专题15电功、电功率和电热(原卷版+解析)(第1期)

专题15电功、电功率和电热（原卷版）（第1期）一、选择题1.（2022·四川自贡）小王随父母去自贡江姐故里进行红色研学之旅。需要提前给移动充电宝进行充电，充电宝容量为60000mA·h，充电电压为5V，充电时剩余电量为0，于是她关闭家中其它用电器，并观察到家里电能表如图所示，要给充电宝充满电，电能表的转盘将转过（）。A.120r B.200r C.300r D.1000r2.（2022·山东临沂）一个标有“220V1100W”的电热器，当通过它的电流为4A时，它的实际功率为（）。A.176W B.704W C.880W D.1100W3.（2022·四川遂宁）夏季汛期来临，某科技小组设计了一个监测观音湖水位的装置。其原理如图甲，电路中电源电压保持不变，为定值电阻；R是竖直放置的长条形电阻片，浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动，AP与R组成滑动变阻器（最大阻值），当电流表的示数达到某一数值时提醒监测员水位达到警戒值。R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，电路工作时电压表与电流表变化关系如图丙。则下列说法正确的是（）A.当水位升高时，电压表的示数变大；B.该电路的电源电压是6V；C.该电路工作时的最小总功率是0.3W；D.当水位达到警戒水位时，电流表的示数为0.2A4.（2022·山东泰安）如甲图所示，灯泡标有“”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器标有“”字样，电压表的量程为，电流表的量程为，定值电阻的电流随电压变化的图像如乙图所示。在保证电路安全和电表不超量程的情况下，当闭合开关、、时，通电30s，电路中电流所做的功为；当闭合开关，断开开关、时，灯泡的实际功率为；当闭合开关、，断开开关时，定值电阻消耗的最小功率为。下列说法中（）。①灯泡的电阻为②电源电压为③④A.只有①④正确 B.只有②③正确C.只有①②正确 D.只有①③④正确5.（2022·山东临沂）图甲所示电路，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动到某一位置的过程中，两电表的示数关系如图乙所示。下列判断正确的是（）。A.小灯泡的额定功率为0.625W B.电路的最大总功率为1.2WC.小灯泡的灯丝阻值越来越小 D.R的阻值变化范围为20Ω~8Ω6.（2022·陕西省）物理科技小组在课外制作活动中，把一废旧电饭锅改造成一个由一根电热丝和两个开关组成简易电饭锅。接通电源，手动开关闭合，电热丝工作，当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合；接通电源，温控开关在锅内温度低于60℃时自动闭合，电热丝工作，锅内温度高于85℃时，温控开关自动断开。通过两个开关的通断，可实现加热和保温两种功能。根据以上描述，下列判断正确的是（）。A.接通电源，闭合手动开关，电热丝才能开始工作；B.当手动开关自动断开时，简易电饭锅马上进入保温状态；C.锅内温度由103℃降至60℃过程中，电热丝不工作；D.简易电饭锅加热时的功率大于保温时的功率二、填空题7.（2022·四川遂宁）傍晚用电高峰时期，小何观察到家中一只标有“220V48.4W”的白炽灯比正常时暗。他发现灯泡内壁发黑，根据所学知识他知道造成该现象的原因是：灯泡长时间使用后，灯丝升华变细，电阻变______，导致功率变小；另外，用电高峰期家中实际电压低于220V，实际功率低于额定功率。他想知道此时家中的实际电压，于是更换了一只同规格的新灯泡，关闭家中其它用电器，让该灯单独工作100s，电能表（如图）转盘转了4转，则家中实际电压为______V。8.（2022·四川南充）甲乙两电阻的电流随电压的变化关系如图所示，则R甲________R乙（选填“>”，“<”或“=”），当电阻两端电压相等时，甲乙两个电阻的电功率之比P甲∶P乙=_________。9.（2022·四川南充）小张用家中的电能表来测量家中电热水壶的实际功率，他关闭其它所有用电器，只打开电热水壶，观察如图所示的电能表转盘在3min时间转动了110转，则电热水壶的实际功率是___________W，电热水壶正常工作时电流是___________A。10.（2022·安徽省）如图所示，电源电压保持不变，电阻、。闭合开关，则通电，电阻产生的热量为______。11.（2022·云南省）某教室共有20盏“220V40W”的普通照明灯泡，一盏灯泡的电阻为_________Ω；如果改用20盏“20V13W”的LED灯，不仅亮度相当、而且可以省电，若该教室平均每天用电5h，则一天可节约___________度电。12.（2022·江西省）某商场有甲，乙两种容积相同的电热水壶，甲标有“220V800W”的字样，乙标有“220V1500W”的字样，若家庭电路的电压是220V，室内插座的额定电流是5A，用该插座给电热水壶供电，从安全用电的角度考虑，应选购______（选填“甲”或“乙”）电热水壶，选择的理由是______。13.（2022·浙江宁波）盛夏，室外温度达36℃，小宁将客厅空调的设定温度设置为28℃，发现空调正常工作时的工作周期：工作10min后会停止工作，5min后再重新工作……周而复始。从该空调铭牌上获悉，空调的制冷额定功率为2000W。（1）空调正常工作时，一个工作周期内消耗的电能为______J；（2）为了节能减排，小宁家换上了隔热保温性能更好门窗。在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下，空调新的一个工作周期内，工作时间会______（填“大于”“等于”或“小于”）10min。14.（2022·山东临沂）小明家新购买了一台“220V6600W”的即热式热水器。（1）在其他条件相同时，导线的横截面积越大，电阻越______，允许通过的最大电流越大，所以安装师傅选用较粗的铜芯导线。同时，为确保用电安全，热水器的金属外壳要______；（2）小明洗头时，该热水器共正常工作5min，消耗的电能为______J；吹干头发后，用塑料梳子梳头，头发越梳越蓬松，这是头发与梳子摩擦后带同种电荷而相互______的结果。15.（2022·陕西省）如图-1所示电路，电源电压不变，L是额定电压为2.5V的小灯泡，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P在某两点间移动的过程中，电流表A与电压表V1的示数变化关系如图-2所示。当电流表示数为0.2A时，两电压表的示数相等，则电源电压为___________V。小灯泡正常工作时的电流为___________A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为___________Ω，电路的总功率为___________W。16.（2022·江苏扬州）如图1所示，将阻值为R0=5Ω，R1=10Ω，R2=15Ω的3段电阻丝分别浸没在质量和初温均相同的煤油中，可以通过比较___________来比较电阻丝产生热量的多少。按图2连接电路，将S置于1，通电1分钟，A、B两温度计示数分别升高和，R1的功率为P1，则___________（选填“>”、“<”或“=”，下同）。断开S，待煤油温度降到初温，将S置于2，通电1分钟，A温度计示数升高，R2的功率为P2，则___________，P1___________P2。三、计算题17.（2022·陕西省）如图是某家用电扇的铭牌。（1）电动机的工作原理是磁场对通电导体有___________的作用；电扇正常工作时，电能主要转化为___________能；（2）电扇底座与地面总接触面积为，电扇静止时对水平地面的压强是多少？（g取10N/kg）___________（3）电扇使用事项中明确规定：“禁止用手或其他物体阻挡叶片转动”，这是因为正常工作的电扇，如果叶片被卡住而不转动时，电能将全部转化为内能，很容易烧坏电动机线圈。已知线圈电阻为22Ω，正常工作的电扇叶片被卡住不转时，线圈中的电流为多少___________？若此状态持续1min，则线圈中电流产生的热量是多少？___________18.（2022·四川自贡）小亮在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，、均是发热电阻（阻值不随温度变化），欲将质量为1kg，初温为的汤加热至，设此汤的比热容为，求：额定电压220V额定功率低温档48.4W高温档500W（1）汤需要吸收的热量；（2）利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要多少时间？（3）的阻值为多少？19.（2022·四川遂宁）小明给家中喂养热带鱼的鱼缸设计了一个加热装置（如图甲），该装置电路如图乙所示：L为照明装饰小彩灯（标有“6V3W”），为总开关，为温控开关（温度低于20℃自动接通，温度升高到24℃时自动断开），R是阻值为的电热丝。某次换水后，鱼缸内有10kg初温为19℃的水，闭合开关，L正常发光，R开始发热。请你用所学知识与小明一起解决下列问题[]：（1）电源电压是多少？（2）R开始发热到停止工作水吸收了多少热量？（3）R开始发热到停止工作的时间是多少秒？（不考虑热量损失，电热丝产生热量均被水吸收。）20.（2022·重庆A）商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻和为发热体，其中。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个档位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时为中温档，额定功率为440W。求：（1）的电阻；（2）高温档正常工作100s，电流通过产生的电热；（3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率（已知商用电费单价为0.75元/kW·h）。21.（2022·四川南充）某电饭煲内部电路简图如图甲，S为总开关，S1为自动控制开关，当S闭合时为煮饭过程，断开时为保温过程，某同学用仪表测量出了该电饭煲煮饭和保温全过程的电流随时间变化图像如图乙，电饭煲工作电压恒为220V，求（1）电阻R1的功率P1；（2）电阻R2的阻值；（3）煮饭过程中消耗的电能W。22.（2022·安徽省）图甲为某电火锅的铭牌，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同档位工作。（1）电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？（2）求的值；（3）若家庭电路的电压是，某插座的额定电流是，用该插座仅给电火锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择哪个档位？说明理由。××牌电火锅额定电压220V额定功率低温挡500W中温挡1000W高温挡1500W甲

23.（2022·江苏连云港）在一次综合实践活动中，小明制作了一个简单的保温箱，其工作原理如图所示。热敏电阻、定值电阻和电磁继电器组成保温箱的控制电路。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当箱内温度达到100℃时，电磁铁吸合衔铁，使触点A脱开触点改与触点接触，当箱内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁，触点A再次与触点接触。当触点A先后与触点、接触时，电流表的示数分别为和。求：（1）电阻和的阻值；（2）保温箱加热时工作电路的功率；（3）保温箱保温工作电路消耗的电能。24.（2022·山东泰安）如图所示，物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型，由控制器和加热器组成，可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个档位，由开关和加热电阻丝、组成，，；控制电路电压恒定，，为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘形硬质杆，水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮，通过形杆对压敏电阻产生压力，所受压力每增加，电阻减小。浮体体积为，质量为。科技小组对加湿器进行测试：向水箱内缓慢注水，当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为，此时衔铁恰好被吸下，加热器开始工作；当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为；当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为。形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计，取，水的密度为，水的比热容为。（1）当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，水温升高了25℃。求加热器的高档功率和低档功率；（2）求浮体体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力；（3）求水箱注水量达到最大值时，浮体浸入水中的体积。25.（2022·云南省）如图所示，电源电压恒定，R1=30Ω，当S闭合，S1断开时，电流表的示数为0.2A；当S、S1都闭合时，电流表的示数为0.5A。求（1）电源电压；（2）R2的阻值；（3）S、S1都闭合时，通电1min电流通过R2做的功。26.（2022·江西省）如图所示，已知电源电压恒为8V，小灯泡上标有“6V3W”。（1）求小灯泡正常发光时的电流和电阻；（2）闭合开关S，移动滑片P，使小灯泡正常发光，求此时滑动变阻器连入电路中的电阻和电路消耗的总功率。27.（2022·江西省）如图甲所示，电源两端电压恒为3V，开关S闭合，当滑动变阻器的滑片P移动到某一位置时，电压表的示数1.8V，电流表的示数如图乙所示。（1）读出电流表的示数为___________A；（2）求定值电阻的阻值；（）（3）求此时滑动变阻器的电功率。（）28.（2022·浙江宁波）电动汽车正在走进千家万户。高速公路上有一平直路段AB，相距5km，一辆电动汽车从A地匀速运动到B地用时0.05h，这一行程中电动汽车的平均能耗为。（1）从A地到B地，电动汽车的速度为______km/h；（2）从A地到B地，电动汽车消耗的电能为______kW•h；（3）不同能源的单位能耗的碳排放量不同，其中电能的CO2排放系数为：（消耗的电能相当于排放1.00kg的CO2）。求汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放多少千克的碳元素？（）（4）从A地到B地的行程中，电动汽车消耗电能的75%用于驱动车轮推动汽车前进，求汽车受到的阻力大小。（）29.（2022·江苏扬州）如图所示为某款电热水龙头电路图，a、b、c、d为四个固定触点，绕O点转动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P置于不同位置时，有冷水、温水和热水三种状态，正常工作时出温水的电功率为1100W，出热水的电功率为2200W。（1）求出温水时电路中的电流；（2）求出热水时2分钟内消耗的电能；（3）若水龙头只能出冷水和温水，电路可能存在的故障。（写出一条即可）30.（2022·四川内江）如图所示是验电笔正确使用的示意图。当正确使用验电笔时，由被测带电体（电源）、验电笔、人体和大地构成串联闭合电路。若其中验电笔的电阻取为，人体的电阻取为，其它电阻不计，则当正确使用验电笔来检测家庭电路的相线（俗称火线）时：（1）流过人体的电流为多少；（结果保留到小数点后两位）（2）验电笔和人体消耗的电功率之比是多少？31.（2022·山东临沂）某品牌浴室多功能取暖器具有灯暖和风暖两种功能，其简化电路如图所示，部分参数如表所示。当取暖器正常工作时，求：（1）灯暖灯丝的电阻；（2）灯暖功能10min消耗的电能；（3）仅使用风暖功能时电路中的电流。额定电压220V灯暖额定电流2.5A风暖吹风机额定电流0.15加热电阻22Ω专题15电功、电功率和电热（解析版）（第1期）一、选择题1.（2022·四川自贡）小王随父母去自贡江姐故里进行红色研学之旅。需要提前给移动充电宝进行充电，充电宝容量为60000mA·h，充电电压为5V，充电时剩余电量为0，于是她关闭家中其它用电器，并观察到家里电能表如图所示，要给充电宝充满电，电能表的转盘将转过（）。A.120r B.200r C.300r D.1000r【答案】C。【解析】给充电宝充满电消耗的电能W＝UIt＝5V×60000×10−3A×3600s＝1080000J＝0.3kW•h1000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过1000转，则消耗0.3kW•h电能，电能表转盘的实际转数n＝0.3kW•h×1000r/（kW•h）＝300r故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。2.（2022·山东临沂）一个标有“220V1100W”的电热器，当通过它的电流为4A时，它的实际功率为（）。A.176W B.704W C.880W D.1100W【答案】B。【解析】一个标有“220V1100W”的电热器，则该电热器的电阻为当通过它的电流为4A时，它的实际功率为故B符合题意。故选B。3.（2022·四川遂宁）夏季汛期来临，某科技小组设计了一个监测观音湖水位的装置。其原理如图甲，电路中电源电压保持不变，为定值电阻；R是竖直放置的长条形电阻片，浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动，AP与R组成滑动变阻器（最大阻值），当电流表的示数达到某一数值时提醒监测员水位达到警戒值。R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，电路工作时电压表与电流表变化关系如图丙。则下列说法正确的是（）A.当水位升高时，电压表的示数变大；B.该电路的电源电压是6V；C.该电路工作时的最小总功率是0.3W；D.当水位达到警戒水位时，电流表的示数为0.2A【答案】D。【解析】由图可知，变阻器R和电阻R0串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路中的电流。A．当水位升高时，浮子向上运动，带动金属滑杆AP在竖直向上移动，变阻器连入电路的电阻变小，由串联分压可知变阻器两端的电压变小，即电压表的示数变小，故A错误；B．由图丙可知，R接入电路的阻值最大时，电路总电阻最大，由可知通过电路的电流最小，最小电流是0.1A，R两端的电压是6V，电源电压为U=I小(R大+R0)=0.1A×(60Ω+R0)①当R接入电路的电阻为零，只有R0的简单电路，电路的总电阻最小，由可知通过电路的电流最大，最大电流是0.3A，电源电压为U=I大R0=0.3A×R0②电源电压不变，则0.1A×(60Ω+R0)=0.3A×R0R0=30Ω电源电压U=I大R0=0.3A×30Ω=9V故B错误；C．电路中最小电流是0.1A，该电路工作时的最小总功率P小=UI小=9V×0.1A=0.9W故C错误；D．由图乙可知，水位升高195.0m-175.0m=20.0m变阻器的阻值变化量是60Ω，水位的变化量和变阻器的阻值变化量成正比，当警戒水位时，水位升高190.0m-175.0m=15.0m则，R′=45Ω此时变阻器连入电路的电阻R′′=R大-R′=60Ω-45Ω=15Ω当水位达到警戒水位时，电流表的示数为；故D正确。故选D。4.（2022·山东泰安）如甲图所示，灯泡标有“”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器标有“”字样，电压表的量程为，电流表的量程为，定值电阻的电流随电压变化的图像如乙图所示。在保证电路安全和电表不超量程的情况下，当闭合开关、、时，通电30s，电路中电流所做的功为；当闭合开关，断开开关、时，灯泡的实际功率为；当闭合开关、，断开开关时，定值电阻消耗的最小功率为。下列说法中（）。①灯泡的电阻为②电源电压为③④A.只有①④正确 B.只有②③正确C.只有①②正确 D.只有①③④正确【答案】A。【解析】①因为灯泡标有“”字样，由知道，灯泡正常发光时的电阻故①正确；②由图乙知道，当R2两端电压是8V时，通过的电流是0.5A，由欧姆定律知道，R2的电阻为由图知道，当闭合开关、、时，是R2的简单电路，由于通电30s，电路中电流所做的功为，故由以上两式解得，电源电压U=8V故②错误；③由图知道，当闭合开关、，断开开关时，R1与R2串联，所以，当滑动变阻器全部接入电路时，电路的电流最小，此时电流大小是定值电阻消耗的功率最小，为故③错误；④当闭合开关，断开开关、时，灯泡与R2串联，则灯泡的实际功率为故④正确。综上所述，A正确。故选A。5.（2022·山东临沂）图甲所示电路，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动到某一位置的过程中，两电表的示数关系如图乙所示。下列判断正确的是（）。A.小灯泡的额定功率为0.625W B.电路的最大总功率为1.2WC.小灯泡的灯丝阻值越来越小 D.R的阻值变化范围为20Ω~8Ω【答案】A。【解析】由电路图知，小灯泡与滑动变阻器串联在电路中，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。A．由图乙知，电压表示数为2.5V时，电路中的电流为0.25A，此时小灯泡正常工作，其额定功率P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W故A正确；B．小灯泡正常工作时，电路中电流最大，电路的总功率最大为P总=UI额=4.5V×0.25A=1.125W故B错误；C．由图甲知，滑片向左滑动过程中，变阻器接入电路的阻值变小，电路中的总电阻变小，电路的电流变大，由图乙知，随着电压增大，电流也增大，而电压的增加量比电流的大，据欧姆定律知，随着电压增大，小灯泡的灯丝电阻变大，故C错误；D．由图乙知，变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小为0.05A，此时电压表示数为0.5V，即小灯泡两端的电压为0.5V。变阻器两端的电压U滑1=U-U1=4.5V-0.5V=4V滑动变阻器的最大阻值电路中的电流最大时，变阻器两端的电压U滑2=U-U额=4.5V-2.5V=2V变阻器接入电路的阻值最小为所以变阻器接入电路的阻值为80Ω~8Ω，故D错误。故选A。6.（2022·陕西省）物理科技小组在课外制作活动中，把一废旧电饭锅改造成一个由一根电热丝和两个开关组成简易电饭锅。接通电源，手动开关闭合，电热丝工作，当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合；接通电源，温控开关在锅内温度低于60℃时自动闭合，电热丝工作，锅内温度高于85℃时，温控开关自动断开。通过两个开关的通断，可实现加热和保温两种功能。根据以上描述，下列判断正确的是（）。A.接通电源，闭合手动开关，电热丝才能开始工作；B.当手动开关自动断开时，简易电饭锅马上进入保温状态；C.锅内温度由103℃降至60℃过程中，电热丝不工作；D.简易电饭锅加热时的功率大于保温时的功率【答案】C。【解析】A．由题意可知，由题意可知，温控开关S1与按钮开关S2是并联的，如图所示电热丝要工作，只需闭合开关S1或者开关S2，当锅内温度低于60℃时，温控开关S1自动闭合，电热丝工作，故A错误；B．当手动开关自动断开时，锅内温度达到103℃，锅内温度高于85℃，温控开关S1不会闭合，所以简易电饭锅不能马上进入保温状态，故B错误；C．锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合，而温控开关在锅内温度低于60℃时才会自动闭合，所以锅内温度由103℃降至60℃过程中，电热丝不工作，故C正确；D．根据公式可知，简易电饭锅加热时的功率与保温时的功率一样大，故D错误。故选C。二、填空题7.（2022·四川遂宁）傍晚用电高峰时期，小何观察到家中一只标有“220V48.4W”的白炽灯比正常时暗。他发现灯泡内壁发黑，根据所学知识他知道造成该现象的原因是：灯泡长时间使用后，灯丝升华变细，电阻变______，导致功率变小；另外，用电高峰期家中实际电压低于220V，实际功率低于额定功率。他想知道此时家中的实际电压，于是更换了一只同规格的新灯泡，关闭家中其它用电器，让该灯单独工作100s，电能表（如图）转盘转了4转，则家中实际电压为______V。【答案】①大；②200。【解析】[1]导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积等有关，相同材料，长度越长、横截面积越小，电阻越大。因此灯泡长时间使用后，灯丝升华变细，即横截面积变小，电阻变大。[2]由图可知，电能表转盘转了4转，消耗的电能为新灯泡的实际功率是灯泡的电阻为。实际电压为。8.（2022·四川南充）甲乙两电阻的电流随电压的变化关系如图所示，则R甲________R乙（选填“>”，“<”或“=”），当电阻两端电压相等时，甲乙两个电阻的电功率之比P甲∶P乙=_________。【答案】①<；②3∶1。【解析】[1]由图中可知，当甲、乙两端电压均为3V时，流过甲的电流大于流过乙的电流，故由欧姆定律可知，甲的电阻小于乙的电阻，即R甲<R乙。[2]由欧姆定律可得，甲的电阻为乙的电阻为当电阻两端电压相等时，由可得，甲乙两个电阻的电功率之比为。9.（2022·四川南充）小张用家中的电能表来测量家中电热水壶的实际功率，他关闭其它所有用电器，只打开电热水壶，观察如图所示的电能表转盘在3min时间转动了110转，则电热水壶的实际功率是___________W，电热水壶正常工作时电流是___________A。【答案】①1100；②5。【解析】[1]如图所示的电能表转盘在3min时间转动了110转，消耗的电能是电热水壶功率为[2]电热水壶正常工作时电流是。10.（2022·安徽省）如图所示，电源电压保持不变，电阻、。闭合开关，则通电，电阻产生的热量为______。【答案】10。【解析】因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中总电阻为根据欧姆定律可得，电路中电流为根据焦耳定律可得，通电，电阻产生的热量为。11.（2022·云南省）某教室共有20盏“220V40W”的普通照明灯泡，一盏灯泡的电阻为_________Ω；如果改用20盏“20V13W”的LED灯，不仅亮度相当、而且可以省电，若该教室平均每天用电5h，则一天可节约___________度电。【答案】①1210；②2.7。【解析】[1]一盏灯泡的电阻为[2]20盏“220V40W”的普通照明灯泡照明5h，消耗的电能为改用20盏“20V13W”的LED灯，消耗的电能为则一天可节约电能为。12.（2022·江西省）某商场有甲，乙两种容积相同的电热水壶，甲标有“220V800W”的字样，乙标有“220V1500W”的字样，若家庭电路的电压是220V，室内插座的额定电流是5A，用该插座给电热水壶供电，从安全用电的角度考虑，应选购______（选填“甲”或“乙”）电热水壶，选择的理由是______。【答案】①甲；②乙的额定电流超过了插座的额定电流5A。【解析】[1]甲电热水壶的额定电流为乙电热水壶的额定电流为因为I1<5A，I2>5A，所以从安全用电的角度考虑，应选购甲。[2]因为乙的额定电流超过了插座的额定电流5A，使用可能导致插座烧坏，甚至引起火灾。13.（2022·浙江宁波）盛夏，室外温度达36℃，小宁将客厅空调的设定温度设置为28℃，发现空调正常工作时的工作周期：工作10min后会停止工作，5min后再重新工作……周而复始。从该空调铭牌上获悉，空调的制冷额定功率为2000W。（1）空调正常工作时，一个工作周期内消耗的电能为______J；（2）为了节能减排，小宁家换上了隔热保温性能更好门窗。在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下，空调新的一个工作周期内，工作时间会______（填“大于”“等于”或“小于”）10min。【答案】①；②小于。【解析】（1）[1]由题意可知，一个工作周期内，工作10min，停止5min，空调的制冷额定功率为2000W，则一个工作周期内消耗的电能一个工作周期内消耗的电能为。（2）[2]由题意可知，小宁家换上了隔热保温性能更好的门窗，那么外界的热量会比较少地传递进来，在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下，室内温度会降温更快，即空调新的一个工作周期内，工作时间会小于10min。14.（2022·山东临沂）小明家新购买了一台“220V6600W”的即热式热水器。（1）在其他条件相同时，导线的横截面积越大，电阻越______，允许通过的最大电流越大，所以安装师傅选用较粗的铜芯导线。同时，为确保用电安全，热水器的金属外壳要______；（2）小明洗头时，该热水器共正常工作5min，消耗的电能为______J；吹干头发后，用塑料梳子梳头，头发越梳越蓬松，这是头发与梳子摩擦后带同种电荷而相互______的结果。【答案】①小；②接地线；③；④排斥。【解析】（1）[1]根据得，在其他条件相同时，导线的横截面积越大，电阻越小，允许通过的最大电流越大，所以安装师傅选用较粗的铜芯导线。[2]为确保用电安全，国家规定带有金属外壳的家用电器，其金属外壳必须接地，故热水器的金属外壳要接地线。（2）[3]小明洗头时，该热水器共正常工作5min，消耗的电能为[4]同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。用塑料梳子梳头，头发越梳越蓬松，这是头发与梳子摩擦后带同种电荷而相互排斥的结果。15.（2022·陕西省）如图-1所示电路，电源电压不变，L是额定电压为2.5V的小灯泡，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P在某两点间移动的过程中，电流表A与电压表V1的示数变化关系如图-2所示。当电流表示数为0.2A时，两电压表的示数相等，则电源电压为___________V。小灯泡正常工作时的电流为___________A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为___________Ω，电路的总功率为___________W。【答案】①3；②0.25；③2；④0.75。【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测L两端的电压，电压表V2测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流。[1]由图-2可知，当电流表示数为0.2A时，V1表示数为1.5V，由于此时两电压表的示数相等，所以电源电压为U=U1+U2=1.5V+1.5V=3V[2]由图-2可知，当电压表V1示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电路中电流为0.25A，所以小灯泡正常工作时的电流为0.25A。[3]根据串联电路电压特点可知，当电压表V1示数为2.5V时，电压表V2的示数为U2′=U-U1′=3V-2.5V=0.5V电路中的电流为0.25A，所以此时滑动变阻器接入电路的阻值为[4]电路的总功率为P=UI′=3V×0.25A=0.75W。16.（2022·江苏扬州）如图1所示，将阻值为R0=5Ω，R1=10Ω，R2=15Ω的3段电阻丝分别浸没在质量和初温均相同的煤油中，可以通过比较___________来比较电阻丝产生热量的多少。按图2连接电路，将S置于1，通电1分钟，A、B两温度计示数分别升高和，R1的功率为P1，则___________（选填“>”、“<”或“=”，下同）。断开S，待煤油温度降到初温，将S置于2，通电1分钟，A温度计示数升高，R2的功率为P2，则___________，P1___________P2。【答案】①温度计示数升高的多少；②<；③>；④>。【解析】[1]如图1所示，若通电，根据焦耳定律得产生的热量，被煤油吸收，使煤油温度升高。根据得质量相同的煤油，升高的温度不同，吸收的热量不同，所以可以通过比较温度计示数升高的多少来比较电阻丝产生热量的多少。[2]按图2连接电路，将S置于1，R0与R1串联，则通过R0与R1的电流相同，设电源电压为U，通电1分钟，根据焦耳定律和欧姆定律得，电阻R0产生的热量电阻R1产生的热量因为R0=5Ω，R1=10Ω，即所以在根据得，A、B两温度计示数分别升高[3]按图2连接电路，将S置于1，R1的功率为①断开S，待煤油温度降到初温，将S置于2，通电1分钟，R0与R2串联，则通过R0与R2的电流相同，根据焦耳定律和欧姆定律得，电阻R0产生的热量因为，即所以A温度计示数升高，则[4]R2的功率为②由①②解得。三、计算题17.（2022·陕西省）如图是某家用电扇的铭牌。（1）电动机的工作原理是磁场对通电导体有___________的作用；电扇正常工作时，电能主要转化为___________能；（2）电扇底座与地面总接触面积为，电扇静止时对水平地面的压强是多少？（g取10N/kg）___________（3）电扇使用事项中明确规定：“禁止用手或其他物体阻挡叶片转动”，这是因为正常工作的电扇，如果叶片被卡住而不转动时，电能将全部转化为内能，很容易烧坏电动机线圈。已知线圈电阻为22Ω，正常工作的电扇叶片被卡住不转时，线圈中的电流为多少___________？若此状态持续1min，则线圈中电流产生的热量是多少？___________【答案】①力；②机械；③；④10A；⑤。【解析】（1）[1]电动机中的线圈通上电流，线圈就会转动起来，说明通电导体在磁场中受到力的作用。所以电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用。[2]电扇正常工作时，电扇里的电动机将电能转化为机械能。（2）[3]电扇对水平地面的压力电扇对水平地面的压强（3）[4]正常工作的电扇，叶片被卡住时，线圈中的电流[5]1min线圈中电流产生的热量答：（1）电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用；电扇正常工作时，电能主要转化为机械能；（2）电扇静止时对水平地面的压强是2.5×104Pa；（3）正常工作的电扇叶片被卡住不转时，线圈中的电流为10A，若此状态持续1min，则线圈中电流产生的热量是1.32×105J。18.（2022·四川自贡）小亮在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，、均是发热电阻（阻值不随温度变化），欲将质量为1kg，初温为的汤加热至，设此汤的比热容为，求：额定电压220V额定功率低温档48.4W高温档500W（1）汤需要吸收的热量；（2）利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要多少时间？（3）的阻值为多少？【答案】（1）；（2）；（3）。【解析】（1）由可知，汤吸收的热量（2）由可知，在不考虑热损耗的情况下，电饭煲高温煲汤时需要的时间（3）由图乙可知，当开关S连接触点2时，仅电阻接入电路，根据欧姆定律分析可知，此时电路电流最大，为高温档。由电功率变形式可知，电阻的阻值由图乙可知，当开关S连接触点1时，电阻和串联接入电路，电路总电阻大，根据欧姆定律分析可知，此时电路电流最小，为低温档。由电功率变形式可知，电阻和的总电阻故的阻值答：（1）汤需要吸收的热量为；（2）高温档煲汤需要的时间为；（3）的阻值为。19.（2022·四川遂宁）小明给家中喂养热带鱼的鱼缸设计了一个加热装置（如图甲），该装置电路如图乙所示：L为照明装饰小彩灯（标有“6V3W”），为总开关，为温控开关（温度低于20℃自动接通，温度升高到24℃时自动断开），R是阻值为的电热丝。某次换水后，鱼缸内有10kg初温为19℃的水，闭合开关，L正常发光，R开始发热。请你用所学知识与小明一起解决下列问题[]：（1）电源电压是多少？（2）R开始发热到停止工作水吸收了多少热量？（3）R开始发热到停止工作的时间是多少秒？（不考虑热量损失，电热丝产生热量均被水吸收。）【答案】（1）；（2）；（3）。【解析】（1）由题意可知，当闭合、时，此时照明装饰小彩灯L正常发光，所以照明装饰小彩灯L两端实际电压等于它的额定电压，然后根据并联电路的电压规律可知，电源电压与照明装饰小彩灯L的实际电压相等，即（2）由题意可知，水吸收的热量为（3）因为不考虑热量损失，电热丝产生热量均被水吸收，所以可得电热丝R开始发热到停止，放出的热量为因为该电路是纯电阻电路，所以可以使用焦耳定律的变形公式可得，R开始发热到停止工作的时间是。答：（1）电源电压是6V。（2）R开始发热到停止工作水吸收了的热量。（3）R开始发热到停止工作的时间是秒。20.（2022·重庆A）商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻和为发热体，其中。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个档位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时为中温档，额定功率为440W。求：（1）的电阻；（2）高温档正常工作100s，电流通过产生的电热；（3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率（已知商用电费单价为0.75元/kW·h）。【答案】（1）110Ω；（2）1.21×105J；（3）320W。【解析】（1）当开关S1、S3闭合、S2断开时，两电阻并联，总电阻最小，根据可知，此时总功率最大，为高温挡；只闭合S3时，电路为R2的简单电路，总电阻较小，根据可知，此时总功率较大，为中温档；当开关S1、S3断开、S2闭合时，两电阻串联，总电阻最大，根据可知此时总功率最小，为低温挡。则R2的电阻（2）高温挡时R1功率为电流通过R1产生的电热Q1=W1=P1t1=1210W×100s=1.21×105J（3）空气炸锅消耗的电能空气炸锅工作的时间t=9∶25-9∶10=15min=0.25h空气炸锅的电功率。答：（1）R2的电阻为110Ω；（2）高温档正常工作100s，电流通过R1产生的电热为1.21×105J；（3）空气炸锅消耗的电功率为320W。21.（2022·四川南充）某电饭煲内部电路简图如图甲，S为总开关，S1为自动控制开关，当S闭合时为煮饭过程，断开时为保温过程，某同学用仪表测量出了该电饭煲煮饭和保温全过程的电流随时间变化图像如图乙，电饭煲工作电压恒为220V，求（1）电阻R1的功率P1；（2）电阻R2的阻值；（3）煮饭过程中消耗的电能W。【答案】（1）22W；（2）40Ω；（3）7.392×105J。【解析】（1）电饭煲在保温过程中只有R1工作，由乙图可知保温挡电流为0.1A，则电阻R1的功率为P1=UI1=220V×0.1A=22W（2）电饭煲煮饭过程中R1与R2并联在电路中，干路中电流为0.5A，R2的电流为I2=I-11=5.6A-0.1A=5.5A电阻R2的阻值（3）煮饭过程时间t=10min=600s煮饭过程中消耗的电能W=UIt=220V×5.6A×600s=7.392×105J。答：（1）电阻R1的功率为22W；（2）电阻R2的阻值为40Ω；（3）煮饭过程中消耗的电能为7.392×105J。22.（2022·安徽省）图甲为某电火锅的铭牌，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同档位工作。（1）电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？（2）求的值；（3）若家庭电路的电压是，某插座的额定电流是，用该插座仅给电火锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择哪个档位？说明理由。××牌电火锅额定电压220V额定功率低温挡500W中温挡1000W高温挡1500W甲

【答案】（1）S1断开，S2闭合；（2）；（3）中温挡。【解析】（1）根据可知，电火锅在低温挡工作时，电路中电阻应该最大，由题意可知，故当R2单独接入电路后，电路中的功率最小，为低温挡，此时开关S1断开，S2闭合。（2）根据并联电路电阻规律可知，若R1、R2并联，电路中电阻最小，根据可知，功率最大，为高温挡，由（1）可知当R2单独接入电路后，为低温挡，所以R1单独接入电路后，为中温挡，根据可知，R1、R2的阻值之比为（3）该插座最大允许接入的最大功率为所以功率之间关系为从安全用电和加热快这两个角度综合考虑选用中温挡。答：（1）电火锅在低温挡工作时，开关S1断开，S2闭合；（2）的值为；（3）从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择中温挡。23.（2022·江苏连云港）在一次综合实践活动中，小明制作了一个简单的保温箱，其工作原理如图所示。热敏电阻、定值电阻和电磁继电器组成保温箱的控制电路。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当箱内温度达到100℃时，电磁铁吸合衔铁，使触点A脱开触点改与触点接触，当箱内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁，触点A再次与触点接触。当触点A先后与触点、接触时，电流表的示数分别为和。求：（1）电阻和的阻值；（2）保温箱加热时工作电路的功率；（3）保温箱保温工作电路消耗的电能。【答案】（1），；（2）；（3）。【解析】（1）当触点A与触点接触时，被短路，此时只有连接在电路中，保温箱处于加热状态，电阻R1的阻值当触点A与触点接触时，和串联，此时保温箱处于保温状态，电路的总电阻由串联电路电阻的规律可知的阻值（2）保温箱加热时工作电路的功率（3）保温箱保温工作电路消耗的电能。答：（1）电阻的阻值是，的阻值是；（2）保温箱加热时工作电路的功率是；（3）保温箱保温工作电路消耗的电能是。24.（2022·山东泰安）如图所示，物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型，由控制器和加热器组成，可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个档位，由开关和加热电阻丝、组成，，；控制电路电压恒定，，为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘形硬质杆，水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮，通过形杆对压敏电阻产生压力，所受压力每增加，电阻减小。浮体体积为，质量为。科技小组对加湿器进行测试：向水箱内缓慢注水，当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为，此时衔铁恰好被吸下，加热器开始工作；当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为；当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为。形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计，取，水的密度为，水的比热容为。（1）当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，水温升高了25℃。求加热器的高档功率和低档功率；（2）求浮体体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力；（3）求水箱注水量达到最大值时，浮体浸入水中的体积。【答案】（1）900W，200W；（2）1.5N；（3）。【解析】（1）的水吸收的热量为当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，则高温挡产生的热量为加热器的高档功率根据可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小，故当开关S闭合时，、并联，总电阻较小，电功率较大，此时为加热挡，加热挡的功率为900W，当开关S断开时，只有工作，电阻较大，处于低温挡，低档功率（2）浮体体积的浸入水中时受到的浮力物体A所受的重力为物体A受到了向下的重力为0.5N，向上的浮力为2N，故杆对A的力是向下的，杆对A的压力为（3）设控制电路的电压为U控，当杆对A的压力为1.5N时，对应压敏电阻的阻值为，则根据串联电路电压规律可以列等式①浮体体积的浸入水中时受到的浮力物体A受到了向下的重力为0.5N，向上的浮力为5N，故杆对A的力是向下的，杆对A的压力为根据所受压力每增加，电阻减小，此时压敏电阻的阻值为此时对应的控制电路的电流为根据串联电路电压规律可以列等式②联立①②可知，当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为，则此时总电阻为压敏电阻的阻值为当压敏电阻为50欧姆时，对应的压力为1.5N，此时压敏电阻的阻值为30Ω，则对应的压力为此时物体A的浮力为此时物体A浸入水中的体积答：（1）加热器的高档功率为900W和低档功率为200W；（2）浮体体积的浸入水中时受到的浮力为2N和此时压敏电阻受到的压力为1.5N；（3）水箱注水量达到最大值时，浮体浸入水中体积为。25.（2022·云南省）如图所示，电源电压恒定，R1=30Ω，当S闭合，S1断开时，电流表的示数为0.2A；当S、S1都闭合时，电流表的示数为0.5A。求（1）电源电压；（2）R2的阻值；（3）S、S1都闭合时，通电1min电流通过R2做的功。【答案】（1）6V；（2）；（3）108J。【解析】（1）当S闭合，S1断开时，只有R1接入电路，此时电流表的示数为0.2A，电源电压为（2）当S、S1都闭合时，R1与R2并联，电流表测量电路总电流，电流表的示数为0.5A，则通过R2的电流为则R2的阻值为（3）当S、S1都闭合时，R1与R2并联，通电1min电流通过R2做的功为。答：（1）电源电压为6V；（2）R2的阻值为；（3）S、S1都闭合时，通电1min电流通过R2做的功为108J。26.（2022·江西省）如图所示，已知电源电压恒为8V，小灯泡上标有“6V3W”。（1）求小灯泡正常发光时的电流和电阻；（2）闭合开关S，移动滑片P，使小灯泡正常发光，求此时滑动变阻器连入电路中的电阻和电路消耗的总功率。【答案】（1）0.5A，12Ω；（2）4Ω，4W。【解析】（1）小灯泡正常发光时的电流为电阻为（2）由图可知，灯泡L和滑动变阻器R串联，电压表测量灯泡两端的电压。移动滑片P，使小灯泡正常发光，此时灯泡电压为U额=6V，电路的电流等于灯泡的额定电流I=0.5A。根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端的电压为U滑=U-U额=8V-6V=2V滑动变阻器连入电路中的电阻电路消耗的总功率为P=UI=8v×0.5A=4W。答：（1）小灯泡正常发光时的电流为0.5A，电阻是12Ω；（2）小灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路中的电阻为4Ω，电路消耗的总功率为4W。27.（2022·江西省）如图甲所示，电源两端电压恒为3V，开关S闭合，当滑动变阻器的滑片P移动到某一