2025年中考物理第一轮复习备考考点突破：电功率 实验、计算题

2025年中考物理第一轮复习备考考点突破：电功率实验、计算题 一、实验题 1．在“测定小灯泡电功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定为4V，按图甲连接电路并进行实验。 （1）闭合开关前，应该将滑动变阻器的滑片移至 （填“A”或“B”）端。闭合开关后移动滑片，应注意观察 （填“电流表”或“电压表”），当其示数为 时，可以判断此时小灯泡正常发光； （2）在实验过程中，小明正确操作直到小灯泡正常发光，在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据，并正确画出曲线a，如图乙所示。由图可知该小灯泡的额定功率为 W；该图象是一条曲线的原因是小灯泡的电阻受 影响； （3）当小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率为 W； （4）小明在图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线b，老师指出曲线b与a的交点处是错误的，所以曲线b不正确。请你说出理由： 。 2．某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V （1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，小灯泡不发光，原因是： （2）三次实验记录如下表，在完成第1次实验后，要测量小灯泡的额定功率，则需将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）端移动，直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡亮暗情况 1 1.4 0.20 0.28 较暗 2 2.5 正常发光 3 2.8 0.30 0.84 很亮 （3）实验小组根据三次实验数据分别算出对应的阻值，取三次阻值的平均值作为小灯泡的电阻值，他们的做法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是： 。 （4）另一组的同学设计了如图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变，小灯泡的额定电压为，R1和R2为滑动变阻器，R1的最大阻值为R0，实验步骤如下： ①闭合开关S、，断开开关，调节R1的阻值，使电压表的示数为； ②闭合开关S、，断开开关，保持R1的阻值不变，调节的阻值，使电压表的示数为 ③保持的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数，则小灯泡的电阻 （用表示），小灯泡的额定功率 （用表示） 3．利用如图所示的五个阻值均为5Ω的电阻和三个封闭有等量空气的透明容器完成“焦耳定律”的探究实验。    （1）通电后观察甲、乙两个容器，可以得出结论：在 和通电时间一定时， 越大，产生的热量越多； （2）若要探究电流对电热的影响，应该选择观察 两个容器； （3）不计热量损失，通电后比较三个容器，会发现在相同时间内 容器中空气吸收的热量最多。三个容器中，空气最多吸收的热量是最少吸收的热量的 倍。 4．在“测量小灯泡的电阻”和“测量定值电阻的电功率”的实验中：    （1）小明想要测量小灯泡的电阻，根据电路图连接实物图用笔代替导线将实物电路连接完整。（要求： 滑片 P 向右移动时，小灯泡变暗） ； （2）小明在测量小灯泡电阻的过程中，发现有的同学闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片过快导致小灯泡被烧坏，他仔细观察了灯泡，发现上面标有 2V，0.3A 的字样。那么怎样保证小灯泡两端的电压不超过额定电压呢？经过思考，他采取了这样的实验步骤： A、闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，同时观察小灯泡两端的电压值，当滑片位于C位置（如电路图中所示）时，电压表示数恰好为额定电压，观察并记录此时电流表的示数填入表格中； B、 （请写出对应的实验步骤） （3）测出电阻后，婷婷将电路中的小灯泡换成了阻值为 10 欧姆的定值电阻，继续测量定值电阻的电功率。测量过程中，婷婷观察到某一时刻电压表、电流表的示数如丙、丁所示，则此时电阻的消耗的功率是 W； （4）另一实验小组同学，按正确方法完成实验后，分别绘制了“小灯泡”和“定值电阻”的 U-I 图像如戌所示， 则表示“ 定值电阻” 的 U -I 图像的是 （ 填“ 甲” 或“ 乙” ） ， 这样判断的依据是 。 5．小明按如图甲所示电路进行“测量小灯泡电功率”的实验，已知电源电压为6V，小灯泡额定电压为3.8V，电阻约8Ω，滑动变阻器标有“25Ω 1A”字样： （1）闭合开关后，小明发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来他首先应该操作的是 （填序号）； A．检查电路是否开路 B．检查电路是否短路 C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光 （2）下表是记录与处理实验数据的表格（部分），表中S处的物理量和单位是 （用符号表示）； 实验序号 1 2 3 4 5 U/V 1.00 2.00 3.00 3.80 4.20 I/A 0.18 0.40 0.47 0.51 S 小灯泡亮度 不亮 不亮 偏暗 正常 很亮 （3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，请将读数填入表格相应栏内，则小灯泡额定功率为 W； （4）在第1次实验中，小灯泡不亮的原因是 ； （5）分析可知，表格内实验序号 中的数据不是真实值，原因是 。 6．小明做测“小灯泡电功率”实验时，所用器材有电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡、以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。 （1）如图甲所示是小明没有连接完整的实物电路，请你用笔画线代替导线，帮小明将实物电路连接完整 ； （2）小明连好电路闭合开关后，发现小灯泡不亮，无论如何移动滑动变阻器滑片P，电流表几乎无示数，电压表示数接近6V，则故障原因可能是 ； （3）小明调整电路后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V。要测得小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （填“左”或“右”）端滑动； （4）小明通过移动滑片P分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图乙所示的图像，根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W； （5）实验结束后，小明利用原器材来探究电流与电压的关系，小明能否得出正确结论？ ，理由是 。 7．小明同学在测量小灯泡额定功率的实验中，提供的是恒为6V的学生电源。已知小灯泡的额定电压为2.5V（灯正常发光时电阻约为12Ω）。    （1）用笔画线代替导线将图甲的实物电路补充完整（要求滑片右移灯泡变暗） ； （2）按照图甲正确连好电路，闭合开关，小灯泡不亮，两表指针均有偏转，造成该现象的原因不可能的是 ； A．小灯泡断路 B．小灯泡两端电压太小 C．滑动变阻器阻值太大 D．电源电压太小 （3）小明同学更换了一个“8Ω，0.5A”的滑动变阻器后，重新连接电路继续实验，但闭合开关后，无论怎样移动滑片，电压表的示数始终 （选填“大于”、“小于”或“等于”）2.5V，如手边只有一个标有“15Ω，0.5A”的滑动变阻器R1和一个20Ω的定值电阻R2可选用，为了完成实验，应采取的措施是：断开开关，将 （选填“R1”、“R2”或“R1与R2一起”）串联在原电路中； （4）小明同学重新按要求正确连接好电路并规范操作，闭合开关，缓慢移动标有“8Ω，0.5A”的滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V，此时电流表示数如图乙，此时标有“8Ω，0.5A”的滑动变阻器消耗的功率为 W； （5）小明同学在某次调节中滑动变阻器接入电路的阻值增加了ΔR1，同时小灯泡电阻变化了ΔR2，则ΔR1 ΔR2（选填“>”、“<”或“=”）； （6）小明同学通过实验数据，画出了通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的图像如图丙所示，可以比较出“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小，则P1 P2（选填“>”、“<”或“=”）；图像中A、B、C三点RA、RB、RC的阻值由小到大的顺序为 ； （7）上述实验结束后，小明又设计了如图丁所示的电路，只用电压表来测量额定电压为3V的小灯额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为30Ω，电源电压恒定，其测量过程如下： ①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为6V； ②闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V，这时小灯泡正常发光； ③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为2V； ④小灯泡的额定功率P= W。 8．小东探究“电流与电阻的关系”实验，器材有：学生电源、两节干电池、电流表（0-0.6A）、电压表（0-3V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干。 （1）连接电路时，开关应该 ，且应将滑动变阻器的滑片移到最 端； （2）开关闭合后，发现电压表无示数，电流表有示数，故障可能是定值电阻R ； （3）将电源换成学生电源，调至4V进行实验，实验中将三个定值电阻分别接入电路中，调节滑动变阻器的滑片，记下电流表的示数，利用描点法得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像； ①由图像乙可以得出结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 ，为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 ； A．“10Ω，0~0.6A”    B．“30Ω，0~0.5A”    C．“60Ω，0~0.3A” ②由图乙还可知，当定值电阻的阻值为5Ω时，滑动变阻器的电功率为 W； ③结合①中所选滑动变阻器和图乙中所控制的电压，在保证电路安全的情况下，仍用5Ω、10Ω、20Ω定值电阻完成该探究实验，电源电压可调节的最大值是 V。 二、计算题 9．如图所示是某电热器装置的简化电路图，开关S2可切换加热和保温两种状态，它的额定电压为U=220V，额定加热功率是P热=1000W，额定保温功率是P温=100W，R1、R2是发热电阻。已知电路电压正常，试完成下列问题： (1)试论证：当开关S1、S2都闭合时，电热器处于加热状态； (2)R2的阻值是多大？ 10．如图所示，电源电压恒为，阻值为，滑动变阻器的规格为“”，电流表的量程是。闭合开关，移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值为时，小灯泡L正常发光，电路中的电流为（灯泡电阻不随温度变化）。 （1）求小灯泡的电阻； （2）当闭合开关、、时，求电路中干路的最大电流； （3）若开关断开，、都闭合，用一只电压表（量程为）替换，为了保证电路各元件安全，求电路消耗的功率变化范围。（结果保留两位小数） 11．如图1所示，电源电压保持不变，电流表量程为，电压表量程为，滑动变阻器的规格为“”，灯泡的额定电流为。图2是灯泡的电流与灯泡两端电压的关系图像； （1）求灯泡正常工作时的电功率； （2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当移至某一位置时，电流表的示数为，求电压表的示数； （3）在保证电路安全的情况下，滑动变阻器接入电路中的阻值范围（保留两位小数）。 12．如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。用此电蒸锅对质量为1.2kg的水加热使其温度升高75℃，需要的时间为378s，已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。求： （1）保温挡的功率； （2）电阻R2的阻值； （3）电蒸锅的加热效率。 13．如图所示，电源电压不变，定值电阻，电流表量程为0~3A，电压表量程为0~15V，小灯泡L标有“6V 3W”字样。当只闭合开关，滑动变阻器的滑片P从最右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，电流表示数变化了0.2A，此时电压表示数为6V。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求： （1）小灯泡正常发光时的电阻； （2）电源电压； （3）保持滑片不动，当开关、、都闭合时，电流表示数又变化了0.9A。继续调节滑片P，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器的最大功率。 14．如图所示电路中，电源电压保持不变，灯泡L标有“8V 4W”字样，当开关S闭合时，灯泡L正常发光，电流表的示数为0.7A．求： （1）此时通过灯泡L的电流； （2）定值电阻R的阻值。 15．下表为某饮水机铭牌的部分参数，其内部简化电路如图所示。当S闭合，S1断开时，饮水机处于保温状态，当S、S1同时闭合时，饮水机处于加热状态。已知R2=48.4Ω，[c水=4.2×103J/（kg·℃）]，求： 额定电压 220V 额定功率 加热 保温 44W 热水器的容量 2L (1)饮水机保温状态下正常工作时20min消耗的电能； (2)R1的阻值是多少？加热功率是多大； (3)若不计热损耗，该饮水机将2kg的水从30℃加热至90℃，需要多长时间。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1． A 电压表 2.5V 0.75 温度 0.45 见解析 【详解】（1）[1]闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处，由图甲可知，滑片应移至A端。 [2][3]因为小灯泡的额定电压为2.5V，由图甲知，电压表测小灯泡两端电压，所以应当观察电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常工作。 （2）[4]由图乙曲线a可知，小灯泡在额定电压下工作的电流为0.3A，根据电功率公式可知小灯泡的额定功率 P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W [5]因为小灯泡的电阻会随电压的变化而变化，所以该图象是一条曲线。 （3）[6]由电路图可知滑动变阻器与小灯泡串联，电源电压为4V，当小灯泡正常工作时，滑动变阻器两端电压为1.5V，通过的电流为0.3A，电功率公式可知，滑动变阻器的功率为 P'＝U'I'＝1.5V×0.3A＝0.45W （4）[7]根据串联电路电压的特点，各用电器两端电压之和等于电源电压。而当滑动变阻器的电阻与灯泡的电阻相等时（曲线的交点处）电压之和超过电源电压4V，所以此图不正确。 2． 滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小 B 0.7 错误 不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义 【详解】（1）[1]所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，小灯泡不发光，是因为滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小。 （2）[2]如表格所示，完成第1次实验后，要测量小灯泡的额定功率，要增大小灯泡的电压，减小滑动变阻器的电压，所以滑片要往B端移动。 [3]由图可知，此时小灯泡的电流为0.28A，则小灯泡的额定功率为 （3）[4][5]因为不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义，所以该做法是错误的。 （4）[6]在实验步骤中，用来代替灯泡L，根据步骤③可知，R1、R2串联，R1的滑片P调至最右端，R1连入的阻值为0，电源电压为U2，将R1的滑片P调至最左端，R2的电压为U1，R1连入的阻值为R0，电路中的电流为 R2的阻值为 [7]灯泡的电阻等于R2的阻值，灯泡的额定电功率为 3． 电流 电阻 甲、丙 乙 8 【详解】（1）[1][2]乙容器中两电阻串联，等效电阻为欧姆，甲、乙容器中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而欧姆大于欧姆，由转换法，乙容器中电阻产生的热量多，故得出：在电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。 （2）[3]要探究电流对电热的影响，要控制电阻和对通电时间相同；丙容器中两电阻并联后再与甲容器中电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过甲容器中电阻的电流大于通过丙中容器中电阻的电流，而通电时间相同，故若要探究电流对电热的影响，应该选择观察甲、丙两个容器。 （3）[4]通过甲、乙容器中电阻的电流相等，且大于通过丙中容器中电阻的电流，而欧姆大于欧姆，根据得，不计热量损失，通电后比较三个容器，在相同时间内乙容器中空气吸收的热量最多。 [5]设通过甲、乙容器中电阻的电流都为，根据并联电路电压的规律及欧姆定律可知通过丙中两电阻的电流相等，由串联和并联电路电流的规律，通过丙中容器电阻的电流为0.5I，根据可知，丙容器中电阻丝产生的热量最小，根据可知，乙容器空气最吸收的热量与丙容器吸收的热量之比为 4．    调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数分别略小于和略大于2V，观察并记录此时电流表的示数填入表格 0.4 甲 小灯泡灯丝的电阻会随温度的变化而变化，而定值电阻的阻值固定不变 【详解】（1）[1]由电路图可知，电流从电源正极出发，经开关、滑动变阻器、灯泡、电流表回到电源负极，电压表并联在灯泡两端，为使滑片P向右移动时，小灯泡变暗，滑动变阻器应将左下接线柱接入电路，如图所示：    （2）[2]在测量小灯泡电阻的过程中，应分别使小灯泡两端的电压等于、略大于和略小于额定电压，以测量小灯泡在不同温度下的电阻值，所以步骤B应该是：调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数分别略小于和略大于2V，观察并记录此时电流表的示数填入表格。 （3）[3]由图丙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，其示数为2V；电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，其示数为0.2A；则此时电阻的消耗的功率是 P=UI=2V×0.2A=0.4W （4）[4][5]由图像可知，甲的电流与其其两端的电压成正比，说明阻值固定不变，为定值电阻；乙的图像是一曲线，说明其电阻是变化的，是因为灯丝的电阻会随温度的变化而变化，所以乙是小灯泡灯丝的电阻图像。 5． C P/W 0.5 1.9 灯泡的实际功率过小 1 此时变阻器连入电路的电阻大于变阻器的最大电阻 【详解】（1）[1]因为电流表，电压表都有示数，说明电路是通路，灯泡未断路或者短路，就应该考虑是灯泡实际功率太小，所以应该移动滑动变阻器划片，观察小灯泡是否发光，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （2）[2]本题是测量小灯泡电功率的实验，表格中有灯泡两端电压和通过的电流，所以表中S处内容是灯泡的电功率P，单位W。 （3）[3]当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用0~0.6A小量程，分度值为0.02A，小灯泡的电流为0.5A。 [4]则小灯泡的额定功率为 （4）[5]第1次实验中，灯泡不发光的原因是电路中电流太小，灯泡的实际功率过小。 （5）[6][7]由表中数据，根据串联电路的电压规律和欧姆定律，第一次实验中变阻器连入电路的电阻 即大于变阻器的最大电阻，所以表格内第1次实验数据不是真实的。 6． 灯泡断路 右 0.5 不能 灯丝电阻随温度的升高而增大，不能控制电阻一定 【详解】（1）[1]由实验原理知，滑动变阻器、小灯泡、电流表应串联在电路中，电压表并联在小灯泡的两端，小灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选用小量程，由丙图知电流表应选用小量程，实物图的连接如下所示： （2）[2]小明连好电路闭合开关后，发现小灯泡不亮，无论如何移动滑动变阻器滑片P，电流表几乎无示数，电路可能断路， 电压表示数接近6V，说明电压表正、负接线柱与电源两极能够连通，则故障原因可能是小灯泡断路。 （3）[3]小明调整电路后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，小于小灯泡的额定电压2.5V，要使小灯泡正常发光，应增大小灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，故应向右移动滑片P，至电压表示数为2.5V。 （4）[4]由图乙知，小灯泡在额定电压下的电流为0.2A，则小灯泡的额定功率 P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W （5）[5][6]利用原器材不能探究电流与电压的关系； 探究电流与电压的关系，需要控制定值电阻不变，而小灯泡的电阻随温度的升高而增大，不符合要求。 7．    A 大于 R1 0.1 > > RA<RC<RB 3 0.9 【详解】（1）[1]滑动变阻器要控制灯泡的亮暗，则滑动变阻器和灯泡串联，滑片向右移时灯泡变暗，说明滑动变阻器选用了左下接线柱接入电路，如图所示    （2）[2]A．小灯泡断路，电流表无示数，指针没有偏转，故A符合题意； BD．小灯泡两端电压太小或电源电压太小，灯不发光，但两表均有示数，故BD不符合题意； C．滑动变阻器阻值太大，电路中的电流过小，灯不发光，但两表均有示数，故C不符合题意。 故选A。 （3）[3][4]由题意知，电源电压为6V，灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压应为 U滑=U﹣U额=6V﹣2.5V=3.5V 由串联电路的电流相等，根据欧姆定律有 即 解得：R滑=16.8Ω>8Ω，由于滑动变阻器的最大阻值太小，把滑动变阻器阻值全部接入电路时，滑动变阻器分得的电压还是较小，灯泡两端始终大于2.5V；为了达到实验目的，可以再在电路中串联一个电阻，若串联20Ω的定值电阻，20Ω>12Ω，显然太大，故串联“15Ω，0.5A”的滑动变阻器R1后重新实验。 （4）[5]由图乙可知，此时电流表的示数为0.2A，则R1两端电压为 U1=IR1=0.2A×15Ω=3V 滑动变阻器两端电压为 U滑=U﹣UL﹣U1=6V﹣2.5V﹣3V=0.5V 滑动变阻器消耗的功率为 P滑=U滑I=0.5V×0.2A=0.1W （5）[6]小灯泡的电阻随温度的升高而增大，且电流小时电阻的变化慢，故滑动变阻器接入电路的阻值增量ΔR1大于灯泡电阻变化量ΔR2。 （6）[7][8]由图可知，当实际电压是额定电压的一半时，小灯泡的实际电流大于小灯泡额定电流的一半，由可知，此时的实际功率较大，即P1＞P2；由图像可知，A、B两点电流相同，但是B点电压大于A点电压，由可知，B点电阻大于A点电阻；B、C两点电压相同，但C点电流大于B点电流，所以C点电阻小于B点电阻；A、C都是灯泡的I-U图像上的点，灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以C点电阻大于A点电阻。故RA<RC<RB。 （7）根据上面的分析，具体步骤： ①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为6V； ②[9]闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为3V，这时小灯泡正常发光； ③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为2V。 在①中，电源电压为U=6V，在②中，灯与滑片以下电阻丝R滑下的电阻串联，电压表测其电压，当电压表示数为3V，根据串联电路电压的规律，灯的电压为 UL=U﹣U滑下=6V﹣3V=3V 灯正常发光；在③中，电路中只有变阻器，根据串联电路电压的规律，滑片以上电阻丝的电压为 U﹣2V＝6V﹣2V＝4V 根据分压原理， R滑上∶R滑下=4∶2=2∶1 因变阻器的总电阻为30Ω，故R滑下=10Ω，当灯泡正常发光时，由欧姆定律和串联电路电流的规律，通过变阻器的电流即灯的额定电流为 ④[10]小灯泡的额定功率为 P额=ULIL=3V×0.3A=0.9W 8． 断开 右 短路 反比 B 0.8 5 【详解】（1）[1][2] 为了保护电路，连接电路时，开关必须断开，将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，即最右端。 （2）[3] 开关闭合后，发现电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，可能是与电压表并联的部分短路，即故障可能是定值电阻R短路。 （3）①[4] 由如图乙所示的电流随电阻变化的图像可知通过电阻的电流与电阻之积为 乘积为定值，所以可得出：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 [5] 本实验中电阻两端控制的电压为，因为电源电压为，因此滑动变阻器两端的电压为 因为串联电路中的电流处处相等，所以有 即 所以，所以变阻器阻值至少为；由图乙可知，电路中的电流可达到，大于，所以应选规格为“30Ω，0~0.5A”的滑动变阻器，故选B。 ②[6] 由图乙可知，当定值电阻的阻值为时，通过的电阻的电流为，因为串联电路中电流处处相等，所以通过滑动变阻器的电流也为，因为控制的定值电阻两端的电压为，所以滑动变阻器两端的电压为 则滑动变阻的电功率为 ③[7] 当选规格为“30Ω，0~0.5A”的滑动变阻器时，定值电阻两端控制的电压为，当定值电阻的阻值为，变阻器阻值调到最大时，根据串联分压原理，则有 解得，则电源电压可调节的最大值是5V。 9．(1)见解析 (2)435.6Ω 【详解】（1）当S1闭合、S2断开时，R1、R2串联；当S1、S2都闭合时，R2被短路，电路为R1的简单电路；因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，据可知，当为R1的简单电路时，电路中的电阻最小，电路的电功率最大，电热器处于加热状态；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电路的总功率最小，电热器处于保温状态，所以S1、S2都闭合时，电热器处于加热状态。 （2）由可知，R1的阻值 保温状态下，由得，电路的总电阻 根据电阻串联的特点可知R2的阻值 R2=R-R1=484Ω-48.4Ω=435.6Ω 10．（1）6Ω；（2）2.8A；（3）6.67～8W 【详解】解：（1）由图可知，只闭合开关S，灯泡L与滑动变阻器R1串联，移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值为时，小灯泡L正常发光，电路中的电流为，此时电路的总电阻为 则小灯泡的电阻 （2）当闭合开关、、时，灯泡被短路，R0与R1并联，电流表测量R1的电流。通过R0的电流为 滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，电流表量程为0～3A，所以通过R1的最大电流为2A，则电路中干路的最大电流 （3）若开关断开，、都闭合，用一只电压表（量程为）替换，则灯泡L与R1串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测量电路中的电流。此时电路的最大电流为1A，最大功率为 根据串联分压原理可知，当电压表示数最大为3V时，滑动变阻器连入电路的阻值最大，电流最小，根据串联电路电压特点可知，灯泡L两端的电压为 8V-3V=5V 电路最小电流为 电路的最小功率为 电路消耗的功率变化范围为6.67～8W。 答：（1）小灯泡的电阻为6Ω； （2）当闭合开关、、时，电路中干路的最大电流为2.8A； （3）电路消耗的功率变化范围为6.67W～8W。 11．（1）1.2W；（2）2.5V；（3）1.67Ω≤R≤15Ω 【详解】解：（1）由图2可知，当灯泡L的额定电流为0.3A时，灯泡正常工作时的电压为4V，则灯泡正常工作时的电功率 P额=U额I额=4V×0.3A=1.2W （2）由图2可知，当灯的电流为0.25A时，灯两端的电压为2V，电压表测滑动变阻器两端电压，则电压表示数 UR=U-U灯=4.5V-2V=2.5V （3）当电流为0.3A时，由图2可知，灯两端的电压为4V，R的阻值最小，此时R两端的电压 UR1=U-U灯1=4.5V-4V=0.5V R的最小阻值 当电压表为3V时，R的阻值最大，此时灯两端的电压 U灯2=U-UR2=4.5V-3V=1.5V 由图2可知，当灯两端的电压为1.5V时，灯的电流为0.2A，R的最大阻值 则滑动变阻器接入电路中的阻值范围是1.67Ω≤R≤15Ω。 答：（1）灯泡正常工作时的电功率为1.2W； （2）电压表的示数为2.5V； （3）滑动变阻器接入电路中的阻值范围是1.67Ω≤R≤15Ω。 12．16．（1）100W；（2）44Ω；（3）83.3% 【详解】解：（1）只闭合S1时，只有R1接入电路，总电阻较大，电源电压不变，由可知，总功率较小，电蒸锅处于保温挡，由可得，保温挡功率为 （2）当S1、S2均闭合时，R1、R2并联，总电阻较小，由可知，总功率较大，电蒸锅处于加热挡，则电阻R2的电功率为 P2=P加热-P保温=1200W-100W=1100W 由可得，R2电阻为 （3）水吸收的热量为 Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1.2kg×75℃=3.78×105J 其消耗的电能为 W=P热t=1200W×378s=4.536×105J 则该电蒸锅的加热效率为 答：（1）保温挡的功率为100W； （2）电阻R2的阻值为44Ω； （3）电蒸锅的加热效率为83.3%。 13．（1）12Ω；（2）9V；（3）18.9W 【详解】解：（1）根据可得，小灯泡正常发光时的电阻为 （2）当只闭合开关S2，小灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量灯泡两端电压。滑动变阻器的滑片P从最右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12Ω，总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电流表示数变化了0.2A，此时电压表示数为6V，则灯泡正常发光，根据P=UI可知电路电流为 根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压为 U=UL+U滑=6V+0.5A×(R2-12Ω)…………① 滑动变阻器的滑片P在最右端时，电路电流为 I'=I-ΔI=0.5A-0.2A=0.3A 根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压为 U=UL'+U滑'=0.3A×12Ω+0.3A×R2 …………② 联立①②得，U=9V，R2=18Ω。 （3）保持滑片不动，当开关S1、S2、S3都闭合时，定值电阻R1和滑动变阻器R2并联，总电阻变小，电流表测量干路电流，根据欧姆定律可知，干路电流变大，电流表示数又变化了0.9A，则干路电流为 I"=I+ΔI'=0.5A+0.9A=1.4A 根据欧姆定律可得，通过滑动变阻器的电流为 根据并联电路的电流特点可知，通过定值电阻R1的电流为 I1=I" - I2=1.4A-0.5A=0.9A 根据欧姆定律可知，定值电阻R1的阻值为 电流表量程为0~3A，则干路电流最大为3A，根据并联电路的电流特点可知，通过滑动变阻器的最大电流为 I滑=I大-I1=3A-0.9A=2.1A 滑动变阻器R2的最大功率为 P=UI滑=9V×2.1A=18.9W 答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为12Ω； （2）电源电压为9V； （3）在保证电路安全的前提下，滑动变阻器的最大功率为18.9W。 14． 0.5A 40Ω 【详解】解：（1）当开关S闭合时，灯泡L正常发光，此时通过灯泡L的电流 （2）灯泡L和电阻R并联，则通过电阻R的电流为 定值电阻R的阻值为 答：（1）通过灯泡L的电流0.5A； （2）定值电阻R的阻值是40Ω。 15．(1) (2)1051.6Ω，1000W (3)8.4min 【详解】（1）饮水机保温状态下正常工作时20min消耗的电能为 （2）当S闭合，S1断开时，两电阻串联，饮水机处于保温状态，根据可得，此时电路的总电阻为 所以，R1的阻值是 当S、S1同时闭合时，电路为R2的简单电路，饮水机处于加热状态，根据可得，加热功率是 （3）2kg的水从30℃加热至90℃吸收的热量为 不计热损耗，饮水机处于加热状态需要消耗的电能为 根据可得，需要加热的时间为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$