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第十三章 电能和电功率 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 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题意）
1 ．资中历史悠久，为成渝沿线上唯一的省级历史文化名城。罗泉古镇以保存完好的明清古建筑群闻名，某日古镇电路检修时发现部分木质结构房屋存在线路老化问题。关于电工师傅的操作，符合安全用电原则的是 ( )
A ．检修时手直接接触试电笔笔尖金属体判断线路是否带电
B ．发现线路短路起火后，立即用水浇灭
C ．更换古镇屋檐下的照明灯泡时未断开电源开关
D ．为防雷雨天气漏电，在古宅安装三孔插座并接地线
2 ．烹饪社团课深受大家喜爱，同学们既能学习厨艺，又能品尝美食。小明发现烹饪社团课教室有两孔插座、三孔插座、照明灯等，如图是小明画的电路图，其中正确的是 ( )
A ．① B ．② C ．①③ D ．②③
3 ．家庭电路中，会引起空气开关跳闸的是 ( )
A ．进户线火线断路 B ．进户线零线断路 C ．开关短路 D ．用电器总功率太大
4．如图所示是某款国产手机，使用功率为 100W 的充电器15min 可充满一次电。下列对于该款手机的估测，最符合实际的是 ( )
A ．质量约为 50g B ．正常使用时，后壳温度约为65 C
C ．充满一次电消耗的电能约为9 × 104 J D ．长度约为 14dm
5 ．如图是小明根据卧室电路的连接情况画出的部分家庭电路图。下列说法正确的是 ( )
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A ．图中开关和灯泡是并联连接的 B ．开关与灯泡的位置可以互换
C ．图中三孔插座的接法是正确的 D ．用试电笔接触 a 孔时，氖管发光
6 ．如图所示是一款炒菜机模型的简化电路图，它可以实现常温翻炒、高温翻炒、低温焖煮和高温焖煮四种工作模式，电动机上标有“6V 3W”字样且通电后正常工作，R1 、R2 为发热电阻且电阻大小相等，四种模式中电流表的最大示数为 1.5A。
关于下列结论：
①开关 S 与 1 、2 触点时，炒菜机为低温焖煮模式
②炒菜机处于高温翻炒模式时，电路的总电阻为 4Ω
③炒菜机处于常温翻炒与高温焖煮模式时电流表示数之比为 1:3
④炒菜机处于高温焖煮模式时，电路中 1min 产生的热量为 360J其中说法正确的是 ( )
A ．①② B ．②③ C ．①④ D ．②④
7．将两只额定电压相同的小灯泡 L1、L2 连接在电路中，闭合开关后，发现灯 L1 较暗，灯 L2 较亮，电路图如图所示。假设灯丝电阻不变，下列关于电路分析正确的是 ( )
A ．通过灯 L2 的电流比通过灯 L1 的电流大 B ．电灯 L1 两端电压比灯 L2 两端电压小
C ．灯 L1 灯丝的电阻比灯 L2 的灯丝细 D ．灯 L1 的额定功率比灯 L2 的额定功率小
8 ．如图甲所示是一款体重秤的简易电路，电路中电源电压恒为 6V ，定值电阻 R0 的阻值为 10Ω ,电压表的量程为 0~3V ，电流表的量程为 0~0.6A ，秤盘下压力检测板 M 与可变电阻 R 相连。R 的阻值与压力 F 的关系如图乙所示，闭合开关 S 后，下列说法正确的是 ( )
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①当检测板所受压力 F 增大时，电压表的示数减小
②该装置所能测量的最大质量为 100kg
③若将 R0 换成 5Ω的电阻，则该装置所能测量的最大压力将变小
④一位同学站在体重秤上，5s 内完成了称量体重的过程，这段时间内体重秤消耗的电能是 3.6J，则该同学的体重为 400N
A ．①③ B ．②③ C ．②④ D ．②③④
9 ．为了探究“ 电流产生的热量与哪些因素有关” ，某物理小组设计了如图所示的电路 ，其中R2 = R3 = 2R1 且阻值均不变。关于该实验，下列说法正确的是 ( )
A ．只闭合S1 时是探究电流产生热量的多少与电流的关系
B ．S1 和S2 都闭合时是探究电流产生热量的多少与电流的关系
C ．S1 和S2 都闭合时，R1 和R2 中电流之比是 2:1
D ．S1 和S2 都闭合时，R1 和R2 中产生热量之比为 4:1
10 ．如图甲所示电路，电源电压保持不变，此时滑动变阻器R2 以最大阻值接入电路，R1 与R3 为定值电阻，且2R1 = R3 ，a 为电流表或者电压表．闭合开关 S 、S1 ，将滑片从最右端向左滑动的过程中，通过R2 的电流与R2 两端的电压变化的图像如图乙所示．下列分析正确的是 ( )
A ．a 表为电流表
B ．定值电阻R3 的阻值10Ω
C ．闭合开关 S 、S1 ，滑片从最右端向左滑动的过程中，电路总功率最大为 1.8W
D ．将两表互换位置，只闭合开关 S ，变阻器滑片移到最左端，电流表示数为 0. 1A
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二、非选择题（本大题共 11 小题，共 70 分）
11 ．（4 分）小明同学想在家里安装一盏照明灯，如图所示是他设计的电路，图中虚线框 1 和 2 应连入开关和电灯，则开关应装在虚线框 （选填“ 1”或“2”）中，这样设计可以避免在开关断开时，由于灯泡仍 而造成的人触电。
12 ．（4 分）如图所示的家庭电路，闭合开关 S 后，灯泡 L 不亮，用试电笔分别检测 a、b、c 三点时，只有 a 点和b 点可以使试电笔的氖管发光，则该电路的故障是 （填“ab”“bc”或“进户零线”）断路。维修后闭合开关 S，灯泡发光，用试电笔检测 b 点时试电笔的氖管 （填“发光”或“不发光”）。
13 ．（4 分）如图甲所示的是一款电热饭盒，有“ 高温”和“低温”两个挡位，其内部简化电路如图乙所示已知电阻 R1= 100Ω , 开关 S 接 1 时电路中的电流为 0.44A ，S 接 2 时电路中的电流为 2.2A ，高温档时的功率是 W ，低温档时 1min 在电阻 R1 上产生的热量是 J。
14 ．（4 分）如图所示，从小明家的电能表可以知道他家同时使用的用电器的总功率不能超过W 。小明将电磁炉单独接在电路中，5min 后发现家里的电能表转盘转了 300 转，则电磁炉的功率为 W。
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15 ．（4 分）如图，杭州宇树科技研发的机器人在蛇年春晚上表演扭秧歌，将东北大秧歌的热闹喜庆与机器人的科技感完美融合。宇树 H1 机器人还配备嗅觉传感器模块，能“ 闻”到外界的各种气味，是因为气体分子不停地做 。机器人内置规格为“60V15A h” 的电池，则机器人充满一次电储存的电能为 J。
16 ．（4 分）（1）小楠观察家中插线板的工作状态，发现以下规律：开关断开时，指示灯与插孔均处于断电状态；当开关闭合，指示灯立即点亮，同时插孔恢复供电；即使指示灯因故障熄灭，开关闭合后插孔仍能正常供电，请按上述要求用笔画线代替导线将插线板内部电路中的缺失部分补画完整。
（2）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，珍爱生命” 。如图所示是活动室的部分电路图，请你用笔画线代替导线，将图中元件接入家庭电路中。要求：①三孔插座单独工作；②电位器可以调节灯泡亮度同时具有开关功能，a 、b 、c 是它的三个接线柱，要求顺时针旋转旋钮时，灯泡变亮。
17 ．（8 分）小灯泡 L1 、L2 的额定电压分别为 2.5V 、3V ，图甲是小华测量灯 L1 额定功率的实验电路。
（1）图甲是小华连接的电路，
（2）按图连接电路后，先将滑片移至阻值最大端再闭合开关，发现灯 L1 不亮，电压表有较大示数，电流表无示数。经检查，灯 L1 完好，则故障原因可能是： （填序号）；
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A ．滑动变阻器短路； B ．滑动变阻器断路；
C ．灯泡 L1 的灯座断路； D ．灯泡 L1 灯座短路；
（3）解决故障后，小华闭合开关，调节滑片，改变灯泡 L1 两端的电压，测出对应的电流值，并将实验数据记录在表一中。随后小明也使用图甲中同样的器材连接实物电路进行实验并测量数据，第3 次实验中，电流表示数如图乙所示，并将测量数据记录在表二中。分析表二中数据，小明实验中存在的问题可能是： ；
表一：
实验次数 1 2 3
电压 U/V 1.5 2.0 3.0
电流 I/A 0.20 0.25 0.3
表二：
实验次数 1 2 3
电压 U/V 1.4 1.9 2.5
电流 I/A 0.3 0.28
（4）处理数据时两个小组均没办法求出额定功率，细心的小东分析两组数据后帮他们解决了困惑。小灯泡 L1 的额定功率 W；
（5）小明设计了图丙电路来测量灯 L2 的额定功率，所用电源电压恒定，R1 、R2 均为电阻箱；实验步骤如下：
第 1 步：仅闭合 S1 ，R2 调至 5Ω时，电压表的示数为 3V；
第 2 步：仅闭合 S2 ，R1 、R2 分别调至 20Ω和 10Ω时，电压表的示数也为 3V；
则该小灯泡的额定功率为 W。
18 ．（12 分）在“探究电流与电阻的关系”实验中，电压恒为 4.5V 的电源，5 个定值电阻 R1（5Ω) 、 R2（10Ω) 、R3（15Ω) 、R4（20Ω) 、R5（25Ω) 滑动变阻器 R ，电压表、电流表、开关，导线若干。
(1)将 R1 接入电路，开关闭合前，需将滑动变阻器的滑片 P 移到最 端；
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(2)若保持滑片 P 位置不变，断开开关，用 R2 替换 R1 ，闭合开关发现电压表示数 2.5V（选填“大于” 、“ 小于”或“等于”），滑片 P 应向 使电压表示数调为 2.5V；
(3)重复（2）中的实验步骤。根据数据绘制出 I﹣R 图像如图乙，由图像可得出的结论是：导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 ；
(4)用 R5 替换 R4，调节滑片使电压表示数为 2.5V 后，再观察并读取电流表示数用时 8s，在这 8s 内，滑动变阻器R 消耗的电能是 J；为完成该实验的全部探究，滑动变阻器的最大电阻至少为 Ω。
19 ．（14 分）探究“ 电流产生热量与电阻大小是否有关” 的实验装置如图所示：
(1)请用笔画线代替导线将图中电路连接完整（滑片向右移动滑动变阻器接入电路的阻值变大） ；将电阻丝 R1 和 R2 串联的目的是 ；
(2)A、B 两个相同的烧瓶内选取的电阻丝 R1 、R2 的阻值 ，瓶内装有初温相同、质量 的煤油（以上两空选填“相同”或“不同”）；
(3)实验过程中，电阻丝使液体温度升高，这是通过 方式来增大液体内能。通过观察温度计示数变化的大小来比较电流通过导体产生热量的多少；下列实验运用了该实验研究方法的是 （选填序号）；
A ．探究电流与电压、电阻的关系 B ．探究影响导体电阻大小的因素
(4)如果在上面的两个烧瓶内分别装入水、煤油，可以“ 比较水和煤油的吸热能力” ，为顺利完成实验，水、煤油及 R1 、R2 应该满足的条件是： 。
20 ．（6 分）如图所示，电源电压恒为 6V ，电流表量程为 0~0.6A ，电压表量程为 0~3V ，灯泡 L标有“6V 2.4W”字样（L 灯丝电阻不变）。当开关 S 、S1 、S2 都闭合，滑动变阻器 R 的滑片移动到最左端时，灯泡 L 正常发光，电流表示数为 0.5A；当只闭合 S1 时，L 实际消耗的功率为 P1 ，定值电阻 R1 消耗的功率为 P2 ，且 P1 ∶P2=2 ∶ 1。
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(1)灯泡 L 正常发光时的电阻；
(2)R 的滑片在最左端时，通电 50 秒 R 所消耗的电能；
(3)当只闭合 S 时，在电路安全的情况下，电路消耗功率的最大值。
21 ．（6 分）为研究调光灯的工作原理，某小组设计了如图甲所示的模拟电路进行探究。已知小灯泡 L 标有“ 12V 12W”字样，电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况下，通过调节滑动变阻器，分别记录三个电表的示数，并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图像，求：
(1)灯泡 L 正常发光时的电流；
(2)灯泡 L 正常发光 10s 消耗的电能；
(3)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 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题意）
1 ．资中历史悠久，为成渝沿线上唯一的省级历史文化名城。罗泉古镇以保存完好的明清古建筑群闻名，某日古镇电路检修时发现部分木质结构房屋存在线路老化问题。关于电工师傅的操作，符合安全用电原则的是 ( )
A ．检修时手直接接触试电笔笔尖金属体判断线路是否带电
B ．发现线路短路起火后，立即用水浇灭
C ．更换古镇屋檐下的照明灯泡时未断开电源开关
D ．为防雷雨天气漏电，在古宅安装三孔插座并接地线
【答案】D
A ．使用试电笔时，手应接触笔尾的金属体，而不能直接接触笔尖金属体，否则会有触电风险，无法正确且安全地判断线路是否带电，故 A 不符合题意；
B ．线路短路起火时，生活中的水是导体，立即用水浇灭可能会导致触电事故，且水浇在高温电器上还可能引发爆炸等更危险的情况，正确的做法是先切断电源再灭火，故 B 不符合题意；
C ．更换照明灯泡时，未断开电源开关，灯泡仍然与火线相连，此时接触灯泡的金属部分容易发生触电事故，不符合安全用电要求，故 C 不符合题意；
D．三孔插座中的接地线可以将用电器金属外壳上的电荷导入大地，在雷雨天气时，能有效防止因漏电而导致的触电事故，符合安全用电原则，故 D 符合题意。故选 D。
2 ．烹饪社团课深受大家喜爱，同学们既能学习厨艺，又能品尝美食。小明发现烹饪社团课教室有两孔插座、三孔插座、照明灯等，如图是小明画的电路图，其中正确的是 ( )
A ．① B ．② C ．①③ D ．②③
【答案】A
A ．三孔插座应当左边接零线，右边接火线，上边接地线，故 A 正确；
B ．照明灯的开关应该接在火线上，这样断开电路时，照明灯不会与火线连接，符合安全用电的原则，故 B 错误；
CD ．两孔插座应当左边接零线，右边接火线，故 CD 错误。故选 A。
3 ．家庭电路中，会引起空气开关跳闸的是 ( )
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A ．进户线火线断路 B ．进户线零线断路 C ．开关短路 D ．用电器总功率太大
【答案】D
A．进户线火线断路，则整个电路没有电流通过，不会引起空气开关跳闸，故 A 不符合题意；
B ．进户线零线断路，会使插座或用电器带电，但不能形成通路，电路中没有电流，不会引起空气开关跳闸，故 B 不符合题意；
C．控制用电器的开关短路，相当于开关一直处于闭合状态，不会引起空气开关跳闸，故 C 不符合题意；
D ．电路中用电器总功率过大，会造成电路电流过大，空气开关会跳闸，故 D 符合题意。故选 D。
4．如图所示是某款国产手机，使用功率为 100W 的充电器15min 可充满一次电。下列对于该款手机的估测，最符合实际的是 ( )
A ．质量约为 50g B ．正常使用时，后壳温度约为65 C
C ．充满一次电消耗的电能约为9 × 104 J D ．长度约为 14dm
【答案】C
A ．一部手机的质量通常在100 ~ 200g 左右，50g 过轻，故 A 不符合题意；
B ．人体正常体温约37 C ，手机正常使用时后壳温度一般不会超过人体体温太多，65 C 温度过高，故 B 不符合题意；
C ．已知充电器功率P = 100W ，充电时间为t = 15min = 15× 60s = 900s
可得充满一次电消耗电能为W = 100W× 900s = 9 × 10 4J ；故 C 符合题意；
D ．手机长度一般在10 ~ 20cm 左右，14dm = 140cm ，故 14dm 过长，故 D 不符合题意。故选 C。
5 ．如图是小明根据卧室电路的连接情况画出的部分家庭电路图。下列说法正确的是 ( )
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A ．图中开关和灯泡是并联连接的
C ．图中三孔插座的接法是正确的
【答案】C
B ．开关与灯泡的位置可以互换
D ．用试电笔接触 a 孔时，氖管发光
A ．由图可知，开关控制灯泡的通断，因此开关和灯泡是串联连接的，故 A 错误；
B ．为了电路更安全，开关与灯泡的位置不可以互换，开关必须接在火线上，这样断开开关时，灯泡与火线断开，更安全，故 B 错误；
C ．三孔插座左孔应接零线，右孔应接火线，上孔接地线，因此图中三孔插座的接法是正确的，故C 正确；
D ．三孔插座的左孔连接零线，所以试电笔插入 a 孔时，氖管不发光，故 D 错误。故选 C。
6 ．如图所示是一款炒菜机模型的简化电路图，它可以实现常温翻炒、高温翻炒、低温焖煮和高温焖煮四种工作模式，电动机上标有“6V 3W”字样且通电后正常工作，R1 、R2 为发热电阻且电阻大小相等，四种模式中电流表的最大示数为 1.5A。
关于下列结论：
①开关 S 与 1 、2 触点时，炒菜机为低温焖煮模式
②炒菜机处于高温翻炒模式时，电路的总电阻为 4Ω
③炒菜机处于常温翻炒与高温焖煮模式时电流表示数之比为 1:3
④炒菜机处于高温焖煮模式时，电路中 1min 产生的热量为 360J其中说法正确的是 ( )
A ．①② B ．②③ C ．①④ D ．②④
【答案】C
①由图可知，当开关 S 与 1 、2 触点时，R1 、R2 串联，电动机不工作，根据串联电路的特点可知，此时电路中的总电阻较大，由 P 知，电路的总功率较小，炒菜机处于低温焖煮模式；当开关 S 与 2 、3 触点时，只有 R1 工作，电动机不工作，电路中的总电阻较小，总功率较大，炒菜机处于高温焖煮模式；开关 S 与 3 、4 触点时，R1 与电动机 M 并联，炒菜机处于高温翻炒模式；
当开关 S 与 4 、5 触点时，只有电动机 M 工作，炒菜机处于常温翻炒模式，故①正确；
②炒菜机处于高温翻炒模式时，R1 与电动机 M 并联，由于电动机是非纯电阻用电器，无法计算其电阻，所以电路的总电阻无法计算，故②错误；
③常温翻炒时只有电动机工作，由 P= UI 可知，炒菜机处于常温翻炒时电流表的示数
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四种模式中，高温翻炒是 R1 与电动机并联，电流最大，即高温翻炒时电流表的最大示数为 1.5A，根据并联电路的电流特点可知，高温翻炒时通过 R1 的电流 I1=I 高-I 常= 1.5A-0.5A= 1A
高温焖煮时，通过 R1 的电流不变，故有 I 高焖=I1= 1A
则炒菜机处于常温翻炒与高温焖煮模式时电流表示数之比 I 常：I 高焖=0.5A：1A= 1 ：2 ，故③错误；
④炒菜机的电源电压 U= UM=6V ，炒菜机处于高温焖煮模式时，电路中 1min 产生的热量 Q=W= UI高焖t=6V×1A×1×60s=360J
故④正确；综上所述①④正确，②③错误，故 C 正确，ABD 错误。故选 C。
7．将两只额定电压相同的小灯泡 L1、L2 连接在电路中，闭合开关后，发现灯 L1 较暗，灯 L2 较亮，电路图如图所示。假设灯丝电阻不变，下列关于电路分析正确的是 ( )
A ．通过灯 L2 的电流比通过灯 L1 的电流大 B ．电灯 L1 两端电压比灯 L2 两端电压小
C ．灯 L1 灯丝的电阻比灯 L2 的灯丝细 D ．灯 L1 的额定功率比灯 L2 的额定功率小
【答案】B
A ．由题图可知，小灯泡 L1、L2 串联在电路中，由于串联电路中电流处处相等，所以，通过灯 L2 的电流等于通过灯 L1 的电流，故 A 错误；
BD ．灯泡的亮暗程度取决于灯泡的实际电功率，灯 L1 较暗，灯 L2 较亮，说明灯泡 L1 的实际电功率小，灯泡 L2 的实际电功率大，小灯泡 L1 、 L2 串联在电路中，电流相等，根据P =I 2 R 可知，灯泡L1 的灯丝电阻小于灯泡 L2 的灯丝电阻，即 R1< R2, 由 U=IR 可知，电灯 L1 两端电压比灯 L2 两端电压小，已知两灯泡的额定电压相同，根据P可知，灯泡 L1 的额定电功率大于灯泡 L2 的额定电功率，故 B 正确，D 错误；
C．灯泡 L1 的灯丝电阻小于灯泡 L2 的灯丝电阻，在材料和长度相同时，电阻越小，横截面积越大，所以，灯 L1 的灯丝比灯 L2 的灯丝粗，故 C 错误。故选 B。
8 ．如图甲所示是一款体重秤的简易电路，电路中电源电压恒为 6V ，定值电阻 R0 的阻值为 10Ω ,电压表的量程为 0~3V ，电流表的量程为 0~0.6A ，秤盘下压力检测板 M 与可变电阻 R 相连。R 的阻值与压力 F 的关系如图乙所示，闭合开关 S 后，下列说法正确的是 ( )
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①当检测板所受压力 F 增大时，电压表的示数减小
②该装置所能测量的最大质量为 100kg
③若将 R0 换成 5Ω的电阻，则该装置所能测量的最大压力将变小
④一位同学站在体重秤上，5s 内完成了称量体重的过程，这段时间内体重秤消耗的电能是 3.6J，则该同学的体重为 400N
A ．①③ B ．②③ C ．②④ D ．②③④
【答案】C
由图甲可知，R 和 R0 串联，电压表测定值电阻 R0 两端的电压，电流表测串联电路中的电流。
①由图乙可知，当检测板所受压力增大时，R 的阻值减小，根据串联的电阻特点可知，电路中的总电阻减小，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流增大，R0 是定值电阻，根据 U=IR 可知R0 两端的电压增大，即电压表的示数增大，故①错误；
②由电压表的量程可知 R0 两端的电压最大为 3V ，此时电路中的电流为I A < 0.6A电路中的最大电流为 I 大=I=0.3A
电路中的最小总电阻为R总小
根据串联电路的电阻特点可知，R 的最小阻值为 R 小=R 总小-R0=20Ω- 10Ω= 10Ω
由图乙可知，当 R 小= 10Ω时，该装置所能测量的最大压力为 1000N ，则所能测量物体的重力为G=F= 1000N
则该装置所能测量的最大质量为m kg ；故②正确；
③若将 R0 换成 5Ω的电阻，R0 的阻值变小，由电压表的量程可知 R0 两端的电压最大为 3V，根据串联电路的电压特点可知压敏电阻两端的电压为 UR= U-U0=6V-3V=3V
由串联分压可知，压敏电阻接入电路的阻值变小，由图乙可知该装置所能测量的最大压力将变大，故③错误；
④该同学站在体重秤上时，电路中的电流为I A电路的总电阻为R总
R 的阻值为 R'=R 总-R0=50Ω- 10Ω=40Ω
由图乙可知 F 的大小为 400N ，即该同学的体重为 400N ，故④正确。综上所述，②④正确，故 ABD 错误，C 正确。故选 C。
9 ．为了探究“ 电流产生的热量与哪些因素有关” ，某物理小组设计了如图所示的电路 ，其中R2 = R3 = 2R1 且阻值均不变。关于该实验，下列说法正确的是 ( )
第十三章 电能和电功率 提升卷（解析版）
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A ．只闭合S1 时是探究电流产生热量的多少与电流的关系
B ．S1 和S2 都闭合时是探究电流产生热量的多少与电流的关系
C ．S1 和S2 都闭合时，R1 和R2 中电流之比是 2:1
D ．S1 和S2 都闭合时，R1 和R2 中产生热量之比为 4:1
【答案】C
A ．只闭合S1 时，电阻R1 和R2 串联，通过两个电阻丝的电流相等，但R1 ≠ R2 ，故该电路是探究电流产生热量与电阻的关系，故 A 错误；
B ．S1 和S2 都闭合时R2 与R3 并联，然后再与R1 串联，但实验研究的对象是密闭容器内的电热丝，所以I1 : I2 = 2 :1 ，R1 : R2 = 1: 2 ，电流和电阻均不相同，故不能探究电流产生热量与电流的关系，B 错误；
C ．根据Q = I2Rt 可知，S1 和S2 都闭合时R1 和R2 中产生热量之比为2 :1 ,故 C 正确；
D ．根据Q = I2Rt 可知，S1 和S2 都闭合时R1 和R2 中产生热量之比为2 :1 ,故 D 错误；故选 C。
10 ．如图甲所示电路，电源电压保持不变，此时滑动变阻器R2 以最大阻值接入电路，R1 与R3 为定值电阻，且2R1 = R3 ，a 为电流表或者电压表．闭合开关 S 、S1 ，将滑片从最右端向左滑动的过程中，通过R2 的电流与R2 两端的电压变化的图像如图乙所示．下列分析正确的是 ( )
A ．a 表为电流表
B ．定值电阻R3 的阻值10Ω
C ．闭合开关 S 、S1 ，滑片从最右端向左滑动的过程中，电路总功率最大为 1.8W
D ．将两表互换位置，只闭合开关 S ，变阻器滑片移到最左端，电流表示数为 0. 1A 【答案】C
第十三章 电能和电功率 提升卷（解析版）
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A ．a 与 R2 并联，若 a 为电流表，会导致 R2 被短路，此时 R2 两端电压应为 0 ，且电路中电流会保持不变，显然与图乙中的信息不符，说明 a 不能是电流表，而应为电压表，故 A 错误；
B ．闭合开关 S 、S1 时，R1 被短路，不工作。电路中 R3 与 R2 串联，电源电压 U 不变。当 R2 阻值为0 时，电流 I1=0.3A ，此时 U=I1R3=0.3A×R3
当 R2 两端电压为 3V 时，电流 I2=0. 15A ，此时 U=I2R3+3V=0. 15A×R3+3V联立得 0.3A×R3=0. 15A×R3+3V；解得 R3=20Ω , 故 B 错误；
C ．电源电压 U=I1R3=0.3A×20Ω=6V
闭合开关 S、S1 时，电路总功率 P= UI，电流越大，功率越大。当 R2 阻值为 0 时，电流最大为 0.3A，此时总功率 P 最大=6V×0.3A= 1.8W；故 C 正确；
D．将两表互换位置，只闭合开关 S 时，R1 与 R3 串联，R2 滑片在最左端时阻值为 0 。已知 2R1=R3， R3=20Ω , 已知 R1= 10Ω , 总电阻为 30Ω , 电流I A ；故 D 错误。故选 C。
二、非选择题（本大题共 11 小题，共 70 分）
11 ．（4 分）小明同学想在家里安装一盏照明灯，如图所示是他设计的电路，图中虚线框 1 和 2 应连入开关和电灯，则开关应装在虚线框 （选填“ 1”或“2”）中，这样设计可以避免在开关断开时，由于灯泡仍 而造成的人触电。
【答案】 2 带电
[ 1][2]为了用电的安全，开关应接在火线与电灯之间，因此开关应装在 2 处，这样设计可以避免在开关断开时，由于灯泡仍与火线相连，仍带电而造成的人触电。
12 ．（4 分）如图所示的家庭电路，闭合开关 S 后，灯泡 L 不亮，用试电笔分别检测 a、b、c 三点时，只有 a 点和b 点可以使试电笔的氖管发光，则该电路的故障是 （填“ab”“bc”或“进户零线”）断路。维修后闭合开关 S，灯泡发光，用试电笔检测 b 点时试电笔的氖管 （填“发光”或“不发光”）。
【答案】 bc 不发光
第十三章 电能和电功率 提升卷（解析版）
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[ 1] 闭合开关 S 时，灯 L 不发光，则灯泡可能发生了短路或电路存在断路，用试电笔分别检测 a、b、c 三点时，只有 a 点和b 点可以使试电笔的氖管发光，说明电路没有发生短路（否则保险丝熔断，火线不带电），则该电路可能存在断路故障，则 a 点和b 点与火线是相连的；c 点不能使试电笔的氖管发光，c 与零线相连，则该电路的故障是 bc 断路。
[2]维修后闭合开关 S ，灯泡发光，用试电笔检测b 点时，因与零线连通，试电笔的氖管不发光。
13 ．（4 分）如图甲所示的是一款电热饭盒，有“ 高温”和“低温”两个挡位，其内部简化电路如图乙所示已知电阻 R1= 100Ω , 开关 S 接 1 时电路中的电流为 0.44A ，S 接 2 时电路中的电流为 2.2A ，高温档时的功率是 W ，低温档时 1min 在电阻 R1 上产生的热量是 J。
【答案】 484 1161.6
[ 1]当开关 S 接 2 时，电路中只有 R1 接入电路，此时电流为 2.2A，为高温档；当 S 接 1 时， R1 与 R2 串联，电路中的电流为 0.44A ，为低温档。高温档时可计算电源电压
U = I1R1 = 2.2A× 100Ω = 220V
高温档时，根据 P = UI，高温档功率P1 = UI1 = 220V× 2.2A = 484W
[2] 当 S 接 1 时为低温档，根据 U = IR ，R1 两端电压U1 = IR1 = 0.44A× 100Ω = 44V根据Q = W = UIt
低温档时在 R11 分钟产生的热量Q = W = U1 I1 t = 44V ×0.44A ×60s=1161.6J
14 ．（4 分）如图所示，从小明家的电能表可以知道他家同时使用的用电器的总功率不能超过W 。小明将电磁炉单独接在电路中，5min 后发现家里的电能表转盘转了 300 转，则电磁炉的功率为 W。
【答案】 8800 1200
[ 1] 由图可知，电路的工作电压为 220V ，允许的最大电流为 40A ，则所有能同时工作的用电器功率不能超过 P= UI=220V×40A=8800W
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[2]将电磁炉单独接在电路中，5min 后发现家里的电能表转盘转了300 转，电磁炉消耗的电能
电磁炉的功率为P W
15 ．（4 分）如图，杭州宇树科技研发的机器人在蛇年春晚上表演扭秧歌，将东北大秧歌的热闹喜庆与机器人的科技感完美融合。宇树 H1 机器人还配备嗅觉传感器模块，能“ 闻”到外界的各种气味，是因为气体分子不停地做 。机器人内置规格为“60V15A h” 的电池，则机器人充满一次电储存的电能为 J。
【答案】 无规则运动 3.24×106
[ 1]能“ 闻”到外界的各种气味，是扩散现象，是因为气体分子不停地做无规则运动的原因。
[2]机器人充满一次电储存的电能为W = UIt = 60V× 15A× 3600s = 3.24× 106 J
16 ．（4 分）（1）小楠观察家中插线板的工作状态，发现以下规律：开关断开时，指示灯与插孔均处于断电状态；当开关闭合，指示灯立即点亮，同时插孔恢复供电；即使指示灯因故障熄灭，开关闭合后插孔仍能正常供电，请按上述要求用笔画线代替导线将插线板内部电路中的缺失部分补画完整。
（2）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，珍爱生命” 。如图所示是活动室的部分电路图，请你用笔画线代替导线，将图中元件接入家庭电路中。要求：①三孔插座单独工作；②电位器可以调节灯泡亮度同时具有开关功能，a 、b 、c 是它的三个接线柱，要求顺时针旋转旋钮时，灯泡变亮。
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(
【答案】（
1
）
；（
2
）
)
（1）指示灯损坏，开关闭合时插孔照样可以通电，说明指示灯和插孔工作时互不干扰，是并联；开关断开时，指示灯不发光，插孔断电，说明开关可以同时控制指示灯和插孔，即开关在
(
干路上，连接三孔插座时还要注意做到
“
左零右火上接
地
”
。如图所示：
) (
;
)
（2）三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线；根据题意，顺时针旋转电位器旋钮时，灯泡变亮，说明电位器接入电路的电阻变小，所以应该是b 、c 接入电路，为了保证电路安
全，c 接火线，螺旋口接零线，如下图所示：
17 ．（8 分）小灯泡 L1 、L2 的额定电压分别为 2.5V 、3V ，图甲是小华测量灯 L1 额定功率的实验电路。
（1）图甲是小华连接的电路，
（2）按图连接电路后，先将滑片移至阻值最大端再闭合开关，发现灯 L1 不亮，电压表有较大示数，电流表无示数。经检查，灯 L1 完好，则故障原因可能是： （填序号）；
A ．滑动变阻器短路； B ．滑动变阻器断路；
C ．灯泡 L1 的灯座断路； D ．灯泡 L1 灯座短路；
（3）解决故障后，小华闭合开关，调节滑片，改变灯泡 L1 两端的电压，测出对应的电流值，并将实验数据记录在表一中。随后小明也使用图甲中同样的器材连接实物电路进行实验并测量数据，第3 次实验中，电流表示数如图乙所示，并将测量数据记录在表二中。分析表二中数据，小明实验中存在的问题可能是： ；
表一：
实验次数 1 2 3
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电压 U/V 1.5 2.0 3.0
电流 I/A 0.20 0.25 0.3
表二：
实验次数 1 2 3
电压 U/V 1.4 1.9 2.5
电流 I/A 0.3 0.28
（4）处理数据时两个小组均没办法求出额定功率，细心的小东分析两组数据后帮他们解决了困惑。小灯泡 L1 的额定功率 W；
（5）小明设计了图丙电路来测量灯 L2 的额定功率，所用电源电压恒定，R1 、R2 均为电阻箱；实验步骤如下：
第 1 步：仅闭合 S1 ，R2 调至 5Ω时，电压表的示数为 3V；
第 2 步：仅闭合 S2 ，R1 、R2 分别调至 20Ω和 10Ω时，电压表的示数也为 3V；
则该小灯泡的额定功率为 W。
【答案】（2）C；（3）电压表并联在滑动变阻器两端了；（4）0.7；（5）0.9
（2）[ 1]按图连接电路后，先将滑片移至阻值最大端再闭合开关，发现灯 L1 不亮，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有较大示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，经检查，灯 L1 完好，则故障原因可能是灯泡 L1 的灯座断路。
故选 C。
（3）[2]第 3 次实验中，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值 0.02A，其示数为 0.24A；由表中数据知，电流逐渐变小（电压表示数变大），由欧姆定律，电路中的电阻变大，即变阻器连入电路中的电阻变大，由分压原理，变阻器的电压变大，根据串联电路电压的规律，灯的电变小，故分析表二中数据，小明小组实验中存在的问题可能是：电压表并联在滑动变阻器两端了。
（4）[3] 比较两表中数据，当灯的电流都为 0.3A 时，两次实验灯的电阻大小相等，由欧姆定律知电路的总电阻相等，所以两次实验滑动变阻器连入电路的电阻也相等，故这种情况下，根据串联电路的规律，灯两端的电压与滑动变阻器两端的电压之和即为电源电压 U=3.0V+1.4V=4.4V
由表二数据知，当滑动变阻器的电压为 1.9V 时，灯的电压为 UL=4.4V- 1.9V=2.5V ，即灯正常发光，灯的额定电流为 0.28A ，故灯的额定功率为 PL= ULIL=2.5V×0.28A=0.7W
第十三章 电能和电功率 提升卷（解析版）
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（5）[4]该方案是利用等效法求得小灯泡的额定功率。 在第 1 步实验中，仅闭合 S1，R2 调至 5Ω时， R2 与 L 串联，电路中的电流表为 3V ，即小灯泡两端的电压 UL=3V ，小灯泡正常发光， 根据串联电路电流特点有
即
在第 2 步实验中，仅闭合 S2，R1 、R2 分别调至 20Ω和 10Ω时，R1 与 R2 串联，当电路中电压表仍为3V 时，即 R1 两端的电压 U1=3V ， 根据串联电路电流特点有
即
联立①②得 RL= 10Ω；小灯泡的额定功率为P W
18 ．（12 分）在“探究电流与电阻的关系”实验中，电压恒为 4.5V 的电源，5 个定值电阻 R1（5Ω) 、 R2（10Ω) 、R3（15Ω) 、R4（20Ω) 、R5（25Ω) 滑动变阻器 R ，电压表、电流表、开关，导线若干。
(1)将 R1 接入电路，开关闭合前，需将滑动变阻器的滑片 P 移到最 端；
(2)若保持滑片 P 位置不变，断开开关，用 R2 替换 R1 ，闭合开关发现电压表示数 2.5V（选填“大于” 、“ 小于”或“等于”），滑片 P 应向 使电压表示数调为 2.5V；
(3)重复（2）中的实验步骤。根据数据绘制出 I﹣R 图像如图乙，由图像可得出的结论是：导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 ；
(4)用 R5 替换 R4，调节滑片使电压表示数为 2.5V 后，再观察并读取电流表示数用时 8s，在这 8s 内，滑动变阻器R 消耗的电能是 J；为完成该实验的全部探究，滑动变阻器的最大电阻至少为 Ω。
【答案】(1)右；(2) 大于；右移；(3)反比；(4)1.6；20
（1）将 R1 接入电路，开关闭合前，为了保护电路，需将滑动变阻器的滑片 P 移到阻值最大处的最右端。
（2）[ 1]当用 R2(10Ω)替换 R1(5Ω) ，保持滑片 P 位置不变，根据串联分压原理，电阻增大，其两端电压增大，所以电压表示数大于 2.5V。
[2]要使电压表示数调为 2.5V ，需增大滑动变阻器接入电路的电阻，减小定值电阻两端的电压，所以滑片 P 应向右移动。
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（3）根据绘制出定值电阻的 I﹣R 图像知，因电流与电阻之积为一定值，由图像可得出的结论是：导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
（4）[ 1]当定值电阻两端电压为 2.5V 时，变阻器两端电压为 UP ＝U﹣UV＝4.5V﹣2.5V ＝2V已知 R5 ＝25Ω , 此时电路中的电流为I A
在这 8s 内，滑动变阻器 R 消耗的电能是 WP ＝UPIt ＝2V×0. 1A×8s ＝1.6J
[2]根据串联分压原理可得
实验中定值电阻两端电压保持不变为 2.5V ，由于电源电压不变，则变阻器两端电压不变，因此上式等号左侧电压之比保持不变，当定值电阻阻值最大时，变阻器的阻值最大，已知定值电阻的最大阻值是 25Ω , 代入上式可得
解得 RP ＝20Ω , 因此滑动变阻器的最大电阻至少为 20Ω。
19 ．（14 分）探究“ 电流产生热量与电阻大小是否有关” 的实验装置如图所示：
(1)请用笔画线代替导线将图中电路连接完整（滑片向右移动滑动变阻器接入电路的阻值变大） ；将电阻丝 R1 和 R2 串联的目的是 ；
(2)A、B 两个相同的烧瓶内选取的电阻丝 R1 、R2 的阻值 ，瓶内装有初温相同、质量 的煤油（以上两空选填“相同”或“不同”）；
(3)实验过程中，电阻丝使液体温度升高，这是通过 方式来增大液体内能。通过观察温度计示数变化的大小来比较电流通过导体产生热量的多少；下列实验运用了该实验研究方法的是 （选填序号）；
A ．探究电流与电压、电阻的关系 B ．探究影响导体电阻大小的因素
(4)如果在上面的两个烧瓶内分别装入水、煤油，可以“ 比较水和煤油的吸热能力” ，为顺利完成实验，水、煤油及 R1 、R2 应该满足的条件是： 。
【答案】(1) ；可以控制通电时间和电流相等；(2)不同；相同；(3)热传递；B；
(4)水、煤油的质量和初温相同，R1、R2 的阻值相同
第十三章 电能和电功率 提升卷（解析版）
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（1）[ 1]滑片向右移动滑动变阻器接入电路的阻值变大，则变阻器应选择左下接线柱串联
到电路中，作图如下：
[2]将电阻丝 R1 和 R2 串联的目的是可以控制通电时间和电流相等，便于探究电流产生热量与电阻大小的关系。
（2）[ 1][2]探究电流产生热量与电阻大小的关系，根据控制变量法，A 、B 两个相同的烧瓶内选取的电阻丝 R1 、R2 的阻值应不同，瓶内装有初温相同、质量相同的煤油。
（3）[ 1]实验过程中，电阻丝放热，液体吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递方式来增大液体内能。
[2]实验中通过观察温度计示数变化的大小来比较电流通过导体产生热量的多少，这叫作转换法。
探究电流与电压、电阻的关系实验用到的是控制变量法，探究影响导体电阻大小的因素实验中通过电流表示数大小及灯泡亮度来判断导体电阻大小，也用到了转换法。故选 B。
（4）比较水和煤油的吸热能力的实验中，要使用完全相同的加热器给质量和初温相同的水和煤油加热，所以要在两瓶中放入阻值相同的电阻丝R1、R2 ，水、煤油的质量和初温要相同。
20 ．（6 分）如图所示，电源电压恒为 6V ，电流表量程为 0~0.6A ，电压表量程为 0~3V ，灯泡 L标有“6V 2.4W”字样（L 灯丝电阻不变）。当开关 S 、S1 、S2 都闭合，滑动变阻器 R 的滑片移动到最左端时，灯泡 L 正常发光，电流表示数为 0.5A；当只闭合 S1 时，L 实际消耗的功率为 P1 ，定值电阻 R1 消耗的功率为 P2 ，且 P1 ∶P2=2 ∶ 1。
(1)灯泡 L 正常发光时的电阻；
(2)R 的滑片在最左端时，通电 50 秒 R 所消耗的电能；
(3)当只闭合 S 时，在电路安全的情况下，电路消耗功率的最大值。 【答案】(1)15Ω ；(2)30J ；(3)2.4W
（1）由题意可知，小灯泡正常发光的电阻为RL
（2）灯泡的额定电流为I额 A
第十三章 电能和电功率 提升卷（解析版）
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S 、S1 、S2 都闭合时，灯泡与滑动变阻器并联，滑动变阻器R 的滑片在最左端时，灯泡L 正常发光，则电源电压为 6V ，电流表的示数为0.5A 。则IR = I干 _ I额 = 0.5A _ 0.4A = 0. 1A
通电50 秒R 所消耗的电能为W = UIt = 6V× 0. 1A× 50s = 30J
（3）①当只闭合S1 时，灯泡 L 与定值电阻R1 串联，灯泡 L 实际消耗的功率为P1 ，定值电阻R1 消耗的功率为P2 ，根据功率公式P = I 2R 可得， 解得R1 = 7.5Ω
②当只闭合S 时，R 与R1 串联，电压表的最大示数为3V ，则Imax A （没有超过电流表的量程）
在电路安全的情况下，电路消耗功率的最大值为Pmax = UImax = 6V× 0.4A = 2.4W
21 ．（6 分）为研究调光灯的工作原理，某小组设计了如图甲所示的模拟电路进行探究。已知小灯泡 L 标有“ 12V 12W”字样，电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况下，通过调节滑动变阻器，分别记录三个电表的示数，并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图像，求：
(1)灯泡 L 正常发光时的电流；
(2)灯泡 L 正常发光 10s 消耗的电能；
(3)电源电压。
【答案】(1)1A；(2)120J；(3)18V
（1）小灯泡 L 标有“ 12V 12W”字样，根据P可得，灯泡 L 正常发光时的电流为
（2）小灯泡正常发光时，其电功率为 12W ，根据P可得，灯泡 L 正常发光 10s 消耗的电能为W=PLt= 12W ×10s=120J
（3）由图甲可知，小灯泡 L 和滑动变阻器 R 串联，电流表测量电路中的电流，电压表V1 测量 R 两端的电压，电压表V2 测量小灯泡 L 两端的电压；由图乙可知，电路中的电流最小为 0.3A 时，小灯泡和滑动变阻器两端的电压分别为 3V 和 15V，由于串联电路中电源电压等于各部分两端电压之和，所以，电源电压为U= UL + UR =3V+15V= 18V
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