浙教版科学九上第三章 第6节 电能同步练习（优生加练）

浙教版科学九上第三章 第6节 电能同步练习（优生加练）
一、单选题
1．（2021九下·鄞州月考）小科家的电能表上标有“3000r/(kW·h)”的字样，他将家中的其他用电器都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45r，则下列说法不正确的是（　　）
A．电水壶是利用电流的热效应来工作的
B．烧水过程中消耗的电能为5.4×105J
C．电水壶的额定功率为900W
D．当实际电压为额定电压的90%时，其实际功率为729W
2．（2020九上·西湖月考）小明同学家的电能表上标有“3000r/(kW·h)”的字样，他将家中的其他用电器都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45r，则下列说法不正确的是（　　）
A．电水壶是利用电流的热效应来工作的
B．烧水过程中消耗的电能为5.4×105J
C．电水壶的额定功率为900W
D．当实际电压为额定电压的90%时，其实际功率为729W
3．小灯泡额定电压为6V，额定功率估计在7～12W之间，小佳按图甲所示的电路测定小灯泡的功率，所用电流表的量程有0～0.6A、0～3A两挡，电压表的量程有0～3V、0～15V两挡，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7.5W
B．在5V电压下小灯泡的功率为7.5W
C．在1V电压下小灯泡的功率为7.5W
D．在5V电压下小灯泡的功率为1.5W
4．小星同学为实验室设计了一个多挡位电加热器，其工作原理图如图所示。其中R1、R2、R3为发热电阻，三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯，其电功率可忽略不计。小星设想通过开关的组合，使电加热器能有多挡功率。当只闭合S1时，测得功率为200W；当只闭合S2时，测得功率为100W；小星设计此电热器最大发热功率为800W，则（　　）
A．当只断开S3时，功率为500W
B．此电热器一共可有六挡不同的功率
C．三个发热电阻的阻值之比为5∶10∶2
D．此电热器可能有一挡的功率为400W
5．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比是1∶5。R1与R2的阻值之比和闭合S后产生的热量之比分别是（　　）
A．4∶1；1∶4 B．1∶4；4∶1 C．1∶5；5∶1 D．5∶1；1∶5
6．有两根电阻丝R1、R2和一个电源E，且电源E两端电压保持不变。如果只将电阻丝R1接在电源E两端，电阻丝R1在120s内产生的热量为12Q；如果将电阻丝R1、R2并联接在电源E两端，电阻丝R1、R2在60s内产生的总热量为8Q，则（　　）
A．R1∶R2＝1∶4
B．R1∶R2＝1∶3
C．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为320s
D．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为150s
7．（2020九上·慈溪期末）某同学在实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U-I图像，如图甲所示，则图乙中有关此小灯泡的功率P与U2或P与I2的图像可能正确的是（　　）
A．A B．B C．C D．D
8．（2019九上·鄞州期中）有相同两盏额定电压为U、额定功率为60W的电灯，若串联接在电压为U的电源上，则两灯的总功率是（　　）
A．120W B．60W C．40W D．30W
9．（2019九上·鄞州期中）用电热丝烧水，当电压为U时，t秒内可将水烧开，如果电压降为原来的一半，则同样烧开这些水所需的时间应为（　　）
A． B． C．2t D．4t
10．为使电热器在单位时间内产生的热量增加1倍，可采用的方法是 （　　）
A．并联一根相同的电阻丝
B．串联一根相同的电阻丝
C．使电热器两端电压增加1倍
D．将电阻丝从中间剪成两段，然后将它们并联起来使用
11．（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‘
12．如下图所示，A、B两灯泡额定电压都为110V，额定功率PA=100W、Pa=40W，接在电压恒为220V电路上，欲使两灯泡均正常发光，且整个电路消耗的电功率最小，则下面四种电路连接方式中满足要求的是（　　）
A． B．
C． D．
13．（2019·杭州模拟）小明家的甲、乙两只普通照明灯泡和电冰箱铭牌的如下图表，下列说法正确的是（　　）
耗电量 0.72kW·h/24h 额定电压 220V
冷冻量 4kg 输入功率 120W
制冷剂 R600a 气候类型 NST
A．甲灯的功率一定小于乙灯的功率
B．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
C．只有冰箱工作的情况下，冰箱从启动到停止工作用了6 min ，按此推算一天冰箱启动60次
D．只有冰箱工作的6 min，电能表转盘转了18圈，则每消耗1度电，电能表转盘转1200圈
14．（2019·温州模拟）如图所示，在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的纯水，现将阻值为R1、R2的电阻丝（R1A． B．
C． D．
15．（2019九上·镇海期末）研究电功率与电压、电流的关系时，小科连接了如图所示电路进行实验。下列关于该实验的说法，不合理的是（　　）
A．该电路所示实验能研究电功率与电压的关系
B．该实验选择的两个小灯泡规格应该不同
C．小灯泡消耗的电功率可通过灯泡的亮度来比较
D．该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比
16．（2019九上·德清期末）如图是“探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关”的实验装置。两个5欧的电阻并联后再与另一个5欧的电阻串联，将其中两个电阻按图示分别置于两个透明容器中，两个容器中密封着等量的空气。U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（　　）
A．图示中实验是为了探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少
C．将图示中左侧5欧电阻丝换成10欧电阻丝后，可探究电流产生的热量与电阻的关系
D．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
17．（2018九上·金华期中）如图所示，电源电压保持6V 不变，电流表的量程为0 ~ 0.6A，电压表的量程为0 ~ 3V，定值电阻R1的规格为“10 0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20 1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为 2 ~ 20
B．电流表示数允许的变化范围为 0.2A~ 0.5A
C．电阻R1消耗功率允许的变化范围为 0.4W~ 0.9W
D．电路消耗总功率允许的变化范围为 1.2W~ 3W
18．一个标有“220 V　100 W”的电热器，当通过的电流为0.5安时，它的实际功率（　　）
A．大于100瓦 B．等于100瓦
C．小于100瓦 D．条件不足，无法判断
19．（2018九上·桐乡竞赛）如图所示，电源电压为12V且保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b为其两端点）。闭合开关S，当滑片P在某一端点a时，电流表示数为0.1A，R2消耗的电功率为1W；当滑片P移动至某一位置c 时，电压表示数为4V，R1消耗的电功率为3.2W。下列说法正确的是（　　）
A．滑片P在a点时，R1消耗的电功率为2W
B．滑片P在b点时，R1消耗的电功率为0.6W
C．滑片P在c点时，R2消耗的电功率为1.6W
D．滑片P在c点时，电路消耗的总功率为4W
20．（2018·浙江模拟）如图所示电路，干路电流I始终恒定，R1为滑动变阻器（R1最大阻值>R2），R2为定值电阻，当滑动变阻器的滑片P从最右端移动至最左端的过程中，下列说法中确的是（　　）
A．R2通过的电流增大 B．R1两端的电压不变
C．R1的电功率先增大后减小 D．电路的总电功率增大
二、填空题
21．（2020九上·江北期末）某款家用吸尘器额定电压为 220V，额定电流为 3A，则该吸尘器的额定功率为 　 　W。使用该吸尘器正常工作 30min，标有“800imp/（kW h）”（表示指示灯每闪烁 800 次消耗电能 1kW h）的电能表指示灯共闪烁　 　次。 若吸尘器正常工作时，电动机的发热功率为36W，则电动机线圈的电阻为　 　 Ω 。
22．（2021·宁波模拟）小科家买了一台电烤箱，有高、中、低三个挡位的发热功率。如图是其内部简化电路图，R1＝R2，开关S1可分别与触点a、b接触。当开关S1置于a端，S2闭合时，电烤箱处于　 　（选填“高温”、“中温”或“低温”）挡位；该电烤箱高中低三挡的功率之比P高∶P中∶P低＝　 　。
23．（2020·慈溪模拟）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。
24．（2020九上·江干期末）如图所示是一只USB接口的便携式小风扇，它的额定电压为5V，额定功率为5W，输出功率为4.5W。某一次使用不当，造成电动机卡死，电动机线圈温度过高而烧坏。则小风扇电动机线圈的电阻为　 　，卡死时电动机线圈1min产生的热量是　 　。
25．（2019九上·温州月考）如图甲是一种新型插座，它能即时显示接在该插座上的用电器的工作电压和所耗电费等（插座本身消耗电能由内部电池提供）.小明将装有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，当水烧开时，屏幕显示如图丙所示.这段时间内电水壶消耗的电能为　 　焦，实际功率为　 　瓦，则该电水壶的额定功率为　 　千瓦（小数点保留2位）。（电费单价：0.5元/kW·h）

26．（2019九上·浦江月考）如图是某款电热水龙头的电路原理图。R1、R2为电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡之间的切换。当开关同时接触2、3触点时，水龙头放出的是　 　水（选填“冷”、“温”“热”）。若R2=2R1，水龙头在温水挡正常工作时电功率为2000W，则它在热水挡正常工作lmin消耗的电能为　 　J。
27．“充电宝”是指一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以给手机等数码设备随时随地充电或待机供电。现有一个充电宝，各项参数如下表所示：该充电宝的容量相当于　 　焦电能。该充电宝在充电时的转换效率为　 　。
容量 11 000 mAh，3.7 V 兼容性 绝大多数5 V USB输入的数码电子产品
寿命 完全充放电大于500次 放电转换率 90%
输入 DC 5 V，1 A 输出 DC 5 V，1 A
认证 FCCICE 充满时间 12小时
　
28．（2018九上·三门月考）图甲是小灯泡中的电流随它两端电压变化的图像．将此灯泡接入图乙所示电路中，闭合开关S后，小灯泡实际功率为1 W；再闭合开关S。后，电流表示数变化了0.1A，则电源电压为　 　V，此时电路消耗的总功率是　 　W．
29．（2018九上·三门期中）如图甲所示，是某同学“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线，如图乙所示。根据图象可知，其中，反映电源的总功率PU随电流变化的关系图象是 　 　（填“a＂“b”或“c”），滑动变阻器R消耗的最大电功率为　 　W
30．如图所示，电源电压恒为12伏，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为10欧姆时，电压表的示数为10伏，此时电动机正常工作，则滑动变阻器消耗的功率是　 　瓦；若电动机内部线圈的电阻为2欧姆，则通电5分钟电流通过电动机内部线圈产生的热量是　 　焦。
三、解答题
31．（2021·南湖模拟）电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，解决了压力锅的安全问题，如图是某品牌的电压力锅和它的简化电路图，R1为工作时的加热电热丝，额定功率为800W；R2为保温保压电热丝，且R2=4R1，使用时同时闭合开关S1、S2，S1为压力开关，当压强达到设定值时S1会自动断开，排气阀开始排气；S2为限时开关，可以设定保温保压时间。
（1）电压力锅工作时，把电能转化为　 　能；
（2）加热功率为额定功率800W时，电阻丝R的阻值为多少欧姆
（3）用电压力锅煮骨头汤时食物更容易煮透。假设某次要煮水和骨头共计4千克，水的初温20℃，不计热损失，加热到最高温度120℃时，至少需要多少时间 (C水=4.2×103J/（kg℃），设骨头的比热容与水相同)
32．（2021九下·鄞州月考）图甲眼罩是一款市场上的产品，小科查阅使用说明书，其相关参数如下表乙。
表乙
型号 ***
额定充电电压 4.8V
充电电流 500mA
电池容量 800
mA
（1）当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？
（2）图丙是小科设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为4.8伏，已知电热丝R1阻值为4欧，电热丝R2阻值为6欧，开关S3只接a或b。
①丙图电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为 ▲ （选填“高”、“中”或“低”）温档。
②中温档功率为多少瓦？
③高温档工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？
33．（2021九下·慈溪月考）饮水机是一种常用的家用电器，其加热水槽部分工作原理电路图如下图所示，其中S是一个温控开关，R1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到另一处于保温状态。请回答下列问题：
（1）A、B是两种不同颜色的指示灯。如果用红色表示正在对水加热，黄色表示保温，请标明指示灯的颜色，应该是A为　 　色。
（2）若饮水机加热时加热管的功率为550W，而保温时加热管的功率为88W，求电阻R2的阻值　 　（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）。
（3）若加热水槽储水1.0kg，将其从初温20℃加热到100℃，加热管的热效率为90%，试计算出加热需要多少时间　 　？水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）
34．（2020九上·柯桥月考）如图甲是小明家的养生壶。它有高温，中温、低温三个档位，如图乙是它工作电路图，图表是其部分参数，其中R1，R2为发热电阻，R2＝100欧、求：
项目 参数
电源电压(V) 220
低温档功(W) 242
高温档功(W) 968
容积(L) 3
（1）发热电阻R1的阻值是多少？
（2）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为中温档，该养生壶中温档时的电功率是多少？
（3）在额定电压下用高温档加热2千克水，使其温度从20℃上升到100℃，求烧开一壶水需要多长时间？[不计热量损失，C水＝4.2×103J/（kg ℃）]
35．（2020九上·杭州月考）如图是电动汽车动力系统示意图。电源电压为200V，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；当汽车以某速度行驶时，电压表的示数为180V，电流表的示数为15A 。若电动机的内阻为0.4Ω，计算：
（1）电动机消耗的功率
（2）整个电路的发热功率
（3）电动机的输出功率。
四、实验探究题
36．（2021·柯桥模拟）小科在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡L（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10 ），电流表、电压表、开关、滑动变阻器R各一个，导线若干。
（1）用笔画线代替导线，帮小科同学将图甲中的电路连接完整；
（2）正确连接电路，闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因可能是　 　。
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡U-I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为　 　W。
（4）小科打算增加一个阻值为25欧姆的定值电阻R 0 ，利用一只电流表或者电压表，通过图丙或图丁两种不同方案的电路图测定小灯泡的额定电功率，则以下判断正确的是 。
A．两种方案都能 B．两种方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能 D．丙方案不能，丁方案能
37．（2021·慈溪模拟）测量小灯泡额定功率的实验中，器材如下：待测小灯泡(额定电压为2.5V)、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、开关各一只，导线若干。
（1）如图甲所示是某同学开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，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）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来应进行的操作是 (选填字母代号) 。
A．检查灯泡是否断路 B．检查灯泡是否短路
C．检查开关接触是否良好 D．移动滑动变阻器的滑片
（3）根据上述电路完成实验后，另有同学设计了如图乙所示的电路，也测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。已知电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R，实验方案如下：
①按电路图连接电路。
②只闭合开关S1，移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光。
③只闭合开关S2，保持R1的滑片位置不动，移动R2的滑片，使电流表的示数为I额。
④保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将R1的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额=　 　(用I额、I1、I2、R表示)。
38．（2021·余杭模拟）某品牌酸奶机的部件如图甲所示，工作电路如图乙所示，其中R1与R2为电热丝。接入电路，启动工作即为闭合开关S1，进入加热状态，此时的功率为20W；当温度达到42℃时，温控开关S2自动断开，功率减小到4W，此后设备达到热平衡，温度保持42℃不变（不考虑温度对电阻的影响）。
小乐利用此酸奶机按如下方式制取酸奶：①将酸奶机的不锈钢内胆放在开水中煮5分钟；
②将新鲜纯牛奶倒入酸奶机，然后加入适量酸奶；
③盖上酸奶机的顶盖，让内部处于密封状态，打开电源开关。
（1）组成酸奶机部件的材料中，属于金属材料的是　 　（选填“玻璃”“塑料”或“不锈钢”）。
（2）在制作酸奶过程中，步骤①和步骤③的目的分别是　 　。
（3）该酸奶机电热丝R2的阻值为　 　Ω；若加热时的效率为75%，则将240g的混合牛奶（鲜奶和酸奶的混合物）从22℃加热到42℃大约需要　 　s。[混合牛奶的比热容始终为2.5×103J/（kg ℃）；不考虑加热过程中热量散失的影响]
39．（2020九上·余姚月考）测量小灯泡的额定功率
（1）如图1甲所示是测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率的实验电路。检查发现电路中有一根导线连接错误，此时若闭合开关，电流表的指针将　 　（填“正常偏转”或“几乎不动”），请你在错误的导线上画
“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确　 　。
（2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图1乙所示，则小灯泡的额定功率　 　W。
（3）小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图所示。根据图象提供的信息，如果小灯泡两端电压在不超过额定电压下，滑动变阻器向左移动，滑动变阻器电阻改变了△R滑，灯泡电阻改变了△RL，则△R滑　 　△RL（选填“＜”“＝”“＞”）。
（4）上述实验结束后，小明又设计了如图丙所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，其测量过程如下：
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V。
②闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，这时小灯泡正常发光。
③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V。
④小灯泡的额定功率P额＝　 　W。
五、综合说理题
40．家用电器中有时会发生短路现象，例如，改装电器时，不小心使火线和零线直接连通造成短路，电线绝缘皮刮破或烤焦，电线盒用电器使用年限过长，绝缘皮破损或老化，也会使火线和零线直接连通或电器进水造成短路．根据前面学过的知识可知，由于导线的电阻很小，短路时电路中的电流非常大，会产生大量的热，使导线的温度急剧升高，很容易造成火灾这是某物理课本中关于“安全用电”的一部分内容．阅读后，请你根据所学的物理知识解释：短路时“电路中的电流非常大”和“很容易造成火灾”的原因．
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应；
（2）根据计算消耗的电能；
（3）根据公式计算电水壶的额定功率；
（4）同一电阻，它的功率与电压的平方成正比，即。
【解答】A.电水壶是利用电流的热效应来工作的，故A正确不合题意；
B.烧水过程中消耗的电能为：，故B错误符合题意；
C.电水壶的额定功率为：，故C正确不合题意；
D.当实际电压为额定电压的90%时得到：；
；
解得：P1=729W。
故D正确不合题意。
故选B。
2．【答案】B
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应；
（2）根据公式计算消耗的电能；
（3）根据公式计算电水壶的额定功率；
（4）根据公式计算实际功率。
【解答】A.电水壶是利用电流的热效应来工作的，故A正确不合题意；
B.烧水过程中消耗的电能为：，故B错误符合题意；
C.电水壶的额定功率为：，故C正确不合题意；
D.当实际电压为额定电压的90%时，根据公式得到：，解得：P’=720W，故D正确不合题意。
故选B。
3．【答案】B
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式P=UI分析即可。
【解答】根据丙图可知，如果电压表选择的量程是0~3V，那么此时电压表的示数为1V；
根据公式可知，通过灯泡的电流应该在：7A~12A之间；
根据乙图可知，电流表的量程最大为3A；
因此这种情况不存在。
那么电压表选择的量程是0~15V，那么此时电压表的示数为5V；
根据可知，此时通过灯泡的电流应该在：1.4A~2.4A之间；
根据乙图可知，电流表选择的量程应该是0~3A，此时示数为1.5A；
综上所述，灯泡的功率为：P=UI=5V×1.5A=7.5W。
故选B。
4．【答案】C
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）当电阻并联时，总功率等于所有电阻功率之和；
（2）将三个电阻相互组合即可；
（3）根据公式计算出电阻后作比；
（4）根据（2）中的分析判断。
【解答】电热器的最大功率应该是三个电阻单独功率之和，因此当开关S3闭合时，电阻R3的功率应该是：P3=800W-100W-200W=500W，故A错误；
设三个电阻分别为①、②、③，那么组合方式为：
a.只有一个电阻：①、②、③，共3种；
b.两个电阻组合：①②、①③、②③，共3种；
c.三个组合：①②③，共1种；
那么应该有：3+3+1=7个档位，故B错误；
根据公式得到，它们的电阻之比：，
故C正确；
根据B中所述，无论怎么组合，都不能得到400W，故D错误。
故选C。
5．【答案】A
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）在并联电路中，电流与电阻成反比，即。首先根据并联电路I总=I1+I2计算出通过两个电阻的电流之比，再根据上面的规律计算它们的电阻之比；
（2）电路将电能全部转化为热能，可根据Q=W=UIt计算产生的热量之比。
【解答】（1）当开关S断开时，电流表的示数等于通过R1的电流I1；
当开关S闭合后，电流表的示数等于通过干路的总电流I总。
根据公式I总=I1+I2可知，通过两个电阻的电流之比：I1：I2=1：4。
根据公式得到，它们的电阻之比：；
（2）闭合开关S后产生的热量之比：。
6．【答案】B
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）（2）首先根据热量与时间成正比，计算出电阻丝R1在60s内产生的热量，然后根据Q2=Q总-Q1计算出60s内R2产生的热量，最后再根据焦耳定律计算电阻之比；
（3）（4）根据公式写出两个电阻串联时产生热量的表达式以及R1单独工作时的热量表达式，然后作比即可。
【解答】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，热量与时间成正比，因此R1在60s内产生的热量：；
那么电阻R2在60s内产生的热量：Q2=Q总-Q1=8Q-6Q=2Q；
根据焦耳定律可知，热量与电阻成反比；
即，故B正确，而A错误；
当R1单独接在电源上时，产生的热量：；
将两个电阻串联在电源上时，产生的热量：；
两个式子作比得到：；
解得：t=160s，
故C、D错误。
故选B。
7．【答案】D
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】在U-I图象中，图线的斜率表示电阻，根据图象斜率判断灯泡电阻的变化关系，然后根据公式P=I2R分析P与I2的图象，根据公式 分析P与U2的图象。
【解答】由U-I图象可知，电压和电流增大时，灯泡的实际功率增大；灯泡的温度升高，且图线的斜率越来越大，即灯泡的电阻随温度的升高而增大；
由公式 可知，在P-U2图象中，图象上某点切线的斜率为电阻的倒数 。因随温度的升高R增大，因而应减小，故A、B错误；
同理，在P-I2图象中，图象上某点切线的斜率为电阻R，而电阻R又随温度的升高而增大，故C错误，D正确。
故选D。
8．【答案】D
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）已知电压和电阻根据公式计算功率；
（2）设灯泡的电阻为R，那么它们串联时的总电阻为2R，根据公式分别列出灯泡额定功率和串联总功率的关系式，然后作比即可。
【解答】设灯泡的电阻为R，
根据公式得到：①；
两个灯泡串联时的总功率为：②；
①÷②得到：；
解得：P总=30W。
故选D。
9．【答案】D
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式分别列出电压改变前后产生热量的关系式，然后作比计算即可。
【解答】设电热丝的电阻为R，电压为U，
那么烧开这些水需要的热量为： ①；
如果电压降为原来的一半，
那么烧开这些水需要的热量为：②；
①与②式相比得到：；
解得：t'=4t。
故选D。
10．【答案】A
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】已知电压和电阻的变化根据公式来研究产生热量的变化。
【解答】设电热器原来的电阻为R，那么相同时间内它产生的热量为：；
A.并联一根相同的电阻丝，那么电路的总电阻变为，相同时间内产生的热量为：，故A符合题意；
B.串联一根相同的电阻丝，那么总电阻变为2R，相同时间内产生的热量为：
，故B不合题意；
C.使电热器两端的电压增加1倍，那么相同时间内产生的热量为：
，故C不合题意；
D. 将电阻丝从中间剪成两段，然后将它们并联起来使用，电路的总电阻变为，那相同的时间内产生的热量为：，故D不合题意。
故选A。
11．【答案】C
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式可知，当电压不变时，电阻越大，功率越小；
（2）在串联电路中，功率与电阻成正比，即电阻越大，功率越大。
【解答】（1）甲图中只有灯泡L1，乙图中灯泡L1与L2串联，根据R总=R1+R2可知，乙图中总电阻大于甲图中的总电阻；根据公式可知，当电源电压不变时，甲图中灯泡L1的功率P1大于乙图中的总功率P总，即P1＞P总；
（2）根据公式P总=P1+P2可知，乙图中两个灯泡的功率肯定都小于P总，即小于P1；
（3）根据串联电路电功率与电阻的关系可知，因为R2＞R1，所以P2'＞P1'，
那么：P1＞P2'＞P1'。
故选C。
12．【答案】C
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）在串联电路中，电压与电阻成正比；
（2）串联电路的总电阻大于其中任何一个电阻；并联电路的总电阻小于其中任何一个电阻；
（3）①根据公式分别计算出两个灯泡的电阻，然后根据串联电路的分压规律判断它们两端的实际电压，与额定电压比较判断是否能正常发光；
②如果两个灯泡正常发光，那么串联的两个部分电阻就要相同。根据并联电路电阻的变化规律判断并联部分的电阻是否能和灯泡B的电阻相同即可；
③综上所述，判断串联的两个部分是否能够做到电阻相同，从而使它们都能分得110V即可；
④将图中两个灯泡正常发光时的总电阻与C图中的总电阻比较，判断它们总功率的大小关系，进而做出判断即可。
【解答】A.根据公式P= 可知，灯泡A的电阻RA= =（ ）2=121Ω，灯泡B的电阻RB= = =302.5Ω；A是灯泡A和灯泡B串联，然后接到220V的电源上，根据串联电路的分压特点可知灯泡B两端的电压大于110V，所以不能正常工作，A不符合题意；
B.灯泡A和可变电阻R并联后又和灯泡B串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡A与可变电阻R并联后和灯泡B的电阻相等，但并联电路中，电阻越并越小，总电阻小于任何一个分电阻，所以此电路中灯泡A和灯泡B也不能正常工作，B不符合题意；
C.灯泡B和可变电阻R并联后又和灯泡A串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡B与可变电阻R并联后和灯泡A的电阻相等，在串联电路中，电阻越并越大，可以使灯泡A和灯泡B正常工作，且R总=2RA=2×121Q=242Ω，C符合题意；
D.灯泡A和灯泡B并联后又与可变电阻R串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡A与灯泡B并联后和可变电阻R的阻值相等，由公式 得灯泡B和灯泡A并联后的电阻R≈86.4Ω，D图的总电阻为R总=2R=2×86.4Q=172.8Ω，根据公式P= 可知，电路电阻越大，消耗的功率就越小，比较C图和D图可知，C图的总电阻大，消耗的功率最小，D不符合题意。
故答案为：C
13．【答案】C
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）灯泡的实际功率不一定等于额定功率，由它两端的实际电压的大小决定；
（2）根据可知，消耗电能的多少与实际功率和时间两个因素有关；
（3）首先根据计算一天冰箱工作的时间总和，然后利用总时间÷单次时间计算启动次数；
（4）首先根据计算出冰箱工作6min消耗的电能，然后根据计算电能表转的圈数即可。
【解答】A.虽然甲灯的额定功率小于乙灯的额定功率，但是实际功率不一定等于额定功率，所以甲灯的实际功率可能大于乙灯的实际功率，故A错误；
B.两灯正常发光时，乙灯的功率大于甲灯；根据根据可知，消耗电能的多少与实际功率和时间两个因素有关；由于它们工作时间的长短不确定，所以乙灯消耗的电能不一定多，故B错误；
C.一天中冰箱工作时间为：；
冰箱一天启动的次数为：，故C正确；
D.冰箱工作6min消耗的电能为：；
根据公式得到：
故D错误。
故选C。
14．【答案】D
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】相同的电源说明电源电压相等，不同的连接方式总电阻不同，可根据公式比较各个选项中总功率的大小关系，功率最大的水温升高最快。
【解答】A图中只有R1，那么总电阻；
B图中两个电阻串联，总电阻；
C图中只有R2，那么；
D图中两个电阻并联，总电阻；
因为串联电路的总电阻比任何一个电阻都大，并联电路的总电阻比最小的电阻还小，
所以：;
根据公式可知，当电源电压不变时，PD最大，水温升高最快，故D正确。
故选D。
15．【答案】D
【知识点】小灯泡电功率的影响因素
【解析】【分析】研究电功率与电压、电流的关系时，由于没有直接测量电功率的仪器，所以只能通过灯泡的亮度反映电功率的大小；在探究其中一个因素对电功率的影响时要使用控制变量法；为了使实验结论更具普遍意义，必须使用不同灯泡多做几次实验，据此判断即可。
【解答】A.两个灯泡串联，可以控制通过它们的电流相等；通过灯泡的亮度可知它们的电功率的大小，利用电压表可以知道它们的电压大小，因此该电路所示实验能研究电功率与电压的关系，故A正确不合题意；
B.为了使实验结论更客观准确，实验必须选择不同灯泡，故B正确不合题意；
C.小灯泡消耗的电功率可通过灯泡的亮度来比较，故C正确不合题意；
D.该实验只能定性的得出实验结论，由于无法准确得到电功率的大小，因此无法得到电功率和电压的正比关系，故D错误符合题意。
故选D。
16．【答案】D
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）探究热量与电阻的关系就要改变电阻，分析图中发热电阻是否相同即可；
（2）分析发热电阻是直接给气体加热，还是直接给液体加热即可；
（3）研究一个因素对物理量的影响，就要改变这个因素，而其他的因素要保持不变；
（4）电阻发热越多，同侧的液面高度差就越大。
【解答】A.图中透明容器内的两个5Ω的电阻才是有效的发热电阻，既然电阻相同，就无法探究电流通过导体产生热量与电阻的关系，故A错误；
B.实验中，透明容器内电阻产生热量越多，空气温度越高，体积膨胀的越厉害，液面的高度差越大，因此是利用透明容器内空气的热胀冷缩反映电阻丝热量的多少，故B错误；
C.探究电流产生的热量与电阻的关系，需要改变电阻的大小，但保持电流不变；实验中左边电阻在干路上，右边电阻在支路上，二者电流并不相等，故C错误；
D.两个透明容器中电阻都是5Ω，左侧电阻电流大于右侧电阻电流，因此通电一段时间后，左侧电阻产生的热量多，液面的高度差大，故D正确。
故选D。
17．【答案】C
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】该题主要考查动态电路的分析及电功率公式的应用。
【解答】由电路图可知，该电路是串联电路，电流表测量整个电路电流，电压表测量定值电阻的电压；
定值电阻的规格是 “10 0.5A” ，因此该电路的最大电流为0.5A；此时电阻两端的电压为U=0.5A*10=5V>3V；因此电路电流不可能达到0.5A；故当电压表为3V时，电路的电流是最大电流，即则滑动变阻器接入电路的最小电阻为：当滑动变阻器完全接入时，电路的电阻最大，则电流最小；即
A、滑动变阻器的接入范围是10--20；故A错误；
B、电流表的示数变化范围是0.2A--0.3A；故B错误；
C、当电流为0.2A时，当电流为0.3A时，故C正确；
D、当电流为0.2A时，当电路电流为0.3A时，故D错误；
故答案为：C。
18．【答案】A
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式可知，当电阻不变时，如果实际电流大于额定电流，那么实际功率大于额定功率；如果实际电流等于额定电流，那么实际功率等于额定功率；如果实际电流小于额定电流，那么实际功率小于额定功率，据此判断。
【解答】电热器的额定电流为：；
因为，所以，故A正确。
故选A。
19．【答案】C
【知识点】电功的实质；电功率
【解析】【分析】1、电功率公式P=UI，要计算滑片P在a点时，R1消耗的电功率，只需计算出电源的总功率减去R2消耗的功率即可得到R1消耗的功率；
2、当P在b点时，滑动变阻器没有连入电路，电源电压全部加在R1上面，只需要计算出R1的阻值即可用公式P计算出电功率；
3、当滑片P在c点时，利用R1计算出电路中的电流，再计算出电路的总功率，然后用总功率减去R1消耗的功率即可得到R2消耗的功率；
【解答】A、滑片P在a点时，电路中的电流为0.1A，电源电压12V，R2消耗电功率为1W。此时总功率P总=12V×0.1A=1.2W，所以R1消耗的功率为1.2W-1W=0.2W，A选项错误；
B、由“P移动至某一位置c 时，电压表示数为4V，R1消耗的电功率为3.2W”可知，电压表是测量R2两端电压的，所以R1分到的电压是8V。由公式R可计算出R1的阻值为R1=20Ω。R1两端的电压为12V，由公式P=7.2W，B选项错误；
C、当滑片P在c点时，由B选项可知，电流I=，此时R2两端电压是4V，通过的电流I=0.4A，由公式P=UI=4V×0.4A=1.6W，C选项正确；
D、当滑片P在c点时，由B选项可知，电流I=，此时电源电压是12V，通过的电流I=0.4A，由公式P=UI=12V×0.4A=4.8W，D选项错误。
故选C
20．【答案】C
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）并联电路特点：支路两端电压等于电源电压，并联总电流等于各支路电流之和，并联总电阻比小的更小；
（2）R1阻值变化时功率发生变化，当R1=R2是R1的功率最大；
（3）电路的总电功率P=UI，电源电压不变，根据I的变化可得到总功率的变化。
【解答】A、R2通过的电流增大，根据干路电流I始终恒定，当滑片P向左移动过程中，R1与R2并联的总电路减小，由公式I=U/R可知，加在总电阻两端的电压也减小，所以流过R2的电流减小，A错误；
B、R1两端的电压不变，由A分析可知，R1与R2的总电阻减小，总电阻两端电压减小，所以R1两端电压减小，B错误；
C、R1的电功率先增大后减小，R1电阻逐渐变小的过程中，当R1=R2时R1的电功率最大，所以滑片P从最右端移动至最左端的过程中电功率先增大后减小，C正确；
D、电路的总电功率增大，由干路电流不变，电源电压也未增大，由公式P=UI可知电路的总功率也不会增大，D错误。
故选C
21．【答案】660；264；4
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据P=UI计算吸尘器的额定功率；
（2）首先根据W=Pt计算出消耗的电能，再根据计算出指示灯闪烁的次数；
（3）根据功率的计算式P=I2R计算线圈电阻。
【解答】（1）吸尘器的额定功率：P=UI=220V×3A=660W；
（2）吸尘器消耗的电能：W=Pt=0.66kW×0.5h=0.33kW h；
根据得到：；
解得：n=264；
（3）根据功率的计算式P=I2R得到：36W=（3A）2×R；
解得：R=4Ω。
22．【答案】高温；4：2：1
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式分别计算出三种状态下的功率，然后求出比值，比较大小即可。
【解答】当开关S1置于a端，S2闭合时，两个电阻并联，此时的总电阻为：；
当开关S1置于b端，S2闭合时，只有R1工作，此时的总电阻为：；
当开关S1置于b端，S2断开时，两个电阻串联，此时的总电阻为：；
根据公式得到：。
则三者对应的状态分别为高温、中温和低温档位。
23．【答案】（1）880W
（2）1.2
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电源的输出功率根据P总=U总I总计算；
（2）首先根据P热=I2R计算出电动机的发热功率，然后根据P机械=P总-P热计算出机械功率，最后根据计算重物上升的速度。
【解答】（1）电源的输出功率P总=U总I总=220V×4A=880W；
（2）电动机的发热功P热=I2R=（4A）2×10Ω=160W；
电动机的机械功率：P机械=P总-P热=880W-160W=720W；
重物上升的速度为：。
24．【答案】0.5Ω；3000J
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）当小风扇正常工作时，首先根据计算出通过线圈的电流，然后根据P热=P额-P输出计算出线圈的发热功率，接下来根据P热=I2R计算出线圈的电阻；
（2）当线圈卡死时，根据公式计算产生的热量。
【解答】（1）当小风扇正常工作时，
通过线圈的电流；
线圈的发热功率P热=P额-P输出=5W-4.5W=0.5W；
根据公式P热=I2R得到：0.5W=（1A）2×R；
解得：R=0.5Ω；
（2）卡死时电动机线圈1min产生的热量是。
25．【答案】1.08×106；1500；1.52
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先将两个表盘上电费金额相减得到这段时间消耗的电费，然后根据W=计算消耗的电能，接下来根据计算实际功率；
（2）该电水壶的额定电压应为220V，根据公式计算额定功率。
【解答】（1）电水壶消耗的电能为；
由乙、丙图可知，烧水时间为14：32min：-14：20min=12min=720s；
电水壶的实际功率为；
（2）根据公式得到：；
解得：P额≈1520W=1.52kW。
26．【答案】温；1.8×105
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）功率越大，水的温度越高，据此分析三个加热档位和开关触点的对应关系；
（2）在并联电路中，功率与电阻成反比；当开关接3和4时，R1和R2并联，首先根据计算出R1的功率，然后将两个电阻的功率相加得到总功率，最后根据W总=P总t计算消耗的电能。
【解答】（1）当开关接1和2时，电路为断路，没有热量产生，因此为冷水档；当开关接2和3时，只有电阻R1在工作；当开关接3和4时，两个电阻并联，因此并联时的电阻肯定小于R1；根据公式可知，并联时的功率肯定大于R1自己的功率，因此当开关接2和3时，为温水档；当开关接3和4时，为热水档；
（2）当开关接3和4时，R1和R2并联，
根据公式得到：；
解得：P1=1000W；
那么总功率为：P总=P1+P2=2000W+1000W=3000W；
那么热水档时正常工作1min消耗的电能为：W总=P总t=3000W×60s=1.8×105J。
27．【答案】146520；67.8%
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】已知充电宝的容量 , 根据W=UIt求出储存的电能 ; 由表格数据可以知道充电电压和电流以及充电时间 , 根据W=UIt求出消耗的电能 , 储存的电能和消耗的电能之比即为在充电时的转换效率。
【解答】充电宝的容量 : W＝UIt＝3.7V×11000×10－3A×3600s＝1.4652×105J，
在充电时消耗的电能 : W'=UI't'=5V×1A×12×3600s=2.16×105J ,
在充电时的转换效率 : 。
故答案为：1.4652×105J；67.8%。
28．【答案】2；1.2
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）分析乙图可知，灯泡L与电阻R并联，灯泡的电压就等于电源电压；根据P=UI可知，功率等于电压和电流的乘积，那么从甲图中找到灯泡功率为1W时对应的电压，这就是电源电压；
（2）闭合开关S1后，电流表的示数变化其实就等于电阻R的电流，根据P=UI计算出电阻R的功率，最后将二者的功率相加就是电路的总功率。
【解答】（1）根据甲图可知，当灯泡电压为2V，电流为0.5A时，灯泡的实际功率为P=UI=2V×0.5A=1W；据乙图可知，这时电源电压等于灯泡的电压，即2V；
（2）开关S1没有闭合时，电流表的示数等于灯泡的电流；
闭合后，电流表测它们并联后的总电流，那么电流表的示数变化就是电阻R的电流；
这时电阻R的功率为：P'=U'I'=2V×0.1A=0.2W，
电路的总功率为：P总=P+P'=1W+0.2W=1.2W。
故答案为：2；1.2
29．【答案】a；2.25W
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据P=UI分析总功率的大小变化，根据P=I2R分析电阻R0的功率变化，据此和乙图对应即可；
（2）首先根据计算出电流最大时对应的电源电压，然后根据乙图中变阻器的功率变化图像确定它功率最大时的电流，以及变阻器两端的电压，最后根据P=UI计算变阻器的最大功率即可。
【解答】（1）根据甲图可知，定值电阻R0与变阻器串联，
当电流增大时，根据P=UI可知，总电压不变，那么总功率与电流成正比，因此a图为总功率的变化图像；
根据公式P=I2R可知，当电阻R0不变时，电流越大，它的功率越大，因此b为电阻R0的功率变化图像；
那么c为变阻器的功率变化图像；
（2）根据乙图可知，当电流最大时，变阻器的阻值为0，此时R0两端的电压等于电源电压，
即：；
根据乙图可知，变阻器的功率最大时，电流I=1.5A；此时U0=U变；
根据U总=U0+U变可知，变阻器这时的电压为1.5V；
那么变阻器的最大功率为：P变=U变I变=1.5V×1.5A=2.25W。
30．【答案】0.4；24
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）电动机和滑动变阻器串联，首先根据计算出变阻器两端的电压，然后根据公式计算变阻器的功率；
（2）首先根据计算出通过线圈的电流，然后根据焦耳定律计算通过线圈产生的热量。
【解答】（1）电动机和滑动变阻器串联，
变阻器两端的电压；
变阻器的功率：；
（2）通过线圈的电流：；
5min通过线圈产生的热量为：。
故答案为：0.4；24
31．【答案】（1）内能（热能）
（2）解；
（3）解；P1: P2 =R2: R1 P2 = =800W/4=200W
P总=800W+200W=1000W
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×100℃=1.68×106J
Q=Pt t=Q/P=1.68×106J/1000W =1.68×103S
答：需要加热 1.68×103S
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识分析解答；
（2）已知加热功率和电压，根据公式 计算电阻丝的阻值；
（3）根据图片可知，电阻R1与R2并联，根据“ R2=4R1 ”和“并联电路中，功率与电阻成反比”计算出R2单独工作时的电功率，然后将二者的功率相加得到电压力锅的总功率。根据Q=cmΔt计算出骨头汤需要吸收的热量，最后根据计算需要的时间。
32．【答案】（1）解：1=800mAh×(1-10%）/500mA=1.44h
（2）①低
解：②当S1闭合，S2闭合，S3接a时为中温档：P1=U /R1=（4.8伏）/4欧=5.76瓦
③当S1闭合，S2闭合，S3接b时为高温档，R2的功率：P2=U2/R2=（4.8伏） /6欧=3.84瓦
R1的功率：P1=5.76瓦总功率：P=P1+P2=5.76K+3.84瓦=9.6瓦
消耗的总电能：W=Pt=9.6瓦×20×60秒=-11520焦
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）还剩10%的电量，那么已经消耗（1-10%），根据公式计算充满电需要的时间即可；
（2）①根据公式对三种状态下的电功率大小进行比较，然后对应三种状态即可；
②中温档时只有R1单独工作，根据公式计算中温档的功率；
③高温档时，两个电阻并联。首先根据计算出R2的功率，再根据P=P1+P2计算出总功率，最后根据W=Pt计算消耗的电能。
【解答】（1）充满电至少需要：；
（2）①根据公式可知，当电压相等时，总功率与电阻成反比。
当S1闭合，S2断开，S3接a时，两个电阻串联，总电阻为R串；
当S1闭合，S2闭合，S3接a时，只有R1工作，总电阻为R1；
当S1闭合，S2闭合，S3接b时，两个电阻并联，总电阻为R并；
那么R串>R1>R并；
根据可知，功率P串那么三个状态分别为低温档、中温档和高温档。
②当S1闭合，S2闭合，S3接a时为中温档，
此时的功率为：P1=U /R1=（4.8伏）/4欧=5.76瓦；
③当S1闭合，S2闭合，S3接b时为高温档，
R2的功率：P2=U2/R2=（4.8伏） /6欧=3.84瓦
R1的功率：P1=5.76瓦‘
此时总功率：P=P1+P2=5.76瓦+3.84瓦=9.6瓦；
消耗的总电能：W=Pt=9.6瓦×20×60秒=11520焦。
33．【答案】（1）红
（2）132Ω
（3）678s
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据功率的计算式P=I2R可知，当加热电阻一定时，通过它的电流越大，它的加热功率越大，据此对开关处于不同位置时的电流大小进行分析，从而确定对应的状态和灯的颜色；
（2）加热时，只有电阻R1工作，根据公式计算出它的阻值；当保温时，电阻R1和R2串联，首先根据P保温=I2R1计算出通过电路的电流，再根据欧姆定律计算出总电阻，最后根据R2=R﹣R1计算即可；
（3）根据吸热公式Q吸=cmΔt计算出水吸收的热量，再根据公式计算出加热管产生的热量，最后根据计算出加热时间。
【解答】(1)当S接左面时电路中只有电阻R1，总电阻最小，电流路中电流最大，发热管功率就会最大，处于加热状态，因此A灯为红色灯。
(2)加热时：加热管的电功率P1=550W，电阻 ；
保温时：加热管的电功率P2=88W；
根据 得，通过加热管的电流
此时电路的总电阻
根据串联电路电阻的特点得，R2的阻值为R2=R﹣R1=220Ω﹣88Ω=132Ω
(3)1.0kg水从初温20℃加热到100℃吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.0kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J
加热管的热效率为90%，根据 ，
则加热管需要放出的热量是
饮水机加热时加热管的功率为550W，则加热的是时间为 。
34．【答案】（1）①当开关S2接B，S1断开时，两电阻串联；
②当开关S2接B，S1闭合时，只有R1连入电路中，
③当开关S2接A，S1闭合时，两电阻并联；
根据串并联电路的电阻特点，利用公式可知：
①中，电阻最大，功率最小，为低温挡；
②中，电阻较大，功率较小，为中温挡；
③中，电阻最小，功率最大，为高温挡；
根据表中数据知，低温挡功率为：P低=242W；
电路的总电阻：；
发热电阻R1的阻值：R1=R总-R2=200Ω-100Ω=100Ω。
（2）当开关S2接B，S1闭合时，电路为R1的简单电路，为中温挡；
养生壶中温挡时的电功率： P中＝ ＝ ＝484W
（3）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J，
不计热损失，Q吸=W=Pt，
则用高温挡加热的时间：。
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据公式比较三种状态下的功率大小，进而将开关的开合情况与三种状态对应起来，最后再利用计算R1的阻值；
（2）根据（1）中的分析确定中温档时开关的开合情况，并计算出对应的电功率；
（3）首先根据Q=cm△t计算出水吸收的热量，最后根据计算加热时间。
35．【答案】（1）电动机消耗的功率P=UI=180V×15A=2700W；
（2）变阻器的电压：U变=U总-U=200V-180V=20V；
变阻器的功率：P变=U变I=20V×15A=300W；
电动机的发热功率：P热=I2R=（15A）2×0.4Ω=90W；
那么整个电路的发热功率为：P热总=P热+P变=90W+300W=390W。
（3）电动机的输出功率P输出=P-P热=2700W-90W=2610W。
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式P=UI计算电动机消耗的功率；
（2）首先根据U变=U总-U计算变阻器的电压，再根据P变=U变I计算出变阻器的功率，接下来根据P热=I2R计算出电动机的发热功率，最后将变阻器的功率和电动机的发热功率相加得到整个电路的发热功率，即P热总=P热+P变。
（3）根据P输出=P-P热计算电动机的输出功率。
36．【答案】（1）
（2）灯泡断路
（3）0.625
（4）C
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）在测量灯泡电功率的实验中，除了电压表与灯泡并联外，其它的元件都是串联。注意电表的量程和接线柱的选择，还要注意变阻器接线“一上一下”。
（2）当灯泡发生断路时，电压表串联在电路中。由于它的内阻很大，根据串联电路电压与电阻呈正比可知，电压表几乎分得全部电压，示数接近电源电压。通过电路的电流很小，即电流表的示数几乎为零。
（3）根据图乙确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率。
（4）测量灯泡的额定功率，关键是想办法确定灯泡两端的电压为额定电压，然后测出这个状态下的额定电流，据此对两个电路图进行分析判断。
【解答】（1）电压表应该与灯泡并联，因为2.5V<3V，所以电压表选择量程0~3V，只需将电压表中间的接线柱“3”与灯泡右端相邻即可。变阻器应该与灯泡串联，只需将右下角的接线柱与灯泡左端相连即可，如下图所示：
（2）正确连接电路，闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因可能是灯泡断路。
（3）根据乙图可知，灯泡的额定电流为0.25A，那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
（4）丙：①闭合开关S1和S2，断开S3，调节变阻器，直到电流表的示数为：，此时灯泡的电压UL=U0=2.5V；
②保持滑片位置不动，再闭合S3，断开S2，此时电流表测总电流，记下这时电流表的示数I总；
③通过灯泡的额定电流为为：IL=I总-I0=I总-0.25A；
那么灯泡的额定功率：PL=ULIL=2.5V×（I总-0.25A）。
丁：无论开关怎样闭合和断开，由于电压表没有直接与灯泡并联，因此无法确定灯泡什么时候两端电压为2.5V，因此无法测量它的额定功率。
故选C。
37．【答案】（1）如图所示
（2）D
（3）
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）根据甲图确定串并联关系，注意电表的量程和接线柱的选择，还要注意变阻器接线“一上一下”。
（2）在闭合开关前，为了防止电流过大而损坏用电器，变阻器的滑片要调到阻值最大的地方，因此闭合开关后，灯泡不亮，但是电流表和电压表都有示数，可能是变阻器的阻值太大造成的，接下来要做的就是移动滑片，减小变阻器的阻值，观察灯泡是否发光，据此分析判断；
（3）在②③中，当电流表的示数都为I额时，此时变阻器R2的阻值与灯泡正常发光时的电阻相同，只要想办法测出此时R2的阻值即可。在第④步中，根据U总=I总R总列出两个方程，计算出R2接入的阻值，最后根据P=I2R计算出灯泡的额定功率即可。
【解答】（1）在测量灯泡额定功率的实验中，除了电压表与灯泡并联外，其它的都是串联。根据甲图可知，只需将开关与灯泡相连的导线从开关上断开，然后改接在电源负极上即可，如下图所示：
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来应进行的操作是：移动滑动变阻器的滑片，故选D。
（3）只闭合开关S1，此时灯泡与R1串联。移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光。
只闭合开关S2，此时变阻器R2与R1串联。保持R1的滑片位置不动，移动R2的滑片，使电流表的示数为I额。
根据可知，此时总电阻相等，那么此时灯泡的电阻与变阻器R2接入的阻值相等。
保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，此时只有变阻器R2，电流表的示数为I1；
根据U总=I总R总可知，U总=I1R2①
再将R1的滑片移到最右端，此时R1与R2串联，电流表的示数为I2。
根据U总=I总R总可知，U总=I2（R1+R2） ②
①②联立解得： ；
根据 P=I2R得到，灯泡的额定功率为：。
38．【答案】（1）不锈钢
（2）高温灭菌；形成缺氧的环境（合理即可）。
（3）3025；800
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。
（2）不锈钢内胆上会存在很多细菌，通过高温蒸煮的方式可以消毒杀菌。乳酸菌大量繁殖的条件：适宜的温度、缺氧的环境、水和大量有机物；
（3）闭合开关S1，进入加热状态，此时两个电阻并联；温控开关S2自动断开，此时只有电阻R1工作。将两个状态下的电功率相减得到电阻R2的功率，再根据计算它的电阻。
首先根据Q=cm△t计算出牛奶吸收的热量，再根据计算出消耗的电能，最后根据计算加入时间。
【解答】（1）组成酸奶机部件的材料中，属于金属材料的是不锈钢。
（2）在制作酸奶过程中，步骤①和步骤③的目的分别是：高温灭菌；形成缺氧的环境。
（3）闭合开关S1，进入加热状态，此时两个电阻并联；温控开关S2自动断开，此时只有电阻R1工作。
电阻R2的功率：P2=P并-P1=20W-4W=16W；
那么电阻R2的阻值：。
牛奶吸收的热量：Q=cm△t=2.5×103J/（kg ℃）×0.24kg×（42℃-22℃）=1.2×104J；
酸奶机消耗的电能
那么需要加热时间。
39．【答案】（1）几乎不动；
（2）0.76
（3）＞
（4）0.5
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）根据甲图可知，电压表本来应该与灯泡并联，但是却串联在干路上。由于它的内阻很大，所以通过干路的电流会非常小，因此电流表的指针几乎不动，据此确定错误的导线并修改即可。
（2）根据乙图确定电流表的量程和分度值，读出灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（3）根据电流的变化判断出总电阻的变化，再得出二者电阻变化的大小关系。
（4）先测出电源电压U；只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，首先应使灯正常发光，通过开关的转换，使灯与变阻器滑片以下电阻丝串联，根据串联电路电压的规律，当电压表示数为U-2.5V灯正常发光。在③中，根据分压原理可求出滑片以下电阻丝的电阻大小，根据欧姆定律可求出灯正常发光时的电流即，根据P=UI可求小灯泡的额定功率P额。
【解答】（1）闭合开关后，电流表的示数将几乎不动。
电压表应该与灯泡并联，分析发现，只需将灯泡与电流表相连的导线从电流表上拆下，然后改接在电压表的“-”接线柱上即可，如下图所示：
（2）由图乙知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么灯泡的额定电流为0.2A，
则小灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.2A=0.76W；
（3）当变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路中的电流变大，灯泡的亮度变大，灯丝的电阻变大；由于总电压不变，电路中的电流变大，可知电路中的总电阻变小，根据R总=R滑+RL可知，变阻器减小的阻值大于灯泡增大的阻值，即则△R滑＞△RL；
（6）根据上面的分析，具体步骤：
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，灯泡被短路，只有变阻器工作，此时电压表的示数就是电源电压，即电源电压为4.5V；
②闭合S、S1，断开S2，此时灯泡与变阻器串联，电压表测变阻器的电压；移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，这时小灯泡正常发光；
③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，此时变阻器的上半部分和下半部分串联，电压表测下半部分的电压，电压表示数为3V。
在①中，电源电压为U=4.5V，在②中，灯与滑片以下电阻丝R滑下的电阻串联，电压表测其电压，
当电压表示数为2V，根据串联电路电压的规律，
灯的电压：UL=U-U滑下=4.5V-2V=2.5V；
在③中，电路中只有变阻器，根据串联电路电压的规律，
滑片以上电阻丝的电压为：U-3V=4.5V-3V=1.5V，
根据分压原理，R滑上：R滑下=1：2，
因变阻器的总电阻为15Ω，故R滑下=10Ω，
通过变阻器的电流即灯的额定电流：；
④小灯泡的额定功率：P额=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W。
40．【答案】【解答】答：根据I=可知，短路时，火线与零线直接接触，电路中只有导线，导线的电阻很小，电源电压不变，所以电路中的电流非常大；
根据Q=I2Rt可知，在电阻和通电时间一定时，导线上的电流越大，产生的电热越多，使得导线的温度急剧升高，很容易造成火灾．
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用；影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】导线的电阻很小，根据欧姆定律解释短路时电流非常大的原因，根据焦耳定律解释很容易造成火灾的原因．
1 / 1浙教版科学九上第三章 第6节 电能同步练习（优生加练）
一、单选题
1．（2021九下·鄞州月考）小科家的电能表上标有“3000r/(kW·h)”的字样，他将家中的其他用电器都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45r，则下列说法不正确的是（　　）
A．电水壶是利用电流的热效应来工作的
B．烧水过程中消耗的电能为5.4×105J
C．电水壶的额定功率为900W
D．当实际电压为额定电压的90%时，其实际功率为729W
【答案】B
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应；
（2）根据计算消耗的电能；
（3）根据公式计算电水壶的额定功率；
（4）同一电阻，它的功率与电压的平方成正比，即。
【解答】A.电水壶是利用电流的热效应来工作的，故A正确不合题意；
B.烧水过程中消耗的电能为：，故B错误符合题意；
C.电水壶的额定功率为：，故C正确不合题意；
D.当实际电压为额定电压的90%时得到：；
；
解得：P1=729W。
故D正确不合题意。
故选B。
2．（2020九上·西湖月考）小明同学家的电能表上标有“3000r/(kW·h)”的字样，他将家中的其他用电器都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45r，则下列说法不正确的是（　　）
A．电水壶是利用电流的热效应来工作的
B．烧水过程中消耗的电能为5.4×105J
C．电水壶的额定功率为900W
D．当实际电压为额定电压的90%时，其实际功率为729W
【答案】B
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应；
（2）根据公式计算消耗的电能；
（3）根据公式计算电水壶的额定功率；
（4）根据公式计算实际功率。
【解答】A.电水壶是利用电流的热效应来工作的，故A正确不合题意；
B.烧水过程中消耗的电能为：，故B错误符合题意；
C.电水壶的额定功率为：，故C正确不合题意；
D.当实际电压为额定电压的90%时，根据公式得到：，解得：P’=720W，故D正确不合题意。
故选B。
3．小灯泡额定电压为6V，额定功率估计在7～12W之间，小佳按图甲所示的电路测定小灯泡的功率，所用电流表的量程有0～0.6A、0～3A两挡，电压表的量程有0～3V、0～15V两挡，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7.5W
B．在5V电压下小灯泡的功率为7.5W
C．在1V电压下小灯泡的功率为7.5W
D．在5V电压下小灯泡的功率为1.5W
【答案】B
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式P=UI分析即可。
【解答】根据丙图可知，如果电压表选择的量程是0~3V，那么此时电压表的示数为1V；
根据公式可知，通过灯泡的电流应该在：7A~12A之间；
根据乙图可知，电流表的量程最大为3A；
因此这种情况不存在。
那么电压表选择的量程是0~15V，那么此时电压表的示数为5V；
根据可知，此时通过灯泡的电流应该在：1.4A~2.4A之间；
根据乙图可知，电流表选择的量程应该是0~3A，此时示数为1.5A；
综上所述，灯泡的功率为：P=UI=5V×1.5A=7.5W。
故选B。
4．小星同学为实验室设计了一个多挡位电加热器，其工作原理图如图所示。其中R1、R2、R3为发热电阻，三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯，其电功率可忽略不计。小星设想通过开关的组合，使电加热器能有多挡功率。当只闭合S1时，测得功率为200W；当只闭合S2时，测得功率为100W；小星设计此电热器最大发热功率为800W，则（　　）
A．当只断开S3时，功率为500W
B．此电热器一共可有六挡不同的功率
C．三个发热电阻的阻值之比为5∶10∶2
D．此电热器可能有一挡的功率为400W
【答案】C
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）当电阻并联时，总功率等于所有电阻功率之和；
（2）将三个电阻相互组合即可；
（3）根据公式计算出电阻后作比；
（4）根据（2）中的分析判断。
【解答】电热器的最大功率应该是三个电阻单独功率之和，因此当开关S3闭合时，电阻R3的功率应该是：P3=800W-100W-200W=500W，故A错误；
设三个电阻分别为①、②、③，那么组合方式为：
a.只有一个电阻：①、②、③，共3种；
b.两个电阻组合：①②、①③、②③，共3种；
c.三个组合：①②③，共1种；
那么应该有：3+3+1=7个档位，故B错误；
根据公式得到，它们的电阻之比：，
故C正确；
根据B中所述，无论怎么组合，都不能得到400W，故D错误。
故选C。
5．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比是1∶5。R1与R2的阻值之比和闭合S后产生的热量之比分别是（　　）
A．4∶1；1∶4 B．1∶4；4∶1 C．1∶5；5∶1 D．5∶1；1∶5
【答案】A
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）在并联电路中，电流与电阻成反比，即。首先根据并联电路I总=I1+I2计算出通过两个电阻的电流之比，再根据上面的规律计算它们的电阻之比；
（2）电路将电能全部转化为热能，可根据Q=W=UIt计算产生的热量之比。
【解答】（1）当开关S断开时，电流表的示数等于通过R1的电流I1；
当开关S闭合后，电流表的示数等于通过干路的总电流I总。
根据公式I总=I1+I2可知，通过两个电阻的电流之比：I1：I2=1：4。
根据公式得到，它们的电阻之比：；
（2）闭合开关S后产生的热量之比：。
6．有两根电阻丝R1、R2和一个电源E，且电源E两端电压保持不变。如果只将电阻丝R1接在电源E两端，电阻丝R1在120s内产生的热量为12Q；如果将电阻丝R1、R2并联接在电源E两端，电阻丝R1、R2在60s内产生的总热量为8Q，则（　　）
A．R1∶R2＝1∶4
B．R1∶R2＝1∶3
C．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为320s
D．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为150s
【答案】B
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）（2）首先根据热量与时间成正比，计算出电阻丝R1在60s内产生的热量，然后根据Q2=Q总-Q1计算出60s内R2产生的热量，最后再根据焦耳定律计算电阻之比；
（3）（4）根据公式写出两个电阻串联时产生热量的表达式以及R1单独工作时的热量表达式，然后作比即可。
【解答】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，热量与时间成正比，因此R1在60s内产生的热量：；
那么电阻R2在60s内产生的热量：Q2=Q总-Q1=8Q-6Q=2Q；
根据焦耳定律可知，热量与电阻成反比；
即，故B正确，而A错误；
当R1单独接在电源上时，产生的热量：；
将两个电阻串联在电源上时，产生的热量：；
两个式子作比得到：；
解得：t=160s，
故C、D错误。
故选B。
7．（2020九上·慈溪期末）某同学在实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U-I图像，如图甲所示，则图乙中有关此小灯泡的功率P与U2或P与I2的图像可能正确的是（　　）
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】在U-I图象中，图线的斜率表示电阻，根据图象斜率判断灯泡电阻的变化关系，然后根据公式P=I2R分析P与I2的图象，根据公式 分析P与U2的图象。
【解答】由U-I图象可知，电压和电流增大时，灯泡的实际功率增大；灯泡的温度升高，且图线的斜率越来越大，即灯泡的电阻随温度的升高而增大；
由公式 可知，在P-U2图象中，图象上某点切线的斜率为电阻的倒数 。因随温度的升高R增大，因而应减小，故A、B错误；
同理，在P-I2图象中，图象上某点切线的斜率为电阻R，而电阻R又随温度的升高而增大，故C错误，D正确。
故选D。
8．（2019九上·鄞州期中）有相同两盏额定电压为U、额定功率为60W的电灯，若串联接在电压为U的电源上，则两灯的总功率是（　　）
A．120W B．60W C．40W D．30W
【答案】D
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）已知电压和电阻根据公式计算功率；
（2）设灯泡的电阻为R，那么它们串联时的总电阻为2R，根据公式分别列出灯泡额定功率和串联总功率的关系式，然后作比即可。
【解答】设灯泡的电阻为R，
根据公式得到：①；
两个灯泡串联时的总功率为：②；
①÷②得到：；
解得：P总=30W。
故选D。
9．（2019九上·鄞州期中）用电热丝烧水，当电压为U时，t秒内可将水烧开，如果电压降为原来的一半，则同样烧开这些水所需的时间应为（　　）
A． B． C．2t D．4t
【答案】D
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式分别列出电压改变前后产生热量的关系式，然后作比计算即可。
【解答】设电热丝的电阻为R，电压为U，
那么烧开这些水需要的热量为： ①；
如果电压降为原来的一半，
那么烧开这些水需要的热量为：②；
①与②式相比得到：；
解得：t'=4t。
故选D。
10．为使电热器在单位时间内产生的热量增加1倍，可采用的方法是 （　　）
A．并联一根相同的电阻丝
B．串联一根相同的电阻丝
C．使电热器两端电压增加1倍
D．将电阻丝从中间剪成两段，然后将它们并联起来使用
【答案】A
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】已知电压和电阻的变化根据公式来研究产生热量的变化。
【解答】设电热器原来的电阻为R，那么相同时间内它产生的热量为：；
A.并联一根相同的电阻丝，那么电路的总电阻变为，相同时间内产生的热量为：，故A符合题意；
B.串联一根相同的电阻丝，那么总电阻变为2R，相同时间内产生的热量为：
，故B不合题意；
C.使电热器两端的电压增加1倍，那么相同时间内产生的热量为：
，故C不合题意；
D. 将电阻丝从中间剪成两段，然后将它们并联起来使用，电路的总电阻变为，那相同的时间内产生的热量为：，故D不合题意。
故选A。
11．（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‘
【答案】C
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式可知，当电压不变时，电阻越大，功率越小；
（2）在串联电路中，功率与电阻成正比，即电阻越大，功率越大。
【解答】（1）甲图中只有灯泡L1，乙图中灯泡L1与L2串联，根据R总=R1+R2可知，乙图中总电阻大于甲图中的总电阻；根据公式可知，当电源电压不变时，甲图中灯泡L1的功率P1大于乙图中的总功率P总，即P1＞P总；
（2）根据公式P总=P1+P2可知，乙图中两个灯泡的功率肯定都小于P总，即小于P1；
（3）根据串联电路电功率与电阻的关系可知，因为R2＞R1，所以P2'＞P1'，
那么：P1＞P2'＞P1'。
故选C。
12．如下图所示，A、B两灯泡额定电压都为110V，额定功率PA=100W、Pa=40W，接在电压恒为220V电路上，欲使两灯泡均正常发光，且整个电路消耗的电功率最小，则下面四种电路连接方式中满足要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）在串联电路中，电压与电阻成正比；
（2）串联电路的总电阻大于其中任何一个电阻；并联电路的总电阻小于其中任何一个电阻；
（3）①根据公式分别计算出两个灯泡的电阻，然后根据串联电路的分压规律判断它们两端的实际电压，与额定电压比较判断是否能正常发光；
②如果两个灯泡正常发光，那么串联的两个部分电阻就要相同。根据并联电路电阻的变化规律判断并联部分的电阻是否能和灯泡B的电阻相同即可；
③综上所述，判断串联的两个部分是否能够做到电阻相同，从而使它们都能分得110V即可；
④将图中两个灯泡正常发光时的总电阻与C图中的总电阻比较，判断它们总功率的大小关系，进而做出判断即可。
【解答】A.根据公式P= 可知，灯泡A的电阻RA= =（ ）2=121Ω，灯泡B的电阻RB= = =302.5Ω；A是灯泡A和灯泡B串联，然后接到220V的电源上，根据串联电路的分压特点可知灯泡B两端的电压大于110V，所以不能正常工作，A不符合题意；
B.灯泡A和可变电阻R并联后又和灯泡B串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡A与可变电阻R并联后和灯泡B的电阻相等，但并联电路中，电阻越并越小，总电阻小于任何一个分电阻，所以此电路中灯泡A和灯泡B也不能正常工作，B不符合题意；
C.灯泡B和可变电阻R并联后又和灯泡A串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡B与可变电阻R并联后和灯泡A的电阻相等，在串联电路中，电阻越并越大，可以使灯泡A和灯泡B正常工作，且R总=2RA=2×121Q=242Ω，C符合题意；
D.灯泡A和灯泡B并联后又与可变电阻R串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡A与灯泡B并联后和可变电阻R的阻值相等，由公式 得灯泡B和灯泡A并联后的电阻R≈86.4Ω，D图的总电阻为R总=2R=2×86.4Q=172.8Ω，根据公式P= 可知，电路电阻越大，消耗的功率就越小，比较C图和D图可知，C图的总电阻大，消耗的功率最小，D不符合题意。
故答案为：C
13．（2019·杭州模拟）小明家的甲、乙两只普通照明灯泡和电冰箱铭牌的如下图表，下列说法正确的是（　　）
耗电量 0.72kW·h/24h 额定电压 220V
冷冻量 4kg 输入功率 120W
制冷剂 R600a 气候类型 NST
A．甲灯的功率一定小于乙灯的功率
B．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
C．只有冰箱工作的情况下，冰箱从启动到停止工作用了6 min ，按此推算一天冰箱启动60次
D．只有冰箱工作的6 min，电能表转盘转了18圈，则每消耗1度电，电能表转盘转1200圈
【答案】C
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）灯泡的实际功率不一定等于额定功率，由它两端的实际电压的大小决定；
（2）根据可知，消耗电能的多少与实际功率和时间两个因素有关；
（3）首先根据计算一天冰箱工作的时间总和，然后利用总时间÷单次时间计算启动次数；
（4）首先根据计算出冰箱工作6min消耗的电能，然后根据计算电能表转的圈数即可。
【解答】A.虽然甲灯的额定功率小于乙灯的额定功率，但是实际功率不一定等于额定功率，所以甲灯的实际功率可能大于乙灯的实际功率，故A错误；
B.两灯正常发光时，乙灯的功率大于甲灯；根据根据可知，消耗电能的多少与实际功率和时间两个因素有关；由于它们工作时间的长短不确定，所以乙灯消耗的电能不一定多，故B错误；
C.一天中冰箱工作时间为：；
冰箱一天启动的次数为：，故C正确；
D.冰箱工作6min消耗的电能为：；
根据公式得到：
故D错误。
故选C。
14．（2019·温州模拟）如图所示，在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的纯水，现将阻值为R1、R2的电阻丝（R1A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】相同的电源说明电源电压相等，不同的连接方式总电阻不同，可根据公式比较各个选项中总功率的大小关系，功率最大的水温升高最快。
【解答】A图中只有R1，那么总电阻；
B图中两个电阻串联，总电阻；
C图中只有R2，那么；
D图中两个电阻并联，总电阻；
因为串联电路的总电阻比任何一个电阻都大，并联电路的总电阻比最小的电阻还小，
所以：;
根据公式可知，当电源电压不变时，PD最大，水温升高最快，故D正确。
故选D。
15．（2019九上·镇海期末）研究电功率与电压、电流的关系时，小科连接了如图所示电路进行实验。下列关于该实验的说法，不合理的是（　　）
A．该电路所示实验能研究电功率与电压的关系
B．该实验选择的两个小灯泡规格应该不同
C．小灯泡消耗的电功率可通过灯泡的亮度来比较
D．该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比
【答案】D
【知识点】小灯泡电功率的影响因素
【解析】【分析】研究电功率与电压、电流的关系时，由于没有直接测量电功率的仪器，所以只能通过灯泡的亮度反映电功率的大小；在探究其中一个因素对电功率的影响时要使用控制变量法；为了使实验结论更具普遍意义，必须使用不同灯泡多做几次实验，据此判断即可。
【解答】A.两个灯泡串联，可以控制通过它们的电流相等；通过灯泡的亮度可知它们的电功率的大小，利用电压表可以知道它们的电压大小，因此该电路所示实验能研究电功率与电压的关系，故A正确不合题意；
B.为了使实验结论更客观准确，实验必须选择不同灯泡，故B正确不合题意；
C.小灯泡消耗的电功率可通过灯泡的亮度来比较，故C正确不合题意；
D.该实验只能定性的得出实验结论，由于无法准确得到电功率的大小，因此无法得到电功率和电压的正比关系，故D错误符合题意。
故选D。
16．（2019九上·德清期末）如图是“探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关”的实验装置。两个5欧的电阻并联后再与另一个5欧的电阻串联，将其中两个电阻按图示分别置于两个透明容器中，两个容器中密封着等量的空气。U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（　　）
A．图示中实验是为了探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少
C．将图示中左侧5欧电阻丝换成10欧电阻丝后，可探究电流产生的热量与电阻的关系
D．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
【答案】D
【知识点】影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】（1）探究热量与电阻的关系就要改变电阻，分析图中发热电阻是否相同即可；
（2）分析发热电阻是直接给气体加热，还是直接给液体加热即可；
（3）研究一个因素对物理量的影响，就要改变这个因素，而其他的因素要保持不变；
（4）电阻发热越多，同侧的液面高度差就越大。
【解答】A.图中透明容器内的两个5Ω的电阻才是有效的发热电阻，既然电阻相同，就无法探究电流通过导体产生热量与电阻的关系，故A错误；
B.实验中，透明容器内电阻产生热量越多，空气温度越高，体积膨胀的越厉害，液面的高度差越大，因此是利用透明容器内空气的热胀冷缩反映电阻丝热量的多少，故B错误；
C.探究电流产生的热量与电阻的关系，需要改变电阻的大小，但保持电流不变；实验中左边电阻在干路上，右边电阻在支路上，二者电流并不相等，故C错误；
D.两个透明容器中电阻都是5Ω，左侧电阻电流大于右侧电阻电流，因此通电一段时间后，左侧电阻产生的热量多，液面的高度差大，故D正确。
故选D。
17．（2018九上·金华期中）如图所示，电源电压保持6V 不变，电流表的量程为0 ~ 0.6A，电压表的量程为0 ~ 3V，定值电阻R1的规格为“10 0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20 1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为 2 ~ 20
B．电流表示数允许的变化范围为 0.2A~ 0.5A
C．电阻R1消耗功率允许的变化范围为 0.4W~ 0.9W
D．电路消耗总功率允许的变化范围为 1.2W~ 3W
【答案】C
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】该题主要考查动态电路的分析及电功率公式的应用。
【解答】由电路图可知，该电路是串联电路，电流表测量整个电路电流，电压表测量定值电阻的电压；
定值电阻的规格是 “10 0.5A” ，因此该电路的最大电流为0.5A；此时电阻两端的电压为U=0.5A*10=5V>3V；因此电路电流不可能达到0.5A；故当电压表为3V时，电路的电流是最大电流，即则滑动变阻器接入电路的最小电阻为：当滑动变阻器完全接入时，电路的电阻最大，则电流最小；即
A、滑动变阻器的接入范围是10--20；故A错误；
B、电流表的示数变化范围是0.2A--0.3A；故B错误；
C、当电流为0.2A时，当电流为0.3A时，故C正确；
D、当电流为0.2A时，当电路电流为0.3A时，故D错误；
故答案为：C。
18．一个标有“220 V　100 W”的电热器，当通过的电流为0.5安时，它的实际功率（　　）
A．大于100瓦 B．等于100瓦
C．小于100瓦 D．条件不足，无法判断
【答案】A
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式可知，当电阻不变时，如果实际电流大于额定电流，那么实际功率大于额定功率；如果实际电流等于额定电流，那么实际功率等于额定功率；如果实际电流小于额定电流，那么实际功率小于额定功率，据此判断。
【解答】电热器的额定电流为：；
因为，所以，故A正确。
故选A。
19．（2018九上·桐乡竞赛）如图所示，电源电压为12V且保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b为其两端点）。闭合开关S，当滑片P在某一端点a时，电流表示数为0.1A，R2消耗的电功率为1W；当滑片P移动至某一位置c 时，电压表示数为4V，R1消耗的电功率为3.2W。下列说法正确的是（　　）
A．滑片P在a点时，R1消耗的电功率为2W
B．滑片P在b点时，R1消耗的电功率为0.6W
C．滑片P在c点时，R2消耗的电功率为1.6W
D．滑片P在c点时，电路消耗的总功率为4W
【答案】C
【知识点】电功的实质；电功率
【解析】【分析】1、电功率公式P=UI，要计算滑片P在a点时，R1消耗的电功率，只需计算出电源的总功率减去R2消耗的功率即可得到R1消耗的功率；
2、当P在b点时，滑动变阻器没有连入电路，电源电压全部加在R1上面，只需要计算出R1的阻值即可用公式P计算出电功率；
3、当滑片P在c点时，利用R1计算出电路中的电流，再计算出电路的总功率，然后用总功率减去R1消耗的功率即可得到R2消耗的功率；
【解答】A、滑片P在a点时，电路中的电流为0.1A，电源电压12V，R2消耗电功率为1W。此时总功率P总=12V×0.1A=1.2W，所以R1消耗的功率为1.2W-1W=0.2W，A选项错误；
B、由“P移动至某一位置c 时，电压表示数为4V，R1消耗的电功率为3.2W”可知，电压表是测量R2两端电压的，所以R1分到的电压是8V。由公式R可计算出R1的阻值为R1=20Ω。R1两端的电压为12V，由公式P=7.2W，B选项错误；
C、当滑片P在c点时，由B选项可知，电流I=，此时R2两端电压是4V，通过的电流I=0.4A，由公式P=UI=4V×0.4A=1.6W，C选项正确；
D、当滑片P在c点时，由B选项可知，电流I=，此时电源电压是12V，通过的电流I=0.4A，由公式P=UI=12V×0.4A=4.8W，D选项错误。
故选C
20．（2018·浙江模拟）如图所示电路，干路电流I始终恒定，R1为滑动变阻器（R1最大阻值>R2），R2为定值电阻，当滑动变阻器的滑片P从最右端移动至最左端的过程中，下列说法中确的是（　　）
A．R2通过的电流增大 B．R1两端的电压不变
C．R1的电功率先增大后减小 D．电路的总电功率增大
【答案】C
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）并联电路特点：支路两端电压等于电源电压，并联总电流等于各支路电流之和，并联总电阻比小的更小；
（2）R1阻值变化时功率发生变化，当R1=R2是R1的功率最大；
（3）电路的总电功率P=UI，电源电压不变，根据I的变化可得到总功率的变化。
【解答】A、R2通过的电流增大，根据干路电流I始终恒定，当滑片P向左移动过程中，R1与R2并联的总电路减小，由公式I=U/R可知，加在总电阻两端的电压也减小，所以流过R2的电流减小，A错误；
B、R1两端的电压不变，由A分析可知，R1与R2的总电阻减小，总电阻两端电压减小，所以R1两端电压减小，B错误；
C、R1的电功率先增大后减小，R1电阻逐渐变小的过程中，当R1=R2时R1的电功率最大，所以滑片P从最右端移动至最左端的过程中电功率先增大后减小，C正确；
D、电路的总电功率增大，由干路电流不变，电源电压也未增大，由公式P=UI可知电路的总功率也不会增大，D错误。
故选C
二、填空题
21．（2020九上·江北期末）某款家用吸尘器额定电压为 220V，额定电流为 3A，则该吸尘器的额定功率为 　 　W。使用该吸尘器正常工作 30min，标有“800imp/（kW h）”（表示指示灯每闪烁 800 次消耗电能 1kW h）的电能表指示灯共闪烁　 　次。 若吸尘器正常工作时，电动机的发热功率为36W，则电动机线圈的电阻为　 　 Ω 。
【答案】660；264；4
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据P=UI计算吸尘器的额定功率；
（2）首先根据W=Pt计算出消耗的电能，再根据计算出指示灯闪烁的次数；
（3）根据功率的计算式P=I2R计算线圈电阻。
【解答】（1）吸尘器的额定功率：P=UI=220V×3A=660W；
（2）吸尘器消耗的电能：W=Pt=0.66kW×0.5h=0.33kW h；
根据得到：；
解得：n=264；
（3）根据功率的计算式P=I2R得到：36W=（3A）2×R；
解得：R=4Ω。
22．（2021·宁波模拟）小科家买了一台电烤箱，有高、中、低三个挡位的发热功率。如图是其内部简化电路图，R1＝R2，开关S1可分别与触点a、b接触。当开关S1置于a端，S2闭合时，电烤箱处于　 　（选填“高温”、“中温”或“低温”）挡位；该电烤箱高中低三挡的功率之比P高∶P中∶P低＝　 　。
【答案】高温；4：2：1
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据公式分别计算出三种状态下的功率，然后求出比值，比较大小即可。
【解答】当开关S1置于a端，S2闭合时，两个电阻并联，此时的总电阻为：；
当开关S1置于b端，S2闭合时，只有R1工作，此时的总电阻为：；
当开关S1置于b端，S2断开时，两个电阻串联，此时的总电阻为：；
根据公式得到：。
则三者对应的状态分别为高温、中温和低温档位。
23．（2020·慈溪模拟）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。
【答案】（1）880W
（2）1.2
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电源的输出功率根据P总=U总I总计算；
（2）首先根据P热=I2R计算出电动机的发热功率，然后根据P机械=P总-P热计算出机械功率，最后根据计算重物上升的速度。
【解答】（1）电源的输出功率P总=U总I总=220V×4A=880W；
（2）电动机的发热功P热=I2R=（4A）2×10Ω=160W；
电动机的机械功率：P机械=P总-P热=880W-160W=720W；
重物上升的速度为：。
24．（2020九上·江干期末）如图所示是一只USB接口的便携式小风扇，它的额定电压为5V，额定功率为5W，输出功率为4.5W。某一次使用不当，造成电动机卡死，电动机线圈温度过高而烧坏。则小风扇电动机线圈的电阻为　 　，卡死时电动机线圈1min产生的热量是　 　。
【答案】0.5Ω；3000J
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）当小风扇正常工作时，首先根据计算出通过线圈的电流，然后根据P热=P额-P输出计算出线圈的发热功率，接下来根据P热=I2R计算出线圈的电阻；
（2）当线圈卡死时，根据公式计算产生的热量。
【解答】（1）当小风扇正常工作时，
通过线圈的电流；
线圈的发热功率P热=P额-P输出=5W-4.5W=0.5W；
根据公式P热=I2R得到：0.5W=（1A）2×R；
解得：R=0.5Ω；
（2）卡死时电动机线圈1min产生的热量是。
25．（2019九上·温州月考）如图甲是一种新型插座，它能即时显示接在该插座上的用电器的工作电压和所耗电费等（插座本身消耗电能由内部电池提供）.小明将装有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，当水烧开时，屏幕显示如图丙所示.这段时间内电水壶消耗的电能为　 　焦，实际功率为　 　瓦，则该电水壶的额定功率为　 　千瓦（小数点保留2位）。（电费单价：0.5元/kW·h）

【答案】1.08×106；1500；1.52
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先将两个表盘上电费金额相减得到这段时间消耗的电费，然后根据W=计算消耗的电能，接下来根据计算实际功率；
（2）该电水壶的额定电压应为220V，根据公式计算额定功率。
【解答】（1）电水壶消耗的电能为；
由乙、丙图可知，烧水时间为14：32min：-14：20min=12min=720s；
电水壶的实际功率为；
（2）根据公式得到：；
解得：P额≈1520W=1.52kW。
26．（2019九上·浦江月考）如图是某款电热水龙头的电路原理图。R1、R2为电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡之间的切换。当开关同时接触2、3触点时，水龙头放出的是　 　水（选填“冷”、“温”“热”）。若R2=2R1，水龙头在温水挡正常工作时电功率为2000W，则它在热水挡正常工作lmin消耗的电能为　 　J。
【答案】温；1.8×105
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）功率越大，水的温度越高，据此分析三个加热档位和开关触点的对应关系；
（2）在并联电路中，功率与电阻成反比；当开关接3和4时，R1和R2并联，首先根据计算出R1的功率，然后将两个电阻的功率相加得到总功率，最后根据W总=P总t计算消耗的电能。
【解答】（1）当开关接1和2时，电路为断路，没有热量产生，因此为冷水档；当开关接2和3时，只有电阻R1在工作；当开关接3和4时，两个电阻并联，因此并联时的电阻肯定小于R1；根据公式可知，并联时的功率肯定大于R1自己的功率，因此当开关接2和3时，为温水档；当开关接3和4时，为热水档；
（2）当开关接3和4时，R1和R2并联，
根据公式得到：；
解得：P1=1000W；
那么总功率为：P总=P1+P2=2000W+1000W=3000W；
那么热水档时正常工作1min消耗的电能为：W总=P总t=3000W×60s=1.8×105J。
27．“充电宝”是指一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以给手机等数码设备随时随地充电或待机供电。现有一个充电宝，各项参数如下表所示：该充电宝的容量相当于　 　焦电能。该充电宝在充电时的转换效率为　 　。
容量 11 000 mAh，3.7 V 兼容性 绝大多数5 V USB输入的数码电子产品
寿命 完全充放电大于500次 放电转换率 90%
输入 DC 5 V，1 A 输出 DC 5 V，1 A
认证 FCCICE 充满时间 12小时
　
【答案】146520；67.8%
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】已知充电宝的容量 , 根据W=UIt求出储存的电能 ; 由表格数据可以知道充电电压和电流以及充电时间 , 根据W=UIt求出消耗的电能 , 储存的电能和消耗的电能之比即为在充电时的转换效率。
【解答】充电宝的容量 : W＝UIt＝3.7V×11000×10－3A×3600s＝1.4652×105J，
在充电时消耗的电能 : W'=UI't'=5V×1A×12×3600s=2.16×105J ,
在充电时的转换效率 : 。
故答案为：1.4652×105J；67.8%。
28．（2018九上·三门月考）图甲是小灯泡中的电流随它两端电压变化的图像．将此灯泡接入图乙所示电路中，闭合开关S后，小灯泡实际功率为1 W；再闭合开关S。后，电流表示数变化了0.1A，则电源电压为　 　V，此时电路消耗的总功率是　 　W．
【答案】2；1.2
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）分析乙图可知，灯泡L与电阻R并联，灯泡的电压就等于电源电压；根据P=UI可知，功率等于电压和电流的乘积，那么从甲图中找到灯泡功率为1W时对应的电压，这就是电源电压；
（2）闭合开关S1后，电流表的示数变化其实就等于电阻R的电流，根据P=UI计算出电阻R的功率，最后将二者的功率相加就是电路的总功率。
【解答】（1）根据甲图可知，当灯泡电压为2V，电流为0.5A时，灯泡的实际功率为P=UI=2V×0.5A=1W；据乙图可知，这时电源电压等于灯泡的电压，即2V；
（2）开关S1没有闭合时，电流表的示数等于灯泡的电流；
闭合后，电流表测它们并联后的总电流，那么电流表的示数变化就是电阻R的电流；
这时电阻R的功率为：P'=U'I'=2V×0.1A=0.2W，
电路的总功率为：P总=P+P'=1W+0.2W=1.2W。
故答案为：2；1.2
29．（2018九上·三门期中）如图甲所示，是某同学“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线，如图乙所示。根据图象可知，其中，反映电源的总功率PU随电流变化的关系图象是 　 　（填“a＂“b”或“c”），滑动变阻器R消耗的最大电功率为　 　W
【答案】a；2.25W
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据P=UI分析总功率的大小变化，根据P=I2R分析电阻R0的功率变化，据此和乙图对应即可；
（2）首先根据计算出电流最大时对应的电源电压，然后根据乙图中变阻器的功率变化图像确定它功率最大时的电流，以及变阻器两端的电压，最后根据P=UI计算变阻器的最大功率即可。
【解答】（1）根据甲图可知，定值电阻R0与变阻器串联，
当电流增大时，根据P=UI可知，总电压不变，那么总功率与电流成正比，因此a图为总功率的变化图像；
根据公式P=I2R可知，当电阻R0不变时，电流越大，它的功率越大，因此b为电阻R0的功率变化图像；
那么c为变阻器的功率变化图像；
（2）根据乙图可知，当电流最大时，变阻器的阻值为0，此时R0两端的电压等于电源电压，
即：；
根据乙图可知，变阻器的功率最大时，电流I=1.5A；此时U0=U变；
根据U总=U0+U变可知，变阻器这时的电压为1.5V；
那么变阻器的最大功率为：P变=U变I变=1.5V×1.5A=2.25W。
30．如图所示，电源电压恒为12伏，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为10欧姆时，电压表的示数为10伏，此时电动机正常工作，则滑动变阻器消耗的功率是　 　瓦；若电动机内部线圈的电阻为2欧姆，则通电5分钟电流通过电动机内部线圈产生的热量是　 　焦。
【答案】0.4；24
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）电动机和滑动变阻器串联，首先根据计算出变阻器两端的电压，然后根据公式计算变阻器的功率；
（2）首先根据计算出通过线圈的电流，然后根据焦耳定律计算通过线圈产生的热量。
【解答】（1）电动机和滑动变阻器串联，
变阻器两端的电压；
变阻器的功率：；
（2）通过线圈的电流：；
5min通过线圈产生的热量为：。
故答案为：0.4；24
三、解答题
31．（2021·南湖模拟）电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，解决了压力锅的安全问题，如图是某品牌的电压力锅和它的简化电路图，R1为工作时的加热电热丝，额定功率为800W；R2为保温保压电热丝，且R2=4R1，使用时同时闭合开关S1、S2，S1为压力开关，当压强达到设定值时S1会自动断开，排气阀开始排气；S2为限时开关，可以设定保温保压时间。
（1）电压力锅工作时，把电能转化为　 　能；
（2）加热功率为额定功率800W时，电阻丝R的阻值为多少欧姆
（3）用电压力锅煮骨头汤时食物更容易煮透。假设某次要煮水和骨头共计4千克，水的初温20℃，不计热损失，加热到最高温度120℃时，至少需要多少时间 (C水=4.2×103J/（kg℃），设骨头的比热容与水相同)
【答案】（1）内能（热能）
（2）解；
（3）解；P1: P2 =R2: R1 P2 = =800W/4=200W
P总=800W+200W=1000W
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×100℃=1.68×106J
Q=Pt t=Q/P=1.68×106J/1000W =1.68×103S
答：需要加热 1.68×103S
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识分析解答；
（2）已知加热功率和电压，根据公式 计算电阻丝的阻值；
（3）根据图片可知，电阻R1与R2并联，根据“ R2=4R1 ”和“并联电路中，功率与电阻成反比”计算出R2单独工作时的电功率，然后将二者的功率相加得到电压力锅的总功率。根据Q=cmΔt计算出骨头汤需要吸收的热量，最后根据计算需要的时间。
32．（2021九下·鄞州月考）图甲眼罩是一款市场上的产品，小科查阅使用说明书，其相关参数如下表乙。
表乙
型号 ***
额定充电电压 4.8V
充电电流 500mA
电池容量 800
mA
（1）当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？
（2）图丙是小科设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为4.8伏，已知电热丝R1阻值为4欧，电热丝R2阻值为6欧，开关S3只接a或b。
①丙图电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为 ▲ （选填“高”、“中”或“低”）温档。
②中温档功率为多少瓦？
③高温档工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？
【答案】（1）解：1=800mAh×(1-10%）/500mA=1.44h
（2）①低
解：②当S1闭合，S2闭合，S3接a时为中温档：P1=U /R1=（4.8伏）/4欧=5.76瓦
③当S1闭合，S2闭合，S3接b时为高温档，R2的功率：P2=U2/R2=（4.8伏） /6欧=3.84瓦
R1的功率：P1=5.76瓦总功率：P=P1+P2=5.76K+3.84瓦=9.6瓦
消耗的总电能：W=Pt=9.6瓦×20×60秒=-11520焦
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）还剩10%的电量，那么已经消耗（1-10%），根据公式计算充满电需要的时间即可；
（2）①根据公式对三种状态下的电功率大小进行比较，然后对应三种状态即可；
②中温档时只有R1单独工作，根据公式计算中温档的功率；
③高温档时，两个电阻并联。首先根据计算出R2的功率，再根据P=P1+P2计算出总功率，最后根据W=Pt计算消耗的电能。
【解答】（1）充满电至少需要：；
（2）①根据公式可知，当电压相等时，总功率与电阻成反比。
当S1闭合，S2断开，S3接a时，两个电阻串联，总电阻为R串；
当S1闭合，S2闭合，S3接a时，只有R1工作，总电阻为R1；
当S1闭合，S2闭合，S3接b时，两个电阻并联，总电阻为R并；
那么R串>R1>R并；
根据可知，功率P串那么三个状态分别为低温档、中温档和高温档。
②当S1闭合，S2闭合，S3接a时为中温档，
此时的功率为：P1=U /R1=（4.8伏）/4欧=5.76瓦；
③当S1闭合，S2闭合，S3接b时为高温档，
R2的功率：P2=U2/R2=（4.8伏） /6欧=3.84瓦
R1的功率：P1=5.76瓦‘
此时总功率：P=P1+P2=5.76瓦+3.84瓦=9.6瓦；
消耗的总电能：W=Pt=9.6瓦×20×60秒=11520焦。
33．（2021九下·慈溪月考）饮水机是一种常用的家用电器，其加热水槽部分工作原理电路图如下图所示，其中S是一个温控开关，R1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到另一处于保温状态。请回答下列问题：
（1）A、B是两种不同颜色的指示灯。如果用红色表示正在对水加热，黄色表示保温，请标明指示灯的颜色，应该是A为　 　色。
（2）若饮水机加热时加热管的功率为550W，而保温时加热管的功率为88W，求电阻R2的阻值　 　（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）。
（3）若加热水槽储水1.0kg，将其从初温20℃加热到100℃，加热管的热效率为90%，试计算出加热需要多少时间　 　？水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）
【答案】（1）红
（2）132Ω
（3）678s
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据功率的计算式P=I2R可知，当加热电阻一定时，通过它的电流越大，它的加热功率越大，据此对开关处于不同位置时的电流大小进行分析，从而确定对应的状态和灯的颜色；
（2）加热时，只有电阻R1工作，根据公式计算出它的阻值；当保温时，电阻R1和R2串联，首先根据P保温=I2R1计算出通过电路的电流，再根据欧姆定律计算出总电阻，最后根据R2=R﹣R1计算即可；
（3）根据吸热公式Q吸=cmΔt计算出水吸收的热量，再根据公式计算出加热管产生的热量，最后根据计算出加热时间。
【解答】(1)当S接左面时电路中只有电阻R1，总电阻最小，电流路中电流最大，发热管功率就会最大，处于加热状态，因此A灯为红色灯。
(2)加热时：加热管的电功率P1=550W，电阻 ；
保温时：加热管的电功率P2=88W；
根据 得，通过加热管的电流
此时电路的总电阻
根据串联电路电阻的特点得，R2的阻值为R2=R﹣R1=220Ω﹣88Ω=132Ω
(3)1.0kg水从初温20℃加热到100℃吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.0kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J
加热管的热效率为90%，根据 ，
则加热管需要放出的热量是
饮水机加热时加热管的功率为550W，则加热的是时间为 。
34．（2020九上·柯桥月考）如图甲是小明家的养生壶。它有高温，中温、低温三个档位，如图乙是它工作电路图，图表是其部分参数，其中R1，R2为发热电阻，R2＝100欧、求：
项目 参数
电源电压(V) 220
低温档功(W) 242
高温档功(W) 968
容积(L) 3
（1）发热电阻R1的阻值是多少？
（2）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为中温档，该养生壶中温档时的电功率是多少？
（3）在额定电压下用高温档加热2千克水，使其温度从20℃上升到100℃，求烧开一壶水需要多长时间？[不计热量损失，C水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】（1）①当开关S2接B，S1断开时，两电阻串联；
②当开关S2接B，S1闭合时，只有R1连入电路中，
③当开关S2接A，S1闭合时，两电阻并联；
根据串并联电路的电阻特点，利用公式可知：
①中，电阻最大，功率最小，为低温挡；
②中，电阻较大，功率较小，为中温挡；
③中，电阻最小，功率最大，为高温挡；
根据表中数据知，低温挡功率为：P低=242W；
电路的总电阻：；
发热电阻R1的阻值：R1=R总-R2=200Ω-100Ω=100Ω。
（2）当开关S2接B，S1闭合时，电路为R1的简单电路，为中温挡；
养生壶中温挡时的电功率： P中＝ ＝ ＝484W
（3）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J，
不计热损失，Q吸=W=Pt，
则用高温挡加热的时间：。
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据公式比较三种状态下的功率大小，进而将开关的开合情况与三种状态对应起来，最后再利用计算R1的阻值；
（2）根据（1）中的分析确定中温档时开关的开合情况，并计算出对应的电功率；
（3）首先根据Q=cm△t计算出水吸收的热量，最后根据计算加热时间。
35．（2020九上·杭州月考）如图是电动汽车动力系统示意图。电源电压为200V，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；当汽车以某速度行驶时，电压表的示数为180V，电流表的示数为15A 。若电动机的内阻为0.4Ω，计算：
（1）电动机消耗的功率
（2）整个电路的发热功率
（3）电动机的输出功率。
【答案】（1）电动机消耗的功率P=UI=180V×15A=2700W；
（2）变阻器的电压：U变=U总-U=200V-180V=20V；
变阻器的功率：P变=U变I=20V×15A=300W；
电动机的发热功率：P热=I2R=（15A）2×0.4Ω=90W；
那么整个电路的发热功率为：P热总=P热+P变=90W+300W=390W。
（3）电动机的输出功率P输出=P-P热=2700W-90W=2610W。
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式P=UI计算电动机消耗的功率；
（2）首先根据U变=U总-U计算变阻器的电压，再根据P变=U变I计算出变阻器的功率，接下来根据P热=I2R计算出电动机的发热功率，最后将变阻器的功率和电动机的发热功率相加得到整个电路的发热功率，即P热总=P热+P变。
（3）根据P输出=P-P热计算电动机的输出功率。
四、实验探究题
36．（2021·柯桥模拟）小科在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡L（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10 ），电流表、电压表、开关、滑动变阻器R各一个，导线若干。
（1）用笔画线代替导线，帮小科同学将图甲中的电路连接完整；
（2）正确连接电路，闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因可能是　 　。
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡U-I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为　 　W。
（4）小科打算增加一个阻值为25欧姆的定值电阻R 0 ，利用一只电流表或者电压表，通过图丙或图丁两种不同方案的电路图测定小灯泡的额定电功率，则以下判断正确的是 。
A．两种方案都能 B．两种方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能 D．丙方案不能，丁方案能
【答案】（1）
（2）灯泡断路
（3）0.625
（4）C
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）在测量灯泡电功率的实验中，除了电压表与灯泡并联外，其它的元件都是串联。注意电表的量程和接线柱的选择，还要注意变阻器接线“一上一下”。
（2）当灯泡发生断路时，电压表串联在电路中。由于它的内阻很大，根据串联电路电压与电阻呈正比可知，电压表几乎分得全部电压，示数接近电源电压。通过电路的电流很小，即电流表的示数几乎为零。
（3）根据图乙确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率。
（4）测量灯泡的额定功率，关键是想办法确定灯泡两端的电压为额定电压，然后测出这个状态下的额定电流，据此对两个电路图进行分析判断。
【解答】（1）电压表应该与灯泡并联，因为2.5V<3V，所以电压表选择量程0~3V，只需将电压表中间的接线柱“3”与灯泡右端相邻即可。变阻器应该与灯泡串联，只需将右下角的接线柱与灯泡左端相连即可，如下图所示：
（2）正确连接电路，闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因可能是灯泡断路。
（3）根据乙图可知，灯泡的额定电流为0.25A，那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
（4）丙：①闭合开关S1和S2，断开S3，调节变阻器，直到电流表的示数为：，此时灯泡的电压UL=U0=2.5V；
②保持滑片位置不动，再闭合S3，断开S2，此时电流表测总电流，记下这时电流表的示数I总；
③通过灯泡的额定电流为为：IL=I总-I0=I总-0.25A；
那么灯泡的额定功率：PL=ULIL=2.5V×（I总-0.25A）。
丁：无论开关怎样闭合和断开，由于电压表没有直接与灯泡并联，因此无法确定灯泡什么时候两端电压为2.5V，因此无法测量它的额定功率。
故选C。
37．（2021·慈溪模拟）测量小灯泡额定功率的实验中，器材如下：待测小灯泡(额定电压为2.5V)、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、开关各一只，导线若干。
（1）如图甲所示是某同学开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，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）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来应进行的操作是 (选填字母代号) 。
A．检查灯泡是否断路 B．检查灯泡是否短路
C．检查开关接触是否良好 D．移动滑动变阻器的滑片
（3）根据上述电路完成实验后，另有同学设计了如图乙所示的电路，也测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。已知电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R，实验方案如下：
①按电路图连接电路。
②只闭合开关S1，移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光。
③只闭合开关S2，保持R1的滑片位置不动，移动R2的滑片，使电流表的示数为I额。
④保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将R1的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额=　 　(用I额、I1、I2、R表示)。
【答案】（1）如图所示
（2）D
（3）
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）根据甲图确定串并联关系，注意电表的量程和接线柱的选择，还要注意变阻器接线“一上一下”。
（2）在闭合开关前，为了防止电流过大而损坏用电器，变阻器的滑片要调到阻值最大的地方，因此闭合开关后，灯泡不亮，但是电流表和电压表都有示数，可能是变阻器的阻值太大造成的，接下来要做的就是移动滑片，减小变阻器的阻值，观察灯泡是否发光，据此分析判断；
（3）在②③中，当电流表的示数都为I额时，此时变阻器R2的阻值与灯泡正常发光时的电阻相同，只要想办法测出此时R2的阻值即可。在第④步中，根据U总=I总R总列出两个方程，计算出R2接入的阻值，最后根据P=I2R计算出灯泡的额定功率即可。
【解答】（1）在测量灯泡额定功率的实验中，除了电压表与灯泡并联外，其它的都是串联。根据甲图可知，只需将开关与灯泡相连的导线从开关上断开，然后改接在电源负极上即可，如下图所示：
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来应进行的操作是：移动滑动变阻器的滑片，故选D。
（3）只闭合开关S1，此时灯泡与R1串联。移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光。
只闭合开关S2，此时变阻器R2与R1串联。保持R1的滑片位置不动，移动R2的滑片，使电流表的示数为I额。
根据可知，此时总电阻相等，那么此时灯泡的电阻与变阻器R2接入的阻值相等。
保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，此时只有变阻器R2，电流表的示数为I1；
根据U总=I总R总可知，U总=I1R2①
再将R1的滑片移到最右端，此时R1与R2串联，电流表的示数为I2。
根据U总=I总R总可知，U总=I2（R1+R2） ②
①②联立解得： ；
根据 P=I2R得到，灯泡的额定功率为：。
38．（2021·余杭模拟）某品牌酸奶机的部件如图甲所示，工作电路如图乙所示，其中R1与R2为电热丝。接入电路，启动工作即为闭合开关S1，进入加热状态，此时的功率为20W；当温度达到42℃时，温控开关S2自动断开，功率减小到4W，此后设备达到热平衡，温度保持42℃不变（不考虑温度对电阻的影响）。
小乐利用此酸奶机按如下方式制取酸奶：①将酸奶机的不锈钢内胆放在开水中煮5分钟；
②将新鲜纯牛奶倒入酸奶机，然后加入适量酸奶；
③盖上酸奶机的顶盖，让内部处于密封状态，打开电源开关。
（1）组成酸奶机部件的材料中，属于金属材料的是　 　（选填“玻璃”“塑料”或“不锈钢”）。
（2）在制作酸奶过程中，步骤①和步骤③的目的分别是　 　。
（3）该酸奶机电热丝R2的阻值为　 　Ω；若加热时的效率为75%，则将240g的混合牛奶（鲜奶和酸奶的混合物）从22℃加热到42℃大约需要　 　s。[混合牛奶的比热容始终为2.5×103J/（kg ℃）；不考虑加热过程中热量散失的影响]
【答案】（1）不锈钢
（2）高温灭菌；形成缺氧的环境（合理即可）。
（3）3025；800
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。
（2）不锈钢内胆上会存在很多细菌，通过高温蒸煮的方式可以消毒杀菌。乳酸菌大量繁殖的条件：适宜的温度、缺氧的环境、水和大量有机物；
（3）闭合开关S1，进入加热状态，此时两个电阻并联；温控开关S2自动断开，此时只有电阻R1工作。将两个状态下的电功率相减得到电阻R2的功率，再根据计算它的电阻。
首先根据Q=cm△t计算出牛奶吸收的热量，再根据计算出消耗的电能，最后根据计算加入时间。
【解答】（1）组成酸奶机部件的材料中，属于金属材料的是不锈钢。
（2）在制作酸奶过程中，步骤①和步骤③的目的分别是：高温灭菌；形成缺氧的环境。
（3）闭合开关S1，进入加热状态，此时两个电阻并联；温控开关S2自动断开，此时只有电阻R1工作。
电阻R2的功率：P2=P并-P1=20W-4W=16W；
那么电阻R2的阻值：。
牛奶吸收的热量：Q=cm△t=2.5×103J/（kg ℃）×0.24kg×（42℃-22℃）=1.2×104J；
酸奶机消耗的电能
那么需要加热时间。
39．（2020九上·余姚月考）测量小灯泡的额定功率
（1）如图1甲所示是测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率的实验电路。检查发现电路中有一根导线连接错误，此时若闭合开关，电流表的指针将　 　（填“正常偏转”或“几乎不动”），请你在错误的导线上画
“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确　 　。
（2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图1乙所示，则小灯泡的额定功率　 　W。
（3）小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图所示。根据图象提供的信息，如果小灯泡两端电压在不超过额定电压下，滑动变阻器向左移动，滑动变阻器电阻改变了△R滑，灯泡电阻改变了△RL，则△R滑　 　△RL（选填“＜”“＝”“＞”）。
（4）上述实验结束后，小明又设计了如图丙所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，其测量过程如下：
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V。
②闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，这时小灯泡正常发光。
③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V。
④小灯泡的额定功率P额＝　 　W。
【答案】（1）几乎不动；
（2）0.76
（3）＞
（4）0.5
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）根据甲图可知，电压表本来应该与灯泡并联，但是却串联在干路上。由于它的内阻很大，所以通过干路的电流会非常小，因此电流表的指针几乎不动，据此确定错误的导线并修改即可。
（2）根据乙图确定电流表的量程和分度值，读出灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（3）根据电流的变化判断出总电阻的变化，再得出二者电阻变化的大小关系。
（4）先测出电源电压U；只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，首先应使灯正常发光，通过开关的转换，使灯与变阻器滑片以下电阻丝串联，根据串联电路电压的规律，当电压表示数为U-2.5V灯正常发光。在③中，根据分压原理可求出滑片以下电阻丝的电阻大小，根据欧姆定律可求出灯正常发光时的电流即，根据P=UI可求小灯泡的额定功率P额。
【解答】（1）闭合开关后，电流表的示数将几乎不动。
电压表应该与灯泡并联，分析发现，只需将灯泡与电流表相连的导线从电流表上拆下，然后改接在电压表的“-”接线柱上即可，如下图所示：
（2）由图乙知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么灯泡的额定电流为0.2A，
则小灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.2A=0.76W；
（3）当变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路中的电流变大，灯泡的亮度变大，灯丝的电阻变大；由于总电压不变，电路中的电流变大，可知电路中的总电阻变小，根据R总=R滑+RL可知，变阻器减小的阻值大于灯泡增大的阻值，即则△R滑＞△RL；
（6）根据上面的分析，具体步骤：
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，灯泡被短路，只有变阻器工作，此时电压表的示数就是电源电压，即电源电压为4.5V；
②闭合S、S1，断开S2，此时灯泡与变阻器串联，电压表测变阻器的电压；移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，这时小灯泡正常发光；
③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，此时变阻器的上半部分和下半部分串联，电压表测下半部分的电压，电压表示数为3V。
在①中，电源电压为U=4.5V，在②中，灯与滑片以下电阻丝R滑下的电阻串联，电压表测其电压，
当电压表示数为2V，根据串联电路电压的规律，
灯的电压：UL=U-U滑下=4.5V-2V=2.5V；
在③中，电路中只有变阻器，根据串联电路电压的规律，
滑片以上电阻丝的电压为：U-3V=4.5V-3V=1.5V，
根据分压原理，R滑上：R滑下=1：2，
因变阻器的总电阻为15Ω，故R滑下=10Ω，
通过变阻器的电流即灯的额定电流：；
④小灯泡的额定功率：P额=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W。
五、综合说理题
40．家用电器中有时会发生短路现象，例如，改装电器时，不小心使火线和零线直接连通造成短路，电线绝缘皮刮破或烤焦，电线盒用电器使用年限过长，绝缘皮破损或老化，也会使火线和零线直接连通或电器进水造成短路．根据前面学过的知识可知，由于导线的电阻很小，短路时电路中的电流非常大，会产生大量的热，使导线的温度急剧升高，很容易造成火灾这是某物理课本中关于“安全用电”的一部分内容．阅读后，请你根据所学的物理知识解释：短路时“电路中的电流非常大”和“很容易造成火灾”的原因．
【答案】【解答】答：根据I=可知，短路时，火线与零线直接接触，电路中只有导线，导线的电阻很小，电源电压不变，所以电路中的电流非常大；
根据Q=I2Rt可知，在电阻和通电时间一定时，导线上的电流越大，产生的电热越多，使得导线的温度急剧升高，很容易造成火灾．
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用；影响电流热效应的因素（焦耳定律）
【解析】【分析】导线的电阻很小，根据欧姆定律解释短路时电流非常大的原因，根据焦耳定律解释很容易造成火灾的原因．
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