15.练习十五 电流做功与电功率 考点练习题（含答案）2023-2024学年沪科版物理九年级上学期

练习十五　电流做功于电功率 考点练习题
考点1　　电功、电功率的理解
1. 将规格分别为“6V 6W” “6V 3W”的甲、乙两只小灯泡串联后接到电压为6V的电源上，两灯均发光，忽略灯丝电阻的变化，则下列说法中正确的是 （ ）
A. 甲灯两端电压较大 B.通过乙灯的电流较大
C. 甲灯较亮 D.乙灯较亮
2.智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是(　　)
A. 降低了电池的输出电压 B. 减小了电池的输出电流
C. 减小了电子线路的电阻 D. 增大了电池的输出功率
3.标有“12 V　60 W”的汽车灯泡工作时，用电压表测得其两端电压如图所示，则灯泡的实际电压为________V，灯泡的实际功率________(选填“大于”“小于”或“等于”)60 W。
第3题图
考点2　　电能、电能表及其相关计算
4.下列关于电能的说法正确的是(　　)
A. 可以通过电流表把电能直接测量出来
B. 电能的单位是“度”，学名叫做千瓦
C. 消耗电能越多的用电器，电功率就越大
D. 消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同
5.（2018年福建）如图是四种家用电器各自消耗1度电可持续正常工作的时间柱状图，其中额定功率最大的电器是_____，节能灯正常工作5小时消耗的电能是________kW·h．
第5题图 第7题图
6.（2020年福建）民航局规定：严禁乘客携带超过160W·h（瓦 时）的锂电池上飞机，某品牌笔记本电脑的电池铭牌标有“10.8V 10A·h”字样，充满电后，存储的电能为______kW·h，该笔记本电脑______（选填“能”或“不能”）带上飞机。
7.小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A. 他家在这段时间内消耗的电能为903 kW·h
B. 电能表是测量电功率的仪表
C. 若只让一个标有“220 V　1 000 W”的电热水器正常工作10 min，则电能表的圆盘转了600转
D. 这个电能表的额定功率为2 200 W
8.某电能表的表盘上标有“1 600 imp/(kW·h)”的字样，将铭牌上标有“220 V　1 210 W”字样的电热水器接在家庭电路中，只让它单独工作6 min，这段时间内电能表的指示灯闪烁了160次，则该电热水器在上述时间内实际消耗的电能为________kW·h，实际功率为________W，该电路的实际电压为________V.
9.如图是威威家的电能表．由表盘上的信息可知，他家同时使用的用电器总功率不能超过________W．威威家有一台烤面包机，铭牌上标有“220 V　900 W”的字样，某次烤面包机单独正常工作时，电能表的转盘转了45转，则此次烤面包机工作了________min.若在用电高峰期，实际电压低于220 V，烤面包机的实际功率将________(选填“变大”“变小”或“不变”)．
第9题图
考点3　　 动态电路分析(含电功率)
（一）滑动变阻器滑片移动引起的动态电路分析
10.如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，当开关S闭合时，灯L正常发光．如果将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则下列说法中正确的是(　　)
A. 电流表的示数变大，灯L变亮 B. 电流表的示数变大，灯L变暗
C. 电流表的示数变小，灯L变亮 D. 电流表的示数变小，灯L变暗
第10题图 第11题图 第12题图
11.如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中(　　)
A. 电压表的示数不变 B. 电流表的示数变大
C. 小灯泡的亮度变暗 D. 电路的总功率变大
12.如图，R1>R2，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向左滑动，电压表示数变化量的绝对值为ΔU1，电压表示数变化量的绝对值为ΔU2，滑动变阻器R两端电压变化量的绝对值为ΔU3，下列说法正确的是(　　)
A. 示数变小，示数变大 B. 示数变大，ΔU1<ΔU2
C. 示数不变，ΔU1＝ΔU3 D. 示数变大，ΔU1<ΔU3
13. (2019福建)如图所示电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动过程中，示数减小的电表是________(选填“”“”或“”)，电路的总功率________(选填“增大”“减小”或“不变”)．
第13题图 第14题图 第15题图 第16题图
（二）多开关通断引起的动态电路分析
14.如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1和S2，灯L正常发光；则断开开关S2时(　　)
A. 电流表示数变大，灯L变亮 B. 电压表示数变大，灯L的实际功率变小
C. 电流表示数变小，灯L仍然正常发光 D. 电压表示数不变，电路的总功率变大
15.如图，电源电压恒定不变，若要灯泡L和滑动变阻器R串联，则只需要闭合开关________；闭合开关S1和S3，断开S2，将滑片P由图中位置向右移动，灯泡L的亮度________(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
（三）敏感电阻引起的动态电路分析
16.用石墨烯制成的湿敏电阻，其阻值会随含水量的升高而增大．如图是检测植物叶片含水量的电路，电源电压不变．将湿敏电阻R附着在叶片上，当叶片含水量升高时(　　)
A. 电流表示数增大 B. 电压表示数减小
C. 电路总电阻减小 D. 电路总功率增大
17.新型PTC发热材料可以自动调节电路的电功率，在生活中广泛应用．图甲是PTC调试工作电路，R0是保护电阻，阻值恒定；RT是PTC电阻，阻值随温度变化的图像如图乙所示．闭合开关S，当温度从20 ℃升高到60 ℃的过程中(　　)
第17题图
A. 电流表示数先变小后变大
B. 电压表示数先变大后变小
C. 电压表与电流表示数的比值先变小后变大
D. 保护电阻R0消耗的功率先变小后变大
考点4　　 电功率的相关计算
比值问题
18.把标有“220 V 50 w“的A灯和“220 V 100w”的B灯串联起来,接在电压恒为220 V 的电源两端，若灯泡电阻不变，则下列判断中正确的是
A.两灯的电阻之比RA: RB=2:1 B.两灯的实际电压之比UA:UB=1:2
C.两灯实际消耗的功率之比PA:PB=1:2
D.相同时间内,两灯实际发热之比 QA:QB=1:2
第19题图 第20题
19.如图所示电路，甲、乙两灯分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样，电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（　　）
A．只闭合S1时，甲、乙两灯的实际功率之比为2：1
B．只闭合S2、S3时，甲、乙两灯的实际功率之比为2：1
C．只闭合S1时，电路的总功率为6W
D．只闭合S1、S2时，电路的总功率为3W
20.如图所示是加热器的电路图．设电源电压保持不变，R1、R2均为发热电阻丝，通过开关S1和S2的通断组合，可得到不同加热挡位．该加热器最大电功率是12 W，只闭合开关S1时，加热器的电功率是8 W。则下列判断正确的是(　　)
A. 该加热器只有两个加热挡位
B. 加热器两个发热电阻丝的阻值之比R1∶R2＝1∶3
C. 加热器功率最大时，R1与R2的电流之比为2∶1
D. 该加热器的最小电功率是8 W
21.如图所示，电源电压为9 V且保持不变，闭合S时，电压表的示数为5.4 V，电流表的示数为0.6 A，则R1＝________Ω，R1、R2消耗的电功率之比为________．
第21题图
第23题图
22.在安全工作条件下，将“2.5 V 0.3 A”小灯泡Ll和“3.0 V 0.3A”小灯泡L2串联在电路中工作，通过两灯的电流之比为________；若将L1和L2并联在另一电源下工作，则L1和L2能消耗的总功率最大值为________ W．(设灯丝电阻不变)
23.如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯泡 L 上标有“3 V3 W”的字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片 P移动到中点时,灯泡L正常发光,电压表示数为 6 V,当滑片 P 移到阻值最大处时,灯泡 L与滑动变阻器的电功率之比为
A.1:4 B.4:1 C.1:2 D.2:1
（二）图像问题
24.（2018年福建）灯泡L与定值电阻R组成的电路如图甲，L和R的I-U图线分别为图乙中的A、B，闭合开关S，L正常发光，电路的总功率为4.8W。则此时灯泡L的（　　）
A. 电压为7V B. 电流为0.3A C. 电阻为20Ω D. 功率为3W
25.标有“6 V　1.5 W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示．若把这样的三只灯泡串联起来，接在12 V的电源两端，灯泡的电阻和实际功率约为(　　)
A. 24 Ω　0.67 W 　　B. 20 Ω　0.8 W C. 24 Ω　0.96 W 　　D. 20 Ω　0.67 W
第25题图 第26题图 第27题图
26.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甲所示．把它们并联在电路中，如图乙所示．闭合开关S，这时电流表的示数为0.9 A，则电源电压和元件B的电功率分别是(　　)
A．2.5 V　0.8 W B．2.5 V　1.0 W C．4.5 V　1.0 W D．4.5V 4.05 W
27.如图所示电路中，a、b、c是三只电表(电压表或电流表)，闭合开关S，标有“3 V　1.5 W”的灯泡L1正常发光，标有“6 V　3 W”的灯泡L2发光较暗．若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是(　　)
A. 电表a为电流表，且示数为1 A
B. 电表b为电压表，且示数为3 V
C. 电表c为电流表，且示数为0.25 A
D. 闭合开关S，电路消耗的总功率为2.25 W
28.（2019年福建）如图为某种灯泡的电流与电压的关系图象。若有6只这种灯泡串联接在电压为的电源上，通过灯泡的电流为　　；若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为的电源上，总电流为，则该电阻的阻值为　　。
第28题图
（三）动态电路类
29.如图所示电路，电源电压为12 V且保持不变．闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4 V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2 V，在10 s内定值电阻R1产生的热量为36 J．则下列结果正确的是(　　)
A. 电路中的最大电流为1 A
B. 滑片P在中点时，10 s内滑动变阻器R消耗的电能为60 J
C. 滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8∶1
D. R1先后两次消耗的电功率之比为16∶9
第29题图 第30题图
30.图甲是调光台灯的模拟电路，电源电压不变，小灯泡规格是“6 V　3 W”，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P在A点时，滑动变阻器连入电路的电阻为R1，电压表的示数为4 V；当滑动变阻器的滑片P在B点时，滑动变阻器连入电路的电阻为R2，电压表的示数为2 V，且R2＝2R1.小灯泡的I－U图像如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)
A. 电源电压是6 V B. R1的阻值是10 Ω
C. 当滑片在A点时，电路总功率是3.2 W D. 当滑片在B点时，R2的功率是2.5 W
31.在如图甲所示电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1＝8 Ω，R2为定值电阻但看不清标识．滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2 Ω和8 Ω时其电功率相同，则以下说法中正确的有 (　　)
①定值电阻R2＝4 Ω　
②电源的电压为6 V　
③电压表的最大示数为4.5 V
④滑动变阻器的最大电功率为2.25 W
A. ①②③ B. ②③④ C. ①②④ D. ①③④
第31题图 第32题图
32.如图所示的电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6 V 3.6 W”(电阻不随温度而变化) ，电流表的量程为0~3 A。当S闭合，S1、S2， 断开，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，电路消耗总功率的最小值与最大值之比是( )
A．1 : 4 　　 B．1 : 8 C．2 : 7 　 D．3 : 20
33.如图所示电路，电源电压保持12 V不变，灯泡L电阻为50 Ω，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程0～3 V．(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求：
(1)当S1、S2闭合时，通过灯泡L的电流；
(2)只闭合开关S1，将滑动变阻器滑片P移动到中点时，电流表示数为0.2 A，则电压表的示数；
(3)在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率．
34.（2018年福建）如图的电路中，电源电压恒定，灯泡L1标有“3V 1.5W”，灯泡L2标有“6V 6W”，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片P置于b端时，电流表的示数为0.5A。设灯泡的电阻不变。
（1）闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器P使L2正常发光，求此时滑动变阻器接入电路的阻值；
（2）闭合S1、S2，调节滑动变阻器P使L1正常发光，求此时L2的实际功率。
（四）挡位问题计算
35.如图甲是一种家用电暖器，图乙是其简化的电路图，已知R1额定电压 220 V
功率选择 一挡　950 W　 二挡　1 150 W 三挡　2 100 W
36.“创新”小组的同学们调查发现，雨雪天气里汽车后视镜会变模糊，影响行车安全．同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路．如图是加热电路原理图，电源电压100 V，加热电阻R1与R2阻值均为100 Ω，电路低温挡除雾，高温挡除霜．同学们对电路进行模拟测试，开启除霜模式加热后视镜1 min，用温度传感器测得其温度升高了6 ℃.求：
(1)除霜模式下，电路中的电流；
(2)除霜模式下，电路的加热效率．[查资料得：后视镜玻璃质量约0.5 kg，玻璃的比热容约0.8×103 J/(kg·℃)]
37.如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为110 Ω，M是电动机．开关S1闭合后，当S2接1、2时吹冷风；当S2接2、3时吹温风；当S2接3、4时吹热风，此时空调扇的总功率为1 100 W．已知：电源电压为220 V, c冰＝2.1×103 J/(kg·℃)．求：
(1)吹冷风时，在空调扇内加入冰袋会使吹出的风温度变低．若冰袋内冰的质量为1 kg，温度从－16 ℃升高到－6 ℃时，冰从周围吸收的热量是多少？
(2)吹冷风时，电动机正常工作1 h消耗的电能为0.11 kW·h，此时通过电动机的电流是多少？
(3)吹热风时，R2的电阻是多少？
考点5　　 电流热效应及焦耳定律
38.下列家用电器中，利用电流热效应工作的是(　　)
A. 计算器　　　B. 电热水壶器　　　C. 收音机器　　　D. 电冰箱
39.（2018年福建）新的国家标准对延长线插座配用电缆的导线横截面积要求进行了修改，额定电流16A的延长线插座，导线最小标称横截面积由1mm2提升到1.5mm2.增大导线横截面积的目的是
A. 增大导线的电阻 B. 减小通过导线的电流
C. 增大导线的电压 D. 减小导线发热的功率
第40题图 第43题图
40.如图所示为探究“焦耳定律”的实验装置．两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化．将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1A. 该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”
B. 闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流
C. 闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢
D. 闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
41.电炉丝通过导线接到电路里，通过电炉丝和导线的电流大小________，由于电炉丝的电阻比导线的电阻大，导致电炉丝产生的热量比导线产生的热量________．
42.（2019年福建）一台标有“”的带有接口的小电风扇，线圈电阻为，正常丁作，产生的热量是　　工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘，这属于　　现象。
43.如图所示实验装置，可以用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与________的关系．若通过R1的电流是1 A，10 s内电流通过电阻R2产生的热量是________J.
考点6　　测量小灯泡的电功率
44.某实验小组做“测量小灯泡电功率”的实验．电路如图甲所示．已知电源电压为3 V，小灯泡的额定电压为2.5 V.
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________(选填“A”或“B”)端，目的是____________________．
(2)实验中，闭合开关，发现电压表指针反偏，其原因是________________．
(3)排除电路故障后，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2 V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，为________A，则小灯泡的额定功率为________W.
45.在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8 V，滑动变阻器规格为“20 Ω　2 A”，小灯泡的额定电压U额＝2.5 V，额定功率小于1.2 W，两个阻值分别为10 Ω、20 Ω的定值电阻R0可供选择．
(1)为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接．
(2)正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示．当电压表示数为2.5 V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为________W.
(3)分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而________．根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0＝________Ω的定值电阻.
　　　 实验次数 物理量　　　　 1 2 3 4 5
电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流/A 0.24 0.32 0.38 0.44
电功率/W
(4)完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“0～15 V”，请将以下实验步骤补充完整．
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为________；
丁
②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率：P额＝______．(用U额、U0、R0表示)
若步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)．
考点7　　探究电流产生的热量跟什么因素有关
46.小明用如图甲所示实验装置探究a、b两种液体的吸热能力，在两个相同的烧瓶内分别接入电阻丝，装入质量相等的a、b两种液体，并分别插入温度计．
(1)实验中选用的两根电阻丝的阻值应________(选填“相同”或“不同”)．
(2)实验中，用________(选填“A”或“B”)间接反映液体吸收热量的多少，通过比较________(选填“A”或“B”)来判断液体吸热能力的强弱．
A. 通电时间　　B. 温度计示数的变化量
(3)下表是某次的实验数据，液体a加热后的温度如图乙所示，请将温度计示数填入相应表格中.
　　 物理量 物质　 　 质量 (g) 加热前 温度(℃) 加热时间 (min) 加热后 温度(℃)
液体a 150 20 10
液体b 150 20 10 35
分析可知，________(选填“a”或“b”)液体的吸热能力较强．
(4)设质量为m的a液体中电阻丝的阻值为R，测出其电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为Δt，若不计热量损失，则a液体的比热容为________(用所给出的物理量写出比热容的表达式)，用该表达式计算出的比热容会比实际值________(选填“偏大”或“偏小”)．
(5)如果在两烧瓶中分别装入质量相等的煤油，并接入两根阻值不同的电阻丝，就可用这个装置来探究电流产生的热量与________的关系．
综合提升训练
一、选择题
1.有两只灯泡L1、L2，分别标有“220 V　100 W”和“220 V　40 W”的字样．若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是(　　)
A. 两灯正常发光时，L1的电阻较大
B. 两灯并联接入220 V的电路，L1、L2消耗功率之比是2∶5
C. 两灯串联接入220 V的电路，L1消耗的功率小于25 W
D. 两灯串联接入220 V的电路，两灯泡消耗总功率大于40 W小于100 W
2.小明同学家的电能表上标有“3 000 revs/(kW·h)”的字样，他将家中的其他用电器都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1 min内电能表的转盘转了45 revs，则下列说法不正确的是(　　)
A. 电水壶是利用电流的热效应来工作的
B. 烧水过程中消耗的电能为5.4×105 J
C. 电水壶的额定功率为900 W
D. 当实际电压只有额定电压的90%时，电水壶的实际功率为729 W
3.如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A、B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1＝R2＝R3.小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关．下列说法正确的是(　　)
A. 此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B. 通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
C. 电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
D. 通电后，A管的液面将会比B管的液面高
第3题图 第4题图 第5题图
4.将两只不同规格的灯泡L1、L2接在如图所示的电路中，闭合开关S1、S2后，下列说法中正确的是(　　)
A. 电流表测量干路电流 B. L1与L2的亮度一定相同
C. 通过L1和L2的电流一定相等 D. 只断开S2，L1发光且亮度不变
5.图甲是身高、体重测量仪，当体检者站在台面上时，能自动显示身高和体重．电路原理如图乙所示，电压表、电流表分别显示身高和体重的大小，压敏电阻R的阻值随压力增大而增大，滑片P随身高增高而上滑．下列分析正确的是(　　)
A. 身高越高电压表示数越大 B. 身高越高通过R0的电流越小
C. 体重越大电流表示数越大 D. 体重越大电路消耗总功率越大
6.如图所示，电源电压保持不变，S1掷到1时，小灯泡恰好正常发光．当S1由1掷到2时，下列说法正确的是(　　)
A. 电流表示数变小，小灯泡正常发光
B. 电压表示数不变，小灯泡发光暗淡
C. 电流表示数变小，电压表示数变小
D. 电压表示数不变，电流表示数变大
第6题图 第7题图
7.额定电压均为6 V的甲、乙两灯，I－U图线如图所示，下列说法正确的是(　　)
A. 甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B. 甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1
C. 甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时，电阻之比为3∶2
D. 甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时，实际功率之比为1∶3
8.如图是检测酒精浓度的测试仪原理图，图中电源电压恒定为8 V，R1为定值电阻，酒精气体传感器R2的阻值随气体浓度的增大而减小．当酒精浓度为0时，R2＝60 Ω，此时电压表示数为2 V，以下说法错误的是(　　)
A. 若酒精气体浓度越大，电压表和电流表示数都越大
B. 定值电阻R1的阻值为20 Ω
C. 酒精浓度为0时，电路消耗的总功率为0.6 W
D. 若电流表示数达到0.2 A时，表示酒驾，此时R2消耗的电功率为0.8 W
第8题图 第9题图
9.如图所示，小灯泡L标有“6 V　3 W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响)．当S闭合，滑动变阻器滑片P在最左端时，小灯泡L正常发光；当S闭合，S1断开，滑动变阻器滑片P在中点时，电流表的示数为0.2 A．下列说法正确的是(　　)
A. 电源电压为9 V
B. 滑动变阻器的最大阻值为18 Ω
C. 调节电路元件，可使电压表达到的最大值为4.5 V
D. 电路的最小功率与最大功率之比为3∶16
10.如图甲所示电路，电源电压保持不变，当闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P使阻值从最大变化到最小，两个电阻的“U－I”关系图像如图乙所示．则下列判断正确的是(　　)
A. 电源电压为8 V
B. 滑动变阻器的阻值变化范围为0～10 Ω
C. 滑动变阻器阻值最大时，通电10 s，R1产生的热量为8 J
D. 滑动变阻器滑片在中点时，电路的总功率为1.8 W
第10题图 第11题图
二、填空题
11.如图所示，开关闭合后，滑动变阻器的滑片P从左向右滑动的过程中，灯泡的亮度将________(选填“变亮”或“变暗”)，电压表示数将________(选填“增大”“减小”或“不变”)．
12.小佑收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯．如图所示，是他用身边的器材自制的简易调光灯电路．闭合开关，夹子A向右移动的过程中灯泡亮度应该________(选填“变亮”“变暗”或“不变”)；夹子A从最左端移动到最右端的过程中，他发现灯泡亮度变化不明显，他应该调换更________(选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验．
第12题图
13.在探究“影响电流热效应的因素”的实验中，要探究电流热效应与电流关系，应控制的变量是__________．如图，R1＝5 Ω，R2＝10 Ω，电源电压3 V，则通电10 s电流通过R1、R2产生热量之比为________．
第13题图 第14题图
14.如图是分别测量两个电阻时得到的电流随电压变化的图像，将这两个电阻串联后接入电路中，R1两端的电压U1与R2两端的电压U2的关系是U1____U2；将这两个电阻并联后接入电路中，R1消耗的电功率P1与R2消耗的电功率P2的关系是P1____P2.(均选填“>”“＝”或“<”)
15.如图所示电路，电源电压不变，R1为发热电阻，阻值为10 Ω.R2为定值电阻，阻值为20 Ω.R为滑动变阻器(A、B为其两个端点)．闭合开关S，当滑片P移动到A端时，电流表的示数为0.3 A，电源电压U＝_____V．当滑片P移到B点时，发热电阻R1在1分钟内产生的热量为______J.
第15题图 第16题图
16.图示电路中，U＝12 V，R1＝6 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4Ω.当S2断开、S1闭合时，电阻R1消耗的电功率为________W；当S1、S2都闭合时，6 s内电流通过R2产生的热量是________J。
17.如图是小雪家月初和月末电能表的示数．这个月消耗的电能是________度．她家正工作的用电器总功率为3 200 W，________(选填“能”或“不能”)将额定功率为1 500 W的空调再接入电路．只让空调单独正常工作2 min，电能表的转盘转________转．
第17题图 第18题图
18.如图所示为电热水器的简化电路，它有加热和保温功能．R1和R2是两根电热丝，S为温控开关，1、2为开关的两个触点，当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时，S在两个触点间自动切换，使水温维持在设定的范围．已知热水器的加热功率为400 W，保温功率为100 W(忽略温度对电阻的影响)，则电路中R2＝________Ω.在使用过程中，若热水器连续工作10 min消耗电能1.2×105 J，此过程中热水器的保温工作时间是________s.
19.灯泡L的电流随电压变化的图像如图甲所示，将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为0.5 W，则电源电压是________V；再闭合开关S1，电流表的示数变化了0.1 A，则R的阻值是________Ω；通电1 min，定值电阻R消耗的电能是________J.
第19题图
三、实验探究题
20.小雷想知道小灯泡的亮暗程度与哪些因素有关．于是找来额定电流均小于0.6 A，额定电压为2.5 V的灯L1和额定电压为3.8 V的灯L2，先后接在电源电压恒为6 V的电路中，按照如图甲所示的电路进行探究：
(1)请用笔画线代替导线，根据图甲所示电路图，将图乙所示实物图连接完整．
(2)若小雷连接电路后闭合开关，灯L1几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度．原因是他把滑动变阻器的________(选填“AB”或“CD”)接线柱接入了电路．
第20题图
(3)小雷排除故障后，按图甲所示的电路继续进行实验：闭合开关，移动滑片P，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：
次数 电压U/V 电流I/A 实际功率P/W 电阻R/Ω
1 1.6 0.20 0.32 8.00
2 2.0 0.22 0.44 9.09
3 2.5 0.24 0.60 10.42
小雷注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越________(选填“大”或“小”)；
(4)用L2替换L1重复上面的实验时，需要改变________表的量程，结果发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似；
(5)有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”，这种说法错误的原因是其忽略了__________________________的影响．
21.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，其中R1>R2.
实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系
第21题图
(1)请按照图中的电路图将对应实物图连接完整；
(2)电路中电阻丝的连接方式是为了控制__________________；电阻丝放出热量的多少，通过________________________来进行判断；
(3)闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了Δt1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了Δt2，那么Δt1________Δt2(选填“大于”“等于”或“小于”)．
实验二：探究电流产生的热量与电流的关系
(4)闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同．实验发现：用电阻丝R1(或R2)加热的煤油，温度升高量Δt1′(或Δt2′)________2Δt1(或2Δt2)(选填“大于”“等于”或“小于”)．该实验说明电流产生的热量与电流________正比例关系．
(5)你认为做这个实验产生误差的主要原因是____________________________．
四、计算题
22.如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10 Ω.当开关S闭合后，电压表的示数为2 V，电流表的示数为0.4 A.
求：(1)通电10 s电阻丝R1产生的热量；
(2)电源两端的电压．
23.小蕊同学在学习了电学知识后，观察到生活中的许多电热器都有多个挡位，于是他利用电压恒为10 V的电源和两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器的多挡位问题．已知R1＝20 Ω、R2＝30 Ω，请计算：
(1)S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流；
(2)S3断开，S1、S2闭合时，通电5 min电路消耗的电能；
(3)该电路的最大功率和最小功率之比．
24.如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数，当养生壶正常工作时，求：
(1)养生壶正常工作的电阻．
(2)若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是12 ℃的一壶水烧开，需要多长时间．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3]
(3)在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量养生壶的实际功率．电能表上标着“1 200 r/(kW·h)”，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让养生壶接入电路中烧水，2 min电能表的转盘转了40 r．求电养生壶的实际功率．
第24题图
额定电压 220 V
频率 50 Hz
额定功率 1 100 W
容量 1 L
25.图甲为新型风暖浴霸，因其安全性能好、发热柔和，深受大家喜爱．它是利用电动机鼓动空气流动，通过加热元件加热冷空气带动室内升温．图乙是某型号风暖浴霸的简化电路图，其发热元件是两根阻值不变的电热丝R1、R2.主要参数如下表．
项目 参数
额定电压(V) 220
R1额定功率(W) 1 936
R2额定功率(W) 968
电动机功率(W) 44
适用面积(m2) 10
(1)开关均闭合，求浴霸正常工作时的干路电流是多少？
(2)正常工作时，求R1的阻值是多少？
(3)实际电压为200 V时，求R2的实际功率是多少？
(4)浴霸正常工作时，使容积为20 m3的房间空气温度升高20 ℃，求室内空气吸收的热量是多少？(ρ空气取1.2 kg/m3，c空气取1.0×103 J/(kg·℃)，不考虑其他因素影响)
26. 在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变。R1为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图像如图乙所示。求：
（1）电源电压和定值电阻R1的阻值；
（2）滑动变阻器R2的最大值和它消耗的最大功率。

参考答案
练习十五 电流做功与电功率
1. B 　2. B 3. 11.5　小于　 4. D　 5.电视机 0.1 6. 0.108 能
7. C　 8. 0.1　1 000　200　 9. 4 400　1　变小
10. D　11. A　12. D　
13. 　增大　
14. C　15. S2　不变　
16. B　17. C　18.A 19.B 20.C
21. 6　2∶3　22. 1：1 1.375 23.A 24.D
25.B 26.B 27.D 28. 0.2 6 29.D 30.D 31.C 32.D
33.解：(1)当S1、S2闭合时，R被短路，只有小灯泡接入电路，通过灯泡L的电流为：I＝＝＝0.24 A
(2)只闭合开关S1时，小灯泡与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流I1＝0.2 A
小灯泡两端的电压为：UL＝I1RL＝0.2 A×50 Ω＝10 V
电压表的示数为：UR＝U－UL＝12 V－10 V＝2 V
(3)根据P＝可知，U不变，R最大时，P最小，闭合开关S1时，灯泡L与滑动变阻器R串联且滑片P在最右端时，滑动变阻器的阻值：Rmax＝2R中＝2×＝2×＝20 Ω
电路中的电流：I2＝＝＝＝ A
滑动变阻器两端的电压：UR′＝I2Rmax＝ A×20 Ω≈3.4 V
因为电压表测量R的电压，量程为0～3 V，3.4 V＞3 V，所以电压表不安全
因此只闭合开关S1，小灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表示数为3 V时，电路消耗的功率最小
滑动变阻器R两端的电压为Umax＝3 V
通过灯泡L的电流：IL′＝＝＝0.18 A
在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率为：P小＝UIL′＝12 V×0.18 A＝2.16 W
34.解：（1）闭合S1，断开S2，滑动变阻器R与灯泡L2串联，L2正常发光时，通过灯泡L2的电流
灯泡L2的电阻
电源电压
所以灯泡L2正常发光时，滑动变阻器R两端的电压
U滑= U - U2=8V-6V=2V
滑动变阻器连入电路的阻值
（2）闭合S1、S2，L1先和滑动变阻器R并联后再与L2串联，调节滑动变阻器P使L1正常发光，则L1两端的电压为其额定电压3V，灯泡L2两端的电压
则此时灯泡L2的实际功率
35. S1　6.9×105　
36. 解：(1)当开关S、S1闭合，电阻R2被短接，此时电路处于高温除霜状态
通过电路中的电流I＝＝＝1 A
(2)高温除霜时电路工作1 min消耗的电能W＝UIt＝100 V×1 A×60 s＝6×103 J
玻璃吸收的热量Q吸＝cmΔt＝0.8×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×6 ℃＝2.4×103 J
除霜时电路的加热效率η＝×100%＝×100%＝40%
37．解：(1)Δt＝－6 ℃－(－16 ℃)＝10 ℃
冰吸收的热量Q吸＝c冰mΔt＝2.1×103 J/(kg·℃)×1 kg×10 ℃＝2.1×104 J
(2)吹冷风时，电动机的功率：
方法1：P冷＝＝＝0.11 kW＝110 W
通过电动机的电流I＝＝＝0.5 A
方法2：根据W＝UIt可得I＝＝＝0.5 A
(3)吹热风时，R1的功率P1＝＝＝440 W
电阻R2的功率P2＝P总－P冷－P1＝1 100 W－110 W－440 W＝550 W
R2的阻值R2＝＝＝88 Ω
38. B　 39.D 40. C
41. 相等　多　 42.15 静电
43. 电流　12.5
44. (1)A　防止电流过大，保护电路　(2)电压表的正负接线柱接反　(3)B　0.32　0.8
45. (1)如答图所示　(2)1.05　(3)增大　10　(4)① 5.5 V　③U额　偏小
第38题答图
46. (1)相同　 (2) A　B　 (3)48　b　 (4)c＝　 偏大 (5)电阻
综合提升训练
1. C　2. B　3. D　4. D　5. A　6. A　7. D　8. C　9. D　10. D　
11. 变暗　增大
12. 变亮　细　
14. >　<　
15. 6　216　
16. 8.64　32　
17. 162.6　不能　30
18. 363　 400 　
19. 2　 20　 12　
20. (1)如答图所示　(2)AB　(3)大　(4)电压　(5)温度对灯泡电阻
第20题答图
21. (1)如答图所示　 (2)电流相同　温度的升高量　 (3)大于 (4)大于　不是　(5)有损失热量
第21题答图
22. 解：(1)由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，U2＝2 V，电流表测电路中的电流．当开关S闭合后，通电10 s电阻R1产生的热量
Q＝I2R1t＝(0.4 A)2×10 Ω×10 s＝16 J
(2)由U＝IR可得，U1＝IR1＝0.4 A×10 Ω＝4 V
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源电压为：U＝U1＋U2＝4 V＋2 V＝6 V
23. 解：(1)S2闭合，S1、S3断开时，R1与R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中的总电阻R＝R1＋R2＝20 Ω＋30 Ω＝50 Ω，所以电路中的电流I＝＝＝0.2 A
(2)S3断开，S1、S2闭合时，R1被短路，电路为R2的简单电路，通电5 min电路消耗的电能W＝t＝×5×60 s＝1 000 J
(3)当S1、S3断开，S2闭合时，两电阻串联，电路中总电阻最大，根据P＝可知，此时电路的总功率最小，电路的最小功率P小＝＝＝2 W
当S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，电路中总电阻最小，根据P＝可知，此时电路中的总功率最大，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以电路中的总电阻R′＝＝＝12 Ω，电路的最大功率P大＝＝＝ W，所以该电路的最大功率和最小功率之比：P大∶P小＝ W∶2 W＝25∶6
24. 解：(1)根据P＝可得养生壶正常工作的电阻R＝＝＝44 Ω
(2)由ρ＝可得水的质量m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×0.001 m3＝1 kg
水吸收的热量Q吸＝c水m(t2－t1)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－12 ℃)＝3.696×105 J
养生壶消耗的电能：W＝＝＝4.62×105 J
加热该壶水所用的时间：t＝＝＝420 s
(3)电能表转40 r电路消耗的电能W实＝×3.6×106 J＝1.2×105 J
电养生壶的实际功率：P实＝＝＝1 000 W
25. 解：(1)开关均闭合时，R1、R2和电动机同时工作，电路总功率为P＝P1＋P2＋P3＝1 936 W＋968 W＋44 W＝2 948 W
工作时的干路电流为 I＝＝＝13.4 A
(2)由I＝和P＝UI可得P＝，R1阻值为 R1＝＝＝25 Ω
(3)R2的阻值为 R2＝＝＝50 Ω，实际电压为200 V时，实际功率为 P2′＝＝＝800 W
(4)室内空气的质量为 m＝ρ空气V＝1.2 kg/m3×20 m3＝24 kg
空气吸收的热量为 Q吸＝c空气mΔt＝1.0×103 J/(kg·°C)×24 kg×20 ℃＝4.8×105 J
26. 解：
由图乙可知，当电路电流为I=0.4A时，两电压表的示数均为4V，即
根据串联电路的电压特点可得，电源电压为
根据欧姆定律可得，定值电阻R1的阻值为
（2）当滑片P在最左端时，R2接入电路的阻值最大，此时电压表V2的示数为6V，即为此时R2的两端电压，根据串联电路电压特点可得，此时R1的两端电压为
根据欧姆定律可得，此时通过R1的电流为
即为此时的电路电流。根据欧姆定律可得，此时R2接入电路的阻值为
即为滑动变阻器R2的最大值。滑动变阻器R2消耗的功率为
当时，P2最大，即
答：（1）电源电压为8V，定值电阻R1的阻值为10Ω；
（2）滑动变阻器R2的最大值为30Ω，它消耗的最大功率为1.6W。