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第十三讲　电功和电功率　家庭电路
知识结构
考点清单
考点一电能和电功
1.电功、电功率
电功 电功率
定义 电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，用电器也就消耗了多少焦耳的电能，因此，电功就是电能转化成其他形式能的多少的量度 电流做的功与完成这些功所用时间的比叫作电功率
单位及 单位换算 国际单位：焦耳（J）. 常用单位：千瓦时（kW·h），俗称“度”. 1度＝1kW·h＝3.6×106J 国际单位：瓦特（W）.
常用单位：千瓦（kW）.
1kW＝1000W
公式 通用公式 W＝UIt（适用于所有电路） P＝＝UI（适用于所有电路）
导出公式 W＝I2Rt＝t（纯电阻电路） P＝I2R＝（纯电阻电路）
备注 （1）串联电路中常用公式：W＝I2Rt （2）并联电中常用公式：W＝t （1）串联电路中常用公式：P＝I2R
（2）并联电路中常用公式：P＝
力学、电学通用公式：W＝Pt 电功 电功率
电路中总功 和总功率 的计算 总功的计算： （1）串联电路中：W＝W1＋W2＋…＋Wn （2）并联电路中：W＝W1＋W2＋…＋Wn 总功率的计算：
（1）串联电路中：P＝P1＋P2＋…＋Pn
（2）并联电路中：P＝P1＋P2＋…＋Pn
无论是串联电路还是并联电路，其总功率和总功都是和数关系 2.额定功率和实际功率
（1）额定电压：用电器 　正常工作　 时的电压.
额定功率：用电器在 　额定电压　 条件下的电功率.（P额＝U额I额＝ ）
额定电流：用电器在正常工作时的电流叫作额定电流.
实际电压：实际加在用电器两端的电压.
实际功率：用电器在 　实际电压　 下的电功率.
正常工作　
额定电压　
实际电压　
（2）用电器实际工作时的三种情况
备注：①用电器实际功率可以有多个，但额定功率只有一个，且不随实际电压变化而变化.②灯泡的亮暗只与它的实际功率有关，实际功率越大，灯泡越亮，反之灯泡越暗.
3.电能表
电能表的作用 测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪表 仪表参数 电能表上“220V”“10（20）A”“600revs/（kW·h）”等字样，分别表示：电能表额定电压为220V，允许通过的基本电流为10A，额定最大电流为20A；每消耗1kW·h电能表转盘转600转.
读数 （1）最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位. （2）电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数 备注 电能表的考查方式一般为：
（1）电能表上每个参数的物理意义.
（2）计算消耗电能，或进一步计算电费.
（3）根据电费计算消耗的电能，然后进一步计算前后两次之中的一次读数.
（4）根据转盘转过的转数（或指示灯闪烁的次数）计算消耗的电能，或根据消耗的电能计算转盘转过的转数（或指示灯闪烁的次数）
　　例1　（2022·兰州）现有“6V　3W”和“12V　6W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是 （ ）
A.通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B.通电时间相同时，电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快
C.两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D.两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1A
　　解析：由于两灯是否正常工作未知，所以两灯实际功率大小未知，由W＝Pt知，无法判断两灯在相同时间内消耗电能的多少，A错误；由于两灯的实际功率未知，而电功率是表示电流做功快慢的物理量，所以电流通过两灯做功的快慢无法确定，B错误；两灯的电阻分别为R甲＝＝＝12Ω，R乙＝＝＝24Ω，两只灯泡串联工作时，通过的电流相等，由Q＝I2Rt知，相等时间里甲灯泡产生的热量小于乙灯泡，C正确；甲灯泡的额定电压小于乙灯泡，由并联电路的电压规律知，两灯并联时，电源电压最大为U＝U实乙＝U额甲＝6V，由并联电路的电流规律和欧姆定律可得，干路中允许通过的最大电流I＝I甲＋I乙＝＋＝0.75A，D错误.
答案：C
解析：由于两灯是否正常工作未知，所以两灯实际功率大小未知，由W＝Pt
知，无法判断两灯在相同时间内消耗电能的多少，A错误；由于两灯的实际功率未
知，而电功率是表示电流做功快慢的物理量，所以电流通过两灯做功的快慢无法确
定，B错误；两灯的电阻分别为R甲＝＝＝12Ω，R乙＝＝＝24Ω，
两只灯泡串联工作时，通过的电流相等，由Q＝I2Rt知，相等时间里甲灯泡产生的热
量小于乙灯泡，C正确；甲灯泡的额定电压小于乙灯泡，由并联电路的电压规律
知，两灯并联时，电源电压最大为U＝U实乙＝U额甲＝6V，由并联电路的电流规律和
欧姆定律可得，干路中允许通过的最大电流I＝I甲＋I乙＝＋＝0.75A，D错误.
　　例2　（2022·兰州）如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω　1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V　0.6A”，电流表的量程为0～3A.不考虑灯丝电阻的变化，只闭合S，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光.在保证电路安全的前提下，下列说法错误的是 （ ）
A.小灯泡的电阻为10Ω
B.电源电压为15V
C.小灯泡发光最暗时的功率约为1.4W
D.电路消耗总功率的最小值与最大值之比是1∶8
　　解析：小灯泡的电阻RL＝＝＝10Ω，A正确.只闭合S时，L与R串联，滑片P移到R的中点时，小灯泡正常发光，根据串联电路特点可知，通过滑动变阻器R的电流IR＝IL＝0.6A，由欧姆定律可知，滑动变阻器R两端的电压UR＝IRR'＝0.6A××30Ω＝9V，根据串联电路的电压特点可知，电源电压U＝UL＋UR＝6V＋9V＝15V，B正确.当滑动变阻器滑片P移到最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，R＝30Ω，此时电路中的最小电流Imin＝＝＝0.375A，小灯泡发光最暗时的功率P＝RL＝（0.375A）2×10Ω≈1.4W，C正确.
解析：小灯泡的电阻RL＝＝＝10Ω，A正确.只闭合S时，L与R串联，滑片
P移到R的中点时，小灯泡正常发光，根据串联电路特点可知，通过滑动变阻器R的
电流IR＝IL＝0.6A，由欧姆定律可知，滑动变阻器R两端的电压UR＝IRR'＝
0.6A××30Ω＝9V，根据串联电路的电压特点可知，电源电压U＝UL＋UR＝6V＋
9V＝15V，B正确.当滑动变阻器滑片P移到最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最
大，R＝30Ω，此时电路中的最小电流Imin＝＝＝0.375A，小灯泡发光最暗
时的功率P＝RL＝（0.375A）2×10Ω≈1.4W，C正确.
要保证电路安全，分析电路可得，当闭合开关S、S1和S2，R与R0并联，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大，此时通过R0的电流I0＝＝＝1.5A，所以干路的最大电流Imax＝1A＋1.5A＝2.5A，电路消耗的最大功率Pmax＝UImax＝15V×2.5A＝37.5W；当S闭合，S1、S2都断开，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时，电路电流最小为0.375A，电路消耗的最小功率Pmin＝UImin＝15V×0.375A＝5.625W，则电路消耗总功率的最小值与最大值之比Pmin∶Pmax＝5.625W∶37.5W＝3∶20，D错误.
答案：D
要保证电路安全，分析电路可得，当闭合开关S、S1和S2，R与R0并联，且通过滑动
变阻器的电流为1A时，干路电流最大，此时通过R0的电流I0＝＝＝1.5A，所以
干路的最大电流Imax＝1A＋1.5A＝2.5A，电路消耗的最大功率Pmax＝UImax＝
15V×2.5A＝37.5W；当S闭合，S1、S2都断开，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联
时，电路电流最小为0.375A，电路消耗的最小功率Pmin＝UImin＝15V×0.375A＝
5.625W，则电路消耗总功率的最小值与最大值之比Pmin∶Pmax＝5.625W∶37.5W＝
3∶20，D错误.
1.焦耳定律
电流的 热效应 定义 电流通过导体时，电能转化为内能，这种现象叫作电流的热效应
能量转化 电能转化为 　内能　
影响因素 导体的电阻、通过的电流、通电时间
焦耳 定律 内容 电流通过导体时产生的热量跟电流的 　平方　 成正比，跟导体的 　电阻　 成正比，跟 　通电时间　 成正比
计算公式 Q＝I2Rt（适用于所有电路）.对于纯电阻电路可推导出：Q＝UIt＝t＝Pt
内能　
平方　
电阻　
通电时间　
考点二焦耳定律（电热）
焦耳 定律 （1）串联电路中常用公式：Q＝I2Rt.
（2）并联电路中常用公式：Q＝t.
（3）无论用电器串联还是并联，计算在一定时间所产生的总热量常用公式Q＝Q1＋Q2＋…＋Qn.
（4）当电流通过导体做的功（电功）全部用来产生热量（电热），则有W＝Q.
（5）对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量，求Q时只能用Q＝I2Rt
电热的 利用与 防止 利用电热的实例：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等.
防止电热的实例：电视机外壳的散热窗、计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等
2.电功、电功率、电热计算公式适用条件总结
纯电阻电路 非纯电阻电路
电功 W＝UIt＝I2Rt＝t＝Pt W＝UIt＝Pt
电功率 P＝＝UI＝I2R＝ P＝＝UI
电热 Q＝I2Rt＝UIt＝t＝Pt Q＝I2Rt
发热功率 P热＝I2R＝UI＝ P热＝I2R
　　例3　（2022·龙东地区）如图所示是“探究通电导体产生的热量与 　　　　 大小关系”的实验装置.电源电压为4.5V且保持不变，将滑动变阻器滑片移至最右端，在1min内电流通过10Ω电阻丝产生的热量为 　　　　 J.
　　解析：由图可知，阻值不同的两段电阻丝串联在电路中，电流相同，通电时间相同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电阻大小的关系.电源电压为4.5V且保持不变，将滑动变阻器滑片移至最右端时，电路中的电流I＝＝＝0.3A，在1min内电流通过10Ω电阻丝产生的热量Q＝I2Rt＝（0.3A）2×10Ω×60s＝54J.
答案：电阻　54
解析：由图可知，阻值不同的两段电阻丝串联在电路中，电流相同，通电时间
相同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电阻大小的关系.电源电压为
4.5V且保持不变，将滑动变阻器滑片移至最右端时，电路中的电流I＝＝
＝0.3A，在1min内电流通过10Ω电阻丝产生的热量Q＝I2Rt＝（0.3A）
2×10Ω×60s＝54J.
1.家庭电路的组成
图示
进户线 给用户提供家庭电压的线路，分为火线和零线.火线和零线之间有 　220V　 的电压，火线和地线之间也有 　220V　 的电压，正常情况下，零线和地线之间电压为 　0V　
电能表 测量用户消耗的电能（电功）的仪表，安装在家庭电路的 　干路　 上
220V　
220V　
0V　
干路　
考点三家庭电路和安全用电
总开关（闸刀 或空气开关） 安装在 　干路　 上，控制整个电路的 　通断　
保险装置 熔丝（保险丝）或空气开关，对电路起到保护作用
干路　
通断　
插座 与用电器一样并联在电路中，分为两孔插座和三孔插座.
（1）作用：连接家用电器，给可移动家用电器供电.
（2）安装：两孔接线情况为左零右火；三孔接线情况为左零右火上接地
用电器、 开关 螺丝口灯泡的螺旋接零线，灯泡尾部的金属柱接火线；开关和用电器 　串联　 ，控制用电器
连接方式 家庭电路中各种用电器是并联接入电路的，插座与灯泡是并联的，控制各用电器工作的开关与用电器是串联的
串联　
2.安全用电：防止火灾、防止触电
安全用电 电流过大的原因：一是因为 　短路　 ；二是因为电路中用电器的 　总功率过大　 保险丝：由 　电阻率大　 、 　熔点较低　 的铅锑合金制成. （1）作用：当有过大的电流通过时，熔丝由于发热而迅速熔断，自动切断电路，从而起到保护作用. （2）连接：与所保护的电路 　串联　 备注：不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替，因为铜丝等的电阻小，产生的热量少，而且熔点高，不易熔断；电能表、总开关和保险丝是按照顺序依次连接在家庭电路干路上的
短路　
总功率
过大　
电阻率大　
熔点
较低　
串
联　
防止触电 触电：单线触电和双线触电
（1）低压触电
家庭电路触电的事故都是由于人体直接或间接跟 　火线　 接触并与大地或零线构成 　通路　 .
（2）高压触电
安全用电原则： 　不接触低压带电体　 、 　不靠近高压带电体　 、 　不弄湿用电器　 、 　不损坏绝缘层　
人体安全电压不高于36V；家庭电路电压220V；动力电压380V
火线　
通路　
不接触低压带电体　
不靠近高压带电体　
不弄
湿用电器　
不损坏绝缘层　
3.家庭电路中的故障问题
试电笔 （1）作用： 　用来辨别火线和零线　 .
（2）使用方法：手接触 　笔尾金属体　 ，笔尖金属体 　接触火线　 ，观察氖管是否发光；绝对不能用手接触笔尖.
（3）判断方法：若氖管发光，说明该点与火线连通；若氖管不发光，则表明该点与火线断开
家庭电路的 常见故障 （1）断路：电路某处断开，用电器因无电流通过而无法工作.
（2）短路：火线和零线直接连通，保险丝熔断而使整个电路断开，严重时会烧坏线路引起火灾.
（3）过载：电路中用电器总功率过大，与短路相似.
（4）接触不良
用来辨别火线和零线　
笔尾金属体　
接触火线　
用试电笔检 测电路故障 （1）零线断路：用电器两侧或插座两侧的左右两孔，都能使试电笔的氖管发光.
（2）检查断路：凡是试电笔氖管发光，说明该点前面的部分是通路，发光和不发光之间便是断路的地方
　　例4　（2022·兰州）如图甲是宾馆床头柜上开关示意图，图乙是其控制的电路，其中S1为旋钮开关，单独控制台灯的通断和亮度，S2为单独控制电视插座的开关.在图乙中将电路图连接完整，要求符合安全用电原则.
　　解析：台灯和电视机互不影响，所以它们是并联的；S1控制台灯的通断和亮度，所以S1与滑动变阻器、台灯串联；S2控制电视插座的开关，所以S2与两孔插座串联；开关接在火线和用电器之间.
答案：如图所示.
解析：台灯和电视机互不影响，所以它们是并联的；S1控制台灯的通断和亮
度，所以S1与滑动变阻器、台灯串联；S2控制电视插座的开关，所以S2与两孔插座
串联；开关接在火线和用电器之间.
题型方法技巧
方法一电能表的相关计算问题
1.测量较大电功时用刻度表盘读数
（1）最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位.
（2）电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数.
2.测量较小电功时，用转盘转数读数.如某用电器单独工作，电能表[600revs/（kW·h）]在10min内转60转，则10min内用电器消耗的电能是 　3.6×105　 J.常用公式：W＝.
3.6×105　
1.求电阻：在计算时，一般用电器在不同电压下工作时的电阻不变，因此电阻是计算中的“桥梁”量，而电阻能通过额定电压和额定功率计算出来.由P额＝得，R＝.
方法二用电器铭牌在计算中的作用
2.求正常工作时的电流：I＝.
方法三电功率中的挡位问题
用电器多挡功率问题与电路中的功率的最大值、最小值问题相同.在家庭电路中，用电器在不同挡位时，电压是不变的，根据公式P＝可知，当总电压一定时，总电阻最小，总功率最大，用电器处于高挡位；同理，总电阻最大时，总功率最小，用电器处于低挡位.因此，判断电路中总电阻的大小是解决此类问题的关键.
　　例　（2022·兰州）一款内置电陶炉的电暖桌如图甲所示，它不仅具有桌面暖手、桌底暖脚功能，还可以烧水、煮茶等.电陶炉的简化电路如图乙所示，其部分参数如下表所示，高温挡额定功率字迹已被磨损.旋转旋钮开关，可实现停止工作、低温挡和高温挡的转换.R1和R2均为电热丝，R2＝72.6Ω.求：
　　 　　
额定电压 220V
额定功率 高温挡 ××W
低温挡 400W
　　（1）R1的阻值.
解：（1）旋钮开关放在1位置时，两电阻串联，电陶炉处于低温挡，此时电路中的总电阻R串＝＝＝121Ω；根据电阻串联的特点可知，R1的阻值R1＝R串－R2＝121Ω－72.6Ω＝48.4Ω.
（2）高温挡额定功率.
解：（2）旋钮开关放在2位置时，电路为R1的简单电路，电陶炉处于高温挡，根据P＝可知，高温挡额定功率P高温＝＝＝1000W.
（3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电陶炉在工作，发现标有“3000imp/（kW·h）”的电能表的指示灯闪烁168次，使质量为1.7kg的水从25℃升高到49℃，求此时电陶炉的加热效率.[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]
解：（3）电能表的指示灯闪烁168次电陶炉消耗的电能W＝＝0.056kW·h＝2.016×105J，质量为1.7kg的水从25℃升高到49℃吸收的热量Q＝c水m（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×1.7kg×（49℃－25℃）＝1.7136×105J，此时电陶炉的加热效率η＝＝＝85%.
实验探究
测量小灯泡的电功率
实验原理 P＝UI
实验器材 电源、开关、导线、滑动变阻器、小灯泡、电流表、电压表
实验电路图
实验步骤 （1）按电路图连接实物电路.
（2）检查无误后，闭合开关.移动滑片，使小灯泡在额定电压下发光，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P＝UI计算出小灯泡的额定功率.
（3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P＝UI计算出小灯泡此时的实际功率.
（4）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压小于额定电压，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P＝UI计算出小灯泡此时的实际功率.
实验记录
注意事项 （1）接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调至最大.
（2）连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程.
（3）滑动变阻器的作用：保护电路；改变小灯泡两端的电压，使其能分别在额定电压、略高于额定电压、略低于额定电压下工作
次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡发光情况
1
2
3
　　例　（2022·泸州）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3.0V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω　1A”.
（1）电学兴趣小组的同学连接好如图甲所示的电路后，闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应置于 　　　　 （选填“M”或“N”）端.
答案：（1）N　
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表示数为0，电压表示数为3.0V，你认为产生该现象的原因是 　　　　 发生了断路.
答案：（2）滑动变阻器　
（3）排除故障后，为了测量小灯泡的额定功率，手在移动滑动变阻器的滑片时，眼睛应观察 　　　　 .
答案：（3）电压表　
（4）小明移动滑动变阻器滑片的过程中，测量出了4组实验数据，描点并绘制出了通过滑动变阻器的电流I随其两端电压U变化的图象，如图乙所示.当电压表示数为 　　　　 V时，小灯泡正常发光，此时小灯泡的功率为 　　　　 W.
答案：（4）0.5　0.625　
（5）同组的小英通过计算指出曲线上所标出的五个点中， 　　　　 点并不是实验直接测得的数据，她的理由是 　　　　 .
　　解析：（1）为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图甲知，滑片左侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的N端.（2）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能存在断路；电压表示数为3.0V，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的滑动变阻器断路.（3）测小灯泡额定功率时，应测出小灯泡额定电压下的电流，因此手在移动滑动变阻器的滑片时，眼睛应观察电压表.
解析：（1）为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大
阻值处，由图甲知，滑片左侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的N端.
（2）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能存在断路；电压表示
数为3.0V，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，
与电压表并联的滑动变阻器断路.（3）测小灯泡额定功率时，应测出小灯泡额定电
压下的电流，因此手在移动滑动变阻器的滑片时，眼睛应观察电压表.
（4）由图甲可知，电压表测滑动变阻器两端的电压，由串联电路的电压特点可知，小灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压U滑＝3V－2.5V＝0.5V，由图乙可知，此时通过小灯泡的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W.（5）由串联电路的电压特点可知，五个点中滑动变阻器两端的电压分别为UA＝0.5V，UB＝1V，UC＝1.5V，UD＝2V，UE＝2.5V，对应的电流分别为IA＝0.25A，IB＝0.23A，IC＝0.2A，ID＝0.15A，IE＝0.1A，由欧姆定律可知，五个点中滑动变阻器接入电路的电阻分别为RA＝＝＝2Ω，RB＝＝≈4.3Ω，RC＝＝＝7.5Ω，RD＝＝≈13.3Ω，RE＝＝＝25Ω；则五个点中E点滑动变阻器接入电路的电阻RE＝25Ω＞20Ω，超过了滑动变阻器的最大阻值，因此E点并不是实验直接测得的数据.
（4）由图甲可知，电压表测滑动变阻器两端的电压，由串联电路的电压特点可知，
小灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压U滑＝3V－2.5V＝0.5V，由图乙可知，此
时通过小灯泡的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝
0.625W.（5）由串联电路的电压特点可知，五个点中滑动变阻器两端的电压分别为
UA＝0.5V，UB＝1V，UC＝1.5V，UD＝2V，UE＝2.5V，对应的电流分别为IA＝0.25A，
IB＝0.23A，IC＝0.2A，ID＝0.15A，IE＝0.1A，由欧姆定律可知，五个点中滑动变阻
器接入电路的电阻分别为RA＝＝＝2Ω，RB＝＝≈4.3Ω，RC＝＝
＝7.5Ω，RD＝＝≈13.3Ω，RE＝＝＝25Ω；则五个点中E点滑动变阻器
接入电路的电阻RE＝25Ω＞20Ω，超过了滑动变阻器的最大阻值，因此E点并不是实
验直接测得的数据.
答案：（5）E　E点滑动变阻器接入电路的电阻25Ω大于滑动变阻器的最大阻值20Ω
甘肃真题链接
1.（2021·天水）小林像往常一样将台灯的插头插入书房插座，闭合台灯开关时，家里空气开关跳闸，你认为小林家发生短路的部位最有可能的是（　C　）
A.书房插座 B.台灯插头
C.台灯灯座 D.台灯开关
C
2.（2021·兰州）如图所示的电路，电源电压恒定不变，灯泡上标有“12V　6W”的字样，只闭合开关S1，将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向左移动一段距离，此过程中电流表示数变化了0.2A，电压表示数变化了2V；再闭合开关S2和S3，电流表示数又变化了1.1A，此时灯泡L恰好正常发光.下列说法错误的是（　A　）
A.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
B.电源电压为12V
C.定值电阻R1的阻值为10Ω
D.只闭合开关S1，电路总功率的变化范围为4.8～14.4W
A
3.（2021·兰州）如图所示，电源电压恒为6V，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3V，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω　0.5 A”.闭合开关S，在确保电路安全的前提下，移动滑动变阻器的滑片P，下列说法中正确的是
（　D　）
A.电路消耗的最大总功率为3W
B.电流表示数的变化范围为0.2～0.5 A
C.滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为2Ω
D.电阻R1消耗的最大功率为0.9 W
D
4.（2020·兰州）小明在探究某个科学问题时，把阻值恒为R1、R2（R1＝R2）的两段电热丝分别放在两个完全相同的烧瓶中，烧瓶中分别盛有质量和初温均相同的两种不同液体，并连接成如图所示的实验电路，实验中所用温度计完全相同.则下列说法正确的是（　A　）
A.该装置可用来探究物质的吸热能力跟物质的种类是否有关
B.该装置可用来探究物质的吸热能力跟物体的质量是否有关
C.该装置可用来探究电流通过导体时产生的热量跟导体的电阻是否有关
D.该装置可用来探究电流通过导体时产生的热量跟导体中的电流是否有关
A
5.（2020·兰州）我国电力供电系统全球领先，为国家经济建设和人民生活提供了强有力的保障，但使用不当也会给我们带来危害.下列说法符合安全用电原则的是
（　D　）
A.低于220V的电压对人体是安全的
B.家庭电路中，各用电器都是串联的
C.控制用电器的开关应该接在该用电器与零线之间
D.外壳为金属的用电器，用三线插头接地是为防止漏电而采取的安全措施
D
6.（2020·兰州）如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡上标有“6V　0.6W”的字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响.闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，灯泡L正常发光，电压表示数为4V；当滑片P移到阻值最大处时，灯泡L与滑动变阻器的电功率之比为（　A　）
A.3∶4
B.4∶3
C.3∶2
D.2∶3
A
7.（2020·兰州）如图甲所示，R1为定值电阻，调节电阻箱R2时电流表的示数I随之发生变化.图乙为电流表示数的倒数与电阻箱R2的阻值之间的变化关系图象，则下列判断正确的是（　D　）
A.电源电压为5V
B.定值电阻R1的阻值为2.5Ω
C.该电路的最大电流为2 A
D.该电路的最大功率为1.25W
D
8.（2020·甘南州）如图甲所示，电源电压12V保持不变，闭合开关S后，当滑片P从最右端向最左端滑动的过程中，小灯泡的I－U关系图象如图乙所示，最后小灯泡正常发光.下列说法正确的是（　B　）
A.小灯泡的额定电压为3V
B.滑动变阻器的最大阻值为9Ω
C.该电路总功率变化范围为3～24W
D.小灯泡正常发光1min，电流所做的功为24J
B
9.（2020·金昌）如图所示电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合后，滑动变阻器R接入电路的电阻为3Ω时，小灯泡正常发光.若已知滑动变阻器R的规格是“15Ω　1A”，小灯泡L标有“2.5V　1.25W”字样（不考虑灯丝电阻随温度的变化），电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V.要保证电路安全，下列说法正确的是
（　D　）
A.电源电压为2.5V
B.电路消耗的最大功率为3W
C.小灯泡的最小功率为0
D.电流表的示数变化范围为0.2～0.5A
D
10.（2020·兰州）某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲为其内部电路原理图，当开关S接触点2时，该电饭煲处于 　保温　 （选填“保温”或“加热”）状态，电阻R1的阻值是 　60.5　 Ω.图乙是该电饭煲一次做饭过程中电功率与时间的关系图象，则这次做饭消耗的电能是 　6×105　 J.
11.（2020·甘南州）现有两电热丝，甲标有“10Ω　1A”，乙标有“15Ω　0.6A”，把它们并联起来，通电10s后，甲、乙两电热丝产生的总热量最多为 　135　 J.
保温　
60.5　
6×105　
135　
12.（2020·金昌）家庭电路的触电事故都是人体直接或间接跟 　火　 线接触造成的.如图所示是试电笔的结构，在使用试电笔时，手能接触试电笔的 　笔尾　 （选填“笔尖”和“笔尾”）金属体.
13.（2020·金昌）总功率为9 W的节日彩灯由30只相同的LED小灯珠连接而成，任意取下其中一只灯珠后，其余灯珠仍能发光，则这30只小灯珠的连接方式是 　并　 联；与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，若LED灯可以节约80%的电能，则这串彩灯正常工作时与 　45　 W的白炽灯亮度相当.
火　
笔尾　
并　
45　
14.（2022·金昌）如图所示，只闭合开关S1，风扇M工作；只闭合开关S2，灯泡和风扇M都不工作；同时闭合开关S1、S2，灯泡和风扇M都工作.请把电路连接完整.
15.（2021·天水）小王用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率时，电源电压为3V，若所用器材均能满足实验需要.
（1）用笔画线替代导线，将实物电路连接完整.
（2）连接电路时，开关要 　断开　 （选填“断开”或“闭合”）；滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值 　最大　 位置.
（3）实验过程中，当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光，由图乙可知，此时电流表的示数为 　0.3　 A，小灯泡正常发光时的电阻为 　8.33　 Ω（结果保留两位小数），小灯泡的额定功率为 　0.75　 W.
断开　
最大　
0.3　
8.33　
0.75　
（4）小王受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）额定功率.在老师的帮助下通过实验得到该LED的I－U图象如图丙所示，由图象可知LED的电阻随电压的增大而 　减小　 （选填“增大”“不变”或“减小”）.查阅资料知道该LED的额定电压为3V，结合图象可得该LED的额定功率为 　0.072　 W.
减小　
0.072　
16.（2021·兰州）在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用了如图所示电路.
（1）为了在短时间内达到明显的实验效果，两烧瓶中应装入质量和初温都相同的 　煤油　 （选填“水”或“煤油”），实验中通过观察 　两支温度计示数变化　 来比较电流通过导体产生热量的多少.
（2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，可以探究电流通过导体产生的热量与 　电阻　 的关系.
（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电流表示数 　不同　 （选填“相同”或“不同”），可以探究电流通过导体产生的热量与 　电流　 的关系.
煤油　
两支温度计示数变化　
电阻　
不同　
电流　
17.（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.
答案　解：（1）小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流IL＝＝＝0.5A，由于小灯泡与电阻串联，电路中的电流I＝IL＝0.5A.
（2）电源电压U.
答案　解：（2）由I＝得，电阻两端电压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，电源电压U＝UL＋UR＝6V＋4V＝10V.
（3）通电20s，整个电路消耗的电能W.
答案　解：（3）通电20s，整个电路消耗的电能W＝UIt＝10V×0.5A×20s＝100J.
18.（2020·兰州）如图所示的电路，电源电压恒为18 V，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～15 V，小灯泡L上标有“6 V　3 W”的字样，滑动变阻器的规格为“100Ω　1 A”.闭合开关S后，在确保两个电表的示数均不超过所选量程，灯泡L两端电压不超过额定电压（灯丝电阻不变）的前提下，求：
（1）小灯泡的电阻RL.
答案　解：（1）小灯泡的电阻RL＝＝＝12Ω.
（2）滑动变阻器允许调节的阻值范围.
答案　解：（2）当U灯＝6 V时，U'＝12V，6 V∶12 V＝12Ω∶R小，R小＝24Ω，当U″＝15V时，U灯'＝3V，3 V∶15V＝12Ω∶R大，R大＝60Ω，滑动变阻器允许调节的阻值范围是24～60Ω.
（3）电路消耗总功率的变化范围.
答案　解：（3）当R小＝24Ω时，P大＝＝＝9W，当R大＝60Ω时，P小＝＝＝4.5W，电路消耗总功率的变化范围是4.5～9W.
19.（2020·甘南州）如图所示的电路中，电源电压恒定不变，电压表的量程为0～15 V，电流表的量程为0～0.6 A，灯泡L上标有“6 V　3 W”字样（不考虑灯丝电阻随温度的变化），定值电阻R2＝30Ω.当只闭合开关S1、S2，调节滑片P至距B端处时，灯泡L正常工作；当只闭合开关S1、S3，调节滑片P至中点处时，电流表示数为0.3 A，求：
（1）灯泡的电阻.
答案　解：（1）灯泡的电阻RL＝＝＝12Ω.
（2）电源电压.
答案　解：（2）灯泡L正常发光时，电流I＝＝＝0.5A，当只闭合开关S1、S2，调节滑片P至距B端处时，灯泡L正常工作，此时，灯泡L与滑动变阻器R1串联，由题可得，U＝0.5 A×（R1＋12Ω）　①，当只闭合开关S1、S3，调节滑片P至中点处时，定值电阻R2与滑动变阻器R1串联，U＝0.3 A×（0.5R1＋30Ω）　②，联立①②式得，U＝18V，R1＝60Ω.
（3）在保证电路各元件安全的情况下，只闭合开关S1、S2时，灯泡L消耗的电功率范围.
答案　解：（3）当只闭合开关S1、S2时，灯泡L与滑动变阻器R1串联，为了保证电路各元件安全，I最大＝0.5A，此时灯泡L正常发光，灯泡消耗的最大功率为3W，当R1接入电路的阻值为其最大阻值60Ω时，由串联分压可知，＝，＝，解得电压表示数UV＝15V，刚好不超过电压表量程，此时串联电路的总电阻最大，电流最小，灯泡L消耗的电功率最小.通过灯泡L的最小电流I最小＝＝＝0.25A，灯泡L消耗的最小电功率P最小＝RL＝（0.25A）2×12Ω＝0.75W，所以灯泡L消耗的电功率范围为0.75～3W.
20.（2022·金昌）厨艺最讲究“火候”二字，如图甲所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕.该蛋糕机的电路简图如图乙所示，其中R1、R2均为发热电阻（假定电阻不随温度变化），部分参数如下表所示.求：
额定电压/V 220
额定功率/W 高温1100
中温880
低温 　　　
（1）当开关S1断开，单刀多掷开关S2打到3时，蛋糕机处于 　低温　 （选填“高温”“中温”或“低温”）挡.
（2）该蛋糕机以高温挡正常工作时，10min产生的热量.
答案　解：（2）高温挡正常工作10min产生的热量W＝P高温t＝1100W×600s＝6.6×105J.
低温　
（3）该蛋糕机正常工作时R2的阻值.
答案　解：（3）当S1闭合、S2打到2时，R1与R2并联，此时，总电阻最小，此时，蛋糕机处于高温档，总功率最大为1100W，当S1闭合、S2打到1时，电路中只有R1，此时，蛋糕机处于中温挡，R1的功率为880W，所以高温挡时R2的功率P2＝P高－P中＝1100W－880W＝220W，电阻R2的阻值R2＝＝＝220Ω.
（4）该蛋糕机低温挡的额定功率.
答案　解：（4）电阻R1的阻值R1＝＝＝55Ω，当开关S1断开，单刀多掷开关S2打到3时，蛋糕机处于低温挡，其额定功率P低温＝＝＝176W.
21.（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＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/（kg·℃），g取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 1 100
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.
答案　解：（1）开关S1断开，S2接A时，此时两电阻串联，根据P＝UI＝可知，电源电压不变，串联时电路中总电阻最大，电功率最小，故此时的电炖锅为低温挡.
（2）求R1、R2的阻值（结果保留整数）.
答案　解：（2）当S1闭合，S2接B时，两电阻并联，根据P＝UI＝可知，电源电压不变，并联时电路中总电阻最小，故此时电功率最大，为高温挡；当开关S1闭合，开关S2接A时，电路中只有R1接入，则此时为中温挡，P中温＝400W，则此时电阻R1的阻值R1＝＝＝121Ω，电阻R2的电功率P2＝P高温－P中温＝1 100W－400W＝700W，则电阻R2的阻值R2＝＝≈69Ω.
（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.
答案　解：（3）水吸收的热量Q吸＝c水m（t2－t1）＝4.2×103 J/（kg·℃）×1.0×103 kg/m3×1×10－3 m3×（100℃－12℃）＝3.696×105 J，则电炖锅消耗的电能W＝＝＝4.62×105 J，则使用高温挡烧开一锅水需要的时间t＝＝＝420s＝7min.
核心素养
1.（2022·青海）一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是（　D　）
A.该电能表应该在220V的电路中使用
B.该电能表的额定最大电流为20A
C.电能表是计量用电器消耗电能的仪表
D.该电能表此时的读数是31.6J
D
2.（2022·衡阳）在“探究电流与电压的关系”实验中，小何同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I－U图象，如图所示，下列说法正确的是（　D　）
A.R1与R2的阻值之比是1∶2
B.R1与R2串联接在3V的电源两端，R1消耗的功率是0.9W
C.R1与R2串联接在3V的电源两端，通过R1与R2的电流之比是2∶1
D.R1与R2并联接在3V的电源两端，电路消耗的总功率是2.7W
D
3.（2022·达州）如图所示，电源电压恒为3V，灯泡L1标有“3V　0.75W”，L2标有“4V　1W”的字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是（　D　）
A.L2不能正常发光，但要比L1亮一些
B.电压表不能测量电源电压
C.电流表示数等于两灯电流大小之和
D.若电流表无示数，但L2发光且电压表有示数，则可能是L1断路
D
4.（2022·潍坊）如图所示，家中常用的延长线插座上插满了各种用电器，各用电器同时工作.下列有关分析正确的是（　B　）
A.各用电器串联
B.干路电流过大容易发生火灾
C.插座延长线中可以没有地线
D.可以用湿手拔使用中的插头
B
5.（2022·常州）燃气安全检查过程中，技术人员在某住户家中用试电笔测试金属燃气管道，发现：闭合厨房开关S、灯L亮，试电笔氖管发光；断开厨房开关S、灯L熄灭，试电笔氖管不发光.该住户家中，厨房照明电路的导线绝缘皮破损处与管道接触的实际情况是（　B　）
B
6.（2022·常德）如图所示为家庭电路的简化电路图，若该电路中各处的连接都是正确的，则关于该家庭电路，下列说法正确的是（　C　）
A.电能表是测量家庭电路中用电器总功率的仪表
B.a线是零线，b线是火线
C.开关是串联在火线与灯泡L之间的
D.电视机与电风扇是串联在电路中的
C
7.（2022·滨州）关于家庭电路和安全用电的说法中正确的是（　C　）
A.正确使用试电笔测量时，人体安全的原因是试电笔与人体之间绝缘
B.空气开关和漏电保护器在家庭电路中起的作用相同
C.用电器的总功率过大是家庭电路中电流过大的原因之一
D.控制电灯的开关要接在零线和灯泡之间
8.（2022·贺州）在家庭电路中，用 　电能表　 来测量所消耗的电能；正确使用试电笔来辨别火线和零线，若试电笔的氖管发光，表明笔尖接触的是 　火　 线.
C
电能表　
火　
9.（2022·毕节）学校开展了一系列丰富多彩的安全教育活动，本期活动的主题是“安全用电，珍惜生命”，下列是活动的部分内容.如图a所示，接地导线应该与三孔插座的 　E　 （选填“E”“N”或“L”）孔相连接；如图b、c所示，两种使用试电笔的方法中，正确的是图 　b　 ；如图d、e所示为家庭电路中造成电线燃烧的原因，其中图d所示情况的原因是 　用电器的总功率过大　 （选填“用电器的总功率过大”或“短路”）.
E　
b　
用电器的总功率过大　
10.（2022·牡丹江）如图所示，R1＝10Ω，R2＝5Ω，闭合开关，电压表的示数为3V，电源电压U＝ 　3　 V，R1的电功率P1＝ 　0.9　 W，通电10s后，R2消耗的电能W2＝ 　18　 J.
3　
0.9　
18　
11.（2022·宁夏）如图所示的家庭电路，开关闭合后发现灯泡不亮，于是某同学利用试电笔分别接触a、b、c、d四处时，试电笔氖管均发光，则故障原因可能是 　进户零线断了　 .排除故障后，为提高屋内亮度，于是又接了一盏同样的灯，开关闭合后，两灯都发光，原来的灯泡亮度明显变暗，由此可判断两灯的连接方式是 　串联　 .
进户
零线断了　
串
联　
12.（2022·营口）如图所示，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后 　甲　 （选填“甲”或“乙”）容器连接的U形管液面高度差较大，实验表明：电流通过导体产生的热量跟 　电阻　 （选填“电流”或“电阻”）的大小有关；当电流为0.2A时，通电10s甲容器中的电阻产生的热量是 　4　 J.
甲　
电阻　
4　
13.（2022·通辽）如图甲是某款家用电饭煲，其保温、加热两挡调节功能电路图如图乙所示，R1的阻值为121Ω.电饭煲额定电压为220V，它在额定电压下处于加热挡时功率为1400W，则R2的阻值为 　48.4　 Ω.只将电饭煲接入电路中，处于保温挡工作0.5h，使标有“1000imp/（kW·h）”字样的电能表指示灯闪烁162次[1000imp/（kW·h）指接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的指示灯闪烁1000次]，此时电路的实际电压为 　198　 V.
48.4　
198　
14.（2022·烟台）如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V　6W”字样.闭合开关S1，灯泡L正常发光，此时灯泡L的电阻为 　6　 Ω；再闭合开关S2，前后两次电流表的示数之比为2∶3，则电阻R的阻值为 　12　 Ω，电阻R在10s内产生的热量为 　30　 J.
6　
12　
30　
15.（2022·娄底）小明准备测定小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，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，导线若干，滑动变阻器两只：R1（10Ω、0.5A），R2（20Ω、0.5A）.
（1）如图甲所示是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上画“×”并补画出正确的连线.
（2）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是 　B　 .
A.小灯泡短路
B.小灯泡断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
（3）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是 　0.14　 A.
（4）为了满足测量要求，实验电路应该选用滑动变阻器 　R2　 （选填“R1”或“R2”）.
B　
0.14　
R2　
（5）小明根据记录的多组I－U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙），则小灯泡的额定功率为 　0.625　 W.
0.625　
16.（2022·宁夏）如图所示是“测量标有2.5V小灯泡电功率”的实验.
（1）图甲是某同学连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整.
（2）电路连接完整后闭合开关，发现电流表和电压表都有较小的示数，小灯泡不亮，调节滑片两表示数均不变，小灯泡仍不亮.实验连接中的不当之处是 　滑动变阻器下面两个接线柱接入电路　 .
（3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是 　0.32　 A，小灯泡的额定功率是 　0.80　 W.
电压U/V 0.5 1.0 2.0 2.5 2.8
电流I/A 0.18 0.20 0.30 0.34
电功率P/W 0.09 0.20 0.60 0.952
灯泡发光情况 不亮 发暗光 发较亮光 正常发光 发出强光
滑动变阻
器下面两个接线柱接入电路　
0.32　
0.80　
（4）分析表中数据.你可以得出什么结论？
　小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定　 （一条即可）.
小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定　
17.（2022·六盘水）如图所示的电路中，小灯泡L标有“6V　3.6W”字样.闭合开关S，小灯泡正常发光，电流表示数为0.3A.设灯丝电阻不变，求：
（1）小灯泡的额定电流.
答案　解：（1）小灯泡的额定电流IL＝＝＝0.6A.
（2）定值电阻R的阻值.
答案　解：（2）由题知，R与L并联，电流表测R的电流，小灯泡正常发光，即电源电压为6V，电流表示数为0.3A，即通过R的电流为0.3A，定值电阻R的阻值R＝＝＝20Ω.
（3）电路消耗的总功率.
答案　解：（3）电路的总电流I总＝IL＋IR＝0.6A＋0.3A＝0.9A，电路消耗的总功率P＝UI＝6V×0.9A＝5.4W.
18.（2022·毕节）如图甲是某茶具上煮茶器的电路原理图，R1是加热电阻，R2是保温时的分压电阻，S为电源开关，S1为自动温控开关.S、S1都闭合时，煮茶器处于加热状态；当水沸腾后，S1会自动断开，转为保温状态.煮茶器工作过程中的P－t图象如图乙所示，不计电阻值随温度的变化.求：
（1）电阻R1的阻值.
答案　解：（1）由图可知，S、S1都闭合时，煮茶器处于加热状态，根据图乙可知，加热时的电功率P加＝1100W，电阻R1的阻值R1＝＝＝44Ω.
（2）当煮茶器处于保温状态时，R1的电功率.
答案　解：（2）当S闭合、S1断开时，R1、R2串联，此时为保温状态，由图乙可知，保温功率P保＝44W，保温状态时的电流I保＝＝＝0.2A；根据串联电路的特点可知，通过R1的电流I1＝I2＝I保＝0.2A，当煮茶器处于保温状态时，R1的电功率P＝R1＝（0.2A）2×44Ω＝1.76W.
（3）当煮茶器处于保温状态时，电阻R2在100s内消耗的电能.
答案　解：（3）由欧姆定律可知，保温状态时R1两端的电压U1＝I1R1＝0.2A×44Ω＝8.8V；根据串联分压的特点可知，R2两端的电压U2＝U－U1＝220V－8.8V＝211.2V；当煮茶器处于保温状态时，电阻R2在100s内消耗的电能W2＝U2I2t＝211.2V×0.2A×100s＝4224J.
19.（2022·丹东）如图甲所示是一款煮茶器，有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路图如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，煮茶器部分参数如下表.煮茶器中装有初温为20℃的水，在标准大气压下，将水刚好加热到沸腾，用时700s，在此过程中煮茶器的加热效率为80%.求：
额定电压 220V
保温挡功率 100W
加热挡功率 900W
（1）发热电阻R1的阻值.
答案　解：（1）由电路图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，电热水壶的总功率小，处于保温挡，由P＝UI＝可得，R1的阻值R1＝＝＝484Ω.
（2）加热过程中煮茶器消耗的电能.
答案　解：（2）加热过程中煮茶器消耗的电能W＝P加热t＝900W×700s＝6.3×105J.
（3）煮茶器中水的质量.[水的比热容c＝4.2×103J/（kg·℃）]
答案　解：（3）由η＝可得，水吸收的热量Q吸＝ηW＝80%×6.3×105J＝5.04×105J；煮茶器中水的质量m＝＝＝1.5kg.

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