九年级全一册物理期末复习（压轴60题16大考点）-2024-2025学年九年级全一册物理阶段性复习讲解与训练（人教版）

九年级全一册物理期末复习（压轴60题16大考点） 训练范围：人教版九年级全一册第17~18章。（第13~16章在期中复习易错题60题23大考点） 一．探究电流与电压的关系（共3小题） 二．探究电流与电阻的关系（共3小题） 三．动态电路的分析（共4小题） 四．欧姆定律的应用（共6小题） 五．欧姆定律求范围值（共3小题） 六．光敏、热敏、压敏等半导体电路分析（共3小题） 七．欧姆定律的多状态计算（共2小题） 八．伏安法测电阻（共2小题） 九．伏安法测小灯泡的电阻（共2小题） 十．电功率范围值问题（共3小题） 十一．动态电路中电功率的变化（共3小题） 十二．结合图像计算电功率（共3小题） 十四．伏安法测量小灯泡的电功率（共5小题） 十三．电功率的综合计算（共12小题） 十五．电热的多挡问题（共4小题） 十六．电热的综合计算（共2小题） 一．探究电流与电压的关系（共3小题） 1．（2023秋•扶余市期末）小明和小丽想探究导体中的电流跟电阻的关系，他们所选的电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω，滑动变阻器规格为“60Ω 1A”。 （1）连接电路后，闭合开关，发现电流表、电压表指针均超过量程。操作中存在的问题是 　 　 （2）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图甲所示的电流I随电阻R变化的图象。 ①由图象可以得出结论：电压一定时，　 　 ②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是 　 　，将滑动变阻器调到最大阻值，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为 　 　V时，读出电流表的示数。 （3）本实验要保持电阻两端电压相同，他们在学习了欧姆定律之后，才知道本实验中电压表控制不变的电压值应该在 　 　V至 　 　V范围之内选择。 （4）他们又用本次器材探究了电流与电压的关系，做出图象如图乙，图中阴影部分面积表示的物理量是 　 　。 2．（2023秋•海门市校级期末）物理兴趣小组的同学们想探究通过导体的电流与电压的关系。实验室有：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、规格不同的定值电阻、开关和导线等器材各若干供同学们选择，实验用电路如图a所示。 （1）图b是某组同学尚未完成连接的实物电路，请你用笔画线代替两根导线完成连接（连线不交叉）．要求：滑动变阻器的滑片P向A端移动，电压表示数变大。 （2）连好电路闭合开关，发现电流表示数较大、电压表示数为零，则电路故障原因可能是 　 　 A．电压表的量程选大了B．电阻R0发生了短路 C．滑动变阻器发生了断路D．滑动变阻器发生了短路 （3）他们排除故障后继续实验，测得多组数据记录在下表中，在给定的坐标纸上作出图象，分析得出了结论。请你利用表中数据在图c中作出U﹣I图象，分析图象得出的结论是；在与其他组交流时发现虽然各小组作出的图象都是正确的，但是在相同的坐标纸上有些小组的图象却明显不同，并回答造成这种不同的原因：　 　。 实验次数 1 2 3 4 5 电压表示数/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流表示数/A 0.10 0.15 0.2 0.25 0.3 （4）该组同学为了进一步探究电路的性质，他们选择了一个电压可调的电源进行实验。实验所用电路如图d，但电压表位置不详，电阻R1的阻值为3Ω，所用滑动变阻器R2是“10Ω 2A”和“20Ω 2A”中的一个。若某次实验时两表刻度盘上的指针位置如图e所示，此时滑动变阻器接入电路的阻值恰为最大值的一半。请发挥你的聪明才智，通过计算推测他们实验时所用变阻器R2的规格和R2的电压。 3．（2023秋•广陵区期末）小敏用如图甲所示的电路图，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为6V．改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器滑片，保持R两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在乙图中。 （1）实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视　 　（选填序号）； A．变阻器滑片 B．电压表示数 C．电流表示数 （2）在丙图中，用笔画线代替导线，将电压表正确连入电路； （3）实验中，他所选择的变阻器是　 　（选填序号）； A．10Ω　0.5A B．20Ω　1A C．50Ω　2A （4）乙图中阴影部分面积表示的科学量是　 　； （5）实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近6V，电路发生的故障可能是　 　。 二．探究电流与电阻的关系（共3小题） 4．（2023秋•宿城区校级期末）某班进行了探究“电流与电阻的关系”的实验，某小组设计了如图甲所示的实验电路。实验室中可选用的器材有：两节新干电池，电流表、电压表各一只，开关一个，阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、50Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器一个，导线若干。 （1）用笔画线代替导线把图甲电路连接完整，要求：当滑片P向左滑动时，变阻器接入电路的电阻变大； （2）实验小组的小华先把10Ω的电阻接入电路，连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片时，发现电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压，则发生这种现象的原因可能是：　 　； （3）故障排除后，小华移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出电流表示数后，断开开关，他直接拆下10Ω的电阻，改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图乙所示，其示数是 　 　V，要完成这次实验，接下来他应将滑动变阻器滑片向 　 　（填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数与前一次相同，记录相关数据； （4）依次改变电阻R的阻值，共测得四组实验数据，利用收集到的数据，作出了如图丙所示的电流I随电阻R变化的关系图像，图中阴影部分“面积”表示的物理量是 　 　； （5）为完成上述实验，该实验小组选用的滑动变阻器的最大阻值至少为 　 　Ω。 5．（2023秋•新华区校级期末）在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中，电源电压为4.5V，电流表（0～0.6A），电压表（0～3V），阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω的定值电阻R各1个，规格为“30Ω，1A”的滑动变阻器R'1个，开关、导线若干。 （1）请将图乙所示的实物电路连接完整； （2）闭合开关后，发现电压表、电流表示数为零，出现该问题的原因可能是滑动变阻器 　 　。 （3）排除故障后，小明把25Ω的电阻R接入电路后，闭合开关S，适当调节滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.5V时，读出了对应的电流值：断开开关，没有移动滑片P的位置，直接用20Ω的电阻替换25Ω，闭合开关，发现电压表示数 　 　2.5V （选填“大于”或“小于”），此时滑动变阻器滑片P应向 　 　（选填“左”或“右”）端移动，才能达到实验要求； （4）小明再分别将定值电阻5Ω、10Ω、15Ω连入到电路，根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像，如图甲所示，由图像可得出的结论：　 　。 （5）更换定值电阻时，若选用一个50Ω的定值电阻来做这个实验，发现电压表示数始终不能调为2.5V。为完成此次探究，小军设计了如下方案，下列方案不正确的一项是 　 　。 A.将滑动变阻器更换为“50Ω 1A”的滑动变阻器，其余不变 B.将电压为4.5V的电源史换为电压为6V的电源，其余不变 6．（2023秋•怀仁市期末）小阳利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的规格为“0﹣50Ω”。 （1）如图乙所示的实物电路中存在连线错误，而且只要改接一根导线就可以了，请你把接错的那根导线打上“×”，再画线把它改到正确位置上（导线不允许交叉）。 （2）电路改正以后，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至最 　 　端（选填“左”或“右”）。 （3）连接好电路后，如果将电流表和电压表在电路中位置交换，则闭合开关后，会发现两表中只有 　 　表有示数（选填“电流”或“电压”）。 （4）实验中将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器滑片向 　 　（选填“左”或“右”）适当滑动，使电压表示数恢复到原来的值。 （5）小阳同学每次随机选取一个定值电阻，进行了五次实验，根据所得数据画出电流与电阻关系的图象如图丙所示，且实验中各电路元件完好，读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定，根据图丙中的数据分析，阻值为 　 　Ω的定值电阻连入电路时未移动滑动变阻器的滑片。 三．动态电路的分析（共4小题） 7．（2023秋•沧州期末）在如图所示的电路中，电源电压不变，当S闭合，滑动变阻器的滑片P从左向右移动时，三个电表示数的变化情况是（　　） A．A变大，V1不变，V2变大 B．A变大，V1变小，V2不变 C．A不变，V1变小，V2变大 D．A变小，V1变大，V2变大 8．（2023秋•乐亭县期末）如图所示的电路，电源电压恒定，下列操作一定可行的是（　　） A．只闭合S1时，把滑动变阻器的滑片P向右移，电流表、电压表增大 B．只闭合S1时，把滑动变阻器的滑片P向左移，电流表、电压表增大 C．滑动变阻器的滑片P不动，S2断开、S1由闭合到断开，电流表、电压表均减小 D．滑动变阻器的滑片P不动，S1闭合、S2由闭合到断开，电流表、电压表均减小 9．（2023秋•庆云县期末）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中，两个电压表示数与电流表示数变化的图像如图乙所示。图乙中 　 　（选填“dc”或“ec”）表示电压表V2的示数与电流表示数变化的图像。 10．（2023秋•郓城县期末）如图为一种测量体重的装置，其中体重示数计是由 　 　表改装成的；当体重越重时，电表示数 　 　（选填“越大”或“越小”）。 四．欧姆定律的应用（共6小题） 11．（2023秋•黄浦区期末）在如图所示的电路中，闭合开关S，电路正常工作。现对电路分别进行下列操作：①将滑动变阻器滑片向左移；②用电阻R3（R3＞R1）替换电阻R1；③断开开关S；④增大电源电压。其中能使电压表示数变大的操作有（　　） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 12．（2023秋•伊犁州期末）如图所示，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P位于a点时，电压表的示数为3V；当滑片P从a点向左滑动2cm后，电压表示数变为4V；若滑片P继续向左滑动2cm后，电压表示数变为（　　） A．8V B．7V C．6V D．5V 13．（2023秋•天山区期末）我国大力推广新能源汽车应用，北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车。 （1）氢燃料电池车行驶时通过燃料电池内氢和氧相结合的化学反应将 　 　能转化为 　 　能，源源不断为车辆供电，驱动有轨电车。 （2）某款国产氢燃料电池车在某次测试中匀速行驶了35km的路程，消耗0.46kg的氢燃料，这些氢燃料完全燃烧放出的热量为 　 　。这些能量可供每百公里消耗汽油11.2kg的公交车行驶 　 　公里的路程。（，）（3）汽车上照明电路中用到了恒流电阻，它的电流与电压关系如图所示，当恒流电阻两端的电压由0增大到4V的过程中，它的电阻 　 　（选填“不变”“减小”或“增大”），恒流电阻两端电压为4V时的电阻是两端电压为2V时电阻的 　 　（选填“0.5”“2”或“3”）倍。 14．（2023秋•石狮市期末）如图甲所示，电源两端电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电压表的量程为0～15V。电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则电源两端的电压为 　 　V，闭合开关S后，保证电路各元件安全的条件下，滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为 　 　Ω。 15．（2023秋•陇南期末）如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1＝10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S，灯泡电阻不随温度变化。当开关S1，S2都断开，滑动变阻器的滑片P滑动到中点时，电流表的读数为0.4A；当开关S1，S2都闭合，滑动变阻器的滑片P滑动到最右端时，电流表的示数为0.9A，求： （1）电源电压为多少？ （2）小灯泡的额定功率是多少？ （3）闭合开关S，调整开关S1，S2和滑动变阻器，电阻R1在一分钟消耗的最大电能为多少？ 16．（2023秋•苏州期末）甲图是某小组同学制作的一个风力测试仪。电压表选用的量程为0～3V，电源电压为4V，R1＝20Ω，R2＝30Ω，R2是粗细均匀的电阻丝，木球用金属丝（电阻不计）悬挂于A点，A点接入电路且金属丝与线状电阻R2接触良好，无风时金属丝刚好接触于电阻丝最右端。电阻丝R2接入电路的电阻与小球所承受风力F的关系如图乙所示。 （1）分析图甲中接入Rl的作用是　 　。 （2）请根据图乙查找出风力为480N时，R2接入电路的阻值为　 　Ω。 （3）请计算无风（即“风力为ON”）时的电压表示数。并在电压表表盘（图丙）上标出所求电压对应的刻度位置（即画出“指针对准的刻度线位置”）。 五．欧姆定律求范围值（共3小题） 17．（2023秋•牡丹江期末）（多选）如图甲所示的电路，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器上标有“20Ω，0.4A”的字样，电压表的量程为0～3V。在保证电路中各元件都不会损坏的前提下，调节滑动变阻器的滑片，电流表的示数随电压表示数变化的图象如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为5V B．电流表示数最大值为0.5A C．电压表示数最小值为1V D．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5Ω～20Ω 18．（2023秋•深圳期末）爱动脑的小明想利用物理知识将电流表改装成电子拉力计，图甲是其电路原理图。弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计），定值电阻R0＝5Ω，a、b是一根长为7cm的均匀电阻（其电阻大小与长度成正比），阻值为R1＝35Ω，电源电压U＝6V，电流表的量程为0～0.6A；当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端。已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F的关系如图乙所示。 （1）将电流表的表盘改为拉力计的表盘，可以把拉力的大小信息转化为电流信息，更加方便简洁，信息转化的关键环节为：拉力大小变化→滑片P的位置变化→电路的 　 　变化→电流的变化。 （2）当不拉拉环时，电路中的电流是 　 　A。 （3）在电路中连入R0的目的是 　 　。 （4）为了保证电路安全，还需要对电阻丝R1接入电路的范围进行限制，其允许接入的阻值范围是 　 　Ω，该拉力计能够测量的最大拉力是 　 　N。 （5）在不改变电表的条件下，要增大电子拉力计测量范围，以下调整方案可行的是 　 　。 A.增大电源电压 B.减小电阻R0的阻值 C.在电路中再串联一个电阻 （6）在图丙所示的电流表盘上标出拉力为400N时指针的位置。 （7）小红同学设计了将电压表改装电子拉力计的电路，如图丁所示，弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F的关系如图乙所示，已知电源电压为U，定值电阻的阻值为R0，ab是长为L1的均匀电阻丝，阻值为R1，此方案中的电压表示数Ux与被测拉力F之间的关系式：Ux＝　 　V（用U、R0、R1、L1和F表示）。 19．（2023秋•康县期末）如图所示电路，电源电压恒定，滑动变阻器的规格为“30Ω  1A”。在A、B 间接入规格为“12V 12W”的灯泡L，闭合开关，当变阻器连入电路的阻值为6Ω时，灯泡正常发光。求： （1）灯泡L正常工作时电阻； （2）电源电压； （3）取下灯泡L，在A、B间接入一个电阻R0，要求R0接入电路后，闭合开关，调节滑动变阻器R能使电流表示数达到0.4A，求R0的取值范围。（提示：太大或太小会导致无论如何调节滑动变阻器电路中电流均不能达到0.4A）。 六．光敏、热敏、压敏等半导体电路分析（共3小题） 20．（2023秋•鞍山期末）（多选）如图甲是小明设计的一个测温电路，其中RT为热敏电阻，图乙是其阻值随温度变化的图象。在某次实验中测得：当RT温度在5℃时，电压表示数为0.8V；当RT温度增至30℃，电压表示数为1.5V，在图乙所示的范围内，下列有关说法正确的是（　　） A．电源电压为4.5V B．定值电阻R的阻值为400Ω C．当RT温度在0℃时，电压表的示数最小 D．当RT温度最高时，电流表的示数为7.5mA 21．（2023秋•晋江市期末）如图甲图为升降机电路的部分原理图。电源电压恒为6V，R0为定值电阻，电压表量程为0～3V，力敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示。 （1）力敏电阻不受压力时，电压表示数为2V，求定值电阻R0的阻值？ （2）在电路正常工作时，此力敏电阻能承受的最大压力为多少？ （3）当力敏电阻承载的压力为3750N时，R0两端的电压为多少？在不改变电表的条件下，为保证电路安全该如何调整？（请写出一条具体措施） 22．（2023秋•邛崃市期末）在学校科学创新活动实践课中，小丽同学设计了一个防踩踏模拟报警装置，其工作原理如图甲所示。ABO为一水平杠杆，O为支点，OA：OB＝4：1，闭合开关S，当水平踏板所受压力增大，电压表的示数达到3V时，报警器R0开始发出报警信号。已知电路中电源电压为12V，报警器R0的阻值恒为5Ω，压力传感器R固定放置，其阻值随所受压力F变化的关系图像如图乙所示，踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。 （1）由图乙可知，压力传感器R的阻值随压力F的增大而 　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 （2）当踏板空载时，闭合开关S，电压表的示数为 　 　V。 （3）当报警器R0开始报警时，踏板设定的最大压力值为 　 　N。 （4）若电源电压在使用一段时间后略有降低，为保证报警器R0仍在踏板原设定的最大压力值时才报警，则踏板触点B应向 　 　（选填“左”或“右”）移动一点。 七．欧姆定律的多状态计算（共2小题） 23．（2023秋•承德县期末）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1、R2、R3为三个定值电阻。R1＝10Ω，R2＝5Ω。当开关S1、S2闭合，S3 断开时，电流表的示数为I；当开关S1、S3闭合，S2断开时，电流表的示数为0.6A，R1两端的电压为U1；当开关S3闭合，S1、S2断开时，电流表的示数为0.15A，R1两端的电压为U1'。下列判断正确的是（　　） A．I＝0.4A B．U1：U1'＝4：3 C．电源两端的电压为9V D．R3的阻值为30Ω 24．（2023秋•惠阳区校级期末）如图电源电压保持不变，R1＝R2＝R3＝20Ω，当S1、S2都断开，电流表示数是0.3A，求： （1）电源电压。 （2）S1、S2都闭合时，电流表示数是多少？ 八．伏安法测电阻（共2小题） 25．（2023秋•玉林期末）小梦学习小组的同学们在“测量定值电阻阻值”的实验中。 （1）如图甲是小组同学连接的部分实物图，请你用笔画线代替导线，帮助小组同学将图甲中的实物连接完整。 （2）电路连接正确后，闭合开关，小梦发现电压表无示数，电流表有示数，产生这一现象的原因可能是　 　（选填“定值电阻短路”或“定值电阻断路”）。 （3）排除故障后，继续实验，并根据实验数据画出如图乙所示的U﹣I图像。根据图像可知，定值电阻阻值 　 　Ω，此实验要多次测量电阻值，最后求电阻值的平均值，其目的是 　 　。 （4）完成实验后，小组同学对实验进行了交流。小梦认为不用电流表也能测出该电阻的阻值。对小梦提出的问题，小组同学讨论后设计了在缺少电流表时测量未知电阻的方案，电路图如图丙所示，请你在横线上将实验步骤补充完整。 ①　 　，用电压表测出电源两端的电压U； ②　 　，用电压表测出待测电阻两端的电压U1； ③未知电阻R1的表达式，R1＝　 　（用测量值U、U1及R0表示，其中滑动变阻器的最大阻值为R0）。 26．（2023秋•温江区校级期末）在一次测量电阻Rx的实验中，小茗同学可以使用的实验器材为： A．待测定值电阻Rx：（Rx阻值在20～25Ω之间）； B．电流表A1（量程0～300mA）； C．电流表A2（量程0～0.6A）； D．电压表V1（量程0～3V）； E．电压表V2（量程0～15V）； F．定值电阻Ro1＝5Ω； G．定值电阻Ro2＝30Ω； H．电源（电压U＝15V恒定）； I．滑动变阻器R（0～100Ω）； J．开关一个，导线若干。 为了较精确地测出待测电阻Rx的阻值，需要使两电表的读数均不得小于其量程的，而且两电表的测量值范围要尽可能大一些。为此，小茗同学设计了如图甲所示电路（其中部分电路未画出）。滑片P开始置于滑动变阻器右端B，闭合开关S，电压表示数为UB，电流表示数为IB．然后移动滑片P，小茗测量了多组数据，当P移到左端A位置时，电流表指针刚好指到满偏刻度的位置，此时电压表示数为UA，电流表示数为IA．处理实验数据后，得到了如图乙所示的U﹣I关系图象。 （1）根据实验要求，电流表选用 　 　。（填器材前面的序号字母）。 （2）请在虚线方框内画出小茗设计的电路图（其中部分电路已画出）。 （3）对实验数据及图象经过分析论证，以下说法合理的是 　 　。 A．该实验不需要定值电阻。 B．该实验应选用规格为R01＝5Ω的定值电阻 C．该实验应选用规格为R02＝30Ω的定值电阻 （4）根据小茗的实验可以得到待测电阻的阻值Rx＝　 　Ω。 九．伏安法测小灯泡的电阻（共2小题） 27．（2023秋•襄汾县期末）小丽利用“伏安法”测定小灯泡的电阻，有如图中器材：电压表、电流表、开关、电源电压3V且恒定不变、“2.5V，0.4A”的小灯泡、标有“20Ω，1A”的滑动变阻器、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，帮小丽同学将图甲的实物电路连接完整，要求：连线不得交叉，电压表的量程选择要恰当，滑动变阻器的滑片向左移动、小灯泡变暗。 （2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表有示数，但电压表无示数，原因可能是 　 　。 （3）排除故障后，闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数为1.5V，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻为 　 　Ω。 （4）如表所示是按正确的操作测得的数据，从表中计算出三次小灯泡的阻值不相等，其原因是 　 　。 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.3 0.34 0.4 电阻R/Ω 5.0 5.88 6.25 （5）小丽利用图丙的电路图测出了一个未知电阻的阻值Rx，其中R0是定值电阻，请把实验步骤补充完整： ①断开开关S2、闭合开关S1，记录电流表的示数为I0； ②　 　； ③未知电阻的表达式：Rx＝ 　 　（用已知量和测量的物理量的符号表示）。 28．（2023秋•婺源县期末）在“测定小灯泡的电阻”实验中，有如下器材：电压表、电流表、开关、电压为6V的电源、“3.8V 0.4A”的小灯泡、标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，按照如图甲所示的电路图，将图乙的实物电路连接完整（要求连线不得交叉；电流表的量程选择要恰当；滑动变阻器的滑片向左移动，小灯泡变暗）。 （2）甲组同学连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后，发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：①　 　；②　 　。 （3）乙组同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。接下来应进行的操作是 　 　。 A.更换小灯泡 B.检查电路是否断路 C.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 （4）如表是按正确的操作测得的数据，三次计算出的小灯泡的阻值不相等，其原因是 　 　。 实验次数 1 2 3 电压U/V 2.0 3.0 3.8 电流I/A 0.33 0.34 0.40 电阻R/Ω 6.0 8.8 9.5 十．电功率范围值问题（共3小题） 29．（2023秋•蒸湘区校级期末）如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω，1A”，电流表量程选择“0∼0.6A”，电压表量程选择“0∼3V”，小灯泡上标有“4.5V，0.3A”字样，其I﹣U图象如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项不正确的是（　　） A．电路的最大功率是3.6W B．小灯泡的功率变化范围是0.75W﹣1.35W C．电流表的示数范围是0.25A﹣0.3A D．滑动变阻器接入的阻值为5Ω﹣12Ω 30．（2023秋•孟村县期末）如图所示电路中，电源电压6V不变，R1＝10Ω，滑动变阻器R2的规格为“30Ω 1A”，小灯泡L的额定电压为5V，电流表的量程（0～0.6A或0～3A）。只闭合S2时，L两端电压为3V。（不考虑温度对灯丝电阻的影响），求： （1）灯丝电阻。 （2）只闭合S3时，调节变阻器R2连入电路的阻值使小灯泡L正常发光。则变阻器1h内消耗的电能。 （3）闭合三个开关，为保证电路元件安全，电路总功率的变化范围。 31．（2023秋•罗城县期末）如图所示，灯泡L标有“6V，3W”字样，R1的电阻为10Ω，变阻器R2标有“48Ω，0.5A”的字样，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～3V。当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L恰好正常发光（设灯泡电阻不随温度而改变），求： （1）灯泡L的电阻； （2）当开关S1、S2、S3都闭合时，电路1min消耗的电能； （3）若闭合开关S1，断开开关S2、S3，在保证电路中各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R2消耗的电功率范围。 十一．动态电路中电功率的变化（共3小题） 32．（2023秋•磁县期末）如图所示，电源电压不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，a、b是电流表或电压表。当只闭合开关S、S1时，a、b的指针均明显偏转，将位于中点的滑片P向左移动，a的示数不变，b的示数有变化，以下说法正确的是（　　） A．b是可能是电流表、也可能是电压表 B．只闭合S、S2，移动滑片P，则a示数的变化量与b示数的变化量的比值可能等于R1+R2 C．若将b换成另一种电表，只闭合S、S2，将滑片P向右移动R2消耗的功率一定变大 D．若将a与b的位置互换，只闭合S、S2，则a的示数与b的示数的比可能等于R2 33．（2023秋•赣榆区期末）如图所示的电路中，闭合开关S，让开关S1和S2断开，调节滑动变阻器的滑片P使其位于变阻器的a处（非最左端），此时灯泡L恰好正常发光，电流表A和电压表V均有示数。已知滑动变阻器的总电阻大于灯泡L的电阻，灯丝电阻为定值，不随温度变化而变化。以下判断正确的是（　　） A．若保持S1和S2断开，让P缓慢向右滑动，灯泡L变亮甚至可能被烧毁 B．若保持P在a处不动，S1仍断开，闭合S2后，A表和V表示数均变大 C．若保持P在a处不动，同时闭合S1和S2后，A表和V表示数将变大 D．若保持S1和S2断开，P移至变阻器最右端b，A表示数变化量和V表示数变化量的比值变小 34．（2023秋•罗山县校级期末）如图所示，这是某科技小组自制的肺活量比较装置的电路示意图。吹气时，气球胀大，隔板向上运动，电压表的示数 　 　，电路消耗的总功率 　 　。（均选填“变大”、“不变”或“变小”） 十二．结合图像计算电功率（共3小题） 35．（2023秋•鲤城区校级期末）在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1＝8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的有：（　　） ①定值电阻R2＝4Ω ②电源的电压为6V ③电压表的最大示数为4.5V ④定值电阻R2的最小电功率为1W A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④ 36．（2023秋•阿城区期末）（多选）如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．曲线b的电流表示数与电压表V2示数的关系图像 B．电源电压为12V C．灯的额定功率1.8W D．滑动变阻器的最大阻值是45Ω 37．（2023秋•宿城区校级期末）有一只标有“3V”字样的小灯泡和一个定值电阻，如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像，由图像可知定值电阻R的阻值为 　 　Ω；若将小灯泡L和定值电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W，再闭合开关S2后，电路的总功率为 　 　W。 十三．电功率的综合计算（共12小题） 38．（2023秋•枣庄期末）如图的电路中，已知只闭合S时，调节滑动变阻器，电压表示数由0.5V变为1V时，电流表示数变化了0.05A；同时闭合S、S2，断开S1时电流表示数为0.2A；同时闭合3个开关，电压表示数为3V.下列说法错误的是（　　） A．R2的阻值为10Ω B．只闭合S，电压表示数由0.5V变为1V时，R2的功率变化了0.075W C．若闭合S、S1断开S2，调节滑动变阻器使电压表示数为2V，此时滑动变阻器功率为0.1W D．若滑动变阻器的最大阻值为50Ω，通过调节滑动变阻器及开关，电压表的示数变化范围可以为0.5V～3V 39．（2023秋•仙游县期末）如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为0.6A，滑动变阻器R的最大阻值为50Ω，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V”。闭合开关S，在保证电路安全的前提下，最大范围地调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像，如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．小灯泡的额定功率为36W B．电源电压为6V C．当电流表示数为0.25A时，滑动变阻器的电功率为0.25W D．若电压表量程为0～3V，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω～50Ω 40．（2023秋•九龙坡区校级期末）如图所示，电源电压U保持不变，滑动变阻器最大阻值为R3，当只闭合开关S，滑片P在最左端时，电压表示数为U1，再将S1闭合，滑片P移至最右端，电压表示数变为U2，R3的电功率为P3；当只闭合S、S2、S3，滑片P仍在最右端时，R3的电功率为的电功率为P3′，电流表A与A1示数之差为1.5A。已知：U1：U2＝5：9，P3：P3′＝9：25，P3′＝7.5W。下列结论中错误的是（　　） A．只闭合S时，电路的最大总功率为7.5W B．只闭合S时，滑动变阻器R3的最大电功率为1.875W C．只闭合S2、S3，电路的最小总功率为33.75W D．只闭合S、S2、S3，电路的最小总功率为41.25W 41．（2023秋•孟村县期末）在如图A的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为RM，移动滑动变阻器的滑片P从A端到B端，滑动变阻器的电功率随电流表示数变化的完整图线如图B，图线中a、b两点对应的电功率均为P1，且c点对应的是滑动变阻器的最大电功率P2，且P1：P2＝3：4，则图线中b点对应的电路状态中，滑动变阻器接入电路中的电阻大小（　　） A． B． C．2R0 D．3R0 42．（2023秋•玄武区期末）如图所示电路，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V，4.2W”字样。当S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最左端时，小灯泡L正常发光，电流表示数为2.2A，R0的阻值是 　 　Ω，电路总功率为 　 　W。只闭合S1，滑动变阻器滑片滑到某一点时，电压表示数为U1，电路消耗的电功率为P1；保持滑片位置不动，只闭合S2，此时电压表示数为U2，电路消耗的电功率为P2；已知U1：U2＝3：4，P1：P2＝3：2，则只闭合S2时小灯泡的实际功率是 　 　W。 43．（2023秋•武城县期末）将分别标有“6V 3W”和“3V 3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为6V的电源两端，则　 　（选填“甲”或“乙”）灯更亮；若将两灯并联接在电压可调的电源上，为保证其中一盏灯正常发光，另一盏灯不被烧毁，则此时两灯总功率为　 　W。（忽略温度对灯丝电阻的影响） 44．（2023秋•长沙期末）如图所示电路，电源电压U恒定。当A、B间接入标有“3V 1.5W”字样的灯泡L（忽略灯丝电阻变化），闭合S、S1、S2，断开S3，滑片P移到某一位置时电流表示数为I，再向上移动一段距离，R的阻值变化了5Ω，电流表示数变化了0.1A，L恰好正常发光；当A、B间换接为R3，闭合S、S3，断开S1、S2，电压表示数S为U2，R1的功率为P1，R2的功率为P2，P1≠P2，电路的总功率为5W，R1、R2、R3均为定值电阻，每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能。灯泡的电阻是 　 　，I的大小是 　 　，U2可能是 　 　。 45．（2023秋•鹤壁期末）如图甲电路所示，电源电压为9V且保持不变，小灯泡标有“6V 6W”的字样，小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙。求： （1）小灯泡正常发光时电阻为多少欧？ （2）当电流表的示数为0.7A时，小灯泡的电功率为多少瓦？ （3）当电压表的示数为2V时，整个电路10s内消耗的电能是多少焦？ 46．（2023秋•定陶区期末）在如图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，灯泡L1的额定电压为8V，如图乙是灯泡L2的U﹣I图象。 （1）当开关S接a时，电压表的示数为1.2V，电流表的示数为0.3A，求定值电阻R0的阻值； （2）当开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1W，求灯泡L1的额定功率； （3）开关S接b时，通过调节电源电压使灯泡L1正常发光，求电路消耗的总功率。 47．（2023秋•庐阳区校级期末）在如图所示的电路中，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变，电源电压U＝6V，小灯泡R2标有“3V 3W”字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，滑动变阻器R3的最大阻值为20Ω。求： （1）只闭合S2时，电流表示数为0.5A，则滑动变阻器R3接入的电阻是多大； （2）闭合开关S1和S3时，电路的功率为6W，则闭合开关S1、S2和S3时，电路的总电阻； （3）在不损坏各元件的情况下，只闭合开关S1，R1消耗的最大功率为多少。 48．（2023秋•成都期末）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。 49．（2023秋•来宾期末）小亮家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三挡并可手动调节，其额定电压为220V，低温挡、中温挡的额定功率为22W和44W。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b，当它接入家庭电路中正常工作时： （1）低温挡加热时的电流多大？ （2）中温挡加热3min，消耗多少J的电能？ （3）高温挡加热的额定功率是多少W？ 十四．伏安法测量小灯泡的电功率（共5小题） 50．（2023秋•东港区校级期末）在“测小灯泡额定电功率”的实验中，电源电压为6V保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω。 （1）请根据电路图（图1）把实物图（图2）连接完整。 （2）连接电路时，刚连接好最后一根导线，小灯泡立即发光，且发现电压表指针如图3所示偏转，则连接电路时存在的问题是： ①　 　；②　 　。 （3）正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，则故障可能是小灯泡 　 　。 （4）排除故障后继续进行实验，将测得的数据记录在下面表格中； 实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡的发光情况 1 0.5 0.16 不发光 2 1 0.2 较暗 3 1.5 0.25 较亮 4 2.5 正常发光 5 3 0.32 发出耀眼的光 小灯泡正常发光时，电流表的示数如图4所示，则小灯泡的额定功率是：　 　W。 （5）第1次实验中，发现小灯泡不发光，原因是 　 　； （6）实验结束后，小组同学对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比 　 　（选填“偏大”或“偏小”）； （7）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，利用图5所示的电路测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率，其中R0的阻值已知，请你将下列实验步骤补充完整： ①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 　 　； ②保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合S、S2，断开S1，读出电压表示数为U； ③小灯泡的额定功率P额＝ 　 　。（用I额、R0、U表示） 51．（2023秋•裕华区校级期末）小兰、小美想要测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。器材有：电压为3V的电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。 （1）如图甲所示是小兰、小美开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确，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； （2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数。电路中出现的故障是 　 　（请选填序号）； A．小灯泡短路 B．小灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路 （3）测量过程中，滑片在某一位置时，电压表示数为2V，为测量灯泡的额定功率，应缓慢将滑片P向 　 　移动（选填“左”、“右”），灯正常发光时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W； （4）小兰在实验过程中，从滑片在最右端时开始测量，并移动滑片记录多组数据，绘制成I﹣U图象，如图丙所示，说明小灯泡灯丝电阻随温度的升高而 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），该电路所选的滑动变阻器规格为：　 　（填写选项即可）； A．10Ω，0.5A B．20Ω，1A C．25Ω，0.5A D．30Ω，1A （5）实验过程中，电流表不慎损坏，小美设计了如图丁所示的电路图，也测量出了小灯泡的额定电功率。已知电源电压恒为U，小灯泡额定电压为U额，定值电阻的阻值为R0。 实验步骤如下： ①只闭合S、S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为U额； ②保持滑片P不动，断开S2、闭合S1，读出电压表示数为U1； ③小灯泡的额定电功率P＝　 　（用已知量和所测物理量符号表示）。 52．（2023秋•高阳县期末）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）、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）探究电流与电阻的关系； 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电阻，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最 　 　（选填“左”或“右”）端。闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，为 　 　A； （2）小鹏想测量已知I额的小灯泡额定功率。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，利用原有的滑动变阻器R1（已知R1最大阻值为R0）、电流表等器材，小鹏设计了如图丙所示的电路，虚线框内应填上滑动变阻器R1或R2，请你帮他完成实验； ①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I1； ②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I额； ③　 　，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为I2； ④小灯泡的额定功率表达式为P额＝　 　（用符号表示）。 53．（2023秋•忠县期末）成才中学某学习小组成员小亮同学进行伏安法“测定小灯泡电功率”的实验。实验室提供了以下器材：电流表、电压表和开关各1个，滑动变阻器3个分别标有“5Ω 0.5A”、“15Ω 1A”、“20Ω 1A”字样，3节新干电池，导线若干，待测小灯泡。 （1）小亮的实验原理是 　 　（写出物理表达式）。 U/V V/A 第1组 0.14 第2组 0.24 第3组 4.0 0.25 （2）小亮连接的实物电路如图甲所示，选取其中一个滑动变阻器，将滑片置于阻值最大值处，闭合开关后，移动滑片的过程中，电压表的指针不变化，其示数如图乙。老师发现小亮连接的电路中有一根导线连接错误，请你在错误的连线上画“×”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线将电路连接正确（电源右端为正极）。 （3）小亮将电路重新正确连接后，发现小灯泡上标有“3.5V”字样，接下来还需调整的实验器材有 　 　、　 　。开关闭合后，发现只有一只电表的示数发生变化，则可能是 　 　发生了故障（选填小灯泡或滑动变阻器）。 （4）重新调整并排除故障后，小亮进行了实验探究，测量了三组数据：首先读出开关刚闭合时的数据，其中电流表示数为0.14A；接着移动滑动变阻器的滑片至小灯泡正常发光，读出此时的电流为0.24A，最后他再次移动滑片，测出第三组数据。并把测出的部分数据填入了表格中。 （5）判断小灯泡正常发光的方法是 　 　，该小灯泡的额定功率是 　 W。 （6）本实验中小亮同学记录的第一组数据中的电压是 　 　V。 54．（2023秋•安阳县期末）用如图甲所示的器材和电路测量小灯泡的额定功率，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 1A”字样。 （1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实验电路补充完整。 （2）闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光，电压表无示数，电流表有示数，可能是小灯泡 　 　路。 （3）排除故障后再次闭合开关，移动滑片直到电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为 　 　A，小灯泡的额定功率为 　 　W。再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V，此时小灯泡的实际功率P实　 　1.152W（选填“＜”、“＞”或“＝”） （4）不改变所有连接，仅将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻，以此探究“在电压一定时，电流与电阻的关系”，根据实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象如图丙所示。 ①由图象可知，定值电阻R两端的电压为 　 　V不变。 ②当定值电阻由5Ω换为10Ω时，应将滑动变阻器的滑片向 　 　（选填“右”或“左”）端移动。 ③不能换用50Ω的定值电阻继续进行此实验，原因是 　 　。 十五．电热的多挡问题（共4小题） 55．（2023秋•惠东县期末）爱心团队去养老院送电暖气，电暖气有低、中、高三挡，已知R1＝55Ω，R2＝44Ω，以下说法正确的是（　　） 品牌 型号 HY2215﹣11E 额定电压 220V 挡位 3挡 额定功率 低温880W 中温1100W 高温1980W A．使用“低温挡”只需要闭合S2 B．使用“高温挡”只需要闭合 S1 C．闭合S1、S2时，通过R1、R2的电流之比为5：4 D．中温挡正常工作1分钟，产生的热量为6.6×104J 56．（2023秋•锦江区校级期末）如图是汽车座椅的加热电路，R1、R2是电热丝，旋钮式开关可绕O点转动，若选择“高温”挡，应将开关转至 　 　（选填“1”或“2”）位置；已知电源电压为12V，R1阻值为14Ω，“低温”挡功率为6W，则在“高温”挡，通电100s时间，R2产生的热量为 　 　J。 57．（2023秋•获嘉县期末）小明研究了家里的智能电热马桶盖（如图甲），设计出如图乙所示的便座加热电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能（见下表）。求： S1 断开 断开 闭合 闭合 S2 接b 接a 接a 接b 功率 P0＝0 P1＝22W P2＝44W Px （1）R1和R2的阻值； （2）求出表中的“Px” （3）老年人在冬天坐上冰冷的马桶是很难受的，假设小洋想让马桶圈的温度升高5℃，则用“中温挡”加热的方式需要多长时间。[设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈的质量m＝300g，马桶圈材料的比热容c＝0.44×103J/（kg•℃）]。 58．（2023秋•余江区期末）如图1所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三挡，中温挡的额定功率为500W，求 （1）电热水壶调至中温挡正常加热，将2kg温度为30℃的水烧开（标准大气压下）需要20min，水所吸收的热量及电热水壶的效率； （2）电热水壶高温挡的额定功率； （3）若某次电热水壶用高温挡加热0.1h，耗电0.09kW•h，通过计算判断此时电热水壶是否正常工作。 十六．电热的综合计算（共2小题） 59．（2023秋•成华区期末）如图甲，这是一款多功能暖菜板，既可保温，也可加热，为了降低桌面温度，还配置有内置散热风扇。其部分加热简化电路图如图乙所示，R1、R2均为电阻阻值不变的电热丝，R1＝24.2Ω。闭合开关S1，只有暖菜板内置风扇工作；当板上食品温度降到50℃时，S2在温度控制电路的作用下自动切换，为食品保温，保温时R1、R2的总功率为500W；当暖菜板上食品温度降到20℃时，S2在控制电路的作用下再次切换，为食品加热；通过温控装置使食品保持在一定温度范围内。 （1）保温时，S2应接到位置 　 　（选填“1和2”、“2和3”或“3和4”）之间，电热丝R2的阻值是 　 　Ω。 （2）在加热状态时，若不计热量损失，则暖菜板工作5min产生的热量可使5kg初温20℃的汤温度升高 　 　℃。[汤的比热容取4.0×103J/（kg•℃）] （3）如图丙所示为该暖菜板的温控装置原理图，R3是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当R4两端电压U4增大到某一定值时，控制电路将切换S2从加热状态到保温状态。若要使所控制温度的预设值升高，可适当 　 　（选填“增大”或“减小”）电源电压。 60．（2023秋•新宁县期末）如图所示是翊童家新买的一款多功能电热锅，该电热锅有加热、定时、测温等多种功能，下表是该锅的部分参数，翊童想了解该锅的性能，于是他在锅里装了1kg温度为20℃的水，接入家庭电路，闭合开关，将这些水加热到100℃用了500s[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]，求： 型号 ××× 额定电压 220V 额定功率 800W 额定容量 1.2L （1）电热锅正常工作时的电阻。 （2）水吸收的热量。 （3）电热锅烧水时的热效率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 九年级全一册物理期末复习（压轴60题16大考点） 训练范围：人教版九年级全一册第17~18章。（第13~16章在期中复习易错题60题23大考点） 一．探究电流与电压的关系（共3小题） 二．探究电流与电阻的关系（共3小题） 三．动态电路的分析（共4小题） 四．欧姆定律的应用（共6小题） 五．欧姆定律求范围值（共3小题） 六．光敏、热敏、压敏等半导体电路分析（共3小题） 七．欧姆定律的多状态计算（共2小题） 八．伏安法测电阻（共2小题） 九．伏安法测小灯泡的电阻（共2小题） 十．电功率范围值问题（共3小题） 十一．动态电路中电功率的变化（共3小题） 十二．结合图像计算电功率（共3小题） 十三．电功率的综合计算（共12小题） 十四．伏安法测量小灯泡的电功率（共5小题） 十五．电热的多挡问题（共4小题） 十六．电热的综合计算（共2小题） 一．探究电流与电压的关系（共3小题） 1．（2023秋•扶余市期末）小明和小丽想探究导体中的电流跟电阻的关系，他们所选的电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω，滑动变阻器规格为“60Ω 1A”。 （1）连接电路后，闭合开关，发现电流表、电压表指针均超过量程。操作中存在的问题是 　滑动变阻器的滑片没有调至最大阻值处　 （2）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图甲所示的电流I随电阻R变化的图象。 ①由图象可以得出结论：电压一定时，　通过导体的电流跟导体电阻成反比　 ②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是 　断开开关　，将滑动变阻器调到最大阻值，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为 　3　V时，读出电流表的示数。 （3）本实验要保持电阻两端电压相同，他们在学习了欧姆定律之后，才知道本实验中电压表控制不变的电压值应该在 　2　V至 　5　V范围之内选择。 （4）他们又用本次器材探究了电流与电压的关系，做出图象如图乙，图中阴影部分面积表示的物理量是 　电功率　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）电流表、电压表指针均超过量程，说明电路中的总电阻过小，滑动变阻器的最大阻值为60Ω，则原因可能是滑动变阻器的滑片没有调至最大阻值处； （2）①由图象知，电压一定，通过导体的电流跟导体电阻成反比； ②小明用5Ω的电阻做完实验后，应先断开开关，同时将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，再换接10Ω的电阻，然后闭合开关，使电压表的示数保持U＝IR＝0.6A×5Ω＝3V不变； （3）由滑动变阻器的规格知，滑动变阻器的最大阻值为60Ω，允许通过的最大电流为1A； 根据串联分压的知识，当电阻的阻值为30Ω时，滑动变阻器的阻值需要的最大，当滑动变阻器的阻值为60Ω时，便是电阻两端的最小电压， 根据串分压可知R：R滑＝UR：U滑，则UR：U滑＝30Ω：60Ω＝1：2，此时电阻两端的电压为6V×＝2V， 电路中的最大电流为1A，当电阻为5Ω时，电路中的电流最大，则U大＝IR＝1A×5Ω＝5V； 所以本实验中电压表控制不变的电压值应该在2V到5V之间。 （4）阴影部分面积为横、纵坐标的乘积，即阴影部分的面积为：S＝UI＝P，故阴影部分面积表示的物理量是电功率。 故答案为：（1）滑动变阻器的滑片没有调至最大阻值处；（2）①通过导体的电流跟导体电阻成反比； ②断开开关；3；（3）2；5；（4）电功率。 2．（2023秋•海门市校级期末）物理兴趣小组的同学们想探究通过导体的电流与电压的关系。实验室有：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、规格不同的定值电阻、开关和导线等器材各若干供同学们选择，实验用电路如图a所示。 （1）图b是某组同学尚未完成连接的实物电路，请你用笔画线代替两根导线完成连接（连线不交叉）．要求：滑动变阻器的滑片P向A端移动，电压表示数变大。 （2）连好电路闭合开关，发现电流表示数较大、电压表示数为零，则电路故障原因可能是 　B　 A．电压表的量程选大了B．电阻R0发生了短路 C．滑动变阻器发生了断路D．滑动变阻器发生了短路 （3）他们排除故障后继续实验，测得多组数据记录在下表中，在给定的坐标纸上作出图象，分析得出了结论。请你利用表中数据在图c中作出U﹣I图象，分析图象得出的结论是；在与其他组交流时发现虽然各小组作出的图象都是正确的，但是在相同的坐标纸上有些小组的图象却明显不同，并回答造成这种不同的原因：　选用定值电阻的阻值明显不同　。 实验次数 1 2 3 4 5 电压表 示数/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流表 示数/A 0.10 0.15 0.2 0.25 0.3 （4）该组同学为了进一步探究电路的性质，他们选择了一个电压可调的电源进行实验。实验所用电路如图d，但电压表位置不详，电阻R1的阻值为3Ω，所用滑动变阻器R2是“10Ω 2A”和“20Ω 2A”中的一个。若某次实验时两表刻度盘上的指针位置如图e所示，此时滑动变阻器接入电路的阻值恰为最大值的一半。请发挥你的聪明才智，通过计算推测他们实验时所用变阻器R2的规格和R2的电压。 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）根据实验电路图应将定值电阻与变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，滑片P向A端移动，电压表示数变大，根据U＝IR，说明通过R电流应变大，故变阻器阻值变小，应将A接线柱接入电路中，如下图所示： ； （2）根据电路图电压表测量灯泡两端电压，电流表测量电路电流； A、如果是电压表的量程选大了，电压表指针摆较小，不会为0，不符合题意； B、如果电阻R0发生了短路，电流表有示数，电压表示数为零，符合题意； C、如果是滑动变阻器断路，即电路为断路，电流表、电压表都无示数，不符合题意； D、如果滑动变阻器短路，电路中电流将会很大，电流表、电压表都有示数，不符合题意。 故选B； （3）由表格数据描点连线作出I﹣U图象，如下图所示： 实验中各小组所使用的定值电阻的阻值可能各不相同，探究电流与电压的关系时应控制电阻的阻值不变，采用不同的定值电阻进行探究时，相同电压下的电流不同，做出的I﹣U图象不同； （4）由图e，电流表和电压表因不知道量程的使用情况，讨论： 若电流表和电压表都使用小量程时，读出分别为IA＝0.2A，UV＝2.6V； 若电流表和电压表使用大量程，读出分别为I′A＝1A，U′V＝13V， ①若电流为0.2A，则R1两端电压：U1＝IAR1＝0.2A×3Ω＝0.6V， 滑动变阻器接入电路的阻值恰为最大值的一半， 若使用的是规格是“10Ω 2A”，则U变＝IAR变＝0.2A×5Ω＝1V， 若使用的是规格是“20Ω 2A”，则U变＝IAR变＝0.2A×1Ω＝2V，根据电压表可能的读数， 可判断，电压表不是测R1也不是测R2两端电压，所以电压表只能测量电源的电压； 根据串联电路的电压特点：U＝U1+U变＝0.6V+U变，根据电压表可能的读数，则使用“20Ω 2A”恰好符合电压表示数为2.6V，R2两端的电压为2V； ②若电流为1A，则R1两端电压：U′1＝IAR1＝1A×3Ω＝3V， 若使用的是规格是“10Ω 2A”，则U′变＝I′AR变＝1A×5Ω＝5V， 若使用的是规格是“20Ω 2A”，则U′变＝I′AR变＝1A×10Ω＝10V，根据电压表可能的读数， 可判断，电压表不是测R1也不是测R2两端电压，所以电压表只能测量电源的电压； 根据串联电路的电压特点： U＝U′1+U′变＝3V+U′变，根据电压表可能的读数，则使用“20Ω 2A”恰好符合电压表示数为13V，R2两端的电压为10V。 故无论哪种情况，实验时所用变阻器R2的规格为“20Ω 2A”，R2的电压为2V或10V。 故答案为：（1）见上图； （2）B； （3）见上图；定值电阻的阻值明显不同； （4）实验时所用变阻器R2的规格为“20Ω 2A”，R2的电压为2V或10V。 3．（2023秋•广陵区期末）小敏用如图甲所示的电路图，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为6V．改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器滑片，保持R两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在乙图中。 （1）实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视　B　（选填序号）； A．变阻器滑片 B．电压表示数 C．电流表示数 （2）在丙图中，用笔画线代替导线，将电压表正确连入电路； （3）实验中，他所选择的变阻器是　C　（选填序号）； A．10Ω　0.5A B．20Ω　1A C．50Ω　2A （4）乙图中阴影部分面积表示的科学量是　电压　； （5）实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近6V，电路发生的故障可能是　电阻R处有断路　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）探究电压一定时，电流与电阻的关系时，在不断的改变定值电阻的同时，必须不断的移动滑动变阻器，使得电压表的示数是一个定值，故在移动滑片的同时，眼睛观察电压表的示数； （2）通过电流与电阻的图象中可以看出保持电压表的示数是2V，故电压表接入电路中时，所选的量程应该是0～3V的，且并联在电阻两端； （3）由图乙可以看出：当R′＝10Ω时，I＝0.2A；此时电阻R两端的电压为：UR＝IR′＝0.2A×10Ω＝2V。 由于保持电阻R两端的电压不变，则滑动变阻器两端的电压恒定为：UR′＝U﹣UR＝6V﹣2V＝4V； 若取电流I＝0.1A时，滑动变阻器接入电路的电阻为：R′＝＝＝40Ω； 因此滑动变阻器的最大阻值应大于40Ω，只有C符合条件。 （4）阴影部分为横、纵坐标的乘积，即阴影部分的面积为：S＝IR＝U，即测量的是电压； （5）如果电路中出现电流表的示数为零，说明在电路中出现了断路，电压表有示数说明是电阻R处出现了断路。 故答案为：（1）B； （2）如图； （3）C； （4）电压； （5）电阻R处有断路。 二．探究电流与电阻的关系（共3小题） 4．（2023秋•宿城区校级期末）某班进行了探究“电流与电阻的关系”的实验，某小组设计了如图甲所示的实验电路。实验室中可选用的器材有：两节新干电池，电流表、电压表各一只，开关一个，阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、50Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器一个，导线若干。 （1）用笔画线代替导线把图甲电路连接完整，要求：当滑片P向左滑动时，变阻器接入电路的电阻变大； （2）实验小组的小华先把10Ω的电阻接入电路，连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片时，发现电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压，则发生这种现象的原因可能是：　定值电阻断路　； （3）故障排除后，小华移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出电流表示数后，断开开关，他直接拆下10Ω的电阻，改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图乙所示，其示数是 　2.4　V，要完成这次实验，接下来他应将滑动变阻器滑片向 　左　（填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数与前一次相同，记录相关数据； （4）依次改变电阻R的阻值，共测得四组实验数据，利用收集到的数据，作出了如图丙所示的电流I随电阻R变化的关系图像，图中阴影部分“面积”表示的物理量是 　电压　； （5）为完成上述实验，该实验小组选用的滑动变阻器的最大阻值至少为 　25　Ω。 【答案】（1） （2）定值电阻断路；（3）2.4V；左；（4）电压；（5）25。 【解答】解：（1）滑动变阻器要采取“一上一下”的连接方式，滑片P向左滑动时，变阻器接入电路的电阻变大，下方应接右端接线柱，电路连接如下： （2）电流表无示数，是说明是断路故障，电压表有示数且接近电源电压，说明电压表的正负接线柱与电源正负极相连，则发生这种现象的原因可能是与电压表并联的定值电阻断路； （3）电表选用0～3V量程，分度值为0.1V，图中读数为2.4V； 探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，串联电路电压分配与电阻成正比，所以，当10Ω的电阻改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验时，滑动变阻器的电阻要调大，将滑动变阻器滑片向 左端移动，使电压表的示数与前一次相同； （4）由图丙可知，阴影部分“面积”为电阻R及通过的电流I的乘积，阴影部分“面积”为定值电阻两端的电压，即电流与电阻之积为一定值，通过导体的电流与导体的电阻成反比； （5）实验要控制电阻的电压为2V不变，电源为两节新干电池，即电源电压为3V，所以滑动变阻器的电压为1V不变， 根据串联分压原理，则有，所以，，当R最大为50Ω时，滑动变阻器的阻值最大为：。 故答案为：（1）电路图见解析；（2）定值电阻断路；（3）2.4V；左；（4）电压；（5）25。 5．（2023秋•新华区校级期末）在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中，电源电压为4.5V，电流表（0～0.6A），电压表（0～3V），阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω的定值电阻R各1个，规格为“30Ω，1A”的滑动变阻器R'1个，开关、导线若干。 （1）请将图乙所示的实物电路连接完整； （2）闭合开关后，发现电压表、电流表示数为零，出现该问题的原因可能是滑动变阻器 　断路　。 （3）排除故障后，小明把25Ω的电阻R接入电路后，闭合开关S，适当调节滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.5V时，读出了对应的电流值：断开开关，没有移动滑片P的位置，直接用20Ω的电阻替换25Ω，闭合开关，发现电压表示数 　小于　2.5V （选填“大于”或“小于”），此时滑动变阻器滑片P应向 　右　（选填“左”或“右”）端移动，才能达到实验要求； （4）小明再分别将定值电阻5Ω、10Ω、15Ω连入到电路，根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像，如图甲所示，由图像可得出的结论：　在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比　。 （5）更换定值电阻时，若选用一个50Ω的定值电阻来做这个实验，发现电压表示数始终不能调为2.5V。为完成此次探究，小军设计了如下方案，下列方案不正确的一项是 　B　。 A.将滑动变阻器更换为“50Ω 1A”的滑动变阻器，其余不变 B.将电压为4.5V的电源史换为电压为6V的电源，其余不变 【答案】（1）见解答图；（2）断路；（3）小于；右；（4）在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比；（5）B。 【解答】解：（1）电压表应该并联在定值电阻两端，如图所示： ； （2）闭合开关后，电流表示数为零，则说明电路断路，由图知道，电压表测量的是定值电阻两端的电压，若发现此时电压表为零，说明是滑动变阻器断路。 （3）排除故障后，小明把25Ω的电阻R接入电路后，闭合开关S，适当调节滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.5V时，读出了对应的电流值；断开开关，没有移动滑片P的位置，直接用20Ω的电阻替换25Ω，电阻变小，由分压原理，闭合开关，发现电压表示数小于2.5V；应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律知道，应减小滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，此时滑动变阻器滑片P应向右端移动，才能达到要求。 （4）由图甲知道，电阻的电流与电阻之积为UV＝IR＝0.5A×5Ω＝0.25A×10Ω＝0.1A×25Ω＝2.5V，即电流与电阻之积为一定值，得出的结论是：在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。 （5）A．根据题意知道，电源电压为4.5V，定值电阻两端电压为2.5V，滑动变阻器两端电压为2V，根据串联分压原理得R定：R变＝UV：U变＝2.5V：2V＝5：4，当他们用50Ω的电阻替换25Ω的电阻后，则解得R变＝40Ω，如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值至少为40Ω，因此该方法可行，故A正确，不符合题意； B．如果重新开始实验，只更换电源，将电压为4.5V的电源更换为电压为6V的电源，定值电阻两端电压保持不变为2.5V，滑动变阻器两端电压为6V﹣2.5V＝3.5V，根据串联分压原理得R定：R变＝UV：U变＝2.5V：3.5V＝5：7，当他们用50Ω的电阻替换25Ω的电阻后，则解得R变＝70Ω，因此该方法不可行，故B错误，符合题意； 故选B。 故答案为：（1）见解答图；（2）断路；（3）小于；右；（4）在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比；（5）B。 6．（2023秋•怀仁市期末）小阳利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的规格为“0﹣50Ω”。 （1）如图乙所示的实物电路中存在连线错误，而且只要改接一根导线就可以了，请你把接错的那根导线打上“×”，再画线把它改到正确位置上（导线不允许交叉）。 （2）电路改正以后，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至最 　右　端（选填“左”或“右”）。 （3）连接好电路后，如果将电流表和电压表在电路中位置交换，则闭合开关后，会发现两表中只有 　电压　表有示数（选填“电流”或“电压”）。 （4）实验中将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器滑片向 　右　（选填“左”或“右”）适当滑动，使电压表示数恢复到原来的值。 （5）小阳同学每次随机选取一个定值电阻，进行了五次实验，根据所得数据画出电流与电阻关系的图象如图丙所示，且实验中各电路元件完好，读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定，根据图丙中的数据分析，阻值为 　20　Ω的定值电阻连入电路时未移动滑动变阻器的滑片。 【答案】（1）如上图所示；（2）右；（3）电压；（4）右； （5）20。 【解答】解：（1）原电路中，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，如下所示： ； （2）为了保护电路，闭合开关前滑片放在阻值最大处，即最右端； （3）连接好电路后，如果将电流表和电压表在电路中位置交换，电压表串联在电路中测电源电压，因电压表内阻很大，电流表没有示数，则闭合开关后，会发现两表中只有电压表有示数； （4）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大； 探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表示数恢复到原来的值； （5）根据图丙画出的电流与电阻关系图像可知，除定值电阻为20Ω外，电流与电阻之积为均为3V不变，所以阻值为20Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片。 故答案为：（1）如上图所示；（2）右；（3）电压；（4）右； （5）20。 三．动态电路的分析（共4小题） 7．（2023秋•沧州期末）在如图所示的电路中，电源电压不变，当S闭合，滑动变阻器的滑片P从左向右移动时，三个电表示数的变化情况是（　　） A．A变大，V1不变，V2变大 B．A变大，V1变小，V2不变 C．A不变，V1变小，V2变大 D．A变小，V1变大，V2变大 【答案】B 【解答】解：由电路图可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流，电压表V1测R2两端的电压，电压表V2测电源的电压； ∵电源的电压不变， ∴滑片移动时，电压表V2的示数不变； 当滑片P从左向右移动时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小， ∵I＝， ∴电路中的电流变大，即电流表的示数变大； ∵U＝IR， ∴定值电阻R1两端的电压变大， ∵串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和， ∴滑动变阻器R2两端的电压变小，即电压表V1示数变小。 故选：B。 8．（2023秋•乐亭县期末）如图所示的电路，电源电压恒定，下列操作一定可行的是（　　） A．只闭合S1时，把滑动变阻器的滑片P向右移，电流表、电压表增大 B．只闭合S1时，把滑动变阻器的滑片P向左移，电流表、电压表增大 C．滑动变阻器的滑片P不动，S2断开、S1由闭合到断开，电流表、电压表均减小 D．滑动变阻器的滑片P不动，S1闭合、S2由闭合到断开，电流表、电压表均减小 【答案】D 【解答】解：（1）只闭合S1时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流， 把滑动变阻器的滑片P向右移，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大， 由I＝可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小， 由U＝IR可知，R1两端的电压变小， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，变阻器R2两端的电压变大，即电压表的示数变大， 同理可知，把滑动变阻器的滑片P向左移时，电流表的示数变大，电压表的示数变小，故AB错误； （2）滑动变阻器的滑片P不动，S2断开， 当S1闭合时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流； 当S1断开时，电路断路，电压表测电源的电压， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电路中从有电流到无电流， 所以，电压表的示数变大，电流表的示数变小，故C错误； （3）滑动变阻器的滑片P不动，S1闭合， 当S2闭合时，电路为R2的简单电路，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流； 当S2断开时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，由I＝可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小， 由U＝IR可知，R2两端的电压变小，即电压表的示数变小，故D正确。 故选：D。 9．（2023秋•庆云县期末）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中，两个电压表示数与电流表示数变化的图像如图乙所示。图乙中 　dc　（选填“dc”或“ec”）表示电压表V2的示数与电流表示数变化的图像。 【答案】dc。 【解答】解：由电路图知定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表V1测量定值电阻R0两端的电压，电压表V2测量滑动变阻器R2两端的电压，当滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路的总电阻减小，由I＝知电路的电流变大，电流表的示数变大，由U＝IR知定值电阻R0两端的电压变大，电压表V1的示数变大，由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压变小，即电压表V2的示数变小，所以ec是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像、dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像. 故答案为：dc。 10．（2023秋•郓城县期末）如图为一种测量体重的装置，其中体重示数计是由 　电流　表改装成的；当体重越重时，电表示数 　越大　（选填“越大”或“越小”）。 【答案】电流；越大。 【解答】解：滑动变阻器和定值电阻串联接入电路，体重示数计串联接入电路，所以体重示数计为电流表，由电路图可知，变阻器的上部分连入电路，体重越大，滑片向上移动的越多，变阻器连入电路中的电阻越小，电路总电阻等于各部分电阻之和，所以电路总电阻越小，由欧姆定律可知通过电路的电流越大。 故答案为：电流；越大。 四．欧姆定律的应用（共6小题） 11．（2023秋•黄浦区期末）在如图所示的电路中，闭合开关S，电路正常工作。现对电路分别进行下列操作：①将滑动变阻器滑片向左移；②用电阻R3（R3＞R1）替换电阻R1；③断开开关S；④增大电源电压。其中能使电压表示数变大的操作有（　　） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】B 【解答】解：闭合开关S，两电阻串联接入电路，电路正常工作，电压表测滑动变阻器两端的电压， ①将滑动变阻器滑片向左移，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由于串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则总电阻变小，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流变大，根据U＝IR可知定值电阻两端的电压变大，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压变小，即电压表示数变小； ②用电阻R3（R3＞R1）替换电阻R1，根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变大，根据欧姆定律可知通过电路的电流变小，所以电流表示数变小，根据串联分压原理可知定值电阻两端的电压变大，根据串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压变小，即电压表示数变小； ③闭合开关S，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电压表示数小于电源电压， 断开开关S，电路处于开路，电压表测电源电压，则电压表示数变大； ④增大电源电压，由于两电阻的阻值不变，根据串联电路的分压特点可知电阻分得的电压变大，则电压表示数的变大。 由上分析可知：能使电压表示数变大的操作有2个。 故选：B。 12．（2023秋•伊犁州期末）如图所示，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P位于a点时，电压表的示数为3V；当滑片P从a点向左滑动2cm后，电压表示数变为4V；若滑片P继续向左滑动2cm后，电压表示数变为（　　） A．8V B．7V C．6V D．5V 【答案】C 【解答】解：由图可知，R0和滑动变阻器R串联，电压表测量R0两端的电压。 当滑片P位于a点时，设R总＝R0+Ra，则电路中的电流I1＝， 所以，电压表的示数U0＝I1R0，即×R0＝3V﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当滑片P从a点向左滑动2cm后，接入电路中的电阻减小，设减小的电阻为R， 则电路中的电流I2＝， 电压表的示数U0′＝I2R0，即×R0＝4V﹣﹣﹣﹣﹣② 由可得：R总＝4R， 因导体的材料和横截面积相同的条件下，电阻的大小与导体的长度成正比， 所以，从a点向左滑动2cm后，减小的电阻为R，则滑片P继续向左滑动2cm后，减小的电阻为2R， 此时电路中的电流I3＝， 电压表的示数U0″＝I3R0，即×R0＝U0″﹣﹣﹣③ 由可得：U0″＝×3V＝×3V＝6V。 故选：C。 13．（2023秋•天山区期末）我国大力推广新能源汽车应用，北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车。 （1）氢燃料电池车行驶时通过燃料电池内氢和氧相结合的化学反应将 　化学　能转化为 　电　能，源源不断为车辆供电，驱动有轨电车。 （2）某款国产氢燃料电池车在某次测试中匀速行驶了35km的路程，消耗0.46kg的氢燃料，这些氢燃料完全燃烧放出的热量为 　6.44×107J　。这些能量可供每百公里消耗汽油11.2kg的公交车行驶 　27.17　公里的路程。（，）（3）汽车上照明电路中用到了恒流电阻，它的电流与电压关系如图所示，当恒流电阻两端的电压由0增大到4V的过程中，它的电阻 　增大　（选填“不变”“减小”或“增大”），恒流电阻两端电压为4V时的电阻是两端电压为2V时电阻的 　2　（选填“0.5”“2”或“3”）倍。 【答案】（1）化学；电；（2）6.44×107J；27.17；（3）增大；2。 【解答】解：（1）氢燃料电池发电，是将氢气和氧气的化学能通过化学反应转化为电能； （2）0.46kg氢燃料完全燃烧放出的热量为； 公交车每百公里消耗汽油11.2kg，则公交车每公里消耗汽油， 若汽油完全燃烧放出热量为1.4×108J，则汽油的质量为m′＝＝＝3.04kg， 即1kg氢燃料完全燃烧放出的热量等于3.04kg汽油完全燃烧放出的热量， 因此，这些能量可供每百公里消耗汽油11.2kg的公交车行驶的路程为； （3）当恒流电阻两端电压由0增大到4V的过程中，电流不变而电压增大，根据欧姆定律可知它的电阻增大； 恒流电阻两端电压为4V时的电流为0.3A，电阻为 当恒流电阻两端电压为2V时，电流仍为0.3A，此时电阻为 因此，恒流电阻两端电压为4V时的电阻是两端电压为2V时电阻的2倍。 故答案为：（1）化学；电；（2）6.44×107J；27.17；（3）增大；2。 14．（2023秋•石狮市期末）如图甲所示，电源两端电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电压表的量程为0～15V。电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则电源两端的电压为 　24　V，闭合开关S后，保证电路各元件安全的条件下，滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为 　6　Ω。 【答案】24；6。 【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压。 （1）由图乙可知，R2＝10Ω时电压表的示数U1＝12V，R2′＝20Ω时电压表的示数U1′＝8V， 因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流分别为： I＝＝，I′＝＝， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压保持不变，所以，电源的电压： U＝I（R1+R2）＝×（R1+10Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① U＝I′（R1+R2′）＝×（R1+20Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 解得：R1＝10Ω，U＝24V； （2）当电压表的示数U1″＝15V时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小， 此时电路中的电流：I″＝＝＝1.5A， 此时滑动变阻器两端的电压：U2″＝U﹣U1″＝24V﹣15V＝9V， 则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2小＝＝＝6Ω。 故答案为：24；6。 15．（2023秋•陇南期末）如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1＝10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S，灯泡电阻不随温度变化。当开关S1，S2都断开，滑动变阻器的滑片P滑动到中点时，电流表的读数为0.4A；当开关S1，S2都闭合，滑动变阻器的滑片P滑动到最右端时，电流表的示数为0.9A，求： （1）电源电压为多少？ （2）小灯泡的额定功率是多少？ （3）闭合开关S，调整开关S1，S2和滑动变阻器，电阻R1在一分钟消耗的最大电能为多少？ 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）当闭合开关S，断开开关S1、S2时，R1与R2阻值的一半串联，电流表测电路中的电流， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，由I＝可得，电源的电压： U＝I（R1+）＝0.4A×（10Ω+）＝8V； （2）当闭合开关S，闭合开关S1、S2时，灯泡L与R2的最大阻值并联，电表测干路电流， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，通过R2的电流： I2＝＝＝0.4A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，通过灯泡L的电流： IL＝I′﹣I2＝0.9A﹣0.4A＝0.5A， 则灯泡的电阻： RL＝＝＝16Ω， 灯泡的额定功率： PL＝＝＝9W； （3）闭合开关S，断路开关S1，滑动变阻器的滑片位于左端时，电路为R1的简单电路，通过电阻R1的电流最大，一分钟消耗的电能最大， 则消耗的电能： W＝t＝×60s＝384J。 答：（1）电源电压为8V； （2）小灯泡的额定功率是9W； （3）闭合开关S，调整开关S1，S2和滑动变阻器，电阻R1在一分钟消耗的最大电能为384J。 16．（2023秋•苏州期末）甲图是某小组同学制作的一个风力测试仪。电压表选用的量程为0～3V，电源电压为4V，R1＝20Ω，R2＝30Ω，R2是粗细均匀的电阻丝，木球用金属丝（电阻不计）悬挂于A点，A点接入电路且金属丝与线状电阻R2接触良好，无风时金属丝刚好接触于电阻丝最右端。电阻丝R2接入电路的电阻与小球所承受风力F的关系如图乙所示。 （1）分析图甲中接入Rl的作用是　保护电路，防止电流过大烧坏电源　。 （2）请根据图乙查找出风力为480N时，R2接入电路的阻值为　10　Ω。 （3）请计算无风（即“风力为ON”）时的电压表示数。并在电压表表盘（图丙）上标出所求电压对应的刻度位置（即画出“指针对准的刻度线位置”）。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）当风力最大时，R2连入电阻为0，为了保护电路，防止电流过大烧坏电源，连入了R1； （2）由图乙可知，当风力为480N时，R2连入电阻为10Ω； （3）当F＝ON时，由图乙可知，R2＝30Ω，此时电路中的电流： I＝＝＝＝0.08A， U2＝IR2＝0.08A×30Ω＝2.4V， 指针位置如图所示。 故答案为：（1）保护电路，防止电流过大烧坏电源；（2）10；（3）电压表示数为204V，指针位置如图所示。 五．欧姆定律求范围值（共3小题） 17．（2023秋•牡丹江期末）（多选）如图甲所示的电路，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器上标有“20Ω，0.4A”的字样，电压表的量程为0～3V。在保证电路中各元件都不会损坏的前提下，调节滑动变阻器的滑片，电流表的示数随电压表示数变化的图象如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为5V B．电流表示数最大值为0.5A C．电压表示数最小值为1V D．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5Ω～20Ω 【答案】AC 【解答】解：（1）由图知，定值电阻R1与滑动变阻器R串联，电流表测电路中电流，电压表测R两端电压， 由图象知，当电路中电流I＝0.2A时，电压表示数3V， 由串联电路特点和欧姆定律有： U＝U1+UR＝IR1+UR＝0.2A×10Ω+3V＝5V，故A正确； （2）为保证电路各元件安全，当电压表示数为3V时，滑动变阻器连入电路的阻值最大，电路中电流最小， 由串联电路特点和欧姆定律可得，此时滑动变阻器连入阻值： R＝＝＝15Ω， 由滑动变阻器的规格知，电路中的最大电流为0.4A，此时电路的总电阻最小，滑动变阻器连入电路的阻值最小，故B错误； 此时滑动变阻器连入阻值： R′＝R总最小﹣R1＝﹣R1＝﹣10Ω＝2.5Ω， 此时电压表示数最小，最小值： UR最小＝I大×R′＝0.4A×2.5Ω＝1V，故C正确； 滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5Ω～15Ω，故D错误。 故选：AC。 18．（2023秋•深圳期末）爱动脑的小明想利用物理知识将电流表改装成电子拉力计，图甲是其电路原理图。弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计），定值电阻R0＝5Ω，a、b是一根长为7cm的均匀电阻（其电阻大小与长度成正比），阻值为R1＝35Ω，电源电压U＝6V，电流表的量程为0～0.6A；当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端。已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F的关系如图乙所示。 （1）将电流表的表盘改为拉力计的表盘，可以把拉力的大小信息转化为电流信息，更加方便简洁，信息转化的关键环节为：拉力大小变化→滑片P的位置变化→电路的 　电阻　变化→电流的变化。 （2）当不拉拉环时，电路中的电流是 　0.15　A。 （3）在电路中连入R0的目的是 　保护电路的作用　。 （4）为了保证电路安全，还需要对电阻丝R1接入电路的范围进行限制，其允许接入的阻值范围是 　5～35　Ω，该拉力计能够测量的最大拉力是 　600　N。 （5）在不改变电表的条件下，要增大电子拉力计测量范围，以下调整方案可行的是 　C　。 A.增大电源电压 B.减小电阻R0的阻值 C.在电路中再串联一个电阻 （6）在图丙所示的电流表盘上标出拉力为400N时指针的位置。 （7）小红同学设计了将电压表改装电子拉力计的电路，如图丁所示，弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F的关系如图乙所示，已知电源电压为U，定值电阻的阻值为R0，ab是长为L1的均匀电阻丝，阻值为R1，此方案中的电压表示数Ux与被测拉力F之间的关系式：Ux＝　　V（用U、R0、R1、L1和F表示）。 【答案】（1）电阻；（2）0.15；（3）保护电路；（4）5～35；600；（5）C；（6）见右图；（7）。 【解答】解：（1）由图甲知，电流表、R1、R0串联在电路中，当拉力大小变化时，滑片P的位置变化，R1连入电路的阻值变化，电路的总电阻变化，电源电压一定，由欧姆定律可知，电路中电流的变化； （2）由题知，当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端，此时R1连入电路的阻值为其最大值， 由串联电路特点和欧姆定律可得，电路中电流： I＝＝＝0.15A； （3）在电路中连入R0的目的是防止电流过大而烧坏电流表，即起到保护电路的作用； （4）由电流表的量程知，电路中的最大电流为0.6A， 此时电路中总阻值的最小：R0+R1最小＝＝＝10Ω， 则：R1最小＝10Ω﹣R0＝10Ω﹣5Ω＝5Ω， 所以电阻丝R1允许接入的阻值范围是5Ω～35Ω； R1接入电路中电阻最小时，接入电路的长度最小为：L最小＝×7cm＝1cm， 则弹簧的最大伸长量为：ΔL最大＝7cm﹣1cm＝6cm， 由图乙知，ΔL与F成正比，所以ΔL＝kF，且当ΔL＝6cm时，F＝600N， 所以6cm＝k×600N，k＝0.01cm/N，故ΔL＝0.01cm/N•F 所以拉力计能够测量的最大拉力：F最大＝＝＝600N； （5）由ΔL＝0.01cm/N•F知，要增大电子拉力计测量范围，即增大F值，保证电路安全前提下，应增大ΔL的值，则需减小电阻丝R1连入电路的阻值， 电路的最大一定，电路的总电阻R＝，则R1＝R﹣R0＝﹣R0， A.I最大和R0一定，若增大电源电压，则电阻丝R1连入电路的电阻增大，不合题意； B.I最大和电源电压U一定，若减小电阻R0的阻值则电阻丝R1连入电路的电阻增大，不合题意； C.I最大和电源电压U一定，电路的总电阻一定，若在电路中再串联一个电阻，则可减小电阻丝R1连入电路的阻值，符合题意； （6）由图象知，当拉力为F＝400N时，ΔL＝4cm， R1连入电路的长度：L＝7cm﹣ΔL＝7cm﹣4cm＝3cm， R1连入电路的阻值：R1′＝×35Ω＝15Ω， 电路中的电流I′＝＝＝0.3A， 拉力为400N时指针的位置，如图所示： ； （7）由图丙知，R1的最大值与R0串联在电路中，电压表测R1的左侧aP部分两端电压， 在拉力F作用下，RaP＝•R1＝•R1， 由串联电路特点和欧姆定律可得，电压表示数： Ux＝•RaP＝••R1＝。 故答案为：（1）电阻；（2）0.15；（3）保护电路；（4）5～35；600；（5）C；（6）见右图；（7）。 19．（2023秋•康县期末）如图所示电路，电源电压恒定，滑动变阻器的规格为“30Ω  1A”。在A、B 间接入规格为“12V 12W”的灯泡L，闭合开关，当变阻器连入电路的阻值为6Ω时，灯泡正常发光。求： （1）灯泡L正常工作时电阻； （2）电源电压； （3）取下灯泡L，在A、B间接入一个电阻R0，要求R0接入电路后，闭合开关，调节滑动变阻器R能使电流表示数达到0.4A，求R0的取值范围。（提示：太大或太小会导致无论如何调节滑动变阻器电路中电流均不能达到0.4A）。 【答案】（1）灯泡L正常工作时电阻为12Ω； （2）电源电压为18V； （3）R0的取值范围为15Ω～45Ω。 【解答】解：（1）由P＝UI＝可得，灯泡L正常工作时电阻： RL＝＝＝12Ω； （2）当变阻器连入电路的阻值为6Ω时，灯泡正常发光， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，由P＝UI可得，电路中的电流： I＝＝＝1A， 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+IR＝12V+1A×6Ω＝18V； （3）取下灯泡L，在A、B间接入一个电阻R0后，调节滑动变阻器R能使电流表示数达到0.4A， 此时电路中的总电阻： R总＝＝＝45Ω， 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，R0的阻值最大，此时其阻值R0大＝R总＝45Ω， 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，R0的阻值最小，此时其阻值R0小＝R总﹣R大＝45Ω﹣30Ω＝15Ω， 则R0的取值范围为15Ω～45Ω。 答：（1）灯泡L正常工作时电阻为12Ω； （2）电源电压为18V； （3）R0的取值范围为15Ω～45Ω。 六．光敏、热敏、压敏等半导体电路分析（共3小题） 20．（2023秋•鞍山期末）（多选）如图甲是小明设计的一个测温电路，其中RT为热敏电阻，图乙是其阻值随温度变化的图象。在某次实验中测得：当RT温度在5℃时，电压表示数为0.8V；当RT温度增至30℃，电压表示数为1.5V，在图乙所示的范围内，下列有关说法正确的是（　　） A．电源电压为4.5V B．定值电阻R的阻值为400Ω C．当RT温度在0℃时，电压表的示数最小 D．当RT温度最高时，电流表的示数为7.5mA 【答案】BCD 【解答】解：AB、由图甲知两电阻串联，电压表测量定值电阻R1两端的电压， 由图乙知当RT温度稳定在5℃时，热敏电阻RT的阻值为1.1kΩ＝1100Ω，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压为： U＝UR+IRT＝UR+×RT＝0.8V+×1100Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①； 由图乙知当RT温度增至30℃，热敏电阻RT的阻值为0.4kΩ＝400Ω，据串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压为： U＝UR′+I′RT＝UR′+×RT＝1.5V+×400Ω﹣﹣﹣﹣﹣②； 解①②得：R1＝400Ω，U＝3V，故A错误，B正确； C、由图乙知当RT温度在0℃时，热敏电阻的阻值最大，根据I＝知电路的电流最小，由U＝IR知定值电阻R两端的电压最小，即电压表的示数最小，故C正确； D、由图乙知当RT温度最高时，热敏电阻的阻值可以变为0，此时只有R连入电路，则电流表的示数为：I最大＝＝＝0.0075A＝7.5mA，故D正确。 故选：BCD。 21．（2023秋•晋江市期末）如图甲图为升降机电路的部分原理图。电源电压恒为6V，R0为定值电阻，电压表量程为0～3V，力敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示。 （1）力敏电阻不受压力时，电压表示数为2V，求定值电阻R0的阻值？ （2）在电路正常工作时，此力敏电阻能承受的最大压力为多少？ （3）当力敏电阻承载的压力为3750N时，R0两端的电压为多少？在不改变电表的条件下，为保证电路安全该如何调整？（请写出一条具体措施） 【答案】（1）定值电阻R0的阻值为100Ω； （2）在电路正常工作时，此压敏电阻能承受的最大压力为2500N； （3）当力敏电阻承载的压力为3750N时，R0两端的电压为4V；在不改变电表的条件下，为保证电路安全将定值电阻更换为50Ω的电阻。 【解答】解： （1）由图甲知，R0、R1串联，电压表测R0两端电压， 由图乙所示图象可知，压力为零时，压敏电阻阻值：R1＝200Ω， 压敏电阻两端电压：U1＝U﹣U0＝6V﹣2V＝4V， 电路电流：I＝＝＝0.02A， 定值电阻阻值：R0＝＝＝100Ω； （2）由图象知，压敏电阻所受压力最大，其阻值最小，电路电流最大，定值电阻两端电压最大，电压表量程为3V，则定值电阻两端最大电压为3V， 电路最大电流：I最大＝＝＝0.03A， 此时压敏电阻阻值：R1′＝＝＝＝100Ω， 由图乙所示图象可知，压敏电阻阻值为100Ω时，其所受压力为2500N； （3）由图乙所示图象可知，力敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系式是：R＝﹣kF+b； 由图乙图象可知：F＝0N时，R1＝200Ω，F′＝4000N时，R1′＝40Ω， 代入关系式可得： 200Ω＝﹣k×0N+b， 40Ω＝﹣k×4000N+b， 解得：k＝0.04，b＝200， 所以，R1的阻值与所受压力大小的关系式是：R＝﹣0.04F+200， 当力敏电阻承载的压力为3750N时，压敏电阻的阻值为：R′＝﹣0.04×3750+200＝50Ω， 电路电流：I′＝＝＝0.04A， 此时电压表示数为：U0＝I′R0＝0.04A×100Ω＝4V＞3V， 所以，不改变电表的条件，可以适当减小定值电阻阻值，或减小电源电压，或在电路中再串联一个分压电阻。 如减小定值电阻阻值，则压敏电阻两端电压：U1″＝U﹣U0max″＝6V﹣3V＝3V， 电路电流：I″＝＝＝0.06A， 需要更换的定值电阻阻值为：R0″＝＝＝50Ω； 答：（1）定值电阻R0的阻值为100Ω； （2）在电路正常工作时，此压敏电阻能承受的最大压力为2500N； （3）当力敏电阻承载的压力为3750N时，R0两端的电压为4V；在不改变电表的条件下，为保证电路安全将定值电阻更换为50Ω的电阻。 22．（2023秋•邛崃市期末）在学校科学创新活动实践课中，小丽同学设计了一个防踩踏模拟报警装置，其工作原理如图甲所示。ABO为一水平杠杆，O为支点，OA：OB＝4：1，闭合开关S，当水平踏板所受压力增大，电压表的示数达到3V时，报警器R0开始发出报警信号。已知电路中电源电压为12V，报警器R0的阻值恒为5Ω，压力传感器R固定放置，其阻值随所受压力F变化的关系图像如图乙所示，踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。 （1）由图乙可知，压力传感器R的阻值随压力F的增大而 　减小　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 （2）当踏板空载时，闭合开关S，电压表的示数为 　2　V。 （3）当报警器R0开始报警时，踏板设定的最大压力值为 　8　N。 （4）若电源电压在使用一段时间后略有降低，为保证报警器R0仍在踏板原设定的最大压力值时才报警，则踏板触点B应向 　左　（选填“左”或“右”）移动一点。 【答案】（1）减小；（2）2；（3）8；（4）左。 【解答】解：（1）如图乙所示，当压力增大时，传感器的电阻值会减小； （2）闭合开关时，压力传感器和报警器串联， 由图乙可知当踏板空载时，压力传感器的电阻为R＝25Ω， 此时电路中的电流：I＝＝＝0.4A， 由I＝可得，报警器两端的电压：U0＝IR0＝0.4A×5Ω＝2V，即电压表示数为2V； （3）报警器R0开始发出报警信号时，U0′＝3V，此时电路中的电流I′＝＝＝0.6A， 传感器两端的电压：U传＝U﹣U0′＝12V﹣3V＝9V， 传感器的阻值R′＝＝＝15Ω， 由图象可知当传感器的阻值为15Ω时，对应的压力为2N， 根据杠杆平衡条件可得：F压×OA＝F踏×OB， 即2N×4＝F踏×1，解得F踏＝8N； （4）一段时间以后电源电压会降低，R0两端分得的电压减低，根据串联电路的分压特点可知，应减小压敏电阻分担的电压，保证R0两端分得的电压不变，此时就应该减小压敏电阻的阻值，因电阻值随所受压力的增大而减小，所以应该增大压杆对传感器的压力，由杠杆平衡条件F压×OA＝F踏×OB可知，OA不变，F踏不变，所以F压和OB成正比，要增大压杆对传感器的压力，应增大OB，即把踏板触点B向左移动。 故答案为：（1）减小；（2）2；（3）8；（4）左。 七．欧姆定律的多状态计算（共2小题） 23．（2023秋•承德县期末）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1、R2、R3为三个定值电阻。R1＝10Ω，R2＝5Ω。当开关S1、S2闭合，S3 断开时，电流表的示数为I；当开关S1、S3闭合，S2断开时，电流表的示数为0.6A，R1两端的电压为U1；当开关S3闭合，S1、S2断开时，电流表的示数为0.15A，R1两端的电压为U1'。下列判断正确的是（　　） A．I＝0.4A B．U1：U1'＝4：3 C．电源两端的电压为9V D．R3的阻值为30Ω 【答案】D 【解答】解：（1）当开关S1、S3闭合，S2断开时，R2断路，R3短路，电路为R1的简单电路，电流表测量通过R1的电流。 此时R1两端的电压，即电源电压为：U＝U1＝I1R1＝0.6A×10Ω＝6V，故C错误； （2）由电路图可知，当开关S1、S2闭合，S3断开时，R1与R2并联，R3断路，电流表测量干路中的电流。 因为并联电路各支路两端的电压相等，等于电源电压，所以此时R2两端的电压为：U2＝U＝6V， 通过R2的电流为：I2＝＝＝1.2A， 由于并联电路各支路互不影响，所以通过R1的电流不变， 由于并联电路干路中的电流等于各支路电流之和， 所以干路中的电流，即电流表示数为：I＝I1+I2＝0.6A+1.2A＝1.8A，故A错误； （3）当开关S3闭合，S1、S2断开时，R2断路，R1与R3串联，电流表测量电路中的电流。 此时电路的总电阻为：R＝＝＝40Ω， R3的阻值为：R3＝R﹣R1＝40Ω﹣10Ω＝30Ω，故D正确； R1两端的电压为：U′1＝I′R1＝0.15A×10Ω＝1.5V， 则U1：U′1＝6V：1.5V＝4：1，故B错误。 故选：D。 24．（2023秋•惠阳区校级期末）如图电源电压保持不变，R1＝R2＝R3＝20Ω，当S1、S2都断开，电流表示数是0.3A，求： （1）电源电压。 （2）S1、S2都闭合时，电流表示数是多少？ 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）当开关S1、S2都断开时，电阻R1和R2串联，如图所示： ∵R1＝R2＝R3＝20Ω， ∴此时电路中的总电阻为：R串＝R1+R2＝20Ω+20Ω＝40Ω； 又∵此时电路中的电流为I串＝0.3A， ∴电源电压为：U＝I串R串＝0.3A×40Ω＝12V。 （2）当S1、S2都闭合时，R2被短路，电阻R1与R3并联，如图所示： ∵R1＝R2＝R3＝20Ω， ∴此时电路中的总电阻为：R并＝＝＝10Ω， 而电源电压不变， ∴此时电路中的电流为：I并＝＝＝1.2A。 答：（1）电源电压为12V。 （2）S1、S2都闭合时，电流表示数是1.2A。 八．伏安法测电阻（共2小题） 25．（2023秋•玉林期末）小梦学习小组的同学们在“测量定值电阻阻值”的实验中。 （1）如图甲是小组同学连接的部分实物图，请你用笔画线代替导线，帮助小组同学将图甲中的实物连接完整。 （2）电路连接正确后，闭合开关，小梦发现电压表无示数，电流表有示数，产生这一现象的原因可能是　定值电阻短路　（选填“定值电阻短路”或“定值电阻断路”）。 （3）排除故障后，继续实验，并根据实验数据画出如图乙所示的U﹣I图像。根据图像可知，定值电阻阻值 　5　Ω，此实验要多次测量电阻值，最后求电阻值的平均值，其目的是 　为了减小实验误差　。 （4）完成实验后，小组同学对实验进行了交流。小梦认为不用电流表也能测出该电阻的阻值。对小梦提出的问题，小组同学讨论后设计了在缺少电流表时测量未知电阻的方案，电路图如图丙所示，请你在横线上将实验步骤补充完整。 ①　将滑动变阻器的滑片移到最左端　，用电压表测出电源两端的电压U； ②　将滑动变阻器的滑片移到最右端　，用电压表测出待测电阻两端的电压U1； ③未知电阻R1的表达式，R1＝　　（用测量值U、U1及R0表示，其中滑动变阻器的最大阻值为R0）。 【答案】（1）如图所示：（2）定值电阻短路；（3）5；为了减小实验误差；（4）①将滑动变阻器的滑片移到最左端；②将滑动变阻器的滑片移到最右端；③。 【解答】解：（1）滑动变阻器要采取“一上一下”的连接方式，且与待测电阻串联，应选择上面一接线柱与待测电阻左端进行连接，因电源电压不超过3V，故电压表的量程选择0～3V，电路连接如图所示： （2）电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明与电压表并联部分电路出现短路，故出现的故障可能是定值电阻短路； （3）如图乙所示的U﹣I图像可知，任取三组数据计算电阻后求平均值，当电压为1.0V时，通过的电流为0.2A，根据欧姆定律可得电阻为：；当电压为2.0V时，通过的电流为0.4A，根据欧姆定律可得电阻为：；当电压为3.0V时，通过的电流为0.6A，根据欧姆定律可得电阻为：；定值电阻阻值为：；多次测量电阻值，最后求电阻值的平均值，其目的是为了减小实验误差； （4）分析电路图，滑动变阻器接入电路的电阻最大和最小时，用电压表分别测量待测电阻两端的电压，补充实验过程：①将滑动变阻器的滑片移到最左端，用电压表测出电源两端的电压U；②将滑动变阻器的滑片移到最右端，用电压表测出待测电阻两端的电压U1；③因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器的最大阻值为R0时两端的电压为：U0＝U﹣U1，因串联电路中各处的电流相等，则有，由此解得：R1＝； 故答案为：（1）如图所示：（2）定值电阻短路；（3）5；为了减小实验误差；（4）①将滑动变阻器的滑片移到最左端；②将滑动变阻器的滑片移到最右端；③。 26．（2023秋•温江区校级期末）在一次测量电阻Rx的实验中，小茗同学可以使用的实验器材为： A．待测定值电阻Rx：（Rx阻值在20～25Ω之间）； B．电流表A1（量程0～300mA）； C．电流表A2（量程0～0.6A）； D．电压表V1（量程0～3V）； E．电压表V2（量程0～15V）； F．定值电阻Ro1＝5Ω； G．定值电阻Ro2＝30Ω； H．电源（电压U＝15V恒定）； I．滑动变阻器R（0～100Ω）； J．开关一个，导线若干。 为了较精确地测出待测电阻Rx的阻值，需要使两电表的读数均不得小于其量程的，而且两电表的测量值范围要尽可能大一些。为此，小茗同学设计了如图甲所示电路（其中部分电路未画出）。滑片P开始置于滑动变阻器右端B，闭合开关S，电压表示数为UB，电流表示数为IB．然后移动滑片P，小茗测量了多组数据，当P移到左端A位置时，电流表指针刚好指到满偏刻度的位置，此时电压表示数为UA，电流表示数为IA．处理实验数据后，得到了如图乙所示的U﹣I关系图象。 （1）根据实验要求，电流表选用 　B　。（填器材前面的序号字母）。 （2）请在虚线方框内画出小茗设计的电路图（其中部分电路已画出）。 （3）对实验数据及图象经过分析论证，以下说法合理的是 　C　。 A．该实验不需要定值电阻。 B．该实验应选用规格为R01＝5Ω的定值电阻 C．该实验应选用规格为R02＝30Ω的定值电阻 （4）根据小茗的实验可以得到待测电阻的阻值Rx＝　20　Ω。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）为了较精确地测出待测电阻Rx的阻值，需要使两电表的读数均不得小于其量程的， 若使用0﹣0.6A的电流表时，电路中的电流不能小于×0.6A＝0.2A， 滑片P置于滑动变阻器右端B，电流表示数为IB≥0.2A， 滑动变阻器两端的电压最少为： U滑＝IBR滑最大＝0.2A×100Ω＝20V＞15V，不符合题意； 所以电流表只能选用0～300mA＝0.3A的量程，即电流表选用B； （2）电源电压为15V，故电压表选用0～15V量程， 若将电压表并联在待测电阻两端，滑片P开始置于滑动变阻器右端B，待测电阻的最大电压：Ux大＝IR大Rx＝×0.3A×25Ω＝2.5V＜15V×＝5V， 由于电压表的读数小于电压表量程的，不满足实验要求，故电压表不能并联在待测电阻的两端； 而定值电阻和待测电阻两端的最大电压：Ux0＝Ix大×（Rx+R02）＝×0.3A×（25Ω+30Ω）＝5.5V＞15V×＝5V， 所以应将电压表并联在定值电阻和待测电阻两端，才能满足两电表的读数均大于其量程的 ； 将定值电阻、待测电阻、滑动变阻器、电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻和待测电阻两端，如下图所示； ； （3）当P移到左端A位置时，滑动变阻器的电阻为0，此时电流表指针刚好指到满偏刻度的位置， 根据欧姆定律I＝知， 此时电路的总电阻为：R总＝＝＝50Ω＞25Ω， 所以该实验需要串联定值电阻来分压，来保护电路，故A错误； 因为电路的总电阻最小为50Ω，所以需要将定值电阻R02＝30Ω串联，故C正确，B错误； （4）因为串联电路的总电阻等于各电阻之和， 所以待测电阻的阻值为：Rx＝R总﹣R02＝50Ω﹣30Ω＝20Ω。 故答案为：（1）B；（2）见上图；（3）C；（4）20。 九．伏安法测小灯泡的电阻（共2小题） 27．（2023秋•襄汾县期末）小丽利用“伏安法”测定小灯泡的电阻，有如图中器材：电压表、电流表、开关、电源电压3V且恒定不变、“2.5V，0.4A”的小灯泡、标有“20Ω，1A”的滑动变阻器、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，帮小丽同学将图甲的实物电路连接完整，要求：连线不得交叉，电压表的量程选择要恰当，滑动变阻器的滑片向左移动、小灯泡变暗。 （2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表有示数，但电压表无示数，原因可能是 　小灯泡短路　。 （3）排除故障后，闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数为1.5V，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻为 　5　Ω。 （4）如表所示是按正确的操作测得的数据，从表中计算出三次小灯泡的阻值不相等，其原因是 　灯丝的电阻随温度的升高而增大　。 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.3 0.34 0.4 电阻R/Ω 5.0 5.88 6.25 （5）小丽利用图丙的电路图测出了一个未知电阻的阻值Rx，其中R0是定值电阻，请把实验步骤补充完整： ①断开开关S2、闭合开关S1，记录电流表的示数为I0； ②　断开开关S1，闭合开关S2，记录电流表的示数为Ix　； ③未知电阻的表达式：Rx＝ 　•R0　（用已知量和测量的物理量的符号表示）。 【答案】（1）见解答图；（2）小灯泡短路；（3）5；（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大；（5）②断开开关S1，闭合开关S2，记录电流表的示数为Ix；③•R0。 【解答】解：（1）小灯泡额定电压2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端；滑动变阻器的滑片向左移动，小灯泡变暗，说明电路中电流变小，滑动变阻器阻值变大，故滑动变阻器选用右下接线柱与灯泡串联在电路中，如下图所示： ； （2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路，即原因可能是小灯泡短路或电压表短路； （4）排除故障后，小华闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数为1.5V，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0.3A，小灯泡的电阻为： R＝＝＝5Ω； （5）由表中数据可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡的功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大； （6）实验步骤： ①断开开关S2，闭合开关S1，记录电流表的示数为I0； ②断开开关S1，闭合开关S2，记录电流表的示数为Ix； ③在步骤①中，电路为只有R0的简单电路，电流表测电路中的电流，则电源电压为U＝I0R0； 在步骤②中，电路为只有Rx的简单电路，电流表测电路中的电流，则电源电压为U＝IxRx； 由于电源电压不变，则I0R0＝IxRx， 解得：Rx＝•R0。 故答案为：（1）见解答图；（2）小灯泡短路；（3）5；（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大；（5）②断开开关S1，闭合开关S2，记录电流表的示数为Ix；③•R0。 28．（2023秋•婺源县期末）在“测定小灯泡的电阻”实验中，有如下器材：电压表、电流表、开关、电压为6V的电源、“3.8V 0.4A”的小灯泡、标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，按照如图甲所示的电路图，将图乙的实物电路连接完整（要求连线不得交叉；电流表的量程选择要恰当；滑动变阻器的滑片向左移动，小灯泡变暗）。 （2）甲组同学连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后，发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：①　连接电路时没断开开关　；②　滑动变阻器的滑片没调到最大阻值处　。 （3）乙组同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。接下来应进行的操作是 　C　。 A.更换小灯泡 B.检查电路是否断路 C.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 （4）如表是按正确的操作测得的数据，三次计算出的小灯泡的阻值不相等，其原因是 　灯泡的电阻随温度的变化而变化　。 实验次数 1 2 3 电压U/V 2.0 3.0 3.8 电流I/A 0.33 0.34 0.40 电阻R/Ω 6.0 8.8 9.5 【答案】（1） （2）①连接电路时没断开开关；②滑动变阻器的滑片没调到最大阻值处； （3）C； （4）灯丝电阻随温度的变化而变化。 【解答】解：（1）由题意可知，小灯泡额定电流为0.4A，故电流表选用小量程，将电流表串联在电路中； 滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡变暗，说明电路中电流变小，滑动变阻器的阻值变大，故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示： ； （2）为保护电路，连接实物图时应：①断开开关，②滑动变阻器的滑片要调到使连入电路的电阻为最大的位置； 甲组同学连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，说明连完最后一根线，电路立即接通且电路中电流较大，电路的阻值太小，原因是：①连接电路时没断开开关；②滑动变阻器的滑片没调到最大阻值处； （3）闭合开关，电流表有示数，说明电路为通路，发现小灯泡不发光，说明电路中的电流可能太小，接下来的操作应该是移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，故选C； （4）根据表中数据可知三次小灯泡的阻值不相等，因为灯泡两端电压不同时，灯泡的功率不同，造成灯丝的温度不同，因此灯丝的电阻不同，即灯丝电阻随温度的变化而变化。 故答案为：（1）见解答图；（2）①连接电路时没断开开关；②滑动变阻器的滑片没调到最大阻值处；（3）C；（4）灯丝电阻随温度的变化而变化。 十．电功率范围值问题（共3小题） 29．（2023秋•蒸湘区校级期末）如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω，1A”，电流表量程选择“0∼0.6A”，电压表量程选择“0∼3V”，小灯泡上标有“4.5V，0.3A”字样，其I﹣U图象如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项不正确的是（　　） A．电路的最大功率是3.6W B．小灯泡的功率变化范围是0.75W﹣1.35W C．电流表的示数范围是0.25A﹣0.3A D．滑动变阻器接入的阻值为5Ω﹣12Ω 【答案】A 【解答】解：A.由图甲可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；为保证电路安全，电路中允许通过的最大电流是I″＝0.3A，即电流表的最大示数是0.3A，由P＝UI可得，电路的最大功率是：Pmax＝UI″＝6V×0.3A＝1.8W，故A错误； BC.由串联电路的分压特点可知，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时，灯泡两端的电压最小，而且此时流过小灯泡的电流也最小，即电流表的示数最小，即当电压表的示数为3V时，小灯泡的电功率最小，此时小灯泡两端的电压为：UL小＝U﹣U滑＝6V﹣3V＝3V， 由图乙可知，此时流过小灯泡的最小电流是IL小＝0.25A，小灯泡的最小功率是PL小＝UL小IL小＝3V×0.25A＝0.75W； 由图乙可知，此时流过小灯泡的最大电流是IL大＝0.3A，小灯泡的最大功率是PL大＝ULIL大＝4.5V×0.3A＝1.35W，故B正确； 根据上面的分析，电路中的电流范围是0.25A﹣0.3A，故C正确。 D、当电压表的示数为3V时，灯泡L两端的电压UL＝U﹣U滑＝6V﹣3V＝3V，由图乙可知，此时电路中的电流I′＝IL小＝0.25A；由欧姆定律知，滑动变阻器的最大电阻； 当滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电路中的电流I＝0.3A，由串联电路电压的特点知，滑动变阻器两端的电压U小＝U﹣UL＝6V﹣4.5V＝1.5V；由欧姆定律知，滑动变阻器的最小电阻；则滑动变阻器接入的阻值为5Ω﹣12Ω，故D正确。 故选：A。 30．（2023秋•孟村县期末）如图所示电路中，电源电压6V不变，R1＝10Ω，滑动变阻器R2的规格为“30Ω 1A”，小灯泡L的额定电压为5V，电流表的量程（0～0.6A或0～3A）。只闭合S2时，L两端电压为3V。（不考虑温度对灯丝电阻的影响），求： （1）灯丝电阻。 （2）只闭合S3时，调节变阻器R2连入电路的阻值使小灯泡L正常发光。则变阻器1h内消耗的电能。 （3）闭合三个开关，为保证电路元件安全，电路总功率的变化范围。 【答案】（1）灯丝电阻为10Ω。 （2）只闭合S3时，调节变阻器R2连入电路的阻值使小灯泡L正常发光。则变阻器1h内消耗的电能为1800J。 （3）闭合三个开关，为保证电路元件安全，电路总功率的变化范围为4.8W～9.6W。 【解答】解：（1）只闭合S2时，灯泡L与R1串联，电流表测电路中的电流， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，灯泡L两端的电压： UL＝U﹣U1＝6V﹣3V＝3V， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，电路中的电流： I＝＝，即：＝， 所以，灯丝电阻RL＝10Ω； （2）只闭合S3时，灯泡L与R2串联，且灯泡正常发光其两端的电压为5V， 则滑动变阻器两端的电压： U2＝U﹣UL额＝6V﹣5V＝1V， 此时电路中的电流： I′＝＝＝0.5A， 所以，变阻器1h内消耗的电能： W2＝U2I′t＝1V×0.5A×3600s＝1800J； （3）闭合三个开关时，R1与R2并联，电流表测干路电流， 根据并联电路各支路两端的电压相等和欧姆定律可得： 通过R1的电流不变为：I1＝＝＝0.6A， 由滑动变阻器的铭牌可知，通过滑动变阻器的最大电流为1A，则干路的最大电流： I大′＝I1+I2大＝0.6A+1A＝1.6A， 电路的最大总功率： P大＝UI大′＝6V×1.6A＝9.6W， 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时干路电流最小，则通过滑动变阻器的最小电流： I2小＝＝＝0.2A， 干路的最小电流： I小′＝I1+I2小＝0.6A+0.2A＝0.8A， 电路的最小总功率： P小＝UI小′＝6V×0.8A＝4.8W， 所以，电路总功率的变化范围为4.8W～9.6W。 答：（1）灯丝电阻为10Ω。 （2）只闭合S3时，调节变阻器R2连入电路的阻值使小灯泡L正常发光。则变阻器1h内消耗的电能为1800J。 （3）闭合三个开关，为保证电路元件安全，电路总功率的变化范围为4.8W～9.6W。 31．（2023秋•罗城县期末）如图所示，灯泡L标有“6V，3W”字样，R1的电阻为10Ω，变阻器R2标有“48Ω，0.5A”的字样，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～3V。当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L恰好正常发光（设灯泡电阻不随温度而改变），求： （1）灯泡L的电阻； （2）当开关S1、S2、S3都闭合时，电路1min消耗的电能； （3）若闭合开关S1，断开开关S2、S3，在保证电路中各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R2消耗的电功率范围。 【答案】（1）灯泡L的电阻为12Ω； （2）当开关S1、S2、S3都闭合时，电路1min消耗的电能为396J； （3）若闭合开关S1，断开开关S2、S3，在保证电路中各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R2消耗的电功率范围为0.5W～0.9W。 【解答】解：（1）由P＝UI可得，灯泡L正常工作时的电流： IL＝＝＝0.5A， 由欧姆定律可得，灯泡的电阻： RL＝＝＝12Ω； （2）由图知，当S1、S2、S3均闭合时，R1与L并联，灯泡L恰好正常发光，电流表测干路电流，R2被短路， 由并联电路电压特点知电源电压：U＝U1＝UL＝6V； 因为灯泡正常发光，所以通过灯泡的电流IL＝0.5A， 通过R1的电流：I1＝＝＝0.6A， 由并联电路电流特点可得干路电流： I＝I1+IL＝0.6A+0.5A＝1.1A， 则电路1min秒消耗的电能：W＝UIt＝6V×1.1A×60s＝396J； （3）当S1闭合，S2、S3断开时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流， 因电流表的量程为0～3A，变阻器R2标有“48Ω，0.5A”的字样， 所以电路中的最大电流为I最大＝0.5A； 电路中的最小阻值为R′＝＝＝12Ω， 所以滑动变阻器接入电路的最小值为R2最小＝R′﹣RL＝12Ω﹣10Ω＝2Ω； 此时滑动变阻器的功率： P2＝（I最大）2R2最小＝（0.5A）2×2Ω＝0.5W； 电压表的量程为0～3V，所以当电压表的示数为3V时，变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小， 此时R1两端电压为：U1′＝6V﹣3V＝3V， 此时电路中的电流为I最小＝＝＝0.3A， 滑动变阻器接入电路的最大阻值为： R最大＝＝＝10Ω， 此时滑动变阻器的功率： P2′＝（I最小）2R2最大＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W； 故滑动变阻器滑动变阻器R消耗的电功率范围为0.5W～0.9W。 答：（1）灯泡L的电阻为12Ω； （2）当开关S1、S2、S3都闭合时，电路1min消耗的电能为396J； （3）若闭合开关S1，断开开关S2、S3，在保证电路中各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R2消耗的电功率范围为0.5W～0.9W。 十一．动态电路中电功率的变化（共3小题） 32．（2023秋•磁县期末）如图所示，电源电压不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，a、b是电流表或电压表。当只闭合开关S、S1时，a、b的指针均明显偏转，将位于中点的滑片P向左移动，a的示数不变，b的示数有变化，以下说法正确的是（　　） A．b是可能是电流表、也可能是电压表 B．只闭合S、S2，移动滑片P，则a示数的变化量与b示数的变化量的比值可能等于R1+R2 C．若将b换成另一种电表，只闭合S、S2，将滑片P向右移动R2消耗的功率一定变大 D．若将a与b的位置互换，只闭合S、S2，则a的示数与b的示数的比可能等于R2 【答案】D 【解答】解：A、只闭合开关S、S1时，电表b与滑动变阻器R串联，且滑片P向左移动，b的示数有变化，则b一定是电流表；故A错误； B、a为电压表、b为电流表时，只闭合S、S2，此时R1与R串联，电压表a测R两端的电压，电流表测电路中的电流，则有：R1＝，即a示数的变化量与b示数的变化量的比值等于R1；a、b均为电流表时，只闭合S、S2，R、R2被短路，电路为R1的简单电路，移动滑片P，a、b两表的示数变化量均为0，故B错误； C、将b换成电压表，a为电压表时，只闭合S、S2，R1、R2与R串联，滑片P向右移动，电阻变小，电路总电阻变小，电流变大，根据P＝I2R2可知，R2消耗的功率变大；若将b换成电压表，a为电流表时，只闭合S、S2，R被短路，R1、R2串联，滑片P向右移动，电阻不变，电路总电阻不变，电流不变，根据P＝I2R2可知，R2消耗的功率不变，故C错误； D、a为电压表、b为电流表时，若将a与b的位置互换，只闭合S、S2，R被短路，R1、R2串联，电流表测电路中的电路，电压表测R2两端的电压，则a的示数与b的示数的比值为R2；a、b均为电流表时，若将a与b的位置互换，只闭合S、S2，R、R2被短路，电路为R1的简单电路，两电流表的示数相等，其比值为1，故D正确。 故选：D。 33．（2023秋•赣榆区期末）如图所示的电路中，闭合开关S，让开关S1和S2断开，调节滑动变阻器的滑片P使其位于变阻器的a处（非最左端），此时灯泡L恰好正常发光，电流表A和电压表V均有示数。已知滑动变阻器的总电阻大于灯泡L的电阻，灯丝电阻为定值，不随温度变化而变化。以下判断正确的是（　　） A．若保持S1和S2断开，让P缓慢向右滑动，灯泡L变亮甚至可能被烧毁 B．若保持P在a处不动，S1仍断开，闭合S2后，A表和V表示数均变大 C．若保持P在a处不动，同时闭合S1和S2后，A表和V表示数将变大 D．若保持S1和S2断开，P移至变阻器最右端b，A表示数变化量和V表示数变化量的比值变小 【答案】B 【解答】解：A、闭合开关S，让开关S1和S2断开，P在a处时（非最左端），灯泡与滑动变阻器串联接入电路，此时灯泡正常发光，电流表测电路中电流，电压表测灯泡两端电压；若当保持S1和S2断开，让P缓慢向右滑动时，变阻器接入电路的电阻变大，电路中电流变小，灯泡中的电流减小，灯泡的实际功率变小，灯泡变暗，也不会被烧毁，故A错误； B、保持P在a处不动，S1断开，闭合S2，变阻器与R0并联后与灯泡串联接入电路，电流表测量干路中的电流，电压表测量灯泡两端的电压；因电阻R0与变阻器并联，电路中总电阻变小，根据欧姆定律可知电路中总电流变大，即电流表示数变大；由U＝IR可知，灯泡两端的电压变大，即电压表示数变大，所以A表和V表示数均变大，故B正确； C、若保持P在a处不动，同时闭合S1和S2后，灯泡和电压表短路，变阻器与R0并联接入电路，电流表测量干路中的电流，由并联电路的电阻规律可知，电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大；因电压表被短路，其示数为0，故C错误； D、若保持S1和S2断开，变阻器与灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，电流表测量电路中的电流，根据I＝可得电压表示数为：UL＝IRL，让P缓慢向右滑动后，电压表示数为：UL′＝I′RL， 则V表示数变化量为：ΔUL＝UL﹣UL′＝IRL﹣I′RL＝（I﹣I′）RL＝ΔIRL， 则， 由题知，灯丝电阻为定值，不随温度变化而变化，所以A表示数变化量和V表示数变化量的比值不变，故D错误。 故选：B。 34．（2023秋•罗山县校级期末）如图所示，这是某科技小组自制的肺活量比较装置的电路示意图。吹气时，气球胀大，隔板向上运动，电压表的示数 　变小　，电路消耗的总功率 　变大　。（均选填“变大”、“不变”或“变小”） 【答案】变小；变大。 【解答】解：由电路图可知，开关闭合时，定值电阻R1与滑动变阻器R0串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。 吹气时，气球胀大，隔板向上运动，变阻器滑片向上移动，R0接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小；由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；由U＝IR可知，R1两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，在电源电压不变时，R0两端的电压变小，即电压表的示数变小； 由P＝UI可知，电路总功率变大。 故答案为：变小；变大。 十二．结合图像计算电功率（共3小题） 35．（2023秋•鲤城区校级期末）在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1＝8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的有：（　　） ①定值电阻R2＝4Ω ②电源的电压为6V ③电压表的最大示数为4.5V ④定值电阻R2的最小电功率为1W A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④ 【答案】C 【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）由图乙可知，当R1＝2Ω和R1′＝8Ω时，滑动变阻器的电功率均为P1＝2W， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，由P＝UI＝I2R可得，两次电路中的电流分别为： I＝＝＝1A，I′＝＝＝0.5A， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压恒定， 所以，由I＝可得，电源的电压： U＝I（R1+R2）＝I′（R1′+R2）， 即：1A×（2Ω+R2）＝0.5A×（8Ω+R2）， 解得：R2＝4Ω，故①正确； 电源的电压：U＝I（R1+R2）＝1A×（2Ω+4Ω）＝6V，故②正确； （2）由串联分压的规律可知，当变阻器R1接入电路中的电阻最大为8Ω时，电压表的示数最大，此时电路中的电流I′＝0.5A， 则电压表的最大示数：U1大＝I′R1′＝0.5A×8Ω＝4V，故③错误； （3）结合（2）可知，定值电阻R2的最小电功率P2小＝I′2R2＝（0.5A）2×4Ω＝1W，故④正确。 故选：C。 36．（2023秋•阿城区期末）（多选）如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．曲线b的电流表示数与电压表V2示数的关系图像 B．电源电压为12V C．灯的额定功率1.8W D．滑动变阻器的最大阻值是45Ω 【答案】AD 【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 ABD、当滑片位于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小， 由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器两端的电压最大即电压表V2的示数最大，此时灯泡两端的电压最小即电压表V1的示数最小，则曲线a表示电流表示数与电压表V1示数的关系图象，曲线b表示电流表示数与电压表V2示数的关系图象，故A正确； 由图乙可知，电路中的最小电流I小＝0.2A，此时灯泡两端的电压UL＝2V，滑动变阻器两端的电压U滑＝9V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电源电压：U＝UL+U滑＝2V+9V＝11V，故B错误； 由I＝可得滑动变阻器的最大阻值： R滑大＝＝＝45Ω，故D正确； C．闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置，此时电路中的电流最大，由图乙可知电路中的最大电流I大＝0.6A，即小灯泡的额定电流为0.6A，滑动变阻器两端的电压为3V，根据串联电路两端的总电压等于各用电器两端的电压之和可知灯泡两端的电压为：UL大＝U﹣UR小＝11V﹣3V＝8V，则灯的额定功率为：P＝UL大I大＝8V×0.6A＝4.8W，故C错误。 故选：AD。 37．（2023秋•宿城区校级期末）有一只标有“3V”字样的小灯泡和一个定值电阻，如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像，由图像可知定值电阻R的阻值为 　10　Ω；若将小灯泡L和定值电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W，再闭合开关S2后，电路的总功率为 　1.4　W。 【答案】10；1.4。 【解答】解：定值电阻R的阻值为R＝＝＝10Ω； 由图乙可知，只闭合开关S1时，电路为L的简单电路， 由图甲可知，当UL＝2V时，IL＝0.5A，此时灯泡的实际功率：PL＝ULIL＝2V×0.5A＝1W，符合题意，所以电源电压为2V， 再闭合开关S2时，L与R并联，电流表测干路电流， 因并联电路中各支路两端的电压相等，所以UR＝UL＝2V， 由图甲可知，此时通过R的电流IR＝0.2A， 根据并联电路的电流特点可知，干路的总电流：I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A， 电路的总功率：P＝UI＝2V×0.7A＝1.4W。 故答案为：10；1.4。 十三．电功率的综合计算（共12小题） 38．（2023秋•枣庄期末）如图的电路中，已知只闭合S时，调节滑动变阻器，电压表示数由0.5V变为1V时，电流表示数变化了0.05A；同时闭合S、S2，断开S1时电流表示数为0.2A；同时闭合3个开关，电压表示数为3V.下列说法错误的是（　　） A．R2的阻值为10Ω B．只闭合S，电压表示数由0.5V变为1V时，R2的功率变化了0.075W C．若闭合S、S1断开S2，调节滑动变阻器使电压表示数为2V，此时滑动变阻器功率为0.1W D．若滑动变阻器的最大阻值为50Ω，通过调节滑动变阻器及开关，电压表的示数变化范围可以为0.5V～3V 【答案】C 【解答】解： A、由图可知，只闭合S时，3个电阻串联，电压表测R2两端的电压；调节滑动变阻器，电压表示数由0.5V变为1V时，电流表示数变化了0.05A； 则由I＝得R2的阻值：；故A正确； B、只闭合S时，3个电阻串联，电压表示数由0.5V 变为1V时，R2的功率分别为： ，， 所以，R2的功率变化了0.1W﹣0.025W＝0.075W，故B正确； C、同时闭合3个开关，电路为R2的简单电路，电压表测量电源电压，则电源电压U＝3V； 若闭合S，S1，断开S2，滑动变阻器与R2串联，电压表测R2两端的电压，调节滑动变阻器，使电压表示数为2V， 则此时电路中的电流为：， 因串联电路中总电压等于各分电阻两端的电压之和， 所以，U滑＝U﹣U1″＝3V﹣2V＝1V， 则此时滑动变阻器的功率：P滑＝U滑I″＝1V×0.2A＝0.2W，故C错误； D、若滑动变阻器的最大阻值为50Ω，由题干可知：电压表的示数可以为0.5V和3V，所以电压表的示数变化范围可以为0.5V～3V，故D正确。 故选：C。 39．（2023秋•仙游县期末）如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为0.6A，滑动变阻器R的最大阻值为50Ω，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V”。闭合开关S，在保证电路安全的前提下，最大范围地调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像，如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．小灯泡的额定功率为36W B．电源电压为6V C．当电流表示数为0.25A时，滑动变阻器的电功率为0.25W D．若电压表量程为0～3V，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω～50Ω 【答案】D 【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测电路中的电流。 A．由图乙可知，通过灯泡的电流为0.6A时，其两端的电压为6V，则小灯泡的额定功率PL＝ULIL＝6V×0.6A＝3.6W，故A错误； B．当电路中的电流为0.6A时，灯泡两端的电压为6V，由图丙可知，变阻器接入电路中的电阻R＝10Ω， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以由I＝可得，电源的电压U＝UL+IR＝6V+0.6A×10Ω＝12V，故B错误； C．由图乙可知，当电流表示数为0.25A时，灯泡两端的电压UL′＝1V，此时滑动变阻器两端的电压U滑＝U﹣UL′＝12V﹣1V＝11V， 滑动变阻器消耗的电功率P滑＝U滑I′＝11V×0.25A＝2.75W，故C错误； D．若将电压表量程换为0～3V，当电路中电流最大时，电压表示数也最大，此时滑动变阻器接入电阻最小， 由图乙可知，通过灯泡即电路中的电流I″＝0.5A，此时滑动变阻器两端的电压U滑′＝U﹣UL″＝12V﹣3V＝9V， 则滑动变阻器接入电路中的最小阻值R小＝＝＝18Ω， 滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡两端的电压最小，由图丙可知，变阻器接入电路中的最大阻值为50Ω， 所以，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω～50Ω，故D正确。 故选：D。 40．（2023秋•九龙坡区校级期末）如图所示，电源电压U保持不变，滑动变阻器最大阻值为R3，当只闭合开关S，滑片P在最左端时，电压表示数为U1，再将S1闭合，滑片P移至最右端，电压表示数变为U2，R3的电功率为P3；当只闭合S、S2、S3，滑片P仍在最右端时，R3的电功率为的电功率为P3′，电流表A与A1示数之差为1.5A。已知：U1：U2＝5：9，P3：P3′＝9：25，P3′＝7.5W。下列结论中错误的是（　　） A．只闭合S时，电路的最大总功率为7.5W B．只闭合S时，滑动变阻器R3的最大电功率为1.875W C．只闭合S2、S3，电路的最小总功率为33.75W D．只闭合S、S2、S3，电路的最小总功率为41.25W 【答案】C 【解答】解：当只闭合开关S，滑片P在最左端时，R1、R2串联接入电路，电流表测通过电路的电流，此时通过电路的电流为I1，电压表测R1两端的电压， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得U1＝×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①， 再将S1闭合，滑片P移至最右端，R2和R3的最大阻值串联接入电路，电流表测通过电路的电流，此时通过电路的电流为I2，电压表测R3两端的电压，根据欧姆定律可得U2＝×R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣②， R3的电功率：P3＝， 当只闭合S、S2、S3，滑片P仍在最右端时，三个电阻并联接入电路，电流表测通过R2和R3的电流之和，电流表A测干路电流， 因并联电路中各支路两端的电压相等，所以R3的电功率：P3′＝， 则＝＝＝，解得：＝， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以由欧姆定律可得＝＝＝， 整理可得：3R2＝2R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣③， 已知U1：U2＝5：9，即＝， 与③联立可得R3＝3R1﹣﹣﹣﹣﹣④， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且电流表A与A1示数之差为1.5A，所以通过R1的电流为1.5A，即＝1.5A﹣﹣﹣﹣⑤， R3的电功率P3′＝，即7.5W＝﹣﹣﹣﹣﹣⑥， ⑤⑥联立可得：U＝15V，R1＝10Ω， 将R1＝10Ω代入③④可得：R2＝20Ω，R3＝30Ω。 AB．只闭合S时，定值电阻R1、R2与滑动变阻器R3串联，电压表测R1和R3两端电压之和，电流表测电路中的电流， 当滑动变阻器R3接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻最小，总功率最大， 则P大＝＝＝7.5W，故A正确； 滑动变阻器R3的电功率为：P3串联＝UI﹣I2（R1+R2）＝15V×I﹣I2（10Ω+20Ω）， 当I＝＝＝0.25A时，滑动变阻器R3的电功率最大，最大为P3串联＝＝＝1.875W，故B正确； C．只闭合S2、S3时，定值电阻R1和滑动变阻器R3并联，电流表A1测R3支路的电流，电流表A测干路电流， 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总功率最小，则P小′＝+＝+＝30W，故C错误； D．只闭合S、S2、S3时，定值电阻R1、R2与滑动变阻器R3并联，电流表A1测R2和R3支路的电流之和，电流表A测干路电流， 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总功率最小， 则P小″＝++＝++＝41.25W，故D正确。 故选：C。 41．（2023秋•孟村县期末）在如图A的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为RM，移动滑动变阻器的滑片P从A端到B端，滑动变阻器的电功率随电流表示数变化的完整图线如图B，图线中a、b两点对应的电功率均为P1，且c点对应的是滑动变阻器的最大电功率P2，且P1：P2＝3：4，则图线中b点对应的电路状态中，滑动变阻器接入电路中的电阻大小（　　） A． B． C．2R0 D．3R0 【答案】B 【解答】解：由图知a点时电流最小，滑动变阻器的电阻最大，滑片P在A端，电功率为P1， P1＝RM； 滑动变阻器的电功率： P滑＝×R滑＝＝， 当R滑＝R0时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大为： P2＝， 所以P1：P2＝RM：＝3：4， 即＝， 化简得，（3R0﹣RM）×（R0﹣3RM）＝0， 解得：RM＝3R0或RM＝R0，由前面解答可知变阻器的最大阻值一定大于R0，故RM＝R0应舍去； 图线中b点对应的电路状态中，设滑动变阻器接入电路中的电阻为R，且RM＝3R0﹣﹣﹣﹣﹣① 已知此时变阻器消耗的电功率也为P1， 则有P1＝RM＝R﹣﹣﹣﹣﹣﹣②； 联立①②解得R＝3R0或R＝R0，因b点对应的电路状态中的电流较大，则变阻器接入电路的阻值较小，故R＝3R0应舍去，即此时滑动变阻器接入电路的电阻为R0，只有B正确。 故选：B。 42．（2023秋•玄武区期末）如图所示电路，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V，4.2W”字样。当S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最左端时，小灯泡L正常发光，电流表示数为2.2A，R0的阻值是 　4　Ω，电路总功率为 　13.2　W。只闭合S1，滑动变阻器滑片滑到某一点时，电压表示数为U1，电路消耗的电功率为P1；保持滑片位置不动，只闭合S2，此时电压表示数为U2，电路消耗的电功率为P2；已知U1：U2＝3：4，P1：P2＝3：2，则只闭合S2时小灯泡的实际功率是 　2　W。 【答案】4；13.2；2。 【解答】解：（1）小灯泡L标有“6V 4.2W”字样，则小灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝0.7A； 当S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最左端时，变阻器接入电路的电阻为0，此时灯泡和定值电阻并联，电压表测电源电压，电流表测干路电流， 因并联电路中各支路两端的电压相等，且小灯泡L正常发光，所以电源电压U＝UL＝6V； 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且电流表示数为2.2A， 则通过定值电阻的电流：I0＝I﹣IL＝2.2A﹣0.7A＝1.5A， 根据欧姆定律可得定值电阻R0的阻值：R0＝＝＝4Ω； 电路总功率为：P＝UI＝6V×2.2A＝13.2W； （2）只闭合S1，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端的电压，由题知，滑动变阻器滑片滑到某一点时，电压表示数为U1，电路消耗的电功率为P1； 保持滑片位置不动，只闭合S2，小灯泡L的电阻发生变化（灯泡没有正常发光），灯泡和滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，由题知，此时电压表示数为U2，电路消耗的电功率为P2； 已知P1：P2＝3：2，且电源电压不变，根据P＝UI可知前后两次电流之比为I1：I2＝3：2， 设I1＝3I′，I2＝2I′， 已知U1：U2＝3：4，设U1＝3U′，U2＝4U′， 根据欧姆定律可得定值电阻和此时灯泡的电阻之比：＝＝＝， 则RL＝2R0＝2×4Ω＝8Ω； 滑动变阻器接入电路的阻值不变，设滑动变阻器接入电路的阻值为R， 因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和， 则根据欧姆定律可得前后两次电流之比＝，即＝，解得R＝4Ω， 则只闭合S2时电路中的电流：I2＝＝＝0.5A， 此时小灯泡的实际功率：P实＝RL＝（0.5A）2×8Ω＝2W。 故答案为：4；13.2；2。 43．（2023秋•武城县期末）将分别标有“6V 3W”和“3V 3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为6V的电源两端，则　甲　（选填“甲”或“乙”）灯更亮；若将两灯并联接在电压可调的电源上，为保证其中一盏灯正常发光，另一盏灯不被烧毁，则此时两灯总功率为　3.75　W。（忽略温度对灯丝电阻的影响） 【答案】甲；3.75W。 【解答】解：由P＝可得，两灯的电阻分别为： R甲＝＝12Ω，R乙＝＝3Ω， 两个灯泡串联时，串联电路各处电流都相等，由P＝UI的变形公式P＝I2R可知，因为R甲＞R乙，所以P乙＜P甲，故甲灯泡更亮； 两个灯泡并联时，电路电压应选择两个灯泡中电压较小的，所以乙灯泡正常发光，电路电压为U并＝3V，则乙灯泡的实际功率为P乙′＝P额乙＝3W， 甲灯泡的实际功率为＝， 此时两灯总功率为P＝P甲′+P乙′＝3W+0.75W＝3.75W。 故答案为：甲；3.75W。 44．（2023秋•长沙期末）如图所示电路，电源电压U恒定。当A、B间接入标有“3V 1.5W”字样的灯泡L（忽略灯丝电阻变化），闭合S、S1、S2，断开S3，滑片P移到某一位置时电流表示数为I，再向上移动一段距离，R的阻值变化了5Ω，电流表示数变化了0.1A，L恰好正常发光；当A、B间换接为R3，闭合S、S3，断开S1、S2，电压表示数S为U2，R1的功率为P1，R2的功率为P2，P1≠P2，电路的总功率为5W，R1、R2、R3均为定值电阻，每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能。灯泡的电阻是 　6Ω　，I的大小是 　0.4A　，U2可能是 　4.5V或1V　。 【答案】6Ω；0.4A；4.5V或1V。 【解答】解：闭合S、S1、S2，断开S3时，灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R的电压， 设滑片P移到某一位置时接入电路中电阻为R，此时电流表示数为I， 再向上移动一段距离，R的阻值变化了5Ω，电流表示数变化了0.1A， 则接入电路中的电阻为R﹣5Ω，电路中的电流为I+0.1A， 因此时L恰好正常发光，所以由P＝UI可得，I+0.1A＝＝＝0.5A， 解得：I＝0.4A； 由P＝UI＝可得，灯泡的电阻RL＝＝＝6Ω， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压不变， 所以，电源的电压U＝I（R+RL）＝（I+0.1A）[（R﹣5Ω）+RL]，即0.4A×（R+6Ω）＝（0.4A+0.1A）[（R﹣5Ω）+6Ω]， 解得：R＝19Ω， 电源的电压：U＝I（R+RL）＝0.4A×（19Ω+6Ω）＝10V； 当A、B间换接为R3，闭合S、S3、断开S1、S2时，R1、R2、R3串联，电压表测R2两端的电压， 因串联电路中各处的电流相等，且P1≠P2， 所以，由P＝UI＝I2R可知，R1≠R2，且电路中的电流I′＝＝＝0.5A， 此时电路的总电阻：R＝＝＝20Ω， 因R1、R2、R3的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能， 所以，R1、R2、R3的电阻依次可能为2Ω、9Ω、9Ω，也可能为9Ω、2Ω、9Ω， 电阻R2两端的电压：U2＝I′R2＝0.5A×9Ω＝4.5V或U2＝I′R2＝0.5A×2Ω＝1V。 故答案为：6Ω；0.4A；4.5V或1V。 45．（2023秋•鹤壁期末）如图甲电路所示，电源电压为9V且保持不变，小灯泡标有“6V 6W”的字样，小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙。求： （1）小灯泡正常发光时电阻为多少欧？ （2）当电流表的示数为0.7A时，小灯泡的电功率为多少瓦？ （3）当电压表的示数为2V时，整个电路10s内消耗的电能是多少焦？ 【答案】见试题解答内容 【解答】解：由图甲可知：小灯泡与滑动变阻器、电流表串联，电压表并联在小灯泡两端。 （1）由P＝得：R＝ 则小灯泡的电阻：RL＝＝＝6Ω。 （2）由图乙可知，当电流为0.7A时，电压值为3V， 则小灯泡的实际功率：P实＝U实I实＝3V×0.7A＝2.1W。 （3）当电压表示数为2V时，由图可知此时电路中的电流为0.5A， 则整个电路10s内消耗的电能：W＝UIt＝9V×0.5A×10s＝45J。 答：（1）小灯泡正常发光时电阻为6Ω。 （2）当电流表的示数为0.7A时，小灯泡的电功率为2.1W。 （3）当电压表的示数为2V时，整个电路10s内消耗的电能是45J。 46．（2023秋•定陶区期末）在如图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，灯泡L1的额定电压为8V，如图乙是灯泡L2的U﹣I图象。 （1）当开关S接a时，电压表的示数为1.2V，电流表的示数为0.3A，求定值电阻R0的阻值； （2）当开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1W，求灯泡L1的额定功率； （3）开关S接b时，通过调节电源电压使灯泡L1正常发光，求电路消耗的总功率。 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）当开关S接a时，灯泡L1与电阻R0串联（如下图所示）， ∵U0＝1.2V，I＝0.3A， ∴电阻R0的阻值为：R0＝＝＝4Ω。 （2）当开关S接a时，灯泡L1与电阻R0串联，∵灯泡L1正常发光时， ∴灯泡L1两端的电压为额定电压U1＝8V， 又∵此时R0消耗的功率为P0＝1W，而R0＝4Ω， ∴此时电路中的电流为：I02＝＝＝0.25A2，即I1＝I0＝0.5A， 灯泡L1的额定功率为：P1＝U1I1＝8V×0.5A＝4W。 （3）开关S接b时，灯泡L1与灯泡L2串联（如下图所示）， ∵灯泡L1正常发光， ∴此时电路中的电流为I1＝I2＝0.5A， 从灯泡L2的U﹣I图象可知，当电流为0.5A时，灯泡L2两端的电压为U2＝4V， 则电源电压为：U＝U1+U2＝8V+4V＝12V， ∴电路消耗的总功率为：P总＝UI1＝12V×0.5A＝6W。 答：（1）定值电阻R0的阻值为4Ω。 （2）灯泡L1的额定功率为4W。 （3）电路消耗的总功率为6W。 47．（2023秋•庐阳区校级期末）在如图所示的电路中，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变，电源电压U＝6V，小灯泡R2标有“3V 3W”字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，滑动变阻器R3的最大阻值为20Ω。求： （1）只闭合S2时，电流表示数为0.5A，则滑动变阻器R3接入的电阻是多大； （2）闭合开关S1和S3时，电路的功率为6W，则闭合开关S1、S2和S3时，电路的总电阻； （3）在不损坏各元件的情况下，只闭合开关S1，R1消耗的最大功率为多少。 【答案】（1）只闭合S2时，电流表示数为0.5A，则滑动变阻器R3接入的电阻是9Ω； （2）闭合开关S1和S3时，电路的功率为6W，则闭合开关S1、S2和S3时，电路的总电阻为2Ω； （3）在不损坏各元件的情况下，只闭合开关S1，R1消耗的最大功率为2.16W。 【解答】解：（1）由小灯泡规格参数，根据P＝UI可得，灯泡的额定电流： I2＝＝＝1A， 由欧姆定律可得，灯泡的电阻：R2＝＝＝3Ω， 只闭合S2时，R2与R3串联，电流表测量电路中的电流，电流表示数为I′＝0.5A， 由欧姆定律可得，电路的总电阻：R总＝＝＝12Ω， 由串联电路电阻规律可得，滑动变阻器R3接入的电阻：R3＝R总﹣R2＝12Ω﹣3Ω＝9Ω； （2）闭合开关S1和S3时，R3被短接，电路为R1接在电源两极的简单电路，电路的功率为P1＝6W， 根据P＝UI＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝6Ω； 闭合开关S1、S2和S3时，R3被短接，R1、R2并联， 根据并联电路电阻规律可得，电路中的总电阻：R并＝＝＝2Ω； （3）只闭合开关S1，R1与R3串联，电压表测R3两端的电压，电流表测电路中的电流，电路中的电流为I＝0.6A（电流表的量程为0～0.6A）时，电压表的示数： U3＝U﹣IR1＝6V﹣0.6A×6Ω＝2.4V＜3V（电压表的量程为0～3V）， 则电路中的电流最大为0.6A，此时R1消耗的电功率最大， P1＝I2R1＝（0.6A）2×6Ω＝2.16W。 答：（1）只闭合S2时，电流表示数为0.5A，则滑动变阻器R3接入的电阻是9Ω； （2）闭合开关S1和S3时，电路的功率为6W，则闭合开关S1、S2和S3时，电路的总电阻为2Ω； （3）在不损坏各元件的情况下，只闭合开关S1，R1消耗的最大功率为2.16W。 48．（2023秋•成都期末）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。 【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。 49．（2023秋•来宾期末）小亮家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三挡并可手动调节，其额定电压为220V，低温挡、中温挡的额定功率为22W和44W。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b，当它接入家庭电路中正常工作时： （1）低温挡加热时的电流多大？ （2）中温挡加热3min，消耗多少J的电能？ （3）高温挡加热的额定功率是多少W？ 【答案】（1）低温挡加热的电流为0.1A； （2）消耗7920J的电能； （3）高温挡加热的额定功率是88W。 【解答】解：（1）由P＝UI可得，低温挡加热的电流： I＝＝＝0.1A； （2）由P＝可得，中温挡加热3min消耗的电能： W＝P中温t＝44W×3×60s＝7920J； （3）当开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，马桶盖处于中温挡， 由P＝可得，R1的阻值： R1＝＝＝1100Ω， 当开关S1断开、S2接b时，R1与R2串联，马桶盖处于低温挡， 则电路中的总电阻： R＝＝＝2200Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，R2的阻值： R2＝R﹣R1＝2200Ω﹣1100Ω＝1100Ω， 当开关S1闭合、S2接a时R1与R2并联，电热马桶盖处于高温挡， 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和， 所以，电路中的总电阻： R′＝＝＝550Ω， 高温挡加热的额定功率： P高温＝＝＝88W。 答：（1）低温挡加热的电流为0.1A； （2）消耗7920J的电能； （3）高温挡加热的额定功率是88W。 十四．伏安法测量小灯泡的电功率（共5小题） 50．（2023秋•东港区校级期末）在“测小灯泡额定电功率”的实验中，电源电压为6V保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω。 （1）请根据电路图（图1）把实物图（图2）连接完整。 （2）连接电路时，刚连接好最后一根导线，小灯泡立即发光，且发现电压表指针如图3所示偏转，则连接电路时存在的问题是： ①　连接电路时，开关没有断开　；②　电压表正负接线柱接反了　。 （3）正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，则故障可能是小灯泡 　断路　。 （4）排除故障后继续进行实验，将测得的数据记录在下面表格中； 实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡的发光情况 1 0.5 0.16 不发光 2 1 0.2 较暗 3 1.5 0.25 较亮 4 2.5 正常发光 5 3 0.32 发出耀眼的光 小灯泡正常发光时，电流表的示数如图4所示，则小灯泡的额定功率是：　0.75　W。 （5）第1次实验中，发现小灯泡不发光，原因是 　小灯泡的实际功率过小　； （6）实验结束后，小组同学对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比 　偏大　（选填“偏大”或“偏小”）； （7）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，利用图5所示的电路测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率，其中R0的阻值已知，请你将下列实验步骤补充完整： ①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 　I额R0　； ②保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合S、S2，断开S1，读出电压表示数为U； ③小灯泡的额定功率P额＝ 　I额（U﹣I额R0）　。（用I额、R0、U表示） 【答案】（1）见解答图：（2）①连接电路时，开关没有断开；②电压表的正负接线柱接反了；（3）断路；（4）0.75；（5）小灯泡的实际功率过小；（6）偏大；（7）I额（U﹣I额R0）。 【解答】解：（1）由电路图知，电流从电源正极流出，依次经过滑动变阻器、电流表、灯泡回到电源负极，电压表并联在灯泡两端，小灯泡的额定电压为2.5V小于3V，故用0～3V小量程；根据欧姆定律得，通过灯泡的额定电流约为I＝＝＝0.25A＜0.6A，电流表用0～0.6A接入电路，如图所示： （2）连接电路时，刚连接好最后一根导线，小灯泡立即发光，说明电路是通路，即连接电路时没有断开开关。电压表正确接入电路指针应正向偏转，但发现电压表的指针如下图所示反向偏转，则连接电路时，电压表的正负接线柱接反了，所以存在的问题是：①连接电路时没有断开开关；②电压表的正负接线柱接反了； （3）正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，小灯泡不发光，电流表无示数，说明电路断路，电压表的示数接近电源电压，则故障可能是小灯泡断路； （4）电流表用0～0.6A接入电路，分度值为0.02A，小灯泡正常发光时，如图所示电流表的示数0.30A，则小灯泡的额定功率是：P额＝U额I正常＝2.5V×0.30A＝0.75W； （5）第1次实验中，由记录表中数据知，小灯泡两端电压太小，通过的电流小，导致发现小灯泡不发光，所以原因是小灯泡的实际功率过小； （6）甲图电压表与灯泡并联，电压表测量的电压是准确的，电流表串联在电路中，根据并联电路电流的规律，电流表示数大于通过灯的实际电流，根据P＝UI可知，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大； （7）①闭合S、S1，断开S2，此时R0、灯L和滑动变阻器串联，调节滑动变阻器的滑片使电路中的电流为小灯泡的额定电流I额，根据欧姆定律得，电压表示数为U1＝I额R0； ②保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合S、S2，断开S1，读出电压表示数为U； ③由②和串联电路中电压和电流特点知，小灯泡两端电压U额＝U﹣U1＝U﹣I额R0， 正常发光时的电阻RL＝＝， 根据P＝UI得，额定功率P额＝I额U额＝I额2RL＝I额（U﹣I额R0）。 故答案为：（1）见解答图：（2）①连接电路时，开关没有断开；②电压表的正负接线柱接反了；（3）断路；（4）0.75；（5）小灯泡的实际功率过小；（6）偏大；（7）I额（U﹣I额R0）。 51．（2023秋•裕华区校级期末）小兰、小美想要测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。器材有：电压为3V的电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。 （1）如图甲所示是小兰、小美开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确，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； （2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数。电路中出现的故障是 　A　（请选填序号）； A．小灯泡短路 B．小灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路 （3）测量过程中，滑片在某一位置时，电压表示数为2V，为测量灯泡的额定功率，应缓慢将滑片P向 　左　移动（选填“左”、“右”），灯正常发光时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　0.75　W； （4）小兰在实验过程中，从滑片在最右端时开始测量，并移动滑片记录多组数据，绘制成I﹣U图象，如图丙所示，说明小灯泡灯丝电阻随温度的升高而 　增大　（选填“增大”、“减小”或“不变”），该电路所选的滑动变阻器规格为：　C　（填写选项即可）； A．10Ω，0.5A B．20Ω，1A C．25Ω，0.5A D．30Ω，1A （5）实验过程中，电流表不慎损坏，小美设计了如图丁所示的电路图，也测量出了小灯泡的额定电功率。已知电源电压恒为U，小灯泡额定电压为U额，定值电阻的阻值为R0。 实验步骤如下： ①只闭合S、S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为U额； ②保持滑片P不动，断开S2、闭合S1，读出电压表示数为U1； ③小灯泡的额定电功率P＝　　（用已知量和所测物理量符号表示）。 【答案】（1）见解析；（2）A； （3）左；0.75；（4）增大；C；（5）。 【解答】解：（1）图甲中，电流表与滑动变阻器串联后再与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的，滑动变阻器应与灯串联，电流表应串联在电路中，电压表应与灯并联，如下图所示： （2）A、如果小灯泡短路，电压表被短路，电压表没有示数，电路是通路，电流表有示数，故A符合题意； B、如果小灯泡断路，电路是断路，电流表没有示数，电压表串联在电路中，电压表有示数，故B不符合题意； C、如果滑动变阻器短路，电路是通路，电流表和电压表都有示数，故C不符合题意； D、如果滑动变阻器断路，电路是断路，电流表和电压表都没有示数，故D不符合题意； 故选：A； （3）灯在额定电压下正常发光，电压表的示数2V小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，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， 由图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，由图乙可知，分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率为： PL＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W； （4）由图丙可知，当小灯泡两端电压增大时，通过的电流也增大，实际电功率增大，亮度增大，温度升高，电阻增大， 由图丙可知电路中最小电流为0.1A，对应小灯泡的电压为0.5V，根据串联电路电压特点可知滑动变阻器两端的电压为： U滑＝3V﹣0.5V＝2.5V， 此时滑动变阻器接入电路的电阻为： R滑＝＝＝25Ω， 据此判断滑动变阻器所选规格应为C； （5）在步骤①中，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为U额，此时灯泡正常发光；在步骤②中，定值电阻与变阻器串联，电压表测定值电阻两端的电压，保持变阻器滑片位置不动，根据串联分压原理得到： ， 所以， 在步骤①中，根据串联电路电压规律，变阻器两端电压为： U滑＝U﹣U额 则通过变阻器的电流为： I滑＝＝＝， 根据串联电路电流特点，小灯泡的额定电流为： I额＝I滑＝， 小灯泡的额定电功率为： P＝U额I额＝U额×＝。 故答案为：（1）见解析；（2）A； （3）左；0.75；（4）增大；C；（5）。 52．（2023秋•高阳县期末）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）、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）探究电流与电阻的关系； 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电阻，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最 　左　（选填“左”或“右”）端。闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，为 　0.4　A； （2）小鹏想测量已知I额的小灯泡额定功率。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，利用原有的滑动变阻器R1（已知R1最大阻值为R0）、电流表等器材，小鹏设计了如图丙所示的电路，虚线框内应填上滑动变阻器R1或R2，请你帮他完成实验； ①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I1； ②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I额； ③　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I2； ④小灯泡的额定功率表达式为P额＝　I额2×（﹣+R0）　（用符号表示）。 【答案】（1）①见解答图；②1.5；③左；0.4；（2）见解答图；②R2；③R2滑片位置不动；④I额2×（﹣+R0）。 【解答】解：（1）①变阻器应串联在电路中，电压表应并联在定值电阻两端，如图所示： 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﹣UV＝3V﹣UV 根据分压原理得：，即 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：UV＝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。 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。 （2）为了完成实验，在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2，如图所示： 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I1；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I额；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I2；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I1，根据欧姆定律，电源电压U＝I1R1＝I1R0 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I额，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I2，根据欧姆定律，电路中的总电阻： ， 根据电阻的串联： ， 当灯泡正常发光时，根据欧姆定律，电路中的总电阻： ， 灯泡正常发光时的电阻： ， 小灯泡的额定功率： P额＝U额I额＝I额2RL＝I额2×（﹣+R0）。 故答案为：（1）①如上图所示；②1.5；③左；0.4；（2）如上图所示；②R2；③R2滑片位置不动；④I额2×（﹣+R0）。 53．（2023秋•忠县期末）成才中学某学习小组成员小亮同学进行伏安法“测定小灯泡电功率”的实验。实验室提供了以下器材：电流表、电压表和开关各1个，滑动变阻器3个分别标有“5Ω 0.5A”、“15Ω 1A”、“20Ω 1A”字样，3节新干电池，导线若干，待测小灯泡。 （1）小亮的实验原理是 　P＝UI　（写出物理表达式）。 U/V V/A 第1组 0.14 第2组 0.24 第3组 4.0 0.25 （2）小亮连接的实物电路如图甲所示，选取其中一个滑动变阻器，将滑片置于阻值最大值处，闭合开关后，移动滑片的过程中，电压表的指针不变化，其示数如图乙。老师发现小亮连接的电路中有一根导线连接错误，请你在错误的连线上画“×”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线将电路连接正确（电源右端为正极）。 （3）小亮将电路重新正确连接后，发现小灯泡上标有“3.5V”字样，接下来还需调整的实验器材有 　电源　、　电压表　。开关闭合后，发现只有一只电表的示数发生变化，则可能是 　灯泡　发生了故障（选填小灯泡或滑动变阻器）。 （4）重新调整并排除故障后，小亮进行了实验探究，测量了三组数据：首先读出开关刚闭合时的数据，其中电流表示数为0.14A；接着移动滑动变阻器的滑片至小灯泡正常发光，读出此时的电流为0.24A，最后他再次移动滑片，测出第三组数据。并把测出的部分数据填入了表格中。 （5）判断小灯泡正常发光的方法是 　电压表的示数为3.5V　，该小灯泡的额定功率是 　0.84　W。 （6）本实验中小亮同学记录的第一组数据中的电压是 　1.7　V。 【答案】（1）P＝UI；（2）如上图所示；（3）电源；电压表；灯泡；（5）电压表的示数为3.5V；0.84；（6）1.7。 【解答】解：（1）小亮的实验原理是P＝UI； （2）由甲电路图可知，电压表并联在电源两端，所以移动滑片的过程中，电压表的指针不变化， 测定小灯泡电功率时电压表应并联在灯泡两端，如下图所示： （3）由甲电路图可知，电源是由两节干电池串联组成，其电压为2.5V，电压表选的是0～3V的量程， 由小灯泡的额定电压为3.5V可知，电源应有三节干电池串联组成，电压表应选0～15V量程， 所以，需调整的实验器材有电源和电压表； 电路故障分为短路或断路， 若滑动变阻器断路电流表和电压表均无示数，若滑动变阻器短路电压表有示数、电流表有示数或烧坏， 若灯泡断路电压表有示数、电流表无示数，若灯泡短路电压表无示数、电流表有示数， 综上可知，开关闭合后，发现只有一只电表的示数发生变化，则可能是灯泡发生了故障； （5）要使小灯泡正常发光，应该让小灯泡两端的电压等于额定电压，即电压表的示数为3.5V， 由题意可知，小灯泡正常发光时的电流为0.24A， 则小灯泡的额定功率PL＝ULIL＝3.5V×0.24A＝0.84W； （6）由表格数据可知，灯泡两端的电压分别为3.5V、4V时，通过的电流依次为0.24A、0.25A， 由I＝的变形式R＝可得，灯泡的电阻依次为14.6Ω、16Ω，则灯泡的电阻随其两端电压的增大而增大； 为保护电路，开关刚闭合时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大， 此时电路中的电流最小，变阻器两端的电压最大，灯泡两端的电压最小，由表格数据可知，此时电路中的电流为0.14A， 由I＝的变形式U＝IR可得，3个滑动变阻器两端的最大电压依次为0.7V、2.1V、2.8V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以由UL′＝U﹣U滑可得，灯泡两端的电压依次为3.8V、2.4V、1.7V， 由此时灯泡两端的电压小于3.5V可知，滑动变阻器的规格不可能是“5Ω 0.5A”， 由R＝可得，灯泡的电阻可能为17.1Ω、12.1Ω， 因灯泡的电阻随其两端电压的增大而增大， 所以，灯泡的电阻应为12.1Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡两端的电压为1.7V。 故答案为：（1）P＝UI；（2）如上图所示；（3）电源；电压表；灯泡；（5）电压表的示数为3.5V；0.84；（6）1.7。 54．（2023秋•安阳县期末）用如图甲所示的器材和电路测量小灯泡的额定功率，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 1A”字样。 （1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实验电路补充完整。 （2）闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光，电压表无示数，电流表有示数，可能是小灯泡 　短　路。 （3）排除故障后再次闭合开关，移动滑片直到电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为 　0.32　A，小灯泡的额定功率为 　0.8　W。再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V，此时小灯泡的实际功率P实　＜　1.152W（选填“＜”、“＞”或“＝”） （4）不改变所有连接，仅将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻，以此探究“在电压一定时，电流与电阻的关系”，根据实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象如图丙所示。 ①由图象可知，定值电阻R两端的电压为 　3　V不变。 ②当定值电阻由5Ω换为10Ω时，应将滑动变阻器的滑片向 　右　（选填“右”或“左”）端移动。 ③不能换用50Ω的定值电阻继续进行此实验，原因是 　滑动变阻器的最大阻值太小　。 【答案】（1）如上图；（2）短；（3）0.32；0.8；＜；（4）①3；②右；③滑动变阻器的最大阻值太小。 【解答】解：（1）从电源正极出发，依次经过开关、电流表、小灯泡、滑动变阻器、电源的负极，注意电压表和电流表的正负接线柱，滑动变阻器选择一上一下接线柱，正确电路连接如图。 （2）闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，可能是小灯泡短路，电压表测量导线两端的电压。 （3）由甲图知，电流表使用的0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.32A， 小灯泡的额定功率为P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W， 小灯泡正常工作时的电阻R＝＝＝7.8125Ω， 假如小灯泡的电阻保持不变，则小灯泡功率P'＝＝＝1.152W， 由于小灯泡的电阻随温度升高而增大，所以小灯泡两端电压为3V时，小灯泡的电阻大于7.8125Ω，则小灯泡的实际功率小于1.152W。 （4）①由图像知，IR＝0.2A×15Ω＝0.3A×10Ω＝0.6A×5Ω＝3V，则定值电阻两端的电压为3V。 ②电源电压是6V，定值电阻两端的电压是3V，根据串联电路电压特点，则滑动变阻器两端的电压是3V，即定值电阻和滑动变阻器两端的电压之比是3V：3V＝1：1，根据串联电路中电压之比等于电阻之比，所以当定值电阻由5Ω换为10Ω时，滑动变阻器的电阻也应该是10Ω，所以滑片向右移动。 ③定值电阻和滑动变阻器两端的电压之比是3V：3V＝1：1，所以当定值电阻由50Ω时，根据串联电路中电压之比等于电阻之比，滑动变阻器的电阻也应该是50Ω，所以滑动变阻器的最大阻值太小。 故答案为：（1）如上图；（2）短；（3）0.32；0.8；＜；（4）①3；②右；③滑动变阻器的最大阻值太小。 十五．电热的多挡问题（共4小题） 55．（2023秋•惠东县期末）爱心团队去养老院送电暖气，电暖气有低、中、高三挡，已知R1＝55Ω，R2＝44Ω，以下说法正确的是（　　） 品牌 型号 HY2215﹣11E 额定电压 220V 挡位 3挡 额定功率 低温880W 中温1100W 高温1980W A．使用“低温挡”只需要闭合S2 B．使用“高温挡”只需要闭合 S1 C．闭合S1、S2时，通过R1、R2的电流之比为5：4 D．中温挡正常工作1分钟，产生的热量为6.6×104J 【答案】D 【解答】解：AB、由图可知，当S1、S2都闭合时，R1与R2并联，电路总电阻最小，只闭合S1时，只有R1接入电路，只闭合S2时，只有R2接入电路，又因为R1＞R2，在电源电压一定时，由P＝可知，当S1、S2都闭合时，电路为“高温挡”，只闭合S1时，电路为“低温挡”，只闭合S2时，电路为“中温挡”，故A错误，B错误； C、当S1、S2都闭合时，R1与R2并联，由并联分流可知通过R1、R2的电流之比为：＝＝＝，故C错误； D、中温挡正常工作1分钟产生的热量为：Q＝I2R2t＝t＝×60s＝6.6×104J，故D正确。 故选：D。 56．（2023秋•锦江区校级期末）如图是汽车座椅的加热电路，R1、R2是电热丝，旋钮式开关可绕O点转动，若选择“高温”挡，应将开关转至 　2　（选填“1”或“2”）位置；已知电源电压为12V，R1阻值为14Ω，“低温”挡功率为6W，则在“高温”挡，通电100s时间，R2产生的热量为 　1440　J。 【答案】2；1440。 【解答】解：由图可知，当旋转开关转至1时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，汽车座椅处于低温挡； 当旋转开关转至2时，只有R2工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，汽车座椅处于高温挡； 由P＝可知，R1、R2的串联总电阻：R＝＝＝24Ω， 根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝24Ω﹣14Ω＝10Ω， 高温挡的电功率：P高温＝＝＝14.4W， 在“高温”挡，通电100s时间，R2产生的热量：Q＝W＝P高温t＝14.4W×100s＝1440J。 故答案为：2；1440。 57．（2023秋•获嘉县期末）小明研究了家里的智能电热马桶盖（如图甲），设计出如图乙所示的便座加热电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能（见下表）。求： S1 断开 断开 闭合 闭合 S2 接b 接a 接a 接b 功率 P0＝0 P1＝22W P2＝44W Px （1）R1和R2的阻值； （2）求出表中的“Px” （3）老年人在冬天坐上冰冷的马桶是很难受的，假设小洋想让马桶圈的温度升高5℃，则用“中温挡”加热的方式需要多长时间。[设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈的质量m＝300g，马桶圈材料的比热容c＝0.44×103J/（kg•℃）]。 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）由表格信息和电路图可知，当开关S1闭合、S2接a时，电路为R1的简单电路，此时P2＝44W， 由P＝UI＝可得，R1的阻值： R1＝＝＝1100Ω， 当开关S1断开、S2接a时，R1和R2串联，P1＝22W，此时电路中的总电阻： R＝＝＝2200Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，R2的阻值： R2＝R﹣R1＝2200Ω﹣1100Ω＝1100Ω； （2）由电路图可知，当开关S1闭合、S2接b时，R1与R2并联， 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和， 所以，电路中的总电阻： R′＝＝＝550Ω， 则Px的大小： Px＝＝＝88W； （3）马桶圈吸收的热量： Q吸＝cm△t＝0.44×103J/（kg•℃）×0.3kg×5℃＝660J， 中温挡加热功率P中温＝P2＝44W， 电热丝发热全部被马桶圈吸收，由P＝可得用“中温挡”加热的方式需要的时间： t＝＝＝＝15s。 答：（1）R1和R2的阻值都为1100Ω； （2）表中的Px＝88W； （3）想让马桶圈的温度升高5℃，用“中温挡”加热的方式需要15s。 58．（2023秋•余江区期末）如图1所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三挡，中温挡的额定功率为500W，求 （1）电热水壶调至中温挡正常加热，将2kg温度为30℃的水烧开（标准大气压下）需要20min，水所吸收的热量及电热水壶的效率； （2）电热水壶高温挡的额定功率； （3）若某次电热水壶用高温挡加热0.1h，耗电0.09kW•h，通过计算判断此时电热水壶是否正常工作。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量： Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣30℃）＝5.88×105J， 由P＝可得，消耗的电能： W＝P中t′＝500W×20×60s＝6×105J， 电热水壶的效率： η＝×100%＝×100%＝98%； （2）由题知，R1、R2为阻值相同的电热丝，设R1＝R2＝R， 甲图为开路，P甲＝0， 乙图中两电阻串联，R乙＝2R，P乙＝＝， 丙图中只有电阻R1工作，R丙＝R，P丙＝＝， 丁图中两电阻并联，R丁＝R，P丁＝＝＝2， 由以上可知，丙图为中温挡，丁图为高温挡，则电热水壶高温挡的额定功率： P高＝2P中＝2×500W＝1000W； （3）电热水壶的实际功率： P实＝＝＝0.9kW＝900W＜1000W， 则此时电热水壶不是正常工作。 答：（1）水所吸收的热量为5.88×105J，电热水壶的效率为98%； （2）电热水壶高温挡的额定功率为1000W； （3）此时电热水壶不是正常工作。 十六．电热的综合计算（共2小题） 59．（2023秋•成华区期末）如图甲，这是一款多功能暖菜板，既可保温，也可加热，为了降低桌面温度，还配置有内置散热风扇。其部分加热简化电路图如图乙所示，R1、R2均为电阻阻值不变的电热丝，R1＝24.2Ω。闭合开关S1，只有暖菜板内置风扇工作；当板上食品温度降到50℃时，S2在温度控制电路的作用下自动切换，为食品保温，保温时R1、R2的总功率为500W；当暖菜板上食品温度降到20℃时，S2在控制电路的作用下再次切换，为食品加热；通过温控装置使食品保持在一定温度范围内。 （1）保温时，S2应接到位置 　2和3　（选填“1和2”、“2和3”或“3和4”）之间，电热丝R2的阻值是 　72.6　Ω。 （2）在加热状态时，若不计热量损失，则暖菜板工作5min产生的热量可使5kg初温20℃的汤温度升高 　30　℃。[汤的比热容取4.0×103J/（kg•℃）] （3）如图丙所示为该暖菜板的温控装置原理图，R3是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当R4两端电压U4增大到某一定值时，控制电路将切换S2从加热状态到保温状态。若要使所控制温度的预设值升高，可适当 　减小　（选填“增大”或“减小”）电源电压。 【答案】（1）2和3；72.6；（2）30；（3）减小。 【解答】解：（1）当开关S2接到位置2和3之间，R1、R2串联，再与电动机并联；由串联电路的电阻特点可知，加热电路电阻最大，根据P＝UI＝可知，电功率最小，多功能暖菜板处于保温状态； 保温时R1、R2的总功率为500W，根据P＝可知，R1和R2的总电阻为： R12＝＝＝96.8Ω， 则R2＝R12﹣R1＝96.8Ω﹣24.2Ω＝72.6Ω； （2）开关S2转到3和4之间为加热状态，此时电路为R1的简单电路，则多功能暖菜板加热状态下工作5min消耗的电能为： W＝t＝×5×60s＝6×105J； 若不计热量损失，则汤吸收的热量Q吸＝W＝6×105J， 根据Q吸＝cmΔt可知，Δt＝＝＝30℃； （3）根据R3是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小可知，当控制温度的预设值升高，R3的阻值将减小，由于R4两端的电压U4是不变的，R4的阻值不变，根据I＝可知，通过R4的电流将不变，根据串联电路电流规律可知，通过R3的电流也不变，根据U3＝I3R3可知R3两端的电压将减小，根据U＝U3+U4可知，电源电压将减小，故可以采取的措施是减小电源电压。 故答案为：（1）2和3；72.6；（2）30；（3）减小。 60．（2023秋•新宁县期末）如图所示是翊童家新买的一款多功能电热锅，该电热锅有加热、定时、测温等多种功能，下表是该锅的部分参数，翊童想了解该锅的性能，于是他在锅里装了1kg温度为20℃的水，接入家庭电路，闭合开关，将这些水加热到100℃用了500s[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]，求： 型号 ××× 额定电压 220V 额定功率 800W 额定容量 1.2L （1）电热锅正常工作时的电阻。 （2）水吸收的热量。 （3）电热锅烧水时的热效率。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）由P＝可得： R＝＝＝60.5Ω； （2）水吸收的热量为：Q＝cm（t﹣t0） ＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃） ＝3.36×105J （3）加热过程消耗的电能为：W＝Pt＝800W×500s＝4×105J， 则热效率为：η＝×100%＝×100%＝84%。 （1）电热锅正常工作时的电阻60.5Ω。 （2）水吸收的热量3.36×105J。 （3）电热锅烧水时的热效率84%。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$