文档内容
专题 18 电功率（测试）（解析版）
（时间60分钟，共100分）
一、选择题（每小题3分，共30分）
1.家用电能表标有“5（60）A 220V”，此家用电路允许同时接入用电器的总功率为（ ）。
A．220瓦 B．330瓦 C．9900瓦 D．13200瓦
【答案】D。
【解析】220V说明该电能表要在220V的电路中使用，60A表示电能表允许通过的最大电流是60A，
则该家用电路允许同时接入用电器的最大总功率：P＝UI＝220V×60A＝13200W。故选：D。
2.为测量某用电器的电功率，小明同学把家中其余用电器均从电源上断开，只将该用电器接入电路。
观察电能表，发现在1min内电能表转盘转动15圈。电能表的部分参数如下表所示，用该电器可能是（
）。
A． 家用微波炉 B． 电热杯
C． 台灯 D． 电风扇
【答案】B。
【解析】3000Revs/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000R，
15
转盘转15R用电器消耗的电能：W= kW•h＝0.005kW•h，
3000
W 0.005kW⋅h
= = =
该用电器的电功率：P t 1 0.3kW＝300W。
h
60
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第 1 页 共 19 页家用微波炉的电功率在1000W左右，电热杯的电功率在300W左右，台灯的电功率在40W以内，电风扇
的电功率在60W左右，所以该电器可能是电热杯。故选：B。
3.如图所示，电源电压和灯L的电阻不变，灯L上标有“6V 3W”字样。当开关S闭合，滑片P移至a
端时，电流表的示数为1.0A，灯L正常发光；当开关S断开，滑片P移至b端时，电源电压U和灯L消耗
的电功率P为（ ）。
A．3V 1.5W B．3V 0.75W C．6V 1.5W D．6V 0.75W
【答案】D。
【解析】（1）当开关S闭合，滑片P移至a端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联，电流表测干路
电流，如下图所示：
因为灯泡正常发光，所以电源电压U＝U ＝6V，
L额
P 3W
由P＝UI可得通过灯泡的电流：I = L额 = =0.5A；
L额 U 6V
L额
由于并联电路的干路电流等于各支路电流之和，则通过变阻器的电流 I ＝I﹣I ＝1A﹣0.5A＝
变 L额
0.5A；
U 6V
= = =
由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值：R 12Ω。
滑 I 0.5A
滑
U 6V
（2）由欧姆定律可得灯泡的电阻：R = L额= =12Ω，
L I 0.5A
L额
当开关S断开，滑片P移至b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，如下图所示：
根据串联电路的电阻特点可知此时的总电阻为：R′＝R +R＝12Ω+12Ω＝24Ω，
滑 L
U 6V
此时电路中的电流：I′= = =0.25A，
R' 24Ω
则灯泡的实际功率：P ＝I′2R＝（0.25A）2×12Ω＝0.75W。故选：D。
实 L
4.如图是学校的自动饮水机的简化电路图，电热丝电阻分别为R 、R，其加热功率为4.4kW，保温功率
0
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第 2 页 共 19 页40W，下列说法不正确的是（ ）。
A．开关S断开时，电阻R 与R串联；
0
B．当温度较低时，温控开关S闭合状态进入加热状态；
C．当水沸腾后，温控开关S断开进入保温状态；
D．电阻R在保温状态下的功率大于R 保温状态下的功率
0
【答案】D。
【解析】ABC、开关S断开时，电阻R 与R串联，A正确；
0
温控开关S闭合，R 短路，电路为R的简单电路，S断开时，两电阻串联，由电阻的串联规律，电路的
0
U2
电阻较大，根据P= ，温控开关S闭合时，为加热状态，B正确；
R
U2
S断开时，电路的电阻较大，根据P= ，为保温状态，C正确；
R
U2 (220V) 2
D、已知其加热功率为4.4kW，故R= = =11Ω；
P 4400W
加
U2 (220V) 2
保温功率40W，故有：R+R = = =1210Ω。
0 P 40W
保
R＝1199Ω，故R＜R；
0 0
保温时，根据串联电路各处的电流相等
由P＝I2R，电阻R在保温状态下的功率小于R 保温状态下的功率，D错误；故选：D。
0
5.关于“12V4W”的小灯泡L 和“9V3W”的小灯泡L，下列说法正确的是（ ）。
1 2
A．L 和L 正常工作时的电阻一样大；
l 2
B．L 和L 串联在一起使用时，L 更亮；
l 2 2
C．L 和L 串联在21V的电源上时，两灯都正常发光；
l 2
D．L 串联一个9Ω的电阻接在15V电路中，也能正常发光
2
【答案】C。
U2
【解析】A、由P= 可得，两灯泡的电阻分别为：
R
U3 (12V) 2 U2 (9V) 2
R = 1= =36Ω，R = 2= =27Ω，则两灯泡正常工作时的电阻不相等，故A错误；
1 2
P 4W P 3W
1 2
B、两灯泡串联时通过的电流相等，但两灯泡的电阻不同，R ＞R ，由P＝I2R可知，L 的实际功率较大，
1 2 1
L 更亮，故B错误；
1
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第 3 页 共 19 页P 4W 1
C、灯泡 L 正常发光时的电流 I = 1 = = A≈0.33A，灯泡 L 正常发光时的电流 I
1 1 U 12V 3 2 2
1
P 3W 1
= 2 = = A≈0.33A，
U 9V 3
2
U' 21V 1
= = =
L 和L 串联在21V的电源上时，电路中的电流I A≈0.33A，
l 2 R +R 36Ω+27Ω 3
1 2
所以L 和L 串联在21V的电源上时，两灯都正常发光，故C正确；
l 2
D、将L 与一个9Ω电阻串联时，电路中的总电阻R ＝R+R＝27Ω+9Ω＝36Ω，
2 总 2
U 15V
此时电路中的电流：I = = ≈0.42A，
R 36Ω
总
因电路中的电流和灯泡L 正常发光时的电流不相等，所以L 不能正常发光，故D错误。故选：C。
2 2
6.小龙家上月初电能表示数为 ，电能表的部分参数及上月末的示数如图所示，表盘
上“3200imp/（kW•h）”表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3200次，下列选项正确的是（ ）。
A．小龙家上月消耗的电能为320kW•h；
B．小龙家同时使用的用电器总功率不可超过2200W；
C．指示灯闪烁的次数越多，电能表所在电路接入的用电器总功率越大；
D．断开其它用电器，只让阻值是100Ω的电热棒单独工作3min，指示灯闪烁64次，此时小龙家的实
际电压是200V
【答案】D。
【解析】A、电能表的读数时，最后一位是小数，单位kW•h，小龙家上月消耗的电能为772.3kW•h﹣
704.3kW•h＝68kW•h，故A错；
B、小龙家同时使用的用电器最大总功率P＝UI＝220V×20A＝4400W，故B错；
C、电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快慢，而指示灯闪烁的次数表示电能表所在电路消耗的电
能多，总功率不一定大，故C错；
64mip
D、电能表上的指示灯闪烁了64次消耗的电能：W= =0.02kW•h；
3200mip/(kW⋅h)
W 0.02kW⋅h
= = =
电热棒的电功率：P t 3 0.4kW＝400W。
h
60
U2
由P= 得实际电压：U=❑√PR=❑√400W×100Ω=200V，故D正确。故选：D。
R
7.如图所示的电路中，电源电压保持不变，R ＝10Ω．当开关S 闭合，S 、S 断开时，电压表的示数
1 1 2 3
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第 4 页 共 19 页为U，R 消耗的功率为P；当开关S、S、S 都闭合时，电压表的示数为U′，R 消耗的功率为P′，且电
1 2 2 1 2 3 1 2 2
流表A 的示数为0.9A．已知U：U′＝1：6，P：P′＝1：9，下列结论错误的是（ ）。
1 1 1 2 2
A．R＝30Ω
3
B．开关S 闭合，S、S 断开时，电路消耗的总功率为0.6W
1 2 3
C．P′＝3.6W
2
D．开关S、S、S 都闭合时，电路消耗的总功率为6.6W
1 2 3
【答案】C。
【解析】（1）当开关S 闭合，S、S 断开时，三只定值电阻串联，电压表测量R 两端电压。
1 2 3 1
U U
因串联电路中各处的电流相等，则此时电路中的电流为I = 1= 1 ；
串 R 10Ω
1
U
电阻R 消耗的功率为P＝I 2R＝（ 1 ）2R；
2 2 串 2 2
10Ω
当开关S 、S 、S 都闭合时，三只电阻并联，电流表A 测量通过R 、R 的总电流，电流表A 测量整个
1 2 3 1 1 2 2
电路的电流，此时电压表测R 两端电压，也是测电源电压，即U′＝U。
1 1
U '
此时通过R 的电流为I = 1 ，
1 1 R
1
U '
通过R 的电流为I＝I ﹣I＝0.9A- 1 ，
2 2 A1 1
10Ω
U '
电阻R 消耗的功率为P′＝I2R＝（0.9A- 1 ）2R；
2 2 2 2 2
10Ω
P 1
已知 2 = ，
P ' 9
2
U
(
1
)
2R
10Ω 2 1
即 = ，
U ' 9
(0.9A- 1 ) 2R
10Ω 2
解得U＝1V，U′＝6V（电源电压U为6V）；
1 1
U 1V
当开关S 闭合，S、S 断开时，电流表A 示数为I= 1= =0.1A，
1 2 3 2 R 10Ω
1
当开关S 闭合，S、S 断开时，电路消耗的总功率为P＝UI＝6V×0.1A＝0.6W，故B正确；
1 2 3
U U I R R 1
由题意和欧姆定律可得： 1 = 1= 1 1 = 1 = ，
U ' U I (R +R +R ) R +R +R 6
1 1 1 2 3 1 2 3
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第 5 页 共 19 页化简可得R+R＝5R＝5×10Ω＝50Ω；
2 3 1
(0.1A) 2R 1
P 1 2=
已知 2 = ，代入数值得 (6V) 2 9，
P ' 9
2
R
2
解得：R＝20Ω；则R＝50Ω﹣20Ω＝30Ω，故A正确；
2 3
开关S、S、S 都闭合时，三只电阻并联，
1 2 3
U2 (6V) 2
R 消耗的功率为：P = = =3.6W，
1 1 R 10Ω
1
U (6V) 2
R 消耗的功率为：P′= 2= =1.8W，故C错误；
2 2 R 20Ω
2
U2 (6V) 2
R 消耗的功率为：P = = =1.2W，
3 3 R 30Ω
3
所以电路消耗的总功率为：P＝P+P′+P＝3.6W+1.8W+1.2W＝6.6W，故D正确。故选：C。
1 2 3
8.如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列正确的是（ ）。
A．甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻电流相等；
B．甲实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1：2；
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系；
D．乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1：4
【答案】B。
【解析】A、甲实验两电阻丝阻值不同，两电阻串联后，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，可以
探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B、甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q＝
I2Rt可知，右侧电阻是左侧电阻的2倍，产生的热量也是左侧的2倍，故左右两侧容器内空气吸收的热量
之比为1：2，故B正确；
C、乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过
电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误；
D、乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，左侧的
电流是右侧电流的2倍，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，左侧电阻产生热量是右侧电阻产生热量的4倍，即左
右两侧容器内空气吸收的热量之比为4：1，故D错误；故选：B。
9.如图所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R ＝3Ω，滑动变阻器的最大阻值为R．将滑动变
2
阻器的滑片P移至右端，只闭合开关S ，电压表V 示数为U ，电压表V 的示数为U ，电流表A 的示数为
1 1 1 2 2 1
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第 6 页 共 19 页0.4A；再将滑动变阻器的滑片P置于左端时，电压表V 示数为U′，电压表V 示数为U′．已知U ：U′
1 1 2 2 1 1
＝2：1，U：U′＝1：3．以下说法正确的是（ ）。
2 2
A．R 的电阻为10Ω；
1
B．电源电压为9V；
C．当开关都闭合，电路消耗的最小功率为30W；
D．只闭合开关S 时，电路消耗的最大功率为7.2W
1
【答案】D。
【解析】只闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移至右端时，等效电路图如图甲所示；
1
只闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P置于左端时，等效电路图如图乙所示；
1
开关都闭合，滑动变阻器的滑片P置于右端时，等效电路图如图丙所示；
（1）图甲和图乙中，
因电阻R 的阻值一定，且U：U′＝1：3，
2 2 2
U
所以，由I= 可得两电路中电流之比：
R
U
2
I R U 1
= 2 = 2 = ，
I' U ' U ' 3
2 2
R
2
因U：U′＝2：1，
1 1
U I(R +R) I R +R 2 1 R +R
所以， 1 = 1 = × 1 ，即 = × 1 ，
U ' I'R I' R 1 3 R
1 1 1 1
解得：R＝5R，
1
因电源电压一定时，电流与总电阻成反比，
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第 7 页 共 19 页I R +R R +R 1
所以， = 1 2 = 1 2 = ，
I' R +R +R R +R +5R 3
1 2 1 2 1
2 2
解得：R = R = ×3Ω＝2Ω，R＝5R＝5×2Ω＝10Ω，故A错误；
1 3 2 3 1
图乙中，电源的电压：U＝I（R+R+R）＝0.4A×（2Ω+3Ω+10Ω）＝6V，故B错误；
1 2
（2）图丙中，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
U 6V U 6V U 6V
所以，各支路的电流分别为：I = = = 3A，I = = = 2A，I = = =0.6A，
1 R 2Ω 2 R 3Ω 3 R 10Ω
1 2
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电路的最小总电流：I′＝I+I+I＝3A+2A+0.6A＝5.6A，
1 2 3
电路消耗的最小总功率：P ＝UI ＝6V×5.6A＝33.6W，故C错误；
小 A1
（3）只闭合开关S，滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总功率最大，如图乙所示，
1
U2 (6V) 2
则电路消耗的最大功率：P = = =7.2W，故D正确。故选：D。
大 R +R 2Ω+3Ω
1 2
10.如图所示，电源电压为U且恒定，定值电阻R 与滑动变阻器R串联的电路，已知：R＞R ，在滑动
0 0
变阻器的滑片P移动过程中，下列表示R 和R消耗的电功率P 和P 随两电压表示数U 、U 的变化关系图线
0 0 R 1 2
中，可能正确的是（ ）。
A． B． C． D．
【答案】B。
【解析】AD、定值电阻R 与滑动变阻器R串联，V 测R 的电压，V 测R的电压：
0 1 0 2
U2 U 2 1
根据P= ，R 消耗的功率P = 1 = ×U2，R 为常数，由数学知识，电功率P 随电压表示数U 的
0 0 1 0 0 1
R R R
0 0
变化关系图线为抛物线，A错误；
由串联电路电压的规律，U＝U﹣U，
1 2
U 2 (U-U ) 2
R 消耗的功率P = 1 = 2 ，当U 接近时无限电源电压时，R 消耗的功率为0，D错误；
0 0 2 0
R R
0 0
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第 8 页 共 19 页U
BC、由串联电路电压的规律，U＝U﹣U，由欧姆定律，电路的电流：I= 1 ，
2 1 R
0
根据P＝UI，R的电功率为：
U 1 U
P＝（U﹣U）× 1=- ×U2+ ×U，
R 1 R R 1 R 1
0 0 0
1
R的电功率P 为U 的一元二次函数，因- ＜0，抛物线开口向下，
R 1 R
U
R U
由数学知识，当U =- 0 = =0.5U时，P 有最大值，B正确；
1 1 2 R
2×(- )
R
0
U2
当变阻器连入电路的电阻最大时，由分压原理，电压表 V 的示数最大，根据P= ，变阻器的电功率
2
R
不可能为0，C错误；故选：B。
二、填空题（每空2分，共34分）
11.某学校共有灯100盏，都用60W的普通照明灯泡，平均每天用电4h。白炽灯发光效率15%左右，日
光灯发光效率50%左右，则 W的日光灯与学校普通照明灯泡亮度相当。后来学校统一改用40W日光灯
不但省电，而且比原来更亮了。该校一年（按300天算）可节约 度电。
【答案】18；2400。
【解析】（1）由题意，白炽灯发光效率15%左右，日光灯发光效率50%左右，
因日光灯与学校普通照明灯泡亮度相当，即有用功率相等，
所以，Pη＝Pη，即60W×15%＝P×50%，
1 1 2 2 2
解得：P＝18W；
2
W
（2）由P= 可得，该校一年可节约的电能：
t
△W＝△Pt＝（60×10﹣3kW﹣40×10﹣3kW）×4h×100×300＝2400kW•h＝2400度。
故答案为：18；2400。
12.如图所示为iPad的充电器，参数标有5V2.1A，表示充电电压是5V，最大输出电流2.1A，电板充
满电所储存的电能是113400J．充电时的能量转换是电能转化为 能。若“iPad”充电时以最大输出电
流充电，要将空电板充满电需要 h，小明觉得充电时间太长了，他想为什么苹果公司在设计时不把最
大输出电流提高呢？请你解释其中的原因 。
【答案】化学；3；由于电流的热效应，充电电流越大，单位时间内电池产生的热量越多，容易损坏
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第 9 页 共 19 页电板。
【解析】（1）充电时，消耗电能使电池内部发生化学变化，则电能转化为化学能；
（2）根据W＝UIt可得，将空电板充满电需要的时间：
W 113400J
t= = =10800s＝3h；
UI 5V ×2.1A
（3）由于电流的热效应，充电电流越大，单位时间内电池产生的热量越多，容易损坏电板，所以充
电时不能提高最大输出电流。
故答案为：化学；3；由于电流的热效应，充电电流越大，单位时间内电池产生的热量越多，容易损
坏电板。
13.如图甲的电路中，R 、R 的电流与电压的关系如图乙所示，闭合开关，R 消耗的功率为P ，电路消
1 2 1 1
耗的总功率为P，则R：R＝ ；P：P＝ 。
2 1 2 1 2
【答案】3：1； 1：4。
【解析】由电路图可知，R 与R 并联，
1 2
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，当电源的电压U＝U＝U＝6V时，通过两电阻的电流I＝0.1A、I＝0.3A，
1 2 1 2
U
1
U R I I 0.3A 3
由I= 可得，两电阻的阻值之比： 1= 1 = 2= = ；
R R U I 0.1A 1
2 2 1
I
2
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＝0.1A+0.3A＝0.4A，
1 2
P U I I 0.1A 1
则R 消耗的功率和电路消耗的总功率之比： 1= 1= 1= = 。
1 P UI I 0.4A 4
2
故答案为：3：1； 1：4。
14.如图甲所示电路的电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，图乙是小灯泡的I﹣U图象。闭合开
关S，当电流表示数为0.4A时，灯泡的电阻是 Ω，当小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率是
W。
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第 10 页 共 19 页【答案】2.5；0.25。
【解析】由电路图可知，灯泡L与变阻器R串联，电压表测变阻器R两端的电压，电流表测电路中的
电流。
（1）当电流表示数为0.4A时，由图乙可知，灯泡两端的电压U＝1V，
L
U U 1V
由I= 可得，此时灯泡的电阻：R = L= =2.5Ω；
R L I 0.4A
（2）当小灯泡正常发光时，其两端的电压U ＝2.5V，
L额
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由图乙可知，电路中的电流I′＝I ＝0.5A，
L额
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时变阻器两端的电压：U＝U﹣U ＝3V﹣2.5V＝0.5V，
R L额
则滑动变阻器的电功率：P＝UI′＝0.5V×0.5A＝0.25W。
R R
故答案为：2.5；0.25。
15.有一块手机用的锂电池，上面标明电压为 3.7V，容量为1000mA•h，则它充满电后，大约储存了
kW•h＝ J的电能。该手机正常通话时平均电流为100mA，待机时平均电流为10mA，则手机电池理
论上只能维持连续通话 h。
【答案】3.7×10﹣3；1.332×104；10。
Q
【解析】由I= 得，手机锂电池充满电后，储存的电荷量：Q＝It＝1000×10﹣3A×3600s＝3600C，
t
储存的电能：W＝UIt＝UQ＝3.7V×3600C＝1.332×104J＝3.7×10﹣3kW•h；
手机正常通话时平均电流I＝100mA，
Q
由I= 得，该手机电池理论上只能维持连续正常通话时间：
t
Q 1000mA⋅h
t= = =10h。
I 100mA
故答案为：3.7×10﹣3；1.332×104；10。
16.小丽家中的电能表表盘如图所示，则小丽家已消耗的电能为 16.6kW•h，可以同时使用的用电器总
功率不能超过 W，若电冰箱单独正常工作一天（24小时），（电冰箱的主要技术参数见表），电能表
铝盘转 圈。在使用电冰箱的过程中，小丽发现电冰箱门打开时，冰箱内照明灯亮，压缩机有时在工
作，由此判断，冰箱的压缩机和照明灯是 联的。
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第 11 页 共 19 页海尔BC﹣110B电冰箱
额定电压 220V
工作频率 50Hz
额定功率 100W
耗电量 0.8kW•h/24h
【答案】4400；2400；并。
【解析】（1）电能表的工作电压U＝220V，由图知允许通过电能表的最大电流I ＝20A；
最大
所以允许使用的用电器的最大总功率：
P ＝UI ＝220V×20A＝4400 W；
最大 最大
（2）根据表中数据可知，电冰箱一天消耗0.8kW•h的电能，
3000r/kW•h表示电路每消耗1kW•h电能时，电能表转盘转3000圈，
所以消耗0.8kW•h电能时，转盘的转数：
n＝3000r/kW•h×0.8kW•h＝2400圈。
（3）因为冰箱的压缩机和照明灯工作时互不影响，所以它们是并联的。
故答案为：4400；2400；并。
17.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图（甲）所示。把它们串联在电路
中，如图（乙）所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则电源电压是 V，元件B的电功率是
W。
【答案】4.5；1。
【解析】由电路图可知，两个电路元件A和B串联在电路中，
电流表的示数为0.4A时，A对应的电压是2V，B对应的电压是2.5V，
所以电源的电压为U＝U+U＝2V+2.5V＝4.5V。
A B
元件B的电功率：
P＝UI＝2.5V×0.4A＝1W。
B B
故答案为：4.5；1。
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第 12 页 共 19 页三、实验探究题（22分）
18.（18分）在“测量小灯泡功率”的实验中，提供的器材有：铭牌上仅能看清标有“0.3A”字样的
小灯泡、电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线将图1中甲所示的实物电路连接完整。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，小灯泡不
亮，电流表有示数。电压表无示数，则电路故障是 。
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片，使电流表示数为 0.3A，此时电压表示数如图乙所示，其值为
V，小灯泡的额定功率为 W。
（4）测出小灯泡的额定功率后，同学们又把灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的实际
功率不等于其额定功率的四分之一，请你帮助分析出这种现象的原因是 。
（5）下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图象中，正确的是了 。
（6）在实验过程中，电压表发生故障，现增加定值电阻R（阻值已知）和开关，设计了如图3，4种
方案，则能测出灯泡额定功率的方案是 。
（7）小明这一组实验中，观察到所用小灯泡实际功率越大，灯泡越亮。于是做出了这样的结论：不
同灯泡的亮度由实际功率决定，实际功率大的灯泡亮度大。请你对此结论作出评价： 。
【答案】（1）如图；（2）左；灯短路；（3）2.5；0.75；（4）灯丝的电阻随温度的降低而减小；
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第 13 页 共 19 页（5）D；（6）D；（7）灯泡亮度还与灯泡的发光效率等因素有关。
【解析】（1）灯上标有“0.3A”字样，表示灯的额定电流为0.3A，测量小灯泡功率的实验中，电流
表选用小量程与灯串联，电压表与灯并联，如下所示：
；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置阻值最大处，即左端；闭合开关，发现灯泡不亮，电流表
在干路上有示数，说明电路故障为短路；如果电压无示数，则说明与电压表串联的灯泡是短路的，电阻为
0；
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片，使电流表示数为 0.3A，此时电压表示数如图乙所示，图中电
压表选用小量程，分度值为0.1V，其值为2.5V，小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时，通过灯的电流也减小了，根据P＝UI灯的功率减小，
U2
灯丝的温度降低，因灯的电阻随温度的降低而减小，根据P= ，故发现测得的实际功率不等于其额定功
R
1
率的 ；
4
U
（5）小灯泡与滑动变阻器串联，由公式可得，小灯泡功率P＝I2R ＝（ ）2R ，小灯泡的功率P
L R +R L
L
随滑动变阻器阻值R增大时，电流减小，功率减小，利用数学知识对比图可选D；
（6）没有电压表，所以应将电阻与灯泡并联，要得知小灯泡正常发光，必须使通过灯泡的电流为
0.3A，所以电流表的接法中即能直接单独测出电阻的电流，又能间接测出通过灯泡的电流。
A、无法得知小灯泡是否正常发光，所以A不正确；
B、电路在接法上与A类似，所以B不正确；
C、通过开关的闭合和断开能测出灯泡和电阻的电流，并能求出电阻两端的电压，但不能直接测出灯
泡的电流为0.3A，无法判定灯泡是否正常发光，所以C错误；
D、通过开关的闭合和断开能测出灯泡和电阻的电流，能求出电阻两端的电压，所以D正确。
（7）灯泡亮度还与灯泡的发光效率等因素有关，实际功率不是决定亮度的唯一因素，故不正确。
故答案为：（1）如图；（2）左；灯短路；（3）2.5；0.75；（4）灯丝的电阻随温度的降低而减小；
（5）D；（6）D；（7）灯泡亮度还与灯泡的发光效率等因素有关。
19．（4分）为了探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关，某小组同学分别将阻值不同的电
阻丝放入完全相同的两个杯子中，然后在两个相同的U形管中装入水后，将U形管接入杯中后密封（密封
的空气质量相同且此时U形管内水面相平）。若通电一段时间后，电阻丝产生的热量使密闭空气膨胀，U
形管中水面高度将发生变化，此变化反映了密闭空气温度的变化。实验时他们将两电阻串联接到电源两端，
然后又将两电阻分别接到相同电源两端，通电相同的时间后实验现象如图（a）、（b）所示：
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第 14 页 共 19 页①分析比较图（a）甲、乙两U形管中水面高度的变化情况，可归纳得出的结论是：当通过电阻的电流、
通电时间相同时，电阻的阻值大， 。
②分析比较图（b）甲、乙两U形管中水面高度的变化情况，可归纳得出的结论是： 。
【答案】（1）产生的热量越多；（2）当电压、通电时间相同时，电阻的阻值越小，产生的热量越多。
【解析】（1）由图可知：甲乙是串联在电路；甲中水面的高度差小于乙中的水面的高度差，说明乙
中的电阻产生的热量多，乙的电阻大于甲的电阻，故结论为：当通过电阻的电流、通电时间相同时，电阻
的阻值大，产生的热量越多；
（2）由图可知，两电阻并联，电压相等，甲中水面的高度差大于乙中的水面的高度差，说明甲中的
电阻产生的热量多，甲的电阻小于乙的电阻，通过甲的电流大于通过乙的电流，故结论为：当电压、通电
时间相同时，电阻的阻值越小，产生的热量越多。
故答案为：（1）产生的热量越多；（2）当电压、通电时间相同时，电阻的阻值越小，产生的热量越
多。
四、计算题（14分）
20．（7分）豆浆机是现代家庭的常用电器，铭牌如表。
产品名称 额定电压 容积 加热功率 电动机功率 保温功率
苏泊尔豆浆机 220V 1.6L 300W
如图甲是苏泊尔某款豆浆机工作原理的电路图（豆浆机有磨煮和保温两个档位，R 和R 为电热丝，M
1 2
为电动机，S 为手动开关，S 、S 为自动开关）。该豆浆机有磨煮和保温两个功能，其中磨煮工作流程如
1 2 3
图乙所示，功率随时间的变化如图丙所示。若某次磨煮豆浆时，将适量的黄豆和水（体积共 1升，初温
30℃）装入豆浆机，完成磨煮后，测得豆浆的温度为90℃，整个磨煮过程共耗电0.15度。（忽略在磨煮
过程中豆浆的体积和质量变化）求：
（1）当开关S 闭合，开关S 断开，开关S 闭合 （“断开”或“闭合”）时，豆浆机处于加热状
1 2 3
态。
（2）此豆浆机的加热功率是多少？
（3）该豆浆机的加热效率为多少？[c ＝4.0×103J/（kg•℃），ρ ＝1.0×103kg/m3]
豆浆 豆浆
（4）当豆浆机处于保温状态时，豆浆每秒向外界散热100J，为保持豆浆的温度恒定，则电热丝R 的
1
阻值为多大？
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第 15 页 共 19 页【解析】（1）根据图甲可知，当开关S 闭合，开关S 断开，开关S 断开时，R 、R 串联； 当开关S
1 2 3 1 2 1
U2
闭合，开关S 断开，开关S 闭合时，电路为R 的基本电路，由P= 可知，当开关S 闭合，开关S 断开，
2 3 2 1 2
R
开关S 闭合时，豆浆机为加热状态；
3
（2）根据图乙可知，豆浆机完成磨煮时的加热时间和研磨时间分别为：t ＝3×2min＝6min，t
加热 研磨
＝2×（7min﹣2min）＝10min，
根据表格数据可知，研磨时豆浆机的功率：P ＝300W＝0.3kW
研磨
10
则研磨时消耗的电能：W ＝P t ＝0.3kW× h＝0.05kW•h
研磨 研磨 研磨 60
加热时消耗的电能：W ＝W﹣W ＝0.15kW•h﹣0.05kW•h＝0.1kW•h，
加热 研磨
W 0.1kW⋅h
= 加热= =
加热时的功率：P t 6 1kW＝1000W；
加热 加热 h
60
m
（3）由ρ= 可得，豆浆的质量：m＝ρ V＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
V 豆浆
豆浆吸收的热量：Q ＝c m△t＝4.0×103J/（kg•℃）×1kg×（90℃﹣30℃）＝2.4×105J，
吸 豆浆
Q 2.4×105J
豆浆机的效率：η= 吸×100%= ×100%＝44.4%；
W 0.15×3.6×106J
U2
（4）由于豆浆每秒向外界散热100J，则由W= t可知，豆浆机处于保温状态时，R 的阻值：R
1 1
R
U2 (220V) 2
= t= ×1s＝484Ω。
W 100J
1
答：（1）闭合；（2）此豆浆机的加热功率是1000W；（3）该豆浆机的加热效率为44.4%；（4）电热
丝R 的阻值为484Ω。
1
21．（7分）图甲所示是某型号双向双动式和面机。主要结构为：加热器、一个能带动搅拌器正转和
反转的电动机、一个带动料桶的电动机。使用时，先给水加热到适宜的温度，然后将面粉倒入，带动搅拌
器和料筒的两电动机即交替工作。下表是这个和面机的主要技术参数，图乙是和面机正常工作时搅拌电机
和料桶电机交替工作的P﹣t图象。
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第 16 页 共 19 页额定电压 220V
额定频率 50Hz
搅拌电机功率 900W
料桶电机功率
加热功率 1000W
（1）若在手柄A处用力将机头掀起，请在图甲中画出掀起机头时所用的最小动力。
（2）若和面需用60℃的热水，若取1.5kg20℃的水，则需要加热多长时间开始和面？[设无热损失，c
＝4.2×103J/（kg•℃）]
水
（3）为了测量和面机料桶电机的功率，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到和面机电机正常
工作12min，家里标有“3000r/kW•h”字样的电能表转盘转过了480转。计算料桶电机的功率多大？
【解析】（1）由图可知，阻力是机头的重力，图中其力臂一定，支点位于其转轴处，动力的作用点
在A点，由F•L＝F•L 可知，
1 1 2 2
在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小，
图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长，过A点沿垂直于OA的方向画出动力F，如下图所示：
（2）水吸收的热量：
Q ＝c m（t﹣t）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（60℃﹣20℃）＝2.52×105J，
吸 水 0
无热损失时，消耗的电能：W＝Q ＝2.52×105J，
吸
W W 2.52×105J
由P= 可得，需要的加热时间：t′= = =252s；
t P 1000W
加热
（3）“3000r/kW•h”表示电路中每消耗1kW•h电能，电能表转盘就转过3000r，
480r 8 8
则电能表转盘转过了 480 转消耗的电能：W′= = kW•h= ×3.6×106J＝
3000r/kW⋅h 50 50
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第 17 页 共 19 页5.76×105J，
由图乙可知，在12min内，搅拌电机工作了8min，料桶电机的工作时间是4min，
搅拌电机消耗的电能：W ＝P t ＝900W×8×60s＝4.32×105J，
搅 搅 搅
料桶电机消耗的电能：W ＝W﹣W ＝5.76×105J﹣4.32×105J＝1.44×105J，
料桶 搅
W 1.44×105J
料桶电机的功率：P = 料筒= =600W。
料桶 t 4×60s
料筒
答：（1）掀起机头时所用的最小动力如上图所示；（2）需要加热252s开始和面；（3）料桶电机的
功率为600W。
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第 18 页 共 19 页原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！
第 19 页 共 19 页
