第十八章 电功率 单元培优-2025-2026学年人教版（2024）物理九年级上册

第18章 电功率 一．选择题（共10小题） 1．如图所示，电源电压不变。当滑动变阻器滑至阻值最大端时，闭合开关灯泡发光，电路的总功率为6W．当滑动变阻器的滑片置于中点时，电路的功率变为9W，已知灯丝的电阻随温度的升高而增大，则此时灯泡消耗的功率（　　） A．大于 4.5W B．小于 4.5W C．等于 4.5W D．无法确定 2．如图所示，L1、L2两灯泡分别标有“110V 1000W”和“110V 40W”，按不同方法接入220V电路，能使两灯泡正常发光的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示电路，电源电压不变，小灯泡标有“6V 3W”字样，闭合开关后，当滑片P移至中点位置时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1；当滑片P移至某一端点时，电压表示数变化了3V，此时滑动变阻器消耗的功率为P2，且P2﹣P1＝0.7W．下列判断正确的是（　　） A．灯泡正常发光时的电阻为2Ω B．滑动变阻器的最大阻值为11.2Ω C．电路消耗最大总功率为5.5W D．电源电压为8.8V 4．电阻R1和R2阻值之比是1：2，若把R1和R2串联后接在电源两端，在t时间内产生的总热量为Q1，把R1和R2并联后接在同一电源两端，在相同时间内产生的热量为Q2，则Q1：Q2为（　　） A．1：3 B．2：9 C．1：2 D．1：4 5．如图甲所示的电路，电源电压恒定且不超过20V，滑动变阻器R上标有“30Ω 1A”字样，滑片移动到某一位置时，电流表和电压表指针位置如图乙、丙所示，再将滑片移动到另一位置时，其中一个电表指针刚好达到所选量程的最大刻度值处，另一个电表指针在所选量程最大刻度值的处，各元件安全且前后两次定值电阻R0的功率变化不小于1W。则（　　） A．R0阻值为2.5Ω B．R0阻值为10Ω C．R0阻值为12.5Ω D．R0阻值为50Ω 6．小灯泡L1与L2串联（灯丝电阻不变），其中L2的电功率为4W，且L1比L2亮，使用一段时间后，L2灯突然熄灭，L1的亮度明显变亮，此时L1的功率为25W，则L2发生的电路故障及L2未熄灭之前，L1的电功率为（　　） A．短路；1W B．短路；9W C．短路；16W D．断路；18W 7．在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．R1的电功率减小 B．R2的电功率变化范围为UcIa～0 C．R2的最大功率为UbIb D．电路的最大总功率为2UbIb 8．如图所示，R1、R2为长度相同、阻值不同的滑动变阻器。当滑动变阻器R1、R2的滑片均位于距右端总长度的时，滑动变阻器R1消耗的功率是16W；当滑动变阻器均位于距右端总长度时，滑动变阻器R1消耗的功率是18W，再将滑片R1滑至最左端时、R2滑至最右端时，R1消耗的功率应为（　　） A．3W B．9W C．16W D．27W 9．如图所示电路，电源电压不变，AB为铅笔芯，开关闭合后，当滑片M在某一位置时，电路的总功率为P，电流表A1，A2的示数分别为I1I2；当滑片M滑到另一位置时，电路的总功率仍为P；电流表A1的示数变为I1′，且I1′＝0.5I1，此时电流表A2的示数变为I2′，则（　　） A．I2′≥2I2 B．I2′≤2I2 C．I2′＞2I2 D．I2′＝2I2 10．一个电阻器的电阻为R，当它两端的电压为U，通电时间为t，则消耗的电能为W，若要使它消耗的电能为，下面采用的方法正确的是（　　） A．电阻R不变，电压减半，通电时间t减半 B．电阻R不变，电压不变，通电时间t减半 C．电阻R不变，电压减半，通电时间t不变 D．电阻为，电压增大为原来的2倍，通电时间t不变 二．多选题（共6小题） 11．如图电路中，电源电压为6V恒定不变，R为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。定值电阻R0阻值为200Ω，闭合开关后，下列说法正确的是（　　） 温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 A．温度升高时，电流表示数变大 B．温度升高时，电压表示数变大 C．温度降低时，电压表示数与电流表示数的比值不变 D．当温度为30℃时，电路总功率为0.18W 12．如图所示的电路中，甲灯泡比乙灯泡亮。则下列描述中正确的是（　　） A．P甲＞P乙 B．U甲＝U乙 C．I甲＞I乙 D．R甲＞R乙 13．如图所示是电热毯的简化电路图，规格为“220V 40W”它的主要部分是电热丝R。使用时，小明发现电热毯指示灯不亮，过了一段时间后，电热毯热了，下列说法正确的是（　　） A．指示灯与电热丝互不影响 B．电热丝工作应用了电流的热效应 C．如果每天使用8小时，一个月消耗的电能为0.32kW•h D．指示灯不亮说明电热毯不工作 14．长春网红54路有轨公交电车，这种车的车顶上有两根电缆，被称为集电杆，电车通过集电杆与高压电线相连，给电车供电。关于这种电车，下列说法中正确的是（　　） A．相邻的两辆电车之间是串联关系 B．在等红绿灯时，一些电车会放下电缆，此时相当于断开了电路的开关 C．高压电线相当于电源 D．电车会把电能全部转化为机械能 15．下面是小明同学观察分析一些电路工作情况而得出的判断，其中正确的是（　　） A．冰箱内的照明灯与制冷压缩机可分别单独工作，因此它们是并联的 B．从“电水壶标有“220V，900W”判断出“该电水壶加热功率是900W” C．马路两旁的路灯，晚上同时亮，早上同时熄，它们是串联的 D．电压表测量电路电压指针发生偏转时，其能量转化是电能转化为机械能 16．有一块手机用的锂电池，上面标明电压为3.7V，容量为5000mA•h，下列说法中正确的是（　　） A．该电池充满电后，最大储存的能量是66600J B．给手机充电时，锂电池相当于电源 C．给手机充电时，能量转化情况为化学能转化为电能 D．使用手机时，手机会发热，温度升高，手机内能增加 三．填空题（共6小题） 17．如图所示，将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在甲图中灯L1的功率为9W，在乙图中灯L1的功率为16W（灯丝电阻不受温度影响），则甲、乙两图电路消耗的总功率之比是　 　 。 18．有两只分别标有“6V 3W”和“12V 12W”的小灯泡L1和L2（不考虑温度对灯丝电阻的影响），将两只灯泡串联在电压为U的电源两端，某一只灯泡正常发光，则此时灯泡亮度 　 　 （选填“L1更亮”、“L2更亮”或“一样亮”）；再将两只灯泡并联在电压为U1的电源两端，某一只灯泡正常发光，则另一只灯泡的功率为 　 　 W。 19．如图所示电路，电源电压恒定，R2＝10Ω，开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.4A；开关S闭合，开关S1断开时，电流表示数变为0.3A。则电源电压为 　 　 V，电阻R1的阻值为 　 　 Ω。当S、S1都闭合时，通电1min，该电路消耗的总电能是 　 　 J。 20．如图所示是用来探究电流通过导体产生的热量跟电流关系的实验装置。若通过甲容器内电阻的电流为1A，通电3min甲容器内电阻产生的热量为 　 　 J；通电一段时间后，甲容器内电阻产生的热量与乙容器内电阻产生的热量之比为 　 　 。 21．近年来，国家为解决“三农”问题进行了大规模农村电网改造。这一改造主要是把电线换成更 　 　 （选填“粗”或“细”）的，使线路电阻 　 　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 22．某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图所示，电源电压6V，阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为1A。则电动机两端的电压为 　 　 V，电动机的功率为 　 　 W。 四．作图题（共2小题） 23．如图甲所示电路，闭合开关后将滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，电压表示数U随滑动变阻器阻值R变化关系的图象如图乙所示，请你在答题卡的坐标系中画出滑片移动过程中滑动变阻器消耗的功率P随其阻值R变化关系的图象。（提示：当R1＝R2时，滑动变阻器的功率最大） 24．在研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验中，用到图所示的实验器材。若探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，请你用笔画线代替导线在图中选择合适的器材完成实验电路的连接。 五．实验探究题（共2小题） 25．小华同学做“测定小灯泡电功率”实验。待测小灯的额定电压为“2.5V”或“4.0V”，滑动变阻器上标有“50Ω 2A”，实验器材齐全且完好。他连接电路后，将变阻器的滑片置于一端，闭合电键，移动滑片的过程中，观察到小灯发光始终较暗且亮度不变，电流表示数逐渐变大，电压表的指针始终处于如图所示位置。 ①小华在连接电路时的主要问题是：　 　 。 ②请判断小灯的额定电压和电源电压，并说明理由。　 　 。 ③为了完成实验，小华同学需对电路连接进行的调整是：　 　 ； 需对实验器材进行的调整是：　 　 。 26．致远利用如图甲所示的器材测量小灯泡的电功率，已知小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为6V。 （1）连接电路时，开关必须 　 　 ； （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最 　 　 端； （3）根据测得的数据致远绘制了小灯泡的电流随电压变化的图像（如图乙所示）。由图像可知，小灯泡正常工作时的电功率是 　 　 W，此时小灯泡与滑动变阻器的电功率之比为 　 　 ； （4）继续调节滑动变阻器的滑片，让小灯泡两端的电压逐渐降低，小灯泡逐渐变暗，在这段时间内，若小灯泡电阻变化量的绝对值是2Ω，变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值将 　 　 2Ω（选填“大于”、“小于”或“等于”）； （5）致远同学用定值电阻代替小灯泡，并对电路进行了调整，设计了如图丙所示的电路，也测量出此电阻的阻值，已知滑动变阻器的最大阻值为R0，她的操作如下： ①将滑动变阻器的滑片调到中央位置，记录电压表示数为U1； ②将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处，记录电压表示数为U2。 则U2　 　 2U1（填“＞”、“＜”或“＝”），未知电阻的表达式Rx＝　 　 。 六．计算题（共5小题） 27．如图为一个调光台灯的电路图，电源电压为18V；R为滑动变阻器，其最大阻值为125Ω。闭合开关S后，调节滑动变阻器，当灯泡L恰好正常发光时，此时通过小灯泡的电流为0.2A，电压表的示数为12V。求： （1）小灯泡正常发光时的电阻。 （2）当滑片P在b端时，电压表示数为15V，此时灯L的功率为多少？ 28．小茗同学用如图所示的电路测未知电阻Rx的阻值。电源电压恒定，滑动变阻器标有“96Ω 1A”字样。当只闭合S1，滑动变阻器的滑片位于中点时，电压表的示数为4V；当只闭合S、S2时，电压表的示数为12V。求： （1）Rx的阻值及电源电压。 （2）只闭合S1时，Rx的最大电功率。 （3）用另一阻值未知的定值电阻R2替换滑动变阻器R1，R2上标有“1 A”字样，电源电压不变，电表量程可能重新选择，通过改变开关的通断，两电表中至少有一个示数能达到量程最大值，且电路安全，请通过计算求出符合上述要求的所有可能的定值电阻R2的阻值。 29．如图甲所示，电源电压可调，灯泡L规格为“15V，45W”，且灯泡的电阻不变，电流表量程为“0～0.6A”和“0～3A”，电压表的量程符合要求，滑动变阻器R的规格分别为“10Ω，3A”和“25Ω，2A”。将电源调到18V，电流表量程为“0～3A”，只闭合开关S1，选择合适规格的变阻器后，移动滑片P，可使灯泡L正常发光，流过电流表的最小电流是 　 　 A；若将电源调到15V，只闭合开关S2、S4，将滑片置于中点O处（可能重新选择了电流表量程和变阻器R）电流表指针指到满偏刻度的位置，若将滑片P从中点移到最左端A，两表示数的I﹣U关系如图乙所示，则滑片P在最右端B处时，R0消耗的电功率是 　 　 W。 30．如图所示，电源电压为8V且保持不变，灯泡L规格为“6V，3W”，滑动变阻器规格为“？Ω，2A”，电流表量程为0～3A，定值电阻R0＝10Ω。当开关S、S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片在中点和最右端时，电路的总功率之比为4：3。不考虑灯泡L的灯丝电阻随温度的变化，求： （1）灯泡L正常发光时，通过灯丝的电流； （2）滑动变阻器的最大阻值R； （3）闭合开关S，任意调整开关S1、S2的状态和滑动变阻器的滑片位置。在保证电路安全的前提下，整个电路消耗的最大功率与最小功率。 31．如图所示的电路，电源电压不变，灯泡L上标有“6V 3W”字样，电压表量程0～15V，电流表量程0～3A。当S1、S2断开，S3闭合，滑片P滑到a端，小灯泡的实际功率只有额定功率的，滑片P滑到b端，小灯泡的实际功率只有额定功率的；当S1、S2闭合，S3断开，滑片P滑到b端，电流表的示数为I1，滑片P滑到离a端处，电流表的示数为I2，I1：I2＝2：3（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。求： （1）小灯泡的额定电流。 （2）定值电阻R0的阻值。 （3）在电路各元件安全的情况下：①当S1、S2、S3都闭合，滑动变阻器R消耗的最大功率，②当S1、S2断开，S3闭合，滑动变阻器R消耗的最大功率。 七．综合能力题（共5小题） 32．在综合实践活动中，小峰设计了一种具有加热和保温功能的电路，如图甲所示，图中R1和R2均为电阻丝，S1是电路控制开关，他将该电路接入220V家庭电路中，在30min内，该电路消耗的总功率随时间变化的图像如图乙所示，求： （1）0～20min内，开关S2是断开还是闭合？请简要说明理由。 （2）0～10min内通过R1的电流。 （3）30min内该电路消耗的电能。 （4）R2工作时的电功率。 33．电流通过导体时导体会发热，这种现象叫做 　 　 。常见的白炽灯就是利用这一原理工作的。图1所示为小莉、小军、小梅三位同学与老师讨论这一现象时的情景。 （1）图1中，小军发表的观点应用到的物理知识是 　 　 。灯泡亮度的影响关键因素是由它的 　 　 决定的。 根据小梅同学的猜想，他们讨论形成了一个问题：电流一定时，导体在一定时间内产生的热量与它的电阻有什么关系？ 于是，小莉和小梅从实验室找来了煤油、两只规格相同（有密封塞）的烧瓶、两根两端开口的细玻璃管、两根阻值不同的镍铬合金丝等器材，并组装出图2所示的实验装置。 （2）在小莉和小梅的实验装置中，是通过 　 　 来反映电流在一定时间内产生热量的多少。 （3）在物理学中，有些物理量的大小不易直接观察或测量，但它变化时引起的其他物理量的变化却易于直接观察或测量，就可以像小丽和小梅这样用易于观测的量来反映不易直接观测的量。在下列问题的研究中，也用到这一物理学方法的是 　 　 。 A.在研究平面镜成像时，通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小 B.在研究影响重力势能的因素时，通过木桩被撞后下降的深度说明钢球动能大小 C.在研究电压作用时，通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因 D.在研究电磁铁磁性时，通过吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱 （4）小军看了小丽和小梅的实验装置后认为，用温度计代替两端开口的细玻璃管，实验效果会更好。于是，他们拆除了密封塞和玻璃管，将合适的温度计悬挂在适当的位置，然后开始实验。在上述改进中，他们遗漏的一个重要操作是：　 　 。 （5）通过实验可以总结出焦耳定律的内容是 　 　 。 34．空气质量指数是确保实现碧水蓝天的重要指标，如表的空气质量等级是按照空气质量指数划分的。如图甲是环保项目性学习小组设计的空气质量检测仪的电路原理图，用电流表显示空气质量指数。电源电压18V保持不变，定值电阻R0的阻值为100Ω，气敏电阻R的阻值与空气质量指数K的关系图象如图乙所示。 空气质量指数K 0～50 51～100 101～150 151～200 201～300 ＞300 空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 （1）气敏电阻的阻值随着空气质量指数的增大而 　 　 。若空气质量指数增加，电流表的示数将 　 　 ，电路消耗的总功率将 　 　 。（三空均选填增大、减小或不变） （2）当电路中的电流为0.1A时，计算分析此时的空气质量等级。 （3）当空气质量指数为300时，通电1min，求整个电路消耗的电能。 35．如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计。 （1）合上开关，经过一段时间，　 　 瓶中温度计的示数高一些； （2）实验中采用串联连接方式的目的是通过导体的电流与 　 　 相同； （3）若要用该装置继续探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，下列实验操作正确的是 　 　 。 A．将两个电阻的位置调换，改变电路中的电流 B．通过调节滑动变阻器，改变电路中的电流 C．通过改变电源的正负极，改变电路中的电流 （4）若用该装置想要探究不同物质的吸热能力，两瓶中电阻丝电阻大小应 　 　 ，两烧瓶中装入质量 　 　 的 　 　 液体（均填“相同”或“不同”）。 36．图甲的储水容器内一个质量0.5kg、底面积100cm2的长方体浮桶，水可渗入浮桶底部与储水器底面之间。浮桶上端通过轻质弹簧刚好顶在紧贴力敏电阻R的轻质绝缘片A的下方。距容器底0.4m处的侧壁有排水双控阀门。控制电路如图乙所示，其电源电压U＝12V，R0＝100Ω，当电流表示数为60mA，且桶底升至阀门所处高度时，阀门才感应排水。力敏电阻R与它所受压力F的对应关系如下表所示（弹簧均在弹性限度内） 压力F/N 3 6 …… 12 15 18 电阻R/Ω 1100 700 …… 160 100 60 求： （1）浮桶所受重力是 　 　 N；力敏电阻的阻值随所受压力的增大而 　 　 ；储水器内无水时，力敏电阻所受压力为3N，电流表的示数是 　 　 mA； （2）电流表示数为50mA时，控制电路消耗的电功率是 　 　 W； （3）当储水器内水面上升到双控阀门处时，储水器底面所受水的压强是 　 　 Pa。水对浮桶底部的压力是 　 　 N；（浮筒固定） （4）当水对浮桶的浮力达到 　 　 N时，双控阀门才打开，此时储水器内水深多少m？　 　 。 第18章 电功率 参考答案与试题解析 一．选择题（共10小题） 1．如图所示，电源电压不变。当滑动变阻器滑至阻值最大端时，闭合开关灯泡发光，电路的总功率为6W．当滑动变阻器的滑片置于中点时，电路的功率变为9W，已知灯丝的电阻随温度的升高而增大，则此时灯泡消耗的功率（　　） A．大于 4.5W B．小于 4.5W C．等于 4.5W D．无法确定 【答案】B 【分析】当滑动变阻器滑至阻值最大端时，电路的总功率为6W，根据电阻的串联和P＝UI得出等式，同理滑动变阻器的滑片置于中点时的等式；滑片从阻值最大端移至中点时，灯泡两端分得的电压变大，实际功率变大，温度升高，根据题意可知两种情况下灯丝的阻值关系，利用P＝UI表示出滑动变阻器的滑片置于中点时电路中的电流，再利用P＝I2R求出滑动变阻器消耗的电功率，然后得出此时灯泡消耗的功率。 【解答】解：当滑动变阻器滑至阻值最大端时，电路的总功率为6W， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，由P＝UI可得：RL+R滑，即RLR滑； 当滑动变阻器的滑片置于中点时，电路的功率变为9W，则RL′R滑，即RL′R滑； 因滑片从阻值最大端移至中点时，灯泡两端分得的电压变大，实际功率变大，温度升高， 所以，由灯丝的电阻随温度的升高而增大可得：RL′＞RL，即R滑R滑， 整理可得：R滑， 当滑动变阻器的滑片置于中点时，电路中的电流： I， 则滑动变阻器消耗的电功率： P滑＝I2R滑＞（）24.5W， 此时灯泡消耗的功率： PL′＝P﹣P滑＜9W﹣4.5W＝4.5W。 故选：B。 【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率公式的应用，能把灯泡功率转化为变阻器消耗的电功率处理是关键。 2．如图所示，L1、L2两灯泡分别标有“110V 1000W”和“110V 40W”，按不同方法接入220V电路，能使两灯泡正常发光的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【分析】根据R把L1、L2两灯泡的电阻算出来，然后结合串联电路和并联电路的特点进行判断。 【解答】解：根据R可计算出R112.1Ω，R2302.5Ω； A、当两灯串联在220V电路中，电阻不同，两灯分得的电压不相等，故两灯不会正常发光，故A错误； B、当两灯并联在220V电路中，两灯分得的电压都为220V，超过额定电压110V，故两灯不会正常发光，故B错误； CD、当两灯串联在220V电路中，R1＜R2，所以要在R2两端并联一个电阻，从而使这两个电阻的等效电阻和R1相等，分得电压相等时，电压为110V，此时两灯实际电压等于额定电压，两灯正常发光，故D正确，C错误； 故选：D。 【点评】本题综合性较强，考查的内容较多。会辨别串、并联，会用欧姆定律计算，会用电功率公式计算，知道串、并联电路的电压规律，电流规律，电阻规律。 3．如图所示电路，电源电压不变，小灯泡标有“6V 3W”字样，闭合开关后，当滑片P移至中点位置时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1；当滑片P移至某一端点时，电压表示数变化了3V，此时滑动变阻器消耗的功率为P2，且P2﹣P1＝0.7W．下列判断正确的是（　　） A．灯泡正常发光时的电阻为2Ω B．滑动变阻器的最大阻值为11.2Ω C．电路消耗最大总功率为5.5W D．电源电压为8.8V 【答案】C 【分析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑片P移至某一位置时，小灯泡恰好正常发光，根据P＝UI求出灯泡正常发光时的电阻，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可表示出滑动变阻器的最大阻值，根据P＝UI表示出变阻器消耗的功率P1；当滑片P移至某一端点时，电压表示数变化了3V，根据P2﹣P1＝0.7W判断出滑动变阻器消耗的电功率变大，其接入电路的电阻变大，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据P＝UI表示出变阻器消耗的功率P2，然后联立等式求出电源的电压，进一步求出滑动变阻器的最大阻值，当灯泡正常发光时电路中的电流最大，电路消耗的功率最大，根据P＝UI求出其大小。 【解答】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流， 当滑片P移至某一位置时，小灯泡恰好正常发光， 由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电阻： RL12Ω，故A错误； 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U滑＝U﹣UL＝U﹣6V， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，电路中的电流： I，即I0.5A， 整理可得：R滑＝4Ω/V×（U﹣6V）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 此时滑动变阻器消耗的功率P1② 当滑片P移至某一端点时，电压表示数变化了3V， 由P2﹣P1＝0.7W可知，滑动变阻器消耗的电功率变大，此时滑动变阻器接入电路的电阻变大， 由串联电路的分压特点可知，滑动变阻器两端的电压变大， 则此时电压表的示数U滑′＝U滑+3V＝U﹣6V+3V＝U﹣3V， 此时滑动变阻器消耗的功率P2③ 由题意可知，P2﹣P1＝0.7W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④ 由①②③④可得：5U2﹣76V×U+231V2＝0 解得：U＝11V，（U＝4.2V舍去），故D错误； 则R滑＝4Ω/V×（U﹣6V）＝4Ω/V×（11V﹣6V）＝20Ω，故B错误； 灯泡正常发光时电路中的电流最大，电路消耗的功率最大， 则P大＝UI＝11V×0.5A＝5.5W，故C正确。 故选：C。 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，利用好P2﹣P1＝0.7W是关键，要注意本题中灯泡的电阻是变化的。 4．电阻R1和R2阻值之比是1：2，若把R1和R2串联后接在电源两端，在t时间内产生的总热量为Q1，把R1和R2并联后接在同一电源两端，在相同时间内产生的热量为Q2，则Q1：Q2为（　　） A．1：3 B．2：9 C．1：2 D．1：4 【答案】B 【分析】（1）因为两个电阻无论串联还是并联，它们都接在同一电路中，所以电源电压是不变的，则我们解答本题可根据公式Qt来进行分析：由于电压和通电时间都相同，则电流产生的热量与电阻成反比，所以要计算Q1与Q2的比值，我们可通过计算串联总电阻与并联总电阻的比值来得出。 （2）电阻串联后，总电阻等于串联的电阻阻值之和；电阻并联后，总电阻的倒数是各支路电阻的倒数之和。 【解答】解：∵电阻R1和R2阻值之比是1：2，∴设电阻R1的阻值为R，则电阻R1的阻值为2R； 则两个电阻串联后的总电阻：R串＝R1+R2＝R+2R＝3R， 并联后的总电阻：∵， ∴R并R， 因为R串：R并＝3R：R＝9：2， 由于电源电压和通电时间都相同，则根据公式Q＝Wt可知，电流产生的热量与电阻成反比， 所以Q1：Q2＝R并：R串＝2：9。 故选：B。 【点评】本题主要考查的是电流产生的热量与电阻的关系，在解答这类题时，首先一定要注意题中的条件（等量关系）是什么，然后再选择合适的公式进行分析。该题中由于电压相同，所以在相同时间内，电流产生的热量与电阻成反比，这个结论与焦耳定律（在电流和通电时间一定时，电流产生的热量与电阻成正比）并不矛盾，这主要是条件不同造成的。 5．如图甲所示的电路，电源电压恒定且不超过20V，滑动变阻器R上标有“30Ω 1A”字样，滑片移动到某一位置时，电流表和电压表指针位置如图乙、丙所示，再将滑片移动到另一位置时，其中一个电表指针刚好达到所选量程的最大刻度值处，另一个电表指针在所选量程最大刻度值的处，各元件安全且前后两次定值电阻R0的功率变化不小于1W。则（　　） A．R0阻值为2.5Ω B．R0阻值为10Ω C．R0阻值为12.5Ω D．R0阻值为50Ω 【答案】B 【分析】如图甲所示，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量滑动变阻器的电压，由于滑动变阻器能够允许最大电流为1A，所以，由图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，此时电路中的电流I1＝0.5A，设电源电压为U； ①若丙电压表选用小量程，读出滑动变阻器的电压，根据欧姆定律和P＝UI列出定值电阻阻值和定值电阻功率的表达式； 再将滑片移动到另一位置时，其中一个电表指针刚好达到所选量程的最大刻度值处，另一个电表指针在所选量程最大刻度值的处； Ⅰ若满偏的是电流表，求出电压表的示数，根据欧姆定律列出定值电阻的表达式，根据定值电阻的阻值不变，求出定值电阻的阻值和电源电压；根据P＝UI算出定值电阻的功率，比较前后两次定值电阻的功率变化量是否符合题意： Ⅱ若电压表满偏，求出电流表示数，根据欧姆定律列出定值电阻阻值表达式，根据定值电阻的阻值不变，求出电源电压和定值电阻的阻值，根据P＝UI求出定值电阻的功率，比较前后两次定值电阻的功率变化量是否符合题意； ②若丙图电压表选择大量程，读数滑动变阻器的电压，列出定值电阻阻值的表达式和定值电阻功率的表达式； 再将滑片移动到另一位置时，其中一个电表指针刚好达到所选量程的最大刻度值处，另一个电表指针在所选量程最大刻度值的处； Ⅰ若满偏的是电流表，算出电压表的示数，列出定值电阻阻值的表达式，根据定值电阻的阻值不变，求出电源电压，判断是否符合题意： Ⅱ若电压表满偏，算出电流表示数，求出滑动变阻器的阻值，判断是否符合题意； 根据以上的讨论得出定值电阻的阻值。 【解答】解：如图甲所示，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量滑动变阻器的电压，由于滑动变阻器能够允许最大电流为1A，所以，由图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，此时电路中的电流I1＝0.5A，设电源电压为U。 ①若丙电压表选用0～3V量程，则此时滑动变阻器的电压为2.5V，则定值电阻的阻值为R定1① 此时定值电阻的功率为P定1＝I定12R定1＝（0.5A）2R定1， 再将滑片移动到另一位置时，其中一个电表指针刚好达到所选量程的最大刻度值处，另一个电表指针在所选量程最大刻度值的处。 Ⅰ若满偏的是电流表，则此时电路中的电流为0.6A，电压表的示数为U滑13V＝1.5V， 定值电阻的阻值为R定1② 根据定值电阻的阻值不变，由①②解得U＝7.5V，R定1＝10Ω， 此时定值电阻的功率为P定11＝I定112R定1＝（0.6A）2×10Ω＝3.6W， 则前后两次定值电阻R1的功率变化ΔP1＝P定11﹣P定1＝3.6W﹣（0.5A）2×10Ω＝1.1W＞1W，符合题意； Ⅱ若电压表满偏，则电流表示数为I定20.6A＝0.3A， 则定值电阻的大小为R定12， 根据定值电阻的阻值不变，可以列等式为R定12， 解得U＝3.75V，R定12＝2.5Ω， 此时定值电阻的功率为P定12＝I定122R定11＝（0.43）2R定12＝（0.3A）2×2.5Ω＝0.225W， 则前后两次定值电阻R1的功率变化ΔP1＝P定1﹣P定12＝（0.5A）2×2.5Ω﹣0.32W＝0.305W＜1W，不符合题意，舍去； ②若丙图电压表选择大量程，则此时滑动变阻器的电压为12.5V，则定值电阻的阻值为R定2③ 此时定值电阻的功率为P定2＝I定22R定2＝（0.5A）2R定2， 再将滑片移动到另一位置时，其中一个电表指针刚好达到所选量程的最大刻度值处，另一个电表指针在所选量程最大刻度值的处； Ⅰ若满偏的是电流表，则此时电路中的电流为0.6A，电压表的示数为U滑115V＝7.5V， 定值电阻的阻值为R定2④ 根据定值电阻的阻值不变，由③④可得U＝37.5V， 电源电压恒定且不超过20V，舍去； Ⅱ若电压表满偏，则电流表示数为I定220.6A＝0.3A， 则滑动变阻器的阻值为R滑2250Ω， 滑动变阻器R的最大阻值是30Ω，故舍去；综上所述，定值电阻的阻值为10Ω。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的综合应用，正确确定电流表的量程和电压表可能的示数是关键。 6．小灯泡L1与L2串联（灯丝电阻不变），其中L2的电功率为4W，且L1比L2亮，使用一段时间后，L2灯突然熄灭，L1的亮度明显变亮，此时L1的功率为25W，则L2发生的电路故障及L2未熄灭之前，L1的电功率为（　　） A．短路；1W B．短路；9W C．短路；16W D．断路；18W 【答案】C 【分析】（1）电路故障包括短路和断路：短路时，电路中有电流，并且电流较大；断路时，电路中无电流； （2）当L2 短路时，此电路为L1的简单电路，根据P表示灯L1的功率， 两灯泡串联，灯L2的功率为4W，设此时L1的功率为Px，L1两端的电压为U′，根据P表示此时灯L1的功率，两式联立可得Px与U的关系式， 根据串联电路电压关系表示此时通过电路的电流，进一步根据P＝UI表示灯L2的功率，列方程可得Px的两个值， 根据小灯泡L1与L2串联（灯丝电阻不变），其中L2的电功率为4W，且L1比L2亮确定Px的值。 【解答】解：（1）由图可知，两灯泡串联，若两灯中只有一灯发光，则电路故障一定不是断路，而是另一个灯泡短路，因为是L2灯突然熄灭，L1的亮度明显变亮，则故障是L2 短路； （2）当L2 短路时，此电路为L1的简单电路，灯L1的功率： P125W﹣﹣﹣﹣﹣﹣①； 两灯泡串联，灯L2的功率为4W，设此时L1的功率为Px， L1两端的电压为U′，则Px②， ①②两式联立可得，解得：U′U， 则L2两端的电压为：U2＝U﹣U′＝UU， 此时通过电路的电流：I③， 灯L2的功率：P2＝U2I＝（UU）4W﹣﹣﹣﹣﹣﹣④， 将①代入④得：5Px＝4W，解得：Px＝1W或Px＝16W， 因为小灯泡L1与L2串联（灯丝电阻不变）时，L2的电功率为4W，且L1比L2亮，所以此时L1的功率为16W。 综上可知，C正确，ABD错误。 故选：C。 【点评】本题考查了学生判断电路故障的分析能力，同时考查串联电路特点、电功率公式的灵活运用，题目有难度。 7．在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．R1的电功率减小 B．R2的电功率变化范围为UcIa～0 C．R2的最大功率为UbIb D．电路的最大总功率为2UbIb 【答案】C 【分析】分析用电器的连接方式，然后结合图形分析电流表、电压表的变化； R2的电功率P＝（Ud﹣IR1）I＝﹣R1I2+UdI，P和I是二次函数关系，根据二次函数的性质，当I时，P最大； 根据P＝UI可知，当电路中电流最大时，电路的电功率最大。 【解答】解：由甲图分析可知：R1和R2串联接入电路。滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，阻值逐渐减小至0，电流逐渐变大，所以由乙图可知：随着电流逐渐变大，V1的示数由Ua到Ud，V2的示数由Uc到0。 A、通过R1的电流增大，R1两端的电压增大，根据P＝UI可知，R1的电功率增大，故A错误； BC、R2的电功率可表为：P2＝（Ud﹣IR1）I＝﹣R1I2+UdI，当I时，P2最大，此时电路总电阻为2R1，由乙图可知Ud＝2Ub，故I2＝Ib；则R2的最大功率为P2＝UbIb，最小功率为零，故B错误，C正确； D、电源电压一定，当R2接入阻值为0时，电流最大，由P＝UI可知，功率最大，且I2Ib，P＝UI＝2Ub×2Ib＝4UbIb，故D错误。 故选：C。 【点评】本题综合性较强，考查的内容较多。会辨别串、并联，会用欧姆定律计算，会用电功率公式计算，知道串、并联电路的电压规律，电流规律，电阻规律。 8．如图所示，R1、R2为长度相同、阻值不同的滑动变阻器。当滑动变阻器R1、R2的滑片均位于距右端总长度的时，滑动变阻器R1消耗的功率是16W；当滑动变阻器均位于距右端总长度时，滑动变阻器R1消耗的功率是18W，再将滑片R1滑至最左端时、R2滑至最右端时，R1消耗的功率应为（　　） A．3W B．9W C．16W D．27W 【答案】B 【分析】由图可知，两滑动变阻器串联，当滑动变阻器R1、R2的滑片均位于距右端总长度的时，R1接入电路的阻值为R11R1，R2接入电路的阻值为R21＝（1）R2，根据P＝UI＝I2R表示出此时滑动变阻器R1消耗的功率； 当滑动变阻器均位于距右端总长度时，R1接入电路的阻值为R12R1，R2接入电路的阻值为R22＝（1）R2，根据P＝UI＝I2R表示出此时滑动变阻器R1消耗的功率，解方程求出两次电路中的电流之比，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律表示出电源电压，解方程求出R1、R2的关系； 将滑片R1滑至最左端时、R2滑至最右端时，R1、R2的阻值都全部接入电路，根据欧姆定律表示出此时的电源电压，解方程求出此时电路中的电流与滑动变阻器R1、R2的滑片均位于距右端总长度的时电路中的电流关系，根据P＝UI＝I2R求出R1消耗的功率。 【解答】解：由图可知，两滑动变阻器串联，当滑动变阻器R1、R2的滑片均位于距右端总长度的时，R1接入电路的阻值为： ，R2接入电路的阻值为； 根据P＝UI＝I2R可得此时滑动变阻器R1消耗的功率： P11R11R1＝16W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当滑动变阻器均位于距右端总长度时，R1接入电路的阻值为R12R1，R2接入电路的阻值为R22＝（1）R2， 根据P＝UI＝I2R可得此时滑动变阻器R1消耗的功率： P12R12R1＝18W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②解得：； 当滑动变阻器R1、R2的滑片均位于距右端总长度的时，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，电源电压： U＝I1（R11+R21）＝I1（R1R2）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 当滑动变阻器均位于距右端总长度时，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，电源电压： U＝I2（R12+R22）＝I2（R1R2）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④ 由③④解得：R2R1﹣﹣﹣﹣﹣⑤ 将滑片R1滑至最左端时、R2滑至最右端时，R1接入电路的阻值为R1，R2接入电路的阻值为R2，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时电源电压： U＝I3（R1+R2）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥ 由③⑤⑥解得：； 由P＝UI＝I2R可知，R1、R2的滑片均位于距右端总长度的时与将滑片R1滑至最左端时、R2滑至最右端时R1消耗的功率之比： ， 将滑片R1滑至最左端时、R2滑至最右端时R1消耗的功率：。 故选：B。 【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，综合性强，有一定的难度。 9．如图所示电路，电源电压不变，AB为铅笔芯，开关闭合后，当滑片M在某一位置时，电路的总功率为P，电流表A1，A2的示数分别为I1I2；当滑片M滑到另一位置时，电路的总功率仍为P；电流表A1的示数变为I1′，且I1′＝0.5I1，此时电流表A2的示数变为I2′，则（　　） A．I2′≥2I2 B．I2′≤2I2 C．I2′＞2I2 D．I2′＝2I2 【答案】D 【分析】由电路图可知，铅笔芯电阻AM部分和BM部分并联，电流表A1测通过AM部分电阻的电流，电流表A2测通过BM部分电阻的电流，当滑片M在某一位置和另一位置时，电路的总功率相等，根据P＝UI可知两种情况下的总电阻关系，根据电阻的并联得出它们的电阻关系，根据电源的电压不变和欧姆定律表示出前后电流表A1的示数之比即可得出AM部分的电阻变化关系，然后求出BM部分的电阻变化关系，再根据欧姆定律求出电流表A2示数的变化关系。 【解答】解：由电路图可知，铅笔芯电阻AM部分和BM部分并联，电流表A1测通过AM部分电阻的电流，电流表A2测通过BM部分电阻的电流， 因滑片M在某一位置和另一位置时，电路的总功率相等， 所以，由P＝UI可知，两种情况下电路的总电阻相等， 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻之和， 所以，当滑片位于M点时，电路的总电阻： R， 同理可得，滑片M滑到另一位置时，电路中的总电阻： R， 则，即RAMRBM＝RAM′RBM′， 因并联电路中各支路两端的电压相等，其电源的电压不变， 所以，由I可得， ，即RAM′＝2RAM， 代入RAMRBM＝RAM′RBM′可得，RBM′RBM， 电流表A2前后的示数之比： ，即I2′＝2I2。 故选：D。 【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，利用好铅笔芯的总电阻不变和两种情况下电路的总功率不变是关键。 10．一个电阻器的电阻为R，当它两端的电压为U，通电时间为t，则消耗的电能为W，若要使它消耗的电能为，下面采用的方法正确的是（　　） A．电阻R不变，电压减半，通电时间t减半 B．电阻R不变，电压不变，通电时间t减半 C．电阻R不变，电压减半，通电时间t不变 D．电阻为，电压增大为原来的2倍，通电时间t不变 【答案】C 【分析】已知电阻的大小，电阻两端的电压和通电时间以及消耗的电能，根据公式Wt可知当电压、电阻、通电时间变化时消耗电能的变化。 【解答】解：A、当电阻R不变，电压减半为，通电时间减半为时，消耗电能W1••W；不合题意； B、当电阻R不变，电压U不变，通电时间减半为时，消耗电能W2•W；不合题意； C、当电阻R不变，电压减半为，通电时间t不变时，消耗电能W3•t•tW；符合题意； D、当电阻为，电压增大为原来的2倍为2U，通电时间t不变时，消耗电能W4•t•t＝8W；不合题意。 故选：C。 【点评】本题考查了消耗电能大小的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，解答过程中，在代入数值时要注意，这是一个容易出错的地方。 二．多选题（共6小题） 11．如图电路中，电源电压为6V恒定不变，R为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。定值电阻R0阻值为200Ω，闭合开关后，下列说法正确的是（　　） 温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 A．温度升高时，电流表示数变大 B．温度升高时，电压表示数变大 C．温度降低时，电压表示数与电流表示数的比值不变 D．当温度为30℃时，电路总功率为0.18W 【答案】ABC 【分析】（1）分析电路连接，根据热敏电阻阻值随温度变化关系结合电阻的串联和欧姆定律判断电流表和电压表示数的变化； （2）根据欧姆定律分析回答； （3）根据表中数据确定当温度为30℃时热敏电阻的阻值，利用电阻的串联结合P＝UI求出电路总功率。 【解答】解：AB、由图可知，两电阻串联，电压表测R0两端电压，电流表测电路中的电流；温度升高时，由表中数据可知，热敏电阻阻值变小，电路中总电阻变小，因电源电压不变，根据欧姆定律I可知，电路中电流变大，即电流表示数变大；由U＝IR可知，R0两端电压变大，即电压表示数变大，故AB正确； C、由图可知，电压表测R0两端电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可知，电压表示数与电流表示数的比值大小等于定值电阻R0的阻值，因此当温度降低时，电压表示数与电流表示数的比值不变，故C正确； D、当温度为30℃时，由表中数据可知，热敏电阻的阻值为360Ω，则电路的总功率为： P0.06W，故D错误。 故选：ABC。 【点评】本题考查了动态电路的分析和电功率的综合计算，分析电路连接和明确热敏电阻阻值变化是解题的关键。 12．如图所示的电路中，甲灯泡比乙灯泡亮。则下列描述中正确的是（　　） A．P甲＞P乙 B．U甲＝U乙 C．I甲＞I乙 D．R甲＞R乙 【答案】AD 【分析】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率；先根据亮度判断出实际功率的大小，再根据串联电路的特点判定电流的大小关系；再根据公式P＝UI的变形U确定电压的大小关系；最后根据P＝I2R的变形R即可确定电阻的大小关系。 【解答】解：AD、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，因为甲灯泡比乙灯泡亮，所以甲灯泡的实际功率大于乙灯泡的实际功率，即P甲＞P乙，故A正确； C、甲、乙两灯是串联关系，串联电路中各处的电流都相等，因此I甲＝I乙，故C错误； B、根据公式P＝UI的变形U可知，U甲＞U乙，故B错误； D、根据P＝I2R的变形R可知，R甲＞R乙，故D正确。 故选：AD。 【点评】解决本题的关键是掌握决定灯泡亮度的因素实际功率，然后从实际功率入手，再根据功率公式逐一分析即可。 13．如图所示是电热毯的简化电路图，规格为“220V 40W”它的主要部分是电热丝R。使用时，小明发现电热毯指示灯不亮，过了一段时间后，电热毯热了，下列说法正确的是（　　） A．指示灯与电热丝互不影响 B．电热丝工作应用了电流的热效应 C．如果每天使用8小时，一个月消耗的电能为0.32kW•h D．指示灯不亮说明电热毯不工作 【答案】AB 【分析】（1）并联电路中，各支路互不影响； （2）电热丝工作时，电能转化为内能，应用了电流的热效应； （3）根据W＝Pt得出一个月消耗的电能。 【解答】解：AD、由图可知，指示灯与电热丝并列连接，即它们是并联的；并联电路中，各支路互不影响，指示灯与电热丝互不影响，指示灯不亮，电热丝有可能工作，故A正确、D错误； B、电热丝工作时，电能转化为内能，应用了电流的热效应，故B正确； C、如果每天使用8小时，一个月消耗的电能为W＝Pt＝0.04kW×8×30h＝9.6kW•h，故D错误。 故选：AB。 【点评】本题考查电能的有关知识，是一道综合题。 14．长春网红54路有轨公交电车，这种车的车顶上有两根电缆，被称为集电杆，电车通过集电杆与高压电线相连，给电车供电。关于这种电车，下列说法中正确的是（　　） A．相邻的两辆电车之间是串联关系 B．在等红绿灯时，一些电车会放下电缆，此时相当于断开了电路的开关 C．高压电线相当于电源 D．电车会把电能全部转化为机械能 【答案】BC 【分析】（1）并联电路中各用电器相互不影响，串联电路中各用器相互影响； （2）在等红绿灯时，一些电车会放下电缆，此时相当于断开了电路的开关； （3）高压电线相当于电源，给电车提供电压； （4）由于能量损耗，电车不能把电能全部转化为机械能。 【解答】解：A、并联电路互不影响，相邻的两辆电车互不影响，之间是并联关系，故A错误； B、在等红绿灯时，一些电车会放下电缆，此时相当于断开了电路的开关，电车没有电流经过，故B正确； C、高压电线相当于电源，给电车提供电压，故C正确； D、电流通过电路时会发热，一部分电能转化为内能，所以电车不能把电能全部转化为机械能，故D错误。 故选：BC。 【点评】本题考查学生对电路的理解和能的转化的判断，难度不大。 15．下面是小明同学观察分析一些电路工作情况而得出的判断，其中正确的是（　　） A．冰箱内的照明灯与制冷压缩机可分别单独工作，因此它们是并联的 B．从“电水壶标有“220V，900W”判断出“该电水壶加热功率是900W” C．马路两旁的路灯，晚上同时亮，早上同时熄，它们是串联的 D．电压表测量电路电压指针发生偏转时，其能量转化是电能转化为机械能 【答案】AD 【分析】（1）根据家庭电路中各用电器既可以单独工作又互不影响的特点分析不同电路的连接方式； （2）用电器上标注的电压是额定电压，电功率是额定功率； （3）并联电路中各用电器既可以单独工作又互不影响，串联电路各用电器相互影响，不能单独工作； （4）电压表工作时，电能转化为机械能 【解答】解：A、冰箱内的照明灯与制冷压缩机可以单独工作，互不影响，所以它们是并联的，故A正确； B、电水壶标有“220V 900W”是指额定功率为900W，在电压变化时，其实际加热功率不一定等于900W，故B错误； C、路灯是用来为行人照明的，并且当其中一个灯泡损坏时，其它灯泡仍可以正常工作，即各灯泡在工作时互不影响，所以它们是并联的，故C错误； D、电压表中有电流通过时，指针发生偏转，其能量转化是电能转化为机械能，故D正确。 故选：AD。 【点评】本题考查了串并联电路的特点和能量的转化，属于基础题。 16．有一块手机用的锂电池，上面标明电压为3.7V，容量为5000mA•h，下列说法中正确的是（　　） A．该电池充满电后，最大储存的能量是66600J B．给手机充电时，锂电池相当于电源 C．给手机充电时，能量转化情况为化学能转化为电能 D．使用手机时，手机会发热，温度升高，手机内能增加 【答案】AD 【分析】（1）根据W＝UIt计算电池充满后储存的电能； （2）用电器是消耗电能的装置，电源是提供电能的装置；给锂电池充电的过程是电能转化为化学能的过程； （3）物体温度升高，内能增加。 【解答】解：A、给锂电池一次充满电储存的电能为：W＝UIt＝3.7V×5A×3600s＝66600，故A正确； BC、给手机充电时，锂电池消耗电能，得到化学能，电能转化为化学能，所以此时锂电池相当于电路中的用电器，故BC错误； D、使用手机时，手机会发热，温度升高，内能增加，故D正确。 故选：AD。 【点评】本题考查电功公式、电路的组成以及能量的转化，难度适中。 三．填空题（共6小题） 17．如图所示，将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在甲图中灯L1的功率为9W，在乙图中灯L1的功率为16W（灯丝电阻不受温度影响），则甲、乙两图电路消耗的总功率之比是　3：16　 。 【答案】3：16。 【分析】甲中L1、L2串联，乙中L1、L2并联，根据P求出甲中L1和乙中L1两者电压关系，利用串联分压原理求出L1、L2两者电阻关系；根据欧姆定律分别求出串联电路和并联电路电流，利用P＝UI求出甲、乙两图电路消耗的总功率之比。 【解答】解：由图可知，甲中L1、L2串联，乙中L1、L2并联；在甲图中灯L1的功率为9W，在乙图中灯L1的功率为16W，由知， ， 解得； 由串联电路中电压的规律知，L2两端电压为： ， 由串联分压原理知，L2的阻值为： ； 甲图中电路中的电流为， 乙图中干路的电流为， 所以甲、乙两图电路消耗的总功率之比为： 。 故答案为：3：16。 【点评】本题考查了串联、并联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的灵活运用，题中几次用到比例的方法，难度较大。 18．有两只分别标有“6V 3W”和“12V 12W”的小灯泡L1和L2（不考虑温度对灯丝电阻的影响），将两只灯泡串联在电压为U的电源两端，某一只灯泡正常发光，则此时灯泡亮度 　一样亮　 （选填“L1更亮”、“L2更亮”或“一样亮”）；再将两只灯泡并联在电压为U1的电源两端，某一只灯泡正常发光，则另一只灯泡的功率为 　3　 W。 【答案】一样亮；3。 【分析】（1）灯的明亮程度取决于灯的实际功率；知道两灯的额定电压和额定功率，根据P分别求出两灯的电阻；将两只灯泡串联时，由串联电路的电流特点可知通过两灯泡的电流关系，结合两灯的电阻，根据P＝I2R比较两灯的实际功率，进而判断出两灯的亮度； （2）将两只灯泡并联，并联电路中各支路两端的电压相等，根据两灯的额定电压判断出并联电路的总电压以及能够正常发光的灯泡，再根据P求出另一只灯泡的功率。 【解答】解：（1）不考虑温度对灯丝电阻的影响，由可得两灯的电阻分别为： ，， 所以R1＝R2； 将两只灯泡串联在电压为U的电源两端，则通过两灯泡的电流相等，且两灯的电阻相等，由P＝I2R可得，此时两灯泡的实际功率相等，所以两灯泡一样亮； （2）两灯泡并联时，两灯泡两端的电压相等，且额定电压U1＜U2， 因为一只灯泡正常发光，所以两灯泡两端的电压（或电源电压）应为6V，即L1正常发光， 则另一只灯泡（L2）的功率为：。 故答案为：一样亮；3。 【点评】本题主要考查串并联电路的电流、电压规律，要掌握电功率的公式，并知道灯的明亮程度的影响因素。 19．如图所示电路，电源电压恒定，R2＝10Ω，开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.4A；开关S闭合，开关S1断开时，电流表示数变为0.3A。则电源电压为 　3　 V，电阻R1的阻值为 　30　 Ω。当S、S1都闭合时，通电1min，该电路消耗的总电能是 　72　 J。 【答案】3；30；72 【分析】由电路图知道，开关S、S1都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流；开关S闭合，开关S1断开时，电路为R2的简单电路，电流表测通过R2的电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，通过R2的电流不变，由知道电源的电压；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，得出通过R1的电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，由知道电阻R1的阻值； 当S、S1都闭合时，通电1min，根据W＝UIt得出该电路消耗的总电能。 【解答】解： 开关S、S1都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流；开关S闭合，开关S1断开时，电路为R2的简单电路，电流表测通过R2的电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，通过R2的电流不变，即通过R2的电流I2＝0.3A， 电源的电压U＝U2＝I2R2＝0.3A×10Ω＝3V 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，通过R1的电流I1＝I﹣I2＝0.4A﹣0.3A＝0.1A 因并联电路中各支路两端的电压相等，由知道，电阻R1的阻值 当S、S1都闭合时，通电1min，该电路消耗的总电能是W＝UIt＝3V×0.4A×10×60s＝72J。 故答案为：3；30；72。 【点评】本题考查欧姆定律的应用和电能的计算，是一道综合题。 20．如图所示是用来探究电流通过导体产生的热量跟电流关系的实验装置。若通过甲容器内电阻的电流为1A，通电3min甲容器内电阻产生的热量为 　900　 J；通电一段时间后，甲容器内电阻产生的热量与乙容器内电阻产生的热量之比为 　4：1　 。 【答案】900；4：1。 【分析】根据焦耳定律计算热量； 根据电路图比较电流大小和电阻与通电时间关系，结合焦耳定律得出通电一段时间后，甲容器内电阻产生的热量与乙容器内电阻产生的热量之比。 【解答】解：电流为I＝1A，甲电阻R＝5Ω；通电3min，产生的热量 Q＝I2Rt＝（1A）2×5Ω×3×60s＝900J； 图中右侧两个电阻并联，再与左侧串联，甲容器内的电阻在干路上，乙容器内电阻处于支路，根据并联电路电流的规律，通过甲容器内的电阻的电流为乙容器内电阻的电流的2倍，左右两边电阻相同，在相同时间，根据Q＝I2Rt可知甲容器内电阻产生的热量与乙容器内电阻产生的热量之比为：。 故答案为：900；4：1。 【点评】本题考查焦耳定律的应用，属于基础题。 21．近年来，国家为解决“三农”问题进行了大规模农村电网改造。这一改造主要是把电线换成更 　粗　 （选填“粗”或“细”）的，使线路电阻 　减小　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】粗；减小。 【分析】（1）根据W＝Q＝I2Rt分析能量的损耗； （2）导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。 【解答】解：由W＝Q＝I2Rt可知，电流和通电时间相同时，导线的电阻越小，导线因发热而损耗的能量就越少，所以为了减小电路中输电线路消耗的电能，应该减小导线的电阻，而根据导体电阻的影响因素可知，在导线材料和长度相同的条件下，可以通过把电线换成更粗的方式来减小导线的电阻。 故答案为：粗；减小。 【点评】本题考查焦耳定律的应用以及导线电阻的影响因素，是一道基础题。 22．某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图所示，电源电压6V，阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为1A。则电动机两端的电压为 　4　 V，电动机的功率为 　4　 W。 【答案】4；4。 【分析】知道通过电动机线圈的电流，根据串联电路的特点和欧姆定律计算出电动机两端的电压；利用P＝UI计算出电动机的功率。 【解答】解：由图可知，警灯和电动机串联，根据串联电路的电流特点可知，通过警灯的电流为： IL＝IM＝1A； 由I可知，警灯两端的电压为：UL＝ILRL＝1A×2Ω＝2V； 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电动机两端的电压为： UM＝U﹣UL＝6V﹣2V＝4V。 电动机的功率为：P＝UMIM＝4V×1A＝4W。 故答案为：4；4。 【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功率计算公式及其应用，是一道电学基础题。 四．作图题（共2小题） 23．如图甲所示电路，闭合开关后将滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，电压表示数U随滑动变阻器阻值R变化关系的图象如图乙所示，请你在答题卡的坐标系中画出滑片移动过程中滑动变阻器消耗的功率P随其阻值R变化关系的图象。（提示：当R1＝R2时，滑动变阻器的功率最大） 【答案】 【分析】用图乙中的信息计算出电源电压和R1的阻值，得出滑动变阻器消耗的功率P随其阻值R变化的关系式。 【解答】解：从图中看出，当U1＝2V时，R2＝5Ω，此时电流I10.4A； 当U2＝4V时，R2′＝20Ω，此时电流I20.2A。 设电源电压为U，则 U＝U1+I1×R1＝2V+0.4A×R1； ① U＝U2+I2×R1＝4V×0.2A×R1； ② 由①②得：U＝6V.R1＝10Ω. 滑动变阻器消耗的功率P＝I2R2R2 根据得出的表达式，计算出电阻R2从0至20Ω的变化过程中，对应的电功率P的不同数值，在坐标图上描点连线，画出滑片移动过程中滑动变阻器消耗的功率P随其阻值R变化关系的图象，如下图。 【点评】本题考查分析图中数据，得到信息的能力。并考查通过分析表达式，画出图象的能力。 24．在研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验中，用到图所示的实验器材。若探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，请你用笔画线代替导线在图中选择合适的器材完成实验电路的连接。 【答案】见试题解答内容 【分析】探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时，需控制电阻和通电时间相同，通过电阻的电流不同，并能进行多次测量。 【解答】解： 电流产生的热量与电阻的大小、通电时间、电流的大小有关，探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时，需控制电阻和通电时间相同，而通过电阻的电流不同； 左侧装置中两电阻丝串联，通过的电流相同，而电阻不同，可以探究电热与电阻的关系；右侧装置中，容器内两电阻丝的阻值相同，但通过容器内两电阻丝的电流不同（干路电流大于其中一条支路上的电流），所以可以探究电热与电流的关系； 从电源正极依次串联滑动变阻器、右侧电热装置以及开关回到电源负极；如下图所示： 【点评】本题考查了探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，本实验应用了控制变量法，关键能选择出合适的器材，并确定其连接方式。 五．实验探究题（共2小题） 25．小华同学做“测定小灯泡电功率”实验。待测小灯的额定电压为“2.5V”或“4.0V”，滑动变阻器上标有“50Ω 2A”，实验器材齐全且完好。他连接电路后，将变阻器的滑片置于一端，闭合电键，移动滑片的过程中，观察到小灯发光始终较暗且亮度不变，电流表示数逐渐变大，电压表的指针始终处于如图所示位置。 ①小华在连接电路时的主要问题是：　将小灯与滑动变阻器并联了　 。 ②请判断小灯的额定电压和电源电压，并说明理由。　小灯与滑动变阻器并联，U灯＝U；小灯发光较暗，U灯＜U额 所以U额＝4.0伏，电源电压U＝3伏　 。 ③为了完成实验，小华同学需对电路连接进行的调整是：　将小灯与滑动变阻器串联，电压表并联在灯的两端　 ； 需对实验器材进行的调整是：　换电压高于4伏的电源　 。 【答案】见试题解答内容 【分析】①根据变阻器无变阻的作用，判断连接方式； ②在①的基础上，根据小灯泡发光较暗和电压表的示数判断； ③根据上面的问题采取相应的措施。 【解答】解：①实验器材齐全且完好，移动滑片的过程中，观察到小灯发光始终较暗且亮度不变，说明变阻器没有起到分压的作用，则可判断灯与变阻器并联了（电流表示数变大是因为并联的总电阻减小了）； ②小灯与滑动变阻器并联，所以灯两端的电压等于电源电压，U灯＝U，由电压表示数知，示数只能为3.0V（若为15V，则灯将烧坏），小灯泡发光较暗，U灯＜U额，所以，灯的额定电压为4.0V，电源电压为3V； ③由上面的分析可知，为了完成实验，小华同学需对电路连接进行的调整是：将小灯与滑动变阻器串联，电压表并联在灯的两端；因灯的额定电压为4.0V，而电源电压只有3V，故应换用电压高于4V的电源。 故答案为：①将小灯与滑动变阻器并联了。 ②小灯与滑动变阻器并联，U灯＝U；小灯发光较暗，U灯＜U额，所以U额＝4.0伏，U＝3伏。 ③将小灯与滑动变阻器串联，电压表并联在灯的两端；换电压高于4伏的电源。 【点评】本题简化计算，重点考查学生根据实验现象进行演绎推理、分析解决实际问题的能力，综合性较强。 26．致远利用如图甲所示的器材测量小灯泡的电功率，已知小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为6V。 （1）连接电路时，开关必须 　断开　 ； （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最 　右　 端； （3）根据测得的数据致远绘制了小灯泡的电流随电压变化的图像（如图乙所示）。由图像可知，小灯泡正常工作时的电功率是 　0.75　 W，此时小灯泡与滑动变阻器的电功率之比为 　5：7　 ； （4）继续调节滑动变阻器的滑片，让小灯泡两端的电压逐渐降低，小灯泡逐渐变暗，在这段时间内，若小灯泡电阻变化量的绝对值是2Ω，变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值将 　大于　 2Ω（选填“大于”、“小于”或“等于”）； （5）致远同学用定值电阻代替小灯泡，并对电路进行了调整，设计了如图丙所示的电路，也测量出此电阻的阻值，已知滑动变阻器的最大阻值为R0，她的操作如下： ①将滑动变阻器的滑片调到中央位置，记录电压表示数为U1； ②将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处，记录电压表示数为U2。 则U2　＜　 2U1（填“＞”、“＜”或“＝”），未知电阻的表达式Rx＝　　 。 【答案】（1）断开；（2）右；（3）0.75；5：7；（4）大于；（5）＜；。 【分析】（1）（2）连接电路时，为了保护电路，开关要断开，滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处。 （3）小灯泡的额定电压为2.5V，由图乙可知，此时通过灯泡的电流，根据P＝UI得出小灯泡正常工作时的电功率； 电源电压为6V，由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压，串联电路中各处的电流相等，由P＝UI可知此时小灯泡与滑动变阻器的电功率之比。 （4）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压逐渐降低，小灯泡逐渐变暗，此时灯泡两端电压减小，通过灯的电流也减小，电源电压不变，由R可知电路的总电阻的变化情况，由P＝UI可知，灯泡的实际功率的变化情况，灯丝的温度降低，小灯泡阻值随温度的减小而变小，由电阻的串联规律可知：小灯泡阻值减小的值小于变阻器连入电路中增大的值，据此分析。 （5）分析滑片移动时电路的连接，在①中，由电阻的串联和欧姆定律得出电压表示数表达式； 在②中，由电阻的串联和欧姆定律得出电压表示数出电压表示数表达式；由数学知识比较U1与大小； 由串联电路特点和欧姆定律，根据电源电压不变列式计算待测电阻的阻值大小。 【解答】解：（1）连接电路时，为了保护电路，开关要断开。 （2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处，即最右端。 （3）小灯泡的额定电压为2.5V，由图乙可知，此时通过灯泡的电流为0.3A，所以小灯泡正常工作时的电功率PL＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W。 电源电压为6V，由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V。 串联电路中各处的电流相等，由P＝UI可知此时小灯泡与滑动变阻器的电功率之比为PL：P滑＝ULI：U滑I＝UL：U滑＝2.5V：3.5V＝5：7。 （4）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压逐渐降低，小灯泡逐渐变暗，此时灯泡两端电压减小，通过灯的电流也减小，电源电压不变，由R可知电路的总电阻变大，由P＝UI可知，灯泡的实际功率减小，灯丝的温度降低，小灯泡阻值随温度的减小而变小，由电阻的串联规律可知：小灯泡阻值减小的值小于变阻器连入电路中增大的值，变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值将大于2Ω。 （5）在①中，由电阻的串联和欧姆定律，电压表示数U10.5R0 故2U1① 在②中，由电阻的串联和欧姆定律，电压表示数U2R0② ①和②比较可知2U1＞U2 在步骤①②中，由串联电路特点和欧姆定律可得电源电压U＝U1+Ux＝U1Rx③ U＝U2+Ux′＝U2Rx④ 由③和④得到未知电阻的表达式Rx。 故答案为：（1）断开；（2）右；（3）0.75；5：7；（4）大于；（5）＜；。 【点评】本题为测量小灯泡的电功率的实验，考查注意事项、电功率的计算、实验步骤等知识。 六．计算题（共5小题） 27．如图为一个调光台灯的电路图，电源电压为18V；R为滑动变阻器，其最大阻值为125Ω。闭合开关S后，调节滑动变阻器，当灯泡L恰好正常发光时，此时通过小灯泡的电流为0.2A，电压表的示数为12V。求： （1）小灯泡正常发光时的电阻。 （2）当滑片P在b端时，电压表示数为15V，此时灯L的功率为多少？ 【答案】（1）小灯泡正常发光时的电阻为30Ω。 （2）当滑片P在b端时，电压表示数为15V，此时灯L的功率为0.36W。 【分析】（1）闭合开关S后，台灯与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，根据I求出灯泡正常发光时的电阻； （2）当滑片P在b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，根据欧姆定律求出电路中电流，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，利用P＝UI求出灯泡的电功率。 【解答】解：（1）闭合开关S后，台灯与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压， 当灯泡L恰好正常发光时，因为串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以灯泡两端的电压：UL＝U﹣UR＝18V﹣12V＝6V， 根据I求出灯泡正常发光时的电阻： RL30Ω； （2）当滑片P在b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，电压表示数为15V， 则电路中电流：I0.12A， 因为串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以灯泡两端的电压：UL′＝U﹣UR最大＝18V﹣15V＝3V， 灯泡的电功率：PL′＝UL′I＝3V×0.12A＝0.36W。 答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为30Ω。 （2）当滑片P在b端时，电压表示数为15V，此时灯L的功率为0.36W。 【点评】本题考查了串联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是知道灯泡的电阻是变化的。 28．小茗同学用如图所示的电路测未知电阻Rx的阻值。电源电压恒定，滑动变阻器标有“96Ω 1A”字样。当只闭合S1，滑动变阻器的滑片位于中点时，电压表的示数为4V；当只闭合S、S2时，电压表的示数为12V。求： （1）Rx的阻值及电源电压。 （2）只闭合S1时，Rx的最大电功率。 （3）用另一阻值未知的定值电阻R2替换滑动变阻器R1，R2上标有“1 A”字样，电源电压不变，电表量程可能重新选择，通过改变开关的通断，两电表中至少有一个示数能达到量程最大值，且电路安全，请通过计算求出符合上述要求的所有可能的定值电阻R2的阻值。 【答案】（1）Rx的阻值为24Ω，电源电压为12V； （2）只闭合S1时，Rx的最大电功率为6W； （3）定值电阻R2的阻值可能是72Ω、120Ω、20Ω。 【分析】（1）当只闭合S1，两电阻串联接入电路，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测通过电路的电流，滑动变阻器标有“96Ω 1A”字样，滑动变阻器的滑片位于中点时，电压表的示数为4V； 当只闭合S、S2时，两电阻并联接入电路，电压表测电源电压，电压表的示数为12V，据此确定电源电压， 根据串联电路电压规律计算串联时滑动变阻器两端的电压，根据串联电路电路特点结合欧姆定律表示通过串联电路的电流，代入数据解方程可得Rx； （2）只闭合S1时，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的电阻为0时通过电路的电流最大，根据P＝I2R可知Rx的电功率最大，进一步计算Rx的最大电功率； （3）电源电压为12V，电压表示数不会达到15V； ①只闭合S1，两电阻串联接入电路，电压表示数最大为3V，根据欧姆定律计算此时通过电路的电流，进一步计算R2的阻值； 根据U＝IR分析电流表示数是否会达到0.6A或3A； ②只闭合S、S2时，两电阻并联接入电路，根据欧姆定律计算通过Rx的电流， 电流表示数最大为0.6A时，根据并联电路电路规律计算通过R2的电流，根据欧姆定律可得R2的阻值； 根据并联电路电路规律分析电流表示数是否会达到3A； ③只闭合S时，电路为R2的简单电路，电流表示数最大为0.6A，根据欧姆定律计算R2的阻值。 【解答】解：（1）当只闭合S1，两电阻串联接入电路，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测通过电路的电流，滑动变阻器标有“96Ω 1A”字样，滑动变阻器的滑片位于中点时，电压表的示数为4V； 当只闭合S、S2时，两电阻并联接入电路，电压表测电源电压，电压表的示数为12V，所以电源电压为12V， 串联电路总电压等于各部分电压之和，串联时滑动变阻器两端的电压：U1＝U﹣Ux＝12V﹣4V＝8V， 串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得通过串联电路的电流：I，代入数据可得，解方程可得Rx＝24Ω； （2）只闭合S1时，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的电阻为0时通过电路的电流最大，根据P＝I2R可知Rx的电功率最大， Rx的最大电功率：P6W； （3）电源电压为12V，电压表示数不会达到15V； ①只闭合S1，两电阻串联接入电路，电压表示数最大为3V，此时通过电路的电流：I10.125A， 根据欧姆定律可得R2的阻值：R272Ω； 若电流表示数为0.6A，则Rx两端的电压为0.6A×24Ω＝14.4V＞12V，大于电源电压，不合题意，所以电流表示数不会达到0.6A或3A； ②只闭合S、S2时，两电阻并联接入电路，通过Rx的电流：Ix0.5A， 电流表示数最大为0.6A时，通过R2的电流：I2＝I0﹣Ix＝0.6A﹣0.5A＝0.1A， 根据欧姆定律可得R2的阻值：R2120Ω； 电流表示数最大为3A时，通过R2的电流为3A﹣0.5A＝2.5A＞1A，不合题意； ③只闭合S时，电路为R2的简单电路，电流表示数最大为0.6A，根据欧姆定律可得R2的阻值：R220Ω； 所以定值电阻R2的阻值可能是72Ω、120Ω、20Ω。 答：（1）Rx的阻值为24Ω，电源电压为12V； （2）只闭合S1时，Rx的最大电功率为6W； （3）定值电阻R2的阻值可能是72Ω、120Ω、20Ω。 【点评】本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，有一定难度。 29．如图甲所示，电源电压可调，灯泡L规格为“15V，45W”，且灯泡的电阻不变，电流表量程为“0～0.6A”和“0～3A”，电压表的量程符合要求，滑动变阻器R的规格分别为“10Ω，3A”和“25Ω，2A”。将电源调到18V，电流表量程为“0～3A”，只闭合开关S1，选择合适规格的变阻器后，移动滑片P，可使灯泡L正常发光，流过电流表的最小电流是 　1.2　 A；若将电源调到15V，只闭合开关S2、S4，将滑片置于中点O处（可能重新选择了电流表量程和变阻器R）电流表指针指到满偏刻度的位置，若将滑片P从中点移到最左端A，两表示数的I﹣U关系如图乙所示，则滑片P在最右端B处时，R0消耗的电功率是 　2.25　 W。 【答案】1.2；2.25。 【分析】（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI求出小灯泡的电阻； （2）只闭合开关S1且灯泡L正常发光时，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流， 根据欧姆定律求出灯泡正常发光时通过的电流，然后确定滑动变阻器R的规格，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，流过电流表的示数最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出流过电流表的示数最小； （3）只闭合开关S2、S4，将滑片P置于中点O处，R0与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R0两端的电压；滑片P移到最左端A时，R0两端的电压等于电源的电压，根据图乙可知横坐标每个小格代表的电压，然后求出P在中点O时的电压，根据此时电流表指针指到满偏刻度的位置确定其可能的示数，根据串联电路的特点和欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，然后确定滑动变阻器的规格和电流表的量程，根据欧姆定律求出电路的总电阻，利用电阻的串联求出R0的阻值；滑片P在最右端B处时，接入电路中的电阻最大，根据电阻的串联和欧姆定律求出此时电路中的电流，根据P＝I2R求出此时R0消耗的电功率。 【解答】解：（1）只闭合开关S1且灯泡L正常发光时，等效电路图如下图所示： 由P＝UI可得，小灯泡的电阻：RL5Ω；灯泡正常发光时，通过的电流： IL3A， 则滑动变阻器R的规格为“10Ω 3A”， 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，流过电流表的示数最小， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，流过电流表的示数最小： I最小1.2A； （2）只闭合开关S2、S4，将滑片P置于中点O处，等效电路图如下图所示： 滑片P移到最左端A时，R0两端的电压等于电源的电压UA＝U′＝15V， 由图乙可知，横坐标每个小格代表的电压为2.5V， 则P在中点O时的电压UO＝4×2.5V＝10V， 此时电流表指针指到满偏刻度的位置，其示数为2A或0.4A， 电流表的示数为I1＝2A时，变阻器的最大阻值R＝225Ω，与题意不符； 当电流表的示数为I2＝0.4A时，变阻器的最大阻值R＝2225Ω，符合题意， 所以，所用变阻器的规格为“25Ω 2A”，电流表的量程为“0～0.6A” 此时电路的总电阻R总37.5Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，R0的阻值：R0＝R总R＝37.5Ω25Ω＝25Ω， 滑片P在最右端B处时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流： I0.3A， 此时R0消耗的电功率P＝I2R0＝（0.3A）2×25Ω＝2.25W。 故答案为：1.2；2.25。 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，正确的确定滑动变阻器的规格是本题的关键，难点是最后一问中确定滑片位于O点时电压表的示数，是一道难点较大的题目。 30．如图所示，电源电压为8V且保持不变，灯泡L规格为“6V，3W”，滑动变阻器规格为“？Ω，2A”，电流表量程为0～3A，定值电阻R0＝10Ω。当开关S、S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片在中点和最右端时，电路的总功率之比为4：3。不考虑灯泡L的灯丝电阻随温度的变化，求： （1）灯泡L正常发光时，通过灯丝的电流； （2）滑动变阻器的最大阻值R； （3）闭合开关S，任意调整开关S1、S2的状态和滑动变阻器的滑片位置。在保证电路安全的前提下，整个电路消耗的最大功率与最小功率。 【答案】（1）灯泡L正常发光时，通过灯丝的电流为0.5A； （2）滑动变阻器的最大阻值R为20Ω； （3）闭合开关S，任意调整开关S1、S2的状态和滑动变阻器的滑片位置。在保证电路安全的前提下，整个电路消耗的最大功率与最小功率分别为22.4W、2W。 【分析】（1）根据灯泡L的规格，利用P＝UI即可求出灯泡L正常发光时，通过灯丝的电流； （2）由图可知，当开关S、S1、S2都闭合，定值电阻R0与滑动变阻器R并联，滑动变阻器的滑片在最右端时滑动变阻器的电阻全部接入电路，滑片在中点时，滑动变阻器接入电路的电阻R中R，根据P＝UI求出两次电路中的总电阻之比，根据并联电路的电阻特点求出滑动变阻器的最大阻值R； （3）闭合开关S，比较灯泡L规格、滑动变阻器规格和电流表量程为0～3A得出电路中允许达到的最大电流时的电路的连接方式，根据串并联电路的电流特点和欧姆定律求出最大电流，根据P＝UI求出电路消耗总功率的最大值； 根据P＝UI可知电路中电阻越大电功率越小；根据串并联电路的电阻特点得出滑动变阻器R与灯泡L串联时，当滑动变阻器的电阻全部接入电路时电路中总电阻最大，根据串联电路的电阻特点求出最大电阻，然后根据P＝UI可知电路的最小功率。 【解答】解：（1）由P＝UI可知，灯泡L正常发光时，通过灯丝的电流：IL0.5A； （2）由图可知：当开关S、S1、S2都闭合，定值电阻R0与滑动变阻器R并联，滑动变阻器的滑片在最右端时滑动变阻器的电阻全部接入电路，滑片在中点时，滑动变阻器接入电路的电阻R中R， 由于电源电压不变，则由P＝UI可知，两次电路中的总电阻之比：， 由并联电路的电阻特点可知，两次电路中的电阻之比：， 解得：R＝20Ω。 （3）已知灯泡L正常发光时，通过灯丝的电流IL＝0.5A；滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，电流表量程为0～3A， 所以在保证电路安全的前提下，当开关S、S1、S2都闭合，定值电阻R0与滑动变阻器R并联时，滑动变阻器达到的最大电流时的电路中的总电流最大， 此时通过定值电阻R0的电流：I00.8A， 由并联电路的电流特点可知，干路中的最大电流：I大＝I0+IR大＝0.8A+2A＝2.8A＜3A， 因此干路中的最大电流为I大＝2.8A， 则电路消耗总功率的最大值：P大＝UI大＝8V×2.8A＝22.4W； 由于R＝20Ω＞R0＝10Ω，则当闭合开关S，S1、S2都断开时，滑动变阻器R与灯泡L串联接入电路，滑动变阻器的电阻全部接入电路时电路中的总电阻最大，整个电路的电流最小，由串联电路的电阻特点可知，最大总电阻：R大＝R+RL＝20Ω+12Ω＝32Ω， 则电路的最小功率为：P小2W。 答：（1）灯泡L正常发光时，通过灯丝的电流为0.5A； （2）滑动变阻器的最大阻值R为20Ω； （3）闭合开关S，任意调整开关S1、S2的状态和滑动变阻器的滑片位置。在保证电路安全的前提下，整个电路消耗的最大功率与最小功率分别为22.4W、2W。 【点评】本题主要考查电功率公式的应用，欧姆定律的应用，串联、并联电路电流、电压、电阻规律的应用，其中分析电路的连接方式，灵活选用电功率公式是解题的关键。 31．如图所示的电路，电源电压不变，灯泡L上标有“6V 3W”字样，电压表量程0～15V，电流表量程0～3A。当S1、S2断开，S3闭合，滑片P滑到a端，小灯泡的实际功率只有额定功率的，滑片P滑到b端，小灯泡的实际功率只有额定功率的；当S1、S2闭合，S3断开，滑片P滑到b端，电流表的示数为I1，滑片P滑到离a端处，电流表的示数为I2，I1：I2＝2：3（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。求： （1）小灯泡的额定电流。 （2）定值电阻R0的阻值。 （3）在电路各元件安全的情况下：①当S1、S2、S3都闭合，滑动变阻器R消耗的最大功率，②当S1、S2断开，S3闭合，滑动变阻器R消耗的最大功率。 【答案】（1）小灯泡的额定电流是0.5A； （2）定值电阻R0的阻值是12Ω； （3）在电路各元件安全的情况下：①当S1、S2、S3都闭合，滑动变阻器消耗的最大功率是12W；②当S1、S2断开，S3闭合，滑动变阻器的最大功率是0.375W。 【分析】（1）知道小灯泡的额定电压、额定功率，利用P＝UI算出小灯泡的额定电流； （2）当S1、S2断开，S3闭合，滑片P滑到a端，小灯泡的实际功率P1只有额定功率的，滑片P滑到b端，小灯泡的实际功率P2只有额定功率的，可求出滑动变阻器的最大值和灯泡电阻和R0之间的关系，由当S1、S2闭合，S3断开，滑片P滑到b端，电流表的示数为I1，滑片P滑到离a端处，电流表的示数为I2，I1：I2＝2：3，可求出R0和滑动变阻器最大值之间的关系，灯泡的电阻R，可求出R0； （3）由当S1、S2断开，S3闭合，滑片P滑到a端，小灯泡的实际功率P1只有额定功率的，此时的电路中的电流，电源电压U＝IR求出，①当S1、S2、S3都闭合，此时小灯泡和电阻R0、滑动变阻器并联，灯泡、R0的电流I，干路电流最大值是3A，可求出滑动变阻器支路的最大电流，最大功率等于最大电流乘以电源电压；②当S1、S2断开，S3闭合，此时小灯泡和电阻R0、滑动变阻器串联，滑动变阻器的最大功率是当滑动变阻器接入电阻等于灯泡电阻和R0之和时。 【解答】解：（1）由P＝UI可得小灯泡的额定电流：I额0.5A； （2）当S1、S2断开，S3闭合，滑片P滑到a端，小灯泡的实际功率P1只有额定功率的，滑片P滑到b端，小灯泡的实际功率P2只有额定功率的， 则有， 所以， ， ， R， 当S1、S2闭合，S3断开，滑片P滑到b端，电流表的示数为I1，滑片P滑到离a端处，电流表的示数为I2，I1：I2＝2：3 则由， 解得：R滑＝3R0， 所以3RR0）， 解得RL＝R0， 因为RL， 所以R0＝12Ω； （3）电流表量程0～3A。当S1、S2断开，S3闭合，滑片P滑到a端，小灯泡的实际功率只有额定功率的，此时电流中的电流I0.25A， 所以电源电压U＝I（R2+R0）＝0.25A×（12Ω+12Ω）＝6V， 在电路各元件安全的情况下：①当S1、S2、S3都闭合，此时小灯泡和电阻R0、滑动变阻器并联，因为RL＝R0，所以此时两个支路的电流相同都等于05A， 滑动变阻器支路的最大电流I滑大＝I大﹣2I额＝3A﹣2×0.5A＝2A， 所以此时滑动变阻器消耗的最大功率P滑大＝I滑大U＝2A×6V＝12W； ②当S1、S2断开，S3闭合，此时小灯泡和电阻R0、滑动变阻器串联，此时滑动变阻器的功率P滑＝IU﹣I2（RL+R0）＝﹣（RL+R0）[， 所以滑动变阻器的最大功率P滑0.375W。 答：（1）小灯泡的额定电流是0.5A； （2）定值电阻R0的阻值是12Ω； （3）在电路各元件安全的情况下：①当S1、S2、S3都闭合，滑动变阻器消耗的最大功率是12W；②当S1、S2断开，S3闭合，滑动变阻器的最大功率是0.375W。 【点评】本题考查了串、并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键判断出电路的连接。 七．综合能力题（共5小题） 32．在综合实践活动中，小峰设计了一种具有加热和保温功能的电路，如图甲所示，图中R1和R2均为电阻丝，S1是电路控制开关，他将该电路接入220V家庭电路中，在30min内，该电路消耗的总功率随时间变化的图像如图乙所示，求： （1）0～20min内，开关S2是断开还是闭合？请简要说明理由。 （2）0～10min内通过R1的电流。 （3）30min内该电路消耗的电能。 （4）R2工作时的电功率。 【答案】（1）开关S2是闭合的，理由见解析过程； （2）0～10min内通过R1的电流为5A； （3）30min内该电路消耗的电能1.584×106J； （4）R2的电功率为264W。 【分析】（1）由图象可知，在0～20min内，电路消耗的功率较大，根据P可知，电压不变时，电功率较大，电阻较小，进而判断开关S2的状态； （2）根据P＝UI求出通过R1的电流； （3）由图象可知，加热时间t加＝20min＝1200s，保温时间t保＝10min＝600s，根据公式W＝Pt分别计算出加热消耗的电能和保温消耗的电能，二者之和即30min内该电路消耗的电能； （4）根据P＝UI求出保温时的电流，再利用欧姆定律和串联电路电阻特点求出R2的阻值，最后根据P＝I2R求出R2工作时的电功率。 【解答】解：（1）由图象可知，在0～20min内，电路消耗的功率较大，根据P可知，电压不变时，电阻较小，电功率较大，故开关S2是闭合的。 （2）由P＝UI得，0～10min内通过R1的电流为： I15A； （3）由图象可知，加热时间t加＝20min＝1200s，保温时间t保＝10min＝600s， 加热消耗的电能：W加＝P加t加＝1100W×1200s＝1.32×106J， 保温消耗的电能：W保＝P保t保＝440W×600s＝2.64×105J， 则30min内该电路消耗的电能： W＝W加+W保＝1.32×106J+2.64×105J＝1.584×106J。 （4）根据（2）中数据可知R144Ω； 由P＝UI得，保温时的电流： I保2A； 由欧姆定律得，电路处于保温状态时电路的总电阻： R110Ω； 根据串联电路电阻特点可知，R2的阻值： R2＝R﹣R1＝110Ω﹣44Ω＝66Ω， 则R2的电功率为： P2＝I保2R2＝（2A）2×66Ω＝264W。 答：（1）开关S2是闭合的，理由见解析过程； （2）0～10min内通过R1的电流为5A； （3）30min内该电路消耗的电能1.584×106J； （4）R2的电功率为264W。 【点评】本题考查了电功率公式、电功公式、欧姆定律及串联电路的特点等，关键要弄清不同电功率对应的电路连接情况，有一定的难度。 33．电流通过导体时导体会发热，这种现象叫做 　电流的热效应　 。常见的白炽灯就是利用这一原理工作的。图1所示为小莉、小军、小梅三位同学与老师讨论这一现象时的情景。 （1）图1中，小军发表的观点应用到的物理知识是 　影响电阻的因素　 。灯泡亮度的影响关键因素是由它的 　实际电功率　 决定的。 根据小梅同学的猜想，他们讨论形成了一个问题：电流一定时，导体在一定时间内产生的热量与它的电阻有什么关系？ 于是，小莉和小梅从实验室找来了煤油、两只规格相同（有密封塞）的烧瓶、两根两端开口的细玻璃管、两根阻值不同的镍铬合金丝等器材，并组装出图2所示的实验装置。 （2）在小莉和小梅的实验装置中，是通过 　玻璃管液面上升的高度　 来反映电流在一定时间内产生热量的多少。 （3）在物理学中，有些物理量的大小不易直接观察或测量，但它变化时引起的其他物理量的变化却易于直接观察或测量，就可以像小丽和小梅这样用易于观测的量来反映不易直接观测的量。在下列问题的研究中，也用到这一物理学方法的是 　BD　 。 A.在研究平面镜成像时，通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小 B.在研究影响重力势能的因素时，通过木桩被撞后下降的深度说明钢球动能大小 C.在研究电压作用时，通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因 D.在研究电磁铁磁性时，通过吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱 （4）小军看了小丽和小梅的实验装置后认为，用温度计代替两端开口的细玻璃管，实验效果会更好。于是，他们拆除了密封塞和玻璃管，将合适的温度计悬挂在适当的位置，然后开始实验。在上述改进中，他们遗漏的一个重要操作是：　倒出一部分煤油，并使烧瓶内煤油质量相等　 。 （5）通过实验可以总结出焦耳定律的内容是 　电流通过导体所产生的热量跟电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比　 。 【答案】电流的热效应；（1）影响电阻的因素；实际电功率；（2）玻璃管液面上升的高度；（3）BD；（4）倒出一部分煤油，并使烧瓶内煤油质量相等；（5）电流通过导体所产生的热量跟电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比。 【分析】电流通过导体时导体会发热，这种现象叫做电流的热效应。 （1）根据小军的说法是阻值不同与材料的长度、粗细有关分析即可知道应用到的物理知识。 灯泡亮度的影响关键因素是由它的实际电功率决定的。 （2）电流产生热量的多少不能直接观察，可以通过煤油受热膨胀，体积变化的多少来反映，体积膨胀越多，电流产生的热量越多。 （3）初中物理中有很多实验应用转换法，例如用电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性强弱，用木块被撞后运动的远近说明钢球动能大小等等。 （4）用温度计代替两端开口的细玻璃管，根据控制变量法应控制煤油的质量相同，但需要注意的是原来是在密封塞的作用下，将相同多的煤油密封在烧瓶里，受热膨胀的煤油在玻璃管里，现在换用温度计，则需要考虑受热膨胀的煤油去处，根据这一点可知遗漏的一个重要操作。 （5）焦耳定律内容：电流通过导体所产生的热量跟电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比。 【解答】解：电流通过导体时导体会发热，这种现象叫做电流的热效应。 （1）因为小军的说法是灯丝的长度相同、粗细不同灯丝的阻值不同，说明电阻阻值不同与材料的长度、粗细有关，所以应用的物理知识是影响电阻的因素。 灯泡亮度的影响关键因素是由它的实际电功率决定的。 （2）电流通过导体产生热量的多少，不能直接观察，而是通过煤油体积变化的大小体现出来，所以通过观察玻璃管液面上升的高度来电流在一定时间内产生热量的多少的。 （3）电流通过导体产生热量的多少，不能直接观察，而是通过煤油体积变化的大小体现出来，这种方法是转换法。 ①探究电流与电压、电阻的关系，采用控制变量法。 A、在研究平面镜成像时，通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小，采用了等效法， B、在研究影响重力势能的因素时，通过木桩被撞后下降的深度说明钢球动能大小，采用了转换法。 C、在研究电压作用时，通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因，采用了类比法 D、在研究电磁铁磁性时，通过吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱，采用了转换法。 用到这一物理学方法的是BD。 （4）根据控制变量法本实验，应控制煤油的质量相同，原来是在密封塞的作用下，将质量相同多的煤油密封在相同的烧瓶里，受热膨胀的煤油在玻璃管里；现在换用温度计，受热膨胀的煤油会溢出，所以应倒出一部分煤油，但根据控制变量法还要保持烧瓶内煤油质量相等，故遗漏的一个重要操作是：倒出一部分煤油，并使烧瓶内煤油质量相等。 （5）焦耳定律的内容：电流通过导体所产生的热量跟电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比。 故答案为：电流的热效应；（1）影响电阻的因素；实际电功率；（2）玻璃管液面上升的高度；（3）BD；（4）倒出一部分煤油，并使烧瓶内煤油质量相等；（5）电流通过导体所产生的热量跟电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比。 【点评】（1）初中多采用控制变量法、转换法、模型法、类比法、等效替代法等来探究物理问题。 （2）掌握电流产生热量多少跟电流大小、电阻大小、通电时间的关系，采用控制变量法和转换法探究电流产生热量跟电流大小、电阻大小、通电时间的关系。 34．空气质量指数是确保实现碧水蓝天的重要指标，如表的空气质量等级是按照空气质量指数划分的。如图甲是环保项目性学习小组设计的空气质量检测仪的电路原理图，用电流表显示空气质量指数。电源电压18V保持不变，定值电阻R0的阻值为100Ω，气敏电阻R的阻值与空气质量指数K的关系图象如图乙所示。 空气质量指数K 0～50 51～100 101～150 151～200 201～300 ＞300 空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 （1）气敏电阻的阻值随着空气质量指数的增大而 　减小　 。若空气质量指数增加，电流表的示数将 　增大　 ，电路消耗的总功率将 　增大　 。（三空均选填增大、减小或不变） （2）当电路中的电流为0.1A时，计算分析此时的空气质量等级。 （3）当空气质量指数为300时，通电1min，求整个电路消耗的电能。 【答案】（1）减小；增大；增大； （2）当电路中的电流为0.1A时，此时的空气质量等级为良。 （3）当空气质量指数为300时，通电1min，整个电路消耗的电能为162J。 【分析】（1）由图乙可判断气敏电阻的阻值与空气质量指数的关系； 由图甲知，气敏电阻R与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流，当空气质量指数增加时，从图乙可知气敏电阻的阻值变化情况，进而得出电路总电阻的变化情况，电源电压不变，由欧姆定律可知电路中的电流变化情况，即电流表的示数变化情况，根据P＝UI可知电路消耗总功率的变化情况； （2）根据串联电路的特点和欧姆定律计算电路中电流为0.1A时气敏电阻的阻值，由图乙知此时空气的质量指数，再根据表格数据判断空气质量的等级； （3）由图象读出空气质量指数为300时R的阻值，再根据欧姆定律计算此时电路中电流，根据W＝UIt求出整个电路通电1min消耗的电能。 【解答】解：（1）由图乙知，气敏电阻R的阻值随空气质量指数的增大而减小； 由图甲知，气敏电阻R与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流，当空气质量指数增加时，气敏电阻R的阻值减小，串联电路的总电阻减小，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流增大，即电流表的示数将增大，根据P＝UI可知电路消耗的总功率将增大； （2）当电路中电流为0.1A时，由欧姆定律可得，电路总电阻：R总180Ω， 因为串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以此时气敏电阻的阻值：R＝R总﹣R0＝180Ω﹣100Ω＝80Ω， 由图乙知，此时空气质量指数K在51～100之间，则对应的空气质量等级为良； （3）由图象知，当空气质量指数为300时，气敏电阻的阻值R′＝20Ω， 电路中电流：I'0.15A， 整个电路通电1min消耗的电能：W＝UI′t＝18V×0.15A×1×60s＝162J。 答：（1）减小；增大；增大； （2）当电路中的电流为0.1A时，此时的空气质量等级为良。 （3）当空气质量指数为300时，通电1min，整个电路消耗的电能为162J。 【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律以及电功公式的应用，关键是从表格和图象中获取有用信息，体现了物理知识在实际生活中的应用。 35．如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计。 （1）合上开关，经过一段时间，　乙　 瓶中温度计的示数高一些； （2）实验中采用串联连接方式的目的是通过导体的电流与 　通电时间　 相同； （3）若要用该装置继续探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，下列实验操作正确的是 　B　 。 A．将两个电阻的位置调换，改变电路中的电流 B．通过调节滑动变阻器，改变电路中的电流 C．通过改变电源的正负极，改变电路中的电流 （4）若用该装置想要探究不同物质的吸热能力，两瓶中电阻丝电阻大小应 　相同　 ，两烧瓶中装入质量 　相同　 的 　不同　 液体（均填“相同”或“不同”）。 【答案】（1）乙；（2）通电时间；（3）B；（4）相同；相同；不同 【分析】（1）电流通过电阻丝做功，消耗电能转化为内能，产生的热量被煤油吸收，煤油吸收热量温度升高；因为串联电路处处电流相等，因此由Q＝I2Rt即可比较甲、乙瓶产生热量的多少，产生热量多的瓶中温度计的示数高； （2）（3）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，根据控制变量法分析； （4）比较物质吸热能力的2种方法： ①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强； ②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。 【解答】解：（1）从图中可以看出，两电阻丝串联，因此通过的电流相等，由Q＝I2Rt可得，通电时间一定时，电阻丝阻值越大，产生的热量越多，温度计的示数越高；而乙中电阻丝的阻值是甲中电阻丝阻值的2倍，因此乙瓶中温度计的示数高一些。 （2）串联只有一条电流路径，所有用电器同时工作、同时停止，因而通电时间相等； （3）若要用该装置继续探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，电阻值和通过时间不变，改变通过电阻的电流，故电路中应该接入一个滑动变阻器，通过调节滑动变阻器，改变电路中的电流；将两个电阻的位置调换、通过改变电源的正负极都不能改变电流的大小，故B正确； （4）若用该装置想要探究不同物质的吸热能力，需要用相同的热源加热，所以两瓶中电阻丝电阻大小应相等，两烧瓶中装入质量相同的不同液体。 故答案为：（1）乙；（2）通电时间；（3）B；（4）相同；相同；不同。 【点评】本题考查了学生对焦耳定律、串联电路的电流关系的了解和掌握，理解并用好控制变量法、转换法是本题的关键。 36．图甲的储水容器内一个质量0.5kg、底面积100cm2的长方体浮桶，水可渗入浮桶底部与储水器底面之间。浮桶上端通过轻质弹簧刚好顶在紧贴力敏电阻R的轻质绝缘片A的下方。距容器底0.4m处的侧壁有排水双控阀门。控制电路如图乙所示，其电源电压U＝12V，R0＝100Ω，当电流表示数为60mA，且桶底升至阀门所处高度时，阀门才感应排水。力敏电阻R与它所受压力F的对应关系如下表所示（弹簧均在弹性限度内） 压力F/N 3 6 …… 12 15 18 电阻R/Ω 1100 700 …… 160 100 60 求： （1）浮桶所受重力是 　5　 N；力敏电阻的阻值随所受压力的增大而 　减小　 ；储水器内无水时，力敏电阻所受压力为3N，电流表的示数是 　10　 mA； （2）电流表示数为50mA时，控制电路消耗的电功率是 　0.6　 W； （3）当储水器内水面上升到双控阀门处时，储水器底面所受水的压强是 　4×103　 Pa。水对浮桶底部的压力是 　40　 N；（浮筒固定） （4）当水对浮桶的浮力达到 　20　 N时，双控阀门才打开，此时储水器内水深多少m？　0.6m　 。 【答案】（1）5；减小；10；（2）0.6；（3）4×103；40；（4）20；0.6。 【分析】（1）根据G＝mg计算浮桶所受的重力；根据表格数据分析力敏电阻与压力的关系；首先根据表格判断压力为3N时，力敏电阻的阻值，在根据串联电路电阻的特点计算电路中总电阻，最后根据欧姆定律计算电路中的电流； （2）根据P＝UI计算控制电路消耗的电功率； （3）根据p＝ρgh计算储水器底面所受水的压强，在根据压强的变形公式F＝pS计算水对桶底部的压力； （4）根据欧姆定律的变形公式计算开始感应排水时电路中的总电阻，由此得出此时力敏电阻的阻值，进而得出压力大小，对浮桶进行受力分析得出浮力，由阿基米德原理得出排开液体的体积，得出浸入水中的深度，最终得出储水器内水的深度。 【解答】解：（1）浮桶所受重力G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N； 由表格数据可知，当压力增大时，力敏电阻的阻值减小； 由表格中数据得，当压力为3N时，力敏电阻的阻值为1100Ω，由图得，力敏电阻R与定值电阻R0串联，电路中的总电阻为R总＝R+R0＝1100Ω+100Ω＝1200Ω 电路中的电流为； （2）电流表示数为50mA时，控制电路消耗的电功率是P＝UI'＝12V×0.05A＝0.6W； （3）由图甲得，阀门到桶底的距离为0.4m，当储水器内水面上升到双控阀门处时，储水器底面所受水的压强是p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m＝4×103Pa； 水对浮桶底部的压力是F＝pS＝4×103Pa×0.01m2＝40N； （4）依题意得，当电流表示数为60mA，且桶底升至阀门所处高度时，阀门才感应排水，由欧姆定律得，此时电路中的电阻为， 力敏电阻的阻值为R'＝R'总﹣R0＝200Ω﹣100Ω＝100Ω， 由表格中数据得，此时力敏电阻的压力为15N，说明弹簧的弹力为15N，由力的平衡得，浮桶受到的浮力为F浮＝G+F弹＝5N+15N＝20N； 由阿基米德原理得，浮桶排开的水的体积为， 浮桶浸入水中的深度为， 双控阀门才打开，此时储水器内水深为h''＝h+h'＝0.4m+0.2m＝0.6m。 故答案为：（1）5；减小；10；（2）0.6；（3）4×103；40；（4）20；0.6。 【点评】本题考查欧姆定律、阿基米德原理以及液体压强的计算等知识，综合性题目，难度稍大。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $