专题10 电能与电功率-备考2025年浙江中考（科学）三年中考两年模拟试题专题汇编

浙江中考科学试题专题10电能与电功率 1. （2024•浙江）自然界中有许多“电鱼”，它们身体中的发电器官能产生电。研究表明，某电鱼在水中放电时（图1），身体AB段可看成电源和电阻（R1）两部分串联而成，其余部分和水的电阻为R2，它们共同构成闭合电路，简化电路如图2所示。电鱼放电时的电压（即电源电压）为U，电阻R1＝1.0×104欧。为获得U的大小，研究人员通过在水里加入氯化钠来改变R2，得到A、B两点间电压UAB和电路中电流I的关系，如图3所示。电鱼每次放电电压视为相同，电鱼电阻不变。 请回答。 （1）向水里加入氯化钠，目的是 （填“增大”或“减小”）电阻R2。 （2）求电鱼放电时电压U的大小。 （3）当R2＝1.0×104欧，求电鱼放电时R2的电功率P2。 【解答】解：（1）向水里加入氯化钠增加了溶液中自由移动的离子，因此向水里加入氯化钠，目的是减小电阻R2。 （2）由图1可知，两电阻串联，由AB间的电压R2为两端的电压， 图2可知，当电路中的电流为0.05mA时，R2两端的电压为1.5V， 由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U2+U1＝U2+IR1＝1.5V+0.05×10﹣3A×1.0×104Ω＝2V。 （3）由串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻：R＝R1+R2＝1.0×104Ω+1.0×104Ω＝2.0×104Ω， 则电路中的电流：I''1×10﹣4A， 则电鱼放电时R2的电功率：P2＝I''2R2＝（1×10﹣4A）2×1.0×104Ω＝1.0×10﹣4W。 答：（1）减小； （2）电鱼放电时电压U的大小为2V； （3）当R2＝1.0×104欧，电鱼放电时R2的电功率P2为1.0×10﹣4W。 2. （2023•衢州）小科想购买一个电热水壶，已知他家中电路电压是220V、室内插座额定电流是5A，则下列规格的电热水壶适合他家的是（　　） 选项 额定电压/V 额定功率/W A 220 1500 B 220 800 C 120 1500 D 120 800 【解答】解：AB、电路电压是220V插座能负荷的最大功率为： P＝UI＝220V×5A＝1100W，故A不合适，B合适； CD、由于家庭电路的电压为220V，故CD不适合。 故选：B。 3. （2023•金华）在“测量小灯泡额定功率”实验中，同学们进行如下研究。 【实验器材】干电池3节，小灯泡（额定电压为3.8V、电阻约为15Ω），滑动变阻器（4Ω 1A），电流表，电压表，开关，导线若干（所有器材均完好） 【实验方案】将量程为0～15V的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，读出并记录电流表的示数。 （1）实验时若闭合开关，发现灯泡不亮，接下来最合理的操作是 。 A.更换小灯泡 B.检查电路是否短路 C.观察电流表和电压表的示数 （2）当电压表读数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，该小灯泡的额定功率为 W。 【实验反思】小金认为，电压表选用0～15V量程进行实验，因该量程下每一小格为0.5V，3.8V读数不够精确，导致计算得到的额定功率误差较大。若电压表换用0～3V的量程，将其并联到滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为0.7V，即可减小误差。 【实验改进】 于是小金设计了如图丙所示电路图，电压表V1选用0～15V量程，电压表V2选用0～3V量程。进行实验，移动滑动变阻器滑片，得到三次实验数据记录如下表。 试验次数 小灯泡两端电压（V） 变阻器两端电压（V） 电流（A） 1 3.0 1.1 0.24 2 3.4 0.7 0.26 3 3.8 0.3 0.28 （3）小金按反思后的思路，利用滑动变阻器两端电压为0.7V时所测的数据，计算得到的小 灯泡“额定功率”比真实的小灯泡额定功率 （选填“偏大“偏小”或“相等”）。 【反思交流】小金发现测得的小灯泡两端电压与滑动变阻器两端的电压之和小于电源电压。带着这一疑问，继续探究…… 【解答】解：（1）闭合开关，灯泡不亮，可能是电路存在断路或灯泡短路或电路电流太小（导致灯泡功率太小不足以使灯泡发光），灯泡不亮，应先观察电流表，看电流表是否有示数，判断电路是否存在断路，故选C； 如果电流表有示数，应调节滑动变阻器滑片，看灯泡是否能发光； 如果电流表无示数，再观察电压表有无示数，若电压表也无示数，可能电路存在断路，若电压表有示数且接近电源电压，可能灯泡断路； （2）正确连接电路后，滑片P移动到电压表读数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.28A，小灯泡的额定电功率是： P＝UI＝3.8V×0.28A＝1.064W； （3）由图中表格数据可知，当滑动变阻器两端电压为0.7V时，小灯泡两端电压为3.4V，通过小灯泡电流为0.26A， 小灯泡的电功率P＝UI＝3.4V×0.26A＝0.884W， 当小灯泡两端电压为额定电压3.8V时，通过小灯泡的电流为0.28A， 小灯泡的额定功率P＝UI＝3.8V×0.28A＝1.064W， 故计算得到的小灯泡“额定功率”比真实的小灯泡额定功率偏小。 故答案为：（1）C；（2）1.064；（3）偏小。 4. （2023•温州）用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。 图中电路包括调试电路和实验电路，R1和R2是阻值都为20欧的电热丝，R2放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝R2在调试过程中不发热。实验步骤如下： ①用数字温度计测量并记录装有R2的保温容器内煤油的温度。 ②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。 ③将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S，测量并记录 。 ④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度Δt（Δt可反映电热的多少），整理Δt、I2的数据如图丙。 （1）将步骤③补充完整。 （2）在答题纸图丙中画出Δt与I2的关系图像。 （3）小明想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持R1不变，将R2更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理，说明理由： 。 【解答】解：（1）由电流的热效应可知，电流通过R2时，会产生热量，煤油吸收其产生的热量，温度升高，因此步骤③为将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S，测量并记录煤油的温度； （2）根据Q吸＝cmΔt可知，煤油的比热容一定，质量不变，因此煤油吸收的热量与其温度的变化量Δt成正比；根据焦耳定律可知，在电阻一定和相同的时间内，电流通过导体产生的热量与12成正比，由此可知，Δt与I2应成正比例关系，其图像应为一条过原点的直线，由于存在实验误差，则图像如下图所示：； （3）由于调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，根据欧姆定律可知，通过30欧电热丝的电流不是设定值，电流发生变化，对实验结果产生影响，故小明的想法是不合理的。 故答案为：（1）煤油的温度；（2）见解答图；（3）不合理，由于调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，根据欧姆定律可知，通过30欧电热丝的电流不是设定值，电流发生变化，对实验结果产生影响。 5. （2023•宁波）图甲是小宁的哥哥测定小灯泡额定功率的电路，小灯泡上标有“3.8V”字样。 （1）测小灯泡电压的电压表有“0～3V”、“0～15V”两个量程，小宁的哥哥正确选用了“ ”量程。 （2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3.8V，此时，电流表的示数如图乙所示。实验测得的该小灯泡的额定功率为 W。 （3）小宁发现，与我们教材中测小灯泡电功率的电路相比，哥哥的实验电路多了一根导线。这根导线是 。（用图甲中导线旁的字母表示） 【解答】解：（1）小灯泡上标有“3.8V”字样，表示额定电压3.8V，大于电压表的小量程，选择0～15V的量程； （2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3.8V，此时，电流表的示数如图乙所示。电流表的分度值为0.02A，示数为0.3A，则灯泡的额定功率P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W； （3）图中是灯泡与滑动变阻器的部分电阻并联，而课本上滑动变阻器与灯泡串联，因而把导线b去掉，就与课本电路相同，故多了的一根导线是b。 故答案为：（1）0～15V；（2）1.14；（3）b。 6. （2023•杭州）用两种不同充电桩，对同一辆纯电动汽车充满电的相关数据如表所示，不计充电过程中的能量损失。 充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h 普通充电桩 相同 220 30 10 快充充电桩 600 100 （1）用普通充电桩充满电，消耗的电能为多少千瓦时？ （2）用快充充电桩充满电，需要多少小时？ （3）目前存在普通充电桩充电时间长，充电桩紧缺等问题。为解决此问题，除用快充充电桩充电外，再提出一种设想。 【解答】解：（1）普通充电桩充满电，消耗的电能 W＝UIt＝220V×30A×10h＝6600W×10h＝6.6kW×10h＝66kW•h； （2）用快充充电桩充满电，消耗的电能不变，W＝66kW•h； 根据P知， t1.1h； （3）目前存在普通充电桩充电时间长，充电桩紧缺等问题。采用快充可以减小充电时间，多安装一些充电桩可以解决充电桩紧缺。 答：（1）用普通充电桩充满电，消耗的电能为66千瓦时； （2）用快充充电桩充满电，需要1.1小时； （3）每个小区附近多安装一些快充充电桩。 7. （2023•温州）在献爱心活动中，小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫，能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲，Ra是安装在坐垫内的热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示。 闭合开关S1、S2，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁La和Lb同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时，电磁铁无法吸住衔铁La和Lb，La、Lb恢复原位，又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。 热敏电阻Ra的阻值与温度的关系 温度/℃ 20 25 30 35 39 40 41 42 43 44 45 50 55 60 65 阻值/欧 600 480 390 300 240 230 220 210 200 190 180 150 120 100 85 （1）分析表中数据，当温度升高时，热敏电阻Ra的阻值 。（选填“变大”或“变小”） （2）图甲中R1和R2的阻值均为1210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟，则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦？ （3）小明想在控制电路中增加一个力敏电阻，以实现两个功能： ①1000牛压力以下，坐垫最高温度不超过45℃； ②人离开后，坐垫始终低功率工作。 现有三种力敏电阻Rb、Rc、Rd，其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式，并写出500牛压力下坐垫的最高温度值： 。（线圈阻值忽略不计） 【解答】解：（1）分析表中数据可知当温度升高时，热敏电阻Ra的阻值变小； （2）串联电路总电阻大于任一分电阻，并联电路总电阻小于任一分电阻，根据P可知低功率工作时两电阻串联，高功率工作时，两电阻并联， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则两电阻串联时R＝R1+R2＝1210Ω+1210Ω＝2420Ω， 低功率工作时消耗的电能：W1t10×60s＝1.2×104J， 高功率工作时消耗的电能：W2tt10×60s10×60s＝4.8×104J， 本次测试中电热丝消耗的总电能为：W＝W1+W2＝1.2×104J+4.8×104J＝6×104J； （3）当通过电磁铁的电流达到0.05安时，低功率工作模式，根据欧姆定律可知此时控制电路总电阻：R总120Ω， 当通过电磁铁的电流达到0.04安时，高功率工作模式，根据欧姆定律可知此时控制电路总电阻：R总1150Ω， 人离开后，坐垫始终低功率工作，所以应该选择力敏电阻的阻值随压力的减小而减小，500N时力敏电阻的阻值最小为300Ω， 比较可知选择电阻c与a并联接入电路， 此时热敏电阻接入电路的阻值Ra200Ω， 由表格可知此时的温度为43℃。 答：（1）变小； （2）本次测试中电热丝消耗的总电能为6×104J； （3）选择电阻c与a并联接入电路；43℃。 8. （2022•金华）学习小组开展“测量小灯泡的功率”实验，实验电路如图甲，绘制出小灯泡的I﹣U关系曲线如图乙，已知小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压恒为6V。回答下列问题： （1）闭合开关后移动变阻器的滑片，当电压表示数为 V时，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率； （2）实验时，变阻器的滑片向左移动过程中，电流表与电压表示数的比值将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为3.8V，当电压表示数为3.8V时灯泡正常工作，此时灯泡的功率为额定功率，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率； （2）图中，电压表测灯的电压，电流测灯的电流，当滑片向左滑动时，变阻器连入电路中的电阻变小，由欧姆定律，电路中电流变大，灯的电压变大，根据P＝UI，灯的功率变大，灯丝的温度升高，因灯丝的电阻随温度的升高而变大，故灯丝的电阻变大； 由欧姆定律R，电流表与电压表示数的比值即灯的电阻的倒数，故电流表与电压表示数的比值将变小。 故答案为：（1）3.8；（2）变小。 9. （2022•台州）某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。 （1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中 的散失。 （2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化ΔT和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。 根据上述实验，可以得出结论： 。 （3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。 电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 升高的温度ΔT/℃ 0.4 0.9 2.5 3.6 请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。 【解答】解：（1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中热量的散失； （2）水的质量相同，水温变化ΔT与吸热的多少成正比，水温变化ΔT越大，电阻丝放出的热越多，即当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比； （3）不计热量损失，Q吸＝Q放，cmΔT＝I2Rt， ΔT41.6℃。 故答案为：（1）热量；（2）当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比；（3）1.6。 10. （2022•绍兴）图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合），R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用，发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动触头接触，0挡为断开状态，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ挡是不同功率的挡位，电热丝被均分为四段接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。 （1）S1从0挡转到Ⅰ挡开始工作，温控开关S2的状态是 （选填“断开”或“闭合”）。 （2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是 （选填“做功”或“热传递”）。 （3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ挡时功率最大。则接线柱a、b、c中连入电路的应该是 。 （4）已知电火锅Ⅳ挡加热功率为1000瓦，若电火锅在Ⅲ挡工作5分钟，求发热管消耗的电能。 【解答】解：（1）因为当锅体温度达到设定值时温控开关自动断开，当锅体温度低于一定值时温控开关自动闭合，所以S1从0挡转到Ⅰ挡刚开始工作，温度较低，温控开关S2的状态是闭合的； （2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是热传递； （3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ挡时功率最大。由P可知，在Ⅳ挡时连入电路的电阻最小，则应将b、c连入电路； （4）已知电火锅Ⅳ挡加热功率为1000瓦，则Ⅳ挡加热时的电阻为：RⅣ48.4Ω， 所以Ⅲ挡工作时的电阻为：RⅢ＝2RⅣ＝2×48.4Ω＝96.8Ω， 所以电火锅在Ⅲ挡工作5分钟消耗的电能为：W＝UIⅢtt5×60s＝1.5×105J。 故答案为：（1）闭合；（2）热传递；（3）b、c；（4）电火锅在Ⅲ挡工作5分钟，发热管消耗的电能为1.5×105J。 11. （2022•台州）某兴趣小组想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机，设计了发热部分的两种电路，如图甲、乙所示。 （1）图甲中，当开关S闭合、S1断开时，R1和R2的连接方式是 ，此时处于 挡工作状态。 （2）若选用图乙所示电路，电源电压为24伏，想要实现发热电阻R3的电功率为120瓦，则选用R3的阻值应为多少？ （3）按图乙电路制作的暖风机高温挡的总功率为200瓦，在高温挡工作600秒，暖风机所消耗的电能是多少？ 【解答】解： （1）甲方案中，开关S、S1均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总功率P甲1； 开关S闭合、S1断开时，R1与R2串联，由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，电路的总功率P甲2， 因P甲1P甲2， 所以，开关S、S1均闭合时，电热器处于高温挡；开关S闭合、S1断开时，电热器处于低温挡； （2）R3的阻值应为：R34.8Ω； （3）暖风机所消耗的电能：W＝Pt＝200W×600s＝1.2×105J。 答：（1）串联；低温； （2）R3的阻值应为4.8Ω； （3）暖风机所消耗的电能为1.2×105J。 1. （2025•杭州模拟）如图所示分别是小夏家10月1日和11月1日电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列判断错误的是（　　） A．电能表是测量电路消耗电能的仪表 B．小白家10月份消耗的电能为1250kW•h C．电能表工作时的额定电流10A，短时间最大电流不超过20A D．该表指示灯闪烁每1600次，消耗的电能是1kW•h 【解答】解：A、电能表是测量电路消耗电能的仪表，故A正确； B、小白家10月份消耗的电能为5713.4kW•h﹣5588.4kW•h＝125kW•h，故B错误； C、电能表铭牌上的“10（20）A”表示电能表的标定电流为10A，短时间允许通过的最大电流为20A，故C正确； D、电能表铭牌上的1600imp/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，故D正确。 故选：B。 2. （2025•杭州模拟）如图甲所示为某型号室内加热器，有高温和低温两个挡位，额定电压为220V，高温挡和低温挡的额定功率分别为2200W和1000W，简化电路如图乙所示。求： （1）电热丝加热时，把电能转化为 。 （2）当开关S1、S2均闭合时，电加热器处于 （选填“高温挡”或“低温挡”）。 （3）电阻丝R1的阻值。 （4）在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量是多少？ 【解答】解：（1）电热丝加热时，消耗电能，将电能转化为内能； （2）由图乙可知，当开关S1、S2均闭合时，电路为两电阻丝并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的电阻最小，由P可知，电路中电功率最大，电加热器为高温挡； （3）当只闭合开关S2时，电路为电阻丝R1单独工作，电路中的总电阻最大，电功率最小，电加热器为低温挡， 由可知，电阻丝R1的阻值：R148.4Ω； （4）在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量：Q＝W＝P高t＝2200W×3×3600s＝2.376×107J。 答：（1）内能； （2）高温挡； （3）电阻丝R1的阻值为48.4Ω； （4）在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量是2.376×107J。 3. （2024•台州三模）某同学利用如图所示的电路测小灯泡的电功率。电源电压恒为3伏，小灯泡上标有“2.5伏，0.5瓦”字样，灯丝阻值会随着温度的变化而变化。实验获得系列数据绘制出了电路总功率PB、小灯泡功率P1、电压表V1示数U1、电压表V2 示数U2随电流I变化的图像。其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：A.电源电压恒为3伏，当电路中的电流为0.2A时，电路的总功率P＝UI＝3V×0.2A＝0.6W，故A错误。 B.灯泡的功率P＝I2R，灯泡的电阻是变化的，因此功率与电流的图像不是一条直线。故B错误。 C.当电路中电流增大时，灯泡的功率增大，温度升高，灯丝的电阻增大，电压增大。当灯泡电压为2.5V时，正常发光，灯泡电流I0.2A。故C正确。 D.由图可知，灯泡和滑动变阻器串联，当电路中电流增大时，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，滑动变阻器两端电压减小。故D错误。 故选：C。 4. （2024•嘉兴模拟）在研究电流与电压关系的实验中，小科同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I﹣U图象（如图），下列有关分析正确的是（　　） A．R1与R2的阻值之比是1：2 B．R1与R2串联接时，R1消耗的功率比R2大 C．R1与R2并联接时，R1和R2消耗的功率相等 D．R1与R2串联接时，通过R1与R2的电流之比是2：1 【解答】解：A．由图知道，当通过R1与R2的电流为0.6A，R1、R2两端的电压分别为6V和3V，由欧姆定律可以求得，电阻R1的阻值为： ； 可以求得电阻R2的阻值为： ； 则R1与R2的阻值之比： R1：R2＝10Ω：5Ω＝2：1，故A错误； B．根据串联电路电流特点，R1与R2串联接时，通过电流相等，由P＝I2R知道，R1消耗的功率比R2大，故B正确； C．根据并联电压特点，R1与R2并联接时，两端电压相等，由知道，R1消耗的功率比R2小，故C错误； D．根据串联电路电流处处相等，所以R1与R2串联接时，通过R1与R2的电流之比是1：1，故D错误。 故选：B。 5. （2024•诸暨市二模）图像是表征事物的一种方法。小明用如图甲所示电路测定小灯泡的电功率，将滑片从b移至a，记录多组数据并描绘出如图乙所示的I﹣U图像。若图中面积S1表示灯泡两端电压为U1时消耗的电功率大小，则此时滑动变阻器所消耗的电功率可表示为（　　） A．S2 B．S3 C．S1+S2 D．S1+S3 【解答】解：当滑片在阻值最大处时电路中的电流最小，由图乙知电压表的示数为U1，当滑片在阻值最小处时电路中的电流最大，电压表的示数最大，为电源电压，由图乙知此时电压表的示数为U0，当电压为U1时，根据串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压为：U滑＝U0﹣U1， 电流与小灯泡的电流相同，由P＝UI知滑动变阻器的功率为：P滑＝U滑I＝（U0﹣U1）I，此时滑动变阻器所消耗的电功率可表示为S3。 故选：B。 6. （2024•绍兴三模）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”，滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω。在保证电路元件安全的情况下，缓慢移动滑片，R2消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为15V B．定值电阻R1的阻值为20Ω C．滑动变阻器R2的调节范围为20Ω～50Ω D．电路消耗总功率的最小值为10.8W 【解答】解：由图甲可知，定值电阻R1和滑动变阻器R2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R2两端的电压为13V时，R2消耗的电功率为6.5W， 由P＝UI可知，此时电路中的电流：I0.5A， 由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U1+U2＝IR1+U2＝0.5A×R1+13V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当R2两端的电压为15V时，R2消耗的电功率为4.5W， 由P＝UI可知，此时电路中的电流：I'0.3A， 由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U1'+U2'＝I'R1+U2'＝0.3A×R1+15V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②解得：R1＝10Ω，U＝18V，故AB错误； C、由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电压表的示数最小， 由欧姆定律可知，此时电路中的电流最大，因为电流表的量程为0～0.6A，所以电路中的最大电流I大＝0.6A， 由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R30Ω， 由串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器接入电路的最小阻值：R2小＝R﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω， 由串联电路的分压原理可知，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， 因为电压表的量程为0～15V，因此滑动变阻器两端的最大电压U2大＝15V， 由串联电路的电压特点可知，此时定值电阻R1两端的电压：U1小＝U﹣U2大＝18V﹣15V＝3V， 此时电路中的电流：I最小0.3A， 由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的最大阻值：R2大50Ω， 所以，滑动变阻器R2的调节范围为20Ω～50Ω，故C正确； D、电路中的最小电流I最小＝0.3A，则电路消耗总功率的最小值：P最小＝UI最小＝18V×0.3A＝5.4W，故D错误。 故选：C。 7. （2024•宁波模拟）创新小组的同学设计了一个粉尘浓度监测装置，图甲为该监测装置的简化电路图，它是通过传感器R来进行检测的，R的阻值随粉尘浓度β变化的关系如图乙所示。已知电源电压为4V，定值电阻R0的阻值为15Ω，电压表的量程为0～3V。下列分析正确的是（　　） A．电压表示数随粉尘浓度增大而减小 B．电路可测的最大粉尘度为25mg/m3 C．定值电阻R0的最大功率为0.6W D．整个电路的最小总功率为0.8W 【解答】解：A、由图甲可知该电路为串联电路，电压表测量定值电阻两端的电压，由图乙可知，随着粉尘浓度的增加，传感器R的电阻减小，所以当粉尘浓度增大时，电路中的总电阻变小，由欧姆定律得电路中的电流变大，定值电阻两端的电压变大，即电压表示数变大，故A错误； BC、因为电压表的量程为0～3V，所以当定值电阻两端电压达到电压表量程的最大值3V时，由欧姆定律得此时电路中的电流最大，即I最大0.2A， 此时的总电阻最小，即传感器R的阻值最小，粉尘浓度最大，则根据欧姆定律可得此时的总电阻为：R总20Ω； 因为定值电阻R0的阻值为15Ω，所以此时传感器R的阻值为5Ω，由图乙知此时对应的粉尘度为14mg/m3，所以电路可测的最大粉尘度为14mg/m3，故B错误； 定值电阻R0的最大功率为：P0最大＝U0最大I最大＝3V×0.2A＝0.6W，故C正确； D．由P可得电路的总功率为：P，要使电功率最小，需要传感器R的阻值最大，由图乙可知，传感器R的最大阻值为45Ω，所以电路的最小总功率为：P0.27W，故D错误。 故选：C。 8. （2024•西湖区模拟）如图甲，R1为定值电阻，Rp为滑动变阻器，闭合开关，Rp的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图象如图乙，下列说法正确的是（　　） A．R1阻值为1.8Ω B．电路消耗的最小功率为0.2W C．当 Rp总阻值的接入电路时，它与定值电阻消耗的功率之比为5：6 D．当电流为0.4A时，R1与Rp连入电路的阻值之比为2：1 【解答】解： 由电路图可知，定值电阻R1和滑动变阻器RP串联，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压。 （1）当滑片位于左端时，接入电路中的电阻为0，此时电流表和电压表的示数最大， 由图乙可知，电源的电压U＝3V，电路中的电流I＝0.6A， 由I可得，R1的阻值： R15Ω，故A错误； （2）当滑片位于右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最小， 由图乙可知，电路中的最小电流I′＝0.2A，R1两端的电压U1＝1V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动变阻器两端的电压： UP＝U﹣U1＝3V﹣1V＝2V， 则滑动变阻器的最大阻值： RP10Ω， 电路消耗的最小功率： P小＝UI′＝3V×0.2A＝0.6W，故B错误； （3）因串联电路中各处的电流相等， 所以，当Rp总阻值的接入电路时，Rp与定值电阻消耗的功率：，故C错误； （4）当电流为0.4A时，电路的总电阻： R总7.5Ω， Rp连入电路的阻值： RP″＝R总﹣R1＝7.5Ω﹣5Ω＝2.5Ω， 所以，R1与Rp连入电路的阻值之比R1：RP″＝5Ω：2.5Ω＝2：1，故D正确。 故选：D。 9. （2024•鄞州区一模）如图所示电路，电源电压为12V且保持不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J。则下列结果正确的是（　　） A．电路中的最大电流为1A B．滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消耗的电能为60J C．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9 D．滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8：1 【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，R1与R串联，电压表测R两端的电压。 A.当滑片P置于变阻器的中点时电压表的示数为4V，当滑片P置于变阻器的b端时电压表的示数变化了2V， 由串联电路的分压特点可知，滑片P置于变阻器的b端时，接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大， 则此时电压表的示数：UR′＝UR+ΔU＝4V+2V＝6V，此时电路中的电流最小， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，此时R1两端的电压：U1＝U﹣UR′＝12V﹣6V＝6V， 因串联电路中各处的电流相等，且在10s内定值电阻R1产生的热量为36J， 所以，由Q＝I2Rt＝UIt可得，电路中的最小电流：Ib0.6A， 由I可得，R1的阻值：R110Ω， 当滑片位于a端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大， 则电路中的最大电流：Ia1.2A，故A错误； B.滑片P在中点时，电压表的示数为4V，此时R1两端的电压：U1′＝U﹣UR＝12V﹣4V＝8V， 此时电路中的电流：I中0.8A， 10s内滑动变阻器R消耗的电能：WR＝URI中t＝4V×0.8A×10s＝32J，故B错误； C.R1先后两次消耗的电功率之比P1：P1′＝U1′I中：U1Ib＝8V×0.8A：6V×0.6A＝16：9，故C正确； D.滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比：PR：PR′＝URI中：UR′Ib＝4V×0.8A：6V×0.6A＝8：9，故D错误。 故选：C。 10. （2024•瓯海区校级模拟）两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据，并根据数据描绘了如图（b）所示的两条U﹣I图线，则图象中两图线的交点表示的物理意义是（　　） A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端 B．电源的输出功率最小 C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5W D．电源的效率达到最大值 【解答】解：A、由题意可知图象乙表示电源的路端电压随电流的变化关系；图象甲表示电阻R0两端的电压随电流的变化关系；交点处说明两图象表示的电流相等，并且电压相等，故说明此时滑动变阻器短路，即滑片滑到了最左端，故A错误； B、由图象可得，R02Ω，r1Ω； 当电路中外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但本题R0＞r，改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等，此时当外电阻越接近内电阻时，电源输出功率最大，故B错误； C、由图可知，此时电源的路端电压为1.0V，电流为0.5A，定值电阻上消耗的电功率P＝UI＝1.0V×0.5A＝0.5W，故C正确； D、电源的效率：η，故电流越小功率越大，可见滑动变阻器的滑动头P滑到最右端时效率最大，故D错误； 故选：C。 11. （2024•舟山模拟）如图甲所示的电路中，电源电压不变，滑动变阻器的滑片P从a端移到b端，定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2阻值变化的图像如图乙所示，下列说法中错误的是（　　） A．电源电压为6V B．该电路的最大功率为3.6W C．P在b端时，电阻R1的功率为0.1W D．P在b端时，该电路的总功率为0.5W 【解答】解： 由电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R1两端电压。 （1）滑片在a端时，只有定值电阻R1接入电路，电压表测电源两端电压， 由图乙所示图像可知，电源电压U＝6V，故A正确； （2）P在b端时，R2的阻值50Ω最大，由图乙可知此时电压表的示数U1＝1V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动变阻器两端的电压： U2＝U﹣U1＝6V﹣1V＝5V， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，电路中的电流： I0.1A， 则R1的阻值： R110Ω， 电阻R1的功率： P1＝U1I＝1V×0.1A＝0.1W，故C正确； 电路的总功率： Pb＝UI＝6V×0.1A＝0.6W，故D错误； （3）当滑片在a端时，电路中的总电阻最小，电路的功率最大，则 P大3.6W，故B正确。 故选：D。 12. （2024•温州模拟）如图是某品牌无人机，由锂电池供电，采用4个电动机带动旋翼转动，如表是部分飞行参数，若空气阻力忽略不计。 指标 参数 质量 1100克 每个电动机 额定电压 10伏 额定电流 5安 最大上升速度 运动模式 5米/秒 普通模式 4米/秒 （1）无人机落地断电后，旋翼还会继续转动一会儿，这是因为旋翼具有 。 （2）无人机飞行时，4个电动机正常工作时的总电功率为 。 （3）无人机在运动模式和普通模式下，都在竖直方向上匀速下降，其受到的升力分别为F1和F2，则F1 F2。（选填“大于”、“小于”或“等于”） 【解答】解：（1）无人机落地断电后，旋翼由于具有惯性，还会继续转动一会儿； （2）每个电动机正常工作时的电功率：P＝UI＝10V×5A＝50W， 4个电动机正常工作时的总电功率：P总＝4P＝4×50W＝200W； （3）空气阻力忽略不计，无人机在竖直方向上匀速下降时，受到的升力与重力平衡，大小相等。 则无人机在运动模式和普通模式下，其受到的升力均等于重力，重力不变，所以有：F1等于F2。 故答案为：（1）惯性；（2）200W；（3）等于。 13. （2024•金华二模）冬天坐在马桶上感觉非常冰凉，某学习小组展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。图甲是该小组同学设计的电路图，控制电路电源电压U＝6V，Ra为压敏电阻，其阻值随压力的变化随如图乙所示。Rb为热敏电阻，其阻值随温度变化如表所示，电磁继电器在电流大于40mA时衔铁被吸合，工作电路处于加热状态；在电流小于20mA时衔铁被释放，工作电路处于保温状态。工作电路的电源电压为220V，R2＝100Ω。（电磁铁线圈电阻忽略不计） 表：热敏电阻阻值随温度的变化 温度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44 阻值/Ω 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 （1）为使该智能电热马桶圈在保温状态功率是加热状态时的十分之一，则R1的阻值为 Ω。 （2）当体重为40kg的小金坐在马桶上时，马桶圈的温度最高能达到 ℃。 【解答】解：（1）电磁继电器在电流大于40mA时衔铁被吸合，电路中只有R2串联在电路中，工作电路处于加热状态，已知U＝220V，R2＝100Ω，利用P计算加热状态的电功率P热484W，使保温状态功率是加热状态时的十分之一，则P温P热484W＝48.4W，在电流小于20mA时衔铁被释放，R1和R2串联在电路中，工作电路处于保温状态，利用P计算保温状态的总电阻R总1000Ω，则R1的阻值为R1＝R总﹣R2＝1000Ω﹣100Ω＝900Ω； （2）已知体重m＝40kg，则受到的重力即对马桶的压力F＝G＝mg＝40kg×10N/kg＝400N，由乙可知此时Ra＝50Ω，当控制电路电流小于20mA时衔铁被释放，工作电路处于保温状态不再加热，控制电路电源电压U＝6V，最小电流I＝20mA＝0.02A，由欧姆定律求得电路中的最大总电阻R总300Ω，Ra＝50Ω，则Rb＝R总﹣Ra＝300Ω﹣50Ω＝250Ω，由表中数据可知最高温度为40℃。 故答案为：（1）900；（2）40。 14. （2024•上城区校级一模）有两只相同的灯泡L1、L2与滑动变阻器R1、R2的连接方式如图所示，它们分别接在恒定电压为16V和8V的电源两端，灯泡L1、L2都正常发光，则滑动变阻器R1、R2上消耗的电功率之比为 。 【解答】解： （1）在左图中，两只灯泡和滑动变阻器组成串联电路，设每只灯泡两端电压为U0，电路电流为I0， 则滑动变阻器两端电压为U1＝U﹣2U0， 滑动变阻器消耗的功率为P1＝U1I0＝（U﹣2U0）•I0； （2）在右图中，两只灯泡并联后与滑动变阻器串联，因为灯泡仍然正常发光，所以每只灯泡两端电压仍然为U0，通过每只灯泡的电流都是I0， 则滑动变阻器两端电压为U2＝U′﹣U0，通过滑动变阻器的电流为I＝2I0， 滑动变阻器消耗的功率为P2＝U2I＝（U′﹣U0）•2I0； 所以滑动变阻器消耗的电能为。 故答案为：1：1。 15. （2024•鹿城区校级一模）某项目小组设计并制作了电热加湿器，如图所示是其电路图。电热丝R1为定值电阻，R2为湿敏电阻，其阻值会随着环境湿度的变化而变化。 （1）加热仓中的水加热至沸腾后从蒸汽出口喷出，在空气中形成“白气”，“白气”是 （填物态变化）形成的。 （2）当空气湿度增加时，电热丝R1功率减小，则R2的阻值随着湿度的增加而 （填“增大”、“不变”或“减小”）。 【解答】解：（1）水沸腾产生的高温水蒸气上升过程中遇到冷的空气液化成小水珠形成“白气”； （2）当空气湿度增加时，电热丝R1功率减小，根据题意可知，电热丝R1是定值电阻，由P＝I2R可知，通过电热丝R1的电流变小， 根据欧姆定律可知，电路中的总电阻变大，根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值变大，所以R2的阻值随着湿度的增加而增大。 故答案为：（1）液化；（2）增大。 16. （2024•温州模拟）探究电流热效应的影响因素。 （1）用如图1所示的装置探究电流通过导体产生的热量与 的关系。相同烧瓶内装满了煤油。为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 （选填“相同”或“不同”）。 （2）通电一段时间后，甲、乙两烧瓶中玻璃管内液面均有上升且高度始终保持一致，则故障原因可能是 。 A.R0发生断路 B.R0发生短路 （3）小龙用如图2所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象。根据焦耳定律可知，如图3中能正确反映h﹣I关系的是 。 【解答】解：（1）烧瓶中装入的煤油是绝缘体；控制电阻相等，探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，即选用的两电阻丝R1与R2的阻值应相等，根据并联电路电流的规律，通过R1的电流小于通过R2的电流。 （2）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多，但是甲、乙两烧瓶中玻璃管内液面均有上升且高度始终保持一致，则故障原因可能是R0发生断路。 （3）小红用如图2所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，要控制电阻与通电时间相同，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象，根据转换法，煤油吸热越多，膨胀程度越大，液柱升高的越多，且膨胀程度与吸热多少成正比， 根据焦耳定律可知，Q＝I2Rt﹣﹣﹣﹣﹣①，Rt常数，且Rt＞0，故由数学知识①式为Q关于I的抛物线，且开向上，图4中能正确反映h﹣I关系的是A。 故答案为：（1）电流；相同；（2）A；（3）A。 17. （2024•柯桥区模拟）小柯在测量小灯泡电功率的实验中，选取额定电压为2V的小灯泡，电压恒为6V的电源，滑动变阻器（R1：10Ω，0.5AR2：15Ω，1AR3：50Ω，2A），电压表，电流表，开关和导线若干，按如图甲所示电路进行实验。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整（要求：滑片向左移时，灯泡变暗）。 （2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器至电压表示数为2V，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 （3）完成该实验的过程中，选择哪种规格的滑动变阻器最合适 。（选填“R1”、“R2”或“R3”） （4）小柯认为该电路还可以用于探究电流与电压的关系，但必须更换其中一个实验器材，该如何更换？ 。 【解答】解：（1）滑片向左移时，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）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器至电压表示数为2V，此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0.36A，则小灯泡额定功率为： PL＝ULIL＝2V×0.36A＝0.72W； （3）灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压U滑＝U﹣UL＝6V﹣2V＝4V； 则R滑11.1Ω＞10Ω， 为了实验操作方便，所以应选择R2“15Ω，1A”的滑动变阻器； （4）在探究电流与电压的关系实验中，应控制电阻阻值不变，而灯丝的电阻随温度的变化而变化，因此应将小灯泡换成定值电阻。 故答案为：（1）见解答图；（2）0.72；（3）R2；（4）将小灯泡换成定值电阻。 18. （2024•丽水一模）项目化学习小组以“校园直饮水机结构探秘”为主题，开展了项目化实践活动。 【项目一】水的净化 （1）如图甲为水的净化过程，得到直饮水需经过①②③三个步骤，步骤②相当于 实验操作。 【项目二】加热原理 （2）现用电热片a、b接入图乙电路模拟电热开水器的电路。已知电热片a、b的阻值为2Ω或18Ω，但因铭牌不清无法确定，项目化小组同学利用图乙确认电热片阻值大小。已知电源电压恒为6V，变温油墨纸片温度升高到一定值时红色会褪去。将红色油墨纸片同时放在a、b上面，闭合开关S，发现b上的油墨纸片红色先褪去，则b的阻值为 Ω； （3）根据上述实验结果，计算图乙电路的加热功率为多少？ 【项目三】热交换器设计 项目化小组的同学想到，将电热开水器中的开水变成温开水，需要冷却放热。若将冷却放出的热量利用起来，用于提高进电热开水器前水的温度，可以节约电能。于是小组同学设计如图丙所示的方案。 （4）该方案用波纹管比直管冷却效果更佳的原因是 。 【项目四】节能效果 （5）校园直饮水机就是采用上述热交换的方式，使进水管的常温自来水从20℃变成80℃的热水，再通电加热至100℃。要得到10kg的100℃开水，相较于将20℃的自来水直接烧开，可节约电能多少J？[不计热量损失，（kg•℃）] 【解答】解：（1）由超滤膜可知该步骤是利用超滤膜滤掉水中活性炭等物质，该步骤为过滤； （2）由电路图可知电热片a、b串联，通过a、b的电流相等，又由焦耳定律Q＝I2Rt可知，在相同时间内，电阻大的电热片产生的热量多，则温度会更高，油墨纸片红色会先褪去，所以b上的油墨纸片红色先褪去，电热片b的阻值更大，即b的阻值为18Ω。 （3）由图乙可知，只闭合开关S时，电热片a、b串联，电路的总电阻较大；闭合开关S和S1时，电路为a的简单电路，电路的电阻较小，根据P可知，此时电路消耗的功率较大，处于加热状态，且加热功率：P18W； （4）波纹管可以大大增加冷、热水的接触面积，延长冷、热水接触时间，提高热交换效率，从而达到节约电能的目的； （5）不计热量损失，节约的电能相当于将10kg的自来水从20℃加热到80℃所需要的热量， 故节约的电能：ΔW＝Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（80℃﹣20℃）＝2.52×106J。 故答案为：（1）过滤；（2）18；（3）图乙电路的加热功率为18W；（4）波纹管可以大大增加冷、热水的接触面积，延长冷、热水接触时间，提高热交换效率，从而达到节约电能的目的；（5）可节约电能2.52×106J。 19. （2024•椒江区一模）某小组在“测量小灯泡的电功率”实验中，将电源（电压恒定且未知）、滑动变阻器、小灯泡（标有“2.5V”字样）、开关、电流表电压表用导线连接成实验电路。实验中，他们记录的实验数据如表： 实验次序 电压/V 电流/A 1 1.5 0.34 2 2.0 0.30 3 2.5 0.28 （1）小组同学通过对表格实验数据的分析，发现实验电路连接存在错误。你认为该错误是 。 （2）正确连接电路后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，电压表、电流表示数如图所示，则电源电压为 伏，待测小灯泡的额定功率为 瓦。 【解答】解：（1）通过对表格实验数据的分析，发现电压变大时电流变小，说明电压表与滑动变阻器并联了，电压表测的是滑动变阻器两端的电压，实验电路连接存在的错误：电压表与滑动变阻器并联了； （2）由图知，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.5V，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A， 由表格知，电路电流为0.3A时，滑动变阻器的电压为2.0V，根据串联电路分压原理得，电源电压U＝2.5V+2.0V＝4.5V； 小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W。 故答案为：（1）电压表与滑动变阻器并联了；（2）4.5；0.75。 20. （2024•北仑区模拟）某同学利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率（已知电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。 （1）用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。 （2）闭合开关发现电压表、电流表指针处于图乙所示位置，此时灯泡 （选填“不发光”、“正常发光”或“比正常亮”）。 （3）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图象如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 。 【解答】解：（1）实验中滑动变阻器与灯泡串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，如图所示： （2）由图乙可知，电流表示数为0，电路可能断路，电压表示数为电源电压，电压表与电源连通，则与电压表并联的灯之外的电路是连通的，则与电压表并联的灯断路了，小灯泡不发光； （3）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡I一U图象如图3所示，则灯额定电压下的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W。 故答案为：（1）见解答图；（2）不发光；（3）0.75W。 21. （2024•上城区校级一模）小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源（U＝6V），电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），滑动变阻器、电阻箱各一只，单刀单掷、单刀双掷开关各一个，导线若干。 （1）图甲是小明刚连好的实物图，正要闭合开关。小华却发现有1处不合实验规范。请指出来 。 （2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表的示数为0，则出现故障的原因可能是 。 （3）完善电路后，闭合开关，小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据，并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙，小灯泡的额定功率为 W。 （4）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 。 A.10Ω 3A B.30Ω 1A C.60Ω 1A （5）实验中，将滑片从阻值最大处移至合适位置的过程中，小组记录了多组电压表和电流表的数据，描绘出图丙所示的I﹣U图像。其中U0表示电源电压，若图中的阴影部分表示电压表为2.0V时，灯泡消耗的实际功率大小，请帮助小组同学在图中将表示此时滑动变阻器实际消耗功率的区域涂黑。 【解答】解：（1）为保护电路，连接电路时，开关要断开，闭合开关前，滑片P应处于连入阻值最大处；所以图中不符合实验规范处有：①闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处； （2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表的示数为零，说明电压表并联部分短路，即小灯泡短路； （3）由I﹣U图象可得，小灯泡在额定电压下的电流为0.25A， 则小灯泡的额定功率为： P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W； （4）根据I﹣U图像知，小灯泡的电压为0.5V时，电流为0.1A，由串联电路的规律及欧姆定律，此时实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻为： R滑55Ω，故变阻器的规格可能为60Ω A， 故选； （5）若图中的阴影部分表示电压表为2.0V时，灯泡消耗的实际功率大小，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端的电压为：U′＝U0﹣2V， 根据串联电路电流特点，通过滑动变阻器的电流与小灯泡的电流相同，由P＝UI可知，滑动变阻器的电功率为：P′＝U′I＝（U0﹣2V）I，此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域如下图所示： 故答案为：（1）闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处；（2）小灯泡短路；（3）0.625；（4）C；（5）见解答图。 22. （2024•鄞州区模拟）测定小灯泡的电功率是初中科学非常重要的实验。 （1）图甲是探究小灯泡的电功率与电压关系的实验电路图，小宁实验后得出结论：电流一定时，电压越大，小灯泡的实际电功率越大。则支持该结论的实验现象是 。 （2）为了测定额定电压为“2.5V”的小灯泡的额定电功率，小宁按图乙连接电路。 ①闭合开关，发现灯不亮，电流表和电压表都有示数，接下来小宁的操作应该是 。 ②当电压表示数为2.5V时，电流表读数为0.3A，小宁根据P＝UI算出小灯泡的额定功率为0.75W。断开开关，发现电流表的指针如图丙所示，则该小灯泡额定功率的真实值 0.75W（填“大于”“等于”或“小于”）。 【解答】解：（1）图甲中两灯串联，通过两盏灯的电流相等，灯的电压越大，根据P＝UI可知，灯的实际功率越大，灯越亮；支持该结论的实验现象是电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮； （2）①闭合开关，发现电流表和电压表都有示数，说明电路是通路，且灯泡没有短路，灯不亮，说明灯泡实际功率太小，故接下来小宁的操作应该是：将滑动变阻器的滑片向右移动观察灯泡是否发光； ②由图丙可知，电路中无电流时，电流表的指针指针零刻度线的左侧，则测量电流时，电流表的示数要小于灯泡的额定电流，根据P＝UI可知，测得的灯泡的实际功率偏小，即小灯泡的额定功率的真实值大于0.75W。 故答案为：（1）电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮；（2）①将滑动变阻器的滑片向右移动观察灯泡是否发光；②大于。 23. （2024•宁波模拟）风能是一种低碳、清洁的能源。如图甲所示为某学校科学兴趣小组设计的一款风力发电装置，为了测试发电功率，他们展开如下实验。 （1）【成果测试】风力发电机可以将机械能转化为电能。如何比较相同风速下发电机的发电功率？请选择合适器材并绘制原理图。（必要时可用文字说明） 器材：小灯泡、定值电阻、电能表、秒表、电压表，电流表等。 （2）【成果优化】小组同学将灯泡连入风力发动机，发现风向和叶片夹角会影响发光亮度（如图乙所示）。该小组对风力发电机进行优化。已知同一地区的风向会发生变化，为了更大程度利用风力发电，请在原装置上提出改进建议： 。 （3）【成果延伸】一般来说，扇叶转速越大，发电功率越大。在现实生活中，叶片长度是影响发电机发电功率的因素之一。相同风力下，只增加叶片长度，试推测风力发电机的发电功率变化并说明理由： 。 【解答】解：（1）在风力发电机外部接入定值电阻、电压表和电流表，电压表与定值电阻并联接入电路，电流表串联接入电路，通过测量电阻两端电压和电路中电流的大小，可反映出发电机的发电功率大小，如图： ， 根据P＝UI计算发电机的发电功率； （2）由乙图可知相同风速下，夹角为70度时，灯泡的亮度最大，即夹角为70度时，风力发电机的功率最大，所以为了更大程度利用风力发电，需让叶片会随风向的改变而调整旋转的角度，使风向和叶片夹角始终保持70度； （3）风力一定时，可利用空间区域越大，蕴含的风能越多，因此风力发电机的发电功率还与扇叶长度有关，扇叶长度越长，风力发电机的发电功率越大。 故答案为：（1）见上图；（2）叶片会随风向的改变而旋转，使风向和叶片夹角保持70°；（3）风力一定时，可利用空间区域越大，蕴含的风能越多，因此风力发电机的发电功率还与扇叶长度有关，扇叶长度越长，风力发电机的发电功率越大。 24. （2024•温州模拟）小明利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。（电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V） （1）闭合开关后，发现两电表指针处于图乙所示位置，此时灯泡 。（选填“不发光”或“比正常亮”） （2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图象如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 （3）完成实验后，小明又设计了一种用已知阻值为R0的定值电阻代替电流表测量小灯泡的额定功率的方案，设计了如图丁所示的电路，实验步骤如下。 ①检查电路无误后，闭合开关S和S1、断开开关S2，移动滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为UBC； ②保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S2、断开开关S1，读出电压表的示数U1； ③小灯泡额定功率的表达式：P额＝ 。（用UBC、U1、R0表示） 【解答】解：（1）由图乙可知，电流表示数为零，电路可能断路，电压表示数为电源电压，电压表与电源连通，则与电压表并联的灯之外的电路是连通的，则与电压表并联的灯断路了，小灯泡不发光； （2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡I一U图象如图丙所示，则灯额定电压下的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是： P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W； （3）①检查电路无误后，闭合开关S和S1、断开开关S2，移动滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为UBC＝U额；此时L、电阻R0和变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，故灯泡正常发光； ②保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S2、断开开关S1，读出电压表的示数U1，电路的连接方式没有发生变化，此时电压表测L与R0的总电压，所以IL＝IR， 小灯泡额定功率的表达式P额＝UBC•。 故答案为：（1）不发光；（2）0.75；（3）UBC•。 25. （2024•舟山三模）如图甲是小明家的养生壶。它有高温、中温、低温三个挡位，如图乙是它工作电路图，图表是其部分参数，其中R1，R2为发热电阻，R2＝100Ω。求： 项目 参数 电源电压（V） 220 低温挡功率（W） 242 高温挡功率（W） 968 容积（L） 3 发热电阻R1的阻值是多少？该养生壶中温挡时的电功率是多少？在额定电压下用高温挡加热2kg水，使其温度从30℃上升到90℃，求烧开一壶水需要多长时间？[不计热量损失，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【解答】解：（1）当开关S2接B，S1断开时，两电阻串联，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，养生壶处于低温挡； 当S2接A，S1闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，养生壶处于高温挡； 当开关S2接B，S1闭合时，只有R1工作，养生壶处于中温挡； 由表格数据可知，养生壶低温挡的功率P低＝242W， 由P可知，R1、R2的串联总电阻：R200Ω， 根据串联电路的电阻特点可知，R1的阻值：R1＝R﹣R2＝200Ω﹣100Ω＝100Ω； （2）养生壶中温挡时的电功率：P中484W； （3）2kg水温度从30℃上升到90℃，水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（90℃﹣30℃）＝5.04×105J， 不计热量损失，W＝Q吸＝5.04×105J， 由P可知，养生壶高温挡烧开一壶水需要的时间：t′521s。 答：发热电阻R1的阻值是100Ω；该养生壶中温挡时的电功率是484W；在额定电压下用高温挡加热2kg水，使其温度从30℃上升到90℃，烧开一壶水需要的时间为521s。 26. （2023•杭州模拟）小乐猜想：“电流通过导体产生的热量的多少可能跟电流、电阻和通电时间有关”，于是设计了如图所示的装置①和②，先将电阻丝（R1＜R2）分别装入规格相同的烧瓶中，然后将带有相同的玻璃管的塞子塞紧烧瓶，玻璃管在外侧的一端与相同的瘪气球相连；实验过程中电源电压保持不变。下列叙述中，正确的是（　　） A．探究电流产生的热量与电流大小的关系，可比较气球甲、乙的体积变化 B．探究电流产生的热量与电阻大小的关系，可比较气球丙、丁的体积变化 C．装置①和 ②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是丙气球 D．装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是甲气球 【解答】解：气球体积的变化越大，表明导体产生的热量最多； A、探究电流产生的热量与电流大小的关系时，应控制电阻和通电时间相同，电流不同，①图中电流是相同的，故A错误； B、探究电流产生的热量与电阻大小的关系时，应控制电流和通电时间相同，电阻不同，②图中电流是不同的，故B错误； CD、使用装置①、②同时实验时，体积变化最大的说明温度高，产生的热量最多； 在串联电路中，用电器两端的电压之和等于电源电压，并联电路中，各支路两端的电压等于电源电压，故②中的每个电阻两端的电压都要高于①中的每个电阻两端的电压；在这两个实验中，电流产生的热量Q＝I2Rt，通电时间相同，故②中的R1产生的热量最多，故体积变化最大的气球是丙气球，故C正确，D错误。 故选：C。 27. （2023•宁波模拟）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60欧，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中，测得R2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．R2的滑片向左滑动时，电流表和电压表的示数都变大 B．电源电压为12V C．R1的电功率变化范围是1.2～10.8W D．电流为0.6A时，2min内电流通过R1产生的热量是648J 【解答】解： 由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 A、R2的滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知断电路中的电流变大，根据串联电路的电压分配特点可知电压表示数变小，故A错误； B、当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的总电阻最小，根据欧姆定律可知，电路中的电流最大， 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小， 由图乙可知，最小和最大电流分别为I最小＝0.2A；I最大＝0.6A， 由欧姆定律和串联电路的电压规律可得：U＝I最小（R1+R2）＝0.2A×（R1+60Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① U＝I最大R1＝0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②， 解①②得：R1＝30Ω，U＝18V，故B错误； C、R1的最小电功率：P1最小＝I最小2R1＝（0.2A）2×30Ω＝1.2W， R1的最大电功率：P1最大＝I最大2R1＝（0.6A）2×30Ω＝10.8W， 所以，R1的电功率变化范围是1.2～10.8W，故C正确； D、R1产生的热量Q1＝I最大2R1t＝（0.6A）2×30Ω×2×60s＝1296J，故D错误。 故选：C。 28. （2023•慈溪市校级模拟）如图甲是某同学“探究定值电阻品的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率P总随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出a、b、c三条图线（如图乙）。下列叙述正确的是（　　） A．图线a为定值电阻R0的发热功率曲线 B．电源电压为4.5V C．滑动变阻器接入电路的最大阻值为6Ω D．滑动变阻器消耗的最大功率为2.25W 【解答】解： A、由P＝I2R可知，定值电阻R0的发热功率P0与电流I是二次函数关系，则由图像可知，定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系图线是b，且定值电阻R0的最大功率P0＝9W，此时电路中的电流I＝3A， 由P＝I2R可得，电阻R0的阻值：R01Ω，故A错误； B、电源电压U不变，由P＝UI可知，电源总功率P总与电流I成正比，图像是一条倾斜的直线， 由图像可知，电源总功率P总随电流I变化的关系图线是a； 由图像可知，电源总功率P总＝9W时，电流I＝3A， 由P＝UI可得，电源电压：U3V；故B错误； C、综合上述分析可知，图像c为滑动变阻器R消耗的电功率PR和电流I的变化曲线， 当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路电流最小，由图像可知，电路最小电流：I小＝0.5A， 由I可知，此时电路的总电阻：R总6Ω， 因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路的最大阻值：R滑大＝R总﹣R0＝6Ω﹣1Ω＝5Ω，故C错误； D、图线a表示P总﹣I图像，图线b表示P0﹣I图像，则图线c表示PR﹣I图像， 设变阻器R消耗的电功率最大时，电路中的电流为I， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由I可得，滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣IR0＝3V﹣I×1Ω， 则滑动变阻器消耗的电功率：PR＝URI＝（3V﹣I×1Ω）I＝3V×I﹣1Ω×I2＝﹣1Ω×I2+3V×I＝﹣1Ω×I2+3V×I﹣（）2W+（）2W＝﹣（IA）2×1Ω+2.25W＝2.25W﹣（IA）2×1Ω， 所以，当IA时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大功率为2.25W，故D正确。 故选：D。 29. （2023•海曙区一模）如图甲所示，电源电压恒为9V，滑动变阻器的最大阻值为100Ω，电流在0.1A～0.4A之间时电子元件均能正常工作。若通过此电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示，下列判断不正确的是（　　） A．电子元件工作时，电阻是在不断变化的 B．电子元件正常工作时，电路消耗的最小功率为0.9W C．当P在中点时，电子元件与滑动变阻器的电压之比为1：1 D．为使电子元件正常工作，滑动变阻器阻值范围应为12.5Ω～70Ω 【解答】解：（1）从图象可知，电子元件的电阻是在变化的，故A错误； （2）电子元件处于正常工作状态，当电路电流最小即I小＝0.1A时，电路消耗的功率最小， 则电路消耗的最小功率： P＝UI小＝9V×0.1A＝0.9W，故B正确； （3）因为电子元件与滑动变阻器串联，通过的电流相等， 所以电子元件与滑动变阻器串联两端的电压之比就等于两电阻之比， 因无法判断电子元件与滑动变阻器电阻的大小关系， 所以无法判断它们两端电压的关系，故C错误； （4）电子元件处于正常工作状态时，电路电流最小为0.1A，电子元件两端的最小电压为2V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动变阻器两端的最大电压： U滑＝U﹣U电子＝9V﹣2V＝7V， 此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，由I可得： R滑70Ω， 电路电流最大为0.4A，电子元件两端的最大电压为4V， 则滑动变阻器两端的最小电压： U滑′＝U﹣U电子′＝9V﹣4V＝5V， 滑动变阻器接入电路的电阻最小， R滑′12.5Ω， 所以滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5Ω～70Ω，故D正确。 故选：C。 30. （2023•宁波模拟）为了打赢疫情防控战，某工厂加紧生产消毒液，如图甲所示，这是生产车间流水线上瓶装消毒液输送及计数装置示意图，其中S为激光源，R1为光敏电阻（有光照射时阻值变小），R2是阻值为40Ω的定值保护电阻，a、b间接监控装置，R1两端的电压随时间变化的关系如图乙所示，电源电压恒为6V，则下列说法正确的是（　　） A．当有瓶装消毒液遮挡激光时，R2消耗的功率为0.4W B．当没有瓶装消毒液遮挡激光时，光敏电阻R1的阻值为80Ω C．当没有瓶装消毒液遮挡激光时，电路消耗的总功率为0.6W D．生产线正常生产时，一分钟可生产消毒液150瓶 【解答】解： A、由电路图可知，R1与R2串联，由题意可知，当有瓶装消毒液遮挡激光时（即无光照射光敏电阻R1），R1的阻值大，电路的总电阻大，由I可知，电路中的电流小，定值电阻R2两端的电压小，由图乙知，此时U1＝4V， 根据串联电路电压的规律知， R2两端的电压为： U2＝U﹣U1＝6V﹣4V＝2V， 此时R2消耗的功率为： P20.1W，故A错误； BC、当没有瓶装消毒液遮挡激光时（即有光照射光敏电阻R1），R1的阻值较小，电路的总电阻较小，电路中的电流较大，即a、b间的电压较大， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R1两端的电压较小， 由图像可得，此时R1两端的电压U1＝2V，则R2两端的电压U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V， 因串联电路中各处的电流相等， 所以电路中的电流I，即，解得：R1＝20Ω，故B错误； 此时电路的总功率为： P总0.6W，故C正确； D、由图乙可知，每经过0.6s，就有一个产品通过计数装置，生产时1min可生产消毒液100个，故D错误。 故选：C。 31. （2023•温州模拟）图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I﹣U图象，小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示，电源电压8V，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡电阻随温度的增大而减小 B．灯泡的实际电功率为0.6 W C．定值电阻的阻值为0.05Ω D．定值电阻的电功率为0.8 W 【解答】解：A、由图甲结合R可知，灯泡两端的电压增大时，灯泡的电阻增大；此时灯泡的实际功率增大，灯丝温度也在升高，由此说明，灯丝的电阻随温度的升高而增大，故A错误； B、灯泡和定值电阻串联，电流相等，电压之和等于电源电压，由图甲知，当电流为0.3A时，灯泡两端电压为2V，定值电阻两端电压为6V，总电压为8V，则灯泡的实际功率：PL＝ULI＝2V×0.3A＝0.6W，故B正确； C、由B项数据可知，电阻的阻值：R20Ω，故C错误； D、电阻的实际功率：PR＝URI＝6V×0.3A＝1.8W，故D错误。 故选：B。 32. （2023•舟山一模）1964年人类制造了世界上第一盏用海浪发电的航标灯，利用海水上下起伏带动发电机发电。如图是航标灯气室结构示意图，其工作原理为：当海水下降时，阀门K1关闭，K2打开，吸进空气；当海水上升时，K2关闭，海水向上推动活塞压缩空气，使气室内气压增大到一定值时，K1被推开，气体进入工作室，推动涡轮带动发电机工作，使航标灯发光。 （1）当气室内的气压达到一定值，气体推开阀门K1进入工作室。这一过程类似于汽油机的 冲程。 （2）已知阀门K1的面积为4×10﹣3m2。若海水上升至气室内气压达到5.0×105帕时，关闭着的K1受到气室内气体对它的压力为 牛。 （3）若航标灯的光源功率为10瓦，则其正常工作24小时，至少需要消耗电能 焦。 【解答】解：（1）当气室内的气压达到一定值，气体推开阀门K1进入工作室。这一过程类似于汽油机的做功冲程。 （2）已知阀门K1的面积为4×10﹣3m2。若海水上升至气室内气压达到5.0×105帕时，关闭着的K1受到气室内气体对它的压力为：F＝pS＝5.0×105Pa×4×10﹣3m2＝2000N。 （3）若航标灯的光源功率为10瓦，则其正常工作24小时，至少需要消耗电能为：W＝Pt＝10W×24×3600s＝8.64×105J。 故答案为：（1）做功；（2）2000；（3）8.64×105。 33. （2023•慈溪市校级模拟）如图所示有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化。若防雾膜的额定功率为20W正常工作10min消耗的电能是 J。如图乙所示，给防雾膜电路连接了一个滑动变阻器R，使电热丝的功率在原功率的25%～100%之间变化，以满足不同季节使用，则R的最大阻值为 Ω。 【解答】解：（1）由P可得，防雾膜正常工作10min消耗的电能： W＝Pt＝20W×10×60s＝1.2×104J； （2）由P＝UI可得，电热膜的电阻： R电热膜2420Ω， 当变阻器R的阻值最大时，通过电热膜的电流最小，此时电热膜的功率最小， 结合题意可知，电热膜的最小功率为：P最小＝20W×25%＝5W， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，由P＝UI＝I2R可得，电路中的电流： I小A， 由I可得，此时电路中的总电阻： R总4840Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，变阻器的最大阻值： R＝R总﹣R0＝4840Ω﹣2420Ω＝2420Ω。 故答案为：1.2×104；2420。 34. （2023•海曙区校级一模）小宁在光合作用实验中，要将叶片放在盛有酒精的小烧杯中，并对小烧杯进行水浴加热，使叶片褪色。他设计了如图甲的恒温控制器电路，电路有“加热”和“恒温”两种状态。闭合开关S，温控开关在温度低时闭合、温度到达一定值时自动断开，降温后再闭合，循环工作，起到调节温度作用。指示灯亮表示进入恒温状态，它的额定电压为110V，且亮起即正常工作。图中发热元件电阻阻值为48.4欧。 （1）将图乙中提供的电路接入甲图中“1”“2”“3”接线柱，符合要求的电路图是 （选填“A”或“B”）。 （2）电路在加热状态时的功率是 W。 （3）若恒温控制器中水的质量为1kg，由于水自身散热等因素，恒温控制器的加热效率为70%。进入“恒温”状态后，水温每分钟下降6℃，要让水温维持在70℃～75℃之间，每“加热”和“恒温”为一个周期，则此周期的时间为 s。【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】 【解答】解：（1）由电路图可知，把图乙中的A图接入甲图中“1”“2”“3”接线柱后，当温控开关在温度低时闭合时，指示灯被短路，发热元件单独接入电路中，功率变大，开始加热；温度到到达一定值时自动断开，指示灯接入电路发光，与电路元件串联，加热元件功率减小，进入恒温状态；把B图接入甲图中“1”“2”“3”接线柱后，指示灯接在了220V的电源上，超过指示灯的额定电压，指示灯会烧杯，不符合要求； 故选A； （2）根据电路图可知，电路在加热状态时只有发热元件工作，电路在加热状态时的功率：P1000W； （3）加热时，水由70℃升高到75℃吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（75℃﹣70℃）＝2.1×104J， 由η可知，恒温控制器加热过程中消耗的电能：W3×104J， 由P可知，加热使水由70℃升高到75℃所需要的时间：t130s， 恒温时，根据题意可知，水温每分钟（60s）下降6℃，则水从75℃降低到70℃需要的时间：t2（75℃﹣70℃）＝50s， 由于每“加热”和“恒温”为一个周期，所以一个周期的时间为T＝t1+t2＝30s+50s＝80s。 故答案为：（1）A；（2）1000；（3）80。 35. （2023•鹿城区模拟）用电器甲和乙上都标有“3.6V”字样，它们的电流随电压变化关系如图所示。分析图示信息： （1）甲和乙串联在3.6V电源上，实际电压U甲：U乙＝ 。 （2）甲和乙并联在3.6V电源上，电路总功率＝ 。 【解答】解：（1）由图可知，当电压为2.4V时，通过甲、乙的电流分别为0.1A和0.2A， 由欧姆定律可知，甲、乙的阻值分别为：R甲，R乙， 则R甲：R乙＝24Ω：12Ω＝2：1， 甲和乙串联在3.6V电源上，由串联电路的特点可知通过两电阻的电流相等，由欧姆定律可知，两电阻两端的电压之比：； （2）甲和乙并联在3.6V电源上，由并联电路的特点可知两电阻两端的电压均为3.6V，由图可知当电压为3.6V时通过甲和乙的电流大小分别为0.15A和0.30A， 由并联电路的电流特点可知，干路中的电流为：I＝0.15A+0.3A＝0.45A，则总功率为：P＝UI＝3.6V×0.45A＝1.62W。 故答案为：（1）2：1；（2）1.62W。 36. （2024•义乌市校级三模）小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源（U＝6V），电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），滑动变阻器、电阻箱各一只，单刀单掷、单刀双掷开关各一个，导线若干。 （1）图甲是小明刚连好的实物图，实验前小华帮他检查了一遍，发现有两处不合实验规范。 请你指出来：① ；② 。 （2）完善电路后，闭合开关，小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据，并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 （3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 。 A.10Ω 3A B.30Ω 1A C.60Ω 1A （4）在实验过程中，电压表发生故障，若已知另一盏灯的额定电流为I额，小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图，则能测出小灯泡额定电功率的是 。 【解答】解：（1）为保护电路，连接电路时，开关要断开，闭合开关前，滑片P应处于连入阻值最大处； 因为灯正常发光时的电流约为：I0.25A，所以电流表应选0～0.6A量程，所以图中不符合实验规范处有：①闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处；②电流表所选量程太大； （2）由I﹣U图象可得，小灯泡在额定电压下的电流为0.25A， 则小灯泡的额定功率为： P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W。 （3）根据I﹣U图像知，小灯泡的电压为0.5V时，电流为0.1A，由串联电路的规律及欧姆定律，此时实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻为： R滑55Ω，故变阻器的规格可能为60Ω 1A， 故选C； （4）丁图中，将S2置于b，电流表没有接入电路，将S2置于a，电流表测通过电阻箱中的电流，即无论S2置于a、b，灯的电流都不能测量，故不能使灯正常发光，不能测出灯泡额定功率； 丙图中，将S2置于a，移动滑片，使电流表示数为I额，则灯正常发光； 保持滑片的位置不动，将S2置于b，调节电阻箱的旋钮，使电流表的示数仍为I额，记下电阻箱连入电路中的电阻大小R箱，由等效替代法，则灯正常发光时的电阻等于R箱，则灯的额定功率：P＝I额2R箱； 故选丙。 故答案为：（1）闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处；电流表所选量程太大；（2）0.625；（3）C；（4）丙。 37. （2023•椒江区校级二模）小科进行了测量“小灯泡电功率”的实验，已知小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压3伏。 （1）请你用笔画线代替导线，将甲图中的实物电路连接完整，其中滑动变阻器滑片向左移动时，小灯泡变亮。 （2）电路正确连接后，闭合开关后发现小灯泡不亮，但电压表和电流表均有示数，原因可能是 。 （3）之后，小科测量了小灯泡在不同电压下的电流，记录数据并绘制成曲线图，得到小灯泡U﹣I图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 【解答】解： （1）测定小灯泡的电功率实验中，灯泡与滑动变阻器串联，滑片向左移动时灯泡变亮，说明电路中电流变大，电阻变小，所以应将变阻器的左接线柱接入电路中，实物连接如下图： ； （2）电压表、电流表均有示数，说明电路通路，小灯泡不亮有可能功率太小，故出现这一现象的原因可能是滑动变阻器接入电路的阻值太大； （3）由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V，通过灯泡的额定电流为0.3A，则小灯泡额定功率为： PL＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W。 故答案为：（1）见解答图；（2）滑动变阻器接入电路的阻值太大；（3）0.75。 38. （2023•鄞州区一模）某灯泡上标有“7.*，0.5A”的字样，其中额定电压值不清，估计在7.0V～7.9V之间，因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪 器：一只电压恒定的电源（电压值未知）一只电流表、一只标有“20Ω.5A”滑动变阻器R、一只阻值为10Ω的定值电阻、开关和导线若干。 某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展实验。 （1）滑片位于a端时，只闭合S和S1，电流表示数如图乙为 A，求出电源电压。 （2） （请补充具体操作），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.5A，此时小灯泡正常发光。 （3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为0.6A，求出此时滑动变阻器接入电路的阻值R。 （4）通过计算得出灯泡的额定电功率为 W。 【解答】解：（1）滑片位于a端时，只闭合S和S1，滑动变阻器R电阻全部连入电路，且与定值电阻R0串联，灯泡正常发光时的电流为0.5A，则电流表选择小量程，示数为：I1＝0.4A； 则电压电压为： U＝I（R最大+R0）＝0.4A×（20Ω+10Ω）＝12V； （2）只闭合S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A，此时小灯泡正常发光； （3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数I2＝0.6A，则此时定值电阻两端的电压为： U定＝I2R0＝0.6A×10Ω＝6V， 此时滑动变阻器两端电压为：U'＝U﹣U定＝12V﹣6V＝6V， 则滑动变阻器连入电路的电阻为： R10Ω； （4）当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为：U“＝IR＝0.5A×10Ω＝5V， 则此时灯泡两端的电压即额定电压为： U额＝U﹣U″＝12V﹣5V＝7V， 灯泡的额定电功率为： P＝U额I＝7V×0.5A＝3.5W。 故答案为：（1）0.4；（2）只闭合S和S2；（4）3.5。 39. （2023•婺城区模拟）小明用图甲所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。请回答： （1）闭合开关进行实验，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零。已知仅图甲中导线①、②或③中的一根发生故障，请指出发生故障的导线，并写出故障名称： 。 （2）小明进行了六次实验，记录实验数据并在U﹣I图像中描点，得到通过小灯泡的电流与两端电压的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知：小灯泡的额定功率为 W。 （3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 （填字母）。 A.5Ω 2A B.10Ω 2A C.20Ω 1A D.30Ω 1A （4）实验结束后，小明继续对通过滑动变阻器的电流与两端电压的关系进行探究，画出了对应的U﹣I图像（如图丙），请你在图中“①”、“②”或“③”三条虚线中选择正确的一条并说明你选择的依据： 。 【解答】解：（1）电流表示数始终为零，电路可能断路，电压表示数始终为3V，说明电压表与电源连通，已知仅导线发生故障，则图1中导线①发生了断路，导致电压表串联在电路中了； （2）根据U﹣I图像知，灯泡两端电压等于额定电压2.5V正常发光，此时通过它的电流为0.3A，小灯泡的额定功率为：P额＝U额I＝2.5V×0.3A＝0.75W； （3）根据U﹣I图像知，灯泡两端的电压为0.5V时，电流为0.1A， 串联电路总电压等于各部分电压之和，串联电路各处电流相等， 根据欧姆定可得此时实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻为：R滑25Ω，变阻器的规格可能为30Ω 1A，故选D； （4）由题知，电源电压为3V，灯的U﹣I图像与变阻器电流随电压的变化关系图像交点，表示灯的电压与变阻器的电压相等（串联电路各处的电流相等），故由串联电路电压的规律，此时灯与变阻器的电压都为1.5V， 由下图知，只有图3中的虚线①符合这个条件。 故答案为：（1）①；断路；（2）0.75；（3）D；（4）①；电源电压为3V，灯的U﹣I图像与变阻器电流随电压的变化关系图像交点，表示灯的电压与变阻器的电压相等，由串联电路电压的规律可知此时灯与变阻器的电压都为1.5V。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 浙江中考科学试题专题10电能与电功率 1. （2024•浙江）自然界中有许多“电鱼”，它们身体中的发电器官能产生电。研究表明，某电鱼在水中放电时（图1），身体AB段可看成电源和电阻（R1）两部分串联而成，其余部分和水的电阻为R2，它们共同构成闭合电路，简化电路如图2所示。电鱼放电时的电压（即电源电压）为U，电阻R1＝1.0×104欧。为获得U的大小，研究人员通过在水里加入氯化钠来改变R2，得到A、B两点间电压UAB和电路中电流I的关系，如图3所示。电鱼每次放电电压视为相同，电鱼电阻不变。 请回答。 （1）向水里加入氯化钠，目的是 （填“增大”或“减小”）电阻R2。 （2）求电鱼放电时电压U的大小。 （3）当R2＝1.0×104欧，求电鱼放电时R2的电功率P2。 2. （2023•衢州）小科想购买一个电热水壶，已知他家中电路电压是220V、室内插座额定电流是5A，则下列规格的电热水壶适合他家的是（　　） 选项 额定电压/V 额定功率/W A 220 1500 B 220 800 C 120 1500 D 120 800 3. （2023•金华）在“测量小灯泡额定功率”实验中，同学们进行如下研究。 【实验器材】干电池3节，小灯泡（额定电压为3.8V、电阻约为15Ω），滑动变阻器（4Ω 1A），电流表，电压表，开关，导线若干（所有器材均完好） 【实验方案】将量程为0～15V的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，读出并记录电流表的示数。 （1）实验时若闭合开关，发现灯泡不亮，接下来最合理的操作是 。 A.更换小灯泡 B.检查电路是否短路 C.观察电流表和电压表的示数 （2）当电压表读数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，该小灯泡的额定功率为 W。 【实验反思】小金认为，电压表选用0～15V量程进行实验，因该量程下每一小格为0.5V，3.8V读数不够精确，导致计算得到的额定功率误差较大。若电压表换用0～3V的量程，将其并联到滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为0.7V，即可减小误差。 【实验改进】 于是小金设计了如图丙所示电路图，电压表V1选用0～15V量程，电压表V2选用0～3V量程。进行实验，移动滑动变阻器滑片，得到三次实验数据记录如下表。 试验次数 小灯泡两端电压（V） 变阻器两端电压（V） 电流（A） 1 3.0 1.1 0.24 2 3.4 0.7 0.26 3 3.8 0.3 0.28 （3）小金按反思后的思路，利用滑动变阻器两端电压为0.7V时所测的数据，计算得到的小 灯泡“额定功率”比真实的小灯泡额定功率 （选填“偏大“偏小”或“相等”）。 【反思交流】小金发现测得的小灯泡两端电压与滑动变阻器两端的电压之和小于电源电压。带着这一疑问，继续探究…… 4. （2023•温州）用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。 图中电路包括调试电路和实验电路，R1和R2是阻值都为20欧的电热丝，R2放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝R2在调试过程中不发热。实验步骤如下： ①用数字温度计测量并记录装有R2的保温容器内煤油的温度。 ②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。 ③将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S，测量并记录 。 ④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度Δt（Δt可反映电热的多少），整理Δt、I2的数据如图丙。 （1）将步骤③补充完整。 （2）在答题纸图丙中画出Δt与I2的关系图像。 （3）小明想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持R1不变，将R2更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理，说明理由： 。 5. （2023•宁波）图甲是小宁的哥哥测定小灯泡额定功率的电路，小灯泡上标有“3.8V”字样。 （1）测小灯泡电压的电压表有“0～3V”、“0～15V”两个量程，小宁的哥哥正确选用了“ ”量程。 （2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3.8V，此时，电流表的示数如图乙所示。实验测得的该小灯泡的额定功率为 W。 （3）小宁发现，与我们教材中测小灯泡电功率的电路相比，哥哥的实验电路多了一根导线。这根导线是 。（用图甲中导线旁的字母表示） 6. （2023•杭州）用两种不同充电桩，对同一辆纯电动汽车充满电的相关数据如表所示，不计充电过程中的能量损失。 充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h 普通充电桩 相同 220 30 10 快充充电桩 600 100 （1）用普通充电桩充满电，消耗的电能为多少千瓦时？ （2）用快充充电桩充满电，需要多少小时？ （3）目前存在普通充电桩充电时间长，充电桩紧缺等问题。为解决此问题，除用快充充电桩充电外，再提出一种设想。 7. （2023•温州）在献爱心活动中，小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫，能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲，Ra是安装在坐垫内的热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示。 闭合开关S1、S2，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁La和Lb同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时，电磁铁无法吸住衔铁La和Lb，La、Lb恢复原位，又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。 热敏电阻Ra的阻值与温度的关系 温度/℃ 20 25 30 35 39 40 41 42 43 44 45 50 55 60 65 阻值/欧 600 480 390 300 240 230 220 210 200 190 180 150 120 100 85 （1）分析表中数据，当温度升高时，热敏电阻Ra的阻值 。（选填“变大”或“变小”） （2）图甲中R1和R2的阻值均为1210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟，则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦？ （3）小明想在控制电路中增加一个力敏电阻，以实现两个功能： ①1000牛压力以下，坐垫最高温度不超过45℃； ②人离开后，坐垫始终低功率工作。 现有三种力敏电阻Rb、Rc、Rd，其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式，并写出500牛压力下坐垫的最高温度值： 。（线圈阻值忽略不计） 8. （2022•金华）学习小组开展“测量小灯泡的功率”实验，实验电路如图甲，绘制出小灯泡的I﹣U关系曲线如图乙，已知小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压恒为6V。回答下列问题： （1）闭合开关后移动变阻器的滑片，当电压表示数为 V时，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率； （2）实验时，变阻器的滑片向左移动过程中，电流表与电压表示数的比值将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 9. （2022•台州）某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时，制作了如图甲所示的实验装置：有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计，盒外采用优质保温材料包裹。 （1）采用优质保温材料的目的是减少实验过程中 的散失。 （2）保持水的质量和电流不变，换用不同阻值的电阻丝R，记录水温变化ΔT和通电时间t的数据，整理部分数据并绘制图像如图乙。 根据上述实验，可以得出结论： 。 （3）保持水的质量、电阻和通电时间不变，改变电流大小，相关数据整理如下表。 电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 升高的温度ΔT/℃ 0.4 0.9 2.5 3.6 请分析表中数据，并将表中所缺的数据补上。 10. （2022•绍兴）图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合），R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用，发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动触头接触，0挡为断开状态，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ挡是不同功率的挡位，电热丝被均分为四段接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。 （1）S1从0挡转到Ⅰ挡开始工作，温控开关S2的状态是 （选填“断开”或“闭合”）。 （2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是 （选填“做功”或“热传递”）。 （3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ挡时功率最大。则接线柱a、b、c中连入电路的应该是 。 （4）已知电火锅Ⅳ挡加热功率为1000瓦，若电火锅在Ⅲ挡工作5分钟，求发热管消耗的电能。 11. （2022•台州）某兴趣小组想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机，设计了发热部分的两种电路，如图甲、乙所示。 （1）图甲中，当开关S闭合、S1断开时，R1和R2的连接方式是 ，此时处于 挡工作状态。 （2）若选用图乙所示电路，电源电压为24伏，想要实现发热电阻R3的电功率为120瓦，则选用R3的阻值应为多少？ （3）按图乙电路制作的暖风机高温挡的总功率为200瓦，在高温挡工作600秒，暖风机所消耗的电能是多少？ 1. （2025•杭州模拟）如图所示分别是小夏家10月1日和11月1日电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列判断错误的是（　　） A．电能表是测量电路消耗电能的仪表 B．小白家10月份消耗的电能为1250kW•h C．电能表工作时的额定电流10A，短时间最大电流不超过20A D．该表指示灯闪烁每1600次，消耗的电能是1kW•h 2. （2025•杭州模拟）如图甲所示为某型号室内加热器，有高温和低温两个挡位，额定电压为220V，高温挡和低温挡的额定功率分别为2200W和1000W，简化电路如图乙所示。求： （1）电热丝加热时，把电能转化为 。 （2）当开关S1、S2均闭合时，电加热器处于 （选填“高温挡”或“低温挡”）。 （3）电阻丝R1的阻值。 （4）在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量是多少？ 3. （2024•台州三模）某同学利用如图所示的电路测小灯泡的电功率。电源电压恒为3伏，小灯泡上标有“2.5伏，0.5瓦”字样，灯丝阻值会随着温度的变化而变化。实验获得系列数据绘制出了电路总功率PB、小灯泡功率P1、电压表V1示数U1、电压表V2 示数U2随电流I变化的图像。其中正确的是（　　） A． B． C． D． 4. （2024•嘉兴模拟）在研究电流与电压关系的实验中，小科同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I﹣U图象（如图），下列有关分析正确的是（　　） A．R1与R2的阻值之比是1：2 B．R1与R2串联接时，R1消耗的功率比R2大 C．R1与R2并联接时，R1和R2消耗的功率相等 D．R1与R2串联接时，通过R1与R2的电流之比是2：1 5. （2024•诸暨市二模）图像是表征事物的一种方法。小明用如图甲所示电路测定小灯泡的电功率，将滑片从b移至a，记录多组数据并描绘出如图乙所示的I﹣U图像。若图中面积S1表示灯泡两端电压为U1时消耗的电功率大小，则此时滑动变阻器所消耗的电功率可表示为（　　） A．S2 B．S3 C．S1+S2 D．S1+S3 6. （2024•绍兴三模）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”，滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω。在保证电路元件安全的情况下，缓慢移动滑片，R2消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为15V B．定值电阻R1的阻值为20Ω C．滑动变阻器R2的调节范围为20Ω～50Ω D．电路消耗总功率的最小值为10.8W 7. （2024•宁波模拟）创新小组的同学设计了一个粉尘浓度监测装置，图甲为该监测装置的简化电路图，它是通过传感器R来进行检测的，R的阻值随粉尘浓度β变化的关系如图乙所示。已知电源电压为4V，定值电阻R0的阻值为15Ω，电压表的量程为0～3V。下列分析正确的是（　　） A．电压表示数随粉尘浓度增大而减小 B．电路可测的最大粉尘度为25mg/m3 C．定值电阻R0的最大功率为0.6W D．整个电路的最小总功率为0.8W 8. （2024•西湖区模拟）如图甲，R1为定值电阻，Rp为滑动变阻器，闭合开关，Rp的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图象如图乙，下列说法正确的是（　　） A．R1阻值为1.8Ω B．电路消耗的最小功率为0.2W C．当 Rp总阻值的接入电路时，它与定值电阻消耗的功率之比为5：6 D．当电流为0.4A时，R1与Rp连入电路的阻值之比为2：1 9. （2024•鄞州区一模）如图所示电路，电源电压为12V且保持不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J。则下列结果正确的是（　　） A．电路中的最大电流为1A B．滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消耗的电能为60J C．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9 D．滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8：1 10. （2024•瓯海区校级模拟）两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据，并根据数据描绘了如图（b）所示的两条U﹣I图线，则图象中两图线的交点表示的物理意义是（　　） A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端 B．电源的输出功率最小 C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5W D．电源的效率达到最大值 11. （2024•舟山模拟）如图甲所示的电路中，电源电压不变，滑动变阻器的滑片P从a端移到b端，定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2阻值变化的图像如图乙所示，下列说法中错误的是（　　） A．电源电压为6V B．该电路的最大功率为3.6W C．P在b端时，电阻R1的功率为0.1W D．P在b端时，该电路的总功率为0.5W 12. （2024•温州模拟）如图是某品牌无人机，由锂电池供电，采用4个电动机带动旋翼转动，如表是部分飞行参数，若空气阻力忽略不计。 指标 参数 质量 1100克 每个电动机 额定电压 10伏 额定电流 5安 最大上升速度 运动模式 5米/秒 普通模式 4米/秒 （1）无人机落地断电后，旋翼还会继续转动一会儿，这是因为旋翼具有 。 （2）无人机飞行时，4个电动机正常工作时的总电功率为 。 （3）无人机在运动模式和普通模式下，都在竖直方向上匀速下降，其受到的升力分别为F1和F2，则F1 F2。（选填“大于”、“小于”或“等于”） 13. （2024•金华二模）冬天坐在马桶上感觉非常冰凉，某学习小组展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。图甲是该小组同学设计的电路图，控制电路电源电压U＝6V，Ra为压敏电阻，其阻值随压力的变化随如图乙所示。Rb为热敏电阻，其阻值随温度变化如表所示，电磁继电器在电流大于40mA时衔铁被吸合，工作电路处于加热状态；在电流小于20mA时衔铁被释放，工作电路处于保温状态。工作电路的电源电压为220V，R2＝100Ω。（电磁铁线圈电阻忽略不计） 表：热敏电阻阻值随温度的变化 温度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44 阻值/Ω 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 （1）为使该智能电热马桶圈在保温状态功率是加热状态时的十分之一，则R1的阻值为 Ω。 （2）当体重为40kg的小金坐在马桶上时，马桶圈的温度最高能达到 ℃。 14. （2024•上城区校级一模）有两只相同的灯泡L1、L2与滑动变阻器R1、R2的连接方式如图所示，它们分别接在恒定电压为16V和8V的电源两端，灯泡L1、L2都正常发光，则滑动变阻器R1、R2上消耗的电功率之比为 。 15. （2024•鹿城区校级一模）某项目小组设计并制作了电热加湿器，如图所示是其电路图。电热丝R1为定值电阻，R2为湿敏电阻，其阻值会随着环境湿度的变化而变化。 （1）加热仓中的水加热至沸腾后从蒸汽出口喷出，在空气中形成“白气”，“白气”是 （填物态变化）形成的。 （2）当空气湿度增加时，电热丝R1功率减小，则R2的阻值随着湿度的增加而 （填“增大”、“不变”或“减小”）。 16. （2024•温州模拟）探究电流热效应的影响因素。 （1）用如图1所示的装置探究电流通过导体产生的热量与 的关系。相同烧瓶内装满了煤油。为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 （选填“相同”或“不同”）。 （2）通电一段时间后，甲、乙两烧瓶中玻璃管内液面均有上升且高度始终保持一致，则故障原因可能是 。 A.R0发生断路 B.R0发生短路 （3）小龙用如图2所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象。根据焦耳定律可知，如图3中能正确反映h﹣I关系的是 。 17. （2024•柯桥区模拟）小柯在测量小灯泡电功率的实验中，选取额定电压为2V的小灯泡，电压恒为6V的电源，滑动变阻器（R1：10Ω，0.5AR2：15Ω，1AR3：50Ω，2A），电压表，电流表，开关和导线若干，按如图甲所示电路进行实验。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整（要求：滑片向左移时，灯泡变暗）。 （2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器至电压表示数为2V，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 （3）完成该实验的过程中，选择哪种规格的滑动变阻器最合适 。（选填“R1”、“R2”或“R3”） （4）小柯认为该电路还可以用于探究电流与电压的关系，但必须更换其中一个实验器材，该如何更换？ 。 18. （2024•丽水一模）项目化学习小组以“校园直饮水机结构探秘”为主题，开展了项目化实践活动。 【项目一】水的净化 （1）如图甲为水的净化过程，得到直饮水需经过①②③三个步骤，步骤②相当于 实验操作。 【项目二】加热原理 （2）现用电热片a、b接入图乙电路模拟电热开水器的电路。已知电热片a、b的阻值为2Ω或18Ω，但因铭牌不清无法确定，项目化小组同学利用图乙确认电热片阻值大小。已知电源电压恒为6V，变温油墨纸片温度升高到一定值时红色会褪去。将红色油墨纸片同时放在a、b上面，闭合开关S，发现b上的油墨纸片红色先褪去，则b的阻值为 Ω； （3）根据上述实验结果，计算图乙电路的加热功率为多少？ 【项目三】热交换器设计 项目化小组的同学想到，将电热开水器中的开水变成温开水，需要冷却放热。若将冷却放出的热量利用起来，用于提高进电热开水器前水的温度，可以节约电能。于是小组同学设计如图丙所示的方案。 （4）该方案用波纹管比直管冷却效果更佳的原因是 。 【项目四】节能效果 （5）校园直饮水机就是采用上述热交换的方式，使进水管的常温自来水从20℃变成80℃的热水，再通电加热至100℃。要得到10kg的100℃开水，相较于将20℃的自来水直接烧开，可节约电能多少J？[不计热量损失，（kg•℃）] 19. （2024•椒江区一模）某小组在“测量小灯泡的电功率”实验中，将电源（电压恒定且未知）、滑动变阻器、小灯泡（标有“2.5V”字样）、开关、电流表电压表用导线连接成实验电路。实验中，他们记录的实验数据如表： 实验次序 电压/V 电流/A 1 1.5 0.34 2 2.0 0.30 3 2.5 0.28 （1）小组同学通过对表格实验数据的分析，发现实验电路连接存在错误。你认为该错误是 。 （2）正确连接电路后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，电压表、电流表示数如图所示，则电源电压为 伏，待测小灯泡的额定功率为 瓦。 20. （2024•北仑区模拟）某同学利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率（已知电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。 （1）用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。 （2）闭合开关发现电压表、电流表指针处于图乙所示位置，此时灯泡 （选填“不发光”、“正常发光”或“比正常亮”）。 （3）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图象如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 。 21. （2024•上城区校级一模）小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源（U＝6V），电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），滑动变阻器、电阻箱各一只，单刀单掷、单刀双掷开关各一个，导线若干。 （1）图甲是小明刚连好的实物图，正要闭合开关。小华却发现有1处不合实验规范。请指出来 。 （2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表的示数为0，则出现故障的原因可能是 。 （3）完善电路后，闭合开关，小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据，并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙，小灯泡的额定功率为 W。 （4）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 。 A.10Ω 3A B.30Ω 1A C.60Ω 1A （5）实验中，将滑片从阻值最大处移至合适位置的过程中，小组记录了多组电压表和电流表的数据，描绘出图丙所示的I﹣U图像。其中U0表示电源电压，若图中的阴影部分表示电压表为2.0V时，灯泡消耗的实际功率大小，请帮助小组同学在图中将表示此时滑动变阻器实际消耗功率的区域涂黑。 22. （2024•鄞州区模拟）测定小灯泡的电功率是初中科学非常重要的实验。 （1）图甲是探究小灯泡的电功率与电压关系的实验电路图，小宁实验后得出结论：电流一定时，电压越大，小灯泡的实际电功率越大。则支持该结论的实验现象是 。 （2）为了测定额定电压为“2.5V”的小灯泡的额定电功率，小宁按图乙连接电路。 ①闭合开关，发现灯不亮，电流表和电压表都有示数，接下来小宁的操作应该是 。 ②当电压表示数为2.5V时，电流表读数为0.3A，小宁根据P＝UI算出小灯泡的额定功率为0.75W。断开开关，发现电流表的指针如图丙所示，则该小灯泡额定功率的真实值 0.75W（填“大于”“等于”或“小于”）。 23. （2024•宁波模拟）风能是一种低碳、清洁的能源。如图甲所示为某学校科学兴趣小组设计的一款风力发电装置，为了测试发电功率，他们展开如下实验。 （1）【成果测试】风力发电机可以将机械能转化为电能。如何比较相同风速下发电机的发电功率？请选择合适器材并绘制原理图。（必要时可用文字说明） 器材：小灯泡、定值电阻、电能表、秒表、电压表，电流表等。 （2）【成果优化】小组同学将灯泡连入风力发动机，发现风向和叶片夹角会影响发光亮度（如图乙所示）。该小组对风力发电机进行优化。已知同一地区的风向会发生变化，为了更大程度利用风力发电，请在原装置上提出改进建议： 。 （3）【成果延伸】一般来说，扇叶转速越大，发电功率越大。在现实生活中，叶片长度是影响发电机发电功率的因素之一。相同风力下，只增加叶片长度，试推测风力发电机的发电功率变化并说明理由： 。 24. （2024•温州模拟）小明利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。（电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V） （1）闭合开关后，发现两电表指针处于图乙所示位置，此时灯泡 。（选填“不发光”或“比正常亮”） （2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图象如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 （3）完成实验后，小明又设计了一种用已知阻值为R0的定值电阻代替电流表测量小灯泡的额定功率的方案，设计了如图丁所示的电路，实验步骤如下。 ①检查电路无误后，闭合开关S和S1、断开开关S2，移动滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为UBC； ②保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S2、断开开关S1，读出电压表的示数U1； ③小灯泡额定功率的表达式：P额＝ 。（用UBC、U1、R0表示） 25. （2024•舟山三模）如图甲是小明家的养生壶。它有高温、中温、低温三个挡位，如图乙是它工作电路图，图表是其部分参数，其中R1，R2为发热电阻，R2＝100Ω。求： 项目 参数 电源电压（V） 220 低温挡功率（W） 242 高温挡功率（W） 968 容积（L） 3 发热电阻R1的阻值是多少？该养生壶中温挡时的电功率是多少？在额定电压下用高温挡加热2kg水，使其温度从30℃上升到90℃，求烧开一壶水需要多长时间？[不计热量损失，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 26. （2023•杭州模拟）小乐猜想：“电流通过导体产生的热量的多少可能跟电流、电阻和通电时间有关”，于是设计了如图所示的装置①和②，先将电阻丝（R1＜R2）分别装入规格相同的烧瓶中，然后将带有相同的玻璃管的塞子塞紧烧瓶，玻璃管在外侧的一端与相同的瘪气球相连；实验过程中电源电压保持不变。下列叙述中，正确的是（　　） A．探究电流产生的热量与电流大小的关系，可比较气球甲、乙的体积变化 B．探究电流产生的热量与电阻大小的关系，可比较气球丙、丁的体积变化 C．装置①和 ②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是丙气球 D．装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是甲气球 27. （2023•宁波模拟）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60欧，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中，测得R2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．R2的滑片向左滑动时，电流表和电压表的示数都变大 B．电源电压为12V C．R1的电功率变化范围是1.2～10.8W D．电流为0.6A时，2min内电流通过R1产生的热量是648J 28. （2023•慈溪市校级模拟）如图甲是某同学“探究定值电阻品的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率P总随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出a、b、c三条图线（如图乙）。下列叙述正确的是（　　） A．图线a为定值电阻R0的发热功率曲线 B．电源电压为4.5V C．滑动变阻器接入电路的最大阻值为6Ω D．滑动变阻器消耗的最大功率为2.25W 29. （2023•海曙区一模）如图甲所示，电源电压恒为9V，滑动变阻器的最大阻值为100Ω，电流在0.1A～0.4A之间时电子元件均能正常工作。若通过此电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示，下列判断不正确的是（　　） A．电子元件工作时，电阻是在不断变化的 B．电子元件正常工作时，电路消耗的最小功率为0.9W C．当P在中点时，电子元件与滑动变阻器的电压之比为1：1 D．为使电子元件正常工作，滑动变阻器阻值范围应为12.5Ω～70Ω 30. （2023•宁波模拟）为了打赢疫情防控战，某工厂加紧生产消毒液，如图甲所示，这是生产车间流水线上瓶装消毒液输送及计数装置示意图，其中S为激光源，R1为光敏电阻（有光照射时阻值变小），R2是阻值为40Ω的定值保护电阻，a、b间接监控装置，R1两端的电压随时间变化的关系如图乙所示，电源电压恒为6V，则下列说法正确的是（　　） A．当有瓶装消毒液遮挡激光时，R2消耗的功率为0.4W B．当没有瓶装消毒液遮挡激光时，光敏电阻R1的阻值为80Ω C．当没有瓶装消毒液遮挡激光时，电路消耗的总功率为0.6W D．生产线正常生产时，一分钟可生产消毒液150瓶 31. （2023•温州模拟）图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I﹣U图象，小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示，电源电压8V，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡电阻随温度的增大而减小 B．灯泡的实际电功率为0.6 W C．定值电阻的阻值为0.05Ω D．定值电阻的电功率为0.8 W 32. （2023•舟山一模）1964年人类制造了世界上第一盏用海浪发电的航标灯，利用海水上下起伏带动发电机发电。如图是航标灯气室结构示意图，其工作原理为：当海水下降时，阀门K1关闭，K2打开，吸进空气；当海水上升时，K2关闭，海水向上推动活塞压缩空气，使气室内气压增大到一定值时，K1被推开，气体进入工作室，推动涡轮带动发电机工作，使航标灯发光。 （1）当气室内的气压达到一定值，气体推开阀门K1进入工作室。这一过程类似于汽油机的 冲程。 （2）已知阀门K1的面积为4×10﹣3m2。若海水上升至气室内气压达到5.0×105帕时，关闭着的K1受到气室内气体对它的压力为 牛。 （3）若航标灯的光源功率为10瓦，则其正常工作24小时，至少需要消耗电能 焦。 33. （2023•慈溪市校级模拟）如图所示有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化。若防雾膜的额定功率为20W正常工作10min消耗的电能是 J。如图乙所示，给防雾膜电路连接了一个滑动变阻器R，使电热丝的功率在原功率的25%～100%之间变化，以满足不同季节使用，则R的最大阻值为 Ω。 34. （2023•海曙区校级一模）小宁在光合作用实验中，要将叶片放在盛有酒精的小烧杯中，并对小烧杯进行水浴加热，使叶片褪色。他设计了如图甲的恒温控制器电路，电路有“加热”和“恒温”两种状态。闭合开关S，温控开关在温度低时闭合、温度到达一定值时自动断开，降温后再闭合，循环工作，起到调节温度作用。指示灯亮表示进入恒温状态，它的额定电压为110V，且亮起即正常工作。图中发热元件电阻阻值为48.4欧。 （1）将图乙中提供的电路接入甲图中“1”“2”“3”接线柱，符合要求的电路图是 （选填“A”或“B”）。 （2）电路在加热状态时的功率是 W。 （3）若恒温控制器中水的质量为1kg，由于水自身散热等因素，恒温控制器的加热效率为70%。进入“恒温”状态后，水温每分钟下降6℃，要让水温维持在70℃～75℃之间，每“加热”和“恒温”为一个周期，则此周期的时间为 s。【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】 35. （2023•鹿城区模拟）用电器甲和乙上都标有“3.6V”字样，它们的电流随电压变化关系如图所示。分析图示信息： （1）甲和乙串联在3.6V电源上，实际电压U甲：U乙＝ 。 （2）甲和乙并联在3.6V电源上，电路总功率＝ 。 36. （2024•义乌市校级三模）小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源（U＝6V），电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），滑动变阻器、电阻箱各一只，单刀单掷、单刀双掷开关各一个，导线若干。 （1）图甲是小明刚连好的实物图，实验前小华帮他检查了一遍，发现有两处不合实验规范。 请你指出来：① ；② 。 （2）完善电路后，闭合开关，小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据，并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 （3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 。 A.10Ω 3A B.30Ω 1A C.60Ω 1A （4）在实验过程中，电压表发生故障，若已知另一盏灯的额定电流为I额，小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图，则能测出小灯泡额定电功率的是 。 37. （2023•椒江区校级二模）小科进行了测量“小灯泡电功率”的实验，已知小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压3伏。 （1）请你用笔画线代替导线，将甲图中的实物电路连接完整，其中滑动变阻器滑片向左移动时，小灯泡变亮。 （2）电路正确连接后，闭合开关后发现小灯泡不亮，但电压表和电流表均有示数，原因可能是 。 （3）之后，小科测量了小灯泡在不同电压下的电流，记录数据并绘制成曲线图，得到小灯泡U﹣I图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。 38. （2023•鄞州区一模）某灯泡上标有“7.*，0.5A”的字样，其中额定电压值不清，估计在7.0V～7.9V之间，因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪 器：一只电压恒定的电源（电压值未知）一只电流表、一只标有“20Ω.5A”滑动变阻器R、一只阻值为10Ω的定值电阻、开关和导线若干。 某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展实验。 （1）滑片位于a端时，只闭合S和S1，电流表示数如图乙为 A，求出电源电压。 （2） （请补充具体操作），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.5A，此时小灯泡正常发光。 （3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为0.6A，求出此时滑动变阻器接入电路的阻值R。 （4）通过计算得出灯泡的额定电功率为 W。 39. （2023•婺城区模拟）小明用图甲所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。请回答： （1）闭合开关进行实验，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零。已知仅图甲中导线①、②或③中的一根发生故障，请指出发生故障的导线，并写出故障名称： 。 （2）小明进行了六次实验，记录实验数据并在U﹣I图像中描点，得到通过小灯泡的电流与两端电压的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知：小灯泡的额定功率为 W。 （3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 （填字母）。 A.5Ω 2A B.10Ω 2A C.20Ω 1A D.30Ω 1A （4）实验结束后，小明继续对通过滑动变阻器的电流与两端电压的关系进行探究，画出了对应的U﹣I图像（如图丙），请你在图中“①”、“②”或“③”三条虚线中选择正确的一条并说明你选择的依据： 。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$