第十八章 电功率 期末试题选编 2021－2022学年湖南省各地人教版物理九年级全一册（含答案）

第十八章 电功率
一、单选题
1．（2022·湖南邵阳·九年级期末）关于如图所示的电能表，下列说法正确的是（　　）
A．电能表是测量消耗电功率的仪表
B．从表中可以看出，它所测量的电路消耗了200kW·h的电能
C．只将一盏标有“220V，100W”的电灯接在电路中，正常工作10h，转盘转720圈
D．该电能表的单位为焦耳
2．（2022·湖南衡阳·九年级期末）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电热水壶 B．电视机 C．电风扇 D．电冰箱
3．（2022·湖南娄底·九年级期末）标有“220V24W”的甲灯和标有“220V40W”的乙灯铭牌如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻
B．串联后接在220V的电路中，因为通过它们的电流相等，所以一样亮
C．串联后接在220V的电路中，因为甲灯实际功率较大，所以甲灯较亮
D．串联后接在220V的电路中，因为乙灯额定功率较大，所以乙灯较亮
4．（2022·湖南岳阳·九年级期末）如图所示电路（电源电压保持不变），闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向右端移动时，下列说法正确的是
A．电压表示数不变，电流表示数变大
B．电压表示数变大，电流表示数变小
C．电压表示数变小，电流表示数变小
D．电压表示数变大，电阻R1的电功率变大
5．（2022·湖南永州·九年级期末）如图所示电路，电源电压不变，R是定值电阻．将一个“6V 2W”的小灯泡接在a、b两点间，小灯泡恰能正常发光；若换一个“6V 3W”的小灯泡接在a、b两点间，则这个小灯泡（ ）
A．比正常发光时暗些 B．比正常发光时亮些
C．恰能正常发光 D．灯丝将会被烧坏
6．（2022·湖南邵阳·九年级期末）把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作．该电路工作10s定值电阻产生的热量是
A．60J B．36J C．30J D．6J
7．（2022·湖南湘西·九年级期末）德国马克斯普朗克物质结构与动力学研究所参与的国际小组，借助短波红外激光脉冲的帮助，研究人员首次成功地制成室温下的超导体，尽管其维持的时间仅有数百万分之几微秒，这一结果或许有助于开发出更高温度的超导材料，这一材料可以应用于（　　）
A．电饭锅 B．输电导线
C．电炉的电热丝 D．白炽灯泡的灯丝
8．（2022·湖南娄底·九年级期末）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，下列分析正确的是（　　）
A．本次探究实验中没用到控制变量法。
B．通电后，甲图中A、B电阻产生的热量之比是1：2
C．为了探究电热与电阻的关系，应该选择乙实验
D．通电时间相同时，甲装置中左边U形管的高度差更大
9．（2022·湖南常德·九年级期末）一台电动机正常工作时，加在线圈两端的电压为220V，流过线圈的电流是5A，线圈的电阻是10Ω。这台电动机正常运转5分钟产生的热量是（　　）
A．3.3×105 J B．1.1×103 J C．7.5×104J D．250J
二、填空题
10．（2022·湖南益阳·九年级期末）如图所示的电能表的读数是______kW·h；若该电能表的表盘转了360转，则此时的用电器消耗了______kW·h的电能。
11．（2022·湖南益阳·九年级期末）如图甲所示，小灯泡的额定电压为，开关闭合后，小灯泡正常发光，图乙是通过定值电阻和小灯泡的电流与电压关系图像，则小灯泡正常发光时的电流为___________；通电，定值电阻产生的热量为___________。
12．（2022·湖南湘西·九年级期末）如图所示是用来测量电能的仪表，这只电表此时的读数是______，当电路中只有电冰箱接入电路，正常工作，发现此电能表的转盘转过了10转，则这个电冰箱的实际功率______W。
13．（2022·湖南岳阳·九年级期末）如图甲所示，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联在电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R2的功率随其接入电路中的阻值变化规律如图乙所示，则电源电压是______V，滑动变阻器的最大功率是______W。
14．（2022·湖南长沙·九年级期末）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V”字样，它的U I图像如图乙所示。只闭合开关S1时，电流表示数为I1，电阻R1消耗的功率为P1，当开关S1、S2都闭合，此时小灯泡恰好正常发光，电流表示数为I2，电阻R1消耗的功率为P1'，已知R1=R2，P1∶P1'=16∶25。灯泡正常发光时的电阻为______Ω，I1为______A，电源电压为______V。
15．（2022·湖南怀化·九年级期末）计算机的散热电风扇两端的电压为12V，通过它的电流为2A，电风扇线圈的电阻为0.6Ω，则工作10s钟消耗的电能为________J，产生的热量是________J，效率为________。
16．（2022·湖南永州·九年级期末）把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为16V的电源上，小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s，定值电阻产生的热量是______J。
三、实验题
17．（2022·湖南娄底·九年级期末）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电路图如图甲所示，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）根据图甲，用笔画线代替导线，把图乙的实物图连接完整______；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片移到______端（选填“A”或“B”）；
（3）小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，电流表的读数为______A，小灯泡的额定功率为______W；
（4）考虑到电压表的实际电阻对电路的影响，这样测出的小灯泡的额定功率相比真实的额定功率 ______（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
18．（2022·湖南永州·九年级期末）在“测小灯泡电功率”的实验中，实验室为每个小组提供的器材有：电压恒为5v的电源一个，电流表（0~0.6A、0~3A）、电压表（0~3V、0~15V）各一个，开关一个，标有“20 Ω lA”的滑动变阻器一个，导线若干，额定电压为3、8V小灯泡一个。实验前电压表与电流表均已调零。第一小组的同学实验时按如图甲所示方式连接电路。
(1)连接电路时，开关应____ 。（选填“闭合”或“断开”）。
(2)开关闭合前，应把滑动变阻器的滑片调到____。（选填“A”或“B”）端。
(3)闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是_________。
(4)排除故障后，调节滑片到某一位置时，灯恰好正常发光。此时电流表的示数如图乙，则通过小灯泡的电流为_____A，小灯泡的额定功率为____W。
(5)该小组的同学们经过多次实验，记录了多组电压与电流值，并绘出如图丙所示图象。通过分析图象，发现小灯泡灯丝电阻是变化的，这是由于_________________。
(6)第二小组的同学在实验中发现，本组的电压表0~15V的量程已损坏，而0~3V的量程可以使用。经过研究设计了如图丁所示电路，完成了小灯泡功率的测量。实验时，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为____V时，小灯泡正常发光。
(7)第二小组的同学在实验过程中，为保证电表不超量程，小灯泡不超额定值。滑动变阻器接入电路的阻值范围为__________。
19．（2022·湖南·新田县教研室九年级期末）小明和小强在测量小灯泡电功率的实验中，设计了图甲所示的电路图，灯泡L标有“2.5V”的字样。
（1）连接电路时，开关应处于_________状态；在图甲所示的电路中，闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到最___________端；
（2）当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，由此可得，小灯泡的额定功率为___________W；
（3）小强的电流表损坏了，老师告诉他已经没有电流表可换，而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关，小强重新设计了如图丙所示的电路，在不改变该电路连接的情况下，也能正确测出小灯泡的额定功率。正确连接电路后，接下来的实验步骤是：
①闭合开关S、___________，断开开关___________，移动滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为___________V；
②保持滑片位置不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，记下电压表的示数为U2；
③得出小灯泡的额定功率的表达式为：P额＝___________。
20．（2022·湖南岳阳·九年级期末）用如图所示的实验器材探究“在电压一定时，电流的热效应与电阻的关系”。装有煤油的瓶子内电阻丝的长度和粗细都相同，其中甲瓶内是铜丝，乙瓶内是镍铬合金丝。
（1）细心的小红发现还有一根导线没有连接，请你把电路连接完整。______
（2）电流产生热量的多少不易直接测量。因此，在这个实验中是通过观察 _____来显示电流产生热量的多少，这种方法叫“转换法”。
（3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制甲、乙两瓶内煤油的 _____相同。
（4）闭合开关，把滑片移至某一位置进行实验，发现 _____（选填“甲”或“乙”）瓶内温度计的示数升高快。
21．（2022·湖南衡阳·九年级期末）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图所示的实验器材，并完成了电路连接，其中R1>R2。
（1）实验中通过观察_____来比较电阻丝产生热量的多少；
（2）图甲中，通过调节滑片P的位置，可研究电流产生的热量与_____的关系，图乙中电阻丝的连接方式是为了控制_____、_____相同，保持滑动变阻器的滑片P位置不变，通电一段时间后，发现温度升高较多的是甲温度计，说明电流产生的热量与_____有关；
（3）图甲中的实验结论可以解释_____（填“①”或“②”）。
①短路时导线显著发热，引发火灾
②电烙铁通电后，烙铁芯温度很高，而导线几乎不发热
四、计算题
22．（2022·湖南长沙·九年级期末）如图甲是定值电阻和标有“8 V 8 W”灯泡L的I-U关系图象，如图乙所示．电源电压恒定不变，滑动变阻器的最大阻值为12 Ω．当开关S、S2闭合，开关S1断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，灯泡L的实际功率为1W ．求：
（1）灯泡正常发光10s，电流通过灯泡产生的热量；
（2）电源电压；
（3）当开关S、S1、S2同时闭合，调节滑片P，求电路消耗的最大功率．
23．（2022·湖南衡阳·九年级期末）康康家里有一台电火锅，部分技术参数如下表，图甲是其内部电路的工作原理简图，、均为阻值不变的加热电阻，通过开关S、、的通断可实现三个挡位功能的切换，其中是能分别与a、b两掷点相连的单刀双掷开关。
额定电压 220V
高温挡 1100W
低温挡 880W
保温挡 ×××W
（1）电火锅正常工作时，锅内水温随时间变化的图象如图所示。若用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的热效率；
（2）若改用低温挡给（1）问中的水加热，请比较使用高温挡还是低温挡更节能；
（3）求电火锅正常工作时保温挡的电功率。
24．（2022·湖南湘西·九年级期末）如图是一款家庭常用的电热水壶，该电水壶的额定电压为220V，额定功率为1000W，现用此电热水壶将1kg初温为10℃的水加热到50℃，所用时间为7min；求：
（1）水吸收的热量；[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（2）在此期间消耗的电能；
（3）电热水壶的效率。
25．（2022·湖南衡阳·九年级期末）如图甲所示是一则公益广告，浓浓的孝心渗透着社会主义核心价值观。小明给爷爷网购了一台电热足浴盆，其铭牌部分参数如图乙所示。
(1)他为爷爷往足浴盆里加入初温为22℃的水，使之达到最大允许注水量，开始正常加热．控制面板如图丙所示，当温度达到显示温度时，完成加热。求此过程中水所吸收的热量______；[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)此次加热过程耗时10min，求此过程足浴盆的电热效率______；
(3)求此次加热时足浴盆的工作电流______和加热电阻阻值______；(保留1位小数)
(4)加热后，爷爷换成300W档位，泡脚20min，问此次加热和泡脚总共消耗多少电能______。
26．（2022·湖南·新田县教研室九年级期末）如图甲是定值电阻R0和标有“7V；7W”灯泡L的图象信息。将它们接入图乙所示的电路，电源电压恒定不变，滑动变阻器R最大阻值为10。
（1）灯泡正常发光2min，灯泡消耗的电能？
（2）当只闭合开关S、S1，滑片P位于R最右端时，灯泡的实际电压为2V，电源的电压是多少？
（3）该电路如何连接时，电路消耗的功率为最大，电路消耗的最大功率是？
27．（2022·湖南长沙·九年级期末）如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R2，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，L上标有“6V 12W”字样。若只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P滑至A端时，电压表V1的示数为U1，R1消耗的功率为P1，电路中的电流为I1；若此时将滑动变阻器的滑片P滑至B端，电压表V1的示数变为U1′，R1消耗的功率为P1′，此时电路中的电流为I2。已知U1∶U1′1∶2，P1∶P1′9∶1，通过开关的通或断及滑片的移动可知定值电阻R1的最大功率为18W（设灯丝电阻不随温度改变）。求：
（1）灯泡L的电阻；
（2）I1与I2的比值；
（3）只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P滑至B端时，电压表V2的示数。
五、综合题
28．（2022·湖南株洲·九年级期末）如图，在图甲所示并联电路中，R2为定值电阻，电阻R1的阻值可调可读，保持通过干路的电流I＝1A不变。
（1）当R1增大时，R2两端的电压______，通过R1的电流I1______（两空均选填“增大”、“减小”或”不变”）；
（2）若R2标有“0.6A 10Ω”，为保证电路安全，并联电路消耗的总功率不大于多少？( )可变电阻R1的阻值应不大于多少？( )（请写出必要的计算过程）
29．（2022·湖南湘潭·九年级期末）恋恋牌家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲，开关S接不同位置使电饭锅分别处于加热和保温两种状态。某次使用该电饭锅在220V的电压下煮饭过程中，通过的电流随时间变化的图象如图乙。求：
（1）该电饭锅的开关接1时，处于______状态（填“加热”或“保温”），其中R1的阻值是______Ω，R2的阻值是______Ω；
（2）该电饭锅处于保温状态的电功率是多少？( )
（3）该电饭锅此次工作30min共消耗了多少电能？( )
30．（2022·湖南娄底·九年级期末）2021年11月30日，娄底市城市生活垃圾焚烧发电项目点火仪式举行。据了解，该项目列入了国家“十三五”生物质发电规划布局，是娄底市重点公益项目，预计日处理生活垃圾800t，能大力缓解娄底市垃圾填埋占地压力，有效解决垃圾围城难题，为促进地区经济发展、改善环境、建设美丽新娄底作贡献。若每天800t生活垃圾都完全燃烧[生活垃圾的热值q=3×106J/kg]。求：
（1）每天生活垃圾燃烧放出的热量；( )
（2）若上述热量的33%用来发电，则每天可转化的电能为多少J；( )
（3）图甲为市面上流行的新型电饭锅，采用了“聪明火”技术，能自动控制温度变化，其简化电路如图乙所示。当该电饭锅两端电压为220V时，在其煮饭的30min内，通过电饭锅的电流随时间变化的图像如图丙所示，则：
①该电饭锅在高温挡正常工作时开关的闭合情况是___________；
②问题（2）中每天垃圾燃烧转化的电能可使该电饭锅完成多少次煮饭工作？（不考虑电饭锅的使用寿命）( )
参考答案：
1．C
【解析】A．电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表，不是测电功率的仪表，故A错误；
BD．电能表显示数字中最后一位是小数，单位为kW·h，图中电能表示数为20.0kW·h，表示它所测量的电路消耗了20.0kW·h的电能，故BD错误；
C．电灯正常工作的电功率
P=100W=0.1kW
灯正常工作10h消耗的电能
W=Pt=0.1kW×10h=1kW·h
“720r/(kW·h)”表示电路中每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转过720圈，所以，只将一盏标有“220V，100W”的电灯接在电路中，正常工作10h，转盘转720圈，故C正确。
故选C。
2．A
【解析】A．电热水壶工作时主要将电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故A符合题意；
B．电视机工作时主要将电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C．电风扇工作时主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故C不符合题意；
D．电冰箱工作时主要是把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。
故选A。
3．C
【解析】A．根据灯泡的铭牌知道，两灯泡正常发光时电压相等，甲灯的额定功率小于乙灯的额定功率，由知道，甲灯的电阻大于乙灯的电阻，故A错误；
BCD．两灯串联在220V的电路中，因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，由P=I2R知道，甲灯泡的电阻较大，实际功率较大，所以甲灯较亮，故BD错误，C正确。
故选C。
4．D
【解析】由图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，当滑动变阻器的滑片向右移动时， 滑动变阻器连入电路中的电阻变小，电路总电阻减小，而电源电压一定，由 知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大； 根据，电阻R1的电流增大，两端的电压也增大，根据知，电阻R1的电功率变大，可见ABC错误、D正确．
5．A
【解析】根据公式R=可知，当电压相同时，电功率越大，电阻越小，故“6V 2W”的灯泡电阻比“6V 3W”灯泡电阻大；改接后，电路总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路电流变大，对于定值电阻R来说，两端的电压变大，根据串联电路具有分压作用，“6V 3W”灯泡两端的电压将小于6V，所以实际功率小于3W，故比正常暗一些．A符合题意．
6．D
【解析】灯泡正常发光时的电流：IL==0.3A；因串联电路中总电压等于各分电压之和，且小灯泡正常发光， R两端的电压：UR=U-UL=12V-10V=2V，因串联电路中各处的电流相等，该电路工作10s定值电阻产生的热量：Q=W=URIt=2V×0.3A×10s=6J．
7．B
【解析】ACD．电饭锅、电炉的电热丝和白炽灯泡的灯丝都利用电流的热效应来工作，当电阻为零时，用电器便不会发热，这些元件便不能工作了，故ACD不符合题意；
B．超导材料的特点就是电阻为零，当电阻为零时用超导材料传输电能可以减少电能损耗，可用作输电导线，故B符合题意。
故选B。
8．B
【解析】A．甲探究电流产生热量与电阻关系中，控制了电流和通电时间相同；乙探究电流产生热量与电流关系中，控制了电阻和通电时间相同，实验中用到了控制变量法，故A错误；
B．由图甲知道，两电阻串联，左侧电流I左等于右侧电阻丝电流， 由Q=I2Rt知道，甲图中A、B电阻产生的热量之比是1：2，故B正确；
C．乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以,研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误；
D．甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt知道，右侧电阻产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，甲装置中右边U形管的高度差更大，故D错误。
故选B。
9．C
【解析】电动机正常工作时，将电能转化为机械能，同时由于线圈发热产生热量，根据焦耳定律可知
故选C。
10． 201.8
【解析】[1]电能表的读数是201.8kW·h。
[2] 若该电能表的表盘转了360转，则此时用电器消耗了
故此时用电器消耗了。
11． 0.2 2
【解析】[1]由图，小灯泡正常发光时的电压2.5V，电流0.2A。
[2]因为串联，所以电阻电流0.2A，由图电阻分压1V，通电，定值电阻产生的热量为
12． 231.0 240
【解析】[1]电能表上的示数，最后一位是小数，所以为231.0。
[2]消耗电能
实际功率
13． 24 3.6
【解析】[1]闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流；当滑动变阻器接入电路中的阻值为20Ω时，滑动变阻器R2的电功率为3.2W，根据可知
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压
......①
当滑动变阻器接入电路中的阻值为80Ω时，滑动变阻器R2的电功率为3.2W，根据可知
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压
.......②
联立①②得
U=24V，R1=40Ω
[2]根据欧姆定律可知电路中的电流为，根据可知滑动变阻器的电功率为
当滑动变阻器的阻值时，滑动变阻器的功率最大，为
14． 6 0.8 11
【解析】[1]小灯泡正常发光，则小灯泡两端的电压为6V，根据图乙可知，通过小灯泡的电流为1A，根据欧姆定律，小灯泡正常发光时的电阻
[2]当开关S1、S2都闭合时，电路中L和R1串联，小灯泡正常发光，串联电路电流处处相等，电路中的电流为1A，电阻R1消耗的电功率，只闭合开关S1时，电流表示数为I1，电阻R1消耗的功率，则
闭合S2前后，电流之比为
已知I2=1A，则I1=0.8A。
[3]根据图乙可得，当电路中的电流为0.8A时，灯泡两端的电压是3V，且R1=R2，由串联电路的特点和欧姆定律可得，只闭合开关S1时电源电压
U=UL+I1(R1+R2)=UL+2R1I1=3V+2×0.8A×R1
当开关S1、S2都闭合时，电源电压
U=UL+I2R1=6V+1A×R1
因为电源电压不变，解得电源电压R1=5Ω，U=11V。
15． 240 24 90%
【解析】[1]工作10s钟消耗的电能为
[2]产生的热量是
[3]效率为
16．18
【解析】由图可知，灯泡和电阻串联，灯泡正常发光时的电流
小灯泡能正常工作，说明小灯泡两端的电压是10V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以定值电阻两端的电压
UR=U-UL=16V-10V=6V
由串联电路电流的规律可知通过电路的电流
I=IL=0.3A
该电路工作10s，定值电阻产生的热量是
Q=W=URIt=6V×0.3A×10s=18J
17． 电路连接如下
A 0.30 0.75 偏大
【解析】（1）[1]电路连接如下
（2）[2]闭合开关前，应使变阻器连入电路的阻值最大，此变阻器在工作时，电流从B接线柱流入电阻丝之后流出，因此，滑片远离B接线柱时变阻器接入电路的阻值较大。
（3）[3]电流表选用的是0—0.6A量程，一大格为0.1A。此时指针正指在三大格处，故电流表计数为0.3A。
[4]小灯的额定功率为
（4）[5]电压表测量的为小灯两端电压；因电压表与小灯并联，则电流表测的为通过小灯与电压表的总电流，电流表读数大于通过小灯的电流，根据功率计算式P=UI可以知道，功率的测量值偏大。
18． 断开 A 小灯泡短路 0.4 1.52 灯丝电阻随温度而改变 1.2 3Ω~12Ω
【解析】测小灯泡的电功率实验中：
(1)连接电路时，开关应断开。
(2)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调到阻值最大位置，滑片远离下接线柱时阻值最大，所以应调到A端。
(3)电流表有示数，说明电路是连通的，小灯泡不发光，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡短路。
(4)电流表示数如图乙，通过小灯泡的电流为0.4A，小灯泡的额定功率：
P额=U额I=3.8V×0.4A=1.52W。
(5)通过分析图象，发现小灯泡灯丝电阻是变化的，这是由于灯丝电阻随温度而改变 。
(6)实验中电压表0~15V的量程已损坏，而0~3V的量程可以使用。如图丁所示电路，将电压表并联在滑动变阻器两端，根据串联电路的电压关系，当电压表的示数为5V-3.8V=1.2V时，小灯泡两端电压为3.8V，小灯泡正常发光。
(7)在实验过程中，为保证电表不超量程，小灯泡不超额定值。当电压表示数为3V时，小灯泡两端电压为2V，由图丙知电路中电流为0.25A，则滑动变阻器接入电路的阻值最大 ：
Rmax=U/I=3V/0.25A=12Ω；
当小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为1.2V，电路中电流为0.4A，则滑动变阻器接入电路的阻值最小：
Rmin=U/I=(5V-3.8V）/0.4A=3Ω，
滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω~12Ω。
19． 断开 左 0.75 S1 S2 2.5
【解析】（1）[1][2]为了保护电路，在连接电路时开关应处于断开状态；闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处，即最左端。
（2）[3]由乙图知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A；小灯泡的额定电功率
PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W
（3）[4][5][6][7]连好电路后，断开开关S2，闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使得电压表示数为灯泡的额定电压2.5V，此时灯泡正常发光。保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，记下电压表的时数为U2；则定值电阻两端的电压
UR=U2-2.5V
电路中的电流
故小灯泡额定功率的表达式
20． 温度计 通电时间、初温 甲
【解析】（1）[1]因为电压一定，所以两电阻并联，故连接方法如图所示：
（2）[2]实验中通过温度计升高的示数来判断产生热量的多少。
（3）[3]此实验充分显示了控制变量法的应用。注意控制煤油的质量、通电时间和煤油的初温。
（4）[4]根据公式Q＝t得，在电压一定时，电阻越小，产生的热量越多，因为甲导线是铜的，电阻很小，所以甲瓶内温度计的示数升高的多。
21． 温度计示数变化 电流 电流 通电时间 电阻 ①
【解析】（1）[1]电流产生的热量无法直接观察，实验中通过观察温度计示数变化来比较电阻丝产生热量的多少，这种方法叫转换法。因为电流产生热量时，烧瓶中的煤油吸收热量，温度升高，温度计示数变大。
（2）[2]电流产生的热量与电流大小、电阻大小、通电时间有关，图甲滑动变阻器和R1串联接入电路，R1的电阻不变，通过调节滑片P的位置，可以改变通过R1的电流，所以实验控制了电阻和通电时间相同，研究电流产生的热量与电流的关系。
[3][4][5]图乙中两电阻丝串联接入电路，串联电路各处电流相等，所以实验控制电流和通电时间相同，通电一段时间后，发现温度升高较多的是甲温度计，说明通过R1的电流产生的热量多，因R1>R2，所以说明电流产生的热量与电阻有关。
（3）[6]图甲中探究的是电流产生热量与电流的关系。①短路时导线显著发热，引发火灾，是因为通过导线的电流过大；②电烙铁通电后，烙铁芯温度很高，而导线几乎不发热，电烙铁和导线串联接入电路，通过它们的电流相等，烙铁芯温度很高，而导线几乎不发热，是因为电烙铁的电阻大于导线的电阻，故可解释①。
22．（1）80J（2）8V （3）14.4W
【解析】（1）．灯泡灯丝发光是完全利用电流热效应工作的，所以其正常发光10s产生的热量等于其消耗的电能，即：
Q=W=P额t=8W×10s=80J．
（2）．当开关S、S2闭合、S1断开，滑动变阻器滑片P置于b端时，灯泡L与滑动变阻器最大阻值串联，此时灯泡的实际功率为1W ．由甲图可看出，当灯泡实际电压UL=2V时，通过其电流为I=0.5A，实际功率
P=ULI=2V×0.5A=1W．
说明当开关S、S2闭合、S1断开，滑动变阻器滑片P置于b端时，灯泡实际电压UL=2V，电路中电流为I=0.5A．此时滑动变阻器阻值最大，为R2最大=12Ω，根据欧姆定律，则滑动变阻器两端电压为：
UR2=IR2最大=0.5A×12Ω=6V，
根据串联电路电压规律，则电源电压为：
U= UL+UR2=2V+6V=8V．
（3）．当开关S、S1、S2同时闭合时，灯泡L与定值电阻R1并联，再于滑动变阻器R2串联，根据P=可知，电路消耗的功率要最大，则电路的总电阻要最小，即当滑片置于a端时，滑动变阻器阻值为零，电路消耗的功率最大，此时电路中只有灯泡L与定值电阻R1并联．此时UL =U=8V，灯泡正常发光，功率为：
PL=P额=8W．
由甲图可知，R1的电阻为：
R1===10Ω，
则R1消耗的功率为：
PR1===6.4W．
所以电路消耗的最大功率为：
P最大=PL+PR1=8W+6.4W=14.4W．
答：（1）．灯泡正常发光10s，电流通过灯泡产生的热量为80J；
（2）．电源电压为8V；
（3）．当开关S、S1、S2同时闭合，调节滑片P，求电路消耗的最大功率为14.4W．
23．（1）；；（2）高温挡更节能；（3）
【解析】解：（1）水吸收的热量
由图可知，用高温档将水从50℃的水加热到60℃所需要的时间t1=3min=180s，这个过程消耗的电能
电火锅的热效率
（2）由图可知改用低温挡给（1）问中的水从50℃的水加热到60℃所需要的时间t2=5min=300s，这个过程消耗的电能
，所以使用高温档更节能。
（3）分析电路，当闭合开关S、S1，开关S2接b，电路中只有R1接入电路，电路处于低温档，则流过R1的电流
R1的电阻
当闭合开关S、S1、S2接b，电路中R1、R2并联接入电路，电路处于高温档，此时电路总电流
流过R2的电流
R2的电阻
当闭合开关S、S2接a时，电路中R1、R2串联接入电路，电路处于保温档，此时电路总电阻
电路保温功率
答：（1）水吸收的热量为；电火锅的热效率为；
（2）高温挡更节能；
（3）电火锅正常工作时保温挡的电功率为。
24．（1）1.68×105J；（2）4.2×105J；（3）40%
【解析】解：（1）水吸收的热量为
（2）电热水壶正常工作的电功率：P额＝1000W，电热水壶工作的时间为
电热水壶消耗的电能为
（3）电热水壶的效率为
答：（1）水吸收的热量为1.68×105J；
（2）在此期间消耗的电能为4.2×105J；
（3）电热水壶的效率为40%。
25． 4.2×105J 87.5% 3.6A 60.5Ω 8.4×105J
【解析】解：(1)[1]水吸收的热量
(2)[2]由图丙指示灯可知，加热时足浴盆的功率P=800W，则足浴盆加热10min消耗的电能
足浴盆的电热效率
(3)[3][4]此次加热时足浴器的功率P=800W，由P=UI得，此时足浴器的工作电流
由可得，加热电阻的阻值
(4)[5]加热后，爷爷换成300W档位，泡脚20min，则泡脚时足浴盆消耗的电能：
加热和泡脚总共消耗总电能
答：(1)此过程中水所吸收的热量是4.2×105J；
(2)此次加热过程耗时10min，此过程足浴盆的电热效率是87.5%；
(3)此次加热时足浴盆的工作电流是3.6A，加热电阻阻值是60.5Ω；
(4)加热后，爷爷换成300W档位，泡脚20min，此次加热和泡脚总共消耗电能为8.4×105J。
26．（1）840J；（2）7V；（3）见解析；11.9W
【解析】解：（1）灯正常发光2min，灯泡消耗的电能
W＝PLt＝7W×2×60s＝840J
（2）当只闭合开关S、S1，滑片位于R最右端时，灯L与R的最大值串联。由图甲可知，当UL＝2V，IL＝0.5A时，此时通过R的电流
IR＝IL＝0.5A
电源电压为
U＝UL +UR=UL＋IRR＝2V＋0.5A×10Ω＝7V
（3）当开关均闭合，滑片位于最左端时，灯L与R0并联，总电阻最小，电路总功率最大，此时灯恰好正常发光，由图甲可知，当R0两端的电压U0＝2V时，I0＝0.2A，故R0的阻值为
所以电路消耗的最大功率为
答：（1）灯泡正常发光2min，灯泡消耗的电能为840J；
（2）当只闭合开关S、S1，滑片P位于R最右端时，灯泡的实际电压为2V，电源的电压7V；
（3）当开关均闭合，滑片位于最左端时，灯L与R0并联，总电阻最小，电路总功率最大，最大功率11.9W。
27．（1）3Ω；（2）3∶1；（3）1.2V
【解析】解：（1）L上标有“6V 12W”字样，当灯泡正常发光时，灯泡的电功率为12W，灯泡两端的电压为6V，根据可知，灯泡的电阻
（2）若只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P滑至A端时，电路为R1和L的串联电路，滑动变阻器的阻值为0Ω，R1消耗的功率，将滑动变阻器的滑片P滑至B端，电路为R1、RP、L的串联电路，滑动变阻器的最大阻值接入电路中，则此时R1消耗的功率，由题意可知，P1∶P1′ = 9∶1，则
则。
（3）由欧姆定律可得，电压表V1两次的示数之比
即
解得RP=5R1，滑片移动前后
根据以上两式，解得R1=2Ω， RP=10Ω，同时闭合S1和S3或所有开关都闭合时，R1的功率最大
解得电源电压U=6V，将滑动变阻器的滑片P滑至B端时，电路中的电流
根据欧姆定律可得，电压表V2的示数
U2=I2RL=0.4A×3Ω=1.2V
答：（1）灯泡L的电阻为3Ω；
（2）I1与I2的比值为3∶1；
（3）电压表V2的示数为1.2V。
28． 变大 变小 6W 15Ω
【解析】（1）[1][2]当R1增大时，由并联电路电阻规律可知电路的总电阻变大，由于干路电流为1A不变，由
得，并联电路两端电压变大；由得，通过定值电阻R2的电流变大，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且干路电流不变，所以通过R1的电流变小。
（2）[3]由可知，R2两端允许的最大电压
并联电路中各支路两端电压相等，所以并联电路两端允许的最大电压为6V，并联电路消耗的最大总功率
[4]通过R1的最小电流
由得，R1接入电路的最大值
29． 加热 55 165 220W 0.22kW·h##7.92×105J
【解析】（1）[1]由图甲知，开关接1时，R1单独工作，电路中的电阻较小，开关接2时，R1、R2串联在电路中，电路中的总电阻较大，据知，电阻较小时，电路中的电功率较大，所以开关接1时，电饭锅处于加热状态。
[2]由图乙知，电饭锅处于加热状态时，电路中的电流为4A，保温状态时，电路中的电流为1A。则R1的阻值为
[3]电饭锅处于保温状态时，电路的总电阻
所以，R2的阻值为
R2=R总-R1=220Ω-55Ω=165Ω
（2）[4]电饭锅处于保温状态的电功率
P保温=UI2=220V×1A=220W
（3）[5]电饭锅处于加热状态的电功率
P加热=UI1=220V×4A=880W
由图乙知，电饭锅工作30min时，加热用时10min，保温用时20min，则消耗的电能
W=P1t1+P2t2=880W×10×60s+220W×20×60s=7.92×105J
30． 2.4×1012J 7.92×1011J S、S1都闭合 8×105次
【解析】（1）[1]每天生活垃圾完全燃烧放出的热量
Q放=mq=800×103kg×3×106J/kg=2.4×1012J
（2）[2]放出热量转化的电能
W=Q放η=2.4×1012J×33%=7.92×1011J
（3）①[3]由图乙知，开关S、S1都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路中的总电阻较小，据 知，此时电路消耗的电功率较大，为高温挡；开关S闭合、S1断开时，电路中只有R1工作，电路中的电阻较大，处于低温挡。
②[4]由图丙知，电饭锅煮一次饭过程中，高温档电流I1=3A，工作时间
t1=10min+5min=15min
低温档电流I2=2A，工作时间
t2=5min+10min=15min
所以煮一次饭消耗的电能
W1=UI1t1+UI2t2=220V×3A×15×60s+220V×2A×15×60s=9.9×105J
则每天燃烧垃圾放出的热量转化成的电能可使电饭锅完成煮饭的次数