专题10 电能
▉考点01 电功、电能和电热
一、电能
定义 电流所具有的能量称为电能
电能的应用
电能的单位 国际单位：焦耳（） 常用单位：（度），11度，
电能的优越性 （1）电能的来源比较广泛，自然界中存在着各种形式的能，如化学能、水能、风能、太阳能、核能等。这些能都能较方便地转化为电能，如电池和发电机就是实现这种转化的装置。 （2）电能便于输送。用电线就可以把电能输送到千百里以外的地方，输送电能比输送煤、石油等燃料方便得多。 （3）电能使用方便。电能能很方便地转化为其他形式的能。 （4）用电器在管理和操作方面比较简单，污染少，有利于环保。
二、电功
项目 电功
定义 电功就是电流所做的功，电流做功的过程就是电能转化成其他形式的能的过程，因此，可以认为电功就是电能转化成其他形式的能的多少的量度
公式 基本公式：，其中“”表示电压，“”表示电流，“”表示做功的时间。在使用时要注意这四个量的单位必须统一，且这四个量必须是同一导体在同一时刻的四个量
推导公式：（常用于纯电阻的串联电路） （常用于纯电阻的并联电路） （力学与电学通用） 注：纯电阻电路是指把电能全部转化成内能的电路，对于纯电阻电路，以上公式都可以用，对于非纯电阻电路，只能用基本公式，不能用推导公式
单位 电功的国际单位和其他功的单位一样，也是焦耳（），常用单位是千瓦时，也叫“度”，用“”来表示，
测量工具 电能表
三、利用电能表测家庭电路中消耗的电能
1.
2.
四、电热
1.电热的计算
电流通过导体产生的电热，纯电阻电路中。
2.电热的利用率（热效率）
以电水壶为例，电流通过时产生的热量，而水吸收的热量，所以利用率。
▉考点02 电功率
一、影响电功率大小的因素
电功率是描述电流做功快慢的物理量。由电功率的定义式可知，电功率的大小与用电器所做电功的大小及做功所用时间的长短都有关系。
由电功率的基本计算公式可知，电功率的大小是由公式中的两个量决定的：当电压一定时，电功率与电流成正比；当电流一定时，电功率与电压成正比。
在“探究灯泡的电功率跟哪些因素有关”的实验中，为了分别探究电功率与电压和电流的关系，我们采用了控制变量法，首先，控制电流不变，研究电功率与电压的关系，得到的结论是：当电流一定时，电功率与电压成正比；其次，我们控制电压不变，研究电功率与电流的关系，得到的结论是：当电压一定时，电功率与电流成正比。
二、串、并联电路中功率的规律
1.串联电路中功率的规律
因为，，，所以。
即串联电路总电功率等于各串联用电器电功率之和。
串联电路电功率的分配：因为，，所以。
又因为，所以。
即串联电路中，电功率的分配跟电阻成正比。
2.并联电路中功率的规律
因为，，，所以。
即并联电路总电功率等于各并联用电器电功率之和。
并联电路电功率的分配：因为，，所以。
又因为，所以。
即并联电路中，电功率的分配跟电阻成反比。
三、测量小灯泡的电功率
实验原理
实验 电路图
实验器材 电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、开关、导线若干等
实验步骤 （1）按设计的电路图连接实物，并设计实验记录表格； （2）检查电路无误后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数。当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时，停止滑动，并记下电流表的示数； （3）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数； （4）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压低于额定电压的1/5，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数； （5）整理实验器材。
实验表格 电压（V）电流（A）电功率（W）灯泡亮度
实验结论 若，则，小灯泡很亮 ，则，小灯泡正常发光 ，则，小灯泡很暗
▉考点01 电流的热效应（共6小题）
1．电蚁拍灭蚊蚁时，蚊子碰到金属网形成闭合电路，蚊子往往会被烧毁。下列说法合理的是（ ）
A．蚊子不能导电所以会被烧毁
B．电蚊拍电压降低则烧毁效果更好
C．蚊子烧毁是因为电流的热效应
D．烧毁时没有电流通过蚁子
【答案】C
【解答】解：A、由题意可知，蚊子碰到金属网形成闭合电路，说明蚊子是可以导电的，故A不合理；
B、电蚊拍电压降低，在电阻一定时，电流会变小，所以烧毁效果变差，故B不合理；
C、蚊子烧毁是因为电流通过时会发热，因此利用了电流的热效应，故C合理；
D、烧毁时有电流通过蚊子，通过电流的热效应使蚊子被烧毁，故D不合理。
故选：C。
2．下列事例中，不属于利用电热工作的是（ ）
A．用家用电饭锅煮米饭
B．用电烙铁焊接电器元件
C．用电热孵卵器孵小鸡
D．用继电器作烟雾报警器
【答案】D
【解答】解：ABC、电饭锅煮米饭、电烙铁焊接电器元件、电热孵卵器孵小鸡，都是将电能转化为内能，它们都是利用电流热效应工作的，故ABC不合题意；
D、用继电器作烟雾报警器，电磁继电器中的主要部件是电磁铁，利用的是电流的磁效应，故D符合题意。
故选：D。
3．下列所示的家用电器中，利用电流的热效应工作的是（ ）
A．平板电脑 B．电风扇
C．电水壶 D．蓝牙音箱
【答案】C
【解答】解：A、平板电脑工作时主要把电能转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意；
B、电风扇主要是把电能转化为机械能，不是主要利用电流的热效应工作的，故B不符合题意；
C、电热水壶是把电能转化为内能，是利用电流的热效应，故C符合题意；
D、蓝牙音箱工作时主要把电能转化为声能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。
故选：C。
4．小科设计了探究“影响电流热效应的因素”的实验，如图甲所示：
（1）在闭合开关后，将滑片移到某一位置，如图甲所示，判断电流通过电阻丝R产热的多少可以通过观察一段时间内玻璃管中煤油上升的高度，还可以通过观察 煤油升高的温度来反映电流通过导体产生热量的多少 。
（2）小科为探究电流变大对电流热效应的影响，他将图甲中所示的滑片往 A （选填“A”或“B”）端移动。两次实验得到的实验数据如图表所示：
实验次数 电流/A 通电时间/min 电阻/Ω 玻璃管液面升高的高度/mm
1 0.2 1 10 10
2 0.4 1 10 40
小科根据表中数据，得出结论：同一电阻丝，在通电时间相同时，产生的热量与电流的平方成正比。请指出存在的不足之处： 实验次数太少，实验结论具有偶然性 。
（3）小科为了继续探究电阻大小对电流热效应的影响，选择了图乙所示R2＝20Ω的电阻丝，小科应将电阻丝R2与图甲中的电阻丝R1 串联 接入电路中。
【答案】（1）煤油升高的温度来反映电流通过导体产生热量的多少；（2）A；实验次数太少，结论具有偶然性；（3）串联。
【解答】解：（1）判断电流通过电阻丝R产热的多少可以通过观察一段时间内玻璃管中煤油上升的高度，这是转换法；若将玻璃管换成温度计，温度计示数的变化反映了液体温度的变化，反映了液体吸收热量即电流产生热量的多少；
（2）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究电流变大对电流热效应的影响，需控制电阻和通电时间相同，使通过电路的电流变大，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知需使滑动变阻器接入了的电阻变小，实验滑片应向A端移动；
两次实验就得出结论，实验次数太少，结论具有偶然性，应多次实验，寻找普遍规律；
（3）探究电阻大小对电流热效应的影响，需控制电流和通电时间相同，串联电路各处电流相等，所以两电阻应串联接入电路。
故答案为：（1）煤油升高的温度来反映电流通过导体产生热量的多少；（2）A；实验次数太少，结论具有偶然性；（3）串联。
5．某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。
（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中 热量 的散失。
（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化ΔT和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。
根据上述实验，可以得出结论： 当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比 。
（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
升高的温度ΔT/℃ 0.4 0.9 1.6 2.5 3.6
请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。
【答案】（1）热量；（2）当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比；（3）1.6。
【解答】解：（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中热量的散失；
（2）水的质量相同，水温变化ΔT与吸热的多少成正比，水温变化ΔT越大，电阻丝放出的热越多，即当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比；
（3）不计热量损失，Q吸＝Q放，cmΔT＝I2Rt， ΔT41.6℃。
故答案为：（1）热量；（2）当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比；（3）1.6。
6．芯片体积小，元件密集。芯片正常工作时，相当于电路中的 用电器 （选填“电源”或“用电器”）。芯片元件有 电阻 ，由于电流热效应，电流通过芯片时，不可避免地会产生热量。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过 热传递 的方式改变芯片内能。
【答案】用电器；电阻；热传递。
【解答】解：芯片及其电器设备，都是消耗电能的用电器；芯片有电阻，电流通过芯片时会产生热
量；散热部件与芯片紧密结合，可通过传导等热传递方式来改变芯片的内能。
故答案为：用电器；电阻；热传递。
▉考点02 电功与电能（共6小题）
7．如图是一顶顶部装有太阳能电池板的太阳能风扇凉帽，凉帽上的电风扇工作时的电压为1.2V，电流为50mA。若该电风扇正常工作了1h，电流做功为（ ）
A．60J B．0.06J C．2.16×106J D．216J
【答案】D
【解答】解：电流做功W＝UIt＝1.2V×50×10﹣3A×3600s＝216J；
故选：D。
8．如图甲所示，电源工作时输出的总功率恒定不变，R1＝10Ω。在移动滑动变阻器R2的滑片P时，电流表A的示数I与电流表A1的示数I1之间变化关系如图乙所示。根据图中信息判断，下列说法中正确的是（ ）
A．当滑片P向右移动时，电流表A的示数逐渐增大
B．当滑片P向左移动时，电源的输出电压逐渐增大
C．电源工作时每秒钟消耗的电能始终为5J
D．当电流表A1的示数为0.5A时，R2＝12.5Ω
【答案】D
【解答】解：由图甲知定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表A1测量通过定值电阻R1的电流，电流表A测量干路的电流；
A、滑片P向右移动时，滑动变阻器R2的电阻变大，则定值电阻R1与滑动变阻器R2并联的总电阻变大，电源工作时输出的总功率恒定不变，由P＝I2R并知电路中的电流变小，电流表的示数减小，故A错误；
B、当滑片P向左移动时，滑动变阻器R2的电阻变小，则定值电阻R1与滑动变阻器R2并联的总电阻变小，电源工作时输出的总功率恒定不变，由P知电源电压变小，即输出电压变小，故B错误；
C、由图2知，当I1＝0.3A，I＝1.5A，
则定值电阻R1两端的电压为：
U1＝I1R1＝0.3A×10Ω＝3V＝U电源，
则电路的总功率为：
P总＝U电源I＝3V×1.5A＝4.5W，即电源工作时每秒钟消耗的电能始终为4.5J，故C错误；
D、由图2知，当I1′＝0.5A，I′＝0.9A，
则定值电阻R1两端的电压为：
U1′＝I1′R1＝0.5A×10Ω＝5V＝U2＝U电源，
经过电阻R2的电流为：
I2′＝I′﹣I1′＝0.9A﹣0.5A＝0.4A，
滑动变阻器R2接入电路的电阻为：
R212.5Ω，故D正确。
故选：D。
9．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
【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。
10．如图是一款新型无叶电风扇，额定电压220V，额定功率55W，工作时，底座中的电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后进入环形空腔，再从环形空腔上的细缝中高速吹出夹带着周边的空气一起向前流动，导致后方的空气流入风扇的出风口，风量被显著放大，与传统有叶风扇相比具有易清洁、气流稳、安全等特点。
（1）出风框外围的空气被大气压压入环形空腔，风量变大，外围的空气被大气压压入的科学原理是 空气流速大，压强小 。
（2）电动机将空气从进风口吸入，然后经压缩后进入环形空腔，此过程中进入空腔内空气的内能 变大 。（选填“变大”“变小”或“不变”）
（3）若该风扇的电动机正常工作1分钟，则电动机消耗的电能为 3300 J。
【答案】（1）空气流速大，压强小；（2）变大；（3）3300。
【解答】解：（1）空气从圆环空腔上的细缝中高速吹出，空气流速大，压强小，其后方空气流速小，压强大，所以更多的空气流入电扇出风口。即运用到流体压强与流速关系的原理。
（2）电动机将空气从进风口吸入，然后经压缩后进入环形空腔，对空气做功，此过程中进入空腔内空气的内能变大；
（3）若该风扇的电动机正常工作1分钟，则电动机消耗的电能W＝Pt＝55W×1×60s＝3300J。
故答案为：（1）空气流速大，压强小；（2）变大；（3）3300。
11．如图是一款锂电池电动自行车，锂离子电池可充电。
（1）Li2MnO4是锂电池的材料之一。Li2MnO4中的Li显+1价，则Mn的化合价为 +6 。
（2）使用电池提供动力骑行该车时，电能主要转化为车的 机械 能。
（3）用如图所示向上的力将后轮略微提起，其中最省力的是 FA 。
【答案】（1）+6；（2）机械；（3）FA。
【解答】解：（1）根据在化合物中正负化合价代数和为零，锂元素显+1，氧元素显﹣4，设锰元素的化合价是x，可知Li2MnO4中锰元素的化合价：（+1）×2+x+（﹣2）×4＝0，则x＝+6，故填：+6；
（2）使用电池提供动力骑行该车时，消耗电能，获得了机械能，所以电能主要转化为车的机械能；
（3）根据杠杆平衡的条件F1×L1＝F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长；若用如图所示向上的力将后轮略微提起，此时车身绕前轮与地面的接触点转动，由图示和动力臂的概念可知，FA的力臂最长，所以最省力的是FA。
故答案为：（1）+6；（2）机械；（3）FA。
12．小明家有一款家用空气炸锅如图甲所示，其简化电路如图乙所示，工作过程风扇始终转动，而发热管则通过温控开关有规律地闭合或断开，使锅内温度在一定范围内波动。其中电风扇功率为55W，发热管电阻为44Ω。小明用空气炸锅烘焙牛排时，设定温度为180℃，总工作时间为20min，温度传感器显示锅体温度随时间变化关系如图丙所示。
（1）为使空气炸锅能自动停止工作，应在图乙电路中的 a （选填“a”或“b”）处串联一个定时开关；
（2）空气炸锅工作到12min时，图乙电路c点电流为多少？
（3）空气炸锅这次烘焙牛排共消耗了多少电能？
【答案】（1）为使空气炸锅能自动停止工作，应在图乙电路中的a处串联一个定时开关；
（2）空气炸锅工作到12min时，图乙电路c点电流为5.25A
（3）空气炸锅这次烘焙牛排共消耗的电能为9.9×105J。
【解答】解：（1）由图可知空气炸锅工作时，电风扇与发热管并联，所以在干路的a点串联一个定时开关，在定时开关断开时能使空气炸锅能自动停止工作；
（2）由图丙可知，空气炸锅工作到12min时，空气炸锅内的温度在上升，表明此时发热管与电风扇同时工作；
根据P＝UI可得，电风扇的电流：I扇0.25A，
由欧姆定律可得，发热管中通过的电流：I管5A，
根据并联电路电流规律可得，图乙电路c点电流：I＝I扇+I管＝0.25A+5A＝5.25A；
（3）由图丙可知，在整个工作过程中，风扇始终是工作状态，
由P可得，t＝20min＝1200s，风扇消耗的电能：W扇＝P扇t＝55W×1200s＝6.6×104J；
由图丙计算温度上升的时间，即发热管的工作时间，
t管＝8min+（13min﹣10min）+（18min﹣15min）＝14min＝840s，
根据欧姆定律和W＝UIt可得，发热管消耗的电能；
W管t840s＝9.24×105J，
空气炸锅这次烘焙牛排共消耗的电能：
W＝W扇+W管＝6.6×104J+9.24×105J＝9.9×105J。
答：（1）为使空气炸锅能自动停止工作，应在图乙电路中的a处串联一个定时开关；
（2）空气炸锅工作到12min时，图乙电路c点电流为5.25A
（3）空气炸锅这次烘焙牛排共消耗的电能为9.9×105J。
▉考点03 电功率的概念（共6小题）
13．小科发现傍晚时家里的白炽灯突然变暗，主要原因可能是白炽灯的（ ）
A．额定电压变大 B．实际电压变大
C．额定功率变小 D．实际功率变小
【答案】D
【解答】解：白炽灯的亮度取决于它的实际功率；
AC、用电器正常工作时的电压叫做额定电压，用电器在额定电压下工作时的电功率叫做额定功率，对于一个用电器来说，它的额定电压和额定功率是固定的值，故AC错误；
BD、白炽灯突然变暗，说明白炽灯的实际功率变小，根据电功率公式P的变形U2＝PR可知，白炽灯的实际电压可能会变小，故B错误，D正确。
故选：D。
14．如图是小浙连接的电路，开关闭合后，发现灯L2比L1亮。关于该电路分析错误的是（ ）
A．通过L2的电流比L1的电流大
B．L2的电阻比L1的电阻大
C．L2两端电压比L1两端电压大
D．L2的实际功率比L1的实际功率大
【答案】A
【解答】解：A、由图可知，闭合开关，灯泡L1、L2串联，根据串联电路的电流特点可知，通过灯泡L1与L2的电流相等，故A错误；
D、根据题意可知，灯L2比L1亮，而灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮，所以灯泡L2的实际功率比L1的实际功率大，故D正确；
C、根据P＝UI可知，L2两端电压比L1两端电压大，故C正确；
B、根据欧姆定律可知，L2的电阻比L1的电阻大，故C正确。
故选：A。
15．某品牌家用电磁炉设有多个挡位，在“火锅档”工作时，面板上显示的数值为“2200”，如图所示，该数值所带的单位可能是（ ）
A．伏特 B．安培 C．瓦特 D．摄氏度
【答案】C
【解答】解：A、伏特是电压的单位，家用电磁炉的标准电压为220V，这是固定值，不会在火锅档显示为2200伏特，故A错误。
B、安培是电流的单位，家用电磁炉的电流通常在3A至8A之间，不会达到2200安培，故B错误。
C、瓦特是功率的单位，家用电磁炉的功率一般在1500W至3000W之间，火锅档通常需要较大功率来快速加热，2200W是比较合理的功率值，故C正确。
D、摄氏度是温度的单位，电磁炉火锅档的温度一般在60℃至240℃之间，不会显示为2200摄氏度，故D错误。
故选：C。
16．针对美国和西方国家的重重封锁，我国华为公司坚持自主创新，继去年成功推出“Mate60pro”后，近期网上又曝出即将推出“Pura70”，Pura70搭配超聚光伸缩摄像头，5200mA h超大容量电池，同时支持80W无线充电，极大方便了人们的使用。下列说法不正确的是（ ）
A．超聚光伸缩摄像头利用了凸透镜成像原理
B．5200mA h指的是储存的电能
C．80W无线充电是指每秒消耗电能80J
D．给手机电池充电主要是电能转化为化学能
【答案】B
【解答】解：A、超聚光伸缩摄像头所成的像为倒立、缩小的实像，利用了凸透镜成像原理，故A正确；
B、5000mA h指的是储存的电荷量，不是电能，电能的公式为W＝UIt，故B错误；
C、80W无线充电是指每秒消耗电能80J，故C正确；
D、手机电池充电过程中，把电能转化为化学能。
故选：B。
（多选）17．下列说法中，正确的是（ ）
A．电功率是表示电流做功多少的物理量
B．电功率是表示电流做功快慢的物理量
C．用电器的电功率越大，做功越多
D．相同时间内，消耗功率大的用电器耗电一定多
【答案】BD
【解答】解：单位时间内电流做功的多少叫电功率，是表示电流做功快慢的物理量，电功率大说明做功快，但不一定多，
由此可知A错，B对，C错；从公式W＝Pt上看，相同时间内，消耗功率大的用电器耗电定多，D对
故选：BD。
18．现有甲、乙、丙三个灯泡，分别标有“220V 25W”、“110V 25W”、“36V 25W”的字样，当它们都是在各自额定电压下工作时，它们的亮度情况是（ ）
A．甲灯较亮 B．乙灯较亮 C．一样亮 D．丙灯较亮
【答案】C
【解答】解：因三灯泡的额定功率相同，当它们工作在额定电压下，实际功率等于额定功率，即三灯泡的实际功率相同，故三灯的亮度相同；
故选：C。
▉考点04 电功率的计算（共6小题）
19．如图甲所示电路，电源电压不变，图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时，电压表的示数为2V，下列判断正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．R的电阻为5Ω
C．闭合S时，R消耗的电功率为3.6W
D．闭合S时，电路的总功率为6W
【答案】C
【解答】解：AB、闭合S时，R与L串联，电压表测L电压，此时电压表示数为2V，根据乙图可知此时电流为0.6A；
图中R电压4V时，电流为0.4A，电阻R10Ω；
根据串联电路的特点知，R的电流也是0.6A，R的电压U＝I'R＝0.6A×10Ω＝6V，
根据串联电路电压规律知，电源电压U电＝UL+U＝2V+6V＝8V；故AB错误；
C、闭合S时，R消耗的电功率为P＝UI＝6V×0.6A＝3.6W，故C正确；
D、闭合S时，电路的总功率为P＝U电I＝8V×0.6A＝4.8W，故D错误。
故选：C。
20．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是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则以下说法正确的是（ ）
A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水
B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联
C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A
D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W
【答案】D
【解答】解：（1）当开关S接触1、2触点时，电路不通电，电热丝不工作，水龙头放出的是冷水；
（2）当开关S接触2、3触点时，电路中只有R2电热丝工作，根据P可知，此时的电功率：P1100W；
此时电路的电流：I5A；
（3）当开关S接触3、4触点时，电路中R1、R2电热丝并联，此时的电功率：P′2200W+1100W＝3300W；
（4）比较可知，当开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是温水，当开关S接触3、4触点时，水龙头放出的是热水；
根据以上分析可知，ABC错误，D正确。
故选：D。
21．在研究电流与电压关系的实验中，小科同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I﹣U图象（如图），下列有关分析正确的是（ ）
A．R1与R2的阻值之比是1：2
B．R1与R2串联接时，R1消耗的功率比R2大
C．R1与R2并联接时，R1和R2消耗的功率相等
D．R1与R2串联接时，通过R1与R2的电流之比是2：1
【答案】B
【解答】解：A．由图知道，当通过R1与R2的电流为0.6A，R1、R2两端的电压分别为6V和3V，由欧姆定律可以求得，电阻R1的阻值为：
；
可以求得电阻R2的阻值为：
；
则R1与R2的阻值之比：
R1：R2＝10Ω：5Ω＝2：1，故A错误；
B．根据串联电路电流特点，R1与R2串联接时，通过电流相等，由P＝I2R知道，R1消耗的功率比R2大，故B正确；
C．根据并联电压特点，R1与R2并联接时，两端电压相等，由知道，R1消耗的功率比R2小，故C错误；
D．根据串联电路电流处处相等，所以R1与R2串联接时，通过R1与R2的电流之比是1：1，故D错误。
故选：B。
22．如图甲所示电路中，滑动变阻器的规格为“30Ω，1A“。闭合开关并将滑片P从一端滑到另一端的过程中，滑动变阻器的电功率与电流表示数的关系图象如图乙所示。则：
（1）电源电压为 18 V。
（2）滑动变阻器消耗的最大功率为 5.4 W。
【答案】（1）18；（2）5.4。
【解答】解：（1）由电路图可知，Rx与R串联，电压表测Rx两端的电压，电流表测电路中的电流；
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，
由图像可知，电路中的电流I小＝0.4A，
由欧姆定律可得，电源的电压：U＝I小（Rx+R）＝0.4A×（30Ω+R）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，电路中的电流最大，
由图像可知，电路中的电流I大＝1.2A，
电源电压：U＝I大R＝1.2A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
根据①②解得：R＝15Ω，
电源电压：U＝I大R＝1.2A×15Ω＝18V；
（2）当滑动变阻器滑动到某一位置时，滑动变阻器的阻值为R'，
此时电路中的电流为：I，
那么滑动变阻器的电功率为：
P滑＝I2R′＝（）2×R′，
所以，当R'＝R＝15Ω时，P滑最大，
则滑动变阻器的最大功率为：P最大5.4W。
故答案为：18；5.4。
23．如图所示，电源电压可调，甲、乙为两只相同的电压表或电流表，其中电流表量程均为0～3A，灯泡L1和L2分别标有“5V 5W”、“10V 20W”的字样，灯丝电阻不变。闭合S1、S2时，两灯均发光，则甲、乙两表示数之比为 2：1 ，此时电路最大总功率为P1；同时更换两电表种类，调整开关的状态，在电路安全的情况下，电路最大总功率为P2；则P1：P2＝ 1：1 。
【答案】2：1；1：1
【解答】解：根据P可得，两灯的电阻：R15Ω，R25Ω；
由图可知，闭合S1、S2时，两灯均发光，若甲、乙两表均为电流表，会造成电源短路，不符合题意，
即此时甲、乙两表均为电压表，两灯串联，电压表甲测电源电压，电压表乙测L2两端的电压，根
据串联电路的分压关系可得，两灯的电压之比为U1：U2＝R1：R2＝5Ω：5Ω＝1：1，
根据串联电路的电压规律可得，两电压表的示数之比为
U甲：U乙＝U：U2＝（U1+U2）：U2＝（1+1）：1＝2：1；
根据P＝UI可得两灯的额定电流：I额11A，I额22A，
由于串联电路中各处的电流相等，所以在电路安全的情况下，电路中允许通过的最大电流为I＝I额1＝1A，
电路的最大总功率为P1＝I2R＝（1A）2×（5Ω+5Ω）＝10W；
同时更换两电表种类，即甲、乙均为电流表，只闭合开关S1，两灯并联，
由于并联电路各支路两端的电压相等，所以在电路安全的情况下，电路两端的最大电压为5V，
此时灯L1正常发光，其实际功率等于其额定功率，即：P′1＝P额1＝5W，
灯L2的实际功率：P′25W，
电路的最大总功率：P2＝P′1+P′2＝5W+5W＝10W，
则P1：P2＝10W：10W＝1：1。
故答案为：2：1；1：1。
24．小莉在实践活动中设计的模拟调光灯电路，如图所示。她选用的电源电压恒为12V，小灯泡上标有“6V 6W”、滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样。若不考虑灯泡温度对电阻的影响，闭合开关S后，问：
（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？
（2）当滑动变阻器的滑片 P 在中点时，电压表的示数以及电路消耗的总功率是多少？
（3）当小灯泡正常发光时，滑动变阻器的阻值是多少？
【答案】见试题解答内容
【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端的电压。
（1）由P＝UI可得，小灯泡正常发光时的电阻：
RL6Ω；
（2）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，当滑动变阻器的滑片P在中点时电路中的电流：
I0.75A，
电压表的示数（即灯泡两端的电压）：
UL′＝IRL＝0.75A×6Ω＝4.5V，
电路消耗的总功率：
P＝UI＝12V×0.75A＝9W；
（3）因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，小灯泡正常发光时，变阻器R两端的电压：
UR＝U﹣UL＝12V﹣6V＝6V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：
I′，即，
解得：R′＝6Ω。
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻是6Ω；
（2）当滑动变阻器的滑片P在中点时，电压表的示数为4.5V，电路消耗的总功率是9W；
（3）当小灯泡正常发光时，滑动变阻器的阻值是6Ω。
▉考点05 电能表的使用（共6小题）
25．图中仪表可以用来计量（ ）
A．导体的电阻
B．电路中的电流
C．用电器两端的电压
D．用电器在一段时间内消耗的电能
【答案】D
【解答】解：由图可知该仪表为电能表，电能表是用来测量电路中一段时间消耗电能多少的工具。
故选：D。
26．小强家安装的电能表如图甲所示，书房灯L及三孔插座的安装电路如图乙所示，为保证安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．电能表的转盘转的越快，说明用电器消耗电能越多
B．若保险丝熔断，可用铁丝代替
C．a端应接零线，b端应接火线
D．三孔插座的安装符合安全用电原则
【答案】D
【解答】解：A、电能表的转盘转的越快，说明电流通过用电器做功越快，说明用电器消耗的电能越快，故A错误；
B、保险丝的材料要求：电阻率大，熔点低，而铁丝的电阻率小，熔点高，所以若保险丝熔断，不可用铁丝代替，故B错误；
C、图中a端连接开关，所以应接火线，b端应接零线，故C错误；
D、三孔插座的安装应符合“左零右火上接地”，图中三孔插座的安装符合安全用电原则，故D正确。
故选：D。
27．小易家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．他家在这段时间内消耗的电能为70.3kW h
B．电能表是直接测量电功率的仪表
C．若只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作30min，则电能表的圆盘转了1800转
D．这个电能表的额定功率为2200W
【答案】C
【解答】解：A、小易家在这段时间内消耗的电能W＝8633.5kW h﹣8543.2kW h＝90.3kW h，故A错误；
B、电能表是直接测量消耗电能的仪表，不是直接测量电功率的，故B错误；
C、3600r/（kW h）表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转过3600r，
只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作30min，消耗的电能为W＝Pt＝lkW h＝0.5kW h；
则电能表的圆盘转过的圈数：
n＝0.5kW h×3600r/（kW h）＝1800r，故C正确。
D、电能表的工作电压为220V、平时工作允许通过的最大电流为10A，
电能表允许接入的用电器的最大电功率P最大＝UI最大＝220V×10A＝2200W，该电功率并非是电能表的额定功率，故D错误。
故选：C。
28．小德利用某电能表（如图）测量一家用电器的电功率。当电路中只有这一个用电器连续工作时，测得在6分钟内电能表的转盘转了250转，那么这个用电器可能是（ ）
A．台灯 B．家用电风扇
C．笔记本电脑 D．电热水壶
【答案】D
【解答】解：
“2500r/kW h”表示：当用电器消耗1kW h的电能，电能表的转盘转2500转，
电能表的转盘转250转时，用电器消耗的电能：
WkW h＝0.1kW h；
时间t＝6min＝0.1h，
用电器消耗的功率：
P1kW；
台灯的功率约为25W，电热水壶的功率约为1000W，笔记本电脑的电功率大约为50W，家用电风扇的功率约为60W，所以这个用电器可能是电热水壶。
故选：D。
29．小伟发现自家电能表的一个参数模糊了，如图所示，他想知道这个模糊数字是多少，只让额定功率为600W的电饭锅正常工作，电能表的转盘在5min内转了150转。5min内，电饭锅消耗的电能为 0.05 kW h，电能表中的一个模糊参数应该为 3000 r/（kW h）。
【答案】0.05；3000。
【解答】解：电饭锅的额定功率为：P＝600W＝0.6kW。
5min内，电饭锅消耗的电能；
电能表中的一个模糊参数应该为。
故答案为：0.05；3000。
30．如图所示是小超家的电能表，家中有一个电饼铛，铭牌上标有“220VxxW”的字样。为了测定电饼铛的额定功率，他让电饼铛单独正常工作5min，电能表的指示灯闪烁了16次，求：
（1）小超家所使用的用电器总功率不能超过多少W？
（2）电饼铛的额定功率是多少W？
【答案】（1）小超家所使用的用电器总功率不能超过4400W；
（2）电饼铛的额定功率是120W。
【解答】解：（1）由图可知，电能表的工作电压U＝220V，额定最大电流I＝20A，
则小超家所使用的用电器的最大总功率：P＝UI＝220V×20A＝4400W；
（2）图中1600imp表示电路中用电器每消耗1kW h电能，电能表的指示灯闪烁1600次，
则 电能表的指示灯闪烁了16次，电饼档消耗的电能：W0.01kW h，
电饼档的额定功率：P0.12kW＝120W。
答：（1）小超家所使用的用电器总功率不能超过4400W；
（2）电饼铛的额定功率是120W。
▉考点06 伏安法测定电功率（共6小题）
31．如图所示电路，电源电压一定。灯L1标有“3V1.8W”的字样。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片位置，使灯L1正常发光时，滑动变阻器的电功率为P1。用标有“6V3.6W”字样的灯L2替换灯L1，为让灯L2正常发光，滑动变阻器滑片P应向 a 端滑动（选填“a”或“b”），L2正常发光时，滑动变阻器的电功率为P2则P1为P2相差 1.8 W。（忽略温度对灯丝电阻的影响）
【答案】a；1.8。
【解答】解：由P＝UI可得，两灯泡正常发光时的电流分别为：I10.6A，
I20.6A；
两灯泡的电阻分别为：R15Ω，R210Ω；
调节滑动变阻器的滑片位置，使灯L1正常发光时，由电路中的电流为0.6A；根据串联电路的规律及欧姆定律，电路的电流为：I1＝0.6A ①；
用灯L2替换灯L1，由电阻的串联和欧姆定律，电路的电流为：I′②
比较①②得：I′＜0.6A，为了使L2正常发光，应减小电路的电阻，滑动变阻器滑片P应向a滑动；
I′＝0.6A，灯L2正常发光，故10Ω+R滑＝R滑′+5Ω，故R滑′﹣R滑＝5Ω；
因串联电路各处的电流相等，根据P＝I2R，
则P2﹣P1＝I′2（R滑﹣R滑′）＝（0.6A）2×5Ω＝1.8W。
故答案为：a；1.8。
32．小刚爱思考爱动手，以下是他做的一些电学探究活动：测量额定电压为2.5V的小灯泡L的额定功率。
（1）请按照电路图甲把实物图乙补充完整，要求滑片向左移动时，灯泡变亮。
（2）闭合开关，当滑动变阻器滑片P移到某一位置时，电压表示数为2.2伏，为了使灯泡正常发光，接下来的操作是 将滑动变阻器的滑片向左移动，使电压表的示数为2.5V 。
（3）如图丙是小灯泡正常工作时电流表的读数，则小灯泡额定功率为 0.7 W。
【答案】（1）如图；（2）将滑动变阻器的滑片向左移动，使电压表的示数为2.5V；（3）0.7。
【解答】解：（1）电路为灯泡、滑动变阻器和电流表组成的串联电路，滑片向左移动时灯泡变亮，即滑动变阻哭器连入电路的电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，连线如图所示。
（2）额定电压为2.5V，电压表示数为2.2伏，为了使灯泡正常发光，应让灯泡两端电压变大，滑动变阻器两端电压变小，根据串联分压特点可知，可让滑动变阻器接入电路的阻值变小，接下来的操作是将滑动变阻器的滑片向左移动，使电压表的示数为2.5V。
（3）电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.28A，根据P＝UI可知小灯泡额定功率为P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W。
故答案为：（1）如图；（2）将滑动变阻器的滑片向左移动，使电压表的示数为2.5V；（3）0.7。
33．图甲是小科“测量灯泡的电功率”实验的电路图，图乙是即将连接完成的实验电路。其中电源为四节新的干电池，灯泡的额定电压为4V，灯丝的电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“20Ω 1 A”的字样。
（1）对照电路图，用笔画线代替导线，将实物图乙中未完成的部分连接好。
（2）小科刚闭合电路的开关，就出现灯泡很亮的现象，此时电压表示数为5V。请指出他操作上的错误： 滑动变阻器滑片未移到最大阻值处 。
（3）实验中，当灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则该灯泡的额定功率为 1.2 W。
（4）小科移动滑动变阻器的滑片，使灯泡两端的电压为2V，此时电流为0.18A，电压表示数与电流示数的比值与灯泡正常发光时不同。请帮他解释产生这个现象的原因： 灯泡的电阻随温度变化而变化 。
【答案】（1）；
（2）滑动变阻器滑片未移到最大阻值处；
（3）1.2；
（4）灯泡的电阻随温度变化而变化。
【解答】解：（1）将电压表并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联在电路中，如图所示：
；
（2）闭合电路的开关，灯泡很亮，此时电压表示数为5V，说明电路中的电流较大，由可知电路的总电阻较小，变阻器的连入电路的电阻较小，滑动变阻器滑片未移到最大阻值处；
（3）由图丙可知，电流表选用0～0.6A的量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，则小灯泡额定功率为PL＝ULIL＝4V×0.3A＝1.2W；
（4）移动滑动变阻器的滑片，使灯泡两端的电压为2V，此时电流为0.18A，由P＝UI可知灯泡的功率较小，灯泡的亮度较暗，灯泡的电阻与温度有关，灯丝的温度较低，电阻较小，由欧姆定律可知电压表示数与电流示数的比值与灯泡正常发光时不同。
故答案为：
（1）；
（2）滑动变阻器滑片未移到最大阻值处；
（3）1.2；
（4）灯泡的电阻随温度变化而变化。
34．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小科准备了以下实验器材：电压可调的学生电源、额定电压为2.5V的小灯泡、电流表、电压表、开关，规格为“10Ω，1A”和“20Ω，1A”的滑动变阻器，导线若干。
（1）电路连接：请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整。
（2）测量数据：小科在各元件状态如图甲位置闭合开关，电压表示数如图乙。为测量额定电功率，他接下来的操作是 将最大阻值为20Ω的滑动变阻器连入电路（或减小学生电源的电压） 。
（3）数据处理：小科测得多组数据并绘得图丙曲线。
①小灯泡的额定功率为 0.5W 。
②若小灯泡电流为额定电流一半时的电功率记为P1，电压为额定电压一半时的电功率记为P2，则根据实验图丙推测P1 小于 P2。
【答案】（1）；（2）将最大阻值为20Ω的滑动变阻器连入电路（或减小学生电源的电压）；（3）①0.5W；②小于。
【解答】解：（1）小灯泡额定电压为2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端，如下图所示：
；
（2）由图乙可知，电压表接小量程，分度值为0.1V，示数为2.8V；电压表示数大于灯泡的额定电压，应减小灯泡两端的电压值；图中滑动变阻器已经是最大阻值，说明滑动变阻器的最大阻值过小，分压过小，接下来应该断开开关，将最大阻值为20Ω的滑动变阻器连入电路，移动滑片至电压表示数为2.5V，或减小学生电源的电压，以降低灯泡两端的电压值；
（3）①由图丙可知，灯泡额定电压对应的额定电流为0.2A，则小灯泡额定功率为：
PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W；
②由下图可知，小灯泡电流为额定电流一半时的电压小于电压为额定电压一半时的电压，且电压为额定电压一半时的电流大于小灯泡电流为额定电流一半时的电流，根据P＝UI可知，P1小于P2。
故答案为：（1）；（2）将最大阻值为20Ω的滑动变阻器连入电路（或减小学生电源的电压）；（3）①0.5W；②小于。
35．小明同学利用图甲连接的实物图进行“测量小灯泡的电功率”实验。小灯泡上标有“2.5V”字样，电源为2节新干电池。
（1）请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。要求：符合实验实际情况，且滑动变阻器的滑片P向左滑动时灯泡变亮。
（2）闭合开关，移动滑片，测得多组实验数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像（如图乙所示）。当电压表示数如图丙所示时，小灯泡的实际功率为 0.225 瓦。
（3）继续实验，灯泡突然熄灭。小明依据实验现象，初步分析是灯泡发生断路，推测小明观察到的实验现象是： 若灯泡发生断路，电路中没有电流，所以电流表无示数；电压表与电源的两端相连，会有示数，且示数接近电源电压 3V；同时灯泡熄灭 。
（4）小明认为，利用图甲的装置还能探究电流与电压的关系。小金认为小明的观点不合理，理由是： 探究电流与电压的关系时，需要控制电阻不变。而小灯泡的电阻会随温度变化而变化，在不同电压下，小灯泡的实际功率不同，发光亮度不同，温度也不同，电阻也就不同，无法控制电阻相等，所以不能用该装置探究电流与电压的关系 。
【答案】（1）见解析；（2）0.225；
（3）若灯泡发生断路，电路中没有电流，所以电流表无示数；电压表与电源的两端相连，会有示数，且示数接近电源电压 3V；同时灯泡熄灭；
（4）探究电流与电压的关系时，需要控制电阻不变。而小灯泡的电阻会随温度变化而变化，在不同电压下，小灯泡的实际功率不同，发光亮度不同，温度也不同，电阻也就不同，无法控制电阻相等，所以不能用该装置探究电流与电压的关系。
【解答】解：（1）实物电路连接滑动变阻器应一上一下接入电路，要使滑片 P 向左滑动时灯泡变亮，即电流变大，电阻应变小，所以应接左下接线柱。电压表应并联在灯泡两端，因为小灯泡额定电压为2.5V，所以电压表选用0﹣3V量程，连接后的实物图如下：
。
（2）根据图丙可知，电压表的示数为1.5V，再根据图乙的 I﹣U 图像，找到电压为1.5V 时对应的电流值为0.15A，小灯泡的实际功率P＝UI＝1.5V×0.15A＝0.225W。（3）灯泡断路时的实验现象若灯泡发生断路，电路中没有电流，所以电流表无示数；电压表与电源的两端相连，会有示数，且示数接近电源电压 3V；同时灯泡熄灭。
（4）观点不合理的理由
探究电流与电压的关系时，需要控制电阻不变。而小灯泡的电阻会随温度变化而变化，在不同电压下，小灯泡的实际功率不同，发光亮度不同，温度也不同，电阻也就不同，无法控制电阻相等，所以不能用该装置探究电流与电压的关系。
故答案为：（1）见解析；（2）0.225；
（3）若灯泡发生断路，电路中没有电流，所以电流表无示数；电压表与电源的两端相连，会有示数，且示数接近电源电压 3V；同时灯泡熄灭；
（4）探究电流与电压的关系时，需要控制电阻不变。而小灯泡的电阻会随温度变化而变化，在不同电压下，小灯泡的实际功率不同，发光亮度不同，温度也不同，电阻也就不同，无法控制电阻相等，所以不能用该装置探究电流与电压的关系。
36．小金用图甲所示电路测量小灯泡的电功率。电源电压为4.5伏，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器规格为“20Ω，1A“。实验过程中，他调节滑动变阻器的滑片，分别记录了五组电压表和电流表的示数，绘制成如图乙所示的图像。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整。
（2）实验中，当滑动变阻器的滑片向 左 （选填“左”或“右”）移动时，电压表示数会逐渐增大。
（3）图乙中阴影部分的面积表示 灯泡的额定功率 。
（4）小科发现，根据上述实验操作，图乙中有一组数据根本是无法得到的，请判断是哪一组数据并说明理由 A点数据无法得到，因滑动变阻器最大阻值太小 。
【答案】（1）见解答图；（2）左；（3）灯泡的额定功率；（4）A点数据无法得到，因滑动变阻器最大阻值太小。
【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
；
（2）由图甲可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压；要使电压表示数变大，根据串联电路电压规律可知，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故当滑动变阻器的滑片向左移动时，电压表示数会逐渐增大；
（3）图乙中横坐标为电流U，纵坐标为电压I，阴影部分面积为UI，由P＝UI可知它表示当灯泡两端电压为2.5V时灯泡的额定功率；
（4）由图乙可知，当灯泡两端电压为1V时，通过灯泡的电流为0.15A，此时滑动变阻器两端电压为U滑＝U﹣U1＝4.5V﹣1V＝3.5V，
根据串联电路电流特点和欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的阻值为：
R滑23.3Ω＞20Ω，故A点数据无法得到，因滑动变阻器最大阻值太小。
故答案为：（1）见解答图；（2）左；（3）灯泡的额定功率；（4）A点数据无法得到，因滑动变阻器最大阻值太小。
▉考点07 焦耳定律的计算（共6小题）
37．小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（ ）
A．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
B．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
C．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
D．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高
【答案】C
【解答】解：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。
A．接线板上接入的用电器越多，总功率越大，根据I可知导线中的电流越大，说明电流产生的热量与电流大小有关，故A不符合题意；
B．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮，两灯的实际功率分别为54W和6W，根据P＝UI有I可知，此时两个灯泡的电流是不同的，说明电流产生的热量与电流大小有关，故B不符合题意；
C．电熨斗与导线串联，此时通过电熨斗和导线的电流及通电时间相同，而电熨斗的电阻远大于导线的电阻，工作时电熨斗发热明显，故C符合题意；
D．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高，说明电流产生的热量与时间长短有关，故D不符合题意。
故选：C。
38．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
【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。
39．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
【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。
40．2023年3月，科学家将含氢、氮和镥三种元素的化合物作为材料制成导体，放置在“金刚石压砧”装置中并加压后，在室温下进入超导状态，导体不再有电阻。
（1）从物质的分类来看，这种室温超导材料属于 纯净物 。（选填“纯净物”或“混合物”）
（2）某一段电阻为250欧的导线，通过其电流为8安，若这种室温超导材料能够得到应用，那么每分钟可以减少 9.6×105 焦热量的损失。
【答案】（1）纯净物；（2）9.6×105。
【解答】解：（1）根据题意可知，科学家将含氢、氮和镥三种元素的化合物作为材料制成导体，而化合物属于纯净物；
（2）导线每分钟产生的热量：Q＝I2Rt＝（8A）2×250Ω×60s＝9.6×105J，
若这种室温超导材料能够得到应用，由于超导材料没有电阻，电流通过超导材料不会产生热量，那么每分钟可以减少9.6×105J的热量损失。
故答案为：（1）纯净物；（2）9.6×105。
41．如图所示为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图，R1、R2为电热丝，其中R2＝242Ω，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服。
（1）请分析电路图，闭合S1，当S2 闭合 时（选填“闭合”或“断开”），电熨斗处于高温挡；
（2）电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1100W。则R1的电阻是多大？
（3）电熨斗在高温挡状态下正常工作，通电多长时间电路中会产生3.9×104J的热量？
【答案】答：（1）闭合；
（2）R1的电阻是44Ω；
（3）电熨斗在高温挡状态下正常工作，通电30s电路中会产生3.9×104J的热量。
【解答】解：（1）闭合S1，只有电热丝R1工作，此时电熨斗处于低温挡；再闭合S2，电热丝R1和电热丝R2同时工作，电熨斗处于高温挡。
（2）电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1100W，电源电压为220V，
P额＝U额I，I，那么P额，R144Ω；
（3）当电熨斗在高温挡状态下正常工作，此时R1和R2并联，
P2200W，
P总＝P额+P2＝1300W，
W＝P总t，那么通电时间t30s。
故答案是：
答：（1）闭合；
（2）R1的电阻是44Ω；
（3）电熨斗在高温挡状态下正常工作，通电30s电路中会产生3.9×104J的热量。
42．我市某商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座来计费，如图甲所示（图中时钟：9时10分、电压：220V、电费：0.00元）。某摊位使用空气炸锅烹制食物，如图乙所示。如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R1的阻值为40Ω。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节（其中S1、S2不会同时闭合）。当只闭合S3时为中温挡，额定功率为440W。求：
使用后表盘示数
时钟：9时25分 电压：220.0V 电费：0.06元
（1）R2的电阻；
（2）高温挡正常工作100s，电流通过R1产生的电热；
（3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲和表所示，设商用电费单价为0.75元/kW h，请你通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率。
【答案】（1）R2的电阻为110Ω；
（2）高温挡正常工作100s，电流通过 R1 产生的电热为1.21×105J；
（3）空气炸锅消耗的电功率为320W。
【解答】解：（1）当开关S1、S3闭合、S2断开时，两电阻并联，总电阻最小，根据P＝UI可知，此时总功率最大，为高温挡；只闭合S3时，电路为R2的简单电路，总电阻较小，根据P＝UI可知，此时总功率较大，为中温挡；当开关S1、S3断开、S2闭合时，两电阻串联，总电阻最大，根据P＝UI可知此时总功率最小，为低温挡。则由P＝UI可知，R2的电阻：R2110Ω；
（2）高温挡时R1功率为：P11210W，
电流通过R1产生的电热：Q1＝W1＝P1t1＝1210W×100s＝1.21×105J；
（3）空气炸锅消耗的电能：W0.08kW h，
空气炸锅工作的时间：t＝9：25﹣9：10＝15min＝0.25h，
空气炸锅的电功率：P0.32kW＝320W。
答：（1）R2的电阻为110Ω；
（2）高温挡正常工作100s，电流通过 R1 产生的电热为1.21×105J；
（3）空气炸锅消耗的电功率为320W。
▉考点08 探究电热的影响因素（共6小题）
43．如图为探究电流热效应的装置，甲乙两套装置中各有两个相同的透明容器，其中密封着液体和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。下列说法不正确的是（ ）
A．图甲探究的是电流的热效应与电阻大小的关系
B．图乙探究的是电流的热效应与电流强弱的关系
C．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法
D．实验不需要控制容器内的液体质量和种类相同
【答案】D
【解答】解：A、图甲所示的实验装置，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，故该装置用来探究电流热效应与电阻的关系，故A正确；
B、图乙中，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，故乙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系，故B正确；
C、要探究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电阻的阻值不同；探究电热与电流的关系，需要控制电阻和通电时间相同，而通过电阻的电流不同，故用到控制变量法；
实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭容器内温度的变化，这是转换法的应用；故C正确；
D、利用控制变量法可知，实验过程中需要控制容器内的液体质量和种类相同，故D错误。
故选：D。
44．如图所示的实验装置：三个相同的烧瓶A、B、C内分别盛有质量和初温均相等的煤油和水，瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC，且RA＝RC＜RB。当闭合开关S，通电一段时间后（液体均未沸腾，不计热损失，比热容c水＞c煤油）。下列判断正确的是（ ）
A．三个烧瓶中的液体末温高低顺序为tA＝tC＜tB
B．三个烧瓶中的液体吸收的热量高低顺序为QA＝QC＜QB
C．比较A、B可粗略地探究电热的多少与电流大小有关
D．比较B、C可粗略地探究煤油和水的吸热能力
【答案】B
【解答】AB．三电阻串联，通过的电流和通电时间相同，RA＝RC＜RB，根据Q＝I2Rt可知，RA、RC产生的热量相等，RB产生的热量最多，故三个烧瓶中的液体吸收的热量高低顺序为QA＝QC＜QB，
液体的质量和初温均相等，根据Δt，而煤油的比热容最小，故tB＞tA＞tC，故A错误，B正确；
C．A、B两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，选择烧瓶A、B作为研究对象，可以粗略地探究电热的多少与电阻大小有关，故C错误；
D．因RC＜RB，根据Q＝I2Rt知两电阻产生热量不同，选择烧瓶B、C作为研究对象，不能粗略地探究物质的吸热能力，故D错误。
故选：B。
45．小科设计了如图所示的实验装置研究“电流的热效应与电阻大小的关系”。
（1）电路采用这种连接方式，可以控制相同的因素有 电流和通电时间 。
（2）闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到甲气球先鼓起来。则二个电阻的大小关系是R1 ＞ R2。
【答案】电流和通电时间；＞。
【解答】解：
（1）本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制电流和通电时间相同；
（2）实验中阻值不相等两电阻串联，则两电阻中的电流相等，在通电时间相同时，电阻大的电阻丝产生的热量多，甲气球先鼓起来，甲相通的电阻丝R1产生的热量要多，因此R1＞R2。
故答案为：电流和通电时间；＞。
46．探究电流热效应的影响因素。
（1）用如图1所示的装置探究电流通过导体产生的热量与 电流 的关系。相同烧瓶内装满了煤油。为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 相同 （选填“相同”或“不同”）。
（2）通电一段时间后，甲、乙两烧瓶中玻璃管内液面均有上升且高度始终保持一致，则故障原因可能是 A 。
A.R0发生断路
B.R0发生短路
（3）小龙用如图2所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象。根据焦耳定律可知，如图3中能正确反映h﹣I关系的是 A 。
【答案】（1）电流；相同；（2）A；（3）A。
【解答】解：（1）烧瓶中装入的煤油是绝缘体；控制电阻相等，探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，即选用的两电阻丝R1与R2的阻值应相等，根据并联电路电流的规律，通过R1的电流小于通过R2的电流。
（2）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多，但是甲、乙两烧瓶中玻璃管内液面均有上升且高度始终保持一致，则故障原因可能是R0发生断路。
（3）小红用如图2所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，要控制电阻与通电时间相同，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象，根据转换法，煤油吸热越多，膨胀程度越大，液柱升高的越多，且膨胀程度与吸热多少成正比，
根据焦耳定律可知，Q＝I2Rt﹣﹣﹣﹣﹣①，Rt常数，且Rt＞0，故由数学知识①式为Q关于I的抛物线，且开向上，图4中能正确反映h﹣I关系的是A。
故答案为：（1）电流；相同；（2）A；（3）A。
47．小明学习了焦耳定律表达式Q＝I2Rt之后很好奇，电流流过导体产生的热量与导体两端电压是否有关，在老师的指导下，完成了如下实验：
①取两只同型号的直流电动机（不计工作过程中电刷与换向器摩擦产生的热量），按如图方式连接，并且在每只电动机金属外壳的相同位置固定一个电子温度计，同时记录两支电子温度计的初始温度值。
②闭合开关，发现两只电压表示数相同，然后对电动机M1施加一个阻力，使其转动速度变慢，发现电压表V1示数变小，V2示数变大。
③维持V1、V2示数不变（U1＜U2），每隔30s记录一次温度计示数，记录数据T1、T2如表所示。
④换用其他两个同型号的直流电动机重复上述实验。
t（min） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
T1（℃） 17.8 18.4 19.0 19.5 20.0 20.7 21.2 21.6 21.9 22.2 22.4
T2（℃） 17.8 18.5 19.1 19.6 20.0 20.7 21.2 21.7 22.0 22.4 22.6
试回答下列问题：
（1）两个电动机采用串联连接方式的目的是 保证电流大小和通电时间相等 。
（2）小明分析了该实验，认为在电流相等，通电相同时间时U1＜U2，两个电动机（R相同）所产生的热量（由T1、T2体现）却基本相等。由此可得出结论是 同型号的两只电动机，当电流相等、电压不等时，相同时间内产生的热量相等 。
（3）从能量转化及功的角度分析，当电动机M1受到阻力转速变慢后，U1＜U2的原因是 电动机工作时将电能转化为机械能和内能，M1转动较M2慢，M1获得的机械能小于M2，而它们的内能相等，所以相同时间内电流通过M1所做的功小于M2，依据W＝UIt可得U1＜U2 。
【答案】（1）保证电流大小和通电时间相等；
（2）同型号的两只电动机，当电流相等、电压不等时，相同时间内产生的热量相等；
（3）电动机工作时将电能转化为机械能和内能，M1转动较M2慢，M1获得的机械能小于M2，而它们的内能相等，所以相同时间内电流通过M1所做的功小于M2，依据W＝UIt可得U1＜U2。
【解答】解：（1）两个电动机采用串联连接方式，根据串联电流相等可知，控制了电动机通过的电流和通电时间相等；
（2）表格中同一时间，两个电动机金属外壳相同位置上固定的电子温度计的示数变化在误差范围内是相同的，说明同型号的两只电动机，当电流相等、电压不等时，相同时间内产生的热量相等；
（3）电动机工作时将电能转化为机械能和内能，M1转动较M2慢，M1获得的机械能小于M2，而它们的内能相等，所以相同时间内电流通过M1所做的功小于M2，依据W＝UIt可得U1＜U2。
故答案为：（1）保证电流大小和通电时间相等；
（2）同型号的两只电动机，当电流相等、电压不等时，相同时间内产生的热量相等；
（3）电动机工作时将电能转化为机械能和内能，M1转动较M2慢，M1获得的机械能小于M2，而它们的内能相等，所以相同时间内电流通过M1所做的功小于M2，依据W＝UIt可得U1＜U2。
48．小文为了验证焦耳定律Q＝I2Rt，设计了如图甲实验。R是一根阻值为4欧电阻丝，电源电压恒定不变。电阻丝R浸泡在盛有煤油的装置中，且该装置与温度传感器相连，可以实时观察温度变化。
（1）实验中小文闭合开关S后，电流表A的读数如图乙所示，则通过电阻丝R的电流为： 0.6 A。
（2）实验中电阻丝产生的热量通过 温度传感器升高的示数 来反映。
（3）每次实验电阻丝加热煤油的时间均为50s，记录每次实验前后煤油的温度变化量为ΔT。多次实验后，将△T﹣I2数据绘制成图丙。分析图丙可知，实验中煤油的温度变化量ΔT与计算得到的理论值不一致，请解释主要原因。 实验过程中有热量散失到周围环境中 。
（4）为了使实验结论更具有普遍性还需要进行的实验操作是 换用不同阻值的电阻丝进行多次实验 。
【答案】（1）0.2；（2）温度传感器升高的示数；（3）实验过程中有热量散失到周围环境中；（4）换用不同阻值的电阻丝进行多次实验。
【解答】解：（1）观察图乙，电流表选择的是0～3A量程，其分度值为0.1A，指针指在0.6A刻度线处，所以通过电阻丝R的电流为0.6A。
（2）在这个实验中，电阻丝产生热量的多少无法直接观察，由于电阻丝产生的热量被煤油吸收，根据Q＝cmΔt可知，在c和m不变的情况下，温度传感器升高的示数可以反映出吸收热量的多少，也就是可以反映电阻丝产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。
（3）在实验过程中，电阻丝产生的热量并不能完全被煤油吸收，会有一部分热量散失到周围环境中，比如向容器壁传热、向空气散热等，同时容器本身也会吸收一部分热量，这些因素都会导致实验中煤油的温度变化量Δt 与根据焦耳定律计算得到的理论值不一致。
（4）为了使实验结论更具有普遍性，需要改变实验中的一些条件进行多次实验。在这个实验中，可以换用不同阻值的电阻丝进行多次实验，这样能探究在不同电阻情况下，电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系是否都符合焦耳定律。
故答案为：（1）0.2；（2）温度传感器升高的示数；（3）实验过程中有热量散失到周围环境中；（4）换用不同阻值的电阻丝进行多次实验。
▉考点09 特殊方法测电功率（共4小题）
49．某灯泡上标有“7.*，0.5A”的字样，其中额定电压值不清，估计在7.0V～7.9V之间，因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪 器：一只电压恒定的电源（电压值未知）一只电流表、一只标有“20Ω.5A”滑动变阻器R、一只阻值为10Ω的定值电阻、开关和导线若干。
某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展实验。
（1）滑片位于a端时，只闭合S和S1，电流表示数如图乙为 0.4 A，求出电源电压。
（2） 只闭合S和S2 （请补充具体操作），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.5A，此时小灯泡正常发光。
（3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为0.6A，求出此时滑动变阻器接入电路的阻值R。
（4）通过计算得出灯泡的额定电功率为 3.5 W。
【答案】（1）0.4；（2）只闭合S和S2；（4）3.5。
【解答】解：（1）滑片位于a端时，只闭合S和S1，滑动变阻器R电阻全部连入电路，且与定值电阻R0串联，灯泡正常发光时的电流为0.5A，则电流表选择小量程，示数为：I1＝0.4A；
则电压电压为：
U＝I（R最大+R0）＝0.4A×（20Ω+10Ω）＝12V；
（2）只闭合S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A，此时小灯泡正常发光；
（3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数I2＝0.6A，则此时定值电阻两端的电压为：
U定＝I2R0＝0.6A×10Ω＝6V，
此时滑动变阻器两端电压为：U'＝U﹣U定＝12V﹣6V＝6V，
则滑动变阻器连入电路的电阻为：
R10Ω；
（4）当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为：U“＝IR＝0.5A×10Ω＝5V，
则此时灯泡两端的电压即额定电压为：
U额＝U﹣U″＝12V﹣5V＝7V，
灯泡的额定电功率为：
P＝U额I＝7V×0.5A＝3.5W。
故答案为：（1）0.4；（2）只闭合S和S2；（4）3.5。
50．小龙用如图甲所示的电路测量额定电流为0.5A小灯泡的额定功率，Ra是一个阻值可连续调节且可读数的变阻器。实验步骤如下：
①小龙将滑片P位于α端时，闭合开关S和S1，断开开关S2，此时电流表示数如图乙。
②移动滑片使电流表的示数为0.5安。
③ 保持滑片位置不变，断开S1，闭合开关S和S2，调节Ra，使电流表的示数仍为0.5A ，读取此时Ra的数值，Ra的示数即为灯泡的阻值。
④根据公式，求出小灯泡的额定功率。
（1）图乙中电流表示数为 0.12 安。
（2）请完成步骤③的操作 保持滑片位置不变，断开S1，闭合开关S和S2，调节Ra，使电流表的示数仍为0.5A 。
（3）闭合开关S和S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片位置不变，分别用10欧、20欧、30欧和40欧的定值电阻替换图甲电路中的Ra，测出相应的电流，并在电流表表盘上标出所测电流对应的电阻值，就能将电流表改装成一个可以直接读出电阻阻值的仪表。请在图丙上画出10欧、20欧、30欧和40欧的大致位置。
【答案】（1）0.12；（2）保持滑片位置不变，断开S1，闭合开关S和S2，调节Ra，使电流表的示数仍为0.5A；（3）如上图。
【解答】解：（1）由图可知电流表接入电路的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.12A；
（2）保持滑片位置不变，断开S1，闭合开关S和S2，调节Ra，使电流表的示数仍为0.5A，此时滑动变阻器和Ra串联接入电路，根据等效代替法可知Ra接入电路的电阻等于灯泡正常发光时的电阻；
（3）闭合开关S和S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片位置不变，滑动变阻器和定值电阻串联接入电路，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I，分析函数关系可知接入电路的定值电阻的阻值越大，通过电路的电流越小，且通过电路的电流与定值电阻的阻值不成反比，故电流表改装的电阻阻值的仪表刻度不均匀，10欧、20欧、30欧和40欧的大致位置如图：
。
故答案为：（1）0.12；（2）保持滑片位置不变，断开S1，闭合开关S和S2，调节Ra，使电流表的示数仍为0.5A；（3）如上图。
51．小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图。
（1）请你将甲电路图补充完整。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值 最大 的位置。
（3）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表的示数为 2.5 V，此时电压表的示数如图乙所示，是 2.4 V。
（4）小灯泡的额定功率为 0.6 W。
（5）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法，其电路如图丙所示，R0＝10Ω，并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表的示数为 0.25 A时，再读出电流表的示数，才能计算出小灯泡的额定功率。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）根据实验原理R可知，在没有电流表的情况下，利用电压表和定值电阻代替电流表的作用，采用分压电路，电压表V 2并联在定值电阻两端，电路如图所示：
（2）闭合开关前滑片滑到阻值最大处；
（3）因为小灯泡的额定电压为2.5V，闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表V1的示数为2.5V，
电压表V2量程为0～3V，分度值为0.1V，此时示数为U2＝2.4V；
此时电路中的电流为I＝IL＝I00.24A；
（4）小灯泡的额定电功率为：PL＝ULIL＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（5）要测量小灯泡的额定功率，小灯泡两端的电压为额定电压，根据并联电压相等，则定值电阻两端电压等于2.5V，又知R0＝10Ω，
故电流表A2的示数为I20.25A。
故答案为：（1）如上图所示；（2）最大；（3）2.5；2.4；（4）0.6；（5）0.25。
52．某灯泡上标有“7.*V，0.5A”的字样，其中额定电压值不清，估计在7.0V～7.9V之间因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪器：一只电压恒定的电源（电压值未知）、一只电流表、一只标有“20Ω 1.5A”滑动变阻器R、一只阻值为10Ω的定值电阻R0、开关和导线若干。
某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展以下实验。
①滑片P位于a端时，只闭合开关S和S1，此时电流表示数如图乙为 0.4 A，计算出电源电压。
② 只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A （请补充具体操作），此时小灯泡正常发光。
③当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为0.6A，则求出此时变阻器接入电路的阻值R。
④通过计算得出灯泡的额定电功率为 3.5 W。
【答案】①0.4；②只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A；③滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω；④3.5。
【解答】解：①只闭合开关S和S1，滑片P位于a端时，滑动变阻器R电阻全部连入电路且与定值电阻R0串联，
灯泡正常发光时的电流为0.5A，则电流表选择小量程，示数为：I1＝0.4A；
则电压电压为：U＝I1（R最大+R0）＝0.4A×（20Ω+10Ω）＝12V；
②只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A，此时小灯泡正常发光；
③当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为：I2＝0.6A，
则此时定值电阻两端的电压为：U定＝I2R0＝0.6A×10Ω＝6V，
此时滑动变阻器两端电压为：U′＝U﹣U定＝12V﹣6V＝6V，
则滑动变阻器连入电路的电阻为：R10Ω；
④当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为：U″＝IR＝0.5A×10Ω＝5V，
则此时灯泡两端的电压即额定电压为：U额＝U﹣U″＝12V﹣5V＝7V，
灯泡的额定电功率为：P＝U额I＝7V×0.5A＝3.5W。
故答案为：①0.4；②只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A；③滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω；④3.5。
▉考点10 电功与电热的综合计算（共8小题）
53．春节期间，小科在绍兴帮助妈妈用一个额定功率为1000W的电热水壶烧开2L水，大约需要的时间为（ ）
A．5分钟 B．15分钟 C．25分钟 D．35分钟
【答案】B
【解答】解：由ρ可知，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，
一个标准大气压下，水的沸点是100℃，
水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J，
假设不计热量损失，电热水壶消耗的电能：W＝Q吸＝6.72×105J，
由P可知，加热需要的时间：t672s＝11.2min，
实际加热过程中不可避免会有能量的损耗，则实际消耗的电能会大于水吸收的热量，根据P可知，实际加热实际会大于11.2min，所以大约需要的时间为15min，故B正确、ACD错误。
故选：B。
54．图甲是一种多档位加热杯垫，图乙是其内部简化电路图，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合S1和S2时，对电路的分析正确的是（ ）
A．R1和R2串联
B．R1两端的电压小于R2两端的电压
C．此时电路处于保温挡
D．流过R1的电流大于流过R2的电流
【答案】D
【解答】解：A、由图可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，故A错误；
B、根据并联电路的电压特点可知，R1、R2两端的电压相等，故B错误；
C、根据并联电路的电阻特点可知，R1、R2并联时，电路的总电阻最小，由P可知，电路的总功率最大，加热杯处于高温挡，故C错误；
D、根据题意可知，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻，而R1、R2两端的电压相等，由欧姆定律可知，通过流过R1的电流大于流过R2的电流，故D正确。
故选：D。
55．某实验室使用的电热器有发热电阻丝R1和R2，电源电压为220V，通过开关S1和S2的通断组合，可以实现不同的加热效果。已知在“加热”挡时电热器功率为2420W，在“保温”挡时电热器功率为400W。下列关于该电热器的叙述中，正确的是（ ）
A．开关S1闭合、S2断开时，电热器处于“加热”挡
B．在“加热”挡时，R1的功率为2420W，R2的功率为400W
C．在“保温”挡时，R1的功率为400W
D．在“保温”挡运行10min时，电热器需消耗240000J的电能
【答案】D
【解答】解：AC、由图可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的特点可知，此时电路的总电阻最小，由P可知，电路的总功率最大，电加热器处于加热挡；
当开关S1闭合、S2断开时，只有R2工作，R1不工作，电路的总电阻最大，总功率最小，电加热器处于保温挡，故AC错误；
B、根据并联电路特点可知，加热挡工作时R2的电功率即为电加热器保温挡的功率，即加热挡工作时，R2的功率为400W，
加热挡工作时R1的电功率：P1＝P加热﹣P保温＝2420W﹣400W＝2020W，故B错误；
D、在“保温”挡运行10min时，电热器需消耗的电能：W＝P保温t＝400W×10×60s＝240000J，故D正确。
故选：D。
56．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。
【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。
57．空气炸锅是生活中常用的电器。它有两种工作模式：
①冷风模式400W，此时工作电流较小，低温慢煮食物；
②热风模式1280W，此时工作电流较大，高温烘烤食物。
小宁依照上述空气炸锅的工作模式推测了三个不同的工作原理图，如图（a）（b）（c）所示。
（1）小宁很快发现图（a）所示的电路不符合空气炸锅两种工作模式的原理，请简述理由： 当两个开关都闭合时，发热管被短路，电路中只有电动机接入电路，此时电流较大，电动机吹冷风；当只闭合S时电动机和发热管串联接入电路，此时电路中的电流较小，此时低温烘烤食物 。
（2）图（b）（c）所示的电路，你认为哪个设计更适合两种工作模式的需求，请简述理由： 图（b）更适合，空气炸锅两种工作模式，均需吹风，而图（c）所示的电路中，可能会出现只加热不吹风的情况；图（c）中，若在热风工作模式时停止工作，空气炸锅需要同时断开两个开关 。
（3）仅需采用热风模式正常工作8min，即可将鸡翅加热至200℃，这过程中消耗 614400 J的电能。
【答案】（1）当两个开关都闭合时，发热管被短路，电路中只有电动机接入电路，此时电流较大，电动机吹冷风；当只闭合S时电动机和发热管串联接入电路，此时电路中的电流较小，此时低温烘烤食物；
（2）图（b）更适合，空气炸锅两种工作模式，均需吹风，而图（c）所示的电路中，可能会出现只加热不吹风的情况；图（c）中，若在热风工作模式时停止工作，空气炸锅需要同时断开两个开关；
（3）614400。
【解答】解：（1）图（a）中当两个开关都闭合时，发热管被短路，电路中只有电动机接入电路，此时电流较大，电动机吹冷风；当只闭合S时电动机和发热管串联接入电路，此时电路中的电流较小，此时低温烘烤食物，故（a）不符合题意；
（2）图（b）更适合，因为空气炸锅两种工作模式，均需吹风，而图（c）所示的电路中，可能会出现只加热不吹风的情况；图（c）中，若在热风工作模式时停止工作，空气炸锅需要同时断开两个开关，故（b）符合题意，（c）不符合题意。
（3）仅需采用热风模式正常工作8min，即可将鸡翅加热至200℃，这过程中消耗电能。W＝Pt＝1280W×8×60s＝614400J。
故答案为：
（1）当两个开关都闭合时，发热管被短路，电路中只有电动机接入电路，此时电流较大，电动机吹冷风；当只闭合S时电动机和发热管串联接入电路，此时电路中的电流较小，此时低温烘烤食物；
（2）图（b）更适合，空气炸锅两种工作模式，均需吹风，而图（c）所示的电路中，可能会出现只加热不吹风的情况；图（c）中，若在热风工作模式时停止工作，空气炸锅需要同时断开两个开关；
（3）614400。
58．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。
【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。
59．小科家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示，其内装有4kg导热油，转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换。图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同。
（1）电暖器通电后，小科感觉房间暖和了，产生“暖和”这种感觉的神经中枢位于 大脑皮层 。
（2）电暖器低温挡工作时，开关应处于 3 位置（选填“1”“2”或“3”）。
（3）已知中温挡额定功率为1000W，求电阻R的阻值。
（4）根据所学的电学知识，请你提出一条安全使用电暖器的建议。
【答案】（1）大脑皮层；
（2）3；
（3）96.8Ω；
（4）不要在电暖器上覆盖易燃物品（答案不唯一）。
【解答】解：（1）产生“暖和”这种感觉的神经中枢位于大脑皮层；
（2）低温挡功率最小，根据P可知，电阻越大功率越小，开关在3时，电阻串联，电阻最大，因此电暖器低温挡工作时，开关应处于3位置；
（3）中温挡时，两个电阻并联（开关在2位置 ），设每个电阻为R，并联后总电阻R并R，由据P，U＝220V，P＝1000W，可得R ＝96.8Ω；
（4）安全使用电暖器建议：不要在电暖器上覆盖易燃物品。
故答案为：
（1）大脑皮层；
（2）3；
（3）96.8Ω；
（4）不要在电暖器上覆盖易燃物品（答案不唯一）。
60．某电热敷眼罩如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2的阻值均为10Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换，正常工作时电压为5V。
（1）该电热敷眼罩可以缓解眼部疲劳，它通过发热元件对眼部加热，有助于扩张血管，增加血流量，进而改进眼部血液循环，为眼部组织细胞的生命活动提供更多的 氧气和营养物质 ；
（2）旋转开关转至 de （选填“ab”、“bc”、“cd”或“de”）时，电热敷眼罩处于高温挡工作，理由是： 电路中的总电阻最小，电源电压不变，由P可知，电路的总功率最大 ；
（3）若旋转开关转至de时，电路中总电流为0.9A，则R3的大小是多少？
（4）旋转开关转至cd时，求电热敷眼罩的功率。
【答案】（1）氧气和营养物质；
（2）de；电路中的总电阻最小，电源电压不变，由P可知，电路的总功率最大；
（3）若旋转开关转至de时，电路中总电流为0.9A，则R3的大小是12.5Ω
（4）旋转开关转至cd时，电热敷眼罩的功率为2.5W。
【解答】解：（1）电热敷眼罩通过加热眼部，促进血液循环，为眼部组织细胞提供更多氧气和养料。氧气是细胞进行有氧呼吸产生能量的必需物质，养料则是细胞进行生命活动的物质基础。因此，电热敷眼罩可以缓解眼部疲劳。
（2）由乙图可知，旋转开关转至ab时，电路为断路；
旋转开关转至bc时，电路为R1、R2两电阻串联，根据串联电路的特点可知，此时电路的总电阻最大，由P可知，电路的总功率最小，电热敷眼罩处于低温挡；
旋转开关转至de时，此时电路为R2、R3两电阻并联，根据并联的电阻特点可知，此时电路的总电阻最小，总功率最大，电热敷眼罩处于高温挡；
旋转开关转至cd时，只有R2工作，电热敷眼罩处于中温挡；
（3）若旋转开关转至de时，通过R2的电流：，
根据并联电路的电流特点可知，通过R3的电流：I3＝I﹣I2＝0.9A﹣0.5A＝0.4A，
根据欧姆定律可知，R3的阻值：；
（4）旋转开关转至cd时，此时电热敷眼罩的功率：P中＝UI2＝5V×0.5A＝2.5W。
答：（1）氧气和营养物质；
（2）de；电路中的总电阻最小，电源电压不变，由P可知，电路的总功率最大；
（3）若旋转开关转至de时，电路中总电流为0.9A，则R3的大小是12.5Ω
（4）旋转开关转至cd时，电热敷眼罩的功率为2.5W。专题10 电能
▉考点01 电功、电能和电热
一、电能
定义 电流所具有的能量称为电能
电能的应用
电能的单位 国际单位：焦耳（） 常用单位：（度），11度，
电能的优越性 （1）电能的来源比较广泛，自然界中存在着各种形式的能，如化学能、水能、风能、太阳能、核能等。这些能都能较方便地转化为电能，如电池和发电机就是实现这种转化的装置。 （2）电能便于输送。用电线就可以把电能输送到千百里以外的地方，输送电能比输送煤、石油等燃料方便得多。 （3）电能使用方便。电能能很方便地转化为其他形式的能。 （4）用电器在管理和操作方面比较简单，污染少，有利于环保。
二、电功
项目 电功
定义 电功就是电流所做的功，电流做功的过程就是电能转化成其他形式的能的过程，因此，可以认为电功就是电能转化成其他形式的能的多少的量度
公式 基本公式：，其中“”表示电压，“”表示电流，“”表示做功的时间。在使用时要注意这四个量的单位必须统一，且这四个量必须是同一导体在同一时刻的四个量
推导公式：（常用于纯电阻的串联电路） （常用于纯电阻的并联电路） （力学与电学通用） 注：纯电阻电路是指把电能全部转化成内能的电路，对于纯电阻电路，以上公式都可以用，对于非纯电阻电路，只能用基本公式，不能用推导公式
单位 电功的国际单位和其他功的单位一样，也是焦耳（），常用单位是千瓦时，也叫“度”，用“”来表示，
测量工具 电能表
三、利用电能表测家庭电路中消耗的电能
1.
2.
四、电热
1.电热的计算
电流通过导体产生的电热，纯电阻电路中。
2.电热的利用率（热效率）
以电水壶为例，电流通过时产生的热量，而水吸收的热量，所以利用率。
▉考点02 电功率
一、影响电功率大小的因素
电功率是描述电流做功快慢的物理量。由电功率的定义式可知，电功率的大小与用电器所做电功的大小及做功所用时间的长短都有关系。
由电功率的基本计算公式可知，电功率的大小是由公式中的两个量决定的：当电压一定时，电功率与电流成正比；当电流一定时，电功率与电压成正比。
在“探究灯泡的电功率跟哪些因素有关”的实验中，为了分别探究电功率与电压和电流的关系，我们采用了控制变量法，首先，控制电流不变，研究电功率与电压的关系，得到的结论是：当电流一定时，电功率与电压成正比；其次，我们控制电压不变，研究电功率与电流的关系，得到的结论是：当电压一定时，电功率与电流成正比。
二、串、并联电路中功率的规律
1.串联电路中功率的规律
因为，，，所以。
即串联电路总电功率等于各串联用电器电功率之和。
串联电路电功率的分配：因为，，所以。
又因为，所以。
即串联电路中，电功率的分配跟电阻成正比。
2.并联电路中功率的规律
因为，，，所以。
即并联电路总电功率等于各并联用电器电功率之和。
并联电路电功率的分配：因为，，所以。
又因为，所以。
即并联电路中，电功率的分配跟电阻成反比。
三、测量小灯泡的电功率
实验原理
实验 电路图
实验器材 电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、开关、导线若干等
实验步骤 （1）按设计的电路图连接实物，并设计实验记录表格； （2）检查电路无误后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数。当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时，停止滑动，并记下电流表的示数； （3）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数； （4）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压低于额定电压的1/5，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数； （5）整理实验器材。
实验表格 电压（V）电流（A）电功率（W）灯泡亮度
实验结论 若，则，小灯泡很亮 ，则，小灯泡正常发光 ，则，小灯泡很暗
▉考点01 电流的热效应（共6小题）
1．电蚁拍灭蚊蚁时，蚊子碰到金属网形成闭合电路，蚊子往往会被烧毁。下列说法合理的是（ ）
A．蚊子不能导电所以会被烧毁
B．电蚊拍电压降低则烧毁效果更好
C．蚊子烧毁是因为电流的热效应
D．烧毁时没有电流通过蚁子
2．下列事例中，不属于利用电热工作的是（ ）
A．用家用电饭锅煮米饭
B．用电烙铁焊接电器元件
C．用电热孵卵器孵小鸡
D．用继电器作烟雾报警器
3．下列所示的家用电器中，利用电流的热效应工作的是（ ）
A．平板电脑 B．电风扇
C．电水壶 D．蓝牙音箱
4．小科设计了探究“影响电流热效应的因素”的实验，如图甲所示：
（1）在闭合开关后，将滑片移到某一位置，如图甲所示，判断电流通过电阻丝R产热的多少可以通过观察一段时间内玻璃管中煤油上升的高度，还可以通过观察 。
（2）小科为探究电流变大对电流热效应的影响，他将图甲中所示的滑片往 （选填“A”或“B”）端移动。两次实验得到的实验数据如图表所示：
实验次数 电流/A 通电时间/min 电阻/Ω 玻璃管液面升高的高度/mm
1 0.2 1 10 10
2 0.4 1 10 40
小科根据表中数据，得出结论：同一电阻丝，在通电时间相同时，产生的热量与电流的平方成正比。请指出存在的不足之处： 。
（3）小科为了继续探究电阻大小对电流热效应的影响，选择了图乙所示R2＝20Ω的电阻丝，小科应将电阻丝R2与图甲中的电阻丝R1 接入电路中。
5．某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。
（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中 的散失。
（2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化ΔT和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。
根据上述实验，可以得出结论： 。
（3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
升高的温度ΔT/℃ 0.4 0.9 2.5 3.6
请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。
6．芯片体积小，元件密集。芯片正常工作时，相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）。芯片元件有 ，由于电流热效应，电流通过芯片时，不可避免地会产生热量。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过 的方式改变芯片内能。
▉考点02 电功与电能（共6小题）
7．如图是一顶顶部装有太阳能电池板的太阳能风扇凉帽，凉帽上的电风扇工作时的电压为1.2V，电流为50mA。若该电风扇正常工作了1h，电流做功为（ ）
A．60J B．0.06J C．2.16×106J D．216J
8．如图甲所示，电源工作时输出的总功率恒定不变，R1＝10Ω。在移动滑动变阻器R2的滑片P时，电流表A的示数I与电流表A1的示数I1之间变化关系如图乙所示。根据图中信息判断，下列说法中正确的是（ ）
A．当滑片P向右移动时，电流表A的示数逐渐增大
B．当滑片P向左移动时，电源的输出电压逐渐增大
C．电源工作时每秒钟消耗的电能始终为5J
D．当电流表A1的示数为0.5A时，R2＝12.5Ω
9．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。
10．如图是一款新型无叶电风扇，额定电压220V，额定功率55W，工作时，底座中的电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后进入环形空腔，再从环形空腔上的细缝中高速吹出夹带着周边的空气一起向前流动，导致后方的空气流入风扇的出风口，风量被显著放大，与传统有叶风扇相比具有易清洁、气流稳、安全等特点。
（1）出风框外围的空气被大气压压入环形空腔，风量变大，外围的空气被大气压压入的科学原理是 。
（2）电动机将空气从进风口吸入，然后经压缩后进入环形空腔，此过程中进入空腔内空气的内能 。（选填“变大”“变小”或“不变”）
（3）若该风扇的电动机正常工作1分钟，则电动机消耗的电能为 J。
11．如图是一款锂电池电动自行车，锂离子电池可充电。
（1）Li2MnO4是锂电池的材料之一。Li2MnO4中的Li显+1价，则Mn的化合价为 。
（2）使用电池提供动力骑行该车时，电能主要转化为车的 能。
（3）用如图所示向上的力将后轮略微提起，其中最省力的是 。
12．小明家有一款家用空气炸锅如图甲所示，其简化电路如图乙所示，工作过程风扇始终转动，而发热管则通过温控开关有规律地闭合或断开，使锅内温度在一定范围内波动。其中电风扇功率为55W，发热管电阻为44Ω。小明用空气炸锅烘焙牛排时，设定温度为180℃，总工作时间为20min，温度传感器显示锅体温度随时间变化关系如图丙所示。
（1）为使空气炸锅能自动停止工作，应在图乙电路中的 （选填“a”或“b”）处串联一个定时开关；
（2）空气炸锅工作到12min时，图乙电路c点电流为多少？
（3）空气炸锅这次烘焙牛排共消耗了多少电能？
▉考点03 电功率的概念（共6小题）
13．小科发现傍晚时家里的白炽灯突然变暗，主要原因可能是白炽灯的（ ）
A．额定电压变大 B．实际电压变大
C．额定功率变小 D．实际功率变小
14．如图是小浙连接的电路，开关闭合后，发现灯L2比L1亮。关于该电路分析错误的是（ ）
A．通过L2的电流比L1的电流大
B．L2的电阻比L1的电阻大
C．L2两端电压比L1两端电压大
D．L2的实际功率比L1的实际功率大
15．某品牌家用电磁炉设有多个挡位，在“火锅档”工作时，面板上显示的数值为“2200”，如图所示，该数值所带的单位可能是（ ）
A．伏特 B．安培 C．瓦特 D．摄氏度
16．针对美国和西方国家的重重封锁，我国华为公司坚持自主创新，继去年成功推出“Mate60pro”后，近期网上又曝出即将推出“Pura70”，Pura70搭配超聚光伸缩摄像头，5200mA h超大容量电池，同时支持80W无线充电，极大方便了人们的使用。下列说法不正确的是（ ）
A．超聚光伸缩摄像头利用了凸透镜成像原理
B．5200mA h指的是储存的电能
C．80W无线充电是指每秒消耗电能80J
D．给手机电池充电主要是电能转化为化学能
（多选）17．下列说法中，正确的是（ ）
A．电功率是表示电流做功多少的物理量
B．电功率是表示电流做功快慢的物理量
C．用电器的电功率越大，做功越多
D．相同时间内，消耗功率大的用电器耗电一定多
18．现有甲、乙、丙三个灯泡，分别标有“220V 25W”、“110V 25W”、“36V 25W”的字样，当它们都是在各自额定电压下工作时，它们的亮度情况是（ ）
A．甲灯较亮 B．乙灯较亮 C．一样亮 D．丙灯较亮
▉考点04 电功率的计算（共6小题）
19．如图甲所示电路，电源电压不变，图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时，电压表的示数为2V，下列判断正确的是（ ）
A．电源电压为6V
B．R的电阻为5Ω
C．闭合S时，R消耗的电功率为3.6W
D．闭合S时，电路的总功率为6W
20．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是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则以下说法正确的是（ ）
A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水
B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联
C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A
D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W
21．在研究电流与电压关系的实验中，小科同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I﹣U图象（如图），下列有关分析正确的是（ ）
A．R1与R2的阻值之比是1：2
B．R1与R2串联接时，R1消耗的功率比R2大
C．R1与R2并联接时，R1和R2消耗的功率相等
D．R1与R2串联接时，通过R1与R2的电流之比是2：1
22．如图甲所示电路中，滑动变阻器的规格为“30Ω，1A“。闭合开关并将滑片P从一端滑到另一端的过程中，滑动变阻器的电功率与电流表示数的关系图象如图乙所示。则：
（1）电源电压为 V。
（2）滑动变阻器消耗的最大功率为 W。
23．如图所示，电源电压可调，甲、乙为两只相同的电压表或电流表，其中电流表量程均为0～3A，灯泡L1和L2分别标有“5V 5W”、“10V 20W”的字样，灯丝电阻不变。闭合S1、S2时，两灯均发光，则甲、乙两表示数之比为 ，此时电路最大总功率为P1；同时更换两电表种类，调整开关的状态，在电路安全的情况下，电路最大总功率为P2；则P1：P2＝ 。
24．小莉在实践活动中设计的模拟调光灯电路，如图所示。她选用的电源电压恒为12V，小灯泡上标有“6V 6W”、滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样。若不考虑灯泡温度对电阻的影响，闭合开关S后，问：
（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？
（2）当滑动变阻器的滑片 P 在中点时，电压表的示数以及电路消耗的总功率是多少？
（3）当小灯泡正常发光时，滑动变阻器的阻值是多少？
▉考点05 电能表的使用（共6小题）
25．图中仪表可以用来计量（ ）
A．导体的电阻
B．电路中的电流
C．用电器两端的电压
D．用电器在一段时间内消耗的电能
26．小强家安装的电能表如图甲所示，书房灯L及三孔插座的安装电路如图乙所示，为保证安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．电能表的转盘转的越快，说明用电器消耗电能越多
B．若保险丝熔断，可用铁丝代替
C．a端应接零线，b端应接火线
D．三孔插座的安装符合安全用电原则
27．小易家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．他家在这段时间内消耗的电能为70.3kW h
B．电能表是直接测量电功率的仪表
C．若只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作30min，则电能表的圆盘转了1800转
D．这个电能表的额定功率为2200W
28．小德利用某电能表（如图）测量一家用电器的电功率。当电路中只有这一个用电器连续工作时，测得在6分钟内电能表的转盘转了250转，那么这个用电器可能是（ ）
A．台灯 B．家用电风扇
C．笔记本电脑 D．电热水壶
29．小伟发现自家电能表的一个参数模糊了，如图所示，他想知道这个模糊数字是多少，只让额定功率为600W的电饭锅正常工作，电能表的转盘在5min内转了150转。5min内，电饭锅消耗的电能为 kW h，电能表中的一个模糊参数应该为 r/（kW h）。
30．如图所示是小超家的电能表，家中有一个电饼铛，铭牌上标有“220VxxW”的字样。为了测定电饼铛的额定功率，他让电饼铛单独正常工作5min，电能表的指示灯闪烁了16次，求：
（1）小超家所使用的用电器总功率不能超过多少W？
（2）电饼铛的额定功率是多少W？
▉考点06 伏安法测定电功率（共6小题）
31．如图所示电路，电源电压一定。灯L1标有“3V1.8W”的字样。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片位置，使灯L1正常发光时，滑动变阻器的电功率为P1。用标有“6V3.6W”字样的灯L2替换灯L1，为让灯L2正常发光，滑动变阻器滑片P应向 端滑动（选填“a”或“b”），L2正常发光时，滑动变阻器的电功率为P2则P1为P2相差 W。（忽略温度对灯丝电阻的影响）
32．小刚爱思考爱动手，以下是他做的一些电学探究活动：测量额定电压为2.5V的小灯泡L的额定功率。
（1）请按照电路图甲把实物图乙补充完整，要求滑片向左移动时，灯泡变亮。
（2）闭合开关，当滑动变阻器滑片P移到某一位置时，电压表示数为2.2伏，为了使灯泡正常发光，接下来的操作是 。
（3）如图丙是小灯泡正常工作时电流表的读数，则小灯泡额定功率为 W。
33．图甲是小科“测量灯泡的电功率”实验的电路图，图乙是即将连接完成的实验电路。其中电源为四节新的干电池，灯泡的额定电压为4V，灯丝的电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“20Ω 1 A”的字样。
（1）对照电路图，用笔画线代替导线，将实物图乙中未完成的部分连接好。
（2）小科刚闭合电路的开关，就出现灯泡很亮的现象，此时电压表示数为5V。请指出他操作上的错误： 。
（3）实验中，当灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则该灯泡的额定功率为 W。
（4）小科移动滑动变阻器的滑片，使灯泡两端的电压为2V，此时电流为0.18A，电压表示数与电流示数的比值与灯泡正常发光时不同。请帮他解释产生这个现象的原因： 。
34．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小科准备了以下实验器材：电压可调的学生电源、额定电压为2.5V的小灯泡、电流表、电压表、开关，规格为“10Ω，1A”和“20Ω，1A”的滑动变阻器，导线若干。
（1）电路连接：请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整。
（2）测量数据：小科在各元件状态如图甲位置闭合开关，电压表示数如图乙。为测量额定电功率，他接下来的操作是 。
（3）数据处理：小科测得多组数据并绘得图丙曲线。
①小灯泡的额定功率为 。
②若小灯泡电流为额定电流一半时的电功率记为P1，电压为额定电压一半时的电功率记为P2，则根据实验图丙推测P1 P2。
35．小明同学利用图甲连接的实物图进行“测量小灯泡的电功率”实验。小灯泡上标有“2.5V”字样，电源为2节新干电池。
（1）请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。要求：符合实验实际情况，且滑动变阻器的滑片P向左滑动时灯泡变亮。
（2）闭合开关，移动滑片，测得多组实验数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像（如图乙所示）。当电压表示数如图丙所示时，小灯泡的实际功率为 瓦。
（3）继续实验，灯泡突然熄灭。小明依据实验现象，初步分析是灯泡发生断路，推测小明观察到的实验现象是： 。
（4）小明认为，利用图甲的装置还能探究电流与电压的关系。小金认为小明的观点不合理，理由是： 。
36．小金用图甲所示电路测量小灯泡的电功率。电源电压为4.5伏，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器规格为“20Ω，1A“。实验过程中，他调节滑动变阻器的滑片，分别记录了五组电压表和电流表的示数，绘制成如图乙所示的图像。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整。
（2）实验中，当滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移动时，电压表示数会逐渐增大。
（3）图乙中阴影部分的面积表示 。
（4）小科发现，根据上述实验操作，图乙中有一组数据根本是无法得到的，请判断是哪一组数据并说明理由 。
▉考点07 焦耳定律的计算（共6小题）
37．小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（ ）
A．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
B．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
C．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
D．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高
38．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
39．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
40．2023年3月，科学家将含氢、氮和镥三种元素的化合物作为材料制成导体，放置在“金刚石压砧”装置中并加压后，在室温下进入超导状态，导体不再有电阻。
（1）从物质的分类来看，这种室温超导材料属于 。（选填“纯净物”或“混合物”）
（2）某一段电阻为250欧的导线，通过其电流为8安，若这种室温超导材料能够得到应用，那么每分钟可以减少 焦热量的损失。
41．如图所示为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图，R1、R2为电热丝，其中R2＝242Ω，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服。
（1）请分析电路图，闭合S1，当S2 时（选填“闭合”或“断开”），电熨斗处于高温挡；
（2）电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1100W。则R1的电阻是多大？
（3）电熨斗在高温挡状态下正常工作，通电多长时间电路中会产生3.9×104J的热量？
42．我市某商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座来计费，如图甲所示（图中时钟：9时10分、电压：220V、电费：0.00元）。某摊位使用空气炸锅烹制食物，如图乙所示。如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R1的阻值为40Ω。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节（其中S1、S2不会同时闭合）。当只闭合S3时为中温挡，额定功率为440W。求：
使用后表盘示数
时钟：9时25分 电压：220.0V 电费：0.06元
（1）R2的电阻；
（2）高温挡正常工作100s，电流通过R1产生的电热；
（3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲和表所示，设商用电费单价为0.75元/kW h，请你通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率。
▉考点08 探究电热的影响因素（共6小题）
43．如图为探究电流热效应的装置，甲乙两套装置中各有两个相同的透明容器，其中密封着液体和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。下列说法不正确的是（ ）
A．图甲探究的是电流的热效应与电阻大小的关系
B．图乙探究的是电流的热效应与电流强弱的关系
C．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法
D．实验不需要控制容器内的液体质量和种类相同
44．如图所示的实验装置：三个相同的烧瓶A、B、C内分别盛有质量和初温均相等的煤油和水，瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC，且RA＝RC＜RB。当闭合开关S，通电一段时间后（液体均未沸腾，不计热损失，比热容c水＞c煤油）。下列判断正确的是（ ）
A．三个烧瓶中的液体末温高低顺序为tA＝tC＜tB
B．三个烧瓶中的液体吸收的热量高低顺序为QA＝QC＜QB
C．比较A、B可粗略地探究电热的多少与电流大小有关
D．比较B、C可粗略地探究煤油和水的吸热能力
45．小科设计了如图所示的实验装置研究“电流的热效应与电阻大小的关系”。
（1）电路采用这种连接方式，可以控制相同的因素有 。
（2）闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到甲气球先鼓起来。则二个电阻的大小关系是R1 R2。
46．探究电流热效应的影响因素。
（1）用如图1所示的装置探究电流通过导体产生的热量与 的关系。相同烧瓶内装满了煤油。为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 （选填“相同”或“不同”）。
（2）通电一段时间后，甲、乙两烧瓶中玻璃管内液面均有上升且高度始终保持一致，则故障原因可能是 。
A.R0发生断路
B.R0发生短路
（3）小龙用如图2所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象。根据焦耳定律可知，如图3中能正确反映h﹣I关系的是 。
47．小明学习了焦耳定律表达式Q＝I2Rt之后很好奇，电流流过导体产生的热量与导体两端电压是否有关，在老师的指导下，完成了如下实验：
①取两只同型号的直流电动机（不计工作过程中电刷与换向器摩擦产生的热量），按如图方式连接，并且在每只电动机金属外壳的相同位置固定一个电子温度计，同时记录两支电子温度计的初始温度值。
②闭合开关，发现两只电压表示数相同，然后对电动机M1施加一个阻力，使其转动速度变慢，发现电压表V1示数变小，V2示数变大。
③维持V1、V2示数不变（U1＜U2），每隔30s记录一次温度计示数，记录数据T1、T2如表所示。
④换用其他两个同型号的直流电动机重复上述实验。
t（min） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
T1（℃） 17.8 18.4 19.0 19.5 20.0 20.7 21.2 21.6 21.9 22.2 22.4
T2（℃） 17.8 18.5 19.1 19.6 20.0 20.7 21.2 21.7 22.0 22.4 22.6
试回答下列问题：
（1）两个电动机采用串联连接方式的目的是 。
（2）小明分析了该实验，认为在电流相等，通电相同时间时U1＜U2，两个电动机（R相同）所产生的热量（由T1、T2体现）却基本相等。由此可得出结论是 。
（3）从能量转化及功的角度分析，当电动机M1受到阻力转速变慢后，U1＜U2的原因是 。
48．小文为了验证焦耳定律Q＝I2Rt，设计了如图甲实验。R是一根阻值为4欧电阻丝，电源电压恒定不变。电阻丝R浸泡在盛有煤油的装置中，且该装置与温度传感器相连，可以实时观察温度变化。
（1）实验中小文闭合开关S后，电流表A的读数如图乙所示，则通过电阻丝R的电流为： A。
（2）实验中电阻丝产生的热量通过 来反映。
（3）每次实验电阻丝加热煤油的时间均为50s，记录每次实验前后煤油的温度变化量为ΔT。多次实验后，将△T﹣I2数据绘制成图丙。分析图丙可知，实验中煤油的温度变化量ΔT与计算得到的理论值不一致，请解释主要原因。 。
（4）为了使实验结论更具有普遍性还需要进行的实验操作是 。
▉考点09 特殊方法测电功率（共4小题）
49．某灯泡上标有“7.*，0.5A”的字样，其中额定电压值不清，估计在7.0V～7.9V之间，因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪 器：一只电压恒定的电源（电压值未知）一只电流表、一只标有“20Ω.5A”滑动变阻器R、一只阻值为10Ω的定值电阻、开关和导线若干。
某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展实验。
（1）滑片位于a端时，只闭合S和S1，电流表示数如图乙为 A，求出电源电压。
（2） （请补充具体操作），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.5A，此时小灯泡正常发光。
（3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为0.6A，求出此时滑动变阻器接入电路的阻值R。
（4）通过计算得出灯泡的额定电功率为 W。
50．小龙用如图甲所示的电路测量额定电流为0.5A小灯泡的额定功率，Ra是一个阻值可连续调节且可读数的变阻器。实验步骤如下：
①小龙将滑片P位于α端时，闭合开关S和S1，断开开关S2，此时电流表示数如图乙。
②移动滑片使电流表的示数为0.5安。
③ ，读取此时Ra的数值，Ra的示数即为灯泡的阻值。
④根据公式，求出小灯泡的额定功率。
（1）图乙中电流表示数为 安。
（2）请完成步骤③的操作 。
（3）闭合开关S和S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片位置不变，分别用10欧、20欧、30欧和40欧的定值电阻替换图甲电路中的Ra，测出相应的电流，并在电流表表盘上标出所测电流对应的电阻值，就能将电流表改装成一个可以直接读出电阻阻值的仪表。请在图丙上画出10欧、20欧、30欧和40欧的大致位置。
51．小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图。
（1）请你将甲电路图补充完整。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值 的位置。
（3）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表的示数为 V，此时电压表的示数如图乙所示，是 V。
（4）小灯泡的额定功率为 W。
（5）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法，其电路如图丙所示，R0＝10Ω，并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表的示数为 A时，再读出电流表的示数，才能计算出小灯泡的额定功率。
52．某灯泡上标有“7.*V，0.5A”的字样，其中额定电压值不清，估计在7.0V～7.9V之间因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪器：一只电压恒定的电源（电压值未知）、一只电流表、一只标有“20Ω 1.5A”滑动变阻器R、一只阻值为10Ω的定值电阻R0、开关和导线若干。
某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展以下实验。
①滑片P位于a端时，只闭合开关S和S1，此时电流表示数如图乙为 A，计算出电源电压。
② （请补充具体操作），此时小灯泡正常发光。
③当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为0.6A，则求出此时变阻器接入电路的阻值R。
④通过计算得出灯泡的额定电功率为 W。
▉考点10 电功与电热的综合计算（共8小题）
53．春节期间，小科在绍兴帮助妈妈用一个额定功率为1000W的电热水壶烧开2L水，大约需要的时间为（ ）
A．5分钟 B．15分钟 C．25分钟 D．35分钟
54．图甲是一种多档位加热杯垫，图乙是其内部简化电路图，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合S1和S2时，对电路的分析正确的是（ ）
A．R1和R2串联
B．R1两端的电压小于R2两端的电压
C．此时电路处于保温挡
D．流过R1的电流大于流过R2的电流
55．某实验室使用的电热器有发热电阻丝R1和R2，电源电压为220V，通过开关S1和S2的通断组合，可以实现不同的加热效果。已知在“加热”挡时电热器功率为2420W，在“保温”挡时电热器功率为400W。下列关于该电热器的叙述中，正确的是（ ）
A．开关S1闭合、S2断开时，电热器处于“加热”挡
B．在“加热”挡时，R1的功率为2420W，R2的功率为400W
C．在“保温”挡时，R1的功率为400W
D．在“保温”挡运行10min时，电热器需消耗240000J的电能
56．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。
57．空气炸锅是生活中常用的电器。它有两种工作模式：
①冷风模式400W，此时工作电流较小，低温慢煮食物；
②热风模式1280W，此时工作电流较大，高温烘烤食物。
小宁依照上述空气炸锅的工作模式推测了三个不同的工作原理图，如图（a）（b）（c）所示。
（1）小宁很快发现图（a）所示的电路不符合空气炸锅两种工作模式的原理，请简述理由： 。
（2）图（b）（c）所示的电路，你认为哪个设计更适合两种工作模式的需求，请简述理由： 。
（3）仅需采用热风模式正常工作8min，即可将鸡翅加热至200℃，这过程中消耗 J的电能。
58．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。
59．小科家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示，其内装有4kg导热油，转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换。图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同。
（1）电暖器通电后，小科感觉房间暖和了，产生“暖和”这种感觉的神经中枢位于 。
（2）电暖器低温挡工作时，开关应处于 位置（选填“1”“2”或“3”）。
（3）已知中温挡额定功率为1000W，求电阻R的阻值。
（4）根据所学的电学知识，请你提出一条安全使用电暖器的建议。
60．某电热敷眼罩如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2的阻值均为10Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换，正常工作时电压为5V。
（1）该电热敷眼罩可以缓解眼部疲劳，它通过发热元件对眼部加热，有助于扩张血管，增加血流量，进而改进眼部血液循环，为眼部组织细胞的生命活动提供更多的 ；
（2）旋转开关转至 （选填“ab”、“bc”、“cd”或“de”）时，电热敷眼罩处于高温挡工作，理由是： ；
（3）若旋转开关转至de时，电路中总电流为0.9A，则R3的大小是多少？
（4）旋转开关转至cd时，求电热敷眼罩的功率。
