第六章 电功率 期末复习题二-2022-2023学年教科版九年级上册物理（含答案）

2022年教科版九年级第六章 电功率 期末复习题二
一．选择题（共7小题）
1．将规格都是“220V 100W”的电风扇、电视机各一个并联在220V的电路中，工作相同时间，下列说法正确的是（　　）
A．两个用电器消耗的电能一样多
B．电风扇消耗的电能多
C．电视机消耗的电能多
D．它们消耗的电能都转化为了内能
2．某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（　　）
A．2V B．3V C．4V D．5V
3．如表所示为某品牌空调室外机的铭牌，当空调正常工作时，下列说法中正确的是（　　）
额定电压 220V
额定频率 50Hz
制冷/制热额定功率 800/900W
最大输入功率 970W
制冷剂名称及注入量 R22/0.6kg
防水等级 IPX4
室外机质量 24kg
A．空调制热时比制冷时消耗的电能多
B．空调制冷时每小时耗电为800kW h
C．室外机消耗的电能最大可达970W
D．空调制热时比制冷时电流做功更快
4．关于如图所示的电能表，下列说法正确的是（　　）
A．家庭电路中，电能表应安装在空气开关（或熔丝）之后
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．该电能表允许通过的最大电流为10A
5．如图电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻R1的功率为0.8W；当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，电压表的示数变化了1V。下列结果正确的是（　　）
A．电源电压为8V
B．R1的阻值为20Ω
C．电路变化前后电流之比为3：2
D．电路总功率变化了1.2W
6．如图电路电源电压不变，滑动变阻器为“20Ω 0.5A”，小灯泡的额定电压为6V，电流表的量程为“0～0.6A”。只闭合开关S时小灯泡正常发光，将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处，再闭合开关S1，电流表的示数为0.5A，闭合开关S1、S2，在电路安全情况下，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡的额定功率为1.2W
B．电路的最大功率为3W
C．电路功率最小时工作10s所消耗的电能为12J
D．滑动变阻器连入的阻值范围是12Ω～20Ω
7．如图所示，已知电阻R1＝20Ω、R2＝10Ω，当开关闭合后，下列说法正确的是（　　）
A．通过R1与R2的电流之比为2：1
B．R1与R2两端的电压之比为1：1
C．R1与R2消耗的电功率之比为1：1
D．相同时间内R1与R2产生的热量之比为2：1
二．填空题（共10小题）
8．如图将L1、L2两灯泡串联接入电路中，观察到灯泡L1比灯泡L2更亮，该电路可以验证电功大小与 　 　的关系，同时我们还可以判断此时两灯的电阻关系为R1　 　R2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
9．如图所示是某款汽车后档风玻璃，玻璃内均匀分布8条相同的线状加热电阻丝。若冬季汽车后挡风玻璃中有一条加热电阻丝不除霜了，原因是电阻丝出现 　 　（选填短或断）路，由此判断8条线状加热电阻丝是 　 　（选填串或并）联的，理由是 　 　；若一条电阻丝的额定功率为0.25W，后挡风玻璃的8条电阻丝的正常工作10min消耗的电能是 　 　J。
10．某同学家中有一台电热饮水机，铭牌上部分信息如图所示，饮水机加热电阻不受温度影响。关闭家中其它用电器，只让该饮水机单独工作，电能表转盘转了50转用时60s，电能表参数如图所示，则该饮水机在这段时间内消耗的电能为 　 　J，此时家中的实际电压为 　 　V。
11．如图所示的电路中，电源电压U不变，r、R1和R均为定值电阻，其中r＝1Ω，R1＝14Ω，S1为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关。闭合S1，将S2掷于1端，电压表V的示数U1＝2.8V；将S2切换到2端，电压表V的示数U2＝2.7V。则r消耗的功率变化了 　 　。
12．如图甲所示为一种常见的电热油汀取暖器，工作简化电路如图乙所示，它有高、中、低三个挡位，开关可以在0～4之间移动，取暖器的具体参数如表所示，其中R1、R2、R3均为电热丝。
额定电压 220V 额定频率 50Hz
加热片数 11 挡位选择 三挡调节
额定功率　2000W/1210W/800W
（1）当前取暖器处于 　 　挡位；
（2）某次取暖器使用高挡和低挡共消耗电能4.8kW h，已知高挡正常工作时间为1h，则低挡正常工作时间为 　 　。
13．一灯接在电源电压上，电路中的电流为I1，此时灯泡消耗的电功率是16W；在这个电路中串联一个定值电阻R0，此时电路中的电流为I2，小灯泡上消耗的电功率变成了9W，不考虑灯泡电阻随温度的变化，则I1：I2＝　 　，电路中R0消耗的电功率为 　 　W。
14．如图甲是新型厨房小家电“空气炸锅”，它利用热空气流加热食物，工作电路如图乙。工作时，若炸锅内温度高于预设温度，温控开关自动断开，电热管停止加热；当炸锅内温度低于预设温度，温控开关自动闭合，电热管重新开始加热，以维持炸锅内温度为预设温度。已知电风扇的额定功率为22W，电热管的电阻R为44Ω。
（1）该用电器应使用 　 　孔插座，如要增加“抽锅”断电功能，现有电路中还需增加一个 　 　；
（2）炸食物的过程是以 　 　方式增加食物的内能，当电风扇和电热管同时工作时，电路中总电流为 　 　A；只使用“空气炸锅”定时正常工作20min，期间加热和吹风的时间比为3：4，家中标有“3000imp/（kW h）”的电能表将闪烁 　 　次。
15．如图所示的电路，电源电压为15V且保持不变，R0为定值电阻。闭合开关S，调节滑动变阻器R，发现电流表A的示数从0.3A变为0.5A，电压表V的示数改变了5V，则定值电阻R0＝　 　Ω，滑动变阻器R消耗的电功率变化了 　 　W。
16．如图所示的电路中，R1为定值电阻，电源电压保持不变。闭合开关S，R2接入的阻值为2Ω时，电流表的示数为I，电压表示数为U2；移动滑片P到另一位置时，电流表示数为I'，电压表示数为U2'，此时电路的总功率为9W。已知I：I'＝3：1，U2：U2'＝3：4，则电源电压U＝　 　V。
17．两盏灯泡L1和L2分别标有“3V，1.5W”和“6V，1.8W”字样，将它们串联后接入电路使用，那么电路两端电压不能超过 　 　V；将它们并联后接入电路使用时，其中一盏灯能正常发光，正常发光的灯是 　 　（选填“L1”或“L2”），另一盏灯的实际功率是 　 　W。
三．实验探究题（共1小题）
18．某物理实验小组的实验过程如下：
【实验名称】测量小灯泡的电功率。
【实验器材】额定电压为2.5V的小灯泡（电阻约10Ω）、电压为6V的电源、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω 1A）、开关、导线若干。
【实验步骤】
（1）用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整（要求：滑动变阻器连入电路时阻值最大）；
（2）实验进行顺利，得到部分数据如表，则小灯泡的额定功率为 　 　W；
实验次数 电压U/V 电流I/A 小灯泡亮度 电功率P/W
1 2.5 0.30
2 1.5 0.22
3 3.0 0.32
【拓展】好学的小明同学又向老师要了一个R0＝20Ω的定值电阻，用来替换电路中的电流表。替换后电路如图乙所示，并设计下列方案测量小灯泡的额定功率：
（1）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压；
（2）保持滑片位置不变，电压表改接到b、c两点上，测定值电阻两端的电压；
（3）计算小灯泡的额定功率。
但实验中发现此方案无法测出小灯泡的额定功率，其原因是：　 　。
四．计算题（共2小题）
19．如图为某小区供电设备向居民楼输电的示意图。当居民楼内的用户用电器的总功率P为22kW时，居民楼内的用户用电器两端的实际电压U2为220V。
（1）通过输电线的电流是多大？
（2）若输电线的总电阻r为0.2Ω，则供电设备的输出电压U1为多大？
（3）电线上的10分钟产生了多少热量？
20．改革开放以来，人民生活水平得到了显著提高，欣欣家购买了某品牌智能足浴盆，它具有自动加温、振动按摩、无线遥控功能，对养生具有一定的价值。其加热部分的简化等效电路如图乙所示，其按摩部分是由独立工作的两个电动机完成，主要参数如表。
（1）当开关S断开时处于保温状态还是加热状态？
（2）保温功率是多少？
（3）足浴盆开启加热状态后（电动机不工作），关闭其他用电器，如图丙中的电能表铝盘在3min内转过了125圈，请你试着求一下当时欣欣家的实际电压。
**牌智能足浴盆
额定电压 220V
内盆容量 9L
加热功率 1210W
R2 510Ω
单个电动机功率 22W
设定温度范围 30～45℃
2022年教科版九年级第六章 电功率 期末复习题二
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
1．将规格都是“220V 100W”的电风扇、电视机各一个并联在220V的电路中，工作相同时间，下列说法正确的是（　　）
A．两个用电器消耗的电能一样多
B．电风扇消耗的电能多
C．电视机消耗的电能多
D．它们消耗的电能都转化为了内能
【分析】由题意知，两种用电器的额定电压都是220V，额定功率都是100W；家庭电路电压是220V，把这两个用电器接入家庭电路，两个用电器都正常工作，实际功率相同都等于额定功率，通电时间相同，根据W＝Pt可知消耗的电能相同；通过分析两种用电器工作时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器。
【解答】解：ABC、两用电器接入家庭电路中时它们两端的电压均为U＝220V，实际功率P实＝P额＝100W，由P的变形式W＝Pt可知，通电时间相同时，两用电器消耗的电能相同，故A正确，BC错误；
D、电风扇中的电动机将电能转化机械能和内能，电视机将电能转化为光能和内能，故D错误。
故选：A。
2．某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（　　）
A．2V B．3V C．4V D．5V
【分析】在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍，且充电电能等于待机电能，已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，得出充电功率，根据P＝UI可知充电器的充电电压。
【解答】解：在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍，且充电电能等于待机电能，已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，可知充电功率P′＝50P＝50×0.2W＝10W，
根据P＝UI可知充电器的充电电压U5V。
故选D。
3．如表所示为某品牌空调室外机的铭牌，当空调正常工作时，下列说法中正确的是（　　）
额定电压 220V
额定频率 50Hz
制冷/制热额定功率 800/900W
最大输入功率 970W
制冷剂名称及注入量 R22/0.6kg
防水等级 IPX4
室外机质量 24kg
A．空调制热时比制冷时消耗的电能多
B．空调制冷时每小时耗电为800kW h
C．室外机消耗的电能最大可达970W
D．空调制热时比制冷时电流做功更快
【分析】（1）知道电功率、时间，利用W＝Pt可以比较消耗电能多少；
（2）利用W＝Pt计算空调制冷时每小时消耗的电能；
（3）室外机消耗的电能的单位是J或kW h，瓦特（W）是电功率的单位；
（4）电功率是表示电流做功快慢的物理量，电功率大表示电流做功快。
【解答】解：A、由W＝Pt可知，要比较消耗电能多少，需要知道电功率、时间，不知道制热、制冷时间，无法比较消耗电能多少，故A错误；
B、空调制冷时每小时消耗的电能W＝P冷t＝0.8kW×1h＝0.8kW h，故B错误；
C、室外机消耗的电能的单位是J或kW h，瓦特（W）是电功率的单位，故C错误；
D、空调制热时功率比制冷时功率大，说明空调制热时比制冷时电流做功更快，故D正确。
故选：D。
4．关于如图所示的电能表，下列说法正确的是（　　）
A．家庭电路中，电能表应安装在空气开关（或熔丝）之后
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．该电能表允许通过的最大电流为10A
【分析】（1）为了预防偷电，家庭电路中电能表应安装在空气开关（或熔丝）之前；
（2）电能表显示数字中最后一位是小数，单位为kW h；
（3）利用公式W＝Pt求出该电灯正常工作10h消耗的电能，而“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，据此可求转盘转动的圈数；
（4）“10（20）A”中，10A是指电能表的标定电流，20A是指平时工作允许通过的最大电流。
【解答】解：A、为了预防偷电，家庭电路中电能表应安装在空气开关（或熔丝）之前，故A错误；
B、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B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；
D、“10（20）A”表示电能表的标定电流为10A，平时工作允许通过的最大电流为20A，故错误。
故选：C。
5．如图电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻R1的功率为0.8W；当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，电压表的示数变化了1V。下列结果正确的是（　　）
A．电源电压为8V
B．R1的阻值为20Ω
C．电路变化前后电流之比为3：2
D．电路总功率变化了1.2W
【分析】（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压；由滑片的移动和电压表示数变化可知滑片滑到中点时电压表的示数，则由欧姆定律可表示出滑片在不同位置时滑动变阻器两端的电压与电源电压、电阻间的关系，联立可解得R1与R2最大值之间的关系及电源的电压；
（2）当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻两端的电压为U1＝6V﹣4V＝2V，根据定值电阻R1的功率为0.8W算出R1和R2的阻值；
（3）根据I以及I求出电路前后电流之比；
（4）根据△P＝P2总﹣P1总算出电路总功率的变化。
【解答】解：（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端的电压，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，当滑片在B处时，电路中的电流：
I1，
则滑动变阻器两端的电压：
U2＝I1×R2R2＝4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由图知，当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，滑动变阻器的电阻减小，由串联分压的规律可知，电压表的示数减小，即此时滑动变阻器两端电压为U2＝4V﹣1V＝3V，
同理可得，此时滑动变阻器两端的电压：U2′3V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
用①式比②式可得：，
解得：R2＝2R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
将③代入①式可得：2R1＝4V，
解得：U＝6V，故A错误；
（2）当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻两端的电压为U1＝6V﹣4V＝2V，
此时定值电阻R1的功率为0.8W，即；P10.8W，
解得：R1＝5Ω，
则R2＝2R1＝2×5Ω＝10Ω，故B错误；
（3）电路变化前后电流之比为I1：I2：：，故C错误；
（4）电路总功率变化了：ΔP＝P2总﹣P1总1.2W，故D正确。
故选：D。
6．如图电路电源电压不变，滑动变阻器为“20Ω 0.5A”，小灯泡的额定电压为6V，电流表的量程为“0～0.6A”。只闭合开关S时小灯泡正常发光，将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处，再闭合开关S1，电流表的示数为0.5A，闭合开关S1、S2，在电路安全情况下，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡的额定功率为1.2W
B．电路的最大功率为3W
C．电路功率最小时工作10s所消耗的电能为12J
D．滑动变阻器连入的阻值范围是12Ω～20Ω
【分析】（1）只闭合开关S2时，电路为灯泡的简单电路，电流表测电路中的电流，根据额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压；将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处，再闭合开关S1时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联，电流表测干路电流，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过灯泡的电流不变，利用并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过滑动变阻器的电流，利用并联电路的电流特点求出通过灯泡的电流，利用P＝UI求出小灯泡的额定功率；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，干路电流最小，电路功率最小，利用W＝UIt求出此时工作10s所消耗的电能；
（3）根据并联电路的电流特点求出电流表的示数为0.6A时通过滑动变阻器的电流，然后与滑动变阻器允许通过的最大电流相比较确定通过滑动变阻器的最大电流，从而得出干路的最大电流，利用P＝UI求出此时电路的最大功率；
（4）当通过滑动变阻器的电流最大时接入电路中的电阻最小，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出其大小，然后求出滑动变阻器连入的阻值范围。
【解答】解：
A．只闭合开关S2时，电路为灯泡的简单电路，电流表测电路中的电流，由小灯泡正常发光可知，电源的电压U＝UL＝6V；
将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处，再闭合开关S1时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过灯泡的电流不变，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通过滑动变阻器的电流：I滑0.3A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过灯泡的电流：IL＝I﹣I滑＝0.5A﹣0.3A＝0.2A，
则小灯泡的额定功率：PL＝ULIL＝6V×0.2A＝1.2W，故A正确；
C、当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，干路电流最小，电路功率最小，
则此时工作10s所消耗的电能：W＝UIt＝6V×0.5A×10s＝30J，故C错误；
B、当电流表的示数I′＝0.6A时，通过滑动变阻器的电流：I滑′＝I′﹣IL＝0.6A﹣0.2A＝0.4A＜0.5A，
所以，通过滑动变阻器的最大电流为0.4A，电路的最大电流为0.6A，此时电路的功率最大，
则电路的最大功率：P大＝UI′＝6V×0.6A＝3.6W，故B错误；
D、当通过滑动变阻器的最大电流为0.4A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
则：R滑小15Ω，
所以，滑动变阻器连入的阻值范围是15Ω～20Ω，故D错误。
故选：A。
7．如图所示，已知电阻R1＝20Ω、R2＝10Ω，当开关闭合后，下列说法正确的是（　　）
A．通过R1与R2的电流之比为2：1
B．R1与R2两端的电压之比为1：1
C．R1与R2消耗的电功率之比为1：1
D．相同时间内R1与R2产生的热量之比为2：1
【分析】由电路图可知，两电阻串联，根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流之比，利用欧姆定律变形公式U＝IR求出两电阻两端的电压之比，根据P＝UI求出两电阻消耗的电功率之比，根据Q＝I2Rt求出相同时间内R1与R2产生的热量之比。
【解答】解：由电路图可知，两电阻串联，R1：R2＝20Ω：10Ω＝2：1，
A、因串联电路中各处的电流相等，所以，通过R1与R2的电流之比为1：1，故A错误；
B、由U＝IR可得，两电阻两端的电压之比为U1：U2＝IR1：IR2＝R1：R2＝2：1，故B错误；
C、由P＝UI可得，R1与R2消耗的电功率之比为P1：P2＝U1I：U2I＝U1：U2＝2：1，故C错误；
D、根据Q＝I2Rt可得，相同时间内R1与R2产生的热量之比为Q1：Q2＝I2R1t：I2R2t＝R1：R2＝2：1，故D正确。
故选：D。
二．填空题（共10小题）
8．如图将L1、L2两灯泡串联接入电路中，观察到灯泡L1比灯泡L2更亮，该电路可以验证电功大小与 　电压　的关系，同时我们还可以判断此时两灯的电阻关系为R1　大于　R2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【分析】将L1、L2两灯泡串联接入电路中，观察到灯泡L1比灯泡L2更亮，说明L1的实际功率大于L2的实际功率，根据电功率公式P＝UI可知两灯的电压关系，然后根据电功公式W＝UIt推断验证关系；据电功率公式P＝I2R的变形公式R推导R1和R2大小关系。
【解答】解：将L1、L2两灯泡串联接入电路中，观察到灯泡L1比灯泡L2更亮，说明L1的实际功率大于L2的实际功率；串联电路中各处电流相等，根据P＝UI可知，L1两端的电压大于L2两端的电压；根据电功公式W＝UIt可知，在电流和时间相同时，电压越大，电流做功越多，因此可以验证电功大小与电压的关系；
根据电功率公式P＝I2R的变形公式R可知，电流相等时，用电器电功率越大，电阻越大，因此R1大于R2。
故答案为：电压；大于。
9．如图所示是某款汽车后档风玻璃，玻璃内均匀分布8条相同的线状加热电阻丝。若冬季汽车后挡风玻璃中有一条加热电阻丝不除霜了，原因是电阻丝出现 　断　（选填短或断）路，由此判断8条线状加热电阻丝是 　并　（选填串或并）联的，理由是 　多条电阻丝相互独立工作，互不影响　；若一条电阻丝的额定功率为0.25W，后挡风玻璃的8条电阻丝的正常工作10min消耗的电能是 　1200　J。
【分析】并联电路各支路互不影响，串联电路电流只有一条路径，一个用电器不工作，其它用电器也不能工作；
根据W＝Pt求出8条电阻丝正常工作10min消耗的电能。
【解答】解：冬季若有一条加热电阻丝不除霜了，原因是电阻丝出现断路，其他电阻丝可以正常工作，即各电阻丝互不影响，说明玻璃中的各电阻丝的连接方式是并联的；
8条电阻丝的正常工作10min消耗的电能为：W＝Pt＝8×0.25W×600s＝1200J。
故答案为：断；并；多条电阻丝相互独立工作，互不影响；1200。
10．某同学家中有一台电热饮水机，铭牌上部分信息如图所示，饮水机加热电阻不受温度影响。关闭家中其它用电器，只让该饮水机单独工作，电能表转盘转了50转用时60s，电能表参数如图所示，则该饮水机在这段时间内消耗的电能为 　60000　J，此时家中的实际电压为 　219　V。
【分析】（1）根据电表的参数进行简单的计算。
（2）根据和计算家庭电路的实际电压。
【解答】解：根据电能表参数得到该饮水机在这段时间消耗的电能为：；
饮水机加热器的电阻为：；
此时的实际功率为：；
此时的实际电压为：。
答案：60000；200。
11．如图所示的电路中，电源电压U不变，r、R1和R均为定值电阻，其中r＝1Ω，R1＝14Ω，S1为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关。闭合S1，将S2掷于1端，电压表V的示数U1＝2.8V；将S2切换到2端，电压表V的示数U2＝2.7V。则r消耗的功率变化了 　0.05W　。
【分析】闭合S1，将S2掷于1端时，电阻R1和r串联，电压表测量R1两端的电压，知道电压表的示数和电阻R1的阻值，根据欧姆定律计算通过R1的电流；
根据串联电路电流的规律判断通过r的电流，根据串联短路电压的规律计算电阻r两端的电压，根据P＝UI计算r的电功率；
根据串联电路电压的规律计算电源电压；
将S2切换到2端，电阻R和r串联，电压表测量R两端的电压，知道电源电压和此时电压表的示数，根据串联电路电压的规律计算r两端的电压；
根据欧姆定律计算通过r的电流，根据P＝UI计算r消耗的功率；
计算两个功率之差即为r消耗的功率变化量。
【解答】解：闭合S1，将S2掷于1端时，电阻R1和r串联，电压表测量R1两端的电压，通过R1的电流为I10.2A，
串联电路中电流处处相等，所以通过r的电流Ir＝I1＝0.2A，
电阻r两端的电压Ur＝Irr＝0.2A×1Ω＝0.2V，
r消耗的功率Pr＝UrIr＝0.2V×0.2A＝0.04W，
因为串联电路电源电压等于各用电器两端的电压之和，所以电源电压为U＝U1+Ur＝2.8V+0.2V＝3V，
将S2切换到2端，电阻R和r串联，电压表测量R两端的电压，根据串联电路电压的规律知，r两端的电压为Ur′＝U﹣U1′＝3V﹣2.7V＝0.3V，
通过r的电流Ir′0.3A，
r消耗的功率Pr′＝Ur′Ir′＝0.3V×0.3A＝0.09W，
r消耗的功率的变化量为ΔP＝Pr′﹣Pr＝0.09W﹣0.04W＝0.05W。
故答案为：0.05W。
12．如图甲所示为一种常见的电热油汀取暖器，工作简化电路如图乙所示，它有高、中、低三个挡位，开关可以在0～4之间移动，取暖器的具体参数如表所示，其中R1、R2、R3均为电热丝。
额定电压 220V 额定频率 50Hz
加热片数 11 挡位选择 三挡调节
额定功率　2000W/1210W/800W
（1）当前取暖器处于 　低　挡位；
（2）某次取暖器使用高挡和低挡共消耗电能4.8kW h，已知高挡正常工作时间为1h，则低挡正常工作时间为 　3.5h　。
【分析】（1）电路连接方式，比较不同状态下的电阻，由公式P判定功率的大小并判断出电路所处的状态；
（2）由P算出中温挡正常工作时间为1h消耗的电能，用总电能减去中温挡消耗的电能就是低温挡正常工作消耗的电能，由P算出低温挡正常工作时间。
【解答】解：（1）由图知若开关处于1﹣2挡位时，R2、R3串联，电阻大，根据公式P知功率小，为低温挡；
若开关处于2﹣3挡位时，只有电阻R2工作，电阻较大，根据公式P知功率较小，为中温挡；
若开关处于3﹣4挡位时，R1、R2并联，电阻小，根据公式P知功率大，为高温挡；
当前取暖器处于低挡位；
（2）由P得高温挡正常工作时间为1h消耗的电能为：
W高＝P高t高＝2000×10﹣3kW×1h＝2kW h，
低温挡正常工作消耗的电能为：
W低＝W﹣W高＝4.8kW h﹣2kW h＝2.8kW h，
由P得低温挡正常工作时间为：
t低3.5h。
故答案为：（1）低；（2）3.5h。
13．一灯接在电源电压上，电路中的电流为I1，此时灯泡消耗的电功率是16W；在这个电路中串联一个定值电阻R0，此时电路中的电流为I2，小灯泡上消耗的电功率变成了9W，不考虑灯泡电阻随温度的变化，则I1：I2＝　4：3　，电路中R0消耗的电功率为 　3　W。
【分析】当电路中只有灯泡时，根据P＝I2R得出此时电路中的电流表达式，同理，得出当灯泡和R0串联时，电路中的电流表达式，将两组电流表达式求比，代入相关数据，即可求出电流的比值；
当灯泡和R0串联时，电路中消耗的总功率等于各个用电器的电功率之和，由此可得出电路中R0消耗的功率等于总功率减去小灯泡上消耗的电功率，再利用P＝UI将其展开，代入相关数据即可求出电路中R0消耗的功率。
【解答】解：当电路中只有灯泡时，由P＝I2R可知此时电路中的电流：I1；
当灯泡和R0串联时，由P＝I2R可知此时电路中的电流：I2；
则I1：I24：3；
电路中R0消耗的功率为：P0＝P总﹣P2＝I2U﹣P2I1U﹣P2P1﹣P29W＝3W。
故答案为：4：3；3。
14．如图甲是新型厨房小家电“空气炸锅”，它利用热空气流加热食物，工作电路如图乙。工作时，若炸锅内温度高于预设温度，温控开关自动断开，电热管停止加热；当炸锅内温度低于预设温度，温控开关自动闭合，电热管重新开始加热，以维持炸锅内温度为预设温度。已知电风扇的额定功率为22W，电热管的电阻R为44Ω。
（1）该用电器应使用 　三　孔插座，如要增加“抽锅”断电功能，现有电路中还需增加一个 　开关　；
（2）炸食物的过程是以 　热传递　方式增加食物的内能，当电风扇和电热管同时工作时，电路中总电流为 　5.1　A；只使用“空气炸锅”定时正常工作20min，期间加热和吹风的时间比为3：4，家中标有“3000imp/（kW h）”的电能表将闪烁 　846　次。
【分析】（1）按照安全用电原则，电水壶的金属外壳必须接地，应采用三脚插头及三孔插座，可以防止外壳漏电时发生触电事故；如要增加“抽锅”断电功能，现有电路中还需增加一个开关；
（2）改变内能大小的方式有做功和热传递，内能从高温物体传递到低温物体的现象，叫做热传递；当电风扇和电热管同时工作时，根据I计算电路中总电流；只使用“空气炸锅”定时正常工作20min，先利用计算出加热和吹风状态消耗的总电能，然后根据电能表的参数“3000imp/（kW h）”计算电能表闪烁的次数。
【解答】解：（1）按照安全用电原则，电水壶的金属外壳必须接地，应采用三脚插头及三孔插座，可以防止外壳漏电时发生触电事故；如要增加“抽锅”断电功能，现有电路中还需增加一个开关，控制电路的通断；
（2）炸食物的过程是利用热空气流加热食物，内能从高温的空气传递到低温食物，因此该过程是通过热传递的方式改变食物的内能；已知“空气炸锅”正常工作时间t＝20min＝1200s，期间加热和吹风的时间比为3：4，则从电路图可以看出加热时一定吹风可知，全程吹风t吹风＝20min＝1200s，加热时间为t加＝15min＝900s；电风扇的额定功率PM＝22W，电热管的电阻R＝44Ω，电热管的电功率PR1100W；由电路图知，加热时，电风扇和加热管同时工作，总功率P总＝PM+PR＝1100W+22W＝1122W，电路中总电流为I5.1A，加热时电热管消耗的电能WR＝PRt加＝1100W×900s＝9.9×105J，吹风时电风扇消耗的电能W吹风＝PMt吹风＝22W×1200s＝2.64×104J；消耗的总电能W＝WR+W吹风＝9.9×105J+2.64×104J＝1.0164×106J≈0.282kW h；电能表闪烁的次数n＝0.282kW h×3000imp/（kW h）＝846imp。
故答案为：（1）三；开关；（2）热传递；5.1；846。
15．如图所示的电路，电源电压为15V且保持不变，R0为定值电阻。闭合开关S，调节滑动变阻器R，发现电流表A的示数从0.3A变为0.5A，电压表V的示数改变了5V，则定值电阻R0＝　25　Ω，滑动变阻器R消耗的电功率变化了 　1　W。
【分析】根据欧姆定律的计算公式可得，电流表示数从0.3A变为0.5A时，电路中的电阻变小，即滑动变阻器接入电路的电阻变小，当电路中的电流为I0＝0.3A，由串联电路的电压规律可得电源电压的表达式；
当电路中电流为I＝0.5A，由串联电路的电压规律可得电源电压的表达式；
根据电压表示数改变了5V，结合以上两式可得出定值电阻和滑动变阻器两端的电压；
根据电功率的计算公式可得，根据ΔP＝U滑I0﹣U滑′I得出滑动变阻器R消耗的电功率的变化量。
【解答】解：根据欧姆定律的计算公式可得，电流表示数从0.3A变为0.5A时，电路中的电阻变小，即滑动变阻器接入电路的电阻变小，当电路中的电流为I0＝0.3A，
由串联电路的电压规律可得，电源电压为U＝I0R0+U滑＝0.3R0+U滑.........①
当电路中电流为I＝0.5A，
由串联电路的电压规律可得，电源电压为U＝IR0+U滑′＝0.5R0+U滑′.........②
因为电压表示数改变了5V，所以
U滑﹣U滑′＝（15V﹣0.3R0）﹣（15V﹣0.5R0）＝5V.......③
联合解得
R0＝25Ω，U滑＝7.5V，U滑′＝2.5V；
根据电功率的计算公式可得，滑动变阻器R消耗的电功率的变化量为ΔP＝U滑I0﹣U滑′I＝7.5V×0.3A﹣2.5V×0.5A＝1W。
故答案为：25；1。
16．如图所示的电路中，R1为定值电阻，电源电压保持不变。闭合开关S，R2接入的阻值为2Ω时，电流表的示数为I，电压表示数为U2；移动滑片P到另一位置时，电流表示数为I'，电压表示数为U2'，此时电路的总功率为9W。已知I：I'＝3：1，U2：U2'＝3：4，则电源电压U＝　9　V。
【分析】由电路图可知，闭合开关S，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联接入电路，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压。
根据串联电路的电压规律以及欧姆定律分别得出，当滑动变阻器R2接入的阻值为2Ω时和当移动滑片P到另一位置时，电源电压的表达式，结合I：I'＝3：1，U2：U2'＝3：4，解得R1的阻值；再根据欧姆定律得出当滑动变阻器R2接入的阻值为2Ω时，电路中的电流的表达式，根据P＝UI得出移动滑片P到另一位置时，电路中的电流的表达式，结合I：I'＝3：1可得出电源电压。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联接入电路，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压。
根据串联电路的电压规律以及欧姆定律得，当滑动变阻器R2接入的阻值为2Ω时，
电源电压：U＝U1+U2＝IR1+IR2＝IR1+I×2Ω......①
当移动滑片P到另一位置时，根据I：I'＝3：1，U2：U2'＝3：4，得I'I，U2'U2，
则电源电压：U＝U1′+U2′＝I′R1U2IR1I×2ΩIR1I......②
①②联立得：IR1+I×2ΩIR1I，解得：R1＝1Ω；
则当滑动变阻器R2接入的阻值为2Ω时，电路中的电流：I......③
移动滑片P到另一位置时，电流表示数为I'，此时电路的总功率为9W，根据P＝UI得，电路中的电流：I′......④
把I'I、③带入④得：，
解得电源电压：U＝9V。
故答案为：9。
17．两盏灯泡L1和L2分别标有“3V，1.5W”和“6V，1.8W”字样，将它们串联后接入电路使用，那么电路两端电压不能超过 　7.8　V；将它们并联后接入电路使用时，其中一盏灯能正常发光，正常发光的灯是 　L1　（选填“L1”或“L2”），另一盏灯的实际功率是 　0.45　W。
【分析】（1）串联电路处处电流相等，为了不损坏电阻，比较两电阻允许通过的最大电流，选其中较小的电流，根据欧姆定律求出两电阻的阻值，再根据电阻的串联求出电路中的总电阻；然后可求电路两端的总电压；
（2）并联电路两端电压相等，为了不损坏电阻，两电阻两端的电压选其中较小的，然后利用P求得功率。
【解答】解：（1）从题可知，I10.5A，I20.3A，
因为串联电路中各处各处的电流相等，且I1＞I2，
所以当它们串联接到电路里时，为了让每一个用电器都工作，串联电路中的电流为I2＝0.3A；
由P可得，两电阻的阻值：
R16Ω，R220Ω，
串联电路中总电阻等于各分电阻之和，串联后接入电路总电阻：
R＝R1+R2＝6Ω+20Ω＝26Ω；
电路两端的总电压U＝I2R＝0.3A×26Ω＝7.8V；
（2）当它们并联接到电路里时，U1＝3V，U2＝6V，
因为并联电路中各支路两端的电压相等，且U1＜U2，
为了让每一个用电器都工作，并联电路两端的电压U实际＝U1＝3V．则正常发光的灯是L1，
另一盏灯的实际功率P实际20.45W。
故答案为：7.8；L1；0.45。
三．实验探究题（共1小题）
18．某物理实验小组的实验过程如下：
【实验名称】测量小灯泡的电功率。
【实验器材】额定电压为2.5V的小灯泡（电阻约10Ω）、电压为6V的电源、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω 1A）、开关、导线若干。
【实验步骤】
（1）用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整（要求：滑动变阻器连入电路时阻值最大）；
（2）实验进行顺利，得到部分数据如表，则小灯泡的额定功率为 　0.75　W；
实验次数 电压U/V 电流I/A 小灯泡亮度 电功率P/W
1 2.5 0.30
2 1.5 0.22
3 3.0 0.32
【拓展】好学的小明同学又向老师要了一个R0＝20Ω的定值电阻，用来替换电路中的电流表。替换后电路如图乙所示，并设计下列方案测量小灯泡的额定功率：
（1）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压；
（2）保持滑片位置不变，电压表改接到b、c两点上，测定值电阻两端的电压；
（3）计算小灯泡的额定功率。
但实验中发现此方案无法测出小灯泡的额定功率，其原因是：　灯泡两端的电压不能达到额定电压　。
【分析】（1）知道灯泡的额定电压和其阻值的大约值，根据欧姆定律求出额定电流的大约值，然后确定电流表的量程，将电流表串联在电路中；要使滑动变阻器连入电路时阻值最大，接线柱B必须接入电路中，据此进行解答；
（2）根据表中数据确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P＝UI求出灯泡的额定功率；
【拓展】额定电压为2.5V的小灯泡（电阻约10Ω），图乙中，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，灯泡两端的电压最大，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出灯泡两端的电压，然后判断灯泡两端的电压是否能达到额定电压。
【解答】解：（1）灯泡的额定电流约为I0.25A，则电流表的量程为0～0.6A；
要使滑动变阻器连入电路时阻值最大，接线柱B必须接入电路中，用导线把电流表“0.6”接线柱与滑动变阻器B接线柱连接即可，如下图所示：
；
（2）由表中数据可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.3A，小灯泡额定功率为：
PL＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W；
【拓展】额定电压为2.5V的小灯泡（电阻约10Ω），图乙中，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，灯泡两端的电压最大；
此时电路中的电流I大0.2A，
此时灯泡两端的电压UL'＝I大RL＝0.2A×10Ω＝2V＜2.5V，
所以，灯泡两端的电压不能达到额定电压。
故答案为：（1）见解答图；（2）0.75；【拓展】灯泡两端的电压不能达到额定电压。
四．计算题（共2小题）
19．如图为某小区供电设备向居民楼输电的示意图。当居民楼内的用户用电器的总功率P为22kW时，居民楼内的用户用电器两端的实际电压U2为220V。
（1）通过输电线的电流是多大？
（2）若输电线的总电阻r为0.2Ω，则供电设备的输出电压U1为多大？
（3）电线上的10分钟产生了多少热量？
【分析】（1）利用P＝UI求输电线的电流；
（2）利用U＝Ir求出输电线上损失的电压，再加上用户的电压就是输电设备输出电压；
（3）利用焦耳定律Q＝I2rt求出电线上的10分钟产生的热量。
【解答】解：（1）由P＝UI可知，通过输电线的电流：I100A；
（2）由I可知，输电线上损失的电压：U损＝Ir＝100A×0.2Ω＝20V，
输电设备输出电压：U1＝U2+U损＝220V+20V＝240V；
（3）电线上的10分钟产生的热量：Q＝I2rt＝（100A）2×0.2Ω×10×60s＝1.2×106J。
答：（1）通过输电线的电流是100A；
（2）若输电线的总电阻r为0.2Ω，则供电设备的输出电压U1为240V；
（3）电线上的10分钟产生的热量为1.2×106J。
20．改革开放以来，人民生活水平得到了显著提高，欣欣家购买了某品牌智能足浴盆，它具有自动加温、振动按摩、无线遥控功能，对养生具有一定的价值。其加热部分的简化等效电路如图乙所示，其按摩部分是由独立工作的两个电动机完成，主要参数如表。
（1）当开关S断开时处于保温状态还是加热状态？
（2）保温功率是多少？
（3）足浴盆开启加热状态后（电动机不工作），关闭其他用电器，如图丙中的电能表铝盘在3min内转过了125圈，请你试着求一下当时欣欣家的实际电压。
**牌智能足浴盆
额定电压 220V
内盆容量 9L
加热功率 1210W
R2 510Ω
单个电动机功率 22W
设定温度范围 30～45℃
【分析】（1）当开关闭合时，电路为R1简单电路；当开关S断开时，两电阻串联，根据串联电路电阻规律分析电路电阻的变化，根据P分析电路功率大小可知足浴盆处于哪种工作状态；
（2）已知加热功率，根据R计算R1的阻值，根据串联电路电阻规律结合P计算足浴盆的保温功率；
（4）“2500r/kW h”的意义为：用电器每消耗1kW h的电能，电能表的转盘就转过2500r，据此计算计算出电能表的转盘转过125r消耗的电能，利用公式P计算出足浴盆的实际功率，根据U计算实际电压。
【解答】解：（1）由图可知，当开关S断开时，两电阻串联，电路中的总电阻最大，由P可知电路功率最小，足浴盆处于保温状态；
（2）由图可知，当开关S闭合时，电路为R1的简单电路，由P可知足浴盆处于加热状态；
则电阻R1的阻值：R140Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则足浴盆的保温功率P保温88W；
（3）足浴盆在这段时间内消耗的电能WkW h＝0.05kW h，时间t＝3minh，
足浴盆的实际功率P实1kW＝1000W，
电路中的实际电压：U实200V。
答：（1）当开关S断开时处于保温状态；
（2）保温功率为88W；
（3）实际电压为200V。