【鸿儒大讲堂】第二章 第三节 电能强基训练 2026-2027学年浙教版科学九年级上册

我们不做题海的推波者，只作能力的培养者 ------子非鱼伴你成长期待你的关注 【鸿儒大讲堂】第二章 第三节 电能强基训练 班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________ 一、选择题 1． 有两只灯泡L1、L2，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．两灯正常发光时，L1的电阻较大 B．两灯并联接入220V的电路，L1、L2消耗的功率之比是2：5 C．两灯串联接入220V的电路，L2 消耗的功率更大 D．两灯正常发光时，L1消耗的电能比L2少 2． 有两个电路元件A和B，流经元件的电流与其两端的电压的关系如图所示，下列说法正确的是（ ） A．A、B串联在电路中，在电压相同时，电路中电流为0.6A B．A、B串联在电路中，当电流为0.4A时，A、B的电功率之比为5：4 C．A、B并联在电压为2.5V电压下，A、B消耗的总功率为2.5W D．A、B串联在电路中，若消耗电功率相等，则总功率为7.2W 3． 如图所示的电路中，已知定值电阻R1＝8Ω，R2＝4Ω，灯泡L的额定电压为6V．读出电压表V1的示数为7V，电压表V2的示数为5V，电灯正常工作时，灯泡的额定功率为（ ） A．3W B．6W C．9W D．12W 4． 在探究“电功率与电阻关系”时，实验准备了阻值分别为5Ω、15Ω的A、B两个同一类型的灯泡。同学们按图甲、图乙设计了两个实验电路进行探究。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ） A．图甲中A灯泡比B灯泡亮 B．图甲中滑动变阻器滑片向左滑动过程中，两个灯泡的亮度都变亮 C．图乙中A灯泡比B灯泡亮 D．图乙中滑动变阻器滑片向左滑动过程中，两个灯泡的亮度都变亮 5． 如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，R1消耗的电功率P1随R1阻值变化关系如图乙所示。下列分析错误的是（ ） A．定值电阻R2为10Ω B．电源电压为12V C．滑片P置于b端时，闭合开关S，电压表的示数为10V D．滑片P置于b端时，闭合开关S，通电1分钟R2产生的热量为24J 6． 如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列判断错误的是（ ） A．电源的电压为6V B．图乙中C点表示滑片位于中点时的状态 C．R2消耗的电功率先变大后变小 D．电路的最大总功率为3.6W 7． 在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1＝0.6欧，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为2安时，滑动变阻器的电功率为3.6瓦，当电流表的示数为3安时，滑动变阻器的电功率为（ ） A．1.2瓦 B．2.4瓦 C．3.6瓦 D．4.8瓦 8． 在如图所示的电路中，电源电压保持不变。只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P从最上端移动到最下端的过程中，电压表V2的示数最小值为3V，电压表V1与V2的示数之差变化了2V，闭合开关S1和S2，将滑片P从最下端移动到最上端的过程中，电阻R3的最大功率为0.75W，当滑片P在中点时，电路总功率为P总，电压表V1与V2的示数之比为1：2。P总为（ ） A．2W B．2.4W C．3W D．3.2W 9． 如图所示电路，电源电压不变，AB为铅笔芯，开关闭合后，当滑片M在某一位置时，电路的总功率为P，电流表A1，A2的示数分别为I1、I2；当滑片M滑到另一位置时，电路的总功率仍为P；电流表A1的示数变为I1′，且I1′＝0.5I1，此时电流表A2的示数变为I2′，则（ ） A．I2′≥2I2 B．I2′≤2I2 C．I2′＞2I2 D．I2′＝2I2 10．小明根据如图所示电路图连接实物，分别把定值电阻R1、R2（R1＞R2）接入接线柱1、2之间进行实验，并根据电流表、电压表示数画出接线柱1、2之间电阻的P﹣I和P﹣U图像。下列图像中正确的是（ ） A．B． C． D． 11．如图所示电路，电源电压为12V且保持不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J。则下列结果正确的是（ ） A．电路中的最大电流为1A B．滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消耗的电能为60J C．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9 D．滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8：1 12．如图所示，电源电压不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动的过程中，下列判断正确的是（ ） ①电流表A的示数增大 ②电压表V的示数减小 ③电压表V的示数与电流表A1示数的比值不变 ④电路中消耗的总功率变小 A．只有①③正确 B．只有②④正确 C．只有③④正确 D．只有①②③正确 13．如图所示，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，定值电阻R0为5Ω。闭合开关后，移动滑片，发现能使电流表（“0～0.6A”或“0～3A”）和电压表（“0～3V”或“0～15V”）的指针同时达到满刻度线，则R0的电功率与电流的关系图象可能是（ ） A． B． C． D． 14．如图所示，电源电压为U且恒定，定值电阻R0与滑动变阻器R串联的电路，已知：Rmax＞R0，在滑动变阻器的滑片P移动过程中，下列表示R0和R消耗的电功率P0和PR随电压表示数U1的变化关系图线中，可能正确的是（ ） A． B． C． D． 15．如图甲所示，电源电压恒为18V，灯泡L上标有“10V，5W”字样，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣15V，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω，当只闭合S和S1，移动滑动变阻器的滑片P时，它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时，定值电阻R0的电功率变化了5.4W。（忽略灯泡电阻随温度的变化），则下列说法中错误的是（ ） A．灯泡L正常发光时通过的电流为0.5A B．定值电阻R0的阻值为40Ω C．只闭合S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，灯泡的实际功率为0.45W D．只闭合S和S1，在保证电路安全的情况下，当电阻R0消耗电功率最小时，滑动变阻器R消耗的电功率为2.25W 二、填空题 16．如图是额定电压为3V的小灯泡L和电阻R的I﹣U图像。将小灯泡L和电阻R串联接入电路，小灯泡恰好正常发光时，通电1min电阻R产生的热量为 　 　J。 17．如图甲是家用电吹风的工作原理图电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。 （1）要让电吹风工作时吹出热风，它的开关应置于题图甲中　 　（选填“1”、‘2”或“3“）位置，此时电风扇与电热丝的连接方式是　 　。 （2）某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示，则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是　 　J。 （3）电热丝在工作时的电阻值是　 　Ω．（保留一位小数） （4）使用几年后，发现电热丝变细，则其电阻变　 　，它的实际功率将变　 　。 18．如图甲所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示，则电源电压为 　 　V。当滑片在a点时通电100秒R0消耗的电能为 　 　J。 19．如图是小军家的电能表，让“220V 1200W”的用电器单独正常工作5min，发现电能表的转盘转过300r，此用电器消耗的电能为 　 　J，每消耗1kW•h的电能，该电能表转盘转 　 　r。 20．如图所示电路，电源电压恒定不变，R为定值电阻，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，滑动变阻器的消耗的电功率随电流变化关系如图乙所示，则电阻R的阻值为 　 　Ω，电源电压为 　 　V，滑动变阻器的最大功率为 　 　W 21．超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导元件和限流电阻并联组成，内部电路如图甲中虚线框内所示。超导元件的电阻R1随电流I的变化关系如图乙所示，限流电阻R2＝12Ω，灯泡L上标有“6V 3W”字样。当电源电压为6V时，灯泡 　 　（选填“能”或“不能”）正常发光；若电源电压仍为6V，当灯泡发生短路时，电流表的示数为 　 　A。若电源电压降为3V时，忽略温度对灯泡电阻的影响，电路的总功率为_______W。 22．小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示，则电源电压为 　 　V；小灯泡正常发光时的功率为 　 　W；图像②表示 　（选填“R1”或“R2”）的电流随电压变化关系，再串联一个 　 　Ω的电阻后，R2的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全。 三、探究题 23．研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。其中电源电压恒为4V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。实验过程中，调节滑动变阻器，逐次读取数据并记录，计算定值电阻的电功率。实验数据如表中所示： 实验次数 1 2 3 4 5 电流（A） 0.10 0.15 0.20 0.25 0.3 电压（V） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 R0的电功率（W） 0.1 0.225 0.40 0.625 0.90 （1）请用笔画线代替导线将实物图连接完整，要求导线不能交叉。 （2）若闭合开关后，发现电流表无示数，电压表超满偏，故障原因可能是 _______________________。 （3）小科提出：要得知滑动变阻器的电功率，还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压；小宁却认为：无需测滑动变阻器两端的电压，通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如，当定值电阻两端的电压为3.0V时，滑动变阻器的电功率为 __________W。 （4）小组同学对小宁的方法进行了归纳，结合表中数据，画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P﹣I关系图像（如图丙所示）。请分析判断，图中线段AA'表示的含义是 _________________。 24．探究小灯泡的电功率是初中科学非常重要的实验。 （1）探究小灯泡的电功率与电压有关的实验中，小组同学设计了图甲的电路图。小灯泡的电功率与电压有关，电压越大，功率越大。则支持该结论的实验现象是___________________________________________。 （2）为了测定额定电压为“2.5V”的小灯泡的额定电功率，小明按图乙连接电路。 ①闭合开关，将滑动变阻器滑片P移到某一位置，电压表示数如图丙所示，此时为测定小灯泡额定功率，小明接下来应该如何操作？_________________________________________________________________。 ②当电压表示数为2.5伏，此时电流表读数为0.3安，小明根据P=UI算出小灯泡的额定功率为0.75W，断开开关，发现电流表的指针如图丁所示，则小灯泡的额定功率的真实值 ________0.75W（填大于、等于或小于）。 25．小琪同学在做“测量小灯泡的电功率”的实验时，实验器材有：电源（三节新的干电池），额定电压为2.5V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。 （1）请用笔画线代替导线按要求将电路（图甲）连接完整（要求：向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，导线不交叉）。 （2）正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是 　 　。 （3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某位置，电压表示数如图乙所示，此时电压为 　 　V。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 　 　（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为2.5V。 （4）小琪在进行实验数据处理时，计算出了小灯泡的平均电功率（如表），你认为她这样处理数据是 　 　（选填“合理”或“不合理”）的，理由是 　 　。 实验序号 电压U/V 电流I/A 功率P/W 平均功率P/W 1 2.0 0.26 0.52 0.71 2 2.5 0.28 0.70 3 3.0 0.30 0.90 （5）实验提供的滑动变阻器规格为R1“5Ω 2A”、R2“20Ω 1A”、R3“100Ω 0.1A”，小琪选择的是 　 　（选填“R1”、“R2”或“R3”）完成了上述实验。 （6）上述实验完成后，小琪又用阻值已知为R0的定值电阻来测量未知电阻Rx的阻值，实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求，又换用另一电源，电压未知且恒定。电路正确连接后： ①当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表示数为I1； ②当开关 　 　闭合，　 　断开时，电流表示数为I2； ③未知电阻的阻值Rx＝__________________（用已知量和测量量的符号表示）。 四、综合题 26．半导体和金属的导电能力随温度的变化特点是不同的，因此，利用它们制成的元件在生活中也各有各的用途。 （1）一个由某半导体材料制成的加热器，通电后，加热器在发热的同时，也在向外界放热。图1为发热功率P发热和散热功率P散热与温度t之间关系的图象。由图象可知，加热器工作时的稳定温度为_______℃．当温度稍高于稳定温度时，P发热______P散热（填“＞”、“＝”或“＜”）；此时发热功率继续减小，可推知，元件的电阻在继续__________。 （2）如图2是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，若用该电阻R与电源（电压为3伏）、电流表（量程为0～5毫安）、电阻R′串联起来，连接成如图3所示的电路。用该电阻R做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，得到一个简单的“金属电阻温度计”。电流刻度较大处对应的温度刻度较__________；请通过计算说明，若R′＝450Ω，则图4中指针所指处对应的温度数值为多少？ 27．小明用如图甲、乙所示的实验装置来比较不同物质的比热容和探究水沸腾时温度变化的特点。已知甲、乙两容器中分别装有10Ω和5Ω的电加热器。将相同质量的水和食用油分别装入甲、乙两个容器中，然后通电加热。每隔一定时间测量一下液体的温度，从而得到水和食用油的温度随时间变化图象（如图丙）。由图丙可知：水沸腾时吸热，温度__________（选填“升高”“不变”或“降低”）；加热2min水吸收的热量_______（选填“大于”“等于”或“小于”）食用油吸收的热量；食用油的比热容为_________ J/（kg•℃）。（假设电加热器放出的热量全部被液体吸收） 28．图甲为某款空气炸锅，图乙为其简化电路图。空气炸锅的工作原理是利用加热管加热空气，通过电风扇让热空气流在气旋加热仓高速旋转加热煮熟食物。电风扇标有“220V 40W”的字样，R1为35Ω的发热电阻，R2为热敏电阻，R2阻值随温度的变化关系如图丙。 （1）求电风扇正常工作时的电流； （2）求加热管的最大功率； （3）若空气炸锅以最高温度持续工作1min，消耗的总电能为3.87×104J，不计能量损耗，求此时热敏电阻R2的阻值。 29．如图是某饮水器的原理图。饮水器的容器内有密封绝缘的电热丝R1和热敏电阻Rx，只要水面到达如图所示的位置，接触开关S1就会导通。继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。 （1）该饮水器正常工作时应接入电压为220V频率为　 　Hz的交流电，当S1接通时，电磁铁右端为　 　极。（填“N”或“S”） （2）根据电热器的设计要求，热敏电阻Rx随温度变化的曲线应该是　 　（填“A”或“B”），控制电路中电源电压恒为5V不变，R2为滑动变阻器，线圈电阻R0＝10Ω，当线圈中电流I≤100mA时，衔铁被释放，继电器开关S2自动切断电加热器。为了使饮水器中水的温度到达100℃时停止加热，则滑动变阻器接入电路中的电阻应为多少？ （3）已知该饮水器装有10L水，当只有饮水器接入电路中时，它将水从34℃加热到100℃用时16分钟，同时通过电能表观察到饮水器消耗了1kW•h的电能。试求该饮水器加热过程中的热效率。（ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）） 【鸿儒大讲堂】第二章 第三节 电能强基训练（参考答案） 一、选择题 1． 【答案】C 【解析】【考点】电功率的计算；电功与电能的计算． 【分析】（1）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据 P＝UI＝求出两灯泡正常发光时的电阻，然后比较两灯泡的电阻关系； （2）两灯并联接入220V的电路，它们两端的电压等于220V，均能正常发光，实际功率和额定功率相等，据此得出L1、L2消耗功率之比； （3）两灯串联接入220V的电路时，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据P＝UI＝I2R求出两灯泡消耗的功率，然后比较大小； （4）根据W＝Pt可知，灯泡消耗的电能与灯泡的实际功率和工作时间有关。 【解答】解：A、由P＝UI＝可得，两灯泡正常发光时的电阻分别为： R1＝＝＝484Ω，R2＝＝＝1210Ω， 则R1＜R2，即L2的电阻较大，故A错误； B、两灯并联接入220V的电路，它们两端的电压等于220V，均能正常发光， 则L1、L2消耗功率之比P1：P2＝100W：40W＝5：2，故B错误； C、两灯串联接入220V的电路时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电路中的电流I＝＝＝， L1消耗的功率P1′＝I2R1＝（A）2×484Ω≈8.2W， L2消耗的功率P2′＝I2R2＝（A）2×1210Ω≈20.4W， P1′＜P2′，故C正确； D、由于两灯泡工作的时间未知，所以由P＝的变形式W＝Pt可知，不能比较两灯正常发光时消耗电能的多少，故D错误。 故选：C。 2． 【答案】A 【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用． 【分析】（1）串联电路中电流处处相等，由图像得出元件A、B两端电压相等时通过的电流； 由P＝UI可知，当元件A、B两端电压和通过的电流都相等时，其电功率也相等，根据串联电路电流和P＝UI求出它们的总功率； （2）根据图像读出当电流为0.4A时元件A、B两端电压，根据P＝UI求出A、B的电功率之比； （3）根据并联电路电压规律，结合图像读出通过元件A、B的电流，再根据并联电路电流规律和P＝UI求出元件A、B消耗的总功率。 【解答】解： AD、因串联电路处处电流相等，由图像可知，当通过元件A、B的电流为0.6A时，它们两端电压均为3V，此时它们的电功率也相等； 则它们的总功率：P＝PA+PB＝UAI+UBI＝3V×0.6A+3V×0.6A＝3.6W，故A正确，D错误； B、由图像可知，当通过元件A、B的电流为0.4A时，元件A两端电压为2.0V，元件B两端电压为2.5V， 由P＝UI可知，元件A、B的电功率之比为PA′：PB′＝UA′I′：UB′I′＝UA′：UB′＝2.0V：2.5V＝4：5，故B错误； C、因并联电路中各支路两端电压相等，所以元件A、B两端电压均为2.5V，由图像可知，此时通过元件A的电流为0.5A，通过元件B的电流为0.4A， 又因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以元件A、B消耗的总功率：P总＝UI总＝2.5V×（0.5A+0.4A）＝2.25W，故C错误。 故选：A。 3． 【答案】B 【解析】【分析】（1）分析清楚电路结构，知道各电路元件的连接方式、两电压表各测哪部分电路电压； （2）由串联电路的特点求出电阻R1、R2间的电压关系，两电压表示数表达式，然后求出R1、R2与灯泡L两端的电压； （3）由欧姆定律求出灯泡电阻；由功率公式P＝求出灯泡的额定功率。 【解答】解：（1）电阻R1、R2与灯泡L串联，电压表V1测电阻R1与灯泡L两端的电压； 电压表电阻V2测电阻R2与灯泡L两端的电压； （2）串联电路电流处处相等，则两定值电阻的电压之比＝＝＝＝2，则U1＝2U2﹣﹣﹣﹣﹣①； 由串联电路的特点知：UV1＝U1+UL＝7V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②， UV2＝UL+U2＝5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③； 由①②③解得U1＝4V，U2＝2V，UL＝3V； （3）电路电流I＝＝＝0.5A， 灯泡电阻RL＝＝＝6Ω； 则灯泡的额定功率PL＝＝＝6W。 故选：B。 【点评】本题考查了电路结构分析、串联电路的特点、欧姆定律与电功率公式的应用，题目难度较大；灵活应用串联电路的特点是解题的关键。 4． 【答案】C 【解析】【分析】灯泡的亮度由灯丝的实际电功率决定，实际电功率越大，灯泡越亮。 （1）甲图两灯串联，根据P＝I2R比较实际电功率，后分析作答； （2）甲图滑动变阻器滑片向左滑动，电路中的电流变小，根据P＝I2R比较实际电功率； （3）乙图两灯并联，根据P＝比较实际电功率，后分析作答； （4）乙图中滑动变阻器接在干路上，其接入电阻变大时，根据分压原理，变阻器两端分得的电压变大，灯泡两端的电压变小，灯泡的实际电功率变小，灯泡变暗。 【解答】解：A、甲图中两灯串联，串联电路中电流相等，灯泡消耗的实际电功率P＝UI＝I2R，因为RA＜RB，所以PA＜PB，因此甲灯泡比乙灯泡暗，故A错误； B、甲图中滑动变阻器滑片向左滑动过程中，滑动变阻器的接入电阻变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据P＝I2R可知，每个小灯泡消耗的电功率变小，两个灯泡的亮度都变暗，故B错误； C、乙图中两灯并联，所以两灯泡两端的电压相等，灯泡消耗的实际电功率P＝UI＝，因为RA＜RB，所以PA＞PB，因此甲灯泡比乙灯泡亮，故C正确； D、乙图中滑动变阻器接在干路上，当滑片向左滑动时，变阻器接入电阻变大，根据分压原理，变阻器两端分得的电压变大，两灯泡两端的电压变小，根据P＝可知，灯泡的实际电功率变小，两个灯泡亮度都变暗，故D错误。 故选：C。 【点评】本题综合考查对电路的认识，区别不同电路选择不同的电功率计算公式，结合实际功率判断灯泡亮度。 5． 【答案】C 【解析】【考点】焦耳定律的计算；欧姆定律． 【分析】由图甲可知，R1、R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流； （1）由图乙可知，当滑动变阻器R1的阻值为10Ω，R消耗的电功率为3.6W，根据P＝I2R求出此时电路中的电流；根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源电压；当滑动变阻器R1的阻值为50Ω，R消耗的电功率为2W，根据P＝I2R求出此时电路中的电流，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源电压；两式联立可解得电源电压和R2的阻值； （2）滑片P置于b端时，知道电路中的电流和R2的阻值，根据欧姆定律求出R2两端的电压，即电压表示数； （3）滑片P置于b端时，根据Q＝W＝UIt求出通电1分钟R2产生的热量。 【解答】解：由图甲可知，R1、R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流； AB、闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中， 由图乙可知，当滑动变阻器R1的阻值为10Ω，R消耗的电功率为3.6W， 由P＝I2R可知，此时电路中的电流：I1＝＝＝0.6A； 根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝I1R2+I1×10Ω＝0.6A×R2+0.6A×10Ω……① 由图乙可知，当滑动变阻器R1的滑片移动b端时，阻值最大为50Ω，R消耗的电功率为2W， 由P＝I2R可知，此时电路中的电流：I2＝＝＝0.2A； 根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝I2R2+I2×50Ω＝0.2A×R2+0.2A×50Ω……② 联立①②两式解得：电源电压U＝12V，R2的阻值：R2＝10Ω，故AB正确； C、滑片P置于b端时，电流I2＝0.2A，R2两端的电压：U2＝I2R2＝0.2A×10Ω＝2V，即电压表的示数为2V，故C错误； D、滑片P置于b 端时，闭合开关S，通电1分钟R2产生的热量：Q2＝W2＝U2I2t＝2V×0.2A×1×60s＝24J，故D正确。 故选：C。 6． 【答案】B 【解析】【分析】由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）当滑片位于a端时，接入电路的电阻为0Ω，电路为R1的简单电路，电路中的电流最大，根据欧姆定律表示出电源的电压；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最大，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变求出R1的阻值和电源的电压，根据P＝UI求出电路的最大总功率； （2）根据电阻的串联和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻一半时电路中的电流，然后结合图象判断对应的点； （3）根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，根据P＝I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率，进一步判断R2消耗的电功率变化。 【解答】解：由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）当滑片位于a端时，接入电路的电阻为0Ω，电路为R1的简单电路，电路中的电流最大， 由图象可知，Ia＝0.6A， 由I＝可得，电源的电压U＝IaR1＝0.6A×R1， 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最大， 由图象可知，Ib＝0.2A，Ub＝4V， 则滑动变阻器的最大阻值： R2＝＝＝20Ω， 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＝IbR1+Ub＝0.2A×R1+4V， 因电源的电压不变， 所以，0.6A×R1＝0.2A×R1+4V， 解得：R1＝10Ω， 电源的电压U＝IaR1＝0.6A×10Ω＝6V，故A正确，不符合题意； 电路的最大总功率： P最大＝UIa＝6V×0.6A＝3.6W，故D正确，不符合题意； （2）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，滑动变阻器接入电路中的电阻一半时，电路中的电流： I中＝＝＝0.3A， 由图象可知，对应与D点，故B不正确，符合题意； （3）电路中的电流： I＝＝， 滑动变阻器消耗的电功率： P2＝I2R2＝（）2×R2＝＝， 当R2＝10Ω时，P2max＝＝0.9W， 当R2＝0Ω时，Pa＝0W， 当R2＝20Ω时，Pb＝（）2×20Ω＝0.8W， 综上可知，滑片P从a端移动到b端，R2消耗的电功率先变大后变小，故C正确，不符合题意。 故选：B。 【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，关键是利用数学知识判断滑动变阻器消耗电功率的变化和从图象中得出相关的信息。 7． 【答案】C 【解析】【考点】电功率的计算． 【分析】不论电流大小，定值电阻和滑动变阻器都是串联。前后两种情况下，定值电阻与滑动变阻器两端电压之和都等于电源电压，据此列出方程即可求解。 【解答】解： 当电流为I1＝2A时 电源电压为U＝2A×0.6Ω+ 当电流为I2＝3A时，设滑动变阻器的功率为Px 电源电压为U＝3A×0.6Ω+ 已知电源电压相等，即2A×0.6Ω+＝3A×0.6Ω+ 解得Px＝3.6W 故选：C。 8． 【答案】B 【解析】【考点】电功率的计算． 【分析】（1）只闭合开关S1时，R1与R2、R3串联，电压表V1测R2和R3两端的电压之和，电压表V2测R1和R2的滑片上方电阻丝两端的电压之和；根据电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知滑片移动时变阻器接入电路中的电阻不变，根据欧姆定律可知电路中的电流不变和电压表V1的示数不变，当滑片P位于最上端时，电压表V2测R1两端的电压，其示数最小，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，再根据欧姆定律表示出电压表V2的最小示数；将滑动变阻器的滑片P从最上端移动到最下端的过程中，电压表V1与V2的示数之差变化了2V，据此可知两电压表示数的差值即为R2两端的电压，利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1与R2的阻值之比即可得出两阻值的关系； （2）闭合开关S1和S2时，R1与R2、R3串联，电压表V1测R2和R3两端的电压之和，电压表V2测R1和R2两端的电压之和；当滑片P位于上端时，变阻器接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，电阻R3的功率最大，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，利用P＝UI＝I2R表示出电阻R3的最大功率；当滑片P在中点时，电压表V1与V2的示数之比为1：2，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出两电压表的示数之比即可得出R1与R3的阻值关系，然后联立等式即可求出电源的电压、R1和R3的阻值以及R2的最大阻值，当滑片P在中点时，根据电阻的串联和P＝UI＝求出电路总功率。 【解答】解：（1）只闭合开关S1时，R1与R2、R3串联，电压表V1测R2和R3两端的电压之和，电压表V2测R1和R2的滑片上方电阻丝两端的电压之和，因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，所以，滑片移动时，变阻器接入电路中的电阻不变，由I＝可知，电路中的电流不变，电压表V1的示数不变，当滑片P位于最上端时，电压表V2测R1两端的电压，其示数最小，即U1＝3V，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流I＝＝，电压表V2的最小示数U1＝IR1，即3V＝R1﹣﹣① 因将滑动变阻器的滑片P从最上端移动到最下端的过程中，电压表V1与V2的示数之差变化了2V，所以，R2两端的电压U2＝△UV2＝2V，因串联电路中各处的电流相等， 所以，＝＝＝＝，即R2＝R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②； （2）闭合开关S1和S2时，R1与R2、R3串联，电压表V1测R2和R3两端的电压之和，电压表V2测R1和R2两端的电压之和， 当滑片P位于上端时，变阻器接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，电阻R3的功率最大， 此时电路中的电流I1＝＝， 电阻R3的最大功率P3＝I12R3，即0.75W＝（）2R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 当滑片P在中点时，电压表V1与V2的示数之比为1：2， 则两电压表的示数之比＝＝＝＝＝， 解得：R3＝R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④ 把②④代入①可得：U＝6V﹣﹣﹣⑤， 把④⑤代入③可得：R1＝9Ω，则R2＝R1＝×9Ω＝6Ω，R3＝R1＝×9Ω＝3Ω， 当滑片P在中点时，电路总功率为P总＝＝＝＝2.4W。 故选：B。 9． 【答案】D 【解析】【分析】由电路图可知，铅笔芯电阻AM部分和BM部分并联，电流表A1测通过AM部分电阻的电流，电流表A2测通过BM部分电阻的电流，当滑片M在某一位置和另一位置时，电路的总功率相等，根据P＝UI＝可知两种情况下的总电阻关系，根据电阻的并联得出它们的电阻关系，根据电源的电压不变和欧姆定律表示出前后电流表A1的示数之比即可得出AM部分的电阻变化关系，然后求出BM部分的电阻变化关系，再根据欧姆定律求出电流表A2示数的变化关系。 【解答】解：由电路图可知，铅笔芯电阻AM部分和BM部分并联，电流表A1测通过AM部分电阻的电流，电流表A2测通过BM部分电阻的电流， 因滑片M在某一位置和另一位置时，电路的总功率相等， 所以，由P＝UI＝可知，两种情况下电路的总电阻相等， 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻之和， 所以，当滑片位于M点时，电路的总电阻： R＝， 同理可得，滑片M滑到另一位置时，电路中的总电阻： R＝， 则＝，即RAMRBM＝RAM′RBM′， 因并联电路中各支路两端的电压相等，其电源的电压不变， 所以，由I＝可得， ＝＝＝，即RAM′＝2RAM， 代入RAMRBM＝RAM′RBM′可得，RBM′＝RBM， 电流表A2前后的示数之比： ＝＝＝，即I2′＝2I2。 故选：D。 【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，利用好铅笔芯的总电阻不变和两种情况下电路的总功率不变是关键。 10．【答案】A 【解析】【考点】电功率的计算． 【分析】根据P＝I2R判断AB选项中P﹣I图像是否正确；根据判断CD选项中P﹣U图像是否正确。 【解答】解：判断AB选项中P﹣I图像是否正确，根据P＝I2R，P与I之间的关系应该是二次函数关系，P﹣I图像应该是曲线；图像上，由于R1＞R2，所以当电流相同时， R1得功率大于R2的功率，故A正确，B错误； 判断CD选项中P﹣U图像是否正确，根据，P与U之间的关系应该是二次函数关系，P﹣U图像应该是曲线，故CD都不正确。 故选：A。 11．【答案】C 【解析】【考点】焦耳定律的计算；电功与电能；电功率的计算． 【分析】由电路图可知，R1与R串联，电压表测R两端的电压。 （1）当滑片P置于变阻器的中点时电压表的示数为4V，当滑片P置于变阻器的b端时电压表的示数变化了2V，根据串联电路的电压特点得出滑片P置于变阻器的b端时电压表的示数，此时电路中的电流最小，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和Q＝I2Rt＝UIt结合在10s内定值电阻R1产生的热量为36J求出电路中的电流，利用欧姆定律求出R1的阻值，当滑片位于a端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，根据欧姆定律求出电路中的最大电流； （2）滑片P在中点时，电压表的示数为4V，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出此时电路中的电流，根据W＝UIt求出10s内滑动变阻器R消耗的电能； （3）利用P＝UI求出R1先后两次消耗的电功率之比； （4）利用P＝UI求出滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比。 【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，R1与R串联，电压表测R两端的电压。 A.当滑片P置于变阻器的中点时电压表的示数为4V，当滑片P置于变阻器的b端时电压表的示数变化了2V， 由串联电路的分压特点可知，滑片P置于变阻器的b端时，接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大， 则此时电压表的示数：UR′＝UR+ΔU＝4V+2V＝6V，此时电路中的电流最小， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，此时R1两端的电压：U1＝U﹣UR′＝12V﹣6V＝6V， 因串联电路中各处的电流相等，且在10s内定值电阻R1产生的热量为36J， 所以，由Q＝I2Rt＝UIt可得，电路中的最小电流：Ib0.6A， 由I可得，R1的阻值：R110Ω， 当滑片位于a端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大， 则电路中的最大电流：Ia1.2A，故A错误； B.滑片P在中点时，电压表的示数为4V，此时R1两端的电压：U1′＝U﹣UR＝12V﹣4V＝8V， 此时电路中的电流：I中0.8A， 10s内滑动变阻器R消耗的电能：WR＝URI中t＝4V×0.8A×10s＝32J，故B错误； C.R1先后两次消耗的电功率之比P1：P1′＝U1′I中：U1Ib＝8V×0.8A：6V×0.6A＝16：9，故C正确； D.滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比：PR：PR′＝URI中：UR′Ib＝4V×0.8A：6V×0.6A＝8：9，故D错误。 故选：C。 12．【答案】A 【解析】【考点】电路的动态分析． 【解答】解：由电路图可知，R2与R1并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电流，电压表测电源两端的电压；电源电压不变，则滑片移动过程中电压表示数不变；滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流变大；并联电路各支路互不影响，则通过R1的电流不变，即电流表A1示数不变；根据并联电路的电流关系可知，干路中的电流变大，即电流表A示数变大；电压表V的示数不变，电流表A1示数不变，其比值不变；根据P＝UI可知，电路的总功率变大；综上所述，①③正确。 故选：A。 13．【答案】A 【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用． 【分析】已知电源电压和电表的指针同时达到满刻度线，分析可知电压使用的量程，再用欧姆定律可分析出电路中的最大电流；根据P＝I2R求出R0的最大电功率；滑动变阻器完全接入电路中时电路中的电流最小，R0的电功率最小，但不为0；根据P＝I2R可知R0的电功率与电流的平方成正比，据此分析R0的电功率与电流之间的关系。 【解答】解： （1）电源电压为6V，电表的指针同时达到满刻度线，因此电压表使用的是“0～3V”量程，定值电阻R0为5Ω，I＝＝＝0.6A，即电路中的最大电流为0.6A， 由P＝I2R可知，R0的电功率与电流的平方成正比，因在I＜1A时，I2＜I，所以，在电路中的电流小于0.6A时，IR0＞I2R0，则R0的电功率与电流的关系图象中，图线向下凹，故B不符合题意； （2）滑动变阻器完全接入电路中时电路中的电流最小，R0的电功率最小，但不为0，故C不符合题意； （3）由题意可知，电表的指针同时达到满刻度线，即电路中的最大电流为0.6A，则：R0的最大电功率：P0大＝（I大）2R0＝（0.6A）2×5Ω＝1.8W，故D均不符合题意。 故选：A。 14．【答案】D 【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用． 【分析】AB、定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压； 由串联电路电压的规律，根据P＝得出定值电阻R0消耗的电功率表达式，由数学知识分析； CD、由串联电路电压的规律及欧姆定律，根据P＝UI得出滑动变阻器R消耗的电功率表达式，由数学知识分析； 当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，由分压原理，电压表的示数最大，此时滑动变阻器的电功率不可能为0。 【解答】解： AB、定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压； 由串联电路电压的规律，根据P＝可得定值电阻R0消耗的电功率为：P0＝＝， R0和U为常数，由数学知识可知，电功率P0随电压表示数U1的变化关系图线为抛物线，故A错误； 当U1无限接近电源电压时，R0消耗的电功率为0，故B错误； CD、由串联电路电压的规律，U0＝U﹣U1，由欧姆定律，电路的电流：I＝， 根据P＝UI，滑动变阻器R消耗的电功率为：PR＝U1×＝﹣×U12+×U1， R0和U为常数，滑动变阻器R的电功率PR为U1的一元二次函数，因﹣＜0，抛物线开口向下， 当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，由分压原理，电压表的示数最大，根据P＝，滑动变阻器的电功率不可能为0，故C错误； 由数学知识，当U1＝﹣＝0.5U时，PR有最大值，故D正确。 故选：D。 15．【答案】B 【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律． 【解答】解： A.由P＝UI可得，灯泡L正常发光时通过的电流：IL＝＝＝0.5A，故A正确； BD.当只闭合S和S1时，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流， 则变阻器接入电路中的为R1和4R1时，电路中的电路中的电流分别为： I1＝＝，I2＝＝， 由图乙可知，变阻器接入电路中的为R1和4R1时对应电压表的示数分别为U1、2U1， 则两次电压表的示数之比： ＝＝＝＝＝＝， 解得：R1＝R0， 由P＝I2R可得，定值电阻R0的电功率： △P0＝I12R0﹣I22R0＝（）2R0﹣（）2R0＝（）2R0﹣（）2R0＝5.4W， 解得：R0＝20Ω，故B错误； 当电压表的示数为15V时， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，R0两端的电压： U0＝U总﹣UR大＝18V﹣15V＝3V， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，电路中的电流： I＝＝＝0.15A＜0.6A， 所以，此时电阻R0消耗的电功率最小，则滑动变阻器R消耗的电功率： PR＝UR大I′＝15V×0.15A＝2.25W，故D正确； C.灯泡的电阻：RL＝＝＝20Ω， 只闭合S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，L与R串联， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电路中的电流：I＝＝＝0.15A， 灯泡的实际功率： PL′＝I2RL＝（0.15A）2×20Ω＝0.45W，故C正确。 故选：B。 二、填空题 16．【答案】216 【解析】【解答】解：由题知，灯泡的额定电压是3V，由图象知，当灯泡两端电压为3V时，通过它的电流为0.6A，由于串联电路中电流处处相等，当灯泡L与定值电阻R串联且灯泡正常发光时，IL＝IR＝0.6A，由图象知，此时R两端电压为UR＝6V，小灯泡正常发光时，通电1min电阻R产生的热量为： QR＝WR＝URIRt＝6V×0.6A×60s＝216J。 故答案为：216。 17．【答案】故答案为：（1）1；并联；（2）13200；（3）91.7；（4）大；小。 【解析】【分析】（1）当电吹风机送出来的是热风时，说明电动机和电阻丝同时工作。 （2）首先由图象得出吹热风和吹凉风时的功率和时间，然后根据W＝Pt分别计算出电吹风工作时吹热风和吹凉风时消耗的电能，求其和即可。 （3）根据功率随时间的图象计算电热丝的功率，然后利用R＝求出电阻。 （4）导体的长度、材料相同时，横截面积越大，电阻越小；根据公式P＝UI＝即可分析出灯泡实际功率的变化。 【解答】解：（1）当电吹风机送出来的是热风时，需要电动机和电阻丝同时工作，即开关应置于图甲中的1位置，电风扇与电热丝是并列连接在电源上的，所以是并联连接。 （2）根据功率随时间的变化关系图象可知： P热＝616W，t1＝20s，P凉＝88W，t2＝30s﹣20s＝10s， W总＝W热+W冷＝P热t1+P凉t2＝616W×20s+88W×10s＝13200J。 （3）∵吹热风时电动机和电阻丝同时工作，吹冷风时只有电动机工作， ∴电热丝的功率为P＝P热﹣P凉＝616W﹣88W＝528W， 根据P＝UI＝得： 电热丝的电阻为R＝＝＝91.7Ω。 （4）白炽灯灯泡长期使用后，钨丝因升华变细，横截面积变小，导致灯丝电阻变大；根据公式P＝UI＝可知，灯泡两端的电压不变，灯泡的实际功率与其电阻成反比，电阻增大时灯泡的实际功率会变小。 故答案为：（1）1；并联；（2）13200；（3）91.7；（4）大；小。 【点评】本题考查电功率公式的应用和影响电阻大小的因素，难点是明白触点在不同位置时电路的连接情况，还要知道电源电压不变时，电阻越小电功率越大。 18．【答案】6；1800 【解析】【考点】电功与电能的计算；欧姆定律的应用． 【解答】解：由电路图知，滑动变阻器R和电阻R0串联，电压表V1测R0两端电压，V2测R两端电压，电流表测电路中电流。当滑动变阻器的滑片P从b点滑到某点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，R0两端的电压变大；所以图乙中5V～3V是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，1V～3V是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线；由电路图知，P在b点时，电路中电阻最大，电流最小，由图象可以看出，滑片P在b点时电流Ib＝0.5A，U1＝1V、U2＝5V，所以电源电压：U＝U1+U2＝1V+5V＝6V，电阻R0的阻值：R0＝＝2Ω，滑片P在a点时，电路中电阻最小，电流最大，此时通过电路的电流Ia＝＝3A，通电100sR0消耗的电能：W＝R0t＝（3A）2×2Ω×100s＝1800J。 故答案为：6；1800。 19．【答案】故答案为：3.6×105；3000。 【解析】【考点】电能表参数的理解与电能的求法． 【分析】（1）利用P＝的变形公式计算出用电器单独正常工作5min消耗的电能； （2）根据用电器消耗电能与电能表转盘转动圈数可以求出每消耗1kW•h的电能，电能表转盘的转数。 【解答】解：（1）由P＝可知，用电器单独正常工作5min消耗的电能：W＝Pt＝1200W×5×60s＝3.6×105J＝0.1kW•h； （2）每消耗1kW•h的电能，该电能表转盘的转数：N＝×300r＝3000r。 故答案为：3.6×105；3000。 20．【答案】故答案为：20；12；1.8。 【解析】【分析】由电路图可知，R与滑动变阻器串联。 （1）设电源电压为U，则U＝U滑+UR，根据P＝UI分别求出此时滑动变阻器的电压，根据串联电路的电压特点表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出定值电阻的阻值，进一步求出电源的电压； （2）根据电阻的串联和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻为R时电路中的电流，根据P＝UI＝I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率，然后根据表达式得出变阻器消耗的功率最大时接入电路中的电阻和其最大值。 【解答】解：由电路图可知，R0与滑动变阻器串联。 （1）设电源电压为U，则U＝U滑+UR，滑片在a位置时，功率为1.6W，电流为0.4A，根据P＝UI可得此时滑动变阻器R的电压为：U1＝＝＝4V， 根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压： U＝U1+I1R＝4V+0.4A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 滑片在b位置时，功率为1.6W，电流为0.2A，此时滑动变阻器R的电压为：U2＝＝＝8V， 则电源电压：U＝U2+I2R＝8V+0.2A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②得：R＝20Ω，U＝12V； （2）设滑动变阻器接入电路中的电阻为R′时电路中的电流为：I＝， 滑动变阻器消耗的电功率：P滑＝I2R′＝（）2R′＝＝， 当R′＝R＝20Ω时，滑动变阻器的电功率最大，则：P滑大＝＝＝1.8W。 故答案为：20；12；1.8。 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确的判断出滑动变阻器消耗的电功率最大时接入电路中的阻值是关键。 21．【答案】故答案为：能；1.1；0.75。 【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用． 【分析】（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI求出灯泡正常发光时的电流，由乙图可知R1的阻值为0，R2被短路，电路为灯泡L的简单电路，据此分析灯泡是否能正常发光； （2）灯泡被短路时，R1与R2并联，根据图乙可知通过R1的电流大于0.6A时阻值为10Ω，根据欧姆定律求出此时两端的电压，然后与电源的电压相比较判断出此时R1的阻值，再根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两支路的电流，利用并联电路的电流特点求出电流表的示数； （3）根据P＝变形公式求出灯的电阻，若电源电压降为3V时，由欧姆定律和并联电路电流的规律，可知通过R1的电流取值范围，结合图乙分析电路的结构，根据P＝得出这时电路的总功率。 【解答】解：（1）根据P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流： IL＝＝＝0.5A， 因0.5A＜0.6A， 所以，由乙图可知R1的阻值为0Ω，此时R2被短路，灯泡L两端的电压为6V，能正常发光； （2）当灯泡发生短路时，R1与R2并联， 根据图乙可知，通过R1的电流大于等于0.6A时阻值为10Ω，则 根据欧姆定律可得，R1两端的电压： U1＝I1R1＝0.6A×10Ω＝6V， 所以，U1＝U＝6V， 即此时R1的阻值为10Ω， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，此时电流表的示数： I＝I1+I2＝+＝+＝1.1A； （3）灯的电阻为： RL＝＝＝12Ω，若电源电压降为3V时，则通过灯的电流一定小于： I′＝＝＝0.25A，根据并联电路电流的规律，通过R1的电流小于0.25A，R1的电阻为0，限流电阻被短路，电路为灯的简单电路，这时电路的总功率为： P实＝＝＝0.75W。 故答案为：能；1.1；0.75。 【点评】本题考查并联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，关键是从乙中获取有效的信息。 22．【答案】故答案为：4.5；0.625；R2；3。 【解析】【分析】由电路图可知，闭合开关S后，灯泡、R1、R2串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，由题意可知，电压表V2未画出。 （1）根据灯泡两端的电压越大时通过的电流越大判断出小灯泡的I﹣U图像，根据图乙可知电压表V2的示数随电流表示数的变化关系，然后结合电流相等时两电压表的示数之和不相等判断出电压表V2并联的位置；当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，根据图乙读出电表的示数，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压；当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，根据图乙读出电表的示数，同理表示出电源的电压，然后联立等式即可求出R1的阻值和电源的电压；根据P＝UI求出灯泡的额定功率； （2）根据欧姆定律算出小灯泡正常发光的电阻，要使R2的滑片可自由移动，且灯泡能正常发光，所以R2的电阻可以是0，即R2＝0时，电路的电流为0.25A，根据欧姆定律算出此时电路的总电阻，根据串联电路电压的规律算出串联的电阻。 【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后，灯泡、R1、R2串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，由题意可知，电压表V2未画出。 （1）因灯泡两端的电压越大时通过的电流越大，所以图乙中图线①是小灯泡的I﹣U图像， 由图线②可知，电压表V2的示数随电流表示数的增大而减小，所以电压表V2测滑动变阻器两端的电压或测定值电阻和滑动变阻器两端的电压之和， 因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以，由电流相等时两电压表的示数之和不相等可知，电压表V2测滑动变阻器R2两端的电压，即并联在滑动变阻器R2两端，因此图像②表示R2的电流随电压变化关系； 当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小， 由图乙可知，灯泡两端的电压UL＝0.5V，变阻器R2两端的电压U2＝3.5V，电路中的电流I＝0.1A， 则电源的电压：U＝UL+U2+IR1＝0.5V+3.5V+0.1A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当灯泡正常发光时，电路中的电流最大， 由图乙可知，灯泡两端的电压UL′＝2.5V，变阻器R2两端的电压U2′＝0.75V，电路中的电流I′＝0.25A， 则电源的电压：U＝UL′+U2′+I′R1＝2.5V+0.75V+0.25A×R1﹣﹣﹣﹣② 由①②可得：R1＝5Ω，U＝4.5V； 灯泡的额定功率：PL′＝UL′I′＝2.5V×0.25A＝0.625W； （2）因为R2的滑片可自由移动，且灯泡能正常发光，所以R2的电阻可以为0，即R2＝0时，电路的电流为0.25A， 由I＝可得，此时电路的总电阻为：R总＝＝＝18Ω， 灯泡正常发光的电阻：RL＝＝＝10Ω， 因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以需要串联电阻的阻值：R串联＝R总﹣RL﹣R1＝18Ω﹣10Ω﹣5Ω＝3Ω， 所以再串联一个3Ω的电阻后，R2的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全。 故答案为：4.5；0.625；R2；3。 【点评】本题考查了欧姆定律和电功率公式的应用，根据电源电压相等列等式算出定值电阻和电源电压是解题的关键。 三、探究题 23．【答案】（1）；（2）定值电阻R0断路；（3）0.3；（4）滑动变阻器的电功率。 【解析】【考点】探究用电器的电功率实验． 【分析】（1）根据图甲滑动变阻器阻值变化确定图乙滑动变阻器选用的下端接线柱； （2）若闭合开关后，发现电流表无示数，说明电路可能断路，电压表超满偏，说明电压表与电源连通，电压表被串联在电路中，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了； （3）根据串联电路电压规律和P＝UI求出滑动变阻器的电功率； （4）根据图像中A、A'的物理意义结合串联电路中电路消耗的总功率等于各部分用电器消耗的电功之和分析解答。 【解答】解：（1）由图甲可知，滑动变阻器滑片向右移动时阻值变大，故图乙中滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R0串联在电路中，如下图所示： ； （2）若闭合开关后，发现电流表无示数，说明电路可能断路，电压表超满偏，说明电压表与电源连通，电压表被串联在电路中，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即故障原因可能是定值电阻R0断路； （3）当定值电阻两端的电压为3.0V时，由表中数据可知，此时电路中的电流为0.3A；根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端电压为U滑＝U﹣U0＝4V﹣3V＝1V，则滑动变阻器的电功率为： P滑＝U滑I滑＝1V×0.3A＝0.3W； （4）由题图丙可知，图中A点代表消耗的总功率，A'点代表的是定值电阻的功率，因为在串联电路中电路消耗的总功率等于各部分用电器消耗的电功之和，所以AA'代表的是滑动变阻器的电功率。 故答案为：（1）；（2）定值电阻R0断路；（3）0.3；（4）滑动变阻器的电功率。 24．【答案】①. 电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮 ②. 滑片向左移动，直到电压表示数为2.5V ③. 大于 【解析】【答案】①. 电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮 ②. 滑片向左移动，直到电压表示数为2.5V ③. 大于 【详解】（1）[1]甲中两灯串联，通过两盏灯的电流相等，灯的电压越大，由P=UI知道，灯的实际功率越大，灯越亮；支持该结论的实验现象是电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮。 （2）①[2]灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理知道，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，所以，滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压2.5V。 ②[3]由图知道，电路中无电流时，电流表的指针指在零刻度线的左侧，则测量电流时，电流表的示数要小于灯泡的额定电流，由P=UI知道，测得的灯泡的实际功率偏小，即小灯泡的额定功率的真实值大于0.75W。 25．【答案】（1）；（2）小灯泡断路；（3）2.2；A； （4）不合理；小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义；（5）R2；（6）S、S1；S2；。 【解析】【解答】解：（1）向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，即滑动变阻器接入阻值变小，所以应接左下接线柱，如图所示； ； （2）电流表无示数，说明电路断路，电压表有示数，可能为小灯泡断路； （3）电压表量程为0～3V，分度值为0.1V，读数为2.2V；还未达到2.5V，所以滑动变阻器向A滑，阻值减小，电流变大，小灯泡两端电压会达到2.5V； （4）计算小灯泡的平均电功率是不合理的，因为小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义； （5）灯泡正常发光时电压为2.5V，电源电压为4.5V，变阻器分得的电压：U变＝4.5V﹣2.5V＝2V； 此时滑动变阻器阻值Rp＝＝≈7.1Ω；再结合电流表的量程，故选R2； （6）实验电路图如图丙所示，操作思路为两电阻并联，当开关S、S2闭合，S1断开时，先测干路电流I1；然后单独测R0的电流，所以开关S、S1闭合，S2断开时，电流表测的是R0的电流为I2； 并联电路中，各支路电压相等，所以Rx两端的电压Ux＝U0＝I2R0；通过Rx的电流Ix＝I1﹣I2； 根据欧姆定律可得Rx＝＝。 故答案为：（1）如图所示；（2）小灯泡断路；（3）2.2；A；（4）不合理；小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义；（5）R2；（6）S、S1；S2；。 四、综合题 26．【答案】（1）70，＜，增大；（2）小，指针处对应的温度为50℃。 【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律． 【分析】（1）当发热功率与散热温度相等时，物体温度处于恒定，则由图可知其稳定温度；由图可知当温度高于稳定温度时发热功率与散热功率间的关系；由功率公式P可知电阻的变化； （2）由图2可知，温度越高电阻越大，则可知当温度越低时，电流中电流越大；由电流表示数可知电路中电流值，则由欧姆定律可求得电路中的总电阻，则可知此时R的阻值；由图2利用比例关系可知所对应的温度。 【解答】解：（1）由图可知，当温度为70℃时，发热功率和散热功率相等，即此时物体的温度不再变化； 当温度高于稳定温度时，由图可知散热功率大于发热功率； 由P可得，此时功率减小，而电压不变，故说明电阻在增大。 （2）由图2可知，金属电阻随温度的升高而增大，则由欧姆定律可得：I，故当电流大时，电阻值要小，即此时温度要低，故对应的温度刻度要小； 由图4可知电流I＝5mA＝0.005A时，则由欧姆定律可得：总电阻R总600Ω，金属电阻阻值R＝R总﹣R′＝600Ω﹣450Ω＝150Ω，故对应的温度t＝（150Ω﹣100Ω）50℃。 即指针处对应的温度为50℃。 故答案为：（1）70，＜，增大；（2）小，指针处对应的温度为50℃。 27．【答案】不变；大于；2.1×103。 【解析】【考点】比热容的概念及其计算；沸腾及沸腾条件． 【分析】（1）水沸腾时，吸热但温度不变； （2）由于两个电阻串联，所以电流和时间相同，但电阻不同，据此分析即可判断； （3）根据图象，水和食用油升高的温度相同，据（2）中所吸收热量的关系，结合公式Q＝cmΔt便可求出食用油的比热容。 【解答】解：据液体沸腾的特点可知，水沸腾时，吸热但温度不变； 由于两个电阻串联，所以电流和时间相同，但电阻不同，水中的电阻大于油中的电阻，据Q＝I2Rt可知，加热相同的时间，甲图中产生的热量多，故水吸收的热量多； 由Q＝I2Rt可知，相同时间内，甲电热丝释放的热量为Q甲＝I2R甲t＝I2×10Ω×t， 而乙电热丝释放的热量为Q乙＝I2R乙t＝I2×5Ω×t， 所以Q甲＝2Q乙， 假设电加热器放出的热量全部被液体吸收，则水吸收的热量是油的2倍，即Q水＝2Q油； 假设都加热4min，由图丙中的信息可得水和油吸收的热量分别为： Q水＝c水mΔt水＝4.2×103J/（kg•℃）×m×（100℃﹣40℃）， Q油＝c油mΔt油＝c油×m×（100℃﹣40℃）； 因为Q水＝2Q油， 所以4.2×103J/（kg•℃）×m×（100℃﹣40℃）＝2×c油×m×（100℃﹣40℃）； 解得c油＝2.1×103J/（kg•℃）。 故答案为：不变；大于；2.1×103。 五、计算题 28．【答案】（1）电风扇正常工作时的电流为0.18A； （2）加热管的最大功率为1210W； （3）此时热敏电阻R2的阻值为45Ω。 【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用． 【分析】（1）电风扇标有“220V 40W”的字样，根据P＝UI可知电风扇正常工作时的电流； （2）闭合开关，电风扇和加热管并联，且R1、R2串联。从图丙可知，R2的最小电阻值，根据P＝可知加热管的最大功率； （3）根据W＝Pt得出电风扇工作1min消耗的电能W1；根据W2＝W﹣W1得出则加热管消耗的电能，根据W＝t可知此时加热管的总电阻，根据电阻串联的特点得出此时热敏电阻的阻值。 【解答】解：（1）电风扇标有“220V 40W”的字样，根据P＝UI可知电风扇正常工作时的电流I＝＝＝A≈0.18A； （2）闭合开关，电风扇和加热管并联，且R1、R2串联。 从图丙可知，R2的最小电阻值为5Ω，根据P＝可知加热管的最大功率P＝＝＝1210W； （3）电风扇工作1min消耗的电能W1＝PMt＝40W×1×60s＝2400J； 则加热管消耗的电能W2＝W﹣W1＝3.87×104J﹣2400J＝36300J， 根据W＝t可知此时加热管的总电阻R串′＝t＝×1×60s＝80Ω， 根据电阻串联的特点可知此时热敏电阻的阻值R2′＝R串′﹣R1＝80Ω﹣35Ω＝45Ω。 答：（1）电风扇正常工作时的电流为0.18A； （2）加热管的最大功率为1210W； （3）此时热敏电阻R2的阻值为45Ω。 29．【答案】（1）50；N； （2）B；滑动变阻器接入电路中的电阻应为10Ω； （3）该饮水器加热过程中的热效率为77%。 【解析】【考点】电功与热量的综合计算． 【分析】（1）我国交流电的频率为50Hz，根据安培定则判断电磁铁的N、S极； （2）如果希望水温水加热至沸腾后能自动切断加热电路时，根据电路的连接可知应使继电器开关S2断开，即电磁铁的磁性应减弱，根据影响电磁铁的磁性的因素可知控制电路中电流的变化：即可根据欧姆定律判断出此时热敏电阻阻值变大，由此可判断热敏电阻Rx阻值与温度的变化情况。 根据图像读出当温度为100℃时热敏电阻的阻值，根据欧姆定律算出电流为100mA时的电阻，减去热敏电阻和线圈电阻即为滑动变阻器的电阻； （3）求出水的质量，已知水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量； 知道实际消耗的电能，利用η＝求电磁炉效率。 【解答】解： （1）我国交流电的频率为50Hz；根据安培定则结合线圈中的电流方向可知，电磁铁的右端为N极； （2）如果希望水温加热至沸腾后能自动切断加热电路，即水沸腾时，停止加热，则使继电器开关S2断开，应减弱电磁铁的磁性，根据影响电磁铁的磁性的因素可知应减小控制电路中的电流，由欧姆定律可知此时热敏电阻的阻值变大，所以热敏电阻Rx阻值应随温度升高而变大，故选B。 根据图像读出当温度为100℃时热敏电阻的阻值为30Ω， 电流为100mA时，控制电路的总电阻为： R＝＝＝50Ω， 根据电阻的串联，则滑动变阻器接入电路中的电阻： R2＝R﹣R热﹣R0＝50Ω﹣30Ω﹣10Ω＝10Ω； （3）已知水的体积V＝10L＝0.01m3， 由ρ＝得水的质量为： m＝ρV＝1×103kg/m3×0.01m3＝10kg， 水吸收的热量： Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（100℃﹣34℃）＝2.772×106J； 消耗的电能： W＝1kW•h＝3.6×106J， 则该饮水器加热过程中的热效率： η＝×100%＝×100%＝77%。 答：（1）50；N； （2）B；滑动变阻器接入电路中的电阻应为10Ω； （3）该饮水器加热过程中的热效率为77%。 【点评】本题为电功率和热量的综合计算，考查了热量的计算、电能的计算、实际功率的计算，难点是继电器电路的工作分析，主要是知道控制电路与工作电路的关系。 1 第 1 页，共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $