登录
1. 如图是汽车用USB便携充电设备，有A、B两个充电接口，额定输出电压均为5 V，输出电流分别为2.1 A和1.0 A。要快速给标配的手机充电，应选用
A
（选填“A”或“B”）接口，此接口的额定输出功率为10.5
W。答案
1. A 10.5
解析
【分析】
要快速给手机充电，需选择额定输出功率更大的接口。根据电功率公式$P=UI$，当额定电压相同时，输出电流越大，额定输出功率越大，充电速度越快。已知A、B接口额定电压均为5V，对比两者的输出电流即可确定接口选择，再代入公式计算功率。
【解析】
1. 选择充电接口：根据$P=UI$，额定电压$U$相同，输出电流$I$越大，功率$P$越大，充电速度越快。A接口输出电流2.1A大于B接口的1.0A，因此应选用A接口。
2. 计算额定输出功率：将$U=5V$、$I=2.1A$代入公式$P=UI$，可得$P=5V×2.1A=10.5W$。
【答案】
A；10.5
【知识点】
电功率计算
【点评】
本题结合生活中的USB充电场景，考查电功率公式的实际应用，难度较低，需掌握$P=UI$的计算方法。
【难度系数】
0.6
要快速给手机充电，需选择额定输出功率更大的接口。根据电功率公式$P=UI$，当额定电压相同时，输出电流越大，额定输出功率越大，充电速度越快。已知A、B接口额定电压均为5V，对比两者的输出电流即可确定接口选择，再代入公式计算功率。
【解析】
1. 选择充电接口：根据$P=UI$，额定电压$U$相同，输出电流$I$越大，功率$P$越大，充电速度越快。A接口输出电流2.1A大于B接口的1.0A，因此应选用A接口。
2. 计算额定输出功率：将$U=5V$、$I=2.1A$代入公式$P=UI$，可得$P=5V×2.1A=10.5W$。
【答案】
A；10.5
【知识点】
电功率计算
【点评】
本题结合生活中的USB充电场景，考查电功率公式的实际应用，难度较低，需掌握$P=UI$的计算方法。
【难度系数】
0.6
2.你注意过汽车后挡风玻璃上的“横条纹”吗？它是一种电加热装置，可用于除雾除霜。某汽车的电加热装置由10条阻值均为20 Ω的电阻丝并联而成，该装置与12 V的汽车电池接通工作5 min，通过每条电阻丝的电流为
2题图
0.6
A，产生的总热量为21 600
J。2题图
答案
2. 0.6 21 600
解析
【分析】首先，根据并联电路的特点，各支路两端电压相等，等于电源电压，可利用欧姆定律计算每条电阻丝的电流；计算总热量时，需先明确时间单位换算，再结合纯电阻电路的电热公式（或结合总电流）计算总热量，解题时要注意公式的正确应用和单位统一。
【解析】
1. 计算每条电阻丝的电流：
电阻丝并联，每条电阻丝两端电压等于电源电压，即$ U = 12\ \mathrm{V} $。
根据欧姆定律$ I = \frac{U}{R} $，代入每条电阻丝的阻值$ R = 20\ \Omega $，得：
$ I = \frac{12\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.6\ \mathrm{A} $。
2. 计算总热量：
时间$ t = 5\ \mathrm{min} = 5 × 60\ \mathrm{s} = 300\ \mathrm{s} $；
10条电阻丝并联，总电阻$ R_{\mathrm{总}} = \frac{20\ \Omega}{10} = 2\ \Omega $；
纯电阻电路总热量$ Q = \frac{U^2 t}{R_{\mathrm{总}}} $，代入数据得：
$ Q = \frac{(12\ \mathrm{V})^2 × 300\ \mathrm{s}}{2\ \Omega} = 21600\ \mathrm{J} $。
【答案】0.6；21600
【知识点】并联电路特点、欧姆定律、电热计算
【点评】本题考查电学基础公式的应用，需掌握并联电路电压规律、欧姆定律及纯电阻电热公式，注意时间单位换算，属于常规基础题。
【难度系数】0.3
【解析】
1. 计算每条电阻丝的电流：
电阻丝并联，每条电阻丝两端电压等于电源电压，即$ U = 12\ \mathrm{V} $。
根据欧姆定律$ I = \frac{U}{R} $，代入每条电阻丝的阻值$ R = 20\ \Omega $，得：
$ I = \frac{12\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.6\ \mathrm{A} $。
2. 计算总热量：
时间$ t = 5\ \mathrm{min} = 5 × 60\ \mathrm{s} = 300\ \mathrm{s} $；
10条电阻丝并联，总电阻$ R_{\mathrm{总}} = \frac{20\ \Omega}{10} = 2\ \Omega $；
纯电阻电路总热量$ Q = \frac{U^2 t}{R_{\mathrm{总}}} $，代入数据得：
$ Q = \frac{(12\ \mathrm{V})^2 × 300\ \mathrm{s}}{2\ \Omega} = 21600\ \mathrm{J} $。
【答案】0.6；21600
【知识点】并联电路特点、欧姆定律、电热计算
【点评】本题考查电学基础公式的应用，需掌握并联电路电压规律、欧姆定律及纯电阻电热公式，注意时间单位换算，属于常规基础题。
【难度系数】0.3
3. 2026年“地球一小时”活动时间为3月28日晚上20:30~21:30。若某小区600户人家一起参加了本次活动，平均每户关闭的电灯功率为100 W，在这次节能活动中该小区可节约用电
3.60
度。下表是成都市供电局收费标准，若按照第一档标准收费，本次活动该小区总共少交电费31.3
元（计算结果保留一位小数）。答案
3. 3.60 31.3
解析
【分析】
要解决该问题，需分两步：第一步计算节约的电能，利用电能公式$ W=Pt $，注意单位转换（功率转千瓦、时间为小时，结果单位为千瓦时即“度”）；第二步计算少交的电费，需先确定活动时间对应的电价档位，再用节约的电能乘以对应电价并保留一位小数。
【解析】
1. 计算节约的电能：
每户电灯功率$ P=100\ \mathrm{W}=0.1\ \mathrm{kW} $，活动时间$ t=1\ \mathrm{h} $，小区共600户，总节约电能：
$ W=Pt × 600=0.1\ \mathrm{kW} × 1\ \mathrm{h} × 600=60\ \mathrm{kW·h}=60\ \mathrm{度} $。
2. 计算少交的电费：
活动时间20:30~21:30属于高峰平段（7:00~23:00），3月为枯、平水期，节约的60度电属于第一档（0~180千瓦时），对应电价为0.5224元/千瓦时，因此总少交电费：
$ 60 × 0.5224 \approx 31.3\ \mathrm{元} $。
【答案】
60；31.3
【知识点】
电能计算、电费计算
【点评】
本题结合实际节电场景，考查电能与电费的基础计算，核心是单位转换和正确匹配表格中的电价，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
要解决该问题，需分两步：第一步计算节约的电能，利用电能公式$ W=Pt $，注意单位转换（功率转千瓦、时间为小时，结果单位为千瓦时即“度”）；第二步计算少交的电费，需先确定活动时间对应的电价档位，再用节约的电能乘以对应电价并保留一位小数。
【解析】
1. 计算节约的电能：
每户电灯功率$ P=100\ \mathrm{W}=0.1\ \mathrm{kW} $，活动时间$ t=1\ \mathrm{h} $，小区共600户，总节约电能：
$ W=Pt × 600=0.1\ \mathrm{kW} × 1\ \mathrm{h} × 600=60\ \mathrm{kW·h}=60\ \mathrm{度} $。
2. 计算少交的电费：
活动时间20:30~21:30属于高峰平段（7:00~23:00），3月为枯、平水期，节约的60度电属于第一档（0~180千瓦时），对应电价为0.5224元/千瓦时，因此总少交电费：
$ 60 × 0.5224 \approx 31.3\ \mathrm{元} $。
【答案】
60；31.3
【知识点】
电能计算、电费计算
【点评】
本题结合实际节电场景，考查电能与电费的基础计算，核心是单位转换和正确匹配表格中的电价，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
4.小飞家响应国家家电以旧换新惠民政策，置换了一台储水式电热水器，铭牌如表，原理如图，$R_1$、$R_2$是储水箱中加热器内的电阻，$S_1$为漏电保护开关，$S_2$为温控开关。已知$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$，$\rho_{水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg}/\mathrm{m}^3$。
(1)求保温挡正常工作2 h消耗的电能。
(2)求$R_1$的阻值。
(3)该电热水器在加热状态下正常工作40 min，使额定容量的水温度升高20 $°\mathrm{C}$，求它的热效率。
(1)求保温挡正常工作2 h消耗的电能。
(2)求$R_1$的阻值。
(3)该电热水器在加热状态下正常工作40 min，使额定容量的水温度升高20 $°\mathrm{C}$，求它的热效率。
答案
4.解:(1)由 $P=\frac{W}{t}$可得,该电热水器处于保温挡正常工作2 h消耗的电能:$W = P_{\mathrm{保温}} t = 400\ \mathrm{W} × 2 × 3\ 600\ \mathrm{s} = 2.88 × 10^6\ \mathrm{J}$;
(2)闭合开关$\mathrm{S_1}$,将开关$\mathrm{S_2}$接a点时,电阻$R_1$、$R_2$串联接入电路中,由 $P=\frac{U^2}{R}$可知,此时电热水器处于保温挡,电路中的总电阻:$R_{\mathrm{总}} = R_1 + R_2 = \frac{U^2}{P_{\mathrm{保温}}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{400\ \mathrm{W}} = 121\ \Omega$,
将开关$\mathrm{S_2}$接b点时,电阻$R_2$接入电路中,由 $P=\frac{U^2}{R}$可知,此时电热水器处于加热挡,$R_2$的阻值:
$R_2 = \frac{U^2}{P_{\mathrm{加热}}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{2\ 000\ \mathrm{W}} = 24.2\ \Omega$,
则电阻$R_1$的阻值:$R_1 = R_{\mathrm{总}} - R_2 = 121\ \Omega - 24.2\ \Omega = 96.8\ \Omega$;
(3)由 $P=\frac{W}{t}$可得,该电热水器处于加热挡正常工作40 min消耗的电能:$W' = P_{\mathrm{加热}} t' = 2\ 000\ \mathrm{W} × 40 × 60\ \mathrm{s} = 4.8 × 10^6\ \mathrm{J}$,
由 $\rho = \frac{m}{V}$可知,电热水器在额定容量下水的质量:
$m = \rho_{\mathrm{水}} V = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 50 × 10^{-3}\ \mathrm{m^3} = 50\ \mathrm{kg}$,
水温升高20 $°\mathrm{C}$吸收的热量:$Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}} m \Delta t = 4.2 × 10^3\ \mathrm{J/(kg·° C)} × 50\ \mathrm{kg} × 20\ °\mathrm{C} = 4.2 × 10^6\ \mathrm{J}$,
电热水器的加热效率:$\eta = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W'} = \frac{4.2 × 10^6\ \mathrm{J}}{4.8 × 10^6\ \mathrm{J}} × 100\% = 87.5\%$。
答:(1)保温挡正常工作2 h消耗的电能为$2.88 × 10^6\ \mathrm{J}$;
(2)$R_1$的阻值96.8 $\Omega$;(3)该电热水器在加热状态下正常工作40 min,使额定容量的水温度升高20 $°\mathrm{C}$,热效率为87.5%。
(2)闭合开关$\mathrm{S_1}$,将开关$\mathrm{S_2}$接a点时,电阻$R_1$、$R_2$串联接入电路中,由 $P=\frac{U^2}{R}$可知,此时电热水器处于保温挡,电路中的总电阻:$R_{\mathrm{总}} = R_1 + R_2 = \frac{U^2}{P_{\mathrm{保温}}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{400\ \mathrm{W}} = 121\ \Omega$,
将开关$\mathrm{S_2}$接b点时,电阻$R_2$接入电路中,由 $P=\frac{U^2}{R}$可知,此时电热水器处于加热挡,$R_2$的阻值:
$R_2 = \frac{U^2}{P_{\mathrm{加热}}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{2\ 000\ \mathrm{W}} = 24.2\ \Omega$,
则电阻$R_1$的阻值:$R_1 = R_{\mathrm{总}} - R_2 = 121\ \Omega - 24.2\ \Omega = 96.8\ \Omega$;
(3)由 $P=\frac{W}{t}$可得,该电热水器处于加热挡正常工作40 min消耗的电能:$W' = P_{\mathrm{加热}} t' = 2\ 000\ \mathrm{W} × 40 × 60\ \mathrm{s} = 4.8 × 10^6\ \mathrm{J}$,
由 $\rho = \frac{m}{V}$可知,电热水器在额定容量下水的质量:
$m = \rho_{\mathrm{水}} V = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 50 × 10^{-3}\ \mathrm{m^3} = 50\ \mathrm{kg}$,
水温升高20 $°\mathrm{C}$吸收的热量:$Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}} m \Delta t = 4.2 × 10^3\ \mathrm{J/(kg·° C)} × 50\ \mathrm{kg} × 20\ °\mathrm{C} = 4.2 × 10^6\ \mathrm{J}$,
电热水器的加热效率:$\eta = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W'} = \frac{4.2 × 10^6\ \mathrm{J}}{4.8 × 10^6\ \mathrm{J}} × 100\% = 87.5\%$。
答:(1)保温挡正常工作2 h消耗的电能为$2.88 × 10^6\ \mathrm{J}$;
(2)$R_1$的阻值96.8 $\Omega$;(3)该电热水器在加热状态下正常工作40 min,使额定容量的水温度升高20 $°\mathrm{C}$,热效率为87.5%。
解析
【分析】
这道题是电学与热学的综合应用题，解题思路分三步：
1. 第(1)问：求保温挡2h消耗的电能，利用电功公式$W=Pt$，需将时间单位转换为秒，结合保温挡额定功率计算；
2. 第(2)问：求$R_1$的阻值，先根据电路结构判断挡位（串联为保温、仅$R_2$接入为加热），再用电功率变形公式$R=\frac{U^2}{P}$分别计算总电阻和$R_2$的阻值，两者差值即为$R_1$；
3. 第(3)问：求热效率，先算加热挡消耗的电能，再用密度公式算水的质量，结合热量公式算水吸收的热量，最后用效率公式$\eta=\frac{Q_{吸}}{W'}×100\%$计算，注意单位统一。
【解析】
(1) 由$P=\frac{W}{t}$得，保温挡正常工作2h消耗的电能：
$W = P_{\mathrm{保温}} t = 400\ \mathrm{W} × 2 × 3600\ \mathrm{s} = 2.88 × 10^6\ \mathrm{J}$；
(2) $S_2$接a点时，$R_1$与$R_2$串联为保温挡，由$P=\frac{U^2}{R}$得总电阻：
$R_{\mathrm{总}} = \frac{U^2}{P_{\mathrm{保温}}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{400\ \mathrm{W}} = 121\ \Omega$；
$S_2$接b点时，仅$R_2$接入为加热挡，同理得$R_2$的阻值：
$R_2 = \frac{U^2}{P_{\mathrm{加热}}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{2000\ \mathrm{W}} = 24.2\ \Omega$；
则$R_1 = R_{\mathrm{总}} - R_2 = 121\ \Omega - 24.2\ \Omega = 96.8\ \Omega$；
(3) 加热挡正常工作40min消耗的电能：
$W' = P_{\mathrm{加热}} t' = 2000\ \mathrm{W} × 40 × 60\ \mathrm{s} = 4.8 × 10^6\ \mathrm{J}$；
由$\rho=\frac{m}{V}$得水的质量：
$m = \rho_{\mathrm{水}} V = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 50 × 10^{-3}\ \mathrm{m^3} = 50\ \mathrm{kg}$；
水吸收的热量：
$Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}} m \Delta t = 4.2 × 10^3\ \mathrm{J/(kg·°C)} × 50\ \mathrm{kg} × 20\ °\mathrm{C} = 4.2 × 10^6\ \mathrm{J}$；
热效率：
$\eta = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W'} × 100\% = \frac{4.2 × 10^6\ \mathrm{J}}{4.8 × 10^6\ \mathrm{J}} × 100\% = 87.5\%$；
【答案】
(1) $2.88 × 10^6\ \mathrm{J}$；(2) $96.8\ \Omega$；(3) $87.5\%$
【知识点】
电功率公式应用、热量计算、热效率计算
【点评】
本题是电学与热学结合的综合题，考查电功、电功率、密度、热量及热效率的计算，需先明确电路结构判断挡位，再灵活运用相关公式，注意单位统一，综合性较强，能考查学生知识应用能力。
【难度系数】
0.6
这道题是电学与热学的综合应用题，解题思路分三步：
1. 第(1)问：求保温挡2h消耗的电能，利用电功公式$W=Pt$，需将时间单位转换为秒，结合保温挡额定功率计算；
2. 第(2)问：求$R_1$的阻值，先根据电路结构判断挡位（串联为保温、仅$R_2$接入为加热），再用电功率变形公式$R=\frac{U^2}{P}$分别计算总电阻和$R_2$的阻值，两者差值即为$R_1$；
3. 第(3)问：求热效率，先算加热挡消耗的电能，再用密度公式算水的质量，结合热量公式算水吸收的热量，最后用效率公式$\eta=\frac{Q_{吸}}{W'}×100\%$计算，注意单位统一。
【解析】
(1) 由$P=\frac{W}{t}$得，保温挡正常工作2h消耗的电能：
$W = P_{\mathrm{保温}} t = 400\ \mathrm{W} × 2 × 3600\ \mathrm{s} = 2.88 × 10^6\ \mathrm{J}$；
(2) $S_2$接a点时，$R_1$与$R_2$串联为保温挡，由$P=\frac{U^2}{R}$得总电阻：
$R_{\mathrm{总}} = \frac{U^2}{P_{\mathrm{保温}}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{400\ \mathrm{W}} = 121\ \Omega$；
$S_2$接b点时，仅$R_2$接入为加热挡，同理得$R_2$的阻值：
$R_2 = \frac{U^2}{P_{\mathrm{加热}}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{2000\ \mathrm{W}} = 24.2\ \Omega$；
则$R_1 = R_{\mathrm{总}} - R_2 = 121\ \Omega - 24.2\ \Omega = 96.8\ \Omega$；
(3) 加热挡正常工作40min消耗的电能：
$W' = P_{\mathrm{加热}} t' = 2000\ \mathrm{W} × 40 × 60\ \mathrm{s} = 4.8 × 10^6\ \mathrm{J}$；
由$\rho=\frac{m}{V}$得水的质量：
$m = \rho_{\mathrm{水}} V = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 50 × 10^{-3}\ \mathrm{m^3} = 50\ \mathrm{kg}$；
水吸收的热量：
$Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}} m \Delta t = 4.2 × 10^3\ \mathrm{J/(kg·°C)} × 50\ \mathrm{kg} × 20\ °\mathrm{C} = 4.2 × 10^6\ \mathrm{J}$；
热效率：
$\eta = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W'} × 100\% = \frac{4.2 × 10^6\ \mathrm{J}}{4.8 × 10^6\ \mathrm{J}} × 100\% = 87.5\%$；
【答案】
(1) $2.88 × 10^6\ \mathrm{J}$；(2) $96.8\ \Omega$；(3) $87.5\%$
【知识点】
电功率公式应用、热量计算、热效率计算
【点评】
本题是电学与热学结合的综合题，考查电功、电功率、密度、热量及热效率的计算，需先明确电路结构判断挡位，再灵活运用相关公式，注意单位统一，综合性较强，能考查学生知识应用能力。
【难度系数】
0.6
