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2023年中考物理真题分类汇编：电能 电功1专题及答案
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这是一份2023年中考物理真题分类汇编：电能 电功1专题及答案，共33页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题，实验探究题，综合题，简答题等内容，欢迎下载使用。
2023年中考物理真题分类汇编：电能 电功1
一、单选题
1．如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和33圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并联在电路中工作一段时间，下列说法正确的是（ ）
A．通过R1的电流等于通过R2的电流
B．R1两端的电压大于R2两端的电压
C．R1的电功率大于R2的电功率
D．R1消耗的电能小于R2消耗的电能
2．某电饭锅有加热和保温两种功能，其简化电路如图所示，R1、R2为加热电阻，S为电源开关，S1为温控开关。闭合电源开关S，温控开关S1由闭合到断开，下列说法正确的是（ ）
A．电饭锅进入加热状态 B．电路总电压变小
C．电路总电流变大 D．电路总功率变小
3．下列是生活中常见的物理现象，其中理解正确的是（ ）
A．家庭电路保险丝熔断了，一定是电路发生了短路
B．正在发光的灯泡变暗了，是因为它的实际功率变小了
C．冰箱工作时，外壳两侧很热，这是电流热效应引起的
D．因为考点屏蔽了手机信号，所以考场内不存在电磁波
4．已知R1=2Ω，R2=3Ω，琴琴同学分别按图甲和图乙两种方式将两电阻连接在一起，则（ ）
A．图甲中R1与R2的电流比I1：I2=2：3
B．图乙中R1与R2的电压比U1：U2=3：2
C．图甲与图乙的总功率比P1：P2=6：25
D．图甲与图乙的总功率比P1：P2=25：6
5．标有“6V；3W”和“6V；6W”的灯L1和L2（假设两灯灯丝电阻不变），若将它们串联在某电源上，使其中一个灯正常发光时，下列说法正确的是（ ）
A．通过灯L1和L2的电流之比为1∶2
B．灯L1和L2两端的电压之比为2∶1
C．灯L2和L1的发光亮度相同
D．能够正常发光的灯应是灯L2
6．下列利用电流热效应工作的用电器是（ ）
A．电视机 B．电风扇 C．电脑 D．电炉
7．如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．a曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像
B．电源电压为8V
C．灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路的阻值为40Ω
D．灯泡的额定功率为3.5W
8．生活中处处有物理，根据你的经验，下列描述最符合实际的是（ ）
A．一层教学楼的高度约为10m
B．一名普通中学生的质量约为50kg
C．成年人步行的速度约为10m/s
D．教室内每只灯管的电功率约为500W
9．随州日报2023年5月25日报道了国能长源随州发电有限公司“风光水火储”综合发展的良好势头。风电、光电、水电、火电、储能多向发力，公司全面投产后预计年发电量可达60亿度。随县光电400MW项目只是公司的一部分。下列说法正确的是（ ）
A．“度”是电功率的单位，“MW”是电功的单位
B．60亿度即6×106度，400MW即4×104W
C．利用煤炭进行火力发电时，只要注意节约不浪费，发电效率可以达到100%并且不会对环境造成任何污染
D．风能、水能、太阳能可以从自然界中不断获得，属于可再生能源
10．某科技小组设计了一个地磅，地磅内部简化电路如图。其工作原理是车辆开上地磅会压缩弹簧（弹簧处于弹性限度内）引起滑片P移动，当电路的电流I≥I0（I0为某一定值）时，电路中电铃会发出警示声（电铃可视为一个小电阻），表明车辆超重了。圆圈处是电压表可反映车辆的重量，R0为保护电阻，电源电压不变。下列说法正确的是（ ）
A．车辆越重，弹簧的弹性势能越小
B．车辆越轻，电压表的示数越小
C．车辆越重，电压表的示数越小
D．当地磅上无车辆时，电路消耗的总功率最大
11．用如图电路探究电流与电阻的关系，所用器材：电源（6V），定值电阻R1（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各1个），规格为“15Ω：1A”的滑动变阻器R2，右表为实验数据记录表．关于该实验，下列说法正确的是（ ）
序号
电阻R1/Ω
电流I/A
1
5
0.6
2
10
0.3
3
15
0.2
4
20
未测
A．实验过程中控制电压表示数为2V
B．将电阻R1由5Ω更换为10Ω时，应向左适当移动滑动变阻器滑片
C．前3次实验中，滑动变阻器的功率在第1次实验中最小
D．若使用现有器材完成第4次实验，需要改变电路
二、多选题
12．如图所示的电路中，电源电压恒定为6V，变阻器R1标有“20Ω，0.5A”字样，定值电阻R2标有“10Ω，1A”字样若电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~3V”，滑片移动时，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．电流表变化范围0.3A~0.5A B．电压表变化范围1.5V~3V
C．滑动变阻器阻值范围2Ω~10Ω D．电路总功率最大值2.7W
13．如图所示，电源电压不变，只闭合开关S1后，电流表的示数为0.4A；断开开关，将电流表和电压表的位置互换，再将开关S1、S2均闭合后，电流表的示数为1A，电压表的示数为6V。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．电阻R2的阻值为15Ω
C．两表位置互换前后，电阻R1两端的电压之比为2：5
D．两表位置互换前后，电阻R2的功率之比为9：25
14． 如图甲所示的电路，R0为定值电阻，R为滑动变阻器(0～25Ω)。闭合开关，调节滑动变阻器，记录电压表示数U、电流表示数I，作出U−I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的有（ ）
A．R0的阻值为5Ω
B．电源电压为2.5V
C．当电压表示数为2V时，电路消耗的总功率为0.6W
D．当电压表示数为1V时，滑动变阻器消耗的电功率最大
三、填空题
15．如图所示，电源电压保持不变，R2=30Ω，R3=10Ω。当闭合开关S，断开开关S1、S2时，电压表的示数为4V，电流表示数为0.2A，则电源电压为 V；当开关S、S1、S2都闭合时，则电路消耗的总功率为 W。
16．如图所示，将洗衣机三脚插头插入三孔插座，可使洗衣机的 与大地相连，防止发生触电事故。将某用电器单独接在如图所示电能表上正常工作3min，电能表转盘转了100转，则该用电器的额定功率是 W。
17．如图所示，小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置，当水位未达到金属块M时，灯泡不亮。水位达到金属块M时，灯泡亮，则接线柱C应与 （选填“A”或“B”）相连。已知灯泡的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流是 A。通电1min，灯泡消耗的电能是 J。
18．我国拥有全球最大的海上风力发电站。风能属于 能源，风力发电设备测试时，风机叶片转动一圈用时20s，发电功率约为6120kW，则风机叶片转动一圈的发电量为 kW·h。
19．通常情况下，家庭电路中各个用电器的连接方式是 （选填“串联”或“并联”）。已知家庭电路的电压是220V，在额定电流为10A的插座上，接入一台“220V，200W”的电冰箱后，最多还可以接入总功率为 W的用电器。
20．某品牌电动汽车的电池容量为130Ah，额定电压为400V，充电时它将电能转化为 能存储起来，充满电后它存储了 kW·h的能量。
21．如图甲为一只家用电吹风，它内部有一根电热丝和一个产生强风的风扇。
（1）小丽给家里的猫咪洗完澡，用电吹风帮猫咪吹干毛发后，发现原本干净的电吹风尾部吸附了不少毛发，造成这一现象的物理原理是 ；
（2）如图乙为电吹风的内部电路简图，通过开关S1和S2实现冷风和热风两挡功能，电热丝应该接在图中 （选填“A”或“B”）位置；
（3）该电吹风的部分参数如下表，电吹风冷风挡正常工作时，通过风扇的电流是多少 ？（保留两位小数）电热丝的电阻及其1min内产生的热量是多少？
额定电压
220V
热风功率
1250W
冷风功率
40W
22．如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为 A，电源电压为 V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，电路在1min内消耗的电能为 J。
23．如图所示，将重力为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长L为1m，斜面高h为0.3m，拉力F为4N，拉力的功率为2W，则此过程中，斜面的机械效率是 %，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是 s。
24．如图所示，已知电源电压为3V，小灯泡L的规格“3V0.9W”，滑动变阻器的规格“20Ω1A”，电流表量程为0～3A，则小灯泡正常发光时阻值RL= Ω。当开关S1、S2同时闭合，改变滑动变阻器的接入电阻，小灯泡的亮度将 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)；保持开关S1始终闭合，调节电路，使电路消耗的最大功率为P1，最小功率为P2，则P1：P2= 。
25． 小明观察到家里的电能表如图所示。他只将一个电热水器接入家庭电路正常工作，观察到电能表指示灯闪烁80次用时48秒，则这段时间内，电热水器消耗的电能为 J，电热水器电阻丝阻值为 Ω；该热水器连续工作30min，电能表示数将变为 kW⋅ℎ。
26．某导体两端的电压为3V时，10s通过导体横截面的电荷量大小为5C，此时通过导体的电流为 A，电流做的功为 J；当导体两端的电压为6V时，它的电阻为 Ω。
27．某节能灯标有“220V 22W”字样，当它正常工作时，电功率为 W，通过它的电流为 A。
28．小明家中安装的电能如图所示，其中“3000r/kW·h”表示接在这个表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，转盘转过 转；小明关闭家里其它所有用电器，只打开空调，观察电能表转盘在1min内刚好转动了50转，则空调的功率是 W。
四、计算题
29．某电热水器内部简化电路如图甲所示，由控制电路和加热电路组成。控制电路中电源电压恒为12V，R0为定值电阻，Rt为热敏电阻，其阻值随水温的变化关系如图乙所示，电流鉴别器相当于电流表；加热电路中电源电压为220V，加热电阻R1阻值为48.4Ω。当热水器中水温降到40℃时，鉴别器中电流减小到30mA，开关S2闭合，加热电路开始加热；当水温升至某温度时，鉴别器中电流增大到40mA，开关S2断开，加热电路停止加热。
（1）开关S2闭合，求加热电路的电功率；
（2）求定值电阻R0的阻值；
（3）求加热电路停止加热时水的温度。
30．R是一个随推力F变化而变化的电阻，F与R的关系如图甲所示。现有如图乙，丙的两个电路，R0为定值电阻，阻值为20Ω，电源电压恒为6V，电流表量程为0~0.6A。
（1）当小白同学推力为0时，求电阻R的阻值；
（2）用300N的力推电阻，求R0的电功率（图乙）；
（3）图丙中，当干路电流不超过电流表量程时，小白同学推力F的最大值。
31．图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如乙图所示，R1和R2是电热丝，通过单独或同时闭合开关实现低温和高温挡切换，低温挡功率为440W，高温挡功率为880W，已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg·℃)。求：
（1）当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）若不考虑能量损失，正常使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的时间；
（4）若实际正常使用高温挡加热的时间为800s，该电饭锅的加热效率。
32．下图是某暖手宝的工作原理图，电源电压恒为6V，电阻R1为10Ω，闭合开关S，电路的总电流为1A，求：
（1）通过R1的电流；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电路消耗的总电功率。
33．如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 3.6W”（电阻不随温度而变化），滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，电流表的量程为0~3A。当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到距R最右端13处时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡的电阻RL；
（2）通电10s电路消耗的电能；
（3）在保证电路安全的前提下，任意调整开关S、S1、S2的开闭状态，并移动变阻器的滑片P，电路消耗总功率的最小值与最大值之比。
34．如图所示，电源电压不变，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω；2A”，灯泡L的额定电流为0.3A。图是灯泡L的电流与电压关系图像。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，当滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A。
（1）求电源电压；
（2）在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，灯泡的最小功率是多少？
（3）用定值电阻R1替换灯泡L，在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A，这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于50Ω，求定值电阻R1的可能值。
35．如图所示，电源电压恒为18V，滑动变阻器R上标有“30Ω 1A”的字样，定值电阻R1=18Ω，小灯泡L上标有“6V 3W”字样（设小灯泡的电阻不随温度变化），电流表的量程为0~3A，求：
（1）闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器的滑片P移到最上端a时，电流表的示数；
（2）闭合开关S、S2，断开S1时，移动滑动变阻器的滑片P，使小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器接入电路中的阻值；
（3）闭合开关S、S1、S2，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器的滑片P从最上端a向b端移动到某个位置时，电路的最小功率。
36．图甲是一款可调节功率的老式电热器简化电路图。电源电压为220V，定值电阻R1是加热部分，R2是最大阻值为176Ω的滑动变阻器。开关S接1时，电热器处于加热挡，通过调节R2接入电路的阻值来改变R1的加热功率，其最大加热功率为1100W。当电热器达到设定温度或加热到设定时间，开关S自动接2，电热器处于保温挡。
（1）求以最大功率工作时电路中电流大小；
（2）如图乙，电能表上参数“R/kW·h”前面数值不清。让电热器以最大加热功率单独工作72s，与之相连的该电能表铝盘转过66圈。请求出该数值大小；
（3）求电热器处于保温挡时，电路中电能的利用率。请从节能的角度对电热器提出改进建议。
37．在实践活动中，物理小组计划制作一个水位显示仪，用电流表或电压表来显示蓄水池水位的高低。小组选用了电压恒为6V的电源、最大阻值为20Ω的均匀弧形电阻片R、多个定值电阻、量程为0~0.6A的电流表、量程为0~3V的电压表以及滑杆、细杆、浮子等器材。设计要求是：①电流表或电压表示数越大，表示水位越高。②当滑片滑动到电阻片的一端时，电流表或电压表示数要恰好达到满偏（量程的最大值），指针位置表示蓄水池规定的最高水位；当滑片滑动到电阻片的另一端时，电流表或电压表指针所指位置表示规定的最低水位。小明利用电流表设计了一个符合要求的装置，其中滑片P与滑杆连接，滑杆可绕固定轴O转动，另一端通过轻质细杆连接一个浮子，如图甲所示。求：
（1）当水位最高时，滑片应该滑到a端还是b端？小明选用的定值电阻R0的阻值为多少？
（2）当水位最低时，电流表的示数为多少？此时电路中R0消耗的功率为多少？
（3）另一个同学想用电压表显示水位高低，他拆下装置中的电流表，将电压表连接到电路中，如图乙所示。请分析说明他的设计是否符合要求？如果符合，说明理由；如果不符合，提出能够达到设计要求的具体改进方法。
38．如图为某商场安装的光敏电阻自动计数器的示意图。其中，A为点光源，B为匀速运行的自动扶梯，电源的电压为6V，R为光敏电阻，R0为定值电阻（R0=15Ω），R0两端接计数器。当点光源的光照射在光敏电阻上时，光敏电阻R=R0；当扶梯上有顾客通过，挡住由点光源射向光敏电阻的光线时，R的电阻值就增大，计数器则计数一次。
（1）若自动扶梯满载时，前、后相邻的两个顾客之间的距离均为45cm，自动扶梯运行的速度为0.9m/s，第1次光源计数到第203次计数所用的时间是多少?
（2）当自动扶梯载着顾客正常运行时，定值电阻R0消耗的最大功率是多少?
39．如图是当今世界上最新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，最大车速能达到1.6×103km/h，它创造了短期内无法超越的世界纪录。在某次测试中，该超音速汽车以1.26×103km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶时，汽车受到水平方向的阻力为1.8×105N，求在这次测试中：
（1）汽车受到水平方向的牵引力；
（2）汽车牵引力的功率。
40．下图是陈老师办公室电热水壶的照片，右图是其内部电路的简化图。电路主要由并联的两个支路组成：一支路是由指示灯（2V 0. 1W）和“限流电阻”串联而成；另一支路接有发热盘（发热电阻）。已知电源电压为220V，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
（1）判断“限流电阻”是“大电阻”还是“小电阻”（小于10Ω为“小电阻”，大于100Ω为“大电阻”）。直接写出你判断的结论无需证明无需说明理由；
（2）用该电热水壶给壶内1kg、20℃的水加热，已知加热功率为1000W，加热时80%的热量被壶内的水吸收，求多长时间可以将水烧开（100℃）？
41．如图甲所示为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，工作电路简化为图乙所示，其中S'为挡位开关，R1、R2为发热电阻(假定工作时电阻不变)，A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火挡的额定功率为2420W，R2的阻值为180Ω。
（1）判断A灯是 (选填“红灯”或“绿灯”)，你的判断依据是什么？
（2）求电中药壶“文火”挡的额定功率？
（3）某天用电高峰时，小艺用电中药壶帮奶奶熬药，为了计算家里电路的实际电压，她关了家里其它用电器，只将电中药壶调到猛火挡上，电中药壶工作1min，电能表(如图丙所示)的电能表表盘转了100转，由此她计算出家庭电路的实际电压是多少？
42．如图甲，R1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U～I图像。闭合开关S、S1，断开S2，电流表示数为0.4A，再闭合开关S2，电流表示数变为0.6A。求：
（1）电源电压；
（2）R2的阻值；
（3）若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量。
43． 某种带保温功能的电热水壶，其发热部分电路如图所示。已知电源电压U=220V保持不变，电阻丝R1=110Ω、R2=88Ω。通过调节开关S1、S2可以实现低温、中温、高温三挡的切换；当水温降到60℃时，电路自动切换成低温挡进行保温。已知c水=4.2×103J/(kg⋅℃)。
（1）当电热水壶处于中温挡时，求电热水壶消耗的电功率；
（2）当电热水壶分别处于高温挡与低温挡时，求通过电阻丝R1的电流之比；
（3）用电热水壶高温挡把m=2kg的水从t1=28℃加热到t2=100℃，自动断电，其中电热水壶加热效率η=84%。当电热水壶中水温降到60℃时，继续保温t=1.8ℎ，问电热水壶这次加热和保温一共消耗多少度电？
44．如图所示，劳动课上，某同学用电磁炉烧水。水壶中装满初温为25℃的水，水壶和电磁炉的部分参数如下表所示。[当时气压为一个标准大气压。ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，g=10N/kg]求：
水壶
电磁炉烧水档
净重：500g
额定电压：220V
容量：2L
额定功率：2000W
（1）壶中水的质量；
（2）烧水时壶底的受力面积为100cm2，壶对电磁炉的压强；
（3）当水刚好烧开时，水吸收的热量；
（4）电磁炉正常工作，若加热效率为84%，水刚好烧开所需的时间。
45．如图所示，电源电压恒定不变，灯L1标有“3V 3W”字样，灯L2标有“3V 6W”字样，闭合开关S，两灯均正常发光。求：
（1）灯L1的电阻；
（2）电流表的示数；
（3）电路消耗的总功率。
46．额定功率为1000W的电热水壶正常工作时，把质量为1kg的水从10℃加热到100℃，用时420s，已知c水=4.2×103J/(kg⋅°C)，求：
（1）水吸收热量；
（2）电热水壶的效率。
47．如图所示的电路，电源电压可调，R为标有“1.5A”字样的滑动变阻器，a、c为其两端点，电流表量程为0~3A，电压表量程为0~15V，灯L1标有“6V 7.2W”字样，灯L2标有“6V 4.8W”字样，忽略温度变化对灯丝电阻的影响。试问：
（1）L1正常发光时的电流和电阻；
（2）闭合开关S，断开S1和S2，在不损坏电路的情况下，使其中一盏灯正常发光，电压表示数是多少？
（3）闭合开关S和S2，断开S1，将电源电压调至12V，当滑动变阻器滑片P滑到b点时，小灯泡正常发光，此时Rbc=3Rab，则滑动变阻器的最大阻值是多少？
（4）闭合开关S和S1，断开S2，将滑片P由b滑动到c端的同时调节电源电压，使小灯泡正常发光，其它各元件均安全，此过程中电路的总功率变化的范围。
五、实验探究题
48．小京用如图所示的电路探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻是否有关，其中两个烧瓶完全相同，瓶内装有质量和初温相同的煤油、相同的温度计A和B、阻值不等的电阻丝R1和R2。
（1）该实验采用串联电路可以控制 相同和 相同；
（2）闭合开关一段时间，两支温度计示数的变化量不相等，实验结论是： 。
49．课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。
（1）为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用____（选填字母）；
A．“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B．“20Ω 2A”的滑动变阻器
C．“5Ω 1A”的滑动变阻器
（2）电路连接完成后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 ；
（3）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 端移动（选填“左”或“右”）；
（4）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（5）实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下：
①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R'的滑片，使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为8V；
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表的示数为14V；
④小灯泡的额定功率P额= W。
50．小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是____ ；(项符号)
A．灯泡短路 B．灯泡断路
C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路
（2）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是 A；
（3）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向 (选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片；
（4）小丽根据记录的多组I−U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙所示)，则小灯泡的额定功率为 W；
（5）小丽根据小灯泡的I−U图象(如图丙所示)，分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而 (选填“增大”“不变”或“减小”)，你认为原因是 。
（6）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线； 连接电路过程中，开关应该 (选填“断开”或“闭合”)，滑动变阻器的滑片应该移动到 (选填“最左”或“最右”)端；
51．物理王兴趣小组的同学小徐做“测小灯泡电功率”的实验，他将电源（电源电压为2伏的整数倍）、待测小灯（额定电压为2.5伏）、滑动变阻器（A：20Ω 2A和B：10Ω 2A各一个）、电流表、开关串联。并将电压表并联入电路，最后完成了实验。实验时，他将电压表的示数Uv，电流表的示数IA，以及两者的商UvIA记录下来，表格中为部分数据。
序号
Uv（伏）
IA（安）
Uv/IA(Ω)）
1
3.0
0.18
2
2.5
0.26
3
5
①此实验的实验原理： ；
②通过计算说明，小徐选的滑动变阻器是： ；
③求出小灯的额定电功率 （需写出主要计算过程）。
52．重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为3×104kg的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，如图2所示。根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。
（1）风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW·h的电能，单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少 ？
（3）储能系统将2个重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少 ？
（4）储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为1.44×107J，则该过程的发电效率是多少 ？据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达70%以上，请你通过计算，判断这一数据是否可信 ？（已知系统提升重物的效率为90%）
六、综合题
53．小京利用图甲所示电路获取了额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电流，并利用所测的数据绘制出电流I随其两端电压U变化的图像，如图乙所示。
（1）画出实物电路所对应的电路图；
（2）求小灯泡两端电压为1.0V时的电阻；
（3）求小灯泡正常发光时的电功率。
54．微波炉是生活中常用的用电器，电功率大、热效率高、清洁卫生、使用方便。商场中，一位顾客和售货员在微波炉的使用上出现了不同意见。售货员说，微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费；顾客说，微波炉很费电，他家的微波炉常常“烧保险”。请你从物理学角度分析并加以说明。
（1）顾客所说“烧保险”的原因。
（2）售货员所说“花不了多少电费”的理由。
（3）如何更安全地使用微波炉，请谈谈你的看法。
55．小明给家里买电热水壶，他测试了价格相同的甲、乙两款电热水壶，它们的铭牌如图所示。均正常工作，都把质量为1kg的水从20℃加热到42℃，甲用时125s，乙用时120s。【c水=4.2×103J/(kg⋅℃)】
（1）甲电热水壶正常工作时电阻是多大？
（2）质量为1kg的水从20℃加热到42℃，吸收的热量是多少？
（3）如果从甲或乙中选择一款节能的电热水壶，通过计算分析，他应该选择哪一款？
56．阅读下列文字，回答下列问题：
（1）船闸的工作原理是 ，图乙中船相对于大坝是 （填运动或静止）；
（2）图丙中定滑轮的作用是 ；
（3）琴琴同学在大坝上看到水面波光，是因为水面部分区域发生了 反射，一艘重2000吨的轮船驶入河中，受到的浮力为 ；
（4）图丙的电梯：船上升速度为18m/min，则重物下降速度为 m/s，若船与江水总重为1.5万吨，则电梯功率为 ；
（5）如图丁所示，已知：电梯中4个发电机的电能与机械能的转换比为10∶6，已知电源电压恒定为U，求t1时通过每个发电机的电流为 。
七、简答题
57．在家庭电路中，如果导线断了又连接起来，连接处往往比别处更容易发热，会加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？
答案解析部分
1．D
2．D
3．B
4．C
5．B
6．D
7．D
8．B
9．D
10．B
11．D
12．A,C
13．A,C,D
14．A,C
15．6；3
16．金属外壳；1000
17．B；0.5；360
18．可再生；34
19．并联；2000
20．化学；52
21．（1）流体中流速越大的位置，压强越小
（2）B
（3）0.18A；7.26×104J
22．0.6；8；384
23．75；2
24．10；不变；26：3
25．9.6×104；24.2；5219.1
26．0.5；15；6
27．22；0.1
28．3000；1000
29．（1）解：开关S2闭合，加热电路的电功率P=U12R1=(220V)248.4Ω=1000W
答：开关S2闭合，求加热电路的电功率1000W；
（2）解：鉴别器中电流为30mA时，R总=UI=12V0.03A=400Ω
当t=40°C时，由图乙可知Rt=150Ω
R0=R总−Rt=400Ω−150Ω=250Ω
答：定值电阻R0的阻值250Ω；
（3）解：鉴别器中电流增大到40mA，开关S2断开，加热电路停止加热。此时电路总电阻R总'=UI′=12V0.04A=300Ω
此时Rt接入的阻值为Rt'=R总'−R0=300Ω−250Ω=50Ω
由图乙可知当Rt=50Ω时，t′=80°C
答：加热电路停止加热时水的温度为80℃。
30．（1）解：由题图甲可知，当推力为0时，电阻R的阻值为40Ω。
答：推力为0时，电阻R的阻值为40Ω
（2）解：用300N的力推电阻时，电阻R的阻值为10Ω，电路中的电流I=UR总=6V10Ω+20Ω=0.2A
R0的电功率P=U0I0=I02R0=(0.2A)2×20Ω=0.8W
答：图乙中R0的电功率为0.8W；
（3）解：图丙电路中，通过R0的电流I0'=UR0=6V20Ω=0.3A
电流表允许通过的最大电流为0.6A，因为R与R0并联，则通过R的最大电流I'=0.6A−0.3A=0.3A
根据欧姆定律可得，R的阻值最小R=UI'=6V0.3A=20Ω
由题图甲可知，此时的推力为200N，随着推力的增大，R的阻值减小，故最大推力为200N。
答：小白同学推力F的最大值为200N
31．（1）解：当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流I低=P低U=440W220V=2A
答：当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流为2A；
（2）解：由图乙可知，当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P=U2R可知，电路中的总功率最大，电饭锅处于高温挡；当只闭合S1时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，由P=U2R可知，电路的总功率最小，电饭锅处于低温挡；R2的电功率P2=P高−P低=880W−440W=440W
R2的阻值R2=U2P2=(220W)2440W=110Ω
答：电热丝R2的阻值为110Ω；
（3）解：粥吸收的热量Q吸=c粥mΔt=4.0×103J/(kg⋅°C)×2kg×(86°C−20°C)=5.28×105J
不考虑热量损失，电饭锅消耗的电能W=Q吸=5.28×105J
电饭锅工作的时间t=WP高=5.28×105J880W=600s
答：若不考虑能量损失，正常使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的时间为600s；
（4）解：电饭锅实际消耗的电能W'=P高t'=880W×800s=7.04×105J
该电饭锅的加热效率η=Q吸W′=5.28×105J7.04×105J=75%
答：若实际正常使用高温挡加热的时间为800s，该电饭锅的加热效率为75%。
32．（1）由电路图可知，R1和R2并联，由欧姆定律可得，通过R1的电流为I1=UR1=6V10Ω=0.6A
（2）由并联电路的电流规律可得，通过R2的电流为I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A
故由欧姆定律可得，电阻R2的阻值为R2=UI2=6V0.4A=15Ω
（3）由P=UI可得，电路消耗的总电功率为P=UI=6V×1A=6W
33．（1）小灯泡L标有“6V 3.6W”且电阻不随温度而变化，由P=U2R可知，小灯泡的电阻是RL=U额2P额=(6V)23.6W=10Ω
（2）当S闭合，S1、S2断开，此时电路为灯泡与滑动变阻器的串联电路，灯泡正常发光，则由串联电路电流特点可知，此时电路的电流为I=I额=P额U额=3.6W6V=0.6A
滑片P移到距R最右端13处时，则滑动变阻器接入电路中的阻值为R=13×30Ω=10Ω
滑动变阻器两端的电压为U0=IR=0.6A×10Ω=6V
电源电压为U=U0+U额=6V+6V=12V
通电10s电路消耗的电能W=UIt=12V×0.6A×10s=72J
（3）由P=UI可知，当总电流最大时，电功率最大，当总电流最小时，电功率最小。根据电路图，开关S、S1、S2均闭合，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大。此时通过R0的电流为I0=UR0=12V10Ω=1.2A
干路电流为I大=I滑+I0=1A+1.2A=2.2A
未超过电流表量程，电路消耗的最大功率为P大=UI大=12V×2.2A=26.4W
当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器调到最大值，此时电流中电流最小，最小值为I小=URL+R滑=12V10Ω+20Ω=0.4A
电路消耗的最小功率是P小=UI小=12V×0.4A=4.8W
电路消耗总功率的最小值与最大值之比P小∶P大=4.8W∶26.4W=2∶11
34．（1）变阻器与灯串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的电流，滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A，根据灯泡L的电流与电压关系图像知，灯的电压为2.0V，根据串联电路电压的规律，电源电压为U=2.0V+2.5V=4.5V
（2）电压表的最大示数为3V时，此时灯的电压最小，灯的功率最小，根据串联电路电压的规律，灯的最小电压为U灯=4.5V-3V=1.5V
根据灯泡L的电流与电压关系图像知，此时灯的电流为0.2A，灯泡的最小功率是P小=U灯I灯=1.5V×0.2A=0.3W
（3）变阻器与定值电阻R1串联，电压表测变阻器的电压，变阻器的最大电压不能超过3V，若变阻器连入电路的电阻为0时，此时电路的电流最大；变阻器的电压最大为3V时，根据串联电路电压的规律，定值电阻的电压最小为U1=4.5V-3V=1.5V
根据分压原理，变阻器的最大电阻是定值电阻的2倍，此时电路的电阻最大，由串联电阻的规律，电路的最大电阻为R=R1+2R1=3R1
电路的电流最小，已知电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A，根据欧姆定律有UR1−U3R1=0.3A
即4.5VR1−4.5V3R1=0.3A
故R1=10Ω
电流表测电路的电流，电路的最大电流为0.6A；由欧姆定律，当变阻器连入电路的电阻最大时，电路的电路最小，由分压原理，变阻器连入的最大电阻为R1的2倍，此时电路的电阻最大，由串联电阻的规律，电路的最大电阻为R=R1′+2R1′=3R1′
电路的最小电流为I小=U3R1′
故有I大−I小=I大−U3R1′=0.6A−4.5V3R1′=0.3A
解之R1′=5Ω
即定值电阻R1的可能值为10Ω或5Ω
35．（1）闭合开关S、S1，断开S2，滑片移到最上端a时，电路中只有R1接入电路，电流表测流过R1的电流，此时电流表的示数I1=UR1=18V18Ω=1A
（2）闭合开关S、S2，断开S1，变阻器R变与小灯泡L串联，当小灯泡正常发光时，电路中的电流I=IL=P额U额=3W6V=0.5A
小灯泡的电阻RL=U额I=6V0.5A=12Ω
电路中的总电阻R总=UI=18V0.5A=36Ω
滑动变阻器接入的阻值R变=R总−RL=36Ω−12Ω=24Ω
（3）闭合开关S、S1、S2，滑片P移动时，将变阻器分成R上和R下两部分，R上与R1串联组成一条支路、R下与L串联组成另一条支路，两条支路并联。由P=U2R总可知，当R总取最大值时，电路中的功率最小。要使R总取得最大值，需满足R上+R1=R下+RLR上+R下=R变
即R上+18Ω=R下+12Ω①R上+R下=30Ω②
由①②解得：R上=12Ω，R下=18Ω；
此时流过小灯泡的电流I′L=UR下+RL=18V18Ω+12Ω=0.6A>0.5A
灯泡会被烧坏。
此时流过R1的电流I′1=UR上+R1=18V18Ω+12Ω=0.6A<1A
干路电流I总=I′L+I′1=0.6A+0.6A=1.2A<3A
综合以上分析，电路的总功率最小时的安全条件是IL=0.5A
此时R下=U−U额IL=18V−6V0.5A=24Ω，R上=R变−R下=30Ω−24Ω=6Ω
故电路中的最小功率Pmin=U2R上+R1+U2R下+RL=(18V)26Ω+18Ω+(18V)224Ω+12Ω=22.5W
36．（1）根据题意，当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电路电功率最大，为P＝U2R1＝（220V）2R1=1100W
故电阻R1=44Ω
此时电流为I=PU=1100W220V=5A
（2）以最大加热功率1100W工作72s，消耗的电能为W=Pt=1100W×72s=72000J=720003.6×106kW⋅ℎ=66RkW⋅ℎ
故可得R=3300
（3）电热器处于保温挡时，电路电流为I=UR总=UR1+R2=220V44Ω+176Ω=1A
此时R1电功率为PR1=I2R1=(1A)2×44Ω=44W
此时电路中总功率为P总=UI=220V×1A=220W
电路中电能的利用率为η=PR1tPt=44220=20%
从节能角度分析，可以使用保温效果较好的材料制作加热器的瓶身，同时可以设计动断电的装置，当温度达到一定温度后自动断电，减小电能消耗。
37．（1）如图甲所示，当水位最高时，滑片应该滑到b端；此时，电路中只有定值电阻R0，电流最大为0.6A，则定值电阻R0的阻值为R0=UI=6V0.6A=10Ω
（2）当水位最低时，变阻器阻值最大为20Ω，此时R、R0串联，电路总电阻为R总=R+R0=20Ω+10Ω=30Ω
则通过电路的电流即此时电流表示数为I'=UR总=6V30Ω=0.2A
此时电路中R0消耗的功率为P0=I'2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W
（3）如图乙所示，电压表测变阻器两端电压，当水位升高时，变阻器的电阻变小，电压表的示数变小，题目要求的是水位越高，电压表的示数越大，所以他的设计不符合要求。
改进设计的方法是，把电压表并联在R0两端，根据串联电路中分压原理，当水位升高时，变阻器的电阻变小，变阻器两端的电压变小，R0两端的电压就变大，电压表示数就变大，这样就能符合题目中的设计要求
38．（1）第1次光源计数到第203次计数，计数器计数202次，根据v=st可得，所用的时间为t=sv=202×0.45m0.9m/s=101s
（2）当自动扶梯载着顾客正常运行时，根据P=I2R可知，当通过R0的电流最大时，定值电阻R0消耗的功率最大。由于两电阻串联，通过两电阻的电流是相等的，根据欧姆定律可得，当电路的总电阻最小时，电路的电流最大，因此R最小时，电路的总电阻最小，而当点光源的光照射在光敏电阻上时，此时光敏电阻R的阻值最小，即为R=R0=15Ω
则根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可得，此时的电路电流为I=UR总=UR+R0=6V15Ω+15Ω=0.2A
根据P=I2R可得，定值电阻R0消耗的最大功率是P=I2R=(0.2A)2×15Ω=0.6W
39．（1）由题意可知，超音速汽车在水平轨道上匀速直线行驶时，处于平衡状态，受到平衡力作用，因此汽车在水平方向上受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，则汽车受到水平方向的牵引力为F=f=1.8×105N
（2）汽车的速度为v=1.26×103km/ℎ=350m/s
根据P=Wt=Fst=Fv
可得，汽车牵引力的功率为P=Fv=1.8×105N×350m/s=6.3×107W
40．（1）由图可知，指示灯和限流电阻串联，根据P=UI可知，显示灯的工作电流为I=P灯U灯=0.1W2V=0.05A
流电阻分担的电压为U=220V-2V=218V
根据欧姆定律I=UR可知，图限流电阻为R=UI=218V0.05A=4360Ω
由于大于100Ω为大电阻，故限流电是大电阻
（2）对壶中的水来讲，吸收的热量为Q吸=cmΔt
对电热盘来讲，由P=Wt可得W=Pt， 有效放热与吸热的关系为Ptη=cmΔt
加热时间为t=cmΔtPη=4.2×103J/(kg⋅℃）×1kg×(100℃−20℃）1000W×80%=420s
41．（1）红灯
（2）解：猛火挡的额定功率为2420W，根据P=UI=U2R可知R1=U2P猛火=(220V)22420W=20Ω；
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，图中药壶处于文火挡，故图中药壶文火挡的额定功率P文火=U2R总=U2R1+R2=(220V)220Ω+180Ω=242W
答：图中药壶文火挡的额定功率为242W；
（3）文火档慢熬时图中药壶的实际功率为P实=Wt=0.1×3.6×106J30×60s=200W，
此时家庭电路的实际电压为U实=P实R=200W×(20Ω+180Ω)=200V
答：此时家庭电路的实际电压为200V。
42．（1）解：闭合开关S、S1，只有R1接入电路，则电源电压U=U1=I1R1=0.4A×20Ω=8V
答：电源电压为8V
（2）解：再闭合开关S2，R1与R2并联，则通过R2的电流I2=I−I1=0.6 A−0.4 A=0.2 A
R2的阻值R2=U2I2=UI2=8V0.2 A=40Ω
答：R2的阻值是40Ω；
（3）解：若只闭合S，R1与L串联，由于电源电压为8V，利用图乙分析可知，通过R1的电流为0.3A，则1min内电阻R1产生的热量Q1=I'2R1t=(0.3A)2×20Ω×60s=108J
答：若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量为108J。
43．（1）解：当S1闭合，S2拨到B时，R1、R2并联；当S1断开，S2拨到A时，R1、R2串联；当S1闭合，S2拨到A时，电路为R1的简单电路；
因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由P=UI=U2R可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，电热水壶为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，电热水壶为低温挡；电路为R1的简单电路时，为中温挡；
则中温挡电热水壶消耗的电功率：P中温=U2R中温=(220V)2110Ω=440W
答：当电热水壶处于中温挡时，电热水壶消耗的电功率为440W；
（2）解：高温挡通过电阻丝R1的电流：I1=UR=220V110Ω=2A，
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，低温挡通过电阻丝R1的电流：I1低温=I低温=UR低温=UR1+R2=220V110Ω+88Ω=109A，
则电热水壶分别处于高温挡与低温挡时通过电阻丝R1的电流之比：I1I1低温=2A109A=95；
答：电热水壶分别处于高温挡与低温挡时，通过电阻丝R1的电流之比为10：9；
（3）解：低温挡时，R1、R2串联，由串联电路的特点可知，此时电路的总电阻：R低温=R1+R2=110Ω+88Ω=198Ω，
则低温挡的电功率：P低温=U2R低温=(220V)2198Ω=22009W，
由P=Wt可知，电热水壶加热保温消耗的电能：W保温=P低温t=22009W×1.8×3600s=1.584×106J，
水吸收的热量：Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−28℃)=6.048×105J，
由η=Q吸W×100%可知，电热水壶加热消耗的电能：W加热=Q吸η=6.048×105J84%=7.2×105J，
则电热水壶这次加热和保温一共消耗电能：W=W加热+W保温=7.2×105J+1.584×106J=2.304×106J=0.64kW⋅ℎ=0.64度。
答：热水壶这次加热和保温一共消耗0.64度电。
44．（1）解：壶中水的质量m=ρV=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
答：壶中水的质量是2kg；
（2）解：壶对电磁炉的压力F=G总=G壶+G水=m壶g+m水g=0.5kg×10N/kg+2kg×10N/kg=25N
壶对电磁炉的压强p=FS=25N100×10−4m2=2500Pa
答：烧水时壶底的受力面积为100cm2，壶对电磁炉的压强是2500Pa
（3）解：当水刚好烧开时，水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−25℃)=6.3×105J
答：当水刚好烧开时，水吸收的热量是6.3×105J；
（4）解：电磁炉消耗的电能W=Q吸η=6.3×105J84%=7.5×105J
水刚好烧开所需的时间t=WP=7.5×105J2000W=375s
答：电磁炉正常工作，若加热效率为84%，水刚好烧开所需的时间是375s。
45．（1）解：由R=U额2P额可知，灯L1的电阻为R1=U额2P额=(3V)23W=3Ω
答：灯L1的电阻为3Ω；
（2）解：由图可知，两灯并联，电流表测干路电流，已知闭合开关S，两灯均正常发光，则通过灯L1电流为I1=P1U1=3W3V=1A
通过灯L2电流为I2=P2U2=6W3V=2A
由并联电路电流规律可知，电流表的示数为I=I1+I2=1A+2A=3A
答：电流表的示数为3A；
（3）解：电路消耗的总功率为P总=P1+P2=3W+6W=9W
答：电路消耗的总功率为9W。
46．（1）解：质量为1kg的水从10℃加热到100℃，水吸收的热量Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃−10℃)=3.78×105J
答：水吸收的热量为3.78×105J；
（2）解：额定功率为1000W的电热水壶正常工作420s，则电热水壶的效率η=Q吸W=Q吸Pt=3.78×105J1000W×420s=90%
答：电热水壶的效率为90%。
47．（1）解：灯L1标有“6V 7.2W”字样，L1正常发光时的电流I1=P1U1=7.2W6V=1.2A
L1正常发光时的电阻R1=U12P1=(6V)27.2W=5Ω
答：L1正常发光时的电流为1.2A，电阻为5Ω
（2）解：闭合开关S，断开S1和S2，两灯泡串联，电压表测量两灯泡的总电压，灯L2标有“6V 4.8W”字样，则L2正常发光时的电阻R2=U22P2=(6V)24.8W=7.5Ω
由于串联分压可知，在不损坏电路的情况下，使其中一盏灯正常发光，由于L2正常发光时的电阻大于L1正常发光时的电阻，所以L2的电压先达到额定电压6V，能正常发光，此时L1两端电压U3=U2R2×R1=6V7.5Ω×5Ω=4V
则电压表示数U4=U2+U3=6V+4V=10V
答：电压表示数是10V；
（3）解：则滑动变阻器Rab接入电路中，小灯泡正常发光，则L1的电压达到额定电压6V，电源电压调至12V，则滑动变阻器此时电阻Rab=UabI1=U电源−U1I1=12V−6V1.2A=5Ω
由于Rbc=3Rab，则滑动变阻器的最大阻值R最大=Rab+Rbc=Rab+3Rab=5Ω+3×5Ω=20Ω
闭合开关S和S2，断开S1，则L2被短路，L1与滑动变阻器串联，当滑动变阻器滑片P滑到b点时，
答：滑动变阻器的最大阻值是20Ω；
（4）解：（4）闭合开关S和S1，断开S2，则L1被短路，L2与滑动变阻器串联，电压表测量L2两端电压，滑片P由b滑动到c端的同时调节电源电压，使L2小灯泡正常发光，则电压表安全，则电路中电流I2=P2U2=4.8W6V=0.8A
则电路中电流表安全，滑片P在b端时，L2小灯泡正常发光，则电源电压U5=U2+I2Rab=6V+0.8A×5Ω=10V
则电路的最小总功率P最小=U5I2=10V×0.8A=8W
滑片P在c端时，L2小灯泡正常发光，则电源电压U6=U2+I2R最大=6V+0.8A×20Ω=22V
则电路的最大总功率P最大=U6I2=22V×0.8A=17.6W
所以此过程中电路的总功率变化的范围为8W~17.6W。
答：此过程中电路的总功率变化的范围为8W~17.6W。
48．（1）电流；通电时间
（2）电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关
49．（1）B
（2）小灯泡断路
（3）左
（4）0.5
（5）1.8
50．（1）B
（2）0.14
（3）右
（4）0.625
（5）增大；灯丝电阻随温度的升高而增大
（6）；断开；最右
51．P=UI；A；0.75W
52．（1）可再生
（2）7500km
（3）1.8×107J
（4）80%；可信
53．（1）
（2）解：由图像可知小灯泡两端电压U=1.0V时，通过小灯泡的电流I=0.2A，
此时小灯泡的电阻R=UI=1.0V0.2A=5Ω
答：小灯泡两端电压为1.0V时的电阻为5Ω；
（3）解：小灯泡正常发光时，两端电压UL=2.5V，
由图像可知此时通过小灯泡的电流IL=0.28A，
小灯泡正常发光时的电功率PL=ULIL=2.5V×0.28A=0.7W
答：小灯泡正常发光时的电功率为0.7W。
54．（1）微波炉电功率大，使用时电流大，若达到或超过保险丝的熔断电流，就会出现“烧保险”现象。
（2）微波炉热效率高，食品获取相同的热量，消耗的电能少，可以节约电能，所花的电费少。
（3）使用微波炉时，同时使用的用电器不能太多，避免总功率过大
55．（1）55Ω
（2）9.24×104J
（3）甲电热水壶更节能，选择甲电热水壶
56．（1）连通器；运动
（2）改变力的方向
（3）镜面；2×107N
（4）0.3；4.5×107W
（5）1.875×107WU
57．连接处电阻大，根据Q=I2Rt可知，在电流和时间一定时，导线连接处电阻大，产生热量多，因此导线连接处更容易发热，加速老化甚至引起火灾。
2023年中考物理真题分类汇编：电能 电功1
一、单选题
1．如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和33圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并联在电路中工作一段时间，下列说法正确的是（ ）
A．通过R1的电流等于通过R2的电流
B．R1两端的电压大于R2两端的电压
C．R1的电功率大于R2的电功率
D．R1消耗的电能小于R2消耗的电能
2．某电饭锅有加热和保温两种功能，其简化电路如图所示，R1、R2为加热电阻，S为电源开关，S1为温控开关。闭合电源开关S，温控开关S1由闭合到断开，下列说法正确的是（ ）
A．电饭锅进入加热状态 B．电路总电压变小
C．电路总电流变大 D．电路总功率变小
3．下列是生活中常见的物理现象，其中理解正确的是（ ）
A．家庭电路保险丝熔断了，一定是电路发生了短路
B．正在发光的灯泡变暗了，是因为它的实际功率变小了
C．冰箱工作时，外壳两侧很热，这是电流热效应引起的
D．因为考点屏蔽了手机信号，所以考场内不存在电磁波
4．已知R1=2Ω，R2=3Ω，琴琴同学分别按图甲和图乙两种方式将两电阻连接在一起，则（ ）
A．图甲中R1与R2的电流比I1：I2=2：3
B．图乙中R1与R2的电压比U1：U2=3：2
C．图甲与图乙的总功率比P1：P2=6：25
D．图甲与图乙的总功率比P1：P2=25：6
5．标有“6V；3W”和“6V；6W”的灯L1和L2（假设两灯灯丝电阻不变），若将它们串联在某电源上，使其中一个灯正常发光时，下列说法正确的是（ ）
A．通过灯L1和L2的电流之比为1∶2
B．灯L1和L2两端的电压之比为2∶1
C．灯L2和L1的发光亮度相同
D．能够正常发光的灯应是灯L2
6．下列利用电流热效应工作的用电器是（ ）
A．电视机 B．电风扇 C．电脑 D．电炉
7．如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．a曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像
B．电源电压为8V
C．灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路的阻值为40Ω
D．灯泡的额定功率为3.5W
8．生活中处处有物理，根据你的经验，下列描述最符合实际的是（ ）
A．一层教学楼的高度约为10m
B．一名普通中学生的质量约为50kg
C．成年人步行的速度约为10m/s
D．教室内每只灯管的电功率约为500W
9．随州日报2023年5月25日报道了国能长源随州发电有限公司“风光水火储”综合发展的良好势头。风电、光电、水电、火电、储能多向发力，公司全面投产后预计年发电量可达60亿度。随县光电400MW项目只是公司的一部分。下列说法正确的是（ ）
A．“度”是电功率的单位，“MW”是电功的单位
B．60亿度即6×106度，400MW即4×104W
C．利用煤炭进行火力发电时，只要注意节约不浪费，发电效率可以达到100%并且不会对环境造成任何污染
D．风能、水能、太阳能可以从自然界中不断获得，属于可再生能源
10．某科技小组设计了一个地磅，地磅内部简化电路如图。其工作原理是车辆开上地磅会压缩弹簧（弹簧处于弹性限度内）引起滑片P移动，当电路的电流I≥I0（I0为某一定值）时，电路中电铃会发出警示声（电铃可视为一个小电阻），表明车辆超重了。圆圈处是电压表可反映车辆的重量，R0为保护电阻，电源电压不变。下列说法正确的是（ ）
A．车辆越重，弹簧的弹性势能越小
B．车辆越轻，电压表的示数越小
C．车辆越重，电压表的示数越小
D．当地磅上无车辆时，电路消耗的总功率最大
11．用如图电路探究电流与电阻的关系，所用器材：电源（6V），定值电阻R1（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各1个），规格为“15Ω：1A”的滑动变阻器R2，右表为实验数据记录表．关于该实验，下列说法正确的是（ ）
序号
电阻R1/Ω
电流I/A
1
5
0.6
2
10
0.3
3
15
0.2
4
20
未测
A．实验过程中控制电压表示数为2V
B．将电阻R1由5Ω更换为10Ω时，应向左适当移动滑动变阻器滑片
C．前3次实验中，滑动变阻器的功率在第1次实验中最小
D．若使用现有器材完成第4次实验，需要改变电路
二、多选题
12．如图所示的电路中，电源电压恒定为6V，变阻器R1标有“20Ω，0.5A”字样，定值电阻R2标有“10Ω，1A”字样若电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~3V”，滑片移动时，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．电流表变化范围0.3A~0.5A B．电压表变化范围1.5V~3V
C．滑动变阻器阻值范围2Ω~10Ω D．电路总功率最大值2.7W
13．如图所示，电源电压不变，只闭合开关S1后，电流表的示数为0.4A；断开开关，将电流表和电压表的位置互换，再将开关S1、S2均闭合后，电流表的示数为1A，电压表的示数为6V。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．电阻R2的阻值为15Ω
C．两表位置互换前后，电阻R1两端的电压之比为2：5
D．两表位置互换前后，电阻R2的功率之比为9：25
14． 如图甲所示的电路，R0为定值电阻，R为滑动变阻器(0～25Ω)。闭合开关，调节滑动变阻器，记录电压表示数U、电流表示数I，作出U−I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的有（ ）
A．R0的阻值为5Ω
B．电源电压为2.5V
C．当电压表示数为2V时，电路消耗的总功率为0.6W
D．当电压表示数为1V时，滑动变阻器消耗的电功率最大
三、填空题
15．如图所示，电源电压保持不变，R2=30Ω，R3=10Ω。当闭合开关S，断开开关S1、S2时，电压表的示数为4V，电流表示数为0.2A，则电源电压为 V；当开关S、S1、S2都闭合时，则电路消耗的总功率为 W。
16．如图所示，将洗衣机三脚插头插入三孔插座，可使洗衣机的 与大地相连，防止发生触电事故。将某用电器单独接在如图所示电能表上正常工作3min，电能表转盘转了100转，则该用电器的额定功率是 W。
17．如图所示，小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置，当水位未达到金属块M时，灯泡不亮。水位达到金属块M时，灯泡亮，则接线柱C应与 （选填“A”或“B”）相连。已知灯泡的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流是 A。通电1min，灯泡消耗的电能是 J。
18．我国拥有全球最大的海上风力发电站。风能属于 能源，风力发电设备测试时，风机叶片转动一圈用时20s，发电功率约为6120kW，则风机叶片转动一圈的发电量为 kW·h。
19．通常情况下，家庭电路中各个用电器的连接方式是 （选填“串联”或“并联”）。已知家庭电路的电压是220V，在额定电流为10A的插座上，接入一台“220V，200W”的电冰箱后，最多还可以接入总功率为 W的用电器。
20．某品牌电动汽车的电池容量为130Ah，额定电压为400V，充电时它将电能转化为 能存储起来，充满电后它存储了 kW·h的能量。
21．如图甲为一只家用电吹风，它内部有一根电热丝和一个产生强风的风扇。
（1）小丽给家里的猫咪洗完澡，用电吹风帮猫咪吹干毛发后，发现原本干净的电吹风尾部吸附了不少毛发，造成这一现象的物理原理是 ；
（2）如图乙为电吹风的内部电路简图，通过开关S1和S2实现冷风和热风两挡功能，电热丝应该接在图中 （选填“A”或“B”）位置；
（3）该电吹风的部分参数如下表，电吹风冷风挡正常工作时，通过风扇的电流是多少 ？（保留两位小数）电热丝的电阻及其1min内产生的热量是多少？
额定电压
220V
热风功率
1250W
冷风功率
40W
22．如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为 A，电源电压为 V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，电路在1min内消耗的电能为 J。
23．如图所示，将重力为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长L为1m，斜面高h为0.3m，拉力F为4N，拉力的功率为2W，则此过程中，斜面的机械效率是 %，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是 s。
24．如图所示，已知电源电压为3V，小灯泡L的规格“3V0.9W”，滑动变阻器的规格“20Ω1A”，电流表量程为0～3A，则小灯泡正常发光时阻值RL= Ω。当开关S1、S2同时闭合，改变滑动变阻器的接入电阻，小灯泡的亮度将 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)；保持开关S1始终闭合，调节电路，使电路消耗的最大功率为P1，最小功率为P2，则P1：P2= 。
25． 小明观察到家里的电能表如图所示。他只将一个电热水器接入家庭电路正常工作，观察到电能表指示灯闪烁80次用时48秒，则这段时间内，电热水器消耗的电能为 J，电热水器电阻丝阻值为 Ω；该热水器连续工作30min，电能表示数将变为 kW⋅ℎ。
26．某导体两端的电压为3V时，10s通过导体横截面的电荷量大小为5C，此时通过导体的电流为 A，电流做的功为 J；当导体两端的电压为6V时，它的电阻为 Ω。
27．某节能灯标有“220V 22W”字样，当它正常工作时，电功率为 W，通过它的电流为 A。
28．小明家中安装的电能如图所示，其中“3000r/kW·h”表示接在这个表上的用电器，每消耗1kW·h的电能，转盘转过 转；小明关闭家里其它所有用电器，只打开空调，观察电能表转盘在1min内刚好转动了50转，则空调的功率是 W。
四、计算题
29．某电热水器内部简化电路如图甲所示，由控制电路和加热电路组成。控制电路中电源电压恒为12V，R0为定值电阻，Rt为热敏电阻，其阻值随水温的变化关系如图乙所示，电流鉴别器相当于电流表；加热电路中电源电压为220V，加热电阻R1阻值为48.4Ω。当热水器中水温降到40℃时，鉴别器中电流减小到30mA，开关S2闭合，加热电路开始加热；当水温升至某温度时，鉴别器中电流增大到40mA，开关S2断开，加热电路停止加热。
（1）开关S2闭合，求加热电路的电功率；
（2）求定值电阻R0的阻值；
（3）求加热电路停止加热时水的温度。
30．R是一个随推力F变化而变化的电阻，F与R的关系如图甲所示。现有如图乙，丙的两个电路，R0为定值电阻，阻值为20Ω，电源电压恒为6V，电流表量程为0~0.6A。
（1）当小白同学推力为0时，求电阻R的阻值；
（2）用300N的力推电阻，求R0的电功率（图乙）；
（3）图丙中，当干路电流不超过电流表量程时，小白同学推力F的最大值。
31．图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如乙图所示，R1和R2是电热丝，通过单独或同时闭合开关实现低温和高温挡切换，低温挡功率为440W，高温挡功率为880W，已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg·℃)。求：
（1）当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）若不考虑能量损失，正常使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的时间；
（4）若实际正常使用高温挡加热的时间为800s，该电饭锅的加热效率。
32．下图是某暖手宝的工作原理图，电源电压恒为6V，电阻R1为10Ω，闭合开关S，电路的总电流为1A，求：
（1）通过R1的电流；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电路消耗的总电功率。
33．如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 3.6W”（电阻不随温度而变化），滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，电流表的量程为0~3A。当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到距R最右端13处时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡的电阻RL；
（2）通电10s电路消耗的电能；
（3）在保证电路安全的前提下，任意调整开关S、S1、S2的开闭状态，并移动变阻器的滑片P，电路消耗总功率的最小值与最大值之比。
34．如图所示，电源电压不变，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω；2A”，灯泡L的额定电流为0.3A。图是灯泡L的电流与电压关系图像。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，当滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A。
（1）求电源电压；
（2）在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，灯泡的最小功率是多少？
（3）用定值电阻R1替换灯泡L，在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A，这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于50Ω，求定值电阻R1的可能值。
35．如图所示，电源电压恒为18V，滑动变阻器R上标有“30Ω 1A”的字样，定值电阻R1=18Ω，小灯泡L上标有“6V 3W”字样（设小灯泡的电阻不随温度变化），电流表的量程为0~3A，求：
（1）闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器的滑片P移到最上端a时，电流表的示数；
（2）闭合开关S、S2，断开S1时，移动滑动变阻器的滑片P，使小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器接入电路中的阻值；
（3）闭合开关S、S1、S2，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器的滑片P从最上端a向b端移动到某个位置时，电路的最小功率。
36．图甲是一款可调节功率的老式电热器简化电路图。电源电压为220V，定值电阻R1是加热部分，R2是最大阻值为176Ω的滑动变阻器。开关S接1时，电热器处于加热挡，通过调节R2接入电路的阻值来改变R1的加热功率，其最大加热功率为1100W。当电热器达到设定温度或加热到设定时间，开关S自动接2，电热器处于保温挡。
（1）求以最大功率工作时电路中电流大小；
（2）如图乙，电能表上参数“R/kW·h”前面数值不清。让电热器以最大加热功率单独工作72s，与之相连的该电能表铝盘转过66圈。请求出该数值大小；
（3）求电热器处于保温挡时，电路中电能的利用率。请从节能的角度对电热器提出改进建议。
37．在实践活动中，物理小组计划制作一个水位显示仪，用电流表或电压表来显示蓄水池水位的高低。小组选用了电压恒为6V的电源、最大阻值为20Ω的均匀弧形电阻片R、多个定值电阻、量程为0~0.6A的电流表、量程为0~3V的电压表以及滑杆、细杆、浮子等器材。设计要求是：①电流表或电压表示数越大，表示水位越高。②当滑片滑动到电阻片的一端时，电流表或电压表示数要恰好达到满偏（量程的最大值），指针位置表示蓄水池规定的最高水位；当滑片滑动到电阻片的另一端时，电流表或电压表指针所指位置表示规定的最低水位。小明利用电流表设计了一个符合要求的装置，其中滑片P与滑杆连接，滑杆可绕固定轴O转动，另一端通过轻质细杆连接一个浮子，如图甲所示。求：
（1）当水位最高时，滑片应该滑到a端还是b端？小明选用的定值电阻R0的阻值为多少？
（2）当水位最低时，电流表的示数为多少？此时电路中R0消耗的功率为多少？
（3）另一个同学想用电压表显示水位高低，他拆下装置中的电流表，将电压表连接到电路中，如图乙所示。请分析说明他的设计是否符合要求？如果符合，说明理由；如果不符合，提出能够达到设计要求的具体改进方法。
38．如图为某商场安装的光敏电阻自动计数器的示意图。其中，A为点光源，B为匀速运行的自动扶梯，电源的电压为6V，R为光敏电阻，R0为定值电阻（R0=15Ω），R0两端接计数器。当点光源的光照射在光敏电阻上时，光敏电阻R=R0；当扶梯上有顾客通过，挡住由点光源射向光敏电阻的光线时，R的电阻值就增大，计数器则计数一次。
（1）若自动扶梯满载时，前、后相邻的两个顾客之间的距离均为45cm，自动扶梯运行的速度为0.9m/s，第1次光源计数到第203次计数所用的时间是多少?
（2）当自动扶梯载着顾客正常运行时，定值电阻R0消耗的最大功率是多少?
39．如图是当今世界上最新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，最大车速能达到1.6×103km/h，它创造了短期内无法超越的世界纪录。在某次测试中，该超音速汽车以1.26×103km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶时，汽车受到水平方向的阻力为1.8×105N，求在这次测试中：
（1）汽车受到水平方向的牵引力；
（2）汽车牵引力的功率。
40．下图是陈老师办公室电热水壶的照片，右图是其内部电路的简化图。电路主要由并联的两个支路组成：一支路是由指示灯（2V 0. 1W）和“限流电阻”串联而成；另一支路接有发热盘（发热电阻）。已知电源电压为220V，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
（1）判断“限流电阻”是“大电阻”还是“小电阻”（小于10Ω为“小电阻”，大于100Ω为“大电阻”）。直接写出你判断的结论无需证明无需说明理由；
（2）用该电热水壶给壶内1kg、20℃的水加热，已知加热功率为1000W，加热时80%的热量被壶内的水吸收，求多长时间可以将水烧开（100℃）？
41．如图甲所示为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，工作电路简化为图乙所示，其中S'为挡位开关，R1、R2为发热电阻(假定工作时电阻不变)，A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火挡的额定功率为2420W，R2的阻值为180Ω。
（1）判断A灯是 (选填“红灯”或“绿灯”)，你的判断依据是什么？
（2）求电中药壶“文火”挡的额定功率？
（3）某天用电高峰时，小艺用电中药壶帮奶奶熬药，为了计算家里电路的实际电压，她关了家里其它用电器，只将电中药壶调到猛火挡上，电中药壶工作1min，电能表(如图丙所示)的电能表表盘转了100转，由此她计算出家庭电路的实际电压是多少？
42．如图甲，R1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U～I图像。闭合开关S、S1，断开S2，电流表示数为0.4A，再闭合开关S2，电流表示数变为0.6A。求：
（1）电源电压；
（2）R2的阻值；
（3）若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量。
43． 某种带保温功能的电热水壶，其发热部分电路如图所示。已知电源电压U=220V保持不变，电阻丝R1=110Ω、R2=88Ω。通过调节开关S1、S2可以实现低温、中温、高温三挡的切换；当水温降到60℃时，电路自动切换成低温挡进行保温。已知c水=4.2×103J/(kg⋅℃)。
（1）当电热水壶处于中温挡时，求电热水壶消耗的电功率；
（2）当电热水壶分别处于高温挡与低温挡时，求通过电阻丝R1的电流之比；
（3）用电热水壶高温挡把m=2kg的水从t1=28℃加热到t2=100℃，自动断电，其中电热水壶加热效率η=84%。当电热水壶中水温降到60℃时，继续保温t=1.8ℎ，问电热水壶这次加热和保温一共消耗多少度电？
44．如图所示，劳动课上，某同学用电磁炉烧水。水壶中装满初温为25℃的水，水壶和电磁炉的部分参数如下表所示。[当时气压为一个标准大气压。ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，g=10N/kg]求：
水壶
电磁炉烧水档
净重：500g
额定电压：220V
容量：2L
额定功率：2000W
（1）壶中水的质量；
（2）烧水时壶底的受力面积为100cm2，壶对电磁炉的压强；
（3）当水刚好烧开时，水吸收的热量；
（4）电磁炉正常工作，若加热效率为84%，水刚好烧开所需的时间。
45．如图所示，电源电压恒定不变，灯L1标有“3V 3W”字样，灯L2标有“3V 6W”字样，闭合开关S，两灯均正常发光。求：
（1）灯L1的电阻；
（2）电流表的示数；
（3）电路消耗的总功率。
46．额定功率为1000W的电热水壶正常工作时，把质量为1kg的水从10℃加热到100℃，用时420s，已知c水=4.2×103J/(kg⋅°C)，求：
（1）水吸收热量；
（2）电热水壶的效率。
47．如图所示的电路，电源电压可调，R为标有“1.5A”字样的滑动变阻器，a、c为其两端点，电流表量程为0~3A，电压表量程为0~15V，灯L1标有“6V 7.2W”字样，灯L2标有“6V 4.8W”字样，忽略温度变化对灯丝电阻的影响。试问：
（1）L1正常发光时的电流和电阻；
（2）闭合开关S，断开S1和S2，在不损坏电路的情况下，使其中一盏灯正常发光，电压表示数是多少？
（3）闭合开关S和S2，断开S1，将电源电压调至12V，当滑动变阻器滑片P滑到b点时，小灯泡正常发光，此时Rbc=3Rab，则滑动变阻器的最大阻值是多少？
（4）闭合开关S和S1，断开S2，将滑片P由b滑动到c端的同时调节电源电压，使小灯泡正常发光，其它各元件均安全，此过程中电路的总功率变化的范围。
五、实验探究题
48．小京用如图所示的电路探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻是否有关，其中两个烧瓶完全相同，瓶内装有质量和初温相同的煤油、相同的温度计A和B、阻值不等的电阻丝R1和R2。
（1）该实验采用串联电路可以控制 相同和 相同；
（2）闭合开关一段时间，两支温度计示数的变化量不相等，实验结论是： 。
49．课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。
（1）为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用____（选填字母）；
A．“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B．“20Ω 2A”的滑动变阻器
C．“5Ω 1A”的滑动变阻器
（2）电路连接完成后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 ；
（3）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 端移动（选填“左”或“右”）；
（4）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（5）实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下：
①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R'的滑片，使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为8V；
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表的示数为14V；
④小灯泡的额定功率P额= W。
50．小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是____ ；(项符号)
A．灯泡短路 B．灯泡断路
C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路
（2）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是 A；
（3）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向 (选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片；
（4）小丽根据记录的多组I−U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙所示)，则小灯泡的额定功率为 W；
（5）小丽根据小灯泡的I−U图象(如图丙所示)，分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而 (选填“增大”“不变”或“减小”)，你认为原因是 。
（6）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线； 连接电路过程中，开关应该 (选填“断开”或“闭合”)，滑动变阻器的滑片应该移动到 (选填“最左”或“最右”)端；
51．物理王兴趣小组的同学小徐做“测小灯泡电功率”的实验，他将电源（电源电压为2伏的整数倍）、待测小灯（额定电压为2.5伏）、滑动变阻器（A：20Ω 2A和B：10Ω 2A各一个）、电流表、开关串联。并将电压表并联入电路，最后完成了实验。实验时，他将电压表的示数Uv，电流表的示数IA，以及两者的商UvIA记录下来，表格中为部分数据。
序号
Uv（伏）
IA（安）
Uv/IA(Ω)）
1
3.0
0.18
2
2.5
0.26
3
5
①此实验的实验原理： ；
②通过计算说明，小徐选的滑动变阻器是： ；
③求出小灯的额定电功率 （需写出主要计算过程）。
52．重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图1所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为3×104kg的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，如图2所示。根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。
（1）风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW·h的电能，单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少 ？
（3）储能系统将2个重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少 ？
（4）储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为1.44×107J，则该过程的发电效率是多少 ？据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达70%以上，请你通过计算，判断这一数据是否可信 ？（已知系统提升重物的效率为90%）
六、综合题
53．小京利用图甲所示电路获取了额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电流，并利用所测的数据绘制出电流I随其两端电压U变化的图像，如图乙所示。
（1）画出实物电路所对应的电路图；
（2）求小灯泡两端电压为1.0V时的电阻；
（3）求小灯泡正常发光时的电功率。
54．微波炉是生活中常用的用电器，电功率大、热效率高、清洁卫生、使用方便。商场中，一位顾客和售货员在微波炉的使用上出现了不同意见。售货员说，微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费；顾客说，微波炉很费电，他家的微波炉常常“烧保险”。请你从物理学角度分析并加以说明。
（1）顾客所说“烧保险”的原因。
（2）售货员所说“花不了多少电费”的理由。
（3）如何更安全地使用微波炉，请谈谈你的看法。
55．小明给家里买电热水壶，他测试了价格相同的甲、乙两款电热水壶，它们的铭牌如图所示。均正常工作，都把质量为1kg的水从20℃加热到42℃，甲用时125s，乙用时120s。【c水=4.2×103J/(kg⋅℃)】
（1）甲电热水壶正常工作时电阻是多大？
（2）质量为1kg的水从20℃加热到42℃，吸收的热量是多少？
（3）如果从甲或乙中选择一款节能的电热水壶，通过计算分析，他应该选择哪一款？
56．阅读下列文字，回答下列问题：
（1）船闸的工作原理是 ，图乙中船相对于大坝是 （填运动或静止）；
（2）图丙中定滑轮的作用是 ；
（3）琴琴同学在大坝上看到水面波光，是因为水面部分区域发生了 反射，一艘重2000吨的轮船驶入河中，受到的浮力为 ；
（4）图丙的电梯：船上升速度为18m/min，则重物下降速度为 m/s，若船与江水总重为1.5万吨，则电梯功率为 ；
（5）如图丁所示，已知：电梯中4个发电机的电能与机械能的转换比为10∶6，已知电源电压恒定为U，求t1时通过每个发电机的电流为 。
七、简答题
57．在家庭电路中，如果导线断了又连接起来，连接处往往比别处更容易发热，会加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？
答案解析部分
1．D
2．D
3．B
4．C
5．B
6．D
7．D
8．B
9．D
10．B
11．D
12．A,C
13．A,C,D
14．A,C
15．6；3
16．金属外壳；1000
17．B；0.5；360
18．可再生；34
19．并联；2000
20．化学；52
21．（1）流体中流速越大的位置，压强越小
（2）B
（3）0.18A；7.26×104J
22．0.6；8；384
23．75；2
24．10；不变；26：3
25．9.6×104；24.2；5219.1
26．0.5；15；6
27．22；0.1
28．3000；1000
29．（1）解：开关S2闭合，加热电路的电功率P=U12R1=(220V)248.4Ω=1000W
答：开关S2闭合，求加热电路的电功率1000W；
（2）解：鉴别器中电流为30mA时，R总=UI=12V0.03A=400Ω
当t=40°C时，由图乙可知Rt=150Ω
R0=R总−Rt=400Ω−150Ω=250Ω
答：定值电阻R0的阻值250Ω；
（3）解：鉴别器中电流增大到40mA，开关S2断开，加热电路停止加热。此时电路总电阻R总'=UI′=12V0.04A=300Ω
此时Rt接入的阻值为Rt'=R总'−R0=300Ω−250Ω=50Ω
由图乙可知当Rt=50Ω时，t′=80°C
答：加热电路停止加热时水的温度为80℃。
30．（1）解：由题图甲可知，当推力为0时，电阻R的阻值为40Ω。
答：推力为0时，电阻R的阻值为40Ω
（2）解：用300N的力推电阻时，电阻R的阻值为10Ω，电路中的电流I=UR总=6V10Ω+20Ω=0.2A
R0的电功率P=U0I0=I02R0=(0.2A)2×20Ω=0.8W
答：图乙中R0的电功率为0.8W；
（3）解：图丙电路中，通过R0的电流I0'=UR0=6V20Ω=0.3A
电流表允许通过的最大电流为0.6A，因为R与R0并联，则通过R的最大电流I'=0.6A−0.3A=0.3A
根据欧姆定律可得，R的阻值最小R=UI'=6V0.3A=20Ω
由题图甲可知，此时的推力为200N，随着推力的增大，R的阻值减小，故最大推力为200N。
答：小白同学推力F的最大值为200N
31．（1）解：当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流I低=P低U=440W220V=2A
答：当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流为2A；
（2）解：由图乙可知，当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P=U2R可知，电路中的总功率最大，电饭锅处于高温挡；当只闭合S1时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，由P=U2R可知，电路的总功率最小，电饭锅处于低温挡；R2的电功率P2=P高−P低=880W−440W=440W
R2的阻值R2=U2P2=(220W)2440W=110Ω
答：电热丝R2的阻值为110Ω；
（3）解：粥吸收的热量Q吸=c粥mΔt=4.0×103J/(kg⋅°C)×2kg×(86°C−20°C)=5.28×105J
不考虑热量损失，电饭锅消耗的电能W=Q吸=5.28×105J
电饭锅工作的时间t=WP高=5.28×105J880W=600s
答：若不考虑能量损失，正常使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的时间为600s；
（4）解：电饭锅实际消耗的电能W'=P高t'=880W×800s=7.04×105J
该电饭锅的加热效率η=Q吸W′=5.28×105J7.04×105J=75%
答：若实际正常使用高温挡加热的时间为800s，该电饭锅的加热效率为75%。
32．（1）由电路图可知，R1和R2并联，由欧姆定律可得，通过R1的电流为I1=UR1=6V10Ω=0.6A
（2）由并联电路的电流规律可得，通过R2的电流为I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A
故由欧姆定律可得，电阻R2的阻值为R2=UI2=6V0.4A=15Ω
（3）由P=UI可得，电路消耗的总电功率为P=UI=6V×1A=6W
33．（1）小灯泡L标有“6V 3.6W”且电阻不随温度而变化，由P=U2R可知，小灯泡的电阻是RL=U额2P额=(6V)23.6W=10Ω
（2）当S闭合，S1、S2断开，此时电路为灯泡与滑动变阻器的串联电路，灯泡正常发光，则由串联电路电流特点可知，此时电路的电流为I=I额=P额U额=3.6W6V=0.6A
滑片P移到距R最右端13处时，则滑动变阻器接入电路中的阻值为R=13×30Ω=10Ω
滑动变阻器两端的电压为U0=IR=0.6A×10Ω=6V
电源电压为U=U0+U额=6V+6V=12V
通电10s电路消耗的电能W=UIt=12V×0.6A×10s=72J
（3）由P=UI可知，当总电流最大时，电功率最大，当总电流最小时，电功率最小。根据电路图，开关S、S1、S2均闭合，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大。此时通过R0的电流为I0=UR0=12V10Ω=1.2A
干路电流为I大=I滑+I0=1A+1.2A=2.2A
未超过电流表量程，电路消耗的最大功率为P大=UI大=12V×2.2A=26.4W
当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器调到最大值，此时电流中电流最小，最小值为I小=URL+R滑=12V10Ω+20Ω=0.4A
电路消耗的最小功率是P小=UI小=12V×0.4A=4.8W
电路消耗总功率的最小值与最大值之比P小∶P大=4.8W∶26.4W=2∶11
34．（1）变阻器与灯串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的电流，滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A，根据灯泡L的电流与电压关系图像知，灯的电压为2.0V，根据串联电路电压的规律，电源电压为U=2.0V+2.5V=4.5V
（2）电压表的最大示数为3V时，此时灯的电压最小，灯的功率最小，根据串联电路电压的规律，灯的最小电压为U灯=4.5V-3V=1.5V
根据灯泡L的电流与电压关系图像知，此时灯的电流为0.2A，灯泡的最小功率是P小=U灯I灯=1.5V×0.2A=0.3W
（3）变阻器与定值电阻R1串联，电压表测变阻器的电压，变阻器的最大电压不能超过3V，若变阻器连入电路的电阻为0时，此时电路的电流最大；变阻器的电压最大为3V时，根据串联电路电压的规律，定值电阻的电压最小为U1=4.5V-3V=1.5V
根据分压原理，变阻器的最大电阻是定值电阻的2倍，此时电路的电阻最大，由串联电阻的规律，电路的最大电阻为R=R1+2R1=3R1
电路的电流最小，已知电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A，根据欧姆定律有UR1−U3R1=0.3A
即4.5VR1−4.5V3R1=0.3A
故R1=10Ω
电流表测电路的电流，电路的最大电流为0.6A；由欧姆定律，当变阻器连入电路的电阻最大时，电路的电路最小，由分压原理，变阻器连入的最大电阻为R1的2倍，此时电路的电阻最大，由串联电阻的规律，电路的最大电阻为R=R1′+2R1′=3R1′
电路的最小电流为I小=U3R1′
故有I大−I小=I大−U3R1′=0.6A−4.5V3R1′=0.3A
解之R1′=5Ω
即定值电阻R1的可能值为10Ω或5Ω
35．（1）闭合开关S、S1，断开S2，滑片移到最上端a时，电路中只有R1接入电路，电流表测流过R1的电流，此时电流表的示数I1=UR1=18V18Ω=1A
（2）闭合开关S、S2，断开S1，变阻器R变与小灯泡L串联，当小灯泡正常发光时，电路中的电流I=IL=P额U额=3W6V=0.5A
小灯泡的电阻RL=U额I=6V0.5A=12Ω
电路中的总电阻R总=UI=18V0.5A=36Ω
滑动变阻器接入的阻值R变=R总−RL=36Ω−12Ω=24Ω
（3）闭合开关S、S1、S2，滑片P移动时，将变阻器分成R上和R下两部分，R上与R1串联组成一条支路、R下与L串联组成另一条支路，两条支路并联。由P=U2R总可知，当R总取最大值时，电路中的功率最小。要使R总取得最大值，需满足R上+R1=R下+RLR上+R下=R变
即R上+18Ω=R下+12Ω①R上+R下=30Ω②
由①②解得：R上=12Ω，R下=18Ω；
此时流过小灯泡的电流I′L=UR下+RL=18V18Ω+12Ω=0.6A>0.5A
灯泡会被烧坏。
此时流过R1的电流I′1=UR上+R1=18V18Ω+12Ω=0.6A<1A
干路电流I总=I′L+I′1=0.6A+0.6A=1.2A<3A
综合以上分析，电路的总功率最小时的安全条件是IL=0.5A
此时R下=U−U额IL=18V−6V0.5A=24Ω，R上=R变−R下=30Ω−24Ω=6Ω
故电路中的最小功率Pmin=U2R上+R1+U2R下+RL=(18V)26Ω+18Ω+(18V)224Ω+12Ω=22.5W
36．（1）根据题意，当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电路电功率最大，为P＝U2R1＝（220V）2R1=1100W
故电阻R1=44Ω
此时电流为I=PU=1100W220V=5A
（2）以最大加热功率1100W工作72s，消耗的电能为W=Pt=1100W×72s=72000J=720003.6×106kW⋅ℎ=66RkW⋅ℎ
故可得R=3300
（3）电热器处于保温挡时，电路电流为I=UR总=UR1+R2=220V44Ω+176Ω=1A
此时R1电功率为PR1=I2R1=(1A)2×44Ω=44W
此时电路中总功率为P总=UI=220V×1A=220W
电路中电能的利用率为η=PR1tPt=44220=20%
从节能角度分析，可以使用保温效果较好的材料制作加热器的瓶身，同时可以设计动断电的装置，当温度达到一定温度后自动断电，减小电能消耗。
37．（1）如图甲所示，当水位最高时，滑片应该滑到b端；此时，电路中只有定值电阻R0，电流最大为0.6A，则定值电阻R0的阻值为R0=UI=6V0.6A=10Ω
（2）当水位最低时，变阻器阻值最大为20Ω，此时R、R0串联，电路总电阻为R总=R+R0=20Ω+10Ω=30Ω
则通过电路的电流即此时电流表示数为I'=UR总=6V30Ω=0.2A
此时电路中R0消耗的功率为P0=I'2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W
（3）如图乙所示，电压表测变阻器两端电压，当水位升高时，变阻器的电阻变小，电压表的示数变小，题目要求的是水位越高，电压表的示数越大，所以他的设计不符合要求。
改进设计的方法是，把电压表并联在R0两端，根据串联电路中分压原理，当水位升高时，变阻器的电阻变小，变阻器两端的电压变小，R0两端的电压就变大，电压表示数就变大，这样就能符合题目中的设计要求
38．（1）第1次光源计数到第203次计数，计数器计数202次，根据v=st可得，所用的时间为t=sv=202×0.45m0.9m/s=101s
（2）当自动扶梯载着顾客正常运行时，根据P=I2R可知，当通过R0的电流最大时，定值电阻R0消耗的功率最大。由于两电阻串联，通过两电阻的电流是相等的，根据欧姆定律可得，当电路的总电阻最小时，电路的电流最大，因此R最小时，电路的总电阻最小，而当点光源的光照射在光敏电阻上时，此时光敏电阻R的阻值最小，即为R=R0=15Ω
则根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可得，此时的电路电流为I=UR总=UR+R0=6V15Ω+15Ω=0.2A
根据P=I2R可得，定值电阻R0消耗的最大功率是P=I2R=(0.2A)2×15Ω=0.6W
39．（1）由题意可知，超音速汽车在水平轨道上匀速直线行驶时，处于平衡状态，受到平衡力作用，因此汽车在水平方向上受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，则汽车受到水平方向的牵引力为F=f=1.8×105N
（2）汽车的速度为v=1.26×103km/ℎ=350m/s
根据P=Wt=Fst=Fv
可得，汽车牵引力的功率为P=Fv=1.8×105N×350m/s=6.3×107W
40．（1）由图可知，指示灯和限流电阻串联，根据P=UI可知，显示灯的工作电流为I=P灯U灯=0.1W2V=0.05A
流电阻分担的电压为U=220V-2V=218V
根据欧姆定律I=UR可知，图限流电阻为R=UI=218V0.05A=4360Ω
由于大于100Ω为大电阻，故限流电是大电阻
（2）对壶中的水来讲，吸收的热量为Q吸=cmΔt
对电热盘来讲，由P=Wt可得W=Pt， 有效放热与吸热的关系为Ptη=cmΔt
加热时间为t=cmΔtPη=4.2×103J/(kg⋅℃）×1kg×(100℃−20℃）1000W×80%=420s
41．（1）红灯
（2）解：猛火挡的额定功率为2420W，根据P=UI=U2R可知R1=U2P猛火=(220V)22420W=20Ω；
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，图中药壶处于文火挡，故图中药壶文火挡的额定功率P文火=U2R总=U2R1+R2=(220V)220Ω+180Ω=242W
答：图中药壶文火挡的额定功率为242W；
（3）文火档慢熬时图中药壶的实际功率为P实=Wt=0.1×3.6×106J30×60s=200W，
此时家庭电路的实际电压为U实=P实R=200W×(20Ω+180Ω)=200V
答：此时家庭电路的实际电压为200V。
42．（1）解：闭合开关S、S1，只有R1接入电路，则电源电压U=U1=I1R1=0.4A×20Ω=8V
答：电源电压为8V
（2）解：再闭合开关S2，R1与R2并联，则通过R2的电流I2=I−I1=0.6 A−0.4 A=0.2 A
R2的阻值R2=U2I2=UI2=8V0.2 A=40Ω
答：R2的阻值是40Ω；
（3）解：若只闭合S，R1与L串联，由于电源电压为8V，利用图乙分析可知，通过R1的电流为0.3A，则1min内电阻R1产生的热量Q1=I'2R1t=(0.3A)2×20Ω×60s=108J
答：若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量为108J。
43．（1）解：当S1闭合，S2拨到B时，R1、R2并联；当S1断开，S2拨到A时，R1、R2串联；当S1闭合，S2拨到A时，电路为R1的简单电路；
因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由P=UI=U2R可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，电热水壶为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，电热水壶为低温挡；电路为R1的简单电路时，为中温挡；
则中温挡电热水壶消耗的电功率：P中温=U2R中温=(220V)2110Ω=440W
答：当电热水壶处于中温挡时，电热水壶消耗的电功率为440W；
（2）解：高温挡通过电阻丝R1的电流：I1=UR=220V110Ω=2A，
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，低温挡通过电阻丝R1的电流：I1低温=I低温=UR低温=UR1+R2=220V110Ω+88Ω=109A，
则电热水壶分别处于高温挡与低温挡时通过电阻丝R1的电流之比：I1I1低温=2A109A=95；
答：电热水壶分别处于高温挡与低温挡时，通过电阻丝R1的电流之比为10：9；
（3）解：低温挡时，R1、R2串联，由串联电路的特点可知，此时电路的总电阻：R低温=R1+R2=110Ω+88Ω=198Ω，
则低温挡的电功率：P低温=U2R低温=(220V)2198Ω=22009W，
由P=Wt可知，电热水壶加热保温消耗的电能：W保温=P低温t=22009W×1.8×3600s=1.584×106J，
水吸收的热量：Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−28℃)=6.048×105J，
由η=Q吸W×100%可知，电热水壶加热消耗的电能：W加热=Q吸η=6.048×105J84%=7.2×105J，
则电热水壶这次加热和保温一共消耗电能：W=W加热+W保温=7.2×105J+1.584×106J=2.304×106J=0.64kW⋅ℎ=0.64度。
答：热水壶这次加热和保温一共消耗0.64度电。
44．（1）解：壶中水的质量m=ρV=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
答：壶中水的质量是2kg；
（2）解：壶对电磁炉的压力F=G总=G壶+G水=m壶g+m水g=0.5kg×10N/kg+2kg×10N/kg=25N
壶对电磁炉的压强p=FS=25N100×10−4m2=2500Pa
答：烧水时壶底的受力面积为100cm2，壶对电磁炉的压强是2500Pa
（3）解：当水刚好烧开时，水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−25℃)=6.3×105J
答：当水刚好烧开时，水吸收的热量是6.3×105J；
（4）解：电磁炉消耗的电能W=Q吸η=6.3×105J84%=7.5×105J
水刚好烧开所需的时间t=WP=7.5×105J2000W=375s
答：电磁炉正常工作，若加热效率为84%，水刚好烧开所需的时间是375s。
45．（1）解：由R=U额2P额可知，灯L1的电阻为R1=U额2P额=(3V)23W=3Ω
答：灯L1的电阻为3Ω；
（2）解：由图可知，两灯并联，电流表测干路电流，已知闭合开关S，两灯均正常发光，则通过灯L1电流为I1=P1U1=3W3V=1A
通过灯L2电流为I2=P2U2=6W3V=2A
由并联电路电流规律可知，电流表的示数为I=I1+I2=1A+2A=3A
答：电流表的示数为3A；
（3）解：电路消耗的总功率为P总=P1+P2=3W+6W=9W
答：电路消耗的总功率为9W。
46．（1）解：质量为1kg的水从10℃加热到100℃，水吸收的热量Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃−10℃)=3.78×105J
答：水吸收的热量为3.78×105J；
（2）解：额定功率为1000W的电热水壶正常工作420s，则电热水壶的效率η=Q吸W=Q吸Pt=3.78×105J1000W×420s=90%
答：电热水壶的效率为90%。
47．（1）解：灯L1标有“6V 7.2W”字样，L1正常发光时的电流I1=P1U1=7.2W6V=1.2A
L1正常发光时的电阻R1=U12P1=(6V)27.2W=5Ω
答：L1正常发光时的电流为1.2A，电阻为5Ω
（2）解：闭合开关S，断开S1和S2，两灯泡串联，电压表测量两灯泡的总电压，灯L2标有“6V 4.8W”字样，则L2正常发光时的电阻R2=U22P2=(6V)24.8W=7.5Ω
由于串联分压可知，在不损坏电路的情况下，使其中一盏灯正常发光，由于L2正常发光时的电阻大于L1正常发光时的电阻，所以L2的电压先达到额定电压6V，能正常发光，此时L1两端电压U3=U2R2×R1=6V7.5Ω×5Ω=4V
则电压表示数U4=U2+U3=6V+4V=10V
答：电压表示数是10V；
（3）解：则滑动变阻器Rab接入电路中，小灯泡正常发光，则L1的电压达到额定电压6V，电源电压调至12V，则滑动变阻器此时电阻Rab=UabI1=U电源−U1I1=12V−6V1.2A=5Ω
由于Rbc=3Rab，则滑动变阻器的最大阻值R最大=Rab+Rbc=Rab+3Rab=5Ω+3×5Ω=20Ω
闭合开关S和S2，断开S1，则L2被短路，L1与滑动变阻器串联，当滑动变阻器滑片P滑到b点时，
答：滑动变阻器的最大阻值是20Ω；
（4）解：（4）闭合开关S和S1，断开S2，则L1被短路，L2与滑动变阻器串联，电压表测量L2两端电压，滑片P由b滑动到c端的同时调节电源电压，使L2小灯泡正常发光，则电压表安全，则电路中电流I2=P2U2=4.8W6V=0.8A
则电路中电流表安全，滑片P在b端时，L2小灯泡正常发光，则电源电压U5=U2+I2Rab=6V+0.8A×5Ω=10V
则电路的最小总功率P最小=U5I2=10V×0.8A=8W
滑片P在c端时，L2小灯泡正常发光，则电源电压U6=U2+I2R最大=6V+0.8A×20Ω=22V
则电路的最大总功率P最大=U6I2=22V×0.8A=17.6W
所以此过程中电路的总功率变化的范围为8W~17.6W。
答：此过程中电路的总功率变化的范围为8W~17.6W。
48．（1）电流；通电时间
（2）电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关
49．（1）B
（2）小灯泡断路
（3）左
（4）0.5
（5）1.8
50．（1）B
（2）0.14
（3）右
（4）0.625
（5）增大；灯丝电阻随温度的升高而增大
（6）；断开；最右
51．P=UI；A；0.75W
52．（1）可再生
（2）7500km
（3）1.8×107J
（4）80%；可信
53．（1）
（2）解：由图像可知小灯泡两端电压U=1.0V时，通过小灯泡的电流I=0.2A，
此时小灯泡的电阻R=UI=1.0V0.2A=5Ω
答：小灯泡两端电压为1.0V时的电阻为5Ω；
（3）解：小灯泡正常发光时，两端电压UL=2.5V，
由图像可知此时通过小灯泡的电流IL=0.28A，
小灯泡正常发光时的电功率PL=ULIL=2.5V×0.28A=0.7W
答：小灯泡正常发光时的电功率为0.7W。
54．（1）微波炉电功率大，使用时电流大，若达到或超过保险丝的熔断电流，就会出现“烧保险”现象。
（2）微波炉热效率高，食品获取相同的热量，消耗的电能少，可以节约电能，所花的电费少。
（3）使用微波炉时，同时使用的用电器不能太多，避免总功率过大
55．（1）55Ω
（2）9.24×104J
（3）甲电热水壶更节能，选择甲电热水壶
56．（1）连通器；运动
（2）改变力的方向
（3）镜面；2×107N
（4）0.3；4.5×107W
（5）1.875×107WU
57．连接处电阻大，根据Q=I2Rt可知，在电流和时间一定时，导线连接处电阻大，产生热量多，因此导线连接处更容易发热，加速老化甚至引起火灾。
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