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1. 右图是汽车用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
1题图
A
（选填“A”或“B”）接口，此接口的额定输出功率为10.5
W。1题图
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，输出功率越大，充电速度越快，因此应选择电流更大的A接口；再代入公式计算该接口的额定输出功率即可。
【解析】已知两个USB接口的额定输出电压$U=5V$，A接口的输出电流$I_A=2.1A$，B接口的输出电流$I_B=1.0A$。根据$P=UI$，额定电压相同，电流越大功率越大，充电越快，故选择A接口；A接口的额定输出功率$P_A=U×I_A=5V×2.1A=10.5W$。
【答案】A；10.5
【知识点】电功率计算、额定功率
【点评】本题结合生活实际的USB充电设备，考查电功率公式的应用，题目贴近生活，难度较低，容易理解和解答。
【难度系数】0.2
【解析】已知两个USB接口的额定输出电压$U=5V$，A接口的输出电流$I_A=2.1A$，B接口的输出电流$I_B=1.0A$。根据$P=UI$，额定电压相同，电流越大功率越大，充电越快，故选择A接口；A接口的额定输出功率$P_A=U×I_A=5V×2.1A=10.5W$。
【答案】A；10.5
【知识点】电功率计算、额定功率
【点评】本题结合生活实际的USB充电设备，考查电功率公式的应用，题目贴近生活，难度较低，容易理解和解答。
【难度系数】0.2
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】
本题考查并联电路特点及电热计算，解题思路：①并联电路各支路电压等于电源电压，已知每条电阻的阻值和电源电压，用欧姆定律可求每条电阻丝的电流；②计算总热量时，先换算时间单位，再利用并联电阻总电阻规律求出总电阻，结合纯电阻电路的电热公式计算总热量，注意公式的正确应用。
【解析】
1. 求每条电阻丝的电流：
并联电路中各支路两端电压等于电源电压，即每条电阻丝两端电压 $ U = 12\ \mathrm{V} $，每条电阻丝阻值 $ R = 20\ \Omega $。
根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $，代入数据得：
$ I = \frac{12\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.6\ \mathrm{A} $。
2. 求产生的总热量：
工作时间 $ 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{R}{10} = \frac{20\ \Omega}{10} = 2\ \Omega $。
纯电阻电路中，总热量等于消耗的电能，即 $ Q = W = \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】
本题结合生活中汽车除雾的实例，考查基础电学知识，需注意时间单位换算，整体难度适中，属于常规电学计算题。
【难度系数】
0.6
本题考查并联电路特点及电热计算，解题思路：①并联电路各支路电压等于电源电压，已知每条电阻的阻值和电源电压，用欧姆定律可求每条电阻丝的电流；②计算总热量时，先换算时间单位，再利用并联电阻总电阻规律求出总电阻，结合纯电阻电路的电热公式计算总热量，注意公式的正确应用。
【解析】
1. 求每条电阻丝的电流：
并联电路中各支路两端电压等于电源电压，即每条电阻丝两端电压 $ U = 12\ \mathrm{V} $，每条电阻丝阻值 $ R = 20\ \Omega $。
根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $，代入数据得：
$ I = \frac{12\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.6\ \mathrm{A} $。
2. 求产生的总热量：
工作时间 $ 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{R}{10} = \frac{20\ \Omega}{10} = 2\ \Omega $。
纯电阻电路中，总热量等于消耗的电能，即 $ Q = W = \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} $。
【答案】
0.6；21600
【知识点】
并联电路特点、欧姆定律、电热计算
【点评】
本题结合生活中汽车除雾的实例，考查基础电学知识，需注意时间单位换算，整体难度适中，属于常规电学计算题。
【难度系数】
0.6
3. 2026年“地球一小时”活动时间为3月28日晚上20:30~21:30。若某小区600户人家一起参加了本次活动，平均每户关闭的电灯功率为100 W，在这次节能活动中该小区可节约用电
60
度。下表是成都市供电局收费标准，若按照第一档标准收费，本次活动该小区总共少交电费31.3
元（计算结果保留一位小数）。答案
3. 60 31.3
解析
【分析】
首先明确节约用电量的计算需用电能公式，注意单位转换；少交电费是节约电量乘以对应时段的电价，需先确定活动时间所属的电价档位及时段。
【解析】
1. 计算节约的电量：每户电灯功率$P=100\ \mathrm{W}=0.1\ \mathrm{kW}$，活动时间$t=21:30-20:30=1\ \mathrm{h}$，共600户。总节约电能$W=Pt× n=0.1\ \mathrm{kW}×1\ \mathrm{h}×600=60\ \mathrm{kW·h}$（即60度）。
2. 确定电价：活动时间20:30~21:30属于高峰平段，对应第一档高峰平段电价为0.5224元/千瓦时，少交电费$=60×0.5224\approx31.3$元。
【答案】
60；31.3
【知识点】
电能计算、阶梯电价应用
【点评】
本题结合实际生活场景，考查电能计算和阶梯电价的应用，需注意单位转换和时段对应电价的选取，难度较低，贴近生活实际。
【难度系数】
0.3
首先明确节约用电量的计算需用电能公式，注意单位转换；少交电费是节约电量乘以对应时段的电价，需先确定活动时间所属的电价档位及时段。
【解析】
1. 计算节约的电量：每户电灯功率$P=100\ \mathrm{W}=0.1\ \mathrm{kW}$，活动时间$t=21:30-20:30=1\ \mathrm{h}$，共600户。总节约电能$W=Pt× n=0.1\ \mathrm{kW}×1\ \mathrm{h}×600=60\ \mathrm{kW·h}$（即60度）。
2. 确定电价：活动时间20:30~21:30属于高峰平段，对应第一档高峰平段电价为0.5224元/千瓦时，少交电费$=60×0.5224\approx31.3$元。
【答案】
60；31.3
【知识点】
电能计算、阶梯电价应用
【点评】
本题结合实际生活场景，考查电能计算和阶梯电价的应用，需注意单位转换和时段对应电价的选取，难度较低，贴近生活实际。
【难度系数】
0.3
4.小飞家响应国家家电以旧换新惠民政策，置换了一台储水式电热水器，铭牌如表，原理如图，$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/m}^3$。
4题图
额定加热功率 2 000 W 额定电压 220 V
额定保温功率 400 W 防水等级 IPX4
温度范围 室温 额定容量 50 L
加热方式 双管加热 内胆材质 金属板搪瓷
(1)求保温挡正常工作2 h消耗的电能。
(2)求$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。
4题图
额定加热功率 2 000 W 额定电压 220 V
额定保温功率 400 W 防水等级 IPX4
温度范围 室温 额定容量 50 L
加热方式 双管加热 内胆材质 金属板搪瓷
(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 ℃吸收的热量:
$Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}} m \Delta t =4.2 ×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} ×50\ \mathrm{kg} ×20\ \mathrm{℃} =4.2 ×10^6\ \mathrm{J}$,
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,使额定容量的水温升高20 ℃,热效率为87.5%。
$W = P_{\mathrm{保温}} t = 400\ \mathrm{W} ×2 ×3\ 600\ \mathrm{s} = 2.88 ×10^6\ \mathrm{J}$；
(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 ℃吸收的热量:
$Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}} m \Delta t =4.2 ×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} ×50\ \mathrm{kg} ×20\ \mathrm{℃} =4.2 ×10^6\ \mathrm{J}$,
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,使额定容量的水温升高20 ℃,热效率为87.5%。
解析
【分析】
本题为电热综合计算题，解题思路如下：
1. 求保温挡消耗的电能：已知保温功率和工作时间，利用电能公式$ W=Pt $计算，注意将时间单位换算为秒；
2. 求$ R_1 $的阻值：根据电功率公式$ P=\frac{U^2}{R} $，电压不变时电阻越大功率越小，判断保温挡为$ R_1 $与$ R_2 $串联，加热挡为仅$ R_2 $接入，分别计算总电阻和$ R_2 $的阻值，两者差值即为$ R_1 $；
3. 求热效率：先计算加热时消耗的电能，再通过密度公式算水的质量，利用热量公式算水吸收的热量，最后用效率公式$ \eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W} ×100\% $计算热效率。
【解析】
解：(1) 由公式 $ P = \frac{W}{t} $ 可得，保温挡正常工作2 h消耗的电能：
$ W = P_{\mathrm{保温}} t = 400\ \mathrm{W} × 2 × 3600\ \mathrm{s} = 2.88 × 10^6\ \mathrm{J} $；
(2) 当开关$ S_2 $接a点时，$ R_1 $与$ R_2 $串联，总电阻最大，功率最小，为保温挡；当$ S_2 $接b点时，仅$ R_2 $接入，电阻较小，功率较大，为加热挡。
根据 $ P = \frac{U^2}{R} $，保温挡总电阻：
$ R_{\mathrm{总}} = \frac{U^2}{P_{\mathrm{保温}}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{400\ \mathrm{W}} = 121\ \Omega $；
加热挡$ 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 $的阻值：
$ R_1 = R_{\mathrm{总}} - R_2 = 121\ \Omega - 24.2\ \Omega = 96.8\ \Omega $；
(3) 加热挡正常工作40 min消耗的电能：
$ W' = P_{\mathrm{加热}} t' = 2000\ \mathrm{W} × 40 × 60\ \mathrm{s} = 4.8 × 10^6\ \mathrm{J} $；
额定容量水的体积$ V = 50\ \mathrm{L} = 50 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^3 $，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} $；
水升高20 ℃吸收的热量：
$ Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}} m \Delta t = 4.2 × 10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 50\ \mathrm{kg} × 20\ \mathrm{℃} = 4.2 × 10^6\ \mathrm{J} $；
电热水器的热效率：
$ \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】
电能与电功率计算、热量计算、电热效率计算
【点评】
本题结合电热水器的实际应用，考查电功率、热量、效率的综合计算，关键是正确判断不同挡位对应的电路连接方式，灵活运用相关公式进行单位换算和数值计算，属于中等难度的电热综合题。
【难度系数】
0.6
本题为电热综合计算题，解题思路如下：
1. 求保温挡消耗的电能：已知保温功率和工作时间，利用电能公式$ W=Pt $计算，注意将时间单位换算为秒；
2. 求$ R_1 $的阻值：根据电功率公式$ P=\frac{U^2}{R} $，电压不变时电阻越大功率越小，判断保温挡为$ R_1 $与$ R_2 $串联，加热挡为仅$ R_2 $接入，分别计算总电阻和$ R_2 $的阻值，两者差值即为$ R_1 $；
3. 求热效率：先计算加热时消耗的电能，再通过密度公式算水的质量，利用热量公式算水吸收的热量，最后用效率公式$ \eta=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{W} ×100\% $计算热效率。
【解析】
解：(1) 由公式 $ P = \frac{W}{t} $ 可得，保温挡正常工作2 h消耗的电能：
$ W = P_{\mathrm{保温}} t = 400\ \mathrm{W} × 2 × 3600\ \mathrm{s} = 2.88 × 10^6\ \mathrm{J} $；
(2) 当开关$ S_2 $接a点时，$ R_1 $与$ R_2 $串联，总电阻最大，功率最小，为保温挡；当$ S_2 $接b点时，仅$ R_2 $接入，电阻较小，功率较大，为加热挡。
根据 $ P = \frac{U^2}{R} $，保温挡总电阻：
$ R_{\mathrm{总}} = \frac{U^2}{P_{\mathrm{保温}}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{400\ \mathrm{W}} = 121\ \Omega $；
加热挡$ 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 $的阻值：
$ R_1 = R_{\mathrm{总}} - R_2 = 121\ \Omega - 24.2\ \Omega = 96.8\ \Omega $；
(3) 加热挡正常工作40 min消耗的电能：
$ W' = P_{\mathrm{加热}} t' = 2000\ \mathrm{W} × 40 × 60\ \mathrm{s} = 4.8 × 10^6\ \mathrm{J} $；
额定容量水的体积$ V = 50\ \mathrm{L} = 50 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^3 $，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} $；
水升高20 ℃吸收的热量：
$ Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}} m \Delta t = 4.2 × 10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 50\ \mathrm{kg} × 20\ \mathrm{℃} = 4.2 × 10^6\ \mathrm{J} $；
电热水器的热效率：
$ \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】
电能与电功率计算、热量计算、电热效率计算
【点评】
本题结合电热水器的实际应用，考查电功率、热量、效率的综合计算，关键是正确判断不同挡位对应的电路连接方式，灵活运用相关公式进行单位换算和数值计算，属于中等难度的电热综合题。
【难度系数】
0.6
