第18章 电功率难 难题练习 2021年初中物理培优(重点高中自主招生 竞赛)

重高自招电功率难

原题

一.电功与电能的计算（共1小题）

1.（2006•锦江区校级自主招生）热水器的种类很多，有电热水器、燃气热水器、太阳能热

水器。根据所给的数据我们可以详细了解各种不同种类的热水器。已知水的比热为4.2X

103J/（kg-℃）

（1）一人淋浴用水的流量约为IO」米。分钟，合适的水温为50度（加热前的水温为20

度），用水时间约为4分钟，若直接对流动的水加热，热水器工作时通过的电流为多大？

这种热水器适合家用吗？

（2）有水箱的电热水器十分常见，如果水箱中的水恰好够一人淋浴用，电加热的效率为

80%,供电电流为10A这种条件下的家庭电路中把水加热到所需点温需多少时间？耗电

量为多少？

（3）燃气热水器的效率一般为80%,若天然气的燃烧热为3.6Xl（）7j/m3,一人淋浴的耗

气量为多少？

（4）太阳能热水器具有节能和环保的优点，简易太阳能热水器的水箱中装入供一个淋浴

的水，若水箱玻璃盖的面积s为In?,成都地区夏季晴朗天气，与太阳光垂直的表面接受

太阳的辐射为7.6X1（）4J/（min・m2）,这种太阳能热水器的效率约为30%,假设使用中可

以及时调节水箱朝向，使阳光总能垂直射入玻璃盖，求加热到合适温度需要多长时间？

（5）若已知日地间距r=1.5X10“m,地球半径R=6400km,太阳光到达地球时，大约

有50%的能量被大气层反射和吸收，请根据（4）题的数据估算太阳辐射的总功率。（球

体表面积公式s=4nR2,保留一位有效数字）

二.电能表参数的理解与电能的求法（共1小题）

2.（2014•李沧区校级自主招生）某家的电度表表盘如图所示。室内安装了60瓦的电灯4盏，

90瓦的电视机一台，105瓦的音响一台，另有一台电冰箱，铭牌上的功率值看不清。为

了测出这台电冰箱的功率，先停止使用其它电器，然后将电冰箱接在电压为220伏的电

源上，开机工作4分钟，电度表的转盘转过13圈，请求出这台电冰箱的功率值。如果这

个家庭平均每天使用电灯.、音响、电视机各2小时，而冰箱有;的时间处于开机工作状态,

则一个月（30天）耗电多少度？将月底的表盘数填入图中。

□□□□□□M口

kWk

©回回团豳I@

DD28S220V2*S)A

IWOdkWh50Hx

1W7N。1的76

30a电夏果厂

三.电功率的计算（共36小题）

3.（2016•宁波自主招生）如图所示，电源电压U=8V,内阻r=4Q,电灯A的电阻为10C,

电灯B的电阻为8。，滑动变隹器的总电阻为闭合开关S,当滑动触头P由a端向b

端滑动的过程中（不考虑电灯电阻的变化），小科同学经分析得出以下四种判断：

①电流表示数先减小后增大

②电压表的示数先增大后减小

③电灯A的亮度不断减小

④电源的最大输出功率为4W

其中说法正确的是（）

A.①③B.@@C.②®®D.②④

4.（2009•武侯区校级自主招生）某品牌电热水壶的铭牌上标着表中所示的数据。如果在用

电高峰时间内用电热水壶烧水，电压只有200V左右，这时电热水壶发热时的功率大约

是o（保留3位有效数字）

热水壶容量2.0L

额定电压220V

加热时功率800W

5.（2020•昆山市自主招生）一电热器单独接在电源两端，消耗的电功率为81W,与一定值

电阻串联接入该电源两端，定值电阻消耗的电功率为8W。则串联时，该电热器消耗的电

功率为o（电源电压不变，电热器的阻值大于定值电阻的阻值）

6.（2017•宁波自主招生）如图，电源电压恒定，灯L的规格为“24V72W”且工作时电阻

保持不变，电压表的量程为。〜15V,电流表的量程为。〜3A,在电路安全的前提下，操

作如下：当只闭合S、S3时，电路中的总功率为P1，电流表示数为11；当只闭合S2、S3

时，移动滑片使滑动变阻器的阻值为R,电流表示数为12,电阻R1和滑动变阻器的总功

率为10W；再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R,电流表示数为b,灯L和滑动变阻器

的总功率为9.72W,当只闭合S、Si、S2时，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的最小总

功率为P4,此时电流表示数为L,已知Pi：P4=5：6,12：13=10：9。求：

（1）h与14的比值是多少？

（2）Ri阻值为多少？

（3）电源电压为多少？

7.（2017•武侯区校级自主招生）在如图所示的电路中，电源电压U恒为6V,滑动变阻器R

的总电阻为30C,定值电阻Ro的阻值为20C.先将滑动变阻器R的滑片P移到a端，闭

合电键Si和S2,求：

（1）将滑片P向b端移动的过程中，甩源总功率的最大值为多大？

（2）若只闭合Si,断开S2,P、b之间的电阻Rx多大时，滑动变阻器消耗的电功率最大，

并求出其最大值。

（3）闭合电键S］和S2,将滑片P向b端移动的过程中，当电流发读数为三A（为了方

便计算，将电流表的实际读数或算成了分数）时，滑动变阻器Pb段的电阻为多大?

8.（2017•永春县校级自主招生）如图所示（甲）电路，当滑动变阻器的滑片从一端滑到另

一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图（乙）中的AC、BC两直

线表示。求：甲乙

（1）定值电阻Ro与变阻器的总电阻

（2）电源的电压和电阻r阻值

（3）变阻器滑动片从一端滑到另一端的过程中，变阻器消耗的最大电功率。

9.（2017•黄州区校级自主招生）在图示的电路中，电源电压为220V；Ri、R2.R3为定值

电阻，但是它们的具体电阻数值都没有标注，知道它们电阻的可能值是44。、88。、176Q

或220Q.已知在控制开关闭合和断开的情况下，电路中电流表的示数有四种可能值，其

中最大值是5A.其中，闭合开关S,在断开Si、S2与闭合Si、S2两种状态下，电流表

的示数之比为1：10.求：

（1）R2的电阻值；

（2）在开关S闭合，Si、S2断开的状态下，Ri消耗的电功率可能值是多少。

10.（2016•包河区校级自主招生）如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变，小灯泡

L标有“4V1.6W”字样，R|=20Q滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1A,电流表

的量程为0-OSA,电压表的量程为0-3V.只闭合开关S2时，电压表的示数为2V,则

（1）Ri消耗的电功率是多少？

（2）在不损坏各电路元件的情况下，若闭合所有开关，滑动变阻器R2消耗的最大功率

和最小功率之比为3：1,若只闭合开关S3,小灯泡L消耗的电功率变化范围是多少？

11.（2014•龙海市校级自主招生）在如图所示的电路中，电源电压U恒定，定值电阻Ri=

2OQ,R2为可连续调节的滑动变阻器，开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P在a、b之间

滑动的过程中，电阻Ri的电功率变化范围是L8W〜0.2W,求：

（I）电源电压U；

（2）滑动变阻器的最大阻值R2max；

（3）滑片滑动过程中，变阻器消耗的最大功率P2max。

12.（2013•黄陂区校级自主招生）如图所示电路中，电源电压U=250V,电路中接有电阻R

=50,电路中装有50只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为200V,额定功率

为IOOOW,其它电阻不计，并且忽略电热器电阻随温度的变化，问当接几只电热器时，

（1）实际使用的电热器均能正常工作？

（2）电热器组加热物体T最快？

f

»

z>

13.（2011•成都校级自主招生）如图甲所示，灯泡Li（6V,6W）和L2（6V,3W）串联接

入电路中，通过Li和L2的电流随两端的电压变化的关系曲线分别为图乙中的0A和0B。

（1）要使其中一个灯泡正常发光，电路消耗的总功率为多少？电源电压为多少？

（2）将L2和R=5Q的电阻串联后接到电压为6V的电源两端，这一电路消耗的总功率

为多少？

14.（2019•锦江区校级自主招生）小明自己设计并动手将房间里的窗帘改成电动窗帘。为此

他购置了微型电动机及减速装置、电源、双刀双掷开关、滑轮、皮带、拉绳等器材，对原

有的窗帘盒进行改造c

度W自

卬乙

（1）如图中所示，小明在窗帘盒（上方的双虚线框）内安装了电动装置，电动装置通过

拉绳拉着窗帘一起运动。改变通过微型电动机的电流方向，就可改变其转轴转动的方向，

从而将窗帘打开或关闭。利用双刀双掷开关，可以实现电源对电动机供电电流方向的改

变。请你在图甲右侧的虚线框内，完成电源、双刀双掷开关和接线柱间的电路连接。

（2）电动机的转速一般很高，需要安装减速装置，如图乙所示。请说明减速装置的减速

原理。

（3）下表是所使用的微型电动机的部分数据。表格中，额定功率是“电动机在额定电压

和额定电流下工作时的输出功率“，堵转电流是“在额定电压下，让电动机的转轴同定不

动时的电流

型号工作电压范额足电压额定电流I额定功率额定转速堵转电流I

.-1

围U/VU额/V（输出）Pn7r*min格/A

检/W

RS-360SH8.0-30-0120.342.155(X)01.36

-14280

请根据表中的有关数据计算：

①以额定功率运行时，该电动机的效率为多少?

②电动机的额外功率主要由热损耗和机械损耗造成，请分别求出以额定功率运行时，该

电动机的热损耗功率和机械损耗功率？

③在图甲中，减速装置、飞轮、皮带、滑轮、拉绳共同构成了传动装置。已知每半边的窗

帘滑轨长度为1.5m,要求自动窗帘能够在6s内从完全关闭到完全打开。拉动半边窗帘

时，挂钩和滑轨间的平均摩擦力为2N.则安装电动窗帘时，对传动装置的机械效率有何

要求？

15.（2018•兴仁县校级自主招生）如图所示电路中，电源两端的电压保持不变。S］和S3闭

合，S2断开，电压表Vi的示数为Ui，电流表的示数为Ii；S］闭合，S2和S3断开，滑动

变阻器的滑片P在中点，电压表Vi的示数为U/，电流表的示数为12,Ri消耗的电功

率P1为2W；S2闭合，Si和S?断开，滑动变阻器的滑片P在A端，电压表V2的示数为

U2,电流表的示数为13,R2消耗的电功率P2,R3消耗的电功率P3为L5W；SBS2和S3

都闭合，电路消耗的总功率为P。

已知Ui：UJ=5：2.求：

⑴U）与U2的比值；

（2）S2闭合，S1和S3断开，R2消耗的电功率P2的大小；

（3）Si、S2和S3都闭合，电路消耗的总功率P的大小。

16.（2016•黄冈校级自主招生）小明自己设计并动手将房间里的窗帘改成电动窗帘。为此他

购置了微型电动机及减速装置、电源、双刀双掷开关、滑轮、皮带、拉绳等器材，对原有

的窗帘盒进行改造。

（1）如图甲所示，小明在窗帘盒（上方的双虚线框）内安装了电动装置.，电动装置通过

拉绳拉着窗帘一起运动。改变通过微型电动机的电流方向，就可改变其转轴转动的方向，

从而将窗帘打开或关闭。利用双刀双掷开关，可以实现电源对电动机供电电流方向的改

变。请你在图甲右侧的虚线框内，完成电源、双刀双掷开关和接线柱间的电路连接。

（2）电动机的转速一般很高，需要安装减速装置，如图乙所示。请说明减速装置的减速

原理。

（3）如表是所使用的微型电动机的部分数据。表格中，额定功率是“电动机在额定电压

和额定电流下工作时的输出功率”，堵转电流是“在额定电压下，让电动机的转轴同定不

动时的电流”。

型号工作电压范额定电压额定电流I额定功率额定转速堵转电流I

围U/VUfii/V/A（输出）Pn/r*min1«/A

输/W

RS-360SH8.0-30-0120.342.1550001.36

-14280

请根据表中的有关数据计算：

①以额定功率运行时，该电动机的效率为多少?

②电动机的额外功率主要由热损耗和机械损耗造成，请分别求出以额定功率运行时，该

电动机的热损耗功率和机械损耗功率？

③在图甲中，减速装置、飞轮、皮带、滑轮、拉绳共同构成了传动装置。已知每半边的窗

帘滑轨长度为L5m,要求自动窗帘能够在6s内从完全关闭到完全打开。拉动半边窗帘

时，挂钩和滑轨间的平均摩擦力为2N.则安装电动窗帘时，对传动装置的机械效率有何

要求？

17.（2015•乐清市校级自主招生）如图是小敏设计的一个电热毯模拟电路。其中S3是一个

单刀双掷开关（三个接线柱，C接线柱可与A接线柱连接，或与B接线柱连接，但只能

在A、B之间连接其中一个，不能处于断开状态。），Ri和R2是发热电阻（且RI>R2）,

电源电压是6伏保持不变。该模拟电路共有高、较高、较低、低四档发热状况。

（1）当Si闭合，S2断开，S3中C接线柱与B接线柱连接时，模拟电路处于档发

热状况。

（2）当模拟电路处于较高、较低两档时，各开关的连接情况如何？

（3）若要求电路最高消耗功率和最低消耗功率分别是10瓦和2.4瓦，则电阻Ri和R2分

别多大？

18.（2015•厦门自主招生）音乐喷泉（图1）是集光机电技术于一体的装置。让红、绿、蓝

三种色灯照射到水柱上，通过电脑控制三种色灯功率的比例就能让水柱变换颜色，呈现

美轮美奂的视觉效果。图2是某段时间一组红、绿、蓝色灯功率变化图象。

图1

图2

（1）请写出下表中所列瞬间水柱的颜色。

时间第。秒第5秒第10秒第28秒

水柱颜色绿色黄色

（2）若每只灯的电阻是20n.在第16s时，加在红灯上的电压是多大？

（3）请计算出这组色灯在这30s内消耗的总电能。

19.（2013•攸县校级自主招生）如图所示电路中，电源两端的电压和灯丝的电阻均保持不变，

定值电阻Ri=20C.只闭合开关Si时，灯L正常发光；只闭合开关S3时，灯L的实际

功率为其额定功率的三，R2消耗的功率为0.9W；改变三个开关的状态，在保证Ri工作

的条件下，若Ri消耗的最大功率和最小功率之比为4：1.求：

（1）灯丝的电阻R灯;

（2）电源两端的电压U；

（3）改变三个开关的状态，保证电流表示数不为零的条件下，求通过电流表的最大电流

与最小电流之比。

20.（2012•青羊区校级自主招生）如图所示电路中，电灯L上标有“6V,0.35A”字样，滑

动变阻器Ri的阻值范围是。〜36。，电阻R2的阻值是300,电流表的量程是0.6A。

（1）当电键Si断开、S2闭合，变阻器接入电路的电阻为总电阻值的1时，电灯L恰好正

常发光。求电源的电压。

（2）当电键Si闭合、S2断开时，在电路允许的情况下移动变阻器滑片，则变阻器上的

最小功率为何值？变阻器上的最大功率为何值？

y1r也一

21.（2011•镜湖区校级自主招生）灯泡在额定电压下工作的寿命都是有限的（一般为1000h）,

实际电压高于灯泡额定电压时.灯泡的寿命会缩短，但若在低电压下工作时则寿命可延

长。学校走廊过道夜间一直亮着灯，灯泡每次更换后不到两个月就烧坏了，换起来很麻

烦。某同学想，如果用几个大一些的灯泡串联，每个灯泡的实际电压都比额定电压低，这

样可以大大延长灯泡的寿命，于是，他跟电工师傅商量并做了下面的调整：把原来的过

道每相邻两个25W灯泡都换成一个灯泡Li（规格为220V100W）和一个灯泡L2（规格

为220V60W）串联而成。已知通过Li、b两个灯泡的电流随两端所加电压的变化的曲线

如图所示。求：

<1）当灯泡Li、L2正常工作时的电阻是多大？

（2）当灯泡Li、L2串联接在220V电压上，各自消耗的电功率为多少？

（3）如果这些灯泡每天工作IDh,则调整后每个月（30d）这一组灯泡（Li、L2各一个）

消耗的总电能与原来两个25W灯泡消耗的电能相差多少度？

22.（2011•庐阳区校级自主招生）如图所示电路中，电源两端电压保持不变。当只闭合开关

Si时，电压表的示数为Ui,电阻R3消耗的电功率为P3；当只闭合开关S2时，电压表的

示数为U2,电阻R3消耗的电力率为P3‘，电阻R2消耗的电功率为L6W.已知25=

U2,P3=4P3’.求:

（1）电阻Ri与电阻R2的比值；

23.（2011•黄冈校级自主招生）有六只阻值均为10欧的电阻R和一只阻值未知的电阻Ro连

接成如图所示的电路。当A,B两点间接上100伏的电压，这时安培表的读数为1安。

试求这时电阻Ro消耗的电功率。

R

24.（2010•成都校级自主招生）小星同学为实验室设计了一个多挡位电加热器，其工作原理

图加图3所示。其中Ri.R2,R3为发热电阻v三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示

灯，其所消耗的电功率可忽略不计。小星设想通过开关的组合，使电加热器能有200W、

300W、…、900W共七挡功率。为此他还设计了下面这份简单的表格，表中的表

示对应的开关闭合，相应的指示灯亮：“X”表示对应的开关断开，相应的指示灯熄灭。

功率栏给出了相应状态时电加热器的功率值。

（1）按照他的设想，帮他计算出Ri、R2、R3的阻值各为多少?

（2）补齐表中其余挡位的空格。

额定电压220V额定频率50Hz

挡位SiS2S3功率

1VXX200W

2XVX300W

3

4

5

6

7900W

地零火

25.（2010•自流井区校级自主招生）如图，电源电压U不变，Ri、R?为定值，当Si、S2闭

合时，灯L正常发光且Ri的功率为18W；当Si、S2断开时，灯L的功率为正常发光时

的功率的;且R2的功率为1W,其中RI>R2,求：灯正常发光时的额定功率是多少？（假

4

设灯丝电阻不变）

26.（2010•镜湖区校级自主招生）一个电热器由两条不同的电阻丝Ri、R2并联构成。这个

电热器与一个阻值固定的电阻Ro串联后接在电压U恒定的电源上，如图所示。若由于某

种原因，电热器中电阻丝Ri烧断，另一根电阻丝R2仍完好，电阻丝Ri烧断前后电热器

的发热功率不变。已知固定电阻Ro=12欧，电热器完好时，固定电阻Ro的发热功率与

电热器烧断一根电阻丝后Ro的发热功率之比为4：1.设电阻Ro及电阻丝的阻值不随其

中电流的变化而变化。求电热器完好时电阻丝Ri、R2的阻值。

27.（2010•镜湖区校级自主招生）小阳同学在科技月制作了一个多挡位电热器模型。为了分

析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响，他将电表接入电路中，其电路如图所示，

电源两端电压不变，

Ri=30U.当开关S闭合，Si、S2断开时，电压表示数为Ui,当S、S］、S2都闭合时，

电压表示数为UJ,已知Ui：UJ=3：8；两种状态时，R2消耗的功率最大值P大和最

小值P小之比为4：1；R3的最小功率为0.9W.请你帮小阳完成下列问题。

（1）计算电阻R2的阻值；

（2）计算电源两端的电压；

（3）计算这个电热器模型中间两个挡位的功率分别是多少。

28.（2009•鄂州自主招生）如图所示，电源电压保持U=46V不变，当电键S闭合后，电阻

R2两端电压U2=6V,电阻R3消耗电功率P3=16W.通过电阻R4的电流l4=14A,求:

（1）R3=?及通过电阻R|的电流h=?

（2）电源的输出功率P=?

29.（2009•宜宾自主招生）

型号XXXXXXX-32B

电源220V50Hz

电动机1200r/min150W

加热器750W

容量1500ml

适合人数5人

WWF（世界自然基金会）为应XT全球气候变暖所提出的一项倡议--“地球一小时”（Earth

Hour）即关灯一小时来为绿色清洁的地球贡献一点微薄的力量。今年我国的北京、上海、

香港等许多城市也加入到这一活动中。据资料显示：发1度电将排放约1kg的二氧化碳。

全球如果有1亿家庭关灯一个小时，就将减少5.5万吨二氧化碳的排放。

（1）根据上述资料，试估算平均每户家庭中日常照明用电的功率为多少瓦？

（2）因“地球一小时”活动的广泛宣传，小明更加关注家中用电器的耗电情况了。一天，

妈妈新买了一台豆浆机，其铭牌数据如表所示，其工作原理是将水和黄豆混合后边打碎

边加热。一次制作豆浆的全过程中，打碎时间共为3min,加热时间共为14mino求本次

豆浆制作过程中消耗了多少度电？

（3）上述豆浆机在14min内将1.5L豆浆由2DC升温到了100℃,试估算豆浆机在加热

过程中的效率为了便于估算，药物艾卷偶p豆浆=p水=1乂1。3（^/013,Cjj浆=（：水=4.2乂

103J/（kg*℃）

30.（2009•武侯区校级自主招生）在一次实验中，某同学发现桌上的两只小灯泡铭牌模糊,

仔细观察发现Li上标有“3V?W”，L2上标有“？V1W”。为得到铭牌上缺失的数据，

他将两灯以某种方式连接到电压为UA的电源上，此时两灯均正常发光；然后将它们以另

一种方式连接到电压为UB的电源上时，如L2正常发光，Li的实际功率为额定功率的

4/9.假设Li的阻值大于L2的阻值并保持不变，求Li的额定功率和L2的额定电压分别

是多少？

31.（2009•瓯海区校级自主招生）在图甲、乙所示的两个电路中，电源电压一定，若图甲中

Ro（阻值已知）两端的电压为图乙中Ro两端电压的2倍，且两个电路中电源消耗的电功

率相同，则Ri=__________________Ro；R2=Roo

32.（2007•武侯区校级自主招生）如图所示电路中，电源电压不变，灯的电阻不随温度变化，

当开关Si、S2都闭合时，灯L正常发光，此时，RI>R2.RI消耗的功率为36瓦。当开

关Si、S2都断开时，保持Ri的电阻不变，灯L的功率为其额定功率的1/4,R2消耗的功

率为2瓦。已知Ri的最大电住为R2的10倍。求：

（1）灯L的额定功率。

（2）当开关Si、S2都断开时,R］的最大功率,

33.（2007♦诸暨市校级自主招生）如图所示，灯泡规格均相同，甲图中电压恒为6V,乙图

中电压恒为12V.分别调节Ri、R2使灯均正常发光,那么此时电路消耗的总功率之比Pi：

P2=_____，可变电阻接入电路中的电阻值之比Ri'：R2'=。

34.（2006•蚌山区校级自主招生）小明家买来一台空调，规格型号及技术参数如下:

型号KFR-32GW/K(3258)B

功能冷暖（辅助电加热）

制冷量（W）3200

制热量（W）3800(4300)

额定电压

额定频率

制冷/制热额定电流（A）5.5Z5.5(7.8)

将该空调安装在一间面积为15.00?,高为2.60m的房间内。已知小明身高1.60m。

（1）空调制热、制冷原理分别为：o

（2）小明阅读型号及技术参数后发现，同一台空调装在同一房间内，为什么厂家设计的

制热量大于制冷量？请你帮助分析回答厂家这样设计的原因。

（3）夏天将室内温度从38℃降至18℃,小明再将空调调到“静风”位置，要使他全身

上下周围气温降低到18C,至少需要多长时间？（保留3位有效数字以下相同）

（4）冬天将室内温度从5℃调升至25℃,小明再将空调调到“静风”位置且处丁最大制

热状态，要使他全身上下周围气温上升到25℃,至少需要多长时间？

（5）该空调制热时电加热器的电阻多大？

（6）该空调分别制热、制冷一个昼夜，消耗的电能相差多少度？

35.（2005•芜湖校级自主招生）实际的电池具有内电阻。现有一电源，电压为U.内阻为r,

如图所示，把它接入外电阻为R的电路中,当开关闭合后，

（1）求外电阻R消耗的电功率。

（2）外电阻满足什么条件时，电源输出的电功率最大？这时的输出电功率是多少？

4r卜

36.（2002•镜湖区校级自主招生）有一种电熨斗，它由两个相同的电热丝Ri和R2组成，适

用于两种不同电压，只要转动交换开关S,就能分别用于220V和U0V电源，且两种情

况下发热功率相同。图中阴影部分d和e是导电金属条，它固体在S上，且可随S同步

旋转。如图所示的状态，d使ab短路，e与c相接，S顺时针转过60°后，e与b相接,

d仅与a相接，金属条分别与电源插头相连接。请你在图（1）、（2）中将Ri、R2与a、

b、c三个接线柱连接起来，大致画出导电金属条d和e所处位置，并证明它们的发热功

率相等。

37.（2015•宁波自主招生）如图所示，电源两端的电压U保持不变。当开关S］、S2都闭合,

滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时，电压表V］的示数为Ui，电流表示数为h，滑动

变阻器消耗的电功率为PA，电路消耗的总功率为PI；当开关SI闭合、S2断开，滑动变

阻器的滑片P位于最右端时，电流表的示数为12,电路消耗的总功率为P2.保持开关Si

闭合、S2断开，当滑动变阻器的滑片P由最右端调至使其接入电路中的电阻为RA时，

电流表的示数为13,电压表V?的示数为U2,电路消耗的总功率为P3.继续改变滑动变

阻器接入电路的电阻值，当滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时，电路消耗的总功率P4

=2.4W.已知P2・P3=1.2W,UI：U2=4：9,I2：h=4：3。

求：

（1）P2与P3的比值；

（2）RA与RB的比值;

（3）当开关Si、S2均闭合时，滑动变阻器RA消耗的电功率PA。

38.（2015•长沙校级自主招生）如图所示，电源两端电压保持不变，当开关Si闭合、S2断

开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，电阻R2的电功率为P2,电流表的示数为11；当

开关Si断开、S2闭合时，电阻R2的电功率为P2‘，电流表的示数为12.已知h：12=

2：3。

求：

（1）电阻R2的功率P2与P2’的比值;

（2）当开关Si、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在某点C时，变阻器接入电路的电阻

为Rc，电压表Vi的示数为Ui,电压表V2的示数为U2，已知Ui：U2=2：3,这时R2

的功率为10W,Rc的电功率为5W.则滑片P在B端与滑片P到C点时，变阻器连入电

路电阻RB与Rc的比值;

（3）通过开关的断开和闭合，会出现不同的电路状态，求电路消耗的最大电功率。

（请画出相关电路状态的等效电路图）

四.电功率的测量实验（共6小题）

39.（2018•宁波自主招生）用如图（a）所示电路测量小灯泡电功率，灯泡L标有“2.5V0.3A”

字样，滑动变阻器铭牌上标有“50。1.5A”字样，不考虑温度对灯泡电阻的影响。

（1）按电路图将图（b）中的实物元件连接起来。

（2）在图（a）中，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片从A向B滑动的过程中，电压表

示数将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（3）某次实验时电压表和电流表的示数如图（c）所示，则此时小灯泡的实际功率为

Wo

(c)

40.（2014•合肥校级自主招生）有一个电热毯，内部主要发热元件是电阻丝，铭牌上标有

“220V.**W”的字样,其中额定功率值不清楚,大约在4CW左右C

实验室有下列实验器材：三节新干电池串联的电池组，一个开关，导线若干。另有可供选

择的器材有：

A.电流表A（量程：0〜0.6A,0〜3A）；

B.电压表Vi（量程：0〜3V,0〜15V）；

C.电压表V2（量程：0〜3V,0〜15V）；

D.定值电阻Ri（阻值：20C）；

E.定值电阻R2（阻值：10000）；

F.滑动变阻器（阻值：。〜20。）；

G.滑动变阻器（阻值：0-1000。）。

请测量出电热毯的额定功率值。（忽略温度影响）

（1）根据你学过的物理知识，只要测量出电热毯的一个物理量（选填“电流”或

“电阻”），即可计算出它的额定功率值。

（2）为了较准确的测量出该物理量，在可供选择的器材中，应挑选：（填写器

材前面字母序号）。

（3）如图为某同学根据所选器材设计的部分电路图，请你在虚线框中补充完整。

（4）在该实验，滑动变阻器除了保护电路外，还具有什么作用？答：.

41.（2015•芜湖自主招生）如图所示，是测量小灯泡电功率的实物元件图，其中电源是由三

只蓄电池组成，小灯泡额定电压是3.8V,其灯丝电阻约为1011,滑动变阻器标有“10Q,

1A”字样，电流表（0〜0.6A,0〜3A）,电压表（0〜3V,。〜15V）。

（1）请用笔画线代替导线，把右图中的电路元件连接成实验电路.

（2）合理地连接好电路，并按正确的顺序操作，闭合开关后灯不亮，猜想：

A.可能灯丝断了

B.可能是变阻器开路

C.可能是小灯泡短路

请你借助电路中的电流表和电压表验证小刚的猜想，并填入如表。

（3）排除故障后，继续实验，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，记下各组对应的电压

表和电流表的示数，并绘制如图所示的I-U图象，根据图象可知小灯泡的额定功率是

Wo

（4）实验时某小组学生发现电流表损坏，他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定

功率的实验，于是向老师要了一个Ro的定值电阻（阻值适当），和一个单刀双掷开关，

借助原有的实验器材，设计如图实验方案，正确连接电路后，接下来的实验步骤是：

①闭合开关Si,将S2拨到触点（选填“1”或"2”），移动滑片，使电压表的示数

为V；

②再将S2拨到另一触点，保持滑片的位置不变，读出电压表的示数U。

写出灯泡额定功率的表达式P例=（用已知量和测量量表示）

42.（2014•郎溪县校级自主招生）用如图所示的电路来额定电压为25V的小灯泡的额定功

率，已知Ro阻值为10C。

（1）将实验过程补充完整：

a.对照电路图连接好电路，并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处。

b.闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表Ai示数h为A。

C.然后读出此时电流表A2示数L

d.断开开关，整理器材。

（2）用测量所得的物理量和已知量符号表示出小灯泡的额定功率P=（W）o

（3）本题中的滑动变阻器的作用是、。

43.（2010•武平县校级自主招生）如图是“测量小灯泡的电功率”实验电路图，图17是即

将连接完成的实验电路，其中电源为两节新的干电池，灯泡的额定电压为2.5V,灯泡正

常发光时，灯丝的电阻约为10Q,滑动变阻器标有“50。1A”的字样。

2"八

（I）据电路图1，用笔画线代替导线，将实物图未完成部分连接好。

（2）甲组同学将电流表与小灯泡串联后，发现小灯泡立即发光，并且电流表的指针向左

偏转，请你说出发生这种现象的原因是：

a.“灯泡立即发光”：

b.“电流表指针向左偏转”：

（3）乙组同学连好电路，闭合开关后，发现小灯泡不亮，经分析，同学们猜想可能有以

卜原因，请根据猜想，在下表中写出对应的电压表或电流表的示数情况：

猜想电压表示数电流表示数

灯泡开路3V

灯泡短路0.06A

（4）丙组同学实验过程顺利，通过移动滑动变阻器的滑片，分别记录了小灯泡两端不同

的电压和对应的电流值，然后根据实验记录的数据绘制了小灯泡的I-U关系图象，如图

3所示，则小灯泡的额定功率为W。

（5）分析丙组同学绘制的I・L图象发现，小灯泡的电流与其两端的电压并不是成正比，

这是因为O

44.（2010•绵阳校级自主招生）李刚学习了电功率的概念后，要对小灯泡的电功率进行研究：

（1）取两个阻值不同的灯泡L、L2,要研究它们的电功率跟电压的关系。他应采用如图

所示的电路图中的（填：“甲图”或“乙图”）。

-0—

Li

甲图Z图

（2）现要测定一额定电压为3.8V,灯丝电阻约为ion的小灯泡的额定功率。器材：电

源电压为6V、滑动变阻器标有“IOC,1A”字样、电流表、电压表等。连线时李刚发现

电压表0〜15V的量程的接线柱坏了，无法使用，他经过一番思考，终于把实验完成了。

请你在图中用笔画线代替导线,把李刚的实验连接完整。

9

VI

（3）连接完成后，闭合开关，李刚接下来的操作是,使电压表的示数为

此时电流表如图所示，则通过灯的电流是，灯泡的额定功率是O

（4）在电路连接正确的情况下，若闭合开关一段时间后发现灯泡不亮，电流表、电压表

都几乎没有示数，则原因可能是（）

A.小灯泡被短路B.灯丝断了

C.电流表被短路D.滑动变阻器连入电路的电阻太大。

五.焦耳定律的计算公式及其应用（共2小题）

45.（2010•涪城区校级自主招生）如右图所示电路，各电阻阻值分别为Ri=2。，R2=3C,

R3=4C,R4=6Q,在同一段时间内放出的热量分别为Qi>Q2、Q3和Q4,则

Q1+Q4_

Q2+Q3―.

46.（2009•涪城区自主招生）一个R=8Q的定值电阻与一段电阻丝串联接在U=12V的电

源两端，现已知电阻丝实际消耗的功率为P=4W,且知道电阻丝西端的电压低于8Q定

值电阻两端的电压，求：

（1）电阻丝的电阻R是多少？

（2）通电10分钟，电阻丝产生的焦耳热Q为多少？

六.电功与热量的综合计算（共4小题）

47.（2017•江阴市校级自主招生）如图所示，一个用电阻丝绕成的线圈浸没在盛油的量热器

中。量热器为绝热容器，不会与外界发生热传递。线圈的电阻为Re,Re会随温度变化,

其变化规律可以用公式Ro=Ra（1+皿）表示，式中Ro为0C时线圈的电阻、0为线圈温

度、a为电阻的温度系数。现将线圈两端接入电压恒定的电源，线圈发热使油温缓慢地上

升。已知油的初始温度为0C,此时温度升高的速率竺为5.0℃/min；持续一段时间后，

△t

油温上升到30℃,此时温度升高的速率变为4.5℃/min。（在温度变化很小时，A0的

变化要考虑，但可认为Re不变。）试求：

（1）若电源电压为220V,0℃时线圈的电阻为96.8C,量热器中油的比热容为2X©J/

（kg-℃）,则量热器中油的质量为多少？

（2）此线圈电阻的温度系数a。

48.（2014♦绵阳校级自主招生）随着城市化建设的发展，许多家庭都住进了高楼大厦，小华

家住进新楼后，为了淋浴的方便，购置了一款某型号的电热水器（其铭牌见下表），安装

在卫生间的墙上。小丽在使用过程中发现：

①注满水的电热水器，在额定电压下连续加热45min,热水器上的温度示数由20C上升

到45℃.已知水的比热容为4.2X1（）3J/（kg・c）,水的密度为1.0Xl（）3kg/m3,求此过程

中电热水器的热效率。

②该热水器在某时间段使用时，30min内产生的热量为2.7X1（）6J,求通过电热水器的电

流和它工作的实际电压。

③防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，电热水器经防电墙处理后，使人体

承受的电压不高于20V,保证异常漏电情况下，接触热水器的人的安全。如图所示，若人

体的最大电阻为20MC,试求防电墙的电阻。

型水式电热水糜

R号:V-50

短定容量：50LK定压强：0.6MPa

■定电压:220V修定功率：2200W

♦定疑率:50Hz防水等级：a

商品特征：安全防电0、防水、防生，防潮

49.（2011•南充自主招生）电和液化气是人们目前较普通使用的环保又清洁的能源，面对液

化气的价格日益增长，小旺同学想将家中的液化气灶换成电磁炉。因此想比较电磁炉和

液化气炉的耗能费用。小旺进行如下调杳，他分别用电磁炉和液化汽炉烧开质量为4kg的

水，获得数据如下：电磁炉在实际电压下工作的功率是1500W,水温从20℃加热到IOOC

用了I6min；而在相同的情况下改用液化气炉加热，液化气的热值为3.5Xl()7j/kg,设液

化气炉的加热效率为60%,本地电价为每度0.5元，液化气价格为每千克6元，问：

(1)将4kg的水由20℃加热到100C需要吸收多少热量？(水的比热容为4.2Xdj/(kg

•℃))

(2)通过计算，用电磁炉和液化气炉哪一种器具耗能费用更低？

50.(2014•郎溪县校级自主招生)饮水机是一种常用的家用电器，其加热水槽部分工作原理

电路图如下图所示，其中S是一个温控开关，Ri为电加热管，当饮△机处于加热状态时，

水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到另一处于保温状态。请回答下列问题：

(1)A、B是两种不同颜色的指示灯。如果用红色表示正在对水加热，黄色表示保温，

请标明指示灯的颜色，应该是A为色。

(2)若饮水机加热时加热管的功率为550W,而保温时加热管的功率为88W,求电阻R2

的阻值(不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值)。

(3)若加热水槽储水1.0kg,将其从初温20C加热到100C,加热管的热效率为90%,

试计算出加热需要多少时间？水的比热容为4.2X1()3J/(kg・℃)

参考答案与试题解析

一.电功与电能的计算（共1小题）

1.（2006•锦江区校级自主招生）热水器的种类很多，有电热水器、燃气热水器、太阳能热

水器。根据所给的数据我们可以详细了解各种不同种类的热水器。己知水的比热为4.2X

103J/（kg*℃）

（1）一人淋浴用水的流量约为10二米3/分钟，合适的水温为50度（加热前的水温为20

度），用水时间约为4分钟，