6.现有两个定值电阻$R_1$和$R_2(R_1>R_2)$,按照如图所示的四种方式,分别接到电压恒为$U$的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是(

A.$W_甲>W_乙>W_丙>W_丁$
B.$W_甲>W_丙>W_丁>W_乙$
C.$W_丙>W_丁>W_乙>W_甲$
D.$W_乙>W_丁>W_丙>W_甲$
D
)A.$W_甲>W_乙>W_丙>W_丁$
B.$W_甲>W_丙>W_丁>W_乙$
C.$W_丙>W_丁>W_乙>W_甲$
D.$W_乙>W_丁>W_丙>W_甲$
答案
6. D
解析
【分析】要比较相同电压、相同时间下电流做功的大小,需利用电功公式 $ W=\frac{U^2t}{R} $(电压$ U $恒定、时间$ t $相同时,电功与总电阻成反比),因此先确定四个电路的总电阻大小关系。根据串并联电阻的规律:串联总电阻大于任一分电阻,并联总电阻小于任一分电阻,结合已知$ R_1>R_2 $,可推导总电阻的大小,进而得到电功的关系。
【解析】根据电功公式,当电压$ U $和时间$ t $相同时,电流做功$ W=\frac{U^2t}{R} $,电功与总电阻成反比,总电阻越小,电功越大。
1. 计算各电路总电阻:
甲(串联):总电阻 $ R_甲 = R_1 + R_2 $;
乙(并联):总电阻 $ R_乙 = \frac{R_1R_2}{R_1+R_2} $,并联电阻小于任一分电阻,故 $ R_乙 < R_2 $;
丙:总电阻 $ R_丙 = R_1 $;
丁:总电阻 $ R_丁 = R_2 $;
2. 结合$ R_1>R_2 $,总电阻大小关系为:$ R_乙 < R_丁 < R_丙 < R_甲 $;
3. 根据电功与电阻的反比关系,电功大小为:$ W_乙 > W_丁 > W_丙 > W_甲 $,对应选项D。
【答案】D
【知识点】电功计算、串并联电阻规律
【点评】本题考查电功与串并联电阻的综合应用,核心是利用“电压和时间相同时,电功与总电阻成反比”的规律,结合串并联电阻特点比较总电阻,进而判断电功关系,属于中等难度的电路题。
【难度系数】0.5
【解析】根据电功公式,当电压$ U $和时间$ t $相同时,电流做功$ W=\frac{U^2t}{R} $,电功与总电阻成反比,总电阻越小,电功越大。
1. 计算各电路总电阻:
甲(串联):总电阻 $ R_甲 = R_1 + R_2 $;
乙(并联):总电阻 $ R_乙 = \frac{R_1R_2}{R_1+R_2} $,并联电阻小于任一分电阻,故 $ R_乙 < R_2 $;
丙:总电阻 $ R_丙 = R_1 $;
丁:总电阻 $ R_丁 = R_2 $;
2. 结合$ R_1>R_2 $,总电阻大小关系为:$ R_乙 < R_丁 < R_丙 < R_甲 $;
3. 根据电功与电阻的反比关系,电功大小为:$ W_乙 > W_丁 > W_丙 > W_甲 $,对应选项D。
【答案】D
【知识点】电功计算、串并联电阻规律
【点评】本题考查电功与串并联电阻的综合应用,核心是利用“电压和时间相同时,电功与总电阻成反比”的规律,结合串并联电阻特点比较总电阻,进而判断电功关系,属于中等难度的电路题。
【难度系数】0.5
7.如图所示,电源电压不变,只闭合开关$S_1$,电流表示数为0.3 A,再闭合$S_2$,电流表示数变化了0.4 A。则同时闭合$S_1$、$S_2$后,相同时间内$R_1$、$R_2$消耗的电能之比是(

A.$3:4$
B.$4:3$
C.$7:3$
D.$4:7$
A
)A.$3:4$
B.$4:3$
C.$7:3$
D.$4:7$
答案
7. A
解析
【分析】
首先分析电路:只闭合S₁时,电路为R₁的简单电路,电流表测量通过R₁的电流;再闭合S₂时,R₁与R₂并联,电流表测量干路电流。根据并联电路的特点,各支路独立工作,电流表示数的变化量等于通过R₂的电流。再结合电能公式W=UIt,并联电路中各支路电压相等,即可计算相同时间内R₁、R₂消耗的电能之比。
【解析】
1. 只闭合S₁时,电路为R₁的简单电路,电流表测通过R₁的电流,即I₁=0.3A;
2. 闭合S₂后,R₁与R₂并联,电流表测干路电流,由于并联电路各支路独立工作,电流表示数的变化量为通过R₂的电流,即I₂=0.4A;
3. 并联电路中各支路两端电压相等,即U₁=U₂=U,相同时间t内,根据电能公式W=UIt,R₁消耗的电能W₁=U I₁ t,R₂消耗的电能W₂=U I₂ t;
4. 则W₁:W₂=(U I₁ t):(U I₂ t)=I₁:I₂=0.3A:0.4A=3:4。
【答案】
A
【知识点】
并联电路电流规律、电能的计算
【点评】
本题考查并联电路的特点和电能公式的应用,关键是明确电流变化量对应的是R₂的电流,属于基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
首先分析电路:只闭合S₁时,电路为R₁的简单电路,电流表测量通过R₁的电流;再闭合S₂时,R₁与R₂并联,电流表测量干路电流。根据并联电路的特点,各支路独立工作,电流表示数的变化量等于通过R₂的电流。再结合电能公式W=UIt,并联电路中各支路电压相等,即可计算相同时间内R₁、R₂消耗的电能之比。
【解析】
1. 只闭合S₁时,电路为R₁的简单电路,电流表测通过R₁的电流,即I₁=0.3A;
2. 闭合S₂后,R₁与R₂并联,电流表测干路电流,由于并联电路各支路独立工作,电流表示数的变化量为通过R₂的电流,即I₂=0.4A;
3. 并联电路中各支路两端电压相等,即U₁=U₂=U,相同时间t内,根据电能公式W=UIt,R₁消耗的电能W₁=U I₁ t,R₂消耗的电能W₂=U I₂ t;
4. 则W₁:W₂=(U I₁ t):(U I₂ t)=I₁:I₂=0.3A:0.4A=3:4。
【答案】
A
【知识点】
并联电路电流规律、电能的计算
【点评】
本题考查并联电路的特点和电能公式的应用,关键是明确电流变化量对应的是R₂的电流,属于基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
8.(2026济宁期末)小明家电能表3月底的示数为$\boxed{21582}$,4月底的示数为$\boxed{22782}$。小明家4月份用电
120
$\mathrm{kW· h}$。若电费按每千瓦时0.5元计算,则小明家4月份应交电费60
元。答案
8. 120 60
解析
【分析】要计算4月份的用电量,需用4月底电能表的示数减去3月底的示数,注意电能表最后一位是小数位,单位为$\mathrm{kW· h}$;再根据“应交电费=用电量×每千瓦时电费”计算费用。
【解析】1. 计算4月份用电量:电能表读数时,最后一位是小数位,因此3月底示数为$2158.2\ \mathrm{kW· h}$,4月底示数为$2278.2\ \mathrm{kW· h}$,则用电量为$2278.2 - 2158.2 = 120\ \mathrm{kW· h}$;2. 计算应交电费:已知每千瓦时电费0.5元,所以应交电费为$120\ \mathrm{kW· h} × 0.5\ \mathrm{元/(kW· h)} = 60\ \mathrm{元}$。
【答案】120;60
【知识点】电能表读数、电费计算
【点评】本题考查电能表的基本读数方法及电费的简单计算,属于基础应用类题目,难度较低。
【难度系数】0.9
【解析】1. 计算4月份用电量:电能表读数时,最后一位是小数位,因此3月底示数为$2158.2\ \mathrm{kW· h}$,4月底示数为$2278.2\ \mathrm{kW· h}$,则用电量为$2278.2 - 2158.2 = 120\ \mathrm{kW· h}$;2. 计算应交电费:已知每千瓦时电费0.5元,所以应交电费为$120\ \mathrm{kW· h} × 0.5\ \mathrm{元/(kW· h)} = 60\ \mathrm{元}$。
【答案】120;60
【知识点】电能表读数、电费计算
【点评】本题考查电能表的基本读数方法及电费的简单计算,属于基础应用类题目,难度较低。
【难度系数】0.9
9.(2026 菏泽鄄城县期末)某充电宝上面标有“5 V 15 000 mAh”字样,给它充电时,
电
能转化为化学
能;充满电后,大约储存了$2.7×10^5$
J的电能。答案
9. 电 化学 $2.7×10^5$
解析
【分析】
首先判断能量转化:充电宝充电时,消耗外部电能,转化为电池内部的化学能储存;计算储存的电能时,需利用电功公式W=UQ,先将电荷量单位mAh换算为库仑,再代入公式计算。
【解析】
1. 能量转化:给充电宝充电时,消耗电能,转化为化学能储存,故前两空填“电”“化学”。
2. 计算储存的电能:
电荷量Q=15000mAh=15000×10⁻³A×3600s=54000C,
根据电功公式W=UQ,代入U=5V,得W=5V×54000C=2.7×10⁵J。
【答案】
电 化学 $2.7×10^5$
【知识点】
能量转化、电能计算
【点评】
本题考查能量转化的判断和电功的计算,属于基础题型,需注意电荷量单位的换算,难度较低。
【难度系数】
0.7
首先判断能量转化:充电宝充电时,消耗外部电能,转化为电池内部的化学能储存;计算储存的电能时,需利用电功公式W=UQ,先将电荷量单位mAh换算为库仑,再代入公式计算。
【解析】
1. 能量转化:给充电宝充电时,消耗电能,转化为化学能储存,故前两空填“电”“化学”。
2. 计算储存的电能:
电荷量Q=15000mAh=15000×10⁻³A×3600s=54000C,
根据电功公式W=UQ,代入U=5V,得W=5V×54000C=2.7×10⁵J。
【答案】
电 化学 $2.7×10^5$
【知识点】
能量转化、电能计算
【点评】
本题考查能量转化的判断和电功的计算,属于基础题型,需注意电荷量单位的换算,难度较低。
【难度系数】
0.7
10.在如图所示的电路中,$R_1$的阻值为10 Ω,$R_2$的阻值为20 Ω。闭合开关S后,电流表的示数为1 A。电源电压保持不变。求:
(1)$R_1$两端的电压$U_1$。
(2)$R_2$在10 s内所消耗的电能$W_2$。

(1)$R_1$两端的电压$U_1$。
(2)$R_2$在10 s内所消耗的电能$W_2$。
答案
(1)10 V (2)200 J
解析:(1)由题图可知,$R_1$、$R_2$串联,串联电路电流处处相等,所以$I_1=I_2=I=1 A$,
$R_1$两端的电压$U_1=I_1R_1=1 A×10 Ω=10 V$。
(2)$R_2$在10 s内所消耗的电能为
$W_2=I_2^2R_2t=(1 A)^2×20 Ω×10 s=200 J$。
解析:(1)由题图可知,$R_1$、$R_2$串联,串联电路电流处处相等,所以$I_1=I_2=I=1 A$,
$R_1$两端的电压$U_1=I_1R_1=1 A×10 Ω=10 V$。
(2)$R_2$在10 s内所消耗的电能为
$W_2=I_2^2R_2t=(1 A)^2×20 Ω×10 s=200 J$。
解析
【分析】首先观察电路图,确定$R_1$与$R_2$串联,电流表测量串联电路的电流;串联电路中电流处处相等,已知电流$I=1\ \mathrm{A}$、$R_1$阻值$10\ \Omega$,可利用欧姆定律计算$R_1$两端电压;再结合串联电流特点,通过电能公式计算$R_2$消耗的电能。
【解析】
(1) 由电路图可知,$R_1$与$R_2$串联,根据串联电路电流处处相等的规律,得通过$R_1$的电流$I_1=I=1\ \mathrm{A}$。根据欧姆定律$U=IR$,$R_1$两端的电压:$U_1=I_1R_1=1\ \mathrm{A} × 10\ \Omega=10\ \mathrm{V}$。
(2) 串联电路中通过$R_2$的电流$I_2=I=1\ \mathrm{A}$,根据电能公式$W=I^2Rt$,$R_2$在$10\ \mathrm{s}$内消耗的电能:$W_2=I_2^2R_2t=(1\ \mathrm{A})^2 × 20\ \Omega × 10\ \mathrm{s}=200\ \mathrm{J}$。
【答案】(1)10 V (2)200 J
【知识点】串联电路特点、欧姆定律、电能计算
【点评】本题为电学基础计算题,考察串联电路电流规律、欧姆定律及电能公式的应用,题型常规,侧重基础公式的运用。
【难度系数】0.6
【解析】
(1) 由电路图可知,$R_1$与$R_2$串联,根据串联电路电流处处相等的规律,得通过$R_1$的电流$I_1=I=1\ \mathrm{A}$。根据欧姆定律$U=IR$,$R_1$两端的电压:$U_1=I_1R_1=1\ \mathrm{A} × 10\ \Omega=10\ \mathrm{V}$。
(2) 串联电路中通过$R_2$的电流$I_2=I=1\ \mathrm{A}$,根据电能公式$W=I^2Rt$,$R_2$在$10\ \mathrm{s}$内消耗的电能:$W_2=I_2^2R_2t=(1\ \mathrm{A})^2 × 20\ \Omega × 10\ \mathrm{s}=200\ \mathrm{J}$。
【答案】(1)10 V (2)200 J
【知识点】串联电路特点、欧姆定律、电能计算
【点评】本题为电学基础计算题,考察串联电路电流规律、欧姆定律及电能公式的应用,题型常规,侧重基础公式的运用。
【难度系数】0.6
11.某实验小组测得小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像如图所示。下列说法正确的是(

A.电阻R的阻值为10 Ω
B.当通过小灯泡L的电流为0.2 A时,其消耗的电能为0.2 J
C.仅把小灯泡L、电阻R并联在电压为2 V的电路中,干路上的电流为0.3 A
D.仅把小灯泡L、电阻R串联在电路中,当电流为0.2 A时,它们两端的总电压为5 V
D
)A.电阻R的阻值为10 Ω
B.当通过小灯泡L的电流为0.2 A时,其消耗的电能为0.2 J
C.仅把小灯泡L、电阻R并联在电压为2 V的电路中,干路上的电流为0.3 A
D.仅把小灯泡L、电阻R串联在电路中,当电流为0.2 A时,它们两端的总电压为5 V
答案
11. D
解析
【分析】要判断各选项的正确性,需结合I-U图像读取对应电压、电流值,运用欧姆定律、串并联电路的电流与电压规律分析:①定值电阻的阻值可通过I-U图像中对应电压和电流计算;②小灯泡的电能计算需知道时间,仅电流和电压无法确定;③并联电路中各支路电压相等,总电流为支路电流之和;④串联电路中电流处处相等,总电压为各部分电压之和。
【解析】
逐个分析选项:
1. 选项A:电阻R是定值电阻,由图像可知,当U=4V时,对应的电流I_R=0.2A,根据欧姆定律R=U/I=4V/0.2A=20Ω≠10Ω,故A错误。
2. 选项B:当小灯泡L的电流为0.2A时,从图像读取对应的电压U_L=1V,消耗的电能W=UIt,公式缺少时间t,无法计算出0.2J的电能,故B错误。
3. 选项C:L和R并联在电压为2V的电路中,并联电路各支路电压相等,即U_L'=U_R'=2V;从图像读取,此时I_L'=0.3A,I_R'=0.1A,干路电流I=I_L'+I_R'=0.3A+0.1A=0.4A≠0.3A,故C错误。
4. 选项D:L和R串联在电路中,串联电路电流处处相等,当电流为0.2A时,从图像读取,L对应的电压U_L''=1V,R对应的电压U_R''=4V,总电压U=U_L''+U_R''=1V+4V=5V,故D正确。
【答案】D
【知识点】欧姆定律、串并联电路特点、I-U图像分析
【点评】本题结合I-U图像考查电学基本规律的应用,关键是准确从图像提取对应电压、电流值,区分串并联电路的电流电压关系,注意电能计算的条件,难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】
逐个分析选项:
1. 选项A:电阻R是定值电阻,由图像可知,当U=4V时,对应的电流I_R=0.2A,根据欧姆定律R=U/I=4V/0.2A=20Ω≠10Ω,故A错误。
2. 选项B:当小灯泡L的电流为0.2A时,从图像读取对应的电压U_L=1V,消耗的电能W=UIt,公式缺少时间t,无法计算出0.2J的电能,故B错误。
3. 选项C:L和R并联在电压为2V的电路中,并联电路各支路电压相等,即U_L'=U_R'=2V;从图像读取,此时I_L'=0.3A,I_R'=0.1A,干路电流I=I_L'+I_R'=0.3A+0.1A=0.4A≠0.3A,故C错误。
4. 选项D:L和R串联在电路中,串联电路电流处处相等,当电流为0.2A时,从图像读取,L对应的电压U_L''=1V,R对应的电压U_R''=4V,总电压U=U_L''+U_R''=1V+4V=5V,故D正确。
【答案】D
【知识点】欧姆定律、串并联电路特点、I-U图像分析
【点评】本题结合I-U图像考查电学基本规律的应用,关键是准确从图像提取对应电压、电流值,区分串并联电路的电流电压关系,注意电能计算的条件,难度适中。
【难度系数】0.5
12. 电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小梦想通过实验验证电功跟电压的关系,选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油,两电阻丝阻值不同($R_1 > R_2$)。

(1)将两根电阻丝串联后接入电路中,可控制
(2)通电一段时间后,通过观察
(3)通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝
(1)将两根电阻丝串联后接入电路中,可控制
电流
和通电时间
相等。(2)通电一段时间后,通过观察
温度计示数的变化量
来比较电流做功多少。(3)通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝
$R_1$
(选填“$R_1$”或“$R_2$”)做的功多。答案
12. (1)电流 通电时间 (2)温度计示数的变化量 (3)$R_1$
解析
【分析】
要验证电功跟电压的关系,需运用控制变量法,控制电流和通电时间相同,因此将电阻丝串联接入电路;电流做功的多少无法直接观察,利用转换法,通过煤油温度的变化反映做功多少;再结合串联电路的电压规律和电功公式判断做功多少。
【解析】
(1) 串联电路的特点是各处电流相等,且串联时各电阻的通电时间相同,因此将两根电阻丝串联,可控制电流和通电时间相等。
(2) 电流做功的过程是电能转化为内能的过程,电流做功越多,产生的热量越多,煤油吸收热量后温度升高越多,所以通过观察温度计示数的变化量来比较电流做功的多少,这是转换法的应用。
(3) 串联电路中电流I相同,通电时间t相同,已知$R_1>R_2$,根据$U=IR$,可得$U_1=IR_1$、$U_2=IR_2$,因此$U_1>U_2$。根据电功公式$W=UIt$,在I和t相同的情况下,电压越大,电流做的功越多,所以相同时间内,电流通过电阻丝$R_1$做的功多。
【答案】
(1) 电流;通电时间
(2) 温度计示数的变化量
(3) $R_1$
【知识点】
电功的影响因素;串联电路特点;转换法
【点评】
本题是探究电功与电压关系的基础实验题,运用控制变量法和转换法,考查了串联电路规律、电功公式的应用,注重实验方法的考查。
【难度系数】
0.6
要验证电功跟电压的关系,需运用控制变量法,控制电流和通电时间相同,因此将电阻丝串联接入电路;电流做功的多少无法直接观察,利用转换法,通过煤油温度的变化反映做功多少;再结合串联电路的电压规律和电功公式判断做功多少。
【解析】
(1) 串联电路的特点是各处电流相等,且串联时各电阻的通电时间相同,因此将两根电阻丝串联,可控制电流和通电时间相等。
(2) 电流做功的过程是电能转化为内能的过程,电流做功越多,产生的热量越多,煤油吸收热量后温度升高越多,所以通过观察温度计示数的变化量来比较电流做功的多少,这是转换法的应用。
(3) 串联电路中电流I相同,通电时间t相同,已知$R_1>R_2$,根据$U=IR$,可得$U_1=IR_1$、$U_2=IR_2$,因此$U_1>U_2$。根据电功公式$W=UIt$,在I和t相同的情况下,电压越大,电流做的功越多,所以相同时间内,电流通过电阻丝$R_1$做的功多。
【答案】
(1) 电流;通电时间
(2) 温度计示数的变化量
(3) $R_1$
【知识点】
电功的影响因素;串联电路特点;转换法
【点评】
本题是探究电功与电压关系的基础实验题,运用控制变量法和转换法,考查了串联电路规律、电功公式的应用,注重实验方法的考查。
【难度系数】
0.6
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