章末复习：第十五章 《电能与电功率》解析版

学而优教有方第十五章《电能与电功率》知识梳理思维导图思维导图电能与电功知识点一电能与电功知识点一电能的测量作用电能表是测量消耗电能的工具，俗称电度表，1度电＝3.6×106焦耳220V电能表应该接在电压为220V的电路中使用。10(30)A10A表示电能表的标定电流为10A；30A为电能表允许通过的最大电流为30A。3000r/(kW·h)表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦·时的电能，电能表上的表盘转过3000r。电功电流所做的功叫电功。电功的符号是W，单位：焦耳(焦，J)。电功的常用单位是度，即千瓦·时(kW·h)。1kW·h＝3.6×106J，电流做功的过程，实际上就是电能转化为其他形式能的过程。表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦·时，计数器的最后一位是小数。电功率知识点二电功率知识点二知识点项目具体内容电功率物理意义表示电流做功快慢的物理量；电流单位时间内所做的功；P＝UI＝P＝eq\f(W,t)，对于纯电阻电路可推导出：P＝I2R＝eq\f(U2,R)。定义计算公式额定电压与额定功率用电器正常工作的电压是它的额定电压；用电器的额定功率是指用电器正常工作的电功率。实际电压与实际功率实际电压(U实)：实际加在用电器两端的电压；用电器的实际功率是随着它两端的电压改变而改变的。焦耳定律W＝Pt＝UIt和P＝eq\f(W,t)＝UI是普适公式，适用于一切电路，W＝eq\f(U2,R)t＝I2Rt和P＝I2R＝eq\f(U2,R)只适用于纯电阻电路。在纯电阻电路中，电能全部转化为因电流的热效应而产生的内能，在非纯电阻电路里，电能除转化为内能外，还转化为其他形式能，如机械能等。焦耳定律知识点二知识点二电流的热效应电流通过导体时，电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。焦耳定律的内容电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻成正比，跟通电时间成正比。计算公式Q＝I2Rt(适用范围任何电路)，Q＝eq\f(U2,R)t＝UIt(适用范围纯电阻电路)。电热的利用与防止电热的利用：电热水器、电饭锅、电熨斗等。电热的防止：带有孔的电视机后盖、电脑的微型电扇。电路只要有电流和电阻就有电流的热效应，电路是纯电阻电路时，电流产生的热量与消耗的电能相同，当电路不是纯电阻电路时，电流产生的热量小于消耗的电能。测量小灯泡的电功率实验01测量小灯泡的电功率实验011．实验原理：P＝UI。2．实验器材：电源、小灯泡、开关、导线若干、电流表、电压表、滑动变阻器。3．实验电路图：4．实验结论：用电器两端的电压电功率用电器工作情况U实＝U额P实＝P额正常工作U实<U额P实<P额不能正常工作U实>U额P实>P额eq\o(\s\up11(易烧坏或缩),\s\do4(短使用寿命))5.问题探究：(1)实验中，滑动变阻器的作用有哪些？①保护电路；②调节小灯泡两端的电压，使小灯泡两端的电压低于、等于或略高于额定电压。(2)怎样选择电压表、电流表的量程？电压表量程的选择参照小灯泡的额定电压，选择大于额定电压的量程(有时也可以根据题目中给出的图示、表格数据等信息进行选择)；电流表量程的选择采用“试触法”，保证指针偏转角度超过一半，能选小量程的不用大量程(有时也可以根据图示提供的信息或计算等方法进行选择)。(3)在测量过程中，手和眼的分工是怎样的？手移动滑动变阻器的滑片，眼观察电压表的示数，当示数达到小灯泡的额定电压值时，停止移动滑片。(4)多次测量数据的目的是什么？能不能用多次测量求平均值的方法求小灯泡的额定功率？多次测量是为了测出不同电压下灯泡的功率，比较功率和电压的关系；不能用多次测量求平均值的方法求小灯泡的额定功率。小灯泡的额定功率是指在额定电压下的功率，因此应从测量数据中找到额定电压值和对应的电流值，根据公式P＝UI求解。6．实验中常见的电路故障：(1)灯泡不亮，电压表有明显示数，电流表无示数——灯泡断路；(2)灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数——灯泡短路；电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关(3)调节滑动变阻器滑片的位置，灯泡亮度不变，电流表、电压表示数不变——滑动变阻器接入错误。电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关实验02实验021．实验原理：Q＝I2Rt。2．实验方法：控制变量法和转换法。3．实验器材：电源、两个阻值不同的电阻丝、两个装有相等质量煤油的烧瓶、温度计、秒表等。4．实验结论：(1)在电流、通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。(2)在通电时间、电阻相同时，通过的电流越大，产生的热量越多。(3)在电流、电阻相同时，通电时间越长，产生的热量越多。5．问题探究：(1)如何判断产生热量的多少？通过观察温度计示数的变化。(2)实验中，如何操作才能控制电流相等？使两个阻值不同的电阻丝串联。(3)实验中，如何控制电压相等？使两个阻值不同的电阻丝并联。(4)实验中为什么选用煤油而不选用水？煤油的比热容较小，吸收相同的热量，煤油的温度变化更明显，更便于观察。真题练真题练一、单选题1．（2023·湖南怀化·统考中考真题）如图所示电路，电源电压不变，闭合开关后，当滑动变阻器滑片P向左滑动时，以下说法正确的是（）

A．电压表读数变小，总功率变大B．电路的总电阻变小，总功率变大C．电压表读数变大，电流表读数变大D．电压表读数变大，电流表读数变小【答案】BC【解析】由电路图知，两电阻串联连接，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则电路中的总电阻变小，据欧姆定律知，电路中的电流变大，电流表计数变大，据串联电路的分压特点知，变阻器分得的电压变小，电源电压不变，R0分得的电压变大，电压表示数变大，据P=UI知，电路的总功率变大，故AD错误，BC正确。故选BC。2．（2023·湖北随州·统考中考真题）某科技小组设计了一个地磅，地磅内部简化电路如图。其工作原理是车辆开上地磅会压缩弹簧（弹簧处于弹性限度内）引起滑片P移动，当电路的电流I≥I0（I0为某一定值）时，电路中电铃会发出警示声（电铃可视为一个小电阻），表明车辆超重了。圆圈处是电压表可反映车辆的重量，R0为保护电阻，电源电压不变。下列说法正确的是（）

A．车辆越重，弹簧的弹性势能越小B．车辆越轻，电压表的示数越小C．车辆越重，电压表的示数越小D．当地磅上无车辆时，电路消耗的总功率最大【答案】B【解析】A．车辆越重，弹簧被压缩的程度越大，弹簧的形变越大，弹簧的弹性势能越大，故A错误；BC．如图所示，电路是一个串联电路，电压表测量的是R0两端的电压，车辆越轻，滑动变阻器的滑片P向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路中的总电阻增大，根据欧姆定律可知，电路中的电流减小，定值电阻R0两端的电压减小，故B正确，C错误；D．当地磅上无车辆时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，电源电压不变，根据P=UI可知，电路中的总功率最小，故D错误。故选B。3．（2023·北京·统考中考真题）如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和33圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并联在电路中工作一段时间，下列说法正确的是（）

A．通过R1的电流等于通过R2的电流B．R1两端的电压大于R2两端的电压C．R1的电功率大于R2的电功率D．R1消耗的电能小于R2消耗的电能【答案】D【解析】由题意可知，两电阻丝的材料相同，电阻丝R1比R2长且细，则R1>R2；AB．因R1与R2并联，电阻两端的电压相等，由可知，电阻大的通过的电流小，所以通过R1的电流小于通过R2的电流，故AB错误；C．由可知，R1电功率小于R2的电功率，故C错误；D．R1电功率小于R2的电功率，根据W=Pt可知，相同时间内R1消耗的电能小于R2消耗的电能，故D正确。故选D。4．（2023·广东深圳·统考中考真题）已知，，琴琴同学分别按图甲和图乙两种方式将两电阻连接在一起，则（

）

A．图甲中R1与R2的电流比 B．图乙中R1与R2的电压比C．图甲与图乙的总功率比 D．图甲与图乙的总功率比【答案】C【解析】A．图甲中两电阻串联，根据串联电路中电流处处相等可知，通过与的电流相等，即故A不符合题意；B．图乙中两电阻并联，根据并联电路的电压规律可知，与两端的电压相等，则故B不符合题意；CD．根据电功率的公式可得图甲与图乙的总功率比故C符合题意，D不符合题意。故选C。二、填空题5．（2023·辽宁抚顺·统考中考真题）用如图所示的装置可探究电流产生热量与___________（填“电流”或“电阻”）的关系，若通过R2的电流为1A，通电1min，R2产生的热量为___________J。若将R3更换为10Ω的电阻，___________（填“仍能”或“不能”）完成该实验探究。

【答案】电流300仍能【解析】[1]根据控制变量法的思想，R1和R2的电阻相同，R3与R1并联进行分流，因此R1和R2的电流不同，所以可以探究电流产生热量与电流的关系。[2]根据焦耳定律，R2产生的热量Q=I2Rt=(1A)2×5Ω×1×60s=300J[3]若将R3更换为10Ω的电阻，R3仍与R1并联进行分流，R1和R2的电流仍然不同，因此仍能完成该实验探究。6．（2023·辽宁本溪·统考中考真题）小平家5月份的电费为50元，当地电价为0.5元/kW▪h，5月末他家的电能表示数如图，5月初电能表的示数应为________。他家可以同时使用用电器的总功率不能超过________W。他单独使用电炖锅正常工作3min，电能表转盘转过160转，则电炖锅的额定功率为________W。

【答案】44001600【解析】[1]小平家5月份消耗的电能5月初电能表的示数为W初=2023.6kW·h-100kW·h=1923.6kW·h[2]由电能表的参数可知，他家接在这个电能表的用电器额定最大电流为20A，则他家可以同时使用用电器的最大总功率[3]电炖锅正常工作3min，消耗的电能电炖锅的额定功率7．（2023·湖北鄂州·统考中考真题）如图甲所示，空气炸锅利用热空气流高效快速烹制食物，以烹制食物的外酥里嫩、味美可口而广受大众的认可和欢迎。如图乙所示是某品牌空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R2=44Ω。通过开关S1的通断和单刀双掷开关S2在A、B间的连接转换可实现高、中、低三个档位的调节。已知中温档的额定功率为440W。求：（1）当开关S1___________（选填“断开”或“闭合”）、S2___________（选填“接A”或“接B”）时，空气炸锅为低温挡；（2）R1的阻值___________；（3）当空气炸锅处于高温档时，正常工作10min消耗的电能___________。

【答案】断开接A110Ω9.24×105J【解析】（1）[1][2]观察电路图可知，当S1断开，S2接A时，R1与R2串联，电路中电阻最大；当S1闭合，S2接B时，R1与R2并联，电路中电阻最小；当S1闭合，S2接A时，R2被短路，电路中只有R1，电路中电阻大小中等；由可知，当S1断开，S2接A时，电路中电阻最大，功率最小，此时空气炸锅为低温挡。（2）[3]当S1闭合、S2接A时处于中温档，R1的阻值（3）[4]当S1闭合、S2接B时处于高温档，则高温档的功率正常工作10min消耗的电能W=P高t=1540W×10×60s=9.24×105J8．（2023·吉林·统考中考真题）如图是某电饭锅内部电路简图。S断开时，电路中的电流是0.5A，通电1min后，电路中消耗的电能是______J；S闭合后，电路中消耗的总功率将______。

【答案】180变大【解析】[1]S断开时，电路中的电流是0.5A，通电1min后，电路中消耗的电能是[2]S闭合后，电路由R0与R串联变为R的简单电路，电路中电阻变小，由得，电路中消耗的总功率将变大。三、实验题9．（2023·四川达州·统考中考真题）小明学习了电功率的知识后，在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡，为了测定该小灯泡的额定功率，他在学校的实验室找到了相关器材，并进行了如下实验，已知电源电压恒为8V。（1）请用笔画线代替导线，帮他连接好实物图。要求闭合开关后，滑片向右移，灯泡变亮__________；（2）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，你认为出现此现象的原因是__________（选填字母）；A．滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱B．灯泡的电阻太小C．滑动变阻器的最大阻值太小（3）排除故障后，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，接下来他应该将滑动变阻器的滑片向__________移动，同时眼睛注意观察__________（选填“电流表”“电压表”或“灯泡”），直到灯泡正常发光；（4）经过多次测量，小明绘制了小灯泡的I-U图像，如图丙所示，则该小灯泡的额定功率为__________W；（5）若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用，于是他向老师请教，老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率，你认为老师的方案可能是__________（选填字母）；A．只将电源电压减小B．只更换一个其他规格的滑动变阻器C．将该电压表并联到滑动变阻器的两端（6）小明还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻Rx的阻值，于是他设计了如图丁所示的电路图，操作步骤如下：①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V；②保持滑动变阻器的滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，电压表示数为4.5V；则Rx=__________Ω。【答案】

A右电压表3C5【解析】（1）[1]根据滑动变阻器的要求可知，闭合开关后，滑片向右移，灯泡变亮，说明滑动变阻器接入电路中的电阻变小，只能选择滑动变阻器的右侧的下端接线柱接入电路，如图所示：

（2）[2]根据题意可知，灯泡发光很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，说明滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱，故BC不符合题意，A符合题意。故选A。（3）[3][4]排除故障后，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，电压表的示数为4V，小于额定电压，所以，接下来要增大灯泡两端的电压，由串联电路电压特点可知，滑动变阻器的两端电压就要降低，根据串联的分压原理，滑动变阻器接入电路中的电阻就变小，所以，应该将滑动变阻器的滑片向右边移动，同时眼睛注意观察电压表，直到灯泡达到额定电压为止，即小灯泡正常发光。（4）[5]根据如图丙可知，当小灯泡的电压是6V时，通过小灯泡的电流是0.5A，所以，该小灯泡的额定功率为（5）[6]若电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用，根据串联电路的电压特点可知，可将该电压表并联到滑动变阻器的两端，电压表的量程可以选择0到3V的，当小灯泡的电压是6V时，滑动变阻器分的电压是2V，故AB不符合题意，C符合题意。故选C。（6）[7]①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器R，小灯泡，定值电阻Rx串联，电压表测量灯泡两端电压，且电压表的示数为3V，根据图丙可知，通过小灯泡的电流是0.3A；②闭合S、S2，断开S1，滑动变阻器R，小灯泡，定值电阻Rx串联，电压表测量灯泡和定值电阻Rx两端总电压，且电压表的示数为4.5V，因保持滑动变阻器的滑片位置不动，所以，灯泡亮度和分得的电压不变，通过灯泡的电流仍然是0.3A且与通过定值电阻Rx的电流相等，所以，定值电阻Rx两端电压是则定值电阻Rx的大小是10．（2023·湖北荆州·统考中考真题）课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。

（1）为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用______（选填字母）；A．“10Ω0.5A”的滑动变阻器B．“20Ω2A”的滑动变阻器C．“5Ω1A”的滑动变阻器（2）电路连接完成后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是____________；（3）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向______端移动（选填“左”或“右”）；（4）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为______W；（5）实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下：

①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R'的滑片，使小灯泡正常发光；②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为8V；③再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表的示数为14V；④小灯泡的额定功率P额=______W。【答案】B小灯泡断路左0.51.8【解析】（1）[1]小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。额定电流约为此时滑动变阻器接入电路中的阻值约为由此可知，应选“20Ω2A”的滑动变阻器。故选B。（2）[2]电路连接完成后，闭合开关，发现电流表无示数，小灯泡不亮，说明电路存在断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表并联在电源两端，测电源电压，与电压表并联的电路部分存在断路，故小灯泡断路。（3）[3]由图乙可知，电压表选择小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V。为了测量小灯泡的额定功率，应增加小灯泡两端的电压，减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器接入电路的电阻，故将滑动变阻器的滑片向左移动。（4）[4]由图丙可知，当电压为2.5V时，电流为0.2A。因此小灯泡的额定功率是P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W（5）[5]开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片左边的电阻与小灯泡串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压UL=6V根据串联电路电压的规律可得U滑=U-UL=18V-6V=12V所以，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为12V时，小灯泡正常发光。保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，电压表测量滑动变阻器滑片左边电阻两端的电压，此时电压表示数为U左=8V由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测量出定值电阻R两端的电压，需要测量出滑动变阻器两端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压，即U′=14V在②中，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，根据串联电路电压的规律可得，R两端的电压UR=U-U′=18V-14V=4V此时电路中的电流当电压表示数为U左=8V时，滑动变阻器滑片左边电阻的阻值故在①中，小灯泡的额定电流为则小灯泡的额定功率P额=ULIL=6V×0.3A=1.8W四、计算题11．（2023·辽宁抚顺·统考中考真题）作为四大国粹之一的中药能有效抑制病毒在人体内的传播。如图甲所示为一款电热中药壶，其简化电路图如图乙所示，它有急火和文火两种工作状态，由温控开关S1自动控制，文火时的电功率为220W。R1和R2均为发热电阻，且R2的阻值为123.2Ω。【c中药取4.0×103J/(kg·℃)】求：（1）中药壶在文火状态下的电流；（2）将3kg中药从20℃加热至100℃，中药吸收的热量；（3）若不计热量损失，用急火完成（2）中的加热过程所用的时间。

【答案】（1）1A；（2）9.6×105J；（3）1920s【解析】解：（1）根据，中药壶在文火状态下的电流（2）中药吸收的热量（3）当S1接b时，R1和R2串联在电路中，为文火状态，根据电路的总电阻根据串联电路电阻的特点，R1的阻值为当S1接a时，只有R1在电路中，为急火状态不计热量损失W=Q吸，根据，加热过程所用时间答：（1）中药壶在文火状态下的电流1A；（2）中药吸收的热量9.6×105J；（3）加热过程所用时间1920s。12．（2023·辽宁本溪·统考中考真题）如图为某款水暖电热毯的简化电路图，其中R、、均为加热电阻。该电热毯具有“调温”和“恒温”两挡，开关接1为“调温”挡，功率变化范围为50W~100W，开关接2为“恒温”挡，功率为33W。电热毯内装有1kg水。[]求：（1）电热毯在恒温挡时的电流；（2）可变电阻R的最大阻值；（3）若用最大功率加热，不计热损失，电热毯内水的温度由20℃升高到50℃所用的时间。

【答案】（1）；（2）；（3）【解析】解：（1）由得，电热毯在恒温挡时的电流（2）当开关S接1，滑片在最右端时，电路中只有工作，为调温档最大功率100W；由得当开关S接1，滑片在最左端时，可变电阻R达到最大阻值，与串联，为调温档最小功率50W；由得，电路的总电阻滑动变阻器的最大阻值（3）水的温度由20℃升高到50℃吸收的热量因为不计热损失，所以消耗的电能由得，需要的时间答：（1）电热毯在恒温档时的电流为；（2）可变电阻R的最大阻值为；（3）若用最大功率加热，电热毯内水的温度由20℃升高到50℃的时间为。模拟练模拟练一、单选题1．（2023·湖北武汉·模拟预测）在如图，所示电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，开关S闭合后，将滑动变阻器R2的滑片由b端向a端滑动，判断正确的是（）

A．电压表示数不变，电路消耗总功率变大B．电流表的示数变小，电路消耗的总功率变小C．电流表的示数变大，V的示数与A的示数之比不变D．电流长的示数变大，V的示数与A的示数之比变大【答案】C【解析】定值电阻与滑动变阻器串联，滑动变阻器滑片由b端向a端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，则电路中的总电阻R变小，而电源电压U不变，由可知电路电流变大，即电流表示数变大；由于定值电阻的阻值不变，由公式U=IR可知，定值电阻两端电压变大，即电压表示数变大；电压表测定值电阻两端的电压、电流表测电路中的电流即通过定值电阻的电流，根据欧姆定律可知，电压表示数与电流表示数的比值是定值电阻的阻值，并且定值电阻的阻值不变，即电压表示数与电流表示数的比值不变；由于电源电压U不变，而电路中的电流变大，由公式P=UI可知，电路消耗总功率的变大。故选C。2．（2023·广东深圳·红岭中学校考三模）关于电学知识，以下说法正确的是（）A．根据可知，对同一个导体其电阻与电压成正比，与电流成反比B．长度相同的a、b两根镍铬合金丝，横截面积关系为Sa<Sb，则Ra>RbC．两灯L1、L2分别标有“6V3W”、“6V6W”，接入电路后，L1一定比L2亮D．金属导体中电流的方向与自由电子运动方向相反【答案】B【解析】A．导体的电阻是导体本身的性质，与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关，与流过的电流和两端的电压无关，故A错误；B．长度相同的a、b两根镍铬合金丝，材料也相同，横截面积越大，电阻越小，横截面积关系为Sa<Sb，则Ra>Rb，故B正确；C．两灯L1、L2分别标有“6V3W”、“6V6W”，接入电路后，由于不知道两盏灯的实际功率的大小，所以无法判定亮度的大小，故C错误；D．物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向，电流的方向与负电荷定向移动方向相反，故D错误。故选B。3．（2023·湖南娄底·统考一模）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示，把它们串联在电路中，如图乙所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.2A，则电源电压和元件A1min内消耗的电能分别是（）

A．2.0V0.8J B．4.5V

0.5J C．2.5V1.0J D．4.5V

24J【答案】D【解析】由于电路元件A和B串联，所以，IA＝IB＝0.2A由图像知道，此时UA＝2.0V，UB＝2.5V；所以，电源的电压是U＝UA+UB＝2.0V+2.5V＝4.5V元件A的1min内消耗的电能为故选D。4．（2023·湖南娄底·统考一模）将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作2h，屏幕显示如图所示，若该时间内消耗的电能全部被40kg的水吸收（水未沸腾）已知电费单价为，，则下列说法正确的是（）

A．电热水器是电源B．该过程消耗电能0.5kW•hC．水温升高30℃D．电热水器的功率为400W【答案】C【解析】A．电热水器在电路中消耗电能，把电能转化为内能，所以电热水器是用电器，故A错误；B．该过程消耗的电能故B错误；C．根据题意可知，水吸收的热量由可知，水升高的温度故C正确；D．电热水器的功率故D错误。故选C。二、填空题5．（2023·湖北武汉·模拟预测）如图所示的电路中，灯L标有“3V，0.9W”、滑动变化器R上标有“50Ω，1A”的字样，电压表量程为“0~3V，电流表量程0~0.6A”，与源电压恒为4.5V，不考虑温度对电阻的影响.台开关S，为了保证电路中各元件安全工作，滑动变阻器按入电路中的阻值范围足够大，电压表的示数变化范围是_____V。

【答案】1.5~3【解析】灯泡正常工作时的电流灯泡的电阻比较灯泡、变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程可知0.3A<0.6A<1A故电路中的电流不得超过0.3A。此时电路中的总电阻灯泡与变阻器串联，所以滑动变阻器的最小电阻R小=15Ω-10Ω=5Ω此时电压表示数最小，电压表的最小值U小=ILR小=0.3A×5Ω=1.5V滑动变阻器阻值增大时,电压表的示数不得超过3V，电压表的最大值为3V。所以，电压表的示数变化范围是1.5~3V。6．（2023·湖北武汉·模拟预测）小明用图甲所示的电路，探究导体中的电流与导体电风的关系（电源电压恒为6V），小明共做了五次实验，图乙是他根据记录的正组效据，在方格纸上描点画出的电阻箱的电流I与其值R′的关系图线，则这五次实验过程中，小明调节电器箱R，滑动变阻器消消耗的最大功率与最小功率之比为_____。

【答案】10：1【解析】由题意知在探究导体中的电流与导体电风的关系时，控制电压不变，由P=UI可知电压不变时，通过的电流越大，电功率就越大，反之越小；由图象读出最小、最大电流，进一步求出滑动变阻器消耗的最大功率与最小功率之比。由图象可知I最大=1A，I最小=0.1A因电压的大小保持不变，所以由P=UI可得，动变阻器消消耗的最大功率与最小功率之比为7．（2023·辽宁葫芦岛·统考二模）如图甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器，图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像，则该定值电阻是______Ω，电源电压是______V，电路消耗电功率最大时电功率为______W。

【答案】101214.4【解析】[1][2]由电路图可知，与串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流。由图像可知，当电路中的最小电流时，的电功率由可得，的最大电阻由图像可知，当电路中的电流为时，因的电功率由可得，此时接入电路的电阻根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和和可得，电源的电压①当电路中的电流时，电源的电压②解得电源电压[3]当滑片位于最右端时电路为的简单电路，此时电路中的总电阻最小，电路消耗的最大功率8．（2023·辽宁葫芦岛·统考二模）李明家中购买了一台空调，空调金属外壳应______，空调风扇的扇叶粘有些灰尘，这是由于扇叶旋转时发生______。李明家的空调铭牌上标有“220V，1000W”，他怀疑空调的额定功率不准确，电路中只接入空调情况下，6min内观察到他家的电能表的转盘转过了48转，那么只接入空调情况下消耗1kW·h的电能空调工作______h。

【答案】接地摩擦起电1.25【解析】[1]空调的金属外壳应该接地，这样可防止因外壳漏电而发生触电事故。[2]空调风扇的扇叶在转动过程中与空气摩擦带上了电荷，吸引灰尘，使灰尘附着在扇叶上。[3]因为电能表表盘数据“660r/(kW·h)”表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能，电能表转盘转过600r，所以电能表转盘转48r，空调消耗的电能为空调工作的时间为t=6min=0.1h空调的功率为根据得，只接入空调情况下消耗1kW·h的电能空调工作的时间为为三、实验题9．（2023·广东深圳·红岭中学校考三模）（1）综合实践课上，小微同学用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻，选用的小灯泡L标有“”字样、电源电压恒为、滑动变阻器规格为“”。

①请在图甲中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接；___________②闭合开关进行实验，移动滑动变阻器的滑片P过程中，她应注视___________（选填“电压表”、“电流表”或“滑动变阻器”）的变化情况；③当电压表示数为时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻___________Ω。她发现小灯泡电阻发生了变化，其原因是灯丝电阻受___________的影响；（2）如果把甲电路图中小灯泡换成一系列的定值电阻，该电路图还可以探究电流与电阻的关系。步骤如下：①将的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为，读出电流表的读数。②不改变①的滑动变阻器的滑片位置，直接用的电阻替换的电阻，闭合开关后，应___________（选填“向左”或“向右”）移动滑片才能继续完成实验；③在、、、这一系列定值电阻中，当定值电阻换为___________时，使用该滑动变阻器无法完成该组实验；（3）如图丙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与___________有关，图中的作用是分电流，所以与的阻值___________（选填“一定”或“不一定”）要相同。为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大，应选用___________（从、和的定值电阻中选出一个定值电阻）。如果将也放入右侧封闭容器内，通电一段时间后，两容器中电阻丝产生热量的大小关系为___________。A．左侧容器产生的热量多B．右侧容器产生的热量多C．左右两侧产生的热量一样【答案】

电压表9.6温度向右25Ω电流不一定2ΩA【解析】（1）①[1]由图乙可知，电流表选用0~0.6A的量程，故图甲中将电流表小量程与开关串联在电路中，如下图所示：

②[2]当灯泡两端电压为额定电压时，灯泡正常发光，故闭合开关进行实验，移动滑动变阻器的滑片P过程中，她应注视电压表的变化情况。③[3]当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用0~0.6A的量程，分度值0.02A，其示数为0.26A，则小灯泡正常发光时的电阻为[4]小灯泡电阻发生了变化是因为灯丝电阻受温度的影响，随温度的升高而增大。（2）②[5]实验中，当把10Ω的电阻换成15Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应向右移动滑片才能继续完成实验。③[6]在探究电流与电阻的关系实验中，应控制定值电阻两端电压UV=2V不变，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U滑=U-UV=4.5V-2V=2.5V定值电阻两端电压是滑动变阻器两端电压的因为滑动变阻器的最大电阻为25Ω，当滑动变阻器的电阻最大时，定值电阻阻值也最大；根据串联分压原理，定值电阻阻值为R大=0.8R滑大=0.8×25Ω=20Ω故当定值电阻换为25Ω时，使用该滑动变阻器无法完成该组实验。（3）[7][8][9]图丙中，容器内电阻的阻值相同；右容器内一个电阻丝与容器外的一个电阻丝并联后再与左容器内一个电阻丝串联，根据串联、并联电路电流的规律，通过右容器内电阻丝的电流小于左容器内电阻丝的电流，故该装置探究的是电流产生的热量与电流有关。为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成更小的，这样分流更多，R1和R2发热多少对比更明显，所以R2与R3的阻值不一定要相同，故R3应选用2Ω定值电阻。[10]将图乙右侧容器外并联的电阻丝也放入右侧容器内，根据并联电阻小于其中任一电阻，即并联后的电阻小于5Ω，而通过的电流和通电时间相同，左侧容器内电阻较大，通电一段时间后，左侧容器产生的热量多；故选A。10．（2023·辽宁葫芦岛·统考二模）探究活动小组的同学为了测小灯泡的电阻，选用的器材如下：电压恒为6V的电源，额定电压为3.8V的小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、若干导线。

（1）如图甲所示，小组同学设计的电路还有一条导线没完成，请你完成电路的连接；______实验次数123电压/V1.02.03.0电流/A0.20.32电阻/Ω（2）小组同学改变滑动变阻器滑片的位置，测量出三组电流和电压值如上表所示。第3次实验中电流表示数如图乙所示，第3次实验灯泡电阻为______Ω；（3）探究小组的同学增加一个电阻箱R，设计了图丙所示的电路，探究电流与电压的关系。同小组的小王同学认为这个电路不能完成这个实验，因为此电路不能控制______一定；小李同学认为只需将电压表并联在______（填“滑动变阻器”或“电阻箱”）两端即可完成实验。老师觉得小李的改动合理，同学们利用小李改动后的电路进行了如下实验：A．保持______的电阻一定，改变______的阻值，分别读出电流表和电压表的示数。（以上两空填“R”或“R0”）B．在实验过程中，发现电阻箱断路，此时若向右滑动滑动变阻器的滑片，电压表的示数将会______（填“明显变大”、“明显变小”或“几乎不变”）。C．换用完好的电阻箱，由实验可得出：当电阻一定时，电流与电压成正比。（4）探究小组测量额定电压为2.5V的小灯泡L的额定功率，设计了如图丁所示的电路，电路中电源电压未知，R为电阻箱、R0为滑动变阻器，其最大阻值未知。①为了实验顺利完成，指导老师让小组同学先对丁电路进行调节，测量出电源电压。小组同学想出了下面三种方案，其中可以测出电源电压的是______（多选）；A．将R0的滑片调至最右端，R的阻值调为零，闭合开关S，读出此时电压表V1和V2的示数；B．将R0的滑片调至最左端，R的阻值调为适当值，闭合开关S，读出此时电压表V2的示数；C．闭合开关S，将R0的滑片调至最右端，R的阻值调为10Ω，读出此时电压表V1和V2的示数。②通过正确的方法测量出电源电压为9V，老师要求小组同学将电阻箱R的阻值调节为10Ω。完成对小灯泡额定功率的测量，以下是小组同学的实验过程，请你补充完整。A．调节R0的滑片，使电压表______的示数为6.5V，根据串联电路电压规律可知，此时小灯泡正常发光，再读出此时电压表______的示数为5.5V；（以上两空填“V1”或“V2”）B．小灯泡的额定功率：P额=______W。【答案】

7.5灯丝电阻电阻箱RR0几乎不变ABV1V20.75【解析】（1）[1]在测量小灯泡的电阻实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，由图乙知，选用小量程，电压表并联在灯泡两端，如图所示：

（2）[2]第3次实验中电流表示数如图乙所示，电流表选用0~0.6A小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A，此时灯泡的电压为3V，则小灯泡的电阻为（3）[3][4]在探究电流与电压的关系实验中，要控制电阻的阻值不变，因灯丝的电阻随温度的变化而变化，即不能控制灯丝电阻一定，所以这个电路不能完成这个实验；在实验中电阻箱的阻值可保持不变，故只