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电能综合练习
1、如图甲电路，分别把定值电阻R1、R2（R1＞R2）接入A、B之间后进行实验，并根据电流表和电压表示数画出A、B之间电阻的P﹣U图象，如图乙所示。如果把R1和R2并联后接入A、B之间进行实验，同理，可以在图乙中画出它的P﹣U图象③，则图象①所对应的电阻和图象③所在的区域分别是（ ）
A．R1和Ⅰ
B．R1和Ⅲ
C．R2和Ⅰ
D．R2和Ⅲ
2、某调光灯（假设灯L电阻不变）电路如图，当滑动变阻器的滑片P滑至a端时，灯泡L的功率为144W；滑片P滑至b端时，灯泡L的功率为36W，则滑片P滑至ab的中点时，灯泡L的功率为（ ）
A．64W
B．72W
C．90W
D．81W
3、图甲是一款车载USB充电器，工作原理如图乙，闭合S后稳压元件两端电压恒为U，可为手机等提供稳定的充电电压，汽车电源电压为U总（U总＞U），R为定值电阻，其消耗的电功率为P，则下列关于P﹣U总图象的变化正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
4、关于“6V
9W”灯泡L1和“12V
9W”灯泡L2，下列说法正确的是（ ）
A．L1和L2都正常发光时，它们消耗的电功率不同
B．将它们串联在6V的电源上，L2消耗的电功率较大
C．将它们并联在6V的电源上，L1消耗的电功率较小
D．将它们串联在18V的电源上，它们都能正常发光
5、如图所示的电路，不考虑温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变，R是一个定值电阻，阻值为10Ω，若在a、b间接入一个标有“4V
4W”灯泡L1，和开关S，它恰好能正常发光，若在a、b间接入一个标有“4V”的灯泡L2，闭合开关S，它比正常发光时要稍亮一些，则下列判断不正确的是（ ）
A．电源电压为14V
B．R的实际功率变大
C．整个电路的实际功率变小
D．灯泡L2的额定功率小于4W
6、某建筑工地需要架设临时供电线路，实现照明和电加热功能。其简化电路如图所示，供电处电压U不变，从供电处到工地用长导线（有电阻）连接。闭合开关S1、S2时，加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较，则（ ）
A．照明灯亮度不变
B．照明灯亮度变弱
C．长导线上消耗的电能增加
D．整个供电线路消耗的电功率变小
7、通过两定值电阻甲、乙的电流与电压关系如图所示，当将甲、乙两电阻并联在2V的电源两端，下列分析不正确的是（ ）
A．甲、乙两端的电压之比为1：1
B．干路上的电流是0.6A
C．甲消耗的电功率为0.4W
D．乙在1分钟内消耗的电能为24J
8、某同学想设计一个具有加热和保温功能的电热器模型，且加热与保温的功率之比为4：1．他利用阻值为10Ω的R1和阻值为40Ω的R2设计了如下电路，若电源电压不变，则符合要求的电路图是（ ）
A．B．C．D．
9、某同学设计的煤气检测电路如图甲所示，电源电压恒定，R0为定值电阻，气敏元件R的阻值随煤气浓度变化而改变。改变煤气浓度，电流表的示数煤气浓度c变化的关系如图乙所示，则下列描述电压表的示数U、电路消耗的总功率P随煤气浓度C变化的关系图线中，可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
10、如图所示。电源电压保持不变。开关s闭合后。灯L1、L2都能正常工作，甲、乙两个电表的示数之比是4：5，此时灯L1、L2的电功率之比是（ ）
A．4：5
B．4：1
C．1：4
D．5：4
11、接通电路，加在某玩具电动机上的电压是U，用手将电动机转轴捏住使其不转，电动机将电能全部转化为热能，消耗的电功率为P1；松手后电动机正常工作，消耗的电功率为P2，则电动机正常工作时，线圈上消耗的机械功率为（ ）
A．P2﹣P1
B．P2
C．
D．P2﹣
12、灯泡L1标有“9V
6W”的字样，灯泡L2标有“6V3W”的字样，如果把它们串联在12V的同一个电路中，两灯相比较，则发光稍亮一些的是（灯丝电阻不受温度影响）（ ）
A．灯泡L1
B．两灯的亮度一样
C．灯泡L2
D．无法判断
13、电阻R1、R2并联起来接在电路中，消耗的功率之比为4：3，如果R1、R2串联在电路中，则R1、R2消耗的功率之比为（ ）
A．4：3
B．3：4
C．16：9
D．9：16
14、一幢居民楼里住着生活水平各不相同的居民，停电时测得A，B间的电阻为R；供电后，测得A，B间电压为U，进线电流为I，如图所示，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是（ ）
A．P＝I2R
B．P＝U2/R
C．P＝UI
D．前三式均可以
15、如图所示为某家庭中的电能表的表盘图片，关于下列说法正确的是（ ）
A．若电能表的转盘转得越快，则表明用电器的电功率越大
B．所在家庭电路短时间内允许的最大总电功率为2200W
C．到目前为止该家庭电路已消耗电能13457kW?h
D．若转盘转了1600转，则这段时间内消耗的电能为2度
16、如图所示，灯泡规格“24V
12W”（电阻不受温度的影响），滑动变阻器的铭牌为“600Ω，1A”，电流表的量程为“0～0.6A”；电压表的量程为“0～15V”。当S1、S2、S都闭合，滑片P在a时，小灯泡恰好正常发光，且电流表刚好满偏，下列有关说法错误的是（ ）
A．R1的阻值为
240Ω
B．当S1、S2、S都闭合，滑片P在a时，整个电路的总功率为14.4W
C．当S2、S都闭合，S1断开，且滑片P到a端的距离为滑动变器总长的0.6倍时，电压表的示数为12V
D．整个电路安全的情况下，总电功率的最小值为0.9W
17、将“220V
15W”的灯泡L1和“220V
60W”的灯泡L2，串联在220V的电源上，组成闭合的回路（设灯丝电阻不变），则（ ）
A．灯泡L1比灯泡L2亮
B．灯泡L2比灯泡L1亮
C．两灯的总功率大于15W
D．两灯的实际功率都变为额定功率的一半
18、有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。在比较两个灯泡的额定功率谁大时，要做以下分析：
①从关系式P＝I2R可以知道；
②较亮灯泡的电阻较大；
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
请你将最合理的排序选出来（ ）
A．⑤②①③④⑥
B．⑤③④②①⑥
C．⑤①②④③⑥
D．⑤①②③④⑥
19、2019年诺贝尔化学奖得主为三位在锂离子电池开发领域做出重要贡献的科学家。如图为可充电锂离子电池。电池上标有“电压”和“容量”两个重要参数，容量的单位通常为“毫安时”（符号mA?h）。该电池铭牌标有：电压3.6V、容量1500mA?h，这种电池一次充电最多可储存的电能为
J。
第19题图
第20题图
第22题图
20、如图是电动汽车动力系统示意图。汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而改变行驶速度，当滑片向右滑动时，此时电动汽车在
（加速，减速）。当汽车速度最大时，电压表的示数为380V，电流表的示数为30A，此时电动机消耗的功率为
W．若电动机的内阻为0.4Ω，则电动机的发热功率为
W。
21、有一个标有“8V2W”的小灯泡，如果接在12V的电源上必须串联一个电阻为
Ω的电阻才能使小灯泡正常发光，此时在这个电阻上消耗的电功率是
W。
22、如图所示，电源电压不变。将定值电阻R1和R2串联后接在电源上，R1消耗的功率为3W，R2消耗的功率为6W，则R1＝
R2；若将它们并联后仍接在该电源上，则电路消耗的总功率为
W。
23、灯L额定电压为6V，定值电阻R和灯L的电流随其两端电压变化的关系如图甲所示。
（1）将定值电阻R和L串联，如图乙所示，调节滑动变阻器，使R和L两端的总电压为8V，则定值电阻R与灯L的电功率之比为
；
（2）将定值电阻R和L并联，如图丙所示，调节滑动变阻器使灯恰好L正常发光，此时定值电阻R的电功率为
。
24、在“测定小灯泡电功率”的实验中，提供以下器材：常用的小灯泡1只（标明额定电压，未标明额定功率），电流表、电压表各1只，滑动变阻器1只，开关1只，电源，导线若干。
（1）在方框图中画出实验电路图。
（2）按正确的电路图连接电路，根据数据画出小灯泡灯丝U﹣I曲线如图所示，这个图象中，横坐标表示的是
。（选填“电流”或“电压”）请你结合已学知识，说明理由？
。
25、小金用如图甲所示的电路来研究滑动变阻器消耗的电功率与变阻器接入电路电阻之间的关系。已知电源电压恒为3V，定值电阻R0的阻值为3Ω，滑动变阻器R1上标有“2A
5Ω”字样。实验数据如表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流表示数/A
0.38
0.43
0.50
0.60
0.75
①
电压表示数/V
1.86
1.71
1.50
1.20
0.75
0.00
变阻器电功率/W
0.71
0.74
0.75
0.72
0.56
0.00
（1）用笔画线代替导线，完成图乙的电路连接。
（2）表中第6次实验时，电流表示数如图丙所示，则表中数据①是
。
（3）根据实验数据可知，此电路中，滑动变阻器消耗的电功率随着变阻器接入电路电阻的变化的规律是
。
26、某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。
实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源（电压恒为6V）、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、滑动变阻器（“20Ω
1A”）、开关各一只，导线若干。
（1）小金组按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3.8伏时，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为
瓦。
（2）小丽组同学发现，实验桌上的电压表0～15V的量程已损坏，其它器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表0～3V的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：
步骤一：按图甲电路先将电压表（0～3V）接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏。断开开关，拆下电压表；
步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在
两端；
步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向
（填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为
伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。
（3）反思：实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。
27、某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验中电源电压为6V且恒定不变；滑动变阻器在电路中除了保护电表即保护电路以外，在不同的实验中作用各不相同。
（1）第一小组的同学要测量电阻R的阻值，他们在A、B间接入待测电阻R，请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整。
（2）第二小组的同学要测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。他们在A、B间接入额定电压为2.5V的小灯泡，正确连接电路，实验步骤及操作都正确。闭合开关后，发现电压表的示数始终大于小灯泡的额定电压，小灯泡发光较亮，出现这种现象的原因是
。
（3）第三小组的同学要研究“电流与电阻的关系”。该实验中滑动变阻器除了保护电路的作用外，另一个重要的作用是
。
实验步骤如下：
①按照电路图连接电路接入定值电阻R1，滑动变阻器滑片在阻值最大处，闭合开关；
②移动滑片，使电压表为某个固定值，记下此时电流表的电流I1；
③断开开关，摘下R1，接入阻值稍大的电阻R2；闭合开关，
，记下此时电流表的电流I2；
④改用R，重复步骤③，记下此时电流表的电流I3；比较R1I1、R2I2、R3I3的数值，得出验证结论。
28、现有电压表一个、电流表一个（均已调零）、电压为6V的蓄电池、滑动变阻器R1（5Ω，1A）、R2（20Ω，0.5A）、开关一个、导线若干。请你设计一个实验测量一只标有“0.3A”、正常发光时电阻约为8.2Ω的小灯泡正常发光时的功率。
实验次数
1
2
3
电流I（A）
0.14
0.2
0.3
电压U（V）
1.0
1.5
2.5
（1）在答卷的虚线框内画出实验电路图，并标明所选用的滑动变阻器的符号；
（2）将下面的实验步骤补充完整：
①按图连接电路，连接电路时保持开关断开；
②
，闭合开关；
③
；
④应用P＝UI计算小灯泡的额定功率。
（3）小金在实验过程中测得了如上表所示的数据，由数据可知，小灯泡的额定功率为
，小灯泡正常发光时的电阻为
。（结果保留两位小数）
29、测定小灯泡额定功率的实验中（所用灯泡的额定电压U0＝3.8V），小强小组设计了另一种实验方案（其中电源电压未知，电阻R的阻值已知）。具体步骤如下：
①按如图所示的电路图连接好电路；
②开关S拔到位置1，移动滑片P至任一位置，读出电流表示数I1；
③开关S拔到位置2，滑片位置不动，读出电流表示数I2，先算出灯泡的电阻RL＝
（请你用所测的物理量表示），再根据P0＝，计算灯泡的额定功率。
他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是
。仔细分析后，他们认为要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为
。
30、初三实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中，现有器材：电源（电压恒为6V）、开关、电压表、电流表各一个，导线若干，额定电压为3.8V的待测小灯泡（电阻约为12Ω），滑动变阻器。
（1）如图甲所示是小蒋同学连接的实物电路图，图中只有一根导线连接错误，请你在图中用“×”标出这根错接的导线，只改接一根导线使电路成为正确的电路（不能与其他导线交叉）。
（2）小蒋确认电路连接无误后闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压，则电路的故障是
。
（3）由图乙推知：小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P1，小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为P2，则P1
P2（填“大于”、“小于”或“等于”）。
31、如图是电动机和定值电阻R组成的电路，电源电压为U，电动机内阻为r，定值电阻阻值为R，开关S闭合时，电动机正常工作，电流表示数为I，请用以上字母表示：
（1）证明定值电阻R将电能全部转化为内能。
（2）电动机正常工作的电功率。
（3）若电动机卡住，电流表的示数。
32、家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成，将电饭锅的自动开关S按下，电饭锅处于加热状态，当感温铁氧体温度达到103℃时失去磁性，被吸铁块由弹簧弹开，使电饭锅进入保温状态。某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲，某次使用该电饭锅在220V的电压下煮饭过程中，通过的电流随时间变化的图象如图乙。
（1）当自动开关S与2连接，此时电饭锅处于
（选填“加热”或“保温”）状态。
（2）该电饭锅处于正常加热状态时的功率为多大？
（3）该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为多少？
33、如图所示，已知电源电压恒为U，定值电阻阻值为R1，滑动变阻器从最左边滑到最右端的过程中，则：
（1）试解释R1的电功率的变化情况。
（2）R2的电功率在此过程中有无最大值？通过计算证明。
xx牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温挡
1100W
低温挡
W
电源频率
50Hz
34、如表为一台电烤箱的铭牌，低温挡的功率模糊不清，其内部简化电路如图所示R1和R2均为电热丝。（已知R2的阻值为66欧姆）。
（1）电烤箱在高温挡正常工作，十分钟所消耗的电能。
（2）电路中R1的阻值。
（3）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率。
35、两电阻a、b各自的电流与两端电压的关系图线如图甲所示，
（1）电阻a的阻值多大？
（2）如果把a、b两个电阻串联接成如图乙所示的电路时，电流表的示数为0.2A。
求：①电阻b的电功率。②电阻a、b在1min内消耗的电能之和。
36、如图所示是一直流电动机提升重物的装置。电源电压U＝9V保持不变，已知电动机线圈电阻为1Ω．开关闭合后，电动机匀速提升重物，此时，电流表读数为1A，电压表读数为5V．不计任何摩擦，求：
（1）10秒内该电路消耗的总电能；（2）电动机的发热功率；
（3）当重物的质量超过一定数值时，电动机将无法转动，求此时电动机的电功率。
37、无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。图中所示无链条电动自行车，其锂电池容量为10Ah（电池容量是指放电电流与放电时间的乘积）、电压为30V．若骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，可正常行驶1.8×104m；若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，“混合动力驱动”可使车连续行驶3.2×104m。
（1）无链条电动自行车的车把龙头是
（填“省力/费力/等臂”）杠杆；
（2）图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为
J；
（3）正常行驶时，这款车“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为
。
38、如图所示为“无人机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。如图为某型号无人机，整机质量为2千克。
（1）该无人机一个旋翼的电动机额定功率为30瓦，额定电流为2安，线圈电阻为1欧，无人机正常工作时的总输出功率是多少？
（2）该无人机在30秒内竖直上升120米，动能增加量为120J，所受空气阻力不变，求无人机在上升过程中所受空气阻力？
（3）该无人机所需的能量是由一块输出电压为15伏，容量为5000mAh的电池提供。若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100瓦，则该机最多能飞行多少时间？
39、如图甲电路所示，电源电压为9V且保持不变，小灯泡上标有“6V6W”的字样，小灯泡的I﹣U图象如图乙。
求：（1）小灯泡正常发光时的电流；
（2）当电流表的示数为0.7A时，小灯泡的实际功率；
（3）当电压表的示数为2V时，整个电路在10s内消耗的电能。
40、风靡全球的最快电动跑车特斯拉，有着优越的性能，良好的操作性，使用经济便宜等诸多优点。型号为Model5该车配备65kW?h电池，作为汽车动力来源，为了方便车主充电，特斯拉工厂在全球多个城市配置了超级充电站，超级充电时的充电电压为380V，充电电流为195A，求：
（1）充电完成一半需要多长时间；
（2）充满电的汽车电池能续航500公里，而特斯拉电动车的能量转换效率可以高达90%，则该车匀速运行的牵引力是多大。
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精品试卷·第
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参考答案与试题解析
1、如图甲电路，分别把定值电阻R1、R2（R1＞R2）接入A、B之间后进行实验，并根据电流表和电压表示数画出A、B之间电阻的P﹣U图象，如图乙所示。如果把R1和R2并联后接入A、B之间进行实验，同理，可以在图乙中画出它的P﹣U图象③，则图象①所对应的电阻和图象③所在的区域分别是（ ）
A．R1和Ⅰ
B．R1和Ⅲ
C．R2和Ⅰ
D．R2和Ⅲ
【解答】解：当两电阻分别接入A、B之间后，调节变阻器使它们两端电压相同时，根据乙图中①②图象可知，①中的功率大于②中的功率，即：P①＞P②；根据P＝可知，①对应的电阻小于②对应的电阻，已知R1＞R2，则可知图象①对应的电阻是R2，图象②对应的电阻是R1；故AB错误；如果把R1和R2并联后接入A、B之间进行实验，根据＝+可知，并联之后A、B间的总电阻小于R2，同时也小于R1，同理，根据功率公式P＝可知，在A、B间电压相同时，两电阻并联后总电阻最小，那么此时的功率应该最大，则图象③应该在①的上方，即：图象③所在的区域应在Ⅰ区域；故C正确，D错误。故选：C
2、某调光灯（假设灯L电阻不变）电路如图，当滑动变阻器的滑片P滑至a端时，灯泡L的功率为144W；滑片P滑至b端时，灯泡L的功率为36W，则滑片P滑至ab的中点时，灯泡L的功率为（ ）
A．64W
B．72W
C．90W
D．81W
【解答】解：设电源的电压为U，当滑动变阻器达到滑片P滑至a端时，电路为L的简单电路；
灯泡的功率为：P1＝＝144W﹣﹣﹣①当滑片P滑至b端时，电路为L与滑动变阻器的最大阻值R串联；电路中的电流为I2＝，此时灯泡的功率为P2＝I22R＝（）2RL＝36W﹣②；由可得：（）2＝4，即：R＝RL；当滑片P滑至ab的中点时，电路为L与R串联，此时电路中的电流I3＝，此时灯泡的功率P3＝I32×RL＝（）2×RL＝（）2×RL＝×＝×144W＝64W。故选：A
3、图甲是一款车载USB充电器，工作原理如图乙，闭合S后稳压元件两端电压恒为U，可为手机等提供稳定的充电电压，汽车电源电压为U总（U总＞U），R为定值电阻，其消耗的电功率为P，则下列关于P﹣U总图象的变化正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【解答】解：由欧姆定律和P＝UI可得，R消耗的电功率：P＝URI＝＝＝U﹣U总+，显然R消耗的电功率P随电源总电压U总变化关系为二次函数图象，由数学知识知，图象为抛物线，并且开口朝上，故A正确，BCD错误。故选：A
4、关于“6V
9W”灯泡L1和“12V
9W”灯泡L2，下列说法正确的是（ ）
A．L1和L2都正常发光时，它们消耗的电功率不同
B．将它们串联在6V的电源上，L2消耗的电功率较大
C．将它们并联在6V的电源上，L1消耗的电功率较小
D．将它们串联在18V的电源上，它们都能正常发光
【解答】解：A、当两灯都正常发光时，实际功率等于各自的额定功率，而它们的额定功率相等，所以此时它们消耗的电功率相同，故A错误；B、由R＝可知，RL1＜RL2，由于串联电路电流处处相等，由P＝I2R可知，PL1＜PL2，即L2消耗的电功率较大，故B正确；C、因为并联电路两端电压相等，所以由P＝可知，PL1＞PL2，即L1消耗的电功率较大，故C错误；D、由P＝UI可知，两灯泡的额定电流不同，因此两灯泡串联时，两灯泡不会同时发光，故D错误。故选：B
5、如图所示的电路，不考虑温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变，R是一个定值电阻，阻值为10Ω，若在a、b间接入一个标有“4V
4W”灯泡L1，和开关S，它恰好能正常发光，若在a、b间接入一个标有“4V”的灯泡L2，闭合开关S，它比正常发光时要稍亮一些，则下列判断不正确的是（ ）
A．电源电压为14V
B．R的实际功率变大
C．整个电路的实际功率变小
D．灯泡L2的额定功率小于4W
【解答】解：A、在a、b间接入一个标有“4V
4W”灯泡L1时正常发光，此时灯两端的电压为4V，电路中的电流为：I＝＝＝1A，电阻R两端的电压为：UR＝IR＝1A×10Ω＝10V，则电源电压为：U＝UR+U1＝10V+4V＝14V；故A正确；B、已知L2的额定电压为4V，当a、b间接入灯泡L2时，灯泡L2比正常发光时稍亮一些，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，由P＝可知，L2两端的实际电压高于4V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端的电压低于10V，由I＝可知，电路中的电流变小；由P＝UI可知，R的实际功率变小，故B错误；C、因串联电路中电阻越大、分得的电压越大，且L2两端的实际电压高于4V，所以，灯泡L2的电阻大于L1的电阻，则在a、b间接入L2后，电路的总电阻变大，由P＝可知，整个电路中的实际功率变小；故C正确；D、两灯的额定电压相同，灯泡L2的电阻大于L1的电阻，由P＝可知，灯泡L2的额定功率小于灯泡L1的额定功率，即小于4W，故D正确。故选：B
6、某建筑工地需要架设临时供电线路，实现照明和电加热功能。其简化电路如图所示，供电处电压U不变，从供电处到工地用长导线（有电阻）连接。闭合开关S1、S2时，加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较，则（ ）
A．照明灯亮度不变
B．照明灯亮度变弱
C．长导线上消耗的电能增加
D．整个供电线路消耗的电功率变小
【解答】解：AB、设长导线的电阻为R0，由图知，闭合开关S1、S2时，灯泡与加热器并联后再与R0串联，设此时灯泡两端电压为UL，断开开关S2时，灯泡与R0串联，设此时灯泡两端电压为UL′；由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，所以，断开开关S2时，灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻，导线的电阻不变，因灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻，根据串联电路的分压规律可知，灯泡两端的电压变大，即UL′＞UL，灯泡的电阻可认为不变，由P＝知，PL′＞PL，即断开开关S2时，灯泡的实际功率变大，所以灯泡变亮；故A、B错误；C、断开开关S2时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由欧姆定律知，电路中电流减小，导线的电阻不变，由公式W＝I2Rt知，单位时间内长导线上消耗的电能减少，故C错误；D、断开开关S2时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由P＝知，整个供电线路消耗的电功率变小，故D正确。故选：D
7、通过两定值电阻甲、乙的电流与电压关系如图所示，当将甲、乙两电阻并联在2V的电源两端，下列分析不正确的是（ ）
A．甲、乙两端的电压之比为1：1
B．干路上的电流是0.6A
C．甲消耗的电功率为0.4W
D．乙在1分钟内消耗的电能为24J
【解答】解：A、因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端时，U甲＝U乙＝U＝2V，则甲、乙两端的电压之比为1：1，故A正确；B、由图象可知，当它们两端电压为2V时，通过它们的电流分别为I甲＝0.4A，I乙＝0.2A，因干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流：I＝I甲+I乙＝0.4A+0.2A＝0.6A，故B正确；C、甲消耗的电功率为：P甲＝U甲I甲＝2V×0.4A＝0.8W，故C错误；D、乙在1分钟内消耗的电能为：W乙＝U乙I乙t＝2V×0.2A×60s＝24J，故D正确。故选：C
8、某同学想设计一个具有加热和保温功能的电热器模型，且加热与保温的功率之比为4：1．他利用阻值为10Ω的R1和阻值为40Ω的R2设计了如下电路图，若电源电压不变，则符合要求的电路图是（ ）
A．B．C．D．
【解答】解：A．由电路图可知，两开关均闭合时，R1与R2并联，由并联电路中各支路两端的电压相等可知，电路的总功率P＝+＝+＝；当只闭合上面开关时，电路为R2的简单电路，电路的总功率P′＝＝，所以加热与保温的功率之比P：P′＝：＝5：1，故A不符合题意；B．由电路图可知，上面开关闭合，下面开关接R1时，电路的总电阻最小，总功率最大，电热器处于加热状态，下面开关接R2时电热水器处于保温状态，所以加热与保温的功率之比P1：P2＝：＝：＝4：1，故B符合题意；C．由电路图可知，两开关均闭合时电路为R2的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，处于加热状态；只闭合上面开关时R1与R2串联，处于保温状态，所以加热与保温的功率之比P：P′＝：＝：＝5：4，故C不符合题意；D．由电路图可知，两开关均闭合时电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，处于加热状态；只闭合上面开关时R1与R2串联，处于保温状态，所以加热与保温的功率之比P：P′＝：＝：＝5：1，故D不符合题意。故选：B
某同学设计的煤气检测电路如图甲所示，电源电压恒定，R0为定值电阻，气敏元件R的阻值随煤气浓度变化而改变。改变煤气浓度，电流表的示数煤气浓度c变化的关系如图乙所示，则下列描述电压表的示数U、电路消耗的总功率P随煤气浓度C变化的关系图线中，可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
【解答】解：由甲图可知，定值电阻R0和气敏元件R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，由图乙可知，I﹣c图线是一条斜向上的直线，即煤气浓度增大时，电路中的电流线性变大，由U＝IR可知，定值电阻R0两端的电压也线性变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端的电压：U＝U总﹣U0，则电阻R两端的电压应线性减小，故A正确、B错；由P＝UI可知，电路消耗的总功率线性增加（即P﹣t图线应是一条斜向上的直线），故图CD错。故选：A
10、如图所示。电源电压保持不变。开关s闭合后。灯L1、L2都能正常工作，甲、乙两个电表的示数之比是4：5，此时灯L1、L2的电功率之比是（ ）
A．4：5
B．4：1
C．1：4
D．5：4
【解答】解：如果乙为电流表将会造成电源短路，如果甲为电流表L2将被短路、不能工作，因此甲、乙都为电压表，此时灯L1、L2串联连接，电压表甲测量L2两端电压，电压表乙测量电源电压；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，两灯泡两端的电压之比：＝＝＝，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝UI可得，此时灯L1、L2的电功率之比：
＝＝＝。故选：C
11、接通电路，加在某玩具电动机上的电压是U，用手将电动机转轴捏住使其不转，电动机将电能全部转化为热能，消耗的电功率为P1；松手后电动机正常工作，消耗的电功率为P2，则电动机正常工作时，线圈上消耗的机械功率为（ ）
A．P2﹣P1
B．P2
C．
D．P2﹣
【解答】解：由题意可知，接通电路，电动机不转时只将电能转化为内能，此时电动机为纯电阻，
由P＝可得，电动机线圈电阻：R＝；电动正常工作时消耗的电能转化为机械能和内能，此时电动机为非纯电阻，由P＝UI可得，此时电动机的电流：I＝，所以，此时线圈上发热功率为：P热＝I2R＝R＝×＝，由能量守恒定律可得，此时消耗的机械功率为：P机械＝P2﹣P热＝P2﹣。故选：D
12、灯泡L1标有“9V
6W”的字样，灯泡L2标有“6V3W”的字样，如果把它们串联在12V的同一个电路中，两灯相比较，则发光稍亮一些的是（灯丝电阻不受温度影响）（ ）
A．灯泡L1
B．两灯的亮度一样
C．灯泡L2
D．无法判断
【解答】解：（1）由P＝可得：R1＝＝＝13.5Ω，R2＝＝＝12Ω，L1灯泡的电阻大于灯泡L2的电阻；
（2）若将它们串联接入12V电路中时，通过两灯泡的电流相等，由I＝，P＝UI得P＝I2R，L1的电阻大于L2的电阻，L1的实际功率大于L2的实际功率，灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以灯泡L1较亮。故选：A
13、电阻R1、R2并联起来接在电路中，消耗的功率之比为4：3，如果R1、R2串联在电路中，则R1、R2消耗的功率之比为（ ）
A．4：3
B．3：4
C．16：9
D．9：16
【解答】解：电阻R1、R2并联时，两电阻功率之比＝＝＝；电阻R1、R2串联时，两电阻功率之比＝＝＝。故选：B
14、一幢居民楼里住着生活水平各不相同的居民，停电时测得A，B间的电阻为R；供电后，测得A，B间电压为U，进线电流为I，如图所示，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是（ ）
A．P＝I2R
B．P＝U2/R
C．P＝UI
D．前三式均可以
【解答】解：其一：停电时测得A，B间的电阻为R，供电时，电路中的用电器工作，其电阻将会发生变化；再者：A、B间的电路为非纯电阻电路，利用P＝或P＝I2R计算的是发热功率，故只能用P＝UI来计算总功率。故选：C
15、如图所示为某家庭中的电能表的表盘图片，关于下列说法正确的是（ ）
A．若电能表的转盘转得越快，则表明用电器的电功率越大
B．所在家庭电路短时间内允许的最大总电功率为2200W
C．到目前为止该家庭电路已消耗电能13457kW?h
D．若转盘转了1600转，则这段时间内消耗的电能为2度
【解答】解：A、电功率是表示电流做功（消耗电能）快慢的物理量，若电能表的转盘转得越快，则表明用电器的电功率越大，故A正确；B、由电能表表盘可知，短时间内允许的最大电流为40A，
则该电能表允许接入用电器的最大电功率P＝UI＝220V×40A＝8800W，故B错误；C、电能表的最后一位数是小数，单位kW?h，由图示电能表可知，电能表示数是1345.7kW?h，说明到目前为止该家庭电路已消耗电能1345.7kW?h，故C错误，D、电能表表盘转1600转消耗的电能：W＝＝0.5kW?h＝0.5度，故D错误。故选：A
16、如图所示，灯泡规格“24V
12W”（电阻不受温度的影响），滑动变阻器的铭牌为“600Ω，1A”，电流表的量程为“0～0.6A”；电压表的量程为“0～15V”。当S1、S2、S都闭合，滑片P在a时，小灯泡恰好正常发光，且电流表刚好满偏，下列有关说法错误的是（ ）
A．R1的阻值为
240Ω
B．当S1、S2、S都闭合，滑片P在a时，整个电路的总功率为14.4W
C．当S2、S都闭合，S1断开，且滑片P到a端的距离为滑动变器总长的0.6倍时，电压表的示数为12V
D．整个电路安全的情况下，总电功率的最小值为0.9W
【解答】解：（1）当S1、S2、S都闭合，滑片P在a时，小灯泡恰好正常发光，且电流表刚好满偏，因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡正常发光，所以，电源的电压U＝UL＝24V，由P＝UI可得，通过L的电流：IL＝＝＝0.5A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且电流表刚好满偏时示数I＝0.6A，所以，通过R1的电流：I1＝I﹣IL＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，由I＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝240Ω，故A正确；整个电路的总功率：
P＝UI＝24V×0.6A＝14.4W，故B正确；
（2）当S2、S都闭合，S1断开，且滑片P到a端的距离为滑动变器总长的0.6倍时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，此时变阻器接入电路中的电阻R2＝0.6×600Ω＝360Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I′＝＝＝0.04A，
电压表的示数：U2＝I′R2＝0.04A×360Ω＝14.4V，故C错误；
（3）因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压大于电压表的量程15V，
所以，电压表另外部分两端的电压：U外＝U﹣U2大＝24V﹣15V＝9V，因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，且R1＞RL，所以，R1接入电路中时，电路中的电流最小，电路的总功率最小，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的最小电流：I小＝＝＝0.0375A，
电路的最小总功率：P小＝UI小＝24V×0.0375A＝0.9W，故D正确。故选：C
17、将“220V
15W”的灯泡L1和“220V
60W”的灯泡L2，串联在220V的电源上，组成闭合的回路（设灯丝电阻不变），则（ ）
A．灯泡L1比灯泡L2亮
B．灯泡L2比灯泡L1亮
C．两灯的总功率大于15W
D．两灯的实际功率都变为额定功率的一半
【解答】解：∵P＝，∴灯泡电阻：R1＝＝≈3226.67Ω，R2＝＝≈806.67Ω，两灯串联时电路电流：I＝＝≈0.05A，灯泡的实际功率：P1实＝I2R1＝（0.05A）2×3226.67Ω≈8W，P2实＝I2R2＝（0.05A）2×806.67Ω≈2W，故D错误，L1的实际功率大于L2的实际功率，灯泡L1比灯泡L2亮，故A正确，B错误；两灯的总功率约为10W，故C错误；故选：A
18、有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。在比较两个灯泡的额定功率谁大时，要做以下分析：
①从关系式P＝I2R可以知道；
②较亮灯泡的电阻较大；
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
请你将最合理的排序选出来（ ）
A．⑤②①③④⑥
B．⑤③④②①⑥
C．⑤①②④③⑥
D．⑤①②③④⑥
【解答】解：判断灯泡电功率大小的步骤是：⑤串联时流过两个灯泡的电流相同；①从关系式P＝I2R可以知道；②较亮灯泡的电阻较大；④从关系式P＝可以知道；③在相同电压下工作时，灯泡的电功率和它的电阻成反比；⑥所以，串联时那个较暗灯泡的额定功率较大；故选：C
19、2019年诺贝尔化学奖得主为三位在锂离子电池开发领域做出重要贡献的科学家。如图为可充电锂离子电池。电池上有“电压”和“容量”两个重要参数，容量的单位通常为“毫安时”（符号mA?h）。该电池铭牌标有：电压3.6V、容量1500mA?h，这种电池一次充电最多可储存的电能为19440J。
【解答】解：这种电池一次充电最多可储存的电能：W＝UIt＝3.6V×1500×10﹣3A×3600s＝19440J。
20、如图是电动汽车动力系统示意图。汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而改变行驶速度，当滑片向右滑动时，此时电动汽车在 减速 （加速，减速）。当汽车速度最大时，电压表的示数为380V，电流表的示数为30A，此时电动机消耗的功率为 11400 W．若电动机的内阻为0.4Ω，则电动机的发热功率为 360 W。
【解答】解：由电路图可知，电动机和滑动变阻器串联，电压表测量电动机两端电压，电流表测电路中的电流；当滑片向右滑动时，变阻器连入电路中的电阻变大，根据分压原理可知，变阻器分得的电压变大；根据串联电路电压的规律，则电动机的电压变小，电动汽车在减速；电动机消耗的功率为：P总＝UI＝380V×30A＝11400W；电动机的发热功率为：P热＝I2R＝（30A）2×0.4Ω＝360W。故答案为：减速；11400；360
21、有一个标有“8V2W”的小灯泡，如果接在12V的电源上必须串联一个电阻为 16 Ω的电阻才能使小灯泡正常发光，此时在这个电阻上消耗的电功率是 1 W。
【解答】解：由P＝UI可知，灯泡正常发光时的电流：I＝＝＝0.25A，
由I＝可知，串联电阻阻值：R＝＝＝＝16Ω，
电阻消耗的功率：PR＝I2R＝（0.25A）2×16Ω＝1W；故答案为：16；1
22、如图所示，电源电压不变。将定值电阻R1和R2串联后接在电源上，R1消耗的功率为3W，R2消耗的功率为6W，则R1＝ 0.5 R2；若将它们并联后仍接在该电源上，则电路消耗的总功率为 40.5 W。
【解答】解：当两电阻串联时，＝＝＝＝，所以R1＝0.5R2，电路消耗的总功率P串＝P1+P2＝＝＝3W+6W＝9W，整理得＝27W，并联的总电阻R并＝＝＝R1，所以电路消耗的总功率P并＝＝＝×＝×27W＝40.5W。答案：0.5；40.5
23、灯L额定电压为6V，定值电阻R和灯L的电流随其两端电压变化的关系如图甲所示。
（1）将定值电阻R和L串联，如图乙所示，调节滑动变阻器，使R和L两端的总电压为8V，则定值电阻R与灯L的电功率之比为3：5；
（2）将定值电阻R和L并联，如图丙所示，调节滑动变阻器使灯恰好L正常发光，此时定值电阻R的电功率为3.6W。
【解答】解：（1）将定值电阻R和L串联，调节滑动变阻器，使R和L两端的总电压为8V，因串联电路中各处的电流相等，且R和L两端的总电压为8V，由图甲可知，I＝0.3A、UR＝3V、UL＝5V时符合，由P＝UI可得，定值电阻R与灯L的电功率之比：＝＝＝＝；
（2）将定值电阻R和L并联，调节滑动变阻器，使灯恰好L正常发光，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，UR′＝UL′＝6V，由图甲可知，通过R的电流IR＝0.6A，则此时定值电阻R的电功率：PR＝UR′IR＝6V×0.6A＝3.6W。故答案为：（1）3：5；（2）3.6W
24、在“测定小灯泡电功率”的实验中，提供以下器材：常用的小灯泡1只（标明额定电压，未标明额定功率），电流表、电压表各1只，滑动变阻器1只，开关1只，电源，导线若干。
（1）在方框图中画出实验电路图。
（2）按正确的电路图连接电路，根据数据画出小灯泡灯丝U﹣I曲线如图所示，这个图象中，横坐标表示的是 电流 。（选填“电流”或“电压”）请你结合已学知识，说明理由？ 灯泡实际功率越大，温度越高，灯泡电阻随温度的升高而增大，所以灯泡两端电压变化大于通过它的电流变化 。
【解答】解：（1）根据P＝UI可知：需要利用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出小灯泡中的电流，用滑动变阻器改变小灯泡两端的电压，滑动变阻器应与灯泡串联，由此设计实验电路图如下：
（2）灯泡两端电压越大，通过它的电流越大，由P＝UI知，灯泡的实际功率越大，灯泡越越亮，温度越高，且灯泡的电阻随温度的升高而增大，由R＝可知，灯泡两端电压变化应大于通过它的电流变化，由图象可知，横坐标表示的是电流，纵坐标表示的是电压。
故答案为：（1）见上图；（2）灯泡实际功率越大，温度越高，灯泡电阻随温度的升高而增大，所以灯泡两端电压变化大于通过它的电流变化。
25、小金用如图甲所示的电路来研究滑动变阻器消耗的电功率与变阻器接入电路电阻之间的关系。已知电源电压恒为3V，定值电阻R0的阻值为3Ω，滑动变阻器R1上标有“2A
5Ω”字样。实验数据如表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流表示数/A
0.38
0.43
0.50
0.60
0.75
①
电压表示数/V
1.86
1.71
1.50
1.20
0.75
0.00
变阻器电功率/W
0.71
0.74
0.75
0.72
0.56
0.00
（1）用笔画线代替导线，完成图乙的电路连接。
（2）表中第6次实验时，电流表示数如图丙所示，则表中数据①是 1.00 。
（3）根据实验数据可知，此电路中，滑动变阻器消耗的电功率随着变阻器接入电路电阻的变化的规律是 随着滑动变阻器接入电路电阻值的增大（或减小），其电功率先增大后减小 。
【解答】解：（1）由图甲知，电流表、定值电阻R0应串联入电路中，由此连接实物图，如图：
（2）由图丙知，电流表量程0～3A，分度值0.1A，则表中数据①是1.00A，
（3）由表中数据，由R＝计算6次实验中滑动变阻器接入电路的阻值分别为：4.89Ω、3.98Ω、3Ω、2Ω、1Ω、0Ω，变阻器连入电路的阻值从0Ω到5Ω的范围内，随着滑动变阻器接入电路的电阻的增大，功率滑动变阻器消耗的电功率先增大后减小。
故答案为：（1）见上图；（2）1.00；（3）随着滑动变阻器接入电路电阻值的增大（或减小），其电功率先增大后减小。
26、某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。
实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源（电压恒为6V）、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、滑动变阻器（“20Ω
1A”）、开关各一只，导线若干。
（1）小金组按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3.8伏时，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为 1.52 瓦。
（2）小丽组同学发现，实验桌上的电压表0～15V的量程已损坏，其它器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表0～3V的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：
步骤一：按图甲电路先将电压表（0～3V）接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏。断开开关，拆下电压表；
步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在 滑动变阻器 两端；
步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向 左 （填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为 2.2 伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。
（3）反思：实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。
【解答】解：（1）当电压表的示数为3.8伏时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.4A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝3.8V×0.4A＝1.52W；
（2）步骤二：根据串联电路电压的规律，当变阻器的电压为：6V﹣3.8V＝2.2V＜3V，灯的电压为额定电压，故保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在滑动变阻器的两端；
步骤三：原来变阻器的电压为6V﹣3V＝3V，大于2.2V，故应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路的电阻，故闭合开关，将滑动变阻器的滑片向左移动，直到电压表示数为2.2V，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。
故答案为：（1）1.52；（2）滑动变阻器；左；2.2。
27、某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验中电源电压为6V且恒定不变；滑动变阻器在电路中除了保护电表即保护电路以外，在不同的实验中作用各不相同。
（1）第一小组的同学要测量电阻R的阻值，他们在A、B间接入待测电阻R，请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整。
（2）第二小组的同学要测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。他们在A、B间接入额定电压为2.5V的小灯泡，正确连接电路，实验步骤及操作都正确。闭合开关后，发现电压表的示数始终大于小灯泡的额定电压，小灯泡发光较亮，出现这种现象的原因是 选用滑动变阻器规格太小（或滑动变阻器的最大电阻太小） 。
（3）第三小组的同学要研究“电流与电阻的关系”。该实验中滑动变阻器除了保护电路的作用外，另一个重要的作用是 控制电阻两端的电压保持不变（或使电阻两端的电压保持2.5V） 。
实验步骤如下：
①按照电路图连接电路接入定值电阻R1，滑动变阻器滑片在阻值最大处，闭合开关；
②移动滑片，使电压表为某个固定值，记下此时电流表的电流I1；
③断开开关，摘下R1，接入阻值稍大的电阻R2；闭合开关，滑片应向左端移动，使电压表的示数不变 ，记下此时电流表的电流I2；
④改用R，重复步骤③，记下此时电流表的电流I3；比较R1I1、R2I2、R3I3的数值，得出验证结论。
【解答】解：（1）变阻器按一上一下接入电路中与电阻串联，电压表与电阻并联，如下所示：
（2）第二小组的同学要测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。他们在A、B间接入额定电压为2.5V的小灯泡，正确连接电路，实验步骤及操作都正确，则灯与变阻器串联，变阻器连入电路的电阻最大，闭合开关后，发现电压表的示数始终大于小灯泡的额定电压，小灯泡发光较亮，则电路的电流过大，由欧姆定律知电路的电阻过小，出现这种现象的原因是选用滑动变阻器规格太小（或滑动变阻器的最大电阻太小）；
（3）研究“电流与电阻的关系”要控制电阻的电压不变，该实验中滑动变阻器除了保护电路的作用外，另一个重要的作用是控制电阻两端的电压保持不变（或使电阻两端的电压保持2.5V）；
（4）根据串联分压原理可知，摘下R1，接入阻值稍大的电阻R2，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数不变。
故答案为：（1）如上图；（2）选用滑动变阻器规格太小（或滑动变阻器的最大电阻太小）；（3）控制电阻两端的电压保持不变（或使电阻两端的电压保持2.5V）；③滑片应向左端移动，使电压表的示数不变。
28、现有电压表一个、电流表一个（均已调零）、电压为6V的蓄电池、滑动变阻器R1（5Ω，1A）、R2（20Ω，0.5A）、开关一个、导线若干。请你设计一个实验测量一只标有“0.3A”、正常发光时电阻约为8.2Ω的小灯泡正常发光时的功率。
实验次数
1
2
3
电流I（A）
0.14
0.2
0.3
电压U（V）
1.0
1.5
2.5
（1）在答卷的虚线框内画出实验电路图，并标明所选用的滑动变阻器的符号；
（2）将下面的实验步骤补充完整：
①按图连接电路，连接电路时保持开关断开；
② 将变阻器连入电路的电阻最大 ，闭合开关；
③ 移动变阻器的滑片，使电流表示数为0.3A，记下电压表示数 ；
④应用P＝UI计算小灯泡的额定功率。
（3）小金在实验过程中测得了如上表所示的数据，由数据可知，小灯泡的额定功率为 0.75W ，小灯泡正常发光时的电阻为 8.33Ω 。（结果保留两位小数）
【解答】解：（1）根据P＝UI，电压表测灯的电压，电流表测灯的电流，滑动变阻器串联在电路中；电压为6V的蓄电池、灯的额定电流为0.3A，正常发光时电阻约为8.2Ω，由串联电路的规律及欧姆定律，灯正常发光时变阻器连入电路的电阻：R滑＝﹣RL＝﹣8.2Ω＝11.2Ω；故选用变阻器R2；如下所示：
（2）①按图连接电路，连接电路时保持开关断开；②将变阻器连入电路的电阻最大，闭合开关；
③移动变阻器的滑片，使电流表示数为0.3A，记下电压表示数；④应用P＝UI计算小灯泡的额定功率；
（3）灯在额定电流下对应的电压为2.5V，由数据可知，小灯泡的额定功率为：P＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W；由欧姆定律，小灯泡正常发光时的电阻为：R＝＝≈8.33Ω。
故答案为：（1）如上所示；（2）②将变阻器连入电路的电阻最大；③移动变阻器的滑片，使电流表示数为0.3A，记下电压表示数；（3）0.75W；8.33Ω。
29、测定小灯泡额定功率的实验中（所用灯泡的额定电压U0＝3.8V），小强小组设计了另一种实验方案（其中电源电压未知，电阻R的阻值已知）。具体步骤如下：
①按如图所示的电路图连接好电路；②开关S拔到位置1，移动滑片P至任一位置，读出电流表示数I1；③开关S拔到位置2，滑片位置不动，读出电流表示数I2，先算出灯泡的电阻RL＝ （请你用所测的物理量表示），再根据P0＝，计算灯泡的额定功率。他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是 灯泡电阻随温度的变化而变化 。仔细分析后，他们认为要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为 开关S拔到位置1，移动滑片P直到电流表示数为I1＝＝为止，读出电流表示数I1。
【解答】解：（1）按照电路图，将灯泡的左边接线柱与开关中间的接线柱相连、电流表的负接线柱与开关的位置1相连，如图所示：
（2）由②可得灯泡两端电压U＝I1R，而开关S由位置1拨到位置2时，电路中三个电阻的连接方式没有发生改变，所以此时灯泡两端电压仍然为I1R，因为L与R并联，所以由③得灯泡电流IL＝I2﹣I1，由欧姆定律得灯泡电阻：RL＝＝；
（3）因为灯泡电阻随温度的变化而变化，题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等，
所以根据P0＝求出的功率与额定功率的真实值相差较大；要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为：开关S拔到位置1，移动滑片P直到电流表示数为I1＝＝为止，读出电流表示数I1。
故答案为：①如图所示；③；灯泡电阻随温度的变化而变化；开关S拔到位置1，移动滑片P直到电流表示数为I1＝＝为止，读出电流表示数I1。
30、初三实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中，现有器材：电源（电压恒为6V）、开关、电压表、电流表各一个，导线若干，额定电压为3.8V的待测小灯泡（电阻约为12Ω），滑动变阻器。
（1）如图甲所示是小蒋同学连接的实物电路图，图中只有一根导线连接错误，请你在图中用“×”标出这根错接的导线，只改接一根导线使电路成为正确的电路（不能与其他导线交叉）。
（2）小蒋确认电路连接无误后闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压，则电路的故障是 与电压表并联的电路断路 。
（3）由图乙推知：小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P1，小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为P2，则P1 大于 P2（填“大于”、“小于”或“等于”）。
【解答】解：（1）原电路中，灯与电流表串联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与灯串联，电压表与灯并联，如下左所示：
（2）小蒋确认电路连接无误后闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压，则电路的故障是与电压表并联的电路断路；
（3）根由图乙知，小灯泡的实际电压是额定电压一半（1.9V）时的电流约为0.20A，电功率为：
P1＝1.9V×0.2A≈0.38W；小灯泡的实际电流是额定电流一半时（0.15A）对应的电压约为1V，灯的实际电功率为：P2＝1V×0.15A＝0.15W，则P1大于P2。
故答案为：（1）如上所示；（2）与电压表并联的电路断路；（3）大于。
31、如图是电动机和定值电阻R组成的电路，电源电压为U，电动机内阻为r，定值电阻阻值为R，开关S闭合时，电动机正常工作，电流表示数为I，请用以上字母表示：
（1）证明定值电阻R将电能全部转化为内能。（2）电动机正常工作的电功率。
（3）若电动机卡住，电流表的示数。
【解答】解：（1）纯电阻电路：电阻R，电路两端电压U，通过的电流为I。电热：Q＝I2Rt，电功：W＝UIt，由于纯电阻电路中I＝，则Q＝I2Rt＝IR×It＝UIt＝W；则电热和电功的关系Q＝W，表明：在纯电阻电路中，电功与电热相等。也就是说电流做功将电能全部转化为内能；
（2）当S闭合时，电动机与R并联，通过电阻R的电流IR＝，
根据并联电路电流的功率知，通过电动机的电流为：IM＝I﹣IR＝I﹣，
电动机正常工作的电功率为：P＝UI＝U×（I﹣）＝UI﹣；
（3）若电动机卡住，此电路为纯电阻电路，通过电动机的电流：IM＝，根据并联电路电流的规律知，干路的电流为：I＝IM+IR＝+＝，即电流表的示数为。
答：（1）证明见上；（2）电动机正常工作的电功率为UI﹣；
（3）若电动机卡住，电流表的示数为。
32、家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成，将电饭锅的自动开关S按下，电饭锅处于加热状态，当感温铁氧体温度达到103℃时失去磁性，被吸铁块由弹簧弹开，使电饭锅进入保温状态。某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲，某次使用该电饭锅在220V的电压下煮饭过程中，通过的电流随时间变化的图象如图乙。
（1）当自动开关S与2连接，此时电饭锅处于 保温 （选填“加热”或“保温”）状态。
（2）该电饭锅处于正常加热状态时的功率为多大？
（3）该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为多少？
【解答】解：（1）由甲图可知，当自动开关S与2连接，两电阻串联，此时电路的总电阻最大，根据公式P＝知，电压一定时，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，所以此时电饭锅处于“保温”状态。
（2）由乙图知，该电饭锅处于正常加热状态时电路中的电流为4A，则该电饭锅处于正常加热状态时的功率为：P加热＝UI1＝220V×4A＝880W；
（3）由乙图知，该电饭锅处于保温状态时电路中的电流为1A，则该电饭锅处于保温状态时的功率为：P保温＝UI2＝220V×1A＝220W；该电饭锅此次工作30分钟过程中，加热时间为10min，保温时间为20min，该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为：W总＝P加热t加热+P保温t保温＝880W×10×60s+220W×20×60s＝7.92×105J；
答：（1）当自动开关S与2连接，此时电饭锅处于“保温”状态。
（2）该电饭锅处于正常加热状态时的功率为880W。
（3）该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为7.92×105J。
33、如图所示，已知电源电压恒为U，定值电阻阻值为R1，滑动变阻器从最左边滑到最右端的过程中，则：（1）试解释R1的电功率的变化情况。
（2）R2的电功率在此过程中有无最大值？通过计算证明。
【解答】答：（1）当滑动变阻器从最左端滑到最右端的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路电流变小，由P＝I2R可得，R1的电功率变小；
（2）电路电流：I＝，R2的电功率：P2＝I2R2＝R2＝R2＝＝＝；显然当R2＝R1时，R2的电功率最大。
34、如表为一台电烤箱的铭牌，低温挡的功率模糊不清，其内部简化电路如图所示R1和R2均为电热丝。（已知R2的阻值为66欧姆）。
（1）电烤箱在高温挡正常工作，十分钟所消耗的电能。（2）电路中R1的阻值。
（3）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率。
xx牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温挡
1100W
低温挡
W
电源频率
50Hz
【解答】解：（1）由P＝可得，电烤箱在高温挡正常工作10min消耗的电能：
W＝P高t＝1100W×10×60s＝6.6×105J；
（2）由电路图可知，开关S1、S2均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，功率最大，电烤箱处于高温挡，由P＝UI＝可得，电路中R1的阻值：R1＝＝＝44Ω；
（3）由电路图可知，开关S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，功率最小，电烤箱处于低温挡，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，此时电路中的电流：I＝＝＝2A，
R1的功率：P1＝I2R1＝（2A）2×44Ω＝176W。
答：（1）电烤箱在高温挡正常工作，10min消耗的电能为6.6×105J；
（2）电路中R1的阻值为44Ω；
（3）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流为2A，R1的功率为176W。
35、两电阻a、b各自的电流与两端电压的关系图线如图甲所示，
（1）电阻a的阻值多大？
（2）如果把a、b两个电阻串联接成如图乙所示的电路时，电流表的示数为0.2A。
求：①电阻b的电功率。②电阻a、b在1min内消耗的电能之和。
【解答】解：（1）由图知，Ua＝2.0V，Ia＝0.2A，根据欧姆定律可得：Ra＝＝＝10Ω；
（2）①由乙图可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流，由甲图象可知，当电流表的示数I＝0.2A时，Ub＝1.0V，则电阻b的电功率：Pb＝UbI＝1.0V×0.2A＝0.2W；
②此时电阻b两端的电压Ub＝1.0V，由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，电源的电压：
U＝Ua+Ub＝2.0V+1.0V＝3V，电阻a、b在1min内消耗的电能之和：W＝UIt＝3V×0.2A×60s＝36J。
答：（1）电阻a的阻值为10Ω；
（2）①如果把a、b两个电阻串联接成如图乙所示的电路时，电流表的示数为0.2A，则电阻b的电功率为0.2W；②电阻a、b在1min内消耗的电能之和为36J。
36、如图是一直流电动机提升重物的装置。电源电压U＝9V保持不变，已知电动机线圈电阻为1Ω．开关闭合后，电动机匀速提升重物，此时，电流表读数为1A，电压表读数为5V．不计任何摩擦，求：
（1）10秒内该电路消耗的总电能；（2）电动机的发热功率；
（3）当重物的质量超过一定数值时，电动机将无法转动，求此时电动机的电功率。
【解答】解：（1）10秒内该电路消耗的总电能：W＝UIt＝9V×1A×10s＝90J；
（2）电动机的发热功率：P热＝I2R线＝（1A）2×1Ω＝1W；
（3）当电动机不转动时，相当于一个1Ω的电阻，定值电阻R＝5Ω；
由欧姆定律可得，此时电路中的电流：I′＝＝＝1.5A，
电动机的功率：P＝I′2R线＝（1.5A）2×1Ω＝2.25W。
答：（1）10秒内该电路消耗的总电能为90J；（2）电动机的发热功率为1W；
（3
）电动机的电功率为2.25W。
37、无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。图中所示无链条电动自行车，其锂电池容量为10Ah（电池容量是指放电电流与放电时间的乘积）、电压为30V．若骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，可正常行驶1.8×104m；若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，“混合动力驱动”可使车连续行驶3.2×104m。
（1）无链条电动自行车的车把龙头是 省力 （填“省力/费力/等臂”）杠杆；
（2）图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为 1.08×106 J；
（3）正常行驶时，这款车“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为 7：9 。
【解答】解：（1）车把龙头的支点就是车把的转轴，车轮与地面之间的摩擦力就是阻力，人手施加的力就是动力，这时动力臂大于阻力臂，因此它是省力杠杆；
（2）这款车的锂电池最多所储存的电能：W＝UIt＝30V×10A×3600s＝1.08×106J；
（3）人的能量驱动的路程s1＝3.2×104m﹣1.8×104m＝1.4×104m，
正常行驶时，这款车“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比：＝＝＝＝。
故答案为：（1）省力；（2）1.08×106；（3）7：9。
38、如图所示为“无人机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。如图为某型号无人机，整机质量为2千克。
（1）该无人机一个旋翼的电动机额定功率为30瓦，额定电流为2安，线圈电阻为1欧，无人机正常工作时的总输出功率是多少？
（2）该无人机在30秒内竖直上升120米，动能增加量为120J，所受空气阻力不变，求无人机在上升过程中所受空气阻力？
（3）该无人机所需的能量是由一块输出电压为15伏，容量为5000mAh的电池提供。若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100瓦，则该机最多能飞行多少时间？
【解答】解：（1）无人机正常工作时，一个电动机的额定功率PM＝30W，电路中的电流I＝2A，线圈电阻R＝1Ω，则一个电动机线圈的热功率：PR＝I2R＝（2A）2×1Ω＝4W，
则一个电动机的输出功率：P机械＝PM﹣PR＝30W﹣4W＝26W，
该无人机有4个电动机，所以，无人机正常工作时的总输出功率：P总＝4P机械＝4×26W＝104W；
（2）由P＝可得，无人机在30秒获得的总机械能：W总＝P总t＝104W×30s＝3120J，
克服重力所做的功：WG＝Gh＝mgh＝2kg×10N/kg×120m＝2400J，
由能量守恒定律可得，克服空气阻力所做的功：Wf＝W总﹣WG﹣W动＝3120J﹣2400J﹣120J＝600J，
则无人机在上升过程中所受空气阻力：f＝＝＝5N；
（3）电池提供的电能：W电＝UIt＝15V×5000×10﹣3A×3600s＝2.7×105J，
电动机获得的电能：W电′＝W电η＝2.7×105J×80%＝2.16×105J，
该机最多能飞行的时间：t＝＝＝2160s。
答：（1）无人机正常工作时的总输出功率是104W；（2）无人机在上升过程中所受空气阻力为5N；（3）该机最多能飞行2160s。
39、如图甲电路所示，电源电压为9V且保持不变，小灯泡上标有“6V6W”的字样，小灯泡的I﹣U图象如图乙。求：（1）小灯泡正常发光时的电流；
（2）当电流表的示数为0.7A时，小灯泡的实际功率；
（3）当电压表的示数为2V时，整个电路在10s内消耗的电能。
【解答】解：（1）由P＝UI可得，小灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝1A；
（2）当电流表的示数I＝0.7A时，由图象可知，灯泡两端的电压UL′＝3V，
则小灯泡的电功率：PL′＝UL′I＝3V×0.7A＝2.1W；
（3）当电压表的示数为2V时，由图象可知，电路中的电流I″＝0.5A，
整个电路在10s内消耗的电能：W＝UI″t＝9V×0.5A×10s＝45J。
答：（1）小灯泡正常发光时的电流为1A；
（2）当电流表的示数为0.7A时，小灯泡的实际功率为2.1W；
（3）当电压表的示数为2V时，整个电路在10s内消耗的电能为45J。
40、风靡全球的最快电动跑车特斯拉，有着优越的性能，良好的操作性，使用经济便宜等诸多优点。型号为Model5该车配备65kW?h电池，作为汽车动力来源，为了方便车主充电，特斯拉工厂在全球多个城市配置了超级充电站，超级充电时的充电电压为380V，充电电流为195A，求：
（1）充电完成一半需要多长时间；
（2）充满电的汽车电池能续航500公里，而特斯拉电动车的能量转换效率可以高达90%，则该车匀速运行的牵引力是多大。
【解答】解：（1）由W＝UIt得t＝＝≈1578.95s＝0.44h；
（2）根据题意转化的机械能W′＝W×η＝65×3.6×106J×90%＝2.106×108J
则当匀速行驶时，牵引力为F＝＝＝421.2N
答：（1）充电完成一半需要0.44h；
（2）充满电的汽车电池能续航500公里，而特斯拉电动车的能量转换效率可以高达90%，则该车匀速运行的牵引力421.2N。
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精品试卷·第
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