第6章 电功率
（考试时间：100分钟 满分：100分）
一、选择题（每题2分，共24分）
1．某智能手机的锂电池上标有“3.7 V 4 200 mA·h”字样，该手机搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7 V不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能，需要充电40 min，此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近(C)
A．节能灯 B．电风扇
C．电饭锅 D．电冰箱
2．下列家用电器，利用电流的热效应工作的是(D)
A．电冰箱 B．洗衣机 C．电脑 D．电饭锅
3．将额定电压相同的两个灯泡L1、L2，串联后接入电路中，如图所示，接通电路后发现L1要亮一些，则下列判断正确的是(A)
A．L1的实际电功率要大一些 B．L2的实际电功率要大一些
C．通过L1的电流要大一些 D．通过L2的电流要大一些
4．关于电功和电功率，下列说法正确的是(D)
A．用电器消耗电能越快，电功越大
B．电功率是表示电流做功多少的物理量
C．用电器将电能转化为其他形式的能越多，电功率越大
D．用电器的电功率越大，电流通过该用电器做功越快
5．关于图中小明家的电能表，下列选项正确的是(B)
A．电能表的示数为2 023.6 J
B．电能表能正常工作的最大电流是40 A
C．电能表是测量电功率的仪表
D．脉冲指示灯闪得越快，电路消耗电能越多
（第5题图） （第6题图）
6．如图所示是小灯泡L和定值电阻R的IU图像，由图像可知(C)
A．R的电阻为5 Ω
B．小灯泡的电阻随温度的升高而减小
C．只将L与R并联在电压为2 V的电路中，干路中的电流为0.3 A
D．只将L与R串联在电流为0.2 A的电路中，总功率为0.4 W
A.由图可知，R的IU图像是正比例函数，因此电阻R是定值电阻，其阻值为R＝＝＝20 Ω，故A错误；
B．灯泡两端的电压增大时，通过的电流增大，灯丝温度升高，电阻变大，故B错误；C.并联电路各个支路两端的电压相等，由图可知，只将L与R并联在电压为2 V的电路中时，通过R的电流为0.1 A，通过L的电流为0.2 A，则干路的电流为I＝IR＋IL＝0.1 A＋0.2 A＝0.3 A，故C正确；D.灯泡L和电阻R串联在电路中，当电流为0.2 A，由图像可知，L两端的电压为2 V、R两端的电压为4 V，则电路两端的总电压等于2 V＋4 V＝6 V，则电路的总功率为P＝U′I′＝6 V×0.2 A＝1.2 W，故D错误。
7．如图所示电路，电源电压恒定，闭合开关，在滑动变阻器滑片向右滑动的过程中，下列说法正确的是(D)
A．电压表示数不变 B．电流表示数变大
C．电压表和电流表示数的比值变小 D．电阻R消耗的电功率变小
8．有一台标有“5 V 5 W”字样的迷你小电风扇，其电动机的线圈电阻为0.2 Ω，忽略一切摩擦，下列说法错误的是(C)
A．小电风扇正常工作1 min消耗的电能为300 J
B．小电风扇正常工作1 min产生的热量为12 J
C．若小电风扇的扇叶被卡住，通电1 min产生的热量为300 J
D．小电风扇正常工作1 min产生的机械能为288 J
小电风扇正常工作1 min消耗的电能为W＝Pt＝5 W×60 s＝300 J，故A正确，不符合题意；小电风扇正常工作时电流为I＝＝＝1 A，1 min产生的热量为Q＝I2Rt＝(1 A)2×0.2 Ω×60 s＝12 J，故B正确，不符合题意；若小电风扇的扇叶被卡住，电风扇相当于纯电阻，将电能全部转化为内能，通电1 min产生的热量为Q＝W＝t＝×60 s＝7 500 J，故C错误，符合题意；小电风扇正常工作1 min产生的机械能为W机＝W－Q＝300 J－12 J＝288 J，故D正确，不符合题意。
9．标有“6 V 3 W”和“6 V 6 W”的灯L1和L2（假设两灯灯丝电阻不变），若将它们串联在某电源上，使其中一个灯正常发光时，下列说法正确的是(B)
A．通过灯L1和L2的电流之比为1∶2 B．灯L1和L2两端的电压之比为2∶1
C．灯L2和L1的发光亮度相同 D．能够正常发光的灯应是灯L2
“6 V 3 W”表示L1的额定电压为6 V、额定功率为6 W；“6 V 6 W”表示L2的额定电压为6 V、额定功率为3 W；由P＝UI可知，灯L1的额定电流I1额＝＝＝0.5 A；灯L2的额定电流I2额＝＝＝1 A，由欧姆定律可知，灯L1的电阻R1＝＝＝12 Ω；灯L2的电阻R2＝＝＝6 Ω，A.将它们串联在某电源上，通过的电流相等，电流之比为1∶1，故A错误；B.根据U＝IR，串联电流相等，电压之比等于电阻之比，为12 Ω∶6 Ω＝2∶1，故B正确；C.根据P＝I2R可知，灯泡L1、L2的电流相等，灯L1、L2的电阻不同，则电功率不同，灯泡的亮度不同，故C错误；D.当电路中的最大电流I最大＝0.5 A，此时I最大＝I1额，灯泡L1正常发光，故D错误。
10．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端滑到b端的整个过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，由图像可知，下列说法正确的是(D)
甲 乙
A．R1的阻值为30 Ω
B.R2的最大阻值为10 Ω
C．当电流表示数为0.2 A时，滑动变阻器接入电路的阻值为10 Ω
D．滑动变阻器滑片P从a端滑到b端的过程中，电路消耗的最小功率为0.3 W
由图甲可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联接入电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量定值电阻R1两端的电压；当滑片位于a端时，电路为R1的简单电路，电压表测R1两端的电压（电源电压），此时电路中的电流最大，此时滑动变阻器接入电路的电阻为0；由图像可知，此时电路中的电流I2＝0.3 A，R1两端的电压U1＝3 V，即电源电压为3 V；由欧姆定律可知定值电阻R1的阻值为R1＝＝＝10 Ω，故A错误；当滑片P位于b端时，定值电阻R1与滑动变阻器R2的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，由图像可知，电路中的最小电流I小＝0.1 A，则电路中的总电阻R总＝＝＝30 Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器的最大阻值R2大＝R总－R＝30 Ω－10 Ω＝20 Ω，故B错误；由图像可知，当电路中的电流I2＝0.2 A时，此时R1两端的电压U1′＝2 V，由串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端电压为U2′＝U－U1′＝3 V－2 V＝1 V，由欧姆定律可知此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为R2＝＝＝5 Ω，故C错误；由图知电路中的最小电流为0.1 A，电路消耗的最小功率为P＝UI＝3 V×0.1 A＝0.3 W，故 D正确。
11．（多选）如图所示，电源电压恒为6 V，电流表测量范围为“0～0.6 A”，电压表测量范围“0～3 V”，滑动变阻器、小灯泡L（灯丝电阻不变）分别标有“20 Ω 1 A”“2.5 V 0.5 A”字样。在保证电路安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列选项正确的是(AD)
A．电流表的示数变化范围是0.24～0.5 A
B．电压表的示数变化范围是1.2～3 V
C．电路的最大电功率为3.6 W
D．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7～20 Ω
小灯泡L的电阻为RL＝＝＝5 Ω，小灯泡L与变阻器R串联，电压表测量小灯泡L两端的电压，电流表测量电路电流。电流表测量范围为“0～0.6 A”，滑动变阻器、小灯泡L（灯丝电阻不变）分别标有“20 Ω
1 A”“2.5 V 0.5 A”字样，则电路电流最大为0.5 A；当变阻器接入电路中电阻最大为20 Ω时，电路电阻最大为R总＝R＋RL＝20 Ω＋5 Ω＝25 Ω，由欧姆定律得，电路中最小电流为I min＝＝＝0.24 A，则电流表的示数变化范围是0.24～0.5 A，故A正确；当电路电流最小时，电压表示数最小为UV＝I minRL＝0.24 A×5 Ω＝1.2 V，当灯泡正常发光时，电压表示数最大为2.5 V，则电压表的示数变化范围是1.2～2.5 V，故B错误；电路的最大电功率为P＝UImax＝6 V×0.5 A＝3 W，故C错误；当灯泡正常发光时，由欧姆定律得，电路中电阻为R总′＝＝＝12 Ω，此时变阻器接入电路中电阻最小，为R min＝R总′－RL＝12 Ω－5 Ω＝7 Ω，变阻器接入电路中电阻最大为20 Ω，则滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7～20 Ω，故D正确。
12．（多选）如图所示，电源电压不变，R1和R3为定值电阻，R2为滑动变阻器。下列说法正确的是(ABD)
A．开关S闭合、S1和S2断开，滑片P向右滑动，电流表A1示数变小，电压表示数变小
B．开关S、S1和S2闭合，三个电阻处于并联状态
C．开关S和S2闭合、S1断开，滑片移到B端；再闭合S1，电压表和电流表A2示数的比值变大
D．开关S闭合、S1和S2断开，滑片P移到A端；再闭合S2，电路的总功率变大
开关S闭合、S1和S2断开时，R1、R2、R3串联，电压表V测R1两端的电压，电流表A1测电路中的电流，当滑片P向右滑动时，R2接入电路电阻变大，电路中的总电阻变大，根据I＝，电路中的电流变小，即电流表A1示数变小；R2接入电路电阻变大，根据串联电路分压规律可知，R2两端电压变大，总电压不变，则R1、R3两端电压都变小，即电压表V的示数变小，故A正确；开关S、S1和S2闭合，三个电阻处于并联状态，电流表A1测R1、R2、R3总电流，电流表A2测R1、R2总电流，故B正确；开关S和S2闭合、S1断开，滑片移到B端时，R2、R3被短路，电路为R1的简单电路，电压表测电源的电压，电流表A2测通过R1的电流；再闭合S1时，R1、R2、R3并联，电流表A2测R1与R2支路的电流之和，电压表测电源的电压，因电源电压不变，所以，闭合S1前后，电压表的示数不变；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表A2的示数变大，所以电压表V和电流表A2示数的比值变小，故C错误；开关S闭合、S1和S2断开，滑片P移到A端，R2阻值为零，此时只有R1、R3串联；再闭合S2时，R3被短路，电路为R3的简单电路，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的总电阻变小，由P＝可知，电路的总功率变大，故D正确。
二、填空题（每空2分，共36分）
13．为探究“电流产生的热量与电阻大小是否有关”，某兴趣小组设计了如图甲所示的串联电路（其余元件未画出），实验时应该选择电阻值大小不同（填“相同”或“不同”）的电热丝，将电热丝分别轻放在如图乙所示的两个完全相同的石蜡上，通电后，通过观察石蜡熔化的多少（填写实验现象），来反映电热丝产生热量的多少。
甲 乙
14．小明家有一个标有“2 W”字样的电蚊香加热器，正常工作1 h，消耗7 200J的电能，它工作时电能转化为内能。
15．
如图所示是小王家的电能表，它上面的一个数据已经看不清楚了。他关闭家中其他用电器，只让额定功率为600 W的电饭锅工作，发现电饭锅工作2 min，电能表转盘转过60转，则该过程中消耗的电能是0.02kW·h；这个电能表看不清楚的数据原来标的是3 000r/(kW·h)。
额定功率为600 W的电饭锅工作2 min，该过程中消耗的电能是W＝Pt＝600 W×2 min＝0.6 kW× h＝0.02 kW·h；此过程中电能表转盘转过60转，则电路中消耗1 kW·h的电能时，电能表的转盘转过×1 kW·h＝3 000 r，因此这个电能表看不清楚的数据原来标的是3 000 r/(kW·h)。
16．
2023年2月，土耳其发生强烈地震，中国救援队携带照明无人机前往救援。无人机在加速上升过程中，电动机将电能转化为机械能。如图所示，无人机悬停并提供照明时，电池可释放电能0.5 kW·h，动力和照明系统的电功率分别为150 W和100 W，此状态下无人机至多持续工作2h，需要更换电池。
无人机在加速上升过程中，电动机将电能转化为机械能；P总＝P动＋P照＝150 W＋100 W＝250 W＝0.25 kW；由公式P＝得：t＝＝＝2 h。
17．电热炉是利用电流的热效应来工作的。甲、乙两个电热炉上分别标有“220 V 1 000 W”和“220 V 500 W”的字样，如果把它们串联在220 V的电路中使用，则乙（填“甲”或“乙”）实际消耗的电功率较大；如果将它们并联在220 V的电路中使用，则甲在1小时内产生热量3.6×106J。
18．某品牌电视机额定功率为140 W，其物理意义是表示该电视机消耗电能的快慢（填“快慢”或“多少”）。电视机正常工作两个小时消耗电能0.28kW·h。
19．
电饭锅有加热和保温两挡，如图所示，其加热挡功率为1 100 W，保温挡功率为40 W，闭合开关S1、S2，电饭锅处于加热挡，电阻丝R2的阻值为1 166Ω。
当S1闭合、S2断开时，R1、R2串联；当S1、S2都闭合时，R2被短路，电路为R1的简单电路；因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由P＝UI＝可知，电路为R1的简单电路时，电路中的电阻最小，电功率最大，电饭锅为加热挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，电饭锅为保温挡，因此闭合开关S1、S2时，电饭锅为加热挡；由P＝UI＝可知，加热挡电路的电阻R1＝＝＝44 Ω，保温挡电路的电阻R＝＝＝1 210 Ω，因为处于加热挡时，电路为R1的简单电路，处于保温挡时R1和R2串联，所以R2的阻值R2＝R－R1＝1 210 Ω－44 Ω＝1 166 Ω。
20．
标有“6 V 1.5 W”的灯泡，通过它的电流随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，则每只灯泡的电阻是20Ω，实际功率是0.8W。
把三只相同的灯泡串联接在12 V的电源上，三只灯泡的电阻相等，因串联电路中各处的电流相等，所以由U＝IR可知，三只灯泡两端的电压相等，即每只灯泡两端的电压UL＝＝＝4 V，由图像可知，当UL＝4 V时，电路中的电流I＝0.2 A，则此时每只灯泡的电阻RL＝＝＝20 Ω；灯泡的实际功率P＝ULI＝4 V×0.2 A＝0.8 W。
三、综合题（共4小题，第21小题14分，第22小题12分，第23小题6分，第24小题8分，共40分）
21．实验小组在老师的指导下探究“电流产生的热量与什么因素有关”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所示的电路。
甲 乙
(1)用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，且导线不交叉。
如图所示
(2)闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R开路（填“短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察温度计示数的变化来比较相同时间内不同电流产生热量的多少。
(3)调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后在老师帮助下，实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法：将测得的Q与I的数据描点画出QI图像，若QI图像为过原点的一条直线，则Q与I成正比，否则不成正比。
(4)同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有电饭锅（请举一例）。
(5)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中B（填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻串（填“串”或“并”）联进行实验。
22．振轩同学在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用如图1所示的器材和电路，其中电源电压恒为6 V，小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整，要求：向右移动滑片P，灯泡变亮；
如图所示：
(2)连接好电路闭合开关后，小灯泡不亮，电压表和电流表均偏转，则下一步操作应该是C；
A．更换小灯泡 B．检查电路是否开路
C．移动滑动变阻器滑片P D．更换电池
(3)根据测得的数据绘制的通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像如图2所示，分析图像可知：小灯泡的额定功率为0.625W；
(4)利用图1中器材和电路不能（选填“能”或“不能”）探究电流与电压的关系；
(5)完成上述实验后，小明进一步思考，在没有电流表的情况下能否测量小灯泡的额定功率？他想利用一个定值电阻R0接在原电路电流表的位置，设计的电路图如图3所示，然后调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额，接着保持滑片位置不变，将电压表B（选填“A”或“B”）点的接线改接到C点，观察并记录电压表示数为U，则小灯泡的额定功率可表示为P额＝U额（用R0、U额、U等物理量符号表示）。
(1)要求向右移动滑片P，灯泡变亮，则电路中电流变大，电路中电阻变小，则滑动变阻器电阻减小，故滑动变阻器右下接线柱连入电路中与灯泡串联。(2)连接好电路闭合开关后，电压表和电流表均偏转，电路为通路，灯泡两端有电压，灯泡不亮，说明电路的电流过小，则移动滑片P，增大电路的电流。故选C。(3)根据图2可知，小灯泡在额定电压2.5 V下的电流为0.25 A，因此小灯泡的额定功率为P＝U灯I灯＝2.5 V×0.25 A＝0.625 W。(4)探究电流与电压的关系时，要控制电阻的大小不变，而灯的电阻随温度的变化而变化，故利用图1中器材和电路不能探究电流与电压的关系。(5)将一个定值电阻R0接在原电路电流表的位置，则R0和灯泡、变阻器串联，电压表测灯泡电压。调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额，则灯泡正常发光。接着保持滑片位置不变，将电压表B点的接线改接到C点，则电压表改测R0和灯泡总电压，观察并记录电压表示数为U，则R0电压为U－U额，则电路中电流为I额＝，则小灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝U额。
23．一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机如图甲所示，它的正常工作电压为220 V。有高温、低温两个加热挡位，其内部简化电路如图乙所示，当双触点开关S接触1和2时为关机状态。R1、R2是两个阻值不变的电热丝，R1＝R2＝48.4 Ω。求：
甲 乙
(1)挂烫机使用低温挡位正常工作时的电功率；
(2)若某次使用时，用高温挡位正常工作，将0.2 kg的水从20 ℃加热到100 ℃，水吸收的热量；
(3)若(2)问中用高温挡位正常工作，加热过程共用时80 s，则此次加热过程，该挂烫机的加热效率。
(1)当开关接触2和3时，R1与R2串联接入电路，使用低温挡位工作，R1与R2串联的总电阻R总＝R1＋R2＝48.4 Ω＋48.4 Ω＝96.8 Ω
使用低温挡位正常工作时的电功率P低＝＝＝500 W
(2)水吸收的热量Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(100 ℃－20 ℃)＝6.72×104 J
(3)当开关接触3和4时，只有R2工作，用高温挡位加热，挂烫机高温挡位的电功率P高＝＝＝1 000 W
挂烫机高温挡位加热消耗的电能W＝P高t＝1 000 W×80 s＝8×104 J
该挂烫机的加热效率η＝＝＝84%
答：(1)挂烫机使用低温挡位正常工作时的电功率为500 W；(2)水吸收的热量是6.72×104 J；(3)挂烫机的加热效率是84%。
24．如图所示电路，电源电压12 V保持不变，灯泡L标有“6 V 3 W”字样，滑动变阻器最大阻值为18 Ω。当S闭合S1、S2都断开，移动滑片P使灯泡恰好正常发光。保持滑片P的位置不变，再闭合S1、S2，电流表示数变化了1.5 A。求：（不考虑灯泡电阻的变化）
(1)灯泡正常工作时的电流；
(2)灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值；
(3)在保证电路安全的前提下，当S闭合，S1、S2都断开时，调节滑动变阻器使电路的最大功率为P1；当S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器使电路最小功率为P2。计算P1与P2的比值。
(1)灯泡正常工作时的电流IL＝＝＝0.5 A
(2)当S闭合，S1、S2都断开，灯泡与滑动变阻器串联，灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压UR＝U－UL额＝12 V－6 V＝6 V
则滑动变阻器接入电路的阻值R＝＝＝12 Ω
(3)当S闭合，S1、S2都断开时，电路中最大电流为0.5 A，电路的最大功率P1＝UIL＝12 V×0.5 A＝6 W
当S、S1、S2都闭合时，灯泡短路，R和R0并联在电路中，此时电路中的电流I＝IL＋ΔI＝0.5 A＋1.5 A＝2 A
通过滑动变阻器的电流IR＝＝＝1 A
则通过R0的电流IR0＝I－IR＝2 A－1 A＝1 A
调节滑动变阻器，使得通过它的最小电流IR小＝＝＝ A
则电路中的最小电流I小＝IR0＋IR小＝1 A＋ A＝ A
电路最小功率P2＝UI小＝12 V× A＝20 W
P1与P2的比值＝＝＝3∶10
答：(1)灯泡正常工作时的电流为0.5 A；(2)灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值为12 Ω；(3)P1与P2的比值为3∶10。第6章 电功率
（考试时间：100分钟 满分：100分）
一、选择题（每题2分，共24分）
1．某智能手机的锂电池上标有“3.7 V 4 200 mA·h”字样，该手机搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7 V不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能，需要充电40 min，此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近( )
A．节能灯 B．电风扇
C．电饭锅 D．电冰箱
2．下列家用电器，利用电流的热效应工作的是( )
A．电冰箱 B．洗衣机 C．电脑 D．电饭锅
3．将额定电压相同的两个灯泡L1、L2，串联后接入电路中，如图所示，接通电路后发现L1要亮一些，则下列判断正确的是( )
A．L1的实际电功率要大一些 B．L2的实际电功率要大一些
C．通过L1的电流要大一些 D．通过L2的电流要大一些
4．关于电功和电功率，下列说法正确的是( )
A．用电器消耗电能越快，电功越大
B．电功率是表示电流做功多少的物理量
C．用电器将电能转化为其他形式的能越多，电功率越大
D．用电器的电功率越大，电流通过该用电器做功越快
5．关于图中小明家的电能表，下列选项正确的是( )
A．电能表的示数为2 023.6 J
B．电能表能正常工作的最大电流是40 A
C．电能表是测量电功率的仪表
D．脉冲指示灯闪得越快，电路消耗电能越多
（第5题图） （第6题图）
6．如图所示是小灯泡L和定值电阻R的IU图像，由图像可知( )
A．R的电阻为5 Ω
B．小灯泡的电阻随温度的升高而减小
C．只将L与R并联在电压为2 V的电路中，干路中的电流为0.3 A
D．只将L与R串联在电流为0.2 A的电路中，总功率为0.4 W
7．如图所示电路，电源电压恒定，闭合开关，在滑动变阻器滑片向右滑动的过程中，下列说法正确的是( )
A．电压表示数不变 B．电流表示数变大
C．电压表和电流表示数的比值变小 D．电阻R消耗的电功率变小
8．有一台标有“5 V 5 W”字样的迷你小电风扇，其电动机的线圈电阻为0.2 Ω，忽略一切摩擦，下列说法错误的是( )
A．小电风扇正常工作1 min消耗的电能为300 J
B．小电风扇正常工作1 min产生的热量为12 J
C．若小电风扇的扇叶被卡住，通电1 min产生的热量为300 J
D．小电风扇正常工作1 min产生的机械能为288 J
9．标有“6 V 3 W”和“6 V 6 W”的灯L1和L2（假设两灯灯丝电阻不变），若将它们串联在某电源上，使其中一个灯正常发光时，下列说法正确的是( )
A．通过灯L1和L2的电流之比为1∶2 B．灯L1和L2两端的电压之比为2∶1
C．灯L2和L1的发光亮度相同 D．能够正常发光的灯应是灯L2
10．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端滑到b端的整个过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，由图像可知，下列说法正确的是( )
甲 乙
A．R1的阻值为30 Ω
B.R2的最大阻值为10 Ω
C．当电流表示数为0.2 A时，滑动变阻器接入电路的阻值为10 Ω
D．滑动变阻器滑片P从a端滑到b端的过程中，电路消耗的最小功率为0.3 W
11．（多选）如图所示，电源电压恒为6 V，电流表测量范围为“0～0.6 A”，电压表测量范围“0～3 V”，滑动变阻器、小灯泡L（灯丝电阻不变）分别标有“20 Ω 1 A”“2.5 V 0.5 A”字样。在保证电路安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列选项正确的是( )
A．电流表的示数变化范围是0.24～0.5 A
B．电压表的示数变化范围是1.2～3 V
C．电路的最大电功率为3.6 W
D．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7～20 Ω
12．（多选）如图所示，电源电压不变，R1和R3为定值电阻，R2为滑动变阻器。下列说法正确的是( )
A．开关S闭合、S1和S2断开，滑片P向右滑动，电流表A1示数变小，电压表示数变小
B．开关S、S1和S2闭合，三个电阻处于并联状态
C．开关S和S2闭合、S1断开，滑片移到B端；再闭合S1，电压表和电流表A2示数的比值变大
D．开关S闭合、S1和S2断开，滑片P移到A端；再闭合S2，电路的总功率变大
二、填空题（每空2分，共36分）
13．为探究“电流产生的热量与电阻大小是否有关”，某兴趣小组设计了如图甲所示的串联电路（其余元件未画出），实验时应该选择电阻值大小 （填“相同”或“不同”）的电热丝，将电热丝分别轻放在如图乙所示的两个完全相同的石蜡上，通电后，通过观察 （填写实验现象），来反映电热丝产生热量的多少。
甲 乙
14．小明家有一个标有“2 W”字样的电蚊香加热器，正常工作1 h，消耗 J的电能，它工作时电能转化为 能。
15．
如图所示是小王家的电能表，它上面的一个数据已经看不清楚了。他关闭家中其他用电器，只让额定功率为600 W的电饭锅工作，发现电饭锅工作2 min，电能表转盘转过60转，则该过程中消耗的电能是 kW·h；这个电能表看不清楚的数据原来标的是 r/(kW·h)。
16．
2023年2月，土耳其发生强烈地震，中国救援队携带照明无人机前往救援。无人机在加速上升过程中，电动机将 能转化为 能。如图所示，无人机悬停并提供照明时，电池可释放电能0.5 kW·h，动力和照明系统的电功率分别为150 W和100 W，此状态下无人机至多持续工作 h，需要更换电池。
17．电热炉是利用电流的 效应来工作的。甲、乙两个电热炉上分别标有“220 V 1 000 W”和“220 V 500 W”的字样，如果把它们串联在220 V的电路中使用，则 （填“甲”或“乙”）实际消耗的电功率较大；如果将它们并联在220 V的电路中使用，则甲在1小时内产生热量 J。
18．某品牌电视机额定功率为140 W，其物理意义是表示该电视机消耗电能的 （填“快慢”或“多少”）。电视机正常工作两个小时消耗电能 kW·h。
19．
电饭锅有加热和保温两挡，如图所示，其加热挡功率为1 100 W，保温挡功率为40 W，闭合开关S1、S2，电饭锅处于 挡，电阻丝R2的阻值为 Ω。
20．
标有“6 V 1.5 W”的灯泡，通过它的电流随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，则每只灯泡的电阻是 Ω，实际功率是 W。
三、综合题（共4小题，第21小题14分，第22小题12分，第23小题6分，第24小题8分，共40分）
21．实验小组在老师的指导下探究“电流产生的热量与什么因素有关”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所示的电路。
甲 乙
(1)用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，且导线不交叉。
(2)闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R （填“短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察 来比较相同时间内不同电流产生热量的多少。
(3)调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后在老师帮助下，实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法： 。
(4)同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有 （请举一例）。
(5)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中 （填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻 （填“串”或“并”）联进行实验。
22．振轩同学在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用如图1所示的器材和电路，其中电源电压恒为6 V，小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整，要求：向右移动滑片P，灯泡变亮；
(2)连接好电路闭合开关后，小灯泡不亮，电压表和电流表均偏转，则下一步操作应该是 ；
A．更换小灯泡 B．检查电路是否开路
C．移动滑动变阻器滑片P D．更换电池
(3)根据测得的数据绘制的通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像如图2所示，分析图像可知：小灯泡的额定功率为 W；
(4)利用图1中器材和电路 （选填“能”或“不能”）探究电流与电压的关系；
(5)完成上述实验后，小明进一步思考，在没有电流表的情况下能否测量小灯泡的额定功率？他想利用一个定值电阻R0接在原电路电流表的位置，设计的电路图如图3所示，然后调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额，接着保持滑片位置不变，将电压表 （选填“A”或“B”）点的接线改接到C点，观察并记录电压表示数为U，则小灯泡的额定功率可表示为P额＝ （用R0、U额、U等物理量符号表示）。
23．一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机如图甲所示，它的正常工作电压为220 V。有高温、低温两个加热挡位，其内部简化电路如图乙所示，当双触点开关S接触1和2时为关机状态。R1、R2是两个阻值不变的电热丝，R1＝R2＝48.4 Ω。求：
甲 乙
(1)挂烫机使用低温挡位正常工作时的电功率；
(2)若某次使用时，用高温挡位正常工作，将0.2 kg的水从20 ℃加热到100 ℃，水吸收的热量；
(3)若(2)问中用高温挡位正常工作，加热过程共用时80 s，则此次加热过程，该挂烫机的加热效率。
24．如图所示电路，电源电压12 V保持不变，灯泡L标有“6 V 3 W”字样，滑动变阻器最大阻值为18 Ω。当S闭合S1、S2都断开，移动滑片P使灯泡恰好正常发光。保持滑片P的位置不变，再闭合S1、S2，电流表示数变化了1.5 A。求：（不考虑灯泡电阻的变化）
(1)灯泡正常工作时的电流；
(2)灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值；
(3)在保证电路安全的前提下，当S闭合，S1、S2都断开时，调节滑动变阻器使电路的最大功率为P1；当S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器使电路最小功率为P2。计算P1与P2的比值。
