資源簡介

專題25　電功　電功率
【知識點回顧】
一、電功
電功的實質：電流做功的過程就是________轉化為________的過程。
單位為________(簡稱焦，符號為J)、千瓦時(kW·h)。
換算：1kW·h＝________J。
影響電功大小的因素有電壓、________和通電________。
電流做功的過程實際上就是電能轉化為其他形式能量的過程，電流做了多少功就有多少________轉化為其他形式的能。
電能計算公式為：________，對純電阻性用電器，電功還可用公式________計算。
測量電功的儀表是________(電度表或千瓦時計)，計數器上前后兩次讀數之差就是這段時間內消耗的千瓦時數。
二、電功率
電流在單位時間內所做的功叫________，是用來表示________的物理量。
單位：瓦特(簡稱瓦，符號為W)，千瓦(kW)。1kW＝1000W。
電功率計算公式為：P＝________、P＝________。對于純電阻性用電器，電功率還可用公式P＝________、P＝________計算。
1．額定功率：用電器在________下工作時所消耗的電功率。
2．用電器只有在額定電壓下工作時，實際功率等于額定功率。燈泡的亮度取決于燈的________電功率。
以燈泡為例：PZ220V　25W
PZ表示普通照明燈泡，220V表示額定電壓為220V，25W表示該燈泡的額定功率為25W。
三、測定小燈泡的電功率
原理為________。
考點14　測定小燈泡的額定功率和實際功率，收集和整理實驗數據得出實驗結論　
調節滑動變阻器，當電壓表讀數不等于額定電壓時，可測實際功率；當電壓表讀數________額定電壓時，可測額定功率。
四、電流的熱效應
考點15　知道電路具有熱效應　a；概述探究影響電流熱效應因素實驗的原理和涉及的科學方法　
1．電流熱效應
電流通過導體時，____________能轉化為____________能，這種現象叫做電流的熱效應。
2．用控制變量法進行研究
在電流相同，通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產生的熱量越多。
在電阻相同，通電時間相同的情況下，通過電阻的電流越大，這個電阻產生的熱量越多。
考點16　說出焦耳定律的內容和數學表達式　；應用焦耳定律解決簡單問題　
焦耳定律：電流通過導體產生的熱量，跟____________的平方、導體的____________和通電時間成正比。
表達式：Q＝____________
【例題精析】
例1．（2019?荊州）如圖電路，電源電壓不變，閉合開關S，當滑片P置于滑動變阻器R2的最右端B處時，電壓表的示數為4V，定值電阻R1的功率為0.8W；當滑片P置于滑動變阻器R2的中點時，電壓表的示數變化了1V．下列結果正確的是（　　）
A．電源電壓為8V
B．R1的阻值為20Ω
C．電路變化前后電流之比為1：3
D．電路總功率變化了1.2W
例2．（2019?溫州）小明按圖甲連接電路，閉合開關，燈泡L1的功率為P1．他將一個阻值大于L1的燈泡L2串聯接入電路（如圖乙），閉合開關后，L1、L2的功率分別為P1'、P2'（不計溫度對燈泡電阻的影響，電源電壓恒定），下列關系式正確的是（　　）
A．P2'＞P1'＞P1
B．P2'＞P1＞P1'
C．P1＞P2'＞P1'
D．P1＞P1'＞P2'
例3．（2020?溫州）小明觀察了小區入口的車輛出入自動控制閘，發現當車牌被識別系統識別后，綠燈亮，欄桿抬起，車輛通行。于是他設計了如圖所示的模擬電路，車牌識別成功相當于圖中開關S閉合。
（1）已知該電路電源電壓為6伏，指示燈L工作時的阻值為5歐，滑動變阻器接入電路的阻值為10歐，線圈阻值不計。閉合開關后，線圈吸住鐵柱時，指示燈的功率為　
　瓦。
（2）若電源電壓下降，欄桿不能抬起。除了更換電池外，請你再寫出一種能使欄桿正常抬起的方法。　
　。
例4．（2020?衢州）小科測量額定電壓為2.0V小燈泡的電功率，電路圖如圖甲所示，電源為兩節干電池，利用測得數據繪制圖象如圖乙、丙所示，圖中x為滑片P移動的距離。
（1）當滑片P移動的距離為a時，圖丙中電流突然變小的原因是　
　。
（2）該小燈泡的額定功率是　
　。
例5．（2020?紹興）如圖是某電烤箱的內部簡化電路圖，下表是電烤箱銘牌的部分信息，R0和R均為電熱絲，其他電阻均忽略不計。已知R＝202歐。
額定電壓
220V
頻率
50Hz
額定功率
高溫擋
低溫擋
200W
（1）電烤箱A、B觸點中連接火線的是　
　觸點。
（2）閉合總開關，將旋鈕開關轉到如圖所示位置，此時電烤箱處于　
　（選填“高溫擋”或“低溫擋”）。
（3）在額定電壓下，電烤箱高溫擋工作2分鐘產生內能　
　焦。
例6．（2020?金華）某班同學在實驗室做“測定小燈泡額定電功率”的分組實驗。
實驗老師提供給各小組的實驗器材如下：規格為“3.8V”的小燈泡、學生電源（電壓恒為6V）、電流表（0～0.6A，0～3A）、電壓表（0～3V，0～15V）、滑動變阻器（“20Ω
1A”）、開關各一只，導線若干。
（1）小金組按圖甲正確連接電路，閉合開關，調節滑動變阻器，當電壓表的示數為3.8伏時，小燈泡正常發光，此時電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為　
　瓦。
（2）小麗組同學發現，實驗桌上的電壓表0～15V的量程已損壞，其它器材完好。他們經討論后認為，用該電壓表0～3V的量程，通過改變電壓表的連接位置也能測出小燈泡的額定功率。他們的實驗操作步驟如下：
步驟一：按圖甲電路先將電壓表（0～3V）接在小燈泡兩端，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為3伏。斷開開關，拆下電壓表；
步驟二：保持滑動變阻器的滑片位置不變，再將該電壓表接在　
　兩端；
步驟三：閉合開關，將滑動變阻器的滑片向　
　（填“左”或“右”）移動，直到電壓表示數為　
　伏，讀出此時電流表的示數，算出小燈泡的額定電功率。
（3）反思：實驗原理相同的情況下，我們可以采用不同的實驗途徑來完成實驗。
例7．（2019?臺州）圖甲是測定小燈泡（額定電壓2V）電功率的實驗電路。
（1）某同學根據實驗數據畫出如圖乙所示的圖象，則該小燈泡的額定功率為　
　瓦。老師認為圖乙曲線右半段不符合實驗事實，理由是　
　。
（2）另一同學為探究電流跟電阻的關系，換用4.5V的電源，并用多個不同阻值的定值電阻替換圖甲中的燈泡，得到如圖丙的圖象，則他選用的滑動變阻器的最大阻值至少為　
　歐姆。
例8．（2020?湖州）方方用圖甲所示電路研究電功率和電流的關系，繪制了定值電阻R0、滑動變阻器R的功率與電流的關系圖，如圖乙。
（1）實線表示的是　
　（選填“R”或“R0”）的功率與電流的關系。
（2）求R0的阻值。（寫出計算過程）
（3）當電流表示數為0.5安時，求R消耗的功率。（寫出計算過程）
例9．（2020?杭州）如圖電路中，電源電壓恒為9V，燈泡L規格為“6V
3W”。閉合開關，燈泡正常工作。求：
（1）電阻R的阻值。
（2）燈泡工作5分鐘消耗的電能及電阻R產生的熱量。
例10．（2020?桂林）小明的媽媽為了改善早餐的營養，買了一臺全自動豆漿機，如圖甲所示。圖乙所示是豆漿機的主要結構：中間部位是一個帶動刀頭的電動機，用來將原料進行粉碎打漿；外部是一個金屬圓環形狀的電熱管，負責對液體加熱煮沸。下表是這個豆漿機的主要技術參數；圖丙所示是豆漿機正常工作做一次豆漿的部分過程中電熱管和電動機交替工作的“P﹣t”圖象。
型　號
SYL﹣624
額定電壓
220V
額定頻率
50Hz
電機功率
120W
加熱功率
1210W
容量
1000mL
請解答下列問題：
（1）豆漿機正常工作時的最大電流是多大？
（2）豆漿機正常工作做一次豆漿，消耗的電能是多少？
（3）在一次豆漿機工作的時候，小明將家里的其它用電器都關閉，他觀察到豆漿機的電熱管工作時，家里標有“1200r/kW?h”字樣的電能表轉盤在1min內轉過了22轉。此時電路的實際功率是多大？
【習題鞏固】
一．選擇題（共13小題）
1．如圖所示，將三個相同空燒瓶口分別用完全相同的氣球密封，將多個阻值相同的電阻R以不同的連接方式接入電路中，通電一段時間后體積變化最大的氣球是（　　）
A．a
B．b
C．c
D．三個相同
2．圖甲是一款車載USB充電器，工作原理如圖乙，閉合S后穩壓元件兩端電壓恒為U，可為手機等提供穩定的充電電壓，汽車電源電壓為U總（U總＞U），R為定值電阻，其消耗的電功率為P，則下列關于P﹣U總圖象的變化正確的是（　　）
A．B．
C．
D．
3．多功能煲湯燉鍋可以實現保溫、慢燉、快燉三種功能，使用時可通過旋鈕開關實現功能切換。下圖是模擬加熱原理圖，其中測試電源的電壓為5伏，四段電熱絲電阻均為5歐，保溫、慢燉、快燉所需加熱功率依次增大。下列說法正確的是（　　）
A．開關旋至“1”檔，開啟快燉功能
B．開啟保溫功能，電路中的總電阻為5歐
C．從快燉到慢燉，電路總電流變化0.5安
D．快燉與慢燉電路總功率之比為2：1
4．某同學想設計一個具有加熱和保溫功能的電熱器模型，且加熱與保溫的功率之比為4：1．他利用阻值為10Ω的R1和阻值為40Ω的R2設計了如下電路圖，若電源電壓不變，則符合要求的電路圖是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．如圖所示，電源電壓為18V，R0＝60Ω，滑動變阻器的規格為“100Ω
2A”，電流表的量程為“0～0.6A”，小燈泡上標有“12V
6W”字樣。不考慮燈絲電阻變化，并保證電路安全，則（　　）
A．S、S1、S2都閉合，電路消耗的總功率最小值為5.4W
B．S、S1、S2都閉合，當電路消耗的總功率最大時，滑動變阻器接入電路的阻值是30Ω
C．S閉合，S1、S2都斷開，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是6～100Ω
D．S閉合，S1、S2都斷開，調節滑動變阻器，燈泡的功率變化范圍是0.5～6W
6．一根電熱絲的電阻值為R，將它接在電壓為U的電路中時，在時間t內產生的熱量為Q．使用一段時間后，將電熱絲剪掉一小段，剩下一段的電阻值為0.5R．現將剩下的這段電熱絲接入電路，則（　　）
A．若仍將它接在電壓為U的電路中，在時間t內產生的熱量為0.5Q
B．若仍將它接在電壓為U的電路中，產生的熱量為Q，所需時間為2t
C．若將它接入電壓為0.5U的電路中，在時間t內產生的熱量為0.5Q
D．若將它接入另一電路，在時間t內產生的熱量仍為Q，這個電路的電壓為0.5U
7．在“測量小燈泡和定值電阻的阻值”實驗中，根據測得的電流和電壓數據繪制了如圖甲中A、B的I﹣U圖象，現將小燈泡L和定值電阻R連成如圖乙、丙電路（電源電壓均為8V），則下列說法正確（　　）
A．由圖甲知小燈泡電阻隨溫度的增大而減小
B．圖乙電路的總功率為
2.4W
C．由圖甲知定值電阻的阻值為
10Ω
D．圖丙電路中電流表示數為
0.7A
8．如圖所示電路，電源電壓恒為6V，L1標有“6V
7.2W”，L2標有“6V
3.6W”。忽略溫度對燈絲電阻的影響，下列說法正確的是（　　）
A．僅閉合S1、S3，L1不亮，L2亮
B．僅閉合S2、S3，電流表讀數為1.2A
C．僅閉合S1、S2，電路總電阻為15Ω
D．僅閉合S3，電路消耗的總功率為2.4W
9．兩盞白熾燈，甲燈標有“PZ220V25W”，乙燈標有“PZ220V100W”，比較它們工作時的亮度，正確的是（　　）
A．甲燈一定比乙燈亮
B．乙燈一定比甲燈亮
C．都正常工作時，甲燈比乙燈亮
D．都正常工作時，乙燈比甲燈亮
10．如圖所示，電源的輸出電壓恒定不變，現將一個燈泡L接在離電源很近的AB兩點時，燈泡L（電阻不變）消耗的功率為100W，若將燈泡L接在離電源較遠的CD兩點時，燈泡L消耗的功率為81W．則輸電導線AC、BD上消耗的功率為（　　）
A．10W
B．19W
C．9W
D．15W
11．某同學設計的煤氣檢測電路如圖甲所示，電源電壓恒定，R0為定值電阻，氣敏元件R的阻值隨煤氣濃度變化而改變。改變煤氣濃度，電流表的示數煤氣濃度c變化的關系如圖乙所示，則下列描述電壓表的示數U、電路消耗的總功率P隨煤氣濃度C變化的關系圖線中，可能正確的是（　　）
A．B．
C．D．
12．如圖所示。電源電壓保持不變。開關s閉合后。燈L1、L2都能正常工作，甲、乙兩個電表的示數之比是4：5，此時燈L1、L2的電功率之比是（　　）
A．4：5
B．4：1
C．1：4
D．5：4
13．接通電路，加在某玩具電動機上的電壓是U，用手將電動機轉軸捏住使其不轉，電動機將電能全部轉化為熱能，消耗的電功率為P1；松手后電動機正常工作，消耗的電功率為P2，則電動機正常工作時，線圈上消耗的機械功率為（　　）
A．P2﹣P1
B．P2
C．
D．P2
二．填空題（共5小題）
14．共享自行車已在我國很多城市興起，大大方便了市民的出行。
（1）使用共享自行車時可以用手機掃描車上的二維碼解鎖。手機攝像頭相當于一個　
　鏡。要使屏幕上二維碼的像變大，只需將手機攝像頭　
　（選填“靠近”或“遠離”）二維碼。
（2）共享自行車的車筐底部覆蓋一層太陽發電板，它吸收太陽光給里面的蓄電池充電，從而不間斷地為GPS和通信模塊供電。小王通過查閱資料得到以下信息：
①太陽能電池板接收太陽能的有效面積為400厘米2，光電轉化效率為100%；
②夏季晴天，太陽光照射到地面1米2面積上的輻射功率為1000瓦；夏季晴天光照2小時，該太陽能電池可獲得的電能為　
　焦。
15．如圖所示是一直流電動機提升重物的裝置。已知重物質量m＝60kg，電源電壓U＝220V保持不變，電動機線圈的電阻R＝10Ω，不計各處摩擦，當電動機以某一速度勻速向上提升重物時，電路中的電流I＝4A。
（1）電源的輸出功率是　
　。
（2）試從能量轉化和守恒的角度分析計算，重物上升的速度大小為　
　m/s。
16．如圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為6V．閉合開關S后，當滑片P從R的一端滑至另一端的過程中，小燈泡的I﹣U關系圖象如圖乙所示。則小燈泡的額定功率為　
　W，電源電壓為　
　V，滑片在最右端時，滑動變阻器的電功率為　
　W。
17．如圖所示是一種滅蚊燈，它具有結構簡單、售價低廉、省電、環保等優點，越來越受到人們的青睞。滅蚊燈是利用蚊蟲的夜行性和趨光性（蚊子對特殊波長具有敏感性），以發光的燈管引誘后，再以高壓電擊殺死接觸的蚊子。
額定電壓/V
220
額定功率/W
15
額定頻率/Hz
50
適應面積/m2
60
（1）該滅蚊燈正常工作時通過燈管的電流為　
　A。
（2）蚊蟲夜行性和趨光性等適應性特性是經過長期　
　形成的。
18．無水箱式電熱水器具有體積小、加熱快的優點，圖甲是它的工作原理圖。
（1）溫控器：水溫傳感器測量到出水溫度并將信息傳給微電腦芯片，微電腦芯片將測量到的水溫和預先設定的溫度進行比較，然后即時控制溫控器內的兩個開關的狀態，從而讓噴頭噴出預先設定溫度的熱水。請在圖乙虛線框中補齊溫控器內的兩個開關。
（2）水壓控制開關：當熱水器內沒有水或水壓過低時，圖丙所示的水壓控制開關能確保電熱水器停止工作。圖中頂桿必須具有很好的　
　性才能防止漏電。
（3）家庭電路中該電熱水器在正常電壓下工作，當噴頭噴出水的流量為4.5L/min時，5℃的冷水經過加熱后溫度最高可達38℃，已知通過電熱水器的電流為52.5A，則該電熱水器的加熱效率多少？如果此時還要進一步提高水溫，應該怎樣調節冷水的流量的大小？
三．實驗探究題（共2小題）
19．在“測定小燈泡電功率”的實驗中，提供以下器材：常用的小燈泡1只（標明額定電壓，未標明額定功率），電流表、電壓表各1只，滑動變阻器1只，開關1只，電源，導線若干。
（1）在方框圖中畫出實驗電路圖。
（2）按正確的電路圖連接電路，根據數據畫出小燈泡燈絲U﹣I曲線如圖所示，這個圖象中，橫坐標表示的是　
　。（選填“電流”或“電壓”）請你結合已學知識，說明理由？　
　。
20．在“測量小燈泡的電功率”實驗中，實驗器材有：電池組（恒為3V）、電流表、電壓表、小燈泡（額定電壓2.5V，電阻約10歐姆）、滑動變阻器、開關、導線若干。
（1）某小組測量小燈泡的電功率的實物如圖甲所示，請用筆畫線代替導線，將圖甲的實物圖連接完整，要求滑動變阻器滑片P向右滑動時小燈泡變暗；
（2）連接好電路后，閉合開關，調節滑動變阻器，發現小燈泡不亮，電壓表示數近似等于3V，電流表示數幾乎為零，電路故障可能是　
　；
（3）排除故障后進行實驗，實驗數據如表格所示，則小燈泡額定功率是　
　W。
小燈泡的規格
電壓表示數U/V
電流表示數I/A
小燈泡亮度
U額＝2.5V
1.5
0.20
較暗
2.5
0.25
正常
3.0
0.28
較亮
（4）另一小組測量的是額定電壓為2V的特殊小燈泡的額定功率，實驗中他們發現電壓表出現了故障不能使用，于是設計了如圖乙所示的電路，也能測量該小燈泡的額定功率，其中已知定值電阻R0＝5Ω，測量方法：先閉合開關S和S1，調節滑動變阻器，使電流表的示數為　
　A，然后將S1斷開，S2閉合，此時電流表的示數為0.55A，則該小燈泡的額定功率P額＝　
　W。專題25　電功　電功率
【知識點回顧】
一、電功
電功的實質：電流做功的過程就是________轉化為________的過程。
單位為________(簡稱焦，符號為J)、千瓦時(kW·h)。
換算：1kW·h＝________J。
影響電功大小的因素有電壓、________和通電________。
電流做功的過程實際上就是電能轉化為其他形式能量的過程，電流做了多少功就有多少________轉化為其他形式的能。
電能計算公式為：________，對純電阻性用電器，電功還可用公式________計算。
測量電功的儀表是________(電度表或千瓦時計)，計數器上前后兩次讀數之差就是這段時間內消耗的千瓦時數。
二、電功率
電流在單位時間內所做的功叫________，是用來表示________的物理量。
單位：瓦特(簡稱瓦，符號為W)，千瓦(kW)。1kW＝1000W。
電功率計算公式為：P＝________、P＝________。對于純電阻性用電器，電功率還可用公式P＝________、P＝________計算。
1．額定功率：用電器在________下工作時所消耗的電功率。
2．用電器只有在額定電壓下工作時，實際功率等于額定功率。燈泡的亮度取決于燈的________電功率。
以燈泡為例：PZ220V　25W
PZ表示普通照明燈泡，220V表示額定電壓為220V，25W表示該燈泡的額定功率為25W。
三、測定小燈泡的電功率
原理為________。
考點14　測定小燈泡的額定功率和實際功率，收集和整理實驗數據得出實驗結論　
調節滑動變阻器，當電壓表讀數不等于額定電壓時，可測實際功率；當電壓表讀數________額定電壓時，可測額定功率。
四、電流的熱效應
考點15　知道電路具有熱效應　a；概述探究影響電流熱效應因素實驗的原理和涉及的科學方法　
1．電流熱效應
電流通過導體時，____________能轉化為____________能，這種現象叫做電流的熱效應。
2．用控制變量法進行研究
在電流相同，通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產生的熱量越多。
在電阻相同，通電時間相同的情況下，通過電阻的電流越大，這個電阻產生的熱量越多。
考點16　說出焦耳定律的內容和數學表達式　；應用焦耳定律解決簡單問題　
焦耳定律：電流通過導體產生的熱量，跟____________的平方、導體的____________和通電時間成正比。
表達式：Q＝____________
考點1　電能　其他形式能
考點2　焦耳　3.6×106
考點3　電流　時間
考點4　電能
考點5　W＝UIt、W＝Pt　W＝(U2/R)t、W＝I2Rt
考點6　電能表
考點7　電功率　電流做功快慢
考點9　W/t　UI　U2/R　I2R
考點10　1.額定電壓　2.實際
考點12　P＝UI
考點14　等于
考點15　1.電　內
考點16　電流強度　電阻　I2Rt
【例題精析】
例1．（2019?荊州）如圖電路，電源電壓不變，閉合開關S，當滑片P置于滑動變阻器R2的最右端B處時，電壓表的示數為4V，定值電阻R1的功率為0.8W；當滑片P置于滑動變阻器R2的中點時，電壓表的示數變化了1V．下列結果正確的是（　　）
A．電源電壓為8V
B．R1的阻值為20Ω
C．電路變化前后電流之比為1：3
D．電路總功率變化了1.2W
【解答】解：（1）由電路圖可知，R1與R2串聯，電壓表測滑動變阻器R2兩端的電壓，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，當滑片在B處時，電路中的電流：
I1，
則滑動變阻器兩端的電壓：
U2＝I1×R2R2＝4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由圖知，當滑片P置于滑動變阻器R2的中點時，滑動變阻器的電阻減小，由串聯分壓的規律可知，電壓表的示數減小，即此時滑動變阻器兩端電壓為U2＝4V﹣1V＝3V，
同理可得，此時滑動變阻器兩端的電壓：U2′3V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
用①式比②式可得：，
解得：R2＝2R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
將③代入①式可得：4V，
解得：U＝6V，故A錯誤；
（2）當滑片P置于滑動變阻器R2的最右端B處時，電壓表的示數為4V，定值電阻兩端的電壓為U1＝6V﹣4V＝2V，
此時定值電阻R1的功率為0.8W，即；P10.8W，
解得：R1＝5Ω，
則R2＝2R1＝2×5Ω＝10Ω，故B錯誤；
（3）電路前后電流之比為I1：I2：：，故C錯誤；
（4）電路總功率變化了：△P＝P2總﹣P1總1.2W，故D正確。
故選：D。
例2．（2019?溫州）小明按圖甲連接電路，閉合開關，燈泡L1的功率為P1．他將一個阻值大于L1的燈泡L2串聯接入電路（如圖乙），閉合開關后，L1、L2的功率分別為P1'、P2'（不計溫度對燈泡電阻的影響，電源電壓恒定），下列關系式正確的是（　　）
A．P2'＞P1'＞P1
B．P2'＞P1＞P1'
C．P1＞P2'＞P1'
D．P1＞P1'＞P2'
【解答】解：（1）甲電路燈泡兩端電壓為電源電壓U1，電阻為R1，燈泡的功率為P1；
（2）乙中L1、L2的電壓U1′、U2′的和為電源電壓U1，P1′，因為U1′＜U1，故P1′＜P1；
因為是串聯電路，所以電流相等，R2的電阻大于R1的電阻，
根據P＝I2R知，P2'＞P1'
（3）因為P1、P2′、U2′＜U1、R2＞R1，
所以P1＞P2'。
綜合分析：P1＞P2'＞P1'。
故選：C。
例3．（2020?溫州）小明觀察了小區入口的車輛出入自動控制閘，發現當車牌被識別系統識別后，綠燈亮，欄桿抬起，車輛通行。于是他設計了如圖所示的模擬電路，車牌識別成功相當于圖中開關S閉合。
（1）已知該電路電源電壓為6伏，指示燈L工作時的阻值為5歐，滑動變阻器接入電路的阻值為10歐，線圈阻值不計。閉合開關后，線圈吸住鐵柱時，指示燈的功率為　0.8　瓦。
（2）若電源電壓下降，欄桿不能抬起。除了更換電池外，請你再寫出一種能使欄桿正常抬起的方法。　將滑動變阻器接入電路的阻值調小些　。
【解答】解：（1）由圖知，指示燈L與滑動變阻器串聯，當滑動變阻器接入電路的阻值為10Ω時，開關閉合，
電路的電流為：
I0.4A，
小燈泡的電功率為：
P＝I2RL＝（0.4A）2×5Ω＝0.8W；
（2）若電源電壓下降，根據I知在電阻不變時電路的電流較小，電磁鐵的磁性較弱，吸引力較小，不能將鐵柱吸下來，欄桿不能抬起，此時可以將滑動變阻器的阻值調小些，增大了電路的電流，電磁鐵的磁性增強，將鐵柱吸下來，可以使欄桿正常抬起來。
故答案為：（1）0.8；（2）將滑動變阻器接入電路的阻值調小些。
例4．（2020?衢州）小科測量額定電壓為2.0V小燈泡的電功率，電路圖如圖甲所示，電源為兩節干電池，利用測得數據繪制圖象如圖乙、丙所示，圖中x為滑片P移動的距離。
（1）當滑片P移動的距離為a時，圖丙中電流突然變小的原因是　燈絲斷了（或電壓表所測電路開路）　。
（2）該小燈泡的額定功率是　0.4W　。
【解答】解：
（1）燈與變阻器串聯，電壓表測燈的電壓，電流表測電路的電流，當滑片P移動的距離為a時，圖丙中電流突然減小到0，電路可能斷路，圖乙中，電壓增大為電源電壓3V，則電壓表與電源連通，故圖丙中電流突然變小的原因是燈絲斷了；
（2）燈在額定電壓下正常發光，由圖乙知，電壓表示數為2V時，x移動的距離為12cm，根據圖丙知，此時的電流為0.2A，
該小燈泡的額定功率是：P＝UI＝2V×0.2A＝0.4W。
故答案為：（1）燈絲斷了；（2）0.4W。
例5．（2020?紹興）如圖是某電烤箱的內部簡化電路圖，下表是電烤箱銘牌的部分信息，R0和R均為電熱絲，其他電阻均忽略不計。已知R＝202歐。
額定電壓
220V
頻率
50Hz
額定功率
高溫擋
低溫擋
200W
（1）電烤箱A、B觸點中連接火線的是　A　觸點。
（2）閉合總開關，將旋鈕開關轉到如圖所示位置，此時電烤箱處于　低溫擋　（選填“高溫擋”或“低溫擋”）。
（3）在額定電壓下，電烤箱高溫擋工作2分鐘產生內能　1.452×105　焦。
【解答】解：
（1）由電路圖可知，總開關與A觸點相連，根據安全用電的原則可知，連接火線的是A觸點；
（2）由電路圖可知，將旋鈕開關轉到如圖所示位置，R0與R串聯，此時電路的總電阻最大，
由P＝UI可知，電源的電壓不變時，電路的總功率最小，電烤箱處于低溫擋；
（3）電路圖可知，R0與R串聯，電烤箱處于低溫擋，此時電路的總電阻：
R總242Ω，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R0的阻值：
R0＝R總﹣R＝242Ω﹣202Ω＝40Ω，
電烤箱高溫擋時電路為R0的簡單電路，工作2分鐘產生的內能：
Q＝Wt2×60s＝1.452×105J。
故答案為：（1）A；（2）低溫擋；（3）1.452×105。
例6．（2020?金華）某班同學在實驗室做“測定小燈泡額定電功率”的分組實驗。
實驗老師提供給各小組的實驗器材如下：規格為“3.8V”的小燈泡、學生電源（電壓恒為6V）、電流表（0～0.6A，0～3A）、電壓表（0～3V，0～15V）、滑動變阻器（“20Ω
1A”）、開關各一只，導線若干。
（1）小金組按圖甲正確連接電路，閉合開關，調節滑動變阻器，當電壓表的示數為3.8伏時，小燈泡正常發光，此時電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為　1.52　瓦。
（2）小麗組同學發現，實驗桌上的電壓表0～15V的量程已損壞，其它器材完好。他們經討論后認為，用該電壓表0～3V的量程，通過改變電壓表的連接位置也能測出小燈泡的額定功率。他們的實驗操作步驟如下：
步驟一：按圖甲電路先將電壓表（0～3V）接在小燈泡兩端，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為3伏。斷開開關，拆下電壓表；
步驟二：保持滑動變阻器的滑片位置不變，再將該電壓表接在　滑動變阻器　兩端；
步驟三：閉合開關，將滑動變阻器的滑片向　左　（填“左”或“右”）移動，直到電壓表示數為　2.2　伏，讀出此時電流表的示數，算出小燈泡的額定電功率。
（3）反思：實驗原理相同的情況下，我們可以采用不同的實驗途徑來完成實驗。
【解答】解：
（1）當電壓表的示數為3.8伏時，小燈泡正常發光，此時電流表的示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.4A，則小燈泡的額定功率為：
P＝UI＝3.8V×0.4A＝1.52W；
（2）步驟二：根據串聯電路電壓的規律，當變阻器的電壓為：6V﹣3.8V＝2.2V＜3V，燈的電壓為額定電壓，故保持滑動變阻器的滑片位置不變，再將該電壓表接在滑動變阻器的兩端；
步驟三：原來變阻器的電壓為6V﹣3V＝3V，大于2.2V，故應減小變阻器的電壓，由分壓原理，應減小變阻器連入電路的電阻，故閉合開關，將滑動變阻器的滑片向左移動，直到電壓表示數為2.2V，讀出此時電流表的示數，算出小燈泡的額定電功率。
故答案為：（1）1.52；（2）滑動變阻器；左；2.2。
例7．（2019?臺州）圖甲是測定小燈泡（額定電壓2V）電功率的實驗電路。
（1）某同學根據實驗數據畫出如圖乙所示的圖象，則該小燈泡的額定功率為　0.8　瓦。老師認為圖乙曲線右半段不符合實驗事實，理由是　當實際電壓遠大于燈的額定電壓時，小燈泡會燒毀（或電源電壓只有3V）　。
（2）另一同學為探究電流跟電阻的關系，換用4.5V的電源，并用多個不同阻值的定值電阻替換圖甲中的燈泡，得到如圖丙的圖象，則他選用的滑動變阻器的最大阻值至少為　15　歐姆。
【解答】解：（1）根據如圖乙所示的圖象知，當電壓為2V時，電流為0.4A，則該小燈泡的額定功率為：
P＝UI＝2V×0.4A＝0.8W；
燈的額定電壓2V，故當實際電壓遠大于燈的額定電壓時，小燈泡會燒毀（或電源電壓只有3V）；
（2）研究電流與電阻關系時要控制電壓不變，由圖丙中，控制不變的電壓：
U＝I1R1＝0.3A×10Ω＝3V，電流中的最小電流為0.1A，變阻器連入的電阻最大，根據歐姆定律，此時的定值電阻大小：
R定30Ω，由串聯電路的規律及歐姆定律，選用的滑動變阻器的最大阻值至少為：
R滑R定═30Ω＝15Ω。
故答案為：（1）0.8；當實際電壓遠大于燈的額定電壓時，小燈泡會燒毀（或電源電壓只有3V）；（2）15。
例8．（2020?湖州）方方用圖甲所示電路研究電功率和電流的關系，繪制了定值電阻R0、滑動變阻器R的功率與電流的關系圖，如圖乙。
（1）實線表示的是　R0　（選填“R”或“R0”）的功率與電流的關系。
（2）求R0的阻值。（寫出計算過程）
（3）當電流表示數為0.5安時，求R消耗的功率。（寫出計算過程）
【解答】解：
（1）研究電功率和電流的關系，通過調節變阻器R的滑片改變電路中電流，
由P＝I2R知，在電阻一定時，電功率P與電流I是二次函數關系，R0＞0，所以圖象開口向上，圖乙中實線是定值電阻R0的功率與電流的關系，虛線表示滑動變阻器R的功率與電流關系。
（2）由圖乙中，R0的功率與電流關系圖象知，I＝2A時，P0＝32W，
由P＝I2R可得，R0的阻值；
R08Ω；
（3）由電路圖可知，定值電阻R0與滑動變阻器R串聯，電流表測電路中電流，
當滑動變阻器R連入阻值為0時，R0的簡單電路，電路的電路中電流最大，
由圖象知此時的電流I＝2A，由P＝UI可得，電源電壓：
U＝U016V，
由歐姆定律可得，當電路中電流I′＝0.5A時，R0兩端電壓：
U0′＝I′R0＝0.5A×8Ω＝4V，
由串聯電路特點知，此時R兩端電壓：
UR＝U﹣U0′＝16V﹣4V＝12V，
R消耗的功率：
PR＝URI′＝12V×0.5A＝6W。
故答案為：（1）R0；
（2）R0的阻值為8Ω；
（3）當電流表示數為0.5安時，R消耗的功率為6W。
例9．（2020?杭州）如圖電路中，電源電壓恒為9V，燈泡L規格為“6V
3W”。閉合開關，燈泡正常工作。求：
（1）電阻R的阻值。
（2）燈泡工作5分鐘消耗的電能及電阻R產生的熱量。
【解答】解：
（1）由電路圖知，L與R串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，
閉合開關，燈泡正常發光，由串聯電路特點和P＝UI可得，此時電路中電流：
I＝IR＝IL0.5A，
因串聯電路電源電壓等于各用電器兩端電壓之和，
所以，電阻R兩端電壓：
UR＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V，
由歐姆定律得，電阻R的阻值：
R6Ω；
（2）由P可得，燈泡工作5分鐘消耗的電能：
W＝P額t＝3W×5×60s＝900J；
5分鐘電阻R產生的熱量：
Q＝I2Rt＝（0.5A）2×6Ω×5×60s＝450J。
答：（1）電阻R的阻值為6Ω；
（2）燈泡工作5分鐘消耗的電能為900J；電阻R產生的熱量為450J。
例10．（2020?桂林）小明的媽媽為了改善早餐的營養，買了一臺全自動豆漿機，如圖甲所示。圖乙所示是豆漿機的主要結構：中間部位是一個帶動刀頭的電動機，用來將原料進行粉碎打漿；外部是一個金屬圓環形狀的電熱管，負責對液體加熱煮沸。下表是這個豆漿機的主要技術參數；圖丙所示是豆漿機正常工作做一次豆漿的部分過程中電熱管和電動機交替工作的“P﹣t”圖象。
型　號
SYL﹣624
額定電壓
220V
額定頻率
50Hz
電機功率
120W
加熱功率
1210W
容量
1000mL
請解答下列問題：
（1）豆漿機正常工作時的最大電流是多大？
（2）豆漿機正常工作做一次豆漿，消耗的電能是多少？
（3）在一次豆漿機工作的時候，小明將家里的其它用電器都關閉，他觀察到豆漿機的電熱管工作時，家里標有“1200r/kW?h”字樣的電能表轉盤在1min內轉過了22轉。此時電路的實際功率是多大？
【解答】解：（1）豆漿機正常工作時電熱管和電動機交替工作，由表格數據可知，加熱管工作時，電路中的電流最大，
根據P＝UI可得，最大電流：
I5.5A；
（2）由圖象知，豆漿機正常工作做一次豆漿，電熱管加熱的時間：
t加熱＝3min×3＝9min＝540s，
電動機工作的時間是：
t電動機＝1min×2＝2min＝120s，
消耗的電能：
W＝P加熱t加熱+P電動機t電動機＝1210W×540s+120W×120s＝667800J；
（3）豆漿機1min內消耗的電能
W實kW?h×22kW?h，
豆漿機實際功率：
P實1.1kW＝1100W。
答：（1）豆漿機正常工作時的最大電流是5.5A；
（2）豆漿機正常工作做一次豆漿，消耗的電能是667800J；
（3）此時電路的實際功率為1100W。
【習題鞏固】
一．選擇題（共13小題）
1．如圖所示，將三個相同空燒瓶口分別用完全相同的氣球密封，將多個阻值相同的電阻R以不同的連接方式接入電路中，通電一段時間后體積變化最大的氣球是（　　）
A．a
B．b
C．c
D．三個相同
【解答】解：
由圖可知，三個燒瓶的電阻（相同的電阻R）以不同方式接入電路中時是串聯的，所以通過電流相等，通電時間也相等，
由電阻的串聯和并聯特點知，電阻串聯后電阻最大，并聯后電阻最小，即被b氣球密封的燒瓶里的電阻最大，由Q＝I2Rt可知這個燒瓶里電阻放出熱量最多，瓶中氣體溫度最高，氣球的體積變化最大。
故選：B。
2．圖甲是一款車載USB充電器，工作原理如圖乙，閉合S后穩壓元件兩端電壓恒為U，可為手機等提供穩定的充電電壓，汽車電源電壓為U總（U總＞U），R為定值電阻，其消耗的電功率為P，則下列關于P﹣U總圖象的變化正確的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【解答】解：由歐姆定律和P＝UI可得，R消耗的電功率：P＝URIUU總，顯然R消耗的電功率P隨電源總電壓U總變化關系為二次函數圖象，由數學知識知，圖象為拋物線，并且開口朝上，故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
3．多功能煲湯燉鍋可以實現保溫、慢燉、快燉三種功能，使用時可通過旋鈕開關實現功能切換。下圖是模擬加熱原理圖，其中測試電源的電壓為5伏，四段電熱絲電阻均為5歐，保溫、慢燉、快燉所需加熱功率依次增大。下列說法正確的是（　　）
A．開關旋至“1”檔，開啟快燉功能
B．開啟保溫功能，電路中的總電阻為5歐
C．從快燉到慢燉，電路總電流變化0.5安
D．快燉與慢燉電路總功率之比為2：1
【解答】解：
A、開關旋至“1”檔，兩個電阻串聯，此時電路總電阻：R串＝2R＝2×5Ω＝10Ω；
此時的總功率P12.5W；
開關旋至“2”檔，只有一個電阻工作，
此時的總功率P25W；
開關旋至“3”檔，兩個電阻并聯，并聯的電阻為：R并R5Ω＝2.5Ω，
此時的總功率P310W；
因此開關旋至“1”檔，為保溫擋；接“2”時為慢燉，接“3”時為快燉，故A錯誤；
B、開關旋至“1”檔，為保溫擋，總電阻為10Ω，故B錯誤；
C、快燉時，兩個電阻并聯，總電流為：I并2A；
慢燉時，只有一個電阻，總電流為：I1A；
則從快燉到慢燉，電路總電流變化：△I＝I并﹣I＝2A﹣1A＝1A，故C錯誤；
D、快燉與慢燉電路總功率之比：P3：P2＝10W：5W＝2：1，故D正確。
故選：D。
4．某同學想設計一個具有加熱和保溫功能的電熱器模型，且加熱與保溫的功率之比為4：1．他利用阻值為10Ω的R1和阻值為40Ω的R2設計了如下電路圖，若電源電壓不變，則符合要求的電路圖是（　　）
A．
B．
C．
D．
【解答】解：
A．由電路圖可知，兩開關均閉合時，R1與R2并聯，由并聯電路中各支路兩端的電壓相等可知，電路的總功率P；
當只閉合上面開關時，電路為R2的簡單電路，電路的總功率P′，
所以加熱與保溫的功率之比P：P′：5：1，故A不符合題意；
B．由電路圖可知，上面開關閉合，下面開關接R1時，電路的總電阻最小，總功率最大，電熱器處于加熱狀態，下面開關接R2時電熱水器處于保溫狀態，
所以加熱與保溫的功率之比P1：P2：：4：1，故B符合題意；
C．由電路圖可知，兩開關均閉合時電路為R2的簡單電路，電路的總電阻最小，總功率最大，處于加熱狀態；只閉合上面開關時R1與R2串聯，處于保溫狀態，
所以加熱與保溫的功率之比P：P′：：5：4，故C不符合題意；
D．由電路圖可知，兩開關均閉合時電路為R1的簡單電路，電路的總電阻最小，總功率最大，處于加熱狀態；只閉合上面開關時R1與R2串聯，處于保溫狀態，
所以加熱與保溫的功率之比P：P′：：5：1，故D不符合題意。
故選：B。
5．如圖所示，電源電壓為18V，R0＝60Ω，滑動變阻器的規格為“100Ω
2A”，電流表的量程為“0～0.6A”，小燈泡上標有“12V
6W”字樣。不考慮燈絲電阻變化，并保證電路安全，則（　　）
A．S、S1、S2都閉合，電路消耗的總功率最小值為5.4W
B．S、S1、S2都閉合，當電路消耗的總功率最大時，滑動變阻器接入電路的阻值是30Ω
C．S閉合，S1、S2都斷開，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是6～100Ω
D．S閉合，S1、S2都斷開，調節滑動變阻器，燈泡的功率變化范圍是0.5～6W
【解答】解：（1）S、S1、S2都閉合，燈被短路，滑動變阻器與R0并聯，電流表測干路電流，
通過定值電阻的電流：I00.3A，
當滑動變阻器接入電路阻值最大時，通過滑動變阻器的最小電流：Imin0.18A，
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，所以干路電流：I＝I0+Imin＝0.3A+0.18A＝0.48A，
電路消耗的總功率最小值：P小＝UI＝18V×0.48A＝8.64W，故A錯誤；
由電流表的量程可知，干路中的最大電流為0.6A，
此時通過滑動變阻器的最大電流：I滑′＝I′﹣I0＝0.6A﹣0.3A＝0.3A，
滑動變阻器接入電路中的最小阻值：R滑′60Ω，故B錯誤；
（2）S閉合，S1、S2都斷開，滑動變阻器與L串聯，電流表測電路中的電流，
由P＝UI可得，燈泡的額定電流：IL0.5A，
因串聯電路中各處的電流相等，且滑動變阻器允許通過的最大電流為2A，電流表的量程為0～0.6A，
所以，電路中的最大電流I大＝0.5A，
由I可得，燈泡的電阻和電路中的最小總電阻分別為：
RL24Ω，R36Ω，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以滑動變阻器接入電路中的最小阻值：R滑小＝R﹣RL＝36Ω﹣24Ω＝12Ω；
因此滑動變阻器接入電路的阻值范圍是12～100Ω，故C錯誤；
當變阻器的最大電阻連入電路中時，電路中電流最小，燈的實際功率最小；
串聯電阻的規律，R總＝RL+R滑＝24Ω+100Ω＝124Ω，
由歐姆定律，電路小的最小電流：I最小A，
燈的最小功率：P燈＝I最小2×RL＝（A）2×24Ω≈0.5W，
故燈泡的功率變化范圍是0.5～6W，故D正確。
故選：D。
6．一根電熱絲的電阻值為R，將它接在電壓為U的電路中時，在時間t內產生的熱量為Q．使用一段時間后，將電熱絲剪掉一小段，剩下一段的電阻值為0.5R．現將剩下的這段電熱絲接入電路，則（　　）
A．若仍將它接在電壓為U的電路中，在時間t內產生的熱量為0.5Q
B．若仍將它接在電壓為U的電路中，產生的熱量為Q，所需時間為2t
C．若將它接入電壓為0.5U的電路中，在時間t內產生的熱量為0.5Q
D．若將它接入另一電路，在時間t內產生的熱量仍為Q，這個電路的電壓為0.5U
【解答】解：電熱絲的電阻值為R，將它接在電壓為U的電路中時，在時間t內產生的熱量Q＝Wt，剪掉一小段，剩下一段的電阻值為0.5R。
A、若仍將它接在電壓為U的電路中，在時間t內產生的熱量Q1t＝2t＝2Q，故A錯誤；
B、若仍將它接在電壓為U的電路中，產生的熱量為Q，即t1t，所需時間t1＝0.5t，故B錯誤；
C、若將它接入電壓為0.5U的電路中，在時間t內產生的熱量Q2t＝0.5t＝0.5Q，故C正確；
D、若將它接入另一電路，在時間t內產生的熱量仍為Q，即：tt，這個電路的電壓U′U，故D錯誤。
故選：C。
7．在“測量小燈泡和定值電阻的阻值”實驗中，根據測得的電流和電壓數據繪制了如圖甲中A、B的I﹣U圖象，現將小燈泡L和定值電阻R連成如圖乙、丙電路（電源電壓均為8V），則下列說法正確（　　）
A．由圖甲知小燈泡電阻隨溫度的增大而減小
B．圖乙電路的總功率為
2.4W
C．由圖甲知定值電阻的阻值為
10Ω
D．圖丙電路中電流表示數為
0.7A
【解答】解：（1）定值電阻的I﹣U圖象是正比例函數圖象，其I﹣U圖象是B圖線，則A圖線為燈泡的I﹣U圖象，
由圖象可知，當燈泡兩端的電壓分別為1V、2V、4V、8V時，
通過燈泡的電流依次為0.2A、0.3A、0.4A、0.5A，
由I變形式R可得，燈泡的電阻依次為5Ω、6.7Ω、10Ω、16Ω，
所以，小燈泡兩端的電壓增大時，通過的電流增大，
由P＝UI可得，燈泡的實際電功率增大，溫度升高，燈泡的電阻增大，故A錯誤；
（2）由電路圖乙可知，定值電阻R與燈泡L串聯，電流表測電路中的電流，
因串聯電路中各處的電流相等，且總電壓等于各分電壓之和，
所以，由圖象可知，當I＝0.3A、UR＝6V、UL＝2V時符合，
則圖乙電路的總功率P＝UI＝8V×0.3A＝2.4W，故B正確；
定值電阻的阻值R20Ω，故C錯誤；
（3）由電路圖丙可知，定值電阻R與燈泡L并聯，電流表測干路電流，
因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，燈泡和定值電阻兩端的電壓均為8V，
由圖象可知，通過它們的電流分別為IL＝0.5A、IR＝0.4A，
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，電流表的示數I＝IL+IR＝0.5A+0.4A＝0.9A，故D錯誤。
故選：B。
8．如圖所示電路，電源電壓恒為6V，L1標有“6V
7.2W”，L2標有“6V
3.6W”。忽略溫度對燈絲電阻的影響，下列說法正確的是（　　）
A．僅閉合S1、S3，L1不亮，L2亮
B．僅閉合S2、S3，電流表讀數為1.2A
C．僅閉合S1、S2，電路總電阻為15Ω
D．僅閉合S3，電路消耗的總功率為2.4W
【解答】解：
A、只閉合S1、S3時，L2被短路，電路為L1的簡單電路，所以，L1亮，L2不亮，故A不正確；
B、只閉合S2、S3時，電路為L2的簡單電路，電流表測電路中的電流；
因L2兩端的電壓和額定電壓相等，所以，由P＝UI可得，電流表的示數：
I20.6A，故B不正確；
C、僅閉合S1、S2時，兩燈泡并聯，由P可得，兩燈泡的電阻分別為：
R15Ω，R210Ω，
則電路總電阻：R并Ω≠15Ω，故C不正確；
D、僅閉合S3時，兩燈泡串聯，因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路消耗的總功率：P總2.4W．故D正確。
故選：D。
9．兩盞白熾燈，甲燈標有“PZ220V25W”，乙燈標有“PZ220V100W”，比較它們工作時的亮度，正確的是（　　）
A．甲燈一定比乙燈亮
B．乙燈一定比甲燈亮
C．都正常工作時，甲燈比乙燈亮
D．都正常工作時，乙燈比甲燈亮
【解答】解：（1）因為燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率，而甲乙兩燈的實際功率沒法比較；故A、B選項是錯誤的；
（2）當燈泡正常發光時，實際功率等于額定功率；
所以比較額定功率即可比較燈泡的亮度；
又知：甲燈的額定功率為25W，乙燈的額定功率等于100W；
所以正常發光時，乙比甲亮。故C錯誤，D正確。
故選：D。
10．如圖所示，電源的輸出電壓恒定不變，現將一個燈泡L接在離電源很近的AB兩點時，燈泡L（電阻不變）消耗的功率為100W，若將燈泡L接在離電源較遠的CD兩點時，燈泡L消耗的功率為81W．則輸電導線AC、BD上消耗的功率為（　　）
A．10W
B．19W
C．9W
D．15W
【解答】解：
設燈泡L連接在A、B兩點時，電路的電流為I1，則
PL＝I12RL＝100W…①
若將燈泡L接C、D兩點時，電路的電流為I2，則
PL′＝I22RL＝81W…②
由①②兩式可得：
I1：I2＝10：9，
若將燈泡L接C、D兩點時，電源的功率為：P＝UI2，
則：，即P100W＝90W，
所以導線AC和BD消耗的總功率為：
P線＝P﹣P2＝90W﹣81W＝9W。
故選：C。
11．某同學設計的煤氣檢測電路如圖甲所示，電源電壓恒定，R0為定值電阻，氣敏元件R的阻值隨煤氣濃度變化而改變。改變煤氣濃度，電流表的示數煤氣濃度c變化的關系如圖乙所示，則下列描述電壓表的示數U、電路消耗的總功率P隨煤氣濃度C變化的關系圖線中，可能正確的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【解答】解：由甲電路圖可知，定值電阻R0和氣敏元件R串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
由圖乙可知，I﹣c圖線是一條斜向上的直線，即煤氣濃度增大時，電路中的電流線性變大，
由U＝IR可知，定值電阻R0兩端的電壓也線性變大，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R兩端的電壓：U＝U總﹣U0，
則電阻R兩端的電壓應線性減小，故A正確、B錯誤；
由P＝UI可知，電路消耗的總功率線性增加（即P﹣t圖線應是一條斜向上的直線），故圖CD錯誤。
故選：A。
12．如圖所示。電源電壓保持不變。開關s閉合后。燈L1、L2都能正常工作，甲、乙兩個電表的示數之比是4：5，此時燈L1、L2的電功率之比是（　　）
A．4：5
B．4：1
C．1：4
D．5：4
【解答】解：如果乙為電流表將會造成電源短路，如果甲為電流表L2將被短路、不能工作，
因此甲、乙都為電壓表，此時燈L1、L2串聯連接，電壓表甲測量L2兩端電壓，電壓表乙測量電源電壓；
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，兩燈泡兩端的電壓之比：
，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，由P＝UI可得，此時燈L1、L2的電功率之比：
。
故選：C。
13．接通電路，加在某玩具電動機上的電壓是U，用手將電動機轉軸捏住使其不轉，電動機將電能全部轉化為熱能，消耗的電功率為P1；松手后電動機正常工作，消耗的電功率為P2，則電動機正常工作時，線圈上消耗的機械功率為（　　）
A．P2﹣P1
B．P2
C．
D．P2
【解答】解：
由題意可知，接通電路，電動機不轉時只將電能轉化為內能，此時電動機為純電阻，
由P可得，電動機線圈電阻：R；
電動正常工作時消耗的電能轉化為機械能和內能，此時電動機為非純電阻，
由P＝UI可得，此時電動機的電流：I，
所以，此時線圈上發熱功率為：
P熱＝I2RR，
由能量守恒定律可得，此時消耗的機械功率為：
P機械＝P2﹣P熱＝P2。
故選：D。
二．填空題（共5小題）
14．共享自行車已在我國很多城市興起，大大方便了市民的出行。
（1）使用共享自行車時可以用手機掃描車上的二維碼解鎖。手機攝像頭相當于一個　凸透　鏡。要使屏幕上二維碼的像變大，只需將手機攝像頭　靠近　（選填“靠近”或“遠離”）二維碼。
（2）共享自行車的車筐底部覆蓋一層太陽發電板，它吸收太陽光給里面的蓄電池充電，從而不間斷地為GPS和通信模塊供電。小王通過查閱資料得到以下信息：
①太陽能電池板接收太陽能的有效面積為400厘米2，光電轉化效率為100%；
②夏季晴天，太陽光照射到地面1米2面積上的輻射功率為1000瓦；夏季晴天光照2小時，該太陽能電池可獲得的電能為　2.88×105　焦。
【解答】解：
（1）手機攝像頭相當于一個凸透鏡；掃描二維碼和照相機的原理相同，即u＞2f，成倒立、縮小的實像，所以二維碼放在攝像頭二倍焦距以外的地方；要使屏幕上二維碼的像變大，由凸透鏡成實像的規律可知，應使像距變大，物距變小，所以手機要靠近二維碼；
（2）太陽光照射到地面1米2面積上的輻射功率為1000瓦，
則有效面積為400厘米2的面積上每秒的輻射功率為：P＝1000W/m2×400×10﹣4m2＝40W；
光電轉化效率為100%，則夏季晴天光照2小時獲得的光能即電能為：W＝Pt＝40W×2×3600s＝2.88×105J。
故答案為：（1）凸透；靠近；（2）2.88×105。
15．如圖所示是一直流電動機提升重物的裝置。已知重物質量m＝60kg，電源電壓U＝220V保持不變，電動機線圈的電阻R＝10Ω，不計各處摩擦，當電動機以某一速度勻速向上提升重物時，電路中的電流I＝4A。
（1）電源的輸出功率是　880W　。
（2）試從能量轉化和守恒的角度分析計算，重物上升的速度大小為　1.2　m/s。
【解答】解：（1）電源的輸出功率為：
P＝UI＝220V×4A＝880W；
（2）電阻R的發熱功率：P熱＝I2R＝（4A）2×10Ω＝160W，
電動機的輸入功率等于輸出功率和線圈電阻產生的熱功率之和，故：
P總＝P熱+P出
所以：P出＝P總﹣P熱＝UI﹣P熱＝220V×4A﹣160W＝720W；
電動機的輸出功率等于繩子拉力對重物做功的功率，由于物體勻速上升，故繩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。
故答案為：（1）880W；（2）1.2。
16．如圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為6V．閉合開關S后，當滑片P從R的一端滑至另一端的過程中，小燈泡的I﹣U關系圖象如圖乙所示。則小燈泡的額定功率為　1.2　W，電源電壓為　6　V，滑片在最右端時，滑動變阻器的電功率為　0.45　W。
【解答】解：（1）由電路圖可知，滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大，電壓表測電源的電壓，
由圖象可知，電路中的最大電流為0.2A，電壓表的最大示數為6V，則電源的電壓為6V；
因燈泡兩端的電壓和額定電壓相等時，燈泡的實際功率和額定功率相等，
所以，燈泡的額定功率：
PL＝ULIL＝6V×0.2A＝1.2W；
（2）當滑動變阻器滑片在最右端時，接入電路中的電阻最大，由圖象可知，電路中的電流I＝0.1A，燈泡兩端的電壓UL′＝1.5V，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U滑＝U﹣UL′＝6V﹣1.5V＝4.5V，
由I可得，滑動變阻器的最大阻值：
R滑45Ω；
滑動變阻器的電功率：
P＝U滑I＝45V×0.1A＝0.45W。
故答案為：1.2；6；0.45。
17．如圖所示是一種滅蚊燈，它具有結構簡單、售價低廉、省電、環保等優點，越來越受到人們的青睞。滅蚊燈是利用蚊蟲的夜行性和趨光性（蚊子對特殊波長具有敏感性），以發光的燈管引誘后，再以高壓電擊殺死接觸的蚊子。
額定電壓/V
220
額定功率/W
15
額定頻率/Hz
50
適應面積/m2
60
（1）該滅蚊燈正常工作時通過燈管的電流為　0.068　A。
（2）蚊蟲夜行性和趨光性等適應性特性是經過長期　自然選擇　形成的。
【解答】解：（1）根據P＝UI可得，該滅蚊燈正常工作時通過燈管的電流：
I0.068A；
（2）蚊蟲夜行性和趨光性等適應性特性是經過長期自然選擇形成的。
故答案為：（1）0.068；（2）自然選擇。
18．無水箱式電熱水器具有體積小、加熱快的優點，圖甲是它的工作原理圖。
（1）溫控器：水溫傳感器測量到出水溫度并將信息傳給微電腦芯片，微電腦芯片將測量到的水溫和預先設定的溫度進行比較，然后即時控制溫控器內的兩個開關的狀態，從而讓噴頭噴出預先設定溫度的熱水。請在圖乙虛線框中補齊溫控器內的兩個開關。
（2）水壓控制開關：當熱水器內沒有水或水壓過低時，圖丙所示的水壓控制開關能確保電熱水器停止工作。圖中頂桿必須具有很好的　絕緣　性才能防止漏電。
（3）家庭電路中該電熱水器在正常電壓下工作，當噴頭噴出水的流量為4.5L/min時，5℃的冷水經過加熱后溫度最高可達38℃，已知通過電熱水器的電流為52.5A，則該電熱水器的加熱效率多少？如果此時還要進一步提高水溫，應該怎樣調節冷水的流量的大小？
【解答】解：（1）經分析可知，兩電熱絲可以獨立工作，且各有一個開關控制，故溫控器內的兩個開關如下圖方式連接：
（2）為防止漏電，水壓控制開關的頂桿必須具有很好的絕緣性；
（3）設加熱時間t＝1min，則加熱水的體積：
V＝4.5L＝4.5dm3＝4.5×10﹣3m3，
由ρ可得，加熱水的質量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×4.5×10﹣3m3＝4.5kg，
水吸收的熱量：
Q吸＝cm（t﹣t0）
＝4.2×103J/（kg?℃）×4.5kg×（38℃﹣5℃）
＝6.237×105J，
消耗的電能：
W＝UIt＝220V×52.5A×60s＝6.93×105J，
則加熱效率：
η100%100%＝90%，
每分鐘消耗的電能一定，即水吸收的熱量一定，要提高水溫，應減小加熱水的質量，即減小進入熱水器的冷水的流量。
答：（1）如上圖所示；
（2）絕緣；
（3）該電熱水器的加熱效率為90%；進一步提高水溫的可行措施：調小進入熱水器的冷水的流量。
三．實驗探究題（共2小題）
19．在“測定小燈泡電功率”的實驗中，提供以下器材：常用的小燈泡1只（標明額定電壓，未標明額定功率），電流表、電壓表各1只，滑動變阻器1只，開關1只，電源，導線若干。
（1）在方框圖中畫出實驗電路圖。
（2）按正確的電路圖連接電路，根據數據畫出小燈泡燈絲U﹣I曲線如圖所示，這個圖象中，橫坐標表示的是　電流　。（選填“電流”或“電壓”）請你結合已學知識，說明理由？　燈泡實際功率越大，溫度越高，燈泡電阻隨溫度的升高而增大，所以燈泡兩端電壓變化大于通過它的電流變化　。
【解答】解：
（1）根據P＝UI可知：需要利用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，用電流表測出小燈泡中的電流，用滑動變阻器改變小燈泡兩端的電壓，滑動變阻器應與燈泡串聯，由此設計實驗電路圖如下：
（2）燈泡兩端電壓越大，通過它的電流越大，由P＝UI知，燈泡的實際功率越大，燈泡越越亮，溫度越高，且燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，由R可知，燈泡兩端電壓變化應大于通過它的電流變化，由圖象可知，橫坐標表示的是電流，縱坐標表示的是電壓。
故答案為：（1）見上圖；（2）燈泡實際功率越大，溫度越高，燈泡電阻隨溫度的升高而增大，所以燈泡兩端電壓變化大于通過它的電流變化。
20．在“測量小燈泡的電功率”實驗中，實驗器材有：電池組（恒為3V）、電流表、電壓表、小燈泡（額定電壓2.5V，電阻約10歐姆）、滑動變阻器、開關、導線若干。
（1）某小組測量小燈泡的電功率的實物如圖甲所示，請用筆畫線代替導線，將圖甲的實物圖連接完整，要求滑動變阻器滑片P向右滑動時小燈泡變暗；
（2）連接好電路后，閉合開關，調節滑動變阻器，發現小燈泡不亮，電壓表示數近似等于3V，電流表示數幾乎為零，電路故障可能是　小燈泡斷路　；
（3）排除故障后進行實驗，實驗數據如表格所示，則小燈泡額定功率是　0.625　W。
小燈泡的規格
電壓表示數U/V
電流表示數I/A
小燈泡亮度
U額＝2.5V
1.5
0.20
較暗
2.5
0.25
正常
3.0
0.28
較亮
（4）另一小組測量的是額定電壓為2V的特殊小燈泡的額定功率，實驗中他們發現電壓表出現了故障不能使用，于是設計了如圖乙所示的電路，也能測量該小燈泡的額定功率，其中已知定值電阻R0＝5Ω，測量方法：先閉合開關S和S1，調節滑動變阻器，使電流表的示數為　0.4　A，然后將S1斷開，S2閉合，此時電流表的示數為0.55A，則該小燈泡的額定功率P額＝　0.3　W。
【解答】解：（1）燈泡正常發光電流約為I0.25A＜0.6A，所以電流表應使用0～0.6A量程，滑片P向右滑動時小燈泡變暗，說明此時變阻器連入電路的阻值變大，所以應將其左下接線柱接入電路中，如圖所示：
（2）閉合開關，調節滑動變阻器，小燈泡不亮，電流表示數幾乎為零，說明電路有斷路發生，電壓表示數近似等于3V，說明電壓表串聯入電路，則故障可能是小燈泡斷路；
（3）由表格可知，燈泡電壓為2.5V時正常發光，此時通過燈泡的電流為0.25A，
所以燈泡額定功率：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）先閉合開關S和S1，此時燈泡與R0并聯，電流表測R0的電流，燈泡正常發光時兩端電壓為2V，由并聯電路特點和歐姆定律知，調節滑動變阻器，使電流表的示數I00.4A時燈泡正常發光；
將S1斷開，S2閉合，燈泡與R0仍并聯，此時電流表測燈泡與R0的總電流，即總電流為0.55A，
所以小燈泡正常發光的電流I＝0.55A﹣0.4A＝0.15A，
則該小燈泡的額定功率P額＝UI＝2V×0.15A＝0.3W。
故答案為：（1）見上圖；（2）小燈泡斷路；（3）0.625；（4）0.4；0.3。

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