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第十八章 电功率 提升卷（解析版）
建议用时：60 分钟，满分：100 分
一、选择题（本大题共 12 题，每题 3 分，共 36 分。在每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1 ．下列不是功率单位的是 ( )
A ．瓦特 B ．伏·安 C ．焦/秒 D ．千瓦·时
2 ．下列电器中，利用电流热效应工作的是 ( )
A ．电风扇 B ．电暖气 C ．电视机 D ．电动汽车
3 ．小刚利用电能表测某家用电器的电功率，当电路中只有这个用电器工作时，测得在 15min 内，消耗电能 0.3kW·h ，这个用电器可能是 ( )
A ．空调 B ．电冰箱 C ．电视机 D ．电风扇
4 ．如图所示，甲、乙是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，把它们并联在同一电路中，通电后，下列说法正确的是 ( )
A ．甲导体两端的电压大 B ．通过乙导体的电流大
C ．相同时间内电流通过甲导体做功多 D ．甲、乙并联后的总电阻大于甲的电阻
5 ．甲、乙两个用电器串联后接在某一电源上，在相同的时间内，电流通过甲所做的功比乙大，则( )
A ．通过甲的电流比乙大 B ．甲两端的电压比乙的大
C ．甲的电阻比乙小 D ．甲消耗的电能比乙小
6 ．小芳家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一台。按照每度电 0.5 元的计费标准，将这三个用电器单独正常工作 1 小时的用电费用绘制成柱状图（如图所示）。由图可知，下列说法正确的是 ( )
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A ．这 1 小时内电烤箱比电视机消耗的电能少
B ．正常工作时通过这三个用电器的电流相等
C ．三个用电器中电烤箱正常工作时的功率最大
D ．在未来的一段时间里电烤箱的电费一定最多
7 ．小明观察到甲、乙两只白炽灯上分别标有“PZ220V- 100W”和“PZ220V-25W”字样，（不计温度对灯丝电阻的影响）下列分析正确的是 ( )
A ．若灯丝的材料相同，甲灯的灯丝比乙灯的灯丝长
B ．若将两灯串联接入电压为 220V 的电路，甲灯比乙灯暗
C ．若将两灯分别接入电压为 220V 的电路，甲灯消耗的电能多
D ．将甲灯接入 110V 的电路中，它的实际功率为 50W
8 ．两个阻值相同的电热丝，并联 4min可烧开一壶水，如果串联使用接在同一电路上，烧开同样的一壶水需要 ( )
A ．4min B ．8min C ．16min D ．12min
9．图甲是噪声监测器的内部电路图。电源电压恒定，R1 的阻值随声音强度的变化关系如图乙所示，定值电阻 R2 的阻值为 5Ω 。闭合开关 S ，当声音强度为 60dB 时，电压表示数为 1.5V 。下列分析正确的是 ( )
A ．电压表示数随声音强度的增大而减小 B ．声音强度越大，电路消耗的总功率越小
C ．噪声监测器的电路图中电源电压为 6V D ．声音强度为 50dB 时，电压表示数为 5V
10．具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可以通过旋钮开关实现功能切换（功率关系：防雾<除露<化霜），如图所示是模拟加热的原理图，若测试电源电压为 5V，四个加热电阻阻值均为 5Ω , 下列说法正确的是 ( )
A ．当开关旋至“ 1”挡时，为除露 B ．当开关旋至“2”挡时，为防雾
C ．当开关旋至“3”挡时，为化霜 D ．整个电路最小功率为 5W
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11 ．某定值电阻两端电压由4V 增大到 6V ，通过它的电流增加了 0.2A ，则其消耗的电功率增加了( )
A ．2W B ．0.4W C ．0.8W D ．1.6W
12 ．如图甲所示，电源电压保持不变，定值电阻R0 = 10Ω 。闭合开关 S ，在保证电路安全的前提下，将滑动变阻器的滑片 P 从最右端开始最大限度地向左端调节，两电压表示数与电流表示数变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是 ( )
A ．电源电压为 3V B．AB 图线对应的是电压表V1 示数变化
C ．滑动变阻器的最大阻值为40Ω D ．电路消耗的最大功率为1.8W
二、填空题（共 4 题，每空 2 分，共 18 分）
13．某智能手机的锂电池上标有“3.7V，4000mAh”字样，该手机能通过增大充电的电流来实现超级快充功能。给手机充电的过程中，手机电池属于电路构成中的 （选填“ 电源”或“用电器”）。这块锂电池充满电可以储存 J 的电能。
14．有两个定值电阻R1 和R2 ，已知R1 = 5R2 。若将它们串联在电路中，保持电源电压不变，则R1 和R2两端的电压之比是 ；若将它们并联该电路中，在相同时间内电流通过R1 和R2 产生的热量之比是 。
15 ．若将标有“ 6V 3W ” 的灯泡L1 以及“ 12V 6W ” 的灯泡L2 串联接在电源电压恒定不变的电路中，
闭合开关后小灯泡都发光， （选填“ L1 ”或“ L2 ”）较亮。若将这两个小灯泡并联接入电路中，其中一只灯泡正常发光，在保证电路安全的前提下，则电源电压为 V ，此时消耗的总功率为 W 。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。
16 ．如图甲所示，电源电压恒定，R 为定值电阻，闭合开关，将滑动变阻器 R0 的滑片 P 从 a 端移到 b 端的过程中，其电流 I 与电压 U 的关系图像如图乙所示，滑动变阻器 R 的最大阻值为 Ω ,电阻R0 消耗的最大功率和最小功率之比为 。
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三、实验题（每空 2 分，共 28 分）
17．在“测量小灯泡电功率” 的实验中，电源电压为 3V，小灯泡额定电压为2.5V ，小灯泡电阻约为10Ω 。
(1)请你用笔划线代替导线，将图甲中的实验电路连接完善 （要求滑片向左移动时灯泡变暗）。
(2)小明同学连接好最后一根导线后，闭合开关，他发现无论怎样移动滑片，灯泡都很暗，且两表示数不变，出现上述故障的原因可能是： 。
(3)故障排除后，小明同学闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某点，电压表的示数如图乙所示。
若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中的滑片向 （选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为2.5V 。
(4)他又移动滑片，记下了几组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I _U 图象，根据图象信息可以计算出小灯泡的额定功率是 W。
18 ．为了测量额定电压为 2.5V 的小灯泡的额定功率：
(1)该小组测出多组电流表和电压表的示数，并描绘出I _U 图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
(2)实验过程中，小明发现电流表损坏，于是设计了如图丙所示的电路，其中滑动变阻器R0 最大阻值已知（记为R0 ），实验步骤如下：
①闭合开关，将变阻器R0 的滑片调至最左端，再调节滑动变阻器 R 的滑片，使电压表示数为灯泡的额定电压U额 ；
②接下来再调节滑动变阻器 （选填“R”或“ R0 ”）的滑片至最右端，记下此时电压表示数为 U；
③小灯泡正常发光时的电功率为P额 = （用U额 、U 和R0 表示）。
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19 ．如图是小明设计的“探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关” 的实验装置。
(1)实验中，通过观察 来比较电流通过导体产生热量的多少。
(2)若观察甲、乙两实验装置，可以得出结论：在电流和通电时间相同时，电阻越 ，产生的热量越多。
(3)若观察乙、丙两实验装置，这是在探究电流通过导体产生热量的多少与 的关系。
20．实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源、滑动变阻器、开关各一个，导线若干，两个完全相同的保温容器。容器内部分别装有质量相等的煤油和水、完全相同的温度计、阻值不变的加热电阻丝 R1 和 R2 。电路连接如图所示。
(1)利用本装置比较水和煤油的吸热情况时，为了让水和煤油在相同时间内吸收的热量相同，应使R1 R2（选填“ ＝”或“≠”) ;
(2)若要验证“ 电流产生的热量跟电阻的阻值大小有关” ，则需要对本装置做出的改变有：
①应使 R1 R2（选填“ ＝”或“≠”) ;
②两个容器内应分别装入 ；
③实验时，通过 反映电流通过导体时产生热量的多少。
四、计算题（共 2 题，第 21 题 8 分，第 22 题 10 分，共 18 分）
21．小明将废旧电热器上规格为“220V 968W” 的完好电热丝R0 拆下，用于科技小组制作电烘箱，设计电路如图所示。经过多次试验，当选用的电阻R1 的阻值为 5Ω时，刚好满足箱体内烘干功率要求。 （虚线框为电烘箱体，不考虑温度对电阻的影响）
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(1)电热丝R0 的阻值是多少？
(2)整个电路工作时的电流是多少？
(3)工作 1h ，电烘箱体内产生的热量是多少？
22 ．如图所示，电源电压保持不变，电流表量程为 0-3A ，电压表量程为 0- 15V ，定值电阻 R1 阻值为 10Ω , 滑动变阻器 R2 的规格是“20Ω , 0.9A” ，闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 位于某位置时，电流表示数为 0.6A。
(1)求 R1 两端的电压。
(2)求定值电阻 R1 消耗的电功率。
(3)若用定值电阻 R0 替换电阻 R1 ，闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 位于另一位置时，观察到电流表示数为 0.4A ，电压表示数为 4V ，接着在保证电路正常工作的情况下向某一方向移动滑片，发现电压表示数最大变化量为 3V 。求 R0 的阻值及电源电压。
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建议用时：60 分钟，满分：100 分
一、选择题（本大题共 12 题，每题 3 分，共 36 分。在每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1 ．下列不是功率单位的是 ( )
A ．瓦特 B ．伏·安 C ．焦/秒 D ．千瓦·时
【答案】D
功率的国际单位是 W（瓦特），功率常见计算公式有P = Fv 、P = 、P = UI ，它们对应的单位Nm/s （牛米每秒）、J/s（焦每秒）、VA （伏·安），千瓦·时是电能的单位，故 ABC 正确，不符合题意，D 错误，符合题意。故选 D。
2 ．下列电器中，利用电流热效应工作的是 ( )
A ．电风扇 B ．电暖气 C ．电视机 D ．电动汽车
【答案】B
A．利用电流热效应工作的用电器将电能转化为内能，电风扇主要是将电能转化为机械能的用电器，故 A 不符合题意；
B ．电暖气是将电能转化为内能的用电器，故 B 符合题意；
C ．电视机主要是将电能转化为光能的用电器，故 C 不符合题意；
D ．电动汽车主要是将电能转化为机械能，故 D 不符合题意。故选 B。
3 ．小刚利用电能表测某家用电器的电功率，当电路中只有这个用电器工作时，测得在 15min 内，消耗电能 0.3kW·h ，这个用电器可能是 ( )
A ．空调 B ．电冰箱 C ．电视机 D ．电风扇
【答案】A
这个用电器工作时，测得在 15min 内，消耗电能 0.3kW·h ，这个用电器的电功率
对比以上四种家用电器中功率超 1000W 的只有空调。故 A 符合题意，BCD 不符合题意。故选 A。
4 ．如图所示，甲、乙是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，把它们并联在同一电路中，通电后，下列说法正确的是 ( )
A ．甲导体两端的电压大 B ．通过乙导体的电流大
C ．相同时间内电流通过甲导体做功多 D ．甲、乙并联后的总电阻大于甲的电阻
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【答案】C
ABC ．由图可知，甲乙导体并联，并联电路中各支路两端的电压相等，所以甲乙导体两端的电压相等，甲导体的横截面积较大，因导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积有关，且材料和长度都相同时，横截面积越大电阻越小，反之越大，所以，材料和长度相同两导体的电阻关系为 R 甲D．并联电路的总电阻比任何一个分电阻都要小，故甲、乙并联后的总电阻小于甲的电阻，故 D 错误。故选 C。
5 ．甲、乙两个用电器串联后接在某一电源上，在相同的时间内，电流通过甲所做的功比乙大，则
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( )
A ．通过甲的电流比乙大
C ．甲的电阻比乙小
【答案】B
B ．甲两端的电压比乙的大
D ．甲消耗的电能比乙小
A ．甲、乙两个用电器串联后接在某一电源上，根据串联电路电流处处相等的特点，用电器通过的电流相等，故 A 不符合题意；
B ．根据W＝UIt ，根据串联电路电流处处相等的特点，W 甲 > W 乙 ，在相同时间内，由U＝W 可知，
It U甲 > U乙 ，故 B 符合题意；
C ．根据串联电路电流处处相等的特点，由U甲 > U乙 ，结合R 可知，R甲 > R乙 ，故 C 不符合题意；
D ．电流做功消耗电能，电流通过甲所做的功比乙的大，所以甲消耗的电能比乙的多，故 D 不符合题意。故选 B。
6 ．小芳家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一台。按照每度电 0.5 元的计费标准，将这三个用电器单独正常工作 1 小时的用电费用绘制成柱状图（如图所示）。由图可知，下列说法正确的是 ( )
A ．这 1 小时内电烤箱比电视机消耗的电能少
B ．正常工作时通过这三个用电器的电流相等
C ．三个用电器中电烤箱正常工作时的功率最大
D ．在未来的一段时间里电烤箱的电费一定最多
【答案】C
AB ．已知三个用电器的额定电压相等，则它们正常工作时的电压相等；由柱状图可知，正常工作 1 小时，电烤箱的电费最多，电视机的电费最少，因电费的单价一定，所以电烤箱消耗的电能最多，其次是电饭锅，电视机消耗的电能最少；由W＝UIt 可知，流过这三个用电器的电流不相等，故 AB 错误；
C ．三个用电器都正常工作 1h ，且电烤箱消耗的电能最多，根据P 可知正常工作时电烤箱的实际功率最大，故 C 正确；
D ．因不知道未来一段时间内用电器的实际工作时间，所以根据W＝Pt 无法判断消耗电能的多少，则无法比较一段时间内电费的多少，故 D 错误。故选 C。
7 ．小明观察到甲、乙两只白炽灯上分别标有“PZ220V- 100W”和“PZ220V-25W”字样，（不计温度对灯丝电阻的影响）下列分析正确的是 ( )
A ．若灯丝的材料相同，甲灯的灯丝比乙灯的灯丝长
B ．若将两灯串联接入电压为 220V 的电路，甲灯比乙灯暗
C ．若将两灯分别接入电压为 220V 的电路，甲灯消耗的电能多
D ．将甲灯接入 110V 的电路中，它的实际功率为 50W
【答案】B
A ．由R 可知，额定电压相同时，额定功率大的电阻小；甲灯的额定功率大，则甲灯灯丝电阻小，灯丝的材料相同，不知道横截面积关系，因此长度无法判断，故 A 错误；
B ．两灯串联在 220V 的电路中，因串联电路中电流处处相等，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，由 P=I2R 得，甲灯泡的电阻较小，实际功率较小，甲灯比乙灯暗，故 B 正确；
C ．若将两灯分别接入电压为 220V 的电路，两灯均正常发光，但不知道通电时间，则根据 W=Pt可知，无法判断消耗电能的多少，故 C 错误；
D ．不计温度对灯丝电阻的影响，将甲灯接入电压为 110V 的电路中时，有 代入得W ；故 D 错误。故选 B。
8 ．两个阻值相同的电热丝，并联 4min可烧开一壶水，如果串联使用接在同一电路上，烧开同样的一壶水需要 ( )
A ．4min B ．8min C ．16min D ．12min
【答案】C
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两根完全相同的电热丝串联后的总电阻 R 串=2R；并联后的总电阻R并 R ，所以串联的电阻是并联的电阻 4 倍；根据题意可知，串并联时烧开一壶水需要的热量关系式为Qt ， 热量 Q、电压 U 相等；故电阻 R 与时间 t 成正比，串联的电阻是并联的电阻 4 倍时，时间也是并联时的 4 倍，故串联时间为 4min×4= 16min ，故 C 符合题意，ABD 不符合题意。故选 C。
9．图甲是噪声监测器的内部电路图。电源电压恒定，R1 的阻值随声音强度的变化关系如图乙所示，定值电阻 R2 的阻值为 5Ω 。闭合开关 S ，当声音强度为 60dB 时，电压表示数为 1.5V 。下列分析正确的是 ( )
A ．电压表示数随声音强度的增大而减小 B ．声音强度越大，电路消耗的总功率越小
C ．噪声监测器的电路图中电源电压为 6V D ．声音强度为 50dB 时，电压表示数为 5V
【答案】C
AB ．由图甲可知，闭合开关 S，R1 与 R2 串联，由图乙可知，随着声音强度的增加，声敏电阻 R1 的阻值逐渐减小，故电路的总电阻减小，因为电源电压不变，根据I = U 可知，电路中的电
R
流增大，故电路消耗的总功率P = UI 变大；由I 得，U = IR ，因为电阻 R2 为定值电阻，且电压
表测 R2 电压，故电压表示数 U2=IR2 变大，故 AB 错误；
C ．电压表示数 U2= 1.5V 时，电流 IA
当声音强度为 60dB 时，由图乙知此时 R1= 15Ω , 则 U1=IR1=0.3A×15Ω=4.5V根据串联电路的特点可知电源的电压 U= U1+U2=4.5V+1.5V=6V；故 C 正确；
D ．当声音强度为 50dB 时，R'1=25Ω , 总电阻 R'=R'1+R2=25Ω+5Ω=30Ω电流表示数I A
电压表示数U2 ' = I’R2 = 0.2A× 5Ω = 1V ，故 D 错误。故选 C。
10．具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可以通过旋钮开关实现功能切换（功率关系：防雾<除露<化霜），如图所示是模拟加热的原理图，若测试电源电压为 5V，四个加热电阻阻值均为 5Ω , 下列说法正确的是 ( )
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A ．当开关旋至“ 1”挡时，为除露 B ．当开关旋至“2”挡时，为防雾
C ．当开关旋至“3”挡时，为化霜 D ．整个电路最小功率为 5W
【答案】C
A ．当开关旋至“ 1”挡时，两个加热电阻串联接入电路，此时电路总电阻最大，由P可知，此时电功率最小，开启防雾功能，故 A 错误；
B ．当开关旋至“2”挡时，只有一个加热电阻接入电路，电路的电阻较大，由P可知，此时电功率较小，开启除露功能，故 B 错误；
C ．当开关旋至“3”挡时，两个加热电阻并联接入电路，总电阻最小，由P可知，此时电功率最大，开启化霜功能，故 C 正确；
D ．开启防雾功能时，开关旋至“ 1”挡，两个加热电阻串联接入电路，由选项 A 分析可知，此时电功率最小，电路总电阻R总 =2R=2 × 5Ω=10Ω
整个电路的最小功率W 故 D 错误。故选 C。
11 ．某定值电阻两端电压由4V 增大到 6V ，通过它的电流增加了 0.2A ，则其消耗的电功率增加了( )
A ．2W B ．0.4W C ．0.8W D ．1.6W
【答案】A
若该定值电阻阻值为 R，由欧姆定律可得，当其两端电压为 4V 时，通过的电流为I 当其两端电压为 6V 时，通过的电流为I
则I2 -IA
联立以上三个式子解得R = 10Ω , I1 = 0.4A ，I2 = 0.6A
当定值电阻两端电压为 4V 时，消耗的电功率为P1 = I12R = (0.4A)2 × 10Ω = 1.6W
当定值电阻两端电压为 6V 时，消耗的电功率为P2 = I22R = (0.6A)2 × 10Ω = 3.6W它消耗的电功率增加了ΔP = P2 -P1 = 3.6W-1.6W = 2W
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故 A 符合题意，BCD 不符合题意。故选 A。
12 ．如图甲所示，电源电压保持不变，定值电阻R0 = 10Ω 。闭合开关 S ，在保证电路安全的前提下，将滑动变阻器的滑片 P 从最右端开始最大限度地向左端调节，两电压表示数与电流表示数变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是 ( )
A ．电源电压为 3V B．AB 图线对应的是电压表V1 示数变化
C ．滑动变阻器的最大阻值为40Ω D ．电路消耗的最大功率为1.8W
【答案】D
A ．由图甲可知，两电阻串联，V1 测R0 两端的电压，V2 测滑动变阻器的电压。由乙图可知，当电流为0.3A 时，两电压表示数相等，此时电压表示数为U0 = UR = IR0 = 0.3AX 10Ω = 3V
由串联电路中电压的规律知，电源电压为U = U0 + UR = 3V + 3V = 6V ；故 A 错误；
B ．当滑动变阻器的滑片 P 从最右端开始最大限度地向左端调节时，电路中的总电阻变小，电源电压不变，由I 知电路中电流变大，R0 电阻不变，由U = IR 知R0 两端的电压变大，即V1 的示数变大，故 CA 图线对应的是电压表V1 示数变化，AB 图线对应的是电压表V2 示数变化，故 B 错误；
C ．当电路电流最小为0. 1A 时，滑动变阻器的阻值最大，此时电路总电阻为R总 根据串联电路的电阻规律知滑动变阻器的最大阻值为R最大 = R总 _ R0 = 60Ω _10Ω = 50Ω
故 C 错误；
D ．当电流最大为0.3A 时，电路消耗的功率最大，最大功率为P = UI = 6V X 0.3A = 1.8W故 D 正确。故选 D。
二、填空题（共 4 题，每空 2 分，共 18 分）
13．某智能手机的锂电池上标有“3.7V，4000mAh”字样，该手机能通过增大充电的电流来实现超级快充功能。给手机充电的过程中，手机电池属于电路构成中的 （选填“ 电源”或“用电器”）。这块锂电池充满电可以储存 J 的电能。
【答案】 用电器 5.328×104
[ 1]给手机充电的过程中，手机电池消耗电能，转化为化学能，此时电池相当于用电器。
[2]这块锂电池充满电可以储存的电能为W = UIt = 3.7V X 4000X 10_3A X 3600s = 5.328X 104 J
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14．有两个定值电阻R1 和R2 ，已知R1 = 5R2 。若将它们串联在电路中，保持电源电压不变，则R1 和R2
两端的电压之比是 ；若将它们并联该电路中，在相同时间内电流通过R1 和R2 产生的热量之比是 。
【答案】 5 ∶ 1 1 ∶5
[ 1]当R1 和R2 串联时，电流相同，根据U = IR 可知，电压之比与电阻之比相同，故电压之比为U1 : U2 = R1 : R2 = 5R2 : R2 = 5 :1
[2]当并联时，电压相同，时间相同，根据Q = I2 Rt t可得热量之比为Q1 : Q2 = R2 : R1 = 1 : 5
15 ．若将标有“ 6V 3W ” 的灯泡L1 以及“ 12V 6W ” 的灯泡L2 串联接在电源电压恒定不变的电路中，
闭合开关后小灯泡都发光， （选填“ L1 ”或“ L2 ”）较亮。若将这两个小灯泡并联接入电路中，其中一只灯泡正常发光，在保证电路安全的前提下，则电源电压为 V ，此时消耗的总功率为 W 。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。
【答案】 L2 6 4.5
[ 1]根据 P= UI 可得，灯泡L1 的额定电流IA灯泡L2 的额定电流IA
两灯的额定电流相等，电路中的最大电流为 0.5A ，根据欧姆定律可得，灯泡L1 的电阻
灯泡L2 的电阻R
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，且通过两灯的电流相等，L2 的电阻大，由 P=I2R 可知，L2的实际功率大，则灯泡 L2 发光较亮。
[2]并联电路各用电器两端的电压相等，灯泡 L1 的额定电压是 6V ，灯泡 L2 的额定电压是 12V ，为保证电路安全，将这两个小灯泡并联接入电路中时，电源电压应等于 L1 的额定电压，即电源电压应等于 6V。
[3]两个小灯泡并联时，L1 正常发光，其实际功率等于额定功率，即实际功率等于3W；灯泡 L2 的功率P2W
此时消耗的总功率 P=P1+P2'=3W+1.5W=4.5W
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16 ．如图甲所示，电源电压恒定，R 为定值电阻，闭合开关，将滑动变阻器 R0 的滑片 P 从 a 端移到 b 端的过程中，其电流 I 与电压 U 的关系图像如图乙所示，滑动变阻器 R 的最大阻值为 Ω ,电阻R0 消耗的最大功率和最小功率之比为 。
【答案】 10 9 ∶ 1
[ 1][2] 由电路图可知，R0 与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压。当滑片位于 a 端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，由图像可知，电路中的最大电流I大 = 0.6A ，由I 可得，电源的电压为U = I大R0 = 0.6A× R0 … … …① 当滑片位于 b 端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，电流表的示数最小，由图像可知，此时U滑 = 2V ，电路中的最小电流I小 = 0.2A 。则滑动变阻器 R 的最大阻值为
(
小
)
此时电源的电压为U = I小 (R0 + R滑) = 0.2A ×( R0 +10Ω ) ②
联立①② , 解得 R0=5Ω , U=3V 。电阻 R0 消耗的最大功率为P大 = I大2R0 = (0.6A )2 × 5Ω = 1.8W电阻R0 消耗的最小功率为P小 = I小2R0 = (0.2A )2 × 5Ω = 0.2W
电阻R0 消耗的最大功率和最小功率之比为 P 大 ∶P 小= 1.8W ∶0.2W=9 ∶ 1
三、实验题（每空 2 分，共 28 分）
17．在“测量小灯泡电功率” 的实验中，电源电压为 3V，小灯泡额定电压为2.5V ，小灯泡电阻约为10Ω 。
(1)请你用笔划线代替导线，将图甲中的实验电路连接完善 （要求滑片向左移动时灯泡变暗）。
第十八章 电功率 提升卷（解析版）
第 14 页 共 19 页
(2)小明同学连接好最后一根导线后，闭合开关，他发现无论怎样移动滑片，灯泡都很暗，且两表示数不变，出现上述故障的原因可能是： 。
(3)故障排除后，小明同学闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某点，电压表的示数如图乙所示。
若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中的滑片向 （选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为2.5V 。
(4)他又移动滑片，记下了几组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I _U 图象，根据图象信息可以计算出小灯泡的额定功率是 W。
(
【答案】（
1
）
（
2
）滑动变阻器下面的两个接线柱接入了电路
；（
3
）右
) (
;
)
（4）0.75
（1）滑片向左移动时灯泡变暗，滑动变阻器接右下接线柱，把滑动变阻器串联接入电路。
如图所示：
（2）无论怎样移动滑片，灯泡都很暗，且两表示数不变，说明滑动变阻器不起作用且接入的阻值较大，故障的原因可能是滑动变阻器下面的两个接线柱接入了电路。
（3）由图乙可知，电压表使用的量程为0～3V ，分度值为 0. 1V，示数为 2.0V 。电压小于灯泡的额定电压，为了增大灯泡电压，根据分压原理应减小变阻器接入阻值，即把滑片向右移动，使电压表示数为 2.5V。
（4）由图丙可知，灯泡额定电压对应的电流是 0.3A ，故灯泡额定功率为P＝UI＝2.5V× 0.3A ＝0.75W
18 ．为了测量额定电压为 2.5V 的小灯泡的额定功率：
(1)该小组测出多组电流表和电压表的示数，并描绘出I _U 图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
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(2)实验过程中，小明发现电流表损坏，于是设计了如图丙所示的电路，其中滑动变阻器R0 最大阻值已知（记为R0 ），实验步骤如下：
①闭合开关，将变阻器R0 的滑片调至最左端，再调节滑动变阻器 R 的滑片，使电压表示数为灯泡的额定电压U额 ；
②接下来再调节滑动变阻器 （选填“R”或“ R0 ”）的滑片至最右端，记下此时电压表示数为 U；
③小灯泡正常发光时的电功率为P额 = （用U额 、U 和R0 表示）。
【答案】（1）0.5 ；（2）R0 ；U额 × U _U额
R0
（1）闭合开关后，电流表无示数说明电路中存在断路，电压表有示数说明电压表与电源之间是通路，因此断路位置应为小灯泡处，所以电路故障可能是小灯泡断路。
（2）小灯泡的额定功率是指小灯泡在额定电压下的功率。由图乙的 I-U 图像可知，当小灯泡的电压为额定电压 U 额=2.5V 时，对应的电流I 额=0.2A，则小灯泡的额定功率P 额= U 额I 额=2.5V×0.2A=0.5W
（3）[ 1]这一步的目的是根据滑动变阻器 R0 求电路中的电流，则应保持 R 的滑片位置不变，电路中总电阻不变，电路中的电流仍为 I 额，调节 R0 的滑片至最右端，此时电压表测灯泡与的 R0 的总电压 U，结合步骤①可求 R0 两端的电压，从而可以表示出小灯泡的额定电流。
[2]结合步骤①和②可知 R0 两端的电压 U0= U-U 额
则小灯泡的额定电流I额 则小灯泡额定功率 U额I额 = U额 19 ．如图是小明设计的“探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关” 的实验装置。
(1)实验中，通过观察 来比较电流通过导体产生热量的多少。
(2)若观察甲、乙两实验装置，可以得出结论：在电流和通电时间相同时，电阻越 ，产生的热量越多。
(3)若观察乙、丙两实验装置，这是在探究电流通过导体产生热量的多少与 的关系。 【答案】（1）U 形管内液面的高度差；（2）大；（3）电流
（1）如图所示实验装置，容器内密封等质量的空气，电热丝产生热量越多，U 形管内的液面高度差越大，故通过观察 U 形管液面高度差来比较电流通过电阻产生电热的多少。
第十八章 电功率 提升卷（解析版）
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（2）甲、乙两实验装置，两电阻丝串联在电路中，通电时间和电流相同，而R1 < R2 ，乙中 U 形管液面的高度差大，则根据转换法，故结论为：在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
（3）若观察乙、丙两实验装置可知，R3 和R4 并联后再与 R2 串联，根据串联和并联电路电流的规律，通过电阻R2 的电流大于通过电阻 R3 的电流，而通电时间相同，R2 = R3 ，根据控制变量法，这是在探究电流通过导体产生热量多少与电流的关系。
20．实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源、滑动变阻器、开关各一个，导线若干，两个完全相同的保温容器。容器内部分别装有质量相等的煤油和水、完全相同的温度计、阻值不变的加热电阻丝 R1 和 R2 。电路连接如图所示。
(1)利用本装置比较水和煤油的吸热情况时，为了让水和煤油在相同时间内吸收的热量相同，应使R1 R2（选填“ ＝”或“≠”) ;
(2)若要验证“ 电流产生的热量跟电阻的阻值大小有关” ，则需要对本装置做出的改变有：
①应使 R1 R2（选填“ ＝”或“≠”) ;
②两个容器内应分别装入 ；
③实验时，通过 反映电流通过导体时产生热量的多少。
【答案】（1）＝；（2）≠；质量相等的煤油；温度计示数的变化
（1）图中 R1 与 R2 串联，则通过两电阻丝的电流和通电时间相同，根据 Q＝I2Rt 可知，为了让水和煤油在相同时间内吸收的热量相同，则应使 R1＝R2。
（2）①[ 1]若要验证“ 电流产生的热量跟电阻的阻值大小的关系” ，要控制电流和通电时间相同，改变电阻大小，则两电阻应不相等，即 R1≠R2。
②[2]根据可知，因水的比热容比煤油大，质量相同的水和煤油吸收相同的热量，煤油升温明显，故两个容器内应分别装入质量相等的煤油。
③[3] 电流通过电热丝产生热量的多少不能直接观察，电热丝产生的热量通过容器内温度计的示数的变化来反映。
四、计算题（共 2 题，第 21 题 8 分，第 22 题 10 分，共 18 分）
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21．小明将废旧电热器上规格为“220V 968W” 的完好电热丝R0 拆下，用于科技小组制作电烘箱，设计电路如图所示。经过多次试验，当选用的电阻R1 的阻值为 5Ω时，刚好满足箱体内烘干功率要求。 （虚线框为电烘箱体，不考虑温度对电阻的影响）
(1)电热丝R0 的阻值是多少？
(2)整个电路工作时的电流是多少？
(3)工作 1h ，电烘箱体内产生的热量是多少？
【答案】(1)50Ω；(2)4A；(3)2.88×106J
（1）根据 P 可得电热丝R0 的阻值是R
（2）电路中 R0 与 R1 串联，总电阻 R=R0+R1=50 Ω+5 Ω=55 Ω故工作电流I A
（3）工作 1h ，电烘箱体内产生的热量是Q = I2R0t = (4A)2 × 50Ω× 1 × 3600s = 2.88× 106 J
22 ．如图所示，电源电压保持不变，电流表量程为 0-3A ，电压表量程为 0- 15V ，定值电阻 R1 阻值为 10Ω , 滑动变阻器 R2 的规格是“20Ω , 0.9A” ，闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 位于某位置时，电流表示数为 0.6A。
(1)求 R1 两端的电压。
(2)求定值电阻 R1 消耗的电功率。
(3)若用定值电阻 R0 替换电阻 R1 ，闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 位于另一位置时，观察到电流表示数为 0.4A ，电压表示数为 4V ，接着在保证电路正常工作的情况下向某一方向移动滑片，发现电压表示数最大变化量为 3V 。求 R0 的阻值及电源电压。
【答案】(1)6V；(2)3.6W；(3)6Ω , 6.4V
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（1）由电路图可知，定值电阻R1 和滑动变阻器R2 串联，电压表测R2 两端的电压，电流表A 测电路电流。闭合开关后，由欧姆定律可得，电阻R1 两端的电压U1 = IR1 = 0.6A × 10Ω = 6V
（2）定值电阻R1 消耗的功率P1 = U1I = 6V× 0.6A = 3.6W
（3）用定值电阻R0 ，替换电阻 R ，则R0 与R2 串联，闭合开关 S 时，观察到电流表示数为0.4A ，电压表示数为 4V ，由欧姆定律得R2 此时接入电路的阻值R
第一个猜想，若向左移动 R2 的滑片使电流最大为0.9A 时，电压表示数减少量最大为 3V ，即此时电压表示数为0.9V ，由串联电路电流电压规律及欧姆定律可得，电源电压U = I ' R0 + U2 = 0.4A× R0 + 4V且电源电压U = I '' R0 + U2 ' = 0.9A× R0 +1V
解得R0 = 6Ω , U = 6.4V
更改电路前，当电流为0.6A ，且变阻器接入的阻值为零时，电源电压最小，有U小 = IR1 = 0.6A× 10Ω = 6V＜6.4V
符合题意。
第二个猜想，若向右移动R2 的滑片至右端时，电压表示数增加量最大为 3V ，由串联电路电流电压规律及欧姆定律可得，滑片在某处时，电源电压U总 = I ' R0 + U2 = 0.4A× R0 + 4V
滑片在右端时，电压表示数U2 '' = 4V + 3V=7V此时电路中的电流I A
则电源电压U总 = I ''' R0 + U2 '' = 0.35A× R0 + 7V解得R0 = 60Ω , U总 = 28V
更改电路前，当电流为0.6A ，且变阻器接入的阻值最大时，电源电压最大，有U大 = I(R1 + R2大) = 0.6A× (10Ω + 20Ω) = 18V＜28V
综上所述，第二个猜想不成立，故R0 的阻值为6Ω , 电源电压为 6.4V。
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