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第15章-电功和电热（填空题提升题）-【期末题汇编】2022-
2023苏科版九年级物理上学期期末复习专题精炼
一．电功与电能的计算
1．（2021秋•鼓楼区校级期末）如图所示，10 的电阻R 和15 的电阻R 并联．闭合开
1 2
关S后，电流表的示数为0.2A．则通过电阻 ΩR 1 的电流为 Ω 0.3 A，电源电压为 3
V；10s内电流通过R 所做的功为 6 J.
2
【答案】0.3；3；6。
【解析】解：由电路图可知，闭合开关，两电阻并联，电流表测R 支路的电流。
2
（1）由并联电路电压规律和欧姆定律可得，电源电压：
U＝U ＝I R ＝0.2A×15 ＝3V；
2 2 2
（2）根据并联电路电压
Ω
规律可得R
1
两端的电压U
1
＝U＝3V，
由欧姆定律可得，通过电阻R 的电流：
1
I ＝ ＝ ＝0.3A；
1
（3）10s内电流通过R 所做的功为：W＝UI t＝3V×0.2A×10s＝6J。
2 2
二．电能表
2．（2021秋•淮安区期末）如图所示，电能表正常工作，通过的最大电流值是 2 0 A；
电能表记录电路消耗的电能是 2028.6 kW•h；电能表每转过1圈，电路中消耗的电
能是 600 0 J。
【答案】20；2028.6；6000。
【解析】解：
（1）由参数“10（20）A”可知，电能表正常运行的最大电流为20A；
（2）电能表记录电路消耗的电能是2028.6kW•h；（3）电能表每转过1圈，电路中消耗的电能：W＝ ×1kW•h＝6000J。
3．（2021秋•亭湖区期末）小明家电能表本月底示数如图，上月底的示数为“66142”，
则她家本月消耗电能为 8 4 kW•h。某次他观察到10min内该表的指示灯闪了300次
时，室内用电器消耗了 0. 1 kW•h的电能，所接用电器总功率为 60 0 W。
【答案】84；0.1；600。
【解析】解：（1）电能表是测量电路中消耗电能的仪表，电能表的最后一位数是小
数；
由图示电能表可知，电能表示数是6698.2kW•h，上月底的示数为6614.2kW•h，
则本月消耗的电能是：W＝6698.2kW•h﹣6614.2kW•h＝84kW•h；
（2）电能表指示灯闪烁300次消耗的电能：W＝ kW•h＝0.1kW•h，
用电器的总功率为：P＝ ＝ ＝0.6kW＝600W。
三．电功率与电压、电流的关系
4．（2021秋•东台市期末）“2V 2W”LED灯正常发光时的电流为 1 A，与普通的小
灯泡相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约90%的电能，则该LED灯
与 2 0 W的小灯泡亮度相当。将该LED灯接在电压为6V的电源两端，需串联一只
4 的电阻。
【答案】1；20；4。
Ω
【解析】解：（1）LED灯正常发光时的电压U ＝2V，功率P ＝2W，
LED LED
由P＝UI可得，LED灯正常发光时的电流I＝ ＝ ＝1A；
（2）设两种灯泡正常发光的时间为t，普通小灯泡的功率为P ，
L
由P＝ 可得，LED消耗的电能为 W ＝P t＝2W×t，小灯泡消耗的电能为 W ＝
LED LED L
P t，
L
因在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约90%的电能，所以， ＝90%，
解得：P ＝20W，即该LED灯与20W的小灯泡亮度相当；
L
（3）将该LED灯和一个电阻接在电压为6V的电源两端，因串联电路中总电压等于各
分电压之和，
所以，LED灯正常发光时串联电阻两端的电压：
U ＝U﹣U ＝6V﹣2V＝4V，
R LED
因串联电路中各处的电流相等，则电路中的电流等于LED灯正常发光时的电流，
由I＝ 可得，串联电阻的阻值：R＝ ＝ ＝4 。
四．电功率的计算
Ω
5．（2021 秋•灌南县期末）将标有“2V 1W”字样的小灯泡（灯丝电阻不变）和标
有“20 1A”字样的滑动变阻器连接在如图所示的电路图中，电源两端电压恒为
4.5V，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣3V。闭合开关，为保证电路安全，在
Ω
移动滑动变阻器滑片的过程中，电压表示数的最小值是 2.5 V，整个电路的最大功
率为 2.2 5 W，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是 5 ～ 8 。
Ω Ω
【答案】2.5；2.25；5 ～8 。
【解析】解：（1）由图可知，该电路为L和R的串联电路，电流表测电路中的电流，
Ω Ω
电压表测R两端的电压；
由P＝ 可知L的电阻为：R ＝ ＝ ＝4 ；由P＝UI可知灯泡的额定电流
L
Ω
为： ，已知电流表的量程为0～0.6A，通过滑动变阻器的最大电流
为1A，为保证电路安全，该电路允许通过的最大电流为：I大 ＝I
L
＝0.5A；
当电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，其两端电压最小；
当电路中电流最大时，L两端的电压为U ＝2V，已知电源电压为U＝4.5V，
L
由串联电路的电压特点可知R两端的电压最小为：U
R小
＝U﹣U
L
＝4.5V﹣2V＝2.5V，即
电压表示数的最小值为2.5V；
（2）整个电路的最大功率为：P大 ＝I大U＝0.5A×4.5V＝2.25W；（3）由上述分析可知滑动变阻器接入电路的最小阻值为：R小 ＝ ＝ ＝5 ；
已知电压表的量程为0～3V，则滑动变阻器接入电路的阻值最大时，其两端的电压最大
Ω
为：U
R大
＝3V，
由串联电路的电压特点可知此时L两端的电压为：U
L
′＝U﹣U
R大
＝4.5V﹣3V＝1.5V，
则电路中的电流最小为：I小 ＝ ＝ ＝0.375A，
则此时滑动变阻器接入电路的阻值最大为：R大 ＝ ＝ ＝8 ＜20 ；
则滑动变阻器接入电路的阻值范围是5 ～8 。
Ω Ω
6．（2021秋•常州期末）如图所示，L 标有“8V 16W”字样，L 标有“8V 8W”字样。
1 Ω Ω 2
闭合开关，从左向右缓慢滑动变阻器滑片，直到其中一盏灯恰好正常发光，此时电压表
的示数是 1 2 V，L 和L 的总功率是 1 2 W。
1 2
【答案】12；12。
【解析】解：根据P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为：I ＝ ＝ ＝2A，I ＝
1 2
＝ ＝1A；
根据欧姆定律可得，两灯泡的电阻分别为：R ＝ ＝ ＝4 ；R ＝ ＝ ＝8 ；
1 2
闭合开关，两灯泡串联接入电路，电压表测灯泡两端的电压，
Ω Ω
因串联电路中各处的电流相等，所以，从右向左缓慢滑动变阻器滑片，直到其中一盏灯
恰好正常发光时，电路中的电流为1A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电压表的最大示数：U＝I（R +R ）＝
1 2
1A×（4 +8 ）＝12V；
L 和L 的总功率：P＝UI＝12V×1A＝12W。
1 2Ω Ω
7．（2021秋•溧阳市期末）两个规格为“6V 4.8W”、“6V 6W”的小灯泡A、B，其电
压与电流的关系如图所示。若将它们并联接在电压为 6V 的电源两端，则 B（A/B）灯泡更亮，此并联电路的总电流为 1. 8 A；若将它们串联接在电压为5V的
电源两端，则 A （A/B）灯泡更亮，此时电路的总功率为 2. 5 W。
【答案】B；1.8；A；2.5。
【解析】解：（1）已知A、B两个灯的规格分别为“6V 4.8W”、“6V 6W”，将两
灯并联接在6V电源两端，由并联电路的电压特点可知两灯均正常发光，功率越大，灯
泡越亮，因此B灯泡更亮；
由 P ＝ UI 可 知 两 灯 泡 正 常 发 光 时 的 电 流 分 别 为 ： ，
；
由并联电路的电流特点可知此并联电路的总电流为：I＝I +I ＝0.8A+1A＝1.8A；
1 2
（2）由图可知图线B代表两灯泡A，而图线C代表灯泡B；
将两灯串联在5V的电源两端时，通过两灯的电流相同，两个灯泡两端的电压之和等于
电源电压；
由图可知当电路中的电流为I′＝0.5A时，灯泡A两端的电压U ＝3V，灯泡B两端的
A
电压为U ＝2V，符合条件；
B
由P＝UI可知灯泡A的实际功率更大，因此灯泡A更亮；
此时电路的总功率为：P＝I′U＝0.5A×5V＝2.5W。
8．（2021秋•溧阳市期末）如图表示某白炽电灯将电能转化为光能和内能的大致比例，由
此可以计算出该白炽灯的发光效率为 10 %；某LED灯泡光效率为90%，它只要有
10W的功率就可以达到 9 0 W的白炽灯的亮度。
【答案】10%；90。
【解析】解：（1）白炽灯的总功是消耗的100J的电能，有用功是10J的光能，
发光效率为：
＝ ×100%＝ ×100%＝10%；
η（2）LED的发光亮度要和白炽灯相同，就需要让两者的有用功相同，
即：W白炽灯有用功 ＝W
LED有用功
，
根据 ＝ 可知：W白炽灯总功
白炽灯
＝W
LED有用功 LED
，
η η η
根据P＝ 可知：P白炽灯t 白炽灯 ＝P LED t LED ，
即：P白炽灯×t×10%＝10Wη×90%， η
P白炽灯 ＝90W。
9．（2021秋•姑苏区校级期末）如图甲所示，电源电压保持不变，R 、R 均为定值电阻，
0 1
R 为滑动变阻器，闭合开关S，改变R 的阻值，两电压表与电流表示数变化关系如图乙
2 2
所示，当滑片在b端时，电流表示数为0.4A；当滑片置于变阻器的中点位置，R 消耗的
2
电功率为1.25W，则电源电压U为 1 0 V，定值电阻R 的阻值为 7 。
0
Ω
【答案】10；7。
【解析】解：由电路图可知，R 与R 、R 串联，电压表V 测R 和R 两端的电压之
0 1 2 1 1 2
和，电压表V 测R 两端的电压，电流表测电路中的电流；
2 2
由串联电路的电压特点可知，电压表V 的示数大于电压表V 的示数，因此图线I表示
1 2
电压表V 的示数与电流表A示数的关系，图线Ⅱ表示电压表V 的示数与电流表A示数
1 2
的关系。
（1）当滑片在b端时，变阻器接入电路的阻值最大，电路中的最小电流I＝0.4A，由图
乙可知，R 两端的电压U ＝4V，
2 2
由I＝ 可知，R 的最大阻值为：R ＝ ＝ ＝10 ，
2 2
当滑片在b端时，由图乙可知，R
1
和R
2
两端的电压之和 ΩU′＝7.2V，
则R 两端的电压：U ＝U′﹣U ＝7.2V﹣4V＝3.2V，
1 1 2
R 的阻值：R ＝ ＝ ＝8 ；
1 1
（2）因串联电路中总电阻等于
Ω
各分电阻之和，R
2
的最大阻值为10 ；所以电源的电
Ω压：U＝IR总 ＝I（R
0
+R
1
+R
2
）＝0.4A×（R
0
+8 +10 ）﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
Ω Ω
滑片置于变阻器的中点位置，滑动变阻器接入电路的电阻：R '＝ R ＝ ×10 ＝5 ，
2 2
Ω Ω
由P＝I2R可知，此时电路中的电流：I'＝ ＝ ＝0.5A，
则电源的电压：U＝I′R总 ′＝I′（R
0
+R
1
+R
2
'）＝0.5A×（R
0
+8 +5 ）﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：U＝10V，R
0
＝7 。
Ω Ω
10．（2021秋•吴江区期末）如图甲所示，测量废旧日光灯丝的电阻，电源电压3V恒定不
Ω
变。测量后作出了U﹣I图像如图乙，在实验中同学们发现刚过B点，灯丝就开始发
红，当达到C点时出现明显的红炽状态。同学们此时好奇地轻轻吹了一下日光灯丝，此
时电流表的示数 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”），于是他们继续保
持滑动变阻器滑片不动，将日光灯丝吹到刚好不发红，则此时电流表的示数应为 1
A，此时对灯丝功率是 3 W。
【答案】增大；1；3。
【解析】解：
（1）由图甲可知，灯丝与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量灯
丝两端的电压。
图乙是灯丝的U﹣I图像，由图中数据利用欧姆定律可知，滑片位于A、B两点时（图中
没有标出A、B两点）灯丝的电阻分别为2.5 、3 ，由题意可知滑片从A移动到B的
过程中，灯丝的温度逐渐升高，所以可知灯丝的电阻随温度的升高而增大；
Ω Ω
轻轻吹一下日光灯丝时，加快了散热，则灯丝的温度降低，灯丝的电阻变小，根据串联
电阻的规律可知，电路的总电阻变小，由欧姆定律 I＝ 可知，此时电路中的电流增
大，即电流表的示数增大；
（2）在B点时（灯丝刚好不发红），由图乙可知，此时电流表的示数为0.2A，灯丝两
端的电压为0.6V，
则此时灯丝的电阻为：R丝 ＝ ＝ ＝3 ，
由图乙可知，在C点时，灯丝两端的电压为3V，等于电源电压，说明滑动变阻器接入
Ω
的电阻为零，再继续保持滑动变阻器滑片不动，将日光灯丝小心地吹到刚好不发红，故灯丝的电阻不
变仍为3 ，
Ω
由欧姆定律可得此时电流表的示数（即通过灯丝的电流）为：I＝ ＝ ＝1A，
此时灯丝功率为：P＝UI＝3V×1A＝3W。
11．（2021秋•建湖县期末）如图是某型号电饭锅的原理图，有两个挡位，分别是高温烧
煮和保温焖饭挡，已知R ＝44 ，R ＝2156 ，则开关S置于 1 （1/2）挡时是低温
1 2
挡，它的功率是 22 W，电 Ω 饭锅在高温挡 Ω 正常工作 2min产生的热量是 1.32×1 0 5
J。
【答案】1；22；1.32×105。
【解析】解：（1）电饭锅处于低温挡时电路的总功率最小，
由P＝UI＝ 可知，电源的电压一定时，电路的总电阻应最大，
由电路图可知，开关S置于1挡，此时R 与R 串联，电路的总电阻最大，此时是低温
1 2
挡。
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，低温挡的功率：
P低 ＝ ＝ ＝22W；
（2）由电路图可知，开关S置于2挡时，电路为R 的简单电路，电饭锅处于高温挡，
1
则电饭锅在高温挡正常工作2min产生的热量：
Q＝W＝ t＝ ×2×60s＝1.32×105J。
12．（2021秋•亭湖区期末）如图甲所示是通过灯泡L和电阻R的电流随电压变化关系的
图象，将它们接入如图乙所示的电路中。当只闭合开关S，小灯泡的实际功率为0.8W，
则电源电压为 2 V；再闭合开关S ，电流表的示数为 0.6 A，电路消耗的总功率
1
为 1. 2 W。【答案】2；0.6；1.2。
【解析】解：
（1）由电路图可知，只闭合开关S时，电路为L的简单电路，电流表测通过L的电
流，
由图象可知，当U ＝2V、I ＝0.4A时，小灯泡的实际功率为0.8W，由此可知，电源电
L L
压为2V；
（2）再闭合开关S 时，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流，
1
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过L的电流不变，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，此时电阻R的电压：U ＝U ＝2V，
R L
由图象可知，通过R的电流I ＝0.2A，
R
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：I＝I +I ＝0.2A+0.4A＝0.6A；
R L
（3）电路消耗的总功率：
P＝UI＝2V×0.6A＝1.2W；
13．（2021秋•海门市期末）在如图所示的电路中，电源电压为 3V，L 上标有“6V
1
3W”，L 上标有“3V 3W”，滑动变阻器上标有“10 1.5A”。要使L 正常发光，
2 2
则应使S 1 、S 2 分别处于 S 1 闭合， S 2 接 a ，同时将滑动 Ω 变阻器的滑片调到 A 端，
此时电路消耗的总功率是 3.7 5 W；当S 断开、S 接b时，为使电路消耗的总功率不
1 2
超过0.5W，滑动变阻器的阻值变化范围是 3 ～ 1 0 ，电压表的示数变化范围是
0.5V ～ 1.2V 。
Ω Ω【答案】S 闭合，S 接A；A；3.75W；3 ～10 ；0.5V～1.2V。
1 2
【解析】解：（1）当灯L
2
两端的电压为 Ω3V时，
Ω
正常发光，
闭合开关S 、S 与a接触，形成闭合的电流回路；
1 2
同时滑动变阻器的接入电阻为零时，
L 的电阻为R ＝ ＝ ＝12 ，
1 1
Ω
此时L 的消耗的电功率P ＝ ＝0.75W，
1 1
灯L 正常工作，故消耗的总功率为3W，
2
电路消耗的总功率P总 ＝3W+0.75W＝3.75W；
（2）当S 断开、S 接b时，
1 2
∵电路消耗的总功率不超过0.5W时，
∴此时的最大电流I＝ ＝ A；
由R＝ 得：
R ＝ ＝12 ，R ＝ ＝3 ；
1 2
灯L
1
，L
2
和滑动变
Ω
阻器串联，
Ω
由欧姆定律得：
I＝ ＝ ＝ ＝ A，
解上式得：R＝3 ，
Ω
此时滑动变阻器两端的电压为：U ＝IR＝ A×3 ＝0.5V，
R
由以上分析可知：滑动变阻器的阻值变化范围是3 ～10 ；
Ω
当滑动变阻器的电阻为R＝10 时，
Ω Ω
电路中的电流
Ω
I＝ ＝ ＝0.12A，
滑动变阻器两端的电压
U ＝IR＝0.12A×10 ＝1.2V，
R
所以，电压表示数的变化范围是0.5V～1.2V。
Ω
14．（2021秋•建邺区期末）如图甲所示的模拟调光灯电路中，电源电压恒定，R 为定值
1
电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R 的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发
2光。此过程中，电流表A的示数随两电压表V 、V （电压表V 未画出）示数变化关系
1 2 2
图像如图乙所示，则电源电压为 4. 5 V，电路允许的最大功率为 1.12 5 W；小灯
泡正常发光时，定值电阻R 在1min消耗的电能为 18.75 J；若R 的滑片可自由移
1 2
动，灯泡能正常发光且安全，需串联一个阻值为 3 的电阻。
Ω
【答案】4.5；1.125；18.75；3。
【解析】解：由电路图可知，闭合开关S后，灯泡、R 、R 串联，电压表V 测灯泡两
1 2 1
端的电压，电流表测电路中的电流，由题意可知，电压表V 未画出。
2
（1）因灯泡两端的电压越大时通过的电流越大，所以图乙中图线①是小灯泡的I﹣U
图像，
由图线②可知，电压表V 的示数随电流表示数的增大而减小，
2
所以电压表V 测滑动变阻器两端的电压或测定值电阻和滑动变阻器两端的电压之和，
2
因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，
所以，由电流相等时两电压表的示数之和不相等可知，电压表V 测滑动变阻器R 两端
2 2
的电压，即并联在滑动变阻器R 两端，因此图像②表示R 的电流随电压变化关系；
2 2
当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流
最小，
由图乙可知，灯泡两端的电压U ＝0.5V，变阻器R 两端的电压U ＝3.5V，电路中的电
L 2 2
流I＝0.1A，
则电源的电压：U＝U +U +IR ＝0.5V+3.5V+0.1A×R ﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
L 2 1 1
当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，
由图乙可知，灯泡两端的电压U ′＝2.5V，变阻器R 两端的电压U ′＝0.75V，电路
L 2 2
中的电流I′＝0.25A，
则电源的电压：U＝U ′+U ′+I′R ＝2.5V+0.75V+0.25A×R ﹣﹣﹣﹣②
L 2 1 1
由①②可得：R ＝5 ，U＝4.5V；
1
电路允许的最大功率：ΩP大 ＝UI′＝4.5V×0.25A＝1.125W，
小灯泡正常发光时，定值电阻 R 在 1min 消耗的电能：W ＝I ′2R t＝（0.25A）
1 1 1 1
2×5 ×60s＝18.75J；
（2Ω ）因为R
2
的滑片可自由移动，且灯泡能正常发光，所以R
2
的电阻可以为0，即R
2
＝0时，电路的电流为0.25A，
由I＝ 可得，此时电路的总电阻为：R总 ＝ ＝ ＝18 ，
Ω
灯泡正常发光的电阻：R ＝ ＝ ＝10 ，
L
因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以Ω需要串联电阻的阻值：R串联 ＝R总 ﹣R
L
﹣R ＝18 ﹣10 ﹣5 ＝3 ，
1
所以再串 Ω 联一个 Ω3 的 Ω 电阻 Ω 后，R 2 的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全。
五．电流的热效应
Ω
15．（2021秋•姜堰区期末）电热膜是一种新型的电热器件，如图甲所示是一种常见的电
热膜．电热膜是在绝缘的聚酯薄膜表面，经过特殊工艺加工形成的一条条薄的导电墨
线，导电墨线两端与金属导线相连，形成网状结构，其内部结构如图乙所示。
（1）电热膜取暖器工作时，电热膜是利用电流的 热 效应工作的；
（2）如图乙所示电热膜电路，导电墨线的连接方式是 并 联，若某根导电墨线的局
部导电材料脱落，如图丙中 C部分，则这根导电墨线的电阻将 变大 （选填“变
大”、“变小”或“不变”）；
（3）导电墨线电阻随温度变化的关系如图丁所示，电热膜不会因厚度不均而出现局部
过热的现象，其原因是当温度升高达到某一数值后，发热功率将 变小 （选填“变
大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）热；（2）并；变大；（3）变小。
【解析】解：（1）电热膜取暖器工作时主要将电能转化为内能，利用了电流的热效
应；
（2）由图可知，墨线是并联的；A部分的凹形，会导致横截面积变小，电阻变大；
（3）从丁图可以看出电阻随温度升高而增大，由P＝ 可知发热功率减小。
六．焦耳定律
16．（2021秋•常州期末）如图所示是小明探究焦耳定律的部分实验装置，已知 R甲 ＝
10 ，R乙 ＝20 ，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝
Ω Ω串 （串/并）联在电路。若流过甲电阻丝的电流为0.3A，则乙电阻丝在1min内产生的
热量为 10 8 J。
【答案】串；108。
【解析】解：已知R甲 ＝10 ，R乙 ＝20 ，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小
的关系时，应控制电流和通电时间相同，即需要将两个电阻丝串联接入电路即可；
Ω Ω
若电路中的电流为 0.3A，则乙电阻丝在 1min内产生的热量：Q＝I2R乙t＝（0.3A）
2×20 ×60s＝108J。
17．（2021秋•亭湖区期末）如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与 电阻 关系
Ω
的实验”装置，通电一段时间后，容器 甲 （选填“甲”或“乙”）内电阻丝产生
的热量较多，实验后小明取出装置中的电阻，发现两段电阻长度和材料均相同， 乙
（选填“甲”或“乙”）容器中电阻的横截面积较大。
【答案】电阻；甲；乙。
【解析】解：
（1）由图知，两电阻串联，目的是通过的电流相等，通电时间也相同，两电阻的阻值
不相等，所以是探究电流通过导体产生的热量与电阻大小关系；
由Q＝I2Rt可知，当通过它们的电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，
因此甲瓶内电阻产生的热量多；
（2）材料与长度均相同时，导体电阻与横截面积成反比，已知乙容器中的电阻较小，
则两电阻丝中横截面积较大的是乙。
七．焦耳定律的计算及其应用
18．（2021秋•丹阳市期末）如图甲所示为某型号的电烤箱，有“高温”和“低温”两
挡，内部结构的电路示意图如图乙所示，其中 R 和R 均为发热电阻；当开关 S接1
1 2
时，电路是 高温 （选填“高温”或“低温”）挡；当开关 S 分别
接“1”和“2”时，电流表的示数分别为5A和2A，则电阻R 为 66 ；电烤箱处
2
于“高温”挡工作10min产生热量为 6.6×1 0 5 J。 Ω【答案】高温；66；6.6×105。
【解析】解：（1）开关S接1时，R 被短路，此时电路为R 的简单电路，电流表测电
2 1
路中的电流，电路中的总电阻最小，
由P＝ 可知，此时总功率最大，则此时是高温挡；
（2）由题知，开关S接1时，电流表的示数为I ＝5A，
1
则电源电压为：U＝I R ，即220V＝5A×R ，解得R ＝44 ，
1 1 1 1
当开关接“2”时，此时电路为R
1
和R
2
的串联电路，电流
Ω
表测电路中的电流，
由题知此时电路中的电流为I ＝2A，
2
则电源电压为：U＝I （R +R ），即220V＝2A（R +44 ），解得R ＝66 ；
2 1 2 2 2
（3）开关S接1时，处于高温挡，工作10min产生的热量为：
Ω Ω
Q＝W＝ ＝ ＝6.6×105J。
19．（2021秋•兴化市期末）小明家电扇铭牌上标有“220V 66W”字样，通过查找资料，
得知该电扇的电动机电阻为8 ，则该电扇正常工作5min，产生的热量为 21 6 J，获
得了 1958 4 J的机械能。
Ω
【答案】216；19584。
【解析】解：通过电风扇的电流：I＝ ＝ ＝0.3A，
该电扇正常工作5min，产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.3A）2×8 ×5×60s＝216J；
电风扇消耗电能：W＝Pt＝66W×5×60s＝19800J，
Ω
电风扇获得的机械能：W机械 ＝W﹣Q＝19800J﹣216J＝19584J。
20．（2021秋•邗江区期末）把一个标有“10V，3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在
电压为12V的电源上（如图甲所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻
产生的热量是 6 J。如图乙所示电路，电源电压保持不变，闭合开关 S，电压表V
1
的示数为5V，电压表V 的示数为8V，则灯L 两端的电压为 5 V，灯L 与L 的电
2 1 1 2
功率之比为 5 ： 3 .【答案】6；5；5：3。
【解析】解：（1）由题意可知，小灯泡和定值电阻 R串联，且小灯泡正常发光，则小
灯泡两端的电压：U ＝10V，电源电压：U＝12V；
L
由串联电路的电压特点可知，定值电阻两端的电压：U ＝U﹣U ＝12V﹣10V＝2V；
R L
由P＝UI可知，小灯泡正常发光时的电流：I ＝ ＝ ＝0.3A；
L
根据串联电路的电流特点可知，通过定值电阻的电流：I ＝I ＝0.3A；
R L
电路工作10s定值电阻产生的热量：Q＝W＝U I t＝2V×0.3A×10s＝6J；
R R
（2）由图乙可知，两灯串联，电压表V 测量L 两端的电压U ＝5V；
1 1 1
电压表V 测量L 、L 的电压之和，即U＝U +U ；
2 1 2 1 2
所以L 两端的电压：U ＝U﹣U ＝8V﹣5V＝3V；
2 2 1
根据串联电路的电流特点可知，I＝I ＝I ；
1 2
灯L 与L 的电功率之比：P ：P ＝U I ：U I ＝U ：U ＝5：3。
1 2 1 2 1 1 2 2 1 2
21．（2021秋•高邮市期末）如图所示，用一条中间较窄的锡箔纸把一节新干电池正负极
相连，稍候发现锡箔纸较窄处的纸先燃烧起来。这是电流的 热 效应，由于锡箔纸
较窄处与较宽处的 电阻 （填“电流”或“电阻”）不同，产生的热量不同。若锡
箔纸的电阻为0.19 ，燃烧前4s内产生的热量是 47.4 J 。
Ω
【答案】热；电阻；47.4J。
【解析】解：锡箔纸较窄处的纸先燃烧起来，电能转化为内能，这是电流的热效应；
锡箔纸串联在电路中，因串联电路中各处的电流相等，所以通过整个锡箔纸的电流相
等，材料和长度相同时，导体越细，电阻越大，所以锡箔纸较窄处电阻较大，根据 Q＝
I2Rt可知锡箔纸较窄处产生的热量越多；
由焦耳定律的变形可得燃烧前 4s 内产生的热量是 Q＝W＝ t＝
×4s≈47.4J。八．电功与电热的综合计算
22．（2021秋•启东市期末）国产品牌美的电器有款新型电饭锅采用“聪明火”技术，智
能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所
示，R 和R 均为电热丝。
1 2
（1）S、S 都闭合时为 加热烧煮 （选填“加热烧煮”或“保温焖饭”）状态.
1
（2）煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作时，电路中总电流随时间变化
的图象如图乙所示.保温焖饭时电饭锅的电功率为 440 W；电热丝R 的阻值为
2
220 ；
（3）如果做一次饭用时30min，所消耗的电能用来加热水（1标准大气压），加热效率
Ω
为84%，则可以把 2.5 kg的水从20℃加热到沸腾.[c水 ＝4.2×103J/（kg•℃），结果
保留一位小数]
【答案】（1）加热烧煮；（2）440；220；（3）2.5。
【解析】解：（1）由电路图可知，S和S 都闭合时，电阻R 与R 并联，电路中的电流
1 1 2
最大，根据P＝UI可知此时的电功率最大，所以S、S 都闭合时为加热烧煮状态；
1
（2）由电路图可知，只闭合S时，电路为R 的简单电路，电路的电流最小，此时为保
1
温焖饭状态，
由乙图可知，通过R 的电流I ＝2A，则此时电饭锅的电功率：P ＝UI ＝220V×2A＝
1 1 1 1
440W；
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，电阻R 与R 并联时，通过R 的电流
1 2 1
值不变，
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大 ﹣I
1
＝3A﹣
2A＝1A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以由欧姆定律可得，电热丝R 的阻值：R ＝ ＝ ＝220 ；
2 2
（3）由乙图可知，电流值I大 ＝3A，则此时电饭锅的电功率：PΩ大 ＝UI大 ＝220V×3A＝
660W；
如果做一次饭用时30min，由乙图可知，加热烧煮时间t＝15min＝900s，保温焖饭时间t
＝15min＝900s，
则30min内消耗的电能：W＝（P
1
+P大 ）t＝（440W+660W）×900s＝9.9×105J，由 ＝ ×100%可得，水吸收的热量：Q吸 ＝W ＝9.9×105J×84%＝831600J，
η η
由Q吸 ＝cmΔt可得，水的质量：m＝ ＝
≈2.5kg。
