第18章 电功率（易错模拟题汇编）-最新中考物理一轮复习高频考点精讲与易错题精练（全国通用）

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1.“网络式”复习法：即采用章、节、标题、要点四个层次对教材进行梳理；
2.提高“回头率”：为了防止遗忘，就要采用提高“回头率”的`方法，即看完一节、一章、一部分之后，再回头扫视一遍，这样知识得到了系统的巩固，效果很好；
3.“空想法”：所谓空想法就是不看课本回想看过的内容;或看课本的大纲填充细节；
4.树形图：选出一本较有代表性的参考书，通读全书后，理出该领域研究的主要线索。
5.梳理错题法：把综合复习阶段做过的所有习题重新浏览一遍；
6.“齐头并进”法：在复习过程中，由于要复习的学科多，所以必须合理安排时间。
第18章 电功率（易错模拟题汇编）
一、选择题
1．（2022•天津模拟）小明给自己家的电能表拍了一张照片，如图所示，他仔细观察照片后得出下列四个结论，其中正确的是（ ）
A．此电能表转盘每小时转过2500圈
B．此电能表的平时工作电流不超过10A
C．拍照片时，小明家已消耗的电能为9316kW•h
D．拍照片时，小明家已消耗的电能为931.6J
解：A、2500r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上转盘转2500转，故A错误；
B、10A是指电能表平时工作允许通过的最大电流，即不超过10A，故B正确；
CD、电能表读数时的单位是kW•h，最后一位是小数，所以拍照片时小明家中已消耗的电能为931.6kW•h，故CD错误。
答案：B。
2．（2022•长沙模拟）某建筑工地需要架设临时供电线路，实现照明和电加热功能。其简化电路如图所示，供电处电压U不变，从供电处到工地用长导线（有电阻）连接。闭合开关S1、S2时，加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较，下列说法正确的是（ ）
A．照明灯亮度不变
B．照明灯亮度变弱
C．单位时间内长导线上消耗的电能减少
D．单位时间内整个供电线路消耗的电能不变
解：设长导线的电阻为R0，由图知，
AB、闭合开关S1、S2时，灯泡与加热器并联后再与R0串联，设此时灯泡两端电压为UL，
断开开关S2时，灯泡与R0串联，设此时灯泡两端电压为UL′；
由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，
所以，断开开关S2时，灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻，
导线的电阻不变，因灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻，根据串联电路的分压规律可知，灯泡两端的电压变大，即UL′＞UL，
灯泡的电阻可认为不变，由P=U2R知，PL′＞PL，即断开开关S2时，灯泡的实际功率变大，所以灯泡变亮；故A、B错误；
C、由前面解答可知，断开开关S2时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由欧姆定律知，电路中电流减小，导线的电阻不变，由公式W＝I2Rt知，单位时间内长导线上消耗的电能减少，故C正确；
D、断开开关S2时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由W=U2R•t知，单位时间内整个供电线路消耗的电能减少，故D错误。
答案：C。
3．（2022•天津模拟）小明利用电能表测量某个家用电器的电功率，当电路中只有这个电器连续工作时，测得在1h内，消耗的电能为1.2kW•h，那么这个用电器是（ ）
A．液晶电视机B．台式计算机C．家用空调D．电冰箱
解：
用电器在t＝1h内消耗的电能为W＝1.2kW•h，用电器的电功率：
P=Wt=1.2kW⋅ℎ1ℎ=1.2kW＝1200W，
液晶电视机的电功率约为100W，台式计算机的电功率约为200W，空调的电功率约为1000W，电冰箱的功率约为100W，
所以电功率是1200W的用电器是空调。
答案：C。
4．（2022•自贡模拟）甲、乙两个小灯泡上分别标有“6V 3W”和“4V 2W”字样，现在把它们按不同方式接在不同电路中（不考虑灯丝电阻的变化），下列判断错误的是（ ）
A．若把它们并联在4V电路中，乙灯正常发光
B．若把它们并联在4V电路中，甲灯比乙灯亮
C．若把它们串联在10V电路中，两灯都可以正常发光
D．若把它们串联在10V电路中，甲灯比乙灯亮
解：由P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为：
I甲=P甲U甲=3W6V=0.5A，I乙=P乙U乙=2W4V=0.5A，
由I=UR可得，两灯泡的电阻分别为：
R甲=U甲I甲=6V0.5A=12Ω，R乙=U乙I乙=4V0.5A=8Ω。
AB、两灯泡并联在4V电路中时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡正常发光，
所以，只有乙灯泡能正常发光，其实际功率为P乙实＝P乙＝2W；
甲灯泡不能正常发光，其实际功率为P甲实=U2R甲=(4V)212Ω≈1.33W＜P乙实，
所以乙灯比甲灯亮，故A正确，B错误；
CD、两灯泡串联在10V电路时，
两灯的总电阻为R＝R甲+R乙＝12Ω+8Ω＝20Ω，
此时电路中的电流为I串=UR=10V20Ω=0.5A，
因串联电路中各处的电流相等，且此时的电流与两灯泡的额定电流相等，
所以，两灯泡可以同时正常发光；
此时两灯实际功率都等于各自的额定功率，因为P甲＞P乙（即3W＞2W），所以甲灯较亮，故C、D正确。
答案：B。
5．（2022•南充模拟）智能手机在现代生活中的作用越来越重要，频繁的使用会导致它的电能消耗很快，当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，这是通过以下哪种方式实现的（ ）
A．增大电池电压B．增加总功率
C．减小总功率D．降低散热能力
解：当手机“电量”所剩无几时，即W一定，由P=Wt可得，W＝Pt，要延长使用时间t，则减小总功率P，因此手机的“省电模式”来是通过减小总功率的方式来延长使用时间的。
答案：C。
6．（2022•济宁模拟）一灯泡标有“6V 6W”字样，其工作时I﹣U图象如图甲所示。将小灯泡和标有“10Ω 1A”字样的滑动变阻器连接在如图乙所示的电路中，电源电压恒定不变，当滑片P在最左端时，小灯泡恰好能正常发光。电流表量程0～3A，电压表量程0～3V．闭合开关，为保证电路安全，在移动滑动变阻器的滑片过程中，下列说法正确的是（ ）
①小灯泡的最小功率0.75W
②滑动变阻器的阻值变化范围是0～4Ω。
③电流表的变化范围是0.5A～1A
④电路的总功率变化范围4.5W～6W
A．只有②④B．只有①②④C．只有①③D．只有③④
解：
①②、灯泡标有“6V 6W”字样，表示灯的额定电压为6V，额定功率为6W，
当滑片P在最左端时（变阻器连入电路的电阻为0），为灯的简单电路，小灯泡恰好能正常发光，故电源电压为6V；
由图甲知，电压表测变阻器的电压，电压表量程0～3V，则变阻器两端的电压最大为3V，
由串联电路电压的规律，灯的最小电压为：U小＝U﹣U滑大＝6V﹣3V＝3V，
由图甲知，此时灯的最小电流为0.75A，故电路中的电流最小为0.75A；
则灯的最小功率：
PL小＝U小I小＝3V×0.75A＝2.25W；故①错误；
由欧姆定律可得，变阻器的最大电阻：
R滑大=U滑大I小=3V0.75A=4Ω，
由题意可知变阻器接入电路的阻值可以为0，故滑动变阻器的阻值变化范围是0～4Ω，故②正确；
③④、由前面解答可知，电路中的电流最小为0.75A；
串联电路中各处的电流相等，当灯正常发光时，电路的最大电流为：
I大=PLUL=6W6V=1A，
所以，电流表的变化范围是0.75A～1A，故③错误；
根据P＝UI可得，电路消耗的最大功率和最小功率分别为：
P大＝UI大＝6V×1A＝6W；
P小＝UI小＝6V×0.75A＝4.5W；
所以，电路的总功率变化范围4.5W～6W，故④正确。
答案：A。
7．（2022•菏泽模拟）如图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．计算器B．电风扇
C．电暖气D．电视机
解：
A、计算器工作时主要把电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，故A不合题意；
B、电风扇主要是把电能转化为机械能，不是利用了电流的磁效应，故B不合题意；
C、电暖气将电能转化为内能，利用了电流的热效应，故C符合题意；
D、电视机工作时注意把电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，故D不合题意。
答案：C。
8．（2022•临沂模拟）甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W。再闭合开关S2后，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数为0.5A
B．小灯泡L的电阻为40Ω
C．电路总功率增加了0.4W
D．在1min内电阻R产生的热量为60J
解：由图乙可知，只闭合S1时，该电路为灯L的简单电路，电流表测电路中的电流；
此时灯L的实际功率为P＝UI＝1W，由图甲可知，此时灯L的电流为IL＝0.5A，U＝UL＝2V。
A、由图乙可知，再闭合S2时，该电路为L和R的并联电路，电流表测干路电流；
由并联电路的电压特点可知电源电压为：U＝UR＝UL＝2V，
由图甲可知，此时通过R的电流为：IR＝0.2A，并联电路中各个支路之间互不影响，因此电流表示数增加了0.2A，故A错误；
B、由图乙知，灯泡两端电压不变，UL＝2V时，灯泡的电阻RL=ULIL=2V0.5A=4Ω，故B错误；
C、电流表示数增加了0.2A，电路总功率增加量ΔP＝UΔI＝2V×0.2A＝0.4W，故C正确；
D、1min内电阻R产生的热量QR＝WR＝UIRt＝2V×0.2A×60s＝24J，故D错误。
答案：C。
9．（2022•无锡模拟）正常工作的电取暖器，它的发热管热的发红，而供电的电源线却不热，这主要是因为（ ）
A．电源线散热比发热管快得多
B．通过电源线的电流小于发热管的电流
C．电源线的绝缘隔热性能好
D．电源线的电阻远小于发热管的电阻
解：电取暖器的发热管与电源线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，故B错误；
因为电源线的电阻远小于发热管的电阻，即R电源线＜R发热管，
所以，由Q＝I2Rt可知，Q电源线＜Q发热管，
即电流通过电源线产生的热量很少，电流通过发热管产生的热量比较多，
所以，发热管发红发热，而供电的电源线却不怎么热，而散热快慢、隔热性能并非主要原因，故AC错误、D正确。
答案：D。
10．（2022•南京模拟）如图所示，电源电压为6V且保持不变，R0＝30Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“3V 1.5W”字样。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全，则（ ）
A．当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω～20Ω
B．当S闭合，S1、S2都断开时，电路消耗最大功率是3.6W
C．当S、S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率最小值为2.4W
D．当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω
解：
A、S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器与灯泡串联。
由P=U2R可得，小灯泡电阻RL=U额2P额=(3V)21.5W=6Ω，
由P＝UI可得小灯泡正常发光时的电流：I=P额U额=1.5W3V=0.5A，
当电路中电流最大时，电阻最小，则滑动变阻器接入电路的最小阻值：R小=U−U额I=6V−3V0.5A=6Ω；
滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，则最大阻值R大＝20Ω，故滑动变阻器接入电路的阻值范围是6Ω～20Ω；故A错误；
B、S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器与L串联，电阻最小时电流最大，其最大电流：I最大=6V6Ω+6Ω=0.5A
电路消耗最大功率P最大＝UI最大＝6V×0.5A＝3W；故B错误；
C、S、S1、S2都闭合，滑动变阻器与R0并联，通过R0的电流：I1=UR0=6V30Ω=0.2A，
当滑动变阻器的阻值最大时，此支路上的电流最小，则I2=UR最大=6V20Ω=0.3A，
则干路上的电流I最小＝I1+I2＝0.2A+0.3A＝0.5A，
电路消耗的总功率最小值P最小＝UI最小＝6V×0.5A＝3W，故C错误；
D、由电流表的量程可知，干路中的最大电流为0.6A，则电路消耗的总功率最大，
电路中的总电阻R总=UI=6V0.6A=10Ω，
滑动变阻器与R0并联，则 1R总=1R0+1R滑，即：110Ω=130Ω+1R滑，
解得R滑＝15Ω．故D正确。
答案：D。
11．（2022•成都模拟）下列电路图中电源电压U保持不变，小灯泡的额定电压为U0，且U＞U0，定值电阻的阻值为R．在不改变电路连接的情况下，能测出小灯泡额定功率的是（ ）
A．B．
C．D．
解：A、S2闭合S3断开时，电流表把灯泡短路，灯泡不发光；S2断开S3闭合时，电流表把电阻短路；两个都闭合或断开时，电流表均无示数。测不出灯泡的额定电流，该电路图不能选；
B、S2闭合S3断开，电压表测电灯两端的电压，其上端为正极、下端为负极；
S3闭合S2断开，电压表测定值电阻R两端的电压，其上端为负极，下端为正极；
电压表的两次接线方法相反，在不改变电路连接方式的情况下，无法进行测量，故不合题意；
C、将开关拨到2的位置，电压表测量的是灯泡的两端电压，调节滑动变阻器的滑片P，使得电压表的示数为U0，则小灯泡正常发光；将开关拨到1的位置，电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压U1，通过小灯泡的电流为I=U1−U0R，小灯泡的额定功率表达式是P＝U0I=U1−U0RU0，C选项图可选。
D、开关处于1的位置，电流表把灯泡和电阻短路，电流表测量滑动电阻的电流；
开关处于2的位置，电流表把小灯泡短路，测量的是通过电阻的电流。测不出灯泡的额定电流，该电路图不能选。
答案：C。
12．（2022•德州模拟）如图甲所示电路，电源电压保持不变，电流表A的量程为0～0.6A，电压表V1、V2的量程均为0﹣3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”；滑动变阻器的滑片P在某点时，电压表V1、V2的示数之和为4V，在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P，其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
①电源电压为6V
②小灯泡的额定功率为0.75W
③滑动变阻器取值范围是3Ω～30Ω
④整个电路消耗的最大功率为2W
A．只有③和④B．只有②和③C．只有①和④D．只有①和②
解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测L两端的电压，电压表V2测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）滑动变阻器的滑片P在某点时，电压表V1、V2的示数之和为4V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压U＝4V，故①错误；
（2）当R接入电路中的电阻变大时，其分得的电压变大，电压表V2的示数变大，
此时电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，
由图乙可知，电路中的电流最小I小＝0.1A时，电压表的示数最大为3V，则对应的电压表应为V2，即图象为滑动变阻器R的I﹣U图象，
由I=UR可得，滑动变阻器接入电路中的最大阻值：
R2大=U2大I小=3V0.1A=30Ω；
由图乙可知，电路中的电流最大I大＝0.5A时，电压表V2的示数U2小＝1.5V，
此时灯泡两端的电压：
UL＝U﹣U2小＝4V﹣1.5V＝2.5V，
此时灯泡两端的电压小于V1的量程，
则此时灯泡应正常发光恰好达到额定功率，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路消耗的总功率最大，
滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R2小=U2小I大=Ω，
所以，滑动变阻器取值范围是3Ω～30Ω，故③正确；
灯泡的额定功率：
PL＝ULI大＝2.5V×0.5A＝1.25W，故②错误；
电路消耗的最大功率：
P大＝UI大＝4V×0.5A＝2W，故④正确；
综上可知，③④正确。
答案：A。
二、填空题
13．（2022•内江模拟）某品牌手机充电宝，上面标有电压为5V，容量为12000mA•h，它充满电后，可以储存的电能是 2.16×105 J，在充电过程中，将电能转化为 化学 能储存。
解：（1）该电池一次充满电后储存的电能：
W＝UIt＝5V×12000×10﹣3A×3600s＝2.16×105J；
（2）电池的充电和供电是相反的过程，充电时是把电能转化为化学能，放电时是把化学能转化为电能。
答案：2.16×105；化学。
14．（2022•昆明模拟）灯泡L1标有“12V 12W”，L2标有“12V 6W”，当它们串联时，电路两端允许加的最大电压是 18V 。如果把两灯泡分别串联或并联接入同一电源下（电源电压不变），L1和L2串联时两灯泡的总功率记为P1，并联时两灯泡的总功率记为P2，那么P1：P2＝ 2：9 。（忽略灯丝电阻的变化，灯泡的实际电压不能超过额定电压）
解：由P=U2R可得，两灯泡的电阻分别为：R1=U12P1=(12V)212W=12Ω，R2=U22P2=(12V)26W=24Ω；
（1）由P＝UI可得，L1的额定电流：I1=P1U1=12W12V=1A，I2=P2U2=6W12V=0.5A，
因为I1＞I2，所以串联时电路中最大电流为I2＝0.5A，
由I=UR可得，串联时，电路两端允许加的最大电压：U＝I2（R1+R2）＝0.5A×（12Ω+24Ω）＝18V；
（2）两灯泡串联接在电源电压为U的两端，电路消耗的总功率：P串=U2R1+R2=U212Ω+24Ω=U236Ω
两灯泡并联接在该电源上时，电路消耗的总功率：P并=U2R1+U2R2=U212Ω+U224Ω
则串并联电路消耗的总功率之比：P串：P并=U236Ω：（U212Ω+U224Ω）＝2：9。
答案：18V；2：9。
15．（2022•天津模拟）如图所示的电路中，L1、L2为两个阻值恒定的灯泡，甲、乙是连接实验室常用电流表或电压表的位置。在甲、乙位置分别接入量程不同的某种电表，只闭合开关S1，两灯均发光，两电表指针偏转角度相同。断开开关S1，在甲、乙位置分别接另一种电表，闭合开关S1和S2，两灯均发光，则此时两电表示数之比为 4：5 ，灯泡L1与L2的电功率之比为 4：1 。
解：
由图可知，只闭合开关S1，两表都是电流表时两灯泡才能发光，此时两电灯并联，甲表测总电流，乙表测通过L1的电流；
由并联电路的电流特点可知，甲电流表示数应大于乙电流表示数，而两电表指针偏转角度相同，说明甲电流表的量程为0﹣3A、乙电流表的量程为0﹣0.6A，则可知甲电流表示数是乙电流表示数的5倍，
设乙表中电流为I乙＝I，则甲表中电流为I甲＝5I，
则由并联电路的电流特点可知，流过L2中的电流I2＝I甲﹣I乙＝5I﹣I＝4I；
则可得：I1I2=I4I=14；
并联电路各支路两端的电压相等，则由欧姆定律I=UR可得：R1R2=UI1UI2=I2I1=41；
闭合开关S1和S2，两灯均发光时，则由图可知此时两表都是电压表，此时两灯泡串联，乙电压表测总电压，甲电压表测L1两端的电压，
因串联电路中各处的电流相等，
则两灯两端的电压之比为：U1U2=IR1IR2=R1R2=41，
乙电压表测总电压，甲电压表测L1两端的电压，由串联电路的电压特点可知U乙＝U1+U2，U甲＝U1；
故两电表示数之比为：U甲U乙=U1U1+U2=44+1=45；
此时灯泡L1与L2的电功率之比为：P1P2=U1IU2I=U1U2=41。
答案：4：5；4：1。
16．（2022•广州模拟）如图1所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V。闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I﹣U关系图象如图2所示。则小灯泡的额定功率为 24 W，电源电压为 12 V，滑动变阻器的最大阻值为 9 Ω。
解：
①由图象知，在灯泡两端电压为U额＝12V时，通过的电流为I额＝2A，
所以灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝12V×2A＝24W；
②当滑片位于最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，此时灯泡两端电压等于电源电压，
所以电源电压为U＝U额＝12V；
③当滑片在最右端时，滑动变阻器全部接入电路，由图象知，此时灯泡两端电压为UL＝3V，电路电流为I＝1A
所以滑动变阻器两端电压为UR＝U﹣UL＝12V﹣3V＝9V，
滑动变阻器的最大阻值为R=URI=9V1A=9Ω。
答案：24；12；9。
17．（2022•绵阳模拟）如图甲所示，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器R2最大阻值是20Ω。闭合开关，滑动变阻器的P﹣R图象如图乙所示，则R1＝ 10 Ω；滑动变阻器R2消耗的最大功率为 0.9 W。
解：（1）由电路图可知，R1、R2串联，电流表测量电路电流；
由图像可知，当R2＝20Ω时，P2＝0.8W，
由P＝I2R可得，电路中的电流：I=P2R2=0.8W20Ω=0.2A，
由I=UR可得，电路中的总电阻：R=UI=6V0.2A=30Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R1的阻值：R1＝R﹣R2＝30Ω﹣20Ω＝10Ω；
（2）由图像可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时滑动变阻器消耗的电功率最大，
由串联电路电阻特点可知，此时电路电流：I′=UR′=UR1+R2′=6V10Ω+10Ω=0.3A，
滑动变阻器的最大电功率：P2大＝I′2R2′＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W。
答案：10；0.9。
18．（2022•绥化模拟）如图所示，电源电压恒为12V，定值电阻R1＝10Ω，R2＝15Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为18Ω，则R1上每秒钟发热的最小值为 0.9 J，R3的电功率的最大值为 6 W。
解：
（1）由图知，R1与R2并联后与变阻器R3串联，根据串联电路的分压原理知，当变阻器连入阻值最大时，并联部分两电阻分得电压最小，此时R1上每秒钟发热最少，
并联部分的总电阻：R=R1R2R1+R2=10Ω×15Ω10Ω+15Ω=6Ω，
由串联电路特点和欧姆定律有：U并R=U滑R3最大，
则：U并U滑=RR3最大=6Ω18Ω=13，
又因为：U并+U滑＝U＝12V，
所以U1＝U并=14U=14×12V＝3V，
则R1上每秒钟发热的最小值：Q1最小＝W1最小=U12R1t=(3V)210Ω×1s＝0.9J；
（2）由串联电路特点和欧姆定律可得，电路中的电流：I=UR并+R3，
滑动变阻器消耗的电功率：P3＝I2R3＝（UR并+R3）2R3=U2(R并−R3)2+4R并R3•R3，
所以，当R3＝R并＝6Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大为：
P3最大=U2(R并−R3)2+4R并R3•R3=U24R并=(12V)24×6Ω=6W。
答案：0.9；6。
三、实验探究题
19．（2022•苏州模拟）在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”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”，小灯泡的额定电压U额＝2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω、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的电路，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 1.05 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 增大 。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0＝ 10 Ω的定值电阻。
（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，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 5.5V ；
②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＝ U额•U0R0 。（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 偏小 （选填“偏大”或“偏小”）。
解：
（1）由P＝UI得，小灯泡的额定电流约为：I=PU=＜0.6A，所以，电流表选择0﹣0.6A的量程；
灯泡、R0及滑动变阻器串联，故将电流表的“0.6”接线柱与电源的“+”极连接，小灯泡的左接线柱与R0的左接线柱连接，如图所示：
（2）由（1）可知，电流表选择0﹣0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.42A，
则小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝2.5V×0.42A＝1.05W。
（3）由表中数据可知，随着灯泡两端电压的增大，电流也增大，根据P＝UI可知，小灯泡消耗的电功率增大，即小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大。
由表中数据可知，第5次实验电流最大，此时电路总电阻最小，
由I=UR可得，第5次实验时电路总电阻：R总=UI5=8V0.44A≈18.2Ω＜20Ω，
因R总＝RL+R0+R滑，已知定值电阻R0的阻值为10Ω或20Ω，
故小聪在实验中选用的是R0＝10Ω。
（4）要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压，
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电压，调节滑动变阻器的滑片，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：I额=U0R0。
③小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝U额•U0R0。
将开关S1拨至“2”，滑片向右移动稍许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压知识可知，滑动变阻器两端的电压变大，定值电阻R0两端的电压U0变小，
根据P额＝U额I额＝U额•U0R0可知，测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。
答案：（1）如上图所示；
（2）1.05；
（3）增大；10；
（4）①5.5V； ③U额•U0R0；偏小。
20．（2022•泰州模拟）在探究“影响电流热效应的因素”实验中：（本题中，三个烧瓶中的均装有质量相等的煤油）。
（1）为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，该实验通过比较 温度计示数变化 ，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。
（2）小明先测量烧瓶内煤油的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内煤油的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小。重复上述操作，获得第二组数据（见表）。
由此得出：电阻和通电时间相等时，电流 越大 ，其产生的热量 越多 。
（3）若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择乙图中 B （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻 串联 （选填“串联”或“并联”）。采用这种连接方式的目的是 控制电流与通电时间相同 。
（4）小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他应选择乙图中 A （选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶 串联、并联均可 ，（选填“串联”、“并联”或“串联、并联均可”）。并将其中一烧瓶中的煤油换成 等质量的水 。水和煤油吸热的多少是通过 加热时间 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的。
解：
（1）电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过温度计示数变化来反映，这是转换法。温度计示数变化越大，电流产生的热量越多。这是转换法。
A．力是看不见的，可以通过力的作用效果认识它，这是把力转换为物体的形变或运动状态的变化，是转换法，符合题意。
B．探究电流与电压、电阻的关系，探究电流跟电压关系时，控制电阻不变，探究电流跟电阻关系时，控制电压不变，这是控制变量法。不符合题意。
C．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻，总电阻和两个串联电阻的效果是相同的，是等效替代法。不符合题意。
（2）由表格数据知，电阻相同，通电时间相同，电流越大，温度升高量越大，说明电流产生热量越多。
（3）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量多少跟电阻的关系，控制电流和通电时间不变，改变电阻的大小。由于串联电路中电流处处相等，通电时间相同，所以选择乙图中的B电阻与甲图中的烧瓶电阻串联。
（4）“比较水和煤油比热容的大小”根据Q＝cm△t，可以采用质量相同，吸收热量相同的不同物质，所以选择A烧瓶，由于电阻相同，和甲图烧瓶并联；电阻相同，两个电阻串联或并联时，其电压是相同的，电流产生热量相同，并且把烧瓶A的液体换成和甲图中质量相同的水。
水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映，加热时间越长，吸收的热量越多。
答案：（1）温度计示数变化；（2）越大；越多；（3）B；串联；控制电流与通电时间相同；（4）A；串联、并联均可；等质量的水；加热时间。
21．（2022•常州模拟）小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量（简称电热）与通电时间、电流、电阻的关系”。
（1）为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 B （A/B）端。
（a）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为0.5A，通电5分钟、温度计的示数升高了5℃。
（b）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。
（a）、（b）对比可得结论： 在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多 。
（c）向 A端 移动滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为1A，通电10分钟、温度计的示数升高了33℃，（b）、（c）对比可得结论： 在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多 。
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是 实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量 。
（2）为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流表无示数，电路故障是 R2断路 ，排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示，则电压表示数为 8 Ⅴ，电流表示数为 0.5 A，R2阻值为 16 Ω。一段时间后，观察到电阻丝 R2 所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。
（3）请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电炉丝的电流 等于 导线的电流，电炉丝的电阻 大于 导线的电阻。（选填：“大于”、“等于”、“小于”）
解：（1）滑动变阻器有保护电路的作用，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，故位于B端；
（b）两次实验中，电阻和电流大小均相同，通电时间不同，（b）中温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；
（c）（c）实验中电流表示数变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，故应向A端移动滑片；
（b）、（c）两次实验中，电阻大小和通电时间均相同，（c）中电流大于（b）中电流，且温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；
（2）开关闭合后，电压表有示数，说明电压表与电源接通，但电流表无示数，说明电路中有断路的地方，电路故障是R2断路；
从图乙中可知，闭合开关后，两电阻丝和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压。
电压表选择大量程，分度值为0.5V，示数为8V，电流表选择小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A；
根据欧姆定律可知R2的阻值R2=U2I=8V0.5A=16Ω；
已知R1＝10Ω＜R2，根据Q＝I2Rt可知一段时间后，电阻丝R2产生的热量多，故观察到电阻丝R2所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多；
（3）电炉丝和导线串联，故电炉丝的电流等于导线的电流，电炉丝的电阻大于导线的电阻，根据Q＝I2Rt可知通电相同时间，电炉丝产生的热量大于导线产生的热量，故电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显。
答案：（1）B；（b）在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；（c）A端；在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；（d）实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；
（2）R2断路；8；0.5；16；R2；（3）等于；大于。
四、计算题
22．（2022•绥化模拟）如图所示电路，电源电压恒为4.5V，灯泡L上标有“3V，1.5W”字样，滑动变阻器R2上标有“15Ω，1A”字样，定值电阻R1阻值为10Ω，电流表量程为0～3A，电压表量程为0～3V，不计温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡正常工作时的电阻；
（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开，变阻器R2滑片处于最右端时：电流表示数为多大？电路总功率为多大？
（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围。
解：
（1）根据P=U2R得，灯泡正常工作时电阻：
RL=U额2P额=(3V)21.5W=6Ω；
（2）当开关 S、S1、S2 闭合，S3 断开时，灯泡 L被短路，定值电阻 R1与滑动变阻器R2 并联，电流表测量干路电流，
变阻器R2滑片处于最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω，通过 R1的电流：I1=UR1=4.5V10Ω=0.45A，
通过滑动变阻器R2的电流：I2=UR2=4.5V15Ω=0.3A，
电流表的示数为I＝0.45A+0.3A＝0.75A，
电路总功率：P＝UI＝4.5V×0.75A＝3.375W；
（3）当开关S、S3闭合，S1、S2 断开时，R1断路，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端电压
灯泡的额定电流：I额=P额U额=1.5W3V=0.5A；
因为灯泡额定电流I额＝0.5A，电流表量程为 0～3A，滑动变阻器标有“15Ω 1A”字样，
所以，在确保电路元件安全的情况下，电路中最大电流为 I最大＝I额＝0.5A，此时滑动变阻器 R2阻值最小，
则电路最小总电阻：R最小=UI最大=Ω
滑动变阻器R2最小阻值：R2最小＝R最小﹣RL＝9Ω﹣6Ω＝3Ω；
因为电压表量程为 0～3V，所以在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器两端电压最大为 U2＝3V 时，此时滑动变阻器阻值最大，
此时电路中电流：I最小=U−U2RL=4.5V−3V6Ω=0.25A，
滑动变阻器R2最大阻值：R2最大=U2I最小=3V0.25A=12Ω，
综上所述滑动变阻器的阻值范围为 3Ω～12Ω。
答：（1）灯泡正常工作时的电阻为6Ω；
（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开，变阻器R2滑片处于最右端时：电流表示数为0.75A，电路总功率为3.375W；
（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围为3Ω～12Ω。
23．（2022•定西模拟）如图甲为新型电饭锅，它能智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感。小明了解到电饭锅的简化电路如图乙所示， R1和 R2均为电热丝， S1和 S2为温控开关，其中 S2有A、B两个触点，可实现“高温”“中温”和“低温”三挡的转换。当 S1闭合， S2连接触点A时，处于高温挡，高温功率1100W。已知 R1＝55Ω，问：
（1）处于高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流是多大？
（2）求电阻 R2的阻值。
（3）当 S1断开， S2连接触点B时，处于低温挡，求此时电路的总功率。
（4）如图丙是在一次煮饭过程中电饭锅功率与时间的关系图像，求本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能。
解：（1）高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流：
I=P高U=1100W220V=5A；
（2）由电路图知，当 S1闭合， S2连接触点A时，处于高温挡，电阻 R1、 R2并联，
通过 R1的电流：
I1=UR1=220V55Ω=4A，
通过 R2的电流 ：
I2＝ I﹣I1＝5A﹣4A＝1A，
R2的阻值：
R2=UI2=220V1A=220Ω；
（3） 由电路图知，当 S1断开， S2连接触点B时，处于低温挡，电阻阻 R1和 R2串联，
电路的总电阻：
R总＝ R1+ R2＝55Ω+220Ω＝275Ω，
此时电路消耗的功率：
P低=U2R总=(220V)2275Ω=176W；
（4） 由电路图知，只闭开关 S1时，只有电阻 R1接入电路，处于中温挡。
此时电路消耗的功率：
P中=U2R1=(220V)255Ω=880 W，
结合丙图，电饭煲煮一次饭消耗的总电能：
W＝ W1+ W2+ W3＝ P高t1+ P中t2+ P低t3＝1100W×10×60s+880W×15×60s+176W×5×60s＝1.5048× 106J。
答：（1）处于高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流是5A；
（2）电阻 R2的阻值是220Ω；
（3）此时电路的总功率为176W；
（4）本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能是1.5048× 106J。
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
实验次数
电流/A
通电时间/s
电阻/Ω
温度升高量/℃
1
0.3
30
10
1.5
2
0.6
30
10
6.0