人教版九年级全一册物理《压轴挑战》培优专题训练 专题11 电功率压轴培优专题训练（原卷版+解析）

这是一份人教版九年级全一册物理《压轴挑战》培优专题训练 专题11 电功率压轴培优专题训练（原卷版+解析），共53页。
（1）不考虑热散失， （选填“800W”、“1200W”、“一样”）省电。理由是
。
（2）考虑热散失， （选填“800W”、“1200W”、“一样”）省电。理由是
。

2．海洋是一个巨大的资源宝库，我们不仅能从海洋中得到多种化工产品，还能从海洋中获取能量。
（1）潮汐发电是在海湾建筑一座水坝，形成水库，水坝下方有通道，内置水轮发电机组，无论涨潮或落潮，均可发电，如图所示。这个过程其实是把海水的 能最终转化成电能。
（2）利用海水表层和深层之间的温度差也可以发电，据估算，我国南海地区的海洋温差发电潜力可达1.4×109kW，若把南海温差发电潜力全部开发出来，每天持续发电量可达
kW•h。
（3）氚是核聚变的原料之一，1L海水中大约有0.03g氚，发生核聚变释放出的能量约相当于燃烧200kg汽油。若汽油的热值为4.6×107J/kg，则1L海水中的氚发生聚变时能释放出约 J的能量。

3．小明组装了如图甲所示的可调光台灯。小红说：“滑片P在B端时比在A端时整个电路省电。”小明想：滑片P在B端时灯和滑动变阻器都工作，反而比滑片P在A端时灯单独工作还要省电，这是为什么呢？
（1）他从实验室找来一个电压恒定的电源，电阻丝R1、R2，及相关的一些器材进行探究。
①如图乙是他实验电路的一部分，在这个电路中电阻丝只接入R1，通电5min记录温度计升高的示数。
②为了验证滑片P在B端时整个电路消耗的电能是否减少，他在原电路中再接入电阻丝R2，此时应将R2与R1 联，待煤油冷却后，同时放入原来的烧瓶中。通电5min发现这次温度计升高的示数比上次少。从而验证了小红的说法是正确的。
③实验中，小明是通过观察 来反映电阻丝消耗电能的多少。
（2）他进一步思考灯变暗时省电的原因是：电源电压不变，由于电路的总电阻 ，导致电路的总功率 ，相同时间内消耗的总电能少。
（3）小明家的电暖气有高温和低温两个挡位，为了节省电能又不至于太冷，常使用低温挡，比使用高温挡时接入电路中的总电阻要 。
4．风靡全球的最快电动跑车特斯拉，有着优越的性能，良好的操作性，使用经济便宜等诸多优点。型号为Mdel5该车配备65kW•h电池，作为汽车动力来源，为了方便车主充电，特斯拉工厂在全球多个城市配置了超级充电站，超级充电时的充电电压为380V，充电电流为195A，求：
（1）充电完成一半需要多长时间；
（2）充满电的汽车电池能续航500公里，而特斯拉电动车的能量转换效率可以高达90%，则该车匀速运行的牵引力是多大。
5．如图甲所示是某型号电吹风的电路原理图，R是电热丝，M是带动风扇转动的电动机，电吹风的主要技术参数如图乙所示：

（1）电热丝的电阻是多大？
（2）当同时闭合S1、S2时，电吹风正常工作，则通过干路的电流是多少？
（3）小明家的电能表如图丙所示，当小明家只有电吹风正常工作并且吹热风时，半小时电能表的转盘旋转多少圈？
6．灯L1规格为“12V 12W”、灯L2规格为“12V 6W”，忽略灯丝电阻变化，下列说法正确的是（ ）
A．灯L1比灯L2电阻小，同材料同长度灯L1比灯L2灯的灯丝细
B．如两灯串联在12V电路中，两灯泡均不会正常发光，灯L2比灯L1亮
C．如两灯串联在24V电路中，两灯泡都会正常发光，灯L1与灯L2实际功率之比2：1
D．如两灯并联在12V电路中，两灯泡都会正常发光，灯L1与灯L2电流之比1：2
7．为践行“低碳理念”，2010年上海世博会上，使用了大量的LED节能灯，它可以直接把电能转化为光能。现有一盏标有“24V，12W”LED灯，其亮度与“220V，100W”的普通白炽灯相当。
（1）若上述LED灯和白炽灯都正常工作相同时间，两灯电流之比是 两灯消耗的电能之比是 。
（2）白炽灯工作时的能量转化情况如图，则该LED节能灯与白炽灯的发光效率之比是 ；

8．热带鱼需要在一定的温度范围才能正常的生长，如图甲是某同学家的水族箱工作原理图，水族箱内安装的电热丝R1上标有“220V200W”的字样，Rx为热敏电阻，R2为滑动变阻器，当水面到达图中所示的位置，接触开关S1就会导通，水温由22℃升高到设定值28℃，开关S2断开，水温自然冷却到22℃时开关S2闭合，再次使水升温，水族箱循环工作使箱内水温稳定在热带鱼正常的生长范围之内，水温随时间变化图象如图乙所示求：

（1）热敏电阻Rx随温度的升高而 （选填“增大”或“减小”），理由是：

（2）水族箱正常加热时，通过电热丝的电流是多少？
（3）该水族箱一天消耗的电能。
（4）若要将水族箱内的最高温度调至30℃，滑动变阻器R2的滑片应向 （选填“左”或“右”）移动
9．某校实验小组设计了一个智能供暖器，电路如图所示，电源两端的电压U为220V，R1和R2是两个供热电阻丝，S1、S2是温控开关，工作过程如下：当气温低于25℃时，S1、S2都闭合；当气温等于或高于25℃时，S2断开，此时电流表的不数为lA，电阻丝R1的电功率为20W（忽略温度对电阻丝的影响），求：
（1）电阻丝R2的阻值是多少？
（2）当气温低于25℃时，电路工作1.5h消耗电能是多少千瓦时？

10．如图是电源电压恒为220V的电热烘干箱的基本电路图，S是双掷开关，R1是发热电阻，定值电阻R2为110Ω，当S接“2”时，R1的电功率是110W，试求：
（1）R1的阻值；
（2）当S接“1”时，电路中的电流时是多少？
（3）当S接“2”时，通电15分钟，R1消耗的电能是多少？

11．阅读短文，回答问题：
扫地机器人
扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器，如图甲。
机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电。表一为某扫地机器人的部分参数。电池容量指放电电流与放电总时间的乘积。

表一：
机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二。真空度指主机内部气压与外界的气压差。风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积。吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率。
表二：
（1）机器人工作时，主机内部的气压 （选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生吸力。若该机器人向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其发射超声波时与障碍物间的距离约为 cm．（设超声波在空气中的传播速度为340m/s）
（2）下列说法中错误的是 。
A．地面有静电时，轻小物体会吸附在地板上而不易清扫
B．采用凸凹材质的轮皮，可增大机器人与地面间的摩擦
C．机器人工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
D．当遇到玻璃门等透明障碍物时，使用红外线感应器效果较好
（3）该机器人正常工作时的电流为 A；充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为 min。
（4）由表二数据可知，当风量为0.015m3/s时，若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为 %；上述风量下，10min内通过吸尘电机排出的空气质量为 kg．（取ρ空气＝1.3kg/m3）
（5）光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件。图乙为某光敏电阻的控制电路，电源电压U0恒定，RG为光敏电阻，其阻值随空气透光程度的变化而变化，R0为定值电阻。当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时，电压表的示数分别为6V和3V，则R0＝ Ω；为监测空气的透光程度，现将电压表表盘的相关刻度值转化为对应的总阻值（R0+RG），则转化后表盘上从左到右相邻两刻度线对应阻值的减小量将 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
12．如图甲所示为新型电饭锅，其简化电路如图乙所示。R1和R2均为电热丝，S是自动控制开关，自动控制开关向上与触点a，b接通，向下仅与触点c接通；煮饭过程中，通过自动控制开关不断交替改变这样的接通方式，从而使饭得到最佳的口感和营养；如图丙所示为这个电饭锅在某次煮饭全过程中电流随时间的变化图象

求：（1）电热丝R1的阻值；
（2）电饭锅在这次煮饭的过程中消耗的电能。
（3）在不同电压下，电饭煲从开始工作到S第一次自动与a和b断开产生的热量相同。用电高峰期，当实际电压为200V时，使用该电饭煲，从开始工作到S第一次自动断开需要 min。
13．如图所示电路，电源电压U＝18V，电流表量程（0～3A），电压表量程（0～15V），定值电阻R1＝20Ω，R2＝30Ω，R3为滑动变阻器。在确保电路安全情况下：当S1断开，S2、S3闭合，滑片位于a端时，电流表的示数为I1，电路总功率为P1；当S2断开，S1、S3闭合，滑片位于b端时，电流表的示数为I2，电压表的示数为U’；当S2、S3断开，S1闭合时，电流表的示数为I3；当开关都闭合，滑片位于a端时，电流表的示数为I4，电路总功率为P2。已知I1：I2＝4：1，下列结果正确的是（ ）

A．R3的最大阻值为10Ω或60Ω
B．I4：I3＝1：11
C．U'＝13.5V
D．P1＞P2
14．在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．R1的电功率减小
B．R2的电功率变化范围为UcIa～0
C．R2的最大功率为UbIb
D．电路的最大总功率为2UbIb
15．实验小组利用如图甲所示的电路，做了三次实验操作：

①只闭合S1，将滑动变阻器R2的滑片移至最左端时，电流表示数为0.3A，R1的功率为P1；
②闭合开关S1和S2，移动滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为3V和0.2A；
③只闭合S1，将滑动变阻器R2的滑片移至最右端时，小灯泡功率为0.3125W，R2的功率为P2；
已知：电源电压不变，灯泡L的电流随电压变化图像如图乙。则R1的阻值为 Ω，电源电压为 V，实验③中，电流表的示数为 A，P1：P2＝ 。
16．如图甲所示电路，电源电压不变，R0为定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为R，小灯泡的额定电压为3V。第一次只闭合S1、S3，将滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端。第二次只闭合开关S2，将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑动，当滑动变阻器连入电路阻值为Ra时，滑动变阻器的功率为Pa，电压表V2的示数为1.5V，当滑动变阻器连入电路阻值为Rb时。滑动变阻器的功率为Pb，小灯泡正常发光，停止移动滑片。图乙是两次实验中电流表A与电压表V1、V2示数关系图象，已知Rb：R＝1：4，Pa：Pb＝6：5。则小灯泡的额定功率为 W。只闭合S1、S3时，滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端的过程中，R0的最大功率与滑动变阻器R的最大功率之比为 。

17．在如图甲所示的电路中，电源电压U＝6V保持不变，小灯泡L标有“6V 0.5A”字样，灯泡的电流与电压的关系如图乙所示。当闭合开关S1、S2，断开S3，将R2的滑片置于距左端处。移动R1的滑片，当R1的滑片在最右端时，电压表V1的示数为2V；当闭合开关S3，断开S1、S2，在电路安全的前提下移动R2的滑片，当R2的滑片在距左端处时，电压表V2的示数为3V。电流表的量程为0～3A，电压表V1的量程为0～15V，电压表V2的量程为0～3V。

（1）求小灯泡正常工作时的电阻；
（2）只闭合S3，为保证安全求滑动变阻器的取值范围；
（3）所有开关可以任意闭合或断开，在保证电路安全且电路中有电流的情况下，求电路消耗的总功率的最大值和最小值。
18．如图所示电路，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移到阻值最大端B点时，灯L的电功率为PL．电流表的示数为I1；当开关S1断开、S2闭合时，灯L的电功率为PL′，电流表的示数为I2．已知PL：PL′＝9：25．通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P，会形成不同的电路，在这些不同的电路中，电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3：1．（灯丝电阻不随温度改变）
（1）求电流表的示数I1与I2的比值。
（2）求RB：R1
（3）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＝3：2，Rc的电功率为10W．通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P使电路消耗的功率最大时，灯正常发光。求灯的额定功率。

19．小华设计了一个三个挡位的电火锅，其内部电路如图所示，R1、R2为电热丝，R3为电位器（图中用变阻器表示），通过控制开关S1、S2、S3的通断可使电火锅在三个不同的挡位工作，其中挡位Ⅰ、Ⅱ功率较小，功率大小可通过电位器调节；挡位Ⅲ功率为最大值且不可调节。
（1）说明此电路处于最大电功率挡时，需要闭合的开关。
（2）为使此电火锅能在电压不足的山区使用，小华按以下要求进行设计：当电压200V，最大功率1000W；只闭合开关S1时电路处于挡位Ⅰ，R1功率可从100W调节到400W，请按上述要求计算出满足要求的电热丝R1的阻值和电位器的最大电阻值R3。
（3）只闭合开关S2时，电路处于挡位Ⅰ、Ⅱ，请计算处于这个挡位时流过电阻丝R2的电流的变化范围。
19．太阳能是21世纪重点发展应用的能源这一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车。如图所示，是一辆太阳能汽车动力部分的电路图，行驶时，通过改变滑动变阻器R的电阻来调节电动机M的转速，从而改变汽车行驶的速度，当滑动变阻器的滑片在最右端时，汽车的行驶速度最大，此时电压表的读数为120V，电流表的示数为10A。
（1）求汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率；（需选择公式P＝UI或P＝U2/R）
（2）当汽车以最大速度行驶90min后，此时电动机消耗的电能为多大？这些能相当于多少kg的93#汽油完全燃烧放出的热量？（93#汽油的热值为4.5×107J/Kg）

20．小华设计了一个三个挡位的电火锅，其内部电路如图所示，R1、R2为电热丝，R3为电位器（图中用变阻器表示），通过控制开关S1、S2、S3的通断可使电火锅在三个不同的挡位工作，其中挡位Ⅰ、Ⅱ功率较小，功率大小可通过电位器调节；挡位Ⅲ功率为最大值且不可调节。
（1）说明此电路处于最大电功率挡时，需要闭合的开关。
（2）为使此电火锅能在电压不足的山区使用，小华按以下要求进行设计：当电压200V，最大功率1000W；只闭合开关S1时电路处于挡位Ⅰ，R1功率可从100W调节到400W，请按上述要求计算出满足要求的电热丝R1的阻值和电位器的最大电阻值R3。
（3）只闭合开关S2时，电路处于挡位Ⅰ、Ⅱ，请计算处于这个挡位时流过电阻丝R2的电流的变化范围。

21．太阳能是21世纪重点发展应用的能源这一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车。如图所示，是一辆太阳能汽车动力部分的电路图，行驶时，通过改变滑动变阻器R的电阻来调节电动机M的转速，从而改变汽车行驶的速度，当滑动变阻器的滑片在最右端时，汽车的行驶速度最大，此时电压表的读数为120V，电流表的示数为10A。
（1）求汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率；（需选择公式P＝UI或P＝U2/R）
（2）当汽车以最大速度行驶90min后，此时电动机消耗的电能为多大？这些能相当于多少kg的93#汽油完全燃烧放出的热量？（93#汽油的热值为4.5×107J/Kg）

22．两个白炽灯泡L1上标着“220V10W”，L2上标着“220V40W”。现把它们串联后接入电压为220V的电路，下列说法正确的是（ ）
A．L2的实际功率大于L1的实际功率
B．L1、L2的实际总功率小于100W，大于40W
C．L1、L2的实际功率之比是2：5
D．L1的实际功率小于8W
23．如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当在a、b间接“6V 6W”的灯泡L1时，闭合开关，灯L恰能正常发光；断开开关，在a、b间换接入一个“6V 8W”的灯泡L2后，再闭合开关，L的亮度变 （选填“亮”或“暗”），L2消耗的实际功率 8W（选填“大于”，“小于”或“等于”）

24．如图所示，图甲是小明同学研究调光灯的实验电路图，小灯泡规格是“6V3W”，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P在A点时，滑动变阻器连入电路的电阻为R1，电压表的示数为4V；当滑动变阻器滑片P在B点时，滑动变阻器连入电路的电阻为R2，电压表的示数为1V，且R2＝3R1，测绘出小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，电源电压保持不变。
（1）根据小灯泡的I﹣U图象判断，小灯泡的阻值是否恒定？ （选填“恒定”或“不恒定”）用物理知识解释其原因是 。
（2）小灯泡正常发光时的电流是多少？
（3）小灯泡两端电压为4V时的实际功率是多少？
（4）电源电压是多少伏？

25．在如图甲所示的电路中，灯泡的额定电压为6V，灯泡的I﹣U关系如图乙所示，电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～0.6A，变阻器R2的最大阻值为100Ω，只闭合开关S2，滑片滑到某处时，电压表的示数为10V，电流表的示数为0.4A，定值电阻R1消耗的功率为2.8W．求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）R1的阻值及电源电压；
（3）只闭合开关S1，在电路安全的情况下，求电路消耗的最大功率计变阻器连入电路的最大阻值为多少？
26．经调查发现：在绥滨县沿江公园里有“PZ220V、40W”的灯泡100个：
（1）若让你采购电能表你会选取如图中的 （选填“A或B”）。
（2）若用电高峰期电压时200V，则一个灯泡的实际功率为多大？
（3）若该公园照明全部采用太阳能电池板供电，且采用与“PZ220V 40W”灯泡发光亮度相同的“12W”的LED节能灯，与使用“PZ220V 40W”灯泡正常工作相比，每天（工作8小时）能节约多少千瓦时的电能？
（4）第（3）问节约的电能相当于多少千克优质煤完全燃烧所放出的热量？（q煤＝3.4×107J/kg）
27．阅读下面的短文，并回答相关的问题

发电厂发出的电，并不是只供附近的人们使用，还要传输到很远的地方。如图是电能输送的示意图。在输电线上，由于电流的热效应，必然有一部分电能转化成内能而损失掉，导线越长，损失越多。目前远距离送电主要采取高压送电的方式来减少线路上的损失。如把发电机、高压输电线、变压器这些统称为供电设备，电能输送的示意图就可以作如图的简化。请结合短文和所学知识回答下列问题：
（1）在发电阶段，发电机是把 能转化为 能，导线上内能的变化是通过 方式实现的
（2）在输电阶段，输电线上常用如图装置将四根导线并联起来，相当于增大了导线的
，从而减小了导线的 ，以达到减少输电线上电能损失的目的。电能消耗量可用 测量。
（3）在保证输送功率不变的情况下，采用高压送电可以减少电能在线路上的损失的原因是。
。
（4）在用电阶段，某用户标有“220V 40W”的灯泡在用电高峰期时发光比平时暗的原因是 。
（5）如果供电设备的输出电压恒为220V，通过总电阻为0.2Ω的输电线向居民楼内用户供电，当居民楼内所有用电器消耗的总功率为21.78kW的时候，上述灯泡的实际电压为
V、实际功率为 W（不考虑灯泡电阻的变化）。
额定工作电压
12V
额定功率
30W
电池容量
2500mAh
工作噪音
＜50dB
真空度（Pa）
400
450
500
550
600
风量（m3/s）
0.025
0.02
0.017
0.015
0.013
吸入功率（W）
10.00
9.00
8.50
7.80
专题11 电功率压轴培优专题训练（解析版）
1．小明和姐姐一起去买电水壶，当他们选择某一品牌的电水壶时，发现有800W和1200W两种功率可选，如图是他们对买哪一款更省电的问题出现的不同意见。请你在相同质量的水升高相同的温度的前提下，帮他们分析：
（1）不考虑热散失， 一样 （选填“800W”、“1200W”、“一样”）省电。理由是 电能全部转化为内能被水吸收，水吸收的热量相同，所以省电情况一样 。
（2）考虑热散失， 1200W （选填“800W”、“1200W”、“一样”）省电。理由是 水吸热相同，根据W＝Pt，功率大的加热时间短，热散失少，所以省电 。

【答案】（1）一样；电能全部转化为内能被水吸收，水吸收的热量相同，所以省电情况一样；（2）1200W；水吸热相同，根据W＝Pt，功率大的加热时间短，热散失少，所以省电。
【解答】解：
（1）不考虑热损失，两只电热壶省电情况相同，因为电能全部转化为内能被水吸收，水吸收的热量相同，所以省电情况一样；
（2）考虑热损失，1200W的电热壶省电，因为水吸热相同，根据W＝Pt，功率大的加热时间短，热散失少，所以省电。
故答案为：（1）一样；电能全部转化为内能被水吸收，水吸收的热量相同，所以省电情况一样；（2）1200W；水吸热相同，根据W＝Pt，功率大的加热时间短，热散失少，所以省电。
2．海洋是一个巨大的资源宝库，我们不仅能从海洋中得到多种化工产品，还能从海洋中获取能量。
（1）潮汐发电是在海湾建筑一座水坝，形成水库，水坝下方有通道，内置水轮发电机组，无论涨潮或落潮，均可发电，如图所示。这个过程其实是把海水的 机械 能最终转化成电能。
（2）利用海水表层和深层之间的温度差也可以发电，据估算，我国南海地区的海洋温差发电潜力可达1.4×109kW，若把南海温差发电潜力全部开发出来，每天持续发电量可达 3.36×1010 kW•h。
（3）氚是核聚变的原料之一，1L海水中大约有0.03g氚，发生核聚变释放出的能量约相当于燃烧200kg汽油。若汽油的热值为4.6×107J/kg，则1L海水中的氚发生聚变时能释放出约 9.2×109 J的能量。

【答案】（1）机械；（2）3.36×1010；（3）9.2×109。
【解答】解：（1）利用涨潮或落潮时发电时，是把海水的机械能转化为电能；
（2）根据P＝可得，每天持续发电量：
W＝Pt＝1.4×109kW×24h＝3.36×1010kW•h；
（3）1L海水中的氚发生聚变时能释放的热量：
Q放＝mq＝200kg×4.6×107J/kg＝9.2×109J。
故答案为：（1）机械；（2）3.36×1010；（3）9.2×109。
3．小明组装了如图甲所示的可调光台灯。小红说：“滑片P在B端时比在A端时整个电路省电。”小明想：滑片P在B端时灯和滑动变阻器都工作，反而比滑片P在A端时灯单独工作还要省电，这是为什么呢？
（1）他从实验室找来一个电压恒定的电源，电阻丝R1、R2，及相关的一些器材进行探究。
①如图乙是他实验电路的一部分，在这个电路中电阻丝只接入R1，通电5min记录温度计升高的示数。
②为了验证滑片P在B端时整个电路消耗的电能是否减少，他在原电路中再接入电阻丝R2，此时应将R2与R1 串 联，待煤油冷却后，同时放入原来的烧瓶中。通电5min发现这次温度计升高的示数比上次少。从而验证了小红的说法是正确的。
③实验中，小明是通过观察 温度计升高的示数 来反映电阻丝消耗电能的多少。
（2）他进一步思考灯变暗时省电的原因是：电源电压不变，由于电路的总电阻 增大 ，导致电路的总功率 减小 ，相同时间内消耗的总电能少。
（3）小明家的电暖气有高温和低温两个挡位，为了节省电能又不至于太冷，常使用低温挡，比使用高温挡时接入电路中的总电阻要 大 。
【答案】串；温度计升高的示数；增大；减小；大。
【解答】解：②为了验证滑动变阻器的滑片P在B端时整个电路消耗的电能是否减少，根据公式知，应串联一个电阻，增大总电阻，可减小电路消耗的电能。
③实验中，小明是利用转换法，通过观察温度计升高的示数来反映电阻丝消耗电能的多少。
（2）电源电压不变，根据公式知，当电路中的电阻增大时，电路消耗的电能减小。
（3）根据，为了节省电能接入电路中的总电阻要大。
故答案为：串；温度计升高的示数；增大；减小；大。
4．风靡全球的最快电动跑车特斯拉，有着优越的性能，良好的操作性，使用经济便宜等诸多优点。型号为Mdel5该车配备65kW•h电池，作为汽车动力来源，为了方便车主充电，特斯拉工厂在全球多个城市配置了超级充电站，超级充电时的充电电压为380V，充电电流为195A，求：
（1）充电完成一半需要多长时间；
（2）充满电的汽车电池能续航500公里，而特斯拉电动车的能量转换效率可以高达90%，则该车匀速运行的牵引力是多大。
【解答】解：（1）由W＝UIt得t＝＝≈1578.95s＝0.44h；
（2）根据题意转化的机械能W′＝W×η＝65×3.6×106J×90%＝2.106×108J
则当匀速行驶时，牵引力为F＝＝＝421.2N
答：（1）充电完成一半需要0.44h；
（2）充满电的汽车电池能续航500公里，而特斯拉电动车的能量转换效率可以高达90%，则该车匀速运行的牵引力421.2N。
5．如图甲所示是某型号电吹风的电路原理图，R是电热丝，M是带动风扇转动的电动机，电吹风的主要技术参数如图乙所示：

（1）电热丝的电阻是多大？
（2）当同时闭合S1、S2时，电吹风正常工作，则通过干路的电流是多少？
（3）小明家的电能表如图丙所示，当小明家只有电吹风正常工作并且吹热风时，半小时电能表的转盘旋转多少圈？
【解答】解：（1）因电路中的总功率等于各用电器功率之和，
所以，电热丝的功率：
PR＝P热﹣P冷＝880W﹣80W＝800W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由P＝可得，电热丝的电阻：
R＝＝＝60.5Ω；
（2）当同时闭合S1、S2时，R与M同时工作，电吹风吹热风，
由P＝UI可得，电吹风正常工作时通过干路的电流：
I＝＝＝4A；
（3）电吹风正常工作并且吹热风时，由P＝可得，半小时消耗的电能：
W＝Pt＝880×10﹣3kW×0.5h＝0.44kW•h，
电能表的转盘旋转的圈数：
n＝0.44kW•h×3000R/kW•h＝1320R。
答：（1）电热丝的电阻是60.5Ω；
（2）当同时闭合S1、S2时，电吹风正常工作，则通过干路的电流是4A；
（3）当小明家只有电吹风正常工作并且吹热风时，半小时电能表的转盘旋转1320圈。
6．灯L1规格为“12V 12W”、灯L2规格为“12V 6W”，忽略灯丝电阻变化，下列说法正确的是（ ）
A．灯L1比灯L2电阻小，同材料同长度灯L1比灯L2灯的灯丝细
B．如两灯串联在12V电路中，两灯泡均不会正常发光，灯L2比灯L1亮
C．如两灯串联在24V电路中，两灯泡都会正常发光，灯L1与灯L2实际功率之比2：1
D．如两灯并联在12V电路中，两灯泡都会正常发光，灯L1与灯L2电流之比1：2
【答案】B。
【解答】解：
A、由题可知，两灯泡的额定电压相等，L1的额定功率较大，根据P＝可知：R1＜R2；若灯丝长度、材质均相同，由于电阻的大小与横截面积成反比，所以L1比L2灯丝粗，故A错误；
B、如两灯串联在12V电路中，它们两端的电压都达不到其额定电压12V，所以两灯泡均不会正常发光；两灯串联时，电流相等，因R1＜R2，根据P＝I2R可知，灯L2的实际功率较大，灯L2较亮，故B正确；
C、如两灯串联在24V电路中，因为两灯的电阻不相等，所以它们分担的电压并不都是12V，所以两灯都不会正常发光；
由两灯铭牌上的数据和公式P＝可得两灯的电阻分别为12Ω、24Ω，且串联电路各处的电流相等，根据P＝I2R可得L1与L2的实际功率之比为1：2，故C错误；
D、如两灯并联在12V的电压下，由于并联时各支路两端的电压相等，则灯泡的实际电压与额定电压相等，所以两灯均正常发光；
电流之比：＝＝＝＝，故D错误。
故选：B。
7．为践行“低碳理念”，2010年上海世博会上，使用了大量的LED节能灯，它可以直接把电能转化为光能。现有一盏标有“24V，12W”LED灯，其亮度与“220V，100W”的普通白炽灯相当。
（1）若上述LED灯和白炽灯都正常工作相同时间，两灯电流之比是 11：10 两灯消耗的电能之比是 3：25 。
（2）白炽灯工作时的能量转化情况如图，则该LED节能灯与白炽灯的发光效率之比是 25：3 ；

【答案】（1）11：10；3：25；（2）25：3。
【解答】解：
（1）LED灯“24V，12W”，普通白炽灯的规格为“220V，100W”，
由P＝UI得，正常工作时，两灯电流之比：
＝＝×＝×＝；
由W＝Pt得，两灯都正常工作相同时间，消耗的电能之比：
W1：W2＝P1t：P2t＝P1：P2＝12W：100W＝3：25；
（2）白炽灯工作时的能量转化情况如图，由图知，W光＝10J，W电＝100J，
则该白炽灯的发光效率：
η2＝＝；
白炽灯消耗100J电能的工作时间：
t＝＝＝1s；
因额定功率为12W的LED灯的亮度与额定功率为100W的普通白炽灯相当，所以，相同时间内产生的光能相等，即LED灯产生的光能W光＝10J；
LED灯在1s内消耗的电能：
W电′＝P1t＝12W×1s＝12J，
则12W的LED灯的发光效率：
η1＝＝，
该LED节能灯与白炽灯的发光效率之比：
＝＝＝。
故答案为：（1）11：10；3：25；（2）25：3。
8．热带鱼需要在一定的温度范围才能正常的生长，如图甲是某同学家的水族箱工作原理图，水族箱内安装的电热丝R1上标有“220V200W”的字样，Rx为热敏电阻，R2为滑动变阻器，当水面到达图中所示的位置，接触开关S1就会导通，水温由22℃升高到设定值28℃，开关S2断开，水温自然冷却到22℃时开关S2闭合，再次使水升温，水族箱循环工作使箱内水温稳定在热带鱼正常的生长范围之内，水温随时间变化图象如图乙所示求：

（1）热敏电阻Rx随温度的升高而 增大 （选填“增大”或“减小”），理由是： Rx 增大，总电阻增大，总电流减小，电磁铁磁性减弱，S2 断开，加热电路停止工作
（2）水族箱正常加热时，通过电热丝的电流是多少？
（3）该水族箱一天消耗的电能。
（4）若要将水族箱内的最高温度调至30℃，滑动变阻器R2的滑片应向 左 （选填“左”或“右”）移动
【答案】（1）增大；Rx 增大，总电阻增大，总电流减小，电磁铁磁性减弱，S2 断开，加热电路停止工作；（2）水族箱正常加热时，通过电热丝的电流是0.91A；（3）该水族箱一天消耗的电能为4.8×106 J；（4）若要将水族箱内的最高温度调至30℃，滑动变阻器 R2的滑片应向左移动。
【解答】解：（1）由图知，热敏电阻Rx与滑动变阻器R2和通电螺线管串联后接在5V的电源上：
①若热敏电阻Rx 随温度的升高而减小，根据电阻的串联，总电阻减小，由欧姆定律，电路的总电流变大，通电螺线管的磁性增强，衔铁S2被吸引，则R1所在加热电路连通，水厢内水温升高，因热敏电阻Rx 随温度的升高而减小，重复上面的过程，加热电路一直工作，不符合题意；
②若热敏电阻Rx 随温度的升高（当温度从22℃升高到28℃）而增大，根据电阻的串联，总电阻减大，由欧姆定律，电路的总电流变小，通电螺线管的磁性减弱，衔铁S2在弹力的作用下切断路加热电路，加热电路停止工作，符合题意；
（2）水族箱内安装的电热丝 R1上标有“220V200W”的字样，表示其额定电压为220V，额定功率为200W，由 P＝UI 可得，正常工作时电热丝的电流：
I＝＝≈0.91A；
（3 ）由图乙知，水族 箱 一个 循 环用 时 400 min，工 作一天，即24h，包含的工作循环：＝3.6（个），前三个工作循环，每个工作时间（加热时间）为 100 min，第四个工作循环 所用时间为：0.6×400 min＝240min，故加热的工作时间仍为 100 min，总工作时间：
t＝3×100 min+100 min＝400min。
消耗的电能：W＝Pt＝200 W×400×60 s＝4.8×106 J。
（4）根据（1）水温提高会使热敏电阻的阻值增大，根据I＝，在电路中电流一定时，故需减小滑动 变阻器电阻，因此应将滑片向左移。
故答案为：（1）增大；Rx 增大，总电阻增大，总电流减小，电磁铁磁性减弱，S2 断开，加热电路停止工作；（2）水族箱正常加热时，通过电热丝的电流是0.91A；
（3）该水族箱一天消耗的电能为4.8×106 J；
（4）若要将水族箱内的最高温度调至30℃，滑动变阻器 R2的滑片应向左移动。
9．某校实验小组设计了一个智能供暖器，电路如图所示，电源两端的电压U为220V，R1和R2是两个供热电阻丝，S1、S2是温控开关，工作过程如下：当气温低于25℃时，S1、S2都闭合；当气温等于或高于25℃时，S2断开，此时电流表的不数为lA，电阻丝R1的电功率为20W（忽略温度对电阻丝的影响），求：
（1）电阻丝R2的阻值是多少？
（2）当气温低于25℃时，电路工作1.5h消耗电能是多少千瓦时？

【解答】解：（1）当气温等于或高于25℃时，S2断开，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，
此时R1的电功率为20W，由P＝I2R可得，电阻丝R1的阻值：
R1＝＝＝20Ω，
由I＝可得，电路的总电阻：
R＝＝＝220Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电阻丝R2的阻值：
R2＝R﹣R1＝220Ω﹣20Ω＝200Ω；
（2）当气温低于25℃时，S1、S2都闭合，电路为R1的简单电路，
此时电路的总功率：
P＝＝＝2420W＝2.42kW，
由P＝可得，电路工作1.5h消耗电能：
W＝Pt＝2.42kW×1.5h＝3.63kW•h。
答：（1）电阻丝R2的阻值为200Ω；
（2）当气温低于25℃时，电路工作1.5h消耗电能是3.63kW•h。
10．如图是电源电压恒为220V的电热烘干箱的基本电路图，S是双掷开关，R1是发热电阻，定值电阻R2为110Ω，当S接“2”时，R1的电功率是110W，试求：
（1）R1的阻值；
（2）当S接“1”时，电路中的电流时是多少？
（3）当S接“2”时，通电15分钟，R1消耗的电能是多少？

【解答】解：（1）开关S接“2”时只有R1连入，由P＝可知，此时电路为高温挡，
由P＝得：R1＝＝＝440Ω；
（2）开关S接“1”时是低温挡时，电路的总电阻：R＝R1+R2＝440Ω+110Ω＝550Ω；
电路中的电流：I＝＝＝0.4A；
（3）当S接“2”时，R1消耗的电能：W1＝P1t＝110W×15×60s＝99000J。
答：（1）R1的阻值是440Ω；
（2）低温挡时，电路中的电流是0.4A；
（3）高温挡时，通电10min，R1消耗的电能是99000J。
11．阅读短文，回答问题：
扫地机器人
扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器，如图甲。
机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电。表一为某扫地机器人的部分参数。电池容量指放电电流与放电总时间的乘积。

表一：
机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二。真空度指主机内部气压与外界的气压差。风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积。吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率。
表二：
（1）机器人工作时，主机内部的气压 小于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生吸力。若该机器人向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其发射超声波时与障碍物间的距离约为 17 cm．（设超声波在空气中的传播速度为340m/s）
（2）下列说法中错误的是 D 。
A．地面有静电时，轻小物体会吸附在地板上而不易清扫
B．采用凸凹材质的轮皮，可增大机器人与地面间的摩擦
C．机器人工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
D．当遇到玻璃门等透明障碍物时，使用红外线感应器效果较好
（3）该机器人正常工作时的电流为 2.5 A；充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为 48 min。
（4）由表二数据可知，当风量为0.015m3/s时，若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为 33 %；上述风量下，10min内通过吸尘电机排出的空气质量为 11.7 kg．（取ρ空气＝1.3kg/m3）
（5）光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件。图乙为某光敏电阻的控制电路，电源电压U0恒定，RG为光敏电阻，其阻值随空气透光程度的变化而变化，R0为定值电阻。当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时，电压表的示数分别为6V和3V，则R0＝ 6 Ω；为监测空气的透光程度，现将电压表表盘的相关刻度值转化为对应的总阻值（R0+RG），则转化后表盘上从左到右相邻两刻度线对应阻值的减小量将 减小 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
【答案】（1）小于；17；（2）D；（3）2.5；48；（4）33%；11.7；（5）6；减小。
【解答】解：（1）由流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小，可知机器人在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，
在外界大气压的作用下将灰尘、杂物吸入集尘盒，故主机内部的气压小于大气压而产生吸力。
由v＝得，
超声波从发射到收到回波所通过的总路程：
s总＝vt＝340m/s×0.001s＝0.34m，
则其发射超声波时与障碍物间的距离：
s＝＝＝0.17m＝17cm
（2）A．地面有静电时，由于带电体具有吸引轻小物体的性质，所以轻小物体会吸附在地板上而不易清扫，故A正确；
B．采用凸凹材质的轮皮，是为了在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大机器人与地面间的摩擦，故B正确；
C．为了保护听力，应控制噪声不超过90dB，机器人工作时发出的声音小于50dB，所以不会对人的听力造成损伤，故C正确；
D．当遇到玻璃门等透明或半透明障碍物时，其将直接穿过而不产生任何回波，这样扫地机器人就无法感应到前方有障碍物，
于是也就无法做出减速的工作了，所以不能使用红外线感应器，使用超声波感应器较好故D错误。
故选：D。
（3）由P＝IU得，
机器人正常工作时的电流I＝＝＝2.5A。
充满电后的电池容量Q1＝2500mAh，下一次自动充电前的电池容量Q2＝ηQ1＝20%×2500mAh＝500mAh，
消耗的电池容量Q＝Q1﹣Q2＝2500mAh﹣500mAh＝2000mAh，
正常工作时的电流I＝2.5A＝2500mA，
由I＝得，
连续正常工作的最长时间t＝＝＝0.8h＝48min。
（4）由表格中数据可知，吸入功率等于真空度与风量的乘积，
当风量为0.015m3/s时，吸尘电机吸入功率P吸入＝550Pa×0.015m3/s＝8.25W，
η电机＝×100%＝×100%＝33%。
当风量为0.015m3/s时，t＝10min＝600s，
通过吸尘电机提出的空气体积V＝0.015m3/s×600s＝9m3，
由ρ＝得，
通过吸尘电机提出的空气质量m＝ρ空气V＝1.3kg/m3×9m3＝11.7kg。
（5）由电路图可知，光敏电阻RG和定值电阻R0串联，电压表测定值电阻R0两端的电压，
当光敏电阻RG1＝6Ω时，电压表的示数U1＝6V，光敏电阻两端的电压U＝U0﹣U1，
此时电路中的电流I1＝＝，即＝…①
当光敏电阻RG2＝18Ω时，电压表的示数U1＝3V，光敏电阻两端的电压U′＝U0﹣U2，
此时电路中的电流I2＝＝，即＝…②
联立①②可解得：U0＝12V，R0＝6Ω。
设电压表示数为U，此时电路中的电流I＝＝，
即U＝，电源电压U0恒定，R0为定值电阻，
由此可见，电压表的示数U与总阻值（R0+RG）成反比，则转化后表盘上从左到右相邻两刻度线对应阻值的减小量将减小。
故答案为：（1）小于；17；（2）D；（3）2.5；48；（4）33%；11.7；（5）6；减小。
12．如图甲所示为新型电饭锅，其简化电路如图乙所示。R1和R2均为电热丝，S是自动控制开关，自动控制开关向上与触点a，b接通，向下仅与触点c接通；煮饭过程中，通过自动控制开关不断交替改变这样的接通方式，从而使饭得到最佳的口感和营养；如图丙所示为这个电饭锅在某次煮饭全过程中电流随时间的变化图象

求：（1）电热丝R1的阻值；
（2）电饭锅在这次煮饭的过程中消耗的电能。
（3）在不同电压下，电饭煲从开始工作到S第一次自动与a和b断开产生的热量相同。用电高峰期，当实际电压为200V时，使用该电饭煲，从开始工作到S第一次自动断开需要 12.1 min。
【解答】解：
（1）开关S与触点c接通时，电路中只有R2工作，电路中的电流较小，由图丙可知，电路中的电流I2＝2A；
开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，电路中的电流最大，由图丙可知，电路中的电流I＝3A，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过R2的电流不变，
因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：I1＝I﹣I2＝3A﹣2A＝1A
由I＝可得，电热丝R1的阻值：
R1＝＝＝220Ω；
（2）由图丙可知，开关S与触点a、b接通时的工作时间t1＝10min+（20min﹣15min）＝15min＝900s，
开关S与触点c接通时的工作时间t2＝（15min﹣10min）+（30min﹣20min）＝15min＝900s，
电饭锅在这次煮饭的过程中消耗的电能：
W＝W1+W2＝UIt1+UI2t2＝220V×3A×900s+220V×2A×900s＝9.9×105J；
（3）电饭煲正常工作时，由图丙可知，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开时的时间t＝10min＝600s，
此过程中产生的热量：
Q′＝W＝UIt＝220V×3A×600s＝396000J，
电饭煲最大功率时电路中的总电阻：
R＝＝＝Ω，
在不考虑热损失的条件下，在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同，
所以，由Q＝W＝t可得，在实际电压是200V时电饭煲工作的时间：
t′＝＝＝726s＝12.1min。
答：（1）R1的电阻值是220Ω；
（2）电饭锅在这次煮饭的过程中消耗的电能是9.9×105J；
（3）12.1。
13．如图所示电路，电源电压U＝18V，电流表量程（0～3A），电压表量程（0～15V），定值电阻R1＝20Ω，R2＝30Ω，R3为滑动变阻器。在确保电路安全情况下：当S1断开，S2、S3闭合，滑片位于a端时，电流表的示数为I1，电路总功率为P1；当S2断开，S1、S3闭合，滑片位于b端时，电流表的示数为I2，电压表的示数为U’；当S2、S3断开，S1闭合时，电流表的示数为I3；当开关都闭合，滑片位于a端时，电流表的示数为I4，电路总功率为P2。已知I1：I2＝4：1，下列结果正确的是（ ）

A．R3的最大阻值为10Ω或60Ω
B．I4：I3＝1：11
C．U'＝13.5V
D．P1＞P2
【答案】C。
【解答】解：当S1断开，S2、S3闭合，滑片位于a端时，滑动变阻器相当于定值电阻全部接入电路，R2和R3并联在电源上，电流表测量干路电流，电压表被短路，电流表的示数为I1，电路总功率为P1，如图甲。
当S2断开，S1、S3闭合，滑片位于b端时，滑动变阻器相当于定值电阻全部接入电路，R1和R3串联在电源上，电流表测量串联电路电流，电流表的示数为I2，电压表测量R3两端的电压，电压表的示数为U′，如图乙。
当S2、S3断开，S1闭合时，R1、R3和R2串联在电源上，滑动变阻器相当于定值电阻全部接入电路，电流表测量串联电路电流，电流表的示数为I3，电压表测量R3和R2两端的总电压，如图丙。
当开关都闭合，滑片位于a端时，R1、R3和R2并联在电源上，滑动变阻器相当于定值电阻全部接入电路，电流表测量干路电流，电流表的示数为I4，电压表被短路，电路总功率为P2，如图丁。

A、如图甲，R2和R3并联的总电阻为R23并＝，干路电流为I1＝，
如图乙，R1和R3串联在电源上，R1和R3并联的总电阻为R13串＝R1+R3，串联电路电流I1＝，
已知I1：I2＝4：1，所以：＝4：1，
整理得，＝，
即＝，
解得：R3＝10Ω，或R3＝60Ω，
如图丁，当R3＝10Ω，R1、R3和R2并联在电源上，I4＝I'1+I'2+I'3＝++＝++＝3.3A，电流表的量程是0～3A，故R3＝10Ω不符合题意，所以滑动变阻器的最大阻值大于10Ω，故最大阻值是60Ω，故A错误。
B、如图丁，当R3＝60Ω，R1、R3和R2并联在电源上，I4＝I'1+I'2+I''3＝++＝++＝1.8A，
如图丙，I3＝＝＝A，则I4：I3＝1.8A：A＝11：1，故B错误。
C、如图乙，I2＝＝＝0.225A，电压表示数U'＝I2R3＝0.225A×60Ω＝13.5V，故C正确。
D、如图甲，R2和R3并联，如图丁，R1、R3和R2并联在电源上，R23并＞R123并，根据P＝可得在电压一定时，电阻越大，功率越小，故P1＜P2，故D错误。
故选：C。
14．在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．R1的电功率减小
B．R2的电功率变化范围为UcIa～0
C．R2的最大功率为UbIb
D．电路的最大总功率为2UbIb
【答案】C。
【解答】解：由甲图分析可知：R1和R2串联接入电路。滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，阻值逐渐减小至0，电流逐渐变大，所以由乙图可知：随着电流逐渐变大，V1的示数由Ua到Ud，V2的示数由Uc到0。
A、通过R1的电流增大，R1两端的电压增大，根据P＝UI可知，R1的电功率增大，故A错误；
BC、R2的电功率可表为：P2＝（Ud﹣IR1）I＝﹣R1I2+UdI，当I＝时，P2最大，此时电路总电阻为2R1，由乙图可知Ud＝2Ub，故I2＝Ib；则R2的最大功率为P2＝UbIb，最小功率为零，故B错误，C正确；
D、电源电压一定，当R2接入阻值为0时，电流最大，由P＝UI可知，功率最大，且I＝＝2Ib，P＝UI＝2Ub×2Ib＝4UbIb，故D错误。
故选：C。
15．实验小组利用如图甲所示的电路，做了三次实验操作：

①只闭合S1，将滑动变阻器R2的滑片移至最左端时，电流表示数为0.3A，R1的功率为P1；
②闭合开关S1和S2，移动滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为3V和0.2A；
③只闭合S1，将滑动变阻器R2的滑片移至最右端时，小灯泡功率为0.3125W，R2的功率为P2；
已知：电源电压不变，灯泡L的电流随电压变化图像如图乙。则R1的阻值为 5 Ω，电源电压为 4 V，实验③中，电流表的示数为 0.25 A，P1：P2＝ 6：5 。
【答案】5；4；0.25；6：5。
【解答】解：当只闭合S1，并将滑动变阻器R2的滑片移至最左端时，R2被短路，L与R1串联，此时P1＝I2R1＝（0.3A）2×R1，由乙图知此时灯两端电压UL′＝2.5V，根据欧姆定律知：＝0.3A ……①
当闭合开关S1和S2，移动滑片至某一位置时，L被短路，R1与R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流，根据欧姆定律知：＝0.2A ……②
由①②可得：U＝4V；R1＝5Ω。
当只闭合S1，将滑动变阻器R2的滑片移至最右端时，R2的阻值达到最大值。此时R1与R2、L串联，
电压表测R2两端电压，小灯泡功率为0.3125W，由图乙可知，此时UL″＝1.25V，IL＝0.25A，故此时电流表的示数为0.25A。
则此时R1两端电压为U1″＝ILR1＝0.25A×5Ω＝1.25V，
根据串联电路电压规律知滑动变阻器R2两端电压为：＝U﹣U1″﹣UL″＝4V﹣1.25V﹣1.25V＝1.5V，
R2的功率为：P2＝×IL＝1.5V×0.25A＝0.375W
R1的功率为：P1＝I2R1＝（0.3A）2×R1＝（0.3A）2×5Ω＝0.45W
所以P1：P2＝0.45W：0.375W＝6：5
故答案为：5；4；0.25；6：5。
16．如图甲所示电路，电源电压不变，R0为定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为R，小灯泡的额定电压为3V。第一次只闭合S1、S3，将滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端。第二次只闭合开关S2，将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑动，当滑动变阻器连入电路阻值为Ra时，滑动变阻器的功率为Pa，电压表V2的示数为1.5V，当滑动变阻器连入电路阻值为Rb时。滑动变阻器的功率为Pb，小灯泡正常发光，停止移动滑片。图乙是两次实验中电流表A与电压表V1、V2示数关系图象，已知Rb：R＝1：4，Pa：Pb＝6：5。则小灯泡的额定功率为 1.5 W。只闭合S1、S3时，滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端的过程中，R0的最大功率与滑动变阻器R的最大功率之比为 4：1 。

【答案】1.5；4：1。
【解答】解：第一次只闭合开关S1、S3，定值电阻与变阻器串联，电压表V1测电源电压，电流表测电路的电流，当变阻器R的滑片滑至最上端时，为定值电阻的简单电路，因电压表V1测电源电压，故V1示数保持不变；第二次只闭合开关S2，灯与变阻器串联，电压表V1测电源电压，V2测灯的电压，电流表测电路的电流，将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑至中点再滑至最上端时，变阻器连入电路的电阻逐渐变小，最后为0，由欧姆定律，电路的电流变大，灯的电压变大，故图中左边的曲线表示电流表A与电压表V2示数关系，竖线表示电流表A与电压表V1示数的关系：
小灯泡的额定电压为3V，滑动变阻器连入电路阻值为Rb时，灯泡正常发光，因灯泡正常发光时，通过电路的电流最大，由图知此时的电流为0.5A，故灯的额定功率：P＝ULIL＝3V×0.5A＝1.5W，
第二次只闭合开关S2，当滑动变阻器连入电路阻值为Ra时，由图可知灯泡两端的电压为1.5V时，通过电路的电流为0.3A，设电源电压为U，
根据串联电路电压规律和电功率公式可得：Pa＝UaI′＝（U﹣U2）I′＝（U﹣1.5V）×0.3A，Pb＝UbI＝（U﹣UL）IL＝（U﹣3V）×0.5A，
已知Pa：Pb＝6：5，即＝，
解得：U＝4.5V，
滑动变阻器连入电路阻值为Rb时，滑动变阻器两端的电压：Ub＝U﹣UL＝4.5V﹣3V＝1.5V，
此时滑动变阻器接入电路的电阻：Rb＝＝＝3Ω，
已知Rb：R＝1：4，则滑动变阻器的最大值为：R＝4Rb＝4×3Ω＝12Ω，
第一次只闭合开关S1、S3，定值电阻与变阻器串联，当变阻器R的滑片滑至最上端时，为定值电阻的简单电路，由图乙可知此时通过电路的电流为0.45A，则定值电阻的阻值：R0＝＝＝10Ω＜12Ω，
此时R0的功率最大，为P0＝UI0＝4.5V×0.45A＝2.025W，
滑动变阻器的滑片滑动过程中，滑动变阻器的电功率等于电路总功率与定值电阻的功率之差，即PR＝UI﹣I2R0＝4.5V×I﹣I2×10Ω，根据抛物线的性质可知当I＝＝0.225A时，PR有最大值，最大为＝0.50625W，
R0的最大功率与滑动变阻器R的最大功率之比为：＝＝。
故答案为：1.5；4：1。
17．在如图甲所示的电路中，电源电压U＝6V保持不变，小灯泡L标有“6V 0.5A”字样，灯泡的电流与电压的关系如图乙所示。当闭合开关S1、S2，断开S3，将R2的滑片置于距左端处。移动R1的滑片，当R1的滑片在最右端时，电压表V1的示数为2V；当闭合开关S3，断开S1、S2，在电路安全的前提下移动R2的滑片，当R2的滑片在距左端处时，电压表V2的示数为3V。电流表的量程为0～3A，电压表V1的量程为0～15V，电压表V2的量程为0～3V。

（1）求小灯泡正常工作时的电阻；
（2）只闭合S3，为保证安全求滑动变阻器的取值范围；
（3）所有开关可以任意闭合或断开，在保证电路安全且电路中有电流的情况下，求电路消耗的总功率的最大值和最小值。
【解答】解：（1）小灯泡正常工作时的电阻RL＝＝＝12Ω；
（2）只闭合S3，灯泡和变阻器R2串联，电压表V2测量R2两端的电压，电压表V2的量程为0﹣3V，当R2的滑片在距左端处时，电压表V2的示数为3V，由串联电路的分压规律可知，此时R2的阻值较大，由串联电路电压的规律可知，灯泡两端的电压Ul＝U﹣U2＝6V﹣3V＝3V。
由图乙可知，灯泡的电压是3V时，通过它的电流是0.4A，灯泡的电阻Rl＝＝＝7.5Ω。灯泡和R2两端的电压相等，由串联电路的分压规律可知，灯泡和R2的阻值相等，所以此时R2接入电路的最大阻值R2′＝7.5Ω。
因为电流表的量程为0﹣3A，当R2的滑片移动到最左端，R2连入电路的电阻为零，电路中只有灯泡，电源电压是6V，灯泡两端的电压是6V，此时灯泡的电流是0.5A，没有超过量程，所以滑动变阻器的取值范围是0～7.5Ω。
（3）当闭合开关S3，断开S1、S2，在当R2的滑片在距左端处时，电压表V2的示数为3V，由（2）可知，当R2的滑片在距左端处时阻值7.5Ω，则R2的最大阻值R2大＝4R2′＝4×7.5Ω＝30Ω；
当闭合开关S3，断开S1、S2，L和R2串联，将R2的滑片置于距左端处。移动R1的滑片，当R1的滑片在最右端时，电压表V1的示数为2V，电压表V1测量R2两端的电压，示数为2V，由串联电路的分压规律得到：
＝，即：＝，
解得：R1＝15Ω
当开关S2，S3都闭合，R2的滑片在最左端，R1和L并联，由串并联电路电阻的规律可知电路的总电阻最小，由P＝ 可知，电路的总功率最大，电路消耗的总功率的最大值：P最大＝+U额I额＝+6V×0.5A＝5.4W。
由（1）可知小灯泡正常发光时的电阻是12Ω，由图乙可知，RL＝12Ω是它的最大阻值，灯泡的电阻小于R1的阻值，所以闭合S2，R1和R2串联，电压表为3V时，R2接入电路的电阻最大，此时电路的总电阻最大，由P＝ 可知，电路的总功率最小，由串联电路电压的规律和欧姆定律得到通过电路的电流：I′＝＝＝0.2A
最小功率：P最小＝UI′＝6V×0.2A＝1.2W
答：（1）小灯泡正常工作时的电阻是12Ω；
（2）只闭合S3，为保证安全，滑动变阻器的取值范围是0～7.5Ω；
（3）所有开关可以任意闭合或断开，在保证电路安全且电路中有电流的情况下，电路消耗的总功率的最大值是5.4W，最小值是1.2W。
18．如图所示电路，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移到阻值最大端B点时，灯L的电功率为PL．电流表的示数为I1；当开关S1断开、S2闭合时，灯L的电功率为PL′，电流表的示数为I2．已知PL：PL′＝9：25．通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P，会形成不同的电路，在这些不同的电路中，电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3：1．（灯丝电阻不随温度改变）
（1）求电流表的示数I1与I2的比值。
（2）求RB：R1
（3）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＝3：2，Rc的电功率为10W．通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P使电路消耗的功率最大时，灯正常发光。求灯的额定功率。

【解答】解：（1）当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，灯泡L与滑动变阻器R2串联；
当开关S1断开、S2闭合时，灯泡L与电阻R1串联，
根据P＝UI＝I2R可知，电流I＝，
则电流表的示数I1与I2的比值：
＝＝＝。
（2）由I＝得，电源电压：
U＝I1（RL+RB）＝I2（RL+R1）
因为I1：I2＝3：5，
所以，代入数据整理得，2RL＝3RB﹣5R1﹣﹣﹣①
因为电源电压不变，
所以根据P＝可得：
当S1、S2都闭合，电路中只有灯L接入电路时，电路消耗的功率最大；
当S1、S2都断开，电路中三电阻串联时，电路消耗的功率最小。
当电源电压一定，电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比：
＝＝，
整理得，2RL＝R1+RB﹣﹣﹣②
联立①②可解得，RB：R1＝3：1。
（3）当开关S1，S2都断开时，灯泡L与电阻R1、R2串联，电压表V1测L与R1两端的总电压，电压表V2测R1与R2两端的总电压，
＝＝，
整理得，2RL＝R1+3RC﹣﹣﹣③
联立①②③可解得，RL＝2RC，
则有：R1：RL：RC：RB＝1：2：1：3，
由欧姆定律得，RC两端的电压：
UC＝RC＝U，
则有：＝＝×＝（）2×＝，
所以灯泡的额定功率：PL＝8PC＝8×10W＝80W。
答：（1）电流表的示数I1与I2的比值为；
（2）RB：R1＝3：1；
（3）灯的额定功率为80W。
19．小华设计了一个三个挡位的电火锅，其内部电路如图所示，R1、R2为电热丝，R3为电位器（图中用变阻器表示），通过控制开关S1、S2、S3的通断可使电火锅在三个不同的挡位工作，其中挡位Ⅰ、Ⅱ功率较小，功率大小可通过电位器调节；挡位Ⅲ功率为最大值且不可调节。
（1）说明此电路处于最大电功率挡时，需要闭合的开关。
（2）为使此电火锅能在电压不足的山区使用，小华按以下要求进行设计：当电压200V，最大功率1000W；只闭合开关S1时电路处于挡位Ⅰ，R1功率可从100W调节到400W，请按上述要求计算出满足要求的电热丝R1的阻值和电位器的最大电阻值R3。
（3）只闭合开关S2时，电路处于挡位Ⅰ、Ⅱ，请计算处于这个挡位时流过电阻丝R2的电流的变化范围。
【解答】解：（1）由电路图可知，当开关S1，S2，S3闭合时，R1、R2并联，电路中的电阻最小；
根据P＝可知，此电路处于最大电功率挡；
（2）当只闭合S1，电路状态如下图所示：

若R3处于阻值为零处时，挡位I功率为最大值：
P1max＝＝＝400W，
解得：R1＝100Ω，
若R3处于阻值最大处时，挡位I功率为最小值：
由P＝I2R可得，电路中的电流：
I＝＝＝1A，
由I＝可得，电路中的总电阻：
R＝＝＝200Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电位器的最大电阻值：
R3＝R﹣R1＝200Ω﹣100Ω＝100Ω；
（3）当S1，S2，S3都闭合时，R1、R2并联，R1的功率P1max＝400W，
因电路中总功率等于各用电器功率之和，
所以，R2的电功率：
P2＝Pmax﹣P1max＝1000W﹣400W＝600W，
则R2＝＝＝Ω≈66.67Ω；
当只闭合S2时，如下图所示：
若R3处于阻值为零处时，流过电阻丝R2的电流最大：
Imax＝＝＝3A；
若R3处于阻值最大处时，流过电阻丝R2的电流最小：
Imin＝＝＝1.2A；
电流的变化范围约为1.2A～3A。
答：（1）此电路处于最大电功率挡时，应闭合的开关是S1，S2，S3；
（2）满足要求的电热丝R1的阻值为100Ω，电位器的最大电阻值R3为100Ω；
（3）只闭合开关S2时，电路处于挡位Ⅰ、Ⅱ时，流过电阻丝R2的电流的变化范围为1.2A～3A。
19．太阳能是21世纪重点发展应用的能源这一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车。如图所示，是一辆太阳能汽车动力部分的电路图，行驶时，通过改变滑动变阻器R的电阻来调节电动机M的转速，从而改变汽车行驶的速度，当滑动变阻器的滑片在最右端时，汽车的行驶速度最大，此时电压表的读数为120V，电流表的示数为10A。
（1）求汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率；（需选择公式P＝UI或P＝U2/R）
（2）当汽车以最大速度行驶90min后，此时电动机消耗的电能为多大？这些能相当于多少kg的93#汽油完全燃烧放出的热量？（93#汽油的热值为4.5×107J/Kg）

【解答】解：（1）汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率：
P电＝UI＝120V×10A＝1200W；
（2）汽车以最大速度行驶90min时电动机消耗的电能：
W＝Pt＝1200W×90×60s＝6.48×106J；
（3）这些能相当于多少kg的93#汽油完全燃烧放出的热量：
m＝＝＝＝0.144kg。
答：（1）汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率为1200W；
（2）汽车以最大速度行驶90min电动机消耗的电能为6.48×106J；相当于0.144kg的93#汽油完全燃烧放出的热量。
20．小华设计了一个三个挡位的电火锅，其内部电路如图所示，R1、R2为电热丝，R3为电位器（图中用变阻器表示），通过控制开关S1、S2、S3的通断可使电火锅在三个不同的挡位工作，其中挡位Ⅰ、Ⅱ功率较小，功率大小可通过电位器调节；挡位Ⅲ功率为最大值且不可调节。
（1）说明此电路处于最大电功率挡时，需要闭合的开关。
（2）为使此电火锅能在电压不足的山区使用，小华按以下要求进行设计：当电压200V，最大功率1000W；只闭合开关S1时电路处于挡位Ⅰ，R1功率可从100W调节到400W，请按上述要求计算出满足要求的电热丝R1的阻值和电位器的最大电阻值R3。
（3）只闭合开关S2时，电路处于挡位Ⅰ、Ⅱ，请计算处于这个挡位时流过电阻丝R2的电流的变化范围。

【解答】解：（1）由电路图可知，当开关S1，S2，S3闭合时，R1、R2并联，电路中的电阻最小；
根据P＝可知，此电路处于最大电功率挡；
（2）当只闭合S1，电路状态如下图所示：

若R3处于阻值为零处时，挡位I功率为最大值：
P1max＝＝＝400W，
解得：R1＝100Ω，
若R3处于阻值最大处时，挡位I功率为最小值：
由P＝I2R可得，电路中的电流：
I＝＝＝1A，
由I＝可得，电路中的总电阻：
R＝＝＝200Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电位器的最大电阻值：
R3＝R﹣R1＝200Ω﹣100Ω＝100Ω；
（3）当S1，S2，S3都闭合时，R1、R2并联，R1的功率P1max＝400W，
因电路中总功率等于各用电器功率之和，
所以，R2的电功率：
P2＝Pmax﹣P1max＝1000W﹣400W＝600W，
则R2＝＝＝Ω≈66.67Ω；
当只闭合S2时，如下图所示：
若R3处于阻值为零处时，流过电阻丝R2的电流最大：
Imax＝＝＝3A；
若R3处于阻值最大处时，流过电阻丝R2的电流最小：
Imin＝＝＝1.2A；
电流的变化范围约为1.2A～3A。
答：（1）此电路处于最大电功率挡时，应闭合的开关是S1，S2，S3；
（2）满足要求的电热丝R1的阻值为100Ω，电位器的最大电阻值R3为100Ω；
（3）只闭合开关S2时，电路处于挡位Ⅰ、Ⅱ时，流过电阻丝R2的电流的变化范围为1.2A～3A。
21．太阳能是21世纪重点发展应用的能源这一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车。如图所示，是一辆太阳能汽车动力部分的电路图，行驶时，通过改变滑动变阻器R的电阻来调节电动机M的转速，从而改变汽车行驶的速度，当滑动变阻器的滑片在最右端时，汽车的行驶速度最大，此时电压表的读数为120V，电流表的示数为10A。
（1）求汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率；（需选择公式P＝UI或P＝U2/R）
（2）当汽车以最大速度行驶90min后，此时电动机消耗的电能为多大？这些能相当于多少kg的93#汽油完全燃烧放出的热量？（93#汽油的热值为4.5×107J/Kg）

【解答】解：（1）汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率：
P电＝UI＝120V×10A＝1200W；
（2）汽车以最大速度行驶90min时电动机消耗的电能：
W＝Pt＝1200W×90×60s＝6.48×106J；
（3）这些能相当于多少kg的93#汽油完全燃烧放出的热量：
m＝＝＝＝0.144kg。
答：（1）汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率为1200W；
（2）汽车以最大速度行驶90min电动机消耗的电能为6.48×106J；相当于0.144kg的93#汽油完全燃烧放出的热量。
22．两个白炽灯泡L1上标着“220V10W”，L2上标着“220V40W”。现把它们串联后接入电压为220V的电路，下列说法正确的是（ ）
A．L2的实际功率大于L1的实际功率
B．L1、L2的实际总功率小于100W，大于40W
C．L1、L2的实际功率之比是2：5
D．L1的实际功率小于8W
【答案】D。
【解答】解：由P＝UI＝可得，两灯泡的电阻分别为：
R1＝＝＝4840Ω；R2＝＝＝1210Ω，
两灯泡串联后接入220V的电路时，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流为：
I＝＝＝A，
两灯泡的实际功率分别为：
P1′＝I2R1＝（A）2×4840Ω＝6.4W；
P2′＝I2R2＝（A）2×1200Ω＝1.6W，
所以，L1的实际功率大于L2的实际功率；
两灯泡的总功率：
P＝P1′+P2′＝6.4W+1.6W＝8W；
两灯泡的功率之比：
P1′：P2′＝＝4：1，故D正确，ABC错误。
故选：D。
23．如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当在a、b间接“6V 6W”的灯泡L1时，闭合开关，灯L恰能正常发光；断开开关，在a、b间换接入一个“6V 8W”的灯泡L2后，再闭合开关，L的亮度变 亮 （选填“亮”或“暗”），L2消耗的实际功率 小于 8W（选填“大于”，“小于”或“等于”）

【答案】亮；小于。
【解答】解：根据公式R＝可知，当电压相同时，电功率越大，电阻越小，所以灯泡L2的电阻小于灯泡L1的电阻；
改接后，电路电阻变小，根据欧姆定律可知，电路电流变大，根据公式P＝I2R可知，灯泡L的实际功率变大，亮度变亮；
灯泡L两端的电压变大，灯泡L2两端的电压将小于6V，所以实际功率小于8W。
故答案为：亮；小于。
24．如图所示，图甲是小明同学研究调光灯的实验电路图，小灯泡规格是“6V3W”，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P在A点时，滑动变阻器连入电路的电阻为R1，电压表的示数为4V；当滑动变阻器滑片P在B点时，滑动变阻器连入电路的电阻为R2，电压表的示数为1V，且R2＝3R1，测绘出小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，电源电压保持不变。
（1）根据小灯泡的I﹣U图象判断，小灯泡的阻值是否恒定？ 不恒定 （选填“恒定”或“不恒定”）用物理知识解释其原因是 灯丝电阻随温度的改变而改变 。
（2）小灯泡正常发光时的电流是多少？
（3）小灯泡两端电压为4V时的实际功率是多少？
（4）电源电压是多少伏？

【解答】解：
（1）由小灯泡的I﹣U图象可知，电流与电压不成正比，说明小灯泡的阻值不恒定，其原因是灯丝电阻随温度的改变而改变；
（2）由P＝UI可得，小灯泡正常发光时的电流：
IL＝＝＝0.5A；
（3）由图象可知，小灯泡两端电压UL′＝4V时，IL′＝0.45A，
则小灯泡的实际功率：
PL实＝UL′IL′＝4V×0.45A＝1.8W；
（4）当滑动变阻器滑片P在A点时，电压表的示数UL′＝4V，变阻器连入电路的电阻为R1，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，此时电路中的电流I1＝IL′＝0.45A，
由I＝可得，电源的电压：
U＝UL′+I1R1＝4V+0.45A×R1，
即U＝4V+0.45A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑动变阻器滑片P在B点时，滑动变阻器连入电路的电阻为R2，电压表的示数UL″＝1V，R2＝3R1，
由图象可知，此时电路中的电流I2＝IL″＝0.2A，
则电源的电压：
U＝UL″+IR2＝1V+0.2A×R2＝1V+0.2A×3R1，
即U＝1V+0.2A×3R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：R1＝20Ω，U＝13V。
答：（1）不恒定；灯丝电阻随温度的改变而改变；
（2）小灯泡正常发光时的电流是0.5A；
（3）小灯泡两端电压为4V时的实际功率是1.8W；
（4）电源电压是13V。
25．在如图甲所示的电路中，灯泡的额定电压为6V，灯泡的I﹣U关系如图乙所示，电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～0.6A，变阻器R2的最大阻值为100Ω，只闭合开关S2，滑片滑到某处时，电压表的示数为10V，电流表的示数为0.4A，定值电阻R1消耗的功率为2.8W．求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）R1的阻值及电源电压；
（3）只闭合开关S1，在电路安全的情况下，求电路消耗的最大功率计变阻器连入电路的最大阻值为多少？
【解答】解：（1）因为灯泡的额定电压为6V，根据灯泡的I﹣U关系图乙可知，其额定电流为0.5A，故灯泡的额定功率为：PL＝ULIL＝6V×0.5A＝3W；
（2）当只闭合S2时，两电阻串联，电压表测量R2的电压，则U2＝10V；I1＝I＝0.4A；
由题意可得：＝0.4A ①
＝2.8W ②
由①②解得：U＝17V
R1＝17.5Ω
（3）只闭合S1时，滑动变阻器与灯泡串联，因为小灯泡额定电流为0.5A，故电路中的最大电流为Imax＝0.5A，
因此电路消耗的最大功率为Pmax＝UImax＝17V×0.5A＝8.5W；
当电压表示数为15V时，滑动变阻器阻值最大，由于串联此时灯泡两端电压为UL＝17V﹣15V＝2V，由图乙可知此时电流为IL′＝0.3A，
故I2＝IL′＝0.3A，滑动变阻器接入的最大阻值为：R2＝＝＝50Ω。
答：（1）灯泡的额定功率为3W；
（2）R1的阻值17.5Ω；电源电压17V；
（3）只闭合开关S1，在电路安全的情况下，电路消耗的最大功率8.5W；变阻器连入电路的最大阻值为50Ω。
26．经调查发现：在绥滨县沿江公园里有“PZ220V、40W”的灯泡100个：
（1）若让你采购电能表你会选取如图中的 B （选填“A或B”）。
（2）若用电高峰期电压时200V，则一个灯泡的实际功率为多大？
（3）若该公园照明全部采用太阳能电池板供电，且采用与“PZ220V 40W”灯泡发光亮度相同的“12W”的LED节能灯，与使用“PZ220V 40W”灯泡正常工作相比，每天（工作8小时）能节约多少千瓦时的电能？
（4）第（3）问节约的电能相当于多少千克优质煤完全燃烧所放出的热量？（q煤＝3.4×107J/kg）
【解答】解：（1）因为公园里的灯都是并联的，所以当所有的灯都正常发光时，灯的总功率为P＝40W×100＝4000W；
A电能表正常工作所测得电功率为PA＝UI＝220V×10A＝2200W；
B电能表正常工作所测得电功率为PB＝UI＝220V×20A＝4400W；
因为PB＝4400W＞4000W，所以选择B电能表；
（2）一盏灯的电阻为R＝＝＝1210Ω，当实际电压为200V时，P实＝＝≈33.06W
（3）采用节能灯时，节约的电功率为P′＝（40W﹣12W）×100＝2800W＝2.8kW；
又t＝8h
则每天（工作8小时）能节约W′＝P′t＝2.8kW×8h＝22.4kW•h；
（4）因为Q＝W′＝22.4kW•h＝22.4×3.6×106J；q煤＝3.4×107J/kg
由Q＝mq得m＝＝≈2.37kg
答：（1）B；
（2）一个灯泡的实际功率为33.06W；
（3）每天（工作8小时）能节约22.4kW•h的电能；
（4）第（3）问节约的电能相当于2.37kg优质煤完全燃烧所放出的热量。
27．阅读下面的短文，并回答相关的问题

发电厂发出的电，并不是只供附近的人们使用，还要传输到很远的地方。如图是电能输送的示意图。在输电线上，由于电流的热效应，必然有一部分电能转化成内能而损失掉，导线越长，损失越多。目前远距离送电主要采取高压送电的方式来减少线路上的损失。如把发电机、高压输电线、变压器这些统称为供电设备，电能输送的示意图就可以作如图的简化。请结合短文和所学知识回答下列问题：
（1）在发电阶段，发电机是把 机械 能转化为 电 能，导线上内能的变化是通过 做功 方式实现的
（2）在输电阶段，输电线上常用如图装置将四根导线并联起来，相当于增大了导线的 横截面积 ，从而减小了导线的 电阻 ，以达到减少输电线上电能损失的目的。电能消耗量可用 电能表 测量。
（3）在保证输送功率不变的情况下，采用高压送电可以减少电能在线路上的损失的原因是。 由焦耳定律Q＝I2Rt可知：在R和t一定时，减小I，可以减小电能的损失，又由公式I＝可知，当P一定时，要减小I，必需增大U 。
（4）在用电阶段，某用户标有“220V 40W”的灯泡在用电高峰期时发光比平时暗的原因是 用户多，电流变大，由U＝IR知，U变大，用户电压变小，灯变暗 。
（5）如果供电设备的输出电压恒为220V，通过总电阻为0.2Ω的输电线向居民楼内用户供电，当居民楼内所有用电器消耗的总功率为21.78kW的时候，上述灯泡的实际电压为 198 V、实际功率为 32.4 W（不考虑灯泡电阻的变化）。
【答案】（1）机械；电；做功；（2）横截面积；电阻；电能表；（3）由焦耳定律Q＝I2Rt可知：在R和t一定时，减小I，可以减小电能的损失，又由公式I＝可知，当P一定时，要减小I，必需增大U；（4）用户多，电流变大，由U＝IR知，U变大，用户电压变小，灯变暗；（5）198；32.4。
【解答】解：（1）发电机转动，消耗机械能，得到电能，电能转化为机械能；电流通过导线发热，将电能转化为内能，是电流做功的过程；
（2）导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关；
将四根导线并联起来进行高压输电目的是为了减小电能的损失，在导线长度不能改变时可以通过改变横截面积，四根导线并联时相当于增大了横截面积，所以电阻会减小，损失的电能也减少；
（3）由焦耳定律Q＝I2Rt可知：在R和t一定时，减小I，可以减小电能的损失，又由公式I＝可知，当P一定时，要减小I，必需增大U。
（4）在用电的高峰期，由于并入电路中的用电器变多，总电阻变少，由欧姆定律知电路中的电流变大；
用电器与输电线是串联的，输电导线也有电阻，当其电流变大时，其分得的电压就变大，又知电源电压220V不变，用电器两端的电压就变小了；由P＝可知白炽灯的实际功率比正常减小，所以发光要变暗些。
（5）由P＝UI，I＝得，“220V 40W”灯泡的电阻为：
RL＝＝＝1210Ω；
设居民楼内所有用电器的两端电压为U实，则导线两端的电压为220V﹣U实；
由I＝，P＝UI得，用电器中的电流为：I＝，
则有：＝，
＝，
解得：U实＝198V
灯泡的实际功率P实＝＝＝32.4W。
故答案为：（1）机械；电；做功；（2）横截面积；电阻；电能表；（3）由焦耳定律Q＝I2Rt可知：在R和t一定时，减小I，可以减小电能的损失，又由公式I＝可知，当P一定时，要减小I，必需增大U；（4）用户多，电流变大，由U＝IR知，U变大，用户电压变小，灯变暗；（5）198；32.4。
额定工作电压
12V
额定功率
30W
电池容量
2500mAh
工作噪音
＜50dB
真空度（Pa）
400
450
500
550
600
风量（m3/s）
0.025
0.02
0.017
0.015
0.013
吸入功率（W）
10.00
9.00
8.50
7.80