专项集训9：电功、电功率
高频考点1：电能和电能的测量
考点解读：电功：电流所做的功叫电功，用字母W表示，电流做功的过程，就是电能转变为其他形式能的过程(如内能、光能、机械能)。电功的国际单位：焦耳，生活中还常用“千瓦时”(度)做电功的单位，1 kW·h＝3.6×106J。测量电功的仪表是电能表，可测量用电器消耗的电能。电能表的表盘如图所示，电能表的各参数表示的物理意义：600r/kw?h，表示每消耗1kw?h的电能，电能表的转盘转600转，“10(20)A”表示电能表的标定电流是10A，最大瞬间电流是20A，220V表示该电能表的额定电压，50Hz表示该电能表在频率为50Hz的交流电电路中使用。
例1：如图分别是小明家上个月月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1600imp/kW·h”表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次，下列选项中正确的是( )
A．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多
B．小明家上月消耗的电能为911kW·h
C．小明家干路中的电流不得超过10A
D．断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的功率为600W
高频考点2：电功和电功率的计算
考点解读：①公式W=Pt=UI t和P= W/t=UI适用于所有电功和电功率的计算，而W=I2Rt=t和P=I2R=只适用于纯电阻电路(即电能只转化为内能)的计算。②对于电阻不变的用电器，额定电压、额定功率和实际电压、实际功率存在着以下关系：P实/P额=(U实/U额)2。
例2：如图所示，电源电压为4.5 V，定值电阻R0为10 Ω，滑动变阻器R的规格为“20 Ω 2 A”，电流表和电压表量程分别选择“0～0.6 A”“0～3 V”。闭合开关S，电路正常工作时，下列叙述正确的是( )
A．电流表示数最大值为0.6 A
B．电压表示数范围为1～3 V
C．滑动变阻器的功率可达0.5 W
D．滑动变阻器的阻值变化范围为5～10 Ω
高频考点3：额定功率和实际功率
考点解读：用电器正常工作时的电压叫额定电压，用电器在额定电压下的功率叫额定功率；用电器工作时实际加的电压叫实际电压，用电器在实际电压下的功率叫实际功率，每个用电器的额定功率只有1个，而实际功率有很多个，电压不同，实际功率就不同，实际值和额定值的关系为：U实＝U额时，P实＝P额，用电器处于正常工作状态；U实＜U额时，P实＜P额，用电器不能正常工作；U实＞U额时，P实＞P额，用电器寿命减短，且容易烧坏。
例3：标有“6V6W”、“6V3W”字样的L1、L2串联后接在6V电源上，下列说法正确的是( )
A．L1的额定功率大于L2的额定功率
B．L1的实际功率大于L2的实际功率
C．通过L1的电流大于通过L2的电流
D．通过L1的电流小于通过L2的电流
高频考点4：求实际功率和实际电压问题
考点解读：求实际功率和实际电压，都先根据用电器的规格求出电阻，因为电阻只跟电阻丝的长度、材料、横截面积、温度有关，所以在不考虑温度影响电阻的情况下，电阻是固定不变的，在根据与电阻有关的公式求出相应的物理量。
例4：如图是家用电热壶及铭牌，假设电热壶电阻丝电阻不变，求：
产品型号
XXXX
额定电压
220V
额定功率
605W
频率
50HZ
容量
1.0L
(1)电热壶电阻丝的电阻？
(2)小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其他用电器都关闭，他观察到电热壶工作时，家里标有“2000r/kW·h”字样的电能表转盘在3min内转了50转，则他家电路的实际电压是多少？(不考虑温度对电阻的影响)？
(3)小明家还有一只标有”PZ220V 100W”的灯泡，假如其在110V电压下工作，求灯泡的实际功率？
高频考点5：比较灯泡的明暗
考点解读：小灯泡的发光情况是由实际功率决定的。
U实与U额关系
P实与P额关系
灯泡亮度
U实>U额
P实>P额
较亮
U实＝U额
P实＝P额
正常发光
U实
P实较暗
例5：两个额定电压相同的小灯泡，串联起来接到电源上，亮度不同。对两个灯泡的额定功率比较大小时，做以下分析，请你将最合理的排序选出来( )
①从关系式P＝I2R可以知道 ②比较亮的灯泡的电阻较大 ③在相同电压下工作时，灯泡的电功率和它的电阻成反比 ④从关系式P＝U2/R可以知道 ⑤串联时流过两个灯泡的电流相同 ⑥所以，串联时那个较暗灯泡的额定功率较大
A．②①③④⑤⑥ B．⑥②①③④⑤
C．①③④②⑥⑤ D．⑤①②④③⑥
高频考点6：测小灯泡的电功率
考点解读：实验目的：探究小灯泡在不同电压下的发光情况。
实验原理：P＝UI。
实验电路图：如右图
实验结论：小灯泡的发光情况是由实际功率决定的。
实验有关注意事项：①连接电路时，开关应该打开，滑动变阻器应达到最大位置；②滑动变阻器的作用：用于调节小灯泡两端的电压，使它分别等于额定电压、高于和低于额定电压的1/5③电表要选择合适的量程，一般遵循“能小则小”的原则；④使小灯泡正常发光的操作(移动滑片，眼睛注视测量小灯泡两端电压表示数为额定电压)；⑤温度对灯泡灯丝电阻的影响(温度越高，灯丝电阻越大)；⑥实际电压、实际功率与灯泡亮暗的关系(实际功率越大，灯泡越亮)；⑦实验中多次测量的目的(找电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律)；⑧不能用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率的原因(电压改变，功率也改变)。
例6：在测定额定电压为2.5 V的小灯泡电功率的分组实验中：
甲 乙
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
(2)小明闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是____。排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为____W。
(3)小华在进行实验数据处理时，算出了小灯泡的平均功率(如表)，你认为这样处理数据是____(选填“合理”或“不合理”)的，理由：________________________。
实验序号
电压U/V
电流I/A
功率P/W
平均功率/W
①
2.0
0.26
0.52
②
2.5
0.28
0.70
③
2.8
0.30
0.84
0.69
(4)下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图像中，正确的是____。
A B C D
高频考点7：电流的热效应和焦耳定律
考点解读：电流热效应：电流通过导体时，电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。用控制变量法进行研究(在电流相同，通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。在电阻相同，通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。)焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体的电阻和通电时间成正比，表达式：Q＝I2Rt。
例7：如图装置，在两相同烧瓶内装满等量煤油，瓶塞上各插入一根粗细相同的玻璃管，瓶内装入粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙。闭合开关，经过一段时间t1后，甲玻璃管液面上升高度h甲_______(填”大于”或”小于”)乙玻璃管液面上升高度h乙。断开开关，当两根玻璃管液面回到原来高度后，向右移动滑片，再闭合开关。则甲玻璃管液面上升高度h甲所需时间t2_______(填”大于”或”小于”)t1。
高频考点8：电功和电热的综合计算
考点解读：①当指示灯亮时，指示灯与发热电阻串联，电路中的总电阻最大，根据P=UI=U2/R可知电路的总功率，据此判断其状态；②当指示灯亮时其两端的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出发热电阻两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出指示灯的电阻值；③双金属开关闭合时，电路为发热电阻的简单电路，根据P=UI=U2/R求出温度控制器所消耗的电功率；④由图乙可知，一个周期的时间为3min，恒温时间为150s，加热时间为30s，根据电阻的串联和W=U2/Rt求出一个周期内温度控制器消耗的电能，1h内有20个周期，据此求出温度控制器1小时所消耗的电能。
例8：某兴趣小组设计的”温度控制器”工作时有加热和恒温两种状态。电路如图甲所示，S为开关，双金属开关在温度低时闭合，温度到达一定值时自动断开，降温后再闭合，循环工作，起到调节温度作用，指示灯的额定电压为200V，且亮起即正常工作，发热电阻阻值为40Ω。求：
(1)当指示灯亮时，温度控制器处于________状态。
(2)指示灯的电阻值。
(3)加热状态时，温度控制器所消耗的电功率。
(4)温度控制器正常工作时，记录灯泡在一段时间内，规律性亮灭情况如图乙，则温度控制器1小时所消耗的电能。
一、选择题
1． 小明家记录5月初电能表示数为1432.7度，电能表的部分示数及6月初的示数如图所示，下列说法正确的是( )
A．电能表是测量用电器电功率的仪表
B．此电能表适用于电流方向一秒钟改变50次的交流电路
C．小明家5月初至6月初消耗的电能是105kW?h
D．若电能表转盘在10min内转过250转，则用电器的总功率为1kW
2． 如图所示，电路中的电源电压相同且保持不变，所有的灯泡规格相同，且不考虑温度对电阻的影响，闭合开关，以下比较a、b、d三灯实际功率的大小关系式中正确的是( )
A．Pa＝Pd＝Pb
B．Pa＞Pd＞Pb
C．Pa＝Pd＞Pb
D．Pa＜Pd＝Pb
3． 如图a所示，相同的烧杯甲和乙装了相同质量的纯净水，在家庭电路中并联接入不同的加热器1(电阻R1)和加热器2(电阻R2)加热，忽略散失的热量，得到图b所示的水温与加热时间的图像，则 ( )
A．若吸收相同的热量，则甲杯的水温升高比乙杯的多
B．加热器1的实际功率小于加热器2的实际功率
C．电阻R1小于电阻R2
D．加热相同时间，甲、乙两杯吸收的热量是相等的
4． 如图电路中，电源电压不变，移动滑动变阻器R2的滑片P，当电流表的示数变化为1～1.3安时，电压表的示数变化了3伏，则该定值电阻R1所消耗功率的变化范围是( )
A．3～3.9瓦
B．3～5.07瓦
C．3.9～10瓦
D．10～16.9瓦
5． 某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是 ( )
6． 如图所示是家用吹风机的工作原理，既可吹热风也可吹冷风，某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间变化如图乙所示，则在该次吹干头发的过程中电吹风消耗的总电能是 ( )
A．7040J B．12320J C．21120J D．13200J
7． 小玲家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个，按照每度电0.5元的计费标准，将这三个用电器正常工作1小时的用电费用绘制成了如图所示的柱状图。则下列四个选项中，判断正确的是 ( )
A．在这三个用电器中，电烤箱正常工作时的电压最高
B．在这三个用电器中，电视机正常工作时的电压最低
C．正常工作时，通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流
D．在一个月内，小玲家电烤箱的用电费用一定比电饭锅的用电费用多
8． 如图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电t秒后(两容器都不向外放热)，下列说法正确的是 ( )
A．两容器中电阻产生的热量相同
B．右边容器中空气的温度是左边容器中空气温度的两倍
C．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍
D．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍
9． 如图甲是呼气式酒精测试仪的电路原理图，R1为气敏电阻，它的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙，R2为定值电阻，电源电压保持不变。检测时，驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，则( )
A．测试仪中电压表的示数越大
B．测试仪中电流表的示数越小
C．电路消耗的总功率越小
D．电压表与电流表示数的比值越大
10．小夏将n个“3V 0.3W”的小灯泡，按照甲、乙两种连接方式分别接入电压为U的电路中(如图所示)，通过分别调节滑动变阻器R1和R2，使所有灯泡均正常发光。则甲、乙两电路中的总电流与总功率的关系正确的是( )
A．I甲＝I乙
B．I甲＝I乙
C．P甲＝nP乙
D．P甲＝n2P乙
11． 某同学家中有一个电磁炉，上面标有“220V 2000W”的字样，下面关于这个电磁炉的说法中正确的是 ( )
A．使用这个电磁炉时应连接额定电流为10A的保险丝
B．这个电磁炉在正常工作时的电阻为484Ω
C．这个电磁炉工作时的电功率是2000W
D．这个电磁炉正常工作0.5h消耗电能为1.8×106J
12．图中电源电压6 V保持不变，灯泡L标有“6 V 6 W”字样，开关闭合后在滑片P从b端到a端滑动的过程中，下列说法正确的是( )
A．灯泡两端的电压不断增大
B．通过灯泡的电流不断减小
C．灯泡消耗的电功率不断减小
D．灯泡消耗的电功率恒定不变
13．如图甲，两电热丝R1与R2并联，R1＝20 Ω，电源电压保持不变，闭合开关，电流表A1和电流表A2表盘指针均指如图乙所示位置，则以下判断错误的是( )
A．R1∶R2＝5∶1
B．电源电压是10 V
C．R2的电功率是20 W
D．R1工作2 min所放出的热量为600 J
14．某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是( )
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
C．当电压表示数为2.5 V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
15．小灯泡额定电压为6 V，额定功率估计在7～12 W之间，小佳按如图甲所示的电路测定灯的功率，所用电流表有0.6 A、3 A两档，电压表有3 V、15 V两档，将它们连入电路时，小佳做了正确选择与操作，变阻器滑到某处时两电表示数如图乙、丙所示，则( )
A．小灯泡额定功率为7.5 W
B．在5 V时小灯泡的功率为7.5 W
C．在1 V电压下小灯泡功率7.5 W
D．在5 V时小灯泡功率为1.5 W
二、非选择题
16．甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示。将甲、乙两灯泡串联后接在电压为________V的电源两端时，甲灯泡中通过的电流为0.5 A，此时乙灯泡1 min消耗的电能是________J。
17．某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理理，当开关S接触点1时，该电饭煲处于_______(填“保温”或“加热”)状态，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量是______，其大小为_______。
18．如图甲是一种新型插座，它能即时显示接在该插座时的用电器的工作电压和所耗电费等信息(插座本身消耗电能由内部电池提供)，小明将装有质量为2.4kg、初温为10℃水的电水壶插在该插座上，这时插座屏幕上显示如图乙所示，当水烧开至100℃时，屏幕显示如图丙所示，这段时间内电水壶消耗的电能为________J，实际功率为________W，电水壶烧水的效率为________。[电费单价：0.5元/(kW·h)；c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
时钟 14：2023
时钟 14：3223
电压 218.2V
电压 218.2V
电费 00.00元
电费 00.15元
乙
丙
甲
19．如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化(已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U)。由此请你回答：
(1)在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为________(填写表达式)。
(2)在电动机转动时，电流所做的功________电流在电路中产生的热量(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过的知识给以解释。______________________________________________________________。
20．在我们使用电器的时候，按下遥控器的待机键，电器即进入等待开机的状态，即为待机模式。有的电器虽然没有待机按钮，可如果没有切断电源，也相当于处在待机状态。下表是常用家用电器在220V电压下的工作功率和待机功率。
电器种类
空调
电视机
机顶盒
洗衣机
工作功率(瓦)
2600
150
15.4
500
待机功率(瓦)
1.1
0.2
15.2
0.03
请回答：
(1)在家庭电路中，机顶盒和电视机_________(填”串”或”并”)联在火线和零线上。
(2)根据表中数据，电视机的工作电流为_______安。(精确到0.01安)
(3)若机顶盒每天处于待机状态的时间为20小时，计算1个月(以30天计)机顶盒在待机状态下消耗的电能。
21．[2018·杭州]小金对玩具汽车的电动机很感兴趣，他拆下电动机，测得它的内阻为1.5Ω。为测量电动机工作时的电流，利用身边现有器材，设计了如图所示的电路。已知电源电压为12V，当变阻器的阻值为6Ω时，电压表的读数为3V。计算此时：
(1)通过电动机的电流。
(2)电动机消耗的电功率。
22．某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲。控制电路电源电压U1＝12伏，R0为定值电阻，RF为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计；压敏电阻RF放置于水箱底部(如图乙)，其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表。工作电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压U2＝220伏；圆柱体水箱底面积S＝0.4米2。当水箱内的水位上升到2米时，通过电磁铁线圈的电流Ia＝0.1安，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I1＝1安；当水位下降到1米时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时电流表示数I2＝2安。
水位(米)
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
RF阻值(欧)
300
200
125
90
70
65
62
60
59
(1)当水箱内水位达到2米时，控制电路中压敏电阻RF的功率为________瓦。
(2)当水箱内水位下降到1米时，通过电磁铁线圈的电流Ib为多少安？
(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水恒为0.001米3；注水系统工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005米3。求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能。
23．小明和妈妈一起去商场选购了“亚米牌”全自动豆浆机，回到家，他马上阅读了使用说明书，了解了豆浆机的主要结构(如图甲)、使用方法及注意事项，并观察了豆浆机铭牌(如图丙)，电路原理图可等效成图乙。下表是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机工作时间与对应的工作状态。请你帮小明解决下列问题：
工作时间(min)
0～1
1～5
5～6
6～10
工作状态
粉碎打浆
加热
粉碎打浆
加热
(1)豆浆机正常工作电热丝电阻是多少？
(2)豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功多少焦？
(3)小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其他用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热丝工作时，家里标有“2000r/kW·h”字样的电能表转盘在3min内转了50转，则他家电路的实际电压是多少？(不考虑温度对电阻的影响)
24．一种电热水龙头俗称“小厨宝”，通常安装在厨房里以便提供热水，如图是它的实物图和内部电路图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制水龙头流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电阻丝，其中R2＝44Ω，温水档的电功率是880W[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]。试回答或求解下列问题：
(1)当S旋到位置1时，水龙头流出_____水；当S旋到位置3时，水龙头流出______水。(填“冷”、“温”或“热”)
(2)当S旋到位置2时，小厨宝正常工作30s将0.5kg的水从20℃加热到50℃，水吸收了多少热量？
(3)电热丝R1的阻值是多少？
(4)当S旋到热水档时，小厨宝正常工作60s消耗的电能是多少？
25．[2018·衢州]小柯家新添了一台变频空调，部分参数如表中所示。当室温和空调的设定温度相差较大时，变频空调一开机，即以最大功率工作，使室温迅速达到设定温度；当室温达到设定温度后，空调的制冷(热)功率随之减小，以维持室温基本不变。该空调另设电辅热功能，可以辅助制热，以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的问题。
型号
×××
功能
冷暖(辅助电加热)
制冷功率P冷(W)
变化范围180～1600
制热功率P热(W)
变化范围200～1900
电辅热功率P辅热(W)
1000
电源电压(V)
220
(1)空调接入家庭电路后，与其他用电器__并__联。
(2)假设该空调开机后以最大制冷功率工作0.5h，使室温降至设定温度。然后，空调又以某一恒定的功率工作了2.5h，全过程空调消耗的电能为1.9kW·h，求
①前0.5h空调消耗的电能。②后2.5h通过空调的电流。
26．如图甲是某品牌电压力锅，图乙所示是它的简化电路图。R1、R2是定值电阻，闭合开关S1，开关S2与触点b接通，电压力锅处于加热状态，此时电压力锅的功率P1＝1000W，通过R1的电流为I1，当锅内的气压达到设定值时，S2自动与触点b断开并与触电a接通，S1仍闭合。电压力锅处于保压状态，此时电压力锅的功率为P2，通过R2的电流为I2。图2是表示做好某次饭的过程中，电压力锅从加热到保压消耗的电功率与时间的关系，已知I1＝5I2。求：
(1)电压力锅处于加热状态时，通过电阻R1的电流。
(2)电压力锅处于保压状态时的功率P2。
(3)用电高峰期，电路的实际电压为210V，电压力锅做好同样一次饭，处于加热过程实际需要的时间。(不考虑能量损失)
专项集训9：电功、电功率
高频考点1：电能和电能的测量
考点解读：电功：电流所做的功叫电功，用字母W表示，电流做功的过程，就是电能转变为其他形式能的过程(如内能、光能、机械能)。电功的国际单位：焦耳，生活中还常用“千瓦时”(度)做电功的单位，1 kW·h＝3.6×106J。测量电功的仪表是电能表，可测量用电器消耗的电能。电能表的表盘如图所示，电能表的各参数表示的物理意义：600r/kw?h，表示每消耗1kw?h的电能，电能表的转盘转600转，“10(20)A”表示电能表的标定电流是10A，最大瞬间电流是20A，220V表示该电能表的额定电压，50Hz表示该电能表在频率为50Hz的交流电电路中使用。
例1：如图分别是小明家上个月月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1600imp/kW·h”表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁1600次，下列选项中正确的是( )
A．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多
B．小明家上月消耗的电能为911kW·h
C．小明家干路中的电流不得超过10A
D．断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的功率为600W
解析：A、因为电能表指示灯闪烁的快慢反映了电流做功的快慢，所以指示灯闪烁越快，电路的总功率越大，不能说明消耗电能越多，故A错误；B、小明家上月消耗的电能为：5637.8kW?h-5546.7kW?h=91.1kW?h，故B错误；C、由图知电能表允许通过的最大电流为20A，因此小明家干路中的电流不得超过20A，故C错误；D、1600imp/kW?h表示每消耗1kW?h的电能，指示灯闪烁1600次，指示灯闪烁32次，则电饭锅消耗的电能：W=32÷1600=0.02kW?h；此时电饭锅的功率：P=0.6kW=600W．故D正确。
答案：D
高频考点2：电功和电功率的计算
考点解读：①公式W=Pt=UI t和P= W/t=UI适用于所有电功和电功率的计算，而W=I2Rt=t和P=I2R=只适用于纯电阻电路(即电能只转化为内能)的计算。②对于电阻不变的用电器，额定电压、额定功率和实际电压、实际功率存在着以下关系：P实/P额=(U实/U额)2。
例2：如图所示，电源电压为4.5 V，定值电阻R0为10 Ω，滑动变阻器R的规格为“20 Ω 2 A”，电流表和电压表量程分别选择“0～0.6 A”“0～3 V”。闭合开关S，电路正常工作时，下列叙述正确的是( )
A．电流表示数最大值为0.6 A
B．电压表示数范围为1～3 V
C．滑动变阻器的功率可达0.5 W
D．滑动变阻器的阻值变化范围为5～10 Ω
解析：由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。当电压表的示数UR0＝3 V时，电路中的电流，I＝＝＝0.3 A，因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器允许通过的最大电流为2 A，电流表的量程为0～0.6 A，所以，电路中的最大电流I大＝0.3 A，故A错误；此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路消耗的总功率最大，此时电路中的总电阻：R总＝＝＝15 Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑＝R总－R0＝15 Ω－10 Ω＝5 Ω，则滑动变阻器阻值变化范围为5～20 Ω，故D不正确；此时滑动变阻器的功率P滑＝1.5 V×0.3 A＝0.45 W；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，电压表的示数最小，则电路中的最小电流：I小＝＝＝0.15 A，电压表的最小示数：UR0′＝I小R0＝0.15 A×10 Ω＝1.5 V，所以，电压表示数变化范围为1.5～3 V，故B不正确，此时滑动变阻器的功率P滑＝3 V×0.15 A＝0.45 W。
答案：C
高频考点3：额定功率和实际功率
考点解读：用电器正常工作时的电压叫额定电压，用电器在额定电压下的功率叫额定功率；用电器工作时实际加的电压叫实际电压，用电器在实际电压下的功率叫实际功率，每个用电器的额定功率只有1个，而实际功率有很多个，电压不同，实际功率就不同，实际值和额定值的关系为：U实＝U额时，P实＝P额，用电器处于正常工作状态；U实＜U额时，P实＜P额，用电器不能正常工作；U实＞U额时，P实＞P额，用电器寿命减短，且容易烧坏。
例3：标有“6V6W”、“6V3W”字样的L1、L2串联后接在6V电源上，下列说法正确的是( )
A．L1的额定功率大于L2的额定功率
B．L1的实际功率大于L2的实际功率
C．通过L1的电流大于通过L2的电流
D．通过L1的电流小于通过L2的电流
解析：由灯泡铭牌可知，L1的额定功率为6W，L2的额定功率为3W，L1的额定功率大于L2的额定功率，故A正确；两灯泡串联，通过它们的电流I相等，由P=I2R可知，L1的实际功率小于L2的实际功率，故B错误；两灯泡串联，通过它们的电流相等，故CD错误。
答案：A
高频考点4：求实际功率和实际电压问题
考点解读：求实际功率和实际电压，都先根据用电器的规格求出电阻，因为电阻只跟电阻丝的长度、材料、横截面积、温度有关，所以在不考虑温度影响电阻的情况下，电阻是固定不变的，在根据与电阻有关的公式求出相应的物理量。
例4：如图是家用电热壶及铭牌，假设电热壶电阻丝电阻不变，求：
产品型号
XXXX
额定电压
220V
额定功率
605W
频率
50HZ
容量
1.0L
(1)电热壶电阻丝的电阻？
(2)小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其他用电器都关闭，他观察到电热壶工作时，家里标有“2000r/kW·h”字样的电能表转盘在3min内转了50转，则他家电路的实际电压是多少？(不考虑温度对电阻的影响)？
(3)小明家还有一只标有”PZ220V 100W”的灯泡，假如其在110V电压下工作，求灯泡的实际功率？
解析：(1)电热丝电阻R＝＝＝80Ω
(2)豆浆机3min内消耗的电能：W实＝kW·h×50＝kW·h＝9×104J，豆浆机实际功率：P实＝＝＝500W，电路实际电压：U实＝＝＝200V。
(3)在110V电压下工作，灯泡的实际功率：P实=U实2÷R=(110V)2÷484Ω=25W
高频考点5：比较灯泡的明暗
考点解读：小灯泡的发光情况是由实际功率决定的。
U实与U额关系
P实与P额关系
灯泡亮度
U实>U额
P实>P额
较亮
U实＝U额
P实＝P额
正常发光
U实P实较暗
例5：两个额定电压相同的小灯泡，串联起来接到电源上，亮度不同。对两个灯泡的额定功率比较大小时，做以下分析，请你将最合理的排序选出来( )
①从关系式P＝I2R可以知道 ②比较亮的灯泡的电阻较大 ③在相同电压下工作时，灯泡的电功率和它的电阻成反比 ④从关系式P＝U2/R可以知道 ⑤串联时流过两个灯泡的电流相同 ⑥所以，串联时那个较暗灯泡的额定功率较大
A．②①③④⑤⑥ B．⑥②①③④⑤
C．①③④②⑥⑤ D．⑤①②④③⑥
解析：判断灯泡电功率大小的步骤是：串联时流过两个灯泡的电流相同；从关系式P=I2R可以知道；较亮灯泡的电阻较大；从关系式P=U2/R可以知道；在相同电压下工作时，灯泡的电功率和它的电阻成反比；所以，串联时那个较暗灯泡的额定功率较大。
答案：D
高频考点6：测小灯泡的电功率
考点解读：实验目的：探究小灯泡在不同电压下的发光情况。
实验原理：P＝UI。
实验电路图：如右图
实验结论：小灯泡的发光情况是由实际功率决定的。
实验有关注意事项：①连接电路时，开关应该打开，滑动变阻器应达到最大位置；②滑动变阻器的作用：用于调节小灯泡两端的电压，使它分别等于额定电压、高于和低于额定电压的1/5③电表要选择合适的量程，一般遵循“能小则小”的原则；④使小灯泡正常发光的操作(移动滑片，眼睛注视测量小灯泡两端电压表示数为额定电压)；⑤温度对灯泡灯丝电阻的影响(温度越高，灯丝电阻越大)；⑥实际电压、实际功率与灯泡亮暗的关系(实际功率越大，灯泡越亮)；⑦实验中多次测量的目的(找电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律)；⑧不能用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率的原因(电压改变，功率也改变)。
例6：在测定额定电压为2.5 V的小灯泡电功率的分组实验中：
甲 乙
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
(2)小明闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是____。排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为____W。
(3)小华在进行实验数据处理时，算出了小灯泡的平均功率(如表)，你认为这样处理数据是____(选填“合理”或“不合理”)的，理由：________________________。
实验序号
电压U/V
电流I/A
功率P/W
平均功率/W
①
2.0
0.26
0.52
②
2.5
0.28
0.70
③
2.8
0.30
0.84
0.69
(4)下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图像中，正确的是____。
A B C D
解析：(1)根据灯泡的额定电压为2.5 V，电压表量程选择0～3 V，如图所示：(2)灯泡不亮，电流表无示数，说明电路中存在断路的情况；电压表有示数，说明电压表中间小灯泡断路；电流表量程为0～0.6 A，电流表示数0.3 A，P＝UI＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W。
(3)小华根据实验数据算出了小灯泡的平均功率，这样处理数据是不合理的，因为灯泡在不同电压下的实际功率是不同的，这样算出的平均功率没有意义。
(4)随着滑动变阻器接入电路电阻的增大，由串联电路的特点知道，灯泡的电压减少，功率变小，故选B。
答案：(1)见解析；(2)灯泡断路；0.75；(3)不合理；灯泡在不同电压下的实际功率是不同的，这样算出的平均功率没有意义；(4)B
高频考点7：电流的热效应和焦耳定律
考点解读：电流热效应：电流通过导体时，电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。用控制变量法进行研究(在电流相同，通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。在电阻相同，通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。)焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体的电阻和通电时间成正比，表达式：Q＝I2Rt。
例7：如图装置，在两相同烧瓶内装满等量煤油，瓶塞上各插入一根粗细相同的玻璃管，瓶内装入粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙。闭合开关，经过一段时间t1后，甲玻璃管液面上升高度h甲_______(填”大于”或”小于”)乙玻璃管液面上升高度h乙。断开开关，当两根玻璃管液面回到原来高度后，向右移动滑片，再闭合开关。则甲玻璃管液面上升高度h甲所需时间t2_______(填”大于”或”小于”)t1。
解析：粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙，则R甲＞R乙；两电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，因为甲瓶中电阻丝的电阻大于乙瓶中电阻丝的电阻，电流通过甲瓶中电阻丝产生的热量多，使甲瓶中的煤油温度上升的高，由此得出，当通过的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大、电流产生的热量越多，故甲玻璃管液面上升高度h甲大于乙玻璃管液面上升高度h乙；向右移动滑片，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电流减小，在电阻相同、放出热量相同的情况下，电流越小，根据焦耳定律可知，所用的时间越长，即t2大于t1。
答案：大于 大于
高频考点8：电功和电热的综合计算
考点解读：①当指示灯亮时，指示灯与发热电阻串联，电路中的总电阻最大，根据P=UI=U2/R可知电路的总功率，据此判断其状态；②当指示灯亮时其两端的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出发热电阻两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出指示灯的电阻值；③双金属开关闭合时，电路为发热电阻的简单电路，根据P=UI=U2/R求出温度控制器所消耗的电功率；④由图乙可知，一个周期的时间为3min，恒温时间为150s，加热时间为30s，根据电阻的串联和W=U2/Rt求出一个周期内温度控制器消耗的电能，1h内有20个周期，据此求出温度控制器1小时所消耗的电能。
例8：某兴趣小组设计的”温度控制器”工作时有加热和恒温两种状态。电路如图甲所示，S为开关，双金属开关在温度低时闭合，温度到达一定值时自动断开，降温后再闭合，循环工作，起到调节温度作用，指示灯的额定电压为200V，且亮起即正常工作，发热电阻阻值为40Ω。求：
(1)当指示灯亮时，温度控制器处于________状态。
(2)指示灯的电阻值。
(3)加热状态时，温度控制器所消耗的电功率。
(4)温度控制器正常工作时，记录灯泡在一段时间内，规律性亮灭情况如图乙，则温度控制器1小时所消耗的电能。
解析：(1)当指示灯亮时，指示灯与发热电阻串联，电路中的总电阻最大，由P=UI=可知，电路的总功率最小，温度控制器处于恒温状态；
(2)当指示灯亮时，两端的电压UL＝200 V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，
因此发热电阻两端的电压：UR＝U－UL＝220 V－200 V＝20 V
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：RL＝400 Ω
(3)双金属开关闭合时，电路为发热电阻的简单电路，则温度控制器的电功率：
P加热＝＝＝1 210 W
(4)由图乙可知，一个周期的时间为3 min，恒温时间为150 s，加热时间为30 s，则一个周期内温度控制器消耗的电能：W＝t加热＋t保温＝×30 s＋×150 s＝52 800 J，温度控制器1小时所消耗的电能：W总＝20W＝20×52 800 J＝1.056×106 J
答案：(1)恒温 (2)400 Ω (3)1 210 W (4)1.056×106 J
一、选择题
1． 小明家记录5月初电能表示数为1432.7度，电能表的部分示数及6月初的示数如图所示，下列说法正确的是( )
A．电能表是测量用电器电功率的仪表
B．此电能表适用于电流方向一秒钟改变50次的交流电路
C．小明家5月初至6月初消耗的电能是105kW?h
D．若电能表转盘在10min内转过250转，则用电器的总功率为1kW
解析：A、电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，故A错误；B、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B错误；C、6月初的示数1537.7kW?h，5月初，小明家中的电能表示数1432.7kW?h，故小明家5月初至6月初消耗的电能是W=1537.7-1432.7=105kW?h，故C正确；D、电能表的转盘转250转消耗的电能为：W=250÷2500kW?h=0.1kW?h，该电能表上用电器的功率：P=W/t=0.1kW?h÷h=0.6kW，故D错误。
答案：C
2． 如图所示，电路中的电源电压相同且保持不变，所有的灯泡规格相同，且不考虑温度对电阻的影响，闭合开关，以下比较a、b、d三灯实际功率的大小关系式中正确的是( )
A．Pa＝Pd＝Pb
B．Pa＞Pd＞Pb
C．Pa＝Pd＞Pb
D．Pa＜Pd＝Pb
解析：a灯的功率Pa=U2/R；b灯功率Pb=I2R=(U/2R)2R=U2/4R；d灯并联在电路中，Pd=U2/R，则三灯功率的关系为：Pa=Pd＞Pb。
答案：C
3． 如图a所示，相同的烧杯甲和乙装了相同质量的纯净水，在家庭电路中并联接入不同的加热器1(电阻R1)和加热器2(电阻R2)加热，忽略散失的热量，得到图b所示的水温与加热时间的图像，则 ( )
A．若吸收相同的热量，则甲杯的水温升高比乙杯的多
B．加热器1的实际功率小于加热器2的实际功率
C．电阻R1小于电阻R2
D．加热相同时间，甲、乙两杯吸收的热量是相等的
解析：A、根据Q=cm△t可知，相同质量甲、乙两杯纯净水，吸收相同的热量，升高的温度相同，故A错误；B、根据图b可知，加热2min，甲杯中水的温度高，表明甲杯水吸收的热量过，根据W=Pt可知，甲杯中电加热器的功率大，即加热器1的实际功率大于加热器2的实际功率，故B错误；C、加热器1的实际功率大于加热器2的实际功率，电压相同，根据P=U2÷R可知电阻R1小于电阻R2；故C正确；D、加热相同的时间，功率不同，根据W=Pt可知，甲、乙杯吸收的热量是不同的，故D错误。
答案：C
4． 如图电路中，电源电压不变，移动滑动变阻器R2的滑片P，当电流表的示数变化为1～1.3安时，电压表的示数变化了3伏，则该定值电阻R1所消耗功率的变化范围是( )
A．3～3.9瓦
B．3～5.07瓦
C．3.9～10瓦
D．10～16.9瓦
解析：由I=U/R可得：当电路中的电流I1=1A时，电压表的示数U1=I1R1=1A×R1，
当电路中的电流I2=1.3A时，电压表的示数U2=I2R1=1.3A×R1，
因电流表的示数变化范围为1A～1.3A时，电压表的示数变化了3V，
所以，U2-U1=1.3A×R1-1A×R1=3V，解得：R1=10Ω，
定值电阻R1所消耗的最小功率：P2min=I12R1=(1A)2×10Ω=10W，
定值电阻R1所消耗的最大功率：P2max=I22R1=(1.3A)2×10Ω=16.9W，
所以，该定值电阻R1所消耗功率的变化范围是10W～16.9W。
答案：D
5． 某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是 ( )
解析：要探究电流通过导体产生的热量与电阻关系，需保证通过电阻的电流相同，电阻不同，因此需让不同阻值的定值电阻串联连接，故ACD错误，B正确。
答案：B
6． 如图所示是家用吹风机的工作原理，既可吹热风也可吹冷风，某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间变化如图乙所示，则在该次吹干头发的过程中电吹风消耗的总电能是 ( )
A．7040J B．12320J C．21120J D．13200J
解析：根据功率随时间的变化关系图象可知：P热=616W，t1=20s；P凉=88W，t2=30s-20s=10s，W总=W热+W冷=P热t1+P凉t2=616W×20s+88W×10s=13200J。
答案：D
7． 小玲家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个，按照每度电0.5元的计费标准，将这三个用电器正常工作1小时的用电费用绘制成了如图所示的柱状图。则下列四个选项中，判断正确的是 ( )
A．在这三个用电器中，电烤箱正常工作时的电压最高
B．在这三个用电器中，电视机正常工作时的电压最低
C．正常工作时，通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流
D．在一个月内，小玲家电烤箱的用电费用一定比电饭锅的用电费用多
解析：AB、这三个用电器正常工作时的电压等于额定电压，由于电烤箱、电饭锅和电视机的额定电压相同，所以这三个用电器正常工作时的电压一样大，故AB错误；C、由柱状图可知，这三个用电器正常工作1小时的用电费从高到低依次是：电烤箱、电饭锅、电视机；而单价是一定的，所以它们消耗电能的关系为：W电烤箱＞W电饭锅＞W电视机，根据P=W/t可知，这三个用电器的电功率：P电烤箱＞P电饭锅＞P电视机，由P=UI得，通过这三个用电器的电流：I电烤箱＞I电饭锅＞I电视机，故C正确；D、虽然P电烤箱＞P电饭锅，由于不知道一个月内电烤箱和电饭锅的实际工作时间，所以，根据W=Pt无法判断电烤箱和电饭锅消耗的电能，所以无法比较电费的多少，故D错误。
答案：C
8． 如图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电t秒后(两容器都不向外放热)，下列说法正确的是 ( )
A．两容器中电阻产生的热量相同
B．右边容器中空气的温度是左边容器中空气温度的两倍
C．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍
D．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍
解析：如图所示装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，由Q=I2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，右端液面高；故A错误；由Q=I2Rt得，R1与R2产生的热量之比为：Q1：Q2=I2R1t：I2R2t=R1：R2=5Ω：10Ω=1：2，由Q=cm△t可得：△t1：△t2=Q1：Q2=1：2，故C正确，B、D错误。
答案：C
9． 如图甲是呼气式酒精测试仪的电路原理图，R1为气敏电阻，它的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙，R2为定值电阻，电源电压保持不变。检测时，驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，则( )
A．测试仪中电压表的示数越大
B．测试仪中电流表的示数越小
C．电路消耗的总功率越小
D．电压表与电流表示数的比值越大
解析：由电路图可知，气敏电阻R1与定值电阻R2串联，电压表测电阻R2两端的电压，电流表测电路中的电流。由图象可知气敏电阻随酒精气体浓度的增大而减小，则驾驶员呼出的酒精气体浓度越大时，气敏电阻的阻值越小，电路中的总电阻越小，由I=U/R可得，电路中的电流越大，即电流表的示数越大，故B错误；由U=IR可得，定值电阻R2两端的电压越大，即电压表的示数越大，故A正确；由P=UI可知，电路消耗的总功率越大，故C错误；因电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R2的阻值，所以，电压表与电流表示数的比值不变，故D错误。
答案：A
10．小夏将n个“3V 0.3W”的小灯泡，按照甲、乙两种连接方式分别接入电压为U的电路中(如图所示)，通过分别调节滑动变阻器R1和R2，使所有灯泡均正常发光。则甲、乙两电路中的总电流与总功率的关系正确的是( )
A．I甲＝I乙
B．I甲＝I乙
C．P甲＝nP乙
D．P甲＝n2P乙
解析：所有小灯泡的规格相同，设每个小灯泡的额定电压为U额，额定电流为I额。
①甲图，将它们并联，根据并联电路的总电流等于各支路电流之和可知，n个灯泡的总电流I甲=nI额，故该电路的总功率：P甲=U甲I甲=UnI额，
②乙图，将它们串联，串联电路电流处处相等，所以n个灯泡的总电流I乙=I额，
所以该电路的总功率：P乙=U乙I乙=UI额，
比较可知，I甲=nI乙，P甲=nP乙，故C正确、ABD错误。
答案：C
11． 某同学家中有一个电磁炉，上面标有“220V 2000W”的字样，下面关于这个电磁炉的说法中正确的是 ( )
A．使用这个电磁炉时应连接额定电流为10A的保险丝
B．这个电磁炉在正常工作时的电阻为484Ω
C．这个电磁炉工作时的电功率是2000W
D．这个电磁炉正常工作0.5h消耗电能为1.8×106J
解析：由P＝UI可得，电磁炉的额定电流I＝＝≈9.1A，所以应连接额定电流为10A的保险丝，由P＝可得，电磁炉正常工作时的电阻R＝＝＝24.2Ω；电磁炉只有两端电压为额定电压时，即正常工作时，其消耗的电功率才为额定功率2000W；由P＝可得，电炉正常工作0.5h消耗的电能W＝Pt＝2000W×0.5×3600s＝3.6×106J。
答案：A
12．图中电源电压6 V保持不变，灯泡L标有“6 V 6 W”字样，开关闭合后在滑片P从b端到a端滑动的过程中，下列说法正确的是( )
A．灯泡两端的电压不断增大
B．通过灯泡的电流不断减小
C．灯泡消耗的电功率不断减小
D．灯泡消耗的电功率恒定不变
解析：由串联电路电压规律可知，并联部分分得的电压越来越大，即灯泡两端电压越来越大，故A正确；由欧姆定律可知灯泡中的电流越来越大，故B错误；由P=UI可知，灯泡消耗的电动率不断增大，故CD错误。
答案：A
13．如图甲，两电热丝R1与R2并联，R1＝20 Ω，电源电压保持不变，闭合开关，电流表A1和电流表A2表盘指针均指如图乙所示位置，则以下判断错误的是( )
A．R1∶R2＝5∶1
B．电源电压是10 V
C．R2的电功率是20 W
D．R1工作2 min所放出的热量为600 J
解析：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R1支路的电流。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两电流表指针的位置相同，所以，电流表A1的量程为0～3A，分度值为0.1A，干路电流I=2.5A，电流表A2的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，通过R1的电流I1=0.5A，根据并联电路的电流特点可得，通过R2的电流：I2=I-I1=2.5A-0.5A=2A，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I=U/R可得，电源的电压：U=I1R1=0.5A×20Ω=10V，故B正确；则R2的阻值：R2=U/I2=10V÷2A=5Ω，则R1：R2=20Ω：5Ω=4：1，故A错误；R2的电功率：P2=UI2=10V×2A=20W，故C正确；R1工作2分钟所放出的热量：Q1=I12R1t=(0.5A)2×20Ω×2×60s=600J，故D正确。
答案：A
14．某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是( )
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
C．当电压表示数为2.5 V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
解析：A、闭合开关前，滑动变阻器应滑到B端，即其电阻最大位置。故A正确；B、闭合开关后，小灯泡不发光的原因有很多，并不一定是小灯泡灯丝断了，故B错误；C、当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率，正确；D、小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率，实际功率越大，小灯泡越亮，故D正确。
答案：B
15．小灯泡额定电压为6 V，额定功率估计在7～12 W之间，小佳按如图甲所示的电路测定灯的功率，所用电流表有0.6 A、3 A两档，电压表有3 V、15 V两档，将它们连入电路时，小佳做了正确选择与操作，变阻器滑到某处时两电表示数如图乙、丙所示，则( )
A．小灯泡额定功率为7.5 W
B．在5 V时小灯泡的功率为7.5 W
C．在1 V电压下小灯泡功率7.5 W
D．在5 V时小灯泡功率为1.5 W
解析：根据题意，灯泡额定电压为6V，则可判断电压表应选择15V档；
∵灯泡额定电压为6V，额定功率估计在7W～l2W之间，则P额＞7W；
∴根据I额=P额/U额，可估算I额＞1A，电流表应选择3A档；根据乙丙可读数：I=1.50A，UL=5.0V，此时P=ULI=7.5W，A、C错误，B正确；根据欧姆定律变式，可计算RL=UL/I=5÷1.5Ω=3.3Ω，则P额=U额2/RL=10.8W，D错误， 答案：B
二、非选择题
16．甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示。将甲、乙两灯泡串联后接在电压为________V的电源两端时，甲灯泡中通过的电流为0.5 A，此时乙灯泡1 min消耗的电能是________J。
解析：甲、乙两灯泡串联，且甲灯泡中通过的电流为0.5 A时， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，I乙＝I甲＝0.5 A, 由图像可知，两灯泡两端的电压分别为U甲＝2 V，U乙＝6 V, 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＝U甲＋U乙＝2 V＋6 V＝8 V, 乙灯泡1 min消耗的电能：W乙＝U乙I乙t＝6 V×0.5 A×60 s＝180 J。
答案：8 180
第16题图 第17题图
17．某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理理，当开关S接触点1时，该电饭煲处于_______(填“保温”或“加热”)状态，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量是______，其大小为_______。
解析：由甲可知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中，S接触点2时，两电阻串联，电源电压一定，由P=U2/R可知开关接触点1时，电路的电阻较小，功率较大，所以此时电饭煲处于加热状态；由乙图象知，横坐标表示工作时间，纵坐标表示电饭煲的电功率，阴影部分面积S=Pt=W，即：阴影部分表示的是电饭煲消耗的电功；由图知，P加热=0.8kW，加热时间t加热=10min=1/6h，所以W加热=P加热t加热=0.8kW×1/6h=2/15kW?h=4.8×105J。
答案：加热 电功 4.8×105J
18．如图甲是一种新型插座，它能即时显示接在该插座时的用电器的工作电压和所耗电费等信息(插座本身消耗电能由内部电池提供)，小明将装有质量为2.4kg、初温为10℃水的电水壶插在该插座上，这时插座屏幕上显示如图乙所示，当水烧开至100℃时，屏幕显示如图丙所示，这段时间内电水壶消耗的电能为________J，实际功率为________W，电水壶烧水的效率为________。[电费单价：0.5元/(kW·h)；c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
时钟 14：2023
时钟 14：3223
电压 218.2V
电压 218.2V
电费 00.00元
电费 00.15元
乙
丙
甲
解析：这段时间内消耗的电能为W=0.15元÷0.5元/kW?h=0.3kW?h=1.08×106J，
实际功率为P=W/t=1.08×106J÷12×60s=1500W；
水吸收的热量为：Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×2.4kg×(100℃-10℃)=907200J
则烧水效率为：η=Q/W×100%=907200J÷1.08×106J×100%=84%
答案：1.08×106 1500 84%
19．如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化(已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U)。由此请你回答：
(1)在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为________(填写表达式)。
(2)在电动机转动时，电流所做的功________电流在电路中产生的热量(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过的知识给以解释。______________________________________________________________。
解析：(1)在电动机未转动时，该电路为两个电阻串联的电路，则此时电路中的电流I＝，根据焦耳定律可知，t时间内电流在电路中产生的热量即电流所做的功W＝Q＝UIt＝Ut＝t。(2)在电动机转动时，电流所做的功主要有两个利用：一个是转化为电动机的机械能，另一个是转化为灯泡和电动机的内能，故电流在电路中产生的热量要小于电流所做的功。(3)电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得电功转化而成的内能减少，故小灯泡的亮度会变暗，所以小金的判断是错误的。
答案：(1)t (2)大于 (3)错误，电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得电功转化而成的内能减少，故小灯泡的亮度会变暗。
20．在我们使用电器的时候，按下遥控器的待机键，电器即进入等待开机的状态，即为待机模式。有的电器虽然没有待机按钮，可如果没有切断电源，也相当于处在待机状态。下表是常用家用电器在220V电压下的工作功率和待机功率。
电器种类
空调
电视机
机顶盒
洗衣机
工作功率(瓦)
2600
150
15.4
500
待机功率(瓦)
1.1
0.2
15.2
0.03
请回答：
(1)在家庭电路中，机顶盒和电视机____________________(填”串”或”并”)联在火线和零线上。
(2)根据表中数据，电视机的工作电流为____________________安。(精确到0.01安)
(3)若机顶盒每天处于待机状态的时间为20小时，计算1个月(以30天计)机顶盒在待机状态下消耗的电能。
解析：(1)机顶盒和电视机可以独立工作，互不影响，因此机顶盒和电视机是并联的；(2)由P=UI可知电视机工作时的电流为：I=P/U=150W÷220V=0.68A；(3)机顶盒在待机状态下消耗的电能为：W=P't=0.0152kW×20h×30=9.12kW?h．
答案：(1)并 (2)0.68 (3)机顶盒在待机状态下消耗的电能为9.12kW?h
21．[2018·杭州]小金对玩具汽车的电动机很感兴趣，他拆下电动机，测得它的内阻为1.5Ω。为测量电动机工作时的电流，利用身边现有器材，设计了如图所示的电路。已知电源电压为12V，当变阻器的阻值为6Ω时，电压表的读数为3V。计算此时：
(1)通过电动机的电流。
(2)电动机消耗的电功率。
解析：(1)∵变阻器两端的电压为U变＝U－U机＝12V－3V＝9V
∴电流I＝＝＝1.5A
又∵串联电路电流处处相等 ∴通过电动机的电流为1.5A
(2)电动机消耗的电功率P＝U机I＝3V×1.5A＝4.5W
22．某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲。控制电路电源电压U1＝12伏，R0为定值电阻，RF为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计；压敏电阻RF放置于水箱底部(如图乙)，其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表。工作电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压U2＝220伏；圆柱体水箱底面积S＝0.4米2。当水箱内的水位上升到2米时，通过电磁铁线圈的电流Ia＝0.1安，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I1＝1安；当水位下降到1米时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时电流表示数I2＝2安。
水位(米)
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
RF阻值(欧)
300
200
125
90
70
65
62
60
59
(1)当水箱内水位达到2米时，控制电路中压敏电阻RF的功率为________瓦。
(2)当水箱内水位下降到1米时，通过电磁铁线圈的电流Ib为多少安？
(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水恒为0.001米3；注水系统工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005米3。求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能。
解析：(1)由图知，控制电路中R0、RP、电磁铁线圈串联，由表中数据知，当水箱内水位达到2米时，RP=60Ω，控制电路中电流I水=0.1A，所以RP的功率：PP=I水2RP=(0.1A)2×60Ω=0.6W；
(2)当水位为2米时，根据串联电路特点和欧姆定律可得R0阻值，R0=R总1-RP=U/I水-RP=12V÷0.1A-60Ω=60Ω，当水位1米时，由表格数据知RP1=90Ω，由串联电路特点和欧姆定律可得线圈的电流：Ib=U/(R0+RP1)=12V÷(60Ω+90Ω)=0.08A；
(3)由工作电路知，注水和喷淋系统是并联的，注水系统从水位1米开始注水到2米，注水的总体积：V总=0.4m2×(2m-1m)=0.4m3，注水的同时喷淋系统一直工作，所以注水时间：t1=0.4m3÷(0.005m3/s?0.001m3)=100s，水位从2米下降到1米，需要的时间：t2=0.4m3÷0.001m3/s=400s，所以注水系统与喷淋系统同时工作时，工作电路电流做的功：W=U2I2t1=220V×2A×100s=4.4×104J，喷淋系统单独工作时，工作电路电流做功：W'=U2I1t2=220V×1A×400s=8.8×104J，所以相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能：W总=W+W'=4.4×104J+8.8×104J=1.32×105J。
答案：(1)0.6(2)当水箱内水位下降到1米时，通电电磁铁线圈的电流Ib为0.08A(3)相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能为1.32×105J
23．小明和妈妈一起去商场选购了“亚米牌”全自动豆浆机，回到家，他马上阅读了使用说明书，了解了豆浆机的主要结构(如图甲)、使用方法及注意事项，并观察了豆浆机铭牌(如图丙)，电路原理图可等效成图乙。下表是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机工作时间与对应的工作状态。请你帮小明解决下列问题：
工作时间(min)
0～1
1～5
5～6
6～10
工作状态
粉碎打浆
加热
粉碎打浆
加热
(1)豆浆机正常工作电热丝电阻是多少？
(2)豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功多少焦？
(3)小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其他用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热丝工作时，家里标有“2000r/kW·h”字样的电能表转盘在3min内转了50转，则他家电路的实际电压是多少？(不考虑温度对电阻的影响)
解析：(1)电热丝电阻R＝＝＝80Ω (2)由图像可知，豆浆机正常工作一次电动机工作时间t1＝2min，电热管工作时间t2＝8min，豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功：W＝P1t1＋P2t2＝100W×2×60s＋605W×8×60s＝3.024×105J。 (3)豆浆机3min内消耗的电能：W实＝kW·h×50＝kW·h＝9×104J，豆浆机实际功率：P实＝＝＝500W，电路实际电压：U实＝＝＝200V。
答案：(1)80Ω (2)3.024×105J (3)200V
24．一种电热水龙头俗称“小厨宝”，通常安装在厨房里以便提供热水，如图是它的实物图和内部电路图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制水龙头流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电阻丝，其中R2＝44Ω，温水档的电功率是880W[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]。试回答或求解下列问题：
(1)当S旋到位置1时，水龙头流出_____水；当S旋到位置3时，水龙头流出______水。(填“冷”、“温”或“热”)
(2)当S旋到位置2时，小厨宝正常工作30s将0.5kg的水从20℃加热到50℃，水吸收了多少热量？
(3)电热丝R1的阻值是多少？
(4)当S旋到热水档时，小厨宝正常工作60s消耗的电能是多少？
解析：(1)冷 热 (2)水吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(50℃－20℃)＝6.3×104J； (3)已知温水功率P温水＝880W，由P＝可得：R1＝＝＝55Ω； (4)当开关处于位置3时，电阻R1和R2并联接入电路，R并＝＝＝Ω，W＝t＝t＝×60s＝118800J。
答案：(1)冷 热 (2)6.3×104J (3)55Ω (4)118800J
25．[2018·衢州]小柯家新添了一台变频空调，部分参数如表中所示。当室温和空调的设定温度相差较大时，变频空调一开机，即以最大功率工作，使室温迅速达到设定温度；当室温达到设定温度后，空调的制冷(热)功率随之减小，以维持室温基本不变。该空调另设电辅热功能，可以辅助制热，以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的问题。
型号
×××
功能
冷暖(辅助电加热)
制冷功率P冷(W)
变化范围180～1600
制热功率P热(W)
变化范围200～1900
电辅热功率P辅热(W)
1000
电源电压(V)
220
(1)空调接入家庭电路后，与其他用电器__并__联。
(2)假设该空调开机后以最大制冷功率工作0.5h，使室温降至设定温度。然后，空调又以某一恒定的功率工作了2.5h，全过程空调消耗的电能为1.9kW·h，求
①前0.5h空调消耗的电能。
②后2.5h通过空调的电流。
解析：(2)①P1＝1600W，t1＝0.5h，W1＝P1t1＝1.6kW×0.5h＝0.8kW·h。
②W2＝1.9kW·h－0.8kW·h＝1.1kW·h，
P2＝＝＝0.44kW＝440W，
I2＝＝＝2A。
26．如图甲是某品牌电压力锅，图乙所示是它的简化电路图。R1、R2是定值电阻，闭合开关S1，开关S2与触点b接通，电压力锅处于加热状态，此时电压力锅的功率P1＝1000W，通过R1的电流为I1，当锅内的气压达到设定值时，S2自动与触点b断开并与触电a接通，S1仍闭合。电压力锅处于保压状态，此时电压力锅的功率为P2，通过R2的电流为I2。图2是表示做好某次饭的过程中，电压力锅从加热到保压消耗的电功率与时间的关系，已知I1＝5I2。求：
(1)电压力锅处于加热状态时，通过电阻R1的电流。
(2)电压力锅处于保压状态时的功率P2。
(3)用电高峰期，电路的实际电压为210V，电压力锅做好同样一次饭，处于加热过程实际需要的时间。(不考虑能量损失)
解析：(1)由题知，闭合开关S1，开关S2与触点b接通，R1接入电路，电压力锅处于加热状态，根据P＝UI，通过电阻R1的电流：I1＝＝≈4.5A； (2)闭合开关S1，开关S2与触点a接通，R2接入电路，电压力锅处于保压状态，根据P＝UI得：U＝，所以＝，已知I1＝5I2。即：＝，解得：P2＝200W；(3)根据Q＝W＝t，电路的实际电压为210V，加热状态下需要热量相同，Q1＝Q1′，则：t1＝t1′，即：×10min＝×t1′，解得：t1′≈11min。
答案：(1)4.5A (2)200W (3)11min
