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【中考精粹】2022中考物理二轮学案
5.4 电功率
结合实例理解电功和电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。
2.通过实验探究，理解焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的一些现象。
考点一：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。
考点二：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：＝。
考点三：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：＝＝＝＝。
类型一、
1. （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
【分析】（1）在串联电路中：电流处处相等，电路两端电压等于各个用电器两端电压之和；（2）欧姆定律I=U/R，可推导出R=U/I；（3）电功率P=IU；（4）结合图乙给出的信息可知直线是定值电阻，曲线是灯泡，根据串联电路的特点，在图乙中找出符合条件的电流值，以及灯泡和定值电阻所对应的电压值，最后根据欧姆定律和电功率的计算公式即可解决问题。
【解析】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。
【答案】C。
类型二、
2. （2021 宁波）（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。
【分析】根据电路的总电阻大小情况，分析电路的总功率大小，进而得出电火锅的不同挡位对应的电路。
【解析】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。
【答案】低；高；R2；中。
类型三、
3.（2021 德州）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。
（1）请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电流表示数变大，连线不得交叉。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，出现该状况的原因是 。（填字母序号）
A.电流表内部断路了 B.灯座内部出现了短路 C.灯泡的灯丝断了
（3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，其读数为 A，小灯泡的额定功率为 W。
（4）该实验装置不能完成的实验是 。（填字母序号）
A.探究串联电路中的电流规律
B.探究串联电路中的电压规律
C.探究电流与电压的关系
（5）另一组的小芳在进行实验时发现电流表已损坏无法使用，老师给她一个已知阻值为R0的定值电阻，同学们设计了如图丙所示的电路，并正确测出小灯泡的额定功率，已知电源电压不变，实验步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片P使电压表读数为小灯泡额定电压U额；
②闭合开关S，断开S1，再闭合S2，保持滑动变阻器滑片P位置不动，读出此时电压表的示数为U；
③小灯泡额定功率的表达式P额= 。（用U额、U、R0表示）。
【分析】（1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，根据滑片移动方向确定滑动变阻器接入的下接线柱；（2）逐一分析每个选项，找出符合题意的答案；（3）根据电流表选用的量程和分度值读出电流值，再利用P=UI求出电功率；（4）逐一分析每个选项，找出能探究的实验；（5）由实验步骤，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P=UI可求出灯的额定功率。
【解析】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选用小量程，滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电流表示数变大，电阻变小，故左下接线柱应接入电路，如图所示：
（2）A．若电流表内部断路了，则整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意；B．若灯座内部出现了短路，电压表没有示数，电路为通路，电流表有示数，符合题意；C．若灯泡的灯丝断了，电流表没有示数，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，不符合题意；故选：B；
（3）由图乙可知，当电压表的示数为2.5V，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）A.将电流表分别串联在电路中的不同位置，可以测出不同位置的电流，故可探究串联电路中的电流规律；B.用电压表分别测量灯与变阻器的电压以及电路两端的总电压，故可探究串联电路中的电压规律；C.探究电流与电压的关系，要控制电阻大小不变，而灯的电阻随温度的变化而变化，故不能探究电流与电压的关系；故选：C；
（5）实验步骤：①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑片P使电压表读数为U额，此时小灯泡正常发光；②不改变滑动变阻器滑片P的位置，闭合开关S、S2，断开S1，记录电压表此时读数为U；③在①中，电压表测灯的电压，灯正常发光，在②中，电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作。
【答案】（1）见解答；（2）B；（3）0.3；0.75；（4）C；（5）U额×。
类型四、
（2021 镇江）图甲是小明设计的一种家用即热式饮水机，R为电阻箱，RF为置于储水箱底部的压力敏感电阻，其阻值随上方水的压力的变化而变化，已知U=6V；当电磁铁线圈中的电流I≤0.04A时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足；当I≥0.04A，K被吸上；电磁铁线圈电阻不计。
（1）随着水箱内水量的减少，RF所受水的压力 ；RF的阻值应随压力的减小而 。（填“增大”或“减小”）
（2）若将电阻箱接入电路的阻值调至100Ω，求指示灯L刚亮起时RF的阻值。
（3）如图乙所示，水泵使水箱内的水以v=0.1m/s的恒定速度流过粗细均匀管道，管道的横截面积S=1cm2；虚线框内是长L=0.1m的加热区，阻值R=22Ω的电阻丝均匀缠绕在加热区的管道上，两端电压为220V。设水仅在加热区才被加热，且在通过加热区的过程中受热均匀，电阻丝产生的热量全部被水吸收。
①设水的初温为25℃，求经过加热区后热水的温度。（结果保留一位小数）
②为提高经过加热区后热水的温度，请提出两种符合实际的解决办法： ， 。
【分析】（1）由题干“电磁铁线圈中的电流较小时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足。”得出水箱内水量和电磁铁线圈中的电流的关系；再结合欧姆定律判断：水箱内水量减少时，RF所受水的压力和RF阻值的变化；（2）即热式饮水机的工作电路是串联电路，当电磁铁线圈中的电流I=0.04A时，指示灯L刚亮起，根据串联电路电压、电流规律和欧姆定律计算，此时RF的阻值；（3）①由密度公式计算出水的质量，由热量公式计算吸收的热量，由电功计算公式计算电阻丝产生的热量，然后建立平衡方程，从而求出经过加热区后热水的温度；②由上步加热后水的温度计算公式，判断提高经过加热区后热水的温度的解决办法。
【解析】（1）由“当电磁铁线圈中的电流I≤0.04A时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足。”知：水箱内水量越少，电路中总电流越小；根据欧姆定律知：电源电压不变，电路中总电流越小，总电阻越大。即随着水箱内水量的减少，RF所受水的压力减小；RF的阻值应随压力的减小而增大。
（2）由图甲知RF、R串联，且U总=U=6V、I总=I=0.04A、R=100Ω，
根据吸热公式知：水在加热区吸收的热量为Q吸=c水m△t；
电阻丝产生的热量全部被水吸收，Q电=Q吸
②从加热后水的温度计算公式知：为提高经过加热区后热水的温度，可增大加热时间，所以可把加热区的直管改曲管或改良水泵以降低水速，最终增加水在管道里的流动长度（时间），以达到增大加热时间的目的。
【答案】（1）减小；增大；（2）50Ω；（3）①加热后水的温度约为77.4℃；②加热区直管改曲管；降低水速。
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 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
3．（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
4．（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
5．（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。
6．（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。
7．（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。
8．（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。
9．（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。
10．（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。
11．（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 　 　。（小灯泡电阻不受温度影响）
12．（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。
13．（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 ℃）]
14．（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
15．（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 　 　。
16．（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）。
17．（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。
18．（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 　 　。
19．（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”）。
20．（2021 泸州）王力同学在学校看到电工师傅们正在更换安全出口指示灯，他发现这些指示灯都是LED灯（发光二极管，电路元件符号为），在实验室他找来了一只标有“5V”字样的LED灯，电压为9V的电源，并设计了如图甲所示的电路。
（1）如图甲所示，闭合开关S前，要将滑动变阻器的滑片置于 　 　（选填“a”或“b”）端，闭合开关S后移动滑片P，LED灯发光，测得4组数据并在坐标纸上描点如图乙所示。当该LED灯正常工作时，LED灯的额定功率为 　 　W，此时变阻器RP接入电路的阻值是 　 　Ω。再调节滑动变阻器，当LED灯两端电压达到6V时，该LED灯并未烧毁，则LED灯在6V电压下工作10s消耗的电能为 　 　J。
（2）在图甲中断开S，只改变电源的正负极后再闭合S，LED灯不发光、电流表示数几乎为零，但电压表有示数，此时LED灯所在的电路相当于 　 　（选填“通路”“开路”或“短路”）。王力同学又把该LED灯接某低压电路中，该灯出现持续频闪现象，说明这个电路中的电流是 　 　（选填“交流电”或“直流电”）。
21．（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
22．（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”）。
23．（2021 丹东）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小明设计了如图甲所示的电路图。已知小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电源电压恒为3V。
（1）小明同学连接电路后闭合开关，在移动滑动变阻器滑片的过程中发现，小灯泡变亮时电压表示数反而减小，小灯泡变暗时电压表示数反而增大，经检查所用器材均完好，你认为原因可能是 　 　。
（2）重新正确连接好电路后闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V，电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为 　 　W。
（3）接下来，小明想测量小灯泡两端的电压略低于额定电压时的电功率，滑动变阻器的滑片应向 　 　（选填“A”或“B”）端调节。
（4）小明又设计了如图丙所示的电路，测量小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1最大阻值为R0，小灯泡额定电压为U额（U额小于电源电压）。请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S1、S3，调节滑动变阻器R2滑片，使电压表示数为U额，小灯泡正常发光。
②闭合开关S1、S2，使滑动变阻器R2滑片 　 　（选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”），滑动变阻器R1滑片 　 　（选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”），记下此时电压表示数为U1。
③闭合开关 　 　，滑动变阻器R2滑片 　 　（选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”），记下此时电压表示数为U2。
④小灯泡额定功率P额＝　 　（选用字母U1、U2、U额、R0表示）。
24．（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 　 　。
25．（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。
26．（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。
27．（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 　 　。
28．（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。
29．（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】……
30．（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。
31．（2021 株洲）给一电池充电，在电量从零直至充满的过程中，电池电压和充电电流随时间变化的曲线简化后如图所示。根据图像解答下列问题：
（1）在该电池充电的过程中，充电功率的变化情况是先 　 　后 　 　；
（2）图中虚线表示 　 　（填“电压”或“电流”）曲线，理由是电池刚充满电时 　 　。
（3）已知电池充电的前50min储存的电能达到满电时的50%，不计发热损耗，试求该电池充满电后储存的电能。
32．（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。
33．（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。
34．（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。
35．（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
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】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。
3．【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。
4．【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。
5.【解答】电流产生的热量Q＝I2Rt＝（1A）2×2Ω×60s＝120J；
故答案为：120。
6．【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。
7．【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。
8．【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2021.6kW 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。
9．
【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，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，由串联分压的规律可知变阻器分得的电压最大，则此时灯泡两端的电压最小，所以根据图乙可知，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。
10． 【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。
11．【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。
12．【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。
13． 【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℃。
14． 【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。
15． 【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。
16．【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﹣）。
17． 【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
18． 【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。
19． 【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。
20． 【解答】（1）闭合开关S前，要将滑动变阻器的滑片移到b端；
当灯正常发光时，根据图像乙可知通过灯的电流为20mA＝20×10﹣3A；
LED灯的额定功率为：P额＝U额 I额＝5V×20×10﹣3A＝0.1W；
根据串联电压规律U＝U1+U2得滑动变阻器两端的电压为：Up＝U﹣UL＝9V﹣5V＝4V；
根据公式可得滑动变阻器接入电路的阻值为：；
则LED灯在6V电压下工作10s消耗的电能为：WL＝UIt＝6V×35×10﹣3A×10s＝2.1J.
（2）在串联电路中，当电流表示数几乎为零，说明电路中存在开路，LED灯所在的电路相当于开路；
发光二级管具有单向导电性，据此可知，当灯出现持续频闪现象时，说明电路中的电流是交流电。
故答案为：（1）b；0.1；200；2.1；（2）开路；交流电。
21． 【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；
22．【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。
23． 【解答】
（1）灯泡变亮时，灯泡两端的电压应变大，电压表示数反而减小，说明电压表与滑动变阻器并联了。
（2）根据图乙可知，电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表读数为0.2A，根据电功率公式：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W。
（3）想测量小灯泡两端的电压略低于额定电压，则滑动变阻器分得电压增大，阻值增大。故滑动变阻器的滑片应向A端调节。
（4）①闭合开关S1、S3，滑动变阻器R2与小灯泡串联，电压表测量小灯泡的电压；调节滑动变阻器R2滑片，使电压表示数为U额，小灯泡正常发光。
②闭合开关S1、S2时，R1与R2串联，使滑动变阻器R2滑片保持不动，滑动变阻器R1滑片滑到最右端，为R1最大阻值R0，此时电压表示数为U1，可得此时电流为：。
③闭合开关S1、S2，使滑动变阻器R1滑片不动（其接入电路的阻值仍然为R0），滑动变阻器R2滑片滑到最左端，记下此时电压表示数为U2。此时电路为R1最大阻值的简单电路，电压表示数为电源电压。
根据②③可得②中R2的阻值为：
＝＝，
①中的电流为（即灯泡的额定电流）：
＝＝，
则小灯泡的额定功率为：
P＝U额I＝U额。
故答案为：（1）电压表与滑动变阻器并联了；（2）0.5；（3）A；（4）②保持不动；滑到最右端；③S1、S2；滑到最左端；④U额。
24． 【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。
25． 【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。
26． 【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。
27． 【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。
28．
【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。
29．
【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。
30．
【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。
31．
【解答】我们知道，电池刚充满电时，电流应该为0，故虚线表示的电流，实线表示的是电压；
由图像可知，前50min电流保持不变，电压成正比增大，由P＝UI可知，前50min充电功率也成正比增大，从50min到200min电压保持不变，电流逐渐变小，故充电功率变小；
由图可知，开始充电时的充电功率为：P0＝U0I0＝12.5V×4A＝50W，
第50min充电功率为：Pm＝UmIm＝19.5V×4A＝78W，
则前50min内的平均充电功率为：P＝＝＝64W，
已知电池充电的前50min储存的电能达到满电时的50%，不计发热损耗，
则该电池充满电后储存的电能为：W＝2Pt＝2×64W×50×60s＝3.84×105J。
故答案为：（1）变大；变小；（2）电流；电流为0；（3）该电池充满电后储存的电能为3.84×105J。
32．
【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%。
33．
【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。
34．
【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。
35．
【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。
一．选择题（共10小题，满分20分，每小题2分）
1．（2分）如图是探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关的实验装置，将两根阻值不等的电阻丝R1、R2串联后分别放入两个透明容器中，并封闭等量的空气，通电前两U形管内液面相平接通电源一分钟后，通过R1、R2电流分别为I1、I2则（　　）
A．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电流的关系
B．通电一段时间后，U形管A中液面的高度差比右侧的大
C．I1＝l2，A管中的液面较低
D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的
2．（2分）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示。把它们串联在电路中，如图乙所示，闭合开关S，这时电流表的示数为0.2A，则电源电压和元件B的电功率分别是（　　）
A．2V 0.8W B．4.5V 0.5W C．2.5V 1W D．4.5V 1W
3．（2分）如图所示的电路中，标有“6V 3W”的小灯泡L恰好正常发光；若保持R不变，将L换成另一只标有“6V 2W”的小灯泡，闭合开关后，小灯泡工作时消耗的实际功率为（　　）
A．大于2 W B．等于2 W C．小于2 W D．无法确定
4．（2分）小红在做“探究串联电路电压的规律”实验时，连好了如图所示的电路，闭合开关S后发现L1正常发光，L2只能微弱发光，以下对于这一现象产生原因的分析中，合理的是（　　）
A．灯泡L2发生了断路
B．灯泡L2发生了短路
C．灯泡L2的电阻较大，其实际功率较小
D．灯泡L2的电阻较小，其实际功率较小
5．（2分）在“探究电功与哪些因素有关”的实验中，小惠连接了如图所示的电路，以下说法中错误的是（　　）
A．此电路探究的是电功与电压的关系
B．实验中，通过灯泡的亮度反映电功的大小
C．滑动变阻器在电路中起到保护电路的作用
D．移动滑动变阻器的滑片从而改变电流，可以进一步探究电功与电流的关系
6．（2分）小杨家中只使用一个用电器，电能表的示数在1h内由2094.3kW h变为2095.3kW h，则他家里使用的用电器可能是（　　）
A．电风扇 B．电视机 C．空调机 D．抽油烟机
7．（2分）如图所示的两只灯泡L1，L2分别标有“8V4W”和“4V1W”，将它们与滑动变阻器串联后加在8V的电源上，假设两灯的灯丝电阻不随温度变化，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
B．灯L1始终比灯L2亮
C．两灯的功率始终相同
D．当滑动变阻器的滑片P移动到a端时，两灯都能正常发光
8．（2分）如图所示，电源电压不变，电流表的最大量程0～3A，灯泡L标有“6V 3W”（不考虑温度对灯丝电阻的影响），当开关S闭合，S1、S2断开，滑片P从b端滑到某一位置时，变阻器的电阻减小4Ω，电流表的示数变化0.1A，灯泡恰好正常发光；保持滑片P位置不变，闭合S1、S2，电流表的示数又变化了1.7A．开关S闭合，下列说法中正确的是（　　）
A．电源电压为10V
B．R0阻值为8Ω
C．当S1、S2都断开时，调节滑片P，电路消耗的总功率最大为24W
D．当S1、S2都闭合时，调节滑片P，电路消耗的总功率最小为9.6W
9．（2分）如图甲所示，电源电压恒为12V，闭合开关S，当滑片P在a端时，电流表示数为0.1A，R2消耗的电功率为1W；图乙、丙分别是变阻器滑片P从a端滑到b端的过程中两组物理量的关系图像，则（　　）
A．图乙反映的是电压表与电流表示数的关系
B．滑片P在b端时，电路消耗的总功率为1.2W
C．图丙反映的是R2与R1的电功率比值k与R2的关系
D．滑片P在a端时，R1的阻值为20Ω，消耗的电功率为2W
10．（2分）如图所示，电源电压恒定不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离，电压表V1、V2示数的变化量分别为△U1、△U2，电流表示数的变化量为△I，阻值相同的定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为△P1、△P2．则下列判断正确的是（　　）
A．△P1+△P2＝△I2（R1+R2） B．|△U1|＞|△U2|
C．||+||＝R1+R2 D．|△U1|＜|△U2|
二．多选题（共2小题，满分6分，每小题3分）
（多选）11．（3分）干电池本身有一定的电阻，可以等效为一个没有电阻的理想干电池和一个定值电阻串联而成，将n节干电池串联成如图甲所示的电源。使用该电源组成如图乙所示的电路，闭合电键S，在变阻器滑片P从A端滑到R端的全过程中，电路中部分物理量的变化规律分别如图丙（a）、（b）、（c）所示，其中图丙中（a）为电压表示数与电流表示数的对应关系图线，图丙中（b）为电池组输出电功率与电压表示数的关系图线，图丙中（c）为电池组输出电能的效率η与变阻器接入电路电阻的关系图线。若电表均为理想电表，则下列结论正确的是（　　）
A．该电源由6节干电池串联组成
B．变阻器的总电阻为4Ω
C．图丙（a）中经过x点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积为2.16W
D．图丙（b）中y点对应的横坐标为3V
（多选）12．（3分）如图所示，将灯L1L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在甲图中灯L1的功率为4W，在乙图中灯L1的功率为9W．设灯丝电阻不变。下列说法中正确的是（　　）
A．甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2：3
B．L1L2两灯灯丝电阻之比是2：1
C．甲图中灯L1L2的功率之比是1：2
D．甲、乙两图电路消耗的总功率之比是3：2
三．填空题（共7小题，满分24分）
13．（3分）如图甲为某品牌具有反向充电技术的手机，其手机电池参数如图，对外充电时最大输出功率40W，最多能输出总电能的50%．甲手机电池充满电储存的电能为　 　kW h，如图甲手机正对乙手机充电，按最大输出功率最多能对乙手机输电　 　h，此时甲手机相当于　 　（填“电源”或“用电器”）。
充电功率 ≥10W
标称电压 3.8V
电池容量 4000mAh
14．（3分）小明同学为他爷爷的房间安装好一只3W的节能灯，告诉爷爷：这盏节能灯让它通宵亮着，这样您夜间起床就安全了。他的爷爷听了直摇头说，这样太浪费了。小明说不会的，1kW h的电费是0.50元，如每晚灯亮10h，每晚用电　 　J，每月（30天计）用电　 　kW h，一个月只有多用电费　 　元。
15．（5分）小明家新买了一台某品牌空调，看到该品牌空调“一晚一度电”的广告，他决定检验一下。观察到家中空调每制冷工作10min后，就转变成送风状态工作5min，再转变为制冷状态，如此反复。为了测量空调制冷时的电功率，他单独将该空调接入电路中，并记录了家中电能表的数据（见表）。空调送风10min所消耗的电能为　 　kW h，30min内空调消耗的电能为　 　kW h，空调制冷时的电功率为　 　kW．某晚10点整开启空调并正常工作，到第二天8点整关闭，这晚空调耗电　 　kW h，此空调的广告　 　（选填“存在”或“不存在”）虚假宣传。
送风状态时消耗的功率：0.24kW
测量时间 30分钟
电能表示数 （kW h） 开始计时 1666.0
30分钟 1666.5
16．（5分）如图是城市电动清洁车在水平路面上工作时的情景，它在工作过程中将垃圾自动吸入车内，此过程中如果清洁车做匀速直线运动，则机械能将　 　（变大/变小/不变），其中车身的LED灯起到警示的作用，它是由　 　（超导/半导体）材料制成的，它工作时将　 　能转化为光能。若某清洁车由输出电压为48V、容量为100A h的电池提供工作能量，该电池最多可提供　 　kW h的电能，这些电能的80%用于工作，可供平均功率800W的清洁车工作　 　h。
17．（3分）如图甲所示，铅笔芯与滑动变阻器串联接在电压恒为6V的电路中，闭合开关，滑动变阻器的滑片从A端向B端移动，电流表和电压表示数变化情况如图乙所示。由图象可知，当滑动变阻器两端电压为1V时，滑动变阻器消耗的功率为　 　W，此时，铅笔芯的电阻是　 　Ω，在滑动变阻器接入电路的阻值逐渐减小的过程中，铅笔芯的电阻　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
18．（3分）图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像，如果将它们串联在电路中，通过它们的电流是0.2A时，电源电压是　 　V；若将它们按图乙所示接入电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为1W；再闭合开关S1，电流表示数变化了　 　A，在此状态下通电1s，电路中电流做的功是　 　J。
19．（2分）如图所示是某小灯泡的电流﹣电压图象，小灯泡的额定电压为6V，小灯泡正常发光时，灯丝的电阻是 　 　Ω．若将小灯泡与R＝10Ω的定值电阻并联接入某电路，干路中的总电流为0.5A，通电10s，电阻R消耗的电能为 　 　J。
四．实验探究题（共4小题，满分25分）
20．（5分）在“测量小灯泡的电功率”的实验中：电源电压6V不变，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）某次实验时，电压表示数如图乙所示，则此时滑动变阻器两端的电压为 　 　V；如果要使小灯泡正常发光，变阻器的滑片P应该向 　 　（选填“A”或“B”）端移动。
（3）实验中移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的I﹣U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定电功率是 　 　W。
（4）某同学实验中电流表和电压表指针偏转情况如图丁所示，其中某电表指针示数不妥，其原因是 　 　。（要说明表的名称）
（5）实验中发现当小灯泡两端电压减小时，它的亮度随之减弱，测量出的小灯泡电阻也相应减小，导致这变化的合理解释是 　 　。
A．导体电阻与通过导体的电流成正比
B．根据欧姆定律，电流一定时，导体的电阻与电压成正比
C．电压减小时，通过小灯泡的电流不变，电阻变小
D．电压减小时，小灯泡亮度变暗，温度降低，电阻变小。
21．（9分）小红在实验室做“测量小灯泡电功率”实验中，如图甲所示，电源电压恒为4.5V，小灯泡标有“2.5V”字样，电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω 3A）、开关各一个，导线若干。
（1）如图所示，小红所接的实验电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。
（2）正确连接导线过后，闭合开关，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，小红的操作不当之处是：　 　，灯泡熄灭的同时，可观察到电压表示数 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）小红更换灯泡后，逐渐移动滑片，看到电压表示数如图乙，其读数是 　 　V，为使灯泡正常发光，应向 　 　（填“左”或“右”）端移动滑片P，图丙为灯泡的U﹣I图象，可知灯泡的额定功率是 　 　W。
（4）小军看到实验桌上有一个U额＝3.8V的小灯泡，他想挑战只用一只电流表测量该小灯泡的额定功率。小军又找来一个已知阻值的定值电阻R0和两个开关S1，S2，设计了如图丁所示的电路图，请补全小军的实验步骤。
①只闭合开关S和 　 　，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 　 　；
②只闭合开关S和 　 　，　 　，读出此时电流表的示数为I；
③则小灯泡的额定功率的表达式为：P额＝　 　（用字母表示）。
22．（4分）在“探究影响电流的热效应因素”的实验中，装置示意图如图所示。
（1）A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，两瓶中盛装的煤油质量和初温均相等的目的是　 　；
（2）当开关闭合后，通电一段时间发现B烧瓶内煤油温度升高得多。根据已知的电热与电阻的关系，可分析得出，A瓶中金属丝的电阻比B瓶中的电阻　 　；
（3）在“探究电流热效应跟电流大小的关系”时，闭合开关，观察并记录　 　（填“A”、“B”或“任一”）瓶中温度计示数，需要添加的器材是　 　。
23．（7分）（2018 山西一模）小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率。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（电压为6V）、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：R1（20Ω0.5A）、R2（50Ω0.5A）、R3（500Ω 1A）。
（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是　 　。正确连接电路闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近6V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是　 　。
（2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙），则小灯泡的额定功率为　 　W．在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比　 　。（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑。灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华而变细，消耗的实际功率变　 　的缘故（选填“大、小）。
（4）灯泡的功率测量完毕，小明用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象，则小明应选用滑动变阻器　 　（选填“R1”、“R2”或“R3”）。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所选定值电阻的阻值为　 　。
五．综合应用题（共5小题，满分25分，每小题5分）
24．（5分）电动环保车因环保经济在各大旅游景区已广泛投入运营。如图1所示的电动环保车，有关技术参数如表。
空车质量 1200kg 电动机额定功率 5kW
满载乘员 10人 电动机额定电压 48V
满载时轮胎与地接触面积 4×250cm3 最大车速 18km/h
电动机效率 80% 平路行驶里程 ≤180km
根据技术参数和具体要求，求解下列问题：（g取10N/kg）
（1）电动机以额定功率工作半小时消耗多少电能？
（2）经检测电动环保车以额定功率匀速行驶时，受到的阻力与质量的关系如图2所示，若电动环保车满载时，每个乘员大约60kg，求车在行驶过程中受到的阻力。
（3）该车充一次电储存了2.7×108J的电能，电动环保车将电能转化为机械能的效率为80%，若该车满载时以额定功率匀速行驶，则充电一次最多可连续行驶多长的路程？
25．（5分）某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置，其原理如图甲所示。迎风板与一轻质弹簧一端相连，穿在光滑的金属杆上，弹簧由绝缘材料制成，均匀金属杆的阻值随长度均匀变化，工作时迎风板总是正对风吹来的方向，电路中左端导线与金属杆M端相连，右端导线

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