【单元练】上海华东师范大学松江实验中学九年级物理第十八章【电功律】测试题(提高培优)

一、选择题
1．一物理兴趣小组用图甲所示的电路来测量一个软性材质的电阻R的阻值，电源电压恒定，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，把每次实验中得到的电压表和电流表示数描点在U-I图像中，然后连接这些点得到如图乙所示的U-I图像，则由图可知（）
A．定值电阻R的阻值为20Ω
B．当滑片P向左移时，电路总功率变大
C．若将R均匀拉长两倍以后，再重新进行实验，则描出的图线应在U-I图像的Ⅱ区D．当电压表示数为2V时，电路中消耗的总功率0.4W B
解析：B
A．由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。

由图甲可知，当定值电阻两端的电压U R=3V时，电路中的电流I R=0.3A，由U
I
R
=可得，定值电阻的阻值
R R
3V
10Ω0.3A
U
R
I
===
故A不符合题意；
B．当滑片P向左移时，接入电路中电阻变小，电路的总电阻变小，由
2
U
P UI
R
==
可知，电路总功率变大，故B符合题意；
C．若将R均匀拉长两倍以后，其横截面积变为原来的1
2
，软性材质的电阻变为4R，通
过电阻的电流不变时，此时电压表的示数变为原来的4倍，则描出的图线应在U-I图象中的I区，故C不符合题意；
D．由图甲可知，当电压表示数为2V时，电路中的电流I=0.2A，因电源的电压大于2V，所以电路中消耗的总功率
P＞U R′I=2V×0.2A=0.4W
故D不符合题意。

故选B。

2．为响应国家严禁在公共场所吸烟的规定，某同学设计了一种烟雾报警装置，其原理电路
如图所示，R0 为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的减弱而增大，当电流表示数减小至某一值时，装置报警。

S闭合后，当有烟雾遮挡射向R的激光时（）
A．R0 两端电压增大
B．电路消耗的总功率增大
C．电压表与电流表的示数之比减小
D．增大R0的阻值，可使装置在更低浓度烟雾下才报警D
解析：D
由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；
A．因光敏电阻的阻值随光照强度的减小而增大，所以，当有烟雾遮挡射向R的激光时，
光照强度减弱，R的阻值增大，电路中的总电阻增大，根据
U
I
R
=，电路中的电流减小，
由U=IR可知，R0两端电压减小，故A不符合题意；
B．因R的阻值增大，则电路中的总电阻增大，根据
2
U
P
R
=，电路的总功率减小，故B
不符合题意；
C．电压表与电流表的示数之比等于R的电阻大小，因R的阻值增大，故这个比值增大，故C不符合题意；
D．增大R0的阻值时电路中的总电阻增大，根据
U
I
R
=，电路中的电流减小，则可使装置
在更低浓度烟雾下报警，故D符合题意。

故选D。

3．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关，滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法正确的是（）
A．电流表示数变大B．电路消耗的总功率不变
C．小灯变亮D．电压表示数变小B
解析：B
由图示知，灯泡与滑动变阻器串联在电路，且变阻器接入电路的阻值为最大值，保持不变，电压表测灯泡与变阻器最左至滑片之间的总电压。

当滑片P向右移动时，变阻器最左
端至滑片之间的电阻变大，那么电压表所测量的电压变大，但电路中的总电阻不变，所以电路中的电流不变，小灯泡的亮度不变，而电源电压保持不变，据P=UI知，电路消耗的总功率不变。

故ACD错误，B正确。

故选B。

4．下列家用电器中，主要利用电流热效应工作的是（）
A．洗衣机B．电风扇C．电视机D．电饭锅D
解析：D
洗衣机、电风扇、电视机主要利用电流的磁效应工作；电饭锅主要利用电流热效应工作。

故选D。

5．下列不是电功率单位的是（）
A．焦耳每秒（J/s）B．千瓦（kW）
C．瓦特（W）D．千瓦时（kW •h）D
解析：D
A．根据公式
W
P
t
=，当功的单位用J，时间的单位用s，得到电功率的单位是J/s，故A
不符合题意；
BC．电功率的基本单位是W，常用单位由kW，故B不符合题意，C不符合题意；D．kW •h是电功的单位不是电功率的单位，故D符合题意。

故选D。

6．下列数据符合生活实际的是（）
A．手机正常通话时的电流约为5A B．人体的安全电压是36V
C．液晶电视的额定功率约为100W D．普通白炽灯泡工作1小时耗电1kW·h C 解析：C
A．手机正常通话时的电流不超过0.15A，故A不符合实际，不符合题意；
B．人体的安全电压是不高于36V，故B不符合实际，不符合题意；
C．液晶电视的额定功率约为100W，故C符合实际，符合题意；
D．普通照明灯的功率约为40W，所以1h消耗的电能约为
40W1h0.04kW1h0.04kW h
W Pt
==⨯=⨯=⋅
故D不符合实际，不符合题意。

故选C。

7．下列用电器工作时主要的能量转化情况说法错误
．．的是（）
A．电饭煲：电能转化为内能
B．洗衣机：电能转化为机械能
C．节能灯：电能转化为光能
D．抽油烟机：电能转化为内能D
解析：D
A．电饭煲工作时消耗电能，转化为内能，把米煮成饭，故A正确，不符合题意；
B．洗衣机工作时滚筒转动，把电能转化为机械能，故B正确，不符合题意；
C．节能灯工作时消耗电能，转化为光能，用来照明，故C正确，不符合题意；
D．抽油烟机工作时电动机转动，把电能转化为机械能，故D错误，符合题意。

故选D。

8．在探究“电流产生的热量与什么因素有关”时，小李设计了如图的实验装置。

甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，里面各放有一根5Ω的电阻丝，其中乙容器将一个5Ω的电阻丝与容器内5Ω电阻丝并联，两个U型管中装有等量的水，接通电源后，下列说法正确的是（）
A．乙容器上方的电阻主要作用是分压
B．通电一段时间后右边U形管高度差较大
C．此装置探究的是电流产生的热量与电阻的关系
D．此装置可以保证甲乙两容器中电阻的通电时间相同D
解析：D
A．从图中可以看到，流过甲的电流，再流过乙时，一部分电流会往上流，另一部分电流会往下流，那么乙容器上方的电阻主要作用是分流，故A错误；
B．根据焦耳定律公式2
Q I Rt
可知，甲乙容器内电阻阻值大小相等，同时通电、同时断电，通电时间相同，但是乙容器的电流较小，那么乙容器产生的热量较小，通电一段时间后右边U形管高度差较小，故B错误；
C．由上述可知，甲乙容器中的电阻阻值都相等，那么此装置不是探究电流产生的热量与电阻的关系，而流过的电流大小不等，通电时间相同，那么此装置探究的是电流产生的热量与电流的关系，故C错误；
D．由上述可知，这个电路同时通电、同时断电，此装置可以保证甲乙两容器中电阻的通电时间相同，故D正确。

故选D。

9．雅靖发现家中的客厅灯泡较亮，而餐厅灯泡较暗，则较亮的灯泡（）
A．电阻大B．功率大C．功率小D．电流小B
解析：B
ABC．因灯泡的亮暗取决于灯实际功率的大小,所以,较亮灯泡的电功率较大,客厅中的灯泡和餐厅灯泡可以单独工作，也可以同时工作，是并联的，灯两端的电压相等，根据
P=
2
U
R
，在电压一定时，功率越大，灯丝的电阻越小，可知较亮的灯泡的电阻小，故B符
合题意，AC不符合题意；
D．根据P=UI可得，在电压一定时，功率越大，通过灯的电流越大，即较亮灯泡的电流大，故D不符合题意。

故选B。

10．随着生活水平的提高，家用电器越来越多，使用时若出现如图所示的情形，会导致连接插座的导线发热，稍不小心就会导致火灾，究其原因是（）
A．电路中的用电器用电时间太长B．电路中的用电器的总功率过大
C．电路中的用电器过多D．电路中的用电器的总电阻过大B
解析：B
A．电路中的用电器用电时间太长，如果用电器的总功率不大，或用电器没有全部工作，
不会造成干路中的电流过大，不会造成图中的情形，故A 不符合题意；
B ．图中在同一插座上同时使用几个大功率的用电器，会使用电器的总功率过大，会导致干路中的电流过大，会使得连接插座的导线发热甚至燃烧起来，故B 符合题意；
C ．电路中用电器过多，只有用电器的功率较大且同时工作时，才会造成干路中的电流过大，故C 不符合题意；
D ．若电路中用电器的总电阻过大，由欧姆定律可知干路中的电流较小，不会造成图中的情形，故D 不符合题意。

故选B 。

二、填空题
11．某电水壶工作2min ，使图示电能表的转盘转过150r ，则电水壶消耗的电能为______kW•h ，电功率为______kW ，这些电能可供一只“220V10W ”的节能灯正常工作______h 。

05155
解析：05 1.5 5
[1]转过150r 消耗的电能 150r 0.05kW h 3000r/(kW h)W ==⋅⋅ [2]电热水壶的电功率 0.05kW h 1.5kW 2h 60
W P t ⋅=== [3]由W P t
= 知道，这些电能可供一只“220 10W ”的节能灯正常工作的时间 30.05kW h =5h 1010kW
W t P -⋅==⨯' 12．如图所示电路中，R 1∶R 2∶R 3=1∶2∶3，闭合开关后，两电流表A 1、A 2示数之比I 1∶I 2=______，在相同的时间里，R 1、R 2、R 3产生的热量之比为Q 1∶Q 2∶Q 3=______
5∶96∶3∶2
解析：5∶9 6∶3∶2
[1]由图可知，三个电阻并联，电流表A 1测通过R 2和R 3的总电流，电流表A 2测通过R 1和
R 2的总电流，已知R 1：R 2：R 3=1∶2∶3，设R 1=R ，R 2=2R ，R 3=3R ，电源电压为U ，因并联电路中各支路两端的电压相等，通过R 1、R 2、R 3的电流分别为U R 、2U R 、3U R ，电流表A 1测通过R 2和R 3的总电流，则A 1的示数 15236U U U I R R R
=+= 电流表A 2测通过R 1和R 2的总电流，则A 2的示数 2322U U U I R R R =
+= 所以电流比为
1255639
2U
I R U I R
== [2]在相同的时间里，R 1、R 2、R 3产生的热量之比为
12312312363223R R R R R R Q Q Q UI t UI t UI t I R I I U U U R R
====∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶ 13．如图所示电能表的示数为______kW·
h 。

4
解析：4
电能表最后一位为小数位，如图所示电能表的示数为2231.4kW·
h 。

14．物理实验离不开测量工具，根据如图所示的信息，在空格处填入相应的内容。

(1)如图甲所示电表的读数为______；
(2)如图乙所示电能表的读数为______；小明将某家用电器单独接在该电能表所在的电路中正常工作6min ，电能表指示灯闪烁了32次。

该家用电器的额定电功率是______W ；
(3)如图丙所示，是某一电表的表盘。

该电表的表面示数是______，是测量______的仪表；
(4)如图丁所示的是插入式电阻箱的结构示意图。

它的最大电阻值是______Ω，图中AB 两个接线柱之间的电阻值是______Ω。

4kW·h100电阻157
解析：0.48A 4kW·h 100 28Ω 电阻 15 7
(1)[1]图甲中电流表的量程是0-0.6A ，分度值是0.02A ，电流表的示数是0.48A 。

(2)[2]电能表显示的数字中最后一位是小数，单位为kW·h ，图乙中电能表的示数是123.4kW·h 。

[3]该家用电器消耗的电能
323200
W =
kW·h=0.01kW·h 该家用电器的额定电功率 0.01kW h 6h 60
W P t ⋅===0.1kW=100W (3)[4][5]丙所示电表的表盘上的单位是Ω，故为电阻表，指针在20~30之间，在20~30之间
分度值2Ω，“0”刻度在右侧，应从右向左读数，示数为
20Ω+2×4Ω=28Ω
(4)[6]当5个铜塞都拔出时，此时5根电阻丝串联，总电阻最大，它们的总电阻
R=5Ω+5Ω+2Ω+2Ω+1Ω=15Ω
[7]当铜塞插入时，则该铜塞处的电阻丝就会短路，这部分电阻不连入电路；由图可知，
A、B两个接线柱之间的电阻是
5Ω+2Ω=7Ω
15．如图所示，将规格相同的小灯泡按照甲、乙两种连接方式接入电压均为U且保持不变的电路中，通过分别调节滑动变阻器R1和R2使所有灯泡均正常发光，则甲、乙两电路中的总电流之比I1∶I2=______，电路的总功率之比P甲∶P乙=______。

1∶21∶2
解析：1∶21∶2
[1][2]由题意可知，小灯泡的规格都相同，设每个小灯泡正常发光时的电流均为I。

甲图中，两灯泡和滑动变阻器R2串联，因串联电路中各处的电流相等，所以，所有灯泡均正常发光时，电路中的电流I1=I，则电路的总功率
P1=UI1=UI
乙图中，甲图中两灯并联后与变阻器R1串联，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，所有灯泡均正常发光时，干路电流为I2=2I，则电路的总功率
P2=UI2=U×2I=2UI
则甲、乙两电路中的总电流之比
I1∶I2=I∶2I=1∶2
甲、乙两电路的总功率之比为
P1∶P2=UI∶2UI=1∶2
16．阴雨天气，空气的湿度很大，原先不导电的空气就会变成导体，两块云层之间的电压很高时，强大的电流可在瞬间通过天空，形成闪电。

某次闪电的放电电流约为1×104A，电压约1.8×108 V，放电时间约0.01 s，则这次闪电释放的电能约合______kW h⋅，如图放电瞬间电流的方向______。

（选填∶从 A云层流向B云层；从B云层流向A云层）
从B云层流向A云层
解析：5000kW h⋅从B云层流向A云层
[1]某次闪电的放电电流约为1×104A，电压约1.8×108V，放电时间约0.01 s，则这次闪电释放的电能约
84101.810V 110A 0.01s=1.810J=5000kW h =W UIt ⨯⨯⨯⨯⨯⋅=
[2]由图可知，A 云层带负电，B 云层带正电，放电瞬间A 云层的负电荷会移动到B 云层上，电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，所以放电瞬间电流的方向是从B 云层流向A 云层。

17．某小型水力发电站的发电输出功率为5×
104 W ，输电线的总电阻 R =5Ω，为了使输电资上损失的功率不高于发电机输出功率的4%，必须采用远距离高压输电的方法。

则发电输出电压至少为______V 。

2500
解析：2500
由控制线路损失功率为输出功率的4%可知损失的功率
P 损失=4%P 输出=4%×5×104W=2000W
根据P 损失=I 2R 知，输电电路的电流 2000W 5P I R ==Ω
损失=20A 则此时的输电电压为 4510W 20A P U I ⨯=
=输出
=2500V 18．小明家的电能表上标有1200r/kW·
h ，当他家某用电器单独工作时，6min 内转盘正好转过120圈，则这段时间内该用电器消耗的电能是______J ，该用电器的电功率为______W 。

6×1051000
解析：6×105 1000
[1]这段时间内该用电器消耗的电能是
5120r 0.1kW h 3.610J 1200r/kW h
W =
=⋅=⨯⋅ [2]该用电器的电功率为 53.610J 1000W 660s
W P t ⨯===⨯ 19．电饭煲工作时通常有两种工作状态：一种是加热状态，另一种是保温状态，如图是电饭煲的工作电路图，其中R 2是加热用的电阻，则当自动开关处于______状态时（选填“断开”或“闭合”），电饭煲处于加热状态；若电饭煲在保温状态时R 2的电功率是加热状态时的电功率的14
，则R 1:R 2＝______。

闭合1:1
解析：闭合 1:1
[1]由电路图知，当开关S 闭合时，只有电阻R 2接入电路，此时电路电阻较小，由电功率公
式2
U P R
=知，此时电饭煲电功率较大，电饭煲处于加热状态。

[2]因为P =I 2R ，且
221
4
P P =
保温加热 即
222222
21
(
)4
P I R I P I I R =
==
保温保温保温加热
加热加热
解得
12
I I =
保温加热
电源的电压不变，故
2121
2
I R R R I =
=+保温加热
解得
R 1:R 2=1:1
20．如图为某种灯泡的电流I 与电压U 的关系图像。

若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V 的电源上，总电流为1.5A ，则该电阻的阻值为______Ω。

若有6只同样的这种灯泡串联接在电压为6V 的电源上，通过灯泡的电流为______A ，若这6只灯泡同时工作10s ，电流通过整个电路所做的功是______J 。

0212
解析：0.2 12
解：(1)[1]若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V 的电源上时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由图像可知，通过灯泡的电流I L =0.5A ，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过电阻的电流为
I R =I -I L =1.5A-0.5A=1A
则该电阻的阻值
6V 6Ω1A
R U R I =
== (2)[2]若有6只这种灯泡串联接在电压为6V 的电源上时，因灯泡的电阻相等且通过的电流相等，所以，由U =IR 可知，每只灯泡两端的电压相等，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，每只灯泡两端的电压U =1V ，由图像可知，通过灯泡的电流为I ′=0.2A 。

(3)[3]若这6只灯泡同时工作10s ，整个电路电流做的功为
W =UI ′t =6V×0.2A×10s=12J
三、解答题
21．某电吹风工作6min ，能使如图所示的电能表的转盘转过120转，则该电吹风电功率为多少瓦？电吹风6min 消耗的电能可供一只“220V 10W ”的LED 灯正常工作多少小时？
解析：1000W ；10h 解：电吹风消耗的电能
120
kW h 0.1kW h 1200
W =
⋅=⋅ 该电吹风电功率为
0.1kW h 1kW 1000W
6h 60
W P t ⋅=
=== LED 灯正常工作时间
11
0.1kW h 10h 0.01kW W t P ⋅=
== 答：该电吹风电功率为1000W ，LED 灯正常工作10h 。

22．如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇，其内部简化电路如图乙所示R 1、R 2均为发热电阻，R 1的阻值为110Ω，M 是电动机。

开关S 1闭合后，当S 2接1、2时吹冷风；当S 2接2、3时吹温风；当S 3接3、4时吹热风，此时空调扇的总功率为1100W 。

已知：电源电压为220V 。

求：
(1)吹冷风时，电动机正常工作1h 消耗的电能为0.11kW·h ，此时通过电动机的电流是多少？
(2)吹热风时，R 2的电阻是多少？
解析：(1)0.5A ；(2)88Ω
解：(1)开关S 1闭合后，当S 2接1、2时吹冷风，此时只有电动机工作，通过电动机的电流
为
61A 3.61020.J 20V 6110.5300s
W I Ut ⨯==⨯⨯=
(2)电动机的功率为
00.11kW h 0.11kW 110W 1h
W P t ⋅=
=== 当S 2接3、4时吹热风，此时电动机、R 1、R 2并联，因并联电路各支路两端的电压相等，则R 1消耗的功率
()2
2
11
220V 440W 110Ω
U
P R =
=
=
已知此时空调扇的总功率为1100W ，则消耗R 2的功率为
P 2=P -P 0-P 1=1100W-110W-440W=550W
R 2的阻值为
()2
222220V 88Ω550W
U R P === 答：(1)此时通过电动机的电流是0.5A ； (2)吹热风时，R 2的电阻是88Ω。

23．为预防新型冠状病毒交叉感染，某医院将医疗器械置于消毒柜内，通过对水加热，达到设定压强和工作温度，产生高压饱和蒸汽，从而对医疗器械进行消毒处理。

某型号的全自动高压消毒柜部分参数如下表，某次消毒，将满箱温度是20℃的水加热到工作温度，需
正常工作50min 。

[()3
4.210J kg c =⨯⋅℃，33
1.0m 10kg ρ⨯=]
(2)消毒一次，消毒柜消耗的电能是多少？ (3)该消毒柜的电加热效率是多少？ 解析：(1)7J 5.0410⨯；(2)76J 10⨯；(3)84% (1)水箱中水的质量
3331.010kg m 0.12m 120kg m V ρ==⨯⨯=水水水
水箱中的水吸收的热量
()()()370 4.210J /kg 120kg 12020 5.0410J Q c m t t =-=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸水水℃℃℃
(2)消毒柜消耗的电能
372010W 5060s 610J W Pt ==⨯⨯⨯=⨯
(3)该消毒柜的电加热效率为
77
5.041084%610J
J 100%100%Q Q η=⨯=⨯⨯=⨯吸放 答：(1)消毒一次，水箱中的水吸收的热量为7J 5.0410⨯； (2)消毒一次，消毒柜消耗的电能为76J 10⨯； (3)该消毒柜的电加热效率为84%。

24．如图1所示，是小姬妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌。

暖奶器具有加热､保温双重功能，当双触点开关连接触点1和2时为关闭状态，连接触点2和3时为保温状态，连接触点3和4时为加热状态。

（温馨提示：最适合宝宝饮用的牛奶温度为40℃） (1)求电阻R 2的阻值；
(2)把450g 牛奶从20℃加热到40℃，求牛奶所吸收的热量。

[c 牛奶=4.0×103J/（kg•℃）] (3)如图2所示，是暖奶器正常加热和保温过程中温度随时间变化的图象，求暖奶器在加热过程中的热效率。

（结果保留到小数点后一位）
解析：(1)242Ω；(2)43.610J ⨯；(3)81.8%
解：(1)由题意可知，当S 接“2､3”时，电路为R １的简单电路，暖奶器处于保温状态；当接“3､4”时，电路为1R 、2R 并联，暖奶器处于加热状态，因电路中的总功率等于各用电器功率之和，所以，2R 的电功率
2220W 20W 200W P P P =-=-=加热保温
电阻2R 的阻值
22
22(220V)242Ω200W
U R P ===
(2)牛奶从20℃加热到40℃吸收的热量
()340() 4.010J /kg 0.45kg (4020) 3.610J Q cm t t =-=⨯⋅⨯⨯-=⨯℃℃℃
(3)由图像可知，加热时间为200s t =，加热过程消耗的电能
220W 200s 44000J W Pt ==⨯=
则暖奶器在加过程中的热效率
44
3.610J 100%100%81.8%
4.410J
Q W η⨯=⨯=⨯≈⨯ 答：(1)电阻R 2的阻值为242Ω； (2)牛奶所吸收的热量是43.610J ⨯； (3)暖奶器在加热过程中的热效率为81.8%。

25．如图所示的电路中电源电压为6V ，且电源电压不变，当S 1、S 2断开，S 3闭合时，电流表的示数为0.3A ，S 1断开，S 2、S 3闭合时，电流表的示数为0.9A ，求： (1)电阻R 1的阻值为多少？ (2)R 2的电功率为多少？
(3)S 2、S 3断开，S 1闭合时，R 2的10s 内产生内能为多少？
解析：(1)20Ω；(2)3.6W ；(3)4J
解：(1)当S 1、S 2断开，S 3闭合时，电路为R 1的简单电路，电流表测电路中的电流；电流表的示数为0.3A ；根据欧姆定律可知，电阻R 1的阻值为
R 1=16V
0.3A
U I ==20Ω (2)当S 1断开，S 2、S 3闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，干路电流为I =0.9A ；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R 2的电流
I 2=I -I 1=0.9A-0.3A=0.6A
因并联电路中各支路两端的电压相等，R 2的电功率为
P 2=UI 2=6V×0.6A=3.6W
R 2的阻值
226V
=100.6A
U R I =
=Ω (3)当S 1闭合，S 2、S 3断开时，两电阻串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流
I ′=126V
20+10U R R =+ΩΩ
=0.2A
R 2的10s 内产生内能为
W =I ′2R 2t =(0.2A)2×10Ω×10s=4J
答：(1)电阻R 1的阻值为20Ω； (2)R 2的电功率为3.6W ；
(3)S 2、S 3断开，S 1闭合时，R 2的10s 内产生内能为4J 。

26．如图所示电路，电源电压保持不变，灯泡L 上标有“12V 7.2W ”字样，当闭合开
关1S 、2S 、3S 时，电流表1A 的示数为0.6A ，灯泡L 恰好正常发光。

（不考虑温度对灯丝电阻的影响）
求：(1)电源电压和电阻1R 的阻值；
(2)当闭合开关1S ，断开开关2S 、3S ，此时电流表2A 的示数为0.2A ，求灯泡L 的实际功率；
(3)闭合开关1S 、2S ，断开开关3S ，通电5min ，灯泡L 消耗的电能。

解析：(1)12V ，20Ω；(2)0.8W ；(3)2160J
解：(1)当闭合开关1S 、2S 、3S 时，电阻2R 被短路，1R 与灯泡L 并联，此时灯泡L 恰好正常发光，则电源电压
L 12V U U ==
并联电路支路电压都等于电源电压，则1R 的阻值为
1112V 20Ω0.6A
U R I =
== (2)灯泡L 的电阻为
22
L L (12V)=20Ω7.2W
U R P ==
当闭合开关1S ，断开开关2S 、3S ，灯泡L 与2R 串联，此时电流表2A 的示数为0.2A ，则灯泡L 的实际功率
()2
'2L L 0.2A 20Ω0.8W P I R ==⨯=
(3)闭合开关1S 、2S ，断开开关3S ，电路只灯泡L 工作，因为此时灯泡L 两端的电压等于额定电压，所以灯泡L 此时恰好正常发光，则通电5min ，灯泡L 消耗的电能
L 7.2W 560s 2160J W P t ==⨯⨯=
答：(1)电源电压是12V ，电阻1R 的阻值是20Ω；
(2)当闭合开关1S ，断开开关2S 、3S ，此时电流表2A 的示数为0.2A ，灯泡L 的实际功率是0.8W ；
(3)闭合开关1S 、2S ，断开开关3S ，通电5min ，灯泡L 消耗的电能是2160J 。

27．如图所示电路中，电源电压U =15V 恒定不变，R 1=25Ω，滑动变阻器R 2的最大阻值为
60Ω，小灯泡L 的额定电压为5V ，电流表的量程0～3A 。

只闭合S 3，且滑动变阻器连入电路的电阻为40Ω时，电流表的示数为0.3A 。

（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求： (1)灯丝电阻是多少Ω？
(2)只闭合S 3时，要使小灯泡L 正常发光，滑动变阻器R 2连入电路的阻值及2min 内滑动变阻器产生的热量为多少J ？
(3)闭合S 1、S 2、S 3，为保证电路安全，滑动变阻器R 2的阻值可调范围和电流表的变化范围。

解析：(1)10Ω；(2) 20Ω，600J ；(3)6.25Ω～60Ω，0.85A ～3A
解：(1)只闭合S 3时，灯泡L 与滑动变阻器R 2串联，电流表测电路中的电流，I =0.3A ，由
=
U
I R
可得，电路中的总电阻 R =
15V
=
0.3A
U I =50Ω 灯丝的电阻
R L =R ﹣R 2=50Ω﹣40Ω=10Ω
(2)只闭合S 3时，灯泡正常发光时的电压为5V ，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流
I ′=I L =
L L 5V
=10Ω
U R =0.5A 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压
U 2′=U ﹣U L =15V ﹣5V=10V
滑动变阻器接入电路中的电阻
2R '='2
'10V =
0.5A
U I =20Ω 滑动变阻器在2min 内产生的热量为
Q =222'
2()(10V)=260s=600J 20Ω
U t R '⋅⨯⨯ (3)闭合S 1、S 2、S 3时，灯泡被短路，R 1与R 2并联，电流表测干路电流。

电流表的量程为0～3A ，因并联电路中各支路两端的电压相等，当滑动变阻器接入电路中的电阻R 2=60Ω时电流表的示数最小。

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表的最小示数
I 最小=
1215V 15V +25Ω60Ω
U U R R +==0.6A+0.25A=0.85A
当电流表选接0～3A，且示数为3A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时通过滑动变阻器的电流
I2=I最大﹣I1=3A﹣0.6A=2.4A
滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R2最小=
2
15V =
2.4A
U
I
=6.25Ω
即R2取值范围为6.25Ω～60Ω，电流表的示数范围为0.85A～3A。

答：(1)灯丝电阻为10Ω；
(2)只闭合S3时，要使小灯泡L正常发光，变阻器R2连入电路的阻值为20Ω；滑动变阻器在2min内产生的热量为600J；
(3)闭合S1、S2、S3，为保证电路安全，R2取值范围为6.25Ω～60Ω，电流表的示数范围为0.85A～3A。

28．为预防新型冠状病毒交叉感染，某医院将医疗器械置于消毒柜内，通过对水加热，达到设定压强和工作温度，产生高压饱和蒸汽，从而对医疗器械进行消毒处理。

某型号的全自动高压消毒柜部分参数如下表，某次消毒，将满箱温度是20℃的水加热到工作温度，需正常工作50min。

[c水=4.2×103J/（kg C
），ρ水=1.0×103kg/m3] 求：
(1)消毒一次，水箱中的水吸收的热量是多少？
(2)消毒一次，消毒柜消耗的电能是多少？
(3)该消毒柜的电加热效率是多少？
解析：(1)5.04×107J ；(2)6 ×107J；(3)84%
解：(1)水的质量为
m=ρ水V水=1.0×103kg/m3×120×10-3m3=120kg
水吸收的热量为
Q吸=c水m(t-t0)= 4.2×103J/(kg·℃)× 120kg×(120℃-20℃)=5.04×107J
(2)消耗的电能为
W=Pt=20×103W×50 ×60s= 6 ×107J
(3)效率为
η=Q
W
吸 =
7
7
5.0410J
610J
⨯
⨯
=84%
答：(1)水箱中水吸收的热量是5.04×107J ；
(2)消毒一次，消毒柜消耗的电能是6 ×107J；
(3)该消毒柜的电加热效率是84%。