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10. 超市有甲、乙两种容积相同的电热水壶，额定电压均为220 V，额定功率分别为800 W和1 500 W。从烧水快慢的角度考虑，应选购电热水壶（选填“甲”或“乙”），理由是。已知家庭电路的电压为220 V，插座的额定电流为5 A，该插座所允许使用的用电器的总功率最大为 W，从安全的角度考虑，应选购电热水壶（选填“甲”或“乙”）。
答案
答题卡：
乙；
根据Q = Pt，在容积相同即Q（将电能全部转化为内能来加热，这里Q可理解为产生相同热量）一定时，功率P越大，时间t越短，乙的额定功率大，烧水快；
1100；
甲。
乙；
根据Q = Pt，在容积相同即Q（将电能全部转化为内能来加热，这里Q可理解为产生相同热量）一定时，功率P越大，时间t越短，乙的额定功率大，烧水快；
1100；
甲。
解析
【分析】
本题需分两步分析：第一步从烧水快慢角度，相同容积的水烧开需吸收的热量相同，结合功率与时间的关系判断；第二步从安全角度，先计算插座允许的最大总功率，再比较电热水壶功率与该值的大小，判断安全性。
【解析】
1. 烧水快慢选择：电热水壶加热相同容积的水至沸腾，需要吸收的热量Q相同。根据公式Q=Pt，当Q一定时，功率P越大，烧水时间t越短，烧水越快。甲额定功率800W，乙额定功率1500W，乙功率更大，故应选乙。
2. 插座最大总功率：家庭电路电压U=220V，插座额定电流I=5A，根据电功率公式P=UI，该插座允许的最大总功率P=220V×5A=1100W。
3. 安全角度选择：乙的额定功率1500W＞1100W，超过插座允许的最大功率，使用不安全；甲的额定功率800W＜1100W，符合安全要求，故应选甲。
【答案】
乙；根据Q=Pt，在水的容积相同（即需要吸收的热量Q相同）时，功率越大，烧水时间越短；1100；甲
【知识点】
电功率计算、电功与热量的关系、安全用电
【点评】
本题结合生活实际考查电功率的应用，将物理公式与日常选购电器的场景结合，难度适中，需学生理解功率的物理意义和安全用电原则。
【难度系数】
0.6
本题需分两步分析：第一步从烧水快慢角度，相同容积的水烧开需吸收的热量相同，结合功率与时间的关系判断；第二步从安全角度，先计算插座允许的最大总功率，再比较电热水壶功率与该值的大小，判断安全性。
【解析】
1. 烧水快慢选择：电热水壶加热相同容积的水至沸腾，需要吸收的热量Q相同。根据公式Q=Pt，当Q一定时，功率P越大，烧水时间t越短，烧水越快。甲额定功率800W，乙额定功率1500W，乙功率更大，故应选乙。
2. 插座最大总功率：家庭电路电压U=220V，插座额定电流I=5A，根据电功率公式P=UI，该插座允许的最大总功率P=220V×5A=1100W。
3. 安全角度选择：乙的额定功率1500W＞1100W，超过插座允许的最大功率，使用不安全；甲的额定功率800W＜1100W，符合安全要求，故应选甲。
【答案】
乙；根据Q=Pt，在水的容积相同（即需要吸收的热量Q相同）时，功率越大，烧水时间越短；1100；甲
【知识点】
电功率计算、电功与热量的关系、安全用电
【点评】
本题结合生活实际考查电功率的应用，将物理公式与日常选购电器的场景结合，难度适中，需学生理解功率的物理意义和安全用电原则。
【难度系数】
0.6
11. 春节期间，小明帮爸爸安装彩灯。爸爸说：“照明灯具迈进了新的时代。前些年，白炽灯是照明灯具的主力军。人们为延长白炽灯的使用寿命，在楼道里常把两个相同的白炽灯串联起来使用，但这样两个灯同时发光时的整体亮度还不如只用其中一个时亮。”小明对此感到困惑：“为什么会更暗呢？”请你用所学的知识为小明解惑。
答案
设电源电压为U，每个白炽灯电阻为R。
1. 单个灯泡接入电路时：灯泡两端电压为U，实际功率$P_{1}=\frac{U^{2}}{R}$。
2. 两灯泡串联接入电路时：总电阻$R_{总}=R+R=2R$，电路电流$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{U}{2R}$，每个灯泡两端电压$U_{灯}=IR=\frac{U}{2}$，单个灯泡实际功率$P_{2}=\frac{U_{灯}^{2}}{R}=\frac{(\frac{U}{2})^{2}}{R}=\frac{U^{2}}{4R}$，两灯总实际功率$P_{总}=2P_{2}=2×\frac{U^{2}}{4R}=\frac{U^{2}}{2R}$。
3. 比较功率：$P_{总}=\frac{U^{2}}{2R}=\frac{1}{2}P_{1}$，即串联后总实际功率小于单个灯泡实际功率，故整体亮度更暗。
结论：两灯串联总实际功率小于单个灯泡实际功率，因此更暗。
1. 单个灯泡接入电路时：灯泡两端电压为U，实际功率$P_{1}=\frac{U^{2}}{R}$。
2. 两灯泡串联接入电路时：总电阻$R_{总}=R+R=2R$，电路电流$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{U}{2R}$，每个灯泡两端电压$U_{灯}=IR=\frac{U}{2}$，单个灯泡实际功率$P_{2}=\frac{U_{灯}^{2}}{R}=\frac{(\frac{U}{2})^{2}}{R}=\frac{U^{2}}{4R}$，两灯总实际功率$P_{总}=2P_{2}=2×\frac{U^{2}}{4R}=\frac{U^{2}}{2R}$。
3. 比较功率：$P_{总}=\frac{U^{2}}{2R}=\frac{1}{2}P_{1}$，即串联后总实际功率小于单个灯泡实际功率，故整体亮度更暗。
结论：两灯串联总实际功率小于单个灯泡实际功率，因此更暗。
解析
【分析】
要解释两个相同白炽灯串联后整体亮度不如单个灯亮，需明确灯泡亮度由实际功率决定，因此需计算单个灯泡和两灯串联后的总实际功率并比较大小。先设定电源电压和灯泡电阻，利用串联电路总电阻等于各电阻之和，结合欧姆定律求出电路电流，进而算出各灯泡的实际功率，最终比较总功率与单个灯功率的关系，功率越小亮度越暗。
【解析】
设电源电压为U，每个白炽灯的电阻为R。
1. 单个灯泡接入电路时，灯泡两端电压等于电源电压U，根据电功率公式，单个灯泡的实际功率：$P_{1}=\frac{U^{2}}{R}$。
2. 两灯泡串联接入电路时，总电阻$R_{总}=R+R=2R$，由欧姆定律得电路电流：$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{U}{2R}$；每个灯泡两端的电压：$U_{灯}=IR=\frac{U}{2}$，单个灯泡的实际功率：$P_{2}=\frac{U_{灯}^{2}}{R}=\frac{(\frac{U}{2})^{2}}{R}=\frac{U^{2}}{4R}$，两灯的总实际功率：$P_{总}=2P_{2}=2×\frac{U^{2}}{4R}=\frac{U^{2}}{2R}$。
3. 比较功率大小：$P_{总}=\frac{U^{2}}{2R}=\frac{1}{2}P_{1}$，即两灯串联后的总实际功率小于单个灯泡的实际功率。
【答案】
两灯串联后的总实际功率小于单个灯泡的实际功率，因此整体亮度更暗。
【知识点】
电功率计算、串联电路电阻规律
【点评】
本题结合生活实际现象，考查串联电路规律与电功率知识的应用，体现了物理与生活的紧密联系，要求学生能将所学公式灵活运用，通过定量计算解释实际问题，是初中物理的常规应用题型。
【难度系数】
0.5
要解释两个相同白炽灯串联后整体亮度不如单个灯亮，需明确灯泡亮度由实际功率决定，因此需计算单个灯泡和两灯串联后的总实际功率并比较大小。先设定电源电压和灯泡电阻，利用串联电路总电阻等于各电阻之和，结合欧姆定律求出电路电流，进而算出各灯泡的实际功率，最终比较总功率与单个灯功率的关系，功率越小亮度越暗。
【解析】
设电源电压为U，每个白炽灯的电阻为R。
1. 单个灯泡接入电路时，灯泡两端电压等于电源电压U，根据电功率公式，单个灯泡的实际功率：$P_{1}=\frac{U^{2}}{R}$。
2. 两灯泡串联接入电路时，总电阻$R_{总}=R+R=2R$，由欧姆定律得电路电流：$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{U}{2R}$；每个灯泡两端的电压：$U_{灯}=IR=\frac{U}{2}$，单个灯泡的实际功率：$P_{2}=\frac{U_{灯}^{2}}{R}=\frac{(\frac{U}{2})^{2}}{R}=\frac{U^{2}}{4R}$，两灯的总实际功率：$P_{总}=2P_{2}=2×\frac{U^{2}}{4R}=\frac{U^{2}}{2R}$。
3. 比较功率大小：$P_{总}=\frac{U^{2}}{2R}=\frac{1}{2}P_{1}$，即两灯串联后的总实际功率小于单个灯泡的实际功率。
【答案】
两灯串联后的总实际功率小于单个灯泡的实际功率，因此整体亮度更暗。
【知识点】
电功率计算、串联电路电阻规律
【点评】
本题结合生活实际现象，考查串联电路规律与电功率知识的应用，体现了物理与生活的紧密联系，要求学生能将所学公式灵活运用，通过定量计算解释实际问题，是初中物理的常规应用题型。
【难度系数】
0.5
