第十五章 电流做功（单元复习·专项训练）物理新教材北师大版（北京）九年级全一册

**基本信息** 聚焦电流做功核心模块，以“考点-题型”双维度架构，整合概念应用、定量计算与实验探究，强化物理观念与科学思维的系统性训练。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电能、电功、电功率|12题|涵盖基础计算、串并联关系及实际功率分析，突出公式灵活应用|从电能概念切入，通过电功定义推导电功率公式，建立“概念-规律-应用”递进链条| |焦耳定律及其应用|24题|包含纯电阻/非纯电阻电路、挡位问题、动态分析及综合计算，强调能量转化本质|以焦耳定律为核心，结合电路分析方法，构建电热计算与安全用电的知识网络| |实验专项|12题|涉及多种方法测电功率及电热影响因素探究，注重实验设计与误差分析|通过实验操作深化理论认知，培养科学探究能力，体现“理论-实践”闭环逻辑|

第十五章 电流做功 常考题型·精准突破 考点一 电能、电功、电功率 题型1 电能、电功 题型2 串并联电路中电功与电阻的关系（高频） 题型3 电功率（重） 考点二 焦耳定律及其应用 题型1 焦耳定律（高频） 题型2 非纯电阻电路 题型3 挡位问题（重）（高频） 题型4 动态分析（重）（高频） 题型5 范围与极值问题（重）（高频） 题型6 综合应用（重） 考点三 实验专项 题型1 多种方法测量电功率 （重） 题型2 探究电热与电流和电阻的关系（重） 综合攻坚·知能拔高 常考题型·精准突破 考点一 电能、电功、电功率 ◆题型1 电能、电功 1．图是小明家上月月初和月末的电能表表盘示意图，表盘上“1600 imp/(kW·h)”表示用电器每消耗1 kW·h的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次．断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2 min，指示灯闪烁32次．下列选项正确的是 A．小明家干路中的电流不得超过10 A B．小明家上月消耗的电能为911 kW·h C．小明家使用的电饭锅消耗的电能为0.02 kW·h，合7.2×104 J D．指示灯每小时闪烁1600次 2．有一台电动机工作一段时间后消耗了2 kW·h电能，下列说法正确的是（     ） A．电流通过电动机产生了7.2×106 J 的热量 B．有7.2×106 J的电能全部转化为机械能 C．电流做功小于7.2×106 J D．电能转化成的机械能小于7.2×106 J 3．小明同学依据教材中“想想议议”栏目的内容编写了一道习题：某工厂上半年共节电5000kW•h，可供500W电吹风工作多少小时？其中“kW•h”是 ___________的单位（填物理量名称）。 4．电动汽车在行驶过程中主要将电能转化为________能。一辆电动汽车在某段平直的路面上匀速行驶了5km，其平均能耗为0.22kW·h/km，则这一行程中电动汽车消耗的电能为________kW·h。不同能源的单位能耗的碳排放量不同，其中电能的排放系数为1.00kg/kW·h（即每消耗1kW·h的电能相当于排放1.00kg的）。在上述行程中，汽车消耗的电能相当于排放了________kg的。 ◆题型2 串并联电路中电功与电阻的关系 5．下列关于电能与电功的说法中正确的是（     ） A．只有把电能转化为机械能时电流才做功 B．电流做功的过程，实际上是把其他形式的能转化为电能的过程 C．用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功 D．电流通过导体时所做的功取决于导体两端的电压、通过导体的电流和导体的电阻 6．物理学中有很多单位和定律都是用物理学家的名字命名的。如：电功的单位是用________的名字命名的；揭示了电流、电压和电阻之间关系的是________定律。 7．下列说法中正确的是（　　） A．通电的时间越长，电流所做的功越多 B．通过用电器的电流越大，电流所做的功越多 C．电流做功越多，消耗的电能就越多 D．用电器两端的电压越大，电流所做的功越多 8．指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式。如图甲所示，手指轻轻触碰感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，则感应区相当于手机电路中的______，如图乙所示，充电宝给手机充电过程中，手机相当于________（选填“电源”或“用电器”）。其中一台手机的锂电池上面标明电压为3.7V，容量为5000mA•h，电池充满电后，能够储存的电能是________J。 ◆题型3 电功率 9．一盏“220 V 100 W”的白炽灯甲和一盏“220 V 40 W”的白炽灯乙相比，下列说法正确的是（     ） A．两灯均正常工作时，甲灯消耗电能一定比乙灯快 B．两灯串联时，甲灯比乙灯亮 C．1 kW·h的电能可以让乙灯正常工作40小时 D．在110 V的电压下，甲灯的实际功率只有50 W 10．下列关于电功和电功率的说法，正确的是（     ） A．电功率是表示电流做功多少的物理量 B．电流通过导体消耗的电能越多，电功率就越大 C．不同的用电器，工作时间越长的耗电一定多 D．单位时间内电流做的功越多，电功率就越大 11．如表所示为某品牌空调室外机的铭牌，当空调正常工作时，下列说法中正确的是（     ） 额定电压 220V 额定频率 50Hz 制冷/制热额定功率 800/900W 最大输入功率 970W A．空调制热时比制冷时消耗的电能多 B．空调制冷时每小时耗电为800kW·h C．室外机消耗的电能最大可达970W D．空调制热时比制冷时电流做功更快 12．现有规格为“6V  6W”和“6V  3W”的甲、乙两电灯（不考虑温度对灯丝电阻的影响），串联时电路两端总电压最大是______V；并联时电路最大总电流是______A。 考点二 焦耳定律及其应用 ◆题型1 焦耳定律 13．某款电热杯有高、中、低三挡，简化电路如图所示，、不能同时闭合，的阻值为。只闭合时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（     ） A．电源电压为10V B．只闭合、时，电热杯处于低温挡 C．只闭合时，电热杯工作1min产生热量600J D．加热100g水，水温升高10℃，水吸收热量420J 14．一个标有“6V  3W”的小灯泡，接在电压为9V的电路中，为使其正常发光，应联一个______Ω的电阻，该电阻在10秒内产生的热量是______J。（     ） A．并联6Ω 15J B．并联18Ω 45J C．串联6Ω 15J D．串联18Ω 45J 15．（多选）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少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。下列说法正确的是（     ） A．甲装置探究电流产生热量的多少与电流大小的关系 B．甲装置通电一段时间后，电流通过左右两容器内导体产生的热量之比是1∶2 C．乙装置通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧大 D．乙装置通电一段时间后，电流通过左右两容器内导体产生的热量之比是1∶4 16．在某电视台《是真的吗?》节目中，主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验：取口香糖锡纸，剪成条状，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现纸条中间处开始冒烟，起火苗，这个实验中造成锡纸起火涉及到的性质或原因有（     ） ①锡有导电性　　②造成短路　　③温度达到锡纸的着火点　　④锡纸密度小，并且薄 A．只有①②③正确 B．只有①②④正确 C．只有①③④正确 D．①②③④都正确 ◆题型2 非纯电阻电路 17．一个“220V  10W”的灯两端如果加上220V电压，灯的实际电功率为___________W；如果加上110V的电压，灯的实际电功率为___________W（假设灯丝电阻不变）。一台电动机的额定电压是220V，其电阻是1Ω。正常工作时，通过的电流为 5A，则电动机的额定总功率为___________W；因发热损失的电功率为___________W。 18．如图是电动汽车动力系统示意图，汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而改变行驶速度，当汽车速度最大时电压表的示数为180V，电流表的示数为15A，此时电动机消耗的功率为______W，若电动机的内阻为，则电动机内阻的发热功率为______W，电动机的效率是______。    19．一台电动机正常工作时的电压是380V，其线圈的电阻为，通过线圈的电流10A，这台电动机工作1min，线圈产生的热量是__________J．那么它的电功率是__________W。 20．某风暖浴霸的简化电路如图所示，它既可以实现照明、换气的功能，又可以实现送暖风、热风的功能，发热电阻，照明灯规格为“220V11W”，换气电动机上标有“220V22W”字样，送风电动机上标有“220V×W”字样，通电后整个电路通过的最大电流为12.15A。下列说法正确的是（　　） A．开关、都闭合时，实现送暖风功能 B．热风功率为 C．送风电动机的额定功率为，电阻为 D．暖风功率为 ◆题型3 挡位问题 21．如图所示是一款烤红薯机的工作简化电路图。它有高温、中温、保温三种不同的加热模式，其中电阻为的电阻器和最大电阻为的滑动变阻器都是用来加热的，且，滑动变阻器滑片始终位于的中点，其旋转功能可使红薯在烤制过程中均匀受热，照明灯可根据需求选择是否开启。如表所示是烤红薯机的部分参数。下列说法错误的是（     ） 额定电压 220V 照明灯功率 5W 电动机功率 25W 整机最大功率 2230W A．开关闭合，开关接触触点“1”和“2”时，烤红薯机处于中温模式 B．电阻器的电阻为44Ω C．烤红薯机工作时，通过开关的最大电流为10A D．烤红薯机在保温模式工作1小时，电路消耗的电能最大为0.55kW·h 22．如图所示为某电饭锅的简化电路图，有加热和保温两挡，下列说法正确的是（     ） A．开关断开时，只有电阻接入电路 B．开关断开时，电阻与并联 C．开关闭合时为加热状态 D．开关闭合时为保温状态 23．如图所示，这是某电热水壶工作原理图，其中为加热电阻（用于加热水），为限流电阻，是温控开关（也叫防干烧开关）。关于该电热水壶，以下说法正确的是（     ） A．热水壶处于正常加热状态时，开关均处于闭合状态 B．温控开关会在温度过高时自动闭合，使电路接通 C．在保温状态和正常加热状态时，的功率是恒定不变的 D．电热水壶在加热状态时的功率就是指限流电阻的功率 24．如图甲为三挡位电炖锅，图乙为其内部电路简化图，已知四个发热电阻阻值相等，可实现高、中、低三挡的挡位调节，其中只能看清电炖锅低温挡功率为550W，家庭电路电压为220V，。求： (1)该电炖锅低温挡工作时的电流大小； (2)该电炖锅每个发热电阻的阻值； (3)若用电炖锅在高挡位煲汤，将1kg的水升高66℃，用时5min，求电能的转化效率。 ◆题型4 动态分析 25．如图甲所示是某款电子秤的外观图，图乙是它的原理图，表盘是由电压表改装而成的。闭合开关S，随着电子秤所挂物体质量增大，电路的总电阻________，电子秤示数________，电路的总功率________。（均填“变大”、“变小”或“不变”） 26．下图是“伏安法测电阻”所用实验电路图，则（     ） A．连接电路时，应将两电表的“+”接线柱接在一起 B．闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到最左端 C．实验中向左移动滑片时，两电表示数的比值不变 D．实验中向右移动滑片时，电路消耗的总功率变大 27．（多选）如图，电源电压恒定，闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（     ） A．接入电路中的电阻变小 B．灯泡变暗 C．电流表示数变小 D．电压表示数变大 28．现在大气环境越来越好，为了守护住这份美好，物理兴趣小组化身“大气小卫士”，积极投身大气检测行动。图为兴趣小组设计的大气检测仪电路图。其中电源电压不变，为定值电阻，R为气敏电阻，其阻值随污染物浓度的增加而减小。下列说法正确的是（     ） A．污染物的浓度增加时，电压表的示数变大，电流表的示数变小 B．污染物的浓度增加时，电路消耗的总功率变小，但消耗的功率变大 C．污染物的浓度减小时，电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变大 D．污染物的浓度减小时，电压表与电流表示数的比值不变 ◆题型5 范围与极值问题 29．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“5V 2.5W”的字样，滑动变阻器的最大阻值为，定值电阻的阻值为，电压表量程为，电流表量程为，灯丝电阻不随温度变化。当、和都闭合，滑动变阻器的滑片滑到端点时，小灯泡L恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，该电路的最大电功率为__________；当闭合、，断开时，电路中最小电流为__________。 30．如图1所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，两个电阻的“”关系图像如图2所示； ①电源电压为8V    ②定值电阻的阻值为10Ω ③滑动变阻器的最大功率为0.9W   ④此电路的最小总功率为1.2W 以上4个说法中正确的有（     ） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 31．（多选）如图所示，电源电压为4.5V且保持不变，R1=5Ω，R2是标有“40Ω  0.5A”字样的滑动变阻器，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，在保证电路安全的前提下，则下列说法正确的是（   ） A．电路中通过的最小电流是0.1A B．滑动变阻器接入电路的阻值范围4∼30Ω C．电压表示数的取值范围0.5∼3V D．电路消耗总功率的取值范围0.45∼2.25W 32．如图所示，电源电压恒定不变，电阻、阻值固定不变，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，使变阻器接入电路的阻值由零增加到最大的过程中，R与的电功率之和始终变小，则、阻值不可能是（     ） A．Ω、Ω B．Ω、Ω C．Ω、Ω D．Ω、Ω ◆题型6 综合应用 33．如图甲为某品牌的电暖器，该电暖器有高温挡、中温挡和低温挡三个挡位，其高温挡和中温挡对应功率分别为P1和 P2 。该电暖器的简化电路图如图乙所示，电源电压U保持不变，R1 、R2均为发热电阻（假设电阻不随温度变化）。求： (1)该电暖器内发热电阻R2的阻值； (2)该电暖器低温挡功率P3。（计算结果均用物理量U、 P1、P2表示） 34．养生壶（如图甲所示）是以养生保健为目的，可以烹煮各种食材的新型家电产品。它有加热和保温两个挡位，内部的简化电路如图乙所示，表格为其铭牌的部分参数。已知发热电阻，求： 电源电压/V 220 保温挡功率/W 加热挡功率/W 1100 加热效率 80% (1)开关S接触点__________（选填“A”“B”或“C”）时养生壶处于保温挡； (2)保温挡正常工作时的电功率是多少？ (3)红枣和梨一起煮是很经典的搭配，口感清甜温润，做法简单。在标准大气压下，正常使用加热挡将质量为1.1kg、初温为20℃的红枣梨水加热至100℃，需用时400s，求红枣梨水的比热容。 35．如图甲所示是小强家中具有加热和保温两个挡位的电饭锅，图乙为其内部简化电路图，R1、R2为发热电阻，R1=110Ω，额定加热功率为1400W。当电饭锅处于保温状态时，通过电饭锅的电流为________A；处于加热状态时，通电5min电流通过R2产生的热量为________J。 36．如图-1所示，是某兴趣小组为中国空间站的工作人员设计的一款节能水暖电热毯，主要特点是、两区既可以单独使用，也可以同时使用，从而达到节能高效的目的。简化电路如图-2所示，电源电压，，均为电热丝，。已知水的比热容，求： (1)单独使用B区时，电路中的电流和电功率； (2)单独使用A区时，若将电热毯中质量为0.5kg的水从加热到，正常工作时的加热效率： ①水吸收的热量； ②加热时间为多少秒？（结果保留整数位） 考点三 实验专项 ◆题型1 多种方法测量电功率 37．一只小灯泡额定电流“0.25 A”，电源电压，需测量该小灯泡的额定功率，实验如下： (1)请用笔画线代替导线，将图甲电路补画完整，要求滑动变阻器的滑动头向右移动时灯泡变亮； (2)电路连接完整。闭合开关后移动滑动变阻器的滑动头，发现小灯泡不亮，电流表示数始终为零，电压表示数接近3 V且保持不变，故障可能是__________（选填字母）； A．电流表处断路 B．小灯泡短路 C．小灯泡的灯座接触不良 D．电压表正、负接线柱接反了 (3)排除故障后，正确连接电路。闭合开关，移动滑动变阻器的滑动头，改变电路电流并读出对应电压值，绘制出图乙的曲线。小灯泡的额定功率是__________；通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，原因是灯丝电阻受__________的影响。 (4)实验拓展：利用图丙电路，测出了额定电流为的小灯泡的额定功率。步骤如下：①开关闭合，连接，移动滑动变阻器的滑动头，使电流表示数为；②开关改接，滑动变阻器滑动头的位置__________（选填“左移”、“右移”或“不动”），调节电阻箱阻值，使电流表示数仍为，读出电阻箱的示数为；③小灯泡的额定功率表达式：__________（用字母表示）。 38．在测量“小灯泡额定电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。 (1)本实验原理是_________； (2)测量前，开关应处于_________状态（选填“闭合”或“断开”），并将滑动变阻器的滑片P置于_________（选填“A”或“B”）端； (3)小物同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为_________V，若他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； (4)移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I—U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是_________W。 39．如图是“探究串联电路电流特点”的实验电路图。 (1)实验中，选择两个小灯泡的规格应该是___________（填“相同”或“不相同”）的。 (2)下表是某同学实验中的一组数据： 电流表的位置 电流 0.3 0.3 1.5 指出上述表格所记录的数据中，有明显错误的数值是__________，造成错误的原因是__________________________________________________________________________________________。 (3)实验中某同学发现两个串联的小灯泡中，一个发光，一个不发光，造成其中一个小灯泡不发光的原因是（     ） A．通过这个灯泡的电流比另一个小 B．灯泡的灯丝断了 C．这个灯泡灯丝的电阻太小 D．小灯泡靠近负极 40．小明想测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率及正常发光时的电阻，连接了如图甲所示的电路（电源为两节新干电池）。 (1)请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。 (2)闭合开关后，小明发现灯泡不亮，电流表和电压表的指针都有少许偏转，根据此现象小明作出了如下推断，并进行接下来的操作。其中正确的是 （选填字母）。 A．灯泡不亮是因为灯泡发生了短路，应更换小灯泡 B．灯泡不亮是因为电路中电流太小，应移动滑片P (3)问题解决后进行实验，某时刻电压表的示数为2V，为使灯泡正常发光，应将滑片P向____（选填“A”或“B”）端移动。 (4)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为______A；小灯泡的额定功率为_____W；小灯泡正常发光时的电阻为______（结果保留一位小数）Ω。 (5)小明另用如图丙所示的电路也可以测出额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻，请完成下列填空（电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，的最大电阻为R0）： ①只闭合开关S和S1，只调节______，使电压表的示数为U额； ②只闭合开关______，只调节R1，使电压表的示数仍为U额； ③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为；再将的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为，则小灯泡正常发光时的电阻R=______表示）。 ◆题型2 探究电热与电流和电阻的关系 41．根据如图的几个实验现象回答以下问题： (1)如图甲所示，在一配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，当迅速下压活塞时，可看见筒内棉花燃烧起来。这是因为活塞对空气___________（选填“热传递”或“做功”）使玻璃筒内的空气内能增大、温度升高； (2)如图乙所示，用气筒向装有少量水的瓶内打气，瓶内气体的内能会增大。当向瓶中继续打气，瓶塞从瓶口处跳出时，观察到瓶内有白雾产生。这是因为瓶内空气推动瓶塞做功，气体内能_________（选填“增大”或“减小”），温度降低，瓶内水蒸气遇冷液化成小水珠； (3)小明用丙所示电路探究“串联电路的电压特点”。实验中应选择规格_______________（选填“相同”或“不相同”）的小灯泡。小明做完一次实验后同桌的小红建议他再更换不同规格的灯泡多次实验，目的是_______________； A．求平均值减小误差    B．寻找普遍规律，使实验结论具有普遍性 (4)某实验小组在研究电热与哪些因素有关的实验中连接了电路，部分电路图如丁图所示，实验过程中通过_______________反映密闭空气温度的变化，他们在探究电热与________的关系。当通电时间和电流相同时，电阻越___________，电阻产生的热量越多。 42．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)如图甲所示装置，左右瓶内电阻丝_________在电路中（选填“串联”或“并联”），如图所示，可以得出结论：在通电时间和_________一定时，导体的电阻越大，产生的热量越多。 (2)在如图乙所示装置中，密封瓶内电阻丝阻值相等，但在右瓶上方并联，则通过的电流与通过的电流关系是：_________（选填“＞”“＜”或“＝”），通电一段时间后，如图所示，电阻丝、产生热量较少的是_________，由此可以得出结论：在通电时间和电阻大小一定时，通过导体的电流越小，产生的热量越_________（选填“多”或“少”）。 (3)若在图乙实验过程中，右侧U形管液面上升的速度突然加快，则导致此现象的原因是：_________。 43．回顾初三以来我们学过的一些知识，请分析以下实验并回答问题。 (1)在图甲实验中，选择用完全相同酒精灯加热的目的是：______。用相同酒精灯给质量相同的水和沙子加热，发现水升温更慢，是因为水的比热容比沙子更______，加热过程中，酒精量变少，酒精的热值______（选填“不变”、“变大”或“变小”）。 (2)在图乙实验中，为研究酒精和碎纸片的热值大小，选取质量相同的酒精和碎纸片。烧杯内被加热的ab应选用______物质（选填“相同”、“不同”或“可以相同或不同”），目的是为了将酒精和碎纸片完全燃烧放出的热量转换为烧杯内液体升高的温度来观测。 (3)利用图丙的电路及实验器材，探究电流通过导体产生热量的影响因素。 该实验装置用______反映电流通过导体产生热量的多少。通过观察AB两个容器可得到的结论：______。若要探究电流对导体产生热量的影响应选择容器______（选填“A”“B”“C”其中两个选项）。 44．小李和小张分别用两套实验装置来探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”，小李采用了如图1所示电路，小张采用如图2所示电路。 (1)图1中是通过观察 ____________来比较电流通过导体产生热量的多少；图2中是通过观察 _____________来比较电流通过导体产生热量的多少。 (2)图1、2中的甲都是为了探究电流通过导体产生的热量与 _______的关系，图1、2中的乙都是为了探究电流通过导体产生的热量与 _______的关系；电炉工作时，电炉丝热得发红，可以用图1和图2中的 _____（选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。 (3)为了使实验现象更明显，可以将图2乙中的R3的阻值换成 ________（选填“更大的”或“更小的”）；通电相同时间后，发现图2乙中的情形，电流越大，产生的热量越 _____。 (4)某小组在利用图2乙装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，请你分析实验现象不同的原因可能是R3_______（选填“短路”或“断路”）。 综合攻坚·知能拔高 一、单选题 1．如图所示，有甲、乙两个电路，电源电压相等且保持不变，两只小灯泡的铭牌一个字迹模糊，一个标有“3V”，两滑动变阻器的最大阻值为30Ω或50Ω。当滑动变阻器滑片都恰好在中点位置时，电压表的示数均为3V（两电压表位置均未画出），电流表示数均为0.2A，此时比暗，此状态下，下列说法正确的个数是（     ） （1）电源电压为8 V （2）甲图中与的功率之比为3∶5 （3）乙图中电压表测的是滑动变阻器两端电压 （4）交换灯泡后直接闭合开关，没有烧坏的危险 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 2．某自制电烘箱额定电压220V，正常工作时电流5A，其产生热量全部被水吸收，使水从50℃升高到60℃，吸收热量6.6×104J。忽略温度对电阻影响，当电路电压变为110V时，电烘箱加热时间变为原来的8倍，水升高相同的温度，求加热水的体积变成（     ）（c水=4.2×103 J/（kg·℃），ρ水=1.0×103 kg/m3） A． B． C． D． 3．如图所示，将灯、按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在甲图中灯的功率为16 W，在乙图中灯的功率为25 W。设灯丝电阻不变，下列说法中正确的是（     ） A．甲、乙两图中灯两端的电压之比是16∶25 B．、两灯灯丝电阻之比是4∶5 C．甲、乙两图电路消耗的总功率之比是16∶25 D．甲图中灯、的功率之比是4∶1 4．如图所示电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P向右移动时，电表的示数变化情况是（　　） A．电流表A示数变大 B．电压表V2示数变小 C．电压表V1示数与电流A的示数之比不变 D．电阻R1消耗的功率增大 5．如图是某同学设计的小烤箱简化电路图，它可以实现“高温烤”“中温烤”“低温烤”和“高温风烤”功能，“高温风烤”时，烤箱内的电动机会吹风使食物均匀受热。开关可分别与触点1、2接触，开关旋转时可同时与两个相邻的触点接触，电源电压为24 V，电动机规格为“24 V  12 W”，照明用的小灯泡规格为“6 V  3 W”，三根电阻丝的电阻分别为、和，，。当开关与触点2接触，开关从图示位置旋转到与触点4、5接触时，通过开关的电流变化了0.3 A。烤箱在“高温烤”“中温烤”“低温烤”和“高温风烤”状态下工作时，通过开关的电流分别为、、和，下列结论正确的是（     ） A． B． C． D． 二、多选题 6．在如图甲所示的电路中，实际电源相当于电压为的理想电源和内阻为的电阻串联，电表均为理想电表。闭合开关，在滑动变阻器从移至最大阻值的过程中，滑动变阻器的电功率随其电阻变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．电源的电压 B．电源的内阻 C．电压表的示数为时，滑动变阻器的电功率最大 D．滑动变阻器的电功率最大时，其电功率与电源的功率之比为1:2 7．如图所示电路，电源电压恒定，为定值电阻，为滑动变阻器（A、B为其两端点），闭合开关S，把滑动变阻器的滑片从B端移到A端，电压表示数的变化范围是，电流表示数的变化范围是，下列说法正确的是（     ） A．电源电压为5V B．的最大阻值为20Ω C．电路总功率的最大值为1W D．当滑动变阻器的滑片在B点时，通电1min，产生的热量是48J 8．有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法错误的是（　　 ） A．A的电阻值为6.25Ω B．A和B串联，电路中电流为0.4A时，A、B的电功率之比为5︰4 C．A和B并联在电压为2.5V的电源两端，A、B的电功率之比为5︰4 D．当A和B串联，两者电阻相同时，电源电压为3V 9．如图所示电路，电源电压恒定不变，定值电阻与阻值相同。让滑动变阻器的滑片位于中点，只闭合开关时，电压表V的示数为2V；开关、闭合，断开时，电流表的示数为0.2A。将的滑片移到端，三个开关都闭合时，电流表的示数为0.4A，电路消耗的总功率为；开关、闭合，断开时，电路消耗的总功率为。下列结果正确的是（     ） A．电源电压为9V B．的最大阻值是 C． D． 三、计算题 10．如图所示电路，闭合开关S，移动变阻器滑片，第一次电压表示数为；第二次移动变阻器滑片后，前后两次滑动变阻器消耗的电功率相同，且电路电流之比为1∶2。请计算： (1)第二次电压表的示数； (2)变阻器前后两次接入电路的阻值之比； (3)电源电压U。 11．如图甲是某校物理社团为检测一传感器设计的电路图。电源电压保持不变，传感器的铭牌上标有“1V  ？W”的模糊字样，传感器可看作一个定值电阻。且电阻，滑动变阻器的阻值与自身长度成正比，初始时滑动变阻器的滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生短路（只有一段短路），闭合开关S后，在滑片P向左安全滑动的过程中，电压表读数U与滑动距离x、电流表读数I与滑动距离x的关系如图乙所示，则： (1)根据图像可知：当P位置在x等于5cm处时，求此时滑动变阻器的电功率； (2)传感器的阻值； (3)若电流表量程为，电压表量程为，若滑动变阻器没有发生短路而是完好的，为了保证电路各元件的安全，调节滑片，当电路消耗的总功率与最大总功率之比为时，滑片P的位置在x等于多少cm处。 四、实验题 12．利用图1所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)用笔画线代替导线，将图1中所示的器材连接成完整电路___________； (2)连接电路时开关应处于___________（选填“断开”或“闭合”）状态，正确连接后，应将滑片P由最大电阻处缓慢向___________端移动（选填“A”或“B”），使灯逐渐变亮； (3)某次实验时，电流表的示数如图2所示，则通过灯L的电流为___________A；移动滑片P，记下多组电压和电流值，绘制成图3所示的图像，根据图像的信息，小灯泡的额定电功率为___________W； (4)实验时，由于操作失误，在未断开开关的情况下，直接将亮着的小灯泡从灯座上取出，电压表的示数___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (5)在没有电流表的情况下，用如图4所示的实验电路，也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额，定值电阻的阻值为R，实验步骤如下： ①只闭合开关S、S1，调节滑片，使电压表示数为U额； ②保持滑片位置不变，只闭合开关S、S2，此时电压表的示数为U； ③小灯泡的额定功率P额=___________（用U额、U和R表示）。 五、填空题 13．从产品说明书得知，一台“220V 22W”的电风扇，电动机线圈电阻为40Ω，则该电风扇正常工作1min消耗电能为______J，电动机线圈产生热量为______J。 14．把标有“3V，6W”的小灯泡和标有“6V，6W”的小灯泡并联接在同一电路中，总电流最大为___________A，若两灯串联在同一电路中电源电压最大为___________V。（不考虑灯丝电阻随温度的变化） 15．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。则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。当扫地机器人一边“吸入”垃圾一边匀速运动时，它的动能___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十五章 电流做功 常考题型·精准突破 考点一 电能、电功、电功率 题型1 电能、电功 题型2 串并联电路中电功与电阻的关系（高频） 题型3 电功率（重） 考点二 焦耳定律及其应用 题型1 焦耳定律（高频） 题型2 非纯电阻电路 题型3 挡位问题（重）（高频） 题型4 动态分析（重）（高频） 题型5 范围与极值问题（重）（高频） 题型6 综合应用（重） 考点三 实验专项 题型1 多种方法测量电功率 （重） 题型2 探究电热与电流和电阻的关系（重） 综合攻坚·知能拔高 常考题型·精准突破 考点一 电能、电功、电功率 ◆题型1 电能、电功 1．图是小明家上月月初和月末的电能表表盘示意图，表盘上“1600 imp/(kW·h)”表示用电器每消耗1 kW·h的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次．断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2 min，指示灯闪烁32次．下列选项正确的是 A．小明家干路中的电流不得超过10 A B．小明家上月消耗的电能为911 kW·h C．小明家使用的电饭锅消耗的电能为0.02 kW·h，合7.2×104 J D．指示灯每小时闪烁1600次 【答案】C 【详解】“10(20)A”是表示该电能表平时允许干路通过的最大电流为10 A，在短时间内允许通过的最大电流为20 A，故A错误；上月月初电能表示数为5546.7 kW·h，月末电能表示数为5637.8kW·h，小明家上月消耗的电能为5637.8kW·h-5546.7 kW·h=91.1 kW·h，故B错误； 表盘上“1600 imp/(kW·h)”表示用电器每消耗1 kW·h的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次，每消耗0.000625 kW·h，指示灯闪烁1次，只让电饭锅单独工作2 min，即120s，指示灯闪烁32次,消耗电能0.000625 kW·h∙32=0.02 kW·h，1 kW·h=3.6×106J，所以0.02 kW·h＝0.02×3.6×106J=7.2×104J，故C正确；表盘上“1600 imp/(kW·h)”表示用电器每消耗1 kW·h的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次，并不指指示灯每小时闪烁1600次，故D错误． 2．有一台电动机工作一段时间后消耗了2 kW·h电能，下列说法正确的是（     ） A．电流通过电动机产生了7.2×106 J 的热量 B．有7.2×106 J的电能全部转化为机械能 C．电流做功小于7.2×106 J D．电能转化成的机械能小于7.2×106 J 【答案】D 【详解】AC.消耗总电能 电动机工作时能量转化关系为（为机械能，为产生的热量，）。故产生的热量，电流做功等于消耗的电能，大小为，故AC错误； B. 电能同时转化为机械能和内能，不可能全部转化为机械能，电能转化成的机械能小于7.2×106 J，故B错误；D正确。 故选D。 3．小明同学依据教材中“想想议议”栏目的内容编写了一道习题：某工厂上半年共节电5000kW•h，可供500W电吹风工作多少小时？其中“kW•h”是 ___________的单位（填物理量名称）。 【答案】电能/电功 【详解】是电能（电功）的单位，电能（电功）是表示用电器消耗电能多少的物理量。 4．电动汽车在行驶过程中主要将电能转化为________能。一辆电动汽车在某段平直的路面上匀速行驶了5km，其平均能耗为0.22kW·h/km，则这一行程中电动汽车消耗的电能为________kW·h。不同能源的单位能耗的碳排放量不同，其中电能的排放系数为1.00kg/kW·h（即每消耗1kW·h的电能相当于排放1.00kg的）。在上述行程中，汽车消耗的电能相当于排放了________kg的。 【答案】 机械 1.1 1.1 【详解】电动汽车行驶过程中，消耗了电能，获得机械能，将电能转化为机械能。 已知平均能耗为0.22kW·h/km，行驶路程为5km消耗的电能为 已知每消耗1kW·h电能排放1.00kg的 CO2 ，排放的质量为 ◆题型2 串并联电路中电功与电阻的关系 5．下列关于电能与电功的说法中正确的是（     ） A．只有把电能转化为机械能时电流才做功 B．电流做功的过程，实际上是把其他形式的能转化为电能的过程 C．用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功 D．电流通过导体时所做的功取决于导体两端的电压、通过导体的电流和导体的电阻 【答案】C 【详解】AB．电流做功的本质是电能转化为其他形式的能，电能除了可以转化为机械能，还可转化为内能、光能等多种形式，故AB错误； C．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，所以用电器消耗的电能总量，就等于电流通过该用电器所做的功，故C正确； D．由电功公式可知，电流做功取决于导体两端的电压、通过导体的电流和通电时间，与导体电阻无直接决定关系，故D错误。 故选C。 6．物理学中有很多单位和定律都是用物理学家的名字命名的。如：电功的单位是用________的名字命名的；揭示了电流、电压和电阻之间关系的是________定律。 【答案】 焦耳 欧姆 【详解】[1]电功的单位以物理学家焦耳命名，因此电功的单位是焦耳（J）。 [2]欧姆定律揭示了电流、电压、电阻三者的关系：。 7．下列说法中正确的是（　　） A．通电的时间越长，电流所做的功越多 B．通过用电器的电流越大，电流所做的功越多 C．电流做功越多，消耗的电能就越多 D．用电器两端的电压越大，电流所做的功越多 【答案】C 【详解】A．电功由U、I、t三个因素共同决定，仅时间t长，若电压U、电流I很小，电功不一定多，故A错误； B．仅电流I大，若电压U、时间t很小，电功不一定多，故B错误； C．电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，即消耗多少电能，故C正确； D．仅电压U大，若电流I、时间t很小，电功不一定多，故D错误。 故选C。 8．指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式。如图甲所示，手指轻轻触碰感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，则感应区相当于手机电路中的______，如图乙所示，充电宝给手机充电过程中，手机相当于________（选填“电源”或“用电器”）。其中一台手机的锂电池上面标明电压为3.7V，容量为5000mA•h，电池充满电后，能够储存的电能是________J。 【答案】 开关 用电器 【详解】感应区可控制电路通断，故相当于开关。 充电时手机消耗电能，故相当于用电器。 电池储存的电能为 ◆题型3 电功率 9．一盏“220 V 100 W”的白炽灯甲和一盏“220 V 40 W”的白炽灯乙相比，下列说法正确的是（     ） A．两灯均正常工作时，甲灯消耗电能一定比乙灯快 B．两灯串联时，甲灯比乙灯亮 C．1 kW·h的电能可以让乙灯正常工作40小时 D．在110 V的电压下，甲灯的实际功率只有50 W 【答案】A 【详解】由得两灯电阻分别为 ，故 A． 两灯正常工作时实际功率等于额定功率， 电功率表示消耗电能的快慢，所以甲消耗电能更快，故A正确； B．串联时电流相等，根据，得，所以乙灯更亮，故B错误； C．乙灯正常工作功率，工作时间，故C错误； D．甲灯电阻不变，由得实际电压为额定电压时，实际功率为额定功率的，即，故D错误。 故选A。 10．下列关于电功和电功率的说法，正确的是（     ） A．电功率是表示电流做功多少的物理量 B．电流通过导体消耗的电能越多，电功率就越大 C．不同的用电器，工作时间越长的耗电一定多 D．单位时间内电流做的功越多，电功率就越大 【答案】D 【详解】A．电功是表示电流做功多少的物理量，电功率表示电流做功快慢的物理量，故A错误； B．由可知，电功率与电功、通电时间两个因素有关，仅消耗的电能（电功）多，通电时间未知，无法判定电功率大，故B错误； C．由可知，消耗电能多少与电功率、通电时间两个因素有关，仅工作时间长，用电器电功率未知，无法判定耗电多，故C错误； D．单位时间即通电时间t为定值，由可知，单位时间内电流做功W越多，电功率P越大，故D正确。 故选D。 11．如表所示为某品牌空调室外机的铭牌，当空调正常工作时，下列说法中正确的是（     ） 额定电压 220V 额定频率 50Hz 制冷/制热额定功率 800/900W 最大输入功率 970W A．空调制热时比制冷时消耗的电能多 B．空调制冷时每小时耗电为800kW·h C．室外机消耗的电能最大可达970W D．空调制热时比制冷时电流做功更快 【答案】D 【详解】A．由可知，消耗电能与功率、工作时间均有关，未给出相同工作时间，无法比较制热、制冷消耗电能多少，故A错误； B．制冷额定功率 正常工作1h消耗电能，故B错误； C．970W是最大输入功率，功率单位为W，电能单位为J或kW·h，物理量单位不匹配，故C错误； D．功率是表示电流做功快慢的物理量，制热额定功率制冷额定功率，所以空调制热时电流做功更快，故D正确。 故选D。 12．现有规格为“6V  6W”和“6V  3W”的甲、乙两电灯（不考虑温度对灯丝电阻的影响），串联时电路两端总电压最大是______V；并联时电路最大总电流是______A。 【答案】 9 1.5 【详解】甲灯“6V 6W”：额定电流 电阻 乙灯“6V 3W”：额定电流 电阻 串联电路中电流处处相等，为保证两灯都不烧坏，电路最大电流只能取两灯额定电流的较小值，也就是（若电流超过0.5A，乙灯就会超过额定电流损坏）。 串联总电阻 根据欧姆定律，最大总电压 并联电路中各支路电压相等，为保证两灯都不烧坏，电路最大电压只能取两灯额定电压的较小值，也就是 ，此时两灯都在额定电压下正常工作。 并联总电流等于各支路电流之和，即 考点二 焦耳定律及其应用 ◆题型1 焦耳定律 13．某款电热杯有高、中、低三挡，简化电路如图所示，、不能同时闭合，的阻值为。只闭合时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（     ） A．电源电压为10V B．只闭合、时，电热杯处于低温挡 C．只闭合时，电热杯工作1min产生热量600J D．加热100g水，水温升高10℃，水吸收热量420J 【答案】C 【详解】A．只闭合时，电路为的简单电路，电源电压，故A错误； B．只闭合、时，与并联，电路总电阻最小，由可知电功率最大，电热杯处于高温挡，故B错误； C．只闭合时，电热杯工作1min产生热量，故C正确； D．水的质量 水吸收热量，故D错误。 故选C。 14．一个标有“6V  3W”的小灯泡，接在电压为9V的电路中，为使其正常发光，应联一个______Ω的电阻，该电阻在10秒内产生的热量是______J。（     ） A．并联6Ω 15J B．并联18Ω 45J C．串联6Ω 15J D．串联18Ω 45J 【答案】C 【详解】小灯泡额定电压是6V，电源电压为9V，要让灯泡正常发光，需要分担多余的3V电压。根据串联电路分压的特点，必须串联一个电阻；灯泡正常发光时，电路电流等于灯泡的额定电流，即 串联电阻需要分担的电压 串联电路电流处处相等，再由欧姆定律得 根据焦耳定律可得，该电阻在10秒内产生的热量 故选C。 15．（多选）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少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。下列说法正确的是（     ） A．甲装置探究电流产生热量的多少与电流大小的关系 B．甲装置通电一段时间后，电流通过左右两容器内导体产生的热量之比是1∶2 C．乙装置通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧大 D．乙装置通电一段时间后，电流通过左右两容器内导体产生的热量之比是1∶4 【答案】BC 【详解】 A.甲装置两电阻串联，电流与通电时间相同，电阻不同，由可知，探究的是热量与电阻的关系，故A错误； B.设甲装置电路电流为，通电时间为，左侧产生热量 右侧产生热量 热量之比 即，故B正确； CD.设乙装置干路电流为，通电时间为，左侧容器内电阻在干路，电流。右侧容器内电阻与外部电阻并联且阻值相等，电流平分，通过右侧容器内电阻的电流。 左侧容器内电阻产生热量 右侧容器内电阻产生热量 热量之比 即； 因，左侧空气膨胀更明显，左侧U形管液面高度差比右侧大，故C正确，D错误。 故选BC。 16．在某电视台《是真的吗?》节目中，主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验：取口香糖锡纸，剪成条状，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现纸条中间处开始冒烟，起火苗，这个实验中造成锡纸起火涉及到的性质或原因有（     ） ①锡有导电性　　②造成短路　　③温度达到锡纸的着火点　　④锡纸密度小，并且薄 A．只有①②③正确 B．只有①②④正确 C．只有①③④正确 D．①②③④都正确 【答案】A 【详解】锡属于金属，具有导电性，锡纸直接连接电池正负极上，形成电源短路，电路中电流较大，根据焦耳定律可知，电流越大，产生的热量越多，使锡纸温度升高达到自身着火点，最终引发燃烧，所以锡纸起火涉及到的性质或原因有①②③；故选A。 ◆题型2 非纯电阻电路 17．一个“220V  10W”的灯两端如果加上220V电压，灯的实际电功率为___________W；如果加上110V的电压，灯的实际电功率为___________W（假设灯丝电阻不变）。一台电动机的额定电压是220V，其电阻是1Ω。正常工作时，通过的电流为 5A，则电动机的额定总功率为___________W；因发热损失的电功率为___________W。 【答案】 10 2.5 1100 25 【详解】当灯两端的电压为220V时，实际电压等于额定电压，则灯的实际功率 灯丝电阻 当灯两端的电压为110V时，实际功率为 电动机额定总功率 电动机发热损失功率 18．如图是电动汽车动力系统示意图，汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而改变行驶速度，当汽车速度最大时电压表的示数为180V，电流表的示数为15A，此时电动机消耗的功率为______W，若电动机的内阻为，则电动机内阻的发热功率为______W，电动机的效率是______。    【答案】 【详解】由图可知，电动机和滑动变阻器串联，电压表测量电动机两端的电压，电流表测量电路电流。 电动机消耗的功率为 电动机内阻的发热功率为 电动机的机械功率为 电动机的效率为 19．一台电动机正常工作时的电压是380V，其线圈的电阻为，通过线圈的电流10A，这台电动机工作1min，线圈产生的热量是__________J．那么它的电功率是__________W。 【答案】 【详解】线圈产生的热量为 电动机的电功率为 20．某风暖浴霸的简化电路如图所示，它既可以实现照明、换气的功能，又可以实现送暖风、热风的功能，发热电阻，照明灯规格为“220V11W”，换气电动机上标有“220V22W”字样，送风电动机上标有“220V×W”字样，通电后整个电路通过的最大电流为12.15A。下列说法正确的是（　　） A．开关、都闭合时，实现送暖风功能 B．热风功率为 C．送风电动机的额定功率为，电阻为 D．暖风功率为 【答案】B 【详解】由图可知，当开关闭合、断开时，和串联，然后与电动机并联，加热支路总电阻 ，根据可知，此时为“暖风”加热挡。 当开关和都闭合时，被短路，和送风电动机并联，加热支路电阻，同理可知，此时为“热风”加热挡。 A．根据上述分析，当开关和都闭合时，加热电阻最小，功率最大，应为“热风”功能，故A错误； BC．电路总电流最大时，所有用电器都工作（热风模式）。总功率 热风加热功率 送风电动机的功率 所以热风功率 但由于电动机不是纯电阻用电器，其工作时电能主要转化为机械能，不能用 来计算其电阻。因此，“电阻为220Ω”的说法是错误的，故B正确，C错误； D．“暖风”模式下，加热器的功率为 所以“暖风功率”，故D错误。 故选 B。 ◆题型3 挡位问题 21．如图所示是一款烤红薯机的工作简化电路图。它有高温、中温、保温三种不同的加热模式，其中电阻为的电阻器和最大电阻为的滑动变阻器都是用来加热的，且，滑动变阻器滑片始终位于的中点，其旋转功能可使红薯在烤制过程中均匀受热，照明灯可根据需求选择是否开启。如表所示是烤红薯机的部分参数。下列说法错误的是（     ） 额定电压 220V 照明灯功率 5W 电动机功率 25W 整机最大功率 2230W A．开关闭合，开关接触触点“1”和“2”时，烤红薯机处于中温模式 B．电阻器的电阻为44Ω C．烤红薯机工作时，通过开关的最大电流为10A D．烤红薯机在保温模式工作1小时，电路消耗的电能最大为0.55kW·h 【答案】D 【详解】A．根据，当闭合：接1，整个接入，，功率最小，为保温模式；接1、2，，功率中等，为中温模式；接2、3，和半段并联，总电阻，功率最大，为高温模式， 故A正确； B．加热部分最大功率 高温模式下 代入数据得，解得，故B正确； C．开关仅通过加热部分的电流，高温挡加热功率最大，电流最大 ，故C正确； D．保温模式加热功率最小 题目要求“电路消耗电能最大”，需开启照明灯和电动机，总功率 1小时消耗电能，故D错误。 本题要求选择说法错误的，故选D。 22．如图所示为某电饭锅的简化电路图，有加热和保温两挡，下列说法正确的是（     ） A．开关断开时，只有电阻接入电路 B．开关断开时，电阻与并联 C．开关闭合时为加热状态 D．开关闭合时为保温状态 【答案】C 【详解】AB．开关S断开时，​、串联，并非只有​接入，故A、B错误； CD．开关S闭合，仅工作，由得，此时工作电阻小，则功率大，为加热状态，故C正确，D错误。 故选C。 23．如图所示，这是某电热水壶工作原理图，其中为加热电阻（用于加热水），为限流电阻，是温控开关（也叫防干烧开关）。关于该电热水壶，以下说法正确的是（     ） A．热水壶处于正常加热状态时，开关均处于闭合状态 B．温控开关会在温度过高时自动闭合，使电路接通 C．在保温状态和正常加热状态时，的功率是恒定不变的 D．电热水壶在加热状态时的功率就是指限流电阻的功率 【答案】A 【详解】由可知，电阻越小，总功率越大，为加热状态；电阻越大，总功率越小，为保温状态。 A．当所有开关都闭合时，被短路，电路只有加热电阻接入，总电阻最小，功率最大，为加热状态；是防干烧开关，正常加热时处于闭合状态，干烧时断开，故A正确； B．温控开关的作用是防干烧，温度过高时会自动断开，切断电路保护电器，故B错误； C．保温状态下断开，与串联，两端电压小于电源电压；加热状态下两端电压等于电源电压，根据，两种状态下功率不同，故C错误； D．加热状态时闭合，被短路，功率为0，加热功率是加热电阻的功率，故D错误。 故选A。 24．如图甲为三挡位电炖锅，图乙为其内部电路简化图，已知四个发热电阻阻值相等，可实现高、中、低三挡的挡位调节，其中只能看清电炖锅低温挡功率为550W，家庭电路电压为220V，。求： (1)该电炖锅低温挡工作时的电流大小； (2)该电炖锅每个发热电阻的阻值； (3)若用电炖锅在高挡位煲汤，将1kg的水升高66℃，用时5min，求电能的转化效率。 【答案】(1)2.5A (2)44Ω (3)42% 【详解】（1）该电炖锅低温挡工作时的电流 （2）四个电阻阻值相等，记为。电炖锅挡位规律为：电压固定时，电路总电阻越大，总功率越小，对应挡位越低。 观察图乙的旋转开关结构：当开关接1、4触点时，与串联，总电阻最大，为低温挡，总电阻。 根据，低温挡总电阻 因此单个电阻阻值 （3）当开关接3、6触点时，与并联，总电阻最小，总功率最大，为高温挡。并联总功率为各支路功率之和，每个电阻的发热功率 因此高温挡总功率 水吸收的热量 工作时间 消耗的总电能 电能的转化效率 ◆题型4 动态分析 25．如图甲所示是某款电子秤的外观图，图乙是它的原理图，表盘是由电压表改装而成的。闭合开关S，随着电子秤所挂物体质量增大，电路的总电阻________，电子秤示数________，电路的总功率________。（均填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】 不变 变大 不变 【详解】由图可知，与滑动变阻器R的全部阻值串联，电压表测滑片上方电阻的电压。物体质量增大时滑片下移，滑片上方的电阻变大。因总电阻为与R的阻值之和，故电路总电阻不变；由，电源电压U不变、总电阻不变，得电路电流I不变。由，电流I不变、被测电阻R上变大，得电压表示数即电子秤示数变大。由，电源电压U不变、电流I不变，得电路总功率不变。 26．下图是“伏安法测电阻”所用实验电路图，则（     ） A．连接电路时，应将两电表的“+”接线柱接在一起 B．闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到最左端 C．实验中向左移动滑片时，两电表示数的比值不变 D．实验中向右移动滑片时，电路消耗的总功率变大 【答案】C 【详解】A．电源右侧为正极，电流从R右端流入、左端流出，电压表右端为“+”接线柱、左端为“-”接线柱，电流表右端为“+”接线柱，R左端将电压表“-”接线柱与电流表“+”接线柱连在一起，故A不符合题意； B．滑动变阻器左半部分接入电路，闭合开关前滑片应调至阻值最大处即最右端，故B不符合题意； C．两电表示数比值为，定值电阻的阻值不变，故两电表示数的比值不变，故C符合题意； D．向右移动滑片，变阻器接入电阻变大，总电阻变大，由可知总功率变小，故D不符合题意。 故选C。 27．（多选）如图，电源电压恒定，闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（     ） A．接入电路中的电阻变小 B．灯泡变暗 C．电流表示数变小 D．电压表示数变大 【答案】BC 【详解】由图可知，灯泡、滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测电源电压。 因为电源电压恒定，故电压表示数不变。滑片向右移动，变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，由可知电路中电流变小，电流表示数变小。由串联电路分压特点可知，滑动变阻器分得的电压增大，故小灯泡两端的电压变小，由可知，小灯泡的实际功率变小，小灯泡变暗，故BC正确，AD错误。 故选BC。 28．现在大气环境越来越好，为了守护住这份美好，物理兴趣小组化身“大气小卫士”，积极投身大气检测行动。图为兴趣小组设计的大气检测仪电路图。其中电源电压不变，为定值电阻，R为气敏电阻，其阻值随污染物浓度的增加而减小。下列说法正确的是（     ） A．污染物的浓度增加时，电压表的示数变大，电流表的示数变小 B．污染物的浓度增加时，电路消耗的总功率变小，但消耗的功率变大 C．污染物的浓度减小时，电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变大 D．污染物的浓度减小时，电压表与电流表示数的比值不变 【答案】D 【详解】由图可知，气敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测量定值电阻R0两端的电压，电流表测量电路电流。 A．由题意可知，污染物浓度增加时，气敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，由可知电路电流变大，即电流表示数变大；由可知两端电压变大，即电压表示数变大，故A错误； B．污染物浓度增加时，电路电流变大，由可知电路消耗的总功率变大，由可知消耗的功率也变大，故B错误； C．设电路中两个状态的电流分别为、，对应的电压为、，电压变化量 可得，是定值电阻，该比值始终不变，故C错误； D．污染物浓度减小时，电压表与电流表示数的比值，因为定值电阻，故该比值不变，故D正确。 故选D。 ◆题型5 范围与极值问题 29．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“5V 2.5W”的字样，滑动变阻器的最大阻值为，定值电阻的阻值为，电压表量程为，电流表量程为，灯丝电阻不随温度变化。当、和都闭合，滑动变阻器的滑片滑到端点时，小灯泡L恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，该电路的最大电功率为__________；当闭合、，断开时，电路中最小电流为__________。 【答案】 3.75 0.2 【详解】当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，灯泡与电阻R2并联，由小灯泡L恰好正常发光可知，电源电压等于小灯泡的额定电压，即 由并联电路的电阻特点，此时整个电路中总电阻最小，由可知，此时整个电路的功率最大，最大功率为 灯泡的电阻 当闭合、，断开时，R1与L串联，电压表测变阻器R1的电压，因电压表量程为0~3V，故R1两端最大电压为3V，此时R1接入阻值最大，电路的总电阻最大，由欧姆定律可知电路中电流最小。灯泡两端电压 电路中的最小电流 此时滑动变阻器接入电阻 符合阻值要求。 30．如图1所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，两个电阻的“”关系图像如图2所示； ①电源电压为8V    ②定值电阻的阻值为10Ω ③滑动变阻器的最大功率为0.9W   ④此电路的最小总功率为1.2W 以上4个说法中正确的有（     ） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】C 【详解】由电路图可知与串联，测两端电压，测两端电压。 当滑动变阻器的阻值从最大变化至最小的过程中，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，电路电流变大；由串联分压原理可知，R2的阻值变小，其两端的电压变小，则R1两端的电压变大，因此甲是R2的“U-I”图像，乙为的“”图像。 ①当电流最小为时，，，电源电压，故①错误； ②，故②正确； ③滑动变阻器的功率 由上面公式可知，当时功率最大，由串联分压原理可知，此时， 滑动变阻器的最大功率为，故③正确； ④电路最小电流，最小总功率，故④正确。 综上，正确的说法有②③④，共3个。 故选C。 31．（多选）如图所示，电源电压为4.5V且保持不变，R1=5Ω，R2是标有“40Ω  0.5A”字样的滑动变阻器，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，在保证电路安全的前提下，则下列说法正确的是（   ） A．电路中通过的最小电流是0.1A B．滑动变阻器接入电路的阻值范围4∼30Ω C．电压表示数的取值范围0.5∼3V D．电路消耗总功率的取值范围0.45∼2.25W 【答案】AD 【详解】A．分析电路图可知，与串联，当变阻器接入最大阻值时，电路最大总电阻 所以电路最小电流，故A正确； B．电压表测两端电压，当电压表达到最大示数时，电流 结合变阻器允许最大电流与电流表量程，电路最大电流应为，电路最小总电阻 所以变阻器接入最小阻值 因此变阻器范围为，故B错误； C．两端最小电压 即电压表测量的最小值为； 两端最大电压 即电压表测量的最大值为； 所以电压表示数范围为，故C错误； D．电路最大总功率 电路最小总功率 所以总功率范围为，故D正确。 故选AD。 32．如图所示，电源电压恒定不变，电阻、阻值固定不变，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，使变阻器接入电路的阻值由零增加到最大的过程中，R与的电功率之和始终变小，则、阻值不可能是（     ） A．Ω、Ω B．Ω、Ω C．Ω、Ω D．Ω、Ω 【答案】A 【分析】首先分析电路连接方式，确定R1、滑动变阻器R、R2为串联关系，电路总电阻为三者之和。要求R与R1的电功率之和始终变小，则可将R与R1看成一个整体，看成R3；此时电路为R2和R3的串联电路。根据串联电路的电流规律和表示出R3的电功率。根据表达式分析：要使R3的电功率始终变小，分析R2和R3之间的大小关系即可得出结论。 【详解】设与滑动变阻器接入电阻的总阻值为，即，因为滑动变阻器最大阻值为，所以滑片移动时的取值范围为 根据串联电路特点和欧姆定律，电路电流为 与的总功率为 由功率表达式可知：当时，取得最大值；当时，越大，越小；当时，越大，越大。 题干要求滑片从阻值为到最大的过程中，始终变小，说明的整个取值范围内都满足，即的最小值大于等于，且当滑动变阻器为0时，取最小值，为，因此要求。综上所述，只有A选项不满足，BCD均满足要求。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 ◆题型6 综合应用 33．如图甲为某品牌的电暖器，该电暖器有高温挡、中温挡和低温挡三个挡位，其高温挡和中温挡对应功率分别为P1和 P2 。该电暖器的简化电路图如图乙所示，电源电压U保持不变，R1 、R2均为发热电阻（假设电阻不随温度变化）。求： (1)该电暖器内发热电阻R2的阻值； (2)该电暖器低温挡功率P3。（计算结果均用物理量U、 P1、P2表示） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据，在家庭电路中电源电压不变，因此，当闭合、接2时，与并联，总电阻最小，总功率最大，为高温挡，总功率为；当闭合、接1时，只有接入电路，为中温挡，功率为；当闭合、接3时，与串联，总电阻最大，总功率最小，为低温挡。并联电路总功率等于各支路功率之和，因此的功率 并联时两端电压等于电源电压，由电功率公式 可得 （2）中温挡只有接入电路，同理可得 低温挡时与串联，总电阻 代入、的表达式得 再根据，得低温挡功率 34．养生壶（如图甲所示）是以养生保健为目的，可以烹煮各种食材的新型家电产品。它有加热和保温两个挡位，内部的简化电路如图乙所示，表格为其铭牌的部分参数。已知发热电阻，求： 电源电压/V 220 保温挡功率/W 加热挡功率/W 1100 加热效率 80% (1)开关S接触点__________（选填“A”“B”或“C”）时养生壶处于保温挡； (2)保温挡正常工作时的电功率是多少？ (3)红枣和梨一起煮是很经典的搭配，口感清甜温润，做法简单。在标准大气压下，正常使用加热挡将质量为1.1kg、初温为20℃的红枣梨水加热至100℃，需用时400s，求红枣梨水的比热容。 【答案】(1)B (2) (3) 【详解】（1）电源电压不变，根据电功率推导公式，电路总电阻越大，功率越小，为保温挡。由电路图可知，开关S接B时，与串联，总电阻最大，功率最小，因此养生壶处于保温挡。 （2）加热挡时，S接A，只有接入电路，已知加热功率，电源电压，由电功率推导公式得的阻值 保温挡时与串联，根据串联电路的电阻规律，总电阻 保温挡的电功率 （3）根据电功率公式，得加热挡消耗的总电能 根据效率公式，红枣梨水吸收的热量 升高的温度 根据吸热公式得比热容 35．如图甲所示是小强家中具有加热和保温两个挡位的电饭锅，图乙为其内部简化电路图，R1、R2为发热电阻，R1=110Ω，额定加热功率为1400W。当电饭锅处于保温状态时，通过电饭锅的电流为________A；处于加热状态时，通电5min电流通过R2产生的热量为________J。 【答案】 2 【详解】[1]由图可知，当开关S接触点0、1时，R1工作，此时电路电阻较大，根据可知，电饭锅处于保温状态；当开关S接触点1、2时，R1、R2并联，此时电路电阻较小，根据可知，电饭锅处于加热状态。处于保温状态时，通过电饭锅的电流 [2]当开关S接触点1、2，电饭锅处于加热状态时，电阻R1的电功率 电阻R2的电功率 通电5min电流通过R2产生的热量 36．如图-1所示，是某兴趣小组为中国空间站的工作人员设计的一款节能水暖电热毯，主要特点是、两区既可以单独使用，也可以同时使用，从而达到节能高效的目的。简化电路如图-2所示，电源电压，，均为电热丝，。已知水的比热容，求： (1)单独使用B区时，电路中的电流和电功率； (2)单独使用A区时，若将电热毯中质量为0.5kg的水从加热到，正常工作时的加热效率： ①水吸收的热量； ②加热时间为多少秒？（结果保留整数位） 【答案】(1)0.5A，110W (2)① ②682s 【详解】（1）单独使用B区时，只有电阻接入电路，此时电路中的电流 电路中的电功率 （2）①水吸收的热量 ②单独使用A区时，只有电阻接入电路，其电功率 正常工作时消耗的电能 所需的加热时间 考点三 实验专项 ◆题型1 多种方法测量电功率 37．一只小灯泡额定电流“0.25 A”，电源电压，需测量该小灯泡的额定功率，实验如下： (1)请用笔画线代替导线，将图甲电路补画完整，要求滑动变阻器的滑动头向右移动时灯泡变亮； (2)电路连接完整。闭合开关后移动滑动变阻器的滑动头，发现小灯泡不亮，电流表示数始终为零，电压表示数接近3 V且保持不变，故障可能是__________（选填字母）； A．电流表处断路 B．小灯泡短路 C．小灯泡的灯座接触不良 D．电压表正、负接线柱接反了 (3)排除故障后，正确连接电路。闭合开关，移动滑动变阻器的滑动头，改变电路电流并读出对应电压值，绘制出图乙的曲线。小灯泡的额定功率是__________；通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，原因是灯丝电阻受__________的影响。 (4)实验拓展：利用图丙电路，测出了额定电流为的小灯泡的额定功率。步骤如下：①开关闭合，连接，移动滑动变阻器的滑动头，使电流表示数为；②开关改接，滑动变阻器滑动头的位置__________（选填“左移”、“右移”或“不动”），调节电阻箱阻值，使电流表示数仍为，读出电阻箱的示数为；③小灯泡的额定功率表达式：__________（用字母表示）。 【答案】(1) (2)C (3) 0.625 温度 (4) 不动 【详解】（1）要求滑片右移灯泡变亮，说明滑片右移时接入电路的电阻丝长度变短，因此连接开关右接线柱和滑动变阻器右下的B接线柱；同时电流表要串联接入电路，小灯泡额定电流0.25A，因此选量程，正负接线柱接法正确即可，据此作图。 （2）电流表示数为零说明电路断路，电压表示数接近电源3V，说明电压表两端能连通到电源两极，故障是和电压表并联的小灯泡部分断路，故选C。 （3）小灯泡额定电流是0.25A，从乙图曲线可得时对应的灯泡电压是2.5V，因此额定功率 灯丝的电阻会随温度升高而增大，因此灯泡的图不是过原点的直线，电流和电压不成正比。 （4）该实验用了等效替代的思路：第一步让灯泡在电流为的额定状态下正常工作；第二步保持滑动变阻器滑片不动，也就是保证滑动变阻器接入的阻值不变，切换开关到a，调节电阻箱让电流仍为，此时电阻箱的阻值就和灯泡正常发光时的电阻完全相等，因此灯泡的额定功率 38．在测量“小灯泡额定电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。 (1)本实验原理是_________； (2)测量前，开关应处于_________状态（选填“闭合”或“断开”），并将滑动变阻器的滑片P置于_________（选填“A”或“B”）端； (3)小物同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为_________V，若他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； (4)移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I—U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是_________W。 【答案】(1) (2) 断开 A (3) 2.2 B (4)0.5 【详解】（1）测量小灯泡额定功率的核心是测出小灯泡在额定电压下的电流，通过公式计算额定功率，这是该实验的初中阶段标准原理。 （2）测量前开关必须断开，是为了防止接线错误造成电路元件损坏； 闭合开关前滑动变阻器要调到最大阻值处，本图中滑动变阻器接了B接线柱，滑片移到A端时接入电路的电阻丝最长，阻值最大，起到保护电路的作用。 （3）电压表选用的是量程，分度值为0.1V，指针指向2.2V； 当前灯泡电压2.2V小于额定电压2.5V，需要减小滑动变阻器的分压、让灯泡电压升高到2.5V，因此要向B端移动滑片，减小滑动变阻器接入的阻值。 （4）从I-U图像可得，当小灯泡电压为额定电压2.5V时，对应的电流为0.2A，小灯泡的额定功率 39．如图是“探究串联电路电流特点”的实验电路图。 (1)实验中，选择两个小灯泡的规格应该是___________（填“相同”或“不相同”）的。 (2)下表是某同学实验中的一组数据： 电流表的位置 电流 0.3 0.3 1.5 指出上述表格所记录的数据中，有明显错误的数值是__________，造成错误的原因是__________________________________________________________________________________________。 (3)实验中某同学发现两个串联的小灯泡中，一个发光，一个不发光，造成其中一个小灯泡不发光的原因是（     ） A．通过这个灯泡的电流比另一个小 B．灯泡的灯丝断了 C．这个灯泡灯丝的电阻太小 D．小灯泡靠近负极 【答案】(1)不相同 (2) 1.5 电流表接的是0~0.6A小量程，却按0~3A的大量程读数了 (3)C 【详解】（1）本实验是探究串联电路的电流普遍规律，如果选用规格相同的灯泡，实验结果存在偶然性，无法得到普遍结论；选用规格不相同的小灯泡多次实验，才能让实验结论更具普遍性。 （2）串联电路中各处电流相等，A、B两处电流均为0.3A，因此C处的1.5A明显不符合规律。初中实验室常用电流表有两个量程：0~0.6A量程的分度值为0.02A，0~3A量程的分度值为0.1A，大量程的读数是对应小量程读数的5倍，1.5恰好是0.3的5倍，说明是读数时看错了量程。 （3）A．串联电路各处电流大小完全相等，故A不符合题意； B．若其中一个灯泡灯丝断了，整个串联电路会断路，两个灯泡都无法发光，故B不符合题意； C．灯泡的亮度由实际功率决定，串联时电流相同，根据公式，若某灯泡灯丝电阻太小，它的实际功率就会远小于另一个灯泡，达不到发光的程度，就会出现一个发光一个不发光的情况，故C符合题意； D．灯泡的发光情况和它在电路中距离电源正负极的位置没有关系，故D不符合题意。 故选C。 40．小明想测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率及正常发光时的电阻，连接了如图甲所示的电路（电源为两节新干电池）。 (1)请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。 (2)闭合开关后，小明发现灯泡不亮，电流表和电压表的指针都有少许偏转，根据此现象小明作出了如下推断，并进行接下来的操作。其中正确的是 （选填字母）。 A．灯泡不亮是因为灯泡发生了短路，应更换小灯泡 B．灯泡不亮是因为电路中电流太小，应移动滑片P (3)问题解决后进行实验，某时刻电压表的示数为2V，为使灯泡正常发光，应将滑片P向____（选填“A”或“B”）端移动。 (4)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为______A；小灯泡的额定功率为_____W；小灯泡正常发光时的电阻为______（结果保留一位小数）Ω。 (5)小明另用如图丙所示的电路也可以测出额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻，请完成下列填空（电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，的最大电阻为R0）： ①只闭合开关S和S1，只调节______，使电压表的示数为U额； ②只闭合开关______，只调节R1，使电压表的示数仍为U额； ③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为；再将的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为，则小灯泡正常发光时的电阻R=______表示）。 【答案】(1) (2)B (3)B (4) 0.3 0.75 8.3 (5) R2 S和S2 【详解】（1）测小灯泡功率的实验中，电流表、滑动变阻器、灯泡应串联，电压表应并联在灯泡两端，实物图连接如图所示： （2）闭合开关后，小明发现电流表和电压表的指针都有少许偏转，说明电路是通路，且灯泡没有短路，灯泡不亮，可能是灯泡实际功率太小，即电路中的电流太小，因此接下来的操作是移动滑动变阻器滑片，观察灯泡是否发光，故选B。 （3）某一时刻，电压表的示数为2V，即灯泡两端电压小于其额定电压，应将滑片向B移动，减小变阻器连入电路的阻值，由串联电路的分压原理知，此时变阻器两端电压变小，灯泡两端电压变大，直到电压表示数为2.5V为止。 （4）[1]由图知，电流表使用小量程，分度值是0.02A，示数为0.3A； [2]小灯泡的额定功率 [3]由欧姆定律得，小灯泡正常发光时的电阻为 （5）[1][2]只闭合S、S1，灯泡和滑动变阻器R2串联接入电路，通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压，此时灯泡正常发光； 只闭合S、S2，两滑动变阻器串联接入电路，保持R2的滑片不动，通过调节滑动变阻器R1，使R1两端电压为小灯泡的额定电压，根据等效替代法可知，此时 [3]将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为， 在步骤③中，将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两滑动变阻器串联，电压表测R1两端电压为U2，根据串联电路特点结合欧姆定律可得 解得 故小灯泡正常发光时的电阻 ◆题型2 探究电热与电流和电阻的关系 41．根据如图的几个实验现象回答以下问题： (1)如图甲所示，在一配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，当迅速下压活塞时，可看见筒内棉花燃烧起来。这是因为活塞对空气___________（选填“热传递”或“做功”）使玻璃筒内的空气内能增大、温度升高； (2)如图乙所示，用气筒向装有少量水的瓶内打气，瓶内气体的内能会增大。当向瓶中继续打气，瓶塞从瓶口处跳出时，观察到瓶内有白雾产生。这是因为瓶内空气推动瓶塞做功，气体内能_________（选填“增大”或“减小”），温度降低，瓶内水蒸气遇冷液化成小水珠； (3)小明用丙所示电路探究“串联电路的电压特点”。实验中应选择规格_______________（选填“相同”或“不相同”）的小灯泡。小明做完一次实验后同桌的小红建议他再更换不同规格的灯泡多次实验，目的是_______________； A．求平均值减小误差    B．寻找普遍规律，使实验结论具有普遍性 (4)某实验小组在研究电热与哪些因素有关的实验中连接了电路，部分电路图如丁图所示，实验过程中通过_______________反映密闭空气温度的变化，他们在探究电热与________的关系。当通电时间和电流相同时，电阻越___________，电阻产生的热量越多。 【答案】(1)做功 (2)减小 (3) 不相同 B (4) U形管液面高度差 电阻 大 【详解】（1）下压活塞时，活塞对筒内空气施加压力并压缩空气体积，是通过做功的方式将机械能转化为空气的内能，使空气内能增大、温度升高，达到乙醚的燃点让棉花燃烧。 （2）瓶塞跳出时，瓶内空气对瓶塞做功，将自身的内能转化为瓶塞的机械能，因此气体的内能减小，温度降低，瓶内水蒸气遇冷液化成小水珠。 （3）探究串联电路电压特点时，如果选择规格相同的灯泡，实验结果会存在特殊性，因此要选不相同的小灯泡； 本实验是探究规律的定性实验，多次更换不同规格灯泡做实验，是为了避免单次实验的偶然性，寻找普遍规律，使结论具有普遍性，而非减小误差（减小误差是针对测量类定量实验的操作目的），因此选B。 （4）焦耳定律实验利用转换法，将不易直接观测的密闭空气温度变化，转换为容易观察的U形管液面高度差来体现； 图丁中两个不同阻值的电阻丝串联，通过的电流和通电时间完全一致，因此是探究电热与电阻的关系； 根据焦耳定律，当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。 42．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)如图甲所示装置，左右瓶内电阻丝_________在电路中（选填“串联”或“并联”），如图所示，可以得出结论：在通电时间和_________一定时，导体的电阻越大，产生的热量越多。 (2)在如图乙所示装置中，密封瓶内电阻丝阻值相等，但在右瓶上方并联，则通过的电流与通过的电流关系是：_________（选填“＞”“＜”或“＝”），通电一段时间后，如图所示，电阻丝、产生热量较少的是_________，由此可以得出结论：在通电时间和电阻大小一定时，通过导体的电流越小，产生的热量越_________（选填“多”或“少”）。 (3)若在图乙实验过程中，右侧U形管液面上升的速度突然加快，则导致此现象的原因是：_________。 【答案】(1) 串联 电流 (2) ＞ 少 (3)短路/断路 【详解】（1）甲装置中左右瓶的电阻丝依次接入电路，电流只有一条路径，因此是串联；根据串联电路中电流的规律，电流处处相等可知，通过两电阻的电流相等，由图甲可知，右侧U形管中液面高度差较大，产生的热量较多，可以得出结论：在通电时间和电流一定时，导体的电阻越大，产生热量越多。 （2）乙装置中，和并联后再与串联，根据并联电路的电流规律，干路电流等于各支路电流之和可知，通过的电流等于通过的电流与通过的电流之和，所以 由图乙可知，右侧U形管中液面高度差较小，产生的热量较少，且通过的电流较小，由此可得出结论：在通电时间和电阻大小一定时，通过导体的电流越小，产生的热量越少。 （3）右侧U形管液面上升速度突然加快，说明右瓶内空气受热膨胀变快，即相同时间内产热突然变多，由得，可能是两端电压增大，当短路时，两端电压等于电源电压，电压变大，产生的热量变多，U形管液面上升的速度突然加快。 也可能是通过的电流变大、产热变多，故障是并联的断路，右侧总电阻变大，由串联电路分压原理，分压变大，由欧姆定律，电流变大，产热速度变快。 43．回顾初三以来我们学过的一些知识，请分析以下实验并回答问题。 (1)在图甲实验中，选择用完全相同酒精灯加热的目的是：______。用相同酒精灯给质量相同的水和沙子加热，发现水升温更慢，是因为水的比热容比沙子更______，加热过程中，酒精量变少，酒精的热值______（选填“不变”、“变大”或“变小”）。 (2)在图乙实验中，为研究酒精和碎纸片的热值大小，选取质量相同的酒精和碎纸片。烧杯内被加热的ab应选用______物质（选填“相同”、“不同”或“可以相同或不同”），目的是为了将酒精和碎纸片完全燃烧放出的热量转换为烧杯内液体升高的温度来观测。 (3)利用图丙的电路及实验器材，探究电流通过导体产生热量的影响因素。 该实验装置用______反映电流通过导体产生热量的多少。通过观察AB两个容器可得到的结论：______。若要探究电流对导体产生热量的影响应选择容器______（选填“A”“B”“C”其中两个选项）。 【答案】(1) 使相同时间内水和沙子吸收的热量相同 大 不变 (2)相同 (3) U形管两侧液面的高度差 当电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多 A、C 【详解】（1）选用完全相同的酒精灯，是利用控制变量法，保证相同加热时间内，水和沙子获得的热量相等； 根据，质量相同、吸收热量相同时，水升温更慢说明水的温度变化更小，因此水的比热容比沙子更大； 热值是燃料的固有特性，只和燃料的种类有关，和燃料的质量多少无关，所以酒精质量减少时热值不变。 （2）本实验用转换法，通过液体升高的温度反映燃料放热多少，根据，只有烧杯内的液体是相同物质（且质量也需相同），才能通过温度变化准确比较燃料放出的热量，因此ab应选用相同物质。 （3）电流产生的热量无法直接观测，热量会使容器内空气受热膨胀，推动U形管液面出现高度差，因此用U形管两侧的液面高度差反映产热多少，属于转换法； AB容器内的电阻丝串联，电流和通电时间完全相同，A的电阻为5Ω、B的电阻为，电流的通电时间一致，最终得到结论：电流和通电时间相同时，导体电阻越大，电流产生的热量越多； 探究电流对产热的影响，需要控制电阻和通电时间相同、电流不同，A和C的电阻丝都是5Ω，C容器外并联了一个5Ω电阻分流，使通过A和C的电流不同，因此选A、C。 44．小李和小张分别用两套实验装置来探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”，小李采用了如图1所示电路，小张采用如图2所示电路。 (1)图1中是通过观察 ____________来比较电流通过导体产生热量的多少；图2中是通过观察 _____________来比较电流通过导体产生热量的多少。 (2)图1、2中的甲都是为了探究电流通过导体产生的热量与 _______的关系，图1、2中的乙都是为了探究电流通过导体产生的热量与 _______的关系；电炉工作时，电炉丝热得发红，可以用图1和图2中的 _____（选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。 (3)为了使实验现象更明显，可以将图2乙中的R3的阻值换成 ________（选填“更大的”或“更小的”）；通电相同时间后，发现图2乙中的情形，电流越大，产生的热量越 _____。 (4)某小组在利用图2乙装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，请你分析实验现象不同的原因可能是R3_______（选填“短路”或“断路”）。 【答案】(1) 温度计示数变化 U形管液面高度差 (2) 电阻 电流 甲 (3) 更小的 多 (4)断路 【详解】（1）电阻丝产生的热量不易直接观察，由转换法，可使等质量初温相同的液体吸收热量，由温度计示数变化确定产生的热量多少，图1中是通过观察温度计示数变化来比较电流通过导体产生热量的多少。 密封容器内电阻丝放出的热量不同，密封容器内空气吸收的热量不同，则U形管两侧液面高度差不同，所以通过观察U形管左右两侧液面高度差来比较电流通过导体产生热量的多少。 （2）图1、2中甲装置中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，故该装置用来探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。 图1乙装置中每个支路电阻与变阻器串联，然后两支路并联，以其中任一电阻为研究对象，通过变阻器改变电路的电流大小，可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系；图2中的乙装置，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，可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系；故图1、2中的乙实验都可以研究电流产生的热量与电流的关系。 电炉工作时，导线与电炉丝串联（通过的电流和通电时间相同），电炉丝电阻大，电炉丝热得发红，而连接它的导线却几乎不发热，可以用图1和图2中的甲实验结论来解释。 （3）图2乙装置中的电阻R3与盒内电阻并联，起到分流作用，因而作用主要是使电阻R1和R2中的电流不相等，根据并联时电阻越小，分得的电流越大，为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成更小的，分去更大的电流，使得两个盒内电阻的电流差异更大。 通电相同时间后，发现图2乙中的情形，由串并联电路电流的规律可知通过左侧电阻的电流较大，U形管液面的高度差较大，产生的热量较多。由此可以得出结论：在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。 （4）某小组在利用图2乙装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，可知电阻产生热量相同，两个容器中电阻相等，通电时间相等，根据，可知通过两个容器内电阻的电流相同，故障可能是R3断路。 综合攻坚·知能拔高 一、单选题 1．如图所示，有甲、乙两个电路，电源电压相等且保持不变，两只小灯泡的铭牌一个字迹模糊，一个标有“3V”，两滑动变阻器的最大阻值为30Ω或50Ω。当滑动变阻器滑片都恰好在中点位置时，电压表的示数均为3V（两电压表位置均未画出），电流表示数均为0.2A，此时比暗，此状态下，下列说法正确的个数是（     ） （1）电源电压为8 V （2）甲图中与的功率之比为3∶5 （3）乙图中电压表测的是滑动变阻器两端电压 （4）交换灯泡后直接闭合开关，没有烧坏的危险 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】D 【详解】由题意知两电路均为串联，电源电压与电路电流均相等，两滑动变阻器的滑片恰好位于中点位置，则接入电路阻值分别为15Ω和25Ω。比暗说明的实际功率比小，根据电功率可知两端电压比小，电源电压一定，根据串联分压特点可知两端电压比大，根据欧姆定律及电流相等可得此时，。两端电压 两端电压 故乙图中电压表测的是滑动变阻器两端电压。 故甲图中电压表测的是两端电压 电源电压 根据电功率可得 交换灯泡后，与串联，根据串联电路分压原理，阻值大于，分到的电压小于未交换时的电压，故没有烧坏的危险。故（1）（2）（3）（4）均正确。故ABC错误，D正确。 故选D。 2．某自制电烘箱额定电压220V，正常工作时电流5A，其产生热量全部被水吸收，使水从50℃升高到60℃，吸收热量6.6×104J。忽略温度对电阻影响，当电路电压变为110V时，电烘箱加热时间变为原来的8倍，水升高相同的温度，求加热水的体积变成（     ）（c水=4.2×103 J/（kg·℃），ρ水=1.0×103 kg/m3） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】纯电阻电路放热满足， 设第一次加热时间为，则第二次加热时间，两次放热比值 故第二次水吸收热量 由，得第二次水的质量 第二次水的体积约，故选D。 3．如图所示，将灯、按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在甲图中灯的功率为16 W，在乙图中灯的功率为25 W。设灯丝电阻不变，下列说法中正确的是（     ） A．甲、乙两图中灯两端的电压之比是16∶25 B．、两灯灯丝电阻之比是4∶5 C．甲、乙两图电路消耗的总功率之比是16∶25 D．甲图中灯、的功率之比是4∶1 【答案】D 【详解】A．由 得 ，甲、乙两图中灯两端的电压之比 ，故A错误； B．乙图中两端电压等于电源电压U，即 ，则甲图中两端电压 ，甲图串联，两端电压 由串联分压原理 ，故B错误； C．甲图总功率 乙图总功率 ，故C错误； D．甲图串联，电流相等，由 得 ，故D正确。 故选D。 4．如图所示电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P向右移动时，电表的示数变化情况是（　　） A．电流表A示数变大 B．电压表V2示数变小 C．电压表V1示数与电流A的示数之比不变 D．电阻R1消耗的功率增大 【答案】C 【分析】根据滑片的移动确定接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知，电流表示数的变化和电阻R1两端的电压，再根据串联电路的电压特点可知，电压表V2示数的变化，从而解题。 【详解】A．由电路图可知，S闭合时，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表A测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，R2接入电路的电阻变大，电路中的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，即电流表A的示数变小，故A错误； B．由串联电路分压原理可知，R1阻值不变，R2接入电路电阻变大，则R2分得电压变大，即电压表V2示数变大，故B错误； C．已知电压表V1测R1两端的电压，电流表A测电路中的电流，因此根据可知，电压表V1示数与电流A的示数之比实则为定值电阻R1的阻值，而R1为定值电阻，阻值不变，因此电压表V1示数与电流A的示数之比不变，故C正确； D．R2接入电路的电阻变大，电路中的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，R1阻值不变，根据可知，R1电功率将减小，故D错误。 故选C。 5．如图是某同学设计的小烤箱简化电路图，它可以实现“高温烤”“中温烤”“低温烤”和“高温风烤”功能，“高温风烤”时，烤箱内的电动机会吹风使食物均匀受热。开关可分别与触点1、2接触，开关旋转时可同时与两个相邻的触点接触，电源电压为24 V，电动机规格为“24 V  12 W”，照明用的小灯泡规格为“6 V  3 W”，三根电阻丝的电阻分别为、和，，。当开关与触点2接触，开关从图示位置旋转到与触点4、5接触时，通过开关的电流变化了0.3 A。烤箱在“高温烤”“中温烤”“低温烤”和“高温风烤”状态下工作时，通过开关的电流分别为、、和，下列结论正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【分析】首先分析不同开关状态对应的电路连接方式：因为S1接1或2、S2接不同相邻触点时，接入电路的元件不同，所以先逐一明确四种工作状态以及题干中给出的两种开关状态对应的电路结构。分析S1接2时，S2接3、4和接4、5的两种电路的电流，结合电流变化量0.3A，列方程求出R2、R3的阻值。分别对应“高温烤”“中温烤”“低温烤”“高温风烤”的电路结构，根据串并联电路的电流、电阻规律，计算对应通过S1的电流I1、I2、I3、I4。 【详解】由题意和电路图可知，当开关与触点2接触时，加热电阻所在支路接入电路。图示位置下，开关同时与触点3、4接触，三根电阻丝、、串联，其总电阻为，此时电路中电阻最大，由可知，此时为“低温烤”状态；当旋转到同时与触点4、5接触时，被短路，只有、串联，其总电阻为，此时为“中温烤”状态。由题意，电流的变化量为“中温烤”时的电流与“低温烤”时的电流之差，可得关系式 已知，设，代入，，得 解得，所以 A．“高温烤”时，与触点5、6接触，、均被短路，只有接入电路。此时电路电流，故A错误； B．“中温烤”时，与触点4、5接触，被短路，与串联，此时电路电流，故B正确； C．“低温烤”时，同时与触点3、4接触，、、串联，此时电路电流，故C错误； D．“高温风烤”时，与触点6、7接触，电阻与电动机并联。电动机两端电压等于电源电压，电动机的电流 此时电路电流，故D错误。 故选B。 二、多选题 6．在如图甲所示的电路中，实际电源相当于电压为的理想电源和内阻为的电阻串联，电表均为理想电表。闭合开关，在滑动变阻器从移至最大阻值的过程中，滑动变阻器的电功率随其电阻变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．电源的电压 B．电源的内阻 C．电压表的示数为时，滑动变阻器的电功率最大 D．滑动变阻器的电功率最大时，其电功率与电源的功率之比为1:2 【答案】ABD 【详解】AB．由图乙知当时，当时。由得 根据得 联立①②解得，，故AB正确； C．R与内阻r串联，滑动变阻器的电功率 则时，滑动变阻器的电功率最大。总电压为6V，根据串联电路分压原理可知，当R与r两端的电压相等（即电压表示数为）时，滑动变阻器的电功率最大，故C错误； D．由选项C的分析可知，滑动变阻器功率最大时，滑动变阻器阻值等于内阻，串联电路电流处处相等，滑动变阻器功率 电源总功率  ，代入可得，故D正确。 故选ABD。 7．如图所示电路，电源电压恒定，为定值电阻，为滑动变阻器（A、B为其两端点），闭合开关S，把滑动变阻器的滑片从B端移到A端，电压表示数的变化范围是，电流表示数的变化范围是，下列说法正确的是（     ） A．电源电压为5V B．的最大阻值为20Ω C．电路总功率的最大值为1W D．当滑动变阻器的滑片在B点时，通电1min，产生的热量是48J 【答案】ABD 【详解】A．由电路图知，当滑动变阻器的滑片P移到A端时，电路是的简单电路，电压表测电源电压，所以电压表示数最大值5V即为电源电压，故A正确； B．当滑动变阻器的滑片P移到A端时，电路是的简单电路，此时的电路总电阻最小，电流表示数最大为，电源电压为，由欧姆定律可得阻值 当滑动变阻器的滑片移到B端时，与串联，且连入电路的阻值最大，电路的总电阻最大，电流最小，所以此时电路中电流，总电阻 R2​最大阻值为，故B正确； C．由于电源电压不变，电路总功率最大的时候就是电路中电流最大的时候，电路总功率的最大值，故C错误； D．滑动变阻器的滑片在B点时，通电1min，产生的热量，故D正确。 故选ABD。 8．有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法错误的是（　　 ） A．A的电阻值为6.25Ω B．A和B串联，电路中电流为0.4A时，A、B的电功率之比为5︰4 C．A和B并联在电压为2.5V的电源两端，A、B的电功率之比为5︰4 D．当A和B串联，两者电阻相同时，电源电压为3V 【答案】ABD 【详解】A．A的I-U图像是过原点的直线，说明A是定值电阻。当时，电流，由欧姆定律得A的电阻值，故A错误； B．A、B串联，串联电路中电流处处相等，电路电流为0.4A时，由图可知，，，A、B的电功率之比，故B错误； C．A、B并联在2.5V电源两端，A、B两端电压等于电源电压，由图可知，，，A、B的电功率之比，故C正确； D．A、B串联，电阻相同时，电流相等，由得，；由图可知，只有电流时，A、B电压都为3V，总电源电压，故D错误。 本题要求选择说法错误的，故选ABD。 9．如图所示电路，电源电压恒定不变，定值电阻与阻值相同。让滑动变阻器的滑片位于中点，只闭合开关时，电压表V的示数为2V；开关、闭合，断开时，电流表的示数为0.2A。将的滑片移到端，三个开关都闭合时，电流表的示数为0.4A，电路消耗的总功率为；开关、闭合，断开时，电路消耗的总功率为。下列结果正确的是（     ） A．电源电压为9V B．的最大阻值是 C． D． 【答案】BC 【分析】先分析每种开关状态下的电路连接方式，明确各电流表、电压表的测量对象，结合的已知条件，梳理电路的串并联关系。针对只闭合、滑片在中点的情况，三个电阻串联，电压表测电压，所以可根据串联分压规律列出电压与电阻的关系式。针对、闭合，断开、滑片在中点的情况，此时只有单独接入电路中，电流表测的电流，所以可根据欧姆定律列出电流与电源电压、的关系式。针对滑片移到端、三个开关都闭合的情况，三个电阻并联，电流表测和的总电流，所以可根据欧姆定律列出电流与电源电压、三个电阻的关系式。联立上述三个关系式，结合的条件，求解电源电压、、、的阻值，再分别计算和。 【详解】A．设电源电压为，定值电阻，滑动变阻器最大阻值为。当开关、闭合，断开，滑片在中点时，此时、短路，电路为只有的简单电路。 则电路电流为 可得 ① 当三个开关都闭合，滑片在端时，、、并联。电流表测与的总电流。 的示数为 可得 ② 由①②可得 。 当只闭合，滑片在中点时，、与串联。电压表测两端电压。 总电阻 电路电流 电压表示数 解得，故A错误； B．将电源电压代入②得 解得。则 ，故B正确。 C．滑片在端，三个开关都闭合时，、、并联。 则电路消耗的总功率 故C正确。 D．开关、闭合，断开时，此时只有接入电路。此时电路消耗的总功率 故D错误。 故选BC。 三、计算题 10．如图所示电路，闭合开关S，移动变阻器滑片，第一次电压表示数为；第二次移动变阻器滑片后，前后两次滑动变阻器消耗的电功率相同，且电路电流之比为1∶2。请计算： (1)第二次电压表的示数； (2)变阻器前后两次接入电路的阻值之比； (3)电源电压U。 【答案】(1)4V (2) (3)12V 【详解】（1） 因为前后两次滑动变阻器消耗的功率相同，根据可知 因为 所以 （2）根据，根据可得 （3）根据串联电路的特点和欧姆定律知，电源电压根据可知：第一次电源电压 第二次 且 则 解之得 11．如图甲是某校物理社团为检测一传感器设计的电路图。电源电压保持不变，传感器的铭牌上标有“1V  ？W”的模糊字样，传感器可看作一个定值电阻。且电阻，滑动变阻器的阻值与自身长度成正比，初始时滑动变阻器的滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生短路（只有一段短路），闭合开关S后，在滑片P向左安全滑动的过程中，电压表读数U与滑动距离x、电流表读数I与滑动距离x的关系如图乙所示，则： (1)根据图像可知：当P位置在x等于5cm处时，求此时滑动变阻器的电功率； (2)传感器的阻值； (3)若电流表量程为，电压表量程为，若滑动变阻器没有发生短路而是完好的，为了保证电路各元件的安全，调节滑片，当电路消耗的总功率与最大总功率之比为时，滑片P的位置在x等于多少cm处。 【答案】(1)1.44W (2)1Ω (3)8cm 【分析】（1）根据图像可知当P位置在x等于5cm处时的两电表的示数，根据求出此时滑动变阻器的电功率。 （2）滑动变阻器某处发生短路时，滑片在短路长度内移动时，电路中的电流不变，电压表的示数不变，根据图乙可确定短路点的位置；根据图乙读出和时两电表的示数，根据串联电路的特点和欧姆定律分别表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出的阻值和电源电压； （3）根据欧姆定律求出和时变阻器接入电路中的电阻，进一步求出滑片每滑过1cm变阻器阻值的变化，据此求出的电阻，然后加上接入电路中的电阻即为该滑动变阻器电阻丝没有短路时总电阻值；传感器R2的铭牌上标有“1V   ？W”，可知传感器R2的额定电压大小，由欧姆定律求出传感器R2的额定电流，确定电路的最大电流；根据，在电压不变时，功率与电流成正比，由已知条件得出电路的总电流与最大电流之比；由欧姆定律和电阻的串联得出总电流的表达式，从而得出变阻器连入电阻的电阻，从而得出x对应的电阻大小，最终求出x大小。 【详解】（1）由电路图可知，、、串联，电流表测电路中电流，电压表测两端电压。由图乙可知，当P位置在x等于5cm处时，电路中电流，两端电压，此时滑动变阻器的电功率 （2）滑动变阻器某处发生短路时，滑片在短路长度内移动时，电路中的电流不变，电压表的示数不变，根据图乙可知，短路点位置在开始，处结束，当P位置在x等于5cm处时，电路中电流，两端电压，因，则电源电压   ① 当P位置在x等于11cm处时，电路中电流，两端电压，则电源电压   ② 由①②可得， （3）当和时，变阻器接入电路中的电阻分别为， 从7cm到11cm，阻值变化了 R1的长度变化了 则该滑动变阻器滑片每滑过1cm，其阻值变化 若滑动变阻器没有发生短路而是完好的，则时，对应的阻值 该滑动变阻器电阻丝没有短路时的总电阻 传感器R2的铭牌上标有“1V  ?W”，可知传感器R2的额定电压为1V，由欧姆定律，传感器R2的额定电流 即电路的最大电流为 根据可知在电压不变时，功率与电流成正比，当电路消耗的总功率与最大总功率之比为1:3时，有 此时电路中总电流 由欧姆定律和电阻的串联可知，电路中总电流 解得，故x对应的电阻大小为 所以 四、实验题 12．利用图1所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)用笔画线代替导线，将图1中所示的器材连接成完整电路___________； (2)连接电路时开关应处于___________（选填“断开”或“闭合”）状态，正确连接后，应将滑片P由最大电阻处缓慢向___________端移动（选填“A”或“B”），使灯逐渐变亮； (3)某次实验时，电流表的示数如图2所示，则通过灯L的电流为___________A；移动滑片P，记下多组电压和电流值，绘制成图3所示的图像，根据图像的信息，小灯泡的额定电功率为___________W； (4)实验时，由于操作失误，在未断开开关的情况下，直接将亮着的小灯泡从灯座上取出，电压表的示数___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (5)在没有电流表的情况下，用如图4所示的实验电路，也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额，定值电阻的阻值为R，实验步骤如下： ①只闭合开关S、S1，调节滑片，使电压表示数为U额； ②保持滑片位置不变，只闭合开关S、S2，此时电压表的示数为U； ③小灯泡的额定功率P额=___________（用U额、U和R表示）。 【答案】(1) (2) 断开 A (3) 0.2 0.625 (4)变大 (5) 【详解】（1）小灯泡额定电压为2.5V，因此电压表选择0~3V量程并联在灯泡两端，只需将灯泡的右接线柱与电压表的“3”接线柱相连。据此作图。 （2）连接电路时开关必须断开，防止接线短路损坏元件；当前滑片在最大电阻处，要让灯泡变亮需减小滑动变阻器接入电阻，因此向A端移动滑片，电路电流增大，灯泡功率变大。 （3）电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.2A；从I-U图像可知，灯泡电压为额定电压2.5V时，对应电流为0.25A，因此额定功率 （4）亮着的小灯泡取出后，原来灯泡的位置相当于开路，电压表直接串联在电源两端，原本电压表测灯泡两端的电压，小于电源电压，现在示数接近电源电压，因此示数变大。 （5）步骤②，保持滑片不动，闭合S、S2，此时电压表测灯泡和定值电阻R的总电压U；由于滑片未动，电路电流不变，灯泡正常发光，因此R两端电压为，电路电流，灯泡额定功率 五、填空题 13．从产品说明书得知，一台“220V 22W”的电风扇，电动机线圈电阻为40Ω，则该电风扇正常工作1min消耗电能为______J，电动机线圈产生热量为______J。 【答案】 1320 24 【详解】[1]由题可知，电动机的额定电压为，额定功率为，根据可得，该电风扇正常工作1min消耗电能 [2]根据可得，通过线圈的电流 正常工作1min时电动机线圈产生的热量 14．把标有“3V，6W”的小灯泡和标有“6V，6W”的小灯泡并联接在同一电路中，总电流最大为___________A，若两灯串联在同一电路中电源电压最大为___________V。（不考虑灯丝电阻随温度的变化） 【答案】 【分析】由可得灯泡、正常工作时的电流，根据可得灯泡、的电阻，若两灯并联在同一电路中，在并联电路中各支路用电器两端的电压相等，且等于总电压，可以判断电源最大电压，根据欧姆定律可得电路中最大电流；把两灯泡串联接在同一电路中，串联电路中电流处处相等，为了安全，可知电路中的最大电流，可以求得电源最大电压。 【详解】[1]灯泡正常工作时的电流 灯泡正常工作时的电流 灯泡、的电阻 灯泡的电阻 若两灯并联在同一电路中，在并联电路中各支路用电器两端的电压相等，为了电路安全电路中的最大电压为，则 此时通过的电流 通过的电流 总电流最大为 [2]把灯泡、串联接在同一电路中，串联电路中电流处处相等，为了安全，电路中的最大电流为 电源电压最大为 15．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。则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。当扫地机器人一边“吸入”垃圾一边匀速运动时，它的动能___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 2 6300/ 变大 【详解】电池容量为，正常工作时的电流恒为1.5A。则该扫地机器人理论上可连续正常工作的最长时间为 若该扫地机器人以正常工作电流连续工作了5分钟，它消耗的电能为 当扫地机器人一边“吸入”垃圾一边匀速运动时，它的速度不变，但质量变大，所以它的动能变大。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $