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专题9：电功和电功率重难点突破
一、选择题
1．如图所示，电源电压恒为6V，定值电阻R=18Ω，在S闭合的情况下，下列说法正确的是①在a、b两点间接入一个“1.5V0.25A”的小灯泡，小灯泡能正常发光；②在a、b两点间接入一个电压表时，电压表示数为0；③在a、b两点间接入导线，电流2s做的功是4J；④在a、b两点间接入一个12Ω的电阻，电路消耗的总功率为0.5W。（　　）
A．只有①③正确 B．只有②③正确
C．只有③④正确 D．只有①④正确
2．如图电路，电源电压为12V且保持不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J。则下列结果正确的是（　　）
A．电路中的最大电流为1A
B．滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消粍的电能为60J
C．滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8：1
D．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9
3．如图甲电路中，电源电压保持不变，R1是定值电阻。当开关S闭合，滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端，两电表示数变化关系如图乙所示，则下列说法中不正确的是（　　）
A．电源电压为14V
B．R2的最大阻值是30Ω
C．滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时R1的电功率为1.25W
D．滑片P在a端时，2min内R2消耗的电能是144J
4．如图所示的电路，电源电压不变，灯L标有“6 V 3 W”（不考虑灯丝阻值的变化）。当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开，此时I甲=0.5A，电路消耗的电功率为P1；当甲、乙都是电压表，S1、S2都闭合，此时乙表示数U乙=2.4V，电路消耗的总功率为P2。下列说法正确的是 （　　）
A．电阻 R 的阻值为36Ω
B．电路的总功率之比
C．当甲、乙都是电压表，S1、S2闭合时，灯L的实际功率为 0.48 W
D．当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开时，两表示数之比
5．多功能煲汤炖锅可以实现保温、慢炖、快炖三种功能，使用时可通过旋钮开关实现功能切换。如图是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为5伏，四段电热丝电阻均为5欧，保温、慢炖、快炖所需加热功率依次增大。下列说法正确的是（　　）
A．开关旋至“1”挡，开启快炖功能
B．开启保温功能，电路中的总电阻为5欧
C．从快炖到慢炖，电路总电流变化0.5安
D．快炖与慢炖电路总功率之比为2：1
6．如图电路，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10 Ω，小灯泡L标有“6 V 3.6 W”(电阻不随温度而变化)，电流表的量程为0～3 A。当S闭合，S1、S2断开，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，电路消耗总功率的最小值与最大值之比是（　　）
A．1：4 B．1：8 C．2：7 D．3：20
7．图甲是通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系图像。“胜哥”将小灯泡L与电阻R连入如图乙所示的电路中。闭合开关S，小灯泡的实际功率为1.8W，电压表示数为3V。下列结果正确的是（　　）
①电源电压为9V
②电阻R的阻值为10 Ω
③电路消耗的总功率为2.7 W
④通过电阻R的电流为0.6 A
A．只有①②③正确 B．只有②③④正确
C．只有①③正确 D．只有②④正确
8．如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R。为定值电阻，R为电阻箱，调整电阻箱R的电阻值，电流表示数I的倒数与电阻箱阻值R的关系如图乙所示，以下说法中正确的是（　　）
A．电源电压为3.6V
B．通过R的最大电流为2 A
C．调整电阻箱R的阻值，则R的最大功率为0.75 W
D．调整电阻箱R的阻值，则R。的最大功率为0.48 W
9．小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了电学课程后，对相关知识有了深刻的理解。甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
B．两灯串联在220V的电路中，甲灯比乙灯亮
C．将乙灯接入110V的电路中，它的实际功率为50W
D．两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻
10．如图甲所示电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中，电压表和电流表的示数与R的关系分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为8V
B．滑动变阻器R的最大阻值是10Ω
C．R0的最小电功率为0.2W
D．当滑片P置于中点时，R的电功率为0.9W
11．“胜哥”设计了一个粉尘浓度监测装置，图甲为该监测装置的简化电路图，它是通过传感器R来进行检测的，R的阻值随粉尘浓度β变化的关系如图乙所示。已知电源压为4V，定值电阻R0的阻值为15Ω，电压表的量程为0~3V。下列分析正确的是（　　）
A．电压表示数随粉尘浓度增大而减小
B．电路可测的最大粉尘度为25mg/m3
C．定值电阻R0的最大功率为0.6W
D．整个电路的最小总功率为0.8W
二、填空题
12．如图是某款电热水龙头的电路原理图。R1、R2为电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水档之间的切换。当开关同时接触2、3触点时，水龙头放出的是　 　水（选填“冷”、“温”“热”）。若R2=2R1，水龙头在温水档正常工作时电功率为2000W，则它在热水档正常工作l分钟消耗的电能为　 　J。
13．爱动脑的小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了电学课程后，制作了一个利用电路测物体重力的小仪器，如图所示。当秤盘不放任何重物时，滑片P恰好处于a点，根据电路回答下列问题
（1）可以将　 　(选填“电压表”或“电流表“）的表盘改造用来显示重力的大小；
（2）当所放的物体重力变大时，电路消耗的功率　 　(选填“变大”、“变小”或“不变”)
（3）下列____选项会引起称量的读数小于物体的实际重力。
A．R1增大 B．R1短路
C．R2断路 D．电源电压降低
14．如图甲所示，小灯泡的额定电压为6V，R2的滑片P2，移至最左端，闭合开关S，先将R1的滑片P1由最右端移至最左端，图乙是这一过程中电流表与电压表示数的关系图象。然后保持滑片P1位置不动，将滑片P2向右移动，直至小灯泡正常发光，图丙是这一过程中电压表示数与R2连入阻值的关系图象。则小灯泡的额定功率为　 　W；图丙中a点对应的阻值为　 　Ω；整个过程中电路在10s内消耗的最小电能为　 　J。
15．小科用如图所示的电路进行实验，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S后，当滑片P从变阻器R的一端逐渐移到某位置的过程中，小科多次记录数据并绘制得到滑动变阻器R的P-I图像，实验中电流表和电压表均安全。
（1）R、R0的连接方式是　 　（串联或并联）
（2）求出图中最高点A点的纵坐标为　 　W。
16．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。
17．如图甲所示，电源电压U=12V，灯泡L的额定电压为9V，其电流与电压的关系如图乙所示，滑动变阻器R的最大阻值为25Ω。 则灯泡L正常发光时的阻值约为　 　Ω。在调节滑动变阻器的过程中，灯泡L消耗电功率的最小值是　 　W。
18． “胜哥”设计了一款平面镜防雾膜，如图甲所示，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，这是利用电流的　 　效应。若防雾膜的额定功率为20W，正常工作10min消耗的电能是　 　J。如图乙所示，给防雾膜电路连接了一个滑动变阻器R，使电热丝的功率在原功率的25%-100%之间变化，以满足不同季节使用，则R的最大阻值为　 　Ω。
三、解答题
19．“胜哥”为怕冷的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，Ra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。闭合开关S1、S2，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La和Lb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La和Lb，La、Lb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。
热敏电阻Ra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
（1）分析表中数据，当温度升高时，热敏电阻Ra的阻值　 　。（选填“变大”或“变小”）
（2）图甲中R1和R2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）“胜哥”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45℃；
②人离开后，坐垫始终低功率工作。
现有三种力敏电阻Rb、Rc、Rd，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）
20．小科家新购置一个电饭锅，其铭牌如下表所示，表格中的额定功率均是指电路的总功率，电路原理简图如图所示，图中的S1是电源开关，S2是加热、保温转换开关。小科在一次煮饭的过程中，同时闭合开关S1和S2，通电15min后，开关S2弹起断开，电饭锅进入焖饭保温工作状态，再经过10min后，锅内米饭完全煮熟，开关S1断开。试计算：
（1）在这次煮饭的全过程中，电饭锅消耗了多少电能
（2）R1和R2的阻值分别是多大
21．在“双碳”目标背景下，2021年我国新能源汽车产销量均超350万辆。如图所示是我国某品牌厂商生成的某款型号电动汽车，其部分参数如表：
汽车的整备质量 1900kg 电动机额定功率 90kW
每个车轮与地面的接触面积 40cm 电池的容量 43.2kW·h
每百公里耗电 9.4kW·h 快充至80%电量时间 40min
（1）若电动汽机车空载静止时，对水平地面的压强为多少
（2）若该电动汽车在额定功率下以20m/s的速度在水平路面匀速直线行驶10min，求该过程中电动车通过的距离和电动车受到的阻力各是多少
（3）在电动汽车快充过程中，充电桩的额定输出功率为多少
（4）规格相近的某燃油车每百公里耗油6.5L，与燃油车相比，电动车每行驶100km会向空气减少排放多少二氧化碳 (已知使用1kW·h电平均排放二氧化碳0.785kg，每消耗1L汽油平均排放二氧化碳2.7kg)
22．学校里组织了项目化学习挑战赛——设计制作 “恒温热水壶”。
项目要求：①防干烧，即壶内无水，不能加热；
②壶内的水必须先煮沸后才能自动恒温；
③恒温的温度可以手动调节。
项目设计：如图所示为小温设计的电路图，其中L1、L2为完全相同的两个电磁铁，压敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小，可感知水量：热敏电阻R2的阻值随温度的升高而降低，可感知水温。一开始开关S闭合，水沸腾后，开关S会自动断开，且不会自动闭合，水温下降至设定温度，电路进入恒温状态。衔铁下方的弹簧质量不计，开关S闭合时，无弹力：当开关S断开后，通过相关元件，使弹簧产生向右拉力。
项目疑难：
（1）无水时，图中R1　 　R2+R3(填“>”、“<"或“=")．
（2）开关S应接在图中的　 　 处(填“A"、“B”、“C"或“D")
（3）若R2=48.4Ω，900s内电热丝工作P-t图如下所示。(后300s电流通断时间比为1：5)，则这段时间内电热丝用于把水煮沸所消耗的电能。
（4）若要把恒温的温度从60℃降到45℃，应如何调节：　 　(写出一点即可)
23．最近网上很火的空气炸锅，因其烹制的食物不费油、不油腻、口感好，深受广大市民的青睐。如图甲所示为某品牌空气炸锅，该锅设有低温、中温、高温三档，其发热部分的电路可简化为图乙所示电路，各档功率如表所示。R1和R2均为发热电阻，R1=44欧，电源电压为220V。请回答下列问题：
低温挡 550W
中温挡 1110W
高温档 2200W
（1）若要使空气炸锅停止加热，则开关S1应断开，开关S接　 　(选填“a"或“b")
（2）求电阻R2的阻值。
（3）若用此空气炸锅加工鸡翅，前20分钟用高温档加热，后10分钟用低温档工作，则一共消耗多少电能
24．“胜哥”有一台加湿器，说明书上有原理图（如图甲），表格中为其部分技术参数，R1、R2为发热电阻，且R2＝3R1，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现关、低挡、高档之间的转换（低挡为小功率加热，高档为大功率加热）；
额定电压 220V
水箱容积 3L
低挡功率 110W
（1）若水箱加满水，用低挡功率加热，则当水吸收6.3×104J的热量时，水温从10℃可升高到多少℃？[水的比热容为：4.2×103J/（kg ℃）]
（2）求加湿器处于高档时的电功率是多少？
（3）如图乙所示，加湿器工作30分钟消耗的电能为多少？
25．如图1为一款陶瓷电煎药壶，工作电路简化为如图2所示。它在工作时，有三个阶段，
阶段1：高火加热煮沸药液，
阶段2：文火萃取使药液保持沸腾状态(用水从中药中浸取有效成分) ，
阶段3：小功率保温。
已知正常工作时，高火加热功率为500W，文火萃取功率为100W ，且在额定电压下煎药时，药液的温度与工作时间的关系如图3所示。
（1）分析电路可知：当Sa接1，同时Sb　 　。(选填“闭合”或“断开”)时，电路处于保温阶段。
（2）请从能量的角度解释文火萃取时温度保持在98℃的原因　 　。
（3）求R2的阻值。
（4）请计算电煎药壶正常工作时，经历一次高火加热和文火萃取电流做的功。
26．小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了溶解度曲线的课程后，对相关知识有了深刻的理解。于是，小科研究了家里的电饭锅，其铭牌数据如表所示，其中的额定功率均是指电饭锅电路总功率；电路原理如图所示，S1是电源开关，S2是加热、保温转换开关。小科在一次煮饭的过程中，同时闭合S1和S2，通电15 min后，S2弹起断开，电饭锅进入保温焖饭的工作状态，再经过10 min后，锅内米饭完全煮熟，S1断开。则：
电饭锅铭牌数据
额定 功率 加热 1100W
保温 220W
电源 220V 50 Hz 　
（1）保温时，有电流通过的电阻是　 　.
（2）在这次煮饭的全过程中，电饭锅消耗了多少电能
（3）R1和R2的阻值分别是多大
27．烧制不同的陶瓷作品需要不同的温度。为了能满足上述要求小科设计了一个电热式烧制炉的电路模型(如图甲所示)。工作电路：S1为电源开关；S2为衔铁的同步开关(电磁继电器吸下衔铁时S2同时断开)；烧制炉的加热元件由阻值为48.4欧的R1和阻值为193.6欧的R2两个发热电阻组成。闭合S1和S2，烧制炉开始工作，先高功率升温，后保温期间能自动实现高功率、低功率两档切换。控制电路：烧制炉利用温差电源控制炉内温度达成恒温烧制。温差电源的热点(T1点)放在炉中，冷点(T2点)放在低温恒温箱中，其提供的电压与T1、T2两点间的温度差关系如图乙所示。当温差电源使电磁继电器的电流达到0.015A时，电磁铁恰好能将弹性衔铁吸下，同时S2断开；一段时间后，温度降到预设值以下，释放弹性衔铁，同时S2闭合；如此反复，直至恒温烧制结束。
（1）当S1和S2刚闭合时，工作电路中的两电阻的工作状态是____。
A．仅R1工作 B．R1与R2串联工作
C．仅R2工作 D．R1与R2并联工作
（2）烧制炉烧制某陶瓷作品时，工作电路的高功率和低功率随时间变化如图丙所示，则烧制炉完成本次工作消耗的电能共为多少
（3）控制电路通过改变R0接入电路的阻值，实现改变烧制炉内的烧制温度。若控制电路中电磁继电器的线圈阻值为0.5欧，温差电源的冷点温度恒为20℃，现要烧制骨瓷作品需将炉内温度控制为1220℃，则需移动R0上的滑片使其接入电路的阻值为　 　欧。
28．我国某汽车企业发布、使用了全球最先进的锂电池——“刀片电池”。如图所示为一种采用该锂电池的电动汽车，该锂电池的额定电压为550V，容量为150A·h，整车质量为2390kg。
（1）该车采用150kW直流快充充电技术，则理论上将锂电池电量从20%充至80%的时间为　 　。
（2）若仅靠锂电池驱动，质量为60kg的小慈老师驾驶充满电的该电动汽车能以80km/h的速度在水平路面上匀速行驶550km。已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.02倍，则该电动汽车匀速行驶时所受的牵引力大小为多少？该电动汽车的电动机效率是多少（结果保留到0.1%）？
29．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从最右端滑至最左端的过程中，小灯泡的I－U关系图像如图乙所示，且滑片P在最左端时小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）滑片P在最右端时，5分钟内整个电路消耗的电能；
（3）滑动变阻器的最大阻值。
答案解析部分
1．【答案】A
【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假设灯泡正常发光，根据欧姆定律计算出串联电阻的大小，然后与18Ω比较即可；
②当电压表串联时测电源电压；
③根据计算即可；
④首先根据计算总电流，再根据P总=U总I′计算电路的总功率。
【解答】①若灯泡正常发光时，串联电阻两端的电压：U串=U-UL=6V-1.5V=4.5V，
串联电阻的阻值：，与R=18Ω相符，故小灯泡能正常发光，故①正确；
②在a、b两点间接入一个合适的电压表时，电压表串联在电路中测电源的电压，示数为6V，即电压表有明显示数，故②错误；
③在 a、b 两点间接入导线，电路为R的简单电路，电流 2s做的功，故③错误；
④在a、b两点间接入一个12Ω的电阻时，电路中的电流为：
，电路消耗的总功率为：P总=U总I′=6V×0.2A=1.2W，故④错误。
则正确的是①③。
故选A。
2．【答案】D
【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
【解析】【分析】根据电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压；根据串联电路分压规律可知滑片从中点到b端时，电压表示数将增大，因此电压表示数增大了2V，然后根据串联电路电压规律以及即可求出R1的阻值；
（1）当滑片在a点时，电路中的电流最大，根据欧姆定律即可求出电路中的最大电流；
（2）先根据欧姆定律求出滑片在中点时电路中的电流，然后根据W=UIt求出10s内滑动变阻器R消耗的电能；
（3）根据P=UI即可求出变阻器R先后两次消耗的电功率之比；
（4）根据P=UI即可求出R1先后两次消耗的电功率之比。
【解答】根据电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压；
滑片从中点到b端时，变阻器接入电路的阻值增大，由串联分压的规律可知，电压表示数（变阻器的电压）将增大，电压表示数增大了2V，即滑片在b点时电压表的示数为：4V+2V=6V；
在10s内定值电阻R1产生的热量为36J，
由可得：；
解得：R1=10Ω。
A.当滑片在a点时，变阻器接入电路的阻值为0，电路中的电流最大，
则电路中的最大电流：，故A错误；
B..滑片在中点时，电路中的电流：，
10s内滑动变阻器R消耗的电能：W滑=U滑It=4V×0.8A×10s=32J，故B错误；
C.当滑片在b点时，变阻器接入的阻值最大，电路中的电流最小，
电路中的最小电流，
由P=UI可得，滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比： ，故C错误；
D.由P=UI可得，R1先后两次消耗的电功率之比： ，故D正确。
故选D。
3．【答案】A
【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
【解析】【分析】（1）当滑片在b端时，变阻器的阻值为零，此时电压表的示数等于电源电压；
（2）当滑片在a端时，变阻器全部使用，与R1串联，根据乙图利用欧姆定律计算R2的最大阻值；
（3）首先根据计算出通过R1的电流，再根据公式P1=I12R1计算R1的电功率 ；
（4）当滑片在a端时，变阻器全部使用，与R1串联，根据公式W=UIt计算R2消耗的电能即可。
【解答】当滑片在b端时，变阻器的阻值为零，此时电压表的示数等于电源电压。根据乙图可知，此时电压表的示数为10V，那么电源电压为10V，
那么电阻，
故A错误符合题意；
当滑片在a端时，变阻器全部使用，与R1串联，根据乙图可知，此时电压表的示数为4V，电流为0.2A。
那么R2两端的电压为：U2=U总-U1=10V-4V=6V；
它的电阻，故B正确不合题意；
滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时，
变阻器R2接入的阻值为20Ω；
此时的总电流为：；
此时R1的电功率为：P1=I12R1=（0.25A）2×20Ω=1.25W，故C正确不合题意；
当滑片在a端时，此时通过R2的电流为0.2A，那么它消耗的电能为：W2=U2I2t2=（10V-4V）×0.2A×120s=144J，故D正确不合题意。
故选A。
4．【答案】C
【知识点】电路的动态分析；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】分析电路，当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开，此时R与L并联，乙测干路电流I，甲测L电流 L甲，当甲、乙都是电压表，S1、S2都闭合，R与L串联接在电路中，甲测总电压U，乙测L两端电压U2，不考虑灯丝电阻的变化，通过求出灯泡的电阻，根据串并联电路特点、欧姆定律及功率公式解题。
【解答】A.由P=UI可得，灯泡正常工作时的电流：
由可得，灯泡的电阻：
当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开，此时R与L并联，甲电流表测L的电流，因I甲=0.54=I额，即灯泡正常工作，由并联电路的分压特点可知，电源电压U=6V；
当甲、乙都是电压表，S1、S2都闭合，R与L串联接在电路中，甲电压表测总电压U ，乙测L两端电压，且UL=U乙=2.4V，根据串联电路的特点可得电路中的电流：IR=IL==0.2A；电阻R两端的电压：UR =U-UL = 6V - 2.4V = 3.6V。所以电阻R==18。A错误。
B.当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开，此时R与L并联，由电阻的并联可得，
得R并=7.2；
当甲、乙都是电压表，S1、S2都闭合，R与L串联接在电路中，则串联电路总电阻
R串=R1+R2=12+18=30，
电路总功率之比：。B错误。
C.当甲、乙都是电压表，S1、S2闭合时，灯L的实际功率：PL=ULIL=24Vx0.2A=0.48W。C正确。
D.当甲、乙都是电流表，S1闭合、S2断开时，此时R与L并联，甲电流表测L的电流，且I甲=0.54A，乙电流表测干路电流，则：
两表示数之比为I甲：I乙=0.5A：=。D错误。
故答案为：C。
5．【答案】D
【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】AB.根据图片分析开关旋至不同位置时电路连接情况，根据分别求出不同挡位下的总电阻和加热功率，最后比较大小确定对应的工作状态即可；
C.由分别计算快炖到慢炖时电路的电流，然后相减即可；
D.根据快炖与慢炖的功率得出快炖与慢炖电路的总功率之比。
【解答】A.根据图片可知，开关旋至“1”挡，两个电阻串联，
此时电路总电阻：R串=2R=2×5Ω=10Ω；
此时的总功率；
开关旋至“2”挡，只有一个电阻工作，
此时的总功率；
开关旋至“3”挡，两个电阻并联，并联的电阻为：，
此时的总功率；
因此开关旋至“1”挡，为保温挡；接“2”时为慢炖，接“3”时为快炖，故A错误；
B.开关旋至“1”挡，为保温挡，总电阻为10Ω，故B错误；
C.快炖时，两个电阻并联，总电流为：；
慢炖时，只有一个电阻，总电流为：；
则从快炖到慢炖，电路总电流变化：ΔI=I并-I=2A-1A=1A，故C错误；
D.快炖与慢炖电路总功率之比：P3：P2=10W：5W=2：1，故D正确。
故选D。
6．【答案】D
【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）根据求出正常工作时的电流；知道灯泡正常发光时的电压和电流，根据求出小灯泡的电阻；
当S闭合，S1、S2都断开，滑片P移到R的中点时，灯泡与滑动变阻器串联，由灯泡正常发光可知电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；
（2）要保证电路安全，分析电路可得，当闭合开关S、S2和S1时，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大，根据并联电路电压规律和欧姆定律求出通过R0的电流，再根据并联电路电流规律求出干路最大电流，根据P=UI求出电路消耗的最大总功率；当只有S闭合时，小灯泡与R串联，当滑动变阻器滑片滑到最右端时，电路中的总电阻最大，此时电路中的电流最小，同理求出最小功率，进一步求出电路消耗总功率的最小值与最大值之比。
【解答】（1）小灯泡正常发光时的电压UL=6V，功率PL=3.6W，
由P=UI可得，小灯泡正常工作的电流：；
小灯泡的电阻；
当S闭合，S1、S2都断开，滑片P移到R的中点时，灯泡与滑动变阻器串联，
灯泡正常发光，则电路中的电流I=IL=0.6A，
则电源的电压：U=I（RL+R）=0.6A×（10Ω+×30Ω）=15V；
（2）当闭合开关S、S2和S1时，此时灯泡被短路，R1与R并联，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大；
所以此时通过R0的电流：；
所以干路的最大电流：Imax=1A+1.5A=2.5A，小于3A，电流表安全，
所以电路消耗的最大功率：Pmax=UImax=15V×2.5A=37.5W。
当只有S闭合时，小灯泡与R串联，当滑动变阻器滑片滑到最右端时，电路中的总电阻最大，此时电路中的电流最小，
即，
电路消耗的最小功率：Pmin=UImin=15V×0.375A=5.625W，
所以电路消耗总功率的最小值与最大值之比是：Pmin：Pmax=5.625W：37.5W=3：20。
故选D。
7．【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】①②④根据图像，利用P=UI确定灯泡两端的电压和对应的电流，然后根据U总=UL+U计算电源电压，根据计算R的阻值。
③根据P总=U总I总计算电路的总功率。
【解答】根据图片可知，定值电阻R与灯泡L串联，电压表测R的电压。
①②④根据甲图可知，当通过灯泡的电流为0.3A，灯泡的电压为6V时，根据P=UI可知，此时灯泡的功率为1.8W。则电源电压为：U总=UL+U=6V+3V=9V，则定值电阻，故①②正确，④错误；
③电路的总功率为：P总=U总I总=9V×0.3A=2.7W，故③正确。
故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
8．【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】根据图片可知，R和R0串联，电流表测量电路电流。
AB.根据乙图确定电路的最大电流和最小电流，以及对应变阻器的阻值，然后根据U总=U+U0列出两个方程联立求解即可；
C.当变阻器的阻值等于定值电阻的阻值时，滑动变阻器的电功率最大；
D.根据前面的条件确定电路的最大电流，然后根据P0大=I大2R0计算R0的最大功率。
【解答】根据图片可知，R和R0串联，电流表测量电路电流。
AB.当电流表示数I的倒数为2A-1时，电路中电流为0.5A，此时R接入电路的电阻值为0，
根据欧姆定律可知此时通过R0的电流最大，为0.5A，故B错误；
根据欧姆定律可知电源电压U=IR0=0.5A×R0..........①，
当电流表示数I的倒数为5A-1时，电路中电流为0.2A，此时R接入电路的电阻值为18Ω，
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压U=I′R′+I′R0=0.2A×18Ω+0.2A×R0..........②，
联立①②可得：U=6V，R0=12Ω，故A错误；
CD.调整电阻箱R的阻值，当R=R0=12Ω时，R的电功率最大，
根据串联电路电压与电阻成正比可知，此时R的电压为总电压的一半，即为3V，
则变阻器的最大功率为：，故C正确；
通过R0的电流最大为0.5A，R0的最大功率为：P0大=I大2R0=（0.5A）2×12Ω=3W，故D错误。
故选C。
9．【答案】B
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】A.根据W=Pt分析；
BD.根据公式分别计算出两个灯泡正常发光时的电阻，再根据P=I2R比较二者串联时电功率大小即可；
C.根据可知，在电阻不变的情况下，功率与电压的平方成正比，据此计算110V时乙灯的实际功率即可。
【解答】A.当两灯都正常发光时，它们的实际功率都等于各自的额定功率，分别为25W和100W。根据W=Pt可知，由于不清楚各自的工作时间，故无法确定谁消耗的电能多，故A错误；
BD.甲、乙两灯的正常工作的电阻：；
；
由此可知，两灯均正常发光时，甲灯的电阻大于乙灯的电阻，
当甲、乙两灯串联时，根据P=I2R知，电流相同，甲电阻越大，甲实际功率越大，甲电灯越亮，
故B正确、D错误；
C.由乙灯铭牌上的字样可知，当乙灯接入220V电路中正常工作，其额定功率为100W．根据可知，在电阻不变的情况下，功率与电压的平方成正比，当电压变为110V，即为额定电压的，则实际功率就是额定功率的，所以此时的实际功率为：P乙实==100W/4=25W，故C错误。
故选B。
10．【答案】D
【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】A.当变阻器接入电路中的电阻为零时，电路为R0的简单电路，此时电压表测R0两端的电压，其示数最大，根据图乙读出电压表的最大示数即为电源的电压；
B.当变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最小，根据图乙和图丙读出电表的示数，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
C.当变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，R0的功率最小，根据P=UI求出其大小；
D.根据欧姆定律求出定值电阻的阻值，根据电阻的串联和欧姆定律求出滑片P置于中点时电路中的电流，根据P=I2R求出R的电功率。
【解答】根据电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。
A.当变阻器接入电路中的电阻为零时，电路为R0的简单电路，此时电压表测R0两端的电压，其示数最大。由图乙可知，电压表的示数最大为6V，则电源的电压U=6V，故A错误；
B.当变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最小。由图乙可知电压表的最小示数U0=2V，由图丙可知电路中的最小电流I小=0.2A，
则滑动变阻器两端的电压UR=U-U0=6V-2V=4V，
那么滑动变阻器的最大阻值，故B错误；
C.当变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，R0的功率最小，则R0的最小功率P0小=U0I小=2V×0.2A=0.4W，故C错误；
D.定值电阻的阻值，
当滑片P置于中点时，电路中的电流，
则R的电功率PR=I2×=（0.3A）2×=0.9W，故D正确。
故选D。
11．【答案】C
【知识点】电路的动态分析；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】由电路图可知，闭合开关S，传感器电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据图丙可知粉尘浓度增大时传感器R的阻值变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻R0两端的电压变化，利用串联电路的电压特点可知电压表示数的变化；
（2）当传感器R的阻值最小时，电路中的总电阻最小，电路中的电流最大，根据电阻的串联和欧姆定律求出电流表的最大示数；
此时传感器R的阻值最小，粉尘浓度最大，则根据欧姆定律可得此时的总电阻，根据串联电路的特点求出此时传感器R的阻值，由图乙知可知此时对应的粉尘度；
根据P=UI计算定值电阻R0的最大功率；
（3）根据串联电路电阻规律结合可知要使电功率最小，需要传感器R的阻值最大，由图乙可知，传感器R的最大阻值，进一步求出电路的最小总功率。
【解答】A.由图甲可知该电路为串联电路，电压表测量定值电阻两端的电压，由图乙可知，随着粉尘浓度的增加，传感器R的电阻减小，所以当粉尘浓度增大时，电路中的总电阻变小，由欧姆定律得电路中的电流变大，定值电阻两端的电压变大，即电压表示数变大，故A错误；
BC.因为电压表的量程为0～3V，所以当定值电阻两端电压达到电压表量程的最大值3V时，由欧姆定律得此时电路中的电流最大，即，
此时的总电阻最小，即传感器R的阻值最小，粉尘浓度最大，则根据欧姆定律可得此时的总电阻为：；
因为定值电阻R0的阻值为15Ω，所以此时传感器R的阻值为5Ω，由图乙知此时对应的粉尘度为14mg/m3，所以电路可测的最大粉尘度为14mg/m3，故B错误；
定值电阻R0的最大功率为：，故C正确；
D.由可得电路的总功率为：，要使电功率最小，需要传感器R的阻值最大，由图乙可知，传感器R的最大阻值为45Ω，所以电路的最小总功率为：，故D错误。
故答案为：C。
12．【答案】温；1.8×105
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据分析电路总功率大小，确定对应的工作状态；
（2）首先根据公式计算出R2单独工作时的功率，再将两个电阻单独工作时的功率相加得到加热档时的总功率，最后利用W=Pt求出加热档正常工作时消耗的电能。【解答】（1）当开关同时接触1、2触点时，两电阻处于断路状态，电功率为零，水龙头出冷水；
当开关同时接触2、3触点时，电路中只有R1接入电路，电路中的电阻较大，
根据可知，在电压一定时，电功率较小，处于保温状态，水龙头放出的是温水；
当开关同时接触3、4触点时，两电阻并联，电路中电阻最小，电功率最大，处于加热状态，水龙头出热水。
（2）已知R2=2R1，由可知，
当电压相等时，R2消耗的功率为R1的，
故R2功率为P2=×2000W=1000W，
加热挡位时的总功率为：P=P1+P2=2000W+1000W=3000W，
在加热挡正常工作1min消耗的电能为：W=Pt=3000W×60s=1.8×105J。
13．【答案】（1）电压表
（2）不变
（3）A；D
【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）电路图可知，R1与R2串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。由于电压表的内阻很大，相当于断路，所以滑片移动过程中，R2接入电路的阻值最大，且不变，根据欧姆定律可知电路中的电流变化和电压表示数变化，从而可知应将哪个电表的表盘改造用来显示重力的大小；
（2）根据P=UI可知，当所放的物体重力变大时，电路消耗的功率变化情况；
（3）物体的重力一定时，滑片移动的距离不变，电压表所测电路的电阻不变，由U=IR可知，当称量的读数变小时，电路中的电流应变小，根据欧姆定律可知，电路的总电阻变大或电源电压降低，由此分析各选项得出结论。
【解答】（1）根据图片可知，R1与R2串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。由于电压表的内阻很大，相当于断路，所以在物体重变大，滑片向下移动的过程中，R2接入电路的阻值最大，且不变，电路的总电阻不变，根据可知，电路中的电流不变，即电流表示数不变，不能反映物体的重力变化；滑片向下移动时，a、P间的电阻变大，由U=IR可知，a、P间的电压变大，即电压表的示数变大，故可以将电压表的表盘改造用来显示重力的大小；
（2）当所放的物体重力变大时，电路的总电流和总电压都不变，根据P=UI可知，电路消耗的功率不变；
（3）物体的重力一定时，滑片移动的距离不变，电压表所测电路的电阻不变，由U=IR可知，电路中的电流应变小，电压表的示数会变小，根据可知，电路的总电阻变大了或电源电压降低了。
故选AD。
14．【答案】3；2；36
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】由电路图可知，R1、R2、L串联，电压表V测R1滑片左边的电阻、灯泡和R2滑片右边电阻的电压之和，电流表测电路中的电流；
（1）R2的滑片P2移至最左端，R1的滑片P1在最右端时，电压表测量电源电压，据此可知电源电压为12V；此时R1、R2、L串联，根据串联电路的特点和欧姆定律即可求出电路中最小电流和R1的电阻值；
（2）图丙中a点是灯泡正常发光时R2连入电路的电阻值；根据串联电路的特点和欧姆定律即可求出此时电路中的最大电流；根据P=UI求出灯泡的额定功率；然后根据欧姆定律求出R2连入电路的电阻值；
（3）根据W=UIt求出整个过程中电路在10s内消耗的最小电能。
【解答】由电路图可知，R1、R2、L串联，电压表V测R1滑片左边的电阻、灯泡和R2滑片右边电阻的电压之和，电流表测电路中的电流；
（1）R1的滑片P1在最右端时，电压表测量电源电压，据此可知电源电压为12V，
图甲中：R2的滑片P2移至最左端，R1的滑片P1在最右端时，R1、R2、L串联，电路中电流I=0.3A，
那么R1两端的电压：U1=U-U2L=12V-9V=3V，
则R1的阻值：，
图丙中：R1两端的电压：U1最大=U-U最小=12V-7V=5V，
则电路中电流，
此时灯泡正常发光，由于灯泡正常发光则UL=U额=6V，
则灯泡的额定功率：PL=ULI最大=6V×0.5A=3W；
（2）根据图丙可知：电压表的最小示数为7V，由于此时电压表测量的是R2滑片右边的电阻和灯泡的电压之和，即：UL+U2小=U最小=7V，
那么R2两端电压：U2小=U最小-UL=7V-6V=1V，
则图丙中a点对应的阻值：；
（3）根据以上分析可知，电路中的最小电流为I=0.3A，
则整个过程中电路在10s内消耗的最小电能：W=UIt=12V×0.3A×10s=36J。
15．【答案】（1）串联
（2）9
【知识点】串联电路和并联电路的辨别；电路的动态分析；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】串联电路的特点是各用电器相互影响，并联电路是各用电器互不影响。电路中电压表测的是滑动变阻器两端的电压，电流表测的是通过电路的电流。此类题中关键要找到不变的量，利用不变的量去求。
【解答】（1）、取下R0，R就不能够正常工作，所以R、R0的连接方式是串联。
（2）、滑片移动过程中，电源电压与R0没有发生变化。所以滑动变阻器的功率P=UI=U总I-I2R0来求。由图可知当I=0.5A时，P=5W，当I=2A时，P=8W。即5W=U总X0.5A-(05A)2XR0， 8W=U总X2A-(2A)2XR0，解方程可得：U总=12V，R0=4 Ω 。所以P=12VXI -I2X4 Ω ，根据抛物线性质可知P最大= ==9W
16．【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。
17．【答案】15；0.8
【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）根据图乙确定灯泡的额定电流，然后根据公式计算灯泡正常发光时的电阻；
（2）由电路图可知，R与L串联，当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，电流最小，灯泡L消耗电功率的最小，根据图象读出R与L两端的总电压是12V时的电流和灯泡两端电压，根据P=UI求出灯泡的最小功率。
【解答】（1）灯泡正常发光时的电压为9V，由图像可知，灯泡正常发光时的电流约为IL=0.6A，
由可得，此时灯丝的电阻；
（2）由电路图可知，R与L串联，当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，电流最小，灯泡L消耗电功率的最小，
变阻器R连入电路的最大阻值为25Ω，由
串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压：U=UL′+IR，即：12V=UL′+I×25Ω，
根据图像可知，当电路中的电流为0.4A，此时灯泡两端电压为2V，满足上述等式，
则灯泡的最小功率：PL最小=UL′I=2V×0.4A=0.8W。
18．【答案】热；12000；2420
【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
【解析】【分析】（1）电流通过导体时会发热，这种现象叫电流的热效应；
（2）根据W=Pt计算出消耗的电能；
（3）当电阻不变时，它的功率与电压的平方成正比，即，据此计算出电热丝现在的电压值，然后根据U总=U1+U2计算出变阻器两端的最大电压，最后根据串联电路电压与电阻呈正比计算出R的最大阻值。
【解答】（1）有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，这是利用电流的热效应。
（2）正常工作10min消耗的电能W=Pt=20W×（60s×10）=12000J；
（3）电热丝的电阻：；
当变阻器R的阻值最大时，通过电路的电流最小，此时电热丝的功率最小。
根据得到：；
解得：U'=110V；
此时变阻器两端的电压：U变=U总-U'=220V-110V=110V；
根据串联电路电压与电阻呈正比得到：；
；
解得：R=2420Ω。
19．【答案】（1）变小
（2）6×104J
（3）电阻d；并联；43℃
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）分析表中数据可知当温度升高时，热敏电阻Ra的阻值变小；
（2）根据可知低功率工作时两电阻串联，高功率工作时，两电阻并联，
根据串联电路电阻规律计算两电阻串联时的总电阻，根据计算低功率工作时消耗的电能和高功率工作时消耗的电能，进一步计算本次测试中电热丝消耗的总电能；
（3）当通过电磁铁的电流达到0.05安时，低功率工作模式，根据欧姆定律计算此时控制电路总电阻，当通过电磁铁的电流达到0.04安时，高功率工作模式，根据欧姆定律计算此时控制电路总电阻，人离开后，坐垫始终低功率工作，所以应该选择力敏电阻的阻值随压力的减小而减小，由图乙可知500N时力敏电阻的阻值最小为300Ω，比较可知选择电阻c与a并联接入电路，根据并联电路电阻规律计算此时热敏电阻接入电路的阻值，由表格可知此时的温度。
【解答】（1）根据表格数据可知，当温度升高时，热敏电阻Ra的阻值变小；
（2）根据可知，低功率工作时两电阻串联，高功率工作时，两电阻并联，
则两电阻串联时R=R1+R2=1210Ω+1210Ω=2420Ω，
低功率工作时消耗的电能：，
高功率工作时消耗的电能：，本次测试中电热丝消耗的总电能为：W=W1+W2=1.2×104J+4.8×104J=6×104J；
（3）当通过电磁铁的电流达到0.05安时，低功率工作模式，
此时控制电路总电阻：，
当通过电磁铁的电流达到0.04安时，高功率工作模式，
根据欧姆定律可知此时控制电路总电阻：，
人离开后，坐垫始终低功率工作，所以应该选择力敏电阻的阻值随压力的减小而减小，500N时力敏电阻的阻值最小为300Ω，
比较可知选择电阻c与a并联接入电路，
此时热敏电阻接入电路的阻值，
由表格可知此时的温度为43℃。
20．【答案】（1）煮饭时加热过程消耗电能：W1=P1t1=1100W×15×60s=9.9×105J，
煮饭时焖饭保温过程消耗电能：W2=P2t2=275W×10×60s=1.65×105J，
在这次煮饭的全过程中，电饭锅消耗电能：W=W1+W2=9.9×105J+1.65×105J=1.155×106J；
（2）同时闭合开关S1和S2时（加热过程），R2被短接，电路为R1接在电源上的简单电路，
则R1的阻值：；
只闭合S1时（焖饭保温过程），R1、R2串联，
则：；
那么R2的阻值：R2=R总-R1=176Ω-44Ω=132Ω。
【知识点】电阻和电阻的串联、并联；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据W=Pt分别计算出煮饭和保温工作消耗的电能，然后相加即可；
（2）同时闭合开关S1和S2时（加热过程），R2被短接，电路为R1接在电源上的简单电路，根据计算R1的阻值。只闭合S1时（焖饭保温过程），R1、R2串联，根据计算总电阻，最后根据R2=R总-R1计算R2的阻值。
21．【答案】（1） 1.1875×106 Pa；
（2）S=Vt= 20m/s ·10·60s=12000m=12km；；
（3）
（4）燃油车排放二氧化碳=6.5x2.7=17.55kg，电车排放二氧化碳=9.4x0.785=8.225kg，故少排放的二氧化碳质量为9.325kg。
【知识点】压强的大小及其计算；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）对地面的压强大小等于压力与受力面积的比值；
（2）P=FV，故先求出速度，其功率与速度的比值为阻力大小；
（3）输出功率为充进去的总电能与时间的比值；
（4）分别算出电车和燃油车的释放的二氧化碳即可。
22．【答案】（1）>
（2）B
（3）P= = =1000W
W=Pt=1000w×300s=3×105J
（4）变阻器R1阻值变小，U1变大
【知识点】基本电路与电路图；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）通过电磁铁的电流越大磁性越强，引力越大；
（2）分析开关在abcd四个位置时的加热和恒温状态即可；
（3）先利用电功率的公式求出其加热功率，再利用时间比求出加热时间即可；
（4）考虑在吸合时左侧电路中的电流大小的值维持不变即可。
【解答】（1）无水时不能加热，故衔铁需被L1吸引，即左侧电路中的电流更大，所以 R1>R2+R3 ；
（2）开关s在A或C时，断开后rR2无法工作，即不能保持恒温状态；开关位于D处时，沸腾后开关断开，无法继续加热，故为B；
（3） P= = =1000W
W=Pt=1000w×300s=3×105J
（4）控制左侧电路电流不变，故可使 变阻器R1阻值变小或U1变大。
23．【答案】（1）b
（2）解：R总= =88Ω
R2=R总-R1= 88Ω-44Ω=44Ω
（3）解：W高=Pt=2200W×20×60s=2.64×106J．
W低 =Pt-=550W×10×60s=3.3×105J
W总=W低+W高=3.3×105J+2.64×106J=2.97×106J
【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
【解析】【分析】（1）停止加热，即两个电阻都不能工作，根据图乙分析解答；
（2）当开关S1断开，S接a时，两个电阻串联，此时电阻最大，功率最小，为低温档。首先根据 计算出电路的总电阻，再根据 R2=R总-R1 计算出R2的阻值。
（3）根据公式W=Pt分别计算出两种状态下消耗的电能，然后相加得到消耗的总电能。
【解答】（1）根据图乙可知，开关S1断开后，开关S接b时，两个电阻全部没有电流经过，此时处于停止加热状态。
24．【答案】（1）水箱加满水时水的体积：
V＝3L＝3dm3＝3×10﹣3m3，
由ρ＝ 可得，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×3×10﹣3m3＝3kg，
当水吸收6.3×104J的热量时，由Q吸＝cm（t﹣t0）可得，水的末温：
（2）由电路图可知，旋转开关接2、3触点时，R1与R2串联，此时电路的总电阻最大，
由 可得，电源的电压一定时，电路的总功率最小，加湿器处于低挡，
此时电路的总电阻：
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且R2＝3R1，
所以，R＝R1+R2＝R1+3R1＝440Ω，
解得：R1＝110Ω，R2＝3R1＝330Ω；
当旋转开关接3、4触点时，电路为R1的简单电路，此时电路的总电阻最小，功率最小，加湿器处于高挡，则加湿器处于高挡时的电功率：
（3）由图乙可知，加湿器工作30min内，高挡工作的时间为10min，低挡工作的时间为20min，
由P＝ 可得，加湿器工作30分钟消耗的电能：
W＝P高t高+P低t低＝440W×10×60s+110W×20×60s＝3.96×105J
【知识点】密度公式的应用；热量的计算；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据m=ρV计算水的质量，再根据公式 Q吸＝cm（t﹣t0） 计算水的末温。
（2）由电路图可知，旋转开关接2、3触点时，R1与R2串联，此时电路的总电阻最大，而总功率最小，处于低温档。根据 计算出此时的总电阻，再根据 R＝R1+R2 计算出R1和R2的阻值。
当旋转开关接3、4触点时，电路为R1的简单电路，此时电路的总电阻最小，功率最小，加湿器处于高挡，根据公式 计算高温档时的电功率。
（3）根据乙图确定高档和低档工作的时间，再根据W=Pt分别计算出两个状态消耗的电能，最后二者相加即可。
25．【答案】（1）断开
（2）药液吸收的热量等于释放的热量
（3）当Sa接2，同时Sb断开时，电路中只有R2工作，电路中电阻较大，此时处于文火萃取状态；
由可得：R2===484Ω；
（4）由图3读出电煎药壶正常工作时，经历一次高火加热和文火萃取所用的时间分别为：t1=14min=840s，t2=36min-14min=22min=1320s；
则经历一次高火加热和文火萃取电流做的功为：W=W1+W2=Pt1+Pt2=500W×840s+100W×1320s=5.52×105J。
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）分析电路得出，当Sa接2同时Sb闭合、当Sa接2同时Sb断开、当Sa接1同时Sb断开的电路组成，确定相应的状态；
（2）从能量的角度来看，文火萃取时产生的热量与散失的热量之间的关系判断；
（3）当Sa接2，同时Sb断开时，电路中只有R2工作，处于文火萃取状态；已知文火萃取的功率，利用可求R2的阻值；（4）由图3读出电煎药壶正常工作时，经历一次高火加热和文火萃取所消耗的时间，然后根据W=Pt分别求出高火加热和文火萃取电流做的功。
【解答】（1）根据图片可知，当Sa接2，同时Sb闭合时，电路中R1、R2并联，电路中电阻最小，由可知，此时电功率最大，处于高火加热状态；当Sa接2，同时Sb断开时，电路中只有R2工作，电路中电阻较大，由可知此时电功率较大，处于文火萃取状态；当Sa接1，同时Sb断开时，电路中R1、R2串联，电路中电阻最大，由可知此时电功率较小，处于小功率保温状态；所以，当Sa接1，同时Sb断开时，电路处于保温阶段；
（2）从能量的角度来看，文火萃取时产生的热量与散失的热量相平衡，则温度会保持在98℃不变；
26．【答案】（1）R1和R2
（2）电饭锅消耗的电能：
W=W加热+W保温=P加热×t加热+P保温×t保温=1100 W×15×60 s+220 w×10×60 s=1.122×106J
（3）加热时只有R1工作
保温时R1和R2串联，此时电路中总电阻为：
R2=R总- R1=220Ω-44Ω=176Ω
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式比较开关在不同状态下电功率的大小，从而确定对应的状态即可。
（2）根据W=Pt分别计算出加热和保温时消耗的电能，再将它们相加即可。
（3）加热时只有R1工作，可根据公式 计算出R1的阻值。保温时R1和R2串联，根据公式计算出此时的总电阻，最后根据 R2=R总- R1= 计算出R2的阻值。
【解答】（1）根据图片可知，当开关S2断开时，两个电阻串联，总电阻为R串联；
当开关S2闭合时，只有R1工作，总电阻为R1；
则R串联＞R1；
根据公式可知，总功率P串联＜P1；
则前者为保温状态，后者为加热状态；
因此保温时，有电流通过的电阻为： R1和R2 。
27．【答案】（1）D
（2）低功率工作，两电阻串联：
高功率工作，两电阻并联：
低功率工作时间：t低=40min+40min=2h
高功率工作时间：t高=60min+20min+20min+20min=2h
低功率工作消耗的电能：W低=P低t低=0.2KW×2h=0.4kW·h
高功率工作消耗的电能：W高=P高t高=1.25Kw×2h=2.5kW·h
工作消耗的总电能：W总=W低+W高=0.4kW·h+2.5kW·h=2.9kW·h
（3）1.5
【知识点】串联电路和并联电路的辨别；欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）用电器首尾相连为串联，并排连接在电路两点之间为并联。
（2）根据乙图可知，低功率工作时 ，两个电阻串联，根据 计算出低温功率。高功率工作时，两个电阻并联，根据 计算出高温功率。接下来根据丙图确定低功率和高功率工作时间，并根据W=Pt分别计算出消耗的电能，最后相加即可。
（3）首先计算出温度差，再根据图乙计算出此时温差电源的电压，接下来根据计算出总电阻，最后根据R0=R总-R线计算即可。
【解答】（1）根据甲图可知，当两个开关都闭合时，如下图所示：
因此两个电阻为并联，故选D。
（3）冰点和热点的温度差为：1220℃-20℃=1200℃；
根据图乙可知，温差电源的电压与温度差成正比，那么此时电压为：=0.03V；
此时的总电阻为：；
此时R0接入的阻值为：R0=R总-R线=2Ω-0.5Ω=1.5Ω。
28．【答案】（1）1188s 或0.33小时
（2）电动汽车的总重力：G=mg=（2390kg+60kg）×10N/kg=2.45×104N；
由于汽车做匀速直线运动，所以汽车所受牵引力与阻力是一对平衡力，
即F=f=0.02G=2.45×104N×0.02=490N；
电动机做的有用功：W有=FS=490N×550000m=2.695×108J；
电动机做在总功：W总=UIt=550V×150A×3600s=2.97×108J；
则电动汽车电动机的效率为：。
【知识点】能量利用效率；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式W=UIt公式进行计算出储存的电能W，然后根据计算出充电时间； （2）根据G=mg计算出电动汽车的总重力，再根据二力平衡的条件F=f=0.02G计算出电动汽车受到的牵引力。接下来根据公式W有=FS计算出电动机做的机械功，根据W总=UIt计算电动机消耗的电能，最后根据公式×100%公式计算电动机的效率即可。【解答】（1）电池容量150Ah，
则它可贮存电能为：W=UIt=550V×150A×3600s=2.97×108J；
充电时间为；
29．【答案】（1）小灯泡的额定功率为：P额＝U额I额＝6V×0.4A＝2.4W
（2）滑片P在最右端时，据题可知，电源电压U＝U额＝6V，I＝0.2 A；
W＝UIt＝6V×0.2A×5×60s＝360J
（3）当电路中电流最小时，滑动变阻器的阻值最大，
此时U变＝U－U1＝6V－2V＝4V，I1＝0.2A
【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
【解析】【分析】（1）根据甲图可知，当变阻器的滑片P在最左端时，变阻器的阻值为零，此时电阻最小，而电流最大。根据图乙确定此时灯泡两端的电压和电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率。
（2）根据甲图可知，当滑片在最右端时，变阻器的阻值最大，而电流最小。根据乙图确定此时通过电路的电流，然后根据W=UIt计算5min内电路消耗的电能。
（3）根据甲图可知，当滑片在最右端时，变阻器的阻值最大，而电流最小。根据图乙确定此时灯泡两端的电压和电流，根据U变=U-U1计算变阻器两端的电压，再根据公式 计算变阻器的最大阻值。
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