【专项练习】初中物理实验班拔尖练习—电功率 难（不含答案）

这是一份【专项练习】初中物理实验班拔尖练习—电功率 难（不含答案），共17页。试卷主要包含了某家的电度表表盘如图所示等内容，欢迎下载使用。

1．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4.2×103J/（kg•℃）
（1）一人淋浴用水的流量约为10﹣2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，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水温需多少时间？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3.6×107J/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1m2，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7.6×104J/（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＝1.5×1011m，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＝4πR2，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．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14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。
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＝4Ω，电灯A的电阻为10Ω，电灯B的电阻为8Ω，滑动变阻器的总电阻为6Ω。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．③④C．②③④D．②④
4．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 。（保留3位有效数字）
5．一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 。（电源电压不变，电热器的阻值大于定值电阻的阻值）
6．如图，电源电压恒定，灯L的规格为“24V 72W”且工作时电阻保持不变，电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～3A，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I1；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I2，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I3，灯L和滑动变阻器的总功率为9.72W，当只闭合S、S1、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I4，已知P1：P4＝5：6，l2：I3＝10：9。求：
（1）l1与I4的比值是多少？
（2）R1阻值为多少？
（3）电源电压为多少？
7．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30Ω，定值电阻R0的阻值为20Ω．先将滑动变阻器R的滑片P移到a端，闭合电键S1和S2，求：
（1）将滑片P向b端移动的过程中，电源总功率的最大值为多大？
（2）若只闭合S1，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S1和S2，将滑片P向b端移动的过程中，当电流表读数为534A（为了方便计算，将电流表的实际读数换算成了分数）时，滑动变阻器Pb段的电阻为多大？
8．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：
（1）定值电阻R0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．在图示的电路中，电源电压为220V；R1、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44Ω、88Ω、176Ω或220Ω．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S1、S2 与闭合S1、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，S1、S2 断开的状态下，R1消耗的电功率可能值是多少。
10．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“4V 1.6W”字样，R1＝20Ω，滑动变阻器 R2允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0﹣0.6A，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）R1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．在如图所示的电路中，电源电压U恒定，定值电阻R1＝20Ω，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R1的电功率变化范围是1.8W～0.2W，求：
（1）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．如图所示电路中，电源电压U＝250V，电路中接有电阻R＝5Ω，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1000W，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）电热器组加热物体最快？
13．如图甲所示，灯泡L1（6V，6W）和L2（6V，3W）串联接入电路中，通过L1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OA和OB。
（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＝5Ω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．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）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”。
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．如图所示电路中，电源两端的电压保持不变。S1和S3闭合，S2断开，电压表V1的示数为U1，电流表的示数为I1；S1闭合，S2和S3断开，滑动变阻器的滑片P在中点，电压表V1的示数为U1′，电流表的示数为I2，R1消耗的电功率P1为2W；S2闭合，S1和S3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I3，R2消耗的电功率P2，R3消耗的电功率P3为1.5W；S1、S2和S3都闭合，电路消耗的总功率为P。
已知U1：U1′＝5：2．求：
（1）U1′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）S1、S2和S3都闭合，电路消耗的总功率P的大小。
16．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”。
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？
17．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。），R1和R2是发热电阻（且R1＞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S1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R1和R2分别多大？
18．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。
（1）请写出下表中所列瞬间水柱的颜色。
（2）若每只灯的电阻是20Ω．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．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R1＝20Ω．只闭合开关S1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116，R2消耗的功率为0.9W；改变三个开关的状态，在保证R1工作的条件下，若R1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．如图所示电路中，电灯L上标有“6V，0.35A”字样，滑动变阻器R1的阻值范围是0～36Ω，电阻R2的阻值是30Ω，电流表的量程是0.6A。
（1）当电键S1断开、S2闭合，变阻器接入电路的电阻为总电阻值的13时，电灯L恰好正常发光。求电源的电压。
（2）当电键S1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？
21．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L1（规格为220V100W）和一个灯泡L2（规格为220V60W）串联而成。已知通过L1、L2两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L1、L2正常工作时的电阻是多大？
（2）当灯泡L1、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10h，则调整后每个月（30d）这一组灯泡（L1、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．如图所示电路中，电源两端电压保持不变。当只闭合开关S1时，电压表的示数为U1，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消耗的电功率为P3′，电阻R2消耗的电功率为1.6W．已知2U1＝U2，P3＝4P3′．求：
（1）电阻R1与电阻R2的比值；
（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，电路消耗的电功率。
23．有六只阻值均为10欧的电阻R和一只阻值未知的电阻R0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R0消耗的电功率。
24．小星同学为实验室设计了一个多挡位电加热器，其工作原理图如图3所示。其中R1、R2、R3为发热电阻。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：“×”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R1、R2、R3的阻值各为多少？
（2）补齐表中其余挡位的空格。
25．如图，电源电压U不变，R1、R2为定值，当S1、S2闭合时，灯L正常发光且R1的功率为18W；当S1、S2断开时，灯L的功率为正常发光时的功率的14且R2的功率为1W，其中R1＞R2，求：灯正常发光时的额定功率是多少？（假设灯丝电阻不变）
26．一个电热器由两条不同的电阻丝R1、R2并联构成。这个电热器与一个阻值固定的电阻R0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R1烧断，另一根电阻丝R2仍完好，电阻丝R1烧断前后电热器的发热功率不变。已知固定电阻R0＝12欧，电热器完好时，固定电阻R0的发热功率与电热器烧断一根电阻丝后R0的发热功率之比为4：1．设电阻R0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R1、R2的阻值。
27．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，
R1＝30Ω．当开关S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为U1，当S、S1、S2都闭合时，电压表示数为U1′，已知U1：U1′＝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．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I4＝14A，求：
（1）R3＝？及通过电阻R1的电流I1＝？
（2）电源的输出功率P＝？
29．
WWF（世界自然基金会）为应对全球气候变暖所提出的一项倡议﹣﹣“地球一小时”（Earth Hur）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14min。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2D℃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ρ豆浆＝ρ水＝1×103kg/m3，C豆浆＝C水＝4.2×103J/（kg•℃）
30．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L1上标有“3V？W”，L2上标有“？V 1W”。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，L1的实际功率为额定功率的4/9．假设L1的阻值大于L2的阻值并保持不变，求L1的额定功率和L2的额定电压分别是多少？
31．在图甲、乙所示的两个电路中，电源电压一定，若图甲中R0（阻值已知）两端的电压为图乙中R0两端电压的2倍，且两个电路中电源消耗的电功率相同，则R1＝ R0； R2＝ R0。
32．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S1、S2都闭合时，灯L正常发光，此时，R1＞R2，R1消耗的功率为36瓦。当开关S1、S2都断开时，保持R1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R1的最大电阻为R2的10倍。求：
（1）灯L的额定功率。
（2）当开关S1、S2都断开时，R1的最大功率。
33．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R1、R2使灯均正常发光，那么此时电路消耗的总功率之比P1：P2＝ ，可变电阻接入电路中的电阻值之比R1′：R2′＝ 。
34．小明家买来一台空调，规格型号及技术参数如下：
将该空调安装在一间面积为15.0m2，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： 。
（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18℃，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”位置且处于最大制热状态，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．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？
36．有一种电熨斗，它由两个相同的电热丝R1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110V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R1、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．如图所示，电源两端的电压U保持不变。当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时，电压表V1的示数为U1，电流表示数为I1，滑动变阻器消耗的电功率为PA，电路消耗的总功率为P1；当开关S1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I2，电路消耗的总功率为P2．保持开关S1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I3，电压表V2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，U1：U2＝4：9，I2：I3＝4：3。
求：
（1）P2与P3的比值；
（2）RA与RB的比值；
（3）当开关S1、S2均闭合时，滑动变阻器RA消耗的电功率PA。
38．如图所示，电源两端电压保持不变，当开关S1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I1；当开关S1断开、S2闭合时，电阻R2的电功率为P2′，电流表的示数为I2．已知I1：I2＝2：3。
求：
（1）电阻R2的功率P2与P2′的比值；
（2）当开关S1、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V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，已知U1：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．用如图（a）所示电路测量小灯泡电功率，灯泡L标有“2.5V 0.3A”字样，滑动变阻器铭牌上标有“50Ω 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 W。
40．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40W左右。
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V1（量程：0～3V，0～15V）；
C．电压表V2（量程：0～3V，0～15V）；D．定值电阻R1（阻值：20Ω）；
E．定值电阻R2（阻值：1000Ω）；F．滑动变阻器（阻值：0～20Ω）；G．滑动变阻器（阻值：0～1000Ω）。
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．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10Ω，滑动变阻器标有“10Ω，1A”字样，电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V）。
（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 W。
（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R0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S1，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额＝ （用已知量和测量量表示）
42．用如图所示的电路来额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，已知R0阻值为10Ω。
（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A1示数I1为 A。
c．然后读出此时电流表A2示数I2。
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）。
（3）本题中的滑动变阻器的作用是 、 。
43．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10Ω，滑动变阻器标有“50Ω 1A”的字样。
（1）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下原因，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：
（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﹣U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 。
44．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L1、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”）。
（2）现要测定一额定电压为3.8V，灯丝电阻约为10Ω的小灯泡的额定功率。器材：电源电压为6V、滑动变阻器标有“10Ω，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。
（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 。
（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．如右图所示电路，各电阻阻值分别为R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝4Ω，R4＝6Ω，在同一段时间内放出的热量分别为Q1、Q2、Q3和Q4，则Q1+Q4Q2+Q3= 。
46．一个R＝8Ω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，且知道电阻丝两端的电压低于8Ω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．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Rθ，Rθ会随温度变化，其变化规律可以用公式Rθ＝R0（1+αθ）表示，式中R0为0℃时线圈的电阻、θ为线圈温度、α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0℃，此时温度升高的速率△θ△t为5.0℃/min；持续一段时间后，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△θ很小时，△θ的变化要考虑，但可认为Rθ不变。）试求：
（1）若电源电压为220V，0℃时线圈的电阻为96.8Ω，量热器中油的比热容为2×103J/（kg•℃），则量热器中油的质量为多少？
（2）此线圈电阻的温度系数α。
48．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20℃上升到45℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），水的密度为1.0×103kg/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2.7×106J，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20MΩ，试求防电墙的电阻。
49．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。小旺进行如下调查，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100℃用了16min；而在相同的情况下改用液化气炉加热，液化气的热值为3.5×107J/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100℃需要吸收多少热量？（水的比热容为4.2×103J/（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．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，R1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，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20℃加热到100℃，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4.2×103J/（kg•℃）
热水壶容量
2.0L
额定电压
220V
加热时功率
800W
型号
工作电压范围U/V
额定电压U额/V
额定电流I额/A
额定功率（输出）P输/W
额定转速n/r•min﹣1
堵转电流I堵/A
RS﹣360SH﹣14280
8.0﹣30﹣0
12
0.34
2.15
5000
1.36
型号
工作电压范围U/V
额定电压U额/V
额定电流I额/A
额定功率（输出）P输/W
额定转速n/r•min﹣1
堵转电流I堵/A
RS﹣360SH﹣14280
8.0﹣30﹣0
12
0.34
2.15
5000
1.36
时间
第0秒
第5秒
第10秒
第28秒
水柱颜色
绿色
黄色
额定电压
220V
额定频率
50Hz
挡位
S1
S2
S3
功率
1
√
×
×
200W
2
×
√
×
300W
3
4
5
6
7
900W
型 号
XXXXXXX﹣32B
电源
220V 50Hz
电动机
1200r/min l50W
加热器
750W
容量
1500ml
适合人数
5人
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
～220V
额定频率
50Hz
制冷/制热额定电流（A）
5.5/5.5（7.8）
电流表示数/A
电压表示数/V
原因
0
6
猜想 成立
0
0
猜想 成立
猜想
电压表示数
电流表示数
灯泡开路
3V
灯泡短路
0.06A