2024-2025学年人教版物理九年级全册章节高频易错培优讲练
第18章 电功率
知识目标
理解电功率的概念：
掌握电功率是描述电流做功快慢的物理量，理解其定义、公式（P=W/t, P=UI, P=U /R, P=I R）和单位（瓦特，W）。
了解电功率的常用单位千瓦时（kW·h）与焦耳（J）之间的关系（1kW·h=3.6×10^6J）。
了解电能和电功：
掌握电功的定义，即电流所做的功，了解电功的符号（W）和单位（焦耳，J）。
理解电能和电功的关系，知道电流做功的过程实际上是电能转化为其他形式能的过程。
掌握电能表的使用：
了解电能表（电度表）是测量电功的仪表，理解其表盘上的数字和参数的意义（如“220 V”、“10(20 A)”、“50 Hz”、“600 revs/kW·h”等）。
学会使用电能表计算电能消耗的方法。
理解电功率的实际应用：
了解额定功率和实际功率的概念，知道它们之间的关系和区别。
掌握测小灯泡实际功率的原理和方法。
能力目标
观察与分析能力：
通过观察家庭中的电器设备，理解电能和电功率在实际生活中的应用。
培养学生的观察、分析和解释实际问题的能力。
实验操作能力：
通过实验测量小灯泡的实际功率，培养学生的实验操作能力和数据处理能力。
思维能力：
培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力，如计算家用电器的耗电量等。
重点：
电功率的概念和计算：理解电功率的定义、公式和单位，掌握其计算方法。
电能和电功的理解：理解电能和电功的关系，知道电流做功的过程实际上是电能转化为其他形式能的过程。
电能表的使用：了解电能表的工作原理和使用方法，学会使用电能表计算电能消耗。
难点：
电功率公式的理解和应用：掌握电功率的多个计算公式，理解它们之间的关系和适用条件。
电能单位之间的换算：理解千瓦时（kW·h）与焦耳（J）之间的换算关系，并能进行单位换算。
实际功率的测量和计算：通过实验测量小灯泡的实际功率，理解额定功率和实际功率的关系，并能进行计算。
知识点01：电能 电功
一、电功
1．定义：_____通过某段电路所做的功叫电功。
2．实质：电流做功的过程，实际就是_____转化为其他形式的能（消耗_____）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少_____。
二、电能
1．用电器工作的过程，实际上就是电流经过用电器时把_____转化为其他形式能的过程。
2．电能用_____来测量，电能的国际单位是_____，生活中常用单位是_____，1 kW·h=_____ J。
3．电能表用前后两次的_____来表示某段时间内用电的度数。测量较小电功时，用表盘转数读数。
4．电能计算公式：W=_____（适用于所有电路）。
电流 电能 电能 电能
电能 电能表 J kW·h 3.6×106 读数之差 UIt
知识点02：电功率
电功率
1．定义：电流在__________内所做的功。
2．物理意义：表示电流__________的物理量（灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小）
3．电功率计算公式：
（1）P=UI（适用于所有电路）
（2）P=W/t（常用于计算一段时间的问题)
对于纯电阻电路可推导出：
（1）串联电路中常用公式：P=I2R
（2）并联电路中常用公式：P=U2/R
（3）计算总功率常用公式：P总=P1+P2（无论用电器串联或并联）总功率常用公式：P总=U总2/R
4．在电路中的特点：
（1）串联与电阻成正比W1/W2=R1/R2
（2）并联与电阻成反比W1/W2=R2/R1
5．单位：国际单位为瓦特（W），常用单位为千瓦（kW）
6．额定功率和实际功率：
（1）①额定电压：用电器__________工作时的电压。②额定功率：用电器在__________电压下的功率。
（2）①实际电压：用电器__________工作时的电压。②实际功率：用电器在__________电压下的功率。
单位时间 做功快慢 正常 额定 实际 实际
知识点03：测量小灯泡的电功率
伏安法测小灯泡的电功率
【实验原理】P=UI
【实验器材】小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。
【实验电路】
【实验步骤】
（1）按电路图连接好电路；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压2.5V，观察小灯泡的亮度，并记录电流表和电压表的示数。
（3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的1.2倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数（注意：小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多）。
（4）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的0.8倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数。
（5）计算出三种情况下小灯泡的电功率
【实验表格】
实验要求 发光情况 电流（A） 电压（V） 电功率（W）
1 小灯泡在额定电压下工作
2 小灯泡两端电压是额定电压的1.2倍
3 小灯泡两端电压低于额定电压
【分析论证】由公式P=IU计算小灯泡的功率。（将计算结果填入表中，通过分析和比较得出）分析比较额定电功率和实际电功率大小问题，比较灯泡的亮暗程度与电功率间的关系。
（1）当U实=U额时， P实=P额，正常发光
（2）当U实
【实验结论】
（1）不同电压下，小灯泡的功率不同。实际电压越大，小灯泡功率越大。
（2）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
知识点04：焦耳定律
焦耳定律
1．含义：电能转化成的_____（电流的热效应）
2．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成_____，跟导体的电阻成_____，跟通电时间成正比。
3．计算公式：Q=_____(适用于所有电路)
对于纯电阻电路可推导出：
①串联电路中常用公式：Q=I2Rt，并联电路中常用公式：Q=U2t/R
②计算总热量常用公式Q总=_____（无论用电器串联或并联）
4．当用电器为__________时，电能全部转化成内能，W=Q，特例：电动机为__________，W>Q。
内能 正比 正比 I2Rt Q1+Q2 纯电阻 非纯电阻
易错知识点01：电功率的概念和单位
易错点：混淆电功率与电能的概念，认为电功率就是电能。
解析：电功率是描述电流做功快慢的物理量，表示单位时间内电流所做的功，单位是瓦特（W）。而电能是电流做功的多少，单位是焦耳（J）或千瓦时（kWh）。两者是不同的物理量，不能混淆。
易错知识点02：电功率的计算公式
易错点：
误用电功率的公式P=UI，未注意电压U和电流I的对应关系。
混淆电功率与电阻的关系，错误地应用P=I2R或P=RU2 于非纯电阻电路。
解析：
电功率的公式P=UI适用于所有电路，但使用时必须注意电压U和电流I必须是同一电路中的对应值。
公式P=I2R和P=RU2 仅适用于纯电阻电路，即电能全部转化为内能的电路。在非纯电阻电路中，如电动机等，这两个公式不再适用。
易错知识点03：额定功率与实际功率
易错点：未理解额定功率与实际功率的区别，错误地认为两者相等。
解析：额定功率是电器在额定电压下正常工作时的功率，是电器的一个重要参数。实际功率是电器在实际电压下工作时的功率，它可能等于、大于或小于额定功率。当电器两端的电压大于额定电压时，实际功率大于额定功率，电器可能损坏；当电压小于额定电压时，实际功率小于额定功率，电器不能正常工作。
易错知识点04：电能表的读数和使用
易错点：
未掌握电能表的读数方法，错误地读取电能表的示数。
未理解电能表的作用，错误地认为电能表是测量电功率的仪器。
解析：
电能表是用来测量电路消耗电能多少的仪表，读数时要注意最后一位是小数点后的数字，单位是千瓦时（kWh）。
电能表不是测量电功率的仪器，电功率需要用专门的电功率表或根据公式P=tW 计算得出。
易错知识点05：电功率与能量转换
易错点：未理解电功率与能量转换的关系，错误地认为电功率越大，能量转换效率越高。
解析：电功率是描述电流做功快慢的物理量，与能量转换效率没有直接关系。能量转换效率是指电器在工作过程中，有用能量与总能量之比。即使电功率很大，但如果能量转换过程中损失的能量也很多，那么能量转换效率仍然可能很低。因此，不能简单地将电功率与能量转换效率等同起来。
一．选择题（共10小题）
1．（2023 西城区校级三模）额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（ ）
A．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少
B．正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大
C．正常工作时，通过电饭锅的电流最大
D．在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多
解：由图像知额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程时，在相同时间内，电热水壶消耗的电能最多，电烤箱其次，电饭锅消耗的电能最少，根据P＝知电热水壶的功率最大、电烤箱其次，电饭锅功率最小；
A、由W＝Pt可知，用电器消耗的电能与电功率和通电时间有关，因不知道通电时间，则无法比较产生热量的多少，故A错误；
B、由上面的分析知，正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大，故B正确；
C、电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程时，电热水壶的功率最大、电烤箱其次，电饭锅功率最小，根据I＝可知通过电饭锅的电流最小，故C错误；
D、在一个月内，因不知道通电时间，则无法比较消耗的电能的多少，故D错误。
故选：B。
2．（2023春 亭湖区校级期中）小明家一只家用电水壶连续正常工作约6min，可使他家的电能表转动320r，则他家安装电能表铭牌上电能表常数最接近于（ ）
A．600r/（kW h） B．160r/（kW h）
C．3200r/（kW h） D．320r/（kW h）
解：家用电水壶的功率约为1kW，正常工作6min消耗的电能W＝Pt＝1kW×h＝0.1kW h，
可使他家的电能表转动320r，则他家安装电能表铭牌上电能表常数为：＝3200r/（kW h）。
故选：C。
3．（2023 叶集区校级模拟）以下四个观点、你认为正确的是（ ）
①做功快的机械，功率大，但机械效率不一定高
②电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越快
③使用滑轮组提升物体时既可以省力又可以省功
④电阻大小跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关，跟电流和电压无关
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
解：①功率是表示做功快慢的物理量，所以做功快的机械，功率大；机械效率是指有用功与总功的比值，与功率大小无关，观点①正确；
②电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，但不是越快，观点②错误；
③使用任何机械都不能省功，使用滑轮组提升物体时可以省力但不可以省功，观点③错误；
④电阻大小跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关，跟电流和电压无关，观点④正确；
故ACD错误、B正确。
故选：B。
4．（2022秋 未央区期末）如图所示，下列日常生活中的用电器，正常工作时的功率最接近1kW的是（ ）
A．LED台灯 B．笔记本电脑
C．电饭煲 D．电视机
解：A．LED台灯正常工作时的功率在10W左右，故A不符合题意；
B．笔记本电脑正常工作时的功率在60W左右，故B不符合题意；
C．电饭煲正常工作时的功率约为1000W，故C符合题意；
D．电视机正常工作时功率约为100W，故D不符合题意。
故选：C。
5．（2023 淮安二模）如图甲所示，电源电压U恒为6V，R0为定值电阻。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，图乙是电压表的示数U随电流表示数I的变化关系，图丙是滑动变阻器的功率P随其两端电压U的变化关系，图丁是效率η（即滑动变阻器消耗的功率与电路消耗的总功率之比）随滑动变阻器电阻R的变化关系，则下列判断正确的是（ ）
A．定值电阻R0的阻值为5Ω
B．滑动变阻器最大阻值6Ω
C．乙图阴影部分面积为2.88W
D．丙图b点的坐标为（2V，4.5W）
解：由甲电路图可知，滑动变阻器与定值电阻R0串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、当滑片位于A端时，滑动变阻器接入电路中电阻为零，此时电路中的电流最大，
由图乙可知，电路中的最大电流I大＝3A，
由I＝可得，定值电阻的阻值：R0＝＝＝2Ω，故A错误；
B、因串联电路中各处的电流相等，且串联电路中总电阻等于各部分电阻之和，
所以，由P＝UI＝I2R可得，滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比：
η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，效率最大，由图丁可知，最大效率为80%，
则80%＝×100%，
解得：R滑大＝8Ω，故B错误；
C、由图乙可知，a点表示电路中的电流最小，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
此时电路中的电流I小＝＝＝0.6A，
此时电压表的示数U滑＝I小R滑大＝0.6A×8Ω＝4.8V；
则乙图阴影部分面积：P＝U滑I小＝4.8V×0.6A＝2.88W，故C正确；
D、当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，电路中电流：
I＝＝，
此时滑动变阻器消耗的电功率：
PR＝I2R＝（）2R＝＝，
当R＝R0＝2Ω时，变阻器消耗的电功率最大，由图丙可知，变阻器消耗的最大功率为4.5W，
此时电路中的电流I＝＝＝1.5A，
电压表的示数UR＝IR＝1.5A×2Ω＝3V，
则丙图上b点的坐标（3V，4.5W），故D错误。
故选：C。
6．（2022秋 农安县校级期末）下列各组仪器中，可以用来测量功率的是（ ）
①电能表和停表
②电能表和电压表
③电能表和电流表
④电流表和电压表
A．①② B．③④ C．①④ D．②③④
解：（1）用电压表测出用电器两端的电压，用电流表测出流过用电器的电流，由电功率公式P＝UI可以求出用电器的电功率，因此用④可以测出电功率；
（2）用电能表测出用电器消耗的电能，用秒表测出用电器工作时间，由公式P＝求出用电器的功率，因此用①可以测出电功率；
（3）用②电能表和电压表不能测出电功率，用③电能表和电流表不能测出电功率。
故选：C。
7．（2023 广饶县模拟）甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
B．两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C．将乙灯接入110V的电路中，它的实际功率为50W
D．两灯串联在220V的电路中，甲灯比乙灯亮
解：A、两灯均正常发光时，乙的电功率大，因为不知道发光时间是否相同，所以不能比较两灯消耗的电能的多少，故A错；
B、两灯均正常发光时，额定电压相同都等于220V，
∵灯丝电阻R＝，甲灯额定功率小于乙灯的额定功率，
∴甲灯的电阻大于乙灯的电阻，故B错；
C、将乙灯接在110V的电路中，
∵R乙＝＝＝484Ω；
∴P乙实＝＝＝25W，故C错。
D、由R＝知道甲灯的电阻大于乙灯的电阻，当两灯串联时，通过的电流相等，
∵P＝I2R，
∴甲灯的实际功率比乙灯的大，
∴当两灯串联接在220V电路中，甲灯比乙灯亮，故D正确。
故选：D。
8．（2022秋 宜阳县期末）标有“220V 40W”的字样的电视机、电风扇、电热毯和日光灯四种电器，都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（ ）
A．电热毯 B．电风扇 C．电视机 D．日光灯
解：
A、电热毯是利用电流的热效应工作的，在额定电压下工作相同时间电能全部产生热量。
B、电风扇是主要利用电流的磁效应工作的，在额定电压下工作相同时间电能主要转化成机械能，产生热量很少。
C、电视机在额定电压下工作相同时间主要是把电能转化为声能和光能，产生热量很少。
D、日光灯在额定电压下工作相同时间主要是把电能转化为光能，产生热量更少。
所以三个用电器产生热量不一样多，电热毯产生热量最多。
故选：A。
9．（2023秋 埇桥区期中）用两只相同的电加热器，分别给两种液体加热，如图为两种液体的温度随时间变化的图线。已知ρ甲：ρ乙＝3：2，加热的效率都是70%。下列判断正确的是（ ）
A．0～10min，两加热器释放热量之比Q甲：Q乙＝2：3
B．0～10min，两种液体吸收热量之比Q甲：Q乙＝3：2
C．两种液体体积相同时，比热容之比c甲：c乙＝4：9
D．两种液体质量相同时，比热容之比c甲：c乙＝3：2
解；A、0～10min，用两只相同的电加热器，分别给两种液体加热，相同时间放出热量相等，故A错误。
B、根据A中解释，已知0～10min，电加热器放出热量相等，又因加热的效率都是70%，故液体吸收热量也相等，故B错误。
C、两种液体体积相同时，由m＝ρV，则两种液体的质量之比：
m甲：m乙＝ρ甲V：ρ乙V＝ρ甲：ρ乙＝3：2，
两种液体吸收热量之比Q甲：Q乙＝1：1，
由图知，升高的温度之比Δt甲：Δt乙＝（40℃﹣10℃）：（30℃﹣10℃）＝3：2，
由c＝可得比热容之比：＝：＝：＝4：9，故C正确；
D、两种液体质量相同时，即m甲：m乙＝1：1，
0～10min，两种液体吸收热量之比Q甲：Q乙＝1：1，
由图知，升高的温度之比Δt甲：Δt乙＝（40℃﹣10℃）：（30℃﹣10℃）＝3：2，
由c＝可得比热容之比：＝：＝：＝2：3，D错误。
故选：C。
10．（2022秋 邻水县期末）下列电器中，不是利用电流的热效应来工作的是（ ）
A．电烙铁 B．电饭锅 C．电视机 D．电熨斗
解：
A、电烙铁工作时主要把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，不合题意；
B、电饭锅主要将电能转化为内能，利用了电流的热效应，不合题意；
C、电视机工作时，主要将电能转化为光能等，不是利用电流热效应工作的，符合题意；
D、电熨斗主要将电能转化为内能，利用了电流的热效应，不合题意。
故选：C。
二．填空题（共10小题）
11．（2023春 锡山区期中）小夏在户外拓展训练中，将一张口香糖的包装锡纸撕成中间窄两端宽的条形，两端分别接在一节干电池的正负极上，锡纸就可以燃烧取火，如图，锡纸通电后会在 中间 （选填：“两端”或“中间”）位置先燃烧起来，这是因为电流的 热 效应。
解：将一张口香糖的包装锡纸撕成中间窄两端宽的条形，两端分别接在一节干电池的正负极上，锡纸就可以燃烧取火，如图，锡纸通电后会在中间位置先燃烧起来，中间位置的电阻大，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知：在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流产生的热量越多；这是因为电流的热效应。
故答案为：中间；热。
12．（2023 锦江区校级模拟）小亮通过观察和研究他家汽车上的电加热座椅垫（原理如图所示），发现该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，S为挡位切换开关，R1和R2为电热丝，电源电压为24V，R1＝16Ω，R2＝8Ω，若开关切换到3时，电路处于 低温 档；电加热座椅垫在高温挡工作1min产生的热量 2160 J。
解：根据串联电路的电阻特点可知，当开关切换到3时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，座椅垫处于低温挡；
开关切换到2时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，座椅垫处于高温挡；
电加热座椅垫在高温挡工作1min产生的热量：Q＝W＝t＝×1×60s＝2160J。
故答案为：低温；2160。
13．（2023春 江宁区期中）如图所示，电源电压保持6V不变，当开关S1、S3闭合，S2断开时，电流表的示数为0.5A；当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.25A，则R1＝ 12 Ω，16s内R2上产生的热量为 12 J；当开关S1断开，S2，S3闭合时，电流表的示数为 1 A，R2的电功率为 3 W。
解：由图可知，当开关S1、S3闭合，S2断开时，只有R2工作，通过R2的电流I2＝0.5A，
由I＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝12Ω；
当开关S1闭合，S2、S3断开时，R1、R2串联，此时电路中的电流I＝0.25A，
由I＝可知，R1、R2的串联总电阻：R＝＝＝24Ω；
根据串联电路的电阻特点可知，R1的阻值：R1＝R﹣R2＝24Ω﹣12Ω＝12Ω；
16s内R2上产生的热量：Q＝I2R2t＝（0.25A）2×12Ω×16s＝12J；
当开关S1断开，S2，S3闭合时，R1、R2并联，电流表测量干路的总电流，
根据并联电路的特点可知，R1、R2两端的电压：U1＝U2＝U＝6V，
通过R1的电流：I1＝＝＝0.5A，
通过R2的电流：I2′＝＝＝0.5A，
根据并联电路的电流特点可知，干路的总电流：I′＝I1+I2′＝0.5A+0.5A＝1A；
R2的电功率：P2＝U2I2′＝6V×0.5A＝3W。
故答案为：12；12；1；3。
14．（2022秋 东明县校级期末）在探究电功率跟哪些因素有关的实验中，某同学设计了如下图所示的电路图，他用不同规格的灯泡做实验，他想研究的问题是小灯泡的电功率跟 电流 有关。实验后有同学提出把小灯泡换成定值电阻也能完成此次探究任务，你认为是否可行 不可以 （选填“可以”或“不可以”），请说明理由 换用定值电阻，则无法判断比较定值电阻的实际功率 。
解：（1）图中两灯泡并联，小灯泡电压相同，电流不同，因此他想研究的问题是小灯泡的电功率跟电流大小有关；
（2）用小灯泡探究电功率跟哪些因素有关的实验中，是根据小灯泡的发光亮度来判断小灯泡电功率大小的，如果换用定值电阻，则无法判断比较定值电阻的实际功率，所以不可以用定值电阻代替小灯泡。
故答案为：电流；不可以；换用定值电阻，则无法判断比较定值电阻的实际功率。
15．（2022秋 西城区期末）小刚在实验室利用伏安法测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电功率。实验过程中，调节滑动变阻器的阻值直至电压表的示数为 2.5 V，此时，电流表的示数如图
所示，则小灯泡的额定功率为 0.75 W。
解：灯泡的额定功率是灯泡在额定电压下发光的功率，实验过程中，手移动滑动变阻器的滑片，眼看电压表示数，知道灯泡的额定电压为2.5V，所以调节滑动变阻器的阻值直至电压表的示数为2.5V；
由图可知电流表接入电路的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W。
故答案为：2.5；0.75。
16．（2022秋 平原县期末）学习小组开展“测量小灯泡的功率”实验，实验电路如图甲，绘制出小灯泡的I﹣U关系曲线如图乙，已知小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压恒为6V。回答下列问题：
（1）闭合开关后移动变阻器的滑片，当电压表示数为 3.8 V时，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率；
（2）实验时，变阻器的滑片向左移动过程中，电流表与电压表示数的比值将 变小 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
解：（1）小灯泡的额定电压为3.8V，当电压表示数为3.8V时灯泡正常工作，此时灯泡的功率为额定功率，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率；
（2）图中，电压表测灯的电压，电流测灯的电流，当滑片向左滑动时，变阻器连入电路中的电阻变小，由欧姆定律，电路中电流变大，灯的电压变大，根据P＝UI，灯的功率变大，灯丝的温度升高，因灯丝的电阻随温度的升高而变大，故灯丝的电阻变大；
由欧姆定律R＝，电流表与电压表示数的比值即灯的电阻的倒数，故电流表与电压表示数的比值将变小。
故答案为：（1）3.8；（2）变小。
17．（2024春 郓城县期中）小强家中的电能表如图甲所示，从表盘信息可知，小强家接入的用电器总功率不能超过 4400 W；当家里只有电炉（图乙所示）工作时，电能表在3min内转180转，电炉的电功率为 1000 W。
解：（1）220V表示电能表的工作电压，20A是指电能表平时工作允许通过的最大电流，小强家接入的用电器最大总功率：P最大＝UI最大＝220V×20A＝4400W；
（2）3600r/kW h表示电路中用电器每消耗1kW h电能，电能表的转盘转过3600r，
电能表在3min内转180转，电炉消耗的电能：
W＝＝0.05kW h；
电炉的电功率：
P＝＝＝1kW＝1000W。
故答案为：4400；1000。
18．（2022秋 淮南期末）如图所示，电源电压保持不变，将滑动变阻器滑片P从某一位置移动到另一位置时，电流表示数相应由0.3A变为0.5A，电压表的示数变化了2V，那么定值电阻R0的电功率改变量为 1.6 W。（不计温度对电阻的影响）
解：由电路图可知，R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流。
设移动滑片前后电流表的示数分别为I1、I2，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，由I＝可得：
UP＝U﹣U0＝U﹣I1R0，UP′＝U﹣U0′＝U﹣I2R0，
电压表示数的变化量：
ΔUP＝UP﹣UP′＝（U﹣I1R0）﹣（U﹣I2R0）＝（I2﹣I1）R0，
则R0＝＝＝10Ω，
由P＝I2R可得，R0消耗的电功率在该过程中的变化量：
ΔP0＝R0﹣R0＝（0.5A）2×10Ω﹣（0.3A）2×10Ω＝1.6W。
故答案为：1.6。
19．（2022秋 北碚区校级期末）李强同学在2月1日和3月1日两次观察家里的电能表，示数如图所示。那么他家这个月用电 150 度，本月应交电费 75 元。（当地电费价格为0.5元/kW h）
解：根据题意和图片可知，李强家2月用电：383.9kW h﹣233.9kW h＝150kW h＝150度；
则2月份应交电费为：150kW h×0.5元/kW h＝75元。
故答案为：150；75。
20．（2023秋 高青县期中）如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为 0.6 A，电源电压为 8 V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，电路在1min内消耗的电能为 384 J。
解：由图可知，当只闭合S1、S2时，R1、L串联，电压表测量灯泡L两端的电压；
由图乙可知，当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流为0.6A；
根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知，R1两端的电压：U1＝IR1＝0.6A×10Ω＝6V，
根据串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝UL+U1＝2V+6V＝8V；
当只闭合S2、S3时，R2与L串联，电压表测量灯泡L两端的电压；
根据图乙可知，当小灯泡两端的为4V时，通过小灯泡的电流为0.8A，
根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流为0.8A，
电路在1min内消耗的电能：W＝UI′t＝8V×0.8A×1×60s＝384J。
故答案为：0.6；8；384。
三．实验探究题（共4小题）
21．（2023秋 确山县期末）小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线；
（2）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是 B ；（填选项符号）
A.灯泡短路；
B.灯泡断路；
C.滑动变阻器短路；
D.滑动变阻器断路；
（3）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是 0.14 A；
（4）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向 右 （选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片；
（5）小丽根据记录的多组I﹣U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙所示），则小灯泡的额定功率为 0.625 W；
（6）小丽根据小灯泡的I﹣U图象（如图丙所示），分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而 增大 （选填“增大”“不变”或“减小”），你认为原因是 灯丝电阻随温度的升高而增大 。
解：（1）原电路图中，电流表与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的，在“测量小灯泡的电功率”实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
；
（2）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即电路的故障可能是灯泡断路，故选：B；
（3）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.14A；
（4）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，小于灯泡额定电压2.5V，为了测量小灯泡的额定电功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故这时应该向右端移动滑动变阻器的滑片；
（5）由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，则小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（6）由图丙可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡功率变大，温度升高，灯丝电阻随温度的升高而增大，故小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大。
故答案为：（1）见解答图；（2）B；（3）0.14；（4）右；（5）0.625；（6）增大；灯丝电阻随温度的升高而增大。
22．（2022秋 淄川区期末）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源为2节新干电池，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的的规格是“20Ω 0.5A”。
（1）图甲是小明连接的电路图，其中一根导线接错了，请你把接错的那根导线找出来打上“×”，并重新画一根正确连接的导线。（电表左边接线柱都为负接线柱）
（2）改接正确后进行试触时，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表无示数，则电路中发生的故障可能是 滑动变阻器处断路 （填“小灯泡断路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”）。
（3）实验中，同学们看到电压表示数为1.8V，要使灯泡L正常发光应向 左 （填“左”或“右”）端移动滑片，同时应注意观察电压表的示数，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 0.6 W。
解：（1）原电路图中，灯泡和电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，在“测量小灯泡电功率”的实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
；
（2）若小灯泡断路，电压表串联入电路中，电压有示数，电流表无示数，实验现象不相符；
若小灯泡短路，电压表无示数，但电流表有示数，实验现象不相符；
若滑动变阻器处断路，整个电路断路，则小灯泡不发光，电流表无示数，电压表无示数，与实验现象相符；
故电路中发生的故障可能是滑动变阻器处断路；
（3）实验中，同学们看到电压表示数为1.8V，小于灯泡额定电压2.5V，要使灯泡L正常发光，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应向左端移动片；
由图甲可知，电流表选用小量程；当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，电流表分度值0.02A，其示数为0.24A，则小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W。
故答案为：（1）见解答图；（2）滑动变阻器处断路；（3）左；0.6。
23．（2023秋 潮阳区期末）在探究“小灯泡的亮度与什么因素有关”的实验中，小红找来额定电流均小于0.6A，额定电压为2.5V的小灯泡L1和额定电压为3.8V的小灯泡L2，并将它们先后接在电源电压恒为6V的电路中。按照图甲所示的电路开始探究。
（1）请你用笔画线代替导线，根据图甲所示的电路图，将图乙所示的实物图连接完整。（导线不能交叉）
（2）小红连接好电路进行实验。
①闭合开关S，移动滑片P，使小灯泡L1发光，测出小灯泡L1的相关物理量，记录和计算结果如下表。
实验次数 电压/V 电流/A 电功率/W 亮度
1 1.6 0.20 0.32 较暗
2 2.5 0.24 0.60 正常发光
3 2.8 0.26 0.73 非常亮
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处。
（3）用小灯泡L2替换L1重复上面的实验时，需要改变 电压 表的量程；实验时发现小灯泡L2的亮度变化规律与小灯泡L1相似。结合实验数据及现象可得出结论：小灯泡的亮度随 实际功率 的增大而增加。
（4）小祺提出如果没有电压表，用如图丙所示的电路也可测出小灯泡L1的额定功率。其中定值电阻的阻值为R0。实验步骤如下：
①断开开关S2，闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1＝ ；
②保持滑片的位置不变，闭合开关S、S2，断开开关S1，读出电流表的示数为I2；
③小灯泡L1额定功率的表达式为P额＝ I1R0×（I2﹣I1） 。（用R0、I1、I2表示）。
解：（1）电路为串联电路，电压表测量灯泡两端的电压，电流表串联在电路中，滑片向右移变阻器电阻变大。先用导线依次将电源、滑动变阻器、电流表、灯泡和开关连接好，再将电压表并联在灯泡两端，注意电流表和电压表的电流从正接线柱流进，负接线柱流出，如图所示：
；
（2）②电路中有电流表，表格中未记录电流，故应填：电流。注意不要忘记标出单位，电流的标准单位是A；分析表中数据，第4列数据的值是第2、3列数据的乘积，故第4列表示的物理量是电功率，单位是W。
（3）小灯泡L1的额定电压为2.5V，所以电压表选择的是小量程，小灯泡L2的额定电压为3.8V，超过了小量程的最大测量值，所以要将电压表改接到大量程接线柱，由表中数据可知，随着灯泡实际功率逐渐变大，灯泡亮度也在逐渐变亮。故可得出结论：小灯泡的亮度随实际功率的增大而增加。
（4）①断开开关S2，闭合开关S、S1，此时L1与R0并联，电流表测量R0所在支路的电流，由并联电路电压特点可知，此时L1与R0两端的电压相等，调节滑动变阻器，使R0两端的电压等于L1的额定电压，此时电流表的示数为I1＝＝，
③保持滑片的位置不变，电路中各支路电流、电压均不变，闭合开关S、S2，断开开关S1，电流表测量L1与R0的总电流，此时电流表示数为I2，则L1的电流为IL1＝I2﹣I1，小灯泡L1额定功率的表达式P额＝UI＝I1R0×（I2﹣I1）。
故答案为：（1）；（2）②电流/A；电功率/W；（3）电压；实际电功率；（4）①；③I1R0×（I2﹣I1）。
24．（2022秋 唐河县期末）小明同学用如图甲所示的电路测量小灯泡的额定功率，其中电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）。
（1）实验室备有A“5Ω 1A”、B“20Ω 0.5A”、C“50Ω 0.1A”的三个滑动变阻器，小明应选用 B （选填“A”、“B”或“C”）滑动变阻器进行实验；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最 右 （选填“左”或“右”）端。
（2）如图甲所示，在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表的示数将 不变 （选填“变化”或“不变”）；检查发现电路中有一跟导线连接是错误的，这根导线是 d （选填“a”、“b”、“c”或“d”）。
（3）实验中应根据 电压表示数 （选填“灯泡亮度”、“电压表示数”或“电流表示数”）确定灯泡是否正常发光了。纠正错误连线，小明闭合开关，移动变阻器的滑片，当灯泡正常发光时，电流表指针的位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 0.7 W。
（4）在实验过程中，电流表出现了损坏，为了测出该小灯泡的额定功率，小明跟老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案：
①调节滑动变阻器滑片P到适当位置，使电压表的示数为 2.5 V；
②保持变阻器滑片P的位置不变，将电压表从灯泡两端拆下，改接到电阻R0两端，读出电压表的读数，记为U0；
③小灯泡额定功率的表达式为P＝ 2.5V× （用实验测得的数值和已知量符号表示）。
解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω，则灯的额定电流约为：
I＝；
根据串联电路电压的规律及欧姆定律，此时变阻器连入电路的电阻为：
R滑＝；
考虑到电流大小，故小明应选用B滑动变阻器进行实验；
闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即最右端；
（2）如图甲所示，电压表并联在电源两端测电源电压，在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表的示数将不变；
本实验中，电压表应测灯的电压，电路中有一跟导线连接是错误的，这根导线是d；
（3）灯在额定电压下正常发光，实验中应根据电压表示数确定灯泡是否正常发光了。纠正错误连线，小明闭合开关，移动变阻器的滑片，当灯泡正常发光时，电流表指针的位置如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.28A，则小灯泡的额定功率为
PL＝ULIL＝2.5V×0.28A＝0.7W；
（4）①灯在额定电压下正常发光，测灯的额定功率首先使灯正常发光，调节滑动变阻器滑片P到适当位置，使电压表的示数为2.5V；
③在②中，灯正常发光，由欧姆定律可知灯的额定电流为：
I灯＝；
小灯泡额定功率的表达式为：
P＝ULI灯＝2.5V×。
故答案为：（1）B；右；（2）不变；d； （3）电压表示数；0.7；（4）①2.5；③2.5V×。
四．计算题（共3小题）
25．（2023秋 赣州期末）如图煮茶器有高、中、低三个加热挡位，简化电路如图，两电热组的电阻关系为R1＞R2，其高温挡功率1000W、低温捎功率200W[c水＝4.2×103J/（kg ℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]。求：
（1）中温挡功率及电阻R2的阻值各是多少？
（2）标准大气压下，将1L水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是多少？
（3）若该煮茶器的加热效率是80%，将1L水从20℃用高温挡加热至沸腾需要多少时间？
解：
（1）当S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，由P＝UI＝可知，电路的总功率最大，养生壶处于高温挡；
当只闭合S1时，电路为R1的简单电路，由R1＞R2可知，电路的总电阻最大，由P＝UI＝可知，此时电路的总功率最小，养生壶处于低温挡；
则当只闭合S2时，电路为R2的简单电路，由P＝UI＝可知，此时电路的总功率较小，养生壶处于中温挡，
由表格数据可知，P高＝1000W，P低＝200W，
则中温挡功率：
P中＝P高﹣P低＝1000W﹣200W＝800W，
由R1＞R2得，电阻R2的阻值：
R2＝＝＝60.5Ω；
（2）养生壶内水的体积：
V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，
由ρ＝可得，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.0×10﹣3m3＝1kg，
在标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；
（3）由η＝×100%可知，养生壶加热时消耗的电能：
W＝＝＝4.2×105J，
由P＝可知，加热所需的时间：
t＝＝＝420s。
答：（1）中温挡功率为800W；电阻R2的阻值是60.5Ω；
（2）标准大气压下，将1L水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是3.36×105J；
（3）若该煮茶器的加热效率是80%，将1L水从20℃用高温挡加热至沸腾需要420s时间。
26．（2024春 临淄区期中）如图所示电路中，小灯泡L标有“2.5V 0.75W”字样，R1规格为“20Ω 2A”，电源电压6V保持不变。
（1）S、S1、S2都闭合时，R2消耗的电功率为3W，求R2的阻值；
（2）闭合S，断开S1、S2，移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光，求此时滑动变阻器接入电路的电阻值（计算结果保留整数）；
（3）S、S1、S2都闭合，滑片P滑动至R1最左端时，求电路消耗的总功率。
解：（1）S、S1、S2都闭合时，灯L被短路，电阻R2与滑动变阻器R1并联，R2消耗的电功率为3W，
由P＝可得，R2的阻值为：；
（2）闭合S，断开S1、S2，灯L与滑动变阻器R1串联，电阻R2断路，
小灯泡正常发光时的电流为：IL＝＝0.3A，
小灯泡正常发光时，滑动变阻器R1两端的电压为：U1＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，
由串联电路的电流特点可知，通过滑动变阻器R1的电流为：I1＝IL＝0.3A，
小灯泡正常发光时，滑动变阻器R1接入电路的电阻值：；
（3）S、S1、S2都闭合时，灯L被短路，电阻R2与滑动变阻器R1并联，滑片P滑动至R1最左端，则滑动变阻器R1接入电路的阻值为20Ω，
电路消耗的总功率：P＝P1+P2′＝＝4.8W。
答：（1）S、S1、S2都闭合时，R2消耗的电功率为3W，R2的阻值为12Ω；
（2）闭合S，断开S1、S2，移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光，此时滑动变阻器接入电路的电阻值为12Ω；
（3）S、S1、S2都闭合，滑片P滑动至R1最左端时，电路消耗的总功率为4.8W。
27．（2023 浠水县校级三模）如图甲所示是小明家的电饭锅，图乙是该电饭锅的工作电路图。R1和R2均为加热电阻，S是温控开关，当锅内温度达到100℃时温控开关S自动跳转电饭锅转入保温状态。从说明书上收集到的部分数据如下表所示。电饭锅正常工作时，10min可将电饭锅中1.5kg的食物从20℃加热到100℃，之后转入保温状态。[食物的比热容为4.0×103J/（kg ℃）]
额定电压 220V
额定功率 加热挡 1000W
保温挡 220W
电源频率 50Hz
（1）加热时食物吸收的热量是多少？
（2）电热丝R2的阻值是多少？
（3）电饭锅的加热效率是多少？
解：（1）加热时食物吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.0×103J/（kg ℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝4.8×105J；
（2）由电路图可知，开关S接1时，电路为R1的简单电路，当开关S接2时，两电阻串联，因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以两电阻串联时的总电阻比R1的电阻大，由P＝UI＝可知，电源的电压一定时，当开关S接1时，电路的电功率最大，电饭锅处于加热状态，当开关S接2时，电饭锅处于保温状态，
当电饭锅处于加热状态，则电热丝R1的阻值为：
R1＝＝＝48.4Ω，
当电饭锅处于保温状态时，电路的总电阻为：
＝＝220Ω，
则R2的阻值为：
R2＝R总﹣R1＝220Ω﹣48.4Ω＝171.6Ω；
（3）由P＝可得，电饭锅加热时消耗的电能为：
W＝P加热t′＝1000W×10×60s＝6×105J，
电饭锅的加热效率：
η＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）加热时食物吸收的热量是4.8×105J；
（2）电热丝R2的阻值是171.6Ω；
（3）电饭锅的加热效率是80%。
五．解答题（共3小题）
28．（2022秋 永春县期末）小华家安装了一台沐浴用的简易太阳能热水器。热水器水箱中的水在冬天往往温度不够高，小华想在水箱中装一个“220V 2000W”的电热管R，设计了如图1所示的电路。经认真思考，小华拟选用“6V 0.2A”小灯泡L1或“6V 10mA”发光二极管L2，给设计的电路添加一个指示灯，为使指示灯和电热管R各自都能正常工作，他认为再给一个阻值适当的电阻R1即可。电热管R和指示灯的阻值均不随温度变化而变化。
（1）求电热管R的阻值；
（2）在用电高峰期，小华家中的电压降低了10%，求电热管R的实际功率与额定功率的百分比；
（3）在图2虚线框中画出小华设计的带有指示灯的电路图，并通过计算，说明小灯泡L1还是发光二极管L2更合适作为指示灯。
解：（1）由P＝可知，电热管的电阻：；
（2）用电高峰期，小华家中的实际电压U实＝（1﹣10%）U＝0.9×220V＝198V，
电热管此时的实际功率：P实＝＝＝1620W，
则电热管R的实际功率与额定功率的百分比：＝×100%＝81%；
（3）由题知，电热管R的额定电压为220V，而指示灯的额定电压为6V，为使指示灯和电热管R各自都能正常工作，且要保证指示灯的安全，由串联和并联电路的特点可知，应使电热管和指示灯所在支路并联，且应该在指示灯的支路上串联一个分压电阻R1，设计电路图如下所示：
若选用L1作为指示灯，当L1正常工作时，该支路的电功率为：P1＝UI1＝220V×0.2A＝44W，
若选用L2作为指示灯，当L2正常工作时，该支路的电功率为：P2＝UI2＝220V×10×10﹣3A＝2.2W，
因为P2＜P1，即选用L2时该支路消耗的电功率较小，更加节能，
所以选择发光二极管L2更合适。
答：（1）电热管R的阻值为24.2Ω；
（2）电热管R的实际功率与额定功率的百分比为81%；
（3）图见解答；发光二极管L2更合适作为指示灯。
29．（2023 鼓楼区校级模拟）如图甲是某多功能养生壶内部简化电路，由控制电路和工作电路两部分组成。R0为热敏电阻，其阻值随监测水温变化图象如图乙所示。控制电路电源电压为6V，R为滑动变阻器，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，当继电器线圈电流达到5mA时，衔铁会被吸下。工作电路电源电压为220V，R1、R2为电加热丝，加热功率为1100W，保温功率为200W。求：
（1）R1的阻值；
（2）用加热挡将1kg的水从15℃加热至40℃，用时2min，则养生壶加热效率；[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）使用烧水功能时需设定水温达到100℃时停止加热，进行保温，则滑动变阻器接入电路阻值R；
（4）换用花茶功能时，为了避免破坏营养成分，需调低停止加热时的设定水温，请说出一种调节的办法。
解：（1）当继电器线圈电流达不到5mA时，衔铁不会被吸下，此时工作电路中只有电阻R1工作，电阻较小，根据P＝知电路处于加热状态；
当继电器线圈电流达到5mA时，衔铁会被吸下，此时工作电路中两电阻串联，电阻较大，根据P＝知电路处于保温状态；
R1的电阻为：
R1＝＝＝44Ω；
（2）1kg的水从15℃加热到40℃，水吸收的热量
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（40℃﹣15℃）＝1.05×105J；
加热挡时养生壶消耗的电能为：
W＝P加热t＝1100W×2×60s＝1.32×105J；
养生壶的效率为：
η＝×100%＝×100%≈79.5%；
（3）使用烧水功能时，需设定水温达到100℃时停止加热，由图乙R0的电阻为500Ω，
此时电路的总电阻为：
R总′＝＝＝1200Ω，
此时电阻器R接入电路的阻值为：
R滑＝R总′﹣R0＝1200Ω﹣500Ω＝700Ω；
（4）换用花茶功能时，为了避免破坏营养成分，需调低停止加热时的设定水温，从图乙可知R0的电阻变大，为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为5mA，根据R＝知电路的总电阻不变，根据串联电路电阻的规律知滑动变阻器的电阻需要减小，将滑片向右移动。
答：（1）R1的阻值为44Ω；
（2）养生壶加热效率是79.5%；
（3）使用烧水功能时，需设定水温达到100℃时停止加热，进行保温，则滑动变阻器R接入电路阻值应调为700Ω；
（4）将滑片向右移动。
30．（2022秋 河北区校级期末）小程在做“测量小灯泡电功率”的实验时，所用器材有：一个电压为6V的电源，一个额定电压为2.5V的小灯泡（电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关各一个，两个规格分别为“10Ω 1A”和“30Ω 0.5A”的滑动变阻器R1、R2，导线若干。电路图如图所示。请你完成下列内容。
（1）为了顺利完成实验，他应选用的滑动变阻器规格为 R2 。（选填“R1”或“R2”）
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到 b 端。（选填“a”或“b”）
（3）他连好电路闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，其故障原因可能是 B .（选填字母）
A．小灯泡短路了
B．小灯泡与灯座接触不良
C．滑动变阻器与导线接触不良
（4）他调整电路后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，要测得小灯泡的额定功率，应将滑片P向 a （选填“a”或“b”）端滑动。
（5）他通过移动滑片P，分别记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图所示的U﹣I图象，小灯泡的额定功率为 0.5 W。
（6）进一步分析图象，他发现小灯泡的电阻不断变化，这是因为灯丝的电阻与 温度 有关。
解：（1）额定电压为2.5的小灯泡（电阻约为10Ω），由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I＝＝＝0.25A；
根据串联电路的规律及欧姆定律I＝，灯正常发光时变阻器连入电路的电阻：
R滑＝＝＝14Ω＞10Ω，故选用“30Ω 0.5A”的滑动变阻器R2；
（2）为了保护电路闭合开关前滑片在阻值最大处，即b端；
（3）灯泡不亮，故障可能是电路断路，也可能是灯泡短路；
电流表无示数，说明电路断路；
电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；因此故障为灯泡断路或小灯泡与灯座接触不良，故B符合题意，AC不符合题意；
（3）若要测量小灯泡的额定功率，应该使灯泡两端的电压由2.2V增大到2.5V，则电路中的电流也要相应地增大，此时滑动变阻器接入的电阻应减小，因此滑片应向a端移动；
（4）由图知，当灯泡正常发光时的电流为0.2A，
则灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（5）灯泡两端电压增大时，灯泡的实际功率也增大，灯丝的温度升高，电阻变大，所以，造成小灯泡灯丝电阻大小的变化的原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大（或灯泡的电阻受温度的影响）。
故答案为：（1）R2；（2）b；（3）B；（4）a；（5）0.5；（6）温度。2024-2025学年人教版物理九年级全册章节高频易错培优讲练
第18章 电功率
知识目标
理解电功率的概念：
掌握电功率是描述电流做功快慢的物理量，理解其定义、公式（P=W/t, P=UI, P=U /R, P=I R）和单位（瓦特，W）。
了解电功率的常用单位千瓦时（kW·h）与焦耳（J）之间的关系（1kW·h=3.6×10^6J）。
了解电能和电功：
掌握电功的定义，即电流所做的功，了解电功的符号（W）和单位（焦耳，J）。
理解电能和电功的关系，知道电流做功的过程实际上是电能转化为其他形式能的过程。
掌握电能表的使用：
了解电能表（电度表）是测量电功的仪表，理解其表盘上的数字和参数的意义（如“220 V”、“10(20 A)”、“50 Hz”、“600 revs/kW·h”等）。
学会使用电能表计算电能消耗的方法。
理解电功率的实际应用：
了解额定功率和实际功率的概念，知道它们之间的关系和区别。
掌握测小灯泡实际功率的原理和方法。
能力目标
观察与分析能力：
通过观察家庭中的电器设备，理解电能和电功率在实际生活中的应用。
培养学生的观察、分析和解释实际问题的能力。
实验操作能力：
通过实验测量小灯泡的实际功率，培养学生的实验操作能力和数据处理能力。
思维能力：
培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力，如计算家用电器的耗电量等。
重点：
电功率的概念和计算：理解电功率的定义、公式和单位，掌握其计算方法。
电能和电功的理解：理解电能和电功的关系，知道电流做功的过程实际上是电能转化为其他形式能的过程。
电能表的使用：了解电能表的工作原理和使用方法，学会使用电能表计算电能消耗。
难点：
电功率公式的理解和应用：掌握电功率的多个计算公式，理解它们之间的关系和适用条件。
电能单位之间的换算：理解千瓦时（kW·h）与焦耳（J）之间的换算关系，并能进行单位换算。
实际功率的测量和计算：通过实验测量小灯泡的实际功率，理解额定功率和实际功率的关系，并能进行计算。
知识点01：电能 电功
一、电功
1．定义：_____通过某段电路所做的功叫电功。
2．实质：电流做功的过程，实际就是_____转化为其他形式的能（消耗_____）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，就消耗了多少_____。
二、电能
1．用电器工作的过程，实际上就是电流经过用电器时把_____转化为其他形式能的过程。
2．电能用_____来测量，电能的国际单位是_____，生活中常用单位是_____，1 kW·h=_____ J。
3．电能表用前后两次的_____来表示某段时间内用电的度数。测量较小电功时，用表盘转数读数。
4．电能计算公式：W=_____（适用于所有电路）。
知识点02：电功率
电功率
1．定义：电流在__________内所做的功。
2．物理意义：表示电流__________的物理量（灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小）
3．电功率计算公式：
（1）P=UI（适用于所有电路）
（2）P=W/t（常用于计算一段时间的问题)
对于纯电阻电路可推导出：
（1）串联电路中常用公式：P=I2R
（2）并联电路中常用公式：P=U2/R
（3）计算总功率常用公式：P总=P1+P2（无论用电器串联或并联）总功率常用公式：P总=U总2/R
4．在电路中的特点：
（1）串联与电阻成正比W1/W2=R1/R2
（2）并联与电阻成反比W1/W2=R2/R1
5．单位：国际单位为瓦特（W），常用单位为千瓦（kW）
6．额定功率和实际功率：
（1）①额定电压：用电器__________工作时的电压。②额定功率：用电器在__________电压下的功率。
（2）①实际电压：用电器__________工作时的电压。②实际功率：用电器在__________电压下的功率。
知识点03：测量小灯泡的电功率
伏安法测小灯泡的电功率
【实验原理】P=UI
【实验器材】小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。
【实验电路】
【实验步骤】
（1）按电路图连接好电路；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压2.5V，观察小灯泡的亮度，并记录电流表和电压表的示数。
（3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的1.2倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数（注意：小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多）。
（4）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的0.8倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数。
（5）计算出三种情况下小灯泡的电功率
【实验表格】
实验要求 发光情况 电流（A） 电压（V） 电功率（W）
1 小灯泡在额定电压下工作
2 小灯泡两端电压是额定电压的1.2倍
3 小灯泡两端电压低于额定电压
【分析论证】由公式P=IU计算小灯泡的功率。（将计算结果填入表中，通过分析和比较得出）分析比较额定电功率和实际电功率大小问题，比较灯泡的亮暗程度与电功率间的关系。
（1）当U实=U额时， P实=P额，正常发光
（2）当U实
【实验结论】
（1）不同电压下，小灯泡的功率不同。实际电压越大，小灯泡功率越大。
（2）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
知识点04：焦耳定律
焦耳定律
1．含义：电能转化成的_____（电流的热效应）
2．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成_____，跟导体的电阻成_____，跟通电时间成正比。
3．计算公式：Q=_____(适用于所有电路)
对于纯电阻电路可推导出：
①串联电路中常用公式：Q=I2Rt，并联电路中常用公式：Q=U2t/R
②计算总热量常用公式Q总=_____（无论用电器串联或并联）
4．当用电器为__________时，电能全部转化成内能，W=Q，特例：电动机为__________，W>Q。
易错知识点01：电功率的概念和单位
易错点：混淆电功率与电能的概念，认为电功率就是电能。
解析：电功率是描述电流做功快慢的物理量，表示单位时间内电流所做的功，单位是瓦特（W）。而电能是电流做功的多少，单位是焦耳（J）或千瓦时（kWh）。两者是不同的物理量，不能混淆。
易错知识点02：电功率的计算公式
易错点：
误用电功率的公式P=UI，未注意电压U和电流I的对应关系。
混淆电功率与电阻的关系，错误地应用P=I2R或P=RU2 于非纯电阻电路。
解析：
电功率的公式P=UI适用于所有电路，但使用时必须注意电压U和电流I必须是同一电路中的对应值。
公式P=I2R和P=RU2 仅适用于纯电阻电路，即电能全部转化为内能的电路。在非纯电阻电路中，如电动机等，这两个公式不再适用。
易错知识点03：额定功率与实际功率
易错点：未理解额定功率与实际功率的区别，错误地认为两者相等。
解析：额定功率是电器在额定电压下正常工作时的功率，是电器的一个重要参数。实际功率是电器在实际电压下工作时的功率，它可能等于、大于或小于额定功率。当电器两端的电压大于额定电压时，实际功率大于额定功率，电器可能损坏；当电压小于额定电压时，实际功率小于额定功率，电器不能正常工作。
易错知识点04：电能表的读数和使用
易错点：
未掌握电能表的读数方法，错误地读取电能表的示数。
未理解电能表的作用，错误地认为电能表是测量电功率的仪器。
解析：
电能表是用来测量电路消耗电能多少的仪表，读数时要注意最后一位是小数点后的数字，单位是千瓦时（kWh）。
电能表不是测量电功率的仪器，电功率需要用专门的电功率表或根据公式P=tW 计算得出。
易错知识点05：电功率与能量转换
易错点：未理解电功率与能量转换的关系，错误地认为电功率越大，能量转换效率越高。
解析：电功率是描述电流做功快慢的物理量，与能量转换效率没有直接关系。能量转换效率是指电器在工作过程中，有用能量与总能量之比。即使电功率很大，但如果能量转换过程中损失的能量也很多，那么能量转换效率仍然可能很低。因此，不能简单地将电功率与能量转换效率等同起来。
一．选择题（共10小题）
1．（2023 西城区校级三模）额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（ ）
A．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少
B．正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大
C．正常工作时，通过电饭锅的电流最大
D．在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多
2．（2023春 亭湖区校级期中）小明家一只家用电水壶连续正常工作约6min，可使他家的电能表转动320r，则他家安装电能表铭牌上电能表常数最接近于（ ）
A．600r/（kW h） B．160r/（kW h）
C．3200r/（kW h） D．320r/（kW h）
3．（2023 叶集区校级模拟）以下四个观点、你认为正确的是（ ）
①做功快的机械，功率大，但机械效率不一定高
②电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越快
③使用滑轮组提升物体时既可以省力又可以省功
④电阻大小跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关，跟电流和电压无关
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
4．（2022秋 未央区期末）如图所示，下列日常生活中的用电器，正常工作时的功率最接近1kW的是（ ）
A．LED台灯 B．笔记本电脑
C．电饭煲 D．电视机
5．（2023 淮安二模）如图甲所示，电源电压U恒为6V，R0为定值电阻。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，图乙是电压表的示数U随电流表示数I的变化关系，图丙是滑动变阻器的功率P随其两端电压U的变化关系，图丁是效率η（即滑动变阻器消耗的功率与电路消耗的总功率之比）随滑动变阻器电阻R的变化关系，则下列判断正确的是（ ）
A．定值电阻R0的阻值为5Ω
B．滑动变阻器最大阻值6Ω
C．乙图阴影部分面积为2.88W
D．丙图b点的坐标为（2V，4.5W）
6．（2022秋 农安县校级期末）下列各组仪器中，可以用来测量功率的是（ ）
①电能表和停表
②电能表和电压表
③电能表和电流表
④电流表和电压表
A．①② B．③④ C．①④ D．②③④
7．（2023 广饶县模拟）甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多
B．两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C．将乙灯接入110V的电路中，它的实际功率为50W
D．两灯串联在220V的电路中，甲灯比乙灯亮
8．（2022秋 宜阳县期末）标有“220V 40W”的字样的电视机、电风扇、电热毯和日光灯四种电器，都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（ ）
A．电热毯 B．电风扇 C．电视机 D．日光灯
9．（2023秋 埇桥区期中）用两只相同的电加热器，分别给两种液体加热，如图为两种液体的温度随时间变化的图线。已知ρ甲：ρ乙＝3：2，加热的效率都是70%。下列判断正确的是（ ）
A．0～10min，两加热器释放热量之比Q甲：Q乙＝2：3
B．0～10min，两种液体吸收热量之比Q甲：Q乙＝3：2
C．两种液体体积相同时，比热容之比c甲：c乙＝4：9
D．两种液体质量相同时，比热容之比c甲：c乙＝3：2
10．（2022秋 邻水县期末）下列电器中，不是利用电流的热效应来工作的是（ ）
A．电烙铁 B．电饭锅 C．电视机 D．电熨斗
二．填空题（共10小题）
11．（2023春 锡山区期中）小夏在户外拓展训练中，将一张口香糖的包装锡纸撕成中间窄两端宽的条形，两端分别接在一节干电池的正负极上，锡纸就可以燃烧取火，如图，锡纸通电后会在 （选填：“两端”或“中间”）位置先燃烧起来，这是因为电流的 效应。
12．（2023 锦江区校级模拟）小亮通过观察和研究他家汽车上的电加热座椅垫（原理如图所示），发现该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，S为挡位切换开关，R1和R2为电热丝，电源电压为24V，R1＝16Ω，R2＝8Ω，若开关切换到3时，电路处于 档；电加热座椅垫在高温挡工作1min产生的热量 J。
13．（2023春 江宁区期中）如图所示，电源电压保持6V不变，当开关S1、S3闭合，S2断开时，电流表的示数为0.5A；当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.25A，则R1＝ Ω，16s内R2上产生的热量为 J；当开关S1断开，S2，S3闭合时，电流表的示数为 A，R2的电功率为 W。
14．（2022秋 东明县校级期末）在探究电功率跟哪些因素有关的实验中，某同学设计了如下图所示的电路图，他用不同规格的灯泡做实验，他想研究的问题是小灯泡的电功率跟 有关。实验后有同学提出把小灯泡换成定值电阻也能完成此次探究任务，你认为是否可行 （选填“可以”或“不可以”），请说明理由 。
15．（2022秋 西城区期末）小刚在实验室利用伏安法测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电功率。实验过程中，调节滑动变阻器的阻值直至电压表的示数为 V，此时，电流表的示数如图
所示，则小灯泡的额定功率为 W。
16．（2022秋 平原县期末）学习小组开展“测量小灯泡的功率”实验，实验电路如图甲，绘制出小灯泡的I﹣U关系曲线如图乙，已知小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压恒为6V。回答下列问题：
（1）闭合开关后移动变阻器的滑片，当电压表示数为 V时，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率；
（2）实验时，变阻器的滑片向左移动过程中，电流表与电压表示数的比值将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
17．（2024春 郓城县期中）小强家中的电能表如图甲所示，从表盘信息可知，小强家接入的用电器总功率不能超过 W；当家里只有电炉（图乙所示）工作时，电能表在3min内转180转，电炉的电功率为 W。
18．（2022秋 淮南期末）如图所示，电源电压保持不变，将滑动变阻器滑片P从某一位置移动到另一位置时，电流表示数相应由0.3A变为0.5A，电压表的示数变化了2V，那么定值电阻R0的电功率改变量为 W。（不计温度对电阻的影响）
19．（2022秋 北碚区校级期末）李强同学在2月1日和3月1日两次观察家里的电能表，示数如图所示。那么他家这个月用电 度，本月应交电费 元。（当地电费价格为0.5元/kW h）
20．（2023秋 高青县期中）如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为 A，电源电压为 V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，电路在1min内消耗的电能为 J。
三．实验探究题（共4小题）
21．（2023秋 确山县期末）小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线；
（2）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是 ；（填选项符号）
A.灯泡短路；
B.灯泡断路；
C.滑动变阻器短路；
D.滑动变阻器断路；
（3）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是 A；
（4）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向 （选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片；
（5）小丽根据记录的多组I﹣U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙所示），则小灯泡的额定功率为 W；
（6）小丽根据小灯泡的I﹣U图象（如图丙所示），分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而 （选填“增大”“不变”或“减小”），你认为原因是 。
22．（2022秋 淄川区期末）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源为2节新干电池，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的的规格是“20Ω 0.5A”。
（1）图甲是小明连接的电路图，其中一根导线接错了，请你把接错的那根导线找出来打上“×”，并重新画一根正确连接的导线。（电表左边接线柱都为负接线柱）
（2）改接正确后进行试触时，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表无示数，则电路中发生的故障可能是 （填“小灯泡断路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”）。
（3）实验中，同学们看到电压表示数为1.8V，要使灯泡L正常发光应向 （填“左”或“右”）端移动滑片，同时应注意观察电压表的示数，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
23．（2023秋 潮阳区期末）在探究“小灯泡的亮度与什么因素有关”的实验中，小红找来额定电流均小于0.6A，额定电压为2.5V的小灯泡L1和额定电压为3.8V的小灯泡L2，并将它们先后接在电源电压恒为6V的电路中。按照图甲所示的电路开始探究。
（1）请你用笔画线代替导线，根据图甲所示的电路图，将图乙所示的实物图连接完整。（导线不能交叉）
（2）小红连接好电路进行实验。
①闭合开关S，移动滑片P，使小灯泡L1发光，测出小灯泡L1的相关物理量，记录和计算结果如下表。
实验次数 电压/V 亮度
1 1.6 0.20 0.32 较暗
2 2.5 0.24 0.60 正常发光
3 2.8 0.26 0.73 非常亮
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处。
（3）用小灯泡L2替换L1重复上面的实验时，需要改变 表的量程；实验时发现小灯泡L2的亮度变化规律与小灯泡L1相似。结合实验数据及现象可得出结论：小灯泡的亮度随 的增大而增加。
（4）小祺提出如果没有电压表，用如图丙所示的电路也可测出小灯泡L1的额定功率。其中定值电阻的阻值为R0。实验步骤如下：
①断开开关S2，闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1＝ ；
②保持滑片的位置不变，闭合开关S、S2，断开开关S1，读出电流表的示数为I2；
③小灯泡L1额定功率的表达式为P额＝ 。（用R0、I1、I2表示）。
24．（2022秋 唐河县期末）小明同学用如图甲所示的电路测量小灯泡的额定功率，其中电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）。
（1）实验室备有A“5Ω 1A”、B“20Ω 0.5A”、C“50Ω 0.1A”的三个滑动变阻器，小明应选用 （选填“A”、“B”或“C”）滑动变阻器进行实验；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最 （选填“左”或“右”）端。
（2）如图甲所示，在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表的示数将 （选填“变化”或“不变”）；检查发现电路中有一跟导线连接是错误的，这根导线是 （选填“a”、“b”、“c”或“d”）。
（3）实验中应根据 （选填“灯泡亮度”、“电压表示数”或“电流表示数”）确定灯泡是否正常发光了。纠正错误连线，小明闭合开关，移动变阻器的滑片，当灯泡正常发光时，电流表指针的位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）在实验过程中，电流表出现了损坏，为了测出该小灯泡的额定功率，小明跟老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案：
①调节滑动变阻器滑片P到适当位置，使电压表的示数为 V；
②保持变阻器滑片P的位置不变，将电压表从灯泡两端拆下，改接到电阻R0两端，读出电压表的读数，记为U0；
③小灯泡额定功率的表达式为P＝ （用实验测得的数值和已知量符号表示）。
四．计算题（共3小题）
25．（2023秋 赣州期末）如图煮茶器有高、中、低三个加热挡位，简化电路如图，两电热组的电阻关系为R1＞R2，其高温挡功率1000W、低温捎功率200W[c水＝4.2×103J/（kg ℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]。求：
（1）中温挡功率及电阻R2的阻值各是多少？
（2）标准大气压下，将1L水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是多少？
（3）若该煮茶器的加热效率是80%，将1L水从20℃用高温挡加热至沸腾需要多少时间？
26．（2024春 临淄区期中）如图所示电路中，小灯泡L标有“2.5V 0.75W”字样，R1规格为“20Ω 2A”，电源电压6V保持不变。
（1）S、S1、S2都闭合时，R2消耗的电功率为3W，求R2的阻值；
（2）闭合S，断开S1、S2，移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光，求此时滑动变阻器接入电路的电阻值（计算结果保留整数）；
（3）S、S1、S2都闭合，滑片P滑动至R1最左端时，求电路消耗的总功率。
27．（2023 浠水县校级三模）如图甲所示是小明家的电饭锅，图乙是该电饭锅的工作电路图。R1和R2均为加热电阻，S是温控开关，当锅内温度达到100℃时温控开关S自动跳转电饭锅转入保温状态。从说明书上收集到的部分数据如下表所示。电饭锅正常工作时，10min可将电饭锅中1.5kg的食物从20℃加热到100℃，之后转入保温状态。[食物的比热容为4.0×103J/（kg ℃）]
额定电压 220V
额定功率 加热挡 1000W
保温挡 220W
电源频率 50Hz
（1）加热时食物吸收的热量是多少？
（2）电热丝R2的阻值是多少？
（3）电饭锅的加热效率是多少？
五．解答题（共3小题）
28．（2022秋 永春县期末）小华家安装了一台沐浴用的简易太阳能热水器。热水器水箱中的水在冬天往往温度不够高，小华想在水箱中装一个“220V 2000W”的电热管R，设计了如图1所示的电路。经认真思考，小华拟选用“6V 0.2A”小灯泡L1或“6V 10mA”发光二极管L2，给设计的电路添加一个指示灯，为使指示灯和电热管R各自都能正常工作，他认为再给一个阻值适当的电阻R1即可。电热管R和指示灯的阻值均不随温度变化而变化。
（1）求电热管R的阻值；
（2）在用电高峰期，小华家中的电压降低了10%，求电热管R的实际功率与额定功率的百分比；
（3）在图2虚线框中画出小华设计的带有指示灯的电路图，并通过计算，说明小灯泡L1还是发光二极管L2更合适作为指示灯。
29．（2023 鼓楼区校级模拟）如图甲是某多功能养生壶内部简化电路，由控制电路和工作电路两部分组成。R0为热敏电阻，其阻值随监测水温变化图象如图乙所示。控制电路电源电压为6V，R为滑动变阻器，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，当继电器线圈电流达到5mA时，衔铁会被吸下。工作电路电源电压为220V，R1、R2为电加热丝，加热功率为1100W，保温功率为200W。求：
（1）R1的阻值；
（2）用加热挡将1kg的水从15℃加热至40℃，用时2min，则养生壶加热效率；[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）使用烧水功能时需设定水温达到100℃时停止加热，进行保温，则滑动变阻器接入电路阻值R；
（4）换用花茶功能时，为了避免破坏营养成分，需调低停止加热时的设定水温，请说出一种调节的办法。
30．（2022秋 河北区校级期末）小程在做“测量小灯泡电功率”的实验时，所用器材有：一个电压为6V的电源，一个额定电压为2.5V的小灯泡（电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关各一个，两个规格分别为“10Ω 1A”和“30Ω 0.5A”的滑动变阻器R1、R2，导线若干。电路图如图所示。请你完成下列内容。
（1）为了顺利完成实验，他应选用的滑动变阻器规格为 。（选填“R1”或“R2”）
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到 端。（选填“a”或“b”）
（3）他连好电路闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，其故障原因可能是 .（选填字母）
A．小灯泡短路了
B．小灯泡与灯座接触不良
C．滑动变阻器与导线接触不良
（4）他调整电路后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，要测得小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“a”或“b”）端滑动。
（5）他通过移动滑片P，分别记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图所示的U﹣I图象，小灯泡的额定功率为 W。
（6）进一步分析图象，他发现小灯泡的电阻不断变化，这是因为灯丝的电阻与 有关。
