第18章 电功率 单元测试卷-2024-2025学年九年级物理全一册同步高频考点精讲与热点题型精练（人教版）

第十八章 电功率 单元测试卷 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（每小题2分，共28分，只有一个选项符合题意） 1．现代社会生活和生产几乎处处离不开电，用电，实际上用的是电能。下列关于电能和电功的说法正确的是（　　） A．用电器通过电流做功把电能转化为其它形式的能 B．发电站把电能转化为其它形式的能 C．电功和电能的单位都是瓦特 D．电功和电能是同一个物理量 2．关于图中小明家的电能表，下列选项正确的是（　　） A．电能表的示数为2023.6J B．电能表能正常工作的最大电流是40A C．电能表是测量电功率的仪表 D．脉冲指示灯闪的越快，电路消耗电能越多 3．灯泡中有电流时，灯泡发光。关于这个过程中的能量转化，下列说法正确的是（　　） A．灯泡消耗的电能全部转化成了光能 B．因为消耗电能，流过灯泡后的电流变小了 C．电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能 D．光能最终消失了，没有转化成其他形式的能量 4．有一块手机用的电池，上面标明电压为3.7V，容量为4000mA•h，它充满电后大约储存的电能为（　　） A．5.3×104J B．5.3×107J C．14.8J D．14.8kW•h 5．灯泡L1、L2分别标有“220V 100W”、“220V 40W”的字样，将它们接入220V的电路中，则（　　） A．L1、L2并联时，L1比L2亮 B．L1、L2并联时，亮度相同 C．L1、L2串联时，L1比L2亮 D．L1、L2串联时，亮度相同 6．如图所示，小明同学设计了一种烟雾报警装置，R0的电阻为40Ω，R为光敏电阻，其阻值随激光的光照强度减弱而增大。当电路中电流小于或等于0.3A时，烟雾报警器报警。开关S闭合后，当电流为0.5A时，光敏电阻R的电功率为4W。下列说法正确的是（　　） A．当R处的烟雾浓度逐渐增大时，电流表的示数变大 B．电源电压为24V C．当电压表的示数为16V时，烟雾报警器报警 D．当电路中电流为0.4A时，R消耗的电功率为6W 7．下列单个用电器正常工作时，相同时间内耗电量最小的是（　　） A．电饭煲 B．电暖器 C．小台灯 D．电热水器 8．图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P移动过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为5V B．R的最大阻值为20Ω C．R＝10Ω时，其功率最大 D．R＝15Ω时，电路消耗的功率为1.8W 9．下列用电器主要利用电流热效应工作的是（　　） A．电饭锅 B．电视机 C．电风扇 D．电冰箱 10．甲、乙两电热丝电阻之比为2：3，通过的电流之比为3：1，则相同时间内产生的热量之比为（　　） A．2：1 B．6：1 C．1：2 D．1：6 11．如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 0.6A”，电流表的量程为0～3A。不考虑灯丝电阻的变化，只闭合S，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，下列说法错误的是（　　） A．小灯泡的电阻为10Ω B．电源电压为15V C．小灯泡发光最暗时的功率约为1.4W D．电路消耗总功率的最小值与最大值之比是1：8 12．在图甲电路中，电源电压恒定，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。开关闭合后，将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P随其阻值R1的变化关系如图乙所示。下列对电路的表述中，正确的是（　　） A．R2的阻值为5Ω B．电源电压为6V C．滑动变阻器的最大功率为9W D．电流表示数的变化范围为0.75～1.5A 13．物理科技小组在课外制作活动中，把一废旧电饭锅改造成一个由一根电热丝和两个开关组成的简易电饭锅。接通电源，手动开关闭合，电热丝工作，当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合；接通电源，温控开关在锅内温度低于60℃时自动闭合，电热丝工作，锅内温度高于85℃时，温控开关自动断开。通过两个开关的通断，可实现加热和保温两种功能。根据以上描述，下列判断正确的是（　　） A．接通电源，闭合手动开关，电热丝才能开始工作 B．当手动开关自动断开时，简易电饭锅马上进入保温状态 C．简易电饭锅加热时的功率大于保温时的功率 D．锅内温度由103℃降至60℃过程中，电热丝不工作 14．如图，电源电压不变，定值电阻R1＝20Ω，小灯泡L标有“8V 4W”字样（灯丝电阻不变），电流表量程为0～3A。当只闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P从b端滑动到某一位置时，变阻器连入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数增大了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下，都正确且无漏选的一组是（　　） ①电源电压为12V ②R2的最大阻值为24Ω ③开关都闭合时，R2的最大功率为28.8W ④在电流表有示数的情况下，电路消耗的总功率最小值为3.6W A．①② B．①②④ C．①③④ D．①②③④ 二、填空题（每空1分，共19分） 15．小明家的电能表面板如图所示，图中电能表的示数为 　 　kW•h，他家同时使用的用电器总功率不能超过 　 　W，家里新添置一台空调并接入该电能表中，让其单独工作5min，电能表的指示灯闪烁了320次，则该空调的实际电功率为 　 　W。 16．如图所示的电路，电源电压恒为6V，白炽灯泡L1标有“5V，0.25A”，白炽灯泡L2标有“6V，3W”，R的阻值为10Ω。忽略温度对灯丝电阻的影响，只闭合开关S1时，灯泡 　 　更亮；只闭合开关S2时，R的功率为 　 　W。 17．如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为 　 　A，电源电压为 　 　V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，电路在1min内消耗的电能为 　 　J。 18．电热壶的发热丝温度很高而跟它串联的导线却不怎么发热，这是因为通电时它们的电流相同，　 　不同。电热壶内的热水放在桌面上慢慢变冷，这是通过 　 　方式改变了水的内能。 19．如图所示，已知电源电压为3V，小灯泡L的规格“3V 0.9W”，滑动变阻器的规格“20Ω 1A”，电流表量程为0～3A，则小灯泡正常发光时阻值RL＝　 　Ω。当开关S1、S2同时闭合，改变滑动变阻器的接入电阻，小灯泡的亮度将 　 　（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）；保持开关S1始终闭合，调节电路，使电路消耗的最大功率为P1，最小功率为P2，则P1：P2＝　 　。 20．如图甲，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。则该过程中电路的总功率最大值为 　 　W。 21．小强同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”，如图所示，电源电压为6V，电阻丝R1＝5Ω，R2＝15Ω，a、b是两个触点。闭合开关S，当开关S1接通触点 　 　时，“电饭锅”的功率更大。将R2接入电路工作3min产生的热量是 　 　J。 22．如图甲所示，电源电压为5V，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。在保证所有元件安全的情况下，只闭合开关S、S1，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电流表示数与电压表示数关系的图象，如图乙所示。只闭合开关S、S2，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电压表示数与滑动变阻器R2接入电路中阻值关系的图象，如图丙所示。滑动变阻器R1的最大阻值为 　 　Ω，灯泡的额定功率为 　 　W，以上两种情况，电路最大功率为 　 　W。 三、实验探究题（每空1分，共29分） 23．电学实验课上，老师提供了“20Ω 1A”字样的滑动变阻器R1、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、标有“0.5A”字样的小灯泡、两节干电池等器材。利用所学的知识，请你帮助小鹏同学完成下面的实验。 （1）探究电流与电阻关系 ①小鹏连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线，将电路连接正确。 ②正确连接电路后，根据现有器材，为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压不能低于 　 　V。 ③电路中接入5Ω定值电阻，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最 　 　端。闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，为 　 　A。 ④用10Ω电阻替换5Ω电阻后，滑片应该向 　 　调节。经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成 　 　。 （2）小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器R2和一个电压未知的电源（以上两器材均能满足实验要求），经过思考，利用原有的“20Ω 1A”的滑动变阻器R1和电流表等器材，小鹏设计了如图丙所示的电路，请你帮他完成实验。 ①为了完成实验，请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2。 ②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A。 ③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动 　 　的滑片，直至电流表的示数为0.5A。 ④　 　，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A。 ⑤小灯泡的额定功率P额＝　 　W。 24．现有L1、L2、L3三只额定电压U额均为2.5V，电阻值不同的小灯泡。某研究小组分别利用甲、乙、丙三种电路图测量三只小灯泡的额定功率。 （1）图甲电路中，实验操作如下： ①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额； ②图丁是图甲电流表的表盘，此时示数为 　 　A； ③小灯泡L1的额定功率为P额1＝　 　W。 （2）图乙电路中，定值电阻的阻值为R0＝12.5Ω，实验操作如下： ①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额； ②读出电流表的示数为I＝0.60A，计算出通过R0的电流为 　 　A； ③小灯泡L2的额定功率为P额2＝　 　W。 （3）图丙电路中，电源电压未知但恒定不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为10Ω，实验操作如下： ①保持开关S2断开，同时闭合开关S和S1，调节R2的滑片，使电压表的示数为U额； ②断开开关S1，同时闭合开关S和S2，保持 　 　（填“R1”或“R2”）的滑片位置不变，调节 　 　（填“R1”或“R2”）的滑片，使电压表示数仍为U额； ③仅将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1＝3.00V，再仅将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2＝1.00V，则小灯泡L3的额定功率P额3＝　 　W。 （4）通过图甲和图乙实验，可以得到小灯泡L1和L2在额定电压工作时电阻之比为 　 　。 25．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。 （1）如图甲所示，闭合开关后，发现只有 　 　有示数，经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确； （2）改正错误后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率，应将滑片适当向 　 　（选填“左”或“右”）滑动； （3）图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象，根据图象可知，小灯泡的额定功率为 　 　W； （4）测量小灯泡的电功率 　 　（选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是 　 　； （5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1，相应的小灯泡的阻值变化ΔR2，则ΔR1　 　ΔR2（选填“＞”、“＜”或“＝”）； （6）实验结束后，某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为9V，定值电阻R的阻值为10Ω。请帮助他完成以下实验步骤： ①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 　 　V时，灯泡正常发光； ②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表示数为4V；再将滑动变阻器的滑片移至最 　 　（选填“左”或“右”）端，此时电压表示数为7V； ③小灯泡的额定功率为P额＝　 　W。 四、计算题（26题10分，27题14分，共24分） 26．课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱，其电路如图所示。已知电源电压恒为220V，R0是阻值为55Ω的电热丝，温度对电热丝阻值的影响忽略不计。 （1）闭合开关S后，求电路中的电流； （2）求通电100s电热丝R0产生的热量； （3）老师提醒，电热箱内温度太高，无法孵化鸡蛋，应使电热箱内的电功率降至P0，小组成员想出了两种方法改进电路： 方法一：在图中A点处串联接入一根电热丝RA； 方法二：在图中B点处串联接入一根电热丝RB。 老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为P0，小组成员在这两种改进电路中，用电压表测量新接入的电热丝两端的电压，测量结果为U1和U2，U1＞U2，U2＝165V，但由于粗心没有记录U1和U2分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能，并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。 27．如图所示的电路中，电源电压恒定为4.5V，灯泡L上标有“2.5V 1.25W”字样（灯丝电阻不变），定值电阻R1阻值为15Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣3V，求： （1）小灯泡L的电阻； （2）闭合开关S、断开开关S1、S2，电流表示数为0.3A，此时滑动变阻器R2连入电路的阻值； （3）闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器的滑片滑至最右端，通电1min定值电阻R1产生的热量； （4）闭合开关S、S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器R2的最大功率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十八章 电功率 单元测试卷 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（每小题2分，共28分，只有一个选项符合题意） 1．现代社会生活和生产几乎处处离不开电，用电，实际上用的是电能。下列关于电能和电功的说法正确的是（　　） A．用电器通过电流做功把电能转化为其它形式的能 B．发电站把电能转化为其它形式的能 C．电功和电能的单位都是瓦特 D．电功和电能是同一个物理量 解： A、根据电功的实质可知，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，故A正确； B、发电站是把其它形式的能转化为电能，故B错误； C、电功和电能的单位都是焦耳，故C错误； D、电流做功的过程，是将电能转化为其它形式能的过程，所以电功不是电能，故D错误。 答案：A。 2．关于图中小明家的电能表，下列选项正确的是（　　） A．电能表的示数为2023.6J B．电能表能正常工作的最大电流是40A C．电能表是测量电功率的仪表 D．脉冲指示灯闪的越快，电路消耗电能越多 解：A、电能表的示数为2023.6kW•h，故A错误； B、10（40）A，其中10A是指电能表的标定电流，40A是指该电能表平时工作允许通过的最大电流，故B正确； C、电能表是测量电路消耗电能多少的仪表，故C错误； D、电能表指示灯闪烁的快慢反映了电流做功的快慢，所以脉冲指示灯闪的越快，说明电能表所在电路的总功率越大。故D错误。 答案：B。 3．灯泡中有电流时，灯泡发光。关于这个过程中的能量转化，下列说法正确的是（　　） A．灯泡消耗的电能全部转化成了光能 B．因为消耗电能，流过灯泡后的电流变小了 C．电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能 D．光能最终消失了，没有转化成其他形式的能量 解：A．灯泡消耗的电能转化为光能和内能，故A错误； B．灯泡工作过程中，消耗的是电能，流过灯泡的电流大小不变，故B错误； C．用电器消耗电能的过程，实质上是电能转化为其它形式能量的过程。电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能，故C正确； D．由能量守恒定律可知，光能最终转化成其他形式的能量，故D错误。 答案：C。 4．有一块手机用的电池，上面标明电压为3.7V，容量为4000mA•h，它充满电后大约储存的电能为（　　） A．5.3×104J B．5.3×107J C．14.8J D．14.8kW•h 解：手机用的电池充满电后，储存的电荷量：Q＝It＝4000×10﹣3A×3600s＝14400C， 充满电后储存的电能：W＝UIt＝UQ＝3.7V×14400C＝53280J＝1.48×10﹣2kW•h，53280J最接近5.3×104J，故A正确，BCD错误。 答案：A。 5．灯泡L1、L2分别标有“220V 100W”、“220V 40W”的字样，将它们接入220V的电路中，则（　　） A．L1、L2并联时，L1比L2亮 B．L1、L2并联时，亮度相同 C．L1、L2串联时，L1比L2亮 D．L1、L2串联时，亮度相同 解：AB、由P可知，两灯泡正常发光时的电压均为220V，灯泡L1的额定功率较大，电阻较小； 灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，两灯并联接入220V的电路中，两灯正常发光，灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，所以两灯泡正常发光时L1的功率大，灯更亮，故A正确，B错误； CD、两灯泡串联起来接入220V的电路中，它们的电流相等，根据P＝I2R可知，L1的电阻较小，较暗，L2的电阻大，较亮，故CD错误。 答案：A。 6．如图所示，小明同学设计了一种烟雾报警装置，R0的电阻为40Ω，R为光敏电阻，其阻值随激光的光照强度减弱而增大。当电路中电流小于或等于0.3A时，烟雾报警器报警。开关S闭合后，当电流为0.5A时，光敏电阻R的电功率为4W。下列说法正确的是（　　） A．当R处的烟雾浓度逐渐增大时，电流表的示数变大 B．电源电压为24V C．当电压表的示数为16V时，烟雾报警器报警 D．当电路中电流为0.4A时，R消耗的电功率为6W 解：由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）因光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大，所以，当R处的烟雾浓度逐渐增大时，光照强度减弱，R的阻值变大，电路中的总电阻变大， 由I可知，电路中的电流变小，即电流表示数变小，故A错误； （2）因串联电路中各处的电流相等，且I＝0.5A时，PR＝4W， 所以，由P＝I2R可得，光敏电阻的阻值为：R16Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压：U＝I（R+R0）＝0.5A×（16Ω+40Ω）＝28V，故B错误； （3）当电压表的示数为16V时，R0两端的电压：U0＝U﹣UR＝28V﹣16V＝12V， 此时电路中的电流：I0.3A， 因电路中电流小于或等于0.3A时，烟雾报警器报警，所以，此时烟雾报警器报警，故C正确； （4）当电路中电流为0.4A时，定值电阻R0两端电压：U0′＝I′R0＝0.4A×40Ω＝16V， 此时R两端的电压：UR′＝U﹣U0′＝28V﹣16V＝12V， R消耗的电功率：PR＝I′UR′＝0.4A×12V＝4.8W，故D错误。 答案：C。 7．下列单个用电器正常工作时，相同时间内耗电量最小的是（　　） A．电饭煲 B．电暖器 C．小台灯 D．电热水器 解：单个用电器正常工作时，相同时间内耗电量最大的，功率最大；电饭煲的功率约为200W，电暖风的功率约为1200W，小台灯的功率约为20W，电热水器的功率约为1000W，所以耗电量最小的是小台灯。 答案：C。 8．图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P移动过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为5V B．R的最大阻值为20Ω C．R＝10Ω时，其功率最大 D．R＝15Ω时，电路消耗的功率为1.8W 解：由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 A、由图乙可知，当滑动变阻器的电阻为5Ω时，其两端的电压为3V，通过电路的电流为：I10.6A，则电源电压为：U＝U1+I1R0＝3V+0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 滑动变阻器的电阻为10Ω时，其两端的电压为4V，通过电路的电流为：I20.4A，则电源电压为：U＝U2+I2R0＝4V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 联立①②得，R0＝5Ω，U＝3V+0.6A×5Ω＝6V，故A错误； B、由图乙可知滑动变阻器的最大值大于20Ω，故B错误； C、R0与R串联接入电路，电路的总功率等于各部分功率之和，则R的功率为：PR＝P﹣P0＝UI﹣I2R0， 即PR＝6V×I﹣I2×5Ω，由抛物线的性质可知当I0.6A时，R的功率最大，此时电路的总电阻：R总10Ω， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则滑动变阻器接入电路的电阻为：R＝R总﹣R0＝10Ω﹣5Ω＝5Ω，故C错误； D、当R＝15Ω时，电路中总能电阻为：R总＝R+R0＝15Ω+5Ω＝20Ω，则电路消耗的功率为：P1.8W，故D正确。 答案：D。 9．下列用电器主要利用电流热效应工作的是（　　） A．电饭锅 B．电视机 C．电风扇 D．电冰箱 解：A、电饭煲工作时，将电能转化为内能，加热食物，是利用电流的热效应工作的，故A符合题意； B、电视机工作时，主要是把电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故B不符合题意； CD、电风扇和电冰箱工作时，主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故CD不符合题意。 答案：A。 10．甲、乙两电热丝电阻之比为2：3，通过的电流之比为3：1，则相同时间内产生的热量之比为（　　） A．2：1 B．6：1 C．1：2 D．1：6 解：由题意可知，R甲：R乙＝2：3，I甲：I乙＝3：1， 由Q＝I2Rt可得，在相同时间内产生的热量之比：，故B正确，ACD错误。 答案：B。 11．如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 0.6A”，电流表的量程为0～3A。不考虑灯丝电阻的变化，只闭合S，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，下列说法错误的是（　　） A．小灯泡的电阻为10Ω B．电源电压为15V C．小灯泡发光最暗时的功率约为1.4W D．电路消耗总功率的最小值与最大值之比是1：8 解：A、由I可知，小灯泡的电阻RL10Ω，故A正确； B、由于小灯泡正常发光，根据串联电路特点可知，通过滑动变阻器R的电流IR＝IL＝0.6A， 由欧姆定律可知，滑动变阻器R两端的电压UR＝IRR′＝0.6A30Ω＝9V， 根据串联电路的电压特点可知，电源电压U＝UL+UR＝6V+9V＝15V，故B正确； C、当滑动变阻器滑片P移到右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大R＝30Ω， 此时电路中的最小电流I小0.375A， 小灯泡发光最暗时的功率P＝I小2RL＝（0.375A）2×10Ω≈1.4W，故C正确； D、要保证电路安全，分析电路可得，当闭合开关S、S2和S1时，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大； 因并联电路中各支路两端电压相等， 所以此时通过R0的电流：I01.5A； 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路的最大电流：Imax＝1A+1.5A＝2.5A， 电路消耗的最大功率：Pmax＝UImax＝15V×2.5A＝37.5W； 当S闭合，S1、S2都断开，R与RL串联，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时，电路电流最小，因串联电路的总电阻等于各分电阻之和， 所以电路最小电流：Imin0.375A， 电路消耗的最小功率：Pmin＝UImin＝15V×0.375A＝5.625W； 则电路消耗总功率的最小值与最大值之比Pmin：Pmax＝5.625W：37.5W＝3：20，故D错误。 答案：D。 12．在图甲电路中，电源电压恒定，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。开关闭合后，将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P随其阻值R1的变化关系如图乙所示。下列对电路的表述中，正确的是（　　） A．R2的阻值为5Ω B．电源电压为6V C．滑动变阻器的最大功率为9W D．电流表示数的变化范围为0.75～1.5A 解：由电路图可知，R1、R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流； （1）由图乙可知，当R1接入电路的阻值为2Ω时，变阻器的电功率为2W， 由P＝UI＝I2R可知，此时电路中的电流：I11A， 由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝I1（R1+R2）＝1A×（2Ω+R2）﹣﹣﹣﹣﹣① 当R1接入电路的阻值为8Ω时，变阻器的电功率为2W， 此时电路中的电流：I20.5A， 电源电压：U＝I2（R1′+R2）＝0.5A×（8Ω+R2）﹣﹣﹣﹣﹣② 联立①②解得：R2＝4Ω，U＝6V，故A错误、B正确； （2）由图乙可知，变阻器的最大阻值为8Ω， 滑动变阻器消耗的电功率：P＝I2R1＝（）2R1， 所以，当R1＝R2＝4Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大； 则滑动变阻器消耗电功率的最大值：P最大2.25W，故C错误； （3）当变阻器接入电路的电阻为零时，电路中的电流最大， 由欧姆定律可知，电路中的最大电流：I最大1.5A， 当变阻器接入电路的电阻最大为8Ω时，电路中的电流最小，由（1）可知，最小电流：I最小＝I2＝0.5A， 因此电流表示数的变化范围为0.5A～1.5A，故D错误。 答案：B。 13．物理科技小组在课外制作活动中，把一废旧电饭锅改造成一个由一根电热丝和两个开关组成的简易电饭锅。接通电源，手动开关闭合，电热丝工作，当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合；接通电源，温控开关在锅内温度低于60℃时自动闭合，电热丝工作，锅内温度高于85℃时，温控开关自动断开。通过两个开关的通断，可实现加热和保温两种功能。根据以上描述，下列判断正确的是（　　） A．接通电源，闭合手动开关，电热丝才能开始工作 B．当手动开关自动断开时，简易电饭锅马上进入保温状态 C．简易电饭锅加热时的功率大于保温时的功率 D．锅内温度由103℃降至60℃过程中，电热丝不工作 解： 由题意可知，手动开关S1与温控开关S2是并联，如图所示： A、接通电源时，不按下手动开关，由于锅内温度低于60℃，此时温控开关自动闭合，电热丝能工作，故A错误； B、当手动开关自动断开时，锅内温度达到103℃，大于85℃，温控开关也断开，电热丝不工作，因此电饭煲不是处于保温状态，故B错误； C、简易电饭锅加热时，都是同一根电热丝工作，因此电饭锅加热时的功率等于保温时的功率，故C错误； D、当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合，因此锅内温度由103℃降至60℃过程中，手动开关处于断开状态，由于温度不低于60℃，温控开关也处于断开状态，因此电热丝不工作，故D正确。 答案：D。 14．如图，电源电压不变，定值电阻R1＝20Ω，小灯泡L标有“8V 4W”字样（灯丝电阻不变），电流表量程为0～3A。当只闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P从b端滑动到某一位置时，变阻器连入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数增大了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下，都正确且无漏选的一组是（　　） ①电源电压为12V ②R2的最大阻值为24Ω ③开关都闭合时，R2的最大功率为28.8W ④在电流表有示数的情况下，电路消耗的总功率最小值为3.6W A．①② B．①②④ C．①③④ D．①②③④ 解：（1）当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，R与L串联接入电路，此时通过电路的电流为I1， 滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了16Ω，由欧姆定律可知，此时电路中的电流变大，电流表示数变化了0.2A，电路中的电流增加0.2A，此时小灯泡恰好正常发光，此时通过电路的电流为I2，则I2＝IL0.5A，所以滑动变阻器的滑片P在b端时电路的电流：I1＝I2﹣ΔI＝0.5A﹣0.2A＝0.3A， 灯泡的电阻：RL16Ω， 串联电路总电阻等于各分电阻之和，由欧姆定律可知，滑动变阻器的滑片P在b端时电源电压：U＝I1（R滑+RL）＝0.3A×（R滑+16Ω）①， 滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时电源电压：U＝I2（R滑′+RL）＝0.5A×（R滑﹣16Ω+16Ω）②， ①②两式联立，解得：R滑＝24Ω，U＝12V，故①、②正确； （2）当开关S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器和定值电阻并联接入电路，灯泡被短路，并联电路各支路两端电压相等， 通过定值电阻的电流：I00.6A， 因为并联电路干路电流等于各支路电流之和，电流表测干路电流，电流表量程为0～3A，当电流表示数达到最大时，通过滑动变阻器的电流最大，则通过滑动变阻器的最大电流：I′＝I﹣I0＝3A﹣0.6A＝2.4A， 所以滑动变阻器的最大功率为：P＝UI′＝12V×2.4A＝28.8W，故③正确； （3）当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，R与L串联接入电路，此时通过电路的电流最小，最小为I1＝0.3A， 电路消耗的总功率最小值为： P′＝UI1＝12V×0.3A＝3.6W，故④正确。 综合分析①②③④都正确。 答案：D。 二、填空题（每空1分，共19分） 15．小明家的电能表面板如图所示，图中电能表的示数为 　219.6　kW•h，他家同时使用的用电器总功率不能超过 　2200　W，家里新添置一台空调并接入该电能表中，让其单独工作5min，电能表的指示灯闪烁了320次，则该空调的实际电功率为 　1200　W。 解：电能表读数时，数字方框中最后一位是小数，单位是kW•h，由图可知，此时电能表的示数为219.6 kW•h； 由图中所给参数可知，电能表正常工作时的电压为220V，允许通过的最大电流为10A，则他家同时使用用电器的最大总功率：Pmax＝UImax＝220V×10A＝2200W； 3200 imp/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁3200次， 则指示灯闪烁320次时，电路消耗的电能：W0.1kW•h， 则空调的功率：P1.2kW＝1200W。 答案：219.6；2200；1200。 16．如图所示的电路，电源电压恒为6V，白炽灯泡L1标有“5V，0.25A”，白炽灯泡L2标有“6V，3W”，R的阻值为10Ω。忽略温度对灯丝电阻的影响，只闭合开关S1时，灯泡 　L1　更亮；只闭合开关S2时，R的功率为 　0.4　W。 解：忽略温度对灯丝电阻的影响，根据R可知，L1的电阻R120Ω， 根据P可知，L2的电阻R212Ω； 只闭合S1时，两灯泡串联，串联电路的电流处处相等，且R1＞R2，根据P＝I2R可知，L1的实际功率大，故小灯泡L1更亮； 只闭合开关S2时，L1和R串联，则电路中的电流为： I0.2A， 故R的功率为： P＝I2R＝（0.2A）2×10Ω＝0.4W。 答案：L1；0.4。 17．如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为 　0.6　A，电源电压为 　8　V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，电路在1min内消耗的电能为 　384　J。 解：由图可知，当只闭合S1、S2时，R1、L串联，电压表测量灯泡L两端的电压； 由图乙可知，当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流为0.6A； 根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知，R1两端的电压：U1＝IR1＝0.6A×10Ω＝6V， 根据串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝UL+U1＝2V+6V＝8V； 当只闭合S2、S3时，R2与L串联，电压表测量灯泡L两端的电压； 根据图乙可知，当小灯泡两端的为4V时，通过小灯泡的电流为0.8A， 根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流为0.8A， 电路在1min内消耗的电能：W＝UI′t＝8V×0.8A×1×60s＝384J。 答案：0.6；8；384。 18．电热壶的发热丝温度很高而跟它串联的导线却不怎么发热，这是因为通电时它们的电流相同，　电阻　不同。电热壶内的热水放在桌面上慢慢变冷，这是通过 　热传递　方式改变了水的内能。 解： （1）电热壶在使用时，发热丝和导线串联，则I发热丝＝I导线，通电时间t相同，因R发热丝＞R导线，所以由Q＝I2Rt可知，电流产生的热量：Q发热丝＞Q导线，从而出现发热丝热得发红，但跟发热丝连接的导线都不怎么热的现象； （2）电热壶内热水放置一段时间后，水温就会降下来，该过程中热水向外放出热量、内能减小，是通过热传递的方式改变了壶内水的内能。 答案：电阻；热传递。 19．如图所示，已知电源电压为3V，小灯泡L的规格“3V 0.9W”，滑动变阻器的规格“20Ω 1A”，电流表量程为0～3A，则小灯泡正常发光时阻值RL＝　10　Ω。当开关S1、S2同时闭合，改变滑动变阻器的接入电阻，小灯泡的亮度将 　不变　（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）；保持开关S1始终闭合，调节电路，使电路消耗的最大功率为P1，最小功率为P2，则P1：P2＝　26：3　。 解：（1）由P＝UI可知，小灯泡的额定电流：I额0.3A， 由欧姆定律可知，小灯泡正常发光时阻值：RL10Ω； （2）当开关S1、S2同时闭合，灯泡与滑动变阻器并联， 由并联电路的特点可知，改变滑动变阻器的接入电阻时，灯泡所在支路不受影响，因此此时小灯泡的亮度将不变； （3）由P＝UI可知，电源电压一定时，电路中电流最小时，电路消耗的电功率最小，电路中电流最大时，电流消耗的电功率最大， 由并联电路的特点可知，当开关S1始终闭合，S2断开，滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小， 由欧姆定律可知，电路中的最小电流：I小0.15A， 灯泡允许通过的最大电流为IL大＝I额＝0.3A、滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～3A， 由并联电路的电流特点可知，电路中的最大电流：I大＝IL大+IR＝0.3A+1A＝1.3A， 由P＝UI可知：。 答案：10；不变；26：3。 20．如图甲，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。则该过程中电路的总功率最大值为 　45　W。 解： 由电路图知，滑动变阻器R1和电阻R2串联，电压表V1测R1两端电压，V2测R2两端电压，电流表测电路中电流。 （1）滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，R2两端的电压变大；所以图乙中dc是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线，ec是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线； （2）由电路图知，P在b点时，电路中电阻最大，电流最小， 由图象可以看出，滑片P在b点时电流Ib＝1A，U2＝2V、U1＝12V， 滑片P在a点时，电路中电阻最小，电流最大，所以最大电流Ia＝3A，两电压表示数均为6V，根据串联电路电压的规律及欧姆定律，因电源电压不变，故有 U＝IbR+U1+U2＝1A×R+U1+U2＝1A×R+12V+2V＝3A×R+6V+6V R＝1Ω 故电源电压为U＝15V， 所以电路消耗的总功率最大值： P＝UIa＝15V×3A＝45W。 答案：45。 21．小强同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”，如图所示，电源电压为6V，电阻丝R1＝5Ω，R2＝15Ω，a、b是两个触点。闭合开关S，当开关S1接通触点 　a　时，“电饭锅”的功率更大。将R2接入电路工作3min产生的热量是 　432　J。 解：根据图示可知，闭合开关S，当开关S1接通触点a时，电阻丝R1接入电路中；闭合开关S，当开关S1接通触点b时，电阻丝R2接入电路中，电源电压不变，电阻丝R1＝5Ω、R2＝15Ω，根据P可知，当开关S1接通触点a时，即R1接入电路中时，“电饭锅”的功率更大； 将R2接入电路工作3min产生的热量是：Q＝Wt3×60s＝432J。 答案：a；432。 22．如图甲所示，电源电压为5V，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。在保证所有元件安全的情况下，只闭合开关S、S1，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电流表示数与电压表示数关系的图象，如图乙所示。只闭合开关S、S2，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电压表示数与滑动变阻器R2接入电路中阻值关系的图象，如图丙所示。滑动变阻器R1的最大阻值为 　20　Ω，灯泡的额定功率为 　1.5　W，以上两种情况，电路最大功率为 　2.5　W。 解：（1）只闭合开关S、S1，灯泡与滑动变阻器R1串联，电压表测R1两端的电压，根据串联电路的分压原理可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，滑动变阻器两端的电压最大，由图乙可知，滑动变阻器两端的最大电压为4V，通过的最小电流为0.2A，由欧姆定律可知，滑动变阻器R1的最大阻值：R1大20Ω；当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，由图乙可知此时电路中电流为0.5A，即灯泡的额定电流为0.5A； 只闭合开关S、S2，灯泡与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，当灯泡正常发光时电路中的电流最大，由欧姆定律可知，此时滑动变阻器R2接入电路的电阻最小，由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器R2两端电压最小，由图丙可知此时滑动变阻器R2两端的电压为2V，由串联电路的电压特点可知，灯泡额定的电压：U额＝5V﹣2V＝3V，所以灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝3V×0.5A＝1.5W； （2）由P＝UI可知，电源电压一定时，电路中的电流最大时，电路的电功率最大，由题意可知，两次电路中灯泡正常发光时电路中的电流最大，因此两次电路中的最大电流都等于灯泡的额定电流，所以两次电路消耗的最大功率：P＝UI额＝5V×0.5A＝2.5W。 答案：20；1.5；2.5。 三、实验探究题（每空1分，共29分） 23．电学实验课上，老师提供了“20Ω 1A”字样的滑动变阻器R1、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、标有“0.5A”字样的小灯泡、两节干电池等器材。利用所学的知识，请你帮助小鹏同学完成下面的实验。 （1）探究电流与电阻关系 ①小鹏连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线，将电路连接正确。 ②正确连接电路后，根据现有器材，为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压不能低于 　1.5　V。 ③电路中接入5Ω定值电阻，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最 　左　端。闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，为 　0.4　A。 ④用10Ω电阻替换5Ω电阻后，滑片应该向 　左　调节。经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成 　反比　。 （2）小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器R2和一个电压未知的电源（以上两器材均能满足实验要求），经过思考，利用原有的“20Ω 1A”的滑动变阻器R1和电流表等器材，小鹏设计了如图丙所示的电路，请你帮他完成实验。 ①为了完成实验，请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2。 ②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A。 ③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动 　R2　的滑片，直至电流表的示数为0.5A。 ④　R2滑片位置不动　，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A。 ⑤小灯泡的额定功率P额＝　1.75　W。 解：（1）①原电路图中，变阻器没有接入电路，电压表并联在定值电阻和变阻器两端是错误的；变阻器应串联在电路中，电压表应并联在定值电阻两端，如下图所示： ②研究电流与电阻的关系，要控制电压表示数不变，变阻器与定值电阻串联，设电压表示数为UV，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压： U滑＝U源﹣UV＝3V﹣UV， 根据分压原理有： ，即①， 因电压表示数UV为定值，由①式知，方程左边为一定值，故右边也为一定值，故当定值电阻取最大时，变阻器连入电路中的电阻最大，由①式得：， 解得电压表的示数：U＝1.5V，即为完成实验，电压表的最小电压为1.5V； ③为了保护电路，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即最左端；闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A； ④实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大变阻器两端的电压，由分压原理，要增大变阻器电阻阻值，故应把变阻器滑片向左调节； 经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比； （2）实验步骤： ①为了完成实验，在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2，如下图所示： ②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A； ③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动R2的滑片，直至电流表的示数为0.5A； ④R2滑片位置不动，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A； ⑤在步骤②中，R1与R2串联，且R2的阻值为0，电路为只有R1的简单电路，此时R1的阻值最大，电流表测串联电路电流为0.3A，根据欧姆定律，电源电压为： U＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V； 在步骤③中，R2与灯泡串联，电流表测串联电路电流；向左移动R2的滑片，使电流表的示数为0.5A，此时灯泡正常发光； 在步骤④中，R1与R2串联，电流表测串联电路电流；保持R2滑片位置不动，R1的阻值最大，此时电流表示数为0.24A，根据欧姆定律，电路中的总电阻为： R总125Ω， 根据电阻的串联，R2＝R总1﹣R1＝25Ω﹣20Ω＝5Ω； 当灯泡正常发光时，根据欧姆定律，电路中的总电阻为： R总212Ω， 灯泡正常发光时的电阻为： RL＝R总2﹣R2＝12Ω﹣5Ω＝7Ω， 小灯泡的额定功率为： P额＝I额2RL＝（0.5A）2×7Ω＝1.75W。 答案：（1）①见解答图；②1.5；③左；0.4；④左；反比；（2）①见解答图；③R2；④R2滑片位置不动；⑤1.75。 24．现有L1、L2、L3三只额定电压U额均为2.5V，电阻值不同的小灯泡。某研究小组分别利用甲、乙、丙三种电路图测量三只小灯泡的额定功率。 （1）图甲电路中，实验操作如下： ①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额； ②图丁是图甲电流表的表盘，此时示数为 　0.3　A； ③小灯泡L1的额定功率为P额1＝　0.75　W。 （2）图乙电路中，定值电阻的阻值为R0＝12.5Ω，实验操作如下： ①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额； ②读出电流表的示数为I＝0.60A，计算出通过R0的电流为 　0.2　A； ③小灯泡L2的额定功率为P额2＝　1　W。 （3）图丙电路中，电源电压未知但恒定不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为10Ω，实验操作如下： ①保持开关S2断开，同时闭合开关S和S1，调节R2的滑片，使电压表的示数为U额； ②断开开关S1，同时闭合开关S和S2，保持 　R2　（填“R1”或“R2”）的滑片位置不变，调节 　R1　（填“R1”或“R2”）的滑片，使电压表示数仍为U额； ③仅将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1＝3.00V，再仅将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2＝1.00V，则小灯泡L3的额定功率P额3＝　1.25　W。 （4）通过图甲和图乙实验，可以得到小灯泡L1和L2在额定电压工作时电阻之比为 　4：3　。 解：（1）图甲知电压表测量小灯泡两端的电压，电流表测量通过小灯泡的电流，由图丁知当小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流为I1＝0.3A， 小灯泡L1的额定功率为： P额1＝U额I1＝2.5V×0.3A＝0.75W； （2）由图乙知，定值电阻与小灯泡并联，再和滑动变阻器串联，电流表测量干路的电流，电压表测量小灯泡和定值电阻两端的电压，由并联电路电压的规律知当小灯泡正常发光时，定值电阻两端的电压等于小灯泡两端的电压， 则通过R0的电流为： I00.2A， 由并联电路电流的规律知通过小灯泡的额定电流为： I2＝I﹣I0＝0.6A﹣0.2A＝0.4A， 小灯泡L2的额定功率为： P额2＝U额I2＝2.5V×0.4A＝1W； （3）①保持开关S2断开，同时闭合开关S和S1，调节R2的滑片，使电压表的示数为U额； ②断开开关S1，同时闭合开关S和S2，保持R2的滑片位置不变，通过调节滑动变阻器R1，使R1两端电压为小灯泡的额定电压U额； ③根据等效替代法，此时R1＝RL； 将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1＝3.00V；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2＝1.00V， 将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1＝3.00V即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1的电压为U2＝1.00V，根据串联电路电压的规律和欧姆定律有： ， 解得，R1•R210Ω＝5Ω， 小灯泡额定功率的表达式： P额31.25W； （4）小灯泡L1和L2在额定电压工作时电阻之比为： 4：3。 答案：（1）②0.3；③0.75；（2）②0.2；③1；（3）②R2；R1；③1.25；（4）4：3。 25．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。 （1）如图甲所示，闭合开关后，发现只有 　电压表　有示数，经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确； （2）改正错误后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率，应将滑片适当向 　左　（选填“左”或“右”）滑动； （3）图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象，根据图象可知，小灯泡的额定功率为 　0.625　W； （4）测量小灯泡的电功率 　不需要　（选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是 　灯泡在不同电压下的功率不同　； （5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1，相应的小灯泡的阻值变化ΔR2，则ΔR1　＞　ΔR2（选填“＞”、“＜”或“＝”）； （6）实验结束后，某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为9V，定值电阻R的阻值为10Ω。请帮助他完成以下实验步骤： ①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 　6　V时，灯泡正常发光； ②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表示数为4V；再将滑动变阻器的滑片移至最 　左　（选填“左”或“右”）端，此时电压表示数为7V； ③小灯泡的额定功率为P额＝　0.9　W。 解： （1）观察图甲可知由于开关与灯泡之间的导线连接错误，电压表串联在电路中，所以闭合开关后，导致电压表测量电源电压，电压表有示数，由于电压表相当于开路，则电流表的没有示数；要测灯的额定功率，应将电压表并联在灯泡两端，如下图： （2）图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V； （3）根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率是： P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W； （4）测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值，原因是灯泡在不同电压下的功率不同； （5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器接入电路中的电阻减小时，灯泡两端电压增大，电流也增大，根据欧姆定律可知电路中总电阻变小， 由于灯泡两端电压增大，电流增大，则灯泡的功率变大，由于灯泡电阻受温度的影响，则灯泡的电阻会变大， 根据R＝R滑+R灯可知：只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量ΔR1大于灯泡的阻值增加量ΔR2才会让总电阻变小； （6）根据上面的分析，具体步骤： ①开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片右边的电阻与灯泡串联，电压表测变阻器的电压，要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压：UL＝U额＝3V， 根据串联电路电压的规律可得：U滑＝U﹣UL＝9V﹣3V＝6V，所以，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为6V，则灯泡正常发光； ②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，电压表测量变阻器滑片右边电阻两端的电压，此时电压表示数为U右＝4V； 由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测出定值电阻R两端的电压，所以需要测出滑动变阻器两端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压，即U′＝7V； ③在②中，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联， 根据串联电路电压的规律可得，R的电压为： UR＝U＝U′＝9V﹣7V＝2V， 由分压原理可得：， 所以变阻器滑片右边电阻的阻值： R右R10Ω＝20Ω； 故在①中，灯的额定电流为： IL0.3A， 则小灯泡的额定功率： P额＝ULIL＝3V×0.3A＝0.9W。 答案：（1）电压表；如上所示；（2）左；（3）0.625；（4）不需要；灯泡在不同电压下的功率不同；（5）＞；（6）①6；②左；③0.9。 四、计算题（26题10分，27题14分，共24分） 26．课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱，其电路如图所示。已知电源电压恒为220V，R0是阻值为55Ω的电热丝，温度对电热丝阻值的影响忽略不计。 （1）闭合开关S后，求电路中的电流； （2）求通电100s电热丝R0产生的热量； （3）老师提醒，电热箱内温度太高，无法孵化鸡蛋，应使电热箱内的电功率降至P0，小组成员想出了两种方法改进电路： 方法一：在图中A点处串联接入一根电热丝RA； 方法二：在图中B点处串联接入一根电热丝RB。 老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为P0，小组成员在这两种改进电路中，用电压表测量新接入的电热丝两端的电压，测量结果为U1和U2，U1＞U2，U2＝165V，但由于粗心没有记录U1和U2分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能，并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。 解：（1）S闭合后，电路中的电流为： I4A； （2）通电100s电热丝R0产生的热量为： Q＝I2Rt＝（4A）2×55Ω×100s＝8.8×104J； （3）方法一更节能。 两种方法的电路简图如下： 在方法一中的电热箱的功率为： P1（R0+RA）； 在方法二中的电热箱的功率为： P2R0， 因为两次电热箱内的电功率相等，即（R0+RA）R0，得出IA＜IB，则R0两次电压，U0A＜U0B，因为电源电压保持不变，RA和RB两端的电压UA＞UB，所以UB＝U2＝165V，则UOB＝55V， 因为PA或B55W，在方法一中：IA0.25A，所以R0两端的电压U0A＝IA×R0＝0.25A×55Ω＝13.75V，A接入的电热丝的阻值为：。 答：（1）闭合开关S后，电路中的电流为4A； （2）通电100s电热丝R0产生的热量为8.8×104J； （3）方法一更节能，新接入的电热丝的阻值为825Ω。 27．如图所示的电路中，电源电压恒定为4.5V，灯泡L上标有“2.5V 1.25W”字样（灯丝电阻不变），定值电阻R1阻值为15Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣3V，求： （1）小灯泡L的电阻； （2）闭合开关S、断开开关S1、S2，电流表示数为0.3A，此时滑动变阻器R2连入电路的阻值； （3）闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器的滑片滑至最右端，通电1min定值电阻R1产生的热量； （4）闭合开关S、S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器R2的最大功率。 解：（1）由P＝UI可知，小灯泡L的电阻： RL5Ω； （2）闭合开关S、断开开关S1、S2，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流， 由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻： R总15Ω， 由串联电路的电阻特点可知，此时滑动变阻器R2连入电路的阻值： R2＝R总﹣RL＝15Ω﹣5Ω＝10Ω； （3）闭合开关S、S1、S2，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表测干路电流， 由并联电路的电压特点可知，定值电阻R1两端的电压：U1＝U＝4.5V， 则通电1min定值电阻R1产生的热量： W1t60s＝81J； （4）通过定值电阻R1的电流： I10.3A， 因为电流表的量程为0～0.6A，所以干路中的最大电流：I大＝0.6A， 由并联电路的电流特点可知，滑动变阻器允许通过的最大电流： I2大＝I大﹣I1＝0.6A﹣0.3A＝0.3A＜1A，故滑动变阻器能安全工作， 由并联电路的电压特点可知，滑动变阻器R2两端的电压：U2＝U＝4.5V， 则滑动变阻器R2的最大功率： P2＝U2I2大＝4.5V×0.3A＝1.35W。 答：（1）小灯泡L的电阻为5Ω； （2）闭合开关S、断开开关S1、S2，电流表示数为0.3A，此时滑动变阻器R2连入电路的阻值为10Ω； （3）闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器的滑片滑至最右端，通电1min定值电阻R1产生的热量为81J； （4）闭合开关S、S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器R2的最大功率为1.35W。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$