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第二十一章 电功和电功率
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■考点一：电功
1．电功： 通过某段电路所做的 叫电功。
2．电流做功的实质：电流做功过程，实际就 ( http: / / www.21cnjy.com )是 转化为 的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少 转化为其他形式的能，也就 多少电能。
3.电流做功的形式：电流通过各种用电器使其 、 、 、 等都是电流做功的表现。2-1-c-n-j-y
4．规定电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的 ，电路中的 和通电时间的 。【版权所有：21教育】
5．电功公式：（适用于所有电路）；对于纯电阻电路可推导出：。
（1）串联电路：；（2）并联电路：；（3）在任何情况下，在一定时间所做的总功。
6．电功单位：在国际单位制中，电功单位是 ( http: / / www.21cnjy.com ) （ ）；常用单位还有度（ ）， 1度=1千瓦时=1kWh= ；“1度”的规定：1kw的用电器工作1h消耗的电能。
7．电功的测量：⑴电能表：是测量用户用电器 ( http: / / www.21cnjy.com )在 内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。⑵电能表上“220V、5A、3000R/kW·h”等字样，分别表示：电能表 是220V；允许通过的 是5A；每消耗一度电电能表转盘转 转。⑶读数时：①最后一位有红色标记的数字表示小数点 ；②电能表前后两次读数 ，就是这段时间内用电的度数。www-2-1-cnjy-com
■考点二：电功率
8.电功率：电流在 内所做的功。
9．电功率物理意义：表示电流做功 的物理量。
10．电功率公式：（适用于所有电路），推导公式：（适用于纯电阻电路）。
（1）①串联电路中；（2）并联电路中：；（3）无论用电器串联或并联，计算总功率常用公式P= 。
11．功率单位：在国际单位制中，功率单位是 （ ），常用单位： （ ）。
12．额定功率：（1）某灯泡上标有“PZ220V-25”字样分别表示：普通照明， （用电器正常工作时的电压）220V， （用电器在额定电压下的功率）25W的灯泡。（2）已知U额、P额，①可根据公式I额=P额/U额计算出该灯的额定电流；②可根据公式计算出该灯的电阻。21·cn·jy·com
13.灯泡的亮度取决于灯泡 ( http: / / www.21cnjy.com )的 大小：①当U实=U额时，P实=P额灯正常发光；②当U实＜U额 时，P实＜P额灯光暗淡；③当U实> U额时，P实>P额灯发光强烈。
14.已知U额、P额、U实，可根据公式，由该式可知，当实际电压变为额定电压的1/n时，实际功率就变为额定功率的1/n2。
15.灯L1“220V、100W”，灯L2“220V、25W”相比较而言，L1灯丝 ，L2灯丝 。
■考点三：电热
16.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 成正比，跟通电 成正比。
17．计算公式：Q=I2Rt（适用于所有电路），对于纯电阻电路可推导出：。
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■考点一：电功
◇典例1：某家庭电能表如题图所示。若该 ( http: / / www.21cnjy.com )家庭单独让空调器工作，测得1min内电能表转盘转了60转，则空调消耗的电能为 kW·h，空调的电功率是 W。
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【考查角度】电能、电功率计算。
【解析】由电能表表盘可以看出，每产生1kW·h的电能，电表需要转3000转，故1min内电表60转，产生的电能为：
；
空调器功率为：。
故答案是：0.02、1200。
【答案】0.02、1200。
◆变式训练
1.1智能手机在现代生活中的作用越 ( http: / / www.21cnjy.com )来越重要，频繁的使用会导致它的电能消耗很快，当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，这是通过以下哪种方式实现的（ ）。21cnjy.com
A．增大电池电压；B．增加总功率；C．减小总功率；D．降低散热能力
1.2 图甲是小灯泡的电压-电流图 ( http: / / www.21cnjy.com )像。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
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■考点二：电功率
◇典例2：下列数据中，最接近实际情况的是（ ）。
A．普通家用照明灯的工作电流约为2A；
B．电饭锅加热煮饭时的功率约为100W；
C．一节新干电池的电压约为1.5V；
D．家用手电筒的额定功率约为200W
【考查角度】电流、电压、电功率。
【解析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初 ( http: / / www.21cnjy.com )步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
A：家用照明灯的功率在60W左右，工作电流约0.3A；故A错误。
B：电饭锅加热煮饭时的功率约为1000W以上；故B错误。
C：一节新干电池的电压约为1.5V，符合实际；故C正确。
D、家用手电筒的额定功率约10W，达不到200W；故B错误。
正确答案是C。
【答案】C。
◆变式训练
2.1 如图所示电路中，R ( http: / / www.21cnjy.com )1的阻值为4Ω，当开关S1和S2都闭合时，电流表示数为3A；当只闭合S2时，电流表示数为2A，下列说法正确的是（ ）。
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A.电源电压为6V；B.S1和S2都闭合时，R2消耗的功率为18W；
C.R2的阻值为1Ω；D.只闭合S2时，电路消耗的总功率为24W
2.2 如图为一种测量酒 ( http: / / www.21cnjy.com )精气体浓度的工作原理图，电源电压恒为12V，定值电阻R=40Ω，R0是酒精气敏电阻，阻值随酒精气体的浓度增大而减小，其阻值变化范围为10Ω-20Ω，电压表接入电路的量程为0-15V，电流表接入电路的量程为0-0.6A．闭合开关S，当环境的酒精气体的浓度增大时，下列说法正确的是（ ）。
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①电流表的示数变小；②电压表示数与电流 ( http: / / www.21cnjy.com )表示数的比值不变；③电压表示数的范围为8V-9.6V；④电阻R0消耗的电功率范围为0.4W-0.8W。
A．只有①②正确；B．只有①④正确；C．只有②③正确；D．只有②③④正确
■考点三：电热
◇典例3：某校实验小组设计了一个智能供 ( http: / / www.21cnjy.com )暖器，电路如题图所示，电源两端的电压U为220V，R1和R2是两个供热电阻丝，S1、S2是温控开关，工作过程如下：当气温低于25℃时，S1、S2都闭合；当气温等于或高于25℃时，S2断开，此时电流表的示数为lA，电阻丝R1的电功率为20W(忽略温度对电阻丝的影响)，求：
(1)电阻丝R2的阻值是多少
(2)当气温低于25℃时，电路工作1.5h消耗电能是多少千瓦时
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【考查角度】电热计算、功率计算。
【解析】（1）由题意可知，S2断开时，电流表的示数为lA，电阻丝R1的电功率为20W，故R1为：。
故，电阻R1、R2的总电阻为：，
所以电阻R2为：；
（2）当气温低于25℃时，电路功率：，
电路工作1.5h消耗电能是：
故，答案是：（1）电阻丝R2的阻值是20Ω；（2）电路工作1.5h消耗电能是1.21kW·h。
【答案】（1）电阻丝R2的阻值是20Ω；（2）电路工作1.5h消耗电能是1.21kW·h。
◆变式训练
3.1一个标有“220V、1200 ( http: / / www.21cnjy.com )W”的电热水壶。要在1个标准大气压下将2kg温度为20℃的水烧开，水需要吸收的热量是 J，若不计热损失，电热水壶正常工作时烧开这壶水需要的时间是 s。（水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）21教育名师原创作品
3.2 如图所示是探究电流通过导体时产生 ( http: / / www.21cnjy.com )热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大；下列说法正确的是（ ）。
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A．左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大；
B．该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系；
C．该装置可以用来探究电流通过导体产生热量跟通电时间的关系；
D．U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的
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一、选择题
1.下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）。
A B C D
2.如图所示，将标有“3V、3W”的 ( http: / / www.21cnjy.com )灯泡L1和标有“6V、3W”的灯泡L2串联在电路中，闭合开关S，其中只有一只灯泡正常发光，设小灯泡电阻不变，则L1两端的电压及通过L1的电流分别是（ ）。
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A．3V、1A；B．1.5V、1A；C．3V、0.5A；D．1.5V、0.5A
3.如图所示，当S、S1闭合，滑动变阻器的滑片P位于中点时，电压表 ( http: / / www.21cnjy.com )的示数为U1，滑动变阻器消耗的功率为0.9W；当S、S2闭合，滑动变阻器的滑片P位于最左端时，电压表 ( http: / / www.21cnjy.com )的示数为2U1，滑动变阻器消耗的功率为0.2W，则R1与R2的比值是（ ）。
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A．1：18；B．18：1；C．1：6；D．6：1
4.如图所示，电源两端电压保持12V不 ( http: / / www.21cnjy.com )变，小灯泡L上标有“6V、3W”字样，滑动变阻器最大电阻值R=60Ω。不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（ ）。
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A．S闭合后，使电压表的示数减小1V，小灯泡L两端的电压就增加1V；
B．S闭合后，小灯泡L的最小实际电功率为0.5W；
C．滑动变阻器接入电路的阻值是12Ω时，小灯泡L正常发光；
D．滑片移到最右端时通电10秒，小灯泡消耗的电能是5J
5.下列用电器属于利用电流热效应工作的是（ ）。
A．电饭锅；B．电风扇；C．计算机；D．电视机
二、填空题
6.利用如图所示的电路装置，探 ( http: / / www.21cnjy.com )究“电流产生的热量跟什么因素有关”。接通电源，两容器内的空气被加热后膨胀，使U形管的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况，比较瓶内电阻丝的发热多少？
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（1）此装置可以探究电流产生的热量跟 的关系，一段时间后， 容器内电阻丝产生的热量较多（选填“左”或“右”）。【来源：21·世纪·教育·网】
（2）如果通过R1的电流为2A，那么10s内通过R1的电流产生的热量是 J。
7.某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的 ( http: / / www.21cnjy.com )电功率与电流的关系，电路如图甲所示。滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中，R1的U-I图象如图乙所示。求：
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（1）R1的阻值；
（2）电路消耗的最大功率；
（3）当R2消耗的电功率为0.5W时，R2的阻值。
8.甲、乙两只电炉标有“220V、500W ( http: / / www.21cnjy.com )”和“220V、1000W”字样，把它们串联在220V的电路中。在相同时间内产生热量较多的是 ，将它们并联在电路中，产生热量较多的是 （选填“甲”或“乙”）。串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为 。
9.充电宝是一个可充放电的锂 ( http: / / www.21cnjy.com )聚合物电池。某充电宝部分相关参数如下表所示，该充电宝完全充满电时储存的电能为 J，输出功率为 W。
完全充电 100mA/20V/5h
输出电压 5V
输出电流 1000mA
10.如图所示，电源电压恒定，R为定值电阻，灯泡L标有“6V、6W”的字样，滑动变阻器最大阻值为36Ω。闭合开关S，当滑片P移到最右端时，电流表的示数为1A；当滑片P移到最左端时，电流表的示数为0.2A。（不考虑灯丝电阻变化）
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（1）该电路是 联电路，灯泡L的电阻是 Ω。
（2）电源电压是多少？定值电阻R的阻值是多少？
（3）移动滑片P，当滑动变阻器消耗的电功率为W时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？
11.如图所示，电源电压12V保持不变 ( http: / / www.21cnjy.com )，小灯泡L的规格为”6V、3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0-3A。当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为 Ω，当开关S1、S2都闭合时，要保证电路各元件安全，整个电路电功率的变化范围是 W。
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12.如图所示的电路中，电源电压为6V ( http: / / www.21cnjy.com )，电压表的量程为0-3V，电流表的量程为0-0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω、1A”，灯泡标有“5V、2.5W”字样。闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置，这时通过灯泡的电流为 A；若要求两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，则该电路能消耗的最大功率为 W。（不考虑灯丝电阻的变化）
三、计算题
13.如图1所示，电源电压恒定，滑动变阻 ( http: / / www.21cnjy.com )器的规格为“30Ω、1A”，在AB间接入规格为“12V、12W”的灯泡，闭合开关，当变阻器的五分之一阻值连入电路时，灯泡正常发光。
（1）求灯泡正常工作时通过的电流和电源电压。
（2）R0是如图2示的Ra和Rb之间任意取值 ( http: / / www.21cnjy.com )的电阻，当在AB间接入电阻R0后，闭合开关，在保证电路安全的情况下，将滑片P从最右端向左滑动的过程中，电流表示数均出现过0.4A（电流表选择0-0.6A量程），求R0的取值范围及电压表示数的最大值和最小值。
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14.LED灯发光的颜色与两端的电压之间的关系如表所示。小美用一个的电阻与LED灯串联，接在电压为6V的电源上，成功的让LED灯发出了蓝光，如图所示。
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灯两端电压V 2 2.4 3
发光的颜色 红 绿 蓝
问：（1）定值电阻 两端的电压是多少？
（2）通过定值电阻的电流是多少？
（3）LED灯的实际功率是多少？
（4）LED灯工作1小时，消耗的电能是多少？
（5）小美通过电阻与LED灯串联，实现了LED灯发蓝光。请你在不使用电阻的情况下，设计一个让LED灯发出蓝光的方法。www.21-cn-jy.com
15.用四个相同的灯泡L1、L2、L ( http: / / www.21cnjy.com )3、L4和定值电阻R1、R2，组成如图所示两个电路。图中U甲=12V，U乙=6V．闭合开关，四个灯泡均正常发光。求：
（1）通过L1和L2的电流之比为 ；（此项只需填写结果即可）
（2）甲、乙两电路的总功率之比；
（3）定值电阻R1、R2的阻值之比。
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16.某生态园设计了模拟日光和自动调温 ( http: / / www.21cnjy.com )系烧，实现照明、保温和加热的功能，其原理如图所示，电源电压恒为220V，R1和R2是两个电热丝（不考虑温度对电阻的影响），R2=30Ω，L是标有“220V 160W”的照明灯泡，白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能并连续工作10h，此时R1与R2的电功率之比为1：3，晚上温度较低的时候，需开启加热和照明功能。灯泡正常发光此状态下系统也需连续工作10h，q沼气=1.8×107J/m3，请解答下列问题：
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（1）晚上工作时电路的总功率是多大？
（2）若一天中工作的20h内电热丝放出的热量完全由该生态园自产的沼气提供，其热效率为50%，则每天需要完全燃烧多少m3的沼气？
17.某电饭锅简化电路如图甲所示，R1和 ( http: / / www.21cnjy.com )R2均为定值电热丝，S、S1为自动开关，煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。求：
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（1）电饭锅工作时的最大功率和最小功率；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）若电压降低，S1断开，这时电路中的电流始终为1A，10min内电饭锅产生的热量。
四、实验探究题
18.我市中考实验操作考试时，实验 ( http: / / www.21cnjy.com )员为“测量小灯泡的额定电功率”实验准备了以下器材：额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时电阻约为10Ω）、规格为“12Ω 1A”的滑动变阻器、开关、电流表、电压表各1个，新干电池4节，导线若干．
（1）图甲中有一根导线的连接是错误的，请你在错误的导线上打“×”；
（2）闭合开关前，应将滑片P移到最 （填“左”或“右”）端；
（3）经检查，电路连接无误，各元件完 ( http: / / www.21cnjy.com )好，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，电压表的示数都调不到2.5V，出现这种现象的原因是 ；
（4）解决上述问题后，移动滑片使电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W；
（5）测出小灯泡的额定功率后，同学们又把灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的实际功率不等于其额定功率的 ( http: / / www.21cnjy.com )，请你帮助分析出这种现象的原因是 。
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19.小明和小华测量定额电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
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（1）①图甲是他们连接的部分电路请用笔画线代替导线将电路连接完整。
②闭合开关前，应将滑动变阻器处在最 （填写“左”或“右”）端。
③闭合开关后，发现无论怎样调节滑动变阻 ( http: / / www.21cnjy.com )器的滑片，灯泡都不亮，电压表和电流表均无示数，小明找来一根完好的导线，一端连在电源负极，另一端触碰接线柱A、B、C，当发现只有触碰接线柱C时，灯泡才发光，若电路中只有一处故障，且各器材，导线均完好，则电路故障可能是 。21*cnjy*com
④排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器，当电压表为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（2）小明和小华观察电流表和 ( http: / / www.21cnjy.com )电压表均标有电阻值，请教老师后得知这是电表的电阻，为了在接好的图甲中较准确的测量出小灯泡的电功率，他们对电压表的负接线柱应该接在C处还是D处进行了探究，他们将开关闭合，移动滑动变阻器的滑片使灯泡发光，不添加器材，请你说出接下来的操作及判断方法。
①操作 ；
②如何判断： 。
（3）小明和小华重新设计了 ( http: / / www.21cnjy.com )一种测量小灯泡额定功率的电路，如图丙所示，电源电压保持3.5V不变，R0为阻值为10Ω的定值电阻，连接好电路后进行如下操作：1）断开开关S2，闭合开关S和、S1，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为2.5V；2）保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S1，闭合开关S、S2，读出电压表示数为2.6V；小灯泡的额电功率为 W（计算结果保留两位小数）。21·世纪*教育网
20.在“测量小灯泡的电功率“的实验中，电源电压为3V，灯泡额定电压为2.5V。
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（1）请根据图甲，将图乙所示的实物电路用笔画线连接完整；
（2）在连接电路时，开关应 ，滑动变阻器的滑片P应置于 端（选填“A”或“B”）；
（3）移动滑片P，当电压表的示数为1.5V ( http: / / www.21cnjy.com )时，电流表的示数如图丙所示，其示数为 A，小灯泡此时的电功率为 W。要测量小灯泡的额定功率，需将滑片P向 端移动（选填“A”或“B”）直到电压表的示数为2.5V；
（4）实验中，小灯泡突然熄火，电流表示数为零，电压表示数变大，电路中的故障可能是 。
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一、选择题
1.(2017·南山区模拟）一台电动机正常工 ( http: / / www.21cnjy.com )作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中通过的电流为10A。这台电动机工作1s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（ ）。
A．W=3800J、Q=200J；B．W=3800J、Q=3800J；C．W=7200J、Q=200J；D．W=7200J，Q=3800J
2.（2016 深圳二模）王亮同学是个爱动脑 ( http: / / www.21cnjy.com )的孩子，他想知道家里电风扇的实际功率多大，于是他将家里其他用电器都关闭，只让电风扇单独工作了72s，如图的电能表转盘转了5转，下列说法正确的是（ ）。
A．此电能表转盘每小时转过2500转；
B．电能表是测量电路中用电器功率的仪器；
C．此电能表所在电路的最大电功率为2200KW；
D．电风扇的实际功率是100W
3．（2017·南山区模拟）对于右图中电能表的各种数据，下列说法不正确的是（ ）。
A．此电能表适用于电流方向1秒钟改变100次的交流电路；
B．同时使用的用电器总功率不能超过2200W；
C．仅将一只灯泡单独接入家庭电路，10分钟后电能表的转盘转25转，此灯泡的功率为30W；
D．若将甲灯“PZ220-15”和乙灯“PZ220-40”串联接入家庭电路，则甲灯更亮一些
4.(2016·宝安区模拟）日常生活中，下列估测不符合事实的是（ ）。
A．一只“220V、60W”的白炽灯工作10h消耗电能约0.6kW h；
B．手机待机的电流为0.15A；
C．家用电饭煲的电功率约为900W；
D．照明电路的电压是220V
5.（2016·深圳市盐田区 ( http: / / www.21cnjy.com )模拟）某同学做电学实验时，电路如下图所示。已知他所用电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，电源电压为6V保持不变，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，定值电阻R0为10Ω，开关S闭合后，在实验操作无误的情况下，下列说法中正确的说法是（ ）。
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A．电流表的最大示数为0.6A；B．滑动变阻器消耗的最小功率为0W；
C．电压表的最小示数为1V；D．电阻R0消耗的最大功率为1.8W
6.（2016·深圳市特训）用如 ( http: / / www.21cnjy.com )图所示的电路测小灯泡功率．电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω、lA”，灯泡标有“2.5V、1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（ ）。
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A．电流表示数的变化范围是0～0.5A；
B．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5～20Ω；
C．灯泡的最小功率是0.162W；
D．该电路的最大功率是2.7W
7.（2016·深圳市特训）如图所示，电源电压保持不变，L1上标有“1.2V、？W”，L2上标有“9V、 W”。闭合开关S1后，当开关S接“1”，滑片P在最左端时，电压表示数为5.4V，L1此时的实际功率是额定功率的；当开关S接2时，P在中点，电压表示数为2V。若将L1和L2串联后接在该电源上时，电路中电流为0.2A，下面说法中正确的是（ ）。（设灯丝电阻不随温度改变）
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A．电源电压为10V；B．L1的额定功率为2W；
C．L2的额定功率3W；D．滑动变阻器的最大阻值20Ω
二、填空题
8.（2016·南山区模拟）李芳家的电能表 ( http: / / www.21cnjy.com )上标着“600r/（kW h）”字样，她用这个电能表来测量电热水壶的功率：她断开了家中其它用电器，仅让电热水壶工作，2min内电能表转了18r，则电热水壶消耗的电能是 kW h，电功率是 W。
9.（2016·宝山、嘉定区模拟）测量 ( http: / / www.21cnjy.com )家庭消耗电能的仪表是 表。标有“220V、 40W”字样的日光灯正常工作时， 加在它两端的电压为 伏，它连续正常工作25小时耗电 度。
10.（2017·南山区模拟）小金在进行“测定小灯泡电功率”的实验时，电源电压为3V恒定不变，他们设计的实验电路图如图甲所示。
（1）小金实验时使用的小灯泡的额定电压为2.5V。
①根据电路图连接好电路后，闭合开关 ( http: / / www.21cnjy.com )，发现小灯泡较暗，移动滑动变阻器金属滑片，小灯泡亮度不变，如果实验中所用的滑动变阻器如图乙所示，你认为造成上述现象的原因是将滑动变阻器的 （用字母表示）两接线柱接入到电路所引起的。
②断开开关，使滑动变阻器正确接入电路，再次闭合开关，又发现灯不亮，电压表示数、电流表示数为零，出现这种现象的原因可能是 。
A．灯泡灯丝断了；B．滑动变阻器接线短路；C．滑动变阻器接触不良；D．灯座接线短路。
③排除故障，进行实验，发现电压表示数是2V，应将滑片P向 端（选填“A”或“B”）移动，直至灯泡正常发光。【来源：21cnj*y.co*m】
④正确连接后，小金通过实验得到的数据如下表，请分析数据并回答：
实验序号 1 2 3 4 5
小灯泡两端的电压U/伏 1.0 1.5 2.0 2.5 2.8
通过小灯泡的电流I/安 0.10 0.14 0.18 0.20 0.22
小灯泡的发光亮度 很暗 较暗 较亮 正常发光 很亮
小灯泡的额定功率为 瓦；依据表中的数据，可知滑动变阻器的最大阻值至少是 欧。2·1·c·n·j·y
11.（2016 深圳市六模）用 ( http: / / www.21cnjy.com )如图甲所示电路测量小灯泡的额定功率，小灯泡上标有“3.8V”的字样，额定功率约1W，滑动变阻器R0的规格是“20Ω、1A”，电源电压恒为6V。
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①连接不完整的电路如图甲所示，请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整（要求导线不交叉，滑片向右移，灯光变亮）；
②连接好电路后，为了保证电路安全，应将滑动变阻器滑片移至 （选填“A”或“B”）端，才能闭合开关；
③电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。接下来应进行的操作是
A．更换小灯泡；B．检查电路是否断路；C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
④当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W；
⑤小华刚准备拆除电路结束实验时，同组的 ( http: / / www.21cnjy.com )小红提出，在调节滑片要使灯正常发光过程中，电压表的示数很难准确显示3.8V，可能因此造成一定的测量误差。她认为可以在小华第③步实验的基础上，对电路稍作改动，能提高测量数据的精确度。请帮小红补全测量步骤（补全步骤时必须准确阐述接法和操作要点）：
a．断开开关， ；
b．闭合开关， ，并读出此时电流表的示数；
c．计算出灯的额定功率。
⑥完成上述测量后，牛顿小组的同学还 ( http: / / www.21cnjy.com )想测量一段电阻丝Rx的阻值，他们增加一些实验器材分别设计了如图丙所示的四种电路，其中不可行的是 。
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三、计算题
12.（2017·南山区模拟）如图是 ( http: / / www.21cnjy.com )电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两档，分别是高温烧煮和低温焖饭，S1为档位自动控制开关，R0和R均为电热丝，R0的阻值为1210Ω，该电饭锅铭牌技术参数如表所示（低温焖饭档额定功率模糊不清）。求：
某型号电饭锅
额定电压 220V
额定功率 高温烧煮 840W
低温焖饭
电源频率 50Hz
（1）电饭锅高温烧煮0.5h消耗的电能；
（2）电饭锅低温焖饭时的额定功率；
（3）电热丝R的阻值。
13.（2016·盐田区模拟）课外活动 ( http: / / www.21cnjy.com )小组要设计一个加热功率为484W、保温功率为22W的电热器，其简易电路图如图甲所示，R1，R2是电热丝，电热器接在220V恒压电源上，设电热丝的阻值不随温度变化。21世纪教育网版权所有
（1）求R1的阻值。
（2）求电热器处于保温状态时，R1消耗的电功率。
（3）用甲图中的电热丝R ( http: / / www.21cnjy.com )1和R2连接成如图乙所示电路图，通这样的设计加热功率会 ，保温功率会 。（填“增加”、“减小”或“不变”）
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14.（2016 深圳三模）小璇回到老家时，天很冷，她发现洗澡需要用一种“浴霸”如图1。该“浴霸”具有照明、吹风和加热三个功能，其中照明灯L1和吹风机（用 ( http: / / www.21cnjy.com )表示），均可以单独控制，加热灯L2只有在吹风机启动后才可以工作，如图所示“浴霸”的简化电路图（如图2）及铭牌。【出处：21教育名师】
额定电压 220V
照明灯 额定功率 40W
加热灯 额定功率 500W
吹风机 额定功率 50W
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求：（1）照明灯L1正常工作时电阻为多少？
（2）正常工作时通过加热灯L2的电流是多少？
（3）通常在洗前10min只开启加热灯L2取暖给浴室预热，问在这10min内电路消耗的电能是多少？
（4）小璇洗澡时不小心用水喷淋了浴霸，会出现什么危害？
15.（2016·宝安区模拟）小华家买了一个家用电吹风，如图甲所示．其简化电路如图乙所示，主要技术参数如表。请解答如下问题：21教育网
型号 SHZ2010﹣642
热风温度 50℃～70℃
额定功率 热风时：1000W
冷风时：120W
额定电压 220V
质量 0.5kg
（1）当电吹风吹冷风时，正常工作5min消耗的电能是多少？
（2）当选择开关旋至何处时，电吹风正常工作的功率最大？此时电路中的总电流是多大？
（3）当电路供电电压为200V时，电吹风电热丝的实际电功率为多大？（计算结果保留一位小数）
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四、实验探究题
16.（2016·深圳）小明家安装 ( http: / / www.21cnjy.com )了电热水龙头如甲图，其简化电路如乙图，R1、R2为电热丝，通过调节旋钮可使扇形开关S同时接触两个相邻的触点，从而实现冷水、温水、热水档之间的切换。某次使用电热水龙头的过程中，水龙头的功率随时间的变化关系如丙图所示。
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（1）当开关同时接触3、4触点时，水龙头放出的是 （选填“冷水”、“温水”或“热水”）。
（2）求电热丝R1工作时的电阻大小。
（3）求该次使用过程中水龙头消耗的总电能。
四、实验探究题
17.（2017·深圳三模）小明探究“电流一定时，导体消耗的电功率与导体电阻的关系”，现有实验器材：稳压电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱(符号为 ( http: / / www.21cnjy.com ))、开关及若干导线。21*cnjy*com
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图（1） 图（2） 图（3）
(1)为了完成此探究实验 ( http: / / www.21cnjy.com )，请你在题图（1）的虚线框内将实验电路图补充完整；若连接电路后，闭合开关，发现电压表的指针偏转如题图（2）所示，其原因可能是 。
(2)实验中利用公式 计算电阻箱阻值不同时消耗的电功率，实验过程需要记录的物理量有：电阻箱两端电压U、通过电阻箱的电流I和 。
(3)在实验中，小明需多次改变电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻箱的阻值进行测量，每改变一次阻值，都必须移动滑动变阻器的滑片来控制 ，多次改变电阻箱阻值的目的是
。
(4)完成上述实验后，小明又从实验 ( http: / / www.21cnjy.com )室借了一个额定功率为2.5V的小灯泡和一个单刀双掷开关，设计了题图（3）所示实验电路图来测量小灯泡的额定功率，实验如下：闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，把电阻箱调到10Ω，刚好使电压表的示数为2.5V；再将开关S2拨到触点l，读出电压表的示数为4.5V，小灯泡额定功率P= W。
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第二十一章 电功和电功率
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■考点一：电功
1．电功：电流通过某段电路所做的功叫电功。
2．电流做功的实质：电流做功过程，实际就是电 ( http: / / www.21cnjy.com )能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，也就消耗了多少电能。
3.电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
4．规定电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。
5．电功公式：（适用于所有电路）；对于纯电阻电路可推导出：。
（1）串联电路：；（2）并联电路：；（3）在任何情况下，在一定时间所做的总功。
6．电功单位：在国际单位制中， ( http: / / www.21cnjy.com )电功单位是焦耳（J）；常用单位还有度（kwh）， 1度=1千瓦时=1kWh=3.6×106J；“1度”的规定：1kw的用电器工作1h消耗的电能。
7．电功的测量：⑴电能表：是测量用户用电器在 ( http: / / www.21cnjy.com )某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。⑵电能表上“220V、5A、3000R/kW·h”等字样，分别表示：电能表额定电压是220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。⑶读数时：①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位；②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。21·cn·jy·com
■考点二：电功率
8.电功率：电流在单位时间内所做的功。
9．电功率物理意义：表示电流做功快慢的物理量。
10．电功率公式：（适用于所有电路），推导公式：（适用于纯电阻电路）。
（1）①串联电路中；（2）并联电路中：；（3）无论用电器串联或并联，计算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn。2·1·c·n·j·y
11．功率单位：在国际单位制中，功率单位是瓦特（W），常用单位：千瓦（kW）。
12．额定功率：（1）某灯泡上标有“PZ220V-25”字样分别表示：普通照明，额定电压（用电器正常工作时的电压）220V，额定功率（用电器在额定电压下的功率）25W的灯泡。（2）已知U额、P额，①可根据公式I额=P额/U额计算出该灯的额定电流；②可根据公式计算出该灯的电阻。
13.灯泡的亮度取决于灯泡 ( http: / / www.21cnjy.com )的实际功率大小：①当U实=U额时，P实=P额灯正常发光；②当U实＜U额 时，P实＜P额灯光暗淡；③当U实> U额时，P实>P额灯发光强烈。
14.已知U额、P额、U实，可根据公式，由该式可知，当实际电压变为额定电压的1/n时，实际功率就变为额定功率的1/n2。
15.灯L1“220V、100W”，灯L2“220V、25W”相比较而言，L1灯丝粗短，L2灯丝细长。
■考点三：电热
16.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
17．计算公式：Q=I2Rt（适用于所有电路），对于纯电阻电路可推导出：。
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■考点一：电功
◇典例1：某家庭电能表如题 ( http: / / www.21cnjy.com )图所示。若该家庭单独让空调器工作，测得1min内电能表转盘转了60转，则空调消耗的电能为 kW·h，空调的电功率是 W。
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【考查角度】电能、电功率计算。
【解析】由电能表表盘可以看出，每产生1kW·h的电能，电表需要转3000转，故1min内电表60转，产生的电能为：
；
空调器功率为：。
故答案是：0.02、1200。
【答案】0.02、1200。
◆变式训练
1.1智能手机在现代生活中的作用越来 ( http: / / www.21cnjy.com )越重要，频繁的使用会导致它的电能消耗很快，当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，这是通过以下哪种方式实现的（ ）。
A．增大电池电压；B．增加总功率；C．减小总功率；D．降低散热能力
【考查角度】电功率与电能、时间的关系。
【解析】省电模式是切断个人电脑部件供电以实现省电的功能，根据分析。
当手机“电量”所剩无几时，即W一定，由可得，W=Pt，要延长使用时间t，则减小总功率P，因此手机的“省电模式”来是通过减小总功率的方式来延长使用时间的。
故选C。
【答案】C。
1.2 图甲是小灯泡的电压-电流图像。将 ( http: / / www.21cnjy.com )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
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【考查角度】电压、电流和电阻，电功、电功率、焦耳定律。
【解析】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0.3A，电路中的等效电阻，电路消耗的总功率；变阻器R在10s产生的热量。
A．电流表的示数为0.2A ，故错误。
B．滑动变阻器R接入电路中的电阻为15Ω，故错误。
C．电路消耗的总功率为1.35W，故正确。
D．10s内滑动变阻器R产生的热量为13.5J，故错误。
故选C。
【答案】C。
■考点二：电功率
◇典例2：下列数据中，最接近实际情况的是（ ）。
A．普通家用照明灯的工作电流约为2A；
B．电饭锅加热煮饭时的功率约为100W；
C．一节新干电池的电压约为1.5V；
D．家用手电筒的额定功率约为200W
【考查角度】电流、电压、电功率。
【解析】首先要对选项中涉及的几种物 ( http: / / www.21cnjy.com )理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
A：家用照明灯的功率在60W左右，工作电流约0.3A；故A错误。
B：电饭锅加热煮饭时的功率约为1000W以上；故B错误。
C：一节新干电池的电压约为1.5V，符合实际；故C正确。
D、家用手电筒的额定功率约10W，达不到200W；故B错误。
正确答案是C。
【答案】C。
◆变式训练
2.1 如图所示电路中，R1的阻值 ( http: / / www.21cnjy.com )为4Ω，当开关S1和S2都闭合时，电流表示数为3A；当只闭合S2时，电流表示数为2A，下列说法正确的是（ ）。【来源：21·世纪·教育·网】
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A.电源电压为6V；B.S1和S2都闭合时，R2消耗的功率为18W；
C.R2的阻值为1Ω；D.只闭合S2时，电路消耗的总功率为24W
【考查角度】欧姆定律的应用、电功率的计算。
【解析】（1）当开关S1、S2均闭合时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压。
（2）S1和S2都闭合时，电路为R1的简单电路，R2消耗的功率为零。
（3）只闭合S2时，两电阻串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出电阻R2阻值。
（4）只闭合S2时，根据P=UI求出此时消耗的总功率。
解答：A：当开关S1、S2均闭合时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，示数为3A；由可得，电源的电压：U=I1R1=3A×4Ω=12V；故A错误。
B：只闭合S2时，两电阻串联，电流表测电路中的电流，示数为2A；由可得，电路中的总电阻：；因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R2阻值：R2=R﹣R1=6Ω﹣4Ω=2Ω，故B错误。
C：S1和S2都闭合时，电路为R1的简单电路，R2消耗的功率为零；故C错误。
D：只闭合S2时，电流为2A，电路消耗的总功率：P=UI2=12V×2A=24W，故D正确。
故选D。
【答案】D。
2.2 如图为一种测量酒精气 ( http: / / www.21cnjy.com )体浓度的工作原理图，电源电压恒为12V，定值电阻R=40Ω，R0是酒精气敏电阻，阻值随酒精气体的浓度增大而减小，其阻值变化范围为10Ω-20Ω，电压表接入电路的量程为0-15V，电流表接入电路的量程为0-0.6A．闭合开关S，当环境的酒精气体的浓度增大时，下列说法正确的是（ ）。
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①电流表的示数变小；②电压表示数 ( http: / / www.21cnjy.com )与电流表示数的比值不变；③电压表示数的范围为8V-9.6V；④电阻R0消耗的电功率范围为0.4W-0.8W。
A．只有①②正确；B．只有①④正确；C．只有②③正确；D．只有②③④正确
【考查角度】欧姆定律的应用、电功率的计算。
【解析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当环境的酒精气体的浓度增大时， ( http: / / www.21cnjy.com )R0阻值随酒精气体的浓度增大而减小，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知R两端的电压变化，由欧姆定律结合R的阻值判断电压表示数与电流表示数的比值变化；（2）当R0=10Ω时，电路中的总电阻最小，电路中的电流最大即经过R0的电流最大，根据电阻的串联和欧姆定律求出最大电流，根据U=IR求出电压表的最大示数；根据P=I2R求出R0消耗的电功率；当R0=20Ω时，电路中的总电阻最大，电路中的电流最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出最小电流，根据U=IR求出电压表的最小示数；根据P=I2R求出R0消耗的最小电功率。
解答：（1）当环境的酒精气体的浓度增大时，R0阻值随酒精气体的浓度增大而减小，由可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故①错误。
由可知，电压表示数与电流表示数的比值等于R的阻值，则电压表示数与电流表示数的比值不变，故②正确。
（2）当R0=10Ω时，电路中的总电阻最小，电路中的电流最大，即经过R0的电流最大，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，经过R0的电流最大，，则电压表的最大示数为：U最大=I大R=0.24A×40Ω=9.6V，R0消耗的电功率：PR0大=（I大）2R0=（0.24A）2×10Ω=0.576W，当R0大=20Ω时，电路中的总电阻最大，电路中的电流最小，电路中的最小电流：，
则电压表的最小示数为：U最小=I小R=0.2A×40Ω=8V，所以，电压表示数的范围为8V﹣9.6V，故③正确。
R0消耗的电功率：PR0小=（I小） ( http: / / www.21cnjy.com )2R0=（0.2A）2×10Ω=0.4W，所以，电阻R0消耗的功率范围为0.4W～0.576W，故④错误。
故选C。
【答案】C。
■考点三：电热
◇典例3：某校实验小组设计了一个智 ( http: / / www.21cnjy.com )能供暖器，电路如题图所示，电源两端的电压U为220V，R1和R2是两个供热电阻丝，S1、S2是温控开关，工作过程如下：当气温低于25℃时，S1、S2都闭合；当气温等于或高于25℃时，S2断开，此时电流表的示数为lA，电阻丝R1的电功率为20W(忽略温度对电阻丝的影响)，求：
(1)电阻丝R2的阻值是多少
(2)当气温低于25℃时，电路工作1.5h消耗电能是多少千瓦时
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【考查角度】电热计算、功率计算。
【解析】（1）由题意可知，S2断开时，电流表的示数为lA，电阻丝R1的电功率为20W，故R1为：。
故，电阻R1、R2的总电阻为：，
所以电阻R2为：；
（2）当气温低于25℃时，电路功率：，
电路工作1.5h消耗电能是：
故，答案是：（1）电阻丝R2的阻值是20Ω；（2）电路工作1.5h消耗电能是1.21kW·h。
【答案】（1）电阻丝R2的阻值是20Ω；（2）电路工作1.5h消耗电能是1.21kW·h。
◆变式训练
3.1一个标有“220V、1200W ( http: / / www.21cnjy.com )”的电热水壶。要在1个标准大气压下将2kg温度为20℃的水烧开，水需要吸收的热量是 J，若不计热损失，电热水壶正常工作时烧开这壶水需要的时间是 s。（水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）
【考查角度】电功、热量计算。
【解析】（1）知道水的质量、水的比 ( http: / / www.21cnjy.com )热容和水温的变化值，利用吸热公式求水吸收的热量；（2）不计热损失，消耗的电能全转化为内能被水吸收，利用Q=W=Pt计算烧开这壶水需要的时间。
（1）在标准大气压下，水的沸点为100℃，水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×=6.72×105J。
（2）因为电热水壶正常工作，所以P=P额=1200W，不计热损失，Q吸=W=Pt，
所以电热水壶正常工作时烧开这壶水需要的时间：
。
故答案为：（1）6.72×105J；（2）560。
【答案】（1）6.72×105J；（2）560。
3.2 如图所示是探究电 ( http: / / www.21cnjy.com )流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大；下列说法正确的是（ ）。
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A．左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大；
B．该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系；
C．该装置可以用来探究电流通过导体产生热量跟通电时间的关系；
D．U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的
【考查角度】焦耳定律。
【解析】（1）由焦耳定律Q ( http: / / www.21cnjy.com )=I2Rt可知，Q与I、R及t有关，故应采用控制变量法进行分析；（2）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法。
A：容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流I与通电时间t相同，由焦耳定律Q=I2Rt可知，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，故A错误。
B、C：在装置中，容器中的两个电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻丝串联，通过它们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻与右边容器中的电阻，所以实验是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系，故B错误，C正确。
D：U形管中液面高度发生变化是因为透明容器中密封着等量的空气的热胀冷缩造成的，故D错误。
故选C。
【答案】C。
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一、选择题
1.下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）。
A B C D
【考查角度】电流热效应。
【解析】电流的热效应指的是，用电器 ( http: / / www.21cnjy.com )将电能转化为内能。电饭锅工作时就是将电能转化为内能来工作的，A正确；抽油烟机将电能转化为机械能，B不符合题意；电视机和笔记本电脑工作时，主要将电能转化为声和光，C、D不符合题意。
正确答案是A。
【答案】A。
2.如图所示，将标有“3V、3W”的 ( http: / / www.21cnjy.com )灯泡L1和标有“6V、3W”的灯泡L2串联在电路中，闭合开关S，其中只有一只灯泡正常发光，设小灯泡电阻不变，则L1两端的电压及通过L1的电流分别是（ ）。
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A．3V、1A；B．1.5V、1A；C．3V、0.5A；D．1.5V、0.5A
【考查角度】电功率与电压、电流的关系。
【解析】灯泡L2正常发光时的功率和 ( http: / / www.21cnjy.com )额定功率相等，根据P=UI求出其正常发光时的电流，根据串联电路的电流特点可知电路中的最大电流不能超过两灯泡的额定电流，据此判断A、B选项错误，再根据C、D选项判断电路中正常发光时的电流，根据电路中只有一只灯泡正常发光和额定电压下灯泡正常发光判断L1两端的电压。
由P=UI可得，灯泡L2正常发光时的电流：，
因串联电路中各处的电流相等，所以选项A ( http: / / www.21cnjy.com )、B中的电流1A大于0.5A是错误的；由C、D可知，电路中能正常发光为L2；因电路中只有一只灯泡正常发光，所以，灯泡L1两端的电压不可能为额定电压3V，故C错误、D正确。
故选D。
【答案】D。
3.如图所示，当S、S1闭合，滑动变阻器的滑片P位于中点时，电压表 ( http: / / www.21cnjy.com )的示数为U1，滑动变阻器消耗的功率为0.9W；当S、S2闭合，滑动变阻器的滑片P位于最左端时，电压表 ( http: / / www.21cnjy.com )的示数为2U1，滑动变阻器消耗的功率为0.2W，则R1与R2的比值是（ ）。
( http: / / www.21cnjy.com )
A．1：18；B．18：1；C．1：6；D．6：1
【考查角度】欧姆定律的应用、电功率与电压、电流的关系。
【解析】当S、S1闭合，滑动变阻器的滑片P位于中点时，R1与串联，电压表测R1两端的电压；当S、S2闭合，滑动变阻器的滑片P位于最左端时，R2与R串联，电压表测R2两端的电压，根据P=I2R表示出两种情况下滑动变阻器消耗的电功率之比即可求出两者的电流之比，根据欧姆定律表示出两种情况下电压表的示数之比即可求出R1与R2的比值。
当S、S1闭合，滑动变阻器的滑片P位于中点时，R1与串联，电压表测R1两端的电压；
当S、S2闭合，滑动变阻器的滑片 ( http: / / www.21cnjy.com )P位于最左端时，R2与R串联，电压表测R2两端的电压，由P=I2R可得，两种情况下滑动变阻器消耗的电功率之比：
，解得：，
由可得，两种情况下电压表的示数之比：，
解得：。
故选C。
【答案】C。
4.如图所示，电源两端电 ( http: / / www.21cnjy.com )压保持12V不变，小灯泡L上标有“6V、3W”字样，滑动变阻器最大电阻值R=60Ω。不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（ ）。
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A．S闭合后，使电压表的示数减小1V，小灯泡L两端的电压就增加1V；
B．S闭合后，小灯泡L的最小实际电功率为0.5W；
C．滑动变阻器接入电路的阻值是12Ω时，小灯泡L正常发光；
D．滑片移到最右端时通电10秒，小灯泡消耗的电能是5J
【考查角度】欧姆定律的应用、电功的计算、电功率的计算。
【解析】首先要分清电路的连接方式：灯泡和 ( http: / / www.21cnjy.com )滑动变阻器串联，电压表并联在灯泡的两端；S闭合前，灯泡所在电路构不成通路，电压表所测电压接近电源电压；S闭合后，电压表测灯泡两端的电压，且灯泡的实际功率随滑动变阻器阻值的增大而减小；可先利用电功率的变形公式求得灯泡阻值，再结合上面的分析来逐项求解。
A：开关闭合后电压表测的是灯泡的电压，当电压表的示数减少1V，则小灯泡L两端的电压就减小1V，故A错误。
B：灯泡的阻值，当滑动变阻器的电阻最大时，整个电路中的电流最小，，则小灯泡L的实际电功率最小，即P=I2R=（0.17A）2×12Ω≈0.35W，故B错误。
C：开关闭合时，灯泡与滑动变阻器 ( http: / / www.21cnjy.com )的左端串联分压，电压表测的是灯泡两端电压，滑动变阻器接入电路的阻值是12Ω时，灯泡的电阻也是12Ω，两者的电阻相等，分担的电压也相等，所以灯泡和滑动变阻器各分担6V电压，此时灯泡能够正常发光，故C正确。
D：滑片移到最右端时，连入电路的电阻为60Ω，电路中电流，小灯泡消耗的电能W=I2RLt=（A）2×12Ω×10s≈3.3J，故D错误。
故选C。
【答案】C。
5.下列用电器属于利用电流热效应工作的是（ ）。
A．电饭锅；B．电风扇；C．计算机；D．电视机
【考查角度】电流的热效应、化学效应和磁效应。
【解析】当电流通过电阻时，电流作功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。
A：电饭锅将电能转化为内能，利用了电流的热效应，符合题意。
B：电风扇主要是把电能转化为机械能，是利用了电流的磁效应，不合题意。
C：计算机主要将电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应，不合题意。
D：电视机主要将电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应，不合题意。
故选A。
【答案】A。
二、填空题
6.利用如图所示的电路装置，探究 ( http: / / www.21cnjy.com )“电流产生的热量跟什么因素有关”。接通电源，两容器内的空气被加热后膨胀，使U形管的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况，比较瓶内电阻丝的发热多少？
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（1）此装置可以探究电流产生的热量跟 的关系，一段时间后， 容器内电阻丝产生的热量较多（选填“左”或“右”）。
（2）如果通过R1的电流为2A，那么10s内通过R1的电流产生的热量是 J。
【考查角度】焦耳定律。
【解析】（1）分析图示装置与实验控制的变量分析答题；（2）根据Q=I2Rt可求热量。
解答：（1）由图示实验可 ( http: / / www.21cnjy.com )知，两阻值不同的电阻丝串联，通过电阻丝的电流与通电时间相等而电阻阻值不同，此装置可以探究：电流产生的热量与电阻的关系；由于右侧中的电阻丝阻值较大，将此装置接到电源两端，通电一段时间，电流在右侧容器中产生的热量较多。
（2）R1在10s内产生的热量：Q=I2Rt=（2A）2×5Ω×10s=200J。
故答案为：（1）电阻、右；（2）200。
【答案】（1）电阻、右；（2）200。
7.某兴趣小组探究串联电路中电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻消耗的电功率与电流的关系，电路如图甲所示。滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中，R1的U-I图象如图乙所示。求：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）R1的阻值；
（2）电路消耗的最大功率；
（3）当R2消耗的电功率为0.5W时，R2的阻值。
【解析】（1）由R1的U-I图象可知，通过R1的电流与电压成正比，R1为定值电阻，找一组对应的U、I值，利用欧姆定律求R1的阻值；（2）当滑动变阻器连入电阻为0时，电路中的电流最大，此时电阻R1两端的电压等于电源电压，利用P=UI求电路最大功率；（3）知道R2消耗的电功率为0.5W，利用P=I2R、联立方程组求R2的阻值。
（1）由R1的U-I图象可知，通过R1的电流与电压成正比，R1为定值电阻，当U1=6V时，I1=0.6A，由欧姆定律可知：；
（2）当滑动变阻器连入电阻为0 ( http: / / www.21cnjy.com )时，电路中的电流最大，此时电阻R1两端的电压等于电源电压，电源电压U=U1=6V，最大电流为I1=0.6A，电路最大功率P=UI1=6V×0.6A=3.6W；
（3）当R2消耗的电功率为0.5W时，P2=I2R2，，而，带入后解得：R2=2Ω或R2=50Ω；由图乙可知，当R2最大时，I最小=0.15A，
电路总电阻，R2的最大值R最大=R﹣R1=40Ω﹣10Ω=30Ω，所以R2=50Ω舍去，得R2=2Ω。
答案：（1）R1的阻值为10Ω；（2）电路消耗的最大功率为3.6W；（3）当R2消耗的电功率为0.5W时，R2的阻值为2Ω。
【答案】（1）R1的阻值为10Ω；（2）电路消耗的最大功率为3.6W；（3）当R2消耗的电功率为0.5W时，R2的阻值为2Ω。
【考查角度】电功率的计算、欧姆定律的变形公式。
8.甲、乙两只电炉标有“220V、 ( http: / / www.21cnjy.com )500W”和“220V、1000W”字样，把它们串联在220V的电路中。在相同时间内产生热量较多的是 ，将它们并联在电路中，产生热量较多的是 （选填“甲”或“乙”）。串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为 。
【解析】（1）知道两只电炉的额定电压和额定功率，根据比较两只电炉的电阻，根据串联电路的电流特点和焦耳定律比较两电炉的产生热量关系；根据并联电路中各并联支路两端的电压相等和Q=W=Pt比较两电炉的产生热量关系；（2）分别计算两种情况下甲消耗的实际功率并确定其比例关系。
解答：（1）由得，电炉的电阻，因为甲、乙两只电炉的额定电压相同，额定功率P甲＜P乙，所以甲、乙两只电炉的电阻：R甲＞R乙，又因为串联电路中的电流处处相等，即通过甲、乙两只电炉的电流：I甲=I乙；
根据Q=I2Rt可知，在相同时间内产生的热量Q甲＞Q乙，故串联时产生热量较大的是甲；
将它们并联在220V电路上，根据并联电路 ( http: / / www.21cnjy.com )中各支路两端的电压相等，即U甲=U乙=220V，则两电炉的实际功率等于额定功率，即：P甲=500W；P乙=1000W，根据Q=W=Pt可知，在相同时间内产生的热量Q甲＜Q乙，故并联时产生热量较大的是乙。
（2）甲电炉的电阻为：，
乙电炉的电阻为，
串联在220V电路中甲消耗的实际功率为：
，
当甲电炉并联在220V电路中，P ( http: / / www.21cnjy.com )实甲′=P额甲=500W，所以两种情况下甲消耗的功率之比为P实甲：P实甲′=222W：500W=111：250。
故答案为：甲、乙、111：250。
【答案】甲、乙、111：250。
【考查角度】焦耳定律及其应用、电功率的计算。
9.充电宝是一个可充放电的锂聚合物电池 ( http: / / www.21cnjy.com )。某充电宝部分相关参数如下表所示，该充电宝完全充满电时储存的电能为 J，输出功率为 W。
完全充电 100mA/20V/5h
输出电压 5V
输出电流 1000mA
【解析】由充电宝的铭牌可知完全充电参数，根据W=UIt求出完全充满电时储存的电能，又知道输出电压和输出电流，根据P=UI求出输出功率。
该充电宝完全充满电时储存的电能：W=UIt=20V×100×10﹣3A×5×3600s=3.6×104J，
输出功率：P=U′I′=5V×1000×10﹣3A=5W。
故答案为：3.6×104、5。
【答案】3.6×104、5。
【考查角度】电功率、电功的计算。
10.如图所示，电源电压恒定，R为定值电阻，灯泡L标有“6V、6W”的字样，滑动变阻器最大阻值为36Ω。闭合开关S，当滑片P移到最右端时，电流表的示数为1A；当滑片P移到最左端时，电流表的示数为0.2A。（不考虑灯丝电阻变化）
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）该电路是 联电路，灯泡L的电阻是 Ω。
（2）电源电压是多少？定值电阻R的阻值是多少？
（3）移动滑片P，当滑动变阻器消耗的电功率为W时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？
【解析】（1）分析电路的连接，根据求灯的电阻；
（2）分析滑片移动时，电路的连接，根据电阻的串联和电源电压不变，根据电源电压不变时，通过导体的电流与电阻成反比，列方程求电源电压和电阻R；
（3）设变阻器的电压为U′时消耗的电功率为W时，根据串联电路的规律和欧姆定律，由P=UI列方程解出变阻器的电压，再由求变阻器接入电路中的电阻。
解答：（1）由电路图可知，该电路是串联电路，电流表测量电路中的电流，灯泡L标有“6V、6W”表示灯的额定电压为6V，额定功率为6W，则灯泡L的电阻：
（2）当滑片P移到最右端时，变阻器连入电路中的电阻为0，灯L与电阻R串联，电流表的示数为I1=1A，根据电阻的串联可得总电阻：R总1=RL+R=6Ω+R；当滑片P移到最左端时，变阻器、灯L和电阻R串联，此时电流表的示数为I2=0.2A，此时的总电阻：
R总2=+RL+R=36Ω+6Ω+R=42Ω+R，因电源电压不变，所以电路中的电流与总电阻成反比，
则有：，解得R=3Ω；
则电源电压：U=I1R总1=1A×（6Ω+3Ω）=9V；
（3）移动滑片P，设当变阻器的电压为U′时，滑动变阻器消耗的电功率为W，
根据串联电路电压的规律，灯与R的电压ULR=U﹣U′，由欧姆定律和电阻的串联可得，通过灯与R的电流：，根据串联电路电流规律，通过变阻器的电流：
……①，
根据P=UI可得，变阻器消耗的电功率为：……②，将①代入②解得：U′=6.75V 或U′=2.25V，根据可得，
所以有： 或 ，
分别解之R滑=27Ω 或R滑=3Ω。（因当滑片P移到最右端时，电流表的示数为1A，不超过灯的额定电流，故两个电阻均符合题意）
故答案为：（1）串、6；（2）电源电压是9V、定值电阻R的阻值是3Ω；（3）滑动变阻器接入电路的阻值是27Ω 或3Ω。
【答案】（1）串、6；（2）电源电压是9V、定值电阻R的阻值是3Ω；（3）滑动变阻器接入电路的阻值是27Ω 或3Ω。
【考查角度】欧姆定律的应用、电功率的计算。
11.如图所示，电源电压12V保持不变， ( http: / / www.21cnjy.com )小灯泡L的规格为”6V、3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0-3A。当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为 Ω，当开关S1、S2都闭合时，要保证电路各元件安全，整个电路电功率的变化范围是 W。
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【解析】（1）当开关S1、S2都断开时，R1与L串联，灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，再根据欧姆定律求出R1的阻值；（2）当S1、S2均闭合时，L短路，R1、R2并联，电流表测量的是干路中的电流，根据电流表的量程确定电路中的最大电流，根据P=UI求出电路的最大总功率；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总功率最小，根据电阻的并联求出电路中的总电阻，利用求出电路的最小总功率，然后得出答案。
解答如下：（1）当S1、S2都断开时，R1与L串联，灯正常发光时的电压UL=6V，功率PL=3W，
因串联电路中各处的电流相等，所以，由P=UI可得，电路中的电流：
，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压：U1=U﹣UL=12V﹣6V=6V，
由可得，R1的阻值：；
（2）当S1、S2均闭合时， ( http: / / www.21cnjy.com )L短路，R1、R2并联，电流表测量的是干路中的电流，因电流表的量程为0～3A，所以，电路中的最大电流为3A，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，整个电路的最大电功率：P大=UI大=12V×3A=36W；
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，因并联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的总电阻：，
电路消耗的最小总功率：，
所以，整个电路电功率的变化范围是24W-36W。
故答案为：12、24W-36。
【答案】12、24W-36。
【考查角度】电功率的计算、欧姆定律的应用。
12.如图所示的电路中， ( http: / / www.21cnjy.com )电源电压为6V，电压表的量程为0-3V，电流表的量程为0-0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω、1A”，灯泡标有“5V、2.5W”字样。闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置，这时通过灯泡的电流为 A；若要求两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，则该电路能消耗的最大功率为 W。（不考虑灯丝电阻的变化）21教育网
【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流；（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据求出灯泡的电阻，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置时，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流即为通过L的电流；（2）由灯泡的额定电压5V大于电压表的量程3V，则电压表的示数最大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，利用P=UI求出该电路能消耗的最大功率。2-1-c-n-j-y
解答：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由可得，灯泡的电阻：，
将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置时，因串联电路中总电阻等于各分电压之和，且各处的电流相等，所以，通过灯泡的电流：；
（2）因灯泡的额定电压5V大于电压表的量程3V，所以，当电压表的示数UL′=3V时，电路中的电流最大，则电路中的最大电流：，
则该电路能消耗的最大功率：P大=UI大=6V×0.3A=1.8W。
故答案为：0.2、1.8。
【答案】0.2、1.8。
【考查角度】欧姆定律的应用、电功率的计算。
三、计算题
13.如图1所示，电源电压恒定，滑动变阻 ( http: / / www.21cnjy.com )器的规格为“30Ω、1A”，在AB间接入规格为“12V、12W”的灯泡，闭合开关，当变阻器的五分之一阻值连入电路时，灯泡正常发光。
（1）求灯泡正常工作时通过的电流和电源电压。
（2）R0是如图2示的Ra和Rb之间任 ( http: / / www.21cnjy.com )意取值的电阻，当在AB间接入电阻R0后，闭合开关，在保证电路安全的情况下，将滑片P从最右端向左滑动的过程中，电流表示数均出现过0.4A（电流表选择0-0.6A量程），求R0的取值范围及电压表示数的最大值和最小值。
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【解析】（1）在AB之间接入灯泡时，灯泡L与 ( http: / / www.21cnjy.com )R串联，此时灯泡两端的电压和额定电压相等，根据P=UI求出通过灯泡的电流即为电路中的电流，根据欧姆定律求出变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压；（2）根据图2读出数据，根据欧姆定律求出Ra和Rb的阻值，根据欧姆定律求出电流表的示数为0.4A时电路中的总电阻，当滑动变阻器的滑片位于最右端时R0的阻值最小，根据电阻的串联求出R0的最小阻值，R0是Ra和Rb之间任意取值的电阻，据此求出R0的取值范围；当R0=15Ω且滑动变阻器的滑片位于最右端时电压表的示数最大，根据欧姆定律求出电压表的最大示数；当R0的阻值最大且电路中的电流最大时电压表的示数最小，根据欧姆定律求出R0两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电压表的最小示数。
解：（1）在AB之间接入灯泡时，灯泡L与 ( http: / / www.21cnjy.com )R串联时，灯泡正常发光，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P=UI可得，通过灯泡的电流即电路中的电流：
；
由可得，滑动变阻器两端的电压：，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U=UL+UR=12V+6V=18V；
（2）由图2可知，当Ia=Ib=2A时，Ua=20V，Ub=50V，则两电阻的阻值分别为：
，，
当电流表的示数为0.4A时，电路中的总电阻：，
当滑动变阻器的滑片位于最右端时，R0的 ( http: / / www.21cnjy.com )阻值最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R0的最小阻值：R0小=R总﹣R=45Ω﹣30Ω=15Ω，
又因R0是Ra和Rb之间任意取值的电阻，所以，R0的最大阻值：R0大=Rb=25Ω，
所以，R0的取值范围为15Ω～25Ω；
当R0=15Ω，滑动变阻器的滑片 ( http: / / www.21cnjy.com )位于最右端时（变阻器接入阻值最大），电压表的示数最大，则电压表的最大示数UR大=I′R=0.4A×30Ω=12V；
当R0=25Ω，电路中的电流最大为0.6A时，R0两端的电压最大，电压表的示数最小，
此时R0两端的最大电压U0大=I大R0=0.6A×25Ω=15V，
则电压表的最小示数UR小=U﹣U0大=18V﹣15V=3V。
答：（1）灯泡正常工作时通 ( http: / / www.21cnjy.com )过的电流为1A，电源电压为18V；（2）R0的取值范围为15Ω～25Ω，电压表示数的最大值为12V、最小值为3V。
【答案】（1）灯泡正常工作时通过的 ( http: / / www.21cnjy.com )电流为1A，电源电压为18V；（2）R0的取值范围为15Ω～25Ω，电压表示数的最大值为12V、最小值为3V。
【考查角度】欧姆定律的应用、电功率与电压、电流的关系。
14.LED灯发光的颜色与两端的电压之间的关系如表所示。小美用一个的电阻与LED灯串联，接在电压为6V的电源上，成功的让LED灯发出了蓝光，如图所示。
( http: / / www.21cnjy.com )
灯两端电压V 2 2.4 3
发光的颜色 红 绿 蓝
问：（1）定值电阻 两端的电压是多少？
（2）通过定值电阻的电流是多少？
（3）LED灯的实际功率是多少？
（4）LED灯工作1小时，消耗的电能是多少？
（5）小美通过电阻与LED灯串联，实现了LED灯发蓝光。请你在不使用电阻的情况下，设计一个让LED灯发出蓝光的方法。
【解析】（1）LED发蓝光， ( http: / / www.21cnjy.com )它两端的电压为UL=3V,电源电压U=6V，R1与LED灯串联，根据串联电路中电压的特点可知U=UL+U1，所以灯泡两端的电压U1=U-UL=6V-3V=3V。
（2）通过定值电阻的电流：==0.02A；
（3）LED灯的实际功率：=3V×0.02A=0.06W；
LED灯工作的时间：t=1h=3600s，消耗的电能：W=pt=0.06W×3600s=216W。
LED等发蓝光应加电压应为3V，所以可以直接将LED灯接到3V的电源上；也可以将两个同样的LED等串联接到6V的电源上。
答：（1）3V；（2）0.02A；（3 ( http: / / www.21cnjy.com )）0.06W；（4）216W；（5）LED等发蓝光应加电压应为3V，所以可以直接将LED灯接到3V的电源上；也可以将两个同样的LED等串联接到6V的电源上。
【答案】（1）3V；（2）0.02A；（3 ( http: / / www.21cnjy.com )）0.06W；（4）216W；（5）LED等发蓝光应加电压应为3V，所以可以直接将LED灯接到3V的电源上；也可以将两个同样的LED等串联接到6V的电源上。
【考查角度】电路分析计算、功率计算。
15.用四个相同的灯泡L ( http: / / www.21cnjy.com )1、L2、L3、L4和定值电阻R1、R2，组成如图所示两个电路。图中U甲=12V，U乙=6V．闭合开关，四个灯泡均正常发光。求：
（1）通过L1和L2的电流之比为 ；（此项只需填写结果即可）
（2）甲、乙两电路的总功率之比；
（3）定值电阻R1、R2的阻值之比。
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】（1）串联电路电流处处相等；（2）根 ( http: / / www.21cnjy.com )据串联电路和并联电路电流的关系求出甲、乙两电路的总功率之比；（3）根据（2）的结论推导出定值电阻R1、R2的阻值之比。
（1）串联电路电流处处相等，故通过L1和L2的电流之比为1：1。
（2）用四个相同的灯泡，均正常发光。小灯泡的额定电流为I，甲图灯泡串联所以：I甲=I，乙图并联，所以：I乙=2I，因为P甲=U甲I，P乙=U乙2I，所以；
（3）小灯泡的额定功率为PL，R1、R2的额定功率为P1、P2，所以P甲=2PL+P1，P乙=2PL+P2，
因为P甲=P乙，所以P1=P2，又因为P1=I2R1，P2=（2I）2R2，所以I2R1=（2I）2R2，所以。
答：（1）通过L1和L2的电流之比为 1：1；（2）甲、乙两电路的总功率之比为1：1；（3）定值电阻R1、R2的阻值之比为4：1。www-2-1-cnjy-com
【答案】（1）通过L1和L2的电流之比为 1：1；（2）甲、乙两电路的总功率之比为1：1；（3）定值电阻R1、R2的阻值之比为4：1。
【考查角度】串并联电路的特点和欧姆定律、电功率及其应用。
16.某生态园设计了模拟日光和 ( http: / / www.21cnjy.com )自动调温系烧，实现照明、保温和加热的功能，其原理如图所示，电源电压恒为220V，R1和R2是两个电热丝（不考虑温度对电阻的影响），R2=30Ω，L是标有“220V 160W”的照明灯泡，白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能并连续工作10h，此时R1与R2的电功率之比为1：3，晚上温度较低的时候，需开启加热和照明功能。灯泡正常发光此状态下系统也需连续工作10h，q沼气=1.8×107J/m3，请解答下列问题：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）晚上工作时电路的总功率是多大？
（2）若一天中工作的20h内电热丝放出的热量完全由该生态园自产的沼气提供，其热效率为50%，则每天需要完全燃烧多少m3的沼气？
【解析】（1）由电路图分析电路的工作状态，白天保温状态时，R1、R2串联，晚上加热时L与R1并联；由白天工作时两电阻功率计算出R1的阻值，再计算晚上时R1电功率，从而得到晚上工作时电路的总功率；（2）由计算白天保温的总功率，由Q=W=Pt计算一天内电热丝放出的热量，由沼气效率和Q=qV计算需要燃烧沼气的体积。
（1）由题知，白天有日光时，系统处于保温状态，灯泡不工作，此时两开关应断开，两电阻R1、R2串联，总电阻最大，总功率最小；
由串联电路的特点可知，通过两电阻的电流相等，且R1与R2的电功率之比为1：3，由P=I2R可得：，由题知R2=30Ω，所以R1=10Ω；晚上系统处于加热状态，且灯泡正常工作，由电路图可知，此时两开关应都闭合，灯泡L与R1并联；
由并联电路的特点可知，此时U=U1=220V，且灯泡正常工作，所以R1的功率：，所以晚上工作电路的总功率：P总=P额+P1'=160W+4840W=5000W；
（2）由串联电路的特点和可得，白天系统在保温状态时电热丝的总功率：
；
由题可知白天和晚上系统的工作时间相同，则一天内电热丝放出的热量：
Q=W=P1′t+P保温t=（P1′+P保温）t=×10×3600s=2.178×108J，
由沼气燃烧的热效率为50%可得：50%Q放=Q，
由Q放=qV可得需要燃烧沼气的体积：。
答：（1）晚上工作时电路的总功率是5000W；（2）每天需要完全燃烧24.2m3的沼气。
【答案】（1）晚上工作时电路的总功率是5000W；（2）每天需要完全燃烧24.2m3的沼气。
【考查角度】电功率的计算、燃料的热值、电功的计算。
17.某电饭锅简化电路如图甲所示，R1和 ( http: / / www.21cnjy.com )R2均为定值电热丝，S、S1为自动开关，煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。求：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）电饭锅工作时的最大功率和最小功率；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）若电压降低，S1断开，这时电路中的电流始终为1A，10min内电饭锅产生的热量。
【解析】（1）由电路图可知，当S ( http: / / www.21cnjy.com )和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，电路中的电流最大；当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电路中的电流最小，根据图乙可知电路中的最大和最小电流，根据P=UI求出电饭锅工作时的最大功率和最小功率；（2）电路中电流最大和最小时通过R1的电流不变，根据并联电路的电流特点求出通过电热丝R2的电流，根据欧姆定律求出电热丝R2的阻值；（3）当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，根据欧姆定律求出R1的阻值，再根据Q=I2R1t求出电路中的电流始终为1A时10min内电饭锅产生的热量。www.21-cn-jy.com
【答案】（1）由电路图可知 ( http: / / www.21cnjy.com )，当S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的最大电流I大=3A，则电饭锅的最大功率：
P大=UI大=220V×3A=660W；
当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的最小电流I小=2A，则电饭锅的最小功率：
P小=UI小=220V×2A=440W；
（2）因并联电路中各支路独立工作、互 ( http: / / www.21cnjy.com )不影响，所以，电阻R1与R2并联时，通过R1的电流为2A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过电热丝R2的电流：
I2=I大﹣I小=3A﹣2A=1A，由可得，电热丝R2的阻值：；
（3）当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，则R1的阻值：
，
电路中的电流始终为1A时，10min内电饭锅产生的热量：
Q=I2R1t=（1A）2×110Ω×10×60s=6.6×104J。
答：（1）电饭锅工作时的最大 ( http: / / www.21cnjy.com )功率为660W，最小功率为440W；（2）电热丝R2的阻值为220Ω；（3）若电压降低，S1断开，这时电路中的电流始终为1A，10min内电饭锅产生的热量为6.6×104J。
【考查角度】欧姆定律的应用、电功率的计算、焦耳定律的计算公式及其应用。
四、实验探究题
18.我市中考实验操作考试时，实验员为“测 ( http: / / www.21cnjy.com )量小灯泡的额定电功率”实验准备了以下器材：额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时电阻约为10Ω）、规格为“12Ω 1A”的滑动变阻器、开关、电流表、电压表各1个，新干电池4节，导线若干．
（1）图甲中有一根导线的连接是错误的，请你在错误的导线上打“×”；
（2）闭合开关前，应将滑片P移到最 （填“左”或“右”）端；
（3）经检查，电路连接无误， ( http: / / www.21cnjy.com )各元件完好，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，电压表的示数都调不到2.5V，出现这种现象的原因是 ；
（4）解决上述问题后，移动滑片使电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W；
（5）测出小灯泡的额定功率后，同学们又把灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的实际功率不等于其额定功率的 ( http: / / www.21cnjy.com )，请你帮助分析出这种现象的原因是 。
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】（1）分析电路连接错误 ( http: / / www.21cnjy.com )之处改正；（2）为保护电路，闭合开关前，应将滑片P移到阻值最大处；（3）根据串联电路电压的规律和分压原理确定变阻器连入电路中的阻值大小与题中变阻器规格比较；（4）根据电如图乙流表小量程读数，根据P=UI求小灯泡的额定功率；（5）根据灯的电阻随温度的降低而减小分析。
【答案】（1）原电路中，灯短路了是错误的，改正电路 如图。
（2）闭合开关前，应将滑片P移到阻值最大处即最右端。
（3）根据串联电路电压的规律，当电压表示数为2.5V时，变阻器分得的电压U滑=6V﹣2.5V=3.5V，变阻器的电压是电阻电压的倍，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻：R滑=1.4×10Ω=14Ω＞12Ω。
故闭合开关后，无论怎样移动滑片P，电压表的示数都调不到2.5V，出现这种现象的原因是变阻器的最大阻值过小。
（4）解决上述问题后，移动滑片使电压 ( http: / / www.21cnjy.com )表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，则小灯泡的额定功率是：P=UI=2.5×0.24A=0.6W。
（5）当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时，通过灯的电流也减小了，根据P=UI灯的功率减小，灯丝的温度降低，因灯的电阻随温度的降低而减小，根据，故发现测得的实际功率不等于其额定功率的。
故答案为：（1）如图；（2）右；（3）变阻器的最大阻值过小；（4）0.6；（5）灯的电阻随温度的降低而减小。
【考查角度】电功率的测量、影响电阻大小的因素。
19.小明和小华测量定额电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）①图甲是他们连接的部分电路请用笔画线代替导线将电路连接完整。
②闭合开关前，应将滑动变阻器处在最 （填写“左”或“右”）端。
③闭合开关后，发现无论怎样调节滑动 ( http: / / www.21cnjy.com )变阻器的滑片，灯泡都不亮，电压表和电流表均无示数，小明找来一根完好的导线，一端连在电源负极，另一端触碰接线柱A、B、C，当发现只有触碰接线柱C时，灯泡才发光，若电路中只有一处故障，且各器材，导线均完好，则电路故障可能是 。
④排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器，当电压表为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（2）小明和小华观察电流表和电压表均标有电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻值，请教老师后得知这是电表的电阻，为了在接好的图甲中较准确的测量出小灯泡的电功率，他们对电压表的负接线柱应该接在C处还是D处进行了探究，他们将开关闭合，移动滑动变阻器的滑片使灯泡发光，不添加器材，请你说出接下来的操作及判断方法。
①操作 ；
②如何判断： 。
（3）小明和小华重新设计了一种测量 ( http: / / www.21cnjy.com )小灯泡额定功率的电路，如图丙所示，电源电压保持3.5V不变，R0为阻值为10Ω的定值电阻，连接好电路后进行如下操作：1）断开开关S2，闭合开关S和、S1，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为2.5V；2）保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S1，闭合开关S、S2，读出电压表示数为2.6V；小灯泡的额电功率为 W（计算结果保留两位小数）。21·世纪*教育网
【解析】（1）①根据灯的额定电压确定电 ( http: / / www.21cnjy.com )压表量程与灯并联；②闭合闭合开关前，应将滑动变阻器处在阻值最大处；③发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，灯泡都不亮，电压表和电流表均无示数，说明电路断路；找来一根完好的导线一端连在电源负极，另一端触碰接线柱A、B、C，当发现只有触碰接线柱C时，灯泡才发光，说明ABC处有断路；④根据图乙电流表小量程读数，根据P=UI求灯的额定功率。
（2）①分析分别将电压表的负接线柱接在C处和D处时，电流表和电压表对测量灯的电流和电压的影响，确定通过比较和大小关系，确定是电压表还是电流表对测量的影响大；
②若，说明电流表的分压较电压表的分流作用大，为避免电流表分得的电压对电压表测量的影响，要将电压表的负接线柱应该接D处；
若，说明电压表的分流较电流表的分压作用大，为避免电压表的分流对电流表测量的影响，要将电压表的负接线柱应该接C。
（3）根据变阻器连入电路中电阻大 ( http: / / www.21cnjy.com )小不变，由第2次操作，由串联电路的规律和欧姆定律可求变阻器连入电路 中的电阻大小，在第1次操作中，根据串联电路的规律和欧姆定律，求出通过变阻器的电流即灯的额定电流，根据P=UI求灯的额定功率。
【答案】（1）①因灯的电压为2.5V，电压表选用小量程与灯并联，如下所示：
( http: / / www.21cnjy.com )
②闭合开关前，应将滑动变阻器处在阻值最大处即最左端；
③闭合开关后，发现无论怎样调节滑动变 ( http: / / www.21cnjy.com )阻器的滑片，灯泡都不亮，电压表和电流表均无示数，说明电路断路；小明找来一根完好的导线，一端连在电源负极，当发现只有触碰接线柱C时，灯泡才发光，说明电源负极与C间发生断路，若电路中只有一处故障，则电路故障可能是变阻器断路；
④移动滑动变阻器，当电压表 ( http: / / www.21cnjy.com )为2.5V时，电流表示数如图乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
（2）在（1）①图中，分别将电压表的负接线柱 ( http: / / www.21cnjy.com )接在C处和D处，分别记下电压表的示数和电流表的示数UC、IC，UD、ID滑片，接到C时，电流表测量的电流大小等于通过灯的电流，而电压表测灯与电流表串联的电压；
接到D时，电压表测灯的电压是准确的，而电流表测通过电压表与灯的总电流；
②若，说明电流表的分压较电压表的分流作用大，为避免电流表分得的电压对电压表测量的影响，要将电压表的负接线柱应该接D处；
若，说明电压表的分流较电流表的分压作用大，为避免电压表的分流对电流表测量的影响，要将电压表的负接线柱应该接C；
（3）在上面的第2次操作中，保持持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S1，闭合开关S、S2，读出电压表示数为2.6V；此时定值电阻与变阻器串联，根据串联电路的电压规律，变阻器的电压U滑=3.5V-2.6V=0.9V，根据分压原理：，即，；
故在第1次操作中，由串联电路的规律和欧姆定律，通过变阻器的电流即灯的额定电流：
；
故灯的额定功率：PL=ULIL=2.5V× ( http: / / www.21cnjy.com )A≈0.72W。
故答案为：（1）①如上所示；②左；③变阻器断路；④0.75。
（2）①分别将电压表的负接线柱接在C处和D处，分别记下电压表的示数和电流表的示数UC、IC，UD、ID滑片，比较和的大小；
②若，说明电流表的分压较电压表的分流作用大，为避免电流表分得的电压对电压表测量的影响，要将电压表的负接线柱应该接D处；
若，说明电压表的分流较电流表的分压作用大，为避免电压表的分流对电流表测量的影响，要将电压表的负接线柱应该接C。
（3）0.72。
【考查角度】电功率的测量。
20.在“测量小灯泡的电功率“的实验中，电源电压为3V，灯泡额定电压为2.5V。
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）请根据图甲，将图乙所示的实物电路用笔画线连接完整；
（2）在连接电路时，开关应 ，滑动变阻器的滑片P应置于 端（选填“A”或“B”）；
（3）移动滑片P，当电压表的示数为1. ( http: / / www.21cnjy.com )5V时，电流表的示数如图丙所示，其示数为 A，小灯泡此时的电功率为 W。要测量小灯泡的额定功率，需将滑片P向 端移动（选填“A”或“B”）直到电压表的示数为2.5V；
（4）实验中，小灯泡突然熄火，电流表示数为零，电压表示数变大，电路中的故障可能是 。
【解析】（1）根据小灯泡的额定电压，可得电 ( http: / / www.21cnjy.com )压表的量程；（2）为保证电路安全，开关在连接过程中应断开，滑片滑到阻值最大处；（3）根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数，根据P=UI求出小灯泡的实际功率；电压表的示数小于灯泡的额定电压，要使灯泡正常工作，灯泡两端电压增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小；（4）闭合开关灯泡发光，两表有示数，说明电路正常。灯泡熄灭，电流表示数几乎为零，说明发生了断路或短路，电压表示数变大，说明与之并联的电路完好，据此分析解答。
【答案】（1）“测量小灯泡的电功率“的实验中 ( http: / / www.21cnjy.com )，电源电压为3V，灯泡额定电压为2.5V。故电压表的量程选“0～3V”，并联在小灯泡两端，如图。
（2）电路连接过程中，开关应断开，滑片滑到阻值最大处，阻值最大处在B端。
（3）电流表使用0～0.6A量程，分度 ( http: / / www.21cnjy.com )值为0.02A，电流为0.24A；此时小灯泡的实际功率：P实际=U实际I实际=1.5V×0.24A=0.36W；
要使灯泡正常工作，灯泡两 ( http: / / www.21cnjy.com )端电压从1.5V增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向A端移动，使电压表的示数为2.5V为止；
（4）灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电 ( http: / / www.21cnjy.com )路电流，电压表与灯泡并联；闭合开关，灯泡不亮，说明电路存在断路或灯泡发生短路；电流表示数为零，说明电路发生断路；电压表示数变大，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为灯泡断路。
故答案为：（1）如图；（2）断开、B；（3）0.24、0.36、A；（4）灯泡断路。
【考查角度】电功率的测量。
( http: / / www.21cnjy.com )
一、选择题
1.(2017·南山区模拟） ( http: / / www.21cnjy.com )一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中通过的电流为10A。这台电动机工作1s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（ ）。
A．W=3800J、Q=200J；B．W=3800J、Q=3800J；C．W=7200J、Q=200J；D．W=7200J，Q=3800J
【解析】已知电压、电流与通电时间，由W=UIt可以求出电动机消耗的电能，由焦耳定律可以求出其产生的热量。
解：电动机消耗的电能：W=UIt=380V×10A×1s=3800J；
产生的热量Q=I2Rt=（10A）2×2Ω×1s=200J。
故选A。
【答案】A。
【考查角度】焦耳定律、电功的计算。
2.（2016 深圳二模 ( http: / / www.21cnjy.com )）王亮同学是个爱动脑的孩子，他想知道家里电风扇的实际功率多大，于是他将家里其他用电器都关闭，只让电风扇单独工作了72s，如图的电能表转盘转了5转，下列说法正确的是（ ）。【版权所有：21教育】
A．此电能表转盘每小时转过2500转；
B．电能表是测量电路中用电器功率的仪器；
C．此电能表所在电路的最大电功率为2200KW；
D．电风扇的实际功率是100W
【解析】A．2500r/kW h表示的是电路中每消耗1kW h的电能，转盘转2500圈，故A错误。
B、电能表是测量电路中用电器消耗电能的仪器，故B错误。
C、此电能表所在电路的最大电功率P=UI=220V×20A=4400W，故C错误。
D．因2500r/kW h表示每转2500圈消耗1度电的电能，表盘每转1圈，电路中消耗kW h的电能，所以，电能表转盘转了5圈消耗的电能：，电风扇的实际功率：，故D正确。
故选D。
【答案】D。
【考查角度】电能的计算、电能表的使用。
3．（2017·南山区模拟）对于右图中电能表的各种数据，下列说法不正确的是（ ）。
A．此电能表适用于电流方向1秒钟改变100次的交流电路；
B．同时使用的用电器总功率不能超过2200W；
C．仅将一只灯泡单独接入家庭电路，10分钟后电能表的转盘转25转，此灯泡的功率为30W；
D．若将甲灯“PZ220-15”和乙灯“PZ220-40”串联接入家庭电路，则甲灯更亮一些
【解析】（1）交流电完成一次周期性变化需要的时间叫周期，单位时间内完成周期性变化的次数叫频率；（2）已知电能表的额定电压和标定电流，根据公式P=UI可求电路的最大功率；（3）已知每消耗1kW h的电能，电能表转盘转动2500R，可求转25转消耗的电能，根据公式求出此灯泡的功率；（4）首先根据每个灯的额定电压和额定功率求出各自的电阻大小，因为两灯串联在电路中，电流相等，可以根据P=I2R比较出实际功率的大小即可得出结论。
A：频率为50Hz的交变电流，周期T=0.02s，一个周期内电流方向改变2次，所以在1s时间内电流方向改变100次，故A正确。21世纪教育网版权所有
B：同时使用的用电器总功率P=UI=220V×10A=2200W，故B正确。
C：电表的转盘在10分钟内消耗的电能，
该灯泡的电功率；故C错误。
D：灯泡甲的电阻为：，
灯泡L乙的电阻为：，所以R1＞R2；
因为两灯串联中电路中，电流相等，根据P=I2R可知，实际功率与电阻成正比，所以P实甲＞P实乙，即L甲消耗的功率大。
因为灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以甲灯最亮．故D正确。
符合题意的是C，故选C。
【答案】C。
【考查角度】电能表参数的理解与电能的求法、实际功率。
4.(2016·宝安区模拟）日常生活中，下列估测不符合事实的是（ ）。
A．一只“220V、60W”的白炽灯工作10h消耗电能约0.6kW h；
B．手机待机的电流为0.15A；
C．家用电饭煲的电功率约为900W；
D．照明电路的电压是220V
【解析】根据自己对生活中一些常见物理量数据的了解和运用物理知识进行分析，即可解答本题。
A：60W电灯10h耗能W=Pt=0.06kW×10h=0.6kW h，故A符合事实。
B：手机待机时的工作电流一般是0.01A，故B不符合事实。
C：家用电饭煲功率约为P=1kW，因900W=0.9kW，故C符合事实。
D：家庭照明电路电压是220V，故D符合事实。
故选B。
【答案】B。
【考查角度】电功的计算、电流的大小、电压、电功率。
5.（2016·深圳市盐 ( http: / / www.21cnjy.com )田区模拟）某同学做电学实验时，电路如下图所示。已知他所用电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，电源电压为6V保持不变，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，定值电阻R0为10Ω，开关S闭合后，在实验操作无误的情况下，下列说法中正确的说法是（ ）。
( http: / / www.21cnjy.com )
A．电流表的最大示数为0.6A；B．滑动变阻器消耗的最小功率为0W；
C．电压表的最小示数为1V；D．电阻R0消耗的最大功率为1.8W
【解析】分析滑片P在右端（电阻全连入50Ω）和电压表示数最大（滑动变阻器的部分电阻连入）时的电路组成，利用欧姆定律和电功率的公式求解。
（1）因为电源电压为6V，电压表的量程为0-3V，所以P不能滑到左端，也就是滑动变阻器连入电阻不能为0，滑动变阻器的电功率不能为0；
当电压表的示数为3V，即：UR=3V时：①电流最大（电流表的示数最大），；②R0消耗的电功率最大，P大=I2R0=（0.3A）2×10Ω=0.9W。
（2）当滑片P在右端（电阻全连入为50Ω），此时电路中的电阻最大，电流最小，
，U小=I小R0=0.1A×10Ω=1V。
故选C。
【答案】C。
【考查角度】欧姆定律的应用、电路的动态分析、电功率的计算。
6.（2016·深圳市特训）用如图所示的电路 ( http: / / www.21cnjy.com )测小灯泡功率．电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω、lA”，灯泡标有“2.5V、1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（ ）。
( http: / / www.21cnjy.com )
A．电流表示数的变化范围是0～0.5A；
B．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5～20Ω；
C．灯泡的最小功率是0.162W；
D．该电路的最大功率是2.7W
【解析】（1）从图中可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测量灯泡电压，电流表测量灯泡电流；（2）两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，意思就是说电压表示数不超2.5V，电流表示数不超0.6A；（3）根据各选项的要求，结合欧姆定律和电功率的内容进行相关计算，就可判断各选项正误；根据灯泡的规格“2.5V 1.25W”，求得灯泡的电阻，灯丝的电阻不改变。
A：①电流表测量灯泡的电流，灯泡两端电压不允许超过额定值，也就是电路中的电流最大为灯泡的额定电流，即电流最大值；②滑动变阻器接入阻值最大时，电路中的电流最小，即电流最小值；故电流表示数的变化范围是0.18A～0.5A，因此该选项不正确。
B：①滑动变阻器允许接入的最大值为20Ω；②电路中电流最大为0.5A，根据串联电路电阻的特点，滑动变阻器允许接入的最小阻值为：；故滑动变阻器接入的阻值范围是4Ω～20Ω，因此该选项不正确。
C：电路中的电流最小时，灯泡的电功率最小，所以灯泡的最小功率，灯泡的最小功率为0.162W，因此该选项正确。
D：电路中的电流最大时，电路的总功率最大，等于总电压和电流的乘积，即，故电路最大功率为2.25W，因此该选项不正确。
正确答案是C。
【答案】C。
【考查角度】欧姆定律应用、功率计算。
7.（2016·深圳市特训）如图所示，电源电压保持不变，L1上标有“1.2V、？W”，L2上标有“9V、 W”。闭合开关S1后，当开关S接“1”，滑片P在最左端时，电压表示数为5.4V，L1此时的实际功率是额定功率的；当开关S接2时，P在中点，电压表示数为2V。若将L1和L2串联后接在该电源上时，电路中电流为0.2A，下面说法中正确的是（ ）。（设灯丝电阻不随温度改变）
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A．电源电压为10V；B．L1的额定功率为2W；
C．L2的额定功率3W；D．滑动变阻器的最大阻值20Ω
【解析】（1）闭合开关S1后，当开关S ( http: / / www.21cnjy.com )接“1”，滑片P在最左端时，滑动变阻器与灯泡L1串联，电阻两端的电压与灯泡两端的电压之和等于电源电压；（2）当开关S接2时，P在中点，滑动变阻器阻值的一半接入电路，与灯泡L2串联，此时电阻两端的电压与灯泡两端的电压之和也等于电源电压；（3）将L1和L2串联后接在该电源上时，电路中电流为0.2A，根据以上已知条件，列出方程，问题就可以解决。
解：（1）设滑动变阻器的最大阻值为R，当开关S接“1”，滑片P在最左端时，滑动变阻器与灯泡L1串联，由于L1此时的实际功率是额定功率的，根据功率的计算公式说明此时灯泡L1两端的电压是额定电压的，所以此时灯泡L1两端的电压，因此电源电压U=5.4V+0.6V=6V。
（2）当开关S接“1”，滑片P在最左端时，电压表示数为5.4V，则有：
当开关S接2时，P在中点，电压表示数为2V，则有：；
若将L1和L2串联后接在该电源上时，电路中电流为0.2A，则有：
解以上三试：R1=3Ω，R2=R=27Ω；
（3）L1的额定功率：；L2的额定功率：。
综合以上分析，得到：电源电压6V，滑动变阻器的最大阻值27Ω，L1的额定功率0.48W，L2的额定功率3W。
故选C。
【答案】C。
【考查角度】电路分析及计算、额定值。
二、填空题
8.（2016·南山区模拟）李芳家的电能表上 ( http: / / www.21cnjy.com )标着“600r/（kW h）”字样，她用这个电能表来测量电热水壶的功率：她断开了家中其它用电器，仅让电热水壶工作，2min内电能表转了18r，则电热水壶消耗的电能是 kW h，电功率是 W。
【解析】600r/kW h表示的是电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转600r，或者表示电能表每转1r，电路中消耗kW h的电能，求出转盘转18r电路中消耗的电能，然后根据求出用电器的功率。
解答：转盘转动18转消耗电能：；
用电器的功率：。
故答案为：0.03、900。
【答案】0.03、900。
【考查角度】电能表参数的理解与电能的求法、电功率的计算。
9.（2016·宝山、嘉定 ( http: / / www.21cnjy.com )区模拟）测量家庭消耗电能的仪表是 表。标有“220V、 40W”字样的日光灯正常工作时， 加在它两端的电压为 伏，它连续正常工作25小时耗电 度。
【解析】测量家庭消耗电能的仪表是电能表，电流表、电压表测量的是电路电流和电压，电能表测量的是电路电能大小的仪表；标有“220V、 40W”字样的日光灯，它正常工作时， 需要的电压是220V；根据公式：，可求出连续正常工作25小时消耗的电能：
。
故，答案是：电能、220、1。
【答案】电能、220、1。
【考查角度】电功、电能表的应用。
10.（2017·南山区模拟）小金在进行“测定小灯泡电功率”的实验时，电源电压为3V恒定不变，他们设计的实验电路图如图甲所示。
（1）小金实验时使用的小灯泡的额定电压为2.5V。
①根据电路图连接好电路后， ( http: / / www.21cnjy.com )闭合开关，发现小灯泡较暗，移动滑动变阻器金属滑片，小灯泡亮度不变，如果实验中所用的滑动变阻器如图乙所示，你认为造成上述现象的原因是将滑动变阻器的 （用字母表示）两接线柱接入到电路所引起的。
②断开开关，使滑动变阻器正确接入电路，再次闭合开关，又发现灯不亮，电压表示数、电流表示数为零，出现这种现象的原因可能是 。21教育名师原创作品
A．灯泡灯丝断了；B．滑动变阻器接线短路；C．滑动变阻器接触不良；D．灯座接线短路。
③排除故障，进行实验，发现电压表示数是2V，应将滑片P向 端（选填“A”或“B”）移动，直至灯泡正常发光。
④正确连接后，小金通过实验得到的数据如下表，请分析数据并回答：
实验序号 1 2 3 4 5
小灯泡两端的电压U/伏 1.0 1.5 2.0 2.5 2.8
通过小灯泡的电流I/安 0.10 0.14 0.18 0.20 0.22
小灯泡的发光亮度 很暗 较暗 较亮 正常发光 很亮
小灯泡的额定功率为 瓦；依据表中的数据，可知滑动变阻器的最大阻值至少是 欧。21*cnjy*com
【解析】①闭合开关，发现小灯泡较暗，说明电路 ( http: / / www.21cnjy.com )中电流较小，电路的电阻较大，移动滑动变阻器金属滑片，小灯泡亮度不变，即变阻器失去了变阻的作用，据此分析判断；②逐一分析每个选项，确定正确答案；③灯在额定电压下正常发光，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；④由表第1次实验的数据，根据串联电路的规律及欧姆定律确定变阻器连入电路中的电阻大小确定变阻器的规格。
解答如下：①根据电路图连接好电路后，闭合开 ( http: / / www.21cnjy.com )关，发现小灯泡较暗，说明电路中电流较小，电路的电阻较大，移动滑动变阻器金属滑片，小灯泡亮度不变，即变阻器失去了变阻的作用，造成上述现象的原因是将滑动变阻器的AB两接线柱接入到电路所引起的。
②A．若灯泡灯丝断了，则电压表串联在电路中 ( http: / / www.21cnjy.com )，电压表与电源连通，电压表有示数，不符合题意；B．滑动变阻器接线短路，变阻器连入电路中的电阻为0，电源电压全部加在灯的两端，电压表有示数，不符合题意；C．若滑动变阻器接触不良，会使整个电路断路，故两表均无示数，灯不亮，符合题意；D．若灯座接线短路，灯不亮，电路是连通的，电流表应有示数，不符合题意；故选C。
③排除故障，进行实验，发现电压表示数是2V ( http: / / www.21cnjy.com )，小于灯的额定电压，根据串联电路电压的规律，应增大灯的电压减小变阻器的电压，根据分压原理应减小变阻器连入电路中的电阻，应将滑片P向 A移动，直至灯泡正常发光。
④由表中数据，灯的电压为2.5V时，通过的电流为0.2A，小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×02A=0.5W；
由表中数据，当灯的电压为U1=1V时，通过的电流I1=0.1A，变阻器分得的电压：
U滑=U﹣U1=3V﹣1V=2V，
根据欧姆定律，可知滑动变阻器连入电路中的电阻为：，即最大阻值至少是20欧。
故答案为：①AB；②C；③A；④0.5、20。
【答案】①AB；②C；③A；④0.5、20。
【考查角度】电功率的测量。
11.（2016 深圳市六模）用如图 ( http: / / www.21cnjy.com )甲所示电路测量小灯泡的额定功率，小灯泡上标有“3.8V”的字样，额定功率约1W，滑动变阻器R0的规格是“20Ω、1A”，电源电压恒为6V。
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①连接不完整的电路如图甲所示，请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整（要求导线不交叉，滑片向右移，灯光变亮）；
②连接好电路后，为了保证电路安全，应将滑动变阻器滑片移至 （选填“A”或“B”）端，才能闭合开关；
③电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。接下来应进行的操作是
A．更换小灯泡；B．检查电路是否断路；C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
④当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W；
⑤小华刚准备拆除电路结束实验时，同组 ( http: / / www.21cnjy.com )的小红提出，在调节滑片要使灯正常发光过程中，电压表的示数很难准确显示3.8V，可能因此造成一定的测量误差。她认为可以在小华第③步实验的基础上，对电路稍作改动，能提高测量数据的精确度。请帮小红补全测量步骤（补全步骤时必须准确阐述接法和操作要点）：
a．断开开关， ；
b．闭合开关， ，并读出此时电流表的示数；
c．计算出灯的额定功率。
⑥完成上述测量后，牛顿小组 ( http: / / www.21cnjy.com )的同学还想测量一段电阻丝Rx的阻值，他们增加一些实验器材分别设计了如图丙所示的四种电路，其中不可行的是 。
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【解析】①变阻器要选择右下方接线柱，这样滑片向右滑动时，接入电路的电阻变小，电流变大，则灯泡变亮，如图所示。【来源：21cnj*y.co*m】
②连接好电路后，为了保证电路安全，应将滑动变阻器滑片移至A端即阻值的最大处；
③电压表内阻很大相当于断路，若电压表与 ( http: / / www.21cnjy.com )电流表位置接反了，由于电压表串联在电路中，故电路中电流会非常小，接近于零，电压表相当于测电源电压，因此，只有电压表有示数，灯不亮；故C符合题意。
④读图可知，电流表的量程为0～0.6A，分 ( http: / / www.21cnjy.com )度值为0.02A，其示数为0.3A；则小灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W。
⑤由于小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压 ( http: / / www.21cnjy.com )表必须选择大量程，这样造成电压测量不精确，为了使测量误差更小，可将电压表并联在滑动变阻器的两端，改接小量程。
因为电源电压为6V，则变阻器两端电压为6V﹣3.8V=2.2V时，此时小灯泡恰好正常发光。
因此，补充的步骤为：a．断开开关，将电压表并联在滑动变阻器的两端（此时选择小量程）；
b．闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.2V，并读出此时电流表的示数；
c．计算出灯的额定功率。
⑥A：开关S闭合，据电流表可得出待测电阻的电流，据电压表的示数能得出待测电阻的电压，所以据求出电阻。
B：两开关都闭合，此时电压表的示数是电 ( http: / / www.21cnjy.com )源电压U；断开与电压表并联的开关，此时待测电阻与定值电阻串联，电压表测的是待测电阻Rx的电压，所以据电源电压能计算出定值电阻R0的电压，即可计算出此时的电流；由于串联电路中电流处处相等，所以据此能计算出Rx的电阻。
C：闭合开关，定值电阻和待测电阻并 ( http: / / www.21cnjy.com )联，所以读出此时电流表的示数I；断开开关，读电流表的示数Ix，则定值电阻中的电流为I-Ix，计算出定值电阻R0两端的电压U，可知待测电阻的电压为U，根据欧姆定律计算出待测电阻的阻值。
D：该选项电流都不知道，故该选项无法计算出待测电阻，故该选项符合题意。
故答案为：①如图；②A；③C；④1.14 ( http: / / www.21cnjy.com )；⑤a．电压表换用“﹣”“3”两接线柱并从灯泡两端换接到滑动变阻器两端；b．调节滑动变阻器至电压表的示数为2.2V；⑥D。
【答案】①如图；②A；③C ( http: / / www.21cnjy.com )；④1.14；⑤a．电压表换用“﹣”“3”两接线柱并从灯泡两端换接到滑动变阻器两端；b．调节滑动变阻器至电压表的示数为2.2V；⑥D。
【考查角度】探究小灯泡功率实验。
三、计算题
12.（2017·南山区模拟） ( http: / / www.21cnjy.com )如图是电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两档，分别是高温烧煮和低温焖饭，S1为档位自动控制开关，R0和R均为电热丝，R0的阻值为1210Ω，该电饭锅铭牌技术参数如表所示（低温焖饭档额定功率模糊不清）。求：
某型号电饭锅
额定电压 220V
额定功率 高温烧煮 840W
低温焖饭
电源频率 50Hz
（1）电饭锅高温烧煮0.5h消耗的电能；
（2）电饭锅低温焖饭时的额定功率；
（3）电热丝R的阻值。
【解析】（1）知道电饭锅高温烧煮的功率和烧煮时间，根据W=Pt求出电饭锅高温烧煮0.5h消耗的电能；（2）当开关S闭合、S1断开时，仅有R0接入电路，电路电阻较大，根据可知，此时电饭锅处于低温焖饭状态，进而求出电饭锅低温焖饭时的额定功率；（3）当开关S、S1都闭合时，电热丝R、R0并联接入电路，电路电阻较小，根据可知，此时电饭锅处于高温烧煮状态，用电饭锅高温烧煮的功率减去低温焖饭时的额定功率即得电热丝R消耗的电功率，最后根据求出电热丝R的阻值。
【答案】（1）电饭锅高温烧煮的功率P高=840W，烧煮时间t=0.5h=1800s，
由得，电饭锅高温烧煮消耗的电能：W=P高t=840W×1800s=1.512×106J。
（2）当开关S闭合、S1断开时，仅有R0接入电路，电路电阻较大，根据可知，电压一定时，电路电阻越大，电功率越小，此时电饭锅处于低温焖饭状态；
电饭锅低温焖饭时的额定功率：。
（3）当开关S、S1都闭合时，电热丝R、R0并联接入电路，电路电阻较小，根据可知，电压一定时，电路电阻越小，电功率越大，此时电饭锅处于高温烧煮状态；
则电热丝R消耗的电功率：P=P高﹣P低=840W﹣40W=800W，
由得，电热丝R的阻值：。
答：（1）电饭锅高温烧煮 ( http: / / www.21cnjy.com )0.5h消耗的电能为1.512×106J；（2）电饭锅低温焖饭时的额定功率为40W；（3）电热丝R的阻值为60.5Ω。21*cnjy*com
【考查角度】电功、电功率的计算。
13.（2016·盐田区模拟）课外活动小组要 ( http: / / www.21cnjy.com )设计一个加热功率为484W、保温功率为22W的电热器，其简易电路图如图甲所示，R1，R2是电热丝，电热器接在220V恒压电源上，设电热丝的阻值不随温度变化。
（1）求R1的阻值。
（2）求电热器处于保温状态时，R1消耗的电功率。
（3）用甲图中的电热丝R1和R2 ( http: / / www.21cnjy.com )连接成如图乙所示电路图，通这样的设计加热功率会 ，保温功率会 。（填“增加”、“减小”或“不变”）
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】（1）当开关S闭合时，电热丝R2被短路，电路为R1的简单电路，电路电阻较小，根据可知电热器处于加热状态，利用即可求出R1的阻值；（2）当开关S断开时，电热丝R1、R2串联，总电阻较大，根据可知电热器处于保温状态，利用求出电路中的电流，然后再利用P=I2R求出R1的实际功率；（3）由图乙可知，电热器处于加热状态时，此时R1的电功率不变，将此时的总功率P加热′=P1′+P2′，与甲图比较即可得加热功率的变化；将图甲和图乙电路中的保温电流进行比较，再根据P=UI即可判断保温功率的变化情况。
【答案】（1）由图甲可知，当开关S断开时，两电阻丝串联，总电阻较大；
当开关S闭合时，电路只有R1连入，总电阻较小；
电源电压一定，根据可知：当开关S闭合时，电热器处于高温加热状态，
则R1的阻值：。
（2）当电热器处于保温状态时，R1、R2串联，由P=UI得，电路中的电流：
则R1消耗的电功率：。
（3）用甲图中的电热丝R1和R2连接成如图乙所示电路图，由乙图可知：
当S闭合，R1、R2并联，电热器处于加热状态，U=U1=U2=220V，根据可知，此时R1的电功率P1′=P加热=484W，则加热功率为：P加热′=P1′+P2′＞484W，即加热功率增加；
当S断开，只有R2连入，电热器处于保温状态，此时电流是电流：，
甲图中保温时电流，则：I保′＞I保，根据P=UI可知：P保′＞P保，即保温功率增加。
答：（1）R1的阻值为100Ω；（2）电热器处于保温状态时，R1消耗的电功率为1W；（3）增加、增加。
【考查角度】电功率的计算。
14.（2016 深圳三模）小璇回到老家时，天很冷，她发现洗澡需要用一种“浴霸”如图1。该“浴霸”具有照明、吹风和加热三个功能，其中照明灯L1和吹风机（用 ( http: / / www.21cnjy.com )表示），均可以单独控制，加热灯L2只有在吹风机启动后才可以工作，如图所示“浴霸”的简化电路图（如图2）及铭牌。
额定电压 220V
照明灯 额定功率 40W
加热灯 额定功率 500W
吹风机 额定功率 50W
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求：（1）照明灯L1正常工作时电阻为多少？
（2）正常工作时通过加热灯L2的电流是多少？
（3）通常在洗前10min只开启加热灯L2取暖给浴室预热，问在这10min内电路消耗的电能是多少？
（4）小璇洗澡时不小心用水喷淋了浴霸，会出现什么危害？
【解析】（1）由可得，照明灯L1正常工作时电阻：；
（2）由P=UI可得，正常工作时通过加热灯L2的电流：；
（3）只开启加热灯L2取暖时，吹风机也会与加热灯L2一起工作，由可得，在这10min内电路消耗的电能：W=（P2+PM）t=（500W+50W）×10×60s=3.3×105J；
（4）浴霸工作时用水喷淋会引发电源短路等危险。
【答案】（1）照明灯L1正常工作时电阻 ( http: / / www.21cnjy.com )为1210Ω；（2）正常工作时通过加热灯L2的电流是2.27A；（3）在这10min内电路消耗的电能是3.3×105J；（4）浴霸工作时用水喷淋会引发电源短路等危险。21cnjy.com
【考查角度】电能、电功率的计算。
15.（2016·宝安区模拟）小华家买了一个家用电吹风，如图甲所示．其简化电路如图乙所示，主要技术参数如表。请解答如下问题：
型号 SHZ2010﹣642
热风温度 50℃～70℃
额定功率 热风时：1000W
冷风时：120W
额定电压 220V
质量 0.5kg
（1）当电吹风吹冷风时，正常工作5min消耗的电能是多少？
（2）当选择开关旋至何处时，电吹风正常工作的功率最大？此时电路中的总电流是多大？
（3）当电路供电电压为200V时，电吹风电热丝的实际电功率为多大？（计算结果保留一位小数）
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】（1）当电吹风吹冷风时，只有电动机工作，根据W=Pt求出消耗的电能；（2）电吹风处于吹热风状态，则电动机和电热丝应同时工作，此时功率最大；根据P=UI可求出最大电流；（3）已知吹热风和冷风时的功率，可求电热丝的额定功率，根据公式可求电热丝的电阻，已知实际电压，根据公式得到电热丝的实际功率。
【答案】（1）当开关旋至B、C时，只有电动机工作吹冷风，P动=120W；
由可得，电吹风吹冷风时，正常工作10min消耗的电能是W=Pt=120W×10×60s=7.2×104J；
（2）当开关旋至A、B时，电阻丝与电动机并联且同时工作，电吹风功率最大，此时P热=1000W，由P=UI可得，电路中的总电流是；
（3）电热丝的额定功率为PR=P总﹣P动=1000W﹣120W=880W，由，可得，电热丝的电阻为，电热丝的实际功率为。
答：（1）电吹风吹冷风时，正常工 ( http: / / www.21cnjy.com )作3min消耗的电能是7.2×104J；（2）当选择开关旋至AB时，电吹风正常工作的功率最大，此时电路中的总电流是4.55A；（3）电热丝的实际功率为727.3W。【出处：21教育名师】
电功率与电能、时间的关系；功率与电压、电流的关系；功率计算。
四、实验探究题
16.（2016·深圳）小明家安装 ( http: / / www.21cnjy.com )了电热水龙头如甲图，其简化电路如乙图，R1、R2为电热丝，通过调节旋钮可使扇形开关S同时接触两个相邻的触点，从而实现冷水、温水、热水档之间的切换。某次使用电热水龙头的过程中，水龙头的功率随时间的变化关系如丙图所示。
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（1）当开关同时接触3、4触点时，水龙头放出的是 （选填“冷水”、“温水”或“热水”）。
（2）求电热丝R1工作时的电阻大小。
（3）求该次使用过程中水龙头消耗的总电能。
【解析】（1）当开关处于位置3、4触点时时，电阻R1和R2并联接入电路，电路电阻最变小，由公式可知,此时功率最大，故放出的是热水。
（2）由图乙，当开关与触点3接触时，只有一只电阻R1接入电路，从图丙中可以看出，此时的温水功率P温水=880W，由可知，。
（3）由图象可知，该水龙头前10s处于温水功率，后10s处于热水功率，消耗的电能：。
答案：（1）热水；（2）电热丝R1工作时的电阻为55Ω；（3）该次使用过程中水龙头消耗的总电能是3.52×104J。
【答案】（1）热水；（2）电热丝R1工作时的电阻为55Ω；（3）该次使用过程中水龙头消耗的总电能是3.52×104J。
【考查角度】电功计算。
四、实验探究题
17.（2017·深圳三模）小明探究“电流一定时，导体消耗的电功率与导体电阻的关系”，现有实验器材：稳压电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱(符号为 ( http: / / www.21cnjy.com ))、开关及若干导线。
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图（1） 图（2） 图（3）
(1)为了完成此探究实验，请你在题图（ ( http: / / www.21cnjy.com )1）的虚线框内将实验电路图补充完整；若连接电路后，闭合开关，发现电压表的指针偏转如题图（2）所示，其原因可能是 。
(2)实验中利用公式 计算电阻箱阻值不同时消耗的电功率，实验过程需要记录的物理量有：电阻箱两端电压U、通过电阻箱的电流I和 。
(3)在实验中，小明需多次改变 ( http: / / www.21cnjy.com )电阻箱的阻值进行测量，每改变一次阻值，都必须移动滑动变阻器的滑片来控制 ，多次改变电阻箱阻值的目的是
。
(4)完成上述实验后，小明又 ( http: / / www.21cnjy.com )从实验室借了一个额定功率为2.5V的小灯泡和一个单刀双掷开关，设计了题图（3）所示实验电路图来测量小灯泡的额定功率，实验如下：闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，把电阻箱调到10Ω，刚好使电压表的示数为2.5V；再将开关S2拨到触点l，读出电压表的示数为4.5V，小灯泡额定功率P= W。
【解析】（1）根据题意，实验电路如图所示；开关闭合后，电压表指针反转，其原因是电压表的正负接线柱接反。
（2）根据电功率公式：，可以计算电阻箱不同阻值时消耗的功率，在实验过程中，需要记录的物理量有：电阻箱两端电压Ｕ、通过电阻箱的电流I和电阻箱阻值R。
（3）在实验中，下面需要多次改变电阻箱阻值 ( http: / / www.21cnjy.com )进行测量，每次都需要移动电阻箱的滑片用来控制电流不变，其目的是多次进行实验，使实验结论更具有普遍性。
（4）实验后，小明从实验室借了一个额定电压为2.5V的小灯泡和一个单刀双掷开关，设计了图（3）的实验电路，用来测量小灯泡的功率；实验如下：闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，把电阻箱调到10Ω，刚好使电压表示数为2.5V；再将开关S2拨到触点1，读出电压表示数为4.5V，则通过电路中的电流为：，小灯泡额定功率为：。
故，答案为：（1）电压表正负接线拄接反；（ ( http: / / www.21cnjy.com )2）P=UI、电阻箱的阻值R；(3)电流不变多次进行实验使实验结论更具普遍性（避免偶然性）；(4)0.5W。
【答案】（1）电压表正负接线拄接反；（2 ( http: / / www.21cnjy.com )）P=UI、电阻箱的阻值R；(3)电流不变多次进行实验使实验结论更具普遍性（避免偶然性）；(4)0.5W。
【考查角度】功率实验探究。
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