2024年中考物理真题分类汇编——电功电能电功率及焦耳定律（含答案）

这是一份2024年中考物理真题分类汇编——电功电能电功率及焦耳定律（含答案），共59页。试卷主要包含了 220V等内容，欢迎下载使用。
考向一：电能 电功
1. （2024长春市）的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是（ ）
A. 节能灯B. 电饭煲C. 电视机D. 电烤箱
2. （2024四川广安）小强上次查看家里的电能表显示为，本次查看时电能表示数如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电能表是测量电功率的仪表
B. 在这段时间内消耗的电能为792kW·h
C. 小强家同时工作的用电器的总功率不能超过2200W
D. 只将一台标有“220V 1000W”的电热水器接入电路中，正常工作5min，电能表的指示灯闪烁300次
3.（2024甘肃威武） 如图所示，电能表的读数为_____度；该电路中能接入的用电器总功率最大为____W。
4. （2024内蒙古赤峰）电饭煲是常用的家用电器，它是利用电流的___________效应工作的。某品牌电饭煲有“加热”和“保温”两挡功能，简化电路如图，。当该电饭煲处于“加热”挡工作10min，其消耗的电能是___________J。
5. （2024苏州）电热水器是利用电流的_________效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为_________kW·h，现仅接通一台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为_________J，其两端电压_________（高于/等于/低于）220V。
6. （2024四川达州）某彩色电视机的铭牌如图所示，其额定电功率为________W，额定电流是________A。当它正常工作时，60s内消耗的电能为________J。
7. （2024江苏扬州）家中应急手电筒的电路图如图所示，电源电压为3V，闭合开关，通过灯泡的电流为0.6A，忽略灯泡电阻的变化。求：
（1）灯泡电阻R；
（2）电路工作1min消耗的电能W；
8. （2024贵州省）如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻，闭合开关S，电压表示数为2V。求：
（1）定值电阻两端的电压为多少伏。
（2）通过定值电阻的电流为多少安。
（3）通电10s，整个电路电流所做的功W为多少焦。
9. （2024湖南）小明给爷爷房间设计了一个夜灯工作的电路模型，如图所示。电源电压恒为6V，地灯L1标有“6V 3W”字样，床灯L2标有“6V 6W”字样。
（1）闭合开关S1，断开开关S2，灯________发光；
（2）求L2正常工作时的电阻R2；
（3）闭合开关S1、S2，求整个电路工作1min消耗的电能。
考向二：电功率
1. （2024福建）下列数据最接近实际的是（ ）
A. 中学生的体重约为50NB. 电热水壶的功率约为1000W
C. 人步行的速度约为20m/sD. 人感觉舒适的温度约为40℃
2. （2024四川达州）如图所示是某品牌电热毯内部电路简化图，该电热毯具有高低两档加热功能，下列说法正确的是（ ）
A. 只闭合开关时，电路处于高温档
B. 只闭合开关时，电路处于低温档
C. 同时闭合开关、时，电路处于高温档
D. 同时闭合开关、时，电路处于低温档
3. （2024陕西）中药煎煮方式分为“文火”和“武火”，小明受此启发，用手动开关、温控开关、水量开关、加热电阻和限流电阻（、阻值不随温度变化），设计了煎药壶电路，其中为总开关，电源电压为220V。闭合开关，能实现下表所示的功能，下列关于此电路的分析正确的是（ ）
A. 温控开关与水量开关是串联的
B. 加热电阻的阻值是
C. 若壶内水量小于0.2L，煎药壶工作时无法进行“武火”加热
D. 若限流电阻断路，煎药壶工作时只能进行“武火”加热
4. （2024上海）如图所示是电烙铁工作的原理图。它正常工作时，两端的电压为220伏。在预热状态时，通过它的电流较小；在加热状态时，通过它的电流较大，则下列选项中正确的是（ ）
A. 闭合开关S，此时小灯熄灭，处于预热状态
B. 断开开关S，此时小灯发光，处于加热状态
C. 闭合开关S，此时小灯发光，处于预热状态
D. 闭合开关S，此时小灯熄灭，处于加热状态
5. （2024山东临沂）如图所示电路的电源电压保持不变，将开关和都闭合，两灯均正常发光。下列判断正确的是（ ）
A. 灯和是串联连接的B. 电压表不能测量灯的电压
C. 断开后电流表的示数不变D. 两灯的额定电压一定相同
6. （2024山东临沂）图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V，闭合开关后，“0.5V 0.2W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作，则（ ）
A. 指示灯的灯丝电阻为0.8ΩB. 电动机的发热功率为1.6W
C. 电动机的额定功率为0.08WD. 电路的总功率为1.8W
7. （2024黑龙江绥化）如图为家庭电路的电能表，该电能表允许接入用电器的最大总功率是__________W；表盘上的某个参数模糊不清，为测得这个参数，仅将额定功率为1200W的空调接入电路，正常工作1min电能表转盘转了60转，计算可知该参数为__________r/(kW∙h)。
8. （2024天津）在“练习使用滑动变阻器”的实验中，连接了如图所示电路。闭合开关，当滑片P向________移动时小灯泡变亮；已知电源电压为9V，小灯泡标有“6V 3W”的字样，当小灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的电阻为________Ω。
9. （2024江苏盐城）在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，小明发现家中电能表表盘如图所示，该电能表的示数为______kW·h，他家同时工作的用电器总功率不能超过______W。小明想测家中电水壶的功率，只让电水壶在电路中工作，当指示灯闪烁了48次，用时1min，则该电水壶的功率为______W。
10. （2024四川眉山）如图所示电路，电源电压恒定，滑动变阻器R标有“ 2A”，灯泡L标有“4V 2W”，灯泡电阻不变。S闭合，滑片P在R的中点时，灯泡正常发光，则电源电压为______V。当P移到最右端时，电路的总功率______W（结果保留一位小数）。
11. （2024河南）图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路，电阻R阻值为10Ω，闭合开关S，电流表示数为0.2A，则电源电压为______V，干路电流为______A，此时灯泡L的电功率为______W。
12. 定值电阻R和灯泡L，其电流随两端电压的变化图像如图所示。若将R与L串联在4V电源两端，则R与L消耗的电功率之比为________；若将R与L并联在2V的电源两端，电路消耗的总功率为________W。
13. 如图是“探究通电导体产生的热量与__________大小关系”的实验装置。通过左侧容器中电阻丝的电流为0.4A，在1min内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为___________J。
14. （2024贵州省）电流热效应引发的用电事故屡屡发生，其中很多是由于电路老化或电线选择不规范所致。如家庭电线使用时间过长，出现绝缘皮老化脱落；空调等大功率用电器选用电线过细。请回答：
（1）破损电线的金属部分裸露在外容易发生触电事故，若你发现有人触电，应立即采取什么措施？（写出一条即可）
（2）用焦耳定律说明大功率用电器连接细电线存在安全隐患的原因。
15. （2024山西）在项目化学习中，科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器，如图所示，可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻（）、一个电动机（）和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W，且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题：
（1）在虚线框内画出烘干器内部电路图；
（2）使用时发现温度过高，存在安全隐患，想要把发热电阻的功率减小到原来的一半，需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
16.（2024陕西） 如图，是小明家新购置的便携式电热水杯及其相关参数。
（1）电热水杯正常工作时的电流是多少？
（2）电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值是多少？
17. （2024江西）下图是某电热水壶铭牌上的部分参数。
（1）该电热水壶正常工作时的电功率是多少？
（2）该电热水壶正常工作5min，求电流所做的功；
（3）在220V的家庭电路中，若将该电热水壶接在额定电流为5A的接线板（插座）上使用，请通过计算判断是否安全？
18. （2024江苏连云港）小明家的电水壶的内部电路如图甲所示，其中为电热丝，S是电源开关，是温控开关（水温达到100℃，自动由加热状态切换为保温状态）。该电水壶的部分重要参数如图乙所示。已知电源电压为220V。求：
（1）当开关S闭合，断开时，电路中的电流。
（2）当开关S和均闭合时，的电功率。
（3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能。
考向三：测量小灯泡的电功率
1. （2024上海）物理王兴趣小组的同学小徐和小王做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电源电压未知且不变）、滑动变阻器两个分别标有A“5Ω 3A”B“20Ω2A”字样，待测小灯（标有“2.5V”字样）、电流表、电压表、开关及导线若干。小徐选取其中一个变阻器进行实验，将电流表串联在电路中，将电压表并联在待测小灯泡两端，将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；闭合开关S后，此时电压表如图所示，他发现无法继续实验。小王选取另一个变阻器进行实验，并将电压表并联在电路中某处；移动滑片，进行实验，记录数据如下表，并用其中一组数据成功计算出小灯泡的额定电功率。
①测定小灯泡电功率的实验原理是___________。
②请通过以上信息判断，小王同学所选滑动变阻器规格为___________，电压表并联在__________两端（选填“电源”或“待测小灯泡”或“滑动变阻器”）。
③请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P额。（需写出主要推理和计算过程）
2.（2024黑龙江绥化） 在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用的小灯泡上标有“2.5V”字样，额定电流约为0.3A，电源电压恒为6V，实验电路如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整__________；（导线不允许交叉）
（2）现有规格为A“”、B“”和C“”的三个滑动变阻器可供选择，应选择__________（选填字母）滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。实验中滑动变阻器的作用是__________和调节小灯泡两端的电压及通过的电流；
（3）电路连接完成后，闭合开关，发现小灯泡发光很暗，这时眼睛应该看着__________（选填“电流表”或“电压表”）移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为__________W；
（4）实验中改变小灯泡两端的电压，多次测量的目的是__________；
（5）测得小灯泡的额定功率后，把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的功率大于其额定功率的四分之一，请对其加以分析：__________。
3. （2024广西）小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，设计了如图甲所示的电路图。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于________（选填“a”或“b”）端，闭合开关后，发现小灯泡不亮，则电路故障可能是滑动变阻器________（选填“短路”或“断路”）；
（2）排除故障后，某次实验电压表的示数如图乙所示，为________ V；小明测得多组数据，并画出如图丙所示的图像，由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为________，小灯泡的额定功率为________W；
（3）图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而________（选填“增大”或“减小”）。
（4）受到上述实验的启发，为测量高温物体的温度，小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下：将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表？请说明理由（从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述）。
答：________
考向四：焦耳定律
1. （2024四川宜宾）如图是探究电流热效应的实验装置，两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻、，其中，。下列说法正确的是（ ）
A. 只闭合，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B. 只闭合，若电路中的电流为0.2A，通电1min电阻产生的热量为12J
C. 闭合和，通过电流是电流的0.5倍
D. 闭合和后，左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样
2. （2024江苏扬州）冬季雨雪严重时，温度极低的雨水在高铁电网上迅速结冰，发生的物态变化是___________，此过程___________热，对铁路道岔通电融雪除冰利用了电流的___________效应。
3. （2024四川成都）小张想设计一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其电路图如图所示，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，开关S接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝，R1=242Ω，另外两根电热丝的阻值分别是121Ω和242Ω，R2应该选取阻值为_______Ω的电热丝。开关S接触“1”、“2”两个触点时，通电1min，电流产生的热量是________J。
4. （2024黑龙江绥化）一款电热水龙头的简化电路如图甲所示，表格是它铭牌上的参数。电源电压恒定不变，和为发热电阻，当开关S、均闭合时，通电20s电热水龙头产生的热量是__________J。电阻和的阻值之比是__________。
5. （2024安徽省）如图所示，电源两端电压为6V，电阻R2=20Ω，闭合开关S，电压表示数为4V，则通电100s整个电路产生的热量为______J。
6. （2024四川遂宁）在甲图所示的电路中，闭合开关，再闭合开关，电流表的示数变大，此时两电流表指针都指在刻度盘的中央，均如乙图所示，则通过的电流为_________A，_________，在相同时间内两电阻产生的热量之比_________。
7. （2024四川广安）如图所示，电源电压恒定不变，甲、乙为两只相同的电表。当开关闭合、断开时，甲、乙两电表示数之比为5∶3，则两电表均为______（选填“电压表”或“电流表”）。一段时间后，电阻产生的热量为；现同时更换两电表种类，并调整开关状态，使两电表均有正常示数，经过相同的时间，电阻产生的热量为，则为______。
8. （2024江苏无锡市）用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素。甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油，电阻丝、、浸没在煤油中，其中、。闭合开关前，记录下煤油的初温度，开关S接a、调节滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为1A，记录下第100s和第200s时甲容器中煤油的末温度t；开关S接b，调节滑片P，使电流表的示数为0.5A，记录下第200s时乙、丙容器中煤油的末温度t，断开开关，结果如下表，比较序号①②可得：当通过导体的电流和导体的______相等时，导体产生的热量与通电______有关。比较序号②和______可知导体产生的热量与电流大小有关。实验中，电阻产生的热量为______J。
9. （2024福建）小闽设计的车载可加热果蔬搅拌机工作电路图如图。电热丝R的阻值为，电动机标有“12V 24W”字样。闭合开关S、，电动机正常工作。求：
（1）电源电压。
（2）闭合开关S、，电动机1min内消耗的电能。
（3）闭合开关S、，通电100s，电热丝R产生的热量。
10. （2024苏州）某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻和分压电阻，S是温控开关，当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A；当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。求：
（1）的阻值；
（2）电饭锅高温挡的功率；
（3）保温16min，分压电阻产生的热量。
能力拓展
考向五：与电功率有关的创新类综合问题
1. （2024四川达州）如图所示电路，电源电压为18V保持不变，、为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为30Ω。当滑片P位于最右端，同时闭合、时，滑动变阻器功率，电压表示数为，电流表示数为；P位于最右端，只闭合时，滑动变阻器功率为，电压表示数为，电流表示数为；将滑片P移至中点，只闭合时，滑动变阻器功率为，电压表示数为，电流表示数为。若，下列说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
2.（2024四川宜宾） 如图甲所示，已知电源电压4.5V保持不变，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”，灯泡L的规格为“4V 1.2W”，其电流与电压的关系图像如图乙。试求：
（1）灯泡正常发光时的电流；
（2）当滑片P滑到某一位置时，电压表的示数为2.5V，此时电路的总功率；
（3）在电路安全情况下，调节滑片P，当灯泡的电功率最小时，灯泡L的阻值；
（4）用一个阻值为30Ω定值电阻替换灯泡L，调节滑片P，当滑动变阻器的功率为0.15W时，滑动变阻器连入电路的阻值。
2024年中考物理真题分类汇编（全国通用）
模块一 声光力热电磁知识真题
专题16.电功电能电功率及焦耳定律

基础把关
考向一：电能 电功
1. （2024长春市）的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是（ ）
A. 节能灯B. 电饭煲C. 电视机D. 电烤箱
【答案】A
【解析】节能灯、电饭煲、电视机和电烤箱四个用电器中，节能灯的电功率最小，根据可知，的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是节能灯，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2. （2024四川广安）小强上次查看家里的电能表显示为，本次查看时电能表示数如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电能表是测量电功率的仪表
B. 在这段时间内消耗的电能为792kW·h
C. 小强家同时工作的用电器的总功率不能超过2200W
D. 只将一台标有“220V 1000W”的电热水器接入电路中，正常工作5min，电能表的指示灯闪烁300次
【答案】D
【解析】A．电能表是测量电能的仪表，不是测量电功率的，故A错误；
B．电能表的示数
W=8632.4kW⋅h−8553.2kW⋅h=79.2kW⋅h
故B错误；
C．电能表允许通过的最大电流为20A，则小强家同时工作的用电器的总功率不能超过
P=UI=220V×20A=4400W
故C错误；
D．只将一台标有“220V 1000W”的电热水器接入电路中，正常工作5min消耗的电能
3600r/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转3600r，电能表的指示灯闪烁300次消耗的电能
因为W=W′，所以正常工作5min，电能表的指示灯闪烁300次，故D正确。
故选D。
3.（2024甘肃威武） 如图所示，电能表的读数为_____度；该电路中能接入的用电器总功率最大为____W。
【答案】 213.9 4400
【解析】电能表的读数为，即213.9度。
电能表允许通过的最大电流20A，由P=UI可得，该电路中能接入的用电器总功率最大为
4. （2024内蒙古赤峰）电饭煲是常用的家用电器，它是利用电流的___________效应工作的。某品牌电饭煲有“加热”和“保温”两挡功能，简化电路如图，。当该电饭煲处于“加热”挡工作10min，其消耗的电能是___________J。
【答案】 热 6×105
【解析】电饭煲工作时将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的。
由图得，当两开关均闭合时，两电阻并联，电路电阻小，电功率大，为加热挡；当只闭合S1，只有电阻R1工作，电路电阻大，电功率小，为保温挡。当该电饭煲处于“加热”挡工作10min，其消耗的电能是
5. （2024苏州）电热水器是利用电流的_________效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为_________kW·h，现仅接通一台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为_________J，其两端电压_________（高于/等于/低于）220V。
【答案】 热 3023.6 等于
【解析】电流通过导体时，导体发热是电能转化为内能，这种现象是电流的热效应。
电能表的读数方法：最后一位是小数，由甲图可得家中的电能表示数为3023.6kW·h。
电能表指示灯 1min 内闪烁 80 次，电能表参数“3200imp/(kW·h)”，则 1min 内消耗电能为
电热水器的实际功率为
实际功率等于额定功率，所以实际电压等于额定电压，为220V。
6. （2024四川达州）某彩色电视机的铭牌如图所示，其额定电功率为________W，额定电流是________A。当它正常工作时，60s内消耗的电能为________J。
【答案】 110 0.5 6600
【解析】由铭牌信息可知，电视机的额定功率为110W，额定电压为220V； 由P=UI可得，额定电流为
60s内消耗的电能为
7. （2024江苏扬州）家中应急手电筒的电路图如图所示，电源电压为3V，闭合开关，通过灯泡的电流为0.6A，忽略灯泡电阻的变化。求：
（1）灯泡电阻R；
（2）电路工作1min消耗的电能W；
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）灯泡电阻为
（2）电路工作1min消耗的电能为
答：（1）灯泡电阻R为；
（2）电路工作1min消耗的电能为。
8. （2024贵州省）如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻，闭合开关S，电压表示数为2V。求：
（1）定值电阻两端的电压为多少伏。
（2）通过定值电阻的电流为多少安。
（3）通电10s，整个电路电流所做的功W为多少焦。
【答案】（1）1V；（2）0.4A；（3）12J
【解析】（1）由图可知，R1和R2串联，电压表测R1两端的电压，根据串联分压特点可得：定值电阻R2两端的电压U2为
（2）由欧姆定律可得，通过R1的电流I1为
（3）根据串联电路电流特点可知整个电路的电流为
I=I1=0.4A
则整个电路电流做的功为
答：（1）定值电阻两端的电压为1V；
（2）通过定值电阻的电流为0.4A；
（3）通电10s，整个电路电流所做的功W为12J。
9. （2024湖南）小明给爷爷房间设计了一个夜灯工作的电路模型，如图所示。电源电压恒为6V，地灯L1标有“6V 3W”字样，床灯L2标有“6V 6W”字样。
（1）闭合开关S1，断开开关S2，灯________发光；
（2）求L2正常工作时的电阻R2；
（3）闭合开关S1、S2，求整个电路工作1min消耗的电能。
【答案】 （1） L1 （2） 6Ω （3）540J
【解析】（1）由图可知，闭合开关S1，断开开关S2，灯L1接通电路，所以L1发光。
（2）由题意知，床灯L2标有“6V 6W”字样，根据可知，R2的阻值为
（3）闭合开关S1、S2，两个灯泡并联，根据并联电路电压的特点可知，两个灯泡两端的电压均为6V，因此均正常发光，因此整个电路工作1min消耗的电能
W=P总t=(P1+P2)t=(3W+6W)×60s=540J
答：（1）闭合开关S1，断开开关S2，灯L1发光；
（2）L2正常工作时的电阻为6Ω；
（3）闭合开关S1、S2，整个电路工作1min消耗的电能为540J。
考向二：电功率
1. （2024福建）下列数据最接近实际的是（ ）
A. 中学生的体重约为50NB. 电热水壶的功率约为1000W
C. 人步行的速度约为20m/sD. 人感觉舒适的温度约为40℃
【答案】B
【解析】A．中学生的体重约为500N，故A不符合题意；
B．电热水壶是电热器，功率比较大，约为1000W，故B符合题意；
C．人步行的速度约为1.1m/s，故C不符合题意；
D．人感觉舒适的温度约为25℃，故D不符合题意。
故选B。
2. （2024四川达州）如图所示是某品牌电热毯内部电路简化图，该电热毯具有高低两档加热功能，下列说法正确的是（ ）
A. 只闭合开关时，电路处于高温档
B. 只闭合开关时，电路处于低温档
C. 同时闭合开关、时，电路处于高温档
D. 同时闭合开关、时，电路处于低温档
【答案】C
【解析】A．只闭合开关S1时，只有R1接入电路，由，此时电热毯电功率最小，为低温档，故A错误；
B．只闭合开关S2时，电路断路，故B错误；
CD．由电路图可知，当开关S1、S2闭合时，R1和R2并联，因为电阻越并越小，所以此时电路电阻最小，而电源电压一定，由可知，此时电热毯电功率最大，为高温档，故C正确，D错误。
故选C。
3. （2024陕西）中药煎煮方式分为“文火”和“武火”，小明受此启发，用手动开关、温控开关、水量开关、加热电阻和限流电阻（、阻值不随温度变化），设计了煎药壶电路，其中为总开关，电源电压为220V。闭合开关，能实现下表所示的功能，下列关于此电路的分析正确的是（ ）
A. 温控开关与水量开关是串联的
B. 加热电阻的阻值是
C. 若壶内水量小于0.2L，煎药壶工作时无法进行“武火”加热
D. 若限流电阻断路，煎药壶工作时只能进行“武火”加热
【答案】D
【解析】A．根据表中数据可知，温控开关和水量开关互不影响，故温控开关与水量开关是并联的，故A错误；
B．当限流电阻与加热电阻串联时，由分压原理可知，加热电阻的电压小，根据可知加热电阻的功率小，当限流电阻短路（闭合与其并联的S3）时，电路为加热电阻的简单电路，加热电阻的电压为电源电压，根据可知其功率大，故加热电阻的阻值
故B错误；
C．若壶内水量小于0.2L，但温度小于60℃，温控开关闭合，限流电阻短路，则电路为的简单电路，煎药壶工作时可进行“武火”加热，故C错误；
D．若限流电阻断路，闭合S3（或S2）则电路连通，电路为的简单电路，煎药壶工作时只能进行“武火”加热，故D正确。
故选D。
4. （2024上海）如图所示是电烙铁工作的原理图。它正常工作时，两端的电压为220伏。在预热状态时，通过它的电流较小；在加热状态时，通过它的电流较大，则下列选项中正确的是（ ）
A. 闭合开关S，此时小灯熄灭，处于预热状态
B. 断开开关S，此时小灯发光，处于加热状态
C. 闭合开关S，此时小灯发光，处于预热状态
D. 闭合开关S，此时小灯熄灭，处于加热状态
【答案】D
【解析】由电路图可知，断开开关S，时，R与L串联，小灯发光，电路中电阻较大，电流较小，由可知此时电功率较小，处于预热状态；闭合开关S，灯泡被短路，灯熄灭，电路为只有R的简单电路，电路中电阻较小，电流较大，由可知此时电功率较大，处于加热状态，故ABC错误，D正确。
故选D。
5. （2024山东临沂）如图所示电路的电源电压保持不变，将开关和都闭合，两灯均正常发光。下列判断正确的是（ ）
A. 灯和是串联连接的B. 电压表不能测量灯的电压
C. 断开后电流表的示数不变D. 两灯的额定电压一定相同
【答案】D
【解析】A．由图得，电流分别经过两灯泡，说明灯和是并联的，故A错误；
B．电压表并联在支路的两端，则电压表能测量灯的电压，故B错误；
C．断开后电路由灯和是并联化为L1的简单电路，电路电阻变大，由欧姆定律得，电路电流变小，即电流表的示数变小，故C错误；
D．将开关S1和S2都闭合，两灯均正常发光,，说明此时两灯的电压均为额定电压，并联电路中各支路的电压相同，则两灯的额定电压一定相同，故D正确。
故选D。
6. （2024山东临沂）图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V，闭合开关后，“0.5V 0.2W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作，则（ ）
A. 指示灯的灯丝电阻为0.8ΩB. 电动机的发热功率为1.6W
C. 电动机的额定功率为0.08WD. 电路的总功率为1.8W
【答案】D
【解析】A．由得，指示灯的灯丝电阻为
故A不符合题意；
B．由P=UI得，指示灯的灯丝电流为
电动机的发热功率为
P=I2R=(0.4A)2×0.5Ω=0.08W
故B不符合题意；
C．指示灯正常发光时，电动机两端电压
U电=U-UL=4.5V-0.5V=4V
额定功率为
P电=U电I=4V×0.4A=1.6W
故C不符合题意；
D．电路的总功率为
P=UI=4.5V×0.4A=1.8W
故D符合题意。
故选D。
7. （2024黑龙江绥化）如图为家庭电路的电能表，该电能表允许接入用电器的最大总功率是__________W；表盘上的某个参数模糊不清，为测得这个参数，仅将额定功率为1200W的空调接入电路，正常工作1min电能表转盘转了60转，计算可知该参数为__________r/(kW∙h)。
【答案】 8800 3000
【解析】由电能表的参数知，该电能表允许接入用电器的最大总功率
1min内，空调消耗的电能
设电能表消耗1kW∙h的电能，转盘转了n转，则有
解得n=3000r，所以该参数为3000r/(kW∙h)。
8. （2024天津）在“练习使用滑动变阻器”的实验中，连接了如图所示电路。闭合开关，当滑片P向________移动时小灯泡变亮；已知电源电压为9V，小灯泡标有“6V 3W”的字样，当小灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的电阻为________Ω。
【答案】 左 6
【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，要让小灯泡变亮，电路中的电流就要变大，即滑动变阻器接入电路中的电阻要变小，所以滑片P应向左移动。
当小灯泡正常发光时,电路中的电流为
滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器连入电路的电阻为
9. （2024江苏盐城）在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，小明发现家中电能表表盘如图所示，该电能表的示数为______kW·h，他家同时工作的用电器总功率不能超过______W。小明想测家中电水壶的功率，只让电水壶在电路中工作，当指示灯闪烁了48次，用时1min，则该电水壶的功率为______W。
【答案】 326.6 8800 180
【解析】由图可知，电能表显示的数字为003266，最后一位是小数，单位是kW·h,此时的读数为326.6kW·h。
由电能表的参数可知，电能表工作电压是220V，允许通过的最大电流为40A，他家同时工作的用电器最大总功率
P=UI=220V×40A=8800W
当指示灯闪烁了48次消耗电能
该用电器实际功率
10. （2024四川眉山）如图所示电路，电源电压恒定，滑动变阻器R标有“ 2A”，灯泡L标有“4V 2W”，灯泡电阻不变。S闭合，滑片P在R的中点时，灯泡正常发光，则电源电压为______V。当P移到最右端时，电路的总功率______W（结果保留一位小数）。
【答案】 9 2.9
【解析】S闭合，灯泡与滑动变阻器串联，滑片P在R的中点时，连入电路的电阻为，灯泡正常发光，通过灯泡的电流为
由于串联电路中电流处处相等，滑动变阻器两端的电压为
则电源电压为
灯泡的电阻为
当P移到最右端时，电路中的总电阻为
电路的总功率
11. （2024河南）图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路，电阻R阻值为10Ω，闭合开关S，电流表示数为0.2A，则电源电压为______V，干路电流为______A，此时灯泡L的电功率为______W。
【答案】 2 0.45 0.5
【解析】定值电阻R与灯泡L并联，根据并联电路电压规律
电流表接在定值电阻R支路上，且示数为0.2A
故电源电压为2V。
由甲图可知，当灯泡电压为2V时，电流为0.25A，故干路电流为
此时灯泡L的电功率
12. 定值电阻R和灯泡L，其电流随两端电压的变化图像如图所示。若将R与L串联在4V电源两端，则R与L消耗的电功率之比为________；若将R与L并联在2V的电源两端，电路消耗的总功率为________W。
【答案】 3∶1 1.3
【解析】若将R与L串联在4V电源两端，通过R与L的电流相等，由图可知，此时电路中的电流为0.3A，R两端的电压为3V，L两端的电压为1V，则R与L消耗的电功率之比为
若将R与L并联在2V的电源两端，由图可知，通过R的电流为0.2A，通过L的电流为0.45A，则电路中的总电流为
电路消耗的总功率为
13. 如图是“探究通电导体产生的热量与__________大小关系”的实验装置。通过左侧容器中电阻丝的电流为0.4A，在1min内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为___________J。
【答案】 电流 12
【解析】右侧两个电阻并联，然后与左侧电阻串联，根据并联电路电流规律可知，所以通过左侧容器内电阻的电流大于右侧容器内的电流，两个容器内的电阻值都是，通电相同时间，所以探究的是电流产生热量与电流大小的关系。
如果通过左侧容器中电阻丝的电流是0.4A，根据并联电路的电流特点，通过右侧容器中电阻丝的电流是
1min内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为
14. （2024贵州省）电流热效应引发的用电事故屡屡发生，其中很多是由于电路老化或电线选择不规范所致。如家庭电线使用时间过长，出现绝缘皮老化脱落；空调等大功率用电器选用电线过细。请回答：
（1）破损电线的金属部分裸露在外容易发生触电事故，若你发现有人触电，应立即采取什么措施？（写出一条即可）
（2）用焦耳定律说明大功率用电器连接细电线存在安全隐患的原因。
【答案】（1）见解析（2）见解析
【解析】（1）为了避免触电事故扩大，当有人触电时，应首先断开电源，然后进行救援，或使用绝缘的木棍等挑开电线进行救援。
（2）在家庭电路中，大功率用电器连接细电线时，电线的横截面积较小，电阻较大，且根据可知，家庭电路电压一定，使用大功率用电器，电路电流过大，由Q=I2Rt可知，细电线中电流产生的热量较多，往往比别处更容易发热，引起火灾。
15. （2024山西）在项目化学习中，科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器，如图所示，可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻（）、一个电动机（）和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W，且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题：
（1）在虚线框内画出烘干器内部电路图；
（2）使用时发现温度过高，存在安全隐患，想要把发热电阻的功率减小到原来的一半，需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
【答案】（1）（2）220Ω
【解析】（1）由题意知，内部电路是由一个发热电阻、一个电动机和两个开关组成的并联电路，且发热电阻不能单独工作出现“干烧”现象，因此发热电阻与电动机并联，一个开关在干路控制整个电路，另一个开关与发热电阻串联，控制发热电阻，如图所示：
（2）将发热电阻的功率减小到原来的一半，则更换后发热功率为220W，根据可知，此时发热电阻的阻值为
答：（1）烘干器内部电路图，如图所示：
（2）需要购买一个220Ω电阻替换原发热电阻。
16.（2024陕西） 如图，是小明家新购置的便携式电热水杯及其相关参数。
（1）电热水杯正常工作时的电流是多少？
（2）电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值是多少？
【答案】（1）4A；（2）55Ω
【解析】（1）由图可知，电热水杯的额定电压为220V，额定功率为880W，则正常工作时的电流
（2）电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值
答：（1）电热水杯正常工作时的电流是4A；
（2）电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值是55Ω。
17. （2024江西）下图是某电热水壶铭牌上的部分参数。
（1）该电热水壶正常工作时的电功率是多少？
（2）该电热水壶正常工作5min，求电流所做的功；
（3）在220V的家庭电路中，若将该电热水壶接在额定电流为5A的接线板（插座）上使用，请通过计算判断是否安全？
【答案】（1）1500W；（2）；（3）不安全
【解析】（1）根据题意可知，该电热水壶正常工作时的电功率是1500W。
（2）该电热水壶正常工作时的电功率是1500W，电热水壶正常工作5min，电流所做的功为
（3）根据题意可知，该电热水壶的额定电流为
由于该电热水壶的额定电流大于接线板（插座）的额定电流5A，所以该电热水壶接在接线板（插座）上不安全。
答：（1）该电热水壶正常工作时的电功率是1500W；
（2）电热水壶正常工作5min，电流所做的功为；
（3）不安全。
18. （2024江苏连云港）小明家的电水壶的内部电路如图甲所示，其中为电热丝，S是电源开关，是温控开关（水温达到100℃，自动由加热状态切换为保温状态）。该电水壶的部分重要参数如图乙所示。已知电源电压为220V。求：
（1）当开关S闭合，断开时，电路中的电流。
（2）当开关S和均闭合时，的电功率。
（3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能。
【答案】（1）0.2A；（2）836W；（3）
【解析】（1）当开关S闭合，断开时，电路是由R2组成的简单电路，当开关S和S0均闭合时，电路是由R2和R1组成的并联电路，由于并联电路电阻比并联的任何一个电阻的阻值都小，根据可知，当开关S闭合，S0断开时，电水壶处于保温状态，则
（2）当开关S和均闭合，电路是由R2组成的简单电路，此时电水壶处于加热状态，R1的电功率为
（3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能
答：（1）当开关S闭合，S0断开时，电路中的电流为0.2A；
（2）当开关S和S0均闭合时，R1的电功率为836W；
（3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能为4.4×104J。
考向三：测量小灯泡的电功率
1. （2024上海）物理王兴趣小组的同学小徐和小王做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电源电压未知且不变）、滑动变阻器两个分别标有A“5Ω 3A”B“20Ω2A”字样，待测小灯（标有“2.5V”字样）、电流表、电压表、开关及导线若干。小徐选取其中一个变阻器进行实验，将电流表串联在电路中，将电压表并联在待测小灯泡两端，将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；闭合开关S后，此时电压表如图所示，他发现无法继续实验。小王选取另一个变阻器进行实验，并将电压表并联在电路中某处；移动滑片，进行实验，记录数据如下表，并用其中一组数据成功计算出小灯泡的额定电功率。
①测定小灯泡电功率的实验原理是___________。
②请通过以上信息判断，小王同学所选滑动变阻器规格为___________，电压表并联在__________两端（选填“电源”或“待测小灯泡”或“滑动变阻器”）。
③请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P额。（需写出主要推理和计算过程）
【答案】 ①. P=UI ②. A 滑动变阻器 ③
【解析】（1）测定小灯泡电功率的实验原理是P=UI。
（2）根据表格中的数据分析可知：电路中的电流越大，电压表的示数越小，所以电压表并联在滑动变阻器两端。
小徐选取其中一个变阻器进行实验，将电流表串联在电路中，将电压表并联在待测小灯泡两端，将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；闭合开关S后，此时电压表如图所示，他发现无法继续实验。
小徐将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，此时电压表如图所示U灯=3V，由小王的序号3数据可知，U滑=1.5V，I=0.3A时，小王电路中
所以小王同学所选滑动变阻器应该选择A。
（3）因为小徐电路将滑片移至阻值最大处，所以R滑1=5Ω，U灯=3V，由小王的序号3数据可知，U滑=1.5V，I=0.3A时，小王电路中
所以小徐电路图和小王3号电路图一致，电源电压
U总=U灯+UR滑2=3V+1.5V=4.5V
由2号数据知U滑=2V时
U灯=U总-U滑=4.5-2V=2.5V=U额
所以小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.28A=0.7W
2.（2024黑龙江绥化） 在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用的小灯泡上标有“2.5V”字样，额定电流约为0.3A，电源电压恒为6V，实验电路如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整__________；（导线不允许交叉）
（2）现有规格为A“”、B“”和C“”的三个滑动变阻器可供选择，应选择__________（选填字母）滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。实验中滑动变阻器的作用是__________和调节小灯泡两端的电压及通过的电流；
（3）电路连接完成后，闭合开关，发现小灯泡发光很暗，这时眼睛应该看着__________（选填“电流表”或“电压表”）移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为__________W；
（4）实验中改变小灯泡两端的电压，多次测量的目的是__________；
（5）测得小灯泡的额定功率后，把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的功率大于其额定功率的四分之一，请对其加以分析：__________。
【答案】 （1） 或
（2）B 保护电路 （3） 电压表 0.65 （4） 寻找普遍规律 （5）见解析
【解析】（1）要测量小灯泡的电功率，小灯泡与滑动变阻器应串联连接，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，电压表应并联在小灯泡的两端，小灯泡的额定电压为2.5V，电压表选用小量程，作图如下：
>或
（2）小灯泡的额定电流约为0.3A>0.2A，C变阻器不符合题意；小灯泡正常发光时的电阻约为
此时变阻器两端的电压
U变=U总-U=6V-2.5V=3.5V
据串联电路的分压特点有
解得，变阻器应接入电路的阻值，R大大于10欧，而小于20欧，所以应选择B变阻器。
实验中，为了保护电路，在闭合开关前，滑片应置于变阻器阻值最大位置处。
（3）小灯泡发光较暗时，说明未正常发光，移动滑片时，应观察电压表，直到其示数为2.5V。
由图书知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.26A。小灯泡的额定功率
（4）为得到更具普遍性的结论，应进行多次实验，得到多组实验数据。
（5）根据可知，若灯丝电阻不变，实际电压为额定电压一半时，实际功率恰好等于额定功率的四分之一；当实际电压低于额定电压时，灯丝温度降低。电阻减小，所以此时实际功率大于额定功率的四分之一。
3. （2024广西）小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，设计了如图甲所示的电路图。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于________（选填“a”或“b”）端，闭合开关后，发现小灯泡不亮，则电路故障可能是滑动变阻器________（选填“短路”或“断路”）；
（2）排除故障后，某次实验电压表的示数如图乙所示，为________ V；小明测得多组数据，并画出如图丙所示的图像，由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为________，小灯泡的额定功率为________W；
（3）图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而________（选填“增大”或“减小”）。
（4）受到上述实验的启发，为测量高温物体的温度，小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下：将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表？请说明理由（从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述）。
答：________
【答案】 （1）b 断路 （2） 1.2 6.25 1 （3）增大 （4）见解析
【解析】（1）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移到阻值最大处，即b端。
闭合开关，灯泡不亮，电路可能断路，则电路故障可能是滑动变阻器断路。
（2）电压表选择小量程，分度值为0.1V，所以电压表示数为1.2V。
由图丙可知，小灯泡正常发光时电流为0.4A，则小灯泡正常发光时的电阻为
根据可知，小灯泡的额定功率为
（3）图丙中，当灯泡电压变大时，通过灯泡的电流也增大，灯泡的功率变大，灯丝温度变高，灯泡的电阻随温度的升高而增大。
（4）温度越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路分压原理可知，电阻丝两端的电压越大，因此选择电压变改装为温度显示仪。
考向四：焦耳定律
1. （2024四川宜宾）如图是探究电流热效应的实验装置，两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻、，其中，。下列说法正确的是（ ）
A. 只闭合，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B. 只闭合，若电路中的电流为0.2A，通电1min电阻产生的热量为12J
C. 闭合和，通过电流是电流的0.5倍
D. 闭合和后，左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样
【答案】AB
【解析】A．只闭合，两个电阻R1、R2串联，电流相同，通电时间相同，电阻的大小不同，故可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，故A正确；
B．只闭合，若电路中的电流为0.2A，通电1min电阻产生的热量为
故B正确；
C．闭合和，R2与R3并联，R2与R3电阻相同，设通过R2的电流为I，通过R1的电流为2I，通过的电流是电流的2倍，故C错误；
D．闭合和后，R2与R3并联，通过的电流是电流的2倍，左侧电阻R1放出的热量多于右侧电阻放出的热量，左侧U形管内液柱的高度差大于右侧的高度差，故D错误。
故选AB。
2. （2024江苏扬州）冬季雨雪严重时，温度极低的雨水在高铁电网上迅速结冰，发生的物态变化是___________，此过程___________热，对铁路道岔通电融雪除冰利用了电流的___________效应。
【答案】 凝固 放 热
【解析】冬季雨雪严重时，温度极低的雨水在高铁电网上迅速结冰，物质由液态的水变成固态的冰，发生的物态变化是凝固，凝固时向外放热。
对铁路道岔通电融雪除冰利用了电流的热效应，将电能转化为内能，使铁道温度升高，雪冰从中吸热熔化。
3. （2024四川成都）小张想设计一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其电路图如图所示，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，开关S接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝，R1=242Ω，另外两根电热丝的阻值分别是121Ω和242Ω，R2应该选取阻值为_______Ω的电热丝。开关S接触“1”、“2”两个触点时，通电1min，电流产生的热量是________J。
【答案】 121 1.2×104
【解析】由电路图可知，开关S接触3、4两个触点时，电路为R2的简单电路；开关S接触2、3两个触点时，R1与R2并联；开关S接触1、2两个触点时，电路为R1的简单电路；因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，由可知，开关S接触2、3两个触点时，为高温挡；由于电加热器有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位，所以R1与R2的阻值应该不同，所以R2应该选取阻值为121Ω。
开关S接触“1”、“2”两个触点时，电路为R1的简单电路，通电1min，电流产生的热量
4. （2024黑龙江绥化）一款电热水龙头的简化电路如图甲所示，表格是它铭牌上的参数。电源电压恒定不变，和为发热电阻，当开关S、均闭合时，通电20s电热水龙头产生的热量是__________J。电阻和的阻值之比是__________。
【答案】 44000 1∶4
【解析】由图甲知，两个开关都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路的总电阻较小，据知，电路的总功率较大，是高温挡；开关S闭合，S1断开时，电路中只有R2工作，电路的电阻较大，据知，电路的总功率较小，是低温挡。两个开关都闭合时，通电20s，电热水龙头产生的热量
R2的阻值
高温挡时，R1消耗的电功率
P1=P高温-P低温=2200W-440W=1760W
R1的阻值
所以R1和R2的阻值之比
5. （2024安徽省）如图所示，电源两端电压为6V，电阻R2=20Ω，闭合开关S，电压表示数为4V，则通电100s整个电路产生的热量为______J。
【答案】120
【解析】由电路图可知，两电阻串联，电压表V测R2两端的电压，根据串联电路电压的特点，通过电路的电流是
则通电100s整个电路产生的热量为
Q=W=UIt=6V×0.2A×100s=120J
6. （2024四川遂宁）在甲图所示的电路中，闭合开关，再闭合开关，电流表的示数变大，此时两电流表指针都指在刻度盘的中央，均如乙图所示，则通过的电流为_________A，_________，在相同时间内两电阻产生的热量之比_________。
【答案】 1.2 1∶4 4∶1
【解析】图甲中，闭合开关，则电路R2的简单电路，两个电流表都测通过R2的电流；再闭合开关，则R1、R2并联，A2测通过R2的电流，示数不变，A1测干路电流，由并联电路电流特点可知，A1示数大于A2示数，因此A1使用的大量程，分度值为0.1A，示数为1.5A，即干路电流为
A2使用的小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则通过的电流为
由欧姆定律可知，两电阻的阻值之比
由可得在相同时间内两电阻产生的热量之比
7. （2024四川广安）如图所示，电源电压恒定不变，甲、乙为两只相同的电表。当开关闭合、断开时，甲、乙两电表示数之比为5∶3，则两电表均为______（选填“电压表”或“电流表”）。一段时间后，电阻产生的热量为；现同时更换两电表种类，并调整开关状态，使两电表均有正常示数，经过相同的时间，电阻产生的热量为，则为______。
【答案】 电流表 25∶9
【解析】因电压表并联在电路中，其内阻较大，在电路中相当于断路，若两表都是电压表，则电路当开关闭合、断开时，电压表串联在电路中，不符合题意，故两个电表都是电流表，此时两电阻并联，甲测干路电流，乙测R2支路电流。由并联电路电流特点可知，通过两电阻的电流之比
由可知，两电阻之比
经过时间t后，电阻产生的热量
现同时更换两电表种类，即两电表都更换为电压表，两个开关都闭合，R1、R2串联，甲测R2两端电压，乙测电源电压，电路中电流为
经过时间t后，电阻产生的热量
则
8. （2024江苏无锡市）用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素。甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油，电阻丝、、浸没在煤油中，其中、。闭合开关前，记录下煤油的初温度，开关S接a、调节滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为1A，记录下第100s和第200s时甲容器中煤油的末温度t；开关S接b，调节滑片P，使电流表的示数为0.5A，记录下第200s时乙、丙容器中煤油的末温度t，断开开关，结果如下表，比较序号①②可得：当通过导体的电流和导体的______相等时，导体产生的热量与通电______有关。比较序号②和______可知导体产生的热量与电流大小有关。实验中，电阻产生的热量为______J。
【答案】 电阻 时间 ③ 250
【解析】比较序号①②，电阻和导体中的电流不变，通电时间越长，升高的温度越高，可以得到当通过导体的电流和导体的电阻相等时，导体产生的热量与通电时间有关。
探究导体产生的热量与电流大小的关系，保持电阻和通电时间相同，改变电流大小，R1和R2的阻值相等，所以比较序号②和③得到导体产生的热量与电流大小有关。
开关S接b，R2和R3串联，电路中的电流是0.5A，通电时间是200s，电阻产生的热量为
Q=I2R2t=(0.5A)2×5Ω×200s=250J
9. （2024福建）小闽设计的车载可加热果蔬搅拌机工作电路图如图。电热丝R的阻值为，电动机标有“12V 24W”字样。闭合开关S、，电动机正常工作。求：
（1）电源电压。
（2）闭合开关S、，电动机1min内消耗的电能。
（3）闭合开关S、，通电100s，电热丝R产生的热量。
【答案】（1）12V；（2）1440J；（3）3600J
【解析】（1）闭合S、时，电路中只有电动机正常工作，则电源电压
（2）根据可知，电动机消耗的电能
（3）闭合S、，电路中只有电热丝R工作，通过电热丝R的电流
电热丝R产生的热量
答：（1）电源电压是12V；
（2）闭合开关S、，电动机1min内消耗的电能1440J；
（3）闭合开关S、，通电100s，电热丝R产生的热量3600J。
10. （2024苏州）某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻和分压电阻，S是温控开关，当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A；当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。求：
（1）的阻值；
（2）电饭锅高温挡的功率；
（3）保温16min，分压电阻产生的热量。
【答案】（1）；（2）880W；（3）
【解析】（1）当S接a时，电路为的简单电路，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A ，根据欧姆定律可得，的阻值为
（2）根据P=UI可得，电饭锅高温挡的功率为
（3）当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，此时两电阻串联，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。根据串联电路特点和欧姆定律可得，分压电阻的阻值为
保温16min，分压电阻产生的热量为
答：（1）的阻值为；
（2）电饭锅高温挡功率为880W；
（3）保温16min，分压电阻产生的热量为。
能力拓展
考向五：与电功率有关的创新类综合问题
1. （2024四川达州）如图所示电路，电源电压为18V保持不变，、为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为30Ω。当滑片P位于最右端，同时闭合、时，滑动变阻器功率，电压表示数为，电流表示数为；P位于最右端，只闭合时，滑动变阻器功率为，电压表示数为，电流表示数为；将滑片P移至中点，只闭合时，滑动变阻器功率为，电压表示数为，电流表示数为。若，下列说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A．当滑片P位于最右端，同时闭合S1、S2时，电路为R2与滑动变阻器串联，滑动变阻器功率P1=7.5W，滑动变阻器阻值为30Ω，据P=I2R得，此时电路中电流为0.5A。此时
则R2为
当P位于最右端，只闭合S1时，电路为R2与R1与滑动变阻器串联，将滑片P移至中点，只闭合S1时，电路为R2与R1与滑动变阻器阻值的一半串联。因P2∶P3=8∶9，则有
解得
据电源电压不变得
得R1=9Ω，故A错误。
C．据欧姆定律得
同理得
I2=0.4A，I3=0.6A
故
I1∶I3=5∶6
故C正确。
B．U2同U3所测电压的电阻值相同，故
U2∶U3= I2∶I3=2∶3
故B错误。
D．又因为
故D错误。
故选C。
2.（2024四川宜宾） 如图甲所示，已知电源电压4.5V保持不变，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”，灯泡L的规格为“4V 1.2W”，其电流与电压的关系图像如图乙。试求：
（1）灯泡正常发光时的电流；
（2）当滑片P滑到某一位置时，电压表的示数为2.5V，此时电路的总功率；
（3）在电路安全情况下，调节滑片P，当灯泡的电功率最小时，灯泡L的阻值；
（4）用一个阻值为30Ω定值电阻替换灯泡L，调节滑片P，当滑动变阻器的功率为0.15W时，滑动变阻器连入电路的阻值。
【答案】（1）0.3A；（2）1.125W；（3）7.5Ω；（4）15Ω
【解析】（1）由得，灯泡正常发光时的电流
（2）由图甲得，灯泡与变阻器串联，电压表测量变阻器的电压，电流表测量电路电流，当滑片P滑到某一位置时，电压表的示数为2.5V，此时灯泡的电压为
由图乙得，此时灯泡的电流为0.25A，串联电路电流处处相等，此时电路的总功率
（3）当电压表示数最大为3V时，变阻器接入电路中电阻最大，电路中电阻最大，电流最小，灯泡的电压最小，电功率最小，此时灯泡的电压为
由图像得，此时电路中电流为0.2A，由欧姆定律得，灯泡L的阻值为
（4）用一个阻值为30Ω的定值电阻替换灯泡L，定值电阻与R串联，调节滑片P，当滑动变阻器的功率为0.15W时，由欧姆定律与得，此时变阻器的电功率为
解得滑动变阻器连入电路的阻值
或（舍去）
则滑动变阻器连入电路阻值为15Ω。
答：（1）灯泡正常发光时的电流0.3A；
（2）此时电路的总功率1.125W；
（3）灯泡L的阻值7.5Ω；
（4）滑动变阻器连入电路的阻值15Ω。
温度t/℃
温控开关
壶内水量V/L
水量开关
的功率P/W
煎煮方式
闭合
闭合
800
武火
断开
闭合
800
武火
断开
断开
100
文火
电热水壶
容量
2.3L
额定电压
220V
额定功率
1500W
物理量
实验序号
电压U（伏）
电流I（安）
1
3.0
0.22
2
2.0
0.28
3
1.5
0.30
额定电压
220V
额定功率
高温挡
2200W
低温挡
440W
序号
电阻
I/A
时间/s
/℃
t/℃
①
1
100
20
34
②
1
200
20
48
③
0.5
200
20
27
④
0.5
200
20
34
温度t/℃
温控开关
壶内水量V/L
水量开关
的功率P/W
煎煮方式
闭合
闭合
800
武火
断开
闭合
800
武火
断开
断开
100
文火
电热水壶
容量
2.3L
额定电压
220V
额定功率
1500W
物理量
实验序号
电压U（伏）
电流I（安）
1
3.0
0.22
2
2.0
0.28
3
1.5
0.30
额定电压
220V
额定功率
高温挡
2200W
低温挡
440W
序号
电阻
I/A
时间/s
/℃
t/℃
①
1
100
20
34
②
1
200
20
48
③
0.5
200
20
27
④
0.5
200
20
34