阶段检测9 电功、电功率、能量守恒与转化
一、选择题(每题2分，共30分)
1．各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是( )
第1题图
A．①②③④ B．②③④①
C．②①③④ D．①③④②
2．实验装置如图所示，加热试管使水沸腾。对观察到的现象分析正确的是( )
A．玻璃管口冒出“白气”是汽化形成的水蒸气
B．加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能
C．小叶轮的转动说明永动机是可以实现的
D．小叶轮转动，水的内能转化为叶轮的机械能
3．(2018·福建)新的国家标准对延长线插座配用电缆的导线横截面积要求进行了修改，额定电流16A的延长线插座，导线最小标称横截面积由1mm2提升到1.5mm2。增大导线横截面积的目的是( )
A．增大导线的电阻 B．减小通过导线的电流
C．增大导线的电压 D．减小导线发热的功率
4．如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出鸡蛋刚离开手时的动能最接近于(质量为m、速度为v的物体所具有的动能的计算公式：Ek＝mv2；质量为m的物体在高度h处的重力势能的计算公式：Ep＝mgh)( )
A．0.3J B．3J
C．30J D．300J
5．在一次电学实验探究中，小明将“2.5V 0.5W”和“2.5V 0.75W”的两盏灯串联接在电压为2.5V的电路中，如图所示。闭合开关，小明观察到两盏灯都比正常发光时暗，这是因为每盏灯的( )
A．额定电压都减小了
B．额定功率都减小了
C．额定电压都小于它们的实际电压
D．实际功率都小于它们的额定功率
6．如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路，以下说法正确的是( )
A．闭合开关S1、S2，通过三根电阻丝的电流相同
B．先闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表示数保持不变
C．先闭合开关S1，再闭合开关S2，通过右容器中电阻丝的电流变小
D．闭合开关S1、S2一段时间后，右边U形管内的液面比左边U形管内的液面高
7．小灯泡L1和L2分别标有“2.5V 0.3A”、“3.8V 0.3A”，将L1和L2分别采用如图甲、乙所示的方式连接，闭合开关S后，L1和L2都能发光，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是( )
A．L1的电阻大于L2的电阻
B．甲图中通过L1的电流大于通过L2的电流
C．乙图中L1、L2两端的实际电压相等
D．甲、乙两图中L1的实际功率均小于L2的实际功率
8．(2019·重庆)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可通过旋钮开关实现功能切换。如图是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为10V，四段电热丝电阻均为10Ω，防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。下列说法正确的是( )
A．开关旋至“1”档，开启化霜功能
B．开启防雾功能，电路总电阻为5Ω
C．化霜与防雾电路的总功率之差为15W
D．从防雾到除露，电路总电流变化1A
9．在如图所示的电路中，发现通过电流表的示数减少0.2安培时，电压表的示数从6伏特变为5伏特，那么该定值电阻所消耗的功率的变化量为( )
A．1.2W B．1.0W C．2.2W D．5.0W
10．有一款有高、低温两档的蒸汽电熨斗，其电路原理图如图所示，R1、R2为电热丝，其中R2＝300Ω。电熨斗处于低温档时，正常工作的功率为1100W。若将该款电熨斗进行改造使其正常工作时高温档的功率为1000W，要求只改变其中一个电热丝的阻值，则下列作法中合理的是( )
A．减小R1的阻值 B．增大R1的阻值
C．减小R2的阻值 D．增大R2的阻值
11．(2019·深圳)甲图是小灯泡L和电阻R的I－U图像。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W。下列说法错误的是( )
A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为4Ω
B．再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2A
C．再闭合开关S2时，电路总功率为1.4W
D．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量为240J
如图，电源电压恒定，忽略温度对灯丝的影响。当在a、b间接入“6V 9W”的灯泡L1时，闭合开关，灯L1恰能正常发光；断开开关，在a、b间更换一个“8V 16W”的灯L2后，再闭合开关。下列说法正确的是( )
A．电阻R的功率变小
B．电阻R两端电压变大
C．灯泡L2可能被烧坏
D．灯泡L1、L2亮度相同
13．(2018·海南)如图所示，A、B为两盏白炽灯，A灯型号是“110V 25W”，B灯型号是“110V 100W”，R是一个未知电阻。若把它们接到电压为220V的电路上，下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是
( )
14．(2019·包头)如图所示，小灯泡L标有“6V 3W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响)，当S闭合，滑动变阻器滑片P在最左端时，小灯泡L正常发光；当S闭合，S1断开，滑动变阻器滑片P在中点时，电流表的示数为0.2A，下列说法正确的是( )
A．电源电压为9V
B．滑动变阻器的最大阻值为18Ω
C．调节电路元件，可使电压表达到的最大值为4.5V
D．电路的最小功率与最大功率之比为3∶16
(2019·荆门)在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1＝8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的有( )
①定值电阻R2＝4Ω ②电源的电压为6V ③电压表的最大示数为4.5V ④滑动变阻器的最大电功率为2.25W
A．①②③ B．②③④
C．①②④ D．①③④
二、填空题(每空1.5分，共39分)
16．如图是我国西部某地区风力发电的外景。下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。若此地平均风速为15m/s，1台这样的风车10min获得的风能是____________J；若某时间内风速为12m/s，一台风车工作1h所产生的电能供18只“220V－100W”灯泡正常工作8h，则这台风车发电效率为________。
平均风速(m/s)
5
10
15
20
25
30
1s内获得的能量(×104J)
4
8
12
16
20
24
17．某家庭照明灯的一种按键开关上有一个指示灯(图甲)，它与照明灯连接的电路如图乙所示。在实际使用中发现：当开关S闭合时，只有照明灯发光；开关S断开时，照明灯熄灭，指示灯会发出微弱光(便于夜间显示开关的位置)。则图中________灯是照明灯；要满足上述要求，甲灯的电阻________(填“远大于”或“远小于”)乙灯的电阻。
18．重力灯是英国里弗斯设计的一款概念环保灯，它是通过一定的装置将重力势能转化为电能的设备。如图所示，已知沙袋重力为200N，用滑轮系统将它提升到2m高处，然后放手让沙袋下降到地面，此过程中重力所做的功是________J，利用滑轮系统的目的是__省力或改变力的方向__。已知重力灯功率为0.5W，重力势能转化为电能效率为50%，则每举高一次该沙袋使重力灯正常照明________s。
电动自行车已成为大众化的一种交通工具，专业人员对某品牌电动自行车进行了测试，让电动自行车在平直的路面上从静止开始运动，获得速度随时间变化的图像如图甲所示，牵引力随时间变化的图像如图乙所示，已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A，由图像可知，8～14s电动自行车受到的摩擦力为________N，匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为________%。
第19题图
20．(2019·南充)如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，图乙是通过小灯泡的电功率随其两端电压变化的图像。滑动变阻器R1的最大值为40Ω，定值电阻R2＝10Ω，当闭合S、S1，断开S2，P在中点时，R2的功率为0.9W，电源电压为________V；当闭合S、S2，断开S1，小灯泡功率为1.6W时，滑动变阻器连入电路中的阻值________Ω。
一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成，通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图所示。由图可得定值电阻R的阻值为________Ω；当把这个工具接在电压为2V的电路两端，L、R并联的总功率是________W。
22．太阳能路灯的灯杆顶端有太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚LED路灯照明。若在一段时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×107J。这与完全燃烧________kg的煤放出的热量相当；这些能量经转化后，可供一只“24V 60W”的LED灯正常工作30h，那么路灯正常工作时的电流为________A，该太阳能路灯的能量转化率是________%。(煤的热值为3.0×107J/kg)
23．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)正确连接电路后，闭合开关前应将滑动变阻器的阻值调到最________；闭合开关后，发现电压表和电流表中只有一只电表有示数，小灯泡亮度一般，说明________表发生了断路。
(2)排除故障后，根据测得的实验数据作出小灯泡电压在1.5～2.5V之间的I—U图像如图所示，则小灯泡的额定功率是________W。小灯泡电压为1.5V时的电阻________(填“大于”、“小于”或“等于”)小灯泡电压为2.5V时的电阻。若小灯泡电压为1.5V、2.0V、2.5V时的功率分别为P1、P2、P3，则P2________(P1＋P3)(填“＞”、“＜”或“＝”)。
通过甲、乙两个电阻的电流I随其两端电压U变化的情况如图所示。由图可知，电阻值比较大的是________。把它们并联在电路中，当甲消耗的电功率为0.4W时，乙消耗的电功率为________W。
如图甲所示，电源电压一定，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从最上端滑至最下端的过程中，电流表示数I与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关系如图乙所示。已知定值电阻R0＝20Ω。则电源电压U＝________V，图乙中坐标值I1＝________A。当电流表示数I＝0.4A时，R0与R消耗的电功率之比为________。
三、实验探究题(每空2分，共20分)
26．要测量小灯泡的额定功率，实验室提供的器材有：标有“2.5V”的小灯泡、电池组(电压为3V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
第26题图
(1)小华所接的实验电路如图甲所示，电路中部分连接不合理，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)改正电路后，移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值最大。闭合开关，此时电压表示数为1V，电流表示数为0.2A，则滑动变阻器的最大阻值为________Ω。
(3)移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，其值为________A，小灯泡的额定功率为________W。
(4)小华在实验过程中，移动变阻器滑片时，小灯泡突然熄灭。经判断，电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时，在不拆开电路的情况下，他把一根导线接在电流表两端接线柱，小灯泡仍不发光，可判断电路故障是__ _。
小明用如图甲所示的电路，探究电源暗箱(图中虚线框所示)中电阻R0的阻值。
第27题图
(1)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端。
(2)当电压表的示数为15V的时候，电流表的示数为2.5A，则此时滑动变阻器连入电路中的电阻R＝________Ω，其消耗的功率P＝________W。
(3)根据实验所测的几组数据，小明在方格纸上画出了滑动变阻器消耗的功率P随其连入电路中的阻值R的变化图线，由图乙可知：当滑动变阻器消耗的功率P最大时，电路中电流为________A，此时滑动变阻器的电阻R________(填“＜”、“＝”或“＞”)电源暗箱中的电阻R0。
四、解答题(28题5分，29题6分，共11分)
28．(2018·黄冈)洗碗机是自动清洗筷、盘、碟等餐具的机器。某型号家用洗碗机工作程序为：首先给水箱注水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50℃即停止加热，洗涤程序启动，水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤过程结束，排水泵启动，将水箱中的废水排出。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，设水箱中水的初温为20℃，加热时产生的热量全部被水吸收。
(1)图甲为等效的加热电路图，R为发热电阻，其中位于水箱上部的两个导电块A、B组成一个开关。此开关除了具有注满水自动加热功能(一般的水是导体)外，还具有当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时，_ _的功能。
(2)图乙为该洗碗机某次正常工作时的P－t图像。求发热电阻的阻值。(不计水的电阻)
(3)某家庭每天洗碗2次，若人工洗碗一次用水20kg，则改用该洗碗机洗碗，该家庭一年(按300天)可节水多少千克？
第28题图
29．(2019·湘潭)如图1所示为某实验室的自动除湿器，除湿器中的压缩机是整个系统的核心，除湿器的动力全部由压缩机来提供。除湿器内部的电路结构由控制电路和工作电路两部分组成，简化后的电路图如图2所示。控制电路中的电源电压U1＝12V，调控电阻R0的阻值范围为0～1000Ω，R为装在除湿器内的湿敏电阻，其阻值随相对湿度?(空气中含有水蒸气的百分比，单位：%RH)变化的图像如图3所示，L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，控制电路中线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于20mA时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路两端电压220V，Rg为保护电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。问：
(1)当S接通时，可判断出图中线圈上端P的磁极是________极。
(2)由图可知，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而变________；若实验室内部的相对湿度为60%RH，此时湿敏电阻R的阻值为________Ω。
(3)因实验室内有较敏感的器件，要求相对湿度控制在45%RH以内，则调控电阻R0的阻值不能超过多少？
(4)若除湿过程中工作电路的总功率为1100W，工作电路的电流为多少？已知保护电阻Rg＝2Ω，如果除湿器工作时磁控开关L的磁性弹片有一半的时间是闭合的，则1h内Rg消耗的电能是多少？
第29题图
参考答案
一、选择题
1．C 2.D 3.D 4.A 5.D 6.C 7.B 8.C
9．C 10.B 11.D 12.D 13.C 14.D 15.C
二、填空题
16．7.2×107 15%
17．甲 远小于
18．400 省力或改变力的方向 400
19．30 75
20．9 12.5
21．10 1.6
22．0.9 2.5 24
23．(1)大 电压 (2)0.625 小于 ＜
24．乙 0.16
25．12 0.2 2∶1
三、实验探究题
26．(1)
(2)10 (3)0.26 0.65 (4)小灯泡被烧坏了
27．(1)b (2)6 37.5 (3)2 ＝
四、解答题
28．(1)自动停止加热 (2)由图乙可知，该洗碗机正常加热时的功率P＝800W，不计水的电阻，由P＝可得，发热电阻的阻值：R＝＝＝60.5Ω； (3)由图乙可知，加热时间：t＝22min－1min＝21min，由P＝可得，加热时产生的热量：Q＝W＝Pt＝800W×21×60s＝1.008×106J，已知加热时产生的热量全部被水吸收，即Q吸＝Q＝1.008×106J，由Q＝cmΔt可得，洗碗机一次洗碗用水的质量：m＝＝
＝8kg，人工洗碗一次用水20kg，改用该洗碗机洗碗一次用水8kg，则该家庭一年(按300天)可节约水的质量：m总＝(20kg－8kg)×2×300＝7200kg。
29．(1)N (2)小 50 (3)由图3知道，当相对湿度控制在45%RH时，湿敏电阻R的阻值是：R′＝100Ω，又因为当电流I≥20mA＝0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。由I＝知道，此时电路中的总电阻是：R总＝＝＝600Ω，由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时调控电阻R0的阻值是：R0＝R总－R′＝600Ω－100Ω＝500Ω； (4)U2＝220V，由P＝UI知道，I＝＝＝5A；则保护电阻Rg的功率Pg＝I2Rg＝(5A)2×2Ω＝50W，由于磁控开关L的磁性弹片有一半的时间是闭合的，所以1h内Rg的工作时间是t＝×3600s＝1800s；所以，消耗的电能是：Wg＝Pgt＝50W×1800s＝90000J。
课件47张PPT。阶段检测9 电功、电功率、能量守恒与转化一、选择题(每题2分，共30分)
1．各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是 ( )
A．①②③④ B．②③④①
C．②①③④ D．①③④②C2．实验装置如图所示，加热试管使水沸腾。对观察到的现象分析正确的是 ( )
A．玻璃管口冒出“白气”是汽化成的水蒸气
B．加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能
C．小叶轮的转动说明永动机是可以实现的
D．小叶轮转动，水的内能转化为叶轮的机械能第2题图D3．(2018·福建)新的国家标准对延长线插座配用电缆的导线横截面积要求进行了修改，额定电流16A的延长线插座，导线最小标称横截面积由1mm2提升到1.5mm2。增大导线横截面积的目的是( )
A．增大导线的电阻
B．减小通过导线的电流
C．增大导线的电压
D．减小导线发热的功率D4．如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出鸡蛋刚离开手时的动能最接近于(质量为m、速度为v的物体所具有的动能的计算公式：Ek＝ mv2；质量为m的物体在高度h处的重力势能
的计算公式：Ep＝mgh)( )
A．0.3J B．3J
C．30J D．300J第4题图A5．在一次电学实验探究中，小明将“2.5V 0.5W”和“2.5V 0.75W”的两盏灯串联接在电压为2.5V的电路中，如图所示。闭合开关，小明观察到两盏灯都比正常发光时暗，这是因为每盏灯的 ( )
A．额定电压都减小了
B．额定功率都减小了
C．额定电压都小于它的实际电压
D．实际功率都小于它的额定功率第5题图D6．如图所示，为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路，以下说法正确的是( )
A．闭合开关S1、S2，通过三根电阻丝的电流相同
B．先闭合开关S1，再闭合开
关S2，电流表示数保持不变
C．先闭合开关S1，再闭合开
关S2，通过右容器中电阻丝
的电流变小
D．闭合开关S1、S2一段时间
后，右边U形管内的液面比左
边U形管内的液面高C第6题图7．小灯泡L1和L2分别标有“2.5V 0.3A”、“3.8V 0.3A”，将L1和L2分别采用如图甲、乙所示的方式连接，闭合开关S后，L1和L2都能发光，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是 ( )
A．L1的电阻大于L2的电阻
B．甲图中通过L1的电流大于通过L2的电流
C．乙图中L1、L2两端的实际电压相等
D．甲、乙两图中L1的实际功率均小于L2的实际功率第7题图B8．(2019·重庆)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可通过旋钮开关实现功能切换。如图是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为10V，四段电热丝电阻均为10Ω，防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。下列说法正确的是( )
A．开关旋至“1”档，开启化霜功能
B．开启防雾功能，电路总电阻为5Ω
C．化霜与防雾电路的总功率之差为15W
D．从防雾到除露，电路总电流变化1A第8题图C9．在如图所示的电路中，发现通过电流表的示数减少0.2安培时，电压表的示数从6伏特变为5伏特，那么该定值电阻所消耗的功率的变化量为( )
A．1.2W
B．1.0W
C．2.2W
D．5.0W第9题图C10．有一款有高、低温两档的蒸汽电熨斗，其电路原理图如图所示，R1、R2为电热丝，其中R2＝300Ω。电熨斗处于低温档时，正常工作的功率为1100W。若将该款电熨斗进行改造使其正常工作时高温档的功率为1000W，要求只改变其中一个电热丝的阻值，则下列作法中合理的是 ( )
A．减小R1的阻值 B．增大R1的阻值
C．减小R2的阻值 D．增大R2的阻值B第10题图11.(2019·深圳)甲图是小灯泡L和电阻R的I－U图像。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W。下列说法错误的是( )
A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为4Ω
B．再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2A
C．再闭合开关S2时，电路总功率为1.4W
D．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量为240J第11题图D★12.如图，电源电压恒定，忽略温度对灯丝的影响。当在a、b间接入“6V 9W”的灯泡L1时，闭合开关，灯L1恰能正常发光；断开开关，在a、b间更换一个“8V 16W”的灯L2后，再闭合开关。下列说法正确的是 ( )
A．电阻R的功率变小 B．电阻R两端电压变大
C．灯泡L2可能被烧坏 D．灯泡L1、L2亮度相同
第12题图D【解析】在纯电阻电路中，两灯泡电阻相等，所以两电路中电流不变，电阻R功率不变，R两端电压不变，由题意知灯泡L1两端电压为6V，则灯泡L2两端电压也为6V，小于额定电压8V，灯泡L2不会被烧坏。灯泡L1、L2实际功率相同，所以亮度相同。13.(2018·海南)如图所示，A、B为两盏白炽灯，A灯型号是“110V 25W”，B灯型号是“110V 100W”，R是一个未知电阻。若把它们接到电压为220V的电路上，下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是( )
C14．(2019·包头)如图所示，小灯泡L标有“6V 3W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响)，当S闭合，滑动变阻器滑片P在最左端时，小灯泡L正常发光；当S闭合，S1断开，滑动变阻器滑片P在中点时，电流表的示数为0.2A，下列说法正确的是( )
A．电源电压为9V
B．滑动变阻器的最大阻值为18Ω
C．调节电路元件，可使电压表达到的最大值为4.5V
D．电路的最小功率与最大功率之比为3∶16第14题图D★15.(2019·荆门)在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1＝8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的有( )
第15题图C
①定值电阻R2＝4Ω ②电源的电压为6V ③电压表的最大示数为4.5V ④滑动变阻器的最大电功率为2.25W
A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④【解析】由图乙可知：变阻器接入电路的阻值为2Ω、8Ω时的功率相等，即： 则： ,
，即： ，解得：
R2＝4Ω； ，解得：U＝6V；电压表
的最大示数为： ;
当：R1＝R2＝4Ω时，R1消耗的功率最大，最大功率为：
，故①②④正确，即ABD错误，C正确。
二、填空题(除注明外，每空1.5分，共36分)16．如图是我国西部某地区风力发电的外景。下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。若此地平均风速为15m/s，1台这样的风车10min获得的风能是 J；若某时间内风速为12m/s，一台风车工作1h所产生的电能供18只“220V－100W”灯泡正常工作8h，则这台风车发电效率为 。第16题图7.2×10715%17．某家庭照明灯的一种按键开关上有一个指示灯(图甲)，它与照明灯连接的电路如图乙所示。在实际使用中发现：当开关S闭合时，只有照明灯发光；开关S断开时，照明灯熄灭，指示灯会发出微弱光(便于夜间显示开关的位置)。则图中 灯是照明灯；要满足上述要求，甲灯的电阻 (填“远大于”或“远小于”)乙灯的电阻。第17题图甲远小于18．重力灯是英国里弗斯设计的一款概念环保灯，它是通过一定的装置将重力势能转化为电能的设备。如图所示，已知沙袋重力为200N，用滑轮系统将它提升到2m高处，然后放手让沙袋下降到地面，此过程中重力所做的功是________J，利用滑轮系统的目的是________________________。已知重力灯功率为0.5W，重力势能转化为电能效率为50%，则每举高一次该沙袋使重力灯正常照明________s。第18题图400省力或改变力的方向400★19.电动自行车已成为大众化的一种交通工具，专业人员对某品牌电动自行车进行了测试，让电动自行车在平直的路面上从静止开始运动，获得速度随时间变化的图像如图甲所示，牵引力随时间变化的图像如图乙所示，已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A，由图像可知，8～14s电动自行车受到的摩擦力为____N，匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为____%。第19题图3075【解析】由甲图像可知，电动自行车的运动特点是先加速、后匀速。由乙图像可知，在8～14s牵引力大小F＝30N，因为在8～14s匀速运动，牵引力与摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力f＝F＝30N；由甲图像可知，电动自行车匀速行驶时速度v＝6m/s，则克服摩擦力做功的功率为P有用＝fv＝30N×6m/s＝180W；电动机输入总功率为P总＝UI＝48V×5A＝240W，所以效率20．(2019·南充)如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，图乙是通过小灯泡的电功率随其两端电压变化的图像。滑动变阻器R1的最大值为40Ω，定值电阻R2＝10Ω，当闭合S、S1，断开S2，P在中点时，R2的功率为0.9W，电源电压为____V；当闭合S、S2，断开S1，小灯泡功率为1.6W时，滑动变阻器连入电路中的阻值______Ω。第20题图912.5★21.一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成，通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图所示。由图可得定值电阻R的阻值为 Ω；当把这个工具接在电压为2V的电路两端，L、R并联的总功率是 W。
第21题图101.6【解析】由图像可知，当灯泡与R两端的电压为2V时，通过R的电流为0.2A，通过L的电流为0.6A。定值电阻的阻值：R＝ ＝10Ω；L、R并联在2V电路两端时，干路电流：I＝IR＋IL＝0.2A＋0.6A＝0.8A，消耗的总功率：P＝UI＝2V×0.8A＝1.6W。22．太阳能路灯的灯杆顶端有太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚LED路灯照明。若在一段时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×107J。这与完全燃烧________kg的煤放出的热量相当；这些能量经转化后，可供一只“24V 60W”的LED灯正常工作30h，那么路灯正常工作时的电流为________A，该太阳能路灯的能量转化率是________%。(煤的热值为3.0×107J/kg)第22题图0.92.52423．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)正确连接电路后，闭合开关前应将滑动变阻器的阻值调到最 ；闭合开关后，发现电压表和电流表中只有一只电表有示数，小灯泡亮度一般，说明 表发生了断路。大第23题图电压(2)排除故障后，根据测得的实验数据做出小灯泡电压在1.5V—2.5V之间的I—U图像如图所示，则小灯泡的额定功率是 W。小灯泡电压为1.5V时的电阻 (填“大于”、“小于”或“等于”)小灯泡电压为2.5V时的电阻。若小灯泡电压为1.5V、2.0V、2.5V时小灯泡的功率分别为P1、P2、P3，则P2____ (P1＋P3)(填“＞”、“＜”或“＝”)。0.625第23题图小于＜★24.通过甲、乙两个电阻的电流I随其两端电压U变化的情况如图所示。由图可知，电阻值比较大的是____。把它们并联在电路中，当甲消耗的电功率为0.4W时，乙消耗的电功率为 W。
第24题图乙0.16【解析】由图像可知，当U甲＝4V时，通过的电流为I甲＝0.5A；当U乙＝6V时，通过的电流为I乙＝0.3A，根据欧姆定律可得，两电阻的阻值分别为：R甲＝
＝8Ω，R乙＝ ＝20Ω，∴R甲＜R乙；∵并联电路中各支路两端的电压相等，∴根据P＝ 可知，甲乙两电阻消耗的电功率之比：
，∴当甲消耗的电功率为0.4W时，
乙消耗的电功率：P乙＝ =0.16W。★25. 如图甲所示，电源电压一定，闭合开关
S，滑动变阻器滑片P从最上端滑至最下端的过程中，
电流表示数I与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关
系如图乙所示。已知定值电阻R0＝20Ω。则电源电压
U＝____V，图乙中坐标值I1＝____A。当电流表示数
I＝0.4A时，R0与R消耗的电功率之比为 。第25题图120.22∶1【解析】由图乙知，电流最大为0.6A，由题意知，此时变阻器的阻值为零，则U＝U0＝IR0＝0.6A×20Ω＝12V；由图乙知，I1对应的变阻器阻值为40Ω，则此时电路中的电流：I1＝U/(R0＋R滑)＝12V/(20Ω＋40Ω)＝0.2A；当I＝0.4A时，电路中的总电阻R总＝U/I＝12V/0.4A＝30Ω；则R′滑＝30Ω－20Ω＝10Ω；由P＝UI＝I2R可知，P0∶P＝I2R0/I2R′滑＝R0/R′滑＝20Ω/10Ω＝2∶1。三、实验探究题(每空2分，共20分)26．要测量小灯泡的额定功率，实验室提供的器材有：标有“2.5V”的小灯泡、电池组(电压为3V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。第26题图(1)小华所接的实验电路如图甲所示，电路中部分连接不合理，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。(2)改正电路后，移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值最大。闭合开关，此时电压表示数为1V，电流表示数为0.2A，则滑动变阻器的最大阻值为________Ω。
(3)移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，其值为________A，小灯泡的额定功率为________W。
(4)小华在实验过程中，移动变阻器滑片时，小灯泡突然熄灭。经判断，电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时，在不拆开电路的情况下，他把一根导线接在电流表两端接线柱，小灯泡仍不发光，可判断电路故障是____________________。100.260.65小灯泡被烧坏了★27.小明用如图甲所示的电路，探究电源暗箱(图中虚线框所示)中电阻R0的阻值。
(1)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于____(填“a”或“b”)端。第27题图b(2)当电压表的示数为15V的时候，电流表的示数
为2.5A，则此时滑动变阻器连入电路中的电阻
R＝____Ω，其消耗的功率P＝ W。
(3)根据实验所测的几组数据，小明在方格纸上画出了滑动变阻器消耗的功率P随其连入电路中的阻值R的变化图线，由图乙可知：当滑动变阻器消耗的功率P最大时，电路中电流为____A，此时滑动变阻器的电阻R____(填“＜”、“＝”或“＞”)电源暗箱中的电阻R0。637.52＝【解析】(1)电路中连入滑动变阻器的作用之一是起保护作用，闭合开关前连入电阻要最大，所以滑片P应置于b端；(2)由I＝ 得电阻：R＝ ＝6Ω；功率P＝URI＝15V×2.5A＝37.5W；(3)由P－R图像可知，电功率最大时的连入阻值R′＝10Ω，由P最大＝I′2R′可得：电流I′＝ ；由于滑动变阻器的电阻R与电源暗箱中的电阻R0串联。则变阻器的功率P＝I′2R′＝
，所以，当R＝R0时，变阻器的功率最大。28．(2018·黄冈)洗碗机是自动清洗筷、盘、碟等餐具的机器。某型号家用洗碗机工作程序为：首先给水箱注水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50℃即停止加热，洗涤程序启动，水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤过程结束，排水泵启动，将水箱中的废水排出，水的比热容为4.2× 103J/ (kg·℃)，设水箱中水的初温为20℃，加热时产生的热量全部被水吸收。第28题图四、解答题(每题7分，共14分)(1)图甲为等效的加热电路图，R为发热电阻，其中位于水箱上部的两个导电块A、B组成一个开关。此开关除了具有注满水自动加热功能(一般的水是导体)外，还具有当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时， 的功能。
(2)图乙为该洗碗机某次正常工作时的P－t图像。求发热电阻的阻值多大？不计水的电阻。
(3)某家庭每天洗碗2次，若人工洗碗一次用水20kg，则改用该洗碗机洗碗，该家庭一年(按300天)可节水多少千克？自动停止加热【答案】(2)由图乙可知，该洗碗机正常加热时的功率P＝800W，不计水的电阻，由P＝ 可得，发热电阻的阻值：R＝ ＝60.5Ω； (3)由图乙可知，加热时间：t＝22min－1min＝21min，由P＝
＝8kg，人工洗碗一次用水20kg，改用该洗碗机洗碗一次用水8kg，则该家庭一年(按300天)可节约水的质量：m总＝(20kg－8kg)×2×300＝7200kg。 29．(2019·湘潭)如图1所示为某实验室的自动除湿器，除湿器中的压缩机是整个系统的核心，除湿器的动力全部由压缩机来提供。除湿器内部的电路结构由控制电路和工作电路两部分组成，简化后的电路图如图2所示。控制电路中的电源电压U1＝12V，调控电阻R0的阻值范围为0～1000Ω，R为装在除湿器内的湿敏电阻，其阻值随相对湿度 (空气中含有水蒸气的百分比，单位：%RH)变化的图像如图3所示，L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，控制电路中线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于20mA时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路两端电压220V，Rg为保护电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。问：?(1)当S接通时，可判断出图中线圈上端P的磁极是______极。
(2)由图可知，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而变______；若实验室内部的相对湿度为60%RH，此时湿敏电阻R的阻值为______Ω。
(3)因实验室内有较敏感的器件，要求相对湿度控制在45%RH以内，则调控电阻R0的阻值不能超过多少？
(4)若除湿过程中工作电路的总功率为1100W，工作电路的电流为多少？已知保护电阻Rg＝2Ω，如果除湿器工作时磁控开关L的磁性弹片有一半的时间是闭合的，则1h内Rg消耗的电能是多少？N小50第29题图【答案】(3)由图3知道，当相对湿度控制在45%RH时，湿敏电阻R的阻值是：R′＝100Ω，又因为当电流I≥20mA＝0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。由I= 知道，此时电路中的总电阻是： ，由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时调控电阻R0的阻值是：R0＝R总－R′＝600Ω－100Ω＝500Ω；(4)U2＝220V，由P＝UI知道， ；则保护电阻Rg的功率Pg＝I2Rg＝(5A)2×2Ω＝50W，由于磁控开关L的磁性弹片有一半的时间是闭合的，所以1h内Rg的工作时间是 ；所以，消耗的电能是：Wg＝Pgt＝50W×1800s＝90000J。
