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【中考主线·名师攻略】中考科学二轮题型解读与强化训练
专题06 电功和电功率 电热的计算
与欧姆定律结合：常与欧姆定律I=结合，通过已知的电压、电流、电阻等物理量，求解电功、电功率和电热。例如，在一个串联电路中，已知电源电压、两个电阻的阻值，要求某个电阻消耗的电功率，就需要先根据欧姆定律求出电路中的电流，再利用P=I2R计算电功率。
与电路知识融合：会与串联、并联电路的特点相结合。如在串联电路中，电流处处相等，总电压等于各部分电路电压之和；在并联电路中，各支路两端电压相等，干路电流等于各支路电流之和。通过这些电路特点，结合电功、电功率、电热公式，计算电路中不同位置的物理量。
常考题型：电能与电功的计算、电功率的计算、焦耳定律电热的计算、电功与电热的综合计算。
本册资料习题均选自：中考真题、最新模拟题、联考题、名校模拟题等...
1、解题步骤
审题：仔细阅读题目，明确已知条件，包括电源电压、电阻值、电流值、用电器的额定参数、时间等，以及需要求解的物理量是电功、电功率还是电热，是总物理量还是某个用电器的物理量。
分析电路：判断电路是串联、并联还是混联，确定各个用电器之间的连接关系，分析电表测量的对象和电路的工作状态，如是否为纯电阻电路，用电器是否正常工作等。
选择公式：根据已知条件和电路特点，选择合适的电功、电功率、电热公式进行计算。对于复杂电路，可能需要先根据串联或并联电路的规律求出总电阻、总电流等中间量，再进一步计算所求物理量。
计算求解：代入数据进行计算，注意单位的统一，如电压单位用伏特（V），电流单位用安培（A），电阻单位用欧姆（Ω），时间单位用秒（s），电功单位用焦耳（J），电功率单位用瓦特（W）。计算过程要仔细，避免出现计算错误。
检查答案：检查计算结果是否符合实际情况，如电功率不能为负数，电功和电热的值应该是合理的。还可以通过不同公式或方法进行验证，确保答案的准确性。落时，重力势能转化为动能，可以根据高度变化求出速度，再结合力的作用求出功和功率。
01 基本公式
一、欧姆定律——串并联电路特点
1、内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。公式：I＝ 。
2、电阻串联时相当于增加了导体的长度，因此总电阻比任何一个串联电阻都 。
电阻并联时相当于增大了导体的横截面积，因此总电阻比任何一个并联电阻都 。
3、串并联电路特点
（1）串联电路分压：在串联电路中各电阻分得的电压与它们的电阻成正比，表达式：＝ ；
（2）并联电路分流：在并联电路中各支路分得的电流与它们的电阻成反比，表达式：＝ 。
二、电功率
1、定义式：P=。已知某用电器的工作时间t和在这段时间内消耗的电能W，就可以用该公式计算用电器的电功率。
2、计算式：将W=UIt代入公式P=中，可得到P=UI，即已知某用电器两端电压U和通过用电器的电流I，就可以用该公式计算出该用电器的电功率。
3、导出式：P =、P=I2R。对于纯电阻电路，由P=UI及I＝ 可推导出上述导出式。
三、电路中电功关系的三个推论
1、串并联电路的电功的特点
串联电路 并联电路
分析 如图，在时间t内电流所做的功分别是 W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It； 由于U=U1+U2， 故W总=UIt=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2 如图，在时间t内电流所做的功分别是 W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t； 由于I=I1+I2， 故W总=UIt=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2
推论一 无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和，即W总= 。
2、串、并联电路电功的分配关系（仅适用于纯电阻电路）
推论二 串联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成正比。 推导分析：＝＝ 。
推论三 并联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成反比。 推导分析：＝＝ 。
例题展示
[例题1]（2023 永嘉县校级二模）黑箱中有两个阻值均为R的电阻，现测得ab间的电阻为R，cd间为2R，bc间也为2R。以下接法符合要求的是（ ）
A． B． C． D．
[例题2]（2023秋 金华期中）图甲电路中的两个电流表均为学校实验室里常用的电流表，实物图如图乙所示。闭合开关后，两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同，此时灯L1和L2所消耗的电功率P1和P2的比值为（ ）
A．4：1 B．1：4
C．5：1 D．1：5
[例题3]（2024 临平区校级模拟）小明进行了如图的科学探究实验，闭合开关S后，甲、乙两灯均正常发光，但甲灯比乙灯亮，下列说法不正确的是（ ）
A．两灯均正常发光时，甲灯功率大于乙灯功率
B．两灯均正常发光时，甲灯电阻小于乙灯电阻
C．若将两灯串联在该电源上，甲灯两端电压比乙灯两端电压大
D．若将两灯串联在该电源上，乙灯的亮度将比甲灯的亮度亮些
[例题4]（2024 宁波模拟）如图所示，当开关S闭合后，两灯均能发光，且已知甲表的读数为1.0，乙表的读数为2.0（单位为V或A）。则可求得（ ）
A．灯L1的电阻为0.5Ω B．灯L1的功率为2W
C．灯L2的电阻为0.5Ω D．灯L2的功率为2W
[例题5]（2024 嘉兴二模）研究并联电路中电流的关系时，所设计的电路如图所示，其中灯L1的电阻大于灯L2的电阻，下列说法正确的是（ ）
A．连接电路时，应闭合S，断开S1、S2
B．先闭合S、S1，再闭合S2时，观察到灯L1变暗
C．先闭合S、S2，再闭合S1时，电流表A2的示数不变
D．当S、S1、S2全部闭合时，电流表的示数大小为 A3＞A1＞A2
[例题6]（2024秋 余姚市月考）两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，通过它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示。闭合开关S，经过相同的时间，R1、R2消耗电能之比为（ ）
A．1：3 B．3：1 C．1：9 D．9：1
[例题7]（2024 舟山三模）有些家庭的电视机在不观看时没有切断电源，仍然处于待机状态。若电视机待机功率为10W，一天待机20h，则一天内待机消耗的电能为 kW h，30天电视机待机消耗的电能可供一盏25W的电灯正常工作 h。
举一反三
1．（2023秋 西湖区期末）如图所示，两灯泡L1和L2规格分别为“6V 3W”和“6V 6W“，电源电压相同恒为6V，按甲、乙方式连接，工作时最亮的是（ ）
A．甲图中的L1 B．甲图中的L2
C．乙图中的L1 D．乙图中的L2
2．（2024 长兴县二模）在“创新实验设计比赛”的活动中，小明从如图甲所示的“两端发光的激光剑”玩具中得到启发，设计了图乙所示的电路原理图。小明设计的电路中两灯的连接方式是 。若电源电压为3V，灯泡的规格均为“2.5V 0.5A”，假设灯泡电阻不变，则电路接通后，每个灯泡的实际功率是 W。
3．（2024 浙江模拟）如图所示，电源电压不变，R1＝6Ω，R2＝4Ω。
（1）当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A，电路总电阻是 Ω，电源电压为 V。
（2）当开关S1、S2和S3都闭合时，电流表示数为1.5A，此时通过R1的电流是 A，10s内电流通过灯泡L做的功为 J。
4．（2024秋 路桥区期末）滥用远光灯失德又违法。夜间行车正确使用远光灯，可以起到扩大观察视野的作用。但对面有车或行人时，远光灯容易扰乱路人以及对面车辆驾驶员的视线而存在安全隐患。如图甲所示是某汽车大灯的灯泡示意图，A和B是灯泡内的2条灯丝，S为扇形旋钮开关。当切换到近光灯挡位时大灯只有一条灯丝通电工作，切换到远光灯挡位时大灯的两条灯丝同时通电工作。
（1）当切换到远光灯时，开关S与触点 （选填“1和2”“2和3”或“3和4”）接触；
（2）司机某次用车10分钟，车灯的功率与时间的关系如图乙所示，已知电源电压保持12V不变，则灯丝A的电阻为多少？（不考虑温度变化对电阻的影响）
（3）请计算10分钟内大灯消耗的电能为多少？
5．（2024 金华一模）我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，华为“Mate60pro”不仅采用超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到10分钟可把电池电量充达一半以上，极大方便了人们的使用。该电池的部分参数如表所示，小科家有一个标有“66瓦”字样的超级快速充电器，他认为充电过程功率应该不是保持全程66瓦，他测量出充电过程中充电器输出的电流和电压，并绘制图像如图所示。
电池名称 锂电子电池
电压 3.7伏
容量 5000毫安 时
完成下列问题：
（1）该手机电池充满电时储存的电能为多少？
（2）利用测量得出的数据，通过计算来证明小科的猜测是否正确。
（3）该手机充电器还支持“5V 4.5A”“4.5V 5A”这两种输出规格，选用的充电线一样，则在充电的过程中哪种充电器的充电效率会更高？从能量转化的角度分析。
02 电功、电功率常见问题
1、比较功大小时，若是串联常用W=I2Rt来取W1/W2比值，反之常用W=U2t/R并进一步进行其他运算。
2、求最大功率或不同档位用电器（电热器）问题时，常用P=U2/R分析，当并联时电阻最小，功率最大；串联时电阻最大，功率最小，再根据题意求相关量。
3、若关于小灯泡等实际功率随着温度改变而变化时，根据实际电流或电压求电阻，再求其他量。
例题展示
[例题1]（2024秋 拱墅区校级期末）如图甲是一种电热膜，工作时能自动控温。其构造是在绝缘薄膜表面，将多条薄的导电墨线两端与金属导线相连，如图乙。该电热膜的额定电压为220V，导电墨线电阻随温度变化图象如图丙，有关电热膜说法正确的是（ ）
A．导电墨线间以串联的方式连接
B．若实际电压小于220V时，温度稳定后的实际功率可能大于额定功率
C．工作时通过导电墨线的电流始终不变
D．当温度到达t0并继续升温时，发热功率会急剧减小
[例题2]（2024 台州三模）某同学利用如图所示的电路测小灯泡的电功率。电源电压恒为3伏，小灯泡上标有“2.5伏，0.5瓦”字样，灯丝阻值会随着温度的变化而变化。实验获得系列数据绘制出了电路总功率PB、小灯泡功率P1、电压表V1示数U1、电压表V2 示数U2随电流I变化的图像。其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
[例题3]（2024 浙江模拟）如图所示电路中，电源电压恒为3V，R1＝10Ω，R2是规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器。闭合开关S后，在向左移动滑片P的过程中，电路总功率最小为 ，R1的最大功率是 。
（T3图） （T4图）
[例题4]（2023秋 海曙区期末）如图所示的电路，电源电压恒为6V，R0是阻值为3Ω的定值电阻，Rx为滑动变阻器。闭合开关S，把滑动变阻器的滑片P从滑动变阻器上某位置移到A端或B端的过程中，电压表示数都变化了2V。在滑片P滑动过程中，电路的最大电功率为 ，R0的最大电功率与最小电功率的比值为 。
举一反三
1．（2024秋 北仑区期末）有两只灯泡L1和L2分别标有“110V40W”“110V60W”字样，若不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．两灯都正常工作时，L1更亮
B．串联接在110V的电源上，L1的实际功率大
C．两灯正常工作时，L2消耗的电能一定更多
D．串联接在220V电源上，都能正常发光
2．（2023秋 江北区期末）如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为45圈和35圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1并联在电路中，工作相同时间，下列说法正确的是（ ）
A．R1消耗的电能小于R2消耗的电能
B．R1的电功率大于R2的电功率
C．通过R1的电流等于通过R2的电流
D．R1两端的电压大于R2两端的电压
3．（2023秋 余杭区月考）如图所示，灯泡L1标有“6V 3W”、L2标有“6V 2W”字样，电源电压6V恒定。闭合开关S，忽略温度对灯丝电阻的影响，则甲图中L1消耗的实际功率为 W，相同时间两个电路消耗的电能之比为 。
4．（2024 瓯海区校级模拟）如图是一种调温型电热毯的电路示意图，R1和R2是两根相同的电热丝。图中虚线框内是“三刀四挡”滑动式调温开关，“三刀”（即AB、CD、EF三个滑片）只能同时并排向左或向右滑动，使开关处于“1”、“2”、“3”、“4”挡中的某一挡位上。当开关处于“4”挡时，电热毯不发热；当开关处于其他三挡中的某一挡位时，电热毯的最小发热功率为40W。
（1）开关处于“3”挡时，电热毯的发热功率为 W。
（2）开关处于“2”挡时，电热毯工作30分钟所用消耗的电能为 J。
03 电热器挡位分析
1、多开关类
电路图 档位分析 表达式
闭合S：电路只有R2 温档 P高=
断开S：R1和R2串联 温档 P低=
闭合S、S1：R1和R2并联 温档 P高=+
只闭合S：电路只有R1 温档 P低=
只闭合S1：电路只有R1 温档 P低=
只闭合S2：电路只有R2 温档 P中=
闭合S1、S2：R1和R2并联 温档 P高=+
2、多触点开关类
电路图 档位分析 表达式
接0、1：不工作 /
接1、2：电路只有R1 温档 P低=
接2、3：R1和R2并联 温档 P高=+
3、旋钮开关类
电路图 档位分析 表达式
接1：R1和R2串联 温档 P低=
接2：电路只有R2 温档 P高=
接1：R和R串联 温档 P低=
接2：电路只有R 温档 P中=
接3：R和R并联 温档 P高=+
4、单刀双掷开关类
电路图 档位分析 表达式
闭合S1 S2接a：R1和R2并联 温档 S2接b：电路只有R1 温档 P高=+ P中=
断开S1 S2接a：不工作 S2接b：R1和R2串联 温档 P低=
例题展示
[例题1]（2023 西湖区校级二模）如图是家里电热锅的工作原理图，电热锅有高中低三挡功率。则下列判断正确的是（ ）
A．开关S1接a，S2闭合，电热锅处于低温挡
B．开关S1接b，S2断开，电热锅处于高温挡
C．开关S1接b，S2闭合，电热锅中温挡
D．开关S1接 a，S2断开，电热锅处于高温挡
[例题2]（2024秋 江北区期末）如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。若R2＝2R1，水龙头在温水挡正常工作时电功率为1100W，电源电压恒为220V，则以下说法正确的是（ ）
A．电热丝电阻R1＝44Ω
B．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W
C．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联
D．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水
[例题3]如图是某款电热水龙头的电路原理图。R1、R2为电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡之间的切换。当开关同时接触2、3触点时，水龙头放出的是 水（选填“冷”、“温”“热”）。若R2＝2R1，水龙头在温水挡正常工作时电功率为2000W，则它在热水挡正常工作1min消耗的电能为 J。
[例题4]（2025 萧山区校级一模）图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景，打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化。加热电路简化后如图乙所示，电源电压恒为6V，R1和R2为发热电阻丝，只闭合S1时低温挡工作，S1、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4：3，R1＝4Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化，求：
（1）低温挡工作时，通过R1的电流；
（2）低温挡的功率；
（3）R2的电阻值。
[例题5]（2024 舟山三模）张丽买了一个三挡电暖宝，电暖宝内部装有某种浓度的氯化钠水溶液充当保热介质，电热丝产生的热量全部被保热介质吸收。其电路图如图所示，R1、R2都是电热丝，电源电压保持36V不变。
（1）当S1闭合，S2接a时为中温挡，此时电暖宝的功率为18W，求R1的阻值为多少？
（2）当S1闭合，S2接b时为高温挡，此时电暖宝的功率为45W，求电路中的总电流和R2的阻值为多少？
（3）若用高温挡给保热介质加热，5分钟内使氯化钠水溶液的温度上升了5℃．那么该电热宝内0.9kg的氯化钠水溶液的比热容为多少？
[例题6]（2024 杭州模拟）图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合），R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用，发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动触头接触，0档为断开状态，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ档是不同功率的挡位，电热丝被均分为四节接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。
（1）S1从0档转到Ⅰ档开始工作，温控开关S2的状态是 （选填“断开”或“闭合”）。
（2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是 （选填“做功”或“热传递”）。
（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ档时功率最大，则接线柱a、b、c中连入电路的应该是 。
（4）已知电火锅Ⅳ档加热功率为1000瓦，若电火锅在Ⅲ档工作5分钟，求发热管消耗的电能。
[例题7]（2024 温州模拟）在学校创新比赛中，小龙设计了一个多挡位电热水器。其工作电路图如图甲所示，R1和R2是两根电热丝，旋转开关如图乙所示，内有一块绝缘圆盘，圆盘的边缘共有10个金属触点（触点编号与电路图对应，编号相同的触点用导线连接）。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，可以将相邻的触点连接。当旋钮上的箭头指向图中位置D，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四挡的加热功率。他设计的四挡加热功率如表所示：
温度挡位 高温 中温1 中温2 低温
加热功率/W 1100 660
（1）旋钮上的箭头指向D位置时，电热水器处于高温挡，两根电热丝 。（选填“串联”或“并联”）
（2）若四挡加热功率依次递增，计算电热丝R1和R2的阻值各是多少？
（3）该电热水器低温挡时的加热功率是多少？
举一反三
1．（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
2．（2025 绍兴模拟）如图是某电热水壶内部电加热器原理电路，它有“加热”和“保温”两挡，开关S断开时，电水壶处于 挡。已知该电热水壶处于“加热”挡，通电0.1h可使标有1200imp/（kW h）的电能表指示灯闪烁120次，则消耗的电能为 kW h，电热水壶“保温”挡功率为100W，则R2＝ Ω。
3．（2024 杭州模拟）如图甲是一只家用电吹风，内部有一根发热丝和一只电动风扇。
额定电压 220V
冷风功率 44W
热风功率 1200W
（1）洗完头后，用电吹风吹头发可以加快头发变干，这一过程中头发上的水分发生的物态变化是 。
（2）图乙是该吹风机的内部电路图，通过调节开关S1和S2实现冷风和热风两挡，电热丝应该接在位置 。（填“a”或“b”）。
（3）该电吹风的部分参数如表，若电动风扇的线圈内阻为10欧，正常吹热风100秒，电动风扇产生的机械能为 焦。
4．（2025 北仑区校级一模）如图甲所示是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能：高温炖，中温煮和低温熬。图乙是它的简化电路图，下表是该电炖锅的部分参数。
项目 参数
电源电压（V） 220
低温挡功率（W） 500
中温挡功率（W） 1000
高温挡功率（W）
（1）该电炖锅是利用电流的 工作的；
（2）开关S1断开、S2接A时，电炖锅为 （选填“高”、“中”或“低”）温挡；
（3）若电炖锅高温挡工作7分钟，求电炖锅消耗的电能；
（4）若家庭电路的电压是220伏，某插座的额定电流是5安，用该插座仅给电炖锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择 （选填“高”、“中”或“低”）温挡。
5．（2023 秀洲区校级一模）在综合实践活动中，小明设计了一种电热饮水机电路，如图甲所示，R1和R2均为电热丝，S2是自动控制开关，可实现“低挡”、“高挡”之间的转换，饮水机工作时功率随时间的关系图象如图乙所示。求：
（1）30min内电路消耗的总电能；
（2）饮水机工作时，通过电阻R1的电流；
（3）电阻R2的阻值。
6．（2024 拱墅区一模）某电烤箱的额定电压为220V，通过旋转旋钮可实现高、中、低多挡位工作，其中高温挡的额定功率为1200W。此电烤箱内部结构及工作原理如图所示，R1、R2是发热电阻（R2＝2R1），虚线框为其金属外壳。旋钮开关由绝缘圆盘和可绕中心轴转动的旋钮组成，绝缘圆盘的左边内侧依次有金属触点①②③④（其中②③分别通过导线与R2、R1连通），绝缘圆盘的右边包有一金属板，旋钮的外部除两端各有一金属滑片外，其余为绝缘材料，旋钮内置连通两金属滑片的金属导体。旋转旋钮可将左边相邻的两个金属触点与右边的金属板连通，如图示位置，旋钮将金属触点①②与右边的金属板连通。
（1）P、Q两接头中， 与地线相连；若在电路中加一“限高温开关”，当电烤箱超过一定温度时能自动断开电路，则此开关应安装在 （选填“A”“B”或“C”）处。
（2）求电烤箱在高温挡正常工作10分钟所消耗的电能。（写出计算过程）
（3）求R1的阻值。（写出计算过程）
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【中考主线·名师攻略】中考科学二轮题型解读与强化训练
专题06 电功和电功率 电热的计算
与欧姆定律结合：常与欧姆定律I=结合，通过已知的电压、电流、电阻等物理量，求解电功、电功率和电热。例如，在一个串联电路中，已知电源电压、两个电阻的阻值，要求某个电阻消耗的电功率，就需要先根据欧姆定律求出电路中的电流，再利用P=I2R计算电功率。
与电路知识融合：会与串联、并联电路的特点相结合。如在串联电路中，电流处处相等，总电压等于各部分电路电压之和；在并联电路中，各支路两端电压相等，干路电流等于各支路电流之和。通过这些电路特点，结合电功、电功率、电热公式，计算电路中不同位置的物理量。
常考题型：电能与电功的计算、电功率的计算、焦耳定律电热的计算、电功与电热的综合计算。
本册资料习题均选自：中考真题、最新模拟题、联考题、名校模拟题等...
1．（2025 绍兴模拟）如图所示，是“220V，15W”的LED灯和“220V，15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A．灯两端的实际电压：LED灯低于白炽灯
B．相同时间产生的内能：LED灯多于白炽灯
C．相同时间消耗的电能：LED灯少于白炽灯
D．电能转化为光能的效率：LED灯高于白炽灯
【答案】D
【分析】（1）根据两灯的额定电压分析回答；
（2）根据W＝Pt结合电能转化为内能和光能的占比图分析回答。
【解答】解：A、由题意可知，两灯的额定电压和额定功率均相等，当两灯均正常工作时，灯两端的实际电压等于额定电压，即LED灯两端实际电压等于白炽灯两端实际电压，故A错误；
BCD、因两灯的额定功率相同，当两灯均正常工作时，相同时间内，根据W＝Pt可知，两灯消耗的电能相等；由图可知白炽灯把大部分电能转化为内能，LED灯把大部分电能转化为光能，因此相同时间内LED灯产生的内能小于白炽灯，说明LED灯电能转化为光能的效率高，故BC错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了实际功率、电功和能量的利用效率，正确读取图中信息是解题的关键。
2．（2025 杭州模拟）如图所示分别是小夏家10月1日和11月1日电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列判断错误的是（ ）
A．电能表是测量电路消耗电能的仪表
B．小白家10月份消耗的电能为1250kW h
C．电能表工作时的额定电流10A，短时间最大电流不超过20A
D．该表指示灯闪烁每1600次，消耗的电能是1kW h
【答案】B
【分析】（1）电能表是用来测量电路消耗电能的仪表；
（2）电能表读数时，最后一位是小数，单位kW h；
（3）“10（20）A”表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A；
（4）1600imp/（kW h）表示电路中用电器每消耗1kW h的电能，指示灯闪烁1600次。
【解答】解：A、电能表是测量电路消耗电能的仪表，故A正确；
B、小白家10月份消耗的电能为5713.4kW h﹣5588.4kW h＝125kW h，故B错误；
C、电能表铭牌上的“10（20）A”表示电能表的标定电流为10A，短时间允许通过的最大电流为20A，故C正确；
D、电能表铭牌上的1600imp/（kW h）表示电路中用电器每消耗1kW h的电能，指示灯闪烁1600次，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查对电能表参数的理解，关键是要明白各参数的物理意义，还要能读出电能表的示数和计算出当月消耗的电能。
3．（2024秋 北仑区期末）如图所示分别是小科家上月初和上月末电能表的表盘示数，下列选项正确的是（ ）
A．该电能表允许通过的最大电流为20A
B．电能表的表盘转1转，说明电路中消耗了600kW h的电能
C．小科家上月消耗的电能为911kW h
D．电能表的表盘转得越快，电能表所在电路消耗电能越多
【答案】A
【分析】（1）由电能表参数可知该电能表的最大电流；
（2）600r/kW h表示电路每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转600r；
（3）电能表读数时，最后一位是小数，单位是kW h。根据电能表前、后的读数查可得小科家上月消耗的电能；
（4）电功率表示电流做功的快慢。
【解答】解：A、由图可知，该电能表允许通过的最大电流是20A，故A正确；
B、600r/kW h表示电路每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转600r，
即电能表的表盘转600转时，说明电路中消耗了1kW h的电能，故B错误；
C、小科家上月消耗的电能为W＝5637.8kW h﹣5546.7kW h＝91.1kW h，故C错误；
D、电能表的表盘转得越快，电能表所在电路消耗电能越快，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了电能表的使用，明确相关参数的含义是关键。
4．（2024 嘉兴模拟）实验室有“110V25W”和“110V60W”的灯泡各一只，为使两灯能在家庭电路中正常发光，小科设计了如图所示的四种方案，其中可行的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【分析】（1）根据串联电路电阻的分压特点可知，电压相等时，电阻也要相等。
（2）已知电源电压相等，根据公式P可知，电路中电阻越大，消耗的功率就越小，先根据公式R分别求出两只灯泡的电阻，再求出A、B、C、D图总电阻进行比较，即可得出结论
【解答】解：设“110V，25W”和“110V，60W”的灯分别为A、B。
根据P可知，“110V，25W”的灯泡的电阻：
RA484Ω，
“110V，60W”灯泡的电阻：
RB201.7Ω。
AB、图中两灯泡和电阻串联，然后接到220V的电源上，根据串联电路的分压特点可知两灯泡两端的电压都小于110V，所以不能正常工作，故AB错误；
C、图中60W灯和电阻R并联后又和25W灯泡串联，要让灯泡正常工作，必须满足60W灯泡与电阻R并联后和25W灯泡的电阻相等，但并联电路中，电阻越并越小，小于任何一个分电阻，所以此电路中25W灯泡和60W灯泡也不能正常工作，故C错误；
D、图中25W灯泡和电阻R并联后又和60W灯泡串联，要让灯泡正常工作，必须满足25W灯泡与电阻R并联后和60W灯泡的电阻相等；串联电路，电阻越串越大；可以使25W灯泡和60W灯泡正常工作，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查电功率的计算和串、并联电路电阻的计算，关键是电功率公式及其变形的灵活运用，重点知道串联电路总电阻大于任何一个串联的电阻，并联电路的总电阻小于任何一个并联的电阻。
5．（2024秋 海曙区期末）图甲的水热毯由主机和毯体组成，采用水电分离的设计。毯体内的固定水管与主机相连。水经过主机加热至设定温度，并由水泵推动，在水管中循环来实现取暖功能。主机内部的工作电路简化后如图乙所示，其中R为电热丝，M为水泵，S1为智能开关，下列说法正确的是（ ）
A．采用水电分离的设计可以防止触电或短路
B．达到设定的温度后，智能开关S1应闭合
C．S和S1都闭合时，电热丝R和水泵M的电功率相同
D．电热丝R产生的热量与通过它的电流成正比
【答案】A
【分析】（1）水电分离的设计更安全；
（2）根据电路的组成来分析；
（3）电热丝主要把电能转化为内能，水泵工作时将电能转化为机械能；
（4）根据焦耳定律Q＝I2Rt来分析。
【解答】解：A、采用水电分离的设计可以防止触电或短路，故A正确；
B、达到设定的温度后，智能开关S1应断开，电热丝不再发热，故B错误；
C、S和S1都闭合时，电热丝R和水泵M的电压相等，电功率不一定相同，故C错误；
D、电热丝R产生的热量与通过它的电流的二次方成正比，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查的是电热的影响因素；知道电路的组成和电路的三种状态。
6．（2025 东阳市模拟）如图所示，两只灯泡L1和L2上分别标有“6V 4W”和“3V 1W”字样，将它们串联后接在电压可在3～9V之间调节的电源上，闭合开关S，若两灯的灯丝电阻不随温度变化，则下列说法正确的是（ ）
A．通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
B．当电源电压调节到9V时，灯L1与L2都能正常发光
C．调节电源电压过程中，灯L1始终与灯L2一样亮
D．L1与L2产生的光能可用焦耳定律进行计算
【答案】C
【分析】（1）由题知，灯泡L1、L2串联，根据串联电路的电流特点可知通过两灯的电流关系；
（2）知道两灯泡的额定电压和额定功率，根据P求出两灯泡的电阻，再根据串联电路的分压原理可得两灯的实际电压，与额定电压比较可知，两灯是否都能正常发光；
（3）根据串联电路的电流特点和P＝UI得出两灯泡实际功率之间的关系，再根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小比较两灯泡的亮暗；
（4）分析灯泡工作时能量转化情况，从而判断能否用焦耳定律计算灯泡工作时产生光能。
【解答】解：A、串联电路中电流处处相等，所以灯泡L1、L2串联后，通过它们的电流相等，故A错误；
B、由P可得，灯L1的电阻：R19Ω，灯L2的电阻：R29Ω，
由串联电路的分压原理知，，当电源电压调节到9V时，两灯的实际电压：U1＝U2U9V＝4.5V，
由于两灯的实际电压都不等于它们各自的额定电压，所以两灯都不能正常发光，故B错误；
C、两灯串联在电源上时，通过两灯的电流相等，且两灯分得电压也相等，由P＝UI知，两灯的实际功率相等，所以在调节电源电压的过程中，两灯是一样亮的，故C正确；
D、灯泡在工作时，消耗的电能转化为内能和光能，所以不能用焦耳定律计算其工作时产生的光能，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了串联电路特点、欧姆定律以及电功率公式的应用，要知道灯泡的亮度是由实际功率所决定的。
7．（2024 鄞州区一模）如图所示电路，电源电压为12V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4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J。则下列结果正确的是（ ）
A．电路中的最大电流为1A
B．滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消耗的电能为60J
C．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9
D．滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8：1
【答案】C
【分析】由电路图可知，R1与R串联，电压表测R两端的电压。
（1）当滑片P置于变阻器的中点时电压表的示数为4V，当滑片P置于变阻器的b端时电压表的示数变化了2V，根据串联电路的电压特点得出滑片P置于变阻器的b端时电压表的示数，此时电路中的电流最小，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和Q＝I2Rt＝UIt结合在10s内定值电阻R1产生的热量为36J求出电路中的电流，利用欧姆定律求出R1的阻值，当滑片位于a端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，根据欧姆定律求出电路中的最大电流；
（2）滑片P在中点时，电压表的示数为4V，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出此时电路中的电流，根据W＝UIt求出10s内滑动变阻器R消耗的电能；
（3）利用P＝UI求出R1先后两次消耗的电功率之比；
（4）利用P＝UI求出滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，R1与R串联，电压表测R两端的电压。
A.当滑片P置于变阻器的中点时电压表的示数为4V，当滑片P置于变阻器的b端时电压表的示数变化了2V，
由串联电路的分压特点可知，滑片P置于变阻器的b端时，接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，
则此时电压表的示数：UR′＝UR+ΔU＝4V+2V＝6V，此时电路中的电流最小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时R1两端的电压：U1＝U﹣UR′＝12V﹣6V＝6V，
因串联电路中各处的电流相等，且在10s内定值电阻R1产生的热量为36J，
所以，由Q＝I2Rt＝UIt可得，电路中的最小电流：Ib0.6A，
由I可得，R1的阻值：R110Ω，
当滑片位于a端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，
则电路中的最大电流：Ia1.2A，故A错误；
B.滑片P在中点时，电压表的示数为4V，此时R1两端的电压：U1′＝U﹣UR＝12V﹣4V＝8V，
此时电路中的电流：I中0.8A，
10s内滑动变阻器R消耗的电能：WR＝URI中t＝4V×0.8A×10s＝32J，故B错误；
C.R1先后两次消耗的电功率之比P1：P1′＝U1′I中：U1Ib＝8V×0.8A：6V×0.6A＝16：9，故C正确；
D.滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比：PR：PR′＝URI中：UR′Ib＝4V×0.8A：6V×0.6A＝8：9，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式、电热公式的应用，正确的得出滑片位于b端时电压表的示数是关键。
8．（2023 宁波模拟）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60欧，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中，测得R2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．R2的滑片向左滑动时，电流表和电压表的示数都变大
B．电源电压为12V
C．R1的电功率变化范围是1.2～10.8W
D．电流为0.6A时，2min内电流通过R1产生的热量是648J
【答案】C
【分析】由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）R2的滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，根据欧姆定律即可判断电路中的电流变化，根据串联电路的电压分配特点可知电压表示数变化；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，由图象读出最大和最小电流值，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压，并求出R1的阻值和电源电压；
（3）根据P＝I2R即可求出R1的电功率变化范围；
（4）根据Q＝I2Rt即可求出R1产生的热量。
【解答】解：
由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、R2的滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知断电路中的电流变大，根据串联电路的电压分配特点可知电压表示数变小，故A错误；
B、当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的总电阻最小，根据欧姆定律可知，电路中的电流最大，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由图乙可知，最小和最大电流分别为I最小＝0.2A；I最大＝0.6A，
由欧姆定律和串联电路的电压规律可得：U＝I最小（R1+R2）＝0.2A×（R1+60Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U＝I最大R1＝0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
解①②得：R1＝30Ω，U＝18V，故B错误；
C、R1的最小电功率：P1最小＝I最小2R1＝（0.2A）2×30Ω＝1.2W，
R1的最大电功率：P1最大＝I最大2R1＝（0.6A）2×30Ω＝10.8W，
所以，R1的电功率变化范围是1.2～10.8W，故C正确；
D、R1产生的热量Q1＝I最大2R1t＝（0.6A）2×30Ω×2×60s＝1296J，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用以及识图能力，关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大。
9．（2024 宁波模拟）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，R1消耗的电功率P1随R1阻值变化关系如图乙所示。下列分析错误的是（ ）
A．定值电阻R2为10Ω
B．电源电压为12V
C．滑片P置于b端时，闭合开关S，电压表的示数为10V
D．滑片P置于b端时，闭合开关S，通电1分钟R2产生的热量为24J
【答案】C
【分析】由图甲可知，R1、R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流；
（1）由图乙可知，当滑动变阻器R1的阻值为10Ω，R消耗的电功率为3.6W，根据P＝I2R求出此时电路中的电流；根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源电压；当滑动变阻器R1的阻值为50Ω，R消耗的电功率为2W，根据P＝I2R求出此时电路中的电流，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源电压；两式联立可解得电源电压和R2的阻值；
（2）滑片P置于b端时，知道电路中的电流和R2的阻值，根据欧姆定律求出R2两端的电压，即电压表示数；
（3）滑片P置于b端时，根据Q＝W＝UIt求出通电1分钟R2产生的热量。
【解答】解：由图甲可知，R1、R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流；
AB、闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，
由图乙可知，当滑动变阻器R1的阻值为10Ω，R消耗的电功率为3.6W，
由P＝I2R可知，此时电路中的电流：I10.6A；
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝I1R2+I1×10Ω＝0.6A×R2+0.6A×10Ω……①
由图乙可知，当滑动变阻器R1的滑片移动b端时，阻值最大为50Ω，R消耗的电功率为2W，
由P＝I2R可知，此时电路中的电流：I20.2A；
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝I2R2+I2×50Ω＝0.2A×R2+0.2A×50Ω……②
联立①②两式解得：电源电压U＝12V，R2的阻值：R2＝10Ω，故AB正确；
C、滑片P置于b端时，电流I2＝0.2A，R2两端的电压：U2＝I2R2＝0.2A×10Ω＝2V，即电压表的示数为2V，故C错误；
D、滑片P置于b 端时，闭合开关S，通电1分钟R2产生的热量：Q2＝W2＝U2I2t＝2V×0.2A×1×60s＝24J，故D正确。
故选：C。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式以及焦耳定律的应用，能从图中获取相关信息是解题的关键。
10．（2024 上城区校级一模）有两只相同的灯泡L1、L2与滑动变阻器R1、R2的连接方式如图所示，它们分别接在恒定电压为16V和8V的电源两端，灯泡L1、L2都正常发光，则滑动变阻器R1、R2上消耗的电功率之比为 1：1 。
【答案】见试题解答内容
【分析】分析电路知：在左图中，两只灯泡与滑动变阻器R1串联；在右图中，两只灯泡并联后与滑动变阻器R2串联；灯泡规格相同并且正常发光，说明两端电压为额定电压，根据两种情况下的连接关系，利用公式P＝UI比较滑动变阻器功率大小。
【解答】解：
（1）在左图中，两只灯泡和滑动变阻器组成串联电路，设每只灯泡两端电压为U0，电路电流为I0，
则滑动变阻器两端电压为U1＝U﹣2U0，
滑动变阻器消耗的功率为P1＝U1I0＝（U﹣2U0） I0；
（2）在右图中，两只灯泡并联后与滑动变阻器串联，因为灯泡仍然正常发光，所以每只灯泡两端电压仍然为U0，通过每只灯泡的电流都是I0，
则滑动变阻器两端电压为U2＝U′﹣U0，通过滑动变阻器的电流为I＝2I0，
滑动变阻器消耗的功率为P2＝U2I＝（U′﹣U0） 2I0；
所以滑动变阻器消耗的电能为。
故答案为：1：1。
【点评】此题考查的是串联电路、并联电路的电压、电流特点及电功率计算公式的应用，理解灯泡正常发光的含义，明确电路特点，是正确解答此题的关键。
11．（2024 义乌市模拟）图为某品牌电热水壶的内部电路简化图。其发热元件主要为两个定值电阻R1、R2。当S1闭合，S2断开时，电热水壶处于保温状态。
（1）电热水壶的保温功率为 40 W。
（2）若水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），将电热水壶内装入2L水，则这壶水从30℃加热至100℃所吸收的热量是 5.88×105 J。
【答案】（1）40；（2）5.88×105。
【分析】（1）当S1闭合，S2断开时，两电阻串联，电热水壶处于保温状态。根据P可知电热水壶的保温功率；
（2）根据密度公式得出水的质量；根据Q吸＝cmΔt得出这壶水从30℃加热至100℃所吸收的热量。
【解答】解：（1）当S1闭合，S2断开时，两电阻串联，电热水壶处于保温状态。根据P可知电热水壶的保温功率P40W；
（2）水的质量m＝ρV＝103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，
这壶水从30℃加热至100℃所吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣30℃）＝5.88×105J。
故答案为：（1）40；（2）5.88×105。
【点评】本题考查电功率和热量的计算，是一道综合题。
12．（2024 舟山模拟）我国对空调产品实行新的能效国家标准，将能效分为1、2、3三个等级，等级1表示产品最节能，等级2表示产品比较节能，等级3表示产品的能效为我国市场的平均水平。如图所示为A、B两台家用空调的能效标识。
（1）按照图中所给的输入功率，空调A在220V电压下工作时的电流是 3.36 A。
（2）若每台空调一年均使用1000h，求出使用一年，空调A比空调B节约的电能是 60 kW h，这些电能可供一盏额定功率为40W的日光灯正常工作 1500 h。
【答案】（1）3.36；（2）60；1500。
【分析】（1）知道输入功率和电压，根据P＝UI求出电流大小；
（2）根据W＝Pt分别求出AB两空调消耗电能的多少，进而求出节约的电能；再根据W＝Pt求出灯泡工作的时间。
【解答】解：（1）空调A在220V电压下工作时的电流：
IA3.36A；
（2）空调A消耗的电能：
WA＝PAt＝0.74kW×1000h＝740kW h，
空调B消耗的电能：
WB＝PBt＝0.8kW×1000h＝800kW h，
W节＝WB﹣WA＝800kW h﹣740kW h＝60kW h；
40W的日光灯正常工作的时间：
t实1500h。
答：（1）3.36；（2）60；1500。
【点评】此题主要考查的是学生对电功、电功率计算公式的理解和掌握，基础性题目。
13．（2024 鹿城区校级三模）如图是一个电烤箱的工作原理图，它用一个旋转开关可以实现高温挡和低温挡的工作要求，转动开关旋钮可以将左边缘相邻的两个触点与右边缘的金属板同时连通。
（1）如图示位置，旋钮将金属触点①②与右边的金属板连通，则电热器处于 低温 挡工作。
（2）若在电路中A、B、C三处选择一处安装一个“限高温开关”保护电路，则此开关应安装在 C 处。
（3）电烤箱高温挡的额定功率为1000W。该电烤箱在高温挡工作10分钟消耗电能 6×105 J。
【答案】（1）低温；（2）C；（3）6×105。
【分析】（1）根据当旋钮开关旋到位置1、2时，电路中只有R1，当旋钮开关旋到位置2、3时，R1和R2并联，根据P分析挡位；
（2）根据家庭电路中的开关必须接火线分析；
（3）根据W＝Pt计算电能。
【解答】解：（1）当旋钮开关旋到位置1、2时，电路中只有R1，当旋钮开关旋到位置2、3时，R1和R2并联，根据P可知，当旋钮开关旋到位置1、2时，电热器处于低温挡，当旋钮开关旋到位置2、3时，电热器处于高温挡；
（2）根据家庭电路中的开关必须接火线，安装一个“限高温开关”保护电路要切断火线，故接在C处；
（3）处于高温挡工作10min消耗的电能：W＝P高t＝1000W×10×60s＝6×105J。
故答案为：（1）低温；（2）C；（3）6×105。
【点评】本题考查电能的计算与电功率的分析，属于中档题。
14．（2024秋 湖州期末）如图甲所示是智能多功能热菜板，该热菜板有“高温挡”“保温挡”两挡位，其电路原理如图乙。使用时先高温挡加热，当温度达到设定温度后，温控开关自动调节进入保温状态继续工作，R1、R2均为阻值恒定的加热电阻，已知“高温挡”的功率为440W，“保温挡”的功率为110W。
（1）根据题意判断处于保温挡时两开关的状态 S1闭合、S2断开 。
（2）电阻R1阻值是多少？
（3）图丙为某次热菜板正常工作1.5小时的P﹣t图象，求本次消耗的电能？
【答案】（1）S1闭合、S2断开；
（2）电阻R1阻值是110Ω；
（3）本次消耗的电能为1.188×106J。
【分析】（1）由图乙可知，当开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，根据串联电路的特点和P可知智能多功能热菜板高温挡和低温挡的电路连接；
（2）根据高温挡功率和P可求出R1的阻值；
（3）由图丙可知热菜板正常工作1.5小时，高温挡和低温挡分别工作的时间，根据W＝Pt求出本次消耗的电能。
【解答】解：（1）由图乙可知，当开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，此时电路中的总电阻最大，由P可知，电路的总功率最小，智能多功能热菜板处于低温挡；
当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，智能多功能热菜板处于高温挡；
（2）R1的阻值：R1110Ω；
（3）由图丙可知，热菜板正常工作1.5小时，其中高温挡工作时间t1＝0.5h＝1800s，低温挡工作时t2＝1h＝3600s，
本次消耗的电能：W＝W1+W2＝P高t1+P低t2＝440W×1800s+110W×3600s＝1.188×106J。
答：（1）S1闭合、S2断开；
（2）电阻R1阻值是110Ω；
（3）本次消耗的电能为1.188×106J。
【点评】本题考查串联电路的特点以及电功率公式的灵活运用，属于电功率多挡位问题，能正确分析电路连接是解题的关键。
15．（2025 杭州模拟）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）电热丝加热时，把电能转化为 内能 。
（2）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”）。
（3）电阻丝R1的阻值。
（4）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？
【答案】（1）内能；
（2）高温挡；
（3）电阻丝R1的阻值为48.4Ω；
（4）在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量是2.376×107J。
【分析】（1）电热丝加热时，将电能转化为内能；
（2）由图乙可知，当开关S1、S2均闭合时，R1、R2并联，当只闭合开关S1时，只有R1工作，根据并联电路的特点和P可知电加热器高温挡和低温挡的电路连接；
（3）根据低温挡功率和P可求出R1的阻值；
（4）根据Q＝W＝Pt求出在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量。
【解答】解：（1）电热丝加热时，消耗电能，将电能转化为内能；
（2）由图乙可知，当开关S1、S2均闭合时，电路为两电阻丝并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的电阻最小，由P可知，电路中电功率最大，电加热器为高温挡；
（3）当只闭合开关S1时，只有R1工作，此时电路的总电阻最大，总功率最小，电加热器为低温挡，
由P可知，电阻丝R1的阻值：R148.4Ω；
（4）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。
答：（1）内能；
（2）高温挡；
（3）电阻丝R1的阻值为48.4Ω；
（4）在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量是2.376×107J。
【点评】本题考查并联电路的特点、用电器的电能转化、电功率多挡为问题、电功率公式以及焦耳定律的应用，能正确分析电路连接是解题的关键。
16．（2024 平阳县校级模拟）小科同学为实现衣服快速晾干，计划利用电源、小型风机M、电热丝R、导线等元件做一个简易烘衣机，如图是他设计的烘衣机外形及其电路结构图。其中U0＝6伏，R＝10欧，电动机的内阻为4欧，当开关闭合时测得电流表示数为1.5安。回答下列问题：
（1）开关闭合后，计算电热丝工作10分钟产生的热量。
（2）工作10分钟，计算风机产生的机械能。
（3）尝试工作几次后小科发现：电流表示数会不断减小，同时刚开始工作时干衣室内温度变化不明显，而当衣物快烘干时，干衣室内的温度逐步升高。请你分析造成这种现象的原因。
【答案】（1）开关闭合后，电热丝工作10分钟产生的热量2160J；
（2）工作10分钟，计算风机产生的机械能1296J。
（3）电热丝的电阻随着温度的升高而增大，根据欧姆定律知，电热丝的电流减小，干路中电流减小，电流表示数会不断减小；刚开始工作时，干衣室水较多，水的蒸发需要吸热，使得干衣室内温度变化不明显，而当衣物快烘干时，水减少，蒸发吸热减少，干衣室内的温度逐步升高。
【分析】（1）根据电路图知，电动机与电阻并联，电流表测量干路电流，根据并联电路的特点和欧姆定律计算电阻的电流，根据焦耳定律计算热量；
（2）根据并联电路特点计算电动机的电流，根据焦耳定律计算电动机产生的热量，根据W＝UIt计算电动机消耗的电能，机械能等于电能减去热量；
（3）根据金属电阻丝的电阻与温度的关系分析；根据液体的蒸发吸热分析解答。
【解答】解：（1）根据电路图知，电动机与电阻并联，电流表测量干路电流，电阻的电压U＝6V；
根据欧姆定律知，电阻的电流I0.6A；
电热丝工作10分钟产生的热量Q＝I2Rt＝（0.6A）2×10Ω×10×60s＝2160J；
（2）根据并联电路的电流特点知，通过电动机的电流I'＝I总﹣I＝1.5A﹣0.6A＝0.9A；
电动机工作10分钟产生的热量Q'＝I'2R't＝（0.9A）2×4Ω×10×60s＝1944J；
电动机工作10分钟消耗的电能W＝UIt＝6V×0.9A×10×60s＝3240J；
获得的机械能W机械＝W﹣Q'＝3240J﹣1944J＝1296J；
（3）随着通电时间的增大，电热丝产生的热量增大，温度升高，而电热丝的电阻随着温度的升高而增大，根据欧姆定律知，电热丝的电流减小，干路中电流减小，电流表示数会不断减小；
同时刚开始工作时，干衣室水较多，水的蒸发需要吸热，使得干衣室内温度变化不明显，而当衣物快烘干时，水减少，蒸发吸热减少，干衣室内的温度逐步升高。
答：（1）开关闭合后，电热丝工作10分钟产生的热量2160J；
（2）工作10分钟，计算风机产生的机械能1296J。
（3）电热丝的电阻随着温度的升高而增大，根据欧姆定律知，电热丝的电流减小，干路中电流减小，电流表示数会不断减小；刚开始工作时，干衣室水较多，水的蒸发需要吸热，使得干衣室内温度变化不明显，而当衣物快烘干时，水减少，蒸发吸热减少，干衣室内的温度逐步升高。
【点评】本题考查并联电路的特点、欧姆定律、焦耳定律以及蒸发吸热和电阻与温度的关系，属于中档题。
17．（2023秋 桐乡市期末）龙龙家新买了一个电吹风，他想研究一下电吹风的工作原理。如图甲，电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风，为了防止温度过高，用一个PTC电阻R0与电阻为45Ω的电热丝R串联，R0的阻值随温度的变化如图乙所示，请回答下列问题
（1）当开关S与1、2位置同时连接时，电吹风吹 热 风。
（2）该电吹风吹热风时，其温度基本恒定在200℃左右，当它的温度继续升高时，R0电阻将 变大 ，电热丝的发热功率将 减小 （选填“增大”、“不变”或“减小”），则电热丝的最大发热功率为多少？
（3）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为1A，工作20s，经计算，热损耗为20%，则此时电动机线圈电阻。（不计机械摩擦损耗的能量）
【答案】（1）热；（2）变大；减小；720W；（3）44Ω。
【分析】（1）分析图示电路图，然后作出电路图，根据电路图答题；
（2）由图象知温度升高到400℃时，R0电阻增大；电源电压不变，当R0电阻变大时，电路中电流变小，通过公式可知电热丝电功率变化；
电源电压不变，当R0电阻最小时，电热丝电阻不变，由功率公式可知电热丝此时功率最大；
（3）由电能公式先求出电能，根据热损耗为20%，.算出热损耗的能量，最后得出电阻大小。
【解答】解：（1）当开关S与1、2位置同时连接时，R0与R串联，电热丝工作，所以吹热风；
（2）由图象知温度升高到400℃时，R0电阻增大；电源电压不变，当R0电阻变大时，电路中电流变小，电热丝阻值不变，由P＝I2R，可知电热丝电功率减小；
由图可知，R0的阻值最小为10Ω，R总＝R0+R＝10Ω+45Ω＝55Ω，电热丝所在电流I4A，该电热丝的最大功率：P＝I2R＝（4A）2×45Ω＝720W；
（3）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为1A，工作20s，消耗的电能W＝UIt＝220V×1A×20s＝4400J，
热损耗Q＝0.2×W＝0.2×4400J＝880J，由Q＝I2Rt，可知R电动44Ω。
故答案为：（1）热；（2）变大；减小；720W；（3）44Ω。
【点评】本题考查电功率的计算，关键是会分析图像，能从图像中找到有用的数据，这是解题的重点。
18．（2024秋 鹿城区校级月考）图甲是可自动上水的电热水壶，因其取水方便越来越受到喝茶人士的喜欢。其简易电路如图丙所示，通过单刀双掷开关S实现煮茶与抽水的切换。
煮茶模式：可根据需求进行调节，有“高、中、低”三挡。电阻R1和R2是阻值恒定的电热丝，单刀双掷开关S1可接1或2，已知电阻R2为1210欧，低温挡功率为20瓦。
抽水模式：如图乙所示，开关S调至a接口，电路电流为0.5安，水泵在电动机的带动下，就能将1.5kg水抽高0.8m灌入电热水壶中，仅需5秒。
（1）电阻R1的阻值 1210Ω 。
（2）煮茶模式调至高温挡工作，需将开关S调至b，并将S1 与1相连 。
（3）该电动机抽水过程中产生的电热（写出计算过程）。
【答案】（1）1210Ω；（2）与1相连；（3）该电动机抽水过程中产生的电热是538J。
【分析】（1）低挡功率20W，由功率，可求出低挡时总电阻，由串联电路的电阻特点，求出R1；
（2）高温挡时，功率大两个电阻并联，可知开关S1连接情况；
（3）5s中消耗的电能W＝IUt，将1.5kg数抽到0.8m高度做的W1＝Gh，电动机抽水过程中产生的热能等于消耗的电能减去克服水的重力做的功。
【解答】解：（1）电路处于低挡时，电阻R1、R2串联，电路总的总电阻2420Ω
电阻R1＝R总﹣R2＝2420﹣1210ΩΩ＝1210Ω；
（2）高温挡时，功率最大故两个电阻并联，可知开关S1与1相连；
（3）5s消耗的电能W＝IUt＝0.5A×220V×5s＝550J，
电动机将1.5kg数抽到0.8m高度做W1＝Gh＝1.5kg×10N/kg×0.8m＝12J，
该电动机抽水过程中产生的电热为550J﹣12J＝538J；
答：（1）1210Ω；（2）与1相连；（3）该电动机抽水过程中产生的电热是538J。
【点评】本题考查了功率的有用，电能及做功的计算。
19．（2024 路桥区一模）图甲为电压力锅，其电路图如图乙，接通电路后，开关S自动与触点a、b同时接通，开始加热；当锅内温度达到125℃，开关S自动与a、b都断开，并只与触点c接通，开始保温保压。现将2kg初温为25℃的水加入电压力锅中，接通电路使其正常运行，电压力锅在工作过程中电功率随时间的变化图像如丙所示。【水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）】
（1）求电路中R1的阻值。
（2）计算加热过程消耗的电能。
（3）计算电压力锅从开始运行到水温刚达125℃时的效率。
【答案】（1）求电路中R1的阻值为60.5Ω。
（2）加热过程消耗的电能为1.2×106J。
（3）计算电压力锅从开始运行到水温刚达125℃时的效率为70%。
【分析】（1）接通电路后，开关S自动与触点a、b同时接通，开始加热，由其电路图乙可知，此时R1、R2并联，当锅内温度达到125℃，开关S自动与a、b都断开，并只与触点c接通，开始保温保压，由图乙可知此时只有R2工作；由图丙可知电压力锅加热功率和保温功率，根据P1＝P加热﹣P保温求出R1的电功率，根据P求出R1的阻值；
（2）由图丙可知加热功率和加热时间，根据W＝Pt求出加热过程消耗的电能；
（3）根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据效率公式求出电压力锅从开始运行到水温刚达125℃时的效率。
【解答】解：（1）接通电路后，开关S自动与触点a、b同时接通，开始加热，由其电路图乙可知，此时R1、R2并联，
当锅内温度达到125℃，开关S自动与a、b都断开，并只与触点c接通，开始保温保压，由图乙可知此时只有R2工作，
由图丙可知，电压力锅的加热功率P加热＝1000W，保温功率P保温＝200W，
由于电路中的总功率等于各用电器的电功率之和，则R1的电功率：P1＝P加热﹣P保温＝1000W﹣200W＝800W，
由P可知，R1的阻值：R160.5Ω；
（2）由图丙可知，加热时间t1＝20min＝1200s，
加热过程消耗的电能：W＝P加热t1＝1000W×20×60s＝1.2×106J；
（3）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（125℃﹣25℃）＝8.4×105J，
电压力锅从开始运行到水温刚达125℃时的效率：η100%100%＝70%。
答：（1）求电路中R1的阻值为60.5Ω。
（2）加热过程消耗的电能为1.2×106J。
（3）计算电压力锅从开始运行到水温刚达125℃时的效率为70%。
【点评】本题考查并联电路的特点、的两个公式、电功公式、吸热公式以及效率公式的应用，属于电热综合题，能从图中获取相关信息是解题的关键。
20．（2024 嘉兴模拟）火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为某款电火锅工作电路的原理图，它有高、中、低三个加热挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时，低温挡功率为高温挡功率的，R1＝242Ω，R2＝60.5Ω。（忽略温度对电阻的影响）
（1）开关置于 3和4 接线柱时，火锅处于高温挡。此时，电火锅的功率为多少？
（2）电火锅处于高温挡正常工作时，可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃，求此时的加热效率？[水的比热容]
（3）R3的阻值是多少欧？
【答案】（1）3和4；电火锅高温挡的功率1000W；
（2）此时的加热效率为84%；
（3）R3的阻值是181.5Ω。
【分析】（1）由图可知，当旋转开关置于“1和2”时，R2、R3串联，当旋转开关置于“2和3”时，只有R2工作，当旋转开关置于“3和4”时，R1、R2并联，根据串并联电路的电阻特点和P可知电火锅高挡、中挡和低挡的电路连接；根据P可求出高温挡的电功率；
（2）根据Q吸＝cmΔt求出水吸收的热量，根据W＝Pt求出电火锅消耗的电能，根据效率公式求出此时的加热效率；
（3）根据高温挡和低温挡的电功率关系求出低温挡电路，根据P可求出R2、R3的串联总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R3的阻值。
【解答】解：（1）由图可知，当旋转开关置于“1和2”时，R2、R3串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P可知，电路中总功率最小，电火锅处于低温挡；
当旋转开关置于“3和4”时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中总电阻最小，总功率最大，电火锅处于高温挡；
当旋转开关置于“2和3”时，只有R2工作，电火锅处于中温挡；
电火锅高温挡的电功率：P高200W+800W＝1000W；
（2）水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣19℃）＝3.402×105J，
电火锅消耗的电能：W＝P高t＝1000w×405s＝4.05×105J，
电火锅此时的加热效率：η100%100%＝84%；
根据题意可知，低温挡功率P低P高1000W＝200W，
由P可知，R2、R3的串联总电阻：R242Ω，
根据串联电路的特点可知，R3的阻值：R3＝R﹣R2＝242Ω﹣60.5Ω＝181.5Ω。
答：（1）3和4；电火锅高温挡的功率1000W；
（2）此时的加热效率为84%；
（3）R3的阻值是181.5Ω。
【点评】本题考查串并联电路的特点、电功率公式、吸热公式以及效率公式的应用，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
21．（2024 湖州模拟）如图是一款可调温果汁加热器，图乙是其简化的工作电路图，R1、R2均为加热电阻。其部分参数如表所示，已知果汁密度为1.2×103kg/m3，比热为4.0×103J/（kg ℃）。求：
开关接1时 保温功率 220W
开关接2时 调温功率 220W～1100W
（1）加热电阻R2的阻值。
（2）滑动变阻器R1的阻值调到44欧时，加热器的功率。
（3）若加热器用最大功率对1升果汁加热2分钟，果汁的温度升高25℃，求加热器的效率。（保留1位小数）
【答案】（1）加热电阻R2的阻值为44Ω；
（2）滑动变阻器R1的阻值调到44欧时，加热器的功率为550W；
（3）若加热器用最大功率对1升果汁加热2分钟，果汁的温度升高25℃，加热器的效率为90.9%。
【分析】（1）开关接2时，R1右侧部分电阻与R2串联接入电路，根据串联电路电阻规律结合P可知R1接入电路的电阻为0时，调温功率最大，此时电路为R2的简单电路，进一步计算加热电阻R2的阻值；
（2）根据串联电路电阻规律结合P计算滑动变阻器R1的阻值调到44欧时加热器的功率；
（3）根据Q＝cmΔt＝cρVΔt计算1升果汁吸收的热量，根据W＝Pt计算加热器用最大功率对1升果汁加热2分钟消耗的电，根据效率公式η100%计算加热器的效率。
【解答】解：
（1）开关接2时，R1右侧部分电阻与R2串联接入电路，根据串联电路电阻规律结合P可知R1接入电路的电阻为0时，调温功率最大，此时电路为R2的简单电路，
则加热电阻R2的阻值：R244Ω；
（2）滑动变阻器R1的阻值调到44欧时，加热器的功率：P550W；
（3）1升果汁吸收的热量：
Q＝cmΔt＝cρVΔt＝4.0×103J/（kg ℃）×1.2×103kg/m3×1×10﹣3m3×25℃＝1.2×105J，
加热器用最大功率对1升果汁加热2分钟消耗的电能：
W＝P2t＝1100W×2×60s＝1.32×105J，
加热器的效率：
η100%100%≈90.9%。
答：（1）加热电阻R2的阻值为44Ω；
（2）滑动变阻器R1的阻值调到44欧时，加热器的功率为550W；
（3）若加热器用最大功率对1升果汁加热2分钟，果汁的温度升高25℃，加热器的效率为90.9%。
【点评】本题考查串联电路特点、电功率公式、效率公式的灵活运用。
22．（2025 浙江模拟）小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图甲所示，主要技术参数如下表。请解答如下问题：
型号 SHZ2010﹣624
热风温度 50℃～75℃
额定功率 热风时：1000W冷风时：120W
额定电压 220V
质量 0.5kg
（1）开关接至2时，电吹风的状态是 吹冷风 （选填“吹冷风”或“吹热风”）。
（2）求电热丝的电阻。
（3）某次吹头发，电吹风在额定电压下工作3分钟，功率与时间图像如图丙所示，求电吹风消耗的电能。
【答案】（1）吹冷风；
（2）电热丝的电阻为55Ω；
（3）电吹风消耗的电能为1.272×105J。
【分析】（1）由图甲可知，当开关接至2时，只有电动机工作，据此判断电吹风的状态；
（2）当开关接至1时，电动机和电热丝并联，由图乙可知电吹风吹热风和冷风时的电功率，根据P电热丝＝P热﹣P冷求出电热丝的电功率，根据P求出电热丝的电阻；
（3）由图乙可知，电吹风在额定电压下工作3分钟，热风状态时工作的时间和冷风状态时工作的时间，根据W＝Pt分别求出电吹风热风状态和冷风状态时消耗的电能，据此求出电吹风消耗的总电能。
【解答】解：（1）由图甲可知，当开关接至2时，只有电动机工作，电吹风只吹风，不发热，所以电吹风的状态是吹冷风；
（2）当开关接至1时，电动机和电热丝并联，
由图乙可知电吹风吹热风和冷风时的电功率，电热丝的电功率：P电热丝＝P热﹣P冷＝1000W﹣120W＝880W，
由P可知，电热丝的电阻：R55Ω；
（3）由图乙可知，电吹风在额定电压下工作3分钟，热风状态时工作的时间t1＝2min＝120s，冷风状态时工作的时间t2＝1min＝60s，
电吹风吹热风状态时消耗的电能：W1＝P热风t1＝1000W×120s＝1.2×105J，
吹冷风状态时消耗的电能：W2＝P冷风t2＝120W×60s＝7200J，
电吹风消耗的总电能：W＝W1+W2＝1.2×105J×7200J＝1.272×105J。
答：（1）吹冷风；
（2）电热丝的电阻为55Ω；
（3）电吹风消耗的电能为1.272×105J。
【点评】本题考查并联的特点、电功公式以及电功率公式的应用，难度不大。
23．（2024秋 三门县期末）小科家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三挡，部分参数如表所示。图乙是便座加热电路的示意图，加热电阻为R1和R2，单刀双掷开关S2可接a或b。请回答下列问题：
智能电热马桶盖部分参数
低温挡功率/W
中温挡功率/W 44
高温挡功率/W 88
（1）开关处于 A 时电路处于高温挡。
A.S闭合，S1闭合，S2接a
B.S闭合，S1闭合，S2接b
C.S闭合，S1断开，S2接a
D.S闭合，S1断开，S2接b
（2）中温挡加热时，电路中的电流多少安？
（3）低温挡加热的额定功率是多少？
【答案】（1）A；
（2）中温挡加热时，电路中的电流0.2A；
（3）低温挡加热的额定功率是22W。
【分析】（1）由图乙可知，当开关S、S1闭合、S2接a时，R1、R2并联，当开关S、S1闭合、S2接b时，只有R1工作，当开关S闭合、S1断开、S2接b时，R1、R2串联，根据串并联电路的特点和P可知智能电热马桶盖高温挡、中温挡和低温挡的电路连接；
（2）由表格数据可知中温挡的电功率，根据P＝UI求出中温挡加热时，电路中的电流；
（3）根据中温挡功率和P可求出R1的阻值；根据P2＝P高﹣P中求出高温挡工作时R2的电功率，根据P可求出R1的阻值，根据串联电路的电阻特点求出R1、R2的串联总电阻，根据P可求出低温挡的额定功率。
【解答】解：（1）由图乙可知，当开关S、S1闭合、S2接a时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P可知，电路中的总功率最大，智能电热马桶处于高温挡；
当开关S闭合、S1断开、S2接b时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，总功率最小，智能电热马桶处于低温挡；
当开关S、S1闭合、S2接b时，只有R1工作，智能电热马桶处于中温挡，故选A；
（2）由表格数据可知，智能电热马桶中温挡功率P中＝44W，
由P＝UI可知，中温挡加热时，电路中的电流：I0.2A；
（3）由P可求出R1的阻值：R11100Ω；
高温挡工作时R2的电功率：P2＝P高﹣P中＝88W﹣44W＝44W，
由P可知，R2的阻值：R21100Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，R1、R2的串联总电阻：R＝R1+R2＝1100Ω+1100Ω＝2200Ω，
则低温挡的额定功率：P低22W。
答：（1）A；
（2）中温挡加热时，电路中的电流0.2A；
（3）低温挡加热的额定功率是22W。
【点评】本题考查串并联电路的特点以及电功率公式的灵活运用，属于电功率多挡位电路问题，能正确分析电路连接是解题的关键。
24．（2024 嘉善县一模）某电热水器内部简化电路如图甲所示，由控制电路和加热电路组成。加热电路中电压为220V，加热电阻R1＝44Ω，控制电路中电源电压恒为12V，R0为定值电阻，Rt为热敏电阻（其阻值随水温的变化关系如图乙所示）；虚线框内为电压检测自动开关，当检测到两端的电压降到3V时S2闭合；检测到R0两端电压升高到6V时S2断开。已知热水器中水温降到40℃时，加热电路开始加热；水温升至某温度时，加热电路停止加热。求：
（1）开关S2闭合时加热电路的电功率。
（2）定值电阻R0的阻值。
（3）加热电路停止加热时水的温度。
【答案】（1）开关S2闭合时加热电路的电功率1100W，
（2）定值电阻R0的阻值为50Ω，
（3）加热电路停止时水的温度为80℃。
【分析】（1）定值电阻R1的阻值已知，根据P可求出此时加热电路的电功率。
（2）水温降到40℃时，S2开始闭合加热，此时R0两端的电压为3V，40℃时热敏电阻的阻值从乙图可知，根据串联电路中电压和电阻的关系，可求出R0。
（3）检测到R0两端的电压升高到6V时停止加热，R0的阻值已知，Rt两端电压可求出，根据串联电路中电压和电阻的关系可求出，此时Rt的最值，通过乙图可知水温。
【解答】解：（1）S2闭合时加热电路的电功率P1100W.。
（2）由乙图知水温40℃时热敏电阻的阻值Rt＝150Ω，此时U0＝3V，
Rt两端的电压Ut＝U1﹣U0＝12V﹣3V＝9V，
所以
R050Ω。
（3）停止加热时R0两端的电压U0′＝6V，此时Rt两端电压Ut′＝U1﹣U0′＝12V﹣6V＝6V，
因为U0′＝Ut′＝6V，所以此时热敏电阻Rt＝R0＝50Ω，
从乙图可知此时对应的水温为80℃。
答：（1）开关S2闭合时加热电路的电功率1100W，
（2）定值电阻R0的阻值为50Ω，
（3）加热电路停止时水的温度为80℃。
【点评】本题考查了电功率的计算及串联电路中分得电压和电阻的关系。
25．（2025 绍兴模拟）空气质量指数（简称AQI）指天空的污染程度，是环境监测的重要指标，表格的空气质量等级是按照空气质量指数划分的。
空气质量指数 0﹣50 51﹣100 101﹣150 151﹣200 201﹣300 ＞300
空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染
某兴趣小组用定值电阻R0，气敏电阻R、电压表等器材，自制了一个空气质量监测仪，其工作原理电路图如图甲所示，其中，AQI通过电压表显示，气敏电阻阻值R与AQI的关系如图乙所示。已知电源电压恒为8V；电压表量程为0～3V，定值电阻R0＝20Ω。求：
（1）已知某次测量时得到气敏电阻为20Ω，则当时的空气质量等级为 轻度污染 。
（2）当电压表示数为2.5V时，电路的总功率为多少？
（3）更换定值电阻可以改变监测仪的测量范围，若使电压表的指针指在最大刻度时AQI＝300，则更换后的定值电阻通电100s消耗的电能为多少？
【答案】（1）轻度污染；
（2）当电压表示数为2.5V时，电路的总功率为1W；
（3）更换定值电阻可以改变监测仪的测量范围，若使电压表的指针指在最大刻度时AQI＝300，则更换后的定值电阻通电100s消耗的电能为150J。
【分析】闭合开关，定值电阻R0、气敏电阻R串联，电压表测量定值电阻两端的电压。
（1）已知某次测量时得到气敏电阻为20Ω，从图中可知AQI，根据表格数据可知当时的空气质量等级；
（2）当电压表示数为2.5V时，根据欧姆定律可知电路电流，根据P＝UI可知电路的总功率；
（3）更换定值电阻可以改变监测仪的测量范围，若使电压表的指针指在最大刻度时AQI＝300，从图中得出气敏电阻的阻值，根据串联电路的电压特点可知气敏电阻两端的电压，根据欧姆定律可知电路电流，根据W＝UIt可知更换后定值电阻通电100s消耗电能。
【解答】解：
闭合开关，定值电阻R0、气敏电阻R串联，电压表测量定值电阻两端的电压。
（1）已知某次测量时得到气敏电阻为20Ω，AQI为150，则当时的空气质量等级为轻度污染。
（2）电压表示数为2.5V时，电路中的电流为
I0.125A；
电路的总功率为P＝UI＝8V×0.125A＝1W；
（3）电压表量程为0～3V，电压表的指针指在最大刻度时，U0＝3V。当AQI＝300时，由图象知R＝10Ω。气敏电阻R两端的电压为UR＝8V﹣3V＝5V，
此时电路中电流为
I0.5A，
更换后的定值电阻通电100s消耗的电能为W＝U0It＝3V×0.5A×100s＝150J。
答：（1）轻度污染；
（2）当电压表示数为2.5V时，电路的总功率为1W；
（3）更换定值电阻可以改变监测仪的测量范围，若使电压表的指针指在最大刻度时AQI＝300，则更换后的定值电阻通电100s消耗的电能为150J。
【点评】本题考查电能和电功率的计算，综合性强、难度适中。
26．（2024 吴兴区校级模拟）除了气体供应充足之外，不同鱼类对水温的需求是不同的。该科学兴趣小组继续开展了恒温水族箱的项目化学习。已知：R1为电热丝，标有“220V 2000W”的字样；S2为磁控开关。工作原理：热敏电阻Rx作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示；R2为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙。衔铁在至少6N吸引力的作用下才能被吸引，当吸引力小于4.5N时被弹开（电磁铁电阻不计，，ρ水＝1.0×103kg/m3）。
（1）水族箱使用时，需要装入4L水，要使水温从10℃升高到30℃，需要吸收多少热量？
（2）正常工作时，电热丝产生的热量有80%被水吸收，要使水温从10℃升高到30℃，电热丝需要加热多长时间？
（3）调节滑动变阻器R2使恒温箱的温度控制在20﹣30℃之间，求此时R2的阻值 160Ω 。
（4）为了把恒温箱的温度区间控制改成25﹣30℃之间，小明将滑动变阻器向左移，结果无法达成功能，你觉得，这是为什么？ 将滑动变阻器滑片向左移，滑动变阻器R2接入电路的电阻变小，根据串联电路电阻规律可知，电路中的总电阻变小，当温度为30℃时，通过电路的电流会大于150mA，吸引力大于4.5N，则衔铁不会被弹开 。
【答案】（1）水吸收的热量为3.36×105J；
（2）电热丝需要加热的时间为210s；
（3）160Ω；
（4）将滑动变阻器滑片向左移，滑动变阻器R2接入电路的电阻变小，根据串联电路电阻规律可知，电路中的总电阻变小，当温度为30℃时，通过电路的电流会大于150mA，吸引力大于4.5N，则衔铁不会被弹开。
【分析】（1）根据密度公式求出4L水的质量，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）根据效率公式求出电热丝消耗的电能，根据P求出加热时间；
（3）调节滑动变阻器R2使恒温箱的温度控制在20﹣30℃之间，衔铁在至少6N吸引力的作用下才能被吸引，由图丙可知此时通过电路的电流，由图乙可知此时热敏电阻接入电路的阻值，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源电压；
当吸引力小于4.5N时被弹开，由图丙可知此时通过电路的电流，由图乙可知此时热敏电阻接入电路的阻值，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源电压，联立可解出R2的阻值；
（4）将滑动变阻器向左移，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变小，当温度为30℃时，通过电路的电流会大于150mA，吸引力大于4.5N，衔铁不会被弹开。
【解答】解：（1）水的体积V＝4L＝4dm3＝4×10﹣3m3，
由ρ可知，水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×4×10﹣3m3＝4kg，
水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×4kg×（30℃﹣10℃）＝3.36×105J；
（2）由η可知，电热丝消耗的电能：W4.2×105J，
由P可知，加热时间：t′210s；
（3）调节滑动变阻器R2使恒温箱的温度控制在20﹣30℃之间，
衔铁在至少6N吸引力的作用下才能被吸引，此时通过电路的电流为I＝200mA＝0.2A，此时热敏电阻接入电路的阻值为50Ω，
根据串联电路的特点和欧姆定律可知，电源电压U＝I（Rx+R2）＝0.2A×（50Ω+R2）＝10V+0.2A×R2……①
当吸引力小于4.5N时被弹开，此时通过电路的电流为I′＝150mA＝0.15A，此时热敏电阻接入电路的阻值为120Ω，
根据串联电路的特点和欧姆定律可知，电源电压U＝I′（Rx′+R2）＝0.15A×（120Ω+R2）＝18V+0.15A×R2……②
联立①②两式可解得：U＝42V；R2＝160Ω；
（4）由图甲可知，将滑动变阻器滑片向左移，滑动变阻器R2接入电路的电阻变小，根据串联电路电阻规律可知，电路中的总电阻变小，当温度为30℃时，通过电路的电流会大于150mA，吸引力大于4.5N，则衔铁不会被弹开。
答：（1）水吸收的热量为3.36×105J；
（2）电热丝需要加热的时间为210s；
（3）160Ω；
（4）将滑动变阻器滑片向左移，滑动变阻器R2接入电路的电阻变小，根据串联电路电阻规律可知，电路中的总电阻变小，当温度为30℃时，通过电路的电流会大于150mA，吸引力大于4.5N，则衔铁不会被弹开。
【点评】本题考查串联电路特点、密度公式、吸热公式、效率公式、欧姆定律以及电功率公式的灵活运用，能从图中获取相关信息是解题的关键。
27．（2024 西湖区模拟）小科查阅资料，找到了家中虹吸式马桶的剖面图和相关参数。
项目 内容
适用水压 2～7个标准大气压
水箱容积 1.8L
冲洗方式 喷射虹吸式
（1）图甲中的存水弯管实际是一个 连通器 ，能够有效防虫防臭。
（2）已知小科家比地面配水房高30m，请根据表格信息判断，若要该马桶能正常工作，则配水房提供的水压应该不低于 5 个标准大气压。（已知1个标准大气压最多支撑10m高水柱）
（3）为提高冬季上厕所的舒适度，小科决定更换一个智能电热马桶盖，其电路如图乙所示，R1和R2是两根固定阻值的电热丝，开关S2可接a或b，通过开关S1和S2的不同接法组合，可实现“高、中、低”三挡调节加热功能（如表）。
S1 断开 断开 闭合 闭合
S2 接b 接a 接a 接b
功率 P0＝0 P1＝22W P2＝44W P3＝？
已知马桶盖的额定电压为220V，马桶圈材料的比热容c＝0.44×103J/（kg ℃），质量为300g。求：
①P3功率。
②处于高温挡时，马桶圈升温10℃所需要的时间。（不计热量损失）
【答案】（1）连通器；
（2）5；
（3）①P3功率为88W；
②处于高温挡时，马桶圈升温10℃所需要的时间为15s。
【分析】（1）上端开口、底部相连通的容器叫做连通器；
（2）利用p＝ρgh求出30m高水柱产生的压强，然后加上马桶使用的最低水压即为配水房需要提供的最小水压；
（3）①由图乙可知，当S1闭合、S2接a时，只有R1工作，表格数据可知，此时电路中的功率，根据P求出R1的阻值；
由图乙可知，当S1断开、S2接a时，R1、R2串联；根据表格数据可知此时的功率，根据P求出R1、R2的串联总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R2的阻值；
当S1闭合、S2接b时，R1、R2并联，根据P求出此时电路的总功率P3；
②根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出马桶圈吸收的热量，不计热量损失，智能电热马桶盖消耗的电能等于马桶圈吸收的热量，根据P求出马桶圈升温10℃所需要的时间。
【解答】解：（1）存水弯管是一个上端开口、底部相连通的容器，所以实际是一个连通器；
（2）30m高水柱产生的压强：p1＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×30m＝3×105Pa，
该马桶使用的最低水压为p2＝2×105Pa，
则配水房提供的水压应不低于：p＝p1+p2＝3×105Pa+2×105Pa＝5×105Pa；
配水房提供的水压应该不低于5个标准大气压；
（3）①由图乙可知，当S1闭合、S2接a时，只有R1工作，
表格数据可知，此时电路中的功率P2＝44W，
由P可知，R1的阻值：R11100Ω；
由图乙可知，当S1断开、S2接a时，R1、R2串联；
根据表格数据可知，此时的功率：P1＝22W，
由P可知，R1、R2的串联总电阻：R2200Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝2200Ω﹣1100Ω＝1100Ω；
由图乙可知，当S1闭合、S2接b时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P可知，电路中的总功率最大，马桶盖处于高温挡；
此时的电功率：P388W；
②马桶圈吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝0.44×103J/（kg ℃）×300×10﹣3kg×10℃＝1.32×103J，
不计热量损失，智能电热马桶盖消耗的电能：W＝Q吸＝1.32×103J，
由P可知，马桶圈升温10℃所需要的时间：t15s。
答：（1）连通器；
（2）5；
（3）①P3功率为88W；
②处于高温挡时，马桶圈升温10℃所需要的时间为15s。
【点评】本题考查串并联电路的特点、连通器原理、压强公式、吸热公式、电功率公式的应用，属于电热综合题，难度不大。
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专题06 电功和电功率 电热的计算
与欧姆定律结合：常与欧姆定律I=结合，通过已知的电压、电流、电阻等物理量，求解电功、电功率和电热。例如，在一个串联电路中，已知电源电压、两个电阻的阻值，要求某个电阻消耗的电功率，就需要先根据欧姆定律求出电路中的电流，再利用P=I2R计算电功率。
与电路知识融合：会与串联、并联电路的特点相结合。如在串联电路中，电流处处相等，总电压等于各部分电路电压之和；在并联电路中，各支路两端电压相等，干路电流等于各支路电流之和。通过这些电路特点，结合电功、电功率、电热公式，计算电路中不同位置的物理量。
常考题型：电能与电功的计算、电功率的计算、焦耳定律电热的计算、电功与电热的综合计算。
本册资料习题均选自：中考真题、最新模拟题、联考题、名校模拟题等...
1、解题步骤
审题：仔细阅读题目，明确已知条件，包括电源电压、电阻值、电流值、用电器的额定参数、时间等，以及需要求解的物理量是电功、电功率还是电热，是总物理量还是某个用电器的物理量。
分析电路：判断电路是串联、并联还是混联，确定各个用电器之间的连接关系，分析电表测量的对象和电路的工作状态，如是否为纯电阻电路，用电器是否正常工作等。
选择公式：根据已知条件和电路特点，选择合适的电功、电功率、电热公式进行计算。对于复杂电路，可能需要先根据串联或并联电路的规律求出总电阻、总电流等中间量，再进一步计算所求物理量。
计算求解：代入数据进行计算，注意单位的统一，如电压单位用伏特（V），电流单位用安培（A），电阻单位用欧姆（Ω），时间单位用秒（s），电功单位用焦耳（J），电功率单位用瓦特（W）。计算过程要仔细，避免出现计算错误。
检查答案：检查计算结果是否符合实际情况，如电功率不能为负数，电功和电热的值应该是合理的。还可以通过不同公式或方法进行验证，确保答案的准确性。落时，重力势能转化为动能，可以根据高度变化求出速度，再结合力的作用求出功和功率。
01 基本公式
一、欧姆定律——串并联电路特点
1、内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。公式：I＝ 。
2、电阻串联时相当于增加了导体的长度，因此总电阻比任何一个串联电阻都大。
电阻并联时相当于增大了导体的横截面积，因此总电阻比任何一个并联电阻都小。
3、串并联电路特点
（1）串联电路分压：在串联电路中各电阻分得的电压与它们的电阻成正比，表达式：＝；
（2）并联电路分流：在并联电路中各支路分得的电流与它们的电阻成反比，表达式：＝。
二、电功率
1、定义式：P=。已知某用电器的工作时间t和在这段时间内消耗的电能W，就可以用该公式计算用电器的电功率。
2、计算式：将W=UIt代入公式P=中，可得到P=UI，即已知某用电器两端电压U和通过用电器的电流I，就可以用该公式计算出该用电器的电功率。
3、导出式：P =、P=I2R。对于纯电阻电路，由P=UI及I＝ 可推导出上述导出式。
三、电路中电功关系的三个推论
1、串并联电路的电功的特点
串联电路 并联电路
分析 如图，在时间t内电流所做的功分别是 W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It； 由于U=U1+U2， 故W总=UIt=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2 如图，在时间t内电流所做的功分别是 W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t； 由于I=I1+I2， 故W总=UIt=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2
推论一 无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和，即W总=W1+W2+…。
2、串、并联电路电功的分配关系（仅适用于纯电阻电路）
推论二 串联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成正比。 推导分析：＝＝
推论三 并联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成反比。 推导分析：＝＝
例题展示
1．（2023 永嘉县校级二模）黑箱中有两个阻值均为R的电阻，现测得ab间的电阻为R，cd间为2R，bc间也为2R。以下接法符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【分析】明确串联电路电阻关系，根据ab、cd和bc相连后的电阻分析判断电阻的连接情况。
【解答】解：串联电路电阻关系：串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，由题意知ab间的电阻为R，说明ab只有一个电阻R；cd间的电阻为2R，说明cd间有2个电阻R串联；bc间的电阻也为2R，说明bc间有2个电阻R串联，故B符合题意。
故选：B。
【点评】本类型题要根据题意要求，结合串联电路电阻规律进行设计分析。
2．（2023秋 金华期中）图甲电路中的两个电流表均为学校实验室里常用的电流表，实物图如图乙所示。闭合开关后，两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同，此时灯L1和L2所消耗的电功率P1和P2的比值为（ ）
A．4：1 B．1：4 C．5：1 D．1：5
【答案】A
【分析】由电路图可知，两灯泡并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过灯泡L2的电流。两电流表的指针偏转角度相同，根据大量程示数是小量程示数的5倍得出两电流表示数之间的关系，根据并联电路的电流特点求出两灯泡的电流之比，根据并联电路的电压特点和P＝UI求出两灯泡消耗的电功率之比。
【解答】解：由电路图可知，两灯泡并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过灯泡L2的电流。
因两电流表的指针偏转角度相同，
所以，大量程示数是小量程示数的5倍，即，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过两灯泡的电流之比：
，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由P＝UI可得，灯L1和L2的所消耗的电功率：
。
故选：A。
【点评】本题考查了并联电路的特点和电功率公式的灵活应用，关键是知道两电流表的指针偏转角度相同时大量程示数是小量程示数的5倍。
3．（2024 临平区校级模拟）小明进行了如图的科学探究实验，闭合开关S后，甲、乙两灯均正常发光，但甲灯比乙灯亮，下列说法不正确的是（ ）
A．两灯均正常发光时，甲灯功率大于乙灯功率
B．两灯均正常发光时，甲灯电阻小于乙灯电阻
C．若将两灯串联在该电源上，甲灯两端电压比乙灯两端电压大
D．若将两灯串联在该电源上，乙灯的亮度将比甲灯的亮度亮些
【答案】C
【分析】（1）灯泡的亮暗取决于实际功率的大小；
（2）根据并联电路的电压特点和推导公式R确定两灯泡的电阻关系；
（3）根据串联电路的电流特点和U＝IR分析两灯两端电压关系；
（4）根据串联电路的电流特点和P＝I2R确定两灯的亮暗关系。
【解答】解：A、两灯均正常发光时，甲灯比乙灯亮，说明甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率，故A正确；
B、两灯泡并联，灯泡两端的电压相等，由A可知，两灯均正常发光时，甲灯的实际功率较大，
由R可知，甲灯的电阻较小，即甲灯电阻小于乙灯电阻，故B正确；
C、由以上分析可知，甲灯电阻小于乙灯电阻，若两灯串联接在该电源上，通过两灯的电流相等，由U＝IR可知，乙灯两端电压较大，故C错误；
D、由以上分析可知，甲灯电阻小于乙灯电阻，若两灯串联接在该电源上，通过两灯的电流相等，由P＝I2R可知，此时乙灯的实际功率较大，所以乙灯比甲灯亮，故D正确。
故选：C。
【点评】本题考查了并联电路的电压特点和串联电路的电流特点，关键是电功率公式的灵活应用和知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
4．（2024 宁波模拟）如图所示，当开关S闭合后，两灯均能发光，且已知甲表的读数为1.0，乙表的读数为2.0（单位为V或A）。则可求得（ ）
A．灯L1的电阻为0.5Ω B．灯L1的功率为2W
C．灯L2的电阻为0.5Ω D．灯L2的功率为2W
【答案】D
【分析】根据电流表在电路中起导线作用，电压表在电路中相当于开路状态去分析，判断甲乙代表的仪表；根据串并联电路的定义判断灯L1、L2的连接方式；根据串并联电路电压、电流特点，利用欧姆定律分别求出电阻的大小。
【解答】解：若乙是电流表，则灯泡L2被短路，灯泡不能发光，故乙是电压表；若甲是电压表，则灯泡L2被断路，灯泡不能发光，故甲是电流表；由电路图可知，L1、L2并联，电压表测电源的电压，电流表测通过L2的电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I可得，灯L2的电阻：R22Ω，由P＝UI计算L2的电功率P2＝UI＝2V×1A＝2W，故C错误、D正确；因通过L2的电流无法确定，所以，无法计算灯L1的电阻，故AB错误。
故选：D。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的计算，关键是根据电流表在电路中起导线作用、电压表在电路中相当于开路状态去分析，判断甲乙代表的仪表。
5．（2024 嘉兴二模）研究并联电路中电流的关系时，所设计的电路如图所示，其中灯L1的电阻大于灯L2的电阻，下列说法正确的是（ ）
A．连接电路时，应闭合S，断开S1、S2
B．先闭合S、S1，再闭合S2时，观察到灯L1变暗
C．先闭合S、S2，再闭合S1时，电流表A2的示数不变
D．当S、S1、S2全部闭合时，电流表的示数大小为 A3＞A1＞A2
【答案】C
【分析】（1）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态；
（2）先闭合S、S1，再闭合S2时，电路由灯L1的简单电路变为灯L1与灯L2的并联电路，根据并联电路的特点可知灯L1的亮暗变化；
（3）先闭合S、S2，再闭合S1时，电路由灯L2的简单电路变为灯L1与灯L2的并联电路，电流表A2测量L2的电流，根据并联电路的特点可知电流表A2的示数变化；
（4）当S、S1、S2全部闭合时，灯L1与灯L2并联，电流表A3测干路中的电流，电流表A2测量灯L2支路中的电流，电流表A1测量灯L1支路中的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知两支路中的电流关系，根据并联电路的电流规律可知三个电流表的示数关系。
【解答】解：A、为了保护电路，连接电路时，所有开关均应处于断开状态，故A错误；
B、先闭合S、S1，再闭合S2时，电路由灯L1的简单电路变为灯L1与灯L2的并联电路，由于并联电路各支路互不影响，所以灯L1的亮度不变，故B错误；
C、先闭合S、S2，再闭合S1时，电路由灯L2的简单电路变为灯L1与灯L2的并联电路，电流表A2测量L2的电流，由于并联电路各支路互不影响，所以通过灯L2的电流不变，即电流表A2的示数不变，故C正确；
D、当S、S1、S2全部闭合时，灯L1与灯L2并联，电流表A3测干路中的电流，电流表A2测量灯L2支路中的电流，电流表A1测量灯L1支路中的电流。由于并联电路各支路两端的电压相等，而灯L1的电阻大于灯L2的电阻，由欧姆定律可知，通过灯L1的电流小于通过灯L2的电流，即电流表A1的示数小于电流表A2的示数；由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和，所以电流表A3的示数大于电流表A1、A2的示数，即电流表的示数大小为 A3＞A2＞A1，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查并联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是电路连接方式和电表作用的判断。
6．（2024秋 余姚市月考）两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，通过它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示。闭合开关S，经过相同的时间，R1、R2消耗电能之比为（ ）
A．1：3 B．3：1 C．1：9 D．9：1
【答案】B
【分析】由图乙可知，当R1、R2两端的电压相等时，通过R1、R2的电流之比，根据W＝UIt求出闭合开关S，经过相同的时间，R1、R2消耗电能之比。
【解答】解：根据题意可知，定值电阻R1、R2并联在电路中，
由图乙可知，当R1、R2两端的电压都电压3V时，通过R1、R2的电流分别为I1＝0.6A，I2＝0.2A，
即通过R1、R2的电流之比：I1：I2＝0.6A：0.2A＝3：1；
则闭合开关S，经过相同的时间，R1、R2消耗电能之比：W1：W2＝UI1t：UI2t＝I1：I2＝3：1。
故选：B。
【点评】本题考查并联电路的特点以及电功公式的应用，能从图中获取相关信息是解题的关键。
7．（2024 舟山三模）有些家庭的电视机在不观看时没有切断电源，仍然处于待机状态。若电视机待机功率为10W，一天待机20h，则一天内待机消耗的电能为 0.2 kW h，30天电视机待机消耗的电能可供一盏25W的电灯正常工作 240 h。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）已知待机功率与待机时间，由W＝Pt可以求出一天内待机消耗的电能；
（2）求出30天电视机待机消耗的电能，然后由公式t可求出电灯正常工作的时间。
【解答】解：（1）电视机一天内待机消耗的电能W＝Pt＝0.01kW×20h＝0.2kW h；
（2）电视机待机30天消耗的电能W′＝0.2kW h×30＝6kW h，
这些电能可供25W电灯正常工作的时间t240h；
故答案为：0.2；240。
【点评】本题考查了求电视机待机消耗的电能及电视机消耗的电能功供灯泡正常工时的使用时间，是一道基础题，熟练掌握功率的变形公式是正确解题的关键；解题时注意单位换算。
举一反三
1．（2023秋 西湖区期末）如图所示，两灯泡L1和L2规格分别为“6V 3W”和“6V 6W“，电源电压相同恒为6V，按甲、乙方式连接，工作时最亮的是（ ）
A．甲图中的L1 B．甲图中的L2
C．乙图中的L1 D．乙图中的L2
【答案】D
【分析】灯泡的亮度决定于实际功率大小，
（1）根据串联分压确定串联时的电压，得出实际功率与额定功率的关系；
（2）根据并联电压相等，确定实际功率。
【解答】解：灯泡的亮度决定于实际功率大小，甲图中两个灯泡串联，根据串联分压，每个灯泡的电压都小于6V，实际功率都小于额定功率，
而乙图并联，每个灯泡的电压都等于额定电压6V，都正常发光，两灯泡L1和L2规格分别为“6V 3W”和“6V 6W“，说明L2的实际功率大，故并联时L2最亮。
故选：D。
【点评】本题考查串并联的特点和电功率的比较，属于中档题。
2．（2024 长兴县二模）在“创新实验设计比赛”的活动中，小明从如图甲所示的“两端发光的激光剑”玩具中得到启发，设计了图乙所示的电路原理图。小明设计的电路中两灯的连接方式是 串联 。若电源电压为3V，灯泡的规格均为“2.5V 0.5A”，假设灯泡电阻不变，则电路接通后，每个灯泡的实际功率是 0.45 W。
【答案】串联；0.45
【分析】由图乙可知，两个灯泡逐个顺次地接在电源两端，即两灯串联；根据规格参数，结合欧姆定律求出每个灯的电阻，根据串联电路的分压原理得出每个灯泡的实际电压，根据P＝UI求出每个灯泡的实际功率。
【解答】解：（1）由图乙可知，两个灯泡逐个顺次地接在电源两端，即两灯串联；
（2）灯泡的规格均为“2.5V 0.5A”，
所以每个灯泡的电阻均为：；
串联电路中各用电器两端的电压与电阻成正比，
由于两个灯泡的电阻相同，则它们的实际电压相同，
所以每个灯泡的实际电压为总电压的一半，均为1.5V，
则每个灯泡的实际功率：。
故答案为：串联；0.45。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率的相关计算，难度适中。
3．（2024 浙江模拟）如图所示，电源电压不变，R1＝6Ω，R2＝4Ω。
（1）当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A，电路总电阻是 10 Ω，电源电压为 6 V。
（2）当开关S1、S2和S3都闭合时，电流表示数为1.5A，此时通过R1的电流是 1 A，10s内电流通过灯泡L做的功为 30 J。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）先根据开关的闭合和断开可以判定串并联，再根据两电阻串联后的总阻值等于两电阻之和即可求得总电阻，最后根据欧姆定律的变形公式U＝IR即可求解电源电压。
（2）先根据开关的闭合和断开可以判定串并联，再根据欧姆定律I即可求得通过R1的电流，根据并联电路中电流的特点即可求得通过灯泡的电流，最后根据W＝UIt即可求得10s内电流通过灯泡L做的功。
【解答】解：（1）当开关S1闭合，S2、S3断开时，R1与R2组成串联电路，
则电路中的总电阻＝R1+R2＝6Ω+4Ω＝10Ω；
根据欧姆定律I即可得：U＝IR，
则U总＝I总 R总＝0.6A×10Ω＝6V。
（2）当开关S1、S2和S3都闭合时，R2短路，R1与L组成并联电路；
根据欧姆定律I可得：I11A；
则通过L的电流为：IL＝I﹣I1＝1.5A﹣1A＝0.5A；
则WL＝UILt＝6V×0.5A×10s＝30J。
故答案为：（1）10，6．（2）1，30。
【点评】解决本题的关键是要根据开关的状态来判断各个电器是串联还是并联；判定串并后再根据串并电路的特点来解答。
4．（2024秋 路桥区期末）滥用远光灯失德又违法。夜间行车正确使用远光灯，可以起到扩大观察视野的作用。但对面有车或行人时，远光灯容易扰乱路人以及对面车辆驾驶员的视线而存在安全隐患。如图甲所示是某汽车大灯的灯泡示意图，A和B是灯泡内的2条灯丝，S为扇形旋钮开关。当切换到近光灯挡位时大灯只有一条灯丝通电工作，切换到远光灯挡位时大灯的两条灯丝同时通电工作。
（1）当切换到远光灯时，开关S与触点 3和4 （选填“1和2”“2和3”或“3和4”）接触；
（2）司机某次用车10分钟，车灯的功率与时间的关系如图乙所示，已知电源电压保持12V不变，则灯丝A的电阻为多少？（不考虑温度变化对电阻的影响）
（3）请计算10分钟内大灯消耗的电能为多少？
【答案】（1）3和4；
（2）司机某次用车10分钟，车灯的功率与时间的关系如图乙所示，已知电源电压保持12V不变，则灯丝A的电阻为2.4Ω；
（3）请计算10分钟内大灯消耗的电能为45600J。
【分析】（1）开关S与触点1、2接触时，电路未接通；
当开关S与触点2、3接触时，只有B灯丝通电工作，电路中电阻较大，由P可知，电功率教小，大灯处在近光灯照明；
当开关S与触点3、4接触时，A、B灯丝并联同时通电工作，根据并联电路的特点可知，此时电路中的总电阻较小，由P可知，电路中的总功率较大，大灯处在远光灯照明；
（2）当大灯处在近光灯照明时，电功率为40W；当大灯处在远光灯照明时，电功率为100W，根据PA＝P﹣P′得出灯丝A的电功率，根据P可知灯丝A的电阻；
（3）根据W＝Pt可知10分钟内大灯消耗的电能。
【解答】解：（1）开关S与触点1、2接触时，电路未接通；
当开关S与触点2、3接触时，只有B灯丝通电工作，电路中电阻较大，由P可知，电功率教小，大灯处在近光灯照明；
当开关S与触点3、4接触时，A、B灯丝并联同时通电工作，根据并联电路的特点可知，此时电路中的总电阻较小，由P可知，电路中的总功率较大，大灯处在远光灯照明；
（2）当大灯处在近光灯照明时，电功率为40W；
当大灯处在远光灯照明时，电功率为100W，灯丝A的电功率PA＝P﹣P′＝100W﹣40W＝60W，
根据P可知灯丝A的电阻RA2.4Ω；
（3）根据W＝Pt可知10分钟内大灯消耗的电能W＝W1+W2＝40W×4×60s+100W×6×60s＝45600J；
答：（1）3和4；
（2）司机某次用车10分钟，车灯的功率与时间的关系如图乙所示，已知电源电压保持12V不变，则灯丝A的电阻为2.4Ω；
（3）请计算10分钟内大灯消耗的电能为45600J。
【点评】本题考查电功率的计算，是一道综合题。
5．（2024 金华一模）我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，华为“Mate60pro”不仅采用超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到10分钟可把电池电量充达一半以上，极大方便了人们的使用。该电池的部分参数如表所示，小科家有一个标有“66瓦”字样的超级快速充电器，他认为充电过程功率应该不是保持全程66瓦，他测量出充电过程中充电器输出的电流和电压，并绘制图像如图所示。
电池名称 锂电子电池
电压 3.7伏
容量 5000毫安 时
完成下列问题：
（1）该手机电池充满电时储存的电能为多少？
（2）利用测量得出的数据，通过计算来证明小科的猜测是否正确。
（3）该手机充电器还支持“5V 4.5A”“4.5V 5A”这两种输出规格，选用的充电线一样，则在充电的过程中哪种充电器的充电效率会更高？从能量转化的角度分析。
【答案】（1）该手机电池充满电时储存的电能为6.66×104J；
（2）见解答。
（3）规格为“5V4.5A”的充电器的充电效率会更高。
【分析】（1）根据W＝UIt计算手机电池充满电时储存的电能；
（2）根据图象分析各个时段的电流和电源，根据P＝UI计算功率，得出结论；
（3）根据焦耳定律Q＝I2Rt分析产生的热量多少，热量越多，效率越低。
【解答】解：（1）该手机电池电压U＝3.7V，容量5000毫安 时，充满电时储存的电能：
W＝UIt＝3.7V×5000×10﹣3A×3600s＝6.66×104J；
（2）根据图像知，充电器的5～10分功率：P＝UI＝11V×4A＝44W；充电器的10～20分功率：P＝UI＝11V×2A＝22W；所以充电过程功率不是保持全程66W；
（3）因为“输出5V4.5A”的充电器的充电电流更小，根据焦耳定律公式Q＝I2Rt可知，当选用的充电线一样，电阻和通电时间相同时，电流越小产生的热量越小，充电过程中的能量损耗更少，所以充电效率更高。
故选择规格为“5V4.5A”的充电器的充电效率会更高。
答：（1）该手机电池充满电时储存的电能为6.66×104J；
（2）见解答。
（3）规格为“5V4.5A”的充电器的充电效率会更高。
【点评】本题考查电能、电功率与热量的分析算，属于中档题。
02 电功、电功率常见问题
1、比较功大小时，若是串联常用W=I2Rt来取W1/W2比值，反之常用W=U2t/R并进一步进行其他运算。
2、求最大功率或不同档位用电器（电热器）问题时，常用P=U2/R分析，当并联时电阻最小，功率最大；串联时电阻最大，功率最小，再根据题意求相关量。
3、若关于小灯泡等实际功率随着温度改变而变化时，根据实际电流或电压求电阻，再求其他量。
例题展示
1．（2024秋 拱墅区校级期末）如图甲是一种电热膜，工作时能自动控温。其构造是在绝缘薄膜表面，将多条薄的导电墨线两端与金属导线相连，如图乙。该电热膜的额定电压为220V，导电墨线电阻随温度变化图象如图丙，有关电热膜说法正确的是（ ）
A．导电墨线间以串联的方式连接
B．若实际电压小于220V时，温度稳定后的实际功率可能大于额定功率
C．工作时通过导电墨线的电流始终不变
D．当温度到达t0并继续升温时，发热功率会急剧减小
【答案】D
【分析】（1）由图乙可知，各条导电墨线是并列连接的，据此判断；
（2）若实际电压小于220V，根据P进行分析；
（3）由图丙可知，导电墨线的电阻随温度的变化而变化，根据I进行分析判断；
（4）由图丙知，当温度到达t0并继续升温时，电热膜的电阻会急剧增大，根据P进行分析判断。
【解答】解：A、由图乙可知，各条导电墨线是并列连接的，故各导电墨线是并联的，故A错误；
B、若实际电压小于220V，根据P可知，温度稳定后实际功率小于额定功率，故B错误；
C、由图丙可知，导电墨线的电阻随温度的变化而变化，根据I可知，在电压不变时，通过各导电墨线的电流是变化的，故C错误；
D、由图丙知，当温度到达t0并继续升温时，电热膜的电阻会急剧增大，根据P可知，发热功率会急剧减小，故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查了串、并联电路的概念与辨别、额定功率和实际功率、欧姆定律、电功率公式的应用，小有难度，属常规题型。
2．（2024 台州三模）某同学利用如图所示的电路测小灯泡的电功率。电源电压恒为3伏，小灯泡上标有“2.5伏，0.5瓦”字样，灯丝阻值会随着温度的变化而变化。实验获得系列数据绘制出了电路总功率PB、小灯泡功率P1、电压表V1示数U1、电压表V2 示数U2随电流I变化的图像。其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【分析】（1）由图可知，电压表为V1测的是灯泡的电压，电压表V2测的是滑动变阻器的电压。电路的总功率P＝UI，电源电压不变，P与I的比值是一个定值，图像是一条过原点的直线。结合图中的数据可判断正确与否。
（2）灯泡的功率P＝I2R，灯泡的电阻是变化的，因此功率与电流的图像不是一条直线。
（3）当电路中电流增大时，灯泡的功率增大，温度升高，灯丝的电阻增大，电压增大。当灯泡电压为2.5V时，正常发光，可以计算此时的电流。
（4）当电路中电流增大时，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，滑动变阻器两端电压也减小。
【解答】解：A.电源电压恒为3伏，当电路中的电流为0.2A时，电路的总功率P＝UI＝3V×0.2A＝0.6W，故A错误。
B.灯泡的功率P＝I2R，灯泡的电阻是变化的，因此功率与电流的图像不是一条直线。故B错误。
C.当电路中电流增大时，灯泡的功率增大，温度升高，灯丝的电阻增大，电压增大。当灯泡电压为2.5V时，正常发光，灯泡电流I0.2A。故C正确。
D.由图可知，灯泡和滑动变阻器串联，当电路中电流增大时，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，滑动变阻器两端电压减小。故D错误。
故选：C。
【点评】此题考查串联电路的动态分析和电功率的计算。关键是结合题意判断各个物理量之间的影响关系。
3．（2024 浙江模拟）如图所示电路中，电源电压恒为3V，R1＝10Ω，R2是规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器。闭合开关S后，在向左移动滑片P的过程中，电路总功率最小为 0.3W ，R1的最大功率是 0.9W 。
【答案】0.3W；0.9W。
【分析】（1）当滑片P在最右端时，R2连入电路的阻值最大，电路的总电阻最大，根据P可知此时电路总功率最小，据此计算；
（2）当滑片P移动到最左端时，为R1的简单电路，R1的电压最大，其消耗的电功率最大，根据P求R1的最大功率。
【解答】解：当滑片P在最右端时，R2连入电路的阻值最大，电路的总电阻最大，根据P可知此时电路总功率最小，为P小0.3W；
当滑片P移动到最左端时，电路为R1的简单电路，R1两端的电压最大，根据P可知此时其消耗的电功率最大，则R1的最大功率：P1大0.9W。
故答案为：0.3W；0.9W。
【点评】此题考查了电功率公式的应用，难度不大，属基础题。
4．（2023秋 海曙区期末）如图所示的电路，电源电压恒为6V，R0是阻值为3Ω的定值电阻，Rx为滑动变阻器。闭合开关S，把滑动变阻器的滑片P从滑动变阻器上某位置移到A端或B端的过程中，电压表示数都变化了2V。在滑片P滑动过程中，电路的最大电功率为 12W ，R0的最大电功率与最小电功率的比值为 9：1 。
【答案】12W；9：1。
【分析】（1）当滑动变阻器滑片移到A端时，电路为只有R0的简单电路，此时R0功率最大，根据P＝UI求出最大功率；
（2）当滑动变阻器滑片移到B端时，R0与滑动变阻器最大阻值串联，此时R0功率最小，根据电压表示数的变化结合P＝UI求出最小功率，然后求出R0的最大电功率与最小电功率的比值。
【解答】解：当滑动变阻器滑片移到A端时，电路为只有R0的简单电路，此时电路的功率最大，根据P＝UI可知，最大功率为：
P大12W；
当滑动变阻器滑片移到B端时，R0与滑动变阻器最大阻值串联，此时R0功率最小；
当滑动变阻器的滑片P从滑动变阻器上某位置移到A端时电压表示数变化了2V，此时电路为只有R0的简单电路，电压表测电源电压，说明滑动变阻器的滑片没有移动之前电压表示数为4V；
当滑动变阻器的滑片P从滑动变阻器上某位置移到B端时电压表示数也变化了2V，此时R0与滑动变阻器最大阻值串联，电压表测R0两端电压，根据串联电路电压规律可知，此时R0两端电压为4V﹣2V＝2V，
则最小功率为：
P小W，
故R0的最大电功率与最小电功率的比值为：
P大：P小＝12W：W＝9：1。
故答案为：12W；9：1。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，关键是确定电压表示数的变化。
举一反三
1．（2024秋 北仑区期末）有两只灯泡L1和L2分别标有“110V40W”“110V60W”字样，若不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．两灯都正常工作时，L1更亮
B．串联接在110V的电源上，L1的实际功率大
C．两灯正常工作时，L2消耗的电能一定更多
D．串联接在220V电源上，都能正常发光
【答案】B
【分析】（1）两灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，实际功率等于额定功率大小，实际功率越大，灯越亮；
（2）根据W＝Pt分析比较电能多少；
（3）根据P比较两灯泡的电阻关系，根据串联电路的分压特点可知两灯泡两端的电压和额定电压之间的关系，然后判断两灯泡是否正常发光；
（4）两灯泡串联在110V的电路中时，通过它们的电流相等，根据P＝UI＝I2R可知它们的实际功率关系。
【解答】解：
A．正常发光时两灯泡的电压和额定电压相等，L1的实际功率小于L2的实际功率，L2更亮，故A错误；
C．根据W＝Pt知，电能不仅与功率有关，还与时间有关，由于时间未知，无法比较电能多少，故C错误；
D．灯泡铭牌可知，两灯泡额定电压相等，P1＜P2，由P＝UI的变形式R可知，R1＞R2，由串联电路的分压特点可知，两灯泡串联在220V的电路中时，灯泡两端电压不等于其额定电压，灯泡不能正常工作，故D错误；
B．两灯泡串联在110V的电路中时，通过它们的电流相等，根据P＝UI＝I2R可知，P1实＞P2实，故B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了电功率公式和串联特点的灵活应用，关键是知道额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等。
2．（2023秋 江北区期末）如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为45圈和35圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1并联在电路中，工作相同时间，下列说法正确的是（ ）
A．R1消耗的电能小于R2消耗的电能
B．R1的电功率大于R2的电功率
C．通过R1的电流等于通过R2的电流
D．R1两端的电压大于R2两端的电压
【答案】A
【分析】导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关；并联各支路两端的电压相等；
（1）根据W＝UItt，比较两个电阻消耗电能的多少；
（2）由根据P＝UI，比较两个电阻消耗电功率的大小；
（3）根据欧姆定律比较两个电阻中通过电流的大小；
（4）并联各支路两端的电压相等。
【解答】解：导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关，材料相同的电阻丝，电阻丝越长、越细，电阻越大，所以R1＞R2；并联各支路两端的电压相等；将R1、R2并联在电路中，工作相同时间：
A、由W＝UItt，R1消耗的电能：W1t，R2消耗的电能：W2t，W1＜W2，即R1消耗的电能小于R2消耗的电能，故A正确；
B、由P＝UI，R1消耗的电功率：P1，R2消耗的电功率：P2，P1＜P2，即R1的电功率小于R2的电功率，故B错误；
C、由欧姆定律可得，通过R1的电流：I1，通过R2的电流：I2，I1＜I2，通过R1的电流小于通过R2的电流，故C错误；
D、并联各支路两端的电压相等，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查并联电路规律、欧姆定律、电功（电能）和电功率公式的应用，是基础题。
2．（2023秋 余杭区月考）如图所示，灯泡L1标有“6V 3W”、L2标有“6V 2W”字样，电源电压6V恒定。闭合开关S，忽略温度对灯丝电阻的影响，则甲图中L1消耗的实际功率为 3 W，相同时间两个电路消耗的电能之比为 25：6 。
【答案】3；25：6。
【分析】电源电压6V恒定，甲图中灯泡L1与灯泡L2并联，因此两灯泡两端的电压均等于6V，为额定电压，两灯消耗的实际功率此时等于额定功率；
根据R分别求出灯泡L1的电阻和灯泡L2的电阻；
乙图中灯泡L1与灯泡L2串联，根据I求出电路中的电流，再根据P＝UI得出总功率，利用W＝Pt得出相同时间两个电路消耗的电能之比。
【解答】解：电源电压6V恒定，甲图中灯泡L1与灯泡L2并联，因此两灯泡两端的电压均等于6V，为额定电压，
则L1消耗的实际功率此时等于额定功率，为3W；
L2消耗的实际功率此时等于额定功率，为2W；
总功率P甲＝P1+P2＝3W+2W＝5W；
灯泡L1的电阻为：R112Ω；
灯泡L2的电阻为：R218Ω；
乙图中灯泡L1与灯泡L2串联，电路中的电流为：I0.2A；
乙图中总功率P乙＝UI＝6V×0.2A＝1.2W；
根据W＝Pt可知，相同时间两个电路消耗的电能之比为：25：6。
故答案为：3；25：6。
【点评】此题考查了用电器的额定功率与实际功率、电功率公式的应用、串并联电路中电流、电压、电阻的规律、欧姆定律，涉及知识点较多，但难度不是太大。
3．（2024 瓯海区校级模拟）如图是一种调温型电热毯的电路示意图，R1和R2是两根相同的电热丝。图中虚线框内是“三刀四挡”滑动式调温开关，“三刀”（即AB、CD、EF三个滑片）只能同时并排向左或向右滑动，使开关处于“1”、“2”、“3”、“4”挡中的某一挡位上。当开关处于“4”挡时，电热毯不发热；当开关处于其他三挡中的某一挡位时，电热毯的最小发热功率为40W。
（1）开关处于“3”挡时，电热毯的发热功率为 40 W。
（2）开关处于“2”挡时，电热毯工作30分钟所用消耗的电能为 1.44×105 J。
【答案】（1）40；（2）1.44×105。
【分析】（1）由图可知，开关处于“1”挡时，电路为R1和R2并联，电路中的电阻最小，由P＝UI可知，电路消耗的电功率最大；开关处于“2”挡时，电路为R2接在电源两端的简单电路；开关处于“3”挡时，电路为R1和R2串联，电路中的电阻最大，由P可知，电路消耗的电功率最小，据此作答；
（2）由W＝Pt计算电热毯工作30分钟所用消耗的电能。
【解答】解：（1）由图可知，开关处于“1”挡时，电路为R1和R2并联，电路中的电阻最小，由P＝UI可知，电路消耗的电功率最大；
开关处于“2”挡时，电路为R2接在电源两端的简单电路；
开关处于“3”挡时，电路为R1和R2串联，电路中的电阻最大，由P可知，电路消耗的电功率最小，由题意可知最小功率为：P340W；
（2）开关处于“2”挡时，电路为R2接在电源两端的简单电路，电路消耗的电功率：P22P3＝2×40W＝80W；
由W＝Pt可得，电热毯工作t＝30min＝1800s所用消耗的电能：W＝P2t＝80W×1800s＝1.44×105J。
故答案为：（1）40；（2）1.44×105。
【点评】本题考查电路连接、电功率和电功（电能）计算公式的应用，是基础题，识别电路是关键。
03 电热器挡位分析
1、多开关类
电路图 档位分析 表达式
闭合S：电路只有R2 高温档 P高=
断开S：R1和R2串联 低温档 P低=
闭合S、S1：R1和R2并联 高温档 P高=+
只闭合S：电路只有R1 低温档 P低=
只闭合S1：电路只有R1 低温档 P低=
只闭合S2：电路只有R2 中温档 P中=
闭合S1、S2：R1和R2并联 高温档 P高=+
2、多触点开关类
电路图 档位分析 表达式
接0、1：不工作 /
接1、2：电路只有R1 低温档 P低=
接2、3：R1和R2并联 高温档 P高=+
3、旋钮开关类
电路图 档位分析 表达式
接1：R1和R2串联 低温档 P低=
接2：电路只有R2 高温档 P高=
接1：R和R串联 低温档 P低=
接2：电路只有R 中温档 P中=
接3：R和R并联 高温档 P高=+
4、单刀双掷开关类
电路图 档位分析 表达式
闭合S1 S2接a：R1和R2并联 高温档 S2接b：电路只有R1 中温档 P高=+ P中=
断开S1 S2接a：不工作 S2接b：R1和R2串联 低温档 P低=
例题展示
1．（2023 西湖区校级二模）如图是家里电热锅的工作原理图，电热锅有高中低三挡功率。则下列判断正确的是（ ）
A．开关S1接a，S2闭合，电热锅处于低温挡
B．开关S1接b，S2断开，电热锅处于高温挡
C．开关S1接b，S2闭合，电热锅中温挡
D．开关S1接 a，S2断开，电热锅处于高温挡
【答案】C
【分析】电源的电压一定时，分析电路的组成，由P可知电热锅处于的状态。
【解答】解：
电源的电压一定时，由P可知：
当开关S1接 a，S2断开，电路未接通，故D错误；
当开关S1接b，S2断开，两电阻串联，根据串联的电阻规律，总电阻最大，电功率最小，处于低温挡；
当开关S1接b，S2闭合，电路中只有一根电阻丝，此时处于中温挡；
当开关S1接a，S2闭合，两电阻并联，根据电阻的并联规律，总电阻最小，电功率最大，处于高温挡；
故C正确、AB错误；
故选：C。
【点评】此题考查了对电路的分析，关键是能够根据功率的公式P及串并联电路的电阻关系判断出中温挡、高温挡和低温挡。
2．（2024秋 江北区期末）如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。若R2＝2R1，水龙头在温水挡正常工作时电功率为1100W，电源电压恒为220V，则以下说法正确的是（ ）
A．电热丝电阻R1＝44Ω
B．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W
C．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联
D．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水
【答案】B
【分析】（1）由图乙可知，当扇形开关S接1、2时，电路断开，当扇形开关S接2、3时，只有R2工作，当扇形开关S接3、4时，R1、R2并联，根据并联电路的特点和P可知电热水龙头冷水、温水、热水挡的电路连接；根据温水挡功率和P可求出R2的阻值，根据R1、R2的关系可求出R1的阻值；
（2）根据P可求出水龙头在热水挡正常工作时的功率。
【解答】解：ACD、由图乙可知，当扇形开关S接1、2时，电路断开，水龙头处于冷水挡；
当扇形开关S接3、4时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P可知，电路的总功率最大，水龙头处于热水挡；
当扇形开关S接2、3时，只有R2工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，水龙头处于温水挡，
由P可知，R2的阻值：R244Ω，
根据题意可知，R2＝2R1，则R1的阻值：R1R244Ω＝22Ω，故ACD错误；
B、水龙头在热水挡正常工作时的功率：P热3300W，故B正确。
故选：B。
【点评】本题考查并联电路的特点以及电功率公式的灵活运用，属于电功率多挡位问题，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
3．（2020秋 东阳市校级期中）如图是某款电热水龙头的电路原理图。R1、R2为电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡之间的切换。当开关同时接触2、3触点时，水龙头放出的是 温 水（选填“冷”、“温”“热”）。若R2＝2R1，水龙头在温水挡正常工作时电功率为2000W，则它在热水挡正常工作1min消耗的电能为 1.8×105 J。
【答案】见试题解答内容
【分析】根据P分析解答，分析功率大小，确定状态；
利用W＝Pt求出正常工作时消耗的电能。
【解答】解：当开关同时接触1、2触点时，两电阻处于断路状态，电功率为零，水龙头出冷水；
当开关同时接触2、3触点时，电路中只有R1接入电路，电路中的电阻较大，根据P可知，在电压一定时，电功率较小，处于保温状态，水龙头放出的是温水；
当开关同时接触3、4触点时，两电阻并联，电路中电阻最小，电功率最大，处于加热状态，水龙头出热水；
因为R2＝2R1，由P可知，当电压相等时，R2消耗的功率为R1的，故R2功率为P22000W＝1000W，
加热挡位时的总功率为：P＝P1+P2＝2000W+1000W＝3000W，
在加热挡正常工作1min消耗的电能为：W＝Pt＝3000W×60s＝1.8×105J。
故答案为：温；1.8×105
【点评】此题主要考查学生对于电功率的理解，结合实际电路分析用电器的状态是能力的考查。
4．（2025 萧山区校级一模）图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景，打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化。加热电路简化后如图乙所示，电源电压恒为6V，R1和R2为发热电阻丝，只闭合S1时低温挡工作，S1、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4：3，R1＝4Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化，求：
（1）低温挡工作时，通过R1的电流；
（2）低温挡的功率；
（3）R2的电阻值。
【答案】1）通过R1的电流为1.5A；
（2）低温挡的功率为9W；
（3）R2的电阻值为12Ω。
【分析】（1）低温挡时根据I，求出此时线路中的电流。
（2）低温挡R1及两端电压已知，根据P＝I2R，求出此时的电功率。
（3）根据高温挡和低温挡的功率比为4：3，可求出高档时的电功率和R2的功率，根据R求出R2
【解答】解：（1）电源电压恒为6V，R1＝4Ω，则通过R1的电流为：
I11.5A；
（2）只闭合S1时低温挡工作，此时电路为只有R1的简单电路，则低温挡的功率为：
P低9W；
（3）因为高温挡和低温挡的功率比为4：3
所以P高P低9W＝12W，
S1、S2都闭合时为高温挡，此时R1、R2并联，因R1前后电压不变，电阻不变，所以功率不变，故R2的功率为：
P2＝P高﹣P低＝12W﹣9W＝3W，
则R2的电阻值为：
R212Ω。
答：（1）通过R1的电流为1.5A；
（2）低温挡的功率为9W；
（3）R2的电阻值为12Ω。
【点评】本题考查欧姆定律和电功率公式的应用，题目比较简单。
5．（2024 舟山三模）张丽买了一个三挡电暖宝，电暖宝内部装有某种浓度的氯化钠水溶液充当保热介质，电热丝产生的热量全部被保热介质吸收。其电路图如图所
示，R1、R2都是电热丝，电源电压保持36V不变。
（1）当S1闭合，S2接a时为中温挡，此时电暖宝的功率为18W，求R1的阻值为多少？
（2）当S1闭合，S2接b时为高温挡，此时电暖宝的功率为45W，求电路中的总电流和R2的阻值为多少？
（3）若用高温挡给保热介质加热，5分钟内使氯化钠水溶液的温度上升了5℃．那么该电热宝内0.9kg的氯化钠水溶液的比热容为多少？
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）当S1闭合，S2接a时，电路为R1的简单电路，根据R求出R1的阻值；
（2）当S1闭合，S2接b时，两电阻并联，根据I求出干路中的电流，再根据欧姆定律求出通过R1的电流，再利用并联电路电流的规律求出通过R2的电流，最后根据欧姆定律的变形公式求出R2的阻值；
（3）先根据W＝Pt求出电路消耗的电能率，然后根据吸收的热量等于消耗的电能，再利用吸热公式的变形公式即可氯化钠水溶液的比热容。
【解答】解：（1）中温挡工作时，R2被短路，P1＝18W，U＝36V，则R1的阻值：R172Ω；
（2）高温挡工作时，R1和R2并联，P2＝45W，则
I总1.25A，
I10.5A，
I2＝I总﹣I1＝1.25A﹣0.5A＝0.75A，
R248Ω；
（3）5min消耗的电能：W＝Pt＝45W×300s＝13500J；
∵W＝Q吸，Q吸＝cmΔt
∴c3000J/（kg ℃。
答：（1）R1的阻值为72Ω；
（2）高温挡时电路中的总电流为1.25A，R2的电阻为48Ω；
（3）氯化钠水溶液的比热容为3000J/（kg ℃）。
【点评】本题考查了并联电路的特点、吸热公式和电功率公式的灵活运用，关键是灵活选择计算公式。
6．（2024 杭州模拟）图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合），R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用，发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动触头接触，0档为断开状态，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ档是不同功率的挡位，电热丝被均分为四节接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。
（1）S1从0档转到Ⅰ档开始工作，温控开关S2的状态是 闭合 （选填“断开”或“闭合”）。
（2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是 热传递 （选填“做功”或“热传递”）。
（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ档时功率最大，则接线柱a、b、c中连入电路的应该是 b、c 。
（4）已知电火锅Ⅳ档加热功率为1000瓦，若电火锅在Ⅲ档工作5分钟，求发热管消耗的电能。
【答案】（1）闭合；（2）热传递；（3）b、c；（4）电火锅在Ⅲ挡工作5分钟，发热管消耗的电能为1.5×105J。
【分析】（1）根据“当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合”分析S1从0挡转到Ⅰ挡开始工作，温控开关S2的状态；
（2）做功和热传递都可以改变物体的内能，它们的主要区别是：做功是能量的转化，而热传递是能量的转移；
（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ挡时功率最大。根据P可知，在Ⅳ挡时连入电路的电阻最小，从而判断接线柱的连接情况；
（4）根据P可求出Ⅳ挡加热时的电阻，从而确定Ⅲ挡工作时的电阻，根据W＝UItt求出此时发热管消耗的电能。
【解答】解：（1）因为当锅体温度达到设定值时温控开关自动断开，当锅体温度低于一定值时温控开关自动闭合，所以S1从0挡转到Ⅰ挡刚开始工作，温度较低，温控开关S2的状态是闭合的；
（2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是热传递；
（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ挡时功率最大。由P可知，在Ⅳ挡时连入电路的电阻最小，则应将b、c连入电路；
（4）已知电火锅Ⅳ挡加热功率为1000瓦，则Ⅳ挡加热时的电阻为：RⅣ48.4Ω，
所以Ⅲ挡工作时的电阻为：RⅢ＝2RⅣ＝2×48.4Ω＝96.8Ω，
所以电火锅在Ⅲ挡工作5分钟消耗的电能为：W＝UIⅢtt5×60s＝1.5×105J。
故答案为：（1）闭合；（2）热传递；（3）b、c；（4）电火锅在Ⅲ挡工作5分钟，发热管消耗的电能为1.5×105J。
【点评】本题主要考查了电路分析、改变内能的方式、电功率公式及电能公式的理解与应用，综合性强。
7．（2024 温州模拟）在学校创新比赛中，小龙设计了一个多挡位电热水器。其工作电路图如图甲所示，R1和R2是两根电热丝，旋转开关如图乙所示，内有一块绝缘圆盘，圆盘的边缘共有10个金属触点（触点编号与电路图对应，编号相同的触点用导线连接）。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，可以将相邻的触点连接。当旋钮上的箭头指向图中位置D，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四挡的加热功率。他设计的四挡加热功率如表所示：
温度挡位 高温 中温1 中温2 低温
加热功率/W 1100 660
（1）旋钮上的箭头指向D位置时，电热水器处于高温挡，两根电热丝 并联 。（选填“串联”或“并联”）
（2）若四挡加热功率依次递增，计算电热丝R1和R2的阻值各是多少？
（3）该电热水器低温挡时的加热功率是多少？
【答案】（1）并联；
（2）电热丝R1的阻值是73Ω；电热丝R2的阻值是110Ω；
（3）低温挡的加热功率是264W。
【分析】（1）旋钮上的箭头指向D位置时，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通，此时电热丝R1和R2并联接入电路；
（2）旋钮上的箭头指向D位置时，电热丝R1和R2并联接入电路；旋钮上的箭头指向C位置时，电热丝R1接入电路；旋钮上的箭头指向B位置时，电热丝R2接入电路；旋钮上的箭头指向A位置时，电热丝R1和R2串联接入电路；根据P＝UI可知，当电源电压一定时，电路中的电阻越大，功率越小，电阻越小，功率越大；根据串联电路电阻规律可知串联电路的总电阻大于任意一个串联导体的电阻、根据并联电路电阻规律可知并联电路的总电阻小于任意一条支路的电阻，由此可知，旋钮上的箭头指向D时，加热功率最大，电热水器处于高温挡，
如果要实现旋转开关沿某个方向转动时，加热功率依次递增可知，旋钮上的箭头指向A位置时，加热功率最小，电热水器处于低温挡；旋钮上的箭头指向B位置时，电热水器处于中温1挡；旋钮上的箭头指向C位置时，电热水器处于中温2挡，由中温挡1和中温挡2的功率，根据P＝UI可求出R1、R2的阻值；
（3）根据串联电路电阻规律可求出R1、R2串联后的总电阻，根据P＝UI可求出低温挡的加热功率。
【解答】解：（1）旋钮上的箭头指向D位置时，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通，此时电热丝R1和R2并联接入电路；
（2）旋钮上的箭头指向D位置时，电热丝R1和R2并联接入电路；
旋钮上的箭头指向C位置时，只有电热丝R1接入电路；
旋钮上的箭头指向B位置时，只有电热丝R2接入电路；
旋钮上的箭头指向A位置时，电热丝R1和R2串联接入电路；
根据P＝UI可知，当电源电压一定时，电路中的电阻越大，功率越小，电阻越小，功率越大；
根据串联电路电阻规律可知串联电路的总电阻大于任意一个串联导体的电阻、根据并联电路电阻规律可知并联电路的总电阻小于任意一条支路的电阻，
由此可知，旋钮上的箭头指向D时，加热功率最大，电热水器处于高温挡，
如果要实现旋转开关沿某个方向转动时，加热功率依次递增可知，
旋钮上的箭头指向A位置时，加热功率最小，电热水器处于低温挡；
旋钮上的箭头指向B位置时，电热水器处于中温1挡，
旋钮上的箭头指向C位置时，电热水器处于中温2挡，
由中温挡1的功率P中1＝660W，根据P＝UI可得，电热丝R2的阻值：R273Ω，
由高温挡的功率P高＝1100W，根据P＝UI可得，电热丝R1和R2的总电阻：R总44Ω；
根据得，110Ω；
（3）电热丝R1、R2串联后的总电阻R总'＝R1+R2＝73Ω+110Ω＝183Ω，低温挡的加热功率：P低＝UI264W。
答：（1）并联；
（2）电热丝R1的阻值是73Ω；电热丝R2的阻值是110Ω；
（3）低温挡的加热功率是264W。
【点评】本题主要考查电功率公式的应用，欧姆定律的应用，其中分析旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，电热水器处于什么挡位是解题的关键，也是难点。
举一反三
1．（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
【分析】（1）甲图中，开关S、S1均闭合时，电路为R1的简单电路；开关S闭合、S1断开时R1与R2串联，根据电阻的串联和P＝UI比较两种情况下电路的总功率，总功率大的处于高温挡，反之处于低挡位；
（2）知道功率和电压用P＝UI求出R3的阻值；
（3）利用W＝Pt计算出暖风机所消耗的电能。
【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：R34.8Ω，故C错误；
D、图乙中，暖风机高温挡总功率为200W，
则在高温挡工作1分钟，暖风机所消耗的电能：W＝P高温t＝200W×60s＝1.2×104J，故D正确。
故选：C。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和电功率公式的应用，关键是电热器处于不同状态时电路连接方式的判断，有一定的难度。
2．（2025 绍兴模拟）如图是某电热水壶内部电加热器原理电路，它有“加热”和“保温”两挡，开关S断开时，电水壶处于 保温 挡。已知该电热水壶处于“加热”挡，通电0.1h可使标有1200imp/（kW h）的电能表指示灯闪烁120次，则消耗的电能为 0.1 kW h，电热水壶“保温”挡功率为100W，则R2＝ 435.6 Ω。
【答案】保温；0.1；435.6。
【分析】（1）开关S断开时，两个电阻串联，电路的总电阻最大，由P可知总功率最小，处于保温挡；S闭合时，只有R1的简单电路，电路的总电阻最小，由P可知总功率最大，处于高温挡；
（2）“1200imp/kW h”表示电路中用电器每消耗1kW h的电能，电能表的指示灯闪烁120次，据此得出指示灯闪烁120次消耗的电能，根据P求出高温挡的功率，根据P变形可求出R1的阻值和保温时总电阻，由电阻的串联得到R2的阻值。
【解答】解：开关S断开时，两个电阻串联，电路的总电阻最大，由P可知总功率最小，处于保温挡；S闭合时，只有R1的简单电路，电路的总电阻最小，由P可知此时总功率最大，处于高温挡；
消耗的电能：WkW h＝0.1kW h，
高温挡的功率：P高1kW＝1000W，
R1的阻值：R148.4Ω，
保温挡时总电阻：R484Ω，
R2的阻值：R2＝R﹣R1＝484Ω﹣48.4Ω＝435.6Ω。
故答案为：保温；0.1；435.6。
【点评】本题考查了串联电路的特点、电功率公式的应用以及挡位关系，综合性较强，有一定难度。
3．（2024 杭州模拟）如图甲是一只家用电吹风，内部有一根发热丝和一只电动风扇。
额定电压 220V
冷风功率 44W
热风功率 1200W
（1）洗完头后，用电吹风吹头发可以加快头发变干，这一过程中头发上的水分发生的物态变化是 汽化 。
（2）图乙是该吹风机的内部电路图，通过调节开关S1和S2实现冷风和热风两挡，电热丝应该接在位置 a 。（填“a”或“b”）。
（3）该电吹风的部分参数如表，若电动风扇的线圈内阻为10欧，正常吹热风100秒，电动风扇产生的机械能为 4360 焦。
【答案】（1）汽化；（2）a；（3）4360J。
【分析】（1）电吹风吹头发上的水的过程，是将液态水变成水蒸气的过程，物质从液态变为气态的过程叫做汽化；
（2）由于a和b并联，S闭合时，只有b部分工作，S1和S2都闭合时，a与b都工作，由电吹风无论处于那个挡位，其电动风扇都应处于工作状态，可得电动风扇应位于b位置，则其发热丝应位于a位置；
（3）电动风扇的功率即是表中冷风功率，据W＝Pt得电动风扇工作100秒，消耗的电能，根据焦耳定律得，电动风扇工作时产生的热量，据机械能＝电能﹣内能，求得产生的机械能。
【解答】解：（1）电吹风吹头发上的水的过程，是将液态水变成水蒸气的过程，物质从液态变为气态的过程叫做汽化；
（2）由于a和b并联，S闭合时，只有b部分工作，S1和S2都闭合时，a与b都工作，
由电吹风无论处于那个挡位，其电动风扇都应处于工作状态，可得电动风扇应位于b位置，则其发热丝应位于a位置；
（3）电动风扇的功率即是表中冷风功率，则电动风扇工作100秒，消耗的电能W电＝Pt＝44W×100s＝4400J，电动风扇工作时电流I0.2A，电动风扇工作时产生的热量Q＝I2Rt＝（0.2A）2×10Ω×100s＝40J，
电动风扇产生的机械能W机＝W﹣Q＝4400J﹣40J＝4360J。
故答案为：（1）汽化；（2）a；（3）4360J。
【点评】本题考查了物态变化、电路分析、电功的计算。
4．（2025 北仑区校级一模）如图甲所示是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能：高温炖，中温煮和低温熬。图乙是它的简化电路图，下表是该电炖锅的部分参数。
项目 参数
电源电压（V） 220
低温挡功率（W） 500
中温挡功率（W） 1000
高温挡功率（W）
（1）该电炖锅是利用电流的 热效应 工作的；
（2）开关S1断开、S2接A时，电炖锅为 低 （选填“高”、“中”或“低”）温挡；
（3）若电炖锅高温挡工作7分钟，求电炖锅消耗的电能；
（4）若家庭电路的电压是220伏，某插座的额定电流是5安，用该插座仅给电炖锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择 中 （选填“高”、“中”或“低”）温挡。
【答案】（1）热效应；（2）低；（3）电炖锅高温挡工作7分钟，电炖锅消耗的电能为8.4×105J；（4）中。
【分析】（1）电流的热效应：电流通过导体有热量产生；
（2）分析开关转换时电路的连接，根据串并联电路的电阻特点和P得出低温挡、高温挡、中温挡电路的连接方式；
（3）根据R和串联电路电阻规律计算电阻R2的阻值，根据P计算高温挡的功率，根据W＝Pt计算电炖锅高温挡工作7分钟电炖锅消耗的电能；
（4）根据W＝Pt可知电功率越大，加热越快，根据欧姆定律计算家庭电路的电压是220伏，电炖锅处于中温挡时通过电路的电流可知应选择的挡位。
【解答】解：（1）电炖锅是利用电流通过导体有热量产生，所以该电炖锅是利用电流的热效应工作的。
（2）由电路图可知，当开关S1 闭合，S2 接B时，电阻R1、R2 并联，电路中的总电阻最小，由P可知，总功率最大，所以此时电炖锅为高温挡；
当开关S1断开，S2 接A时，电阻R1、R2 串联，电路中的总电阻最大，由P可知，总功率最小，所以此时电炖锅为低温挡；
当开关S1闭合，S2 接A时，R2 被短路，只有电阻R1 接入电路，电炖锅处于中温挡；
（3）电阻R1、R2 串联的总电阻：R96.8Ω，
电阻R1的阻值：R148.4Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，电阻R2的阻值：R2＝R﹣R1＝96.8Ω﹣48.4Ω＝48.4Ω，
高温挡的功率：P2000W，
电炖锅高温挡工作7分钟，电炖锅消耗的电能：W＝Pt＝2000W×7×60s＝8.4×105J；
（4）家庭电路的电压是220伏，电炖锅处于中温挡时通过电路的电流：I5A，
根据W＝Pt可知电功率越大，加热越快，所以从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择中温挡。
答：（1）热效应；（2）低；（3）电炖锅高温挡工作7分钟，电炖锅消耗的电能为8.4×105J；（4）中。
【点评】本题是电热计算的综合性题目，题目有一定难度，需要仔细分析。
5．（2023 秀洲区校级一模）在综合实践活动中，小明设计了一种电热饮水机电路，如图甲所示，R1和R2均为电热丝，S2是自动控制开关，可实现“低挡”、“高挡”之间的转换，饮水机工作时功率随时间的关系图象如图乙所示。求：
（1）30min内电路消耗的总电能；
（2）饮水机工作时，通过电阻R1的电流；
（3）电阻R2的阻值。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）分析图乙，得出高挡功率、低挡功率，以及各自工作时间，利用W＝Pt求30min内电路消耗的总电能；
（2）分析图甲，得出当S1、S2都闭合时和当S1闭合、S2断开时的电路组成，得出哪个是高挡、哪个是低挡；利用P＝UI求通过R1的电流；
（3）从“低挡”到“高挡”，只是并联了R2，电源电压不变，R1的功率不变，可求R2的功率，再利用P求电阻R2的阻值。
【解答】解：
（1）由图乙知，高挡功率P高＝660W＝0.66kW，t1＝10minh；
低挡功率P低＝220W＝0.22kW，t2＝20minhh；
30min内电路消耗的总电能：
W＝W1+W2＝P高t1+P低t2
＝0.66kWh+0.22kWh
kW h3.6×106J
＝6.6×105J；
（2）由图甲可知，当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，电路中电阻较小，由P可知，电功率较大，为“高挡”；
当S1闭合、S2断开时，电路中只有R1，电路中电阻较大，由P可知，电功率较小，为“低挡”；
由P＝UI可得通过R1的电流：
I11A；
（3）从“低挡”到“高挡”，只是并联了R2，电源电压不变，R1的功率不变，则R2的功率：
P2＝P高﹣P低＝660W﹣220W＝440W，
由P可得：
R2110Ω。
答：（1）30min内电路消耗的总电能为6.6×105J；
（2）饮水机工作时，通过电阻R1的电流为1A；
（3）电阻R2的阻值110Ω。
【点评】本题考查了电能、电流和电阻的计算，分析电路图得出高、低挡的电路组成是关键，计算电能时注意灵活选择单位。
6．（2024 拱墅区一模）某电烤箱的额定电压为220V，通过旋转旋钮可实现高、中、低多挡位工作，其中高温挡的额定功率为1200W。此电烤箱内部结构及工作原理如图所示，R1、R2是发热电阻（R2＝2R1），虚线框为其金属外壳。旋钮开关由绝缘圆盘和可绕中心轴转动的旋钮组成，绝缘圆盘的左边内侧依次有金属触点①②③④（其中②③分别通过导线与R2、R1连通），绝缘圆盘的右边包有一金属板，旋钮的外部除两端各有一金属滑片外，其余为绝缘材料，旋钮内置连通两金属滑片的金属导体。旋转旋钮可将左边相邻的两个金属触点与右边的金属板连通，如图示位置，旋钮将金属触点①②与右边的金属板连通。
（1）P、Q两接头中， Q 与地线相连；若在电路中加一“限高温开关”，当电烤箱超过一定温度时能自动断开电路，则此开关应安装在 C （选填“A”“B”或“C”）处。
（2）求电烤箱在高温挡正常工作10分钟所消耗的电能。（写出计算过程）
（3）求R1的阻值。（写出计算过程）
【答案】（1）Q；C；（2）电烤箱在高温挡正常工作10分钟所消耗的电能7.2×105J。
（3）R1的阻值是60.5Ω。
【分析】（1）根据安全用电原则分析；
（2）已知高温挡的功率，根据公式W＝Pt可求得消耗的电能；
（3）当旋钮开关旋到位置①②时，电路中只有R2工作；当旋钮开关旋到位置②③时，电路中R1和R2并联，电烤箱处于高温挡；
R1和R2串联，电烤箱处于低温挡；当旋钮开关旋到位置③④时，电路中只有R1工作；R2＝2R1；根据P分析并联的电阻关系与电功率关系，得出R1的电功率，根据P计算电阻。
【解答】解：（1）虚线框为其金属外壳，金属外壳与接地线相连，所以P、Q两接头中，Q与地线相连。若在电路中加一“限高温开关”，当电烤箱超过一定温度时能自动断开电路，且必须开关接在火线上，则此开关应安装在C处。
（2）高温挡正常工作10分钟消耗的电能W＝P高t＝1200W×10×60s＝7.2×105J；
（3）当旋转旋钮可将左边相邻的两个金属触点与右边的金属板连通，如图示位置，旋钮将金属触点①②与右边的金属板连通时，电热器处于高温挡，电热器在高温挡时的功率为1200W，R2＝2R1；根据P，R1电功率是R2的2倍，且两者总功率为1200W，P1+P2＝1200W；
即P1P1＝1200W；P1＝800W；
根据P知，R60.5Ω。
故答案为：（1）Q；C；（2）电烤箱在高温挡正常工作10分钟所消耗的电能7.2×105J。
（3）R1的阻值是60.5Ω。
【点评】本题考查了电功公式和电功率公式以及安全用电的常识等，从图中获取有用的信息是关键。
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【中考主线·名师攻略】中考科学二轮题型解读与强化训练
专题06 电功和电功率 电热的计算
与欧姆定律结合：常与欧姆定律I=结合，通过已知的电压、电流、电阻等物理量，求解电功、电功率和电热。例如，在一个串联电路中，已知电源电压、两个电阻的阻值，要求某个电阻消耗的电功率，就需要先根据欧姆定律求出电路中的电流，再利用P=I2R计算电功率。
与电路知识融合：会与串联、并联电路的特点相结合。如在串联电路中，电流处处相等，总电压等于各部分电路电压之和；在并联电路中，各支路两端电压相等，干路电流等于各支路电流之和。通过这些电路特点，结合电功、电功率、电热公式，计算电路中不同位置的物理量。
常考题型：电能与电功的计算、电功率的计算、焦耳定律电热的计算、电功与电热的综合计算。
本册资料习题均选自：中考真题、最新模拟题、联考题、名校模拟题等...
1．（2025 绍兴模拟）如图所示，是“220V，15W”的LED灯和“220V，15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A．灯两端的实际电压：LED灯低于白炽灯
B．相同时间产生的内能：LED灯多于白炽灯
C．相同时间消耗的电能：LED灯少于白炽灯
D．电能转化为光能的效率：LED灯高于白炽灯
2．（2025 杭州模拟）如图所示分别是小夏家10月1日和11月1日电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列判断错误的是（ ）
A．电能表是测量电路消耗电能的仪表
B．小白家10月份消耗的电能为1250kW h
C．电能表工作时的额定电流10A，短时间最大电流不超过20A
D．该表指示灯闪烁每1600次，消耗的电能是1kW h
3．（2024秋 北仑区期末）如图所示分别是小科家上月初和上月末电能表的表盘示数，下列选项正确的是（ ）
A．该电能表允许通过的最大电流为20A
B．电能表的表盘转1转，说明电路中消耗了600kW h的电能
C．小科家上月消耗的电能为911kW h
D．电能表的表盘转得越快，电能表所在电路消耗电能越多
4．（2024 嘉兴模拟）实验室有“110V25W”和“110V60W”的灯泡各一只，为使两灯能在家庭电路中正常发光，小科设计了如图所示的四种方案，其中可行的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（2024秋 海曙区期末）图甲的水热毯由主机和毯体组成，采用水电分离的设计。毯体内的固定水管与主机相连。水经过主机加热至设定温度，并由水泵推动，在水管中循环来实现取暖功能。主机内部的工作电路简化后如图乙所示，其中R为电热丝，M为水泵，S1为智能开关，下列说法正确的是（ ）
A．采用水电分离的设计可以防止触电或短路
B．达到设定的温度后，智能开关S1应闭合
C．S和S1都闭合时，电热丝R和水泵M的电功率相同
D．电热丝R产生的热量与通过它的电流成正比
6．（2025 东阳市模拟）如图所示，两只灯泡L1和L2上分别标有“6V 4W”和“3V 1W”字样，将它们串联后接在电压可在3～9V之间调节的电源上，闭合开关S，若两灯的灯丝电阻不随温度变化，则下列说法正确的是（ ）
A．通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
B．当电源电压调节到9V时，灯L1与L2都能正常发光
C．调节电源电压过程中，灯L1始终与灯L2一样亮
D．L1与L2产生的光能可用焦耳定律进行计算
7．（2024 鄞州区一模）如图所示电路，电源电压为12V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4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J。则下列结果正确的是（ ）
A．电路中的最大电流为1A
B．滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消耗的电能为60J
C．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9
D．滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8：1
8．（2023 宁波模拟）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60欧，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中，测得R2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．R2的滑片向左滑动时，电流表和电压表的示数都变大
B．电源电压为12V
C．R1的电功率变化范围是1.2～10.8W
D．电流为0.6A时，2min内电流通过R1产生的热量是648J
9．（2024 宁波模拟）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，R1消耗的电功率P1随R1阻值变化关系如图乙所示。下列分析错误的是（ ）
A．定值电阻R2为10Ω
B．电源电压为12V
C．滑片P置于b端时，闭合开关S，电压表的示数为10V
D．滑片P置于b端时，闭合开关S，通电1分钟R2产生的热量为24J
10．（2024 上城区校级一模）有两只相同的灯泡L1、L2与滑动变阻器R1、R2的连接方式如图所示，它们分别接在恒定电压为16V和8V的电源两端，灯泡L1、L2都正常发光，则滑动变阻器R1、R2上消耗的电功率之比为 。
11．（2024 义乌市模拟）图为某品牌电热水壶的内部电路简化图。其发热元件主要为两个定值电阻R1、R2。当S1闭合，S2断开时，电热水壶处于保温状态。
（1）电热水壶的保温功率为 W。
（2）若水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），将电热水壶内装入2L水，则这壶水从30℃加热至100℃所吸收的热量是 J。
12．（2024 舟山模拟）我国对空调产品实行新的能效国家标准，将能效分为1、2、3三个等级，等级1表示产品最节能，等级2表示产品比较节能，等级3表示产品的能效为我国市场的平均水平。如图所示为A、B两台家用空调的能效标识。
（1）按照图中所给的输入功率，空调A在220V电压下工作时的电流是 A。
（2）若每台空调一年均使用1000h，求出使用一年，空调A比空调B节约的电能是 kW h，这些电能可供一盏额定功率为40W的日光灯正常工作 h。
13．（2024 鹿城区校级三模）如图是一个电烤箱的工作原理图，它用一个旋转开关可以实现高温挡和低温挡的工作要求，转动开关旋钮可以将左边缘相邻的两个触点与右边缘的金属板同时连通。
（1）如图示位置，旋钮将金属触点①②与右边的金属板连通，则电热器处于 挡工作。
（2）若在电路中A、B、C三处选择一处安装一个“限高温开关”保护电路，则此开关应安装在 处。
（3）电烤箱高温挡的额定功率为1000W。该电烤箱在高温挡工作10分钟消耗电能 J。
14．（2024秋 湖州期末）如图甲所示是智能多功能热菜板，该热菜板有“高温挡”“保温挡”两挡位，其电路原理如图乙。使用时先高温挡加热，当温度达到设定温度后，温控开关自动调节进入保温状态继续工作，R1、R2均为阻值恒定的加热电阻，已知“高温挡”的功率为440W，“保温挡”的功率为110W。
（1）根据题意判断处于保温挡时两开关的状态 。
（2）电阻R1阻值是多少？
（3）图丙为某次热菜板正常工作1.5小时的P﹣t图象，求本次消耗的电能？
15．（2025 杭州模拟）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）电热丝加热时，把电能转化为 。
（2）当开关S1、S2均闭合时，电加热器处于 （选填“高温挡”或“低温挡”）。
（3）电阻丝R1的阻值。
（4）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？
16．（2024 平阳县校级模拟）小科同学为实现衣服快速晾干，计划利用电源、小型风机M、电热丝R、导线等元件做一个简易烘衣机，如图是他设计的烘衣机外形及其电路结构图。其中U0＝6伏，R＝10欧，电动机的内阻为4欧，当开关闭合时测得电流表示数为1.5安。回答下列问题：
（1）开关闭合后，计算电热丝工作10分钟产生的热量。
（2）工作10分钟，计算风机产生的机械能。
（3）尝试工作几次后小科发现：电流表示数会不断减小，同时刚开始工作时干衣室内温度变化不明显，而当衣物快烘干时，干衣室内的温度逐步升高。请你分析造成这种现象的原因。
17．（2023秋 桐乡市期末）龙龙家新买了一个电吹风，他想研究一下电吹风的工作原理。如图甲，电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风，为了防止温度过高，用一个PTC电阻R0与电阻为45Ω的电热丝R串联，R0的阻值随温度的变化如图乙所示，请回答下列问题
（1）当开关S与1、2位置同时连接时，电吹风吹
风。
（2）该电吹风吹热风时，其温度基本恒定在200℃左右，当它的温度继续升高时，R0电阻将 ，电热丝的发热功率将 （选填“增大”、“不变”或“减小”），则电热丝的最大发热功率为多少？
（3）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为1A，工作20s，经计算，热损耗为20%，则此时电动机线圈电阻。（不计机械摩擦损耗的能量）
18．（2024秋 鹿城区校级月考）图甲是可自动上水的电热水壶，因其取水方便越来越受到喝茶人士的喜欢。其简易电路如图丙所示，通过单刀双掷开关S实现煮茶与抽水的切换。
煮茶模式：可根据需求进行调节，有“高、中、低”三挡。电阻R1和R2是阻值恒定的电热丝，单刀双掷开关S1可接1或2，已知电阻R2为1210欧，低温挡功率为20瓦。
抽水模式：如图乙所示，开关S调至a接口，电路电流为0.5安，水泵在电动机的带动下，就能将1.5kg水抽高0.8m灌入电热水壶中，仅需5秒。
（1）电阻R1的阻值 。
（2）煮茶模式调至高温挡工作，需将开关S调至b，并将S1 。
（3）该电动机抽水过程中产生的电热（写出计算过程）。
19．（2024 路桥区一模）图甲为电压力锅，其电路图如图乙，接通电路后，开关S自动与触点a、b同时接通，开始加热；当锅内温度达到125℃，开关S自动与a、b都断开，并只与触点c接通，开始保温保压。现将2kg初温为25℃的水加入电压力锅中，接通电路使其正常运行，电压力锅在工作过程中电功率随时间的变化图像如丙所示。【水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）】
（1）求电路中R1的阻值。
（2）计算加热过程消耗的电能。
（3）计算电压力锅从开始运行到水温刚达125℃时的效率。
20．（2024 嘉兴模拟）火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为某款电火锅工作电路的原理图，它有高、中、低三个加热挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时，低温挡功率为高温挡功率的，R1＝242Ω，R2＝60.5Ω。（忽略温度对电阻的影响）
（1）开关置于 接线柱时，火锅处于高温挡。此时，电火锅的功率为多少？
（2）电火锅处于高温挡正常工作时，可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃，求此时的加热效率？[水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)]
（3）R3的阻值是多少欧？
21．（2024 湖州模拟）如图是一款可调温果汁加热器，图乙是其简化的工作电路图，R1、R2均为加热电阻。其部分参数如表所示，已知果汁密度为1.2×103kg/m3，比热为4.0×103J/（kg ℃）。求：
开关接1时 保温功率 220W
开关接2时 调温功率 220W～1100W
（1）加热电阻R2的阻值。
（2）滑动变阻器R1的阻值调到44欧时，加热器的功率。
（3）若加热器用最大功率对1升果汁加热2分钟，果汁的温度升高25℃，求加热器的效率。（保留1位小数）
22．（2025 浙江模拟）小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图甲所示，主要技术参数如下表。请解答如下问题：
型号 SHZ2010﹣624
热风温度 50℃～75℃
额定 功率 热风时：1000W 冷风时：120W
额定电压 220V
质量 0.5kg
（1）开关接至2时，电吹风的状态是 （选填“吹冷风”或“吹热风”）。
（2）求电热丝的电阻。
（3）某次吹头发，电吹风在额定电压下工作3分钟，功率与时间图像如图丙所示，求电吹风消耗的电能。
23．（2024秋 三门县期末）小科家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三挡，部分参数如表所示。图乙是便座加热电路的示意图，加热电阻为R1和R2，单刀双掷开关S2可接a或b。请回答下列问题：
智能电热马桶盖部分参数
低温挡功率/W
中温挡功率/W 44
高温挡功率/W 88
（1）开关处于 时电路处于高温挡。
A.S闭合，S1闭合，S2接a B.S闭合，S1闭合，S2接b
C.S闭合，S1断开，S2接a D.S闭合，S1断开，S2接b
（2）中温挡加热时，电路中的电流多少安？
（3）低温挡加热的额定功率是多少？
24．（2024 嘉善县一模）某电热水器内部简化电路如图甲所示，由控制电路和加热电路组成。加热电路中电压为220V，加热电阻R1＝44Ω，控制电路中电源电压恒为12V，R0为定值电阻，Rt为热敏电阻（其阻值随水温的变化关系如图乙所示）；虚线框内为电压检测自动开关，当检测到两端的电压降到3V时S2闭合；检测到R0两端电压升高到6V时S2断开。已知热水器中水温降到40℃时，加热电路开始加热；水温升至某温度时，加热电路停止加热。求：
（1）开关S2闭合时加热电路的电功率。
（2）定值电阻R0的阻值。
（3）加热电路停止加热时水的温度。
25．（2025 绍兴模拟）空气质量指数（简称AQI）指天空的污染程度，是环境监测的重要指标，表格的空气质量等级是按照空气质量指数划分的。
空气质量指数 0﹣50 51﹣100 101﹣150 151﹣200 201﹣300 ＞300
空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染
某兴趣小组用定值电阻R0，气敏电阻R、电压表等器材，自制了一个空气质量监测仪，其工作原理电路图如图甲所示，其中，AQI通过电压表显示，气敏电阻阻值R与AQI的关系如图乙所示。已知电源电压恒为8V；电压表量程为0～3V，定值电阻R0＝20Ω。求：
（1）已知某次测量时得到气敏电阻为20Ω，则当时的空气质量等级为 。
（2）当电压表示数为2.5V时，电路的总功率为多少？
（3）更换定值电阻可以改变监测仪的测量范围，若使电压表的指针指在最大刻度时AQI＝300，则更换后的定值电阻通电100s消耗的电能为多少？
26．（2024 吴兴区校级模拟）除了气体供应充足之外，不同鱼类对水温的需求是不同的。该科学兴趣小组继续开展了恒温水族箱的项目化学习。已知：R1为电热丝，标有“220V 2000W”的字样；S2为磁控开关。工作原理：热敏电阻Rx作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示；R2为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙。衔铁在至少6N吸引力的作用下才能被吸引，当吸引力小于4.5N时被弹开（电磁铁电阻不计，c水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103kg/m3）。
（1）水族箱使用时，需要装入4L水，要使水温从10℃升高到30℃，需要吸收多少热量？
（2）正常工作时，电热丝产生的热量有80%被水吸收，要使水温从10℃升高到30℃，电热丝需要加热多长时间？
（3）调节滑动变阻器R2使恒温箱的温度控制在20﹣30℃之间，求此时R2的阻值 。
（4）为了把恒温箱的温度区间控制改成25﹣30℃之间，小明将滑动变阻器向左移，结果无法达成功能，你觉得，这是为什么？ 。
27．（2024 西湖区模拟）小科查阅资料，找到了家中虹吸式马桶的剖面图和相关参数。
项目 内容
适用水压 2～7个标准大气压
水箱容积 1.8L
冲洗方式 喷射虹吸式
（1）图甲中的存水弯管实际是一个 ，能够有效防虫防臭。
（2）已知小科家比地面配水房高30m，请根据表格信息判断，若要该马桶能正常工作，则配水房提供的水压应该不低于 个标准大气压。（已知1个标准大气压最多支撑10m高水柱）
（3）为提高冬季上厕所的舒适度，小科决定更换一个智能电热马桶盖，其电路如图乙所示，R1和R2是两根固定阻值的电热丝，开关S2可接a或b，通过开关S1和S2的不同接法组合，可实现“高、中、低”三挡调节加热功能（如表）。
S1 断开 断开 闭合 闭合
S2 接b 接a 接a 接b
功率 P0＝0 P1＝22W P2＝44W P3＝？
已知马桶盖的额定电压为220V，马桶圈材料的比热容c＝0.44×103J/（kg ℃），质量为300g。求：
①P3功率。
②处于高温挡时，马桶圈升温10℃所需要的时间。（不计热量损失）
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