浙江省宁波市2022-2023九年级上学期科学期末试题汇编-电功率的计算（含答案）
文档属性
| 名称 | 浙江省宁波市2022-2023九年级上学期科学期末试题汇编-电功率的计算（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 945.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 华师大版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-19 17:28:39 | ||
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文档简介
浙江省宁波市2022-2023九年级上学期科学期末试题汇编-电功率的计算
一．选择题（共5小题）
1．（2022秋 海曙区期末）如图所示电路，电源两端电压保持不变。将开关S1、S2都闭合，电流表的示数为0.6A，小灯泡L恰好正常发光，其功率为3.6W；然后再将开关S1断开，电压表的示数变化了4V。忽略小灯泡L电阻随温度的变化，R为定值电阻，下列说法中错误的是（ ）
A．小灯泡L的电阻为10Ω
B．开关S1断开前后，电路的总功率变化了2.4W
C．定值电阻R的阻值为5Ω
D．当只闭合开关S2时，电流表的示数为0.2A
2．（2022秋 余姚市期末）如图甲所示的电路，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．R1的阻值是20Ω
B．当电流表的示数是0.4A时，R2接入电路的阻值是30Ω
C．电源电压是16V
D．该电路的最大电功率为7.2W
3．（2022秋 镇海区期末）小科想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机。他设计了发热部分的两种电路，分别如图甲、乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．图甲中，当开关S闭合、S1断开时，此时处于低温挡工作状态
B．图甲中，当开关S闭合、S1闭合时，此时处于高温挡工作状态
C．图乙中，若电源电压为24伏，要实现电阻R3的发热电功率为120瓦，则R3阻值为5欧
D．图乙中，暖风机高温挡总功率为200瓦，在高温挡工作1分钟，暖风机消耗电能1.2×104焦
4．（2022秋 宁海县期末）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．A的电阻值为6.25Ω
B．A和B串联，电路中电流为0.4A时，A、B的电功率之比为5：4
C．A和B并联在电压为2.5V的电源两端，A、B的电功率之比为5：4
D．当A和B串联，两者电阻相同时，电源电压为3V
5．（2022秋 江北区期末）如图所示电路中的a、b、c为三只电表（电压表或电流表），闭合开关S，标有“6V 6W”的灯泡L1正常发光，标有“12V 6W”的灯泡L2虽能发光但较暗，若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．电路总功率为7.5W
B．电表a为电流表，且示数为1A
C．电表b为电压表，且示数为6V
D．电表c为电压表，且示数为12V
二．填空题（共3小题）
6．（2022秋 海曙区期末）小科用如图所示的电路进行实验，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S后，当滑片P从变阻器R的一端逐渐移到某位置的过程中，小科多次记录数据并绘制得到滑动变阻器R的P﹣I图像，实验中电流表和电压表均安全。
（1）滑动变阻器的最大阻值为 Ω，电源电压是 V。
（2）求出图中最高点A点的纵坐标为 W。
7．（2022秋 宁海县期末）超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成，原理如图甲中虚线框内所示。超导部件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示。已知电源电压为6V，且保持不变，限流电阻R2＝15Ω，灯泡L上标有“6V3W”字样。
（1）此时灯泡L （选填“能”或“不能”）
正常工作，超导部件电阻R1为 。
（2）当灯泡短路时，电流表的示数为 。
8．（2022秋 鄞州区期末）电流做功的快慢不同。电流做功的快慢用 描述。电流在单位时间内做的 ，叫做电功率。电功率的公式是： 。
三．计算题（共2小题）
9．（2022秋 慈溪市期末）我国某汽车企业发布、使用了全球最先进的锂电池——“刀片电池”。如图所示为一种采用该锂电池的电动汽车，该锂电池的额定电压为550V，容量为150Ah，整车质量为2390kg。
（1）该车采用150kW直流快充充电技术，则理论上将锂电池电量从20%充至80%的时间为 。
（2）若仅靠锂电池驱动，质量为60kg的小慈老师驾驶充满电的该电动汽车能以80km/h的速度在水平路面上匀速行驶550km。已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.02倍，则该电动汽车匀速行驶时所受的牵引力大小为多少？该电动汽车的电动机效率是多少（结果保留到0.1%）？
10．（2022秋 鄞州区期末）多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。[ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃），g＝10N/kg]
（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温挡，说明判断依据；
（2）养生壶处于低温挡工作时，求电路中的电流大小；
（3）求R1的阻值；
（4）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温挡加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。
项目 参数
电源电压（V） 220
低温挡功率（W） 275
中挡功率（W） 550
高挡功率（W） 1100
容积（L） 1
四．解答题（共8小题）
11．（2022秋 镇海区期末）在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，灯泡L1的额定电压为8V，灯泡L2的额定电压为6V，图乙是灯泡L2的U﹣I图象。
（1）当开关S接a时，电压表的示数为1.2V，电流表的示数为0.3A，求定值电阻R0的阻值。
（2）开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1W，求灯泡L1的额定功率。
（3）开关S接b时，通过调节电源电压可使电路允许达到的最大总功率是多少？
12．（2022秋 宁海县期末）如图所示为某品牌纯电动出租车。该车提供能量的装置为三元锂电池组，当它给电动机供电时，电动机将驱动车轮行驶。电池容量为66kW h，可以续航400km。
（1）当给纯电动出租车充电时，三元锂电池组相当于 （选填“用电器”或“电源”）。
（2）司机使用新能源出租车充电桩的60kW快充将电量由30%充至90%，需要多少时间？（充电时无能量损耗）
（3）若该车和车内乘客的总质量为2.0×103kg，当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时，它受到阻力约等于人和车总重的0.02倍，则该车的机械功率是多少？此时电池组加在电动机两端的电压为340V，通过电动机的电流为50A。若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，则该电动出租车将电能转化为机械能的效率是多少？（结果保留到0.1%）
13．（2022秋 宁海县期末）如图甲所示为某型号室内加热器，有高温和低温两个挡位，额定电压为220V，高温挡和低温挡的额定功率分别为2200W和1000W，简化电路如图乙所示。求：
（1）当开关S1、S2均闭合时，电加热器处于 （选填“高温挡”或“低温挡”）。
（2）电阻丝R1的阻值。
（3）在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量是多少？
（4）若该加热器在低温挡工作时，测得消耗的实际功率为810W，则实际电压是多少？
14．（2022秋 江北区期末）小宁用一个88Ω的电阻R1、开关和导线等器材制作了一个电烤箱，将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如图甲所示。
（1）求通过R1的电流和R1消耗的电功率。
（2）小宁发现用图甲的方式烘烤蛋糕耗时过长，找来一个与R1相同规格的电阻R2进行改装，改装后电路如图乙。闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。
15．（2022秋 慈溪市期末）中药熏蒸疗法疗效出众，历史悠久。东汉的《武威汉代医简》中记录了使用燃烧的干羊矢隔着木板进行热熏来治疗脾胃疾病，这是熏蒸床的最早应用文献。图甲是熏蒸床，整个熏蒸系统由药罐、熏蒸装置、回收装置组成。药罐需要将药液加热至设定温度且控制温度保持不变。已知药液的比热容为4.2×103J/（kg ℃），设药罐中药液的初温为25℃，加热时产生的热量全部被药液吸收。图乙为与熏蒸床药罐等效电路，热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
（1）如图，此时药罐处于 （填“加热”或“保温”）状态。
（2）控制电路中滑动变阻器的作用是 。
（3）已知药罐装满5kg药液，温度上升至55℃需要加热2分钟，求电热丝阻值。（结果保留到0.1）
16．（2022秋 鄞州区期末）某电水壶的铭牌信息如图1所示，电水壶在标准大气压下工作。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（1）电水壶装满初温为20℃的水时，在额定电压下将水烧开用了7min。求：电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少？
（2）农村电网改造前，用电高峰时电压会下降10%。求：这时电水壶的实际功率P是多少？（电阻不随温度改变）
（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻阻丝R1两端并联一个电阻丝R2。如图2所示，并分别推导出了R2的表达式。甲同学：R2＝；乙同学：R2＝。请你指出哪个表达式是错误的 （选填甲同学或乙同学），并请详细分析若选用以上错误表达式的电阻丝来改造电水壶的二点不良之处。① ；② 。
17．（2022秋 鄞州区期末）小亮设计了一个多挡位电加热器，加热部分是两根电热丝，通过一个挡位旋钮改变电热丝的连接关系，从而得到不同的加热功率。他计划实现的四挡加热功率如表所示。
温度挡位 高温挡 中温1挡 中温2挡 低温挡
加热功率/W 1100 660 440 ？
挡位旋钮设计如图甲，旋钮上的箭头指向图中位置D，此时，金属滑片将图乙中1、2两触点接通，同时也将3、4两触点接通。转动旋钮，指向不同位置时，就可以实现不同的加热功率。
（1）挡位旋钮上的箭头指向D位置时，对应温度挡位是 。
（2）计算低温挡的加热功率。（结果保留整数）
18．（2022秋 鄞州区期末）有一种电冰箱，只有在压缩机工作时才消耗电能，将一台这样的电冰箱单独接在图的电能表上，测得电冰箱压缩机（即电动机）连续工作10min电能表的表盘转过了60r，求：
（1）这台电冰箱连续工作10min压缩机消耗的电能为多少kW h？
（2）这台电冰箱压缩机的功率；
（3）如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2kW h，设电冰箱压缩机工作时功率保持不变，压缩机每次连续工作15分钟，并且每次工作后的停机时间也是相等的，若计算结果只取整数，那么它的间歇时间的可能值是多少分钟？
浙江省宁波市2022-2023九年级上学期科学期末试题汇编-电功率的计算
参考答案与试题解析
一．选择题（共5小题）
1．（2022秋 海曙区期末）如图所示电路，电源两端电压保持不变。将开关S1、S2都闭合，电流表的示数为0.6A，小灯泡L恰好正常发光，其功率为3.6W；然后再将开关S1断开，电压表的示数变化了4V。忽略小灯泡L电阻随温度的变化，R为定值电阻，下列说法中错误的是（ ）
A．小灯泡L的电阻为10Ω
B．开关S1断开前后，电路的总功率变化了2.4W
C．定值电阻R的阻值为5Ω
D．当只闭合开关S2时，电流表的示数为0.2A
【答案】C
【解答】解：A、将开关S1、S2都闭合，电路为灯泡的简单电路，电压表测量电源电压，灯泡两端的电压即电源电压，
此时电流表的示数为0.6A，小灯泡L恰好正常发光，其功率为3.6W，
由P＝UI可得小灯泡L的额定电压为：U＝＝＝6V，灯泡的电阻为：RL＝＝＝10Ω，故A正确；
将开关S1断开，电阻和灯泡串联接入电路，电压表测灯泡两端电压，
电压表的示数变化了4V，此时电压表的示数为6V﹣4V＝2V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，则电阻两端的电压为2V，
串联电路各处电流相等，通过该电路的电流为：I′＝＝＝0.2A，故D正确；
由P＝UI可得此时电路的总功率为：P′＝UI′＝6V×0.2A＝1.2W，
开关S1断开前、后电路的总功率变化量为：ΔP＝P﹣P′＝3.6W﹣1.2W＝2.4W，故B正确；
C、由串联电路分压规律可知＝＝＝＝，定值电阻阻值为：R＝20Ω，故C错误。
故选：C。
2．（2022秋 余姚市期末）如图甲所示的电路，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．R1的阻值是20Ω
B．当电流表的示数是0.4A时，R2接入电路的阻值是30Ω
C．电源电压是16V
D．该电路的最大电功率为7.2W
【答案】A
【解答】解：
A、C、由乙图知，当滑动变阻器接入电路电阻最大时，两端电压最大，为14V；此时电路电流最小，为0.2A，
因为I＝，
所以滑动变阻器的最大阻值为R2＝＝＝70Ω。
根据题意得：
解得．选项A正确，选项C错误；
B、当电路电流为I′＝0.4A时，
电路总电阻为R′＝＝＝45Ω，
所以滑动变阻器接入电路的电阻为R2′＝R′﹣R1＝45Ω﹣20Ω＝25Ω．此选项错误；
D、电路消耗的最大功率为P最大＝UI最大＝18V×0.9A＝16.2W．此选项错误。
故选：A。
3．（2022秋 镇海区期末）小科想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机。他设计了发热部分的两种电路，分别如图甲、乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．图甲中，当开关S闭合、S1断开时，此时处于低温挡工作状态
B．图甲中，当开关S闭合、S1闭合时，此时处于高温挡工作状态
C．图乙中，若电源电压为24伏，要实现电阻R3的发热电功率为120瓦，则R3阻值为5欧
D．图乙中，暖风机高温挡总功率为200瓦，在高温挡工作1分钟，暖风机消耗电能1.2×104焦
【答案】C
【解答】解：AB\甲方案中，开关S、S1均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总功率P甲1＝；
开关S闭合、S1断开时，R1与R2串联，由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，电路的总功率P甲2＝，
因P甲1＞P甲2，
所以，开关S、S1均闭合时，电热器处于高温挡；开关S闭合、S1断开时，电热器处于低温挡；故AB正确；
C、乙图中两电阻R3和R4并联，电阻两端的电压都等于电源电压，
由P＝可得：
R3的阻值应为：R3＝＝4.8Ω；故C错误；
（3）暖风机所消耗的电能：W＝Pt＝200W×60s＝1.2×104J。故D正确。
故选：C。
4．（2022秋 宁海县期末）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．A的电阻值为6.25Ω
B．A和B串联，电路中电流为0.4A时，A、B的电功率之比为5：4
C．A和B并联在电压为2.5V的电源两端，A、B的电功率之比为5：4
D．当A和B串联，两者电阻相同时，电源电压为3V
【答案】C
【解答】解：
A．由图象可知，当通过A的电流IA＝0.4A时，A两端的电压UA＝2.0V，
由I＝可得，A的电阻值：
RA＝＝＝5Ω，故A错误；
B．A和B串联，电路中电流为0.4A时，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，通过两元件的电流IA＝IB＝0.4A，
由图象可知，两元件两端的电压UA＝2.0V，UB＝2.5V，
由P＝UI可得，A、B的电功率之比：
＝＝＝＝，故B错误；
（3）A和B并联在电压为2.5V的电源两端时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两元件两端的电压UA′＝UB′＝2.5V，
由图象可知，通过两元件的电流IA′＝0.5A，IB′＝0.4A，
则A、B的电功率之比：
＝＝＝＝，故C正确；
（4）当A和B串联，两者电阻相同时，它们两端的电压和通过的电流相等，
由图象可知，电路中的电流为0.6A，两元件两端的电压均为3V时符合，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U＝UA″+UB″＝3V+3V＝6V，故D错误。
故选：C。
5．（2022秋 江北区期末）如图所示电路中的a、b、c为三只电表（电压表或电流表），闭合开关S，标有“6V 6W”的灯泡L1正常发光，标有“12V 6W”的灯泡L2虽能发光但较暗，若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．电路总功率为7.5W
B．电表a为电流表，且示数为1A
C．电表b为电压表，且示数为6V
D．电表c为电压表，且示数为12V
【答案】A
【解答】解：由P＝UI可得，两灯泡正常发光时的电流分别为：
I1额＝＝＝1A，I2额＝＝＝0.5A，
由I＝可得，灯泡L2的电阻：
R2＝＝＝24Ω；
因灯泡L1正常发光，灯泡L2虽然发光但较暗，
所以，通过L1、L2的电流不相等，L1与L2应并联，
则a一定是电流表，b是相当于导线的电流表，c是相当于开路的电压表，故C错误；
此时电流表a测干路电流，电流表b测L2支路的电流，电压表c测电源的电压，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡L1正常发光，
所以，电源的电压U＝U1额＝6V，即电压表c的示数为6V，故D错误；
此时通过L2的电流：
I2′＝＝＝0.25A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流表a的示数：
I＝I1+I2′＝1A+0.25A＝1.25A，故B错误；
则总功率：P＝UI＝6V×1.25A＝7.5W，故A正确。
故选：A。
二．填空题（共3小题）
6．（2022秋 海曙区期末）小科用如图所示的电路进行实验，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S后，当滑片P从变阻器R的一端逐渐移到某位置的过程中，小科多次记录数据并绘制得到滑动变阻器R的P﹣I图像，实验中电流表和电压表均安全。
（1）滑动变阻器的最大阻值为 20 Ω，电源电压是 12 V。
（2）求出图中最高点A点的纵坐标为 9 W。
【答案】（1）20；12；（2）9。
【解答】解：（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，
滑动变阻器的电功率等于电路总功率与定值电阻的功率之差，即P＝UI﹣I2R0，
由图可知当I＝0.5A，P＝5W，当I＝2A，P＝8W，即5W＝U×0.5A﹣（0.5A）2×R0，8W＝U×2A﹣（2A）2×R0，
解方程组可得U＝12V，R0＝4Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路最大阻值时通过电路的电流最小，由乙图可知通过电路的最小电流为0.5A，
根据欧姆定律可得此时电路总电阻R总＝＝＝24Ω，
则滑动变阻器的最大电阻R＝R总﹣R0＝24Ω﹣4Ω＝20Ω；
（2）滑动变阻器的电功率P＝UI﹣I2R0＝12V×I﹣I2×4Ω，
根据抛物线的性质可知滑动变阻器的最大电功率P＝＝＝9W，
即图中最高点A点的纵坐标为9W。
故答案为：（1）20；12；（2）9。
7．（2022秋 宁海县期末）超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成，原理如图甲中虚线框内所示。超导部件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示。已知电源电压为6V，且保持不变，限流电阻R2＝15Ω，灯泡L上标有“6V3W”字样。
（1）此时灯泡L 能 （选填“能”或“不能”）
正常工作，超导部件电阻R1为 0Ω 。
（2）当灯泡短路时，电流表的示数为 1.2A 。
【答案】（1）能；0Ω；（2）1.2A。
【解答】解：（1）根据P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流：
IL＝＝＝0.5A，
因0.5A＜0.6A，
所以，由乙图可知R1的阻值为0Ω，此时R2被短路，灯泡L两端的电压为6V，能正常发光；
（2）灯泡被短路时，R1与R2并联，
根据图乙可知，通过R1的电流大于0.6A时阻值为7.5Ω，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，此时电流表的示数：
I＝I1+I2＝+＝+＝1.2A。
故答案为：（1）能；0Ω；（2）1.2A。
8．（2022秋 鄞州区期末）电流做功的快慢不同。电流做功的快慢用 电功率 描述。电流在单位时间内做的 功 ，叫做电功率。电功率的公式是： P＝ 。
【答案】电功率；功；P＝。
【解答】解：电流在单位时间内所做的功叫做电功率，电功率表示电流做功的快慢。电功率的公式是：P＝。
故答案为：电功率；功；P＝。
三．计算题（共2小题）
9．（2022秋 慈溪市期末）我国某汽车企业发布、使用了全球最先进的锂电池——“刀片电池”。如图所示为一种采用该锂电池的电动汽车，该锂电池的额定电压为550V，容量为150Ah，整车质量为2390kg。
（1）该车采用150kW直流快充充电技术，则理论上将锂电池电量从20%充至80%的时间为 1188s 。
（2）若仅靠锂电池驱动，质量为60kg的小慈老师驾驶充满电的该电动汽车能以80km/h的速度在水平路面上匀速行驶550km。已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.02倍，则该电动汽车匀速行驶时所受的牵引力大小为多少？该电动汽车的电动机效率是多少（结果保留到0.1%）？
【答案】（1）1188s；
（2）490N；90.7%。
【解答】解：（1）根据题意电池容量150Ah，则它可贮存电能为W＝UIt＝550V×150A×60×60s＝2.97×108J；充电时间为t＝＝＝1.188×103s＝1188s；
（2）G＝mg＝（2390kg+60kg）×10N/kg＝2.45×104N；由于汽车做匀速直线运动，所以汽车所受牵引力与阻力是一对平衡力，F＝f＝0.02G＝2.45×104N×0.02＝490N；W有＝FS＝490N×550000m＝2.695×108J；W总＝UIt＝550V×150A×3600s＝2.97×108J；η＝×100%＝×100%≈90.7%；
故答案为：
（1）1188s；
（2）490N；90.7%。
10．（2022秋 鄞州区期末）多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。[ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃），g＝10N/kg]
（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温挡，说明判断依据；
（2）养生壶处于低温挡工作时，求电路中的电流大小；
（3）求R1的阻值；
（4）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温挡加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。
项目 参数
电源电压（V） 220
低温挡功率（W） 275
中挡功率（W） 550
高挡功率（W） 1100
容积（L） 1
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）①S1 闭合时，当 S2 接B时，两电阻并联；
②当开关 S1 闭合，S2 接 A时，R2短路，只有电阻R1接入电路；
③当开关 S1 断开，S2 接 A时，R1、R2两电阻串联（串联电阻大于其中任一电阻）；
①中，两电阻并联，因并联的电阻小于其中任一电阻，根据P＝，功率最大，为高温挡；
（2）③中，当开关 S1 断开，S2 接 A时，R1、R2串联，总电阻最大，养生壶处于低温挡；
根据P＝UI可得电路中的电流大小：
I低＝＝＝1.25A；
（3）当开关 S1 闭合，S2 接 A时，为R1的简单电路，为中温挡，根据P＝可得：
R1＝＝＝88Ω；
（4）根据ρ＝得1L水的质量：
m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
在一标准大气压下水的沸点为100℃，将初温是12℃的一壶水烧开，水吸收的热量：
Q 吸＝cmΔt＝4.2×103 J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105 J，
已知养生壶高温挡加热效率为80%，即η＝＝×100%，
烧开一壶水需要的时间为：
t＝＝＝420s。
答：（1）S1 闭合时，当 S2 接B时，两电阻并联，电路的电阻最小，根据P＝，电路的功率最大，为高温挡；
（2）养生壶处于低温挡工作时，电路中的电流大小为1.25A；
（3）R1的阻值为88Ω；
（4）水吸收的热量为3.696×105 J；烧开一壶水需要的时间为420s。
四．解答题（共8小题）
11．（2022秋 镇海区期末）在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，灯泡L1的额定电压为8V，灯泡L2的额定电压为6V，图乙是灯泡L2的U﹣I图象。
（1）当开关S接a时，电压表的示数为1.2V，电流表的示数为0.3A，求定值电阻R0的阻值。
（2）开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1W，求灯泡L1的额定功率。
（3）开关S接b时，通过调节电源电压可使电路允许达到的最大总功率是多少？
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）当开关S接a时，灯泡L1与电阻R0串联（如下图所示），
∵U0＝1.2V，I＝0.3A，
∴电阻R0的阻值为：R0＝＝＝4Ω。
（2）当开关S接a时，灯泡L1与电阻R0串联，∵灯泡L1正常发光时，
∴灯泡L1两端的电压为额定电压U1＝8V，
又∵此时R0消耗的功率为P0＝1W，而R0＝4Ω，
∴此时电路中的电流为：I0＝＝＝0.5A，即I1＝I0＝0.5A，
灯泡L1的额定功率为：P1＝U1I1＝8V×0.5A＝4W。
（3）开关S接b时，灯泡L1与灯泡L2串联（如下图所示），
当电路达到最大总功率时，应该有一盏灯泡正常发光，
由（2）可知，灯泡L1的额定电流为0.5A，由图象可知灯泡L2的额定电流为0.6A，
所以串联电路允许通过的最大电流是0.5A。
此时，L1正常发光，电路中的电流为I1＝I2＝0.5A，
从灯泡L2的U﹣I图象可知，当电流为0.5A时，灯泡L2两端的电压为U2＝4V，
则电源电压为：U＝U1+U2＝8V+4V＝12V，
∴电路允许达到的最大总功率：P总＝UI1＝12V×0.5A＝6W。
答：（1）定值电阻R0的阻值为4Ω。
（2）灯泡L1的额定功率为4W。
（3）电路允许达到的最大总功率为6W。
12．（2022秋 宁海县期末）如图所示为某品牌纯电动出租车。该车提供能量的装置为三元锂电池组，当它给电动机供电时，电动机将驱动车轮行驶。电池容量为66kW h，可以续航400km。
（1）当给纯电动出租车充电时，三元锂电池组相当于 用电器 （选填“用电器”或“电源”）。
（2）司机使用新能源出租车充电桩的60kW快充将电量由30%充至90%，需要多少时间？（充电时无能量损耗）
（3）若该车和车内乘客的总质量为2.0×103kg，当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时，它受到阻力约等于人和车总重的0.02倍，则该车的机械功率是多少？此时电池组加在电动机两端的电压为340V，通过电动机的电流为50A。若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，则该电动出租车将电能转化为机械能的效率是多少？（结果保留到0.1%）
【答案】（1）用电器；
（2）需要39.6s；
（3）该车的机械功率是10000W，该电动出租车将电能转化为机械能的效率是58.8%。
【解答】解：（1）当给纯电动出租车充电时，三元锂电池消耗电能，相当于用电器；
（2）由电池容量是66kW h可知，将电量由30%充至90%时，电池所储存的电能W1＝66kW h×（60%﹣30%）＝39.6kW h，
由于充电时无能量损耗，所以充电时，新能源出租车消耗的电能W2＝W1＝39.6kW h，
所以新能源出租车充电的时间t＝＝＝0.66h＝39.6min；
（3）由车和车内乘客的总质量是2.0×103kg，车和车内乘客的总重力G＝mg＝2.0×103kg×10N/kg＝2.0×104N，
汽车匀速行驶时受到的阻力f＝0.02G＝0.02×2.0×104N＝400N，
所以汽车的牵引力F＝f＝400N，
设汽车以25m/s的速度匀速行驶了ts，汽车在时间ts内所通过的路程s＝vt＝25m/s×ts＝25tm，
在时间ts内汽车的牵引力所做的有用功W有＝Fs＝400N×25tm＝10000tJ，
该车的机械功率为：，
在时间ts内电动机消耗的电能W总＝UIt＝340V×50A×ts＝17000tJ，
所以该电动出租车将电能转化为机械能的效率η＝×100%＝×100%≈58.8%。
答：（1）用电器；
（2）需要39.6s；
（3）该车的机械功率是10000W，该电动出租车将电能转化为机械能的效率是58.8%。
13．（2022秋 宁海县期末）如图甲所示为某型号室内加热器，有高温和低温两个挡位，额定电压为220V，高温挡和低温挡的额定功率分别为2200W和1000W，简化电路如图乙所示。求：
（1）当开关S1、S2均闭合时，电加热器处于 高温挡 （选填“高温挡”或“低温挡”）。
（2）电阻丝R1的阻值。
（3）在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量是多少？
（4）若该加热器在低温挡工作时，测得消耗的实际功率为810W，则实际电压是多少？
【答案】（1）高温挡；
（2）电阻丝R1的阻值为48.4Ω；
（3）在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量为2.376×107J；
（4）该加热器在低温挡工作时，测得消耗的实际功率为810W，则实际电压是198V。
【解答】解：（1）由图2可知，当开关S1、S2均闭合时，R1、R2并联，当开关S1闭合，S2断开时，只有R1工作；
根据并联电路的电阻特点可知，当开关S1、S2均闭合时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P＝可知，电路中的总功率最大，电加热器处于高温挡；
（2）当开关S1闭合，S2断开时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，电功率最小，电加热器处于低温挡；
由P＝可知，电热丝R1的阻值：R1＝＝＝48.4Ω；
（3）由P＝可知，在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量：Q＝W＝P高t＝2200W×3×3600s＝2.376×107J；
（4）由P＝可知，该加热器在低温挡工作时，测得消耗的实际功率为810W，该电路的实际电压：U实＝＝＝198V。
答：（1）高温挡；
（2）电阻丝R1的阻值为48.4Ω；
（3）在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量为2.376×107J；
（4）该加热器在低温挡工作时，测得消耗的实际功率为810W，则实际电压是198V。
14．（2022秋 江北区期末）小宁用一个88Ω的电阻R1、开关和导线等器材制作了一个电烤箱，将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如图甲所示。
（1）求通过R1的电流和R1消耗的电功率。
（2）小宁发现用图甲的方式烘烤蛋糕耗时过长，找来一个与R1相同规格的电阻R2进行改装，改装后电路如图乙。闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。
【答案】（1）通过R1的电流为2.5A，R1消耗的电功率为550W；
（2）闭合开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量为6.6×105J。
【解答】解：（1）由图甲知，电路为R1的简单电路，
由欧姆定律可得通过R1的电流：
I1＝＝＝2.5A；
R1消耗的电功率：
P1＝UI1＝220V×2.5A＝550W；
（2）由图乙知，闭合开关S后，两电阻并联，
并联电路中各支路间互不影响，所以R1消耗的电功率不变，仍550W；
R2与R1是规格相同的电阻，电压相等，由P＝知，P2＝P1＝550W，
通电10min，改装后电烤箱产生的热量：
Q＝W＝（P2+P1）t＝2P1t＝2×550W×10×60s＝6.6×105J。
答：（1）通过R1的电流为2.5A，R1消耗的电功率为550W；
（2）闭合开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量为6.6×105J。
15．（2022秋 慈溪市期末）中药熏蒸疗法疗效出众，历史悠久。东汉的《武威汉代医简》中记录了使用燃烧的干羊矢隔着木板进行热熏来治疗脾胃疾病，这是熏蒸床的最早应用文献。图甲是熏蒸床，整个熏蒸系统由药罐、熏蒸装置、回收装置组成。药罐需要将药液加热至设定温度且控制温度保持不变。已知药液的比热容为4.2×103J/（kg ℃），设药罐中药液的初温为25℃，加热时产生的热量全部被药液吸收。图乙为与熏蒸床药罐等效电路，热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
（1）如图，此时药罐处于 加热 （填“加热”或“保温”）状态。
（2）控制电路中滑动变阻器的作用是 改变设定温度和保护电路 。
（3）已知药罐装满5kg药液，温度上升至55℃需要加热2分钟，求电热丝阻值。（结果保留到0.1）
【答案】（1）加热；（2）改变设定温度和保护电路；（3）9.2Ω。
【解答】解：（1）根据图中触点与上方连接，说明电阻丝接入电路通电加热，处于加热状态；
（2）控制电路中滑动变阻器的作用是改变设定温度和保护电路；
（3）药液吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（55℃﹣25℃）＝6.3×105J；
加热时产生的热量全部被药液吸收，Q＝W＝6.3×105J；
由W＝UIt＝t知，电热丝阻值R＝＝≈9.2Ω。
答：（1）加热；（2）改变设定温度和保护电路；（3）9.2Ω。
16．（2022秋 鄞州区期末）某电水壶的铭牌信息如图1所示，电水壶在标准大气压下工作。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（1）电水壶装满初温为20℃的水时，在额定电压下将水烧开用了7min。求：电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少？
（2）农村电网改造前，用电高峰时电压会下降10%。求：这时电水壶的实际功率P是多少？（电阻不随温度改变）
（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻阻丝R1两端并联一个电阻丝R2。如图2所示，并分别推导出了R2的表达式。甲同学：R2＝；乙同学：R2＝。请你指出哪个表达式是错误的 乙同学 （选填甲同学或乙同学），并请详细分析若选用以上错误表达式的电阻丝来改造电水壶的二点不良之处。① 电路中的电流过大 ；② 易引起火灾 。
【答案】（1）电水壶烧水过程中的能量转化效率是80%；
（2）这时电水壶的实际功率为1620W；
（3）乙同学；电路中的电流过大；易引起火灾。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J；
将水烧开消耗的电能：
W＝Pt＝2000W×7×60S＝8.4×105J，
电水壶烧水过程中的热效率：
η＝×100%＝＝80%；
（2）由P＝得：
电水壶中的电阻丝的阻值R＝＝＝24.2Ω，
用电高峰时的实际电压：
U实＝U额（1﹣10%）＝220V×90%＝198V，
电水壶的实际功率：
P1＝＝＝1620W；
（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，
并联电阻的电功率：
P2＝P额﹣P1，
由P＝得：R2＝＝；
∴表达式R2＝正确，表达式R2＝是错误的；
乙同学计算出的阻值比R2小，电路消耗的总电功率大于2000W，电路中的电流过大，易引起火灾。
答：（1）电水壶烧水过程中的能量转化效率是80%；
（2）这时电水壶的实际功率为1620W；
（3）乙同学；电路中的电流过大；易引起火灾。
17．（2022秋 鄞州区期末）小亮设计了一个多挡位电加热器，加热部分是两根电热丝，通过一个挡位旋钮改变电热丝的连接关系，从而得到不同的加热功率。他计划实现的四挡加热功率如表所示。
温度挡位 高温挡 中温1挡 中温2挡 低温挡
加热功率/W 1100 660 440 ？
挡位旋钮设计如图甲，旋钮上的箭头指向图中位置D，此时，金属滑片将图乙中1、2两触点接通，同时也将3、4两触点接通。转动旋钮，指向不同位置时，就可以实现不同的加热功率。
（1）挡位旋钮上的箭头指向D位置时，对应温度挡位是 高温挡 。
（2）计算低温挡的加热功率。（结果保留整数）
【答案】（1）高温挡；
（2）低温挡的加热功率为264W。
【解答】解：（1）由甲、乙两图可知：
当旋钮上的箭头指向D位置时，电热丝R1和R2并联，此时电路中总电阻最小，根据P＝可知，功率最大，为高温挡；
当旋钮上的箭头指向A位置时，电热丝R1和R2串联，此时电路中总电阻最大，根据P＝可知，功率最小，为低温挡；
（2）当旋钮上的箭头指向C位置时，电热丝R1单独工作，此时电路的功率P1＝660W，
根据P＝可得：
R1＝＝≈73Ω，
当旋钮上的箭头指向B位置时，电热丝R2单独工作，此时电路的功率P2＝440W，
则R2＝＝＝110Ω；
当旋钮上的箭头指向A位置时，电热丝R1和R2串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，P低温＝＝＝≈264W。
答：（1）高温挡；
（2）低温挡的加热功率为264W。
18．（2022秋 鄞州区期末）有一种电冰箱，只有在压缩机工作时才消耗电能，将一台这样的电冰箱单独接在图的电能表上，测得电冰箱压缩机（即电动机）连续工作10min电能表的表盘转过了60r，求：
（1）这台电冰箱连续工作10min压缩机消耗的电能为多少kW h？
（2）这台电冰箱压缩机的功率；
（3）如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2kW h，设电冰箱压缩机工作时功率保持不变，压缩机每次连续工作15分钟，并且每次工作后的停机时间也是相等的，若计算结果只取整数，那么它的间歇时间的可能值是多少分钟？
【答案】（1）这台电冰箱连续工作10min压缩机消耗的电能为0.02kW h；
（2）这台电冰箱压缩机的功率是120W；
（3）如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2kW h，设压缩机每次连续工作时间都是15min，并且每次工作后的间歇时间也都相等，那么它的间歇时间的可能值是20分钟或21分钟。
【解答】解：（1）电能表标有“3000revs/kW h”，表示的是电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000revs；
题中电冰箱连续工作10min电能表表盘转动：n＝60r，则电冰箱压缩机消耗的电能为：
W1＝＝＝0.02kW h＝7.2×104J；
（2）电冰箱连续工作时间：t＝10min＝600s，
电冰箱压缩机的功率为：P＝＝＝120W；
（3）电冰箱压缩机连续工作15min所消耗的电能为：
W2＝Pt2＝120W×15×60s＝1.08×105J；
电冰箱一天的耗电量W0＝1.2kW h＝4.32×106J，
24h内压缩机启动的次数为n＝＝＝40；
因为在24h内，电冰箱压缩机的启动次数为40次
所以电冰箱压缩机停机的次数最少为n1＝39次，最多为n2＝41次。
在24h内，电冰箱压缩机总的间歇时间为：
T＝24×60min﹣15min/次×40次＝840min；
计算结果只取整数，
压缩机的最长间歇时间为：t1＝＝≈21min，
正常间歇时间为t2＝＝＝21min，
最短间歇时间为：t3＝＝＝20min。
答：（1）这台电冰箱连续工作10min压缩机消耗的电能为0.02kW h；
（2）这台电冰箱压缩机的功率是120W；
（3）如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2kW h，设压缩机每次连续工作时间都是15min，并且每次工作后的间歇时间也都相等，那么它的间歇时间的可能值是20分钟或21分钟。
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一．选择题（共5小题）
1．（2022秋 海曙区期末）如图所示电路，电源两端电压保持不变。将开关S1、S2都闭合，电流表的示数为0.6A，小灯泡L恰好正常发光，其功率为3.6W；然后再将开关S1断开，电压表的示数变化了4V。忽略小灯泡L电阻随温度的变化，R为定值电阻，下列说法中错误的是（ ）
A．小灯泡L的电阻为10Ω
B．开关S1断开前后，电路的总功率变化了2.4W
C．定值电阻R的阻值为5Ω
D．当只闭合开关S2时，电流表的示数为0.2A
2．（2022秋 余姚市期末）如图甲所示的电路，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．R1的阻值是20Ω
B．当电流表的示数是0.4A时，R2接入电路的阻值是30Ω
C．电源电压是16V
D．该电路的最大电功率为7.2W
3．（2022秋 镇海区期末）小科想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机。他设计了发热部分的两种电路，分别如图甲、乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．图甲中，当开关S闭合、S1断开时，此时处于低温挡工作状态
B．图甲中，当开关S闭合、S1闭合时，此时处于高温挡工作状态
C．图乙中，若电源电压为24伏，要实现电阻R3的发热电功率为120瓦，则R3阻值为5欧
D．图乙中，暖风机高温挡总功率为200瓦，在高温挡工作1分钟，暖风机消耗电能1.2×104焦
4．（2022秋 宁海县期末）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．A的电阻值为6.25Ω
B．A和B串联，电路中电流为0.4A时，A、B的电功率之比为5：4
C．A和B并联在电压为2.5V的电源两端，A、B的电功率之比为5：4
D．当A和B串联，两者电阻相同时，电源电压为3V
5．（2022秋 江北区期末）如图所示电路中的a、b、c为三只电表（电压表或电流表），闭合开关S，标有“6V 6W”的灯泡L1正常发光，标有“12V 6W”的灯泡L2虽能发光但较暗，若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．电路总功率为7.5W
B．电表a为电流表，且示数为1A
C．电表b为电压表，且示数为6V
D．电表c为电压表，且示数为12V
二．填空题（共3小题）
6．（2022秋 海曙区期末）小科用如图所示的电路进行实验，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S后，当滑片P从变阻器R的一端逐渐移到某位置的过程中，小科多次记录数据并绘制得到滑动变阻器R的P﹣I图像，实验中电流表和电压表均安全。
（1）滑动变阻器的最大阻值为 Ω，电源电压是 V。
（2）求出图中最高点A点的纵坐标为 W。
7．（2022秋 宁海县期末）超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成，原理如图甲中虚线框内所示。超导部件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示。已知电源电压为6V，且保持不变，限流电阻R2＝15Ω，灯泡L上标有“6V3W”字样。
（1）此时灯泡L （选填“能”或“不能”）
正常工作，超导部件电阻R1为 。
（2）当灯泡短路时，电流表的示数为 。
8．（2022秋 鄞州区期末）电流做功的快慢不同。电流做功的快慢用 描述。电流在单位时间内做的 ，叫做电功率。电功率的公式是： 。
三．计算题（共2小题）
9．（2022秋 慈溪市期末）我国某汽车企业发布、使用了全球最先进的锂电池——“刀片电池”。如图所示为一种采用该锂电池的电动汽车，该锂电池的额定电压为550V，容量为150Ah，整车质量为2390kg。
（1）该车采用150kW直流快充充电技术，则理论上将锂电池电量从20%充至80%的时间为 。
（2）若仅靠锂电池驱动，质量为60kg的小慈老师驾驶充满电的该电动汽车能以80km/h的速度在水平路面上匀速行驶550km。已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.02倍，则该电动汽车匀速行驶时所受的牵引力大小为多少？该电动汽车的电动机效率是多少（结果保留到0.1%）？
10．（2022秋 鄞州区期末）多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。[ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃），g＝10N/kg]
（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温挡，说明判断依据；
（2）养生壶处于低温挡工作时，求电路中的电流大小；
（3）求R1的阻值；
（4）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温挡加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。
项目 参数
电源电压（V） 220
低温挡功率（W） 275
中挡功率（W） 550
高挡功率（W） 1100
容积（L） 1
四．解答题（共8小题）
11．（2022秋 镇海区期末）在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，灯泡L1的额定电压为8V，灯泡L2的额定电压为6V，图乙是灯泡L2的U﹣I图象。
（1）当开关S接a时，电压表的示数为1.2V，电流表的示数为0.3A，求定值电阻R0的阻值。
（2）开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1W，求灯泡L1的额定功率。
（3）开关S接b时，通过调节电源电压可使电路允许达到的最大总功率是多少？
12．（2022秋 宁海县期末）如图所示为某品牌纯电动出租车。该车提供能量的装置为三元锂电池组，当它给电动机供电时，电动机将驱动车轮行驶。电池容量为66kW h，可以续航400km。
（1）当给纯电动出租车充电时，三元锂电池组相当于 （选填“用电器”或“电源”）。
（2）司机使用新能源出租车充电桩的60kW快充将电量由30%充至90%，需要多少时间？（充电时无能量损耗）
（3）若该车和车内乘客的总质量为2.0×103kg，当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时，它受到阻力约等于人和车总重的0.02倍，则该车的机械功率是多少？此时电池组加在电动机两端的电压为340V，通过电动机的电流为50A。若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，则该电动出租车将电能转化为机械能的效率是多少？（结果保留到0.1%）
13．（2022秋 宁海县期末）如图甲所示为某型号室内加热器，有高温和低温两个挡位，额定电压为220V，高温挡和低温挡的额定功率分别为2200W和1000W，简化电路如图乙所示。求：
（1）当开关S1、S2均闭合时，电加热器处于 （选填“高温挡”或“低温挡”）。
（2）电阻丝R1的阻值。
（3）在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量是多少？
（4）若该加热器在低温挡工作时，测得消耗的实际功率为810W，则实际电压是多少？
14．（2022秋 江北区期末）小宁用一个88Ω的电阻R1、开关和导线等器材制作了一个电烤箱，将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如图甲所示。
（1）求通过R1的电流和R1消耗的电功率。
（2）小宁发现用图甲的方式烘烤蛋糕耗时过长，找来一个与R1相同规格的电阻R2进行改装，改装后电路如图乙。闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。
15．（2022秋 慈溪市期末）中药熏蒸疗法疗效出众，历史悠久。东汉的《武威汉代医简》中记录了使用燃烧的干羊矢隔着木板进行热熏来治疗脾胃疾病，这是熏蒸床的最早应用文献。图甲是熏蒸床，整个熏蒸系统由药罐、熏蒸装置、回收装置组成。药罐需要将药液加热至设定温度且控制温度保持不变。已知药液的比热容为4.2×103J/（kg ℃），设药罐中药液的初温为25℃，加热时产生的热量全部被药液吸收。图乙为与熏蒸床药罐等效电路，热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
（1）如图，此时药罐处于 （填“加热”或“保温”）状态。
（2）控制电路中滑动变阻器的作用是 。
（3）已知药罐装满5kg药液，温度上升至55℃需要加热2分钟，求电热丝阻值。（结果保留到0.1）
16．（2022秋 鄞州区期末）某电水壶的铭牌信息如图1所示，电水壶在标准大气压下工作。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（1）电水壶装满初温为20℃的水时，在额定电压下将水烧开用了7min。求：电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少？
（2）农村电网改造前，用电高峰时电压会下降10%。求：这时电水壶的实际功率P是多少？（电阻不随温度改变）
（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻阻丝R1两端并联一个电阻丝R2。如图2所示，并分别推导出了R2的表达式。甲同学：R2＝；乙同学：R2＝。请你指出哪个表达式是错误的 （选填甲同学或乙同学），并请详细分析若选用以上错误表达式的电阻丝来改造电水壶的二点不良之处。① ；② 。
17．（2022秋 鄞州区期末）小亮设计了一个多挡位电加热器，加热部分是两根电热丝，通过一个挡位旋钮改变电热丝的连接关系，从而得到不同的加热功率。他计划实现的四挡加热功率如表所示。
温度挡位 高温挡 中温1挡 中温2挡 低温挡
加热功率/W 1100 660 440 ？
挡位旋钮设计如图甲，旋钮上的箭头指向图中位置D，此时，金属滑片将图乙中1、2两触点接通，同时也将3、4两触点接通。转动旋钮，指向不同位置时，就可以实现不同的加热功率。
（1）挡位旋钮上的箭头指向D位置时，对应温度挡位是 。
（2）计算低温挡的加热功率。（结果保留整数）
18．（2022秋 鄞州区期末）有一种电冰箱，只有在压缩机工作时才消耗电能，将一台这样的电冰箱单独接在图的电能表上，测得电冰箱压缩机（即电动机）连续工作10min电能表的表盘转过了60r，求：
（1）这台电冰箱连续工作10min压缩机消耗的电能为多少kW h？
（2）这台电冰箱压缩机的功率；
（3）如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2kW h，设电冰箱压缩机工作时功率保持不变，压缩机每次连续工作15分钟，并且每次工作后的停机时间也是相等的，若计算结果只取整数，那么它的间歇时间的可能值是多少分钟？
浙江省宁波市2022-2023九年级上学期科学期末试题汇编-电功率的计算
参考答案与试题解析
一．选择题（共5小题）
1．（2022秋 海曙区期末）如图所示电路，电源两端电压保持不变。将开关S1、S2都闭合，电流表的示数为0.6A，小灯泡L恰好正常发光，其功率为3.6W；然后再将开关S1断开，电压表的示数变化了4V。忽略小灯泡L电阻随温度的变化，R为定值电阻，下列说法中错误的是（ ）
A．小灯泡L的电阻为10Ω
B．开关S1断开前后，电路的总功率变化了2.4W
C．定值电阻R的阻值为5Ω
D．当只闭合开关S2时，电流表的示数为0.2A
【答案】C
【解答】解：A、将开关S1、S2都闭合，电路为灯泡的简单电路，电压表测量电源电压，灯泡两端的电压即电源电压，
此时电流表的示数为0.6A，小灯泡L恰好正常发光，其功率为3.6W，
由P＝UI可得小灯泡L的额定电压为：U＝＝＝6V，灯泡的电阻为：RL＝＝＝10Ω，故A正确；
将开关S1断开，电阻和灯泡串联接入电路，电压表测灯泡两端电压，
电压表的示数变化了4V，此时电压表的示数为6V﹣4V＝2V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，则电阻两端的电压为2V，
串联电路各处电流相等，通过该电路的电流为：I′＝＝＝0.2A，故D正确；
由P＝UI可得此时电路的总功率为：P′＝UI′＝6V×0.2A＝1.2W，
开关S1断开前、后电路的总功率变化量为：ΔP＝P﹣P′＝3.6W﹣1.2W＝2.4W，故B正确；
C、由串联电路分压规律可知＝＝＝＝，定值电阻阻值为：R＝20Ω，故C错误。
故选：C。
2．（2022秋 余姚市期末）如图甲所示的电路，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．R1的阻值是20Ω
B．当电流表的示数是0.4A时，R2接入电路的阻值是30Ω
C．电源电压是16V
D．该电路的最大电功率为7.2W
【答案】A
【解答】解：
A、C、由乙图知，当滑动变阻器接入电路电阻最大时，两端电压最大，为14V；此时电路电流最小，为0.2A，
因为I＝，
所以滑动变阻器的最大阻值为R2＝＝＝70Ω。
根据题意得：
解得．选项A正确，选项C错误；
B、当电路电流为I′＝0.4A时，
电路总电阻为R′＝＝＝45Ω，
所以滑动变阻器接入电路的电阻为R2′＝R′﹣R1＝45Ω﹣20Ω＝25Ω．此选项错误；
D、电路消耗的最大功率为P最大＝UI最大＝18V×0.9A＝16.2W．此选项错误。
故选：A。
3．（2022秋 镇海区期末）小科想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机。他设计了发热部分的两种电路，分别如图甲、乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．图甲中，当开关S闭合、S1断开时，此时处于低温挡工作状态
B．图甲中，当开关S闭合、S1闭合时，此时处于高温挡工作状态
C．图乙中，若电源电压为24伏，要实现电阻R3的发热电功率为120瓦，则R3阻值为5欧
D．图乙中，暖风机高温挡总功率为200瓦，在高温挡工作1分钟，暖风机消耗电能1.2×104焦
【答案】C
【解答】解：AB\甲方案中，开关S、S1均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总功率P甲1＝；
开关S闭合、S1断开时，R1与R2串联，由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，电路的总功率P甲2＝，
因P甲1＞P甲2，
所以，开关S、S1均闭合时，电热器处于高温挡；开关S闭合、S1断开时，电热器处于低温挡；故AB正确；
C、乙图中两电阻R3和R4并联，电阻两端的电压都等于电源电压，
由P＝可得：
R3的阻值应为：R3＝＝4.8Ω；故C错误；
（3）暖风机所消耗的电能：W＝Pt＝200W×60s＝1.2×104J。故D正确。
故选：C。
4．（2022秋 宁海县期末）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．A的电阻值为6.25Ω
B．A和B串联，电路中电流为0.4A时，A、B的电功率之比为5：4
C．A和B并联在电压为2.5V的电源两端，A、B的电功率之比为5：4
D．当A和B串联，两者电阻相同时，电源电压为3V
【答案】C
【解答】解：
A．由图象可知，当通过A的电流IA＝0.4A时，A两端的电压UA＝2.0V，
由I＝可得，A的电阻值：
RA＝＝＝5Ω，故A错误；
B．A和B串联，电路中电流为0.4A时，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，通过两元件的电流IA＝IB＝0.4A，
由图象可知，两元件两端的电压UA＝2.0V，UB＝2.5V，
由P＝UI可得，A、B的电功率之比：
＝＝＝＝，故B错误；
（3）A和B并联在电压为2.5V的电源两端时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两元件两端的电压UA′＝UB′＝2.5V，
由图象可知，通过两元件的电流IA′＝0.5A，IB′＝0.4A，
则A、B的电功率之比：
＝＝＝＝，故C正确；
（4）当A和B串联，两者电阻相同时，它们两端的电压和通过的电流相等，
由图象可知，电路中的电流为0.6A，两元件两端的电压均为3V时符合，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U＝UA″+UB″＝3V+3V＝6V，故D错误。
故选：C。
5．（2022秋 江北区期末）如图所示电路中的a、b、c为三只电表（电压表或电流表），闭合开关S，标有“6V 6W”的灯泡L1正常发光，标有“12V 6W”的灯泡L2虽能发光但较暗，若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．电路总功率为7.5W
B．电表a为电流表，且示数为1A
C．电表b为电压表，且示数为6V
D．电表c为电压表，且示数为12V
【答案】A
【解答】解：由P＝UI可得，两灯泡正常发光时的电流分别为：
I1额＝＝＝1A，I2额＝＝＝0.5A，
由I＝可得，灯泡L2的电阻：
R2＝＝＝24Ω；
因灯泡L1正常发光，灯泡L2虽然发光但较暗，
所以，通过L1、L2的电流不相等，L1与L2应并联，
则a一定是电流表，b是相当于导线的电流表，c是相当于开路的电压表，故C错误；
此时电流表a测干路电流，电流表b测L2支路的电流，电压表c测电源的电压，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡L1正常发光，
所以，电源的电压U＝U1额＝6V，即电压表c的示数为6V，故D错误；
此时通过L2的电流：
I2′＝＝＝0.25A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流表a的示数：
I＝I1+I2′＝1A+0.25A＝1.25A，故B错误；
则总功率：P＝UI＝6V×1.25A＝7.5W，故A正确。
故选：A。
二．填空题（共3小题）
6．（2022秋 海曙区期末）小科用如图所示的电路进行实验，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S后，当滑片P从变阻器R的一端逐渐移到某位置的过程中，小科多次记录数据并绘制得到滑动变阻器R的P﹣I图像，实验中电流表和电压表均安全。
（1）滑动变阻器的最大阻值为 20 Ω，电源电压是 12 V。
（2）求出图中最高点A点的纵坐标为 9 W。
【答案】（1）20；12；（2）9。
【解答】解：（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，
滑动变阻器的电功率等于电路总功率与定值电阻的功率之差，即P＝UI﹣I2R0，
由图可知当I＝0.5A，P＝5W，当I＝2A，P＝8W，即5W＝U×0.5A﹣（0.5A）2×R0，8W＝U×2A﹣（2A）2×R0，
解方程组可得U＝12V，R0＝4Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路最大阻值时通过电路的电流最小，由乙图可知通过电路的最小电流为0.5A，
根据欧姆定律可得此时电路总电阻R总＝＝＝24Ω，
则滑动变阻器的最大电阻R＝R总﹣R0＝24Ω﹣4Ω＝20Ω；
（2）滑动变阻器的电功率P＝UI﹣I2R0＝12V×I﹣I2×4Ω，
根据抛物线的性质可知滑动变阻器的最大电功率P＝＝＝9W，
即图中最高点A点的纵坐标为9W。
故答案为：（1）20；12；（2）9。
7．（2022秋 宁海县期末）超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成，原理如图甲中虚线框内所示。超导部件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示。已知电源电压为6V，且保持不变，限流电阻R2＝15Ω，灯泡L上标有“6V3W”字样。
（1）此时灯泡L 能 （选填“能”或“不能”）
正常工作，超导部件电阻R1为 0Ω 。
（2）当灯泡短路时，电流表的示数为 1.2A 。
【答案】（1）能；0Ω；（2）1.2A。
【解答】解：（1）根据P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流：
IL＝＝＝0.5A，
因0.5A＜0.6A，
所以，由乙图可知R1的阻值为0Ω，此时R2被短路，灯泡L两端的电压为6V，能正常发光；
（2）灯泡被短路时，R1与R2并联，
根据图乙可知，通过R1的电流大于0.6A时阻值为7.5Ω，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，此时电流表的示数：
I＝I1+I2＝+＝+＝1.2A。
故答案为：（1）能；0Ω；（2）1.2A。
8．（2022秋 鄞州区期末）电流做功的快慢不同。电流做功的快慢用 电功率 描述。电流在单位时间内做的 功 ，叫做电功率。电功率的公式是： P＝ 。
【答案】电功率；功；P＝。
【解答】解：电流在单位时间内所做的功叫做电功率，电功率表示电流做功的快慢。电功率的公式是：P＝。
故答案为：电功率；功；P＝。
三．计算题（共2小题）
9．（2022秋 慈溪市期末）我国某汽车企业发布、使用了全球最先进的锂电池——“刀片电池”。如图所示为一种采用该锂电池的电动汽车，该锂电池的额定电压为550V，容量为150Ah，整车质量为2390kg。
（1）该车采用150kW直流快充充电技术，则理论上将锂电池电量从20%充至80%的时间为 1188s 。
（2）若仅靠锂电池驱动，质量为60kg的小慈老师驾驶充满电的该电动汽车能以80km/h的速度在水平路面上匀速行驶550km。已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.02倍，则该电动汽车匀速行驶时所受的牵引力大小为多少？该电动汽车的电动机效率是多少（结果保留到0.1%）？
【答案】（1）1188s；
（2）490N；90.7%。
【解答】解：（1）根据题意电池容量150Ah，则它可贮存电能为W＝UIt＝550V×150A×60×60s＝2.97×108J；充电时间为t＝＝＝1.188×103s＝1188s；
（2）G＝mg＝（2390kg+60kg）×10N/kg＝2.45×104N；由于汽车做匀速直线运动，所以汽车所受牵引力与阻力是一对平衡力，F＝f＝0.02G＝2.45×104N×0.02＝490N；W有＝FS＝490N×550000m＝2.695×108J；W总＝UIt＝550V×150A×3600s＝2.97×108J；η＝×100%＝×100%≈90.7%；
故答案为：
（1）1188s；
（2）490N；90.7%。
10．（2022秋 鄞州区期末）多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。[ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃），g＝10N/kg]
（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温挡，说明判断依据；
（2）养生壶处于低温挡工作时，求电路中的电流大小；
（3）求R1的阻值；
（4）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温挡加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。
项目 参数
电源电压（V） 220
低温挡功率（W） 275
中挡功率（W） 550
高挡功率（W） 1100
容积（L） 1
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）①S1 闭合时，当 S2 接B时，两电阻并联；
②当开关 S1 闭合，S2 接 A时，R2短路，只有电阻R1接入电路；
③当开关 S1 断开，S2 接 A时，R1、R2两电阻串联（串联电阻大于其中任一电阻）；
①中，两电阻并联，因并联的电阻小于其中任一电阻，根据P＝，功率最大，为高温挡；
（2）③中，当开关 S1 断开，S2 接 A时，R1、R2串联，总电阻最大，养生壶处于低温挡；
根据P＝UI可得电路中的电流大小：
I低＝＝＝1.25A；
（3）当开关 S1 闭合，S2 接 A时，为R1的简单电路，为中温挡，根据P＝可得：
R1＝＝＝88Ω；
（4）根据ρ＝得1L水的质量：
m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
在一标准大气压下水的沸点为100℃，将初温是12℃的一壶水烧开，水吸收的热量：
Q 吸＝cmΔt＝4.2×103 J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105 J，
已知养生壶高温挡加热效率为80%，即η＝＝×100%，
烧开一壶水需要的时间为：
t＝＝＝420s。
答：（1）S1 闭合时，当 S2 接B时，两电阻并联，电路的电阻最小，根据P＝，电路的功率最大，为高温挡；
（2）养生壶处于低温挡工作时，电路中的电流大小为1.25A；
（3）R1的阻值为88Ω；
（4）水吸收的热量为3.696×105 J；烧开一壶水需要的时间为420s。
四．解答题（共8小题）
11．（2022秋 镇海区期末）在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，灯泡L1的额定电压为8V，灯泡L2的额定电压为6V，图乙是灯泡L2的U﹣I图象。
（1）当开关S接a时，电压表的示数为1.2V，电流表的示数为0.3A，求定值电阻R0的阻值。
（2）开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1W，求灯泡L1的额定功率。
（3）开关S接b时，通过调节电源电压可使电路允许达到的最大总功率是多少？
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）当开关S接a时，灯泡L1与电阻R0串联（如下图所示），
∵U0＝1.2V，I＝0.3A，
∴电阻R0的阻值为：R0＝＝＝4Ω。
（2）当开关S接a时，灯泡L1与电阻R0串联，∵灯泡L1正常发光时，
∴灯泡L1两端的电压为额定电压U1＝8V，
又∵此时R0消耗的功率为P0＝1W，而R0＝4Ω，
∴此时电路中的电流为：I0＝＝＝0.5A，即I1＝I0＝0.5A，
灯泡L1的额定功率为：P1＝U1I1＝8V×0.5A＝4W。
（3）开关S接b时，灯泡L1与灯泡L2串联（如下图所示），
当电路达到最大总功率时，应该有一盏灯泡正常发光，
由（2）可知，灯泡L1的额定电流为0.5A，由图象可知灯泡L2的额定电流为0.6A，
所以串联电路允许通过的最大电流是0.5A。
此时，L1正常发光，电路中的电流为I1＝I2＝0.5A，
从灯泡L2的U﹣I图象可知，当电流为0.5A时，灯泡L2两端的电压为U2＝4V，
则电源电压为：U＝U1+U2＝8V+4V＝12V，
∴电路允许达到的最大总功率：P总＝UI1＝12V×0.5A＝6W。
答：（1）定值电阻R0的阻值为4Ω。
（2）灯泡L1的额定功率为4W。
（3）电路允许达到的最大总功率为6W。
12．（2022秋 宁海县期末）如图所示为某品牌纯电动出租车。该车提供能量的装置为三元锂电池组，当它给电动机供电时，电动机将驱动车轮行驶。电池容量为66kW h，可以续航400km。
（1）当给纯电动出租车充电时，三元锂电池组相当于 用电器 （选填“用电器”或“电源”）。
（2）司机使用新能源出租车充电桩的60kW快充将电量由30%充至90%，需要多少时间？（充电时无能量损耗）
（3）若该车和车内乘客的总质量为2.0×103kg，当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时，它受到阻力约等于人和车总重的0.02倍，则该车的机械功率是多少？此时电池组加在电动机两端的电压为340V，通过电动机的电流为50A。若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，则该电动出租车将电能转化为机械能的效率是多少？（结果保留到0.1%）
【答案】（1）用电器；
（2）需要39.6s；
（3）该车的机械功率是10000W，该电动出租车将电能转化为机械能的效率是58.8%。
【解答】解：（1）当给纯电动出租车充电时，三元锂电池消耗电能，相当于用电器；
（2）由电池容量是66kW h可知，将电量由30%充至90%时，电池所储存的电能W1＝66kW h×（60%﹣30%）＝39.6kW h，
由于充电时无能量损耗，所以充电时，新能源出租车消耗的电能W2＝W1＝39.6kW h，
所以新能源出租车充电的时间t＝＝＝0.66h＝39.6min；
（3）由车和车内乘客的总质量是2.0×103kg，车和车内乘客的总重力G＝mg＝2.0×103kg×10N/kg＝2.0×104N，
汽车匀速行驶时受到的阻力f＝0.02G＝0.02×2.0×104N＝400N，
所以汽车的牵引力F＝f＝400N，
设汽车以25m/s的速度匀速行驶了ts，汽车在时间ts内所通过的路程s＝vt＝25m/s×ts＝25tm，
在时间ts内汽车的牵引力所做的有用功W有＝Fs＝400N×25tm＝10000tJ，
该车的机械功率为：，
在时间ts内电动机消耗的电能W总＝UIt＝340V×50A×ts＝17000tJ，
所以该电动出租车将电能转化为机械能的效率η＝×100%＝×100%≈58.8%。
答：（1）用电器；
（2）需要39.6s；
（3）该车的机械功率是10000W，该电动出租车将电能转化为机械能的效率是58.8%。
13．（2022秋 宁海县期末）如图甲所示为某型号室内加热器，有高温和低温两个挡位，额定电压为220V，高温挡和低温挡的额定功率分别为2200W和1000W，简化电路如图乙所示。求：
（1）当开关S1、S2均闭合时，电加热器处于 高温挡 （选填“高温挡”或“低温挡”）。
（2）电阻丝R1的阻值。
（3）在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量是多少？
（4）若该加热器在低温挡工作时，测得消耗的实际功率为810W，则实际电压是多少？
【答案】（1）高温挡；
（2）电阻丝R1的阻值为48.4Ω；
（3）在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量为2.376×107J；
（4）该加热器在低温挡工作时，测得消耗的实际功率为810W，则实际电压是198V。
【解答】解：（1）由图2可知，当开关S1、S2均闭合时，R1、R2并联，当开关S1闭合，S2断开时，只有R1工作；
根据并联电路的电阻特点可知，当开关S1、S2均闭合时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P＝可知，电路中的总功率最大，电加热器处于高温挡；
（2）当开关S1闭合，S2断开时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，电功率最小，电加热器处于低温挡；
由P＝可知，电热丝R1的阻值：R1＝＝＝48.4Ω；
（3）由P＝可知，在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量：Q＝W＝P高t＝2200W×3×3600s＝2.376×107J；
（4）由P＝可知，该加热器在低温挡工作时，测得消耗的实际功率为810W，该电路的实际电压：U实＝＝＝198V。
答：（1）高温挡；
（2）电阻丝R1的阻值为48.4Ω；
（3）在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量为2.376×107J；
（4）该加热器在低温挡工作时，测得消耗的实际功率为810W，则实际电压是198V。
14．（2022秋 江北区期末）小宁用一个88Ω的电阻R1、开关和导线等器材制作了一个电烤箱，将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如图甲所示。
（1）求通过R1的电流和R1消耗的电功率。
（2）小宁发现用图甲的方式烘烤蛋糕耗时过长，找来一个与R1相同规格的电阻R2进行改装，改装后电路如图乙。闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。
【答案】（1）通过R1的电流为2.5A，R1消耗的电功率为550W；
（2）闭合开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量为6.6×105J。
【解答】解：（1）由图甲知，电路为R1的简单电路，
由欧姆定律可得通过R1的电流：
I1＝＝＝2.5A；
R1消耗的电功率：
P1＝UI1＝220V×2.5A＝550W；
（2）由图乙知，闭合开关S后，两电阻并联，
并联电路中各支路间互不影响，所以R1消耗的电功率不变，仍550W；
R2与R1是规格相同的电阻，电压相等，由P＝知，P2＝P1＝550W，
通电10min，改装后电烤箱产生的热量：
Q＝W＝（P2+P1）t＝2P1t＝2×550W×10×60s＝6.6×105J。
答：（1）通过R1的电流为2.5A，R1消耗的电功率为550W；
（2）闭合开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量为6.6×105J。
15．（2022秋 慈溪市期末）中药熏蒸疗法疗效出众，历史悠久。东汉的《武威汉代医简》中记录了使用燃烧的干羊矢隔着木板进行热熏来治疗脾胃疾病，这是熏蒸床的最早应用文献。图甲是熏蒸床，整个熏蒸系统由药罐、熏蒸装置、回收装置组成。药罐需要将药液加热至设定温度且控制温度保持不变。已知药液的比热容为4.2×103J/（kg ℃），设药罐中药液的初温为25℃，加热时产生的热量全部被药液吸收。图乙为与熏蒸床药罐等效电路，热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
（1）如图，此时药罐处于 加热 （填“加热”或“保温”）状态。
（2）控制电路中滑动变阻器的作用是 改变设定温度和保护电路 。
（3）已知药罐装满5kg药液，温度上升至55℃需要加热2分钟，求电热丝阻值。（结果保留到0.1）
【答案】（1）加热；（2）改变设定温度和保护电路；（3）9.2Ω。
【解答】解：（1）根据图中触点与上方连接，说明电阻丝接入电路通电加热，处于加热状态；
（2）控制电路中滑动变阻器的作用是改变设定温度和保护电路；
（3）药液吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（55℃﹣25℃）＝6.3×105J；
加热时产生的热量全部被药液吸收，Q＝W＝6.3×105J；
由W＝UIt＝t知，电热丝阻值R＝＝≈9.2Ω。
答：（1）加热；（2）改变设定温度和保护电路；（3）9.2Ω。
16．（2022秋 鄞州区期末）某电水壶的铭牌信息如图1所示，电水壶在标准大气压下工作。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（1）电水壶装满初温为20℃的水时，在额定电压下将水烧开用了7min。求：电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少？
（2）农村电网改造前，用电高峰时电压会下降10%。求：这时电水壶的实际功率P是多少？（电阻不随温度改变）
（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻阻丝R1两端并联一个电阻丝R2。如图2所示，并分别推导出了R2的表达式。甲同学：R2＝；乙同学：R2＝。请你指出哪个表达式是错误的 乙同学 （选填甲同学或乙同学），并请详细分析若选用以上错误表达式的电阻丝来改造电水壶的二点不良之处。① 电路中的电流过大 ；② 易引起火灾 。
【答案】（1）电水壶烧水过程中的能量转化效率是80%；
（2）这时电水壶的实际功率为1620W；
（3）乙同学；电路中的电流过大；易引起火灾。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J；
将水烧开消耗的电能：
W＝Pt＝2000W×7×60S＝8.4×105J，
电水壶烧水过程中的热效率：
η＝×100%＝＝80%；
（2）由P＝得：
电水壶中的电阻丝的阻值R＝＝＝24.2Ω，
用电高峰时的实际电压：
U实＝U额（1﹣10%）＝220V×90%＝198V，
电水壶的实际功率：
P1＝＝＝1620W；
（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，
并联电阻的电功率：
P2＝P额﹣P1，
由P＝得：R2＝＝；
∴表达式R2＝正确，表达式R2＝是错误的；
乙同学计算出的阻值比R2小，电路消耗的总电功率大于2000W，电路中的电流过大，易引起火灾。
答：（1）电水壶烧水过程中的能量转化效率是80%；
（2）这时电水壶的实际功率为1620W；
（3）乙同学；电路中的电流过大；易引起火灾。
17．（2022秋 鄞州区期末）小亮设计了一个多挡位电加热器，加热部分是两根电热丝，通过一个挡位旋钮改变电热丝的连接关系，从而得到不同的加热功率。他计划实现的四挡加热功率如表所示。
温度挡位 高温挡 中温1挡 中温2挡 低温挡
加热功率/W 1100 660 440 ？
挡位旋钮设计如图甲，旋钮上的箭头指向图中位置D，此时，金属滑片将图乙中1、2两触点接通，同时也将3、4两触点接通。转动旋钮，指向不同位置时，就可以实现不同的加热功率。
（1）挡位旋钮上的箭头指向D位置时，对应温度挡位是 高温挡 。
（2）计算低温挡的加热功率。（结果保留整数）
【答案】（1）高温挡；
（2）低温挡的加热功率为264W。
【解答】解：（1）由甲、乙两图可知：
当旋钮上的箭头指向D位置时，电热丝R1和R2并联，此时电路中总电阻最小，根据P＝可知，功率最大，为高温挡；
当旋钮上的箭头指向A位置时，电热丝R1和R2串联，此时电路中总电阻最大，根据P＝可知，功率最小，为低温挡；
（2）当旋钮上的箭头指向C位置时，电热丝R1单独工作，此时电路的功率P1＝660W，
根据P＝可得：
R1＝＝≈73Ω，
当旋钮上的箭头指向B位置时，电热丝R2单独工作，此时电路的功率P2＝440W，
则R2＝＝＝110Ω；
当旋钮上的箭头指向A位置时，电热丝R1和R2串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，P低温＝＝＝≈264W。
答：（1）高温挡；
（2）低温挡的加热功率为264W。
18．（2022秋 鄞州区期末）有一种电冰箱，只有在压缩机工作时才消耗电能，将一台这样的电冰箱单独接在图的电能表上，测得电冰箱压缩机（即电动机）连续工作10min电能表的表盘转过了60r，求：
（1）这台电冰箱连续工作10min压缩机消耗的电能为多少kW h？
（2）这台电冰箱压缩机的功率；
（3）如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2kW h，设电冰箱压缩机工作时功率保持不变，压缩机每次连续工作15分钟，并且每次工作后的停机时间也是相等的，若计算结果只取整数，那么它的间歇时间的可能值是多少分钟？
【答案】（1）这台电冰箱连续工作10min压缩机消耗的电能为0.02kW h；
（2）这台电冰箱压缩机的功率是120W；
（3）如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2kW h，设压缩机每次连续工作时间都是15min，并且每次工作后的间歇时间也都相等，那么它的间歇时间的可能值是20分钟或21分钟。
【解答】解：（1）电能表标有“3000revs/kW h”，表示的是电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000revs；
题中电冰箱连续工作10min电能表表盘转动：n＝60r，则电冰箱压缩机消耗的电能为：
W1＝＝＝0.02kW h＝7.2×104J；
（2）电冰箱连续工作时间：t＝10min＝600s，
电冰箱压缩机的功率为：P＝＝＝120W；
（3）电冰箱压缩机连续工作15min所消耗的电能为：
W2＝Pt2＝120W×15×60s＝1.08×105J；
电冰箱一天的耗电量W0＝1.2kW h＝4.32×106J，
24h内压缩机启动的次数为n＝＝＝40；
因为在24h内，电冰箱压缩机的启动次数为40次
所以电冰箱压缩机停机的次数最少为n1＝39次，最多为n2＝41次。
在24h内，电冰箱压缩机总的间歇时间为：
T＝24×60min﹣15min/次×40次＝840min；
计算结果只取整数，
压缩机的最长间歇时间为：t1＝＝≈21min，
正常间歇时间为t2＝＝＝21min，
最短间歇时间为：t3＝＝＝20min。
答：（1）这台电冰箱连续工作10min压缩机消耗的电能为0.02kW h；
（2）这台电冰箱压缩机的功率是120W；
（3）如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2kW h，设压缩机每次连续工作时间都是15min，并且每次工作后的间歇时间也都相等，那么它的间歇时间的可能值是20分钟或21分钟。
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