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专题16 电功率-5年（2019-2023）中考1年模拟物理分项汇编（河南专用）
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1、（2023·河南卷·T6）如图所示，小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置，当水位未达到金属块M时，灯泡不亮。水位达到金属块M时，灯泡亮，则接线柱C应与________（选填“A”或“B”）相连。已知灯泡的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流是_________A。通电1min，灯泡消耗的电能是________J。
【答案】 ①. B ②. 0.5 ③. 360
【解析】
[1]金属块是导体，水位达到金属块M时，通电螺线管所在电路接通，电路中的电流增大，衔铁下移，与B接触，灯泡所在电路接通，灯泡发光，故接线柱C与B连接。
[2]灯泡的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流
[3]通电 1min ，灯泡消耗的电能
W=Pt=6W×1×60s=360J
2、（2022·河南·T13）如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是（ ）
A. 用U形管中液面高度差反映电流产生热量多少
B. 通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系
C. 通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D. 通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大
【答案】AC
【解析】
A．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气吸收热量后温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，故A正确；
BC．由图可知，左侧容器中的电阻丝与右侧容器中的电阻丝串联，通过的电流与通电时间相同，两个容器中的电阻丝阻值不同，因此装置可探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误，C正确；
D．已知右侧容器中的电阻丝阻值大于左侧容器中电阻丝阻值，则装置中右侧容器中的电阻丝产生的热量较多，因此右侧容器中的U形管液面高度差较大，故D错误。
故选AC。
3、（2022·河南·T5）在图所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.5A和0.2A，则电源电压为___________V，电阻R1的阻值为___________Ω。通电1min，该电路消耗的总电能为_____J。
【答案】 ①. 6 ②. 30 ③. 180
【解析】
[1]由电路图知道，闭合开关S，电阻R1、R2并联，电流表A2、A1分别测量干路和电阻R1支路中的电流。因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和，所以电流表A2的示数为0.5A，即干路中的电流为
I=0.5A
电流表A1的示数为0.2A，即通过电阻R2的电流为
I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A
电阻R2两端的电压为
U2=I2R2=0.3A×20Ω=6V
因为并联电路各支路两端电压相等，且等于电源电压，所以电源电压为
U=U2=6V
[2]由欧姆定律知道，电阻R1的阻值为
[3]由 知道，通电1min，该电路消耗的总电能
4、（2022·河南·T19）在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中，电源是三节新干电池。
（1）请用笔画线代替导线，将图的电路连接完整；（ ）
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于___________（选填“左”或“右”）端；
（3）闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为___________ V时，小灯泡正常发光，读出电流表示数，可测得额定功率；
（4）继续移动滑片，电压表示数如图所示，为___________ V，此时电流表示数为0.24 A，小灯泡的实际功率为___________W；为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系，除了表中记录的电表示数和电功率，还需要增加记录的内容是___________ ；
（5）分析实验数据可以发现，小灯泡两端的电压越高，它的实际功率___________ ；
（6）完成上述实验后，某小组设计了图所示的电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下：
①把定值电阻R0接入电路，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不变，将电压表改接在R0两端，读出电压表示数；
③算出小灯泡的额定功率。
现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，结合题中的数据分析，定值电阻R0应选___________Ω的。
【答案】 ①. ②. 左 ③. 2.5 ④. 2.2 ⑤. 0.528 ⑥. 小灯泡的亮度 ⑦. 越大 ⑧. 5
【解析】
（1）[1]本实验是为了测量小灯泡的电功率，所以滑动变阻器使用“一上一下”的接线柱串联接入电路，电压表并联在小灯泡两端，因为小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程选择0~3V，如图所示：
（2）[2]闭合开关前，为了保护电路，滑片应位于滑动变阻器的阻值最大处，根据电路图可知，下接线柱接在了右端，所以滑动变阻器的滑片应置于左端。
（3）[3]闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为小灯泡的额定电压，即2.5V时，小灯泡正常发光，读出电流表示数，根据电功率公式可测得额定功率。
（4）[4]如图所示，因为电压表的量程选择的是0~3V，所以根据指针所在的位置可得，电压表的示数为2.2V。
[5]当电压表的示数为2.2V时，电流表的示数为0.24A，根据电功率公式可测得小灯泡的实际功率为
[6]因为研究的是小灯泡发光情况与电功率的关系，所以还需要增加记录的内容是：小灯泡的亮度。
（5）[7]由表格可知，小灯泡两端电压越大，通过小灯泡的电流越大，由公式可知，小灯泡的实际功率越大。
（6）[8]当小灯泡正常发光时
因为使用的还是原来的小灯泡，所以根据表格可知，小灯泡正常发光时，通过小灯泡的电流为0.26A，又因为使用的还是原来的电源，所以此时R0两端的最大电压为
根据欧姆定律可得R0的最大阻值为
故R0应选5Ω的。
5、（2022·河南·T22）九一班开展“节约一度电”主题活动。请你和他们一起，完成以下活动内容。
（1）某型号洗衣机的洗涤功率为250W，完成一次洗涤的时间为30min，则一度电可供该洗衣机完成几次洗涤？
（2）若自来水的温度为15℃，某电热水器的电加热效率为84％，则一度电可使该电热水器将多少千克的自来水加热至45℃？［c水=4.2×103J/（kg·℃）］
（3）请写出一条节约用电的建议，并用所学的物理知识加以解释。
【答案】（1）8次；（2）24kg；（3）见解析
【解析】
解：（1）根据题意知道，完成一次洗涤消耗的电能
故一度电可供该洗衣机完成洗涤的次数
（2）由知道，该电热水器可使一度电加热至45℃的自来水的质量
（3）节约用电，在满足生产、生活所必需的用电条件下，减少电能的消耗，提高用户的电能利用率和减少供电网络的电能损耗，建议如下：
随手关灯、人走灯灭、避免“长明灯”；及时关闭待机的用电器；灯具选用要合理，尽量少用或不用阻碍光源光线的磨砂玻璃、半透明灯罩等；夏天空调温度不要设置得太低等。
答：（1）一度电可供该洗衣机完成8次洗涤；
（2）一度电可使该电热水器将24千克的自来水加热至45℃；
6、（2021·河南·T5）图为一款养生壶的电路简图该壶有“加热”和“保温”两挡，电源电压为220V，电阻丝R1、R2的阻值分别为44Ω、356Ω。养生壶在“加热”档工作时，电功率为______W；现将壶内1kg的养生茶从20℃加热至75℃加热过程中若不计热量损失，所需时间为______s；养生茶的内能增加是通过______的方式实现的。[已知c水=4.2×103J/（kg·℃）
【答案】 ①. 1100 ②. 210 ③. 热传递
【解析】
[1]根据可知，电阻越大，电功率越小，当开关S2断开时，两电阻串联，总电阻最大，电功率最小，为保温档，当开关S2，闭合，只有电阻R1接入，故此时电阻阻值小，电功率大，为加热档，故加热档的电功率为
故加热档的电功率为。
[2]养生茶吸收的热量为
不计热量损失，即消耗的电能为，则需要加热的时间为
故需要加热的时间为210s。
[3] 只涉及能量的转移，故是通过热传递的方式增加养生茶的内能。
7、（2021·河南·T21）小聪利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6V，定值电阻R为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度E的单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在一定关系，部分数据如下表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。试问：
（1）随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值______（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被______（选填“吸下”或“释放”），照明系统启动。
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？（ ）
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少？（ ）此时光照强度为多少？（ ）
【答案】 ①. 增大 ②. 减弱 ③. 释放 ④. 0.4A ⑤. 100Ω ⑥. 1.2lx
【解析】
（1）[1]由表格信息可知，关照强度由5.0lx减小到1.0lx时，光敏电阻阻值从24Ω增大到120Ω，说明随着光照强度的减小，光敏电阻的阻值增大。
[2][3]影响电磁铁磁性的因素有：电流大小和线圈匝数。由题意可知，光敏电阻阻值变大时，电路中的电流变小，在线圈匝数不变时，磁性减弱。当光照强度减小到一定值时，衔铁会被释放，此时工作电路接通，照明系统启动。
（2）[4]由工作电路电路图可知，俩个同规格的灯泡并联在220V电压上，则电路中的总电流为
（3）[5][6]照明系统恰好启动时，通过线圈的电流为0.02A，则此时控制电路的总电阻为
则
由表格信息可知，光敏电阻的阻值和光照强度的乘积是一个定值，即120Ω•lx。所以光敏电阻的阻值和光照强度成反比，则当光敏电阻阻值为100Ω时，光照强度为
8、（2020·河南·T5）在如图所示的电路中，电阻R0为6Ω，电源电压不变。把“6V 3W”的小灯泡接在 AB间，CD间接电流表，闭合开关S，小灯泡正常发光，则电源电压为______V，电流表的示数为______A。如果把这个小灯泡接在CD间，AB间接电压表，闭合开关S，若灯丝电阻与正常发光时相同，则电压表的示数为______V。
【答案】 ①. 6 ②. 1.5 ③. 2
【解析】
[1]灯泡接在AB之间，电路为并联电路，此时小灯泡正常发光，所以电压为灯泡额定电压 6V。
[2]电流表接在CD之间，测量干路电流，其中R0的电流
小灯泡的电流为
所以干路电流
电流表的示数为1.5A。
[3]改换电路后小灯泡和电阻R0串联，电压表测量R0两端的电压，小灯泡的电阻
串联分压可得
并且
由此可得，电压表的示数为2V。
9、（2019·河南·T5）在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作2min，测得家中如图3所示的电能表的转盘转了70r，热水器的实际功率为_____W；若不计能量损失，这段时间内热水器中50L的水可升温_____℃．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”）．[已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】 ①. 2100 ②. 1.2 ③. 粗
【解析】
由电能表参数可得转盘转70转时消耗电能，，，，则水的质量，由于不计能量损失，则 ，，为防止由于导线电阻过大而导致发热过多造成危险，应减小导线电阻，则应选用较粗导线．
10、（2019·河南·T19）在“探究小灯泡在不同电压下工作时功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω 2A”，小灯泡额定电压U额=2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10 Ω 、20Ω的定值电阻R0可供选择．
（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接．
（ ）
（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如下表所示，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为 _______ W．
（3）分析表中数据可得出结论，小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而 ______ ．根据数据还可以判断出，小葱在实验中选用的R0= _____ Ω的定值电阻．
（4）完成实验后，爱动脑筋的小葱又想了一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图所示的电路，所用电压表量程为0~15V，请将以下实验步骤补充完整．
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片，直至电压表示数 ______ ；
②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数U0；
③小灯泡的额定功率，P额= _________ ．（用U额、U0、 R0表示 ）
若实验步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值 ________ （选填“偏大”或“偏小”）
【答案】 ①. ②. 1.05 ③. 增大 ④. 10Ω ⑤. 5.5V ⑥. U额U0/R0 ⑦. 偏小
【解析】
（1）连线根据电流的方向，注意正负极、电表的正负接线柱以及量程的选择，如图
（2）电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，读出图丙电流表示数为0.42A，则额定功率；
（3）由表中数据可得，实际电压越大，实际功率越大，当总电流为0.44A时，总电阻约为，总电阻小于20Ω，则定值电阻选用的10Ω；
（4）闭合开关S，将开关S1拨至“1”时，为串联电路且电压表测量定值电阻与滑动变阻器总电压，故为使灯泡正常发光，电压达到2.5V，应调节滑动变阻器使电压表示数为5.5V，开关S1拨至“2”时对应示数为定值电阻电压，则电流，故灯泡额定功率 ，开关S1拨至“2”时若将滑片向右移动，滑动变阻器阻值增大，所分电压变大，定值电阻所分电压减小，故导致计算电流偏小，额定功率偏小．
一、单选题
1．（2023·河南新乡·校联考二模）下列物理量的估测最接近实际的是（ ）
A．一个普通中学生的质量为500g
B．成年人散步的速度大约是4m/s
C．一台家用普通空调正常工作的电流约为5A
D．一瓶普通矿泉水瓶的容积约为500L
【答案】C
【解析】A．一个普通中学生的质量为
50kg=50000g
故A不符合题意；
B．成年人散步的速度大约是1.1m/s，故B不符合题意；
C．一台家用普通空调正常工作的电功率约为1000W，一台家用普通空调正常工作的电流约为
故C符合题意；
D．一瓶普通矿泉水瓶的容积约为500mL，故D不符合题意。
故选C。
二、多选题
2．（2023·河南南阳·统考一模）如图甲所示是高铁上烟雾报警器的简化原理图，其中电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为光敏电阻，R的阻值与光照强度的关系如图乙所示。射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时，下列说法正确的是（ ）
A．光敏电阻R的阻值减小B．电流表的示数增大
C．电压表的示数增大D．电路中消耗的总功率减小
【答案】CD
【解析】ABC．图甲中，闭合开关，R、R0串联，电流表测量电路电流，电压表测量光敏电阻R两端的电压；当有烟雾遮挡射向光敏电阻的激光时，如图乙可知，光照强度减小，光敏电阻R的阻值变大，电路中的电流变小，根据串联分压特点可知R两端的电压变大，电压表的示数变大，故AB错误，C正确；
D．电源电压不变、电路中的电流变小，由可知，电路消耗的总功率减小，故D正确。
故选CD。
3．（2023·河南商丘·统考一模）如图小明探究电流通过导体产生热量的影响因素。开始时U形细管中各液面高度相平，容器中有等量空气且密闭良好，R1=R2=R3，将A、B接入电路中，则下列说法正确的是（ ）
A．该实验运用了控制变量法和转换法
B．闭合开关后，可探究电流产生的热量与电阻的关系
C．闭合开关后，左边容器中电阻丝产生的热量大约是右边容器中电阻丝产生的热量的2倍
D．闭合开关后，如果左侧U形管中出现高度差，但右侧U形管液面无变化，则有可能是右边容器出现漏气
【答案】AD
【解析】A．电流产生的热量与多个因素有关，实验中控制电阻相同，探究电流产生热量与电流的关系，这是控制变量法；电流产生热量的多少通过U形管液面高度差来显示，应用了转换法，故A正确；
B．闭合开关后，通过两个阻值相等的R1、R2的电流不同，所以探究电流产生的热量与电流的关系，故B错误；
C．图示中，R3与R2并联后，再与R1串联，且三个电阻丝的阻值相等，据并联电路的电流特点知，通过R1的电流为R2的两倍，据Q=I2Rt知，左边容器中电阻丝产生的热量大约是右边容器电阻丝产生热量的4倍，故C错误；
D．闭合开关，左侧U形管出现高度差，说明有电流通过电路，电阻丝产生热量，热量让容器内气体体积膨胀，于是U形管液面出现高度差，而右侧电阻丝产生的热量无法让U形管液面出现高度差，是右侧容器漏气了，容器内气体受热体积膨胀，跑到容器外了，故D正确。
故选AD。
4．（2023·河南焦作·统考一模）如图是一种测定油箱内油量的装置。其中P是滑动变阻器的滑片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴O转动，另一端固定着一个浮子，浮子随油量变化上下移动，从而带动滑杆使滑片P移动，R0为定值电阻，电源电压保持不变，下列说法正确的是（ ）
A．油量越多，电流表的示数越大
B．油量越多，滑动变阻器的阻值越大
C．油量越少，电路的总功率越小
D．没有油时，R0起到保护电路的作用
【答案】AC
【解析】A．由电路图可知，滑动变阻器与R0串联，当油量增多时，浮子向上移动，滑动变阻器接入电阻变小，电路中总电阻变小，所以电路中电流变大，故A正确；
B．当油量增多时，浮子向上移动，滑片P向下移动，滑动变阻器接入电阻变小，故B错误；
C．油量越少，滑动变阻器接入电阻越大，电路中的总电阻变大，电源电压不变，根据，电路中的总功率越小，故C正确；
D．没有油时，浮子在最下方，此时滑动变阻器接入电阻最大，R0没有起到保护电路的作用，故D错误；
故选AC。
三、填空题
5．（2023·河南新乡·校联考二模）已知电热丝R1＝88Ω，R2＝110Ω，将加热器接入220V的家庭电路中，只S2接a时，加热器处于 _______（选填“低温”“中温”或“高温”）挡；只S2接b时，加热器处于 _______（选填“低温”“中温”或“高温”）挡，此时加热器的电功率为 ________W。（保险装置电阻不计）
【答案】 低温 中温 440
【解析】[1][2]当S1闭合，S2拨到b时，R1、R2并联；当S1断开，S2拨到a时，R1、R2串联；当S1断开，S2拨到b时，电路为R2的简单电路；因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，由可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，加热器为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，加热器为低温挡；电路为R2的简单电路时，加热器为中温挡；因此只S2接a时，加热器处于低温挡；只S2接b时，加热器处于中温挡。
[3]只S2接b时，电路为R2的简单电路，此时加热器的电功率
6．（2023·河南信阳·校考三模）小明用如图所示电路研究调光灯的工作原理，所用电源电压恒为6 V，灯泡L，标有“4.8 V 0.3A”字样，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，当观察到电流表示数为___________A时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的实际功率为___________W，通电1 min滑动变阻器产生的热量为___________J。
【答案】 0.3 1.44 21.6
【解析】[1]由题意可知，当灯泡正常发光时，电压为4.8V，电流为0.3A，而观察电路图只有电流表，所以需要观察电流表为0.3A时。
[2]灯泡正常发光，正常发光时的实际功率
[3]根据串联电路的总电压等于各串联部分电压之和，滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器产生的热量
7．（2023·河南安阳·统考二模）如图所示的电能表能接入用电器的最大总功率为___________W；小明发现家中多个用电器正常工作时，指示灯在1min内闪烁90次，这段时间内电路消耗的电能为___________kW·h；电能表的转盘转得越快，说明电路总功率越___________。
【答案】 6600 0.03 大
【解析】[1]图示电能表能接入用电器的最大总功率
P=UI=220V×30A=6600W
[2]指示灯在1min内闪烁90次，这段时间内电路消耗的电能
[3]电能表的转盘转得越快，说明电路在相同时间消耗的电能越多，总功率越大。
8．（2023·河南安阳·统考二模）英国物理学家___________做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，为电热应用做出了杰出的贡献，在物理学中，把他的名字作为热量和___________的单位。
【答案】 焦耳 功（或能量）
【解析】[1][2]英国物理学家焦耳最先精确确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律，为了纪念他，物理学中用他的名字作为功（或者能量）和热量的单位。
9．（2023·河南信阳·校考三模）厨艺最讲究“火候”二字，如图甲所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的电路简图如图乙所示，其中R1、R2均为发热电阻（假定电阻不随温度变化），部分参数如下表所示。求：
（1）当开关S1断开，单刀多掷开关S2打到3时，蛋糕机处于_________（选填“高温”“中温”或“低温”）挡；蛋糕烘焙过程中，香味四溢，这是_________现象
（2）该蛋糕机以高温挡正常工作时，10分钟产生的热量；( )
（3）该蛋糕机正常工作时R2的电阻值；( )
（4）该蛋糕机低温挡的额定功率。( )
【答案】 低温 扩散
【解析】解：（1）当开关S1断开，单刀多掷开关S2打到3，R1、R2串联，蛋糕机处于低温挡；蛋糕烘焙过程中，我们能闻到蛋糕的香味，是因为扩散现象。
（2）高温挡产生的热量
（3）高温挡时，R1、R2并联，总功率为1100W，中温挡时，R1的功率为880W，所以高温挡时R2的功率
根据可知，电阻R2的阻值
（4）电热丝R1的阻值
蛋糕机处于低温挡时，低温挡电功率
10．（2023·河南周口·校联考三模）如图是小明家电能表的表盘以及电饭锅的内部简化电路图，已知电饭锅有高、低两个挡位，小明家允许通过的最大电流为___________A，当开关S接b时，电饭锅的___________温挡在工作，若断开其他电器，只让电饭锅工作2min，指示灯闪32次，此时电饭锅的功率为___________W。
【答案】 20 低 600
【解析】[1]从图中可知小明家允许通过的最大电流为20A。
[2]当开关S接b时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据 可知总功率较小，电饭锅在低温挡在工作。
[3]断开其他电器，只让电饭锅工作2min，指示灯闪32次，由图可知，此时消耗的电能为
由得，此时电饭锅的功率为
11．（2023·河南洛阳·统考三模）如图所示的电路中，电阻，灯泡L的额定电压为6V，电阻为6Ω（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关、都闭合时，电流表的示数为1.2A，此时灯泡L正常发光，该电路的电源电压为_______V，电阻R1的阻值为________Ω；当开关S1、S2都断开时，电路消耗的总功率为________W。
【答案】 6 30 3.6
【解析】[1]当开关S1、S2都闭合时，灯L与R1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，且灯泡正常发光，所以电源电压
[2]由P=UI 可得，当开关S1、S2都闭合时，通过灯L的电流
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R1的电流
由可得，R1的阻值
[3]开关S1、S2都断开时，灯L与R2串联，因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和
电路消耗的总功率
12．（2023·河南南阳·统考一模）如图所示，是某品牌电蒸锅及其简化电路图。电蒸锅具有保温和加热两个档位，加热档功率为1200W，。当开关S1、S2都闭合时，电蒸锅处于___________档，保温档的功率为___________W。用此电蒸锅对1kg水加热使其温度升高80℃，加热过程中若不计热量损失，需要的时间为___________s。〔已知c水=4.2×103J/(kg·℃)〕
【答案】 加热 100 280
【解析】[1]当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，总电阻小，根据，此时功率大，电蒸锅处于加热档。
[2]当开关S1闭合，S2断开时，R1接入电路，连入电路电阻大，功率小，电蒸锅处于保温档，此时功率
[3]水吸收的热量为
加热过程中若不计热量损失，则
13．（2023·河南焦作·统考一模）小明家的电能表如图所示，某次单独让电热水壶正常工作315s，能把质量为1.5kg，初温为20℃的水加热至70℃，不计热量损失，则电能表表盘转了________r，电热水器的额定功率是________W。［水的比热容为c＝4.2×103J/（kg·℃）］
【答案】 175 1000
【解析】[1]水吸收的热量
不计热量损失，消耗的电能W=Q，由电能表可知，每消耗1kW·h，电能表转2000转，则电能表表盘旋转的圈数
[2]热水器的额定功率
14．（2023·河南商丘·统考一模）实验学校的电热水器具有自动进水、自动加热、保温、缺水保护、漏电保护等功能，该电热水器加热时的额定功率为3000W，制热水能力为30L/h。图甲是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24V，A为水位表（由量程为0~0.6A的电流表改装而成），R0的阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱中水深的关系如图乙所示。
则：（1）电热水器工作时利用电流的______ ；漏电保护器的主要作用是______ ；
（2）当水位表指示储水箱中的水深为0.2m时，探测电路的总功率是多少瓦？______
（3）若一台电加热器每天加热360L净水，那么全校六台电热器一个月（按30天）仅加热就需要耗费多少度电？______
【答案】 热效应 当电流流过人体流入大地，漏电保护器切断电流，对人身起到保护作用 3.6W 6480度
【解析】（1）[1]电热水器工作时利用电流的热效应。
（1）[2]当电流流过人体流入大地，漏电保护器切断电流，对人身起到保护作用。
（2）[3]当水位表指示储水箱中的水深为0.2m时，由图乙可知，Rx=150Ω。此时电路的总电阻
则电路中的电流为
电路的总功率为
（3）[4]电热水器每天工作时间
则一个月30天电热水器工作时间为360h，电热水器加热功率为
P=3000W=3kW
则一个月内六台电热水器耗电量
15．（2023·河南商丘·统考一模）电动汽车由于小巧可爱，停车方便，使用成本低，所以受到了广大群众的认可。如图所示，是一款电动汽车及其部分参数：
（1）该款电动汽车以额定功率行驶时的电流是___________；
（2）若某次给该电动车电池充电的电流为10A，则充满一次电大约需要___________时间；
（3）在电动车实际使用时，当电量达到20%时就需要充电了。如果电量从100%到20%所消耗的这些电能全部由燃烧汽油来提供，已知汽油的燃烧效率为30%，需要消耗___________kg汽油；（汽油密度取4.6×107J/kg，计算结果保留一位小数）
（4）推广新能源电动汽车，有很多优点，请再列举一条：___________（不能和题中提到的重复）。
【答案】 208.3A 6.3h 2.9 无污染、节约能源
【解析】（1）[1]根据P=UI可知，电动汽车正常行驶时的输出电流
（2）[2]充电功率
P充=U充I充=220V×10A=2200W=2.2kW
根据W=Pt可知，充满一次电大约需要多长时间
（3）[3]需要充电电能
W电=(100%-20%）×13.82×3.6×106J≈3.98×107J
根据Q放=mq可知，大约需要消耗的汽油
（4）[4]新能源电动汽车使用中消耗电能，不产生尾气，所以无污染、节约能源。
16．（2023·河南商丘·统考一模）如图所示电路，电源电压不变，电阻R1阻值为5Ω。闭合开关，两电压表V1、V2的示数分别为2V和6V，则电源电压为___________V，电阻R2的阻值为___________Ω；通电1min，该电路消耗的总电能为___________J。
【答案】 6 10 144
【解析】[1]由图示知，闭合开关，两个电阻串联在电路中，电压表V1测R1两端的电压，V2测电源电压，所以电源电压为6V。
[2]据串联电路的电压特点知，R2两端的电压
U2=U-U1=6V-2V=4V
据串联电路的分压特点有
R1∶R2=U1∶U2
即
5Ω∶R2=2V∶4V
解得，R2=10Ω。
[3]电路的总电阻
R=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω
通电1min，电路消耗的总电能
17．（2023·河南洛阳·统考一模）如图甲所示电路，电源电压不变，R0为定值电阻。闭合开关S后，当滑动变阻器R1的滑片P从a端移至b端的过程中，R1消耗的电功率随R1电阻变化关系如图乙所示，则电源电压为______V，R1消耗的最大电功率为______W。
【答案】 30 22.5
【解析】[1]由图甲可知，R0、R1串联，当滑动变阻器R1的滑片P在a端时电路的电阻最大，此时电路中的电流最小，由图乙可知，R1电阻最大为40Ω时，功率为14.4W；由可得
根据欧姆定律和串联电路的特点可得当滑动变阻器阻值为40Ω时，电源电压
由图像可知，当R1的阻值为20Ω时，功率为20W，由可得
根据欧姆定律和串联电路的特点可得当滑动变阻器阻值为10Ω时电源电压
由①②可得
[2]滑动变阻器R1的功率
由上式可知当
此时R1消耗的电功率最大，最大功率为
四、计算题
18．（2023·河南新乡·校联考二模）“开车不饮酒，酒后不开车”。图甲是交警经常使用的“气体中酒精浓度测试仪”原理图，电源电压U=10V，R1是气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示。测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数U1=8V，调零后R2的滑片位置保持不变。求：
（1）调零后，滑动变阻器R2接入电路中的电阻值；
（2）当U1=8V时，此时滑动变阻器消耗的电功率；
（3）酒精气体浓度对应的酒驾等级如表所示，在某次检测中，电路中电流为0.2A，试通过计算分析，判断该司机属于哪种酒驾等级。
【答案】（1）25Ω；（2）0.8W；（3）该司机属于饮酒驾驶
【解析】解：（1）由甲图可知，R1和R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路的电流，由乙图可知，当气体中的酒精浓度为0时，R1=100Ω，此时电路中的电流
串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联电路电压的规律及欧姆定律可得调零后，滑动变阻器R2接入电路中的电阻值
（2）整个电路消耗的电功率
P=UI=10V×0.08A=0.8W
（3）当电流表示数为0.2A时，由欧姆定律，电路的总电阻
由电阻的串联可得气敏电阻的阻值为
R1′=R′-R2=50Ω-25Ω=25Ω
由图乙可知，当气敏电阻的阻值为25Ω时，气体中的酒精浓度大于60mg/100mL且小于80mg/100mL，由表格可知该司机属于饮酒驾驶。
答：（1）调零后滑动变阻器R2接入电路中的电阻值为25Ω；
（2）当U1=8V时，整个电路消耗的电功率为0.8W；
（3）该司机属于饮酒驾驶。
19．（2023·河南周口·校联考三模）智能机器人能够为人类在很多方面提供优质的服务，机器人在酒店可以辅助或替代酒店员工的很多工作。下表是如图甲所示的智能机器人小K的部分参数：
（1）如图乙所示为小K送餐时电路原理图，电源电压为56V，图中R为餐盘下的压力传感器，阻值随所受压力变化图像如图丙所示，图乙触发器的电阻忽略不计，通过的电流超过0.4A时，触发电动机停止工作，放弃执行送餐的指令，以免小K损伤。为保护小K，电阻箱R₀的阻值至少为多少？
（2）R₀满足（1）中条件时，如果小K一次送餐中把质量为5kg餐品送达顾客餐桌，用时100s；此过程R产生的热量是多少？（结果保留一位小数）
（3）管理人员发现，“小K”经过斜面时，爬坡打滑爬不上去，在不改变智能机器人硬件情况下，为了让“小K”能爬坡，请你提供一种可采用的方法。
【答案】（1）120Ω；（2）418.1J；（3）减小斜面的倾斜程度；减小最大负重
【解析】解：（1）由题意知，压力传感器受到的最大压力为
由图丙可知，压力传感器的阻值为，此时电路的最大电流，由可得，电路的总电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻箱的最小阻值为
（2）如果小K一次送餐中把质量为5kg餐品送达顾客餐桌，压力传感器受到的压力为
由图丙可知，压力传感器的阻值：，此时电路中的电流为
由得，用时100s内R产生的热量为
（3）“小K”经过斜面时，爬坡打滑爬不上去，说明所受的阻力较大，在不改变智能机器人硬件情况下，即动力不变，为了让“小K”能爬坡，需要减小阻力，可采用的方法是：①减小斜面的倾斜程度；②减小最大负重。
答：（1）为保护小K，电阻箱R₀的阻值至少为120Ω；
（2）小K一次送餐中把质量为5kg餐品送达顾客餐桌，用时100s；此过程R产生的热量是418.1J；
（3）为了让“小K”能爬坡，请你提供一种可采用的方法有：①减小斜面的倾斜程度；②减小最大负重。
20．（2023·河南洛阳·统考三模）如图所示是小林家购买的某型号的电陶炉，它采用镍铬电阻丝发热，其额定电压为220V，功率可以从100W到2200W连续调节、真正地实现文武火功能。
（1）电陶炉以最大功率正常工作时的电流为多少？
（2）若该电陶炉以2000W的功率烧水时的效率为80%，在标准大气压下，将质量为1kg、初温为20℃的水烧开需要多长时间？[]
（3）家用电器使用不当会带来安全隐患，请你运用所学安全用电的知识，写出一条使用家用电器的建议。
【答案】（1）10A；（2）210s；（3）见解析
【解析】解：（1）电陶炉以最大功率正常工作时的电流为
（2）水吸收的热量为
消耗的电能为
需要的时间为
（3）①不要同时使用多个大功率用电器；②带金属外壳的用电器一定要使用三脚插头和三孔插座实现接地。
答：（1）电陶炉以最大功率正常工作时的电流为10A；
（2）若该电陶炉以2000W的功率烧水时的效率为80%，在标准大气压下，将质量1kg、初温为20℃的水烧开需要210s；
（3）详见解析。
21．（2023·河南商丘·统考一模）爸爸给小明买了一部电动平衡车，如图所示。查阅说明书发现其参数如下表。小林的质量为45kg，g取10N/kg。
（1）小明在广场水平路面上骑行时，车对地面的压强是多大？
（2）平衡车的蓄电池可储存的总电能是多少千瓦时？
（3）若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍，则小明在广场中以最高速度匀速骑行2min，显示消耗总电能的5%，则平衡车的效率是多大？
【答案】（1）6×105Pa；（2）0.25kW·h；（3）80%
【解析】解：（1）根据题意可知，人和车的总质量为
m=15kg+45kg=60kg
对地面的压力为
F=G=mg=60kg×10 N/kg=600N
对地面的压强为
（2）根据题意可知，平衡车的蓄电池可储存的总电能为
W=Pt=0.05kW×5h=0.25kW·h
（3）由于匀速运动，可知驱动力为
F=f=0.1G=60N
车前进距离为
s=vt=5m/s×120s=600m
则做功为
W=Fs=60N×600m=3.6×104J
消耗的电能为
平衡车效率为
答：（1）小明在广场水平路面上骑行时，车对地面的压强为6×105Pa；
（2）平衡车的蓄电池可储存的总电能为0.25kW·h；
（3）平衡车的效率为80%。
22．（2023·河南平顶山·统考一模）随着生活水平的提高，很多家庭装有“一拖四中央空凋”。“一拖四中央空调”简单来说就是一台室外机带四台室内机（如图）。一台室外机即压缩机，实际功率可以随室内机工作情况发生变化。四台室内机可用于四个房间，使用时均正常工作，某用户在自家装修中安装了某品牌的“一拖四中央空调”，其相关系统参数如下表所示，生活用电电压为220V。求：
（1）若该用户测试空调性能时，将室外机以及室内所有空调机全部同时开机进行额定功率下的工作测试，测试过程中中央空调线路干路中的电流；
（2）若单独使用某台室内机工作时，其额定制冷量是整个空调系统（简称“整机”）实际功率的倍。当只开主卧室空调时，“整机”正常工作4h所消耗的电能；
（3）用该空调将次卧室室温从36℃降至26℃，至少需要多长时间[次卧室室内空气质量为，空气的比热容为。
【答案】（1）25A；（2）；（3）至少需要150s的时间
【解析】（1）将室内所有空调都开机使用时，空调的总功率
由可得，空调线路干路中的总电流
（2）当只开主卧室空调时，整机的实际功率
由可得，“整机”正常工作4h所消耗的电能
（3）用该空调将次卧室温从36℃降至26℃时，次卧室内空气放出的热量
由
可得，空调需要工作的时间
答：（1）测试过程中中央空调线路干路中的电流为25A；
（2）“整机”正常工作4h所消耗的电能为；
（3）至少需要150s的时间。
五、实验题
23．（2023·河南周口·校联考三模）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验器材有额定电压为3.8V的小灯泡、滑动变阻器（20Ω 2A）、电压为6V 的电源、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。
（1）在连接电路前，小美发现电压表的三个接线柱中，箭头所指的接线柱标识模糊不清。她尝试连接了如图甲所示的实物图，闭合开关后，发现电压表和电流表均正常偏转。由此说明这个接线柱是___________（选填“+”或“-”）接线柱；
（2）实验前，为了保护电路，应将滑片向___________（选填“A”或“B”）端移动；
（3）闭合开关，移动滑片P到某处时，电压表示数如图乙所示。为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向___________（选填“A”或“B”）端移动，同时注意观察电压表，当其示数为___________V时，停止移动滑片，再结合此时电流表示数，如图丙所示，计算得到小灯泡的额定功率为___________W；
（4）实验过程中，若小灯泡突然熄灭，且电压表的示数接近于6V，电流表的示数几乎为0，则故障可能是___________；
（5）乐乐想测量某一未知电阻的阻值，请你帮她把实验电路连接完整___________，表格中是她实验记录的数据，老师看了表格说第一组数据是编造的，原因之一是电路中的最小电流应为___________A。
【答案】 + B A 3.8 1.52 灯泡断路 0.2
【解析】（1）[1]如图甲所示的实物图，闭合开关后，发现电压表和电流表均正常偏转，说明电表的接线柱连接正确，箭头所指的电压表的接线柱靠近电源的正极，由此说明这个接线柱是“+”接线柱。
（2）[2]实验前，为了保护电路，滑动变阻器的阻值应处在最大值，应将滑片向 B端移动。
（3）[3][4][5]小灯泡的额定电压为3.8V，电压表并联在小灯泡两端，所以电压表的量程为0~15V，图乙中电压表的示数为2.5V，闭合开关，移动滑片P到某处时，电压表示数为2.5V，小灯泡的额定电压为3.8V，为了测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压，即增大电路中的电流，所以应减小 滑动变阻器接入电路的阻值，将滑片P向A端移动，同时注意观察电压表，当其示数为灯泡的额定电压3.8V 时，停止移动滑片。如图丙所示，电流表接入0~0.6 A的量程，分度值为0.02A，电流表的读数为0.4A，小灯泡的额定功率
P=UI=3.8V×0.4A=1.52W
（4）[6]实验过程中，若小灯泡突然熄灭，电流表的示数几乎为0，可能是电路发生了断路，电压表的示数接近于6V，说明电压表与电源接通，则故障可能是与电压表并联的灯泡发生断路。
（5）[7][8]测量某一未知电阻的阻值时，电压表应该并联在电阻两端，则电路图如图所示：
由表中的数据可得，定值电阻的阻值
滑动变阻器的最大阻值为20Ω，电路中的最小电流
由此可知表中第一组数据是编造的，不可能为0.15A。
24．（2023·河南洛阳·统考三模）在一次测量标有“2.5V”字样小灯泡电功率的实验中，小明连接了如图甲所示的电路。
（1）请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；______
（2）开关闭合前，应将图甲中的滑动变阻器的滑片P移到________（选填“左”或“右”）端。电路连接正确后闭合开关，小明发现电流表有示数，电压表无示数，产生这种现象的原因可能是_________；
（3）在某次实验时，电压表的示数如图乙所示，要使灯泡正常发光，滑动变阻器的滑片应该向_________（选填“左”或“右”）端移动。
（4）通过移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的亮度，并根据记录的多组数据作出了如图丙所示的I-U图像。由图像可知小灯泡的额定功率为________W，小灯泡变亮时，小灯泡灯丝的电阻_________（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（5）小李同学根据下图所示的电路也测出了小灯泡的额定功率。图中为定值电阻，为单刀双掷开关，实验操作如下：
①闭合开关S，将置于________处，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡两端电压达到其额定电压；
②不改变滑动变阻器滑片P的位置，将置于另一个触点处，记录下此时电压表的示数。
则小灯泡的额定功率可表示为：________（用、、表示）。
【答案】 左 灯泡短路 右 0.75 变大 1
【解析】（1）[1]灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，变阻器按一下一上连入电路中与灯串联，如下所示：
（2）[2]开关闭合前，为保护电路，应将图甲中的滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处的左端。
[3]电路连接正确后闭合开关，小明发现电流表有示数，电路为通路，电压表无示数，产生这种现象的原因可能是灯泡短路。
（3）[4]灯在额定电压下正常发光，图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由串联分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压。
（4）[5]根据丙所示的I-U图像可知，灯在额定电压下的电流为0.3A，小灯泡的额定功率为
P=U灯I灯=2.5V×0.3A=0.75W
[6]由图丙可知，通过小灯泡的电流随电压的增大而变大，根据P=UI，小灯泡的功率变大，小灯泡灯丝的温度升高，小灯泡变亮，小灯泡灯丝的电阻变大。
（5）①[7]灯在额定电压下正常光，要测灯的额定功率，应先使灯正常发光，闭合开关S，将置于1处，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡两端电压达到其额定电压；
②[8]不改变滑动变阻器滑片P的位置，将置于另一个触点处，记录下此时电压表的示数。此时电压表测灯与R0的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压
U0=U2-U1
由欧姆定律通过定值电阻的电流
即灯的额定电流，小灯泡的额定功率表达式
25．（2023·河南南阳·统考一模）现提供如图所示器材：电能测量仪、数显温度计、电子秤、烧杯、电热水壶、水。[水的比热容为c水=4.2×103J/(kg∙℃)]
（1）把空烧杯放在已经调零的电子秤上，电子秤显示为153g；倒入水之后，显示为786g；为了倒入500g水进入电热水壶，小曾想了一个办法：反复调节倒入电热水壶中的水量，使得烧杯与剩余的水放在电子秤上，当电子秤的示数为286g时就实现了，你认为小曾的办法对吗？___________（选填“对”或“错”）；
（2）小曾发现，把500g，20℃的水加热到100℃，该电热水壶需要200s，则该电热水壶每秒钟释放的热量可能是以下的 ___________；
A．400J B．600J C．800J D．900J
（3）小曾想利用图中的器材测量电热水壶工作时的实际电功率。已知将电能测量仪与电热水壶连接时，仪表的显示器可直接读出电热水壶工作时消耗的电能W电。小曾还需要添加什么测量工具：___________，并写出对应的测量原理式：___________。
【答案】 对 D 秒表
【解析】（1）[1]烧杯和水的总质量是786g，要倒入电热水壶中500g的水，则需要烧杯与剩余水的总质量为
m总=m1-m2=786g-500g=286g
故小曾的办法是对的。
（2）[2]500g，20℃的水加热到100℃，水吸收的热量为
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg∙℃)×500×10-3kg×(100℃-20℃)=1.68×105J
这个过程耗时200s，则每秒钟吸收的热量为
由于存在热损失，电热水壶每秒钟释放的热量一定大于840J，故该电热水壶每秒钟释放的热量可能是900J；故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（3）[3][4]由可知，要测量电热水壶工作时的实际电功率，需要测量电热水壶工作时消耗的电能W电和工作的时间t，因此还需要秒表，因此电热水壶工作时的实际电功率
故测量原理式为。
26．（2023·河南郑州·二模）小吴测量一个定值电阻的阻值，用到的器材有：待测电阻Rx（约为10Ω）、电源（电压为3V）、电流表、电压表、滑动变阻器（10Ω，1A）、开关各1个，导线若干。请完成以下问题：
（1）请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整______；
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，电路中的故障原因可能是______；
（3）排除故障后，小吴进行实验，他的实验数据如表所示。待测电阻Rx的阻值为______Ω；小吴的同桌认为第______组数据不是由本实验得出的，原因是______；
（4）实验结束后，小吴找到一个标有“2.5V”字样的小灯泡，他设计了如图乙所示的电路，测量该小灯泡的额定功率，请完成下列步骤：（定值电阻阻值R0已知，电源电压恒定）。
①闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R的滑片，使电压表的示数为______V；
②保持滑动变阻器R的滑片不动，______，读出电压表的示数U1；③小灯泡的额定功率P额=______（用已知量和测量的量的符号表示）。
【答案】 待测电阻Rx断路 10 一 由欧姆定律算出该电路中最小电流是0.15A，而第一组电流值0.12A小于0.15A 2.5 断开开关S1，闭合开关S2
【解析】（1）[1]电压表并联在定值电阻两端，电源电压3V，故电压表量程选择0~3V，滑动变阻器已经接了下端接线处，故应该再接上端接线处并与电阻串联，如下图所示：
（2）[2]正确连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表、电流表、开关、滑动变阻器与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，电路中的故障原因可能是待测电阻Rx断路了。
（3）[3][4][5]排除故障后，小吴进行实验，他的实验数据如表所示。待测电阻Rx的阻值为
小吴的同桌认为第一组数据不是由本实验得出的，原因是当滑动变阻器的阻值全都接入电路时为10此时电路中的电流最小为
故第一组数据不是由本实验得出的。
（4）[6][7][8]实验结束后，小吴找到一个标有“2.5V”字样的小灯泡，他设计了如图乙所示的电路，测量该小灯泡的额定功率，请完成下列步骤：（定值电阻阻值R0已知，电源电压恒定）。
①闭合开关S1，断开开关S2，灯L与定值电阻R0及滑动变阻器串联在电路中，电压表示数为灯泡两端电压，调节滑动变阻器R的滑片，使电压表的示数为额定电压2.5V，则U额=2.5V,此时灯泡的电功率为额定功率。
②保持滑动变阻器R的滑片不动，断开开关S1，闭合开关S2，此时电压表示数为灯与R0两端的电压，读出电压表的示数U1。
③小灯泡的额定功率
27．（2023·河南洛阳·统考一模）如图是某兴趣小组测量小灯泡电功率的实验电路，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）在图中用笔画线代替导线，使其成为完整的实验电路，要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时，小灯泡变亮_________；
（2）检查电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，分析故障的原因是 __________；
（3）排除故障后继续实验，测量数据如表所示：
分析表中实验数据可知：小灯泡的额定功率为 _________W；在第1、2两次实验中，灯泡不亮的原因是 __________；
（4）小组绘出了小灯泡的电流与电压关系的U-I图像如图乙，你认为该图像不是直线的原因是 _________；若小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P1，小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为P2，则，P1_____P2（选填选填“＞”“＜”或“=”）；
（5）完成上述实验后，小组又设计了一种测小灯泡额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作：
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，读出电压表的示数U2；
③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P=___________。
【答案】 小灯泡断路 0.65 电路中电流太小，灯的实际功率太小 灯泡的电阻随温度的升高而增大 ＞ A
【解析】（1）[1]变阻器要一上一下选择接线柱且向左移动，灯泡变亮，说明向左滑动滑片时，接入电路的阻值变小，故接左下接线柱，电路连接如图所示：
（2）[2]闭合开关，发现灯泡不亮，电流表没有示数，说明电路断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表并联部分断路，则电路故障的原因可能是灯泡断路。
（3）[3][4]灯泡正常发光时电压等于额定电压，由表格数据知，灯泡电压为2.5V时的电流为0.26A，所以灯泡额定功率为
P=U额I额=2.5V×0.26A=0.65W
第1、2次实验中，电路中有电流，说明电路是通路，但是小灯泡不发光，灯泡不发光的原因是电路中电流太小，小灯泡的实际功率太小。
（4）[5][6]小灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以小灯泡电流与电压关系的图像不是直线；如果灯泡电阻不随温度变化而变化，电流等于额定电流一半或灯泡电压为其额定电压一半时，小灯泡实际功率都等于额定功率的四分之一。灯丝电阻变化时，当小灯泡实际电压为额定电压一半时的电流大于额定电流的一半，此时灯泡实际功率P1大于额定功率的四分之一，实际上小灯泡温度越低，灯泡电阻越小，通过小灯泡电流为其额定电流一半时，小灯泡电阻小于小灯泡正常发光时的电阻，则小灯泡实际功率P2小于额定功率的四分之一，故P1＞P2。
（5）[7][8]实验操作：
①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点A，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，读出电压表的示数U2；
③在步骤①中，灯、定值电阻和变阻器串联，电压表测灯两端的电压，因电压表示数为小灯泡的额定电压U1，故灯正常发光；
在步骤②中，小灯泡、定值电阻和变阻器仍串联，电压表测灯与定值电阻两端的电压，因此时电路连接方式不变，各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻两端的电压为
U0=U2-U1
根据串联电路电流特点结合欧姆定律可求出小灯泡的额定电流为
小灯泡的额定功率为
六、综合题
28．（2023·河南南阳·统考一模）王聪是班里有名的“科学迷”，他爱观察，勤思考。一天，妈妈到超市购买了一台家用豆浆机，他仔细观察了豆浆机的构造铭牌和制作豆浆的过程，发现其中用到了许多科学知识。
（1）机座底部安装有三个小橡皮碗，相当于“吸盘”，可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动。“吸盘”是利用___________起固定作用的；
（2）豆浆机电源线的插头有三个脚，如图1所示，其中稍长些的脚是把豆浆机的金属部分与___________相连接；
（3）豆浆机的机头主要由一个电热器（电热丝）和一个电动机带动的打浆器构成。制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，即加热和打浆是交替进行的。由此可知，豆浆机中的电动机和电热器的连接方式是___________；
（4）当香喷喷的豆浆打好后，王聪打开豆浆机，如图2所示，他只闻到香味却看不清楚豆浆。请你用学过的科学知识解释其中的原因；___________
（5）豆浆机铭牌上的部分技术参数如表。豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是多少___________？
（6）王聪想比较一下豆浆的密度与水的密度那个大，但手中没有密度计，也没有天平和量筒，请你用家中的物品较简单的比较出二者密度的大小___________。
【答案】 大气压 大地 并联 只闻到香味，是因为豆浆的分子在做无规则运动，看不清豆浆是因为豆浆机内的水蒸气遇到冷的镜片液化成小水滴附着在镜片上 0.82A 用同一支筷子，下端绕上铁丝，使其分别直立地漂浮在水和豆浆中，筷子露出液面多的密度大
【解析】（1）[1]当把豆浆机放在平整的桌面上时，把橡皮碗内的空气排出，大气压将皮碗紧紧的压在桌面上，防止豆浆机在打浆时位置发生移动。
（2）[2]稍长些的脚与豆浆机的金属外壳相连，当插入三孔插座时，就将豆浆机的金属外壳与大地相连，以防触电。
（3）[3]因为豆浆机中的电动机和电热器能单独工作，所以是并联的。
（4）[4]因为豆浆的分子在做无规则热运动，所以能闻到香味；因为王聪戴着眼镜，豆浆机内的水蒸气遇到冷的镜片液化成小水滴附着在镜片上，所以看不清豆浆。
（5）[5]由P=UI可得电动机工作的电流
（6）[6]用同一支筷子，下端绕上铁丝，使其分别直立地漂浮在水和豆浆中，筷子露出液面多的密度大。
29．（2023·河南南阳·统考一模）如图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3=22Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。（工作过程中，电源电压均保持不变），请完成下列问题：[c水=4.2×103J/(kg•℃)，结果保留1位小数]
（1）图甲中电磁铁的上端为_________（选填“N极”或“S极”）；
（2）加热时电热丝R3的功率为_________；
（3）如果电热水器储有60kg的水，电路处于加热状态，正常工作1小时，产生的热量80%被水吸收，则水温升高了_________ ℃。
【答案】 S极 2200W 25.1
【解析】（1）[1]电磁铁是根据电流的磁效应制成的；图甲中电流从电磁铁的上端外侧流入，由安培定则可知，线圈的下端为N极，其上端的磁极为S极。
（2）[2]分析甲图可知，当衔铁与上方触点接通时，电路中只有R3工作，为加热状态；当衔铁与下方触点接通时，电路中R3与R4串联，一起工作，为保温状态；加热时电热丝R3的功率
（3）[3]电路处于加热状态，正常工作1小时，产生的热量
Q=Pt=2200W×3600s=7.92×106J
产生的热量80%被水吸收，则水吸收的热量
Q吸=80%×Q=80%×7.92×106J=6.336×106J
由Q吸=cmΔt变形得
30．（2023·河南南阳·统考一模）“保护环境，绿色出行”是现代社会提倡的一种环保理念，如图所示，这是唐河县城区内随处可见的一款共享电动自行车，通过扫码开锁，使用之后需停在规定的黄线内，以实现循环共享。下表是该型号电动自行车主要技术参数，请完成以下问题：
（1）你的质量约为 _______kg；从表格中可知，此电动自行车“净重不大于40kg，设计速度不大于30km/h”。这样做主要是为了防止车的 _______较大，以减小行车危险；
（2）当你骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，若轮胎与地面的总接触面积为0.01m2，请估算轮胎对地面的压强是多大？( )
（3）蓄电池一次充足电可储存的电能是多少焦？( )
（4）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，则蓄电池充满一次电，最多能使电动自行车在平直的公路上连续匀速行驶多远？( )
【答案】 50 动能 9×104Pa 1.728×106J 34560m
【解析】（1）[1][2]中学生身体的质量约为50kg；当电动自行车的质量大、速度大时，其动能大，出现事故时造成的伤害大。
（2）[3]人和车的总重力为
G总=m总g=(50kg+40kg)×10N/kg=900N
当你骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，自行车对地面的压力为
F=G总=900N
地面受到的压强为
（3）[4]蓄电池储存的电能为
W=UIt=48V×10A×3600s=1.728×106J
（4）[5]因蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，根据W=Fs可得
80%W=fs
1.728×106J×80%=40N×s
s=34560m
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/ W
1
2.5
026
2
0.24
3
2.8
0.28
光照强度E/lx
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
光敏电阻R/Ω
120
60
40
30
24
实验次数
物理量
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.24
0.32
0.38
0.44
电功率/W
额定电压/V
220
额定功率/W
高温1100
中温880
低温
额定功率
20kW
工作电压
96V
充电电压
220V
电池储存电能
13.82kW·h
酒精气体浓度P/mg·（100mL）-1
P<20
20≤P<80
P≥80
酒驾等级
不影响驾驶机动车
饮酒驾驶
醉酒驾驶
参数名称
工作电压
质量
一次最大送餐量
移动速度
最大功率
数据
56V
50kg
15kg
0.6~1.2m/s
60W
××平衡车参数
电机额定功率
500W
产品重量
15kg
最高车速
18km/h
最大载重量
85kg
轮胎总触地面积
10cm2
充电时间
5h
充电功率
50W
额定功率
额定制冷量
室外机
5000
16800
63室内机
客厅
180
6300
餐厅
100
4200
主卧室
140
3500
次卧室
80
2800
序号
1
2
3
电压U/V
1.5
2.5
3.5
电流I/A
0.15
0.25
0.35
第一组
第二组
第三组
第四组
电压U/V
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.12
0.16
0.20
0.24
实验次数
1
2
3
4
5
6
发光情况
不亮
不亮
微光
较亮
明亮
更明亮
电压U/V
0.4
0.5
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.14
0.16
0.22
0.24
0.26
0.28
额定电压
220V
额定频率
50Hz
电动机额定功率
180W
电热器额定功率
850W
平均阻力
整车
蓄电池
整车质量
最高车速
电压
容量
40N
40kg
≤36km/h
48V
10A·h
1、（2023·河南卷·T6）如图所示，小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置，当水位未达到金属块M时，灯泡不亮。水位达到金属块M时，灯泡亮，则接线柱C应与________（选填“A”或“B”）相连。已知灯泡的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流是_________A。通电1min，灯泡消耗的电能是________J。
【答案】 ①. B ②. 0.5 ③. 360
【解析】
[1]金属块是导体，水位达到金属块M时，通电螺线管所在电路接通，电路中的电流增大，衔铁下移，与B接触，灯泡所在电路接通，灯泡发光，故接线柱C与B连接。
[2]灯泡的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流
[3]通电 1min ，灯泡消耗的电能
W=Pt=6W×1×60s=360J
2、（2022·河南·T13）如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是（ ）
A. 用U形管中液面高度差反映电流产生热量多少
B. 通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系
C. 通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D. 通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大
【答案】AC
【解析】
A．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气吸收热量后温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，故A正确；
BC．由图可知，左侧容器中的电阻丝与右侧容器中的电阻丝串联，通过的电流与通电时间相同，两个容器中的电阻丝阻值不同，因此装置可探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误，C正确；
D．已知右侧容器中的电阻丝阻值大于左侧容器中电阻丝阻值，则装置中右侧容器中的电阻丝产生的热量较多，因此右侧容器中的U形管液面高度差较大，故D错误。
故选AC。
3、（2022·河南·T5）在图所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.5A和0.2A，则电源电压为___________V，电阻R1的阻值为___________Ω。通电1min，该电路消耗的总电能为_____J。
【答案】 ①. 6 ②. 30 ③. 180
【解析】
[1]由电路图知道，闭合开关S，电阻R1、R2并联，电流表A2、A1分别测量干路和电阻R1支路中的电流。因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和，所以电流表A2的示数为0.5A，即干路中的电流为
I=0.5A
电流表A1的示数为0.2A，即通过电阻R2的电流为
I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A
电阻R2两端的电压为
U2=I2R2=0.3A×20Ω=6V
因为并联电路各支路两端电压相等，且等于电源电压，所以电源电压为
U=U2=6V
[2]由欧姆定律知道，电阻R1的阻值为
[3]由 知道，通电1min，该电路消耗的总电能
4、（2022·河南·T19）在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中，电源是三节新干电池。
（1）请用笔画线代替导线，将图的电路连接完整；（ ）
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于___________（选填“左”或“右”）端；
（3）闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为___________ V时，小灯泡正常发光，读出电流表示数，可测得额定功率；
（4）继续移动滑片，电压表示数如图所示，为___________ V，此时电流表示数为0.24 A，小灯泡的实际功率为___________W；为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系，除了表中记录的电表示数和电功率，还需要增加记录的内容是___________ ；
（5）分析实验数据可以发现，小灯泡两端的电压越高，它的实际功率___________ ；
（6）完成上述实验后，某小组设计了图所示的电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下：
①把定值电阻R0接入电路，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不变，将电压表改接在R0两端，读出电压表示数；
③算出小灯泡的额定功率。
现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，结合题中的数据分析，定值电阻R0应选___________Ω的。
【答案】 ①. ②. 左 ③. 2.5 ④. 2.2 ⑤. 0.528 ⑥. 小灯泡的亮度 ⑦. 越大 ⑧. 5
【解析】
（1）[1]本实验是为了测量小灯泡的电功率，所以滑动变阻器使用“一上一下”的接线柱串联接入电路，电压表并联在小灯泡两端，因为小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程选择0~3V，如图所示：
（2）[2]闭合开关前，为了保护电路，滑片应位于滑动变阻器的阻值最大处，根据电路图可知，下接线柱接在了右端，所以滑动变阻器的滑片应置于左端。
（3）[3]闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为小灯泡的额定电压，即2.5V时，小灯泡正常发光，读出电流表示数，根据电功率公式可测得额定功率。
（4）[4]如图所示，因为电压表的量程选择的是0~3V，所以根据指针所在的位置可得，电压表的示数为2.2V。
[5]当电压表的示数为2.2V时，电流表的示数为0.24A，根据电功率公式可测得小灯泡的实际功率为
[6]因为研究的是小灯泡发光情况与电功率的关系，所以还需要增加记录的内容是：小灯泡的亮度。
（5）[7]由表格可知，小灯泡两端电压越大，通过小灯泡的电流越大，由公式可知，小灯泡的实际功率越大。
（6）[8]当小灯泡正常发光时
因为使用的还是原来的小灯泡，所以根据表格可知，小灯泡正常发光时，通过小灯泡的电流为0.26A，又因为使用的还是原来的电源，所以此时R0两端的最大电压为
根据欧姆定律可得R0的最大阻值为
故R0应选5Ω的。
5、（2022·河南·T22）九一班开展“节约一度电”主题活动。请你和他们一起，完成以下活动内容。
（1）某型号洗衣机的洗涤功率为250W，完成一次洗涤的时间为30min，则一度电可供该洗衣机完成几次洗涤？
（2）若自来水的温度为15℃，某电热水器的电加热效率为84％，则一度电可使该电热水器将多少千克的自来水加热至45℃？［c水=4.2×103J/（kg·℃）］
（3）请写出一条节约用电的建议，并用所学的物理知识加以解释。
【答案】（1）8次；（2）24kg；（3）见解析
【解析】
解：（1）根据题意知道，完成一次洗涤消耗的电能
故一度电可供该洗衣机完成洗涤的次数
（2）由知道，该电热水器可使一度电加热至45℃的自来水的质量
（3）节约用电，在满足生产、生活所必需的用电条件下，减少电能的消耗，提高用户的电能利用率和减少供电网络的电能损耗，建议如下：
随手关灯、人走灯灭、避免“长明灯”；及时关闭待机的用电器；灯具选用要合理，尽量少用或不用阻碍光源光线的磨砂玻璃、半透明灯罩等；夏天空调温度不要设置得太低等。
答：（1）一度电可供该洗衣机完成8次洗涤；
（2）一度电可使该电热水器将24千克的自来水加热至45℃；
6、（2021·河南·T5）图为一款养生壶的电路简图该壶有“加热”和“保温”两挡，电源电压为220V，电阻丝R1、R2的阻值分别为44Ω、356Ω。养生壶在“加热”档工作时，电功率为______W；现将壶内1kg的养生茶从20℃加热至75℃加热过程中若不计热量损失，所需时间为______s；养生茶的内能增加是通过______的方式实现的。[已知c水=4.2×103J/（kg·℃）
【答案】 ①. 1100 ②. 210 ③. 热传递
【解析】
[1]根据可知，电阻越大，电功率越小，当开关S2断开时，两电阻串联，总电阻最大，电功率最小，为保温档，当开关S2，闭合，只有电阻R1接入，故此时电阻阻值小，电功率大，为加热档，故加热档的电功率为
故加热档的电功率为。
[2]养生茶吸收的热量为
不计热量损失，即消耗的电能为，则需要加热的时间为
故需要加热的时间为210s。
[3] 只涉及能量的转移，故是通过热传递的方式增加养生茶的内能。
7、（2021·河南·T21）小聪利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6V，定值电阻R为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度E的单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在一定关系，部分数据如下表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。试问：
（1）随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值______（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被______（选填“吸下”或“释放”），照明系统启动。
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？（ ）
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少？（ ）此时光照强度为多少？（ ）
【答案】 ①. 增大 ②. 减弱 ③. 释放 ④. 0.4A ⑤. 100Ω ⑥. 1.2lx
【解析】
（1）[1]由表格信息可知，关照强度由5.0lx减小到1.0lx时，光敏电阻阻值从24Ω增大到120Ω，说明随着光照强度的减小，光敏电阻的阻值增大。
[2][3]影响电磁铁磁性的因素有：电流大小和线圈匝数。由题意可知，光敏电阻阻值变大时，电路中的电流变小，在线圈匝数不变时，磁性减弱。当光照强度减小到一定值时，衔铁会被释放，此时工作电路接通，照明系统启动。
（2）[4]由工作电路电路图可知，俩个同规格的灯泡并联在220V电压上，则电路中的总电流为
（3）[5][6]照明系统恰好启动时，通过线圈的电流为0.02A，则此时控制电路的总电阻为
则
由表格信息可知，光敏电阻的阻值和光照强度的乘积是一个定值，即120Ω•lx。所以光敏电阻的阻值和光照强度成反比，则当光敏电阻阻值为100Ω时，光照强度为
8、（2020·河南·T5）在如图所示的电路中，电阻R0为6Ω，电源电压不变。把“6V 3W”的小灯泡接在 AB间，CD间接电流表，闭合开关S，小灯泡正常发光，则电源电压为______V，电流表的示数为______A。如果把这个小灯泡接在CD间，AB间接电压表，闭合开关S，若灯丝电阻与正常发光时相同，则电压表的示数为______V。
【答案】 ①. 6 ②. 1.5 ③. 2
【解析】
[1]灯泡接在AB之间，电路为并联电路，此时小灯泡正常发光，所以电压为灯泡额定电压 6V。
[2]电流表接在CD之间，测量干路电流，其中R0的电流
小灯泡的电流为
所以干路电流
电流表的示数为1.5A。
[3]改换电路后小灯泡和电阻R0串联，电压表测量R0两端的电压，小灯泡的电阻
串联分压可得
并且
由此可得，电压表的示数为2V。
9、（2019·河南·T5）在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作2min，测得家中如图3所示的电能表的转盘转了70r，热水器的实际功率为_____W；若不计能量损失，这段时间内热水器中50L的水可升温_____℃．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”）．[已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】 ①. 2100 ②. 1.2 ③. 粗
【解析】
由电能表参数可得转盘转70转时消耗电能，，，，则水的质量，由于不计能量损失，则 ，，为防止由于导线电阻过大而导致发热过多造成危险，应减小导线电阻，则应选用较粗导线．
10、（2019·河南·T19）在“探究小灯泡在不同电压下工作时功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω 2A”，小灯泡额定电压U额=2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10 Ω 、20Ω的定值电阻R0可供选择．
（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接．
（ ）
（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如下表所示，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为 _______ W．
（3）分析表中数据可得出结论，小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而 ______ ．根据数据还可以判断出，小葱在实验中选用的R0= _____ Ω的定值电阻．
（4）完成实验后，爱动脑筋的小葱又想了一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图所示的电路，所用电压表量程为0~15V，请将以下实验步骤补充完整．
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片，直至电压表示数 ______ ；
②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数U0；
③小灯泡的额定功率，P额= _________ ．（用U额、U0、 R0表示 ）
若实验步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值 ________ （选填“偏大”或“偏小”）
【答案】 ①. ②. 1.05 ③. 增大 ④. 10Ω ⑤. 5.5V ⑥. U额U0/R0 ⑦. 偏小
【解析】
（1）连线根据电流的方向，注意正负极、电表的正负接线柱以及量程的选择，如图
（2）电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，读出图丙电流表示数为0.42A，则额定功率；
（3）由表中数据可得，实际电压越大，实际功率越大，当总电流为0.44A时，总电阻约为，总电阻小于20Ω，则定值电阻选用的10Ω；
（4）闭合开关S，将开关S1拨至“1”时，为串联电路且电压表测量定值电阻与滑动变阻器总电压，故为使灯泡正常发光，电压达到2.5V，应调节滑动变阻器使电压表示数为5.5V，开关S1拨至“2”时对应示数为定值电阻电压，则电流，故灯泡额定功率 ，开关S1拨至“2”时若将滑片向右移动，滑动变阻器阻值增大，所分电压变大，定值电阻所分电压减小，故导致计算电流偏小，额定功率偏小．
一、单选题
1．（2023·河南新乡·校联考二模）下列物理量的估测最接近实际的是（ ）
A．一个普通中学生的质量为500g
B．成年人散步的速度大约是4m/s
C．一台家用普通空调正常工作的电流约为5A
D．一瓶普通矿泉水瓶的容积约为500L
【答案】C
【解析】A．一个普通中学生的质量为
50kg=50000g
故A不符合题意；
B．成年人散步的速度大约是1.1m/s，故B不符合题意；
C．一台家用普通空调正常工作的电功率约为1000W，一台家用普通空调正常工作的电流约为
故C符合题意；
D．一瓶普通矿泉水瓶的容积约为500mL，故D不符合题意。
故选C。
二、多选题
2．（2023·河南南阳·统考一模）如图甲所示是高铁上烟雾报警器的简化原理图，其中电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为光敏电阻，R的阻值与光照强度的关系如图乙所示。射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时，下列说法正确的是（ ）
A．光敏电阻R的阻值减小B．电流表的示数增大
C．电压表的示数增大D．电路中消耗的总功率减小
【答案】CD
【解析】ABC．图甲中，闭合开关，R、R0串联，电流表测量电路电流，电压表测量光敏电阻R两端的电压；当有烟雾遮挡射向光敏电阻的激光时，如图乙可知，光照强度减小，光敏电阻R的阻值变大，电路中的电流变小，根据串联分压特点可知R两端的电压变大，电压表的示数变大，故AB错误，C正确；
D．电源电压不变、电路中的电流变小，由可知，电路消耗的总功率减小，故D正确。
故选CD。
3．（2023·河南商丘·统考一模）如图小明探究电流通过导体产生热量的影响因素。开始时U形细管中各液面高度相平，容器中有等量空气且密闭良好，R1=R2=R3，将A、B接入电路中，则下列说法正确的是（ ）
A．该实验运用了控制变量法和转换法
B．闭合开关后，可探究电流产生的热量与电阻的关系
C．闭合开关后，左边容器中电阻丝产生的热量大约是右边容器中电阻丝产生的热量的2倍
D．闭合开关后，如果左侧U形管中出现高度差，但右侧U形管液面无变化，则有可能是右边容器出现漏气
【答案】AD
【解析】A．电流产生的热量与多个因素有关，实验中控制电阻相同，探究电流产生热量与电流的关系，这是控制变量法；电流产生热量的多少通过U形管液面高度差来显示，应用了转换法，故A正确；
B．闭合开关后，通过两个阻值相等的R1、R2的电流不同，所以探究电流产生的热量与电流的关系，故B错误；
C．图示中，R3与R2并联后，再与R1串联，且三个电阻丝的阻值相等，据并联电路的电流特点知，通过R1的电流为R2的两倍，据Q=I2Rt知，左边容器中电阻丝产生的热量大约是右边容器电阻丝产生热量的4倍，故C错误；
D．闭合开关，左侧U形管出现高度差，说明有电流通过电路，电阻丝产生热量，热量让容器内气体体积膨胀，于是U形管液面出现高度差，而右侧电阻丝产生的热量无法让U形管液面出现高度差，是右侧容器漏气了，容器内气体受热体积膨胀，跑到容器外了，故D正确。
故选AD。
4．（2023·河南焦作·统考一模）如图是一种测定油箱内油量的装置。其中P是滑动变阻器的滑片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴O转动，另一端固定着一个浮子，浮子随油量变化上下移动，从而带动滑杆使滑片P移动，R0为定值电阻，电源电压保持不变，下列说法正确的是（ ）
A．油量越多，电流表的示数越大
B．油量越多，滑动变阻器的阻值越大
C．油量越少，电路的总功率越小
D．没有油时，R0起到保护电路的作用
【答案】AC
【解析】A．由电路图可知，滑动变阻器与R0串联，当油量增多时，浮子向上移动，滑动变阻器接入电阻变小，电路中总电阻变小，所以电路中电流变大，故A正确；
B．当油量增多时，浮子向上移动，滑片P向下移动，滑动变阻器接入电阻变小，故B错误；
C．油量越少，滑动变阻器接入电阻越大，电路中的总电阻变大，电源电压不变，根据，电路中的总功率越小，故C正确；
D．没有油时，浮子在最下方，此时滑动变阻器接入电阻最大，R0没有起到保护电路的作用，故D错误；
故选AC。
三、填空题
5．（2023·河南新乡·校联考二模）已知电热丝R1＝88Ω，R2＝110Ω，将加热器接入220V的家庭电路中，只S2接a时，加热器处于 _______（选填“低温”“中温”或“高温”）挡；只S2接b时，加热器处于 _______（选填“低温”“中温”或“高温”）挡，此时加热器的电功率为 ________W。（保险装置电阻不计）
【答案】 低温 中温 440
【解析】[1][2]当S1闭合，S2拨到b时，R1、R2并联；当S1断开，S2拨到a时，R1、R2串联；当S1断开，S2拨到b时，电路为R2的简单电路；因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，由可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，加热器为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，加热器为低温挡；电路为R2的简单电路时，加热器为中温挡；因此只S2接a时，加热器处于低温挡；只S2接b时，加热器处于中温挡。
[3]只S2接b时，电路为R2的简单电路，此时加热器的电功率
6．（2023·河南信阳·校考三模）小明用如图所示电路研究调光灯的工作原理，所用电源电压恒为6 V，灯泡L，标有“4.8 V 0.3A”字样，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，当观察到电流表示数为___________A时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的实际功率为___________W，通电1 min滑动变阻器产生的热量为___________J。
【答案】 0.3 1.44 21.6
【解析】[1]由题意可知，当灯泡正常发光时，电压为4.8V，电流为0.3A，而观察电路图只有电流表，所以需要观察电流表为0.3A时。
[2]灯泡正常发光，正常发光时的实际功率
[3]根据串联电路的总电压等于各串联部分电压之和，滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器产生的热量
7．（2023·河南安阳·统考二模）如图所示的电能表能接入用电器的最大总功率为___________W；小明发现家中多个用电器正常工作时，指示灯在1min内闪烁90次，这段时间内电路消耗的电能为___________kW·h；电能表的转盘转得越快，说明电路总功率越___________。
【答案】 6600 0.03 大
【解析】[1]图示电能表能接入用电器的最大总功率
P=UI=220V×30A=6600W
[2]指示灯在1min内闪烁90次，这段时间内电路消耗的电能
[3]电能表的转盘转得越快，说明电路在相同时间消耗的电能越多，总功率越大。
8．（2023·河南安阳·统考二模）英国物理学家___________做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，为电热应用做出了杰出的贡献，在物理学中，把他的名字作为热量和___________的单位。
【答案】 焦耳 功（或能量）
【解析】[1][2]英国物理学家焦耳最先精确确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律，为了纪念他，物理学中用他的名字作为功（或者能量）和热量的单位。
9．（2023·河南信阳·校考三模）厨艺最讲究“火候”二字，如图甲所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的电路简图如图乙所示，其中R1、R2均为发热电阻（假定电阻不随温度变化），部分参数如下表所示。求：
（1）当开关S1断开，单刀多掷开关S2打到3时，蛋糕机处于_________（选填“高温”“中温”或“低温”）挡；蛋糕烘焙过程中，香味四溢，这是_________现象
（2）该蛋糕机以高温挡正常工作时，10分钟产生的热量；( )
（3）该蛋糕机正常工作时R2的电阻值；( )
（4）该蛋糕机低温挡的额定功率。( )
【答案】 低温 扩散
【解析】解：（1）当开关S1断开，单刀多掷开关S2打到3，R1、R2串联，蛋糕机处于低温挡；蛋糕烘焙过程中，我们能闻到蛋糕的香味，是因为扩散现象。
（2）高温挡产生的热量
（3）高温挡时，R1、R2并联，总功率为1100W，中温挡时，R1的功率为880W，所以高温挡时R2的功率
根据可知，电阻R2的阻值
（4）电热丝R1的阻值
蛋糕机处于低温挡时，低温挡电功率
10．（2023·河南周口·校联考三模）如图是小明家电能表的表盘以及电饭锅的内部简化电路图，已知电饭锅有高、低两个挡位，小明家允许通过的最大电流为___________A，当开关S接b时，电饭锅的___________温挡在工作，若断开其他电器，只让电饭锅工作2min，指示灯闪32次，此时电饭锅的功率为___________W。
【答案】 20 低 600
【解析】[1]从图中可知小明家允许通过的最大电流为20A。
[2]当开关S接b时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据 可知总功率较小，电饭锅在低温挡在工作。
[3]断开其他电器，只让电饭锅工作2min，指示灯闪32次，由图可知，此时消耗的电能为
由得，此时电饭锅的功率为
11．（2023·河南洛阳·统考三模）如图所示的电路中，电阻，灯泡L的额定电压为6V，电阻为6Ω（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关、都闭合时，电流表的示数为1.2A，此时灯泡L正常发光，该电路的电源电压为_______V，电阻R1的阻值为________Ω；当开关S1、S2都断开时，电路消耗的总功率为________W。
【答案】 6 30 3.6
【解析】[1]当开关S1、S2都闭合时，灯L与R1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，且灯泡正常发光，所以电源电压
[2]由P=UI 可得，当开关S1、S2都闭合时，通过灯L的电流
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R1的电流
由可得，R1的阻值
[3]开关S1、S2都断开时，灯L与R2串联，因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和
电路消耗的总功率
12．（2023·河南南阳·统考一模）如图所示，是某品牌电蒸锅及其简化电路图。电蒸锅具有保温和加热两个档位，加热档功率为1200W，。当开关S1、S2都闭合时，电蒸锅处于___________档，保温档的功率为___________W。用此电蒸锅对1kg水加热使其温度升高80℃，加热过程中若不计热量损失，需要的时间为___________s。〔已知c水=4.2×103J/(kg·℃)〕
【答案】 加热 100 280
【解析】[1]当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，总电阻小，根据，此时功率大，电蒸锅处于加热档。
[2]当开关S1闭合，S2断开时，R1接入电路，连入电路电阻大，功率小，电蒸锅处于保温档，此时功率
[3]水吸收的热量为
加热过程中若不计热量损失，则
13．（2023·河南焦作·统考一模）小明家的电能表如图所示，某次单独让电热水壶正常工作315s，能把质量为1.5kg，初温为20℃的水加热至70℃，不计热量损失，则电能表表盘转了________r，电热水器的额定功率是________W。［水的比热容为c＝4.2×103J/（kg·℃）］
【答案】 175 1000
【解析】[1]水吸收的热量
不计热量损失，消耗的电能W=Q，由电能表可知，每消耗1kW·h，电能表转2000转，则电能表表盘旋转的圈数
[2]热水器的额定功率
14．（2023·河南商丘·统考一模）实验学校的电热水器具有自动进水、自动加热、保温、缺水保护、漏电保护等功能，该电热水器加热时的额定功率为3000W，制热水能力为30L/h。图甲是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24V，A为水位表（由量程为0~0.6A的电流表改装而成），R0的阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱中水深的关系如图乙所示。
则：（1）电热水器工作时利用电流的______ ；漏电保护器的主要作用是______ ；
（2）当水位表指示储水箱中的水深为0.2m时，探测电路的总功率是多少瓦？______
（3）若一台电加热器每天加热360L净水，那么全校六台电热器一个月（按30天）仅加热就需要耗费多少度电？______
【答案】 热效应 当电流流过人体流入大地，漏电保护器切断电流，对人身起到保护作用 3.6W 6480度
【解析】（1）[1]电热水器工作时利用电流的热效应。
（1）[2]当电流流过人体流入大地，漏电保护器切断电流，对人身起到保护作用。
（2）[3]当水位表指示储水箱中的水深为0.2m时，由图乙可知，Rx=150Ω。此时电路的总电阻
则电路中的电流为
电路的总功率为
（3）[4]电热水器每天工作时间
则一个月30天电热水器工作时间为360h，电热水器加热功率为
P=3000W=3kW
则一个月内六台电热水器耗电量
15．（2023·河南商丘·统考一模）电动汽车由于小巧可爱，停车方便，使用成本低，所以受到了广大群众的认可。如图所示，是一款电动汽车及其部分参数：
（1）该款电动汽车以额定功率行驶时的电流是___________；
（2）若某次给该电动车电池充电的电流为10A，则充满一次电大约需要___________时间；
（3）在电动车实际使用时，当电量达到20%时就需要充电了。如果电量从100%到20%所消耗的这些电能全部由燃烧汽油来提供，已知汽油的燃烧效率为30%，需要消耗___________kg汽油；（汽油密度取4.6×107J/kg，计算结果保留一位小数）
（4）推广新能源电动汽车，有很多优点，请再列举一条：___________（不能和题中提到的重复）。
【答案】 208.3A 6.3h 2.9 无污染、节约能源
【解析】（1）[1]根据P=UI可知，电动汽车正常行驶时的输出电流
（2）[2]充电功率
P充=U充I充=220V×10A=2200W=2.2kW
根据W=Pt可知，充满一次电大约需要多长时间
（3）[3]需要充电电能
W电=(100%-20%）×13.82×3.6×106J≈3.98×107J
根据Q放=mq可知，大约需要消耗的汽油
（4）[4]新能源电动汽车使用中消耗电能，不产生尾气，所以无污染、节约能源。
16．（2023·河南商丘·统考一模）如图所示电路，电源电压不变，电阻R1阻值为5Ω。闭合开关，两电压表V1、V2的示数分别为2V和6V，则电源电压为___________V，电阻R2的阻值为___________Ω；通电1min，该电路消耗的总电能为___________J。
【答案】 6 10 144
【解析】[1]由图示知，闭合开关，两个电阻串联在电路中，电压表V1测R1两端的电压，V2测电源电压，所以电源电压为6V。
[2]据串联电路的电压特点知，R2两端的电压
U2=U-U1=6V-2V=4V
据串联电路的分压特点有
R1∶R2=U1∶U2
即
5Ω∶R2=2V∶4V
解得，R2=10Ω。
[3]电路的总电阻
R=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω
通电1min，电路消耗的总电能
17．（2023·河南洛阳·统考一模）如图甲所示电路，电源电压不变，R0为定值电阻。闭合开关S后，当滑动变阻器R1的滑片P从a端移至b端的过程中，R1消耗的电功率随R1电阻变化关系如图乙所示，则电源电压为______V，R1消耗的最大电功率为______W。
【答案】 30 22.5
【解析】[1]由图甲可知，R0、R1串联，当滑动变阻器R1的滑片P在a端时电路的电阻最大，此时电路中的电流最小，由图乙可知，R1电阻最大为40Ω时，功率为14.4W；由可得
根据欧姆定律和串联电路的特点可得当滑动变阻器阻值为40Ω时，电源电压
由图像可知，当R1的阻值为20Ω时，功率为20W，由可得
根据欧姆定律和串联电路的特点可得当滑动变阻器阻值为10Ω时电源电压
由①②可得
[2]滑动变阻器R1的功率
由上式可知当
此时R1消耗的电功率最大，最大功率为
四、计算题
18．（2023·河南新乡·校联考二模）“开车不饮酒，酒后不开车”。图甲是交警经常使用的“气体中酒精浓度测试仪”原理图，电源电压U=10V，R1是气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示。测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数U1=8V，调零后R2的滑片位置保持不变。求：
（1）调零后，滑动变阻器R2接入电路中的电阻值；
（2）当U1=8V时，此时滑动变阻器消耗的电功率；
（3）酒精气体浓度对应的酒驾等级如表所示，在某次检测中，电路中电流为0.2A，试通过计算分析，判断该司机属于哪种酒驾等级。
【答案】（1）25Ω；（2）0.8W；（3）该司机属于饮酒驾驶
【解析】解：（1）由甲图可知，R1和R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路的电流，由乙图可知，当气体中的酒精浓度为0时，R1=100Ω，此时电路中的电流
串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联电路电压的规律及欧姆定律可得调零后，滑动变阻器R2接入电路中的电阻值
（2）整个电路消耗的电功率
P=UI=10V×0.08A=0.8W
（3）当电流表示数为0.2A时，由欧姆定律，电路的总电阻
由电阻的串联可得气敏电阻的阻值为
R1′=R′-R2=50Ω-25Ω=25Ω
由图乙可知，当气敏电阻的阻值为25Ω时，气体中的酒精浓度大于60mg/100mL且小于80mg/100mL，由表格可知该司机属于饮酒驾驶。
答：（1）调零后滑动变阻器R2接入电路中的电阻值为25Ω；
（2）当U1=8V时，整个电路消耗的电功率为0.8W；
（3）该司机属于饮酒驾驶。
19．（2023·河南周口·校联考三模）智能机器人能够为人类在很多方面提供优质的服务，机器人在酒店可以辅助或替代酒店员工的很多工作。下表是如图甲所示的智能机器人小K的部分参数：
（1）如图乙所示为小K送餐时电路原理图，电源电压为56V，图中R为餐盘下的压力传感器，阻值随所受压力变化图像如图丙所示，图乙触发器的电阻忽略不计，通过的电流超过0.4A时，触发电动机停止工作，放弃执行送餐的指令，以免小K损伤。为保护小K，电阻箱R₀的阻值至少为多少？
（2）R₀满足（1）中条件时，如果小K一次送餐中把质量为5kg餐品送达顾客餐桌，用时100s；此过程R产生的热量是多少？（结果保留一位小数）
（3）管理人员发现，“小K”经过斜面时，爬坡打滑爬不上去，在不改变智能机器人硬件情况下，为了让“小K”能爬坡，请你提供一种可采用的方法。
【答案】（1）120Ω；（2）418.1J；（3）减小斜面的倾斜程度；减小最大负重
【解析】解：（1）由题意知，压力传感器受到的最大压力为
由图丙可知，压力传感器的阻值为，此时电路的最大电流，由可得，电路的总电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻箱的最小阻值为
（2）如果小K一次送餐中把质量为5kg餐品送达顾客餐桌，压力传感器受到的压力为
由图丙可知，压力传感器的阻值：，此时电路中的电流为
由得，用时100s内R产生的热量为
（3）“小K”经过斜面时，爬坡打滑爬不上去，说明所受的阻力较大，在不改变智能机器人硬件情况下，即动力不变，为了让“小K”能爬坡，需要减小阻力，可采用的方法是：①减小斜面的倾斜程度；②减小最大负重。
答：（1）为保护小K，电阻箱R₀的阻值至少为120Ω；
（2）小K一次送餐中把质量为5kg餐品送达顾客餐桌，用时100s；此过程R产生的热量是418.1J；
（3）为了让“小K”能爬坡，请你提供一种可采用的方法有：①减小斜面的倾斜程度；②减小最大负重。
20．（2023·河南洛阳·统考三模）如图所示是小林家购买的某型号的电陶炉，它采用镍铬电阻丝发热，其额定电压为220V，功率可以从100W到2200W连续调节、真正地实现文武火功能。
（1）电陶炉以最大功率正常工作时的电流为多少？
（2）若该电陶炉以2000W的功率烧水时的效率为80%，在标准大气压下，将质量为1kg、初温为20℃的水烧开需要多长时间？[]
（3）家用电器使用不当会带来安全隐患，请你运用所学安全用电的知识，写出一条使用家用电器的建议。
【答案】（1）10A；（2）210s；（3）见解析
【解析】解：（1）电陶炉以最大功率正常工作时的电流为
（2）水吸收的热量为
消耗的电能为
需要的时间为
（3）①不要同时使用多个大功率用电器；②带金属外壳的用电器一定要使用三脚插头和三孔插座实现接地。
答：（1）电陶炉以最大功率正常工作时的电流为10A；
（2）若该电陶炉以2000W的功率烧水时的效率为80%，在标准大气压下，将质量1kg、初温为20℃的水烧开需要210s；
（3）详见解析。
21．（2023·河南商丘·统考一模）爸爸给小明买了一部电动平衡车，如图所示。查阅说明书发现其参数如下表。小林的质量为45kg，g取10N/kg。
（1）小明在广场水平路面上骑行时，车对地面的压强是多大？
（2）平衡车的蓄电池可储存的总电能是多少千瓦时？
（3）若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍，则小明在广场中以最高速度匀速骑行2min，显示消耗总电能的5%，则平衡车的效率是多大？
【答案】（1）6×105Pa；（2）0.25kW·h；（3）80%
【解析】解：（1）根据题意可知，人和车的总质量为
m=15kg+45kg=60kg
对地面的压力为
F=G=mg=60kg×10 N/kg=600N
对地面的压强为
（2）根据题意可知，平衡车的蓄电池可储存的总电能为
W=Pt=0.05kW×5h=0.25kW·h
（3）由于匀速运动，可知驱动力为
F=f=0.1G=60N
车前进距离为
s=vt=5m/s×120s=600m
则做功为
W=Fs=60N×600m=3.6×104J
消耗的电能为
平衡车效率为
答：（1）小明在广场水平路面上骑行时，车对地面的压强为6×105Pa；
（2）平衡车的蓄电池可储存的总电能为0.25kW·h；
（3）平衡车的效率为80%。
22．（2023·河南平顶山·统考一模）随着生活水平的提高，很多家庭装有“一拖四中央空凋”。“一拖四中央空调”简单来说就是一台室外机带四台室内机（如图）。一台室外机即压缩机，实际功率可以随室内机工作情况发生变化。四台室内机可用于四个房间，使用时均正常工作，某用户在自家装修中安装了某品牌的“一拖四中央空调”，其相关系统参数如下表所示，生活用电电压为220V。求：
（1）若该用户测试空调性能时，将室外机以及室内所有空调机全部同时开机进行额定功率下的工作测试，测试过程中中央空调线路干路中的电流；
（2）若单独使用某台室内机工作时，其额定制冷量是整个空调系统（简称“整机”）实际功率的倍。当只开主卧室空调时，“整机”正常工作4h所消耗的电能；
（3）用该空调将次卧室室温从36℃降至26℃，至少需要多长时间[次卧室室内空气质量为，空气的比热容为。
【答案】（1）25A；（2）；（3）至少需要150s的时间
【解析】（1）将室内所有空调都开机使用时，空调的总功率
由可得，空调线路干路中的总电流
（2）当只开主卧室空调时，整机的实际功率
由可得，“整机”正常工作4h所消耗的电能
（3）用该空调将次卧室温从36℃降至26℃时，次卧室内空气放出的热量
由
可得，空调需要工作的时间
答：（1）测试过程中中央空调线路干路中的电流为25A；
（2）“整机”正常工作4h所消耗的电能为；
（3）至少需要150s的时间。
五、实验题
23．（2023·河南周口·校联考三模）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验器材有额定电压为3.8V的小灯泡、滑动变阻器（20Ω 2A）、电压为6V 的电源、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。
（1）在连接电路前，小美发现电压表的三个接线柱中，箭头所指的接线柱标识模糊不清。她尝试连接了如图甲所示的实物图，闭合开关后，发现电压表和电流表均正常偏转。由此说明这个接线柱是___________（选填“+”或“-”）接线柱；
（2）实验前，为了保护电路，应将滑片向___________（选填“A”或“B”）端移动；
（3）闭合开关，移动滑片P到某处时，电压表示数如图乙所示。为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向___________（选填“A”或“B”）端移动，同时注意观察电压表，当其示数为___________V时，停止移动滑片，再结合此时电流表示数，如图丙所示，计算得到小灯泡的额定功率为___________W；
（4）实验过程中，若小灯泡突然熄灭，且电压表的示数接近于6V，电流表的示数几乎为0，则故障可能是___________；
（5）乐乐想测量某一未知电阻的阻值，请你帮她把实验电路连接完整___________，表格中是她实验记录的数据，老师看了表格说第一组数据是编造的，原因之一是电路中的最小电流应为___________A。
【答案】 + B A 3.8 1.52 灯泡断路 0.2
【解析】（1）[1]如图甲所示的实物图，闭合开关后，发现电压表和电流表均正常偏转，说明电表的接线柱连接正确，箭头所指的电压表的接线柱靠近电源的正极，由此说明这个接线柱是“+”接线柱。
（2）[2]实验前，为了保护电路，滑动变阻器的阻值应处在最大值，应将滑片向 B端移动。
（3）[3][4][5]小灯泡的额定电压为3.8V，电压表并联在小灯泡两端，所以电压表的量程为0~15V，图乙中电压表的示数为2.5V，闭合开关，移动滑片P到某处时，电压表示数为2.5V，小灯泡的额定电压为3.8V，为了测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压，即增大电路中的电流，所以应减小 滑动变阻器接入电路的阻值，将滑片P向A端移动，同时注意观察电压表，当其示数为灯泡的额定电压3.8V 时，停止移动滑片。如图丙所示，电流表接入0~0.6 A的量程，分度值为0.02A，电流表的读数为0.4A，小灯泡的额定功率
P=UI=3.8V×0.4A=1.52W
（4）[6]实验过程中，若小灯泡突然熄灭，电流表的示数几乎为0，可能是电路发生了断路，电压表的示数接近于6V，说明电压表与电源接通，则故障可能是与电压表并联的灯泡发生断路。
（5）[7][8]测量某一未知电阻的阻值时，电压表应该并联在电阻两端，则电路图如图所示：
由表中的数据可得，定值电阻的阻值
滑动变阻器的最大阻值为20Ω，电路中的最小电流
由此可知表中第一组数据是编造的，不可能为0.15A。
24．（2023·河南洛阳·统考三模）在一次测量标有“2.5V”字样小灯泡电功率的实验中，小明连接了如图甲所示的电路。
（1）请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；______
（2）开关闭合前，应将图甲中的滑动变阻器的滑片P移到________（选填“左”或“右”）端。电路连接正确后闭合开关，小明发现电流表有示数，电压表无示数，产生这种现象的原因可能是_________；
（3）在某次实验时，电压表的示数如图乙所示，要使灯泡正常发光，滑动变阻器的滑片应该向_________（选填“左”或“右”）端移动。
（4）通过移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的亮度，并根据记录的多组数据作出了如图丙所示的I-U图像。由图像可知小灯泡的额定功率为________W，小灯泡变亮时，小灯泡灯丝的电阻_________（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（5）小李同学根据下图所示的电路也测出了小灯泡的额定功率。图中为定值电阻，为单刀双掷开关，实验操作如下：
①闭合开关S，将置于________处，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡两端电压达到其额定电压；
②不改变滑动变阻器滑片P的位置，将置于另一个触点处，记录下此时电压表的示数。
则小灯泡的额定功率可表示为：________（用、、表示）。
【答案】 左 灯泡短路 右 0.75 变大 1
【解析】（1）[1]灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，变阻器按一下一上连入电路中与灯串联，如下所示：
（2）[2]开关闭合前，为保护电路，应将图甲中的滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处的左端。
[3]电路连接正确后闭合开关，小明发现电流表有示数，电路为通路，电压表无示数，产生这种现象的原因可能是灯泡短路。
（3）[4]灯在额定电压下正常发光，图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由串联分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压。
（4）[5]根据丙所示的I-U图像可知，灯在额定电压下的电流为0.3A，小灯泡的额定功率为
P=U灯I灯=2.5V×0.3A=0.75W
[6]由图丙可知，通过小灯泡的电流随电压的增大而变大，根据P=UI，小灯泡的功率变大，小灯泡灯丝的温度升高，小灯泡变亮，小灯泡灯丝的电阻变大。
（5）①[7]灯在额定电压下正常光，要测灯的额定功率，应先使灯正常发光，闭合开关S，将置于1处，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡两端电压达到其额定电压；
②[8]不改变滑动变阻器滑片P的位置，将置于另一个触点处，记录下此时电压表的示数。此时电压表测灯与R0的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压
U0=U2-U1
由欧姆定律通过定值电阻的电流
即灯的额定电流，小灯泡的额定功率表达式
25．（2023·河南南阳·统考一模）现提供如图所示器材：电能测量仪、数显温度计、电子秤、烧杯、电热水壶、水。[水的比热容为c水=4.2×103J/(kg∙℃)]
（1）把空烧杯放在已经调零的电子秤上，电子秤显示为153g；倒入水之后，显示为786g；为了倒入500g水进入电热水壶，小曾想了一个办法：反复调节倒入电热水壶中的水量，使得烧杯与剩余的水放在电子秤上，当电子秤的示数为286g时就实现了，你认为小曾的办法对吗？___________（选填“对”或“错”）；
（2）小曾发现，把500g，20℃的水加热到100℃，该电热水壶需要200s，则该电热水壶每秒钟释放的热量可能是以下的 ___________；
A．400J B．600J C．800J D．900J
（3）小曾想利用图中的器材测量电热水壶工作时的实际电功率。已知将电能测量仪与电热水壶连接时，仪表的显示器可直接读出电热水壶工作时消耗的电能W电。小曾还需要添加什么测量工具：___________，并写出对应的测量原理式：___________。
【答案】 对 D 秒表
【解析】（1）[1]烧杯和水的总质量是786g，要倒入电热水壶中500g的水，则需要烧杯与剩余水的总质量为
m总=m1-m2=786g-500g=286g
故小曾的办法是对的。
（2）[2]500g，20℃的水加热到100℃，水吸收的热量为
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg∙℃)×500×10-3kg×(100℃-20℃)=1.68×105J
这个过程耗时200s，则每秒钟吸收的热量为
由于存在热损失，电热水壶每秒钟释放的热量一定大于840J，故该电热水壶每秒钟释放的热量可能是900J；故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（3）[3][4]由可知，要测量电热水壶工作时的实际电功率，需要测量电热水壶工作时消耗的电能W电和工作的时间t，因此还需要秒表，因此电热水壶工作时的实际电功率
故测量原理式为。
26．（2023·河南郑州·二模）小吴测量一个定值电阻的阻值，用到的器材有：待测电阻Rx（约为10Ω）、电源（电压为3V）、电流表、电压表、滑动变阻器（10Ω，1A）、开关各1个，导线若干。请完成以下问题：
（1）请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整______；
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，电路中的故障原因可能是______；
（3）排除故障后，小吴进行实验，他的实验数据如表所示。待测电阻Rx的阻值为______Ω；小吴的同桌认为第______组数据不是由本实验得出的，原因是______；
（4）实验结束后，小吴找到一个标有“2.5V”字样的小灯泡，他设计了如图乙所示的电路，测量该小灯泡的额定功率，请完成下列步骤：（定值电阻阻值R0已知，电源电压恒定）。
①闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R的滑片，使电压表的示数为______V；
②保持滑动变阻器R的滑片不动，______，读出电压表的示数U1；③小灯泡的额定功率P额=______（用已知量和测量的量的符号表示）。
【答案】 待测电阻Rx断路 10 一 由欧姆定律算出该电路中最小电流是0.15A，而第一组电流值0.12A小于0.15A 2.5 断开开关S1，闭合开关S2
【解析】（1）[1]电压表并联在定值电阻两端，电源电压3V，故电压表量程选择0~3V，滑动变阻器已经接了下端接线处，故应该再接上端接线处并与电阻串联，如下图所示：
（2）[2]正确连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表、电流表、开关、滑动变阻器与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，电路中的故障原因可能是待测电阻Rx断路了。
（3）[3][4][5]排除故障后，小吴进行实验，他的实验数据如表所示。待测电阻Rx的阻值为
小吴的同桌认为第一组数据不是由本实验得出的，原因是当滑动变阻器的阻值全都接入电路时为10此时电路中的电流最小为
故第一组数据不是由本实验得出的。
（4）[6][7][8]实验结束后，小吴找到一个标有“2.5V”字样的小灯泡，他设计了如图乙所示的电路，测量该小灯泡的额定功率，请完成下列步骤：（定值电阻阻值R0已知，电源电压恒定）。
①闭合开关S1，断开开关S2，灯L与定值电阻R0及滑动变阻器串联在电路中，电压表示数为灯泡两端电压，调节滑动变阻器R的滑片，使电压表的示数为额定电压2.5V，则U额=2.5V,此时灯泡的电功率为额定功率。
②保持滑动变阻器R的滑片不动，断开开关S1，闭合开关S2，此时电压表示数为灯与R0两端的电压，读出电压表的示数U1。
③小灯泡的额定功率
27．（2023·河南洛阳·统考一模）如图是某兴趣小组测量小灯泡电功率的实验电路，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）在图中用笔画线代替导线，使其成为完整的实验电路，要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时，小灯泡变亮_________；
（2）检查电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，分析故障的原因是 __________；
（3）排除故障后继续实验，测量数据如表所示：
分析表中实验数据可知：小灯泡的额定功率为 _________W；在第1、2两次实验中，灯泡不亮的原因是 __________；
（4）小组绘出了小灯泡的电流与电压关系的U-I图像如图乙，你认为该图像不是直线的原因是 _________；若小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P1，小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为P2，则，P1_____P2（选填选填“＞”“＜”或“=”）；
（5）完成上述实验后，小组又设计了一种测小灯泡额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作：
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，读出电压表的示数U2；
③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P=___________。
【答案】 小灯泡断路 0.65 电路中电流太小，灯的实际功率太小 灯泡的电阻随温度的升高而增大 ＞ A
【解析】（1）[1]变阻器要一上一下选择接线柱且向左移动，灯泡变亮，说明向左滑动滑片时，接入电路的阻值变小，故接左下接线柱，电路连接如图所示：
（2）[2]闭合开关，发现灯泡不亮，电流表没有示数，说明电路断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表并联部分断路，则电路故障的原因可能是灯泡断路。
（3）[3][4]灯泡正常发光时电压等于额定电压，由表格数据知，灯泡电压为2.5V时的电流为0.26A，所以灯泡额定功率为
P=U额I额=2.5V×0.26A=0.65W
第1、2次实验中，电路中有电流，说明电路是通路，但是小灯泡不发光，灯泡不发光的原因是电路中电流太小，小灯泡的实际功率太小。
（4）[5][6]小灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以小灯泡电流与电压关系的图像不是直线；如果灯泡电阻不随温度变化而变化，电流等于额定电流一半或灯泡电压为其额定电压一半时，小灯泡实际功率都等于额定功率的四分之一。灯丝电阻变化时，当小灯泡实际电压为额定电压一半时的电流大于额定电流的一半，此时灯泡实际功率P1大于额定功率的四分之一，实际上小灯泡温度越低，灯泡电阻越小，通过小灯泡电流为其额定电流一半时，小灯泡电阻小于小灯泡正常发光时的电阻，则小灯泡实际功率P2小于额定功率的四分之一，故P1＞P2。
（5）[7][8]实验操作：
①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点A，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，读出电压表的示数U2；
③在步骤①中，灯、定值电阻和变阻器串联，电压表测灯两端的电压，因电压表示数为小灯泡的额定电压U1，故灯正常发光；
在步骤②中，小灯泡、定值电阻和变阻器仍串联，电压表测灯与定值电阻两端的电压，因此时电路连接方式不变，各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻两端的电压为
U0=U2-U1
根据串联电路电流特点结合欧姆定律可求出小灯泡的额定电流为
小灯泡的额定功率为
六、综合题
28．（2023·河南南阳·统考一模）王聪是班里有名的“科学迷”，他爱观察，勤思考。一天，妈妈到超市购买了一台家用豆浆机，他仔细观察了豆浆机的构造铭牌和制作豆浆的过程，发现其中用到了许多科学知识。
（1）机座底部安装有三个小橡皮碗，相当于“吸盘”，可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动。“吸盘”是利用___________起固定作用的；
（2）豆浆机电源线的插头有三个脚，如图1所示，其中稍长些的脚是把豆浆机的金属部分与___________相连接；
（3）豆浆机的机头主要由一个电热器（电热丝）和一个电动机带动的打浆器构成。制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，即加热和打浆是交替进行的。由此可知，豆浆机中的电动机和电热器的连接方式是___________；
（4）当香喷喷的豆浆打好后，王聪打开豆浆机，如图2所示，他只闻到香味却看不清楚豆浆。请你用学过的科学知识解释其中的原因；___________
（5）豆浆机铭牌上的部分技术参数如表。豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是多少___________？
（6）王聪想比较一下豆浆的密度与水的密度那个大，但手中没有密度计，也没有天平和量筒，请你用家中的物品较简单的比较出二者密度的大小___________。
【答案】 大气压 大地 并联 只闻到香味，是因为豆浆的分子在做无规则运动，看不清豆浆是因为豆浆机内的水蒸气遇到冷的镜片液化成小水滴附着在镜片上 0.82A 用同一支筷子，下端绕上铁丝，使其分别直立地漂浮在水和豆浆中，筷子露出液面多的密度大
【解析】（1）[1]当把豆浆机放在平整的桌面上时，把橡皮碗内的空气排出，大气压将皮碗紧紧的压在桌面上，防止豆浆机在打浆时位置发生移动。
（2）[2]稍长些的脚与豆浆机的金属外壳相连，当插入三孔插座时，就将豆浆机的金属外壳与大地相连，以防触电。
（3）[3]因为豆浆机中的电动机和电热器能单独工作，所以是并联的。
（4）[4]因为豆浆的分子在做无规则热运动，所以能闻到香味；因为王聪戴着眼镜，豆浆机内的水蒸气遇到冷的镜片液化成小水滴附着在镜片上，所以看不清豆浆。
（5）[5]由P=UI可得电动机工作的电流
（6）[6]用同一支筷子，下端绕上铁丝，使其分别直立地漂浮在水和豆浆中，筷子露出液面多的密度大。
29．（2023·河南南阳·统考一模）如图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3=22Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。（工作过程中，电源电压均保持不变），请完成下列问题：[c水=4.2×103J/(kg•℃)，结果保留1位小数]
（1）图甲中电磁铁的上端为_________（选填“N极”或“S极”）；
（2）加热时电热丝R3的功率为_________；
（3）如果电热水器储有60kg的水，电路处于加热状态，正常工作1小时，产生的热量80%被水吸收，则水温升高了_________ ℃。
【答案】 S极 2200W 25.1
【解析】（1）[1]电磁铁是根据电流的磁效应制成的；图甲中电流从电磁铁的上端外侧流入，由安培定则可知，线圈的下端为N极，其上端的磁极为S极。
（2）[2]分析甲图可知，当衔铁与上方触点接通时，电路中只有R3工作，为加热状态；当衔铁与下方触点接通时，电路中R3与R4串联，一起工作，为保温状态；加热时电热丝R3的功率
（3）[3]电路处于加热状态，正常工作1小时，产生的热量
Q=Pt=2200W×3600s=7.92×106J
产生的热量80%被水吸收，则水吸收的热量
Q吸=80%×Q=80%×7.92×106J=6.336×106J
由Q吸=cmΔt变形得
30．（2023·河南南阳·统考一模）“保护环境，绿色出行”是现代社会提倡的一种环保理念，如图所示，这是唐河县城区内随处可见的一款共享电动自行车，通过扫码开锁，使用之后需停在规定的黄线内，以实现循环共享。下表是该型号电动自行车主要技术参数，请完成以下问题：
（1）你的质量约为 _______kg；从表格中可知，此电动自行车“净重不大于40kg，设计速度不大于30km/h”。这样做主要是为了防止车的 _______较大，以减小行车危险；
（2）当你骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，若轮胎与地面的总接触面积为0.01m2，请估算轮胎对地面的压强是多大？( )
（3）蓄电池一次充足电可储存的电能是多少焦？( )
（4）若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，则蓄电池充满一次电，最多能使电动自行车在平直的公路上连续匀速行驶多远？( )
【答案】 50 动能 9×104Pa 1.728×106J 34560m
【解析】（1）[1][2]中学生身体的质量约为50kg；当电动自行车的质量大、速度大时，其动能大，出现事故时造成的伤害大。
（2）[3]人和车的总重力为
G总=m总g=(50kg+40kg)×10N/kg=900N
当你骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，自行车对地面的压力为
F=G总=900N
地面受到的压强为
（3）[4]蓄电池储存的电能为
W=UIt=48V×10A×3600s=1.728×106J
（4）[5]因蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，根据W=Fs可得
80%W=fs
1.728×106J×80%=40N×s
s=34560m
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/ W
1
2.5
026
2
0.24
3
2.8
0.28
光照强度E/lx
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
光敏电阻R/Ω
120
60
40
30
24
实验次数
物理量
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.24
0.32
0.38
0.44
电功率/W
额定电压/V
220
额定功率/W
高温1100
中温880
低温
额定功率
20kW
工作电压
96V
充电电压
220V
电池储存电能
13.82kW·h
酒精气体浓度P/mg·（100mL）-1
P<20
20≤P<80
P≥80
酒驾等级
不影响驾驶机动车
饮酒驾驶
醉酒驾驶
参数名称
工作电压
质量
一次最大送餐量
移动速度
最大功率
数据
56V
50kg
15kg
0.6~1.2m/s
60W
××平衡车参数
电机额定功率
500W
产品重量
15kg
最高车速
18km/h
最大载重量
85kg
轮胎总触地面积
10cm2
充电时间
5h
充电功率
50W
额定功率
额定制冷量
室外机
5000
16800
63室内机
客厅
180
6300
餐厅
100
4200
主卧室
140
3500
次卧室
80
2800
序号
1
2
3
电压U/V
1.5
2.5
3.5
电流I/A
0.15
0.25
0.35
第一组
第二组
第三组
第四组
电压U/V
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.12
0.16
0.20
0.24
实验次数
1
2
3
4
5
6
发光情况
不亮
不亮
微光
较亮
明亮
更明亮
电压U/V
0.4
0.5
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.14
0.16
0.22
0.24
0.26
0.28
额定电压
220V
额定频率
50Hz
电动机额定功率
180W
电热器额定功率
850W
平均阻力
整车
蓄电池
整车质量
最高车速
电压
容量
40N
40kg
≤36km/h
48V
10A·h
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