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第十八章 电功率 单元专项复习卷
一、单选题
1．如图所示电路中，已知R1＜R2，闭合开关S后（ ）
A．通过R1、R2的电流I1＜I2
B．电流通过R1、R2产生的热量Q1＜Q2
C．R1、R2两端的电压U1＞U2
D．R1、R2消耗的电功率P1＞P2
2．家庭用户每月缴付电费的依据是（ ）
A．用电器的实际功率多少 B．每月消耗电能的多少
C．用电器的多少 D．用电时间的长短
3．甲乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲灯的实际功率一定是25W
B．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
C．将乙灯接入110V电路中，它的实际功率为50W
D．两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较大
4．如图所示，灯泡L上标有“6V、9W”字样，闭合开关S后，灯泡正常发光，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2。若U1：U2=2：3，则下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压是15V B．电阻R的阻值是6Ω
C．灯泡L中的电流是1.5A D．电阻R消耗的功率是6W
5．如图甲所示的电路中，电源电压不变，R1的阻值不变，滑动变阻器R2的规格是“100Ω 1A”。闭合开关，在保证电路元件安全的前提下，最大范围内移动滑片，绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．R1的电阻为20Ω
C．当滑片P移到中点时，通过R2的电流为0.2A
D．整个电路电功率最小时，10s内滑动变阻器消耗的电能为12J
6．如图所示，电路中电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数变大 B．电路的总功率变小
C．小灯泡亮度变暗 D．电压表示数变大
7．如图所示，电源电压为4.5V保持不变，电压表量程选择“0～3V”，电流表量程选择“0～0.6A”，滑动变阻器R规格为“20Ω 1A”，小灯泡L上标有“3V 1.5W”字样（忽略灯丝电阻的变化）。闭合开关S，若两电表示数均不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定电压，下列说法中正确的是（ ）
A．电路中的最小电流为0.3A
B．当滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω时，灯泡的功率为0.24W
C．滑动变阻器阻值变化范围为3~12Ω
D．当电压表示数为3V时，电路消耗的总功率最大
8．如图所示，在串联电路中有两个装有等质量煤油的密闭烧瓶A、B，两个烧瓶中分别放有加热电阻丝RA和RB，闭合开关后经过一段时间烧瓶A、B中的温度计示数分别为40℃和60℃。已知温度计初始温度均为20℃。则电阻RA和RB的比值为（ ）
A．1∶2 B．2∶3 C．2∶1 D．3∶2
9．如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置．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．下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
C．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来粉樱电阻丝放出热量的多少的
D．将左边容器中的电阻丝换成 10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
10．如图甲所示的电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻。闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移动到b端的整个过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）
A．R2越大，其电功率越大
B．R1的最大电功率为0.6W
C．两表示数变化之比变大
D．滑片P在ab中间位置时，100s内R2消耗的电能为22.5J
二、填空题
11．电能表是测量 的仪表，在家庭电路中热水器单独工作2分钟后，如图所示的电能表的转盘转了150转，该热水器的功率为 W。
12．很多城市的公共交通都换用新能源电动车。若汽油车发动机的效率为25%，新能源电动车的电机效率为100%，则汽油车完全燃烧汽油可被汽车利用的能量相当于 度电。若汽油完全燃烧产生的这些能量全部用于加热水，则可使质量为初温为20的水温度升高到 。[，]
13．将标有“6 V 3 W”的甲灯与标有“6 V 4 W”的乙灯并联在6 V的电源上，它们的实际电功率之比P甲∶P乙= ；若把这两灯串联在6 V的电源上，它们的实际电功率P′甲∶P′乙= 。（忽略温度对灯丝电阻的影响）
14．如图，小致家电能表4月底的示数是 kW·h；此电能表上同时工作的用电器总功率不能超过 kW。若关闭家中其他用电器，只有电热水壶工作3min，电能表的指示灯闪烁300次，电热水壶的功率是 W。
15．有一块手机用的锂电池，上面标注电压为3V，容量为1500mA·h，它充满电后，大约储存了 J的电能，这些电能能让100W的灯正常工作 s。
16．如题图甲所示为小明家的电能表，若小明家此时只有电炉在烧水，该电能表的转盘在2h内转了3600转，则这段时间内小明家消耗的电能为 kW·h，可以算得电炉子的功率为 kW，小明观察到图乙电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接的导线却发热不明显，可以通过比较图丙实验中的 （选填“A、B、C”）两个液柱高度可解释说明这种情况。
17．一只电热水壶标有“220V 840W”字样，装入1kg、初温为20℃的水后接入电路中，正常工作500s后水烧开（开水温度为100℃）．则：水所吸收的热量为 J；电热水壶消耗的电能为 J；该电热水壶的加热效率为 ．
18．实验小组设计了如图所示的电路，已知电源电压不变，灯泡标有“”字样，其阻值会随温度变化，将滑动变阻器的滑片置于最右端，只闭合开关时，电压表的示数为，的功率为；只闭合开关，移动滑片至最左端时，电流表的示数为，的功率为；闭合开关和，移动滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为和，已知：1：4。
（1）灯泡的额定功率为 ；
（2）滑动变阻器的最大阻值为 ；
（3）在有电流通过灯泡的情况下，灯泡的最小功率与最大功率之比为 。
三、实验探究题
19．在测量小灯泡的电功率的实验过程中，实验室准备了以下器材：电源、标有“2.5 V”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、若干导线，请完成下列问题。
（1）在开关S闭合前，应将滑片P移到 端。闭合开关S，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，该电路故障可能是小灯泡 。
（2）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P，同时眼睛要观察电压表的示数，直到示数为2.5V时，小灯泡正常发光，记录电压表和电流表示数。继续移动滑片P，让电压表示数低于2.5 V，某时刻电流表示数如图乙为 A，观察灯泡亮度并记录电表示数；继续缓慢移动滑片P，让电压表示数高出2.5 V少许，观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的U-I图像，如图丙，则小灯泡额定功率为 W。
20．某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡L的额定电压为3.8V，额定功率小于1W，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“20Ω1A，图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。
（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整。
（2）本实验测量电功率的原理是 。
（3）正确连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因应该是 （选填“A、“B”、“C”或“D”)
A．电流表内部断路了 B．灯泡的灯丝断了
C．灯座内部出现了短路 D．滑动变阻器的电阻线断了
（4）排除故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，其值为 A，小灯泡的额定功率为 W。
（5）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端滑动。
（6）测量小灯泡的电功率 (选填“需要“或“不需要")多次测量求平均值，原因是 。
21．在测定“小灯泡的电功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω，滑动变阻器为“30Ω1A”。如图甲是小刚同学连接的实物电路。
（1）闭合开关前，老师检查发现小刚同学连接的电路有一根导线连接错误，请你在错误的连线上画“×”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）故障排出后，小灯泡正常发光时的电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W；
（3）另一同学不使用电压表，使用两个电流表和一个5Ω的定值电阻R0，设计了如图丁所示的电路图，也测出了小灯泡的额定功率。调节滑动变阻器滑片，使电流表A1示数为 A时，小灯泡正常发光；若灯泡正常发光时，电流表A1、A2的示数分别用I1、I2表示，则灯泡额定功率的表达式为P= （用I1、I2、R0表示）。
四、计算题
22．如图甲是定值电阻R1和标有“8V 8W”灯泡L的I﹣U关系图像。如图乙所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器的最大阻值为12Ω。当开关S、S2闭合，开关S1断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，电流表的示数为0.5A。
（1）灯泡L正常发光时的电阻；
（2）同时闭合开关S、S1、S2，电路消耗的最大功率。
23．如图，电源的电压保持不变，灯L标有“12V 12W”的字 样，当S1、S2都闭合时，电流表示数为1.2A，这时灯L正常发光（不计温度对灯丝电阻的影响），当S1、S2都断开时，电流表的示数 为0.6A。求：
（1）灯L的电阻？
（2）电阻R1的阻值是多少？
（3）当S1 、S2都断开时，电阻R2工作1min消耗的电能？
24．小明同学设计了一款自动控温烧水壶，其电路原理如图甲所示。S1为温控开关，当温度低于98℃时自动闭合，当温度达到100℃时自动断开。电源电压恒为220V，S为总开关。R为水壶的电热丝，其阻值是44Ω。
（1）求R工作时的电流；
（2）求R工作时的电功率；
（3）某次烧水过程中，壶的加热效率恒为75%，水的初温为20℃，质量视为不变。从开关S闭合到温控开关S1第一次断开水吸收的热量为2.64×105J，S1每次断开的时间均为48s。将S1第一次断开时作为计时起点，作出此后水的温度—时间图像如图乙。求S1第一次断开后220s内电路消耗的总电能。
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第十八章 电功率 单元专项复习卷
一、单选题
1．如图所示电路中，已知R1＜R2，闭合开关S后（ ）
A．通过R1、R2的电流I1＜I2
B．电流通过R1、R2产生的热量Q1＜Q2
C．R1、R2两端的电压U1＞U2
D．R1、R2消耗的电功率P1＞P2
【答案】D
2．家庭用户每月缴付电费的依据是（ ）
A．用电器的实际功率多少 B．每月消耗电能的多少
C．用电器的多少 D．用电时间的长短
【答案】B
3．甲乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲灯的实际功率一定是25W
B．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
C．将乙灯接入110V电路中，它的实际功率为50W
D．两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较大
【答案】D
4．如图所示，灯泡L上标有“6V、9W”字样，闭合开关S后，灯泡正常发光，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2。若U1：U2=2：3，则下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压是15V B．电阻R的阻值是6Ω
C．灯泡L中的电流是1.5A D．电阻R消耗的功率是6W
【答案】D
【解析】【解答】A．分析电路可知，灯和定值电阻串联，电压表V1测灯两端的电压，电压表V2测定值电阻两端的电压，因为灯正常发光，所以电压表V1示数为6V，因为两电压表示数之比为2∶3，电压表V2的示数为
故电源电压为
A正确，不符合题意；
BC．因为灯正常发光，所以电路中的电流为
即灯的电流是1.5A，定值电阻的阻值为
B正确，不符合题意，C正确，不符合题意；
D．电阻R消耗的功率是
D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】在串联电路中，各用电器的分压和等于电源电压；根据用电器的电功率和电压，可以计算电流和电阻；根据电压和电流的乘积，可以计算电功率。
5．如图甲所示的电路中，电源电压不变，R1的阻值不变，滑动变阻器R2的规格是“100Ω 1A”。闭合开关，在保证电路元件安全的前提下，最大范围内移动滑片，绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．R1的电阻为20Ω
C．当滑片P移到中点时，通过R2的电流为0.2A
D．整个电路电功率最小时，10s内滑动变阻器消耗的电能为12J
【答案】B
6．如图所示，电路中电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数变大 B．电路的总功率变小
C．小灯泡亮度变暗 D．电压表示数变大
【答案】B
7．如图所示，电源电压为4.5V保持不变，电压表量程选择“0～3V”，电流表量程选择“0～0.6A”，滑动变阻器R规格为“20Ω 1A”，小灯泡L上标有“3V 1.5W”字样（忽略灯丝电阻的变化）。闭合开关S，若两电表示数均不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定电压，下列说法中正确的是（ ）
A．电路中的最小电流为0.3A
B．当滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω时，灯泡的功率为0.24W
C．滑动变阻器阻值变化范围为3~12Ω
D．当电压表示数为3V时，电路消耗的总功率最大
【答案】C
【解析】【解答】由电路图知，R与L串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
A．根据P=UI，灯的额定电流为
由欧姆定律，灯泡的阻值
变阻器连入电路的电阻越大，电压表示数越大，电路的电流越小。根据电压表的量程可知，变阻器的最大电压为3V，此时变阻器连入电路的电阻有最大值，根据串联电路的规律及欧姆定律，此时电路的最小电流为
A不符合题意；
B．当滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω时，根据串联电阻的规律及欧姆定律，此时电路的电流为
灯泡的实际功率为
B不符合题意；
C．因灯泡的额定电流0.5A小于0.6A，故电路的最大电流为0.5A，此时变阻器连入电路的电阻有最小值，根据串联电阻的规律及欧姆定律，滑动变阻器连入电路的最小电阻为
由A可知，变阻器的电压为3V时，变阻器连入电路的电阻有最大值，此时通过灯泡的最小电流为0.25A，根据串联电路电流的规律及欧姆定律，滑动变阻器连入电路的最大值为
故变阻值连入电路的阻值变化范围为3～12Ω，C符合题意；
D．由A可知，当电压表示数为3V时，电路的电流最小，根据P=UI，电路消耗的总功率最小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象，结合灯泡的铭牌，根据P= 求出灯泡的电阻，当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，根据串联电路电压规律和欧姆定律求出电路最小电流和滑动变阻器接入电路的最大阻值；当滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω时，根据串联电路电阻规律和欧姆定律求出电路电流，再根据P=I2R求出灯泡的电功率。
根据P=UI求出灯泡的额定电流，根据电流表量程、滑动变阻器允许通过的最大电流以及灯泡的额定电流确定电路最大电流，根据串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小阻值；已知电压表的示数为3V时，电路中的电流最小，根据P=UI分析此时电路总功率的值。
8．如图所示，在串联电路中有两个装有等质量煤油的密闭烧瓶A、B，两个烧瓶中分别放有加热电阻丝RA和RB，闭合开关后经过一段时间烧瓶A、B中的温度计示数分别为40℃和60℃。已知温度计初始温度均为20℃。则电阻RA和RB的比值为（ ）
A．1∶2 B．2∶3 C．2∶1 D．3∶2
【答案】A
9．如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置．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．下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
C．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来粉樱电阻丝放出热量的多少的
D．将左边容器中的电阻丝换成 10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
【答案】B
【解析】【解答】A、分析该题可知，密封盒中的电阻是相同的，但电阻通过的电流是不同的，所以此实验是为了探究电流产生的热量与电流的关系，故A错误；
B、由于左侧电阻中的电流大于右侧盒中电阻的电流，在电阻相同的情况下，左侧盒中的电热多，所以左侧U形管中液面的高度差大，故B正确；
C、电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但盒中空气的温度的变化导致盒中空气体积的变化，即可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，故C错误；
D、将左边容器中的电阻丝换成 10Ω的电阻丝后，电阻不同，且通过盒中电阻丝的电流也是不同的，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故D错误；
故选B．
【分析】（1）由焦耳定律Q=I2Rt可知，Q与I、R及t有关，故应采用控制变量法进行分析；
（2）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
10．如图甲所示的电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻。闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移动到b端的整个过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）
A．R2越大，其电功率越大
B．R1的最大电功率为0.6W
C．两表示数变化之比变大
D．滑片P在ab中间位置时，100s内R2消耗的电能为22.5J
【答案】D
【解析】【解答】A、当滑动变阻器的阻值等于的电阻时其电功率最大，并不是到阻值最大时功率最大，故A错误
B、当滑片在最左端时电源电压为当滑片在最右端时电源电压为，由此可以求出电源电压U=3V，定值电阻=10Ω，当电流最大时的功率最大，由图乙知最大电流为0.3A，所以的最大功率为，故B错误
C、由图甲可以知道两表之比等于滑动变阻器的阻值，当滑动变阻器滑片P从a端移动到b端的整个过程中，阻值变小，所以两表示数变化之比变小，故C错误
D、由图乙知的最大电阻为，滑片P在中点是其阻值为10Ω，电路中的电流为故可以算出电能为，故D正确
故选：D
【分析】（1）电功率的计算
（2）电能的计算
（3）观察电压表与电流表测量那些用电器
二、填空题
11．电能表是测量 的仪表，在家庭电路中热水器单独工作2分钟后，如图所示的电能表的转盘转了150转，该热水器的功率为 W。
【答案】电能；1500
12．很多城市的公共交通都换用新能源电动车。若汽油车发动机的效率为25%，新能源电动车的电机效率为100%，则汽油车完全燃烧汽油可被汽车利用的能量相当于 度电。若汽油完全燃烧产生的这些能量全部用于加热水，则可使质量为初温为20的水温度升高到 。[，]
【答案】17.5；70
13．将标有“6 V 3 W”的甲灯与标有“6 V 4 W”的乙灯并联在6 V的电源上，它们的实际电功率之比P甲∶P乙= ；若把这两灯串联在6 V的电源上，它们的实际电功率P′甲∶P′乙= 。（忽略温度对灯丝电阻的影响）
【答案】3∶4；4∶3
【解析】【解答】由 可得，两灯的电阻分别为
将两灯并联在6 V的电源上，电源电压和它们的额定电压相等，则甲灯的实际功率
乙灯的实际功率
实际电功率之比
故实际功率之比为 ；将两灯串联在6 V的电源上，通过它们的电流相等，设其大小为I，甲灯的实际功率
乙灯的实际功率
实际电功率之比
故实际电功率之比为4：3。
【分析】根据用电器的电压和电功率可以计算电阻大小；并联电路中，电功率和电阻成反比，串联电路中，电功率和电阻成正比。
14．如图，小致家电能表4月底的示数是 kW·h；此电能表上同时工作的用电器总功率不能超过 kW。若关闭家中其他用电器，只有电热水壶工作3min，电能表的指示灯闪烁300次，电热水壶的功率是 W。
【答案】2024.7；8.8；2000
15．有一块手机用的锂电池，上面标注电压为3V，容量为1500mA·h，它充满电后，大约储存了 J的电能，这些电能能让100W的灯正常工作 s。
【答案】1.62×104；162
【解析】【解答】由，可得手机锂电池充满电后，储存的电荷量Q=It=1.5A×3600s=5400C
充电电流所做的功W=UIt=UQ=3V×5400C=1.62×104J
即大约储存了1.62×104J的电能。
由可得，灯正常工作时间
【分析】根据电流和时间的乘积，计算电荷量；根据电压和电荷量的乘积，计算电能，根据电能和电功率的比值， 计算用电器工作时间。
16．如题图甲所示为小明家的电能表，若小明家此时只有电炉在烧水，该电能表的转盘在2h内转了3600转，则这段时间内小明家消耗的电能为 kW·h，可以算得电炉子的功率为 kW，小明观察到图乙电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接的导线却发热不明显，可以通过比较图丙实验中的 （选填“A、B、C”）两个液柱高度可解释说明这种情况。
【答案】6；3；BC
【解析】【解答】（1）600r/（kW h）表示电路中的用电器每消耗1kW h电能，电能表的转盘转过600转，则电能表转盘转了3600转，用电器消耗的电能：；
（2）电炉的功率：；
（3）由图可知，电炉丝与导线是串联的，通电时间和通过的电流相等，由焦耳定律Q=I2Rt可知，在通电时间和电流相同时，电阻越大，产生的热量越多；由于电炉丝的电阻远大于导线的电阻，所以在时间和通电电流相同的情况下，电炉丝产生的热量较多；图丙中B、C两电阻串联接入电路，通过两电阻的电流相等，两电阻的阻值不同，故可用图丙中的B、C两个液柱高度可说明这种情况。
故答案为：6；3；B、C。
【分析】（1）600r/（kW h）表示电路中的用电器每消耗1kW h电能，电能表的转盘转过600转，据此求出电能表转盘转了3600转用电器消耗的电能；利用求出电炉的功率；
（2）电炉丝与导线是串联的，电流和通电时间相等，根据Q=I2Rt可知电阻越大，产生的热量越多，电炉丝的电阻远大于导线的电阻，图乙中B、C两电阻串联接入电路，通过两电阻的电流相等，两电阻的阻值不同。
17．一只电热水壶标有“220V 840W”字样，装入1kg、初温为20℃的水后接入电路中，正常工作500s后水烧开（开水温度为100℃）．则：水所吸收的热量为 J；电热水壶消耗的电能为 J；该电热水壶的加热效率为 ．
【答案】3.36×105；4.2×105；80%
【解析】【解答】解：（1）水吸收的热量：Q=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J；（2）电热水壶正常工作时，消耗的电能：W=Pt=840W×500s=4.2×105J；（3）电水壶加热的效率：η= = ×100%=80%．故答案为：3.36×105；4.2×105；80%．
【分析】用电器正常工作时，其实际功率与额定功率相等，由热量公式Q=cm△t计算吸收的热量，根据W=Pt可以求消耗的电能，再利用效率公式η= ×100%计算效率．
18．实验小组设计了如图所示的电路，已知电源电压不变，灯泡标有“”字样，其阻值会随温度变化，将滑动变阻器的滑片置于最右端，只闭合开关时，电压表的示数为，的功率为；只闭合开关，移动滑片至最左端时，电流表的示数为，的功率为；闭合开关和，移动滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为和，已知：1：4。
（1）灯泡的额定功率为 ；
（2）滑动变阻器的最大阻值为 ；
（3）在有电流通过灯泡的情况下，灯泡的最小功率与最大功率之比为 。
【答案】（1）0.75
（2）20
（3）1：20
【解析】【解答】（1）根据电压和电流的乘积，计算电功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（2）只闭合开关S1，移动滑片至最左端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0Ω，灯泡与R1串联，电流表的示数为0.3A，由于灯泡L标有“2.5V，0.3A”字样，则此时灯泡L正常发光，
根据灯泡的额定电压可知，此时灯泡L两端的电压为U=2.5V，
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得：电源电压：U=U+IR1=2.5V+0.3AxR1···············①
闭合开关S1和S2，移动滑片至某一位置时，L短路，R1、R2串联，电压表测量R2两端的电压，
电压表和电流表的示数分别为3V和0.2A，
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压：U=U2+IR1=3V+0.2A×R1················②
联立①②解得：U=4V，R1=5Ω；
将滑动变阻器R的滑片置于最右端，只闭合开关S时，灯泡与R1、R2串联，电压表测量R2两端的电压，R1的功率为P1；已知P1：P2=1：4，根据P=I2R可得：I12R1：I22R1=1：4，所以I1：I2=1：2，即：，根据可得滑动变阻器R2的最大值为：；
（3）只闭合S1时，灯泡才有电流通过，滑动变阻器R2的滑片置于最右端时，接入电路的阻值最大，电路电流最小，灯泡的功率最小，此时滑动变阻器两端的电压为U2=3V，根据可得R1两端电压为：U1=I1R1=0.15AX5Ω=0.75V，
根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得，灯泡两端电压为：UL实=U-U1-U2=4V-0.75V-3V=0.25V，则灯泡的最小功率为：PL小=UL实I1=0.25V×0.15A=0.0375W；
滑动变阻器R2的滑片置于最左端时，滑动变阻器接入电路阻值为零，电路电流最大，是0.3A，灯泡正常发光，灯泡的功率最大，此时灯泡的功率为额定功率：PL大=PL=ULI2=2.5V×0.3A=0.75W；
灯泡的最大功率与最小功率之比为：PL大：PL小=0.75W：0.0375W=20：1。
【分析】（1）根据电压和电流的乘积，计算电功率；
（2）根据电流和电阻的乘积计算电压，利用串联电路电压规律，计算总电压；
（3）利用电压和电流的乘积计算电功率；根据电流和电阻，计算电功率。
三、实验探究题
19．在测量小灯泡的电功率的实验过程中，实验室准备了以下器材：电源、标有“2.5 V”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、若干导线，请完成下列问题。
（1）在开关S闭合前，应将滑片P移到 端。闭合开关S，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，该电路故障可能是小灯泡 。
（2）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P，同时眼睛要观察电压表的示数，直到示数为2.5V时，小灯泡正常发光，记录电压表和电流表示数。继续移动滑片P，让电压表示数低于2.5 V，某时刻电流表示数如图乙为 A，观察灯泡亮度并记录电表示数；继续缓慢移动滑片P，让电压表示数高出2.5 V少许，观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的U-I图像，如图丙，则小灯泡额定功率为 W。
【答案】B；短路；0.2；0.75
20．某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡L的额定电压为3.8V，额定功率小于1W，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“20Ω1A，图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。
（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整。
（2）本实验测量电功率的原理是 。
（3）正确连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因应该是 （选填“A、“B”、“C”或“D”)
A．电流表内部断路了 B．灯泡的灯丝断了
C．灯座内部出现了短路 D．滑动变阻器的电阻线断了
（4）排除故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，其值为 A，小灯泡的额定功率为 W。
（5）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端滑动。
（6）测量小灯泡的电功率 (选填“需要“或“不需要")多次测量求平均值，原因是 。
【答案】（1）接滑动变阻器的C或D均可
（2）P=UI
（3）B
（4）0.2；0.76
（5）右
（6）不需要；灯在不同电压下的功率不同
【解析】【解答】（1）测量灯泡电功率时，电压表和灯泡并联电压表选择0-15V，滑动变阻器连接时一上一下，如图 ；
（2）测量电功率是实验原理是P=UI；
（3）连接电路后，电压表有示数，电流表无示数，电压表测量的灯泡断路，B符合题意；
（4）根据电流表的量程和指针位置，电流为0.2A，灯泡电功率为P=UI=0.2A×3.8V=0.76W；
（5）若测量电压超过灯泡额定电压，则滑动变阻器电阻减小，滑片靠近下面接线柱；
（6）测量灯泡的额定功率时，不用求平均值，因为灯泡在不同电压下有不同的电功率。
【分析】（1）测量灯泡电功率时，电压表和灯泡并联，滑动变阻器和灯泡串联；
（2）测量电功率的实验，实验原理是P=UI；
（3）当电压表有示数，电流表无示数，电压表测量的位置断路；
（4）根据电流表量程和指针位置读数；
（5）若增大灯泡电压，则减小滑动变阻器的电压；
（6）测量额定功率时，不同电压有不同电功率，额定功率不求平均值。
21．在测定“小灯泡的电功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω，滑动变阻器为“30Ω1A”。如图甲是小刚同学连接的实物电路。
（1）闭合开关前，老师检查发现小刚同学连接的电路有一根导线连接错误，请你在错误的连线上画“×”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）故障排出后，小灯泡正常发光时的电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W；
（3）另一同学不使用电压表，使用两个电流表和一个5Ω的定值电阻R0，设计了如图丁所示的电路图，也测出了小灯泡的额定功率。调节滑动变阻器滑片，使电流表A1示数为 A时，小灯泡正常发光；若灯泡正常发光时，电流表A1、A2的示数分别用I1、I2表示，则灯泡额定功率的表达式为P= （用I1、I2、R0表示）。
【答案】 ；0.75；0.5；
四、计算题
22．如图甲是定值电阻R1和标有“8V 8W”灯泡L的I﹣U关系图像。如图乙所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器的最大阻值为12Ω。当开关S、S2闭合，开关S1断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，电流表的示数为0.5A。
（1）灯泡L正常发光时的电阻；
（2）同时闭合开关S、S1、S2，电路消耗的最大功率。
【答案】（1）解： 根据知灯泡正常发光时的电阻为
答：灯泡正常发光时的电阻为8Ω；
（2）解：当开关S、S2闭合，开关S1断开，将滑动变阻器R2的滑片P滑到b端时，电流表的示数为0.5A，灯泡与整个滑动变阻器串联，由图像知，灯泡两端的电压，滑动变阻器两端电压为
电源电压为
当开关S、S1、S2同时闭合，滑动变阻器滑片位于最左端时，电路总电阻最小，总功率最大，此时R1与小灯泡并联。此时小灯泡两端电压为8V，所以灯泡正常发光，功率为
由表可知，R1电阻为
R1功率为
电路消耗的最大总功率为
答：同时闭合开关S、S1、S2，电路消耗的最大功率为14.4W。
【解析】【分析】1）据题目可知电灯泡的额定电压和额定电功率，依据电功率计算公式，计算灯泡正常发光时的电阻 ；
2） 当开关S、S2闭合，开关S1断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时 ， 滑动变阻器阻值最大12Ω ，灯泡和滑动变阻器串联，总电阻R=RL+R2，根据欧姆定律，可求出此时总电压为，定值电阻阻值为；根据功率计算公式可知，当电路中总电阻最小时，消耗功率最大，从而得到相应的滑动变阻器阻值。
同时闭合开关S、S1、S2 ， 灯泡L 和定值电阻R1并联，电压为8V， 灯泡L功率为8W，根据得定值电阻功率，从而进一步求出总功率
23．如图，电源的电压保持不变，灯L标有“12V 12W”的字 样，当S1、S2都闭合时，电流表示数为1.2A，这时灯L正常发光（不计温度对灯丝电阻的影响），当S1、S2都断开时，电流表的示数 为0.6A。求：
（1）灯L的电阻？
（2）电阻R1的阻值是多少？
（3）当S1 、S2都断开时，电阻R2工作1min消耗的电能？
【答案】（1）解：灯L正常工作的电流是
灯L的电阻是
答：灯L的电阻是12Ω；
（2）解：当S1、S2都闭合时，R2被短路，灯L和R1并联，灯L正常发光可知电源电压是12V，通过R1的电流是
电阻R1的阻值是
答：电阻R1的阻值是60Ω；
（3）解：当S1、S2都断开时，灯L和电阻R2串联，此时灯L两端的电压是 R2两端的电压是
电阻R2工作1min消耗的电能是
答：当S1、S2都断开时，电阻R2工作1min消耗的电能是172.8J。
【解析】【分析】（1）根据电功率和电压计算电流，利用电压和电流计算电阻；（2）在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和；利用等于和电流的比值计算电阻；（3）根据电流和电阻的乘积计算电压；根据电压、电流和时间的乘积计算消耗的电能。
24．小明同学设计了一款自动控温烧水壶，其电路原理如图甲所示。S1为温控开关，当温度低于98℃时自动闭合，当温度达到100℃时自动断开。电源电压恒为220V，S为总开关。R为水壶的电热丝，其阻值是44Ω。
（1）求R工作时的电流；
（2）求R工作时的电功率；
（3）某次烧水过程中，壶的加热效率恒为75%，水的初温为20℃，质量视为不变。从开关S闭合到温控开关S1第一次断开水吸收的热量为2.64×105J，S1每次断开的时间均为48s。将S1第一次断开时作为计时起点，作出此后水的温度—时间图像如图乙。求S1第一次断开后220s内电路消耗的总电能。
【答案】（1）5A；（2）1100W；（3）30800J
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