初中科学浙教版九年级上册期末复习12：电能
一、电功
1．（2019九上·鄞州期中）用电热丝烧水，当电压为U时，t秒内可将水烧开，如果电压降为原来的一半，则同样烧开这些水所需的时间应为（ ）
A． B． C．2t D．4t
2．（2018九上·义乌期中）智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是（ ）
A．降低了电池的输出电压 B．减小了电池的输出电流
C．减小了电子线路的电阻 D．增大了电池的输出功率
3．关于电功和电功率，下列说法中正确的是（ ）
A．电功率是表示电流做功多少的物理量
B．电流通过用电器所做的电功越多，这个用电器的电功率一定越大
C．额定功率越大的用电器，正常工作时电流通过它所做的电功一定越多
D．用电器工作过程中的实际电功率可能小于它的额定功率
4．（2020·台州模拟）某品牌手机充电宝，上面标有电压为5V，容量为12000mA·h，它充满电后，可以储存的电能是 J；在充电过程中，将电能转化为 能储存。
5．（2019九上·镇海期末）甲车两侧远光灯的规格均为“12V60W”，供电的蓄电池电压为12V，最大容量为60Ah。某天晚上，该车熄火时忘记关闭远光灯，那么车上的蓄电池最多可以供两个远光灯正常工作 h.第二天由于蓄电池的电能耗尽，甲车无法启动，需要借用乙车的蓄电池“搭电”启动，如图所示。“搭电”时，先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的 极相连，再将另两个电极用电线连通（如果误接，蓄电池会被短路）。
6．（2019九上·宁波期末）手机是我们最常用的通讯工具，手机使用的是可充电电池，给电池充电过程是将电能转化为 能。电池上标有“电压”和“容量”两个重要参数，容量的单位通常为“毫安时”（符号 mA·h ）。某手机充电电池铭牌所示：电压 3.6V、容量 1500mA·h ，这种电池一次充电最多可储存的能量为 J。
二、电功率
7．某科学兴趣小组的同学用几个完全相同的灯泡，设计如图甲、乙、丙三种电路，电源电压相同且恒定不变，电路消耗的总功率大小关系是（ ）
A．P甲＞P乙＞P丙 B．P甲＜P乙＜P丙
C．P甲＝P乙＝P丙 D．P甲＝P乙＞P丙
8．两盏白炽灯，甲标有“PZ220V40W”，乙标有“PZ220V25W”，比较它们的亮度。下列说法正确的是（ ）
A．甲一定比乙亮 B．乙一定比甲亮
C．都正常工作时，甲比乙亮 D．都正常工作时，乙比甲亮
9．（2020·余杭模拟）如图所示是电阻甲和乙的U-I图像，下列说法正确的是（ ）
A．电阻甲和乙都是阻值不变的电阻
B．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路总功率为1.2W
C．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，电源电压为2V
D．当乙两端电压为2V时，R乙＝5Ω
10．（2020九上·玉环期末）下列关于电功率的说法正确的是（ ）
A．用电器的电功率越大，消耗的电能越多
B．用电器的电功率越大，消耗电能越快
C．用电器工作时间越长，电功率越大
D．用电器消耗的电能只与通电时间有关
11．（2019九上·鄞州期中）有相同两盏额定电压为U、额定功率为60W的电灯，若串联接在电压为U的电源上，则两灯的总功率是（ ）
A．120W B．60W C．40W D．30W
12．（2019·宁波模拟）如图所示的家庭电路中，接有两盏规格均为“220V 60W”的灯L1、L2，只闭合开关S时L1与L2均发光（忽略温度对灯丝电阻的影响）。若此时用测电笔接触A点，能让测电笔氛管发光的最小电压为70V左右，下列判断正确的是（）
A．灯L1、L2的总功率为30w，测电笔氖管会发光
B．灯L1、L2的总功率为30W，测电笔氖管不会发光
C．灯L1、L2的总功率为60W，测电笔氖管会发光
D．灯L1、L2的总功率为60w，测电笔氖管不会发光
13．（2019·宁波模拟）如图所示。电源电压保持不变。开关s闭合后。灯L1、L2都能正常工作，甲、乙两个电表的示数之比是4：5，此时灯L1、L2的电功率之比是（ ）
A．4：5 B．4：1 C．1：4 D．5：4
14．图甲是通过灯泡L的电流跟其两端电压关系的图像。现将L与阻值为10Ω的电阻R连入图乙所示电路。闭合开关S，L的实际功率为1.8W。则电源电压是 V，此时通过R的电流是 A。
15．（2019九上·鄞州期中）某电饭煲设有“加热”和“保温”两档，其内部简化电路如图所示，若R1：R2=1：24，则电饭煲保温和加热的功率之比为 。电饭煲将电能转化为 能。
16．（2018·宁波）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
（1）图乙中 （填“dc”或“ec”）表示电压表 随电流表示数变化的图像。
（2）该过程中电路消耗的总功率最大值为 W。
17．（2019·台州）某电热砂锅的简化电路如图甲。R1、R2为发热电阻，S为旋转型开关，a、b、c、d为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换，工作时先用高档加热锅内汤料到沸腾，再用低档持续加热食物，使食物“汤浓味鲜”。
（1）高档加热时，开关S应旋至触点 （选填“ab”、“be”或“cd”)位置。
（2）某次烹饪一共用时6小时，电功率与加热时间的关系如图乙所示，则本次烹饪共消耗多少电能
（3）发热电阻R1和R2的阻值分别为多少？
（4）生活中，有时也会选择电压力锅烹饪，因为电压力锅煮熟相同质量的同种食物，通常比电热砂锅更省电。请你从能量利用率的角度，结合所学知识对电压力锅能省电作出简要的解释。
18．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为2.5V(电阻值约为5Ω)。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是 (选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”)。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表示数为2V，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）若此实验中电流表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小组同学们增加了一个R0＝5Ω的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案：
①调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；
②保持滑片位置不变，只将电压表a点改接到c点，测出定值电阻R0两端的电压U0，通过计算就可得到小灯泡的额定功率。
请你指出该设计方案中存在的问题： 。
19．（2020九上·吴兴月考）额定电压是 2.5 V 的小灯泡，其正常工作时电阻约 10 Ω。小明想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为 A：“5 Ω 1 A”，B：“20 Ω 0.5 A”，C：“1 kΩ 1 A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为 6 V）。
（1）小明设计了如图甲所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为 (填“A”、“B”或“C”)的滑动变阻器。
（2）图乙已连接了部分电路。请你根据图甲电路图，用笔画线代替导线，将电路连接完整。
（3）小明排除故障后，继续实验。当电压表的示数为 2.5 V 时，电流表的示数如图丙所示，小灯泡的额定功率是 W。
20．（2020·杭州模拟）下列各用电器的功率与普通的电风扇功率最接近的是（ ）
A．电饭锅 B．空调 C．电视机 D．热水器
三、电热器
21．（2020九上·吴兴月考）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么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．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B．通电一段时间后，左侧 U 形管中液面的高度差比右侧的大
C．将左边容器中的电阻丝换成 10Ω 的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D．该实验装置是利用 U 形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
22．（2020九上·黄岩期末）下列电器工作时，主要利用电流热效应的是（ ）
A．电视机 B．洗衣机
C．电风扇 D．电热壶
23．（2019九上·义乌月考）如果电视机，电烙铁和电风扇上都标有“220V，60W”的字样，它们都在额定电压下，工作相同的时间，以下物理量大小相同的是（ ）
A．产生的热量 B．产生的机械能
C．通过用电器的电流 D．用电器的电阻
24．如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列正确的是（ ）
A．甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻的电流相等
B．甲实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1∶2
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D．乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1∶4
25．（2019·衢州）下列用电器主要利用电流热效应工作的是（ ）
A．电饭煲 B．电视机
C．洗衣机 D．油烟
26．（2019九上·义乌月考）如图装置，在两相同烧瓶内装满等量煤油，瓶塞上各插入一根粗细相同的玻璃管，瓶内装入粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙，闭合开关，经过一段时间t1后，甲玻璃管液面上升高度h甲 （选填“大于”或“小于”）乙玻璃管液面上升高度h乙，断开开关，当两根玻璃管液面回到原来高度后，向右移动滑片，再闭合开关，则甲玻璃管液面上升高度h甲加所需时间t2 （选填“大于”或“小于”）t1。
27．（2018九上·金华期中）如图甲所示,电源电压恒定不变,闭合开关,移动滑片,滑动变阻器消耗的功率P与其电阻R的变化关系如图乙所示,则 R1= Ω;当滑片P滑至最右端时,通电 1min电流通过 R1产生的热量是 J.
28．（2020九上·海曙期末）某科学兴趣小组对“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”进行了探究。装置如图，2个烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插一根完全相同的玻璃管，瓶内各装1根阻值分别为R甲和R乙(已知R甲>R乙)的电阻丝，将2根电阻丝串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置。
（1）烧瓶中装的液体是煤油而不是水，主要原因是因为煤油的 小，温度容易发生变化。
（2）闭合开关，记下电流表的读数。经过一段时间后，标出2根玻璃管内液面的位置，发现烧瓶甲中玻璃管内液面上升较多。可以通过玻璃管内液面的高度变化反映电阻丝产生热量的多少，运用的研究方法是 (选填“等效替代法”或“转换法”或“类比法”)。由上述实验现象，可得出结论：当通电时间和电流相等时，电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多。
（3）当2根玻璃管中的液面降回到原来的高度后，将滑动变阻器的滑片向左移动一段距离，闭合开关，记下电流表的读数。经过与第一次相同的通电时间后，标出2根玻璃管内液面的位置。发现2根玻璃管内液面上升的高度都比前一次实验中上升的高度要高。由上述实验现象，可得出什么结论 。
29．（2020九上·鄞州期中）一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示。它由控制电路和工作电路两部分组成。其中R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小。开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热。当电热水器中水的温度达到50 ℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态。已知：R1＝44Ω，R2＝2156Ω。求：
（1）将电热水器水箱中2.2 kg的水从15 ℃加热到45 ℃，水吸收的热量为 J。[ ＝4.2×103J/(kg·℃)]
（2）电热水器处于加热状态时工作电路的功率。
（3）将2.2 kg的水从15 ℃加热到45 ℃，需要通电5 min，电热水器的加热效率为多少？
（4）当温度达到50 ℃后，通电10 min，R2产生的热量。
30．（2020·奉化模拟）自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，它的简化电路图如图所示，电热丝电阻分别为R1、R2，请根据说明书提供的信息计算：[水的密度ρ水=1×103kg/m ，水的比热容C水=4.2×103J/(kg℃)]
饮水机参数
热水温度：≥90℃ 保温功率：40W
热胆容积：2L 额定电压：220V
额定功率：1000W 频率：50Hz
（1）开关S1断开、S2闭合时，饮水机处于 (选填“加热”或“保温”)状态。
（2）如果饮水机处在“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量有80%被水吸收，饮水机的热胆装满水，水温由30℃加热到44℃，需用多长时间？
（3）求电阻丝R1的阻值。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式分别列出电压改变前后产生热量的关系式，然后作比计算即可。
【解答】设电热丝的电阻为R，电压为U，
那么烧开这些水需要的热量为： ①；
如果电压降为原来的一半，
那么烧开这些水需要的热量为：②；
①与②式相比得到：；
解得：t'=4t。
故选D。
2．【答案】B
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】根据电能的计算公式W=UIt分析判断。【解答】A.手机工作电压是一定的，如果降低了电池的输出电压，手机将不能正常工作，故A错误；
B.手机电池储存的电能是一定的，根据公式W=UIt可知，在省电模式下，应减小电池的输出电流，故B正确；
C.如果电子线路电阻变小，输出电压不变的情况下，那么输出电流会增大，故C错误；
D.由公式W=Pt知，增大电池的输出功率，手机的工作时间会缩短，故D错误。
故选B。
3．【答案】D
【知识点】电功的实质
【解析】【解答】解：A、电功率是表示电流做功快慢的物理量，即电功率越大，做功越快，故A错误；
B、电流做功多，可以在很长时间内完成，即做功不一定快，其功率不一定大，故B错误．
C、额定功率越大的用电器，通电时间不确定，正常工作时电流通过它所做的电功不一定越多，故C错误；
D、用电器工作过程中电器两端的实际电压可能小于额定电压，所以用电器的实际电功率可能小于它的额定功率，故D正确．
故选D．
【分析】电功是用电器中电流所做的功，消耗多少电能就做多少功；
电功率是表示电流做功快慢的物理量，定义是1秒内电流做功的多少．
4．【答案】2.16×105；化学
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据W=UIt计算充电宝储藏的电能；
（2）根据能量的转化和转移的知识解答。
【解答】（1）充满电后，电池储藏的电能：W=UIt=5V×12A×3600s=2.16×105 J；
（2）在充电过程中，将电能转化为化学能储存。
5．【答案】6；正
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先利用公式计算出蓄电池储藏的电能，然后根据公式计算正常工作的时间；
（2）汽车上的原有电线所接的电源极性不能改变。
【解答】蓄电池的电能：;
两个远光灯正常工作的时间：；
“搭电”时，先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的正极相连，再将另两个电极用电线连通。
故答案为：6；正
6．【答案】化学；19440
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）蓄电池充电的过程将电能转化为化学能，放电的过程将化学能转化为电能；
（2）已知电压、电流和时间根据公式计算电池的能量。
【解答】手机是我们最常用的通讯工具，手机使用的是可充电电池，给电池充电过程是将电能转化为化学能。
这种电池一次充电最多可储存的能量为：。
故答案为：化学；19440
7．【答案】B
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式可知，当电压相等时，电功率与电阻正反比，据此分析判断。
【解答】串联电路的总电阻等于各处电阻之和，因此总电阻R甲>R乙；
并联相当于增大了横截面积，因此总电阻比组成它的任何一个电阻都小，因此总电阻R乙>R丙；
那么总电阻R甲>R乙>R丙；
根据公式可知，三者对应的总功率的大小关系为：P甲
故选B。
8．【答案】C
【知识点】电功率
【解析】【分析】灯泡的亮度由它的实际功率的大小决定，据此分析判断。
【解答】甲标有“PZ220V40W”，即甲的额定功率为40W；
乙标有“PZ220V25W”，即乙的额定功率为25W。
当甲和乙都正常工作时，它们的实际功率正好等于额定功率；
因为40W>25W，
所以此时甲肯定比乙亮。
如果两个灯泡没有正常工作，那么它们实际功率的大小无法确定，
则它们的亮度大小无法比较。
故C正确，而A、B、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】1、根据图线可知甲、乙阻值的变化情况；
2、由P=UI，根据图线中的电压与电流可以计算出总功率；
3、串联电路中总电压为U总=U甲+U乙；
4、根据公式，可计算出电阻。
【解答】A、甲图线可知，电压U与电流I成正比，所以U与I的比值就是电阻，是保持变的。乙图线可知，乙的电阻是变化的，A错误；
B、 甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路总功率为：P=UI=U（I甲+I乙）=2V×（0.2A+0.4A）=1.2W，B正确；
C、 甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时 ，电源电压为：U总=U甲+U乙=1V+2V=3V，C错误；
D、 当乙两端电压为2V时 ，，D错误。
故选B
10．【答案】B
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】电功率是用来表示用电器做功快慢（或消化电能快慢）的物理量；根据公式W=Pt分析电能、电功率和时间之间的关系。
【解答】A.根据公式W=Pt可知，当时间相同时，用电器的电功率越大，消耗的电能越多，没有说明时间相等，故A错误；
B.用电器的电功率越大，说明单位时间内消耗的电能越多，即消耗电能越快，故B正确；
C.根据公式可知，当消耗电能相同时，用电器工作时间越短，电功率越大，故C错误；
D.根据公式W=Pt可知，用电器消耗的电能与电功率和通电时间有关，故D错误。
故选B。
11．【答案】D
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）已知电压和电阻根据公式计算功率；
（2）设灯泡的电阻为R，那么它们串联时的总电阻为2R，根据公式分别列出灯泡额定功率和串联总功率的关系式，然后作比即可。
【解答】设灯泡的电阻为R，
根据公式得到：①；
两个灯泡串联时的总功率为：②；
①÷②得到：；
解得：P总=30W。
故选D。
12．【答案】A
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）在串联电路中，电压与电阻成正比，这就是串联电路的分压规律；
（2）同一电阻，它的功率与电压的平方成正比，即：;
（3）灯泡L1和L2串联，首先根据串联电路的分压规律计算出每个灯泡两端的电压，然后再根据计算出每个灯泡的功率，最后根据P总=P1+P2计算出总功率；将灯泡的电压与70V比较，就能知道测电笔是否发光。
【解答】灯泡L1和L2串联，且二者电阻相同
根据串联电路的分压规律得到：；
那么两个灯泡两端的电压相等，都是110V；
因为110V>70V，所以测电笔氖管发光；
根据可知：
；
那么：；
因此两个灯泡的功率相等都是15W，
那么电路的总功率为：P总=P1+P2=15W+15W=30W。
故选A。
13．【答案】C
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】电压表可以看作断路，电流表可以看作导线，根据此方法对甲、乙两个电表进行假设，判断灯泡的串并联关系，最后根据功率公式计算功率后作比即可。
【解答】（1）当开关S闭合后，如果乙是电流表，那么电路会发生短路，因此乙肯定是电压表；如果甲是电流表，那么灯泡L2会被短路，不能发光，因此甲也是电压表；
（2）当两个灯泡串联时，甲测灯泡L2的电压U2，乙测电源电源U；
因为 甲、乙两个电表的示数之比是4：5，
所以：
；
因为I2=I，
所以
；
因为P=P1+P2，
所以
，故C正确。
故选C。
14．【答案】6；0.6
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据图甲利用公式P=UI找到灯泡功率为1.8W时对应的电压，根据图乙确定灯泡电压和总电压的关系，从而计算出电源电压；
（2）根据公式计算通过R的电流。
【解答】（1）根据甲图可知，当灯泡的电压为6V，通过它的电流为0.3A时，根据P=UI可知，此时灯泡的功率为1.8W。
根据乙图可知，灯泡与电阻R并联，
那么电源电压等于灯泡的电压。
即电源电压为6V。
（2）通过R的电流为：。
15．【答案】1:25；热
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式分别计算出开关闭合和断开时电路的总功率，功率大的是加热功率，小的是保温功率，然后作比即可；
（2）根据电饭煲的用途分析它的能量转化情况。
【解答】（1）当开关闭合时，只有电阻R1在工作，
此时电路的总功率为①；
当开关断开时，电阻R1与R2串联，
此时电路的总功率为：②;
因为P总>P总',所以开关闭合时为加热状态。
那么电饭煲保温和加热的功率之比为，即②÷①得到：.
（2）电饭煲将电能转化为热能。
16．【答案】（1）dc
（2）36
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）图中电路是R0与R串联的电路，电压表V1测R0两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压。在串联电路中串联的电阻分电源电压，电阻越大分到的电压越多。根据滑动变阻器阻值的变化情况可以判断出电压表的变化情况。（2）功率P=UI，电路总电压不变，当电流最大时功率达到最大。判断出最大电流可以计算出最大功率。
【解答】（1）因为电压表V2是测量滑动变阻器R两端的电压，由于R从b点滑到a点过程中，滑动变阻器的阻值减小，电路总电流增大，分到的电压也减少。所以dc可以表示V2随电流表示数变化的图像；（2）该过程中电路中的电流最大值为3A，电源电压由乙图可知为12V，所以P最大=UI=12V×3A=36W。
故答案为：（1）dc；（2）36
17．【答案】（1）cd
（2）解：W1=P1t1=0.44kW×1h=0.44kW·h
W2=P2t2=0.1kW×5h=0.5kW·h
W=W1+W2=0.44kW·h+0.5kW·h=0.94kW·h
（3）解：高档加热时，R1= =110Ω
低档加热时，R1+R2= =484Ω
R2=484Ω-110Ω=374Ω
（4）解：电压力锅锅内气压大，所以水的沸点高，食物在高温下容易熟，可以减少用电时间；加热时间短，散失到空气中的热量少，能量利用率高，所以更省电。
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）总功率大的是高档，小的是低档，根据公式 比较总功率的大小即可；
（2）根据乙图确定电功率和时间，根据公式W=Pt分别计算出两种状态下消耗的电能，最后相加即可；
（3）高档发热时，只有R1工作，根据 计算R1的电阻；低档时，两个电阻串联，首先根据计算出总电阻，再根据R总=R1+R2计算R2的阻值。
（4）可从锅内水的沸点高、热量散失少等方面进行解答。
【解答】（1）当开关旋至bc时，电阻R1与R2串联，
当开关旋至cd时，只有电阻R1工作，
根据公式 可知，
因为R串＞R1，
所以P串＜P1；
即当开关旋至bc时，是低档；旋至cd时，是高档。
（2）观察乙图可知，电热砂锅以440W的功率工作了1h，以100W的功率工作了5h；
W1=P1t1=0.44kW×1h=0.44kW·h
W2=P2t2=0.1kW×5h=0.5kW·h
W=W1+W2=0.44kW·h+0.5kW·h=0.94kW·h；
（3） 高档加热时，R1= =110Ω；
低档加热时，R总= =484Ω；
R2=R总-R1=484Ω-110Ω=374Ω；
（4） 电压力锅锅内气压大，所以水的沸点高，食物在高温下容易熟，可以减少用电时间；加热时间短，散失到空气中的热量少，能量利用率高，所以更省电。
18．【答案】（1）
（2）小灯泡短路
（3）右；1.25
（4）①无论怎样调节变阻器，都不能使灯泡正常发光；②电压表的正负接线柱接反，无法测出R0两端的电压
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电压表要与被测的用电器并联；变阻器接线注意“一上一下”，据此完全作图即可；
（2）如果小灯泡断路，那么整个电路没有电流，则电流表和电压表都无示数。如果小灯泡短路，那么电压表同时被短路，自然没有示数；由于变阻器仍然在工作，所以电流表有示数；
（3）分析变阻器两端电压的变化，然后根据“串联电路电压与电阻成正比”确定它的阻值变化，进而得到滑片的移动方向；
（4）注意分析灯泡的电压能否达到额定电压，电压表的正负接线柱的连接是否正确。
【解答】（1）根据甲图可知，电压表应该与灯泡并联，它的“-”接线柱已经与灯泡左端相连，只需将它的“3V”接线柱与灯泡的右端相连即可。变阻器与灯泡串联，它上面的接线柱已经连接，只需将右下角的接线柱与开关右端连接即可，如下图所示：
（2）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是小灯泡短路；
（3）现在电压表的示数为2V，要正常发光必须变为2.5V，因此灯泡的电压增大。根据U总=UL+U变可知，变阻器的电压要减小。根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律可知，变阻器的阻值要减小，即滑片向右移动。
根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.2A，那么电流表的示数为0.5A，那么灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.5A=1.25W。
（4）①灯泡的电阻为5Ω，定值电阻的阻值为5Ω，根据串联电路电压与电阻成正比可知，即使变阻器接入的阻值为零，那么灯泡能够达到的最大电压为总电压的一半，也就是：3V×0.5=1.5V，因此问题为：调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；
②根据丙图可知，b接线柱肯定为“+”接线柱，如果将a与c相接，那么b就与电源负极相连，违反了接线原则，那么问题为：电压表的正负接线柱接反，无法测出R0两端的电压。
19．【答案】（1）B
（2）
（3）0.75
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）根据欧姆定律和串联电路的电压规律，计算出灯泡正常发光时变阻器接入电路的阻值，然后与三个变阻器的铭牌数据进行比较即可。
（2）根据电压表和电流表的使用方法补充电路即可；
（3）根据丙图确定电流表的量程和分度值，然后读出示数，最后根据P=UI计算灯泡的额定功率。
【解答】（1）当小灯泡正常发光时，灯泡的电压为2.5V，
此时变阻器两端的电压为：U变=U总-UL=6V-2.5V=3.5V；
根据串联电路电压与电阻成正比得到：；
即：；
解得：R变=10Ω；
因此滑动变阻器应选B。
（2）①电压表应该与灯泡并联，灯泡右边的接线柱已经与电压表的“-”接线柱相连，只需将灯泡右边的接线柱与电压表中间的“3”接线柱相连即可。
②电流表与灯泡串联，电流表的“0.6”的接线柱已经与灯泡相连，只需将它的“-”接线柱与开关相连即可，如下图所示：
（3）根据丙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么灯泡的额定电流为0.3A，那么小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
20．【答案】C
【知识点】电器的电功率
【解析】【分析】将各个用电器的功率与电风扇的功率比较即可。
【解答】普通电风扇的功率大约在100W左右。
A.电饭锅的功率大约600W左右，故A不合题意；
B.空调的功率大约1500W左右，故B不合题意；
C.电视机的功率大约100W，故C符合题意；
D.电热水器的功率在4000W左右，故D不合题意。
故选C。
21．【答案】B
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）根据控制变量法的要求分析即可；
（2）根据焦耳定律Q=I2Rt比较电阻产生热量的多少，哪个电阻产生的热量多，哪侧的液面就高；
（3）根据控制变量法的要求判断；
（4）根据实验原理分析判断。
【解答】A.电阻R1=R2，前者在干路上，后者在支路上，根据并联电路的电流规律可知，通过前者的电流大，而通过后者的电流小。根据控制变量法的要求可知，该实验装置是用来探究电流产生热量与电流的关系的，故A错误；
B.根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电阻相同，而通过电阻R1的电流大，因此R1产生的热量多，那么空气膨胀的多，因此左侧U形管液面的高度差大，故B正确；
C.探究电流产生热量的多少与电阻的关系时，需要控制电流相同而改变电阻，因此在将左边的电阻丝从5Ω变成10Ω后，还需要将右侧上面的电阻拆掉，故C错误；
D.该实验装置是利用封闭容器中空气的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的，故D错误。
故选B。
22．【答案】D
【知识点】常用电热器
【解析】【分析】电流通过导体时都会发热，这种现象叫电流的热效应，将电能转化为热能。
【解答】A.电视机将电能转化为光能和声能，故A不合题意；
B.洗衣机将电能转化为机械能，故B不合题意；
C.电风扇将电能转化为机械能，故C不合题意；
D.电热壶将电能转化为热能，故D符合题意。
故选D。
23．【答案】C
【知识点】电器的电功率
【解析】【分析】（1）根据三种用电器消耗电能进行的能量转化，对产生的热量和机械能大小进行比较；
（2）根据公式P=UI比较通过用电器的电流大小。
（3）对于纯电阻电路，可以根据计算用电器的电阻。
【解答】A.根据W=Pt可知，相同的时间内，三种用电器消耗的电能相同；其中电烙铁将电能全部转化为内能，而电风扇将电能转化为机械能和内能，因此它们产生的热量不相同，故A错误；
B.在三种用电器中，只有电风扇将电能转化为机械能，因此产生的机械能不相等，故B错误；
C.根据公式P=UI可知，当用电器的功率和电压相同时，通过用电器的电流相同，故C正确；
D.只有电视机和电烙铁为纯电阻电路，可以根据公式计算电阻，因此它们的电阻相同；而电风扇为非纯电阻电路，因此它的电阻不能用，故D错误。
故选C。
24．【答案】B
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）根据串联电路的电流特点分析；
（2）根据公式Q=I2Rt计算即可；
（3）分析乙实验中影响电流产生热量的哪个因素不同即可；
（4）根据焦耳定律式Q=I2Rt计算即可。
【解答】A.在串联电路中，各处电流都相等，因此甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻的电流相等，故A正确；
B.根据甲图可知，两个电阻串联，那么通过它们的电流和时间相同；根据公式Q=I2Rt得到，电阻产生的热量与电阻成正比，即Q左：Q右=R左：R右=5Ω：10Ω=1：2，故B正确；
C.在乙实验中，左边的电阻在干路上，右边的电阻在支路上，因此通过两个电阻的电流大小不等，而阻值和通电时间相同，因此是为了研究电流产生热量与电流大小的关系，故C错误；
D.在乙图中，根据I总=I1+I2可知，通过左边电阻的电流是右边电阻的2倍；再根据Q=I2Rt可知，当阻值和时间相同是，热量与电流平方成正比，即Q左：Q右=I左2：I右2=（2）2：（1）2=4：1，故D错误。
故选B。
25．【答案】A
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】当电流过导体时，由于自由电子的碰撞，导体的温度会升高。这是因为导体将吸收的电能转换成为热能的缘故。这种现象叫做电流的热效应。
【解答】利用电流热效应就是把电能转化为热能；
A、电饭煲是电能转化为热能；故A符合；
B、电视机是电能转化为光能和声能；故B不符合；
C、洗衣机是电能转化为机械能；故C不符合；
D、油烟机是电能转化为机械能；故D不符合；
故答案为：A。
26．【答案】大于；大于
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）液面高度越大，说明电阻产生的热量越多；根据焦耳定律Q=I2Rt分析哪个电阻产生的热量多即可；
（2）根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电阻和产生的热量相同时，加热时间与电流大小成反比。
【解答】 （1）瓶内装入粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙，
那么R甲>R乙；
两个电阻串联，那么加热时间相同，电流大小相同；
根据焦耳定律Q=I2Rt可知，甲产生的热量大于乙产生的热量；
因此甲玻璃管内液面高度h甲大于乙玻璃管内液面上升高度h乙；
（2） 向右移动滑片， 变阻器接入电阻变大，那么电流变小；上升高度相同即产生热量相同，且甲的电阻不变，根据公式Q=I2Rt可知，现在的加热时间t2肯定大于原来的时间t1。
27．【答案】10；24
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）当滑动变阻器的接入的阻值与定值电阻的阻值相等时，变阻器的功率最大；
（2）首先根据P=I2R计算出变阻器的功率最大时通过电流，然后根据U总=IR总计算出总电压，接下来根据计算出滑片在最右端时的电流，最后根据公式Q=I2Rt计算出1min内电阻R1的热量。
【解答】（1）根据乙图可知，变阻器的最大功率为0.9W，此时它的电阻为10Ω；
因为当滑动变阻器的接入的阻值与定值电阻的阻值相等时，变阻器的功率最大；
所以定值电阻R1的阻值为10Ω；
（2）当变阻器的功率最大时，根据P=I2R得到：0.9W=I2×10Ω；
解得：I=0.3A；
那么电源电压为：U总=IR总=0.3A×（10Ω+10Ω）=6V；
当滑片在最右端时，变阻器的阻值最大为20Ω，
此时电流为：；
那么1min内电阻R1的热量为：Q=I'2R1t=（0.2A）2×10Ω×60s=24J。
28．【答案】（1）比热容
（2）转换法
（3）当通电时间和电阻相等时，电流越大，电流通过导体时产生的热量越多
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）根据公式Q=cm△t可知，当质量相同的不同物质吸收相同的热量时，比热容越小的物质，升高的温度越多；
（2） 物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法；
（3）液柱的高度大，说明升高的温度多，分析两次实验中相同的因素和不同的因素，根据控制变量法进行描述即可。
29．【答案】（1）
（2）由题意可知，开关S0和S都闭合时，B触点与A接通，这时只有电阻R1，电热水器处于加热状态，
则加热状态时的功率：；
（3）通电5min内消耗的电能：W=Pt′=1100W×5×60s=3.3×105J，
电热水器的加热效率：；
（4）当温度达到50℃后，电磁铁会把衔铁吸下，B触点与C接通，R1与R2串联，
工作电路的电流：；
则通电10min内R2产生的热量：Q2=I2R2t=（0.1A）2×2156Ω×10×60s=12936J。
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量；
（2）由题意可知，开关S0和S都闭合时，B触点与A接通，这时只有电阻R1，电热水器处于加热状态，根据 计算电热水器处于加热状态时的功率；
（3）根据W=Pt求出通电5min内消耗的电能，利用求出电热水器的加热效率；
（4）当温度达到50℃后，电磁铁会把衔铁吸下，B触点与C接通，R1与R2串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电路，利用Q=I2Rt求出通电10min内R2产生的热量。
【解答】（1）水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2.2kg×（45℃-15℃）=2.772×105J；
（2）由题意可知，开关S0和S都闭合时，B触点与A接通，这时只有电阻R1，电热水器处于加热状态，
则加热状态时的功率：；
（3）通电5min内消耗的电能：W=Pt′=1100W×5×60s=3.3×105J，
电热水器的加热效率：；
（4）当温度达到50℃后，电磁铁会把衔铁吸下，B触点与C接通，R1与R2串联，
工作电路的电流：；
则通电10min内R2产生的热量：Q2=I2R2t=（0.1A）2×2156Ω×10×60s=12936J。
30．【答案】（1）保温
（2）m水=2×10-3m3×1×103kg/m3=2kg
Q吸=C水m水△T=4.2×103J/(kg℃) ×2k×(44℃-30℃)
=1.176×105J
Q放=Q吸÷η=1.176×105J÷80%=1.47×105J
t= =147s
（3）R总= =1210Ω
R2= =48.4Ω
R1=1210Ω-48.4Ω=1161.6Ω
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）首先根据公式比较开算S1闭合和断开时总功率的大小，然后根据“功率大为加热，功率小为保温”的规律判断；
（2）首先根据m=ρV计算出水的质量，然后根据公式 Q吸=C水m水△t计算出水吸收的热量，接下来根据计算出饮水机放出的热量，最后根据公式计算加热时间；
（3）首先根据 计算出串联电路的总功率，然后根据 计算出电阻R2的阻值，最后根据串联电路R总=R1+R2计算R1的阻值即可。
【解答】（1）当开关S1断开、S2闭合时， 两个电阻串联；当开关S1和S2闭合时，短路R1，只有R2自己工作。根据串联电路的电阻规律可知，前者的总电阻大于后者。根据公式可知，前者的总功率小于后者，因此此时饮水机处于保温状态。
（2） 水的质量m水=2×10-3m3×1×103kg/m3=2kg；
水吸收的热量Q吸=C水m水△T=4.2×103J/(kg℃) ×2k×(44℃-30℃) =1.176×105J；
饮水机放出的热量;Q放=Q吸÷η=1.176×105J÷80%=1.47×105J;
j加热时间为：t= =147s。
（3） 当开关S1断开、S2闭合时， 两个电阻串联，此时为保温档，
总电阻R总= =1210Ω；
当开关S1和S2闭合时，短路R1，只有R2自己工作，此时为加热状态，
此时R2的阻值为：R2= =48.4Ω；
那么电阻R1的阻值为：R1=R总-R2=1210Ω-48.4Ω=1161.6Ω。
1 / 1初中科学浙教版九年级上册期末复习12：电能
一、电功
1．（2019九上·鄞州期中）用电热丝烧水，当电压为U时，t秒内可将水烧开，如果电压降为原来的一半，则同样烧开这些水所需的时间应为（ ）
A． B． C．2t D．4t
【答案】D
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式分别列出电压改变前后产生热量的关系式，然后作比计算即可。
【解答】设电热丝的电阻为R，电压为U，
那么烧开这些水需要的热量为： ①；
如果电压降为原来的一半，
那么烧开这些水需要的热量为：②；
①与②式相比得到：；
解得：t'=4t。
故选D。
2．（2018九上·义乌期中）智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是（ ）
A．降低了电池的输出电压 B．减小了电池的输出电流
C．减小了电子线路的电阻 D．增大了电池的输出功率
【答案】B
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】根据电能的计算公式W=UIt分析判断。【解答】A.手机工作电压是一定的，如果降低了电池的输出电压，手机将不能正常工作，故A错误；
B.手机电池储存的电能是一定的，根据公式W=UIt可知，在省电模式下，应减小电池的输出电流，故B正确；
C.如果电子线路电阻变小，输出电压不变的情况下，那么输出电流会增大，故C错误；
D.由公式W=Pt知，增大电池的输出功率，手机的工作时间会缩短，故D错误。
故选B。
3．关于电功和电功率，下列说法中正确的是（ ）
A．电功率是表示电流做功多少的物理量
B．电流通过用电器所做的电功越多，这个用电器的电功率一定越大
C．额定功率越大的用电器，正常工作时电流通过它所做的电功一定越多
D．用电器工作过程中的实际电功率可能小于它的额定功率
【答案】D
【知识点】电功的实质
【解析】【解答】解：A、电功率是表示电流做功快慢的物理量，即电功率越大，做功越快，故A错误；
B、电流做功多，可以在很长时间内完成，即做功不一定快，其功率不一定大，故B错误．
C、额定功率越大的用电器，通电时间不确定，正常工作时电流通过它所做的电功不一定越多，故C错误；
D、用电器工作过程中电器两端的实际电压可能小于额定电压，所以用电器的实际电功率可能小于它的额定功率，故D正确．
故选D．
【分析】电功是用电器中电流所做的功，消耗多少电能就做多少功；
电功率是表示电流做功快慢的物理量，定义是1秒内电流做功的多少．
4．（2020·台州模拟）某品牌手机充电宝，上面标有电压为5V，容量为12000mA·h，它充满电后，可以储存的电能是 J；在充电过程中，将电能转化为 能储存。
【答案】2.16×105；化学
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据W=UIt计算充电宝储藏的电能；
（2）根据能量的转化和转移的知识解答。
【解答】（1）充满电后，电池储藏的电能：W=UIt=5V×12A×3600s=2.16×105 J；
（2）在充电过程中，将电能转化为化学能储存。
5．（2019九上·镇海期末）甲车两侧远光灯的规格均为“12V60W”，供电的蓄电池电压为12V，最大容量为60Ah。某天晚上，该车熄火时忘记关闭远光灯，那么车上的蓄电池最多可以供两个远光灯正常工作 h.第二天由于蓄电池的电能耗尽，甲车无法启动，需要借用乙车的蓄电池“搭电”启动，如图所示。“搭电”时，先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的 极相连，再将另两个电极用电线连通（如果误接，蓄电池会被短路）。
【答案】6；正
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先利用公式计算出蓄电池储藏的电能，然后根据公式计算正常工作的时间；
（2）汽车上的原有电线所接的电源极性不能改变。
【解答】蓄电池的电能：;
两个远光灯正常工作的时间：；
“搭电”时，先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的正极相连，再将另两个电极用电线连通。
故答案为：6；正
6．（2019九上·宁波期末）手机是我们最常用的通讯工具，手机使用的是可充电电池，给电池充电过程是将电能转化为 能。电池上标有“电压”和“容量”两个重要参数，容量的单位通常为“毫安时”（符号 mA·h ）。某手机充电电池铭牌所示：电压 3.6V、容量 1500mA·h ，这种电池一次充电最多可储存的能量为 J。
【答案】化学；19440
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）蓄电池充电的过程将电能转化为化学能，放电的过程将化学能转化为电能；
（2）已知电压、电流和时间根据公式计算电池的能量。
【解答】手机是我们最常用的通讯工具，手机使用的是可充电电池，给电池充电过程是将电能转化为化学能。
这种电池一次充电最多可储存的能量为：。
故答案为：化学；19440
二、电功率
7．某科学兴趣小组的同学用几个完全相同的灯泡，设计如图甲、乙、丙三种电路，电源电压相同且恒定不变，电路消耗的总功率大小关系是（ ）
A．P甲＞P乙＞P丙 B．P甲＜P乙＜P丙
C．P甲＝P乙＝P丙 D．P甲＝P乙＞P丙
【答案】B
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式可知，当电压相等时，电功率与电阻正反比，据此分析判断。
【解答】串联电路的总电阻等于各处电阻之和，因此总电阻R甲>R乙；
并联相当于增大了横截面积，因此总电阻比组成它的任何一个电阻都小，因此总电阻R乙>R丙；
那么总电阻R甲>R乙>R丙；
根据公式可知，三者对应的总功率的大小关系为：P甲故选B。
8．两盏白炽灯，甲标有“PZ220V40W”，乙标有“PZ220V25W”，比较它们的亮度。下列说法正确的是（ ）
A．甲一定比乙亮 B．乙一定比甲亮
C．都正常工作时，甲比乙亮 D．都正常工作时，乙比甲亮
【答案】C
【知识点】电功率
【解析】【分析】灯泡的亮度由它的实际功率的大小决定，据此分析判断。
【解答】甲标有“PZ220V40W”，即甲的额定功率为40W；
乙标有“PZ220V25W”，即乙的额定功率为25W。
当甲和乙都正常工作时，它们的实际功率正好等于额定功率；
因为40W>25W，
所以此时甲肯定比乙亮。
如果两个灯泡没有正常工作，那么它们实际功率的大小无法确定，
则它们的亮度大小无法比较。
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
9．（2020·余杭模拟）如图所示是电阻甲和乙的U-I图像，下列说法正确的是（ ）
A．电阻甲和乙都是阻值不变的电阻
B．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路总功率为1.2W
C．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，电源电压为2V
D．当乙两端电压为2V时，R乙＝5Ω
【答案】B
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】1、根据图线可知甲、乙阻值的变化情况；
2、由P=UI，根据图线中的电压与电流可以计算出总功率；
3、串联电路中总电压为U总=U甲+U乙；
4、根据公式，可计算出电阻。
【解答】A、甲图线可知，电压U与电流I成正比，所以U与I的比值就是电阻，是保持变的。乙图线可知，乙的电阻是变化的，A错误；
B、 甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路总功率为：P=UI=U（I甲+I乙）=2V×（0.2A+0.4A）=1.2W，B正确；
C、 甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时 ，电源电压为：U总=U甲+U乙=1V+2V=3V，C错误；
D、 当乙两端电压为2V时 ，，D错误。
故选B
10．（2020九上·玉环期末）下列关于电功率的说法正确的是（ ）
A．用电器的电功率越大，消耗的电能越多
B．用电器的电功率越大，消耗电能越快
C．用电器工作时间越长，电功率越大
D．用电器消耗的电能只与通电时间有关
【答案】B
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】电功率是用来表示用电器做功快慢（或消化电能快慢）的物理量；根据公式W=Pt分析电能、电功率和时间之间的关系。
【解答】A.根据公式W=Pt可知，当时间相同时，用电器的电功率越大，消耗的电能越多，没有说明时间相等，故A错误；
B.用电器的电功率越大，说明单位时间内消耗的电能越多，即消耗电能越快，故B正确；
C.根据公式可知，当消耗电能相同时，用电器工作时间越短，电功率越大，故C错误；
D.根据公式W=Pt可知，用电器消耗的电能与电功率和通电时间有关，故D错误。
故选B。
11．（2019九上·鄞州期中）有相同两盏额定电压为U、额定功率为60W的电灯，若串联接在电压为U的电源上，则两灯的总功率是（ ）
A．120W B．60W C．40W D．30W
【答案】D
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）已知电压和电阻根据公式计算功率；
（2）设灯泡的电阻为R，那么它们串联时的总电阻为2R，根据公式分别列出灯泡额定功率和串联总功率的关系式，然后作比即可。
【解答】设灯泡的电阻为R，
根据公式得到：①；
两个灯泡串联时的总功率为：②；
①÷②得到：；
解得：P总=30W。
故选D。
12．（2019·宁波模拟）如图所示的家庭电路中，接有两盏规格均为“220V 60W”的灯L1、L2，只闭合开关S时L1与L2均发光（忽略温度对灯丝电阻的影响）。若此时用测电笔接触A点，能让测电笔氛管发光的最小电压为70V左右，下列判断正确的是（）
A．灯L1、L2的总功率为30w，测电笔氖管会发光
B．灯L1、L2的总功率为30W，测电笔氖管不会发光
C．灯L1、L2的总功率为60W，测电笔氖管会发光
D．灯L1、L2的总功率为60w，测电笔氖管不会发光
【答案】A
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）在串联电路中，电压与电阻成正比，这就是串联电路的分压规律；
（2）同一电阻，它的功率与电压的平方成正比，即：;
（3）灯泡L1和L2串联，首先根据串联电路的分压规律计算出每个灯泡两端的电压，然后再根据计算出每个灯泡的功率，最后根据P总=P1+P2计算出总功率；将灯泡的电压与70V比较，就能知道测电笔是否发光。
【解答】灯泡L1和L2串联，且二者电阻相同
根据串联电路的分压规律得到：；
那么两个灯泡两端的电压相等，都是110V；
因为110V>70V，所以测电笔氖管发光；
根据可知：
；
那么：；
因此两个灯泡的功率相等都是15W，
那么电路的总功率为：P总=P1+P2=15W+15W=30W。
故选A。
13．（2019·宁波模拟）如图所示。电源电压保持不变。开关s闭合后。灯L1、L2都能正常工作，甲、乙两个电表的示数之比是4：5，此时灯L1、L2的电功率之比是（ ）
A．4：5 B．4：1 C．1：4 D．5：4
【答案】C
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】电压表可以看作断路，电流表可以看作导线，根据此方法对甲、乙两个电表进行假设，判断灯泡的串并联关系，最后根据功率公式计算功率后作比即可。
【解答】（1）当开关S闭合后，如果乙是电流表，那么电路会发生短路，因此乙肯定是电压表；如果甲是电流表，那么灯泡L2会被短路，不能发光，因此甲也是电压表；
（2）当两个灯泡串联时，甲测灯泡L2的电压U2，乙测电源电源U；
因为 甲、乙两个电表的示数之比是4：5，
所以：
；
因为I2=I，
所以
；
因为P=P1+P2，
所以
，故C正确。
故选C。
14．图甲是通过灯泡L的电流跟其两端电压关系的图像。现将L与阻值为10Ω的电阻R连入图乙所示电路。闭合开关S，L的实际功率为1.8W。则电源电压是 V，此时通过R的电流是 A。
【答案】6；0.6
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据图甲利用公式P=UI找到灯泡功率为1.8W时对应的电压，根据图乙确定灯泡电压和总电压的关系，从而计算出电源电压；
（2）根据公式计算通过R的电流。
【解答】（1）根据甲图可知，当灯泡的电压为6V，通过它的电流为0.3A时，根据P=UI可知，此时灯泡的功率为1.8W。
根据乙图可知，灯泡与电阻R并联，
那么电源电压等于灯泡的电压。
即电源电压为6V。
（2）通过R的电流为：。
15．（2019九上·鄞州期中）某电饭煲设有“加热”和“保温”两档，其内部简化电路如图所示，若R1：R2=1：24，则电饭煲保温和加热的功率之比为 。电饭煲将电能转化为 能。
【答案】1:25；热
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式分别计算出开关闭合和断开时电路的总功率，功率大的是加热功率，小的是保温功率，然后作比即可；
（2）根据电饭煲的用途分析它的能量转化情况。
【解答】（1）当开关闭合时，只有电阻R1在工作，
此时电路的总功率为①；
当开关断开时，电阻R1与R2串联，
此时电路的总功率为：②;
因为P总>P总',所以开关闭合时为加热状态。
那么电饭煲保温和加热的功率之比为，即②÷①得到：.
（2）电饭煲将电能转化为热能。
16．（2018·宁波）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
（1）图乙中 （填“dc”或“ec”）表示电压表 随电流表示数变化的图像。
（2）该过程中电路消耗的总功率最大值为 W。
【答案】（1）dc
（2）36
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）图中电路是R0与R串联的电路，电压表V1测R0两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压。在串联电路中串联的电阻分电源电压，电阻越大分到的电压越多。根据滑动变阻器阻值的变化情况可以判断出电压表的变化情况。（2）功率P=UI，电路总电压不变，当电流最大时功率达到最大。判断出最大电流可以计算出最大功率。
【解答】（1）因为电压表V2是测量滑动变阻器R两端的电压，由于R从b点滑到a点过程中，滑动变阻器的阻值减小，电路总电流增大，分到的电压也减少。所以dc可以表示V2随电流表示数变化的图像；（2）该过程中电路中的电流最大值为3A，电源电压由乙图可知为12V，所以P最大=UI=12V×3A=36W。
故答案为：（1）dc；（2）36
17．（2019·台州）某电热砂锅的简化电路如图甲。R1、R2为发热电阻，S为旋转型开关，a、b、c、d为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换，工作时先用高档加热锅内汤料到沸腾，再用低档持续加热食物，使食物“汤浓味鲜”。
（1）高档加热时，开关S应旋至触点 （选填“ab”、“be”或“cd”)位置。
（2）某次烹饪一共用时6小时，电功率与加热时间的关系如图乙所示，则本次烹饪共消耗多少电能
（3）发热电阻R1和R2的阻值分别为多少？
（4）生活中，有时也会选择电压力锅烹饪，因为电压力锅煮熟相同质量的同种食物，通常比电热砂锅更省电。请你从能量利用率的角度，结合所学知识对电压力锅能省电作出简要的解释。
【答案】（1）cd
（2）解：W1=P1t1=0.44kW×1h=0.44kW·h
W2=P2t2=0.1kW×5h=0.5kW·h
W=W1+W2=0.44kW·h+0.5kW·h=0.94kW·h
（3）解：高档加热时，R1= =110Ω
低档加热时，R1+R2= =484Ω
R2=484Ω-110Ω=374Ω
（4）解：电压力锅锅内气压大，所以水的沸点高，食物在高温下容易熟，可以减少用电时间；加热时间短，散失到空气中的热量少，能量利用率高，所以更省电。
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）总功率大的是高档，小的是低档，根据公式 比较总功率的大小即可；
（2）根据乙图确定电功率和时间，根据公式W=Pt分别计算出两种状态下消耗的电能，最后相加即可；
（3）高档发热时，只有R1工作，根据 计算R1的电阻；低档时，两个电阻串联，首先根据计算出总电阻，再根据R总=R1+R2计算R2的阻值。
（4）可从锅内水的沸点高、热量散失少等方面进行解答。
【解答】（1）当开关旋至bc时，电阻R1与R2串联，
当开关旋至cd时，只有电阻R1工作，
根据公式 可知，
因为R串＞R1，
所以P串＜P1；
即当开关旋至bc时，是低档；旋至cd时，是高档。
（2）观察乙图可知，电热砂锅以440W的功率工作了1h，以100W的功率工作了5h；
W1=P1t1=0.44kW×1h=0.44kW·h
W2=P2t2=0.1kW×5h=0.5kW·h
W=W1+W2=0.44kW·h+0.5kW·h=0.94kW·h；
（3） 高档加热时，R1= =110Ω；
低档加热时，R总= =484Ω；
R2=R总-R1=484Ω-110Ω=374Ω；
（4） 电压力锅锅内气压大，所以水的沸点高，食物在高温下容易熟，可以减少用电时间；加热时间短，散失到空气中的热量少，能量利用率高，所以更省电。
18．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为2.5V(电阻值约为5Ω)。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是 (选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”)。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表示数为2V，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）若此实验中电流表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小组同学们增加了一个R0＝5Ω的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案：
①调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；
②保持滑片位置不变，只将电压表a点改接到c点，测出定值电阻R0两端的电压U0，通过计算就可得到小灯泡的额定功率。
请你指出该设计方案中存在的问题： 。
【答案】（1）
（2）小灯泡短路
（3）右；1.25
（4）①无论怎样调节变阻器，都不能使灯泡正常发光；②电压表的正负接线柱接反，无法测出R0两端的电压
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电压表要与被测的用电器并联；变阻器接线注意“一上一下”，据此完全作图即可；
（2）如果小灯泡断路，那么整个电路没有电流，则电流表和电压表都无示数。如果小灯泡短路，那么电压表同时被短路，自然没有示数；由于变阻器仍然在工作，所以电流表有示数；
（3）分析变阻器两端电压的变化，然后根据“串联电路电压与电阻成正比”确定它的阻值变化，进而得到滑片的移动方向；
（4）注意分析灯泡的电压能否达到额定电压，电压表的正负接线柱的连接是否正确。
【解答】（1）根据甲图可知，电压表应该与灯泡并联，它的“-”接线柱已经与灯泡左端相连，只需将它的“3V”接线柱与灯泡的右端相连即可。变阻器与灯泡串联，它上面的接线柱已经连接，只需将右下角的接线柱与开关右端连接即可，如下图所示：
（2）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是小灯泡短路；
（3）现在电压表的示数为2V，要正常发光必须变为2.5V，因此灯泡的电压增大。根据U总=UL+U变可知，变阻器的电压要减小。根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律可知，变阻器的阻值要减小，即滑片向右移动。
根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.2A，那么电流表的示数为0.5A，那么灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.5A=1.25W。
（4）①灯泡的电阻为5Ω，定值电阻的阻值为5Ω，根据串联电路电压与电阻成正比可知，即使变阻器接入的阻值为零，那么灯泡能够达到的最大电压为总电压的一半，也就是：3V×0.5=1.5V，因此问题为：调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；
②根据丙图可知，b接线柱肯定为“+”接线柱，如果将a与c相接，那么b就与电源负极相连，违反了接线原则，那么问题为：电压表的正负接线柱接反，无法测出R0两端的电压。
19．（2020九上·吴兴月考）额定电压是 2.5 V 的小灯泡，其正常工作时电阻约 10 Ω。小明想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为 A：“5 Ω 1 A”，B：“20 Ω 0.5 A”，C：“1 kΩ 1 A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为 6 V）。
（1）小明设计了如图甲所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为 (填“A”、“B”或“C”)的滑动变阻器。
（2）图乙已连接了部分电路。请你根据图甲电路图，用笔画线代替导线，将电路连接完整。
（3）小明排除故障后，继续实验。当电压表的示数为 2.5 V 时，电流表的示数如图丙所示，小灯泡的额定功率是 W。
【答案】（1）B
（2）
（3）0.75
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）根据欧姆定律和串联电路的电压规律，计算出灯泡正常发光时变阻器接入电路的阻值，然后与三个变阻器的铭牌数据进行比较即可。
（2）根据电压表和电流表的使用方法补充电路即可；
（3）根据丙图确定电流表的量程和分度值，然后读出示数，最后根据P=UI计算灯泡的额定功率。
【解答】（1）当小灯泡正常发光时，灯泡的电压为2.5V，
此时变阻器两端的电压为：U变=U总-UL=6V-2.5V=3.5V；
根据串联电路电压与电阻成正比得到：；
即：；
解得：R变=10Ω；
因此滑动变阻器应选B。
（2）①电压表应该与灯泡并联，灯泡右边的接线柱已经与电压表的“-”接线柱相连，只需将灯泡右边的接线柱与电压表中间的“3”接线柱相连即可。
②电流表与灯泡串联，电流表的“0.6”的接线柱已经与灯泡相连，只需将它的“-”接线柱与开关相连即可，如下图所示：
（3）根据丙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么灯泡的额定电流为0.3A，那么小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
20．（2020·杭州模拟）下列各用电器的功率与普通的电风扇功率最接近的是（ ）
A．电饭锅 B．空调 C．电视机 D．热水器
【答案】C
【知识点】电器的电功率
【解析】【分析】将各个用电器的功率与电风扇的功率比较即可。
【解答】普通电风扇的功率大约在100W左右。
A.电饭锅的功率大约600W左右，故A不合题意；
B.空调的功率大约1500W左右，故B不合题意；
C.电视机的功率大约100W，故C符合题意；
D.电热水器的功率在4000W左右，故D不合题意。
故选C。
三、电热器
21．（2020九上·吴兴月考）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么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．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B．通电一段时间后，左侧 U 形管中液面的高度差比右侧的大
C．将左边容器中的电阻丝换成 10Ω 的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D．该实验装置是利用 U 形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
【答案】B
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）根据控制变量法的要求分析即可；
（2）根据焦耳定律Q=I2Rt比较电阻产生热量的多少，哪个电阻产生的热量多，哪侧的液面就高；
（3）根据控制变量法的要求判断；
（4）根据实验原理分析判断。
【解答】A.电阻R1=R2，前者在干路上，后者在支路上，根据并联电路的电流规律可知，通过前者的电流大，而通过后者的电流小。根据控制变量法的要求可知，该实验装置是用来探究电流产生热量与电流的关系的，故A错误；
B.根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电阻相同，而通过电阻R1的电流大，因此R1产生的热量多，那么空气膨胀的多，因此左侧U形管液面的高度差大，故B正确；
C.探究电流产生热量的多少与电阻的关系时，需要控制电流相同而改变电阻，因此在将左边的电阻丝从5Ω变成10Ω后，还需要将右侧上面的电阻拆掉，故C错误；
D.该实验装置是利用封闭容器中空气的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的，故D错误。
故选B。
22．（2020九上·黄岩期末）下列电器工作时，主要利用电流热效应的是（ ）
A．电视机 B．洗衣机
C．电风扇 D．电热壶
【答案】D
【知识点】常用电热器
【解析】【分析】电流通过导体时都会发热，这种现象叫电流的热效应，将电能转化为热能。
【解答】A.电视机将电能转化为光能和声能，故A不合题意；
B.洗衣机将电能转化为机械能，故B不合题意；
C.电风扇将电能转化为机械能，故C不合题意；
D.电热壶将电能转化为热能，故D符合题意。
故选D。
23．（2019九上·义乌月考）如果电视机，电烙铁和电风扇上都标有“220V，60W”的字样，它们都在额定电压下，工作相同的时间，以下物理量大小相同的是（ ）
A．产生的热量 B．产生的机械能
C．通过用电器的电流 D．用电器的电阻
【答案】C
【知识点】电器的电功率
【解析】【分析】（1）根据三种用电器消耗电能进行的能量转化，对产生的热量和机械能大小进行比较；
（2）根据公式P=UI比较通过用电器的电流大小。
（3）对于纯电阻电路，可以根据计算用电器的电阻。
【解答】A.根据W=Pt可知，相同的时间内，三种用电器消耗的电能相同；其中电烙铁将电能全部转化为内能，而电风扇将电能转化为机械能和内能，因此它们产生的热量不相同，故A错误；
B.在三种用电器中，只有电风扇将电能转化为机械能，因此产生的机械能不相等，故B错误；
C.根据公式P=UI可知，当用电器的功率和电压相同时，通过用电器的电流相同，故C正确；
D.只有电视机和电烙铁为纯电阻电路，可以根据公式计算电阻，因此它们的电阻相同；而电风扇为非纯电阻电路，因此它的电阻不能用，故D错误。
故选C。
24．如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列正确的是（ ）
A．甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻的电流相等
B．甲实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1∶2
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D．乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1∶4
【答案】B
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）根据串联电路的电流特点分析；
（2）根据公式Q=I2Rt计算即可；
（3）分析乙实验中影响电流产生热量的哪个因素不同即可；
（4）根据焦耳定律式Q=I2Rt计算即可。
【解答】A.在串联电路中，各处电流都相等，因此甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻的电流相等，故A正确；
B.根据甲图可知，两个电阻串联，那么通过它们的电流和时间相同；根据公式Q=I2Rt得到，电阻产生的热量与电阻成正比，即Q左：Q右=R左：R右=5Ω：10Ω=1：2，故B正确；
C.在乙实验中，左边的电阻在干路上，右边的电阻在支路上，因此通过两个电阻的电流大小不等，而阻值和通电时间相同，因此是为了研究电流产生热量与电流大小的关系，故C错误；
D.在乙图中，根据I总=I1+I2可知，通过左边电阻的电流是右边电阻的2倍；再根据Q=I2Rt可知，当阻值和时间相同是，热量与电流平方成正比，即Q左：Q右=I左2：I右2=（2）2：（1）2=4：1，故D错误。
故选B。
25．（2019·衢州）下列用电器主要利用电流热效应工作的是（ ）
A．电饭煲 B．电视机
C．洗衣机 D．油烟
【答案】A
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】当电流过导体时，由于自由电子的碰撞，导体的温度会升高。这是因为导体将吸收的电能转换成为热能的缘故。这种现象叫做电流的热效应。
【解答】利用电流热效应就是把电能转化为热能；
A、电饭煲是电能转化为热能；故A符合；
B、电视机是电能转化为光能和声能；故B不符合；
C、洗衣机是电能转化为机械能；故C不符合；
D、油烟机是电能转化为机械能；故D不符合；
故答案为：A。
26．（2019九上·义乌月考）如图装置，在两相同烧瓶内装满等量煤油，瓶塞上各插入一根粗细相同的玻璃管，瓶内装入粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙，闭合开关，经过一段时间t1后，甲玻璃管液面上升高度h甲 （选填“大于”或“小于”）乙玻璃管液面上升高度h乙，断开开关，当两根玻璃管液面回到原来高度后，向右移动滑片，再闭合开关，则甲玻璃管液面上升高度h甲加所需时间t2 （选填“大于”或“小于”）t1。
【答案】大于；大于
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）液面高度越大，说明电阻产生的热量越多；根据焦耳定律Q=I2Rt分析哪个电阻产生的热量多即可；
（2）根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电阻和产生的热量相同时，加热时间与电流大小成反比。
【解答】 （1）瓶内装入粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙，
那么R甲>R乙；
两个电阻串联，那么加热时间相同，电流大小相同；
根据焦耳定律Q=I2Rt可知，甲产生的热量大于乙产生的热量；
因此甲玻璃管内液面高度h甲大于乙玻璃管内液面上升高度h乙；
（2） 向右移动滑片， 变阻器接入电阻变大，那么电流变小；上升高度相同即产生热量相同，且甲的电阻不变，根据公式Q=I2Rt可知，现在的加热时间t2肯定大于原来的时间t1。
27．（2018九上·金华期中）如图甲所示,电源电压恒定不变,闭合开关,移动滑片,滑动变阻器消耗的功率P与其电阻R的变化关系如图乙所示,则 R1= Ω;当滑片P滑至最右端时,通电 1min电流通过 R1产生的热量是 J.
【答案】10；24
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）当滑动变阻器的接入的阻值与定值电阻的阻值相等时，变阻器的功率最大；
（2）首先根据P=I2R计算出变阻器的功率最大时通过电流，然后根据U总=IR总计算出总电压，接下来根据计算出滑片在最右端时的电流，最后根据公式Q=I2Rt计算出1min内电阻R1的热量。
【解答】（1）根据乙图可知，变阻器的最大功率为0.9W，此时它的电阻为10Ω；
因为当滑动变阻器的接入的阻值与定值电阻的阻值相等时，变阻器的功率最大；
所以定值电阻R1的阻值为10Ω；
（2）当变阻器的功率最大时，根据P=I2R得到：0.9W=I2×10Ω；
解得：I=0.3A；
那么电源电压为：U总=IR总=0.3A×（10Ω+10Ω）=6V；
当滑片在最右端时，变阻器的阻值最大为20Ω，
此时电流为：；
那么1min内电阻R1的热量为：Q=I'2R1t=（0.2A）2×10Ω×60s=24J。
28．（2020九上·海曙期末）某科学兴趣小组对“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”进行了探究。装置如图，2个烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插一根完全相同的玻璃管，瓶内各装1根阻值分别为R甲和R乙(已知R甲>R乙)的电阻丝，将2根电阻丝串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置。
（1）烧瓶中装的液体是煤油而不是水，主要原因是因为煤油的 小，温度容易发生变化。
（2）闭合开关，记下电流表的读数。经过一段时间后，标出2根玻璃管内液面的位置，发现烧瓶甲中玻璃管内液面上升较多。可以通过玻璃管内液面的高度变化反映电阻丝产生热量的多少，运用的研究方法是 (选填“等效替代法”或“转换法”或“类比法”)。由上述实验现象，可得出结论：当通电时间和电流相等时，电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多。
（3）当2根玻璃管中的液面降回到原来的高度后，将滑动变阻器的滑片向左移动一段距离，闭合开关，记下电流表的读数。经过与第一次相同的通电时间后，标出2根玻璃管内液面的位置。发现2根玻璃管内液面上升的高度都比前一次实验中上升的高度要高。由上述实验现象，可得出什么结论 。
【答案】（1）比热容
（2）转换法
（3）当通电时间和电阻相等时，电流越大，电流通过导体时产生的热量越多
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）根据公式Q=cm△t可知，当质量相同的不同物质吸收相同的热量时，比热容越小的物质，升高的温度越多；
（2） 物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法；
（3）液柱的高度大，说明升高的温度多，分析两次实验中相同的因素和不同的因素，根据控制变量法进行描述即可。
29．（2020九上·鄞州期中）一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示。它由控制电路和工作电路两部分组成。其中R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小。开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热。当电热水器中水的温度达到50 ℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态。已知：R1＝44Ω，R2＝2156Ω。求：
（1）将电热水器水箱中2.2 kg的水从15 ℃加热到45 ℃，水吸收的热量为 J。[ ＝4.2×103J/(kg·℃)]
（2）电热水器处于加热状态时工作电路的功率。
（3）将2.2 kg的水从15 ℃加热到45 ℃，需要通电5 min，电热水器的加热效率为多少？
（4）当温度达到50 ℃后，通电10 min，R2产生的热量。
【答案】（1）
（2）由题意可知，开关S0和S都闭合时，B触点与A接通，这时只有电阻R1，电热水器处于加热状态，
则加热状态时的功率：；
（3）通电5min内消耗的电能：W=Pt′=1100W×5×60s=3.3×105J，
电热水器的加热效率：；
（4）当温度达到50℃后，电磁铁会把衔铁吸下，B触点与C接通，R1与R2串联，
工作电路的电流：；
则通电10min内R2产生的热量：Q2=I2R2t=（0.1A）2×2156Ω×10×60s=12936J。
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量；
（2）由题意可知，开关S0和S都闭合时，B触点与A接通，这时只有电阻R1，电热水器处于加热状态，根据 计算电热水器处于加热状态时的功率；
（3）根据W=Pt求出通电5min内消耗的电能，利用求出电热水器的加热效率；
（4）当温度达到50℃后，电磁铁会把衔铁吸下，B触点与C接通，R1与R2串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电路，利用Q=I2Rt求出通电10min内R2产生的热量。
【解答】（1）水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2.2kg×（45℃-15℃）=2.772×105J；
（2）由题意可知，开关S0和S都闭合时，B触点与A接通，这时只有电阻R1，电热水器处于加热状态，
则加热状态时的功率：；
（3）通电5min内消耗的电能：W=Pt′=1100W×5×60s=3.3×105J，
电热水器的加热效率：；
（4）当温度达到50℃后，电磁铁会把衔铁吸下，B触点与C接通，R1与R2串联，
工作电路的电流：；
则通电10min内R2产生的热量：Q2=I2R2t=（0.1A）2×2156Ω×10×60s=12936J。
30．（2020·奉化模拟）自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，它的简化电路图如图所示，电热丝电阻分别为R1、R2，请根据说明书提供的信息计算：[水的密度ρ水=1×103kg/m ，水的比热容C水=4.2×103J/(kg℃)]
饮水机参数
热水温度：≥90℃ 保温功率：40W
热胆容积：2L 额定电压：220V
额定功率：1000W 频率：50Hz
（1）开关S1断开、S2闭合时，饮水机处于 (选填“加热”或“保温”)状态。
（2）如果饮水机处在“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量有80%被水吸收，饮水机的热胆装满水，水温由30℃加热到44℃，需用多长时间？
（3）求电阻丝R1的阻值。
【答案】（1）保温
（2）m水=2×10-3m3×1×103kg/m3=2kg
Q吸=C水m水△T=4.2×103J/(kg℃) ×2k×(44℃-30℃)
=1.176×105J
Q放=Q吸÷η=1.176×105J÷80%=1.47×105J
t= =147s
（3）R总= =1210Ω
R2= =48.4Ω
R1=1210Ω-48.4Ω=1161.6Ω
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）首先根据公式比较开算S1闭合和断开时总功率的大小，然后根据“功率大为加热，功率小为保温”的规律判断；
（2）首先根据m=ρV计算出水的质量，然后根据公式 Q吸=C水m水△t计算出水吸收的热量，接下来根据计算出饮水机放出的热量，最后根据公式计算加热时间；
（3）首先根据 计算出串联电路的总功率，然后根据 计算出电阻R2的阻值，最后根据串联电路R总=R1+R2计算R1的阻值即可。
【解答】（1）当开关S1断开、S2闭合时， 两个电阻串联；当开关S1和S2闭合时，短路R1，只有R2自己工作。根据串联电路的电阻规律可知，前者的总电阻大于后者。根据公式可知，前者的总功率小于后者，因此此时饮水机处于保温状态。
（2） 水的质量m水=2×10-3m3×1×103kg/m3=2kg；
水吸收的热量Q吸=C水m水△T=4.2×103J/(kg℃) ×2k×(44℃-30℃) =1.176×105J；
饮水机放出的热量;Q放=Q吸÷η=1.176×105J÷80%=1.47×105J;
j加热时间为：t= =147s。
（3） 当开关S1断开、S2闭合时， 两个电阻串联，此时为保温档，
总电阻R总= =1210Ω；
当开关S1和S2闭合时，短路R1，只有R2自己工作，此时为加热状态，
此时R2的阻值为：R2= =48.4Ω；
那么电阻R1的阻值为：R1=R总-R2=1210Ω-48.4Ω=1161.6Ω。
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