【专项测试】北师大版九年级物理 第13章 电功和电功率专项训练试题(含解析)

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九年级物理第十三章电功和电功率专项训练
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、假期小明一家出门旅游，出发前家里只有一台额定功率为0.2kW的冰箱正常工作，其它用电器都已关闭。小明看到家里电能表的示数为2021.6kW h，过了7天小明回家再次查看电能表的示数如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
A．这段时间冰箱消耗的电能是70kW h
B．冰箱每天平均工作的时间为1h
C．冰箱正常工作1h电能表的转盘转过120转
D．再有其它家电和冰箱一同正常工作时，电能表转盘的转速不变
2、三只灯泡分别标着“220V 20W”“48V 20W”和“36V 20W”，它们都正常工作，在相等时间里消耗的电能（　　）
A．“220V 20W”最多 B．三只灯泡一样多
C．“48V 20W”最多 D．“36V 20W”最多
3、将规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡L1和规格为“3.8V 0.3A”的小灯泡L2串联，接在3V的电源上，下列判断正确的是（ 灯丝的电阻保持不变）（　　）
A．L1的电阻大于L2的电阻 B．L1的亮度比L2的亮度更小
C．两只灯泡都正常发光 D．两只灯泡实际功率相等
4、如图甲的电路中，滑动变阻器的滑片P从a端移到b端，定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器阻值变化的图像如图乙，下列说法正确的是（　　）
A．R1的阻值为15Ω
B．R2=20Ω时，电压表示数为4V
C．该电路的最大功率为3.6W
D．滑片在b端时，电路中的电流为0.02A
5、将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是（　　）
A．三个用电器均能将电能全部转化为内能
B．根据 可计算出三个用电器的电阻相等
C．三个用电器消耗的电能一样多
D．三个用电器产生的热量相等
6、下列说法正确的是（　　）
A．甲图：辰辰家电表如图所示，他家同时使用的用电器总功率不可超过8800W
B．乙图：R1=R2=R3,通电后左侧U型管两边液面的高度差会比右侧U型侧小
C．丙图：把A、B金属块都向O点移动相同距离，杠杆失去平衡，B端向下倾斜
D．丁图：分别沿左右两个斜面把同一物体推上平台，若物体在两斜面上所受摩擦力相等，则左斜面更省力，机械效率也更高
7、下列说法中正确的是（　　）
A．负电荷定向移动的方向规定为电流的方向
B．用电器的额定电压越高，其额定功率就越大
C．导体的长度越长、横截面积越大，导体的电阻越大
D．教室里再多几盏灯同时使用，电路中总电流会变大
8、探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。如图甲和乙所示，两个透明容器中密闭着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来，连接到电源两端，通电一定时间后，比较 两个U形管中液面高度差的变化。则（　　）
A．在图甲中，通过两电热丝的电流不相等，是探究通过导体产生的热量与通过导体电阻的关系
B．在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与导体电流的关系
C．在该实验中，我们是通过观察U形管中液面的高度来比较各容器中电热丝产生热量的多少的
D．英国物理学家焦耳通过大量实验，最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电阻的二次方成正比，跟导体的电流成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律
9、如图所示是小明家的电能表。将一个标有“220V 1210W”的用电器单独接入家庭电路中工作12min，电能表业的转盘转了500转，在此工作过程中，下列说法正确的是（　　）
A．该电能表的示数表示家中已经消耗1123.4J的电能
B．该用电器的实际功率为1200W
C．该电路的实际电压为200V
D．若小明家所有用电器同时工作，则总功率不得超过2.2kW
10、如图所示，只闭合开关S时灯L1的功率为9W；断开开关S，闭合S1、S2时，灯L1的功率为16W。电源电压不变，且灯丝电阻不受温度的区影响。则L1、L2两灯灯丝电阻之比是（　　）
A．1：3 B．4：3 C．3：1 D．3：4
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、在家用电器的调查活动中，小亮让电热水器单独工作2 min，测得家中如图所示的电能表的转盘转了80r，则热水器的实际功率为　 　W；由于热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度考虑，热水器的电源线比冰箱的要　 　（选填粗或细）
2、图所示，A、B两端间电压U=6V，且保持不变，R1=10Ω，R2=20Ω．a、b两端接不同的电阻R f时，R1的电功率不同，其最小值为　 　W；a、b两端不接电阻时，c、d两端的电压称为空载电压，若要求c、d两端的电压不得低于空载电压的60%，R f的阻值范围应为　 　．
3、有一只标有“6V 3W"的小灯泡和一个标有“100Ω 1A”的滑动变阻器，小明同学将它们并联后直接接到恒定电源上，小灯泡恰好正常发光，其两端的电压是　 　V，此时整个电路允许消耗的最大功率是　 　W。
4、某型号的电饭锅有高温加热和低温焖饭两档，其原理如图所示，电阻R1=44Ω，R2=2156Ω。电饭锅处于高温加热档工作10分钟，则产生的热量是　 　J。
5、小丽在“探究电流跟电压的关系”时，将记录整理的实验数据绘制成如图所示的U I关系图象，由图可知　 　（填“甲”或“乙”）电阻更大；当把甲、乙两个电阻串联后接在电压为6 V的电源上，电路中的电流是　 　A；如并联后接在电压为6 V的电源上，电路的总功率为　 　W.
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图甲是某种压力秤的电路原理示意图，电压表（量程为0~3 V）可对应显示压力的大小。已知R0＝100 Ω，电源电压U＝4.5 V保持不变，压力传感器R的阻值随所受的压力变化的图像如图乙所示。（设踏板的重力忽略不计）
（1）当一个重力大小为600 N的中学生站在压力秤上时，电压表的示数为多少？
（2）此时电路所消耗的总功率为多少？
2、在如图所示的电路中，电源电压保持不变，R0是阻值为8Ω的定值电阻，小灯泡L上标有“6V 3.6W”字样。当单刀双掷开关S接1，滑动变阻器的滑片P位于b端时，定值电阻R0在1min内消耗的电能为750J。不考虑温度对灯丝电阻的的影响。
①求小灯泡L的电阻；
②求电源电压；
③当单刀双掷开关S接2，移动滑动变阻器的滑片P在某一位置时。小灯泡的电功率为1.6W，求此时滑动变阻器的电功率。
3、空气质量指数是环境监测的重要指标，如表的空气顺量等级是按照空气质量指数 划分的，某兴趣小组自制的空气质量监测仪，用电压表显示空气质量指数，工作原理电路图如图所示。已知恒压电源电压U=18V，电压表量程为0~15V，定值电阻 的值为 ，气敏电阻阻值 与 的关系为 。
空气质量指数
空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染
（1）通过计算，判断电压表示数为12V时，对应的空气质量等级；
（2）电压表示数为12V时，定值电阻 的功率为多少？50s内定值电阻 和气敏电阻 消耗的总电能为多少？
4、如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热，其简化电路图如图乙所示．R1、R2、R3均为电热丝，已知R1＝176Ω加热杯的部分参数如表．求：c水＝4.2×103J/（kg ℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
额定电压 220V
高温挡功率 1100W
中温挡功率 440W
低温挡功率 　
容量 1L
（1）R2的阻值是多少？
（2）加热杯的低温挡功率是多少？
（3）若不计热量损失，加热杯使用高温挡加热，使1L水从12℃升高到100℃，需要多长时间？
5、如图甲所示是学校使用的一台电开水器，该电开水器有加热档和保温档。开水烧开后，电开水器会通过电磁继电器切换到保温状态，由感温电阻控制。图乙是其内部简化的工作原理图，， 是阻值恒定的加热电阻，其部分技术参数如表所示。［水的比热容为］
额定电压/V 220
最大容量/L 15
额定保温功率/W 1210
额定加热功率/W 5000
供水量/Lh-1 40
（1）水烧开后，若无人接水，电开水器处于额定保温状态时可保持水温不变，则电开水器每分钟散失的热量是多少？
（2）若电开水器处装有如图丙所示的电能表，某次仅电开水器接入电路中，当开启保温档连续工作10 min，发现该电能表的转盘恰好转过200 转，电开水器处的实际电压为多少？
（3）某次将水箱装满20 ℃的水并在电开水器正常工作，将水加热到100 ℃沸腾时（中途不接水），共耗时21 min。则该过程中电开水器的加热效率是多少？
四、实验探究（1小题，每小题10分，共计10分）
1、在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用器材如下：2节新干电池、规格为的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整，要求滑片向左移动时，电压表示数变大；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于　 　（选填“A”或“B”）端，目的是　 　；
（3）闭合开关后通过正确操作使小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为　 　W。
（4）实验时，小明组的电流表坏了，他找来了一个已知阻值的定值电阻，设计了图丙电路测小灯泡的额定功率，连好电路后，操作步骤如下：
①断开、闭合，移动滑片，使电压表示数等于灯泡的额定电压；
②　 　，断开、闭合，记下电压表示数U。
则小灯泡额定功率表达式：　 　（用、U、表示）。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】C
【解析】【解答】A．由图知，小明回到家时电能表的读数为2028.6kW h，而离开家时电能表的示数为2021.6kW h，则在这7天内所消耗的电能
A不符合题意；
B．冰箱的电功率为
由W＝Pt可得
则每天工作的时间为
B不符合题意；
C．冰箱正常工作1h消耗的电能为
电能表的转盘转过
C符合题意；
D．再有其它家电和冰箱一同正常工作时，总功率增加，则电能表转盘的转速增大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）；根据消耗的电能和电冰箱的电功率求出电冰箱工作的时间，然后求出每天工作的时间；根据电冰箱的电功率和工作时间求出电冰箱消耗的电能，然后求出表盘转过的数目；根据W=Pt分析。
2、【答案】B
【解析】【解答】当用电器正常工作时，三只灯泡的实际功率等于额定功率，电功率相同均为20W。根据公式W=Pt，在相等的时间内，三只灯泡消耗的电能相同。
故答案为：B。
【分析】求解电流做功，利用公式W=Pt求解即可，P是用电器的功率， t是用电器工作的时间。
3、【答案】B
【解析】【解答】A．由两灯的铭牌可知，两灯的额定电流相同，灯泡L2的额定电压较大，由 知道，R1＜R2，A不符合题意；
BD．由于串联电路中电流处处相等，由 知道，灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率，B符合题意、D不符合题意；
C．已知小灯泡L1的规格为“2.5V 0.3A”，则该灯泡的电阻
小灯泡L2的规格为“3.8V 0.3A”，则该灯泡的电阻
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，所以电路总电阻为R=R1+R2=8.3Ω+12.7Ω=21Ω
将两灯泡串联接在3V的电源上，则通过电路的电流为
即两只灯泡都没有在额定电流下工作，所以都不能正常发光，C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据串联电路的分压特点和灯泡的额定电压即可判断灯泡是否能正常工作，再根据欧姆定律、串联电路电流的特点以及P=I2R比较灯泡的实际功率。注意灯泡的实际功率决定灯泡的明暗程度。
4、【答案】C
【解析】【解答】A．由图乙可知，当 时， 的电压等于电源电压，所以电源电压为6V，当 时， 的电压为1V，则 的电压为5V，此时的电流
的电阻
A不符合题意；
B．由图乙可知，R2=20Ω时，电压表示数为2V，B不符合题意；
C．由 可知，当总电阻最小时，总电功率最大，所以当滑动变阻器阻值为0时，电路中最大总功率
C符合题意；
D．滑片在b端时，电路中的电流为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】分析电路结构，定值电阻和滑动变阻器是串联关系，明确电流表和电压表的测量对象，滑动变阻器接入电路中的电阻越大，电路中的电流越小，分得的电压越大，定值电阻分得的电压越小，整个电路的功率越小，结合欧姆定律求解电路中的电流和电压，利用功率公式P=UI求解功率即可。
5、【答案】C
【解析】【解答】A．电风扇把电能转化为机械能和内能，电视把电能转化为光能和内能，A不符合题意；
B． 只能针对纯电阻电路，B不符合题意；
CD．根据W=Pt，正常工作相同时间，三个用电器消耗的电能一样多，但电风扇、电视不是纯电阻，所以三个用电器产生的热量不相等，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】求解电流做功，利用公式W=Pt求解即可，P是用电器的功率， t是用电器工作的时间。
6、【答案】A
【解析】【解答】A.根据甲图可知，通过电能表的最大电流为40A，那么用电器的总功率最大：P=UI=220V×40A=8800W，故A正确；
B.根据乙图可知，R1在干路上，R2在支路上，则电流I1>I2。根据公式Q=I2Rt可知，产生的热量Q1>Q2，则左侧液面的高度差更大，故B错误；
C.根据图丙可知，A端的力臂大于B端的力臂，则GAD.根据丁图可知，右侧斜面更长，则更省力。提升同一物体到相同高度，根据W有=Gh可知，它们做的有用功相等。根据W额=fs可知，左侧的额外功小于右侧的额外功，根据可在，左侧斜面的机械效率更高，故D错误。
故选A。
【分析】 （1）电能表上的电流为额定电流，括号内的电流为最大电流，根据P=UI计算用电器的总功率；
（2）根据公式Q=I2Rt比较产生热量的多少，产生热量多的，液面的高度差越大；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（4）斜面越长越省力；根据W额=fs比较额外功的大小，从而比较机械效率的大小。
7、【答案】D
【解析】【解答】A．正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，不是负电荷，A不符合题意；
B．根据 可知，用电器的额定电压越高，如果它的电阻也很大，那么其额定功率不一定大，B不符合题意；
C．由于材料和横截面积相同时，导体越长，电阻越大；材料和长度相同时，导体横截面积越大，电阻越小；所以导体的长度越长、横截面积越大，导体的电阻不一定越大，C不符合题意；
D．教室的灯是并联的，再多几盏灯同时使用，那么会增加干路的电流，电路中总电流会变大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】正电荷定向移动的方向规定为电流的方向；用电器的额定功率是固定值；电阻的影响因素是材料、长度、横截面积，横截面积越大，电阻越小；并联电路中，总电流等于各电流之和。
8、【答案】B
【解析】【解答】A．在图甲中，由于两容器中的电阻丝串联起来，故通过两电热丝的电流相等，是探究通过导体产生的热量与通过导体电阻的关系，A不符合题意；
B．在图乙中，右侧容器中的电阻在容器外并联一个相同的电阻，根据并联分流则容器内的电流变小，是探究电流通过导体产生的热量与导体电流的关系，B符合题意；
C．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液面高度差的变化来反映，C不符合题意；
D．英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系；焦耳定律的内容为：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，即 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】要探究电流大小对导体产热的影响，需要控制电阻大小和通电时间相同；当电阻大小和通电时间相同时，流过导体的电流越大，产生的热量越多。
9、【答案】C
【解析】【解答】A．该电能表的示数表示家中已经消耗1123.4kW·h的电能，A不符合题意；
B．该用电器消耗的电能W实= r/kW·h×500r=0.2kW·h
则用电器的实际功率为P实= = =1kW=1000W
B不符合题意；
C．用电器的电阻为R= = =40
该电路的实际电压U实= = =200V
C符合题意；
D．若小明家所有用电器同时工作，则总功率不得超过P总=UI=220V×20A=4400W=4.4kW
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据电能表转盘转数规格和实际转数可以计算消耗的电能；利用电能和时间的比值计算电功率；利用实际电功率和电阻可以计算实际电压的大小；利用电压和电流的乘积计算电功率。
10、【答案】C
【解析】【解答】只闭合开关S时，两个灯泡串联，灯L1的功率 ①
断开开关S，闭合S1、S2时，两个灯泡并联，灯L1的功率 ②
由①②得到
故答案为：C。
【分析】在电阻相同时，根据电功率的比值可以计算分压之比，串联电路中，电阻的分压比等于电阻比。
二、填空题
1、【答案】800；粗
【解析】【解答】电热水器消耗的电能 kW·h= kW·h
热水器的实际功率为 =0.8kW=800W
由于电热水器的功率远大于冰箱，根据P=UI可知，电热水器工作时的电流远大于冰箱，相同条件下热水器导线上产生的热量较多。为保证线路安全，在电流和通电时间一定时，电热水器选择较粗的电源线，可以减小导线电阻，根据Q=I2Rt可知，电源线产生的热量减少，可防止电源线快速老化而引发安全事故。
【分析】结合电能表的参数求出转盘转80r时热水器消耗的电能，然后根据P=求出热水器的电功率，利用P=UI、Q=I2Rt以及影响导体电阻大小的因素来分析即可。
2、【答案】0.4；Rf ≥ 10Ω
【解析】【解答】（1）由电路图可知，R2与Rf并联，根据并联电路电阻规律可知，因为并联时，相当于导体变粗了，所以任意大小的电阻与R2并联时，其总电阻都是减小的，即R2与Rf并联的最大总电阻为20Ω．
根据串联电路分压特点可知，R并两端的电压最大，此时电阻R1两端的电压最小；
根据 可知，R1的电功率最小，根据串联电路电阻规律可知，电路总电阻：
则电路中的电流： ，
由欧姆定律得，电阻R1两端的电压： ，则R1的最小电功率： ，
（2）a、b两端不接电阻时，即由第一问可知： ， ，
则c、d两端的空载电压为： ，
由题意知，a、b两端接不同的电阻Rf时，c、d两端的最小电压： ，
则此时电阻R1两端的最大电压： ，
电路中的最大电流： ，
则有： ，
解得： ，
即为a、b两端接入的最小电阻为10Ω，所以Rf的阻值范围应为： ．
【分析】根据并联电路电阻规律求出其总电阻表达式，利用极限求出R2与Rf并联的最大总电阻，利用串联电路分压特点、欧姆定律及电功率公式P=求出R1的最小电功率；a、b两端不接电阻时，根据串联电路特点求出电阻R2两端的电压即为c、d两端的空载电压，由题意求出c、d两端的最小电压，进而此时电阻R1两端的最大电压，利用欧姆定律和串联电路电流特点求出Rf的最小阻值，从而得其阻值范围。
3、【答案】6；9
【解析】【解答】由于灯泡的额定电压为6V，接在电源上时可以正常发光，所以电源电压为6V，若电路的电功率最大，则滑动变阻器的电流达到最大，为1A，滑动变阻器的电功率为P=UI=6V×1A=6W，电路的总功率为3W+6W=9W。
故答案为：6；9。
【分析】当电压达到灯泡的额定电压，灯泡正常发光，根据电压和电流的乘积计算电功率。
4、【答案】6.6×105
【解析】【解答】当开关S闭合，R2被短路，电路中只有R1工作时，电饭锅处于高温加热档。电饭锅处于高温加热档工作10分钟，则产生的热量
【分析】电流通过导体时会产生热量，此现象就是电流的热效应，产生的热量通过焦耳定律Q=I2Rt来计算，通过焦耳定律的表达式可以看出，导体的电阻、通过电流和时间越长，产生的热量越多。
5、【答案】甲；0.4；10.8
【解析】【解答】(1)由图象可知，当U甲=U乙=3V时，I甲=0.3A，I乙=0.6A，由I=可得，甲乙的电阻分别为：R甲===10Ω，R乙===5Ω，所以，甲的电阻较大；
(2)把甲、乙两个电阻串联后接在电压为6V的电源上时，因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I串===0.4A；
(3)当这两个电阻并联后接在6V电源上时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过两电阻的电流分别为：I′甲===0.6A，I′乙===1.2A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路中的电流：I=I′甲+I′乙=0.6A+1.2A=1.8A，电路的总功率为：P=UI=6V1.8A=10.8W.
【分析】根据电压和电流的比值， 计算电阻；利用总电压和总电阻的比值， 计算电流大小；根据干路电流等于各支路电流之和，计算总电流；利用电压和电流的乘积计算电功率。
三、计算题
1、【答案】（1）解：当压力F=600N时，由图乙可知此时压力传感器的电阻R1=150Ω
电路中的电流
电压表示数U0=I1R0=0.018A×100Ω=1.8V
答：当一个重力大小为600 N的中学生站在压力秤上时，电压表的示数为1.8V。
（2）解：总功率P总=UI1=4.5 V×0.018A=0.081W
答：此时电路所消耗的总功率为0.081W。
【解析】【分析】（1）分析电路结构，定值电阻和压敏电阻是串联关系，电流相等，用电器电压之和为电源电压，明确电流表和电压表的测量对象，利用串联电路电压规律和欧姆定律求解即可
（2）结合用电器的额定电流和额定电压，利用功率的公式P=UI求解用电器的功率即可。
2、【答案】解：①由 ，得小灯泡L电阻
②当单刀双掷开关S接1，滑动变阻器的滑片P位于b端时，定值电阻R0消耗电能
代入数据解之得电源电压U=10V；
③当单刀双掷开关S接2时，小灯泡消耗的电功率PL’=I2RL，1.6W= I2 10Ω
解之得I=0.4A，小灯泡电压UL’=IRL=0.4A×10Ω=4V
滑动变阻器的电压U滑=U-UL=10V-4V=6V
滑动变阻器的电功率P滑=U滑I=2.4W
答：①小灯泡L的电阻10Ω；②电源电压10V；③当单刀双掷开关S接2，移动滑动变阻器的滑片P在某一位置时。小灯泡的电功率为1.6W，此时滑动变阻器的电功率2.4W。
【解析】【分析】（1）根据电压电功率可以计算电阻的大小；（2）根据消耗的电能、电阻和时间，可以计算电压的大小；（3）根据电功率和电阻可以计算电流；利用电流和电阻的乘积计算分压大小，利用电压和电流的乘积计算电功率。
3、【答案】（1）解：由电路图可知， 与 串联，电压表测 两端的电压。
因串联电路中各处的电流相等，
所以，当电压表示数为12V时，电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，气敏电阻 两端的电压
则此时气敏电阻的阻值
此时的空气质量指数
由 可知，此空气质量等级为轻度污染。
答：电压表示数为12V时，空气质量等级为轻度污染
（2）解：电压表示数为12V时，定值电阻 的功率为
50s内定值电阻 和气敏电阻 消耗的总电能为
答：电压表示数为12V时，定值电阻 的功率为1.44W；50s内定值电阻 和气敏电阻 消耗的总电能为108J。
【解析】【分析】（1）分析电路结构，定值电阻和气敏电阻串联，电路中的电流变大，根据电流表的量程和欧姆定律求解气敏电阻的阻值，结合对应的公式和表格求解空气质量；
（2）求解电流做功，利用公式W=UIt求解即可，U是用电器两端的电压，I是流过用电器的电流，t是用电器工作的时间。
4、【答案】（1）解：当S接高温挡触点时，电路为R3的简单电路，R3的阻值：R3＝ ＝44Ω，
当S接中温挡触点时，R2、R3串联，则此时电路中的总电阻：R总＝ ＝110Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：R2＝R总﹣R3＝110Ω﹣44Ω＝66Ω；
答：R2的阻值是66Ω；
（2）解：当S接低温挡触点时，R1、R3串联，则加热杯的低温档功率：P低＝ ＝220W；
答：加热杯的低温挡功率是220W；
（3）解：满壶水的体积：V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，
水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，
不计热量损失时，消耗的电能：W＝Q吸＝3.696×105J，
需要的加热时间：t′＝ ＝336s．
答：若不计热量损失，加热杯使用高温挡加热，使1L水从12℃升高到100℃，需要336s
【解析】【分析】（1）结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式R=U2/P求解用电器的电阻；
（2）电压一定时，电阻越大，功率越小，结合电路中的总电阻求解功率即可；
（3）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可；利用水吸收的热量除以加热器的功率即为加热的时间。
5、【答案】（1）解：每分钟水散失的热量等于消耗的电能
答：电开水器每分钟散失的热量是7.26×104 J；
（2）解：电开水器处于保温档，工作10min消耗的电能为
保温档时的实验功率为
保温时，和串联，则
则保温时的实际电压为
答：电开水器处的实际电压为200 V；
（3）解：水的质量为
水吸收的热量为
加热时消耗的电能为
电开水器的加热效率为
答：该过程中电开水器的加热效率是80%。
【解析】【分析】（1）根据电功率和时间的乘积，计算消耗的电能；
（2）根据电能表转盘转数计算消耗的电能；根据电功和时间的比值，计算电功率；利用电压和电功率可以计算电阻；根据实际电功率和电阻，可以计算实际电压；
（3）根据物体的密度和体积的乘积，计算质量，利用物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量；根据电功率和时间的乘积，计算消耗的电能；根据物体吸热的能量和消耗电能的比值， 计算电热效率。
四、实验探究
1、【答案】（1）
（2）B；保护电路
（3）0.75
（4）保持滑片的位置不动；
【解析】【解答】（1）电压表测小灯泡两端的电压，要求滑片向左移动时，电压表示数变大，由可知电路的电流变大，可知电路的电阻变小，变阻器A接线柱连入电路中与灯串联；灯的额定电压为2.5V，故电压表选用0~3V的量程与灯并联，如下图所示：
（2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的B端。
（3）由图乙可知，电流表选用0~0.6A的量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，则该小灯泡的额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W
（4）②保持滑动变阻器的滑片位置不动，断开S2、闭合S1，记下电压表示数U。
在①中，定值电阻与灯串联后再与变阻器串联，电压表测灯的电压，灯正常发光；在②中，电压表测灯与R0的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压U0=U-U额
通过定值电阻的电流
由串联电路电流的规律可知灯的额定电流
小灯泡额定功率表达式
【分析】（1）本实验中，电压表测灯的电压，根据滑片向左移动时，电压表示数变大，由欧姆定律确定变阻器左下接线柱连入电路中与灯串联； 由灯的额定电压为2.5V确定电压表选用小量程与灯并联。
（2）闭合开关前，为保护电路；滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。
（3）根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P=UI得出该小灯泡的额定功率。
（4）要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先将电压表与灯并联，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P=UI可求出灯的额定功率。
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