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第9讲 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
一、电能与电功
1、定义
（1）电功：电流所做的功叫做电功。
（2）电能：电能是能量的一种，属于二次能源，用符号W表示。
2、实质
电流做功的过程实质上就是电能转化为其他形式能量的过程。电能转化为其他形式能量的多少可以用电功来度量。如：电流通过电动机，把电能转化为机械能，说明电流对电动机做了功。
3、单位
电能电功的单位是焦耳，还有千瓦时(kW·h)俗称“度”；焦耳与千瓦时之间的换算关系：1千瓦时=3.6× 106焦耳。
4、电能表
（1）电能表的作用：测量用电器在一段时间里消耗的电能的多少。电能表也叫电度表。
（2）电能表的参数含义
①220V：该电能表应该接在220伏的电路上使用。
②kw·h：电能表上的数字以千瓦时为单位来显示用电器所消耗的电能。
③1200r/kW·h：接在该电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转过1200转。
④5(10)A：该电能表的额定电流为5安，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过10安。
（3）电能表测量电能的方法
①读数法：电能表计数器上显示着数字，计数器前后两次示数之差就是这段时间内用电的度数(消耗电能的多少)，单位是千瓦时(度)。
如：家中电能表在月初的示数是03248，月末的示数是03365，则这个电能表计数器示数这个月家中用电量为336.5千瓦时-324.8千瓦时=11.7千瓦时，即这个月家中用电量为11.7度。
②计算法：由电能表参数Nr/ kW·h (N由不同电能表规格而定)，数出某段时间电能表转盘转过的转数n，则这段时间消耗的电能W=n/N千瓦时=n/N×3.6×106焦耳。
二、电热器与焦耳定律
1、电流的热效应
（1）定义：电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。
（2）实质：电流通过导体发热的过程实际上是电能转化为内能的过程。
（3）应用：各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的，如电熨斗、电热毯、电热壶、电饭煲等。电热器的主要组成部分是发热体，发热体一般是由电阻大、熔点高的金属导体制成的。
2、探究影响电热的因素
实验方法 控制变量法和转换法
影响因素 （1）通过导体电流的大小；（2）导体的电阻大小；（3）通电时间。
常见的两个探究方向 探究导体产生热量与电阻的关系 探究导体产生热量与电流的关系
实验结论 在电流相同、通电时间相同的情实验结论情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
3、焦耳定律
（1）焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。焦耳定律是由英国科学家焦耳最先发现的。
（2）公式：Q=I2Rt。
（3）对焦耳定律的计算公式Q=I2Rt的理解要注意以下几点：
①讲到影响电流通过导体产生热量的因素时要控制好变量，要同时考虑到通过导体的电流、导体电阻和通电时间。例如不能说导体通电时间越长，产生的热量就越多。
②不能说导体产生的热量跟电流成正比，只能说跟电流的二次方成正比。
③公式中的各个物理量都是对同一导体或电路而言的，计算时不能张冠李戴。
④电热和电功的单位是相同的，都是焦(J)。
三、电热(Q)和电功(W)的区别
电热是指电流通过导体时产生的热量，这部分热量是由电能转化而来的，电功是指电流通过导体时所做的功。当电流通过导体时，如果电能全部转化成内能（纯电阻电路），此时电功等于电热（W=Q）；如果电能部分转化成内能（非纯电阻电路），此时电功大于电热。举例说明：当电流通过电饭煲（纯电阻电路）时，电能全部转化成内能，此时电功等于电热（W=Q）；电流通过电风扇（非纯电阻电路）时，电流做的功（电功）只有一小部分转化为电热，另外部分转化成机械能使电风扇转动起来，此时电功大于电热，故选用热量计算公式时分两种情况：
1.电功全部转化成电热： Q=W=I2Rt=UIt= U2t/R=Pt （适用于纯电阻电路）
2.电功全部或部分转化成电热： Q=I2Rt（适用于任何电路）
■考点二　电功率
一、电功率
1、电功率
（1）物理意义：描述电流做功的快慢。
（2）定义：电流在单位时间内做的功。用字母P表示。
（3）单位：瓦(W )或千瓦(kW)，换算关系为1千瓦=1 000瓦。
（4）公式：P= W/t，其中W代表电功，t表示时间，其变形式为W=Pt，t= W/P
2、额定功率与实际功率
用电器两端的电压 电功率 用电器工作情况
U实=U额 P实=P额 正常工作
U实>U额 P实>P额 容易损坏
U实二、影响电功率大小的因素
1、研究电功率与电流的关系
实验方案：如图所示，将两只小灯泡并联，目的是控制两者两端的电压相同，比较通过两只小灯泡的电流大小和亮度（亮度反映实际功率的大小）。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电流表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电压关系)
亮度(亮暗)
电流(安)
实验结果：在电压相等的情况下，通过小灯泡的电流越大，小灯泡的电功率越大。
2、研究电功率与电压的关系
实验方案：如图所示，将两只小灯泡串联，目的是控制通过两者的电流相同，比较两只小灯泡两端的电压大小和亮度（亮度反映实际功率的大小）。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电压表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电流关系)
亮度(亮暗)
电压(安)
实验结果：在电流相等的情况下，小灯泡两端的电压越高，小灯泡的电功率越大。
三、电功率和电功的计算【推导过程如右图】
1、求电功率：P=UI=I2R=
2、求电阻：R===
3、求电压：U=IR==
4、求电流：I===
★有关电功率模块的比例计算—— “串正、并反”解题技巧
（1）串联电路的比例关系——P、W、U全都和对应电阻成正比。
依据：W=I2Rt、P=I2R、U=IR
（2）并联电路的比例关系——P、W、I全都和对应电阻成反比。
依据：I=、P=、W=t
四、测定小灯泡的功率
实验原理：伏安法测电功率的原理是P=UI。利用电压表和电流表分别测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流就可以求出小灯泡的电功率。在额定电压下测出来的电功率就是额定功率。
■考点一　电功、电能和电热
◇典例1：（2025九上·衢州期末）如图， 电源电压恒为6V，两灯泡L1和L2的规格分别为“6V 3W"和“6V 6W"，假定灯丝电阻不变，按甲、乙方式连接，接通电路后最亮的是 (　　)
A．甲图中的L1 B．甲图中的L2 C．乙图中的L1 D．乙图中的L2
【答案】D
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】 灯泡的亮度决定于实际功率大小，
（1）根据串联分压确定串联时的电压，得出实际功率与额定功率的关系；
（2）根据并联电压相等，确定实际功率。
【解答】 灯泡的亮度决定于实际功率大小，甲图中两个灯泡串联，
根据串联分压规律可知，每个灯泡的电压都小于6V，实际功率都小于额定功率，
而乙图并联，每个灯泡的电压都等于额定电压6V，都正常发光，两灯泡L1和L2规格分别为“6V 3W”和“6V 6W“，说明L2的实际功率大，故并联时L2最亮。
故选D。
◆变式训练
1．（2025九下·义乌开学考）小金爱好科学，对身边的用电器特别感兴趣，每个月初都会按时看电能表并记录数据。
（1）12月1日小金看到的电能表如图所示，根据记录的数据，算出11月份用电92度，要节约用电了。那么小金家11月1日的表盘上的数据是　 kW h ；
（2）他想利用家里的电能表测量一下家里电炒锅的实际功率，于是他关闭了家里其他用电器，只让电炒锅单独工作，测得家里电能表的转盘10min转了100r，则该电炒锅的实际功率为　 　W。
【答案】（1）1250.4
（2）1000
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】 （1）电能表的单位为kW h，注意刻度盘上的示数最后一位是小数点后的数字，据此得出国庆节时电能表的示数；已知九月份用电量，可得出小浦家9月1日的表盘上的数据；
（2）600r/（kW h表示电路中的用电器每消耗1kW h的电能，电能表的转盘600r；
据此得出家里电能表的转盘10min转了100r，电钞锅消耗的电能，根据得出该电炒锅的实际功率。
【解答】 （1）电能表的单位为kW h，国庆节时电能表的示数为1342.4kW h，九月份用电92度=92kW h，9月1日的表盘上的数据是：1342.4kW h-92kW h=1250.4kW h；
（2）600r/（kW h）表示电路中的用电器每消耗1kW h的电能，电能表的转盘600r；
测得家里电能表的转盘10min转了100r，则消耗的电能，
该电炒锅的实际功率。
■考点二　电功率
◇典例2：（2025九上·丽水期末）小科用如图甲所示的装置测量小灯泡在不同电压下的电功率。实验器材：三节新干电池、电流表、 电压表、额定电压2.5V的小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）用笔画线代替导线，将图甲实物电路连接完整。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）小科连接实物图后开始进行实验(已知各元件均无故障且操作无误)，他发现在闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表的示数总是调不到零，其原因是　 　；
（3）小科请教老师后重新设计了图乙的电路图，解决了上述问题，从而测出了0~3V小灯泡电流值，并绘制出小灯泡完整的U--I|图像，如图丙，则小灯泡的额定电功率是　 　瓦；
（4）据图丙分析， 以下能正确反映小灯泡的实际功率 P与U2、I2关系的图像是　 　。
【答案】（1）
（2）在串联电路中，电源电压等于各用电器两端电压之和。小灯泡始终有一定电阻，所以它一定会分到一部分电压
（3）0.5
（4）BD
【知识点】小灯泡电功率的影响因素
【解析】【分析】（1）根据电阻变化确定变阻器选择的接线柱，然后补充甲图即可；
（2）根据串联电路的分压规律，结合灯泡有电阻分析解答；
（3）根据丙图确定灯泡的额定电流，根据P=UI计算灯泡额定功率；
（4）根据P=I2R和，结合灯丝电阻随温度的升高而增大解答。
【解答】（1）滑动变阻器应该与灯泡串联，滑片向左移动时电阻变大，那么应该选择右下角的接线柱与开关右端相连即可，如下图所示：
（2）小科连接实物图后开始进行实验(已知各元件均无故障且操作无误)，他发现在闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表的示数总是调不到零，其原因是：在串联电路中，电源电压等于各用电器两端电压之和。小灯泡始终有一定电阻，所以它一定会分到一部分电压。
（3）根据丙图可知，灯泡的额定电流为0.2A，则额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）根据P=I2R可知，如果灯泡电阻不变，那么功率与I2成正比，即为一条斜线。因为灯丝电阻随着电压的增大而增大，所以图像向上弯曲，故选B；
根据可知，如果灯泡电阻不变，那么功率与I2成正比，即为一条斜线。因为灯丝电阻随着电压的增大而增大，所以图像向下弯曲，故选D。
◆变式训练
1．（2025九上·柯桥期末）为了测定小灯泡的电功率，小柯利用电压恒为3V的电源、合适规格的滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验。
（1）闭合开关后，小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，则电路中可能出现的故障是____。
A．滑动变阻器断路 B．电压表短路
C．小灯泡短路 D．小灯泡断路
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某点，电压表的示数如图乙所示，为测得小灯泡的额定功率，小柯接下去的操作是　 　。
（3）小柯将数学几何图像分析与电学知识融合，图丙为小灯泡的I-U图像，划分6块区域，面积分别为S1-S6，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丙中的面积　 　表示。
②当电流为I1逐渐增大到I2时，请结合图中信息判断滑动变阻器功率的变化量△P滑与小灯泡实际功率的变化量△P灯哪一个更大，△Pm　 　△P灯(选填“>”、“<”或“=”) ， 并说明理由　 　。
【答案】（1）D
（2）滑片向左移动，直到电压表示数等于灯泡额定电压2.5V为止
（3）S1；<；△P 灯=S2+S4+S6， △P滑=S2-S6，所以△P滑<△P灯
【知识点】小灯泡电功率的影响因素
【解析】【分析】（1）对各个选项中的故障进行分析，推测可能出现的现象，与题目描述对照即可；
（2）根据乙图确定灯泡的实际电压，与额定电压比较，确定电压表的示数变化方向，再根据U总=UL+U变分析变阻器的电压变化，最后根据串联电路的分压规律确定它的阻值变化即可；
（3）①根据功率的计算式P=UI分析；
②根据P滑动=P总-PL分别计算出变阻器的功率，然后相减，并与灯泡功率的变化量比较即可。
【解答】（1）A.滑动变阻器断路时，整个电路发生短路，电压表没有示数，故A不合题意；
B.电压表短路时，电压表无示数，故B不合题意；
C.小灯泡短路时，电压表同时被短路，则电压表没有示数，故C不合题意；
D.小灯泡断路时，电压表串联在电路中，它的示数为电源电压。由于电压表内阻很大，因此电流表无示数，故D符合题意。
故选D。
（2）根据乙图可知，电压表选择量程0-3V，分度值为0.1V，则示数为1.8V<2.5V，则电压表的示数要增大。根据U总=UL+U变可知，变阻器的电压要减小。根据串联电路电压与电阻成正比可知，此时变阻器的阻值要减小，即滑片向左移动， 直到电压表示数等于灯泡额定电压2.5V为止 。
（3）①根据丙图可知，结合功率的公式P=UI可知，灯泡的功率就是它所在点的横轴和纵轴围起来长方形的面积，即当电流为I1时，小灯泡的实际功率可以用图丙中的面积S1表示；
②当电流为I1时，PL=S1，P总=S1+S2+S3，
则变阻器的功率P滑=P总-PL=S1+S2+S3-S1=S2+S3；
当电流为I2时，PL'=S1+S2+S4+S5，P总=S1+S2+S3+S4+S5+S6，
则变阻器的功率P滑'=P总'-PL'=S=S3+S6；
则灯泡功率变化量△PL=PL-PL'=S2+S4+S5，
变阻器功率的变化量为：△P滑=P滑-P滑'=S2-S6；
比较可知，△P滑<△P灯。
1．（2021·绍兴）以可靠的实验事实为基础，通过推理得出结论的研究方法称为科学推理法。下列结论通过这种方法得出的是（　　）
A．①电流产生的热量与电阻大小有关
B．②可燃物燃烧需要温度达到着火点
C．③叶片的下表面一般气孔数目较多
D．④牛顿第一定律
【答案】D
【知识点】蒸腾作用；牛顿第一定律；影响电流热效应的因素（焦耳定律）；燃烧与灭火
【解析】【分析】“理想实验”虽然也叫做“实验”，但它同前面所说的真实的科学实验是有原则区别的，真实的科学实验是一种实践的活动，而“理想实验”则是一种思维的活动；前者是可以将设计通过物化过程而实现的实验，后者则是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”．
【解答】A、①实验是为了验证焦耳定律的影响因素，采用了转换法观察实验，可以直接得出电流的产热与电阻有关；故A错误；
B、②是验证可燃物燃烧的条件，可以直接得出可燃物燃烧需要温度达到着火点；故B错误；
C、③对比两边的气泡数量的多少，可以得出叶片的下表面气孔比上表面气孔多；故C错误；
D、④牛顿第一定律的适用条件是理想状态下的，实验不可能完成，采用的是推理的方式得出实验结论的；故D正确；
故答案为：D。
2．（2023·衢州）小科想购买一个电热水壶，已知他家中电路电压是220V、室内插座额定电流是5A，则下列规格的电热水壶适合他家的是（　　）
选项 额定电压/V 额定功率/W
A 220 1500
B 220 800
C 120 1500
D 120 800
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】首先根据P=UI计算出插座允许接入的最大功率，然后再与各个电水壶的功率比较即可。
【解答】根据题意可知，室内插座上允许接入的最大功率P=UI=220V×5A=1100W，那么接入电水壶的功率应该不大于1100W，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
3．（2023·杭州）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
【知识点】基本电路与电路图；电功率计算公式的应用；电功率
【解析】【分析】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。
故答案为：C
4．（2022·浙江）将一台“220 V 100 W”的电风扇，一个“220 V 100 W”的充电器，一把“220 V 100 W”的电烙铁，分别接到220 V的电源上，在相同的时间内，电流通过它们产生的热量最多的是 (　　)
A．电烙铁 B．充电器 C．电风扇 D．一样多
【答案】A
【知识点】热量的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】解答本题要注意区分电热和电功，明白对于不同的电器二者的关系。
【解答】3个用电器虽然功率一样，但是电风扇主要把电能转化为机械能，发热量较小，充电器将电能转化为化学能在电池里储存起来，发热量很小，只有电烙铁是利用电热，电能全部变成内能。
故答案为：A。
5．（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
【知识点】流体压强与流速的关系；电磁感应；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】 （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 。
6．（2023·绍兴）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
【知识点】小灯泡电功率的影响因素
【解析】【分析】（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。
7．（2023·金华）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
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（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。
8．（2023·宁波）图甲是小宁的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
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（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。
9．（2023·温州）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）如图：
（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
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（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。
10．（2022·浙江）为合理利用电能，目前许多城市在推广使用“分时电能表”(电子式多费率电能表)，进行分时段计费。张敏同学家的“分时电能表”规格为“220 V 10 A”。
（1）张敏家同时接入电路的用电器总功率不得超过　 　W。
（2）张敏同学统计她家所有的用电器的额定功率如下表：
电器名称 电饭锅 洗衣机 电视机 照明电灯 电扇
额定功率/W 750 150 70 25 25 40 40
当这些用电器正常工作时，通过电能表的实际电流是　 　A。
（3）分时段计费标准如下表。若使用“分时电能表”前(电价是0.52元/度)，张敏家所有用电器每天平均正常工作2h；使用后，两个时段各正常工作1h。则张敏家一天可节省电费　 　元。
高峰时段(07：00~21：00) 0.55元/度
低谷时段(21：00~07：00) 0.30元/度
【答案】（1）2200
（2）5
（3）0.20
【知识点】电功率计算公式的应用；电器的电功率；电功率
【解析】【分析】（1）由电能表的规格可知，电能表平时工作允许通过的最大电流，根据P=UI求出张敏家同时接入电路用电器的最大总功率；
（2）先求出张敏同学家所有用电器正常工作时的总功率，根据P=UI求出通过电能表的实际电流；
（3）由用电器的实际功率可求得用电器工作时消耗的电能，则可求使用分时电能表计费前后的电费，即可求得所节约的电费。
【解答】 （1）220V表示电能表的工作电压是220V，10A表示电能表的额定最大电流为10A；
则张敏家同时接入电路的用电器总功率不得超过：P=UI=220V×10A=2200W；
（2）由表一可知，所有用电器的总功率为：P总=750W+150W+70W+2×25W+2×40W=1100=1.1kW；
由P=UI可得，通过电能表的实际电流：；
（3）用电器工作两小时，则消耗的电能为：W=P总t=1.1kW×2h=2.2kW h。
则使用分时电能表前的电费为：2.2kW h×0.52元/（kW h）=1.144元；
使用分时电能表后的电费为：，
即张敏家一天可节省电费：1.144-0.935=0.209元≈0.21元。
11．（2022·台州）某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。
（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中　 　的散失。
（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化△T和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。
根据上述实验，可以得出结论：　 　。
（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。
电流I/A 02 0.3 0.4 0.5 0.6
升高的温度△T/℃ 0.4 0.9 　 　 2.5 3.6
请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。
【答案】（1）热量
（2）当电流和通电时间一定时，电阻丝产生的热量与电阻成正比
（3）1.6
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）在实验过程中，如果玻璃盒的保温性能不好，那么会有大量的热量散失，就会使温度计的示数产生较大变化，从而产生较大的实验误差；
（2）根据Q=cm△t可知，当水的质量不变时，吸收的热量与升高的温度成正比。根据图乙可知，水升高的温度与电阻成正比。比较可知，电阻丝产生的热量应该与电阻成正比，据此根据控制变量法的要求描述结论。
（3）根据表格分析升高的温度与电流大小的数量关系，然后对空白处的温度进行计算即可。
【解答】（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中热量散失。
（2）根据图像可知：当电流和通电时间一定时，电阻丝产生的热量与电阻成正比。
（3）根据表格可知，当电流为0.2A时，升高温度：；
当电流为0.3A时，升高温度：；
当电流为0.5A时，升高温度：；
…………
则升高温度与电流的关系为：△t=I2×10；
则当电流为0.4A时，升高的温度为：（0.4A）2×10=1.6。
12．（2022·宁波）小宁用如图甲所示电路研究小灯泡的电学特性，所用小灯泡上标有“2.5V”字样。闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，读取并记录电压表、电流表的示数。实验数据记录如下(第4次实
验时电流表指针位置如图乙所示)：
实验次数 1 2 3 4 5
电压表示数/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流表示数/A 0.17 0.24 0.30 0.37
（1）该小灯泡的额定功率为　 　W。
（2）用描点法(实验数据对应的点用“×”表示)在图丙上画出该小灯泡灯丝的I-U曲线。
（3）小宁计算小灯泡的灯丝电阻值时，发现灯丝电阻随着其两端电压的升高而增大。
小宁反思：电阻是导体的一种性质，决定和影响导体阻值大小的因素中并没有电压这一因素，那么导体两端电压的变化可能引起了某个因素发生变化!小宁思考后得出这个因素就是　 　。
【答案】（1）0.85
（2）
（3）温度
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）根据图乙确定电流表的量程和分度值，然后根据指针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。
（2）根据表格数据，在方格纸上描点，最后将相邻的点用平滑的线连接起来即可。
（3）电阻两端的电压越大，则通过电阻的电流越大，那么单位时间内产生的热量越多，自然电阻的温度就越高，据此分析解答。
【解答】（1）根据图乙可知，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0.34A，那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.34A=0.85W。
（2）根据表格数据，在方格纸上描点，最后将相邻的点用平滑的线连接起来即可，如下图所示：
（3）小宁反思：电阻是导体的一种性质，决定和影响导体阻值大小的因素中并没有电压这一因素，那么导体两端电压的变化可能引起了某个因素发生变化!小宁思考后得出这个因素就是温度。
13．（2023·金华）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
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（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。
14．（2023·温州）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
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（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℃。
15．（2023·杭州）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
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（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。
16．（2022·浙江）刘爽对风力发电进行研究，了解到当地的风速在 v2和v4之间，风车可以带动发电机发电，某段时间内甲、乙、丙、丁四个风力发电站风速与时间关系如图一所示。
（1）根据图一请判断该段时间内哪个风力发电站效能最大 　 　。
（2）如图二所示为风力发电机的控制电路，只有发电机与风车离合器有电流通过时，风车才能带动发电机发电，当风速为v1、v2、v3、v4时，挡风板带动金属滑片 P 分别和下金属轨及AE 滑道上的A、B、C、D 点接触，求：
①判断AE 滑道哪段导电
②完成下列控制电路图。
（3）丙发电站有N台风车，每台风车车叶转动时可形成半径为r 的圆面，当风速在v2和v4之间时，风车每平方米叶片在t0时间内接收到的风能为W0，如果风车能将10%的风能转变成电能，求：
①每台发电机的平均功率 P0；
②发电站在0~t4时间内总发电量W。
【答案】（1）丙
（2）BD、
（3）、|
【知识点】电功率计算公式的应用；电功率
【解析】【分析】（1）根据发电条件，分析图象然后答题。
（2）求出风车的面积，求出风车获得的风能，然后求出风车的发电功率与发电量。
【解答】解：（1）由各图象可知，丙图象中风速在v2和v4之间时间最长，则丙的风力发电站效能最大。
（3）风速在v2和v4之间发电，当风速分别为v2、v4时，P分别B、D点接触，此时发电，因此BD间导电。
（4）①风车车叶转动时圆面的面积S=πr2，每台发电机平均功率；
②由图丙可知，发电时间为t=t4-t1，发电站在0～t4时间内总发电量；
17．（2022·浙江）现在流行的无线市话俗称“小灵通”，是一种新型的个人无线接收系统，具有语音清晰、发射功率低、待机时间长、功能多、价格合理等特点，它的使用使传统意义上的固定电话不再固定在某个位置，可在无线网络覆盖范围内自由移动使用，并可随时随地接听、拨打本地和国内、国际电话。
下表是某一型号小灵通的部分资料数据。若这种小灵通在正常使用情况下，充电一次可使用7d(7天)，累计通话时间为1.2h，通话时耗电功率为平均发射功率的20倍。则：
尺寸(长×高×宽) 约45 mm×83 mm×23.5 mm
质量 约85g
发射功率 约10 mW(平均)
电池 3.6 V 580 mA·h锂电池
充电器 输入：AC 220 V 50 Hz 输出：DC 5.2 V 320 mA
充电器重 约50g
充电时间 2.5~3.5 h
连续待机时间 48~200 h
（1）这部小灵通正常通话时的工作电流大约多大
（2）小灵通开机但不通话时的状态称为待机。这部小灵通的待机电流大约多大
（3）在没有充电器的情况下，可用一个电压略高于3.6V的直流电源为小灵通电池临时应急充电。请你设计一个方案，用如图所示的直流电源给这部小灵通的电池充电，并画出充电的电路图。
【答案】（1）小灵通通话的电功率： 。根据公式 ， 可求得这部小灵通正常通话时的工作电流： 。
（2）这部小灵通的电池充电一次获得的总能量： ， 通话时间消耗电能 ， 正常使用的情况下待机 7 d 消耗的电能为 6652.8 J 。由公式 可求得待机电流大约为
（3）因为直流电源的输出电压为 36 V ， 远大于被充电池的电压， 所以需要串联一个阻值适当的电阻才能充电。另串接一只电流表， 观察充电电流不超过 320 mA ，以免烧坏电池。让直流电源的电流从电池正极流人， 负极流出， 其电路图如下图所示。
【知识点】电功率计算公式的应用；电器的电功率；电功率
【解析】【分析】（1）根据题意求出小灵通正常通话时的功率，由功率公式P=UI求出小灵通通话时的电流；
（2）铭牌可知小灵通充电器的输出电压与电流及充电时间，由W=UIt可求出一次充电手机电池获得的电能；
求出一次充电后，通话消耗的电能，待机消耗的电能，求出待机时间，由W=UIt可求出待机电流；
（3）根据串联电路的分压作用知：直流电源电压高于电池的充电电压，用该电源充电，在充电电路中应串联一个分压电阻，使加在电池上的电压等于电池的充电电压，在电路中应串联一个电流表，以检测充电电流，使电流不超过320mA。
【解答】 （3）直流电源的输出电压为3.6V，大于电池的充电电压，需要串联一个阻值才能充电；
另外在电路中串联一只电流表，观察充电电流不超过320mA，以免烧坏电池；
让直流电源的电流从电池正极流入，负极流出，其电路图如下图所示：
18．（2022·温州）小设计了如图甲所示的多功能电饭煲模拟电路，能实现“煮饭时保持高温快煮，快煮后自动保温”。
〖电路简介〗
工作电路：S1为电源开关；S2为定时器开关，其闭合后自动开始计时，计时结束后自动断开，不再闭合；R1为可调电阻；R2为电饭堡内的电热丝。
控制电路：电磁继电器A和B完全相同，Ra和Rb是分别安装在电饭堡内的热敏电阻，它们的阻值随温度的变化如图乙所示，当温度达到120℃时，La就吸引弹性衔铁使Sa断开，当温度降到110℃时，La释放弹性衔铁使Sa闭合。
〖快煮模式〗闭合开关S、S1、S2，电饭煲进入快煮模式直至定时开关S2自动断开。在快煮过程中温度将维持在110℃～120℃，工作电路的电热丝在高功率和低功率之间切换，其功率随时间变化如图丙所示。
〖保温模式〗开关S2断开后，电饭煲进入保温模式，最后温度维持在60℃~80℃。
（1）由图丙可知，电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝高功率加热的时间为　 　分钟。
（2）若R1接入电路的阻值为840欧，R2阻值为40欧，工作电路电源电压为220伏，则电饭煲完成一次快煮，电热R2消耗的电能为多少焦？
（3）请结合图甲、乙说明开关S2断开后，电饭煲实现自动保温的工作原理。
【答案】（1）12
（2）解：R总=R1+R2=840欧+40欧=880欧
I= = = 0.25安
由W=UIt得：
W1=I2R2t1=(0.25安)2×40欧×720秒=1800焦
W1= = =8.712×105焦
W总=W1+W2=8.712×105焦+1800焦=8.73×105焦
答：电饭煲完成一次快煮，电热丝R2消耗的电能为8.73×105焦。
（3）当S2断开后，R2低功率工作，降温至110℃及以下，Sa始终闭合。继续降温至60℃时，Sb闭合，R1被短路，R2高功率工作，升温至80℃时，Sb断开，R1与R2串联，R2低功率工作，开始降温，如此往复，实现自动保温。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据图丙找到电热丝高功率工作的时间段，然后将它们相加即可。
（2）当低功率工作时，两个电阻串联，根据 R总=R1+R2 计算出此时的总电阻，再根据 计算出此时的总电流，接下来根据 W1=I2R2t1 计算出R2消耗的电能。高功率工作时，只有R2自己工作，根据公式 计算出它消耗的电能，最后将两个电能相加即可。
（3）注意分析温度变化时，两个热敏电阻对电路状态的影响，结合电功率的变化分析自动保温原理。
【解答】（1）根据图丙可知，快煮24分钟内电热丝高功率加热的时间：t=6min+（11-9）min+（16-14）min+（21-19）min=12min。
19．（2022·绍兴）图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当钢体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合。R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用。发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动头接触，0档为断开状态，Ⅰ、Ⅱ档是不同功率的档位，电热丝被均分为四段接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。
（1）S从0档转到Ⅰ档开始工作，温控开关S2的状态是　 　（选填“断开”或“闭合”）。
（2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是　 　（选填“做功”或“热传递”）。
（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，V档时功率最大。则接线柱a、b、c中连入电路的应该是　 　。
（4）已知电火锅Ⅳ档加热功率为1000瓦。若电火锅在Ⅲ档工作5分钟，求发热管消耗的电能。
【答案】（1）闭合
（2）热传递
（3）b、c
（4）解：根据 Ⅲ档时，连入阻值为96.8欧，此时功率
发热管消耗的电能W=P=500W×5×60s=1.5×103J
【知识点】电路的动态分析；电功计算公式的应用；电功率
【解析】【分析】(1)根据电路的工作原理分析解答。
(2)改变内能的方式有做功和热传递。
(3)根据功率的改变分析解答。
(4)根据电功率公式和电能公式解答。
【解答】(1)S从0档转到Ⅰ档开始工作，电路是接通的，故温控开关S2的状态是闭合。
(2)加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是热传递。
(3)图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，V档时功率最大。根据可知，电阻越大，功率越小，则接线柱a、b、c中连入电路的应该是b、c。
20．（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。
请回答：
（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
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】 （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。
21．（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。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用；电器的电功率
【解析】【分析】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。
1．（2025九下·萧山模拟）如图所示，两只灯泡和上分别标有“6V；4W”和“3V；1W”字样，将它们串联暂接在电压可在3 9V之间调节的电源上，闭合开关S，若两灯的灯丝电阻不随温度变化，则下列说法正确的是（　　）
A．通过灯的电流大于通过灯的电流
B．当电源电压调节到9V时，灯与都能正常发光
C．调节电源电压过程中，灯始终与灯一样亮
D．与产生的光能可用焦耳定律进行计算
【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点；串、并联电路的电压特点；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】 A.由题知，灯泡L1、L2串联，根据串联电路的电流特点可知通过两灯的电流关系；
B.知道两灯泡的额定电压和额定功率，根据求出两灯泡的电阻，再根据串联电路的分压原理可得两灯的实际电压，与额定电压比较可知，两灯是否都能正常发光；
C.根据串联电路的电流特点和P=UI得出两灯泡实际功率之间的关系，再根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小比较两灯泡的亮暗；
D.分析灯泡工作时能量转化情况，从而判断能否用焦耳定律计算灯泡工作时产生光能。
【解答】 A.串联电路中电流处处相等，所以灯泡L1、L2串联后，通过它们的电流相等，故A错误；
B.灯L1的电阻：，灯L2的电阻：，
由串联电路的分压原理知，，
当电源电压调节到9V时，两灯的实际电压：，
由于两灯的实际电压都不等于它们各自的额定电压，所以两灯都不能正常发光，故B错误；
C.两灯串联在电源上时，通过两灯的电流相等，且两灯分得电压也相等，由P=UI知，两灯的实际功率相等，所以在调节电源电压的过程中，两灯是一样亮的，故C正确；
D.灯泡在工作时，消耗的电能转化为内能和光能，所以不能用焦耳定律计算其工作时产生的光能，故D错误。
故选C。
（1题图） （2题图）
2．（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
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用；焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】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。
3．（2024·镇海区模拟）已知图甲中滑动变阻器最大阻值为50Ω，图乙为一个等边三角形电阻，由一根导线和两段相同金属材料制成。当滑动变阻器连入电路的阻值为20Ω时，将两触头直接接触，闭合开关，电流表示数为 0.6A；将两触头分别接触图乙中的 a、c 两点，两表示数不发生改变；将两触头分别接触 a、b两点，电流表示数变为0.4A．下列说法错误的是（　　）
A．三角形电阻中ac是导线
B．两触头直接接触时，电压表示数为12V
C．三角形电阻中ab和 bc的电阻都为10Ω
D．当两触头分别接触b、c点时，电路消耗的电功率为4.8W
【答案】C
【知识点】串联电路和并联电路的辨别；欧姆定律及其应用；电功率
【解析】【分析】 图乙为一个等边三角形电阻，由一根导线和两段相同金属材料制成，所以只要不是导线连入电路，剩余电阻连入电路一定为并联。
【解答】A.当两触头直接接触时，电路为滑动变阻器的简单电路，电流表测电路中的电流，电源电压：U= IR= 0.6Ax 200= 12V ，当两触头分别接触图乙中的a、c两点时，两表示数不发生改变，说明ac两点间电阻为零，即ac是导线，故A正确；
B.两触头直接接触时，电压表被测量电源正负极电压，示数为12V ，故B正确；
C.当两触头分别接a、b两点时， 电流表示数变为0.4A ，则总电阻为30 Ω ， 当滑动变阻器连入电路的阻值为20Ω时， 等边三角形电阻为10Ω，但此时电阻为 三角形电阻中ab和 bc并联后电阻，则 ab和 bc电阻都为20Ω，故C错误；
D.当两触头分别接触b、c点时，和连接ab效果一样， 电路消耗的电功率为 P=0.4x12W=4.8W，故D正确。
故答案为：B。
4．（2024·浙江模拟）用电阻R 为30Ω的均匀电阻丝制成一个圆环，并把它接到如图所示的电路中，图中导线的P端能沿圆环移动，并保持良好接触。已知 为10Ω，电源电压保持2 V 不变。改变P 的位置，圆环的最大电功率为 (　　)
A．0.1W B．0.2W C．0.3W D．0.4 W
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】当电阻与滑动变阻器串联时，如果变阻器阻值等于定值电阻的阻值，那么此时变阻器的功率最大。
【解答】根据题意可知，定值电阻R0=10Ω，而圆环相当于一个变阻器，则圆环的电阻为10Ω时电功率最大，
此时通过圆环的电流为：；
那么圆环的电功率为：P环=I总2R环=（0.1A）2×10Ω=0.1W。
故选A。
（4题图） （5题图）
5．（2024·绍兴模拟）如图所示，电源电压U=8V，内阻r =4Ω，电灯A的电阻为10Ω，电灯B的电阻为8Ω，滑动变阻器的总电阻为6Ω。闭合开关S，当滑动触头P 由a 端向b端滑动的过程中(不考虑电灯电阻的变化)，小科同学经分析得出以下四种判断：
①电流表示数先减小后增大 ②电压表的示数先增大后减小
③电灯 A 的亮度不断减小 ④电源的最大输出功率为4 W
其中说法正确的是 (　　)
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】 由电路图可知，电灯A与aP部分的电阻串联、电灯B与Pb部分的电阻串联，然后它们并联，电流表测电路中的电流，电压表测电源外部两端的电压。根据电阻的串联和电阻的并联表示出电源外部的总电阻，然后得出aP部分的电阻为2Ω时，外部的总电阻最大，并求出其大小；
（1）滑片从a端到接入电路中的电阻为2Ω的过程中，电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中的电流变化，根据串联电路的电压特点结合U外=U-Ir得出电源外部的电压变化，根据并联电路的电压特点得出电灯B与Pb部分的总电压变化，然后结合电灯B与Pb部分的总电阻变化得出该支路的电流变化，根据串并联电路的电流特点得出电灯A与aP部分的电流变化，利用P=UI=I2R判断电灯A的实际功率变化，从而得出其亮度变化；
（2）滑片从接入电路中的电阻为2Ω到b端的过程中，先判断电路总电阻的变化和电路中电流的变化，利用U外=U-Ir判断电源外部的电压变化，根据电灯A与aP部分的总电阻变化和其两端的电压变化得出该支路的电流变化，进一步判断电灯A的实际功率变化和亮度变暗；
（3）根据电源外部总电阻的表达式得出电路中外部的总电阻范围，根据欧姆定律表示出电路中的总电流，利用P=UI=I2R表示出电源的输出功率，然后结合电源外部的电阻范围求出电源的最大输出功率。
【解答】 由电路图可知，电灯A与aP部分的电阻串联、电灯B与Pb部分的电阻串联，然后它们并联，电流表测电路中的电流，电压表测B灯两端的电压。
设aP部分的电阻为R，则Pb部分的电阻为Rab-R，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和、并联部分的总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，电源外部的总电阻，
当R=2Ω时，外部的总电阻最大，则；
（1）滑片从a端到接入电路中的电阻为2Ω的过程中，电路的总电阻变大，
由可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由U外=U-Ir可知，电源外部的电压变大，
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以电灯B与Pb部分的总电压变大，
又因电灯B与Pb部分的总电阻变小，所以该支路的电流变大，
由UB=IBRB可知，灯泡B两端的电压变大，即电压表的示数变大，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且串联电路中各处的电流相等，所以电灯A与aP部分的电流变小，
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
所以，由P=UI=I2R可知，电灯A的实际功率变小，其亮度变暗；
（2）滑片从接入电路中的电阻为2Ω到b端的过程中，电路的总电阻变小，电路的电流变大，即电流表的示数变大，
由U外=U-Ir可知，电源外部的电压变小，
由电灯A与aP部分的总电阻变大、其两端的电压变小可知，该支路的电流变小，
则电灯A的实际功率变小，其亮度变暗；
由电路的总电流变大、电灯A与aP部分支路电流变小可知，电灯B与Pb部分的电流变大，
由UB=IBRB可知，灯泡B两端的电压变大，即电压表的示数变大，
综上可知，当滑动触头P由a端向b端滑动的过程中，电流表示数先减小后增大，电压表的示数一直增大，电灯A的亮度不断减小，故①③正确、②错误；
（3）当R=0时，，
当R=6Ω时，，
所以，电路中外部的总电阻分别为，电路中的总电流，
电源的输出功率
，
理论上，当R外=r=4Ω时电源的输出功率最大，则电源外部的电阻从到6Ω的过程中，电源的输出功率变小，
所以，实际上R外=时，电源的输出功率最大，
即，故④错误。
故选C。
6．（2025九下·浙江模拟）随着科技发展，自发电动感单车越来越受人们的喜爱，它可以将骑行能量转化为电能，实现大功率自发电，不插电随处开练，其外观和显示屏如图所示。
（1）下列设备的主要原理与自发电动感单车原理相同的是____。
A．动圈式话筒 B．电磁起重机 C．电动机
（2）同时动感单车还可以实现20W无线快充，骑行1小时为手机充电　 　J。
（3）利用动感单车的自发电功能，将其与热水器进行联动，也可便捷燃脂后的洗漱，此过程是实现了电能到　 　能的转化。
【答案】（1）A
（2）72000J
（3）内能
【知识点】电磁感应；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象，产生的电流叫感应电流 。
（2）根据W = Pt计算。
（3）在生活中，很多用电器都涉及电能与其他形式能量的转化。热水器工作时，电流通过电阻丝等发热元件，电阻丝发热，将电能转化为内能，使水的内能增加，温度升高，从而可以用于洗漱等用途。类似的还有电暖器，也是将电能转化为内能来提供热量 。
【解答】（1）A、自发电动感单车是将骑行的机械能转化为电能，原理是电磁感应现象。动圈式话筒是当人对着话筒说话时，膜片振动，带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，也是利用电磁感应原理，A 正确；
B、电磁起重机是利用电流的磁效应工作，即通电后电磁铁有磁性，吸引铁等物质，B 错误；
C、电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，是将电能转化为机械能，C 错误。
故答案为：A。
（2）根据W = Pt，已知功率P = 20W，时间t = 1h = 3600s，
则W = 20W×3600s = 72000J 。
（3）热水器工作时是将电能转化为内能，使水的温度升高，从而满足洗漱需求。
7．（2023·浙江模拟）如图所示，电源电压保持不变，A、B、C是理想电流表或电压表，L1和L2的额定功率比为1∶3。闭合开关S，A、B、C三只电表的读数分别为1、2、3(单位为安或伏)，两灯均正常发光(假定灯丝电阻不变)。请回答：
（1）电源电压为　 　伏。
（2）若将L1换成“5V 10W”的小灯泡接入电路，闭合开关S，则L2消耗的实际功率为　 　W。
【答案】（1）4
（2）1.5
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）理想电压表内阻无穷大，理想电流表内阻为零。若A、B、C均为电流表，两个灯将被短路；若A、B、C均为电压表，两个电灯均不亮；两灯的额定电压不同，根据并联电路的电压特点可知，两灯并联时不能都正常发光，则串联时能同时正常发光，结合电路图可知3个电表的种类，并根据串联电路的电压特点求出电源电压；
（2）将L1换成“5V 10W”的小灯泡接入电路，根据欧姆定律和电功率公式分别求出L2的电阻和另一小灯泡的电阻，根据串联电路的特点和欧姆定律求出此时电路中的电流，利用P=I2R求出L2消耗的实际功率。【解答】（1）由于理想电压表内阻无穷大，若A、B、C均为电压表，电路中电流为零，两个电灯均不亮，与题不符；
由于理想电流表内阻为零，若A、B、C均为电流表，两个灯将被短路，均不亮，与题不符；
若A和C为电流表，而B为电压表，则两灯并联。它们两端的电压相等，即额定电压相等，根据P=UI可知，通过L1的电流和L2的电流之比为1：3，即C和A的示数之比为1：3，与题意不符。
若A和C为电压表，而B为电流表，则两灯串联。闭合开关S，A、B、C三只电表的读数分别为1、2、3，即U1=1V，I=2A，U2=3V，
由P=UI可知，L1和L2的额定功率比为1：3，符合题意，
由串联电路的电压特点可知电源电压：U=U1+U2=1V+3V=4V。
（2）L2的电阻：；
若将L1换成“5V，10W”的小灯泡接入电路，
该小灯泡的电阻：，
闭合开关S，此时电路中的电流：，
则L2消耗的实际功率：P2′=I′2R2=（1A）2×1.5Ω=1.5W。
（7题图） （8题图）
8．（2024·湖州模拟）如图甲所示，是某同学“探究定值电阻) 的发热功率 滑动变阻器R 消耗的电功率. 和电源总功率 Pv随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线，如图乙所示。根据图象可知，其中，反映电源的总功率 随电流I变化的关系图象是　 　(选填“a”“b”或“c”)，滑动变阻器R 消耗的最大电功率为　 　W。
【答案】a；2.25
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电源电压U不变，由P=UI可知，电源总功率P与I成正比，P-I图像是一条倾斜的直线；
（2）设出电路中的电流，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出变阻器两端的电压，根据P=UI表示出滑动变阻器消耗的电功率，进一步求出滑动变阻器消耗的最大功率。
【解答】（1）电源电压U不变，由P=UI可知，电源总功率P与电流I成正比，图像是一条倾斜的直线，由图像可知，电源总功率P随电流I变化的关系图线是a；
（2）由P=I2R可知，定值电阻R0的发热功率P0与电流I是二次函数关系，则由图像可知，定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系图线是b，且定值电阻R0的最大功率P0=9W，此时电路中的电流I=3A，
由P=I2R可得，电阻R0的阻值：；
（3A）2=1Ω；电源电压U不变，由P=UI可知，电源总功率P与电流I成正比，图像是一条倾斜的直线，
由图像可知，电源总功率P随电流I变化的关系图线是a；
由图像可知，电源总功率P=9W时，电流I=3A，
由P=UI可得，电源电压：；
图线a表示PU-I图像，图线b表示P0-I图像，则图线c表示PR-I图像，
设变阻器R消耗的电功率最大时，电路中的电流为I，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，由可得，滑动变阻器两端的电压：
UR=U-IR0=3V-I×1Ω，
则滑动变阻器消耗的电功率：
，
所以，当时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大为2.25W。
故答案为：a；2.25。
9．（2024·浙江模拟）我国对空调产品实行新的能效国家标准，将能效分为1、2、3 三个等级，等级1表示产品最节能，等级2表示产品比较节能，等级3表示产品的能效为我国市场的平均水平。如图所示为A、B两台家用空调的能效标识。
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（1）按照图中所给的输入功率，空调A 在220V 电压下工作时的电流是　 　A。
（2）若每台空调一年均使用1000h，求出使用一年，空调A 比空调B节约的电能是　 　kW·h，这些电能可供一盏额定功率为40W的日光灯正常工作　 　h。
【答案】（1）3.36A
（2）60kW·h；1500h
【知识点】电功率计算公式的应用；电器的电功率
【解析】【分析】（1）知道输入功率和电压，根据P=UI求出电流大小；
（2）根据W=Pt分别求出AB两空调消耗电能的多少，进而求出节约的电能；再根据W=Pt求出灯泡工作的时间。
【解答】 （1）空调A在220V电压下工作时的电流：
（2）空调A消耗的电能：
WA=PAt=0.74kW×1000h=740kW h，
空调B消耗的电能：
WB=PBt=0.8kW×1000h=800kW h，
W节=WB-WA=800kW h-740kW h=60kW h；
40W的日光灯正常工作的时间：
10．（2024·金东二模）冬天坐在马桶上感觉非常冰凉，某学习小组展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。图甲是该小组同学设计的电路图，控制电路电源电压 为压敏电阻，其阻值随压力的变化随如图乙所示。 为热敏电阻，其阻值随温度变化如表所示，电磁继电器在电流大于40mA 时衔铁被吸合，工作电路处于加热状态；在电流小于 20mA 时衔铁被释放，工作电路处于保温状态。工作电路的电源电压为220V， (电磁铁线圈电阻忽略不计)
表：热敏电阻阻值随温度的变化
温度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44
阻值/Ω 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300
（1）为使该智能电热马桶圈在保温状态功率是加热状态时的十分之一，则R1的阻值为 　Ω。
（2）当体重为40kg的小金坐在马桶上时，马桶圈的温度最高能达到　 　℃。
【答案】（1）4300
（2）40
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）当触点开关闭合时是加热挡，而触点开关断开时是保温挡，结合电功率公式求解电阻；
（2）在电流小于20mA=0.02A 时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态，此时温度最高。
【解答】（1）当触点开关断开时，两个电阻串联，而触点开关闭合，R1被短路，根据串联总电阻比任何一个电阻大，由知道，当触点开关闭合时是加热挡，而触点开关断开时是保温挡。加热状态时的功率
由于保温状态功率是加热状态时的十分之一，所以
由知道，保温档时电路的总电阻
根据串联电阻的电阻特点知道，R1的最小阻值
（2）体重为40kg的小明坐在马桶上时，压力
根据乙图知，此时控制电路电源电压U=6V，在电流小于20mA=0.02A 时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。此时温度最高，则总电阻为
根据串联电阻的电阻特点知：Rb的最大阻值为
根据表格中数据知，此时温度为40℃。
11．（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的小灯泡、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
【知识点】电器的电功率
【解析】【分析】（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。
12．（2024·浙江模拟）小明学习了焦耳定律表达式之后很好奇，电流流过导体产生的热量与导体两端电压是否有关，在老师的指导下，完成了如下实验：
①取两只同型号的直流电动机（不计工作过程中电刷与换向器摩擦产生的热量），按如图方式连接，并且在每只电动机金属外壳的相同位置固定一个电子温度计，同时记录两支电子温度计的初始温度值；
②闭合开关，发现两只电压表示数相同，然后对电动机M1施加一个阻力，使其转动速度变慢，发现电压表V1示数变小，V2示数变大；
③维持V1，V2示数不变（U1＜U2），每隔30s记录一次温度计示数，记录数据T1、T2如表所示；
④换用其他两个同型号的直流电动机重复上述实验。
t（min） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
T1（℃） 17.8 18.4 19.0 19.5 20.0 20.7 21.2 21.6 21.9 22.2 22.4
T2（℃） 17.8 18.5 19.1 19.6 20.0 20.7 21.2 21.7 22.0 22.4 22.6
试回答下列问题：
（1）两个电动机采用串联连接方式的目的是　 　。
（2）小明分析了该实验，认为在电流相等，通电相同时间时，U1＜U2，两个电动机（R相同）所产生的热量（由T1、T2体现）却基本相等。由此可得出结论是　 　。
（3）从能量转化及功的角度分析，当电动机M1受到阻力转速变慢后，U1＜U2的原因是　 　。
【答案】（1）使通过两个电动机的电流大小和通电时间相等
（2）电流通过导体产生的热量（Q）与导体两端电压（U）无关
（3）电动机工作时是将电能转化为机械能和内能，M1转动较M2慢，M1将电能转换为机械能就少，而它们的内能相等，所以相同时间内电流通过M1所做的功小于M2，依据W＝UIt可得U1＜U2
【知识点】电功与热量的综合计算；影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）根据串联电路的特点进行分析；
（2）根据表格中数据进行分析，在电流、电阻相等、电压不等的条件下，电动机外壳温度变化量相同，说明相同时间内产生的热量相等。
（3）电能转化为机械能和内能进行分析。
【解答】（1）两个电动机采用串联连接方式，根据串联电流相等可知，控制了电动机通过的电流和通电时间相等；
（2）表格中同一时间，两个电动机金属外壳相同位置上固定的电子温度计的示数变化在误差范围内是相同的，说明同型号的两只电动机，当电流相等、电压不等时，相同时间内产生的热量相等；
（3）电动机工作时将电能转化为机械能和内能，M1转动较M2慢，M1获得的机械能小于M2，而它们的内能相等，所以相同时间内电流通过M1所做的功小于M2，依据W=UIt可得U1＜U2。
13．（2024·富阳模拟）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中
（1）探究电流产生的热量与电阻的关系。
①电路中电阻丝的连接方式是为了控制　 　相同。
②闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了△t1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了△t2，那么△t1　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)△t2。
（2）探究电流产生的热量与电流的关系。
闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1加热的煤油，温度升高量△t1　 　(选填“大于“”等于“或”小于“)2△t1，该实验说明电流产生的热量与电流　 　(选填“成”或“不成")正比例关系。
【评估】你认为做这个实验产生误差的主要原因是　 　。
【答案】（1）电流和通电时间相等；大于
（2）＞；不成；热量的散失
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】 （1）①根据串联电路各处电流都相等分析；
②根据Q=I2Rt分析两个电阻产生热量多少，再根据Q=cm△t分析对应煤油温度的升高值；
（2）①由焦耳定律可判断；
②实验过程中存在热量散失。
【解答】 （1）①电路中电阻丝的连接方式是为了控制电流和通电时间相等；
②闭合开关，因电流和通电时间相同，R1＞R2，根据Q=I2Rt可知，经过一定时间，R1产生的热量多，根据可知，升高的温度Δt1大于Δt2；
（2）①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同，根据Q=I2Rt可知，电阻丝产生的热量是原来的4倍；
根据可知，用电阻丝R1（或R2）加热的煤油，温度升高量Δt1'大于2Δt1，该实验说明电流产生的热量与电流不成正比例关系；
②实验中电流产生的热量不能全部被煤油吸收，存在热量的散失。
14．（2024·浙江模拟）为了比较水和煤油吸热能力的大小，小组同学设计了如图甲、乙两个电路。其中两电源的电压相等、所用器材都能安全工作；四个烧瓶完全相同，其中装有初温和质量相同的水或煤油，并分别配上规格完全相同的温度计和阻值相同的的电阻丝R1、R2。实验提供秒表若干。
同学们选择了其中一个电路进行连接，并通过实验得到了以下数据：
物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 升高温度/℃ ①
水 300 20 30 10 12
煤油 300 20 30 10 6
（1）由数据可知，同学们是通过　 　的方法来比较两者吸热能力大小的。
（2）表中①处需要填写的测量内容是　 　。
（3）实验中，当电热丝开始加热时，眼睛应观察　 　。
（4）从节约电能的角度考虑，同学们应选择 　 　电路(选填“甲”或“乙”)进行实验。
【答案】（1）比较加热时间
（2）加热时间
（3）温度计
（4）甲
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）（2）（3）比较物质吸热能力的2种方法：使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量，吸收热量多的吸热能力强；或使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
（4）分析甲、乙电路的连接，由串联和并联电路电压的规律可知，根据分析。
【解答】 （1）由数据可知，同学们是通过升高相同的温度比较加热时间的方法来比较两者吸热能力大小的。
（2）比较水和煤油吸热能力的大小要比较温度的变化，故表中①处需要填写的测量内容是加热时间/s。
（3）实验中，当电热丝开始加热时，眼睛应观察温度计。
（4）甲中两电阻丝串联，乙中两电阻丝并联，由串联和并联电路电压的规律可知，乙中两电阻的电压等于电源电压，大于甲中两电阻的电压，质量相同的同种液体升高相同温度，吸收的热量相同，由于乙图中两电阻两端的电压大于甲图中两电阻两端的电压，根据可知，乙图加热到相同温度时所用时间知，热损失少，所以从节约电能的角度考虑，同学们应选择乙电路进行实验。
15．（2024·龙港模拟）小科用如图甲所示的器材测量小灯泡电功率。电源为两节干电池，待测小灯泡 L的额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整(滑片向左移动，灯泡变亮)；　 　。
（2）小科连接好电路后发现灯泡不亮，观察电表后他认为是小灯泡短路引起的，他的依据是：　 　。
（3）小科在排除故障后向左移动滑片进行实验，得到了如图乙的数据。他认为可以将小灯泡依次换成5欧、20欧、50欧的电阻，移动滑动变阻器的滑片使电压表数值恒为2伏，即可进一步探究电流与电阻的关系。你是否赞同他的做法，并说明理由。　 　。
【答案】（1）
（2）电流表有示数，电压表无示数
（3）不赞同，由图乙可知当电流最小时滑动变阻器最大为20欧，换成电阻50欧时需要滑动 变阻器阻值为25欧，大于滑动变阻器的最大阻值20欧。
【知识点】电器的电功率
【解析】【分析】 （1）根据滑片向右移动时，灯泡变亮，表明电路中电流变大，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）若小灯泡短路，相当于一根导线，电压表示数为0，电流表有示数；
（3）根据图乙利用串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器最大阻值；探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入50Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻，据此分析。
【解答】 （1）滑片向右移动时，灯泡变亮，表明电路中电流变大，滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用左下接线柱与电源串联在电路中，如下图所示：
；
（2）若小灯泡短路，相当于一根导线，此时电路是通路，电流表有示数，电压表被短路，无示数；
（3）由图乙可知，当灯泡两端电压为0.6V，通过灯泡的电流为0.12A时，滑动变阻器接入电路的阻值最大；
根据串联电路电压规律，此时滑动变阻器两端电压为U滑=U-U1=3V-0.6A=2.4V，
则滑动变阻器接入电路的最大阻值为：；
实验中使用的定值电阻阻值最大为50Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV=2V，
根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑=U-UV=3V-2V=1V，
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的倍，
根据分压原理，当接入50Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑=0.5×50Ω=25Ω＞20Ω，
因此不赞同他的做法。
16．（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、滑动中小学教育资源及组卷应用平台
第9讲 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
一、电能与电功
1、定义
（1）电功：电流所做的功叫做 。
（2）电能：电能是能量的一种，属于二次能源，用符号 表示。
2、实质
电流做功的过程实质上就是电能转化为其他形式能量的过程。电能转化为其他形式能量的多少可以用电功来度量。如：电流通过电动机，把电能转化为机械能，说明电流对电动机 。
3、单位
电能电功的单位是焦耳，还有 俗称“度”；焦耳与千瓦时之间的换算关系：1千瓦时=3.6× 106焦耳。
4、电能表
（1）电能表的作用：测量用电器在一段时间里消耗的 。电能表也叫 。
（2）电能表的参数含义
①220V：该电能表应该接在220伏的电路上使用。
②kw·h：电能表上的数字以千瓦时为单位来显示用电器所消耗的电能。
③1200r/kW·h： 。
④5(10)A：该电能表的额定电流为5安，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过10安。
（3）电能表测量电能的方法
①读数法：电能表计数器上显示着数字，计数器前后两次示数之差就是这段时间内用电的度数(消耗电能的多少)，单位是 。
如：家中电能表在月初的示数是03248，月末的示数是03365，则这个电能表计数器示数这个月家中用电量为336.5千瓦时-324.8千瓦时=11.7千瓦时，即这个月家中用电量为11.7度。
②计算法：由电能表参数Nr/ kW·h (N由不同电能表规格而定)，数出某段时间电能表转盘转过的转数n，则这段时间消耗的电能W=n/N千瓦时=n/N×3.6×106焦耳。
二、电热器与焦耳定律
1、电流的热效应
（1）定义：电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做 。
（2）实质：电流通过导体发热的过程实际上是 的过程。
（3）应用：各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的，如电熨斗、电热毯、电热壶、电饭煲等。电热器的主要组成部分是发热体，发热体一般是由电阻大、熔点高的金属导体制成的。
2、探究影响电热的因素
实验方法 控制变量法和转换法
影响因素 （1）通过导体电流的大小；（2）导体的电阻大小；（3）通电时间。
常见的两个探究方向 探究导体产生热量与电阻的关系 探究导体产生热量与电流的关系
实验结论 在电流相同、通电时间相同的情实验结论情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
3、焦耳定律
（1）焦耳定律的内容： 。焦耳定律是由英国科学家焦耳最先发现的。
（2）公式：Q=I2Rt。
（3）对焦耳定律的计算公式Q=I2Rt的理解要注意以下几点：
①讲到影响电流通过导体产生热量的因素时要控制好变量，要同时考虑到通过导体的电流、导体电阻和通电时间。例如不能说导体通电时间越长，产生的热量就越多。
②不能说导体产生的热量跟电流成正比，只能说跟电流的二次方成正比。
③公式中的各个物理量都是对同一导体或电路而言的，计算时不能张冠李戴。
④电热和电功的单位是相同的，都是焦(J)。
三、电热(Q)和电功(W)的区别
电热是指电流通过导体时产生的热量，这部分热量是由电能转化而来的，电功是指电流通过导体时所做的功。当电流通过导体时，如果电能全部转化成内能（纯电阻电路），此时电功等于电热（W=Q）；如果电能部分转化成内能（非纯电阻电路），此时电功大于电热。举例说明：当电流通过电饭煲（纯电阻电路）时，电能全部转化成内能，此时电功等于电热（W=Q）；电流通过电风扇（非纯电阻电路）时，电流做的功（电功）只有一小部分转化为电热，另外部分转化成机械能使电风扇转动起来，此时电功大于电热，故选用热量计算公式时分两种情况：
1.电功全部转化成电热： Q=W=I2Rt=UIt= U2t/R=Pt （适用于纯电阻电路）
2.电功全部或部分转化成电热： Q=I2Rt（适用于任何电路）
■考点二　电功率
一、电功率
1、电功率
（1）物理意义：描述电流做功的 。
（2）定义：电流在单位时间内做的功。用字母P表示。
（3）单位：瓦(W )或千瓦(kW)，换算关系为 。
（4）公式：P= W/t，其中W代表电功，t表示时间，其变形式为W=Pt，t= W/P
2、额定功率与实际功率
用电器两端的电压 电功率 用电器工作情况
U实=U额 P实=P额 正常工作
U实>U额 P实>P额 容易损坏
U实二、影响电功率大小的因素
1、研究电功率与电流的关系
实验方案：如图所示，将两只小灯泡并联，目的是控制两者两端的电压相同，比较通过两只小灯泡的电流大小和亮度（亮度反映实际功率的大小）。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电流表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电压关系)
亮度(亮暗)
电流(安)
实验结果：在电压相等的情况下，通过小灯泡的电流越大，小灯泡的电功率越大。
2、研究电功率与电压的关系
实验方案：如图所示，将两只小灯泡串联，目的是控制通过两者的电流相同，比较两只小灯泡两端的电压大小和亮度（亮度反映实际功率的大小）。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电压表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电流关系)
亮度(亮暗)
电压(安)
实验结果：在电流相等的情况下，小灯泡两端的电压越高，小灯泡的电功率越大。
三、电功率和电功的计算【推导过程如右图】
1、求电功率：P=UI=I2R=
2、求电阻：R===
3、求电压：U=IR==
4、求电流：I===
★有关电功率模块的比例计算—— “串正、并反”解题技巧
（1）串联电路的比例关系——P、W、U全都和对应电阻成正比。
依据：W=I2Rt、P=I2R、U=IR
（2）并联电路的比例关系——P、W、I全都和对应电阻成反比。
依据：I=、P=、W=t
四、测定小灯泡的功率
实验原理：伏安法测电功率的原理是P=UI。利用电压表和电流表分别测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流就可以求出小灯泡的电功率。在额定电压下测出来的电功率就是额定功率。
■考点一　电功、电能和电热
◇典例1：（2025九上·衢州期末）如图， 电源电压恒为6V，两灯泡L1和L2的规格分别为“6V 3W"和“6V 6W"，假定灯丝电阻不变，按甲、乙方式连接，接通电路后最亮的是 (　　)
A．甲图中的L1 B．甲图中的L2 C．乙图中的L1 D．乙图中的L2
◆变式训练
1．（2025九下·义乌开学考）小金爱好科学，对身边的用电器特别感兴趣，每个月初都会按时看电能表并记录数据。
（1）12月1日小金看到的电能表如图所示，根据记录的数据，算出11月份用电92度，要节约用电了。那么小金家11月1日的表盘上的数据是 kW h ；
（2）他想利用家里的电能表测量一下家里电炒锅的实际功率，于是他关闭了家里其他用电器，只让电炒锅单独工作，测得家里电能表的转盘10min转了100r，则该电炒锅的实际功率为　　W。
■考点二　电功率
◇典例2：（2025九上·丽水期末）小科用如图甲所示的装置测量小灯泡在不同电压下的电功率。实验器材：三节新干电池、电流表、 电压表、额定电压2.5V的小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）用笔画线代替导线，将图甲实物电路连接完整。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）小科连接实物图后开始进行实验(已知各元件均无故障且操作无误)，他发现在闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表的示数总是调不到零，其原因是　 　；
（3）小科请教老师后重新设计了图乙的电路图，解决了上述问题，从而测出了0~3V小灯泡电流值，并绘制出小灯泡完整的U--I|图像，如图丙，则小灯泡的额定电功率是　 　瓦；
（4）据图丙分析， 以下能正确反映小灯泡的实际功率 P与U2、I2关系的图像是　 　。
◆变式训练
1．（2025九上·柯桥期末）为了测定小灯泡的电功率，小柯利用电压恒为3V的电源、合适规格的滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验。
（1）闭合开关后，小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，则电路中可能出现的故障是____。
A．滑动变阻器断路 B．电压表短路
C．小灯泡短路 D．小灯泡断路
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某点，电压表的示数如图乙所示，为测得小灯泡的额定功率，小柯接下去的操作是　 　。
（3）小柯将数学几何图像分析与电学知识融合，图丙为小灯泡的I-U图像，划分6块区域，面积分别为S1-S6，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丙中的面积　 　表示。
②当电流为I1逐渐增大到I2时，请结合图中信息判断滑动变阻器功率的变化量△P滑与小灯泡实际功率的变化量△P灯哪一个更大，△Pm　 　△P灯(选填“>”、“<”或“=”) ， 并说明理由　 　。
1．（2021·绍兴）以可靠的实验事实为基础，通过推理得出结论的研究方法称为科学推理法。下列结论通过这种方法得出的是（　　）
A．①电流产生的热量与电阻大小有关
B．②可燃物燃烧需要温度达到着火点
C．③叶片的下表面一般气孔数目较多
D．④牛顿第一定律
2．（2023·衢州）小科想购买一个电热水壶，已知他家中电路电压是220V、室内插座额定电流是5A，则下列规格的电热水壶适合他家的是（　　）
选项 额定电压/V 额定功率/W
A 220 1500
B 220 800
C 120 1500
D 120 800
A．A B．B C．C D．D
3．（2023·杭州）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
4．（2022·浙江）将一台“220 V 100 W”的电风扇，一个“220 V 100 W”的充电器，一把“220 V 100 W”的电烙铁，分别接到220 V的电源上，在相同的时间内，电流通过它们产生的热量最多的是 (　　)
A．电烙铁 B．充电器 C．电风扇 D．一样多
5．（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。
6．（2023·绍兴）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　 　。
7．（2023·金华）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……
8．（2023·宁波）图甲是小宁的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）
9．（2023·温州）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：　 　。
10．（2022·浙江）为合理利用电能，目前许多城市在推广使用“分时电能表”(电子式多费率电能表)，进行分时段计费。张敏同学家的“分时电能表”规格为“220 V 10 A”。
（1）张敏家同时接入电路的用电器总功率不得超过　 　W。
（2）张敏同学统计她家所有的用电器的额定功率如下表：
电器名称 电饭锅 洗衣机 电视机 照明电灯 电扇
额定功率/W 750 150 70 25 25 40 40
当这些用电器正常工作时，通过电能表的实际电流是　 　A。
（3）分时段计费标准如下表。若使用“分时电能表”前(电价是0.52元/度)，张敏家所有用电器每天平均正常工作2h；使用后，两个时段各正常工作1h。则张敏家一天可节省电费　 元。
高峰时段(07：00~21：00) 0.55元/度
低谷时段(21：00~07：00) 0.30元/度
11．（2022·台州）某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。
（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中　 　的散失。
（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化△T和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。
根据上述实验，可以得出结论：　 　。
（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。
电流I/A 02 0.3 0.4 0.5 0.6
升高的温度△T/℃ 0.4 0.9 　 　 2.5 3.6
请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。
12．（2022·宁波）小宁用如图甲所示电路研究小灯泡的电学特性，所用小灯泡上标有“2.5V”字样。闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，读取并记录电压表、电流表的示数。实验数据记录如下(第4次实
验时电流表指针位置如图乙所示)：
实验次数 1 2 3 4 5
电压表示数/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流表示数/A 0.17 0.24 0.30 0.37
（1）该小灯泡的额定功率为　 　W。
（2）用描点法(实验数据对应的点用“×”表示)在图丙上画出该小灯泡灯丝的I-U曲线。
（3）小宁计算小灯泡的灯丝电阻值时，发现灯丝电阻随着其两端电压的升高而增大。
小宁反思：电阻是导体的一种性质，决定和影响导体阻值大小的因素中并没有电压这一因素，那么导体两端电压的变化可能引起了某个因素发生变化!小宁思考后得出这个因素就是　 　。
13．（2023·金华）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？
14．（2023·温州）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）
15．（2023·杭州）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。
16．（2022·浙江）刘爽对风力发电进行研究，了解到当地的风速在 v2和v4之间，风车可以带动发电机发电，某段时间内甲、乙、丙、丁四个风力发电站风速与时间关系如图一所示。
（1）根据图一请判断该段时间内哪个风力发电站效能最大 　 　。
（2）如图二所示为风力发电机的控制电路，只有发电机与风车离合器有电流通过时，风车才能带动发电机发电，当风速为v1、v2、v3、v4时，挡风板带动金属滑片 P 分别和下金属轨及AE 滑道上的A、B、C、D 点接触，求：
①判断AE 滑道哪段导电
②完成下列控制电路图。
（3）丙发电站有N台风车，每台风车车叶转动时可形成半径为r 的圆面，当风速在v2和v4之间时，风车每平方米叶片在t0时间内接收到的风能为W0，如果风车能将10%的风能转变成电能，求：
①每台发电机的平均功率 P0；
②发电站在0~t4时间内总发电量W。
17．（2022·浙江）现在流行的无线市话俗称“小灵通”，是一种新型的个人无线接收系统，具有语音清晰、发射功率低、待机时间长、功能多、价格合理等特点，它的使用使传统意义上的固定电话不再固定在某个位置，可在无线网络覆盖范围内自由移动使用，并可随时随地接听、拨打本地和国内、国际电话。
下表是某一型号小灵通的部分资料数据。若这种小灵通在正常使用情况下，充电一次可使用7d(7天)，累计通话时间为1.2h，通话时耗电功率为平均发射功率的20倍。则：
尺寸(长×高×宽) 约45 mm×83 mm×23.5 mm
质量 约85g
发射功率 约10 mW(平均)
电池 3.6 V 580 mA·h锂电池
充电器 输入：AC 220 V 50 Hz 输出：DC 5.2 V 320 mA
充电器重 约50g
充电时间 2.5~3.5 h
连续待机时间 48~200 h
（1）这部小灵通正常通话时的工作电流大约多大
（2）小灵通开机但不通话时的状态称为待机。这部小灵通的待机电流大约多大
（3）在没有充电器的情况下，可用一个电压略高于3.6V的直流电源为小灵通电池临时应急充电。请你设计一个方案，用如图所示的直流电源给这部小灵通的电池充电，并画出充电的电路图。
18．（2022·温州）小设计了如图甲所示的多功能电饭煲模拟电路，能实现“煮饭时保持高温快煮，快煮后自动保温”。
〖电路简介〗
工作电路：S1为电源开关；S2为定时器开关，其闭合后自动开始计时，计时结束后自动断开，不再闭合；R1为可调电阻；R2为电饭堡内的电热丝。
控制电路：电磁继电器A和B完全相同，Ra和Rb是分别安装在电饭堡内的热敏电阻，它们的阻值随温度的变化如图乙所示，当温度达到120℃时，La就吸引弹性衔铁使Sa断开，当温度降到110℃时，La释放弹性衔铁使Sa闭合。
〖快煮模式〗闭合开关S、S1、S2，电饭煲进入快煮模式直至定时开关S2自动断开。在快煮过程中温度将维持在110℃～120℃，工作电路的电热丝在高功率和低功率之间切换，其功率随时间变化如图丙所示。
〖保温模式〗开关S2断开后，电饭煲进入保温模式，最后温度维持在60℃~80℃。
（1）由图丙可知，电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝高功率加热的时间为　 　分钟。
（2）若R1接入电路的阻值为840欧，R2阻值为40欧，工作电路电源电压为220伏，则电饭煲完成一次快煮，电热R2消耗的电能为多少焦？
（3）请结合图甲、乙说明开关S2断开后，电饭煲实现自动保温的工作原理。
19．（2022·绍兴）图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当钢体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合。R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用。发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动头接触，0档为断开状态，Ⅰ、Ⅱ档是不同功率的档位，电热丝被均分为四段接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。
（1）S从0档转到Ⅰ档开始工作，温控开关S2的状态是　 　（选填“断开”或“闭合”）。
（2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是　 　（选填“做功”或“热传递”）。
（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，V档时功率最大。则接线柱a、b、c中连入电路的应该是　 　。
（4）已知电火锅Ⅳ档加热功率为1000瓦。若电火锅在Ⅲ档工作5分钟，求发热管消耗的电能。
20．（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。
请回答：
（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。
21．（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)
1．（2025九下·萧山模拟）如图所示，两只灯泡和上分别标有“6V；4W”和“3V；1W”字样，将它们串联暂接在电压可在3 9V之间调节的电源上，闭合开关S，若两灯的灯丝电阻不随温度变化，则下列说法正确的是（　　）
A．通过灯的电流大于通过灯的电流
B．当电源电压调节到9V时，灯与都能正常发光
C．调节电源电压过程中，灯始终与灯一样亮
D．与产生的光能可用焦耳定律进行计算
（1题图） （2题图）
2．（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
3．（2024·镇海区模拟）已知图甲中滑动变阻器最大阻值为50Ω，图乙为一个等边三角形电阻，由一根导线和两段相同金属材料制成。当滑动变阻器连入电路的阻值为20Ω时，将两触头直接接触，闭合开关，电流表示数为 0.6A；将两触头分别接触图乙中的 a、c 两点，两表示数不发生改变；将两触头分别接触 a、b两点，电流表示数变为0.4A．下列说法错误的是（　　）
A．三角形电阻中ac是导线
B．两触头直接接触时，电压表示数为12V
C．三角形电阻中ab和 bc的电阻都为10Ω
D．当两触头分别接触b、c点时，电路消耗的电功率为4.8W
4．（2024·浙江模拟）用电阻R 为30Ω的均匀电阻丝制成一个圆环，并把它接到如图所示的电路中，图中导线的P端能沿圆环移动，并保持良好接触。已知 为10Ω，电源电压保持2 V 不变。改变P 的位置，圆环的最大电功率为 (　　)
A．0.1W B．0.2W C．0.3W D．0.4 W
（4题图） （5题图）
5．（2024·绍兴模拟）如图所示，电源电压U=8V，内阻r =4Ω，电灯A的电阻为10Ω，电灯B的电阻为8Ω，滑动变阻器的总电阻为6Ω。闭合开关S，当滑动触头P 由a 端向b端滑动的过程中(不考虑电灯电阻的变化)，小科同学经分析得出以下四种判断：
①电流表示数先减小后增大 ②电压表的示数先增大后减小
③电灯 A 的亮度不断减小 ④电源的最大输出功率为4 W
其中说法正确的是 (　　)
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
6．（2025九下·浙江模拟）随着科技发展，自发电动感单车越来越受人们的喜爱，它可以将骑行能量转化为电能，实现大功率自发电，不插电随处开练，其外观和显示屏如图所示。
（1）下列设备的主要原理与自发电动感单车原理相同的是____。
A．动圈式话筒 B．电磁起重机 C．电动机
（2）同时动感单车还可以实现20W无线快充，骑行1小时为手机充电　 　J。
（3）利用动感单车的自发电功能，将其与热水器进行联动，也可便捷燃脂后的洗漱，此过程是实现了电能到　 　能的转化。
7．（2023·浙江模拟）如图所示，电源电压保持不变，A、B、C是理想电流表或电压表，L1和L2的额定功率比为1∶3。闭合开关S，A、B、C三只电表的读数分别为1、2、3(单位为安或伏)，两灯均正常发光(假定灯丝电阻不变)。请回答：
（1）电源电压为　 　伏。
（2）若将L1换成“5V 10W”的小灯泡接入电路，闭合开关S，则L2消耗的实际功率为　　W。
（7题图） （8题图）
8．（2024·湖州模拟）如图甲所示，是某同学“探究定值电阻) 的发热功率 滑动变阻器R 消耗的电功率. 和电源总功率 Pv随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线，如图乙所示。根据图象可知，其中，反映电源的总功率 随电流I变化的关系图象是　 　(选填“a”“b”或“c”)，滑动变阻器R 消耗的最大电功率为　 　W。
9．（2024·浙江模拟）我国对空调产品实行新的能效国家标准，将能效分为1、2、3 三个等级，等级1表示产品最节能，等级2表示产品比较节能，等级3表示产品的能效为我国市场的平均水平。如图所示为A、B两台家用空调的能效标识。
.
（1）按照图中所给的输入功率，空调A 在220V 电压下工作时的电流是　 　A。
（2）若每台空调一年均使用1000h，求出使用一年，空调A 比空调B节约的电能是　 kW·h，这些电能可供一盏额定功率为40W的日光灯正常工作　 　h。
10．（2024·金东二模）冬天坐在马桶上感觉非常冰凉，某学习小组展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。图甲是该小组同学设计的电路图，控制电路电源电压 为压敏电阻，其阻值随压力的变化随如图乙所示。 为热敏电阻，其阻值随温度变化如表所示，电磁继电器在电流大于40mA 时衔铁被吸合，工作电路处于加热状态；在电流小于 20mA 时衔铁被释放，工作电路处于保温状态。工作电路的电源电压为220V， (电磁铁线圈电阻忽略不计)
表：热敏电阻阻值随温度的变化
温度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44
阻值/Ω 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300
（1）为使该智能电热马桶圈在保温状态功率是加热状态时的十分之一，则R1的阻值为 Ω。
（2）当体重为40kg的小金坐在马桶上时，马桶圈的温度最高能达到　 　℃。
11．（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的小灯泡、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”）.
12．（2024·浙江模拟）小明学习了焦耳定律表达式之后很好奇，电流流过导体产生的热量与导体两端电压是否有关，在老师的指导下，完成了如下实验：
①取两只同型号的直流电动机（不计工作过程中电刷与换向器摩擦产生的热量），按如图方式连接，并且在每只电动机金属外壳的相同位置固定一个电子温度计，同时记录两支电子温度计的初始温度值；
②闭合开关，发现两只电压表示数相同，然后对电动机M1施加一个阻力，使其转动速度变慢，发现电压表V1示数变小，V2示数变大；
③维持V1，V2示数不变（U1＜U2），每隔30s记录一次温度计示数，记录数据T1、T2如表所示；
④换用其他两个同型号的直流电动机重复上述实验。
t（min） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
T1（℃） 17.8 18.4 19.0 19.5 20.0 20.7 21.2 21.6 21.9 22.2 22.4
T2（℃） 17.8 18.5 19.1 19.6 20.0 20.7 21.2 21.7 22.0 22.4 22.6
试回答下列问题：
（1）两个电动机采用串联连接方式的目的是　 　。
（2）小明分析了该实验，认为在电流相等，通电相同时间时，U1＜U2，两个电动机（R相同）所产生的热量（由T1、T2体现）却基本相等。由此可得出结论是　 　。
（3）从能量转化及功的角度分析，当电动机M1受到阻力转速变慢后，U1＜U2的原因是　 　。
13．（2024·富阳模拟）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中
（1）探究电流产生的热量与电阻的关系。
①电路中电阻丝的连接方式是为了控制　 　相同。
②闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了△t1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了△t2，那么△t1　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)△t2。
（2）探究电流产生的热量与电流的关系。
闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1加热的煤油，温度升高量△t1　 　(选填“大于“”等于“或”小于“)2△t1，该实验说明电流产生的热量与电流　 　(选填“成”或“不成")正比例关系。
【评估】你认为做这个实验产生误差的主要原因是　 　。
14．（2024·浙江模拟）为了比较水和煤油吸热能力的大小，小组同学设计了如图甲、乙两个电路。其中两电源的电压相等、所用器材都能安全工作；四个烧瓶完全相同，其中装有初温和质量相同的水或煤油，并分别配上规格完全相同的温度计和阻值相同的的电阻丝R1、R2。实验提供秒表若干。
同学们选择了其中一个电路进行连接，并通过实验得到了以下数据：
物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 升高温度/℃ ①
水 300 20 30 10 12
煤油 300 20 30 10 6
（1）由数据可知，同学们是通过　 　的方法来比较两者吸热能力大小的。
（2）表中①处需要填写的测量内容是　 　。
（3）实验中，当电热丝开始加热时，眼睛应观察　 　。
（4）从节约电能的角度考虑，同学们应选择 　 　电路(选填“甲”或“乙”)进行实验。
15．（2024·龙港模拟）小科用如图甲所示的器材测量小灯泡电功率。电源为两节干电池，待测小灯泡 L的额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整(滑片向左移动，灯泡变亮)；　 　。
（2）小科连接好电路后发现灯泡不亮，观察电表后他认为是小灯泡短路引起的，他的依据是：　 　。
（3）小科在排除故障后向左移动滑片进行实验，得到了如图乙的数据。他认为可以将小灯泡依次换成5欧、20欧、50欧的电阻，移动滑动变阻器的滑片使电压表数值恒为2伏，即可进一步探究电流与电阻的关系。你是否赞同他的做法，并说明理由。　 　。
16．（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”)。
17．（2025九下·浙江模拟）为方便师生饮水，学校安装了直饮水机，如甲图所示，其工作电路原理如乙图，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过按“温水、开水选择开关”按钮，可以选择出温水或开水。该直饮水机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是1000W。[已知：电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容( 水的密度 分析并计算：
（1）当“温、开水选择开关”闭合时，饮水机处于出　 　(填“温水”或“开水”)状态；
（2）电阻R1的阻值为多大
（3）现在需要50℃的温水1000mL，已知水的初温是20℃，不计热量损失，需要加热多长时间
18．（2025九下·萧山模拟）小高家有一款家用空气炸锅如图甲所示，其简化电路如图乙所示，工作过程风扇始终转动，而发热管则通过温控开关有规律地闭合或断开，使锅内温度在一定范围内波动。其中电风扇功率为55 W，发热管电阻为44Ω。小明用空气炸锅烘焙牛排时，设定温度为 总工作时间为20 min，温度传感器显示锅体温度随时间变化关系如图丙所示。
（1）使空气炸锅能自动停止工作，应在图乙电路　 　(选填“a”或“b”)处串联一个定时开关。
（2）空气炸锅工作到12 min时，图乙电路c点电流为多少
（3）空气炸锅这次烘焙牛排共消耗了多少电能
19．（2024·浙江模拟） 两电热丝的电阻值恒定不变，分别为R1、R2，且 把它们先后接到同一电源上，电源的电动势为E，电源的内阻为r，结果两电阻丝都恰好正常工作，且消耗的功率都是P。
（1）试证明
（2）如果R1、R2只能取其中的一个，那么，你选择哪一个 为什么
（3）如果把R1、R2串联后接到同一电源上，它们消耗的总功率为P3，把R1、R2并联后接到同一电源上，它们消耗的总功率为P4，试比较P3、P4、P的大小关系，并说明理由。
20．（2024·鄞州模拟）在学校创新比赛中，小敏同学设计了一个多档位的电热水器。图甲所示是他设计的电热水器的简易电路图，R1和R2是电热丝。他设计的旋转开关如图乙所示，顺时针旋转依次出现不同档位。A位置为空档位，B位置时1、2接线柱相连，3、4接线柱相连，依次类推。当旋钮开关指向 B、C、D、E不同位置时，可以实现四档加热功率，且旋转开关沿某个方向转动时，加热功率依次递增或递减。他设计的四档加热功率如下表所示：
档位 高温 中温1 中温2 低温
加热功率/W 1100 660 * *
（1）电热水器a、b触点中连接火线的是　 　触点。闭合S后，将旋转开关打到指向B，此时电热水器以　 　档工作。
（2）通过计算，电热丝. 和 的阻值分别是多少
（3）该电热水器低温档时的加热功率是多少
（4）若该电热水器内胆容量为30L，水的初温为 要将30 L水加热至 水的比热为 若水的吸热效率为90%，需要在高温档下工作大约多少秒 (结果取整数)
21．（2024·温州模拟）邵阳市博物馆某展览厅(如图甲所示)为保护展品，拟采用某种材料设置调光天窗，该材料用到一种光敏电阻，其阻值随光照强度E(E越大表示光照越强，其国际单位为 cd)的变化如图乙所示。当外界光照较强时，启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图丙所示， 为变阻器， 为光敏电阻，P为电磁铁，其线圈电阻 Rp为15Ω，当电流达到0.04A时能吸合衔铁。已知电源电压 则：
（1）图丙中的L代表的是安装在展厅内的22盏“220 V 2 W”节能灯，这些节能灯同时正常工作5小时消耗多少度电 保险丝的熔断电流I不低于多少
（2）当外界光照强度达到2cd时，电动卷帘便开始工作，则. 的阻值应调为多少
22．（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。
23．某校师生自制了一台电烘箱，其简化电路如图甲所示，定值电阻R1和R2为发热体，其中R1的阻值大小为40Ω，控制开关S1、S2的通断可实现高低温挡的调节。为测试电烘箱两挡位工作情况，同学们使用了一款可显示电费和实时功率的新型插座，如图乙所示。求：
（1）在低温挡工作时，应只闭合开关　 　；在高温挡工作时，应只闭合开关　 　；
（2）电烘箱在低温挡工作时，插座显示器上示数如图乙所示，则通过电路的电流是多少（保留一位小数）；
（3）调节开关至高温挡，并将实时电费归零，让电烘箱单独工作0.5h后，电费计量情况如图丙所示，请估算该电烘箱此时的电功率（已知电费单价为0.45元/kW h）。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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