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热能发电：点亮万家灯火的能量魔法
我们日常使用的电能，超过七成来自热能发电，电能的普遍利用使工业快速发展，人类利用自然、改造自然的能力不断得到提升。
热能发电的原料常见的有煤炭、石油、天然气等。以燃烧煤炭发电为例，煤炭燃烧时把化学能释放出来产生大量的热，释放出的热量先加热水，让水变成高温、高压的水蒸气，实现了化学能向水蒸气的内能的转化。然后，高温、高压的水蒸气从喷嘴高速喷出，推动汽轮机的叶片高速转动，把内能转化成了汽轮机的机械能。最后，转动的汽轮机会带动发电机转子转动，把机械能转化为电能，电能通过电网输送到家庭和工厂，使各种用电器能够正常工作。
如今的热能发电早已不是“高污染”的代名词，除了传统火力发电以外，还有利用核能的核电、回收工业余热的余热发电，以及依靠太阳能集热的光热发电，既提升了效率，又减少了对环境的影响。我们生活中每一度电的背后，都是热能在多步转化中传递能量，而整个过程始终遵循能量守恒定律，能量不会凭空产生，也不会凭空消失，只是换了一种又一种形态为我们服务。
(1)、燃煤发电时燃烧煤炭给水加热，获得高温、高压的水蒸气，这个过程把化学能转化为。(2)、转动的汽轮机带动发电机的转子转动产生电流，这是现象，这个过程跟（选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”）的工作原理相同。(3)、以煤炭为原料的热能发电的过程中，如果把发电机输出的电能跟煤炭完全燃烧释放的热量的比值定义为热能发电的效率，请你提出一种提高热能发电效率的途径：。 -
2、如图甲所示的电路中，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。闭合开关后调节滑动变阻器的滑片从最左端移动到最右端的过程中，电流表的示数I与电压表的示数U之间的关系图像如图乙所示，假定电源电压保持不变，下列说法正确的是（ ）
A、电源电压为2V B、滑动变阻器的最大阻值为10Ω C、电路消耗的最大电功率为0.9W D、R1消耗的最小电功率为0.2W -
3、如图1所示，电源电压不变，为定值电阻，为滑动变阻器，小灯泡标有“ ”字样。闭合开关S、和 ， 将滑动变阻器的滑片P移到a端时，小灯泡恰好正常发光，此时电流表的示数为。只闭合开关S和时，将滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中，电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图2所示。请你完成下列内容。
(1)、求电源电压和定值电阻的阻值；(2)、求滑动变阻器的最大阻值；(3)、在图中画出，当只闭合开关S和时，将滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中，电阻两端的电压与电流表示数的变化关系图像。（可以不标出起、末点坐标） -
4、物理兴趣活动课上，老师让同学们测出一个阻值约为的未知电阻的阻值。除了该未知电阻外，老师还提供的实验器材有：一个电源（电压约为15V）、一个阻值为的定值电阻 ， 一块电流表（测量范围：0~0.6A，分度值：0.02A），一块电压表（测量范围：0~3V，分度值：0.1V），两个开关和若干导线。请你利用上述器材帮助同学们设计一个实验方案，测出未知电阻的阻值。要求：
(1)、在虚线框内画出实验电路图；（需标明电阻符号、）(2)、写出主要实验步骤和需测量的物理量；(3)、写出待测电阻的数学表达式。（用已知量和测量量表示） -
5、2025年7月23日，国际低空经济博览会在上海国家会展中心开幕。如图1，一款飞行汽车备受关注，外观类似SUV，技术上融合了纯电动驱动、多旋翼飞行器等前沿技术。其配备的电加热座椅内部简化电路如图2所示，该电加热系统使用12V电源供电，有高温、低温两个挡位，其高温挡的功率为72W，的阻值为。求：
(1)、电阻的阻值；(2)、低温挡的功率。 -
6、小齐和小胜同学分别做“测量小灯泡电功率”的实验，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为 ， 他们连接好电路，如下图所示。请你完成下列内容。
(1)、根据如图所示的实物电路，请在虚线框内画出对应的电路图；(2)、如图所示，闭合开关之前滑动变阻器的滑片应移到（选填“A”或“B”）端；(3)、小齐同学移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，电压表示数为2.1V，为了让灯泡正常发光，滑片P应向（选填“A”或“B”）端移动，同时眼睛注意观察（选填“电压表”“电流表”或“灯泡”），直至灯泡正常发光；(4)、移动滑片使灯泡正常发光，电流表示数如下图，灯泡的额定功率为W；
(5)、小齐同学通过计算发现在不同功率下灯泡的电阻不同，主要原因是灯泡的电阻受的影响；(6)、小胜同学实验中，电流表坏了，老师给他们又提供了一个阻值为的定值电阻和三个开关，借助部分现有的实验器材，设计了如下图所示的电路，下面是小胜同学的实验步骤：
①连接好实验电路，闭合开关、、 ， 断开开关 ， 移动滑片，使电压表的示数为；
②保持滑片的位置不动，闭合开关、、 ， 断开开关 ， 读出电压表的示数为；
③小灯泡额定功率的数学表达式。（用、、表示）
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7、小金和小明同学做“探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压关系”的实验，设计的实验电路如图1所示。他们准备的实验器材有：1个电源、3块电压表、1个开关、两个相同的小灯泡和若干导线。请你完成下列内容。
(1)、连接电路时，开关应处于（选填“闭合”或“断开”）状态。(2)、他们完成的实物连接如图2所示，经检查有一根导线连接错误，请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。(3)、电路连接正确后，闭合开关，两灯均发光，过了一段时间后，两灯突然都熄灭，电压表示数变为0，电压表示数变为5.0V。则故障可能是________。（选填字母）A、灯短路 B、灯断路 C、灯短路 D、灯断路(4)、故障排除后，正确测量结果如下表所示：电压表
电压表
电压表
电压表V
电压U/V
2.5
5.0
①表中电压表的示数如图3所示，其读数为V。
②根据上述测量结果，他们得出实验结论：电源两端电压等于串联电路中各用电器两端的电压之和，且用电器两端电压均分电源两端电压。你认为该结论。（选填字母）
A.可靠，结论准确
B.不可靠，选用的器材规格相同且实验次数太少
(5)、小明设计了如下图所示的电路，认为这样就能便捷地测出和两端的电压，你认为该设计________。（选填字母）
A、正确 B、不正确 -
8、如图为一款电蒸脸器，它是一种通过水蒸气为皮肤提供保湿功效的家庭美容仪器，深受爱美女性的欢迎。它的额定功率为200W，当它正常工作50s，能把水箱中0.1kg的水从30℃加热到50℃。已知 ， 求：
(1)、水吸收的热量；(2)、电蒸脸器的加热效率。 -
9、如图所示，甲、乙为两只相同电表。当闭合开关、时，甲、乙两表示数之比为 ， 两电阻大小 ， 电路总功率为；现更换两电表种类，调整开关状态，使两表均有正常示数，此时电路总功率为 ， 则。
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10、育人中学安装了一款能根据光照强度实现自动控制的“智能照明灯”，电路如图所示。电源电压保持不变，为定值电阻，为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关S，当光照强度增大时，电磁铁磁性（选填“增强”或“减弱”）；灯泡L将（选填“熄灭”或“亮起”）。
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11、如图所示的家庭电路中，开关闭合后灯泡不亮，用测电笔分别接触a、b、c、d四处时，测电笔氖管均发光。甲、乙同学对故障原因有不同看法：甲同学认为这是灯泡短路了；乙同学认为是中性线的某处断路了，灯泡是正常的。你认为（选填“甲”或“乙”）同学分析的正确。排除故障后，为提高屋内亮度，于是又接入一盏同样的灯，开关闭合后，两灯都发光，原来的灯泡亮度明显变暗，由此可判断两灯的连接方式是（选填“串联”或“并联”）。
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12、如图所示，是某款汽车后挡风玻璃的电加热除雾、除霜装置，它由10条阻值均为的电阻丝并联而成，并联后的总电阻为；若该装置与12V的汽车电池接通工作1min，产生的总热量为J。
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13、中医药是中华文化的瑰宝，中医的理疗方式中蕴含了许多物理知识。艾灸时用艾条熏烤患者的穴位，如图所示，这是通过的方式改变穴位处的内能；艾灸时闻到浓浓的艾草药香，这一现象说明不停地做无规则运动。
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14、如图，电源电压恒定，小灯泡的额定电压为 ， 闭合开关，滑动变阻器的滑片从中点移至某端点时，灯泡恰好正常发光，电压表的示数变化范围为： ， 电流表A的示数变化范围为：。下列判断正确的是（ ）
A、电压表的示数始终为 B、小灯泡正常发光时的电阻为 C、滑动变阻器的最大阻值为 D、闭合开关，调整滑动变阻器滑片的位置，电路中消耗的最大功率为 -
15、如图所示，小亮同学在“探究并联电路中电流、电压规律”的实验时，闭合开关S后，发现灯比灯亮。下列说法正确的是（ ）
A、灯的电阻大于灯的电阻 B、灯两端的电压等于灯两端的电压 C、灯的实际功率大于灯的实际功率 D、通过灯的电流小于通过灯的电流 -
16、19世纪，物理学家发现电与磁之间存在着紧密联系，如图所示，下列关于电现象与磁现象的说法正确的是（ ）
A、图甲：通电后电磁铁a的线圈匝数多，磁性更强 B、图乙：通电导体周围存在着磁场，将小磁针移走，该磁场消失 C、图丙：发电机的原理，闭合开关后，悬挂的导体棒ab将发生运动 D、图丁：闭合开关，保持电流方向不变，对调磁体的N、S极，导体棒ab运动方向改变 -
17、如图是“测量小灯泡电功率”的实验电路，正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表指针稍有偏转，电压表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是（ ）
A、灯泡断路 B、灯丝电阻值过大 C、滑动变阻器短路 D、滑动变阻器接入电路的阻值过大 -
18、如图1为可调节亮度的台灯，图2是它用于调光的电位器结构图，a、b、c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度。下列分析正确的是（ ）
A、电位器与灯泡并联 B、若只将a、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 C、若只将b、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 D、电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变灯泡亮度的 -
19、人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据古籍《武经总要》中记载，将空腔鱼形铁烧红后，让铁鱼头尾指向南北放入水中冷却，随后使之漂浮在水中，制成了“指南鱼”，如图所示。下列判断正确的是（ ）
A、“指南鱼”周围存在磁感线 B、“指南鱼”是依靠地磁场获得磁性的 C、“指南鱼”不同位置磁性强弱不同，腹部磁性最强 D、“指南鱼”在水中静止时，鱼头指向地磁场的北极 -
20、如图为小安同学设计的部分家庭电路示意图，其中电器元件连接正确的是（ ）
A、双孔插座 B、总开关 C、带开关的灯泡 D、三孔插座