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第十八章 《电功率》单元达标精品检测试卷
说明：本试卷满分100分，考试时间90分钟
一、选择题（12个小题，每小题2分，共24分）
1.小明同学家的电能表上标有“3000revs/（kW•h）”的字样，他将家中的其它用电带都与电源断开，仅
让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45revs，则下列说法错误的是（ ）
A．电水壶是利用电流的热效应来工作的
B．烧水过程中消耗的电能为5.4×105J
C．电水壶的额定功率为900W
D．当实际电压只有额定电压的90%时，电水壶的实际功率为729W
【答案】B
【解析】（1）当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。
（2）（3）3000r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，或者表示电能表每
转1r，电路中消耗1/3000kW•h的电能，求出转盘转45r电路中消耗的电能，然后根据P=W/t求出用电器的
功率；
（4）根据P= 求出电水壶的电阻；利用实际电压，根据P= 求出电水壶的实际功率。
A．电水壶工作时，将电能转化为内能给水加热，是利用电流的热效应工作的；
B．3000r/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，
转盘转了45r，则消耗的电能：W=45/3000kW•h=0.015kW•h=5.4×104J；
C．t=1min=60s，电水壶的额定功率：P=W/t= =900W；
D．由P= 可得，电水壶的电阻：R= = ，
当实际电压只有额定电压的90%时，U =90%U=90%×220V=198V，
实电水壶的实际功率：P = = =729W。
实
2．如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于变阻器的B端时，电压表的示数为6V，在
10s内定值电阻R 产生的热量为36J；当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数变化了2V．下列结果
1
正确的是（ ）
A．R 先后两次消耗的电功率之比为3：4 B．滑动变阻器R 的最大阻值为10Ω
1 2
C．电源电压为10V D．R 的阻值为20Ω
1
【答案】B
【解析】由电路分析可知，R 与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压；由滑片的移动和电
1
压表示数变化可知滑片滑到B点时电压表的示数，则由欧姆定律可表示出滑片在不同位置时滑动变阻器两
端的电压与电源电压电阻间的关系，联立可解得R 与R 最大值之间的关系及电源的电压； 由功率公式可
1 2
求得R 的阻值，则可求得R 的最大阻值；最后由功率公式分别求得R 先后两次消耗的电功率，即可求得比
1 2 1
值。
由电路图可知，R 与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压；
1
当滑片在B端时，由欧姆定律可知，电流中的电流：
I= ，
1
则滑动变阻器两端的电压（电压表的示数）：
U=I×R= =6V……①
2 1 2由题意知，当滑片滑到中点处时，滑动变阻器接入电阻变小，变阻器分得电压变小，即电压表示数应减小，
所以，滑片滑到中点时，滑动变阻器两端电压为U′=6V﹣2V=4V；
2
同理可得，滑动变阻器两端的电压（电压表的示数）：
U′= =4V……②
2
①：②可得： = ，
解得R=R﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
1 2
将③代入①： = =6V，
可得电源电压：U=12V，故C错误；
当滑片滑到B端时，R 两端电压为：U=U﹣U=12V﹣6V=6V；
1 1 2
由Q= t=36J可得：R= ×10s=10Ω，故D错误；
1
因R=R，所以变阻器R 的最大阻值为10Ω，故B正确；
2 1 2
滑片在中点时，R 两端的电压为U′=U﹣U′=12V﹣4V=8V，
1 1 2
则R 先后两次的电压之比为： = = ，
1
由P= 可得R 先后两次消耗的电功率之比： = = = = ，
1故A错误。
3.如图所示，电源电压保持12V不变，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，滑动变阻器最大电阻值R=48Ω，
闭合开关，若不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（ ）
A．要使电压表的示数增大1V，小灯泡L两端的电压就会减小1V
B．小灯泡L的最小实际电功率为0.6W
C．当滑片P移到变阻器的中点时，小灯泡L正常发光
D．当滑片P移到最右端时，通电10s滑动变阻器消耗的电能是19.2J
【答案】D
【解析】由电路图可知，闭合开关后，滑动变阻器R与灯泡L串联，电压表测灯泡L两端的电压。
（1）由电压表测灯泡L两端的电压可知，电压表的示数增大1V，小灯泡L两端的电压就会增大1V，故A
错误；
（2）由P=UI= 可得，灯泡的电阻：
R= = =12Ω，
L
当滑片P移到最右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，小灯泡的实际功率最小，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的最小电流：
I= = =0.2A，则小灯泡L的最小实际电功率：
P =I2R=（0.2A）2×12Ω=0.48W，故B错误；
L小 L
通电10s滑动变阻器消耗的电能：
W=I2Rt=（0.2A）2×48Ω×10s=19.2J，故D正确；
R
（3）当滑片P移到变阻器的中点时，电路中的电流：
I′= = = A，
此时灯泡的实际功率：
P′=（I′）2R=（ A）2×12Ω≈1.33W＜3W，
L L
所以，此时灯泡不能正常发光，故C错误。
4．如图所示电路中，电源电压为12V．在a、b间接入灯L“6V 2W”，闭合开关，调节滑动变阻器的滑
1
片P使灯L 正常发光．断开开关，取下灯L，保持滑片P的位置不变，在a、b间接入灯L“6V 3W”，闭
1 1 2
合开关．则（ ）
A．灯L 正常发光 B．滑动变阻器接入电路的电阻为12欧
2
C．通过L 的电流为0.4安 D．滑动变阻器和灯L 每秒做功5焦
2 2
【答案】C．
【解析】（1）根据两个灯泡电阻的不同分析灯的发光情况的变化；（2）根据灯L 正常发光，求出电路中的电流，根据欧姆定律和串联电路的电流、电压规律求出滑动变阻
1
器的电阻；
（3）求出灯泡L 的电阻，根据欧姆定律求出电流；
2
（4）根据W=UIt求出功的大小．
A．灯L 正常发光时，其两端的电压为6V，入灯L，两灯的电阻不变，则ab间的电压会发生变化，故灯L
1 2 2
不会正常发光；
B．灯L 正常发光时的电流为：I= = = A；滑动变阻器两端的电压为U=U﹣U=12V﹣6V=6V，则滑动变
1 R 1
阻器接入电路的电阻为R= =18Ω；
3
C．L 的电阻为R=F/S=12Ω；此时电路的总电阻为：R=R+R'=18Ω+12Ω=30Ω，此时电路中的电流为：
2 2 2
I=0.4A，故C正确；
4
D．滑动变阻器和灯L 每秒做功为整个电路所做的功，则W=UIt=12V×0.4A×1s=4.8J，故D错误．
2
5．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L、L 分别标有“6V 3W”和“6V 6W”的字样，滑动变阻器R
1 2
的阻值变化范围为0～12Ω，当S、S 和S 都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，两灯都正常发光．不
1 2 3
考虑温度对灯泡电阻的影响，则（ ）
A．电源电压为12 V
B．两灯都正常发光时电流表的示数为3A
C．整个电路的最小功率2.25W
D．整个电路的最大功率9 W【答案】D．
【解析】（1）当S、S、S 都闭合，滑动变阻器滑到a端时，灯泡L 和灯泡L 并联，
1 2 3 1 2
因并联电路中各支路两端的电压相等，且两灯都正常发光，
所以，电源的电压U=U=U=6V，故A错误；
1 2
（2）由P=UI可得，两灯泡都正常发光时通过的电流：
I= = =0.5A，I= = =1A，
1 2
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，两灯都正常发光时电流表的示数：
I=I+I=0.5A+1A=1.5A，故B错误；
1 2
（3）由I= 可得，两灯泡的电阻：
R= = =12Ω，R= = =6Ω，
1 2
当S、S 闭合且滑片位于b端时，R 与R的最大阻值串联，电路中的总电阻最大，电路的总功率最小，
1 3 1
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路的最小总功率：
P = = =1.5W，故C错误；
小
（4）当S、S、S 都闭合且滑片位于a端时，两灯泡并联，电路中的总电阻最小，电路的总功率最大，
1 2 3
因此时两灯泡均正常发光，
所以，整个电路的最大功率：P =P+P=3W+6W=9W，故D正确．
大 1 2
6．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从n点滑到m点的过程中，两电压
表示数随电流变化的图象如图乙所示，下列叙述正确的是（ ）
A．图乙中ab是表示电压表V 的示数随电流变化的图象
1
B．R 的阻值为40Ω
2
C．滑片从n点滑到m点的过程中，电源消耗的最大功率是10W
D．滑片在n点时，5s内电阻R消耗的电能是5J
【答案】C．
【解析】（1）变阻器的滑片P从n点滑到m点的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流
变大，根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，根据欧姆定律可知R 两端的电压变大；
2
据此可判断出图乙中bc，ab分别是哪一个电压表的示数随电流表示数变化的图线；
（2）由（1）可知，对于R：通过的电流随两端电压的减小而增大；对于R：通过的电流随两端电压的增
1 2
大而增大；据此判断，乙图中cb是R 的U﹣I图象，ab是R 的U﹣I图象．
1 2
由图象可知，当U=4V时，I=1A，由此根据欧姆定律可求R 的电阻；
2 2
（3）从“U﹣I”关系图象可以看出，滑片P在n点、m点的电压表示数与电流值，根据串联电路的电压特
点求出电源的电压，利用P=UI求出总功率最大值；
（4）滑片在n点时，电流最小，利用W=I2Rt即可求出消耗的电能．
A．变阻器的滑片P从n点滑到m点的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，根据串联
电路的分压原理可知，变阻器两端的电压变小，根据U=IR可知R 两端的电压变大；
2所以，图乙中cb是表示电压表V 的示数随电流表示数变化的图线，ab是表示电压表V 的示数随电流表示
1 2
数变化的图线，故A错误；
B．由A项分析可知，滑片P从n点滑到m点的过程中，电流变大，变阻器R 两端的电压变小，R 两端的电
1 2
压变大；
所以，通过R 的电流随两端电压的减小而增大，通过R 的电流随两端电压的增大而增大；
1 2
由此可知，乙图中cb是R 的U﹣I图象，ab是R 的U﹣I图象；
1 2
由乙图中ab可知，I=1A时，U=4V，根据I=U/R可得R 的电阻：
2 2
R=U/I=4V/1A=4Ω；故B错误；
2 2
C．从“U﹣I”关系图象可知，滑片P在n点时，电流I=0.5A，U=7V、U=2V；
a 1 2
滑片P在m点时，电流I=1A，U′=4V、U′=4V；
b 1 2
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得电源电压：U=IR+U+U，U=IR+U′+U′，
a 1 2 b 1 2
电源电压不变，则有：IR+U+U=IR+U′+U′，
a 1 2 b 1 2
即：0.5A×R+7V+2V=1A×R+4V+4V，
解得R=2Ω，
则电源电压：U=IR+U+U=0.5A×2Ω+7V+2V=10V；
a 1 2
电路中的最大电流I=1A，则电路消粍的总功率最大值：P =UI=10V×1A=10W，故C正确．
b 大 b
D．滑片在n点时，电流最小，5s内电阻R消耗的电能：W=I2Rt=（0.5A）2×2Ω×5s=2.5J，故D错误。
a
7．如图所示，闭合开关S、S，电路正常工作．现只将S 断开，则（ ）
1 2 2A．电流表示数减小，电压表示数不变
B．电流表示数增大，电压表示数不变
C．电流变示数减小，电压表示数减小
D．电流表示数增大，电压表示数增大
【答案】A
【解析】开关都闭合时，为并联电路，并联电路两端电压等于电源电压；
断开开关S，为电阻R 的基本电路，电阻R 两端的电压仍为电源电压，所以电压表示数不变；
2 1 1
因为干路电流等于各支路电流之和，并且并联电路中各支路互不影响，断开开关S，电流表由测干路电流
2
变为测量通过电阻R 的电流，但通过R 的电流不变，故电流表示数变小．
1 1
可见，电流表示数减小，电压表示数不变．
8．如图所示，电源电压不变，P置于中点，a为电流表或电压表．任意闭合开关，电路都是安全的，下列
说法正确的是（ ）
A．a是电流表
B．只闭合S，P向右滑动，a的示数的变化量与A 示数的变化量的比值变小
1 2
C．闭合S、S，断开S，A 的示数大于A 的示数
1 3 2 1 2
D．闭合S、S、S，P向左滑动，A 的示数减小
1 2 3 1
【答案】C．【解析】（1）由电路图可知，当S 与S 闭合时，电表a与电源串联，若a为电流表，会造成电源短路，
1 2
故a不是电流表；此时电路是安全的，说明a是电压表，故A错误；
（2）只闭合S，R 和滑动变阻器串联，电压表a测滑动变阻器两端的电压，两电流表测电路中的电流，
1 1
设P向右滑动前后电路中的电流分别为I、I，
1 2
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，由I= 可得，电压表a示数的变化量：
△U=U ﹣U ′=（U﹣IR）﹣（U﹣IR）=（I﹣I）R=△IR，
2 滑 滑 1 1 2 1 2 1 1 1
则 =R，即a的示数的变化量与A 示数的变化量的比值不变，故B错误；
1 2
（3）闭合S、S，断开S，R 与滑动变阻器并联后再与R 串联，电流表A 测干路电流，电流表A 测变阻
1 3 2 2 1 1 2
器支路的电流，
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 的示数大于支路电流表A 的示数，故C正确；
1 2
（4）闭合S、S、S 时，R 与滑动变阻器并联，R 和A 被短路，A 示数为0，滑片移动时电流表A 的示数
1 2 3 2 1 1 1 1
仍然为0，即示数不变，故D错误．
9.如图是A、B两电阻的U-I图像，由图像中信息可知（ ）A．A、B都是阻值不变的电阻
B．当B两端电压为2V时，R=5Ω
B
C．A、B串联在电路中，当电路电流为0.2A时，电源电压为2V
D．A、B并联在电路中，当电源电压为2V时，电路总功率为0.6W
【答案】D
【解析】由图可知，A对应的电流与电压成正比，则A的阻值不变；但B对应的电流与电压不成正比，则B
的阻值是变化的，故A错误；当B两端电压为2V时，由图可知：此时通过B的电流为0.2A，则
，故B错误；当A、B串联在电路中，且电路电流为0.2A时，根据串联电路的电流
处处相等可知：此时通过A、B的电流均为0.2A，由图可知：此时U=4V，U=2V，故此时电源电压
A B
U=U+U=4V+2V=6V，C错误；当A、B并联在电路中，且电源电压为2V时，两电阻两端的电压都为2V，由图
A B
像可知，此时I=0.1A，I=0.2A，则此时干路电流I=I+I=0.1A+0.2A=0.3A，故此时电路总功率
A B A B
P=UI=2V×0.3A=0.6W，D正确；故选D。
10.在如图所示的电路中，闭合开关S，电压表V的示数恒为6V，电流表的示数为0.5A，电压表V 的示数
2
为4V。当把滑动变阻器的滑片移至最右端时，电流表的示数为0.3A。
则下列物理量的结果错误的是 （ ）
A.R 的阻值为4Ω
1
B.滑动变阻器的最大电阻值为16Ω
C.电路消耗的最小总功率为1.8WD.当滑动变阻器的滑片移至最左端时，R 在5min内消耗的电能为2.7×104J
1
【答案】D
【解析】（1）闭合开关S，电压表V的示数恒为6V，表明电源电压U=6V，电流表的示数为0.5A，表明流
经R 的电流I=0.5A，这时电压表V 的示数为4V。
1 1 2
则R 的两端电压U=U-U=6V-4V=2V
1 1 2
根据欧姆定律：R=U/I=2V/0.5A=4Ω.选项A不符合题意；
1 1 1
（2）当把滑动变阻器的滑片移至最右端时，滑动变阻器的最大电阻值为R ，
2
流经其的电流为I =0.3A，等于电路总电流。这时电路中R 和R 串联，电源电压U=6V
2 1 2
对总电路而言利用欧姆定律得：U=I（R+R），代入数据有
2 1 2
6V=0.3A（4Ω+R）
2
解得R=16Ω. 选项B不符合题意；
2
（3）电路电源电压一定，根据P=U2/（R+R ）知道，总电阻R=（R+R）最大时，电功率最小，只有R
1 2 1 2
=16Ω时电路消耗的总功率最小，为
2
P=U2/（R+R ）=（6V）2/（4Ω+16Ω）=1.8W. 选项C不符合题意；
1 2
（4）当滑动变阻器的滑片移至最左端时，电路只有一个电阻R 在工作。R 在5min内消耗的电能为
1 1
W=Q=U2t/R=（6V）2×300s/4Ω=2.7×103J。选项D符合题意。
1
11．下列数据中最接近实际的是（ ）
A．台灯的额定功率约为500W
B．手机正常工作时的电流约为10A
C．九年级物理课本的质量约为4kg
D．人体的平均密度约为1.0×103kg/m3
【答案】D．【解析】不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最
后判断最符合实际的是哪一个．
A．电视机的额定功率在150W左右，台灯的额定功率比电视机小得多，在40W左右．此选项不符合实际；
B．手机采用的是直流电，工作电流在300mA=0.3A左右．此选项不符合实际；
C．两个苹果的质量在300g左右，九年级物理课本的质量与此差不多，在300g=0.3kg左右．此选项不符合
实际；
D．水的密度是1.0×103kg/m3，人体密度与水的密度差不多，在1.0×103kg/m3左右．此选项符合实际．
12．如图甲所示电路，电源两端电压不变。R 是滑动变阻器，R 是定值电阻。当开关S闭合后，逐步改变
1 2
滑动变阻器接入电路的电阻值，根据电压表与电流表的示数，绘制的图象如图乙所示。下列判断正确的是
（ ）
A．电源两端电压为10V
B．电路消耗电功率的最大值为7.2W
C．变阻器R 接入电路的最大阻值为10Ω
1
D．定值电阻R 的电阻值为40Ω
2
【答案】B
【解析】由电路图可知，当滑片位于最左端时电路为R 的简单电路，此时电路中的电流最大并由乙图读出
2
其大小，利用欧姆定律表示出电源的电压；当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值R 与电阻R 串联，
1 2
电压表测R 两端的电压，此时电路中的电流最小，由乙图读出两电表的示数，根据电阻的串联和欧姆定律
1
表示出电源的电压，利用欧姆定律求出R 的最大阻值，利用电源的电压不变建立等式即可求出定值电阻的
1
阻值和电源的电压，最后利用P=UI求出电路消耗的最大功率。
当滑片位于最左端时电路为R 的简单电路，此时电路中的电流最大，由乙图可知I =0.6A，由I= 可得，
2 max
电源的电压：U=I R=0.6A×R；
max 2 2当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值R 与电阻R 串联，电压表测R 两端的电压，此时电路中的电
1 2 1
流最小；
由乙图可知，U=10V，I =0.1A，
1 min
变阻器R 接入电路的最大阻值：
1
R= = =100Ω，故C错误；
1
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴电源的电压U=I R+U=0.1A×R+10V，
min 2 1 2
∵电源的电压不变，
∴0.6A×R=0.1A×R+10V，
2 2
解得：R=20Ω，故D不正确；
2
电源的电压U=0.6A×R=0.6A×20Ω=12V，故A不正确；
2
电路消耗的最大电功率：
P =I U=0.6A×12V=7.2W，故B正确。
max max
二、填空题（10个小题，每空1分，共22分）
13．如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器的规格“20Ω 2A”，L 的规格“10V 5W“，L 的规格
1 2
“15V 15W”，不考虑温度对灯丝电阻的影响。（1）只闭合开关S，当滑动变阻器接人电路的阻值为4Ω
时，灯泡L 正常发光，则电源电压为 V。（2）闭合开关S、S、S，滑动变阻器滑片置于中点，通电
1 1 2
1min整个电路产生的热量是 J。
【答案】（1）12；（2）1440。【解析】（1）根据灯泡L 正常发光，可得流经灯泡的电流I= = =0.5A，
1 1
灯泡L 正电阻R= = =20Ω，
1 1
由图可知，只闭合开关S，灯泡L 与滑动变阻器串联，串联电路中电流处处相等，
1
即电路中的电流I=I=0.5A，
1
由I= 可得，电源电压U=IR =0.5A×（4Ω+20Ω）=12V；
总
（2）由P= 可得，
L 的电阻R= = =15Ω，
2 2
闭合开关S、S、S，灯泡L、滑动变阻器并联，灯泡L 被短路，滑动变阻器滑片置于中点，
1 2 2 1
根据并联电路的电阻特点可得，
总电阻 = + ，
则 = + ，
解得R =6Ω，
并
通电1min整个电路产生的热量：
Q=W=UIt= t= ×60s=1440J。14．如图所示，电源电压不变，R=30Ω，R=10Ω．只闭合S，电流表Ⓐ示数为0.2A，电压表Ⓥ示数为
2 3 1
4.0V，则电源电压为 V．闭合S、S、S，电流表A、A 示数之比为 ，通电lmin电阻R 产生的热
1 2 3 1 2 1
量为 J。
【答案】6；5：2；108。
【解析】（1）只闭合S，电阻R、R 串联，电流表测量的是整个电路中的电流，电压表测量的是电阻R
1 1 3 1
两端的电压。由欧姆定律可得R 的阻值：
1
R= = =20Ω；
1
根据串联电路的特点和欧姆定律可得，电源电压：
U=I（R+R）=0.2A×（20Ω+10Ω）=6V；
1 3
（2）闭合S、S、S，电阻R、R 并联，电流表A 测量的是干路中的总电流，A 测量R 的电流，电压表测
1 2 3 1 2 1 2 2
量的是电源电压；
则通过R 的电流：I= = =0.3A，
1 1
A 的示数（通过R 的电流）：I= = =0.2A，
2 2 2
所以干路中电流表A 的示数：I=I+I=0.3A+0.2A=0.5A，
1 2
电流表A、A 示数之比为 = = ；
1 2
通电lminR 产生的热量：Q=I2Rt=（0.3A）2×20Ω×60s=108J。
1 1 1 115．某校为师生饮水方便，安装了电热水器。为测定热水器消耗的电能，关闭其他用电器，只用电热水器
给水加热，一段时间后，电能表的示数，由图甲示数变为图乙示数，则该电热水器在这段时间内消耗的电
能为 kWh，等于 J．若消耗电能的87%被水吸收，则可把 kg初温为13℃的水加
热至100℃【水的比热容c=4.2×103J/（kg℃）】。
【答案】2.1；7.56×106；18。
【解析】（1）关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，电热水器在这段时间内消耗的电能：
W=7626.9kWh﹣7624.8kWh=2.1kWh=7.56×106J；
（2）消耗电能的87%被水吸收，即：Q =87%W，
吸
由Q =cm△t有：
吸
cm△t=87%W，
所以水的质量：
m= = =18kg。
16．如图为电能表的实物图，小文只让家里的空调单独工作，测出36s内电能表转盘转过25r，则空调这
段时间内消耗的电能是 J，空调的实际功率为 W。
【答案】3.6×104；1000。
【解析】2500r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转
2500r，空调工作时，电能表转盘转动25r消耗的电能：
W= kW•h=0.01kW•h=0.01×3.6×106J=3.6×104J；
空调工作的时间t=36s，
空调的实际功率：
P= = =1000W。
17．某电热水壶部分参数，额定电压220V，额定功率模糊不清，容积1L，加热效率90%，在额定电压下，
将满壶水从10°C加热至沸腾（在1标准大气压下），用时5min，则水吸收的热量是 J，电热水壶的
额定功率是 W．[C =4.2×103J/（kg•℃）]．
水
【答案】3.78×105；1.4×103．
【解析】（1）已知V=1L=1×10﹣3m3，
由ρ= 可得，
装满水时水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg；
水吸收的热量：
Q =cm（t﹣t）
吸 0
=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×
=3.78×105J；
（2）由η= 可得，
W= = =4.2×105J，
电热水壶的额定功率P= = =1.4×103W．18. 实验小组的同学设计了如图(a)所示的电路，已知电源电压不变，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P
的位置，根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图(b)所示的两条U-I图线。其中利用电压表 和电
流表 的数据描绘出甲图线，利用电压表 和电流表 的数据描绘出乙图线。则定值电阻R 的阻值；
2
__________；R 消耗的最大功率。__________。
2
【答案】2Ω， 0.5W
【解析】（1）由电路图可知，电阻R、R、R 串联，电压表V 测电阻R和R 两端的电压，电压表V 测电阻
1 2 1 2 2
R 两端的电压，电流表测串联电路的电流。
2
U
由图b可知，乙图线表示电阻R 的I-U图像，根据欧姆定律I= 可得，
2 R
U 1.0V
R = 2= =2Ω
2 I 0.5A
2
由串联电路中电压关系，得：
电源电压U=U+IR
1 1
将图中两组已知数据代入公式，得：
U=1.3V+0.2A×R……..①
1
U=1.0V+0.5A×R…….②
1
联立①②得：U=1.5V，R=1Ω
1
（2）当滑动变阻器R连入电路阻值为0时，电压表V 的示数等于电压表V 的示数，此时R 两端电压最大，
1 2 2由图b可知U=1V，所以
2
U2 （1.0V）2
R 消耗的最大功率：P= 2= =0.5W
2
R 2Ω
2
19．质量为1.5 g的水温度升高80℃，需吸收的热量是 J；若用功率为1400W的电热水壶来提供这些
热量，需要的时间为 s．[c =4.2×103 J/（kg•℃）]．
水
【答案】5.04×105；360．
【解析】（1）水吸收的热量：
Q =cm（t﹣t）
吸 0
=4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×80℃
=5.04×105J，
（2）若不计热损失，则W=Q =5.04×105J，
吸
由P= 可得：
t= = =360s．
20.如图所示的电路中，电源电压不变，将滑片P向左移动的过程中，示数始终不变的电表是 ．当滑
片P移至左端时，断开电键S，电压表V示数与电流表A示数的比值将 （选填“变大”、“不变”或
“变小”）．
【答案】电流表；变大【解析】电源的电压不变，∴电压表的示数不变；将滑片P向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电
阻变大；∵I= 可知，该支路的电流变小，即电流表A的示数变小；∵并联电路各支路独立工作、互不影
1
响，∴R支路的电流不变；∵并联电路干路电流等于各支路电流之和，∴干路电流变小，即电流表A的示
1
数变小；当滑片P移至左端时，断开电键S，电压表仍侧电源的电压，即电压表的示数不变；而此时R支
1
路断路，电流表A只测通过滑动变阻器的电流，所以电流表A的示数变小；故电压表V示数与电流表A示
数的比值将变大。
21.压力传感器的原理图如图所示，其中M、N均为绝缘材料，MN间有可收缩的导线，弹
簧上端和滑动变阻器R 的滑片P固定在一起，电源电压10V，R=8Ω，R 的阻值变化范围
2 1 2
为0﹣10Ω，闭合开关S，压力F与R 的变化量成正比，F=1N时，R 为2Ω，此时电流表
2 2
示数是 A；当电流表的示数为I时，F= N（写出关于I的数学表达式）
【答案】1； ﹣4．
【解析】由电路图可知，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．
1 2 2
（1）当F=1N时，R 为2Ω，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中电流表的示数；
2
（2）压力F与R 的变化量成正比，设出表达式，把F=1N时R=2Ω代入得出表达式，当电流表的示数为I
2 2
时，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出变阻器的阻值，然后代入表达式得出答案．
由电路图可知，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．
1 2 2
（1）当F=1N时，R 为2Ω，
2
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：I= = =1A；
1
（2）由题意可知，压力F与R 的变化量成正比，设为F=kR，
2 2
当F=1N时，R 为2Ω，则1N=k×2Ω，
2
解得：k=0.5N/Ω，
所以，F=0.5N/Ω×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
2
当电流表的示数为I时，电路中的总电阻：
R= = ，
滑动变阻器接入电路中的电阻：
R′=R﹣R= ﹣8Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
2 1
所以，F=0.5N/Ω×R′=0.5N/Ω×（ ﹣8Ω），
2
即数学表达式为：F=0.5×（ ﹣8）N= ﹣4 N．
22.如图所示的LED球泡灯，其发光效能相当于“220V，40W”的白炽灯。此LED灯正常工作时的电流为
______A；正常工作100h，使用此LED球泡灯比白炽灯节约电能______ kW·h。
【答案】0.023；3.5
【解析】由图可知，LED球泡灯的功率为5W，额定电压为220V，由P＝UI可知LED球泡灯正常时电流：I＝
＝≈0.023A；白炽灯功率比LED灯功率高△P=P-P=40W-5W=35W，正常工作10h，可节约的电能：
2 1
W=△P×t=0.035kW×100h=3.5kW•h．三、分析简答题（2个小题，每题5分，共10分）
23.家庭电路中有时会发生短路现象。例如，改装电路时不小心，使火线和零线直接连通造成短路；电线
绝缘皮被刮破或烤焦，电线盒用电器使用年限长，绝缘皮破损或老化，也会使火线和零线直接连通或电器
进水造成短路。
根据前面学过的知识可知，由于导线的电阻很小，短路时电路中的电流非常大，会产生大量的热，使
导线的温度急剧升高，很容易造成火灾。
这是某物理课本中关于“安全用电”的一部分内容。阅读后,请你根据所学的物理知识解释:短路时
“电路中的电流非常大”和“很容易造成火灾”的原因。
【答案】见解析。
【解析】根据I=U/R，因为短路时，火线与零线直接接通，电路中只有导线，导线的电阻很小，电源电压
不变，所以电路中的电流非常大。再根据Q=I2Rt可知，在电阻R和通电时间t一定时，导线上的电流越大，
产生的电热越多，使导线的温度急剧升高，很容易造成火灾。
24.小明冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热的发红，而与电热丝相连的导线却不怎么热．
（1）请你根据小明发现的现象提出一个需要探究的物理问题；
（2）如图是小明进行实验探究的部分电路，A、B烧瓶中装有质量相等、初温相同的煤油，金属丝电阻分
别为R、R，R＜R．通电一段时间后，发现B烧瓶中温度计的示数大些．请用所学的知识解释此现象．
A B A B温度
计
A B
【答案】见解析。
【解析】（1）电流通过导体产生的热量与哪些因素有关？（2）如图，镍铬合金丝和铜丝串联，通过的电流和通电时间都相同，由焦耳定律Q=IR2t可知：此时电流
产生的热量跟电阻成正比．因为镍铬合金丝的电阻大于铜丝的电阻，所以电流通过镍铬合金丝产生的热量
多，瓶中煤油吸收的热量也多．又由于A、B烧瓶中所装煤油的质量相等、初温也相同，因此B瓶中的煤油
温度上升的快．
四、综合应用计算题（2个小题，25题6分、26题6分、27题6分，共18分）
25．如图所示，电源电压恒定，R 的阻值为20Ω，R 的阻值为10Ω．当S闭合，S、S 断开时，电流表的
1 2 1 2
示数为0.5A．求
（1）电源电压；
（2）通电10s内电路消耗的总电能；
（3）当S、S、S 都闭合时，电流表的示数变化了0.4A．则R 的阻值是多大？
1 2 3
【答案】（1）电源电压为15V。
（2）通电10s内电路消耗的电能为75J。
（3）R 的阻值为100Ω。
3
【解析】（1）当S闭合，S、S 断开时，R 和R 串联接入电路中；
1 2 1 2
根据电阻的串联和I= 可知，电源电压为：U=I（R+R）=0.5A×（20Ω+10Ω）=15V；
1 2
（2）通电10s内电路消耗的电能为：W=UIt=15V×0.5A×10s=75J；
（3）当S、S、S 都闭合时，R 被短路，此时R 和R 并联接入电路中，电流表测干路中的电流，此时的总
1 2 2 1 3
电阻要小于R，
1
当S闭合，S、S 断开时，R 和R 串联接入电路中，此时的总电阻要大于R，
1 2 1 2 1所以，R 和R 并联的总电阻小于 R 和R 串联的总电阻，
1 3 1 2
由欧姆定律可知，当S、S、S 都闭合时，干路中的电流变大，
1 2
故并联后干路中的电流为：I'=0.4A+0.5A=0.9A；
通过R 的电流为：I= = =0.75A；
1 1
由并联电路的电流特点可得，通过R 的电流为：I=I′﹣I=0.9A﹣0.75A=0.15A；
3 3 1
则R 的阻值为：R= = =100Ω。
3 3
26．图甲是某家用电熨斗。电路原理如图乙，R、R 为发热体，R 的阻值为110Ω，通过S、S 实现温度控
1 2 1 1 2
制。电源电压为电熨斗的额定电压220V，电熨斗消耗的最大功率为660W。
（1）只闭合S，求通过R 的电流；
1 1
（2）只闭合S，求R 在60s内产生的热量；
2 2
（3）为适应更多衣料，小明对电路做了改造（如图丙）。当电熨斗控制开关S、S 处于原低温工作状态不
1 2
变时，移动滑片P，相应发热体的功率可在原功率的25%~100%之间变化。求滑动变阻器最大阻值至少为多
少？
【答案】（1）通过R 的电流2A；
1
（2）R 产生的热量13200J。
2
（3）变阻器的最大电阻约为220Ω。【解析】（1）电阻R 和R 并联。只闭合S 时，通过R 的电流 ；
1 2 1 1
R 消耗的电功率P=UI=220V×2A=440W；
1 1 1
（2）只闭合S 时，只有R 接入电路，R 消耗的电功率是低温发热功率。R 消耗的电功率P=P—P=660W—
2 2 2 2 2 1
440W=220W，R 在60s产生的热量Q=W=Pt=220W×60s=13200J 。R 的实际电阻 。
2 2 2 2 2
（3）当低温档R 相应发热功率为25%时，即R 的最小功率为P =25%×220W=55W时，
2 2 最小
R 两端的实际电压为 。[来源:Zxxk.Com]
2
通过R 的实际电流 ；此时R 与变阻器串联，
2 2
变阻器两端的实际电压U =U—U =220V—110V=110V，通过变阻器的实际电流I=0.5A；变阻器的最大电阻
变 2实
。
27．如图，甲是电子秤的原理图（图中压力表是用电流表改装的）。已知电源电压为24V，电阻R=60Ω，
0
压力传感器R 的阻值随所受压力F变化的图象如图乙，压力传感器表面能承受的最大压力为400N，压杆与
x
压力传感器的接触面积是2×10﹣4m2（托盘和压杆的质量可以忽略不计）。求：
（1）该压力传感器能承受的最大压强；
（2）当通过压力表电流为0.2A时，压力传感器承受的压力是多少？
（3）当压力为200N时，R 消耗的电功率为多少？
0
【答案】（1）该压力传感器能承受的最大压强为2×106Pa；
（2）当通过压力表电流为0.2A时，压力传感器承受的压力是400N；（3）当压力为200N时，通过R 的电流为0.1A；R 消耗的电功率为0.6W。
0 0
【解析】（1）压力传感器能承受的最大压强：
p= = =2×106Pa；
（2）当通过压力表电流为0.2A时，由I= 得：
R = = =120Ω，
总1
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得：
R=R ﹣R=120Ω﹣60Ω=60Ω；
x 总1 0
根据图象可知当R=60Ω时，F=400N；
x 0
（3）由图甲知，R 与R 串联，由图乙知，当压力为200N时，由乙图可知压力传感器R 的阻值是180Ω；
0 x x
则通过R 的电流：
0
I=I= = =0.1A；
0
R 消耗的电功率：P=I2R=（0.1A）2×60Ω=0.6W。
0 0 0 0
五、实验探究题（3个小题，28题6分、29题7分、30题7分、31题6分，共26分）
28.小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率，设计并接了如图甲所示的实物电路。（1）为了保护电路，闭合开关S 前，应将滑片P移到动变阻器的 （“A”或“B”）端。
1
（2）闭合开关S，将单刀双掷开关S 扳向“1”，调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为
1 2
I，如图乙所示，I= A；
1 1
（3）将开关S 扳向“2”，保待滑动变阻器的阻值不变，调节滑动变阻箱的阻值R，使电流表的示数仍为
2
I，此时R=5Ω；则步骤（2）中小灯泡的电阻R= Ω，测量小灯泡电阻的方法是 （选填“控制变
1 1
量法”或“等效替代法”）；
（4）步骤（2）小灯泡的实际功率P= W；
1
（5）若小灯泡的额定电流为I=2I，以下关于灯泡额定功率P 与实际功率P 的数值关系，你认为最有可
0 1 0 1
能的是 。
A．P=2P B．P=3P C．P=4P D．P=5P
0 1 0 1 0 1 0 1
【答案】（1）B；（2）0.2；（3）5；等效替代法；（4）0.2；（5）D。
【解析】（1）为了保护电路，闭合开关S 前，应将滑片P移到动变阻器的阻值最大处的B端。
1
（2）闭合开关S，将单刀双掷开关S 扳向“1”，调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为
1 2
I，如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，I=0.2A；
1 1
（3）将开关S 扳向“2”，保待滑动变阻器的阻值不变，调节滑动变阻箱的阻值R，使电流表的示数仍为
2
I，此时R=5Ω；则步骤（2）中小灯泡的电阻R=5Ω，测量小灯泡电阻的方法是等效替代法；
1 1
（4）步骤（2）小灯泡的实际功率P=I2R=（0.2A）2×5Ω=0.2W；
1 1 L
（5）若小灯泡的额定电流为I=2I，假设灯泡的阻值不变，
0 1
则P =I2R=（2I）2R=4I2R=4P。
额 0 1 1 1
由于灯泡的阻值不是定值，且灯泡的阻值会随温度的升高而变大，
所以，当灯泡在正常工作时，灯泡的阻值变大，
则额定功率P＞P =4P，所以最有可能的额定功率值为P=5P。
0 额 1 0 1
故选D。29. 在“测定额定电压为2.5V的小灯泡的功率”的实验中：
甲 乙
（1）请你用笔画线代替导线，把图甲电路补充完整．
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于______（选填“A”或“B”）．闭合开关后，发现灯都不亮，
且无论怎样移动滑片P，电流表示数始终为0，电压表示数约为3V，则电路中出现故障的原因是______．
（3）排除故障后，移动滑片，记下几组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U图象，根
据图象信息可以计算出小灯泡的额定功率是______W。小灯泡的发光亮度是由灯泡的______决定的．
（4）结合图乙的信息思考：______（选填“能”或“不能”）利用图甲电路，采用控制变量的方法来
“探究电流与电压的关系”，因为： ．
【答案】（1）
（2）B；灯泡断路 （3）0.625；实际功率（4）不能；灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，灯泡
电阻不是定值
【解析】（1）将电压表与灯泡并联，灯泡的额定电压为2.5V，电压表可选择0～3V的量程；滑动变阻器已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱，如图所示：（2）小灯泡始终不亮，电
流表无示数，说明电路发生了断路，电压表有示数，说明与电压表并联的灯泡发生了断路．（3）由图乙
所示图象可知，灯泡额定电压对应的电流为0.25A，小灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
（4）探究电流与电压的关系应控制电阻阻值不变，灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，灯泡电阻
不是定值，因此不能采用图甲电路探究电流与电压的关系．
30.小明同学在测定“小灯泡额定电功率”的实验中，使用的电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V，滑
动变阻器的规格为“10Ω 1Α”。
甲 乙
（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表
的示数变大）。
（2）小明连好电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电压表示数较大，电流表几乎无示数。他取下灯泡，电
压表和电流表的示数均不变，其故障原因可能是： _。
（3）故障排除后，开始实验，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数
如图乙所示，小灯泡的额定功率是 W。
（4）小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显
偏暗，他仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑，灯丝变细，消耗的实际功率变 的缘故
（选填“大”或“小”）。
（5）小明通过实验数据，比较出“实际电压是额定电压一半时的电功率P”和“实际电流是额定电流一
1
半时的电功率P”的大小，则P P（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
2 1 2（6）小明将灯泡换成阻值为5Ω的定值电阻继续探究“电流与电阻关系”，他调节滑动变阻器的滑片使电
压表示数为2V，读出电流表的示数。他接着进行正确的操作，将10Ω的电阻接入电路，为读取正确的电
流值，他应将滑动变阻器的滑片向 移（选填“左”或“右”），当电压表示数为2V时，停止
调节，读出电流表示数。按照小明的实验设计，为了能完成实验，所选定值电阻的最大值为
_Ω。
【答案】（1）如图所示。
（2）小灯泡开路（3）0.55；（4）小；（5）大于；（6）左；20
【解析】（1）由于滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表的示数变大，则滑动变阻器接入电路的电阻变
小，故应接下方的右接线柱。由于小灯泡额定电压为2.5V，故电压表的量程应选“0~3V”，则应将电压表
的“3”接线柱与小灯泡的右接线柱连接。
（2）灯泡不亮，则可能电路开路，也可能灯泡被短路；电流表几乎无示数，则可能电路开路，也可能电
流表被短路；电压表示数较大，则可能电压表与电源两极连接完好，测电源电压；又因为取下灯泡，电压
表与电流表示数均不变；所以电路故障是灯泡开路。
（3）由图乙可知，电流表所选量程是0～0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.22A；小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.22A=0.55W。
（4）一个规格型号完全相同的旧灯泡由于使用时间很久，钨丝发生升华现象而变细，灯丝电阻变大；在
电压一定时，由P=U2/R可知，消耗的功率变小，故实际功率变小。（5）由P=U2/R可知，灯泡实际电压是额定电压一半时，灯泡电阻减小，它的实际功率P＞ P ；由
1 额
P=I2R可知，灯泡实际电流等于额定电流一半时，灯泡电阻减小，实际功率P＜ P ；因此，P＞P。
2 额 1 2
（6）定值电阻R的阻值由5Ω更换为10Ω时，根据串联“分压”的特点，定值电阻两端电压变大；为了
保持定值电阻两端的电压不变，则需增大滑动变阻器两端电压，即增大滑动变阻器接入电路的阻值，故将
滑片向左移动，直到电压表的示数为2V。由于定值电阻两端电压为2V，则滑动变阻器两端电压 =3V﹣
2V=1V；如果接入电路的定值电阻阻值太大时，滑动变阻器所分得的电压小于1V，将无法继续进行实验；
因此，当滑动变阻器阻值全部接入电路时，电路电流I= /R =1V/10Ω=0.1A，此时接入电路的定值电阻
大
阻值也最大，为R=U/I=2V/0.1A=20Ω
R
31.在“测小灯泡电功率实验”中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V。
甲 乙 丙
（1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片
向右移动时小灯变亮）。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至最_________（填“左”或“右”）端。
（3）闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表没有示数，电压表有示数，则电路故障原因
是_____________。
（4）故障排除后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为1.5V时，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡的功率为_______W。若使小灯泡正常发光，应将滑片向_____（填“左”或“右”）
端移动。
完成上述实验后，小聪向老师要了一个已知阻值为R的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实
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验器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了灯泡的功率．请完成下列实验步骤：
①闭合开关S，将S 拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为U ；
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②再将开关S 拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；
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③灯泡实际功率表达式为_________（用测得量表示）。
【答案】（1）见下图（2）左（3）小灯泡断路（4）0.48 右。 U （U－U ）/R
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【解析】（1）电压表要并联接在灯泡两端，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V，使用“—、 3”
两个接线柱，也就是使用“0——3”量程读数准确度高。所以标3的接线柱与灯座右侧接线柱连接。滑
动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮，说明滑动变阻器接入电路的电阻变小，这时可以知道滑动变阻器
的下面接线柱与灯泡左侧接线柱连接。
（2）闭合开关前，滑动变阻器接入电路的电阻要保持最大，滑片应调至最左端。
（3）闭合开关后，发现灯泡不亮，说明电路有断路存在或者灯泡被短路。电流表无示数，说明电路处于
断路，电压表有示数，说明灯泡断路。
（4）P=UI=1.5V×0.32A=0.48W 若使小灯泡正常发光，电路电流要增大，就得让滑动变阻器的电阻减小，
这样将滑片向右移动。①闭合开关S，将S 拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为U ；只要求出这时流经灯泡电流即可；
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②再将开关S 拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；这个示数等于灯泡两端电压U 加
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上R的两端电压U =U-U,灯泡电流等于流经R的电流。
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I=（U-U）/R；灯泡实际功率的表达式可求。
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