易错专练9：电功、电功率
易错点一：混淆电流做功和电热的关系致错
典例：加在某电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的电功率为( )
A．P B． C． D．
跟踪训练：如果加在某定值电阻两端的电压从8V升高到10V，通过该电阻的电流变化了0.1A，则该电阻的功率变化了( )
A．0.2W B．1.8W C．2.0W D．8.0W
易错点二：混淆实际功率和额定功率而致错
典例：如图所示，曲线A、B分别是白炽灯L1(220V 100W)、L2(220V 60W)实际测得的伏安特性图像。现将L1、L2两灯串联在220V的电源上，根据图像可得L1、L2的实际功率之比约为( )
A．1∶1
B．1∶2
C．3∶5
D．3∶8
跟踪训练：如图所示电路，电源电压不变，R是定值电阻。将一个“6V 2W”的小灯泡接在a、b两点间，小灯泡恰能正常发光；若换一个“6V 3W”的小灯泡接在a、b两点间，则这个小灯泡( )
A．比正常发光时暗些
B．比正常发光时亮
C．恰能正常发光
D．灯丝将会被烧坏
影响导体电热大小的相关因素
1． 教材实验原理图
2． 实验结论：电流通过导体产生的热量跟电流I、导体的电阻R、通电时间t有关，电流、电阻越大、通电时间越长，导体产生的电热就越多。
3． 实验关键点
(1)控制变量法：电流产生的热量跟电流、电阻、通电时间有关，要研究电热与某个因素的关系时，需采用控制变量法。
(2)转换法：烧瓶与玻璃管相当于液体温度计，电流产生热量的多少通过U形管中液面高度变化显示，采用的是转换法。
4． 实验拓展
(1)在纯电阻电路中，电流产生的热量与电流所做的功相等，即：Q＝W。
因为纯电阻将电能全部转化为内能，所以产生的电热与消耗的电能相等。
(2)在非纯电阻电路中，Q＜W。因为非纯电阻电路中只有一部分电能转化为内能，还有一部分电能转化为其他形式的能。例如，电动机在工作时，电能大部分转化为动能，小部分转化为内能。
一、选择题
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
2． 如图甲所示的电路中，电源电压为8V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图像信息可知，下列判断正确的是( )
A．R0的阻值为10Ω
B．R0的最小功率是0.4W
C．电路的最大功率是12.8W
D．滑动变阻器的最大阻值是14Ω
3． 把标有“220V 40W”的灯泡L1和“220V 60W”的灯泡L2串联接入220V电路两端，下列说法正确的是 ( )
A．两灯泡的额定电压都变小了 B．两灯泡的额定电功率都变小了
C．灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大
D．通过灯泡L1的实际电流比L2的实际电流大
4． 如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑片P向下移动时，则 ( )
A．电流表的示数变小，灯变暗
B．电压表的示数变大，灯变暗
C．电压表的示数不变，总功率变大
D．电流表的示数变大，总功率变小
5． [2018·成都]下列数据最符合实际的是( )
A．手机充电器的工作电流约为20A B．USB接口的输出电压约为5V
C．家用微波炉的额定功率约为10W D．家用空调工作一晚消耗约100度电
6． 如图所示电路中，电源电压为12V。在a、b间接入灯L1“6V 2W”，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P使灯L1正常发光。断开开关，取下灯L1，保持滑片P的位置不变，在a、b间接入灯L2“6V 3W”，闭合开关。则 ( )
A．灯L2正常发光
B．灯L2正常发光时每秒消耗的电能为2J
C．通过L2的电流为0.4A
D．滑动变阻器和灯L2每秒做功5J
7． 小红在做“探究串联电路电压的规律”实验时，连好了如图所示的电路，闭合开关S后发现L1正常发光，L2只能微弱发光，以下对于这一现象产生原因的分析中，合理的是 ( )
A．灯泡L2发生了断路
B．灯泡L2发生了短路
C．由于灯泡L2的电阻较大，其实际功率较小
D．由于灯泡L2的电阻较小，其实际功率较小
8． 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
9． 把标有“220V 40W”的灯泡L1和“220V 60W”的灯泡L2串联接入220V电路两端，下列说法正确的是 ( )
A．两灯泡的额定电压都变小了
B．两灯泡的额定电功率都变小了
C．灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大
D．通过灯泡L1的实际电流比L2的实际电流大
10．图甲中电源电压恒定，R0为定值电阻。闭合开关，当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列选项正确的是 ( )
A．定值电阻R0阻值为8Ω
B．电源电压为4V
C．当滑片在a端时，R0的功率为2.4W
D．当滑片在中点时，5s内R0所产生的热量为4.5J
11．灯泡L标有“2.5V”字样，它的电阻随它两端电压变化的关系图像如图甲所示。将该灯泡L和电阻R0接入电源电压恒为3V的电路中(如图乙)，闭合开关S，灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是 ( )
A．闭合开关S，灯泡L的电阻为8Ω
B．闭合开关S，1s内电阻R0产生的热量为0.325J
C．断开开关S，灯泡L的电阻为0Ω
D．灯泡L的额定功率为0.625W
12．如图所示的电路中，电源电压不变，开关S闭合，滑动变阻器滑片P在a端时，电流表的示数为2.4A，电压表的示数为12V；滑片P移动到中点时，R1消耗的功率为P1；滑片P移到b点时，R1消耗的功率为P1′，P1∶P1′＝25∶9，滑片P在中点和在b端时，R2消耗的功率之比为 ( )
A．1∶2
B．5∶3
C．25∶9
D．25∶18
13．甲醛对人体的危害非常严重，因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要。某实验小组的同学们设计了甲醛监测设备，原理如图甲所示。电源电压恒为3V，R0为10Ω的定值电阻，R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻，污染指数在50以下为轻度污染，50～100间为中度污染，100以上为重度污染，以下分析正确的是 ( )
A．污染指数越小，电压表示数越大
B．电压表示数为1V时，属于中度污染
C．污染指数越大，电路中消耗的总功率越大
D．污染指数为50时，电压表示数为2.5V
14．一只小灯泡标有“3.8V”字样，额定功率模糊不清，某同学设计了如图甲所示的电路进行测量，电源电压恒为6V，电压表、电流表使用的量程分别为0～3V、0～0.6A，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”，他根据实验数据作出电压表、电流表示数的U－I图像，如图乙所示。则以下判断正确的是 ( )
A．小灯泡的额定功率为0.88W
B．滑片向左移时电压表示数变大，小灯泡变亮
C．变阻器允许连入电路的最大阻值约为8.82Ω
D．小灯泡正常发光2s，变阻器产生的电热为3.04J
15．在如图所示电路中，电源电压保持6V不变，定值电阻R1为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电流表量程“0～0.6A”，电压表量程“0～3V”，开关S闭合后，将滑动变阻器R2的滑片P自b端向左移动过程中，保证电表安全。电路总功率与电流的关系图像是 ( )
A B C D
二、非选择题
16．做“测定小灯泡的功率”实验时，小金设计了如图所示的电路。已知电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样，滑动变阻器规格为“25Ω 0.5A”。
(1)实验记录表中①所在的方格内应补写的科学量是_____________。
实验记录表
序号
①
电流(A)
功率(W)
灯泡亮度变化
1
2
3
(2)连接好电路后，小金将滑动变阻器滑片P移到b端，闭合开关，发现小灯泡不亮，为查找原因，他仔细检查了电路中各元件的工作状态，判断出电路既不断路，也不短路。小金做出这样判断的依据是________________________。
17．小华同学按照如图的电路图连接了电路，灯泡L2标有“6V 3W”字样，灯泡L1和L2是_____连接的。开关闭合时，两个电流表的示数分别如图所示，其中A2表的读数是__0.2__A；流过灯泡L2的电流大小是________A。此时L2________(选填“是”或“不是”)正常发光的，灯泡L1的电阻是________Ω，灯泡L1的电功率是________W。
18．把一个电阻为44Ω的电炉接入电压为220V的电路中，通电10min产生的热量为________J。连接家庭电路时，要注意检查线路连接处接触情况。若接触不良，电流通过时产生的热量会更多。容易引起火灾，因为相比接触良好时连接处的电阻________(选填“更大”或“更小”)。
19．在如图所示的电路中，定值电阻的阻值R0和电源电压U均为已知。在a、b间接入一个未知电阻Rx，闭合开关，电压表的示数为Ux，则由已知量和测得量可以推出：Rx＝______________，Rx的电功率Px＝________________。
20．如图所示电路，灯泡L1、L2、L3分别标有“6V 3W”、“6V 3.6W”、“10V 5W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。
(1)只闭合开关S1时，要使其中一只灯泡正常发光，另一只不烧坏，电源最大电压是________V，通电1min灯泡L2产生的热量是________J。
(2)如果电源电压为2.4V，要使电流表示数最大，则应闭合开关________________________，电流表示数为________A。
21．采用如图的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”，接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使U形管中的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。
(1)如图所示是探究电流产生的热量跟_______________的关系，通电一段时间________(选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。
(2)让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟__电阻__的关系，一段时间后电阻丝产生的热量________(选填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多。
22．三位同学针对“在家庭电路中，离进户线距离不同的用电器两端的电压是否完全相同”的问题进行探究。
(1)小柯设想借用实验室量程为0～15V的电压表，直接测量家庭电路上各用电器两端的电压并进行比较。仅从量程考虑，因为0～15V的电压表________________，所以小柯的设想无法实现。
(2)小雪设想利用如图所示电路模拟家庭电路进行探究，所有导线选用电阻可以忽略不计的粗铜丝。如果用电压表测量两灯的电压，结果应该是灯L1和L2两端的电压________________。
(3)小妍参照小雪的电路图进行了实验，导线ab和cd拆自旧滑动变阻器上的电阻丝，电阻较大。小妍发现规格完全相同的灯L1和L2亮度不同，得出了“如果导线的电阻较大，离电源距离不同的电灯两端电压不同”的结论。她的依据：规格相同的电灯亮度不同，是由于电灯两端的________________，导致实际功率不同。小雪和小妍采用不同的方法，都在探究同一问题，小柯感慨“方法总比问题多！”。
23．如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置中的部分电路(所连接5Ω电阻均可上下活动)。两个相同的透明容器中密封着等量的空气，甲、乙两U形管中所有液面初始状态是等高相平，通电一段时间后液面的高度如图所示。
(1)本实验利用U形管中液面的高度差的大小反映放出热量的多少，这是利用了装置中________(选填“液体”或“空气”)的热胀冷缩。
(2)根据题干中的实验结果，本实验能得到的结论是：________________________________。
(3)为了研究电流产生的热量跟电阻的关系。在不增加实验器材和不改变电路接线的前提下，断开开关，U形管中的液面降回到原来液面后，你需要进行的实验操作是________________________________________________________________。
24．小晨以某种PTC电阻作为发热部件，制作了一个恒温孵化箱。图甲是恒温孵化箱的电路图，R1、R2是两个相同的PTC电阻，电源电压220V。图乙为单个这种PTC电阻与温度变化的关系图。
(1)当温度为40℃时，电路中的电流为多少安？
(2)恒温孵化箱的最大发热功率是多少瓦？
(3)当温度保持40℃不变时，恒温孵化箱的产热和散热达到了________________关系。如果仅仅从产热方面分析，当温度超过40℃时，恒温孵化箱是怎样自动实现温度下降的？________________________________________________。
25．我国北方许多家庭安装了一种利用电来取暖的床——电热炕。其简化的工作电路如图所示，其中K为保护开关，平常处于闭合状态，当温度超过某一警戒温度时自动断开，扇形导体S为旋转型选挡开关，可绕O点旋转，每次都和相邻的两触点同时接触，从而实现关、低、中、高四个挡位的转换(挡位顺序未知，电功率越大挡位越高)。小科在家里利用所学的知识来测量该电热炕的电功率。他将S旋转到与触点1、2连接，观察发现家里标有“3000r/(kW·h)”的电能表的转盘在1min内刚好转了20r。已知R1和R2是发热电阻，R2的阻值是R1的2倍，其他电阻忽略不计，小科家电压恒为220V。请完成下列问题：
(1)小科在观察电能表的读数前先要做的事：________________________________。
(2)当S与触点3、4接触时，电热炕功率是多少？
(3)当电热炕处于高挡时，电路中通过O点的电流是多少？(结果保留一位小数)
26．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＝12V，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＝220V；圆柱体水箱底面积S＝0.4m2，当水箱内的水位上升到2m时，通过电磁铁线圈的电流Ia＝0.1A，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I1＝1A；当水位下降到1m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＝2A。
水位(m)
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
压敏电阻RF阻值(Ω)
300
200
125
90
70
65
62
60
59
(1)当水箱内水位达到2m时，控制电路中压敏电阻RF的功率为________W。
(2)当水箱内水位下降到1m时，通电电磁铁线圈的电流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0.001m3，注水系统工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005m3。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。
27．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1h所消耗的电能。
28．[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________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。
29．如图是一个电热器的一部分电路。电热丝R1规格为“220V 1100W”，电阻R2＝506Ω。电热器正常工作时，加热功率1100W，保温功率88W。电源电压保持不变，电阻不随温度变化。
(1)当温控开关S接a时，电路处于________状态(选填“加热”或“保温”)。
(2)某天在使用电热器时，R1烧毁了。小科想使电路恢复正常工作，在商店买来了表中所示的电热丝，请你设计一个方案，使损坏的电路恢复正常工作，并说明设计理由。
符号
R3
R4
R5
R6
规格
220V 500W
220V 600W
220V 2200W
110V 550W
数量
1
1
2
3
(3)世界上不同国家的家庭电路电压并不相同，如美国的家庭电路电压为110V。你觉得家庭电路的电压规定得高一些好还是低一些好？为什么？
(4)如果这种电热器想出口美国，为保证加热功率和保温功率不变，求R1和R2的阻值。
易错专练9：电功、电功率
易错点一：混淆电流做功和电热的关系致错
典例：加在某电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的电功率为( )
A．P B． C． D．
【错解】选D
【析错】学生没有弄清楚纯电阻和非纯电阻的区别，错求成电动机的机械功率，误选为D。
【正解】选C 电动机消耗的电功率P＝UI，则I＝。电动机线圈消耗的电功率Q＝I2r＝。
跟踪训练：如果加在某定值电阻两端的电压从8V升高到10V，通过该电阻的电流变化了0.1A，则该电阻的功率变化了( B )
A．0.2W B．1.8W C．2.0W D．8.0W
【解析】 定值电阻的阻值R＝＝＝20Ω，则ΔP＝－＝－＝1.8W。
易错点二：混淆实际功率和额定功率而致错
典例：如图所示，曲线A、B分别是白炽灯L1(220V 100W)、L2(220V 60W)实际测得的伏安特性图像。现将L1、L2两灯串联在220V的电源上，根据图像可得L1、L2的实际功率之比约为( D )
A．1∶1
B．1∶2
C．3∶5
D．3∶8
跟踪训练：如图所示电路，电源电压不变，R是定值电阻。将一个“6V 2W”的小灯泡接在a、b两点间，小灯泡恰能正常发光；若换一个“6V 3W”的小灯泡接在a、b两点间，则这个小灯泡( A )
A．比正常发光时暗些
B．比正常发光时亮
C．恰能正常发光
D．灯丝将会被烧坏
影响导体电热大小的相关因素
1． 教材实验原理图
2． 实验结论：电流通过导体产生的热量跟电流I、导体的电阻R、通电时间t有关，电流、电阻越大、通电时间越长，导体产生的电热就越多。
3． 实验关键点
(1)控制变量法：电流产生的热量跟电流、电阻、通电时间有关，要研究电热与某个因素的关系时，需采用控制变量法。
(2)转换法：烧瓶与玻璃管相当于液体温度计，电流产生热量的多少通过U形管中液面高度变化显示，采用的是转换法。
4． 实验拓展
(1)在纯电阻电路中，电流产生的热量与电流所做的功相等，即：Q＝W。
因为纯电阻将电能全部转化为内能，所以产生的电热与消耗的电能相等。
(2)在非纯电阻电路中，Q＜W。因为非纯电阻电路中只有一部分电能转化为内能，还有一部分电能转化为其他形式的能。例如，电动机在工作时，电能大部分转化为动能，小部分转化为内能。
一、选择题
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( D )
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
2． 如图甲所示的电路中，电源电压为8V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图像信息可知，下列判断正确的是( C )
A．R0的阻值为10Ω
B．R0的最小功率是0.4W
C．电路的最大功率是12.8W
D．滑动变阻器的最大阻值是14Ω
3． 把标有“220V 40W”的灯泡L1和“220V 60W”的灯泡L2串联接入220V电路两端，下列说法正确的是 ( C )
A．两灯泡的额定电压都变小了 B．两灯泡的额定电功率都变小了
C．灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大
D．通过灯泡L1的实际电流比L2的实际电流大
4． 如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑片P向下移动时，则 ( A )
A．电流表的示数变小，灯变暗
B．电压表的示数变大，灯变暗
C．电压表的示数不变，总功率变大
D．电流表的示数变大，总功率变小
5． [2018·成都]下列数据最符合实际的是( B )
A．手机充电器的工作电流约为20A B．USB接口的输出电压约为5V
C．家用微波炉的额定功率约为10W D．家用空调工作一晚消耗约100度电
6． 如图所示电路中，电源电压为12V。在a、b间接入灯L1“6V 2W”，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P使灯L1正常发光。断开开关，取下灯L1，保持滑片P的位置不变，在a、b间接入灯L2“6V 3W”，闭合开关。则 ( C )
A．灯L2正常发光
B．灯L2正常发光时每秒消耗的电能为2J
C．通过L2的电流为0.4A
D．滑动变阻器和灯L2每秒做功5J
7． 小红在做“探究串联电路电压的规律”实验时，连好了如图所示的电路，闭合开关S后发现L1正常发光，L2只能微弱发光，以下对于这一现象产生原因的分析中，合理的是 ( D )
A．灯泡L2发生了断路
B．灯泡L2发生了短路
C．由于灯泡L2的电阻较大，其实际功率较小
D．由于灯泡L2的电阻较小，其实际功率较小
8． 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 )
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
9． 把标有“220V 40W”的灯泡L1和“220V 60W”的灯泡L2串联接入220V电路两端，下列说法正确的是 ( C )
A．两灯泡的额定电压都变小了 B．两灯泡的额定电功率都变小了
C．灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大
D．通过灯泡L1的实际电流比L2的实际电流大
10．图甲中电源电压恒定，R0为定值电阻。闭合开关，当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列选项正确的是 ( D )
A．定值电阻R0阻值为8Ω
B．电源电压为4V
C．当滑片在a端时，R0的功率为2.4W
D．当滑片在中点时，5s内R0所产生的热量为4.5J
11．灯泡L标有“2.5V”字样，它的电阻随它两端电压变化的关系图像如图甲所示。将该灯泡L和电阻R0接入电源电压恒为3V的电路中(如图乙)，闭合开关S，灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是 ( D )
A．闭合开关S，灯泡L的电阻为8Ω
B．闭合开关S，1s内电阻R0产生的热量为0.325J
C．断开开关S，灯泡L的电阻为0Ω
D．灯泡L的额定功率为0.625W
12．如图所示的电路中，电源电压不变，开关S闭合，滑动变阻器滑片P在a端时，电流表的示数为2.4A，电压表的示数为12V；滑片P移动到中点时，R1消耗的功率为P1；滑片P移到b点时，R1消耗的功率为P1′，P1∶P1′＝25∶9，滑片P在中点和在b端时，R2消耗的功率之比为 ( D )
A．1∶2
B．5∶3
C．25∶9
D．25∶18
13．甲醛对人体的危害非常严重，因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要。某实验小组的同学们设计了甲醛监测设备，原理如图甲所示。电源电压恒为3V，R0为10Ω的定值电阻，R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻，污染指数在50以下为轻度污染，50～100间为中度污染，100以上为重度污染，以下分析正确的是 ( C )
A．污染指数越小，电压表示数越大
B．电压表示数为1V时，属于中度污染
C．污染指数越大，电路中消耗的总功率越大
D．污染指数为50时，电压表示数为2.5V
14．一只小灯泡标有“3.8V”字样，额定功率模糊不清，某同学设计了如图甲所示的电路进行测量，电源电压恒为6V，电压表、电流表使用的量程分别为0～3V、0～0.6A，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”，他根据实验数据作出电压表、电流表示数的U－I图像，如图乙所示。则以下判断正确的是 ( C )
A．小灯泡的额定功率为0.88W
B．滑片向左移时电压表示数变大，小灯泡变亮
C．变阻器允许连入电路的最大阻值约为8.82Ω
D．小灯泡正常发光2s，变阻器产生的电热为3.04J
15．在如图所示电路中，电源电压保持6V不变，定值电阻R1为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电流表量程“0～0.6A”，电压表量程“0～3V”，开关S闭合后，将滑动变阻器R2的滑片P自b端向左移动过程中，保证电表安全。电路总功率与电流的关系图像是 ( C )
A B C D
二、非选择题
16．做“测定小灯泡的功率”实验时，小金设计了如图所示的电路。已知电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样，滑动变阻器规格为“25Ω 0.5A”。
(1)实验记录表中①所在的方格内应补写的科学量是__电压(V)__。
实验记录表
序号
①
电流(A)
功率(W)
灯泡亮度变化
1
2
3
(2)连接好电路后，小金将滑动变阻器滑片P移到b端，闭合开关，发现小灯泡不亮，为查找原因，他仔细检查了电路中各元件的工作状态，判断出电路既不断路，也不短路。小金做出这样判断的依据是__电压表和电流表都有示数__。
17．小华同学按照如图所示的电路图连接了电路，灯泡L2标有“6V 3W”字样，灯泡L1和L2是__并联__连接的。开关闭合时，两个电流表的示数分别如图所示，其中A2表的读数是__0.2__A；流过灯泡L2的电流大小是__0.5__A。此时L2__是__(选填“是”或“不是”)正常发光的，灯泡L1的电阻是__30__Ω，灯泡L1的电功率是__1.2__W。
18．把一个电阻为44Ω的电炉接入电压为220V的电路中，通电10min产生的热量为__6.6×105__J。连接家庭电路时，要注意检查线路连接处接触情况。若接触不良，电流通过时产生的热量会更多。容易引起火灾，因为相比接触良好时连接处的电阻__更大__(选填“更大”或“更小”)。
19．在如图所示的电路中，定值电阻的阻值R0和电源电压U均为已知。在a、b间接入一个未知电阻Rx，闭合开关，电压表的示数为Ux，则由已知量和测得量可以推出：Rx＝____，Rx的电功率Px＝__Ux·__。
20．如图所示电路，灯泡L1、L2、L3分别标有“6V 3W”、“6V 3.6W”、“10V 5W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。
(1)只闭合开关S1时，要使其中一只灯泡正常发光，另一只不烧坏，电源最大电压是__11__V，通电1min灯泡L2产生的热量是__150__J。
(2)如果电源电压为2.4V，要使电流表示数最大，则应闭合开关__S1、S2、S3__，电流表示数为__0.32__A。
21．采用如图的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”，接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使U形管中的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。
(1)如图所示是探究电流产生的热量跟__电流__的关系，通电一段时间__左瓶__(选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。
(2)让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟__电阻__的关系，一段时间后电阻丝产生的热量__左瓶__(选填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多。
22．三位同学针对“在家庭电路中，离进户线距离不同的用电器两端的电压是否完全相同”的问题进行探究。
(1)小柯设想借用实验室量程为0～15V的电压表，直接测量家庭电路上各用电器两端的电压并进行比较。仅从量程考虑，因为0～15V的电压表__量程太小__，所以小柯的设想无法实现。
(2)小雪设想利用如图所示电路模拟家庭电路进行探究，所有导线选用电阻可以忽略不计的粗铜丝。如果用电压表测量两灯的电压，结果应该是灯L1和L2两端的电压__相等(或一样)__。
(3)小妍参照小雪的电路图进行了实验，导线ab和cd拆自旧滑动变阻器上的电阻丝，电阻较大。小妍发现规格完全相同的灯L1和L2亮度不同，得出了“如果导线的电阻较大，离电源距离不同的电灯两端电压不同”的结论。她的依据：规格相同的电灯亮度不同，是由于电灯两端的__实际电压不同(或电压不同)__，导致实际功率不同。小雪和小妍采用不同的方法，都在探究同一问题，小柯感慨“方法总比问题多！”。
23．如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置中的部分电路(所连接5Ω电阻均可上下活动)。两个相同的透明容器中密封着等量的空气，甲、乙两U形管中所有液面初始状态是等高相平，通电一段时间后液面的高度如图所示。
(1)本实验利用U形管中液面的高度差的大小反映放出热量的多少，这是利用了装置中__空气__(选填“液体”或“空气”)的热胀冷缩。
(2)根据题干中的实验结果，本实验能得到的结论是：__相同电阻，在通电时间相同的情况下，通过电流越大，导体产生的热量越多__。
(3)为了研究电流产生的热量跟电阻的关系。在不增加实验器材和不改变电路接线的前提下，断开开关，U形管中的液面降回到原来液面后，你需要进行的实验操作是__将图中上方5Ω的电阻也放入右边容器中，重复上述实验，一段时间后观察管内液面高度差__。
24．小晨以某种PTC电阻作为发热部件，制作了一个恒温孵化箱。图甲是恒温孵化箱的电路图，R1、R2是两个相同的PTC电阻，电源电压220V。图乙为单个这种PTC电阻与温度变化的关系图。
(1)当温度为40℃时，电路中的电流为多少安？
(2)恒温孵化箱的最大发热功率是多少瓦？
(3)当温度保持40℃不变时，恒温孵化箱的产热和散热达到了__平衡(或相等)__关系。如果仅仅从产热方面分析，当温度超过40℃时，恒温孵化箱是怎样自动实现温度下降的？__温度升高，电阻变大，根据P＝U2/R，总功率变小(产热变小)__。
答案：(1)由图乙可知，当温度为40℃时，R1＝R2＝500Ω，所以电路中的电流：I＝＝＝0.22A。(2)由图乙可知，R1、R2的最小阻值均为100Ω，则恒温孵化箱的最大发热功率：P大＝＝＝242W。
25．我国北方许多家庭安装了一种利用电来取暖的床——电热炕。其简化的工作电路如图所示，其中K为保护开关，平常处于闭合状态，当温度超过某一警戒温度时自动断开，扇形导体S为旋转型选挡开关，可绕O点旋转，每次都和相邻的两触点同时接触，从而实现关、低、中、高四个挡位的转换(挡位顺序未知，电功率越大挡位越高)。小科在家里利用所学的知识来测量该电热炕的电功率。他将S旋转到与触点1、2连接，观察发现家里标有“3000r/(kW·h)”的电能表的转盘在1min内刚好转了20r。已知R1和R2是发热电阻，R2的阻值是R1的2倍，其他电阻忽略不计，小科家电压恒为220V。请完成下列问题：
(1)小科在观察电能表的读数前先要做的事：__关闭家中其他所有的用电器__。
(2)当S与触点3、4接触时，电热炕功率是多少？
(3)当电热炕处于高挡时，电路中通过O点的电流是多少？(结果保留一位小数)
答案：(2)S旋转到与触点1、2连接，电路中只接R1，W＝20r/(3000r/kW·h)＝1/150kW·h，P1＝W/t＝(1/150kW·h)/(1/60h)＝0.4kW＝400W，S旋转到与触点3、4连接，电路中只接R2，∵R2＝2R1，∴P2＝1/2P1＝200W。
(3)当电热炕处于高挡时，电路中R1和R2并联，I总＝P总/U总＝(400W＋200W)/220V≈2.7A。
26．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＝12V，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＝220V；圆柱体水箱底面积S＝0.4m2，当水箱内的水位上升到2m时，通过电磁铁线圈的电流Ia＝0.1A，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I1＝1A；当水位下降到1m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＝2A。
水位(m)
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
压敏电阻RF阻值(Ω)
300
200
125
90
70
65
62
60
59
(1)当水箱内水位达到2m时，控制电路中压敏电阻RF的功率为__0.6__W。
(2)当水箱内水位下降到1m时，通电电磁铁线圈的电流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0.001m3，注水系统工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005m3。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。
答案：(2)当水箱中水位为2m时，控制电路电流Ia＝0.1A，RF1＝60Ω，此时R总1＝＝＝120Ω，则R0＝R总1－RF1＝120Ω－60Ω＝60Ω，当水箱中水位为1m时，RF2＝90Ω，R总2＝RF2＋R0＝90Ω＋60Ω＝150Ω，Ib＝＝＝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1m开始注水到2m，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＝＝100s，水位从2m下降到1m，需要的时间：t2＝＝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。
27．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__恒温__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1h所消耗的电能。
答案：(1)只有当双金属开关断开时，指示灯才会亮，此时应是恒温状态，不需加热。
(2)当指示灯亮时，两端的电压UL＝200V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，发热电阻两端的电压UR＝U－UL＝220V－200V＝20V，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＝400Ω。
(3)双金属开关闭合时，电路为发热电阻的简单电路，则温度控制器所消耗的电功率P加热＝＝＝1210W。
(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，则一个周期内温度控制器消耗的电能W＝t加热＋t恒温＝×30s＋×150s＝52800J，温度控制器1h所消耗的电能W总＝W×20＝20×52800J＝1.056×106J。
28．[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。
答案：(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。
29．如图是一个电热器的一部分电路。电热丝R1规格为“220V 1100W”，电阻R2＝506Ω。电热器正常工作时，加热功率1100W，保温功率88W。电源电压保持不变，电阻不随温度变化。
(1)当温控开关S接a时，电路处于__加热__状态(选填“加热”或“保温”)。
(2)某天在使用电热器时，R1烧毁了。小科想使电路恢复正常工作，在商店买来了表中所示的电热丝，请你设计一个方案，使损坏的电路恢复正常工作，并说明设计理由。
符号
R3
R4
R5
R6
规格
220V 500W
220V 600W
220V 2200W
110V 550W
数量
1
1
2
3
(3)世界上不同国家的家庭电路电压并不相同，如美国的家庭电路电压为110V。你觉得家庭电路的电压规定得高一些好还是低一些好？为什么？
(4)如果这种电热器想出口美国，为保证加热功率和保温功率不变，求R1和R2的阻值。
答案：(2)设计如下：
将两根“110V 550W”电热丝R6串联替代R1。
理由：R6＝＝＝22Ω，
两根电热丝R6串联后总阻值是44Ω，接在220V电压下能正常工作，能完全等效替代R1。(合理即可)
(3)电压低好，因为更安全(或者电压高好，可以减少输电线上电能的损耗，理由支持结论，合理即可)
(4)R1＝＝＝11Ω
R总＝＝＝137.5Ω
R2＝R总－R1＝137.5Ω－11Ω＝126.5Ω
