第15章 电功和电热 单元测试卷（提优） ---2024-2025学年苏科版物理九年级下学期

第15章 电功和电热 单元测试卷（提优） 一．选择题（共12小题） 1．如图，当滑动变阻器接入电路电阻的阻值为R时，其消耗的功率是30W；当接入电路电路的阻值为2R时，其消耗的功率不可能是（　　） A．15W B．40W C．20W D．30W 2．额定电压相同的两只小灯泡L1、L2串联在电路中，发现L1比L2亮；下列分析正确的是（　　） A．L1的额定功率比L2的额定功率大 B．L1的实际功率比L2的实际功率小 C．L1的电阻比L2的电阻小 D．L1两端电压比L2两端电压大 3．一个标有“220V600W”的电炉，想把它接在110伏的电源上使用，而保持原来的电功率不变，下列采取的措施中，正确的是（　　） A．把电炉丝截去一半 B．把电炉丝截成等长的两段再并联 C．找一根同样的电炉丝跟原来的串联 D．找一根同样的电炉丝跟原来的并联 4．如图所示，标有“4.8V，0.5A”的灯泡L1和标有“6V，0.35A”的灯泡L2连接成串联电路，电源电压可调节。闭合开关S，使电源电压从0V逐渐增加，下列说法正确的是（　　）（灯丝电阻不变） A．灯泡L1和L2的电压相等 B．通过灯泡L1的电流比L2的大 C．灯泡L2比L1先正常发光 D．灯泡L1和L2的电功率相等 5．如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端的过程中，电流表示数随滑动变阻器R2连入电路的阻值的变化关系如图乙所示。下列说法不正确的是（　　） A．电源电压为8V B．R1的最小电功率为1.6W C．滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω D．当滑片P位于中点时，R1与R2的电功率之比为2：3 6．如图甲所示的电路，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从一端滑到另一端的过程中，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．R0阻值为10Ω B．电源电压为6V C．电路消耗的最大功率为3.6W D．当滑片滑到中点时，R的功率为最大值其大小为1.6W 7．如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时，R1和R2消耗的功率P1：P2＝2：3，当开关S1和S都闭合，甲、乙两表为电压表时，两电压表示数U甲：U乙和R1、R2消耗的功率P1′：P2′分别为（　　） A．5：2 3：2 B．2：3 4：9 C．5：2 2：3 D．2：3 9：4 8．标有“3V 1W”字样的小灯泡和标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器，连接在如图所示的电路中，其中电源电压为4.5V，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～3V”。不考虑温度对灯丝电阻的影响，在保证电路各元件安全的条件下，下列说法正确的是（　　） ①灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻为4.5Ω ②滑动变阻器连入电路的最大阻值是20Ω ③电路中消耗的最大功率为2.7W ④灯泡的最小功率为0.25W A．①② B．①④ C．①②③ D．①②④ 9．如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。图乙中两条图线是根据图甲中电路测得的R1和R2的U﹣I图线。下列有关说法正确的是（　　） A．图线b表示R1的U﹣I图线 B．电源电压为14V C．R1消耗的最大功率为3.2W D．滑动变阻器滑片P向左移动时，电压表V2和电流表A的示数的比值变大 10．下列有关物理量的估测，符合生活实际的是（　　） A．考场内日光灯的电流约为20A B．我国家庭照明电路电压为220V C．人体的安全电压是36V D．一盏家用节能灯正常工作时的电流约2A 11．小明设计了如图甲所示的模拟智能测温报警电路，电源电压调为12V，报警器（电阻不计）通过的电流达到或超过10mA时就会报警，热敏电阻RT的阻值随温度T的变化关系如图乙所示。已知当所测温度达到或超过37.3℃时，系统将会报警。下列说法错误的是（　　） A．热敏电阻是由半导体材料制成的 B．定值电阻R0的阻值为800Ω C．36℃到40℃过程中，电路的最大总功率为0.144W D．当电源电压降低时，使系统报警的温度将小于37.3℃ 12．如图甲所示电路，电源电压保持不变。电流表A的量程为0−0.6A，电压表V1、V2的量程均为0−3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”。滑动变阻器的滑片P在某点时，电压表V1、V2的示数之和为4V，在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P，其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示。下列说法不正确的是（　　） A．电源电压为4V B．滑动变阻器取值范围是3Ω−30Ω C．小灯泡的最小功率为0.3W D．整个电路消耗的最大功率为2W 二．填空题（共9小题） 13．如图所示，电阻R1：R2＝1：5，当只闭合开关S1时，R1消耗的功率是5W，R0两端的电压为U1，当只闭合开关S2时，R2消耗的功率是9W，R0两端的电压为U2，U1：U2＝ 　 　。 14．某白炽灯标有“220V，100W”，则其正常发光时的电阻为484Ω。考虑灯丝电阻受温度的影响，将其接在110V的电源上，其实际电功率为P1　 　25W（填“大于”或“小于”）。 15．一位同学家中的电能表，月初示数为，月末示数为，则这个月该同学消耗的电能为 　 　度，如果当地家庭用电的收费标准是0.6元/kW•h，他家这个月的电费是 　 　元。电能表上的参数为3000r/kW•h，电路中只有一个电饭煲在工作，铝盘10min内转了300圈，则电饭煲消耗了的电能为 　 　J，电饭煲的功率为 　 　W。 16．我们教室内日光灯正常工作时两端的电压为　 　伏，日光灯与控制它的开关之间是　 　（选填“串联”或“并联”）连接的。家中空调与节能灯均正常工作时，通过　 　的电流较小。 17．随着科技的进步，各种智能家电产品已经充斥生活各个角落。 （1）小明家厨房安装了标有“220V、2420W”字样的即热式电热水龙头，该水龙头正常工作时的电阻是 　 　Ω；合格产品的电阻偏差应小于或等于2Ω，若该水龙头单独正常工作，使标有“600r/kW•h“的电能表铝盘15min转动360转，则小明家的水龙头 　 　（填“合格”或“不合格”）。 （2）如图是一种新型电烧烤炉电路图，这种烧烤炉可在电热丝烤肉串的同时，由电动机带动肉串缓慢转动，其中电热丝R的阻值为55Ω，电动机的额定功率为22W，该烧烤炉正常工作时，通过电热丝R的电流为 　 　A，电动机10min消耗的电能为 　 　J；电路总功率是 　 　W。 18．如图甲所示电路，电源电压保持不变，将滑动变阻器R'的滑片由最右端向左移动，直至灯泡正常工作，记录了电压表和电流表的示数，并绘制了如图乙的I﹣U关系图象，已知灯泡L的额定电压为2.5V。则电源电压为 　 　V，灯泡的额定功率为 　 　W，当小灯泡的实际功率与滑动变阻器消耗的功率相等时，电路的总功率为 　 　，在移动滑片过程中，滑动变阻器连入电路的电阻变化值 　 　灯丝电阻变化值（＞/＝/＜）。 19．定值电阻R1标有“20V 40W”，R2标有“50Ω 0.5A”的字样。若将它们串联使用，允许加在它们两端电压的最大值是 　 　V；若将它们并联使用，电路允许的最大功率为 　 　W。 20．小聪用如图所示的电路测量Rx的阻值，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样，当滑片从最右端调到最左端的过程中，电压表示数变化范围是1V～3V，则Rx的阻值为 　 　Ω，该电路消耗的最小电功率是 　 　W。 21．标有“220V 25W”和“220V 40W”的甲、乙两盏白炽灯，当把它们并联在家庭电路中时，较亮的是 　 　灯（选填“甲”或“乙”）；若在一个“220V 40W”的灯泡两端加上110V的电压，其实际功率是 　 　W。（不考虑温度对灯泡电阻的影响） 三．作图题（共3小题） 22．如图所示，A为带开关和指示灯的三孔插座；断开开关，插座不能供电，指示灯不亮；若指示灯损坏，闭合开关后插孔仍能供电。请画出正确的连接方式。 23．如图为家庭照明电路，请用笔画线代替导线，将各元件正确接入电路中，要求开关只控制电灯，插座可提供工作电压，符合安全用电原则。 24．小亮发现教室中一个开关可以同时控制两盏额定电压为220V的灯，并且这两盏灯能正常发光，请你在图中画出正确的电路连接。 四．实验探究题（共3小题） 25．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）．如图甲是小明测定灯泡额定功率的实物图（不完整） （1）请用笔画线代替导线将实物图连接完整。 （2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表、电流表都有示数，造成这种现象的原因可能是　 　。 （3）为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选　 　。 A．“10Ω0.5A”的滑动变阻器 B．“50Ω0.5”的滑动变阻器 （4）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图乙所示），分析图象可知：小灯泡的额定功率为　 　W。 （5）实验结束后，老师给同学们一个10Ω的定值电阻R0和两只电流表，让他们通过实验测出标有“3.8V”字样的小灯泡正常发光时的电阻，电路图如丙所示，请你将下面实验过程补充完整：闭合开关，调节变阻器的滑片，使电流表A1的示数为　 　A，此时小灯泡正常发光，电流表A2的示数如图丁所示，则小灯泡正常发光时的电阻是　 　Ω（保留一位小数）。 26．某实验兴趣小组想测量标有“2.5V”字样小灯泡的额定功率，从实验室找来了电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线若干。 （1）如图甲所示为该小组一同学所连的实验电路，刚闭合开关后，向左移动滑动变阻器的滑片，电流表示数 　 　，电压表示数 　 　（均选填“变大”“变小”或“不变”），此电路不符合实验要求。 （2）将电路正确连接并检查无误后，闭合开关，移动滑片，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 　 　W。 （3）小红在继续实验时发现电流表突然损坏，于是她又找来了一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图丙所示的电路，已知电源电压为U且保持不变，也可以测出另一额定电压为U额的小灯泡的额定功率，请将实验步骤补充完整： ①只闭合S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为 　 　； ②只闭合 　 　，保持滑片P不动，读出电压表的示数为U1； ③小灯泡的额定功率P＝　 　（用U、U1、U额、R0表示）。 27．在“测小灯泡额定电功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为4.5V的电源，额定电压为2.5V的待测小灯泡，电阻约为8Ω，电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），开关和导线若干，另有标有“30Ω，2A”的滑动变阻器R1和标有“5Ω，1A”的滑动变阻器R2。 （1）小明检查仪器时，发现电流表指针如图甲所示，接下来应进行的操作 　 　。 （2）若小明设计的电路如图乙所示，请选择合适的量程，并用笔画线代替导线将图乙的实物图连接完整。 （3）本实验选择的滑动变阻器是 　 　（选填“R1”或“R2”）。 （4）小明把滑片移到最左端，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数为零，电压表的示数接近电源电压。为了排除故障，小明接下来的操作合理的是 　 　（选填字母符号）。 A.拧紧小灯泡和它两端的接线柱 B.拧紧开关两端的接线柱 C.检查滑动变阻器是否短路 （5）小明根据实验数据绘制出I﹣U图像，如图丙所示，图中阴影部分面积的物理含义是 　 　。 （6）老师说：虽然电压表的内阻很大，但电路接通后仍有微小电流流过电压表；虽然电流表的内阻很小，但是电路接通后电流表的两端仍有微小的电压，请你根据这一事实并结合电路图分析判断，该电路引起测量的小灯泡电功率偏 　 　（选填“大”或“小”）。 （7）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的实际功率P实　 　P额（选填“＞”“＜”或“＝”）。 （8）小明增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过简单操作（开关S接“a”、“b”各一次）来测量小灯泡的额定功率，如图A、B是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是 　 　（填序号）。 A.两种方案都能 B.两种方案都不能 C.A方案能，B方案不能 D.A方案不能，B方案能 五．解答题（共1小题） 28．如图所示，智慧安防机器人可以在园区、社区等场合自主巡逻。某型号安防机器人的铭牌如下表。按照设定程序，该安防机器人以0.6m/s的速度在园区的平直路面上匀速直线行驶，行驶过程中所受阻力为车重的0.25倍。g取10N/kg，请完成以下问题： 质量 80kg 车轮与水平地面接触的总面积 0.01m2 额定电压 60V 额定功率 150W （1）机器人行驶的过程中产生的噪声很小，这里的“小”指的是 　 　（选填“音调”或“响度”）小：机器人的轮胎用橡胶是因为其具有良好的 　 　（选填“弹性”或“绝缘性”）。 （2）该机器人正常行驶时的工作电流； （3）该机器人静止时对水平地面的压强； （4）该机器人匀速直线行驶1min牵引力所做功。 六．计算题（共2小题） 29．如图甲所示，电源电压可调，滑动变阻器R标有“1A”字样，电流表量程0～3A，小灯泡L1、L2的额定电压均为6V，其电流与电压的关系如图乙所示。只闭合开关S1，滑动变阻器滑片P移至中点时，小灯泡正常发光，此时滑动变阻器的功率为3.2W。求： （1）L2正常发光时的电阻； （2）此时的电源电压和滑动变阻器的最大电阻； （3）若滑片的移动范围为2Ω至最大阻值处，只闭合S3，移动滑片P且同时调节电源电压，使其中一个小灯泡正常发光，各元件均安全工作，求电路总电功率的变化范围。 30．如图甲所示，电源电压U保持不变，小灯泡规格为“5V，1.25W”。当开关S1、S3、S4闭合，S2和S5断开，滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端，有一只电表的示数变为原来的；将开关S3、S4、S5闭合，S1、S2断开，将电压表V1从原位置取下，并联到L两端，电压表V2改接到电路另一未知位置处（V1、V2新位置图中均未画出），将滑动变阻器滑片从某点向左移动直至灯泡正常发光，此过程中电流表A示数随电压表V1、V2示数变化关系如图乙所示；保持开关S3、S4、S5闭合，S1、S2断开，将滑片移到滑动变阻器某位置，电路的总功率为P1，此时灯泡的功率为PL；当开关S1、S3、S4、S5闭合，S2断开，将滑片移到滑动变阻器的中点时，电路的总功率为P2；已知P1：P2＝1：2，求： （1）小灯泡正常发光时的电阻； （2）电源电压； （3）PL。 参考答案与试题解析 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 A D B C B B A B C B D 题号 12 答案 C 一．选择题（共12小题） 1．【答案】A 【解答】解：由图可知：滑动变阻器R与R串联，当滑动变阻器接入电路的阻值为R时，根据串联电路的特点和P＝I2R可得其消耗的功率： P＝（）2×R＝（）2×4R＝30W； 则（）2×2R＝15W， 当滑动变阻器接入电路的阻值为2R时，消耗的功率为： P′＝（）2×2R＞（）2×2R＝15W， 故A不可能，BCD可能。 故选：A。 2．【答案】D 【解答】解：B、开关闭合后，L1比L2亮，则说明L1的实际功率大于L2的实际功率，故B错误； C、由于两灯串联在电路中，则通过L1、L2的电流相等，由P＝I2R知，电流相同时，阻值越小，功率越小，因此灯L1的阻值要大于灯L2的阻值，故C错误； A、根据题意可知，L1、L2的额定电压相等，而灯L1的阻值要大于灯L2的阻值，由P可知，L1的额定功率比L2的额定功率小，故A错误； D、由于通过L1、L2的电流相等，由P＝UI可知，L1两端的电压比L2两端的电压大，故D正确。 故选：D。 3．【答案】B 【解答】解：A、电压变为额定电压的一半，将电炉丝截去一半，电阻阻值变为原来的，由P可知，电功率变为原来，故A错误； B、电压变为额定电压的一半，把电炉丝截成等长的两段再并联，电阻变为原来的，由P可知，电功率保持不变，故B正确； C、电压变为额定电压的一半，找一根同样的电炉丝跟原来的串联，电阻变为原来的2倍，由P可知，电功率变为原来的，故C错误； D、电压变为额定电压的一半，找一根同样的电炉丝跟原来的并联，电阻变为原来的，由P可知，电功率变为原来的，故D错误； 故选：B。 4．【答案】C 【解答】解：灯泡L1和L2的电阻分别为：R19.6Ω；R217Ω； AB、因为两灯泡串联，串联电路中各处电流都相等，因此通过灯泡L1的电流和通过L2的电流一样大，根据U＝IR可知，灯泡L1两端的电压小于L2两端的电压，故AB错误； C、闭合开关S，两个灯串联在电路中，使电源电压从0V逐渐增加，电路中电阻一定，由I可知电路中的电流变大，由于灯L2的额定电流0.35A小于L1的额定电流0.5A，电路中的电流先达到L2的额定电流，因此灯泡L2先正常发光，此时另一灯泡的电流也是0.35A，故C正确； D、根据P＝I2R可知，灯泡L1的电功率小于L2的电功率，故D错误。 故选：C。 5．【答案】B 【解答】解：A、设滑片P在a端和b端的电流分别为Ia、Ib， 由图乙可知，当变阻器的滑片在b端时，电路为R1与滑动变阻器最大电阻串联的电路，此时电路中的电流最小，为0.2A，即Ib＝0.2A， 由串联电路的特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝Ib（R1+R滑最大）＝0.2A×（R1+30Ω）……①， 当滑动变阻器的滑片位于a端时，电路为R1的简单电路，此时电路中的电流最大，为0.8A，电流表示数Ia＝0.8A， 由串联电路的特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝IaR1＝0.8A×R1……②， 由①②解得：R1＝10Ω，U＝8V，故A正确； B、因为将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端的过程中，电流表示数如图乙所示，从图乙可以看到，电流的最小值为0.2A，串联电路的电流处处相等，则流过R1的电流最小值为0.2A，R1＝10Ω，根据P＝I2R可知，R1的最小电功率为：P最小＝I最小2R1＝（0.2A）2×10Ω＝0.4W，故B错误； C、从图乙可以看到，滑片P在b端时，滑动变阻器R2阻值最大，为30Ω，故C正确； D、C解析可知，变阻器R2阻值最大为30Ω，当滑片P位于中点时，R2阻值为15Ω，R1＝10Ω，串联电路的电流处处相等，根据电功率的推导式P＝I2R可知，则R1与R2的电功率之比为： P1：P2＝I2R1：I2R2＝R1：R2＝10Ω：15Ω＝2：3，故D正确。 故选：B。 6．【答案】B 【解答】解：由图甲可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 AB、由图乙可知，当滑动变阻器接入电路的电阻为5Ω时，滑动变阻器两端的电压为3V，此时电路中的电流：I10.6A， 由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝UR1+U0＝UR1+I1R0＝3V+0.6A×R0……① 当滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω时，滑动变阻器两端的电压为4V，此时电路中的电流：I20.4A， 由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝UR2+U0＝UR2+I2R0＝4V+0.4A×R0……② 由①②解得：R0＝5Ω，U＝6V，故A错误、B正确； C、由P＝UI可知，电源电压一定时，电路中电阻最小时，电路消耗的电功率最大，当滑动变阻器接入电路的电阻为零时电路中的电阻最小，为：P大7.2W，故C错误； D、滑动变阻器消耗的电功率：P＝I2R＝（）2R，当滑动变阻器接入电路的电阻R＝R0＝5Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大；滑动变阻器消耗电功率的最大值：P最大1.8W，故D错误。 故选：B。 7．【答案】A 【解答】解：当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时，两电阻并联，由R1和R2消耗的功率P1：P2＝2：3，所以，R2， 当开关S1和S都闭合，甲、乙两表为电压表时，两电阻串联，U甲测两个电阻的总电压，U乙测R2两端电压，所以， R1、R2消耗的功率之比：， 故选：A。 8．【答案】B 【解答】解：由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）灯泡正常发光时，电路的电流为：IA， 根据欧姆定律得小灯泡的电阻为：RL9Ω， 此时电路的总电阻为：R13.5Ω， 根据串联电路电阻的规律知，滑动变阻器接入电路的电阻为：R滑＝R﹣RL＝13.5Ω﹣9Ω＝4.5Ω，故①正确；②错误 （2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的示数最大，最大为3V， 因串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和， 灯泡两端的最小电压为：ULmin＝U﹣U滑max＝4.5V﹣3V＝1.5V， 电路中最小的电流：IminA， 则滑动变阻器接入电路中的最大电阻：R滑max18Ω，故②错误； （3）灯的额定电流为A，滑动变阻器的最大电流为1A，电流表的量程为0～0.6A， 由于串联电路中各处的电流相等，所以电路中的最大电流为Imax＝I额A， 该电路的最大功率：Pmax＝UImax＝4.5VA＝1.5W，故③错误； （4）小灯泡的最小功率为：PLmin＝ULminImin＝1.5VA＝0.25W，故④正确。 由上分析可知：①④正确。 故选：B。 9．【答案】C 【解答】解：如图甲所示，R1与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。 A、b曲线对应电流值为0.4A时，电压值为0，R1是定值电阻，两端电压值不会为0，所以b图线是R2的U﹣I变化情况，a图线是R1的U﹣I变化情况，故A错误； B、根据串联电路电压规律可知：电源电压等于R1与R2两端电压之和，由图乙可知，当电流为0.1A时，R1与R2两端电压之和为6V+2V＝8V，即电源电压为8V，故B错误； C、当滑动变阻器接入电路的电阻值为0时，由图乙可知，电路中电流最大为I大＝0.4A，R1两端电压最大为U1大＝8V，则R1消耗的最大功率：P1大＝U1大I大＝8V×0.4A＝3.2W，故C正确； D、滑动变阻器滑片P向左滑动时，变阻器R2接入电路的电阻变小，由欧姆定律可知电压表V2和电流表A示数的比值等于R2的电阻值，所以该比值变小，故D错误。 故选：C。 10．【答案】B 【解答】解： A．根据教材知识可知，考场内日光灯的电流约为0.2A，故A不符合实际； B．根据教材知识可知，我国家庭照明电路使用的是220V的交流电，故B符合实际； C．根据教材知识可知，人体的安全电压是不高于36V的电压，故C不符合实际； D．根据教材知识可知，一盏家用节能灯正常工作时的电流约0.1A，故D不符合实际。 故选：B。 11．【答案】D 【解答】解：A、热敏电阻是电阻值对温度极为敏感的一种电阻，也叫半导体热敏电阻。它可由半导体材料制成，故A正确； B、由图甲可知，两电阻串联，当电路中电流超过10mA时报警器就报警；当所测温度达到或超过37.3℃时，系统将会报警。根据欧姆定律可得，报警器报警时电路中总阻值为R1200Ω，由图乙可知，当温度为37.3℃时，RT＝400Ω。则R0的阻值为R0＝R﹣RT＝1200Ω﹣400Ω＝800Ω，故B正确； C、由图乙可知RT随着温度的升高而降低，36℃到40℃的过程中，当温度为40℃时，RT阻值最小，为200Ω，则电路中总电阻最小，为R最小＝R0+RT小＝800Ω+200Ω＝1000Ω，电路中电流最大为I大0.012A，电路最大总功率为P大＝UI大＝12V×0.012A＝0.144W，故C正确； D、报警器报警时的电流一定，由欧姆定律可知，电源电压降低时，此时电路中的总电阻变小，由串联电路的电阻特点可知，热敏电阻的阻值变小，由图乙可知，此时使系统报警的温度大于37.3℃，故D错误。 故选：D。 12．【答案】C 【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测L两端的电压，电压表V2测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 A、滑动变阻器的滑片P在某点时，电压表V1、V2的示数之和为4V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压U＝4V，故A正确； BCD、当R接入电路中的电阻变大时，其分得的电压变大，电压表V2的示数变大，此时电路中的总电阻变大，电路中的电流变小； 由图乙可知，电路中的电流最小I小＝0.1A时，电压表的示数最大为3V，则对应的电压表应为V2，即图象为滑动变阻器R的I﹣U图象， 由I可得，滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R2大30Ω； 由图乙可知，电路中的电流最大I大＝0.5A时，电压表V2的示数U2小＝1.5V， 此时灯泡两端的电压：UL＝U﹣U2小＝4V﹣1.5V＝2.5V， 此时灯泡两端的电压小于V1的量程，则此时灯泡应正常发光恰好达到额定功率，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路消耗的总功率最大， 滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2小3Ω， 所以，滑动变阻器取值范围是3Ω～30Ω，故B正确； 灯泡的额定功率：PL＝ULI大＝2.5V×0.5A＝1.25W，故C错误； 电路消耗的最大功率：P大＝UI大＝4V×0.5A＝2W，故D正确。 故选：C。 二．填空题（共9小题） 13．【答案】5：3。 【解答】解：由电路图可知，当只闭合开关S1时，R0、R1串联，此时R0两端电压为U1， 根据欧姆定律可知电路中电流为， R1消耗的功率是， 当只闭合开关S2时，R0、R2串联，R0两端的电压为U2， 根据欧姆定律可得电路中电流为， R2消耗的功率是， 则，整理可得， 因此。 故答案为：5：3。 14．【答案】484；大于 【解答】解：若不考虑灯丝电阻受温度的影响，当灯泡两端电压为110V时，其实际功率： P′25W， 因为灯丝的电阻随温度的升高而增大，因此当灯泡两端电压为110V时，灯丝的电阻较小，由知道，灯泡的实际功率大于25W。 故答案为：484；大于。 15．【答案】50；30；3.6×105；600。 【解答】解：这个月该同学消耗的电能：W＝268.1kW•h﹣218.1kW•h＝50kW•h； 这个月的电费：50kW•h×0.6元/kW•h＝30元； 3000r/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过3000圈， 则电能表转盘转了300r，电饭煲消耗的电能：W′0.1kW•h＝3.6×105J； 电饭煲的功率：P600W。 故答案为：50；30；3.6×105；600。 16．【答案】220；串联；节能灯。 【解答】解： （1）我国家庭电路、普通照明电路电压是220V，教室内照明灯正常工作时两端的电压是220V； （2）开关与灯之间是串联连接的，这样才能方便对电灯的控制； （3）由于空调的功率远大于节能灯的功率，工作电压相同，由P＝UI可知，通过节能灯的电流要远小于空调的电流。 故答案为：220；串联；节能灯。 17．【答案】（1）20；合格；（2）4；13200；902。 【解答】解：（1）由P得水龙头正常工作时的电阻R20Ω； 根据合格产品的电阻偏差应小于或等于2Ω，可知电阻R在18Ω～22Ω之间， 电能表转盘在15min内转了360转，消耗的电能W0.6kW•h 则P实2.4kW＝2400W， 电阻为：R20.17Ω， 在18Ω～22Ω之间，故合格； （2）通过电热丝R的电流IR4A； 由P得，电动机10min消耗的电能： W＝Pt＝22W×10×60s＝1.32×104J； 电路总功率是： P总＝P+PR＝P+UIR＝22W+220V×4A＝902W。 故答案为：（1）20；合格；（2）4；13200；902。 18．【答案】3；0.625；0.6；＞。 【解答】解：由电路图可知，灯泡L与变阻器R′串联，电压表测R′两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）灯泡正常发光时的电压UL＝2.5V，此时电路中的电流最大，电压表的示数最小， 由图象可知，此时电压表的示数U滑＝0.5V，通过灯泡的电流IL＝0.25A， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电源的电压U＝UL+U滑＝2.5V+0.5V＝3V， 灯泡的实际功率即为额定功率： PL＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W； （2）当小灯泡的实际功率与滑动变阻器消耗的功率相等时， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，由P＝UI可知，灯泡和滑动变阻器两端的电压相等，则此时灯泡两端的电压UL′＝1.5V， 由图象可知，通过灯泡的电流即为电路中的电流I＝IL′＝0.2A， 则电路的总功率：P＝UI＝3V×0.2A＝0.6W。 （3）滑动变阻器的电阻在减小，使得电流变大，因而电路中的总电阻在减小，而灯泡的电阻在变大，故滑动变阻器的电阻减小量大于灯泡电阻的变化量。 故答案为：3；0.625；0.6；＞。 19．【答案】30；48 【解答】解：由P＝UI可得，定值电阻R1的额定电流：I1额2A， 由欧姆定律可得，定值电阻R1的电阻：R110Ω， 根据欧姆定律可得，定值电阻R2的额定电压：U2额＝I2额R2＝0.5A×50Ω＝25V 根据串联电路中电流处处相等，为不损坏定值电阻，则允许通过电阻的最大电流为I串＝I2额＝0.5A， 由欧姆定律和串联电路电阻规律可得，加在它们两端总电压的最大值为：U大＝I串R总＝0.5A×（10Ω+50Ω）＝30V； 根据并联电路中各用电器两端电压相等，可知将它们并联使用，它们两端的电压最大为U并＝U2额＝20V， 则通过定值电阻R1的电流为I1＝I1额＝2A， 通过定值电阻R2的电流为：I20.4A， 由并联电路的电流特点可知，干路允许通过的电流最大值为：I＝I1+I2＝2A+0.4A＝2.4A， 若将两只电阻并联使用，电路允许的总电功率最大值为：P并＝U并I＝20V×2.4A＝48W。 故答案为：30；48 20．【答案】（1）10 （2）0.3 【解答】解：（1）电路中最小电流为：I0.1A Rx的阻值为：Rx10Ω （2）电路消耗的最小功率为：P＝UI＝3V×0.1A＝0.3w 故答案为：（1）10 （2）0.3 21．【答案】乙；10 【解答】解：由P可得，两只灯泡的电阻分别为： R甲1936Ω， R乙1210Ω。 由计算可知，R甲＞R乙， 将两灯并联时，灯泡两端电压相同，且R甲＞R乙，由P知，乙灯泡的实际功率较大，所以当把它们并联在家庭电路中时，乙灯亮度较大 不考虑温度对灯泡电阻的影响，将“220V 40W”的灯泡单独接入 110V 的电路中，它的实际功率： P实际10W。 故答案为：乙；10。 三．作图题（共3小题） 22．【答案】 【解答】解：由题意可知，开关断开时指示灯不亮，插孔不能提供工作电压；开关闭合时指示灯亮，插孔能提供工作电压；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供工作电压，说明两者是并联，且都由开关来控制；三孔插座采用“左零右火上地”的接法。如图所示： 23．【答案】见解答图 【解答】解： （1）开关与灯的连接：火线先接开关，再接灯泡的金属点，零线直接连接螺旋套； （2）三孔插座的连接：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。如图所示： 24．【答案】见试题解答内容 【解答】解：两个灯泡是并联的，开关控制灯泡时，开关和灯泡是串联的，开关接在灯泡和火线之间。如图所示： 四．实验探究题（共3小题） 25．【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为12Ω，由欧姆定律I，灯的额定电流约为： IL0.21A，电流表选用小量程与灯串联，将变阻器最大电阻接入电路中，如下所示： （2）电路连接正确后，闭合开关，电压表、电流表都有示数，说明电路是通路，发现小灯泡不亮，则电路中电流过小，电阻较大，造成这种现象的原因可能是滑动变阻器阻值太大（其它合理也可以）； （3）根据串联电路电压的规律和欧姆定律，正常发光时，变阻器的电阻： R滑16.7Ω， 为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选“50Ω 0.5A”的滑动变阻器B； （4）根据制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图乙所示），分析图象可知：灯在额定电压下的电流为0.2A，小灯泡的额定功率为： P＝U′I′＝2.5V×0.2A＝0.5W； （5）灯与变阻器并联，根据并联电路电压的规律，灯的电压为3.8V时，电阻的电压也为3.8V，故闭合开关，调节变阻器的滑片，使电流表A1的示数为： I10.38A，此时小灯泡正常发光，电流表A2的示数如图丁所示，图中电流表选用大量程，分度值为0.1A，电流大小为IA＝0.7A，由并联电路电流的规律和欧姆定律， 则小灯泡正常发光时的电阻是： R灯11.9Ω。 故答案为：（1）如上所示； （2）滑动变阻器阻值太大（其它合理也可以）； （3）B； （4）0.5； （5）0.38；11.9。 26．【答案】（1）变大；不变；（2）1.25；（3）①U额；②S、S1；③。 【解答】解： （1）如图甲所示为该小组一同学所连的实验电路，刚闭合开关后，灯泡和滑动变阻器串联，电压表并联在灯泡和滑动变阻器两端，向左移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律可知电流表示数变大，电压表示数不变； （2）排除电路故障后闭合开关，移动滑片，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.5A，小灯泡额定功率为： P额＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W； （3）①只闭合S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为U额； ②只闭合S、S1，保持滑片P不动，读出电压表的示数为U1； ③在①中，只闭合S、S2，灯泡与变阻器串联，移动滑片P，使电压表的示数为U额，灯泡正常发光； 在②中，只闭合S、S1，保持滑片P不动，电压表的示数为U1，R0和滑动变阻器串联，根据串联电路电流规律有： ， 则滑动变阻器的电阻为： R滑R0； 由于滑动变阻器的电阻不变，灯泡的额定电流为： I额， 小灯泡的额定功率为：P＝U额I额。 故答案为：（1）变大；不变；（2）1.25；（3）①U额；②S、S1；③。 27．【答案】（1）电流表进行调零；（2）如图所示；（3）R1；（4）A；（5）电压为1V，电流为0.1A时小灯泡的电功率；（6）大；（7）＞；（8）B。 【解答】解：（1）连接电路前，电流表指针位置如图乙所示，说明电流表未进行调零，接下来应当进行的操作是电流表进行调零； （2）额定电压为2.5V的待测小灯泡，电阻约为8Ω，所以小灯泡处于额定电压时的电流约为：，故电流表选择的量程为0～0.6A，电压表选择的量程为0～3V，电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，均采用“正进负出”的连接方式，连接电路如图所示： （3）电源电压恒为4.5V，额定电压为2.5V的待测小灯泡，根据串联电路分压原理可得滑动变阻器两端的电压为2V，则有：，即，故此时滑动变阻器接入电路的电阻R＝6.4Ω，所以滑动变阻器的最大电阻必须大于6.4Ω，故选择R1滑动变阻器； （4）把滑片移到最左端，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数为零，电压表的示数接近电源电压，电路故障为小灯泡断路，电压表串联在电路中，此时应拧紧小灯泡和它两端的接线柱； 故选：A； （5）如图丙所示，图中阴影部分是长为1V宽为0.1A的长方形，该面积的物理含义是电压为1V，电流为0.1A时小灯泡的电功率； （6）测量功率时，应该测量电阻两端的实际电压和通过电阻的实际电流，而电流表实际测量的是通过待测电阻和电压表的总电流，即电流偏大，而电压表是与电阻并联连接，测量的电压是准确的，根据电功率公式可知灯泡额定功率的测量值大于真实值，故灯泡额定功率的测量值偏大； （7）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，根据公式可知，若灯泡电阻不变，则灯泡的实际功率P实P额，但是随着功率减小，灯泡电阻随温度的降低而减小，故灯泡的实际功率P实P额； （8）图A中，无论开关接“a”还是接“b”都无法得知小灯泡是否正常发光，此方案不能测定小灯泡的额定电功率；图B中，R0、小灯泡和滑动变阻器三者串联，开关S接“a”时，电压表测量定值电阻的电压，当开关接“b”时测量灯泡和定值电阻的总电压，不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V，所以此方案不能测出小灯泡的额定功率； 故选：B； 故答案为：（1）电流表进行调零；（2）如图所示；（3）R1；（4）A；（5）电压为1V，电流为0.1A时小灯泡的电功率；（6）大；（7）＞；（8）B。 五．解答题（共1小题） 28．【答案】（1）响度；绝缘性； （2）该机器人正常行驶时的工作电流是2.5A； （3）该机器人静止时对水平地面的压强是8×104Pa； （4）该机器人匀速直线行驶1min牵引力所做功是7200J。 【解答】解：（1）响度指声音的大小（强弱），机器人行驶的过程中产生的噪声很小，这里的“小”指的是响度小； 橡胶是绝缘体，不容易导电，机器人的轮胎用橡胶是因为其具有良好的绝缘性； （2）由P＝UI可得，该机器人正常行驶时的工作电流： ， （3）机器人所受重力：G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N， 机器人静止时对水平地面的压力： F＝G＝800N， 对水平地面的压强： ， （4）机器人收到的阻力：f＝0.25G＝0.25×800N＝200N， 因机器人匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，牵引力的大小： F′＝f＝200N， 行驶时间：t＝1min＝60s， 运动距离：s＝vt＝0.6m/s×60s＝36m， 牵引力所做的功： W＝F′s＝200N×36m＝7200J。 答：（1）响度；绝缘性； （2）该机器人正常行驶时的工作电流是2.5A； （3）该机器人静止时对水平地面的压强是8×104Pa； （4）该机器人匀速直线行驶1min牵引力所做功是7200J。 六．计算题（共2小题） 29．【答案】（1）L2正常发光时的电阻为7.5Ω； （2）此时的电源电压和滑动变阻器的最大电阻10Ω； （3）电路总电功率的变化范围为7.68W～12.8W。 【解答】解：（1）由图乙可知，L2正常发光时的电流I2＝0.8A，则L2正常发光时的电阻； （2）只闭合开关S1时，L2与滑动变阻器串联，L2正常发光，则I＝I2＝0.8A， 滑动变阻器电压， 电源电压U＝U2+U滑＝6V+4V＝10V， 滑动变阻器最大电阻10Ω； （3）只闭合S3时，两灯串联后再与变阻器串联，通过两灯的电流相等， 因灯L1的额定电流大于灯L2的额定电流，所以只能使L2正常发光，此时电路中的电流：I0.8A； 由图象可知，当电流为0.8A时的L1两端的电压2V，此时灯L1的电阻2.5Ω， 因滑动变阻器接入电路的电阻不小于2Ω，根据串联电路的电阻特点可知，电路的最小电阻： R串小＝7.5Ω+2Ω+2.5Ω＝12Ω； 电路的最大电阻：R串大＝7.5Ω+10Ω+2.5Ω＝20Ω， 所以电路的最小功率： P小＝I2R串小＝（0.8A）2×12Ω＝7.68W； 电路的最大功率： P大＝I2R串大＝（0.8A）2×20Ω＝12.8W， 即电路总电功率的变化范围为7.68W～12.8W。 答：（1）L2正常发光时的电阻为7.5Ω； （2）此时的电源电压和滑动变阻器的最大电阻10Ω； （3）电路总电功率的变化范围为7.68W～12.8W。 30．【答案】（1）小灯泡正常发光时的电阻为20Ω； （2）电源电压为9V； （3）PL为0.1W。 【解答】解： （1）小灯泡规格为“5V，1.25W”，故灯泡正常发光时的电阻为； （2）当开关S3、S4、S5闭合，S1、S2断开时，灯泡、R1、R2串联，由图乙可知，V2的示数随电流的增大而减小，且V1与V2的示数之和发生了变化，故V2测量R2两端的电压，当电流表的示数由0.1A变为0.2A时，灯泡和R2两端的电压之和由8V减小为7V，根据串联电路中电压的规律知，R1两端的电压增加1V，故R1的阻值为：； 当电路中的电流为0.1A时，R1两端的电压为U1＝IR1＝0.1A×10Ω＝1V； 故电源电压为：U＝UL+U1+U2＝1V+1V+7V＝9V。 （3）当开关S1、S3、S4闭合，S2和S5断开时，R1、R2串联，且R2全接下，V1测R1两端的电压，V2测R1和R2滑片左侧部分两端的电压，滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端，电流表和V1的示数不变，故V2的示数变为原来的，根据分压原理可知变阻器的最大阻值：R2max＝7R1＝70Ω； 当开关S1、S3、S4、S5闭合，S2断开时，R1、R2串联，R2的滑片移到滑动变阻器的中点时，R2＝35Ω，此时； 因为P1：P2＝1：2，所以P1＝0.9W，此时电流为； 由图乙可知，PL＝U′LI＝1V×0.1A＝0.1W。 答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为20Ω； （2）电源电压为9V； （3）PL为0.1W。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/12/11 14:01:09；用户：孙梦雷；邮箱：18860917275；学号：44842668 第13页（共28页） 学科网（北京）股份有限公司 $$