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【名师导航】中考物理一轮复习学案
第18章 电能电功率
考点分布 考查频率 考点内容 命题趋势
1.电能电功 ★★★★★ 1.知道电能、电功率的单位，知道电能表的作用和使用方法。知道电能表表盘转动快慢与用电器电功率的关系。 2.知道电源和用电器工作中能量的转化情况。 3.知道电功率和电流、电压的关系，并能进行简单计算。 4.通过测量，体验额定功率和实际功率的区别，理解额定功率与额定电压。 5.会用焦耳定律进行简单计算会解释生活中生的现象。 本章内容常考：用电器能量转化、电功率计算、电功和电热丝的电阻，2022年电功率可能出现在选择题和计算题中，会出现测电功率实验或力、电、机械综合题，分值约8分。
2.电功率 ★★★★★
3.测量小灯泡的电功率 ★★★★
4.焦耳定律 ★★★★★
知识点一：电能、电功
1．电功：电流通过某段导体所做的功叫电功，消耗电能的过程即电流做功的过程，实质是将电能转化为其他形式能的过程，可用公式 W＝UIt计算电功大小，推导式有 W＝Pt＝I2Rt＝。
2．电能(电功)：国际主单位是焦，符号是 J，日常生活中常用单位是度，物理学中叫kW·h，1 kW·h＝3.6×106 J。
3．电能表的认识
作用 测量电路消耗电能(电流做功)
单位 度(kW·h)
读数 计数器末尾数字的单位是十分位
参数
220 V 额定电压
10 A 额定电流
600r/(kW·h) 每用1度电，表盘转600转
4. 注意：①计算电功公式 W＝Pt＝UIt是普遍适用的公式，由定义式 W＝UIt和欧姆定律I＝，可以推导两个式子： W＝t(方便用于并联电路)和 W＝I2Rt(方便用于串联电路)。
②无论串联还是并联，电路的总功 W总＝W1＋W2＋…＋Wn。
1.小明家记录10月10日电能表示数为，电能表的部分参数及10月15日的示数如图所示，则这段时间内电路中消耗的电能是______kW·h；若电能表转盘在 10 min 内转过200转，则用电器消耗的电能是________J.
2. （2021秋 莱州市期中）某款手机的超级快充充电器最大充电电流可达5A。查询到使用手机电池型号如图所示。假设充电器始终以最大充电电流充电，且把电池充满，只需要 min，电池充满电后存储的电能为 J。若手机的待机电流为15mA，则该手机最长待机时间为 h。
参考答案：1. 10.5；3.6×105；2. 50.4；55944；280。
知识点二：电功率及其测量
1.电功率：反映电流做功快慢的物理量，等于电流做的功与时间的比值。
2.电功率公式：，若是纯电阻电路，由欧姆定律可得变形公式P＝I2R或。
3.单位：国际主单位是瓦(W)，另一个单位是千瓦(kW)二者换算关系是1 kW＝103 W。
4.额定电压和额定功率：额定电压是指用电器在正常工作时的电压，额定功率是指用电器在额定电压下的电功率，与实际电压、实际功率的关系如下：
P实＝()2·P额
若U实＝U额时，则P实＝P额，用电器正常工作；
若U实＜U额时，则P实＜P额，用电器不能正常工作；
若U实＞U额时，则P实＞P额，易损坏用电器。
灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的。
5.伏安法测小灯泡电功率
(1)原理是P＝UI。
(2)电路图：
(3)滑动变阻器的作用：
①保护电路；
②改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流，从而实现多次测量。
注意：
（1）在测量小灯泡电功率的实验中，不能将多次测得的电功率求平均值。多次测量的目的：为了研究小灯泡亮度(或实际电功率)与小灯泡两端电压的关系。
（2）在测量小灯泡电阻的实验中，多次测量的目的：为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关。
（3）在测量定值电阻的实验中，多次测量的目的是为了求平均值，以减小测量误差。
（4）在测量小灯泡电功率的实验中，选择滑动变阻器的最大阻值与小灯泡阻值相差不大，调节效果明显。
6.用电能表、秒表测用电器功率的原理是P＝。
方法是：用电能表测出用电器在某一段时间(t)消耗的电能 W＝kW·h＝×3.6×106 J(n表示转盘实际转的转数、n0表示电能表上标注的转数)，则用电器的电功率为P＝＝ W。
7.几种特殊测电功率方法
(1)安阻法，如图所示：
表达式为：P＝UI＝I2R0·I
(2)伏阻法，如图所示：
表达式为：P＝
(3)转换法，如图所示：
表达式为：P＝
8.电功、电功率的综合计算题一般涉及电路变化问题，解答此类题时，应先根据开关的通、断和滑动变阻器的移动情况，确定各时刻的电路结构，最好画出等效电路图，然后根据电阻的变化情况以及“灯泡正常发光”“串联”等关键字眼，逐步分析电流和电压的变化，再灵活选择合适的公式进行求解。
9.注意：
（1）用电设备的P额、U额具有唯一性、对应性，而用电设备的U实、P实可有很多个，但U实、P实具有同体性，同时性；
（2）串、并联电路，总功率P总＝P1＋P2＋…＋Pn，串联电路电功率与电阻关系：＝，并联电路电功率与电阻关系：＝。
3.判断下列说法是否正确．
(1)液晶电视机的电功率约1 000 W(　　)
(2)家用电冰箱的电功率约500 W(　　)
(3)洗衣机的电功率约300 W (　　)
(4)电饭锅的电功率约80 W(　　)
(5)家用空调的电功率约1 000 W(　　)
4. 把标有“12 V　12 W”的灯泡L1和“12 V　6 W”的灯泡L2串联起来接在电源上，其中一只灯泡能正常发光(不考虑灯丝电阻随温度的变化)，则电路中的电流为______A，L1、L2两灯消耗的功率之比为_______，灯泡L1的亮度比L2的亮度_____(选填“亮”或“暗”)一些．。
参考答案：3. ××√×√；4. 0.5；1∶2；暗。
知识点三：焦耳定律与电热
1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能的现象。利用电热工作的用电器有电饭锅等。为了防止电热危害，可以加散热窗等。我们可以借助电流的热效应来判定电流的大小，这种方法叫转换法。
2.焦耳定律：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。用公式表示为Q＝I2Rt，单位是J。
3.电功和电热的关系
(1)当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时，消耗的电能全部(选填“全部”或“一部分”)转化为热能，即W＝Q。
(2)当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时，消耗的电能大部分转化机械能、化学能，只有一部分(选填“全部”或“一部分”)电能转化为热能，即W大于Q。此时，只能利用公式Q＝I2Rt计算电热。
4.电热器的原理：电流的热效应。
5.电热器的主要结构：发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。电热器的优点：清洁环保，效率高，使用方便。
6.几种材料的比较
材料 电阻 熔点
滑动变阻器的电阻线 大 高
电热器的发热体 大 高
保险丝 大 低
7.电热的危害：由于电流的热效应，会使用电器的温度过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器。安装散热扇、散热窗加快散热。
8.注意：
（1）由Q＝I2Rt和I＝可以推导Q＝t，Q＝I2Rt方便串联电路计算，Q＝t方便并联电路计算。
（2）电热挡位的判定方法：由P＝可知，在电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，为高温挡位，反之，为低温挡位；
（3）比例关系：串联电路：＝＝＝＝，并联电路：＝＝＝＝。
5. 电热水壶上标有“220 V　800 W”，电热水壶正常工作时烧水210 s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为__________J；电热水壶的工作原理是电流的_____效应.
6. （2021 雨花区校级开学）将一只“220V 100W”的电风扇、一台“220V 100W”的电视机、一把“220V 100W”的白炽灯分别接到220V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．白炽灯 B．电风扇 C．电视机 D．一样多
参考答案：5. 1.68×105；热； 6.A。
易错点1　误认为电能表是测电功率的仪器。
典例1：（2020 都江堰市模拟）小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．电能表是测量电功率的仪表
B．他家在这段时间内消耗的电能为992kW h
C．每消耗1 kW h电能，电能表的圆盘转了3600转
D．小明家中2000W的电烤炉和1500W的电水壶可以同时正常工作
【错解】选A，理由：电能表是测电功率的仪器。.
【析错】电能表是测量消耗电能的仪表，不是测量电功率的。
【正解】选C，理由：A、电能表是测量消耗电能的仪表，不是测量电功率的，故A错误； B、电能表的最后一位是小数，则他家在这段时间内消耗的电能W=8633.5kW h-8543.3kW h=99.2kW h，故B错误； C、3600r/（kW h）表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转过3600r，故C正确。D、电路允许接的用电器的最大功率：P=UI=220V×10A=2200W，所以1500W的电烤炉和1000W的电热壶不可以同时正常工作，故D错误。故选：C。
▲▲变式练习1
1. （2021 兴化市模拟）小易家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．电能表是测量电功率的仪表
B．他家在这段时间内消耗的电能为903kW h
C．若只让一个标有“220V，1000W”的电热水器正常工作10min，则电能表的圆盘转了600转
D．这个电能表的测量值是以“J”为单位
2. （2021 福建模拟）如图所示，这是小明家的电能表。小明将家中其他用电器关闭，只让某一个用电器正常工作，观察到该用电器正常工作3min，电能表的转盘转过30转。则该用电器可能是（　　）
A．小台灯 B．电视机 C．节能灯 D．电饭锅
参考答案：1.C；2. D
易错点2　当用电器两端电压减小一半，误认为其实际功率也减小一半。
典例2：（2020 开封二模）L1、L2两只灯泡额定电压均为U，额定功率P额1＞P额2，把它们接入电压可调的电路中，下列说法中正确的是（　　）
A．两灯串联使用时，将电源电压调至2U，两灯都能正常工作
B．两灯并联使用时，两灯泡两端电压相等，两灯发光亮度相同
C．两灯串联在电压为U的电路中使用时，两灯消耗的总功率P总＜P额2
D．两灯并联在电压为U的电路中使用时，两灯消耗的总功率P总=P额1+P额2
【错解】选A，理由：当用电器两端电压减小，误认为其实际功率也成倍的减小。
【析错】根据，由两个用电器的额定电压和额定功率可以比较电阻的大小。
【正解】选CD，理由：A．由P=UI的变形式I=可知，两灯泡的额定电流不相等，当两灯串联使用时，通过它们的电流相等，所以两灯泡不可能同时正常工作，故A错误；
B．由P=UI=的变形式R=可知，两灯泡的电阻不相等，当两灯并联使用时，它们两端的电压相等，由P=UI=可知，它们的实际功率不相等，所以两灯发光亮度不同，故B错误；C．两灯串联在电压为U的电路中使用时，由串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知，电路中的总电阻大于两灯泡中任意一个的阻值，由P=UI=可知，两灯泡消耗的总功率小于任意一个灯泡的额定功率，故C正确；D．两灯并联在电压为U的电路中使用时，两灯泡两端的电压均等于额定电压，两灯泡的实际功率等于额定功率，所以两灯消耗的总功率P总=P额1+P额2，故D正确。故选：CD。
▲▲变式练习2
3. （2020 宜宾）如图所示，是一个有高、中、低三挡并可手动调节的电热器原理图，两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b，当它接入家庭电路中，下列说法正确的是（　　）
A．只接通S1，电热器处于中温挡加热状态
B．S2接b，电热器处于低温挡加热状态
C．S2接b，接通S1，电热器处于低温挡加热状态
D．S2接a，接通S1，电热器处于高温挡加热状态
4. （2021 莘县一模）小灯泡L1标有“6V 3W”，小灯泡L2标有“6V 6W”，将两只灯泡串联后接在某电源两端，假若灯泡电阻保持不变，则（　　）
A．电源电压为12V时，两只灯泡均能正常发光
B．小灯泡L1正常发光时，小灯泡L2的实际功率是1.5W
C．两只灯泡均发光时，小灯泡L2比小灯泡L1亮一些
D．两只灯泡均发光时，电路中允许通过的最大电流为0.5A
参考答案：3.ABD；4.B D.
易错点3　将“6 V　3 W”和“6 V　9 W”两灯串联在12V电源上，两灯能正常发光。
典例3：（2020 吉安一模）现有L1“6V 3W”和L2“6V 9W”两只小灯泡，若将两灯泡串联接入电源电压为12V的电路中，假设灯泡电阻不变， （选填“L1”、“L2”或“L1和L2”或“都不能”）正常发光。 （选填“L1”或“L2”）灯可能被烧毁。
【错解】选L1和L2，理由： 因为额定电压为6 V的两灯串联在12 V的电路中，两灯串联分压，分得的实际电压为6 V，均等于额定电压，所以两灯均正常发光，因此选“L1和L2”。
【析错】①串联电路具有分压作用，用电器在额定电压下才能正常发光；②知道两灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI可求得两灯额定电流，根据I=求出两灯泡的电阻，利用串联电路电压与电阻成正比确定灯泡两端实际电压，得出灯泡是否正常发光；③根据实际电压与额定电压的大小判断灯泡是否会被烧坏。
【正解】选“都不能”；L1。理由：
▲▲变式练习3
5. （2021 立山区一模）如图甲所示，是标有“2.5V”字样的小灯泡L的电阻随它两端电压变化的图象。现将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示的电路中，电源电压为6V并保持不变，当开关S断开时，小灯泡的灯丝阻值为 Ω；当开关S闭合后，小灯泡恰能正常发光，则小灯泡的额定功率为 W；此时电阻R消耗的功率为 W．
6. （2021 禹城市一模）如图甲所示是小灯泡L1和L2的电流随电压变化的图象。将它们按图乙所示接入电路中，闭合开关S，小灯泡L1的实际电压为2V，此时电路中的电流是 A；当电压为1V时，灯泡L2的功率为 W。
参考答案：5. 0.8；0.2；6. 0.8；0.2.
易错点4 用I＝计算电动机的工作电流。
典例4 （2020 新抚区二模）如图所示是一台电动平衡车，电动机上标有“60V 72W”字样，线圈的电阻为6Ω，则电动机正常工作10min所消耗的电能为 J，电动机工作过程中线圈产生的热量为 J，这个电动机的效率为 。
【错解】答案为：43200；360000；88%。理由：根据欧姆定律电动机中的电流。
【析错】根据I＝计算电动机的工作电流，再根据Q=I2Rt求出在1min内电流产生的热量。
【正解】答案为：43200；5184；88%。这台电动机正常工作10min=600s电动机消耗的电能：W=Pt=72W×600s=43200J；
正常工作时的电流为：I===1.2A；
产生的电热：Q=I2Rt=（1.2A）2×6Ω×600s=5184J，
输出的机械能：W机械=W-Q=43200J-5184J=38016J，
所以该电动机的机械效率：η=×100%=×100%=88%。
故答案为：43200；5184；88%。
▲▲变式练习4
7．（2021 雨花台区三模）如图甲所示，已知电源电压U=3V，并保持不变，直流电动机线圈电阻R=1.5Ω，接通电路后，电动机正常工作，电流表读数I=0.8A，已知电动机正常工作时能量转化关系如图乙所示，摩擦不计，则：电动机正常工作1min消耗的电能W= J，线圈产生的热量Q= J。电动机能量转化效率η= ；电动机正常工作时突然出现故障转动部分被卡死，此时线圈中的电流I= A。
8. （2021 连山区模拟）如图所示，电源电压恒为9V，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为10Ω时，电压表的示数为6V，此时电动机正常工作，则电动机消耗的功率是 W；若电动机内部线圈的电阻为2Ω，则通电10s电流通过电动机内部线圈产生的热量是 J；当电动机被卡住时，通电10s，整个电路消耗的电能为 J。
参考答案：7. 144；57.6；60%；2；8. 1.8；7.2；67.5。
一．选择题（共6小题）
1．（2021 新疆）如图所示为小琴做的小小电动机。矩形线圈的左端引线漆皮被全部刮掉，右端引线漆皮只刮掉了上半周，小小电动机由两节干电池供电。线圈快速稳定转动过程中，线圈受到磁场的作用力时，线圈中的电流为0.67A，则线圈快速稳定转动1min内电路消耗的电能约为（　　）
A．150 J B．120 J C．90J D．60J
2．（2021 广元）用如图的装置“探究影响电流热效应的因素”，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是（　　）
A．该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B．闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C．实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小
3．（2021 毕节市）小明家中电能表的规格如图所示。他将家里其它用电器都关闭，只让电视机单独工作了144s，观察到电能表转盘转了5r，则下列说法正确的是（　　）
A．电视机此时的实际功率是50W
B．这段时间电视机共消耗了2021.3kW h的电能
C．电能表直接读出电器消耗功率为2021.3W
D．此电能表转盘每小时转过2500r
4．（2021 自贡）如图电路中，电源电压为12V。在a，b间接入灯L1“4V 2W”，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P使灯L1正常发光。断开开关取下灯L1，保持滑片P的位置不变，在a、b间接入“4V 4W”灯L2后闭合开关，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则正确的（　　）
A．灯L2正常发光
B．电压表的示数保持4V不变
C．灯L2的实际功率为1.44W
D．滑动变阻器接入电路的电阻为8Ω
5．（2021 荆门）在探究“电功率与电阻关系”时，实验准备了阻值分别为5Ω、15Ω的A、B两个同一类型的灯泡。同学们按图甲、图乙设计了两个实验电路进行探究。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中A灯泡比B灯泡亮
B．图甲中滑动变阻器滑片向左滑动过程中，两个灯泡的亮度都变亮
C．图乙中A灯泡比B灯泡亮
D．图乙中滑动变阻器滑片向左滑动过程中，两个灯泡的亮度都变亮
6．（2021 荆门）将灯泡L和定值电阻R以图甲方式连在6V的电源上，图乙是L和R的U﹣I图象，结合图中信息可知（　　）
A．灯泡L的电阻随着电流的增大而减小
B．灯泡L的实际阻值为10Ω
C．灯泡L的实际功率为0.8W
D．定值电阻R实际功率为6.4W
二．填空题（共11小题）
7．（2021 泰安）某导体的电阻是2Ω，通过1A的电流时，1min产生的热量是 　 　J。
8．（2021 连云港）家庭电路中三孔插座非常普遍，中间的插孔接 　 　线。对人体来说，安全电压一般不高于 　 　V。如图所示是小明家的电能表，他家用电总计 　 　kW h，已知1kW h电费为0.50元，则小明家应缴纳的总电费是 　 　元。
9．（2021 自贡）有一种电热水壶有“烧水”和“保温”两个挡，如图所示是其内部简化电路图，已知R0＝44Ω，R1＝1056Ω，当S接1时，电热水壶处于　 　（选填“烧水”和“保温”）挡，当S接2时，通电2min该电热水壶产生的热量是　 　J。
10．（2021 丹东）小明断开家中所有用电器后，观察到此时电能表示数如图所示，根据电能表参数分析，此电路中的用电器总功率不能超过 　 　W。然后接入“220V 1210W”的电热器单独工作30min，电能表示数变为，则电热器实际工作电压为 　 　V，在1min内电能表转盘转过 　 　r。
11．（2021 辽阳）如图是小军家的电能表，让“220V 1200W”的用电器单独正常工作5min，发现电能表的转盘转过200r，此用电器消耗的电能为 　 　J，电能表的示数变为 　 　kW h。每消耗1kW h的电能，该电能表转盘转 　 　r。
12．（2021 衡阳）李芳用家中的电能表表盘如图，她家新购置了一台用电器，她想用这个电能表来测量该用电器的电功率与说明书上是否一致，于是她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让这个用电器工作，1min内电能表的转盘转了30转，则测得该用电器的电功率是 　 　W，已知她家原有用电器的总功率是3000W，从电能表使用的角度考虑，她家的电路 　 　（选填“能”或“不能”）允许接入该用电器。
13．（2021 岳阳）如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置，电流表示数与两电压表示数的关系如图乙所示。则电源电压为 　 　V，灯的额定功率为 　 　W。
14．（2021 温州）疫情期间只允许体温正常的师生进入校园，为此，小明设计了一款“智能门禁”，能检测体温并进行人脸识别。工作原理为：
①若体温正常开关S1闭合，人脸识别成功开关S2闭合，电动机M工作（门打开），警示灯不亮；
②若体温异常S1不闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机M不工作且警示灯亮起；
③不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M不工作且警示灯不亮。
（1）下列电路设计符合要求的是 　 　。（可多选）
（2）若警示灯工作时，两端电压为3伏，电阻为10欧，其工作时的功率为 　 　瓦。
15．（2021 成都）实验室有两只额定电压相同的小灯泡L1、L2，小华想知道哪只灯泡额定功率大，于是将它们串联接入电路，如图所示。闭合开关，两只灯泡均发光，电压表V1示数比V2小，此时实际功率大的小灯泡是 　 　。据此小华可以判断，额定功率大的小灯泡是 　 　。
16．（2021 德州）如图甲所示，电火锅可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热，电路图如图乙所示，R1、R2是电热丝，当S1断开，S2接a时，电火锅为 　 　挡；当S1闭合，S2接b时，电火锅为 　 　挡；当只有 　 　（选填“R1”或“R2”）接入电路时，电火锅为 　 　挡。
17．（2021 重庆）将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作2h，屏幕显示如图所示，已知电费单价为0.5元/kW h，电热水器的功率为 　 　W；若该时间内消耗的电能全部给40kg的水加热（水未沸腾），则水温升高 　 　℃。
[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
三．综合题（共23小题）
18．（2021 连云港）在“测定额定电压为2.5V小灯泡电功率”的实验中，电源电压保持不变。
（1）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整（导线不得交叉）。
（2）实验时，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表无示数，电流表有示数，则故障可能是 　 　。
（3）故障排除后，闭合开关，将滑动变阻器滑片P移至某处时，电压表示数如图甲所示，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片P向 　 　端（选填“左”或“右”）移动，直到电压表的示数为2.5V。此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W。
（4）在该实验结束后，将小灯泡换成一个定值电阻，还可探究 　 　的关系（选填“A”或“B”）。
A.电流与电阻 B.电流与电压
19．（2021 娄底）小明用如图甲所示电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率（部分实验器材的规格已在图中标明）
（1）连接电路时，开关应 　 　；
（2）实验中，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位置，可能是小灯泡出现了 　 　（选填“短路”或“断路”）故障；
（3）故障排除后，小明移动滑动变阻器的滑片，记录电表的数据，得到小灯泡U﹣I图象如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 　 　；
（4）实验中电压表意外损坏，小明决定用阻值较大的定值电阻（阻值为R0）和两个电流表，按如图丁所示电路完成实验。现测得电流表A1和电流表A2的示数分别为I1和I2，可求得小灯泡的实际功率为 　 　。
20．（2021 眉山）在测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率的实验中，电源电压恒定不变。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整，要求实验时向右移动滑片P小灯泡亮度变暗。
（2）实验过程中，某小组的同学将所测得相关数据和现象记录如表：
物理量次数 电压U/V 电流I/A 灯泡亮度 灯泡实际电功率P/W 灯泡电功率的平均值P/W
1 0.5 0.18 不亮 P1 P＝
2 1 0.2 发暗光 P2
3 2 0.3 发较亮光 P3
4 2.5 0.32 正常发光 P4
5 2.8 0.34 发光强烈 P5
①小灯泡的额定功率为 　 　W。
②表格中有一处设计不合理，请指出不合理的设计是 　 　；
③分析表中数据还发现灯丝电阻跟 　 　有关。
（3）测量额定电压为U0的小灯泡额定功率，物理科代表设计了图乙所示的电路（R0为已知的定值电阻，R为滑动变阻器）。
①断开开关S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，当电流表示数为 　 　时，小灯泡恰好正常发光；
②保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关S1，断开开关S2，记下电流表示数为I；
③推导出小灯泡L的额定功率表达式P额＝　 　（用物理量U0、R0和I表示）
21．（2021 苏州）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V。
（1）用笔画线代替导线，将电路连接完整；
（2）连接好电路闭合开关后，发现灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是 　 　；
（3）问题解决后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.3V时，为了让灯泡正常发光，此时应将滑片向 　 　（左/右）侧移动；
（4）当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为 　 　W；
（5）下表是实验中测量的几组数据，其中一个电流数据有误，此数据为 　 　。
U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I/A 0.2 0.25 0.28 0.37
（6）要完成上述表中数据测量，实验中滑动变阻器的总阻值至少为 　 　Ω；
（7）小明打算只利用两电表中的电流表来测量小灯泡的额定功率。他增加了一个阻值为10Ω的定值电阻R0和两个开关。设计了如图丙所示电路，请将电阻R0、电流表和灯泡的符号填入虚线框中使其能完成实验。
22．（2021 南充）如图所示，某同学计划利用甲图所示的器材测量小灯泡的电功率，已知小灯泡的额定电压是2.5V。
（1）实验中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上画“×”并用笔划线代替导线完成电路的正确连接。
（2）闭合开关前滑动变阻器的滑片位置应放在 　 　端（选填“A”或“B”）。
（3）实验数据如下表所示，在完成第1次实验后，若还需测量小灯泡的额定功率，需将滑动变阻器滑片向 　 　端移动（选填“A”或“B”），直到电压表示数为2.5V，若此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W。
实验次数 电压 电流 电功率 灯泡亮暗情况
1 2.0V 0.28A 0.56W 较暗
2 2.5V 正常发光
3 2.8V 0.34A 0.95W 较亮
（4）小明对数据分析后认为还可以得出通过灯泡的电流和灯泡两端电压成正比的结论。这种说法 　 　（选填“正确”或“错误”），理由是 　 　。
23．（2021 绍兴）在“测量小灯泡的功率”实验中，电源为2节干电池，小灯泡标有“2.5V”字样。
（1）按图甲方式连接好电路，小敏刚要闭合开关时，同组同学提醒他的操作有一个不妥之处，请你帮他指出：　 　。
（2）闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器，小敏发现小灯泡始终不发光，电压表示数接近于3V保持不变，电流表示数始终为零，则故障原因可能是 　 　。
（3）排除故障后，小敏闭合开关进行实验，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W。
（4）实验结束后，小组同学对测量结果进行误差分析，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”或“偏小”）。
24．（2021 威海）小红和小明进行“测量小灯泡的额定功率”的实验，实验室提供的器材有：不同规格的小灯泡和滑动变阻器、1.5V的干电池（若干）和其他常用器材。
（1）图甲是小红进行实验的实物电路图，小灯泡额定电压为3.8V，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”，请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大。
（2）连接好电路之后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不发光，小红猜想可能的原因：①小灯泡的灯丝断了；②小灯泡短路；③滑动变阻器断路。她再观察，发现电流表示数为零，由此可判断猜想 　 　是错误的；又进一步观察到电压表有示数，最终确定猜想 　 　是正确的。（两空均选填“①”、“②”或“③”）
（3）排除故障后，小红移动滑片，使电压表的示数达到小灯泡的额定电压，此时电流表的指针如图乙所示，小灯泡的额定功率为 　 　W。
（4）小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率。闭合开关，保证小灯泡发光的情况下，无论如何移动滑片，电压表示数始终高于2.5V，为此必须对实验器材进行调整，下列措施可行的是：　 　、　 　。（填字母代号）
A.换最大阻值较小的滑动变阻器 B.串联定值电阻
C.减少电池个数 D.增加电池个数
25．（2021 株洲）某厂家生产的油汀取暖器有四种规格，每种规格都有两根电热丝、三个挡位和相同的电路图，对应的功率如表所示。
规格 9片 10片 11片 12片
功率 1挡 600W 800W 800W 1000W
2挡 1000W 1000W 1200W 1200W
3挡 1600W 1800W 2000W
（1）“12片”的油汀取暖器3挡的功率为 　 　W。
（2）“11片”的油汀取暖器的空腔内灌有4kg的导热油，导热油的比热容为2.1×103J/（kg ℃），可知油温升高100℃吸收的热量为 　 　×105J。
（3）“10片”的油汀取暖器在2挡正常工作时，其电热丝的电阻为 　 　Ω。（家庭电路电压220V）
（4）如图是“9片”的油汀取暖器的旋钮式功率选择开关。转动旋钮可以将左侧相邻两个金属触点相连，同时与右侧金属板连通。已知图中旋钮处于位置M（金属片连接b、c两触点）时对应的挡位是2，则位置H对应的挡位是 　 　（填“1”或“3”）。
26．（2021 常德）小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源（U＝6V），电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），滑动变阻器、电阻箱各一只，单刀单掷、单刀双掷开关各一个，导线若干。
（1）图甲是小明刚连好的实物图，实验前小华帮他检查了一遍，发现有两处不合实验规范。
请你指出来：①　 　；②　 　。
（2）完善电路后，闭合开关，小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据，并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W。
（3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 　 　。
A.10Ω 3A B.30Ω 1A C.60Ω 1A
（4）在实验过程中，电压表发生故障，若已知灯的额定电流为I额，小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图，则能测出小灯泡额定电功率的是 　 　。
27．（2021 潍坊）现有下列实验器材：
①额定电压为2.5V的小灯泡；
②电压约为6V的直流电源；
③量程为6V的电压表；
④最大阻值为99.99Ω的电阻箱R；
⑤开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。
要测量小灯泡的额定功率，请将下列实验步骤补充完整。
（1）按电路图甲将图乙所示的实物图连接完整。
（2）先将电阻箱阻值调到 　 　（选填“最大”、“最小”或“任意值”）再闭合开关S1；
（3）将S2掷向a，调节电阻箱阻值，使电压表示数U1＝2.5V，再将S2掷向b，电压表示数U2及电阻箱示数R如图丙所示，U2＝　 　V，R＝　 　Ω，则该小灯泡的额定功率为 　 　W。
28．（2021 鞍山）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
（1）如图甲所示，闭合开关后，发现只有 　 　有示数，经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确；
（2）改正错误后，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。要测量小灯泡的额定功率，应将滑片适当向 　 　（选填“左”或“右”）滑动；
（3）图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象，根据图象可知，小灯泡的额定功率为 　 　W；
（4）测量小灯泡的电功率 　 　（选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是 　 　；
（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1，相应的小灯泡的阻值变化ΔR2，则ΔR1　 　ΔR2（选填“＞”、“＜”或“＝”）；
（6）实验结束后，某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为9V，定值电阻R的阻值为10Ω。请帮助他完成以下实验步骤：
①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 　 　V时，灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表示数为4V；再将滑动变阻器的滑片移至最 　 　（选填“左”或“右”）端，此时电压表示数为7V；
③小灯泡的额定功率为P额＝　 　W。
29．（2021 河池）如图所示，在“测量小灯泡额定功率”的实验中，备选器材有：电源（恒为6V）、小灯泡（额定电压2.5V、阻值约8Ω）、三个滑动变阻器（A.“10Ω 1A”B.“20Ω 0.5A”、C.“50Ω 0.2A”）、电流表、电压表、开关、导线若干。
（1）本实验应选择的滑动变阻器是 　 　（填代号）；
（2）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮）；
（3）连接电路时，开关应该处于 　 　状态；
（4）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表无示数，电流表有示数，若电路只有一处故障，则故障原因可能是 　 　；
（5）排除故障后再次闭合开关，移动滑片直到电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　。
（6）某同学想测阻值约50Ω的电阻R，在其它连线均不变的情况下，仅将电阻R替换小灯泡，能否测出其阻值？请说出你的理由 　 　。
30．（2021 天水）如图甲所示是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能：高温炖，中温煮和低温熬，图乙是它的简化电路图，下表是该电炖锅的部分参数。（ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃），g＝10N/kg）
项目 参数
电源电压（V） 220
中温挡功率（W） 400
高温挡功率（W） 1100
容积（L） 1
（1）开关S1、S2处于什么状态，电炖锅为低温挡，说明判断依据；
（2）求R1、R2的阻值；
（3）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一锅水烧开，若电炖锅高温挡加热效率为80%，求烧开一锅水需要的时间。
31．（2021 北京）如图所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中。电热器高温挡的功率为990W，低温挡的功率为110W。
求：
（1）低温挡时通过电路的电流；
（2）电热丝R2的阻值。
32．（2021 嘉兴）学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。
【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下：
容积：1L；
功能：①加热：②保温；
性能：能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃（不计热量损失）。
【方案设计】为实现上述功能，同学们利用两个不同阻值的电阻（R1＜R2）进行设计，其中方案一如图所示。利用方案一中的器材，请将方案二的电路补充完整。
【器材选择】若该壶是按照方案一设计的，根据项目任务中的性能要求，选择的加热电阻阻值最大为多少欧姆？[Q吸＝cm（t﹣t0），c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全，从安全角度提出一条设计建议 　 　。
【项目制作】……
33．（2021 兰州）一只标有“6V 3W”字样的小灯泡L与一个阻值为8Ω的定值电阻R串联，接在电源电压恒定不变的电路中，接通电路后，小灯泡L恰好正常发光。求：
（1）电路中的电流I；
（2）电源电压U；
（3）通电20s，整个电路消耗的电能W。
34．（2021 黑龙江）如图甲所示为某电烤箱的内部简化电路，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图象。求：
（1）低温挡工作时的功率；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）15min内R1消耗的电能。
35．（2021 淄博）在测量小灯泡电功率的实验中，电路如图甲所示，电源电压恒为4V，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“50Ω 1A”，实验得到小灯泡的I﹣U图像如图乙所示。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值；
（3）当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量。
36．（2021 毕节市）某电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。如图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝（阻值不变）。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示。求：
（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能。
（2）电阻R2的阻值。
37．（2021 盘锦）如图甲所示，是一款熨烫衣服的便携式挂烫机，它有两个加热挡位，正常工作电压为220V，高温挡功率为1200W。其内部电路如图乙所示，电热丝R1＝60.5Ω。[c＝4.2×103J/（kg ℃）]请计算：
（1）将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量；
（2）R2阻值；
（3）若用高温挡加热这些水，所需时间为1min10s，挂烫机的加热效率。
38．（2021 邵阳）如表是李华同学家饮水机的铭牌参数，学习电学知识后，他好奇饮水机的工作原理，请教老师后得到饮水机的电路原理图如图所示。当蓄水箱中装满水时，请你帮他解决如下问题：
额定电压 220V
额定功率 加热 500W
保温
蓄水箱的容积 1L
（1）蓄水箱中水的质量是多少？（ρ＝1.0×103kg/m3）
（2）如果饮水机把蓄水箱中的水从75℃加热到95℃用了210s，求此饮水机的加热效率。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）铭牌上的保温功率已模糊不清，已知R1＝988Ω，求饮水机的保温功率。
39．（2021 重庆）如图所示的电路中，电源电压恒为3V，电阻R2的阻值为30Ω。当开关S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.3A，求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）当开关S1、S2均闭合时，通电10s电阻R2产生的热量。
40．（2021 枣庄）康康家里有一台电火锅，部分技术参数如表，图甲是其内部电路的工作原理简图，R1、R2均为阻值不变的加热电阻，通过开关S、S1、S2的通断可实现三个挡位功能的切换，其中S2是能分别与a、b两掷点相连的单刀双掷开关。（水的比热容：4.2×103J/（kg ℃））
额定电压 220V
高温挡 1100W
低温挡 880W
保温挡 ×××W
（1）电火锅正常工作时，锅内水温随时间变化的图象如图乙所示。若用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的热效率；
（2）若改用低温挡给（1）问中的水加热，请比较使用高温挡还是低温挡更节能；
（3）求电火锅正常工作时保温挡的电功率。
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1．【解答】矩形线圈的左端引线漆皮被全部刮掉，右端引线漆皮只刮掉了上半周，则小小电动机线圈转动1min时间内，线圈中有电流通过的时间：t＝×1min＝30s；
所以，小小电动机由两节干电池供电，电源电压U＝3V，线圈快速稳定转动1min内电路消耗的电能：
W＝UIt＝3V×0.67A×30s＝60.3J≈60J。
故选：D。
2．【解答】
A、由图可知，两电阻丝串联，电流相同，通电时间也相同，但电阻不同，故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B、由焦耳定律Q＝I2Rt可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，放出的热量越多，由于R1＜R2，故R2放出的热量多，温度计示数升的高，故B错误；
C、通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法可以称之为转换法，故C正确；
D、要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量（加热时间）相等，由温度的变化大小得出比热容的大小关系；故用相同质量的水代替煤油，两瓶中电阻丝的阻值还要相同；故D错误。
故选：C。
3．【解答】AB、因2500r/（kW h）表示转盘转1圈，电路中消耗kW h的电能，
所以，电能表转盘转了5r，电视机消耗的电能：
W＝kW h＝0.002kW h。故B错误；
电视机的实际功率：
P＝＝＝0.05kW＝50W。故A正确；
C、电能表是测量电路中用电器消耗电能的仪器，电能表直接读出电器消耗的电能，而不是功率。故C错误；
D、2500r/（kW h）表示的是电路中每消耗1kW h的电能，转盘转2500圈，而不是1h转动2500圈。故D错误。
故选：A。
4．【解答】根据P＝知，两灯泡的电阻分别为：
R1＝＝＝8Ω，R2＝＝＝4Ω，
AB、灯L1正常发光时，其两端的电压为4V，保持滑片P的位置不变，接入灯L2，两灯的电阻不同，
则ab间的电压会发生变化，故灯L2不会正常发光，故AB错误；
CD、灯L1正常发光时的电流为：I＝＝＝0.5A；
根据串联电路电压特点可知，滑动变阻器两端的电压为：
U'＝U﹣U1＝12V﹣4V＝8V，
由欧姆定律得，滑动变阻器接入电路的电阻为：
R'＝＝＝16Ω，
换上L2后的总电阻为：R＝R2+R'＝4Ω+16Ω＝20Ω，
此时电路中的电流为：I''＝＝＝0.6A，
灯L2的实际功率为：P′2＝I″2R2＝（0.6A）2×4Ω＝1.44W，故C正确，故D错误。
故选：C。
5．【解答】A、甲图中两灯串联，串联电路中电流相等，灯泡消耗的实际电功率P＝UI＝I2R，因为RA＜RB，所以PA＜PB，因此甲灯泡比乙灯泡暗，故A错误；
B、甲图中滑动变阻器滑片向左滑动过程中，滑动变阻器的接入电阻变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据P＝I2R可知，每个小灯泡消耗的电功率变小，两个灯泡的亮度都变暗，故B错误；
C、乙图中两灯并联，所以两灯泡两端的电压相等，灯泡消耗的实际电功率P＝UI＝，因为RA＜RB，所以PA＞PB，因此甲灯泡比乙灯泡亮，故C正确；
D、乙图中滑动变阻器接在干路上，当滑片向左滑动时，变阻器接入电阻变大，根据分压原理，变阻器两端分得的电压变大，两灯泡两端的电压变小，根据P＝可知，灯泡的实际电功率变小，两个灯泡亮度都变暗，故D错误。
故选：C。
6．【解答】定值电阻的阻值一定，通过的电流和其两端电压成正比，则倾斜直线代表定值电阻的U﹣I图像，而曲线则代表灯泡L的U﹣I图像；
A、当电流为0.4A时，灯L两端的电压为2V，则灯的阻值为R1＝＝＝5Ω，
当电流为0.7A时，灯L两端的电压为5V，则灯的电阻为：R2＝＝≈7Ω，
当电流为0.8A时，灯L两端的电压为8V，则灯的电阻为：R3＝＝＝10Ω，
由上述分析可知，灯泡L的电阻随电流的增大而增大，故A错误；
B、由图甲可知灯泡L与电阻R串联，根据串联电路的特点，可知电流相等，且灯泡两端电压和定值电阻两端电压之和等于6V，再结合图乙可知符合条件的电流I＝0.4A，此时灯泡两端电压为2V，定值电阻两端电压为4V，所以灯泡L的实际阻值RL＝UL/I＝2V/0.4A＝5Ω；故B错误；
C、灯泡L的实际功率PL＝IUL＝0.4A×2V＝0.8W，故C正确；
D、定值电阻R的实际功率PR＝IUR＝0.4A×4V＝1.6W，故D错误。
故选：C。
二．填空题（共11小题）
7．【解答】电流产生的热量Q＝I2Rt＝（1A）2×2Ω×60s＝120J；
故答案为：120。
8．【解答】三孔插座非常普遍，中间的插孔接地线。对人体来说，安全电压一般不高于36V。如图所示是小明家的电能表，他家用电总计6286.8kW h，已知1kW h电费为0.50元，则小明家应缴纳的总电费为：6286.8×0.5元＝3143.4元。
故答案为：地；36；6286.8；3143.4。
9．【解答】（1）由电路图可知，当开关S置于“1”挡时，两电阻串联，电路电阻最大，电源电压一定，由P＝可知，电饭锅电功率最小，处于保温状态；
（2）当开关S置于“2”挡时，R1被短路，只有R0接入电路，电路电阻最小，电饭锅电功率最大，处于加热状态，
此时电路中电流：
I＝＝＝5A；
通电1min电路产生的热量：
Q＝I2R0t＝（5A）2×44Ω×2×60s＝1.32×105J。
故答案为：保温；1.32×105。
10．【解答】（1）电能表允许电路中的用电器总功率不能超过：P＝UI＝220V×30A＝6600W；
（2）电热器消耗的电能为
W＝530.8kW h﹣530.3kW h＝0.5kW h，
电热器的实际功率为P实＝＝＝1kW＝1000W；
由P＝得，
电热器的电阻为R＝＝＝40Ω，
电热器两端实际电压为U实＝＝＝200V；
3000r/（kW h）表示用电器消耗1kW h电能，电能表转盘转过3000转，
由上知，电热器30min消耗0.5kW h电能，
所以1min消耗kW h电能，
1min电能表转盘转过kW h×3000r/（kW h）＝50r。
故答案为：6600；200；50。
11．【解答】（1）由P＝可得，用电器单独工作t＝5min＝300s消耗的电能：
W＝Pt＝1200W×300s＝3.6×105J＝0.1kW h；
（2）电能表原来的示数为2121.6kW h，
用电器工作5min后，电能表示数变为2021.6kW h+0.1kW h＝2021.7kW h；
（3）每消耗1kW h的电能，电能表转盘的转数：
n＝×200r＝2000r。
故答案为：3.6×105；2021.7；2000。
12．【解答】（1）3000r/（kW h）表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000r，
电能表的转盘转过30r消耗的电能：
W＝kW h＝0.01kW h；
用电器的总功率：
P＝＝＝0.6kW＝600W；
（2）“220V 10（40）A”中，40A为电能表平时工作允许通过的最大电流；
电能表允许接入的用电器最大电功率：P最大＝UI最大＝220V×40A＝8800W，
增加此用电器后，他家的用电器总功率为P总＝3000W+600W＝3600W，
因为P总＜P最大，
所以她家的电路允许接入该用电器。
故答案为：600；能。
13．【解答】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测L两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，并且滑动变阻器分得的电压最大，因此根据图乙可知，此时电路电流为0.2A，灯泡两端电压为1V，滑动变阻器两端电压为9V；
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电源电压：U＝UL1+U滑＝1V+9V＝10V；
（2）根据题意可知，当电流表示数最大时，灯泡正常发光，由图乙可知，此时电路电流为0.8A，滑动变阻器两端电压为3V，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以灯泡的额定电压：UL＝U﹣U滑′＝10V﹣3V＝7V，
灯泡的额定功率：PL＝ULImax＝7V×0.8A＝5.6W。
故答案为：10；5.6。
14．【解答】（1）A.若体温异常S1不闭合，动触点与下面的静触点接触，警示灯接通，不管人脸识别是否成功，警示灯都要亮起，故A不符合题意；
B.若体温正常开关S1闭合，电磁铁把衔铁吸起，动触点与上面的静触点接触，警示灯断开，人脸识别成功开关S2闭合，电动机M工作（门打开），警示灯不亮；若体温异常S1不闭合，动触点与下面的静触点接触，电动机M断开，人脸识别成功S2闭合，警示灯接通，此时电动机M不工作警示灯亮起；不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M和警示灯都断开，电动机M不工作且警示灯不亮，故B符合题意；
C.若体温正常开关S1闭合，电磁铁把衔铁吸下，动触点与下面的静触点接触，警示灯断开，人脸识别成功开关S2闭合，电动机M工作（门打开），警示灯不亮；若体温异常S1不闭合，动触点与上面的静触点接触，电动机M断开，人脸识别成功S2闭合，警示灯接通，此时电动机M不工作警示灯亮起；不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M和警示灯都断开，电动机M不工作且警示灯不亮，故C符合题意；
D.若体温正常开关S1闭合，动触点与下面的静触点接触，电动机M接通，不管人脸识别是否成功，电动机M工作（门打开），故D不符合题意。
（2）若警示灯工作时，两端电压为3伏，电阻为10欧，其工作时的功率为：
P＝UI＝＝＝0.9W。
故答案为：（1）BC；（2）0.9。
15．【解答】灯泡串联时，电流I1＝I2，电压表V1示数比V2小，即U1＜U2，由P＝UI得：P1＜P2，故L2的实际功率大。
根据欧姆定律变形可得：R＝，I1＝I2，U1＜U2，所以两灯泡的电阻关系为：R1＜R2；
因为两灯泡的额定电压U相等，R1＜R2，根据P＝可得：额定功率P额1＞P额2。
故答案为：L2；L1。
16．【解答】电路的总电压为U＝220V保持不变，由于电阻的串联相当于增大了导体的长度，所以串联时的总电阻最大；电阻的并联相当于增大了导体的横截面积，所以并联时的总电阻最小；只有一个电阻工作时的电阻居中。
由P＝可知，并联时的总功率最大，串联时的总功率最小，只有一个电阻工作时的总功率居中。
所以得出：并联为高档，串联为低挡，只有一个电阻工作是中档。
当S1断开，S2接a时，电路为串联电路，电火锅为低挡；当S1闭合，S2接b时，电路为并联电路，电火锅为高档；当S1断开，S2接b时，电路为只有R2工作，电火锅为中档。
故答案为：低；高；R2；中。
17．【解答】电热水器在2h内消耗的电能为：W＝＝1.4kW h＝5.04×106J，
电热水器的功率为：P＝＝＝0.7kW＝700W；
若该时间内消耗的电能全部给40kg的水加热（水未沸腾），由Q＝cm△t可知，水升高的温度为：
△t＝＝＝＝30℃。
故答案为：700；30℃。
三．综合题（共23小题）
18．【解答】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的小量程应并联到小灯泡的右接线柱上，如图所示：
（2）若电流表有示数，说明电路可能短路；电压表无示数，说明与电压表并联的灯泡短路了；
（3）灯在额定电压下正常发光，图甲中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为0.5V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压2.5V；
图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时电流大小为0.3A，则灯额定功率：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）A、研究电流与电阻的关系，要控制电压不变，改变定值电阻的大小，因只有一个电阻，故A不可探究；
B、研究电流与电压关系时，要控制电阻大小不变，故在该试验后把小灯泡换成一个定值电阻，还可探究电流与电压的关系，故选B。
故答案为：（1）如上图所示；（2）小灯泡短路；（3）右；0.75；（4）B。
19．【解答】（1）为保护电路，连接电路时，开关应断开；
（2）由图乙知，电流表的示数为零，电压表的示数等于电源电压，说明与电压表并联的灯泡发生了断路现象，即小灯泡断路；
（3）由图丙知，当U＝2.5V时，I＝0.3A，则灯泡的实际功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）由图丁可知，定值电阻与待测电阻并联，电流表A1测通过灯L的电流，电流表A2测通过定值电阻R0的电流，
由欧姆定律I＝可知，定值电阻两端的电压：U0＝I2R0，
并联电路各支路两端电压相等，由并联电路的特点可知，待测电阻两端的电压为：UL＝U0，
则小灯泡的实际功率为：PL＝ULI1＝U0I1＝I1I2R0。
故答案为：（1）断开；（2）断路；（3）0.75W；（4）I1I2R0。
20．【解答】（1）要求滑动变阻器滑片向右移动时小灯泡变暗，即此时变阻器连入电路中的电阻变大，所以滑动变阻器滑片以左电阻丝接入电路，将滑动变阻器一上一下串联在电路中，如下图所示：
（2）①已知灯泡额定电压为U额＝2.5V，由表格知，此时通过的电流为I＝0.32A，
所以小灯泡的额定功率为P额＝U额I＝2.5V×0.32A＝0.8W；
②因为灯泡在不同电压下的功率不同，因此计算功率的平均值是没有意义的，故表格设计不合理；
③当灯泡两端电压增大时，电流增大，小灯泡的功率增大，小灯泡变亮，温度升高，灯丝的电阻变大；
（3）①断开开关S1，闭合开关S2，此时灯泡L与定值电阻R0并联后再与滑动变阻器串联，所以灯泡与定值电阻两端电压相同。
移动滑动变阻器滑片P，当灯泡两端的电压为额定电压U0时，R0两端的电压也为U0，根据欧姆定律可知当电流表的示数为时，小灯泡恰好正常发光；
②保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关S1，断开开关S2，记下电流表示数为I，此时通过灯泡的电流I额＝I﹣；
③推导出小灯泡L的额定功率表达式P额＝U额I额＝U0×（I﹣）。
故答案为：（1）如上图；（2）①0.8；②平均电功率的计算；③温度；（3）①；③U0×（I﹣）。
21．【解答】（1）测量小灯泡电功率时，电压表与小灯泡并联，滑动变阻器的正确接法是一上一下；答案如下图：
；
（2）电压表、电流表均有示数，说明电路通路，小灯泡不亮有可能功率太小，接下来应该移动滑片，观察灯泡是否发光；
（3）小灯泡两端电压为2.3V，要使小灯泡正常发光时，两端电压为2.5V，即增加灯泡两端电压，增大电路中电流，减小滑动变阻接入电路中的电阻，滑片应向右滑动；
（4）当小灯泡正常发光时，由图乙知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，故小灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（5）小灯泡的电阻随着温度的升高而增大，即随着灯泡两端的电压的增大而增大，根据欧姆定律可知小灯泡的电阻从左向右依次是5Ω，6Ω、7.14Ω、8.33Ω、8.11Ω，所以最后一组数据有误；
（6）根据表中数据，灯泡两端电压最小为1.0V，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，电压为UR＝U﹣UL＝4.5V﹣1V＝3.5V，此时电路中的电流为0.2A，滑动变阻器的阻值为；
（7）若不用电压表，根据并联电路各支路两端电压相等的特点，应让小灯泡和定值电阻并联，调节滑动变阻器，使通过定值电阻的电流I满足R＝2.5V，则此时小灯泡两端电压就是2.5V，所以题图中最上边框内是小灯泡，左下框内是定值电阻R，右下框内是电流表，如下图所示。闭合开关S、S2，断开S1，调节滑片，使电流表示，此时小灯泡两端电压就是2.5V，然后再闭合S1，断开S2，读出电流表的示I'，则通过小灯泡的额定电流I﹣0.25A，则小灯泡额定功率P＝2.5V×（I﹣0.25A）。
故答案为：（1）见解析；（2）移动滑片，观察灯泡是否发光；（3）右；（4）0.75；（5）0.37；（6）17.5；（7）见解析
22．【解答】（1）在测量小灯泡的电功率的实验中，电压表与小灯泡并联，小灯泡的额定电压为2.5V，故电压表应选小量程，如图所示：
（2）为保护电路，闭合开关前滑动变阻器的滑片置于阻值最大位置B端；
（3）在完成第1次实验后，电压表示数为2V，则灯泡的电压小于额定电压，根据U＝IR可知，要增大灯泡两端的电压，应增大电路中的电流，减小电路中的电阻，即减小滑动变阻器接入电路的电阻，所以滑片应向A端移动；
灯泡正常发光时的电压为2.5V；
电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，灯泡的额定电流I＝0.32A；
灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W；
（4）探究出导体中电流和导体两端电压成正比时要控制电阻大小不变，而灯丝电阻随温度的升高而增大，这种说法是错误的。
故答案为：（1）见解答；（2）B；（3）A；0.8；（4）错误；灯丝电阻随温度的升高而增大。
23．【解答】（1）为保护电路，闭合开关前滑动变阻器滑片应置于阻值最大位置，而图甲中，闭合开关前滑片没有置于阻值最大位置；
（2）闭合开关，灯泡不亮，且电压表有示数、电流表示数始终为零，造成这种故障的原因是灯泡处断路；
（3）由图乙可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.42A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.42A＝1.05W；
（4）由图知，电压表与小灯泡并联，所测电压较准确，而电流表测通过小灯泡和电压表的电流，所测电流偏大，由P＝UI可知所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大。
故答案为：（1）滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置；（2）灯泡处断路；（3）1.05；（4）偏大。
24．【解答】（1）连接电路图，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大，滑动变阻器采用一上一下的连接方式，故选择右下接线柱，因小灯泡的额定电压为3.8V，选择电压表的量程为0～15V，与小灯泡并联连接，连接电路如图所示：
（2）连接好电路之后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不发光，电流表示数为零，可以判断电路是断路，由此可判断猜想小灯泡短路是错误的；又进一步观察到电压表有示数，说明电压表与电源之间的电路连接是通路，最终确定猜想小灯泡的灯丝断了是正确的；
（3）如图乙所示，电流表选用的是小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.3A，此时小灯泡的电压为额定电压3.8V，根据功率公式计算可得小灯泡的额定功率为：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；
（4）闭合开关，保证小灯泡发光的情况下，无论如何移动滑片，电压表示数始终高于2.5V，说明小灯泡两端的电压较大，应采取措施减小灯泡两端的电压，根据串联电路中电流和电压规律可知，可以通过增加电路中总电阻的方法，降低电路中的电流，使灯泡两端的电压减小，故换最大阻值较大的滑动变阻器和串联定值电阻的方法可行，故A错误，B正确；还可以从电源电压考虑，减小电源电压，即减少电池个数，故C正确，D错误；
故选：BC；
故答案为：（1）如图所示；（2）②；①；（3）1.14；（4）B；C；
25．【解答】（1）分析“9片”、“10片”、“11片”三种规格的油汀取暖器可知，3挡功率等于1挡、2挡功率之和，而每种规格都有两根电热丝、三个挡位和相同的电路图，所以，“12片”的油汀取暖器3挡的功率为1挡与2挡功率之和，即为1000W+1200W＝2200W；
（2）导热油吸收的热量为：Q吸＝cmΔt＝2.1×103J/（kg ℃）×4kg×100℃＝8.4×105J；
（3）“10片”的油汀取暖器在2挡正常工作时，功率P＝1000W，由P＝可得，此时电热丝的电阻为：R＝＝＝48.4Ω；
（4）由图可知，当转动旋钮处于位置H（金属片连接a、b两触点）时，两电热丝组成并联电路；当转动旋钮处于位置M（金属片连接b、c两触点）时，只有上面电热丝接入电路；当转动旋钮处于位置M（金属片连接c、d两触点）时，只有下面电热丝接入电路；
由题可知，当图中旋钮处于位置M（金属片连接b、c两触点）时对应的挡位是2，根据P＝可知，在电压一定时，电功率与电阻成反比，当转动旋钮处于位置H时，两电热丝组成并联电路，此时总电阻最小，功率最大，故位置H对应的挡位是3。
故答案为：（1）2200；（2）8.4；（3）48.4；（4）3。
26．【解答】（1）为保护电路，连接电路时，开关要断开，闭合开关前，滑片P应处于连入阻值最大处；
因为灯正常发光时的电流约为：I＝≈＝0.25A，所以电流表应选0～0.6A量程，所以图中不符合实验规范处有：①闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处；②电流表所选量程太大；
（2）由I﹣U图象可得，小灯泡在额定电压下的电流为0.25A，
则小灯泡的额定功率为：
P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W。
（3）根据I﹣U图像知，小灯泡的电压为0.5V时，电流为0.1A，由串联电路的规律及欧姆定律，此时实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻为：
R滑＝＝＝＝55Ω，故变阻器的规格可能为60Ω 1A，
故选C；
（4）丁图中，将S2置于b，电流表没有接入电路，将S2置于a，电流表测通过电阻箱中的电流，即无论S2置于a、b，灯的电流都不能测量，故不能使灯正常发光，不能测出灯泡额定功率；
丙图中，将S2置于a，移动滑片，使电流表示数为I额，则灯正常发光；
保持滑片的位置不动，将S2置于b，调节电阻箱的旋钮，使电流表的示数仍为I额，记下电阻箱连入电路中的电阻大小R箱，由等效替代法，则灯正常发光时的电阻等于R箱，则灯的额定功率：P＝I额2R箱；
故选丙。
故答案为：（1）闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处；电流表所选量程太大；（2）0.625；（3）C；（4）丙。
27．【解答】（1）按电路图连接实物图如下：
（2）当S2掷向a时，小灯泡正常发光，此时的电压为小灯泡的额定电压，即U额＝2.5V，
当S2掷向b端时，小灯泡仍然正常发光，此时小灯泡和电阻箱串联，电压表测灯泡和电阻箱两端的电压，
（3）那么电阻箱两端的电压为UR＝5.8V﹣2.5V＝3.3V，
通过电阻箱的电流为IR＝＝＝0.5A，
小灯泡的额定电流I额＝IR＝0.5A，
所以小灯泡的额定功率P额＝I额＝2.5V×0.5A＝1.25W。
故答案为：（1）如上图所示；（2）最大；（3）5.8；6.6；1.25。
28．【解答】
（1）观察图甲可知由于开关与灯泡之间的导线连接错误，电压表串联在电路中，所以闭合开关后，导致电压表测量电源电压，电压表有示数，由于电压表相当于开路，则电流表的没有示数；要测灯的额定功率，应将电压表并联在灯泡两端，如下图：
（2）图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；
（3）根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率是：
P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值，原因是灯泡在不同电压下的功率不同；
（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器接入电路中的电阻减小时，灯泡两端电压增大，电流也增大，根据欧姆定律可知电路中总电阻变小，
由于灯泡两端电压增大，电流增大，则灯泡的功率变大，由于灯泡电阻受温度的影响，则灯泡的电阻会变大，
根据R＝R滑+R灯可知：只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量ΔR1大于灯泡的阻值增加量ΔR2才会让总电阻变小；
（6）根据上面的分析，具体步骤：
①开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片右边的电阻与灯泡串联，电压表测变阻器的电压，要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压：UL＝U额＝3V，
根据串联电路电压的规律可得：U滑＝U﹣UL＝9V﹣3V＝6V，所以，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为6V，则灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，电压表测量变阻器滑片右边电阻两端的电压，此时电压表示数为U右＝4V；
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测出定值电阻R两端的电压，所以需要测出滑动变阻器两端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压，即U′＝7V；
③在②中，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，
根据串联电路电压的规律可得，R的电压为：
UR＝U＝U′＝9V﹣7V＝2V，
由分压原理可得：＝，
所以变阻器滑片右边电阻的阻值：
R右＝×R＝×10Ω＝20Ω；
故在①中，灯的额定电流为：
IL＝＝＝0.3A，
则小灯泡的额定功率：
P额＝ULIL＝3V×0.3A＝0.9W。
故答案为：（1）电压表；如上所示；（2）左；（3）0.625；（4）不需要；灯泡在不同电压下的功率不同；（5）＞；（6）①6；②左；③0.9。
29．【解答】
（1）根据欧姆定律可得，小灯泡的额定电流约为：；
根据串联电路的电压、电流规律知：U滑≥6V﹣2.5V＝3.5V、，
即；
所以滑动变阻器的额定电流应大于0.3125A、最大电阻应大于11.2Ω，因此B.“20Ω 0.5A”为合适电阻；
（2）滑片向右移动时小灯泡变亮，说明滑片右移时电流变大，此时接入电路中的总电阻变小，即接入电路中滑动变阻器的阻值变小，电阻丝变短，结合一上一下串联接入原则，应把滑动变阻器B接线柱连入电路，连接方法如下图所示：
；
（3）为保护电路，连接电路时，开关应该处于断开状态；
（4）电压表无示数，可能是与电压表并联部分的电路短路或与电压表并联电路以外的部分断路，电流表有示数，说明电路不可能断路，因此故障可能的原因是与电压表并联的小灯泡短路；
（5）已知小灯泡额定电压是2.5V，由图乙知，电流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表示数是0.30A，根据电功率计算公式知小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（6）若将阻值约为50Ω的电阻接入图甲中小灯泡所在位置，当变阻器连入电路的电阻最大为20Ω时，电压表示数最小，由欧姆定律和串联电路的规律，电压表示数：
UV＝I′R′＝＝≈4.2V＞3V，
故在其它连线均不变的情况下，不能仅将阻值约为50Ω的电阻替换小灯泡，测量其阻值，理由是：
电阻两端的电压超过电压表量程。
故答案为：
（1）B；（2）如上图所示；（3）断开；（4）小灯泡短路；（5）0.75W；（6）不能；电阻两端的电压超过电压表量程。
30．【解答】（1）由电路图可知，当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P＝可知，总功率最大，所以此时电炖锅为高温挡；当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，总功率最小，所以此时电炖锅为低温挡。
（2）由电路图可知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，总功率最小，此时为低温挡；
当S2接A，S1闭合时，R2被短路，只有电阻R1接入电路，电炖锅处于中温挡。
由P＝UI得，正常工作时通过R1的电流：
I1＝＝＝A，
由I＝得，R1的阻值：
R1＝＝＝121Ω；
高温挡时，R2消耗的电功率为：P2＝P高﹣P中＝1100W﹣400W＝700W；
则R2的电阻为：R2＝＝≈69Ω；
（3）由ρ＝可得，水的质量：
m＝ρ水V＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，
消耗的电能：W＝＝＝4.62×105J，
由P＝得，烧开一壶水需要的时间：
t＝＝＝420s。
答：（1）当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，总功率最小，所以此时电炖锅为低温挡；
（2）电阻R1的阻值是121Ω；R2的电阻为69Ω；
（3）水吸收的热量为3.696×105J，烧开一壶水需要的时间为420s。
31．【解答】（1）当S1闭合，S2断开时，电热器处于低温挡，简化电路如图所示
低温挡功率P1＝110W，故I1＝＝＝0.5A；
（2）当S1，S2都闭合时，电热器处于高温挡，简化电路如图所示
电阻R2的功率P2＝P总﹣P1＝990W﹣110W＝880W
电阻R2＝＝＝55Ω。
答：（1）低温挡时通过电路的电流为0.5A；
（2）电热丝R2的阻值为55Ω。
32．【解答】【方案设计】
方案一，电路中两电阻串联，闭合开关S后，当开关S1闭合时，电路为R1的简单电路，电路的电阻较小，电功率较大，为加热状态；当开关S1断开时，两电阻串联，电路的电阻较大，电功率较小，为保温状态；
开关转换达到改变电路中电阻的大小，从而改变电热水壶的电功率，以实现加热和保温功能；
为了实现上述功能，还可以将两电阻并联，通过开关转换实现，电路图如图所示：
当闭合开关S时，为保温状态，再闭合S1为加热状态；
【器材选择】
由题知，方案一中能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃，
水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，
不计热量损失，电热水壶消耗的电能：W＝Q吸，
电热水壶的加热率：P＝＝＝＝800W，
由P＝可得，R＝＝＝60.5Ω，
即选择的加热电阻阻值最大为60.5Ω；
【方案反思】
为了保证使用的安全，可以在加热的支路上增加一个温度控制开关，避免水加热至沸腾后仍持续加热。
故答案为：【方案设计】见上图；
【器材选择】方案一，选择的加热电阻阻值最大60.5Ω；
【方案反思】在加热的支路上增加一个温度控制开关。
33．【解答】（1）灯泡正常发光，由P＝UI得，此时通过灯泡的电流：I＝＝＝0.5A，
由于灯泡与电阻串联，各个电流相等，故I＝IL＝IR＝0.5A；
（2）由I＝得，
电阻两端电压为：UR＝IR＝0.5A×8Ω＝4V，
因为串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和，
故总电压：U＝UL+UR＝6V+4V＝10V；
（3）通电20s，整个电路消耗的电能：W＝UIt＝10V×0.5A×20s＝100J。
答：（1）电路中的电流I为0.5A；
（2）电源电压U为10V；
（3）通电20s，整个电路消耗的电能W为100J。
34．【解答】（1）由图可知，闭合开关S，只有R1的简单电路，电路中的电阻较大，由P＝可知电功率较小，处于低温挡；
当S和S1闭合时，两个电阻并联，电路中的总电阻较小，由P＝可知电功率较大，处于高温挡；
由P＝UI可知，电压不变，低温挡时，通过电路的电流较小；
由图乙可知，低温挡时的电流是6A，低温挡工作时的功率为：
P低＝UI低＝220V×6A＝1320W；
（2）由图乙可知，低温挡时只有R1的简单电路，低温挡时的电流是6A，通过R1的电流是6A，高温挡时的总电流是10A，高温挡两个电阻并联，
由并联电路的特点可知通过R1的电流不变，由并联电路电流的规律可知，通过R2的电流为：
I2＝I﹣I1＝10A﹣6A＝4A，
电热丝R2的阻值为：
R2＝＝＝55Ω；
（3）15min内R1消耗的电能
W1＝UI1t＝220V×6A×15×60s＝1.188×106J＝0.33kW h。
答：（1）低温挡工作时的功率是1320W；
（2）电热丝R2的阻值是55Ω；
（3）15min内R1消耗的电能是0.33kW h。
35．【解答】（1）由图像可知，当灯泡电压为额定电压2.5V时，其电流为0.3A，
故灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（2）当灯泡正常发光时，变阻器两端电压为：UR＝U﹣UL＝4V﹣2.5V＝1.5V，
滑动变阻器R接入电路的阻值为R＝＝＝5Ω；
（3）由图像可知，当小灯泡消耗的功率为0.2W时，灯泡电压为1V，电流为0.2A，灯泡电阻为：RL＝＝＝5Ω；
此时电路总电阻为：R＝＝＝20Ω，
此时变阻器阻值为：R′＝R﹣RL＝20Ω﹣5Ω＝15Ω，
通电1min，即t＝1min＝60s，滑动变阻器R产生的热量为：Q＝I′2R′t＝（0.2A）2×15Ω×60s＝36J。
答：（1）小灯泡的额定功率为0.75W；
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值为5Ω；
（3）当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量为36J。
36．【解答】（1）由题图乙可知，饮水机加热挡电功率：P加热＝484W；加热时间：t＝5min＝300s；
饮水机处于加热挡阶段消耗的电能：W＝P加热t＝484W×300s＝145200J；
（2）由电路图可知，当开关S、S0 闭合时，R1与R2并联，电路中总电阻最小，根据P＝U /R可知，饮水机总功率最大，此时为加热状态；当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，饮水机处于保温状态，根据图乙可知，保温挡的功率为44W。
加热时电阻丝R2的电功率：P2＝P加热﹣P1＝P加热﹣P保温＝484W﹣44W＝440W，
由P＝U /R可得，电阻R2的阻值：R2＝U /P2＝（220V） /440W＝110Ω。
故答案为：：（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为145200J；
（2）电阻R2的阻值为110Ω。
37．【解答】（1）将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量：
Q＝cmΔt＝4.2×10 J/（kg ℃）×0.2kg×（100℃﹣10℃）＝75600J。
（2）当开关旋至2位置时只有R1连进电路，处于低温挡，可求得此时的功率：，
当开关旋至3位置时，R1和R2并联，处于高温挡，则R2单独的功率：P2＝P﹣P1＝1200W﹣800W＝400W，
根据公式，可推导出，则可求得电阻：。
（3）高温挡加热水所需的总电能：W＝Pt＝1200W×70s＝84000J
根据加热效率公式：η＝
答：（1）将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量为75600J；
（2）R2阻值为121Ω；
（3）若用高温挡加热这些水，所需时间为1min10s，挂烫机的加热效率为90%。
38．【解答】（1）根据ρ＝可知，水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；
（2）水吸收的热量是：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（95℃﹣75℃）＝8.4×104J；
消耗的电能为：W＝P加t＝500W×210s＝1.05×105J；
饮水机的加热效率为：η＝＝＝80%；
（3）根据电路图可知，当开关S闭合，S0断开时，只有R1工作，此时为保温状态，保温的功率为：
P保＝＝≈49W。
答：（1）蓄水箱中水的质量是1kg；
（2）饮水机的加热效率为80%；
（3）饮水机的保温功率约为49W。
39．【解答】（1）当开关S1闭合、S2断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可得：
R1＝＝＝10Ω；
（2）当开关S1、S2均闭合时，R1和R2并联，
因为并联电路中各支路两端的电压相等，则有：
U2＝U＝3V，
由欧姆定律可知，通过R2的电流为：
I2＝＝＝0.1A，
所以通电10s电阻R2产生的热量为：
Q＝I22R2t＝（0.1A）2×30Ω×10s＝3J。
答：（1）电阻R1的阻值为10Ω；
（2）当开关S1、S2均闭合时，通电10s电阻R2产生的热量为3J。
40．【解答】（1）若用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，吸收的热量为：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×4kg×（60℃﹣50℃）＝1.68×105J，
由图乙可知，用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，所用时间为t1＝3min＝180s，
消耗的电能为：W1＝P高t1＝1100W×180s＝1.98×105J，
所以电火锅的热效率为：η1＝＝×100%≈84.8%；
（2）若用低温挡给（1）问中的水加热，由图乙可知，所用时间为t2＝5min＝300s，
消耗的电能为：W2＝P低t2＝880W×300s＝2.64×105J，
所以W1＜W2，故使用高温挡更节能；
（3）由公式P＝可知，在电压不变时，电阻越小，电功率越大；
在图甲中，当闭合S、S1时，只有电阻R1工作，为低温挡，
由P＝可知，R1的电阻为：
R1＝＝＝55Ω，
当闭合S、S1，S2接a，电阻R1和R2并联，为高温挡，则电阻R2的电功率为：
P2＝P高﹣P低＝1100W﹣880W＝220W，
所以R2的电阻为：
R2＝＝＝220Ω，
当S闭合，S1断开，S2接b，电阻R1和R2串联，电火锅处于“保温挡”，则电火锅正常工作时保温挡的电功率为：
P保＝＝＝176W。
答：（1）用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，水吸收的热量为1.68×105J，电火锅的热效率为84.8%；
（2）用高温挡和低温挡给质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，使用高温挡更节能；
（3）电火锅正常工作时保温挡的电功率为176W。
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