专题04 电能与电功率（期末专项训练）九年级物理上学期新教材沪粤版

专题04 电能与电功率 一、单选题 1．(24-25九上·山西·期末)了解生活才能学好物理，学好物理才能更好地服务生活。下列数据中最接近生活实际的是（　　） A．教室里正在工作的空调通过的电流约为5A B．洗衣机的额定功率为2000W C．台式电脑正常工作1小时，消耗3kW·h的电能 D．一般情况下，对人体来说安全电压应不高于3.6V 2．(25-26九上·广东汕头潮阳区铜盂贵屿谷饶三镇联考·期末)灯泡甲和乙分别标有“220V  100W”和“220V  40W”的字样，若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（   ） A．两灯都正常发光时，甲灯消耗的电能较多 B．两灯串联时亮度相同，因为串联时通过两灯的电流相等 C．两灯并联接入220V的电路中，通过甲灯和乙灯的电流之比是5∶2 D．两灯并联接入220V的电路中，甲灯的电阻较大 3．(24-25九上·安徽安庆·期末)下图是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化可以反映密闭空气温度的变化。下列做法中也用到类似方法的是（　　） A．在探究电阻中的电流跟其两端的电压的关系时，保持电阻不变来研究电流和电压的关系 B．将发声的音叉靠近乒乓球，乒乓球被弹开说明音叉在振动 C．两个电阻并联时，可用并联的总电阻来代替两个电阻 D．通过改变电阻丝长度，来判断相同粗细的同种电阻丝其电阻大小与长度的关系 4．(24-25九上·河南新乡·期末)如图所示是小明家的电能表。关于该电能表的以下说法中正确的是（　　） A．电能表是测量电功的仪表 B．电能表上的数据显示该同学家这个月用电就是863.5度 C．若单独让一个电热水器正常工作10min，该表转盘转了600转，则电热水器的实际功率是1000W D．小明家中2000W的电饭煲和1500W的空调可以同时正常工作 5．(24-25九上·湖南常德教学联盟校·)如图所示，电源电压不变，小灯电阻恒定不变，闭合开关S，滑片P向左移动时，下列说法正确的是（　　） A．小灯亮度变亮 B．电流表A1的示数变小 C．电路的总功率变小 D．电压表V与电流表A2比值变小 6．(24-25九上·福建厦门·期末)如图甲所示电路，闭合开关，滑片在滑动变阻器上某两点间滑动的过程中，L和R的U-I图像如图乙所示。小灯泡的额定电压为2.5V，则下列说法正确的是（　　） A．此过程电路的最小总功率为0.3W B．此过程滑动变阻器的最大功率为0.3W C．小灯泡正常工作时的电阻为25 D．滑动变阻器的最大阻值为10 二、多选题 7．(25-26九上·辽宁沈阳沈北新区·期末)如图甲，R0为定值电阻，灯标有“3V1.5W”字样，电源电压U总保持不变。闭合开关S，滑动变阻器R的滑片从某一位置移到某一端的过程中，其接入电路的电阻改变了，电路消耗的总功率改变了，同时三只电表示数均发生变化。图乙中有OA、AB和BC三段图像，其中有两段反映了上述滑片移动过程中电压表V1和V2示数与电流表A示数的对应关系。下列说法中正确的是（    ） A．为6.5Ω B．为1.3W C．U总为13V D．OA是R0的U-I图像 8．(24-25九上·河南许昌·期末)如图所示，电源电压为4V且恒定不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，灯泡标有“2V  1W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器的最大电阻值为20Ω。下列说法中正确的是（    ） A．为了保证电路安全，滑动变阻器最小阻值为4Ω B．为了保证电路安全，滑动变阻器最大阻值为10Ω C．在保证电路安全的情况下，整个电路的最小功率为1W D．在保证电路安全的情况下，整个电路的最大功率为2.4W 三、填空题 9．(24-25九上·福建福州屏东中学·)如图甲所示，电源电压保持不变，、均为定值电阻，为滑动变阻器，闭合开关，将滑动变阻器滑片由一端移到某一位置的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示，则的阻值是 Ω，图中a点应标的电压值是 V，该电路消耗的最大总功率 W。 10．(24-25九上·江西南昌·期末)随着科技进步，出现了利用纤维材料制成的、接上电池就可以发热的“发热纸”，其利用了电流的 效应；如果将这种“发热纸”的电阻降为零，则它 （选填“仍能”或“不能”）发热。 11．(25-26九上·河南安阳内黄县三校联考·期末)如图甲所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从b端移至a端的过程中，电流表的示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，则电源电压为 V，定值电阻R1的阻值为 Ω；当电路中的电流为0.2A时，滑动变阻器的电功率为 W。 12．(25-26九上·河南安阳内黄县三校联考·期末)有两个定值电阻和，若将这两个电阻串联在电路中，则这两个电阻两端的电压之比 ；若将这两个电阻并联在电路中，在相同时间内电流通过两个电阻产生的热量之比 。 13．(25-26九上·辽宁沈阳和平区·期末)图（a）所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑动到某点时，小灯泡正常发光；保持R1的滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，将R1的滑片滑动到最左端。根据电流表和电压表的示数，画出上述两个过程中的I—U图像如图（b）所示。小灯泡的额定功率是 W，R2的电阻是 Ω。 14．(24-25九上·重庆第一中学·期末)如图所示，电源电压和灯泡电阻保持不变。已知小灯泡L的额定电压为9V，滑动变阻器R1、R2的铭牌均为“20Ω  1A”。先闭合开关S0并将单刀双掷开关S拨至上端，调节滑动变阻器R1至小灯泡正常发光，此时滑动变阻器电阻为R1′，。再将S拨至下端，调节滑动变阻器R2使电流表示数为0.5A，此时上、下端两电路总电阻相同，再闭合S1，记录电压表示数为U1；然后断开S1，闭合S2，此时电压表示数为U2，。电流表使用0~0.6A量程，电压表使用0~15V量程，则电源电压为 V。开关任意闭合，电路总功率的最小值P总min和R2可达到的最大功率P2max之比为 。 四、实验题 15．(24-25九上·福建福州屏东中学·)小林小组利用如图甲所示电路进行电学实验，电源为三节新电池，滑动变阻器规格为“”。 (1)小林按图甲所示电路图正确连接电路，闭合开关前，滑片P位于滑动变阻器最 端； (2)某次实验中电压表的示数如图乙所示，电流表的示数为0.4A，则被测电阻R= ；然后她移动滑动变阻器的滑片进行多次实验，这是为了 ； (3)将定值电阻R换成额定电压为2.5V的小灯泡进行实验，根据实验数据绘制的I-U图像如图丙所示。分析图像可知：小灯泡的额定功率为 W；通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比，其原因是 ； (4)小方想测量一个阻值约为200的未知电阻，发现图甲实验电路图不可行，若再给你一个电阻箱请在方框内设计一个可行的实验方案的电路图。 16．(25-26九上·辽宁沈阳和平区·期末)实验小组利用图中的实验装置探究电流通过导体时产生热量的多少与电流大小的关系。 (1)实验时，U形管的上端应 （填“封闭”或“开口”）。 (2)本装置 （填“需要”或“不需要”）检测气密性是否良好。 (3)装置安装好并接人电路，将R3与R2并联的目的是 。 (4)通电一段时间后，发现左边的U形管两侧液面高度差较大。这表明：在电阻和 相同时，通过一段电阻丝的电流越大，这段电阻丝产生的热量越 。 (5)小组同学思考通电后U形管两侧液面高度发生变化的原因：电阻丝通电后产生热量，塑料盒内的空气受热膨胀，U形管内的液体在 的作用下出现高度差。 17．(25-26九上·重庆江津区实验中学、田家炳中学、李中学、白沙中学等金砖六校·期末)测量小灯泡的额定功率一只小灯泡的额定电压为2.5V，小明想测量这个小灯泡的额定功率，实验器材如图甲所示. (1)请你用笔画线代替导线，将电路连接完整； (2)连接电路时，开关应该 。闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于 （选填“A”或“B”）端； (3)实验时，电压表的示数如图乙所示，则应将滑片向 （选填“A”或“B”）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.32A，此时小灯泡的额定功率为 W； (4)完成上述实验后，小明又设计了一种测额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻.请完成下列操作： ①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点 ，移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额； ②滑动变阻器的阻值 ，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U1； ③用U1、U额、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P= 。 五、计算题 18．(24-25九上·河北石家庄裕华区石家庄第四十中学·期末)如图所示，电源电压恒为10V，R1为定值电阻，滑动变阻器。R2标有“40Ω  2A”字样，灯泡L标有“10V  10W”字样，且灯丝电阻不受温度影响。当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，电流表的示数为1.5A。求： (1)灯泡L正常发光时的阻值； (2)定值电阻R1的阻值； (3)闭合S、断开S1，将电流表的量程换成0~0.6A，求电路消耗的最大功率与最小功率的比值。 19．(25-26九上·重庆江津区实验中学、田家炳中学、李中学、白沙中学等金砖六校·期末)如图所示电路，电源电压恒为6V保持不变。小灯泡L标有“5V 2.5W”字样（灯丝电阻不随温度变化），滑动变阻器R1的铭牌“20Ω 1A”，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~3V。求： (1)小灯泡正常发光时的电阻； (2)只闭合开关S和S1，滑动变阻器的滑片P置于最右端时，电压表的示数为2V，求定值电阻R2的阻值； (3)只闭合开关S和S2、移动滑动变阻器的滑片P，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围。 20．(25-26九上·辽宁盘锦辽河油田实验中学·期末)在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，电流表的量程为0~3A，电压表V1的量程为0~15V，电压表V2的量程为0~3V，小灯泡L标有“6V 3W”字样，灯泡的电阻不随温度的变化而改变。当闭合开关S1、S2，断开S3，将R2的滑片置于左端处，R1的滑片在最右端时，电压表V1的示数为U1；当闭合开关S3，断开S1、S2，在电路安全的前提下移动R2的滑片，当R2的滑片在距左端时，电压表V2的示数为U2；当闭合开关S1、S2、S3且R2的滑片在最左端时，灯泡正常发光，电流表的示数为0.75A；。求： (1)灯泡的电阻； (2)R2的阻值； (3)通过开关的通断和滑动变阻器滑片的移动，在确保电路安全的前提下，求整个电路正常工作时的最小功率和最大功率分别是多大？ 六、综合题 21．(24-25九上·新疆吐鲁番·期末)齐齐家买了一些小家电，他对这些小家电和家中的电能表进行了一些研究。请完成下列问题。 (1)齐齐家的一个能吹冷热风的电吹风的简化电路图如图甲所示。图甲中A是吹风机，B是电热丝。若闭合开关 ，吹出的是冷风：若闭合开关 ，吹出的是热风。 (2)通过观察电吹风的铭牌和查阅资料，齐齐知道该电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的额定功率为220W，吹风机内线圈电阻的阻值为5Ω。电吹风正常吹冷风10s，电流通过吹风机线圈产生的热量为 J。 (3)如图乙所示是齐齐家电能表的表盘，该电能表的示数为 kW·h。为了测量图甲中电吹风吹热风时的功率，齐齐将家中其他用电器都关闭，仅将吹热风的电吹风接入电路中单独正常工作6min。齐齐家电能表的转盘转了600转。则可知电吹风吹热风时的功率为 W。 (4)家庭电路中同时使用的用电器越多，电路的总电阻越 （选填“大”或“小”）。 (5)图丙、丁分别是齐齐买的电子体重秤的实物图和电路原理图，其中体重表是由电压表或电流表中的一种改装而成的。分析可知，体重表是由 改装而成的。 七、科普阅读题 22．(24-25九上·江苏盐城阜宁县·期末)阅读下面短文，回答问题。 风速仪 风速计（anemometer）是测量空气流速的仪器，它的种类较多。 热线风速仪是将气体流速信号转变为电信号的一种测量气体流速的仪器。在汽车行业中可用于检测进入发动机的空气量，为发动机控制喷油量提供依据，热线风速仪有不同的设计方案。图甲是一种热线式风速仪的原理图，热线是一根用特殊材料制作的电热丝，通电后会发热，温度升高，把热线置于气流中，气流会带走热线的热量。热线的散热量与空气流速有关，流速越大散热量越大，散热导致热线温度变化而造成热线电阻变化。电路中的定值电阻R两端电压U随之变化，变化规律如图乙所示，这样将流速信号转变成电信号。热线风速仪还可以采用定温度法，通过改变电路中电流大小使气流带走的热量得以补充，使热线的温度保持不变，电阻也不变，这时气体流速越大则电路中所需的电流也越大，测得电流值则可得知流速的大小。 图丙为另外一种风速仪，AB为粗细均匀的电阻丝，OP为金属细杆（与AB接触良好），闭合开关S，无风时OP自然下垂，当风越大，金属细杆的下端向右偏转的角度变大，电阻丝与金属细杆的接触点的右侧电阻丝的长度减小，则电阻丝接入电路的电阻变小，电流表示数变大，测得电流值则可得知流速的大小。 (1)电流通过电热丝时会发热，这种现象称为电流的 ；‍ (2)图甲中热线风速仪的电热丝的电阻与温度的关系图像可能是（    ） A． B． C． D． (3)图甲电路中，若定值电阻为100Ω，电源电压为12V，当风速为8m/s时，电热丝的发热功率为 W； (4)若将图甲电路中电阻换成滑动变阻器，可以模拟定温度法的热线风速仪。当风速增大时，为保持热线温度不变，应使滑动变阻器接入电路中的阻值 （填“变大”“变小”或“不变”）； (5)图丙中电源电压恒定，灯泡的额定电压为5V，灯泡的图像如图丁，AB总电阻为15Ω，金属细杆的电阻不计。闭合开关S，无风时OP自然下垂，此时电流表的示数为0.2A，有风时，当小灯泡的实际功率为0.75W时，电阻丝AB接入电路的电阻 Ω。 23．(24-25九上·辽宁锦州·期末)阅读材料，回答问题。 教室护眼灯 教室护眼灯的外观图如图甲所示，它工作时光线柔和，基本无可视频闪，也就是在相同时间内闪烁的次数比较多，人眼几乎感觉不到，且不会产生刺眼的眩光，能有效预防近视的发生。常见的眩光类型有直接眩光、反射眩光和光幕眩光，直接眩光由灯具产生，反射眩光和光幕眩光主要由高反射物体表面产生。 教室护眼灯采用双侧发光的方式，光源放在灯具的两条长边上，发出的光由两侧的导光板向中央传播，在没有导光点的导光板上，光不能从导光板表面射出，起不到照明作用。当遇到导光板底部的导光点时，改变了光线传播方向，由导光板正面射出，如图乙所示。最后通过扩散膜、微晶防眩板均匀射出。 教室护眼灯工作时也会产生热量，研究表明护眼灯灯珠的电阻随温度的升高而减小，图丙是温度为T1时护眼灯灯珠工作时的电流与电压的关系图像。当电路中加载一定的电压或工作电压超过某一特定值时，微小的电压变化会造成电流的急剧变化，进而导致护眼灯过度发热而损坏，因此要给护眼灯配置合理的电源进行供电。 (1)教室里，各盏护眼灯之间的连接方式是 联； (2)护眼灯与白炽灯在发光时相比不会产生眩光，白炽灯产生的眩光属于 眩光； (3)导光板材料主要利用的物理属性是   （填字母）； A．导电性 B．导热性 C．透明度 (4)当护眼灯灯珠的温度由T1升高到T2时，电流与电压的关系图像应在丙图像中的 （选填“区域Ⅰ”、  “区域Ⅱ”或“工作区”）； (5)对比图中白炽灯和护眼灯将电能转化为其他形式能的情况，继续回答以下问题： 根据上图中的信息4W的护眼灯和 W的白炽灯正常发光时亮度相同。 (6)将标有“220V 15W”的护眼灯和“220V 15W”的白炽灯分别接入家庭电路中都正常工作，发现护眼灯的亮度远高于白炽灯的亮度，下列说法中正确的是 （填字母）。 A．通过护眼灯的电流大于通过白炽灯的电流 B．护眼灯的实际功率大于白炽灯的实际功率 C．相同时间内护眼灯消耗的电能等于白炽灯消耗的电能 一、单选题 1．许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示，和为加热电阻．下列分析正确的是（    ） A．除雾状态，电路中只有工作 B．除霜状态，电路中只有工作 C．除雾状态，电路的总电流最大 D．除霜状态，电路的总功率最大 2．如图甲所示，电源电压恒定，电压表量程为“”，电流表量程为“”，是定值电阻，滑动变阻器标有“”，闭合开关S，移动变阻器滑片，电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A．滑片向端移动电压表示数变大 B．定值电阻的阻值为 C．电路消耗的最大功率为1.6W D．电流表示数的变化范围是 3．为了参加全国青少年创新大赛，小强运用所学电学知识，设计了一个电子身高测量仪，如图所示，其中定值电阻，电源电压恒为4.5V，的规格为“15Ω 0.5A”，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，为保证电路中各元件安全工作，以下说法正确的是（   ） A．电流表的变化范围是 B．两端电压的变化范围是 C．变阻器接入电路的阻值范围是 D．的电功率的变化范围是 4．如图甲所示电路，闭合开关，滑片在滑动变阻器上某两点间滑动的过程中，L和R的U-I图像如图乙所示。小灯泡的额定电压为2.5V，则下列说法正确的是（　　） A．此过程电路的最小总功率为0.3W B．此过程滑动变阻器的最大功率为0.25W C．小灯泡正常工作时的电阻为25Ω D．滑动变阻器的最大阻值为10Ω 5．两个完全相同的电阻和分别以并联和串联两种方式，接入电源电压分别为U和2U的电路中，如图所示。以下说法正确的是（   ） A．甲、乙两图中通过的电流之比为 B．甲、乙两图中两端电压之比为 C．甲、乙两图总电阻之比为 D．甲、乙两图的总功率之比为 6．在创新实践活动中，小明和小亮为学校小花园的储水箱设计了一个水位监测装置，内部简化电路图如图所示。电源电压一定，为定值电阻，为滑动变阻器，水位计由电压表改装而成。闭合开关，水箱中水位上升时，连杆带动滑片向上移动，下列分析正确的是（    ） A．接入电路的电阻变大 B．通过的电流变小 C．电压表的示数变小 D．电阻的功率变大 二、多选题 7．图甲所示的是恒温式热线风速仪的结构示意图，将一根细金属丝置于圆柱形通道内，设定其工作温度为。使用时接通电路，金属丝升温到，风流过通道时，会带走部分热量，风速仪通过改变流过金属丝的电流维持金属丝的温度不变，此时单位时间内金属丝产生的热量与风带走的热量相等，风速仪通过测量金属丝两端的电压、风进入通道时风的温度，从而实现对风速的测量。已知风速越大、金属丝和风的温度差越大，单位时间内风带走的热量越多；当风速一定时，单位时间内风带走的热量与金属丝和风的温度差成正比。金属丝电阻R随温度t变化的关系如图乙所示。假设空气密度始终不变，下列说法正确的是（　　） A．金属丝升温到的过程中阻值不变 B．流入风速仪的风的温度不变时，所测风速增大，金属丝两端的电压增大 C．若风速仪测得的电压越大，流入风速仪的风的温度越高，则风速越大 D．若，风速仪测得温度为0℃与30℃的风速相同，则金属丝两端的电压之比为 8．如图（a），电源电压保持不变，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~15V。在保证各元件安全的情况下（灯泡两端的电压不超过额定电压，电表均不超过量程），进行下列操作：只闭合S1、S2，最大范围内移动滑动变阻器滑片P，电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值的关系如图（b）所示；只闭合S3，滑片P从最右端向左滑动，直至灯泡正常发光，电流表示数与电压表示数的关系如图（c）所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为5V B．小灯泡的额定功率为2.64W C．小灯泡工作时的最小电压为1V D．只闭合S1、S2与只闭合S2、S3，滑动变阻器允许接入电路的最小电阻之比为5:1 三、填空题 9．如图所示，某品牌扫地机器人的电池输出电压为14V，电池容量为，其正常工作时的电流恒为1.5A。该扫地机器人理论上可连续正常工作的最长时间为 h。若该扫地机器人以正常工作电流连续工作了5分钟，则在此过程中，它消耗的电能为 J。 10．标有“12V  9W”字样的小灯泡，它在正常工作时的电阻是 Ω；假设灯丝电阻不变，当把该灯泡接到电路中，且通过它的电流是0.5A时，该灯泡的实际功率是 W。 11．小明家5月初电能表的示数如图甲所示，5月底，表盘示数如图乙所示，由图可知他家5月份消耗的电能为 ；小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min，电能表转盘转过320转，电能表标有3200r/kWh,该家用电器的实际功率是 W。 12．如图所示，电源电压为6V且恒定不变，R1是定值电阻，其阻值为20Ω。闭合开关S后，电流表A2的示数为0.2A，则电流表A1的示数为 A，电阻R2的阻值为 Ω，整个电路1min消耗的电能为 J。 13．如图所示的电路，电源电压恒为3V，a、b是粗细均匀电阻丝的两端点，c是电阻丝的中点。只闭合开关S1，电流表示数为1A，该电路通电1min消耗的电能为 J；闭合开关S1和S2，电流表示数为 A。 14．如图所示，当a处接电流表，b处接电压表，闭合开关S，电路总功率为P1；当a、b两电表互换位置后，再闭合开关S，电路总功率为P2。已知：U=6V，R1=20Ω，R2∶R3=1∶3，P1∶P2=4∶3，则R2的阻值为 Ω；若现将电源与b处电流表位置互换，其他均不变，再闭合开关S，电路总功率为 W。 四、实验题 15．琴琴在实验室测量小灯泡额定功率，器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。若实验室中有（10Ω  0.5A）、（20Ω  0.5A）、（200Ω  0.2A）三种规格的滑动变阻器可供选择。 (1)该实验的原理是 。通过估算，滑动变阻器应选择 （选填“”“”或“”）。滑片P滑到图甲中某一位置时，电压表示数如图乙所示，若琴琴想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，根据图丙图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W； (2)当灯泡实际电压为额定电压一半时的实际功率为，当灯泡实际电流为额定电流一半时的实际功率为， （选填“大于”“小于”或“等于”）。若琴琴将该灯泡与20Ω的定值电阻串联接在4.5V的电源上，则小灯泡的实际功率为 W； (3)完成上述实验后，她又设计了如图丁所示的电路测量该小灯泡额定功率，已知电源电压仍为6V，所用电压表量程为“0~15V”，请将以下实验步骤补充完整。 ①检查电路无误后，闭合开关S，将开关拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V； ②滑动变阻器滑片不动，再将开关拨至“2”读出电压表示数为；小灯泡的额定功率 （用、、表示）； ③若步骤②中，在将开关拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。 16．小明利用如图所示的装置“探究电热与什么因素有关”，已知四个透明容器内密封着等量的空气。 (1)实验中通过观察 的大小来比较透明容器中的电阻丝产生热量的多少。这里运用了 （选填“转换”或“等效替代”）法。 (2)通电后透明容器中空气的内能是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变的；通电后透明容器中电阻丝的内能是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变的。 (3)如图甲所示装置是用来探究电流通过导体产生的热量与 的关系的；通电一段时间，两U形管中液面高度差如图甲所示，可以得出的结论是 。当通过左边电阻丝的电流为1A时，通电5min，右边电阻丝产生的热量为 J，这段时间内左边电阻丝和右边电阻丝产生的热量之比为 。 (4)在如图乙所示装置中，通过电阻丝、的电流 （选填“相等”或“不相等”）。通电一段时间后，两U形管中液面高度差如图乙所示，电阻丝、中产生热量较多的是 。某次实验中通电一段时间后发现，图乙所示装置中两侧U形管内液面高度差始终相等，若电路中只有一处故障，则可能是 。 【拓展设问】 实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图丙所示的电路。 (5)用笔画线代替导线，将图丙的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，且导线不交叉。 (6)闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R （选填“短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察 来比较相同时间内电阻丝通过不同电流时产生热量的多少。 (7)调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后在老师帮助下，实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法： 。 (8)同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有 （请举一例）。 (9)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图丁中 （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图丙烧瓶中的电阻 （选填“串”或“并”）联进行实验。 五、计算题 17．如图甲为常用的电热饮水机，其电路原理如图乙所示，该饮水机的额定电压为220V，加热电功率为1100W，保温电功率为44W，R1、R2均为电热丝（R1、R2的电阻不随温度变化）。 (1)饮水机处于保温状态时，电路中的电流是多少； (2)电热丝R1的电阻是多少； (3)保温状态下工作5分钟，R2上产生的热量是多少。 18．如图所示的电路中，电源电压不变，一个电阻器的电阻为20Ω，当断开开关和，闭合开关时，电流表的示数为0.6A；当断开开关，闭合开关时，电流表的示数为。求： (1)电源电压； (2)另一个电阻器的电阻； (3)断开开关和，闭合开关时，电阻为的电阻器两端的电压和整个电路10s内消耗的电能。 六、综合题 19．电动汽车是环保的交通工具（如图甲所示），行驶时蓄电池给电动机供电，如图乙为充电桩给蓄电池充电时充电功率P随充电时间的变化图像。电动汽车的主要部分参数如下表所示。在某次测试过程中，司机和一名陪同人员上车。司机驾驶该充满电的汽车以节电模式匀速行驶30km后，电池剩余容量为58kW·h，陪同人员负责记录测试数据。汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的6%。 测试时车和人的总质量 1500kg 蓄电池最大容量 68kW·h 最高车速 120km/h 最大功率 90kW (1)如图甲，在给电动汽车蓄电池充电的过程中，蓄电池相当于简单电路中的 （填“电源”或“用电器”）。如图乙，若充电18min时充电电压升至400V，充电过程的前18min充电电流不变，则充电电流为 A； (2)在此测试过程中，汽车匀速行驶30km，牵引力做的功为 J，该汽车在节电模式下将电能转化为机械能的效率为 %。（g=10N/kg） (3)如图丙是小明设计的车速提醒电路，R为定值电阻，RV的阻值随车速的变化而改变。当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速。图丁是电阻RV的阻值与车速关系的图像，图戊是车速从0加速到100km/h过程中，RV消耗的电功率随电流变化的图像。则图丙中定值电阻R的阻值为 Ω；车速为0时，RV消耗的电功率为 W。 七、科普阅读题 20．阅读短文，回答问题： 氢燃料电池 如图甲所示，一台看似普通的红色厢卡犹如变形金刚，可迅速伸展出近百平方米的空间。这是全世界单层厢体面积最大的雪蜡车，雪蜡车总体空间布局、人机及信息环境交互系界面等已经具备形成行业标准能力，是一次领先的、典型的中国创造。据了解，它配备了国内最大功率的氢燃料电池，如图乙所示。把氢气和氧气分别供给阳（负）极和阴（正）极，大部分氢通过阳极向外扩散并与电解质发生化学反应后，放出的电子通过外部工作电路到达阴极，失去电子的氢离子穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板。由于供应给阴极板的氧可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，并及时把水分带走，就可以不断地提供电能，实际效率能达60%-80%，是普通内燃机热机效率的倍。 (1)氢燃料电池在使用过程中氢气 （选填“有”或“没有”）发生燃烧现象，在放电过程主要发生的是 （选填“物理”或“化学”）变化； (2)氢燃料电池是将氢的 能直接转化为 能； (3)图乙所示的氢燃料电池正常工作时，通过电动机的电流方向为向 （选填“左”或“右”）； (4)雪蜡车的驾驶位有可独立控制的通风和加热功能，此电路连接应是________； A． B． C． D． (5)若该雪蜡车氢燃料电池的转换效率为70%，车上有50kg的氢燃料。该车以54km/h的速度匀速行驶时输出功率为49kW。已知氢的能量密度值是1.4×108J/kg，则50kg的氢燃料可产生 J的电能，这些氢燃料可使该车以54km/h的速度匀速行驶 km。 21．阅读短文，回答问题 热电偶 把两种不同材料的导体（如铁丝和铜丝）组成如甲图所示的闭合回路，当A、B两端存在温度差时，回路中就会有电流通过，这就是塞贝克效应，这种电路叫热电偶电路。实验表明：热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关；跟接点A和B间温度差的大小有关，温度差越大，回路电流越大。热电偶所产生的热电压由接触电压U接触和温差电压U温差两部分组成。请根据短文回答下列问题： (1)以下材料组合中。可以制作热电偶电路的是（　　） A．玻璃片、铝薄片 B．铝薄片、锌薄片 C．锌薄片、锌薄片 (2)热电偶相当于一个 （选填“用电器”或“电源”），它的电能是由 能转化而来；若其它条件不变，只将A处杯中的冰水混合物换为沸水，则电路中的电流 （选填“变大”、“变小”、“不变”）。 (3)利用热电偶电路可以把温度信号转化成电信号，做成温度计。热电偶温度计不受液体的沸点、凝固点等因素的影响，测量范围大。因此，在选用适当的金属做热电偶材料时，主要考虑金属材料的（　　）（单选）。 A．熔点 B．密度 C．比热容 (4)如图乙所示。热电偶的温差电压与J1、J2两点间的温度差成正比。当热、冷两点间的温度差为100℃时，产生的温差电压为1.5mV；若低温J1处的温度为-20℃，热、冷两点间产生的温差电压为15mV，则高温处的温度为 ℃。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 电能与电功率 一、单选题 1．(24-25九上·山西·期末)了解生活才能学好物理，学好物理才能更好地服务生活。下列数据中最接近生活实际的是（　　） A．教室里正在工作的空调通过的电流约为5A B．洗衣机的额定功率为2000W C．台式电脑正常工作1小时，消耗3kW·h的电能 D．一般情况下，对人体来说安全电压应不高于3.6V 【答案】A 【解析】A．教室里正在工作的空调的功率约为1100W，则通过的电流约为 故A符合题意； B．洗衣机的额定功率在之间，故B不符合题意； C．台式电脑的额定功率约为200W，即0.2kW，正常工作1小时，消耗的电能 故C不符合题意； D．一般情况下，对人体来说安全电压应不高于36V，故D不符合题意。 故选A。 2．(25-26九上·广东汕头潮阳区铜盂贵屿谷饶三镇联考·期末)灯泡甲和乙分别标有“220V  100W”和“220V  40W”的字样，若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（   ） A．两灯都正常发光时，甲灯消耗的电能较多 B．两灯串联时亮度相同，因为串联时通过两灯的电流相等 C．两灯并联接入220V的电路中，通过甲灯和乙灯的电流之比是5∶2 D．两灯并联接入220V的电路中，甲灯的电阻较大 【答案】C 【解析】A．因为甲功率大，根据，两灯都正常发光时，只有在相同时间内甲灯消耗的电能才较多，而A选项未说明时间是否相同，故A错误； BD．根据，甲功率大，所以电阻小，两灯串联时，电流一样，根据，乙实际功率大，更亮，故BD错误； C．并联时，电压均220V，由上分析可知，甲电阻小，通过甲灯和乙灯的电流之比 故C正确。 故选C。 3．(24-25九上·安徽安庆·期末)下图是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化可以反映密闭空气温度的变化。下列做法中也用到类似方法的是（　　） A．在探究电阻中的电流跟其两端的电压的关系时，保持电阻不变来研究电流和电压的关系 B．将发声的音叉靠近乒乓球，乒乓球被弹开说明音叉在振动 C．两个电阻并联时，可用并联的总电阻来代替两个电阻 D．通过改变电阻丝长度，来判断相同粗细的同种电阻丝其电阻大小与长度的关系 【答案】B 【解析】电流产生热量的多少是不易观察的，所以通过U形管中液面高度变化显示，采用的是转换法。 A．在探究电阻中的电流跟其两端的电压的关系时，需要控制电阻不变来研究电流和电压的关系，这里是用的控制变量法，故A不符合题意； B．将发声的音叉靠近乒乓球，乒乓球被弹开说明音叉在振动，即将音叉的振动转化为乒乓球的跳动，即转换法，故B符合题意； C．两个电阻并联时，可用并联的总电阻来代替两个电阻，即等效替代法，故C不符合题意； D．通过改变电阻丝长度，来判断相同粗细的同种电阻丝其电阻大小与长度的关系，采用的是控制变量法，故D不符合题意。 故选B。 4．(24-25九上·河南新乡·期末)如图所示是小明家的电能表。关于该电能表的以下说法中正确的是（　　） A．电能表是测量电功的仪表 B．电能表上的数据显示该同学家这个月用电就是863.5度 C．若单独让一个电热水器正常工作10min，该表转盘转了600转，则电热水器的实际功率是1000W D．小明家中2000W的电饭煲和1500W的空调可以同时正常工作 【答案】AC 【解析】A．电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能，则用来测量电路消耗电能或电功的仪表叫做电能表，故A正确； B．该同学家这个月用电量应该是电能表示数在一个月内的变化量，即月末的电能表示数与月初的电能表示数之差，故B错误；    C．根据如图所示的电能表常数可知，电热水器正常工作10min消耗的电能为 由可得，电热水器的实际功率为 故C正确； D．根据如图所示的电能表参数可知，该电能表允许接入用电器的最大总功率为 若小明家中电饭煲和空调同时正常工作，电路总功率为 所以不能同时正常工作，故D错误。 故选AC。 5．(24-25九上·湖南常德教学联盟校·)如图所示，电源电压不变，小灯电阻恒定不变，闭合开关S，滑片P向左移动时，下列说法正确的是（　　） A．小灯亮度变亮 B．电流表A1的示数变小 C．电路的总功率变小 D．电压表V与电流表A2比值变小 【答案】D 【解析】B．由图可知，灯泡与R并联，电流表A1测通过R的电流，电流表A2测干路电流，电压表测电源电压，滑片P向左移动时，R接入电路的阻值变小，由可知，通过R的电流变大，所以电流表A1示数变大，故B错误； A．灯泡两端电压和阻值不变，由可知，灯泡电功率不变，所以小灯亮度不变，故A错误； C．由可知，通过灯泡的电流不变，由并联电路电流规律可知，干路电流为，所以干路电流变大，则电流表A2示数变大，电路的总功率为，电压一定，总电流变大，则总功率变大，故C错误； D．电压表示数不变，电流表A2示数变大，则电压表V与电流表A2比值变小，故D正确。 故选D。 6．(24-25九上·福建厦门·期末)如图甲所示电路，闭合开关，滑片在滑动变阻器上某两点间滑动的过程中，L和R的U-I图像如图乙所示。小灯泡的额定电压为2.5V，则下列说法正确的是（　　） A．此过程电路的最小总功率为0.3W B．此过程滑动变阻器的最大功率为0.3W C．小灯泡正常工作时的电阻为25 D．滑动变阻器的最大阻值为10 【答案】A 【解析】A．由图甲可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，最小电流，此时电路总功率最小。当时，电源电压 则电路的最小功率为 故A正确； B．滑动变阻器的功率为，如下图2号曲线上的点与坐标轴围成的矩形面积；当在A点时，面积为12个网格的面积，此时变阻器的功率为 但在B点，面积大于12个网格的面积，所以滑动变阻器的最大功率一定大于0.3W，故B错误； C．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，则小灯泡正常工作的电阻为 故C错误； D．当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，最小电流，此时，则滑动变阻器的最大阻值为 故D错误。 故选A。 二、多选题 7．(25-26九上·辽宁沈阳沈北新区·期末)如图甲，R0为定值电阻，灯标有“3V1.5W”字样，电源电压U总保持不变。闭合开关S，滑动变阻器R的滑片从某一位置移到某一端的过程中，其接入电路的电阻改变了，电路消耗的总功率改变了，同时三只电表示数均发生变化。图乙中有OA、AB和BC三段图像，其中有两段反映了上述滑片移动过程中电压表V1和V2示数与电流表A示数的对应关系。下列说法中正确的是（    ） A．为6.5Ω B．为1.3W C．U总为13V D．OA是R0的U-I图像 【答案】BC 【解析】由图甲可知，闭合开关，灯泡、滑动变阻器、定值电阻串联接入电路，电压表V1测灯泡两端电压，电压表V2测灯泡和滑动变阻器两端的总电压，电流表测通过电路的电流。串联电路中各处电流相等，当变阻器接入电路的阻值不为零时，由串联电路的电压特点可知电压表V2的示数大于电压表V1的示数；由可得灯泡正常发光时的电流为 所以通过该电路的最大电流为0.5A，且灯泡的电阻是变化的，所以，综合以上分析可知，BC为电压表V1随电流表示数变化的图像，AB为电压表V2随电流表示数变化的图像，根据题意和图像可知，滑动变阻器R的滑片从某一位置移到某一端的过程中，电流从0.4A增大为0.5A，说明变阻器的滑片是向左移动的，滑片移到最左端时，灯泡L和定值电阻R0串联，此时灯泡正常发光，两电压表都测灯泡两端的电压，即为3V。串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得电源电压……① 滑片在中间某一位置时，灯泡、滑动变阻器和定值电阻R0串联，电压表V1测灯泡两端电压，电压表V2测灯泡和滑动变阻器两端的总电压，此时通过电路的电流为0.4A，灯泡两端的电压为2V，灯泡和滑动变阻器两端的总电压为5V，此时变阻器接入电路的阻值为 则 根据串联电路电压规律，结合欧姆定律可得电源电压……② 联立①②可得， 电路消耗的总功率的变化量为 而OA图像对应的电阻值为 所以OA不是R0的U-I图像。 综上可知，BC正确，AD错误。 故选BC。 8．(24-25九上·河南许昌·期末)如图所示，电源电压为4V且恒定不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，灯泡标有“2V  1W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器的最大电阻值为20Ω。下列说法中正确的是（    ） A．为了保证电路安全，滑动变阻器最小阻值为4Ω B．为了保证电路安全，滑动变阻器最大阻值为10Ω C．在保证电路安全的情况下，整个电路的最小功率为1W D．在保证电路安全的情况下，整个电路的最大功率为2.4W 【答案】AC 【解析】根据灯泡L的“2V  1W”标识，计算灯泡的电阻和额定电流。根据，可得灯泡电阻 根据，可得灯泡额定电流 电路的安全运行需要满足以下三个条件： 1.电流表示数不超过其量程：电路电流； 2.灯泡正常工作且不被烧坏：电路电流 3.电压表示数不超过其量程：滑动变阻器两端电压。综合比较条件1和2，为了保护灯泡，电路中的最大安全电流为。 A．为了保证电路安全，此时电路中的最大安全电流为，此时电路的总电阻最小值为 由于灯泡和滑动变阻器串联，，所以滑动变阻器接入电路的最小阻值为 故A正确； B．为了保证电路安全，电压表两端的电压不能超过。此时，灯泡两端的电压为 电路中的电流最小值为 此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为 该阻值在滑动变阻器的最大电阻值范围内，是允许的最大安全阻值。选项中说最大阻值为，故B错误； C．在保证电路安全的情况下，整个电路的最小功率发生在电路电流最小时。由B的解析可知，最小安全电流为，整个电路的最小功率为 故C正确； D．在保证电路安全的情况下，整个电路的最大功率发生在电路电流最大时。由A的解析可知，最大安全电流为。整个电路的最大功率为 选项中说最大功率为2.4W，故D错误。 故选AC。 三、填空题 9．(24-25九上·福建福州屏东中学·)如图甲所示，电源电压保持不变，、均为定值电阻，为滑动变阻器，闭合开关，将滑动变阻器滑片由一端移到某一位置的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示，则的阻值是 Ω，图中a点应标的电压值是 V，该电路消耗的最大总功率 W。 【答案】 2 5 3.6 【解析】由图甲可知，当开关S闭合时，定值电阻R0、R1和滑动变阻器R2串联，电压表V1测滑动变阻器R2两端电压，电压表V2测定值电阻R1和滑动变阻器R2两端的总电压，电流表A测电路中电流，由图乙可知， 电路中的最小电流 此时两电压表的示数 根据串联电路中电阻的规律可知，定值电阻R1两端电压 由得，定值电阻R1的阻值 由串联电路电流规律和可知，定值电阻 由图乙可知，当电路中的电流时，此时两电压表的示数， 此时定值电阻R1两端电压 由串联电路电压规律可知，电压表V2的示数 即此时电压表V2的示数 由串联电路电流规律和可知，定值电阻 综上所述，可得电源电压 定值电阻 当滑动变阻器阻值时，此时电路中的总电阻 由得，此时通过电路中的电流 由得，该电路消耗的最大总功率 10．(24-25九上·江西南昌·期末)随着科技进步，出现了利用纤维材料制成的、接上电池就可以发热的“发热纸”，其利用了电流的 效应；如果将这种“发热纸”的电阻降为零，则它 （选填“仍能”或“不能”）发热。 【答案】 热 不能 【解析】[1]“发热纸”接上电池后就可以发热，是利用电流的热效应将电能转化为内能的。 [2]由焦耳定律可知，在电流一定时，电阻越大，产生的热量越多；如果将这种“发热纸”的电阻降为零，根据该公式，无法产生热量，不能发热。 11．(25-26九上·河南安阳内黄县三校联考·期末)如图甲所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从b端移至a端的过程中，电流表的示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，则电源电压为 V，定值电阻R1的阻值为 Ω；当电路中的电流为0.2A时，滑动变阻器的电功率为 W。 【答案】 3 10 0.2 【解析】[1][2]由图像可知，当滑动变阻器的滑片在a端时，电路中只有电阻，则电源电压为3V，定值电阻的阻值为 [3]当滑动变阻器的滑片在b端时，滑动变阻器的阻值最大，此时电阻与串联，当电路中的电流为0.2A时，根据串联电流规律，滑动变阻器的电流为 电压表测定值电阻两端的电压，由图乙可知，电流为0.2A时，电压表的示数为2V，即 根据串联电压规律，滑动变阻器两端的电压为 则滑动变阻器的电功率为 12．(25-26九上·河南安阳内黄县三校联考·期末)有两个定值电阻和，若将这两个电阻串联在电路中，则这两个电阻两端的电压之比 ；若将这两个电阻并联在电路中，在相同时间内电流通过两个电阻产生的热量之比 。 【答案】 2:3 3:2 【解析】[1]定值电阻和 串联在电路中，根据串联电路电流处处相等可得 则这两个电阻两端的电压之比 [2]若将这两个电阻并联在电路中，两个电阻两端的电压相等，由欧姆定律和焦耳定律可得，在相同时间内电流通过两个电阻产生的热量之比 13．(25-26九上·辽宁沈阳和平区·期末)图（a）所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑动到某点时，小灯泡正常发光；保持R1的滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，将R1的滑片滑动到最左端。根据电流表和电压表的示数，画出上述两个过程中的I—U图像如图（b）所示。小灯泡的额定功率是 W，R2的电阻是 Ω。 【答案】 1.75 10 【解析】[1][2]闭合开关S、S1，断开S2，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量小灯泡的电压，滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑动到某点时，滑动变阻器接入的阻值变小，电流表的示数变大，电压表的示数变大；保持滑动变阻器R1的滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，R2与滑动变阻器串联，电压表测量R2的电压，再将滑动变阻器R1的滑片继续向左滑动到最左端，滑动变阻器接入的阻值继续变小，电压表的示数继续变大，故如图乙所示，曲线是小灯泡的U-I图像，直线是定值电阻的U-I图像。结合直线图像，根据欧姆定律可得，定值电阻的阻值为 滑动变阻器滑到最左端，只有R2接入，则电源电压为 对于直线图像的左下端，此时滑动变阻器两端的电压为 此时滑动变阻器接入的阻值为 对于曲线图像上端点，根据题意可知，此时滑动变阻器接入的阻值为5Ω，此时小灯泡正常发光，小灯泡的额定电压为3.5V，此时滑动变阻器两端的电压为 则此时电路中的电流为 由可得，小灯泡的额定功率为 14．(24-25九上·重庆第一中学·期末)如图所示，电源电压和灯泡电阻保持不变。已知小灯泡L的额定电压为9V，滑动变阻器R1、R2的铭牌均为“20Ω  1A”。先闭合开关S0并将单刀双掷开关S拨至上端，调节滑动变阻器R1至小灯泡正常发光，此时滑动变阻器电阻为R1′，。再将S拨至下端，调节滑动变阻器R2使电流表示数为0.5A，此时上、下端两电路总电阻相同，再闭合S1，记录电压表示数为U1；然后断开S1，闭合S2，此时电压表示数为U2，。电流表使用0~0.6A量程，电压表使用0~15V量程，则电源电压为 V。开关任意闭合，电路总功率的最小值P总min和R2可达到的最大功率P2max之比为 。 【答案】 14 2∶1 【解析】[1]当闭合S0，将单刀双掷开关S拨至上端，调节滑动变阻器R1至小灯泡正常发光，此时简化电路图如下图所示： 此时小灯泡和R1串联，根据串联电路特点和欧姆定律可得 …① 当将S拨至下端，调节R2使电流表示数为0.5A，此时简化电路图如下图所示： 此时R0和R2串联，根据串联电路特点和欧姆定律可得 …② 此时上下端两电路总电阻相同，电源电压不变，则可得电流相等，即，解得小灯泡正常发光时的电阻为。 再闭合S1，此时电压表测的是R2的两端电压U1，即 …③ 再断开S1，闭合S2，此时电压表测的是电源电压，即 …④ 根据题意，代入③④二式化简可得 又因上下端两电路总电阻相同，即 代入，，，解得，， 故电源电压 [2]由于，所以当S拨下端， R2全部阻值接入电路中，电阻最大，电路消耗的功率最小，最小功率为 当S0、S3、S1闭合，R0短路，只接入滑动变阻器R2，由于电源电压，电压表不会超量程，R2全部阻值接入电路中，电阻最大时，电流 因电流表使用0~0.6A量程，所以无论怎样移动R2的滑片，都超出电流表最大范围 所以为保护电流安全，必须R0和R2串联，此时电流，R2的功率 当，电流，此时可达到最大功率 所以 四、实验题 15．(24-25九上·福建福州屏东中学·)小林小组利用如图甲所示电路进行电学实验，电源为三节新电池，滑动变阻器规格为“”。 (1)小林按图甲所示电路图正确连接电路，闭合开关前，滑片P位于滑动变阻器最 端； (2)某次实验中电压表的示数如图乙所示，电流表的示数为0.4A，则被测电阻R= ；然后她移动滑动变阻器的滑片进行多次实验，这是为了 ； (3)将定值电阻R换成额定电压为2.5V的小灯泡进行实验，根据实验数据绘制的I-U图像如图丙所示。分析图像可知：小灯泡的额定功率为 W；通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比，其原因是 ； (4)小方想测量一个阻值约为200的未知电阻，发现图甲实验电路图不可行，若再给你一个电阻箱请在方框内设计一个可行的实验方案的电路图。 【答案】(1)右 (2) 5 减小误差 (3) 0.575 灯丝的电阻随温度升高而增大 (4) 【解析】（1）闭合开关前，为了保护电路，滑片P位于滑动变阻器阻值最大的最右端。 （2）实验中，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻的电压，电流表测量电路电流。由图乙得，电压表的量程为0~3V，电压表的分度值为0.1V，示数为2V，此时电流表的示数为0.4A，由欧姆定律得，则被测电阻 [2]实验中多次实验的目的有求平均值，减小误差或者避免偶然性，得到普遍规律。本实验多次实验的目的是求平均值，减小误差。 （3）[1]由图丙得，当小灯泡的电压为2.5V时，电流为0.23A，小灯泡的额定功率为 [2]通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比，其原因是灯丝的电压、电流变大，灯丝的温度升高，电阻随温度升高而增大。 （4）电源电压为4.5V，要测量一个阻值约为200的未知电阻，电路中电流最大约为 因为电路电流较小，使用电流表测量，电流表的指针偏转角度小，误差较大，则实验中不使用电流表测量电流；为了得到未知电阻的阻值，需要分别得到其电压与电流，实验中可以用电压表测量未知电阻的电压；可以将未知电阻与电阻箱串联，根据串联分压原理，求出未知电阻的阻值，电路图如图所示： 16．(25-26九上·辽宁沈阳和平区·期末)实验小组利用图中的实验装置探究电流通过导体时产生热量的多少与电流大小的关系。 (1)实验时，U形管的上端应 （填“封闭”或“开口”）。 (2)本装置 （填“需要”或“不需要”）检测气密性是否良好。 (3)装置安装好并接人电路，将R3与R2并联的目的是 。 (4)通电一段时间后，发现左边的U形管两侧液面高度差较大。这表明：在电阻和 相同时，通过一段电阻丝的电流越大，这段电阻丝产生的热量越 。 (5)小组同学思考通电后U形管两侧液面高度发生变化的原因：电阻丝通电后产生热量，塑料盒内的空气受热膨胀，U形管内的液体在 的作用下出现高度差。 【答案】(1)开口 (2)需要 (3)使通过R1和R2的电流不相同 (4) 通电时间 多 (5)气压 【解析】（1）该装置主要是依靠容器内空气的热胀冷缩性质来比较产生热量的多少，U形管上端开口，与大气压连通，使液柱形成高度差，所以U形管的上端应开口。 （2）若气密性差，U形管将不会出现高度差，所以本装置需要检测气密性是否良好。 （3）如图所示，右侧容器的外部，将一个完全相同的电阻R3和R2并联，再接入原电路，根据并联电路的电阻、电流特点可知，通过左边容器中电阻R1的电流与通过右边容器中电阻R2的电流不同，可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系。 （4）[1][2]通电一段时间后，发现左边的U形管两侧液面高度差较大，说明左侧装置产生的热量较多，根据焦耳定律及控制变量法可知，在电阻和通电时间相同时，通过一段电阻丝的电流越大，这段电阻丝产生的热量越多。 （5）该装置通电后，塑料盒中的空气被加热后膨胀，U形管内的液体在气压的作用下出现高度差，通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。 17．(25-26九上·重庆江津区实验中学、田家炳中学、李中学、白沙中学等金砖六校·期末)测量小灯泡的额定功率一只小灯泡的额定电压为2.5V，小明想测量这个小灯泡的额定功率，实验器材如图甲所示. (1)请你用笔画线代替导线，将电路连接完整； (2)连接电路时，开关应该 。闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于 （选填“A”或“B”）端； (3)实验时，电压表的示数如图乙所示，则应将滑片向 （选填“A”或“B”）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.32A，此时小灯泡的额定功率为 W； (4)完成上述实验后，小明又设计了一种测额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻.请完成下列操作： ①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点 ，移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额； ②滑动变阻器的阻值 ，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U1； ③用U1、U额、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P= 。 【答案】(1) (2) 断开 A (3) B (4) 1 不变 【解析】（1）电压表选0~3V量程，并联在小灯泡两端；滑动变阻器“一上一下”连接，将滑动变阻器的左上接线柱与电流表的“3”接线柱相连。如图所示： （2）[1]为了保护电路，连接电路时，开关应断开。 [2]闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，即滑动变阻器滑片P应该位于A端。 （3）[1][2]由上图知，电压表使用的0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为1.5V，小灯泡的额定电压是2.5V，根据串联电路中各电阻分担电压的作用，电阻越大分担的电压越大，所以要减小滑动变阻器连入电路的阻值，故滑动变阻器滑片向B端移动，直到小灯泡正常发光； 当灯正常发光时，电流表示数为0.32A， 小灯泡的额定功率为 （4）[1]开关拨到触点1，电压表测小灯泡电压，移动滑片使电压为； [2]保持滑动变阻器阻值不变，确保灯泡电压仍为； [3]开关拨到触点2时，电压表测灯泡与的总电压，则两端电压为，电路电流，故灯泡额定功率。 五、计算题 18．(24-25九上·河北石家庄裕华区石家庄第四十中学·期末)如图所示，电源电压恒为10V，R1为定值电阻，滑动变阻器。R2标有“40Ω  2A”字样，灯泡L标有“10V  10W”字样，且灯丝电阻不受温度影响。当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，电流表的示数为1.5A。求： (1)灯泡L正常发光时的阻值； (2)定值电阻R1的阻值； (3)闭合S、断开S1，将电流表的量程换成0~0.6A，求电路消耗的最大功率与最小功率的比值。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）由可知，灯泡正常发光时的电阻 （2）当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，电阻R1与灯泡L并联。电流表测量干路电流I总=1.5A，根据并联电路电压的特点可知， 通过灯泡L的电流 根据并联电路的电流特点，通过电阻R1的电流 则定值电阻R1的阻值为 （3）当闭合S、断开S1时，灯泡L与滑动变阻器R2串联，因为电源电压U恒定，所以当电路中电流最大时，功率最大；电流最小时，功率最小。因为电流表的量程是0~0.6A，故电路中的最大电流Imax = 0.6A，此时电路消耗的最大功率 当滑动变阻器R2的滑片P移至b端，其接入电路的电阻最大为40Ω，电路的最大总电阻 电路中的最小电流 此时电路消耗的最小功率 则电路消耗的最大功率与最小功率的比值为 19．(25-26九上·重庆江津区实验中学、田家炳中学、李中学、白沙中学等金砖六校·期末)如图所示电路，电源电压恒为6V保持不变。小灯泡L标有“5V 2.5W”字样（灯丝电阻不随温度变化），滑动变阻器R1的铭牌“20Ω 1A”，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~3V。求： (1)小灯泡正常发光时的电阻； (2)只闭合开关S和S1，滑动变阻器的滑片P置于最右端时，电压表的示数为2V，求定值电阻R2的阻值； (3)只闭合开关S和S2、移动滑动变阻器的滑片P，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围。 【答案】(1) 10Ω (2) 40Ω (3) 2Ω~10Ω 【解析】（1）由电功率公式可得，小灯泡正常发光时的电阻 （2）当只闭合开关S和S1，滑片P置于最右端时，滑动变阻器R1与定值电阻R2串联，电压表测量R1两端的电压。此时R1接入电路的电阻为20Ω，其两端电压为2V。根据欧姆定律，电路中的电流为 根据串联电路电压特点，电阻R2两端的电压为 定值电阻R2的阻值为 （3）当只闭合开关S和S2时，滑动变阻器R1与小灯泡L串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。当电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，由题意可知，为保证各元件安全，电路中的电流最大为小灯泡的额定电流，即 此时灯泡两端电压达到额定电压5V，滑动变阻器两端的电压为 滑动变阻器接入电路的最小电阻为 当滑动变阻器两端电压达到电压表量程最大值3V时，其接入电路的电阻最大。此时灯泡两端的电压为 此时电路中的电流最小为 滑动变阻器接入电路的最大电阻为 综上所述，滑动变阻器R1允许的取值范围是2Ω~10Ω。 20．(25-26九上·辽宁盘锦辽河油田实验中学·期末)在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，电流表的量程为0~3A，电压表V1的量程为0~15V，电压表V2的量程为0~3V，小灯泡L标有“6V 3W”字样，灯泡的电阻不随温度的变化而改变。当闭合开关S1、S2，断开S3，将R2的滑片置于左端处，R1的滑片在最右端时，电压表V1的示数为U1；当闭合开关S3，断开S1、S2，在电路安全的前提下移动R2的滑片，当R2的滑片在距左端时，电压表V2的示数为U2；当闭合开关S1、S2、S3且R2的滑片在最左端时，灯泡正常发光，电流表的示数为0.75A；。求： (1)灯泡的电阻； (2)R2的阻值； (3)通过开关的通断和滑动变阻器滑片的移动，在确保电路安全的前提下，求整个电路正常工作时的最小功率和最大功率分别是多大？ 【答案】(1)12Ω (2)36Ω (3)0.75W；4.5W 【解析】（1）由得， （2）当闭合开关S1、S2、S3且R2的滑片在最左端时，灯泡L和R1并联，灯泡正常发光，可知，电源电压U=UL=6V。 此时小灯泡电流 滑动变阻器R1电流 所以滑动变阻器R1的最大阻值 当闭合开关S1、S2，断开S3，将R2的滑片置于左端处，R1的滑片在最右端时，此时R1和串联接入电路，电压表V1测R2两端电压。此时电路中的电流 滑动变阻器R2两端电压为 当闭合开关S3，断开S1、S2，当R2的滑片在距左端处，此时灯泡L和串联接入电路，电压表V2测R2两端电压.此时电路中的电流 滑动变阻器R2两端电压为 由题意，即 可得R2=36Ω。 （3）由公式可知，当电路中电阻越大时，电路的功率越小；电路中电阻越小时，电路的功率越大。 当R1与R2串联，R2两端电压为3V时，电路中的电阻最大，总功率最小。此时R1两端电压U1=U-U2=6V-3V=3V 电路中的电流为 电路的最小功率 当闭合开关S1、S2、S3且R2的滑片在最左端时，灯泡L和R1并联，电路中的电阻最小，总功率最大，此时总电流为0.75A，所以电路的最大功率为 六、综合题 21．(24-25九上·新疆吐鲁番·期末)齐齐家买了一些小家电，他对这些小家电和家中的电能表进行了一些研究。请完成下列问题。 (1)齐齐家的一个能吹冷热风的电吹风的简化电路图如图甲所示。图甲中A是吹风机，B是电热丝。若闭合开关 ，吹出的是冷风：若闭合开关 ，吹出的是热风。 (2)通过观察电吹风的铭牌和查阅资料，齐齐知道该电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的额定功率为220W，吹风机内线圈电阻的阻值为5Ω。电吹风正常吹冷风10s，电流通过吹风机线圈产生的热量为 J。 (3)如图乙所示是齐齐家电能表的表盘，该电能表的示数为 kW·h。为了测量图甲中电吹风吹热风时的功率，齐齐将家中其他用电器都关闭，仅将吹热风的电吹风接入电路中单独正常工作6min。齐齐家电能表的转盘转了600转。则可知电吹风吹热风时的功率为 W。 (4)家庭电路中同时使用的用电器越多，电路的总电阻越 （选填“大”或“小”）。 (5)图丙、丁分别是齐齐买的电子体重秤的实物图和电路原理图，其中体重表是由电压表或电流表中的一种改装而成的。分析可知，体重表是由 改装而成的。 【答案】(1) 和 (2)50 (3) 6247.2 2000 (4)小 (5)电流表 【解析】（1）[1][2]若只闭合开关，只有电动机接入电路，电热丝不工作，所以电吹风吹出的是冷风；若闭合开关和，电热丝和吹风机并联，同时工作，吹热风。 （2）根据可知，通过电动机的电流为 电流通过吹风机线圈产生的热量为 （3）[1]电能表的示数单位为，最后一位是小数位，图乙中示数为。 [2] 电能表参数“”表示每消耗电能，转盘转3000转；转盘转600 转时，消耗的电能 根据可知，电吹风吹热风时的功率为 （4）家庭电路中用电器为并联，并联的用电器越多，总电阻越小（并联电阻的总电阻小于任一支路电阻）。 （5）由图丁可知，体重表串联在电路中，所以体重表是由电流表改装而成的。 七、科普阅读题 22．(24-25九上·江苏盐城阜宁县·期末)阅读下面短文，回答问题。 风速仪 风速计（anemometer）是测量空气流速的仪器，它的种类较多。 热线风速仪是将气体流速信号转变为电信号的一种测量气体流速的仪器。在汽车行业中可用于检测进入发动机的空气量，为发动机控制喷油量提供依据，热线风速仪有不同的设计方案。图甲是一种热线式风速仪的原理图，热线是一根用特殊材料制作的电热丝，通电后会发热，温度升高，把热线置于气流中，气流会带走热线的热量。热线的散热量与空气流速有关，流速越大散热量越大，散热导致热线温度变化而造成热线电阻变化。电路中的定值电阻R两端电压U随之变化，变化规律如图乙所示，这样将流速信号转变成电信号。热线风速仪还可以采用定温度法，通过改变电路中电流大小使气流带走的热量得以补充，使热线的温度保持不变，电阻也不变，这时气体流速越大则电路中所需的电流也越大，测得电流值则可得知流速的大小。 图丙为另外一种风速仪，AB为粗细均匀的电阻丝，OP为金属细杆（与AB接触良好），闭合开关S，无风时OP自然下垂，当风越大，金属细杆的下端向右偏转的角度变大，电阻丝与金属细杆的接触点的右侧电阻丝的长度减小，则电阻丝接入电路的电阻变小，电流表示数变大，测得电流值则可得知流速的大小。 (1)电流通过电热丝时会发热，这种现象称为电流的 ；‍ (2)图甲中热线风速仪的电热丝的电阻与温度的关系图像可能是（    ） A． B． C． D． (3)图甲电路中，若定值电阻为100Ω，电源电压为12V，当风速为8m/s时，电热丝的发热功率为 W； (4)若将图甲电路中电阻换成滑动变阻器，可以模拟定温度法的热线风速仪。当风速增大时，为保持热线温度不变，应使滑动变阻器接入电路中的阻值 （填“变大”“变小”或“不变”）； (5)图丙中电源电压恒定，灯泡的额定电压为5V，灯泡的图像如图丁，AB总电阻为15Ω，金属细杆的电阻不计。闭合开关S，无风时OP自然下垂，此时电流表的示数为0.2A，有风时，当小灯泡的实际功率为0.75W时，电阻丝AB接入电路的电阻 Ω。 【答案】(1)热效应 (2)A (3)0.32 (4)变小 (5)8 【解析】（1）电流通过电热丝时会发热，产生热量，这种现象称为电流的热效应。 （2）由图乙及串联电路电压特点可知，风速越大，流速越大，散热量越大，电阻的温度就越低，电路中的定值电阻两端电压随之增大，电源电压不变，所以电阻两端的电压减小；根据串联分压原理可知，电阻的阻值减小时两端的电压才会减小，所以图甲中热线风速仪的电热丝的电阻随温度的减小而减小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （3）当风速为8m/s时，由图乙可知，定值电阻两端电压为8V，所以电路中的电流为 根据串联电压规律，电热丝两端的电压为 则电热丝的发热功率为 （4）当风速增大时，温度减小，电热丝的电阻的阻值减小，为保持热线温度不变，根据可知，要想保持热线温度不变，需增大电路中的电流，由可知，应使滑动变阻器接入电路中的阻值变小。 （5）图丙中，电阻丝和灯泡串联，电流表测电路中电流。无风时OP自然下垂，电流表示数，根据串联电流规律可知通过灯泡的电流和通过电阻丝的电流都为，此时电阻丝的电阻全部连入电路，电阻丝两端的电压 由图丁可知此时灯泡两端的电压，根据串联电压规律，则电源电压 有风时，当小灯泡的实际功率为0.75W时，由图丁可知此时灯泡两端的电压，电流表示数，根据串联电压规律，此时电阻丝两端的电压 所以电阻丝AB接入电路的电阻‍ 23．(24-25九上·辽宁锦州·期末)阅读材料，回答问题。 教室护眼灯 教室护眼灯的外观图如图甲所示，它工作时光线柔和，基本无可视频闪，也就是在相同时间内闪烁的次数比较多，人眼几乎感觉不到，且不会产生刺眼的眩光，能有效预防近视的发生。常见的眩光类型有直接眩光、反射眩光和光幕眩光，直接眩光由灯具产生，反射眩光和光幕眩光主要由高反射物体表面产生。 教室护眼灯采用双侧发光的方式，光源放在灯具的两条长边上，发出的光由两侧的导光板向中央传播，在没有导光点的导光板上，光不能从导光板表面射出，起不到照明作用。当遇到导光板底部的导光点时，改变了光线传播方向，由导光板正面射出，如图乙所示。最后通过扩散膜、微晶防眩板均匀射出。 教室护眼灯工作时也会产生热量，研究表明护眼灯灯珠的电阻随温度的升高而减小，图丙是温度为T1时护眼灯灯珠工作时的电流与电压的关系图像。当电路中加载一定的电压或工作电压超过某一特定值时，微小的电压变化会造成电流的急剧变化，进而导致护眼灯过度发热而损坏，因此要给护眼灯配置合理的电源进行供电。 (1)教室里，各盏护眼灯之间的连接方式是 联； (2)护眼灯与白炽灯在发光时相比不会产生眩光，白炽灯产生的眩光属于 眩光； (3)导光板材料主要利用的物理属性是   （填字母）； A．导电性 B．导热性 C．透明度 (4)当护眼灯灯珠的温度由T1升高到T2时，电流与电压的关系图像应在丙图像中的 （选填“区域Ⅰ”、  “区域Ⅱ”或“工作区”）； (5)对比图中白炽灯和护眼灯将电能转化为其他形式能的情况，继续回答以下问题： 根据上图中的信息4W的护眼灯和 W的白炽灯正常发光时亮度相同。 (6)将标有“220V 15W”的护眼灯和“220V 15W”的白炽灯分别接入家庭电路中都正常工作，发现护眼灯的亮度远高于白炽灯的亮度，下列说法中正确的是 （填字母）。 A．通过护眼灯的电流大于通过白炽灯的电流 B．护眼灯的实际功率大于白炽灯的实际功率 C．相同时间内护眼灯消耗的电能等于白炽灯消耗的电能 【答案】(1)并 (2)直接 (3)C (4)区域Ⅰ (5)18 (6)C 【解析】（1）教室里，各盏护眼灯之间可以独立工作，互不影响，因此它们是并联的。 （2）由材料可知，常见的眩光类型有直接眩光、反射眩光和光幕眩光，而白炽灯产生的眩光是灯具产生的，属于直接眩光。 （3）导光板将两边的光导向中央传播，当光遇到导光板底部的导光点时，光的传播方向发生变化，由导光板正面射出，则利用的物理性质应与光相关，说明导光板具有透明度，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 （4）由短文知道，护眼灯灯珠的电阻随温度的升高而减小，所以当护眼灯灯珠的温度由T1升高到T2时，由知道，此时相同电压下，由于电阻变小，电流将变大，I-U图像的斜率将变大，故应在图像的左侧，即区域Ⅰ。 （5）4W的护眼灯在t时间内提供的光能W护=P护t=4W×t×90% 4W的护眼灯和白炽灯正常发光时亮度相同，说明提供的光能相等，所以W白=P白t×20%=W护 白炽灯的功率 （6）A．护眼灯和白炽灯正常工作的功率相等，电压相等，由可知通过它们的电流相等，故A错误； BC．已知LED灯和白炽灯的额定电压和额定功率都相同，分别接入家庭电路中，都是220V，则二者实际功率相同，都等于15W，根据W=Pt可知，相同时间内LED灯消耗的电能等于白炽灯消耗的电能，故B错误，C正确。 故选C。 一、单选题 1．许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示，和为加热电阻．下列分析正确的是（    ） A．除雾状态，电路中只有工作 B．除霜状态，电路中只有工作 C．除雾状态，电路的总电流最大 D．除霜状态，电路的总功率最大 【答案】D 【分析】在电压U一定的情况下，由电功率公式可知，电阻R越小，电功率P越大；电阻R越大，电功率P越小。 【解析】AC．当开关S闭合，S1断开时，电路中只有R2工作，此时电路中的总电阻最大，总电流最小，总功率最小，后视镜处于“低温”除雾状态，故A、C错误； BD．当开关S、S1均闭合时，电路中R1与R2并联，此时电路中的总电阻最小，总电流最大，总功率最大，后视镜处于“高温”除霜状态，故B错误，D正确。 故选D。 2．如图甲所示，电源电压恒定，电压表量程为“”，电流表量程为“”，是定值电阻，滑动变阻器标有“”，闭合开关S，移动变阻器滑片，电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A．滑片向端移动电压表示数变大 B．定值电阻的阻值为 C．电路消耗的最大功率为1.6W D．电流表示数的变化范围是 【答案】C 【解析】A．由图甲可知，R1与R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路电流。滑片P向a端移动时，R2的阻值减小，根据串联分压的规律，电阻越小，电压越小，则电压表示数变小，故A错误； B．设电源电压为U，由串联电路电压规律 由图乙可知，当时， 当时， 联合两式解得R1=10Ω 故B错误； C．将R1=10Ω代入公式得 根据可知，电流最大I=0.4A时，电功率最大，则有 故C正确； D．电阻R2的最大值为20Ω，根据可知电流的最小值为 由图乙可知电流最大值为0.4A，电流表示数的变化范围是，故D错误。 故选C。 3．为了参加全国青少年创新大赛，小强运用所学电学知识，设计了一个电子身高测量仪，如图所示，其中定值电阻，电源电压恒为4.5V，的规格为“15Ω 0.5A”，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，为保证电路中各元件安全工作，以下说法正确的是（   ） A．电流表的变化范围是 B．两端电压的变化范围是 C．变阻器接入电路的阻值范围是 D．的电功率的变化范围是 【答案】D 【解析】由题意知，R2的规格为“15Ω 0.5A”，电流表量程为0~0.6A，为了电路安全，电路中的最大电流不能超过0.5A，则电路中的最小电阻为 滑动变阻器允许接入电路的最小电阻为 此时滑动变阻器两端的电压为 电压表量程为0~3V，电压表测量R2两端的电压，则滑动变阻器两端的最大电压为3V，为了电路安全，串联电路中，R1两端的电压不能低于 电路中的最小电流不能低于 滑动变阻器允许接入电路的最大阻值为 综上可知，电流表的变化范围是，两端电压的变化范围是，变阻器接入电路的阻值范围是，根据可知，的最大电功率为 的最小电功率为 因此的电功率的变化范围是；故D正确，ABC错误。 故选D。 4．如图甲所示电路，闭合开关，滑片在滑动变阻器上某两点间滑动的过程中，L和R的U-I图像如图乙所示。小灯泡的额定电压为2.5V，则下列说法正确的是（　　） A．此过程电路的最小总功率为0.3W B．此过程滑动变阻器的最大功率为0.25W C．小灯泡正常工作时的电阻为25Ω D．滑动变阻器的最大阻值为10Ω 【答案】A 【解析】A．由图甲可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，最小电流，此时电路总功率最小。当时，电源电压 则电路的最小功率 故A正确； B．当滑动变阻器两端电压减小时，电路中的电流是增大的。故在图乙中，从左向右呈下降趋势的图像为滑动变阻器的U-I图像。由曲线可知，当时，电流，此时滑动变阻器的功率 故B错误； C．小灯泡的额定电压，由图乙可知，此时通过灯泡的电流为，则小灯泡正常工作的电阻为 故C错误； D．当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，最小电流，此时，则滑动变阻器的最大阻值为 故D错误。 故选A。 5．两个完全相同的电阻和分别以并联和串联两种方式，接入电源电压分别为U和2U的电路中，如图所示。以下说法正确的是（   ） A．甲、乙两图中通过的电流之比为 B．甲、乙两图中两端电压之比为 C．甲、乙两图总电阻之比为 D．甲、乙两图的总功率之比为 【答案】D 【解析】A．根据并联电路电压的规律，在甲图中R1两端电压为U，乙图中R1两端电压为 故甲、乙两图中R1两端电压之比为1:1，根据欧姆定律，甲、乙两图中通过R1的电流之比为1:1，故A错误； B．根据并联电路电压的规律，在甲图中R2两端电压为U，乙图中R2两端电压为 故甲、乙两图中R2两端电压之比为1:1，故B错误； C．根据串并联电路总电阻的规律，甲、乙两图中R1=R2，等效电阻之比为 故C错误； D．甲、乙两图的总功率之比为 故D正确。 故选D。 6．在创新实践活动中，小明和小亮为学校小花园的储水箱设计了一个水位监测装置，内部简化电路图如图所示。电源电压一定，为定值电阻，为滑动变阻器，水位计由电压表改装而成。闭合开关，水箱中水位上升时，连杆带动滑片向上移动，下列分析正确的是（    ） A．接入电路的电阻变大 B．通过的电流变小 C．电压表的示数变小 D．电阻的功率变大 【答案】D 【解析】由图得，R0与R1串联，电压表测量R0的电压。 A．滑片P向上移动，接入电路的电阻变小，故A错误；     B． R1接入电路的电阻变小，电路电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律得，电路电流变大，串联电路电流处处相等，则通过的电流变大，故B错误； C．通过的电流变大，为定值电阻，由欧姆定律得，的电压变大，则电压表的示数变大，故C错误； D．电阻的电压、电流均变大，由得，电阻的功率变大，故D正确。 故选D。 二、多选题 7．图甲所示的是恒温式热线风速仪的结构示意图，将一根细金属丝置于圆柱形通道内，设定其工作温度为。使用时接通电路，金属丝升温到，风流过通道时，会带走部分热量，风速仪通过改变流过金属丝的电流维持金属丝的温度不变，此时单位时间内金属丝产生的热量与风带走的热量相等，风速仪通过测量金属丝两端的电压、风进入通道时风的温度，从而实现对风速的测量。已知风速越大、金属丝和风的温度差越大，单位时间内风带走的热量越多；当风速一定时，单位时间内风带走的热量与金属丝和风的温度差成正比。金属丝电阻R随温度t变化的关系如图乙所示。假设空气密度始终不变，下列说法正确的是（　　） A．金属丝升温到的过程中阻值不变 B．流入风速仪的风的温度不变时，所测风速增大，金属丝两端的电压增大 C．若风速仪测得的电压越大，流入风速仪的风的温度越高，则风速越大 D．若，风速仪测得温度为0℃与30℃的风速相同，则金属丝两端的电压之比为 【答案】BC 【解析】A．由图乙可知，金属丝升温到的过程中阻值变大，故A错误； B．流入风速仪的风的温度不变时，所测风速增大，风带走的热量增多，为了维持温度不变，需要增大流过金属丝的电流，由于温度不变，金属丝电阻不变，由U=IR可知金属丝两端的电压增大，故B正确； C．风速仪测得的电压越大，相等时间内产生的热量越多，流入风速仪的风的温度越高，金属丝和风的温度差变小，带走的热量少了，为了维持恒温，需要调大风速，故C正确； D．风速一定时，单位时间内风带走的热量与金属丝和风的温度差成正比，风速仪测得温度为0℃，温度差为Δt1=150℃−0℃=150℃ 风速仪测得温度为30℃，温度差为Δt2=150℃−30℃=120℃ 风带走的热量 恒温时，单位时间内金属丝产生的热量与风带走的热量相等，所以 所以 故D错误。 故选BC。 8．如图（a），电源电压保持不变，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~15V。在保证各元件安全的情况下（灯泡两端的电压不超过额定电压，电表均不超过量程），进行下列操作：只闭合S1、S2，最大范围内移动滑动变阻器滑片P，电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值的关系如图（b）所示；只闭合S3，滑片P从最右端向左滑动，直至灯泡正常发光，电流表示数与电压表示数的关系如图（c）所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为5V B．小灯泡的额定功率为2.64W C．小灯泡工作时的最小电压为1V D．只闭合S1、S2与只闭合S2、S3，滑动变阻器允许接入电路的最小电阻之比为5:1 【答案】BC 【解析】A．由图（a）知，只闭合S1、S2时，灯泡与滑动变阻器并联接入电路，电压表测电源电压，电流表测干路的电流。最大范围内移动变阻器的滑片，由图（b）知，变阻器接入电路的阻值为50欧时，干路的电流最小为0.56A，此时变阻器接入电路的阻值是其最大阻值。进行各操作时，须保证各元件安全（灯泡两端的电压不超过额定电压，电表均不超过量程），则电源电压等于灯泡的额定电压。只闭合S3时，灯泡与变阻器串联接入电路，滑片从最右端向左滑动，变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流为0.10A，灯泡正常发光时，电路的电流为0.44A，则灯泡的额定电流为0.44A。则有 解得电源电压U=6V 故A错误； B．灯泡的额定功率 故B正确； C．灯泡与变阻器串联，变阻器接入电路的阻值最大时，据串联电路的分压特点知，变阻器两端的电压最大，小灯泡两端的电压最小，此时变阻器两端的电压 小灯泡工作时的最小电压U小=U-U大=6V-5V=1V 故C正确； D．只闭合S1、S2，电流表的量程为0~0.6A，则电路中的最大电流为0.6A，变阻器接入电路的阻值最小时，通过的最大电流I大=I总大-IL=0.6A-0.44A=0.16A 变阻器接入电路的最小阻值 只闭合S2、S3，电路中只有变阻器工作，电路中的最大电流为0.6A，变阻器接入电路的最小阻值 变阻器允许接入电路的最小电阻之比 故D错误。 故选BC。 三、填空题 9．如图所示，某品牌扫地机器人的电池输出电压为14V，电池容量为，其正常工作时的电流恒为1.5A。该扫地机器人理论上可连续正常工作的最长时间为 h。若该扫地机器人以正常工作电流连续工作了5分钟，则在此过程中，它消耗的电能为 J。 【答案】 2 6300 【解析】[1]电池充满电储存的电能为 该扫地机器人理论上可连续正常工作的最长时间为 [2]若该扫地机器人以正常工作电流连续工作了5分钟，则在此过程中，它消耗的电能为 10．标有“12V  9W”字样的小灯泡，它在正常工作时的电阻是 Ω；假设灯丝电阻不变，当把该灯泡接到电路中，且通过它的电流是0.5A时，该灯泡的实际功率是 W。 【答案】 16 4 【解析】【小题1】[1][2]根据可得，灯泡正常工作时的电阻 若灯丝电阻不变，通过其电流为0.5A时，由可得，其实际功率为 11．小明家5月初电能表的示数如图甲所示，5月底，表盘示数如图乙所示，由图可知他家5月份消耗的电能为 ；小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min，电能表转盘转过320转，电能表标有3200r/kWh,该家用电器的实际功率是 W。 【答案】 120 1000 【解析】[1]电能表的读数单位为kW·h，最后一位是小数位。5月初示数为6628.2kWh，5月底示数为6748.2kWh，5月份消耗的电能为两次示数之差，即W五月=6748.2kW·h-6628.2kW·h=120kkW·h [2]电能表标有3200r/kW·h，表示每消耗1kW·h的电能，转盘转过3200 转。转盘转过320转时，用电器消耗的电能 工作时间t=6min=0.1h 故该家用电器的实际功率 12．如图所示，电源电压为6V且恒定不变，R1是定值电阻，其阻值为20Ω。闭合开关S后，电流表A2的示数为0.2A，则电流表A1的示数为 A，电阻R2的阻值为 Ω，整个电路1min消耗的电能为 J。 【答案】 0.5 30 180/ 【解析】[1]如图所示，电阻R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测所在R2支路的电流，通过R1所在支路的电流为 则干路的电流即电流表A1的示数为 [2]电阻R2的阻值为 [3]整个电路1min消耗的电能为 13．如图所示的电路，电源电压恒为3V，a、b是粗细均匀电阻丝的两端点，c是电阻丝的中点。只闭合开关S1，电流表示数为1A，该电路通电1min消耗的电能为 J；闭合开关S1和S2，电流表示数为 A。 【答案】 180 2 【解析】[1]只闭合开关S1，电阻丝阻值的一半接入电路，电流表测电路电流，电流表示数为1A，该电路通电1min消耗的电能为 [2]闭合开关S1和S2，电阻丝的两半并联，电流表测干路电流，根据并联电流规律，电流表示数为 14．如图所示，当a处接电流表，b处接电压表，闭合开关S，电路总功率为P1；当a、b两电表互换位置后，再闭合开关S，电路总功率为P2。已知：U=6V，R1=20Ω，R2∶R3=1∶3，P1∶P2=4∶3，则R2的阻值为 Ω；若现将电源与b处电流表位置互换，其他均不变，再闭合开关S，电路总功率为 W。 【答案】 20 4.2 【解析】[1]当a处接电流表，b处接电压表，闭合开关S，短路，、并联，电路总功率为 两电表互换位置后，再闭合开关S，、短路，电路中只有，电路总功率为 根据题意可知R2∶R3=1∶3，即，则 解得 [2]将电源与b处电流表位置互换，其它均不变，电路图如下所示： 再闭合开关S，电路为三个电阻并联，电路总电流为 电路总功率为 四、实验题 15．琴琴在实验室测量小灯泡额定功率，器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。若实验室中有（10Ω  0.5A）、（20Ω  0.5A）、（200Ω  0.2A）三种规格的滑动变阻器可供选择。 (1)该实验的原理是 。通过估算，滑动变阻器应选择 （选填“”“”或“”）。滑片P滑到图甲中某一位置时，电压表示数如图乙所示，若琴琴想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，根据图丙图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W； (2)当灯泡实际电压为额定电压一半时的实际功率为，当灯泡实际电流为额定电流一半时的实际功率为， （选填“大于”“小于”或“等于”）。若琴琴将该灯泡与20Ω的定值电阻串联接在4.5V的电源上，则小灯泡的实际功率为 W； (3)完成上述实验后，她又设计了如图丁所示的电路测量该小灯泡额定功率，已知电源电压仍为6V，所用电压表量程为“0~15V”，请将以下实验步骤补充完整。 ①检查电路无误后，闭合开关S，将开关拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V； ②滑动变阻器滑片不动，再将开关拨至“2”读出电压表示数为；小灯泡的额定功率 （用、、表示）； ③若步骤②中，在将开关拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】(1) B 0.5 (2) 大于 0.225 (3) 3.5 偏小 【解析】（1）[1]测量小灯泡额定功率是利用电压表测电压、电流表测电流，由计算功率，因此实验原理是 [2]要使小灯泡在额定电压2.5V下工作，而电源是6V，则滑动变阻器需分压 此时小灯泡正常发光，电阻约为10Ω，则电流 滑动变阻器所需电阻 所以滑动变阻器最大阻值至少要大于14Ω，且工作电流不能低于0.25A，因此应该选择（20Ω 0.5A）。 [3]如图乙，电压表量程为0-3V，分度值为0.1V，读数为2.2V，低于灯泡额定电压，因此需要增大小灯泡两端电压，根据串联分压原理，即需减小滑动变阻器两端电压，所以需要调节滑动变阻器，使其阻值减小，如图甲，应向B端移动。 [4]如图丙，可知，当小灯泡电压为2.5V时，电流为0.2A，所以小灯泡额定功率 （2）[1]由图丙可知，当灯泡实际电压为额定电压一半即为1.25V时，灯泡电流约为0.125A，所以 灯泡实际电流为额定电流一半即为0.1A时，灯泡电压为1V，所以 显然。 [2]由图丙可知，将该灯泡与20Ω的定值电阻串联接在4.5V的电源上时，电路中电流应为0.15A，即此时满足定值电阻两端电压与灯泡两端电压之和为电源电压即 所以小灯泡此时的实际功率 （3）[1][2][3]由图可知，电路为灯泡，定值电阻滑动变阻器串联，电压表由开关连接在不同位置，测量电压故步骤如下： ①检查电路无误后，闭合开关S，将开关拨至“1”时，电压表并联在定值电阻和滑动变阻器两端，要让灯泡正常发光，需使其电压为额定电压2.5V，根据串联电路电压规律，应该调节滑片，使电压表示数为 ②滑动变阻器滑片不动，再将开关拨至“2”读出电压表示数为，此时电压表测定值电阻电压，由于电路连接方式不变，因此根据串联电路电流处处相等可知，小灯泡正常发光的电流等于通过定值电阻的电流即 所以小灯泡的额定功率 ③若步骤②中，在将开关拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，如图此时滑动变阻器接入电路的阻值增大，根据欧姆定律可知，电路中电流将变小，即计算的额定电流变小，额定电压不变，所以小灯泡的功率的测量值偏小。 16．小明利用如图所示的装置“探究电热与什么因素有关”，已知四个透明容器内密封着等量的空气。 (1)实验中通过观察 的大小来比较透明容器中的电阻丝产生热量的多少。这里运用了 （选填“转换”或“等效替代”）法。 (2)通电后透明容器中空气的内能是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变的；通电后透明容器中电阻丝的内能是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变的。 (3)如图甲所示装置是用来探究电流通过导体产生的热量与 的关系的；通电一段时间，两U形管中液面高度差如图甲所示，可以得出的结论是 。当通过左边电阻丝的电流为1A时，通电5min，右边电阻丝产生的热量为 J，这段时间内左边电阻丝和右边电阻丝产生的热量之比为 。 (4)在如图乙所示装置中，通过电阻丝、的电流 （选填“相等”或“不相等”）。通电一段时间后，两U形管中液面高度差如图乙所示，电阻丝、中产生热量较多的是 。某次实验中通电一段时间后发现，图乙所示装置中两侧U形管内液面高度差始终相等，若电路中只有一处故障，则可能是 。 【拓展设问】 实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图丙所示的电路。 (5)用笔画线代替导线，将图丙的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，且导线不交叉。 (6)闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R （选填“短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察 来比较相同时间内电阻丝通过不同电流时产生热量的多少。 (7)调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后在老师帮助下，实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法： 。 (8)同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有 （请举一例）。 (9)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图丁中 （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图丙烧瓶中的电阻 （选填“串”或“并”）联进行实验。 【答案】(1) U形管液面高度差 转换 (2) 热传递 做功 (3) 电阻 当电流和通电时间相同时，电阻越大，导体产生的热量越多 3000 1∶2 (4) 不相等 开路 (5) (6) 开路 温度计示数的变化 (7)将测得的Q与I的数据描点画出Q-I图像，若Q-I图像为过原点的一条直线，则Q与I成正比，否则不成正比 (8)电饭锅 (9) B 串 【解析】（1）[1][2]四个透明容器内密封等量空气，电阻发热会使空气受热膨胀，引起U形管液面高度差变化。因此可以通过观察U形管液面高度差来比较电阻产生热量的多少。这种将不易直接测量的“热量”转化为易于观察的“液面高度差”的方法，属于转换法。 （2）[1]透明容器中空气的内能增加，是因为电阻丝发热，空气吸收热量，这是热传递方式。 [2]电阻丝自身的内能增加，是因为电流通过电阻做功，电流做功将电能转化为内能，这是做功方式。 （3）[1][2]如甲图是左右两个容器电阻不相同，但通过它们的电流相同，所以探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系。其右边与10Ω电阻所在烧杯相通的U形管液面更高，故分析可初步得出结论；在电流相同、通电时间相同时，电阻越大，产生热量越多。 [3][4]由，当通过左边电阻丝的电流为1A时，通电5min，由串联电路中处处电流相等可得，右边电阻丝产生的热量为， 这段时间内左边电阻丝和右边电阻丝产生的热量之比为 （4）[1][2]如图乙可知，电阻与先并联然后与串联且电阻大小相等，由串并联电路电流规律可知通过电阻丝、的电流不相同，且通过电阻丝的电流是通过的两倍。其左边与电阻相通的U形管液面更高，所以电阻丝产生的热量更多。 [3]某次实验中通电一段时间后发现，图乙所示装置中两侧U形管内液面高度差始终相等，若电路中只有一处故障，则可能是开路使得通过电阻丝、的电流相同了。 （5）探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，需可知电阻不变，改变电流，且滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，由欧姆定律可知，串联电路中当电压一定时，电流变大，总电阻减小，又定值电阻阻值不变，则说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故连接电路图，如下图所示： （6）[1][2]如图可知，闭合开关后，发现电流表指针未偏转，且仅电阻丝R有故障，则电阻丝断路，实验中通过加热液体，使液体温度升高，温度计示数变大从而来比较相同时间内电阻丝通过不同电流时产生热量的多少。 （7）为了判断小明的猜想是否正确，且又有多组数据，故可将测得的Q与I的数据描点画出Q-I图像，若Q-I图像为过原点的一条直线，则Q与I成正比，否则不成正比。 （8）生活中利用电热工作的家用电器有电饭锅、电磁炉等。 （9）[1][2]若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，需控制通过两电阻丝的电流相同，电阻不同，故选图丁中的B烧瓶中的电阻与图丙烧瓶中的电阻串联进行实验。 五、计算题 17．如图甲为常用的电热饮水机，其电路原理如图乙所示，该饮水机的额定电压为220V，加热电功率为1100W，保温电功率为44W，R1、R2均为电热丝（R1、R2的电阻不随温度变化）。 (1)饮水机处于保温状态时，电路中的电流是多少； (2)电热丝R1的电阻是多少； (3)保温状态下工作5分钟，R2上产生的热量是多少。 【答案】(1) 0.2A (2) 1056Ω (3) 528J 【解析】（1）已知饮水机处于保温状态时的功率，额定电压 。根据电功率公式可得，保温状态时电路中的电流为 （2）由电路图可知，当开关S闭合时，电阻R1被短路，电路为R2的简单电路，此时电路总电阻最小。由可知，当电压一定时，电阻越小，功率越大，故此时饮水机处于加热状态。电热丝R2的电阻为 当开关S断开时，电阻R1和R2串联，电路总电阻最大，电功率最小，饮水机处于保温状态。保温时电路的总电阻为 根据串联电路电阻的特点，可知电热丝R1的电阻为 （3）保温状态下工作时间 此时电路中的电流，电热丝R2的电阻 根据焦耳定律，R2上产生的热量为 18．如图所示的电路中，电源电压不变，一个电阻器的电阻为20Ω，当断开开关和，闭合开关时，电流表的示数为0.6A；当断开开关，闭合开关时，电流表的示数为。求： (1)电源电压； (2)另一个电阻器的电阻； (3)断开开关和，闭合开关时，电阻为的电阻器两端的电压和整个电路10s内消耗的电能。 【答案】(1) 12V (2) 40Ω (3) 4V，24J 【解析】（1）当只有S3闭合时，电路中只有工作，此时电源电压为 （2）断开S2且闭合 S1、S3时，两个定值电阻并联，电流表测量干路中电流。根据并联电压规律可知，两端电压仍等于电源电压，其电阻不变，因此通过其电流不变，则有通过的电流为 则 （3）闭合S2且断开 S1、S3时，两个定值电阻串联，电路中电流为 两端电压为 整个电路10s内消耗的电能为 六、综合题 19．电动汽车是环保的交通工具（如图甲所示），行驶时蓄电池给电动机供电，如图乙为充电桩给蓄电池充电时充电功率P随充电时间的变化图像。电动汽车的主要部分参数如下表所示。在某次测试过程中，司机和一名陪同人员上车。司机驾驶该充满电的汽车以节电模式匀速行驶30km后，电池剩余容量为58kW·h，陪同人员负责记录测试数据。汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的6%。 测试时车和人的总质量 1500kg 蓄电池最大容量 68kW·h 最高车速 120km/h 最大功率 90kW (1)如图甲，在给电动汽车蓄电池充电的过程中，蓄电池相当于简单电路中的 （填“电源”或“用电器”）。如图乙，若充电18min时充电电压升至400V，充电过程的前18min充电电流不变，则充电电流为 A； (2)在此测试过程中，汽车匀速行驶30km，牵引力做的功为 J，该汽车在节电模式下将电能转化为机械能的效率为 %。（g=10N/kg） (3)如图丙是小明设计的车速提醒电路，R为定值电阻，RV的阻值随车速的变化而改变。当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速。图丁是电阻RV的阻值与车速关系的图像，图戊是车速从0加速到100km/h过程中，RV消耗的电功率随电流变化的图像。则图丙中定值电阻R的阻值为 Ω；车速为0时，RV消耗的电功率为 W。 【答案】(1) 用电器 250 (2) 75% (3) 10 3.6 【解析】（1）[1]在给蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，因此相当于用电器。 [2]由图可知，充电18min时，电功率 此时电压，则充电电流为 （2）[1][2]测试时车和人的总重力为 汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的6%，阻力和牵引力是一对平衡力，则牵引力为 在此测试过程中，电动汽车匀速行驶30km，牵引力做的功为 蓄电池最大容量为，司机驾驶该充满电的车以节电模式匀速行驶30km，电池剩余容量为，则消耗的电能为 该电动汽车将电能转化为机械能的效率为 （3）[1][2]图丙的电路中，与串联，电压表测的电压，由图戊可知，电流为时，的功率为，根据可得，电压表的示数 电流为时，的功率为，此时电压表的示数 根据串联电路的规律和欧姆定律，由电源电压不变，列方程可得 即 解得，电源电压。 由图丁知，速度越小，的阻值越小，根据电阻的串联和欧姆定律，电流越大，故当电流为0.6A时对应的速度为0；根据欧姆定律和电阻的串联，则车速为0时，图丁中图线与纵坐标相交点的电阻值 车速为0时，消耗的电功率为 七、科普阅读题 20．阅读短文，回答问题： 氢燃料电池 如图甲所示，一台看似普通的红色厢卡犹如变形金刚，可迅速伸展出近百平方米的空间。这是全世界单层厢体面积最大的雪蜡车，雪蜡车总体空间布局、人机及信息环境交互系界面等已经具备形成行业标准能力，是一次领先的、典型的中国创造。据了解，它配备了国内最大功率的氢燃料电池，如图乙所示。把氢气和氧气分别供给阳（负）极和阴（正）极，大部分氢通过阳极向外扩散并与电解质发生化学反应后，放出的电子通过外部工作电路到达阴极，失去电子的氢离子穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板。由于供应给阴极板的氧可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，并及时把水分带走，就可以不断地提供电能，实际效率能达60%-80%，是普通内燃机热机效率的倍。 (1)氢燃料电池在使用过程中氢气 （选填“有”或“没有”）发生燃烧现象，在放电过程主要发生的是 （选填“物理”或“化学”）变化； (2)氢燃料电池是将氢的 能直接转化为 能； (3)图乙所示的氢燃料电池正常工作时，通过电动机的电流方向为向 （选填“左”或“右”）； (4)雪蜡车的驾驶位有可独立控制的通风和加热功能，此电路连接应是________； A． B． C． D． (5)若该雪蜡车氢燃料电池的转换效率为70%，车上有50kg的氢燃料。该车以54km/h的速度匀速行驶时输出功率为49kW。已知氢的能量密度值是1.4×108J/kg，则50kg的氢燃料可产生 J的电能，这些氢燃料可使该车以54km/h的速度匀速行驶 km。 【答案】(1) 没有 化学 (2) 化学 电 (3)左 (4)B (5) 1500 【解析】（1）[1][2]由材料可知，氢燃料电池工作原理是将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极），通过化学反应产生电能，所以氢燃料电池在使用过程中氢气没有发生燃烧现象，在放电过程主要发生的是化学变化。 （2）由材料可知氢燃料电池提供电能，是将氢的化学能直接转化为电能。 （3）电子通过外电路到达燃料电池阴极板，电流方向是负电子定向移动的反方向，所以外电路电流方向为阴极板流向阳极板，即通过电动机的电流方向为向左。 （4）雪蜡车的驾驶位有可独立控制的通风和加热功能，则电路应是并联电路，且有两开关单独控制两条电路，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 （5）[1][2]50kg的氢燃料产生的热量为 50kg的氢燃料产生的电能为 该车行驶时间为 因为，故这些氢燃料可使该车以54km/h的速度匀速行驶的路程为 21．阅读短文，回答问题 热电偶 把两种不同材料的导体（如铁丝和铜丝）组成如甲图所示的闭合回路，当A、B两端存在温度差时，回路中就会有电流通过，这就是塞贝克效应，这种电路叫热电偶电路。实验表明：热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关；跟接点A和B间温度差的大小有关，温度差越大，回路电流越大。热电偶所产生的热电压由接触电压U接触和温差电压U温差两部分组成。请根据短文回答下列问题： (1)以下材料组合中。可以制作热电偶电路的是（　　） A．玻璃片、铝薄片 B．铝薄片、锌薄片 C．锌薄片、锌薄片 (2)热电偶相当于一个 （选填“用电器”或“电源”），它的电能是由 能转化而来；若其它条件不变，只将A处杯中的冰水混合物换为沸水，则电路中的电流 （选填“变大”、“变小”、“不变”）。 (3)利用热电偶电路可以把温度信号转化成电信号，做成温度计。热电偶温度计不受液体的沸点、凝固点等因素的影响，测量范围大。因此，在选用适当的金属做热电偶材料时，主要考虑金属材料的（　　）（单选）。 A．熔点 B．密度 C．比热容 (4)如图乙所示。热电偶的温差电压与J1、J2两点间的温度差成正比。当热、冷两点间的温度差为100℃时，产生的温差电压为1.5mV；若低温J1处的温度为-20℃，热、冷两点间产生的温差电压为15mV，则高温处的温度为 ℃。 【答案】(1)B (2) 电源 内 变小 (3)A (4)980 【解析】（1）两种不同导体在接触点存在温度差时会产生电压，从而形成电流。因此，热电偶必须满足以下条件：两种材料必须是导体（玻璃是绝缘体，不能使用），两种材料必须不同（相同材料无法产生温差电动势）。热电偶需要两种不同的导体材料，玻璃是绝缘体，锌薄片相同材料无效，故选择B（铝薄片和锌薄片）。 （2）[1][2]热电偶能自发产生电电压，驱动电流，因此它属于电源（类似于电池）。热电偶的能量来源于两端的温度差，即内能（热能）转化为电能。 [3]冰水混合物（0℃）换为沸水（100℃），如果B端温度不变，则A、B两端的温差减小，导致电压减小，电流变小。 （3）由题意知，热电偶材料需耐高温，熔点决定其测量上限。 故选A。 （4）当热、冷两点间的温度差为100℃时，产生的温差电压为1.5mV，故15mV对应温差1000℃。高温处温度t=-20℃+1000℃=980℃ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $