第16讲 电功率与电热-2021年中考物理高频考点20讲 试卷

第十六部分 电功率与电热
一、选择题
1.（2020·山东聊城）下表是小明家电饭煲铭牌的部分信息，小明家电能表的示数如图所示。把电饭煲接在家庭电路中使用时，下列说法错误的是（　　）。
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
高挡
1800W
中挡
1200W
低挡
500W

A. 电饭煲是利用电流的热效应工作的；
B. 电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小；
C. 电饭煲在高挡正常工作10min，消耗的电能是1.08×104J；
D. 若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10min，电能表示数将变成7328.6kW·h
【答案】D。
【解析】A．电饭煲是利用电流的热效应工作的，将电能转化为内能，故A正确，不符合题意；
B．由R=可知，电压不变，P越大，R越小，中挡时的电功率大于低挡时的功率，电压不变，所以在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小，故B正确，不符合题意；
C．电饭煲在高挡正常工作10min，消耗的电能：W=Pt=1800W×10×60s=1.08×104J，
故C正确，不符合题意；
D．若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10min，消耗的电能：
W=Pt=1.8kW×h=0.3kW·h
电能表示数将变成：7325.6kW·h+0.3kW·h=7325.9kW·h；故D错误，符合题意。
故选D。
2.（2020·重庆）灯泡L标有“6 V"字样,为探究其工作时的特点，小刚利用图6甲所示的电路进行实验,其中电源电压保持不变，滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”。闭合开关后，将变动变阻器的滑片P从a端向右缓慢移动，直到电压表示数达到6V时为止。图6乙是用获得的实验数据作出的U-1图像，下列判断正确的是( )。
A.闭合开关，在移动滑片P的过程中，灯L的最小电阻为10Ω；
B.变阳器的滑片P移到b端时，灯1.正常发的额定功率为3.6W；
C.灯L与5Ω的定值电阻R1,并联接人电压为6V电路，电路的总功率为7.2W；
D.灯L与10Ω的定值电阻R2串联接人电压为9V的电路,R2每秒消耗电能为2.5J

【答案】D。
【解析】A选项，当U=1V，I=0.2A时，灯的电阻最小：
，A错误；
B选项，当滑片滑到b端时，由于不知道电源电压为多少，所以不能确定灯是否会正常发光，B错误；
C选项，并联电路电压相等，所以灯和R2的电压都为6V，
由乙图得，，，，
，C错误；
D选项，；由乙图可知，当灯泡电压等于4V时刚好符合条件：，
,D正确。
3.（2020·山东滨州）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“”的字样，滑动变阻器R的最大阻值为，为定值电阻。当S闭合，、断开，滑片P由b端向a端滑动，使其连入电路的电阻是最大阻值的三分之一时，小灯泡恰好正常发光。当滑片位置保持不变，开关都闭合时，电流表的示数变化了。不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是（　　）。

A. 电源电压是；
B. 小灯泡正常发光，整个电路消耗的电能是；
C. 的阻值为；
D. 当滑片位置保持不变，开关都闭合时，电路消耗总功率是
【答案】ABD。
【解析】小灯泡正常工作的电流：IL==0.5A
灯泡的电阻：RL==24Ω
A．当S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器滑片P从b端向a端滑过三分之一时，灯泡与变阻器的电阻串联，因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，所以，电路中的电流：I=IL=0.5A
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压：
U=I(RL+R)=0.5A×(24Ω+×36Ω)=18V
故A正确；
B．小灯泡正常发光10s，整个电路消耗的电能：W=UIt=18V×0.5A×10s=90J
故B正确；
CD．当滑片位置保持不变，开关都闭合时，电阻R0和变阻器并联，电流表测量干路中的电流，由串并联电阻的规律可知总电阻变小，干路中的电流变大，所以干路中的电流为
I干=I+2A=0.5A+2A=2.5A
电路的总电阻：R总=7.2Ω


R0=18Ω
电路消耗的总功率：P=UI干=18V×2.5A=45W
故C错误，D正确。故选ABD。
二、填空题
1.（2020·黑龙江龙东）电源电压为3V，分别将标有“6V 6W”和“3V 3W”的甲乙两只灯泡串联接在该电源两端， 灯实际功率大：若并联在该电源两端，两灯消耗的功率之比P甲:P乙= 。（忽略温度对灯丝电阻的影响)
【答案】甲；1:2。
【解析】由公式R=可知R甲>R乙，甲乙两只灯泡串联接时，电流相等，由P=I2R可知甲灯的电阻大实际功率大；若两灯并联时，P甲:P乙= R乙:R甲=3:6=1:2。
2.（2020·湖南常德）如图所示电路，灯L1、L2串联接在9V的电源两端，灯L1标有“6V、6W”， 灯L2标有“6V、3W”，闭合开关，1min内L2消耗的电能是______J（不计温度对灯泡电阻的影响）。

【答案】180。
【解析】由可得灯L1、L2的电阻：

灯L1、L2串联接在9V的电源两端，则电路总电阻：
则电路电流：
由可得可得L2两端实际电压：
则1min内L2消耗的电能：。
3.（2020·黑龙江龙东）如图所示，灯L标有“4V  2W”，R=20Ω，闭合开关灯L正常发光（灯丝的电阻不受温度影响)，电流表示数为 A，通电1min电路产生的热量为 J。

【答案】0.7；168 。
【解析】通过灯泡的电流：IL===0.5A，因为灯泡正常发光，故R两端的电压为4V，通过电阻的电流IR===0.2A，故电流表的示数I= IL +IR=0.5A+0.2A=0.7A；通电1min电路产生的热量Q=W=IUt=0.7A×4V×60s=168J。
4.（2020·重庆）图8中电源电压为6 V并保持不变，定值电限R为10Ω.滑动变阳器R标有" 20Ω、0.5A"字样，电流表量程为“0-0.6A”。电压表量程为-0-3V"。闭合开关，移动滑片p的过程中，为保证电路元件安全滑动变阻器R'接人电路的最小阻值为 Ω 定值电阻R的最大功率为 W。

【答案】10Ω；0.9W。
【解析】当电流最大为0.5A或定值电阻电压最大为3V时滑到变阻器电阻最小，定值电阻的电功率最大；
当U定=3V时；,小于0.5A
所以当电流等于0.3A时，滑动变阻器电阻最小，定值电阻的电功率最大：


。
5.（2020·贵州黔东南）电能表是测量_____的仪表，小红同学家中电能表月初和月底的读数如图所示， 则这个月家里用了_____度电，小红同学为了测一只正在工作的电饭锅的实际电功率，她关闭了家中其它所有电器，此时她家标有“3000r/kW·h”字样的电能表每分钟转过30圈，则这只电饭锅工作时的实际功率为_____W。

【答案】（1）电功；（2）82；（3）600。
【解析】电能表是测量电功的仪表．某月消耗的电能是两次电能表的读数之差，即

标有“3000r/kW·h”字样的电能表每分钟转过30圈，消耗的电能为：

。
6.（2020·四川成都A）小彬用图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”，电源电压为3V，电阻丝R1=10Ω，R2=20Ω，两气球相同。闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到________气球先鼓起来。甲气球乙气球通电1min，R2产生的热量为______J。

【答案】（1）乙；（2）12。
【解析】从图中可以看到，加热时间相同，通过的电流也相同，根据焦耳定律可知，R2的电阻较大，那么R2所在的密闭烧瓶产生的热量较大，乙气球先鼓起来。
甲气球乙气球通电1min，电路中的电流大小：

R2产生的热量：
R2产生的热量为12 J。
7． （2020·安徽）如图所示的电路中，电源电压 U =9V，电阻 R1 =20Ω，R2 =10Ω，则通电 1min 该电路产生的热量为________J。

【答案】162。
【解析】。
8.（2020·重庆B）如图所示，是小静同学观察到自家电能表的情况，其显示的示数为________kW·h。他关掉了家里其他用电器，只让电饭锅处于加热状态工作，观察到电能表转盘8min内刚好转动了72转，则他家的电饭锅加热时的电功率为________W。

【答案】（1）1919.8；（2）900。
【解析】电能表的读数，最后一位是小数，单位是kW•h，读图可知，电能表的读数1919.8kW•h。
“600r/（kW•h）”表示每消耗1kW•h电能，电能表转盘转600圈，只让电饭煲在8min内转了72转，消耗的电能为：
电饭锅加热时的电功率为：。
9.（2020·四川南充）一灯泡标有“6V、3W”的字样，现仅有8V的电源，要使小灯泡正常发光，应该给小灯泡________(选填“串”或“并")联一个________Ω的电阻。(不考虑灯泡电阻受温度的影响)
【答案】（1）串；（2）4。
【解析】根据题意知道，灯泡正常发光时的电压UL =6V，功率PL =3W，所以，要使灯泡接到8V的电源上时正常发光，应串联一个电阻R分压。
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，串联电阻两端的电压
UR =U-UL =8V-6V=2V
又因为串联电路中各处的电流相等，所以，由P=UI知道，灯泡正常工作时电路中的电流：
由知道，串联电阻的阻值：。
10.（2020·四川南充）将一段电阻丝接入电路中，测得其两端电压为12V，通过的电流为3A，则该电阻丝电阻为________Ω；若将该电阻丝两端电压由12V降至6V，则电功率变化了________W。
【答案】（1）4；（2）27。
【解析】电阻丝的电阻：R==4Ω
将该电阻丝两端电压由12V降至6V，则电功率变化：
ΔP=。
10.（2020·四川南充）小明将线圈电阻为4.84Ω的电动机接人220V的家庭电路中，关闭其它用电器，只让电动机工作时，观察到他家标有2000imp/(kW.h)的电能表3min内闪烁了100次，则电动机在这段时间内消耗的电能为________kW.h，电动机线圈产生________J的热量。
【答案】（1）0.05；（2）。
【解析】电动机在这段时间内消耗的电能为：

[2]根据公式可以求出电动机线圈的电流为：

电动机线圈产生热量为：。
11.（2020·四川雅安）图所示的电能表读数是_______ kW·h，若单独使用某电热水器12 min，该电能表的转盘转1200 转，则此热水器的功率为______W。

【答案】（1）165.3；（2）2000。
【解析】电能表表盘上最后一位是小数、单位kW⋅h，所以图示电能表读数为165.3kW⋅h。
[2]电路中消耗电能：
用电器的功率：。
12.（2020•岳阳）如右图所示是某小灯泡的电流—电压图像，小灯泡的额定电压为6V。小灯泡正常发光时，灯丝的电阻是 Ω，若将小灯泡与R=10Ω的定值电阻并联接入某电路，干路的总电流为0.5A，通电10s，电阻R消耗的电能为 J。

【答案】20、9 。
【解析】依据图片可知，当电压为6V时，通过灯泡的电流为0.3A，灯泡的电阻；，当灯泡接入3V的电源时，通过灯泡的电流为0.2A，通过定值电阻R的电流，干路的电流I=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A，符合题意；故电阻消耗的电能，即电流所做的功W=UIt=3V×0.3A×10s=9J 。
故答案为：20、9 。
13.（2020·四川雅安）如图所示，电源电压7V保持不变，灯L2的规格为“6V 3.6W" ，当开关S闭合，两灯发光，使用一段时间后L1突然熄灭，L2更亮，则故障是L1______，此时灯 L2的实际电功率为____W。（假设灯丝电阻不变）

【答案】（1）短路；（2）4.9。
【解析】由图可知，两灯泡串联，若两灯中只有一灯发光，则电路故障一定不是断路，而是另一个灯泡短路，因为是L1突然熄灭，L2更亮，则故障是L1短路。
由可得，灯L2的电阻：
当L1短路时，此电路为L2的简单电路，灯L2的实际电功率：
。
三、实验探究题
1.（2020·贵州黔南）测量小灯泡额定功率的实验电路如图所示，实验器材有∶标有“2.5 V”字样的待测小灯泡、电压恒为4.5V的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、电流表（量程为0~0.6A、0~3A）、电压表（量程为0~3 V、0~15 V）、 开关及导线若干：

(1)为保护电路元件安全，连接电路时开关应______； 闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至________（选填“A”或“B”）端；
(2)按图连接好电路后，闭合开关，将滑动变阻器滑片P移到最左端时，灯不亮，电压表有较大的示数。经检查，导线连接完好，则电路故障是∶__________；
(3)向右移动变阻器滑片P，会看到灯泡变______ （填 “暗”或“亮”）一些，这说明灯泡的实际功率与______有关系；
(4)实验中电压表示数如图所示，为测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向______ （选填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为______时为止；

(5)当小灯泡两端的电压为额定电压时，电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为_____ W。
【答案】（1）断开；（2）B；（3）小灯泡断路；（4）暗；（5）灯泡两端的电压；（6）左；（7） 2.5V；（8）0.75。
【解析】(1)为保护电路，连接电路时，应断开开关，同时将滑动变阻器阻值调至最大，即滑动变阻器的滑片P应调至B端。
(2)闭合开关，电路连接完好，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，灯不亮，电路中可能有断路，电压表有较大的示数，说明电压表到电源间是通路，所以电路的故障是灯泡断路了。
(3)向右移动变阻器滑片P，变阻器接入电路电阻变大，电路电流变小，根据分压原理，灯泡两端的电压减小，灯的实际功率减小，灯泡变暗，说明灯泡的实际功率与灯泡两端的电压有关系。
(4)小灯泡的额定电压为2.5V，由图像可知，此时灯泡两端的电压小于2.5V，根据分压原理，应向左移动变阻器滑片，减小变阻器的电阻，从而增大小灯泡两端的电压，直到电压表示数为2.5V时为止。
(5)小灯泡的额定功率为：。
2.（2020·湖南常德）某实验小组想要探究某热敏电阻的阻值和温度的关系，已接入电路中的器材有∶电源、电压表V2、阻值为R0的定值电阻、滑动变阻器R1、单刀开关S1，如图甲所示∶置于温控室（图中虚线区域，温度可调且自动显示）中的热敏电阻RT暂未接入电路，符号如图a所示。可供选择的器材有∶电压表V2、电阻箱R2（阻值可以直接读出的变阻器），符号如图b所示单刀开关2只，导线若干。


(1)小明同学选择电压表V2与热敏电阻RT按图乙所示接入MN之间。在闭合S1前，图乙中R1的滑片应移动到_____（填“A”或“B”）端；当温控室的温度为t1时，两电压表示数分别为U1、U2，则此时热敏电阻的阻值RT=______ （用已知量和测量值表示）。
(2)小惠同学没有选择电压表V2，而是选择了电阻箱R2，请你在图甲中帮她完善电路图。______
(3)在小惠设计的实验中，热敏电阻的阻值RT，满足的关系式为______________。
A． RT=R0B. RT=R1C.RT=R2
(4)通过实验探究，小明和小惠都得出了热敏电阻的阻值随温度变化的规律，如图丙中的图像曲线所示，此规律是∶___________________________。

【答案】（1）B；（2）；（3）如图；（4）C；（5）随温度的升高，热敏电阻阻值变小。
【解析】(1)在闭合S1前，图乙中R1的滑片应移动到阻值最大处的B端。
R0和RT串联，当温控室的温度为t1时，两电压表示数分别为U1、U2，根据分压原理可知

则此时热敏电阻的阻值：
(2)小惠同学没有选择电压表V2，而是选择了电阻箱R2，先将热敏电阻接入电路中，通过开关的转换，再将电阻箱接入电路中，通过改变电阻箱的电阻，控制电压表示数不变，根据等效替代法可求出热敏电阻阻值，电路图如图所示
。
(3)小惠选择的是等效替代法，所以在小惠设计的实验中，热敏电阻的阻值RT，满足的关系式为RT=R2。故选C。
(4)根据得出的热敏电阻的阻值随温度变化的规律可知，随温度的升高，热敏电阻阻值变小。
3.（2020·四川乐山）小涛同学利用如图甲所示电路图测量额定电压为2.5V的小灯泡的功率。

(1)请按照图甲所示的电路图，用笔画线表示导线，在图乙中完成实物连接。要求：闭合开关后，当滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表示数增大（ ）；
(2)调节滑动变阻器滑片P，当电压表示数为额定电压时，电流表示数如图丙所示，其读数为______A，则该小灯泡的额定功率为______W；
(3)小涛同学在调节滑动变阻器滑片P的过程中，绘制出电流表与电压表示数变化关系的图象如图所示。他将电压表换成一个这样相同的小灯泡，这两个小灯泡并联在电路中，当干路中的电流表示数为0.2A时，两个小灯泡的实际总功率为______W。

【答案】（1）如图；(2)0.24；（3）0.6；（4）0.1。
【解析】(1)由图甲可知，电压表并联在灯泡两端；灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选择0～3V量程；灯泡与滑动变阻器串联，由于滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数增大，说明变阻器连入电路的阻值变小，因此需将滑动变阻器的右下接线柱接入电路，实物电路如图所示：

(2)如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V0.24A=0.6W，该小灯泡的额定功率为0.6W。
(3)由题知，两个相同的小灯泡并联，干路电流为0.2A，则通过每个小灯泡的电流为0.1A，由图像知，当小灯泡的电流为0.1A时，小灯泡两端的实际电压为0.5V，则两个小灯泡的实际总功率为：P总=U实I总=0.5V0.2A=0.1W；两个小灯泡的实际总功率为0.1W。
4.（2020·四川雅安）小明在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验时，实验室提供了如下器材：电源（电压恒为8V），一个电流表，一个电压表，滑动变阻器“20Ω、2A”，小灯泡（额定电压2.5V，额定功率小于1.2W），一个阻值已知的定值电阻R0，开关及导线若干。

(1)请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，完成实验电路图乙的连接（要求：滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯变亮；连线不能交叉）（ ）
(2)正确连接电路后，闭合开关进行实验，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。
实验次数物理量
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
30
电流/A
0.24
0.32
0.38

0.44
电功率/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____（选填“增大”、“不变”或“减小”），小灯泡的实际功率由______（选填“额定功率”、“额定电压”或“实际电压”）决定。
(4)完成实验后，利用上述器材，小明又想出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为______V ；
②滑动变阻器滑片不动，再将开关S1，拨至“2”读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率P额=______（用U额、U0、R0表示）。若步骤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）如图，正确连线，滑动变阻器接线柱接；（2）1.05；（3）增大；（4）实际电压；（5）5.5；（6）；（7）偏小。
【解析】(1)由电路图知，电流表、灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，由P=UI可得灯泡正常发光电流约为

所以电流表选择0~0.6A量程，由此连接实物如图所示：

(2)当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，电流表使用0~0.6A量程，分度值0.02A，此时通过的电流为0.42A，所以灯泡的额定功率：

(3)由表中数据知，小灯泡工作时，灯泡两端实际电压越大，通过它的电流也越大，由P=UI知灯泡的实际功率越大，即灯泡消耗的电功率随电压的增大而增大。
(4)用如图丁所示的电路测量小灯泡额定功率，所用电压表量程为0∼15V，要测量该小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压2.5V，
①闭合开关S，将开关S1拨至“1”，小灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端的总电压，调节滑动变阻器的滑片，当灯泡正常发光时，电压表的示数
UV=U−U额=8V−2.5V=5.5V
②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电压表测R0两端的电压U0，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流：
③则小灯泡的额定功率：
在实验步骤②中，在将开关拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，变阻器连入电路的阻值变大，由串联电路的分压原理知，变阻器分得电压变大，R0和灯泡分得的电压都会变小，由知，测出的小灯泡额定功率比真实值偏小。
5.（2020·山东济宁）电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过电流相同，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。为探究其原因，小明连接了如图所示的实验电路，其中R1>R2。

(1)实验中通过______（选填“温度计示数”“加热时间”或“温度计示数的变化”）来反映电阻丝产生热量的多少。在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中就用到这种思想和方法：让同一钢球从光滑斜面上不同高度滚下后撞击木块，通过木块______来反映动能的大小；
(2)实验表明：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。请解释“电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热”的原因：______。
【答案】（1）温度计示数的变化；（2）滑行的距离；（3）电炉丝的电阻比导线的电阻大。
【解析】(1)在探究电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热的原因时，利用转换法将电阻丝产生热量的多少反映到温度计示数的变化来进行比较。
在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中同样利用了转换法，将动能的大小反映到木块滑行的距离来进行比较。
(2)电炉丝通过导线接到电路里，根据Q=I2Rt可知，电炉丝和导线通过的电流相同，通电时间相同，而电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热，其原因是电炉丝的电阻比导线的电阻大。
6.（2020·山东济宁）额定电压为9V的小灯泡的I-U图像如图（a）所示。将小灯泡接入图 （b）所示的电路中，电源电压恒定。将滑动变阻器的滑片移至最右端，闭合开关S和S1，小灯泡正常发光，电流表示数为0.4A。求：
(1)小灯泡的额定功率；
(2)定值电阻R的阻值；
(3)只闭合开关S，将滑动变阻器的滑片由最右端逐渐向左移动，求滑动变阻器允许接入电路的最大阻值。

【答案】(1)；(2)；(3)。
【解析】(1)滑动变阻器的滑片移至最右端，闭合开关S、S1，此时为电阻R与灯泡L并联的电路，电流表测总电流，由图a可知，当小灯泡电压为9V时，小灯泡电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为：
(2)当电压为9V时，总电流为0.4A，小灯泡电流0.3A，则定值电阻R的电流为

定值电阻R的阻值为： 。
(3)只闭合开关S，此时为灯泡L与滑动变阻器串联的电路，电流表总电流，电压表测滑动变阻器电压，电压表最大量程为3V，因此小灯泡要分担6V电压，由图a可知，此时电流表示数为0.25A，故滑动变阻器可以接入的最大阻值为：。
7.（2020·江苏连云港）在学习《电能表与电功》一节内容时，同学们完成教材上的活动“比较两个灯泡的亮暗”，小明选用标有“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的灯泡L1和L2，连接电路如图所示。

(1)闭合开关后，发现两灯均不发光，电压表V1的示数很大，电压表V2的示数为0，故障的可能原因是______；
(2)排除故障后闭合开关，电压表V1的示数如图，此时的电压值为______V；
(3)此实验中一定时间内电流做功的多少可以通过观察______来比较，所用的研究方法为______；
(4)如果将这两只灯泡并联接入电压为2.5V的电路中，较亮的灯泡是______。（选填“L1”或“L2”）
【答案】（1）L1断路；（2）2.4；（3）灯泡的亮度；（4）转换法；（5）L1。
【解析】(1)由图可知，两个灯泡串联，电压表V1测量灯泡L1两端的电压，电压表V2测量灯泡L2两端的电压，闭合开关后，发现两灯均不发光，可能电路中存在断路，电压表V1的示数很大，电压表V2的示数为0，可能L1断路。
(2)由图可知，电压表V1的量程是0~3V，分度值是0.02A，电压表的V1的示数是2.4V。
(3)实验中一定时间内电流做功的多少可以通过观察灯泡的亮度来比较，灯泡越亮，说明电流做功越快，用到转换法。
(4)灯泡L1的电阻：R1=≈8.3Ω
灯泡L2的电阻：R2=≈12.6Ω，R1＜R2
将这两只灯泡并联接入电压为2.5V的电路中，两个灯泡两端的电压相等，由P=可知灯泡L1的功率较大，灯泡L1较亮。
8.（2020•岳阳）在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用器材如下：2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡（额定功率小于1W）、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
（2）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于 端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关前，移动滑片，发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数，则该电路的故障可能是 （选填序号）。
A.小灯泡短路 B.小灯泡开路 C.电流表开路
（4）排查故障后，通过正确的操作使小灯泡发光，电流表的示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为 W。
（5）实验室，小明组的电流表坏了，他找来了一个已知阻值的定值电阻R0，设计了图丙电路测小灯泡的额定功率。连好电路后，操作步骤如下：①断开S1、闭合S2，移动滑片，使电压表的示数等于灯泡的额定电压U额；②保持滑片的位置不变，断开S2、闭合S1，记下电压表的示数U，则小灯泡额定功率表达式：P额=（用U额、U、R0表示）。
【答案】（1）连线如图所示；（2）A；（3）B；（4）0.65；（5）。
【解析】（1）因为灯泡的额定电功率小于1W，灯泡的额定电压为2.5V，故通过灯泡的电流应小于0.5A。电流表的量程应选0~0.6A量程，电路图图甲所示。

（2）连接电路时，滑动变阻器接入电阻的阻值应处于最大值，滑片P应在A处。
（3）闭合开关前，移动滑片，发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数，则该电路的故障可能是小灯泡开路。
（4）排查故障后，通过正确的操作使小灯泡发光，电流表的示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.26A=0.65W。
（5）实验室，小明组的电流表坏了，他找来了一个已知阻值的定值电阻R0，设计了图丙电路测小灯泡的额定功率。连好电路后，操作步骤如下：①断开S1、闭合S2，移动滑片，使电压表的示数等于灯泡的额定电压U额；②保持滑片的位置不变，断开S2、闭合S1，记下电压表的示数U，则小灯泡额定功率表达式：P额=U额I额=U额I0=U额×。
故答案为：（1）连线如图所示；（2）A；（3）B；（4）0.65；（5）。
9.（2020·山东滨州）某实验小组用图甲所示器材测量小灯泡的电功率，电源电压恒为，待测小灯泡L的额定电压为，滑动变阻器R的规格为“ ”。

(1)图甲是该实验小组没有连接完整的电路，请用笔画出导线，在图甲中完成电路连接，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大，导线不交叉（ ）。
(2)闭合开关前，滑动变阻器滑片P应位于______端（选填“A”或“B”）。
(3)连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表示数变化明显，电压表无示数。仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因可能是小灯泡发生______（选填“断路”或“短路”）。
(4)排除故障后，按图甲所示的电路继续进行实验。闭合开关，移动滑片P，使小灯泡L发光测出小灯泡L的相关物理量，记录和计算结果如表，则小灯泡的额定功率为______W。由表中信息可知：灯泡实际功率越______，灯泡越亮。
实验次数
1
2
3
4
5
电压
1
1.5
2
2.5
3
电流
0.14
0.18
0.22
0.26
0.30
实际功率
0.14
0.27
0.44

0.90
灯泡亮度
逐渐变亮
(5)另一小组用相同器材实验时，发现电流表不能正常使用。他们选用一个定值电阻，设计了如图乙所示的电路图，并进行如下实验操作：

①按图乙连接电路，检查无误后，闭合开关S、，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为______V；
②S处于闭合状态，滑片不动，断开、闭合，读出电压表示数为；
③小灯泡的额定功率：______（用、、表示）。
【答案】（1）如图；（2）B；（3）短路；（4）0.65；（5）大；（6） 2；（7）。
【解析】(1)待测小灯泡L的额定电压为，电压表选择0-3V的量程，电压表和灯泡并联，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大，使滑动变阻器的A接线柱与开关的右接线柱相连，如下图所示：

(2)在连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，即B端。
(3)闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表示数变化明显，说明电路是通路，电压表无示数，可能是灯泡短路。
(4)由表中数据可知，灯泡的额定电压是2.5V，通过灯泡的电流是0.26A，小灯泡的额定功率为：P=UI=25V×0.26A=0.65W；由表中数据可知，灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。
(5)①[6]闭合开关S、，电压表测量R0和变阻器的总电压，电源电压是4.5V，灯泡的额定电压是2.5V，由串联电路电压的规律可知电压表的示数为：4.5V-2.5V=2V
所以调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为2V。
③[7]S处于闭合状态，滑片不动，断开、闭合，读出电压表示数为；电压表测量R0两端的电压，通过电路的电流：I=I0=
灯泡的额定功率：P额=U额I=
10.（2020·江苏泰州）如图所示是小明“探究影响电流热效应的因素”的实验装置，在甲、乙两瓶中装入质量和初温均相同的煤油，R1、R2采用如图连接方式的目的是__________。闭合开关一段时间后，乙瓶中温度计的示数较高，由此说明通电导体产生的热量与__________有关。小华用相同装置（煤油质量也相等）同时进行实验，细心的小红看到小明和小华两组电阻丝阻值相等的烧瓶中，小华这一组的煤油升温比小明的快，比较发现：小华的滑动变阻器接入电路的阻值较小，根据这一现象，小红__________（选填“能”或“不能”）初步判断出通电导体产生的热量与通过导体的电流有关。

【答案】（1）控制电流和通电时间相同；（2）电阻；（3）能。
【解析】由图可知，两电阻串联，目的是控制R1和R2中的电流相同，而且还可以控制通电时间相同。
乙瓶中温度计的示数较高，可知在电流与通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；说明通电导体产生的热量与电阻的大小有关。
由题意可知，小华和小明用相同的装置做实验，可知加热的电阻阻值相同；但小华的滑动变阻器接入电路的阻值较小，由欧姆定律可知，小华做实验时电路中的电流较大，此时小华这一组的煤油升温比小明的快，说明在通电时间和电阻大小相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越大，即小红可以初步判断出通电导体产生的热量与通过导体的电流有关。
四、计算题
1.（2020·四川成都A）图所示的电路，电源电压U恒定为3V，电阻R1=10Ω、R2=6Ω，导体棒DE总电阻为RDE=15Ω，开关闭合前，滑片P与导体棒最左端接触。
(1)开关S1接M，S、S2闭合，求5min内电路消耗的电能；
(2)开关S1接N，S2断开，S闭合，移动滑片P的过程中，导体棒接入电路的电阻为Rx时，电压表V1示数为U1，电压表V2示数为U2，ΔU=U1-U2。请写出ΔU的字母表达式(用U、R1、R2、Rx表示)，并求出ΔU的最大值。

【答案】(1)450J；(2)；0.75V。
【解析】(1)开关S1接M，S、S2闭合，R1和导体棒DE并联，则R1在5min内电路消耗的电能为：W；
导体棒DE在5 min内电路消耗的电能为：
所以5min内电路消耗的电能：；
(2)开关S1接N，S2断开，S闭合，电路为串联电路，V1测R1和导体棒DE的电压，V2测R2和导体棒DE的电压，根据题可得：

当电流最大时，ΔU最大，即当滑动变阻器阻值最小，电流最大为：

则ΔU的字母表达式为：；
则，。
答：(1)开关S1接M，S、S2闭合，5min内电路消耗的电能为450J。(2)开关S1接N，S2断开，S闭合，移动滑片P的过程中，导体棒接入电路的电阻为Rx时，电压表V1示数为U1，电压表V2示数为U2，ΔU=U1-U2。ΔU的字母表达式为，ΔU的最大值为0.75V。
2.（2020·四川乐山）如图所示，已知电源电压保持不变，灯泡L标有“6V　 6W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响）。当断开S1，闭合S2、S3，此时灯泡刚好正常发光，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。

【答案】(1)6V；(2)4Ω；(3)2.16W。
【解析】(1)根据题意知道，当断开S1，闭合S2、S3，灯泡L与R1并联，此时小灯泡刚好正常发光，由并联电路特点知道，电源电压是：U=UL额=6V；
(2)小灯泡正常发光时，此时通过灯泡的电流是：
因为并联电路的干路电流等于各支路电流之和，所以通过R1的电流是：
I1=I–IL=2.5A–1A=1.5A
所以，R1的阻值是：
(3)小灯泡正常发光时，由知小灯泡的电阻是：
只闭合开关S1，小灯泡L与R1串联：R总=R1+RL=4Ω+6Ω=10Ω
所以通过小灯泡L的电流是：
由得，。
答：(1)电源电压为6V；(2)电阻R1的阻值为4Ω；(3)灯泡L的电功率为2.16。
3.（2020·四川南充）市面上的电热水壶大多具有加热和保温功能。下图是某电热水壶的电路简图，开关K接通后，开关S自动与触点a、b接通，热水壶开始烧水；当壶内水温达到100oC时，温控开关S自动与a、b断开，并立即与触点c接通，水壶进入保温状态。已知电源电压为220V，电阻R1=50Ω，这种水壶的加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，水的比热容c=4.2x103J/(kg.oC)，R1、R2电阻不受温度影响。求：
(1)将1kg初温为35oC的水加热到100oC需要吸收多少热量?
(2)电阻R2的阻值。
(3)在晚上用电高峰期将1kg初温为35oC的水加热到100oC需用时300s，若加热效率为91%，则晚上用电高峰期的实际电压为多少?

【答案】(1)；(2)200Ω； (3)200V。
【解析】(1)初温为35oC水加热到100oC，温度的变化量为：

需要吸收的热量为：
(2)由题意可知，开关S自动与触点a、b接通时与并联，电热水壶处于加热状态，得加热时电功率为：
开关S自动与a、b断开，并与触点c接通时，电路变为的简单电路，电热水壶处于保温状态，得保温时电功率为：
水壶的加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，即得：

即
根据得：，
电阻，根据可算出电阻为：
即：
得： 。
(3)初温为35oC的水加热到100oC，温度变化量为：

吸收的热量为：
总的消耗的电能为：
电路总电阻为：
根据公式得：。
4.（2020·重庆B）小明家用电火锅烹饪烤肉，肉烤熟后立即将电火锅调至“低温档”，一段时间后锅内热油仍向外飞溅，容易烫伤家人。小明断开电源，看到电火锅铭牌的主要参数如图甲所示；打开底盖，发现其工作电路原理如图乙所示，R1、R2为阻值未知的电热丝。为了对烤熟的食物保温，同时避免锅内热油向外飞溅，小明对电火锅的工作电路进行了改进，可以分别实现“高温档”“低温档”或“保温档”功能，改进后的电路原理如图丙所示。求：

(1)电火锅使用“高温档”正常工作时电路中的电流；
(2)在图丙中，当S闭合，S1断开，S2接b，电火锅处于“保温档”，该状态下电火锅正常工作时消耗的电功率；
(3)用电高峰时电路的实际电压降为198V，向锅内装2kg温度为25℃的水，用“高温档”连续工作100s，水温升高到35℃，这时电火锅的加热效率ƞ是多少？(已知水的比热容，电热丝的电阻不随温度变化，水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值叫做加热效率。)
【答案】(1)5A；(2)176W；(3)94.3%。
【解析】(1)由可知，电火锅使用高温档正常工作时电路中的电流

(2) 由乙图可知，当开关S和S1闭合时，两电阻并联，此时电路的总电阻较小，由可知，此时为高温档；当只闭合开关S时，电路为R1的简单电流，此时电路的总电阻较大，由可知，此时为低温档；工作状态为低温档时

工作状态为高温档时：
由得：
解得：
在图丙中，当S闭合，S1断开，S2接b时，两电阻串联，此时电路的总电阻是：

该状态下电火锅正常工作时消耗的电功率：

(3)电火锅实际电压为198V时，实际功率是：

由可知，消耗的电能是：
水吸收的热量：

这时电火锅的加热效率：。
答：(1)电火锅使用“高温档”正常工作时电路中的电流是5A；(2)该状态下电火锅正常工作时消耗的电功率；(3)电火锅的加热效率是94.3%。
5.（2020·江苏连云港）连云港兴起的“厕所革命”极大地提升了市民的生活品质。为解决冬天如厕时马桶座冰冷的问题，某兴趣小组为一公厕设计了简易电热马桶座，其电路如图所示，定值电阻R1和R2为两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b。已知电阻R2 =550Ω，所加电源电压为220V。当S1闭合，S2接a时，电路发热的功率为22W。

(1)求R1的阻值；
(2)分别求出①S1断开、S2接a；②S1闭合、S2接b两种情况下电路的发热功率。
(3)小明同学对此电路设计进行评估，发现该电路一直处于工作状态，不利于节能环保，建议在电路中增加定时开关。老师认为该电路设计还有不足，请你指出所存在的不足。
【答案】(1)2200Ω；(2)17.6W，110W；(3)见解析。
【解析】(1)当S1闭合，S2接a时，只有R1接入电路，R1的阻值：
R1==2200Ω
(2)①S1断开、S2接a时，两个电阻串联，电路的发热功率：

②S闭合，S2接b时，两个电阻并联，R1的发热功率：

R2的发热功率：
电路的发热功率：P总=P1+P2=88W+22W=110W
(3)当S1断开、S2接a时，电路消耗的功率为17.6W，该挡位电路消耗的功率与另一挡位22W相差不大，没有实际意义。建议根据需要改变R1和R2的阻值，使三个挡位电路的功率适当拉开差距。
6．（2020·四川遂宁）图甲是某品牌的电热水壶，其工作电路简图如图乙所示，开关s可以控制其加热、保温和停止三个状态，其名牌如图丙所示。在该电热水壶正常工作的情况下，将一壶25℃的水在1标准大气压下加热到沸腾[假设电热丝产生的热量全部被水吸收，R1，R2的阻值不随温度变化，c水＝4.2×103J/（kg•℃），1L＝10﹣3m3]。求：
（1）水吸收的热量；
（2）R1、R2的阻值；
（3）加热这壶水到沸腾所用时间（结果保留一位小数）；
（4）实际加热这壶水到沸腾用时10.5min，求实际电压。
【分析】（1）先根据密度的变形公式求出水的质量，1标准大气压下，水的沸点为100℃，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）根据加热、保温的功率和电压，利用P＝分别求出加热和保温时的电阻，从而得出R1、R2的阻值；
（3）电热丝产生的热量全部被水吸收，根据Q＝W＝Pt求出加热的时间；
（4）烧开同样一壶水所需的电能是相同的，根据P＝求出实际功率，然后根据P＝求出实际电压。
【解答】解：
（1）由ρ＝可得，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，
1标准大气压下，水的沸点为100℃，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣25℃）＝6.3×105J；
（2）由图可知，开关打到2时，只有R1接入电路中，电路的电阻最小，根据P＝可知，此时为高温档，
则R1的阻值为：R1＝＝＝40Ω；
开关打到3时，两个电阻串联，则为低温档；低温档的电阻为：R＝＝＝484Ω；
根据串联电路的电阻关系可知，R2的阻值为：R2＝R﹣R1＝484Ω﹣40Ω＝444Ω；
（3）电热丝产生的热量全部被水吸收，根据Q＝W＝6.3×105J；
根据P＝可知，加热的时间为：t＝＝＝520.7s；
（4）烧开同样一壶水所需的电能是相同的，则电水壶的实际功率为：P'＝＝＝1000W；
根据P＝可知，实际电压为：U'＝＝＝200V。
答：（1）水吸收的热量为6.3×105J；（2）R1为40Ω，R2的阻值为444Ω；（3）加热这壶水到沸腾所用时间为520.7s；（4）实际电压为200V。
【点评】本题考查了吸热公式、电功公式以及电功率公式的应用，知识点多、联系实际生活，属于中考常见题型，从电热水壶铭牌得出相关信息是本题的关键。
7.（2020·重庆）水烧开后持续沸腾段时间用于饮用更利于人体健康，为了满足这个要求，小罗设计了多档位节能电烧水壶，电路原理如图20甲。其中开关s为防干烧温控开关，通常情况闭合定值电阻R1、R2为加热电阻,且R1为48.4Ω,R2阻值为R1的2倍。通过滑动金属滑轩上的滑块P,使它在不同的位置接触触点，实现多档位变化(图20乙)。他测得烧水壶用中功率档给热水保温时，正常工作24s,将1kg的水从750C加热到800C。[已知c水=4. 2x103J/(kg.℃),不计温度对电阻的影响]求:
(1)此加热过程中热水所吸收的热量Q;
(2)此加热过程中烧水壶的热效率η(η=Q/W，W为所消耗的电能);
(3)用电高峰时，他请父母断开家中除烧水壶外的全部用电器，用烧水壶高功率档加热一段时间后开始计时经过30s。后水沸腾，再以低功率档持续加热30s,观察到电能表转盘在这60s内转了27转(电能表盘如图20丙)，烧水壶工作的际电压U实是多少。

答案：
【解析】（1）
（2） 此加热方式为中功率档：
（3)由电能表数据可得：

由于W实为高功率与低功率共同消耗的电能；有图得
即
8.（2020·山东滨州）如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为，电压表的量程为，灯泡L标有“ ”字样，滑动变阻器R标有“ ”字样。闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡正常工作，不考虑灯丝电阻的变化。求：

(1)灯泡正常工作时的电流和电阻。
(2)灯泡正常工作所放出的热量。
(3)在保证电路安全条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围。
【答案】(1)0.5A，6Ω；(2)90J；(3)3Ω~12Ω。
【解析】(1)灯泡L正常工作时的电流：
灯泡L的阻值：；
(2)灯泡所放出的热量即电流所做的功：

(3)闭合开关，灯泡L和滑动变阻器串联，线路中的最大电流等于灯泡正常工作时的电流：
灯泡L正常发光。此时滑动变阻器两端的电压：

滑动变阻器连入电路的电阻为：
当电压表的示数为最大时，电路中电流：
此时滑动变阻器连入电路的电阻为：
所以滑动变阻器连入电路的电阻变化范围。
答：(1)灯泡正常工作时的电流是0.5A和电阻是6Ω；(2)灯泡正常工作所放出的热量是90J；(3)在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围是3Ω~12Ω。
9.（2020·贵州黔东南）小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示）内部加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率为605W，问：

(1)小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6kg 初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作16min将水加热到40°C，此加热过程中吸收的热量是多少？（c水=4.2×103J/(kg·°C)）
(2)加热系统加热时热效率是多少？ （结果精确到 0.1%）
(3)当小明家实际电压是200V，加热电阻工作的实际功率是多少？（加热电阻阻值不随温度变化而变化）
(4)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？
【答案】(1)5.04×105J；(2)86.8%；(3)500W；(4)8W。
【解析】(1)加热过程中水吸收的热量：

(2)加热系统加热时消耗的电能：
则热效率：
(3)由可得加热电阻的阻值：
当小明家的实际电压是200V，加热电阻工作的实际功率：

(4)电动机工作过程中要发热，损失功率：

答：(1)加热过程中水吸收的热量是5.04×105J；(2)加热系统加热时的热效率是86.8%；(3)当小明家实际电压是200V，加热电阻工作的实际功率是500W；(4)电动机工作中因发热损失的功率是8W。
10.（2020·贵州黔南）如图甲所示电路中，电源电压为9V不变，R1是定值电阻，R2 由三段材料不同、横截面积相同的均匀导体EF、FG、GH制作而成，其中一段是铜丝，其电阻可忽略不计，另两段是电阻丝，其阻值与自身长度成正比，P是与R2良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S1断开S2，将P从H端移到E端时，电流表示数I与P向左移动的距离x之间的关系如图乙所示。问：

(1)电阻R1的阻值是多少？电阻R2的总电阻是多少？
(2)当x的值为30 cm时，电流表的示数是多少？
(3)当电压表的示数为4 V时，在20 s内电流通过R2产生的热量是多少？
(4)当P移动到最左端E处时，闭合开关S1和S2.电阻R2消耗的电功率与电路消耗的总电功率之比是多少？
【答案】(1) 10Ω；20Ω；(2) 0.64A；(3) 40J；(4) 1∶3。
【解析】(1)当P移到E端时，均匀导体没有接入电路，只有电阻R1工作，电路电阻最小，电流最大，由图可知，此时通过电阻电流为0.9A，则电阻R1的阻值是：

当P移到H端时，均匀导体全部接入电路，电路电阻最大，电流最小，由图可知，此时通过电路电流为0.3A，则R1电压为：
根据串联电路的分压规律，R2电压为：
R2的阻值为：
(2)由图可知，当x在15cm~25cm，电流不变，即FG为铜导线，当x的值为30 cm时，P在EF中点，因为导线阻值与自身长度成正比，所以起到作用的长度为：

整段导体起作用的总长为：L=15cm+(35cm-25cm)=25cm
则当x的值为30 cm时，该段电阻为：

电流表示数为：
(3)电压表的示数为4 V时，即R1电压为4V，则R2电压为：

根据串联电路的电流规律：
则在20 s内电流通过R2产生的热量是：

(4)当P移动到最左端E处时，R1和R2并联，则：


电阻R2消耗的电功率与电路消耗的总电功率之比是：
。
答：(1)电阻R1的阻值是10Ω。电阻R2的总电阻是20Ω。(2)当x的值为30 cm时，电流表的示数是0.72A。(3)当电压表的示数为4 V时，在20 s内电流通过R2产生的热量是40J。(4)当P移动到最左端E处时，闭合开关S1和S2.电阻R2消耗的电功率与电路消耗的总电功率之比是1∶3。
11.（2020·贵州黔西南）如图是一款可以设定不同出水温度的电热饮水器原理示意图，R是加热电阻丝，阻值为44Ω，R是热敏电阻，其阻值与温度的关系式为Rt=5+0.5t（式中Rt单位是Ω，t的单位是℃），R0是设定温度的变阻器。控制电路中，电源电压为3V。当电磁维电器线圈中的电流小于等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，热水器停止加热．[c=4.2×103J/（kg·℃）]

(1)如果将水只加热到80℃，闭合开关，则滑动变阻器阻值要调到多大？（电磁铁线圈电阻忽略不计）
(2)容器内装有700mL、初温为20℃的水，将其加热到100℃，用时4min，则该饮水器正常工作时加热效率是多少?
【答案】(1)；(2)。
【解析】(1)由题可知，当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为：

设定温度为80℃，即80℃时，电路中的电流为10mA合0.01A，此时控制电路中的总电阻为：
则滑动变阻器的阻值为：
即滑动变阻器的阻值要调到255Ω。
(2)容器内装有700mL合700cm3，则容器内水的质量为：

这些水温度由20℃的水升高到100℃，所吸收的热量为：

饮水机的工作电路4min，所消耗的电功为：

该饮水器正常工作时加热效率为：
答：(1)如果将水只加热到80℃，闭合开关，则滑动变阻器的阻值要调到255Ω；(2)该饮水器正常工作时加热效率是89%。
12.（2020·湖南常德）如图所示电路图中，已知定值电阻R1=R2=5Ω，滑动变阻器Rg的最大阻值为10Ω，电源电压为12V，电路中a处可能是电压表也可能是电流表。
(1)若只闭合开关S1，将滑动变阻器的触片滑至最左端，则电流表A2的示数为多大？
(2)若同时闭合开关S1、S2，将滑动变阻器触片滑至其中点，此时滑动变阻器消耗的电功率为多大？

【答案】(1)电流表A2的示数为0.6A或1.2A；(2)若同时闭合开关S1、S2，将滑动变阻器触片滑至其中点，此时滑动变阻器消耗的电功率为28.8W或0。
【解析】(1)只闭合开关S1，滑动变阻器的触片滑至最左端，则变阻器接入电路的阻值最大。
若a处接的是电压表，则定值电阻R1、R2和变阻器串联，电流表A2测电路的电流，那么此时电路的电流：
若a处接的是电流表，则电路是滑动变阻器单独工作的简单电路，此时电路中的电流：

(2)同时闭合开关S1、S2，滑动变阻器的触片滑至其中点，则变阻器接入电路的阻值为5Ω。
若a处接的是电压表，则电路是电阻R1单独工作的简单电路，此时变阻器消耗的电功率为0；
若a处接的是电流表，则电路中定值电阻R1和变阻器Rg并联，电阻R2被短路，此时变阻器消耗的电功率：
答：(1)若只闭合开关S1，将滑动变阻器的触片滑至最左端，则电流表A2的示数为0.6A或1.2A；若同时闭合开关S1、S2，将滑动变阻器触片滑至其中点，此时滑动变阻器消耗的电功率为0或28.8W。
13.（2020·江苏泰州）如图是某型号电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两挡，分别是高温烧煮和低温焖饭。S1为挡位自动控制开关，R1和R2为电热丝，R1的阻值为80Ω，高温烧煮挡的功率为660W。求：
(1)高温烧煮时干路中的电流；
(2)电阻丝R2的阻值；
(3)电饭锅低温焖饭0.5h消耗的电能是多少焦耳。

【答案】(1)3A；(2)；(3)。
【解析】(1)由得，高温烧煮时干路中的电流：
(2)当开关S1和S都闭合时，两电阻并联，此时总电阻较小，由可知，此时为高温烧煮挡；当只闭合开关S时，电路为R2的简单电路，此时总电阻较大，由可知，此时为低温焖饭挡；当开关S1和S都闭合时，由得，总电阻为：

由得：
解得：
(3)低温焖饭挡的功率为：
由得，电饭锅低温焖饭0.5h消耗的电能是：。
答：(1)高温烧煮时干路中的电流是3A；(2)电阻丝R2的阻值是；(3)电饭锅低温焖饭0.5h消耗的电能是。