2022年江西省中考物理专题练9-电功率

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2022年江西省中考物理专题练9-电功率
一．选择题（共3小题）
1．（2021•章贡区模拟）将两只额定电压相同的灯泡串联后接在电源上，它们的亮度不同，下列哪一种说法正确？（　　）
A．较亮灯泡的电阻较小
B．较亮灯泡的额定功率较大
C．较亮灯泡两端的电压较大
D．通过较亮灯泡的电流较大
2．（2020•南昌一模）在物理实践活动中，小明设计了四种电热器的连接方法，如图所示，已知电热丝的电阻R2＜R1，将它们接入相同电路中，则在相同的时间里电热丝产生的热量最多的是（　　）
A． B．
C． D．
3．（2020•南昌一模）在物理实验中，小明同学把两个标有“3V2W”字样的小灯泡（灯丝电阻不随温度发生变化）串联起来接入电压恒为3V的电路中，则这两个小灯泡的总功率是（　　）
A．4 W B．2W C．1 W D．0.5W
二．多选题（共5小题）
（多选）4．（2022•江西模拟）小军同学根据他在电学实验课上获得的实验数据，画出如图所示的图像。其中图线①表示电阻R1，图线②表示电阻R2．根据图像信息可判断（　　）

A．当R1和R2串联时，两个电阻的阻值不可能相等
B．当R1两端的电压为12V时，通过它的电流为1.2A
C．当通过R1的电流为0.2A时，在1min内电阻R1产生的热量为24J
D．当R1和 R2并联在电压为4V电路中，电路中总功率为3.6W
（多选）5．（2021•吉州区模拟）某款具有高、中、低温三挡位电热器的内部简化电路如图所示，R1、R2为发热体，开关S2可分别与触点a或b接触，则下列说法正确的是（　　）

A．S、S1闭合，S2与触点a接触时，电热器处于高温挡
B．S、S1闭合，S2与触点b接触时，电热器处于低温挡
C．S闭合，S1断开，S2与触点a接触时，电热器不工作
D．S闭合，S1断开，S2与触点b接触时，电热器处于中温挡
（多选）6．（2021•南康区模拟）如表所示，在某实验探究中用电压表和电流表测出了多组数据，该实验探究可能是（　　）
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.4
1.8
2.2
2.6
3.0
电流I/A
0.26
0.34
0.42
0.48
0.52
0.54
A．探究灯泡的电功率跟哪些因素有关
B．测量小灯泡的阻值
C．探究通过导体的电流与电压的关系
D．测量小灯泡的电功率
（多选）7．（2021•江西模拟）如图所示，是电阻甲和乙的I﹣U图像，则下列说法正确的是（　　）

A．甲为定值电阻，通过它的电流与它两端的电压成正比
B．甲的电阻小于乙的电阻
C．若把电阻甲和乙串联接到3V的电路中时，甲，乙消耗的电功率之比为2：1
D．若把电阻甲和乙并联接到2V的电路中时，甲，乙消耗的电功率之比为2：1
（多选）8．（2021•南康区模拟）现有两灯L1和L2，它们的电阻分别用R1和R2表示，两端的电压分别用U1和U2表示，通过的电流强度分别用I1和I2表示。若R1＞R2，则下列各关系式有可能成立的有（　　）
A．I1＝I2，U1＞U2，P1＞P2 B．I1＜I2，U1＝U2，P1＜P2
C．I1＜I2，U1＞U2，P1＞P2 D．I1＜I2，U1＞U2，P1＜P2
三．填空题（共7小题）
9．（2022•高安市一模）在家用电器调查活动中，如图所示，小亮测得家中的电能表的转盘转了50r，则热水器消耗的电能为 　 　kW•h；由于热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度考虑，热水器的电源线比冰箱的要 　 　（选填“粗”或“细”）。

10．（2022•江西模拟）测量是学习和生活中的一种基本技能。回答下列有关测量的问题：如图所示的仪表叫 　 　，此时的示数为 　 　kW•h；转盘转动50r时，该户用电器消耗电能 　 　J。

11．（2021•江西模拟）如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，从最右端滑至最左端时，额定电压为6V的小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示，则电源电压为 　 　V；当滑动变阻器的滑片在最右端时，小灯泡L的实际功率为 　 　W。

12．（2021•景德镇模拟）家用电能表安装时，应将其　 　联安装在家庭电路上；弘之同学家的冰箱额定功率为100W，若他全家外出两天，用电器仅此冰箱正常工作一昼夜，则电能表实际记录家庭所耗的电能　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）2.4kW•h。
13．（2021•渝水区校级模拟）用如图所示器材测量小灯泡的额定功率，电源电压恒U，待测小灯泡L的额定电压为U额，定值电阻阻值为R0。闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑片P，使电压表示数为　 　；保持滑片P不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，读出电压表示数为U0。计算出小灯泡的额定功率为P额＝　 　（用U、U额、U0、R0表示）。

14．（2021•江西模拟）将标有“3V 3W”的甲灯和“6V 12W”的乙灯并联后接入电路，在确保灯泡不损坏的前提下，能正常发光的是　 　；此时两灯的功率之比P甲：P乙＝　 　。（假定两灯电阻不变）
15．（2021•江西模拟）手机电池在供电过程中，电池内发生了化学变化，将化学能转化为　 　；某型号手机电池板的铭牌上标有“1000mA•h”字样，已知其充电电压为3.8V，若该手机电池板需1h完成充电，则所消耗的电能为　 　kW•h。
四．实验探究题（共5小题）
16．（2021•江西）【实验名称】测量小灯泡的电功率
【实验器材】额定电压为2.5V的小灯泡（电阻约10Ω）、电压为6V的电源、电流表、电压表、滑动变阻器（50Ω 5A）、开关、导线若干。
【实验步骤】

（1）用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整（要求：滑动变阻器连入电路时阻值最大）；
（2）电路连接时开关应 　 　。小明同学检查电路无误后，闭合开关，发现灯泡不亮但电流表和电压表均有较小的示数，接下来他应该 　 　；
（3）小明同学进行实验得到部分实验数据如表，则小灯泡的额定功率为 　 　W；当小灯泡两端电压为1.5V时，小灯泡的亮度 　 　（选填“正常”、“较暗”或“较亮”）。
实验次数
电压U/V
电流I/A
小灯泡亮度
电功率P/W
1
2.5
0.30


2
1.5
0.22


3
3.0
0.32


【拓展】好学的小明同学又向老师要了一个R0＝20Ω的定值电阻，用来替换电路中的电流表。替换后电路如图乙所示，并设计下列方案测量小灯泡的额定功率。
（1）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压；
（2）保持滑片位置不变，电压表所接的b接点不动，只断开a接点，改接到c接点上，测定值电阻R0两端的电压U0；
（3）计算小灯泡的额定功率。
仔细分析发现此方案无法测出小灯泡的额定功率，其原因是：①　 　；②　 　。
17．（2022•江西模拟）在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为6V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V（电阻约为8Ω）。
（1）现有规格分别为“100Ω 2A”“20Ω 1A”和“50Ω 0.2A”的三个滑动变阻器A、B、C可供选择，为了实验的顺利进行，应将滑动变阻器 　 　（选填序号）连入电路。
（2）图甲为未连接完的电路，请将其连接完整（要求滑动变阻器的滑片P向左移动可以减小灯泡的亮度）。
（3）闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，同时观察 　 　（选填“电压表”或“电流表”）示数的变化，以防止对灯泡造成损害。
（4）改变滑片P的位置，小红获得多组对应的电压、电流值，绘制了如图乙所示的I﹣U图像。由图像可知，小灯泡的额定功率为 　 　。小灯泡的I﹣U图像为一条曲线是因为 　 　。
（5）完成上述实验后，小红又设计了一种测额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。
①连接好电路，闭合开关S.将开关S1拨到触点 　 　（选填“a”或“b”），移动滑片使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1；
②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，电压表的示数为U2；
③用U1、U2和R0表示小灯泡的额定功率P＝　 　。
18．（2022•江西模拟）【实验名称】
测量小灯泡的额定功率
【实验准备】
小灯泡（额定电压为3.8V）、电源、电流表、电压表、滑动变阻器R（20Ω 2A）、开关各一只，导线若干。

【实验过程】
（1）如图甲所示是梅梅开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线在原图上画出正确的接法。
（2）梅梅排除了故障后进行实验，当滑片移到某位置时，电压表示数为3V，她应将滑动变阻器的滑片向　 　移动，直到电压表的示数为　 　V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为　 　A，小灯泡的额定功率为　 　W。
（3）在多次测量中，梅梅还发现：当电压表的示数改变时，电压表与电流表的示数之比也改变，分析原因是　 　。
【实验拓展】
（4）梅梅用电压表测得电源电压为6V，还想探究“在电压一定时，电流与电阻的关系”，于是将甲图改接后的电路中小灯泡换成四个阻值分别为5Ω，10Ω，15Ω和20Ω的定值电阻，其余连接均不改变。在实验过程中，将4个定值电阻依次接入电路，调节滑动变阻器滑片使定值电阻两端的电压保持某个值不变，为了能够顺利得到4个组I、R数据完成实验，该电压的取值大小至少是　 　V。
19．（2021•余干县校级二模）实验：测量小灯泡的电功率。
【实验器材】
额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时电阻约为6Ω）、滑动变阻器（“10Ω 2A”）、新干电池两节、开关、导线若干等．
【实验步骤】
（1）如图甲所示的实物连接中，连接不妥之处为 　 　；
（2）闭合开关之前应将变阻器的滑片置于 　 　（选填“左”或“右”）端；如要使电路中电流变大，应将变阻器的滑片向 　 　端滑动（选填“左”或“右”）；
（3）实验时，观察小灯泡在三种电压下的发光情况，实验现象和数据如下表所示。
序号
小灯泡两端的电压U/V
通过灯丝的电流I/A
小灯泡的发光情况
1
1.5
0.20
暗
2
2.5
0.32
亮
3
2.8
0.35
很亮
由如表可知：①小灯泡的额定功率为 　 　W；
②在不同电压下，小灯泡的电阻不相同，原因是灯丝电阻受到 　 　的影响；
③在电压表示数为2.8V时，小灯泡发出很亮的光，过一会后小灯泡烧坏了，此时电压表的示数为 　 　V；
④小灯泡的亮度是由实际功率决定的，若将标有220V40W灯泡L1和标有220V60W灯泡L2串联后接到庭照明电路中，灯泡 　 　更亮。

20．（2021•江西模拟）小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）。

【实验步骤】
（1）为了能够顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用 　 　（选填“A”或“B”）
A.“10Ω 5A”的滑动变阻器
B.“50Ω 0.5A”的滑动变阻器
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路中只有一处故障，则故障原因可能是 　 　。
（3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片过程中，通过观察 　 　的示数，确定小灯泡是否达到了额定功率。根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像，如图乙所示，分析图像可知：
①小灯泡的额定功率为 　 　W。
②通过小灯泡的电流与它两端电压不成比，其原因是 　 　，灯泡的电阻随温度变化而变化。
【交流反思】
在完成以上实验后，小军还想测量另一个额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率，小军测量电流时，连接好电路，闭合开关，发现电表指针向左偏转至如图丙所示位置，原因是 　 　。断开开关，纠正错误后，发现电压表“0﹣15V”量程已损坏，只有“0﹣3V”量程可用，不更改器材的情况下，请设计出完成该实验的电路图并画在虚线框中。

五．计算题（共8小题）
21．（2021•江西）如表一所示是小红同学家的燃气热水器正常工作时显示的部分参数。已知水的初温为20℃，c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：
表一：
燃气热水器
设定温度
50℃
气量
1.0m3/h
水量
5.0L/min
表二：
即热式电热水器
额定功率
7000W
额定电压
220V
额定频率
50Hz
（1）燃气热水器正常工作10min流出的热水的质量；
（2）燃气热水器正常工作10min流出的热水所吸收的热量；
（3）小红同学观察到学校用的是即热式电热水器，铭牌如表二所示。若要得到（2）问中热水所吸收的热量，即热式电热水器需正常工作16min40s，则该即热式电热水器的加热效率为多少；
（4）请写出使用电能的两个优点。
22．（2022•袁州区校级模拟）如图所示，已知电源电压保持不变，灯泡L标有“3V 3W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响）。当断开S1，闭合S2、S3，此时灯泡恰好正常发光，电流表示数为2.5A。求：
（1）电源电压。
（2）电阻R1的阻值。
（3）只闭合开关S1，灯泡L的电功率。

23．（2022•高安市一模）某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。其简化等效电路如图所示，此时处于空挡位置。闭合开关S，旋钮绕P转动，实现挡位转换，旋至1挡位置时，R1、R2同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至2挡位置时，R2和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1＝22Ω，洗衣机主要参数如下表。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
××牌智能洗衣机
额定电压
220V
加热功率
2400W
设定温度范围
30～90℃
防电墙电阻
1×106Ω
（1）电热丝R2的阻值是多少？
（2）某次洗衣时，洗衣机内注入8kg水，在额定电压下对水加热，水温由20℃上升到50℃，洗衣机的加热效率为60%，则洗衣机的加热时间是多少？
（3）若洗衣机处于保温洗涤状态时，干路中的电流为2A，则电动机的功率是多少？

24．（2022•袁州区校级模拟）如图为家用电热饮水机的电路原理图，下表为它的铭牌数据，其中水桶和热水箱中均已加满水。
水桶容量
20L
热水箱容量
1L
额定电压
220V
加热功率
800W
保温功率
88W
（1）说明电热饮水机处于加热状态时开关的闭合情况。
（2）电热饮水机在保温状态时的电流是多大？
（3）电热饮水机正常工作时，将热水箱中的水从10℃加热到70℃，水吸收的热量是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（4）电热饮水机正常工作时加热效率为60%。将热水箱中的水从10℃加热到70℃所需的时间？

25．（2022•吉安县模拟）如表是某款两挡位电火锅的有关参数，如图甲是其简化电路图，R1和R2为阻值不变的电热丝，单刀双掷开关S可接高温挡或低温挡，实现不同挡位的变换。
额定电压U/V
电火锅挡位
额定功率P/W
220
低温
220
高温
880
（1）求R1和R2电热丝的阻值。
（2）电火锅正常工作时，用低温挡将2kg的水从60℃加热到70℃，求此过程中水吸收的热量[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
（3）电火锅正常工作时，分别用低温挡和高温挡将质量2kg的水加热，绘制的水温随时间变化的图像如图乙所示。请通过计算比较使用高温挡还是低温挡更节能。

26．（2022•抚州模拟）图甲是一种电热水龙头，图乙是其简化电路图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R1＝22Ω，热水挡的电功率是3.3kW．求：
（1）S旋到温水挡时的电功率？
（2）电热丝R2的阻值？
（3）当S旋到热水挡时，1min能放出2kg40℃的热水，若电热水龙头加热的效率是90%，则水的初温是多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），计算结果保留一位小数]

27．（2022•江西模拟）如图甲是某品牌家用电暖气，利用电阻给内部液体加热取暖，图乙为其内部电路图，铭牌如下表所示，已知电阻R1＞R2，电暖气通过三个开关控制“高温、中温、低温”三个挡位，回答下列问题。（p液＝0.6×103kg/m3，c液＝2.42×103J/（kg•℃））
某品牌电暖气铭牌
额定电压
220V
液体体积
30L
高温挡功率
W
中温挡功率
968W
低温挡功率
484W
（1）电阻R1的阻值为多少？
（2）高温挡时流过电阻R2的电流是多少？
（3）高温挡工作电功率为多少？
（4）用高温挡工作多少分钟，其内部液体能升高20℃。

28．（2022•江西模拟）为方便学生饮水，某学校在各个教室安装了饮水机。如图是饮水机的电路图，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100℃后，S自动切换到保温状态，A、B是两种不同颜色的指示灯。
（1）若红色表示加热，绿色表示保温，则灯B应为 　 　色。
（2）若饮水机正常工作，加热时电加热管的功率为1100W，保温时电加热管的功率为44W，则电阻R2的阻值为多少？（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）
（3）饮水机的最大容量为1L，装满初温为23℃的水后，发现过了7min后绿灯亮，则这台饮水机的热效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg：℃）]


2022年江西省中考物理专题练9-电功率
参考答案与试题解析
一．选择题（共3小题）
1．【解答】解：根据公式P＝I2R可知，两灯串联时电流相等，电阻越大，灯泡的实际功率越大，灯泡越亮，故A、B、D错误；
根据公式U＝IR可知，电流相等时，电阻越大灯泡两端的电压越大，故C正确。
故选：C。
2．【解答】解：
两个电阻串联时，总电阻等于各分电阻之和，即总电阻越串越大，大于任何一个分电阻；
两个电阻并联时，总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，即总电阻越并越小，小于任何一个分电阻；
由各选项连接方法可知，D中两电阻并联，总电阻最小，电源电压不变、通电时间相同，根据Q=U2Rt可知，相同的时间里电热丝产生的热量最多。
故选：D。
3．【解答】解：由P＝UI=U2R可得，一个灯泡的电阻：
R=U2P=(3V)22W=4.5Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且灯丝电阻不随温度发生变化，
所以，两个相同的小灯泡串联接入电压恒为3V的电路中时的总功率：
P′=U22R=(3V)22×4.5Ω=1W。
故选：C。
二．多选题（共5小题）
4．【解答】解：
A、R1和R2串联时，串联电路电流处处相等，由图知两图线的交点处的电流和电压值都相等，根据公式R=UI可知此时两个电阻的阻值相等，故A错误；
B、由图像可知，当R1两端的电压为8V时，通过的电流为0.8A，
由I=UR可得，此时电阻R1的阻值R1=U1I1=8V0.8A=10Ω，
由于R1的I﹣U图线为一条倾斜的直线，所以可知R1为定值电阻，
则当R1两端的电压为12V时，通过它的电流为I′=U1'R1=12V10Ω=1.2A，故B正确；
C、由图知，当通过R1的电流为0.2A时，其两端的电压为2V，
在1min内电阻R1产生的热量为：Q1＝W1＝U1I1t＝2V×0.2A×60s＝24J，故C正确；
D、当R1和R2并联在电压为4V电路中时，由并联电路的电压特点可知，它们两端的电压均为4V，由图像可知，此时通过两电阻的电流分别为I1′＝0.4A、I2′＝0.5A，
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，电路中总电流I＝I1′+I2′＝0.4A+0.5A＝0.9A，
电路中总功率为：P＝UI＝4V×0.9A＝3.6W，故D正确。
故选：BCD。
5．【解答】解:A、S、S1闭合，S2与触点a接触时，R1、R2并联，此时电路中的总电阻最小，电源电压不变，根据P＝UI=U2R可知电路中的总功率最大，电热器处于高温挡，故A正确；
B、S、S1闭合，S2与触点b接触时，电路为R1的简单电路，此时电路中的总电阻较小，电源电压不变，根据P＝UI=U2R可知电路中的总功率较大大，电热器处于中温挡，故B错误；
C、S闭合，S1断开，S2与触点a接触时，电路未接通，电热器不工作，故C正确；
D、S闭合，S1断开，S2与触点b接触时，R1、R2串联，此时电路中的总电阻最大，电源电压不变，根据P＝UI=U2R可知电路中的总功率最小，电热器处于低温挡，故D错误。
故选：AC。
6．【解答】解：
AD、根据表格中的数据可知，利用公式P＝UI可以求出灯泡的实际功率，所以可以测量小灯泡的电功率或探究灯泡的电功率跟哪些因素有关，故AD正确；
B、根据表格中的数据，利用公式R=UI可以得出每次实验时的电阻值，分别为：3.8Ω、4.1Ω、4.3Ω、4.6Ω、5Ω、5.6Ω；由此可知，此时的电阻是变化的，所有不能测量小灯泡的电阻，故B错误；
C、探究通过导体的电流与电压的关系时，需要控制电阻不变，根据表格中的数据可知，电阻是变化的，所以不能探究，故C错误。
故选：AD。
7．【解答】解：A、由图像可知，甲对应的电流与电压成正比，而乙对应的电流与电压不成正比，根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变，乙电阻的阻值变化，所以甲为定值电阻，无法比较甲、乙的电阻大小，故A正确，B错误；
C、甲、乙两电阻串联，由于串联电路各处电流都相等，由图像可知，当电路电流为0.2A时，U甲＝1V，U乙＝2V，由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，总电压U＝U甲+U乙＝1V+2V＝3V，则甲，乙消耗的电功率之比：P甲：P乙＝U甲I：U乙I＝U甲：U乙＝1V：2V＝1：2，故C错误；
D、甲、乙并联在2V电源时，根据并联电路的电压特点可知两灯泡两端的电压为2V，由图像可知，I甲＝0.4A，I乙＝0.2A，则甲，乙消耗的电功率之比：P甲：P乙＝UI甲：UI乙＝I甲：I乙＝0.4A：0.2A＝2：1，故D正确。
故选：AD。
8．【解答】解：如果R1、R2串联，则I1＝I2，因为U＝IR，R1＞R2，所以U1＞U2；因为P＝UI，所以P1＞P2；故A可能；
如果R1、R2并联，则U1＝U2，因为U＝IR，R1＞R2，所以I1＜I2；因为P＝UI，所以P1＜P2；故B可能；
如果两个电阻接在不同的电路中：
若U1＝10V，U2＝4.4V，由题知，R1＞R2，假设R1＝10Ω，R2＝4Ω，则I1=U1R1=10V10Ω=1A；
I2=U2R2=4.4V4Ω=1.1A；P1＝U1I1＝10V×1A＝10W，P2＝U2I2＝4.4V×1.1A＝4.84W；可见I1＜I2，U1＞U2，P1＞P2，故C可能；
若U1＝10V，U2＝8V，由题知，R1＞R2，假设R1＝10Ω，R2＝4Ω，则I1=U1R1=10V10Ω=1A；
I2=U2R2=8V4Ω=2A；P1＝U1I1＝10V×1A＝10W，P2＝U2I2＝8V×2A＝16W；可见I1＜I2，U1＞U2，P1＜P2，故D可能。
故选：ABCD。
三．填空题（共7小题）
9．【解答】解：（1）1000rkW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过1000转，
则电能表的转盘转了50r，热水器消耗的电能：W=50r1000r/kW⋅ℎ=0.05kW•h；
（2）由于电热水器的功率远大于冰箱，则根据P＝UI可知，电热水器工作时通过的电流远大于通过冰箱电流，由Q＝I2Rt可知，在电源线电阻和通电时间相同时热水器的电源线上产生的热量较多；
为保证线路安全，电热水器选择较粗的电源线，可以减小电源线的电阻，根据Q＝I2Rt可知，在其他条件相同时电源线上产生的热量减少，可防止电源线过热而引发安全事故。
故答案为：0.05；粗。
10．【解答】解：（1）如图所示的仪表叫电能表，此时的示数为931.6kW•h；
（2）2500r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表转2500转，
则电能表的转数为50转时用电器消耗的电能：W=50r2500r/(kW⋅ℎ)=0.02kW•h＝7.2×104J；
故答案为：电能表；931.6；7.2×104；
11．【解答】解：
由电路图可知，灯泡L、定值电阻R0和滑动变阻器R串联，电压表V1测R两端的电压，电压表V2测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑片位于最左端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大；
由图乙可知，电路中的最大电流I大＝1.0A，电压表V1的示数为0V，则电压表V2的示数U0＝6V；
由于此时灯泡正常发光，则灯泡两端电压：UL＝U额＝6V，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电源电压为：
U＝UL+U0＝6V+6V＝12V；
（2）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，
由图像可知，电路中的最小电流I小＝0.5A，电压表V1的示数为7V，电压表V2的示数为3V；
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以灯泡两端的实际电压为：
UL实＝U﹣U0′﹣UR＝12V﹣3V﹣7V＝2V，
则灯泡的实际功率为：PL实＝UL实I小＝2V×0.5A＝1W。
故答案为：12；1。
12．【解答】解：家用电能表是测量用户消耗电能的仪表，安装时，电能表应串联安装在家庭电路上；
已知冰箱的额定功率P＝100W＝0.1kW；
由P=Wt可得，该冰箱一昼夜所消耗的电能W＝Pt＝0.1kW×24h＝2.4kW•h；由于冰箱是间歇性工作的，所以电能消耗会低于2.4kW•h。
故答案为：串；小于。
13．【解答】解：闭合开关S、S1，断开开关S2，灯泡、滑动变阻器、定值电阻串联接入电路中，电压表测量滑动变阻器和定值电阻两端的电压，调节滑片P，使电压表示数为U﹣U额时，灯泡正常发光；保持滑片P不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，灯泡、滑动变阻器、定值电阻串联接入电路中，电路的总电阻不变，电压表测量定值电阻两端的电压，读出电压表示数为U0，根据欧姆定律可知，电路中的电流即灯泡的额定电流为：I=U0R0；
则小灯泡的额定功率为：P＝U额I＝U额U0R0。
故答案为：U﹣U额；U额U0R0。
14．【解答】解：因为并联电路各用电器两端的电压，所以在确保灯泡不损坏的前提下，能正常发光的是额定电压较小的灯泡，即3V 3W的甲灯能正常发光；
由P=U2R可得，两灯的电阻分别为：
R甲=U甲2P额甲=(3V)23W=3Ω，R乙=U乙2P额乙=(6V)212W=3Ω，
此时两灯的功率之比P甲：P乙=U2R甲：U2R乙=R乙：R甲＝3Ω：3Ω＝1：1。
故答案为：甲灯；1：1。
15．【解答】解：（1）电池在放电过程中是电源，消耗化学能，产生电能，故是将化学能转化为电能；
（2）手机电池充满电后存储的电能为：
W＝UIt＝3.8V×1000×10﹣3A×3600s＝1.368×104J＝0.0038kW•h。
故答案为：电能；0.0038kW•h。
四．实验探究题（共5小题）
16．【解答】解：（1）灯泡的额定电流约为I=UR=2.5V10Ω=0.25A，则电流表的量程为0～0.6A，
要使滑动变阻器连入电路时阻值最大，接线柱B必须接入电路中，用导线把电流表“0.6”接线柱与变阻器B接线柱连接即可，如下图所示：

（2）为保护电路，电路连接时开关应断开；
闭合开关前，滑片置于阻值最大处，闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，电路不存在断路，
滑动变阻器阻值全部接入电路，电路总电阻很大，电路电流很小，灯泡实际功率很小，可能不足以引起灯泡发光，
所以，下一步操作：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光；
（3）由表格数据可知，灯泡两端的电压UL＝2.5V时，通过的电流IL＝0.30A，则灯泡的额定功率PL＝ULIL＝2.5V×0.30A＝0.75W，
当灯泡两端电压UL′＝1.5V时，通过的电流IL′＝0.22A，则灯泡的实际功率PL′＝UL′IL′＝1.5V×0.22A＝0.33W，
由PL＞PL′可知，当小灯泡两端电压为1.5V时，小灯泡的亮度较暗；
【拓展】①灯泡正常发光时的电阻RL=ULIL=2.5V0.30A≈8.3Ω，
图乙中，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，灯泡两端的电压最大，
此时电路中的电流I大=URL+R0=6V8.3Ω+20Ω≈0.21A，
此时灯泡两端的电压UL″＝I大RL＝0.21A×8.3Ω≈1.8V＜2.5V，
所以，灯泡两端的电压不能达到额定电压；
②保持滑片位置不变，电压表所接的b接点不动，只断开a接点，改接到c接点上，会造成电压表正负接线柱反接，不能测定值电阻R0两端的电压。
故答案为：（1）如上图所示；（2）断开；移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光；（3）0.75；较暗；【拓展】①灯泡两端的电压不能达到额定电压；②电压表正、负接线柱接反了。
17．【解答】解：（1）实验中，要测出额定电功率，要保持小灯泡两端电压为额定电压（小灯泡的电阻约为8Ω）时所需变阻器的阻值最大，电路中的电流为：I=ULRL=2.5V8Ω=0.3125A，
则滑动变阻器的阻值为：R滑=U滑I=U−ULI=6V−2.5V0.3125A=11.2Ω＞10Ω，应该选择“20Ω 1A”的B变阻器，而“50Ω 0.2A”变阻器的电流太小，不合适；
（2）滑动变阻器的滑片向左移动时可以减小灯泡的亮度，根据P＝I2R知电流表的示数变小，根据欧姆定律I=UR知电阻变大，故变阻器右下接线柱连入电路中，如下所示：
；
（3）闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，同时观察电压表示数的变化，以防止对灯泡造成损害；
（4）根据绘制的如图乙所示的图像知，灯在额定电压下的电流为0.3A，
小灯泡额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
图像乙不是一条直线是因为温度对灯泡灯丝电阻的影响：温度越高，灯丝电阻越大；
（5）如丙图，定值电阻R0、小灯泡和滑动变阻器串联在电路中。
①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点a，电压表测量小灯泡两端的电压，移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1；
②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到触点b，电压表测量小灯泡和定值电阻两端的总电压，读出电压表的示数U2；
则定值电阻两端的电压U0＝U2﹣U1，
根据欧姆定律得，通过定值电阻的电流：
I0=U0R0=U2−U1R0，
根据串联电路中电流处处相等，则小灯泡的额定电流I＝I0=U0R0=U2−U1R0，
小灯泡的额定功率：
P＝U额I＝U额×U2−U1R0=U1(U2−U1)R0。
故答案为：（1）B；（2）如上图；（3）电压表；（4）0.75W；灯泡的电阻受温度的影响；（5）a；U1(U2−U1)R0。
18．【解答】解：（1）原电路中，灯与电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与灯串联，电压表与灯并联，如下所示：

（2）小明排除了故障后进行实验。当滑片移到某位置时，电压表示数为3V，小于3.8V，需减小滑动变阻器两端电压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值，故将滑片向右移动，使电压表示数为3.8V；
小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为0.3 A，小灯泡的额定功率为：P＝UI＝3.8V×0.3＝1.14 W；
（3）由欧姆定律，电压表与电流表的示数之比即灯的电阻，分析原因是：灯丝电阻随温度变化而变化；
（4）根据串联电路电压的规律及分压原理：U−UVUV=R滑R，方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，此时，电阻的电压最小：6V−UVUV=20Ω20Ω，
解得：UV＝3V，即最小电压为3V。
故答案为：（1）如上图所示；（2）右； 3.8；0.3； 1.14； （3）灯丝电阻随温度变化而变化；（4）3。
19．【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为6Ω，根据欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电流为：I=UR=2.5V6Ω≈0.42A，故电路中连接不妥之处为电流表量程选择不当；
（2）为了保护电路元件，闭合开关前，应将滑片P移到最大电阻处，即左端；如要使电路中电流变大，应减小滑动变阻器接入电路中的电阻，应将变阻器的滑片向右端移动；
（3）①小灯泡的额定电压为2.5V，通过的电流为0.32A，由功率公式可得小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W；
②在不同电压下，小灯泡的电阻不相同，原因是灯丝电阻受到温度的影响；
③小灯泡烧坏了即小灯泡断路，此时电压表直接串联在电路中，示数为电源电压3V；
④由功率公式P=U2R可知，电压相同，电功率越大，电阻越小，因此灯泡L1的电阻大于灯泡L2的电阻，串联电路各处电流相等，由P＝I2R可知电阻越大，实际功率越大，灯泡越亮，因此灯泡L1更亮；
故答案为：（1）电流表量程选择不当；（2）左；右；（3）①0.8；②温度；③3；④L1。
20．【解答】解：（1）电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为12Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I=UR=2.5V12Ω≈0.21A＜0.5A；
由串联电路的规律及欧姆定律，灯正常发光时变阻器连入电路的电阻约为：
R滑=U总−UI=6V−2.5V0.21A≈16.7Ω＞10Ω，故选用“50Ω 0.5A”的滑动变阻器，即选用B；
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是与电压表并联的电路断路；
（3）灯在额定电压下正常发光，实验中应根据电压表示数确定小灯泡是否达到了额定功率；
①由绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像可知，灯在2.5V时的电流为0.25A，小灯泡的额定功率为：
P＝UI′＝2.5V×0.25A＝0.625W；
②从图中的曲线可以判断出，通过小灯泡的电流与它两端电压不成比，其原因是灯丝的电阻不是固定的，它随着温度的升高而增大；
【交流反思】
由图丙知电流表指针向右偏，原因是电流表的正负接线柱接反了；
当灯泡正常发光时，即要使灯泡电压为3.8V，则滑动变阻器两端电压为6V﹣3.8V＝2.2V＜3V，电压表“0～15V”量程已损坏，只有“0～3V”量程可用，所以把电压表并联在滑动变阻器的两端，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.2V时，即可进行实验。电路图如图所示：

故答案为：（1）B；（2）小灯泡断路；（3）电压表；①0.625；②小灯泡的电阻不是定值；【交流反思】电流表的正负接线柱接反了；见上图。
五．计算题（共8小题）
21．【解答】解：
（1）由表格数据知燃气热水器的流量为5.0L/min，正常工作10min流出的热水的体积：
V＝5.0L/min×10min＝50L＝0.05m3
由ρ=mV可得水的质量为：
m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×0.05m3＝50kg，
（2）燃气热水器正常工作10min流出的热水所吸收的热量为：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（50℃﹣20℃）＝6.3×106J；
（3）即热式电热水器正常工作时的功率P＝7000W，
则电热水器消耗的电能为：
W＝Pt′＝7000W×（16×60s+40s）＝7×106J；
此过程中的即热式电热水器的加热效率：
η=Q吸W×100%=6.3×106J7×106J×100%＝90%；
（4）使用电能的显著优点是污染少，效率高；
答：（1）燃气热水器正常工作10min流出的热水的质量为50kg；
（2）燃气热水器正常工作10min流出的热水所吸收的热量为6.3×106J；
（3）该即热式电热水器的加热效率为90%；
（4）使用电能的显著优点是污染少，效率高。
22．【解答】解：（1）当断开S1，闭合S2、S3时，灯泡L与定值电阻R1并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且此时灯泡恰好正常发光，
所以，电源的电压：U＝UL＝3V；
（2）当断开S1，闭合S2、S3时，灯泡L与定值电阻R1并联，电流表测干路电流，
由P＝UI可得，通过灯泡的电流：IL=PLUL=3W3V=1A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过电阻R1的电流：I1＝I﹣IL＝2.5A﹣1A＝1.5A，
由I=UR可得，电阻R1的阻值：R1=UI1=3V1.5A=2Ω；
（3）灯泡L的电阻：RL=ULIL=3V1A=3Ω，
闭合开关S1时，灯泡L与定值电阻R1串联，电流表测电路中的电流，
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+RL=3V2Ω+3Ω=0.6A，
则灯泡L的电功率：PL′＝（I′）2RL＝（0.6A）2×3Ω＝1.08W。
答：（1）电源电压为3V。
（2）电阻R1的阻值为2Ω。
（3）只闭合开关S1，灯泡L的电功率为1.08W。
23．【解答】解：
（1）由题意和电路图可知，当旋钮旋至1挡时，电热丝R1与R2并联，洗衣机处于加热状态，由表格数据可知，加热功率P加热＝2400W，
电热丝R1消耗的功率：
P1=U2R1=(220V)222Ω=2200W，
因总功率等于各电阻消耗功率之和，
所以电热丝R2消耗的功率：
P2＝P加热﹣P1＝2400W﹣2200W＝200W，
则电热丝R2的阻值：
R2=U2P2=(220V)2200W=242Ω。
（2）洗衣机内注入8kg水，水温由20℃上升到50℃时水吸收的热量：
Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×8kg×（50℃﹣20℃）＝1.008×106J，
由η=Q吸W×100%可得，洗衣机加热时消耗的电能：
W=Q吸η=1.008×106J60%=1.68×106J，
由P=Wt可得，需要的加热时间：
t′=WP加热=1.68×106J2400W=700s；
（3）由（1）可知，加热时R2的电功率：P2＝200W，
当旋钮旋至2挡时，R2与电动机并联，洗衣机处于保温洗涤状态，干路中的电流为2A，且R2的电压不变、阻值不变，其消耗的功率仍然为P2＝200W不变，
此时电路的总功率：
P保温＝UI＝220V×2A＝440W，
所以，电动机的功率：
PM＝P保温﹣P2＝440W﹣200W＝240W。
答：（1）电热丝R2的阻值是242Ω；
（2）某次洗衣时，洗衣机内注入8kg水，在额定电压下对水加热，水温由20℃上升到50℃，洗衣机的加热效率为60%，则洗衣机的加热时间是700 s；
（3）若洗衣机处于保温洗涤状态时，干路中的电流为2A，则电动机的功率是240 W。
24．【解答】解：（1）由电路图可知，当开关S1闭合，S2断开时，两电阻串联，当开关S1、S2同时闭合时，R1被短路，电路中只有R2工作；
根据串联电路的特点可知，串联的总电阻大于串联电路中任一导体的电阻，由P＝UI=U2R可知，当电压一定时，电阻越大，电功率越小，所以，当开关S1闭合，S2断开时，电路的总功率最小，处于保温状态；当开关S1、S2同时闭合时，电路的总功率最大，处于加热状态；
（2）由P＝UI可知，电热饮水机在保温状态时电路中的电流：I保温=P保温U=88W220V=0.4 A；
（3）由ρ=mV可知，水的质量：m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×1×10﹣3 m3＝1.0 kg；
水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/（kg•℃）×1.0 kg×（70℃﹣10℃）＝2.52×105J；
（4）由η=Q吸W电×100%可得，消耗的电能：W电=Q吸η=2.52×105J60%=4.2×105J，
所需时间t=W电P=4.2×105J800W=525s。
答：（1）开关S1、S2同时闭合时，电热饮水机处于加热状态；
（2）电热饮水机在保温状态时的电流是0.4 A；
（3）电热饮水机正常工作时，将热水箱中的水从10℃加热到70℃，水吸收的热量是2.52×105J；
（4）电热饮水机正常工作时加热效率为60%。将热水箱中的水从10℃加热到70℃所需的时间为525s。
25．【解答】解：由电路图可知，当S接到高温挡时，电路为R1的简单电路，开关S接低温挡时，电路为R2的简单电路；
（1）当S接到高温挡时，只有R1在工作，由P＝UI=U2R可知，R1的阻值：R1=U2P高=(220V)2880W=55Ω，
当S接到低温挡时，只有R2在工作，由P=U2R可知，R2的阻值：R2=U2P低=(220V)2220W=220Ω；
（2）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（70℃﹣60℃）＝8.4×104J；
（3）由图像可知，将2kg的水从60℃加热到70℃，高温挡的加热时间为2min，低温挡的加热时间为12min，
则加热高温挡工作时消耗的电能：W高＝P高t高＝880W×2×60s＝1.056×105J，
低温挡工作时消耗的电能：W低＝P低t低＝220W×12×60s＝1.584×105J，
因W高＜W低，所以高温挡更节能。
答：（1）R1电热丝的阻值为55Ω，R2电热丝的阻值为220Ω。
（2）水吸收的热量为8.4×104J。
（3）高温挡更节能。
26．【解答】解：（1）由图可知：热水挡时R1、R2并联，温水挡时只有R1连入电路，
温水挡时的电功率为：P1=U额2R1=(220V)222Ω=2200W；
（2）P加热＝3.3kW＝3300W，
电热丝R2的功率为：P2＝P加热﹣P1＝3300W﹣2200W＝1100W；
由P=U2R得，
电热丝R2的阻值为：R2=U额2P1=(220V)21100W=44Ω；
（3）当S旋到热水挡时，1min消耗的电能为：
W＝P加热t＝3300W×60s＝1.98×106J，
根据η=Q吸W得，
水吸收的热量为：
Q吸＝Wη＝1.98×106J×90%＝1.782×106J，
由Q吸＝cm（t﹣t0）得：
t0＝t−Q吸cm=40℃−1.782×106J4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg=18.8℃。
答：（1）S旋到温水挡时的电功率为1100W；
（2）电热丝的R2阻值为44Ω；
（3）水的初温是18.8℃。
27．【解答】解：（1）当只闭合S、S1时电路为R1的简单电路，闭合S、S1、S2时R1、R2并联，只闭合S、S2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，且R1＞R2，
所以，只闭合S、S1时电路的总电阻最大，闭合S、S1、S2时电路的总电阻最小，
电源电压一定时，由P＝UI=U2R可知，只闭合S、S1时，电路的总功率最小，电暖器处于低温挡，
同理可知，闭合S、S1、S2时电暖器处于高温挡，只闭合S、S2时电暖气处于中温挡，
则R1的电阻：
R1=U2P低=(220V)2484W=100Ω；
（2）只闭合S、S2时电暖气处于中温挡，由P=U2R可得，R2=U2P中=(220V)2968W=50Ω，
闭合S、S1、S2时电暖器处于高温挡，则高温挡时流过电阻R2的电流I=UR2=220V50Ω=4.4A；
（3）处于高温挡时，R1、R2并联，R总=R1R2R1+R2=100Ω×50Ω100Ω+50Ω=1003Ω，
高温挡工作电功率P=U2R总=(220V)21003Ω=1452W。
（4）液体质量m＝ρ液V＝0.6×103kg/m3×30×10﹣3m3＝18kg，
液体内能Q＝cm△t＝2.42×103J/（kg•℃）×18kg×20℃＝8.712×105J，
使用高温挡加热时，电能全部转换为液体的内能，W＝Q＝8.712×105J
由P=Wt可得，需要时间t=WP=8.712×105J1452W=600s＝10min。
答：（1）电阻R1的阻值为100Ω；
（2）高温挡时流过电阻R2的电流是4.4A；
（3）高温挡工作电功率为1452W。
（4）用高温挡工作10分钟，其内部液体能升高20℃。
28．【解答】解：
（1）当开关S接左面时，电路中电阻R1和A灯串联，且指示灯的阻值不计，此时总电阻最小，电流路中电流最大，发热管的功率最大，处于加热状态，因此A灯为红色灯；
当开关S接右面时，电路中电阻R1、R2和B灯串联，指示灯的阻值不计，此时总电阻大，电流路中电流小，发热管的功率最小，处于保温状态，因此B灯为绿色灯。
（2）当开关S与左侧接触时，电路为只有R1的简单电路（指示灯的阻值不计），饮水机处于加热状态，
已知加热时电加热管的功率为P加热＝1100W；
由P=U2R可得，R1的阻值：R1=U2P加热=(220V)21100W=44Ω；
当开关S与右侧接触时，电路中R1与R2串联（指示灯的阻值不计），饮水机处于保温状态，
由题知，保温时电加热管的功率为44W，
由P=U2R可得，此时电加热管两端的电压：U1=P保温R1=44W×44Ω=44V，
由欧姆定律可得，保温状态下电加热管中的电流：I=U1R1=44V44Ω=1A，
保温状态下，R2两端的电压：U2＝U﹣U1＝220V﹣44V＝176V，
由I=UR可得，R2的电阻值：R2=U2I=176V1A=176Ω；
（3）水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；
水吸收热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣23℃）＝3.234×105J；
这台饮水机加热时消耗的电能：W＝P加热t＝1100W×7×60s＝4.62×105J；
这台饮水机的热效率：η=Q吸W×100%=3.234×105J4.62×105J×100%＝70%。
故答案为：（1）绿；
（2）则电阻R2的阻值为176Ω；
（3）饮水机的最大容量为1L，装满初温为23℃的水后，发现过了7min后绿灯亮，则这台饮水机的热效率为70%。