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专题9 电能
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 电功、电能和电热 ☆☆☆ ①掌握用电器消耗的电能，应用电功率进行计算②伏安法测量小灯泡电功率的实验，绘制实验电路图③焦耳定律和数学表达式，应用焦耳定律解决简单的问题
考点2 电功率 ☆☆☆
■考点一　电功、电能和电热
1．电流通过某段电路所做的功叫电功。电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式能量(消耗电能)的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
2．电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。计算公式：W＝UIt＝Pt(适用于所有电路)。
电功的单位：国际单位是焦耳(J)，常用单位：千瓦时(kW·h)，俗称“度”。
1度＝1千瓦时＝1kW·h＝3.6×106J
对于纯电阻电路可推导出：W＝I2Rt＝U2t/R
①串联电路中常用公式：W＝I2Rt　W1∶W2＝R1∶R2
②并联电路中常用公式：W＝U2t/R　W1∶W2＝R2∶R1
③无论用电器串联或并联，计算在一段时间内所做的总功都可用公式：W＝W1＋W2 。
3．电功或电能测量
电能表是测量电功或电能的仪表。
电能表上“220V”“5(10)A”“3000r/kW·h”分别表示：该电能表应该接在220V的电路上使用；额定电流为5A，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过10A；用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转过3000转。
读数注意最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。电能表前后两次读数之差，就是这段时间内电路消耗的电能。
■考点二　电功率
1．电功率是电流在单位时间内做的功。电功率是表示电流做功快慢的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率(而不是其额定功率)。
2．电功率计算公式：P＝W/t＝UI＝I2R＝U2/R。
电功率的国际单位： 瓦特(W)，常用单位：千瓦(kW)。
①串联电路中常用公式：P＝I2R　P1∶P2＝R1∶R2
②并联电路中常用公式：P＝U2/R　P1∶P2＝R2∶R1
③无论用电器串联或并联，计算总功率可用公式：P＝P1＋P2 。
3．额定功率和实际功率
额定电压是用电器正常工作时的电压，额定功率是用电器在额定电压下消耗的电功率。
P额＝U额I额＝U/R　R＝ U/P额
某灯泡上所标“PZ220V－25W”字样表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。
■考点一　电功、电能和电热
◇典例1：（2022·温州模拟）将如图甲所示的电热水瓶，接入家庭电路中单独工作时，观察到电能表(如图乙)的转盘转6 r用时1 min。下列关于电能表和电热水瓶的说法正确的是（　　）
A．电能表应接在空气开关和用电器之间
B．该电能表所在家庭电路用电器同时工作时最大功率不能超过2200 W
C．电热水瓶的实际功率是600 W
D．若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，说明它们之间是串联的
【答案】C
【解析】（1）根据家庭电路的连接顺序判断；
（2）根据P=UI计算承载的最大功率；
（3）首先根据计算出热水瓶消耗的电能，再根据计算出它的功率。
（4）用电器相互影响，则它们串联；用电器不相互影响，则它们并联。
【解答】A.电能表应该接再空气开关的前面，故A错误；
B.根据乙图可知，电能表允许通过的最大电流为20A，则承载的最大功率：P=UI=220V×20A=4400W，故B错误；
C.电热水瓶消耗的电能：；
它的实际功率：，故C正确；
D.若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，那么二者不相互影响，为并联，故D错误。
故选C。
◆变式训练1：（2022·杭州）密闭的房间里有一台规格为“220V 800W”的取暖器，闭合开关使其正常工作30分钟。
（1）该取暖器消耗的电能为多少焦耳？
（2）若房间里空气质量为45千克，取暖器放出热量的15%被空气吸收，则房间里空气温度升高了多少摄氏度？[空气的比热为1000J/(kg·℃)]
【答案】（1）解：30分钟取暖器消耗的电能：W=Pt=800W×1800s=1.44×106J
（2）解：取暖器放出热量的15%被空气吸收．Q放×15%=Q吸
取暖器放出的热量：Q放=W=Pt；空气吸收的热量：Q吸=cm△t
Pt×15%=cm△t
△t= =4.8℃
【解析】（1）根据W=Pt计算取暖器消耗的电能。
（2）首先根据 Q放×15%=Q吸 计算出取暖器放出的热量，再根据 Q放=W=Pt 列出方程计算即可。
◆变式训练2：（2024·浙江）某兴趣小组设计了一款自带风力发电机的一体式路灯，其模型及纵截面示意图如图所示。任意方向吹来的风经过灯罩的上、下表面时都会产生上升气流，带动风叶转动而发电。
（1）风力发电机的发电原理是____（填字母）。
A．电磁感应 B．电流周围存在磁场 C．通电线圈在磁场中转动
（2）灯罩上方空气流速大，压强　 　。
（3）若路灯额定功率为100瓦，风力发电机产生1千瓦时的电能，能使该路灯正常工作　 　小时。
【答案】（1）A
（2）小
（3）10
【解析】 （1）发电机的工作原理是电磁感应；
（2）流体的压强跟流速有关：流体的流速越大、压强越小；流体的流速越小、压强越大；
（3）根据计算工作时间。
【解答】（1）电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，电路中会产生感应电流，风力发电机原理是电磁感应现象，故选A；
（2）灯罩上方空气流速大，压强越小；
（3）风力发电机产生1千瓦时的电能，能使该路灯正常工作 。
◆变式训练3：（2024九下·杭州模拟）传统的公共充电桩充电电流在32A到80A之间。充电电流小会使充电速度过慢，用户等待时间长。日前，华为数字能源助力打造的全液冷超级充电桩正式上线，最大充电电压为1000V，对应的最大充电功率是600kW。该产品具有充电快、噪音低、寿命长的特点，用“遥遥领先”的技术为国家环保减排事业再立新功。（“全液冷系统”是一种密闭式液冷系统，通过冷板和风液换热器两种高效换热部件将产生的热量通过液体带出机体）请结合以上信息。
（1）该充电桩最大充电电流是多少？
（2）新款比亚迪唐纯电车搭配有108kW h容量的磷酸铁锂电池，若使用最大功率给该车充电，让电池的电量从25%充到100%，理论上需要多少分钟？
（3）传统充电桩没有冷却系统，为什么华为超级充电桩需要用“全液冷系统”？
【答案】（1）由P＝UI可知，该充电桩最大充电电流
（2）电池充满电消耗的电能W＝（100%﹣25%）W电＝75%×108kW h＝81kW h
由可知，需要的时间
（3）与传统充电桩相比，华为超级充电桩的电流大，当电阻和通电时间相同，根据焦耳定律可知，华为超级充电桩通电时产生的热量多，所以华为超级充电桩需要用“全液冷系统”来降温。
【解析】（1）题中给了充电桩最大充电电压和电功率，由P＝UI的变式计算。
（2）根据电能计算公式的变式计算。
（3）华为超级充电桩最大充电电流大，由焦耳定律可知产生的热量多。
【解答】（3）与传统充电桩相比，华为超级充电桩的电流大，根据焦耳定律可知，所以华为超级充电桩需要用“全液冷系统”来降温。
答：与传统充电桩相比，华为超级充电桩的电流大，根据焦耳定律可知，所以华为超级充电桩需要用“全液冷系统”来降温。
■考点二　电功率
◇典例1：（2024九上·平湖期末）在如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当电路中接入“6V 6W”的灯泡L，在a、b之间接入一段导线时，闭合开关，灯泡L恰能正常发光；断开开关，在a、b之间换接入一个“6V 3W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡L将变亮 B．电路总功率变大
C．换接灯泡的亮度大于灯泡L D．换接灯泡的实际功率为3W
【答案】C
【解析】判断出换接“6V 6W"的灯泡后，电路中总电阻的阻值变化，进而判断出电流的变化情况：然后结合计算电功率的公式判断灯L的实际功率以及电路消耗的总功率的变化情况.
【解答】当电路中接入“6V 6W”的灯泡L，在a、b之间接入一段导线时，闭合开关，灯泡L恰能正常发光，断开开关，在a、b之间换接入一个“6V 3W”的灯泡后，由于串联分压， 新接灯泡电阻更大，分压更多，灯泡L将变暗，且换接灯泡的亮度大于灯泡L，电路电阻变大，电流减小， 电路总功率减小， 换接灯泡的实际功率小于3W，C正确；
故答案为：C。
◆变式训练1：（2024·浙江）自然界中有许多“电鱼”，它们身体中的发电器官能产生电。研究表明，某电鱼在水中放电时（图1），身体AB段可看成电源和电阻（R1）两部分串联而成，其余部分和水的电阻为R2，它们共同构成闭合电路，简化电路如图2所示。电鱼放电时的电压（即电源电压）为U，电阻R1＝1.0×104欧。为获得U的大小，研究人员通过在水里加入氯化钠来改变R2，得到A、B两点间电压UAB和电路中电流I的关系，如图3所示。电鱼每次放电电压视为相同，电鱼电阻不变。
（1）向水里加入氯化钠，目的是　 　（填“增大”或“减小”）电阻R2。
（2）求电鱼放电时电压U的大小。
（3）当R2=1.0×104欧，求电鱼放电时R2的电功率P2。
【答案】（1）减小
（2）当电流为0.05A时，UAB=1.5V
U=5×10-5A×R1+1.5V①
当电流为0.20A时，UAB=0.5V
U=1.5×10-4A×R1+0.5V②
由①②得U=2V R1=10000Ω
（3）P2=I2R2=（10-4A）2×1.0×104Ω=10-4W
【解析】 （1）向水里加入氯化钠增加了溶液中自由移动的离子，进而分析向水里加入氯化钠的目的。
（2）由图1可知，两电阻串联，根据图2利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源电压，解方程求出R1的阻值和电源电压。
（3）根据欧姆定律求出通过的电流，根据P=I2R求出电鱼放电时R2的电功率P2。
【解答】 （1）向水里加入氯化钠增加了溶液中自由移动的离子，因此向水里加入氯化钠，目的是减小电阻R2。
◆变式训练2：（2024·杭州模拟）在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干，部分实物电路如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：滑片P向右移时灯泡变亮）。
（2）移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器的滑片P应向　 　（选填“A”或“B”）端移动。
（3）图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图像，若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在3V的电源上，则电路消耗的总功率为　 　W。
（4）考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比　 　（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）.
【答案】（1）
（2）B
（3）0.6
（4）偏大
【解析】（1）滑片P向右移动时小灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器阻值变小，据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱；
（2）根据电压表选用量程确定分度值读数，比较电压表示数与灯泡额定电压的大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向；
（3）根据串联电路的分压规律求出每个灯泡两端的电压；根据图像得出此时的电流，根据P=UI求出总功率的大小；
（4）根据图丙同时结合欧姆定律比较两个电压下灯泡电阻的关系，再根据得出按此方案算出灯泡的额定功率与真实值的关系。
【解答】 （1）滑片P向右移动时小灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
；
（2）移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2V，小于灯泡额定电压2.5V；若要测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故滑动变阻器的滑片P应向B端移动；
（3）若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在3V的电路中，根据串联电路的分压规律可知，每个灯泡两端的电压为1.5V，根据图丙可知，此时的电路中的电流为0.2A，则电路消耗的总功率为：P'=UI'=3V×0.2A=0.6W；
（4）由图丙可知，因为灯泡两端的电压为2V时，其通过灯泡的电流小于当泡两端的电压为额定电压2.5V时的电流，
由的变形式可得，灯泡两端的电压为2V时对应的电阻小于电压为2.5V时对应的电阻，
因此若用第（2）小问中所测得数据算出灯泡的电阻RL，即此时灯泡的电阻小于灯泡正常发光时的电阻，再根据计算灯泡的额定功率，按此方案算出灯泡的额定功率比真实值偏大。
◆变式训练3：（2024·余姚模拟）有一款额定电压为 220 V、可进行“高、中、低”三档调节的电热器，其简化电路如右图。其中，阻值恒定的电热丝 档位调节由开关 S1、单刀双掷开关 S2 的通断来实现。
（1）当电热器开关S1 闭合、S2接a 时，电热器的电路等效电路是下列选项中的　 　(填字母)，此时电热器处于　 　(填“高”“中”或“低”)温档。
（2）在不考虑其他损耗的情况下，1kW·h的电能可供电热器中温档工作多少小时
（3）若在c、d之间串联一个　 　(填元件名)，即可在原有三档温度调节的基础上增加一个档位，实现四档温度调节。
【答案】（1）C；高
（2）解：处于中温档时开关S1闭合，S2接b，此时的功率
1kW·h的电能可供电热器中温档工作的时间
答：1kW·h时的电能可供电热器中温档工作10h。
（3）开关
【解析】（1） 当电热器开关S1 闭合、S2接a 时， 两个电阻属于并联关系，等效图为C，此时总电阻最小，总电流最大，总功率最大，电热器属于高温档；
（2）根据电功率公式求得电功率大小，电能除以电功率等于时间；
（3） c、d之间串联一个开关，可以实现只有另一个定值电阻接入电路，电功率不同，从而实现四个档位。
1．（2023·衢州）如图所示为多档位加热器的电路图，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合S1和S2时，对电路的分析正确的是（　　）
A．R1和R2串联 B．R1两端的电压小于R2两端的电压
C．流过R1的电流大于流过R2的电流 D．如果R1断了，R2也不能工作
【答案】C
【解析】如图所示电路中，当开关S1和S2均闭合时，电热丝R1和R2为并联关系，此时电路中的总电阻最大，相同时间内产生的热量最多。
【解答】A.由图可知R1和R2为并联关系；
B.R1和R2为并联关系，故两端电压相等；
C.电压相同时，电阻越大，电流越小，故其正确；
D.并联电路两条支路不会相互影响。
2.（2023·台州）绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。
（1）使用　 　灯照明更符合绿色生态理念。
（2）两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为　 　。
【答案】（1）LED （2）1：12
【解析】（1）根据能量转化的知识确定哪种灯泡更节能；（2）根据W=Pt计算电流通过灯泡做功之比。
【解答】（1）LED灯将电能转化为光能，而白炽灯将电能转化为内能和光能，可见LED灯更符合绿色生态理念。
（2）通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比。
3.（2023·台州）某电热器的简化电路如图所示，可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏，R1=2000欧，R2=484欧。
（1）开关转至ac位置时，电阻R1和R2的连接方式是　 　。
（2）开关转至bd位置时，该电热器可实现　 　功能、它的额定功率是　 　瓦。
【答案】（1）串联（2）加热；100
【解析】（1）如果用电器首尾相接，那么它们串联；如果用电器并排连接在两点间，则它们为并联。
（2）根据公式比较两种状态下电路总功率的大小，从而确定它们的工作状态，并计算出对应的功率。
【解答】（1）开关转至ac位置时，电流依次经过R1和R2，它们首尾相连，因此为串联。
（2）开关转至bd位置时，只有电阻R2工作，此时总电阻为R2。
根据公式可知，因为R串>R2，所以总功率P串则前者为保温状态，后者为加热状态。
那么它的额定功率为：。
4.（2023·衢州）图甲是小宁哥哥测定小灯泡额定功率的电路，小灯泡上标有“3.8V”字样。
（1）测小灯泡电压的电压表有“0-3V”、“0-15V”两个量程，小宁的哥哥正确选用了“　 　”量程。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3.8V，此时，电流表的示数如图乙所示。实验测得的该小灯泡的额定功率为　 　。
（3）小宁发现，与我们教材中测小灯泡电功率的电路相比，哥哥的实验电路多了一根导线这根导线是　 　。（用图甲中导线旁的字母表示）
【答案】（1）0~15V （2）1.14 （3）b
【解析】（1）根据灯泡的额定电压选择电压表的量程；
（2）根据图乙确定电流表的量程和分度值，然后根据指针的位置读出灯泡的额定电流，最后根据P=UI计算灯泡的额定功率。
（3）根据实验目的确定电器元件的串并联关系，注意电表的量程和接线柱，以及变阻器接线“一上一下”。
【解答】（1）根据题意可知，灯泡的额定电压为3.8V，即电压表的最大示数为3.8V，则电压表选择量程0~15V；
（2）根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.3A，那么灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W。
（3）在测量小灯泡额定功率的实验中，除了电压表与灯泡并联外，其它的都是串联。根据图甲可知，滑动变阻器应该接2根线，现在却接了3根，肯定存在问题。观察发现，只要将开关与变阻器之间的b导线去掉即可恢复正常。
5．（2023·衢州）用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。
图中电路包括调试电路和实验电路，和是阻值都为20欧的电热丝，放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝在调试过程中不发热。实验步骤如下：
①用数字温度计测量并记录装有的保温容器内煤油的温度。
②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。
③将开关S拨至“2”，使工作50秒，断开开关S，测量并记录__________。
④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度（可反映电热的多少），整理、的数据如图丙。
（1）将步骤③补充完整。
（2）在答题纸图丙中画出与的关系图像。
（3）小明想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持不变，将更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理，说明理由：　 　。
【答案】（1）煤油的温度
（2）
（3）不合理。当调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，通过30欧电热丝的电流不是设定值
【解析】（1）煤油的质量相等，根据Q=cm△t可知，煤油的温度升高的越多，则说明电流产生的热量越多，即根据煤油温度的变化可以判断产生热量的多少；
（2）根据描点法画出图像的方法解答；
（3）根据乙图可知，R1和R2的阻值相等，电源电压相等。当开关分别与1和2闭合时，它们分别与变阻器串联，此时通过电流表的电流相等，这样可以避免调整过程产生热量对实验的影响。如果将R2换成30Ω的，那么通过电流表的示数就会发生变化，不是预定值，从而无法进行研究。
【解答】（1）实验中，要用煤油升高的温度反映产生热量的多少，因此步骤③的内容为：将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S，测量并记录煤油的温度。
（2）方格纸上已经存在描点，只需在各个描点附近画一条平滑的线将相临的点连接起来即可，如下图所示：
（3）滑动变阻器的阻值不变，如果两个电阻的阻值不同，那么电流表的示数会发生改变，则他的做法不合理，理由是：当调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，通过30欧电热丝的电流不是设定值。
6．（2021·金华）研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。图注电源电压恒为4V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。实验过程中，调节滑动变阻器，逐次读取数据并记录，计算定值电阻电功率。数据如下表：
实验次数 1 2 3 4 5
电流（A） 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
电压（V） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
R0的电功率（W） 0.10 0.225 0.40 0.625 0.90
（1）完成第3次实验后，接下来要获得第4次实验的数据，则滑动变阻器R的滑片P应向　 　（选填“左”或“右”）移动到适当位置；
（2）小组同学根据表中数据，得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论正确的是：（ ）
A．定值电阻的电功率与电流成正比
B．定值电阻的电功率与电流的平方成正比
（3）小科提出：要得知滑动变阻器的电功率，还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压；小金却认为：无需测滑动变阻器两端的电压，通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如，当定值电阻两端的电压为1.0V时，滑动变阻器的电功率为　 　瓦；
（4）小组同学对小金的方法进行了归纳，结合表中数据，画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像（如图乙所示）。请分析判断，图中线段AA’表示的含义是　 　。
【答案】（1）左
（2）B
（3）0.3
（4）滑动变阻器的电功率
【解析】（1）根据表格确定电流的大小变化，再根据“电流与电阻的反比关系”确定变阻器的阻值变化，最终确定滑片的移动方向。
（2）将表格中第1、3组数据比较，确定定值电阻的电功率与电流的变化关系。
（3）首先根据U2=U总-U1计算变阻器两端的电压，再根据P2=U2I2计算变阻器的功率；
（4）根据P总=P1+P2分析。
【解答】（1）根据表格可知，从第3次到第4次时，电流从0.2A到0.25A，此时电流变大，那么变阻器的阻值变小，则滑片P向左移动到适当位置。
（2）比较第1和3组数据可知，电流增大到原来的：0.2A÷0.1A=2倍，而定值电阻的电功率增大到原来的：0.4W÷0.1W=4=22倍，因此定值电阻的电功率与电流的平方成正比，故选B。
（3）当定值电阻两端的电压为1.0V时，
变阻器两端的电压U2=U总-U1=4V-1V=3V；
此时变阻器的电功率为：P2=U2I2=3V×0.1A=0.3W；
（4）A点的横坐标代表总功率，A'点的横坐标代表R1的电功率，根据P总=P1+P2可知，AA'就是滑动变阻器的电功率。
7．（2023·衢州）为了探究灯泡亮度与灯泡电功率的关系，小敏用如图所示电路进行研究(光敏电阻和灯L放置在暗盒内，外界光照无法进人)。已知灯L的额定电压为2伏，R光敏的阻值随光照的增强而减小，R2是保护电阻。连接电路后，闭合开关S1和S2，移动滑片调节灯L两端电压，记录电压表和电流表的示数如下表。
实验次数 1 2 3 4 5
电压表V示数/伏 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流表A1示数/安 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24
电流表A2示数/安 0.04 0.10 0.14 0.16 0.18
（1）闭合S1前，应先将滑片移至最　 　(选填”左”或”右”)端。
（2）该实验通过观察　 　来体现灯泡 L的亮度变化。
（3）实验中灯L的额定功率为　 　瓦。
（4）通过数据分析，得出的实验结论是　 　。
【答案】（1）左
（2）电流表A2示数变化
（3）0.4
（4）灯泡亮度与灯泡电功率有关，灯泡电功率越大，灯泡越亮
【解析】（1）闭合开关前，为了防止电流过大而烧毁用电器，要求变阻器的滑片要调到阻值最大的位置；
（2）根据图片可知，电流表A1与灯泡L串联，则通过它们的电流大小相等。根据表格可知，当电流表A1的示数增大时，A2的示数也增大。当通过电流表A1的电流越大时，A2的示数越大，通过灯泡的电流越大，则灯泡的亮度越大。
（3）根据表格确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（4）根据表格数据，分析灯泡的亮度与电功率之间的对应关系。
【解答】（1）根据图片可知，当变阻器的滑片在最左端时阻值最大，那么：、闭合S1前，应先将滑片移至最左端。
（2）该实验通过观察电流表A2示数变化来体现灯泡 L的亮度变化。
（3）根据表格可知，当灯泡电压为额定电压2V时，通过灯泡的电流为0.2A，则灯泡的额定功率P=UI=2V×0.2A=0.4W。
（4）根据表格数据，利用P=UI分别计算出对应的电功率，发现电功率是逐渐变大的，而灯泡的亮度也在变大，那么得到结论：灯泡亮度与灯泡电功率有关，灯泡电功率越大，灯泡越亮。
8．（2023·衢州）在”测量小灯泡额定功率”实验中，同学们进行如下研究。
[实验器材]干电池3节，小灯泡(额定电压为3.8V、电阻约为15Ω)，滑动变阻器(40Ω1A)，电流表，电压表，开关，导线若干(所有器材均完好)
[实验方案]将量程为0~15V的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，读出并记录电流表的示数。
（1）实验时若闭合开关，发现灯泡不亮，接下来最合理的操作是 ；
A．更换小灯泡
B．检查电路是否短路
C．观察电流表和电压表的示数
（2）当电压表读数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，该小灯泡的额定功率为　 　 W；
（3） [实验反思]小金认为，电压表选用0~15V量程进行实验，因该量程下每一小格为0.5V，3.8V读数不够精确，导致计算得到的额定功率误差较大。若电压表换用0~3V的量程，将其并联到滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为0.7V，即可减小误差。
[实验改进]于是小金设计了如图丙所示电路图，电压表V1选用0~15V量程，电压表V2选用0~3V量程。进行实验，移动滑动变阻器滑片，得到三次实验数据记录如下表。
实验次数 小灯泡两端电压(V) 变阻器两端电压(V) 电流(A)
1 3.0 1.1 0.24
2 3.4 0.7 0.26
3 3.8 0.3 0.28
小金按反思后的思路，利用滑动变阻器两端电压为0.7V时所测的数据，计算得到的小灯泡”额定功率”比真实的小灯泡额定功率　 　(选填”偏大”“偏小”或”相等”)。
[反思交流]小金发现测得的小灯泡两端电压与滑动变阻器两端的电压之和小于电源电压。
带着这一疑问，继续探究……
【答案】（1）C
（2）1.064
（3）偏小
【解析】（1）根据闭合开关前，滑动变阻器的滑片调到最大分析；
（2）根据图乙确定电流表的量程和分度值，根据指针位置读出示数，根据P=UI计算灯泡的额定功率；（3）根据表格数据分别计算变阻器电压为0.7V时灯泡的电功率和灯泡电压为3.8V时的电功率，二者进行比较即可。
【解答】（1）在闭合开关前，为了防止电流过大而烧毁用电器，要求变阻器的滑片调到阻值最大的位置。那么闭合开关后，通过灯泡的电流很小，则灯泡亮度很弱，几乎不亮，此时电流表和电压表都会有示数，因此通过它们有无示数，可以判断灯泡不亮的原因，故选C。
（2）根据图乙可知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，则灯泡的额定电流为0.28A，则灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.28A=1.064W。
（3）根据表格数据可知，当变阻器电压为0.7V时，灯泡的实际电压为3.4V，那么灯泡的的实际功率：P=UI=3.4V×0.26A=0.884W；
当灯泡电压为3.8V时，灯泡的额定功率为：P'=U'I'=3.8V×0.3A=1.14W；
比较可知，计算得到的小灯泡”额定功率”比真实的小灯泡额定功率偏小。
9．（2023·台州）如图电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡规格是“3V 0.75W”。
（1）灯泡正常工作时，电压表V1、V2示数分别为多少 滑动变阻器接入的电阻为多少
（2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少
【答案】（1）解：U1=3V U2=U-U1=4.5v-3V=1.5v
灯泡常工作电流I= =0.25A
滑动变阻器接人电阻：R= =6Ω
（2）解：W=UIt=4.5Vx0.25Ax4x60s=270 J
【解析】（1）根据图片可知，灯泡与变阻器串联，电压表V1测灯泡的电压，V2测变阻器的电压。根据灯泡的规格确定灯泡正常发光时的电压，也就是电压表V1的示数，然后根据U2=U总-U1计算电压表V2的示数。首先根据 计算出灯泡正常工作时通过电路的电流，再根据 计算出此时变阻器接入的电阻。
（2）根据公式W=UIt计算整个电路消耗的电能。
10.（2023·衢州）用两种不同充电桩，对同一辆纯电动汽车充满电的相关数据如表所示，不计充电过程中的能量损失。
充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h
普通充电桩 相同 220 30 10
快充充电桩 600 100 ▲
（1）用普通充电桩充满电，消耗的电能为多少千瓦时？
（2）用快充充电桩充满电，需要多少小时？
（3）目前存在普通充电桩充电时间长，充电桩紧缺等问题。为解决此问题，除用快充充电桩充电外，再提出一种设想。
【答案】（1）
答：用普通充电桩充满电，消耗的电能为66kW·h。
（2）
答：用快充充电桩充满电，需要1.1h。
（3）增加快充充电桩数量
【解析】（1）首先根据P=UI计算出普通充电桩的充电功率，再根据W=Pt计算消耗的电能；
（2）首先根据P=UI计算出快充充电桩的充电功率，再根据计算快充的时间；
（3）可从快充充电桩的数量的角度分析解答。
11．（2023·台州）便携式无线加湿器，让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿器，通过旋转开关S接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，其简化的工作电路如图所示，铭牌上的部分参数如下表。
项目 参数
工作电压（V） 20
低档位功率（W） 5
高档位功率（W） 10
完成下列问题：
（1）旋转开关S接触“bc”两触点时，加湿器属于　 　档位；
（2）加湿器低档位工作时，电路通过的电流多大？
（3）加湿器高档位工作6小时，将消耗多少电能？
【答案】（1）低
（2）当开关S与bc接触时，只有电阻R2工作，加湿器低档位工作时，
此时通过电路的电流；
（3）高温档消耗的电能：W=P高t=10W×（3600s×6）=2.16×105J。
【解析】（1）根据公式比较不同状态下电路总功率的大小，然后确定它的工作状态；
（2）当开关S与bc接触时，只有电阻R2工作，加湿器低档位工作时，根据公式计算出通过电路的电流；
（3）根据W=P高t计算出消耗的电能。
【解答】（1）旋转开关S接触“bc”两触点时，只有电阻R2工作，此时总电阻为R2；
旋转开关S接触“cd”时，两个电阻并联，此时总电阻为R并；
则R2>R并；
根据公式可知，此时总功率P2则前者为低档，后者为高档。
12．（2023·衢州）一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段。图甲为多档位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，R1、R2为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示。
额定电压. 220V
磨豆功率 110W
加热功率 1210W
保温功率 88W
产品规格 295*280*410mm
（1）若仅闭合S2，咖啡机的工作状态处于　 　阶段。
（2）R1的阻值是多少欧？
（3）小金某次泡制咖啡，只进行了磨豆和加热，其中磨豆用时0.5分钟，加热用时3分钟，则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能？
【答案】（1）保温
（2）R1= =40Ω
（3）W总=P磨t磨+P热t热=110W×0.5×60s+ 1210W×3×60s=2.211×105J
【解析】（1）根据比较开关在不同闭合情况下总功率的大小，从而确定对应的工作状态；
（2）根据图片可知，当同时闭合开关S2和S3时，只有R1自己工作，此时为加热档，根据公式 计算R1的阻值。
（3）根据W=Pt分别计算出磨豆和加热消耗的电能，然后相加得到消耗的总电能。
【解答】（1）根据图片可知，当只闭合开关S1时，只有电动机工作，此时为磨豆状态；
当只闭合开关S2时，此时R1与R2串联，总电阻为R串；
当同时闭合开关S2和S3时，只有R1自己工作，总电阻为R1；
根据串联电路的电阻特点可知，R串>R1；
根据可知，总功率P串则二者对应的状态分别为保温和加热。
13．（2023·衢州）在献爱心活动中，小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫，能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲，是安装在坐垫内的热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示。
热敏电阻的阻值与温度的关系
温度/ 20 25 30 35 39 40 41 42 43 44 45 50 55 60 65
阻值/欧 600 480 390 300 240 230 220 210 200 190 180 150 120 100 85
闭合开关，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁和同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时，电磁铁无法吸住衔铁和、恢复原位，又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。
（1）分析表中数据，当温度升高时，热敏电阻R，的阻值　 　。（选填“变大”或“变小”）
（2）图甲中和的阻值均为1210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟，则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦？
（3）小明想在控制电路中增加一个力敏电阻，以实现两个功能：
①1000牛压力以下，坐垫最高温度不超过；
②人离开后，坐垫始终低功率工作。
现有三种力敏电阻，其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式，并写出500牛压力下坐垫的最高温度值：　 　。（线圈阻值忽略不计）
【答案】（1）减小
（2）解：工作电路处于低功率状态时， 和 串联
欧
焦
工作电路处于高功率状态时， 和 并联
焦
消耗的总电能为 焦
答：测试中电热丝消耗的总电能为 焦。
（3）选用 与 并联，500牛压力下坐垫的最高温度值为
【解析】（1）根据表格数据分析热敏电阻的阻值随温度的变化规律；
（2）根据甲图可知，当电路处于低功率状态时，两个电阻串联，根据R总=R1+R2计算出此时的总电阻，再根据 计算消耗的总电能。
当电路处于高功率状态时，两个电阻并联。根据分别计算出两个电阻丝消耗的电能，然后相加即可。
（3）①当电磁铁的电流达到0.05A时，转为低功率模式，此时温度达到最高。根据计算出此时控制电路的总电阻，然后根据表格确定45℃时热敏电阻的阻值，二者进行比较，根据串并联电路的电阻特点确定连接方式，并计算出加入的阻值。根据图像判断压力减小时45℃是否为最高温度，最终确定加入的力敏电阻即可。
②根据乙图确定500N时加入力敏电阻的阻值，然后根据并联电路的电阻规律计算出此时热敏电阻Ra的阻值，最后根据表格确定对应的最高温度即可。
【解答】（3）①当电磁铁的电流达到0.05A时，转为低功率模式，此时温度达到最高。
此时电路的总电阻为：；
根据表格可知，当温度为45℃时，热敏电阻Ra=180Ω；
则此时的总电阻小于热敏电阻，
根据并联电路总电阻小于任何一个组成电阻的规律可知，力敏电阻与热敏电阻并联。
根据得到：；
解得：R=360Ω；
即压力为1000N时，力敏电阻的阻值为360Ω；
则可能为Rc或Rd；
对于Rc来说，当压力减小时它的阻值增大，
根据并联电路电阻的特点可知，当总电阻不变时，热敏电阻的阻值要减小，
则此时温度会高于45℃；
因此只能选择Rd与Ra并联；
②当压力为500N时，Rd的阻值为300Ω；
根据得到：；
解得：Ra=200Ω；
根据表格可知，此时最高温度为43℃。
14．（2023·舟山）科技小组开展设计一款多功能电饭煲的项目活动，过程如下：
[明确问题]科技小组同学们讨论后认为，电饭煲应具有如下基本功能，并提出具体标准：
①工作电压：220V；煮饭模式功率：880W ；保温模式功率：88W；
②电饭煲达到设定温度后能自动切换到保温模式。
（1）[方案设计]根据标准，小组讨论后，初步设计了如图甲的方案，图中开关S1，S2都闭合时，电饭煲处于煮饭模式，功率为880W，则发热电阻R1，应选择的阻值为多少欧？
（2）[方案优化]有同学认为甲方案不能实现自动切换功能，于是同学们利用电磁继电器与热敏电阻，设计了如图乙的方案。
①工作电路中的发热电阻R，应设计在 ▲ 处(选填“a"或“b")。
②为确保安全，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，工作电路自动切换到保温模式，其中热敏电阻R的阻值与温度关系见图丙。控制电路的电源电压为24V，当电流达到0.03A时，电磁铁会吸下衔铁，工作电路自动切换到保温模式。那么，选用的定值电阻R0阻值应为多少欧？(电磁铁线圈阻值不计)
【答案】（1）解：发热电阻R1应选择的阻值为：R1= =55Ω
答：发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
（2）a；解：通过图丙可知，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，热敏电阻的阻值为：600Ω；
控制电路中的电流达到0.03A时，电路的总电阻为：R总=q= =800Ω，
选用的定值电阻R0阻值为：R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω
答：选用的定值电阻R0阻值应为200Ω。
【解析】电磁继电器是电磁铁应用，可以利用低电压、弱电流控制高电压和强电流；功率是指电流在单位时间内所做的功，表示做功的快慢；P=I2R=U2/R=UI
【解答】（1）已知加热功率P=880W；R1===55Ω；答：发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
（2）①从图中可以看出控制电路中的热敏电阻随着温度的升高而降低，所以当温度升高是时，控制电路中电阻变小，电流变大，磁性变强，吸引衔铁，所以发热电阻不工作，所以①工作电路中的发热电阻R，应设计在a处。
②解：通过图丙可知，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，热敏电阻的阻值为：600Ω；控制电路中的电流达到0.03A时，电路的总电阻为：R总=q= =800Ω，选用的定值电阻R0阻值为：R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω；
故答案为：（1） 解：发热电阻R1应选择的阻值为：R1= =55Ω
答：发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
（2） a；解：通过图丙可知，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，热敏电阻的阻值为：600Ω；控制电路中的电流达到0.03A时，电路的总电阻为：R总=q= =800Ω，选用的定值电阻R0阻值为：R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω
答：选用的定值电阻R0阻值应为200Ω。
15．（2023·台州）我省实施“清凉工程”，为每个教室安装了空调。
（1）安装一台额定电压为220伏，最大功率为5500瓦的空调，需要给教室单独铺设输电线。通过计算说明，应选择允许通过最大电流至少为多少的导线？
（2）某台空调制冷时消耗的功率为2340瓦，若连续制冷0.5小时，消耗多少电能？
（3）为落实节能降耗，某同学设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路，实现当气温升至30℃时，衔铁才能被电磁铁吸下，接通空调线路。热敏电阻R1的阻值随温度变化情况如图乙。
实际使用中发现：当气温在30℃上下波动时，空调线路会频繁接通和断开，影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻R0（如图丙），实现了空调线路接通后，气温降低至26℃以下时才自动切断，回升至30℃后才重新接通。请计算R0的阻值，并说出“气温从30℃降低至26℃时，空调线路不断开”的工作原理。（电路改进前后，衔铁刚被吸下时，电磁铁线圈中的电流大小不变；线圈电阻忽略不计）
【答案】（1）解：
（2）解：
（3）解：根据图乙可知，当温度为30℃时，Rt=20欧。根据图甲可知衔铁刚被吸下时线圈的电流
当温度降为26℃时，Rt′=30欧此时流过Rt的电流
工作原理：气温升至30℃时，衔铁被吸下，Rt和R0并联工作。气温从30℃下降到26℃，由于R0的作用，线圈的电流一直大于等于0.15安，衔铁一直被吸引，空调线路不断开。
【解析】（1）电功率最大时电流为最大值；
（2）电能=电功率x时间；
（3）自动控制模拟电路原理为：当气温升高时，电阻R1的阻值变小，控制电路中的电流增大，磁性增强，上方的衔铁被吸合，空调线路接通，空调工作；当空调工作，温度降低时，电阻R1升高，电流变小，衔铁向上运动，空调断路。
1．（2024九下·龙湾模拟）如图所示为一种环保“重力灯”，让重物缓缓下落，拉动绳子。从而带动电机转动、使小刘海发光，已知重物的质量为18千克，它在30分钟内缓慢下落了2米。使规格为“1.5V，0.12W”的小泡正常发光。不计绳子重力。下列说法正确的是（　　）
A．重力灯发电过程中，把电能转化为机械能
B．重物的重力在这30分钟中做功为36J
C．30分钟内小灯泡消牦的电能是3.6J
D．环保“重力灯”的发灯效率为60%
【答案】D
2．小乐猜想：“电流通过导体产生的热量的多少可能跟电流、电阻和通电时间有关”，于是设计了如图所示的装置①和②，先将电阻丝（R1＜R2）分别装入规格相同的烧瓶中，然后将带有相同的玻璃管的塞子塞紧烧瓶，玻璃管在外侧的一端与相同的瘪气球相连；实验过程中电源电压保持不变。下列叙述中，正确的是（　　）
A．探究电流产生的热量与电流大小的关系，可比较气球甲、乙的体积变化
B．探究电流产生的热量与电阻大小的关系，可比较气球丙、丁的体积变化
C．装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是丙气球
D．装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是甲气球
【答案】C
【解析】（1）（2）根据控制变量法的要求分析判断；
（3）（4）比较各个电阻产生热量的多少，从而判断气球体积的大小变化即可。
【解答】根据题意可知，电阻产生的热量越多，则烧瓶内气体温度越高，那么气球的体积越大。
A.探究电流产生的热量与电流大小的关系，需要控制电阻相同而改变电流的大小，而甲和乙中两个电阻串联电流相同，而电阻不同，故A错误；
B.探究电流产生的热量与电阻大小的关系，需要控制电流大小和时间相同，改变电阻大小，因此可以比较甲和乙气球的体积变化，故B错误；
CD.甲和乙中两个电阻串联，通过的电流相等，根据Q=I2Rt可知，乙中电阻产生的热量多，即Q乙＞Q甲。丙和丁中两个电阻并联，它们的电压相等，根据可知，丙中电阻产生的热量多，即Q丙＞Q丁。①和②中电源电压相等，则丁的电阻两端的电压肯定大于乙的电压，根据可知，丁产生的热量大于乙产生的热量，即Q丁＞Q乙。比较可知，产生热量最多的是丙，则体积变化最大的是丙气球，故C正确，D错误。
故选C。
3．（2024九上·杭州模拟）如图甲所示是小金家的部分家庭电路的电路图，小金在家用甲台灯学习时，突然台灯的灯丝断了，而屋内的照明灯依然正常发光。小金用试电笔检测插座c、d两孔时发现，d孔能使试电笔的氖管发光，c孔不能使试电笔的氖管发光，则甲、乙两根进户线中　 　（填“甲”或“乙”）是火线，若小金将屋内的照明灯的开关S1断开，用试电笔检测灯两端的a、b两点，会发现　 　（填“a”、“b”或“都”）能使试电笔的管发光。他家的电能表的铭牌如图乙所示，现只将某用电器单独接在该表上工作20min，电能表转盘转了300圈，则该用电器在上述时间内消耗的电能为　 　。
【答案】乙；都；0.1
4．（2024·舟山模拟）我市开展了多次：对驾驶电动车“违反规定载人”（电动车限载1名十二周岁以下未成年人）等违法行为开展专项整治行动。如图甲是电动自行车的实物图，爱探究的欣欣对电动车进行了深入研究。
（1）夏天不宜长时间将电动车暴露在烈日下，否则容易爆胎。爆胎是由于车胎内气体内能增大导致，在烈日下爆胎时，车胎内气体是通过　 　方式增加内能的；
（2）电动自行车的转速把手可以调节电动自行车的速度，有的电动自行车上还有加速按钮，当按下这个按钮时，电动自行车会加速，欣欣同学设计了两个电路图，如图乙（加速按钮相当于开关），能够体现加速按钮作用的电路图是　 　（填“A”或“B”）；
（3）如图丙是该品牌电动自行车的部分技术参数，该车蓄电池一次充足电可储存的能量是　 　焦。
【答案】（1）热传递
（2）A
（3）
【解析】（1）做功和热传递都可以改变物体的内能；做功改变物体内能的实质是能量的转化，热传递改变物体内能的实质是能量的转移；
（2）滑动变阻器是通过改变连接在电路中的电阻线的长度来改变电阻大小的，通过改变电阻的大小来改变电路中电流的大小；电流越大，电动车运行的速度越大；
（3）根据W=UIt求出该车蓄电池一次充足电可储存的能量。
【解答】 （1）炎热的夏天，在太阳光的照射下，车胎内的气体温度升高、内能增大，这是通过热传递方式增加内能的；
（2）“转速把手”相当于我们学过的滑动变阻器，它是利用改变电阻的大小来改变电路中电流大小的；当把加速按钮按下时，电动自行车会加速，说明通过电动机的电流增大，故电路图为A图；
（3）由表格参数可知，蓄电池的电压U=48V，蓄电池容量Q=12A h，
则该车蓄电池一次充足电可储存的能量：W=UIt=UQ=48V×12A×1×3600s=2.0736×106J。
5．（2024九上·杭州模拟）在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为。
（1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，其接入电路的电阻变大，连线不得交叉　 　；
（2）小金闭合开关，移动滑片到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若她想测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是　 　；
（3）在实验中，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，则出现故障可能是　 　。
（4）小金继续移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的关系图像，根据图像信息，小灯泡的额定功率是　 　W。
【答案】（1）
（2）向右移动滑片，使电压表示数为2.5V
（3）小灯泡断路
（4）0.5
6．（2024九下·杭州模拟）按图示的电路图做“测量小灯泡的功率”的实验。所用器材有：标有“3.8V”字样的待测小灯泡、电压恒为6V的电源、标有“20Ω1A”的滑动变阻器、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表（量程为0～3V、0～15V）、开关及导线若干。小明同学按电路图正确连接电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值
电压表的示数U/V 电流表的示数I/A 小电灯的功率P/W
3.0 0.25
3.8 0.30
4.5 0.32
（1）通过上表数据，可算得小灯泡的额定功率为　 　W，还可得出关于灯丝电阻的结论是：　 　。
（2）小灯泡正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值为　 　Ω。（结果保留2位小数）
（3）将两个这样的相同规格的小电灯串联后接在6V电源的两端，两灯消耗的总功率为　 　W。（不考虑灯丝电阻随温度的改变）
【答案】（1）1.14；灯丝的电阻随温度的升高而增大
（2）7.33
（3）1.5
【解析】（1）额定电压下的功率为额定功率，再根据计算额定功率即可。
（2）灯泡正常工作，即两端电压为3.8V，根据串联电路电源电压等于各用电器电压之和可知，滑动变阻器两端的电压；串联电路电流处处相等，根据欧姆定律计算滑动变阻器连入电路的阻值。
（3）串联电路，电压比等于电阻比，灯泡的规格相同，电阻相同，所以分压相同，均为3V查表可知，此时流过灯泡的电流为0.25A，根据计算灯消耗的功率。
【解答】（1）灯泡的额定电压为3.8V，由表中数据可知，通过灯泡的电流为0.3A，则小灯泡额定功率为PL＝ULIL＝3.8V×0.3A＝1.14W
根据表中数据，当灯泡两端的电压为3V时，通过的电流为0.25A，则此时的灯泡的电阻为
当灯泡两端的电压为3.8V时，通过的电流为0.3A，则此时的灯泡的电阻为
当灯泡两端的电压为4.5V时，通过的电流为0.32A，则此时的灯泡的电阻为
由数据可知，灯泡两端电压越大，实际功率越大。灯丝的温度越高，所以灯丝的电阻随温度的升高而增大。
（2）小灯泡正常工作时，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压U滑＝U﹣UL＝6V﹣3.8V＝2.2V
由串联电路的电流特点和欧姆定律可知，此时变阻器接入电路的阻值为
（3）将两个这样的相同规格的小电灯串联后接在6V电源的两端，根据分压原理可知，由表格数据可知此时通过灯泡的电流为0.25A，则两灯消耗的总功率为P总＝UI实＝6V×0.25A＝1.5W
7．（2024九下·钱塘模拟）小金在做“测定小灯泡电功率”的实验时，所用电源电压为4.5伏，小灯泡额定电压为2.5伏。（1）按电路图连接成实物图后，闭合开关，发现小灯泡不亮、 电流表指针不动、电压表指针有明显的偏转，则电路故障原因可能是　 　；
（2）故障排除后重新闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙，若要测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向　 　（填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5伏；
（3）小金同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的图像。根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是　 　瓦。该图像不是直线，主要原因是　 　。
【答案】小灯泡断路；B；0.5；灯泡两端电压升高，温度升高，电阻增大
8．（2024·湖州模拟）在“测量小灯泡额定功率”实验中， 同学们进行了如下研究。
【实验器材】规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源(电压恒为 6V)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(“40Ω1A”)等各一只，导线若干。
（1） 【实验方案】按图甲电路进行实验，将量程为0~15伏的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动变阻器滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为　 　；
（2） 【实验反思】电压表选用0~15 伏量程与电压表选用0~3 伏的量程相比，会导致3.8伏读数不够精确，这是因为　 　。实验改进：现电压表选用0~3伏的量程，并将其并联到滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为2.2伏，即可减小误差。
（3）【重新实验】重新设计了如图丙所示电路图，电压表选用0~3 伏量程。按照规范操作，闭合开关，电压表示数如图丁所示，出现此现象的原因是　 　(从阻值角度分析)。同学们通过一定的措施后按图丙完成了实验。
（4） 【分析评价】在老师的指导下，同学们对实验展开分析讨论时得知：导线、电源、电流表等也有电阻，可能会影响实验结果。你认为改进后重新实验测出的小灯泡“额定功率”与真实的小灯泡额定功率相比　 　(选填“偏大”、 “偏小 ”或 “相等”)。
【答案】（1）1.064
（2）分度值较大
（3）由于学生电源的电压恒为6V，小灯泡规格为“3.8V”， 由图丙知道，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，根据串联分压原理知道，当灯泡正常发光时，电压表的示数应是，电压表若选用0～3伏量程，在使用滑动变阻器调节过程中，电压表指针偏角会较大，所以出现图丁的现象。
（4）偏大
【解析】额定功率，是指用电器正常工作时的功率。它的值为用电器的额定电压乘以额定电流。若用电器的实际功率大于额定功率，则用电器可能会损坏；若实际功率小于额定功率，则用电器无法正常运行。
【解答】（1）由图知道，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.28A，则小灯泡的额定功率为
（2）电压表选用0 15V量程进行实验，由于该量程下每一小格为0.5V，即分度值较大，所以读数不够精确。
（3）由于学生电源的电压恒为6V，小灯泡规格为“3.8V”， 由图丙知道，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，根据串联分压原理知道，当灯泡正常发光时，电压表的示数应是电压表若选用0～3伏量程，在使用滑动变阻器调节过程中，电压表指针偏角会较大，所以出现图丁的现象。
（4）电压表中也有电流通过，导致电流表测得电流是通过电压表和小灯泡的电流之和，大于通过小灯泡的电流，根P=UI知道，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大。
9．（2024·义乌模拟）学习小组进行测定小灯泡电功率的实验，已知电源电压3V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V。小金按照图甲连好电路后闭合开关S，将滑动变阻器滑片慢慢移动至另一端点，记录数据并绘制成小灯泡电流随电压变化曲线如图乙所示。
（1）请用笔代替导线，完成图甲中电路连接；
（2）移动滑片使小灯泡正常发光时，电流表示数为0.42A，则小灯泡的额定电功率为　 　W。
（3）小金将数学几何图像分析与电学知识融合，通过绘制网格将图乙进行处理：分出6块区域，面积分别为S1-S6（如图乙），有了新的发现与收获：
①当电流为I1时，小灯泡的实际功率可以用图乙中的面积　 　表示；
②当电流为I1逐渐增大到I2的过程中，判断小灯泡实际功率的变化量△P灯与滑动变阻器功率的变化量△P滑哪一个更大？请结合图中信息说明理由：　 　。
【答案】（1）
（2）1.05
（3）S1；△P灯=（S1+S2+S4+S5）-S1=S2+S4+S5；△P滑=（S2+S3）-(S3+S6）=S2-S6，因此△P灯大于△P滑
【解析】额定功率等于额定电压与额定电流的乘积。
【解答】（1）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应选0~3V的量程，且与灯泡并联；滑动变阻器按一
上一下的原则串联在电路中，然后与电源和开关串联组成电路。
（2）由图象可知，灯泡正常发光时的电流为，则灯泡的额定功率：P= UI =2.5Vx0.42A= 1.05W ；
（3）由P= UI可知，当电流为I1时，小灯泡的实际功率P实=U1I1 ，可以用图乙中的面积S1表示；数形结合分别求出 △P灯 与 △P滑 对应的面积然后比较大小。
10．（2024·富阳模拟）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为6V。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整(要求：滑片向左移时，灯泡变暗)；
（2）连接好电路，闭合开关，发现电压表示数为1.5V，小灯泡发光较暗。要使小灯泡正常发光，接下去的实验操作步骤是　 　。
（3）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的乐数，并绘制成如图乙所示的I-孔图像，I-U图像不是直线的原因是　 　；
（4）根据I-U图像和三种规格的滑动变阻器：甲“10Ω1A”、乙“20Ω0.5A”、丙“50Ω0.2A”，请结合图像和实际器材分析，应选用的滑动变阻器的是　 　(填“甲”“乙”或“丙”)。
【答案】（1）
（2）向右移动滑片，同时应观察电压表的示数，直到电压表的示数为 2.5V；
（3）灯丝的电阻随温度的升高而增大
（4）乙
【解析】滑片向左移时，灯泡变暗，说明电路中电流变小，滑动变阻器阻值变大，据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱；正确连接好电路，闭合开关，发电流表有示数，则电路为通路，根据灯泡不亮，电压表无示数分析作答；当灯的实际电压等于额定电压时，灯正常发光；比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向；根据小灯泡的“I-U”图像可知灯泡正常发光时通过灯泡的电流，根据串联电路的电流特点、电压规律和欧姆定律可得变阻器连入电路中的电阻，进一步确定选用的滑动变阻器的规格。
【解答】（1）滑片向左移时，灯泡变暗，说明电路中电流变小，滑动变阻器阻值变大，故滑动变阻器选用右下接线柱B与灯泡串联在电路中。
（2）排除故障后，闭合开关移动滑片，电压表示数为1.5V，此时小灯泡发光较暗，原因是实际电压低于额定电压，则小灯泡的实际功率小于额定功率；要使小灯泡正常发光，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故滑片应向右移动滑片，同时应观察电压表的示数，直到小灯泡正常发光；
（3）灯泡正常发光时，其电压UL=2.5V，串联电路各处电流相等，由乙图可知电路中的电流为：I=0.25A，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联电路的电压规律可得此时滑动变阻器两端电压：U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V，滑动变阻器电阻根据欧姆定律可得为14 Ω ， 滑动变阻器的最大电阻应大于14Ω，滑动变阻器允许通过的最大电流应大于0.25A，所以本实验中应该选择规格为“20Ω 0.5A”的滑动变阻器，故答案为：乙。
11．（2024九下·萧山模拟）某兴趣小组想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机，设计了发热部分的两种电路，如图甲、乙所示。
（1）图甲中，当开关S闭合、S1断开时，R1和R2的连接方式是　 　，此时处于　 　挡工作状态；
（2）若选用图乙所示电路，电源电压为24V，高温挡的总功率为180W，想要实现高温挡时发热电阻R3的电功率为120W，R3的阻值应为多少　 　？在高温挡工作6000秒，R4所消耗的电能是多少　 　。
【答案】串联；低温；4.8Ω；焦
12．（2024·杭州模拟）如图甲所示的电饭锅，额定电压为220V，加热功率为1210W。从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）小明利用电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其它用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察在10min内电能表转盘转了30圈。求该电饭锅保温功率。
（3）小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值范围为81%≤η＜86%（热效率是指装置的有效输出能量与输入能量的比值）。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时700s。已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
【答案】（1）电阻R1的阻值为40Ω；
（2）该电饭锅的保温功率为60W；
（3）该电饭锅的热效率值达到三级能效。
【解析】（1）由电路图知，S断开时两电阻串联，电路中电阻较大，功率较小，为保温状态，
当S闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，功率较大，为加热状态，由算出R1的电阻；
（2）根据电能表的转数求出电饭锅处于“保温”状态下正常工作消耗的电能，根据得出保温功率；
（3）根据Q吸=c水mΔt算出水吸收的热量，由W'=P加热t'算出用时700s消耗的电能，由×100%算出该电饭锅的热效率，进而判断出该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
【解答】 （1）由电路图知，S断开时两电阻串联，电路中电阻较大，功率较小，为保温状态，
当S闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，功率较大，为加热状态，
则R1的电阻：；
（2）“3000r/（kW h）”表示每消耗1kW h电能，电能表转盘转3000圈，
只让电饭煲在“保温”状态下工作，转盘在10min内转了30转，
则电饭锅消耗的电能为：，
电饭锅处于“保温”状态时的功率为：；
（3）水吸收的热量为：
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg ℃）×2.2kg×（100℃-23℃）=7.1148×105J；
用时700s消耗的电能为：W'=P加热t'=1210W×700s=8.47×105J，
该电饭锅的热效率为：，
故该电饭锅的热效率值达到三级能效。
13．（2024·浙江模拟）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。
额定电压 220V
热风功率 1250w
冷风功率 40w
（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，造成这一现象的原因是　 　 。
（2）如图乙为电吹风的内部电路简图，通过开关S1和S2实现冷风和热风两档功能，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，电吹风吹热风时，通过风扇的电流是多少(保留两位小数) 电热丝1分钟内产生的热量是多少
【答案】（1）流体的流速越快，压强越小
（2）B
（3）由P=UI可得，电吹风正常工作时，通过风扇的电流：
由并联电路的特点可知，吹冷风和吹热风时电动机的电功率相同，
由表中数据可知，电热丝的电功率：P电热丝=P热风-PM=1250W-40W=1210W，
由可知，电热丝的电阻：
由可知，电热丝1min内产生的热量：Q=W电热丝=P电热丝t=1210W×1×60s=7.26×104J。
【解析】（1）电吹风吹风时，电吹风尾部的空气流速较快，压强较小，据此分析电吹风尾部吸附了不少毛发物理原理；
（2）由图乙可知，开关S1在干路上，S2控制B，根据无论是吹冷风还是吹热风，电动机均需工作，进而分析电热丝的位置；
（3）根据P=UI求出电吹风正常工作时，通过风扇的电流；根据表中数据求出电热丝的电功率，根据求电热丝的阻值；根据Q=W=Pt求出电热丝1min内产生的热量。
【解答】 （1）电吹风吹风时，电吹风尾部的空气流速较快，压强较小，于是空气中的毛发便被吸附在压强较小的电吹风尾部，因此造成这一现象的物理原理是流体的流速越快，压强越小；
（2）由图乙可知，开关S1在干路上，S2控制B，无论是吹冷风还是吹热风，电动机均需工作，因此开关S1控制电动机和电热丝，S2控制电热丝，则A处应该接电动机，B处接电热丝。
14．（2024·浙江模拟）小科给家里买电热水壶，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，都把质量为的水从加热到，甲用时，乙用时．备注：水的比热为求：
额定电压 　 额定电压
额定功率 　 额定功率
频率 　 频率
甲 　 乙
（1）甲电热水壶正常工作时电阻是多大？
（2）质量为的水从加热到，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？
【答案】（1）解：由可得甲电热水壶正常工作时电阻为
（2）质量为的水从加热到，吸收的热量为
（3）把质量为的水从加热到，甲电热水壶用电量为
乙电热水壶用电量为因为，所以甲电热水壶更节能，选择甲电热水壶．
【解析】（1）根据 计算电热水壶正常工作的电阻；
（2）根据 计算水吸收的热量；
（3）根据W=Pt分别计算出利用甲和乙分别烧水消耗的电能，然后比较大小即可。
15．（2024·舟山模拟）小洋妈妈在国外旅游时买了一台家用智能电热马桶盖（如图甲），小洋从此立志学好物理，长大后创新设计推进“中国造”。图乙是小洋设计的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S2可接a和b，该电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能（如下表所示）。
S1 断开 断开 闭合 闭合
S2 接b 接a 接a 接b
功率 Px
（1）求R1和R2的阻值？
（2）求出表中的Px？
（3）老年人在冬天坐上冰冷的马桶是很难受的，假设小洋想让马桶圈的温度升高4℃，则用“中温挡”加热的方式需要多长时间　 　；[设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈的质量m=500g，马桶圈材料的比热容]
（4）若R2变大，则中温档的功率　 　，低温档的功率　 　。（填“变大”“不变”或“变小”）
【答案】（1）当开关S1闭合、S2接a时，电路为R1的简单电路，电路功率P2=44W，
由可知，R1的阻值：。
由题中表格和电路图可知，当断开S1、将S2接a点时，定值电阻R1和R2串联，c此时电路的功率P1=22W，
由可知，R1、R2的串联总电阻：。
（2）由题中表格和电路图可知，当开关S1闭合、S2接b时，R1与R2并联，
则此时电路中的总功率：。
（3）20s
（4）不变；变小
【解析】 （1）当断开S1，将S2接a点时，定值电阻R1和R2串联；开关S1闭合、S2接a时，电路为R1的简单电路。由计算R1和R2的阻值。
（2）当开关S1闭合、S2接b时，R1与R2并联，由电路特点和计算Px。
（3）根据Q吸=cmΔt求出马桶圈吸收的热量，根据题意可知电热丝消耗的电能，根据求出用“中温挡”加热的方式需要的时间。
（4）根据判断若R2变大，中温挡和低温挡的功率变化情况。
【解答】（3）马桶圈吸收的热量：Q吸=cmΔt=0.44×103J/（kg ℃）×0.5kg×4℃=880J
根据题意可知，电热丝消耗的电能W=Q吸=880J，
由可知，用“中温挡”加热的方式需要的时间：。
（4）由图乙可知，中温挡工作时，只有R1工作，R2不工作，所以若R2变大，中温挡的功率不受影响。
低温挡工作时，R1、R2串联，若R2变大，则电路中的总电阻变大，电源电压不变，由可知，电路中的总功率变小，即低温挡的功率变小。
答：（1）R1和R2的阻值均为1100Ω。
（2）表中的Px为88W。
（3）用“中温挡”加热的方式需要的时间为20s。
（4）不变；变小。
16．（2024·舟山模拟）随着人们生活观念的改变，在家门口选一处风景优美的场地进行露营，成为一种新时尚。夜幕降临，小南开启悬挂在天幕四周的氛围灯进行照明，并在空地上支起幕布，利用投影仪播放露天电影（如图所示）。
（1）该氛围灯采用3节1.5伏干电池供电，由50个小彩灯串联而成，每个小彩灯的额定功率为0.06瓦。当小彩灯正常工作时电流为　 　安（保留2位小数）；若该氛围灯正常工作4小时，则消耗的电能为　 　焦；
（2）为增加投影仪灯泡的使用寿命，在其发光时须用风扇给它降温。小南想设计该电路，要求带动风扇的电动机先启动后，灯泡才可以发光；电动机未启动，灯泡不可以发光。下列图中符合设计要求的是____；
A． B．
C． D．
（3）某品牌投影仪的规格如下表所示。若该投影仪的电池剩下20%的电量时必须充电，试计算此投影仪充满电可连续工作的时间　 　。
电池容量 3600毫安时
整机总功率 8瓦
输出电压 5伏
【答案】（1）0.67；
（2）D
（3）
【解析】（1）根据串联分压计算小灯泡的电压，根据P=UI计算电路中的电流；根据W=Pt进行计算；
（2）电动机先启动后，灯泡才能发光，说明两者是并联关系（若串联，则同时工作），且灯泡所在支路有开关控制；电动机未启动，灯泡不发光，说明了电动机所在支路并没有开关，当接通干路开关后，电动机即可启动。
（3）根据W=UIt计算电能，根据可利用的电能和电功率计算工作时间。
【解答】 （1）3节1.5伏干电池供电，U=4.5V，50个小彩灯串联，每个灯泡的电压；
根据P=UI知，小彩灯正常工作时电流为
消耗的电能W=Pt=50×0.06W×4×3600s=4.32×104J；
（2）当电风扇的电动机启动后，灯泡才能发光；风扇不转，灯泡不能发光，故电动机与灯泡并联，且有一个开关在干路中，一个开关在灯泡的支路中，故D正确。
（3）电池贮存的电能W=UIt=5V×3600×10-3A×3600s=64800J；
电池剩下20%的电量时必须充电，可用的电能W'=（1-20%）×64800J=51840J；
投影仪充满电可连续工作的时间。
1．（2023·宁波模拟）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60欧，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中，测得R2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．R2的滑片向左滑动时，电流表和电压表的示数都变大
B．电源电压为12V
C．R1的电功率变化范围是1.2～10.8W
D．电流为0.6A时，2min内电流通过R1产生的热量是648J
【答案】C
【解析】由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）R2的滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，根据欧姆定律即可判断电路中的电流变化，根据串联电路的电压分配特点可知电压表示数变化；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，由图象读出最大和最小电流值，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压，并求出R1的阻值和电源电压；
（3）根据P=I2R即可求出R1的电功率变化范围；
（4）根据Q=I2Rt即可求出R1产生的热量。【解答】由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
A.R2的滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知断电路中的电流变大，根据串联电路的电压分配特点可知电压表示数变小，故A错误；
B.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，由图象可知最大和最小电流分别为I最小=0.2A；I最大=0.6A，
由及串联电路的电压规律可得：
U=I最小（R1+R2）=0.2A×（R1+60Ω） ①；
U=I最大R1=0.6A×R1 ②，
解①②得：R1=30Ω，U=18V，故B错误；
C.P1最小=I最小2R1=（0.2A）2×30Ω=1.2W；P1最大=I最大2R1=（0.6A）2×30Ω=10.8W；
所以，R1的电功率变化范围是1.2～10.8W，故C正确；
D.R1产生的热量Q1=I最大2R1t=（0.6A）2×30Ω×120s=1296J，故D错误。
故选C。
2．（2022·浙江台州·九年级期末）小科想挑选一个能量转换效率高的小电动机，装载到模型上参加校科技节电动船竞速比赛。于是自己动手探究，步骤如下：
第1 步：将小电动机和电流表串联接入电路（如图）；第2 步：用尖嘴钳卡住小电动机的转轴，使其不转动； 第3 步：将尖嘴钳拿走，使小电动机正常转动；
第4 步：分别将上述两种情况的有关数据记录在表格中。
电动机两端的电压（V） 电动机的工作状态 通过电动机的电流（A）
3.0 不转动 2.0
3.0 正常转动 0.2
请利用所学的知识回答下列问题（列式计算）：
（1）1 分钟内电流通过电动机正常转动时产生的热量是多少？_______________________
（2）这个小电动机正常工作 1 分钟时输出的机械能是多少？___________________________
【答案】3.6J 32.4J
【解析】（1）因为I=，所以电动机的电阻为R===1.5Ω；
1分钟内电流通过电动机正常转动时产生的热量：
Q=I2动Rt=(0.2A)2×1.5Ω×60s=3.6J；
（2）电动机正常工作 1 分钟时消耗的电能：W=UIt=3V×0.2A×60S=36J ；
输出的机械能：W 机械=W-Q=36J-3.6J=32.4J。
答：（1）1 分钟内电流通过电动机正常转动时产生的热量是3.6J ；
（2）这个小电动机正常工作 1 分钟时输出的机械能是32.4J。
3．（2024·嵊州模拟）图1是小明同学“测量小灯泡电功率”的实物连接图。电源电压为6V 恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时小灯泡电阻约为8Ω。
（1）连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于　 　端(选填“a”或“b”)。
（2）闭合开关，进行实验，并将实验数据记录在表中。
实验序号 电压 U/V 电流 I/A 电功率 P/W|
1 2.0 0.28 　
2 2.5 I0 　
3 3.0 0.34 　
①移动滑片 P使电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图2所示，则小灯泡额定功率为　 　瓦。
②以电流的平方(F2 )为横坐标，以实际功率(P)为纵坐标，下列坐标图(实线部分)与实验数据相符的是　 　。(选填字母)
（3）与小灯泡的电阻相比较，虽然电流表的电阻非常小， 电压表的电阻非常大，但由于电流表、电压表电阻的影响，测量后计算出的电功率会比真实值　 　(选填“偏大”、 “偏小”或“不变”)。
【答案】（1）a
（2）0.8；D
（3）偏大
【解析】用“伏安法”测定小灯泡的电功率，根据电功率的计算公式P=UI。用电压表测量小灯泡两端的电压，用电流表测量通过小灯泡的电 流，就可以求出小灯泡的实际功率。
【解答】(1)连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，保护电路，即位于a端；
（2）①根据图片知道，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，则灯泡的额定电流为0.32A，那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W
②由P=I2R知道，如果灯泡的电阻不变，那么它的电功率与电流的平方成正比，图像为通过坐标原点的斜线。实际上，随着电流的增大，温度的升高，灯丝电阻在不断增大，即相同的电流时，电功率会更大，则图像会向纵轴方向弯曲，故D符合题意。
故答案为：D。
（3）小灯泡电压是准确的，因为电压表和灯泡并联，但电流表测量灯泡和电压表二者总电流，所以电流测量值偏大，功率等于电压乘以电流， 测量后计算出的电功率会比真实值偏大。
4．（2024九下·杭州月考）在“测量小灯泡的电功率”实验中，提供器材：2节新干电池，电流表1个，电压表1个，小灯泡额定电压为2.5V（电阻值约为5Ω）
（1）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是　 　（选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”）；
（2）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表示数为2V。为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向　 　（选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W；
（3）实验中电流表坏了，无法完成实验。小组同学认为只需再增加一个R0=5Ω的定值电阻就能完成，他们设计了如图丙的电路，其设计方案如下：
①调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额；
②保持滑片位置不变，电压表并联在R0两端，测出此时R0两端的电压U0，通过计算得出小灯泡的额定功率。可是实验过程仍无法测量出该小灯泡的电功率，请你指出该设计方案中存在的问题是：　 　。
【答案】（1）小灯泡短路
（2）左；1.25
（3）电源电压过小，实验中无法使电压表示数为小灯泡的额定电压2.5V
【解析】（1）由图甲可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压，电流表测量电路中的电流，连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路没有发生开路，电压表物示数说明电压表接线柱之间被短路；
（2）根据串联电路中电压的特点和欧姆定律确定滑动变阻器的移动方向，根据电流表的量程读出电流表的示数，由P=UI计算小灯泡的额定功率；
（3）由图丙可知，灯泡L、R0和滑动变阻器串联，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为5Ω，当小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时，根据串联分压的特点可知R0两端的电压，再根据串联电路的电压特点分析无法测量出该小灯泡电功率的原因。
【解答】（1）小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明与电压表并联部分出现短路，则出现故障的原因是小灯泡短路；
（2）如果要将灯泡调至正常发光，需增大灯泡两端的电压，减小滑动变阻器接入的阻值，故需要将滑动变阻器滑片左端移动，直到电压表示数为2.5V时为止；
如图乙所示，电流表选用的是小量程，分度值为0.02A，根据电流表指针的位置可知，电流表的示数为0.5A，灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.5A=1.25W；
（3）由图丙可知，灯泡L、R0和滑动变阻器串联，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为5Ω，R0的阻值为5Ω；
当小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时，根据串联分压的特点可知R0两端的电压也约为2.5V，
根据题意可知，电源为2节干电池，则电源电压为3V，根据串联电路的电压特点可知，R0和灯泡L两端的电压之和大于电源电压，则实验中无法使电压表示数为小灯泡的额定电压2.5V，所以实验过程仍无法测量出该小灯泡的电功率。
故答案为：（1）小灯泡短路；（2）左；1.25；（3）电源电压过小，实验中无法使电压表示数为小灯泡的额定电压2.5V。
5．（2024·舟山模拟）某同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。
（1）闭合开关发现两电表指针处于图2所示位置，此时灯泡　 　（选填“不发光”“微弱发光”或“比正常亮”）
（2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是　 　W。
（3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。
①只闭合开关S1，电流表的示数为；②开关S1、S2闭合后，电流表的示数为；
③请写出未知电阻的阻值表达式：　 　（用、和表示）。
【答案】（1）不发光
（2）0.75W
（3）
【解析】（1）在测灯泡电功率的实验中，如果灯泡发生断路，那么电压表串联在电路中，此时测电源电压。由于电压表的内阻很大，因此电流表的示数几乎为零。
（2）根据图3确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI求出额定功率；
（3）在没有电压表时，使定值电阻与待测电阻串联，根据开关的状态、电流表的示数以及欧姆定律得出电源电压，根据电源电压不变列等式表示出未知电阻Rx的阻值表达式。
【解答】（1）根据图2可知，闭合开关后，电压表的示数等于电源电压，而电流表的示数几乎为零，那么说明此时灯泡可能发生断路，即灯泡不发光；
（2）根据图3可知，灯在额定电压下2.5V时的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
（3）实验步骤：
①只闭合开关S1，两电阻串联，电流表测量电路中的电流，电流表的示数为I1；
②开关S1、S2闭合后，只有电阻R0工作，电流表测量电路中的电流，电流表的示数为I2；
③两次实验中电源电压不变，则得到：U=I2R0=I1（R0+Rx），
那么未知电阻Rx的阻值表达式：。
6．（2024·嘉兴模拟）小嘉利用如图甲所示的电路图来测量小灯泡的电功率。其中电源电压为3V，小灯泡的额定电压是2.5V。
（1）仪器连接完成后，小嘉进行实验并开始记录数据，得到小灯泡U-I图像如乙所示，则小灯泡的额定功率是　 　W。
（2）完成实验后小嘉同学进行了反思，如果电压表损坏了，能不能用其他实验器材来完成实验呢？经过思考，他选用了一个定值电阻（R0=10Ω），并设计了如图丙所示电路，请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S1，将S2拨到触点“1”，为确保R0两端的电压为2.5V，移动滑动变阻器滑片，使电流表的示数为　 　A；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将开关S2拨到触点“2”，读出电流表的示数I；
③小灯泡的额定功率表达式为P=　 　（用已知量和测量量表示）。
【答案】（1）0.5
（2）0.25；2.5×(I-0.25)W
【解析】（1）从图乙中找出，当小灯泡两端的电压为2.5V时，通过的电流的大小，根据P=UI计算出小灯泡的额定功率的大小；
（2）①从图中可以看出，闭合S1后，S2连接1时，电流表测量通过R0的电流，根据计算出通过R0的电流；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将开关S2拨到触点“2”，则灯泡与R0并联，电流表测量干路电流，读出电流表的示数I，则可计算出通过小灯泡的电流；
③根据电功率的计算公式计算出小灯泡的额定功率。
【解答】（1）从图乙可以看出，当小灯泡两端的电压为2.5V时，通过的电流为0.2A，则小灯泡的额定功率为：；
（2） ①从图中可以看出，闭合S1后，S2连接1时，电流表测量通过R0的电流， 则；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将开关S2拨到触点“2”，则灯泡与R0并联，电流表测量干路电流，读出电流表的示数I，则通过小灯泡的电流为I-0.25A；
③小灯泡的额定功率表达式为P=2.5×（I-0.25）W。
故答案为：（1）0.5；（2）0.25；2.5×（I-0.25）W。
7.（2024·嘉兴模拟）某项目化学习小组同学想设计制作一款可调温果汁加热器，过程如下：
【明确问题】项目化小组同学们讨论后认为，加热器具有如下基本功能，并提出具体标准：
电源电压：220V；保温模式功率：220W。
加热器可以连续调温；可调加热功率范围为：220W-1100W。
【方案设计】根据标准，小组讨论后，初步设计了如图方案；且R1，R2均为发热电阻。
（1）加热器处于最大加热功率时，开关S1、S2所处的状态为　 　。
（2）发热电阻R1应选择的阻值为多少欧姆？
【方案优化】有同学认为该方案不能实现连续调温，请你帮同学们在该方案的基础上设计成可调温功率范围为220W-1100W的电路图，并画在答卷虚线框内。
【拓展延伸】若加热器对1kg果汁加热2min，果汁的温度升高30℃，求加热器的功率至少需要多大。[果汁比热容取4.0×103J/(kg·C)]
【答案】（1）S1、S2都闭合
（2）当S1、S2都闭合时，加热器处于最大加热功率P最大=1100W，
则R1=U2/P最大=(220v)2/1100W=44Ω
【方案优化】略
【拓展延伸】Q=cm(t2-t1)=4.0×103J/（kg·℃）×1kg×30℃=1.2×105J
W=Q=1.2×105J；t=2min=120s
P=W/t=1.2×105J/120s=1000w
【解析】（1）分析S1、S2全部闭合及只闭合S1时，电阻的连接情况，根据在纯电阻电路中得出在加热器处于最大加热功率时，S1、S2的所处状态；
（2）由的变形公式计算出R1的阻值；
【拓展延伸】根据吸热公式计算出果汁吸收的热量，即所消耗的电能，再根据计算出加热器的功率。
【解答】（1）从电路图可知，当S1、S2全部闭合时，只有R1接入电路，而S1闭合S2断开时，R1、R2串联接入电路，根据可知，当S1、S2都闭合时，电路中电阻小，为最大加热功率加热；
（2）根据得出计算出R1的阻值；
【拓展延伸】根据Q=cm（t2-t1）计算出果汁吸收的热量，即所消耗的电能，再根据计算出加热器的功率。
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专题9 电能
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 电功、电能和电热 ☆☆☆ ①掌握用电器消耗的电能，应用电功率进行计算②伏安法测量小灯泡电功率的实验，绘制实验电路图③焦耳定律和数学表达式，应用焦耳定律解决简单的问题
考点2 电功率 ☆☆☆
■考点一　电功、电能和电热
1．电流通过某段电路所做的功叫电功。电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式能量(消耗电能)的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
2．电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。计算公式：W＝UIt＝Pt(适用于所有电路)。
电功的单位：国际单位是焦耳(J)，常用单位：千瓦时(kW·h)，俗称“度”。
1度＝1千瓦时＝1kW·h＝3.6×106J
对于纯电阻电路可推导出：W＝I2Rt＝U2t/R
①串联电路中常用公式：W＝I2Rt　W1∶W2＝R1∶R2
②并联电路中常用公式：W＝U2t/R　W1∶W2＝R2∶R1
③无论用电器串联或并联，计算在一段时间内所做的总功都可用公式：W＝W1＋W2 。
3．电功或电能测量
电能表是测量电功或电能的仪表。
电能表上“220V”“5(10)A”“3000r/kW·h”分别表示：该电能表应该接在220V的电路上使用；额定电流为5A，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过10A；用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转过3000转。
读数注意最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。电能表前后两次读数之差，就是这段时间内电路消耗的电能。
■考点二　电功率
1．电功率是电流在单位时间内做的功。电功率是表示电流做功快慢的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率(而不是其额定功率)。
2．电功率计算公式：P＝W/t＝UI＝I2R＝U2/R。
电功率的国际单位： 瓦特(W)，常用单位：千瓦(kW)。
①串联电路中常用公式：P＝I2R　P1∶P2＝R1∶R2
②并联电路中常用公式：P＝U2/R　P1∶P2＝R2∶R1
③无论用电器串联或并联，计算总功率可用公式：P＝P1＋P2 。
3．额定功率和实际功率
额定电压是用电器正常工作时的电压，额定功率是用电器在额定电压下消耗的电功率。
P额＝U额I额＝U/R　R＝ U/P额
某灯泡上所标“PZ220V－25W”字样表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。
■考点一　电功、电能和电热
◇典例1：（2022·温州模拟）将如图甲所示的电热水瓶，接入家庭电路中单独工作时，观察到电能表(如图乙)的转盘转6 r用时1 min。下列关于电能表和电热水瓶的说法正确的是（　　）
A．电能表应接在空气开关和用电器之间
B．该电能表所在家庭电路用电器同时工作时最大功率不能超过2200 W
C．电热水瓶的实际功率是600 W
D．若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，说明它们之间是串联的
◆变式训练1：（2022·杭州）密闭的房间里有一台规格为“220V 800W”的取暖器，闭合开关使其正常工作30分钟。
（1）该取暖器消耗的电能为多少焦耳？
（2）若房间里空气质量为45千克，取暖器放出热量的15%被空气吸收，则房间里空气温度升高了多少摄氏度？[空气的比热为1000J/(kg·℃)]
◆变式训练2：（2024·浙江）某兴趣小组设计了一款自带风力发电机的一体式路灯，其模型及纵截面示意图如图所示。任意方向吹来的风经过灯罩的上、下表面时都会产生上升气流，带动风叶转动而发电。
（1）风力发电机的发电原理是____（填字母）。
A．电磁感应 B．电流周围存在磁场 C．通电线圈在磁场中转动
（2）灯罩上方空气流速大，压强　 　。
（3）若路灯额定功率为100瓦，风力发电机产生1千瓦时的电能，能使该路灯正常工作　 　小时。
◆变式训练3：（2024九下·杭州模拟）传统的公共充电桩充电电流在32A到80A之间。充电电流小会使充电速度过慢，用户等待时间长。日前，华为数字能源助力打造的全液冷超级充电桩正式上线，最大充电电压为1000V，对应的最大充电功率是600kW。该产品具有充电快、噪音低、寿命长的特点，用“遥遥领先”的技术为国家环保减排事业再立新功。（“全液冷系统”是一种密闭式液冷系统，通过冷板和风液换热器两种高效换热部件将产生的热量通过液体带出机体）请结合以上信息。
（1）该充电桩最大充电电流是多少？
（2）新款比亚迪唐纯电车搭配有108kW h容量的磷酸铁锂电池，若使用最大功率给该车充电，让电池的电量从25%充到100%，理论上需要多少分钟？
（3）传统充电桩没有冷却系统，为什么华为超级充电桩需要用“全液冷系统”？
■考点二　电功率
◇典例1：（2024九上·平湖期末）在如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当电路中接入“6V 6W”的灯泡L，在a、b之间接入一段导线时，闭合开关，灯泡L恰能正常发光；断开开关，在a、b之间换接入一个“6V 3W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡L将变亮 B．电路总功率变大
C．换接灯泡的亮度大于灯泡L D．换接灯泡的实际功率为3W
◆变式训练1：（2024·浙江）自然界中有许多“电鱼”，它们身体中的发电器官能产生电。研究表明，某电鱼在水中放电时（图1），身体AB段可看成电源和电阻（R1）两部分串联而成，其余部分和水的电阻为R2，它们共同构成闭合电路，简化电路如图2所示。电鱼放电时的电压（即电源电压）为U，电阻R1＝1.0×104欧。为获得U的大小，研究人员通过在水里加入氯化钠来改变R2，得到A、B两点间电压UAB和电路中电流I的关系，如图3所示。电鱼每次放电电压视为相同，电鱼电阻不变。
（1）向水里加入氯化钠，目的是　 　（填“增大”或“减小”）电阻R2。
（2）求电鱼放电时电压U的大小。
（3）当R2=1.0×104欧，求电鱼放电时R2的电功率P2。
◆变式训练2：（2024·杭州模拟）在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干，部分实物电路如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：滑片P向右移时灯泡变亮）。
（2）移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器的滑片P应向　 　（选填“A”或“B”）端移动。
（3）图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图像，若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在3V的电源上，则电路消耗的总功率为　 　W。
（4）考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比　 　（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）.
◆变式训练3：（2024·余姚模拟）有一款额定电压为 220 V、可进行“高、中、低”三档调节的电热器，其简化电路如右图。其中，阻值恒定的电热丝 档位调节由开关 S1、单刀双掷开关 S2 的通断来实现。
（1）当电热器开关S1 闭合、S2接a 时，电热器的电路等效电路是下列选项中的　 　(填字母)，此时电热器处于　 　(填“高”“中”或“低”)温档。
（2）在不考虑其他损耗的情况下，1kW·h的电能可供电热器中温档工作多少小时
（3）若在c、d之间串联一个　 　(填元件名)，即可在原有三档温度调节的基础上增加一个档位，实现四档温度调节。
1．（2023·衢州）如图所示为多档位加热器的电路图，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合S1和S2时，对电路的分析正确的是（　　）
A．R1和R2串联 B．R1两端的电压小于R2两端的电压
C．流过R1的电流大于流过R2的电流 D．如果R1断了，R2也不能工作
2.（2023·台州）绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。
（1）使用　 　灯照明更符合绿色生态理念。
（2）两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为　 　。
3.（2023·台州）某电热器的简化电路如图所示，可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏，R1=2000欧，R2=484欧。
（1）开关转至ac位置时，电阻R1和R2的连接方式是　 　。
（2）开关转至bd位置时，该电热器可实现　 　功能、它的额定功率是　 　瓦。
4.（2023·衢州）图甲是小宁哥哥测定小灯泡额定功率的电路，小灯泡上标有“3.8V”字样。
（1）测小灯泡电压的电压表有“0-3V”、“0-15V”两个量程，小宁的哥哥正确选用了“　 　”量程。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3.8V，此时，电流表的示数如图乙所示。实验测得的该小灯泡的额定功率为　 　。
（3）小宁发现，与我们教材中测小灯泡电功率的电路相比，哥哥的实验电路多了一根导线这根导线是　 　。（用图甲中导线旁的字母表示）
5．（2023·衢州）用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。
图中电路包括调试电路和实验电路，和是阻值都为20欧的电热丝，放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝在调试过程中不发热。实验步骤如下：
①用数字温度计测量并记录装有的保温容器内煤油的温度。
②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。
③将开关S拨至“2”，使工作50秒，断开开关S，测量并记录__________。
④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度（可反映电热的多少），整理、的数据如图丙。
（1）将步骤③补充完整。
（2）在答题纸图丙中画出与的关系图像。
（3）小明想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持不变，将更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理，说明理由：　 　。
6．（2021·金华）研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。图注电源电压恒为4V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。实验过程中，调节滑动变阻器，逐次读取数据并记录，计算定值电阻电功率。数据如下表：
实验次数 1 2 3 4 5
电流（A） 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
电压（V） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
R0的电功率（W） 0.10 0.225 0.40 0.625 0.90
（1）完成第3次实验后，接下来要获得第4次实验的数据，则滑动变阻器R的滑片P应向　 　（选填“左”或“右”）移动到适当位置；
（2）小组同学根据表中数据，得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论正确的是：（ ）
A．定值电阻的电功率与电流成正比
B．定值电阻的电功率与电流的平方成正比
（3）小科提出：要得知滑动变阻器的电功率，还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压；小金却认为：无需测滑动变阻器两端的电压，通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如，当定值电阻两端的电压为1.0V时，滑动变阻器的电功率为　 　瓦；
（4）小组同学对小金的方法进行了归纳，结合表中数据，画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像（如图乙所示）。请分析判断，图中线段AA’表示的含义是　 　。
7．（2023·衢州）为了探究灯泡亮度与灯泡电功率的关系，小敏用如图所示电路进行研究(光敏电阻和灯L放置在暗盒内，外界光照无法进人)。已知灯L的额定电压为2伏，R光敏的阻值随光照的增强而减小，R2是保护电阻。连接电路后，闭合开关S1和S2，移动滑片调节灯L两端电压，记录电压表和电流表的示数如下表。
实验次数 1 2 3 4 5
电压表V示数/伏 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流表A1示数/安 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24
电流表A2示数/安 0.04 0.10 0.14 0.16 0.18
（1）闭合S1前，应先将滑片移至最　 　(选填”左”或”右”)端。
（2）该实验通过观察　 　来体现灯泡 L的亮度变化。
（3）实验中灯L的额定功率为　 　瓦。
（4）通过数据分析，得出的实验结论是　 　。
8．（2023·衢州）在”测量小灯泡额定功率”实验中，同学们进行如下研究。
[实验器材]干电池3节，小灯泡(额定电压为3.8V、电阻约为15Ω)，滑动变阻器(40Ω1A)，电流表，电压表，开关，导线若干(所有器材均完好)
[实验方案]将量程为0~15V的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，读出并记录电流表的示数。
（1）实验时若闭合开关，发现灯泡不亮，接下来最合理的操作是 ；
A．更换小灯泡
B．检查电路是否短路
C．观察电流表和电压表的示数
（2）当电压表读数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，该小灯泡的额定功率为　 　 W；
（3） [实验反思]小金认为，电压表选用0~15V量程进行实验，因该量程下每一小格为0.5V，3.8V读数不够精确，导致计算得到的额定功率误差较大。若电压表换用0~3V的量程，将其并联到滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为0.7V，即可减小误差。
[实验改进]于是小金设计了如图丙所示电路图，电压表V1选用0~15V量程，电压表V2选用0~3V量程。进行实验，移动滑动变阻器滑片，得到三次实验数据记录如下表。
实验次数 小灯泡两端电压(V) 变阻器两端电压(V) 电流(A)
1 3.0 1.1 0.24
2 3.4 0.7 0.26
3 3.8 0.3 0.28
小金按反思后的思路，利用滑动变阻器两端电压为0.7V时所测的数据，计算得到的小灯泡”额定功率”比真实的小灯泡额定功率　 　(选填”偏大”“偏小”或”相等”)。
[反思交流]小金发现测得的小灯泡两端电压与滑动变阻器两端的电压之和小于电源电压。
带着这一疑问，继续探究……
9．（2023·台州）如图电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡规格是“3V 0.75W”。
（1）灯泡正常工作时，电压表V1、V2示数分别为多少 滑动变阻器接入的电阻为多少
（2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少
10.（2023·衢州）用两种不同充电桩，对同一辆纯电动汽车充满电的相关数据如表所示，不计充电过程中的能量损失。
充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h
普通充电桩 相同 220 30 10
快充充电桩 600 100 ▲
（1）用普通充电桩充满电，消耗的电能为多少千瓦时？
（2）用快充充电桩充满电，需要多少小时？
（3）目前存在普通充电桩充电时间长，充电桩紧缺等问题。为解决此问题，除用快充充电桩充电外，再提出一种设想。
11．（2023·台州）便携式无线加湿器，让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿器，通过旋转开关S接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，其简化的工作电路如图所示，铭牌上的部分参数如下表。
项目 参数
工作电压（V） 20
低档位功率（W） 5
高档位功率（W） 10
完成下列问题：
（1）旋转开关S接触“bc”两触点时，加湿器属于　 　档位；
（2）加湿器低档位工作时，电路通过的电流多大？
（3）加湿器高档位工作6小时，将消耗多少电能？
12．（2023·衢州）一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段。图甲为多档位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，R1、R2为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示。
额定电压. 220V
磨豆功率 110W
加热功率 1210W
保温功率 88W
产品规格 295*280*410mm
（1）若仅闭合S2，咖啡机的工作状态处于　 　阶段。
（2）R1的阻值是多少欧？
（3）小金某次泡制咖啡，只进行了磨豆和加热，其中磨豆用时0.5分钟，加热用时3分钟，则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能？
13．（2023·衢州）在献爱心活动中，小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫，能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲，是安装在坐垫内的热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示。
热敏电阻的阻值与温度的关系
温度/ 20 25 30 35 39 40 41 42 43 44 45 50 55 60 65
阻值/欧 600 480 390 300 240 230 220 210 200 190 180 150 120 100 85
闭合开关，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁和同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时，电磁铁无法吸住衔铁和、恢复原位，又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。
（1）分析表中数据，当温度升高时，热敏电阻R，的阻值　 　。（选填“变大”或“变小”）
（2）图甲中和的阻值均为1210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟，则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦？
（3）小明想在控制电路中增加一个力敏电阻，以实现两个功能：
①1000牛压力以下，坐垫最高温度不超过；
②人离开后，坐垫始终低功率工作。
现有三种力敏电阻，其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式，并写出500牛压力下坐垫的最高温度值：　 　。（线圈阻值忽略不计）
14．（2023·舟山）科技小组开展设计一款多功能电饭煲的项目活动，过程如下：
[明确问题]科技小组同学们讨论后认为，电饭煲应具有如下基本功能，并提出具体标准：
①工作电压：220V；煮饭模式功率：880W ；保温模式功率：88W；
②电饭煲达到设定温度后能自动切换到保温模式。
（1）[方案设计]根据标准，小组讨论后，初步设计了如图甲的方案，图中开关S1，S2都闭合时，电饭煲处于煮饭模式，功率为880W，则发热电阻R1，应选择的阻值为多少欧？
（2）[方案优化]有同学认为甲方案不能实现自动切换功能，于是同学们利用电磁继电器与热敏电阻，设计了如图乙的方案。
①工作电路中的发热电阻R，应设计在 ▲ 处(选填“a"或“b")。
②为确保安全，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，工作电路自动切换到保温模式，其中热敏电阻R的阻值与温度关系见图丙。控制电路的电源电压为24V，当电流达到0.03A时，电磁铁会吸下衔铁，工作电路自动切换到保温模式。那么，选用的定值电阻R0阻值应为多少欧？(电磁铁线圈阻值不计)
15．（2023·台州）我省实施“清凉工程”，为每个教室安装了空调。
（1）安装一台额定电压为220伏，最大功率为5500瓦的空调，需要给教室单独铺设输电线。通过计算说明，应选择允许通过最大电流至少为多少的导线？
（2）某台空调制冷时消耗的功率为2340瓦，若连续制冷0.5小时，消耗多少电能？
（3）为落实节能降耗，某同学设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路，实现当气温升至30℃时，衔铁才能被电磁铁吸下，接通空调线路。热敏电阻R1的阻值随温度变化情况如图乙。
实际使用中发现：当气温在30℃上下波动时，空调线路会频繁接通和断开，影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻R0（如图丙），实现了空调线路接通后，气温降低至26℃以下时才自动切断，回升至30℃后才重新接通。请计算R0的阻值，并说出“气温从30℃降低至26℃时，空调线路不断开”的工作原理。（电路改进前后，衔铁刚被吸下时，电磁铁线圈中的电流大小不变；线圈电阻忽略不计）
1．（2024九下·龙湾模拟）如图所示为一种环保“重力灯”，让重物缓缓下落，拉动绳子。从而带动电机转动、使小刘海发光，已知重物的质量为18千克，它在30分钟内缓慢下落了2米。使规格为“1.5V，0.12W”的小泡正常发光。不计绳子重力。下列说法正确的是（　　）
A．重力灯发电过程中，把电能转化为机械能
B．重物的重力在这30分钟中做功为36J
C．30分钟内小灯泡消牦的电能是3.6J
D．环保“重力灯”的发灯效率为60%
2．小乐猜想：“电流通过导体产生的热量的多少可能跟电流、电阻和通电时间有关”，于是设计了如图所示的装置①和②，先将电阻丝（R1＜R2）分别装入规格相同的烧瓶中，然后将带有相同的玻璃管的塞子塞紧烧瓶，玻璃管在外侧的一端与相同的瘪气球相连；实验过程中电源电压保持不变。下列叙述中，正确的是（　　）
A．探究电流产生的热量与电流大小的关系，可比较气球甲、乙的体积变化
B．探究电流产生的热量与电阻大小的关系，可比较气球丙、丁的体积变化
C．装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是丙气球
D．装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是甲气球
3．（2024九上·杭州模拟）如图甲所示是小金家的部分家庭电路的电路图，小金在家用甲台灯学习时，突然台灯的灯丝断了，而屋内的照明灯依然正常发光。小金用试电笔检测插座c、d两孔时发现，d孔能使试电笔的氖管发光，c孔不能使试电笔的氖管发光，则甲、乙两根进户线中　 　（填“甲”或“乙”）是火线，若小金将屋内的照明灯的开关S1断开，用试电笔检测灯两端的a、b两点，会发现　 　（填“a”、“b”或“都”）能使试电笔的管发光。他家的电能表的铭牌如图乙所示，现只将某用电器单独接在该表上工作20min，电能表转盘转了300圈，则该用电器在上述时间内消耗的电能为　 　。
4．（2024·舟山模拟）我市开展了多次：对驾驶电动车“违反规定载人”（电动车限载1名十二周岁以下未成年人）等违法行为开展专项整治行动。如图甲是电动自行车的实物图，爱探究的欣欣对电动车进行了深入研究。
（1）夏天不宜长时间将电动车暴露在烈日下，否则容易爆胎。爆胎是由于车胎内气体内能增大导致，在烈日下爆胎时，车胎内气体是通过　 　方式增加内能的；
（2）电动自行车的转速把手可以调节电动自行车的速度，有的电动自行车上还有加速按钮，当按下这个按钮时，电动自行车会加速，欣欣同学设计了两个电路图，如图乙（加速按钮相当于开关），能够体现加速按钮作用的电路图是　 　（填“A”或“B”）；
（3）如图丙是该品牌电动自行车的部分技术参数，该车蓄电池一次充足电可储存的能量是　 　焦。
5．（2024九上·杭州模拟）在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为。
（1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，其接入电路的电阻变大，连线不得交叉　 　；
（2）小金闭合开关，移动滑片到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若她想测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是　 　；
（3）在实验中，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，则出现故障可能是　 　。
（4）小金继续移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的关系图像，根据图像信息，小灯泡的额定功率是　 　W。
6．（2024九下·杭州模拟）按图示的电路图做“测量小灯泡的功率”的实验。所用器材有：标有“3.8V”字样的待测小灯泡、电压恒为6V的电源、标有“20Ω1A”的滑动变阻器、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表（量程为0～3V、0～15V）、开关及导线若干。小明同学按电路图正确连接电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值
电压表的示数U/V 电流表的示数I/A 小电灯的功率P/W
3.0 0.25
3.8 0.30
4.5 0.32
（1）通过上表数据，可算得小灯泡的额定功率为　 　W，还可得出关于灯丝电阻的结论是：　 　。
（2）小灯泡正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值为　 　Ω。（结果保留2位小数）
（3）将两个这样的相同规格的小电灯串联后接在6V电源的两端，两灯消耗的总功率为　 　W。（不考虑灯丝电阻随温度的改变）
7．（2024九下·钱塘模拟）小金在做“测定小灯泡电功率”的实验时，所用电源电压为4.5伏，小灯泡额定电压为2.5伏。（1）按电路图连接成实物图后，闭合开关，发现小灯泡不亮、 电流表指针不动、电压表指针有明显的偏转，则电路故障原因可能是　 　；
（2）故障排除后重新闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙，若要测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向　 　（填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5伏；
（3）小金同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的图像。根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是　 　瓦。该图像不是直线，主要原因是　 　。
8．（2024·湖州模拟）在“测量小灯泡额定功率”实验中， 同学们进行了如下研究。
【实验器材】规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源(电压恒为 6V)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(“40Ω1A”)等各一只，导线若干。
（1） 【实验方案】按图甲电路进行实验，将量程为0~15伏的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动变阻器滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为　 　；
（2） 【实验反思】电压表选用0~15 伏量程与电压表选用0~3 伏的量程相比，会导致3.8伏读数不够精确，这是因为　 　。实验改进：现电压表选用0~3伏的量程，并将其并联到滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为2.2伏，即可减小误差。
（3）【重新实验】重新设计了如图丙所示电路图，电压表选用0~3 伏量程。按照规范操作，闭合开关，电压表示数如图丁所示，出现此现象的原因是　 　(从阻值角度分析)。同学们通过一定的措施后按图丙完成了实验。
（4） 【分析评价】在老师的指导下，同学们对实验展开分析讨论时得知：导线、电源、电流表等也有电阻，可能会影响实验结果。你认为改进后重新实验测出的小灯泡“额定功率”与真实的小灯泡额定功率相比　 　(选填“偏大”、 “偏小 ”或 “相等”)。
9．（2024·义乌模拟）学习小组进行测定小灯泡电功率的实验，已知电源电压3V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V。小金按照图甲连好电路后闭合开关S，将滑动变阻器滑片慢慢移动至另一端点，记录数据并绘制成小灯泡电流随电压变化曲线如图乙所示。
（1）请用笔代替导线，完成图甲中电路连接；
（2）移动滑片使小灯泡正常发光时，电流表示数为0.42A，则小灯泡的额定电功率为　 　W。
（3）小金将数学几何图像分析与电学知识融合，通过绘制网格将图乙进行处理：分出6块区域，面积分别为S1-S6（如图乙），有了新的发现与收获：
①当电流为I1时，小灯泡的实际功率可以用图乙中的面积　 　表示；
②当电流为I1逐渐增大到I2的过程中，判断小灯泡实际功率的变化量△P灯与滑动变阻器功率的变化量△P滑哪一个更大？请结合图中信息说明理由：　 　。
10．（2024·富阳模拟）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为6V。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整(要求：滑片向左移时，灯泡变暗)；
（2）连接好电路，闭合开关，发现电压表示数为1.5V，小灯泡发光较暗。要使小灯泡正常发光，接下去的实验操作步骤是　 　。
（3）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的乐数，并绘制成如图乙所示的I-孔图像，I-U图像不是直线的原因是　 　；
（4）根据I-U图像和三种规格的滑动变阻器：甲“10Ω1A”、乙“20Ω0.5A”、丙“50Ω0.2A”，请结合图像和实际器材分析，应选用的滑动变阻器的是　 　(填“甲”“乙”或“丙”)。
11．（2024九下·萧山模拟）某兴趣小组想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机，设计了发热部分的两种电路，如图甲、乙所示。
（1）图甲中，当开关S闭合、S1断开时，R1和R2的连接方式是　 　，此时处于　 　挡工作状态；
（2）若选用图乙所示电路，电源电压为24V，高温挡的总功率为180W，想要实现高温挡时发热电阻R3的电功率为120W，R3的阻值应为多少　 　？在高温挡工作6000秒，R4所消耗的电能是多少　 　。
12．（2024·杭州模拟）如图甲所示的电饭锅，额定电压为220V，加热功率为1210W。从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）小明利用电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其它用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察在10min内电能表转盘转了30圈。求该电饭锅保温功率。
（3）小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值范围为81%≤η＜86%（热效率是指装置的有效输出能量与输入能量的比值）。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时700s。已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
13．（2024·浙江模拟）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。
额定电压 220V
热风功率 1250w
冷风功率 40w
（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，造成这一现象的原因是　 　 。
（2）如图乙为电吹风的内部电路简图，通过开关S1和S2实现冷风和热风两档功能，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，电吹风吹热风时，通过风扇的电流是多少(保留两位小数) 电热丝1分钟内产生的热量是多少
14．（2024·浙江模拟）小科给家里买电热水壶，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，都把质量为的水从加热到，甲用时，乙用时．备注：水的比热为求：
额定电压 　 额定电压
额定功率 　 额定功率
频率 　 频率
甲 　 乙
（1）甲电热水壶正常工作时电阻是多大？
（2）质量为的水从加热到，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？
15．（2024·舟山模拟）小洋妈妈在国外旅游时买了一台家用智能电热马桶盖（如图甲），小洋从此立志学好物理，长大后创新设计推进“中国造”。图乙是小洋设计的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S2可接a和b，该电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能（如下表所示）。
S1 断开 断开 闭合 闭合
S2 接b 接a 接a 接b
功率 Px
（1）求R1和R2的阻值？
（2）求出表中的Px？
（3）老年人在冬天坐上冰冷的马桶是很难受的，假设小洋想让马桶圈的温度升高4℃，则用“中温挡”加热的方式需要多长时间　 　；[设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈的质量m=500g，马桶圈材料的比热容]
（4）若R2变大，则中温档的功率　 　，低温档的功率　 　。（填“变大”“不变”或“变小”）
16．（2024·舟山模拟）随着人们生活观念的改变，在家门口选一处风景优美的场地进行露营，成为一种新时尚。夜幕降临，小南开启悬挂在天幕四周的氛围灯进行照明，并在空地上支起幕布，利用投影仪播放露天电影（如图所示）。
（1）该氛围灯采用3节1.5伏干电池供电，由50个小彩灯串联而成，每个小彩灯的额定功率为0.06瓦。当小彩灯正常工作时电流为　 　安（保留2位小数）；若该氛围灯正常工作4小时，则消耗的电能为　 　焦；
（2）为增加投影仪灯泡的使用寿命，在其发光时须用风扇给它降温。小南想设计该电路，要求带动风扇的电动机先启动后，灯泡才可以发光；电动机未启动，灯泡不可以发光。下列图中符合设计要求的是____；
A． B．
C． D．
（3）某品牌投影仪的规格如下表所示。若该投影仪的电池剩下20%的电量时必须充电，试计算此投影仪充满电可连续工作的时间　 　。
电池容量 3600毫安时
整机总功率 8瓦
输出电压 5伏
1．（2023·宁波模拟）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60欧，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中，测得R2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．R2的滑片向左滑动时，电流表和电压表的示数都变大
B．电源电压为12V
C．R1的电功率变化范围是1.2～10.8W
D．电流为0.6A时，2min内电流通过R1产生的热量是648J
2．（2022·浙江台州·九年级期末）小科想挑选一个能量转换效率高的小电动机，装载到模型上参加校科技节电动船竞速比赛。于是自己动手探究，步骤如下：
第1 步：将小电动机和电流表串联接入电路（如图）；第2 步：用尖嘴钳卡住小电动机的转轴，使其不转动； 第3 步：将尖嘴钳拿走，使小电动机正常转动；
第4 步：分别将上述两种情况的有关数据记录在表格中。
电动机两端的电压（V） 电动机的工作状态 通过电动机的电流（A）
3.0 不转动 2.0
3.0 正常转动 0.2
请利用所学的知识回答下列问题（列式计算）：
（1）1 分钟内电流通过电动机正常转动时产生的热量是多少？_______________________
（2）这个小电动机正常工作 1 分钟时输出的机械能是多少？___________________________
3．（2024·嵊州模拟）图1是小明同学“测量小灯泡电功率”的实物连接图。电源电压为6V 恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时小灯泡电阻约为8Ω。
（1）连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于　 　端(选填“a”或“b”)。
（2）闭合开关，进行实验，并将实验数据记录在表中。
实验序号 电压 U/V 电流 I/A 电功率 P/W|
1 2.0 0.28 　
2 2.5 I0 　
3 3.0 0.34 　
①移动滑片 P使电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图2所示，则小灯泡额定功率为　 　瓦。
②以电流的平方(F2 )为横坐标，以实际功率(P)为纵坐标，下列坐标图(实线部分)与实验数据相符的是　 　。(选填字母)
（3）与小灯泡的电阻相比较，虽然电流表的电阻非常小， 电压表的电阻非常大，但由于电流表、电压表电阻的影响，测量后计算出的电功率会比真实值　 　(选填“偏大”、 “偏小”或“不变”)。
4．（2024九下·杭州月考）在“测量小灯泡的电功率”实验中，提供器材：2节新干电池，电流表1个，电压表1个，小灯泡额定电压为2.5V（电阻值约为5Ω）
（1）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是　 　（选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”）；
（2）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表示数为2V。为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向　 　（选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W；
（3）实验中电流表坏了，无法完成实验。小组同学认为只需再增加一个R0=5Ω的定值电阻就能完成，他们设计了如图丙的电路，其设计方案如下：
①调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额；
②保持滑片位置不变，电压表并联在R0两端，测出此时R0两端的电压U0，通过计算得出小灯泡的额定功率。可是实验过程仍无法测量出该小灯泡的电功率，请你指出该设计方案中存在的问题是：　 　。
5．（2024·舟山模拟）某同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。
（1）闭合开关发现两电表指针处于图2所示位置，此时灯泡　 　（选填“不发光”“微弱发光”或“比正常亮”）
（2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是　 　W。
（3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。
①只闭合开关S1，电流表的示数为；②开关S1、S2闭合后，电流表的示数为；
③请写出未知电阻的阻值表达式：　 　（用、和表示）。
6．（2024·嘉兴模拟）小嘉利用如图甲所示的电路图来测量小灯泡的电功率。其中电源电压为3V，小灯泡的额定电压是2.5V。
（1）仪器连接完成后，小嘉进行实验并开始记录数据，得到小灯泡U-I图像如乙所示，则小灯泡的额定功率是　 　W。
（2）完成实验后小嘉同学进行了反思，如果电压表损坏了，能不能用其他实验器材来完成实验呢？经过思考，他选用了一个定值电阻（R0=10Ω），并设计了如图丙所示电路，请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S1，将S2拨到触点“1”，为确保R0两端的电压为2.5V，移动滑动变阻器滑片，使电流表的示数为　 　A；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将开关S2拨到触点“2”，读出电流表的示数I；
③小灯泡的额定功率表达式为P=　 　（用已知量和测量量表示）。
7.（2024·嘉兴模拟）某项目化学习小组同学想设计制作一款可调温果汁加热器，过程如下：
【明确问题】项目化小组同学们讨论后认为，加热器具有如下基本功能，并提出具体标准：
电源电压：220V；保温模式功率：220W。
加热器可以连续调温；可调加热功率范围为：220W-1100W。
【方案设计】根据标准，小组讨论后，初步设计了如图方案；且R1，R2均为发热电阻。
（1）加热器处于最大加热功率时，开关S1、S2所处的状态为　 　。
（2）发热电阻R1应选择的阻值为多少欧姆？
【方案优化】有同学认为该方案不能实现连续调温，请你帮同学们在该方案的基础上设计成可调温功率范围为220W-1100W的电路图，并画在答卷虚线框内。
【拓展延伸】若加热器对1kg果汁加热2min，果汁的温度升高30℃，求加热器的功率至少需要多大。[果汁比热容取4.0×103J/(kg·C)]
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