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第十七章 电流做功与电功率 单元综合知识梳理卷
一、单选题
1．下列对一台智能手机涉及的物理量的估测中，最接近实际的是（ ）
A．使用一周耗电约1kW·h B．电池电压2×105mV
C．长度约为2×107nm D．质量约为2×10-4t
2．如图是小洋同学做电学实验时所用电路的一部分，根据图中两表的示数，一定能测出灯泡的（ ）
A．实际电功率 B．消耗的电能
C．产生的热量 D．正常发光时的电阻
3．如图所示，电源电压保持不变， ，闭合开关S1，断开开关S2，电流表示数为0.2 A；同时闭合开关S1、S2，电流表示数为0.5 A，此时R1、R2的电功率分别为 P1、P2.下列判断中正确的是（ ）.
A． B．
C． D．
4．两个定值电阻 、 并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S，则 ， 产生的热量之比为（ ）
A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4
5．规格分别为“220V 25W”和“220V 100W”的甲、乙两只小灯泡，将它们串联后接到220V的电源上，两灯都发光，则（ ）
A．甲灯较亮 B．乙灯较亮
C．两灯一样亮 D．无法判断
6．物理老师给同学们做短路演示实验时，他将蓄电池、自制铜导线组成短路电路，如图所示是在实验中铜导线烧断时的情境，烧断处被烧断是因为该处一小段铜导线与其它同长度的铜导线相比，它的
A．电阻较大 B．电压较小 C．电流较大 D．电功率较小
7．为了探究“电功率与电阻的关系时”，选用额定电压均为6V的L1、L2两盏灯泡，将两灯串联起来，按照如图的电路开始了实验探究，闭合开关后看见灯L1微微发光，灯L2几乎不发光，下面关于两灯的电阻R1和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是（不考虑电阻值随温度的变化）（ ）
A．R1＞R2 P1＞P2 B．R1＜R2 P1＜P2
C．R1＞R2 P1＜P2 D．R1＜R2 P1＞P2
8．如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A、B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻 ，小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，下列说法正确的是（ ）
A．通过 和 的电流大小相等
B．此实验在探究电热 与电阻 是否有关
C．通电后， 管的液面将会比B管的液面高
D．电阻 两端的电压和 两端的电压相等
9．下列有关电学的概念和规律，说法正确的是（ ）
A．功率越大的用电器消耗的电能越多
B．电路工作时，电源是将其他形式的能转化为电能
C．电压是产生电流的原因，所以电路中有电压就一定有电流
D．导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
10．图甲是小灯泡的电压﹣﹣电流图象．将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4.5V的电路中（如图乙），闭合开关，移动滑片P，当小灯泡的功率为0.75W时，（ ）
A．电流表的示数为0.2A
B．滑动变阻器R接入电路中的电阻为15Ω
C．电路消耗的总功率为1.35W
D．10s内滑动变阻器R产生的热量为13.5J
二、填空题
11． 如图是今年“3 15”晚会上曝光的劣质导线，不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，劣质导线的电阻 （选填“较大”或“较小”），若在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量 （选填“较多”或“较少”）。
12．电子式电能表表盘上标有“3200imp/(kW·h)”字样（imp表示闪烁次数）。将某用电器单独接在该电能表上正常工作30min，电能表指示灯闪烁了320次，该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW·h，合 J，该用电器的额定功率是 W。
13． 3D打印机使一种可快速成型的机器，它的原理是把数据和原料放进3D打印机中，通过逐层打印的方式来构造物体，小明家用3D打印机所使用的丝材原料是PLA塑料，其比热容；
（1）3D打印机喷头主要是利用了电流的 效应。100g的PLA塑料从30℃加热到80℃，吸收的热量为 J；
（2）在没有其它用电器工作的情况下，该3D打印机工作40min，图乙中的家用电能表指示灯闪烁了500次，则该打印机的实际功率为 W。
14．如图所示，电源电压恒定不变，R1、R2为定值电阻，R1=10Ω，R115．如题图甲电路，电源为二节新干电池，小灯泡额定电压为2.0V，当移动变阻器滑片P时（图中x为滑片P移动的距离），将所测得电压表、电流表的数据绘制的图像如图乙、丙所示，则该小灯泡的额定功率是 W，此时变阻器连入电阻阻值大小为 Ω；当滑片P移动的距离为a时，图丙中电流突然变小的原因是 。
16．请完成下列填空。
（1）如图-1，弹簧测力计的示数为 N；
（2）如图-2，将一滴红墨水滴入清水中，一段时间后整杯水变红，这是 现象；
（3）如图-3，在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向 调节；
（4）如图-4，是“探究影响电流热效应的因素”的实验装置。该装置通电一段时间后，左侧圆底烧瓶中的温度计示数高于右侧圆底烧瓶中的温度计示数。实验表明：在电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越 。
17．为创建全国“环保节能模范城市”，新建的小区将普遍安装太阳能路灯．图1是某型号太阳能路灯，图2是它的结构示意图，图3是该太阳能路灯的技术参数．
太阳能路灯专用控制器实质上是一个由光、声音和时间控制的单刀多掷开关（如图1中的S）．晚上要让电灯发光，控制器将控制开关S与 （选填“a”、“b”或“c”）触点接触．此高效节能灯1盏正常工作照明10h，消耗电能 J．
18．元件A和B的I-U图像如图甲所示。电源电压恒为4.5V，电路如图乙所示，闭合开关后，根据甲、乙两图可知元件 A的电功率是 W。
三、计算题
19．如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图，机内有温控开关S0．该饮水机的部分参数已知：额定电压为220V，加热时的总功率为880W，保温时的功率为40W，R1、R2为加热电阻丝（不考虑温度对电阻丝阻值的影响）．求：
（1）当S和S0闭合时，电路中的总电流；
（2）加热时效率为80%，将0.5kg的水从30℃加热到100℃需要多少时间；
（3）电阻丝R2的阻值．
20．某型号电饭锅有“高温烧煮”和“保温焖饭”两挡，其电路如图所示。当开关S置于1时，电流表示数为5A。当开关S置于2时，电流表的示数为0.1A。求：
（1）电阻的阻值；
（2）保温焖饭时，工作产生的热量；
（3）保温焖饭时，电阻R的电功率。
四、作图题
21．如图小梦为测量小灯泡的功率所连的电路.请先找出此电路连接中的错误和不妥之处，用“×”作出标记并用笔划线代替导线纠正，然后在右框中画出正确的电路图.
22．
（1）如图所示，铭牌标识为“220V 40W”的灯泡和“220V 5W”的灯，当开关闭合后，两灯都能正常发光，插座不受开关控制，请将电路连接完整。
（2）小明说：“我发现5W的灯和40W灯泡正常工作时的亮度相当，所以5W的灯比40W灯泡更省电。”小明说的“省电”，完整的意思是： 。
23．如图甲所示是“测量小灯泡额定功率”实验的实物电路图，请在虚线框乙中画出对应的电路图。
五、实验探究题
24．如图是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。
（1）如图甲，两个容器中的电阻丝串联的目的是使通过两个电阻丝的 相同，该装置可用来探究电流通过导体产生的热量与 的关系；通电一段时间后，与 （填“左”或“右”）侧容器相连的U形管中液面的高度差大；
（2）用U形管中液面的高度差来反映两容器内电阻丝放出热量的多少，应用的实验方法是 ；
（3）采用图乙所示实验装置，可以得出结论：在电阻和通电时间相同时， 越大，产生的热量越 （选填“多”或“少”）；
（4）如果乙装置中发生了断路，保证通电时间相同，与断路前相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
25．如图是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。
（1）利用U形管中 的变化来反映电阻丝产生热量的多少。
（2）被加热的材料选用空气，是因为它的 小，可以使实验现象更明显。
（3）图示情景表明：在通电时间相同、 相同时， 越大，产生的热量越多。
26．小明和小亮进行“伏安法测电阻”的实验
（1）小明连接好如图甲所示的电路（电源电压恒为3V），开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片移动到变阻器的 （选填“最左端”或“最右端”）。
（2）闭合开关后，发现无论怎样移动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表示数接近电源电压，产生这种现象的原因可能是定值电阻 （选填“短路”或“断路”）。
（3）电路故障排除后，闭合开关，移动变阻器的滑片到某一位置时，电流表的示数如图乙所示，此时的电流为 A；改变变阻器滑片的位置进行多次测量，并根据所测数据绘制的电流与电压关系的图像如图丙所示，则被测电阻的阻值为 Ω，多次测量的目的是 。
（4）小亮利用已知阻值的定值电阻R0和电流表设计了如图丁所示的电路，测量出了小灯泡L（额定电压为）的额定功率。
①请在图丁中的虚线框内填入对应的电路元件符号；
②闭合开关S和S1，断开S2，移动变阻器的滑片，使电流表示数为 ；
③闭合开关S和S2，断开S1，保持变阻器滑片的位置不动，读出电流表的示数I；
④小灯泡的额定功率= 。（均用物理量符号表示）
27．某同学设计了如图所示的电路测小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1的最大阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额，请完成下列实验步骤：
（1）闭合开关前，将滑动变阻器R1和R2的滑片调到最 端（选填 “左”或“右”）。
（2）闭合开关S和S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为U额。保持变阻器 的滑片位置不动，再断开S1闭合S2，移动变阻器 的滑片使电压表仍为U额。
（3）保持变阻器 的滑片位置不动，将另一个滑动变阻器的滑片调至最左端，记下电压表示数U1，再将该滑动变阻器的滑片调至最右端，记下电压表示数为U2，小灯泡额定功率的表达式：P= （用R0、U额，U1、U2表示）。
六、综合题
28．河南省第14届运动会将于2023年在洛阳市举行。为给运动员加热食品提供方便，某校师生用电阻丝自制了100台电烘箱。其中一台电烘箱在220V电压下工作时，每分钟产生的热量为7.26×104J。假设电烘箱的电阻丝的电阻不随温度变化。
（1）为确保用电安全，电烘箱的金属外壳要 ；
（2）这台电烘箱在220V电压下工作时的电功率是多少？
（3）制作这台电烘箱所用电阻丝的电阻值是多少？
（4）小慧家供电线路的总空气开关上标有“C40”字样，通过查阅资料知道，当电流达到或超过40A时，总空气开关就会跳闸，切断电路，起到保护作用。短暂的跳闸能影响正在工作的家用电器，引起不必要的麻烦，例如：电冰箱突然断电；正在播放的电视节目中断；电灯突然熄灭等。小慧家现有家用电器的总功率为7500W，在它们都正常工作的情况下，能否将这台电烘箱连接到她家同时使用 ？
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第十七章 电流做功与电功率 单元综合知识梳理卷
一、单选题
1．下列对一台智能手机涉及的物理量的估测中，最接近实际的是（ ）
A．使用一周耗电约1kW·h B．电池电压2×105mV
C．长度约为2×107nm D．质量约为2×10-4t
【答案】D
【解析】【解答】A.手机的功率约5W，一天耗电量约0.12kW，使用一周耗电约0.84kW·h，A不符合题意；
B.手机电池电压3.7V=3700mV，B不符合题意；
C.长度约为15cm，C不符合题意；
D.质量约为2×10-4t=200g，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】根据手机的长度、质量、电压和电功率，结合数据解答。
2．如图是小洋同学做电学实验时所用电路的一部分，根据图中两表的示数，一定能测出灯泡的（ ）
A．实际电功率 B．消耗的电能
C．产生的热量 D．正常发光时的电阻
【答案】A
【解析】【解答】A．据图能看出，可以直接测出小灯泡的实际电压和实际电流，根据公式P＝UI可以计算出灯泡的实际电功率，A符合题意；
B．由W＝UIt可知，要测量小灯泡消耗的实际电能，还需要测量时间，在这里没有涉及到时间，B不符合题意；
C．由Q＝I2Rt可知，要测量小灯泡产生的热量，还需要测量时间，在这里没有涉及到时间，C不符合题意；
D．据图能看出，可以直接测出小灯泡的实际电压和实际电流，根据欧姆定律可以计算出灯泡的实际电阻，由于电阻受温度的影响，且灯的工作状态未知，故灯泡的实际电阻与正常工作时的电阻是不一定相等，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】电路中有电压表和电流表，可以测量电功率的大小。
3．如图所示，电源电压保持不变， ，闭合开关S1，断开开关S2，电流表示数为0.2 A；同时闭合开关S1、S2，电流表示数为0.5 A，此时R1、R2的电功率分别为 P1、P2.下列判断中正确的是（ ）.
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】【解答】由电路图可知，闭合开关S1，断开开关S2时，电路为R1的简单电路，电流表测通过R1的电流；同时闭合开关S1、S2时，R1与R2并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R1的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.2A＝0.3A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I可得，两电阻的阻值之比：
，故AC错误；
由P＝UI可得，两电阻的电功率之比：
，故B正确、D错误。
【分析】由电路图可知，闭合开关S1，断开开关S2时，电路为R1的简单电路，电流表测通过R1的电流；同时闭合开关S1、S2时，R1与R2并联，电流表测干路电流，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变，根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流，利用并联电路的电压特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比，根据P＝UI求出两电阻的电功率之比。
4．两个定值电阻 、 并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S，则 ， 产生的热量之比为（ ）
A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4
【答案】A
【解析】【解答】由并联电路的特点知道，R1、R2的电压是相同的，由图乙知道，在电压相同时，通过R1、R2 的电流之比是2：1；由I=U/R知道，R1、R2 的电阻之比为1：2；由图甲知道，闭合开关S，则通电时间相同，由 知道，产生的热量与电阻成反比，故R1、R2产生的热量之比是2：1，
故答案为：A．
【分析】理清元件的连接方式，根据图像利用欧姆定律判定电阻的阻值关系，根据焦耳定律公式判定产生热量的比值。
5．规格分别为“220V 25W”和“220V 100W”的甲、乙两只小灯泡，将它们串联后接到220V的电源上，两灯都发光，则（ ）
A．甲灯较亮 B．乙灯较亮
C．两灯一样亮 D．无法判断
【答案】A
【解析】【解答】解：由P=，可得，
灯泡电阻R甲==1936Ω，
R乙==484Ω，
因为R甲＞R乙，串联电路电流相等，
由P=I2R可知，甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率，因此两灯泡串联时，甲灯较亮．
故选A．
【分析】由灯泡铭牌可知灯泡的额定电压与额定功率，由电功率的变形公式可以求出灯泡的阻值；
由串联电路特点及电功率公式P=I2R可以比较两灯泡串联时灯泡的功率关系，然后判断哪个灯泡亮．
6．物理老师给同学们做短路演示实验时，他将蓄电池、自制铜导线组成短路电路，如图所示是在实验中铜导线烧断时的情境，烧断处被烧断是因为该处一小段铜导线与其它同长度的铜导线相比，它的
A．电阻较大 B．电压较小 C．电流较大 D．电功率较小
【答案】A
【解析】【解答】由题，将蓄电池、自制铜导线组成短路电路，电流只有一条路径，铜导线中电流处处相等，根据焦耳定律公式 可知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，温度越高，因此电阻大的位置容易被烧断，A符合题意。
故答案为：A
【分析】结合题意，应用焦耳定律公式 Q = I 2 R t进行分析即可.
7．为了探究“电功率与电阻的关系时”，选用额定电压均为6V的L1、L2两盏灯泡，将两灯串联起来，按照如图的电路开始了实验探究，闭合开关后看见灯L1微微发光，灯L2几乎不发光，下面关于两灯的电阻R1和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是（不考虑电阻值随温度的变化）（ ）
A．R1＞R2 P1＞P2 B．R1＜R2 P1＜P2
C．R1＞R2 P1＜P2 D．R1＜R2 P1＞P2
【答案】C
【解析】【解答】灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，因为灯L1微微发光，灯L2几乎不发光，所以L1的实际功率比L2的实际功率大．由于两灯是串联，我们根据P=I2R可知，在电流相同的情况下，用电器的电功率与阻值成正比，所以R1＞R2．因为两灯的额定电压相同，根据 可知，电功率与电阻成反比．由于R1＞R2，所以P1＜P2．
故答案为：C．
【分析】由两个灯泡的亮度情况得出电功率关系，然后根据P=I2R得出电阻关系，最后根据得出额定功率关系.
8．如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A、B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻 ，小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，下列说法正确的是（ ）
A．通过 和 的电流大小相等
B．此实验在探究电热 与电阻 是否有关
C．通电后， 管的液面将会比B管的液面高
D．电阻 两端的电压和 两端的电压相等
【答案】C
【解析】【解答】A．由图可知，R2和R3并联后再和R1串联，由串并联电路电流的规律可知通过R1的电流大于R2的电流，A不符合题意；
B．R1和R2的电阻相同，通过它们的电流不同，研究电流产生的热量与电流的关系，B不符合题意；
C．左右两容器中的电阻相同，而通过电阻R1的电流大于R2的电流，通电时间相同，由Q=I2Rt可知，A容器中电阻R1产生的热量多，则A管的液面将会比B管的液面高，C符合题意；
D．已知R1=R2=R3
所以R2、R3并联后的总电阻是
由于串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比，所以电阻R1两端的电压大于R2两端的电压，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】要探究电流大小对导体产热的影响，需要控制电阻大小和通电时间相同；当电阻大小和通电时间相同时，流过导体的电流越大，产生的热量越多。
9．下列有关电学的概念和规律，说法正确的是（ ）
A．功率越大的用电器消耗的电能越多
B．电路工作时，电源是将其他形式的能转化为电能
C．电压是产生电流的原因，所以电路中有电压就一定有电流
D．导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
【答案】B
【解析】【解答】A、功率相同是指做功快慢相同，没有控制时间一定的前提下，不能确定消耗电能多少，故A错误；
B、电路工作时，电源是将其他形式的能转化为电能，故B正确；
C、电压是产生电流的原因，形成电流的必要条件有两个，一是有电压，二是电路必须是通路，有电压不一定有电流，C错误；
D、电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，与两端的电压和通过的电流无关，故D错误。
故选项为：B。
【分析】(1)电功率是表示电流做功快慢的物理量；
(2)电源是将其他形式的能转化为电能的装置；
(3)电压是产生电流的原因，有电压并且电路是通路才能有电流；
(4)电阻是导体对电流的阻碍作用，是导体本身的一种性质；其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，而与导体两端的电压、通过的电流无关。
10．图甲是小灯泡的电压﹣﹣电流图象．将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4.5V的电路中（如图乙），闭合开关，移动滑片P，当小灯泡的功率为0.75W时，（ ）
A．电流表的示数为0.2A
B．滑动变阻器R接入电路中的电阻为15Ω
C．电路消耗的总功率为1.35W
D．10s内滑动变阻器R产生的热量为13.5J
【答案】C
【解析】【解答】解：
A、当小灯泡的功率为0.75W时，根据图甲可知，灯泡L两端的电压为2.5V，通过灯泡的电流为I=0.3A，即电流表的示数为0.3A，故A错误；
B、根据串联电路电压的规律，变阻器两端的电压：
U滑=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V，
由I= 可得，滑动变阻器R接入电路中的电阻：
R滑= ≈6.7Ω，故B错误；
C、电路消耗的总功率：
P总=U总I=4.5V×0.3A=1.35W，故C正确；
D、变阻器R在10s产生的热量：Q=W滑=U滑It=2V×0.3A×10s=6J，故D错误．
故选C．
【分析】A、根据图甲，由P=UI确定当小灯泡的功率为0.75W时，灯的电压和通过的电流；
B、根据串联电路电压的规律，由欧姆定律可求变阻器连入电路中的电阻；
C、根据P=UI求电路消耗的总功率；
D、根据Q=W=U滑It10s内滑动变阻器R产生的热量．
二、填空题
11． 如图是今年“3 15”晚会上曝光的劣质导线，不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，劣质导线的电阻 （选填“较大”或“较小”），若在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量 （选填“较多”或“较少”）。
【答案】较大；较多
【解析】【解答】电阻横截面积减小，阻值较大，根据焦耳定律可知，阻值越大，电流和时间相等的情况下，产热量越大
综上第1空为较大；第2空为较多
【分析】根据电阻的影响因素、电流的热效应填空
1、电阻的影响因素： 当导体的材料和横截面积相同时，电阻的长度越长，导体的电阻越大 ；当导体的材料和长度相同时，电阻的横截面积越小，导体的电阻越大，
2、电流的热效应：计算公式Q=I2Rt，所以电流相等，电阻越大，产热量越大
12．电子式电能表表盘上标有“3200imp/(kW·h)”字样（imp表示闪烁次数）。将某用电器单独接在该电能表上正常工作30min，电能表指示灯闪烁了320次，该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW·h，合 J，该用电器的额定功率是 W。
【答案】0.1；3.6×105；200
【解析】【解答】用电器正常工作30min时指示灯闪烁320次，则用电器消耗电能为W=kW·h=0.1kW·h=3.6×105J
用电器的额定功率P==0.2kW=200W
【分析】根据电能表指示灯闪烁次数可以计算消耗电能的多少；利用电能和时间的比值计算电功率。
13． 3D打印机使一种可快速成型的机器，它的原理是把数据和原料放进3D打印机中，通过逐层打印的方式来构造物体，小明家用3D打印机所使用的丝材原料是PLA塑料，其比热容；
（1）3D打印机喷头主要是利用了电流的 效应。100g的PLA塑料从30℃加热到80℃，吸收的热量为 J；
（2）在没有其它用电器工作的情况下，该3D打印机工作40min，图乙中的家用电能表指示灯闪烁了500次，则该打印机的实际功率为 W。
【答案】（1）热；8000
（2）250
【解析】【解答】(1)3D打印机喷头主要是利用了电流的热效应；
100g的PLA塑料从30C加热到80C，吸收的热量为：；
(2)图乙中的家用电能表指示灯闪烁了500次，打
印机做的功为：
打印机的实际功率为：
故答案为：(1)热；8000J；(2) 250W。
【分析】(1)根据3D打印机喷头主要是利用了电流的热效应，根据吸热公式计算吸收的热量；(2) 根据计算打印机的实际功率。
14．如图所示，电源电压恒定不变，R1、R2为定值电阻，R1=10Ω，R1【答案】断开；3；0.45
【解析】【解答】图中，当闭合S2、S3，断开S1时，R1、R2分别连接在电源上，R1、R2并联，电流表测量干路电流，示数为0.45A。设电源电压为U，根据并联电路中电流规律，则
代入数据得：①
当断开S2、S3，闭合S1时，R1、R2串联，电流表测电路电流，即I串=0.1A。则电源电压：
U=I串×(R1+R2)=0.1A×(10Ω+R2) ②，联立①②，解得U=3V，R2=20Ω，R1、R2并联时，R2消耗的功率：。故第1空填：断开；第2空填：3；第3空填：0.45。
【分析】各电阻分别连接在电源两端，是并联电路；根据，计算电流，结合并联电路电流规律，计算电源电压和未知电阻；根据，计算电功率。
15．如题图甲电路，电源为二节新干电池，小灯泡额定电压为2.0V，当移动变阻器滑片P时（图中x为滑片P移动的距离），将所测得电压表、电流表的数据绘制的图像如图乙、丙所示，则该小灯泡的额定功率是 W，此时变阻器连入电阻阻值大小为 Ω；当滑片P移动的距离为a时，图丙中电流突然变小的原因是 。
【答案】0.4；5；灯泡断路
【解析】【解答】图乙中 ，电压表示数为2V时，x移动的距离为12cm，结合图丙，电流为0.2A，计算小灯泡的额定功率是；
根据干电池电压，计算电源电压是：，
灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：，
计算滑动变阻器接入电路的电阻是：，
灯与变阻器串联，图丙中电流突然减小到0时，则电路可能断路，图乙中，电压增大为电源电压3V，则电压表与电源连通，原因是灯丝断了。
【分析】根据P=UI，计算电功率；根据，计算电阻；在串联电路中，电压表测量的位置断路，电流表无示数。
16．请完成下列填空。
（1）如图-1，弹簧测力计的示数为 N；
（2）如图-2，将一滴红墨水滴入清水中，一段时间后整杯水变红，这是 现象；
（3）如图-3，在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向 调节；
（4）如图-4，是“探究影响电流热效应的因素”的实验装置。该装置通电一段时间后，左侧圆底烧瓶中的温度计示数高于右侧圆底烧瓶中的温度计示数。实验表明：在电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越 。
【答案】3.2；扩散；右；多（或大）
【解析】【解答】（1）如图-1，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数为：3N+0.2N×1=3.2N。
（2）如图-2，将一滴红墨水滴入清水中，一段时间后整杯水变红，这是墨水分子和水分子之间发生的扩散现象。
（3）如图-3，杠杆向左边偏，说明右端轻，则应将杠杆两端的平衡螺母向右调节。
（4）如图-4，根据焦耳定律的内容可知，在电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多（或大）。
故答案为：3.2；扩散；右；多（或大）。
【分析】（1）弹簧测力计在测量前弄清楚它的零刻度、量程和分度值。
（2）不同物质的分子在互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散。
（3）杠杆在调节平衡螺母时，横梁的哪一端翘起来，就将平衡螺母向哪一端调节。
（4）根据焦耳定律可知：在电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。
17．为创建全国“环保节能模范城市”，新建的小区将普遍安装太阳能路灯．图1是某型号太阳能路灯，图2是它的结构示意图，图3是该太阳能路灯的技术参数．
太阳能路灯专用控制器实质上是一个由光、声音和时间控制的单刀多掷开关（如图1中的S）．晚上要让电灯发光，控制器将控制开关S与 （选填“a”、“b”或“c”）触点接触．此高效节能灯1盏正常工作照明10h，消耗电能 J．
【答案】C；3.6×105
【解析】【解答】（1）晚上要让电灯发光，开关S必须与c点接触，电路闭合，铅酸蓄电池工作；（2）由 可得，节能灯1盏正常工作照明10h，消耗电能：W=Pt=10×10-3kW×10h=0.1kW h=3.6×105J．
【分析】用电器和电源连接时，用电器才能工作，根据电功率和时间的乘积计算消耗的电能。
18．元件A和B的I-U图像如图甲所示。电源电压恒为4.5V，电路如图乙所示，闭合开关后，根据甲、乙两图可知元件 A的电功率是 W。
【答案】0.8
【解析】【解答】由图可知，当电路中电流为0.4A时，元件A两端的电压为2V，元件B两端的电压为2.5V，此时元件A，元件B，两端的电压加起来等于电源电压，所以电路中电流为0.4A，元件A的电功率
【分析】理清元件的连接方式，根据甲图可知，当电流为0.4A时，元件A两端的电压为2V，元件B两端的电压为2.5V，据此得出此时元件A的电流和电压值，根据P=UI可知元件A的电功率。
三、计算题
19．如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图，机内有温控开关S0．该饮水机的部分参数已知：额定电压为220V，加热时的总功率为880W，保温时的功率为40W，R1、R2为加热电阻丝（不考虑温度对电阻丝阻值的影响）．求：
（1）当S和S0闭合时，电路中的总电流；
（2）加热时效率为80%，将0.5kg的水从30℃加热到100℃需要多少时间；
（3）电阻丝R2的阻值．
【答案】（1）解：由电路图可知，当S和S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，
由P=UI= 可知，电路总功率最大，饮水机处于加热状态，
由P=UI可得，此时电路中的总电流：
I= = =4A
（2）解：水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×0.5kg×（100℃﹣30℃）=1.47×105J，
由η= ×100%可得，消耗的电能：
W= = =1.8375×105J，
由P= 可得，需要的加热时间：
t′= = ≈208.8s
（3）解：由电路图可知，开关S闭合、S0断开时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最大，
由P=UI= 可知，电路总功率最小，饮水机处于保温状态，
由P=UI= 可得，电阻R2的阻值：
R2= = =1210Ω
【解析】【分析】（1）由电路图可知，当S和S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，根据P=UI= 可知电路总功率最大，据此判断饮水机所处的状态，根据P=UI求出此时电路中的总电流；（2）知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据η= ×100%求出消耗的电能，利用P= 求出需要的加热时间；（3）由电路图可知，开关S闭合、S0断开时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最大，根据P=UI= 可知电路总功率最小，据此判断饮水机所处的状态，根据P=UI= 求出电阻R2的阻值．
20．某型号电饭锅有“高温烧煮”和“保温焖饭”两挡，其电路如图所示。当开关S置于1时，电流表示数为5A。当开关S置于2时，电流表的示数为0.1A。求：
（1）电阻的阻值；
（2）保温焖饭时，工作产生的热量；
（3）保温焖饭时，电阻R的电功率。
【答案】解：（1）开关S置于1时，只有工作，则电阻的阻值为
（2）当开关S置于2时，和串联，此时电路总电阻最大，根据可知总功率最小，为保温焖饭挡。则工作产生的热量为
（3）保温焖饭挡时，和串联，电路总电阻为
则电阻R的阻值为
则保温焖饭时，电阻R的电功率为
答：（1）电阻的阻值为44Ω；
（2）保温焖饭时，工作产生的热量为2200J；
（3）保温焖饭时，电阻R的电功率为21.56W。
【解析】【分析】 （1）由图可知，当开关S置于1时，只有R0工作，根据欧姆定律求出电阻R0的阻值；
（2）当开关S置于2时，R0与R串联，根据串联电路的电阻特点可知此时电路的总电阻最大，由 可知电路中的总功率最小，电饭锅处于保温焖饭状态，根据Q=W=UIt求出工作100s产生的热量；
（3）根据欧姆定律求出保温焖饭时电路中的总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R的电阻，根据P=UI=I2R求出保温焖饭时，电阻R的电功率。
四、作图题
21．如图小梦为测量小灯泡的功率所连的电路.请先找出此电路连接中的错误和不妥之处，用“×”作出标记并用笔划线代替导线纠正，然后在右框中画出正确的电路图.
【答案】解：如图所示：
【解析】【解答】分析实物图可知，滑动变阻器的接线柱都接在下面了，应该是一上一下，将左下接线柱改接在左上接线柱；如图所示：
从电源正极开始，依次连接电流表、灯泡L、滑动变阻器、开关S，然后回到负极，将电压表并联在灯泡两端，如图：
【分析】滑动变阻器的连接方式：一上一下；由实物图可知，灯泡、滑动变阻器、电流表、开关串联，电压表测量灯泡两端电压．
22．
（1）如图所示，铭牌标识为“220V 40W”的灯泡和“220V 5W”的灯，当开关闭合后，两灯都能正常发光，插座不受开关控制，请将电路连接完整。
（2）小明说：“我发现5W的灯和40W灯泡正常工作时的亮度相当，所以5W的灯比40W灯泡更省电。”小明说的“省电”，完整的意思是： 。
【答案】（1）
（2）在工作相同的时间内，5W的灯比40W灯泡消耗的电能更少。
【解析】【解答】（1） 开关闭合后，两灯都能正常发光，说明开关能同时控制这两盏灯，且两灯都达到额定电压220V，所以两灯是并联的，将两灯右端分别接在零线上；插座不受开关控制，则开关与插座并联，注意“左零右火上接地”。电路连接完整如图所示
（2） 根据W=Pt，“省电”的意思是：在工作相同的时间内，5W的灯比40W灯泡消耗的电能更少。
【分析】（1）家庭电路电压为220V，根据灯的额定电压和并联电路电压的规律，确定两灯并联；开关与待测电路串联，为了安全，开关应控制火线；三孔插座按“左零右火上接地”的原则连入电路中。
（2）根据W=Pt分析解答。
23．如图甲所示是“测量小灯泡额定功率”实验的实物电路图，请在虚线框乙中画出对应的电路图。
【答案】
【解析】【解答】 解：由实物图知，滑动变阻器、灯泡、电流表、开关依次串联在电源两极上，电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示：
【分析】先分析实物图的连接情况，再画出对应的电路图。
五、实验探究题
24．如图是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。
（1）如图甲，两个容器中的电阻丝串联的目的是使通过两个电阻丝的 相同，该装置可用来探究电流通过导体产生的热量与 的关系；通电一段时间后，与 （填“左”或“右”）侧容器相连的U形管中液面的高度差大；
（2）用U形管中液面的高度差来反映两容器内电阻丝放出热量的多少，应用的实验方法是 ；
（3）采用图乙所示实验装置，可以得出结论：在电阻和通电时间相同时， 越大，产生的热量越 （选填“多”或“少”）；
（4）如果乙装置中发生了断路，保证通电时间相同，与断路前相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）电流；电阻；2
（2）转换法
（3）电流；多
（4）变小
【解析】【解答】 （1）由图甲可知，左右容器内的电阻丝串联，通过它们的电流和通电时间相同，两电阻阻值不同，可以探究电流通过导体产生热量与导体电阻的关系；由焦耳定律可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多，所以与右侧容器相连的U形管中液面的高度差大；
（2）电流通过导体产生的热量不易观察，但容器内空气温度升高时，空气体积膨胀，推动U形管中的液体上升，从而用U形管中左右液面的高度差来显示，这是转换法；
（3）由图乙可知，右边容器内的电阻丝与容器外的电阻丝并联后，再与左边容器内的电阻丝串联，左右容器内的电阻丝阻值和通电时间相同，但通过左侧电阻丝的电流比通过右侧电阻丝的电流大，由控制变量法可知，控制不变的物理是电阻丝的阻值和通电时间，改变的物理量是通过它们的电流，故是探究电流产生的热量与电流大小的关系，多次实验，均发现左侧U形管液面高度差较大，由此得到的结论是：导体电阻相同时，通过导体的电流越大，相同时间内产生的热量越多；
（4）如果乙装置中R3发生了断路，则两容器中的电阻串联，根据串联和并联电阻的规律，电路的电阻变大，由欧姆定律可知通过电路的电流变小，保证通电时间相同，与断路前相比较，根据Q=I2Rt可知，左侧电阻产生热量变小，根据转换法，U形管中液面的高度差将变小。
故答案为：（1）电流；电阻；右；（2）转换法；（3）电流；多；（4）变小。
【分析】（1）由图甲可知，左右容器内的电阻丝串联，通过它们的电流和通电时间相同，根据控制变量法分析可知；
（2）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但电流产生的热量被容器中的空气吸收，空气温度升高体积膨胀，引起U形管中液柱高度的变化，所以可通过液面高度差的变化来反映电阻丝产生热量的多少，这是转换法；
（3）由图乙可知，右边容器内的电阻丝与容器外的电阻丝并联后，再与左边容器内的电阻丝串联，左右容器内的电阻丝阻值和通电时间相同，但通过左侧电阻丝的电流比通过右侧电阻丝的电流大，由控制变量法可得出结论；
（4）如果乙装置中R3发生了断路，分析电路连接，根据串联和并联电阻的规律和欧姆定律确定电路的电流变化，根据Q=I2Rt结合转换法分析。
25．如图是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。
（1）利用U形管中 的变化来反映电阻丝产生热量的多少。
（2）被加热的材料选用空气，是因为它的 小，可以使实验现象更明显。
（3）图示情景表明：在通电时间相同、 相同时， 越大，产生的热量越多。
【答案】（1）液面高度差
（2）比热容
（3）电阻；电流
【解析】【解答】（1）实验中电阻丝产生的热量不易直接测量，可给等质量的气体加热，气体吸热越多，气体膨胀程度越大，U形管内的液面高度差越大，采用了转换法。即利用U形管中液面高度差的变化来反映电阻丝产生热量的多少。
（2）被加热的材料选用空气，是因为它的比热容小，质量相同的空气和其它物质相比，吸收相同的热量，温度变化显著，可以使实验现象更明显。
（3）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变。上图中，研究对象是容器内阻值相等的两电阻丝，根据串联电路各处的电流相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和，故通过左边容器中电阻丝的电流大于通过右边容器中电阻丝的电流，而左边U型管液面的高度差大，故根据转换法可得出，在通电时间相同、电阻相同时，电流越大，产生的热量越多。
【分析】（1）根据U型管中液面高低变化，可以判断电阻丝产生热量的多少；
（2）利用比热容较小的物体，更便于通过温度反应热的多少；
（3）在电阻和通电时间相同时，电流越大， 产生的热量越多。
26．小明和小亮进行“伏安法测电阻”的实验
（1）小明连接好如图甲所示的电路（电源电压恒为3V），开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片移动到变阻器的 （选填“最左端”或“最右端”）。
（2）闭合开关后，发现无论怎样移动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表示数接近电源电压，产生这种现象的原因可能是定值电阻 （选填“短路”或“断路”）。
（3）电路故障排除后，闭合开关，移动变阻器的滑片到某一位置时，电流表的示数如图乙所示，此时的电流为 A；改变变阻器滑片的位置进行多次测量，并根据所测数据绘制的电流与电压关系的图像如图丙所示，则被测电阻的阻值为 Ω，多次测量的目的是 。
（4）小亮利用已知阻值的定值电阻R0和电流表设计了如图丁所示的电路，测量出了小灯泡L（额定电压为）的额定功率。
①请在图丁中的虚线框内填入对应的电路元件符号；
②闭合开关S和S1，断开S2，移动变阻器的滑片，使电流表示数为 ；
③闭合开关S和S2，断开S1，保持变阻器滑片的位置不动，读出电流表的示数I；
④小灯泡的额定功率= 。（均用物理量符号表示）
【答案】最右端；断路；0.12；10；减小误差；见详解；；
【解析】【解答】利用伏安法测量电阻时，
（1）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片移动到变阻器的阻值最大处，即最右端。
（2）闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电路可能断路，电压表示数接近电源电压，电压表与电源连通，是定值电阻断路。
（3）图甲中电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，由图乙中电流表的示数是0.16A。
根据图丙，被测电阻的阻值为
，实验中多次测量取平均值，可以减小误差；
（4）实验中缺少电压表，需要用电流表和定值电阻代替电压表，所以电流表和定值电阻串联后再和灯泡并联，通过移动变阻器的滑片使电流表示数为时，由并联电路电压的规律，灯的电压等于额定电压，灯正常发光；保持滑片位置不变，通过开关的转换，使电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流，根据P=UI得到灯的额定功率的表达式，如图所示 ：
闭合开关S和S1，断开S2，小灯泡和定值电阻R0并联，电流表测R0的电流，调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压为额定电压U额，定值电阻两端的电压为U额，电流表的示数为
，
闭合开关S和S2，断开S1，小灯泡和定值电阻并联，电流表测总电流，保持滑动变阻器滑片位置不变，R0的电流不变，小灯泡的电流为I'=I-I1，
小灯泡的额定电功率
。
【分析】（1）闭合开关前，滑片在电阻最大处；
（2）在串联电路中，电流表无示数，电压表接近电源电压，则电压表测量的位置断路；
（3）根据电流表量程和指针位置，测量断路，利用，计算电阻；多次测量，计算平均值，可以减小误差；
（4）利用电流表和定值电阻，测量灯泡的电功率，利用电流表和定值电阻的乘积表示灯泡的额定电压，使灯泡正常发光，再利用P=UI，计算灯泡电功率。
27．某同学设计了如图所示的电路测小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1的最大阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额，请完成下列实验步骤：
（1）闭合开关前，将滑动变阻器R1和R2的滑片调到最 端（选填 “左”或“右”）。
（2）闭合开关S和S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为U额。保持变阻器 的滑片位置不动，再断开S1闭合S2，移动变阻器 的滑片使电压表仍为U额。
（3）保持变阻器 的滑片位置不动，将另一个滑动变阻器的滑片调至最左端，记下电压表示数U1，再将该滑动变阻器的滑片调至最右端，记下电压表示数为U2，小灯泡额定功率的表达式：P= （用R0、U额，U1、U2表示）。
【答案】（1）右
（2）R1；R2
（3）R2；U额2（U1-U2）U2R0
【解析】【解答】（1）为了保护电路，闭合开关前，滑片要在阻值最大处，在最右端；（2）探究灯泡的电功率，首先把灯泡接入电路中，移动R1滑片使灯泡正常发光，再把R2接入电路，调节R2使电压表等于灯泡的电压，此时滑动变阻器R2的电阻等于灯泡的电阻；（3）保持R2不变，调节R1到最小，记录的电压为电源电压，再把R1调大最大，记录电压U2，则滑动变阻器R2接入电路的电阻为，灯泡的电功率为。
【分析】（1）闭合开关前，滑片要在阻值最大处，可以保护电路；
（2）根据串联电路的分压规律，分别测量电阻的分压大小；
（3）利用欧姆定律的综合计算，求电阻的大小，根据电压和电阻计算电功率。
六、综合题
28．河南省第14届运动会将于2023年在洛阳市举行。为给运动员加热食品提供方便，某校师生用电阻丝自制了100台电烘箱。其中一台电烘箱在220V电压下工作时，每分钟产生的热量为7.26×104J。假设电烘箱的电阻丝的电阻不随温度变化。
（1）为确保用电安全，电烘箱的金属外壳要 ；
（2）这台电烘箱在220V电压下工作时的电功率是多少？
（3）制作这台电烘箱所用电阻丝的电阻值是多少？
（4）小慧家供电线路的总空气开关上标有“C40”字样，通过查阅资料知道，当电流达到或超过40A时，总空气开关就会跳闸，切断电路，起到保护作用。短暂的跳闸能影响正在工作的家用电器，引起不必要的麻烦，例如：电冰箱突然断电；正在播放的电视节目中断；电灯突然熄灭等。小慧家现有家用电器的总功率为7500W，在它们都正常工作的情况下，能否将这台电烘箱连接到她家同时使用 ？
【答案】（1）接地
（2）解：电烘箱在220V电压下工作1分钟时，消耗的电能
此时电烘箱的电功率
（3）解：由 可知，此时电烘箱所用电阻丝的电阻值
（4）可以将这台电烘箱连接到他家同时使用
【解析】【解答】（1）电烘箱的金属外壳必须接地，防止金属外壳带电而发生触电事故。
（4）小慧家供电线路允许的最大功率
现有用电器的总功率和电烘箱的功率之和
，因此可以将这台电烘箱连接到他家同时使用。
【分析】（1）有金属外壳的用电器，金属外壳要接地；
（2）根据电能和时间的比值， 计算电功率；
（3）利用电压和电功率，可以计算用电器的电阻大小；
（4）根据电能表的总电功率和实际电功率的大小，判断用电器能否使用。
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