2021年全国中考物理试题分类汇编——专题16电功率（word版附解析）

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2021年全国中考物理试题分类汇编——专题16电功率
一．选择题（共15小题）
1．（2021•福建）如图电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“”（电阻不随温度而变化），电流表的量程为0～3A。当S闭合，S1、S2断开，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，电路消耗总功率的最小值与最大值之比是（　　）

A．1：4 B．1：8 C．2：7 D．3：20
2．（2021•攀枝花）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R0为定值电阻、R为电阻箱，调整电阻箱R的电阻值，电流表示数I的倒数与电阻箱阻值R的关系如图乙所示，以下说法中正确的是（　　）
A．电源电压为
B．通过R0的最大电流为2A
C．调整电阻箱R的阻值，则R的最大功率为
D．调整电阻箱R的阻值，则R0的最大功率为
3．（2021•绥化）图甲是通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系图象。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（　　）
①电源电压为9V
②电阻R的阻值为10Ω
③电路消耗的总功率为
④通过电阻R的电流为

A．只有①②③正确 B．只有②③④正确
C．只有①③正确 D．只有②④正确
4．（2021•黑龙江）将“220V 60W”的灯泡L1和“220V 40W”的灯泡L2，串联在220V的电源上，组成闭合电路（设灯丝电阻不变），则下列说法正确的是（　　）
A．灯泡L1比灯泡L2亮
B．灯泡L2比灯泡L1亮
C．两灯泡的总功率大于40W
D．两灯泡的实际功率都变为其额定功率的一半
5．（2021•广东）如图中，灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”“6V 6W”字样，电源电压不变，开关S闭合。①只闭合S1，灯泡L1、L发光；②只闭合S2，灯泡L2、L发光。灯泡L在②中比在①中（设灯丝电阻不变）（　　）

A．电功率较大，亮度较亮 B．电功率较小，亮度较暗
C．电功率相同，亮度相同 D．电功率较大，亮度较暗
6．（2021•临沂）如图是做电学实验时所用电路的一部分，根据图中两表的示数，一定能测出灯泡（　　）

A．正常发光时的电阻 B．实际电功率
C．消耗的电能 D．产生的热量
7．（2021•枣庄）如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，闭合开关，电流表示数为，小灯泡的功率为。移动滑片，使滑动变阻器最大阻值的13接入电路，电流表示数为，小灯泡恰好正常发光，且小灯泡消耗的功率为1W。下列计算结果错误的是（　　）


A．电源电压为9V
B．小灯泡正常发光时电阻为25Ω
C．滑动变阻器的最大阻值为60Ω
D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的功率为4W
8．（2021•常德）某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，关于电饭煲工作时下列说法中正确的是（　　）

A．开关S接触点2时，电饭煲处于加热状态
B．开关S接触点1时，电饭煲处于保温状态
C．电饭煲处于加热状态时的功率是800W
D．保温状态下电饭煲1min消耗200J的电能
9．（2021•达州）如图所示，电源电压恒定，R是0～20Ω的滑动变阻器，a、b是其两个端点。当S1闭合，S2、S3断开，滑片P位于b端时，电压表示数为；当S2闭合，S1、S3断开，P在a端时，电压表示数为1V，R2和R3的功率之和为。下列选项错误的是（　　）

A．闭合S1、S2、S3，P在a端时，电压表示数为9V
B．R1的阻值为5Ω
C．R2和R3的阻值之和为40Ω
D．整个电路消耗的最小电功率为
10．（2021•扬州）如图所示电路，电源电压保持6V不变，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，定值电阻R2为5Ω。电压表示数为U1、R2的电功率为P2、电流表示数为I。闭合开关后，移动滑片P，下列图像可能正确的是（　　）

A． B．
C． D．
11．（2021•武汉）在如图所示的电路中，电源电压保持不变。只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P从最上端移动到最下端的过程中，电压表V2的示数最小值为3V，电压表V1与V2的示数之差变化了2V，闭合开关S1和S2，将滑片P从最下端移动到最上端的过程中，电阻R3的最大功率为，当滑片P在中点时，电路总功率为P总，电压表V1与V2的示数之比为1：2。P总为（　　）

A．2W B． C．3W D．
12．（2021•新疆）如图所示为小琴做的小小电动机。矩形线圈的左端引线漆皮被全部刮掉，右端引线漆皮只刮掉了上半周，小小电动机由两节干电池供电。线圈快速稳定转动过程中，线圈受到磁场的作用力时，线圈中的电流为，则线圈快速稳定转动1min内电路消耗的电能约为（　　）

A．150 J B．120 J C．90J D．60J
13．（2021•济宁）如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，小灯泡的电阻RL＝8Ω，R2＜RL，闭合开关S，当滑片P置于b端时，小灯泡的实际功率为2W，忽略温度对小灯泡电阻的影响，则滑片P置于a端时小灯泡的实际功率可能是（　　）

A．10W B．15W C．25W D．30W
14．（2021•云南）将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是（　　）
A．三个用电器均能将电能全部转化为内能
B．根据R=U2P可计算出三个用电器的电阻相等
C．三个用电器消耗的电能一样多
D．三个用电器产生的热量相等
15．（2021•泰安）如图所示电路中，电源电压保持不变。只闭合开关S1，移动滑动变阻器的滑片，使电路中电流达到最小值，此时电流表示数为，电压表的示数为3V；只闭合开关S2，移动滑片至滑动变阻器的中点c处时，电压表的示数为5V，此时电阻R2的电功率为。下列说法中（　　）
①电阻R1的阻值是20Ω
②电源电压是9V
③滑动变阻器R3的最大阻值是10Ω
④当开关S1、S2、S3都闭合时，电路消耗的总功率是

A．只有①③正确 B．只有③④正确 C．只有①②正确 D．只有①④正确
二．多选题（共1小题）
16．（2021•通辽）如图甲所示，电源电压不变，小灯泡的额定电压为3V。第一次只闭合S1、S3，将滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端，第二次只闭合开关S2，将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑到中点时，电压表V2的示数为，滑到最上端时，小灯泡正常发光。图乙是两次实验中电流表A与电压表V1、V2示数关系图象，下列说法正确的是（　　）


A．小灯泡的额定功率为
B．定值电阻R0的阻值为12Ω
C．滑动变阻器R的最大阻值15Ω
D．两次实验中，电路最小功率为
三．填空题（共22小题）
17．（2021•海南）如图所示，电源电压和灯泡L的电阻不变，灯泡L上标有“6V 6W”字样。当开关S、S1均闭合，滑片P移至a端时，电流表示数为，灯泡L正常发光；当开关S闭合，S1断开，滑片P移至b端时，电源电压U为 　 　V，灯泡L的实际电功率P为 　 　W。

18．（2021•绥化）某同学家中有一台电热饮水机，铭牌上部分信息如图所示，饮水机加热电阻不受温度影响。关闭家中其它用电器，只让该饮水机单独工作，电能表转盘转了50转用时60s，电能表参数如图所示，则该饮水机在这段时间内消耗的电能为 　 　J，此时家中的实际电压为 　 　V。
XX牌电热饮水机
额定电压
220V
额定功率
1210W

19．（2021•通辽）如图为探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与 　 　关系的实验装置，若把电路接在3V的电源上，工作3min，则电流通过电阻R1产生的热量为 　 　J。

20．（2021•广东）如图是探究电流通过导体产生的热量与 　 　关系的实验装置。实验中用U形管内液面的 　 　反映导体产生热量的多少，通电一段时间后，容器 　 　（选填“甲”或“乙”）内电阻丝产生的热量较多。

21．（2021•广安）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示，则电源电压为 　 　V。当滑片在a点时，通电10s，R0消耗的电能为 　 　J。

22．（2021•宁波）某品牌电热水壶的铭牌（部分内容）如表所示。当该电热水壶正常工作时，至少需要 　 　s才能把质量为、初温为25℃的水加热到100℃。[水的比热容为×103J/（kg•℃）]
容量

额定电压
220V
额定功率
1500W
23．（2021•菏泽）某电热水壶加热电阻丝的阻值为22Ω，通电后流过电阻丝的电流为10A，电热水壶加热时的功率为 　 　W；若加热时有84%的热量被水吸收，则壶内1kg水的温度由34℃加热到100℃所需要的时间为 　 　s[已知c水＝×103J/（kg•℃）]。
24．（2021•南京）如图所示，电源电压恒定，R1＝12Ω，R2＝5Ω，滑动变阻器R3的规格是“20Ω”，电流表A1、A2的量程都是0～3A，电压表的量程是0～15V。
（1）只闭合开关S，移动滑片，当电流表A2的示数为时，电压表示数为8V，则电源电压是 　 　V，变阻器接入电路的电阻是 　 　Ω；
（2）将滑片移到最右端，闭合所有开关，电流表A1、A2的示数之比是 　 　，1min内R1产生的热量为 　 　J，为保证电路安全，变阻器接入电路的阻值范围是 　 　Ω。

25．（2021•达州）灯L1、L2分别标有“”和“”字样，通过L1、L2的电流随其两端电压变化的图象如图所示。若将L1、L2并联接在3V电源两端，则电路消耗的总功率为 　 　W；若将L1、L2串联，要使L1正常发光，则电源电压应为 　 　V；若将灯L1与滑动变阻器串联接在6V电源两端，调节滑片，当滑动变阻器的功率是L1功率的2倍时，L1的功率为P1；若将灯L2与滑动变阻器串联接在6V电源两端，调节滑片，当滑动变阻器的功率是L2功率的3倍时，L2的功率为P2，则P1：P2＝　 　。

26．（2021•临沂）如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关，将滑动变阻器的滑片由最右端向左移动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。则定值电阻R1的阻值为 　 　Ω；电路消耗的最小功率为 　 　W。


27．（2021•苏州）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4：3，则两表均为 　 　表。两电阻大小之比R1：R2为 　 　，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P1：P2为 　 　。

28．（2021•长沙）中国的中医已有两千多年的历史，中医是祖国医学文化的宝贵遗产。为了更好地控制煎药时的火候，某厂家生产了如图甲所示的一款全自动电煎药壶，它有“加热”和“保温”两个挡位，简化电路图如乙图所示，其中S2是一个温控开关，温度过高时自动断开。
（1）当S1和S2闭合时，电煎药壶处于 　 　挡位；
（2）电煎药壶在 　 　挡位工作时，通过P点的电流更小。

29．（2021•岳阳）如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置，电流表示数与两电压表示数的关系如图乙所示。则电源电压为 　 　V，灯的额定功率为 　 　W。
30．（2021•温州）疫情期间只允许体温正常的师生进入校园，为此，小明设计了一款“智能门禁”，能检测体温并进行人脸识别。工作原理为：
①若体温正常开关S1闭合，人脸识别成功开关S2闭合，电动机M工作（门打开），警示灯不亮；
②若体温异常S1不闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机M不工作且警示灯亮起；
③不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M不工作且警示灯不亮。
（1）下列电路设计符合要求的是 　 　。（可多选）

（2）若警示灯工作时，两端电压为3伏，电阻为10欧，其工作时的功率为 　 　瓦。
31．（2021•连云港）某电热器接入220V的电路中正常工作时，其电热丝的阻值为110Ω，则通过该电热丝的电流为 　 　A，10s内该电热丝会产生 　 　J的热量。
32．（2021•连云港）家庭电路中三线插座非常普遍，中间的插孔接 　 　线。对人体来说，安全电压一般不高于 　 　V。如图所示是小明家的电能表，他家用电总计 　 　kW•h，已知1kW•h电费为元，则小明家应缴纳的总电费是 　 　元。

33．（2021•成都）某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图所示，R1、R2是电热丝，R1＝1050Ω，R2＝50Ω。开关S接“1”时，电热壶为 　 　挡位。开关S接“2”时，通电5min，电流通过R2产生的热量为 　 　J。

34．（2021•云南）如图所示，灯泡L1标有“6V 3W”、L2标有“6V 2W”字样，电源电压6V恒定不变。闭合开关S，忽略温度对灯丝电阻的影响，则甲、乙两电路中流过L1的电流I1：I1′＝　 　，L2消耗的实际功率P2　 　P2′（选填“＞”、“＝”或“＜”）。

35．（2021•成都）实验室有两只额定电压相同的小灯泡L1、L2，小华想知道哪只灯泡额定功率大，于是将它们串联接入电路，如图所示。闭合开关，两只灯泡均发光，电压表V1示数比V2小，此时实际功率大的小灯泡是 　 　。据此小华可以判断，额定功率大的小灯泡是 　 　。

36．（2021•遂宁）小王为了延长楼道路灯使用寿命，将标有“220V 100W”和“220V 40W”的两只灯泡串联使用。他观察两灯发现“220V 100W”的灯丝较　 　（选填“粗”或“细”），二者串联使用时，该灯泡的亮度较　 　（选填“亮”、“暗”）。
37．（2021•乐山）电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是锅内的水烧干后的保温状态。如图所示是电饭锅的电路图，R1是一个电阻，R2是加热用的电阻丝，则自动开关S闭合时，电饭锅处于 　 　（选填“加热”或“保温”）状态。一只额定功率是450W的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生的热量为 　 　J。

38．（2021•自贡）有一种电热水壶有“烧水”和“保温”两个挡，如图所示是其内部简化电路图，已知R0＝44Ω，R1＝1056Ω，当S接1时，电热水壶处于　 　（选填“烧水”和“保温”）挡，当S接2时，通电2min该电热水壶产生的热量是　 　J。

四．实验探究题（共7小题）
39．（2021•广东）如图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，R1、R2为电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。
（1）要使电吹风正常工作，图甲中的A处应安装 　 　，B处应安装 　 　。（选填“电动机”或“电阻丝”）
（2）如图乙，要使电吹风处于“冷风”状态，应闭合开关 　 　，要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关 　 　。
（3）已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了20℃；处于“热风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了30℃。假设这两种状态下的热效率相同，相同时间内吹出的空气质量相同，则R1：R2＝　 　。
（4）电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

40．（2021•黔东南州）如图所示，小明在做“测量小灯泡电功率”的实验。实验室有如下器材：电源（设电压恒为6V不变）、小灯泡（额定电压为，灯丝的电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“30Ω”的滑动变阻器各一个，导线若干。

（1）连接电路时，小明应选用规格为 　 　（选填“R1”、“R2”）的滑动变阻器。
（2）连接好电路后，闭合开关前，在甲图中滑动变阻器的滑片P应置于 　 　端（选填“A”或“B”）；
闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡发生 　 　（选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 　 　（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为 　 　V；通过实验，小灯泡的U﹣I图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W。
（4）由图乙可知，小灯泡灯丝电阻大小的变化可能与 　 　有关。
41．（2021•十堰）小华利用如图甲所示的电路测量额定电压为的小灯泡的额定功率。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整（要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮）。
（2）小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光，则她连接电路时存在的错误是 　 　。
（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 　 　W。实际测量时，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，若考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏 　 　。
（4）小明想利用小华的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值，发现电流表损坏，善于动脑的小明认真思考后，利用小华实验中小灯泡的额定电压U额和测得的额定电流I额，设计如图丙所示电路，测出Rx的阻值，请你帮助小明补全实验步骤。
①先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 　 　；
②再断开开关S1，闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出此时电压表示数为U；
③待测电阻Rx＝　 　（用所测物理量和已知物理量符号表示）
42．（2021•广安）某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为（灯丝电阻约为10Ω），电流表有“0～”、“0～3A”两个量程，电压表有“0～3V”、“0～15V”两个量程。

（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接，注意导线不能交叉。
（2）实验小组闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表和电压表均无示数，若电路中仅有一处故障，则故障原因不可能是 　 　。
A.电流表断路
B.小灯泡断路
C.滑动变阻器断路
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察两电表示数，记录数据。实验小组根据实验数据绘制的U﹣I图象如图乙所示，根据图象可计算出小灯泡的额定功率是 　 　W。
（4）实验小组发现小灯泡的U﹣I图象不是一条直线，原因是小灯泡的电阻随 　 　变化而变化。
43．（2021•长沙）实验室有两种不同规格的灯泡，它们的额定电流均为，额定电压分别为3V和，在某次测量小灯泡电功率的实验时，老师发现实验室有两个灯泡上额定电压的字样均模糊不清，老师要小伟和小雪通过实验分辨出这两个小灯泡。

（1）小伟将一个灯泡连接好如图甲所示的电路，正准备闭合开关，小雪指出他的电路有一处不妥，请指出电路中的不妥之处：　 　；
（2）改正错误后，小伟闭合开关移动滑片，使电流表的示数为，电压表的示数如乙图所示，则这个小灯泡的额定功率为 　 　W；
（3）小伟准备用相同的方法分辨另一个小灯泡，而小雪采取了丙图所示的方法分辨这两个小灯泡，闭合开关后，她调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为，这时她发现L1比L2更亮一些，则L1的额定电压为 　 　V。
44．（2021•常德）小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源（U＝6V），电流表（0～，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），滑动变阻器、电阻箱各一只，单刀单掷、单刀双掷开关各一个，导线若干。
（1）图甲是小明刚连好的实物图，实验前小华帮他检查了一遍，发现有两处不合实验规范。
请你指出来：①　 　；②　 　。
（2）完善电路后，闭合开关，小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据，并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W。
（3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 　 　。
Ω 3A
Ω 1A
Ω 1A
（4）在实验过程中，电压表发生故障，小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图，则能测出小灯泡额定电功率的是 　 　。
45．（2021•绍兴）在“测量小灯泡的功率”实验中，电源为2节干电池，小灯泡标有“”字样。

（1）按图甲方式连接好电路，小敏刚要闭合开关时，同组同学提醒他的操作有一个不妥之处，请你帮他指出：　 　。
（2）闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器，小敏发现小灯泡始终不发光，电压表示数接近于3V保持不变，电流表示数始终为零，则故障原因可能是 　 　。
（3）排除故障后，小敏闭合开关进行实验，当电压表示数为时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W。
（4）实验结束后，小组同学对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比 　 　（选填“偏大”或“偏小”）。
五．计算题（共5小题）
46．（2021•郴州）如图甲所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阻器的电功率P随电流I变化关系图线如图乙所示。求：

（1）滑动变阻器接入电路电阻为零时，电路中的电流；
（2）滑动变阻器接入电路电阻最大时，滑动变阻器两端的电压；
（3）滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阻器的最大功率。
47．（2021•通辽）某不锈钢内胆电热水壶具有加热和保温功能，其铭牌如图甲所示，工作电路图如图乙所示，虚线框内的加热电路由两个加热电阻组成，定值电阻R0＝40Ω，R′是最大阻值为840Ω的可变电阻（调温开关），人通过调节R′可以改变电热水壶的功率。

（1）在额定电压下工作时，该电热水壶最大功率为多大？
（2）电热水壶每秒向外散失的热量Q跟电热水壶表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示（壶内水温跟壶表面温度一致），在额定电压下工作。在温度为20℃的房间使用，要求电热水壶温度保持70℃，问应将R′的阻值调为多大？
（3）用电高峰时，实际电压为200V，当电路中只有电热水壶以最大功率加热时，如图丁所示的电能表指示灯1min内闪烁了多少次？
48．（2021•大庆）如图甲所示电路，小灯泡额定电压为5V，滑动变阻器R1、R2允许通过的最大电流均为1A，电压表量程为0～15V，电流表量程为0～，电源电压U保持不变。断开开关S2，闭合开关S、S1，R1的滑片从最右端逐渐滑向最左端过程中，小灯泡始终正常发光；保持R1的滑片在最左端不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，在保证所有元件安全的情况下，将R2的滑片从最右端向左进行最大范围移动。图乙中A﹣B是移动滑动变阻器R1的滑片过程中电流表和电压表的示数关系图象，C﹣B是移动滑动变阻器R2的滑片过程中电流表和电压表的示数关系图象。（本题中小灯泡阻值会随着温度变化而变化）求：

（1）电源电压U；
（2）滑动变阻器R1和R2的最大阻值；
（3）整个过程中小灯泡工作时消耗的最小功率P。
49．（2021•深圳）某科技兴趣小组用一个88Ω的电阻R、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，求

（1）通过R的电流；
（2）R消耗的电功率；
（3）小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R进行改装。
①你认为应按照图 　 　（选填“乙”或“丙”）进行改装；
②闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。
50．（2021•福建）如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。用此电蒸锅对质量为的水加热使其温度升高75℃，需要的时间为375s，已知c水＝×103J/（kg•℃）。求：
（1）保温挡的功率。
（2）电阻R2的阻值。
（3）电蒸锅的加热效率。


2021年全国中考物理试题分类汇编——专题16电功率
参考答案与试题解析
一．选择题（共15小题）
1．【解答】解：当S闭合，S1、S2断开，灯L和滑动变阻器串联，小灯泡恰好正常发光，则此时的电流I=PU=3.6W6V=；小灯泡的电阻为RL=UI=6V0.6A=10Ω
滑片P移到R的中点时，滑动变阻器接入的有效电阻R′＝15Ω；则滑动变阻器两端的电压U′＝IR′＝×15Ω＝9V；
根据串联电路电压的特点，电压电源U总＝UL+U′＝6V+9V＝15V；
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；则此时通过R0的电流为I0=UR0=15V10Ω=；干路电流即为最大电流Imax＝＝；最大功率Pmax＝UImax＝15V×＝；
最小电流即为滑动变阻器接入最大阻值并且与灯L串联时，电流最小，即根据I=U总R总=15V10Ω+30Ω=；
最小功率Pmin＝UImin＝15V×＝；
故Pmin：Pmax＝：＝3：20。
故选：D。
2．【解答】解：闭合开关，R和R0串联，电流表测量电路电流。
AB、当电流表示数I的倒数为2A﹣1时，电路中电流为，此时R接入电路的电阻值为0，
根据欧姆定律可知此时通过R0的电流最大，为，故B错误；
根据欧姆定律可知电源电压U＝IR0＝×R0..........①，
当电流表示数I的倒数为5A﹣1时，电路中电流为，此时R接入电路的电阻值为18Ω，
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压U＝I′R′+I′R0＝×18Ω×R0..........②，
联立①②可得：U＝6V，R0＝12Ω；故A错误；
CD、调整电阻箱R的阻值，此时电路中的电流I″=UR0+R，根据P＝UI＝I2R可知R的电功率P＝I″2R＝（UR0+R）2R=U2R(R0-R)2+4RR0，
当R＝R0＝12Ω时，R的电功率最大，为P大=U2R4RR0=U24R0=(6V)24×12Ω=，故C正确，D错误。
故选：C。
3．【解答】解：闭合开关，R和L串联，电压表测量R两端的电压。
①小灯泡的实际功率为，从图甲且根据P＝UI可知，此时通过灯泡的电流为，灯泡两端的电压为6V，电压表示数为3V，则R两端的电压为3V，根据串联电路的电压特点可知电源电压U＝6V+3V＝9V，故①正确；
④通过灯泡的电流为，则通过R的电流也为，故④错误；
②根据欧姆定律可知R=URI=3V0.3A=10Ω，故②正确；
③电路消耗的总功率P＝UI＝9V×＝，故③正确；
故选：A。
4．【解答】解：由P=U2R得：L1、L2的电阻分别为：
R1=U2P1=(220V)260W≈Ω；
R2=U2P2=(220V)240W=1210Ω；
则两灯串联时，电流相等，由P＝I2R可得，灯泡L1的功率小于L2的功率，故灯泡L2要比L1亮，故A错误，B正确；
串联电路总电阻等于各分电阻之和，此时通过电路的电流：I=UR1+R2=220V806.7Ω+1210Ω≈，
两灯实际消耗的功率：P1′＝I2R1＝（）2×Ω≈≠30W，
P2′＝I2R2＝（）2×1210Ω≈≠20W，
两灯泡的总功率为：P＝P1′+P2′＝＝＜40W，故CD错误。
故选：B。
5．【解答】解：
由P=U2R可得两灯的电阻分别为：
R1=U2P1=(6V)23W=12Ω，R2=U2P2=(6V)26W=6Ω，
比较可知R1＞R2；
在开关S闭合的前提下，①只闭合S1，灯泡L1、L串联接入电路，②只闭合S2，灯泡L2、L串联接入电路，
因串联电路总电阻等于各部分电阻之和，且R1＞R2，所以R总1＞R总2，由欧姆定律可知I1＜I2，即在②中的电流大；
因灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，所以根据公式P＝I2R可知，灯泡L在②中比在①中的电功率大，亮度较亮。
故选：A。
6．【解答】解：A、据图能看出，可以直接测出小灯泡的实际电压和实际电流，故根据公式欧姆定律可以计算出灯泡的实际电阻，由于电阻受温度的影响，故灯泡的实际电阻与正常工作时的电阻是不同的，故A错误；
B、据图能看出，可以直接测出小灯泡的实际电压和实际电流，根据公式P＝UI可以计算出灯泡的实际电功率，故B确；
C、由于测量小灯泡消耗的实际电能时，需要测量时间，在这里没有涉及到时间，故C错误；
D、要测小灯泡产生的热量，需要测量时间，在这里没有涉及到时间，故D错误。
故选：B。
7．【解答】解：
AC、电路中，灯与滑动变阻器串联，电压表测灯两端的电压，电流表测电路的电流，滑动变阻器滑片移至最大阻值处，
闭合开关，电流表示数为，小灯泡的功率为，
根据P＝UI，灯泡两端的电压为：
UL1=PL1IL1=0.3W0.1A=3V；
根据串联电路的规律及欧姆定律，电源电压：
U＝UL1+IL1×R滑＝×R滑﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
移动滑片，将滑动变阻器最大阻值的13接入电路时，电流表示数为，小灯泡恰好正常发光，消耗的功率为1W，
灯的电压为：UL2=PL2IL2=1W0.2A=5V，
根据串联电路的规律及欧姆定律，电源电压：
U＝UL2+IL2×13×R滑＝×13R滑﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②得：
R滑＝60Ω，U＝9V，故A正确，C正确；
BD、由欧姆定律，灯泡正常发光时的电阻为：
RL2=UL2IL2=5V0.2A=25Ω，
故B正确；
小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为：
U滑＝U﹣UL2＝9V﹣5V＝4V，
变阻器的功率为：
P滑＝U滑I滑＝4V×＝，故错误。
故选：D。
8．【解答】解：AB、开关S接触点1时，电路为电阻R1的简单电路，开关S接触点2时，两电阻串联接入电路，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，串联电路总电阻等于任何一个分电阻，由P=U2R可知开关S接触点1时电路的电功率大于开关S接触点2时的电功率，所以开关S接触点1时是加热状态，开关S接触点2时时保温状态，故AB错误；
C、由乙图可知电饭煲处于加热状态时的功率是800W，电饭煲处于保温状态时的功率是200W，故C正确；
D、保温状态下电饭煲1min消耗的电能：W＝Pt＝200W×60s＝12000J，故D错误。
故选：C。
9．【解答】解：BC、设电源电压为U，当S1闭合，S2、S3断开，R、R1串联，滑片P位于b端时，滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω，电压表示数为，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压，则电路中的电流I=U1R1=1.8VR1，电源电压U＝U1+UR＝+1.8VR1×20Ω.........①
当S2闭合，S1、S3断开，P在a端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，R1、R2、R3串联，电压表示数为1V，电压表测量R1两端的电压，
R2和R3的功率之和为，
电路中的电流I′=U1'R1=1VR1，R2和R3的功率之和P＝I′2（R2+R3）＝（1VR1）2×（R2+R3）＝1.6W...........②
电源电压U＝U1+U2+U3＝1V+1VR1×（R2+R3）........③
根据①②③可得：U＝9V，R2+R3＝40Ω，R1＝5Ω，故BC正确；
A、闭合S1、S2、S3，P在a端时，R1、R2、R3并联，电压表测量电源电压，示数为9V，故A正确；
D、电源电压不变，根据P＝UI=U2R可知，总电阻最大时，总功率最小，故电路中只闭合S2，且滑动变阻器接入电路的阻值最大时，
总电阻最大，为R总＝5Ω+40Ω+20Ω＝65Ω，整个电路消耗的最小电功率P小=U2R总=(9V)265Ω=，故D错误。
故选：D。
10．【解答】解：
AB、当滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，此时电路中的电流最大，则：I大=UR2=6V5Ω=；
当滑片在最左端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，此时电路中的电流最小，则最小电流为：I小=UR1+R2=6V5Ω+15Ω=；
电路中的电流最小，则R2两端的电压最小，其最小电压为：U2＝I小R2＝×5Ω＝，根据串联电路的电压规律可知，滑动变阻器两端的最大电压即电压表的最大示数为：U1＝U﹣U2＝6V﹣＝；根据串联电路的电压特点可知，电压表示数的变化量与R1两端电压的变化量相同，电路中的电流与R1两端电压成正比，所以U1﹣I图像为一条直线，故AB错误；
CD、根据P＝I2R可知，R2的最大和最小电功率分别为：P小=I小2R2＝（）2×5Ω＝；P大=I大2R2＝（）2×5Ω＝；
根据P＝I2R可知，功率P与I2成正比，则P﹣I图像不是直线，故C错误，D正确。
故选：D。
11．【解答】解：（1）只闭合开关S1时，R1与R2、R3串联，电压表V1测R2和R3两端的电压之和，电压表V2测R1和R2的滑片上方电阻丝两端的电压之和，
因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，
所以，滑片移动时，变阻器接入电路中的电阻不变，
由I=UR可知，电路中的电流不变，电压表V1的示数不变，
当滑片P位于最上端时，电压表V2测R1两端的电压，其示数最小，即U1＝3V，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流I=UR总=UR1+R2+R3，
电压表V2的最小示数U1＝IR1，即3V=UR1+R2+R3R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
因将滑动变阻器的滑片P从最上端移动到最下端的过程中，电压表V1与V2的示数之差变化了2V，
所以，R2两端的电压U2＝△UV2＝2V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，R1R2=U1IU2I=U1U2=3V2V=32，即R2=23R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；
（2）闭合开关S1和S2时，R1与R2、R3串联，电压表V1测R2和R3两端的电压之和，电压表V2测R1和R2两端的电压之和，
当滑片P位于上端时，变阻器接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，电阻R3的功率最大，
此时电路中的电流I1=UR总'=UR1+R3，
电阻R3的最大功率P3＝I12R3，即＝（UR1+R3）2R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
当滑片P在中点时，电压表V1与V2的示数之比为1：2，
则两电压表的示数之比UV1UV2=I2(12R2+R3)I2(R1+12R2)=12R2+R3R1+12R2=12×23R1+R3R1+12×23R1=13R1+R343R1=12，
解得：R3=13R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
把②④代入①可得：U＝6V﹣﹣﹣⑤，
把④⑤代入③可得：R1＝9Ω，则R2=23R1=23×9Ω＝6Ω，R3=13R1=13×9Ω＝3Ω，
当滑片P在中点时，电路总功率为P总=U2R总″=U2R1+12R2+R3=(6V)29Ω+12×6Ω+3Ω=。
故选：B。
12．【解答】解：矩形线圈的左端引线漆皮被全部刮掉，右端引线漆皮只刮掉了上半周，则小小电动机线圈转动1min时间内，线圈中国有通过电流的时间：t=12×1min＝30s；
所以，小小电动机由两节干电池供电，电源电压U＝3V，线圈快速稳定转动1min内电路消耗的电能：
W＝UIt＝3V××30s＝≈60J。
故选：D。
13．【解答】解：（1）由电路图知，当滑动变阻器滑片P置于b端时，灯泡L和定值电阻R2、滑动变阻器R1的最大阻值串联，
根据P＝I2R可知，灯泡的实际功率：
PL＝I2RL＝I2×8Ω＝2W，
解得：I＝，
串联电路中总电阻等于各分电阻之和，由I=UR可得，电源的电压：
U＝I（R1+RL+R2）；
（2）当滑片P在a端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为0，灯泡L与R2串联，
此时电路中的电流：
I′=URL+R2=I(R1+RL+R2)RL+R2=IR1+I(RL+R2)RL+R2=IR1RL+R2+I=0.5A×20Ω8Ω+R2+=10V8Ω+R2+，
灯泡的实际功率：
PL′＝（I′）2RL＝（10V8Ω+R2+）2×8Ω，
当R2＝0时，PL′＝（10V8Ω+R2+）2×8Ω＝（10V8Ω+）2×8Ω＝，
当R2＝8Ω时，PL′＝（10V8Ω+R2+）2×8Ω＝（10V8Ω+8Ω+）2×8Ω＝，
因为R2＜RL，
所以＜PL′＜，结合选项可知，B符合，ACD不符合。
故选：B。
14．【解答】解：
AB、电烙铁工作时，能将电能全部转化为内能；电风扇、电视机工作时，其消耗的电能不只是转化为内能，还会转化为机械能或光能和声能；
虽然三个用电器的规格相同，但公式R=U2P只适用于纯电阻用电器，即利用该公式能计算电烙铁的电阻，不能计算电风扇和电视机的电阻，事实上它们的电阻也是不相同的，故AB错误；
C、三个电器都在额定电压下工作，实际功率相同都是100W，由W＝Pt可知相同时间内三个电器消耗的电能一样多，故C正确；
D、电风扇工作时，电能转化为内能和机械能；电视机工作时，电能转化为内能、光能和声能；电烙铁工作时，电能全部转化为内能；且相同时间内三个电器消耗的电能相同，因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，故D错误。
故选：C。
15．【解答】解：（1）只闭合开关S1，R1和R3串联，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压，
移动滑动变阻器的滑片，使电路中电流达到最小值，则滑动变阻器的滑片位于b处，接入电路的阻值最大，
根据欧姆定律可知R1=U1I1=3V0.15A=20Ω，故①正确；
电源电压U＝U1+U3＝U1+I1R3＝×R3..........Ⅰ；
（2）只闭合开关S2，R2和R3串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压，移动滑片至滑动变阻器的中点c处时，
根据P＝UI可知此时电路中的电流I2=P2U2=0.5W5V=0.1A,
根据欧姆定律可知R2=U2I2=5V0.1A=50Ω,
电源电压U＝U2+U3′＝U2+I2×R32=×R32..........Ⅱ；
根据Ⅰ、Ⅱ可得：U＝6V,R3＝20Ω，故②③错误；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，滑动变阻器被短路，电路为R1和R2并联的电路，
电路消耗的总功率P总=U2R1+U2R2=(6V)220Ω+(6V)250Ω=2.52W,故④正确。
故①④正确，②③错误。
故选：D。
二．多选题（共1小题）
16．【解答】解：
第一次只闭合开关S1、S3，定值电阻与变阻器串联，电压表V1测电源电压，电流表测电路的电流，当变阻器R的滑片滑至最上端时，为定值电阻的简单电路，因电压表V1测电源电压，故V1示数保持不变；第第二次只闭合开关S2，灯与变阻器串联，电压表电压表V1测电源电压，V2测灯的电压，电流表测电路的电流，将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑至中点再滑至最上端时，变阻器连入电路的电阻逐渐变小，最后为0，由欧姆定律，电路的电流变大，灯的电压变大，故图中左边的曲线表示电流表A与电压表V2示数关系的图像，竖线表示电流表随V1的变化关系：
A、小灯泡的额定电压为3V，在第二次操作中，滑片滑至最上端时，因灯正常发光，故电源电压为3V，由图知，此时的电流最大为，故灯的额定功率：
P＝UI＝3V×＝，A正确；
B、在第一操作中，滑片从最下端滑至最上端时，V1的示数不变，为定值电阻的简单电路，此时电路的电流应最大，由图中竖线可知，电路的最大电流为，由欧姆定律，
R0=UI大=3V0.3A=10Ω，B错误；
C、在第二次操作中，滑片在中点时，由串联电路的规律及欧姆定律，变阻器连入电路的电阻：
R滑中=U-U2I2=3V-1.5V0.2A=Ω，故滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，C正确；
D、由乙图知，第一次操作中电路的最小电流小于第二次操作中电路的最小电流，在第一次操作中，当滑片滑到最下端时，电路的电阻最大，由串联电阻的规律和欧姆定律，电路的最小电流：
I小1=UR0+R滑大=3V10Ω+15Ω=，
两次实验中，电路的最小功率为：
P小1＝I小1×U＝×3V＝，D正确。
故选：ACD。
三．填空题（共22小题）
17．【解答】解：（1）当开关S、S1均闭合，滑片P移至a端时，灯泡和变阻器并联电流表测干路电流，

因为灯泡正常发光，
所以电源电压U＝UL额＝6V，
由P＝UI得：通过灯泡的电流：IL额=PL额UL额=6W6V=1A，
由于并联电路的干路电流等于各支路电流之和，
则通过变阻器的电流I变＝I﹣IL额＝2A﹣1A＝1A，
由欧姆定律得：滑动变阻器的最大阻值R滑=UI滑=6V1A=6Ω；
（2）由欧姆定律得：灯泡的电阻：RL=UL额IL额=6V1A=6Ω，
当开关S闭合，S1断开，滑片P移至b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，

根据串联电路的电阻特点可知：此时总阻值为R′＝R滑+RL＝6Ω+6Ω＝12Ω，
电路中的电流I′=UR'=6V12Ω=，
则灯泡的实际功率P实＝I′2RL＝（）2×6Ω＝。
故答案为：6；。
18．【解答】解：
3000r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，养生壶消耗的电能为：W=503000kW•h=160kW•h＝6×104J；
根据P=U2R可得，电热饮水机的电阻为：R=U2P=(220V)21210W=40Ω，
实际电功率为：P实=Wt=6×104J60s=1000W，
则实际电压为：U实=PR=1000W×400Ω=200V。
故答案为：6×104；200。
19．【解答】解：（1）由图知，定值电阻阻值不同，串联时通过的电流相同，已知通电时间相同，所以探究的是电流产生热量与电阻大小的关系；
（2）串联电路总电阻为R＝R1+R2＝10Ω+5Ω＝15Ω，
电路电流为：
I=UR=3V15Ω=，
通电3min，电流通过电阻R1产生的热量：
Q1＝I2R1t＝（）2×5Ω×3×60s＝36J。
故答案为：电阻；36。
20．【解答】解：（1）装置中乙容器中两个5Ω的电阻并联后再与甲容器中一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，乙容器中两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1＝I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系；
（2）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电流通过导体产生热量的多少，这种研究方法叫转换法；
（3）根据Q＝I2Rt可知，在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多，由（1）可知通过容器甲内电阻丝的电流较大，故其产生的热量较多。
故答案为：电流；高度差；甲。
21．【解答】解：由电路图知，滑动变阻器R和电阻R0串联，电压表V1测R0两端电压，V2测R两端电压，电流表测电路中电流。
当滑动变阻器的滑片P从b点滑到某点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，
根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，R0两端的电压变大；所以图乙中5V～3V是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，1V～3V是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线；
由电路图知，P在b点时，电路中电阻最大，电流最小，
由图象可以看出，滑片P在b点时电流Ib＝，U1＝1V、U2＝5V，
所以电源电压：U＝U1+U2＝1V+5V＝6V，
电阻R0的阻值：R0=U1Ib=1V0.5A=2Ω，
滑片P在a点时，电路中电阻最小，电流最大，此时通过电路的电流Ia=UR0=6V2Ω=3A，通电10s，R0消耗的电能：W=(Ia)2R0t＝（3A）2×2Ω×10s＝180J。
故答案为：6；180。
22．【解答】解：水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝×103J/（kg•℃）××（100℃﹣25℃）＝×105J；
若电能全部转化为热能，即Q吸＝W电，
因为热水器正常工作，
所以，P＝P额＝1500W，
又因为P=W电t，
所以加热时间：
t=W电P=6.3×105J1500W=420s。
故答案为：420。
23．【解答】解：（1）电热水壶加热时的功率：P＝I2R＝（10A）2×22Ω＝2200W；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣34℃）
＝×105J。
根据η=Q吸W可知电热水壶需要消耗的电能为：
W=Q吸η=2.772×105J84%=×105J，
该电热水壶加热的时间：
t=WP=3.3×105J2200W=150s。
故答案为：2200；150。
24．【解答】解：
（1）当只闭合开关S时，R2和R3串联，电流表A2测电路中的电流，电压表测R3两端的电压，
此时R2两端的电压为U2＝IR2＝×5Ω＝4V，
电源电压为U＝U2+U3＝4V+8V＝12V，
滑动变阻器接入电路的电阻为R3=U3I=8V0.8A=10Ω；
（2）将滑片移到最右端，闭合所有开关，此时R2被短路，R1和R3并联，电压表测电源电
压，电流表A1测通过R1的电流，电流表A2测干路电流，
电流表A1的示数为I1=UR1=12V12Ω=1A，
流过滑动变阻器的电流为I3=UR3=12V20Ω=，
电流表A2的示数为I干＝I1+I3＝＝，
电流表A1、A2的示数之比是I1I干=1A1.6A=58=5：8；
1min内R1产生的热量为Q＝I12R1t＝（1A）2×12Ω×1×60s＝720J，
干路电流最大为3A，滑动变阻器R3的规格是“20Ω“，则电路中的电流最大值为，
滑动变阻器接入电路的电阻最小为R3小=UI3大=12V1.5A=8Ω，
滑动变阻器接入电路的阻值范围为8～20Ω。
故答案为：12；10；5：8；720；8～20。
25．【解答】解：（1）若将L1、L2并联接在3V电源两端，此时两灯正常发光，消耗的实际功率都等于额定功率，故电路消耗的总功率P总＝＝；
（2）从图中可知L1的额定电流为，L2的额定电流为，
若将L1、L2串联，串联电路中电流处处相等，要使L1正常发光，则电路中的电流应为，从图中可知L1两端的电压为3V，L2两端的电压为1V，根据串联电路的电压特点可知电源电压应为U＝3V+1V＝4V；
（3）若将灯L1与滑动变阻器串联接在6V电源两端，调节滑片，当滑动变阻器的功率是L1功率的2倍时，则L1的功率为总功率的13，串联电路中电流处处相等，根据P＝UI可知L1两端的电压为总电压的13，即为U1′=13×6V＝2V，从图中可知通过L1的电流为，则L1的功率为P1＝U1′I1′＝2V×＝；
若将灯L2与滑动变阻器串联接在6V电源两端，调节滑片，当滑动变阻器的功率是L2功率的3倍时，则L2的功率为总功率的14，串联电路中电流处处相等，根据P＝UI可知L2两端的电压为总电压的14，即为U2′=14×6V＝，从图中可知通过L2的电流为，L2的功率为P2＝U2′×I2′＝×＝，
则P1：P2=0.4W0.525W=1621=16：21。
故答案为：；4；16：21。
26．【解答】解：闭合开关，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压。
当滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知此时电路中电流最小，
从图乙可知，此时电路中电流为，滑动变阻器两端得到电压为12V，
则滑动变阻器的阻值为R2=U2I=12V0.1A=120Ω，电源电压U＝U1+U2＝IR1+U2＝×R1+12V..........①，
当电路中电流为1A时，滑动变阻器两端的电压为3V，电源电压U＝U1′+U2′＝I′R1+U2′＝1A×R1+3V........②，
根据①②可得：U＝13V，R1＝10Ω；
电源电压不变，根据P＝UI可知，电路中电流最小时，总功率最小，
根据欧姆定律可知，电路中电阻最大时，电流最小，此时滑动变阻器接入电路的电阻为120Ω，
根据欧姆定律可知电流I″=UR总=13V10Ω+120Ω=，
电路消耗功率P小＝UI″＝13V×＝。
故答案为：10；。
27．【解答】解：（1）甲、乙为两只相同电表，当闭合S1，S2时，甲、乙两表示数之比为4：3，若量表均为电流表，则甲表会将电源短路，故两表均为电压表。
（2）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4：3，
根据串联分压特点可知R1：R2=U总-UR2UR2=4-33=13=1：3；
（3）设电源电压为U，R1＝R，R2＝3R，
当两表都为电压表时，闭合两开关，两电阻串联，电路总功率为P1=U2R+3R=U24R，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，此时电路总功率为P2=U2R1+U2R2=U2R+U23R=4U23R，
P1：P2=U24R4U23R=316=3：16。
故答案为：电压；1：3；3：16。
28．【解答】解：（1）由电路图可知，当S1和S2闭合时R1与R2并联，当S1闭合、S2断开时电路为R2的简单电路，
因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，
所以，当S1和S2闭合时，电路的总电阻最小，
由P＝UI=U2R可知，电源的电压一定时，电路的总功率最大，电煎药壶处于加热挡位；
（2）当S1闭合、S2断开时，电路为R2的简单电路，电煎药壶处于保温挡位，此时电路的总功率最小，
由P＝UI的变形式I=PU可知，电路的总电流最小，通过P点的电流更小。
故答案为：（1）加热；（2）保温。
29．【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测L两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，并且滑动变阻器分得的电压最大，因此根据图乙可知，此时电路电流为，灯泡两端电压为，滑动变阻器两端电压为4V；
此时灯泡的功率PL1＝UL1Imin＝×＝；
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电源电压：U＝UL1+U滑＝0.5V+4V＝；
（2）根据题意可知，当电流表示数最大时，灯泡正常发光，由图乙可知，此时电路电流为，滑动变阻器两端电压为1V，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以灯泡的额定电压：UL＝U﹣U滑′＝﹣1V＝，
灯泡的额定功率：PL＝ULImax＝×＝。
故答案为：；。
30．【解答】解：（1）A.若体温异常S1不闭合，不管人脸识别是否成功，警示灯都要亮起，故A不符合题意；
B.若只是体温正常开关S1闭合，电磁铁把衔铁吸起，电动机M工作（门打开），警示灯不亮；
若只是人脸识别成功开关S2闭合，电动机M工作（门打开），警示灯不亮；故B不符合题意；
C.若体温正常开关S1闭合，电磁铁把衔铁吸起，人脸识别成功开关S2闭合，电动机M工作（门打开），警示灯不亮；若体温异常S1不闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机M不工作且警示灯亮起；不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M不工作且警示灯不亮，故C符合题意；
D.若体温正常开关S1闭合，不管人脸识别是否成功，电动机M工作（门打开），故D不符合题意。
（2）若警示灯工作时，两端电压为3伏，电阻为10欧，其工作时的功率为：
P＝UI=U2R=(3V)210Ω=。
故答案为：（1）C；（2）。
31．【解答】解：由I=UR可得，通过电热丝的电流：I=UR=220V110Ω=2A，
在10s内共产生的热量：Q＝I2Rt＝（2A）2×110Ω×10s＝×103J。
故答案为：2；×103。
32．【解答】解：三线插座非常普遍，中间的插孔接地线。对人体来说，安全电压一般不高于36V。如图所示是小明家的电能表，他家用电总计•h，已知1kW•h电费为元，则小明家应缴纳的总电费为：×元＝元。
故答案为：地；36；；。
33．【解答】解：
（1）由电路图可知，开关S接“1”时电路为R2的简单电路，开关S接“2”时R1与R2串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则开关S接“1”时，电路中的总电阻最小，根据P=U2R可知，电路消耗的功率最大，电热水壶处于处于加热挡；
（2）开关S接“2”时，两电阻串联，为保温状态，电路的总电阻为：R＝R1+R2＝1050Ω+50Ω＝1100Ω，
则电路中的电流：I=UR=220V1100Ω=，
通电5min电流通过R2产生的热量：Q＝I2R2t＝（）2×50Ω×5×60s＝600J。
故答案为：加热；600。
34．【解答】解：根据P=U2R可知，灯泡L1的电阻为：R1=U12P1=(6V)23W=12Ω；灯泡L2的电阻为：R2=U22P2=(6V)22W=18Ω；
甲图中两个灯泡串联，则此时的总电阻为：R＝R1+R2＝12Ω+18Ω＝30Ω；
甲电路中的电流即通过灯泡L1的电流为：I1=UR=6V30Ω=；
乙图中的电源电压为6V，两个灯泡并联，则灯泡L1正常发光，通过灯泡L1的电流为：I'1=P1U1=3V6V=；
则甲、乙两电路中流过L1的电流I1：I1′＝：＝2：5；
根据串联电路的电压关系可知，甲中L2两端电压小于电源电压，乙中L2两端电压等于电源电压，由于L2两端电压变大，电阻不变，根据P=U2R可知，L2消耗的实际功率变大，即P2＜P2′。
故答案为：2：5；＜。
35．【解答】解：灯泡串联时，电流I1＝I2，电压表V1示数比V2小，即U1＜U2，由P＝UI得：P1＜P2，故L2的实际功率大。
根据欧姆定律变形可得：R=UI，I1＝I2，U1＜U2，所以两灯泡的电阻关系为：R1＜R2；
因为两灯泡的额定电压U相等，R1＜R2，根据P=U2R可得：额定功率P1＞P2。
故答案为：L2；L1。
36．【解答】解：由公式P=U2R可得，R=U2P，电压U相同时，功率越大的灯泡，其电阻越小，则“220V 100W”的灯泡电阻小。又知道灯丝的电阻与材料、长度、横截面积有关，在其它因素相同时，灯泡越粗、电阻越小，因此“220V 100W”的灯丝粗；
二者串联使用时，电路中的电流相同，“220V 100W”的灯泡电阻小，由公式P＝I2R可得，“220V 100W”的灯泡实际功率小，所以会暗一些。
故答案为：粗；暗。
37．【解答】解：
（1）S接通时，R1被短路，电路为R2的基本电路；S断开时，R1、R2串联；
根据串联电阻的规律可知，S接通时电路中电阻小，通过的电流大，根据P＝I2R可知，R2的电功率大，为加热状态；S断开时的总电阻大，电路中电流小，根据P＝I2R可知，此时R2的电功率小，为保温状态；
（2）一只额定功率是450W的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生的热量：
Q＝W＝Pt＝450W×1×60s＝×104J。
故答案为：加热；×104。
38．【解答】解：（1）由电路图可知，当开关S置于“1”挡时，两电阻串联，电路电阻最大，电源电压一定，由P=U2R可知，电饭锅电功率最小，处于保温状态；
（2）当开关S置于“2”挡时，R1被短路，只有R0接入电路，电路电阻最小，电饭锅电功率最大，处于加热状态，
此时电路中电流：
I=UR0=220V44Ω=5A；
通电1min电路产生的热量：
Q＝I2R0t＝（5A）2×44Ω×2×60s＝×105J。
故答案为：保温；×105。
四．实验探究题（共7小题）
39．【解答】解：（1）电吹风是利用电动机将被加热电阻附近的空气吹出而产生热风的，所以A处应为电阻丝，B处应为电动机；
（2）要使电吹风处于“冷风”状态，则内部加热电阻不能接入电路，即只闭合开关S，不闭合其他开关。
要使电吹风处于“加热”状态，需要将加热电阻接入电路，分析图像可知，当S、S2闭合后仅电阻丝R1工作，此时是暖风状态；当S、S2、S1闭合后电阻丝R1与R2并联工作，此时是热风状态；
（3）设电阻丝R1的功率为P1，电阻丝R2的功率为P2，热风档电阻丝R1与R2总功率为P1+P2，暖风档电阻丝总功率为P1，
加热t时间后暖风档消耗电能W1＝P1t，空气吸收热量Q1＝cm△t1，
热风档消耗电能W2＝（P1+P2）t，空气吸收热量Q2＝cm△t2，
若加热效率相同，则η=Q1W1=Q2W2，即W1W2=（P1t(P1+P2)t）=Q1Q2=cm△t1cm△t2=△t1△t2，即P1P1+P2=20℃30℃，整理可得P1＝2P2，
由电功率公式可知P1=U2R1，P2=U2R2，将其代入P1＝2P2可得U2R1=2U2R2，即R1：R2＝1：2。
（4）由于电阻丝的升华，会导致灯丝变细，由影响电阻大小因素可知电阻横截面积越小，电阻越大，结合电功率公式P=U2R可知此时电功率减小。
故答案为：（1）电阻丝；电动机；（2）S；S、S2；（3）1：2；（4）变小。
40．【解答】解：（1）灯的额定电压为，所以，变阻器要分去6V﹣＝的电压，根据分压原理，U滑UL=R滑RL，滑动变阻器的阻值至少为R滑=U滑UL×RL=3.5V2.5V×10Ω＝14Ω，根据欧姆定律知，灯正常发光的时的电流约为：I=ULRL=2.5V10Ω=，故应选用R2“50Ω”的滑动变阻器；
（2）为了保护电路闭合开关前滑片在阻值最大处，即A端；
闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路为通路，电压表无示数，说明小灯泡短路；
（3）若要测量小灯泡的额定功率，应该使灯泡两端的电压由增大到，则电路中的电流也要相应地增大，此时滑动变阻器接入的电阻应减小，因此滑片应向B端移动；
由图乙知，当灯泡正常发光时的电流为，
则灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝×＝；
（4）灯泡两端电压增大时，灯泡的实际功率也增大，灯丝的温度升高，电阻变大，所以，造成小灯泡灯丝电阻大小的变化的原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大（或灯泡的电阻受温度的影响）。
故答案为：（1）R2；（2）A；短路；（3）B；；；（4）灯丝温度。
41．【解答】解：（1）从电源的正极出发，依次连接开关、灯泡、滑动变阻器、电流表到电源的负极，要求滑片向右移动灯泡变亮说明电路中电阻变小，故滑动变阻器接入右半段，电压表并联在灯泡的两端，由于灯泡的额定电压是，故电压表选择0～15V量程，电路连接如图。

（2）小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光，说明连接完最后一根导线电路接通，是因为连接电路时，开关没有断开。
（3）电流表使用的0～3A量程，每一个大格代表1A，每一个小格代表，电流为，故灯泡的额定电流I额＝，
灯泡的额定电压是U额＝，
则灯泡的额定功率P额＝U额I额＝×＝。
电压表和灯泡并联，考虑有电流通过电压表，电流表测量电压表和灯泡的总电流，故灯泡的额定定律测量值偏大，灯泡两端的电压测量是准确的，根据P额＝U额I额得，灯泡的额定功率偏大。
（4）实验步骤：
①先闭合开关S、S1，灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联在电路中，电压表测量灯泡两端的电压，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为，灯泡正常工作，灯泡中的电流是I额；
②再断开开关S1，闭合开关S2，灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联在电路中，电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出此时电压表示数为U，即灯泡和定值电阻两端的总电压，定值电阻两端的电压UX＝U﹣U额；
③灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联在电路中，定值电阻中的电流IX＝I额，
待测电阻Rx=UXIX=U-U额I额。
故答案为：（1）如上图；（2）开关没有断开；（3）；大；（4）；U-U额I额。
42．【解答】解：（1）电压表测小灯泡的电压，电流表测小灯泡的电流。图中只有电流表还未连接完成，又小灯泡的额定电压为，电阻约为10Ω，所以其额定电流约为，故电流表选择“0～”这个量程接入电路中，实物图的连接方式如图所示：
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡不亮，电流表和电压表均无示数，说明电路中出现了断路，而电压表测的是小灯泡的电压，当小灯泡断路时，电压表的正负接线柱与电源两极相连，电压表测的是电源电压，电压表会有读数，所以不可能是小灯泡断路，故选B；
（3）小灯泡的额定电压为，根据图乙可知，小灯泡正常工作时的电流为，所以其额定功率：P＝UI＝×＝
（4）由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以U﹣I图象不是直线。
故答案为：（1）如图所示；（2）B；（3）（4）温度。

43．【解答】解：（1）两只小灯泡的额定电流均为，所以电流表所用的是0～的量程；两只小灯泡的额定电压均不超过3V，所以电压表所用的是0～3V的量程；电源由三个铅蓄电池串联而成，所以电源电压为6V，大于两只小灯泡的额定电压。因此，为保护电路中的各个元件，需要将滑动变阻器的滑片移到最左端，使滑动变阻器连入电路的电阻最大。
（2）由图乙可知，小灯泡两端的电压为，所以该小灯泡的额定功率为P＝UI＝×＝。
（3）小灯泡的亮度是由其实际功率决定的，实际功率大的亮度大。在图丙所示的电路中，当电流表的示数为时，两只小灯泡均正常发光，即此时两个小灯泡的实际功率均等于其额定功率。额定电压为3V的小灯泡的额定功率为P′＝U′I＝3V×＝，额定电压为的小灯泡的额定功率为P＝。故更亮的灯L1是额定电压为3V的小灯泡。
故答案为：（1）滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处；（2）；（3）3。
44．【解答】解：（1）为保护电路，连接电路时，开关要断开，闭合开关前，滑片P应处于连入阻值最大处；
因为灯正常发光时的电流为：I=UR≈2.5V10Ω=，所以电流表应选0～量程，所以图中不符合实验规范处有：①闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处；②电流表所选量程太大；
（2）由U﹣I图象可得，小灯泡在额定电压下的电流为，
则小灯泡的额定功率为：
P额＝U额I额＝×＝。
（3）根据U﹣I图像知，小灯泡的电压为时，电流为，由串联电路的规律及欧姆定律，此时，实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻为：
R滑=U滑I=U-ULI=6V-0.5V0.1A=55Ω，故变阻器的规格可能为60Ω 1A，
故选C；
（4）丁图中，将S2置于b，电流表没有接入电路，将S2置于a，电流表测通过电阻箱中的电流，即无论S2置于a、b，灯的电流都不能测量，故不能使灯正常发光，不能测出灯泡额定功率；
丙图中，将S2置于a，移动滑片，使电流表示数为I额，则灯正常发光；
保持滑片的位置不动，将S2置于b，调节电阻箱的旋钮，使电流表的示数仍为I额，记下电阻箱连入电路中的电阻大小R箱，由等效替代法，则灯正常发光时的电阻等于R箱，则灯的额定功率：P＝I额2R箱；
故选丙。
故答案为：（1）闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处；电流表所选量程太大；（2）；（3）C；（4）丙。
45．【解答】解：（1）为保护电路，闭合开关前滑动变阻器滑片应置于阻值最大位置，而图甲中，闭合开关前滑片没有置于阻值最大位置；
（2）闭合开关，灯泡不亮，且电压表有示数、电流表示数始终为零，造成这种故障的原因是灯泡处断路；
（3）由图乙可知，电流表选用小量程，分度值为，示数为，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝×＝；
（4）由图知，电压表与小灯泡并联，所测电压较准确，而电流表测通过小灯泡和电压表的电流，所测电流偏大，由P＝UI可知所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大。
故答案为：（1）滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置；（2）灯泡处断路；（3）；（4）偏大。
五．计算题（共5小题）
46．【解答】解：闭合开关，R0和R串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量变阻器两端的电压。
（1）当滑动变阻器连入电路的电阻为0时，电路为R0的简单电路，此时电路中电阻最小，电流最大，
由图象知，此时电路中的电流I＝；
（2）当滑动变阻器接入电路电阻最大时，电路中电阻最大，电流最小，
由图象知，此时电路中电流I'＝，变阻器的电功率P＝，
根据P＝UI可得，滑动变阻器两端的电压：
UR=PI'=0.5W0.1A=5V；
（3）变阻器连入电路的电阻为0时，根据欧姆定律表示电源电压：
U＝IR0＝×R0﹣﹣﹣﹣﹣①
变阻器接入电路电阻最大时，根据串联电路特点和欧姆定律表示电源电压：
U＝UR+I'R0＝×R0﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②可得：U＝6V，R0＝10Ω，
滑动变阻器消耗的电功率：
P＝I2R＝（UR0+R）2R=U2R(R0-R)2=U2R(R0-R)2+4R0R，
所以，当R＝R0＝10Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，
则滑动变阻器的最大功率：P最大=U24R0=(6V)24×10Ω=。
答：（1）滑动变阻器接入电路电阻为零时，电路中的电流为；
（2）滑动变阻器接入电路电阻最大时，滑动变阻器两端的电压为5V；
（3）滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阻器的最大功率为。
47．【解答】解：（1）当R′接入电路的阻值为0时，电路为R0的简单电路，根据P＝UI=U2R可知此时该电热水壶的功率最大，为P大=U2R0=(220V)240Ω=1210W；
（2）电热水壶表面温度为70℃，在温度为20℃的房间使用，此时电热水壶表面温度与环境温度之差为：
△t＝70℃﹣20℃＝50℃，
由图像知，电热水壶每秒钟散失的热量Q＝110J，
则散热功率P散=Qt=110J1s=110W，
要保持电热水壶的表面温度不变，则电热水器的电功率P＝P散＝110W，
此时电路中的总电阻：
R总=U2P散=(220V)2110W=440Ω，
则R′的阻值：R′＝R总﹣R0＝440Ω﹣40Ω＝400Ω；
（3）用电高峰时，实际电压为200V，当电路中只有电热水壶以最大功率加热时，
实际功率为P大′=U实2R0=(200V)240Ω=1000W，
1min消耗的电能W＝P大′t′＝1000W×1×60s＝6×104J=160kW•h，
从丁图可知，每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，故电能表指示灯实际闪烁的次数n=160kW•h×3000imp/（kW•h）＝50imp。
答：（1）在额定电压下工作时，该电热水壶最大功率为1210W；
（2）应将R′的阻值调为400Ω；
（3）电能表指示灯1min内闪烁了50次。
48．【解答】解：（1）断开开关S2，闭合开关S、S1，R1和灯L串联，且R1接入的阻值为最大阻值，且不随滑片的移动而改变，电压表的示数会随着滑片的移动而改变，乙图A﹣B段为移动R1电流表和电压表的示数关系图象，电压表的最大示数U1为6V，灯正常发光时的额定电压UL＝5V，电源电压U＝UL+U1＝5V+6V＝11V；
（2）由图乙A﹣B段可得滑动变阻器最大电压为6V，电流I＝，则滑动变阻器R1的阻值R1=U1I=6V0.5A=12Ω；
断开开关S1，闭合开关S、S2，由图乙B﹣C可知，B点表示R2接入的电阻为0，C点表示R2接入最大阻值，此时电流为I＝，对应电压为9V；根据R2=UI=9V0.3A=30Ω；
（3）A﹣B段小灯泡都正常发光，功率不变；B﹣C段，电流从～，电压表的示数由6～9V；电源电压不变U＝11V，则小灯泡的电压为Umin＝11V﹣9V＝3V时，Imin＝时，小灯泡消耗功率最小Pmin＝UminI＝3V×＝。
答：（1）电源电压U为11V；
（2）滑动变阻器R1的最大阻值为12Ω，R2的最大阻值为30Ω；
（3）整个过程中小灯泡工作时消耗的最小功率为。
49．【解答】解：（1）通过电阻R的电流为
I=UR=220V88Ω=
（2）R消耗的电功率为
P＝UI＝220V×＝550W
（3）①当按图乙方式连接电路时，电路的总功率为
P并＝2P＝2×550W＝1100W
当按图丙方式连接电路时，电路的总功率为
P串=U2R总=U22R=(220V)22×88Ω=275W
烤熟相同的蛋糕所需的热量是相同的。根据W＝Pt可得：P并t并＝P串t串，则：
t并t串=P串P并=275W1100W=14
即烤熟相同的蛋糕，采用图丙所示方式时所需的时间是采用图乙方式时所需时间的4倍。
②通电时间为t＝10min＝600s
则这段时间内电烤箱产生的热量为
W＝P并t＝1100W×600s＝×105J
故答案为：（1）通过R的电流为。
（2）R消耗的电功率为550W。
（3）①乙；②通电10min，改装后电烤箱产生的热量为×105J。
50．【解答】解：（1）只闭合S1时，只有R1接入电路，电蒸锅处于保温挡，
由P=U2R可得保温挡功率P保=U2R1=(220V)2484Ω=100W；
（2）当S1、S2均闭合时，R1、R2并联，电蒸锅处于加热挡，
则电阻R2的电功率P2＝P热﹣P保＝1200W﹣100W＝1100W，
由P=U2R可得电阻R2=U2P2=(220V)21100W=44Ω；
（3）质量为的水加热使其温度升高75℃水吸收的热量Q＝c水mΔt＝×103J/（kg•℃）××75℃＝×105J；
其消耗的电能W＝P热t＝1200W×375s＝×105J；
则该电蒸锅的加热效率η=QW×100%=3.78×105J4.5×105J×100%＝84%。
答：（1）保温挡的功率为100W；
（2）电阻R2的阻值为44Ω；
（3）电蒸锅的加热效率为84%。