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专题15 电功、电功率和电热
【跨学科实践】
1．（2024·江苏扬州）温差发电技术是绿色环保的发电技术，利用热电转换材料和两块金
属板可制成简易的温差发电装置。如图所示，将发电装置的一块金属板放在冷水中，用火
焰加热另一块金属板，观察到与热电转换材料连接的LED小灯珠发光。
（1）小明想利用此装置探究发电的电压与温度的关系，对此装置做了适当的改进：将
LED小灯珠拆下，换成数字电压表接入电路；撤去蜡烛，将上端金属板A浸入热水中，用
温度计每隔一段时间测量冷、热水的温度。测得数据如下：
热水温度 /℃ 84.7 74.8 73.0 70.8 69.5 68.4
冷热水温差 /℃ 64.1 54.2 52.4 50.2 48.9 47.8
电压U/V 5.39 5.27 4.57 4.25 4.16 3.90
①改变热源的目的是 ；
②分析表格数据，当时室温是 ℃；
③要提高发电电压可采取的办法是 、 ；（针对不同影响因素各写
1条）
（2）我国科学家成功利用人体和环境的温差做出了温差电池。若该电池在1℃的温差下产
生 的电压，输出功率为 ，则输出电流为 A。
【答案】 见解析 20.6 提高热水的温度/降低室温 更换发电效率更高的热电转换材料
【解析】（1）[1]小明想利用此装置探究发电的电压与温度的关系，则需要记录不同温度
差下的电压示数，因用火焰加热A金属板时，金属板A的温度无法得到，且温度不易控
制，从而无法得到温度差，因此撤去蜡烛，将上端金属板A浸入热水中，此时可用温度计
测量热水的温度，从而得到冷热水的温度差。
（2）[2]由表格数据可知，冷水的温度
冷水的温度即水在室温下的温度，因此当时的室温是20.6℃。
（3）[3][4]由表格数据可知，当冷热水温度差越大时，发电的电压越高，因此要提高发电
电压，可以增大温度差，即提高热水的温度或者降低室温；当热电转换材料不同时，产生
发电电压的高低也不同，因此可以更换发电效率更高的热电转换材料。
（4）[5]该电池输出的电流为
【中考新考法】
2．（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（ ）
温控开关
温度t/℃ 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
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S）时，电路为
3
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S（或S）则电路连通，电路为 的简单电路，煎药壶工作
3 2
时只能进行“武火”加热，故D正确。
故选D。【结合生活实际】
3．（2024·重庆A卷）图甲是同学们自制的调光小台灯，图乙是台灯的电路原理图。电源
电压为3V，R是调节亮度的变阻器，最大阻值为10Ω。灯L标有“2.5V；0.5W”字样。忽
略温度对电阻的影响。求：
（1）灯L正常发光时的电阻；
（2）灯L正常发光时，变阻器R工作10min产生的热量；
（3）电源电压降为2.7V后，灯L的最小实际电功率。
【答案】（1）12.5Ω；（2）60J；（3）0.18W
【解析】解：（1）灯L正常发光时的电阻为
（2）灯L正常发光时，电路中的电流为
根据串联分压知识可知，变阻器两端的电压为
变阻器R工作10min产生的热量
（3）电源电压降为2.7V后，根据 可知，当电路中电流最小时，灯L的实际电功率
最小，忽略温度对电阻的影响，则当变阻器的阻值最大时，电路中的电流最小，为
则灯L的最小实际电功率为答：（1）灯L正常发光时的电阻为12.5Ω；
（2）灯L正常发光时，变阻器R工作10min产生的热量为60J；
（3）电源电压降为2.7V后，灯L的最小实际电功率为0.18W。
【新科技新情境】
4．（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】解：（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
（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。
考点 1 电能 电功
1．（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。
2．（2024·重庆A卷）如图所示，小欣同学家电能表4月底的示数是 kW·h；若关
闭家中其他用电器，只有电热水壶工作，电能表的指示灯闪烁300次时，刚好将1.2kg水从
20℃加热到80℃，则电热水壶的加热效率为 ％。[ ]
【答案】 2024.6 84
【解析】[1]电能表示数中最后一位为小数，由图可知，小欣同学家电能表4月底的示数是
2024.6kW·h。
[2]将1.2kg水从20℃加热到80℃，水吸收的热量为
电能表的指示灯闪烁300次时，消耗的电能为
则电热水壶的加热效率为3．（2024·四川泸州）小华家电茶炉的加热电阻为60.5Ω，家用电能表的信息如图所示，只
将电茶炉接入220V的家庭电路中正常工作10min，电能表指示灯应闪烁 次，刚好
将电茶炉内1kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量为 J，电茶炉烧水的效率
为 。[ ]
【答案】 160
【解析】[1]电茶炉接入220V的家庭电路中正常工作10min，消耗的电能为
电能表指示灯应闪烁的次数为
[2]水吸收的热量为
[3]电茶炉烧水的效率为
4．（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】解：（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 。
5．（2024·四川宜宾）质量为500kg的物体M，与水平地面的接触面积为 ，用如图所
示的滑轮组沿水平方向将物体M从A点匀速拉到B点，AB距离为10m，物体M在地面滑
动过程中受到的阻力是其重力的0.2倍，在此过程中，因动滑轮和绳的重力以及绳与滑轮
间的摩擦而做的额外功 ，g取 。求在此过程中：
（1）物体M受到的重力；
（2）物体M对地面的压强；
（3）滑轮组对物体M做的功；
（4）如果电动卷扬机的效率是80%，求此电动卷扬机消耗的电能。
【答案】（1）4900N；（2） ；（3）9800J；（4）12500J
【解析】解：（1）物体M受到的重力
（2）物体M对地面的压强
（3）M受到的阻力滑轮组克服物体M阻力做的功
（4）滑轮组对物体M做的功
如果电动卷扬机的效率是80%，此电动卷扬机消耗的电能
答：（1）物体M受到的重力为4900N；
（2）物体M对地面的压强为 ；
（3）滑轮组对物体M做的功为9800J；
（4）如果电动卷扬机的效率是80%，此电动卷扬机消耗的电能为12500J。
考点 2 电功率
6．（2024·新疆）如图所示的电路，电源电压保持不变，甲、乙均为滑动变阻器。开关S
闭合后，甲、乙接入电路的电阻分别为 、 ，此时电路的总功率为 。若将甲接入电
路的阻值增大10Ω，乙接入电路的阻值减小10Ω，电路的总功率仍为 ；若将甲接入电路
的阻值增大6Ω，乙接入电路的阻值减小6Ω，此时，甲的电功率为 ，乙的电功率为 ，
则（ ）A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】由图可知，两个滑动变阻器并联，电压相等，开关S闭合后，甲、乙接入电路的
电阻分别为 、 ，此时电路的总功率为 ，则有
若将甲接入电路的阻值增大10Ω，乙接入电路的阻值减小10Ω，电路的总功率仍为 ，则
有
即
解得
即
若将甲接入电路的阻值增大6Ω，乙接入电路的阻值减小6Ω，即
则此时甲的电阻大于乙的电阻，根据 可知，并联电压相同，甲的电功率小于乙的
电功率，即故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
7．（2024·四川眉山）如图所示电路，电源电压恒为10V， 的最大阻值是 ，电流表
的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V， 和 允许通过的最大电流是1A。在保证
所有元件安全情况下：闭合S、 ，断开 ，移动 的滑片，电流表的示数变化范围是
0.25～0.5A，电压表的最大示数是8V；若闭合S、 ，断开 ，移动 的滑片，当 的
阻值最小是 时，电压表示数是4V。下列结论中正确的是（ ）
A． 的阻值是
B．灯泡的额定功率是2W
C．滑动变阻器 的最大阻值是
D．两种情况电路电流的最小值与最大值之比是
【答案】A
【解析】AB．当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，可知此时电路中电流为0.5A，即
灯泡的额定电流为I =0.5A；只闭合开关S、S，灯泡与滑动变阻器R 串联，电压表测R
额 2 2 2
两端的电压，当灯泡正常发光时电路中的电流最大，由欧姆定律可知，此时滑动变阻器R
2
接入电路的电阻最小，由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器R 两端电压最小，可知此
2
时滑动变阻器R 两端的电压为 ，由欧姆定律可知，此时R 的阻值最小值 为
2 2由串联电路的电压特点可知，灯泡额定的电压
所以灯泡的额定功率
故A正确，B错误；
C．只闭合开关S、S，灯泡与滑动变阻器R 串联，电压表测R 两端的电压，根据串联电
1 1 1
路的分压原理可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，滑动变阻器两端的电压最大，
由图乙可知，滑动变阻器两端的最大电压为8V，通过的最小电流为0.25A，由欧姆定律可
知，滑动变阻器R 的最大阻值
1
故C错误；
D．由题意可知，两次电路中灯泡正常发光时电路中的电流最大，因此两次电路中的最大
电流都等于灯泡的额定电流0.5A。当只闭合开关S、S，R 滑片滑至最右端时，该情况下
2 2
的电流最小。由以上知额定状态下灯泡的电阻为
此时电路的最小电流为
，所以两种情况下的最小电流
为0.25A，故两种情况电路电流的最小值与最大值之比是
故D错误。
故选A。
8．（2024·福建）下列数据最接近实际的是（ ）
A．中学生的体重约为50N B．电热水壶的功率约为1000WC．人步行的速度约为20m/s D．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。
9．（2024·江苏苏州）图甲中，电源电压为12V、电流表（0～0.6A）、电压表（0～
15V）、滑动变阻器标有“？Ω ； 1A”字样，虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡
（6V ； 0.5A）闭合开关，在元件安全的情况下，使滑片P移动范围最大，得到滑动变阻
器的 图像如图乙。则：①虚线框内是小灯泡；②电路的最大功率为6W；③虚线框内
元件和滑动变阻器的功率相等时，滑动变阻器的阻值为10Ω；④滑动变阻器最大阻值为
20Ω。以上结论正确的有（ ）
A．③④ B．②③ C．①② D．①④
【答案】A
【解析】分析电路可知，虚线框内元件和变阻器串联，电压表测变阻器电压，电流表测电
路电流。
①由图乙可知，变阻器的电流和电压成一次函数线性关系，根据串联分压规律可知虚线框
内元件的电流和电压也成一次函数线性关系，而灯泡的电阻是变化的，所以虚线框内是定
值电阻，故①错误；
②由图乙可知，电流最小时，变阻器电压为8V，则此时虚线框内定值电阻的电压为
滑动变阻器能通过的最大电流为1A，则电路的最大功率为
故②错误；③定值电阻的阻值为
根据 ，变阻器和定值电阻串联，电流相等，所以虚线框内定值电阻和滑动变阻器的
功率相等时，二者电阻相等，即滑动变阻器的阻值为10Ω。故③正确；
④当电压表示数最大为8V时，电流为0.4A，此时滑动变阻器阻值最大为
故④正确。
故A正确，BCD错误。
故选A。
10．（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0.8Ω B．电动机的发热功率为1.6W
C．电动机的额定功率为0.08W D．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 =U-U =4.5V-0.5V=4V额定功率为
电 L
P =U I=4V×0.4A=1.6W
电 电
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。
11．（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S 时，只有R 接入电路，由 ，此时电热毯电功率最小，
1 1
为低温档，故A错误；
B．只闭合开关S 时，电路断路，故B错误；
2
CD．由电路图可知，当开关S、S 闭合时，R 和R 并联，因为电阻越并越小，所以此时
1 2 1 2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。
12．（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S、S 时，电路为R 与滑动变阻器串联，滑
1 2 2
动变阻器功率P=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。
1
此时
则R 为
2当P位于最右端，只闭合S 时，电路为R 与R 与滑动变阻器串联，将滑片P移至中点，只
1 2 1
闭合S 时，电路为R 与R 与滑动变阻器阻值的一半串联。因P∶P=8∶9，则有
1 2 1 2 3
解得
据电源电压不变得
得R=9Ω，故A错误。
1
C．据欧姆定律得
同理得
I=0.4A，I=0.6A
2 3
故
I∶I=5∶6
1 3
故C正确。
B．U 同U 所测电压的电阻值相同，故
2 3
U∶U= I∶I=2∶3
2 3 2 3
故B错误。
D．又因为
故D错误。
故选C。
13．（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。
14．（2024·四川宜宾）中医在我国具有悠久的历史。一款电热中药壶有急火和文火两种工
作状态，由开关 控制，在下图的简化电路中不能实现要求的是（ ）
A． B．C． D．
【答案】B
【解析】A．只闭合S 时，R、R 串联，，电路中电阻较大，由 可知，电功率较
1 1 2
小，为文火状态，当S、S 都闭合时，只有R 接入电路，电路中电阻较小，由 可
1 2 1
知，电功率较大，为急火状态，可以实现要求，故A不符合题意；
B．当只闭合S 时，R、R 串联，当S、S 都闭合时，仍旧是R、R 串联，当S 闭合时，
1 1 2 1 2 1 2 1
无论是否闭合S，电路中电功率都相同，不能实现要求，故B符合题意；
2
C．当S 闭合，S 接1时，电路中只有R，电阻较小，由 可知，电功率较大，为急
1 2 1
火状态；当S 接2时，R、R 串联，电路中电阻较大，由 可知，电功率较小，为
2 1 2
文火状态，可以实现要求，故C不符合题意；
D．当S 闭合，S 两端都接1时，R、R 串联，电路中电阻较大，由 可知，电功率
1 2 1 2
较小，为文火状态，S 两端都接2时，只有R 接入电路，电路中电阻较小，由 可
2 1
知，电功率较大，为急火状态，可以实现要求，故D不符合题意。
故选B。
15．（2024·四川广安）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，电流表量程是0~0.6A，电压
表量程是0~3V。闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑到a点的过程中，滑
动变阻器R和灯泡L的 图像分别如图乙所示，当滑片在a点时灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为4V B．灯泡L正常发光时的电阻为6Ω
C．电路中允许的最大功率为2.25W D．电压表测量的是滑动变阻器R两端的电压
【答案】C
【解析】ABD．由电路图可知，L与R串联，电流表测电路中电流，电压表测灯泡两端电
压。当滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑到a点的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值
减小，电路中总电阻减小，由欧姆定律可知，电路中电流增大，则灯泡两端电压增大，由
串联电路电压特点可知，滑动变阻器两端电压减小，因此上半部分图像是R的 图像，
下半部分是L的 图像。当滑片在a点时灯泡L恰好正常发光，则由图乙可知此时
， ，
由串联电路电压特点可知，电源电压
灯泡L正常发光时的电阻为
故ABD错误；
C．因灯泡正常发光时的电流为0.5A，因此电路中允许的最大功率为
故C正确。
故选C。
16．（2024·山东滨州）（多选）某次实践活动中，小滨观察了某型号家用电热水器的铭牌
如图甲所示，他查看说明书发现其简化电路如图乙所示。已知ρ =1.0×103kg/m3，c
水 水
=4.2×103J/(kg·℃)。下列分析正确的是（ ）A．当S接“1”时，电热水器为高温挡
B．满箱水由20℃升高到70℃，水吸收的热量为1.26×107J
C．R的阻值为24.2Ω
D．断开其他用电器，仅让电热水器高温挡正常加热1min，可使图丙所示电能表的转盘转
100r
【答案】ABD
【解析】A．由图乙可知，当当S接“1”时，R被短路，电路中只有R，此时电阻较小，由
0
可知，功率较大，电热水器为高温挡，故A正确；
B．由表甲可知，热水器的容积为60L即0.06m3，则满箱水的质量为
m =ρV=1.0×103kg/m3×0.06m3=60kg
水
则由20℃升高到70℃，水吸收的热量为
Q =c m(t-t)=4.2×103J/(kg·℃)×60kg×(70℃-20℃)=1.26×107J
吸 水 0
故B正确；
C．由表甲可知，高温档的功率为2000W，则R 的阻值为
0
低温档的功率为200W，则R和R 的总阻值为
0
根据串联电路电阻的关系可知，R的阻值为
R=R -R=242Ω-24.2Ω=217.8Ω
总 0
故C错误；
D．断开其他用电器，仅让电热水器高温挡正常加热1min，消耗的电能为电能表的转盘转
故D正确。
故选ABD。
17．（2024·河北）（多选）如图所示，电源电压为6V。a、b为两个电表，其中一个为电
流表，一个为电压表。R=10Ω，R∶R=2∶3。闭合开关S，电路总功率为P，通过M点的电
1 2 3 1
流为I；a、b互换后再闭合开关，电路总功率为P，通过M点的电流为I。若P∶P=5∶6，
1 2 2 1 2
I-I=0.1A，下列说法正确的是（ ）
2 1
A．a为电流表
B．R 的阻值为30Ω
2
C．将图中的电源、电表a、电表b任意互换，闭合开关，电路总功率的最小值为3W
D．将R、R、R 中的一个与图中的电表a互换，闭合开关，电表a的示数可能比互换前小
1 2 3
【答案】AC
【解析】A．由题意可知，当两个表互换位置后，P∶P=5∶6，则
1 2
①
两次的电流关系为
②
联立①②式可得， 。当a为电压表，b为电流表时，R 单独工作，R 和
1 2
R 短路，电路中的电流为
3
则开始时，a为电流表，b为电压表，电路电流为 。故A正确；
B．当a为电流表，b为电压表时，R 短路，R 和R 并联工作，则电路中的电流为
1 2 3③
两个电阻的阻值关系为
④
联立③④可得， ，故B错误；
C．由题意可知，将图中的电源、电表a、电表b任意互换，共有如下6种组合：
根据 可知，当电路中阻值最大时，电路的电功率最小，（1）为题中原图，为R 和
2
R 并联工作，阻值为
3
（2）为题中a，b互换位置后，为R 单独工作，阻值为 ，（3）为R 单独工作，
1 1
阻值为 ，（4）为R、R 和R 并联工作，阻值为
1 2 3
（5）为R 和R 并联工作，阻值为
2 3
（6）为R、R 和R 并联工作，阻值为
1 2 3综上可知，电路中的最大阻值为12Ω，则电路中的最小电功率为
故C正确；
D．将R、R、R 中的一个与图中的电表a互换，有如下3种情况：
1 2 3
根据A中分析可知，未更换之前，R 短路，R 和R 并联工作，电流表测量干路电流，电路
1 2 3
中的阻值为12Ω；（7）中，R 短路，R 和R 并联，与未更换前一致，故（7）中电流表示
1 2 3
数将不变；（8）中，R 短路，R 和R 并联，电流表测量干路电流，电路中的阻值为
3 1 2
根据 可知，（8）中电流表示数将变大；（9）中R 短路，R 和R 并联，电流表测量
2 1 3
干路电流，电路中的阻值为
根据 可知，（9）中电流表示数将变大。综上所述，故D错误。
故选AC。
18．（2024·四川宜宾）（多选）我国交规规定，酒后不能开车。图甲是一种对驾驶员进行
检测的呼气式酒精测试仪，其简化电路如图乙所示，测试仪里面装有酒精气体传感器，它
是一种气敏电阻，用符号“ ”表示，其阻值R随酒精气体浓度K变化图像如图丙所
示。已知电源电压为12V， 是阻值为20Ω的定值电阻，设血液酒精浓度M＝呼出酒精气
体浓度K×2500，当血液酒精浓度≥0.2mg/mL时，属于饮酒驾驶。下列说法正确的是（
）A．酒精气体浓度越大，电流表示数越大
B．刚达到饮酒驾驶时，R的阻值为64Ω
C．电流表示数为0.12A时，不属于饮酒驾驶
D．达到饮酒驾驶，电路消耗的最小功率为1.44W
【答案】ABC
【解析】由图乙得，R与R 串联，电流表测量电路电流；
1
A．由图丙可知，酒精气体浓度越大，R电阻越小，此时电路总电阻越小，由欧姆定律得，
电流电流越大，即电流表示数越大，故A正确；
B．刚达到饮酒驾驶时，呼出酒精气体浓度
由图得，此时R的阻值为64Ω，故B正确；
C．电流表示数为0.12A时，由欧姆定律得，此时电路电阻为
R的阻值为
由图丙可知，此时呼出酒精气体浓度为K=4×10-5mg/mL，则血液酒精浓度
M＝4×10-5mg/mL×2500=0.1mg/mL<0.2mg/mL
则此时不属于饮酒驾驶，故C正确；
D．达到饮酒驾驶，电路消耗的最小功率为
故D错误。
故选ABC。
19．（2024·四川泸州）（多选）如图所示电路中，电源电压为4.5V，滑动变阻器R最大阻值为20Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，在AB之间接入不同的电学元件，
可以进行不同的实验，在确保电路安全且实验能够顺利进行的情况下，下列说法中正确的
是（ ）
A．在AB间接入一个阻值为10Ω的定值电阻，探究电流与电压关系实验时，电压表示数变
化范围为1.5~3V
B．探究电流与电阻的关系实验中，控制AB间电压是3V时，在AB间接入电阻的阻值范围
是5~40Ω
C．在AB间接入一个大约100Ω的未知电阻，调节滑动变阻器滑片的位置，就能够测量出
该电阻的阻值
D．在AB间接入小灯泡，调节滑片，使电压表示数从2V变到3V，测得电流表示数从
0.25A变到0.3A，则灯泡的电功率增大了0.05W
【答案】AB
【解析】A．在AB间接入一个阻值为10Ω的定值电阻，探究电流与电压关系实验时，由串
联电路的规律及分压原理知道
滑动变阻器R最大阻值为20Ω时，AB间的定值电阻两端分得的电压（电压表示数）最
小，即
解得，AB间最小电压（电压表示数）值
U =1.5V
V小
由于电压表量程为0~3V，所以，AB间最大电压（电压表示数）值是3V，故A正确；
B．探究电流与电阻的关系实验中，控制AB间电压是3V时，电流表的量程为0~0.6A，为
了保证电路的安全，电路中的最大电流为0.6A，此时定值电阻接入电路中的电阻最小，大
小是因变阻器的最大电阻为20Ω，当滑动变阻器的电阻最大时，定值电阻阻值也最大；当变阻
器接入电路中的阻值最大时，此时电路中的电流
定值电阻的最大阻值
故B正确；
C．滑动变阻器接入电路的阻值只有接入最大（20Ω）和最小（0Ω）时知道其接入电路的
阻值大小，在AB间接入一个大约100Ω的未知电阻，若滑动变阻器接入最大值时，由串联
分压原理知道，电压表的示数约是
由于电压表量程为0~3V，所以不能测量出该电阻的阻值，故C错误；
D．根据题意知道，电压表示数是2V时电流表示数是0.25A；电压表示数是3V时，电流
表示数0.3A，由 知道，电功率的增大
故D错误。
故选AB。
20．（2024·四川成都）（多选）如图所示电路，电源电压恒定不变，定值电阻R 与R 阻
1 2
值相同。让滑动变阻器R 的滑片位于中点，只闭合开关S 时，电压表V的示数为2V；开
3 2
关S、S 闭合，S 断开时，电流表A 的示数为0.2A。将R 的滑片移到b端，三个开关都闭
2 3 1 1 3
合时，电流表A 的示数为0.4A，电路消耗的总功率为P；开关S、S 闭合，S 断开时，
2 1 1 2 3
电路消耗的总功率为P。下列结果正确的是（ ）
2A．电源电压为9V B．R 的最大阻值是60Ω
3
C．P=3W D．P=0.3W
1 2
【答案】BC
【解析】AB．开关S、S 闭合，S 断开时，滑动变阻器R 的滑片位于中点，R 与R 被短
2 3 1 3 1 2
路，电路中只有 电流表A 的示数为0.2A，则电源电压
， 1
①三个开关都闭合时，R、R 与R 并联，电流表A 测通过R、R 两条支路
1 2 3 2 1 2
的总电流，电流表A 的示数为0.4A，由于定值电阻R 与R 阻值相同，由并联分流可知，
2 1 2
通过R、R 的电流均为0.2A，则电源电压
1 2
②
由①②可知
只闭合开关S 时，R、R 与 串联，电压表测量R 两端电压，电压表V的
2 1 2 2
示数为2V，由串联分压特点可知
则电源电压
③
由①③得
故A错误，B正确；
C．将R 的滑片移到b端，三个开关都闭合时，R、R 与R 并联，电路消耗的总功率
3 1 2 3
故C正确；
D．开关S、S 闭合，S 断开时，R 断路，R 短路，电路中只有R，电路消耗的总功率
1 2 3 2 3 1故D错误。
故选BC。
21．（2024·甘肃白银）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】[1]电能表的读数为 ，即213.9度。
[2]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
22．（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】[1]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。
[2]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
[3]当指示灯闪烁了48次消耗电能该用电器实际功率
23．（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】[1]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。
[2]由甲图可知，当灯泡电压为2V时，电流为0.25A，故干路电流为
[3] 此时灯泡L的电功率
24．（2024·四川达州）如图甲所示，将定值电阻 与规格为“40Ω 2A”的滑动变阻器
连入电源电压恒定不变的电路中。移动滑片P， 的电功率P与其连入电路电阻R之间的
变化图像如图乙所示。则电源电压 V， 的阻值为 Ω，电路的最大电功率为 W。
【答案】 24 20 28.8
【解析】[1][2]由图甲可知，R、R 串联，由图乙知，当R=10Ω时，P=6.4W，由P=I2R
1 2 2 2
得，此时电路中电流
同理，当 时， ，由P=I2R得
根据电源电压不变建立等式有
即
解得R=20Ω。电源电压
1
[3]由 可知，当电路中电流最大时，电路中电功率最大，当R 接入电路的阻值为0
2
时，此时电路中总电阻最小，为
则电路中电流最大为
电路中最大电功率为25．（2024·河北）如图所示为某储水式电热水器的铭牌，它表明该热水器的额定电压为
V。若该热水器正常工作3000s，可将一箱装有额定容量的水从25℃加热到50℃，则这个
过程中水吸收的热量为 J，热水器的效率为 %（结果保留整数）。水的密度为
1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
型号 额定电压 220V
额定容量 80L 额定频率 50Hz
额定最高温度 75℃ 额定功率 3000W
防水等级 IP×4 额定内压 0.8MPa
出厂编号
【答案】 220 8.4×106 93%
【解析】[1]由表中数据可得，该热水器的额定电压为220V。
[2][3]由题意可得，额定容量的水的质量为
由题意及 可得，该过程中水吸收的热量为
过程中所消耗的电能为
W=Pt=3000W×3000s=9×106J
则热水器的效率为
26．（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】[1]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
[2]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
27．（2024·江苏苏州）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】[1]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。
[2]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。
[3]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
[4]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。
28．（2024·山东烟台）如图甲所示，电源电压恒定， 为定值电阻。闭合开关，将滑动
变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中，其电流I与电压U的关系图像如图乙所示，
则电源电压为 V，滑动变阻器R的最大阻值为 Ω，电阻 消耗的最大功率和
最小功率之比为 。
【答案】 3 10
【解析】[1][2][3]根据电路图可知， 和R串联，电流表测量电路中电流，电压表测量R两端电压；当滑动变阻器R的滑片P滑到b端时，变阻器R阻值最大，电路中的电流最
小，是0.2A，电压是2V，变阻器R的最大阻值是
当滑动变阻器R的滑片P滑到a端时，电路中只有 ，变阻器 阻值最小，电路中的电流
最大，是0.6A，电压是0V，电源电压为
联立①②解得
根据
可知，电阻 消耗的最大功率和最小功率取决于电路中电流的最大值和最小值，所以电阻
消耗的最大功率和最小功率之比为
29．（2024·四川达州）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】[1]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
[2]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
30．（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】[1][2]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
[3]60s内消耗的电能为
31．（2024·重庆B卷）将标有“2A”但最大阻值未知的滑动变阻器R、阻值为15Ω的R 和
1 2
标有“2.5V 1.25W”的灯泡L（不计灯泡电阻变化）接入如图所示的电路，其中电源具有
6V和另一电压未知的档位，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。灯泡的额定电流
为 A。将电源调到电压未知的档位，只闭合开关S和S，当R 接入电路的阻值为其
2 1
最大阻值的 时，灯泡正常发光，移动滑片使R 接入电路的阻值增大6Ω，电流表示数变
1化了0.2A。保障电路安全，只闭合开关S和S，通过调节滑动变阻器及电源电压，电路的
1
最大功率和最小功率之差为 W。
【答案】 0.5 1.95
【解析】[1]灯泡正常发光时的电流为
[2]灯泡的电阻
只闭合开关S和S 时，L与R 串联，当R 接入电路的阻值为其最大阻值的 时，灯泡正
2 1 1
常发光，此时电路中的电流为0.5A，则电源电压为
…………①
移动滑片使R 接入电路的阻值增大6Ω，电流表示数变化了0.2A，即此时电流表的示数为
1
电源电压为
…………②
由①②两式可得，R=40Ω，U=4.5V。
1
只闭合开关S和S 时，R 与R 串联；当电源电压为6V，当R 接入电路为0时，即电压表
1 1 2 1
的示数为0，则R 两端的电压为电源电压6V时，电路中的电流最大，此时电路中的电流
2
电路的最大功率为当电源电压为另一档位4.5V时，电压表的示数为最大3V时，电路中的电流最小，此时R
2
两端的电压
电路中的最小电流
电路的最小功率为
电路的最大功率和最小功率之差为
32．（2024·四川南充）如图所示，电源电压不变，电流表的量程为 ，定值电阻，
， 为滑动变阻器，其最大阻值为50 ，滑动变阻器的滑片 在b端时，电流表
的读数为 ，则电源电压为 ，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器的功率范
围为 。
【答案】 24 3.6W~4.8W
【解析】[1]变阻器的最大阻值为50 ，滑动变阻器的滑片 在 端时，电路的总电阻为
电流表的读数为 ，电源电压为
[2]根据 可知，变阻器的功率可表示为当 时，变阻器的功率最大，为
根据串联电路电流规律可知，变阻器的功率可表示为
故变阻器的功率是关于电流的二次函数，由数学知识可知，当电流为电路中的最大电流
0.6A时，变阻器的功率最小，为
故变阻器的功率范围为3.6W~4.8W。
33．（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L 标有“6V 3W”字样，床灯L 标有“6V 6W”字样。
1 2
（1）闭合开关S，断开开关S，灯 发光；
1 2
（2）求L 正常工作时的电阻R；
2 2
（3）闭合开关S、S，求整个电路工作1min消耗的电能。
1 2
【答案】 L 6Ω 540J
1
【解析】解：（1）[1]由图可知，闭合开关S，断开开关S，灯L 接通电路，所以L 发
1 2 1 1
光。
（2）[2]由题意知，床灯L 标有“6V 6W”字样，根据 可知，R 的阻值为
2 2
（3）[3]闭合开关S、S，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
1 2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 t=(P+P)t=(3W+6W)×60s=540J
总 1 2
答：（1）闭合开关S，断开开关S，灯L 发光；
1 2 1
（2）L 正常工作时的电阻为6Ω；
2
（3）闭合开关S、S，整个电路工作1min消耗的电能为540J。
1 2
34．（2024·甘肃白银）小明家买了一个既可烤肉、又可以吃火锅的的多档位电火锅，其内
部电路原理如图所示，部分参数如表所示， 均为发热电阻， 的阻值为 。
旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同档位的转换；
物理量 参数
额定电压
中温档功率
低温档功率
（1）使用中温档时旋转开关应该旋转到跟 触点接触的位置，简单说明理由
；
（2）电加热器电路中 的阻值各为 、 ；
（3）在高温档模式下，向锅内装 温度为 的水，高温档连续正常工作 ，水温
升高到 ，这时电火锅的加热效率 是 。[电热丝的电阻不随温度变化，
，水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值叫做加热效率]
【答案】 2和3 当开关S与触点2和3接触时，电路中只有R，由 可知
2
为中温档 66Ω 44Ω 90.9%
【解析】（1）[1][2]分析电路图可知，旋转开关S，让其和触点1和2接触时，R 与R 串
1 2联；旋转开关S，让其和触点2和3接触时，R 被短路，电路中只有R；旋转开关S，让其
1 2
和触点3和4接触时，R 与R 并联；由 可知，电路中电阻越大时，电路的总功率越
2 3
小，所以旋转开关S，让其和触点1和2接触时，电阻最大，为低温档；旋转开关S，让其
和触点3和4接触时，电阻最小，为高温档；旋转开关S，让其和触点2和3接触时，电路
中只有R，为中温档。
2
（2）[3]由于旋转开关S，让其和触点2和3接触时，电路中只有R，为中温档，所以
2
[4]旋转开关S，让其和触点1和2接触时，R 与R 串联，为低温
1 2
档，则总电阻
则
（3）[5]旋转开关S，让其和触点3和4接触时，R 与R 并联，为高温档
2 3
锅内装2kg温度为20℃的水，水温升高到70℃，吸收的热量
高温档连续正常工作210s，消耗电能
电火锅的加热效率
35．（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】解：（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。
36．（2024·安徽）如图所示的电路中，电源两端电压为U=9V，R、R、R 均为定值电
1 2 3
阻，其中R=45Ω，R=30Ω。
2 3
（1）当闭合开关S和S，断开开关S 时，求R 两端的电压U；
1 2 3 3
（2）当开关S、S 和S 均闭合时，求电流表的示数I；
1 2
（3）当闭合开关S，断开开关S 和S 时，电压表示数为6V，求R 消耗的电功率P。
1 2 1
【答案】1）9V；（2）0.5A；（3）0.6W
【解析】解：（1）由电路可知，当闭合开关S和S，断开开关S 时，电路中只有R，所
1 2 3
以此时R 两端的电压U 等于电源电压，即
3 3
U=U=9V
3
（2）由电路可知，当开关S、S 和S 均闭合时，R 被短路，R 和R 并联，电流表测干路
1 2 1 2 3电流，根据并联电路电压的特点可知，R 和R 两端的电压等于电源电压，根据欧姆定律，
2 3
则通过R 支路的电流为
2
通过R 支路的电流为
3
根据并联电路电流的特点，此时干路电流为
I=I+I=0.2A+0.3A=0.5A
2 3
因此电流表的示数为0.5A。
（3）由电路可知，当闭合开关S，断开开关S 和S 时，R 和R 串联，电压表测R 两端电
1 2 1 3 3
压，电流表测电路电流，此时电压表示数为6V，则电路电流为
根据串联电路电压的特点可知，R 两端的电压为
1
U=U-U'=9V-6V=3V
1 3
则R 消耗的电功率为
1
P=U I'=3V×0.2A=0.6W
1
答：（1）当闭合开关S和S，断开开关S 时， R 两端的电压U 为9V；
1 2 3 3
（2）当开关S、S 和S 均闭合时，电流表的示数I为0.5A；
1 2
（3）当闭合开关S，断开开关S 和S 时，电压表示数为6V，则R 消耗的电功率P为
1 2 1
0.6W。
37．（2024·河北）如图所示，电源电压不变，R、R 均为定值电阻，R=20Ω，R=10Ω，R
1 2 1 2
为滑动变阻器，电压表V 的量程为0～15V，V 的量程为0～3V。闭合开关，滑动变阻器
1 2
R的滑片置于某一位置A时，电压表V 的示数为14V，V 的示数为2V。在保证电路安全
1 2
的情况下移动R的滑片，两电表均能达到满偏。
（1）求滑片置于A时，电路中的电流；
（2）求电源电压；
（3）用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R 替换电阻R，不改变其他元件的连接。闭合开
0 1
关，使电路总功率保持最大，在保证电路安全的情况下，调节R和R 接入电路的阻值，其
0
中R仅可以在替换前的范围内变化，求R 接入电路的阻值范围。
0【答案】（1）0.2A；（2）18V；（3）10Ω~20Ω
【解析】解：（1）求滑片置于A时，变阻器R、R 和R 串联，V 测量R 两端的电压，根
1 2 2 2
据串联电路规律可知，电路中的电流等于通过R 的电流，为
2
（2）R 两端的电压为
1
V 测量变阻器R和R 两端的总电压，则电源电压为
1 2
（3）根据 可知，当R阻值越小时，电路中电流越大，R 两端电压越大，V 的量程为
2 2
0~3V，则R 两端的最大电压为3V，电路中的最大电流为
2
R 两端的电压为
1
则R两端的电压为
则替换前R最小电阻为
当R阻值最大时，R和R 两端电压最大，为15V，则此时R 两端电压为
2 1
电路中的电流为则R 两端的电压为
2
则此时R两端电压为
R的最大阻值为
即R的范围为30Ω~90Ω，闭合开关，使电路总功率保持最大，根据 可知，当电流恒
为最大值时，电路的总功率保持最大，由上述可知，电流最大时为
电路中的总电阻为
此时R在阻值最小值时，为30Ω，则R 的最大阻值为
0
当R阻值最大时，R 两端的阻值最小，R和R 两端电压最大为15V，则R 两端的电压为
0 2 0
则R 的最小阻值为
0
综上所述，R 的阻值范围为10Ω~20Ω。
0
答：（1）求滑片置于A时，电路中的电流0.2A；
（2）求电源电压18V；
（3）R 接入电路的阻值范围为10Ω~20Ω。
0
38．（2024·四川眉山）小龙设计了一个自动注水喷淋系统，电路原理如图甲所示。控制电
路的电源电压 ， 为定值电阻，圆柱体水箱底面积 ， 为压敏电阻置于水箱底部，阻值随水位变化关系如图乙。工作电路包括注水系统和喷淋系统，电源电压
。电磁铁线圈电阻忽略不计。
①当水箱内的水位上升到2m时，通过电磁铁线图的电流 ，衔铁恰好被吸下，注水
系统停止工作，此时电流表示数 ；
②当水位下降到1m时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始工作，此时电流表示数 。
求：
（1）当水箱内水位达到2m时，控制电路中压敏电阻 的电功率；
（2）定值电阻 的阻值；
（3）已知喷淋系统一直喷水，每秒钟喷水恒为 ，注水系统工作时，每秒钟给水箱
注水恒为 ，水箱注满一次水，工作电路消耗的电能。
【答案】（1）2.4W；（2）30Ω；（3）6.6 104J
×
【解析】解：（1）由甲图知，控制电路中 和 串联，由乙图可知，当水箱内水位达到
2m时
控制电路中电流
所以 的功率（2）当水位为2m时，根据串联电路特点和欧姆定律可得 的阻值，由 得
（3）由工作电路可知，注水和喷淋系统是并联的，都工作时干路电流
注水系统从水位1m开始注水到2m，注水的总体积
注水的同时喷淋系统一直工作，所以注水时间
工作电路消耗的电能
答：（1）当水箱内水位达到2m时，控制电路中压敏电阻R 的电功率为2.4W；
N
（2）定值电阻R 的阻值为30Ω；
0
（3）已知喷淋系统一直喷水，每秒钟喷水恒为0.001m3，注水系统工作时，每秒钟给水箱
注水恒为0.004m3，水箱注满一次水，工作电路消耗的电能为6.6×104J。
39．（2024·江西）下图是某电热水壶铭牌上的部分参数。
电热水壶
容量 2.3L
额定电压 220V
额定功率 1500W
（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】解：（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。
40．（2024·上海）在下图所示的电路中，电阻R 的阻值为10Ω，电源电压为15V。
1
（1）①求此时通过电阻R 的电流I。
1 1
（2）②把滑动变阻器R 与电流表（量程为0-0.6A）以某种方式接入电路中，发现电路中
2
最小电功率为27W。
a.判断电阻R 与电阻R 的连接方式，并说明理由。
1 2
b.求电路中滑动变阻器的最大阻值R 。
max
c.求电路中的最大电功率P 。
max
【答案】①1.5A；②a. 并联，理由见解析；b.50Ω；c. 31.5W
【解析】解：（1）①求此时通过电阻R 的电流I 为
1 1
（2）②根据电路中最小电功率有所以连接方式是并联
②通过滑动变阻器的最小电流
I =I -I=1.8A-1.5A=0.3A
2min 总min 1
滑动变阻器的最大阻值R 为
2max
③通过滑动变阻器的最大电流
I =0.6A
2max
所以干路中的最大电流
I =I+I =1.5A+0.6A=2.1A
总max 1 2max
电路中的最大电功率P 为
max
P =UI =15V×2.1A=31.5W
总max 总max
答：（1）①求此时通过电阻R 的电流I 为1.5A；
1 1
（2）②a.判断电阻R 与电阻R 的连接方式是并联，理由见解析；
1 2
b.求电路中滑动变阻器的最大阻值R 为50Ω；
max
c.求电路中的最大电功率P 为31.5W。
max
41．（2024·四川达州）如图所示，电源电压恒定不变。电流表量程0~3A，电压表量程
0~15V，滑动变阻器 标有“40Ω 1A”字样，已知 阻值为30Ω。当滑片P置于最左端，
开关S置于1时，电流表示数为0.8A；当滑片P置于中点，开关S先后置于1、2时，电流
表示数之比为4∶5。求：
（1）电源电压；
（2）电阻 的阻值；
（3）当S置于2时，在保证电路安全的前提下，整个电路的最小电功率。
【答案】（1）24V；（2）20Ω；（3）10.8W
【解析】解：（1）当滑片P置于最左端，开关S置于1时，电路为R的简单电路，电流表
1测电路中的电流，由 可得，电源的电压
（2）当滑片P置于中点，开关S置于1时，R与 串联，电流表测电路中的电流，因串
1
联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流
因电流表示数之比为4∶5，所以，开关S置于2时，电路中的电流
此时电路中的总电阻
R的阻值
2
（3）当S置于2时，R 与R串联，电压表测R 两端的电压，电流表测电路中的电流，当
2 3 3
电压表示数最大为15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电路
消耗的功率最小，此时R 两端的电压为
2
电路中的最小电流
此时滑动变阻器接入电路中的阻值
整个电路的最小电功率
答：（1）电源电压为24V；
（2）电阻R的阻值为20Ω；
2（3）当S置于2时，在保证电路安全的前提下，整个电路的最小电功率为10.8W。
42．（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】解：（1）当开关S闭合， 断开时，电路是由R 组成的简单电路，当开关S和
2
S 均闭合时，电路是由R 和R 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
0 2 1
的阻值都小，根据 可知，当开关S闭合，S 断开时，电水壶处于保温状态，则
0
（2）当开关S和 均闭合，电路是由R 组成的简单电路，此时电水壶处于加热状态，R
2 1
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，S 断开时，电路中的电流为0.2A；
0
（2）当开关S和S 均闭合时，R 的电功率为836W；
0 1
（3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能为4.4×104J。
43．（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的定值电阻 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】解：（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的阻值为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。
44．（2024·四川广安）如图所示，电源电压为6V恒定不变，灯泡L标有“2V 0.4W”的字
样（忽略温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器 标有“60Ω 1A”的字样，电流表量程为
0~0.6A，电压表量程为0~3V。
（1）求灯泡L正常发光时的电阻。
（2）当 、 均闭合， 接b，滑动变阻器滑片移到最大阻值处时，电流表示数为
0.4A，求 的阻值。
（3）在保证电路安全的情况下，求整个电路电功率的变化范围。【答案】（1）10Ω；（2）20Ω；（3）0.6W~3.6W
【解析】解：（1）灯泡L标有“2V 0.4W”的字样，则灯泡的额定电压为2V，额定功率为
0.4W，所以灯泡L正常发光时的电阻
（2）当S、S 均闭合，S 接b时，灯泡被短路，R 与R 并联，电流表测量干路中电流，
1 2 3 1 2
由于干路中各支路中电压等于电源电压，滑动变阻器滑片移到最大阻值处，所以通过滑动
变阻器
则通过R 的电流
1
I=I-I=0.4A-0.1A=0.3A
1 2
则R 的阻值
1
（3）当S、S 均闭合，S 接b时，灯泡被短路，R 与R 并联，电流表测量干路中电流，
1 2 3 1 2
电流表量程为0~0.6A，所以干路中最大电流为0.6A，则整个电路最大电功率
P =UI =6V×0.6A=3.6W
大 大
当S、S 均断开，S 接a时，灯泡、R 与R 串联，电压表测量R2两端电压，当电压表示
1 2 3 1 2
数最大时，电路中电流最小，则整个电路电功率最小，电压表量程为0~3V，则电压表最大
电压为3V，电路中最小电流
则整个电路最小电功率
P =UI =6V×0.1A=0.6W
小 小
所以整个电路电功率的变化范围为0.6W~3.6W。
答：（1）灯泡L正常发光时的电阻为10Ω；
（2）R 的阻值为20Ω；
1
（3）在保证电路安全的情况下，整个电路电功率的变化范围为0.6W~3.6W。
45．（2024·重庆B卷）如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化
图，其中 的阻值为48.4Ω， 和 均为阻值不变的电热丝，饮水机有加热和保温档，正常工作时，保温档功率为110W。[ ]
（1）求饮水机在保温档正常工作时的电流；
（2）当只有饮水机工作时，将3kg水从10℃加热到100℃，加热前后公园安装的数字式电
能表示数如图乙所示，求饮水机的加热效率 ；
（3）为节能减排，相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已
知晴天 太阳能电池一天能发电0.4kW·h，要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮
水机使用3天。饮水机每天正常工作加热时间计为3h，保温时间计为8h，求至少要安装多
大面积的太阳能电池。
【答案】（1）0.5A；（2）90%；（3）29.1m2
【解析】解：（1）正常工作时，保温档功率为110W，则在保温档正常工作时的电流
（2）将3kg水从10℃加热到100℃，水吸收热量
由加热前后公园安装的数字
式电能表示数可知，消耗电能
饮水机的加热效率
（3）由甲图可知，闭合开关S和S，电路中只有R 工作，由 可知为加热档，则加
1 1
热档功率
饮水机每天正常工作加热时间计为3h，保温时间计为8h，3天
消耗电能已知晴天1m2太阳能电池一天能发电0.4kW·h，则至少要安装的太阳能电池面积
答：（1）饮水机在保温档正常工作时的电流为0.5A；
（2）饮水机的加热效率为90%；
（3）至少要安装的太阳能电池面积为29.1m2。
46．（2024·四川南充）如图甲所示为某品牌电热水壶。该型号电热水壶内部简化电路如图
乙，额定电压为 ，具有加热、保温两挡。保温挡的额定功率为 ，双触点开关只
能在触点1和 、 和3及3和4之间切换。 、 是两个阻值不变的发热元件，其中
。现将此电热水壶装入 初温为 的水，接到 的家庭电路中，选用
加热挡加热至 。已知该电热水壶加热效率为 ， ，
。求：
（1）电热水壶中水吸收的热量；
（2）加热挡的电功率；
（3）需要的加热时间。
【答案】（1） ；（2）900W；（3）210s
【解析】解：（1）水的质量为
水吸收的热量为（2）由 可知，电阻越小时，电功率越大，故当开关接2和3时为保温挡，只有R
1
工作，当开关接3和4时，为加热挡，此时R 和R 并联， 的功率为
1 2
故加热功率为
（3）电热水壶加热时消耗的电能为
则加热时间为
答：（1）电热水壶中水吸收的热量为 ；
（2）加热挡的电功率为900W；
（3）需要的加热时间为210s。
考点 3 焦耳定律
47．（2024·四川宜宾）（多选）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 的电流是 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R、R 串联，电流相同，通电时间相同，电阻的大小不
1 2
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 ，R 与R 并联，R 与R 电阻相同，设通过R 的电流为I，通过R 的电流为
2 3 2 3 2 1
2I，通过 的电流是 电流的2倍，故C错误；
D．闭合 和 后，R 与R 并联，通过 的电流是 电流的2倍，左侧电阻R 放出的热
2 3 1
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。
48．（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】[1][2]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。
[3]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。
49．（2024·江苏盐城）芯片体积小，元件密集。当芯片中有电流通过时，由于芯片元件有
，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的 效应。为了不影响芯片的性能，通
常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过 的方式改变芯片内
能。
【答案】 电阻 热 热传递
【解析】[1][2]由于芯片原件有电阻，电流通过导体时，导体发热是电能转化为内
能，这种现象叫电流的热效应。
[3]散热部件与芯片紧密接触，热量通过热传递的方式传递给散热部件，从而起到
降温作用。
50．（2024·安徽）如图所示，电源两端电压为6V，电阻R=20Ω，闭合开关S，电压表示
2
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R 两端的电压，根据串联电路电压的特
2
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
51．（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】[1][2]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R 支路电流。由并联电路电流特点可
2
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，R、R 串联，甲测
1 2
R 两端电压，乙测电源电压，电路中电流为
2
经过时间t后，电阻 产生的热量
则
52．（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，R、R 是电热丝，开关S接触相邻的两个触
1 2
点。她准备了三根电热丝，R=242Ω，另外两根电热丝的阻值分别是121Ω和242Ω，R 应
1 2
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】[1]由电路图可知，开关S接触3、4两个触点时，电路为R 的简单电路；开关S
2
接触2、3两个触点时，R 与R 并联；开关S接触1、2两个触点时，电路为R 的简单电
1 2 1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R 与R
1 2
的阻值应该不同，所以R 应该选取阻值为121Ω。
2
[2]开关S接触“1”、“2”两个触点时，电路为R 的简单电路，通电1min，电流产生的热量
1
53．（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】[1]图甲中，闭合开关 ，则电路R 的简单电路，两个电流表都测通过R 的电
2 2
流；再闭合开关 ，则R、R 并联，A 测通过R 的电流，示数不变，A 测干路电流，由
1 2 2 2 1
并联电路电流特点可知，A 示数大于A 示数，因此A 使用的大量程，分度值为0.1A，示
1 2 1
数为1.5A，即干路电流为
A 使用的小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则通过 的电流为
2[2]由欧姆定律可知，两电阻的阻值之比
[3]由 可得在相同时间内两电阻产生的热量之比
54．（2024·新疆）如图所示的电路，定值电阻 的阻值为10Ω，定值电阻 的阻值为
20Ω，闭合开关S后，电流表A的示数为0.10A。求：
（1）电阻 两端的电压；
（2）电源电压；
（3）整个电路在1min内产生的热量。
【答案】（1）1V；（2）3V；（3）
【解析】解：（1）分析电路可知， 、 串联，电流表测电路电流。电阻 两端的电压
为
（2）电源电压为
（3）整个电路在1min内产生的热量为
答：（1）电阻 两端的电压为1V；（2）电源电压为3V；
（3）整个电路在1min内产生的热量为 。
55．（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】解：（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。56．（2024·江苏苏州）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】解：（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）电饭锅高温挡的功率为880W；
（3）保温16min，分压电阻 产生的热量为 。
57．（2024·四川遂宁）某电热水壶的额定电压为220V，额定加热功率为1000W，电热丝
R在电路中的位置如图所示。[ ]求：
（1）正常工作时，电热丝的电阻R；
（2）用该电热水壶把质量为1kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量；
（3）在第（2）问中，水壶正常工作，若电热丝产生的热量80%被水吸收，则该过程需要
多少秒？
【答案】（1）48.4Ω；（2） ；（3）420s
【解析】解：（1）由 可知，正常工作时，电热丝的电阻为
（2）用该电热水壶把质量为1kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量
（3）水壶正常工作，若电热丝产生的热量80%被水吸收，则电热丝产生的热量为
由
可得，该过程需要的时间为答：（1）正常工作时，电热丝的电阻R为48.4Ω；
（2）用该电热水壶把质量为1kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量为 ；
（3）在第（2）问中，水壶正常工作，若电热丝产生的热量80%被水吸收，则该过程需要
420秒。
