专题02 功和机械能、电能的分析与计算 5大题型40题（期中专项训练）九年级科学上学期新教材浙教版

专题02 功和机械能、电能的分析与计算 基础·固本强基 题型1运动、力与机械能的关系 题型2功和功率的比较与计算 题型3电功率的计算 提升·进阶突破 题型4电学实验 题型5电路图像与电路安全问题 题型5多档位用电器问题 基础·固本强基 题型1运动、力与机械能的关系（共8小题） 【模型】力与运动的关系模型（含重力、弹力、惯性、机械能转化） 【方法】1.正确理解牛顿第一定律（惯性定律），明确“力不是维持运动的原因，而是改变运动状态的原因”。 2.分析机械能转化时，抓住质量、速度、高度、弹性形变的变化，判断动能、重力势能、弹性势能的增减。 单物体多阶段模型：如小球下落、弹簧振子、过山车。分析方法： 找拐点：明确速度最大值（合力为零）、高度最高点（速度为零）、形变最大点。 看方向：速度方向与力的方向同向则加速，反向则减速。 能理转换：抓住“质量”、“速度”、“高度”、“形变程度”四个变量。动能看质量和速度，重力势能看质量和高度，弹性势能看形变大小。 注意隐蔽条件：有摩擦时，机械能不守恒，部分转化为内能。 1.2023年3月19日陈芋汐和全红婵组合以362.04分的总成绩夺得跳水10米台冠军，如图所示，参加“跳水”表演赛时的分解动作的简略示意图，不考虑空气阻力，下列相关说法正确的是（　　） A．从离开跳板到最高点的过程中，只受到重力作用 B．从跳起到入水前的过程中，运动员的重力势能一直减小 C．到达最高点时，若运动员所受的力全部消失，则她将保持静止状态 D．从最高点到入水前的过程中，速度增大，运动员的惯性增大 【答案】A 【解析】A、从离开跳板到最高点的过程中，不计空气阻力，她只受到重力作用，故A正确； B、从跳起到入水前的过程中，运动员的质量不变，高度先变大后变小，所以重力势能先变大后变小，故B错误； C、到达最高点时，运动员在水平方向上有一定的速度，若运动员所受的力全部消失，根据牛顿第一定律可知，则她将做匀速直线运动，故C错误； D、从最高点到入水前的过程中，运动员的速度增大，运动员的质量不变，惯性大小不变，故D错误。 2．原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能Ek随运动距离s变化的关系图象可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】橡皮筋长为l，小球从初始状态下降至l过程中，重力势能转化为动能，小球做加速运动，动能逐渐变大； 小球从l继续下降至2l过程中，受到橡皮筋向上的拉力作用；当拉力小于重力时，合力向下，小球仍加速，动能仍然增大；当拉力大于重力时，合力向上，小球做减速运动，动能逐渐减小，最后变为零； 对照选项中的图象可知，只有D选项符合题意。 3．如图，甲、乙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，乙以与水平面成一定角度、大小也是v的速度斜向右上抛出，到达最高点时小球的动能分别为E1、E2，重力势能分别为E3、E4。若上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能E1、E2和重力势能E3、E4，正确的是（　　） A．E1＝E2，E3＝E4 B．E1＝E2，E3＞E4 C．E1＜E2，E3＝E4 D．E1＜E2，E3＞E4 【答案】D 【解析】（1）甲、乙是完全相同的小球，质量相同，开始时，速度相同，则动能大小相同； 甲小球到达最高点时，速度为0，则动能为0，乙小球到达最高点时，在水平方向上速度不为0，则动能大于0，所以甲小球的动能小于乙小球的动能，即E1＜E2，故A、B错误； （2）甲、乙是完全相同的小球，质量相同，开始时，高度为0，所以重力势能都为0； 不计空气阻力和一切摩擦，小球的机械能守恒，甲、乙两个小球都到达最高点时，机械能相等， 甲小球的动能小于乙小球的动能， 所以甲小球的重力势能大于乙小球的重力势能，故C错误，D正确。 4．如图甲所示，重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上，在水平向右风力的作用下，滑块P向右做匀速直线运动。将方管Q按图乙竖直放置后，滑块P竖直向下运动。假设滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变，其受到方管Q的摩擦力等于压力大小的0.8倍，方管足够长且忽略空气阻力。则（　　） A．甲、乙中P对Q的压力大小相同 B．甲、乙中Q对P的摩擦力大小相同 C．乙中P匀速向下运动 D．乙中P动能一直增大 【答案】D 【解析】AB、图甲中，滑块P竖直方向上受到的重力G和方管Q对它向上的支持力是一对平衡力，滑块P对方管Q的压力与方管Q对它向上的支持力是相互作用力，所以滑块P对方管Q的压力等于滑块P的重力，即F压＝G， 其受到方管Q的摩擦力f甲＝0.8G， 又滑块P在水平向右风力的作用下向右做匀速直线运动，所以风力等于摩擦力，F风＝f＝0.8G； 图乙中，滑块P竖直方向受到竖直向下的重力，竖直向上的摩擦力， 水平方向上，滑块P对Q压力等于风力的大小，即F压'＝F风＝0.8G，故A错误； 滑块P受到方管Q的摩擦力f乙＝0.8F压'＝0.8F风＝0.8×0.8G＝0.64G，故B错误； CD、图乙中，由于竖直向上的摩擦力0.64G小于竖直向下的重力，滑块P的合力向下，所以滑块P向下做加速运动，滑块P的速度一直增大，而质量不变，所以滑块P的动能一直增大，故C错误，D正确。 5．（2023•瓯海区模拟）如图，小球从左侧的斜坡滚下，到达底端后又沿着右侧斜坡向上滚到最高处，则下列图像能正确代表小球重力势能与运动时间t之间对应关系的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】小球从左侧的斜坡滚下的过程中，速度越来越大，故其单位时间内下落的高度越来越大，则重力势能的减小量是越来越大； 小球到达最低点时，重力势能为零； 小球沿着右侧斜坡向上滚到最高处的过程中，速度越来越小，故其单位时间内上升的高度越来越小，则重力势能的减小量是越来越小。 对照各图可知，只有B选项符合这一规律。 6．2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射，进入轨道后天舟六号与我国空间站完成对接形成组合体。下列说法正确的是（　　） A．加速升空时，天舟六号机械能不变 B．进入轨道后，天舟六号的惯性消失 C．对接靠近时，以“天和”舱为参照物，天舟六号是静止的 D．对接成功后，组合体绕地运行过程中运动状态发生改变 【答案】D 【解析】A．加速升空时，天舟六号的质量不变，速度变大，高度增加，动能增加，重力势能增加，机械能增加，故A错误； B．任何物体在任何时候都具有惯性，进入轨道后，天舟六号仍然具有惯性，故B错误； C．对接靠近时，天舟六号与“天和”舱之间有位置的变化，以“天和”舱为参照物，天舟六号是运动的，故C错误； D．对接成功后，组合体绕地运行过程中运动方向不断变化，运动状态发生改变，故D正确。 7．阅读短文，回答下列问题： 汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置，如图甲。 安全带结构一般由软带、等部分组成。汽车正常行驶时，卷带装置中的卷收器借助弹簧，如图乙，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全。 （1）当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系上安全带可以有效防止驾乘人员由于惯性而造成伤害。这时人和车具有的_________能也急剧变化。 （2）将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性势能将_________（变大/变小/不变） （3）发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图象是图丙中的_________。 （4）下列说法正确的是_________。 A．汽车突然拐弯时，安全带能自由伸缩 B．汽车突然启动时，安全带能对人起到保护作用 C．为了安全，安全带要尽可能系得松一些 D．用手快速拉安全带，安全带不能被拉动。 【答案】见试题解答内容 【解析】（1）当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系上安全带可以有效防止驾乘人员由于惯性而造成伤害。这时人和车具有的动能也急剧变化； （2）将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性形变的程度变大，故弹性势能变大； （3）发生碰撞前安全带对人的拉力较小，发生碰撞时，汽车突然停止运动，由于惯性人会向前运动，产生安全带的拉力增大，当汽车停止运动后，安全带对人的拉力又会减小，所以符合要求的图象是B； （4）A．为了起到安全作用，汽车突然拐弯时，安全带不能自由伸缩，A错误； B．汽车突然刹车时，安全带能对人起到保护作用，B错误； C．为了安全，安全带要尽可能系得紧一些，C错误； D．用手快速拉安全带，安全带会被锁住不能被拉动，D正确。 所以正确的选项为D。 8．（2025秋•义乌市校级期中）频闪摄影是研究物体运动的常用实验手段，照相机每隔一定时间曝一次光，在胶片上记录物体在曝光时刻的位置。如图1，是某实验小组探究斜抛运动规律的实验装置，分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处各安装一个频闪相机，调整相机快门，设定相机曝光时间间隔为T。启动相机，将小球从斜槽上某一位置自由释放，得到如图所示的频闪照片，P、Q、R分别为小球运动轨迹上的三个位置。 （1）有小组同学提出，不计空气阻力，小球在水平方向上不受力，应该做匀速运动，实验中支持该同学提出的观点的证据是____________________________________。 （2）有同学提出图1中，O点到P点虚线表示小球运动的轨迹，即使不考虑小球运动过程中机械能的损耗，轨迹的最高点也将低于小球出发时在斜面上的高度，请从能量转化与守恒的角度解释其原因_________ _____________________________________________________________________________________________________________________。 （3）请在图3直角坐标图中画出小球从O点到Q点动能的大小变化情况。 【答案】（1）A相机照片内相邻两个小球间距相同； （2）由于小球在斜面上最高点时动能为零，因此斜面上最高点的重力势能等于机械能；由于小球抛出后到轨迹最高点速度不为零，仍有动能。不考虑机械能损失，抛出后轨迹最高点的机械能与斜面上最高点的机械能相等，因此斜面最高点的重力势能大于抛出后轨迹最高点的重力势能，故轨迹最高点要低于斜面最高点； （3）。 （2）（3）物体的机械能是动能与重力势能之和；物体的动能跟质量与速度有关；重力势能跟质量和高度有关。 【解析】（1）相机A拍摄的小球是水平方向上的运动图像，照相机每隔一定时间曝一次光，图中可知每相邻两个图像之间间距相同，也就是说相同时间内的位移相同，即在小球在水平方向上做匀速运动； （2）由于小球在斜面上最高点时动能为零，因此斜面上最高点的重力势能等于机械能；由于小球抛出后到轨迹最高点速度不为零，仍有动能。不考虑机械能损失，抛出后轨迹最高点的机械能与斜面上最高点的机械能相等，因此斜面最高点的重力势能大于抛出后轨迹最高点的重力势能，故轨迹最高点要低于斜面最高点； （3）小球做抛物线运动，小球从O点开始，先上升，在重力的作用下速度逐渐变小，但因为一直有水平方向的速度，故在最高点时速度不会变为0；当竖直方向速度为0后，在重力的作用下，开始向下做加速运动，由于整个过程中，小球质量不变，则动能先变小后变大，最后如图所示。 题型2 功和功率的比较与计算（共6小题） 【模型】功和功率的计算模型（含水平推力、竖直提升、斜面、步行重心变化等） 【方法】1.判断做功：严格对照“力”和“在力的方向上移动的距离”，缺一不可（如提着水桶水平走，提力不做功）。 2.公式选择：W=Fs（力与距离必须对应）； P=W/t（求平均功率）； P=Fv（常用于恒定牵引力的汽车模型，求瞬时功率）。 比例法：在比较题中，利用P=W/t 或W=Pt 找相同量，快速化简比例。 1．（2025秋•拱墅区校级期中）小丽用40N的水平推力将一个重90N的箱子水平推动了1m，所用时间2s；小宇又将这个箱子匀速提上了0.4m高的台阶，所用的时间1.5s．比较小丽、小宇所做的功W1、W2和做功的功率P1、P2之间大小的关系是（　　） A．W1＞W2 P1＜P2 B．W1＞W2 P1＞P2 C．W1＜W2 P1＜P2 D．W1＜W2 P1＞P2 【答案】A 【解析】W1＝F1S1＝40N×1m＝40J，P120W， 由于物体被匀速提起，则F2＝G＝90N W2＝F2×S2＝90N×0.4m＝36J， P224W。 通过以上计算可知：W1＞W2，P1＜P2。 2．（2025秋•南浔区期中）如图甲所示，物体A在大小不变的水平拉力F的作用下，先后在粗糙程度不同的表面DE和HG上做直线运动，图乙为物体在DE、HG两段运动过程中距离和时间关系的图像。拉力F在DE段所做的功为W1，功率为P1；在HG段所做的功为W2，功率为P2。下列关系正确的是（　　） A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．P1＝P2 D．P1＜P2 【答案】D 【解析】AB、由图乙可知，物体A在水平拉力F的作用下在DE段移动了3m，用时6s， 物体A在水平拉力F的作用下在HG段移动了3m，用时3s， 拉力F相同，移动的距离相等，根据W＝Fs可知，拉力F在DE段所做的功等于在HG段所做的功， 即W1＝W2，故AB错误； CD、F在DE段所做的功等于在HG段所做的功，HG段的时间少于DE段的时间， 根据可知，拉力F在DE段的功率小于在HG段的功率， 即P1＜P2，故C错误，D正确。 3．（2025秋•镇海区校级期中）如图甲所示，快递员用推力F将重为800N的快递，先沿水平面推行一段距离，再推至长4m距离2m的斜面顶端，推力始终与快递运动方向相同：快递在整个运动过程中，路程与时间变化关系和推力与时间变化关系分别如图乙、丙所示，下列分析正确的是（　　） A．0～4s内推力F的功率为800W B．4～12s内快递克服重力做的功为3200J C．4～12s内快递受到的摩擦力为250N D．0～12s内快递克服摩擦力做的功为1200J 【答案】D 【解析】A、由图乙可知，0～4s内快递运动的路程s＝4m，由图丙可知，0～4s内推力F＝200N，根据功的计算公式W＝Fs可得0～4s内推力做的功为： W＝Fs＝200N×4m＝800J； 根据功率的计算公式P可得0～4s内推力F的功率为： 200W，故A错误； B、根据克服重力做功的计算公式WG＝Gh可得4～12s内快递克服重力做的功：WG＝Gh＝800N×2m＝1600J，故B错误； C、由图丙可知，4～12s内推力F'＝500N，根据功的计算公式W'＝F's'可得4～12s内推力做的功为： W'＝F's'＝500N×4m＝2000J； 因为4～12s内推力做的功等于克服重力做的功与克服摩擦力做的功之和，即W'＝WG+Wf，所以4～12s内快递克服摩擦力做的功为： Wf＝W'﹣WG＝2000J﹣1600J＝400J； 再根据Wf＝fL可得4～12s内快递受到的摩擦力为： 100N，故C错误； D、由图丙可知，0～4s内推力F＝200N，因为快递在水平面上做匀速直线运动，所以推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，即0～4s内快递受到的摩擦力f'＝F＝200N； 根据功的计算公式Wf1＝f's可得0～4s内快递克服摩擦力做的功为： Wf1＝f's＝200N×4m＝800J； 由选项C可知4～12s内快递克服摩擦力做的功Wf＝400J，所以0～12s内快递克服摩擦力做的功为：Wf总＝Wf1+Wf＝800J+400J＝1200J，故D正确。 4．如图甲所示，小明用弹簧测力计竖直向上缓慢提升静止在水平桌面上一个体积为100cm3的物块，记录了弹簧测力计的示数F以及弹簧测力计上升的高度h，并绘制了F与h之间的关系图线，如图乙所示。计算： （1）该物块的密度为多少？ （2）从物块离开桌面到h＝15cm处，拉力对物块所做的功为多少？（g取10N/kg） 【答案】（1）该物块的密度为4×103kg/m3； （2）从物块离开桌面到h＝15cm处，拉力对物块所做的功为0.4J。 【解析】（1）由图乙可知，测力计上升的高度h超过5cm后，测力计的示数不变为4N，此时钩码离开桌面，测力计的示数即为钩码所受重力大小，故钩码所受的重力为4N，物体的体积为100cm3，则物块的密度 （2）从钩码离开桌面到h＝15cm的过程中，物块向上移动的高度h1＝15cm﹣5cm＝10cm＝0.1m， 测力计对物块所做的功W＝Gh1＝4N×0.1m＝0.4J。 答：（1）该物块的密度为4×103kg/m3； （2）从物块离开桌面到h＝15cm处，拉力对物块所做的功为0.4J。 5．（2025秋•常山县校级期中）科技赋能迎新！浙大机器狗成“最强搬运工”。2025年8月22日，浙大紫金港校区迎来本科新生报到日，校园里出现的特殊“搬运工”——机器狗，成为众人眼中的焦点。其中一款绝影X30机器狗堪称“大力士”，这款体重约55kg的机器狗，最大载重能力达85kg。 （1）若该机器狗的牵引力为200牛，将行李箱水平移动65米用时13秒，求机器狗此时的功率？ （2）机器狗除了能在平地上行走外，它还能进行负重登楼，若该机器狗满负荷运载，将行李箱从一楼运到五楼，求该过程机器狗克服重力所做的功？（注：每层楼高3.5米；g取10N/kg） 【答案】（1）该机械狗的功率为500W； （2）整个过程中机械狗克服重力所做的功为19600J。 【解析】（1）机器狗做的功：W＝Fs＝200N×65m＝13000J，机械狗的功率：P500W； （2）总重力：G＝mg＝（55kg+85kg）×10N/kg＝1400N， 从一楼到五楼，上升高度为h＝4×3.5m＝14m， 克服重力做的功：W′＝Gh＝1400N×14m＝19600J。 答：（1）该机械狗的功率为500W； （2）整个过程中机械狗克服重力所做的功为19600J。 6．（2025秋•吴兴区校级期中）步行是一种简易方便的健身运动，人正常步行时，步距（指步行一步的距离）变化不大，步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5m，他正常步行1min走了120步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前→后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。（已知小东的腿长是65cm，质量是50kg）求： （1）小东正常步行的速度是多少？ （2）小东每走一步克服重力所做的功是多少？ （3）小东正常步行克服重力做功的功率是多少？ 【答案】（1）小东正常步行的速度是1m/s； （2）小东每走一步克服重力所做的功是25J； （3）小东正常步行克服重力做功的功率是50W。 【解析】（1）小东1min步行的路程：s＝0.5m×120＝60m， 小东正常步行的速度：v1m/s； （2）小东步行重心上升的高度：h＝65cm5cm＝0.05m， 小东的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N， 小东每走一步克服重力所做的功：W＝Gh＝500N×0.05m＝25J； （3）小东1min克服重力做的总功：W总＝25J×120＝3000J， 小东正常步行克服重力做功的功率：P50W。 答：（1）小东正常步行的速度是1m/s； （2）小东每走一步克服重力所做的功是25J； （3）小东正常步行克服重力做功的功率是50W。 题型3电功率的计算（共9小题） 【模型】纯电阻电路模型（电能全转化为内能）、电功率计算模型（含串联/并联电路、滑动变阻器、热敏电阻、图像类问题） 【方法】四个一”法则：找到“同一个用电器”、“同一时刻（同一状态）”的U,I,R,P 四个物理量，利用P=UI=I2R=U2/R 知二求二。 串并联规律： 串联：电流处处相等，（分压）。 并联：各支路电压相等，（分流）。 额定与实际：抓住电阻不变，实际功率随实际电压变化计算。 1.如图甲是某款电子测温仪，图乙是它内部的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，定值电阻R0为保护电阻；当被测温者体温较高时，显示仪的示数会变大，关于此测温仪，下列分析正确的是（　　） A．该款显示仪的表盘是由电流表改装而成的 B．热敏电阻 R 的阻值随着温度的升高而增大 C．被测温者温度越高，电路消耗的电功率越大 D．将 R0 换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变小 【答案】C 【解析】A、因为显示仪与R0并联，所以显示仪是电压表，故A错误； B、被测温者温度越高，说明电压表示数越大，由欧姆定律可知，电路电流变大，由串联电路电压特点可知，R两端电压越小，由R可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，故B错误； C、被测温者温度越高，说明电压表示数越大，由欧姆定律可知，电路电流越大，由P＝UI可知，电路消耗的功率也越大，故C正确； D、温度相同，说明热敏电阻的阻值不变，将R0更换为阻值更大的电阻，由串联电路分压特点可知，R0两端分得的电压变大，因此显示仪示数会变大，故D错误。 2．（2025秋•慈溪市校级期中）如图是某一定值电阻的I﹣U图像。当该电阻两端的电压增大ΔU，其电功率增大ΔP。则图中的阴影面积大小能正确表示ΔP大小的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】变化的电功率为： ΔPRR＝U2I2﹣U1I1，故D符合题意。 3．某同学做电学实验时，电路图如图所示，已知他所用的电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为50欧，定值电阻R0为10欧。开关S闭合后，在实验操作无误的情况下，下列说法正确的是（　　） A．电流表的最大示数为0.6A B．滑动变阻器消耗的最小功率为0瓦 C．电压表的最小示数为1V D．定值电阻R0消耗的最大功率为1.8W 【答案】C 【解析】由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电路电流； （1）因电源的电压大于电压表的最大示数， 所以根据串联电路的分压特点可知当电压表的示数最大时电路中的电流最大，此时定值电阻消耗的电功率最大， 电路中的最大电流：Imax0.3A，故A不正确； 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣UR0max＝6V﹣3V＝3V， 电阻R0消耗的最大功率：P0max＝U0maxImax＝3V×0.3A＝0.9W，故D不正确； （2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的示数最小， 串联电路中总电阻等于各分电阻之和，电路中的电流：Imin0.1A， 电压表最小示数：URmin＝IminR0＝0.1A×10Ω＝1V，故C正确； （3）电路中的电流：I， 滑动变阻器消耗的电功率：PR＝I2R＝（）2R， 当R＝10Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大； 由数学中知识可知，当R＝50Ω时变阻器消耗的功率最小，PRmin0.5W，故B错误。 4．图像是表征事物的一种方法。小明用如图甲所示电路测定小灯泡的电功率，将滑片从b移至a，记录多组数据并描绘出如图乙所示的I﹣U图像。若图中面积S1表示灯泡两端电压为U1时消耗的电功率大小，则此时滑动变阻器所消耗的电功率可表示为（　　） A．S2 B．S3 C．S1+S2 D．S1+S3 【答案】B 【解析】当滑片在阻值最大处时电路中的电流最小，由图乙知电压表的示数为U1，当滑片在阻值最小处时电路中的电流最大，电压表的示数最大，为电源电压，由图乙知此时电压表的示数为U0，当电压为U1时，根据串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压为：U滑＝U0﹣U1， 电流与小灯泡的电流相同，由P＝UI知滑动变阻器的功率为：P滑＝U滑I＝（U0﹣U1）I，此时滑动变阻器所消耗的电功率可表示为S3。 5．如图所示，电源电压为6V，定值电阻R＝18Ω，在S闭合的情况下，下列说法正确的是（　　） ①在a、b两点间接入一个合适的电压表时，电压表有明显示数 ②不能在ab两点间接入一个电流表 ③在a、b两点间接入一个“1.5V 0.25A”的小灯泡，小灯泡能正常发光 ④在a、b两点间接入一个12Ω的电阻，电路消耗的总功率为0.5W ⑤在a、b两点间接入导线，电流2s做的功是2J A．只有①③正确 B．只有③④正确 C．只有①③④正确 D．只有①④⑤正确 【答案】A 【解析】①在a、b两点间接入一个合适的电压表时，电压表串联在电路中，此时电压表的示数约等于电源电压，故①正确； ②电路中已经接入一个定值电阻，电流表串联在电路中测电流，所以可以在ab两点间接入一个电流表，故②错误； ③灯泡的额定电流I＝0.25A，灯泡的电阻RL6Ω， 灯泡和电阻R串联时电路中的电流I0.25A，等于灯泡的额定电流，所以灯泡能正常发光，故③正确； ④在a、b两点间接入一个12Ω的电阻， 电路消耗的总功率为：P1.2W，故④错误； ⑤在a、b两点间接入导线，电路只有R工作， 电流2s做的功为： Wt4J，故⑤错误。 综合分析可知，只有①③正确。 6．如图所示，电源电压可调，甲、乙为两只相同的电压表或电流表，其中电流表量程均为0～3A，灯泡L1和L2分别标有“5V 5W”、“10V 20W”的字样，灯丝电阻不变。闭合S1、S2时，两灯均发光，则甲、乙两表示数之比为_________，此时电路最大总功率为P1；同时更换两电表种类，调整开关的状态，在电路安全的情况下，电路最大总功率为P2；则P1：P2＝ _________。 【答案】2：1；1：1 【解析】根据P可得，两灯的电阻：R15Ω，R25Ω； 由图可知，闭合S1、S2时，两灯均发光，若甲、乙两表均为电流表，会造成电源短路，不符合题意， 即此时甲、乙两表均为电压表，两灯串联，电压表甲测电源电压，电压表乙测L2两端的电压，根 据串联电路的分压关系可得，两灯的电压之比为U1：U2＝R1：R2＝5Ω：5Ω＝1：1， 根据串联电路的电压规律可得，两电压表的示数之比为 U甲：U乙＝U：U2＝（U1+U2）：U2＝（1+1）：1＝2：1； 根据P＝UI可得两灯的额定电流：I额11A，I额22A， 由于串联电路中各处的电流相等，所以在电路安全的情况下，电路中允许通过的最大电流为I＝I额1＝1A， 电路的最大总功率为P1＝I2R＝（1A）2×（5Ω+5Ω）＝10W； 同时更换两电表种类，即甲、乙均为电流表，只闭合开关S1，两灯并联， 由于并联电路各支路两端的电压相等，所以在电路安全的情况下，电路两端的最大电压为5V， 此时灯L1正常发光，其实际功率等于其额定功率，即：P′1＝P额1＝5W， 灯L2的实际功率：P′25W， 电路的最大总功率：P2＝P′1+P′2＝5W+5W＝10W， 则P1：P2＝10W：10W＝1：1。 7．如图甲所示电路中，滑动变阻器的规格为“30Ω，1A“。闭合开关并将滑片P从一端滑到另一端的过程中，滑动变阻器的电功率与电流表示数的关系图象如图乙所示。则： （1）电源电压为_________V。 （2）滑动变阻器消耗的最大功率为 _________ W。 【答案】（1）18；（2）5.4。 【解析】（1）由电路图可知，Rx与R串联，电压表测Rx两端的电压，电流表测电路中的电流； 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， 由图像可知，电路中的电流I小＝0.4A， 由欧姆定律可得，电源的电压：U＝I小（Rx+R）＝0.4A×（30Ω+R）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，电路中的电流最大， 由图像可知，电路中的电流I大＝1.2A， 电源电压：U＝I大R＝1.2A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 根据①②解得：R＝15Ω， 电源电压：U＝I大R＝1.2A×15Ω＝18V； （2）当滑动变阻器滑动到某一位置时，滑动变阻器的阻值为R'， 此时电路中的电流为：I， 那么滑动变阻器的电功率为： P滑＝I2R′＝（）2×R′， 所以，当R'＝R＝15Ω时，P滑最大， 则滑动变阻器的最大功率为：P最大5.4W。 8．如图甲所示的电路中，电源电压为5V，小灯泡L的额定电压为4V、额定功率模糊不清，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2的阻值为25Ω，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。 （1）已知小灯泡L正常工作时的电阻是10Ω，则小灯泡L的额定功率是多少？ （2）只闭合开关S、S2、S3，移动滑动变阻器R1的滑片使电流表示数为0.5A时，滑动变阻器R1的功率是多少？ （3）只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片，在保证各元件安全工作的情况下，得到小灯泡L的I﹣U关系图像如图乙所示，滑动变阻器R1连入电路的阻值范围是多少？ 【答案】（1）小灯泡L的额定功率是1.6W； （2）只闭合开关S、S2、S3，移动滑动变阻器R1的滑片使电流表示数为0.5A时，滑动变阻器R1的功率是1.5W； （3）只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1连入电路的阻值范围是2.5Ω～12Ω。 【解析】（1）小灯泡L的额定功率：PL1.6W； （2）只闭合开关S、S2、S3时，R1与R2并联，电流表测干路电流， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，定值电阻R2的电功率：P21W， 当电流表示数为0.5A时，电路的总功率：P总＝UI＝5V×0.5A＝2.5W， 因电路的总功率等于各用电器功率之和， 所以，滑动变阻器的功率：P1＝P总﹣P2＝2.5W﹣1W＝1.5W； （3）只闭合开关S和S1时，灯泡L与R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流， 由图乙可知，灯泡正常发光时的电流为0.4A， 因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程为0～0.6A， 所以，电路中的最大电流I大＝0.4A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，此时滑动变阻器两端的电压：U1＝U﹣UL＝5V﹣4V＝1V， 由I可得，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R1小2.5Ω； 当电压表的示数U1′＝3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大， 此时灯泡两端的电压：UL′＝U﹣U1′＝5V﹣3V＝2V， 由图像可知，通过灯泡的电流即电路中的电流I小＝IL′＝0.25A， 则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R1大12Ω， 所以，滑动变阻器R1连入电路的阻值范围是2.5Ω～12Ω。 答：（1）小灯泡L的额定功率是1.6W； （2）只闭合开关S、S2、S3，移动滑动变阻器R1的滑片使电流表示数为0.5A时，滑动变阻器R1的功率是1.5W； （3）只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1连入电路的阻值范围是2.5Ω～12Ω。 9.如图所示电路，电源电压18V恒定不变，小灯泡上标有“12V”的字样，滑动变阻器的规格为“200Ω 1A”，电流表量程“0～0.6A”，电压表量程“0～15V”，调节滑动变阻器滑片至某一位置时再闭合开关，小灯泡L恰好正常发光，此时电流2s内对小灯泡L做功12J，不考虑温度对电阻的影响。求： （1）小灯泡L正常发光时的电流； （2）滑动变阻器接入电路的阻值在什么范围时才能保证电路的安全； （3）小灯泡L两端电压为何值时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率是多少？ 【答案】（1）小灯泡L正常发光时的电流为0.5A； （2）滑动变阻器接入电路的阻值在12Ω～120Ω的范围时才能保证电路的安全； （3）小灯泡L两端电压为9V时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率是3.375W。 【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）灯泡正常发光时的电压UL＝12V，t＝2s时电流对小灯泡做的功WL＝12J， 由W＝UIt可得，小灯泡L正常发光时的电流： IL0.5A； （2）因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光时的电流为0.5A，电流表的量程为0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为1A， 所以，电路中的最大电流I大＝0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小， 由I可得，电路中的总电阻和灯泡的电阻分别为： R总36Ω，RL24Ω， 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最小阻值： R小＝R总﹣RL＝36Ω﹣24Ω＝12Ω， 当电压表的示数UR＝15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，此时灯泡两端的电压： UL′＝U﹣UR＝18V﹣15V＝3V， 则电路中的最小电流： I小A， 则滑动变阻器接入电路中的最大阻值： R大120Ω， 则滑动变阻器接入电路的阻值在12Ω～120Ω的范围时才能保证电路的安全； （3）滑动变阻器消耗的电功率： PR＝URI＝（U﹣IRL）I＝（18V﹣I×24Ω）I＝﹣I2×24Ω+18V×I＝3.375W﹣24（IA）2， 当IA时，滑动变阻器消耗的电功率最大，此时灯泡两端的电压： UL″＝IRLA×24Ω＝9V， 滑动变阻器消耗的最大电功率： PR大＝（U﹣UL″）I＝（18V﹣9V）A＝3.375W。 答：（1）小灯泡L正常发光时的电流为0.5A； （2）滑动变阻器接入电路的阻值在12Ω～120Ω的范围时才能保证电路的安全； （3）小灯泡L两端电压为9V时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率是3.375W。 提升·进阶突破 题型4电学实验（共5小题） 【模型】电学实验探究模型（含测小灯泡电功率、探究电热与电流/电阻关系、测电阻等） 【方法】1.连接电路：开关断开，滑动变阻器处于阻值最大处。 2.滑动变阻器作用： 探究电流与电压关系：改变定值电阻两端电压。 探究电流与电阻关系：保持定值电阻两端电压不变。 测小灯泡功率：改变灯泡两端电压（测额定和实际功率）；测电阻：多次测量求平均值减小误差。 3.故障分析：灯不亮，电压表有示数、电流表无示数 → 灯泡断路；电压表无示数、电流表有示数 → 灯泡短路。 1．某同学利用标有“6V、6W”的灯泡L1和“6V、3W”的灯泡L2进行实验。 （1）如图甲所示：A、B分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。现将两灯连入图乙所示电路中，使其中一个灯泡正常发光时，电路消耗的总功率为_________W。 （2）如图丙所示，L1、L2两灯接在12V的电路中，欲使两灯都正常发光，且电路中消耗的功率最小，应是图丙中四种接法中的哪一种接法_________，此时电路消耗的总功率为_________W。 【答案】（1）4； （2）B；12。 【解答】（1）由图甲可知，两灯的额定电流分别为：I1＝1A，I2＝0.5A； 由图乙可知，两灯串联，由于串联电路中各处电流相等，故正常发光的灯为L2， 此时电路中的电流为I＝I2＝0.5A， 由图甲可知，此时L1两端的电压为U1＝2V， 则电路的总电压为U＝U1+U2＝2V+6V＝8V， 电路消耗的总功率为P＝UI＝8V×0.5A＝4W； （2）由于两灯的额定电流不相等，根据串联电路的电流规律可知两灯串联时，不可能均正常发光，故A不符合题意； 由P＝UI可知，电源电压一定时，要使电路中消耗的功率最小，应使电路中的电流最小，若两灯并联，电路中的电流最大，功率最大，故D不符合题意； 此时应使干路中的电流等于较大的额定电流，同时利用电阻箱与另一灯并联，达到分流的目的，两灯就能都正常发光，故B符合题意，C不符合题意； 所以两灯均正常发光时，电路中的电流为I′＝I1＝1A， 电路消耗的最小功率：P′＝U′I′＝12V×1A＝12W。 2．在“探究小灯泡电功率跟电流和电压的关系”实验中，小金设计了如图甲、乙两个电路。 （1）研究电功率和电流的关系，选择甲图的原因是___________________________，灯泡L1、L2应选择规格_________（填“相同”或“不同”）的灯泡。 （2）利用图乙研究时，闭合开关，发现灯L1亮、灯L2不亮，电压表V2无示数，则电路发生的故障是__________________。 （3）排除故障后，利用图乙电路继续实验，实验数据记录如表，则可以得到的结论是__________________ _____________________________________________。 灯L1 灯L2 亮度 暗 亮 电压 0.6 0.9 【答案】（1）并联电路保持灯泡两端电压不变；不同；（2）灯泡L2短路；（3）通过小灯泡的电流相同时，灯泡两端电压越大，电功率越大。 【解析】（1）研究电功率和电流的关系，应控制电路两端的电压相同，因此选择甲图；为了避免偶然性，寻找普遍规律，实验中要选择规格不相同的灯泡进行实验； （2）灯泡L1、L2串联，V1表测L1的电压，V2表测L2的电压；闭合开关，发现灯L1亮，说明电路是通路；灯L2不亮，电压表V2无示数，说明电压表V2并联的电路短路，故电路发生的故障是灯泡L2短路； （3）灯L1和L2串联，可知通过两灯的电流相同；灯L2比L1亮，可知灯L2的电功率比L1大；U1＝0.6V，U2＝0.9V，可知灯L2两端电压比L1大，由此可得：通过小灯泡的电流相同时，灯泡两端电压越大，电功率越大。 3.某同学在验证“电流通过导体产生的热量与电阻、电流及通电时间的关系”时，采用了一种“变色测温贴”（产品介绍如图甲所示），电源电压为3V，常温下将测温贴贴在电阻上，利用变色测温贴变色所用的时间来判断导体产生的热量多少。请回答下列问题： 实验序号 变色所用的时间/s R1 R2 1 9 18 2 12 24 3 21 42 （1）用导线将图乙中电路连接完整，要求连线不得交叉，滑动变阻器置于阻值最大的位置。 （2）要完成本实验除了图乙中所给的测量仪器外，还需要的测量仪器是_________。 （3）正确连接线路，闭合开关，R1处断路，若此时将一电压表并联在R1两端，则观察到电表的示数为_________。 （4）该同学整理数据得出“在通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比。”若实验序号2中的电流为1A时，R2所贴变色测温贴的变色时间为24秒，则当其他不变，仅电流变为2A，R2所贴变色测温贴的变色时间为_________。 【答案】（1）；（2）停表；（3）3V；（4）6s。 【解析】（1）根据实验要求，一般是将两个电阻（R1 和 R2）与滑动变阻器串联接入电路，电源电压为 3V。滑动变阻器要采用“一上一下”的接法，且滑片置于阻值最大位置，实物连接如下： 。 （2）还需要的测量仪器根据焦耳定律Q＝I2Rt，要研究热量与电阻、电流及通电时间的关系，电路中有电流表可测电流，还需要测量时间的仪器，所以还需要的测量仪器是停表。 （3）电压表的示数当 R1处断路时，若将电压表并联在R1两端，此时电压表通过R2与电源相连，因为电压表内阻很大，电路中电流几乎为零，R2两端电压几乎为零，所以电压表测量的是电源电压，其示数为3V。 （4）变色时间计算根据焦耳定律Q＝I2Rt，在通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比。当电流由1A变为2A时，电流的平方变为原来的4倍。因为热量与变色时间成反比（产生相同热量，时间越短说明产热越快），所以变色时间变为原来的。原来R2变色时间为24秒，则现在变色时间为24s6秒。 4．小滨同学要测定额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻，他选择了一些器材进行实验，其中电源电压为6V恒定，滑动变阻器R上标有“20Ω，1A”字样。 （1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整。（要求滑片P向右移动时，灯泡变亮） （2）小滨继续进行实验，调节滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3.8V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，小灯泡正常发光时电阻为_________Ω。 （3）完成实验后，小滨还想探究“导体中的电流与电阻的关系”，他选取了10Ω、20Ω、40Ω的定值电阻依次替换小灯泡，其他器材不变。为了使三个电阻单独接入电路都能完成实验，他应控制定值电阻两端的电压不低于_________V，通过实验数据可以得出的结论是：电压一定时，导体中的电流与电阻成反比。 （4）实验结束后，小滨没有用电流表，又多用了一个滑动变阻器R2（其最大阻值用R0表示），他设计如图丙所示电路，测出了额定电压为U0的小灯泡的额定功率，请补全下列步骤： ①闭合开关S，先调节滑动变阻器R2的滑片到最左端，再调节滑动变阻器R1的滑片，直到电压表的示数为U0时为止，小灯泡正常发光。 ②接着保持滑动变阻器R1的滑片不动，调节滑动变阻器R2的滑片到最右端，读出这时电压表的示数为U1。 ③小灯泡的额定功率表达式P＝__________________（用含U0、U1、R0的字母表示）。 【答案】（1）如下图；（2）10；（3）4；；（4）U0。 【解析】（1）滑动变阻器一上一下的串联在电路中，滑片P向右移动时，灯泡变亮，电流增大，电阻减小，据此可知滑动变阻器接右下接线柱，如图所示。 （2）排除故障后，小吴继续进行实验，调节滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3.8V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.38A，由欧姆定律，小灯泡正常发光时电阻为：R10Ω； （3）由串联电路的规律及分压原理有：方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，变阻器分得的电压最大，控制电阻的电压最小，有：， 解得：UV＝4V； 为了使三个电阻单独接入电路都能完成实验，他应控制定值电阻两端的电压不低于4V； 通过实验数据可以得出的结论是：电压一定时，导体中的电流与电阻成反比； （4）①闭合开关S，先调节滑动变阻器R2的滑片到最左端，再调节滑动变阻器R1的滑片，直到电压表的示数为U0时为止，小灯泡正常发光。 ②接着保持滑动变阻器R1的滑片不动，调节滑动变阻器R2的滑片到最右端，读出这时电压表的示数为U1。 ③在①中，电压表测灯的电压，灯正常发光；在②中，由于保持变阻器R的滑片不动，则电路中电流不变、灯泡两端的电压保持不变，因串联电路中总电压等于各分电压之和， 当变阻器R2的滑片到最右端时，R2两端的电压：UR2＝U1﹣U0； 由欧姆定律，此时电路中的电流：I； 串联电路中各处的电流相等，即灯正常发光时的电流：IL； 小灯泡的额定功率：P＝U额IL＝U0。 5．用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。 图中电路包括调试电路和实验电路，R1和R2是阻值都为20欧的电热丝，R2放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝R2在调试过程中不发热。实验步骤如下： ①用数字温度计测量并记录装有R2的保温容器内煤油的温度。 ②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。 ③将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S，测量并记录_________ _________。 ④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度Δt（Δt可反映电热的多少），整理Δt、I2的数据如图丙。 （1）将步骤③补充完整。 （2）在答题纸图丙中画出Δt与I2的关系图像。 （3）小明想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持R1不变，将R2更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理，说明理由：_______ _______________ _________ _________ _________ _________ _________。 【答案】（1）煤油的温度；（2）见解答图；（3）不合理，由于调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，根据欧姆定律可知，通过30欧电热丝的电流不是设定值，电流发生变化，对实验结果产生影响。 【解析】（1）由电流的热效应可知，电流通过R2时，会产生热量，煤油吸收其产生的热量，温度升高，因此步骤③为将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S，测量并记录煤油的温度； （2）根据Q吸＝cmΔt可知，煤油的比热容一定，质量不变，因此煤油吸收的热量与其温度的变化量Δt成正比；根据焦耳定律可知，在电阻一定和相同的时间内，电流通过导体产生的热量与12成正比，由此可知，Δt与I2应成正比例关系，其图像应为一条过原点的直线，由于存在实验误差，则图像如下图所示：； （3）由于调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，根据欧姆定律可知，通过30欧电热丝的电流不是设定值，电流发生变化，对实验结果产生影响，故小明的想法是不合理的。 故答案为：（1）煤油的温度；（2）见解答图；（3）不合理，由于调试电路的电流为设定值时，开关S由“1”拔至“2”，根据欧姆定律可知，通过30欧电热丝的电流不是设定值，电流发生变化，对实验结果产生影响。 题型5电路图像与电路安全问题（共6小题） 【模型】U−I 图像（常含定值电阻和灯泡两条线）、滑动变阻器滑片移动导致的安全极限模型。 【方法】1.图像识读：找交点（串联电流相同，并联电压相同）、看斜率（U/I=R）、找特殊点（坐标轴上的点通常代表电压为 0 或最大）。 2.安全范围求法： 电流表/灯泡/变阻器：串联取最小额定电流/最大允许电流。 电压表：并联在变阻器两端时，变阻器分压最大不能超过电压表量程，此时定值电阻电压最小，电流最小。 极值计算：画出滑动变阻器在最左端（阻值最小、电流最大）和最右端（阻值最大、电压表可能满偏）的等效电路图，分别计算。 1．如图甲所示，电源电压恒定，电压表量程0～15V，电流表量程0～0.6A，R＝25Ω，滑动变阻器标有“95Ω 1A”；小灯泡的正常工作电流为0.5A，其电流随电压的变化规律如图乙所示；只闭合开关S、S1，保证电路安全的前提下，最大范围调节滑片P，当滑片移动到a点时，电压表示数最小值为U1；保持滑片在a点不变，只闭合开关S、S2，继续移动滑片，最终使电压表示数再次为U1，此时电流表示数为Ib；两次调节过程中电流表与电压表示数变化关系如图丙所示。保证电路安全的前提下，以下正确的是（　　） ①Ib的值为0.32 ②当只闭合开关S、S1，滑动变阻器的阻值范围为20Ω～80Ω ③当只闭合开关S、S2，电阻R的电功率范围为0.36W～9W ④任意闭合开关和移动滑片，电路中的最小功率与最大功率之比为1：4 A．①④ B．①③ C．②③ D．①② 【答案】A 【解析】①只闭合开关S、S1时，该电路为L和Rp的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测Rp两端的电压，在保证电路安全的前提下，从最右端移动滑动变阻器的滑片至最小值处的过程中，由于灯泡的电阻是变化的，则电流表与电压表的示数变化的关系是图乙曲线；已知小灯泡的正常工作电流为0.5A，电流表的量程为0～0.6A，则电路中的最大电流为0.5A，此时电压表的示数最小为U1、灯泡的电压为UL＝8V，根据串联电路的特点和欧姆定律得出：电源电压U＝U1+UL＝U1+8V；滑动变阻器的连入电路的最小值为Rmin；保持滑片位置不变，只闭合开关S、S2，该电路为R和Rp的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测Rp两端的电压，保持滑片位置不变时，R大于RL，则R和Rp串联时，电路中的电流变小，电压表的示数也变小，再继续调节滑动变阻器的阻值，应使电压表示数变大并且再次为U1时，R的电压为8V，此时Ib，故①正确； ②由图丙可得滑动变阻器的滑片在最小值时的电流为I＝0.4A，所以电源电压U＝0.4A×25Ω+0.4AU1+8V，解得U1＝10V，U＝18V。 由图乙可知，灯泡电压最小ULmin＝3V时的电流为Imin＝0.3A， 此时Rp的最大阻值Rmax50Ω；最小值为Rmin20Ω，故②错误； ③当只闭合开关S、S2，电阻R中的电流范围为0.32A～0.4A，由P＝I2R可得，其电功率范围为2.56W～4W，故③错误； ④因灯泡正常发光时的阻值小于电阻R的阻值，则当电阻R和滑动变阻器的最大电阻串联时，总电阻最大，电路中电流最小，电路消耗的总功率最小， 由电阻的串联和欧姆定律可得，最小电流为Imin′， 此时电压表的示数：UVmax＝Imin′Rmax′＝0.15A×95Ω＝14.25V＜15V，说明最小电流能调到0.15A； 当电阻R和灯泡L并联后，再与变阻器串联，调节变阻器的滑片，使电流表满偏时电流最大为Imax＝0.6A， 电源电压不变，由P＝UI可得电路中的最小电功率与最大电功率之比为： Pmin：Pmax＝Imin′：Imax＝0.15A：0.6A＝1：4，故④正确。 2．（2025秋•拱墅区校级期中）创新小组的同学设计了一个粉尘浓度监测装置，图甲为该监测装置的简化电路图，它是通过传感器R来进行检测的，R的阻值随粉尘浓度β变化的关系如图乙所示。已知电源电压为4V，定值电阻R0的阻值为15Ω，电压表的量程为0～3V。下列分析正确的是（　　） A．电压表示数随粉尘浓度增大而减小 B．电路可测的最大粉尘度为25mg/m3 C．定值电阻R0的最大功率为0.6W D．整个电路的最小总功率为0.8W 【答案】C 【解析】A、由图甲可知该电路为串联电路，电压表测量定值电阻两端的电压，由图乙可知，随着粉尘浓度的增加，传感器R的电阻减小，所以当粉尘浓度增大时，电路中的总电阻变小，由欧姆定律得电路中的电流变大，定值电阻两端的电压变大，即电压表示数变大，故A错误； BC、因为电压表的量程为0～3V，所以当定值电阻两端电压达到电压表量程的最大值3V时，由欧姆定律得此时电路中的电流最大，即I最大0.2A， 此时的总电阻最小，即传感器R的阻值最小，粉尘浓度最大，则根据欧姆定律可得此时的总电阻为：R总20Ω； 因为定值电阻R0的阻值为15Ω，所以此时传感器R的阻值为5Ω，由图乙知此时对应的粉尘度为14mg/m3，所以电路可测的最大粉尘度为14mg/m3，故B错误； 定值电阻R0的最大功率为：P0最大＝U0最大I最大＝3V×0.2A＝0.6W，故C正确； D．由P可得电路的总功率为：P，要使电功率最小，需要传感器R的阻值最大，由图乙可知，传感器R的最大阻值为45Ω，所以电路的最小总功率为：P0.27W，故D错误。 3．如图甲，R1为定值电阻，Rp为滑动变阻器，闭合开关，Rp的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图象如图乙，下列说法正确的是（　　） A．R1阻值为1.8Ω B．电路消耗的最小功率为0.2W C．当 Rp总阻值的接入电路时，它与定值电阻消耗的功率之比为5：6 D．当电流为0.4A时，R1与Rp连入电路的阻值之比为2：1 【答案】D 【解析】由电路图可知，定值电阻R1和滑动变阻器RP串联，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压。 （1）当滑片位于左端时，接入电路中的电阻为0，此时电流表和电压表的示数最大， 由图乙可知，电源的电压U＝3V，电路中的电流I＝0.6A， 由I可得，R1的阻值： R15Ω，故A错误； （2）当滑片位于右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最小， 由图乙可知，电路中的最小电流I′＝0.2A，R1两端的电压U1＝1V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动变阻器两端的电压： UP＝U﹣U1＝3V﹣1V＝2V， 则滑动变阻器的最大阻值： RP10Ω， 电路消耗的最小功率： P小＝UI′＝3V×0.2A＝0.6W，故B错误； （3）因串联电路中各处的电流相等， 所以，当Rp总阻值的接入电路时，Rp与定值电阻消耗的功率：，故C错误； （4）当电流为0.4A时，电路的总电阻： R总7.5Ω， Rp连入电路的阻值： RP″＝R总﹣R1＝7.5Ω﹣5Ω＝2.5Ω， 所以，R1与Rp连入电路的阻值之比R1：RP″＝5Ω：2.5Ω＝2：1，故D正确。 4．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 【答案】C 【解析】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。 5．（2026•杭州模拟）如图甲所示，电源电压恒为9V，滑动变阻器的最大阻值为100Ω，电流在0.1～0.4A之间时电子元件能正常工作。若通过此电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示，下列判断不正确的是（　　） A．电子元件正常工作时，电路消耗的最小功率为0.9W B．为使电子元件正常工作，滑动变阻器阻值范围应为12.5～70Ω C．当P在中点时，电子元件与滑动变阻器的电压之比为1：1 D．电流在0.1～0.4A之间变化时，电子元件的电阻也是不断变化的 【答案】C 【解析】由图可知，滑动变阻器与电子元件串联； A．电子元件正常工作时，当电路消耗的功率最小时，电路中电流最小为I小＝0.1A， 电路消耗的最小功率：P小＝UI小＝9V×0.1A＝0.9W，故A正确，不符合题意； B．电子元件处于正常工作状态时，电路电流最小为0.1A，电子元件两端的最小电压为2V，所以滑动变阻器两端的最大电压为U1＝9V﹣2V＝7V， 此时滑动变阻器接入电路的电阻最大为， 电路电流最大为0.4A，电子元件两端的最大电压为4V， 所以滑动变阻器两端的最小电压为U2＝9V﹣4V＝5V， 滑动变阻器接入电路的电阻最小为， 所以滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5～70Ω，故B正确，不符合题意； C．因为电子元件与滑动变阻器串联，通过的电流相等，所以电子元件与滑动变阻器串联两端的电压之比就等于两电阻之比，因无法判断电子元件与滑动变阻器电阻的大小关系，所以无法判断它们两端电压的关系，故C错误，符合题意； D．从图像可知，电流在0.1～0.4A之间变化时，是一条曲线，因此电子元件的电阻是不断变化的，故D正确，不符合题意。故选：C。 6．（2025•绍兴模拟）如图甲所示，电源电压U恒为6V，R0为定值电阻。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，图乙是电压表的示数U随电流表示数I的变化关系，图丙是滑动变阻器的功率P随其两端电压U的变化关系，图丁是效率η（即滑动变阻器消耗的功率与电路消耗的总功率之比）随滑动变阻器电阻R（滑动变阻器滑片位于B端时的电阻表示为RB）的变化关系，则下列判断正确的是（　　） A．定值电阻R0的阻值为5Ω B．丙图b点时R的电阻为5Ω C．乙图阴影部分面积为2.88W D．滑动变阻器最大阻值6Ω 【答案】C 【解析】由甲电路图可知，滑动变阻器与定值电阻R0串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 A、当滑片位于A端时，滑动变阻器接入电路中电阻为零，此时电路中的电流最大， 由图乙可知，电路中的最大电流I大＝3A， 由I可得，定值电阻的阻值：R02Ω，故A错误； B、当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，电路中电流： I， 此时滑动变阻器消耗的电功率： PR＝I2R＝（）2•R•R•R， 当R＝R0＝2Ω时，变阻器消耗的电功率最大，由图丙可知，变阻器消耗的最大功率为4.5W， 则丙图b点时R的电阻为2Ω，故B错误； D、因串联电路中各处的电流相等，且串联电路中总电阻等于各部分电阻之和， 所以，由P＝UI＝I2R可得，滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比： η100%100%100%100%100%， 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，效率最大，由图丁可知，最大效率为80%， 则80%100%解得：R大＝8Ω，故D错误； C、由图乙可知，a点表示电路中的电流最小，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大， 此时电路中的电流I小0.6A， 此时电压表的示数UR＝I小R大＝0.6A×8Ω＝4.8V； 则乙图阴影部分面积：P＝URI小＝4.8V×0.6A＝2.88W，故C正确。 题型6多档位用电器问题（共7小题） 【模型】加热档与保温档模型（如电饭煲、电热水器、电热毯） 【方法】1.根本原理：家庭电路电压U 恒定（220V）。根据P=U2/R，电阻越小，功率越大（加热档）；电阻越大，功率越小（保温档）。 分析电路： 串联两个电阻，开关闭合短路其中一个电阻时，总电阻变小，功率变大。 并联两个电阻，开关控制支路通断，两电阻并联时总电阻最小，功率最大。 计算步骤：先画出不同档位对应的等效电路图，求出该状态下的总电阻，再用P=U2/R 求功率。千万别忘了用Q=W=Pt 计算发热量。 1．同学设计的电吹风电路图，R为定值电阻，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。该电吹风的各项参数如下表所示。电吹风吹冷风，正常工作10s，定值电阻R产生的热量为（　　） 热风时消耗的总功率 466W 冷风时消耗的总功率 66W 小风扇的额定电压 100V A．300J B．360J C．660J D．4000J 【答案】B 【解析】扇形金属触片P与b接触时，小风扇与R串联连入电路中，吹冷风，与ab接触时，小风扇与R串联后再与电热丝并联，吹热风；小风扇的额定电压为100V，根据串联电路电压的规律可知R的电压为，通过R所在支路的电流为， 已知冷风时消耗的总功率为66W，根据得，，解得， 电吹风吹冷风，正常工作10s，定值电阻R产生的热量为， 故ACD不符合题意，B符合题意。 2．如图是某电热水壶内部电加热器原理电路，它有“加热”和“保温”两挡，开关S断开时，电水壶处于_______挡。已知该电热水壶处于“加热”挡，通电0.1h可使标有1200imp/（kW•h）的电能表指示灯闪烁120次，则消耗的电能为_______kW•h，电热水壶“保温”挡功率为100W，则R2＝_______Ω。 【答案】保温；0.1；435.6。 【解析】开关S断开时，两个电阻串联，电路的总电阻最大，由P可知总功率最小，处于保温挡；S闭合时，只有R1的简单电路，电路的总电阻最小，由P可知此时总功率最大，处于高温挡； 消耗的电能：WkW•h＝0.1kW•h，高温挡的功率：P高1kW＝1000W， R1的阻值：R148.4Ω，保温挡时总电阻：R484Ω， R2的阻值：R2＝R﹣R1＝484Ω﹣48.4Ω＝435.6Ω。 3.图甲是一种多档位加热杯垫，图乙是其内部简化电路图，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合S1和S2时，对电路的分析正确的是（　　） A．R1和R2串联 B．R1两端的电压小于R2两端的电压 C．此时电路处于保温挡 D．流过R1的电流大于流过R2的电流 【答案】D 【解析】A、由图可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，故A错误； B、根据并联电路的电压特点可知，R1、R2两端的电压相等，故B错误； C、根据并联电路的电阻特点可知，R1、R2并联时，电路的总电阻最小，由P可知，电路的总功率最大，加热杯处于高温挡，故C错误； D、根据题意可知，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻，而R1、R2两端的电压相等，由欧姆定律可知，通过流过R1的电流大于流过R2的电流，故D正确。 4．（2025•浙江模拟）某实验室使用的电热器有发热电阻丝R1和R2，电源电压为220V，通过开关S1和S2的通断组合，可以实现不同的加热效果。已知在“加热”挡时电热器功率为2420W，在“保温”挡时电热器功率为400W。下列关于该电热器的叙述中，正确的是（　　） A．开关S1闭合、S2断开时，电热器处于“加热”挡 B．在“加热”挡时，R1的功率为2420W，R2的功率为400W C．在“保温”挡时，R1的功率为400W D．在“保温”挡运行10min时，电热器需消耗240000J的电能 【答案】D 【解析】AC、由图可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的特点可知，此时电路的总电阻最小，由P可知，电路的总功率最大，电加热器处于加热挡； 当开关S1闭合、S2断开时，只有R2工作，R1不工作，电路的总电阻最大，总功率最小，电加热器处于保温挡，故AC错误； B、根据并联电路特点可知，加热挡工作时R2的电功率即为电加热器保温挡的功率，即加热挡工作时，R2的功率为400W， 加热挡工作时R1的电功率：P1＝P加热﹣P保温＝2420W﹣400W＝2020W，故B错误； D、在“保温”挡运行10min时，电热器需消耗的电能：W＝P保温t＝400W×10×60s＝240000J，故D正确。 5．（2025秋•西湖区校级期中）如图所示为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图，R1、R2为电热丝，其中R2＝242Ω，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服。 （1）请分析电路图，闭合S1，当S2　闭合　 时（选填“闭合”或“断开”），电熨斗处于高温挡； （2）电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1100W。则R1的电阻是多大？ （3）电熨斗在高温挡状态下正常工作，通电多长时间电路中会产生3.9×104J的热量？ 【答案】（1）闭合； （2）R1的电阻是44Ω； （3）电熨斗在高温挡状态下正常工作，通电30s电路中会产生3.9×104J的热量。 【解析】（1）闭合S1，只有电热丝R1工作，此时电熨斗处于低温挡；再闭合S2，电热丝R1和电热丝R2同时工作，电熨斗处于高温挡。 （2）电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1100W，电源电压为220V， P额＝U额I，I，那么P额，R144Ω； （3）当电熨斗在高温挡状态下正常工作，此时R1和R2并联， P2200W， P总＝P额+P2＝1300W， W＝P总t，那么通电时间t30s。 6．空气炸锅是生活中常用的电器。它有两种工作模式： ①冷风模式400W，此时工作电流较小，低温慢煮食物； ②热风模式1280W，此时工作电流较大，高温烘烤食物。 小宁依照上述空气炸锅的工作模式推测了三个不同的工作原理图，如图（a）（b）（c）所示。 （1）小宁很快发现图（a）所示的电路不符合空气炸锅两种工作模式的原理，请简述理由：_______ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 （2）图（b）（c）所示的电路，你认为哪个设计更适合两种工作模式的需求，请简述理由：_______ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 （3）仅需采用热风模式正常工作8min，即可将鸡翅加热至200℃，这过程中消耗_______J的电能。 【解析】（1）图（a）中当两个开关都闭合时，发热管被短路，电路中只有电动机接入电路，此时电流较大，电动机吹冷风；当只闭合S时电动机和发热管串联接入电路，此时电路中的电流较小，此时低温烘烤食物，故（a）不符合题意； （2）图（b）更适合，因为空气炸锅两种工作模式，均需吹风，而图（c）所示的电路中，可能会出现只加热不吹风的情况；图（c）中，若在热风工作模式时停止工作，空气炸锅需要同时断开两个开关，故（b）符合题意，（c）不符合题意。 （3）仅需采用热风模式正常工作8min，即可将鸡翅加热至200℃，这过程中消耗电能。W＝Pt＝1280W×8×60s＝614400J。 【答案】（1）当两个开关都闭合时，发热管被短路，电路中只有电动机接入电路，此时电流较大，电动机吹冷风；当只闭合S时电动机和发热管串联接入电路，此时电路中的电流较小，此时低温烘烤食物； （2）图（b）更适合，空气炸锅两种工作模式，均需吹风，而图（c）所示的电路中，可能会出现只加热不吹风的情况；图（c）中，若在热风工作模式时停止工作，空气炸锅需要同时断开两个开关； （3）614400。 7．有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示。控制电路由电压为U1＝9V的电源、电磁继电器（线圈电阻不计）、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图象；工作电路由电压为U2＝220V的电源和电阻为R0＝44Ω的电热丝组成。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来。求： （1）请用笔画线代替导线，按照题意将图中的工作电路连接完整。 （2）电热丝R0正常工作100s产生的热量； （3）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为50Ω时，可使恒温箱的温度保持多高？ （4）在升温的过程中，电阻R1两端的电压会________（填“变大”、“变小”或“不变”）； （5）要使恒温箱设定的温度值升高，应调节滑动变阻器R2的滑片，使其接入电路的阻值________（选填“变大”或“变小”）。 【答案】（1）如上图所示； （2）电热丝R0正常工作100s产生的热量为1.1×105J； （3）可使恒温箱的温度保持在50℃； （4）变小； （5）变大。 【解析】（1）如图所示 （2）产生的热量： Qt100s＝1.1×105J； （3）当电磁继电器线圈的电流达到60mA时，设此时热敏电阻的阻值为R01，则R01R250Ω＝100Ω；由图可知，热敏电阻为100Ω时对应的温度为50℃，即恒温箱的温度将稳定在50℃。 （4）从图乙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要减小热敏电阻的阻值，根据欧姆定律可知，热敏电阻两端的电压减小； （5）从图乙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要减小热敏电阻的阻值；但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为60mA，根据欧姆定律就要增大电阻箱连入的电阻值，即R2的阻值必须调大。 12 / 36 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 功和机械能、电能的分析与计算 基础·固本强基 题型1运动、力与机械能的关系 题型2功和功率的比较与计算 题型3电功率的计算 提升·进阶突破 题型4电学实验 题型5电路图像与电路安全问题 题型5多档位用电器问题 基础·固本强基 题型1运动、力与机械能的关系（共8小题） 【模型】力与运动的关系模型（含重力、弹力、惯性、机械能转化） 【方法】1.正确理解牛顿第一定律（惯性定律），明确“力不是维持运动的原因，而是改变运动状态的原因”。 2.分析机械能转化时，抓住质量、速度、高度、弹性形变的变化，判断动能、重力势能、弹性势能的增减。 单物体多阶段模型：如小球下落、弹簧振子、过山车。分析方法： 找拐点：明确速度最大值（合力为零）、高度最高点（速度为零）、形变最大点。 看方向：速度方向与力的方向同向则加速，反向则减速。 能理转换：抓住“质量”、“速度”、“高度”、“形变程度”四个变量。动能看质量和速度，重力势能看质量和高度，弹性势能看形变大小。 注意隐蔽条件：有摩擦时，机械能不守恒，部分转化为内能。 1.2023年3月19日陈芋汐和全红婵组合以362.04分的总成绩夺得跳水10米台冠军，如图所示，参加“跳水”表演赛时的分解动作的简略示意图，不考虑空气阻力，下列相关说法正确的是（　　） A．从离开跳板到最高点的过程中，只受到重力作用 B．从跳起到入水前的过程中，运动员的重力势能一直减小 C．到达最高点时，若运动员所受的力全部消失，则她将保持静止状态 D．从最高点到入水前的过程中，速度增大，运动员的惯性增大 2．原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能Ek随运动距离s变化的关系图象可能是（　　） A． B． C． D． 3．如图，甲、乙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，乙以与水平面成一定角度、大小也是v的速度斜向右上抛出，到达最高点时小球的动能分别为E1、E2，重力势能分别为E3、E4。若上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能E1、E2和重力势能E3、E4，正确的是（　　） A．E1＝E2，E3＝E4 B．E1＝E2，E3＞E4 C．E1＜E2，E3＝E4 D．E1＜E2，E3＞E4 4．如图甲所示，重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上，在水平向右风力的作用下，滑块P向右做匀速直线运动。将方管Q按图乙竖直放置后，滑块P竖直向下运动。假设滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变，其受到方管Q的摩擦力等于压力大小的0.8倍，方管足够长且忽略空气阻力。则（　　） A．甲、乙中P对Q的压力大小相同 B．甲、乙中Q对P的摩擦力大小相同 C．乙中P匀速向下运动 D．乙中P动能一直增大 5．（2023•瓯海区模拟）如图，小球从左侧的斜坡滚下，到达底端后又沿着右侧斜坡向上滚到最高处，则下列图像能正确代表小球重力势能与运动时间t之间对应关系的是（　　） A． B． C． D． 6．2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射，进入轨道后天舟六号与我国空间站完成对接形成组合体。下列说法正确的是（　　） A．加速升空时，天舟六号机械能不变 B．进入轨道后，天舟六号的惯性消失 C．对接靠近时，以“天和”舱为参照物，天舟六号是静止的 D．对接成功后，组合体绕地运行过程中运动状态发生改变 7．阅读短文，回答下列问题： 汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置，如图甲。 安全带结构一般由软带、等部分组成。汽车正常行驶时，卷带装置中的卷收器借助弹簧，如图乙，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全。 （1）当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系上安全带可以有效防止驾乘人员由于惯性而造成伤害。这时人和车具有的_________能也急剧变化。 （2）将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性势能将_________（变大/变小/不变） （3）发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图象是图丙中的_________。 （4）下列说法正确的是_________。 A．汽车突然拐弯时，安全带能自由伸缩 B．汽车突然启动时，安全带能对人起到保护作用 C．为了安全，安全带要尽可能系得松一些 D．用手快速拉安全带，安全带不能被拉动。 8．（2025秋•义乌市校级期中）频闪摄影是研究物体运动的常用实验手段，照相机每隔一定时间曝一次光，在胶片上记录物体在曝光时刻的位置。如图1，是某实验小组探究斜抛运动规律的实验装置，分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处各安装一个频闪相机，调整相机快门，设定相机曝光时间间隔为T。启动相机，将小球从斜槽上某一位置自由释放，得到如图所示的频闪照片，P、Q、R分别为小球运动轨迹上的三个位置。 （1）有小组同学提出，不计空气阻力，小球在水平方向上不受力，应该做匀速运动，实验中支持该同学提出的观点的证据是____________________________________。 （2）有同学提出图1中，O点到P点虚线表示小球运动的轨迹，即使不考虑小球运动过程中机械能的损耗，轨迹的最高点也将低于小球出发时在斜面上的高度，请从能量转化与守恒的角度解释其原因_________ _____________________________________________________________________________________________________________________。 （3）请在图3直角坐标图中画出小球从O点到Q点动能的大小变化情况。 题型2 功和功率的比较与计算（共6小题） 【模型】功和功率的计算模型（含水平推力、竖直提升、斜面、步行重心变化等） 【方法】1.判断做功：严格对照“力”和“在力的方向上移动的距离”，缺一不可（如提着水桶水平走，提力不做功）。 2.公式选择：W=Fs（力与距离必须对应）； P=W/t（求平均功率）； P=Fv（常用于恒定牵引力的汽车模型，求瞬时功率）。 比例法：在比较题中，利用P=W/t 或W=Pt 找相同量，快速化简比例。 1．（2025秋•拱墅区校级期中）小丽用40N的水平推力将一个重90N的箱子水平推动了1m，所用时间2s；小宇又将这个箱子匀速提上了0.4m高的台阶，所用的时间1.5s．比较小丽、小宇所做的功W1、W2和做功的功率P1、P2之间大小的关系是（　　） A．W1＞W2 P1＜P2 B．W1＞W2 P1＞P2 C．W1＜W2 P1＜P2 D．W1＜W2 P1＞P2 2．（2025秋•南浔区期中）如图甲所示，物体A在大小不变的水平拉力F的作用下，先后在粗糙程度不同的表面DE和HG上做直线运动，图乙为物体在DE、HG两段运动过程中距离和时间关系的图像。拉力F在DE段所做的功为W1，功率为P1；在HG段所做的功为W2，功率为P2。下列关系正确的是（　　） A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．P1＝P2 D．P1＜P2 3．（2025秋•镇海区校级期中）如图甲所示，快递员用推力F将重为800N的快递，先沿水平面推行一段距离，再推至长4m距离2m的斜面顶端，推力始终与快递运动方向相同：快递在整个运动过程中，路程与时间变化关系和推力与时间变化关系分别如图乙、丙所示，下列分析正确的是（　　） A．0～4s内推力F的功率为800W B．4～12s内快递克服重力做的功为3200J C．4～12s内快递受到的摩擦力为250N D．0～12s内快递克服摩擦力做的功为1200J 4．如图甲所示，小明用弹簧测力计竖直向上缓慢提升静止在水平桌面上一个体积为100cm3的物块，记录了弹簧测力计的示数F以及弹簧测力计上升的高度h，并绘制了F与h之间的关系图线，如图乙所示。计算： （1）该物块的密度为多少？ （2）从物块离开桌面到h＝15cm处，拉力对物块所做的功为多少？（g取10N/kg） 5．（2025秋•常山县校级期中）科技赋能迎新！浙大机器狗成“最强搬运工”。2025年8月22日，浙大紫金港校区迎来本科新生报到日，校园里出现的特殊“搬运工”——机器狗，成为众人眼中的焦点。其中一款绝影X30机器狗堪称“大力士”，这款体重约55kg的机器狗，最大载重能力达85kg。 （1）若该机器狗的牵引力为200牛，将行李箱水平移动65米用时13秒，求机器狗此时的功率？ （2）机器狗除了能在平地上行走外，它还能进行负重登楼，若该机器狗满负荷运载，将行李箱从一楼运到五楼，求该过程机器狗克服重力所做的功？（注：每层楼高3.5米；g取10N/kg） 6．（2025秋•吴兴区校级期中）步行是一种简易方便的健身运动，人正常步行时，步距（指步行一步的距离）变化不大，步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5m，他正常步行1min走了120步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前→后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。（已知小东的腿长是65cm，质量是50kg）求： （1）小东正常步行的速度是多少？ （2）小东每走一步克服重力所做的功是多少？ （3）小东正常步行克服重力做功的功率是多少？ 题型3电功率的计算（共9小题） 【模型】纯电阻电路模型（电能全转化为内能）、电功率计算模型（含串联/并联电路、滑动变阻器、热敏电阻、图像类问题） 【方法】四个一”法则：找到“同一个用电器”、“同一时刻（同一状态）”的U,I,R,P 四个物理量，利用P=UI=I2R=U2/R 知二求二。 串并联规律： 串联：电流处处相等，（分压）。 并联：各支路电压相等，（分流）。 额定与实际：抓住电阻不变，实际功率随实际电压变化计算。 1.如图甲是某款电子测温仪，图乙是它内部的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，定值电阻R0为保护电阻；当被测温者体温较高时，显示仪的示数会变大，关于此测温仪，下列分析正确的是（　　） A．该款显示仪的表盘是由电流表改装而成的 B．热敏电阻 R 的阻值随着温度的升高而增大 C．被测温者温度越高，电路消耗的电功率越大 D．将 R0 换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变小 2．（2025秋•慈溪市校级期中）如图是某一定值电阻的I﹣U图像。当该电阻两端的电压增大ΔU，其电功率增大ΔP。则图中的阴影面积大小能正确表示ΔP大小的是（　　） A． B． C． D． 3．某同学做电学实验时，电路图如图所示，已知他所用的电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为50欧，定值电阻R0为10欧。开关S闭合后，在实验操作无误的情况下，下列说法正确的是（　　） A．电流表的最大示数为0.6A B．滑动变阻器消耗的最小功率为0瓦 C．电压表的最小示数为1V D．定值电阻R0消耗的最大功率为1.8W 4．图像是表征事物的一种方法。小明用如图甲所示电路测定小灯泡的电功率，将滑片从b移至a，记录多组数据并描绘出如图乙所示的I﹣U图像。若图中面积S1表示灯泡两端电压为U1时消耗的电功率大小，则此时滑动变阻器所消耗的电功率可表示为（　　） A．S2 B．S3 C．S1+S2 D．S1+S3 5．如图所示，电源电压为6V，定值电阻R＝18Ω，在S闭合的情况下，下列说法正确的是（　　） ①在a、b两点间接入一个合适的电压表时，电压表有明显示数 ②不能在ab两点间接入一个电流表 ③在a、b两点间接入一个“1.5V 0.25A”的小灯泡，小灯泡能正常发光 ④在a、b两点间接入一个12Ω的电阻，电路消耗的总功率为0.5W ⑤在a、b两点间接入导线，电流2s做的功是2J A．只有①③正确 B．只有③④正确 C．只有①③④正确 D．只有①④⑤正确 6．如图所示，电源电压可调，甲、乙为两只相同的电压表或电流表，其中电流表量程均为0～3A，灯泡L1和L2分别标有“5V 5W”、“10V 20W”的字样，灯丝电阻不变。闭合S1、S2时，两灯均发光，则甲、乙两表示数之比为_________，此时电路最大总功率为P1；同时更换两电表种类，调整开关的状态，在电路安全的情况下，电路最大总功率为P2；则P1：P2＝ _________。 7．如图甲所示电路中，滑动变阻器的规格为“30Ω，1A“。闭合开关并将滑片P从一端滑到另一端的过程中，滑动变阻器的电功率与电流表示数的关系图象如图乙所示。则： （1）电源电压为_________V。 （2）滑动变阻器消耗的最大功率为 _________ W。 8．如图甲所示的电路中，电源电压为5V，小灯泡L的额定电压为4V、额定功率模糊不清，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2的阻值为25Ω，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。 （1）已知小灯泡L正常工作时的电阻是10Ω，则小灯泡L的额定功率是多少？ （2）只闭合开关S、S2、S3，移动滑动变阻器R1的滑片使电流表示数为0.5A时，滑动变阻器R1的功率是多少？ （3）只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片，在保证各元件安全工作的情况下，得到小灯泡L的I﹣U关系图像如图乙所示，滑动变阻器R1连入电路的阻值范围是多少？ 9.如图所示电路，电源电压18V恒定不变，小灯泡上标有“12V”的字样，滑动变阻器的规格为“200Ω 1A”，电流表量程“0～0.6A”，电压表量程“0～15V”，调节滑动变阻器滑片至某一位置时再闭合开关，小灯泡L恰好正常发光，此时电流2s内对小灯泡L做功12J，不考虑温度对电阻的影响。求： （1）小灯泡L正常发光时的电流； （2）滑动变阻器接入电路的阻值在什么范围时才能保证电路的安全； （3）小灯泡L两端电压为何值时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率是多少？ 提升·进阶突破 题型4电学实验（共5小题） 【模型】电学实验探究模型（含测小灯泡电功率、探究电热与电流/电阻关系、测电阻等） 【方法】1.连接电路：开关断开，滑动变阻器处于阻值最大处。 2.滑动变阻器作用： 探究电流与电压关系：改变定值电阻两端电压。 探究电流与电阻关系：保持定值电阻两端电压不变。 测小灯泡功率：改变灯泡两端电压（测额定和实际功率）；测电阻：多次测量求平均值减小误差。 3.故障分析：灯不亮，电压表有示数、电流表无示数 → 灯泡断路；电压表无示数、电流表有示数 → 灯泡短路。 1．某同学利用标有“6V、6W”的灯泡L1和“6V、3W”的灯泡L2进行实验。 （1）如图甲所示：A、B分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。现将两灯连入图乙所示电路中，使其中一个灯泡正常发光时，电路消耗的总功率为_________W。 （2）如图丙所示，L1、L2两灯接在12V的电路中，欲使两灯都正常发光，且电路中消耗的功率最小，应是图丙中四种接法中的哪一种接法_________，此时电路消耗的总功率为_________W。 2．在“探究小灯泡电功率跟电流和电压的关系”实验中，小金设计了如图甲、乙两个电路。 （1）研究电功率和电流的关系，选择甲图的原因是___________________________，灯泡L1、L2应选择规格_________（填“相同”或“不同”）的灯泡。 （2）利用图乙研究时，闭合开关，发现灯L1亮、灯L2不亮，电压表V2无示数，则电路发生的故障是__________________。 （3）排除故障后，利用图乙电路继续实验，实验数据记录如表，则可以得到的结论是__________________ _____________________________________________。 灯L1 灯L2 亮度 暗 亮 电压 0.6 0.9 3.某同学在验证“电流通过导体产生的热量与电阻、电流及通电时间的关系”时，采用了一种“变色测温贴”（产品介绍如图甲所示），电源电压为3V，常温下将测温贴贴在电阻上，利用变色测温贴变色所用的时间来判断导体产生的热量多少。请回答下列问题： 实验序号 变色所用的时间/s R1 R2 1 9 18 2 12 24 3 21 42 （1）用导线将图乙中电路连接完整，要求连线不得交叉，滑动变阻器置于阻值最大的位置。 （2）要完成本实验除了图乙中所给的测量仪器外，还需要的测量仪器是_________。 （3）正确连接线路，闭合开关，R1处断路，若此时将一电压表并联在R1两端，则观察到电表的示数为_________。 （4）该同学整理数据得出“在通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比。”若实验序号2中的电流为1A时，R2所贴变色测温贴的变色时间为24秒，则当其他不变，仅电流变为2A，R2所贴变色测温贴的变色时间为_________。 4．小滨同学要测定额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻，他选择了一些器材进行实验，其中电源电压为6V恒定，滑动变阻器R上标有“20Ω，1A”字样。 （1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整。（要求滑片P向右移动时，灯泡变亮） （2）小滨继续进行实验，调节滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3.8V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，小灯泡正常发光时电阻为_________Ω。 （3）完成实验后，小滨还想探究“导体中的电流与电阻的关系”，他选取了10Ω、20Ω、40Ω的定值电阻依次替换小灯泡，其他器材不变。为了使三个电阻单独接入电路都能完成实验，他应控制定值电阻两端的电压不低于_________V，通过实验数据可以得出的结论是：电压一定时，导体中的电流与电阻成反比。 （4）实验结束后，小滨没有用电流表，又多用了一个滑动变阻器R2（其最大阻值用R0表示），他设计如图丙所示电路，测出了额定电压为U0的小灯泡的额定功率，请补全下列步骤： ①闭合开关S，先调节滑动变阻器R2的滑片到最左端，再调节滑动变阻器R1的滑片，直到电压表的示数为U0时为止，小灯泡正常发光。 ②接着保持滑动变阻器R1的滑片不动，调节滑动变阻器R2的滑片到最右端，读出这时电压表的示数为U1。 ③小灯泡的额定功率表达式P＝__________________（用含U0、U1、R0的字母表示）。 5．用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。 图中电路包括调试电路和实验电路，R1和R2是阻值都为20欧的电热丝，R2放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝R2在调试过程中不发热。实验步骤如下： ①用数字温度计测量并记录装有R2的保温容器内煤油的温度。 ②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安。 ③将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S，测量并记录_________ _________。 ④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关数据，并计算每次升高的温度Δt（Δt可反映电热的多少），整理Δt、I2的数据如图丙。 （1）将步骤③补充完整。 （2）在答题纸图丙中画出Δt与I2的关系图像。 （3）小明想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持R1不变，将R2更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理，说明理由：_______ _______________ _________ _________ _________ _________ _________。 题型5电路图像与电路安全问题（共6小题） 【模型】U−I 图像（常含定值电阻和灯泡两条线）、滑动变阻器滑片移动导致的安全极限模型。 【方法】1.图像识读：找交点（串联电流相同，并联电压相同）、看斜率（U/I=R）、找特殊点（坐标轴上的点通常代表电压为 0 或最大）。 2.安全范围求法： 电流表/灯泡/变阻器：串联取最小额定电流/最大允许电流。 电压表：并联在变阻器两端时，变阻器分压最大不能超过电压表量程，此时定值电阻电压最小，电流最小。 极值计算：画出滑动变阻器在最左端（阻值最小、电流最大）和最右端（阻值最大、电压表可能满偏）的等效电路图，分别计算。 1．如图甲所示，电源电压恒定，电压表量程0～15V，电流表量程0～0.6A，R＝25Ω，滑动变阻器标有“95Ω 1A”；小灯泡的正常工作电流为0.5A，其电流随电压的变化规律如图乙所示；只闭合开关S、S1，保证电路安全的前提下，最大范围调节滑片P，当滑片移动到a点时，电压表示数最小值为U1；保持滑片在a点不变，只闭合开关S、S2，继续移动滑片，最终使电压表示数再次为U1，此时电流表示数为Ib；两次调节过程中电流表与电压表示数变化关系如图丙所示。保证电路安全的前提下，以下正确的是（　　） ①Ib的值为0.32 ②当只闭合开关S、S1，滑动变阻器的阻值范围为20Ω～80Ω ③当只闭合开关S、S2，电阻R的电功率范围为0.36W～9W ④任意闭合开关和移动滑片，电路中的最小功率与最大功率之比为1：4 A．①④ B．①③ C．②③ D．①② 2．（2025秋•拱墅区校级期中）创新小组的同学设计了一个粉尘浓度监测装置，图甲为该监测装置的简化电路图，它是通过传感器R来进行检测的，R的阻值随粉尘浓度β变化的关系如图乙所示。已知电源电压为4V，定值电阻R0的阻值为15Ω，电压表的量程为0～3V。下列分析正确的是（　　） A．电压表示数随粉尘浓度增大而减小 B．电路可测的最大粉尘度为25mg/m3 C．定值电阻R0的最大功率为0.6W D．整个电路的最小总功率为0.8W 3．如图甲，R1为定值电阻，Rp为滑动变阻器，闭合开关，Rp的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图象如图乙，下列说法正确的是（　　） A．R1阻值为1.8Ω B．电路消耗的最小功率为0.2W C．当 Rp总阻值的接入电路时，它与定值电阻消耗的功率之比为5：6 D．当电流为0.4A时，R1与Rp连入电路的阻值之比为2：1 4．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 5．（2026•杭州模拟）如图甲所示，电源电压恒为9V，滑动变阻器的最大阻值为100Ω，电流在0.1～0.4A之间时电子元件能正常工作。若通过此电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示，下列判断不正确的是（　　） A．电子元件正常工作时，电路消耗的最小功率为0.9W B．为使电子元件正常工作，滑动变阻器阻值范围应为12.5～70Ω C．当P在中点时，电子元件与滑动变阻器的电压之比为1：1 D．电流在0.1～0.4A之间变化时，电子元件的电阻也是不断变化的 6．（2025•绍兴模拟）如图甲所示，电源电压U恒为6V，R0为定值电阻。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，图乙是电压表的示数U随电流表示数I的变化关系，图丙是滑动变阻器的功率P随其两端电压U的变化关系，图丁是效率η（即滑动变阻器消耗的功率与电路消耗的总功率之比）随滑动变阻器电阻R（滑动变阻器滑片位于B端时的电阻表示为RB）的变化关系，则下列判断正确的是（　　） A．定值电阻R0的阻值为5Ω B．丙图b点时R的电阻为5Ω C．乙图阴影部分面积为2.88W D．滑动变阻器最大阻值6Ω 题型6多档位用电器问题（共7小题） 【模型】加热档与保温档模型（如电饭煲、电热水器、电热毯） 【方法】1.根本原理：家庭电路电压U 恒定（220V）。根据P=U2/R，电阻越小，功率越大（加热档）；电阻越大，功率越小（保温档）。 分析电路： 串联两个电阻，开关闭合短路其中一个电阻时，总电阻变小，功率变大。 并联两个电阻，开关控制支路通断，两电阻并联时总电阻最小，功率最大。 计算步骤：先画出不同档位对应的等效电路图，求出该状态下的总电阻，再用P=U2/R 求功率。千万别忘了用Q=W=Pt 计算发热量。 1．同学设计的电吹风电路图，R为定值电阻，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。该电吹风的各项参数如下表所示。电吹风吹冷风，正常工作10s，定值电阻R产生的热量为（　　） 热风时消耗的总功率 466W 冷风时消耗的总功率 66W 小风扇的额定电压 100V A．300J B．360J C．660J D．4000J 2．如图是某电热水壶内部电加热器原理电路，它有“加热”和“保温”两挡，开关S断开时，电水壶处于_______挡。已知该电热水壶处于“加热”挡，通电0.1h可使标有1200imp/（kW•h）的电能表指示灯闪烁120次，则消耗的电能为_______kW•h，电热水壶“保温”挡功率为100W，则R2＝_______Ω。 3.图甲是一种多档位加热杯垫，图乙是其内部简化电路图，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合S1和S2时，对电路的分析正确的是（　　） A．R1和R2串联 B．R1两端的电压小于R2两端的电压 C．此时电路处于保温挡 D．流过R1的电流大于流过R2的电流 4．（2025•浙江模拟）某实验室使用的电热器有发热电阻丝R1和R2，电源电压为220V，通过开关S1和S2的通断组合，可以实现不同的加热效果。已知在“加热”挡时电热器功率为2420W，在“保温”挡时电热器功率为400W。下列关于该电热器的叙述中，正确的是（　　） A．开关S1闭合、S2断开时，电热器处于“加热”挡 B．在“加热”挡时，R1的功率为2420W，R2的功率为400W C．在“保温”挡时，R1的功率为400W D．在“保温”挡运行10min时，电热器需消耗240000J的电能 5．（2025秋•西湖区校级期中）如图所示为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图，R1、R2为电热丝，其中R2＝242Ω，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服。 （1）请分析电路图，闭合S1，当S2　闭合　 时（选填“闭合”或“断开”），电熨斗处于高温挡； （2）电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1100W。则R1的电阻是多大？ （3）电熨斗在高温挡状态下正常工作，通电多长时间电路中会产生3.9×104J的热量？ 6．空气炸锅是生活中常用的电器。它有两种工作模式： ①冷风模式400W，此时工作电流较小，低温慢煮食物； ②热风模式1280W，此时工作电流较大，高温烘烤食物。 小宁依照上述空气炸锅的工作模式推测了三个不同的工作原理图，如图（a）（b）（c）所示。 （1）小宁很快发现图（a）所示的电路不符合空气炸锅两种工作模式的原理，请简述理由：_______ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 （2）图（b）（c）所示的电路，你认为哪个设计更适合两种工作模式的需求，请简述理由：_______ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 （3）仅需采用热风模式正常工作8min，即可将鸡翅加热至200℃，这过程中消耗_______J的电能。 7．有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示。控制电路由电压为U1＝9V的电源、电磁继电器（线圈电阻不计）、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图象；工作电路由电压为U2＝220V的电源和电阻为R0＝44Ω的电热丝组成。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来。求： （1）请用笔画线代替导线，按照题意将图中的工作电路连接完整。 （2）电热丝R0正常工作100s产生的热量； （3）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为50Ω时，可使恒温箱的温度保持多高？ （4）在升温的过程中，电阻R1两端的电压会________（填“变大”、“变小”或“不变”）； （5）要使恒温箱设定的温度值升高，应调节滑动变阻器R2的滑片，使其接入电路的阻值________（选填“变大”或“变小”）。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $