备战2020中考物理专题1-18电功率（附解析）

1 十八、电功率 一、选择题 1．（2019·德阳）如图所示电路，电源电压为 12V 且保持不变。闭合开关 S，当滑片 P 置于变阻器的中点时， 电压表的示数为 4V；当滑片 P 置于变阻器的 b 端时，电压表的示数变化了 2V，在 10s 内定值电阻 R1 产生的 热量为 36J。则下列结果正确的是（ ） A．电路中的最大电流为 1A B．滑片 P 在中点时，10s 内滑动变阻器 R 消粍的电能为 60J C．滑动变阻器 R 先后两次消耗的电功率之比为 8∶1 D．R1 先后两次消耗的电功率之比为 16∶9 【答案】D 【解析】 根据电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压；滑片从中点到 b 端时， 变阻器接入电路的阻值增大，由串联分压的规律可知，电压表示数（变阻器的电压）将增大，电压表示数 增大了 2V，即滑片在 b 点时电压表的示数为 4V+2V=6V；在 10s 内定值电阻 R1 产生的热量为 36J，由 Q=W=Pt= U2 R t 可得 R1 的阻值：R1= U12 Q1 t= (12V－6V)2 36J ×10s=10Ω； A、当滑片在 a 点时，变阻器接入电路的阻值为 0，电路中的电流最大， 则电路中的最大电流：I 最大= U R1= 12V 10Ω=1.2A，故 A 错误； B、串联电路中各处的电流相等，滑片在中点时，电路中的电流：I= U1′ R1 = 12V－4V 10Ω =0.8A，10s 内滑动变阻 器 R 消耗的电能：W 滑=U 滑 It=4V×0.8A×10s=32J，故 B 错误； C、当滑片在 b 点时，变阻器接入的阻值最大，电路中的电流最小，电路中的最小电流： I 最小= U1 R1= 12V－6V 10Ω =0.6A，由 P=UI 可得，滑动变阻器 R 先后两次消耗的电功率之比： PR PR′= 4V × 0.8A 6V × 0.6A= 8 9，故 C 错误； D、由 P=UI 可得，R1 先后两次消耗的电功率之比： P1 P1′= (12V－4V) × 0.8A (12V－6V) × 0.6A= 16 9 ，故 D 正确。2 2．(2019·深圳)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。下列说法错误的是（ ） A．只闭合开关 S1 时，小灯泡 L 的电阻为 4Ω B．再闭合开关 S2 时，电流表示数增加 0.2A C．再闭合开关 S2 时，电路总功率为 1.4W D．再闭合开关 S2 后，在 1min 内电阻 R 产生的热量为 240J 【答案】D 【解析】 A、只闭合 S1 时，电路中只接入 L，L 的实际功率为 1W，由 P=UI 得，在甲图中找出 L 符合 U、I 乘积为 1W 的图象，则 U=2V，I=0.5A，则小灯泡 L 的电阻为 4Ω ，故 A 选项不符合题意； B 、由 A 选项分析得电源电压 U=2V，再闭合 S2 后，R 并联接入电路，电压为 2V，在甲图中找出 R 此时 对应电流为 0.2A，则电流表示数增大 0.2A，故 B 选项不符合题意； C 、再闭合 S2 时，电源电压为 2V，R 的电流为 0.2A，L 的电流为 0.5A，电路中总电流为 0.7A，故总功 率 P=U 总 I 总=2V×0.7A=1.4W，故 C 选项不符合题意。 D 、 再 闭 合 S2 时 ， 电 源 电 压 为 2V ， R 的 电 流 为 0.2A ， 在 1min 内 电 阻 R 产 生 的 热 量 Q=W=UIt=2V×0.2A×60s=24J，故 D 选项符合题意。 3．(2019·达州)如图甲所示，电源电压保持不变，R1 为定值电阻，滑动变阻器 R2 的最大阻值为 30Ω，电 压表的量程为 0～15V。电压表的示数与滑动变阻器 R2 的关系如图乙所示。则下列结果正确的是（　　） A．电源电压为 20V B．R1 的阻值为 5Ω C．为了保证电压表不被烧坏，滑动变阻器的阻值变化范围为 4～30Ω D．开关 S 闭合后电路消耗的最小功率为 14.4W3 【答案】D 【解析】由电路图可知，R1 与 R2 串联，电压表测 R1 两端的电压。 （1）由图乙可知，当 R2＝10Ω 时 U1＝12V，当 R2′＝20Ω 时 U1′＝8V， 因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流分别为： I＝ U1 R1＝ 12V R1 ，I′＝ U1′ R1 ＝ 8V R1， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压保持不变， 所以，电源的电压：U＝I（R1+R2）＝I′（R1+R2′）， 即 12V R1 （R1+10Ω）＝ 8V R1（R1+20Ω），解得：R1＝10Ω，故 B 错误； 电源的电压 U＝I（R1+R2）＝ 12V 10Ω×（10Ω+10Ω）＝24V，故 A 错误； （2）当电压表的示数 U1″＝15V 时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中 的电流：I 大＝ U1″ R1 ＝ 15V 10Ω＝1.5A， 此时滑动变阻器两端的电压：U2 小＝U－U1″＝24V－15V＝9V， 则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2 小＝ U2小 I大 ＝ 9V 1.5A＝6Ω， 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最小， 所以，滑动变阻器接入电路中的阻值范围为 6Ω～30Ω，故 C 错误； （3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的功率最小， 则 P 小＝ U2 R1 + R2大＝ (24V)2 10Ω + 30Ω＝14.4W，故 D 正确。 4．(2019·自贡)某同学在做“用滑动变阻器改变电流”的实验时，连接如图所示的电路，将滑动变阻器的 滑片移动到最大阻值处，闭合开关 S，发现小灯不亮，接下来的操作，在以下步骤中最合理的是（　　） A．断开开关 S，更换额定功率大一点的灯泡重新实验 B．断开开关 S，增加电池的节数重新实验 C．断开开关 S，拆掉导线重新连接电路 D．观察电流表的示数是否为零，判断电路是否断路 【答案】D4 【解析】 AB、若电路发生断路故障时，换用更大功率的灯泡或增加电池数量，灯泡同样不发光，故 AB 错误； C、如果灯丝断了或导线发生断路，拆掉导线重新连接电路，灯泡仍然不亮，故 C 错误。 D、该电路为串联电路，闭合开关，灯泡不亮时，先观察电流表是否有示数；如果无示数，说明电路出现断 路现象，然后检测出断路的位置，并进行处理；如果电流表有较小的示数，则是电路中电阻较大造成的， 可移动滑片观察灯泡是否发光；故 D 正确。 5．（2019·北部湾）如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A、B 两 U 形管内的液面相平，电阻丝 的电阻 R1=R2=R3。小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量 Q 跟什么因素有关。下列说法 正确的是（　　） A．此实验在探究电热 Q 与电阻 R 是否有关 B．通过 R1 的电流和通过 R2 的电流大小相等 C．电阻 R1 两端的电压和 R2 两端的电压相等 D．通电后，A 管的液面将会比 B 管的液面高 【答案】D 【解析】由图 7 知，R2 与 R3 并联后再与 R1 串联，R1 处于干路上，根据并联电路的电流特点知，通过 R1 的电 流大于通过 R2 的电流，而 R1=R2，可见，该实验探究的是电热 Q 与电流是否有关，故 A、B 均错误；又根据U=IR 知，R1 两端的电压大于 R2 两端的电压，故 C 错误；通电后，由于置于密闭空气中的电阻丝 R1=R2，而通过 R1 的电流大于通过 R2 的电流，由 Q=I2Rt 知，左容器中空气吸热较多，内能增大较多，温度较高，所以 A 管的 液面将会比 B 管的液面高，故 D 正确。 6．（2019·乐山）如图所示为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U 型管中 液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝 R1、R2 串联在电路中，且 R1 P1'> P1 B． P2'> P1> P1' C．P1> P2'> P1' D． P1> P1'> P2' 【答案】C 【解析】 （1）甲电路灯泡两端电压为电源电压 U1，电阻为 R1，灯泡的功率为 P1= U12 R1 ； （2）乙中 L1、L2 的电压 U1′、U2′的和为电源电压 U1，P1′= U1′2 R1 ，因为 U1′＜U1，故 P1′＜P1；因为是串 联电路，所以电流相等，R2 的电阻大于 R1 的电阻，根据 P=I2R 知，P2'＞P1'32 （3）因为 P1= U12 R1 、P2′= U22 R2 、U2′＜U1、R2＞R1，所以 P1＞P2'。综合分析：P1＞P2'＞P1'。 根据公式 P= U2 R 和 P=I2R 以及串联电路电流、电压的规律分析解答。 52．(2019·新疆)如图所示电路中，R1:R2=2:3，开关闭合后，电路的总功率为 P0。若将 R1 的阻值增大 2Ω， R2 的阻值减小 2Ω，电路的总功率仍为 P0；若将 R1 的阻值减小 2Ω，R2 的阻值增大 2Ω，电路的总功率为 P； 则 P:P0 等于（　　） A．3:2 B．4:3 C．5:4 D．6:5 【答案】A 【解析】本题考查电功率。由题意知， U2 R1 + U2 R2 =P0， U2 R1 + 2Ω + U2 R2－2Ω =P0，R1:R2=2:3，解得 R1=4Ω， R2=6Ω，所以 P0= 5U2 12Ω，P= U2 R1－2Ω+ U2 R2 + 2Ω= U2 4Ω－2Ω+ U2 6Ω + 2Ω = 5U2 8Ω，所以 P:P0=12:8=3:2，A 项正确。 53．(2019·通辽)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．照明灯亮度变暗 C．相同时间内长导线上消耗的电能不变 D．相同时间内整个供电线路消耗的电能减少 【答案】D 【解析】闭合开关 S1 照明灯工作，再闭合 S2 时，加热器也工作，此时照明灯与加热器并联后再与长导线的 电阻串联，根据电阻的并联可知照明灯与加热器并联的总电阻变化，根据串联电路的分压特点可知并联部 分的电压和导线两端电压的变化，根据 P＝ U2 R 可知照明灯和导线实际功率的变化，进一步判断灯泡亮暗的变 R1 R2 S33 化，根据 W＝I2Rt 和 W＝ U2 R •t 判断出单位时间内长导线上消耗电能的变化以及相同时间内整个供电线路消耗 的电能的变化。 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＝ U2 R 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 错误； D、断开开关 S2 时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由 W＝ U2 R •t 知，单位时间内整个供电线路消耗的 电能减少，故 D 正确。 54．(2019·南通)图示电路中，电源为恒功率电源，工作时输出的总功率大小恒定，R1 为定值电阻．移动 滑动变阻器 R2 的滑片 P，下列表示通过 R1 的电流 I1，通过 R2 的电流 I2 随电流表示数的倒数 1 I变化的关系图 线中，可能正确的是（ ） 【答案】B S P R2 R1 A A B C D 1 I 11 O O 1 I 11 O O 1 I 12 O O 1 I 12 O O34 【解析】根据题意可知Error!= I1 I= U R1× P U= P R1，P 和 R1 都是定值，则 I1 与 1 I是正比例函数关系，则 A、B 选 项中 B 选项正确，A 选项错误；C、D 选项：同理：Error!=(I－I1)I=I2－I1 I= P R总 － P R1= P R2，当 R2 的滑片向 上移动时，R2 变大，则图象应该如图所示，C、D 选项都错误。 55．(2019·德州)如图所示的电路中， a、b、c 是三只电表（电压表或电流表），闭合开关 S，标有“3V 1.5W”的灯泡 L1 正常发光，标有“6V3W”的灯泡 L2 发光较暗。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法 正确的是（　　） A．电表 a 为电流表，且示数为 1A B．电表 b 为电压表，且示数为 3V C．电表 c 为电流表，且示数为 0.25A D．闭合开关 S，电路消耗的总功率为 2.25W 【答案】D 【解析】灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据 P＝UI 求出两灯泡正常发光时的电流，再根据欧姆 定律求出灯泡 L2 的电阻，根据“灯泡 L1 正常发光，灯泡 L2 发光较暗”判断两灯泡的连接方式，进一步判断 三电表的类型，根据串并联电路的电流特点和额定电压下灯泡正常发光得出电源的电压，根据欧姆定律求 出通过 R2 的电流，根据并联电路的电流特点求出电路总电流，再根据 P＝UI 求出电路消耗的总功率。 由 P＝UI 可得，两灯泡正常发光时的电流分别为：I1= P1 U1= 1.5W 3V =0.5A，I2 = P2 U2= 3W 6V=0.5A， 由 I= U R可得，灯泡 L2 的电阻：R2= U2 I2= 6V 0.5A=12Ω； 因灯泡 L1 正常发光，灯泡 L2 虽然发光但较暗， 所以，通过 L1、L2 的电流不相等，L1 与 L2 应并联， 则 a 一定是电流表，b 是相当于导线的电流表，c 是相当于开路的电压表，故 B 错误； 此时电流表 a 测干路电流，电流表 b 测 L2 支路的电流，电压表 c 测电源的电压，35 因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡 L1 正常发光， 所以，电源的电压 U＝U1＝3V，即电压表 c 的示数为 3V，故 C 错误； 此时通过 R2 的电流：I2′= U R2= 3V 12Ω=0.25A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，干路电流表 a 的示数：I＝I1+I2′＝0.5A+0.25A＝0.75A，故 A 错误； 电路消耗的总功率：P＝UI＝3V×0.75A＝2.25W，故 D 正确。 56． (2019·烟台)标有“6V 1.5W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的 三只灯泡串联起来，接在 12V 的电源两端，灯泡的电阻及实际功率约为（　　） A．24Ω 0.67W B．20Ω 0.8W C．24Ω 0.96W D．20Ω 0.67W 【答案】B 【解析】因为三只灯泡串联且规格相同，则它们的电流和电阻都相同，所以这三只灯泡两端的电压都相同， 根据串联电路电压规律可知，每只灯泡两端的电压都为 4V；由图像可知，当 U=4V 时，I=0.2A，则小灯泡的 电阻：R= U I= 4V 0.2A=20Ω，小灯泡的电功率：P=UI=4V×0.2A=0.8W。 57．(2019·广安)下列估测与事实最接近的是（　　） A．完整播放一遍我国国歌的时间约为 50s B．一本九年级物理课本的质量约为 25g C．家用电冰箱一天消耗的电能约为 24kW•h D．初中生小美站立在水平地面上对水平地面的压强约为 500Pa 【答案】A 【解析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的 换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。 A、完整播放一遍我国国歌的时间约为 50s，符合实际；故 A 正确； B、一本九年级物理课本的质量约为 250g，故 B 错误； C、家用电冰箱一天消耗的电能约 0.6kW•h 左右，故 C 错误； D、初中生小美站立在水平地面上对水平地面的压强约：每只鞋的底面积大约为 200cm2，即 0.02m2；中学生36 的体重大约为 50kg，压力 F＝G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，压强 p＝ F S＝ 500N 2 × 0.02m2＝1.25×104Pa；故 D 错误。 58．（2019·本溪）将如图甲所示的电热水瓶，接入家庭电路中单独工作时，观察到电能表（ 如图乙） 的 转盘转 6 转用时 1min。下列关于电能表和电热水瓶的说法正确的是（ ） A．电能表应接在空气开关和用电器之间 B．该电能表所在家庭电路用电器同时工作时总功率不能超过 2200W C．电热水瓶的实际功率是 600W D．若电热水瓶的指示灯损坏， 它的发热电阻还能工作， 说明它们之间是串联的 【答案】C 【解析】电能表是用来测量电路中用电器消耗电能的仪表，应接在空气开关之前，故 A 错； 由表盘信息可 知，电能表允许通过的最大电流 I＝20A，工作电压为 220V，该电能表所在家庭电路用电器同时工作时最大 总电功率 P＝UI＝220V× 20A＝4400W，故 B 错；600revs/1kW•h 表示每消耗 1kW•h 的电能，电能表转盘 转 600 转， 则转 6 转消耗的电能 W＝ 6 600kW•h＝0.01kW•h，实际功率 P＝ W t ＝ 0.01kW•h ＝ 0.6kW＝ 600W，故C正确；若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，说明它们之间互不影响，是并联的， 故 D 错。 59．(2019·常德)有两个电路元件A 和 B，流过元件的电流与其两端电压的关系如下图甲所示。把它们并联 在电路中，如下图乙所示，闭合开关 S，这时电流表的示数为 0.9A，则电源电压和元件 B 的电功率分别是 （　　） 甲 乙 A．2.5V 0.8W B．2.5V 1.0W C．4.5V 1.0W D．4.5V 4.05W 【答案】B 【解析】由图乙可知，两电阻并联。由图甲可知，当电源电压为 2.5V 时，通过 A 和 B 的电流分别为 0.5A37 和 0.4A，即干路电流为 0.9A，符合题意，因此电源电压为 2.5V，元件 B 的电功率 P=UI=2.5V×0.4A=1.0W， 故 B 正确。 60．(2019·荆门)下列物理量的大小不符合实际的是（　　） A．成年人行走的速度大约 1m/s B．家用壁挂式空调的功率大约 1000W C．人感觉舒适的温度大约是 37℃ D．一个苹果的质量大约为 150g 【答案】C 【解析】人感觉舒适的温度大约是 25℃，37℃的温度人会感觉非常热，因此 C 不符合实际，正确答案为 C。 61．(2019·呼伦贝尔)把甲、乙两灯并联在电路中使用时，甲灯较亮，若把它们串联接到原来电路中，则 （　　） A．甲灯较亮 B．乙灯较亮 C．两灯一样亮 D．条件不足，无法判断 【答案】B 【解析】甲灯较亮，说明甲的功率大，根据公式 P= U2 R 可知，两灯并联电压 U 相等，甲的功率大，说明甲的 电阻比乙的电阻小；当把它们串联接到原来电路中，根据公式 P=I2R，串联电流相等，甲的电阻小，因此甲 的实际功率小，因此乙灯较亮，故选 B。 62．(2019·雅安)根据你对生活中物理量的认识，下列估测中最符合实际的是（　　） A．人体感觉舒适的环境温度为 37℃ B．人体的密度约为 1kg/m3 C．液晶电视机功率约 100W D．一颗葡萄的质量约为 500g 【答案】C 【解析】A．人体感觉舒适的环境温度为 23℃，故 A 错误； B．人体的密度与水的密度接近，约为 1.0×103kg/m3，故 B 错误； C．液晶电视机功率约 100W，符合实际情况，C 正确； D．一颗葡萄的质量约为 5g，故 D 错误。 63．(2019·镇江)下列选项中，利用电流的热效应工作的家用电器是（　　） A．油烟机 B．电热毯 C．洗衣机 D．电风扇 【答案】B38 【解析】利用电流热效应工作的用电器把电能大部分转化成内能。 A、油烟机工作时把电能主要转化成机械能，不合题意； B、电热毯把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的用电器，符合题意； C、 洗衣机主要是把电能转化为机械能，不合题意；； D、电风扇工作时把电能主要转化成机械能，不合题意。 综上所述，B 正确。 64．(2019·镇江)下列估计值中，最不接近实际情况的是（　　） A．一只苹果的质量约为 150g B．教室内课桌的高度约 80cm C．人正常步行时的速度约 1.4m/s D．一盏家用台灯的额定功率约 300W 【答案】D 【解析】 A、根据对常见物体质量的估测，一个苹果的质量大约 100g～200g 左右； B、中学生的身高在 160cm 左右，课桌的高度大约是中学生身高的一半，在 80cm 左右，符合实际； C、人正常步行时 1s 内大约走过 1.4m，即速度约 1.4m/s； D、一盏家用台灯的额定功率一般在 40W 左右。 65．(2019·咸宁)如图所示，电源电压 U 保持不变，电阻 R 为定值电阻。如果再给 R 连接一个电阻，接入 电路中，使电路消耗电功率的增加量较小，可行的是（ ）。 A．给 R 串联一个较小的电阻 B．给 R 串联一个较大的电阻 C．给 R 并联一个较小的电阻 D．给 R 并联一个较大的电阻 【答案】D 【解析】要电路消耗电功率增大，电源电压 U 保持不变，由电功率公式 P= U2 R 可知，应减小电路的总电阻， 结合串、并联电路电阻的特点可知，需要并联一个电阻；由于电路消耗电功率的增加量较小，所以由 P= U2 R 可知，需要并联一个较大的电阻。 66．(2019·济南)历史上有一位英国物理学家，通过大量实验研究了热和功之间的联系及电流的热效应，39 为能量守恒定律的建立奠定了坚实的基础。为纪念他对科学的贡献，除了将电流热效应的规律用他的名字 命名外，物理学中能量和功的单位也是用他的名字命名的，这位科学家是 （　　） A．牛顿 B．安培 C．欧姆 D．焦耳 【答案】D 【解析】电流的热效应，是焦耳发现的，即焦耳定律，故选 D。 67．(2019·莱芜)同学们经过两年的物理学习，知道了许多物理学家以及他们做出的杰出贡献。下列叙述 正确的是（　　） A．牛顿直接从自己所做的实验中得出了牛顿第一定律 B．欧姆揭示了电流与电压、电阻的关系 C．法拉第第一个发现了电流周围存在磁场 D．焦耳通过实验得出了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系 【答案】BD 【解析】A．牛顿在大量实验基础上经过推理得出了牛顿第一定律，故 A 错误； B．欧姆揭示了电流与电压、电阻的关系，即欧姆定律，故 B 正确； C．法拉第发现了电磁感应现象，奥斯特第一个发现了电流周围存在磁场，故 C 错误； D．焦耳通过实验得出了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律，故 D 正确。 68．(2019·江西)以下四位物理学家中，没有用他的名字命名为物理定律的是（　　） A．欧姆 B．焦耳 C．牛顿 D．阿基米德 【答案】D 【解析】初中阶段我们已经学习过欧姆定律、焦耳定律、牛顿第一运动定律，这三项都是用科学家的名子 命名为物理定律，而阿基米德没有用名字命名物理定律，只有阿基米德原理，故答案为 D。 69．(2019·青岛) （多选）如图甲是一个电加热器的工作原理图，其中 R1 和 R2 是阻值不变的发热电阻； 图乙是它的部分参数。当电加热器正常工作时，下列说法正确的是（　　） 甲 乙 A．只闭合开关 S，加热器的功率为 990W B．开关 S 闭合，S1 由断开到闭合，电路中电流变大，R2 的功率变大 额定电压 220V 额定加热功率 990W 额定保温功率 110W40 C．加热器在保温状态下工作 5min，产生 3.3×104J 的热量 D．电阻 R1 与 R2 的阻值之比为 1∶8 【答案】BC 【解析】A、电路中电源电压不变，由公式P= U2 R 可知，当只闭合开关 S 时，电路中电阻较大，功率较小，电 路处于保温状态，加热器的功率应为 110W，故 A 错误； B、开关 S 闭合，S1 由断开到闭合，电阻 R1 被短接，接入电路的电阻变小，电路中电流变大，而 R2 的阻值 不变，由 P=I2R 可知，R2 的功率变大，故 B 正确； C、读表可知，加热器在保温状态下的功率为 110W，由 W=Pt 可得，加热器保温状态下工作 5min，产生的热 量是 3.3×104J 的热量，故 C 正确； D、电路中电源电压不变，由 P= U2 R 可知，电路中总电阻和总功率成反比，而在 R= R2 时，P=990W，在 R= R1+ R2 时，P=110W，所以 R2 与 R1+ R2 之比为 1∶9，由此可得，电阻 R1 与 R2 的阻值之比为 8∶1，故 D 错误。 二、填空题 70．(2019·扬州)华为公司推出首款 5G 折叠屏 MateX 手机，该款手机采用向外折叠、可弯曲的屏幕，屏幕 材料具有的特性是＿＿＿；给手机充电是把＿＿＿能转化为化学能；手机采用双电池结构，电池总容量高 达 4500mAh，可以在 30min 内快速充电 80%，则充电电流为＿＿＿A。 【答案】柔韧性；电；7.2 【解析】可向外折叠、可弯曲说明柔韧性很好；充电时消耗了电能，是把电能转化为化学能储存在手机电 池中；电池总容量 W 总=UIt，效率为 80%，由 η＝ UI2t2 W总 代入数据得 I2=7.2A。 71．(2019·扬州)如图所示的电路，电源电压恒为 3V。闭合开关 S，电流表 A 1 示数为 0.5A，A 2 示数为 0.3A，则电阻 R1 是＿＿＿Ω，通过电阻 R2 的电流是＿＿＿A，电阻 R1 的电功率是＿＿＿W，在 5min 内整个 电路消耗的电能是＿＿＿J。 【答案】10；0.2；0.9；450 【解析】R1 与 R2 并联，A2 测量 R1 的电流，A1 测量干路电流。R1= U I1= 3V 0.3A=10Ω；通过 R2 电流 I2=I－I1=0.5A－ A1 S R2 R1 A241 0.3A=0.2A ； 电 阻 R1 的 电 功 率 P=UI1=3V×0.3A=0.9W ； 在 5min 内 整 个 电 路 消 耗 的 电 能 W=UIt=3V×0.5A×5×60s=450J。 72．(2019·巴中)如图所示的电路中，L1 标有“6V 3W“，L2 标有“3V 3W”，闭合开关后，两灯均发光，此 时电路的总电阻 R 总＝　　Ω，两电压表示数之比 U1︰U2＝　 　；若将两灯并联后接入 3V 电路中，则两 灯的实际功率之比 P1︰P2＝　 　。（不计温度对灯丝电阻的影响） 【答案】15；5︰1；4︰1 【解析】由 P＝UI＝ U2 R 可得，两灯泡的电阻分别为： R1＝ U12 P1 ＝ (6V)2 3W ＝12Ω，R2＝ U22 P2 ＝ (3V)2 3W ＝3Ω， 由电路图可知，L1 与 L2 串联，电压表 V1 测电源两端的电压，电压表 V2 测 L2 两端的电压，电流表测电路中 的电流，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时电路的总电阻：R 总＝R1+R2＝12Ω+3Ω＝ 15Ω，因串联电路中各处的电流相等， 所以，由 I＝ U R可得，两电压表示数之比： U U2＝ IR总 IR2 ＝ R总 R2 ＝ 15Ω 3Ω ＝ 5 1， 由 P＝UI＝I2R 可得，两灯的实际功率之比：P1 P2＝I2 R1 I2R2 ＝R1 R2＝12Ω 3Ω ＝4 1 73．(2019·攀枝花)为提倡节能环保，攀枝花市引进大量新能源电动公交车。为新能源公交车充电的导线 较粗是为了减小导线的　 　。若充电过程中充电电流为 100A，充电电压为 380V，则新能源电动公交车 充电 2h 消耗的电能为　 　kW•h。 【答案】电阻；76 【解析】在温度、长度和材料相同时，导体的横截面积越大，即导线越粗，电阻越小；新能源电动公交车 充电 2h 消耗的电能： W＝UIt＝380V×100A×2×3600s＝2.736×108J＝2.736×108× 1 3.6 × 106 kW•h＝76kW•h。 74．(2019·云南)一只标有“6V 3W”的小灯泡，接在电源电压为 12V 的电路中，为使其正常发光，应　　 （选填“串”或“并”）联一个电阻（小灯泡灯丝电阻不变），该电阻通电 20s 产生的热量是　 　J。 【答案】串；6042 【解析】灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出电阻两端的电压，根据串 联电路的电流特点和 P＝UI 求出电路中的电流，利用欧姆定律求出串联电阻的阻值，利用 Q＝I2Rt 求出通电 20s 内整个电路电流所做的功。 由题知，电源电压大于灯泡的额定电压，所以，为使该灯泡正常发光，应串联一个电阻分压，由串联电路 的电压特点可得， 灯泡正常发光时串联电阻 R 两端电压：UR＝U－UL＝12V－6V＝6V， 因串联电路中各处的电流相等，所以，由 P＝UI 可得，电路中的电流： I＝IL＝＝ PL UL＝ 3W 6V＝0.5A， 由 I＝＝ U R可得，串联电阻的阻值：R＝＝ UR I ＝ 6V 0.5A＝12Ω； 该电阻通电 20s 所产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.5A）2×12Ω×20s＝60J。 75. (2019·安徽)完成下列单位换算： （1）19.3g/cm3＝________kg/m3； （2）5kW•h＝________J 【答案】 （1）19.3×104（2）1.8×107 【 解 析 】（ 1 ）因为 1g/cm3 ＝ 1×103kg/m3 ， 所 以 ，19.3g/cm3 ＝ 19.3×103kg/m3 ；（ 2 ）因为 1kW•h ＝ 3.6×106J，所以，5kW•h＝5×3.6×106J＝1.8×107J。 76. (2019·安徽)如图电路中，U＝12V，R1＝6Ω，R2＝3Ω，R3＝4Ω．当 S2 断开，S1 闭合时，电阻 R1 消耗 的电功率为________W；当 S1、S2 都闭合时，6s 内电流通过 R2 产生的热量是________J。 【答案】 8.64；32 【解析】（1）当 S2 断开，S1 闭合时，电阻 R1 和 R3 串联， 电路的电流：I＝ U R1 + R3＝ 12V 6Ω + 4Ω＝1.2A， 电阻 R1 消耗的电功率：P＝I2R1＝（1.2A）2×6Ω＝8.64W；（2）当 S1、S2 都闭合时，电阻 R1 和 R2 先并联， 再和 R3 串联， R1 和 R2 并联的总电阻：R＝ R1 R2 R1 + R2＝ 6Ω × 3Ω 6Ω + 3Ω ＝2Ω，43 干路中的电流：I′＝ U R + R3＝ 12V 2Ω + 4Ω＝2A， 则电阻 R2 两端的电压：U2＝I′R＝2A×2Ω＝4V， 6s 内电流通过 R2 产生的热量：Q＝W＝ U22 R2 t＝ (4V)2 3Ω ×6s＝32J。 77. (2019·襄阳)华为某款手机锂电池上面标明电压为 3.7V,容量为 3000mAh,则它充满电后存储的电能为 ______J；该手机的待机电流为 15mA,则该手机最长待机时间为______h。 【答案】(1)39960 (2)200 【解析】 充电电流所做的功即储存的电能为：W=UIt=3.7V×3000×10-3A×3600s=39960J。该手机最长待机时间为： t′= Q I= 3000mAh 15mA =200h。 78．（2019·长沙）如图，两个透明容器中密封着等量的空气，U 型管中液面高度的变化反映密闭空气温度 的变化。两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，小海用此电路来探究电流通过导体时产生的热量跟什 么因素有关。由图可知，在电流大小和通电时间相等的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越　 　； 若通过电阻的电流为 0.5A，通电 10s，阻值为 10Ω 的电阻产生的热量是　 　J。 【答案】多；25。 【解析】（1）由图可知，两个透明容器中密封着等量的空气，右侧 U 型管中液面高度的变化较大，在通电 时间相同，电流一定的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多； （2）通过电阻的电流为 0.5A，通电 10s，阻值为 10Ω 的电阻产生的热量： Q＝I2Rt＝(0.5A)2×10Ω×10s＝25J。 79．（2019·郴州）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 　J，R3 的电功率的最大值为　 　W。 【答案】0.9；6。 【解析】 （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，44 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＝ R1R2 R1 + R2＝ 10Ω × 15Ω 10Ω + 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＝ R R3最大＝ 6Ω 18Ω＝ 1 3， 又因为：U 并+U 滑＝U＝12V，所以 U1＝U 并＝ 1 4U＝ 1 4×12V＝3V， 则 R1 上每秒钟发热的最小值：Q1 最小＝W1 最小＝ U12 R1 t＝ (3V)2 10Ω ×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＝ U R并 + R3， 滑动变阻器消耗的电功率：P3＝I2R3＝（ U R并 + R3）2R3＝ U2 (R并－R3)2 + 4 R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 + 4 R并R3×R3＝ U2 4R并＝ （12V）2 4 × 6Ω＝6W。 80．（2019·湘潭）图是某电水壶的铭牌，该电水壶正常工作 1min 产生　　J 的热量，如果这些热量 84%被 冷水吸收能使 2.0L 的水温度升高上　　℃。 【答案】9×104；9。 【解析】由电水壶的铭牌可知其额定功 率，由 Q＝W＝Pt 计算正常工作 1min 产生的热量； 由密度公式先计算 2.0L 水的质量，再根据 Q 吸＝cm△t＝84%Q 计算水温升高的多少。 （1）由图知，电水壶的额定功率为 1500W，所以正常工作 1 分钟产生的热量： Q＝W＝Pt＝1500W×60s＝9×104J； （2）由 ρ＝ m V可得水的质量： m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2.0×10-3m3＝2kg， 这些热量 84%被冷水吸收，即 Q 吸＝84%Q 放， 由 Q＝cm△t 得水升高的温度： 某品牌电水壶 额定电压 220V 额定功率 1500W 额定容量 2L 电源频率 50Hz45 △t＝ 84%Q cm ＝ 84% × 9 × 104J 4.2 × 103J/（kg•℃） × 2kg＝9℃。 81．（2019·益阳）如图所示电路，电源电压不变， R1 为发热电阻，阻值 10Ω。R2 为定值电阻，阻值为 20Ω。R 为滑动变阻器（A、B 为其两个端点）。闭合开关 S，当滑片 P 移动到 A 端时，电流表的示数为 0.3A，电源电压 U=______V。当滑片 P 移到 B 点时，发热电阻 R1 在 1 分钟内产生的热量为______J。 【答案】6；216 【解析】滑片移到 A 端时，滑动变阻器没有连入电路，闭合开关 S，R1 和 R2 并联，电流表测量通过 R2 的电 流。已知 R2 阻值和电流表示数，可以得到 R2 两端电压，也就是电源电压； 因为 R1 直接连接在电源两端，所以滑片是否移动，对 R1 状态没有影响，已知 R1 阻值、两端电压和通电时间， 利用公式 Q= U2 R t 得到发热电阻 R1 在 1 分钟内产生的热量。 由图知，闭合开关 S，当滑片 P 移动到 A 端时，R1 和 R2 并联，电流表测量通过 R2 的电流。电源电压为 U=I2R2=0.3A×20Ω=6V；滑片 P 移动过程中，R1 两端电压不变，阻值不变，所以 1 分钟内产生的热量为 Q= U2 R t= (6V)2 10Ω ×60s=216J。 82．（2019·株洲）如图为某型号电动平衡车，其电动机功率为 400W。在下列条件下测得其续航里程为 18km：满电、载重 60kg、沿平直路面行驶、速度 12km/h。在这次测试中，电动机消耗电能为　 　kW•h： 若电动机效率为 80%，则平衡车受到的阻力为　 　N。 【答案】0.6；96 【解析】（1）由 v＝ s t得，行驶时间：t＝ s v＝ 18km 12km/h＝1.5h， 消耗的电能：W 电＝Pt＝0.4kW×1.5h＝0.6kW•h； （2）由 η＝ W有用 W电 得，电动机做的有用功：W 有用＝ηW 电＝80%×0.6kW•h＝0.48kW•h＝1.728×106J， 匀速行驶时，由 W＝Fs 得，平衡车受到的阻力：f＝F＝ W有用 s ＝ 1.728 × 106J 1. 8 × 104m＝96N。 83．（2019·株洲）用图示装置探究“影响电热的因素”，A、B、C 为三根相同的电阻丝。以 A、B 为研究对46 象，该实验探究的是在　 　不变时电热与　 　的关系；若将 C 也置于右侧容器中，这时 B、C 并联后 可等效为一根电阻丝，那么，该装置还可探究在　 　不变时电热与　 　的关系。（填“电流”或“电 阻”） 【答案】电阻；电流；电流；电阻 【解析】 （1）由图知，电阻丝 B、C 并联后与 A 串联，根据并联电路的电流特点可知，通过 A 的电流与通过 B、C 的 电流之和相同，所以通过 A 的电流大于通过 B 的电流，已知容器内 A、B 的电阻相同，在通电时间相同时， 该实验探究的是电流产生热量与电流大小的关系； （2）若将 C 也置于右侧容器中，这时 B、C 并联后可等效为一根电阻丝（等效电阻为 5Ω），其等效电阻是 A 电阻丝的一半，此时通过 A 的电流与通过右侧“一根”电阻丝的电流相同，所以探究的是：电流相同时， 相同时间内电流产生热量与电阻大小的关系。 84．（2019·株洲）一种家用双温双控电热毯，它有两组电热丝，分别由温控开关独立控制，可根据各自需 要选择档位“升温”“睡眠”或“关”。 （1）图甲为电热毯的一组电热丝所在的电路，指示灯 L 与电热丝　 　联；电热毯工作时通过指示灯的 电流很小，可知其电阻很　 　。 （2）图甲中 D 为二极管，具有单向导电性，即只允许一个方向的电流通过。当电热丝与二极管连接后，一 半时间通电，另一半时间断电，从而减小发热功率，实现了电热毯的“睡眠”功能。忽略指示灯和二极管 消耗的功率，若电热毯的“升温”功率为 100W，则其“睡眠”功率为　 　W。 （3）现用图乙所示电路测量其中一组电热丝的电阻（忽略通过指示灯的电流）。 ①请在图乙中将电路连接完整。 ②实验前，应将被测的一组电热丝的开关推至档位“升温”，另一组电热丝的开关推至档位“　 　”。（填 “升温”或“关”） ③实验中，当电压表示数为 13.0V 时，电流表示数如图丙所示，则电热丝电阻为　 　Ω。 ④测得的电热丝电阻显著小于其正常工作时的电阻，主要原因是电热丝电阻受　 　影响。（填“长度” 或“温度”）47 【答案】（1）并；大；（2）50；（3）①如解析图所示；②关；③200；④温度 【解析】（1）图甲为电热毯的一组电热丝所在的电路，指示灯 L 与电热丝并联：电热毯工作时通过指示灯 的电流很小，由欧姆定律可知其电阻很大。 （2）当电热丝与二极管连接后，一半时间通电，另一半时间断电，从而小发热功率，实现了电热毯的“睡 眠”功能。忽略指示灯和二极管消耗的功率，若电热毯的“升温”功率为 100W，即通电功率，则其“睡眠” 功率为 100W + 0W 2 ＝50W。 （3）①根据伏安法测电阻，电流表与二极管串联后与电压表并联，如下所示： ②实验前，应将被測的一组电热丝的开关推至档位“升温”，另一组电热丝的开关推至档位“关； ③实验中，当电压表示数为 13.0V 时，电流表示数如图丙所示，分度值为 1mA，电流为 65mA，由欧姆定律， 则电热丝电阻为： R＝ U I＝ 13.0V 65 × 10 - 3A＝200Ω。 ④测得的电热丝电阻显著小于其正常工作时的电阻，主要原因是电热丝电阻受温度影响。 85.（2019·怀化）某节能灯泡包装盒上标有“220 V 11 W”的字样，当灯泡正常发光时，通过灯泡的电流 为 A，连续通电 1min 消耗的电能是 J。 【答案】0.05；66048 【解析】因为P=UI，所以灯泡正荣发光的电流为I= P U = 11W 220V =0.05A; 因为P= W t所以灯泡消耗的电能为W=Pt=11W×10s=110J。 86.（2019·怀化）图丙是小明家的电能表月初与月末的示数，则他家本月用电 度。 【答案】137 【解析】 小明家月末电能表示数：918.5度；月初电能表示数：781.5度；小明家本月用电为： W=918.5度－781.5度=137度。 87．（2019·乐山）LED 灯具有节能、环保的特点。一个“220V 5W”的 LED 灯与一个“220V 60W”的白炽 灯亮度相当。若一个“220V 60W”的白炽灯每天正常工作 4 小时，30 天消耗的电能是 ▲ kW·h，这些 电能可供“220V 5W”的 LED 灯正常工作 ▲ 小时。 【答案】7.2 1.44×103 【解析】 （1）若一个“220V 60W”的白炽灯每天正常工作 4 小时，则 30 天消耗的电能： W=Pt=60×10-3kW×4h×30=7.2kW•h， （2）这些电能可供“220V 5W”的 LED 灯正常工作的时间：t′= W P′= 7.2kW•h 5 × 10 - 3kW=1.44×103 h。 88．(2019·辽阳)如图是威威家的电能表，由表盘上的信息可知，他家同时使用的用电器总功率不能超过　 　 W．威威家有一台烤面包机，铭牌上标有“220V900W”的字样，某次烤面包机单独正常工作时，电能表的转 盘转了 45 转，则此次烤面包机工作了　 　min．若在用电高峰期，实际电压低于 220V，烤面包机的实际 功率将　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】4400；1；变小 【解析】 kW·h 电子式单向电能表 220V 10(20)A 50Hz 　3000r/(kW·h) 26 6 0 2 849 由电能表参数可知，电能表正常工作时的电压为 220V，允许通过的最大电流为 20A，他家同时使用用电器 的最大总功率：P 大＝UI＝220V×20A＝4400W； 用电器消耗的电能为：W＝ 45 3000kW•h＝0.015kW•h； 根据 W＝Pt 可知用电器工作的时间为：t＝ W P＝ 0.015 kW•h 0.9kW ＝ 1 60h＝1min； 若在用电高峰期，实际电压低于 220V，由于电阻不变，根据公式 P＝ U2 R 可知，实际功率会变小。 89．(2019·辽阳)将标有“6V9W”阻值不变的小灯泡 L 与阻值为 6Ω 的定值 R0 接入如图所示的电路。闭合 开关 S，电压表的示数为 6V，则电流表的示数为　 　A，电源电压为　 　V，工作 3min 定值电阻 R0 产 生的热量为　 　J。 【答案】1；10；1080 【解析】由电路图可知，R0 与灯泡 L 串联，电压表测量 R0 两端的电压，电流表测电路中的电流； 则电路中的电流 I＝ U0 R0＝ 6V 6Ω＝1A， 根据 P＝ U2 R 可知： 灯泡电阻 RL＝ U额2 P额 ＝ (6V)2 9W ＝4Ω 根据欧姆定律和串联电路电压的特点可得： 电源电压：U＝I（R0+RL）＝1A×（6Ω+4Ω）＝10V； R0 产生的热量 Q0＝I2R0t＝（1A）2×6Ω×3×60s＝1080J。 90．(2019·新疆)中国标准动车组“复兴号”CR400 系列的成功研制，对我国掌握核心技术，加快高铁“走 出去”具有重要战略意义。 （1）“复兴号”动车组进行了多项技术创新和改进。例如运行过程中， 次能源——电能的消耗降 低了 10%左右。车内噪声有一定程度的降低，正常运行时约为 （填“6”或“60”）dB；刹车过程优 先采用再生制动，也就是将电动机转变为 机，从而将动车的动能转化为电能。 （2）“复兴号”动车组座位上装有两孔和三孔插座。三孔插座 （填“能”或“不能”）防止电器漏 电。同一排座位上正在充电的两部手机之间是 （填“串”或“并”）联的，使用快速充电器给手机 充电时，其充电 （“功率”或“电压”）一定比使用普通充电器时大。50 （3）京沪高铁线路全长 1463 km。一列从北京到上海的“复兴号”动车组载客 1193 人，当动车组以 300 km/h 的速度行驶时，平均每人一百公里消耗电能 3.4 度；当动车组以 350 km/h 的速度行驶时，平均每人一百公 里消耗电能 3. 8 度。该动车组全程消耗的电能约为 （填“6”、“60”或“600”）万度。动车组以 350 km/h 的速度行驶时的电功率约为以 300km/h 的速度行驶时的电功率的 （填“1.1”、“1.2”或 “1.3”）倍。 【答案】（1）二；60；发电；（2）不能；并；功率；（3）6；1.3 【解析】本题综合考查电学知识。（1）电能是二次能源，火车运行中，车厢内并不是非常安静，有一定的 声音，接近 60dB；刹车时，先将电动机转变为发电机，可以将动车的动能转化为电能。 （2）三孔插座有接地线，可以把电器漏出的点导入大地，防止人触电，但并不能防止电器漏电。同一排座 位上正在充电的两部手机之间互不影响，是并联；使用快速充电时，充电电流更大，充电电压不变，功率 更大。 （3）全程消耗电能 W=1193×3.8kW·h× 1463 km 100 km/h=66323.642kW·h，最接近 6 万度。以 350km/h 的速度行 驶时，P1= W t= =15853.6kW，同理可求，以 300km/h 的速度行驶时，功率 P2=12185.4kW，P1︰P2=1.3︰1。 91. (2019·常州)小明家电能表上月底的示数为 本月底的示数如图所示,他家本月消耗电能 kW·h.小明家同时工作的用电器总功率不得超过 W.小明将一个电风扇单独接入电路中,10min 内电 能表的指示灯闪烁了 32 次,此过程中电风扇消耗电能 J,其功率为 W。 【答案】100.5 8800 3.6×104 60 【解析】本题考查了电能表相关知识点。小明家本月消耗电能为 2918.7 kW•h－2818.2 kW•h=100.5 kW•h； 小明家同时工作的用电器总功率 P=UI=220V×40A=8800W；将一只电风扇单独接入电路中，10min 内电能表 指示灯闪烁了 32 次，则此过程中电风扇消耗的电能 W= n n1 kW•h= 32 3200 kW•h=0.01 kW•h=3.6×104J；电风扇的 功率 P= W t= 3.6 × 104J 10 × 60s =60W。 92. (2019·铜仁)如图所示，电路中电源电压不变，已知R1＝2R2，闭合开关S，则通过R1与通过R2的电流之 比I1:I2＝ ;R1与R2的电功率之比P1:P2＝ 。 22 8 0 1 8 2 8 kW·h 220V 10(40)A 50Hz 　3200 r/(kW·h） 72 9 0 0 1 851 【 答 案 】 1︰2； 1︰2 【 解 析 】 由 电 路 图 可 知 ，R1 与 R2 并 联 ， 根 据 并 联 电 路 的 电 压 特 点 和 欧 姆 定 律 求 出 通 过 R1 与 通 过 R2 的 电 流 之 比 ， 根 据 P=UI 求 出 R1 与 R2 的 电 功 率 之 比 。 解 ： 由 电 路 图 可 知 ，R1 与 R2 并 联 ， 因 并 联 电 路 中 各 支 路 两 端 的 电 压 相 等 ， 且 R1=2R2， 所 以 ， 通 过 R1 与 通 过 R2 的 电 流 之 比 ： I1 I2= = R2 R1= R2 2R2= 1 2 由 P=UI 可得，R1 与 R2 的电功率之比： P1 P2= UI1 UI2= I1 I2= 1 2 93. (2019·哈尔滨)在探究“影响电流热效应的因素”的实验中，要探究电流热效应与电流关系，应控制的 变量是 .如图所示，R1＝5Ω，R2＝10Ω，电源电压 3V，则通电 10s 电流通过 R1、R2 产生 热量之比为 . 【答案】电阻和通电时间；1︰2 【解析】（1）根据 Q=I2Rt,电流通过导体产生热量（电流热效应）跟电流、电阻和通电时间都有关，故要探 究电流热效应与电流关系，应控制的变量是电阻和通电时间相同； （2）如图，两电阻串联，电流和通电时间相同，根据 Q=I2Rt，Q1︰Q2=R1︰R2=5Ω︰10Ω=1︰2 94. (2019·哈尔滨)在安全工作条件下，将“2.5V 0.3A”小灯泡 L1 和“3.0V 0.3A”小灯泡 L2 串联在电路 中工作，通过两灯的电流之比为 ；若将 L1 和 L2 并联在另一电源下工作，则 L1 和 L2 能消耗的总功 率最大值为 W。（设灯丝电阻不变） 【答案】1︰1；1.375 【解析】（1）串联电路中各处电流相等（2）L1 和 L2 并联，为了确保电路安全，电源电压最大为 2.5V，此 时电路总功率最大，L1 正常工作，通过 L1 电流 I1 为 0.3A；根据 I= U R及 L2 铭牌计算出 R2= U I= 3V 0.3A=10Ω，此时 通 过 L2 的 电 流 I2= U R2= 2.5V 10Ω=0.25A ， 干 路 电 流 I=I1+I2=0.3A+0.25A=0.55A ， 电 路 最 大 功 率52 P=UI=2.5V×0.55A=1.375W 95．(2019·南通)某款家用吸尘器额定电压为 220V，额定电流为 4A，吸尘器能吸取灰尘是利用了 。 吸尘器的额定功率为 W，正常工作 15min，使标有“800imp/（kW· h）”的电能表指示灯共闪烁 次。若吸尘器正常工作时，电动机的发热功率为 32W，则电动机线圈的电阻为 Ω。 【答案】大气压 880 176 2 【解析】吸尘器能吸取灰尘是利用了大气压； 吸尘器的额定功率 P 额=U 额 I 额=220V×4A=880W；正常工作 15min 消耗的电能为 W=Pt=0.88kW× 15 60h=0.22kW· h；根据电能表常数每消耗 1 kW· h 的电能，指示灯闪烁 800 次，则 15min 内电能表指示灯共闪烁 0.22kW· h×800imp/ kW· h=176imp；吸尘器正常工作时，，电动机的 发热功率为 32W，电流为 4A，则根据 P=I2R 得 R= P I2= 32W (4A)2=2Ω。 96．(2019·德州)从产品说明书得知，一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为 0.1Ω，则小风 扇正常工作 1min 消耗的电能为　　J；电动机线圈 1min 产生的热量为　　J。 【答案】180；1.5 【解析】一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1Ω，首先，要明确小风扇的所消耗的电能W 一部分转化为机械能，另一部分转化为内能 Q，所以，产生的热量 Q＜消耗的电能 W。千万不要误以为产生 的热量就是消耗的电能，即对于风扇、空调、电动机之类的用电器，其电热 Q≠W。 2、解题过程中需要注意所有哦物理量的单位都要用到国际单位，所以先要把 1min 化成 60s 来进行计算。 3、通过“6V 3W”可以根据公式 I= P U：可以求得小风扇正常工作时的电流。 4、计算消耗电能的公 W＝Pt；计算电热的公式 Q＝I2Rt。 解：消耗的电能为 W＝Pt＝3W×60s＝180J； 电路中线圈的电流为 I= P U= 3W 6V=0.5A； 电路中通过线圈的电流为产生的热量为 Q＝I2Rt＝（0.5A）2×0.1Ω×60s＝1.5J。 97．(2019·广安)如图所示，电源电压不变，闭合开关，当标有“6V 12W”字样的小灯泡正常发光时，滑动 变阻器的功率为 P1，移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡的电功率为 3W 时，滑动变阻器的功率为 P2，忽略温 度对灯丝电阻的影响，则小灯泡的电阻为　　Ω，P1　　2P2（选填“＞”、“＝”或“＜”）。53 【答案】3；＜ 【解析】（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据 P＝UI＝ U2 R 求出灯泡的电阻； （2）当小灯泡正常发光时根据灯泡正常发光时灯泡的电流利用 P＝UI 得出 P1 的表达式； 小灯泡的电功率为 1.5W 时，根据 P═I2R 得出此时电流，根据灯泡两端的电压变化得出变阻器两端的电压变 化，然后利用 P＝UI 得出 2P2 的表达式；最后比较即可。 （1）由 P＝UI＝ U2 R 可得，小灯泡正常发光时的电阻： RL＝ U额2 P额 ＝ (6V)2 12W ＝3Ω； （2）由 P＝UI 可得，当小灯泡正常发光时电路中的电流为： I＝IL＝ P额 U额＝ 12W 6V ＝2A； 则滑动变阻器的电功率：P1＝U 滑 1I＝U 滑 1×2A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①； 当小灯泡的电功率为 3W 时，由于忽略温度对灯丝电阻的影响， 则由 P＝I2R 可得，此时电路中电流为：I′＝IL 实＝ ＝ ＝1A； 此时灯泡两端的电压：UL 实＝IL 实 RL＝1A×3Ω＝3V； 所以灯泡两端电压的减小量：△UL＝U 额－UL 实＝6V－3V＝3V； 由于电源电压不变，则变阻器两端电压的增加量：△U 滑＝△UL＝3V， 所以，此时变阻器两端的电压：U 滑 2＝U 滑 1+△U 滑＝U 滑 1+3V； 则此时滑动变阻器的电功率：P2＝U 滑 2I′＝（U 滑 1+3V）×1A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②； 所以，2P2＝2×（U 滑 1+3V）×1A＝（U 滑 1+3V）×2A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 比较①③两式可知，P1＜2P2。 98．(2019·南充)如图是电热饮水机电路原理图，已知 R1＝100Ω，R2＝20Ω，当开关 S1、S2 闭合时，饮水 机处于　 　状态（填“保温”或“加热”），饮水机的保温功率与加热功率之比为　 　。 【答案】加热；1︰6 【解析】（1）分析开关闭合、断开时电路总电阻的大小关系，根据 P= U 2 R 比较功率的大小，进一步判断电54 路所处的工作状态； （2）饮水机处于加热状态时，电路为 R2 的简单电路，饮水机处于保温状态时，R1 与 R2 串联，根据 P= U 2 R 求出功率之比。 解：（1）当开关 S1、 S2 都闭合时电路为 R2 的简单电路，当开关 S1 闭合 S2 断开时，R1 与 R2 串联，所以，当 开关 S1、 S2 都闭合时，电路中的总电阻最小，由 P= U 2 R 可知，电路中的总功率最大，饮水机处于加热状态； （2）饮水机处于保温状态时，R1 与 R2 串联，，则电路的总功率： P 保温= U 2 R1 + R2 = U 2 100Ω + 20Ω = U 2 120Ω； 饮水机处于加热状态时，只有 R2 接入电路，加热功率为：P 加热= U 2 R2 = U 2 20Ω， 所以饮水机的保温功率与加热功率之比： P保温 P加热 = = 1 6 99．(2019·南充)如图，灯 L 标有“4V 2W”，R＝20Ω，闭合开关 S 时，灯 L 正常发光（灯丝的电阻不受温 度影响），电流表示数为　　A，通电 1min 电路中产生的热量为　　J。 【答案】0.7；168 【解析】由图知 R 与 L 并联，电流表测干路电流，由灯泡正常发光可知电源电压，由 P＝UI 可得灯泡电流， 由并联电路特点和欧姆定律可得 R 的电流，从而得到干路电流；由 Q＝W＝UIt 可得通电一分钟电路产生热 量。 由图知 R 与 L 并联，电流表测干路电流，灯 L 正常发光， 所以 U＝UR＝UL＝4V，由 P＝UI 可得通过灯泡的电流：IL= PL UL= 2W 4V=0.5A， 由欧姆定律可得通过 R 的电流：IR= UR R = 4V 20Ω=0.2A， 由并联电路的电流特点可得电流表示数：I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A； 通电 1min 电路中产生的热量：Q＝W＝UIt＝4V×0.7A×60s＝168J。 100．(2019·南充)如图甲所示电源电压保持不变，小灯泡 L 标有“6V 3W 字样，图乙是通过小灯泡的电功 率随其两端电压变化的图象。滑动变阻 R1 的最大值为 40Ω，定值电阻 R2＝10Ω，当闭合 S、S1、断开 S2、P 在中点时，R2 的功率为 0.9W，电源电压为　　V，当闭合 S、S2、断开 S1、小灯泡功率为 1.6W 时，滑动变阻 器连入电路中的阻值　　Ω。55 【答案】9；12.5 【解析】（1）当闭合 S、S1、断开 S2 时，滑动变阻器 R1 与定值电阻 R2 串联，P 在中点时，根据 P＝I2R2 求出 电路的电流，根据欧姆定律算出电源电压； （2）当闭合 S、S2、断开 S1 时，滑动变阻器 R1 与小灯泡串联，根据图象读出此时小灯泡两端的电压，利用 串联电路电流和电压的规律以及欧姆定律算出电路的电流以及滑动变阻器的电阻。 解： （1）当闭合 S、S1、断开 S2 时，滑动变阻器 R1 与定值电阻 R2 串联，P 在中点时，R2 的功率为 0.9W，根据 P＝ I2R2 知，此时电路的电流为：I= = =0.3A， 根据 I= U R可得，电源电压为：U＝I（R1′+R2）＝0.3A×（20Ω+10Ω）=9V； （2）当闭合 S、S2、断开 S1 时，滑动变阻器 R1 与小灯泡串联，根据图乙知，当小灯泡的电功率为 1.6W 时， 小灯泡两端的电压为 4V，根据 P＝UI 知，此时电路的电流：I′= P UL= 1.6W 4V =0.4A， 根据串联电路电压的规律知，滑动变阻器两端的电压：U2＝U－UL＝9V－4V＝5V， 则滑动变阻器连入电路中的阻值：R′2= U2 I′ = 5V 0.4A=12.5Ω。 101．（2019·本溪）如图所示是探究“ 通电时间相同时，电流产生的热量跟 关系” 的装置，两 个相同容器内密封着质量 （ 填“ 相同” 或“ 不相同”）的空气，实验通过比较两个 U 形管的 来反映电流产生热量的多少。 【答案】电流； 相同； 液面高度差 【解析】由图知，两个相同的电阻串联在电路中，通电时间和电阻相同，当给其中一个并联一个电阻时， 电阻的电流改变，所以探究的是电流产生热量跟电流关系；该实验采用控制变量法，控制两个容器中的空 气质量相同，吸收不同的热量后，空气的膨胀程度不同，故通过比较两个 U 型管的液面高度差来判断产生 热量的多少。56 102 ．(2019· 盘锦) 如图所示实验装置，可以用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与　 　 的关系，若通过 R1 的电流是 1A，10s 内电流通过电阻 R2 产生的热量是　 　J。 【答案】电流；12.5 【解析】装置中两个 5Ω 的电阻并联后再与一个 5Ω 的电阻串联，根据串、并联电路的电流特点可知，右 边两个电阻的总电流等于通过左边容器中电阻的电流，即两容器中电阻的阻值相同（均为 5Ω），但通过它 们的电流不同，所以这是探究电流产生热量与电流的关系；通过 R1 的电流是 1A，也就是干路电流为 1A，所 以通过右侧容器中 R2 的电流为 1 2×1A＝0.5A，由焦耳定律可得，电流通过 R2 产生的热量：Q2 ＝I2R2t＝ （0.5A）2×5Ω×10s＝12.5J。 103．(2019·盘锦)已知甲灯标有“6V 3W”字样，乙灯的额定电压是 3V。甲、乙两灯的U﹣I 关系如图所示， 则乙灯的额定功率是　 　W．确保电路安全的前提下，两灯串联使用，电路两端的最大电压是　 　V， 两灯并联使用，电路最大电流是　 　A。 【答案】1.8；8；0.9 【解析】（1）由图象可知，当乙灯的额定电压是 3V 时，I 乙＝0.6A， 乙灯的额定功率 P 乙＝U 乙 I 乙＝3V×0.6A＝1.8W； 由 P＝UI 可得，甲灯的额定电流 I 甲＝ P甲 U甲＝ 3W 6V＝0.5A， 两灯串联使用，电路中的最大电流是 I 甲＝0.5A， 由图象可知，此时乙灯两端电压为 2V，故电路两端的最大电压 U 串＝6V+2V＝8V； （2）两灯泡并联时，电路两端的最大电压为 3V，由图象可知，此时流经甲的电流 I 甲′＝0.3A，乙灯正常 发光，故电路最大电流 I＝I 甲′+I 乙＝0.3A+0.6A。 104．(2019·呼和浩特)一个电能表，表盘上标明“720revs/(kW・h)”，它的意思是__________，呼和浩特 教研室某段时间用电，电能表两次示数如图所示，该时间段该地区每度电电费 1.2 元。这段时间需要交付 多少电费？57 【答案】接在这个电能表上的用电器，每消耗 1kW・h 的电能，电能表上的转盘转过 720 转；383.64 元 【解析】接在这个电能表上的用电器，每消耗 1kW・h 的电能，电能表上的转盘转过 720 转；消耗电能：W=W2－ W1=1951.7kW•h－1632.0kW・h=319.7kW•h 所需电费：319.7kW•h×1.2 元/度=383.64 元。 105．(2019·雅安)两个电路元件甲和乙的电流与电压的关系如图所示。若将元件甲、乙并联后接在电压为 2V 的电源两端，元件甲和乙消耗的总功率为＿＿＿W；若将它们串联后接在电压为 3V 的电源两端，元件甲 和乙消耗的总功率为＿＿＿W。 【答案】1.2 0.6 【解析】元件甲、乙并联时，他们两端的电压相等均为 2V，由图象可知，此时通过两元件的电流 I 甲=0.4A，I 乙=0.2A，∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，∴电路中的总电流 I=I 甲+I 乙=0.4A+0.2A=0.6A，元 件甲和乙消耗的总功率 P=UI=2V×0.6A=1.2W；若将它们串联后接在电压为 3V 的电源两端，由图象可知，当 电 流 I=0.2A 时 ， 甲 和 乙 两 端 电 压 分 别 为 1V 和 2V ， 总 电 压 3V ， 符 合 题 意 ， 故 总 功 率 为 P′=U′I′=3V×0.2A=0.6W。 106．(2019·雅安)一款电热水壶工作时有两档，分别是加热档和保温档，其工作原理如图所示（虚线框内 为电热水壶的发热部位）。已知 R1＝44Ω，R2＝2156Ω，当开关 S 置于＿＿（选填“1”或“2”）时电热水壶 处于加热档，电热水壶在保温状态下的电功率为＿＿＿W。 【答案】2 22 【解析】由电路图可知，开关 S 置于 2 时,电路为 R1 的简单电路，电路中的总电阻最小，由 P=UI= U2 R 可知， 电路的总功率最大，电热水壶处于加热档；由电路图可知，开关 S 置于 1 时，R1 与 R2 串联，电路的总电阻 最大，总功率最小，处于保温档，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，保温状态下电路中的电 流：I 保= U R1 + R2 = 220V 44Ω + 2156Ω=0.1A，电热水壶在保温状态下的电功率 P 保=UI 保=220V×0.1A=22W。 1 6 3 2 0 1 9 5 1 758 107．(2019·昆明)如图是一个家用电热水龙头。打开龙头开关，几秒就可以流出热水，这种加热水的过程 很短，俗称“过水热”。某品牌电热水龙头的额定功率是 3000W，额定电压是 220V，则该电热水龙头正常工 作时的电阻是________Ω（计算结果精确到 0．1）。某次使用该龙头加热水时，测得实际电压为 235V，水 的初温为 21℃，加热 14s，得到 0．5L、末温 42℃的热水，则加热水的功率是________W。[c 水=4．2×103J/ （kg·℃）] 【答案】16.1 3150 【解析】（1）由 P= U2 R 可得，该电热水龙头正常工作时的电阻：R= U2 P额 = (220V)2 3000W =16.1Ω； （2）由 ρ＝ m V可得，加热的水的质量： m=ρV=1×103kg/m3×0.5×10−3m3=0.5kg，水吸收的热量(有用能量)： Q 吸=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(42℃−21℃)=4.41×104J， 则加热水的功率：P 实= Q t = 4.41 × 104J 14s =3150W。 108．(2019·镇江)小明发现家中图示电能表的转盘在 40min 内转动了 3600 圈，则他家中用电器实际消耗 的电能为 kW•h，实际功率为 kW；若该电能表能正常工作的最大电流为 10A，则小明家中还 能接入额定功率为 W 的用电器。 【答案】1.2 1.8 400 【解析】实际消耗的电能为：3600 × 1 3000 kW•h=1.2 kW•h；实际功率为： P= W t= 1.2 kW•h h =1.8kW ；电路中接入的最大功率为：P=UI=220V×10A=2200W 还能接入用电器的额定功率为：2200W－1800W=400W。 109．(2019·淮安)如图所示，电源电压恒定不变，R 为定值电阻。闭合开关，滑动变阻器滑片置于位置 1 时，电压表、电流表的读数分别为 4V、0.2A；滑片移动到位置 2（虚线）时，电压表、电流表的读数分别59 为 3V、0.3A；则滑片置于位置 1 时滑动变阻器接入电路的阻值是 _______ Ω，滑片由位置 1 移至位置 2 的 过程中，定值电阻 R 的电功率变化量为 ______ W。 【答案】20 0.5 【解析】分析电路：电阻 R 与滑动变阻器接串联，电压表测量滑动变阻器接两端电压。滑片置于位置 1 时， 电压表、电流表的读数分别为 4V、0.2A，则此时滑动变阻器接入电路的阻值 R1= U1 11= 4V 0.2A=20 Ω；当滑片置 于位置 1 时， U=U1+I1R=4V+0.2A×R……① 当滑片由 1 移至 2 位置时，变阻器两端的电压 U2=3V，电路中的电流 I2=0.3A， U=U2+I2R=3V+0.3A×R……② 联立①②解得：R=10Ω， 滑片由 1 移至 2 位置的过程中，定值电阻 R 的电功率变化量： △P=P2－P1=I22R－I12R=(0.3A)2×10Ω－(0.2A)2×10Ω=0.5W 110．(2019·莱芜)垃圾污染已成为当今社会四大污染之一，采用垃圾发电的方式处理垃圾，不仅解决了垃 圾污染问题，而且还提供了大量能源。垃圾发电是将垃圾填埋后，采用科学的方法使其发酵，并把产生的 填埋气收集起来用于发电。垃圾发电是将垃圾内储存的 能转化为电能。已知某市每年垃圾发电量大约 为 2.4×107 kW•h，这些电能可供用电功率为 1000kW 的小型工厂正常生产 h。 【答案】化学 2.4×104 【解析】垃圾发酵，是生物化学反应，将垃圾内储存的化学能转化为电能。正常生产时间： t= W P= 2.4 × 107 kW•h 1000kW = 2.4×104h。 111．(2019·莱芜)一台直流电动机额定电压为 220V，其电阻为 1Ω。正常工作时通过的电流为 20A，则该 电动机的额定功率是 kW，电动机连续正常工作 10min，电动机因本身有电阻而发热损失的电能为 J。 【答案】4.4 2.4×105 【解析】电动机的额定功率：P=UI=220V×20A=4400W=4.4kW；因电动机不是纯电阻电路，电阻发热损失的 电能与电动机消耗的电能不相等，电流通过电动机发热产生的热量要用焦耳定律计算，发热损失的电能：60 Q=I2Rt=(20A)2×1Ω×10×60s= 2.4×105J。 112．(2019·江西)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=__________，而电路的总功率之比 P1:P2=__________。 甲 乙 【答案】2:1；2:1 【解析】因小灯泡规格相同，当均正常发光时，通过每个灯泡的电流 I 额相等，甲图中两灯泡并联，根据并 联电路电流规律，干路电路为两支电路电流之和，因此总电流 I1=2I 额，乙电路中两灯泡串联，串联电路中 电流处处相等，因此总电流 I2=I 额，所以两电路中的总电流之比为 2:1；根据公式 P=UI 可知，两电路的总 电压都为 U，电流之比为 2:1，因此功率之比仍为 2:1。 113．（2019·贵阳）22 岁的中国青年科学家曹原证实了石墨烯在特定条件下的超导性能，这是一百多年来 对物质超导零电阻特性的又一重大发现。若未来实现石墨烯超导输电，根据________定律推断输电线路可 实现电能零耗损。 【答案】焦耳 【解析】当导体的温度降至某一低温时，它的电阻突然变为零，这种特性称超导性。由于超导体的电阻为 零，根据Q=I2Rt知，产生的热量为零，所以在用超导体进行远距离输电时不会消耗电能产生热量，减少了在 输电过程中的能量损耗，大大节约了能源。 114.（2019·成都 A 卷）如图甲是一种家用电暖器,图乙是其简化的电路图,已知 R1