2022北京初三（上）期末物理汇编：电功和电功率章节综合

2022北京初三（上）期末物理汇编

电功和电功率章节综合

一、单选题

1．（2022·北京通州·九年级期末）某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，关于电饭煲工作时下列说法中正确的是（　　）

A．开关S接触点2时，电饭煲处于加热状态

B．开关S接触点1时，电饭煲处于保温状态

C．电饭煲处于加热状态时的功率是800W

D．保温状态下电饭煲1min消耗200J的电能

2．（2022·北京通州·九年级期末）如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中，变阻器的电功率与其电阻的关系图像。滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．电源电压为3V B．电压表的最大示数为2V

C．电流表的最大示数为0.3A D．电流表的示数变化了0.4A

3．（2022·北京朝阳·九年级期末）如图所示的电路中，电源两端的电压恒定不变，开关S1和S2为联动开关（同时断开或闭合），R1、R2、R3为三个定值电阻，其中R1∶R2＝1∶3；R2＝R3。闭合开关S后，当联动开关断开时，通过R1和R2的电流分别为I1、I2，R1和R2两端的电压分别为U1、U2，R1和R2的电功率分别为P1、P2；当联动开关闭合时，通过R1和R3的电流分别为I3、I4，R1和R3两端的电压分别为U3、U4，R1和R3的电功率分别为P3、P4。则下列关系中正确的是（　　）

A．I3∶I4＝1∶3 B．U1∶U3＝1∶3

C．P1∶P4＝1∶16 D．P2∶P3＝3∶16

4．（2022·北京海淀·九年级期末）在如图甲所示的电路中，电源两端的电压保持不变，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P由a端滑至b端的过程中，通过小灯泡的电流I随其两端电压U变化的I-U图像如图乙所示。已知小灯泡的额定电压为12V，下列说法中正确的是（　　）

A．在电压表示数变小的过程中，电路消耗的总功率不断变大

B．滑动变阻器的最大阻值为9Ω

C．滑片P由a端滑至b端的过程中，小灯泡的电功率变化了9W

D．滑片P由a端滑至b端的过程中，电路的总电功率变化了21W

5．（2022·北京大兴·九年级期末）如图所示的电路中电源电压恒为9V，小灯泡的铭牌上标有“6V 3W”的字样。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3V，不计温度对灯丝电阻的影响。则此时（　　）

A．通过小灯泡中的电流是0.5A B．小灯泡的电功率是1.5W

C．电路中消耗的总功率为4.5W D．滑动变阻器接入电路的阻值为24Ω

6．（2022·北京西城·九年级期末）灯上标有“”，灯上标有“”。先将和串联接到的电路中，通过两灯的电流分别为和，两灯的功率分别为和；若将和并联接到同一电路中，通过两灯的电流分别为和，两灯的功率分别为和。若不计灯丝电阻的变化，下列判断正确的是（　　）

A． B．

C． D．

7．（2022·北京西城·九年级期末）如图所示的电路中，电源两端电压为，且保持不变，甲、乙是电表（电压表或电流表），灯泡L1标有“3V 3W”、灯泡L2标有“6V 6W”。闭合开关S，两灯均发光。若不计灯丝电阻变化，则下列说法正确的是（　　）

A．甲表为电压表，且示数为 B．乙表为电流表，且示数为

C．通电，该电路消耗的电能为 D．该电路的实际功率为两灯额定功率之和

8．（2022·北京门头沟·九年级期末）如图甲所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，闭合开关S，滑片P从A端移动到B端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列判断中正确的是（　　）

A．R1两端电压的最大值为5V

B．电路总功率最大时，电路中的电流为0.1A

C．R2的最大阻值为60Ω

D．电路总功率最小时，R2的电功率为0.5W

9．（2022·北京海淀·九年级期末）甲、乙两只电热杯及其铭牌如图所示，若它们的电阻不随温度的变化而改变，则下列说法中正确的是（　　）

A．甲的电阻小于乙的电阻

B．两电热杯均正常工作时，相同时间内消耗的电能一样多

C．若将乙接在电压为110V的电路中，它的实际功率为250W

D．若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中，相同时间内甲产生的热量较多

10．（2022·北京·九年级期末）小明用标有“12V60W”的灯甲和标有“24V30W”的灯乙做实验，关于这两个汽车灯的比较，下列说法中正确的是（　　）

A．甲灯的额定功率一定小于乙灯的额定功率

B．甲灯的实际功率一定小于乙灯的实际功率

C．甲灯和乙灯均正常工作，甲灯消耗的电能一定比乙灯多

D．甲灯和乙灯均正常工作，且消耗相同的电能，甲灯工作的时间比乙灯短

11．（2022·北京大兴·九年级期末）图甲是一个温度报警器简化电路图，电阻R随温度变化的规律如图乙所示，通过电阻R0的电流随它两端电压变化的规律如图丙所示。下列说法中正确的是（　　）

A．R的阻值随它的温度的升高而变大

B．R0的阻值随它两端电压的升高而变大

C．闭合开关后，R的温度升高时，R0的电功率变大

D．闭合开关后，R的温度升高时，电压表和电流表的示数都变大

二、多选题

12．（2022·北京昌平·九年级期末）现有四个小灯泡L1、L2、L3、L4，分别标有“12V 20W”、“12V 10W”、“6V 5W”、“6V 10W”的字样，小明想把其中的两个小灯泡接在两端电压为18V的电源上，使两个小灯泡都能正常发光，则下列做法正确的是（    ）

A．把L1和L4串联后接入电路中

B．把L2和L4串联后接入电路中

C．把L1和L3串联后接入电路中

D．把L2和L3串联后接入电路中

13．（2022·北京·九年级期末）如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置，电流表示数与两电压表示数的关系如图乙所示。对于这个电路，下列说法中正确的是（　　）

A．电源电压是9V B．滑动变阻器的最大阻值是45Ω

C．小灯泡的额定功率是5.6W D．电路最大功率是7.2W

14．（2022·北京海淀·九年级期末）把标有“6V  3W”的小灯泡L（设灯丝电阻不变）与标有“100Ω  1A”的滑动变阻器连接在两端电压恒为18V的电源上，电压表的量程为“0~15V”，如图所示。在保证电路安全的情况下，下列说法中正确的是（　　）

A．电路中允许通过的最大电流为0.5A

B．小灯泡L消耗电功率的最小值为0.75W

C．滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~100Ω

D．电路总电功率的最大值为9W

三、作图题

15．（2022·北京西城·九年级期末）请用笔画线代替导线，将如图中的电灯、开关和插座（插座准备接大功率用电器）接入家庭电路中．

(    )

四、计算题

16．（2022·北京通州·九年级期末）如图所示的电路中，电源电压恒为3V，电阻R2的阻值为30。当开关S1闭合，S2断开时，电流表示数为0.3A，求：

（1）电阻R1的阻值；

（2）当开关S1、S2均闭合时，通电10s电阻R2产生的热量。

17．（2022·北京门头沟·九年级期末）图甲为一种电加热饮水机，图乙为其简化电路图，其中R1和R2均为电热丝，S是手动开关，S1是自动温控开关。当水的温度低于设定值时，通过开关S1的控制，饮水机处于高温档加热状态；水沸腾后，再通过开关S1的控制，饮水机处于低温档保温状态，从而实现智能化地控制水的温度。已知饮水机高温档加热功率为484W，低温档保温功率为44W。

(1)请写出饮水机在低温档时S、S1两个开关的通断状态；

(2)求饮水机处于高温档加热状态工作40s所消耗的电能；

(3)求电热丝R2的阻值。

‍‍

18．（2022·北京海淀·九年级期末）如图所示为某型号电暖气及其工作原理的简化电路图。电暖气的额定电压为220V，工作状态分为高、低温两挡。其中R1和R2可视为阻值不变的电热丝，R1的阻值为96.8Ω，高温挡的功率为900W。

（1）求高温挡工作时通过电暖气的电流（保留1位小数）；

（2）请分析说明当只闭合开关S1时，电暖气处于高温挡还是低温挡；

（3）求电阻丝R2的阻值。

19．（2022·北京海淀·九年级期末）在如图所示的电路中，电源两端的电压恒为15V，白炽灯泡L的规格为“12V  3W”，若其灯丝电阻值保持不变，R为定值电阻。闭合开关S，灯泡正常工作。求：

（1）电阻R的阻值；

（2）电路的总功率。

20．（2022·北京丰台·九年级期末）如图所示，是某电加热饮水机的简化电路图，其中R1、R2为阻值一定的电热丝。当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，通过控制开关S2，可使饮水机处于保温状态。已知饮水机处于加热状态的功率为550W，保温状态的功率为220W，电源电压保持220V不变。

（1）请你利用所学知识，判断当开关S1闭合、S2断开时，饮水机处于加热状态还是保温状态？（要求：写出判断过程和结论）

（2）求饮水机处于保温状态时，工作5min所消耗的电能；

（3）求电热丝R1的阻值。

五、实验题

21．（2022·北京门头沟·九年级期末）实验桌上有两个相同的烧瓶，烧瓶内密封着质量、初温均相同的煤油，A、B两支温度计完全相同，瓶内还分别装有阻值不同的电阻丝R1和R2（R1>R2）。

(1)小亮将两个烧瓶按图甲所示的方式连入电压保持不变的电源两端进行实验；

①小亮探究的是电流产生的热量跟 ______ 的关系；

②实验中，电流产生的热量无法直接测量，而是利用温度计示数的变化量来反映，这是采用了转换测量物理量的研究方法。在下列实例中，同样采用了此种方法的是 _____________ ；

A．借助电动机提升重物的高度反映电流做功的多少

B．借助水压学习电压

C．研究电流与电阻的关系时，保持电阻两端电压一定

③闭合开关，通电一段时间后，图甲中温度升高较多的是 __________ 温度计；

(2)小亮想将两个烧瓶按照图乙的方式连入同一个电源两端，探究“电流产生的热量与电流大小的关系”。他的实验方案中存在的问题是 ___________________________ 。

22．（2022·北京西城·九年级期末）课外小组的同学们想探究“影响电水壶热效率的因素”。实验桌上备有温度计、电子秤、电水壶、停表、功率计量插座（如图所示，它能直接测量电水壶的实际功率）。

实验前，同学们提出猜想：电水壶的热效率可能与电水壶的保温性、功率、装水的质量、环境温度等有关。同学们按照不同猜想，分小组进行实验探究，在每次实验开始时，保证电水壶和水的初温与室温相同。下表为一小组同学用同一只电水壶进行两次实验所记录的实验数据。

（1）根据实验数据分析，该电水壶的热效率较高的应是___________。（选填“①”或“②”）

（2）请根据表格中实验数据，归纳出实验结论：___________。

参考答案

1．C

【详解】AB．总电压保持不变，根据可知，电路中的总电阻越大，发热功率越小，因此开关S接触点1时，电路中接入的电阻最小，电饭煲处于加热状态；开关S接触点2时，电路中接入的电阻最大，电饭煲处于保温状态，故AB错误；

C．如图乙所示，在0~10min内，饭煲处于加热状态，功率为800W，故C正确；

D．如图乙所示，在10~20min内，饭煲处于保温状态，功率为200W，消耗的电能为

W=Pt=200W×10×60s=1.2×105J

故D错误。

故选C。

2．D

【详解】A．根据乙图可知，当滑动变阻器的阻值为10Ω时，滑动变阻器的功率为0.9W，根据可知，电流的大小为

此时滑动变阻器两端的电压为

则电源电压为

当滑动变阻器的阻值为20Ω时，滑动变阻器的功率为0.8W，同理可知，此时的电流为

此时滑动变阻器两端的电压为

则电源电压为

根据电源电压不变，可以得出

故A错误；

B．当滑动变阻器的阻值为零时，滑动变阻器的电压为零，根据图乙可知，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，根据串联分压，电阻越大，电压表的示数越大，故当滑动变阻器的阻值最大时，电压表的示数最大，故电压表的最大示数为4V，故B错误；

CD．当只有定值电阻接入时，总电阻最小，电流表的示数最大，故电流表的最大示数为

当滑动变阻器的全部接入时，此时滑动变阻器的阻值为20Ω，电流为0.2A，故电流表的示数变化了0.4A，故C错误，故D正确。

故选D。

3．D

【详解】A．当联动开关断开时，电路为R1、R2的串联电路，当联动开关闭合时，R2被短路，电路为R1、R3的并联电路；设电源电压为U，当R1、R2串联时，因为串联电路电流处处相等，所以流过R1、R2的电流相等，且R1∶R2＝1∶3，，根据欧姆定律得，R1、R2通过的电流为

当联动开关闭合时，R1、R3并联，且R2＝R3，R1∶R2＝1∶3，根据欧姆定律，流过R1的电流为

通过R3的电流为

则通过R1和R3的电流之比为

故A错误；

B．当R1、R2串联时，R1两端的电压为

R2两端的电压为

当联动开关闭合时， R1、R3并联，故R1和R3两端的电压

U3=U4=U

所以

故B错误；

CD．当R1、R2串联时，根据P=UI可得，R1、R2的电功率分别为

R1、R3并联时，根据P=UI可得，R1、R3的电功率分别为

所以

故C错误，D正确。

故选D。

4．B

【详解】A．如图灯泡和滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，在电压表示数变小的过程中，由图乙可知，电路中的电流变小，根据 电路消耗的总功率不断变小，故A错误；

B．当滑片P在a端时，滑动变阻器的最大阻值最大，最大阻值为

故B正确；

C．滑片P由a端滑至b端的过程中，小灯泡两端的电压变大，电流变大，根据小灯泡的电功率大，变化了

故C错误；

D．滑片P滑至b端时，电路中只有灯泡，故灯泡两端的电压12V就是电源电压，滑片P由a端滑至b端的过程中，电路的总电功率变化了

故D错误.。

故选B。

5．D

【详解】A．由图得，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量灯泡的电压。由

得，灯泡的电阻为

当电压表的示数为3V，通过小灯泡中的电流是

故A不符合题意；

B．小灯泡的电功率是

故B不符合题意；

C．电路中消耗的总功率为

故C不符合题意；

D．滑动变阻器的电压为

由欧姆定律得，滑动变阻器接入电路的阻值为

故D符合题意。

故选D。

6．B

【详解】灯上标有“”，灯的电阻为

灯上标有“” 灯的电阻为

A．先将和串联接到的电路中，由于串联，电流处处相等，故，根据 可知，电阻大的，功率大，故，故A错误；

D．若将和并联接到同一电路中，根据可知，电阻越大，电流越小，故，电压相同，电功率的大小是，故D错误；

B．先将和串联接到的电路中，其电流为

当两灯并联时，通过的电流为

则

根据可知，电阻的大小相同，故

故B正确；

C．两灯并联时，通过的电流为

两灯串联时，其电流为

故

由于电阻相同，故

故D错误。

故选B。

7．C

【详解】根据灯泡L1标有“3V 3W”、灯泡L2标有“6V 6W”，可计算两个灯泡的电阻为

AB．若乙为电流表，则灯泡L2会被短路，所以乙为电压表，测量的是灯泡L2两端的电压；若甲为电压表，则灯泡L2不会发光，故甲为电流表，测量的是灯泡L2的电流，故AB错误；

CD．在知道两个电表情况下及两灯的发光情况可以推断，两个灯泡并联接入电路，且两灯两端的电压为U=3V；由于灯泡L1两端电压等于额定电压3V，则灯泡L1实际功率为

P1′=P1=3W

灯泡L2两端电压为U=3V，其实际功率为

P2′=

则电路的总功率为

P=P1+P2′=3W+1.5W=4.5W

通电时间t=1min，消耗电能为

W=Pt=4.5W×60s=270J

故C正确，D错误。

故选C。

8．D

【详解】A．由电路图可知，R1与R2串联接入电路，电流表测电路中电流，电压表测R2两端电压，由串联电路的电压规律可知，R2两端电压越小，则R1两端电压越大，由图乙可知，R2两端电压最小为0，则此时R1两端电压最大，等于电源电压，为6V，故A错误；

B．因电源电压不变，故由P=UI可知，电路中电流越大，则电路总功率越大，由图乙可知，此时电路中电流最大为Imax=0.6A，故B错误；

C．由串联电路电阻等比例分压可知，滑动变阻器接入电路中的阻值越大，则R2两端电压越大，由欧姆定律可知，此时电路中电流越小，由图乙可知，R2两端电压最大为Umax=5V，此时电路中的电流为Imin=0.1A，故由欧姆定律可知，此时R2的最大阻值为

故C不符合题意；

D．由BC中分析可知，当电路中电流最小时，此时电路中总功率最大，此时R2的阻值最大，为50Ω，此时电路中的电流最小，为Imin=0.1A，故由P=UI可知，此时R2的电功率为

P2=I²minR2=（0.1A）²×50Ω=0.5W

故D符合题意。

故选D。

9．D

【详解】A．两电加热器均正常工作时的功率和额定功率相等，根据

P=UI=

的变形式

可知，甲的功率较小 ，其电阻较大，故A错误；

B．两电加热器均正常工作时的功率和额定功率相等，由图知甲的额定功率较小，根据W=Pt可知，相同时间内甲消耗的电能较少，故B错误；

C．乙的电阻

将乙接入110V的电路中，它的实际功率

故C错误；

D．两电加热器串联后接在220V的电路中时通过它们的电流相等，甲的电阻大，由P=I2R可知，甲的实际功率较大，相同时间内甲产生的热量较多，故D正确。

故选D。

10．D

【详解】A．甲灯的额定功率为60W，乙灯的额定功率为30W，甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率，故A错误；

B．电灯实际功率取决于实际电压的高低，由于甲灯和乙灯实际工作的电压不清楚，所以它们的实际功率大小无法比较，故B错误；

C．根据公式W=Pt，两灯消耗的电能多少取决于功率和工作的时间，虽然甲灯和乙灯均正常工作时甲的功率大于乙的功率，但由于工作时间不确定，消耗的电能多少无法比较，故C错误；

D．根据公式

甲灯和乙灯均正常工作，且消耗相同的电能，由于P甲>P乙，那么t甲<t乙，故D正确。

故选D。

11．C

【详解】A．由图乙知道，R的阻值随它的温度的升高而变小，故A错误；

B．由图丙知道，R0的U-I图像是一条过原点的倾斜的直线，说明R0是定值阻值，阻值不随它两端电压的变化而变化，故B错误；

CD．由图知道，R与R0串联，闭合开关后，由于R的阻值随它的温度的升高而变小，则由串联电路电阻的特点知道，电路的总电阻减小，由欧姆定律知道，电流增大，电流表的示数变大，由知道，R0的电功率变大；由串联分压知道，R两端电压减小，即电压表示数减小，故C正确，D错误。

故选C。

12．AD

【详解】两个灯泡串联时能正常发光说明两灯泡的电流应相等，根据分别求出灯泡的额定电流，再根据串联电路总电压等于各分电压之和比较选项即可得出答案．L1、L2、L3、L4的额定电流分别为：；；；，当L1和L4串联正常工作时，电源的电压为

，当L2和L3串联正常工作时，电源的电压为

．

故选AD．

13．BC

【详解】A．分析图甲：开关闭合，滑动变阻器与灯泡L串联，电压表V1测量灯泡两端的电压，电压表V2测量滑动变阻器两端的电压。由图乙可知，当电路电流为0.2A时，两电压表示数分别为1V和9V，故电源电压为

U=U1+U2=1V+9V=10V

故A错误；

B．分析图乙，调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置，连入电路的电阻在减小，电源电压不变，根据欧姆定律，电路的电流会变大，电流表示数从0.2A变为0.8A。串联电路中用电器两端电压与电阻成正比，滑动变阻器阻值变小，其两端的电压也会变小，即电压表V2的示数从9V变为3V，滑动变阻器的最大值

故B正确；

C．灯泡正常发光时，电流为0.8A，灯泡两端的电压为

UL=10V-3V=7V

所以灯泡的额定功率为

P=ULI2=7V×0.8A=5.6W

故C正确；

D．电路总电压不变，当电路电流最大为0.8A时，电路最大功率是

Pmax=UI2=10V×0.8A=8W

故D错误。

故选BC。

14．ABD

【详解】AD．根据题意，灯泡两灯电压不能超过额定电压，所以灯泡允许的最大电流为额定电压下的电流为

由电功率公式可得此时电路中总功率最大为

故AD正确；

B．由欧姆定律可得灯泡的电阻为

如图，电压表测滑动变阻器两端电压，电压表量程为0~15V，则滑动变阻器两端允许的最大电压为，由串联电路电压的规律可得此时灯泡两端电压为

此时电路中的最小电流为

小灯泡L消耗电功率的最小值为

故B正确；

C．

当滑动变阻器两端允许的最大电压为时，此时电路中的最小电流为，所以滑动变阻器两端允许接入的最大阻值为

电路中的最大电流为，，则此时由串联电路电压的规律可得此时滑动变阻器两端电压为

所以滑动变阻器两端允许接入的最小阻值为

即滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω。故C错误。

故选ABD。

15．

【详解】试题分析：三孔插座的上面的孔接地线，左孔接入零线，右孔接火线；电灯的接法：火线先过开关再入灯泡，然后接入顶端的金属点，零线直接接入螺旋套，如上图所示．

【考点定位】家庭电路

16．（1）10Ω；（2）3J

【详解】解：（1）当开关S1闭合、S2断开时，电路为R1的简单电路，电流表测通过R1的电流，电阻R1的阻值

（2）当S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流，通电10s电阻R2产生的热量

答：（1）电阻R1的阻值是10Ω；

（2）当开关S1、S2均闭合时，通电10s电阻R2产生的热量是3J。

17．(1)S闭合、S1断开；(2)19360J；(3)

【详解】解：(1)由可知，电源电压一定，电路中总电阻大时总功率小，为低温档，电路中总电阻小时总功率大，为高温档。当两开关均闭合时，两电阻并联，此时电路中总电阻小，为高温档。当S闭合、S1断开时电路为R1的简单电路，此时电路中电阻大，为低温档。

(2)饮水机处于高温档加热状态工作40s所消耗的电能是

(3)当饮水机处于高温档时，两电阻同时工作，此时R2的功率是

电热丝R2的阻值是

答：(1)当S闭合、S1断开时为低温档；

(2)饮水机处于高温档加热状态工作40s所消耗的电能是；

(3)电热丝R2的阻值是。

18．（1）4.1A；（2）低温挡；（3）

【详解】解：（1）高温挡工作时通过电暖气的电流

（2）当只闭合开关S1时，只有R1工作，而当两开关都闭合时，两电阻并联，总电阻最小，根据，电功率最大，为高温挡，故只闭合开关S1时，只有R1工作，电暖气处于低温挡。

（3）低温挡的功率为

电阻丝R2的功率为

电阻丝R2的阻值

答：（1）高温挡工作时通过电暖气的电流为；

（2）只闭合开关S1时，电暖气处于低温挡；

（3）电阻丝R2的阻值为。

19．（1）；（2）

【详解】解：（1）因串联电路总电压等于等部分电压之和，故定值电阻R两端的电压

串联电路各处电流相等，根据，电路电流

根据欧姆定律，电阻R的阻值

（2）根据，电路的总功率

答：（1）电阻R的阻值为；

（2）电路的总功率为。

20．（1）当开关S1闭合，S2闭合，为加热状态，当开关S1闭合，S2断开，为保温状态；（2）；（3）88Ω

【详解】解：（1）根据可知，电源电压一定，电阻越大，总功率越小，故当开关S2断开时，S1闭合，两电阻串联，此时的总电阻最大，功率最低，为保温状态，当开关S1、S2都闭合时R2短路，只有一个电阻R1工作，电阻变小，功率变大，为加热状态，故当开关S1闭合，S2闭合，为加热状态，当开关S1闭合，S2断开，为保温状态。

（2）饮水机处于保温状态时，工作5min所消耗的电能

（3）高温状态只有电阻丝R1工作，故电热丝R1的阻值

答：（1）当开关S1闭合，S2闭合，为加热状态，当开关S1闭合，S2断开，为保温状态；

（2）饮水机处于保温状态时，工作5min所消耗的电能为；

（3）电热丝R1的阻值为88Ω。

21．     电阻     A     A     没保持电阻丝的阻值相同

【详解】(1)①[1]在图甲中，两个电阻丝串联在电路中，则通过两个电阻丝的电流相同，但两个电阻丝的阻值不同，所以此电路探究的是电流产生的热量与电阻的关系。

②[2]转换法，是将无法直接测量的物理量转化成测量其它物理量的方法来体现，A选项中，电流做功的多少无法直接测量，而电动机提升重物的高度可以直接测量，且提升重物越高，代表电流做功越多，所以这是用上了转换法；B选项中，借助水压学习电压是运用了类比法；C选项中，研究电流与电阻的关系时，保持电阻两端电压一定，是运用了控制变量法，所以A选项正确。

③[3]图甲中，R1>R2，通过电流相同时，电阻越大，电流产生的热量越多，所以A温度计的示数升高得较多。

(2)[4]在图乙中，两电阻丝的阻值不同，并联在电路中，则通过的电流不同，但要探究电流产生的热量与电流的大小关系，应保持电阻相同，所以小亮方案中存在的问题是没有保持电阻相同。

22．     ②     当其它因素一定时，装水的质量越大，电水壶的效率越高

【详解】（1）[1]第一次实验水吸收的热量

第一次实验消耗的电能

第一次实验的机械效率

第二次实验时水吸收的热量

第二次实验消耗的电能

第二次实验的机械效率

根据实验数据分析，该电水壶的热效率较高的应是②。

（2）由以上计算可知，在电水壶的保温性、功率、环境温度等因素相同的情况下，装的水质量较大时，电水壶的热效率也较高，所以可得出结论，电水壶热效率与装水的质量有关，当其它因素一定时，装水的质量越大，电水壶的效率越高。