专题9电功率——2022-2023年黑龙江省中考物理试题分类
一．选择题（共3小题）
1．（2023 大庆）每年进入汛期，多地会发生强降雨，导致河流水位上涨。某校科技小组设计了一个监测水位的装置如图甲所示，电路中电源电压保持不变，R0为定值电阻，R滑是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置（最大阻值40Ω），浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动，当电流表的示数达到某一数值时提醒小组成员水位达到警戒值。R滑接入电路的阻值R随水位的变化关系如图乙所示，与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．当水位升高时，电压表的示数减小
B．该电路工作时总功率最小值为0.3W
C．水位变化过程中，滑动变阻器功率最大时水位为20cm
D．当水位达到警戒水位时，电压表的示数为3V
2．（2023 黑龙江）标有“6V 3W”和“6V 6W”的灯L1和L2（假设两灯灯丝电阻不变），若将它们串联在某电源上，使其中一个灯正常发光时，下列说法正确的是（ ）
A．通过灯L1和L2的电流之比为1：2
B．灯L1和L2两端的电压之比为2：1
C．灯L2和L1的发光亮度相同
D．能够正常发光的灯应是灯L2
3．（2022 哈尔滨）如图所示，闭合开关后，下列说法不正确的是（ ）
A．电铃利用电流热效应工作
B．电源用来提供电能
C．导线用来连接电路元件
D．开关用来控制电流通断
二．多选题（共1小题）
（多选）4．（2023 绥化）如图甲所示电路中，小灯泡标有“10V 5W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），a、b为滑动变阻器两端点。滑片从b端滑动到某一位置的过程中，滑动变阻器消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为16V
B．小灯泡的阻值为20Ω
C．滑动变阻器的最大阻值为100Ω
D．该电路消耗的最大功率为6W
三．填空题（共14小题）
5．（2023 哈尔滨）小明家3月末和4月末电能表表盘示数如图所示，则小明家4月份用电 kW h，若以当地电价0.5元/度计算，小明家4月份应缴纳电费 元。
6．（2023 哈尔滨）如图所示，电源电压3V，R1＝R2＝5Ω，先闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表示数将 （选填“变大”或“变小”）；当S1闭合，S2断开时，通电10s，电流通过R1产生的热量是 J。
7．（2023 绥化）如图是某电加热器的工作电路图，电加热器有“高温”和“低温”两挡，其中R1＝44Ω，R2＝176Ω。当开关S1闭合，S2 时是高温挡。该电加热器低温挡正常工作5min产生的热量是 J。
8．（2023 绥化）如图，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b为滑动变阻器两端点），小灯泡标有“6V 3W”字样。当开关S1、S2闭合，滑片P置于b端时，小灯泡正常发光，电流表的示数为0.9A，滑动变阻器最大阻值是 Ω；当开关S1闭合，S2断开，滑片P置于a端时，电流表示数为0.2A，此时R1的功率为 W。
9．（2023 齐齐哈尔）将电能输送到几百千米之外的用户，在输电线上会有能量的损耗，这主要是由于电流的 效应引起的。某段输电线路的总电阻为0.5Ω，输送电流为100A，每输电1min这段线路便会损耗 J的电能。
10．（2023 齐齐哈尔）小夏一家假期外出旅游，家中只有一个网络摄像头和一个路由器在工作，其实际功率分别为5W和15W。出发和回家时，电能表示数如图所示，这段时间内小夏家消耗电能 kW h，小夏一家外出 h。（电路其它元件损耗电能不计）
11．（2023 黑龙江）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24V，当把滑片P滑到最左端时，小灯泡恰好正常发光。图乙为通过灯泡L的电流与其两端电压的关系，当小灯泡正常发光时灯丝的电阻为 Ω。调节滑动变阻器R，当其连入电路的阻值是 Ω时，小灯泡的实际功率为3.6W。
12．（2022 齐齐哈尔）小丽仔细观察了自己家的电能表，参数如图所示。她让家中某个用电器单独工作3min，发现电能表的转盘转过90转，则此用电器消耗的电能是 kW h，此用电器的电功率是 W。
13．（2022 绥化）如图所示，电源电压不变，滑动变阻器的最大阻值为R，R1、R2为定值电阻，已知
R：R1：R2＝1：1：2，当滑片P移动到a端时，闭合开关S1、S2，通过R1与R2的电流之比是 ；当滑片P移动到b端时，只闭合开关S2，通电1min，R与R2产生的热量之比是 。
14．（2022 齐齐哈尔）如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。若探究电流通过导体产生热量与电流的关系，实验前应选择 （选填“甲”或“乙”）装置。如果甲装置中通过5Ω电阻丝的电流为0.6A，则甲装置中10Ω电阻丝在1min内产生的热量是 J。
15．（2022 黑龙江）如图所示是“探究通电导体产生的热量与 大小关系”的实验装置。电源电压为4.5V且保持不变，将滑动变阻器滑片移至最右端，在1min内电流通过10Ω电阻丝产生的热量为 J。
16．（2022 齐齐哈尔）如图所示，甲、乙是连接实验室常用电流表或电压表的位置，电源电压恒定。在甲、乙位置分别接入某种电表，闭合开关S1、S2，两灯均发光，甲、乙两个电表示数之比为1：5；断开S1、S2，在甲、乙位置分别接入另一种电表，然后再只闭合开关S1，两灯均发光，则此时甲、乙两电表示数之比为 ，灯泡L1与L2的电功率之比为 。（忽略温度对灯丝电阻的影响）
17．（2022 牡丹江）如图所示，R1＝10Ω，R2＝5Ω，闭合开关，电压表的示数为3V，电源电压U＝ V，R1的电功率P1＝ W，通电10s后，R2消耗的电能W2＝ J。
18．（2022 绥化）某饮水机额定加热功率为500W，水箱容积为1L，在额定电压下将满箱水从75℃加热到95℃，用时210s，则水箱中的水吸收的热量是 J，该饮水机的效率是 。
四．实验探究题（共7小题）
19．（2023 哈尔滨）小明用如图甲所示器材做“测量小灯泡电功率”的实验，电源电压约为4.5V且恒定不变，小灯泡上标有“3.8V”的字样，电压表只有0～3V量程可用。
（1）连接电路时开关需要 。
（2）图甲的电路还差最后一根导线，请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，连好就通电实验。
（3）接下来小明为准确测出小灯泡的额定功率，实验步骤如下：
①调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V，然后断开开关，将电压表并联在滑动变阻器两端。
②保持滑片位置不动，再次闭合开关后，观察电压表并继续移动滑片，直至电压表示数 ，读出此时电流表示数如图乙所示，此时电流为 A。
③小灯泡额定功率为 W。
20．（2023 大庆）现有L1、L2、L3三只额定电压U额均为2.5V，电阻值不同的小灯泡。某研究小组分别利用甲、乙、丙三种电路图测量三只小灯泡的额定功率。
（1）图甲电路中，实验操作如下：
①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额；
②图丁是图甲电流表的表盘，此时示数为 A；
③小灯泡L1的额定功率为P额1＝ W。
（2）图乙电路中，定值电阻的阻值为R0＝12.5Ω，实验操作如下：
①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额；
②读出电流表的示数为I＝0.60A，计算出通过R0的电流为 A；
③小灯泡L2的额定功率为P额2＝ W。
（3）图丙电路中，电源电压未知但恒定不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为10Ω，实验操作如下：
①保持开关S2断开，同时闭合开关S和S1，调节R2的滑片，使电压表的示数为U额；
②断开开关S1，同时闭合开关S和S2，保持 （填“R1”或“R2”）的滑片位置不变，调节 （填“R1”或“R2”）的滑片，使电压表示数仍为U额；
③仅将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1＝3.00V，再仅将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2＝1.00V，则小灯泡L3的额定功率P额3＝ W。
（4）通过图甲和图乙实验，可以得到小灯泡L1和L2在额定电压工作时电阻之比为 。
21．（2022 齐齐哈尔）小琪同学在做“测量小灯泡的电功率”的实验时，实验器材有：电源（三节新的干电池），额定电压为2.5V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。
（1）请用笔画线代替导线按要求将电路（图甲）连接完整（要求：向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，导线不交叉）。
（2）正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是 。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某位置，电压表示数如图乙所示，此时电压为 V。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 （选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为2.5V。
（4）小琪在进行实验数据处理时，计算出了小灯泡的平均电功率（如表），你认为她这样处理数据是 （选填“合理”或“不合理”）的，理由是 。
实验序号 电压U/V 电流I/A 功率P/W 平均功率P/W
1 2.0 0.26 0.52 0.71
2 2.5 0.28 0.70
3 3.0 0.30 0.90
（5）实验提供的滑动变阻器规格为R1“5Ω 2A”、R2“20Ω 1A”、R3“100Ω 0.1A”，小琪选择的是 （选填“R1”、“R2”或“R3”）完成了上述实验。
（6）上述实验完成后，小琪又用阻值已知为R0的定值电阻来测量未知电阻Rx的阻值，实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求，又换用另一电源，电压未知且恒定。电路正确连接后：
①当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表示数为I1；
②当开关 闭合， 断开时，电流表示数为I2；
③未知电阻的阻值Rx＝ （用已知量和测量量的符号表示）。
22．（2022 黑龙江）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V，图甲是未连接完整的实验电路：
（1）连接实验电路的过程中，开关应 ；
（2）用笔画线代替导线，将图甲的实验电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时电流表的示数变大）；
（3）闭合开关后，小明发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，电压表示数接近4.5V，则电路的故障可能是 （填一种情况即可）；
（4）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片，如图乙所示，电压表的示数为 V，为了测小灯泡的额定功率，应将滑片向 （选填“A”或“B”）端移动；
（5）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制了如图丙所示的I﹣U图像，由图像可知，小灯泡的额定功率为 W；
（6）由图丙可知小灯泡正常发光时的电阻是 Ω，小灯泡的电阻是变化的，原因是灯丝电阻受 的影响。
23．（2022 黑龙江）小明想测量小灯泡的额定功率，设计了如下方案：
（1）如图是未连接好的电路，请用笔画线代替导线将电路连接
完整，使滑动变阻器滑片向右移动灯泡变亮。
（2）连接电路时，开关应该处于 状态。
（3）在这个实验中，小明采用 法测量小灯泡的功率。
24．（2022 哈尔滨）小明在探究“电功率和电压关系”的实验中：
（1）请用笔画线代替导线连接好图A电路，要求：电压表测量L2两端电压。
（2）连好电路后，闭合开关，发现两灯均不发光，电压表示数接近电源电压，则故障可能是 。（写出一种即可）
（3）灯泡工作时，将电能转化为内能和 。
（4）开始实验后，发现两个灯泡的亮度接近，无法比较电功率大小。为了解决这个问题，在提供的器材中，小明选择两个阻值接近的电热丝代替灯泡，又设计了如下三种可行方案：
甲：如图B所示，将电热丝R1和R2分别放入装有等体积水的玻璃瓶内，通电5分钟后，通过温度计示数升高的多少，比较电功率大小；
乙：其他条件不变，仅将甲方案中水换成乙醚；
丙：其他条件不变，仅将甲方案中水换成煤油。
物质 比热容c/J （kg ℃）﹣1 密度ρ/（kg m﹣3） 导电性
水 4.20×103 1.00×103 不导电
乙醚 2.35×103 0.71×103 不导电
煤油 2.14×103 0.80×103 不导电
你认为以上哪个方案能最明显地比较出电功率的大小？请说明理由。
25．（2022 绥化）在“测量小灯泡的额定功率”实验中，小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）实验原理是 。
（2）图甲中有一根导线多余导致电路错误，请在这根导线上打“×”
（3）改正电路错误后，在闭合开关前，应将图甲中滑动变阻器的滑片调至 端。（选填“A”或“B”）
（4）闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。接下来应进行的操作是 。
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（5）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W。
（6）小华用如图丙所示的电路也完成了该实验。电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为R0。实验步骤如下：
①只闭合开关S、S1，调节R2，使电压表的示数为U额；
②只闭合开关S、S2，调节R1，使电压表的示数仍为U额；
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表示数为U2，则小灯泡额定功率的表达式P额＝ 。（用U额、R0、U1、U2表示）
五．计算题（共5小题）
26．（2023 哈尔滨）6月5日是世界环境日，为了创造美好的生活环境，我国逐步推广风力发电取代火力发电，实现生态文明建设新环境。如图是某风力发电机正在发电，其发电功率为8×104W。
（1）若用密度为3×103kg/m3的铝合金材料制作风车的桨叶，所用材料的体积为2m3，计算需用材料的质量。
（2）计算该风力发电机工作10s的发电量（W电）。
（3）若风车10s获得的风能（W风）为8×106J，请计算利用此风车发电时风能的利用率（η）。
27．（2023 大庆）图甲为某品牌饮水机，其铭牌如下表，图乙为其内部简化电路图，该饮水机有加热和保温两个挡位。R1、R2均为电热丝，当热水箱中水温降至70℃时通过自动开关S2切换到加热挡，当温度达到100℃时自动切换到保温挡，饮水机始终在额定电压下工作，已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）。求：
水桶容量：20L 热水箱水量：1kg 额定电压：220V 加热功率P2：1100W 保温功率P1：100W
（1）电热丝R1的阻值；
（2）热水箱中的水由70℃加热到100℃所吸收的热量；
（3）饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R1产生的热量。
28．（2023 黑龙江）图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如乙图所示，R1和R2是电热丝，通过单独或同时闭合开关实现低温和高温挡切换，低温挡功率为440W，高温挡功率为880W，已知粥的比热容c粥＝4.0×103J/（kg ℃）。求：
（1）当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）若不考虑能量损失，正常使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的时间；
（4）若实际正常使用高温挡加热的时间为800s，该电饭锅的加热效率。
29．（2022 牡丹江）如图所示，一款可设定温度的电热水杯，能将杯中水加热到需要的温度，其铭牌如下表所示。电热水杯在额定电压下工作，将0.3L的水从25℃加热到55℃，用时2min20s。求：
产品名称 电热水杯
额定电压 220V
额定功率 300W
额定容量 0.3L
（1）水吸收的热量是多少？
（2）电热水杯消耗的电能是多少？
（3）电热水杯的热效率是多少？
30．（2022 黑龙江）学习了电功率的知识后，小亮想利用家中的电能表（如图所示）测量电水壶的电功率和热效率。他把质量为1kg温度是20℃的冷水倒入电水壶中，然后把家中的用电器都与电源断开，仅让电水壶工作，在5分钟内将这壶水烧开（在标准气压下），他观察到电能表转盘转了70转。试求：
（1）将这壶水烧开，水吸收的热量是多少？
（2）电水壶的电功率为多少？
（3）电水壶的热效率为多少？
六．综合能力题（共3小题）
31．（2023 牡丹江）某家用电热毯的铭牌和工作原理的简化电路图如表和图所示。当电热毯在额定电压下工作时：
（1）通过R1的电流和R1的电阻各是多少？
（2）高温挡工作1h，电热毯产生的热量是多少？
（3）写出一条使用电热毯的注意事项。
××牌电热毯
额定电压 220V
额定功率 高温挡 110W
低温挡 88W
32．（2023 齐齐哈尔）如图甲所示是一款小型电火锅，通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能。图乙是它的简化电路图，R1、R2、R3均为加热电阻（阻值保持不变）。已知R1的阻值为176Ω，电火锅的部分参数如下表所示。求：
额定电压 220V
低温挡功率
中温挡功率 440W
高温挡功率 1100W
（1）R2的阻值是多少？
（2）电火锅在低温挡工作时的功率是多少？
（3）某次使用时，用高温挡将1kg水从20℃加热到100℃用时5.6min，该电火锅的实际功率是多少？（不计热损失）
33．（2022 齐齐哈尔）新冠疫情期间，一位热心市民为小区卡点志愿者送来了一个便携式可折叠电热壶，如图甲所示。该型号电热壶额定电压为220V，具有加热、保温两挡。保温挡的额定功率为200W，内部简化电路如图乙所示，双触点开关只能在触点1和2、2和3及3和4之间切换。R1、R2是两个阻值不变的发热元件，R2＝60.5Ω，现将此电热壶接到220V的家庭电路中。求：
（1）当双触点开关接触触点 （选填“2和3”或“3和4”）时为保温挡。
（2）R1的电阻是多少？加热挡的电功率是多少？
（3）若电热壶内装有0.5L的水，现用加热挡使水从20℃升高到100℃，加热效率为80%，则需要加热多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
参考答案与试题解析
一．选择题（共3小题）
1．【解答】解：A、闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测R0两端的电压，电流表测通过电路的电流，由图甲可知当水位升高时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，滑动变阻器分得的电压变小，根据串联分压原理，Uv＝U﹣U滑可知电压表示数变大，故A错误；
B、当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路为定值电阻的简单电路，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大，由丙图可知通过电路的最大电流为0.3A，电压表示数为就为电源电压U＝6V；此时R020Ω，由图丙可知通过电路的最小电流为0.1A，该电路工作时的最小总功率：P＝UI′＝6V×0.1A＝0.6W，故B错误；
C、水位变化过程中，滑动变阻器最大功率P＝I2RR，当R＝R0＝20Ω，滑动变阻器的的功率最大，接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，由乙图可知10cm×k+b＝40Ω，30cm×k+b＝0Ω，
两式联立可得：k＝﹣2Ω/cm，b＝60Ω，则R＝﹣2Ω/cm×h+60Ω，当R滑＝20Ω，代入数据：20Ω＝﹣2Ω/cm×h+60Ω，得h＝20cm，故C正确；
D、当水位达到警戒水位25cm时，滑动变阻器接入电路的电阻为R＝﹣2Ω/cm×25cm+60Ω＝10Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得通过电路的电流：I″0.2A，串联电路的电流相等，电压表示数就为U′＝0.2A×20Ω＝4V；故D错误。
故答案选：C。
2．【解答】解：“6V 3W”表示L1的额定电压为6V、额定功率为6W；“6V 6W”表示L2的额定电压为6V、额定功率为3W；
由P＝UI可知，灯L1的额定电流：I1额0.5A；灯L2的额定电流：I2额1A，
由欧姆定律可知，灯L1的电阻：R112Ω；
灯L2的电阻：R26Ω，
A、将它们串联在某电源上，通过的电流相等，电流之比为1：1，则故A错误；
B、根据U＝IR，串联电流相等，电压之比等于电阻之比，为12Ω：6Ω＝2：1，故B正确；
C、根据P＝I2R可知，灯泡L1、L2的电流相等，灯L1、L2的电阻不同，则电功率不同，灯泡的亮度不同，故C错误；
D、当电路中的最大电流：I最大＝0.5A，此时I最大＝I1额，灯泡L1正常发光，故D错误。
故选：B。
3．【解答】解：A.电铃利用的是电流的磁效应工作的，故A错误。
B.在电路中，电源是用来提供电能的，故B正确。
C.在电路中，用导线来连接电路，故C正确。
D.在电路中，用开关来控制电路的通断，故D正确。
故选：A。
二．多选题（共1小题）
4．【解答】解：B、由P＝UI可知，小灯泡的阻值：RL20Ω，故B正确；
C、由图甲可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
滑片在b端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，由串联电路的分压原理可知，此时滑动变阻器两端的电压最大，
由图乙可知此时滑动变阻器两端的电压为10V，滑动变阻器的电功率为1W，
由P＝UI可知，此时电路中的电流：I最小0.1A，
由欧姆定律可知，滑动变阻器的最大阻值：R滑大100Ω，故C正确；
A、由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝I最小（RL+R滑大）＝0.1A×（20Ω+100Ω）＝12V，故A错误；
D、由P＝UI可知，灯泡的额定电流：I额0.5A，
由串联电路的电流特点可知，电路中的最大电流：I最大＝I额＝0.5A，
该电路消耗的最大功率：P＝UI＝12V×0.5A＝6W，故D正确。
故选：BCD。
三．填空题（共14小题）
5．【解答】解：4月末的电能表示数为6262.3 kW h，3月末的电能表示数为6022.3 kW h，小明家4月份用电W＝6262.3kW h﹣6022.3kW h＝240kW h
小明家4月份应缴纳电费240kW h×0.5元/（kW h）＝120元。
故答案为：240；120。
6．【解答】（1）先闭合开关S1，再闭合开关S2，电路中电阻由R1和R2串联变为只有R1接入电路，电路中电阻变小，由可得，电流表示数变大；
（2）当S1闭合，S2断开时，由R1和R2串联，通过R1的电流
通电10s，电流通过R1产生的热量
。
故答案为：变大；4.5。
7．【解答】解：由图可知，当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P可知，电路中的总功率最小，电加热器处于低温挡；
当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电加热器处于高温挡；
低温挡的功率：P低220W，
由P可知，该电加热器低温挡正常工作5min产生的热量：Q＝W＝P低t＝220W×5×60s＝6.6×104J。
故答案为：闭合；6.6×104。
8．【解答】解：（1）开关S1、S2闭合，滑片P置于b端时，R1被短路，滑动变阻器的最大阻值与灯泡并联，电流表测干路电流；
由并联电路的电压特点和灯泡正常发光可知，电源电压：U＝UL＝6V，
由P＝UI可得，灯泡L正常工作时的电流：IL0.5A，
由并联电路的电流特点可知，通过滑动变阻器的电流：Ib＝I﹣IL＝0.9A﹣0.5A＝0.4A，
由欧姆定律可知，滑动变阻器的最大阻值：R2大15Ω；
（2）开关S1闭合，S2断开，滑片P置于a端时，灯泡被短路，滑动变阻器的最大阻值与定值电阻R1串联，电流表测电路中的电流；
由欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压：U2大＝I'R2大＝0.2A×15Ω＝3V，
由串联电路的电压特点可知，R1两端的电压：U1＝U﹣U2大＝6V﹣3V＝3V，
此时R1的功率：P＝UI＝3V×0.2A＝0.6W。
故答案为：15；0.6。
9．【解答】解：电流在输送时，由于电流的热效应，导线发热，引起能量的损失；
这段输电线上产生的热量Q＝I2Rt＝（100A）2×0.5Ω×60s＝3×105J。
故答案为：热；3×105。
10．【解答】解：（1）这段时间内小夏家消耗电能为：2023.6kW h﹣2018.8kW h＝4.8kW h；
（2）根据P得，小夏一家外出的时间为：t240h。
故答案为：4.8；240。
11．【解答】解：灯泡与滑动变阻器串联，当滑片P滑到最左端时，电路灯泡的简单电路，小灯泡恰好正常发光，
则电源电压等于灯泡的额定电压，即U＝U额＝24V；
对照乙图知，灯泡的额定电流为I额＝0.4A，
小灯泡正常发光时灯丝的电阻RL60Ω，
由乙图知，当灯泡的电压为12V，电流为0.3A，电功率P＝ULIL＝12V×0.3A＝3.6W，恰好满足条件；
则此时滑动变阻器的电压U'＝U﹣UL＝24V﹣12V＝12V；
根据串联电路的电流特点知，滑动变阻器的电流I'＝IL＝0.3A，
滑动变阻器连入电路的阻值R'40Ω。
故答案为：60；40。
12．【解答】解：3600r/（kW h）表示电路中每消耗1kW h电能，电能表的转盘转过3600圈，
则电能表转盘转了90圈，用电器消耗的电能：W0.025kW h；
该用电器的电功率：P0.5kW＝500W。
故答案为：0.025；500。
13．【解答】解：当滑片P移动到a端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，闭合S1、S2，R1和R2并联接入电路，并联电路各支路两端电压相等，R1：R2＝1：2，
由欧姆定律I可得通过R1与R2的电流之比为：
；
当滑片P移动到b端时，滑动变阻器接入电路阻值最大，只闭合S2，R和R2串联接入电路，通过两电阻的电流相同，
根据Q＝I2Rt知通电1min，R与R2产生的热量之比为：
。
故答案为：2：1；1：2。
14．【解答】解：乙图中右侧容器的电阻与容器外的电阻并联，再与左侧容器中的电阻串联，则通过左右两侧容器的电阻的电流不同，而两侧容器的电阻阻值和通电时间相同，因此乙图所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量与电流的关系；
在串联电路中电流处处相等，通过10Ω电阻的电流等于通过5Ω电阻的电流，则10Ω电阻丝在1min内产生的热量Q＝I2Rt＝（0.6A）2×10Ω×60s＝216J。
故答案为：乙；216。
15．【解答】解：（1）图中阻值不同的两个电阻丝串联在电路中，电流相同，通电时间相同，根据控制变量法可知，这是探究电流产生热量跟电阻大小的关系；
（2）电源电压为4.5V且保持不变，将滑动变阻器滑片移至最右端，电路中电流为：
I0.3A，
在1min内电流通过10Ω电阻丝产生的热量为：
Q＝I2Rt＝（0.3A）2×10Ω×60s＝54J。
故答案为：电阻；54。
16．【解答】解：闭合开关S1、S2，两灯均发光，则L1、L2串联，甲是电压表，测量L1两端电压，乙是电压表，测量电源电压；
甲、乙两个电表示数之比为1：5，则灯泡L1、L2两端电压之比为1：4，
根据串联电路电流处处相等和欧姆定律可得；
断开S1、S2，在甲、乙位置分别接入另一种电表，然后再只闭合开关S1，两灯均发光，则L1、L2并联，此时甲是电流表，测量干路电流，乙是电流表，测量通过L1的电流；
根据并联电路各支路两端电压相等和欧姆定律，则通过灯泡L1、L2的电流之比I1：I2＝R2：R1＝4：1，
此时甲、乙两电表示数之比为（1+4）：4＝5：4，
灯泡L1与L2的电功率之比P1：P2＝UI1：UI2＝I1：I2＝4：1。
故答案为：5：4；4：1。
17．【解答】解：闭合开关，两电阻并联，电压表测量电源电压，电压表的示数为3V，电源电压U＝3V，R1的电功率P10.9W，通电10s后，R2消耗的电能W2t10s＝18J。
故答案为：3；0.9；18。
18．【解答】解：（1）根据密度公式ρ知水的质量为：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；
水吸收的热量是：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（95℃﹣75℃）＝8.4×104J；
（2）根据P知饮水机消耗的电能是：
W＝Pt＝500W×210s＝1.05×105J；
饮水机的效率为：
η100%100%＝80%。
故答案为：8.4×104；80%。
四．实验探究题（共7小题）
19．【解答】解：（1）为保证器材安全，连接电路时开关需要断开；
（2）连好就通电实验，则连入时应使滑动变阻器位于最大处，应连接右下接线柱，如图所示：
（3）②小灯泡的额定电压为3.8V，第①步操作已经使小灯泡的电压到达3V，滑动变阻器与小灯泡串联，移动滑动变阻器滑片时，滑动变阻器减小的电压值等于小灯泡增加的电压值，故观察电压表并继续移动滑片，直至电压表示数减小0.8V，此时小灯泡两端的电压增加0.8V，达到额定电压3.8V；
电流表选择的时0～0.6A的量程，故此时的读数为0.3A；
③小灯泡额定功率：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W。
故答案为：（1）断开；（2）见解答图；（3）②减小0.8V；0.3；③1.14。
20．【解答】解：（1）图甲知电压表测量小灯泡两端的电压，电流表测量通过小灯泡的电流，由图丁知当小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流为I1＝0.3A，
小灯泡L1的额定功率为：
P额1＝U额I1＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（2）由图乙知，定值电阻与小灯泡并联，再和滑动变阻器串联，电流表测量干路的电流，电压表测量小灯泡和定值电阻两端的电压，由并联电路电压的规律知当小灯泡正常发光时，定值电阻两端的电压等于小灯泡两端的电压，
则通过R0的电流为：
I00.2A，
由并联电路电流的规律知通过小灯泡的额定电流为：
I2＝I﹣I0＝0.6A﹣0.2A＝0.4A，
小灯泡L2的额定功率为：
P额2＝U额I2＝2.5V×0.4A＝1W；
（3）①保持开关S2断开，同时闭合开关S和S1，调节R2的滑片，使电压表的示数为U额；
②断开开关S1，同时闭合开关S和S2，保持R2的滑片位置不变，通过调节滑动变阻器R1，使R1两端电压为小灯泡的额定电压U额；
③根据等效替代法，此时R1＝RL；
将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1＝3.00V；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2＝1.00V，
将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1＝3.00V即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1的电压为U2＝1.00V，根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：
，
解得，R1 R010Ω＝5Ω，
小灯泡额定功率的表达式：
P额31.25W；
（4）小灯泡L1和L2在额定电压工作时电阻之比为：
4：3。
故答案为：（1）②0.3；③0.75；（2）②0.2；③1；（3）②R2；R1；③1.25；（4）4：3。
21．【解答】解：（1）向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，即滑动变阻器接入阻值变小，所以应接左下接线柱，如图所示；
；
（2）电流表无示数，说明电路断路，电压表有示数，可能为小灯泡断路；
（3）电压表量程为0～3V，分度值为0.1V，读数为2.2V；还未达到2.5V，所以滑动变阻器向A滑，阻值减小，电流变大，小灯泡两端电压会达到2.5V；
（4）计算小灯泡的平均电功率是不合理的，因为小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义；
（5）灯泡正常发光时电压为2.5V，电源电压为4.5V，变阻器分得的电压：U变＝4.5V﹣2.5V＝2V；
此时滑动变阻器阻值Rp7.1Ω；再结合电流表的量程，故选R2；
（6）实验电路图如图丙所示，操作思路为两电阻并联，当开关S、S2闭合，S1断开时，先测干路电流I1；然后单独测R0的电流，所以开关S、S1闭合，S2断开时，电流表测的是R0的电流为I2；
并联电路中，各支路电压相等，所以Rx两端的电压Ux＝U0＝I2R0；通过Rx的电流Ix＝I1﹣I2；
根据欧姆定律可得Rx。
故答案为：（1）如图所示；（2）小灯泡断路；（3）2.2；A；（4）不合理；小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义；（5）R2；（6）S、S1；S2；。
22．【解答】解：（1）为保护电路，连接实验电路的过程中开关应处于断开状态；
（2）滑动变阻器选用“一上一下”两个接线柱串联接入电路，且变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大，根据欧姆定律可知电路总电阻变小，则滑动变阻器接入电路的阻值变小，故应将滑动变阻器的右下接线柱与电源的负极接线柱相连，如图：
（3）实验过程中，小明发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，电压表示数接近4.5V，则电路可能断路，而电压表有示数而且等于电源电压，则电压表与电源接通，电路出现的故障是小灯泡断路；
（4）闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，同时观察电压表示数的变化；
电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.9V；小灯泡的额定电压为2.5V，若要测得小灯泡正常发光时的电阻，应让灯泡两端的电压变大，让滑动变阻器两端的电压变小，根据串联分压特点可知，滑动变阻器接入电路的阻值应变小，滑片P应向B端移动；
（5）由丙图可知，小灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为0.25A，小灯泡正常工作时的电功率P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W。
（6）由图象可知，小灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为0.25A，根据欧姆定律可知小灯泡正常发光时的电阻R10Ω；分析图丙还发现灯泡电阻是变化的，其原因是灯丝的电阻受温度的影响。
故答案为：（1）断开；（2）见解答图；（3）小灯泡断路；（4）1.9；B；（5）0.625；（6）10；温度。
23．【解答】解：（1）由图可知，需要连接滑动变阻器，其连接方法有两种：一是左上右下，二是左上左下；
为了使滑片向右移动灯泡变亮，则电阻变小，所以采用左上右下的连接，如图所示：
；
（2）连接电路时，为了防止触电，开关应断开；
（3）实验中，小明利用电流表测通过小灯泡的电流，利用电压表测量加在小灯泡两端的电压，故采用的是“伏安法”测量小灯泡的电功率。
故答案为：（1）见解析；（2）断开；（3）伏安。
24．【解答】解：（1）电源电压为3V，所以电压表选用0～3V的量程，并联在L2两端，如图所示；
；
（2）灯泡不发光，说明断路，电压表有示数，可能为L2断路；
（3）灯泡工作时，将电能转化为内能和光能；
（4）乙方案，相对甲和丙方案，根据Q＝cmΔt＝cρVΔt，Q、V相同，乙醚的比热容c和密度ρ最小，Δt最大，两瓶中温度计升高温度的差最大，所以乙方案最明显。
故答案为：（1）如图所示；（2）L2断路；（3）光能；（4）乙方案，相对甲和丙方案，根据Q＝cmΔt＝cρVΔt，Q、V相同，乙醚的比热容c和密度ρ的乘积最小，Δt最大，两瓶中温度计升高温度的差最大，所以乙方案最明显。
25．【解答】解：（1）伏安法测小灯泡电功率的原理为：P＝UI；
（2）滑动变阻器应采用“一上一下”的方式串联则电路中，如图所示：
；
（3）为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图知，滑片左侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的B端；
（4）闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，接下来应进行的操作是：移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光，选C；
（5）图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率是：P额＝U额I额＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（6）①只闭合小灯泡所在支路，即闭合S、S1，通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压U额，此时小灯泡正常发光；
②利用等效替代的方法，只闭合R1所在支路，即闭合S、S2，通过调节滑动变阻器R1使R1两端电压为小灯泡的额定电压U额，此时R1＝RL；
③将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，
在③中，将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1的电压，
根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：，解得，R1①
小灯泡额定功率的表达式：P额②，
由①②得：P额。
故答案为：（1）P＝UI；（2）如图所示；（3）B；（4）C；（5）0.75；（6）。
五．计算题（共5小题）
26．【解答】解：（1）根据密度的公式可得需用材料的质量：
m＝ρV＝3×103kg/m3×2m3＝6×103kg；
（2）根据电功率的定义式，
该风力发电机工作10s的发电量：
（3）若风车10s获得的风能（W风）为8×106J，
风能利用率：
；
答：（1）若用密度为3×103kg/m3的铝合金材料制作风车的桨叶，所用材料的体积为2m3，需用材料的质量为6×103kg；
（2）风力发电机工作10s的发电量为8×105J；
（3）风车发电时风能的利用率为10%。
27．【解答】解：（1）由图知，开关S2接b时，电路中只有R1，由P可知饮水机处于加热状态，
则R2的阻值：R244Ω，
当开关S2接a时，电路中R2和R1串联，总电阻最大，饮水机处于保温状态，
电路的总电阻：R总＝R1+R2484Ω，
电热丝R1的阻值：
R1＝R总﹣R2＝484Ω﹣44Ω＝440Ω；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣70℃）＝1.26×105J；
（3）由欧姆定律可得电路中的电流：
IA，
由串联电路的电流规律可知，通过电热丝R1电流I1＝IA，
根据热量Q＝I2Rt可得，饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R1产生的热量：
Q＝I2R1t＝（）2×440Ω×22s＝2000J。
答：（1）电热丝R1的阻值为440Ω；
（2）热水箱中的水由70℃加热到100℃所吸收的热量为1.26×105J；
（3）饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R1产生的热量为2000J。
28．【解答】解：（1）由P＝UI可知，当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流：I低2A；
（2）由图乙可知，当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P可知，电路中的总功率最大，电饭锅处于高温挡；
当只闭合S1时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，电饭锅处于低温挡；
则R2的电功率：P2＝P高﹣P低＝880W﹣440W＝440W，
由P可知，R2的阻值：R2110Ω；
（3）粥吸收的热量：Q吸＝c粥m（t﹣t0）＝4.0×103J/（kg ℃）×2kg×（86℃﹣20℃）＝5.28×105J，
不考虑热量损失，电饭锅消耗的电能：W＝Q吸＝5.28×105J，
由P可知，电饭锅工作的时间：t′600s；
（4）电饭锅实际消耗的电能：W′＝P高t″＝880W×800s＝7.04×105J，
该电饭锅的加热效率：η100%100%＝75%。
答：（1）当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流为2A；
（2）电热丝R2的阻值为110Ω；
（3）若不考虑能量损失，正常使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的时间为600s；
（4）若实际正常使用高温挡加热的时间为800s，该电饭锅的加热效率为75%。
29．【解答】解：
（1）由密度公式可得水的质量为：
m水＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×0.3×10﹣3m3＝0.3kg；
水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×0.3kg×（55℃﹣25℃）＝3.78×104J；
（2）所用时间t＝2min20s＝140s，
电热水杯消耗的电能W＝Pt＝300W×140s＝4.2×104J；
（3）电热水杯的热效率η100%＝90%。
答：（1）水吸收的热量是3.78×104J；
（2）电热水杯消耗的电能是4.2×104J；
（3）电热水杯的热效率是90%。
30．【解答】解：（1）在标准气压下水的沸点为100℃，则水吸收热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）
＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）
＝3.36×105J；
（2）电能表转盘转了70转消耗电能：
WkW h3.6×106J＝4.2×105J，
电水壶的电功率：
P1400W；
（3）电水壶的热效率：
η100%100%＝80%。
答：（1）将这壶水烧开，水吸收的热量是3.36×105J；
（2）电水壶的电功率为1400W；
（3）电水壶的热效率为80%。
六．综合能力题（共3小题）
31．【解答】解：（1）只闭合S1时，只有R1接入电路，电阻较大，根据P知电路处于低温挡，
同时闭合S1、S2时，两电阻并联，电阻较小，根据P知电路处于高温挡，
根据P＝UI得通过R1的电流为：
I10.4A；
R1的电阻为：
R1550Ω；
（2）高温挡工作1h，电热毯产生的热量是：
Q＝W＝P高t＝110W×3600s＝3.96×105J；
（3）注意散热（或使用前要认真阅读说明书，不要折叠使用，不要洗涤或干洗，不要长时间使用造成皮肤灼伤，不使用时要及时断电，保持使用时干燥等）。
答：（1）通过R1的电流为0.4A、R1的电阻是550Ω；
（2）高温挡工作1h，电热毯产生的热量是3.96×105J；
（3）注意散热（或使用前要认真阅读说明书，不要折叠使用，不要洗涤或干洗，不要长时间使用造成皮肤灼伤，不使用时要及时断电，保持使用时干燥等）。
32．【解答】解：（1）由图乙可知，当电火锅处于高温挡时，只有R3工作，
由P可知，R3的阻值：R344Ω；
当电火锅处于中温挡时，R2、R3串联，由P可知，R2、R3的串联总阻电阻：R中110Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R中﹣R3＝110Ω﹣44Ω＝66Ω；
（2）由图乙可知，当电火锅处于低温挡时，R1、R3串联，根据串联电路的电阻特点可知，R1、R3的串联总电阻：R低＝R1+R3＝176Ω+44Ω＝220Ω，
低温挡工作时的功率：P低220W；
（3）水吸收的热量为：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，
不计热损失，电火锅消耗的电能W＝Q吸＝3.36×105J，
高温挡实际功率为：P实1000W。
答：（1）R2的阻值是66Ω；
（2）电火锅在低温挡工作时的功率是220W；
（3）该电火锅的实际功率是1000W。
33．【解答】解：（1）由电路图可知，双触点开关连接触点2和3时，电路为R1的简单电路，由P可知此时为保温状态；
双触点开关连接触点3和4时，R1与R2并联，并联电路总电阻小于任何一个分电阻，由P可知为加热状态；
（2）由P可知R1的阻值：R1242Ω；
加热时电阻R2的功率：P2800W，
加热挡的电功率为：P加热＝P保温+P2＝200W+800W＝1000W；
（3）0.5L＝0.5dm3，
水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.5×10﹣3m3＝0.5kg，
0.5kg的水从20℃升高到100℃，水所吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×0.5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×105J；
由η100%可得，消耗的电能：W2.1×105J，
根据P可知，需要工作的时间：t210s。
答：（1）2和3；
（2）R1的阻值为242Ω；加热挡的电功率为1000W；
（3）需要工作210s。
