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专题9 电能
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 电功、电能和电热 ☆☆☆ ①掌握用电器消耗的电能，应用电功率进行计算②伏安法测量小灯泡电功率的实验，绘制实验电路图③焦耳定律和数学表达式，应用焦耳定律解决简单的问题
考点2 电功率 ☆☆☆
■考点一 电功、电能和电热
1．电流通过某段电路所做的功叫电功。电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式能量(消耗电能)的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
2．电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。计算公式：W＝UIt＝Pt(适用于所有电路)。
电功的单位：国际单位是焦耳(J)，常用单位：千瓦时(kW·h)，俗称“度”。
1度＝1千瓦时＝1kW·h＝3.6×106J
对于纯电阻电路可推导出：W＝I2Rt＝U2t/R
①串联电路中常用公式：W＝I2Rt W1∶W2＝R1∶R2
②并联电路中常用公式：W＝U2t/R W1∶W2＝R2∶R1
③无论用电器串联或并联，计算在一段时间内所做的总功都可用公式：W＝W1＋W2 。
3．电功或电能测量
电能表是测量电功或电能的仪表。
电能表上“220V”“5(10)A”“3000r/kW·h”分别表示：该电能表应该接在220V的电路上使用；额定电流为5A，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过10A；用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转过3000转。
读数注意最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。电能表前后两次读数之差，就是这段时间内电路消耗的电能。
■考点二 电功率
1．电功率是电流在单位时间内做的功。电功率是表示电流做功快慢的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率(而不是其额定功率)。
2．电功率计算公式：P＝W/t＝UI＝I2R＝U2/R。
电功率的国际单位： 瓦特(W)，常用单位：千瓦(kW)。
①串联电路中常用公式：P＝I2R P1∶P2＝R1∶R2
②并联电路中常用公式：P＝U2/R P1∶P2＝R2∶R1
③无论用电器串联或并联，计算总功率可用公式：P＝P1＋P2 。
3．额定功率和实际功率
额定电压是用电器正常工作时的电压，额定功率是用电器在额定电压下消耗的电功率。
P额＝U额I额＝U/R R＝ U/P额
某灯泡上所标“PZ220V－25W”字样表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。
■考点一 电功、电能和电热
◇典例1：（2023·台州）绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。
（1）使用 灯照明更符合绿色生态理念。
（2）两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为 。
【答案】（1）LED （2）1：12
【解析】（1）根据能量转化的知识确定哪种灯泡更节能；（2）根据W=Pt计算电流通过灯泡做功之比。
【解答】（1）LED灯将电能转化为光能，而白炽灯将电能转化为内能和光能，可见LED灯更符合绿色生态理念。
（2）通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比。
◆变式训练1：（2023·路桥模拟）某同学家的电子式电能表表盘如图所示，下表是小黄家中用电器正常工作的电功率值。根据提供的信息，回答下列问题。
（1）该同学家所有用电器同时正常工作时电路是否安全： (选填“是”或“否”)。
（2）该同学用新买的电热水壶烧水，若只让电热水壶工作3min， 观察到电能表指示灯闪烁28次。若电流产生的热量全部被水吸收，则3min内壶中1kg 水的温度升高了 ℃。[水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃) ]
用电器 额定功率 数量
照明灯 40W 8盏
彩电 100W 1台
洗衣机 150W 1台
电冰箱 100W 1台
电饭煲 750W 1台
闸刀开关上保险丝的额定电流为10A
【答案】（1）是（2）15
【解析】已知电能表的铭牌数据，根据P=UI可知家庭电路中允许的最大功率，根据表格可得出小明家的所有用电器同时正常工作时总功率，分析总功率是否超过家庭电路中允许的最大功率，得出电路是否安全；"1600imp/(kW·h)"表示每用电1kW·h指示灯闪烁1600次，可求出指示灯闪烁32次消耗的电能；根据流产生热量全部被水吸收，得出水吸收的热量，再利用吸热公式求出水升高的温度。
【解答】)(1)根据电能表的铭牌数据可知家庭电路中允许的最大功率为P大=UI=220Vx10A=2200W，
小明家的所有用电器同时正常工作时，总功率P总=8x40W+100W+150W+100W+750W=1420W
(2)电水壶工作3min消耗的电能有：
◇典例2：（2023·衢州）用两种不同充电桩，对同一辆纯电动汽车充满电的相关数据如表所示，不计充电过程中的能量损失。
充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h
普通充电桩 相同 220 30 10
快充充电桩 600 100 ▲
（1）用普通充电桩充满电，消耗的电能为多少千瓦时？
（2）用快充充电桩充满电，需要多少小时？
（3）目前存在普通充电桩充电时间长，充电桩紧缺等问题。为解决此问题，除用快充充电桩充电外，再提出一种设想。
【答案】（1）
答：用普通充电桩充满电，消耗的电能为66kW·h。
（2）
答：用快充充电桩充满电，需要1.1h。
（3）增加快充充电桩数量
【解析】（1）首先根据P=UI计算出普通充电桩的充电功率，再根据W=Pt计算消耗的电能；
（2）首先根据P=UI计算出快充充电桩的充电功率，再根据计算快充的时间；
（3）可从快充充电桩的数量的角度分析解答。
◆变式训练2：（2023九下·义乌模拟）如图甲所示某种智能型电饭锅，有加热、保温、断电的功能。内部简化的电路如图乙所示，开关S可根据设定在“1”、“2”、“3”挡之间自动转换，某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙所示。
（1）据图乙可知，温控开关S与触点 （选填“1”、“2”或“3”）接触时，电饭锅处于保温状态。
（2）电阻R2＝ Ω。
（3）此次煮饭产生的总热量如果用来烧水，其中80%热量被水吸收，则能将初温是20℃的多少质量的水烧开？（在一个标准大气压下，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），计算结果保留1位小数。）
【答案】（1）2 （2）423.5
（3）解：加热Q1＝P加热t＝800W×10×60s＝4.8×105J；
保温Q2＝P保温t＝100W×10×60s＝6×104J；
总热量：Q总＝4.8×105J+6×104J＝5.4×105J，
由η＝ 得Q吸＝ηQ总＝80%×5.4×105J＝4.32×105J
由Q吸＝cmΔt可得，水的质量：m＝
【解析】（1）根据公式比较开关在不同情况下时的总功率大小，从而确定对应的工作状态。
（2）当电饭锅处于加热状态时，只有R1工作，根据计算R1的阻值。当电饭锅处于保温状态时，两个电阻串联，根据计算出总电阻，再根据R2=R总-R1计算即可；
（3）根据丙图确定加热和保温的时间，然后根据Q=Pt分别计算加热和保温阶段消耗的电能，再将两个热量相加得到一次产生的总容量。接下来根据 Q吸＝ηQ总 计算水吸收的热量，最后根据 计算被烧开水的质量。
【解答】（1）根据乙图可知，当开关接1时，只有R1工作，总电阻为R1；
当开关接2时，R1和R2串联，总电阻为R总；
那么R1P总；
那么二者对应的状态分别为加热和保温状态。
（2）当电饭锅处于加热状态时，只有R1工作，
R1的阻值；
当电饭锅处于保温状态时，两个电阻串联，
此时总电阻；
那么R2的阻值为：R2=R总-R1=484Ω-60.5Ω=423.5Ω。
■考点二 电功率
◇典例1：（2022·南湖模拟）如图甲所示，电源电压一定，将滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端，灯泡的U-I图像如图乙所示。当电流为1A时，灯泡正常发光，则灯泡的额定功率为 W，滑动变阻器的最大值为 Ω。
【答案】8；11
【解析】（1）根据乙图确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（2）当电流最大时，变阻器接入的阻值为零，此时电压表的示数等于电源电压，据此计算电源电压。根据乙图确定最小电流和电压表的示数，此时变阻器接入的阻值最大，根据U滑=U总-UL计算变阻器的电压，再根据计算变阻器的最大阻值。
【解答】由题图乙可知，电流为1A时，灯泡正常发光，其额定电压为8V，则其额定功率为P=UI=8V×1A=8W。滑片在最左端时，灯泡两端电压等于电源电压，故电源电压U0=U=8V。滑片在最右端时，电路电流最小，为0.5A；此时灯泡两端电压为2.5V，则此时滑动变阻器两端电压为8V-2.5V=5.5V；滑动变阻器的最大阻值Rmax==11Ω。
◆变式训练1：（2023·台州）某电热器的简化电路如图所示，可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏，R1=2000欧，R2=484欧。
（1）开关转至ac位置时，电阻R1和R2的连接方式是 。
（2）开关转至bd位置时，该电热器可实现 功能、它的额定功率是 瓦。
【答案】（1）串联（2）加热；100
【解析】（1）如果用电器首尾相接，那么它们串联；如果用电器并排连接在两点间，则它们为并联。
（2）根据公式比较两种状态下电路总功率的大小，从而确定它们的工作状态，并计算出对应的功率。
【解答】（1）开关转至ac位置时，电流依次经过R1和R2，它们首尾相连，因此为串联。
（2）开关转至bd位置时，只有电阻R2工作，此时总电阻为R2。
根据公式可知，因为R串>R2，所以总功率P串则前者为保温状态，后者为加热状态。
那么它的额定功率为：。
◇典例2：（2023·衢州）图甲是小宁哥哥测定小灯泡额定功率的电路，小灯泡上标有“3.8V”字样。
（1）测小灯泡电压的电压表有“0-3V”、“0-15V”两个量程，小宁的哥哥正确选用了“ ”量程。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3.8V，此时，电流表的示数如图乙所示。实验测得的该小灯泡的额定功率为 。
（3）小宁发现，与我们教材中测小灯泡电功率的电路相比，哥哥的实验电路多了一根导线这根导线是 。（用图甲中导线旁的字母表示）
【答案】（1）0~15V （2）1.14 （3）b
【解析】（1）根据灯泡的额定电压选择电压表的量程；
（2）根据图乙确定电流表的量程和分度值，然后根据指针的位置读出灯泡的额定电流，最后根据P=UI计算灯泡的额定功率。
（3）根据实验目的确定电器元件的串并联关系，注意电表的量程和接线柱，以及变阻器接线“一上一下”。
【解答】（1）根据题意可知，灯泡的额定电压为3.8V，即电压表的最大示数为3.8V，则电压表选择量程0~15V；
（2）根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.3A，那么灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W。
（3）在测量小灯泡额定功率的实验中，除了电压表与灯泡并联外，其它的都是串联。根据图甲可知，滑动变阻器应该接2根线，现在却接了3根，肯定存在问题。观察发现，只要将开关与变阻器之间的b导线去掉即可恢复正常。
◆变式训练2：智能家居带给我们健康、舒适的生活，如智能马桶(图甲)。某品牌智能马桶座圈的简易加热电路如图乙所示，电阻R1和R2是阻值恒定的电热丝，单刀双掷开关S2；可接a或b，再通过开关S1的通断，实现“高、中、低"三种温档的调节，其中低温档的功率为20瓦，电阻R1为1210欧。
（1）座圈加热时，把电能转化为 能；
（2）当开关S1闭合、S2接a时，该座圈的电路相当于下列选项中的 ；
（3）1千瓦时的电能可供该座圈低温档工作多少小时？
（4）该座圈处于中温档工作时的电功率为多少？
【答案】（1）内(或热) （2）C
（3）解；P=20W=0.02kW t=W/P=1kW·h/0.02kW=50h
（4）解：解：低温档时，R1和R2是串联的
R总=U2/P低=(220V)2/20W=2420Ω
R1=R总-R2=2420Ω-1210Ω=1210Ω
中温档时，电路中只有电阻R2工作
P中=U2/R1= (220V)2/1210Ω=40W
【解析】低温档时，R1和R2是串联的，此时电阻最大，功率最小。首先根据计算出总电阻，再根据 R1=R总-R2 计算出R1的阻值。
中温档时，电路只有R1工作，根据公式计算出此时的电功率即可。
【解答】（1）座圈加热时，把电能转化为内(或热)能；
（2） 当开关S1闭合、S2接a时， 如下图所示，两个电阻为并联，则该座圈的电路相当于C。
1．（2023·衢州）如图所示为多档位加热器的电路图，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合S1和S2时，对电路的分析正确的是（ ）
A．R1和R2串联 B．R1两端的电压小于R2两端的电压
C．流过R1的电流大于流过R2的电流 D．如果R1断了，R2也不能工作
【答案】C
【解析】如图所示电路中，当开关S1和S2均闭合时，电热丝R1和R2为并联关系，此时电路中的总电阻最大，相同时间内产生的热量最多。
【解答】A.由图可知R1和R2为并联关系；
B.R1和R2为并联关系，故两端电压相等；
C.电压相同时，电阻越大，电流越小，故其正确；
D.并联电路两条支路不会相互影响。
2．（2023·台州）某品牌电热水壶的铭牌(部分内容)如表所示。当该电热水壶正常工作时，至少需要 s才能把质量为2.0kg、初温为25℃的水加热到100℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg℃)]
容量 2.0L
额定电压 220V
额定功率 1500W
【答案】420
【解析】首先根据Q=cm△t计算出水吸收的热量，再根据计算出加热时间。
【解答】水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×2kg×（100℃-25℃）=6.3×105J；
电水壶的加热时间。
3．（2023·台州）小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定。
（1）依据图甲，请在答题卷上用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整。
（2）小金正确连接实物电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，此时灯泡两端电压为 V。接下来调节滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动，直至小灯泡正常发光。
【答案】（1）
（2）2.30；B
【解析】（1）根据甲图确定电路的串并联关系，注意电表的量程和接线柱的选择，以及变阻器接线“一上一下”。
（2）根据丙图确定电压表的量程和分度值，然后读出电压表的示数。将电压表的示数与额定电压2.5V比较，确定电压表的示数增大还是减小，然后根据U=IR确定电流表的示数变化，再根据“电流与电阻的反比关系”确定变阻器的阻值变化，最终确定滑片的移动方向。
【解答】（1）根据甲图可知，除了电压表与灯泡并联外，其它的都是串联。因为2.5V<3V，所以电压表选择0~3V的量程，它的“3”接线柱已经与灯泡右端相连，只需将“-”接线柱与灯泡左端相连即可，如下图所示：
（2）根据丙图可知，电压表量程0~3V，分度值为0.1V，示数为2.3V。因为2.3V<2.5V，所以电压表的示数要增大，根据U=IR可知，电流表的示数要增大，而变阻器的阻值要减小，则：调节滑动变阻器的滑片向B端移动，直至小灯泡正常发光。
4．（2023·衢州）小宁以两节串联的干电池为电源，用若干定值电阻和一只电压表来“探究申联电路电压特点”实验电路如图，测得实验数据如下表。
序号 R1/ U1/V R2/ U2/V R总/ Uab/V
1 5 1.1 5 1.1 10 2.2
2 5 0.8 10 1.6 15 2.4
3 4 0.5 16 2.0 20 2.5
4 5 0.6 15 1.9 20 2.5
5 8 1.0 12 1.5 20 2.5
（1）分析上述实验数据，除了能得到Uab=U1+U2的规律外，小宁还发现：
①U1、U2与R1、R2之间存在着下列关系：U1：U2= 。(用R1、R2表示)
②当R不变时，ab两端的电压Uab大小不变；当R总发生变化时，Uab大小 （填“会”或“不会”）变化。
（2）断开开关S，拆除R1、R2，将R3=20Ω和R4=20Ω并联后接到ab之间，闭合开关S。求：
①ab两点之间的电压为多少？
②20s内，电流通过R3做的功为多少？
【答案】（1）R1：R2；会
（2）①解：当R与R并联时，根据 可知
由实验数据可知，此时ab间的电压为Uab=2.2V
答：此时ab间的电压为2.2V。
②解： =0.11A
W3=UabI3t=2.2V×0.11A×20s=4.84J
答：R3做的功为4.84J。
【解析】（1）①将每组数据中的两个电阻作比，对应的两个电压作比，然后比较比值的大小即可；
②根据表格数据1、2、3分析即可。
（2）①根据并联电路的电阻规律 计算出此时ab之间的总电阻，然后根据表格数据确定此时ab之间的电压值即可；
②首先根据欧姆定律 计算出通过R3的电流，再根据 W3=UabI3t 计算电流通过R3做的功。
【解答】（1）①根据表格中前三组数据可知，对应的电压之比和电阻之比分别为：1：1，1：2，1：4，那么得到结论： U1：U2=R1：R2 。
②根据实验3、4、5可知，当R总不变时，ab两端的电压Uab大小不变；
根据实验1、2、3可知，当R总发生变化时，Uab大小会变化。
5．（2023·衢州）用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。
图中电路包括调试电路和实验电路，和是阻值都为20欧的电热丝，放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝在调试过程中不发热。实验步骤如下：
①用数字温度计测量并记录装有的保温容器内煤油的温度。
②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。
③将开关S拨至“2”，使工作50秒，断开开关S，测量并记录__________。
④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度（可反映电热的多少），整理、的数据如图丙。
（1）将步骤③补充完整。
（2）在答题纸图丙中画出与的关系图像。
（3）小明想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持不变，将更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理，说明理由： 。
【答案】（1）煤油的温度
（2）
（3）不合理。当调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，通过30欧电热丝的电流不是设定值
【解析】（1）煤油的质量相等，根据Q=cm△t可知，煤油的温度升高的越多，则说明电流产生的热量越多，即根据煤油温度的变化可以判断产生热量的多少；
（2）根据描点法画出图像的方法解答；
（3）根据乙图可知，R1和R2的阻值相等，电源电压相等。当开关分别与1和2闭合时，它们分别与变阻器串联，此时通过电流表的电流相等，这样可以避免调整过程产生热量对实验的影响。如果将R2换成30Ω的，那么通过电流表的示数就会发生变化，不是预定值，从而无法进行研究。
【解答】（1）实验中，要用煤油升高的温度反映产生热量的多少，因此步骤③的内容为：将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S，测量并记录煤油的温度。
（2）方格纸上已经存在描点，只需在各个描点附近画一条平滑的线将相临的点连接起来即可，如下图所示：
（3）滑动变阻器的阻值不变，如果两个电阻的阻值不同，那么电流表的示数会发生改变，则他的做法不合理，理由是：当调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，通过30欧电热丝的电流不是设定值。
6．（2021·金华）研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。图注电源电压恒为4V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。实验过程中，调节滑动变阻器，逐次读取数据并记录，计算定值电阻电功率。数据如下表：
实验次数 1 2 3 4 5
电流（A） 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
电压（V） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
R0的电功率（W） 0.10 0.225 0.40 0.625 0.90
（1）完成第3次实验后，接下来要获得第4次实验的数据，则滑动变阻器R的滑片P应向 （选填“左”或“右”）移动到适当位置；
（2）小组同学根据表中数据，得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论正确的是：（ ）
A．定值电阻的电功率与电流成正比
B．定值电阻的电功率与电流的平方成正比
（3）小科提出：要得知滑动变阻器的电功率，还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压；小金却认为：无需测滑动变阻器两端的电压，通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如，当定值电阻两端的电压为1.0V时，滑动变阻器的电功率为 瓦；
（4）小组同学对小金的方法进行了归纳，结合表中数据，画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像（如图乙所示）。请分析判断，图中线段AA’表示的含义是 。
【答案】（1）左
（2）B
（3）0.3
（4）滑动变阻器的电功率
【解析】（1）根据表格确定电流的大小变化，再根据“电流与电阻的反比关系”确定变阻器的阻值变化，最终确定滑片的移动方向。
（2）将表格中第1、3组数据比较，确定定值电阻的电功率与电流的变化关系。
（3）首先根据U2=U总-U1计算变阻器两端的电压，再根据P2=U2I2计算变阻器的功率；
（4）根据P总=P1+P2分析。
【解答】（1）根据表格可知，从第3次到第4次时，电流从0.2A到0.25A，此时电流变大，那么变阻器的阻值变小，则滑片P向左移动到适当位置。
（2）比较第1和3组数据可知，电流增大到原来的：0.2A÷0.1A=2倍，而定值电阻的电功率增大到原来的：0.4W÷0.1W=4=22倍，因此定值电阻的电功率与电流的平方成正比，故选B。
（3）当定值电阻两端的电压为1.0V时，
变阻器两端的电压U2=U总-U1=4V-1V=3V；
此时变阻器的电功率为：P2=U2I2=3V×0.1A=0.3W；
（4）A点的横坐标代表总功率，A'点的横坐标代表R1的电功率，根据P总=P1+P2可知，AA'就是滑动变阻器的电功率。
7．（2023·衢州）为了探究灯泡亮度与灯泡电功率的关系，小敏用如图所示电路进行研究(光敏电阻和灯L放置在暗盒内，外界光照无法进人)。已知灯L的额定电压为2伏，R光敏的阻值随光照的增强而减小，R2是保护电阻。连接电路后，闭合开关S1和S2，移动滑片调节灯L两端电压，记录电压表和电流表的示数如下表。
实验次数 1 2 3 4 5
电压表V示数/伏 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流表A1示数/安 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24
电流表A2示数/安 0.04 0.10 0.14 0.16 0.18
（1）闭合S1前，应先将滑片移至最 (选填”左”或”右”)端。
（2）该实验通过观察 来体现灯泡 L的亮度变化。
（3）实验中灯L的额定功率为 瓦。
（4）通过数据分析，得出的实验结论是 。
【答案】（1）左
（2）电流表A2示数变化
（3）0.4
（4）灯泡亮度与灯泡电功率有关，灯泡电功率越大，灯泡越亮
【解析】（1）闭合开关前，为了防止电流过大而烧毁用电器，要求变阻器的滑片要调到阻值最大的位置；
（2）根据图片可知，电流表A1与灯泡L串联，则通过它们的电流大小相等。根据表格可知，当电流表A1的示数增大时，A2的示数也增大。当通过电流表A1的电流越大时，A2的示数越大，通过灯泡的电流越大，则灯泡的亮度越大。
（3）根据表格确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（4）根据表格数据，分析灯泡的亮度与电功率之间的对应关系。
【解答】（1）根据图片可知，当变阻器的滑片在最左端时阻值最大，那么：、闭合S1前，应先将滑片移至最左端。
（2）该实验通过观察电流表A2示数变化来体现灯泡 L的亮度变化。
（3）根据表格可知，当灯泡电压为额定电压2V时，通过灯泡的电流为0.2A，则灯泡的额定功率P=UI=2V×0.2A=0.4W。
（4）根据表格数据，利用P=UI分别计算出对应的电功率，发现电功率是逐渐变大的，而灯泡的亮度也在变大，那么得到结论：灯泡亮度与灯泡电功率有关，灯泡电功率越大，灯泡越亮。
8．（2023·衢州）在”测量小灯泡额定功率”实验中，同学们进行如下研究。
[实验器材]干电池3节，小灯泡(额定电压为3.8V、电阻约为15Ω)，滑动变阻器(40Ω1A)，电流表，电压表，开关，导线若干(所有器材均完好)
[实验方案]将量程为0~15V的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，读出并记录电流表的示数。
（1）实验时若闭合开关，发现灯泡不亮，接下来最合理的操作是 ；
A．更换小灯泡
B．检查电路是否短路
C．观察电流表和电压表的示数
（2）当电压表读数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，该小灯泡的额定功率为 W；
（3） [实验反思]小金认为，电压表选用0~15V量程进行实验，因该量程下每一小格为0.5V，3.8V读数不够精确，导致计算得到的额定功率误差较大。若电压表换用0~3V的量程，将其并联到滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为0.7V，即可减小误差。
[实验改进]于是小金设计了如图丙所示电路图，电压表V1选用0~15V量程，电压表V2选用0~3V量程。进行实验，移动滑动变阻器滑片，得到三次实验数据记录如下表。
实验次数 小灯泡两端电压(V) 变阻器两端电压(V) 电流(A)
1 3.0 1.1 0.24
2 3.4 0.7 0.26
3 3.8 0.3 0.28
小金按反思后的思路，利用滑动变阻器两端电压为0.7V时所测的数据，计算得到的小灯泡”额定功率”比真实的小灯泡额定功率 (选填”偏大”“偏小”或”相等”)。
[反思交流]小金发现测得的小灯泡两端电压与滑动变阻器两端的电压之和小于电源电压。
带着这一疑问，继续探究……
【答案】（1）C
（2）1.064
（3）偏小
【解析】（1）根据闭合开关前，滑动变阻器的滑片调到最大分析；
（2）根据图乙确定电流表的量程和分度值，根据指针位置读出示数，根据P=UI计算灯泡的额定功率；（3）根据表格数据分别计算变阻器电压为0.7V时灯泡的电功率和灯泡电压为3.8V时的电功率，二者进行比较即可。
【解答】（1）在闭合开关前，为了防止电流过大而烧毁用电器，要求变阻器的滑片调到阻值最大的位置。那么闭合开关后，通过灯泡的电流很小，则灯泡亮度很弱，几乎不亮，此时电流表和电压表都会有示数，因此通过它们有无示数，可以判断灯泡不亮的原因，故选C。
（2）根据图乙可知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，则灯泡的额定电流为0.28A，则灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.28A=1.064W。
（3）根据表格数据可知，当变阻器电压为0.7V时，灯泡的实际电压为3.4V，那么灯泡的的实际功率：P=UI=3.4V×0.26A=0.884W；
当灯泡电压为3.8V时，灯泡的额定功率为：P'=U'I'=3.8V×0.3A=1.14W；
比较可知，计算得到的小灯泡”额定功率”比真实的小灯泡额定功率偏小。
9．（2023·台州）如图电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡规格是“3V 0.75W”。
（1）灯泡正常工作时，电压表V1、V2示数分别为多少 滑动变阻器接入的电阻为多少
（2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少
【答案】（1）解：U1=3V U2=U-U1=4.5v-3V=1.5v
灯泡常工作电流I= =0.25A
滑动变阻器接人电阻：R= =6Ω
（2）解：W=UIt=4.5Vx0.25Ax4x60s=270 J
【解析】（1）根据图片可知，灯泡与变阻器串联，电压表V1测灯泡的电压，V2测变阻器的电压。根据灯泡的规格确定灯泡正常发光时的电压，也就是电压表V1的示数，然后根据U2=U总-U1计算电压表V2的示数。首先根据 计算出灯泡正常工作时通过电路的电流，再根据 计算出此时变阻器接入的电阻。
（2）根据公式W=UIt计算整个电路消耗的电能。
10．（2023·台州）便携式无线加湿器，让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿器，通过旋转开关S接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，其简化的工作电路如图所示，铭牌上的部分参数如下表。
项目 参数
工作电压（V） 20
低档位功率（W） 5
高档位功率（W） 10
完成下列问题：
（1）旋转开关S接触“bc”两触点时，加湿器属于 档位；
（2）加湿器低档位工作时，电路通过的电流多大？
（3）加湿器高档位工作6小时，将消耗多少电能？
【答案】（1）低
（2）当开关S与bc接触时，只有电阻R2工作，加湿器低档位工作时，
此时通过电路的电流；
（3）高温档消耗的电能：W=P高t=10W×（3600s×6）=2.16×105J。
【解析】（1）根据公式比较不同状态下电路总功率的大小，然后确定它的工作状态；
（2）当开关S与bc接触时，只有电阻R2工作，加湿器低档位工作时，根据公式计算出通过电路的电流；
（3）根据W=P高t计算出消耗的电能。
【解答】（1）旋转开关S接触“bc”两触点时，只有电阻R2工作，此时总电阻为R2；
旋转开关S接触“cd”时，两个电阻并联，此时总电阻为R并；
则R2>R并；
根据公式可知，此时总功率P2则前者为低档，后者为高档。
11．（2023·衢州）一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段。图甲为多档位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，R1、R2为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示。
额定电压. 220V
磨豆功率 110W
加热功率 1210W
保温功率 88W
产品规格 295*280*410mm
（1）若仅闭合S2，咖啡机的工作状态处于 阶段。
（2）R1的阻值是多少欧？
（3）小金某次泡制咖啡，只进行了磨豆和加热，其中磨豆用时0.5分钟，加热用时3分钟，则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能？
【答案】（1）保温
（2）R1= =40Ω
（3）W总=P磨t磨+P热t热=110W×0.5×60s+ 1210W×3×60s=2.211×105J
【解析】（1）根据比较开关在不同闭合情况下总功率的大小，从而确定对应的工作状态；
（2）根据图片可知，当同时闭合开关S2和S3时，只有R1自己工作，此时为加热档，根据公式 计算R1的阻值。
（3）根据W=Pt分别计算出磨豆和加热消耗的电能，然后相加得到消耗的总电能。
【解答】（1）根据图片可知，当只闭合开关S1时，只有电动机工作，此时为磨豆状态；
当只闭合开关S2时，此时R1与R2串联，总电阻为R串；
当同时闭合开关S2和S3时，只有R1自己工作，总电阻为R1；
根据串联电路的电阻特点可知，R串>R1；
根据可知，总功率P串则二者对应的状态分别为保温和加热。
12．（2023·衢州）在献爱心活动中，小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫，能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲，是安装在坐垫内的热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示。
热敏电阻的阻值与温度的关系
温度/ 20 25 30 35 39 40 41 42 43 44 45 50 55 60 65
阻值/欧 600 480 390 300 240 230 220 210 200 190 180 150 120 100 85
闭合开关，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁和同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时，电磁铁无法吸住衔铁和、恢复原位，又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。
（1）分析表中数据，当温度升高时，热敏电阻R，的阻值 。（选填“变大”或“变小”）
（2）图甲中和的阻值均为1210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟，则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦？
（3）小明想在控制电路中增加一个力敏电阻，以实现两个功能：
①1000牛压力以下，坐垫最高温度不超过；
②人离开后，坐垫始终低功率工作。
现有三种力敏电阻，其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式，并写出500牛压力下坐垫的最高温度值： 。（线圈阻值忽略不计）
【答案】（1）减小
（2）解：工作电路处于低功率状态时， 和 串联
欧
焦
工作电路处于高功率状态时， 和 并联
焦
消耗的总电能为 焦
答：测试中电热丝消耗的总电能为 焦。
（3）选用 与 并联，500牛压力下坐垫的最高温度值为
【解析】（1）根据表格数据分析热敏电阻的阻值随温度的变化规律；
（2）根据甲图可知，当电路处于低功率状态时，两个电阻串联，根据R总=R1+R2计算出此时的总电阻，再根据 计算消耗的总电能。
当电路处于高功率状态时，两个电阻并联。根据分别计算出两个电阻丝消耗的电能，然后相加即可。
（3）①当电磁铁的电流达到0.05A时，转为低功率模式，此时温度达到最高。根据计算出此时控制电路的总电阻，然后根据表格确定45℃时热敏电阻的阻值，二者进行比较，根据串并联电路的电阻特点确定连接方式，并计算出加入的阻值。根据图像判断压力减小时45℃是否为最高温度，最终确定加入的力敏电阻即可。
②根据乙图确定500N时加入力敏电阻的阻值，然后根据并联电路的电阻规律计算出此时热敏电阻Ra的阻值，最后根据表格确定对应的最高温度即可。
【解答】（3）①当电磁铁的电流达到0.05A时，转为低功率模式，此时温度达到最高。
此时电路的总电阻为：；
根据表格可知，当温度为45℃时，热敏电阻Ra=180Ω；
则此时的总电阻小于热敏电阻，
根据并联电路总电阻小于任何一个组成电阻的规律可知，力敏电阻与热敏电阻并联。
根据得到：；
解得：R=360Ω；
即压力为1000N时，力敏电阻的阻值为360Ω；
则可能为Rc或Rd；
对于Rc来说，当压力减小时它的阻值增大，
根据并联电路电阻的特点可知，当总电阻不变时，热敏电阻的阻值要减小，
则此时温度会高于45℃；
因此只能选择Rd与Ra并联；
②当压力为500N时，Rd的阻值为300Ω；
根据得到：；
解得：Ra=200Ω；
根据表格可知，此时最高温度为43℃。
13．（2023·台州）我省实施“清凉工程”，为每个教室安装了空调。
（1）安装一台额定电压为220伏，最大功率为5500瓦的空调，需要给教室单独铺设输电线。通过计算说明，应选择允许通过最大电流至少为多少的导线？
（2）某台空调制冷时消耗的功率为2340瓦，若连续制冷0.5小时，消耗多少电能？
（3）为落实节能降耗，某同学设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路，实现当气温升至30℃时，衔铁才能被电磁铁吸下，接通空调线路。热敏电阻R1的阻值随温度变化情况如图乙。
实际使用中发现：当气温在30℃上下波动时，空调线路会频繁接通和断开，影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻R0（如图丙），实现了空调线路接通后，气温降低至26℃以下时才自动切断，回升至30℃后才重新接通。请计算R0的阻值，并说出“气温从30℃降低至26℃时，空调线路不断开”的工作原理。（电路改进前后，衔铁刚被吸下时，电磁铁线圈中的电流大小不变；线圈电阻忽略不计）
【答案】（1）解：
答：应选择允许通过最大电流至少为25安的导线
（2）解：
答：消耗电能1.17千瓦时。
（3）解：根据图乙可知，当温度为30℃时，Rt=20欧。根据图甲可知衔铁刚被吸下时线
圈的电流
当温度降为26℃时，Rt′=30欧
此时流过Rt的电流
工作原理：气温升至30℃时，衔铁被吸下，Rt和R0并联工作。气温从30℃下降到26℃，由于R0的作用，线圈的电流一直大于等于0.15安，衔铁一直被吸引，空调线路不断开。
【解析】（1）电功率最大时电流为最大值；
（2）电能=电功率x时间；
（3）自动控制模拟电路原理为：当气温升高时，电阻R1的阻值变小，控制电路中的电流增大，磁性增强，上方的衔铁被吸合，空调线路接通，空调工作；当空调工作，温度降低时，电阻R1升高，电流变小，衔铁向上运动，空调断路。
14．（2023·台州）科技小组开展设计一款多功能电饭煲的项目活动，过程如下：
[明确问题]科技小组同学们讨论后认为，电饭煲应具有如下基本功能，并提出具体标准：
①工作电压：220V；煮饭模式功率：880W ；保温模式功率：88W；
②电饭煲达到设定温度后能自动切换到保温模式。
（1）[方案设计]根据标准，小组讨论后，初步设计了如图甲的方案，图中开关S1，S2都闭合时，电饭煲处于煮饭模式，功率为880W，则发热电阻R1，应选择的阻值为多少欧？
（2）[方案优化]有同学认为甲方案不能实现自动切换功能，于是同学们利用电磁继电器与热敏电阻，设计了如图乙的方案。
①工作电路中的发热电阻R，应设计在 ▲ 处(选填“a"或“b")。
②为确保安全，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，工作电路自动切换到保温模式，其中热敏电阻R的阻值与温度关系见图丙。控制电路的电源电压为24V，当电流达到0.03A时，电磁铁会吸下衔铁，工作电路自动切换到保温模式。那么，选用的定值电阻R0阻值应为多少欧？(电磁铁线圈阻值不计)
【答案】（1）解：发热电阻R1应选择的阻值为：R1= =55Ω
答：发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
（2）a；解：通过图丙可知，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，热敏电阻的阻值为：600Ω；
控制电路中的电流达到0.03A时，电路的总电阻为：R总=q= =800Ω，
选用的定值电阻R0阻值为：R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω
答：选用的定值电阻R0阻值应为200Ω。
【解析】电磁继电器是电磁铁应用，可以利用低电压、弱电流控制高电压和强电流；功率是指电流在单位时间内所做的功，表示做功的快慢；P=I2R=U2/R=UI
【解答】（1）已知加热功率P=880W；R1===55Ω；答：发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
（2）①从图中可以看出控制电路中的热敏电阻随着温度的升高而降低，所以当温度升高是时，控制电路中电阻变小，电流变大，磁性变强，吸引衔铁，所以发热电阻不工作，所以①工作电路中的发热电阻R，应设计在a处。
②解：通过图丙可知，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，热敏电阻的阻值为：600Ω；控制电路中的电流达到0.03A时，电路的总电阻为：R总=q= =800Ω，选用的定值电阻R0阻值为：R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω；
故答案为：（1） 解：发热电阻R1应选择的阻值为：R1= =55Ω
答：发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
（2） a；解：通过图丙可知，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，热敏电阻的阻值为：600Ω；控制电路中的电流达到0.03A时，电路的总电阻为：R总=q= =800Ω，选用的定值电阻R0阻值为：R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω
答：选用的定值电阻R0阻值应为200Ω。
1．（2023·定海模拟）如图所示，电源电压为4.5V，定值电阻R0为10Ω，滑动变阻器R的规格为“20Ω 2A”，电流表和电压表量程分别选择“0～0.6A”“0～3V”。闭合开关S，电路正常工作时，下列叙述正确的是（ ）
A．电流表示数最大值为0.6A
B．电压表示数范围为1.5～3V
C．滑动变阻器的功率可达0.6W
D．滑动变阻器的阻值变化范围为5～10Ω
【答案】B
【解析】本题主要考查电路的相关计算需灵活应用欧姆定律和电功率的计算公式。
【解答】A.当滑动变阻器为零时，此时电流表示数最大，，但此时电压表超过其量程，故最大电流为电压表示数3v时的电流大小=0.3A
B.当滑动变阻器位于最大阻值时，此时定值电阻电压最小，即，故电压范围为1.5v~3V
C.当滑动变阻器阻值与定值电阻相等时，此时滑动变阻器功率最大，故不可能达到0.6w
D.当电压表示数为3v时，此时R=，所以其范围为15 Ω ~20 Ω
故答案为：B
2．（2023·定海模拟）2023年的植树节，我国利用无人机在沙漠地区播撒植物种子。如图所示的小型四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。若质量m＝2kg的无人机从地面上由静止开始竖直向上起飞，20s末无人机离地高度h＝50m，整个运动过程中电动机提供升力F＝24N，所受空气阻力f大小不变，且无人机动能增加量ΔE＝25J。已知动力系统的电动机工作电压U＝25V，电流I＝3A。下列说法不正确的是（ ）
A．无人机在上升过程中做加速运动
B．20s内电动机输出的机械能（升力所做的功）为1200J
C．所受空气阻力f为4N
D．该电动机的线圈电阻约为1.7Ω
【答案】C
【解析】本题主要考查物体的功能关系，并通过受力分析完成功能转化。
【解答】A.由于无人机是由静止竖直向上飞的，故其在上升过程中做加速运动；
B.W=F升xS=24NX50m=1200J，故B正确；
C.由能量守恒定律可知f·h+G·h+ ΔE =W升，所以；
D.20s内其所消耗的电能=25v·3A·20s=1500J
Q=W总-W升=1500J-1200J=300J
R=
3．（2022·南湖模拟）某品牌的电加热器工作电路如图所示，其额定电压为220V，加热功率为1100W，保温功率为44W。单刀双掷开关S接b时，电加热器处 (选填”保温”或”加热”)状态；电路中定值电阻R1的阻值为 Ω。单刀双掷开关S接a时，若电路中电压只有200V，则R2的实际功率为 W(结果保留1位小数)。
【答案】加热；44；34.9
【解析】【分析（1）根据开关的开合确定连接情况，再根据P=比较对应电功率大小，从而确定对应状态；
（2）开关S接b时，只有R1接入电路，此时为加热状态，根据计算R1的阻值。
开关S接a时，R1与R2串联，电加热器处于保温状态。根据计算此时的总电阻，根据2=R总-R1计算R2的阻值，当电压为200V时，根据计算此时的总电流，最后根据P2=I2R2计算R2的电功率。
【解答】由P=UI=得，电源电压一定时，电路总电阻越小，电路总电功率越大，故当开关S接b时，只有R1接入电路，电路总阻值较小，电加热器处于加热状态。定值电阻R1的阻值R1===44Ω。开关S接a时，R1与R2串联，电加热器处于保温状态，此时电路的总电阻R总==1100Ω，R2的阻值R2=R总-R1=1100Ω-44Ω=1056Ω。若电路中电压只有200V，则电路中的电流I=A，则R2的实际功率P2=I2R2=(A)2×1056Ω≈34.9W。
4．（2023九下·义乌模拟）雾天开车需开启雾灯，避免发生危险。右图是小科设计的雾灯模拟电路，衔铁、线圈电阻不计。
（1）要实现闭合开关S后警示灯能持续亮灭闪烁，则应将警示灯连接在如图电路中的 (选填“A”或“B”)位置。
（2）已知该电路的电源电压为6V，定值电阻R的阻值为12Ω，警示灯的规格为“6V3W”，若灯丝电阻固定不变，闭合开关后，当警示灯亮时，其实际功率为 。
【答案】（1）A（2）0.75
【解析】（1）根据图片分析这个装置的工作过程，从而确定灯泡的位置；
（2）根据计算出灯泡的电阻，再根据R总=RL+R计算出此时的总电阻，根据计算出此时的总电流，最后根据PL=IL2RL计算灯泡的实际功率。
【解答】（1）如图所示，电阻R与线圈串联，当将警示灯连接在如图电路中的B点时，闭合开关，无论衔铁吸合还是断开，B点始终有电流经过，警示灯常亮，不符合题意；
当将警示灯连接在如图电路中的A点时，闭合开关，线圈通电产生磁性，吸引衔铁触电吸合，此时电流经过B点回到电压负极，A点的警示灯和线圈被短路，警示灯熄灭，熄灭后线圈失电，失去磁性使衔铁断开，A点处的警示灯又得电亮起，如此循环往复，使警示灯闪烁。
故应将警示灯连接在如图电路中的A位置；
（3）警示灯的阻值，
闭合开关后，定值电阻与灯泡串联，
电路总电阻R总=RL+R=12Ω+12Ω=24Ω，
故电路中的电流，
此时灯泡的实际功率为：PL=IL2RL=（0.25A）2×12Ω=0.75W。
5．（2023·温州模拟）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）R、R0的连接方式是 （串联或并联）
（2）求出图中最高点A点的纵坐标为 W。
【答案】（1）串联（2）9
【解析】串联电路的特点是各用电器相互影响，并联电路是各用电器互不影响。电路中电压表测的是滑动变阻器两端的电压，电流表测的是通过电路的电流。此类题中关键要找到不变的量，利用不变的量去求。
【解答】（1）、取下R0，R就不能够正常工作，所以R、R0的连接方式是串联。
（2）、滑片移动过程中，电源电压与R0没有发生变化。所以滑动变阻器的功率P=UI=U总I-I2R0来求。由图可知当I=0.5A时，P=5W，当I=2A时，P=8W。即5W=U总X0.5A-(05A)2XR0， 8W=U总X2A-(2A)2XR0，解方程可得：U总=12V，R0=4 Ω 。所以P=12VXI -I2X4 Ω ，根据抛物线性质可知P最大= ==9W
6．（2023九下·义乌模拟）某小组同学猜想电流通过导体产生的热量跟下列因素有关：
猜想A：与电流大小有关； 猜想B：与电阻大小有关；猜想C：与通电时间长短有关于是他想用如图1和图2所示的实验装置进行探究
（1）图1实验烧瓶中装的煤油是 （选填“导体”或“绝缘体”）。
（2）小金同学设计并连接了如图2所示的电路，则他是为了探究猜想： （填字母即可）
（3）通过焦耳定律的学习，小金知道：图中 装置（填“甲”、“乙”、“丙”）U形管两边液面高度差最小。
【答案】（1）绝缘体
（2）A
（3）乙
【解析】（1）容易导电的物体为导体，不容易导电的物体为绝缘体；
（2）根据图2确定哪个因素不同即可；
（3）根据Q=I2Rt分析哪个电阻产生的热量最少即可。
【解答】（1）烧瓶中的煤油不容易导电，属于绝缘体。
（2）在并联电路中，干路电流大于支路电流。在并联电路中，如果一个支路电路变大，那么总电阻变大。
根据图2可知，三个电阻阻值相等，且甲在干路上，而乙和丙都在支路上，因此通过电流甲的电流最大，即通过它们的的电流大小不同，那么实验探究电流产生的热量与电流的关系，即探究猜想A。
（3）电阻乙和5Ω的电阻并联，电阻丙与10Ω的电阻并联，则乙部分的总电阻小于丙部分的总电阻，而串联电路中电压与电阻成正比，因此乙两端的电压肯定小于丙两端的电压。根据可知，通过乙电阻的电流小于通过丙电阻的电流。比较可知，通过乙的电流是最小的。根据Q=I2Rt可知，相同时间内乙产生的热量最少，则U形管两边液面高度差最小。
7．（2022·南湖模拟）小秀做”测小灯泡电功率”的实验时，连接的实物图如图甲所示，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）用笔画线替代导线，将实物图连接完整。
（2）实验过程中，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙，小灯泡的额定功率为 W。
（3）实验后，小秀觉得还可以通过调节变阻器滑片，改变通过小灯泡中的电流米探究小灯泡的电功率与电流的关系。请判断小秀的想法是否正确并说明原因： 。
【答案】（1）
（2）0.7
（3）不正确；因为在电流改变的同时电压也发生改变，存在两个变量
【解析】（1）在测量灯泡电功率的实验中，除了电压表与灯泡并联外，其它的都是串联，要注意电表的量程和接线柱的选择，还要注意变阻器接线一上一下。
（2）根据乙图确定电流表的量程和分度值，根据指针位置读出示数，最后根据P=UI计算灯泡的额定功率。
（3）探究小灯泡的电功率与电流的关系时，需要控制灯泡两端的电压相等，只改变电流大小，而调节变阻器的滑片时，电流和电压都发生了改变。
【解答】(2)电流表测通过小灯泡的电流，读数为0.28A，小灯泡的额定功率P=U额I=2.5V×0.28A=0.7W。(3)小灯泡与滑动变阻器串联，当调节滑动变阻器的滑片时，其接入电路的阻值发生变化，根据串联电路分压定律和欧姆定律可知，通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压都发生改变，故小秀的想法不正确。
8．（2022·南湖模拟）小科利用两节新干电池、滑动变阻器(1安20欧)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、额定电压为2.5V的小灯泡、定值电阻(5欧、10欧、15欧)各一个、开关和导线若于进行电学实验。
（1）为了测量小灯泡的电阻，小科根据电路图(图甲)连接电路，当连接好最后一根导线时，小灯泡立即发光。请你指出他在实验操作中的不当之处 。
（2）小科掌握正确操作后，闭合开关，移动滑片，进行了多次实验测得数据如下表。通过数据分析，此小灯泡的额定功率为 。
序号 1 2 3 4 5
U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 2.8
I/A 0.2 0.21 0.22 0.25 0.26
灯泡亮度 不亮 微光 微亮 亮 很亮
（3）小科认为根据提供的器材还可以探究电流与电阻的关系。于是他将小灯泡换成5欧的定值电阻，闭合开关，滑动滑片，此时，电流表读数如图乙所示。然后分别换上10欧、15欧的定值电阻，滑动滑片至适当位置，重复上述操作。其中的“适当位置”是指 。
【答案】（1）连接电路时未断开开关
（2）0.625w
（3）电压表示数为2V
【解析】（1）在连接电路时，为了避免电路时通时断造成短路，要求开关必须断开；
（2）根据表格确定灯泡的额定电压和额定功率，然后跟机P=UI计算灯泡的额定功率；
（3）根据乙图确定电流表的量程和分度值，根据指针位置读出示数，根据U=IR计算出电压表保持不变的示数即可。
【解答】（1）根据“小灯泡立即发光”可知，他在实验中的不足之处为：连接电路时未断开开关。
（2）根据表格可知，当电压为额定电压2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
（3）根据乙图可知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.4A，那么电压表的示数为：U=IR=0.4A×5Ω=2V。
探究电流与电阻关系时，需要控制电阻两端的电压相等，因此：“适当位置”是指电压表示数为2V。
9．（2023·温州模拟）某科学兴趣小组想研究通过小灯泡的电流和它两端电压的关系。已知所用小灯泡上标有“2.5V0.3A”，滑动变阻器标有“20欧1A”，电源为两节新的干电池。小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。
（1）连接好电路后，检查发现电流表的正负接线柱接反了，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放在 ；
（2）纠正错误后，移动滑动变阻器的滑片，记录多组小灯泡两端不同的电压及对应通过小灯泡的电流值，根据数据绘制出如图乙所示图像。分析图像发现：通过小灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比，这是因为 。
（3）根据图乙所示图像，阴影部分的面积S1表示当小灯泡两端电压为1 V时，小灯泡的实际功率；则图中阴影部分的面积S2表示当小灯泡正常发光时， 。
【答案】（1）阻值最大处
（2）小灯泡电阻随温度升高而变大
（3）滑动变阻器的功率
【解析】探究电流与电压、电阻的关系，电压表需与电阻并联。在连接实物电路时，特别要注意开关要断开，电流表、电压表正负接线柱的接法及滑动变阻器的接法。闭合开关前滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处保护电路。通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压不成正比根据分析可得I= 可知 R不是定值。根据P=UI分析即可。
【解答】（1）电路连接好后，闭合开关前应先将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。
（2）通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压不成正比根据分析可得I= 可知 R改变了。因为 小灯泡电阻随温度升高而变大 。
（3）当小灯泡正常发光时，U灯=2.5V，I灯=0.3A，所以U滑=3V-2.5V=0.5V，I滑=0.3A，P滑=0.5VX0.3A=S2，所以S2表示的是滑动变阻器的功率
10．（2023·温州模拟）用如图甲电路测量一个额定电压2.5V灯泡的额定功率，请你帮助完成实验。
次数 电压U/V 电流I/A
1 1.5 0.22
2 2.0 0.26
3 2.5 0.30
（1）根据图甲的电路图，完成图乙中电路的连接；（ ）
（2）实验测得数据如表所示，则完成第1次实验后，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）调节，才能获得第2组实验数据；此灯泡的额定功率为 ；
（3）若将小灯泡L换成一个阻值未知（约为10Ω）的定值电阻R，其他器材不变，还能完成的实验有 。
①测量定值电阻R的阻值大小
②探究当电压一定时，导体中电流与电阻的关系
③探究当电阻一定时，导体中电流与电压的关系
【答案】（1）
（2）左；0.75
（3）①③
【解析】（1）测量灯泡功率时，应将电路串联在一起；
（2）小灯泡的额定电压为2.5v，故在其两端电压为2.5v时，此时的电流为额定电流，其乘积为额定电压；
（3） 小灯泡L换成一个阻值未知（约为10Ω）的定值电阻R ，可以研究欧姆定律的相关概念；
【解答】（1）只需将滑动变阻器与灯泡串联在一起即可；
（2）第一次为1.5v，故需增大灯泡两端电压，故滑片向左移动，p=UI=2.5x0.3=0.75w；
（3） 换成一个阻值未知（约为10Ω）的定值电阻R ，可以测电阻的大小，还可以研究电流与电阻的关系。
11．（2021·金华）小萍同学想利用图甲所示电路研究通过小灯泡(额定电压为3伏)的电流与它两端电压的关系。她根据图甲完成图乙的部分连接，待连接完整后，移动滑动变阻器滑片，记录了多组数据，作出了图像a，还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像b(如图丙所示)。(已知滑动变阻器最大阻值为20欧)。
（1）根据图甲将图乙中的实物图连接完整。(要求：滑动变阻器滑片向右移动，小灯泡变亮)
（2）根据图像a，描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。
（3）当电流表示数为0.12A时，电压表的示数为多少
（4）图丙阴影部分的面积表示 。
【答案】（1）
（2）通过小灯泡的电流随电压的增大而增大，但增加相同的电压，电流的增加值越来越 小。
（3）解：U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V
U灯=U-U滑=3V-2.4V=0.6V
（4）滑动变阻器的电功率
【解析】（1）根据图甲确定电路的串并联关系，主要电表的量程和接线柱的选择，还要注意变阻器接线“一上一下”。
（2）根据丙图中a图像的形状，分析通过灯泡电流与电压的关系；
（3）当变阻器的阻值最大时，通过灯泡的电流最小。首先根据U滑=IR滑计算出变阻器两端的电压，再根据U灯=U-U滑计算出电压表的示数。
（4）根据P=UI分析即可。
【解答】（1）根据甲图可知，除了电压表与灯泡并联外，其它的都是串联。
①电压表的“-”接线柱已经与灯泡左端相连，只需将“3”接线柱与灯泡右端接线柱相连即可；
②变阻器与开关串联，只需将它右下角的接线柱与开关右端的接线柱相连即可，如下图所示：
（2）根据图丙可知，图像a总体是上升的，但是上升的速度越来越慢，则得到结论：通过小灯泡的电流随电压的增大而增大，但增加相同的电压，电流的增加值越来越小。
（3）变阻器两端的电压：U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V；
灯泡两端的电压：U灯=U-U滑=3V-2.4V=0.6V。
（4）根据图丙可知，图像a上某点的横坐标就是灯泡的电压，则长方形阴影的宽就是电源电压与灯泡电压之差，根据U总=U+U变可知，长方形阴影的宽就是变阻器的电压。长方形阴影的长就是图像a上某点的纵坐标，也就是通过变阻器的电流。根据P=UI结合长方形的面积公式s=长×宽可知，阴影部分的面积表示滑动变阻器的电功率。
12．（2023九下·义乌模拟）某同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。
（1）闭合开关发现两电表指针处于图2所示位置，此时灯泡 （选填“不发光”“微弱发光”或“比正常亮”）
（2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是 W。
（3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻Rx的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（R0是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。
①只闭合开关S1，电流表的示数为I1； ②开关S1、S2闭合后，电流表的示数为I2；
③请写出未知电阻Rx的阻值表达式：Rx＝ （用I1、I2和R0表示）。
【答案】（1）不发光
（2）0.75
（3）
【解析】（1）根据图2确定电压表和电流表的示数，从而推测电路故障，进而判断灯泡的发光情况；
（2）根据图3确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（3）电源电压不变，根据U总=I总R总列出两个方程，联立计算即可。
【解答】（1）根据图2可知，电压表的示数等于电源电压，电流表的示数几乎为零。根据图1可知，当灯泡发生断路时，电压表串联在电路中。由于电压表的内阻很大，因此电流表的示数几乎为零。在串联电路中，电压与电阻成正比，因此电压表的示数接近电源电压。综上所述，此时灯泡不发光。
（2）根据图3可知，当灯泡的电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.3A，那么灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
（3）①只闭合开关S1，电流表的示数为I1；
此时两个电阻串联，根据U总=I总R总得到： U总=I1×（Rx+R0） ①；
②开关S1、S2闭合后，电流表的示数为I2；
此时只有R0自己工作，根据U总=I总R总得到： U总=I2R0 ②；
①②联立解得： 。
13．（2022·南湖模拟）为延长食物保质期，可对食物进行真空包装。真空包装机（如图甲）先抽出塑料袋内的气体，再利用电热丝加热塑料袋口进行密封。图乙是模拟该真空包装机功能的简易电路图，已知电热丝的电阻为800Ω。
（1）抽气机将塑料袋内空气抽出，使袋子变瘪，这是由于受到 作用；
（2）已知该真空包装机在家庭电路中正常使用，已知电热丝加热功率为32w，求滑动变阻器的阻值。
（3）密封时温度过高导致袋口破损。为降低电热丝温度，应将滑动变阻器滑片向 移动。
【答案】（1）大气压
（2）根据乙图可知，变阻器与电热丝串联。
根据P=I2R得到：32W=I2×800Ω，解得：I=0.2A；
那么总电阻为：；
则变阻器接入的阻值为：R变=R总-R=1100Ω-800Ω=300Ω；
（3）左
【解析】（1）根据大气压强的知识解答；
（2）首先根据P=I2R计算通过电热丝的电流，再根据计算总电阻，最后根据串联电路电阻特点R变=R总-R计算变阻器的阻值；
（3）首先根据Q=I2Rt分析通过电热丝电流的变化，再根据欧姆定律确定总电阻的变化，进而确定变阻器的阻值变化，最终确定滑片的移动方向。
【解答】（1）抽气机将塑料袋内空气抽出，使袋子变瘪，这是由于受到大气压作用；
（3）根据Q=I2Rt可知，药降低电热丝的温度，就要减小通过电热丝的电流，根据可知，就药增大总电阻。根据R总=R+R变可知，就要增大变阻器的阻值，即滑片向左移动。
14．（2023九下·义乌模拟）灯泡L标有“20V10W”的字样，当把L和定值电阻R分别按甲图、乙图连接电路，灯泡均正常发光，甲图电源电压为30V，求：
（1）通过甲图R的电流
（2）定值电阻R的阻值。
（3）通电10s，乙图R产生的热量。
【答案】（1）解：
（2）解：；
（3）解：
【解析】（1）灯泡正常发光，通过灯泡的电流可由额定电压和额定功率计算，IL=PL/UL，串联电路电流处处相等，所以IR=IL 。
（2）由串联电路电压特点，可得UR=U－UL，再由R=UR/IR计算出定值电阻R的阻值。
（3）灯泡正常发光，说明乙图电源电压为20V，由I=U/R计算出通过R的电流，再由Q=I2Rt计算出通电10s，乙图R产生的热量。
15．（2021·金华）学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。
【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下：容积：1L：
功能：①加热：②保温：
性能：能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃(不计热量损失)。
（1）【方案设计】为实现上述功能，同学们利用两个不同阻值的电阻（R1（2）【器材选择】若该壶是按照方案一设计的，根据项目任务中的性能要求，选择的加热电阻阻值最大为多少欧姆 [Q吸=Cm(t-to) ，c水=4.2×103J/(kg℃) ]
（3）【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全，从安全角度提出一条设计建议 。
【项目制作】……
【答案】（1）
（2）解：m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3 m3=1kg
Q吸=Cm(t-to)= 4.2×103J/(kg℃) × 1kg×(100℃-20℃) =3.36× 105J
∵W=Pt=Q ∴
∵P= ∴
答：选择的加热电阻阻值最大为60.5Ω
（3）在加热的支路上增加温度控制开关（合理即可）
【解析】（1）根据功率的公式可知，在电压相同时，只有使总电阻变小，才能使总功率变大，据此分析解答。
（2）根据密度公式m=ρV计算出水的质量，根据公式Q吸=Cm(t-t0)计算出水吸收的热量，再根据公式计算出加热电阻的功率，最后根据 计算出加热电阻的阻值。
（3）如果人大意了没有按时关闭电源，那么加热时间过长，可能会发生火灾，因此可以在电路上安装温控开关，让其到达温度后自动断开，这样会更安全。
【解答】（1）根据功率的公式可知，在电压相同时，只有使总电阻变小，才能使总功率变大。
方案一：将两个电阻串联，开关与其中一个电阻并联。当这个开关闭合后，短路电阻，这时总电阻变小，总功率增大，符合要求；
方案二：将两个电阻并联，一个开关与其中一个电阻串联。闭合这个开关后，总电阻变小，总功率增大，符合要求，如下图所示：
16．（2023·镇海模拟）如图甲是一款智能护眼仪产品，对眼部的按摩、热敷能缓解眼疲劳﹔拥有手机APP智控、42℃恒温热敷、新型的气囊按摩、USB充电、大容量电池等功能。图乙是护眼仪简化的工作原理图，机内电源电压恒为5V，S1为智能温控开关，在闭合开关S后即可自动接通，S2为多模式程序开关。其相关参数如图丙。
（1）手机APP智控功能相当于电路中的 。(元件名称）。
（2）电阻丝R的电阻是多少
（3）小科在使用时，通过手机APP程序选择一种按摩模式，护眼仪对眼部穴位进行气囊按摩。电机的工作规律如图丁所示，则10分钟内按摩电机消耗的电能为多少焦耳
【答案】（1）开关
（2）R= =5Ω
（3）W=Pt =4.0w× (9× +1)×60s=1680J
【解析】（1）电路元件：电源，开关，用电器，导线
（2）根据转换公式计算
（3）根据W=Pt计算
【解答】（1）手机APP智控可以控制电路的断开与闭合，所以相当于电路中的开关
（2）题中已知电压U=5V，加热功率P=5W，根据转换公式带入计算即可
（3）从图丁可以看出电机每运行1min后会暂停0.5min，因此10min内运行的时间为7min
故答案为：（1）开关 （2）5Ω （3）1680J
17．（2023·路桥模拟）冬奥会颁奖广场上，鲜艳的五星红旗在解放军三军仪仗队的手中冉冉升起。因现场温度较低，仪仗队队员手戴特殊手套(如图甲)。经查阅资料得知，这是一种手戴式加热手套，需要与充电宝配套方能使用。该手套有高温、低温两个挡位，其简化电路图和部分参数如图乙、丙所示。求：
额定电压 5V
低温功率 10W
R2阻值 5Ω
甲 乙
（1）开关S1，S2均闭合，该手套处于 挡；
（2）求R1的阻值；
（3）高温档时手套的功率时多少
（4）若配套充电宝额定容量为30W·h(指在30W功率下能工作1h)。充电宝充满一次电，能配合手套在低温状态下使用多少小时 (不计能量损失)
【答案】（1）高
（2）当其处于高温档时，R1和R2同时工作；当其处于低温当时，只有R1工作，
（3）两开关均闭合时，
（4）
【解析】本题考查了电功率的计算，以及电路中的各个开关断开和闭合时出现的高温或低温档位的判断。
【解答】（1）当两开关均闭合时，此时R1和R2并联，同时工作，此时电路产生的热量最多，故其处于高温档；
18．（2022·南湖模拟）下表是小冬家所在小区新建充电桩铭牌上的部分参数，充电桩把交流电转换为直流电给汽车充电。
xxx落地式充电桩
额定输入电压：220V交流 额定输出电压：500V直流
额定输入电流：100A交流 额定输出电流：40A直流
防护等级：IP54 使用环境：室外
（1）求充电桩的额定输出功率以及充电桩进行交流、直流转换的效率(效率的计算结果保留至0.01%)。
（2）小冬家汽车的电池能量为80kW·h，从完全没电到充电至70%的电量，在额定状态下需要多长时间？
（3）①为了安全，充电插头和插座间压力(压敏电阻R，所受压力)大于等于F0时，充电电路才能接通。其原理如图甲所示：电磁继电器线圈中电流I≥50mA时，衔铁被吸下，充电电路接通。电阻箱接入电路的电阻R=90Ω，图乙是压敏电阻阻值随压力变化的关系图像，若控制电路的电池电压为5V，则F0为多大？
②控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低。为保持压力为F0时充电电路能接通，应该怎样调节电阻箱接入电路的电阻？
【答案】（1）解：充电桩的额定输入功率P'=U'I'=220V×100A=22000W
充电桩的额定输出功率P=UI=500V×40A=20000W
充电桩进行交流、直流转换的效率η==90.91%.
（2）解：电池达到70%的电量为W=80kW·h×70%=56kW·h
充电桩的额定输出功率P=20000W=20kW
额定状态下需要时间t1==2.8h
（3）解：①控制电路的电池电压为5V，电磁继电器线圈中电流I控=50mA时
电路的电阻R总==100Ω
压敏电阻的阻值R0=R总-R=100Ω-90Ω=10Ω
由于I控≥50mA时充电电路才接通，由欧姆定律及图乙可知，当压敏电阻所受压力大于等于6N时，充电电路接通，故F0为6N
②应减小电阻箱接入电路的电阻。
【解析】（1）根据P=UI分别计算出充电桩的输入功率P'和输出功率P，再根据 计算充电桩的转化效率；
（2）首先用电池的容量×70%得到充电消耗的电能，再根据 计算充电时间；
（3）①控制电路的电池电压为5V，电磁继电器线圈中电流I控=50mA时，首先根据 计算电路的总电阻，然后根据 R0=R总-R 计算压敏电阻的阻值，最后根据图乙确定压敏电阻受到的压力。
②根据甲图可知，电磁体吸合时需要的电流大小相等。当电源电压减小时，根据U=IR可知，此时总电阻要减小。根据R总=R0+R分析变阻器的阻值变化即可。
备考指南
知识导图
考点梳理
考点突破
真题在线
专项练习
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专题9 电能
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 电功、电能和电热 ☆☆☆ ①掌握用电器消耗的电能，应用电功率进行计算②伏安法测量小灯泡电功率的实验，绘制实验电路图③焦耳定律和数学表达式，应用焦耳定律解决简单的问题
考点2 电功率 ☆☆☆
■考点一 电功、电能和电热
1．电流通过某段电路所做的功叫电功。电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式能量(消耗电能)的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
2．电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。计算公式：W＝UIt＝Pt(适用于所有电路)。
电功的单位：国际单位是焦耳(J)，常用单位：千瓦时(kW·h)，俗称“度”。
1度＝1千瓦时＝1kW·h＝3.6×106J
对于纯电阻电路可推导出：W＝I2Rt＝U2t/R
①串联电路中常用公式：W＝I2Rt W1∶W2＝R1∶R2
②并联电路中常用公式：W＝U2t/R W1∶W2＝R2∶R1
③无论用电器串联或并联，计算在一段时间内所做的总功都可用公式：W＝W1＋W2 。
3．电功或电能测量
电能表是测量电功或电能的仪表。
电能表上“220V”“5(10)A”“3000r/kW·h”分别表示：该电能表应该接在220V的电路上使用；额定电流为5A，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过10A；用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转过3000转。
读数注意最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。电能表前后两次读数之差，就是这段时间内电路消耗的电能。
■考点二 电功率
1．电功率是电流在单位时间内做的功。电功率是表示电流做功快慢的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率(而不是其额定功率)。
2．电功率计算公式：P＝W/t＝UI＝I2R＝U2/R。
电功率的国际单位： 瓦特(W)，常用单位：千瓦(kW)。
①串联电路中常用公式：P＝I2R P1∶P2＝R1∶R2
②并联电路中常用公式：P＝U2/R P1∶P2＝R2∶R1
③无论用电器串联或并联，计算总功率可用公式：P＝P1＋P2 。
3．额定功率和实际功率
额定电压是用电器正常工作时的电压，额定功率是用电器在额定电压下消耗的电功率。
P额＝U额I额＝U/R R＝ U/P额
某灯泡上所标“PZ220V－25W”字样表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。
■考点一 电功、电能和电热
◇典例1：（2023·台州）绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。
（1）使用 灯照明更符合绿色生态理念。
（2）两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为 。
◆变式训练1：（2023·路桥模拟）某同学家的电子式电能表表盘如图所示，下表是小黄家中用电器正常工作的电功率值。根据提供的信息，回答下列问题。
（1）该同学家所有用电器同时正常工作时电路是否安全： (选填“是”或“否”)。
（2）该同学用新买的电热水壶烧水，若只让电热水壶工作3min， 观察到电能表指示灯闪烁28次。若电流产生的热量全部被水吸收，则3min内壶中1kg 水的温度升高了 ℃。[水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃) ]
用电器 额定功率 数量
照明灯 40W 8盏
彩电 100W 1台
洗衣机 150W 1台
电冰箱 100W 1台
电饭煲 750W 1台
闸刀开关上保险丝的额定电流为10A
◇典例2：（2023·衢州）用两种不同充电桩，对同一辆纯电动汽车充满电的相关数据如表所示，不计充电过程中的能量损失。
充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h
普通充电桩 相同 220 30 10
快充充电桩 600 100 ▲
（1）用普通充电桩充满电，消耗的电能为多少千瓦时？
（2）用快充充电桩充满电，需要多少小时？
（3）目前存在普通充电桩充电时间长，充电桩紧缺等问题。为解决此问题，除用快充充电桩充电外，再提出一种设想。
◆变式训练2：（2023九下·义乌模拟）如图甲所示某种智能型电饭锅，有加热、保温、断电的功能。内部简化的电路如图乙所示，开关S可根据设定在“1”、“2”、“3”挡之间自动转换，某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙所示。
（1）据图乙可知，温控开关S与触点 （选填“1”、“2”或“3”）接触时，电饭锅处于保温状态。
（2）电阻R2＝ Ω。
（3）此次煮饭产生的总热量如果用来烧水，其中80%热量被水吸收，则能将初温是20℃的多少质量的水烧开？（在一个标准大气压下，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），计算结果保留1位小数。）
■考点二 电功率
◇典例1：（2022·南湖模拟）如图甲所示，电源电压一定，将滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端，灯泡的U-I图像如图乙所示。当电流为1A时，灯泡正常发光，则灯泡的额定功率为 W，滑动变阻器的最大值为 Ω。
◆变式训练1：（2023·台州）某电热器的简化电路如图所示，可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏，R1=2000欧，R2=484欧。
（1）开关转至ac位置时，电阻R1和R2的连接方式是 。
（2）开关转至bd位置时，该电热器可实现 功能、它的额定功率是 瓦。
◇典例2：（2023·衢州）图甲是小宁哥哥测定小灯泡额定功率的电路，小灯泡上标有“3.8V”字样。
（1）测小灯泡电压的电压表有“0-3V”、“0-15V”两个量程，小宁的哥哥正确选用了“ ”量程。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3.8V，此时，电流表的示数如图乙所示。实验测得的该小灯泡的额定功率为 。
（3）小宁发现，与我们教材中测小灯泡电功率的电路相比，哥哥的实验电路多了一根导线这根导线是 。（用图甲中导线旁的字母表示）
◆变式训练2：智能家居带给我们健康、舒适的生活，如智能马桶(图甲)。某品牌智能马桶座圈的简易加热电路如图乙所示，电阻R1和R2是阻值恒定的电热丝，单刀双掷开关S2；可接a或b，再通过开关S1的通断，实现“高、中、低"三种温档的调节，其中低温档的功率为20瓦，电阻R1为1210欧。
（1）座圈加热时，把电能转化为 能；
（2）当开关S1闭合、S2接a时，该座圈的电路相当于下列选项中的 ；
（3）1千瓦时的电能可供该座圈低温档工作多少小时？
（4）该座圈处于中温档工作时的电功率为多少？
1．（2023·衢州）如图所示为多档位加热器的电路图，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合S1和S2时，对电路的分析正确的是（ ）
A．R1和R2串联 B．R1两端的电压小于R2两端的电压
C．流过R1的电流大于流过R2的电流 D．如果R1断了，R2也不能工作
2．（2023·台州）某品牌电热水壶的铭牌(部分内容)如表所示。当该电热水壶正常工作时，至少需要 s才能把质量为2.0kg、初温为25℃的水加热到100℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg℃)]
容量 2.0L
额定电压 220V
额定功率 1500W
3．（2023·台州）小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定。
（1）依据图甲，请在答题卷上用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整。
（2）小金正确连接实物电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，此时灯泡两端电压为 V。接下来调节滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动，直至小灯泡正常发光。
4．（2023·衢州）小宁以两节串联的干电池为电源，用若干定值电阻和一只电压表来“探究申联电路电压特点”实验电路如图，测得实验数据如下表。
序号 R1/ U1/V R2/ U2/V R总/ Uab/V
1 5 1.1 5 1.1 10 2.2
2 5 0.8 10 1.6 15 2.4
3 4 0.5 16 2.0 20 2.5
4 5 0.6 15 1.9 20 2.5
5 8 1.0 12 1.5 20 2.5
（1）分析上述实验数据，除了能得到Uab=U1+U2的规律外，小宁还发现：
①U1、U2与R1、R2之间存在着下列关系：U1：U2= 。(用R1、R2表示)
②当R不变时，ab两端的电压Uab大小不变；当R总发生变化时，Uab大小 （填“会”或“不会”）变化。
（2）断开开关S，拆除R1、R2，将R3=20Ω和R4=20Ω并联后接到ab之间，闭合开关S。求：
①ab两点之间的电压为多少？
②20s内，电流通过R3做的功为多少？
5．（2023·衢州）用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。
图中电路包括调试电路和实验电路，和是阻值都为20欧的电热丝，放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝在调试过程中不发热。实验步骤如下：
①用数字温度计测量并记录装有的保温容器内煤油的温度。
②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。
③将开关S拨至“2”，使工作50秒，断开开关S，测量并记录__________。
④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度（可反映电热的多少），整理、的数据如图丙。
（1）将步骤③补充完整。
（2）在答题纸图丙中画出与的关系图像。
（3）小明想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持不变，将更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理，说明理由： 。
6．（2021·金华）研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。图注电源电压恒为4V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。实验过程中，调节滑动变阻器，逐次读取数据并记录，计算定值电阻电功率。数据如下表：
实验次数 1 2 3 4 5
电流（A） 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
电压（V） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
R0的电功率（W） 0.10 0.225 0.40 0.625 0.90
（1）完成第3次实验后，接下来要获得第4次实验的数据，则滑动变阻器R的滑片P应向 （选填“左”或“右”）移动到适当位置；
（2）小组同学根据表中数据，得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论正确的是：（ ）
A．定值电阻的电功率与电流成正比
B．定值电阻的电功率与电流的平方成正比
（3）小科提出：要得知滑动变阻器的电功率，还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压；小金却认为：无需测滑动变阻器两端的电压，通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如，当定值电阻两端的电压为1.0V时，滑动变阻器的电功率为 瓦；
（4）小组同学对小金的方法进行了归纳，结合表中数据，画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像（如图乙所示）。请分析判断，图中线段AA’表示的含义是 。
7．（2023·衢州）为了探究灯泡亮度与灯泡电功率的关系，小敏用如图所示电路进行研究(光敏电阻和灯L放置在暗盒内，外界光照无法进人)。已知灯L的额定电压为2伏，R光敏的阻值随光照的增强而减小，R2是保护电阻。连接电路后，闭合开关S1和S2，移动滑片调节灯L两端电压，记录电压表和电流表的示数如下表。
实验次数 1 2 3 4 5
电压表V示数/伏 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流表A1示数/安 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24
电流表A2示数/安 0.04 0.10 0.14 0.16 0.18
（1）闭合S1前，应先将滑片移至最 (选填”左”或”右”)端。
（2）该实验通过观察 来体现灯泡 L的亮度变化。
（3）实验中灯L的额定功率为 瓦。
（4）通过数据分析，得出的实验结论是 。
8．（2023·衢州）在”测量小灯泡额定功率”实验中，同学们进行如下研究。
[实验器材]干电池3节，小灯泡(额定电压为3.8V、电阻约为15Ω)，滑动变阻器(40Ω1A)，电流表，电压表，开关，导线若干(所有器材均完好)
[实验方案]将量程为0~15V的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，读出并记录电流表的示数。
（1）实验时若闭合开关，发现灯泡不亮，接下来最合理的操作是 ；
A．更换小灯泡
B．检查电路是否短路
C．观察电流表和电压表的示数
（2）当电压表读数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，该小灯泡的额定功率为 W；
（3） [实验反思]小金认为，电压表选用0~15V量程进行实验，因该量程下每一小格为0.5V，3.8V读数不够精确，导致计算得到的额定功率误差较大。若电压表换用0~3V的量程，将其并联到滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为0.7V，即可减小误差。
[实验改进]于是小金设计了如图丙所示电路图，电压表V1选用0~15V量程，电压表V2选用0~3V量程。进行实验，移动滑动变阻器滑片，得到三次实验数据记录如下表。
实验次数 小灯泡两端电压(V) 变阻器两端电压(V) 电流(A)
1 3.0 1.1 0.24
2 3.4 0.7 0.26
3 3.8 0.3 0.28
小金按反思后的思路，利用滑动变阻器两端电压为0.7V时所测的数据，计算得到的小灯泡”额定功率”比真实的小灯泡额定功率 (选填”偏大”“偏小”或”相等”)。
[反思交流]小金发现测得的小灯泡两端电压与滑动变阻器两端的电压之和小于电源电压。
带着这一疑问，继续探究……
9．（2023·台州）如图电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡规格是“3V 0.75W”。
（1）灯泡正常工作时，电压表V1、V2示数分别为多少 滑动变阻器接入的电阻为多少
（2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少
10．（2023·台州）便携式无线加湿器，让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿器，通过旋转开关S接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，其简化的工作电路如图所示，铭牌上的部分参数如下表。
项目 参数
工作电压（V） 20
低档位功率（W） 5
高档位功率（W） 10
完成下列问题：
（1）旋转开关S接触“bc”两触点时，加湿器属于 档位；
（2）加湿器低档位工作时，电路通过的电流多大？
（3）加湿器高档位工作6小时，将消耗多少电能？
11．（2023·衢州）一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段。图甲为多档位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，R1、R2为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示。
额定电压. 220V
磨豆功率 110W
加热功率 1210W
保温功率 88W
产品规格 295*280*410mm
（1）若仅闭合S2，咖啡机的工作状态处于 阶段。
（2）R1的阻值是多少欧？
（3）小金某次泡制咖啡，只进行了磨豆和加热，其中磨豆用时0.5分钟，加热用时3分钟，则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能？
12．（2023·衢州）在献爱心活动中，小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫，能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲，是安装在坐垫内的热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示。
热敏电阻的阻值与温度的关系
温度/ 20 25 30 35 39 40 41 42 43 44 45 50 55 60 65
阻值/欧 600 480 390 300 240 230 220 210 200 190 180 150 120 100 85
闭合开关，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁和同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时，电磁铁无法吸住衔铁和、恢复原位，又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。
（1）分析表中数据，当温度升高时，热敏电阻R，的阻值 。（选填“变大”或“变小”）
（2）图甲中和的阻值均为1210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟，则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦？
（3）小明想在控制电路中增加一个力敏电阻，以实现两个功能：
①1000牛压力以下，坐垫最高温度不超过；
②人离开后，坐垫始终低功率工作。
现有三种力敏电阻，其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式，并写出500牛压力下坐垫的最高温度值： 。（线圈阻值忽略不计）
13．（2023·台州）我省实施“清凉工程”，为每个教室安装了空调。
（1）安装一台额定电压为220伏，最大功率为5500瓦的空调，需要给教室单独铺设输电线。通过计算说明，应选择允许通过最大电流至少为多少的导线？
（2）某台空调制冷时消耗的功率为2340瓦，若连续制冷0.5小时，消耗多少电能？
（3）为落实节能降耗，某同学设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路，实现当气温升至30℃时，衔铁才能被电磁铁吸下，接通空调线路。热敏电阻R1的阻值随温度变化情况如图乙。
实际使用中发现：当气温在30℃上下波动时，空调线路会频繁接通和断开，影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻R0（如图丙），实现了空调线路接通后，气温降低至26℃以下时才自动切断，回升至30℃后才重新接通。请计算R0的阻值，并说出“气温从30℃降低至26℃时，空调线路不断开”的工作原理。（电路改进前后，衔铁刚被吸下时，电磁铁线圈中的电流大小不变；线圈电阻忽略不计）
14．（2023·台州）科技小组开展设计一款多功能电饭煲的项目活动，过程如下：
[明确问题]科技小组同学们讨论后认为，电饭煲应具有如下基本功能，并提出具体标准：
①工作电压：220V；煮饭模式功率：880W ；保温模式功率：88W；
②电饭煲达到设定温度后能自动切换到保温模式。
（1）[方案设计]根据标准，小组讨论后，初步设计了如图甲的方案，图中开关S1，S2都闭合时，电饭煲处于煮饭模式，功率为880W，则发热电阻R1，应选择的阻值为多少欧？
（2）[方案优化]有同学认为甲方案不能实现自动切换功能，于是同学们利用电磁继电器与热敏电阻，设计了如图乙的方案。
①工作电路中的发热电阻R，应设计在 ▲ 处(选填“a"或“b")。
②为确保安全，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，工作电路自动切换到保温模式，其中热敏电阻R的阻值与温度关系见图丙。控制电路的电源电压为24V，当电流达到0.03A时，电磁铁会吸下衔铁，工作电路自动切换到保温模式。那么，选用的定值电阻R0阻值应为多少欧？(电磁铁线圈阻值不计)
1．（2023·定海模拟）如图所示，电源电压为4.5V，定值电阻R0为10Ω，滑动变阻器R的规格为“20Ω 2A”，电流表和电压表量程分别选择“0～0.6A”“0～3V”。闭合开关S，电路正常工作时，下列叙述正确的是（ ）
A．电流表示数最大值为0.6A
B．电压表示数范围为1.5～3V
C．滑动变阻器的功率可达0.6W
D．滑动变阻器的阻值变化范围为5～10Ω
2．（2023·定海模拟）2023年的植树节，我国利用无人机在沙漠地区播撒植物种子。如图所示的小型四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。若质量m＝2kg的无人机从地面上由静止开始竖直向上起飞，20s末无人机离地高度h＝50m，整个运动过程中电动机提供升力F＝24N，所受空气阻力f大小不变，且无人机动能增加量ΔE＝25J。已知动力系统的电动机工作电压U＝25V，电流I＝3A。下列说法不正确的是（ ）
A．无人机在上升过程中做加速运动
B．20s内电动机输出的机械能（升力所做的功）为1200J
C．所受空气阻力f为4N
D．该电动机的线圈电阻约为1.7Ω
3．（2022·南湖模拟）某品牌的电加热器工作电路如图所示，其额定电压为220V，加热功率为1100W，保温功率为44W。单刀双掷开关S接b时，电加热器处 (选填”保温”或”加热”)状态；电路中定值电阻R1的阻值为 Ω。单刀双掷开关S接a时，若电路中电压只有200V，则R2的实际功率为 W(结果保留1位小数)。
4．（2023九下·义乌模拟）雾天开车需开启雾灯，避免发生危险。右图是小科设计的雾灯模拟电路，衔铁、线圈电阻不计。
（1）要实现闭合开关S后警示灯能持续亮灭闪烁，则应将警示灯连接在如图电路中的 (选填“A”或“B”)位置。
（2）已知该电路的电源电压为6V，定值电阻R的阻值为12Ω，警示灯的规格为“6V3W”，若灯丝电阻固定不变，闭合开关后，当警示灯亮时，其实际功率为 。
5．（2023·温州模拟）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）R、R0的连接方式是 （串联或并联）
（2）求出图中最高点A点的纵坐标为 W。
6．（2023九下·义乌模拟）某小组同学猜想电流通过导体产生的热量跟下列因素有关：
猜想A：与电流大小有关； 猜想B：与电阻大小有关；猜想C：与通电时间长短有关于是他想用如图1和图2所示的实验装置进行探究
（1）图1实验烧瓶中装的煤油是 （选填“导体”或“绝缘体”）。
（2）小金同学设计并连接了如图2所示的电路，则他是为了探究猜想： （填字母即可）
（3）通过焦耳定律的学习，小金知道：图中 装置（填“甲”、“乙”、“丙”）U形管两边液面高度差最小。
7．（2022·南湖模拟）小秀做”测小灯泡电功率”的实验时，连接的实物图如图甲所示，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）用笔画线替代导线，将实物图连接完整。
（2）实验过程中，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙，小灯泡的额定功率为 W。
（3）实验后，小秀觉得还可以通过调节变阻器滑片，改变通过小灯泡中的电流米探究小灯泡的电功率与电流的关系。请判断小秀的想法是否正确并说明原因： 。
8．（2022·南湖模拟）小科利用两节新干电池、滑动变阻器(1安20欧)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、额定电压为2.5V的小灯泡、定值电阻(5欧、10欧、15欧)各一个、开关和导线若于进行电学实验。
（1）为了测量小灯泡的电阻，小科根据电路图(图甲)连接电路，当连接好最后一根导线时，小灯泡立即发光。请你指出他在实验操作中的不当之处 。
（2）小科掌握正确操作后，闭合开关，移动滑片，进行了多次实验测得数据如下表。通过数据分析，此小灯泡的额定功率为 。
序号 1 2 3 4 5
U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 2.8
I/A 0.2 0.21 0.22 0.25 0.26
灯泡亮度 不亮 微光 微亮 亮 很亮
（3）小科认为根据提供的器材还可以探究电流与电阻的关系。于是他将小灯泡换成5欧的定值电阻，闭合开关，滑动滑片，此时，电流表读数如图乙所示。然后分别换上10欧、15欧的定值电阻，滑动滑片至适当位置，重复上述操作。其中的“适当位置”是指 。
9．（2023·温州模拟）某科学兴趣小组想研究通过小灯泡的电流和它两端电压的关系。已知所用小灯泡上标有“2.5V0.3A”，滑动变阻器标有“20欧1A”，电源为两节新的干电池。小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。
（1）连接好电路后，检查发现电流表的正负接线柱接反了，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放在 ；
（2）纠正错误后，移动滑动变阻器的滑片，记录多组小灯泡两端不同的电压及对应通过小灯泡的电流值，根据数据绘制出如图乙所示图像。分析图像发现：通过小灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比，这是因为 。
（3）根据图乙所示图像，阴影部分的面积S1表示当小灯泡两端电压为1 V时，小灯泡的实际功率；则图中阴影部分的面积S2表示当小灯泡正常发光时， 。
10．（2023·温州模拟）用如图甲电路测量一个额定电压2.5V灯泡的额定功率，请你帮助完成实验。
次数 电压U/V 电流I/A
1 1.5 0.22
2 2.0 0.26
3 2.5 0.30
（1）根据图甲的电路图，完成图乙中电路的连接；（ ）
（2）实验测得数据如表所示，则完成第1次实验后，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）调节，才能获得第2组实验数据；此灯泡的额定功率为 ；
（3）若将小灯泡L换成一个阻值未知（约为10Ω）的定值电阻R，其他器材不变，还能完成的实验有 。
①测量定值电阻R的阻值大小
②探究当电压一定时，导体中电流与电阻的关系
③探究当电阻一定时，导体中电流与电压的关系
11．（2021·金华）小萍同学想利用图甲所示电路研究通过小灯泡(额定电压为3伏)的电流与它两端电压的关系。她根据图甲完成图乙的部分连接，待连接完整后，移动滑动变阻器滑片，记录了多组数据，作出了图像a，还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像b(如图丙所示)。(已知滑动变阻器最大阻值为20欧)。
（1）根据图甲将图乙中的实物图连接完整。(要求：滑动变阻器滑片向右移动，小灯泡变亮)
（2）根据图像a，描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。
（3）当电流表示数为0.12A时，电压表的示数为多少
（4）图丙阴影部分的面积表示 。
12．（2023九下·义乌模拟）某同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。
（1）闭合开关发现两电表指针处于图2所示位置，此时灯泡 （选填“不发光”“微弱发光”或“比正常亮”）
（2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是 W。
（3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻Rx的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（R0是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。
①只闭合开关S1，电流表的示数为I1； ②开关S1、S2闭合后，电流表的示数为I2；
③请写出未知电阻Rx的阻值表达式：Rx＝ （用I1、I2和R0表示）。
13．（2022·南湖模拟）为延长食物保质期，可对食物进行真空包装。真空包装机（如图甲）先抽出塑料袋内的气体，再利用电热丝加热塑料袋口进行密封。图乙是模拟该真空包装机功能的简易电路图，已知电热丝的电阻为800Ω。
（1）抽气机将塑料袋内空气抽出，使袋子变瘪，这是由于受到 作用；
（2）已知该真空包装机在家庭电路中正常使用，已知电热丝加热功率为32w，求滑动变阻器的阻值。
（3）密封时温度过高导致袋口破损。为降低电热丝温度，应将滑动变阻器滑片向 移动。
14．（2023九下·义乌模拟）灯泡L标有“20V10W”的字样，当把L和定值电阻R分别按甲图、乙图连接电路，灯泡均正常发光，甲图电源电压为30V，求：
（1）通过甲图R的电流
（2）定值电阻R的阻值。
（3）通电10s，乙图R产生的热量。
15．（2021·金华）学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。
【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下：容积：1L：
功能：①加热：②保温：
性能：能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃(不计热量损失)。
（1）【方案设计】为实现上述功能，同学们利用两个不同阻值的电阻（R1（2）【器材选择】若该壶是按照方案一设计的，根据项目任务中的性能要求，选择的加热电阻阻值最大为多少欧姆 [Q吸=Cm(t-to) ，c水=4.2×103J/(kg℃) ]
（3）【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全，从安全角度提出一条设计建议 。
【项目制作】……
16．（2023·镇海模拟）如图甲是一款智能护眼仪产品，对眼部的按摩、热敷能缓解眼疲劳﹔拥有手机APP智控、42℃恒温热敷、新型的气囊按摩、USB充电、大容量电池等功能。图乙是护眼仪简化的工作原理图，机内电源电压恒为5V，S1为智能温控开关，在闭合开关S后即可自动接通，S2为多模式程序开关。其相关参数如图丙。
（1）手机APP智控功能相当于电路中的 。(元件名称）。
（2）电阻丝R的电阻是多少
（3）小科在使用时，通过手机APP程序选择一种按摩模式，护眼仪对眼部穴位进行气囊按摩。电机的工作规律如图丁所示，则10分钟内按摩电机消耗的电能为多少焦耳
17．（2023·路桥模拟）冬奥会颁奖广场上，鲜艳的五星红旗在解放军三军仪仗队的手中冉冉升起。因现场温度较低，仪仗队队员手戴特殊手套(如图甲)。经查阅资料得知，这是一种手戴式加热手套，需要与充电宝配套方能使用。该手套有高温、低温两个挡位，其简化电路图和部分参数如图乙、丙所示。求：
额定电压 5V
低温功率 10W
R2阻值 5Ω
甲 乙
（1）开关S1，S2均闭合，该手套处于 挡；
（2）求R1的阻值；
（3）高温档时手套的功率时多少
（4）若配套充电宝额定容量为30W·h(指在30W功率下能工作1h)。充电宝充满一次电，能配合手套在低温状态下使用多少小时 (不计能量损失)
18．（2022·南湖模拟）下表是小冬家所在小区新建充电桩铭牌上的部分参数，充电桩把交流电转换为直流电给汽车充电。
xxx落地式充电桩
额定输入电压：220V交流 额定输出电压：500V直流
额定输入电流：100A交流 额定输出电流：40A直流
防护等级：IP54 使用环境：室外
（1）求充电桩的额定输出功率以及充电桩进行交流、直流转换的效率(效率的计算结果保留至0.01%)。
（2）小冬家汽车的电池能量为80kW·h，从完全没电到充电至70%的电量，在额定状态下需要多长时间？
（3）①为了安全，充电插头和插座间压力(压敏电阻R，所受压力)大于等于F0时，充电电路才能接通。其原理如图甲所示：电磁继电器线圈中电流I≥50mA时，衔铁被吸下，充电电路接通。电阻箱接入电路的电阻R=90Ω，图乙是压敏电阻阻值随压力变化的关系图像，若控制电路的电池电压为5V，则F0为多大？
②控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低。为保持压力为F0时充电电路能接通，应该怎样调节电阻箱接入电路的电阻？
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