第十六章电流做功与电功率培优专练（含解析）-2023-2024学年沪科版物理九年级全一册

第十六章 电流做功与电功率培优专练
一、单选题
1．现有“PZ220﹣15”，“PZ220﹣40”，“PZ220﹣60”，三种规格的灯泡各一盏．将以上三盏灯串联在220V的电源上，通过的电流最大的是
A．“PZ220﹣15” B．“PZ220﹣40” C．“PZ220﹣60” D．一样大
2．下列用电器正常工作时，电功率最接近800W的是（　　）
A．学生用计算器 B．手电筒
C．家用电冰箱 D．家用电饭煲
3．如图所示的家用电器中，将电能主要转化为内能的是
A． B． C． D．
4．下列家用电器的有关数据，最符合实际的是（　　）
A．电烤炉工作1小时消耗约0.1度电 B．饮水机的工作电压为380V
C．扫地机器人的额定功率约为60W D．家用电冰箱的工作电流为20A
5．如图是小宋同学设计的太阳能LED路灯电路图。两路灯规格均是“24V 12W”。光控白天与触点a接触，太阳能电池板为蓄电池充电。现把开关S与触点b接触，两路灯均正常工作。下列说法正确的是（　　）
A．太阳能电池板为蓄电池充电时，是把电能转化为光能
B．此时蓄电池两端电压为24V，通过蓄电池的电流为1A
C．若L1忽然损坏熄灭了，L2仍然发光，则通过L2的电流为1A
D．若L1忽然损坏熄灭了，则L2一定正常发光，通过L2的电流为0.5A
6．下列估测值最接近生活实际的是（　　）
A．一节新干电池的电压为15V
B．教室日光灯正常工作电流约0.2A
C．电脑USB接口输出的电压约220V
D．日光灯正常工作电功率约1000W
7．如图，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于变阻器的最左端时，电压表的示数为6V；当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数变化了2V，下列结果正确的是（　　）
A．变阻器R1先后两次消耗的电功率之比为9：8
B．定值电阻R2先后两次消耗的电功率之比为3：4
C．电路先后两次消耗的总功率之比为3：8
D．若P从中点滑至最右端时，电压表示数又要变化2V
8．图中的几种用电器的额定功率最接近1000W的是（　　）
A．电风扇
B．计算器
C．电视机
D．电饭锅
9．如图所示电路，小灯泡标有“6V 6W”字样，滑动变阻器标有“12Ω 2A”．闭合开关，滑动变阻器的滑片滑到最左端时，小灯泡正常发光（设灯丝的电阻不变）．滑动变阻器的滑片移动过程中以下说法正确的是
A．灯丝电阻为8Ω
B．电源电压为12V
C．小灯泡两端的电压变化范围是2V-6V
D．灯泡的实际功率最小值是2W
10．毛毛家有个小太阳取暖器，如图甲，其铭牌上的电路如图乙，电阻R3=80Ω，挡位信息如图丙（部分数字已磨损掉），他家电能表如图丁所示，以下分析正确的是（　　）
A．电阻R1的阻值为484Ω
B．电压200V时仅用此烤火器中温挡工作36s，电能表转盘转5圈
C．图丙中磨损掉的数字是342
D．接通3、4触点让烤火器工作5s，它消耗的电能为500J
二、多选题
11．如图甲所示电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，滑动变阻器R2铭牌上标有“120Ω 0.8A”的字样，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~15V。在保证电路安全的前提下，移动滑动变阻器滑片，经测量分析，得出R2的电功率P与其两端电压U的关系如图乙。则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为18V
B．R1阻值为250Ω
C．电路总功率的最大变化量为10.8W
D．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω~100Ω
12．如图甲所示，是定值电阻，电流表量程为，图乙是滑动变阻器的电功率与其电阻大小变化关系的图象，下列说法正确的是（　　）

A．电源电压为12V
B．能安全连入电路的最小阻值为
C．的阻值为
D．为时，整个电路通电10s耗电48J
三、填空题
13．如图所示装置是用来探究通电时间相同，电流通过导体产生热量跟 的关系。若通过甲容器内电阻的电流为1A，通电3min甲容器内电阻产生热量为 J；若将乙容器外的电阻放入乙容器内，通电一段时间， （选填“左”或“右”）侧U形管内液面高度差较大。
14．如图甲所示是某电热水器的铭牌，它是利用电流的 工作的。图乙所示的电能表读数是 kW h；若只有该电热水器接入电路且正常工作12min，则电能表的转盘转过 转。
15．一种“自生能”手机，只要将手机竖直拿着上下摇动一次，可获得电能0.4J．若每1秒摇一次，每摇一分钟可通话两分钟，该手机通话时的功率约为 W． 有一位顾客将手机竖直拿着左右摇动，结果没有发出电来，其原因可能是 ．
16．如甲图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，弹簧长度将 （选填：变短、变长、不变）；如乙图所示，小明家里只有电磁炉工作时，电能表在1min内转60转，则电磁炉的功率为 W；如丙图所示的电路，如果要使R1与R2组成并联电路，应闭合开关 。
17．一个标有“220V 440W”的电热器，若当电热器正常工作时，连续工作5小时，消耗电能 kW·h．若实际通过的电流为1.5A时，它的实际功率 额定功率(选填“大于”“小于”或 “等于”)．
18．小时同学采用转换法用弹簧测力计测量物体重力，他把一物块A挂在弹簧测力计上，当物块静止时，弹簧测力计的示数如图所示，则该物块的重力为 N；你还知道的也利用了转换法的物理实验是 （写出一个即可）。
四、作图题
19．由一个电源、一只开关和两个阻值相等的电阻组成的电路，电源电压恒为6V，当开关由闭合变成断开时，电路的总功率减少了6W．请设计符合题意的两种不同电路，并填写对应的电阻的阻值．
五、实验题
20．某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电功率，待测小灯泡额定电压为3.8V，小灯泡的额定功率估计在1W左右。
（1）请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接，连线时导线不能交叉 ；
（2）检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是 ；
（3）故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为3.8V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图甲所示，则灯泡的额定功率为 W；
（4）另一组的同学连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：① ；② 。
（5）小组的其他同学设计了如图丙所示的电路图，利用它也可以测出上面的小灯泡的额定功率（图中电源电压保持不变，定值电阻的阻值为R），具体操作如下：
①将开关S拨到“2”，闭合开关S1，接下来的操作是 。
②断开开关S1，将开关S拨到“1”，保持滑动变阻器的滑片位置不动，再闭合开关S1，记下此时电压表的示数为U；利用上面所测的物理量写出该灯额定功率的表达式P= 。
21．欢欢用如图甲电路测量额定电压为2.5V小灯泡L1的额定功率，电源电压调节为4.5V不变（提示：电源电压可调），规格为“30Ω1A”的滑动变阻器。
（1）检查电路，欢欢发现一根导线连接错误，请将图中连接错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；( )
（2）欢欢改正电路连接后，用开关试触时，看到小灯泡发出明亮的光，则她在操作中存在的不当之处是 ；
（3）改正所有问题并正确完成了实验，她根据实验数据绘制了小灯泡的I﹣U图像（如图乙）；欢欢发现图像是曲线，原因是小灯泡灯丝的电阻随 的变化而变化，小灯泡的额定功率是 W；
（4）欢欢将电路中小灯泡分别改接5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，探究电流与电阻的关系；
①设定电源电压为4.5V不变，控制电阻两端的电压保持2V不变，则滑动变阻器连入电路中电阻的阻值与定值电阻的阻值之比为 即可完成实验；
②电源电压可调，实验时若控制定值电阻两端电压保持2V不变，为使三个电阻单独接入电路都能完成实验，电源电压应不高于 V；
（5）完成上述实验后，欢欢设计了如图丙所示电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。方案如下（电源电压未知但保持不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R0，滑动变阻器R2最大阻值未知）。
步骤：
①按电路图连接实物电路；
②只闭合开关S、S2，调节变阻器R1的滑片，使电流表的示数为 ，灯泡正常发光；
③只闭合开关S、S1， ，使电流表的示数为I额；
④保持R2滑片的位置不变，只闭合开关S、S1，将R1的滑片移到最右端，电流表的示数为I1，再将R1的滑片移到最左端，电流表的示数为I2；
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额= （用I额、I1、I2、R0表示）。
六、综合题
22．我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，以手机为例，华为“Mate20pro“不仅采用超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池充达一半以上，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示：

电池名称 锂离子电池
电压
容量
（1）其指纹锁“钥匙”是特定人的指纹（S1）、密码（S2）或人脸识别钥匙（S3）三者都可以单独使手机（M）解锁并工作。如图中电路设计符合要求的是 ；
A． B．
C． D．
（2）人们在使用手机长时间通话时，手机会明显发热，一根电阻丝的电阻是，通过2A的电流时，内产生的热量是 J。损耗的能量不会转化为我们需要的能量，是因为 ；
（3）两个充电器，一个标注“输出5V 600mA”，另一个标注“输出5V 4A”，其中一个是快速充电器。假设充电效率为，选用快速充电器将电池从零充满需要的时间为 s。
23．图甲是小明家的电饭锅电路原理图，该电饭锅有高温加热和保温两档。由温控开关S进行调节。已知R0与R为电热丝，现将电饭锅插在220V的电源上，使用高温档工作时，电饭锅功率为1000W；使用保温挡工作时，电饭锅功率为44W。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]根据相关知识，回答下列问题：
（1）保温档工作时开关S应该 （选填“断开”或“闭合”）；电饭锅底盘中的电发热管工作时利用的是电流的 效应；
（2）电热丝R的阻值为多少？ ；
（3）用此电饭锅高温档将质量为2kg、温度为25℃的水加热，使锅中水温升高了60℃，需用时10min，求此加热过程中电饭锅的加热效率；
（4）请从安全用电的角度解释为什么电饭锅要使用三孔插座？
参考答案：
1．D
【详解】串联时，电流只有一条路径，电流处处相等；
所以三灯串联，流过各个灯的电流一定相等，即电流一样大；
故D正确，ABC错误．
故选D．
2．D
【详解】A．学生用计算器的额定功率约为0.5mW，故A不符合题意；
B．手电筒的额定功率约为1W，故B不符合题意；
C．家用电冰箱的额定功率约200W，故C不符合题意；
D．家用电饭锅属于功率较大的用电器，其额定功率约为800W，故D符合题意。
故选D。
3．B
【详解】A、电视机消耗电能，转化为光能和声音，小部分转化为内能，不符合题意；
B、电热水壶利用电流的热效应工作，电能转化为内能，符合题意；
C、电冰箱内部主要是电动机工作，电能主要转化为机械能，不符合题意；
D、电风扇也是电动机工作，电能主要转化为机械能，不符合题意．
故选B．
4．C
【详解】A．电烤炉的电功率约为1kW，工作1小时消耗的电能约为
W = Pt = 1kW×1h = 1kW·h
约为1度，故A错误，不符合题意；
B．饮水机在家庭电路的工作电压为220V，故B错误，不符合题意；
C．扫地机器人的额定功率约为60W左右，故C正确，符合题意；
D．家用电冰箱正常工作电流为0.5A~1.2A，故D错误，不符合题意。
故选C。
5．B
【详解】A．太阳能电池板为蓄电池充电时，是将太阳能→电能→化学能，故A错误；
B．依题意可知两盏路灯都正常工作，两盏路灯的关系是并联；路灯正常工作时的电流为
当两盏路灯都正常工作时，说明电源两端的电压是24V，根据并联电路电流特点可知，总电流为
I总=0.5A+0.5A=1A
故B正确；
C．若L1忽然损坏熄灭了，L2仍然发光，则通过L2的电流为0.5A，故C错误；
D．若L1忽然损坏熄灭了，可能是L1发生了短路熄灭了，由于L2与L1并联，则L2也会被短路而熄灭，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】A．一节新干电池的电压为1.5V，故A不符合题意；
B．教室日光灯功率一般为40W，正常工作电流约为
0.18A接近0.2A，故B符合题意；
C．电脑USB接口输出的电压约为5V，故C不符合题意；
D．日光灯正常工作电功率约为40W，故D不符合题意。
故选B。
7．A
【详解】A B．该电路是一个串联电路，电压表测R1的电压。P在最左端时，R1阻值最大，记为R1，则电功率为
电流为，P在中点时，电压表变化了2V，由于R1接入的阻值变小，所以电压表是减小了2V，变为4V，则此时电功率为
电流为
得
根据公式P2=I2R2知，
故A正确，B错误；
C．因电源电压不变，由总功率等于总电压乘以总电流可知，故总功率之比即为电流之比，为3：4，故C错误；
D．滑片滑到最右端时，R1的阻值为零，分得的电压将为0V，电压表示数变化量为4V，故D错误。
故选A。
8．D
【详解】A．电风扇的功率约为15W~150W，故A不符合题意；
B．计算器的功率约为1.5×10-4W，故B不符合题意；
C．电视机的功率约为130W，故C不符合题意；
D．电饭锅的功率约为1000W，工作一小时耗电约为1度电，故D符合题意。
故选D。
9．C
【分析】（1）知道的额定电压和额定功率，根据P=求出灯泡的电阻；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为灯泡的简单电路，此时灯泡两端的电压最大即为电源的电压，根据额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压；当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡两端的电压最小，灯泡的实际功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据欧姆定律求出灯泡两端的最小电压，进一步求出灯泡两端电压的变化范围，根据P=I2R求出灯泡的最小实际功率．
【详解】(1)根据P=可得,灯泡灯丝的电阻：RL===6Ω，故A错误；
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为灯泡的简单电路，
此时灯泡正常发光,灯泡两端的最大电压即电源的电压：ULmax=U=U额=6V，故B错误；
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡两端的电压最小，灯泡的实际功率最小，
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,根据欧姆定律可得,电路中的电流：I== =A，
灯泡两端的最小电压：ULmin=IRL=A×6Ω=2V，小灯泡两端的电压变化范围是2V 6V，故C正确；
灯泡的最小实际功率：PLmin=I2RL=(A)2×6Ω=W，故D错误．
故选C.
10．B
【详解】由电路图可知，当接2、3时，R1和R2串联，由可知，为低温档；当接3、4时，R2单独工作，为中温挡，当接4、5时，R2和R3并联，为高温档。
A．当接3、4时，R2单独工作，电阻R2的阻值为
当接2、3时，R1和R2串联，电阻R1的阻值为
故A错误；
B．电压200V时仅用此烤火器中温挡工作36s，消耗的电能为
电能表转盘转过的圈数为
故B正确；
C．当接4、5时，R2和R3并联，为高温档，高温档的功率为
故C错误；
D．接通3、4触点让烤火器工作5s，它消耗的电能为
W=Pt=242W×5s=1210J
故D错误。
故选B。
11．AD
【详解】由图甲可知，R1、R2串联，电压表测量滑动变阻器R2两端的电压，电流表测量电路中的电流。
AB．由图乙可知，当R2两端的电压为8V时，R2的电功率为4W，由P=UI可知，此时电路中的电流为
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压为
①
当R2两端的电压为10V时，R2的电功率为4W，由P=UI可知，此时电路中的电流为
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压为
②
联立①②两式可解得，电源电压U=18V，R1的阻值R1=20Ω；故A正确，B错误；
CD．根据题意可知，滑动变阻器允许通过的最大电流为0.8A，电流表的量程为0~0.6A，为了电路安全，电路中的最大电流为I大=0.6A，则电路中的最大总功率为
电路中的最小总电阻为
根据串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器接入电路的最小阻值为
根据电压表量程可知，R2两端的最大电压为15V，根据串联电路的电压特点可知，R1两端最小电压为
电路中最小电流为
电路中的最小总功率为
滑动变阻器接入电路的最大阻值为
所以，电路总功率的最大变化量为
滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω~100Ω，故C错误，D正确。
故选AD。
12．ABD
【详解】AC．图甲的电路属于串联电路，根据图乙知，当滑动变阻器的电阻为，电功率为时，根据得，此时电路中的电流为
则此时电阻两端的电压为
电阻两端的电压为
根据串联电路的电压规律得
①
当滑动变阻器的电阻为，电功率为时，根据得，此时电路中的电流为
则此时电阻两端的电压为
电阻两端的电压为

根据串联电路的电压规律得
②
联立①②式解得
故A正确，C错误；
B．已知电流表量程为，为了电路安全，电路中的最大电流为，根据欧姆定律知，电路的最小总电阻为
根据串联电路的电阻规律，电阻的最小值为
故B正确；
D．由AC分析知，当电阻为时，电路中的电流为
则整个电路通电10s消耗的电能为
故D正确。
故选ABD。
13． 电流 900 左
【详解】[1]由图可知，右侧电阻丝与容器外电阻并联后再与左侧电阻丝串联，左侧容器内电阻丝的电流大小等于右侧容器内电阻丝与容器外电阻的电流之和，即通过左侧容器内电阻的电流是通过右侧容器内电阻的电流的2倍；两个容器内电阻丝的电阻相等，所以是探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟电流的关系。
[2]通电3min甲容器内电阻产生热量
Q甲=I2R甲t=(1A)2×5Ω×3×60s=900J
[3]将乙容器外的电阻放入乙容器内，乙容器内两个电阻并联，总电阻
R乙总==2.5Ω
通过甲乙容器内电阻的电流相同，甲容器内电阻大于乙容器内的电阻，甲容器内电阻产生的热量多，通电一段时间，左侧U形管内液面高度差较大。
14． 热效应 2014.1 1200
【详解】[1]电流通过导体产生热量的现象称为电流的热效应，电热水器是利用电流的热效应工作的。
[2]由图乙可知，电能表读数是2014.1kW h。
[3]若只有该电热水器接入电路且正常工作12min，消耗的电能
3000r/ kW h表示每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转3000r，则电能表的转盘转过
15． 0.2 没有切割磁感线
【详解】试题分析：由W=Pt，可得；将手机竖直拿着左右摇动，结果没有发出电来，其原因可能是没有没有切割磁感线．
考点：电磁感应
16． 变短 1200 S1S3
【详解】[1]由图可知，当滑片P从a端向b端滑动时，滑动变阻器电阻减小，电路总电阻减小，根据欧姆定律可知，电流增大，电磁铁磁性增强，根据安培定则可知，电磁铁上端为N极，同名磁极相互排斥，因此弹簧长度将变短。
[2]电能表在1min内转60转，消耗的电能为
电磁炉的功率为
[3]根据并联电路的特点，应为两条电流路径，因此应闭合S1、S3，断开S2。
17． 2.2 小于
【详解】电热器正常工作5h消耗的电能：W=Pt=0.44kW×5h=2.2kW h；由P=UI可得，电热器的额定电流：I=P/U=440W/220V=2A，因2A＞1.5A，电热器的电阻不变，由P=I2R可知，当通过它的电流为1.5A时，它的实际功率小于额定功率．
18． 4.4 影子的形成可以证明光沿直线传播
【详解】[1]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为4.4N，则物块的重力为4.4N。
[2]影子的形成证明了光沿直线传播，利用了转换法。
19．
【详解】电源电压不变，根据知，电功率的变化由电阻的变化引起．
根据电阻并联时，电阻变小；电阻串联时，电阻变大，这样就可设计出如图两种电路．
图一：开关闭合时是断开时功率的2 倍，结合题意可得，开关闭合时功率就为12W，开关断开时，功率为6W，
则电阻为
图二：开关闭合时是断开时功率的2倍，结合题意可得，开关闭合时功率就为12W，开关断开时，功率为6W，
则电阻为
20． 小灯泡断路 1.216 连接电路时没有断开开关 连接电路时滑动变阻器的阻值没有调到最大 调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V
【详解】（1）[1]由P=UI可知，小灯泡的额定电流约为
故可知电流表量程应选择0～0.6A，连接如下图所示：
（2）[2]闭合开关后电流表指针几乎不动，则电路处于开路状态，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，则原因可能是小灯泡断路，此时电压表直接串联进电路，相等于直接测量电源电压。
（3）[3]由图甲可知，小灯泡的额定电流为I=032A，故小灯泡的额定功率为
P=UI=3.8V0.32A=1.216W
（4）[4][5]因连接好最后一根导线后灯泡立即发光，故可知操作不当之处为连接电路时没有断开开关；又因连接好最后一根导线后灯泡立即发出明亮的光，故还可知操作不当之处为没有将滑动变阻器阻值调到最大。
（5）[6]要测出小灯泡的额定功率，则要测出流过小灯泡的额定电流，因小灯泡与定值电阻串联，若能测量出灯泡正常发光时定值电阻两端电压，则由欧姆定律可计算出小灯泡的额定电流，故接下来的操作是调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V；
[7]由电路图可知，此时电压表测小灯泡与定值电阻两端电压之和，且小灯泡两端电压不变，故可知此时定值电阻两端电压为
故小灯泡的额定电流为
解得小灯泡的额定功率为
21． 闭合开关前未将变阻器的滑片放到最大阻值处 温度 0.625 5∶4 5 I额 保持R1滑片的位置不变，调节变阻器R2的滑片
【详解】（1）[1]图中电压表串联在电路中，电流表与灯泡并联是错误的，电压表应与灯泡并联，电流表与灯泡串联，如图所示：
（2）[2]用开关试触时，看到小灯泡发出明亮的光，说明电路电流较大，电阻较小，可能是闭合开关前未将变阻器的滑片放到最大阻值处。
（3）[3]由图象知，灯泡的电流与电压不成正比，即灯泡电阻是变化的，小灯泡的电压越大，电流越大，实际功率越大，温度越高，小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化。
[4]由图象知，当灯的电压为2.5V时正常发光，此时通过的电流为0.25A，小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
（4）①[5]调节电源电压为4.5V不变，控制电阻两端的电压保持2V不变，则变阻器两端电压
U滑=U-UR=4.5V-2V=2.5V
由串联电路的分压原理知
②[6]实验时若控制定值电阻两端电压保持2V不变，由串联电路的分压原理有
当R=20Ω时，变阻器连入阻值为最大值时，电源电压最大，即有
电源电压最大为
U′=5V
（5）②[7]只闭合开关S、S2，移动R1滑片，使电流表的示数为I额灯泡正常发光，此时灯泡与R1串联。
③[8]只闭合开关S、S1，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额，此时R1与R2串联，因为电路中电流仍为I额，所以
R2=RL
⑤[9]保持R2滑片位置不动，将另一个滑动变阻器R1滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器R1的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。变阻器R1的最大阻值为R0，因电源电压不变，则由串联电路特点和欧姆定律可得
U=I2R2=I1(R0+R2)
小灯泡额定功率的表达式为
22． B 2400 能量的转化具有方向性 2960
【详解】（1）[1]B．其指纹锁“钥匙”是特定人的指纹、密码或人脸识别钥匙三者都可以单独使手机解锁并工作，由此可知三个开关互不影响，则三个开关应并联，再与电动机串联，故B符合题意；
A．三个开关同时闭合时，会造成短路，故A不符合题意；
C．三个开关同时闭合才能解锁，故C不符合题意；
D．和同时闭合会造成短路，故D不符合题意。
故选B。
（2）[2]内产生的热量是
[3]由于能量的转化具有方向性，所以损耗的能量不会自发转化为我们需要的能量。
（3）[4]两个充电器的功率分别为
；
所以第二个的充电速度快；电池充满电储存的电能为
消耗的电能为
由可得，选用快速充电器将电池从零充满需要的时间
23． 断开 热 见解析
【详解】（1）[1][2]当S断开时，R0与R串联，电路总电阻为R0+R，当S闭合时，R被短路，电路中只有R0，由可知，电源电压不变时，电阻越小，电功率越大，故当S断开时，总电阻较大，电功率较小，为保温档，当S闭合时，总电阻较小，电功率较大，为高温档；电饭锅底盘中的电发热管工作时，将电能转化为内能，利用的是电流的热效应。
（2）[3]由可知，R0的阻值
R、R0串联的总电阻为
根据串联电路的电阻特点可知，R的阻值
（3）[4]由Q吸=c水mΔt可得，水吸收的热量

由可得，电饭锅高温档烧水5min消耗的电能

电饭锅高温档的加热效率

（4）[5]三孔插座可使电饭锅金属外壳接地，防止触电事故发生。