12电能与电功率（讲义）

浙教版中考科学二轮复习电能与电功率电能表的使用、电功率的计算、电能的计算【知识点分析】一．电功1.定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。2.实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少电能。电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。3.规定：电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。4.单位：国际单位是焦耳（J）常用单位：度（kwh）

1度=1千瓦时=1kwh=3．6×106J5.测量电功：⑴电能表：是测量用户用电器在某一段时间内所做电功（某一段时间内消耗电能）的仪器。⑵电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样，分别表示：电电能表额定电压220V；允许通过的最大电流是5A；每消耗一度电电能表转盘转3000转。⑶读数：A、测量较大电功时用刻度盘读数。①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。②电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数。二．电功率的计算1．定义：2．物理意义：表示电流做功快慢的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。3．电功率计算公式：P=UI=W/t（适用于所有电路）对于纯电阻电路可推导出：P=I2R=U2/R①串联电路中常用公式：P=I2R

P1：P2：P3：…Pn=R1：R2：R3：…：Rn②并联电路中常用公式：P=U2/R

P1：P2=R2：R1③无论用电器串联或并联。计算总功率

常用公式P=P1+P2+…Pn4．单位：国际单位瓦特（W）

常用单位：千瓦（kw）5．额定功率和实际功率：⑴额定电压：用电器正常工作时的电压。额定功率：用电器在额定电压下的功率。P额=U额I额=U2额/R某灯泡上标有“PZ22OV25”字样分别表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。若知该灯“正常发光”可知：该灯额定电压为220V，额定功率25W，额定电流I=P/U=0．11A灯丝阻值Ｒ＝U额2/Ｐ＝2936Ω。⑵当U实=U额时，=用电器正常工作（灯正常发光）当U时，＜用电器不能正常工作（灯光暗淡），有时会损坏用电器6.家庭电路电功率的计算使用公式P=W/t，如电能表使用消耗电能多少千瓦时，可根据1千瓦时是功率为一千瓦的用电器工作一小时消耗的电能，可根据比例计算用电器电功率。一.焦耳定律及电热1．焦耳定律：(1)1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律叫焦耳定律。焦耳定律是一个实验定律。它的适用范围很广，纯电阻电路、非纯电阻电路在计算电热时都用到它。(2)热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率．热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积．(3)电功率与热功率:对纯电阻电路，电功率等于热功率即：P=I*U=I2R=U2/R此时，可得U=IR,所以纯电阻电路也可以说是欧姆定律成立的电路对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．2.电热（1）电热：由于导体的电阻，使电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热。（2）内容：电流通过导体时产生的热量等于电流的平方、导体的电阻和通电时间的乘积。（3）公式：Q=I2Rt.（4）适用对象:凡是要计算电热，都应首选Q=I2Rt，可求任何电路中电流I通过电阻R时所产生的热量。3．热功率的意义及计算（1）热功率：单位时间内发热的功率叫作热功率。热功率即电能转化为内能的功率，即：P=Q/t=I2R（2）热功率计算:当电路不是纯电阻电路时，电功用W=UIt来计算，电热Q只能用Q=I2Rt进行计算，电功率用P=IU计算，热功率只能用P热=I2R计算。4.电热的档位问题：如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R2单独工作中温档：R1单独工作低温档：R1,R2同时工作如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R1,R2同时工作中温档：R2单独工作低温档：R1单独工作【例题分析】一、单选题1．LED灯已成为家庭照明的主要选择，如图所示，一个18W的LED灯照明亮度和一个40W的白炽灯是相等的，两个灯泡均正常工作时，以下说法正确的是（

）A．LED灯每秒消耗40J电能 B．LED灯每秒产生的内能大于白炽灯C．两个灯泡正常工作时的电功率相同 D．LED灯将电能转化为光能的效率较高【答案】D【解析】A．18W的LED灯每秒消耗的电能是W=Pt=18W×1s=18J故A错误；BD．白炽灯主要是电能转化为内能，LED灯主要是电能转化为光能。所以，LED灯每秒产生的内能小于白炽灯每秒产生的内能，LED灯将电能转化为光能的效率较高，故B错误，D正确；C．两个灯泡的额定功率不同，所以在正常工作时的电功率也不同，故C错误。2．如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变，R2=40Ω，通过R1的电流随它两端电压变化关系如图乙所示，则下列计算不正确的（）A．R1的阻值大小是20ΩB．当S1、S2、S3均闭合时，电流表的示数为0.6A，则通过电阻R2的电流是0.2AC．当S1、S2、S3均闭合时，电流表的示数为0.6A，则电源电压是6VD．当S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.16A，则R3消耗的功率是0.256W【答案】C【解析】A．由图像乙知，电流与电压成正比，所以电阻阻值不变，由欧姆定律可知，电阻R1的阻值为故A正确，不符合题意；B．当S1、S2、S3均闭合时，R3处于短路状态，R1与R2并联，电流表测干路电流，由并联电路的电流规律，可知I=I1+I2=0.6A通过电阻R1的电流与通过电阻R2的电流之间的关系为故可求得通过电阻R2的电流为0.2A，故B正确；不符合题意；C．当S1、S2、S3均闭合时，R3处于短路状态，R1与R2并联，由并联电路的电压规律可知故C错误，符合题意；D．当S1闭合，S2、S3断开时，R2与R3串联接入电路，由串联电路的电流规律，可得I=I3=I2'=0.16A电源电压U=8V，电阻R2两端的电压为U2'=I2'R2=0.16A×40Ω=6.4V由串联电路的电压规律，可得U3=UU2'=8V6.4V=1.6VR3消耗的功率为P3=U3I3=1.6V×0.16A=0.256W故D正确，不符合题意。3．如图为小丽家半年前新装的一只电能表，10月底查看电能表示数为，11月底表盘的示数如图中所示，下列说法正确的是（）A．该电能表的额定电流为20AB．电能表是用来测量电功率的仪表C．小丽家11月份总共消耗了903kW·h的电能D．若以每度电0.5元计算，则11月份应缴电费45.15元【答案】D【解析】A．该电能表的标定电流为10A，平时工作允许通过的最大电流（额定电流）是20A，故A错误；B．电能表是用来测量电能的仪表，故B错误；C．电能表上的最后一位表示小数，由图可知电能表的读数是633.5kW·h，小丽家11月份共消耗的电能为W=633.5kW·h543.2kW·h=90.3kW·h故C错误；D．若以每度电0.5元计算，则11月份应缴电费是90.3kW·h×0.5元/(kW·h)=45.15元故D正确。故选D。4．图甲是一款智能汽车的后视镜，该后视镜有防雾、除雨露、除冰霜三种功能，需要的热量依次增多，图乙是其原理图。已知车载电源电压为12V，电热丝电阻分别为R1＝5Ω，R2＝10Ω，R3＝15Ω，下列说法正确的是（）A．开关旋至“1”挡，开启除冰霜功能B．开启防雾功能，电路总电阻为15ΩC．开启除冰霜功能，电路的总功率为14.4WD．从防雾到除雨露，电路总电流变化0.1A【答案】C【解析】旋钮开关1挡位时，R1与R3串联，电阻最大，功率最小，属于防雾档，旋钮开关接2挡位时，R3连入电路，属于除雨露挡位；当旋钮开关接3挡位时，R2接入电路，属于除冰霜挡位。AB．旋钮开关1挡位时，R1与R3串联，电阻最大，总电阻为根据得，此时功率最小，属防雾挡，故AB错误；C．当旋钮开关接3挡位时，R2接入电路，属于除冰霜挡位，电路消耗的总功率故C正确；D．防雾挡电路中的电流旋钮开关接2挡位时，R3连入电路，属于除雨露挡，此时电流防雾到除雨露，电路总电流变化故D错误。5．关于家用电器的相关知识，下列说法不正确的是（

）A．中国家用电器的正常工作电压一般为220VB．接入电路的用电器越多，电路中电流越大C．由图可知买一级能耗的家用电器产品更节电，耗能更低D．2800W的电热水器一定比800W的电熨斗消耗的电能多【答案】D【解析】A．我国家庭电路电压为220V，中国家用电器正常工作电压一般为220V，故A正确，不符合题意；B．家用电器是并联的，接入电路的用电器越多，总电阻越小，根据欧姆定律可知，电路中的电流越大，故B正确，不符合题意；C．由图可知，耗能等级越低，家用电器越节能，所以一级能耗的家用电器产品更节电，耗能更低，故C正确，不符合题意；D．根据公式W=Pt可知，用电器消耗电能取决于功率大小及工作时间，由于不知道热水器和电熨斗的工作时间，所以无法比较消耗电能的多少，故D错误，符合题意。故选D。6．灯泡L上标有“6V6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化关系如图（甲）所示。现把灯泡L接入如图（乙）所示的电路中，若电路电源电压为9V不变，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~15V”。则下列说法正确的是（）A．电路的电功率随着滑动变阻器两端电压的减小而减小B．灯泡L的电阻值因为电压表的示数增大而增大C．为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为5.4WD．当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为6V【答案】C【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。A．由串联分压原理可知，滑动变阻器的阻值变小，两端的电压随之变小，电压表的示数变小，由电阻的串联可知电路的总电阻变小，由可知电路中的电流变大，电源电压不变，由P=UI可知电路的电功率变大，故A错误；B．由图甲可知，当灯泡两端的电压为1V、2V时，通过的电流分别为0.4A、0.6A，由欧姆定律可知，对应的灯泡L的电阻分别为电压表对应的示数分别为U滑1=UU1=9V1V=8VU滑2=UU1=9V2V=7V则灯泡L的电阻值随电压表的示数的减小而增大，故B错误；C．电流表的量程为0~0.6A，由图像可知，当灯泡正常发光（UL=6V）时，电路中的电流为1A>0.6A故电路中的最大电流为0.6A，电路消耗的最大电功率P大=UI大=9V×0.6A=5.4W故C正确；D．由图像可知，当电流表示数为0.4A时，灯泡两端的电压是1V，则电压表的示数U滑1=UU1=9V1V=8V故D错误。7．如图（a）所示，电源电压保持不变，闭合开关S，调节电阻箱，电压装示数与电流表示数关系图像如图（b）所示，是电阻箱阻值为零时的电流，则下列说法正确的是（）A．定值电阻R0阻值大小为B．电阻箱两端电压随电流增大而增大C．电路消耗的总功率最大值在数值上等于图形S3与S4的面积之和D．电阻箱消耗的电功率最大值在数值上等于图形S1的面积【答案】D【解析】A．电阻箱阻值为零时的电流为I0，此时电路中只接入了R0，电压表示数为U0，根据公式，可得R0的电阻为，故A错误；B．电路中的电流越大，电路中电阻箱接入电路中的阻值越小，电阻箱两端的电压越小，故B错误；C．当电阻箱接入电路阻值为零时，电路消耗的电功率最大，根据公式P=UI可知，电路消耗的最大电功率P最大=U0I0图形S3与S4的面积之和为，故C错误；D．如图所示，电阻箱与定值电阻串联，电阻箱的最大功率当接入电路中的电阻箱的阻值等于R0时，电阻箱消耗的电功率最大，此时电路中的电流为，电路中的电阻箱消耗的最大电功率图形S1的面积故D正确。8．小灯泡的I﹣U图像如图甲所示，将它与定值电阻R并联，如图乙所示，闭合开关S1，电流表的示数为0.1A；再闭合开关S2，电流表的示数增加了0.25A。则（）A．定值电阻阻值为20Ω B．灯泡功率为0.15WC．电源电压为3V D．电路总功率为0.5W【答案】A【解析】ABC．如图乙所示，闭合开关S1，此时电路为只有R的简单电路，电流表的示数为0.1A；再闭合开关S2，此时电路为R与小灯泡的并联电路，电流表测总电流。由并联电路电流特点可知，电流表的示数增加了0.25A，则通过小灯泡的电流为0.25A，由图甲可知，此时小灯泡两端的电压为2V，根据并联电路的电压特点可知，电源电压为2V，定值电阻两端的电压为2V；由欧姆定律可知，定值电阻的阻值为灯泡的功率为故A符合题意，BC不符合题意；D．当开关都闭合时，该电路的总电流为电路总功率为故D不符合题意。9．如图为小王家电能表的情况。下列有关说法错误的是（）A．该电能表的示数为8533.5kW•hB．小王家每消耗一度电，电能表上的转盘将转过3600圈C．该电能表应在频率为50Hz的交流电路中使用D．该电能表所在电路用电器的总功率不能超过2200W【答案】D【解析】A．电能表的最后一位数时小数，由图得，该电能表的示数为8533.5kW•h，故A正确，不符合题意；B．由图得，该电能表的参数3600r/（kW•h），表示每消耗一度电，电能表上的转盘将转过3600圈，故B正确，不符合题意；C．该电能表的参数50Hz表示这个电能表应接在频率为50Hz的交流电路中使用，故C正确，不符合题意；D．该电能表的额定电压为220V，额定最大电流为20A，则电路中用电器的总功率不能超过故D错误，符合题意。10．探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验如图所示，两个透明容器中密封着等质量的空气，下列说法正确的是（）A．U形管内液面高度变化是由管中液体热胀冷缩引起的B．该图是探究电流产生的热量与电阻关系的实验装置C．通电一段时间后U形管右管内的液面高度比左管低D．通电一段时间后左右两个容器内电阻丝产生的热量之比为2∶1【答案】C【解析】A．电流产生的热量不能用眼睛直接观察，对密封容器中空气加热，引起U形管中液面变化，通过液面高度差的变化来反映，是利用容器内气体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少，故A错误；B．图中两个5Ω电阻并联后再与一个5Ω电阻串联，容器内电阻的阻值相同，由串并联电路电流的规律可知通过两个容器内电阻的电流不同，研究电流产生的热量与电流的关系，故B错误；C．容器中的两个电阻丝的电阻与通电时间相同，由B干路电流等于各支路电流之和可知，左边容器中的电阻通过的电流大于于右边容器中的电阻通过的电流，通电一段时间后左侧容器内电阻产生的热量较多，左边U形管内液面高度差比右边大，故C正确；D．实验装置容器内电阻丝的阻值相同，右侧容器内电阻丝与容器外电阻丝并联，且容器内外的电阻丝的阻值相同，再与左侧电阻串联，由串并联电路电流的规律可知通过左侧电阻丝的电流与右侧容器内电阻丝的电流之比是2∶1，由Q=I2Rt可知通电一段时间后左、右两个容器内电阻丝产生的热量之比为Q左∶Q右=I左2Rt∶I右2Rt=I左2∶I右2=22∶12=4∶1故D错误。11．A、B两只灯泡的额定电压均为6V，通过它们的电流随两端电压变化关系如图所示，下列选项正确的是（）A．A、B两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而减小B．将两灯并联接在3V的电源两端，A、B两灯的实际功率之比为1∶2C．将两灯串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，电源两端电压为9VD．将5Ω的电阻与B灯串联接在6V的电源两端，该电阻消耗的功率为0.8W【答案】D【解析】A．导体的电阻是导体本身的一种特性，其大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与电压、电流无关。灯泡两端电压越大时，其实际功率越大，灯泡发光就越亮，灯丝的温度就越高，灯丝的电阻越大，故A错误；B．由图像可知，当两灯并联在3V的电源两端时，两灯两端的电压均等于电源电压为3V，若由公式P＝UI可知即由图像可知，当U＝3V时，IA为0.7A，则IB应为1.4A，而图像中显然不是1.4A，故B错误；C．将两灯串联，且B灯正常发光时，由图像可知，通过B灯的电流为0.5A，即电路中的电流为0.5A，此时A、B两灯两端的电压分别为2V和6V，根据串联电路电压规律可知，电源电压大小故C错误；D．当U与I比值即电阻大小为5Ω时，其U﹣I图像过点（2V，0.4A），此时，B灯两端的电压大小为4V，电源电压为正好为6V，则R消耗的功率为故D正确。12.实验室有R1和R2两个电阻，它们的电流与电压关系如图所示。下列说法不正确的是（）A．R1的阻值小于R2的阻值 B．R1与R2并联时的功率之比是2∶3C．R1和R2串联时的电压之比是2∶3 D．R1和R2串联时的电流之比是1∶1【答案】B【解析】A．由图像可知，当R1和R2两个电阻两端电压都为9V时，通过的R1的电流为0.9A，通过的R2的电流为0.6A，由知，电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，即有所以R1的阻值小于R2的阻值，故A正确，不符合题意；B．并联电路中各支路两端电压相等，即，R1与R2的电功率之比故B错误，符合题意；CD．串联电路中电流处处相等，所以R1和R2串联时的电流之比是1∶1，R1和R2串联时的电压之比故CD正确，不符合题意。13．如图所示分别是小阳家8月1日和9月1日电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列判断正确的是（）A．电能表是测量电功率的仪表B．小阳家8月份消耗的电能为1011kW•hC．电能表工作时的电流不应超过标定电流40AD．这个电能表应该接在频率为50Hz的交流电路中使用【答案】D【解析】A．电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，故A错误；B．小阳家8月份消耗的电能故B错误；C．“10（40）A”表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为40A，故C错误；D．50Hz表示这个电能表应该接在频率为50Hz的交流电路中使用，故D正确。14．如图甲所示的电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻，闭合开关S，滑动变阻器R的滑片P从a端滑到b端的过程中，电流表和电压表示数变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（）A．电源电压为8VB．定值电阻R0的阻值为C．整个电路消耗的最大功率为D．整个电路消耗的最小功率为【答案】D【解析】AB．由电路图可知，当滑片P位于a端时，电路为R的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，且此时电路中的电流最大；由图像可知，电路中的最大电流时，根据欧姆定律可知，电源电压

①当滑片P位于b端时，定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，由图像可知，电路中的最小电流，电压表示数为5V，根据串联电路电压特点和欧姆定律可知，电源电压

②联立①②可得

故AB错误；CD．由于电路的最大电流为，所以电路消耗的最大功率整个电路消耗的最小功率故C错误，故D正确。15．如图，甲、乙为两只相同电表，当闭合S1、S2时，甲、乙两表示数之比为3∶2，电路总功率为P1；同时更换两电表种类，调整开关状态，使两表均有正常示数，此时电路总功率为P2，则R1∶R2和P1∶P2是（）A．1∶2

2∶9 B．1∶3

1∶3 C．1∶2

2∶3 D．1∶2

1∶2【答案】A【解析】甲、乙为两只相同电表，当闭合S1、S2时，甲、乙两表示数之比为3∶2，若两表均为电流表，则甲表会将电源短路，故两表均为电压表。当闭合S1、S2时，两电阻串联，电压表甲测量电源电压，电压表乙测量R2两端的电压，甲、乙两表示数之比为3∶2，由串联电路各处的电流相等，则两个电阻两端的电压之比因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以即R2=2R1设电源电压为U，当两表都为电压表时，闭合S1、S2，两电阻串联，因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电路总功率同时更换两电表种类，即两表都为电流表时，闭合开关S1，两电阻并联，电流表甲测量通过R2的电流，电流表乙测量总电流，则电路总功率则16．如图所示，电源电压不变，只闭合开关S1，电流表示数为0.3A，再闭合S2，电流表示数变化了0.4A，则同时闭合S1、S2后，相同时间内R1、R2消耗的电能之比是（）A．3∶4 B．4∶3 C．7∶3 D．4∶7【答案】A【解析】由图知，只闭合S1时，R1单独接入电路，电流表测R1的电流，则I1=0.3A再闭合S2时，R1、R2并联，电流表测干路中的电流，两只开关都闭合时，由于并联电路中各电阻互不影响，所以通过R1的电流仍然为I1=0.3A电流表示数变化了0.4A，则说明通过R2的电流为I2=0.4A由于并联电路各支路两端的电压相等，则U1=U2，所以，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比为故A符合题意，BCD不符合题意。17．甲是通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系图像。现将小灯泡L与电阻R连入如图乙所示的电路中。闭合开关S，小灯泡的实际功率为，电压表示数为3V。下列结果正确的是（）A．电源电压为6V B．电路消耗的总功率为2.7WC．电阻R的阻值为15Ω D．通过电阻R的电流为0.2A【答案】B【解析】由图乙可知该电路为R和L的串联电路，电压表测R两端的电压；A．闭合开关，小灯泡的实际功率为，由结合图甲中数据可知，此时L两端的电压为，通过L的电流为：；已知此时电压表的示数为3V，即R两端的电压为；由串联电路的电压特点可知电源电压为故A错误；CD．因串联电路中电流处处相等，因此通过R的电流为由可知，电阻R的阻值为故CD错误；B．电路中的电流为电路消耗的总功率为故B正确。故选B。18．定值电阻R1和小灯泡R2的I﹣U图像如图所示。下列说法正确的是（）A．图线a表示的是小灯泡R2B．定值电阻R1的电阻为0.1ΩC．将R1和R2并联在电压为5V的电源两端，通过R1与R2的电功率之比为3∶5D．若将R1和R2串联后接在8V的电源两端，则R1与R2的电压之比为3∶5【答案】D【解析】AB．由图知道，a图线通过电阻的电流和两端的电压成正比，是定值电阻的图像，由图线a知道，当U=4V时，I=0.4A，由欧姆定律知道，定值电阻R1的阻值故AB错误；C．将R1和R2并联在电压为5V的电源两端，因并联电路中各支路两端的电压相等，且支路电压等于电源电压，所以它们两端的电压均为5V，由图像知道，对应的电流IR=0.5AIL=0.3A由知道，通过R1与R2的电功率之比是故C错误；D．若将R1和R2串联后接在8V的电源两端，由于串联电路各处电流相等，由图知道，此时当通过电路的电流为0.3A时，灯泡两端的电压为5V，定值电阻两端的电压为3V，所以，R1与R2的电压之比为3∶5，故D正确。19．利用图中5个阻值相等的电阻完成“焦耳定律”的探究实验，以下说法错误的是（

）A．本实验采用的研究方法有“控制变量法”和“转换法”B．通电后会发现在相同时间内乙产生的热量是丙产生热量的2倍C．若要探究导体的电阻对电热的影响，应该选择观察甲、乙D．图丙中外接5Ω电阻的作用是改变流过电阻D的电流，使通过电阻A、D的电流不同【答案】B【解析】A．电流通过电阻丝产生的热量越多，容器内空气吸收的热量越多，气体的温度越高，容器内气体压强就越大，气体推动U形管中液体移动，则U形管中液面的高度差就越大，即通过U形管中液面高度差的变化可以反映电流产生热量的多少，采用了转换法；由于电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关，所以探究电流通过导体产生的热量跟某个因素的关系时，要用到控制变量法，故A正确，不符合题意；B．由图可知，乙容器中的电阻是和丙容器中的电阻的2倍，乙的电流是丙的电流的2倍，根据Q=I2Rt可知，乙中产生的热量是丙的8倍；故B错误，符合题意；C．要探究电阻对电热的影响，应控制通电时间和电流大小相同，电阻大小不同，故应该选用甲和乙，故C正确，不符合题意；D．因为并联电路中的电阻比任何一个电阻都小，当丙容器外连接的5Ω电阻后，通过丙容器内电阻的电流减小，因此图丙中右侧盒外连接的5Ω电阻的作用是改变丙容器内电阻的电流；由于这两个电阻丝是相同的，通过它们的电流也相同，故外接5Ω电阻的作用是使通过金属丝A、D的电流不同，故D正确，不符合题意。故选B。20．额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（）A．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少B．正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大C．正常工作时，通过电饭锅的电流最大D．在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多【答案】B【解析】A．根据公式Q=I2Rt=Pt可知，正常工作时，用电器产生的热量多少和电功率及工作时间有关，因为无法知道电热水壶、电烤箱和电饭锅和工作时间，所以无法判断用电器产生的热量的多少，故A错误；B．由图可知，工作相同时间时，电水壶消耗的电能最多，根据公式可得，电热水壶的功率最大，故B正确；C．由图可知，工作时间相同时，电饭锅消耗的电能最少，根据公式可得，电饭锅的电功率最小，再根据公式可知，通过电饭锅的电流最小，故C错误；D．根据公式W=Pt可知，用电器消耗电能的多少与用电器的电功率及工作时间有关，因为不知道用电器的工作时间，所以无法判断个用电器消耗电能的多少，故D错误。21．加强城市交通安全，我市在交叉路口相继安装了交通红绿灯和电子警察监控系统。如图所示，这是某一路口的红绿灯设施，红、绿、黄三只灯泡均标有“220V22W”字样。下列说法正确的是（）A．红、绿、黄三只灯泡是串联的B．红绿灯设施两端的总电压为660VC．红绿灯设施正常工作20h消耗的电能为D．红、绿、黄三只灯泡的灯丝若使用超导体材料制作，灯泡的亮度将更亮【答案】C【解析】A．城市公路的十字路口安装的红、绿、黄三盏交通指示灯之间是互不影响的，所以是并联的关系，故A错误；B．根据并联电路的电压特点可知，三只灯泡两端的电压与电源电压相等，因此红绿灯设施两端的总电压为220V，故B错误；C．已知红、绿、黄三只灯的额定功率相同，且每次只有一盏灯工作，则该设施正常工作20h消耗的电能故C正确；D．白炽灯发光的原理是先发热后发光，电阻为零无法将电能转化为内能，灯丝无法发热，故D错误。22．如图所示，将乙图锡纸条的中间剪掉一些，已知ab、bc、cd长度相等，如图甲所示，将锡纸条接在电池两极，很快锡纸条开始冒烟、着火。关于该实验现象的分析错误的是（）A．ab段的电阻大于bc段的电阻 B．ab段的电流小于bc段的电流C．ab段两端的电压大于cd段两端的电压 D．bc段产生的热量大于cd段【答案】B【解析】A．由图知，锡纸条上ab、bc、cd段的材料和长度相等，ab段横截面积最小，cd段横截面积最大，在材料和长度相同时，横截面积越小电阻越大，所以ab段的电阻最大，bc段的电阻较大，cd段的电阻最小，故A正确，不符合题意；B．由图知，锡纸条上ab、bc、cd段是串联的，根据串联电路的电流特点可知，通过ab、bc、cd段的电流是相等的，故B错误，符合题意；C．根据欧姆定律可知，通过ab、bc、cd段的电流是相等的，由于ab段的电阻最大，bc段的电阻较大，cd段的电阻最小，所以ab段两端的电压最大，bc段两端的电压其次，cd段两端的电压最小，故C正确，不符合题意；D．根据焦耳定律可知，通过ab、bc、cd段的电流和通电时间是相等的，由于ab段的电阻最大，bc段的电阻较大，cd段的电阻最小，所以ab段产生的热量最多，bc段产生的热量其次，cd段产生的热量最少，故D正确，不符合题意。故选B。23．图所示的相同容器中分别装有相同质量的水，水中的电阻丝分别为R1和R2，且R1＞R2，则闭合开关S后，a，b容器中水温升高较慢的是（）A．b容器中的水B．a容器中的水C．a、b容器中的水温上升快慢一样D．无法判断【答案】A【解析】由图可知，电阻丝R1和R2串联，且R1＞R2，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，根据可知，电阻丝R1产生的热量多；已知相同容器中分别装有相同质量的水，根据可知，a容器中水温上升较快，b容器中水温升高较慢。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。24．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示，下列判断正确的是（）

A．电源电压为8VB．R1的阻值为40ΩC．当滑片P移至中点时，电路消耗的总功率为3.6WD．当滑片P在b端时，通电10s后R1上产生的热量是4J【答案】C【解析】AB．由图甲可知，该电路是电阻R1和滑动变阻器R2的串联电路，由串联电路规律和欧姆定律，得其中U2=U，所以UE=IR1+U由图乙可知，当U=8V时I=0.2A，当U=0时I=0.6A，所以解得UE=12V，R1=20Ω，故AB错误；C．据图乙可知，根据欧姆定律，得，所以，当滑片P移至中点时，R2=20Ω，所以电路消耗的总功率故C正确；D．当滑片P在b端时，R2=40Ω，此时U2=8V，所以U1=UE−U2=12V−8V=4V由于R1是纯电阻电路，所以通电10s后R1上产生的热量是故D错误。二、填空题25．如图甲所示，电源电压不变，R1=15Ω，变阻器R2规格为“5Ω

1A”，图乙是灯泡的IU图像，当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S1时，电流表的示数为0.3A，则电源电压为_______V，R1在10s内产生的热量为________J；只闭合S、S2，R2的滑片P在b端时，灯泡的功率为________W。【答案】

6

13.5

1.8【解析】由图甲所示电路图可知，当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S1时，两电阻串联接在电源两端，电流表的示数为0.3A，此时电路中电流I1=0.3A，电源电压U=I1(R1+R2)=0.3A×(15Ω+5Ω)=6VR1在10s内产生的热量Q1=I12