电压一定，总电阻越小，功率越大，故当开关都闭合时，两个电阻并联工作，此时的为加热档，加热档功率为
使用加热档5min电蒸锅产生的热量是。
29.（2022·四川凉山）某同学家的电能表面板如图所示，则他家同时使用的用电器总功率不能超过____________W，图中电能表的示数为____________kW·h。如将某用电器单独接在该电能表上工作l0min，电能表上的指示灯闪烁了320次，那么该用电器在上述时间内消耗的电能为_____________J，该用电器功率为____________W。
【答案】①2200；②219.6；③3.6×105；④600。
【解析】[1]由图可知，“220V”表示电能表应该接在220V的电路中，“10A”是指电能表工作时允许通过的最大电流，所以根据P=UI可得，他家同时使用的用电器总功率不能超过
P最大=UI最大=220V×10A=2200W
[2]电能表在读数时，最后一位是小数，单位是kW·h，所以根据表中数据可知，电能表的示数为219.6 kW·h。
[3]3200imp/ kW·h表示的是电路中每消耗1 kW·h的电能，指示灯闪烁3200次，所以电能表上的指示灯闪烁了320次时消耗的电能为
[4]由题意可得，根据公式可得该用电器功率为
。
30.（2022·湖北十堰）如图为小红家电路中安装的电能表，此时示数为 _____kW·h。小红将一个电吹风机接入电路，电热丝因为电流的 _____效应吹出热风。她关闭其它用电器，3min内电能表铝盘转过15转，则此电吹风机的功率为 _____W。
【答案】①2022.6；②热；③500。
【解析】[1]电能表表盘上最后一位是小数点后面第一位，故读数为2022.6kW·h。
[2]导体中有电流通过时会产生热量，这是电流的热效应，因此，电吹风能吹出热风是因为电流的热效应。
[3]由图可知，表盘上标有600r/kW·h，意思是用电器每消耗1kW·h的电能，表盘转过600转，3min内电能表铝盘转过15转，则用电器消耗的电能
此电吹风机的功率。
31.（2022·四川凉山）把标有“6V 3W”和“6V 6W”的两个灯泡串联接入电路中，在保证安全使用的情况下，让其中一个灯泡正常发光，忽略温度对灯丝电阻的影响，则电源两端电压是____________V，此时两灯消耗的总功率为____________W。
【答案】①9；②4.5。
【解析】[1]根据公式可求出灯泡L1的电阻为
所以灯泡L1正常发光时的电流为
灯泡L2的电阻为
所以灯泡L2正常发光时的电流为
因为两灯泡串联，在保证安全使用的情况下让其中一个灯泡正常发光，所以可知电路中的电流
I=I1=0.5A
所以此时的电源电压为
[2]根据P=UI可得，此时两灯消耗的总功率，即电路消耗的功率为。
32.（2022·贵州黔东南）某款无接触式热风干手器，手伸向出风口时可吹出温度为35℃～45℃的热风，内部电路由控制电路和工作电路两部分构成，简化电路如图所示，控制电路中R为光敏电阻。闭合S，当手伸向出风口时，R的阻值会___________（选填“增大”“不变”或“减小”），衔铁被吸下，工作电路开始工作。若干手器的加热电阻丝的阻值为44Ω，在额定电压下，烘干一次手用时10s，则烘干手的过程中加热电阻产生的热量为___________J，这些热量能使___________kg（结果保留两位小数）的水温度升高5℃。[]
【答案】①减小；②；③0.52kg。
【解析】[1]控制电路的电磁继电器主要是利用了电流的磁效应，手伸向出风口时，衔铁要被吸下，工作电路开始工作，说明电路中的电流增大导致电磁铁的磁性增强，电源电压一定，由可知，R的阻值会减小。
[2]工作电路中的加热电阻丝与电动机并联，加热电阻两端电压为电源电压，则加热电阻产生的热量为
[3]水的质量为。
三、简答题
33.（2022·山西）生活中导线与插座连接时，有人会将直导线的裸露端直接插入接线孔，但更好的接法是先将导线裸露端折成“U型”再插入，如图所示。这种“U型”接法可以增大连接处的接触面积，会更安全。请你用学过的物理知识解释其中的道理。
【答案】“U”型接入法可以增大连接处的接触面积，连接处的电阻小，根据 可得，当电流、通电时间一定时，连接处产生的热量少，更安全。
【解析】导体的材料、长度一定时，导体的电阻与导体的横截面积有关，横截面积越大，导体的电阻越小；“U”型接入法可以增大连接处的接触面积，连接处的电阻小；根据 可得，当电流、通电时间一定时，连接处产生的热量少，更安全。
三、实验题
34.（2022·湖北宜昌）小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。
（1）小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，______，电阻产生的热量越多”的结论。
（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（ ）
A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C.电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
（3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线把电路连接完整。______闭合开关，她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是______，请你提出改进办法：______。
【答案】①电流越大；②C；③如图；④电路中电流太小（或者电阻太大或者电压太低）；⑤将100Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝（或增大电源电压）。
【解析】（1）[1]由图甲可知，两容器内的电阻大小相等，右侧两根电阻丝并联，然后与左侧的电阻丝串联，根据串联电路和并联电路特点可知，左侧容器内的电阻丝的电流大于右侧容器内电阻丝的电流，在通电时间相同的情况下，左侧U型管内液体的高度差大于右侧，说明左侧电阻丝产生的热量多，所以可以得出：在通电时间和电阻相同时，电流越大，电阻产生的热量越多。
（2）[2]要探究电流产生的热量与电阻大小有关，要控制电流和通电时间相同。
A．正常工作时，“36V 54W”的灯泡的电流为
“12V 6W”的灯泡的电流为
电流不同，故A不符合题意；
B．接线板上接入的用电器越多，总功率越大，在电压不变时，根据欧姆定律可知，电流越大，没有控制电流相同，故B不符合题意；
C．电熨斗工作时，内部的电热丝和与之相连的导线串联，电流和工作时间相同，由于电热丝的电阻远大于导线电阻，电热丝产生的热量远大于导线产生的热量，说明电流产生的热量与电阻大小有关，故C符合题意。故选C。
（3）[3]要探究电流产生的热量与电阻大小有关，在电阻不同时，要控制电流和通电时间相同，应该把电源、开关和两段电阻丝串联起来，如图所示
[4][5]较长时间后两个U形管的高度差均不明显，可能是电路的电流太小，导致电阻丝产生的热量较少，根据欧姆定律，可以把其中较大的100Ω的电阻换成一个阻值较小的电阻丝（不能为5Ω），也可以增大电源电压。
三、计算题
35.（2022·湖南邵阳）如图甲所示，是某种具有高、低温两挡的电烘箱内部的简化电路图，它的加热电阻是R1和R2，额定电压是220V，R2的电阻为180Ω，当闭合S1、断开S2时,为低温挡，电烘箱低温挡的额定功率为220W。求：
（1）低温挡正常工作时，电路中的电流；
（2）加热电阻R1的阻值；
（3）有一次，晶晶同学发现，电烘箱内温度比正常工作时低，她猜想可能是因为其工作时实际电压偏低所致。于是，她关闭家里所有用电器，只让电烘箱以高温挡工作，发现在1分钟内电能表的转盘转了10转。电能表的铭牌如图乙所示，请通过计算判断，晶晶同学的猜想是否正确。（不考虑电阻值随温度的变化）
【答案】（1）1A；（2）40Ω；（3）晶晶同学的猜想是正确的，计算过程见解析。
【解析】（1）当闭合S1、断开S2时,为低温挡，此时R1、R2串联，电烘箱低温挡的额定功率为220W，根据P=UI可知，低温挡正常工作时，电路中的电流为
（2）当闭合S1、断开S2时，为低温挡，此时R1、R2串联，电路中电流为1A，则电路中的总电阻为
由题意可知，R2的电阻为180Ω，根据串联电路电阻规律可知，电阻R1的阻值为
R1=R总-R2=220Ω-180Ω=40Ω
（3）由电路图可知，当S1、S2都闭合时，R2被短路，电路是关于R1的简单电路，此时电阻较小，为高温挡。只让电烘箱以高温挡工作，在1分钟内电能表的转盘转了10转，消耗的电能为
高温挡工作时的实际功率为
实际电压为
由于220V<220V，所以晶晶同学的猜想是正确的。
答：（1）低温挡正常工作时，电路中的电流为1A；（2）加热电阻R1的阻值为40Ω；（3）晶晶同学的猜想是正确的，计算过程见解析。
36.（2022·江苏苏州）在如图甲所示的电路中，电源电压不变，R的阻值为8Ω，灯泡L的电流随电压变化的关系如图乙所示。闭合开关，灯泡L两端的电压为8V。求：
（1）电源电压；
（2）将图甲中的R换成和L一样的灯泡，10s内一个灯泡消耗的电能；
（3）将图甲中R和L由串联改为并联，整个电路的电功率。
【答案】（1）12V；（2）27J；（3）25.2W。
【解析】（1）由图乙可知，当灯泡两端的电压UL＝8V
此时IL＝0.5A
根据公式U＝IR可知此时电阻R两端的电压UR＝IRR＝0.5A×8Ω＝4V
根据串联电路中电压的规律可知电源电压为U＝UL＋UR＝8V＋4V＝12V
（2）将R换成L后，相当于两个型号规格一样的灯泡串联一起，根据串联电路中电压的规律可知灯泡L两端的电压为
由图乙可知，当灯泡两端的电压为6V时，通过灯泡的电流I'L＝0.45A
根据公式W=UIt可知一个灯泡10s内消耗的电能为W'L＝U'LI'Lt＝6V×0.45A×10s＝27J
（3）将电阻R与灯L并联，根据并联电路中电压的规律可知，灯L两端的电压为12V，由图乙可知，当灯L两端的电压为12V时，通过灯泡的电流为I2L＝0.6A
由欧姆定律得，通过电阻R的电流为
根据并联电路中电流的规律可知，总电流I＝I"L＋IR＝0.6A＋1.5A＝2.1A
所以整个电路消耗的电功率为P总＝UI＝12V×2.1A＝25.2W
答：（1）电源电压为12V；（2）将图甲中的R换成和L一样的灯泡，10s内一个灯泡消耗的电能为27J；（3）将图甲中R和L由串联改为并联，整个电路消耗的电功率为25.2W。
37.（2022·湖北宜昌）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。
【答案】（1）55Ω，1500s；（2）605Ω，4.95W；（3）见详解。
【解析】根据电路图，当S1、S2闭合时，电路只有R1接入电路，为煮饭挡；当S1闭合、S2断开时，两电阻串联接入电路，为保温挡。
（1）R1的阻值为
煮饭时间
（2）保温时的总电阻为
所以R2的阻值为R2=R总-R1=660Ω-55Ω=605Ω
此时，发热盘的实际功率为
（3） 不赞同，因为煮熟同一锅饭需要的能量是一定的，不会省电。
38.（2022·湖北黄冈、孝感、咸宁）图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。求：
（1）将5×10-3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。c空气取1.0×103J/（kg·℃）；
（2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的功率；
（3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。当加热温度设定为150℃，即R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？
【答案】（1） 900J ；（2）11W；（3）200℃。
【解析】（1）需要吸收的热量
（2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联，R1的电流为
指示灯支路电流为
指示灯支路消耗的功率
（3）如图乙所示，R2、R3串联在电路中，当温度达到150℃时，如图丙，R2阻值为30Ω，此时总电阻为
此时电流为I′，衔铁向上弹起，当R3调为80Ω时，要使衔铁向上弹起，则电流为I′，则总电阻为130Ω，
R2阻值为
查图丙可得，加热温度设定为200℃。
答：（1）需要吸收的热量为900J；（2）指示灯支路消耗的功率为11W；（3）加热温度设定为200℃。
39.（2022·湖南岳阳）音乐喷泉是集光机电技术于一体的装置，让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上，通过电脑控制三种色灯功率的比例就能让水柱变换颜色，呈现美轮美奂的视觉效果。图甲是某段时间内红、绿两色灯功率随时间变化的图像。
（1）第28s红灯两端的电压为100V，求此时通过红灯的电流；
（2）请计算0～30s内红灯和绿灯消耗的总电能；
（3）图乙是控制喷泉水柱工作的模拟电路。AB两端输入如图丙所示的周期性变化的电压UAB，定值电阻R=2Ω，D为特殊电子元件。当UAB<6V时，D两端的电压UD=UAB；当时，UD恒为6V不变当通过R的电流满足时，电路启动喷水，此时UAB至少为多少伏？该电路工作l0min，其中喷水时间有多少秒？
【答案】（1）2A；（2）6000J；（3）10V，200s。
【解析】（1）由图甲可知，第28s时红灯的功率是200W，红灯两端的电压为100V，则此时通过红灯的电流为
（2）如图甲所示，根据可知，要计算0～30s内红灯和绿灯消耗的总电能，即总电能大小为P-t图像与横坐标轴围成的面积大小。则0～30s内红灯消耗的电能为
则0～30s内绿灯消耗的电能为
则0～30s内红灯和绿灯消耗的总电能为
（3）当UAB≥6V时，UD恒为6V不变当通过R的电流满足时，电路启动喷水，根据可知，喷水时R两端的电压至少为
这个电压为能否喷水的临界电压，所以UAB对应的电压为
由图丙可知，0-3s内AB两端的电压均匀增加，3s时到达15V，则2s时对应的电压为10V，即这个周期内的2-4s内，，则在一个周期(周期为6s)内有三分之一的时间在喷水（一个周期内喷水的时间为2s），所以10min=600s，相当于100个周期，则有的时间在喷水。
答：（1）此时通过红灯的电流为2A；（2）0～30s内红灯和绿灯消耗的总电能为6000J；（3）电路启动喷水，此时UAB至少为10V，该电路工作l0min，其中喷水时间有200s。
40.（2022·广东广州）汽车启动时，蓄电池向启动电动机M供电、设M两端电压为U，通过M的电流为I，测得U-t和I-t图象如图1。
（1）求t1时M的电功率；
（2）M仅通过导线a、b接入电路，如图2所示，a的电阻为0.001Ω，若通过M的电流为200A。持续0.5s，求此过程
①a两端电压；
②a产生的热量；
（3）一般采用电磁继电器控制M的通断电，利用实验器材模拟汽车启动，简易电路如图3。A与B接触时M通电，请用笔画线完成电路的连接。
【答案】（1）2000W；（2）0.2V，20J；（3）如图。
【解析】（1）由图1可知，t1时刻，U=10V，I=200A，则电动机M的电功率
P=UI=10V×200A=2000W
（2）①a导线与电动机串联，由串联电路中的电流处处相等可得，通过导线a的电流与电动机的电流相等，即Ia=200A，则导线a两端的电压Ua=IRa=200A×0.001Ω=0.2V
②导线a产生的热量Qa=(Ia)2Rat=(200A)2×0.001Ω×0.5s=20J
（3）则电磁继电器相当于开关，A与B接触时M通电，A与B断开时M断电，因此将电动机M与A、B触点串联接到蓄电池的正负极上，如图所示：
41.（2022·湖北随州）很多家庭的卫生间里安装着浴霸，小李家的浴霸如图甲，由4个“大灯”、1个“小灯”和1个换气扇组成。每个“大灯”都是“220V 250W”，“小灯”标有“220V 16W”，换气扇的参数是“220V 50W”。该浴霸由4个开关控制（如图乙、丙）。设浴霸一直都在220V电压下工作。
（1）冬天寒冷，小李家洗浴时只闭合S1和S2（S3和S4未闭合），只有4个“大灯”工作。这种情况下小李家一天使用浴霸半小时，求这一天浴霸用了几度电；
（2）夏天炎热，小李洗浴时只闭合S3和S4（S1和S2未闭合），（1个）“小灯”照明，（1个）换气扇改善室内空气质量。求这种情况下干路电流是多少？
【答案】（1）0.5度；（2）0.3A。
【解析】（1）只闭合S1和S2（S3和S4未闭合），只有4个“大灯”工作，消耗的总功率为
P总=4P大=4×250×10-3kW=1kW
由得W=Pt，四个大灯一天使用半小时，消耗的电能为
W=P总t=1kW×0.5h=0.5kW·h
（2）洗浴时只闭合S3和S4，“小灯”和换气扇并联，它们同时工作的电功率为
P总′=P小+P扇=16W+50W=66W
由P=UI得，（1个）“小灯”照明，（1个）换气扇工作时，干路电流为
答：（1）只有4个“大灯”工作同时使用半小时，用电05度；（2）（1个）“小灯”照明，（1个）换气扇改工作时干路电流是0.3A。
42.（2022·河南）九一班开展“节约一度电”主题活动。请你和他们一起，完成以下活动内容。
（1）某型号洗衣机的洗涤功率为250W，完成一次洗涤的时间为30min，则一度电可供该洗衣机完成几次洗涤？
（2）若自来水的温度为15℃，某电热水器的电加热效率为84％，则一度电可使该电热水器将多少千克的自来水加热至45℃？［c水=4.2×103J/（kg·℃）］
（3）请写出一条节约用电的建议，并用所学的物理知识加以解释。
【答案】（1）8次；（2）24kg；（3）见解析。
【解析】（1）根据题意知道，完成一次洗涤消耗的电能
故一度电可供该洗衣机完成洗涤的次数
（2）由知道，该电热水器可使一度电加热至45℃的自来水的质量
（3）节约用电，在满足生产、生活所必需的用电条件下，减少电能的消耗，提高用户的电能利用率和减少供电网络的电能损耗，建议如下：
随手关灯、人走灯灭、避免“长明灯”；及时关闭待机的用电器；灯具选用要合理，尽量少用或不用阻碍光源光线的磨砂玻璃、半透明灯罩等；夏天空调温度不要设置得太低等。
答：（1）一度电可供该洗衣机完成8次洗涤；（2）一度电可使该电热水器将24千克的自来水加热至45℃；（3）见解析。
43.（2022·山西）善于动手动脑的小明研究了汽车座椅加热原理后，计划自制具有加热和保温两挡功能且方便携带的加热坐垫送给爷爷。他在网上购买了电压为5V的电源，两个阻值为2.5Ω的加热电阻片，若干导线和开关。
（1）请你帮助小明设计电路，并画在虚线框内；
（2）求自制加热坐垫的加热和保温功率。
【答案】（1）如图；（2）10W，5W。
【解析】解法一：
解：（1）两个电阻可以串联，两个电阻全部接入时为保温档，只要一个电阻接入电路时为加热档，用开关控制两个档位，电路图如图
（2）当开关S、S1都闭合，电路中只有一个电阻R工作，处于加热挡由，得，加热坐垫的加热功率
当开关S闭合、S1断开，电路中两个电阻R串联工作，处于保温挡，加热坐垫的保温功率
答：（1）电路图如图
（2）自制加热坐垫的加热功率为10W，保温功率5W。
解法二：
（1）两个电阻可以并联，两个电阻都接入电路为加热档，一个电阻接入时为保温档，开关控制两个档位，如图
（2）当开关S闭合，S1断开，电路中只有电阻R工作，处于保温挡加热坐垫的保温功率
当开关S、S1都闭合，电路中两个电阻R并联工作，处于加热挡加热坐垫的加热功率：
答： （1）电路如图
（2）自制加热坐垫的加热功率为20W，保温功率为10W。
44.（2022·湖南长沙）某电热水壶有加热和保温两挡，简化电路如图所示。其中、为电热丝（不考虑其电阻变化）。已知该壶的额定电压为220V，只闭合开关时，电路中的电流为0.5A。
（1）求电热丝的阻值；
（2）只闭合开关时，求电热水壶的电功率；
（3），求使用加热挡时电热水壶在10s内产生的热量。
【答案】（1）440Ω；（2）110W；（3）12100J。
【解析】（1）只闭合开关时，此电路是只有R1的电路，电路中的电流为0.5A，根据欧姆定律I=可得
（2）根据电功率的计算公式P=UI，可得P=UI=220V0.5A=110W
（3）开关S1、S2闭合，是加热挡，R1、R2并联，通过R2的电流为
通过R1的电流为0.5A，则并联电路的总电流为
则并联电路的总电阻为
根据焦耳定律可得。
答：（1）电阻R1的阻值为440Ω；（2）电热水壶的电功率110W；（3）电热水壶在10s内产生的热量为12100J。
45.（2022·湖南郴州）如图所示，电源电压恒定，L为“6V 3.6W”的小灯泡（假设灯丝电阻不随温度变化）。当S1断开，S和S2闭合时，灯泡L正常发光；当S、S1、S2都闭合时，通过定值电阻R1、R2的电流之比为3：2；闭合开关S，在确保通过电阻R2的电流不为零的前提下，控制S1、S2的通断，R2消耗的最大功率和最小功率之比为9：1。求：
（1）灯泡L的电阻；
（2）电源电压；
（3）R2消耗的最大功率。
【答案】（1）10Ω；（2）6V；（3）4.8W。
【解析】（1）由“6V 3.6W”可得，小灯泡L的电阻为
（2）当S1断开、S和S2闭合时，R1、R2短路，只有L接入电路，小灯泡正常发光，即电源电压等于小灯泡两端的电压为6V。
（3）当S、S1和S2都闭合时，L、R1、R2并联，此时功率最大为
通过定值电阻R1、R2的电流之比为3：2，由并联电路各支路两端电压相等
可得
当S闭合，S1，S2都断开时，L、、串联，此时功率最小为
由R2消耗的最大功率和最小功率之比为9：1，则
可得，此时R2两端的电压为
根据串联分压规律
可得，此时R1两端的电压为
小灯泡两端的电压为
R2的阻值为
则R2消耗的最大功率为
答：（1）灯泡L的电阻10Ω；（2）电源电压6V；（3）R2消耗的最大功率4.8W。
46.（2022·四川达州）如图甲所示，电源电压恒定不变，灯泡L的额定电压为6V，滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”，电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~0.6A．当断开开关S1、S3，闭合S2，移动滑片，电压表示数为3V时灯泡正常发光。图乙是灯泡L、电阻R1的I-U图像。求：
（1）灯泡正常发光时的电阻。
（2）闭合S1、S2、S3时，允许通过滑动变阻器的最大电流。
（3）断开S2、S3，闭合S1时，电路的总功率。
【答案】（1）12Ω；（2）0.15A；（3）2.7W。
【解析】（1）灯泡L的额定电压为6V，由图乙可知，灯泡L的额定电流为0.5A，灯泡正常发光时的电阻
（2）如图乙，当电阻R1电压为6V时，电流为0.3A，R1阻值为
当断开开关S1、S3，闭合S2，灯泡L和滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器两端电压，移动滑片，电压表示数为3V时灯泡正常发光，则电源电压为
闭合S1、S2、S3时，灯泡L被短路，电阻R1和滑动变阻器R2并联，电流表测干路电流，R1和R2两端电压都等于电源电压，通过电阻R1的电流为
电流表量程为0~0.6A，允许通过滑动变阻器的最大电流
（3）断开S2、S3，闭合S1时，灯泡L和电阻R1串联，灯泡L和电阻R1电流相等，且它们两端电压之和为电源电压，即9V，由图乙可得，当电流为0.3A时，灯泡L两端电压为3V，电阻R1两端电压为6V，符合题意，电路的总功率
答：（1）灯泡正常发光时的电阻为12Ω；（2）闭合S1、S2、S3时，允许通过滑动变阻器的最大电流为0.15A；（3）断开S2、S3，闭合S1时，电路的总功率为2.7W。
47.（2022·四川德阳）如图所示，电路的电源电压恒定不变，灯泡L标有“10V 10W”字样，R1是滑动变阻器，变阻范围为，定值电阻R2的阻值为40Ω。求：
（1）灯泡L正常发光10min消耗的电能；
（2）闭合开关S2、S3，调节滑片使滑动变阻器R1连入电路的阻值为14Ω时，灯泡L恰好正常发光，电路的电源电压；
（3）当同时闭合S1、S2、S3，仍然要使灯泡L正常发光，滑动变阻器R1连入电路的阻值。
【答案】（1）6000J；（2）24V；（3）11.2Ω。
【解析】（1）灯泡L正常发光时的功率为10W，则灯泡正常发光10min消耗的电能
（2）闭合开关S2、S3，灯泡与滑动变阻器串联，灯泡正常发光，此时通过灯泡的电流（即电路的电流）
滑动变阻器R1两端的电压
电路的电源电压
（3）当同时闭合S1、S2、S3，灯泡与L1并联，然后再与滑动变阻器串联，灯泡正常发光，灯泡两端的电压为10V，通过灯泡的电流为1A；通过R2的电流
干路电流，即通过滑动变阻器的电流
滑动变阻器R1连入电路的阻值
答：（1）灯泡L正常发光10min消耗的电能为6000J；（2）电路的电源电压为10V；（3）当同时闭合S1、S2、S3，仍然要使灯泡L正常发光，滑动变阻器R1连入电路的阻值为11.2Ω。
48.（2022·四川成都）如图所示，电源电压U=5V，定值电阻R1=10Ω，R2=20Ω，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，电压表的量程为3V，电流表的量程为0.6A。
（1）开关S1、S2、S3均闭合时，求电路消耗的总功率；
（2）S1闭合，S2、S3断开，为保证电路元件安全，求滑动变阻器R能接入电路的阻值范围。
【答案】（1）3.75W；（2）0~15Ω。
【解析】（1）S1、S2、S3均闭合时，R1、R2并联，滑动变阻器R、电压表、电流表被短接，电源电压U=5V，电路中定值电阻R1=10Ω，R2=20Ω，电路中的总电阻R总为
即推出
电路消耗的总功率
（2）S1闭合，S2、S3断开，R1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，当滑动变阻器R接入电阻为0时，电路中总电阻最小，电路中的电流最大，此时电路中的电流为
由以上分析可知，电路中电流最大时并未超过电流表的量程，故滑动变阻器阻值可选取的最小值为Rmin=0。
根据串联电路中的电阻分压原理，滑动变阻器的电阻越大，其两端电压越大，电压表的示数也就越大，但电压表由于量程限制，最大示数只能到3V，此时是滑动变阻器达到电路安全允许的最大值，根据串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和
可知，当滑动变阻器R两端的电压达到电压表的量程Umax=3V时，定值电阻R1两端电压最小，此时电路中电流最小为
由以上分析可知，当时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，滑动变阻器接入电路中的最大阻值为
滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，所以可以取到15Ω，综上可总结出滑动变阻器R能接入电路的阻值范围是0~15Ω。
答：（1）开关S1、S2、S3均闭合时，电路消耗的总功率为3.75W。（2）S1闭合，S2、S3断开，为保证电路元件安全，滑动变阻器R能接入电路的阻值范围是0~15。
49.（2022·四川成都B） 在一次实践活动中，小军对家中常用的电热水壶（如图甲）进行了探究。这种水壶使用方便，能较快将水烧开。
（1）使用电热水壶，安全至关重要。小军首先认真阅读了使用说明书，并对一些重要的注意事项作出了如下分析，你认为他的分析不合理的是___________
A．电热水壶不能放在燃气灶旁，是为了防止损坏绝缘材料
B．电热水壶的插头必须接三孔插座，是为了防止短路
C．水量不超过最大限位，可以防止水烧开后溢出
D．必须保持插头和电源线干燥，是为了防止漏电造成事故
（2）小军观察电热水壶铭牌（如图乙）后，开始实际操作。他测出，电热水壶正常工作烧开2L水，用时8min。若电费单价为0.5元/kW·h，则烧开这壶水所花的电费为___________元；
（3）利用铭牌参数和小军测得数据，若要测出电热水壶的加热效率，除了要知道水的密度、水的末温外，还需知道的两个物理量是___________；
（4）小军继续对电热水壶的设计和使用说明进行探究，他提出了下列猜想，你认为不合理的是______
A．观察到加热元件安装在壶身底部而不是其他位置，可能是为了增强加热效果
B．原理图中指示灯与加热元件是并联而不是串联，可能是因为两者的额定电流相差很大
C．要求长时间使用后要清除水垢，可能是因为水垢增多，导致加热电阻变大，功率变小
【答案】①B；②0.12；③水的初温和水的比热容；④C。
【解析】（1）[1]A．电热水壶不能放在燃气灶旁，否则在使用燃气灶时产生的热量会把电热水壶的绝缘材料烤软甚至损坏，故A分析合理，不符合题意；
B．电热水壶的插头必须接三孔插座，是为了防止金属外壳带电而使人接触时触电，不是为防止短路，故B分析不合理，符合题意；
C．电热水壶烧水时，水量不超过最大限位，如果超过最大限位，当水沸腾会会溢出，烫伤人，故C分析合理，不符合题意；
D．必须保持插头和电源线干燥，如果潮湿，可能产生漏电，引起触电事故，故D分析合理，不符合题意。故选B。
（2）[2]由乙图可知，电热水壶正常工作时功率为1800W，工作8min消耗的电能为
W=Pt=1800W×8×60s=864×105J=0.24kW·h
若电费单价为0.5元/kW·h，则烧开这壶水所花的电费为N=0.5元/kW·h×0.24 kW·h=0.12元
（3）[3]根据公式
可知，要测出电热水壶的加热效率，需知道：消耗的电能W，水的比热容c，水的质量ρ，水的体积V，水的初温t0、末温t。根据题意，水的体积已知，W已经求出，所以除了要知道水的密度、水的末温外，还需知道的两个物理量是水的比热容c和水的初温t0。
（4）[4]A．加热元件安装在壶身底部而不是其他位置，为了加快水的对流，增强加热效果，故A合理，不符合题意；
B．指示灯电阻串联一个很大电阻再与加热元件并联，根据可知，指示灯功率很小，而加热元件能产生大量的热，功率很大，充分利用电能，所以指示灯与加热元件是并联而不是串联，可能是因为两者的额定电流（功率）相差很大，故B合理，不符合题意；
C．要求长时间使用后要清除水垢，可能是因为水垢增多，导致电热水壶的传导热量能力变差，需要加热更长时间，而不是加热电阻变大，功率变小，故C不合理，符合题意。故选C。
50.（2022·四川乐山）标有“6V 3.6W”字样的小灯泡和其它的电学元件连成电路，如图1，当只闭合开关S1时，滑动变阻器滑片P从右向左滑动的过程中记录下电压表示数U1和电流表示数I，并绘制出对应的U1一I图像（如图2），且当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光。已知定值电阻R0=12Ω，求
（1）电源电压U；
（2）小灯泡正常发光时的电阻RL；
（3）当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率P。
【答案】（1）6V；（2）10Ω；（3）6.6W。
【解析】（1）当只闭合开关S1时，灯泡与滑动变阻器串联，当滑片滑至最左端时，此时滑动变阻器接入的阻值为零，只有小灯泡接入，此时小灯泡正常发光，而小灯泡的规格是“6V 3.6W”，故小灯泡两端的电压为6V，电源电压为6V；
（2）小灯泡正常发光时的电阻
（3）当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光，电路中的总电阻最小，电流最大，最大的电流为0.6A，故根据图2可知，当滑片位于最右端时，滑动变阻器两端的电压为4V，通过滑动变阻器的电流为0.2A，故滑动变阻器的最大值为
当S1、S2、S3均闭合，灯泡被短路，滑动变阻器与定值电阻R0并联，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，此时滑动变阻器接入的电阻为
滑动变阻器的电功率为
定值电阻的电功率为
整个电路消耗的电功率。
答：（1）电源电压为6V；（2）小灯泡正常发光时的电阻为10Ω；（3）整个电路消耗的电功率为6.6W。
51.（2022·河北）如图所示，电源电压为18V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”。闭合开关S，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V。
（1）求R0的阻值；
（2）求滑动变阻器的最大阻值；
（3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P1；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功率为P2。求P1∶P2。
【答案】（1）10Ω；（2）80Ω；（3）2∶1。
【解析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）闭合开关S，移动滑片至中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V，所以R0的阻值为
（2）当电压表示数为3.6V时，滑动变阻器R两端的电压为UR=U-U0=18V-3.6V=14.4V
此时滑动变阻器接入电路的阻值为
由于电压表示数为3.6V时，滑片移至滑动变阻器中点，接入电阻为总电阻的一半，所以滑动变阻器的最大阻值为R总=2R=2×40Ω=80Ω
（3）由于电流表量程为“0~0.6A”，所以电路中的最大电流为0.6A，此时R0两端的电压
U0大=I大R0=0.6A×10Ω=6V<15V
所以电压表安全。此时电路消耗的最大功率为P1=UI大=18V×0.6A=10.8W
将电压表改接在R两端，若滑动变阻器全部接入电路，根据正比分压可知，则滑动变阻器两端的电压为
所以滑动变阻器不能全部接入电路。当电压表达到15V时，滑动变阻器接入电阻最大，电路中的电流最小，最小电流为
此时电路消耗的最小功率为P2=UI小=18V×0.3A=5.4W
所以P1∶P2=10.8W∶5.4W=2∶1
答：（1）求R0的阻值为10Ω；（2）求滑动变阻器的最大阻值为80Ω；（3）P1∶P2=2∶1。
52.（2022·四川凉山）某品牌电热水壶铭牌中部分参数如图所示，现将其接入220V电路中，向壶内盛人1.5L的水，在标准大气压下将水从20℃加热至沸腾，求：
额定电压
220W
额定功率
1000W
容量
1.5L
（1）此过程中壶内水吸收了多少热量；
（2）该电热水壶正常工作时电阻是多大；
（3）若烧水实际耗时为10min，求此过程电热水壶热效率是多少。
【答案】（1）5.04×105J；（2）48.4；（3）84%。
【解析】（1）此过程中壶内水的质量为
此过程中壶内水吸收的热量为
（2）该电热水壶正常工作时电阻是
（3）电热水壶的消耗的电能为
电热水壶的热效率是。
答：（1）吸收了5.04×105J热量；（2）电热水壶正常工作时电阻是48.4；（3）电热水壶的热效率是84%。
53.（2022·四川眉山）为加快构建清洁低碳安全高效新能源体系，国务院办公厅于2022年5月30日转发了国家发改委能源局《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》，将大力推动开发新能源，引导全社会消费绿色电力。下表是我国自主研发的某新能源电动车的部分参数：
充电电压U
380V
充电电流I
100A
支付方式
刷卡支付、APP扫二维码（小程序）
安装方式
壁挂式、立柱式
电车将电能转换为机械能的效率
60%～75%
在该新能源电动车正常充电10min后，求：
（1）电动车获得的电能；
（2）若获得的电能由完全燃烧热值为的燃油来提供，需要该燃油的质量；
（3）若该电动车在水平公路上匀速行驶受到的阻力为500N，电动车将电能转换为机械能的效率为60%，该车能行驶的路程。
【答案】（1）；（2）0.57kg；（3）。
【解析】（1）由题意可知，新能源电动车正常充电10min后，电动车获得的电能
（2）若电动车获得的电能由完全燃烧燃油来提供，则
由公式得，需要该燃油的质量为
（3）因为电动车将电能转换为机械能效率为60%，所以电动车获得的机械能为
又因为电动车在水平公路上匀速行驶，所以
由得
答：（1）电动车获得的电能为；（2）若获得的电能由完全燃烧的燃油来提供，需要该燃油的质量为0.57kg；（3）该车能行驶的路程为。
54.（2022·湖北十堰）如图是某新型多挡榨汁机电路结构简化图。它具有榨汁、加热、保温功能，部分参数如下表。（果汁密度近似水的密度，果汁比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求：
榨汁机部分参数
额定电压
220V
榨汁功率
66W
加热功率
220W
保温功率
88W
容积
300mL
（1）将榨汁机中300mL的果汁从10℃加热到30℃，吸收的热量；
（2）仅榨汁时，电路中的电流；
（3）电阻R1的阻值。
【答案】（1）2.52×104J；（2）0.3A；（3）330Ω。
【解析】（1）果汁的体积V=300mL=3×10-4m3
果汁的质量为m=ρV=1.0×103kg/m3×3×10-4m3=0.3kg
果汁吸收的热量为Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.3kg×（30℃-10℃）=2.52×104J
（2）榨汁时的功率为66W，根据公式P=UI可得，榨汁时的电流为
（3）分析电路图，由公式 可知，只闭合S2时，R1、R2串联，电阻较大，功率较小，此时为保温状态，电路的总电阻为
S2、S3都闭合时，R1被短路，R2单独工作，电路电阻较小，功率较大，此时为加热状态，R2的阻值为
所以R1的阻值为R1=R总-R2=550Ω-220Ω=330Ω
答：（1）将榨汁机中300mL的果汁从10℃加热到30℃，吸收的热量为2.52×104J；（2）仅榨汁时，电路中的电流为0.3A；（3）电阻R1的阻值为330Ω。
55.（2022·贵州黔东南） 如图甲所示，是芳芳家新买的一款多功能电饭煲，乙为该电饭煲的工作原理图。R1和R2均为阻值不变的电热丝，S为手动开关，S1为自动控制开关。已知R2=800Ω，多功能电饭煲的主要部分参数如下表所示。求：
品名
多功能电饭煲
额定电压
220V
频率
50Hz
加热档功率
605W
保温档功率
（1）电饭煲正常工作时，电阻R1的阻值；
（2）正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温档的功率；
（3）芳芳想了解家里电路的实际电压，她将家里的其他用电器都关闭，只让电饭煲在加热档工作，观察到家里标有“ ”字样的电能表铝盘2min转过50转，则她家的实际电压。
【答案】（1）80Ω；（2）55W；（3）200V。
【解析】（1）由电路图可知，当开关S和S1都闭合时，电路为R1的简单电路，当只闭合开关S、断开S1时，电路为R1与R2串联，根据可知，当开关S和S1都闭合时，电路
中总电阻最小，电饭煲的功率较大，此时为加热挡；当只闭合开关S、断开S1时，电路中的电阻较大，电饭煲功率较小，此时为保温挡；电饭煲正常工作时，即加热档时电阻R1的阻值
（2）当只闭合开关S、断开S1时，R1与R2串联，电路中的电阻较大，电饭煲功率较小，此时为保温挡；正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温档的功率
（3）标有“ ”字样的电能表铝盘2min转过50转，消耗的电能
电路消耗的功率
她家的实际电压
答：（1）（1）电饭煲正常工作时，电阻R1的阻值80Ω；（2）正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温档的功率为55W；（3）家里标有“ ”字样的电能表铝盘2min转过50转，则她家的实际电压200V。
56.（2022·青海）“厨宝”是一种小型家用厨房热水器，内部电路如图所示，R为电热丝，额定电流为5A。该“厨宝”正常工作100s能将5kg水的温度升高4℃，已知c水=4.2×103J/（kg·℃）。请你完成下列计算：
（1）“厨宝”的功率；
（2）“厨宝”消耗的电能；
（3）水吸收的热量；
（4）“厨宝”的效率。
【答案】（1）1100W；（2）1.1×105J；（3）8.4×104J；（4）76.4％。
【解析】（1）“厨宝”接在家庭电路中，额定电压为220V，额定电流为5A，功率为
P=UI=220V×5A=1100W
（2）消耗的电能为W=PU=1100W×100s=1.1×105J
（3）水吸收的热量为
（4）“厨宝”的效率为。
答：（1）“厨宝”的功率为1100W；（2）“厨宝”100s消耗的电能为1.1×105J；（3）水吸收的热量8.4×104J；（4）“厨宝”的效率约为76.4％。
57.（2022·福建）如图是某晾衣机的工作电路图，电源电压U=220V，其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时，晾衣机开启风干功能，其额定功率P1=44W；当开关S1、S2均闭合时，晾衣机开启烘干功能，通过R的电流I2=1A。求：
（1）使用风干功能时通过电动机的电流；
（2）使用烘干功能时电阻R在1min内产生的热量；
（3）使用烘干功能1h消耗的电能。
【答案】（1）0.2A；（2）1.32×104J；（3）0.264kW•h。
【解析】（1）使用风干功能时，电路中只有电动机工作,由知道，此时通过电动机的电流
（2）使用烘干功能时，电路中电动机和发热电阻并联，两端电压相同，由 知道，1min内产生的热量
（3）电阻的功率
电路消耗的总功率
电路消耗的总电能。
答：（1）使用风干功能时通过电动机的电流是0.2A；（2）使用烘干功能时电阻R在1min内产生的热量是1.32×104J；（3）使用烘干功能1h消耗的电能是0.264kW•h。
58.（2022·湖南常德） 如图所示，电路中使用的是可调电压电源，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，小灯泡L标有“12V 18W”的字样（不考虑温度对小灯泡电阻的影响）。
（1）开关S1、S2、S3闭合，调节电源电压为6V时，求电流表A的示数；
（2）开关S1、S2闭合，S3断开，调节电源电压为10V时，求小灯泡L的实际发光功率；
（3）开关S1闭合，S2、S3断开，调节电源电压使小灯泡L正常发光时，求电路消耗的总功率。
【答案】（1）；（2）；（3）。
【解析】（1）由灯泡的规格可知，灯泡的电阻为
由电路图可知，开关S1、S2、S3闭合时，电阻R1被短路，R2与灯泡L并联，电流表A测干路电流，由并联电路电流规律可知，电流表A的示数为
（2）由电路图可知，开关S1、S2闭合，S3断开时，为灯泡L的简单电路，由可知，灯泡的实际功率为
（3）由电路图可知，开关S1闭合，S2、S3断开时，R1与灯泡L串联，由灯泡的规格可知，小灯泡L正常发光时，通过电路的电流为
由串联电路电压规律可知，电源电压为
由可知，电路消耗的总功率为。
答：（1）开关S1、S2、S3闭合，调节电源电压为6V时，求电流表A的示数为；（2）开关S1、S2闭合，S3断开，调节电源电压为10V时，求小灯泡L的实际发光功率为；（3）开关S1闭合，S2、S3断开，调节电源电压使小灯泡L正常发光时，求电路消耗的总功率为。
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