中考物理夯实基础过教材第十五章电功率第一节电能电功率焦耳定律复习练习册

第一节 电能 电功率 焦耳定律基础达标训练一、选择题1. (2017上海)家用电能表抄见数所用的单位是( ) A. 千瓦 B. 千瓦时 C. 库仑 D. 伏特2. (2017长春)下列用电器中，没有利用电流热效应工作的是( ) A. 电暖气 B. 电风扇 C. 电熨斗 D. 电饭锅3. (2017自贡)计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是( )A. UItB. U 2RtC. I 2Rt D. 前面三个都可以4. (2018原创)顺顺观察家中的电能表如图所示，下列说法不正确的是( )第4题图A. 电能表转得越快，说明电路的总电功率越大B. 顺顺家上月消耗的电能为1 537.7 kW ·hC. 顺顺家所有用电器同时工作时，总功率不得超过2.2 kWD. 断开其他用电器，只让电饭锅单独工作，电能表转盘在1 min 内转过50转，此时电饭锅的功率为1 200 W5. (2017安顺模拟)灯L 1标有“10 V 5 W”字样，灯L 2标有“20 V 5 W”字样，它们串联在电压为30 V 的电路中，下列说法正确的是( )A. L 1实际功率大B. L 2实际功率大C. 两灯亮度相同D. 两灯正常发光6. (2017株洲)一台电风扇通电后电流I 随时间t 变化的图像如图所示，电流稳定后正常工作，设它正常工作一段时间线圈产生的热量为Q 1.后因机械故障叶片停止了转动，仍通电相同时间，线圈产生的热量为Q 2.忽略温度对电阻的影响，则( )A. Q 1＝Q 2B. Q 1>Q 2C. Q 1<Q 2D. 条件不足，无法比较Q 1和Q 2的大小第6题图7. (2017铜仁模拟)如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关 S 由断开到闭合，电流表两次示数之比是1∶5.闭合S 前后，电路中的阻值之比和电功率之比分别是( )第7题图A. 4∶1；1∶4B. 1∶4；4∶1C. 1∶5；5∶1D. 5∶1；1∶58. (2017兰州)甲、乙两灯分别标有“6 V 3 W”和“6 V 6 W”字样，先将两灯串联后接在电压为U的电路中，甲灯的功率为P1；再将两灯并联后接在同一电压下，乙灯的功率为P2.两次灯泡均安全，忽略温度对灯丝电阻的影响，则P1∶P2为( )A. 9∶2B. 2∶9C. 4∶9D. 1∶99. (2017哈尔滨)两定值电阻R1＝10 Ω，R2＝5 Ω，现将R1、R2接入如图所示的电路，电源电压为3 V，当开关S闭合时，下列分析正确的是( )第9题图A. R1、R2电流之比为1∶2B. R1、R2两端的电压之比为2∶1C. R1、R2消耗的电功率之比为1∶2D. 电路消耗的总电功率等于2．7 W10. (2017淮安)如图所示，曲线A、B分别是白炽灯L1(220 V 100 W)、L2(220 V 60 W)实际测得的伏安特性图像，现将L1、L2两灯串联在220 V的电源上，根据图像可得L1、L2的实际功率之比约为( )A. 1∶1B. 1∶2C. 3∶5D. 3∶8第10题图11. (2016聊城)如图所示，闭合开关S，在滑动变阻器滑片P向右滑动过程中，下列说法正确的是( )第11题图A. 电压表示数变大，灯泡L的实际功率变小B. 电压表示数变大，灯泡L的亮度变亮C. 电流表示数变大，灯泡L的亮度变暗D. 电压表与电流表示数比值变大，灯泡L的亮度变暗12. (2017常州)如图甲所示电路中，电源电压可调，灯L1、L2的额定电压均为6 V，L1、L2的I－U图像如图乙所示，闭合开关S，逐步调大电源电压至电路允许的最大值，此时( )第12题图A. L1正常发光B. 电源电压为12 VC. 电路总电阻为30 ΩD. 电路总功率为2.4 W二、填空题13. (2017海南)如图所示，电熨斗利用电流的______效应工作，发光二极管具有单向导电性，它是利用________材料制成的．第13题图14. (2017宜昌)在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根导线连接起来．连接处的电阻比别处要________(选填“大”或“小”)，在相等时间内，导线连接处发热比别处更________(选填“多”或“少”)．15. (2017营口)小华家的电能表上标有“600 revs/(kW·h)”的字样，表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1 kW·h的电能，电能表上的转盘转过600转．她想用电能表测量家中空调的功率，便单独使用空调1 min，同时观察到电能表上的转盘转过了10转，则空调的功率为________W．家庭电路如果电流过大，会导致线温度升高，造成火灾，电流过大有两个原因，一是____________________，二是____________________．16. (2017河北)一天小明家中的IC卡电能表上的金额用完了，电能表便切断了电路．小明的父亲将存有300 元的IC卡插入电能表，电路又接通了，此时电能表的示数为，小明家所在地每度电的电费是0.6元，300元电费可用电________ kW·h.为防止电能表再次切断电路，小明家应在电能表的示数为前为IC卡电能表充值．17. (2017襄阳)如果通过某定值电阻的电流从1 A升高到2 A．加在该电阻两端的电压变化了5 V，则该电阻消耗的电功率变化了________W.18. (2017贺州)直流电动机两端的电压为5 V，通过它的电流为1 A，电动机线圈的电阻为1 Ω，则电动机在10 s内消耗的电能是________J，产生的热量是________J.19. (2017凉山州)两电阻R1＝6 Ω，R2＝9 Ω，只将它们串联接在电源电压恒为 6 V 的电路中，通过R1的电流I1＝________A，此时R1、R2两端的电压之比U1：U2＝________；若将R1、R2改为并联接在原电路中，R1、R2有相同时间内产生的电热之比Q1∶Q2＝________．20. (2017毕节模拟) 如图甲所示的电路中，电压表和的示数之比为1∶3，则定值电阻R1∶R2＝________，消耗的功率P1∶P2＝________；若将电阻R1、R2改接为如图乙所示的电路，则电流表、的示数之比为________，在相同的时间内，R1、R2消耗的电能之比为________．第20题图21. (2017常德)现有两只小灯泡L1“12 V 12 W”、L2“12 V 6 W”，则它们的电阻之比为________．若将它们与某电源连接成一个串联电路，其中一灯正常发光，另一灯较暗，电源电压为________V.22. (2017铜仁模拟)将分别标有“6 V 2 W”和“12 V 8 W”的两个灯泡，串联后接在电路中，为使其中一个恰好能正常发光，另一只不被烧坏，则加在电路两端的电压应是________V，这时另一只灯泡的实际功率是________W.23. (2017烟台)甲、乙两只电炉标有“220 V500 W”和“220 V 1 000 W”字样，把它们串联在220 V的电路中，在相同时间内产生热量较多的是____________，将它们并联在电路中，产生热量较多的是____________(选填“甲”或“乙”)．串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为____________．24. (2017青海)如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1＝30 Ω，R2＝20 Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.2 A，则电源电压为________ V，通过R2的电流是________ A，1 min内电流通过R2产生的热量是________J.第24题图25. (2017铜仁模拟)如图所示是探究“电流热效应跟什么因素有关”的实验装置，电阻丝R1的阻值是电阻丝R2的阻值的两倍，串联接通电源后，R1、R2产生热量之比为________；若将两瓶的电阻丝并联后接入同一电路中，R1、R2产生热量之比为________第25题图26. (2017广安)如图所示，电源电压恒定，R1＝20 Ω，闭合开关S，断开开关S1，电流表示数是0.3 A；若再闭合S1，发现电流表的示数变化了0.2 A，则R1与R2的电阻之比为________，R2消耗的电功率为________ W.第26题图27. (2016兰州)如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L1、L2上分别标有“6 V 3.6 W”和“2 V 1 W”的字样，滑动变阻器上标有“40 Ω 1 A”的字样．只闭合开关S1，滑片P 在中点时，伏特表的示数是6 V，则电源电压为________V；同时闭合开关S1、S2，要使小灯泡不被烧坏，则电流表的示数不能超过________A．(忽略温度对灯丝电阻的影响)第27题图28. (2017吉林省卷)如图是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系的图像．现将它们并联后接在电压为2 V的电源两端，则干路中的电流是______A，小灯泡L的实际电功率是______W.第28题图三、简答题29. (2017通辽)小明家新买了一款电热水器(内有电加热管)，洗澡前只需几分钟就可以把水烧热，但他发现和热水器相连的导线却不太热；当他洗完热水澡后没有擦干，走出浴室后他用电风扇吹干时却感觉很冷．请问这都是怎么回事？四、实验探究题30. (2017日照)某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关．他们用的实验器材如下图所示，两个透明容器中密封着等量空气．U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝．第30题图(1)请你用笔画线代替导线，把图甲两个容器的电阻丝接到电路中．(2)实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫________．(3)接好电路，闭合开关，通电一段时间后，________(选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流相同、通电时间相同的情况下，________越大，它所产生的热量越多．(4)让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联(如图乙所示)．移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验．此时通过两容器中电阻的电流不同，在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度的变化，由此得到的结论是：____________________．(5)如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则Q＝________．五、计算题31. (2017上海)在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20欧．闭合电键S，两电流表的示数分别为0.8 安和0.3安．(1)求电源电压U.(2)求通过电阻R2的电流I2.(3)现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换前后，只有一个电流表的示数发生了变化，且电源的电功率变化了0.6瓦，求电阻R0的阻值．第31题图32. (2017益阳)如图所示电路中，定值电阻R1＝15 Ω，R2＝30 Ω，闭合开关S后，电流表的示数为0.4 A．求：(1)电阻R1两端的电压为多少？(2)电流表的示数为多少？(3)电路工作5 min，R1产生的焦耳热是多少？第32题图33. (2017郴州)用四个完全相同的灯泡L1、L2、L3、 L4和定值电阻R1、R2，组成如图所示两个电路，图中U甲＝12 V，U乙＝6 V．闭合开关，四个灯泡均正常发光．求：(1)通过L1和L2的电流之比为________；(此项只需要填写结果即可)(2)甲、乙两电路的总功率之比；(3)定值电阻R1、R2的阻值之比．第33题图34. (2017云南)如图所示，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片置于最左端时电流表的示数I1＝0.5 A，电压表示数U1＝6 V；滑动变阻器的滑片置于最右端时电流表的示数I2＝0.25 A．若电源电压不变，求：(1)待测电阻R x的阻值；(2)滑动变阻器的滑片置于最右端时电压表的示数U2；(3)滑动变阻器的滑片置于最右端时，待测电阻R x消耗的电功率P2.第34题图35. (2017葫芦岛)图甲是一款具有加热、保温功能的饮水机，内部简化电路如图乙所示．其中R1和R2均为电热丝，电源电压220 V，加热功率400 W，保温功率100 W．求：(1)电热丝R1、R2的阻值；(2)若加入冷水的温度为20 ℃，加热7 min刚好将水烧开，饮水机加热内胆里水的质量是多少千克？[不计热量损失，气压为标准大气压，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]第35题图36. (2017桂林)如图所示电路，电源电压恒为12 V，定值电阻R为12 Ω，灯泡L标有“12 V0.5 A”字样．假设灯丝电阻不随温度的变化而变化，求：(1)灯泡L的额定功率是多少？(2)当断开开关S2、闭合S1和S3时，电路中的总电流是多少？(3)开关S1、S2、S3分别处于什么状态时，整个电路消耗的总功率最小？此时的总功率为多少？第36题图37. (2017福建)某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系，电路如图甲所示．滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中，R1的U－I图像如图乙所示. 求：(1)R1的阻值；(2)电路消耗的最大电功率；(3)当R2消耗的电功率为0.5 W时，R2的阻值．第37题图38. (2017哈尔滨)在家庭实验室，小聪学习使用电熨斗，如图为一款有高温、低温两挡的家用电熨斗，部分参数见下表．第38题图请回答：(1)电熨斗平放在水平桌面上，它与桌面的接触面积为9.8×10－3 m2，则电熨斗对桌面的压强有多大？(g＝9.8 N/kg)(2)使用高温挡时，通过电熨斗的电流是多少？(结果保留一位小数)(3)电烫斗在一次使用中，高温挡工作累计30 min，低温挡工作累计15 min，求此次使用中一共消耗多少电能？能力提升拓展1. (2017荆州)如图，电源电压恒为8 V，电压表量程为0～3 V，电流表的量程为0～0.6 A，滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”，灯泡L标有“6 V 3 W”字样，若闭合开关，在保证电路元件安全的情况下，不考虑灯丝电阻变化，则下列说法正确的是( )第1题图A. 电压表示数的变化范围是0～3 VB. 电流表示数的变化范围是0.25 A～0.5 AC. 滑动变阻器的阻值变化范围是4 Ω～7.2 ΩD. 灯泡L的功率变化范围是0.75 W～3 W2. (2017西宁)如图甲所示，粗细均匀的电阻丝AB通过滑片连入电路(电阻丝的阻值不随温度变化)，小灯泡的额定电压为6 V．闭合开关S后，滑片P从最左端A滑到最右端B 的过程中，小灯泡的I－U图像关系如图乙所示．则下列计算结果正确的是( )第2题图A. 电源电压为9 VB. 小灯泡的额定功率为3 WC. 电阻丝AB的最大阻值为6 ΩD. 滑片P在A、B两端时小灯泡的电功率之比为1∶83. (2017镇江)图甲中，电源电压U＝6 V，R为定值电阻，通过灯泡L的电流与灯泡两端电压关系如图乙所示，闭合开关S，电压表示数为4.5 V，则电路中电流I＝________A，灯泡功率P＝______W，定值电阻R＝________Ω.第3题图4. (2017威海)如图所示，电源电压12 V保持不变，小灯泡L的规格为“6 V 3 W”，滑动变阻器的最大阻值为12 Ω，电流表的量程为0～3 A．当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为________Ω；当开关S1、S2都闭合时，要保证电路各元件安全，整个电路电功率的变化范围是________W.第4题图5. (2017咸宁)如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的额定电压为6 V．R1为某特殊电阻元件，通过它的电流与其两端的电压的关系如图乙所示．当闭合开关S1、S3，断开S2，滑片P置于b端时，灯泡L正常发光，电流表的示数为0.9 A．求：第5题图(1)灯泡L的额定功率；(2)当闭合开关S2、S3，断开S1，滑片P置于a端时，电流表的示数为0.4 A，R2的最大阻值；(3)当只闭合开关S 2，滑片P 置于a 端时，电路消耗的总功率为1.2 W ，此时灯泡1 min 内消耗的电能． 答案 基础达标训练1. B2. B3. C 【解析】W ＝UIt 是用来计算用电器消耗电能的；焦耳定律公式：Q ＝I 2Rt 是用来计算电流产生热量的；电动机是非纯电阻电路，工作时将电能转化为机械能和内能，计算产生热量只能用Q ＝I 2Rt 来计算．用电器如果将电能只转化为内能，则Q ＝W ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2Rt是通用的．综上所述，故选C.4. B 【解析】电能表转得越快，说明单位时间内，电路消耗的电能越多，说明电路的电功率越大，故A 正确，不符合题意；1 537.7 kW·h 是电能表从安装到现在消耗的电能总和，故B 错误，符合题意；根据P ＝UI ＝220 V×10 A＝2 200 W ，故C 正确，不符合题意；电饭锅消耗的电能W ＝502 500 kW·h＝0.02 kW·h，P ＝W t ＝0.02 kW·h 160 h ＝1.2 kW ＝1 200 W ，故D 正确，不符合题意．故选B.5. B 【解析】根据P ＝UI ＝U 2R 可得：R 1＝U 22额P L1＝（10 V ）25 W ＝20 Ω；R 2＝U 22额P L2＝（20 V ）25 W＝80 Ω；电路电流I ＝U R ＝U R 1＋R 2＝30 V 20 Ω＋80 Ω＝0.3 A ，灯L 1实际功率P 1＝I 2R 1＝(0.3A)2×20 Ω＝1.8 W ；灯L 2实际功率P 2＝I 2R 2＝(0.3 A)2×80 Ω＝7.2 W ＞P 1，故A 错误、B 正确；灯泡的实际功率越大，灯泡越亮，P 2＞P 1，所以L 2更亮，故C 错误；用电器的实际功率与额定功率相等时，灯泡正常发光，故D 错误．故选B.6. C 【解析】根据图像可知，当电流稳定后电动机正常工作，此时通过线圈的电流是最小的；因机械故障电动机叶片停止转动后，通过线圈中的电流较大(相当于电动机刚启动瞬间时的电流)，根据焦耳定律Q ＝I 2Rt 可知，在线圈电阻一定，通电时间相同的条件下，电动机稳定工作时线圈产生的热量小于叶片停止转动后线圈产生的热量，即Q 1<Q 2.故选C.7. D 【解析】设电源电压为U ，当S 断开时，由欧姆定律I 1＝UR 1；当S 闭合时，R 2支路的电流I 2＝U R 2，故电路中的总电流I ＝I 1＋I 2＝U R 1＋U R 2，又I 1∶I ＝1∶5，故I 1∶I 2＝1∶4，即U R 1∶U R 2＝1∶4，即R 1∶R 2＝4∶1；根据P ＝UI 得，P 1＝U 2R 1，P 2＝U 2R 2＝4U 2R 1＝4P 1，即P 1∶P 2＝1∶4，故A 正确．故选A.8. B 【解析】因为甲灯额定电压为6 V ，额定功率为3 W ，所以甲灯电阻R 甲＝U 2甲P 甲＝（6 V ）23 W ＝12 Ω，乙灯额定电压为6 V ，额定功率为6 W ，所以乙灯电阻R 乙＝U 2乙P 乙＝（6 V ）26 W ＝6 Ω；两灯泡串联时，电流I ＝UR 甲＋R 乙＝U12 Ω＋6 Ω＝U18 Ω，所以甲灯的功率P 1＝I 2R 甲＝(U18 Ω)2×12 Ω＝U 227 Ω，两灯泡并联时，乙灯功率P 2＝U 2R 乙＝U 26 Ω，P 1∶P 2＝U 227 Ω∶U 26 Ω＝2∶9.故选B.9. B 【解析】串联电路中各处电流相等，电流之比为1∶1，A 错误；由U ＝IR 知，电流相同时，电压与电阻成正比，所以R 1、R 2两端的电压之比为2∶1，B 正确；由P ＝UI 知，电流相同时，电功率与电压成正比，所以R 1、R 2消耗的电功率之比为2∶1，C 错误；电路中的电流I ＝UR 1＋R 2＝ 3 V10 Ω＋5 Ω＝0.2 A ，电路消耗总的电功率P ＝UI ＝3 V×0.2 A＝0.6 W ，D 错误．故选B.10. D 【解析】将两灯串联在220 V 的电路中，通过两灯的电流相等，总电压等于电源电压220 V ，分析图像可知，只有当电流为0.26 A 时，两灯两端的电压分别为60 V 和160 V 才合适，故L 1和L 2的功率之比为P 1∶P 2＝U 1 I ∶U 2I ＝U 1∶U 2＝60 V∶160 V＝3∶8，故选D.11. D12. D 【解析】由图甲可知，两灯串联，通过它们的电流相等；由图乙可知：电路中最大电流为0.3 A ，此时两灯对应的电压分别为2 V 和6 V ，则L 2正常发光，故A 错误；电源允许电压为2 V ＋6 V ＝8 V ，故B 错误；电路的总电阻为R 总＝8 V 0.3 A ≈27 Ω，故C 错误；电路的总功率为：P 总＝U 总I max ＝8 V×0.3 A＝2.4 W ，故D 正确．13. 热 半导体 14. 大 多15. 1 000 电路中发生短路故障 电路中用电器的总功率过大【解析】空调1 min 内消耗的电能是10600kW·h＝160kW·h.空调的功率，P ＝W t ＝160kW·h160 h ＝1 000 W ．家庭电路电流过大一般有两个原因，一是由于各用电器并联，接入电器过多导致总功率过大，干路电流过大；二是突然发生短路，某支路电流突然增大导致干路电流突然过高．16. 500 10 18017. 15 【解析】根据欧姆定律可知，ΔU ＝I 2R －I 1R ＝2 A×R －1 A×R ＝5 V ，解得R ＝5 Ω；由P ＝I 2R 得：定值电阻消耗的电功率变化量ΔP ＝I 22R －I 21R ＝(2 A)2×5 Ω－(1 A)2×5 Ω＝15 W.18. 50 10 【解析】消耗的电能：W ＝UIt ＝5 V×1 A×10 s＝50 J ；产生的热量：Q ＝I 2Rt ＝(1 A)2×1 Ω×10 s＝10 J.19. 0.4 2∶3 3∶2 【解析】此时电路中的的电流I 1＝I ＝U 总R 总＝ 6 V 6 Ω＋9 Ω＝0.4 A ；串联电路中U 1U 2＝R 1R 2＝6 Ω9 Ω＝23；将它们并联在电路中Q 1Q 2＝U 2R 1×tU2R 2×t ＝R 2R 1＝9 Ω6 Ω＝32. 20. 1∶2 1∶2 1∶3 2∶1 【解析】由图甲可知，电阻R 1与R 2串联，电压表测R 1两端电压，电压表测R 1与R 2的总电压，通过两电阻的电流I 相等，由欧姆定律I ＝U R可知U ＝IR ，则U 1＝IR 1，U 2＝I (R 1＋R 2)，已知和的示数之比为1∶3，解得R 1∶R 2＝1∶2；由P ＝I 2R 可知，P 1∶P 2＝R 1∶R 2＝1∶2；由图乙可知，两电阻并联，它们两端电压U 相等，电流表测通过R 2的电流，电流表测干路电流，I 1I 2＝UR 1U R 2＝R 2R 1＝21，I A1I A2＝I 2I 1＋I 2＝I 22I 2＋I 2＝13；相同时间内，电阻消耗的电能之比为W 1W 2＝P 1t P 2t ＝U 2R 1tU 2R 2t ＝R 2R 1＝21.21. 1∶2 18 【解析】两只小灯泡的电阻分别为：R 1＝U 21P 1＝（12 V ）212 W ＝12 Ω，R 2＝U 22P 2＝（12 V ）26 W ＝24 Ω，所以它们的电阻之比为1∶2；两个灯泡的额定电流分别为：I 1＝P 1U 1＝12 W 12 V ＝1 A ；I 2＝P 2U 2＝6 W12 V ＝0.5 A ，所以将它们串联在电路中，只能使额定电流较小的L 2正常发光，故L 2两端的电压为U 2＝12 V ，L 1两端的电压为U 1＝I 2R 1＝0.5 A×12 Ω＝6 V ，故电源电压为U ＝U 1＋U 2＝12 V ＋6 V ＝18 V.22. 12 2 【解析】由P ＝UI 得两灯的额定电流：I 1＝P 1U 1＝2 W 6 V ＝13A ，I 2＝P 2U 2＝8 W 12 V ＝23A ；只能让第一盏灯正常发光，即电路中电流只能为13A ；由I ＝U R 得：R 1＝U 1I 1＝6 V 13A ＝18 Ω，R 2＝U 2I 2＝12 V 23A ＝18 Ω；电路中的电压：U ＝I 1(R 1＋R 2)＝13A×(18 Ω＋18 Ω)＝12 V ；这时另一只灯泡的实际功率：P 2′＝I 21R 2＝(13A)2×18 Ω＝2 W.23. 甲 乙 4∶9 【解析】由R ＝U 2P可得，甲的电阻R 甲＝96.8 Ω，乙的电阻R乙＝48.4 Ω.将它们串联在220 V 的电路中，电流相等，时间相等，由Q ＝I 2Rt 知，甲产生的热量多；将它们并联在电路中，由Q ＝U 2Rt 知，乙产生的热量较多．串联时甲分的电压与乙分的电压的关系是U 甲U 乙＝R 甲R 乙＝21，甲分的电压与总电压的关系是U 甲＝23U ；并联时，甲分的电压U 甲′＝U ，则两次甲的功率之比P 甲P 甲′＝（23U ）2R 甲U 2R 甲＝49. 24. 6 0.3 108 【解析】由电路图可知，R 1与R 2并联，电流表测R 1支路的电流．由I ＝UR 可得，电阻R 1两端的电压：U 1＝I 1R 1＝0.2 A×30 Ω＝6 V ；因并联电路中各支路两端的电压相等，所以电源的电压：U ＝U 2＝U 1＝6 V ；通过电阻R 2的电流：I 2＝U 2R 2＝ 6 V20 Ω＝0.3 A ；1 min 内电流通过R 2产生的热量为Q ＝I 22R 2t ＝(0.3 A)2×20 Ω×60 s＝108 J.25. 2∶1 1∶2 .26. 2∶3 1.2 【解析】由电路图可知，只闭合开关S 时，电路为R 1的简单电路，电流表测通过R 1的电流，则I 1＝0.3 A ；再闭合S 1时，两电阻并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作，互不影响，所以通过R 1的电流不变，且并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表示数的变化量即为通过R 2的电流，则I 2＝0.2 A ，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I ＝U R 可得，两电阻的阻值之比R 1R 2＝UI 1U I 2＝I 2I 1＝0.2 A0.3 A＝23；R 2的电阻为R 2＝U I 2＝I 1R 1I 2＝0.3 A×20 Ω0.2 A ＝30 Ω，则R 2消耗的电功率P 2＝I 22R 2＝(0.2 A)2×30 Ω＝1.2 W.27. 18 0.7 【解析】根据题意知，只闭合开关S 1，滑片P 在中点时，滑动变阻器与灯泡L 1串联，电压表测得的是灯泡L 1两端的电压，电流表测得的是电路电流，此时电压表示数为6 V ，则小灯泡L 1在额定电压下工作，则流过小灯泡的电流为额定电流，则I 额1＝P 1U 额1＝3.6 W 6 V＝0.6 A ，则此时滑动变阻器接入电路的有效电阻为R 滑1＝20 Ω，则滑动变阻器分压U 滑＝I 额1·R 滑1＝0.6 A×20 Ω＝12 V ，所以电源电压为U ＝U 滑＋U 额1＝12 V ＋6 V ＝18 V ；对于L 2，额定电流为I 额2＝P 额2U 额2＝1 W 2 V ＝0.5 A ，电阻R 2＝U 额2I 额2＝ 2 V 0.5 A＝4 Ω，对于L 1，电阻为R 1＝U 额1I 额1＝ 6 V0.6 A＝10 Ω，当两开关同时闭合，两灯泡并联后与滑动变阻器串联，又滑动变阻器允许流过的最大电流为I 滑max ＝1 A ，且流过滑动变阻器的电流为流过两个小灯泡电流的和，则有I 滑max ≤I 额1＋I 额2，又I 额2≤I 额1，所以以流过L 2的最大电流为最大计算值，即小灯泡两端的电压为L 2的额定电压，则此时两灯泡两端的电压为U max ＝2 V ，则流过小灯泡L 1的电流I 1＝U max R 1＝2 V10 Ω＝0.2 A ，则电路允许的最大电流为I max ＝I 1＋I 额2＝0.2 A ＋0.5 A ＝0.7 A. 28. 0.8 1.2 【解析】若将它们并联接在电压为2 V 的电源两端，由图可知：通过R 的电流是0.2 A ，通过L 的电流是0.6 A ，由于并联在电路中，干路电流等于各支路的电流之和，所以干路电流是I ＝I R ＋I L ＝0.2 A ＋0.6 A ＝0.8 A ．灯泡实际消耗的电功率P ＝UI ＝2 V×0.6 A＝1.2 W29. 答：由焦耳定律Q ＝I 2Rt 可知，当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，导线与电加热管串联，电流和通电时间相同，电加热管的电阻远大于导线的电阻，产生的热量较多，所以能把水烧热，而导线并不太热；电风扇吹风加快了空气流速，使水的蒸发加快，蒸发吸热，所以感觉很冷．30. (1)如答图所示 (2)转换法 (3)右 电阻 (4)在电阻一定时，通过导体的电流越大，产生的热量就越多 (5)I 2Rt第30题答图31. 解：(1)闭合电键S ，R 1、R 2组成并联电路，干路中的电流为I ＝0.8 A ，R 1支路中的电流为I 1＝0.3 A ，电源电压等于R 1两端电压，U ＝U 1＝I 1R 1＝0.3 A×20 Ω＝6 V(2)通过R 2的电流为I 2＝I －I 1＝0.8 A －0.3 A ＝0.5 A (3)R 2的电阻为R 2＝U I 2＝6 V0.5 A＝12 Ω替换前后，只有一个电流表的示数发生了变化，说明被替代的是R 2 由于并联电路互不影响，电源的电功率变化等于R 2支路的电功率的变化若电功率增加了0.6 W ，则有ΔP ＝U 2R 0－U 2R 2＝（6 V ）2R 0－（6 V ）212 Ω＝0.6 W ，解得：R 0＝10Ω若电功率减小了0.6 W ，则有ΔP ＝U 2R 2－U 2R 0＝（6 V ）212 Ω－（6 V ）2R 0＝0.6 W ，解得：R 0＝15Ω所以R 0的阻值为10 Ω或15 Ω 32. 解：(1)图中R 1与R 2并联，电流表测总电流，电流表测R 2的电流，故有U 1＝U 2＝I 2R 2＝0.4 A×30 Ω＝12 V(2)通过定值电阻R 1电流为I 1＝U 1R 1＝12 V15 Ω＝0.8 A故电流表的示数为I ＝I 1＋I 2＝0.8 A ＋0.4 A ＝1.2 A(3)电路工作5 min ，R 1产生的焦耳热Q ＝I 21R 1t ＝(0.8 A)2×15 Ω×300 s＝2 880 J33. (1)1∶1解：(2)设小灯泡的额定电流为I ，则I 甲＝I ，I 乙＝2I ；因为P 甲＝U 甲I 、P 乙＝U 乙·2I ，所以P 甲P 乙＝U 甲I U 乙·2I ＝12 V 2×6 V ＝11. (3)设小灯泡的额定功率为P L ，R 1、R 2的功率分别为P 1、P 2，所以P 甲＝2P L ＋P 1、P 乙＝2P L＋P 2；因为P 甲＝P 乙，所以P 1＝P 2；又P 1＝I 2R 1、P 2＝(2I )2R 2，所以I 2R 1＝(2I )2R 2，即R 1R 2＝41.34. 解：(1)R x ＝U 1I 1＝6 V0.5 A＝12 Ω(2)U 2＝I 2R x ＝0.25 A×12 Ω＝3 V (3)P 2＝U 2I 2＝3 V×0.25 A＝0.75 W35. 解：(1)R 1＝U 2P 加＝（220 V ）2400 W ＝121 ΩR ＝U 2P 保＝（220 V ）2100 W ＝484 Ω R 2＝R －R 1＝484 Ω－121 Ω＝363Ω(2)W ＝P 加t ＝400 W×7×60 s＝1.68×105J 不计热量损失Q 吸＝W ＝1.68×105J 由Q 吸＝cm (t －t 0)得m ＝Q 吸c （t －t 0）＝ 1.68×105J4.2×103 J/（kg·℃）×（100 ℃－20℃）＝0.5 kg 36. 解：(1)灯泡L 的额定功率P 额＝U 额I 额＝12 V×0.5 A＝6 W(2)断开开关S 2，闭合S 1和S 3时，定值电阻R 与灯泡L 并联，小灯泡两端的电压等于电源电压为12 V ，此时正常发光，通过它的电流为额定电流I L ＝I 额＝0.5 A通过定值电阻的电流为I R ＝U R ＝12 V12 Ω＝1 A电路中的总电流为I 总＝I L ＋I R ＝0.5 A ＋1 A ＝1.5 A(3)根据P ＝UI ，电源电压不变，要使电路总功率最小，则应使电路电流最小，即要求电路中总电阻最大，当开关S 1、S 3断开，S 2闭合时，定值电阻R 与灯泡L 串联，此时电路中的总电阻最大，电功率最小灯泡的电阻为R L ＝U 额I 额＝12 V 0.5 A＝24 Ω P ＝UI ＝U ·U R 总＝U 2R L ＋R ＝（12 V ）224 Ω＋12 Ω＝4 W37. 解：(1)从图像中可以看出，U 1＝6 V 时，I 1＝0.6 A则R 1＝U 1I 1＝6 V 0.6 A＝10 Ω(2)当变阻器的阻值为零时，电路的电流最大，消耗的电功率最大，此时电阻R 1两端的电压为电源电压，即U ＝U 1＝6 V ，电流为I 1＝0.6 A电路消耗的最大功率为P ＝UI ＝6 V×0.6 A＝3.6 W(3)当P ′＝0.5 W 时，有P ′＝I 22R 2＝0.5 W 和U ＝I 2(R 1＋R 2)＝6 V ，联立并代入数据得到R 2＝2 Ω或R 2＝50 Ω当R 2最大时，I min ＝0.15 A ，所以R 总max ＝U I min ＝ 6 V 0.15 A＝40 Ω 则有R 2的最大值：R 2max ＝R 总max －R 1＝40 Ω－10 Ω＝30 Ω，R 2＝50 Ω(舍去)，所以R 2＝2 Ω.38. 解：(1)电熨斗对桌面的压强：p ＝F S ＝G S ＝mg S ＝1.2 kg×9.8 N/kg 9.8×10－3 m2＝1.2×103 Pa (2)由表格可知：高温挡额定功率P 高＝1 500 W ，U 额＝220 V 根据P ＝UI ，高温挡电熨斗中电流I 高＝P 高U 额＝1 500 W220 V≈6.8 A (3)高温挡工作消耗电能：W 高＝P 高t 高＝1 500 W×30×60 s＝2.7×106J 低温挡工作消耗电能：W 低＝P 低t 低＝500 W×15×60 s ＝4.5×105J 此次消耗电能：W 总＝W 高＋W 低＝2.7×106J ＋4.5×105J ＝3.15×106 J 能力提升拓展1. C 【解析】由图可知，灯L 与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量电路中电流；灯正常工作时的电流为： I额＝P 额U 额＝3 W6 V＝0.5 A ，为了电路中电流表、滑动变阻器、灯等元件安全，则电路中的最大电流为0.5 A ，此时灯L 消耗的功率最大为3 W ；电路中的最小总电阻为：R ＝U I 额＝8 V 0.5 A ＝16 Ω，灯丝的电阻为：R L ＝（U 额）2P 额＝（6 V ）23 W ＝12 Ω，则滑动变阻器接入电路的电阻最小值为：R 小＝R －R L ＝16 Ω－12 Ω＝4Ω，此时滑动变阻器两端的电压也最小为：U 小＝I 额R 小＝0.5 A×4 Ω＝2 V ；为了电压表的安全，滑动变阻器两端的电压最大为3 V ，此时灯L 两端电压为5 V ，电路中的电流最小为：I 小＝U L R L ＝5 V 12 Ω≈0.42 A，灯L 消耗的功率最小，为：P 小＝U L I 小＝5 V×512A≈2.08 W，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大为：R 大＝U R I 小＝3 V512A ＝7.2 Ω.综上所述，电压表的示数变化范围是2 V ～3 V ，电流表的示数变化范围是0.42 A ～0.5 A ，滑动变阻器的阻值变化范围是4 Ω～7.2 Ω，灯L 的功率变化范围是2.08 W ～3 W ，故A 、B 、D 错误，C 正确．故选C.2. D 【解析】由图可知，当滑片P 在B 端时，电阻丝AB 接入电路的阻值为零，此时小灯泡两端的电压最大，且为电源电压，电源电压U ＝6V ；小灯泡的额定功率为P 额＝U 额I额＝6 V×1.0 A＝6 W ；当滑片在A 端时，电阻丝AB 与小灯泡串联，此时小灯泡两端的电压为1.5 V ，电流为0.5 A ，电阻丝AB 的电压为U AB ＝6 V －1.5 V ＝4.5 V ，则电阻丝AB 的电阻为R AB ＝4.5 V0.5 A＝9 Ω；滑片在A 端时小灯泡的电功率为P 1＝U 1I 1＝1.5 V×0.5 A＝0.75 W ，滑片在B 端时，小灯泡的电功率为P 2＝U 2I 2＝6 V×1 A＝6 W, P 1P 2＝0.75 W 6 W ＝18.故选D.3. 0.25 0.375 184. 12 24～36 【解析】当S 1、S 2都断开时，R 1、L 串联，灯正常发光时的电压U L ＝6 V ，功率P L ＝3 W ，因为串联电路中各处的电流相等，则根据P ＝UI 可得，电路中的电流I ＝I L＝P L U L ＝3 W6 V＝0.5 A ，由串联电路中总电压等于各分电压之和，得R 1两端的电压U 1＝U －U L ＝12 V －6 V ＝6 V ，则R 1＝U 1I ＝6 V0.5 A＝12 Ω；当S 1、S 2均闭合时，L 被短路，R 1、R 2并联，电流表测量的是干路中的电流，由并联电路中各支路两端的电压相等，得R 1中的电流I 1＝U R 1＝12 V 12 Ω＝1 A ，R 1消耗的电功率P 1＝UI 1＝12 V×1 A＝12 W ；要使电流表安全使用，通过R 2的电流不能超过 I 2＝I －I 1＝3 A －1 A ＝2 A ，所以R 2的阻值不能小于R 2＝U I 2＝12 V2 A ＝6 Ω，此时R 2消耗的电功率最大P 2max ＝U 2R 2＝（12 V ）26 Ω＝24 W ，当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，R 2消耗的电功率最小P 2min ＝U 2R 2max ′＝（12 V ）212 Ω＝12 W ，故整个电路消耗的最大电功率P最大＝P 1＋ P 2max ＝12 W ＋24 W ＝36 W ；整个电路消耗的最小电功率P 最小＝P 1＋P 2min ＝12 W ＋12 W＝24 W.5. 解：(1)只闭合开关S 1、S 3，滑片P 置于b 端时，L 与R 1并联， 灯泡正常发光，可知电源电压为6 V由图像可知，当R 1两端的电压为6 V 时，通过R 1的电流为0.6 A 通过灯泡的电流为I L ＝I －I 1＝0.9 A －0.6 A ＝0.3 A 灯泡的额定功率为P ＝UI L ＝6 V×0.3 A＝1.8 W(2)当开关S 2、S 3闭合，S 1断开，滑片P 置于a 端时，R 2、R 1串联 由图像可知，当通过R 1的电流为0.4 A 时，R 1两端的电压为2 VR 2两端的电压U 2＝U －U 1＝6 V －2 V ＝4 V ，R 2＝U 2I 2＝4 V0.4 A＝10 Ω(3)当只闭合开关S 2，滑片P 置于a 端时，L 与R 2、R 1串联，电路总功率1.2 W ，电路中电流I 3＝P U ＝1.2 W6 V ＝0.2 AR 2两端的电压U 2′＝I 3R 2＝0.2 A×10 Ω＝2 V。