第十八章 电功率 寒假分层作业-提升卷 ----2025-2026学年人教版物理九年级全一册

九年寒假分层作业（物理） 提升卷·能力题 第十八章 电功率（提升卷） 一、选择题（共4小题） 1.（2025•惠山区二模）如图甲所示，电源电压不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，小灯泡规格为“4V，？W”、滑动变阻器规格为“0.5A，？Ω”都模糊不清。保证电路中所有元件都安全的前提下，第一次只闭合S、S1，滑片P从a端向左移动；第二次只闭合S、S2，最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表和电流表示数变化的关系图像。下列判断正确的是（　　） ①R0的阻值为20Ω ②小灯泡的参数为“4V 2W” ③只闭合S、S1，定值电阻功率最大时，其功率与滑动变阻器的功率之比为25:1 ④若将电压表量程换为0～3V，只闭合S、S2，小灯泡的功率一定大于0.9W A． ①③ B．②③ C．②④ D．②③④ 第1题图 第2题图 第3题图 2.（2025春•盐城月考）为了测量某电热暖手器提示灯L的额定功率，小明设计了如图甲所示的电路图，变阻器的规格为“20Ω 1A”，当开关S接a时，移动滑动变阻器的滑片P，根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻R0的U﹣I图像；当开关S接b时，同样根据测出的电流、电压值，画出了灯泡L的U﹣I图像，如图乙所示，则下列结论错误的是（　　） A．将R0与灯L并联接入电路并调节电源电压，当R0消耗的功率为4.9W时，灯L恰好正常发光，灯L的额定功率为5W B．定值电阻R0的阻值是10Ω C．将R0与灯L串联在6V的电源两端时，灯丝的实际电阻为5Ω D．当S接a且电源电压为8V时，滑动变阻器的最大功率为1.6W 3.（2025•游仙区一模）如图甲所示电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，小灯泡的额定电压为6V。闭合开关S，滑动变阻器的滑片从最右端向左移动，直至小灯泡正常发光，电流表示数与三只电压表示数变化的情况如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为18V B．小灯泡的额定功率为5W C．滑片位于最右端时，小灯泡的实际功率为0.4W D．滑片从最右端向左移动过程中，R2接入电路的阻值由50Ω变为20Ω 第4题图 第5题图 第6题图 4.（2024•秦淮区二模）如图甲所示电路中，电源电压不变，灯泡标有“6V 3W”字样（灯丝电阻不变），R0＝12Ω。闭合开关S，断开开关S1、S2，滑片P从b端向右滑到某一位置c时（图中未标出），灯泡恰好正常发光；保持滑片P的位置不变，同时闭合开关S、S1和S2，滑片P从c向左滑到b端。两次电流表示数I随滑动变阻器阻值R的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　） ①电源电压为15V ②滑动变阻器的最大电阻为18Ω ③当只闭合S时，调节滑片P，在保证电路安全的前提下，电路总功率的最大值为12W ④当S、S1和S2都闭合时，调节滑片P，电路总功率的最小值为20W A．仅① B．仅②③ C．仅②④ D．仅③④ 二、多选题（共3小题） （多选）5．（2021•青羊区模拟）如图所示电路，电源电压U恒定。滑动变阻器R上标有“50Ω 2A”，灯泡L上标有“6V 3.6W”（忽略灯丝电阻变化），电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。闭合S、S1、S3，断开S2，滑片P移到某一位置时，两电表示数分别为U1、I1；滑片P右移到另一位置时，灯泡的实际功率P实P额，电压表示数为U2＝15V，电流表示数为I2，在移动滑片过程中，灯泡L功率的变化量为ΔP。若用电阻R3替换灯泡L，闭合S、S2，断开S1、S3，R3的功率为P3。其中定值电阻R1＝16Ω，定值电阻R2、R3，每个电阻的阻值只有4Ω、10Ω这两种可能，以上操作中各元件均需安全工作。下列结论正确的是（　　） A．U＝18V B．ΔP的字母表达式可记为：ΔP＝（U2﹣U1）×（I1﹣I2） C．定值电阻R2、R3两端的电压之比可能为5:2 D．P3可能是2.5W （多选）6．（2024秋•诸城市期末）每年进入汛期，多地会发生强降雨，导致河流水位上涨。某校科技小组设计了一个监测水位的装置如图甲所示，电路中电源电压保持不变，R0为定值电阻，R滑为竖直放置的最大阻值为40Ω的变阻器，浮子可带动变阻器滑片P上下移动。当电流表的示数达到某一数值时，装置内的水位达到警戒值25cm。变阻器R滑接入电路的阻值R随水位的变化关系如图乙所示，与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。则（　　） A．该电路消耗的最小总功率值为0.6W B．当水位升高时，电压表示数减小 C．水位达到警戒值时电压表示数为4V D．水位为20cm时变阻器R滑功率最大 （多选）7．（2024秋•武侯区期末）在图甲所示的电路中，电源电压U恒定不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S，将滑片P从最右端滑到最左端的过程中，电压表V1、V2示数随电流表A示数变化的完整图线如图乙所示。下列分析正确的是（　　） A．电源电压U＝10V B．R1的功率变化量ΔP1＝4W C．电压表V3的变化范围为4～8V D．R2的最大电功率为8W 第7题图 第8题图 第9题图 三、填空题（共5小题） 8.（2025•浦口区校级三模）如图所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“3V？W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样，R1是定值电阻，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A．将R2的滑片P移至最左端，只闭合开关S3，断开开关S1、S2，此时电压表示数为U1，R2消耗的功率为P1；向右移动滑片至某点，此时电压表示数为U2，R2消耗的功率为P2。已知U1：U2＝2:3，P1：P2＝8:9。只闭合开关S1、S2，断开开关S3，灯泡恰好正常发光，此时电流表示数为0.3A，则电源电压是 　 　 V，R1的阻值大小为 　 　 Ω，U2的大小为 　 　 V，P2大小为 　 　 W。 9.（2024秋•烟台期末）如图所示，灯泡标有“6V，3W”字样，R1标有“5Ω，1.5A”，R2为标有“10Ω，1A”的滑动变阻器，电源电压恒定。闭合所有开关时，灯泡恰好正常发光，则10s内R1产生的热量为 　 　 J；断开S1、S2，R2允许调节的阻值范围为 　 　 Ω，移动R2滑片的过程中，R2的电功率与电路总功率的最大比值为 　 　 。 10.（2024秋•邗江区期末）如图所示电路，电源电压18V恒定不变，电压表量程0～15V，电流表量程0～0.6A，R1为30Ω电阻，滑动变阻器铭牌“？Ω 0.5A”，其阻值已模糊不清（R2＝？Ω）。闭合开关，当滑动变阻器的阻值为时，电压表示数为12V，则铭牌上的阻值R2为 　 　 Ω，确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器的最大电功率为 　 　 W，电路的最大功率与最小功率之比为 　 　 。 第10题图 第11题图 第12题图 第14题图 11.（2024秋•渝中区校级期末）如图所示，当只闭合开关S，滑片P滑至a端时，电流表A的示数为I1，电阻R1的电功率P1为20W；当闭合开关S、S2时，电流表A的示数为I2，且I1：I2＝1:2，则R1：R2＝　 　 ；当开关S、S1、S2都闭合且滑片P在b端时，电流表A的示数为I，电流表A1的示数为I3，且I：I3＝2:1，此时滑动变阻器R3的功率为P3，则P3＝　 　 W。 12.（2025•梅州一模）如图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像，将它们按图乙所示接入电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为1W，则此时小灯泡的电阻为 　 　 Ω；再闭合开关S1，电流表示数变化了 　 　 A。若将R与标有“50Ω，0.5A”的滑动变阻器串联后接到该电源（电源电压恒定）上，则滑动变阻器消耗的最大电功率是 　 　 W。 四、作图题（共1小题） 13.（2020•邹城市校级二模）如图所示，虚线框内有两个阻值相同的定值电阻和一个开关S1，当开关S1闭合时，电路的总功率增加到原来的2倍，请画出两种可能的连接电路图。 第13题图 第15题图 五、实验探究题（共2小题） 14.（2025秋•道里区月考）同学们通过实验探究“电功率跟电压、电流的关系”。 （1）小灯泡电功率的大小可通过小灯泡亮度来判断；依据是：　 　 ； （2）小聪同学用干电池做电源，把L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A“”两只灯泡连成如图甲所示电路，闭合开关进行实验，收集证据如表： 发光情况 电压/V L1 暗 1.8 L2 亮 2.7 请你根据现象及数据得出结论：　 　 ； （3）小聪又在原有器材基础上，继续探究连接方式如图乙所示，根据图乙，他是要探究 　 　 ；当他闭合开关S，看到小灯泡L1一闪即灭，经检查发现灯丝断了。请你分析原因 　 　 ，说出改进方法 　 　 。 15.（2025秋•长春校级月考）如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。 （1）实验中通过观察U形管中　 　 来比较电流通过导体产生热量的多少。 （2）若探究电流产生的热量与电阻的关系应选择　 　 装置； （3）乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流　 　 。为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成更　 　 的；通电1min后R1和R2产生的热量之比为　 　 。 （4）乙装置中，如果R3断路，在通电时间相同时，与R3没有断路时相比较，左侧U形管中液面的高度差将　 　 。 （5） 如图丙所示，写有“认真学习”的电热桌垫是小桐的好伙伴。此桌垫有“高温”和“低温”两个挡位，图丁是其简化电路，电源电压恒为8V，发热电阻R1和R2的阻值分别为6Ω和2Ω，只闭合开关S1时，桌垫处于　 　 挡位，通电10min，电流通过电阻R1产生的热量为　 　 J。 六、计算题（共1小题） 16.（2025•荷塘区模拟）某物理兴趣小组的同学组装了一个如图甲所示的电路，灯L的电流与电压关系如图乙所示，额定电压是18V，定值电阻R1＝R2＝30Ω，滑动变阻器R3标有“100Ω 1A”字样，电压表测量范围为0～15V。当只闭合S、S1时，灯L正常发光，则： （1）灯正常发光100s时消耗的电能是 　 　 J； （2）当只同时闭合S、S1、S2时，整个电路的电功率是 　 　 W； （3）当只同时闭合S、S4时，为了保证电路安全，R3接入的电阻变化范围是多少？ （4）当只同时闭合S、S2、S3、S4时，再在电路中某处接入电流表，电流表的示数如图丙所示，此过程中电路一直安全，则此时R3接入电路的电阻值为多少？ 七、综合能力题（共1小题） 17.（2024秋•青山湖区校级期末）电流通过导体时导体会发热，这种现象叫作 　 　 。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 　 　 。 八、科普阅读题（共1小题） 18.（2025•阳西县模拟）阅读短文，回答问题。 全液冷超充桩 近段时间推出的“全液冷超充桩”（如图甲所示）在充电领域引起了巨大反响。该充电桩最大输出功率可以达到600kW，最大电流为600A，号称充电大约“一秒一公里”，一杯咖啡的时间就能满电出发！ 全液冷充电枪（含输电线）作为大功率的充电设备之一，主要利用液冷充电技术。液冷充电枪内部有电缆和管子，它利用管子内流动的冷却液带走热量，所以不需要增大横截面积来维持电流通过，这样不但减轻了重量，还能提高充电效率。 第17题图 第18题图 请回答下列问题： （1）充电枪给汽车电池充电过程中，主要是把电能转化成 　 　 能； （2）充电过程中，充电输电线缆发热，它的内能 　 　 （选填“增加”或“减少”），这是通过 　 　 的方式实现的； （3）若按宣传充电桩最大功率600kW充电“一秒一公里”，每公里只需花费0.2元，充电桩的计费为 　 　 元/kW•h（小数点后保留1位）； （4）某型号电动车原来用普通充电桩时，输出电流为I0，需要5小时充满电；现用全液冷超充桩，输出电流为20倍I0，只需要15分钟就可充满电。若充电输电线缆的电阻相同，则在同样的时间内，电流在现用充电输电线缆上产生的热量是原来的 　 　 倍； （5）某型号最新版电动车电池电量从0%充到100%的过程中，充电桩输出的电流和电压随时间变化的情况如图乙所示。若充电输电线缆的阻值为0.3Ω，该次充电在前10分钟已充了电池总电量的75%，假设前后10分钟的充电效率相等，则后10分钟充电枪输出的平均功率是 　 　 kW。 2025年12月24日王健的初中物理组卷 参考答案与试题解析 一、选择题（共4小题） 题号 1 2 3 4 答案 C A C C 二、多选题（共3小题） 题号 5 6 7 答案 AD ACD CD 一、选择题（共4小题） 1.（2025•惠山区二模）如图甲所示，电源电压不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，小灯泡规格为“4V，？W”、滑动变阻器规格为“0.5A，？Ω”都模糊不清。保证电路中所有元件都安全的前提下，第一次只闭合S、S1，滑片P从a端向左移动；第二次只闭合S、S2，最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表和电流表示数变化的关系图像。下列判断正确的是（　　） ①R0的阻值为20Ω ②小灯泡的参数为“4V 2W” ③只闭合S、S1，定值电阻功率最大时，其功率与滑动变阻器的功率之比为25:1 ④若将电压表量程换为0～3V，只闭合S、S2，小灯泡的功率一定大于0.9W A．①③ B．②③ C．②④ D．②③④ 【分析】（1）根据题意和小灯泡的电阻随温度的变化而变化判断出哪一个图像为滑动变阻器与灯泡串联时的图像，哪一个为滑动变阻器与定值电阻串联时的图像；根据串联电路电压和电流的规律以及欧姆定律列等式算出电源电压和定值电阻R0的阻值； （2）只闭合开关S、S2，变阻器与灯泡L串联，当滑动变阻器两端的电压最小时，灯泡两端的电压最大，此时小灯泡正常发光，由图像，根据公式P＝UI求出灯泡的额定功率； （3）只闭合开关S、S2，变阻器与L串联当电路电流最大时，电路功率最大，由图像可以得知，电路的总功率最大时电路电流，再求出对应的电压；最后利用P＝UI求出灯与变阻器的功率之比； （4）由图知，当电压表示数最大为5V时，变阻器连入电路中的电阻最大，由图知此时的电流，由欧姆定律，变阻器连入电路的最大电阻； 因为电流表的量程为0～0.6A，小灯泡的额定电流为0.5A，判断出电路的最大电流，此时滑动变阻器的电阻最小，根据串联电路电压的规律算出滑动变阻器两端的电压，由欧姆定律算出滑动变阻器的最小电阻，进而得出变阻器的阻值范围。 【解答】解：第一次只闭合开关S、S1，变阻器与电阻R0串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流， 由串联电路的电压特点和欧姆定律可得电压表的示数：UV＝U﹣IR0，因U、R0不变，则电压表的示数UV与电流表示数I成一次函数关系，其U﹣I图像是一条斜向下的直线； 第二次只闭合开关S、S2，变阻器与灯泡L串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流， 同理可得此时可得电压表的示数：UV＝U﹣IRL，因RL要随温度的变化而变化，则此时U﹣I图像是一条曲线； 图乙是这两次实验过程绘制的电压表与电流表示数的关系图像，即滑动变阻器的U﹣I图像， 则根据上述分析可知，图乙中直线为滑动变阻器与R0串联时的图像，曲线为滑动变阻器与灯泡串联时的图像； ①只闭合开关S、S1时，变阻器与电阻R0串联， 由图乙可知，电路中的电流最大为I大＝0.5A，此时变阻器两端的电压为U滑小＝1V， 电路中的电流最小为I小＝0.2A，此时变阻器两端的电压为U滑大＝4V， 因为电源电压不变， 所以由串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压：U＝I大R0+U滑小＝I小R0+U滑大， 即：0.5A×R0+1V＝0.2A×R0+4V， 解得：R0＝10Ω， 电源电压：U＝I大R0+U滑小＝0.5A×10Ω+1V＝6V，故①错误； ②图乙中曲线为滑动变阻器与灯泡串联时的图像，由图像可知，当电压表示数最小为2V时，灯泡正常发光， 则灯泡的额定电压：U额＝U﹣UV小＝6V﹣2V＝4V， 此时电路中的电流I额＝0.5A，则小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝4V×0.5A＝2W； 所以小灯泡的参数为“4V 2W”，故②正确； ③只闭合S、S1，电流最大为0.5A时，定值电阻的功率最大， 定值电阻的最大功率为：PR大＝I大2R＝（0.5A）2×10Ω＝2.5W， 此时滑动变阻器的功率为：P滑＝U滑小I大＝1V×0.5A＝0.5W， 所以此时定值电阻的功率与滑动变阻器的功率之比为2.5W：0.5W＝5:1，故③错误； ④若将电压表量程换为0～3V，最大范围内移动滑片P，由串联分压的规律可知，当电压表示数最大为3V时，变阻器连入电路中的电阻最大，此时电路中电流最小，灯泡的实际功率最小， 由图乙可知，当电压表示数最大为3V时，此时的电流约为0.35A，此时灯泡的电压为UL＝U﹣UV大＝6V﹣3V＝3V， 则灯泡的最小电功率约为：PL小＝ULI小′＝3V×0.35A＝1.05W，所以这种情况下小灯泡的功率一定大于0.9W，故④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，分清开关闭合、断开时电路的连接方式和根据电源电压不变列出方程式是关键，有一定难度。 2.（2025春•盐城月考）为了测量某电热暖手器提示灯L的额定功率，小明设计了如图甲所示的电路图，变阻器的规格为“20Ω 1A”，当开关S接a时，移动滑动变阻器的滑片P，根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻R0的U﹣I图像；当开关S接b时，同样根据测出的电流、电压值，画出了灯泡L的U﹣I图像，如图乙所示，则下列结论错误的是（　　） A．将R0与灯L并联接入电路并调节电源电压，当R0消耗的功率为4.9W时，灯L恰好正常发光，灯L的额定功率为5W B．定值电阻R0的阻值是10Ω C．将R0与灯L串联在6V的电源两端时，灯丝的实际电阻为5Ω D．当S接a且电源电压为8V时，滑动变阻器的最大功率为1.6W 【分析】（1）由P可得灯泡的额定电压，由图像可知通过灯泡的电流，根据P＝UI求出灯泡的实际功率即额定功率； （2）根据图像读出一组数据，由欧姆定律求出定值电阻R0的阻值； （3）根据串联电路电流和电压的规律确定此时灯泡电压和电流大小，由欧姆定律求出灯丝的实际电阻值； （4）当S接a，R0与变阻器串联，根据电阻的串联和欧姆定律得出电路中的电流表达式，滑动变阻器的功率P滑＝I2R滑＝（）2R滑，结合数学知识求出变阻器的最大功率。 【解答】解：A、将R0与灯L并联接入电路，当R0消耗的电功率为4.9W时，灯L恰好正常发光， 由P可得，灯泡的额定电压：UL额＝U0′7V， 由图像可知，通过灯泡的电流IL额＝0.75A， 则灯泡的实际功率即额定功率：PL额＝UL额IL额＝7V×0.75A＝5.25W，故A错误。 B.由图像可知：当U0＝2V时，I0＝0.2A 由I可得，定值电阻的阻值：R010Ω，故B正确； C.将R0与灯L串联在6V的电源两端时，通过定值电阻的电流和通过灯泡的电流相同； 由图像可知，当电流为0.4A时，UL′＝2V，U4V，即UL′+U2V+4V＝6V 由I可得，所以灯丝的实际电阻值：RL′5Ω，故C正确； D.当S接a，R0与变阻器串联，根据电阻的串联和欧姆定律，电路中的电流：I， 滑动变阻器的功率：P滑＝I2R滑＝（）2R滑 由上式知，当R0＝R滑＝10Ω，变阻器的功率最大， 则最大功率：P滑大1.6W，故D正确。 故选：A。 【点评】本题考查串联、并联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，关键是从图中获取有效的信息，有一定难度。 3.（2025•游仙区一模）如图甲所示电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，小灯泡的额定电压为6V。闭合开关S，滑动变阻器的滑片从最右端向左移动，直至小灯泡正常发光，电流表示数与三只电压表示数变化的情况如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为18V B．小灯泡的额定功率为5W C．滑片位于最右端时，小灯泡的实际功率为0.4W D．滑片从最右端向左移动过程中，R2接入电路的阻值由50Ω变为20Ω 【分析】（1）由图甲可知，灯L、R1和R2串联，电流表测电路中的电流，判断出各电压表所测的电压，根据串联电路的电压规律和欧姆定律求出电源电压，根据P＝UI求出小灯泡的额定功率； （2）根据欧姆定律求出R1的阻值，滑片位于最右端时，由图乙确定出电压表V2的示数和电路中的最小电流，根据串联电路的电压规律和P＝UI求出小灯泡的实际功率，再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值，即可解答。 【解答】解：AB、由图甲可知，灯L、R1和R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测电源电压不变，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R1和R2两端的电压之和，滑动变阻器的滑片从最右端向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据串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，则电压表V1示数变大，灯L两端的电压变大，根据串联电路的电压规律可知，电压表V2示数变小，滑片从最右端向左移动，直至小灯泡正常发光时，电路中的电流为0.5A，此时电压表V1和V2示数相同，则此时滑动变阻器接入电路的阻值最小为0，灯L和R1串联，由图乙可知，此时R1两端的电压为10V，则电源电压为：U＝U1+UL＝10V+6V＝16V， 小灯泡的额定功率为：PL＝ULI＝6V×0.5A＝3W，故AB错误； CD、R1的阻值为：R120Ω， 滑片位于最右端时，由图乙可知，此时电压表V2示数为：U2＝14V，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时电路中的电流最小，即电路中的最小电流为：I小＝0.2A， 此时灯L两端的电压为：U'L＝U﹣U2＝16V﹣14V＝2V， 则小灯泡的实际功率为：P'L＝U'LI小＝2V×0.2A＝0.4W， 此时R1两端的电压为：U'1＝I'R1＝0.2×20Ω＝4V， 滑动变阻器两端的电压为：U滑＝U2﹣U'1＝14V﹣4V＝10V， 则滑动变阻器的最大值为：R大50Ω， 所以滑片从最右端向左移动过程中，R2接入电路的阻值由50Ω变为0Ω， 故C正确，D错误。 故选：C。 【点评】本题主要考查电路的分析、串联电路的规律及欧姆定律的应用，有一定难度。 4.（2024•秦淮区二模）如图甲所示电路中，电源电压不变，灯泡标有“6V 3W”字样（灯丝电阻不变），R0＝12Ω。闭合开关S，断开开关S1、S2，滑片P从b端向右滑到某一位置c时（图中未标出），灯泡恰好正常发光；保持滑片P的位置不变，同时闭合开关S、S1和S2，滑片P从c向左滑到b端。两次电流表示数I随滑动变阻器阻值R的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　） ①电源电压为15V ②滑动变阻器的最大电阻为18Ω ③当只闭合S时，调节滑片P，在保证电路安全的前提下，电路总功率的最大值为12W ④当S、S1和S2都闭合时，调节滑片P，电路总功率的最小值为20W A．仅① B．仅②③ C．仅②④ D．仅③④ 【分析】通过开关闭合和断开，分析出电路的连接方式，根据滑动变阻器移动过程中，电流电阻变化特点，再由图乙，根据欧姆定律得到等式方程，求出电源电压和滑动变阻器最大值，通过电功率的计算公式，电源电压一定，分别求出电流的最小值和最大值，求出电路总功率的最大值和最小值。 【解答】解：灯泡标有“6V 3W”字样（灯丝电阻不变）可知灯泡正常发光时的电流为：，灯泡电阻为： ①闭合开关S，断开开关S1、S2，此时滑动变阻器和灯L串联，滑片P在b端时接入电路阻值最大，此时 Ib，滑片P从b端向右滑到某一位置c时，灯泡恰好正常发光，假设此时c位置的阻值为Rc， Ic，此时电路电源电压为：U＝0.5A×Rc+6V （1），保持滑片P的位置不变，同时闭合开关S、 S1、S2，灯L被短路，滑动变阻器与R0 并联，电流表测干路电流，由并联电路电流特点可知：滑片P在b端时，Ib′，滑片P在c处时，Ic′，综上可得：Ib＜Ic＜Ib′＜Ic′，结合图乙所示可得：Ic′ （2），由（1）（2）可得：U＝12V，Rc＝12Ω，故①错误； ②由①可知，滑动变阻器和灯L串联时，滑片P在b端时，电流Ib＝0.4A，根据串联电流电阻特点可得： RmaxRLΩ＝18Ω，故②正确； ③当只闭合S时，滑动变阻器和灯L串联，调节滑片P，在保证电路安全的前提下，电路的最大电流为灯泡的额定电流为0.5A，所以电路总功率的最大值为Pmax＝UImax＝12V×0.5A＝6W，故③错误； ④当开关S、S1 和S2 都闭合时，滑动变阻器和R0 并联，调节滑片，滑动变阻器的阻值最大时，电路中的电流最小，干路电流为：I′minA，所以电路总功率的最小值为： Pmin＝UImin＝12VA＝20W，所以④正确。 故选：C。 【点评】本题考查了电路安全和动态电路的综合应用及电功率的计算。 二、多选题（共3小题） （多选）5．（2021•青羊区模拟）如图所示电路，电源电压U恒定。滑动变阻器R上标有“50Ω 2A”，灯泡L上标有“6V 3.6W”（忽略灯丝电阻变化），电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。闭合S、S1、S3，断开S2，滑片P移到某一位置时，两电表示数分别为U1、I1；滑片P右移到另一位置时，灯泡的实际功率P实P额，电压表示数为U2＝15V，电流表示数为I2，在移动滑片过程中，灯泡L功率的变化量为ΔP。若用电阻R3替换灯泡L，闭合S、S2，断开S1、S3，R3的功率为P3。其中定值电阻R1＝16Ω，定值电阻R2、R3，每个电阻的阻值只有4Ω、10Ω这两种可能，以上操作中各元件均需安全工作。下列结论正确的是（　　） A．U=18V B．ΔP的字母表达式可记为：ΔP＝（U2﹣U1）×（I1﹣I2） C．定值电阻R2、R3两端的电压之比可能为5:2 D．P3可能是2.5W 【分析】（1）闭合S、S1、S3，断开S2，滑片P移到某一位置时，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI求出灯泡的电阻，滑片P右移到另一位置时，灯泡的实际功率P实P额，电压表示数为15V，根据P＝UI求出灯泡的实际功率和灯泡两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的电压，利用串联电路的电压特点和P＝UI求出灯泡的电功率，然后求出灯泡L功率的变化量； （2）若用电阻R3替换灯泡L，闭合S、S2，断开S1、S3时，R1、R2、R3串联，电压表测R1和R2两端的电压之和，电流表测电路中的电流，根据电流表量程为0～0.6A可知电路中的最大电流，根据欧姆定律求出电路中的最小总电阻确定出定值电阻R2、R3的阻值不能同时为4Ω，根据电阻的串联和欧姆定律求出电压表示数与电源电压的比值，然后得出电压表示数的表达式，根据R2、R3可能的值讨论电压表的示数成立的情况，根据电阻的串联和欧姆定律求出定值电阻R2、R3两端的电压之比，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用P＝UI＝I2R求出R3的功率P3。 【解答】解：AB.闭合S、S1、S3，断开S2，滑片P移到某一位置时，等效电路图如图1所示； 滑片P右移到另一位置时，等效电路图如图2所示： 由P＝UI可得，灯泡的电阻：RL10Ω， 图2中灯泡的实际功率：P实P额3.6W＝0.9W， 灯泡两端的电压：U实3V， 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＝U2+U实＝15V+3V＝18V，故A正确； 图1中灯泡的电功率：P实′＝（U﹣U1）I1， 图2中灯泡的电功率：P实＝（U﹣U2）I2， 由题干可知，滑片向右移动，变阻器接入电路中的电阻变大，电路中的电流变小， 由P＝UI可知，灯泡的电功率变大， 则灯泡L功率的变化量：ΔP＝P实′﹣P实＝（U﹣U1）I1﹣（U﹣U2）I2≠（U2﹣U1）×（I1﹣I2），故B错误； CD.若用电阻R3替换灯泡L，闭合S、S2，断开S1、S3时，等效电路图如下图所示： 由电流表量程为0～0.6A可知，电路中的最大电流为0.6A， 由I可得，电路中的最小总电阻不能小于R总30Ω， 则定值电阻R2、R3的阻值不能同时为4Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电压表示数与电源电压的比值：， 则电压表的示数UVU， 当R2＝10Ω、R3＝4Ω时，电压表的示数UVU18V＝15.6V＞15V，此种情况不可能； 当R2＝4Ω、R3＝10Ω时，电压表的示数UVU18V＝12V，此种情况可能， 定值电阻R2、R3两端的电压之比：， 电路中的电流：I0.6A， R3的功率：P3＝I2R3＝（0.6A）2×10Ω＝3.6W； 当R2＝10Ω、R3＝10Ω时，电压表的示数UVU18V＝13V，此种情况可能， 定值电阻R2、R3两端的电压之比：， 电路中的电流：I0.5A， R3的功率：P3＝I2R3＝（0.5A）2×10Ω＝2.5W； 综上可知，C错误、D正确。 故选：AD。 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的运用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式以及确定定值电阻R2和R3的阻值是关键，有一定的难度。 （多选）6．（2024秋•诸城市期末）每年进入汛期，多地会发生强降雨，导致河流水位上涨。某校科技小组设计了一个监测水位的装置如图甲所示，电路中电源电压保持不变，R0为定值电阻，R滑为竖直放置的最大阻值为40Ω的变阻器，浮子可带动变阻器滑片P上下移动。当电流表的示数达到某一数值时，装置内的水位达到警戒值25cm。变阻器R滑接入电路的阻值R随水位的变化关系如图乙所示，与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。则（　　） A．该电路消耗的最小总功率值为0.6W B．当水位升高时，电压表示数减小 C．水位达到警戒值时电压表示数为4V D．水位为20cm时变阻器R滑功率最大 【分析】闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测R0两端的电压，电流表测通过电路的电流， （1）通过电路的电流最小时，电路的电功率最小，根据P＝UI计算该电路工作时的最小总功率； （2）由图甲可知当水位升高时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联分压原理可知电压表示数变化； （3）由乙图可得接入电路的阻值随水位的变化的函数关系，进一步计算当水位达到警戒水位25cm时，滑动变阻器接入电路的电阻，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算此时通过电路的电压； （4）水位变化过程中，通过求最大功率找出关系式。 【解答】解：闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测R0两端的电压，电流表测通过电路的电流， A.当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路为定值电阻的简单电路，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大，由丙图可知通过电路的最大电流为0.3A，电压表示数为电源电压U＝6V；此时R020Ω，由图丙可知通过电路的最小电流为0.1A，该电路工作时的最小总功率：P＝UI′＝6V×0.1A＝0.6W，故A正确； B.由图甲可知当水位升高时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，滑动变阻器分得的电压变小，根据串联分压原理，Uv＝U﹣U滑可知电压表示数变大，故B错误； C.接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，由乙图可知10cm×k+b＝40Ω，30cm×k+b＝0Ω，两式联立可得：k＝﹣2Ω/cm，b＝60Ω，则R＝﹣2Ω/cm×h+60Ω， 当水位达到警戒水位25cm时，滑动变阻器接入电路的电阻为R＝﹣2Ω/cm×25cm+60Ω＝10Ω， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得通过电路的电流：I″0.2A， 串联电路的电流相等，根据欧姆定律可得电压表示数为U′＝I″R0＝0.2A×20Ω＝4V；故C正确； D.水位变化过程中，滑动变阻器最大功率P＝I2R＝（）2R，当R＝R0＝20Ω，滑动变阻器的功率最大， 当R滑＝20Ω，代入数据：20Ω＝﹣2Ω/cm×h+60Ω，得h＝20cm，故D正确。 故选：ACD。 【点评】本题考查了电功率公式和欧姆定律的应用，要求学生能够结合三个图像找到有用的信息，并能灵活运用所学的公式进行计算。 （多选）7．（2024秋•武侯区期末）在图甲所示的电路中，电源电压U恒定不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S，将滑片P从最右端滑到最左端的过程中，电压表V1、V2示数随电流表A示数变化的完整图线如图乙所示。下列分析正确的是（　　） A．电源电压U＝10V B．R1的功率变化量ΔP1＝4W C．电压表V3的变化范围为4～8V D．R2的最大电功率为8W 【分析】由电路图可知，R1、R、R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R两端的电压，V3测滑动变阻器R与定值电阻R2两端的电压； 根据滑片的移动判断滑动变阻器接入电路电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化，从而判断图线分别表示的电压表； （1）当滑片位于左端时，R1与R2串联，根据图像得出R1两端的电压和通过的电流，根据欧姆定律求出R1的阻值，根据串联电路的电压特点表示出电源的电压； 当滑片位于右端时，R1、R、R2串联，根据图像读出对应的电流，利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，再根据串联电路的电压特点表示出电源的电压，联立等式求出电源电压和R2的阻值。 （2）根据P＝UI即可求出R1的功率变化量； （3）根据串联电路电压的规律即可求出电压表V3的变化范围； （4）根据P＝UI即可求出R2的最大电功率。 【解答】解：由电路图可知，R1、R、R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R两端的电压，V3测滑动变阻器R与定值电阻R2两端的电压； 将滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小， 由I可知，电路中的电流变大，R1两端的电压变大，故①表示电压表V1示数随电流表示数变化的关系图线； 因电压表V3示数虽然减小，但当滑片位于右端时，电压表V3示数不为零，故②表示电压表V2示数随电流表示数变化的关系图线； A.当滑片位于左端时，R1与R2串联，由乙图像可知，R1两端的电压U1＝8V，通过的电流I1＝2A， 由I可得R1的阻值为： R14Ω, 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=U1+I1R2=8V+2A×R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当滑片位于右端时，R1、R、R2串联， 由图乙可知，I2＝1A，R两端的电压UR＝6V，U1′＝4V， 则滑动变阻器的最大阻值： R6Ω, 电源的电压： U=UR+U1′+I2R2=6V+4V+1A×R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②两式可得：U＝12V，R2＝2Ω，故A错误； B.R1的功率变化量ΔP1＝U1I1﹣U1′I2＝8V×2A﹣4V×1A＝12W，故B错误； C.根据串联电路电压的规律可知：当滑片位于左端时，V3示数为：U2＝U﹣U1＝12V﹣8V＝4V；当滑片位于右端时，U′2＝U﹣U′1＝12V﹣4V＝8V， 则V3的变化范围为4～8V，故C正确； D.R2的最大电功率：P2＝U2I1＝4V×2A＝8W，故D正确。 故选：CD。 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，由电路图判断各电压表所测电路元件是关键，根据滑片的移动判断电阻的U﹣I图像是本题的难点。 三、填空题（共5小题） 8.（2025•浦口区校级三模）如图所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“3V？W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样，R1是定值电阻，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A．将R2的滑片P移至最左端，只闭合开关S3，断开开关S1、S2，此时电压表示数为U1，R2消耗的功率为P1；向右移动滑片至某点，此时电压表示数为U2，R2消耗的功率为P2。已知U1：U2＝2:3，P1：P2＝8:9。只闭合开关S1、S2，断开开关S3，灯泡恰好正常发光，此时电流表示数为0.3A，则电源电压是 　3　 V，R1的阻值大小为 　10　 Ω，U2的大小为 　1.5　 V，P2大小为 　0.225　 W。 【分析】只闭合开关S1、S2，断开开关S3，电路为灯泡L的简单电路，由此时灯泡恰好正常发光可知，得出电源电压； 只闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器R2与R1串联，电压表测R1两端的电压，R2的滑片P移至最左端时，R2接入电路的电阻最大，滑片从最左端移至某点时，根据欧姆定律可知电路中的电流之比； 由P＝UI＝I2R可知两次R2接入电路的电阻之比，进而得出此时变阻器R2的阻值； 串联电路的电压特点和欧姆定律可知，滑片P移至最左端时，根据欧姆定律得出电源电压表达式；滑片P移至某点时，根据欧姆定律得出电源电压表达式；联立两式得出R1的阻值； 只闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器R2与R1串联，得出此时电路的总阻值，结合串联分压特点得出U2的大小； 根据串联电路的电压特点得出滑动变阻器R2两端的电压，根据可得此时R2消耗的功率。 【解答】解： 只闭合开关S1、S2，断开开关S3，电路为灯泡L的简单电路，由此时灯泡恰好正常发光可知，电源电压U＝UL额＝3V。 只闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器R2与R1串联，电压表测R1两端的电压，R2的滑片P移至最左端时，R2接入电路的电阻最大，滑片从最左端移至某点时，电路中的电流之比， 已知两次变阻器消耗电功率之比为P1：P2＝8:9， 由P＝I2R可得（）2， 则两次R2接入电路的电阻之比为2， 所以； 滑片P移至最左端时，电源电压① 滑片P移至某点时，电源电压U＝I′（R1+R2′）＝I′（R1+10Ω）﹣﹣﹣﹣② 由①②解得R1＝10Ω。 只闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器R2与R1串联，由上面计算知，向右移动滑片至某点，滑动变阻器接入电路的阻值为R2'＝10Ω，又有R1＝10Ω，此时电路的总电阻为R1+R2'＝10Ω+10Ω＝20Ω， 根据串联分压特点可知， 根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器R2两端的电压为：U2'＝U﹣U2＝3V﹣1.5V＝1.5V， 则此时R2消耗的功率：P2。 故答案为：3；10；1.5；0.225。 【点评】本题考查电功率的计算，是一道综合题。 9.（2024秋•烟台期末）如图所示，灯泡标有“6V，3W”字样，R1标有“5Ω，1.5A”，R2为标有“10Ω，1A”的滑动变阻器，电源电压恒定。闭合所有开关时，灯泡恰好正常发光，则10s内R1产生的热量为 　72　 J；断开S1、S2，R2允许调节的阻值范围为 　1～10　 Ω，移动R2滑片的过程中，R2的电功率与电路总功率的最大比值为 　2:3　 。 【分析】（1）由图可知，闭合所有开关，R1和灯泡并联，根据灯泡正常发光和并联电路的特点可知电源电压和R1两端的电压，根据Qt求出10s内R1产生的热量； （2）由图可知，断开S1、S2，R1与滑动变阻器R2串联，根据滑动变阻器和R1的规格可知电路中的最大电流，根据欧姆定律求出电路中的最小总电阻，根据串联电路特点求滑动变阻器接入电路的最小阻值；根据P＝I2R2求出R2的电功率与电路的总电功率的最大比值。 【解答】解：闭合所有开关，R2被短路，R1与灯泡并联，灯泡恰好正常发光，根据并联电路的电压特点可知，电源电压和R1两端的电压：U＝UR＝UL＝6V， 10s内R1产生的热量Qt10s＝72J； 由图可知，断开S1、S2，R1与滑动变阻器R2串联，根据滑动变阻器和R1的规格可知电路中的最大电流I大＝1A， 由欧姆定律可知，电路中的最小总阻值：R总6Ω， 根据串联电路的电阻特点可知，R2接入电路的最小阻值：R2小＝R总﹣R1＝6Ω﹣5Ω＝1Ω， 滑动变阻器接入电路的阻值越大，电流越小，电路安全，所以R2允许调节的阻值范围为1Ω～10Ω； R2的电功率：P2＝I2R2＝（）2R2， 电路总功率由P总＝I2R总＝（）2（R1+R2）， 故R2的电功率与总电功率的最大比值， 当越小，功率的比值就越大，则R2越大，当越小； 故。 故答案为：72；1～10；2:3。 【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律、电功和电功率公式的应用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。 10.（2024秋•邗江区期末）如图所示电路，电源电压18V恒定不变，电压表量程0～15V，电流表量程0～0.6A，R1为30Ω电阻，滑动变阻器铭牌“？Ω 0.5A”，其阻值已模糊不清（R2＝？Ω）。闭合开关，当滑动变阻器的阻值为时，电压表示数为12V，则铭牌上的阻值R2为 　240　 Ω，确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器的最大电功率为 　2.7　 W，电路的最大功率与最小功率之比为 　5:1　 。 【分析】（1）分析电路，根据串联电路电压规律和分压原理求出滑动变阻器的最大阻值； （2）确保电路元件安全的情况下，根据P滑大＝I2R滑R滑R滑算出滑动变阻器的最大电功率； （3）当电压表示数为15V时，电路中电流最小，根据串联电路电压规律和欧姆定律算出电路中的最小电流，由P＝UI算出电路的最小电功率和最大电功率，进而算出最大和最小电功率之比。 【解答】解：由图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测串联电路的电流；当滑动变阻器的阻值为R2时，电压表示数为12V，根据串联电路电压规律，R1两端电压为U1＝U﹣U2＝18V﹣12V＝6V，根据分压原理，，即， 解得：R2＝240Ω； 确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器的最大电功率为： P滑大＝I2R滑R滑R滑， 当R滑＝R1时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大为： P滑大2.7W； 当电压表示数为15V时，电路中电流最小，根据串联电路电压规律和欧姆定律可知，最小电流为： Imin0.1A, 则电路的最小电功率为：Pmin＝UImin＝18V×0.1A＝1.8W； 电路的最大电功率为：Pmax＝UImax＝18V×0.5A＝9W； 电路的最大功率与最小功率之比为： . 故答案为：240；2.7；5:1。 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的综合应用，关键是根据滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程确定电路中的最大电流。 11.（2024秋•渝中区校级期末）如图所示，当只闭合开关S，滑片P滑至a端时，电流表A的示数为I1，电阻R1的电功率P1为20W；当闭合开关S、S2时，电流表A的示数为I2，且I1：I2＝1:2，则R1：R2＝　1:1　 ；当开关S、S1、S2都闭合且滑片P在b端时，电流表A的示数为I，电流表A1的示数为I3，且I：I3＝2:1，此时滑动变阻器R3的功率为P3，则P3＝　160　 W。 【分析】（1）当只闭合开关S，滑片P滑至a端时，电阻R1和R2串联接入电路，电压表测电阻R1的电压，电流表测通过电路的电流，根据串联电路特点和欧姆定律可表示出I1和U1，当闭合开关S、S2时，电路为R1的简单电路，电压表的示数为U2即为电源电压U，根据欧姆定律表示出I2，将I1与I2关系式代入I1：I2＝1:2，可得R1与R2的电阻之比； （2）电阻R1和R2串联接入电路，根据串联电路特点和电功率公式计算电阻R1和R2串联时的功率之比，进一步计算串联时两电阻的总功率从而表示出电源电压； 电阻R1和R2并联接入电路，根据并联电路特点计算并联时的总电阻，进一步根据电功率公式的变形公式计算并联时的总功率； 当开关S、S1、S2都闭合且滑片P在b端时，电阻R1、R2、R3并联接入电路，电流表A测干路电流，电流表A1测R1和R2的总电流，根据并联电路特点表示出I和I3，由I：I3＝2:1可得通过R3的电流与R1和R2并联的总电流之比，根据电功率公式可计算R3消耗的电功率与R1和R2消耗的总功率之比，进一步计算R3消耗的功率。 【解答】解：（1）当只闭合开关S，滑片P滑至a端时，电阻R1和R2串联接入电路，电压表测电阻R1的电压，电流表测通过电路的电流， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则电路总电阻为R1+R2， 由欧姆定律可得电流表A的示数：I1，则： U1=I1R1R1, 当闭合开关S、S2时，电路为R1的简单电路，电压表测电阻R1的电压，电流表测通过电路的电流，电压表的示数为U2即为电源电压U， 电流表A的示数：I2， 已知I1：I2＝1:2， 则：， 整理得：R1：R2＝1:1； （2）由R1：R2＝1:1可得：R1＝R2， R1和R2串联时的总电阻：R串＝R1+R2＝R2+R2＝2R2， 则电阻R1和R2串联时的功率之比：， 两电阻串联时电阻R1的电功率P1为20W， 所以电阻R2的电功率：P2＝P1＝20W， 则两电阻串联时的总功率：P串＝P1+P2＝20W+20W＝40W， 由P＝UI可得电源电压：U2＝P串R串＝40W×2R2＝80W×R2， R1和R2并联时的总电阻：R并R2， 则两电阻并联时的总功率：P并160W， 当开关S、S1、S2都闭合且滑片P在b端时，电阻R1、R2、R3并联接入电路，电流表A测干路电流，电流表A1测R1和R2的总电流， 通过滑动变阻器的电流为I0，则干路电流为：I＝I1′+I2′+I0，电流表A1的示数：I3＝I1′+I2′， 由I：I3＝2:1可得：， 化简整理得：， R3消耗的电功率P3与两电阻并联时的总功率P并之比： ， 则R3消耗的电功率：P3＝P并＝160W。 故答案为：1:1；160。 【点评】本题考查欧姆定律、电功率公式、串联电路特点、并联电路特点的灵活运用。综合性强，题目难度大。 12.（2025•梅州一模）如图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像，将它们按图乙所示接入电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为1W，则此时小灯泡的电阻为 　4　 Ω；再闭合开关S1，电流表示数变化了 　0.2　 A。若将R与标有“50Ω，0.5A”的滑动变阻器串联后接到该电源（电源电压恒定）上，则滑动变阻器消耗的最大电功率是 　0.1　 W。 【分析】（1）由图乙可知：只闭合开关S时，电路为L的简单电路，由甲图像读出当小灯泡的实际功率为1W时两端的电压（即为电源的电压）和通过的电流；利用欧姆定律算出小灯泡的电阻； 当再闭合开关S1时，灯泡与定值电阻R并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点可知R两端的电压，由甲图像可知此时通过R的电流，根据并联电路的电流特点可知电流表示数的变化量； （2）根据图像利用欧姆定律算出电阻R的阻值，若将R与标有“50Ω 0.5A”的滑动变阻器串联后接到该电源上，则滑动变阻器消耗的功率等于电路总功率与定值电阻的功率之差，根据抛物线的性质计算滑动变阻器消耗的最大电功率。 【解答】解：（1）当闭合开关S、断开开关S1时，电路为L的简单电路， 由甲图像可知，当灯泡两端的电压UL＝2V时，通过的电流IL＝0.5A， 此时灯泡的实际功率PL＝ULIL＝2V×0.5A＝1W，则电源的电压U＝UL＝2V； 由欧姆定律可得灯泡L的阻值为：R4Ω； 当再闭合开关S1时，灯泡与定值电阻R并联，电流表测干路电流， 因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以此时R两端的电压为2V，由图像可知IR＝0.2A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以再闭合开关S1时，电流表示数变化了0.2A。 （2）根据图像，由欧姆定律可得电阻R的阻值为：R10Ω， 若将R与标有“50Ω 0.5A”的滑动变阻器串联后接到该电源上，则滑动变阻器消耗的功率等于电路总功率与定值电阻的功率之差， 即P滑＝UI﹣I2R＝2V×I﹣I2×10Ω，根据抛物线的性质可知当I0.1A时，P滑有最大值， 则变阻器消耗的最大电功率：P滑大＝UI﹣I2R＝2V×0.1A﹣（0.1A）2×10Ω＝0.1W。 故答案为：4；0.2；0.1。 【点评】本题考查了并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，关键是能从图像中得出小灯泡的实际功率为1W的电压和通过的电流，难点是求滑动变阻器消耗的最大电功率。 四、作图题（共1小题） 13.（2020•邹城市校级二模）如图所示，虚线框内有两个阻值相同的定值电阻和一个开关S1，当开关S1闭合时，电路的总功率增加到原来的2倍，请画出两种可能的连接电路图。 【分析】电路的连接方式有两种：串联和并联；当开关S1闭合时，电路的总功率增加到原来的2倍，则表明电路的总电阻变为原来的一半；据此分析。 【解答】解：两个阻值相同的定值电阻的连接方式有两种：串联和并联； 当两个电阻串联时，当开关S1闭合时，电路的总功率增加到原来的2倍，根据P可知，需要总电阻变为串联总电阻的一半，根据串联电路的电阻的特点可知，需要开关闭合使其中的一个被短路；如图所示： 当两个电阻并联时，有一个电阻工作，当开关S1闭合时，电路的总功率增加到原来的2倍，即总电阻变为原来的一半，根据串联电路的电阻的特点可知，需要开关闭合使两个电阻并联在一起，同时工作；如图所示： 【点评】本题考查了电路的设计、电功率公式的应用，难度不大，知道串并联电路电阻的特点是解题的关键。 五、实验探究题（共2小题） 14.（2025秋•道里区月考）同学们通过实验探究“电功率跟电压、电流的关系”。 （1）小灯泡电功率的大小可通过小灯泡亮度来判断；依据是：　灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，实际功率越大，灯泡越亮　 ； （2）小聪同学用干电池做电源，把L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A“”两只灯泡连成如图甲所示电路，闭合开关进行实验，收集证据如表： 发光情况 电压/V L1 暗 1.8 L2 亮 2.7 请你根据现象及数据得出结论：　通过用电器的电流相同时，用电器两端的电压越大，电功率越大　 ； （3）小聪又在原有器材基础上，继续探究连接方式如图乙所示，根据图乙，他是要探究 　电功率与电流的关系　 ；当他闭合开关S，看到小灯泡L1一闪即灭，经检查发现灯丝断了。请你分析原因 　小灯泡L1两端的实际电压比额定电压大的较多　 ，说出改进方法 　在干路串联一只规格合适的滑动变阻器（或电阻）　 。 【分析】（1）灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定； （2）根据表中数据分析得出结论； （3）根据图乙的相同量和不同量分析探究问题； 电压过高会烧坏灯泡，为减小灯泡电压，可在电路中串联一个分压电阻。 【解答】解：（1）小灯泡发光的过程就是将电能转化为光能的过程，小灯泡越亮，说明在相同的时间内将更多的电能转化为光能，由可知，灯泡越亮，电功率越大； （2）如图甲，L1、L2串联，通过两个灯泡的电流相同时，由表中的数据可知，用电器两端的电压越大，灯泡越亮，电功率越大； （3）如图乙，L1、L2并联，两个灯泡两端的电压相等，电流表分别测两个灯泡的电流，根据图乙，他是要探究电功率与电流的关系； 由甲图电路连接及表中数据可知：电源电压U＝U1+U2＝1.8V+2.7V＝4.5V；乙图中小灯泡L1两端的实际电压比额定电压大的较多，所以烧坏； 在干路串联一只规格合适的滑动变阻器（或电阻）或拆下一节干电池等。 故答案为：（1）灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，实际功率越大，灯泡越亮；（2）通过用电器的电流相同时，用电器两端的电压越大，电功率越大；（3）电功率与电流的关系；小灯泡L1两端的实际电压比额定电压大的较多；在干路串联一只规格合适的滑动变阻器（或电阻）。 【点评】本题考查了探究影响功率的因素实验，探究多变量因素实验要应用控制变量法，应用控制变量法是正确解题的关键。 15.（2025秋•长春校级月考）如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。 （1）实验中通过观察U形管中　液面的高度差　 来比较电流通过导体产生热量的多少。 （2）若探究电流产生的热量与电阻的关系应选择　甲　 装置； （3）乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流　不同　 。为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成更　小　 的；通电1min后R1和R2产生的热量之比为　4:1　 。 （4）乙装置中，如果R3断路，在通电时间相同时，与R3没有断路时相比较，左侧U形管中液面的高度差将　变小　 。 （5）如图丙所示，写有“认真学习”的电热桌垫是小桐的好伙伴。此桌垫有“高温”和“低温”两个挡位，图丁是其简化电路，电源电压恒为8V，发热电阻R1和R2的阻值分别为6Ω和2Ω，只闭合开关S1时，桌垫处于　低温　 挡位，通电10min，电流通过电阻R1产生的热量为　3.6×103 J。 【分析】（1）电流通过导体产生热量的多少不易直接观察，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，电阻丝产生热量越多，气体膨胀程度越大，故可通过U形管液面的高度差来反映电阻丝产生的热量多少，采用了转换法。 （2）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，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联电路电流的规律分析。 （3）分析乙装置电路的连接，根据并联和串联电路电流的规律分析，为了使实验现象更明显，在电阻和通电时间相同的条件下，应使通过两容器内电阻的电流差别较大，结合分流原理分析。 根据并联和串联电路电流的规律找出通过R1的电流和通过R2的电流，R1与R2阻值相等，根据Q＝I2Rt得出通电1min时R1与R2产生的热量之比； （4）并联电阻小于其中任一电阻，由于电阻R3断路，确定R2并联部分的电阻变化，从而得出电路中的总电阻变化，由欧姆定律可知电路中的电流会变化，即通过R1的电流会变小，结合Q＝I2Rt和转换法分析。 （5）分析只闭合S1时电路的连接，根据串联电阻的规律及电功率公式得出电路中的总功率；分析同时闭合S1和S2时，电路的连接，得出此时电路中的总功率，分析两电功率大小，确定低温状态，根据Q＝I2Rt得出通电10min电流通过R1产生的热量。 【解答】解：（1）根据转换法，实验中通过观察U形管液面的高度差来比较电流通过导体产生热量的多少。电流通过导体产生的热量越多，盒内空气体积膨胀越大，U形管液面的高度差越大。 （2）甲装置中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，根据控制变量法可知，该装置用来探究电流产生的热量与电阻的关系。 （3）乙装置中，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，故乙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系，故乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流不相等。 为了使实验现象更明显，在电阻和通电时间相同的条件下，应使通过两容器内电阻的电流差别较大，R3与R2并联，电压相等，R3的阻值与R2的阻值相比，R3越小，R3与R2相比电流越大，R3与R2的电流之和即通过R1的电流比通过R2的电流越大。可使两容器内电阻的电流相差大，实验现象明显，所以可以将R3的阻值换成更小的。 R3与R2并联，电压相等，R3与R2阻值相等，根据欧姆定律可知，通过R3与R2的电流相等，根据并联电路的电流规律可知，通过R1的电流等于通过R3与R2的电流之和，所以通过R1的电流是通过R2的电流的2倍，R1与R2阻值相等，根据Q＝I2R可知，产生的热量与电流的平方成正比，故在通电1min时R1与R2产生的热量之比为Q1：Q2＝4:1； （4）并联电阻小于其中任一电阻，由于电阻R3断路，R2并联部分的电阻变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流会变小，即通过R1的电流会变小，在通电时间和R1的阻值不变时，电流通过R1产生的热量变少，U形管液面的高度差变小。 （5）分析电路图可知，只闭合S1时，两电阻串联，电路中的总功率为 同时闭合S1和S2时，R1短路，电路是R2的简单电路，此时电路中的总功率为 由于P＜P′，所以只闭合S1时，桌垫是低温状态。通电10min电流通过R1产生的热量为。 故答案为：（1）液面高度差； （2）甲； （3）不相等；小；4:1； （4）变小； （5）低温；3.6×103。 【点评】本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”，考查控制变量法、转换法、串联和并联电路的规律及欧姆定律和焦耳定律的运用。 六、计算题（共1小题） 16.（2025•荷塘区模拟）某物理兴趣小组的同学组装了一个如图甲所示的电路，灯L的电流与电压关系如图乙所示，额定电压是18V，定值电阻R1＝R2＝30Ω，滑动变阻器R3标有“100Ω 1A”字样，电压表测量范围为0～15V。当只闭合S、S1时，灯L正常发光，则： （1）灯正常发光100s时消耗的电能是 　3600　 J； （2）当只同时闭合S、S1、S2时，整个电路的电功率是 　46.8　 W； （3）当只同时闭合S、S4时，为了保证电路安全，R3接入的电阻变化范围是多少？ （4）当只同时闭合S、S2、S3、S4时，再在电路中某处接入电流表，电流表的示数如图丙所示，此过程中电路一直安全，则此时R3接入电路的电阻值为多少？ 【分析】（1）根据图乙确定灯泡正常发光时的额定电流，利用W＝UIt求出灯正常发光100s时消耗的电能； （2）当只闭合S、S1时，灯L正常发光，据此确定电源电压；当只同时闭合S、S1、S2时，分析电路连接，根据欧姆定律求出通过R1的电流，利用并联电路电流规律求出干路电流，根据P＝UI求出整个电路的电功率； （3）当只同时闭合S、S4时，R2与R3串联，电压表测R2两端电压；根据电压表最大量程结合串联电路电压规律和分压原理求出滑动变阻器R3接入电路的最小值，据此确定R3接入的电阻变化范围； （4）当只同时闭合S、S2、S3、S4时，R1与R3并联，R1的电流始终为0.6A，而电流表示数为0.3A或者1.5A，故电流表接的位置有两种可能，一是接在滑动变阻器所在的支路 上，二是接在电源正极旁边的干路上；根据欧姆定律结合并联电路电流规律分别求出两种情况下滑动变阻器R3接入电路的阻值。 【解答】解：（1）由图乙可知，当灯泡正常发光时额定电流为2A，则灯正常发光100s时消耗的电能为： W=ULILt=18V×2A×100s=3600J; （2）当只闭合S、S1时，电路为只有灯泡的简单电路，此时灯泡L正常发光，因灯泡额定电压为18V，故电源电压为18V； 当只同时闭合S、S1、S2时，灯泡和R1并联，根据欧姆定律可知，通过R1的电流为： I10.6A，则干路电流为I＝IL+I1＝2A+0.6A＝2.6A，故整个电路的电功率为： P=UI=18V×2.6A=46.8W; （3）当只同时闭合S、S4时，R2与R3串联，电压表测R2两端电压；当电压表示数为15V时，滑动变阻器R3接入电路的阻值最小，此时滑动变阻器两端电压为U滑＝U﹣U2＝18V﹣15V＝3V， 由分压原理可知， ，即， 解得：R滑小＝6Ω， 故R3接入的电阻变化范围为6～100Ω； （4）当只同时闭合S、S2、S3、S4时，R1与R3并联，R1的电流始终为0.6A，而电流表示数为0.3A或者1.5A，故电流表接的位置有两种可能，一是接在滑动变阻器所在的支路 上，二是接在电源正极旁边的干路上； ①当接在滑动变阻器所在的支路上时，电流表示数为0.3A，不会是1.5A（超过了滑动变阻器的允许通过的最 大电流1A），则R3接入电阻值为： R'360Ω; ②当接在干路上时，电流表示数为1.5A，则R3通过的电流I''3＝I﹣I1＝1.5A﹣0.6A＝0.9A，R3接入电阻值为： R''320Ω. 答：（1）3600；（2）46.8； （3）当只同时闭合S、S4时，为了保证电路安全，R3接入的电阻变化范围是6～100Ω； （4）当只同时闭合S、S2、S3、S4，电流表接在滑动变阻器所在的支路上时，此时R3接入电路的电阻值为60Ω； 当只同时闭合S、S2、S3、S4，电流表接在干路上时，此时R3接入电路的电阻值为20Ω。 【点评】此题主要考查学生对欧姆定律和电功率公式的理解和应用，熟练掌握串、并联电路的电流和电压特点是解题的关键。 七、综合能力题（共1小题） 17.（2024秋•青山湖区校级期末）电流通过导体时导体会发热，这种现象叫作 　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　 。 【分析】电流通过导体时导体会发热，这种现象叫作电流的热效应。 （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，这种现象叫作电流的热效应。 （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。 八、科普阅读题（共1小题） 18.（2025•阳西县模拟）阅读短文，回答问题。 全液冷超充桩 近段时间推出的“全液冷超充桩”（如图甲所示）在充电领域引起了巨大反响。该充电桩最大输出功率可以达到600kW，最大电流为600A，号称充电大约“一秒一公里”，一杯咖啡的时间就能满电出发！ 全液冷充电枪（含输电线）作为大功率的充电设备之一，主要利用液冷充电技术。液冷充电枪内部有电缆和管子，它利用管子内流动的冷却液带走热量，所以不需要增大横截面积来维持电流通过，这样不但减轻了重量，还能提高充电效率。 请回答下列问题： （1）充电枪给汽车电池充电过程中，主要是把电能转化成 　化学　 能； （2）充电过程中，充电输电线缆发热，它的内能 　增加　 （选填“增加”或“减少”），这是通过 　做功　 的方式实现的； （3）若按宣传充电桩最大功率600kW充电“一秒一公里”，每公里只需花费0.2元，充电桩的计费为 　1.2　 元/kW•h（小数点后保留1位）； （4）某型号电动车原来用普通充电桩时，输出电流为I0，需要5小时充满电；现用全液冷超充桩，输出电流为20倍I0，只需要15分钟就可充满电。若充电输电线缆的电阻相同，则在同样的时间内，电流在现用充电输电线缆上产生的热量是原来的 　400　 倍； （5）某型号最新版电动车电池电量从0%充到100%的过程中，充电桩输出的电流和电压随时间变化的情况如图乙所示。若充电输电线缆的阻值为0.3Ω，该次充电在前10分钟已充了电池总电量的75%，假设前后10分钟的充电效率相等，则后10分钟充电枪输出的平均功率是 　150　 kW。 【分析】（1）蓄电池在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能； （2）物体温度降低时内能减少，温度升高时内能增加；电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程； （3）充电桩最大功率600千瓦，充一秒可以跑1公里，只花费0.2元。算出一秒时间内消耗的电能，就可以计算充电桩的充电价格； （4）由题知，原来和现在充电的充电电流，输电线缆的电阻相同，根据Q＝I2Rt分析解答； （5）根据图乙中的信息，利用W＝UIt计算充电桩在前10分钟输出的电能；由题知，前10分钟已充了电池总电量的75%，则后10分钟充了电池总电量的25%，而充电效率相同，则可求出充电桩在后10分钟输出的电能，再根据P计算后10分钟充电桩输出的平均功率。 【解答】解：（1）充电枪给汽车电池充电过程中，消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，所以主要是将电能转化为化学能； （2）充电过程中，充电输电线缆发热，所以它的内能增加；电流做功，将电能转化为内能，是利用做功的方式增大内能； （2）充电桩最大功率600kW，充电“一秒一公里”，一秒消耗的电能W＝Pt＝600kWhkW•h，每公里只需花费0.2元，充电桩的计费为：1.2元/kW•h； （4）根据Q＝I2Rt可知，原来用普通充电桩时，输电线缆上产生的热量：Q1Rt， 用全液冷超充桩，充电输电线缆的电阻相同，输电线缆上产生的热量： Q2＝（20I0）2Rt=400Rt, 所以： 即：现用充电输电线缆上产生的热量是原来的400倍； （5）由图乙可知，前10分钟充电桩的输出电压为U＝1000V，0～5min输出电流为I＝600A，5～10min的输出电流为I′＝300A， 由W＝UIt可知，充电桩在前10分钟输出的电能为： W输出＝UIt+UI′t＝1000V×600A×5×60s+1000V×300A×5×60s＝2.7×108J， 由题知，前10分钟已充了电池总电量的75%，则后10分钟充了电池总电量的25%，而充电效率相同，设充电效率均为η， 则可得前10分钟输入给电池的电能：W输入＝W输出η＝W总×75%﹣﹣﹣﹣﹣① 同理可得后10分钟输入给电池的电能：W输入′＝W输出′η＝W总×25%﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②可得后10分钟充电桩输出的电能为：W输出′W输出2.7×108J＝9×107J， 则后10分钟充电桩输出的平均功率： P1.5×105W＝150kW。 故答案为：（1）化学；（2）增加；做功；（3）1.2；（4）400；（5）150。 【点评】本题考查了能量转化和电功的认识，电功、电功率以及焦耳定律公式的应用，要能从图像中获取有用信息，本题体现了物理知识在生活中的应用。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/12/24 23:25:06；用户：王健；邮箱：huanyu281@xyh.com；学号：38494836 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $九年寒假分层作业（物理） 提升卷·能力题 第十八章电功率（提升卷) 一、选择题（共4小题） 1.(2025·惠山区二模)如图甲所示，电源电压不变，电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,小灯泡规格 为“4V,？W”、滑动变阻器规格为“0.5A,？”都模糊不清。保证电路中所有元件都安全的前提下，第一次 只闭合S、S1,滑片P从a端向左移动；第二次只闭合S、S2,最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程 绘制的电压表和电流表示数变化的关系图像。下列判断正确的是() ①Ro的阻值为202 ②小灯泡的参数为“4V2W” ③只闭合S、S1,定值电阻功率最大时，其功率与滑动变阻器的功率之比为25：1 ④若将电压表量程换为0~3V,只闭合S、S2,小灯泡的功率一定大于0.9W A.①③ B.②③ C.②④ D.②③④ U/V↑ U/V V A) 14 10 A 0.20.5/A 0.2 0.5 06 甲 甲 乙 第1题图 第2题图 第3题图 2.（(2025春·盐城月考)为了测量某电热暖手器提示灯L的额定功率，小明设计了如图甲所示的电路图，变阻器的 规格为“2021A”,当开关S接a时，移动滑动变阻器的滑片P,根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻Ro 的U-I图像；当开关S接b时，同样根据测出的电流、电压值，画出了灯泡工的U-I图像，如图乙所示，则 下列结论错误的是() A.将R,与灯L并联接入电路并调节电源电压，当Ro消耗的功率为4.9W时，灯L恰好正常发光，灯L的额定 功率为5W B.定值电阻Ro的阻值是10C.将R0与灯L串联在6V的电源两端时，灯丝的实际电阻为52 D.当S接a且电源电压为8V时，滑动变阻器的最大功率为1.6W 3.（2025·游仙区一模)如图甲所示电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，小灯泡的额定电压为 6V。闭合开关S,滑动变阻器的滑片从最右端向左移动，直至小灯泡正常发光，电流表示数与三只电压表示数变 化的情况如图乙所示，下列说法正确的是( A.电源电压为18V B.小灯泡的额定功率为5W C.滑片位于最右端时，小灯泡的实际功率为0.4W D.滑片从最右端向左移动过程中，R2接入电路的阻值由50变为202 I/A ↑R/Q AU/V 6… R/Q 102530水位/cm0 0.1 图甲 警城水位 0.3 I/A S3 图乙 图丙 第4题图 第5题图 第6题图 4.(2024秦淮区二模)如图甲所示电路中，电源电压不变，灯泡标有“6V3W”字样（灯丝电阻不变），R0=12。 闭合开关S,断开开关S1、S2,滑片P从b端向右滑到某一位置c时（图中未标出），灯泡恰好正常发光；保持 滑片P的位置不变，同时闭合开关S、S1和S2,滑片P从c向左滑到b端。两次电流表示数I随滑动变阻器阻 值R的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是() ①电源电压为15V ②滑动变阻器的最大电阻为18Ω ③当只闭合S时，调节滑片P,在保证电路安全的前提下，电路总功率的最大值为12W ④当S、S1和S2都闭合时，调节滑片P,电路总功率的最小值为20W A.仅① B.仅②③ C.仅②④ D.仅③④ 二、多选题（共3小题） (多选)5.(2021·青羊区模拟)如图所示电路，电源电压U恒定。滑动变阻器R上标有“5002A”,灯泡L上标 有“6V3.6W”(忽略灯丝电阻变化)，电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。闭合S、S1、S3,断开S2 ，滑片P移到某一位置时，两电表示数分别为U1、11;滑片P右移到另一位置时，灯泡的实际功率P实=P额， 第1页（共4页） 九年寒假分层作业（物理） 提升卷·能力题 电压表示数为U2=15V,电流表示数为I2,在移动滑片过程中，灯泡L功率的变化量为△P。若用电阻R3替换 灯泡L,闭合S、S2,断开S1、S3,R3的功率为P3。其中定值电阻R1=162,定值电阻R2、R3,每个电阻的阻 值只有4n、102这两种可能，以上操作中各元件均需安全工作。下列结论正确的是（) A.U=18V B.△P的字母表达式可记为：△P=(U2-U1)×(I1-I2) C.定值电阻R2、R3两端的电压之比可能为5：2D.P3可能是2.5W (多选)6.(2024秋·诸城市期末)每年进入汛期，多地会发生强降雨，导致河流水位上涨。某校科技小组设计了 一个监测水位的装置如图甲所示，电路中电源电压保持不变，R。为定值电阻，R滑为竖直放置的最大阻值为402 的变阻器，浮子可带动变阻器滑片P上下移动。当电流表的示数达到某一数值时，装置内的水位达到警戒值25cm 变阻器R滑接入电路的阻值R随水位的变化关系如图乙所示，与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙 所示。则() A.该电路消耗的最小总功率值为O.6WB.当水位升高时，电压表示数减小 C.水位达到警戒值时电压表示数为4VD.水位为20cm时变阻器R滑功率最大 (多选)7.（2024秋·武侯区期末)在图甲所示的电路中，电源电压U恒定不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变 阻器，闭合开关S,将滑片P从最右端滑到最左端的过程中，电压表V1、V2示数随电流表A示数变化的完整图 线如图乙所示。下列分析正确的是( A,电源电压U=10V B.R1的功率变化量△P1=4W C.电压表V3的变化范围为4~8V D.R2的最大电功率为8W AU/V d A 甲 I/A 贴一剑 R 第7题图 第8题图 第9题图 三、填空题（共5小题） 8.(2025·浦口区校级三模)如图所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“3V?W”字样（不考虑温度对 灯丝电阻的影响)，滑动变阻器R2标有“20Q2A”字样，R1是定值电阻，电压表量程为0~3V,电流表量程为 0~0.6A.将R2的滑片P移至最左端，只闭合开关S3,断开开关S1、S2,此时电压表示数为U1,R2消耗的功 率为P1:向右移动滑片至某点，此时电压表示数为U2,R2消耗的功率为P2。已知U1:U2=2:3,P1:P2=8:9。 只闭合开关S1、S2,断开开关S3,灯泡恰好正常发光，此时电流表示数为0.3A,则电源电压是 V,RI 的阻值大小为 2,U2的大小为 V,P2大小为 W。 9.(2024秋·烟台期末)如图所示，灯泡标有“6V,3W”字样，R1标有“5Q,1.5A”,R2为标有“102,1A”的 滑动变阻器，电源电压恒定。闭合所有开关时，灯泡恰好正常发光，则10s内R1产生的热量为 J; 断开S1、S2,R2允许调节的阻值范围为 ,移动R2滑片的过程中，R2的电功率与电路总功率的 最大比值为 10.(2024秋·邗江区期末)如图所示电路，电源电压18V恒定不变，电压表量程0~15V,电流表量程0~0.6A, R1为30电阻，滑动变阻器铭牌“？20.5A”,其阻值己模糊不清(R2=?2)。闭合开关，当滑动变阻器的阻值 为R2时，电压表示数为12V,则铭牌上的阻值R2为 Ω，确保电路元件安全的情况下，滑动变阻 器的最大电功率为 W,电路的最大功率与最小功率之比为 I/A A RI 0.6 0.4 P R a R3b ④ 3 U/V S2 分 乙 第10题图 第11题图 第12题图 第14题图 11.(2024秋·渝中区校级期末)如图所示，当只闭合开关S,滑片P滑至a端时，电流表A的示数为I1,电阻R1 的电功率P1为20W;当闭合开关S、S2时，电流表A的示数为I2,且I1:I2=12,则R1:R2= 当开关S、S1、S2都闭合且滑片P在b端时，电流表A的示数为I,电流表A1的示数为I3,且I:I3=21,此时 滑动变阻器R3的功率为P3,则P3= W。 12.(2025·梅州一模)如图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像，将它们按图乙所示接入电路中，只闭合 第2页（共4页） 九年寒假分层作业（物理） 提升卷·能力题 开关S,小灯泡的实际功率为1W,则此时小灯泡的电阻为 :再闭合开关S1,电流表示数变化了 A。若将R与标有“502,0.5A”的滑动变阻器串联后接到该电源（电源电压恒定）上，则滑动变阻器消耗的最 大电功率是 W。 四、作图题（共1小题） 13.(2020·邹城市校级二模)如图所示，虚线框内有两个阻值相同的定值电阻和一个开关S1,当开关S1闭合时， 电路的总功率增加到原来的2倍，请画出两种可能的连接电路图。 三 50 认真 CD 学习 丙 第13题图 第15题图 五、实验探究题（共2小题） 14.(2025秋·道里区月考)同学们通过实验探究“电功率跟电压、电流的关系”。 (1)小灯泡电功率的大小可通过小灯泡亮度来判断；依据是： (2)小聪同学用干电池做电源，把L1“2.5V0.3A”和L2“3.8V0.3A“”两只灯泡连成如图甲所示电路，闭合 开关进行实验，收集证据如表： 请你根据现象及数据得出结论： (3)小聪又在原有器材基础上，继续探究连接方式如图乙所示，根据图乙，他是要探究 当他闭合开关S,看到小灯泡L1一闪即灭，经检查发现灯丝断了。请你分析原因 说出改进 方法 15.(2025秋·长春校级月考)如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些 因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。 发光情况 电压八V (1)实验中通过观察U形管中 来比较电流通过导体产生 Li 暗 1.8 热量的多少。 装置； L2 亮 2.7 (2)若探究电流产生的热量与电阻的关系应选择 (3)乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 。 为了使实验现象更明显，可以将 R3的阻值换成更 的；通电lmin后R1和R2产生的热量之比为 4)乙装置中，如果R3断路，在通电时间相同时，与R3没有断路时相比较，左侧U形管中液面的高度差 将 (5)如图丙所示，写有“认真学习”的电热桌垫是小桐的好伙伴。此桌垫有“高温”和“低温”两个挡位，图 丁是其简化电路，电源电压恒为8V,发热电阻R1和R2的阻值分别为6Q和22，只闭合开关S1时，桌垫处于 挡位，通电10min,电流通过电阻R1产生的热量为. J。 六、计算题（共1小题） 16.(2025·荷塘区模拟)某物理兴趣小组的同学组装了一个如图甲所示的电路，灯L的电流与电压关系如图乙所示， 额定电压是18V,定值电阻R1=R2=302,滑动变阻器R3标有“10021A”字样，电压表测量范围为0~15V。 当只闭合S、S1时，灯L正常发光，则： (1)灯正常发光100s时消耗的电能是 J; (2)当只同时闭合S、S1、S2时，整个电路的电功率是 W; (3)当只同时闭合S、S4时，为了保证电路安全，R3接入的电阻变化范围是多少？ (4)当只同时闭合S、S2、S3、S4时，再在电路中某处接入电流表，电流表的示数如图丙所示，此过程中电路 直安全，则此时R3接入电路的电阻值为多少？ I/A 0.2↑0.4 0 0.6 0.6 18U/W 000 丙 七、综合能力题（共1小题） 第3页（共4页） 九年寒假分层作业（物理） 提升卷·能力题 17.(2024秋·青山湖区校级期末)电流通过导体时导体会发热，这种现象叫作 。 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 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 八、科普阅读题（共1小题） 18.(2025阳西县模拟)阅读短文，回答问题。 全液冷超充桩 近段时间推出的“全液冷超充桩”（如图甲所示）在充电领域引起了巨大反响。该充电桩最大输出功率可以达到 600kW,最大电流为600A,号称充电大约“一秒一公里”，一杯咖啡的时间就能满电出发！ 全液冷充电枪（含输电线）作为大功率的充电设备之一，主要利用液冷充电技术。液冷充电枪内部有电缆和管子， 它利用管子内流动的冷却液带走热量，所以不需要增大横截面积来维持电流通过，这样不但减轻了重量，还能提 高充电效率。 电压N 电流/A 我发现亮度 长度相同 若来打物的 1000 1050 不同的灯 热效应跟灯 800 900 图例 泡，灯丝的 电阳 丝的电阻有 750 电压 厚度不同 600 电流… 400 450 对齐线 300 小莉 200 150 00255751012.51517520时间/mm 图1 图2 第17题图 第18题图 请回答下列问题： (1)充电枪给汽车电池充电过程中，主要是把电能转化成 能； (2)充电过程中，充电输电线缆发热，它的内能 (选填“增加”或“减少”)，这是通过 的 方式实现的； (3)若按宣传充电桩最大功率600kW充电“一秒一公里”，每公里只需花费0.2元，充电桩的计费为 元kWh(小数点后保留1位)： (4)某型号电动车原来用普通充电桩时，输出电流为Io,需要5小时充满电；现用全液冷超充桩，输出电流为 20倍I0,只需要15分钟就可充满电。若充电输电线缆的电阻相同，则在同样的时间内，电流在现用充电输电线 缆上产生的热量是原来的 倍； (5)某型号最新版电动车电池电量从0%充到100%的过程中，充电桩输出的电流和电压随时间变化的情况如图 乙所示。若充电输电线缆的阻值为0.32，该次充电在前10分钟己充了电池总电量的75%，假设前后10分钟的 充电效率相等，则后10分钟充电枪输出的平均功率是 kW。 第4页（共4页）