第十八章 电功率 期末总复习测试卷 2021-2022学年人教版物理 九年级（含解析）

2021-2022学年九年级物理（全）（人教版）
第十八章 电功率 期末总复习测试卷
一、单选题
1．两个灯泡接在同一电路中，用电流表测得通过它们的电流相等，下列说法正确的是（　　）
A．两灯泡的规格一定相同 B．这两个灯泡一定并联
C．这两个灯泡一定串联 D．这两个灯泡的亮度可能不同
2．电路如图，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片向左移动过程中，下列说法正确的是（电源电压保持不变）（　　）
A．电灯变暗 B．电压表V1的示数变大
C．电路总功率变大 D．电压表V2的示数不变
3．美国哈佛大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中内部装置能够发电并将产生的电能储存在蓄电池中用来点亮LED等该过程中的能量转化形式是（　　）
A．电能→动能→光能→电能→化学能 B．电能→动能→化学能→电能→光能
C．动能→电能→光能→电能→化学能 D．动能→电能→化学能→电能→光能
4．甲灯和乙灯的额定电压相同，把它们串联在某电路中，甲灯比乙灯亮，则：（ ）
A．通过甲灯电流比乙灯大 B．甲灯的额定功率比乙灯大
C．甲灯的实际功率比乙灯小 D．甲灯的电阻比乙灯大
5．有两个电路元件A、B，把它们串联在电路中，如图甲所示，流过元件的电流与其两端的电压关系如图乙所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则在相同时间内A、B两元件的电功之比为（　　）
A．4:5 B．5:4 C．2:3 D．1:3
6．某个小灯泡上标有“6V6W”字样，其电流随两端电压变化关系的图象如图所示，下面说法不正确的是（　　）
A．只有灯泡两端的电压为6V时，灯泡的额定功率才为6W
B．当小灯泡两端的电压为2V时，小灯泡的电功率为1W
C．小灯泡正常工作时的电流为1A
D．小灯泡正常发光时的电阻为6Ω
7．如图所示，把两个小灯泡串联后接到电源上，闭合开关，发现灯泡L1比灯泡L2亮一些．对这一现象分析错误的是（　　）
A．相同时间内，电流通过L1做的功比L2多
B．L1的电压比L2的电压大
C．L1的电阻比L2的电阻大
D．L1的电流比L2的电流大
8．如图所示的电路中，电源电压不变，移动滑动变阻器R1的滑片P，当电压表的示数变化了3 V，电流表的示数由0.2 A变化到0.5 A时，则该定值电阻R2所消耗功率变化（　　）
A．0.9 W B．1.1 W
C．2.1 W D．无法确定
9．如图甲所示的电路中，R为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列判断错误的是（　　）
A．电源的电压为6V
B．图乙中C点表示滑片位于中点时的状态
C．R2消耗的电功率先变大后变小
D．电路的最大总功率为3.6W
10．把规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器R与“8V 4W”的小灯泡L按如图所示连接在总电压恒为9V的电路中。电流表和电压表选择的量程分别为“0~0.6A”和“0~3V”，要求闭合开关S后，两电表的示数均不超过所选量程的最大测量值，且灯泡L两端电压不超过额定值（忽略灯丝电阻的变化），下列说法错误的是（　　）
A．滑动变阻器可调节的范围为2~8Ω
B．电路中的最大电流为0.5A，最小电流为0.375A
C．当电路中电流为0.5A时滑动变阻器消耗的功率最大，大小为0.5W
D．在滑动变阻器可调节的范围内，小灯泡消耗的功率变化量为1.75W
11．如图所示电路中，L1、L2分别标有“3V、3W”和“3V、1.5W”的字样，开关S闭合后，其中有一个灯泡能正常工作（不考虑灯丝温度的变化）。下列说法正确的是（　　）
A．灯泡L1正常发光
B．通过L1和L2的电流之比是1∶2
C．电源电压是4.5V
D．两灯消耗的总功率是4W
12．有两只灯泡L1、L2，分别标有“220V 100W”和“220V 40W”的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是（　　）
A．两灯串联接入220V的电路，L1更亮
B．两灯正常发光时，L1的电阻较大
C．两灯并联接入220V的电路，L1、L2消耗功率之比是2:5
D．两灯串联接入220V的电路，L1消耗的功率小于25W
二、填空题
13．小王家中的电能表如图所示，从表盘信息可知，他家接入的用电器总功率不能超过________W，当家里只有电磁炉工作时，电能表在，1min内转了75转，则电磁炉在1min内消耗的电能为________，电磁炉的功率为_______W。
14．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S1闭合S2断开，甲、乙为电流表时，两表示数之比是I甲∶I乙＝2∶7，当开关S1、S2闭合，甲、乙两表为电压表时，两表示数之比U甲：U乙＝______，此时，R1、R2消耗的电功率之比为P1∶P2＝______。
15．如图甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像。则该滑动变阻器的最大阻值是______Ω，电源电压是______V，变阻器消耗的最大功率是______W。
16．如图是某灯泡工作时的电流电压关系图像，已知该灯的额定电压为3V，则该灯正常工作时的电阻是___________ Ω，家庭电路电压为_________V，把灯泡接入家庭电路中，为了不损坏电路，可以___________（填“并联”或“串联”）至少_________个相同的灯泡。
17．如图所示，允许通过定值电阻R0和变阻器R的最大电流均为1.0A，电流表选用的量程为0～0.6A，电压表选用的量程为0～3V，闭合开关，滑片在b端时电流表示数为0.1A，变阻器R的电功率为0.9W，移动滑片至某一位置时，电流表示数为0.25A，变阻器R的功率为1.875W，则定值电阻R0的阻值为_______Ω。滑片由b向a滑动的过程中，在保证电路各元件安全的情况下，整个电路的电功率变化范围为________W。
三、实验题
18．在“测小灯泡额定电功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为4.5V的电源，额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻约为8Ω），电流表（0~0.6A、0~3A），电压表（0~3V、0~15V），开关和导线若干，另有标有“30Ω；2A”的滑动变阻器R1和标有“5Ω 1A”的滑动变阻器R2。
（1）实验电路如图甲所示，请选择合适的量程，并用笔画线代替导线在图甲中将电路连接完整_______；
（2）本实验选择的滑动变阻器是_______（选填“R1”或“R2”）；
（3）若把滑片移到最左端，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数为零，电压表的示数接近电源电压。为了排除故障，接下来的操作合理的是_______（选填字母符号）；
A．拧紧小灯泡和它两端的接线柱
B．拧紧开关两端的接线柱
C．检查滑动变阻器是否短路
（4）若增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过简单操作（开关S接“a”、“b”各一次）来测量小红泡的额定功率，如图乙、丙是两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是_______（选填字母符号）。
A．两种方案都能
B．两种方案都不能
C．乙方案能，丙方案不能
D．乙方案不能，丙方案能
19．如图所示，是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（电源电压不变）。
（1）实验过程中通过观察______反映密闭空气温度的变化。若想探究电流产生热量的多少与电阻的关系，应选择图中的______两个密闭容器进行实验，串联的目的是______；
（2）图丙中并联一个5Ω电阻的目的是______；
（3）通电相同时间，甲、丙两密闭容器中的电阻丝产生热量的关系Q甲=______Q丙；
（4）如果丙装置中容器外的5Ω电阻发生了断路，则通电相同时间，乙装置中电阻丝产生的热量将比原来______。
四、计算题
20．某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态。铭牌上的部分参效如下表所示，其中快加热功率参数模糊不清，它能够把水加热到的最高温度为75℃。简化电路如图所示，R1、R2均为加热电阻（温度对电阻的影响忽略不计）。若电热水器中已装满质量为40kg、温度为25℃的水。请完成下列问题：[已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃））
额定电压 220V
保温功率 605W
慢加热功率 1210W
快加热功率
（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量。
（2）开关S1闭合，S2接b，电热水器处于慢加热工作状态，求R1的阻值。
（3）若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约多少秒？（结果保留整数）
21．如图所示电路中，电源电压为4V，R1=1Ω，R2=4Ω。求：
（1）当开关S1、S2断开，S3闭合时，电流表的示数和通电1min电阻R1上产生的热量；
（2）当开关S1、S2闭合，S3断开时，电路消耗的总功率。
22．有一款新型智能电热水壶，有高、中、低三挡，并可以手动调节，它的部分参数和等效电路图如图所示，其中R1和R2均为电热丝，R1=R2，单刀双掷开关S2可接a或b，用高温挡加热时，把1L水从35℃加热到100℃需要300s。求：[c水=4.2×103 J/(kg ℃)，ρ水=1.0×103 kg/m3]
额定电压 220V
高温挡功率 1000W
最大容量 1.2L
（1）水吸收的热量是多少？
（2）电热水壶的效率是多少？
（3）电热水壶处于中温挡时的电阻是多大？
（4）在用电高峰时，实际加热时间为363s，实际电压是多大？
五、综合题
23．某学校开展综合实践活动，小明和几位同学一起为土鸡养殖场设计了一种小鸡孵化器的电路，如图所示。是S1、S2是温控开关，当外界温度低于设置温度时开关自动闭合，高于设置温度时开关自动断开，S1设置为37.8℃，S2设置为27.8℃；电源电压为220V且保持不变，电热丝R1=132Ω，R2=R3=88Ω，电热丝的电阻不随温度的变化而变化。闭合开关S，求：
（1）小明设计了“保温”、“加热”、“快速加热”三个状态，当孵化器内温度为30℃时，此装置处于______状态。此状态下电路中的电流是多少______；
（2）该装置在保温状态下的功率是多少______；
（3）若孵化器内空气质量为15kg，假设电热丝放出的热量全部被孵化器内的空气吸收，使空气温度从17.8℃升高到37.8℃需要多少时间______。[空气的比热容]
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．D
【解析】ABC．两个灯泡串联时，通过它们的电流一定相等，规格可以不同；当它们并联时，若规格相同，因为并联支路两端的电压相等，且它们各自的电阻相等，由知道，通过它们的电流也相等，即这种情况，可能串联，也可能是并联的，故ABC错误；
D．由于两个灯泡的规格可能不同，即电阻不同，由知道，虽然电流相同，但功率可能不同，即亮度可能不同，故D正确。
故选D。
2．C
【解析】闭合开关S后，滑动变阻器R与灯泡L串联，电流表测量电路总电流，电压表V2测灯泡L两端的电压，电压表V1测R两端的电压，将滑动变阻器R的滑片向左移动，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由欧姆定律I可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；由U＝IR可知，灯泡电阻不变，电流变大，所以灯泡两端的电压变大，即电压表V2的示数变大；因为P＝UI，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以灯泡的实际功率变大，灯泡变亮；因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器R两端的电压变小，即电压表V1的示数变小；由P＝UI可知，电路的总功率变大；通过以上论述，C正确，ABD错误。
故选C。
3．D
【解析】球在被踢的过程中，其内部的小发电机工作，将动能转化为电能；蓄电池充电过程中再将电能转化为化学能储存在蓄电池中；对外供电时，蓄电池将化学能转化为电能，再通过LED灯发光，将电能转化为光能；故其整个过程的能量转化形式是：动能→电能→化学能→电能→光能，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
4．D
【解析】A．串联电路电流处处相等，两灯泡串联，通过两灯泡的电流相等，故A不符合题意；
BCD．灯泡亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮，甲灯比乙灯亮，则甲的实际功率大于乙的实际功率；根据 知串联电路电流实际功率大的电阻大，即
甲灯和乙灯的额定电压相同，由
知甲灯的额定功率比乙灯小，故BC不符合题意；D符合题意。
故选D。
5．A
【解析】由甲电路图可知，元件A和元件B串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中各处的电流相等，所以，电流表的示数为0.4A时
IA＝IB＝0.4A
由图乙可知
UA＝2V，UB＝2.5V
根据W=UIt，在电流和通电时间相同时，A、B两元件的电功之比等于A、B两元件的电压之比，在相同时间内A、B两元件的电功之比
WA: WB = UA: UB = 2V:2.5V=4:5
故A符合题意，BCD不符合题意。
选A。
6．A
【解析】A．因为灯泡的额定电压为6V，所以只有灯泡两端的电压为6V时，灯泡的实际功率等于额定功率，额定功率与灯泡两端电压无关，故A错误，符合题意；
B．根据图象可知，当灯泡两端电压为2V时，通过灯泡的电流为0.5A，灯泡的实际功率
P实＝U实I实＝2V×0.5A＝1W
故B正确，不符合题意；
C．小灯泡的额定电压为6V，根据图象可知，当灯泡两端电压为6V时，通过灯泡的电流为1A，故C正确，不符合题意；
D．由P＝可知，灯泡正常发光的电阻
R＝＝＝6Ω
故D正确，不符合题意。
故选A。
7．D
【解析】A．灯泡L1比灯泡L2亮一些，灯泡L1的功率大于灯泡L2的功率，由W=Pt可知相同时间内，电流通过L1做的功比L2多，故A正确，不符合题意；
BCD．两个小灯泡串联，通过它们的电流相等，由P=I2R可知，L1的功率大，所以灯泡L1的电阻较大，由U=IR可知，L1两端的电压较大，故BC正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
8．C
【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，电流表的示数由0.2A变化到0.5A时，电压表的示数变化了3V，根据欧姆定律可得R2两端电压的变化量
故
则该定值电阻R2所消耗功率变化量
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
9．B
【解析】由电路图可知，闭合开关S后，电阻R1和变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
A．当滑片位于a端时，变阻器接入电路的电阻为0Ω，电路的总电阻最小，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流Ia=0.6A，电源电压
U=IaR1=0.6A×R1①
当滑片位于b端时，变阻器接入电路的电阻最大，此时电路中的电流最小，电压表的示数最大，由图乙可知，电路中的最小电流Ib=0.2A，电压表的示数Ub=4V，滑动变阻器的最大阻值
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压
U=IbR1+Ub=0.2A×R1+4V②
由①②可得
R1=10Ω，U=6V
故A正确，不符合题意；
B．由图乙可知，C点表示电压表的示数Uc=2V，电路中的电流Ic=0.4A，则滑动变阻器接入电路中的阻值
变阻器的最大阻值是20Ω，C点不表示滑片位于中点时的状态，故B错误，符合题意；
C．R2消耗的电功率
当R2=0Ω时，Pa=0W，当R2=10Ω时，R2的功率最大，最大功率
当R2=20Ω时，R2的功率
滑片P从a端移动到b端，R2消耗的电功率先变大后变小，故C正确，不符合题意；
D．电路的最大总功率
P最大=UIa=6V×0.6A=3.6W
故D正确，不符合题意。
故选B。
10．C
【解析】由图可知灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流。
AB．灯丝的电阻为
灯正常发光时的电流为
因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，所以，电路中的最大电流I大=0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的总电阻
所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为
R滑小=R总-RL=18Ω-16Ω=2Ω
为保护电压表，滑动变阻器两端的最大电压为3V，此时滑动变阻器连入的电阻最大，电路中的电流最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡两端的电压
UL′=U-UR=9V-3V=6V
此时电路中最小的电流为
滑动变阻器连入的最大电阻为
滑动变阻器允许调节的范围为2Ω～8Ω，电路中的最大电流为0.5A，最小电流为0.375A，故AB正确，不符合题意；
C．滑动变阻器消耗的功率
当
R滑=RL=16Ω
滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为
故C错误，符合题意；
D．在滑动变阻器可调节的范围内，小灯泡消耗的功率变化量为
故D正确，不符合题意。
故选C。
11．C
【解析】AB．根据 可知灯泡L1正常发光时的电流
灯泡L2正常发光时的电流
不考虑灯丝温度的变化，根据欧姆定律可知灯泡L1的电阻
灯泡L2的电阻
串联电路中电流处处相等，若L1正常发光，则L2将被烧坏，电路将断路，不能正常工作；因此只有L2正常发光，电路才能正常工作，此时电路中的电流为，则灯泡L2正常发光，通过L1和L2的电流之比是1∶1，故AB错误；
C．根据欧姆定律可知电源电压
故C正确；
D．根据可知两灯消耗的总功率
故D错误。
故选C。
12．D
【解析】AB．由变形可得灯泡L1和灯泡L2的电阻
所以正常发光时，灯泡L2电阻更大，根据串联电路分压原理可知，灯泡L2两端分配的电压大，又串联电路各处电流相等，由公式P=UI可知，灯泡L2的实际功率更大，因此L2更亮，故AB错误；
C．由以上分析可知R1和R 2，根据并联电路的分流原理可知
又并联电路各支路电压相等，根据公式P=UI可知
故C错误；
D．两灯串联时，总电阻为
R总=R1+R2=484Ω+1210Ω=1694Ω
则通过电路的电流为
则灯泡L1的实际功率为
故D正确。
故选D。
13．2200##2.2×103 0.075kw·h或2.7×106J 45004.5×103
【解析】[1]由电能表参数可计算接入的用电器总功率最大为
Pmax=UImax=220V×10A=2200W
[2][3]电磁炉在1min内消耗的电能为
电磁炉功率为
14．7∶5 2∶5
【解析】[1]当开关S1闭合S2断开，甲、乙为电流表时，R1和R2并联，甲电流表测R2支路的电流，乙电流表测干路电流。根据已知条件
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过两电阻的电流之比
并联电路中各支路两端的电压相等，在电压不变时，电流与电阻成反比， 即
当开关S1、S2闭合，甲、乙两表为电压表时，R1与R2串联，甲电压表测电源的电压，乙电压表测R2两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，根据串联分压规律可知，在电流不变时，电压与电阻成正比，R1、R2消两端的电压之比为
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，两电压表的示数之比
[2]R1、R2消耗的电功率之比
15．25 6 1.8
【解析】[1]由电路图知道，R0与R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。由图像知道，当电路中的电流I=0.2A时，R1的电功率P1=1W，由P=UI=I2R知道，R1接入电路的电阻为
此时电路中电流最小，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，故滑动变阻器的最大阻值是25Ω。
[2]由图像知道，当电路中的电流I′=0.4A时，R1的电功率P1′=1.6W，此时R1接入电路的电阻为
由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电源的电压
U=I′（R0+R1′）=0.4A×（R0+10Ω）-----①
当电路中的电流I=0.2A时，电源的电压
U=I（R0+R1）=0.2A×（R0+25Ω）-----②
①②两式联立，解得R0=5Ω，电源的电压
U=I（R0+R1）=0.2A×（5Ω+25Ω）=6V
[3]电路中的电流
滑动变阻器消耗的电功率
当R1=5Ω时，变阻器消耗的电功率最大，即
16．10 220 串 74
【解析】[1]由图可知，当小灯泡两端电压为额定电压3V时，对应电流为0.3A，则由欧姆定律可得
[2][3][4]我国家庭电路电压为220V，由串联分压可知，为不损坏电路，小灯泡应多个串联接入电路，串联个数为
（为保证不损坏电路应进一）
17．10 1~3
【解析】[1][2]滑片在b端时，整个滑动变阻器接入电路，此时变阻器的电功率为
移动滑片至某一位置时，此时变阻器的电功率为
由上两式解得
滑片在b端时，整个滑动变阻器接入，由串联电路电阻规律可知此时电路总电阻最大，电流最小，最小电流为0.1A，此时电路最小电功率为
当R0两端电压为3V时，此时通过R0的电流最大，由串联电路电流处处相等可知，此时电路电流最大，电功率最大，此时最大电流为
电路最大电功率为
则整个电路的电功率变化范围为1~3W。
18．见解析 R1 A B
【解析】（1）[1]额定电压为2.5V的待测小灯泡，电阻约为8Ω，所以小灯泡处于额定电压时的电流约为
故电流表选择的量程为0~0.6A，电压表选择的量程为0~3V，电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，均采用“正进负出”的连接方式，连接电路如图所示：
（2）[2]电源电压恒为4.5V，额定电压为2.5V的待测小灯泡，则滑动变阻器两端的电压
根据串联电路分压原理可得
即
解得此时滑动变阻器接入电路的电阻R=6.4Ω，所以滑动变阻器的最大电阻必须大于6.4Ω，故选择R1滑动变阻器。
（3）[3]把滑片移到最左端，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数为零，电压表的示数接近电源电压，电路故障为小灯泡断路，电压表串联在电路中，此时应拧紧小灯泡和它两端的接线柱；故A操作合理，符合题意。
故选A。
（4）[4]图A中，无论开关接“a”还是接“b”都无法得知小灯泡是否正常发光，此方案不能测定小灯泡的额定电功率；图B中，R0、小灯泡和滑动变阻器三者串联，开关S接“a”时，电压表测量定值电阻的电压，当开关接“b”时测量灯泡和定值电阻的总电压，不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V，所以此方案不能测出小灯泡的额定功率；故两种方案都不可行，B正确。
故选B。
19．U形管中液面高度变化 甲、乙 使通过甲、乙的电流和通电时间相等 并联分流，改变通过密闭盒内电阻的电流 4 少
【解析】（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但密闭容器内空气温度的变化导致U形管中液面高度变化来间接反映电流通过导体产生热量的多少。
[2][3]若想探究电流产生热量的多少与电阻的关系，需要保证电流和通电时间相同，应选择图中的甲、乙两个密闭容器进行实验，串联的目的是使通过甲、乙的电流和通电时间相等。
（2）[4]图丙中并联一个5Ω电阻的目的是并联分流，改变通过密闭盒内电阻的电流。
（3）[5]通电相同时间，甲、丙两密闭容器中的电阻丝中的电流关系I甲=2I丙，两密闭容器中的电阻丝产生热量根据Q=I2Rt可知
所以Q甲=4Q丙。
（4）[6]如果丙装置中容器外的5Ω电阻发生了断路，电路中的总电阻增大，电路中的电流会变小，则通电相同时间，乙装置中电阻丝产生的热量将比原来少。
20．（1）；（2）40Ω；（3）4132s
【解析】解：（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量
（2）开关S1闭合，S2接b，电热水器处于慢加热工作状态，R2被短路，只有R1接入，此时电热水器处于慢加热工作状态，功率为1210W，则电阻R1的阻值为
（3）当开关S1断开时，两电阻串联，此时的总电阻最大，根据可知，此时功率最小，为保温档，故此时总电阻为
则电阻R2的阻值为
当开关S1闭合，S2接a时，两电阻并联，此时总电阻最小，电功率最大，最大的电功率为
加热电阻产生的热量有84%被水吸收，则加热电阻产生的热量为
慢加热需要的时间为
快加热需要的时间为
用快加热比用慢加热节约
答：（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量为；
（2）开关S1闭合，S2接b，电热水器处于慢加热工作状态，R1的阻值为；
（3）若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约。
21．（1）0.8A，；（2）2W
【解析】解：（1）当开关S1、S2断开，S3闭合时，R1与R2串联，电流表的示数
通电1min电阻R1上产生的热量
（2）当开关S1、S2闭合，S3断开时，电阻R1与R2并联，通过电阻R1的电流为
电路消耗的总功率
答：（1）当开关S1、S2断开，S3闭合时，电流表的示数为0.8A和通电1min电阻R1上产生的热量为；
（2）当开关S1、S2闭合，S3断开时，电路消耗的总功率为。
22．（1）2.73×105J；（2）91%；（3）96.8 Ω；（4）200V
【解析】解：（1）水的体积
由 得
水吸收的热量是
（2）电热水壶放出的热量为
电热水壶的效率是
（3）因为
所以R1、R2并联时，电路的总电阻为
由
得
解得
当S1闭合，S2接b，R2被短路，电热水壶处于中温挡，此时电路中电阻为
（4）用电高峰期，实际功率为
实际电压为
答：（1）水吸收的热量是2.73×105J；
（2）电热水壶的效率是91%；
（3）电热水壶处于中温挡时的电阻是96.8 Ω；
（4）在用电高峰时，实际加热时间为363s，实际电压是200V。
23．加热 2.5A 220W 450s
【解析】（1）[1][2]由题知，S1、S2是温控开关，当外界温度低于设置温度时开关自动闭合，高于设置温度时开关自动断开，S1设置为，S2设置为，①当温度低于，S1、S2都闭合，短路，与并联；②当孵化器内温度为，因，故闭合、断开，为的简单电路；③当孵化器内温度高于时，、都断开，与串联，因串联总电阻大于其中任一电阻，并联总电阻小于其中任一电阻，根据可知，①为快速加热状态，②为加热状态，③为保温状态；即当孵化器内温度为时，此装置处于加热状态，由欧姆定律可得，此状态下电路中的电流
（2）[3] R1与R3串联时为保温状态，则它们的总电阻
该装置在保温状态下的功率
（3）[4]空气温度从升高到的过程中为快速加热状态，此时与并联，已知
由电阻的并联规律可得总电阻
快速加热的功率
质量为15kg的空气从升高到吸收的热量
则空气的温度从升高到需要的加热时间为
空气温度从从升高到的过程中为加热状态，加热功率为
因空气的质量不变、与前一段过程相比升高的温度相同，故吸收的热量
则空气的温度从升高到需要的加热时间为
故使空气温度从升高到需要的总时间
答案第1页，共2页
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