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人教版九年级全册第十八章 电功率综合与测试精练
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这是一份人教版九年级全册第十八章 电功率综合与测试精练，共22页。试卷主要包含了单选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
第十八章电功率拔高训练（4）2020-2021学年人教版物理九年级
姓名：___________班级：___________
一、单选题
1．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
2．图甲所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关，将R2滑片从位置1移到位置2，根据两表示数作出的U-I图像如图乙中AB所示，其中A点的数据与滑片在位置1时对应，下列判断正确的是（ ）
A．电源电压为3V
B．滑片移动过程中，R2接入电路阻值变大
C．电阻R1的U-I图像一定与线段AB相交
D．滑片移动过程中电路消耗的总功率先变大后变小
3．有一个用电器，它的铭牌上写有“220V 12W”的字样，它可能是以下哪种用电器（ ）
A．节能灯 B．彩色电视机 C．电饭锅 D．手机
4．观察身边的物理现象，下列估测最接近实际的是（ ）
A．电吹风正常工作电流约0.5A
B．普通电饭锅的功率约为800W
C．手机锂电池的电压约为6V
D．学生用台灯工作1小时消耗的电能约为1kW·h
5．如图所示的两个电路中，电源电压相等且保持不变，闭合S，当滑动变阻器的滑片P都向右移动时，灯泡L1和L2的亮度变化情况是（ ）
A．L1变暗，L2亮度不变
B．L1、L2都变亮
C．L1变亮，L2变暗
D．L1、L2都变暗
6．如图所示的电路中，电源两端电压保持不变。闭合开关S， 将滑动变阻器的滑片向左滑动，则下列说法中正确的是（ ）
A．小灯泡变亮
B．电压表的示数变大
C．电流表的示数变小
D．电压表示数与电流表示数的比值变大
7．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2：1
C．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9V
D．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
8．如图所示的装置，既可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，也可以比较水和煤油吸热升温的现象，则在这两个实验过程中:①都要控制液体的初温相同；②都是通过温度计示数的变化来反映液体吸收热量的多少；③都要控制所选烧瓶中液体的质量相等；④都要控制所选烧瓶中电阻丝阻值相等.以上说法正确有（ ）
A．只有③ B．只有①③ C．只有①②③ D．①②③④
9．“估测”是物理学中常用的一种方法，以下估测合理的是（ ）
A．一间普通教室内空气的质量约是2.5kg B．普通手机屏幕的面积大约为8dm2
C．家用液晶电视的电功率约为200W D．人教版九年级物理课本的厚度约为10cm
10．如图所示的电路，灯L标有“6V 3.6W”字样，电源电压保持不变。当闭合开关S，滑动变阻器R的滑片P移到最右端时，灯L正常发光；滑片P移到最左端时，电压表示数为3.6V。假设灯丝电阻不受温度影响，下列四个结论正确的是（ ）
①灯L正常发光时的电阻为12Ω
②电源电压为6V
③滑动变阻器的最大阻值为20Ω
④电路消耗的总功率的变化范围为1.44～3.6W
A．①② B．②④ C．②③ D．③④
11．如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，当开关S闭合时，灯L正常发光（不考虑灯丝电阻的变化）。如果将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则下列说法中正确的是（ ）
A．电流表的示数变大，灯L变暗
B．电流表的示数变小，灯L变亮
C．电路中的总电阻变小
D．电路中的总功率变小
12．如图所示，电源电压恒为9V，灯泡L1、L2上分别标有“6V、3W”和“6Ⅴ、6W”的字样。当开关S闭合时。灯泡L1、L2都能发光。则下列说法正确的是（ ）（忽略灯泡灯丝电阻的变化）
A．L1可以正常发光
B．灯泡L2比灯泡L1亮一些
C．通过L1的电流大于通过L2的电流
D．甲、乙两电压表的示数之比为2：3
13．小乐按图听示连接电路，其中R1、R2、R3是三段电阻丝（R1
A．a、b、c B．c、a、b C．c、b、a D．a、c、b
14．图甲是用于焊接塑料水管的热熔器，其电路如图乙所示。加热电阻R1=66Ω、R2=176Ω，S1是手动控制开关，S2是可随温度自动跳转的温控开关，R0特殊限流电阻，热熔器加热时R0电阻较大，LED指示灯发红光，保温时R0电阻较小，LED指示灯发绿光。已知LED发光时两端电压保持不变，则下列说法正确的是（ ）
A．当 S1、S2都闭合时，热熔器处于保温状态
B．当 S1闭合，S2断开时，R1的功率大于 R2的功率
C．发红光时 LED 的电流等于发绿光时 LED 的电流
D．保温状态时加热电路的电功率是 200W
二、填空题
15．如图所示，串联的两电阻丝（R1＜R2），封闭在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连。闭合开关，通过两电阻丝的电流 ______（选填“相等”或“不相等”），一段时间后，密闭烧瓶内的空气被加热，观察到 ______（选填“A”或“B”）气球先鼓起来。
16．图甲是小灯泡和电阻的电流随电压变化图象，将它们按图乙所示接入电路中，只闭合开关，小灯泡的实际功率为；再闭合开关，电流表示数变化了______，电阻在时间产生的热量为______。
17．在如图所示的电路中，R2=5Ω，a、b两点到滑动变阻器两端的距离均为滑动变阻器总长度的，滑片位于a、b两点时R2消耗的电功率均为4W，则R1的阻值为______Ω。
18．两定值电阻RA和RB中的电流与其两端电压的关系如图所示，电阻RB的阻值是___________Ω；若将两电阻并联在电压为3V的电源两端，通电一段时间后，导体A、B产生的热量之比是___________。
19．现有两台电动机甲和乙，其额定电压均为220V，甲和乙的电阻分别为10Ω和4Ω，正常工作时，甲和乙通过的电流分别为5A和10A，则__电动机的工作效率更高（填“甲”或“乙”）。
20．老师向同学们展示了一只具有高、中、低温三挡调节功能的自制电加热器，并告知其内部电路由电阻丝R1、R2和开关S1、S2、S3五个元件组成，电阳丝R1（10Ω 5W）、R（？Ω 5W），在不拆解加热器的情况下，小军用图1电路对其进行探究：他只闭合S3，是低温挡，电流表的示数为0.2A；只闭合S2是中温挡，电路总功率为1.8W，S1、S2闭合是高温挡，所用电源电压为3V，R1＞R2。
（1）电阻丝R2的阻值为______Ω。
（2）高温挡时，电路总功率是______W。
（3）通过计算，在图2中虚线框内画出R1和R2及S1、S2、S3接入电路的情况______。
（4）若电源电压可调，为保证电路安全，电流表选用大量程（0～3A），则电加热器允许消耗的最大电功率______W。
三、计算题
21．如图所示，小灯泡L规格为“5V 1W”，R0=50Ω，电源电压不变，电流表的量程为“0~0.6A”、“0~3A”。闭合开关，小灯泡L正常发光。
（1）求R0的功率和电源电压；
（2）拆除小灯泡L，从规格分别为“10Ω 1A”、“100Ω 0.5A”的滑动变阻器中选择其中之一，以及若干导线连入电路，选择哪种规格的变阻器电路消耗的功率最大？最大功率是多少？
22．为培养同学们的探究能力，某校组织科技社团的同学们对小灯泡的亮暗进行研究，现取“6V 6W”和“6V 3W”的小灯泡L1和L2各一个，标有“50Ω 1A”字样的滑动变阻器一个，量程为 0～0.6A 的电流表和量程为0～3V的电压表各一个，根据测得的数据绘制出了两灯中电流与其两端电压变化关系的图象，如图甲所示，求
（1）小灯泡 L2的额定电流；
（2）将两灯并联接在电压为 6V的电源两端，10s内电路消耗的电能；
（3）将小灯泡 L2与滑动变阻器R串联接在电压为12V 的电源两端，如图乙所示，闭合开关 S，调节滑动变阻器，为了保证电路元件安全，求滑动变阻器允许接入电路的最小阻值。
23．图甲是某品牌电热加湿器，图乙为其原理简化电路图。加湿器的额定电压为220V，最大功率为20W，电热丝R1为定值电阻，气雾调节器R2的阻值范围为0~999Ω。当闭合开关S，R1将加热仓中的水加热到沸腾后变成水蒸气喷出，增加空气的湿度，当空气湿度达到标准值，气雾调节器R2自动将加热仓中的功率调至最小。某次，加湿器在额定电压下工作，开机后，加热仓先以最大功率工作10min，空气湿度达到标准值后，以最小功率继续工作50min。求：
（1）电热丝R1的阻值。
（2）加湿器工作时的最小功率。
（3）在相同条件下，若实际电压为198V，加湿器工作1h消耗的电能。（计算结果保留两位小数）
24．某科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱，箱内主要电路包括控制电路和工作电路，其原理图如图所示。控制电路电源电压为8V，R为变阻器，Rt为热敏电阻、Rt阻值与箱内气温关系如下表所示。工作电路电源电压为220V，R0为电热丝，阻值恒为88Ω，M为电风扇，铭牌上标有“220V 20W”字样，其作用是使箱内空气均匀受热，红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电流达到0.025A时，衔铁被电磁铁吸住，工作电路处于待机状态，当控制电路电流减小到某值时，衔铁被释放，工作电路处于加热状态。
t/℃
30
40
50
60
70
Rt/Ω
305
245
200
170
150
（1）将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，箱内气温最高可达多少摄氏度？（电磁铁的线圈电阻不计）
（2）重新调节变阻器R，同时闭合开关S1、S2，箱内气温与时间关系如图乙所示，若电热丝R0加热空气的效率为80%，衔铁每次被吸住的时长均为300s，箱内空气质量恒为2.2kg、比热容为，求开关S1、S2闭合20min内，工作电路总共消耗的电能是多少焦耳？（控制电路、指示灯及电风扇M产生的电热均不计，指示灯消耗的电能不计）
参考答案
1．C
【详解】
A．电风扇把电能转化为机械能和内能，电视把电能转化为光能和内能，故A错误；
B．只能针对纯电阻电路，故B错误；
CD．根据W=Pt，正常工作相同时间，三个用电器消耗的电能一样多，但电风扇、电视不是纯电阻，所以三个用电器产生的热量不相等，故C正确，D错误。
故选C。
2．C
【详解】
由图甲可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
A．由图乙可知，其中A点的数据与滑片在位置1时对应，此时电压表示数为2V，电流表示数为0.1A，电源电压
①
滑片在2位置时，电压表示数为1V，电流表示数为0.3A，电源电压
②
由①②可得
故A错误；
B．如图乙所示，滑片在移动的过程中，电压表的示数减小，电流表的示数增大，由可知，在电源电压一定时，电路中的总电阻变小，电路中的变大，滑动变阻器与定值电阻串联，滑片移动过程中，R2接入电路阻值变小，故B错误；
C．定值电阻的阻值为5Ω，滑动变阻器的滑片在位置1时连入电路中的电阻
所以当滑动变阻器连入电路中的电阻也为5Ω时，定值电阻R1和滑动变阻器R2两端的电压相等，电流相等，此时电路中的电流
电压表的示数
即电阻R1的U-I图像一定与线段AB相交的U-I图像，故C正确；
D．由图乙可知，滑片移动过程中电路中的电流变大，在电源电压一定时，由可知，电路中的电流变大，电路消耗的总功率变大，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】
A．节能灯的功率大约是10W左右，故A符合题意；
B．彩色电视机的额定功率一般为150W，故B不符合题意；
C．电饭锅的额定功率在800W左右，故C不符合题意；
D．手机的额定功率在1W左右，故D不符合题意。
故选A。
4．B
【详解】
A．电吹风的功率约为500W，正常工作电流约
≈2.27A
故A不符合题意；
B．普通电饭煲正常工作的电流约3.6A，正常工作的功率约
P=UI=220V×3.6A=792W
故B符合题意；
C．手机锂电池的电压约为3.7V，故C不符合题意；
D．学生用的台灯功率约为40W，工作1小时消耗的电能为
W=Pt=0.04kW×1h=0.04kW·h
故D不符合题意。
故选B。
5．A
【详解】
左图中灯泡L1与滑动变阻器串联，当滑动变阻器的滑片P都向右滑动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I=可知，电路中的电流变小，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，由P= I2R可知灯泡的实际功率变小，L1灯泡变暗；右图中灯泡L2与滑动变阻器并联，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，滑片移动时，灯泡L2的实际功率不变，亮暗不变，故BCD不符合题意；A符合题意。
故选A。
6．A
【详解】
ABC．由图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压。当滑动变阻器的滑片向左滑动时，其接入电路的阻值变小，因电源电压不变，则电路中的电流变大，即电流表示数变大；根据分压规律，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则滑动变阻器分得电压变小，即电压表示数变小；根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压变小，则灯泡两端电压变大，灯泡实际功率变大，亮度变亮。故BC错误，A正确；
D．电压表示数与电流表示数的比值为滑动变阻器的阻值，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则电压表示数与电流表示数的比值变小，故D错误。
故选A。
7．D
【详解】
A．由图可知，电流增大，电压变大，曲线的斜率变大，说明电阻变大，故两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而增大，故A错误；
B．将两灯并联接在3V的电源两端，两灯电压都是3V，A电流0.7A，B电流0.3A，所以A、B两灯的实际功率之比为
故B错误；
C．使B灯恰好正常发光，所以B电压6V，电流0.5A，此时A电压2V，两灯串联，电源电压为
U=6V+2V=8V
故C错误；
D．如果电阻功率为0.8W，则电阻分压为
电源电压6V，B分压为4V，此时电流0.4A，流过电阻电流为
故电阻功率确实为0.8W，故D正确。
故选D。
8．A
【详解】
①探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，电阻放出热量的多少是通过温度计升高的示数的大小来反映的，所以不需要控制液体的初温相同；比较水和煤油吸热升温的现象时，需要控制水和煤油的初温相同，故①错误；
②比较水和煤油吸热升温的现象时，通过加热时间来表示液体吸收热量的多少，故②错误；
③探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，需要控制加热的液体的种类、质量相同；比较水和煤油吸热特点时，需要控制水和煤油的质量相同，故③正确；
④探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，需要控制电流和通电时间相同，电阻不同，故④错误。
综上所述，只有③正确。
故选A。
9．C
【详解】
A．一间普通的教室长、宽、高约为8m、8m、3m，可计算出教室的容积约为
V=8m×8m×3m=192m3
根据密度公式可计算出空气的质量约为
m=ρV=1.29kg/m3×192m3=247.68kg
故A不符合题意；
B．普通手机屏幕的面积大约为80cm2，即约为0.8dm2，故B不符合题意；
C．家用液晶电视的电功率约为0.2kW，即约为200W，故C符合题意；
D．人教版九年级物理课本的厚度约为1cm，故D不符合题意。
故选C。
10．B
【详解】
①灯L正常发光时的电阻为
故①错误；
②当闭合开关S，滑动变阻器R的滑片P移到最右端时，此时只有灯泡接入电路，故灯L正常发光，电源电压为6V，故②正确；
③滑片P移到最左端时，电压表示数为3.6V，滑动变阻器的阻值最大，此时灯泡的两端的电压为
则电流为
最大阻值为
故③错误；
当滑动变阻器全部接入时，电流最小，电路消耗的最小总功率的为
当小灯泡正常发光时，总电功率最大，最大为3.6W，故④正确。
故选B。
11．D
【分析】
根据滑片的移动判断接入电路电阻的变化和电路总电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端电压的变化，根据串联电路电压的特点和P=UI可知电压表示数的变化以及灯泡实际功率的变化。
【详解】
由电路图可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压；将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大；根据I=可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小；根据U=IR可知，灯泡两端的电压变小，即电压表的示数变小；由P=UI可知，灯泡的实际功率变小，故灯泡变暗；而电源电压保持不变，根据P=UI可知，电路的总功率变小；故ABC错误，D正确。
故选D。
【点睛】
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的应用，关键是会判断滑片移动时电路电阻的变化和知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
12．A
【详解】
A．分析电路图，将电压表当作断路，可知灯泡L1和L2串联，电压表甲测L2两端电压,电压表乙测L2两端电压。根据公式P=可算出两只小灯泡的电阻
R1=
R2=
根据串联电路分压原理及电源电压可知U1、U2
=
U1+U2=9V
可得
U1=6V，U2=3V
由题意知小灯泡L1的额定功率为6V，故A正确；
BC．串联电路中电流处处相等，U1=6V，U2=3V，根据公式P=UI可知，小灯泡L1的实际功率更大，因此灯泡L1更亮，故BC错误；
D．根据串联电路分压原理，可知
故D错误。
故选A。
13．C
【详解】
由电路图知，电阻丝R1、R2先串联再与R3并联，且R1
14．D
【详解】
A．开关S1和S2都闭合时，加热电路只有R1工作，加热电阻最小，由可知，热熔器的加热功率最大，处于加热状态，故A错误；
B．开关S1闭合，S2断开时，加热电路中R1与R2串联，因串联电路中各处的电流相等，且由题可知
R1
C．由题可知，热熔器加热时R0的电阻较大，LED指示灯发红光，保温时R0的电阻较小，LED指示灯发绿光，因两种情况下LED灯发光时两端电压保持不变，且电源电压为220V不变，所以，由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，R0两端的电压不变，
由I=可知，热熔器加热时R0的电阻较大，电路中的电流较小，即发红光时LED灯的电流小于发绿光时LED灯的电流，故C错误；
D．保温状态时，加热电路中R1与R2串联，则加热电路的电功率
P保温==200W
故D正确。
故选D。
15．相等 B
【详解】
[1]根据串联电路的电流处处相等可知，因为两电阻丝串联，则闭合开关，通过两电阻丝的电流相等。
[2]因为流经两电阻丝的电流相等，R1＜R2，根据Q=I2Rt，所以R2产生的热量较多，B气球先鼓起来。
16．0.2 4
【详解】
[1]当闭合开关S、断开开关S1时，电路为L的简单电路，由甲图象可知，当灯泡两端的电压UL=2V，通过的电流IL=0.5A，此时灯泡的实际功率
PL=ULIL=2V×0.5A=1W
则电源的电压
U=UL=2V
当再闭合开关S1时，灯泡与定值电阻R并联，电流表测干路电流，因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以此时R两端的电压为2V，由图象可知IR=0.2A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流表示数变化了0.2A。
[2]产生的热量为
17．2
【详解】
a、b两点到滑动变阻器两端的距离均为滑动变阻器总长度的，R2最大阻值5Ω，所以位于a时R2a为4Ω，位于b时R2b为1Ω，滑片位于a、b两点时R2消耗的电功率均为4W，可得
解得I1=1A，I2=2A，因为电源电压一定，可得
解得R1=2Ω。
18．10 2︰1
【详解】
[1]由图像可知，当定值电阻RB两端电压为3V时，通过的电流为0.3A，则RB的阻值为
RB=10Ω
[2]将两电阻并联在电压为3V的电源两端，则两电阻两端的电压都是3V，由图可知通过RA和RB两电阻的电流分别为0.6A和0.3A。通电一段时间后，导体A、B产生的热量之比是
19．乙
【详解】
由题意知，甲、乙两台电动机的总功率分别为
P甲=UI甲=220V×5A=1100W，P乙=UI乙=220V×10A=2200W
两台电动机的消耗的额外功率
P甲额=I甲2R甲=(5A)2×10Ω=250W，P乙额=I乙2R乙=(10A)2×4Ω=400W
则两台电动机的有用功率分别为
P甲有=P甲-P甲额=1100W-250W=850W，P乙有=P乙-P乙额=2200W-400W=1800W
两台电动机的效率分别为
，
所以乙电动机的工作效率更高。
20．5 2.4 7.5
【详解】
（1）[1]由于两电阻串联时，总电阻最大，电源电压一定时，电功率最小，故他只闭合S3，两电阻串联，则总电阻为
则电阻丝R2的阻值为
（2）[2]高温挡时，两电阻并联，则电路总功率是
故电路总功率是。
（3）[3]他只闭合S3，是低温挡，是两电阻串联；只闭合S2是中温挡时，此时的电阻为
而只闭合S2是中温挡，说明此时只有电阻R2接入电路。
S1、S2闭合是高温挡，两电阻并联，故开关S3闭合时，两电阻串联，开关S2控制R2，而S1、S2闭合时，两电阻并联，故如下图所示：
。
（4）[4]当电阻并联时，总电阻最小，电流最大，又根据两个电阻的最大功率都为5W，根据可知，，当电阻比较小时，电压最大值为
即电源电压最大只能为5V，此时电阻R2的功率为5W，电阻R1的功率为
故最大的总功率为
故最大的总功率为。
21．（1），；（2）“100Ω 0.5A”；12W
【详解】
（1）分析电路，闭合开关，小灯泡和电阻串联，电流表测该电路电流。小灯泡正常发光，流过小灯泡的电流
流过R0的电流
R0的功率
R0两端电压
电源电压
（2）由题意知，滑动变阻器和定值电阻并联时，电路消耗的功率可实现最大，当“10Ω 1A”接入电路时，流过10Ω电阻的最小电流
1.5A大于该电阻允许的最大电流1A，该电阻会被损坏，故舍去。
所以选择“100Ω 0.5A”的滑动变阻器接入电路时电路消耗的功率可达到最大，此时流过100Ω电阻的最大电流I滑max=0.5A。
流过电阻的电流
干路最大电流
Imax=I滑max+IR0=0.5A+0.3A=0.8A
电路最大功率
Pmax=U电Imax=15V×0.8A=12W
答：（1）R0的功率为；电源电压为；
（2）选择“100Ω 0.5A”变阻器电路消耗的功率最大；最大功率是12W。
22．（1）0.5A；（2）90J；（3）12Ω
【详解】
解：（1）由P＝UI可得，小灯泡L2的额定电流为
（2）将L1和L2并联接在6V电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，所以，电路的总功率为
P＝P1+P2＝6W+3W＝9W
由可得10s内电路消耗的电能为
W＝Pt＝9W×10s＝90J
（3）由图示电路图可知，灯泡L2与滑动变阻器串联，电压表测灯泡L2两端电压，已知灯泡L2的额定电流为0.5A，而电流表的量程为0～0.6A，所以为了保证电路元件安全，电路中的最大电流为0.5A，灯泡两端电压为6V，此时超过电压表的量程，所以为了保证电路元件安全，电压表的示数为3V时，电路中电流最大，由图甲可知通过灯泡L2的电流是0.3A，滑动变阻器接入电路的最小阻值
R滑最小＝＝＝＝30Ω
答：（1）小灯泡L2的额定电流为0.5A；
（2）10min内电路消耗的电能为90J；
（3）滑动变阻器接入电路的最小阻值为30Ω。
23．（1）2420Ω；（2）14.16W；（3）44795.71J
【详解】
解：（1）当气雾调节器R2接入电路的电阻为0，只有电热丝工作，R1的电压最大，根据，此时电热丝R1的最大功率为20W，电热丝R1的电阻值
（2）当气雾调节器R2接入电路的电阻最大时，气雾调节器和电热丝串联，电路中的总功率最小，则电路中的总电阻
R＝R1+R2＝2420Ω+999Ω＝3419Ω
加湿器工作时的最小功率
（3）在相同条件下，若实际电压为198V，则加湿器工作时的最大功率
加湿器工作时的最小功率
已知加热仓先以最大功率工作时间
t1＝10min＝600s
空气湿度达到标准值后，以最小功率继续工作时间
t2＝50min＝3000s
则加湿器工作1h消耗的电能为
W＝W1+W2＝P最大′t1+P最小′t2＝16.2W×600s+11.47W×3000s＝44130J
答：（1）电热丝R1的阻值为2420Ω；
（2）加湿器工作时的最小功率为14.16W；
（3）在相同条件下，若实际电压为198V，加湿器工作1h消耗的电能是44130J。
【点睛】
此题主要考查的是学生对电功率、电能计算公式的理解和掌握，注意公式的变形，综合性较强，有一定难度。
24．（1）50℃；（2）
【详解】
解：（1）当控制电路的电流达到0.025A时，衔铁被电磁铁吸住，工作电路处于待机状态，此时电路中的总电阻
将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，则热敏电阻的阻值
由表中数据可知，此时箱内气温为50℃，因为随着温度升高，热敏电阻阻值会减小，电流会增大，所以箱内气温最高可达50℃。
（2）由图乙可知，每当温度由60℃降低54℃时，衔铁会被释放，此时电热丝R0会加热空气，空气升高6℃需要吸收的热量
若电热丝R0加热空气的效率为80%，则电热丝R0耗电
电热丝R0的电功率
则电热丝R0的工作时间
因为电风扇的功率为20W，所以每次从54℃加热到60℃需要消耗的电能
因为起始温度是24℃，加热到60℃，空气吸收的热量
此时电热丝R0耗电
此时则电热丝R0的工作时间
则从24℃加热到60℃需要消耗的电能
20min内起初加热到60摄氏度需要180s，因为衔铁每次被吸住的时长均为300s，每次由54℃加热到60℃需要30s，则除了第一次外还需要加热三次，所以消耗的总电能为
答：（1）将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，箱内气温最高可达50℃；
（2）开关S1、S2闭合20min内，工作电路总共消耗的电能是。
第十八章电功率拔高训练（4）2020-2021学年人教版物理九年级
姓名：___________班级：___________
一、单选题
1．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
2．图甲所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关，将R2滑片从位置1移到位置2，根据两表示数作出的U-I图像如图乙中AB所示，其中A点的数据与滑片在位置1时对应，下列判断正确的是（ ）
A．电源电压为3V
B．滑片移动过程中，R2接入电路阻值变大
C．电阻R1的U-I图像一定与线段AB相交
D．滑片移动过程中电路消耗的总功率先变大后变小
3．有一个用电器，它的铭牌上写有“220V 12W”的字样，它可能是以下哪种用电器（ ）
A．节能灯 B．彩色电视机 C．电饭锅 D．手机
4．观察身边的物理现象，下列估测最接近实际的是（ ）
A．电吹风正常工作电流约0.5A
B．普通电饭锅的功率约为800W
C．手机锂电池的电压约为6V
D．学生用台灯工作1小时消耗的电能约为1kW·h
5．如图所示的两个电路中，电源电压相等且保持不变，闭合S，当滑动变阻器的滑片P都向右移动时，灯泡L1和L2的亮度变化情况是（ ）
A．L1变暗，L2亮度不变
B．L1、L2都变亮
C．L1变亮，L2变暗
D．L1、L2都变暗
6．如图所示的电路中，电源两端电压保持不变。闭合开关S， 将滑动变阻器的滑片向左滑动，则下列说法中正确的是（ ）
A．小灯泡变亮
B．电压表的示数变大
C．电流表的示数变小
D．电压表示数与电流表示数的比值变大
7．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2：1
C．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9V
D．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
8．如图所示的装置，既可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，也可以比较水和煤油吸热升温的现象，则在这两个实验过程中:①都要控制液体的初温相同；②都是通过温度计示数的变化来反映液体吸收热量的多少；③都要控制所选烧瓶中液体的质量相等；④都要控制所选烧瓶中电阻丝阻值相等.以上说法正确有（ ）
A．只有③ B．只有①③ C．只有①②③ D．①②③④
9．“估测”是物理学中常用的一种方法，以下估测合理的是（ ）
A．一间普通教室内空气的质量约是2.5kg B．普通手机屏幕的面积大约为8dm2
C．家用液晶电视的电功率约为200W D．人教版九年级物理课本的厚度约为10cm
10．如图所示的电路，灯L标有“6V 3.6W”字样，电源电压保持不变。当闭合开关S，滑动变阻器R的滑片P移到最右端时，灯L正常发光；滑片P移到最左端时，电压表示数为3.6V。假设灯丝电阻不受温度影响，下列四个结论正确的是（ ）
①灯L正常发光时的电阻为12Ω
②电源电压为6V
③滑动变阻器的最大阻值为20Ω
④电路消耗的总功率的变化范围为1.44～3.6W
A．①② B．②④ C．②③ D．③④
11．如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，当开关S闭合时，灯L正常发光（不考虑灯丝电阻的变化）。如果将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则下列说法中正确的是（ ）
A．电流表的示数变大，灯L变暗
B．电流表的示数变小，灯L变亮
C．电路中的总电阻变小
D．电路中的总功率变小
12．如图所示，电源电压恒为9V，灯泡L1、L2上分别标有“6V、3W”和“6Ⅴ、6W”的字样。当开关S闭合时。灯泡L1、L2都能发光。则下列说法正确的是（ ）（忽略灯泡灯丝电阻的变化）
A．L1可以正常发光
B．灯泡L2比灯泡L1亮一些
C．通过L1的电流大于通过L2的电流
D．甲、乙两电压表的示数之比为2：3
13．小乐按图听示连接电路，其中R1、R2、R3是三段电阻丝（R1
A．a、b、c B．c、a、b C．c、b、a D．a、c、b
14．图甲是用于焊接塑料水管的热熔器，其电路如图乙所示。加热电阻R1=66Ω、R2=176Ω，S1是手动控制开关，S2是可随温度自动跳转的温控开关，R0特殊限流电阻，热熔器加热时R0电阻较大，LED指示灯发红光，保温时R0电阻较小，LED指示灯发绿光。已知LED发光时两端电压保持不变，则下列说法正确的是（ ）
A．当 S1、S2都闭合时，热熔器处于保温状态
B．当 S1闭合，S2断开时，R1的功率大于 R2的功率
C．发红光时 LED 的电流等于发绿光时 LED 的电流
D．保温状态时加热电路的电功率是 200W
二、填空题
15．如图所示，串联的两电阻丝（R1＜R2），封闭在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连。闭合开关，通过两电阻丝的电流 ______（选填“相等”或“不相等”），一段时间后，密闭烧瓶内的空气被加热，观察到 ______（选填“A”或“B”）气球先鼓起来。
16．图甲是小灯泡和电阻的电流随电压变化图象，将它们按图乙所示接入电路中，只闭合开关，小灯泡的实际功率为；再闭合开关，电流表示数变化了______，电阻在时间产生的热量为______。
17．在如图所示的电路中，R2=5Ω，a、b两点到滑动变阻器两端的距离均为滑动变阻器总长度的，滑片位于a、b两点时R2消耗的电功率均为4W，则R1的阻值为______Ω。
18．两定值电阻RA和RB中的电流与其两端电压的关系如图所示，电阻RB的阻值是___________Ω；若将两电阻并联在电压为3V的电源两端，通电一段时间后，导体A、B产生的热量之比是___________。
19．现有两台电动机甲和乙，其额定电压均为220V，甲和乙的电阻分别为10Ω和4Ω，正常工作时，甲和乙通过的电流分别为5A和10A，则__电动机的工作效率更高（填“甲”或“乙”）。
20．老师向同学们展示了一只具有高、中、低温三挡调节功能的自制电加热器，并告知其内部电路由电阻丝R1、R2和开关S1、S2、S3五个元件组成，电阳丝R1（10Ω 5W）、R（？Ω 5W），在不拆解加热器的情况下，小军用图1电路对其进行探究：他只闭合S3，是低温挡，电流表的示数为0.2A；只闭合S2是中温挡，电路总功率为1.8W，S1、S2闭合是高温挡，所用电源电压为3V，R1＞R2。
（1）电阻丝R2的阻值为______Ω。
（2）高温挡时，电路总功率是______W。
（3）通过计算，在图2中虚线框内画出R1和R2及S1、S2、S3接入电路的情况______。
（4）若电源电压可调，为保证电路安全，电流表选用大量程（0～3A），则电加热器允许消耗的最大电功率______W。
三、计算题
21．如图所示，小灯泡L规格为“5V 1W”，R0=50Ω，电源电压不变，电流表的量程为“0~0.6A”、“0~3A”。闭合开关，小灯泡L正常发光。
（1）求R0的功率和电源电压；
（2）拆除小灯泡L，从规格分别为“10Ω 1A”、“100Ω 0.5A”的滑动变阻器中选择其中之一，以及若干导线连入电路，选择哪种规格的变阻器电路消耗的功率最大？最大功率是多少？
22．为培养同学们的探究能力，某校组织科技社团的同学们对小灯泡的亮暗进行研究，现取“6V 6W”和“6V 3W”的小灯泡L1和L2各一个，标有“50Ω 1A”字样的滑动变阻器一个，量程为 0～0.6A 的电流表和量程为0～3V的电压表各一个，根据测得的数据绘制出了两灯中电流与其两端电压变化关系的图象，如图甲所示，求
（1）小灯泡 L2的额定电流；
（2）将两灯并联接在电压为 6V的电源两端，10s内电路消耗的电能；
（3）将小灯泡 L2与滑动变阻器R串联接在电压为12V 的电源两端，如图乙所示，闭合开关 S，调节滑动变阻器，为了保证电路元件安全，求滑动变阻器允许接入电路的最小阻值。
23．图甲是某品牌电热加湿器，图乙为其原理简化电路图。加湿器的额定电压为220V，最大功率为20W，电热丝R1为定值电阻，气雾调节器R2的阻值范围为0~999Ω。当闭合开关S，R1将加热仓中的水加热到沸腾后变成水蒸气喷出，增加空气的湿度，当空气湿度达到标准值，气雾调节器R2自动将加热仓中的功率调至最小。某次，加湿器在额定电压下工作，开机后，加热仓先以最大功率工作10min，空气湿度达到标准值后，以最小功率继续工作50min。求：
（1）电热丝R1的阻值。
（2）加湿器工作时的最小功率。
（3）在相同条件下，若实际电压为198V，加湿器工作1h消耗的电能。（计算结果保留两位小数）
24．某科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱，箱内主要电路包括控制电路和工作电路，其原理图如图所示。控制电路电源电压为8V，R为变阻器，Rt为热敏电阻、Rt阻值与箱内气温关系如下表所示。工作电路电源电压为220V，R0为电热丝，阻值恒为88Ω，M为电风扇，铭牌上标有“220V 20W”字样，其作用是使箱内空气均匀受热，红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电流达到0.025A时，衔铁被电磁铁吸住，工作电路处于待机状态，当控制电路电流减小到某值时，衔铁被释放，工作电路处于加热状态。
t/℃
30
40
50
60
70
Rt/Ω
305
245
200
170
150
（1）将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，箱内气温最高可达多少摄氏度？（电磁铁的线圈电阻不计）
（2）重新调节变阻器R，同时闭合开关S1、S2，箱内气温与时间关系如图乙所示，若电热丝R0加热空气的效率为80%，衔铁每次被吸住的时长均为300s，箱内空气质量恒为2.2kg、比热容为，求开关S1、S2闭合20min内，工作电路总共消耗的电能是多少焦耳？（控制电路、指示灯及电风扇M产生的电热均不计，指示灯消耗的电能不计）
参考答案
1．C
【详解】
A．电风扇把电能转化为机械能和内能，电视把电能转化为光能和内能，故A错误；
B．只能针对纯电阻电路，故B错误；
CD．根据W=Pt，正常工作相同时间，三个用电器消耗的电能一样多，但电风扇、电视不是纯电阻，所以三个用电器产生的热量不相等，故C正确，D错误。
故选C。
2．C
【详解】
由图甲可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
A．由图乙可知，其中A点的数据与滑片在位置1时对应，此时电压表示数为2V，电流表示数为0.1A，电源电压
①
滑片在2位置时，电压表示数为1V，电流表示数为0.3A，电源电压
②
由①②可得
故A错误；
B．如图乙所示，滑片在移动的过程中，电压表的示数减小，电流表的示数增大，由可知，在电源电压一定时，电路中的总电阻变小，电路中的变大，滑动变阻器与定值电阻串联，滑片移动过程中，R2接入电路阻值变小，故B错误；
C．定值电阻的阻值为5Ω，滑动变阻器的滑片在位置1时连入电路中的电阻
所以当滑动变阻器连入电路中的电阻也为5Ω时，定值电阻R1和滑动变阻器R2两端的电压相等，电流相等，此时电路中的电流
电压表的示数
即电阻R1的U-I图像一定与线段AB相交的U-I图像，故C正确；
D．由图乙可知，滑片移动过程中电路中的电流变大，在电源电压一定时，由可知，电路中的电流变大，电路消耗的总功率变大，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】
A．节能灯的功率大约是10W左右，故A符合题意；
B．彩色电视机的额定功率一般为150W，故B不符合题意；
C．电饭锅的额定功率在800W左右，故C不符合题意；
D．手机的额定功率在1W左右，故D不符合题意。
故选A。
4．B
【详解】
A．电吹风的功率约为500W，正常工作电流约
≈2.27A
故A不符合题意；
B．普通电饭煲正常工作的电流约3.6A，正常工作的功率约
P=UI=220V×3.6A=792W
故B符合题意；
C．手机锂电池的电压约为3.7V，故C不符合题意；
D．学生用的台灯功率约为40W，工作1小时消耗的电能为
W=Pt=0.04kW×1h=0.04kW·h
故D不符合题意。
故选B。
5．A
【详解】
左图中灯泡L1与滑动变阻器串联，当滑动变阻器的滑片P都向右滑动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I=可知，电路中的电流变小，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，由P= I2R可知灯泡的实际功率变小，L1灯泡变暗；右图中灯泡L2与滑动变阻器并联，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，滑片移动时，灯泡L2的实际功率不变，亮暗不变，故BCD不符合题意；A符合题意。
故选A。
6．A
【详解】
ABC．由图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压。当滑动变阻器的滑片向左滑动时，其接入电路的阻值变小，因电源电压不变，则电路中的电流变大，即电流表示数变大；根据分压规律，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则滑动变阻器分得电压变小，即电压表示数变小；根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压变小，则灯泡两端电压变大，灯泡实际功率变大，亮度变亮。故BC错误，A正确；
D．电压表示数与电流表示数的比值为滑动变阻器的阻值，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则电压表示数与电流表示数的比值变小，故D错误。
故选A。
7．D
【详解】
A．由图可知，电流增大，电压变大，曲线的斜率变大，说明电阻变大，故两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而增大，故A错误；
B．将两灯并联接在3V的电源两端，两灯电压都是3V，A电流0.7A，B电流0.3A，所以A、B两灯的实际功率之比为
故B错误；
C．使B灯恰好正常发光，所以B电压6V，电流0.5A，此时A电压2V，两灯串联，电源电压为
U=6V+2V=8V
故C错误；
D．如果电阻功率为0.8W，则电阻分压为
电源电压6V，B分压为4V，此时电流0.4A，流过电阻电流为
故电阻功率确实为0.8W，故D正确。
故选D。
8．A
【详解】
①探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，电阻放出热量的多少是通过温度计升高的示数的大小来反映的，所以不需要控制液体的初温相同；比较水和煤油吸热升温的现象时，需要控制水和煤油的初温相同，故①错误；
②比较水和煤油吸热升温的现象时，通过加热时间来表示液体吸收热量的多少，故②错误；
③探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，需要控制加热的液体的种类、质量相同；比较水和煤油吸热特点时，需要控制水和煤油的质量相同，故③正确；
④探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，需要控制电流和通电时间相同，电阻不同，故④错误。
综上所述，只有③正确。
故选A。
9．C
【详解】
A．一间普通的教室长、宽、高约为8m、8m、3m，可计算出教室的容积约为
V=8m×8m×3m=192m3
根据密度公式可计算出空气的质量约为
m=ρV=1.29kg/m3×192m3=247.68kg
故A不符合题意；
B．普通手机屏幕的面积大约为80cm2，即约为0.8dm2，故B不符合题意；
C．家用液晶电视的电功率约为0.2kW，即约为200W，故C符合题意；
D．人教版九年级物理课本的厚度约为1cm，故D不符合题意。
故选C。
10．B
【详解】
①灯L正常发光时的电阻为
故①错误；
②当闭合开关S，滑动变阻器R的滑片P移到最右端时，此时只有灯泡接入电路，故灯L正常发光，电源电压为6V，故②正确；
③滑片P移到最左端时，电压表示数为3.6V，滑动变阻器的阻值最大，此时灯泡的两端的电压为
则电流为
最大阻值为
故③错误；
当滑动变阻器全部接入时，电流最小，电路消耗的最小总功率的为
当小灯泡正常发光时，总电功率最大，最大为3.6W，故④正确。
故选B。
11．D
【分析】
根据滑片的移动判断接入电路电阻的变化和电路总电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端电压的变化，根据串联电路电压的特点和P=UI可知电压表示数的变化以及灯泡实际功率的变化。
【详解】
由电路图可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压；将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大；根据I=可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小；根据U=IR可知，灯泡两端的电压变小，即电压表的示数变小；由P=UI可知，灯泡的实际功率变小，故灯泡变暗；而电源电压保持不变，根据P=UI可知，电路的总功率变小；故ABC错误，D正确。
故选D。
【点睛】
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的应用，关键是会判断滑片移动时电路电阻的变化和知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
12．A
【详解】
A．分析电路图，将电压表当作断路，可知灯泡L1和L2串联，电压表甲测L2两端电压,电压表乙测L2两端电压。根据公式P=可算出两只小灯泡的电阻
R1=
R2=
根据串联电路分压原理及电源电压可知U1、U2
=
U1+U2=9V
可得
U1=6V，U2=3V
由题意知小灯泡L1的额定功率为6V，故A正确；
BC．串联电路中电流处处相等，U1=6V，U2=3V，根据公式P=UI可知，小灯泡L1的实际功率更大，因此灯泡L1更亮，故BC错误；
D．根据串联电路分压原理，可知
故D错误。
故选A。
13．C
【详解】
由电路图知，电阻丝R1、R2先串联再与R3并联，且R1
14．D
【详解】
A．开关S1和S2都闭合时，加热电路只有R1工作，加热电阻最小，由可知，热熔器的加热功率最大，处于加热状态，故A错误；
B．开关S1闭合，S2断开时，加热电路中R1与R2串联，因串联电路中各处的电流相等，且由题可知
R1
C．由题可知，热熔器加热时R0的电阻较大，LED指示灯发红光，保温时R0的电阻较小，LED指示灯发绿光，因两种情况下LED灯发光时两端电压保持不变，且电源电压为220V不变，所以，由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，R0两端的电压不变，
由I=可知，热熔器加热时R0的电阻较大，电路中的电流较小，即发红光时LED灯的电流小于发绿光时LED灯的电流，故C错误；
D．保温状态时，加热电路中R1与R2串联，则加热电路的电功率
P保温==200W
故D正确。
故选D。
15．相等 B
【详解】
[1]根据串联电路的电流处处相等可知，因为两电阻丝串联，则闭合开关，通过两电阻丝的电流相等。
[2]因为流经两电阻丝的电流相等，R1＜R2，根据Q=I2Rt，所以R2产生的热量较多，B气球先鼓起来。
16．0.2 4
【详解】
[1]当闭合开关S、断开开关S1时，电路为L的简单电路，由甲图象可知，当灯泡两端的电压UL=2V，通过的电流IL=0.5A，此时灯泡的实际功率
PL=ULIL=2V×0.5A=1W
则电源的电压
U=UL=2V
当再闭合开关S1时，灯泡与定值电阻R并联，电流表测干路电流，因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以此时R两端的电压为2V，由图象可知IR=0.2A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流表示数变化了0.2A。
[2]产生的热量为
17．2
【详解】
a、b两点到滑动变阻器两端的距离均为滑动变阻器总长度的，R2最大阻值5Ω，所以位于a时R2a为4Ω，位于b时R2b为1Ω，滑片位于a、b两点时R2消耗的电功率均为4W，可得
解得I1=1A，I2=2A，因为电源电压一定，可得
解得R1=2Ω。
18．10 2︰1
【详解】
[1]由图像可知，当定值电阻RB两端电压为3V时，通过的电流为0.3A，则RB的阻值为
RB=10Ω
[2]将两电阻并联在电压为3V的电源两端，则两电阻两端的电压都是3V，由图可知通过RA和RB两电阻的电流分别为0.6A和0.3A。通电一段时间后，导体A、B产生的热量之比是
19．乙
【详解】
由题意知，甲、乙两台电动机的总功率分别为
P甲=UI甲=220V×5A=1100W，P乙=UI乙=220V×10A=2200W
两台电动机的消耗的额外功率
P甲额=I甲2R甲=(5A)2×10Ω=250W，P乙额=I乙2R乙=(10A)2×4Ω=400W
则两台电动机的有用功率分别为
P甲有=P甲-P甲额=1100W-250W=850W，P乙有=P乙-P乙额=2200W-400W=1800W
两台电动机的效率分别为
，
所以乙电动机的工作效率更高。
20．5 2.4 7.5
【详解】
（1）[1]由于两电阻串联时，总电阻最大，电源电压一定时，电功率最小，故他只闭合S3，两电阻串联，则总电阻为
则电阻丝R2的阻值为
（2）[2]高温挡时，两电阻并联，则电路总功率是
故电路总功率是。
（3）[3]他只闭合S3，是低温挡，是两电阻串联；只闭合S2是中温挡时，此时的电阻为
而只闭合S2是中温挡，说明此时只有电阻R2接入电路。
S1、S2闭合是高温挡，两电阻并联，故开关S3闭合时，两电阻串联，开关S2控制R2，而S1、S2闭合时，两电阻并联，故如下图所示：
。
（4）[4]当电阻并联时，总电阻最小，电流最大，又根据两个电阻的最大功率都为5W，根据可知，，当电阻比较小时，电压最大值为
即电源电压最大只能为5V，此时电阻R2的功率为5W，电阻R1的功率为
故最大的总功率为
故最大的总功率为。
21．（1），；（2）“100Ω 0.5A”；12W
【详解】
（1）分析电路，闭合开关，小灯泡和电阻串联，电流表测该电路电流。小灯泡正常发光，流过小灯泡的电流
流过R0的电流
R0的功率
R0两端电压
电源电压
（2）由题意知，滑动变阻器和定值电阻并联时，电路消耗的功率可实现最大，当“10Ω 1A”接入电路时，流过10Ω电阻的最小电流
1.5A大于该电阻允许的最大电流1A，该电阻会被损坏，故舍去。
所以选择“100Ω 0.5A”的滑动变阻器接入电路时电路消耗的功率可达到最大，此时流过100Ω电阻的最大电流I滑max=0.5A。
流过电阻的电流
干路最大电流
Imax=I滑max+IR0=0.5A+0.3A=0.8A
电路最大功率
Pmax=U电Imax=15V×0.8A=12W
答：（1）R0的功率为；电源电压为；
（2）选择“100Ω 0.5A”变阻器电路消耗的功率最大；最大功率是12W。
22．（1）0.5A；（2）90J；（3）12Ω
【详解】
解：（1）由P＝UI可得，小灯泡L2的额定电流为
（2）将L1和L2并联接在6V电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，所以，电路的总功率为
P＝P1+P2＝6W+3W＝9W
由可得10s内电路消耗的电能为
W＝Pt＝9W×10s＝90J
（3）由图示电路图可知，灯泡L2与滑动变阻器串联，电压表测灯泡L2两端电压，已知灯泡L2的额定电流为0.5A，而电流表的量程为0～0.6A，所以为了保证电路元件安全，电路中的最大电流为0.5A，灯泡两端电压为6V，此时超过电压表的量程，所以为了保证电路元件安全，电压表的示数为3V时，电路中电流最大，由图甲可知通过灯泡L2的电流是0.3A，滑动变阻器接入电路的最小阻值
R滑最小＝＝＝＝30Ω
答：（1）小灯泡L2的额定电流为0.5A；
（2）10min内电路消耗的电能为90J；
（3）滑动变阻器接入电路的最小阻值为30Ω。
23．（1）2420Ω；（2）14.16W；（3）44795.71J
【详解】
解：（1）当气雾调节器R2接入电路的电阻为0，只有电热丝工作，R1的电压最大，根据，此时电热丝R1的最大功率为20W，电热丝R1的电阻值
（2）当气雾调节器R2接入电路的电阻最大时，气雾调节器和电热丝串联，电路中的总功率最小，则电路中的总电阻
R＝R1+R2＝2420Ω+999Ω＝3419Ω
加湿器工作时的最小功率
（3）在相同条件下，若实际电压为198V，则加湿器工作时的最大功率
加湿器工作时的最小功率
已知加热仓先以最大功率工作时间
t1＝10min＝600s
空气湿度达到标准值后，以最小功率继续工作时间
t2＝50min＝3000s
则加湿器工作1h消耗的电能为
W＝W1+W2＝P最大′t1+P最小′t2＝16.2W×600s+11.47W×3000s＝44130J
答：（1）电热丝R1的阻值为2420Ω；
（2）加湿器工作时的最小功率为14.16W；
（3）在相同条件下，若实际电压为198V，加湿器工作1h消耗的电能是44130J。
【点睛】
此题主要考查的是学生对电功率、电能计算公式的理解和掌握，注意公式的变形，综合性较强，有一定难度。
24．（1）50℃；（2）
【详解】
解：（1）当控制电路的电流达到0.025A时，衔铁被电磁铁吸住，工作电路处于待机状态，此时电路中的总电阻
将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，则热敏电阻的阻值
由表中数据可知，此时箱内气温为50℃，因为随着温度升高，热敏电阻阻值会减小，电流会增大，所以箱内气温最高可达50℃。
（2）由图乙可知，每当温度由60℃降低54℃时，衔铁会被释放，此时电热丝R0会加热空气，空气升高6℃需要吸收的热量
若电热丝R0加热空气的效率为80%，则电热丝R0耗电
电热丝R0的电功率
则电热丝R0的工作时间
因为电风扇的功率为20W，所以每次从54℃加热到60℃需要消耗的电能
因为起始温度是24℃，加热到60℃，空气吸收的热量
此时电热丝R0耗电
此时则电热丝R0的工作时间
则从24℃加热到60℃需要消耗的电能
20min内起初加热到60摄氏度需要180s，因为衔铁每次被吸住的时长均为300s，每次由54℃加热到60℃需要30s，则除了第一次外还需要加热三次，所以消耗的总电能为
答：（1）将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，箱内气温最高可达50℃；
（2）开关S1、S2闭合20min内，工作电路总共消耗的电能是。
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