专题25 电功 电功率
【知识点回顾】
一、电功
电功的实质：电流做功的过程就是________转化为________的过程。
单位为________(简称焦，符号为J)、千瓦时(kW·h)。
换算：1kW·h＝________J。
影响电功大小的因素有电压、________和通电________。
电流做功的过程实际上就是电能转化为其他形式能量的过程，电流做了多少功就有多少________转化为其他形式的能。
电能计算公式为：________，对纯电阻性用电器，电功还可用公式________计算。
测量电功的仪表是________(电度表或千瓦时计)，计数器上前后两次读数之差就是这段时间内消耗的千瓦时数。
二、电功率
电流在单位时间内所做的功叫________，是用来表示________的物理量。
单位：瓦特(简称瓦，符号为W)，千瓦(kW)。1kW＝1000W。
电功率计算公式为：P＝________、P＝________。对于纯电阻性用电器，电功率还可用公式P＝________、P＝________计算。
1．额定功率：用电器在________下工作时所消耗的电功率。
2．用电器只有在额定电压下工作时，实际功率等于额定功率。灯泡的亮度取决于灯的________电功率。
以灯泡为例：PZ220V 25W
PZ表示普通照明灯泡，220V表示额定电压为220V，25W表示该灯泡的额定功率为25W。
三、测定小灯泡的电功率
原理为________。
考点14 测定小灯泡的额定功率和实际功率，收集和整理实验数据得出实验结论
调节滑动变阻器，当电压表读数不等于额定电压时，可测实际功率；当电压表读数________额定电压时，可测额定功率。
四、电流的热效应
考点15 知道电路具有热效应 a；概述探究影响电流热效应因素实验的原理和涉及的科学方法
1．电流热效应
电流通过导体时，____________能转化为____________能，这种现象叫做电流的热效应。
2．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。
考点16 说出焦耳定律的内容和数学表达式 ；应用焦耳定律解决简单问题
焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟____________的平方、导体的____________和通电时间成正比。
表达式：Q＝____________
【例题精析】
例1．（2019?荆州）如图电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻R1的功率为0.8W；当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，电压表的示数变化了1V．下列结果正确的是（ ）
A．电源电压为8V
B．R1的阻值为20Ω
C．电路变化前后电流之比为1：3
D．电路总功率变化了1.2W
例2．（2019?温州）小明按图甲连接电路，闭合开关，灯泡L1的功率为P1．他将一个阻值大于L1的灯泡L2串联接入电路（如图乙），闭合开关后，L1、L2的功率分别为P1'、P2'（不计温度对灯泡电阻的影响，电源电压恒定），下列关系式正确的是（ ）
A．P2'＞P1'＞P1
B．P2'＞P1＞P1'
C．P1＞P2'＞P1'
D．P1＞P1'＞P2'
例3．（2020?温州）小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸，发现当车牌被识别系统识别后，绿灯亮，栏杆抬起，车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路，车牌识别成功相当于图中开关S闭合。
（1）已知该电路电源电压为6伏，指示灯L工作时的阻值为5欧，滑动变阻器接入电路的阻值为10欧，线圈阻值不计。闭合开关后，线圈吸住铁柱时，指示灯的功率为
瓦。
（2）若电源电压下降，栏杆不能抬起。除了更换电池外，请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法。
。
例4．（2020?衢州）小科测量额定电压为2.0V小灯泡的电功率，电路图如图甲所示，电源为两节干电池，利用测得数据绘制图象如图乙、丙所示，图中x为滑片P移动的距离。
（1）当滑片P移动的距离为a时，图丙中电流突然变小的原因是
。
（2）该小灯泡的额定功率是
。
例5．（2020?绍兴）如图是某电烤箱的内部简化电路图，下表是电烤箱铭牌的部分信息，R0和R均为电热丝，其他电阻均忽略不计。已知R＝202欧。
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
高温挡
低温挡
200W
（1）电烤箱A、B触点中连接火线的是
触点。
（2）闭合总开关，将旋钮开关转到如图所示位置，此时电烤箱处于
（选填“高温挡”或“低温挡”）。
（3）在额定电压下，电烤箱高温挡工作2分钟产生内能
焦。
例6．（2020?金华）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。
例7．（2019?台州）图甲是测定小灯泡（额定电压2V）电功率的实验电路。
（1）某同学根据实验数据画出如图乙所示的图象，则该小灯泡的额定功率为
瓦。老师认为图乙曲线右半段不符合实验事实，理由是
。
（2）另一同学为探究电流跟电阻的关系，换用4.5V的电源，并用多个不同阻值的定值电阻替换图甲中的灯泡，得到如图丙的图象，则他选用的滑动变阻器的最大阻值至少为
欧姆。
例8．（2020?湖州）方方用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图，如图乙。
（1）实线表示的是
（选填“R”或“R0”）的功率与电流的关系。
（2）求R0的阻值。（写出计算过程）
（3）当电流表示数为0.5安时，求R消耗的功率。（写出计算过程）
例9．（2020?杭州）如图电路中，电源电压恒为9V，灯泡L规格为“6V
3W”。闭合开关，灯泡正常工作。求：
（1）电阻R的阻值。
（2）灯泡工作5分钟消耗的电能及电阻R产生的热量。
例10．（2020?桂林）小明的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸。下表是这个豆浆机的主要技术参数；图丙所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的部分过程中电热管和电动机交替工作的“P﹣t”图象。
型 号
SYL﹣624
额定电压
220V
额定频率
50Hz
电机功率
120W
加热功率
1210W
容量
1000mL
请解答下列问题：
（1）豆浆机正常工作时的最大电流是多大？
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，消耗的电能是多少？
（3）在一次豆浆机工作的时候，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“1200r/kW?h”字样的电能表转盘在1min内转过了22转。此时电路的实际功率是多大？
【习题巩固】
一．选择题（共13小题）
1．如图所示，将三个相同空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，将多个阻值相同的电阻R以不同的连接方式接入电路中，通电一段时间后体积变化最大的气球是（ ）
A．a
B．b
C．c
D．三个相同
2．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．
3．多功能煲汤炖锅可以实现保温、慢炖、快炖三种功能，使用时可通过旋钮开关实现功能切换。下图是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为5伏，四段电热丝电阻均为5欧，保温、慢炖、快炖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，开启快炖功能
B．开启保温功能，电路中的总电阻为5欧
C．从快炖到慢炖，电路总电流变化0.5安
D．快炖与慢炖电路总功率之比为2：1
4．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．
5．如图所示，电源电压为18V，R0＝60Ω，滑动变阻器的规格为“100Ω
2A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“12V
6W”字样。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全，则（ ）
A．S、S1、S2都闭合，电路消耗的总功率最小值为5.4W
B．S、S1、S2都闭合，当电路消耗的总功率最大时，滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω
C．S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器接入电路的阻值范围是6～100Ω
D．S闭合，S1、S2都断开，调节滑动变阻器，灯泡的功率变化范围是0.5～6W
6．一根电热丝的电阻值为R，将它接在电压为U的电路中时，在时间t内产生的热量为Q．使用一段时间后，将电热丝剪掉一小段，剩下一段的电阻值为0.5R．现将剩下的这段电热丝接入电路，则（ ）
A．若仍将它接在电压为U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q
B．若仍将它接在电压为U的电路中，产生的热量为Q，所需时间为2t
C．若将它接入电压为0.5U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q
D．若将它接入另一电路，在时间t内产生的热量仍为Q，这个电路的电压为0.5U
7．在“测量小灯泡和定值电阻的阻值”实验中，根据测得的电流和电压数据绘制了如图甲中A、B的I﹣U图象，现将小灯泡L和定值电阻R连成如图乙、丙电路（电源电压均为8V），则下列说法正确（ ）
A．由图甲知小灯泡电阻随温度的增大而减小
B．图乙电路的总功率为
2.4W
C．由图甲知定值电阻的阻值为
10Ω
D．图丙电路中电流表示数为
0.7A
8．如图所示电路，电源电压恒为6V，L1标有“6V
7.2W”，L2标有“6V
3.6W”。忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．仅闭合S1、S3，L1不亮，L2亮
B．仅闭合S2、S3，电流表读数为1.2A
C．仅闭合S1、S2，电路总电阻为15Ω
D．仅闭合S3，电路消耗的总功率为2.4W
9．两盏白炽灯，甲灯标有“PZ220V25W”，乙灯标有“PZ220V100W”，比较它们工作时的亮度，正确的是（ ）
A．甲灯一定比乙灯亮
B．乙灯一定比甲灯亮
C．都正常工作时，甲灯比乙灯亮
D．都正常工作时，乙灯比甲灯亮
10．如图所示，电源的输出电压恒定不变，现将一个灯泡L接在离电源很近的AB两点时，灯泡L（电阻不变）消耗的功率为100W，若将灯泡L接在离电源较远的CD两点时，灯泡L消耗的功率为81W．则输电导线AC、BD上消耗的功率为（ ）
A．10W
B．19W
C．9W
D．15W
11．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．
12．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
13．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
二．填空题（共5小题）
14．共享自行车已在我国很多城市兴起，大大方便了市民的出行。
（1）使用共享自行车时可以用手机扫描车上的二维码解锁。手机摄像头相当于一个
镜。要使屏幕上二维码的像变大，只需将手机摄像头
（选填“靠近”或“远离”）二维码。
（2）共享自行车的车筐底部覆盖一层太阳发电板，它吸收太阳光给里面的蓄电池充电，从而不间断地为GPS和通信模块供电。小王通过查阅资料得到以下信息：
①太阳能电池板接收太阳能的有效面积为400厘米2，光电转化效率为100%；
②夏季晴天，太阳光照射到地面1米2面积上的辐射功率为1000瓦；夏季晴天光照2小时，该太阳能电池可获得的电能为
焦。
15．如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m＝60kg，电源电压U＝220V保持不变，电动机线圈的电阻R＝10Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I＝4A。
（1）电源的输出功率是
。
（2）试从能量转化和守恒的角度分析计算，重物上升的速度大小为
m/s。
16．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为6V．闭合开关S后，当滑片P从R的一端滑至另一端的过程中，小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示。则小灯泡的额定功率为
W，电源电压为
V，滑片在最右端时，滑动变阻器的电功率为
W。
17．如图所示是一种灭蚊灯，它具有结构简单、售价低廉、省电、环保等优点，越来越受到人们的青睐。灭蚊灯是利用蚊虫的夜行性和趋光性（蚊子对特殊波长具有敏感性），以发光的灯管引诱后，再以高压电击杀死接触的蚊子。
额定电压/V
220
额定功率/W
15
额定频率/Hz
50
适应面积/m2
60
（1）该灭蚊灯正常工作时通过灯管的电流为
A。
（2）蚊虫夜行性和趋光性等适应性特性是经过长期
形成的。
18．无水箱式电热水器具有体积小、加热快的优点，图甲是它的工作原理图。
（1）温控器：水温传感器测量到出水温度并将信息传给微电脑芯片，微电脑芯片将测量到的水温和预先设定的温度进行比较，然后即时控制温控器内的两个开关的状态，从而让喷头喷出预先设定温度的热水。请在图乙虚线框中补齐温控器内的两个开关。
（2）水压控制开关：当热水器内没有水或水压过低时，图丙所示的水压控制开关能确保电热水器停止工作。图中顶杆必须具有很好的
性才能防止漏电。
（3）家庭电路中该电热水器在正常电压下工作，当喷头喷出水的流量为4.5L/min时，5℃的冷水经过加热后温度最高可达38℃，已知通过电热水器的电流为52.5A，则该电热水器的加热效率多少？如果此时还要进一步提高水温，应该怎样调节冷水的流量的大小？
三．实验探究题（共2小题）
19．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？
。
20．在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电池组（恒为3V）、电流表、电压表、小灯泡（额定电压2.5V，电阻约10欧姆）、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）某小组测量小灯泡的电功率的实物如图甲所示，请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变暗；
（2）连接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，发现小灯泡不亮，电压表示数近似等于3V，电流表示数几乎为零，电路故障可能是
；
（3）排除故障后进行实验，实验数据如表格所示，则小灯泡额定功率是
W。
小灯泡的规格
电压表示数U/V
电流表示数I/A
小灯泡亮度
U额＝2.5V
1.5
0.20
较暗
2.5
0.25
正常
3.0
0.28
较亮
（4）另一小组测量的是额定电压为2V的特殊小灯泡的额定功率，实验中他们发现电压表出现了故障不能使用，于是设计了如图乙所示的电路，也能测量该小灯泡的额定功率，其中已知定值电阻R0＝5Ω，测量方法：先闭合开关S和S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为
A，然后将S1断开，S2闭合，此时电流表的示数为0.55A，则该小灯泡的额定功率P额＝
W。专题25 电功 电功率
【知识点回顾】
一、电功
电功的实质：电流做功的过程就是________转化为________的过程。
单位为________(简称焦，符号为J)、千瓦时(kW·h)。
换算：1kW·h＝________J。
影响电功大小的因素有电压、________和通电________。
电流做功的过程实际上就是电能转化为其他形式能量的过程，电流做了多少功就有多少________转化为其他形式的能。
电能计算公式为：________，对纯电阻性用电器，电功还可用公式________计算。
测量电功的仪表是________(电度表或千瓦时计)，计数器上前后两次读数之差就是这段时间内消耗的千瓦时数。
二、电功率
电流在单位时间内所做的功叫________，是用来表示________的物理量。
单位：瓦特(简称瓦，符号为W)，千瓦(kW)。1kW＝1000W。
电功率计算公式为：P＝________、P＝________。对于纯电阻性用电器，电功率还可用公式P＝________、P＝________计算。
1．额定功率：用电器在________下工作时所消耗的电功率。
2．用电器只有在额定电压下工作时，实际功率等于额定功率。灯泡的亮度取决于灯的________电功率。
以灯泡为例：PZ220V 25W
PZ表示普通照明灯泡，220V表示额定电压为220V，25W表示该灯泡的额定功率为25W。
三、测定小灯泡的电功率
原理为________。
考点14 测定小灯泡的额定功率和实际功率，收集和整理实验数据得出实验结论
调节滑动变阻器，当电压表读数不等于额定电压时，可测实际功率；当电压表读数________额定电压时，可测额定功率。
四、电流的热效应
考点15 知道电路具有热效应 a；概述探究影响电流热效应因素实验的原理和涉及的科学方法
1．电流热效应
电流通过导体时，____________能转化为____________能，这种现象叫做电流的热效应。
2．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。
考点16 说出焦耳定律的内容和数学表达式 ；应用焦耳定律解决简单问题
焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟____________的平方、导体的____________和通电时间成正比。
表达式：Q＝____________
考点1 电能 其他形式能
考点2 焦耳 3.6×106
考点3 电流 时间
考点4 电能
考点5 W＝UIt、W＝Pt W＝(U2/R)t、W＝I2Rt
考点6 电能表
考点7 电功率 电流做功快慢
考点9 W/t UI U2/R I2R
考点10 1.额定电压 2.实际
考点12 P＝UI
考点14 等于
考点15 1.电 内
考点16 电流强度 电阻 I2Rt
【例题精析】
例1．（2019?荆州）如图电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻R1的功率为0.8W；当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，电压表的示数变化了1V．下列结果正确的是（ ）
A．电源电压为8V
B．R1的阻值为20Ω
C．电路变化前后电流之比为1：3
D．电路总功率变化了1.2W
【解答】解：（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端的电压，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，当滑片在B处时，电路中的电流：
I1，
则滑动变阻器两端的电压：
U2＝I1×R2R2＝4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由图知，当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，滑动变阻器的电阻减小，由串联分压的规律可知，电压表的示数减小，即此时滑动变阻器两端电压为U2＝4V﹣1V＝3V，
同理可得，此时滑动变阻器两端的电压：U2′3V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
用①式比②式可得：，
解得：R2＝2R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
将③代入①式可得：4V，
解得：U＝6V，故A错误；
（2）当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻两端的电压为U1＝6V﹣4V＝2V，
此时定值电阻R1的功率为0.8W，即；P10.8W，
解得：R1＝5Ω，
则R2＝2R1＝2×5Ω＝10Ω，故B错误；
（3）电路前后电流之比为I1：I2：：，故C错误；
（4）电路总功率变化了：△P＝P2总﹣P1总1.2W，故D正确。
故选：D。
例2．（2019?温州）小明按图甲连接电路，闭合开关，灯泡L1的功率为P1．他将一个阻值大于L1的灯泡L2串联接入电路（如图乙），闭合开关后，L1、L2的功率分别为P1'、P2'（不计温度对灯泡电阻的影响，电源电压恒定），下列关系式正确的是（ ）
A．P2'＞P1'＞P1
B．P2'＞P1＞P1'
C．P1＞P2'＞P1'
D．P1＞P1'＞P2'
【解答】解：（1）甲电路灯泡两端电压为电源电压U1，电阻为R1，灯泡的功率为P1；
（2）乙中L1、L2的电压U1′、U2′的和为电源电压U1，P1′，因为U1′＜U1，故P1′＜P1；
因为是串联电路，所以电流相等，R2的电阻大于R1的电阻，
根据P＝I2R知，P2'＞P1'
（3）因为P1、P2′、U2′＜U1、R2＞R1，
所以P1＞P2'。
综合分析：P1＞P2'＞P1'。
故选：C。
例3．（2020?温州）小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸，发现当车牌被识别系统识别后，绿灯亮，栏杆抬起，车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路，车牌识别成功相当于图中开关S闭合。
（1）已知该电路电源电压为6伏，指示灯L工作时的阻值为5欧，滑动变阻器接入电路的阻值为10欧，线圈阻值不计。闭合开关后，线圈吸住铁柱时，指示灯的功率为 0.8 瓦。
（2）若电源电压下降，栏杆不能抬起。除了更换电池外，请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法。 将滑动变阻器接入电路的阻值调小些 。
【解答】解：（1）由图知，指示灯L与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω时，开关闭合，
电路的电流为：
I0.4A，
小灯泡的电功率为：
P＝I2RL＝（0.4A）2×5Ω＝0.8W；
（2）若电源电压下降，根据I知在电阻不变时电路的电流较小，电磁铁的磁性较弱，吸引力较小，不能将铁柱吸下来，栏杆不能抬起，此时可以将滑动变阻器的阻值调小些，增大了电路的电流，电磁铁的磁性增强，将铁柱吸下来，可以使栏杆正常抬起来。
故答案为：（1）0.8；（2）将滑动变阻器接入电路的阻值调小些。
例4．（2020?衢州）小科测量额定电压为2.0V小灯泡的电功率，电路图如图甲所示，电源为两节干电池，利用测得数据绘制图象如图乙、丙所示，图中x为滑片P移动的距离。
（1）当滑片P移动的距离为a时，图丙中电流突然变小的原因是 灯丝断了（或电压表所测电路开路） 。
（2）该小灯泡的额定功率是 0.4W 。
【解答】解：
（1）灯与变阻器串联，电压表测灯的电压，电流表测电路的电流，当滑片P移动的距离为a时，图丙中电流突然减小到0，电路可能断路，图乙中，电压增大为电源电压3V，则电压表与电源连通，故图丙中电流突然变小的原因是灯丝断了；
（2）灯在额定电压下正常发光，由图乙知，电压表示数为2V时，x移动的距离为12cm，根据图丙知，此时的电流为0.2A，
该小灯泡的额定功率是：P＝UI＝2V×0.2A＝0.4W。
故答案为：（1）灯丝断了；（2）0.4W。
例5．（2020?绍兴）如图是某电烤箱的内部简化电路图，下表是电烤箱铭牌的部分信息，R0和R均为电热丝，其他电阻均忽略不计。已知R＝202欧。
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
高温挡
低温挡
200W
（1）电烤箱A、B触点中连接火线的是 A 触点。
（2）闭合总开关，将旋钮开关转到如图所示位置，此时电烤箱处于 低温挡 （选填“高温挡”或“低温挡”）。
（3）在额定电压下，电烤箱高温挡工作2分钟产生内能 1.452×105 焦。
【解答】解：
（1）由电路图可知，总开关与A触点相连，根据安全用电的原则可知，连接火线的是A触点；
（2）由电路图可知，将旋钮开关转到如图所示位置，R0与R串联，此时电路的总电阻最大，
由P＝UI可知，电源的电压不变时，电路的总功率最小，电烤箱处于低温挡；
（3）电路图可知，R0与R串联，电烤箱处于低温挡，此时电路的总电阻：
R总242Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R0的阻值：
R0＝R总﹣R＝242Ω﹣202Ω＝40Ω，
电烤箱高温挡时电路为R0的简单电路，工作2分钟产生的内能：
Q＝Wt2×60s＝1.452×105J。
故答案为：（1）A；（2）低温挡；（3）1.452×105。
例6．（2020?金华）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。
例7．（2019?台州）图甲是测定小灯泡（额定电压2V）电功率的实验电路。
（1）某同学根据实验数据画出如图乙所示的图象，则该小灯泡的额定功率为 0.8 瓦。老师认为图乙曲线右半段不符合实验事实，理由是 当实际电压远大于灯的额定电压时，小灯泡会烧毁（或电源电压只有3V） 。
（2）另一同学为探究电流跟电阻的关系，换用4.5V的电源，并用多个不同阻值的定值电阻替换图甲中的灯泡，得到如图丙的图象，则他选用的滑动变阻器的最大阻值至少为 15 欧姆。
【解答】解：（1）根据如图乙所示的图象知，当电压为2V时，电流为0.4A，则该小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2V×0.4A＝0.8W；
灯的额定电压2V，故当实际电压远大于灯的额定电压时，小灯泡会烧毁（或电源电压只有3V）；
（2）研究电流与电阻关系时要控制电压不变，由图丙中，控制不变的电压：
U＝I1R1＝0.3A×10Ω＝3V，电流中的最小电流为0.1A，变阻器连入的电阻最大，根据欧姆定律，此时的定值电阻大小：
R定30Ω，由串联电路的规律及欧姆定律，选用的滑动变阻器的最大阻值至少为：
R滑R定═30Ω＝15Ω。
故答案为：（1）0.8；当实际电压远大于灯的额定电压时，小灯泡会烧毁（或电源电压只有3V）；（2）15。
例8．（2020?湖州）方方用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图，如图乙。
（1）实线表示的是 R0 （选填“R”或“R0”）的功率与电流的关系。
（2）求R0的阻值。（写出计算过程）
（3）当电流表示数为0.5安时，求R消耗的功率。（写出计算过程）
【解答】解：
（1）研究电功率和电流的关系，通过调节变阻器R的滑片改变电路中电流，
由P＝I2R知，在电阻一定时，电功率P与电流I是二次函数关系，R0＞0，所以图象开口向上，图乙中实线是定值电阻R0的功率与电流的关系，虚线表示滑动变阻器R的功率与电流关系。
（2）由图乙中，R0的功率与电流关系图象知，I＝2A时，P0＝32W，
由P＝I2R可得，R0的阻值；
R08Ω；
（3）由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电流表测电路中电流，
当滑动变阻器R连入阻值为0时，R0的简单电路，电路的电路中电流最大，
由图象知此时的电流I＝2A，由P＝UI可得，电源电压：
U＝U016V，
由欧姆定律可得，当电路中电流I′＝0.5A时，R0两端电压：
U0′＝I′R0＝0.5A×8Ω＝4V，
由串联电路特点知，此时R两端电压：
UR＝U﹣U0′＝16V﹣4V＝12V，
R消耗的功率：
PR＝URI′＝12V×0.5A＝6W。
故答案为：（1）R0；
（2）R0的阻值为8Ω；
（3）当电流表示数为0.5安时，R消耗的功率为6W。
例9．（2020?杭州）如图电路中，电源电压恒为9V，灯泡L规格为“6V
3W”。闭合开关，灯泡正常工作。求：
（1）电阻R的阻值。
（2）灯泡工作5分钟消耗的电能及电阻R产生的热量。
【解答】解：
（1）由电路图知，L与R串联，电压表测灯泡两端的电压，
闭合开关，灯泡正常发光，由串联电路特点和P＝UI可得，此时电路中电流：
I＝IR＝IL0.5A，
因串联电路电源电压等于各用电器两端电压之和，
所以，电阻R两端电压：
UR＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V，
由欧姆定律得，电阻R的阻值：
R6Ω；
（2）由P可得，灯泡工作5分钟消耗的电能：
W＝P额t＝3W×5×60s＝900J；
5分钟电阻R产生的热量：
Q＝I2Rt＝（0.5A）2×6Ω×5×60s＝450J。
答：（1）电阻R的阻值为6Ω；
（2）灯泡工作5分钟消耗的电能为900J；电阻R产生的热量为450J。
例10．（2020?桂林）小明的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸。下表是这个豆浆机的主要技术参数；图丙所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的部分过程中电热管和电动机交替工作的“P﹣t”图象。
型 号
SYL﹣624
额定电压
220V
额定频率
50Hz
电机功率
120W
加热功率
1210W
容量
1000mL
请解答下列问题：
（1）豆浆机正常工作时的最大电流是多大？
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，消耗的电能是多少？
（3）在一次豆浆机工作的时候，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“1200r/kW?h”字样的电能表转盘在1min内转过了22转。此时电路的实际功率是多大？
【解答】解：（1）豆浆机正常工作时电热管和电动机交替工作，由表格数据可知，加热管工作时，电路中的电流最大，
根据P＝UI可得，最大电流：
I5.5A；
（2）由图象知，豆浆机正常工作做一次豆浆，电热管加热的时间：
t加热＝3min×3＝9min＝540s，
电动机工作的时间是：
t电动机＝1min×2＝2min＝120s，
消耗的电能：
W＝P加热t加热+P电动机t电动机＝1210W×540s+120W×120s＝667800J；
（3）豆浆机1min内消耗的电能
W实kW?h×22kW?h，
豆浆机实际功率：
P实1.1kW＝1100W。
答：（1）豆浆机正常工作时的最大电流是5.5A；
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，消耗的电能是667800J；
（3）此时电路的实际功率为1100W。
【习题巩固】
一．选择题（共13小题）
1．如图所示，将三个相同空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，将多个阻值相同的电阻R以不同的连接方式接入电路中，通电一段时间后体积变化最大的气球是（ ）
A．a
B．b
C．c
D．三个相同
【解答】解：
由图可知，三个烧瓶的电阻（相同的电阻R）以不同方式接入电路中时是串联的，所以通过电流相等，通电时间也相等，
由电阻的串联和并联特点知，电阻串联后电阻最大，并联后电阻最小，即被b气球密封的烧瓶里的电阻最大，由Q＝I2Rt可知这个烧瓶里电阻放出热量最多，瓶中气体温度最高，气球的体积变化最大。
故选：B。
2．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＝URIUU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。
3．多功能煲汤炖锅可以实现保温、慢炖、快炖三种功能，使用时可通过旋钮开关实现功能切换。下图是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为5伏，四段电热丝电阻均为5欧，保温、慢炖、快炖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，开启快炖功能
B．开启保温功能，电路中的总电阻为5欧
C．从快炖到慢炖，电路总电流变化0.5安
D．快炖与慢炖电路总功率之比为2：1
【解答】解：
A、开关旋至“1”档，两个电阻串联，此时电路总电阻：R串＝2R＝2×5Ω＝10Ω；
此时的总功率P12.5W；
开关旋至“2”档，只有一个电阻工作，
此时的总功率P25W；
开关旋至“3”档，两个电阻并联，并联的电阻为：R并R5Ω＝2.5Ω，
此时的总功率P310W；
因此开关旋至“1”档，为保温挡；接“2”时为慢炖，接“3”时为快炖，故A错误；
B、开关旋至“1”档，为保温挡，总电阻为10Ω，故B错误；
C、快炖时，两个电阻并联，总电流为：I并2A；
慢炖时，只有一个电阻，总电流为：I1A；
则从快炖到慢炖，电路总电流变化：△I＝I并﹣I＝2A﹣1A＝1A，故C错误；
D、快炖与慢炖电路总功率之比：P3：P2＝10W：5W＝2：1，故D正确。
故选：D。
4．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。
5．如图所示，电源电压为18V，R0＝60Ω，滑动变阻器的规格为“100Ω
2A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“12V
6W”字样。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全，则（ ）
A．S、S1、S2都闭合，电路消耗的总功率最小值为5.4W
B．S、S1、S2都闭合，当电路消耗的总功率最大时，滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω
C．S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器接入电路的阻值范围是6～100Ω
D．S闭合，S1、S2都断开，调节滑动变阻器，灯泡的功率变化范围是0.5～6W
【解答】解：（1）S、S1、S2都闭合，灯被短路，滑动变阻器与R0并联，电流表测干路电流，
通过定值电阻的电流：I00.3A，
当滑动变阻器接入电路阻值最大时，通过滑动变阻器的最小电流：Imin0.18A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流：I＝I0+Imin＝0.3A+0.18A＝0.48A，
电路消耗的总功率最小值：P小＝UI＝18V×0.48A＝8.64W，故A错误；
由电流表的量程可知，干路中的最大电流为0.6A，
此时通过滑动变阻器的最大电流：I滑′＝I′﹣I0＝0.6A﹣0.3A＝0.3A，
滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑′60Ω，故B错误；
（2）S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器与L串联，电流表测电路中的电流，
由P＝UI可得，灯泡的额定电流：IL0.5A，
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2A，电流表的量程为0～0.6A，
所以，电路中的最大电流I大＝0.5A，
由I可得，灯泡的电阻和电路中的最小总电阻分别为：
RL24Ω，R36Ω，
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滑小＝R﹣RL＝36Ω﹣24Ω＝12Ω；
因此滑动变阻器接入电路的阻值范围是12～100Ω，故C错误；
当变阻器的最大电阻连入电路中时，电路中电流最小，灯的实际功率最小；
串联电阻的规律，R总＝RL+R滑＝24Ω+100Ω＝124Ω，
由欧姆定律，电路小的最小电流：I最小A，
灯的最小功率：P灯＝I最小2×RL＝（A）2×24Ω≈0.5W，
故灯泡的功率变化范围是0.5～6W，故D正确。
故选：D。
6．一根电热丝的电阻值为R，将它接在电压为U的电路中时，在时间t内产生的热量为Q．使用一段时间后，将电热丝剪掉一小段，剩下一段的电阻值为0.5R．现将剩下的这段电热丝接入电路，则（ ）
A．若仍将它接在电压为U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q
B．若仍将它接在电压为U的电路中，产生的热量为Q，所需时间为2t
C．若将它接入电压为0.5U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q
D．若将它接入另一电路，在时间t内产生的热量仍为Q，这个电路的电压为0.5U
【解答】解：电热丝的电阻值为R，将它接在电压为U的电路中时，在时间t内产生的热量Q＝Wt，剪掉一小段，剩下一段的电阻值为0.5R。
A、若仍将它接在电压为U的电路中，在时间t内产生的热量Q1t＝2t＝2Q，故A错误；
B、若仍将它接在电压为U的电路中，产生的热量为Q，即t1t，所需时间t1＝0.5t，故B错误；
C、若将它接入电压为0.5U的电路中，在时间t内产生的热量Q2t＝0.5t＝0.5Q，故C正确；
D、若将它接入另一电路，在时间t内产生的热量仍为Q，即：tt，这个电路的电压U′U，故D错误。
故选：C。
7．在“测量小灯泡和定值电阻的阻值”实验中，根据测得的电流和电压数据绘制了如图甲中A、B的I﹣U图象，现将小灯泡L和定值电阻R连成如图乙、丙电路（电源电压均为8V），则下列说法正确（ ）
A．由图甲知小灯泡电阻随温度的增大而减小
B．图乙电路的总功率为
2.4W
C．由图甲知定值电阻的阻值为
10Ω
D．图丙电路中电流表示数为
0.7A
【解答】解：（1）定值电阻的I﹣U图象是正比例函数图象，其I﹣U图象是B图线，则A图线为灯泡的I﹣U图象，
由图象可知，当灯泡两端的电压分别为1V、2V、4V、8V时，
通过灯泡的电流依次为0.2A、0.3A、0.4A、0.5A，
由I变形式R可得，灯泡的电阻依次为5Ω、6.7Ω、10Ω、16Ω，
所以，小灯泡两端的电压增大时，通过的电流增大，
由P＝UI可得，灯泡的实际电功率增大，温度升高，灯泡的电阻增大，故A错误；
（2）由电路图乙可知，定值电阻R与灯泡L串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，
所以，由图象可知，当I＝0.3A、UR＝6V、UL＝2V时符合，
则图乙电路的总功率P＝UI＝8V×0.3A＝2.4W，故B正确；
定值电阻的阻值R20Ω，故C错误；
（3）由电路图丙可知，定值电阻R与灯泡L并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，灯泡和定值电阻两端的电压均为8V，
由图象可知，通过它们的电流分别为IL＝0.5A、IR＝0.4A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电流表的示数I＝IL+IR＝0.5A+0.4A＝0.9A，故D错误。
故选：B。
8．如图所示电路，电源电压恒为6V，L1标有“6V
7.2W”，L2标有“6V
3.6W”。忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．仅闭合S1、S3，L1不亮，L2亮
B．仅闭合S2、S3，电流表读数为1.2A
C．仅闭合S1、S2，电路总电阻为15Ω
D．仅闭合S3，电路消耗的总功率为2.4W
【解答】解：
A、只闭合S1、S3时，L2被短路，电路为L1的简单电路，所以，L1亮，L2不亮，故A不正确；
B、只闭合S2、S3时，电路为L2的简单电路，电流表测电路中的电流；
因L2两端的电压和额定电压相等，所以，由P＝UI可得，电流表的示数：
I20.6A，故B不正确；
C、仅闭合S1、S2时，两灯泡并联，由P可得，两灯泡的电阻分别为：
R15Ω，R210Ω，
则电路总电阻：R并Ω≠15Ω，故C不正确；
D、仅闭合S3时，两灯泡串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路消耗的总功率：P总2.4W．故D正确。
故选：D。
9．两盏白炽灯，甲灯标有“PZ220V25W”，乙灯标有“PZ220V100W”，比较它们工作时的亮度，正确的是（ ）
A．甲灯一定比乙灯亮
B．乙灯一定比甲灯亮
C．都正常工作时，甲灯比乙灯亮
D．都正常工作时，乙灯比甲灯亮
【解答】解：（1）因为灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，而甲乙两灯的实际功率没法比较；故A、B选项是错误的；
（2）当灯泡正常发光时，实际功率等于额定功率；
所以比较额定功率即可比较灯泡的亮度；
又知：甲灯的额定功率为25W，乙灯的额定功率等于100W；
所以正常发光时，乙比甲亮。故C错误，D正确。
故选：D。
10．如图所示，电源的输出电压恒定不变，现将一个灯泡L接在离电源很近的AB两点时，灯泡L（电阻不变）消耗的功率为100W，若将灯泡L接在离电源较远的CD两点时，灯泡L消耗的功率为81W．则输电导线AC、BD上消耗的功率为（ ）
A．10W
B．19W
C．9W
D．15W
【解答】解：
设灯泡L连接在A、B两点时，电路的电流为I1，则
PL＝I12RL＝100W…①
若将灯泡L接C、D两点时，电路的电流为I2，则
PL′＝I22RL＝81W…②
由①②两式可得：
I1：I2＝10：9，
若将灯泡L接C、D两点时，电源的功率为：P＝UI2，
则：，即P100W＝90W，
所以导线AC和BD消耗的总功率为：
P线＝P﹣P2＝90W﹣81W＝9W。
故选：C。
11．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：由甲电路图可知，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错误；
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错误。
故选：A。
12．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。
13．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＝I2RR，
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。
二．填空题（共5小题）
14．共享自行车已在我国很多城市兴起，大大方便了市民的出行。
（1）使用共享自行车时可以用手机扫描车上的二维码解锁。手机摄像头相当于一个 凸透 镜。要使屏幕上二维码的像变大，只需将手机摄像头 靠近 （选填“靠近”或“远离”）二维码。
（2）共享自行车的车筐底部覆盖一层太阳发电板，它吸收太阳光给里面的蓄电池充电，从而不间断地为GPS和通信模块供电。小王通过查阅资料得到以下信息：
①太阳能电池板接收太阳能的有效面积为400厘米2，光电转化效率为100%；
②夏季晴天，太阳光照射到地面1米2面积上的辐射功率为1000瓦；夏季晴天光照2小时，该太阳能电池可获得的电能为 2.88×105 焦。
【解答】解：
（1）手机摄像头相当于一个凸透镜；扫描二维码和照相机的原理相同，即u＞2f，成倒立、缩小的实像，所以二维码放在摄像头二倍焦距以外的地方；要使屏幕上二维码的像变大，由凸透镜成实像的规律可知，应使像距变大，物距变小，所以手机要靠近二维码；
（2）太阳光照射到地面1米2面积上的辐射功率为1000瓦，
则有效面积为400厘米2的面积上每秒的辐射功率为：P＝1000W/m2×400×10﹣4m2＝40W；
光电转化效率为100%，则夏季晴天光照2小时获得的光能即电能为：W＝Pt＝40W×2×3600s＝2.88×105J。
故答案为：（1）凸透；靠近；（2）2.88×105。
15．如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量m＝60kg，电源电压U＝220V保持不变，电动机线圈的电阻R＝10Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I＝4A。
（1）电源的输出功率是 880W 。
（2）试从能量转化和守恒的角度分析计算，重物上升的速度大小为 1.2 m/s。
【解答】解：（1）电源的输出功率为：
P＝UI＝220V×4A＝880W；
（2）电阻R的发热功率：P热＝I2R＝（4A）2×10Ω＝160W，
电动机的输入功率等于输出功率和线圈电阻产生的热功率之和，故：
P总＝P热+P出
所以：P出＝P总﹣P热＝UI﹣P热＝220V×4A﹣160W＝720W；
电动机的输出功率等于绳子拉力对重物做功的功率，由于物体匀速上升，故绳子拉力做功的功率等于克服重力做功的功率，故：
P出＝mgv
所以：v1.2m/s。
故答案为：（1）880W；（2）1.2。
16．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为6V．闭合开关S后，当滑片P从R的一端滑至另一端的过程中，小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示。则小灯泡的额定功率为 1.2 W，电源电压为 6 V，滑片在最右端时，滑动变阻器的电功率为 0.45 W。
【解答】解：（1）由电路图可知，滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，电压表测电源的电压，
由图象可知，电路中的最大电流为0.2A，电压表的最大示数为6V，则电源的电压为6V；
因灯泡两端的电压和额定电压相等时，灯泡的实际功率和额定功率相等，
所以，灯泡的额定功率：
PL＝ULIL＝6V×0.2A＝1.2W；
（2）当滑动变阻器滑片在最右端时，接入电路中的电阻最大，由图象可知，电路中的电流I＝0.1A，灯泡两端的电压UL′＝1.5V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U滑＝U﹣UL′＝6V﹣1.5V＝4.5V，
由I可得，滑动变阻器的最大阻值：
R滑45Ω；
滑动变阻器的电功率：
P＝U滑I＝45V×0.1A＝0.45W。
故答案为：1.2；6；0.45。
17．如图所示是一种灭蚊灯，它具有结构简单、售价低廉、省电、环保等优点，越来越受到人们的青睐。灭蚊灯是利用蚊虫的夜行性和趋光性（蚊子对特殊波长具有敏感性），以发光的灯管引诱后，再以高压电击杀死接触的蚊子。
额定电压/V
220
额定功率/W
15
额定频率/Hz
50
适应面积/m2
60
（1）该灭蚊灯正常工作时通过灯管的电流为 0.068 A。
（2）蚊虫夜行性和趋光性等适应性特性是经过长期 自然选择 形成的。
【解答】解：（1）根据P＝UI可得，该灭蚊灯正常工作时通过灯管的电流：
I0.068A；
（2）蚊虫夜行性和趋光性等适应性特性是经过长期自然选择形成的。
故答案为：（1）0.068；（2）自然选择。
18．无水箱式电热水器具有体积小、加热快的优点，图甲是它的工作原理图。
（1）温控器：水温传感器测量到出水温度并将信息传给微电脑芯片，微电脑芯片将测量到的水温和预先设定的温度进行比较，然后即时控制温控器内的两个开关的状态，从而让喷头喷出预先设定温度的热水。请在图乙虚线框中补齐温控器内的两个开关。
（2）水压控制开关：当热水器内没有水或水压过低时，图丙所示的水压控制开关能确保电热水器停止工作。图中顶杆必须具有很好的 绝缘 性才能防止漏电。
（3）家庭电路中该电热水器在正常电压下工作，当喷头喷出水的流量为4.5L/min时，5℃的冷水经过加热后温度最高可达38℃，已知通过电热水器的电流为52.5A，则该电热水器的加热效率多少？如果此时还要进一步提高水温，应该怎样调节冷水的流量的大小？
【解答】解：（1）经分析可知，两电热丝可以独立工作，且各有一个开关控制，故温控器内的两个开关如下图方式连接：
（2）为防止漏电，水压控制开关的顶杆必须具有很好的绝缘性；
（3）设加热时间t＝1min，则加热水的体积：
V＝4.5L＝4.5dm3＝4.5×10﹣3m3，
由ρ可得，加热水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×4.5×10﹣3m3＝4.5kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）
＝4.2×103J/（kg?℃）×4.5kg×（38℃﹣5℃）
＝6.237×105J，
消耗的电能：
W＝UIt＝220V×52.5A×60s＝6.93×105J，
则加热效率：
η100%100%＝90%，
每分钟消耗的电能一定，即水吸收的热量一定，要提高水温，应减小加热水的质量，即减小进入热水器的冷水的流量。
答：（1）如上图所示；
（2）绝缘；
（3）该电热水器的加热效率为90%；进一步提高水温的可行措施：调小进入热水器的冷水的流量。
三．实验探究题（共2小题）
19．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。
20．在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电池组（恒为3V）、电流表、电压表、小灯泡（额定电压2.5V，电阻约10欧姆）、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）某小组测量小灯泡的电功率的实物如图甲所示，请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变暗；
（2）连接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，发现小灯泡不亮，电压表示数近似等于3V，电流表示数几乎为零，电路故障可能是 小灯泡断路 ；
（3）排除故障后进行实验，实验数据如表格所示，则小灯泡额定功率是 0.625 W。
小灯泡的规格
电压表示数U/V
电流表示数I/A
小灯泡亮度
U额＝2.5V
1.5
0.20
较暗
2.5
0.25
正常
3.0
0.28
较亮
（4）另一小组测量的是额定电压为2V的特殊小灯泡的额定功率，实验中他们发现电压表出现了故障不能使用，于是设计了如图乙所示的电路，也能测量该小灯泡的额定功率，其中已知定值电阻R0＝5Ω，测量方法：先闭合开关S和S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为 0.4 A，然后将S1断开，S2闭合，此时电流表的示数为0.55A，则该小灯泡的额定功率P额＝ 0.3 W。
【解答】解：（1）灯泡正常发光电流约为I0.25A＜0.6A，所以电流表应使用0～0.6A量程，滑片P向右滑动时小灯泡变暗，说明此时变阻器连入电路的阻值变大，所以应将其左下接线柱接入电路中，如图所示：
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，小灯泡不亮，电流表示数几乎为零，说明电路有断路发生，电压表示数近似等于3V，说明电压表串联入电路，则故障可能是小灯泡断路；
（3）由表格可知，灯泡电压为2.5V时正常发光，此时通过灯泡的电流为0.25A，
所以灯泡额定功率：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）先闭合开关S和S1，此时灯泡与R0并联，电流表测R0的电流，灯泡正常发光时两端电压为2V，由并联电路特点和欧姆定律知，调节滑动变阻器，使电流表的示数I00.4A时灯泡正常发光；
将S1断开，S2闭合，灯泡与R0仍并联，此时电流表测灯泡与R0的总电流，即总电流为0.55A，
所以小灯泡正常发光的电流I＝0.55A﹣0.4A＝0.15A，
则该小灯泡的额定功率P额＝UI＝2V×0.15A＝0.3W。
故答案为：（1）见上图；（2）小灯泡断路；（3）0.625；（4）0.4；0.3。
