中考物理真题汇编 第18章 电功率

第18章电功率—中考真题汇编一．选择题（共20小题）1．（•通辽）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（）①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象A．①② B．②③ C．②④ D．③④2．（•株洲）如图是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置。通电前，两个U形管内的液面相平，通电一定时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则下列说法正确的是（）A．I1＝I2，A管中的液面比B管中的液面低 B．I1＝I2，A管中的液面比B管中的液面高 C．I1＞I2，A管中的液面比B管中的液面低 D．I1＞I2，A管中的液面比B管中的液面高3．（•柳州）在“探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关”的实验中发现，电路中的电阻丝温度升高而导线温度没有明显变化，这是因为二者的（）A．电阻不同 B．电流不同 C．密度不同 D．通电时间不同4．（•柳州）下列单个用电器正常工作时，相同时间内耗电量最小的是（）A．电饭煲 B．电暖器 C．小台灯 D．电热水器5．（•桂林）下列用电器中，主要将电能转化为光能的是（）A．电饭煲 B．电灯 C．洗衣机 D．电风扇6．（•桂林）灯泡L1、L2分别标有“220V100W”、“220V40W”的字样，将它们接入220V的电路中，则（）A．L1、L2并联时，L1比L2亮 B．L1、L2并联时，亮度相同 C．L1、L2串联时，L1比L2亮 D．L1、L2串联时，亮度相同7．（•梧州）下列属于防止电流热效应产生危害的实例是（）A．家里使用电热水壶烧水 B．利用电视机后盖的小孔散热 C．家里使用电饭锅煮饭 D．小佳妈妈使用电熨斗熨衣服8．（•长春）下列家用电器中利用电热工作的是（）A．电风扇 B．洗衣机 C．电饭锅 D．吸油烟机9．（•阜新）下列用电器利用电流热效应工作的是（）A．电风扇 B．电视机 C．吸尘器 D．电饭锅10．（•青海）一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是（）A．该电能表应该在220V的电路中使用 B．该电能表的额定最大电流为20A C．电能表是计量用电器消耗电能的仪表 D．该电能表此时的读数是31.6J11．（•兰州）如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V0.6A”，电流表的量程为0～3A。不考虑灯丝电阻的变化，只闭合S，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，下列说法错误的是（）A．小灯泡的电阻为10Ω B．电源电压为15V C．小灯泡发光最暗时的功率约为1.4W D．电路消耗总功率的最小值与最大值之比是1：812．（•兰州）校园生活，同学们并不陌生，下列有关说法最合理的是（）A．操场篮球架上的篮圈距地面的高度约为5m B．此时教室内的温度约为42℃ C．微机室内台式计算机的功率约为300W D．普通乒乓球拍的质量约为2kg13．（•兰州）现有“6V3W”和“12V6W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是（）A．通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少 B．通电时间相同时，电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快 C．两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少 D．两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1A14．（•聊城）如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是（）A．U形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少 B．通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同 C．右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小 D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同15．（•聊城）以下说法正确的是（）A．只有正电荷的定向移动才能形成电流 B．金属容易导电是因为内部有大量电子 C．导体的电阻越大，导体对电流的阻碍作用越大 D．电流通过用电器产生的热量等于消耗的电能16．（•玉林）已知甲电阻是乙电阻的3倍，若分别对甲、乙两种导体通电，通过甲、乙两导体的电流之比为2：3，则甲、乙的功率之比为（）A．2：1 B．2：3 C．4：3 D．9：217．（•河池）如图甲所示的电路，R0为定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器R的阻值，记录电压表、电流表的示数，作出U﹣I关系图象如图乙①所示。已知某小灯泡的U﹣I图象如图乙②所示，现用该小灯泡替换图甲中的滑动变阻器，电路其他元件不变。则此时小灯泡的实际功率为（）A．0.1W B．0.2W C．0.3W D．0.75W18．（•锦州）下列对物理量的估测最接近实际的是（）A．蚂蚁的爬行速度约为2m/s B．冰箱冷藏室的温度约为﹣5℃ C．比赛用篮球的质量约为6g D．日光灯的额定功率约为20W19．（•河池）现代社会生活和生产几乎处处离不开电，用电，实际上用的是电能。下列关于电能和电功的说法正确的是（）A．用电器通过电流做功把电能转化为其它形式的能 B．发电站把电能转化为其它形式的能 C．电功和电能的单位都是瓦特 D．电功和电能是同一个物理量20．（•娄底）如图所示，小明同学设计了一种烟雾报警装置，R0的电阻为40Ω，R为光敏电阻，其阻值随激光的光照强度减弱而增大。当电路中电流小于或等于0.3A时，烟雾报警器报警。开关S闭合后，当电流为0.5A时，光敏电阻R的电功率为4W。下列说法正确的是（）A．当R处的烟雾浓度逐渐增大时，电流表的示数变大 B．电源电压为24V C．当电压表的示数为16V时，烟雾报警器报警 D．当电路中电流为0.4A时，R消耗的电功率为6W二．填空题（共5小题）21．（•遵义）某品牌电热水杯如图甲所示，水杯容量为330mL，有高、中、低三个加热挡位，乙图为其工作电路简图，其中U恒为220V，R1＝200Ω，R2＝550Ω，则中温挡功率为W；若该电热水杯加热效率为90%，则用高温挡将满杯水从20℃加热到98℃，需要s。[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]22．（•襄阳）如图所示电路，电源电压恒为15V，R1＝6Ω，R3＝3Ω，R2是规格为“30Ω1A”的滑动变阻器。闭合开关S，在保证电路安全的情况下，滑片P在a、b间滑动（a、b都不是端点），滑动变阻器消耗的功率为P2，电阻R1消耗的功率为P1，则P2﹣P1最大值为W。23．（•滨州）石墨烯是一种新材料，具有优异的光学、电学、力学特性，石墨烯还具有很好的韧性，且可以弯曲。北京冬奥会运动场馆的最低温度可达﹣30℃左右，利用石墨烯制作的智能温控加热羽绒服可帮助工作人员抵御寒冷，有效提升保暖效果。可见，这种材料具有密度（选填“较大”或“较小”）、电阻（选填“较大”或“较小”）的特点。24．（•威海）如图所示，电源电压恒为12V，R0＝60Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω2A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“6V3W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。当开关S闭合，S1、S2断开，小灯泡正常发光，则通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量为J；当S、S1、S2都闭合，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值为Ω。25．（•烟台）如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V6W”字样。闭合开关S1，灯泡L正常发光，此时灯泡L的电阻为Ω；再闭合开关S2，前后两次电流表的示数之比为2：3，则电阻R的阻值为Ω，电阻R在10s内产生的热量为J。三．实验探究题（共5小题）26．（•遵义）某同学用如图甲所示的实物图测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率，其中电源为两节新干电池。（1）请用笔画线代替导线帮该同学完成电路连接；（2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示。此时小灯泡的电功率为W；（3）该同学还想利用此电路探究“电流与电阻的关系”，他分别用5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻替换小灯泡，并控制定值电阻两端电压始终为1.5V，则要完成实验，所用滑动变阻器的最大阻值不小于Ω。27．（•威海）实验室购买了一批规格为“2.5V0.8W”的小灯泡，物理兴趣小组的同学通过测量小灯泡的额定功率来鉴别灯泡是否符合规格。他们准备了如下器材：电源（电压恒为6V）、开关、滑动变阻器（“20Ω1A”）、电流表各1个，导线若干。（1）若要完成此实验，还需要的器材是；请在图1所示的虚线框内画出实验电路图。（2）按正确的电路图连接好电路，闭合开关，发现小灯泡强烈发光后立即熄灭，造成这种现象的原因可能是。（3）问题解决后继续实验，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数如图2所示，此时电路中的电流为A，小灯泡的电功率为W，小灯泡是否符合规格？。（4）兴趣小组按上述操作测量了这批小灯泡在电压为2.5V时的电功率，发现其中一些小灯泡不符合规格，如果问题出在钨丝的制作环节，其原因可能是。28．（•菏泽）小明同学在家研究不同种类灯泡的发光效率（电能转化为光能的效率），可选用的灯泡有：白炽灯①“220V40W”、②“220V15W”各一只；普通节能灯③“220V30W”、④“220V15W”各一只；LED灯⑤“220V15W”、⑥“220V7W”各一只。他从每种灯泡中各选出一只接入家庭电路进行对比实验，用温度计分别测出通电前和通电20分钟后每种灯泡的表面温度，记录如下表：灯泡的种类白炽灯普通节能灯LED灯通电前24℃24℃24℃通电20分钟后大于100℃76.2℃48.4℃忽略其他因素的影响，认为三种灯泡每升高1℃吸收的热量都相同。回答下列问题：（1）如果你是小明，对比实验中你选择的三只灯泡是（填灯泡前面的序号）；（2）根据实验数据，可以判断发光效率最高的灯泡是（填灯泡的种类）。29．（•丹东）“测量小灯泡的电功率”实验，小丹同学设计了如图甲所示的电路图。所用电学器材如下：电源（6V）、额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时电阻约为11Ω）、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、滑动变阻器R1标有“10Ω1A”、滑动变阻器R2标有“20Ω1.5A”、开关、导线若干。（1）进行实验①连接电路时，应选用滑动变阻器（选填“R1”或“R2”）进行实验，电流表量程应选（选填“0～0.6A”或“0～3A”）更合理。②闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使小灯泡两端的电压分别低于、等于、高于额定电压，记下电压值和电流值，并观察小灯泡的亮度，把实验数据和观察到的现象记录在表格里。次数电压U/V电流I/A电功率P/W小灯泡亮暗情况120.2较暗22.50.22正常330.24较亮（2）分析与归纳由表格中数据可得：①小灯泡额定功率为W。②小灯泡亮度由功率决定。（3）完成上述实验后，小丹同学在缺少电压表的情况下，为了测量另一个额定电流为0.25A的小灯泡的额定功率，设计了如图乙所示的电路。电源电压（未知）保持不变。请完成实验步骤：①闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为0.25A。②断开开关，用5Ω的定值电阻替换灯泡，滑动变阻器滑片P（选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”）。闭合开关，电流表的示数为0.3A。③将滑动变阻器滑片P移到最左端，电流表示数为0.9A，可得电源电压为V。④小灯泡的额定功率为W。30．（•葫芦岛）电学实验课上，老师提供了“20Ω1A”字样的滑动变阻器R1、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、标有“0.5A”字样的小灯泡、两节干电池等器材。利用所学的知识，请你帮助小鹏同学完成下面的实验。（1）探究电流与电阻关系①小鹏连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线，将电路连接正确。②正确连接电路后，根据现有器材，为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压不能低于V。③电路中接入5Ω定值电阻，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最端。闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，为A。④用10Ω电阻替换5Ω电阻后，滑片应该向调节。经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成。（2）小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器R2和一个电压未知的电源（以上两器材均能满足实验要求），经过思考，利用原有的“20Ω1A”的滑动变阻器R1和电流表等器材，小鹏设计了如图丙所示的电路，请你帮他完成实验。①为了完成实验，请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2。②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A。③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动的滑片，直至电流表的示数为0.5A。④，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A。⑤小灯泡的额定功率P额＝W。四．计算题（共4小题）31．（•日照）年8月，第25届山东省运动会将在日照市举行。为给运动员加热食品提供方便，某校师生用电阻丝自制了100台电烘箱。其中一台电烘箱在220V电压下工作时，每分钟产生的热量为6.6×104J。假设电烘箱的电阻丝的电阻不随温度变化。（1）求这台电烘箱在220V电压下工作时的电功率。（2）求制作这台电烘箱所用电阻丝的电阻值。（3）小明家供电线路的总空气开关上标有“C32”字样，通过查阅资料知道，当电流达到或超过32A时，总空气开关就会跳闸，切断电路，起到保护作用。短暂的跳闸能影响正在工作的家用电器，引起不必要的麻烦，例如：电冰箱突然断电；正在播放的电视节目中断；电灯突然熄灭等。小明家现有家用电器的总功率为5600W，在它们都正常工作的情况下，能否将这台电烘箱连接到他家同时使用？32．（•威海）小明家有一个标有“220V10A”的插排（图甲所示），同时接入一个电加热坐垫（“220V24.2W”）和一台吸尘器（“220V1100W”），吸尘器的电动机线圈电阻为2Ω，小明家电压恒为220V。（1）吸尘器工作10min消耗的电能是多少？（2）现有一个电吹风机（“220V880W”），请通过计算说明插排能否允许再接入此电吹风机，使3个用电器同时工作。（3）图乙是电加热坐垫（“220V24.2W”）的简化电路图，通过调控开关可实现保温和加热两个功能。电阻R1在调温盒内，电阻R2置于坐垫内用于加热．电加热坐垫处于保温状态时电阻R2消耗的电功率为20W，则R1的阻值为多少？33．（•南通）如图所示，电源电压恒定，R0是定值电阻，小灯泡L标有“6V3W”，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。三个开关均闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为1.5A。（1）求小灯泡的额定电流；（2）求电阻R0的阻值；（3）闭合S，断开S1和S2，移动变阻器的滑片P，求电路总功率的最小值和最大值。34．（•烟台）如图甲所示为小明家的电饭锅，铭牌上附有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，额定电压为220V，加热功率为1210W。电饭锅的简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变。求：（1）小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其它用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5min内转了22圈。则该电饭锅的保温功率为多少？（2）电阻R1、R2的阻值分别为多少？（3）小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值（电热转化效率）范围为81%≤η＜86%。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时700s。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。五．解答题（共3小题）35．（•广元）如图为某品牌多功能电饭煲的简化电路原理图，电饭煲的额定电压是220V，R2＝88Ω，R3＝176Ω，旋转开关置于o和a时为关闭状态，分别置于a和b、b和c、c和d，能实现低、中、高三个加热挡位的转换。低温挡的电功率与高温挡电功率之比为1：6，不计温度对电阻的影响。（1）开关置于时，电饭煲处于中温挡。（2）求电饭煲处于中温挡时，在额定电压下持续工作12min消耗的电能是多少？（3）求电阻R1的阻值。36．（•齐齐哈尔）“珍爱生命，注意用电安全”是同学们日常生活中必须具有的安全意识。小鑫的爸爸想给放在室外的电动自行车充电，由于家中插线板（如图）的导线长度不够，小鑫的爸爸又找来一段足够长的导线，打算把两段导线连接起来，从而增加插线板导线的长度。当爸爸刚连接好导线，小鑫看到后告诉爸爸，导线连接处往往比别处更容易发热，加速老化。甚至引起火灾，存在安全隐患。请你也来解释一下这是为什么？37．（•苏州）在如图甲所示的电路中，电源电压不变，R的阻值为8Ω，灯泡L的电流随电压变化的关系如图乙所示。闭合开关，灯泡L两端的电压为8V。求：（1）电源电压；（2）将图甲中的R换成和L一样的灯泡，10s内一个灯泡消耗的电能；（3）将图甲中R和L由串联改为并联，整个电路的电功率。

参考答案与试题解析一．选择题（共20小题）1．（•通辽）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（）①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象A．①② B．②③ C．②④ D．③④【分析】（1）电流通过电阻丝产生热量，加热容器内的气体，气体受热膨胀，从而引起U形管内液面高度变化，由此可得出结论；（2）探究电流产生热量与电阻关系时，控制电流和通电时间不变；（3）探究电流产生的热量与电流的关系，控制电阻和通电时间不变；（4）根据公式Q＝I2Rt可知，当电流一定时，电阻越大，产生热量越多。【解答】解：①、U形管内液面高度变化是由容器内气体受热膨胀引起的，故①错误；②、由图甲可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流相同，探究的电流通过导体产生热量跟导体的电阻是否有关，故②正确；③、乙实验是研究电流产生的热量与电流的关系，通过它们的电流不同、通电时间都相同和电阻要相同，右边容器中的电阻要等于左边容器中的电阻5Ω，故③错误；④、图甲中两电阻串联，电阻不同，通过两电阻的电流相同，10Ω电阻产生的热量更多，电炉丝与和它相连的导线也是电阻不同，电流相同，电炉丝电阻更大，产生的热量更多，故④正确；故选：C。【点评】本题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键。2．（•株洲）如图是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置。通电前，两个U形管内的液面相平，通电一定时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则下列说法正确的是（）A．I1＝I2，A管中的液面比B管中的液面低 B．I1＝I2，A管中的液面比B管中的液面高 C．I1＞I2，A管中的液面比B管中的液面低 D．I1＞I2，A管中的液面比B管中的液面高【分析】由电路图分析电阻丝的连接方式，根据串并联电路的电流特点可知通过它们的电流关系，根据Q＝I2Rt比较两电阻产生的热量关系，密闭空气吸收热量后，压强变大，U形管内两液面的差值变大。【解答】解：由图可知，右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以I1＞I2；由Q＝I2Rt可知，通电时间相同时，I1＞I2，R1＝R2＝5Ω，所以左侧电阻产生的热量较多；密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大，A玻璃管液面较高。故选：D。【点评】本题考查了并联电路的电流特点和焦耳定律的应用，关键是明白U形管在实验中的作用。3．（•柳州）在“探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关”的实验中发现，电路中的电阻丝温度升高而导线温度没有明显变化，这是因为二者的（）A．电阻不同 B．电流不同 C．密度不同 D．通电时间不同【分析】电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，并结合Q＝I2Rt进行分析。【解答】解：电路中的电阻丝和导线串联连接，而串联电路处处电流相等，因此通过电阻丝和导线的电流和通电时间都相等，由于电阻丝的阻值远远大于导线的阻值，由Q＝I2Rt可知，电阻丝产生的热量比导线多。A符合题意。故选：A。【点评】本题研究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”，考查控制变量法的运用、串联电路电流的规律及焦耳定律的应用。4．（•柳州）下列单个用电器正常工作时，相同时间内耗电量最小的是（）A．电饭煲 B．电暖器 C．小台灯 D．电热水器【分析】相同时间内耗电量越多，电功率越大，比较四个选项用电器的电功率的大小得出正确选项。【解答】解：单个用电器正常工作时，相同时间内耗电量最大的，功率最大；电饭煲的的功率约为200W，电暖风的功率约为1200W，小台灯的功率约为20W，电热水器的功率约为1000W，所以耗电量最小的是小台灯。故选：C。【点评】本题考查了用电器功率的估算问题，这类题主要考查学生对生活中用电器额定功率的掌握情况，目的是要求学生观察生活中的物理现象，因此平时需要积累生活知识。5．（•桂林）下列用电器中，主要将电能转化为光能的是（）A．电饭煲 B．电灯 C．洗衣机 D．电风扇【分析】电流做功的过程实质上是电能转化为其它形式能的过程，用电器消耗了电能，获得了其它形式的能量，分析各个用电器工作时的能量转化得出正确选项。【解答】解：A、电饭煲工作时主要把电能转化为内能，故A不合题意；B、电灯工作时主要把电能转化为光能，故B符合题意；C、洗衣机工作时主要把电能转化为机械能，故C不合题意；D、电风扇工作时只要把电能转化为机械能，故D不符合题意。故选：B。【点评】本题考查了用电器工作时能量的转化情况，知道各电器的工作原理与能量的转化方向即可解题。6．（•桂林）灯泡L1、L2分别标有“220V100W”、“220V40W”的字样，将它们接入220V的电路中，则（）A．L1、L2并联时，L1比L2亮 B．L1、L2并联时，亮度相同 C．L1、L2串联时，L1比L2亮 D．L1、L2串联时，亮度相同【分析】（1）知道两灯的额定电压、额定功率，利用R＝比较电阻大小。（2）灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率，利用P＝和P＝I2R分别判断并联电路、串联电路两灯泡的亮暗情况。【解答】解：AB、由P＝可知，两灯泡正常发光时的电压均为220V，灯泡L1的额定功率较大，电阻较小；灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，两灯并联接入220V的电路中，两灯正常发光，灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，所以两灯泡正常发光时L1的功率大，灯更亮，故A正确，B错误；CD、两灯泡串联起来接入220V的电路中，它们的电流相等，根据P＝I2R可知，L1的电阻较小，较暗，L2的电阻大，较亮，故CD错误。故选：A。【点评】本题考查了额定功率和实际功率之间的关系、电功率公式的灵活运用和串联电路的分压特点等，关键是知道灯泡正常发光时的功率和额定功率相等。7．（•梧州）下列属于防止电流热效应产生危害的实例是（）A．家里使用电热水壶烧水 B．利用电视机后盖的小孔散热 C．家里使用电饭锅煮饭 D．小佳妈妈使用电熨斗熨衣服【分析】当导体中有电流时，导体会发热，这种现象叫做电流的热效应，此时消耗电能转化为内能。生活中，有时候可以利用电流的热效应，例如各种电热器；有时候，需要防止电流的热效应带来的危害。【解答】解：A、使用电热水壶烧水，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故A不符合题意；B、电视机的后盖有很多孔，是为了防止电热产生危害，故B符合题意；C、家里使用电饭锅煮饭，消耗电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故C不符合题意；D、小佳妈妈使用电熨斗熨衣服，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故D不符合题意。故选：B。【点评】本题考查了电流的热效应的应用，及防止由于电流热效应带来的危害，属于基础题目。8．（•长春）下列家用电器中利用电热工作的是（）A．电风扇 B．洗衣机 C．电饭锅 D．吸油烟机【分析】电流的热效应就是把电能转化为内能，据此分析即可判断。【解答】解：A、电风扇工作时主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作，故A不符合题意；B、洗衣机工作时主要将电能转化机械能，不是利用电流热效应工作，故B不符合题意；C、电饭锅工作时将电能转化为内能，是利用电流热效应工作，故C符合题意；D、吸油烟机的主要部件是电动机，电动机工作时电能主要转化为机械能，不是利用电流热效应工作，故D不符合题意。故选：C。【点评】本题主要考查学生对电流的热效应，以及电能和其它形式能的相互转化，是一道基础题。9．（•阜新）下列用电器利用电流热效应工作的是（）A．电风扇 B．电视机 C．吸尘器 D．电饭锅【分析】电流的热效应就是把电能转化为内能，可从能量转化的角度分析哪一种用电器是利用了电流的热效应。【解答】解：AC、电风扇、吸尘器工作时主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故AC不符合题意；B、电视机工作时主要把电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；D、电饭锅工作时把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故D符合题意。故选：D。【点评】本题主要考查学生对电流的热效应以及电能和其它形式能的相互转化的了解和应用，是一道基础题。10．（•青海）一种家用电能表上的参数如图所示，下列说法错误的是（）A．该电能表应该在220V的电路中使用 B．该电能表的额定最大电流为20A C．电能表是计量用电器消耗电能的仪表 D．该电能表此时的读数是31.6J【分析】（1）“220V”表示电能表正常工作时的电压；（2）10A（20）表示标定电流为10A，额定最大电流为20A；（3）电能表是测量电路一段时间内消耗的电能的仪表；（4）电能表显示的数字中，最后一位示数是小数位，单位是kW•h。【解答】解：A．电能表表盘上220V表示这个电能表应该在220V的电路中使用，故A正确；B．10A（20）表示标定电流为10A，额定最大电流为20A，故B正确；C．电能表是用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表，故C正确；D．该电能表此时的读数是31.6kW•h，故D错误。故选：D。【点评】本题考查了学生对电能表相关参数的理解和掌握，难度不大，属于基础题目。11．（•兰州）如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V0.6A”，电流表的量程为0～3A。不考虑灯丝电阻的变化，只闭合S，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，下列说法错误的是（）A．小灯泡的电阻为10Ω B．电源电压为15V C．小灯泡发光最暗时的功率约为1.4W D．电路消耗总功率的最小值与最大值之比是1：8【分析】由图可知，只闭合S，小灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测量干路电流；（1）知道小灯泡的规格，利用欧姆定律求出小灯泡的电阻；（2）根据串联电路的特点可知通过滑动变阻器R的电流，利用欧姆定律求出R两端的电压，根据串联电路的特点可知电源电压；（3）当滑动变阻器滑片P移到右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知电路中的电流最小，小灯泡的实际功率最小，灯泡最暗，利用P＝I2R求出小灯泡发光最暗时的功率；（4）要保证电路安全，分析电路可得，当闭合开关S、S2和S1时，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大，根据并联电路电压规律和欧姆定律求出通过R0的电流，再根据并联电路电流规律求出干路最大电流，根据P＝UI求出电路消耗的最大总功率；当S闭合，S1、S2都断开，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时，电路电流最小，根据串联电路电阻规律和欧姆定律求出电流最小电流，再根据P＝UI求出电路消耗的最小总功率，据此可知电路消耗总功率的最小值与最大值之比。【解答】解：A、由I＝可知，小灯泡的电阻RL＝＝＝10Ω，故A正确；B、由于小灯泡正常发光，根据串联电路特点可知，通过滑动变阻器R的电流IR＝IL＝0.6A，由欧姆定律可知，滑动变阻器R两端的电压UR＝IRR′＝0.6A××30Ω＝9V，根据串联电路的电压特点可知，电源电压U＝UL+UR＝6V+9V＝15V，故B正确；C、当滑动变阻器滑片P移到右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大R＝30Ω，此时电路中的最小电流I小＝＝＝＝0.375A，小灯泡发光最暗时的功率P＝I小2RL＝（0.375A）2×10Ω≈1.4W，故C正确；D、要保证电路安全，分析电路可得，当闭合开关S、S2和S1时，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大；因并联电路中各支路两端电压相等，所以此时通过R0的电流：I0＝＝＝1.5A；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路的最大电流：Imax＝1A+1.5A＝2.5A，电路消耗的最大功率：Pmax＝UImax＝15V×2.5A＝37.5W；当S闭合，S1、S2都断开，R与RL串联，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时，电路电流最小，因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电路最小电流：Imin＝＝＝0.375A，电路消耗的最小功率：Pmin＝UImin＝15V×0.375A＝5.625W；则电路消耗总功率的最小值与最大值之比Pmin：Pmax＝5.625W：37.5W＝3：20，故D错误。故选：D。【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功率的计算，能正确分析电路是解题的关键。12．（•兰州）校园生活，同学们并不陌生，下列有关说法最合理的是（）A．操场篮球架上的篮圈距地面的高度约为5m B．此时教室内的温度约为42℃ C．微机室内台式计算机的功率约为300W D．普通乒乓球拍的质量约为2kg【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。【解答】解：A、篮球架上的篮圈距地面的高度约3.05m，故A不合理。B、此时教室内的温度约为25℃，故B不合理。C、微机室内台式计算机的功率约为300W，故C合理。D、普通乒乓球拍的质量较小，约为4g，故D不合理。故选：C。【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。13．（•兰州）现有“6V3W”和“12V6W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是（）A．通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少 B．通电时间相同时，电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快 C．两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少 D．两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1A【分析】（1）额定电压是指用电器正常工作时的电压，额定功率是指用电器在额定电压下的电功率；由W＝Pt分析判断；（2）电功率是表示电流做功快慢的物理量；（3）由P＝计算两灯电阻的大小，由串联电路特点和Q＝I2Rt分析判断；（4）由两规格，结合并联电路特点计算干路中的最大电流。【解答】解：“6V3W”和“12V6W”分别表示甲、乙两灯的额定电压和额定功率。A、由于两灯是否正常工作，所以两实际功率大小未知，由W＝Pt知，无法判断两灯在相同时间内消耗电能的多少，故A错误；B、由于两灯的实际功率未知，而电功率是表示电流做功快慢的物理量，所以电流通过两灯做功的快慢无法确定，故B错误；C、由P＝可得，R甲＝＝＝12Ω，R乙＝＝＝24Ω，由串联电路的电流特点知，两只灯泡串联工作时，通过的电流相等，由Q＝I2Rt知，相等时间里甲灯产生热量小于乙，故C正确；D、甲的额定电压小于乙，由并联电路的电压规律知，甲和乙灯并联时，电源电压最大为U＝U实乙＝U额甲＝6V，由并联电路的电流规律和欧姆定律可得，干路中允许通过的最大电流：I＝I甲+I乙＝+＝+＝0.75A，故D错误。故选：C。【点评】本题考查了对额定电压、额定功率的理解、串联和并联电路特点、欧姆定律以及电功率公式的应用，掌握基础知识，灵活应用公式是关键。14．（•聊城）如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是（）A．U形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少 B．通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同 C．右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小 D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同【分析】（1）电流通过导体产生的热量不能直接观察，可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；（2）串联电路电流处处相等；（3）（4）两电阻丝串联，电流相同，根据Q＝I2Rt分析容器内空气吸收热量的多少和电阻的大小关系。【解答】解：A、据实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故A正确；B、由图可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流大小相等，故B正确；CD、由图可知，左侧U形管中液面高度差比右侧的大，说明在相同时间内，电流在左容器中产生的热量较多，则左侧器中空气吸收的热量多，两电阻丝串联，电流相同，根据Q＝I2Rt可知，图中左边容器的电阻丝阻值较大，故C正确，D错误。故选：D。【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握，突出运用所学知识解决实际问题的能力，具有一定的综合性。15．（•聊城）以下说法正确的是（）A．只有正电荷的定向移动才能形成电流 B．金属容易导电是因为内部有大量电子 C．导体的电阻越大，导体对电流的阻碍作用越大 D．电流通过用电器产生的热量等于消耗的电能【分析】（1）电荷的定向移动形成电流，可以是正电荷，也可以是负电荷；（2）金属导电靠自由电荷；（3）电阻表示导体对电流阻碍作用的大小，导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大；（4）电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程。【解答】解：A、电荷的定向移动形成电流，不管是正电荷还是负电荷只要是发生定向移动都能形成电流，故A错误；B、金属容易导电是因为内部有大量子的自由电子，故B错误；C、电阻表示导体对电流阻碍作用的大小，导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大，故C正确；D、电流通过用电器产生的热量不一定等于消耗的电能，例如电动机工作时，电能主要转化为机械能，少部分电能转化为内能，所以电动机工作时产生的热量要小于消耗的电能，故D错误。故选：C。【点评】本题考查了电功的实质、电流的形成、金属容易导电的原因、电阻对电流的阻碍作用的大小，属于基础题。16．（•玉林）已知甲电阻是乙电阻的3倍，若分别对甲、乙两种导体通电，通过甲、乙两导体的电流之比为2：3，则甲、乙的功率之比为（）A．2：1 B．2：3 C．4：3 D．9：2【分析】利用P＝UI＝I2R可得出甲、乙的功率之比。【解答】解：由题意可知，R甲＝3R乙，甲、乙两导体的电流之比为I甲：I乙＝2：3，则甲、乙的功率之比＝＝×＝×3＝×3＝。故选：C。【点评】本题考查电功率推导公式的应用，题目难度不大。17．（•河池）如图甲所示的电路，R0为定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器R的阻值，记录电压表、电流表的示数，作出U﹣I关系图象如图乙①所示。已知某小灯泡的U﹣I图象如图乙②所示，现用该小灯泡替换图甲中的滑动变阻器，电路其他元件不变。则此时小灯泡的实际功率为（）A．0.1W B．0.2W C．0.3W D．0.75W【分析】由图甲可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压，电流表测量电路中的电流；当滑动变阻器滑片移到最左端时，滑动变阻器被短路，电压表示数为0，由图乙可知，此时电路中的电流I＝0.3A，根据欧姆定律可得电源电压U＝IR0，由图乙可知，当电流表示数为I1＝0.2A时，电压表示数为UR＝1V，根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得电源电压U＝UR+I1R0，联立以上两式可得电源电压U和定值电阻R0的阻值；用小灯泡替换图甲中的滑动变阻器，电路其他元件不变，小灯泡与定值电阻R0串联，根据串联电路特点结合图乙可知电路中的电流和灯泡两端的电压，根据P＝UI求出小灯泡两端的实际功率。【解答】解：由图甲可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压，电流表测量电路中的电流；当滑动变阻器滑片移到最左端时，滑动变阻器被短路，电压表示数为0，由图乙可知，此时电路中的电流I＝0.3A，根据欧姆定律可得，电源电压U＝IR0＝0.3A×R0——————①由图乙可知，当电流表示数为I1＝0.2A时，电压表示数为UR＝1V，根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得，电源电压U＝UR+I1R0＝1V+0.2A×R0——————②联立①②两式可得，电源电压U＝3V，定值电阻R0＝10Ω；用小灯泡替换图甲中的滑动变阻器，电路其他元件不变，则小灯泡与定值电阻R0串联，根据串联电路特点结合图乙可知，当电路中的电流I′＝0.2A，小灯泡两端电压为UL＝1V时，电源电压U＝UL+I′R0＝1V+0.2A×10Ω＝3V，满足要求；此时小灯泡的实际功率PL＝ULI′＝1V×0.2A＝0.2W。故选：B。【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功率的计算，能从图中获取相关信息是解题的感觉18．（•锦州）下列对物理量的估测最接近实际的是（）A．蚂蚁的爬行速度约为2m/s B．冰箱冷藏室的温度约为﹣5℃ C．比赛用篮球的质量约为6g D．日光灯的额定功率约为20W【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。【解答】解：A、蚂蚁爬行的速度比较慢，一般在2cm/s左右，故A不符合实际；B、水的凝固点是0℃，冰箱冷藏室内的水不会结冰，说明温度不低于0℃，一般是4℃，故B不符合实际；C、比赛用篮球的质量在600g左右，故C不符合实际；D、一般日光灯的额定功率较小，在20W左右，故D符合实际。故选：D。【点评】估测是一种科学的近似值，它不仅是一种常用的解题方法和思维方法而且是一种重要的科学研究方法，在生产和生活中也有着重要的作用，应用日常知识积累解答此题。19．（•河池）现代社会生活和生产几乎处处离不开电，用电，实际上用的是电能。下列关于电能和电功的说法正确的是（）A．用电器通过电流做功把电能转化为其它形式的能 B．发电站把电能转化为其它形式的能 C．电功和电能的单位都是瓦特 D．电功和电能是同一个物理量【分析】电流通过导体时所做的功叫做电功；电流做功的过程，是将电能转化为其它形式能的过程，消耗多少电能就会转化为多少其他形式的能；发电站是把其它形式的能转化为电能；电功和电能是不同的物理量，但单位都是焦耳。【解答】解：A、根据电功的实质可知，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，故A正确；B、发电站是把其它形式的能转化为电能，故B错误；C、电功和电能的单位都是焦耳，故C错误；D、电流做功的过程，是将电能转化为其它形式能的过程，所以电功不是电能，故D错误。故选：A。【点评】本题考查了电功和电能的区分以及电功的实质，是一道易错题。20．（•娄底）如图所示，小明同学设计了一种烟雾报警装置，R0的电阻为40Ω，R为光敏电阻，其阻值随激光的光照强度减弱而增大。当电路中电流小于或等于0.3A时，烟雾报警器报警。开关S闭合后，当电流为0.5A时，光敏电阻R的电功率为4W。下列说法正确的是（）A．当R处的烟雾浓度逐渐增大时，电流表的示数变大 B．电源电压为24V C．当电压表的示数为16V时，烟雾报警器报警 D．当电路中电流为0.4A时，R消耗的电功率为6W【分析】由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）由题意可知烟雾浓度逐渐增大时R的阻值变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化；（2）根据串联电路电流特点和P＝I2R求出光敏电阻的阻值，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源电压；（3）根据串联电路的电压特点求出电压表的示数为16V时R0两端的电压，根据串联电路的电流特点和求出电路中的电流，然后判断烟雾报警器是否报警；（4）根据欧姆定律求出定值电阻两端电压，再根据串联电路电压规律求出R两端电压，最后根据P＝UI求出R消耗的电功率。【解答】解：由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）因光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大，所以，当R处的烟雾浓度逐渐增大时，光照强度减弱，R的阻值变大，电路中的总电阻变大，由I＝可知，电路中的电流变小，即电流表示数变小，故A错误；（2）因串联电路中各处的电流相等，且I＝0.5A时，PR＝4W，所以，由P＝I2R可得，光敏电阻的阻值为：R＝＝＝16Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压：U＝I（R+R0）＝0.5A×（16Ω+40Ω）＝28V，故B错误；（3）当电压表的示数为16V时，R0两端的电压：U0＝U﹣UR＝28V﹣16V＝12V，此时电路中的电流：I＝＝＝0.3A，因电路中电流小于或等于0.3A时，烟雾报警器报警，所以，此时烟雾报警器报警，故C正确；（4）当电路中电流为0.4A时，定值电阻R0两端电压：U0′＝I′R0＝0.4A×40Ω＝16V，此时R两端的电压：UR′＝U﹣U0′＝28V﹣16V＝12V，R消耗的电功率：PR＝I′UR′＝0.4A×12V＝4.8W，故D错误。故选：C。【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用以及电路的动态分析，利用好题干中所给的条件是关键。二．填空题（共5小题）21．（•遵义）某品牌电热水杯如图甲所示，水杯容量为330mL，有高、中、低三个加热挡位，乙图为其工作电路简图，其中U恒为220V，R1＝200Ω，R2＝550Ω，则中温挡功率为242W；若该电热水杯加热效率为90%，则用高温挡将满杯水从20℃加热到98℃，需要364s。[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【分析】由乙图可知，只闭合开关S1，电路为R1的简单电路，只闭合开关S2，电路为R2的简单电路，两开关同时闭合，两电阻并联接入电路，根据并联电路电阻规律结合电功率公式P＝UI＝可知高、中、低三个加热挡位的电路结构，根据P＝进一步计算中温挡功率；根据m＝ρV计算满杯水的质量，根据Q＝cmΔt计算满杯水从20℃加热到98℃吸收的热量，根据效率公式计算消耗的电能，根据t＝计算需要的时间。【解答】解：由乙图可知，只闭合开关S1，电路为R1的简单电路，只闭合开关S2，电路为R2的简单电路，两开关同时闭合，两电阻并联接入电路，R1＝200Ω，R2＝550Ω，并联电路总电阻小于任何一个分电阻，根据P＝UI＝可知两开关同时闭合时为高温挡，只闭合开关S1时为中温挡，只闭合开关S2时为低温挡，则中温挡功率为：P1＝＝＝242W；满杯水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×330×10﹣6m3＝0.33kg，满杯水从20℃加热到98℃吸收的热量：Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.33kg×（98℃﹣20℃）＝108108J，消耗的电能：W＝＝＝120120J，需要的时间：t＝＝＝＝＝364s。故答案为：242；364。【点评】本题考查密度公式、热量公式、效率公式、电功率公式的灵活运用，分清电路结构是解题的关键。22．（•襄阳）如图所示电路，电源电压恒为15V，R1＝6Ω，R3＝3Ω，R2是规格为“30Ω1A”的滑动变阻器。闭合开关S，在保证电路安全的情况下，滑片P在a、b间滑动（a、b都不是端点），滑动变阻器消耗的功率为P2，电阻R1消耗的功率为P1，则P2﹣P1最大值为3.75W。【分析】由图可知，三个电阻串联接入电路，滑动变阻器消耗的功率等于电路总功率与定值电阻消耗的功率之差，根据串联电路电流特点和串联电路电阻规律结合电功率公式表示滑动变阻器消耗的功率以及电阻R1消耗的功率，进一步表示P2﹣P1，根据抛物线的性质可得P2﹣P1的最大值。【解答】解：由图可知，三个电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，滑动变阻器消耗的功率等于电路总功率与定值电阻消耗的功率之差，即P2＝UI﹣I2（R1+R3）＝15V×I﹣I2×（6Ω+3Ω），电阻R1消耗的功率为P1＝I2R1＝I2×6Ω，则P2﹣P1＝15V×I﹣I2×（6Ω+3Ω）﹣I2×6Ω＝15V×I﹣I2×15Ω，根据抛物线的性质可知当I＝＝＝0.5A＜1A时，P2﹣P1有最大值，最大值为P2﹣P1＝＝＝3.75W。故答案为：3.75。【点评】本题考查串联电路特点、电功率公式的灵活运用，运用抛物线的性质可得P2﹣P1的最大值，有一定难度。23．（•滨州）石墨烯是一种新材料，具有优异的光学、电学、力学特性，石墨烯还具有很好的韧性，且可以弯曲。北京冬奥会运动场馆的最低温度可达﹣30℃左右，利用石墨烯制作的智能温控加热羽绒服可帮助工作人员抵御寒冷，有效提升保暖效果。可见，这种材料具有密度较小（选填“较大”或“较小”）、电阻较小（选填“较大”或“较小”）的特点。【分析】石墨烯是一种新发现的材料，它的物理性质是密度小、延展性好、导电性和导热性好、硬度大、熔点高等，根据它的这些特性我们就能知道它的用途。【解答】解：石墨烯特殊晶体结构使其具有多项优异的物化性能，是目前电阻率最小的材料，石墨烯作填料能够有效提升涂料的导电性，利用的就是其电阻较小的特点；其次石墨烯是一种超轻材料，故其密度很小，由此可知利用石墨烯制作的智能温控加热羽绒服可帮助工作人员抵御寒冷利用了石墨烯密度小且电阻小的特点。故答案为：较小；较小。【点评】本题考查了物质的性质，读懂题中的信息是解题的关键。24．（•威海）如图所示，电源电压恒为12V，R0＝60Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω2A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“6V3W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。当开关S闭合，S1、S2断开，小灯泡正常发光，则通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量为180J；当S、S1、S2都闭合，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值为30Ω。【分析】（1）当开关S闭合，S1、S2断开，灯泡L与变阻器R串联，已知灯泡正常发光且知道灯泡的规格，根据P＝UI可得串联电路中的电流，由串联电路的电压特点可得变阻器两端电压，再根据Q＝W＝UIt求出1min电流通过滑动变阻器产生的热量；（2）当S、S1、S2都闭合，此时灯泡被短路，R0与R并联，电流表测干路中的电流；根据电流表的量程可知干路电流的最大值，利用并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R0的电流，根据并联电路的电流特点可知通过变阻器的最大电流，最后根据欧姆定律求出变阻器允许接入电路中的最小阻值。【解答】解：（1）当开关S闭合，S1、S2断开，灯泡L与变阻器R串联，因为此时小灯泡正常发光，所以UL＝6V，PL＝3W；由P＝UI可得，串联电路中的电流：I＝IL＝＝＝0.5A，由串联电路的电压特点可得变阻器两端的电压为：UR＝U﹣UL＝12V﹣6V＝6V，则通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量为：Q＝W＝URIt＝6V×0.5A×60s＝180J；（2）当S、S1、S2都闭合，此时灯泡被短路，R0与R并联，电流表测干路中的电流；电流表的量程为“0～0.6A”，为了保证干路中的电流表不被烧坏，则干路电流最大为0.6A，通过R0的电流为：I0＝＝＝0.2A，由并联电路的电流特点可知，通过变阻器的最大电流为：IR＝I总大﹣I0＝0.6A﹣0.2A＝0.4A，滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值：R小＝＝＝30Ω。故答案为：180；30。【点评】准确分析各开关通断时电路的变化情况，熟练运用串并联电路的特点、欧姆定律、电功率公式，是解答此题的关键。25．（•烟台）如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V6W”字样。闭合开关S1，灯泡L正常发光，此时灯泡L的电阻为6Ω；再闭合开关S2，前后两次电流表的示数之比为2：3，则电阻R的阻值为12Ω，电阻R在10s内产生的热量为30J。【分析】由灯泡铭牌可知，灯泡额定电压是6V，额定功率是6W；（1）由电功率公式P＝的变形公式可以求出灯泡电阻；（2）由电功率公式P＝UI的变形公式求出灯泡正常发光时的电流，根据闭合开关S2时，前后电流表的示数之比为2：3，利用并联电路特点可以求出通过电阻R的电流，利用欧姆定律求出电阻R的阻值；（3）运用焦耳定律求出电阻R放出的热量。【解答】解：（1）由P＝可知，灯泡电阻RL＝＝＝6Ω；（2）灯泡与电阻并联接在电源两端，闭合开关S1时，灯L正常发光，因此电源电压U＝UL＝6V，由P＝UI可知，灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝1A，闭合开关S1时，只有灯L接入电路，电流表测通过灯L的电流，IA＝IL＝1A，闭合开关S2时，灯泡L与电阻R并联接入电路，电流表测干路电流IA′，由前后两次电流表的示数之比为2：3可知，＝，所以干路电流：IA′＝IA＝×1A＝1.5A，根据并联电路的电流特点可知，通过电阻R的电流：IR＝IA′﹣IL＝1.5A﹣1A＝0.5A，根据并联电路的电压规律可知，灯泡L与电阻R两端电压相等，都等于电源电压，即UR＝6V；由I＝可知，电阻R的阻值：R＝＝＝12Ω；（3）电阻R10s内产生的热量：Q＝IR2Rt＝（0.5A）2×12Ω×10s＝30J。故答案为：6；12；30。【点评】本题考查并联电路的特点、电功率公式、欧姆定律公式和焦耳定律公式的应用，是一道电学综合题。三．实验探究题（共5小题）26．（•遵义）某同学用如图甲所示的实物图测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率，其中电源为两节新干电池。（1）请用笔画线代替导线帮该同学完成电路连接；（2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示。此时小灯泡的电功率为0.8W；（3）该同学还想利用此电路探究“电流与电阻的关系”，他分别用5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻替换小灯泡，并控制定值电阻两端电压始终为1.5V，则要完成实验，所用滑动变阻器的最大阻值不小于20Ω。【分析】（1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，将电压表并联在灯泡两端；（2）根据电流表选用量程确定分度值读数，根据P＝UI算出小灯泡的电功率；（3）探究电流与电阻的关系，要保持定值电阻两端的电压一定；根据串联电路分压原理可知，当定值电阻的阻值变大时，其两端的电压将变大，要减小电压，所以滑动变阻器的阻值也要变大，当定值电阻的阻值为20Ω时，此时滑动变阻器的阻值最大，根据串联分压原理求出滑动变阻器的阻值。【解答】解：（1）灯泡额定电压为2.5V，故电压表应选小量程并联在灯泡两端，灯泡与变阻器串联在电路中，如下图所示：；（2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.32A，小灯泡的电功率为：P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W；（3）探究电流与电阻的关系，要保持定值电阻两端的电压一定；根据串联电路分压原理可知，当定值电阻的阻值变大时，其两端的电压将变大，要减小电压，所以滑动变阻器的阻值也要变大，当定值电阻的阻值为20Ω时，此时滑动变阻器的阻值最大，根据串联分压原理，＝，即＝，解得：R滑＝20Ω，故要完成实验，所用滑动变阻器的最大阻值不小于20Ω。故答案为：（1）见解答图；（2）0.8；（3）20。【点评】本题测量小灯泡的电功率实验，考查了电路连接、电流表读数、功率的计算及欧姆定律的应用等知识。27．（•威海）实验室购买了一批规格为“2.5V0.8W”的小灯泡，物理兴趣小组的同学通过测量小灯泡的额定功率来鉴别灯泡是否符合规格。他们准备了如下器材：电源（电压恒为6V）、开关、滑动变阻器（“20Ω1A”）、电流表各1个，导线若干。（1）若要完成此实验，还需要的器材是电压表；请在图1所示的虚线框内画出实验电路图。（2）按正确的电路图连接好电路，闭合开关，发现小灯泡强烈发光后立即熄灭，造成这种现象的原因可能是连接电路时，滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处。（3）问题解决后继续实验，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数如图2所示，此时电路中的电流为0.32A，小灯泡的电功率为0.8W，小灯泡是否符合规格？符合规格。（4）兴趣小组按上述操作测量了这批小灯泡在电压为2.5V时的电功率，发现其中一些小灯泡不符合规格，如果问题出在钨丝的制作环节，其原因可能是制作钨丝时，钨丝横截面积不合格。【分析】（1）测量小灯泡的额定功率要使电压表在额定电压下工作；灯泡与滑动变阻器、电流表、开关、电源组成串联电路，电压表并联在电阻两端，电路要完成测小灯泡的额定功率；（2）连接实物电路时，开关要断开，滑动变阻器滑片要移到阻值最大位置处；（3）根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P＝UI求出小灯泡的额定功率；将额定电压下求出的功率与所标的额定功率比较得出结论；（4）在横截面积和材料一定时，导体的长度越小，导体的电阻越小，据此分析。【解答】解：（1）测量小灯泡在额定电压下工作要使用电压表；灯泡与滑动变阻器、电流表、开关、电源组成串联电路，电压表并联在电阻两端，移动变阻器可以使小灯泡正常发光，电路如下：；（2）灯泡发出明亮耀眼的光，说明电路电流很大，电路电阻很小，连接电路时，滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处；（3）闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，电流表选用0～0.6A的量程，分度值为0.02A，电流为0.32A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W，测出的额定功率与所标的额功率相同，小灯泡符合规格；（4）假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度小于合格产品小灯泡钨丝的长度；若长度没问题，那可能是横截面积不合要求。故答案为：（1）电压表；见解析；（2）连接电路前，滑动变阻器划片没有滑至阻值最大处；（3）0.32；0.8；符合规格；（4）制作钨丝时，钨丝横截面积不合格。【点评】本题生活实际为背景，测小灯泡电功率，考查电路的设计与处理数据的能力，体现了从物理走向社会的新课标理念。28．（•菏泽）小明同学在家研究不同种类灯泡的发光效率（电能转化为光能的效率），可选用的灯泡有：白炽灯①“220V40W”、②“220V15W”各一只；普通节能灯③“220V30W”、④“220V15W”各一只；LED灯⑤“220V15W”、⑥“220V7W”各一只。他从每种灯泡中各选出一只接入家庭电路进行对比实验，用温度计分别测出通电前和通电20分钟后每种灯泡的表面温度，记录如下表：灯泡的种类白炽灯普通节能灯LED灯通电前24℃24℃24℃通电20分钟后大于100℃76.2℃48.4℃忽略其他因素的影响，认为三种灯泡每升高1℃吸收的热量都相同。回答下列问题：（1）如果你是小明，对比实验中你选择的三只灯泡是②、④、⑤（填灯泡前面的序号）；（2）根据实验数据，可以判断发光效率最高的灯泡是LED灯（填灯泡的种类）。【分析】（1）要研究不同种类灯泡的发光效率，需要控制灯泡的额定功率相同，改变灯泡的种类，据此分析解答；（2）通电相同时间，消耗的电能相同，灯泡表面温度越高，说明电能转化内能越多，转化为光能越少，由此可知各灯发光效率的高低。【解答】解：（1）要研究不同种类灯泡的发光效率，需要控制灯泡的额定功率相同，改变灯泡的种类，所以选用②、④、⑤三只灯泡；（2）由表格数据中可知：在规格相同条件下，各灯消耗的电能相同，使用LED灯时温度最低，说明电能转化成的光能最多，即LED灯的发光效率最高。故答案为：（1）②、④、⑤；（2）LED灯。【点评】本题考查学生对实验探究的分析论证能力，注意利用转换法后，光能和内能变化规律与温度计示数变化的对应关系。29．（•丹东）“测量小灯泡的电功率”实验，小丹同学设计了如图甲所示的电路图。所用电学器材如下：电源（6V）、额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时电阻约为11Ω）、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、滑动变阻器R1标有“10Ω1A”、滑动变阻器R2标有“20Ω1.5A”、开关、导线若干。（1）进行实验①连接电路时，应选用滑动变阻器R2（选填“R1”或“R2”）进行实验，电流表量程应选0～0.6A（选填“0～0.6A”或“0～3A”）更合理。②闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使小灯泡两端的电压分别低于、等于、高于额定电压，记下电压值和电流值，并观察小灯泡的亮度，把实验数据和观察到的现象记录在表格里。次数电压U/V电流I/A电功率P/W小灯泡亮暗情况120.2较暗22.50.22正常330.24较亮（2）分析与归纳由表格中数据可得：①小灯泡额定功率为0.55W。②小灯泡亮度由实际功率决定。（3）完成上述实验后，小丹同学在缺少电压表的情况下，为了测量另一个额定电流为0.25A的小灯泡的额定功率，设计了如图乙所示的电路。电源电压（未知）保持不变。请完成实验步骤：①闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为0.25A。②断开开关，用5Ω的定值电阻替换灯泡，滑动变阻器滑片P保持不动（选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”）。闭合开关，电流表的示数为0.3A。③将滑动变阻器滑片P移到最左端，电流表示数为0.9A，可得电源电压为4.5V。④小灯泡的额定功率为0.5W。【分析】（1）根据串联电路的分压规律，结合电源电压和灯泡的额定电压，可选取合适的滑动变阻器。根据灯泡的额定电压和阻值，可求出电流，再选取电流表的量程。（2）根据报告中的额定电压和额的电流，运用P＝UI可求出灯泡的额定功率。由表格中的数据可分析出，决定灯泡亮度的是实际功率。（3）根据串联电路的电流、电压、电阻规律，运用欧姆定律和电功率公式，可计算得出灯泡的额定功率。【解答】解：（1）①连接电路时，应选用滑动变阻器R2进行实验，因为：＝，即＝，得出R变＝15.4Ω，所以应选R2。电流表量程应选0～0.6A更合理，因为：I＝＝＝0.23A，所以应该选择0～0.6A的量程。（2）①小灯泡额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.22A＝0.55W。②由表格中的数据可得出：小灯泡亮度由实际功率决定。（3）③将滑动变阻器滑片P移到最左端，电流表示数为0.9A，可得电源电压为：U＝IR＝0.9A×5Ω＝4.5V。②用5Ω的定值电阻替换灯泡，滑动变阻器滑片P保持不动，闭合开关，电流表的示数为0.3A。此时总电阻为：R总＝＝＝15Ω；变阻器接入的电阻为：R变＝R总﹣R定＝15Ω﹣5Ω＝10Ω；①闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为0.25A。此时总电阻为：R总′＝＝＝18Ω；小灯泡的电阻为R灯＝R总′﹣R变＝18Ω﹣10Ω＝8Ω；则灯泡的额定功率为：P额＝I额2R灯＝（0.25A）2×8Ω＝0.5W。故答案为：（1）R2；0～0.6A；（2）0.55；实际；（3）保持不动；4.5；0.5。【点评】理解串联电路的分压规律，熟练运用电功率和欧姆定律的公式，准确分析表格中的数据，是解答此题的关键。30．（•葫芦岛）电学实验课上，老师提供了“20Ω1A”字样的滑动变阻器R1、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、标有“0.5A”字样的小灯泡、两节干电池等器材。利用所学的知识，请你帮助小鹏同学完成下面的实验。（1）探究电流与电阻关系①小鹏连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线，将电路连接正确。②正确连接电路后，根据现有器材，为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压不能低于1.5V。③电路中接入5Ω定值电阻，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最左端。闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，为0.4A。④用10Ω电阻替换5Ω电阻后，滑片应该向左调节。经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比。（2）小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器R2和一个电压未知的电源（以上两器材均能满足实验要求），经过思考，利用原有的“20Ω1A”的滑动变阻器R1和电流表等器材，小鹏设计了如图丙所示的电路，请你帮他完成实验。①为了完成实验，请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2。②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A。③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动R2的滑片，直至电流表的示数为0.5A。④R2滑片位置不动，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A。⑤小灯泡的额定功率P额＝1.75W。【分析】（1）①原电路图中，变阻器没有接入电路，电压表并联在定值电阻和变阻器两端是错误的；变阻器应串联在电路中，电压表应并联在定值电阻两端；②当将定值电阻换上较大的电阻时，如果控制电压表示数较小，根据串联电路电压的规律，变阻器就要分去更多的电压，由分压原理，变阻器连入电路中的阻值将要求更大，而题中变阻器的最大电阻为20Ω，根据串联电路电压的规律得出变阻器分得的电压，根据分压原理表达式讨论，当用最大电阻20Ω电阻进行实验时，变阻器连入电路中的电阻应最大，由此得出控制电压表的最小电压；③为了保护电路，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处；根据电流表选用量程确定分度值读数；④根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定变阻器滑片移动的方向；当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（2）实验电路图中没有电压表，可根据P＝I2R的原理测量小灯泡的额定功率；根据R1的滑片在最右端，R2的滑片在最左端结合欧姆定律求出电源电压；让R2与灯泡串联，调节R2使小灯泡正常发光，即使通过小灯泡的电流等于额定电流0.5A；保持R2滑片位置不动，让R2与R1串联，根据欧姆定律求出电路总电阻，根据电阻的串联求出R2的阻值；根据灯泡的额定电流求出电路的总电阻，根据电阻的串联求出灯泡正常发光时的电阻，最后根据P＝I2R求出灯泡的额定功率。【解答】解：（1）①原电路图中，变阻器没有接入电路，电压表并联在定值电阻和变阻器两端是错误的；变阻器应串联在电路中，电压表应并联在定值电阻两端，如下图所示：；②研究电流与电阻的关系，要控制电压表示数不变，变阻器与定值电阻串联，设电压表示数为UV，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U源﹣UV＝3V﹣UV，根据分压原理有：＝，即＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，因电压表示数UV为定值，由①式知，方程左边为一定值，故右边也为一定值，故当定值电阻取最大时，变阻器连入电路中的电阻最