2022年最新精品解析沪科版九年级物理第十六章电流做功与电功率章节测试试卷（精选含详解）

沪科版九年级物理第十六章电流做功与电功率章节测试
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、长短、粗细均相同的保险丝和铜丝，分别接到线路板上A、B间和C、D间，如图所示。移动滑动变阻器的滑片，发现保险丝熔断而铜丝完好。下列说法错误的是（　　）
A．保险丝的电阻比铜丝的大
B．通过保险丝的电流比铜丝的大
C．相同时间电流通过保险丝产生的热量比铜丝的多
D．为了用电安全，禁止用铜丝代替保险丝
2、下列数据中最符合实际的是（　　）
A．手机电池的电压约为3.7V B．吸尘器功率5W
C．手电筒中的电流约为2A D．液晶电视机功率1000W
3、用铜做成的A粗、B细的两段等长导线，串联接在某电路中，通电一段时间后，两者下列物理量一定相同的是（　　）
A．电压 B．电阻 C．电热 D．电流
4、下列物理量中，以科学家焦耳的名字作为单位的是（　　）
A．电功 B．电阻 C．电压 D．电流
5、如图所示，是某同学设计的一台体重测量仪的工作原理图，当测量者站在体重测量台上时，滑片P会滑动到金属片BC上的某一位置，体重显示表就能显示出测量者的体重。下列关于这种体重测量仪分析正确的是（　　）
A．体重显示表是用电流表改装成的
B．体重越大，体重显示表的指针越往右偏
C．体重越大，电路中的电流越小
D．体重越大，整个电路的电功率越大
6、在“估测用电器的实际功率”的综合实践活动中，小明先断开家中所有用电器，只让某电水壶工作3min，其铭牌如图所示测得电能表指示灯闪烁120次，若只让另一个家用电器工作6min，电能表指示灯闪烁的次数为36次，此电器最可能是（　　）
电热水壶铭牌 型号：MK-10DO3A 额定电压：220V 额定功率：1kW 装水容量：1L
A．电风扇 B．电视机
C．电热水器 D．洗衣机
7、如图甲所示，电源电压不变，闭合开关S，在变阻器R2的滑片P从最右端b滑到最左端a的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，对于此过程，某同学得出四条结论①②③④，则下列选项中对于结论判断正确的是（　　）
①R1的阻值为10Ω
②变阻器R2的最大阻值为20Ω
③电流表示数为0.1A时，20s内R2产生的热量为2J
④电流表示数为0.2A时，R1、R2消耗电功率之比为P1∶P2=1∶2
A．只有①②正确 B．只有②④正确 C．只有①②③正确 D．只有①②④正确
8、对下列物理量的认识中，最接近实际的是（　　）
A．铅蓄电池的电压为1.5V
B．一个分子的直径大约为10μm
C．电热水壶的功率约为1000W
D．普通台灯1分钟消耗的电能为1kW·h
9、如图所示是某同学设计的探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（　　）
A．通电一段时间，两个透明容器中空气内能增大是通过做功的方式改变的
B．通电一段时间，两个U 形管中液面高度的变化不同说明电流通过导体产生的热量与电阻有关
C．若要探究电流通过导体产生的热量与电流的关系， 右侧透明容器中应接入阻值是 5Ω的电阻
D．若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，右侧透明容器中应接入阻值是 10Ω的电阻
10、如图所示是探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置（电源电压均为18V）。下列说法不正确的是（　　）
A．甲图是为了研究产生的热量与电流大小的关系
B．乙装置中5Ω和10Ω两根电阻丝消耗的功率之比为1∶2
C．乙装置中阻值为10Ω的电阻3min内产生2562J的热量
D．该实验通过U形管两侧液面高度差来比较产生热量的多少
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）
1、一个标有“10V、4W”的灯泡接入电源电压为12V电路中，为了使灯泡正常发光，此时接入电路中电阻的阻值为___________Ω，电阻消耗的功率是___________W。
2、如图所示电路中，定值电阻R的阻值为20Ω，电动机线圈电阻为2Ω；闭合开关S，电流表A1的示数为0.8A，电流表A2的示数0.3A，则10min内电流通过电动机产生的热量为_______J。
3、如图甲所示电路，电源电压不变，R0为定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为R，小灯泡的额定电压为3V。第一次只闭合S1、S3，将滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端。第二次只闭合开关S2，将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑动，当滑动变阻器连入电路阻值为Ra时，滑动变阻器的功率为Pa，电压表V2的示数为1.5V。当滑动变阻器连入电路阻值为Rb时。滑动变阻器的功率为Pb，小灯泡正常发光，停止移动滑片。图乙是两次实验中电流表A与电压表V1、V2示数关系图象，已知Rb:R=1:4，Pa:Pb=6:5。则小灯泡的额定功率为__________W。只闭合S1、S3时，滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端的过程中，R0的最大功率与滑动变阻器R的最大功率之比为_________。
4、如图是分别测量定值电阻R和小灯泡L两端电压和通过的电流后得到的U﹣I关系图线。由图可知，定值电阻R的阻值为______Ω；若将R、L并联后接在电压为2V的电源两端，干路中的电流是______A；若将R、L串联后接在4.5V电路中，此时小灯泡的电功率为______W。
5、我校共有37个教室，每间教室安有40W的日光灯10盏，若同学们都注意节约用电，平均每天少开灯2h，则我校一个月（按上学时间20天计算）可节约电能________。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图所示，灯泡L1铭牌上标有“9V 4.5W”的字样（其阻值不变），电压表选用的是“0~15V”的量程，电流表均选“0~0.6A”的量程，电路总电压不变。当只闭合开关S1、S3，滑动变阻器的滑片P滑至最左端时，电流表A的示数为I1，电压表的示数为U1；当只断开开关S1，滑片P滑至最右端时，电流表A的示数为I2，电压表的示数为U2；当只闭合开关S1，滑片P仍在最右端时，电流表A1的示数为I3，电压表的示数为U3，电路消耗的总功率为1.8W。若I1∶I2=5∶3，U2∶U3=3∶5。则：
（1）求L1的阻值；
（2）求U1∶U2；
（3）求电源电压；
（4）在电路安全的情况下，求电路的最大功率。
2、一个标有“220V 44W”字样的电灯接在照明电路中。求：
（1）电灯正常工作时通过的电流是多大？电灯的灯丝电阻是多大？
（2）正常工作5h消耗的电能是多少？
3、小明家新购买的电热水壶，水壶上铭牌的部分信息如图所示。某次使用过程中，电热水壶在额定电压下工作8min将质量为2kg的一壶水从25℃烧开。当地气压为一个标准大气压，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)求：
（1）该过程中水吸收的热量；
（2）该过程中电热水壶消耗的电能；
（3）若用煤气灶来烧开这壶水，其效率比电热水壶低24.5%，煤气的热值为4.0×107J/kg，求需要煤气的质量。
容积 2L
额定电压 220V
额定功率 1500W
频率 50Hz
4、小明家购置了如图甲所示的一台集加热和保温为一体的饮水机，如图乙所示是其内部电路图，S是用感温材料制造的温控开关，定值电阻R1和R2均是发热电阻。正常工作时，定值电阻R2在“保温”状态与“加热”状态的功率之比为1：100，部分铭牌信息如下表所示。求：
最大容量 1.21kg
额定电压 220V
加热功率 1210W
（1）定值电阻R2的阻值为多少？
（2）某次正常工作时，饮水机将最大容量的水从20℃加热到100℃，用时7min。该饮水机本次加热状态的效率为多少？（C水=4.2×103J/（kg·℃））
（3）某天用电高峰期，小明关闭家里其它用电器，仅让饮水机处于保温状态，发现家里标有“3000imp/kW·h”（意义为用电器消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3000次）字样电能表的指示灯每闪烁5次所用的时间为60s。则上述工作过程中，R2两端的实际电压为多少？
5、小新喜欢吃爆米花，学习电加热原理后自己制作了一个简易的爆米花机，图甲是爆米花机的简易电路图．开关S接a时，加热同时电动机搅拌；开关S接b时，单独工作并处于保温状态。图乙是小新设计的相关参数。小新将的玉米粒放入制好的爆米花机中，玉米粒初温为，加热后玉米粒温度升高到并爆成了玉米花，此后小新将爆米花机调至保温状态。求：（）
（1）保温状态时电路中的电流；
（2）电阻的阻值；
（3）加热过程电路消耗的电能；
（4）电阻给玉米加热的效率。
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验中，小明采用了图甲所示的实验装置，两个透明的容器中密闭了等量的空气，U形管中液面变化反映了密闭空气温度的变化；
（1）在相同的时间内，可通过观察U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电热丝产生的热量多少，用到的物理研究方法是______；
（2）若甲图通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的______越大，产生的热量越多；
（3）小明采用了如图乙所示的实验装置，通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的______越大，产生的热量越多；
（4）小明想改装此实验装置用来“比较水和煤油的吸热能力”（如图丙），他将烧瓶A中装入煤油，烧瓶B中装入与A______（选填“质量”“体积”）相等的水，并将选取阻值______（选填“相同”“不同”）电热丝串联，目的是要保证A、B瓶中的电阻丝产生的______相同；
（5）在实验过程中加热一段时间后，观察温度计的示数的变化，温度变化越______的，物质吸热能力越强。
2、在“探究电流与电阻的关系”的实验中，提供的器材如下：电源电压恒为4.5V，五个定值电阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω）、R4（20Ω）、R5（25Ω），标有“50Ω 1A”的滑动变阻器R、电压表（可用量程：0~3V、0~15V）、电流表（0~0.6A）、开关各1只，导线若干。
（1）小赵同学设计了如图甲所示的实验电路，电路连接完毕，闭合开关S，发现电流表有示数，电压表无示数。若电路故障只出现在R1和R上，则电路故障是______短路；
（2）排除电路故障后，将滑动变阻器的滑片P移到最______端（选填“左”或“右”），闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数为2.5V时，电流表的示数应为______A；
（3）分别用定值电阻R2、R3、R4、R5依次替换R1，重复（2）的实验步骤。根据实验所得的五组数据绘制出I-R图象，如图乙所示，由图象可得出的结论是：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成______；
（4）完成步骤（2）后，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”或“小于”），应向______（选填“左”或“右”）移动滑片P才能达到实验要求；
（5）为完成该实验探究，滑动变阻器连入电路的阻值至少为______Ω；
（6）在使用电阻R1、R5完成实验的过程中，当电压表示数为2.5V时，滑动变阻器R消耗的电功率分别为P1、P5，则P1∶P5______。
3、某实验小组的同学做测量小灯泡的电功率的实验，电源为两节新干电池，小灯泡的额定电压是2.5V。
（1）请在虚线框内画出图中的实验电路图______。
（2）连接电路时，开关应______，滑动变阻器的滑片应置于最______（选填“左”“右”）端，实验过程中移动滑动变阻器滑片的作用是______。
（3）本实验的原理是：______。
（4）小明同学进行了实验，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，使L发光，测出L的相关物理量，并在实验表格中记录数据和现象。根据表格数据可得：小灯泡的额定功率为______。
序号 电压U/V 电流I/A 灯L亮度 实际功率P/W 电功率平均值P/W
1 2.2 0.28 较暗 0.62 0.76
2 2.5 0.3 正常发光 0.75
3 2.8 0.32 较亮 0.9
（5）在交流讨论中，小明知道了自己对实验现象的观察和数据记录都是正确的，但所设计的实验表格存在不妥之处，请指出：______。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
A．保险丝是使用的导电性能较差的铅锑合金材料，长短、粗细均相同的保险丝和铜丝，保险丝的电阻大，故A正确，不符合题意；
B．保险丝和铜丝是串联在电路中，根据串联电路电流处处相等可知，通过保险丝的电流和铜丝的电流一样大，故B错误，符合题意；
C．根据焦耳定律可知，通过保险丝和铜丝的电流相等，保险丝的电阻比铜丝大，则相同时间电流通过保险丝产生的热量比铜丝的多，故C正确，不符合题意；
D．因为铜丝与保险丝相比，在其他条件一定时，铜丝的电阻较小，在相同时间内发热较少，并且铜的熔点高，不容易熔断，所以为了用电安全，禁止用铜丝代替保险丝，故D正确，不符合题意。
故选B。
2、A
【详解】
A．根据生活经验知道，手机电池的电压约为3.7V，故A符合题意；
B．家用吸尘器的功率在800W左右，故B不符合题意；
C．根据物理实验室中的经验知道，普通手电筒小灯泡工作时的电流都不会超过0.6A，不可能达到2A，故C不符合题意；
D．液晶电视机的电功率约为100W左右，故D不符合题意。
故选A。
3、D
【详解】
A、B两导线的材料和长度都相同，A的横截面积大于B的横截面积，所以A的电阻小于B的电阻。两导线串联连接，所以通过的电流相等，据串联电路的分压特点有
UA:UB=RA:RB
所以
UA通电一段时间后，据Q=I2Rt知
QA故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
4、A
【详解】
A．常用的电功或能量的单位是焦耳，故A符合题意；
B．电阻的单位是欧姆，故B不符合题意；
C．电压的单位是伏特，故C不符合题意；
D．电流的单位是安培，故D不符合题意。
故选A。
5、D
【详解】
A．由图可知，R1与R2串联，体重显示表与R2并联，电压表与用电器并联，故体重显示表是用电压表改装成的，故A错误；
BCD．当测试仪所测体重越大时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由可知，电路中的电流变大，由U=IR可知R1两端的电压越大，因为串联电路中的总电压等于各分电压之和，所以R2两端的电压越小即电压表的示数越小，体重显示表的指针越往左偏；根据公式P=UI可知，整个电路的电功率越大，故D正确，BC错误。
故选D。
6、B
【详解】
电能表指示灯每闪烁一次消耗的电能相同。已知热水壶的额定功率为1000W。由公式W=Pt可得
即
解得
P=150W
电风扇、电视机、电热水壶、洗衣机中，功率最接近150W的是电视机。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
7、A
【详解】
①R1的阻值为
故①正确；
从图乙可知，当P在a点时，只有定值电阻接入，此时的电压表也测量电源电压，则电源电压为3V；当P在b端时，滑动变阻器全部接入，此时总电阻最大，电源电压不变，电流最小，故当电流为0.1A，电压表的示数为1V时，滑动变阻器全部接入，此时滑动变阻器的电压为2V，则此时滑动变阻器的值为
故②正确；
③电流表示数为0.1A时，20s内R2产生的热量为
故③错误；
④电流表示数为0.2A时，总电阻为
此时滑动变阻器接入的阻值为
R1、R2消耗电功率之比为
故④错误；
故A正确，BCD错误。
故选A。
8、C
【详解】
A．一节铅蓄电池的电压为2.0V，一节新干电池的电压是1.5V，故A不符合题意；
B．一个分子的直径大约为10-10m，尘埃的直径大约为10μm左右，故B不符合题意；
C．电热水壶的功率约为1000W左右，故C符合题意；
D．普通台灯的额定功率小于40W，1min消耗的电能小于1kW·h，故D不符合题意。
故选C。
9、C
【详解】
A．通电一段时间后，透明容器中的电阻丝发热产生热量，热量通过热传递的方式传递给容器内的空气，使得空气内能增大，故A错误；
B．要探究电流产生的热量与电阻的关系，应控制两电阻丝中电流的大小相同，而由图中可知，左侧电阻丝中的电流为干路电流，右侧容器中的电阻丝中的电流为支路电流，流过两电阻丝的电流不同，通电一段时间后，两个U形管中液面高度的变化不同，无法说明电流通过导体产生的热量与电阻有关，故B错误；
C．若要探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，应控制电阻大小不变，故右侧透明容器中应接入阻值是5Ω的电阻，此时两容器中的电阻阻值相同，而流过两电阻丝的电流大小不同，故可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，故C正确；
D．若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，则应控制两电阻中电流的大小相同，同时使两电阻丝的阻值不同，故右侧透明容器中接入阻值不为5Ω的电阻丝，同时断开右侧阻值为10Ω的电阻丝，与左侧容器中的电阻丝串联即可，不一定非要接入阻值为10Ω的电阻丝，故D错误。
故选C。
10、C
【详解】
A．甲图中，5Ω的电阻与5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，由串并联电路电流特点可知，通过左侧装置中的电阻的电流是通过右侧装置中的电阻的电流的2倍。故可以研究产生的热量与电流大小的关系。故A正确，不符合题意；
B．由电功率公式P=UI和欧姆定律可得，P=I2R。由图乙可知，电流相同，电阻之比即为功率之比。所以5Ω和10Ω两根电阻丝消耗的功率之比为1∶2，故B正确，不符合题意；
C．乙装置中5Ω的电阻与10Ω的电阻串联，串联电路电流处处都相等，故通过电阻的电流为
由焦耳定律可知，乙装置中10Ω电阻产生的热量是
故C错误，符合题意；
D．因为左右两侧产生的热量不同，容器内的气体受热膨胀不一样，从而在U型管中形成液面的高度差，因此该实验通过U形管两侧液面高度差来比较产生热量的多少。故D正确，不符合题意。
故选C。
二、填空题
1、5 0.8
【详解】
[1]灯泡正常发光时的电压UL=10V，当接在电压为12V的电源上时，要使灯泡正常发光，需要给灯串联一个电阻分压，串联电路中总电压等于各分电压之和，所以串联电阻R两端的电压
UR=U-UL=12V-10V=2V
串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，电路中的电流
串联电阻的阻值
[2]电阻消耗的功率
PR=URI=2V×0.4A=0.8W
2、300
【详解】
由图可知，当开关S闭合时，定值电阻R与电动机并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测定值电阻R的电流，则电动机的电流为
10min内电流通过电动机产生的热量为
3、1.5 4:1
【详解】
[1]由题意知，只闭合开关S2时，小灯泡与滑动变阻器串联在电路中，电压表V2测小灯泡两端的电压，电压表V1测电源电压，滑片由最下端向上滑动的过程中，变阻器接入电路的阻值变小，电路中的电流变大。变阻器接入电路的阻值为Rb时，小灯泡正常发光，则电压表V2的示数为3V，由图乙知，此时电路中的电流为0.5A，那么小灯泡的额定功率
P额=U2′I2′=3V×0.5A=1.5W
[2]由题意知，只闭合开关S2，变阻器接入电路的阻值为Ra时，V2的示数即小灯泡两端的电压为1.5V，由图乙知，电路中的电流为0.3A。设电源电压为U，则变阻器接入电路的阻值分别为Ra、Rb时，变阻器的电功率分别为
Pa=UaI2=(U-U2)I2=(U-1.5V)×0.3A，Pb=UbI2′=(U-U2′)I2′=(U-3V)×0.5A
因为
Pa:Pb=6:5
所以变阻器的功率之比
[(U-1.5V)×0.3A]:[(U-3V)×0.5A]=6:5
解得，电源电压
U=4.5V
则变阻器接入电路的阻值为Rb时，变阻器两端的电压
Ub=U-U2′=4.5V-3V=1.5V
此时变阻器接入电路的阻值
已知
Rb:R=1:4
所以变阻器的最大阻值
R=4Rb=4×3Ω=12Ω
只闭合S1、S3，定值电阻R0与变阻器串联在电路中，电压表V1测电源电压。变阻器滑片置于最上端时，电路中只有R0工作，由图乙知，此时电路中的电流为0.45A，则定值电阻的阻值
此时R0的功率最大为
P0=UI0=4.5V×0.45A=2.025W
滑片从最下端滑动最上端的过程中，变阻器的电功率
当R滑=R0时，变阻器消耗的电功率最大为
R0的最大功率与变阻器R的最大功率之比
P0:Pmax=2.025W:0.50625W=4:1
4、10 0.45 0.5
【详解】
定值电阻的电流与电压成正比，其U﹣I关系图象是一条直线，小灯泡的电阻受温度影响较大，其U﹣I关系图象是一条曲线。
[1]由图像可知，当定值电阻R两端的电压U=2V时，对应的电流，由可得，定值电阻的阻值
[2]若将R、L并联后接在电压为2V的电源两端，由U﹣I图像可知，此时通过R、L的电流分别为，，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，电路中的总电流
[3]由图像可知，当电流时，，，甲、乙串联后两端的电压
所以将R、L串联后接在4.5V电路中，通过电路的电流为0.25A，此时灯L的电功率
5、592
【详解】
根据题意，电路中总功率为
可节约的电能为
三、计算题
1、（1）18Ω；（2）5:2；（3）9V；（4）5.4W
【详解】
解：（1）灯泡L1铭牌上标有“9V 4.5W”的字样（其阻值不变），由得
（2）只闭合开关S1、S3，滑动变阻器的滑片P滑至最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为0，电阻R3被短路，电路中只有灯泡L工作，电流表测量电路电流，电压表测量电源电压，电流表A的示数为I1，电压表V的示数为U1，则
，
当只断开开关S1，滑片P滑至最右端时，灯泡与滑动变阻器的最大电阻串联，电阻R3被短路，电流表测量电路电流，电压表V测量滑动变阻器的最大电阻的电压，电流表A的示数为I2，电压表的示数为U2，则
，
由题意得
所以
解得
所以
（3）只闭合开关S1，滑片P仍在最右端时，灯泡L、滑动变阻器的最大电阻、电阻R3串联，电流表A开路，电流表A1测量电路电流，电压表V测量灯泡L与滑动变阻器最大电阻的总电压，电流表A1的示数为I3，电压表的示数为U3，电路消耗的总功率为1.8W，电路的总电流为
由欧姆定律得
┄┄①
依题意得
所以
┄┄②
由①②得
（4）当三个开关都闭合，电路为R2的简单电路，调节滑片P的位置，使电路中的电流最大，此时电路消耗的功率最大，由于电流表的量程为0~0.6A，所以电路中的最大电流为0.6A，电路的最大功率为
答：（1）L1的阻值为18Ω；
（2）U1：U2为5:2；
（3）电源电压为9V；
（4）在电路安全的情况下，电路的最大功率为5.4W。
2、（1）0.2A，1100Ω；（2）
【详解】
解：（1）由“220V 44W”字样知道，正常工作时的电压为U=220V，此时的功率为P=44W；由P=UI知，电灯正常工作时通过的电流
电灯的灯丝电阻
（2）由可知，灯泡正常工作5小时消耗的电能
答：（1）电灯正常工作时通过的电流是0.2A，电灯的灯丝电阻是1100Ω；
（2）正常工作5h消耗的电能是。
3、（1）6.3×105J；（2）7.2×105J；（3）0.025kg
【详解】
解：（1）一个标准大气压下水的沸点是100℃，水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-25℃)=6.3×105J
（2）该过程中电热水壶消耗的电能
W=Pt=1500W×8×60s=7.2×105J
（3）电热水壶的效率
若用煤气灶来烧开这壶水，其效率比电热水壶低24.5%，煤气灶的效率
煤气燃烧放出的热量
需要煤气的质量
答：（1）该过程中水吸收的热量是6.3×105J；
（2）该过程中电热水壶消耗的电能是7.2×105J；
（3）需要煤气的质量是0.025kg。
4、（1）；（2）；（3）
【详解】
解：（1）根据可知，阻值小，功率大，所以当S闭合时，为加热挡，所以
（2）水吸收的热量
电加热放出的热量
该饮水机本次加热状态的效率为
（3）正常工作时，定值电阻R2在“保温”状态与“加热”状态的功率之比为1∶100，所以保温时R2的功率P2为12.1W。仅让饮水机处于保温状态，指示灯每闪烁5次所用的时间为60s，这时电路中的保温功率为
根据串联电路电流相等，所以
答：（1）定值电阻R2的阻值为；
（2）该饮水机本次加热状态的效率为；
（3）R2两端的实际电压为。
5、（1）0.1A；（2）242Ω；（3）；（4）56%
【详解】
解：（1）由图乙可知保温状态的功率为
根据得保温状态时电路中的电流
（2）由图乙知的加热功率为，根据得
（3）加热过程电热丝与电机M同时工作，电路的总功率：
电路消耗的总电能：
（4）加热过程中，玉米吸收的热量
加热过程电阻产生的热量
所以电阻给玉米粒加热的效率
答：（1）保温状态时电路中的电流为0.1A；
（2）电阻的阻值为242Ω；
（3）加热过程电路消耗的电能为；
（4）电阻给玉米加热的效率为56%。
四、实验探究
1、转换法 电阻 电流 质量 相同 热量 小
【详解】
（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过观察两个U形管中液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法。
（2）[2]如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，B玻璃管内液面上升较高，说明右侧容器内电阻产生的热量较多，右侧容器内电阻较大，可以得到在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多。
（3）[3]图乙中，右侧两个电阻并联后再与左侧的电阻串联，由串并联电路电流的规律可知通过左侧容器内电阻的电流较大，A玻璃管液面上升较高，说明左侧容器内电阻产生的热量较多，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越多。
（4）[4][5][6]探究“比较水和煤油的吸热能力”的实验时，需要控制液体的质量相同，用相同的加热器加热，则应将B烧瓶中的煤油换成质量相等的水，并使AB两烧瓶中电阻丝的阻值相同，两个电阻丝串联，加热时间相同时，产生的热量相同。
（5）[7]在实验过程中用相同的加热器加热，加热时间相同是为了使水和煤油吸收相同的热量，加热相同一段时间后，观察温度计的示数的变化，温度变化越小的，物质吸热能力强。
2、R1短路 右 0.5 反比 大于 右 4 5:1
【详解】
（1）[1]若R断路，则整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意；若R短路，电压表测电源电压，电压表有示数，不符合题意；若R1断路，电流表没有示数，电压表串联在电路测电源电压，电压表有示数，不符合题意；若R1短路，则电流有示数，电压表无示数。符合题意；则电路故障是R1短路。
（2）[2]排除电路故障后，为保护电路，将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处的最右端。
[3]由题意可知，第一实验所用的电阻为
R1=5Ω
闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为0.5A。
（3）[4]根据实验所得的五组数据绘制处I-R图像，和
可得，电流与电阻之积为
Uv=IR=0.5×5Ω=0.1A×25Ω=2.5V
该积为一定值，故由图像可得出的结论是：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（4）[5]完成步骤（2）后，若保持滑片P位置不变，断开开关，用R2替换R1，因电阻变大，根据串联电路分压远离可知，其分得的电压增大，即电压表示数大于2.5V。
[6]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入短路中的电阻，所以滑片应向右端移动滑片P才能达到实验要求。
（5）[7]电阻的电压控制为2.5V不变，由串联电路电压的规律可得，变阻器的电压为
4.5V-2.5V=2V
变阻器的电压为定值电阻电压的0.8倍，当定值电阻最小为5Ω时，对应的滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为
0.8×5Ω=4Ω
（6）[8]滑动变阻器两端电压始终不变，由
可知，其电功率与其接入电路中的电阻成反比，而滑动变阻器接入电路中的电阻又与接入的定值电阻成正比，则滑动变阻器消耗的电功率与接入的定值电阻的阻值成反比，所以
P1:P5=R1:R5=5:1
3、 断开 右 改变灯泡两端的电压 0.75W 计算电功率平均值
【详解】
（1）[1]由实物图可知，电流从电源正极出发，依次流过开关，电流表，灯泡，滑动变阻器，然后回到负极，电压表测灯泡两端的电压，所以电路图如图所示
（2）[2][3][4]连接电路时，为了保护电路，应断开开关连接电路；将滑动变阻器的滑片应置于阻值最大端，即图中的最右端；实验过程中移动滑动变阻器滑片的作用是改变灯泡两端的电压和流过灯泡的电流，研究小灯泡在不同情况下电功率的变化规律。
（3）[5]本实验通过电压表测量小灯泡两端的电压，通过电流表测量流过灯泡的电流，由来计算灯泡的电功率。
（4）[6]由实验表格可知，当灯泡两端的电压为2.5V时，流过灯泡的电流为0.3A，灯正常发光，此时灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
（5）[7]由实验表格可知，当灯泡两端的电压不同时，灯泡的实际功率不同，即灯泡在不同电压下有不同的功率，所以灯泡的电功率不能平均值。