【中考二輪】2024年中考物理重點專練（全國通用）專題15+電功率和焦耳定律專題訓練.zip-試卷下載-教習網(wǎng)

一、注重基礎知識
在中考物理中，"電功率和焦耳定律"的基礎知識是非常重要的。因此，在命題中，將會重點考察學生對基本概念、基本公式以及基本應用的掌握情況。例如，對于電功率的概念、公式以及單位，焦耳定律的概念、公式以及應用等，都將是考察的重點。
二、強調(diào)實際應用
物理是一門應用性很強的學科，因此在中考命題中，將會注重考查學生運用所學知識解決實際問題的能力。例如，對于一些生活中的實際問題，如家庭電路的功率計算、電器的能耗分析等，都可能成為中考的命題素材。
三、突出實驗操作
物理實驗是物理學的重要組成部分，因此在中考命題中，將會注重考查學生的實驗操作能力和實驗數(shù)據(jù)處理能力。例如，對于"電功率和焦耳定律"的實驗，可能會要求學生自己設計實驗方案、進行實驗操作、記錄實驗數(shù)據(jù)并分析實驗結(jié)果等。
在2024年中考物理命題中，"電功率和焦耳定律"這一部分內(nèi)容的命題趨勢將注重基礎知識的掌握、強調(diào)實際應用的能力以及突出實驗操作的能力。因此，學生在備考時應該注重對基礎知識的掌握，同時也要注重培養(yǎng)自己的實際應用能力和實驗操作能力。
知識點一：電能和電功
1.電功：電流通過某段電路所做的功叫電功。
2．電流做功的實質(zhì)：電流做功過程，實際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（消耗電能）的過程；電流做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，也就消耗了多少電能。
3.電流做功的形式：電流通過各種用電器使其轉(zhuǎn)動、發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等都是電流做功的表現(xiàn)。
4．規(guī)定電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端的電壓，電路中的電流和通電時間的乘積。
5．電功公式：（適用于所有電路）；
對于純電阻電路可推導出：
（1）串聯(lián)電路：；
（2）并聯(lián)電路：；
（3）在任何情況下，在一定時間所做的總功。
6．電功單位：在國際單位制中，電功單位是焦耳（J）；常用單位還有度（kwh）， 1度=1千瓦時=1kWh=3.6×106J；“1度”的規(guī)定：1kw的用電器工作1h消耗的電能。
7．電功的測量
⑴電能表：是測量用戶用電器在某一段時間內(nèi)所做電功（某一段時間內(nèi)消耗電能）的儀器。
⑵電能表上“220V、5A、3000R/kW·h”等字樣，分別表示：電能表額定電壓是220V；允許通過的最大電流是5A；每消耗一度電電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。
⑶讀數(shù)時：①最后一位有紅色標記的數(shù)字表示小數(shù)點后一位；②電能表前后兩次讀數(shù)之差，就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù)。
知識點二：電功率
1．電功率：電流在單位時間內(nèi)所做的功。
2．電功率物理意義：表示電流做功快慢的物理量。
3．電功率公式：（適用于所有電路），推導公式：（適用于純電阻電路）。
（1）串聯(lián)電路中；
（2）并聯(lián)電路中：；
（3）無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計算總功率常用公式P=P1+P2+…Pn。
4．電功率單位：在國際單位制中，功率單位是瓦特（W），常用單位：千瓦（kW）。
5．額定功率
（1）某燈泡上標有“PZ220V-25”字樣分別表示：普通照明，額定電壓（用電器正常工作時的電壓）220V，額定功率（用電器在額定電壓下的功率）25W的燈泡。
（2）已知U額、P額， = 1 \* GB3 ①可根據(jù)公式I額=P額/U額計算出該燈的額定電流； = 2 \* GB3 ②可根據(jù)公式計算出該燈的電阻。
（3）燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率大小： = 1 \* GB3 ①當U實=U額時，P實=P額燈正常發(fā)光； = 2 \* GB3 ②當U實＜U額時，P實＜P額燈光暗淡；③當U實> U額時，P實>P額燈發(fā)光強烈。
（4）已知U額、P額、U實，可根據(jù)公式，由該式可知，當實際電壓變?yōu)轭~定電壓的1/n時，實際功率就變?yōu)轭~定功率的1/n2。
（5）燈L1“220V、100W”，燈L2“220V、25W”相比較而言，L1燈絲粗短，L2燈絲細長。
知識點三：測量小燈泡電功率
一、伏安法測量小燈泡的電功率
1.實驗目的：學習用電壓表和電流表測量小燈泡的額定功率和實際功率，并加以比較。
2.實驗原理：要測量小燈泡的電功率，根據(jù)電功率公式，可以用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，用電流表測出通過小燈泡的電流。
3.實驗器材：電源、滑動變阻器、電壓表、電流表、小燈泡、開關(guān)、導線若干。
4.設計并進行實驗：
（1）按照圖所示的電路圖連接好實驗電路，連接電路時，開關(guān)處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器的滑片置于最大阻值處。
（2）檢查電路連接無誤后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片，使小燈泡兩端的電壓等于額定電壓，記錄電壓表與電流表的示數(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。
（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使小燈泡兩端的電壓小于小燈泡的額定電壓，記錄電壓表和電流表的示數(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。
（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使小燈泡兩端的電壓約為額定電壓的1.2倍，記錄電壓表與電流表的示數(shù)，觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況。
（5）整理好實驗器材。
（6）用公式計算出小燈泡的額定功率和實際功率，記錄在下表中。
5.分析與論證
（1）分析表格中的實驗數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的實際電壓越高，小燈泡的電功率越大，燈泡發(fā)光越亮。
（2）小燈泡的亮度直接由它的實際功率決定。
（3）小燈泡兩端的實際電壓只有在不高于額定電壓時，才處于安全使用狀態(tài)。
（4）小燈泡的實際功率有多個，額定功率只有一個。
6、實驗結(jié)論
（1）當實際電壓等于額定電壓時，小燈泡的實際功率等于額定功率，小燈泡正常發(fā)光。
（2）當實際電壓低于額定電壓時，小燈泡的實際更率小于額定功率，小燈泡發(fā)光較暗。
（3）當實際電壓高于額定電壓時，小燈泡的實際功率大于額定功率，小燈泡發(fā)光較亮。
7、注意事項
（1）電源電壓應高于燈泡的額定電壓；滑動變阻器允許通過的最大電流要大于小燈泡的正常工作電流，滑動變阻器的最大阻值應與小燈泡的電阻差不多，這樣會使滑動變阻器的調(diào)壓效果明顯。
（2）連接電路時，電壓表的量程要參照小燈泡的額定電壓來選擇，電流表的量程應根據(jù)燈泡的額定電流來選擇，如果燈泡的額定電壓或電流位置，則要采用試觸的方法判斷。
（3）連接電路時，開關(guān)要斷開，防止由于電路連接錯誤而發(fā)生短路，損壞電流表。
（4）閉合開關(guān)前，要將滑動變阻器的滑片置于阻值最大的位置，以防止電路中電流過大，其保護電路作用。
（5）調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓高于額定電壓時要注意緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，實際電壓不能超過額定電壓的1.2倍，同時通電時間不能過長，否則容易燒壞小燈泡。
注意：伏安法測小燈泡電功率與伏安法測電阻阻值的異同。
相同點：①實驗電路基本相同，可采用同一電路；②實驗方法相同，都是伏安法；③測量的物理量相同，都測量電流I和電壓U。
不同點：①實驗原理不同，測小燈泡電功率的實驗原理，測電阻阻值的實驗原理是；②數(shù)據(jù)處理方式不同，測電阻阻值時需要多次測量，最后求平均值以減小實驗誤差，而測小燈泡電功率時也需要多次測量，但不能用來求平均值，而是尋找不同電壓下的電功率有什么規(guī)律。
二、實驗中電路故障分析
知識點四：焦耳定律
1.電流的熱效應：電流通過導體時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應。
2.焦耳定律：電流通過導體產(chǎn)生的熱量，與電流的平方成正比，與導體的電阻成正比，與通電時間成正比。
3.焦耳定律公式：Q=I2Rt。式中單位Q→焦(J)；I→安(A)；R→歐(Ω)；t→秒。
4.當電流通過導體做的功(電功)全部用來產(chǎn)生熱量(電熱)，則有W=Q，可用電功公式來計算Q，如電熱器、純電阻就是這樣的。
5.①電熱的利用：電熱毯、電熨斗、電烤箱等；②電熱的防止：電視機后蓋有很多孔是為了通風散熱，電腦運行時也需要風扇及時散熱。
一、單選題
1．（2024·四川廣元·統(tǒng)考一模）小燈泡L和定值電阻R接在如圖甲所示的電路中，它們的I-U關(guān)系圖像如圖乙所示，下列說法中正確的是（）
A．圖乙中曲線A表示定值電阻R的I-U關(guān)系圖像
B．當電源電壓為4V時，電流表示數(shù)為0.5A
C．當電源電壓為4V時，小燈泡L的實際功率為1.6W
D．如將L和R串接在10V的電源兩端，電路總功率為2W
【答案】D
【解析】A．圖乙中曲線A表示小燈泡的I-U關(guān)系圖像，小燈泡的電阻是變化的，定值電阻的I-U關(guān)系圖像是一條過原點的直線，為B圖線。故A錯誤；
B．如圖甲所示，燈泡與定值電阻是并聯(lián)，電流表測量干路電流，當電源電壓為4V時，通過燈泡的電流為0.3A，通過定值電阻的電流為0.1A，故總電流為
故B錯誤；
C．當電源電壓為4V時，小燈泡L的實際功率為
故C錯誤；
D．如將L和R串接在10V的電源兩端，分析圖像可知，此時電路中的電流為0.2A，小燈泡的兩端的電壓為2V，定值電阻兩端的電壓為8V，電路總功率為
故D正確。
故選D。
2．（2024·福建南平·統(tǒng)考一模）如圖是小南家的電能表，他觀察到10分鐘電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過了200轉(zhuǎn)，這段時間內(nèi)他家消耗的電能是（）
A．2024.1 kW·hB．0.1 kW·h
C．20241 kW·hD．0.01 kW·h
【答案】B
【解析】“”表示用電器每消耗電能，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)2000轉(zhuǎn)，則這段時間內(nèi)他家消耗的電能為
故B符合題意，ACD不符合題意。
故選B。
3．（2024·福建南平·統(tǒng)考一模）如圖，某家庭電路布線圖，該電路各處連接均無誤。下列說法正確的是（）
A．更換燈泡時先斷開電源
B．保險盒中的保險絲為銅導線
C．按鈕開關(guān)串聯(lián)在電燈和零線之間
D．三孔插座中最上方插孔可以不接地
【答案】A
【解析】A．更換燈泡時，為了防止觸電，應先斷開電源，故A正確；
B．保險盒中的保險絲由電阻率大熔點低的鉛銻合金制成，銅導線熔點高，不適合制作保險絲，故B錯誤；
C．按鈕開關(guān)串聯(lián)在電燈和火線之間，使開關(guān)斷開后，燈泡不帶電，故C錯誤；
D．三孔插座中最上方插孔必須接地，當使用大功率用電器或者帶金屬外殼的用電器，可以防止觸電事故發(fā)生，故D錯誤。
故選A。
4．（2023·山東臨沂·統(tǒng)考二模）如圖所示的電路閉合開關(guān)后，當滑片P向左移動時，下列說法正確的是（）
A．電壓表示數(shù)變小B．電流表A1示數(shù)變小
C．電路消耗的總功率變大D．燈泡L實際功率變大
【答案】C
【解析】由圖知道，滑動變阻器R與燈L并聯(lián)，電壓表的示數(shù)顯示的是電源電壓，電流表A1測量的是干路電流，電流表A2測量的通過燈泡的電流。
A．電壓表的示數(shù)顯示的是電源電壓，當滑片P向左移動時，電壓表的示數(shù)不變，故A錯誤；
BD．當滑片P向左移動時，燈L所在的支路電流不變，燈L的亮度不變；滑動變阻器所在的支路電壓不變，電阻減小，電流增大，而電流表A1測量干路中的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流關(guān)系可知，干路中的電流變大，所以A1的示數(shù)增大，故BD錯誤；
C．當滑片P向左移動時，電路中的總電流增大，總電壓不變，由電功率公式P＝UI知道，電功率增大，故C正確。
故選C。
5．（2024·湖北·模擬預測）下列做法符合安全用電原則的是（）
A．圖甲中，使用絕緣皮破損的導線
B．圖乙中，用濕手接觸開關(guān)和用電器
C．圖丙中，拔插頭時捏著插頭的絕緣外殼從插座拔出來
D．圖丁中，將多個大功率用電器接在一個插線板上同時工作
【答案】C
【解析】A．圖甲中，使用絕緣皮破損的導線，容易發(fā)生觸電事故，故A不符合題意；
B．圖乙中，用濕手接觸開關(guān)和用電器，生活中的水是導體，容易發(fā)生觸電事故，故B不符合題意；
C．圖丙中，拔插頭時捏著插頭的絕緣外殼從插座拔出來，可以防止插頭的連接導線損壞，故C符合題意；
D．圖丁中，將多個大功率用電器接在一個插線板上同時工作可能導致過載，故D不符合題意。
故選C。
二、多選題
6．（2023·遼寧鐵嶺·校聯(lián)考三模）如圖甲所示，電源電壓不變，電壓表、的量程均為，電流表A的量程為，閉合開關(guān)S，在保證所有元件安全的情況下，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電流表A與電壓表、示數(shù)關(guān)系的圖象如圖乙所示。下列說法正確的是（）
A．電源電壓為9V
B．定值電阻R的阻值為
C．電路的最大功率為
D．滑動變阻器的最大阻值為
【答案】ABD
【解析】由電路圖可知，定值電阻R與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，電壓表測兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
B．當電路中的電流增大時，定值電阻R兩端的電壓增大，由串聯(lián)電路的電壓特點可知，滑動變阻器兩端的電壓減小，所以，圖乙中斜向上的直線是R的，斜向下直線是變阻器的圖像，且時，電路中的電流，由可得，定值電阻的阻值為
故B正確；
A．由圖乙可知，當電路中的電流時，定值電阻R和滑動變阻器兩端的電壓相等，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的電壓為
故A正確；
C．當電流表的示數(shù)最大為時，電路的最大功率為
故C錯誤；
D．由串聯(lián)分壓的規(guī)律可知，當滑動變阻器兩端的電壓最大時，變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的總電阻最大，電路中的電流最小，由圖乙可知，變阻器兩端的最大電壓，則電路中的最小電流為
則電路中的最大總電阻為
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，滑動變阻器的最小阻值為
故D正確。
故選ABD。
7．（2023·黑龍江佳木斯·統(tǒng)考二模）如圖所示，電源電壓恒為6V，定值電阻，滑動變阻器標有“”字樣，電壓表接入電路的量程為，電流表接入電路的量程為。當開關(guān)S閉合，滑動變阻器的滑片P從b端向a端移動過程中，在保證電壓表和電流表安全的情況下，下列說法正確的是（）
A．電壓表的示數(shù)變化范圍為
B．電流表的示數(shù)變化范圍為
C．滑動變阻器兩端的電壓由4V減小到0V
D．電阻消耗的功率的變化范圍為
【答案】BD
【解析】A．滑片由b端移到a端的過程中，滑動變阻器的阻值變小，電路中的總電阻變小；電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流變大，即電流表示數(shù)變大；根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點可知兩端電壓變大，即電壓表示數(shù)變大。當滑片在b端時，、串聯(lián)，電路的總電阻為
電路中的電流為
電壓表的示數(shù)為
因電壓表接入電路的量程為，所以電壓表示數(shù)最大值為3V，則電壓表的示數(shù)變化范圍為，故A錯誤；
B．當電壓表示數(shù)最大時，電路中電流最大，則最大電流為
故滑片由b端移到a端的過程中，電流表的示數(shù)變化范圍是，故B正確；
C．電源電壓為6V，電壓表的示數(shù)變化范圍為，由串聯(lián)電路電壓特點可知，滑動變阻器兩端電壓變化范圍為，故C錯誤；
D．R1電阻大小不變，為，電流表的示數(shù)變化范圍是，所以R1功率最大值為
R1功率最小值
所以功率變化范圍為，故D正確。
故選BD。
8．（2023·河南開封·統(tǒng)考三模）小明設計了一個如圖甲所示的可以測量溫度的電路圖，已知電源電壓恒為6V，為定值電阻，為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的規(guī)律如圖乙。當環(huán)境溫度是40℃時，電流表示數(shù)為，下列分析正確的是（）
A．隨著溫度的升高，電流表示數(shù)減小
B．的阻值是
C．40℃時的電功率是10W
D．若電流表的最大測量值是400mA，該電路所能測量的最高溫度是100℃
【答案】BD
【解析】由電路圖可知，與串聯(lián)，電流表測電路中的電流；
A．由圖乙可知溫度升高時，的阻值變小，電路中總電阻變小，由歐姆定律可知，此時電路中的電流增大，即電流表的示數(shù)增大，故A錯誤；
B．由圖乙可知溫度為40℃時的阻值為，由歐姆定律可知，此時電路中的總電阻
由串聯(lián)電路的電阻特點可知，的阻值
故B正確；
C．40℃時的電功率
故C錯誤；
D．電流表的最大測量值是400mA時，即電路中最大電流為
由歐姆定律可知，此時電路中最小電阻
由串聯(lián)電路的電阻特點可知，的阻值
由圖乙可知，該電路所能測量的最高溫度為100℃，故D正確。
故選BD。
三、填空題
9．（2023·安徽·校聯(lián)考三模）如圖所示電路，電源電壓恒為6V，先閉合開關(guān)S，再閉合開關(guān)S1，電流表示數(shù)變化了0.3A，則通電1min電阻R2產(chǎn)生的熱量為 J。
【答案】108
【解析】先閉合開關(guān)S，電路為R1的簡單電路，再閉合開關(guān)S1，兩電阻并聯(lián)接入電路，并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，電流表測干路電流，電流表示數(shù)變化了0.3A，說明通過的R2電流為0.3A，則通電1min電阻R2產(chǎn)生的熱量為
10．（2023·安徽安慶·統(tǒng)考二模）某電飯鍋設有“加熱”和“保溫”兩擋，其內(nèi)部簡化電路如圖所示；若電飯鍋保溫與加熱時總功率之比為1:5，則電阻R1與R2之比為。
【答案】1:4
【解析】開關(guān)S接觸點1時，兩電阻串聯(lián)，此時電路總電阻較大，根據(jù)可知，總功率較小，電飯鍋處于“保溫”擋，此時總功率為
①
開關(guān)S接觸點2時，電路為R1的簡單電路，此時電路總電阻較小，根據(jù)可知,總功率較大，電飯鍋處于“加熱”擋，此時總功率為
②
若電飯鍋保溫與加熱時總功率之比為1:5，則
③
聯(lián)立①②③可得
11．（2023·山東臨沂·統(tǒng)考二模）已知電風扇線圈的電阻為20Ω，若加在該電風扇的電壓為220V，此時通過的電流為1A，則電風扇連續(xù)工作10min產(chǎn)生的熱量為 J，小明發(fā)現(xiàn)剛停止轉(zhuǎn)動的風扇的葉片很容易吸引灰塵，但與毛皮摩擦過的橡膠棒相互吸引，這說明風扇的葉片帶電。
【答案】 12000 正
【解析】[1]通電10min，電風扇產(chǎn)生的熱量
Q＝I2Rt＝（1A）2×20Ω×10×60s＝12000J
[2]剛停止轉(zhuǎn)動的風扇的葉片很容易吸引灰塵，說明扇葉帶有電荷，用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電，剛停止轉(zhuǎn)動的風扇的葉片與毛皮摩擦過的橡膠棒相互吸引，說明風扇的葉片帶正電。
12．（2023·河南開封·統(tǒng)考三模）將額定電壓為4V的小燈泡L和電阻、接入如圖甲所示的電路中，電源電壓恒定，燈泡L和的電流與電壓的關(guān)系圖像如圖乙所示。閉合開關(guān)、，電壓表示數(shù)為2V，則電源電壓為 V；閉合開關(guān)、，小燈泡正常發(fā)光，則的阻值為，小燈泡的額定功率為 W。
【答案】 8 5 3.2
【解析】[1]由電路圖可知，當閉合、時，與L串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端電壓，由圖像知，燈泡兩端電壓為2V時的電流為，串聯(lián)電路中電流處處相等，即通過的電流也為，
的電流為時，電壓為2V，通過的電流與其兩端的電壓成正比，所以通過的電流為時，它兩端電壓為
所以電源電壓
[2][3]當只閉合、時，與L串聯(lián)，電壓表仍測燈泡兩端電壓，由燈泡正常發(fā)光可知，此時燈泡兩端電壓為4V，由圖像知，通過燈泡的電流為，則燈泡的額定功率
由串聯(lián)電路特點可知
，
由歐姆定律可得，的阻值
四、實驗題
13．（2024·福建南平·統(tǒng)考一模）物理實驗小組探究“電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)”實驗的部分裝置，如圖所示。
（1）實驗中應取質(zhì)量的同種液體，分別倒入三個相同的燒瓶中；
（2）實驗中可以通過觀察U形管內(nèi)液面上升的高度來比較三個電阻絲通電后產(chǎn)生的多少；
（3）實驗中觀察到三個燒瓶中的U形管內(nèi)液面上升的高度關(guān)系是hA＜hB＜hC；依據(jù)hA＜hB，可以判斷相同時間內(nèi)，相同電阻，越大，產(chǎn)生熱量越多。依據(jù)hB＜hC，可以判斷相同時間內(nèi)，相同，電阻越大，產(chǎn)生熱量越多。
【答案】相同熱量電流電流
【解析】（1）[1]實驗中應取質(zhì)量相同的同種液體，分別倒入三個相同的燒瓶中，液體吸收熱量，溫度上升，同種液體質(zhì)量相同時，溫度升高越多，吸收熱量越多，表示電阻絲放出熱量越多。
（2）[2]實驗中可以通過觀察U形管內(nèi)液面上升的高度來比較三個電阻絲通電后產(chǎn)生熱量的多少，U形管內(nèi)液面上升的高度越大，電阻絲產(chǎn)生熱量越多。
（3）[3]由圖得，AB連接的電阻絲的阻值與通電時間相同，與B連接的電阻絲的電流較大，燒瓶中的U形管內(nèi)液面上升的高度
說明B電阻絲產(chǎn)生熱量較多，說明相同時間內(nèi)，相同電阻，電流越大，產(chǎn)生熱量越多。
[4]與BC連接的電阻串聯(lián)，電流與通電時間相同，與C連接的電阻絲電阻較大，由U形管內(nèi)液面上升的高度關(guān)系是
得，與C連接的電阻絲產(chǎn)生熱量較多，說明相同時間內(nèi)，相同電流，電阻越大，產(chǎn)生熱量越多。
14．（2023·湖北武漢·?？寄M預測）在探究“電流與電壓的關(guān)系”的實驗中，小明同學連接的電路如圖所示，已知電源電壓恒為6V，滑動變阻器規(guī)格為“50Ω 0.5A”。
（1）請將圖中的實物電路連接完整，要求滑動變阻器的滑片向左滑動時電壓表示數(shù)變大，且導線不允許交叉；
（2）實驗前，電壓表指針在零刻度線左側(cè)，原因是。將問題解決后，小明通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，測出通過定值電阻R的電流和對應的電壓值，并記錄在如表中。老師看了表中的實驗數(shù)據(jù)后，卻說其中有一次實驗的數(shù)據(jù)是錯誤的。出錯的是第次；
（3）小明接著用該裝置探究電流與電阻的關(guān)系，控制電壓表的示數(shù)為2.5V保持不變，可供選擇的定值電阻為4Ω、5Ω、6Ω、10Ω、30Ω、40Ω。他不能選用的定值電阻是；
（4）若小明選用10Ω的定值電阻來探究“電流與電壓的關(guān)系”，電路、電源電壓和滑動變阻器的規(guī)格均不變。電流表與電壓表的量程分別為“0~0.6A和0~3V，在不損壞電路元件的情況下，電路消耗的最大電功率為 W。
【答案】電壓表沒有調(diào)零 1 4Ω、40Ω 1.8
【解析】（1）[1]滑動變阻器的滑片向左滑動時電路中的電流變大，即電阻變小，故變阻器左下接線柱連入電路中與電阻串聯(lián)，電壓表與電阻并聯(lián)，如圖所示：
（2）[2]開關(guān)閉合前，若發(fā)現(xiàn)電壓表的指針在零刻度線左側(cè)，則原因是電壓表沒調(diào)零。
[3]小明同學把5Ω的電阻接入電路中，而變阻器的最大電阻為50Ω時，由電阻的串聯(lián)和歐姆定律，電路的最小電流為
故出錯的是第1次實驗的數(shù)據(jù)。
（3）[4]滑動變阻器規(guī)格為“50Ω 0.5A”，表示變阻器的最大電阻為50Ω，允許通過的最大電流為0.5A。電阻兩端的電壓始終保持UV=2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓
U滑=U-UV=6V-2.5V=3.5V
定值電阻分得的電壓為變阻器分得電壓
根據(jù)分壓原理，當變阻器的最大電阻50Ω接入電路中時，定值電阻對應的最大值為
……①
變阻器允許通過的最大電流為0.5A小于電流表的允許通過的最大電流，故電路中的最大電流為0.5A，由歐姆定律，此時的電路的最小電阻
由分壓原理，定值電阻的阻值為變阻器連入電阻的分得倍，故定值電阻允許的最小電阻為
……②
由①②，他不能選用的定值電阻是4Ω、40Ω。
（4）[5]電壓表的量程為“0~3V”，即電阻的最大電壓為3V，由歐姆定律，這時電路的最大電流為
故電路的總功率的最大值為
P大=UI1=6V×0.3A=1.8W
15．（2023·江蘇淮安·?？寄M預測）在“測量小燈泡額定功率”的實驗中，小燈泡標有“2.5V”的字樣。
（1）請你用筆畫線代替導線，將實物圖甲連接完整；
（2）為保護電路元件安全，連接電路時開關(guān)應；閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應調(diào)至（選填“A”或“B”）端；
（3）連接完電路后，閉合開關(guān)，無論怎樣移動滑片，電流表指針均無偏轉(zhuǎn)，電壓表的指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，這可能是由于造成的；
（4）排除故障后，小明繼續(xù)進行實驗，閉合開關(guān)后，電壓表示數(shù)為2V，為測量燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片P向（選填“A”或“B”）端滑動，直到電壓表示數(shù)為 V時，停止移動滑動變阻器的滑片，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡正常發(fā)光時的電功率為 W。
【答案】斷開 B 小燈泡斷路 A 2.5 1
【解析】（1）[1] 在測量燈泡額定功率的實驗中，需要將電壓表與燈泡并聯(lián)，測量小燈泡兩端電壓，小燈泡的額定電壓為2.5V，選擇電壓表的量程為0～3V，如圖所示：
（2）[2] [3] 為保護電路元件安全，連接電路時開關(guān)應斷開，滑動變阻器的滑片P應調(diào)至最大電阻處，即B端。
（3）[4] 無論怎樣移動滑片，電流表指針均無偏轉(zhuǎn)，說明電路是斷路，電壓表的指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，說明與電壓表并聯(lián)部分以外的電路是通路，故可能的故障原因是小燈泡斷路。
（4）[5] [6] [7] 由題意可知，小燈泡的額定電壓為2.5V，如果要將燈泡調(diào)至正常發(fā)光，需增大燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點可知，需要減小滑動變阻器接入的阻值，故需要將滑動變阻器滑片A端移動，直到電壓表示數(shù)為2.5V時為止。
由圖甲可知，電流表選用的是小量程，分度值為0.02A，電流表的示數(shù)為0.4A，此時燈泡電壓為額定電壓2.5V，根據(jù)公式
可知，燈泡的額定功率為
五、綜合題
16．（2023·陜西西安·校聯(lián)考三模）隨著人民生活水平的提高，空氣凈化器越來越受到人們的青睞。如圖甲是一款空氣凈化器，能夠吸附、分解或轉(zhuǎn)化空氣中的污染物。其主要結(jié)構(gòu)有微風扇、空氣過濾器（濾網(wǎng)）、滑動變阻器、負離子發(fā)生器等。已知該空氣凈化器在家庭電路中使用時的最大功率為88W，凈化空氣量為600m3/h，微風扇電動機的線圈電阻為10Ω。
（1）空氣凈化器中有多種不同的技術(shù)，其中一種叫靜電集塵技術(shù)，其工作過程如圖乙所示。受污染的空氣被吸入后，顆粒物進入電離區(qū)帶上電荷，然后在集塵器上被帶電金屬網(wǎng)捕獲，其捕獲原理是，微風扇的電動機工作時消耗電能，獲得；
（2）如果一個房間的室內(nèi)總面積為100m2，房間的高度為3m，使用該空氣凈化器將該房間內(nèi)的空氣全部更換一次，請你計算理論上至少需多少小時？( )空氣凈化器需要消耗多少電能？( )
（3）空氣凈化器以最大功率工作時，電路中的電流為多大？( )
（4）若某次空氣凈化器工作5min，標有“3000imp/（kW?h）”的電能表指示燈閃爍了15次，此過程中空氣凈化器的實際功率是多少？( )
【答案】異種電荷相互吸引機械能 0.5h 1.584×105 J 0.4A 60W
【解析】（1）[1][2]顆粒物所帶電荷與集塵器帶電金屬網(wǎng)所帶電荷電性相反，異種電荷相互吸引，因此顆粒物被電網(wǎng)捕獲；微風扇的電動機工作時消耗電能，獲得機械能。
（2）[3][4]房間內(nèi)空氣的體積
房間內(nèi)空氣全部更換一次，理論上需要
消耗的電能
（3）[5]空氣凈化器以最大功率工作時，根據(jù)可得電路中的電流為
（4）[6] 表示電能表指示燈每閃爍1次，電路中消耗的電能，
則指示燈閃爍15次，電路消耗電能
此過程中凈化器的實際功率
六、計算題
17．（2024·福建南平·統(tǒng)考一模）茶文化源遠流長，如圖甲是小萍家煮茶器，圖乙是該煮茶器在 220V 的電壓下，某次煮茶過程中功率隨時間變化的圖像。已知加熱狀態(tài)下（0～5 min），將1 kg初溫45℃的水剛好加熱到100℃?！瞔水=4.2×103 J/（kg?℃）〕求：
（1）水吸收的熱量；
（2）煮茶器保溫狀態(tài)下的電阻；
（3）煮茶器加熱狀態(tài)下的熱效率。
【答案】（1）2.31×105J；（2）220Ω；（3）87.5%
【解析】解：（1）水吸收的熱量
（2）由圖像知道，保溫狀態(tài)下的功率是220W，故煮茶器保溫狀態(tài)下的電阻
（3）由圖像知道，加熱狀態(tài)下的功率是880W，煮茶器消耗的電能
W=Pt=880W×5×60s=2.64×105J
煮茶器加熱狀態(tài)的熱效率
答：（1）水吸收的熱量是2.31×105J；
（2）煮茶器保溫狀態(tài)下的電阻是220Ω；
（3）煮茶器加熱狀態(tài)下的熱效率是87.5%。
18．（2023·黑龍江齊齊哈爾·統(tǒng)考三模）飲水機加滿水通電后有加熱和保溫兩種交替工作狀態(tài)；加熱器R2額定電壓為220V，額定功率為500W，該機簡化電路如圖所示。請回答以下問題：
（1）溫控開關(guān)S接b時，飲水機是處于加熱狀態(tài)還是保溫狀態(tài)？
（2）正常加熱時，加熱器電阻R2的阻值。
（3）如果保溫功率是44W，那么電阻R1的阻值是多少？
【答案】（1）溫控開關(guān)S接b時，飲水機處于加熱狀態(tài)；（2）96.8Ω；（3）1003.2Ω
【解析】解：（1）由電路圖可知，溫控開關(guān)S接a時，電阻R1、R2串聯(lián)，電路的總電阻較大，溫控開關(guān)S接b時，電路為R2的簡單電路，電路的總電阻較小，由可知，當電源電壓一定時，總電阻越大，電路總功率越小，所以當S接a時，為保溫擋；S接b時，為加熱擋。
（2）由可知，正常加熱時，加熱器電阻R2的阻值
（3）溫控開關(guān)S接a時，電阻R1、R2串聯(lián)，為保溫擋，電路的總電阻為
因串聯(lián)電路中的總電阻等于各用電器電阻之和，所以電阻R1的阻值
答：（1）溫控開關(guān)S接b時，飲水機處于加熱狀態(tài)；
（2）正常加熱時，加熱器電阻R2的阻值為96.8Ω；
（3）如果保溫功率是44W，那么電阻R1的阻值是1003.2Ω。
19．（2023·江蘇南通·統(tǒng)考一模）如圖所示，電源電壓恒為6V，燈泡L上標有“6V 4.8W”，R1為定值電阻，R2為標有“20Ω 0.5A”字樣的變阻器，電流表的量程為0～3A，電壓表的量程為0～3V。
（1）燈泡L正常工作時的電阻；
（2）當S1、S2、S3均閉合時，電流表的示數(shù)為1.4A，求R1的阻值；
（3）當閉合S1，斷開S2、S3時，為確保電路中各元件安全工作。求：變阻器連入電路的阻值范圍和電路的總功率的最小值與最大值之比。
【答案】（1）7.5Ω；（2）10Ω；（3）2Ω～10Ω， 3∶5
【解析】解：（1）由可得，燈泡L正常工作時的電流
由可得，燈泡L正常工作時的電阻
（2）當S1、S2、S3均閉合時，R1與L并聯(lián)，電流表測干路電流，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且額定電壓下燈泡正常發(fā)光，所以，通過燈泡的電流IL=0.8A，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過R1的電流
則R1的阻值
（3）當閉合S1，斷開S2、S3時，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流，當電壓表的示數(shù)最大為U2=3V時，此時變阻器接入電路的阻值增大，電路中的電流最小，電路的總功率最小，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，此時R1兩端的電壓
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的最小電流
則滑動變阻器接入電路的最大阻值
電路的最小總功率
因為電流表量程為0～3A，滑動變阻器允許通過的最大電流為0.5A，因此電路中的最大電流為0.5A，由可得，R1兩端的電壓
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，此時滑動變阻器兩端最小電壓
則滑動變阻器接入電路的最大阻值
電路的最大總功率
故變阻器連入電路的阻值范圍為2Ω～10Ω；電路的總功率的最小值與最大值之比
答：（1）燈泡L正常工作時的電阻為7.5Ω；
（2）R1的阻值為10Ω；
（3）當閉合S1，斷開S2、S3時，為確保電路中各元件安全工作，變阻器連入電路的阻值范圍為2Ω～10Ω，電路的總功率的最小值與最大值之比為3∶5。
七、科普閱讀題
20．（2023·山東臨沂·統(tǒng)考二模）圖甲是長征系列火箭搭載夢天實驗艙發(fā)射時的情景，火箭點火升空將實驗艙送入到預定軌道后，末級火箭與實驗艙分離，墜入大氣層，與大氣劇烈摩擦使末級火箭絕大部分燒蝕銷毀。在預定軌道上實驗艙使用電推系統(tǒng)向不同方向噴射氣體實現(xiàn)多次變軌，最終與“天宮號”空間站完成對接，如圖乙所示。
（1）火箭在升空過程中，發(fā)動機的工作原理相當于四沖程內(nèi)燃機的沖程。此過程中，火箭箭體與空氣摩擦會發(fā)熱，這是通過的方式來改變箭體的內(nèi)能。長征5號運載火箭的芯級助推器上采用液氫-液氧發(fā)動機，用氫作為燃料，主要的優(yōu)點是它的大；
（2）箭體上的國旗呈現(xiàn)紅色，說明她可以紅光；
（3）空間站在軌運行時，太陽能電池板把太陽能轉(zhuǎn)化為能提供給空間站上的用電器。有陽光時，若空間站光伏發(fā)電的功率為70kW，則2h可發(fā)電 kW·h；
（4）在空間站，航天員能完成的實驗是。
A．探究液體壓強與哪些因素有關(guān)
B．探究浮力大小與哪些因素有關(guān)
C．驗證牛頓第一定律
D．用托里拆利實驗測量實驗艙的氣壓
【答案】做功做功熱值反射電 140 C
【解析】（1）[1]內(nèi)燃機的做功沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；火箭升空過程中，火箭發(fā)動機工作時將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故發(fā)動機的工作原理相當于四沖程內(nèi)燃機的做功沖程。
[2]火箭升空過程中，火箭克服空氣摩擦做功，使其表面的溫度升高、內(nèi)能增大，這是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能。
[3]運載火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，原因是液態(tài)氫具有較高的熱值，完全燃燒相同質(zhì)量的氫時，可以釋放出更多的熱量。
（2）[4]不透明的物體，其顏色是由反射的色光決定的，因此箭體上的國旗呈現(xiàn)紅色，是因為國旗只反射紅光。
（3）[5]空間站在軌運行時，太陽能電池板把太陽能轉(zhuǎn)化為電能提供給空間站上的用電器。
[6]有陽光時，若空間站光伏發(fā)電的功率為70kW，則2h可發(fā)電為
W=Pt=70kW×2h=140kW·h
（4）[7]A．液體因為受重力且具有流動性，液體內(nèi)部向各個方向都有壓強，所以在失重狀態(tài)下無法用液體壓強計探究液體壓強特點，故A不符合題意；
B．浮力是由于液體對浸在它里面的物體產(chǎn)生的向上和向下的壓力存在著壓力差，故該實驗需要在重力作用下產(chǎn)生的，而在無重力的空間站不能完成該操作，故B不符合題意；
C．空間站處于失重狀態(tài)，物體不受外力作用，可驗證牛頓第一定律，故C符合題意；
D．用水銀做托里拆利實驗與重力有關(guān)，太空艙中的物體處于完全失重狀態(tài)，所以不能用托里拆利實驗裝置測量氣壓，故D不符合題意。
故選C。
一、單選題
1．（2024·江蘇揚州·校聯(lián)考）如圖電路，電源電壓不變，閉合開關(guān)S，當滑片P置于滑動變阻器的最右端B處時，電壓表的示數(shù)為4V，定值電阻的功率為；當滑片P置于滑動變阻器的中點時，電壓表的示數(shù)變化了1V。下列結(jié)果正確的是（）

A．電源電壓為8VB．的阻值為
C．電路變化前后電流之比為3∶2D．電路總功率變化了
【答案】D
【解析】A．電路圖可知，與串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，當滑片在B處時，電路中的電流為
則滑動變阻器兩端的電壓為
___________①
由圖知，當滑片P置于滑動變阻器的中點時，滑動變阻器的電阻減小，由串聯(lián)分壓的規(guī)律可知，電壓表的示數(shù)減小，即此時滑動變阻器兩端電壓為
同理可得，此時滑動變阻器兩端的電壓為
___________②
用①式比②式可得
解得：___________③
將③代入①式可得
解得：，故A錯誤；
B．當滑片P置于滑動變阻器的最右端B處時，電壓表的示數(shù)為4V，定值電阻兩端的電壓為
此時定值電阻的功率為，即
解得：，故B錯誤；
C．阻值為
電路變化前后電流之比為
故C錯誤；
D．電路總功率變化量為
故D正確。
故選D。
2．（2024·湖北武漢·統(tǒng)考一模）在如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，電流表的量程為，電壓表V1的量程為，電壓表V2的量程為，小燈泡L標有“6V；0.5A”字樣，燈泡的電阻不隨溫度的變化而改變。當閉合開關(guān)S1、S2，斷開S3，將R2的滑片置于距左端處，R1的滑片在最右端時，電壓表V1的示數(shù)為U1；當閉合開關(guān)S3，斷開S1、S2，在電路安全的前提下移動R2的滑片，當R2的滑片在距左端處時，電壓表V2的示數(shù)為U2；當閉合開關(guān)S1、S2、S3且R2的滑片在最左端時，燈泡正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為0.75A；。下列說法正確的是（）

A．R2的最大阻值為24Ω
B．只閉合S3，為保證安全R2接入電路的阻值范圍0～18Ω
C．當閉合開關(guān)S2、S3，斷開S1，電路消耗的總功率最大值為5.4W
D．當閉合開關(guān)S2，斷開S1、S3，電路消耗的總功率最小值為0.75W
【答案】D
【解析】A．小燈泡正常工作時的電阻
當閉合開關(guān)S1、S2、S3且R2的滑片在最左端時，燈泡與電阻R1并聯(lián)，電流表測干路電流；燈泡正常發(fā)光，燈泡的額定電壓為6V，則電源電壓為6V；電流表的示數(shù)為0.75A，通過燈泡的電流為0.5A，則通過R1的電流
電阻R1的阻值
當閉合開關(guān)S1、S2，斷開S3，電阻R1與滑動變阻器R2串聯(lián)，將R2的滑片置于距左端處，R1的滑片在最右端時，電壓表V1的示數(shù)為U1，U1是滑動變阻器兩端的電壓
當閉合開關(guān)S3，斷開S1、S2，燈泡與滑動變阻器R2串聯(lián)，在電路安全的前提下移動R2的滑片，當R2的滑片在距左端處時，電壓表V2的示數(shù)為U2
由可得
解得，故A錯誤；
B．只閉合S3，斷開S1、S2，燈泡與滑動變阻器R2串聯(lián)，為保證安全R2兩端的電壓不能超過電壓表的最大量程，接入電路的阻值的最大值
為保證安全R2接入電路的阻值范圍，故B錯誤；
C．當閉合開關(guān)S2、S3，斷開S1，燈泡與電阻R1并聯(lián)，再與滑動變阻器R2串聯(lián)，當R2的滑片在最左端時，電路消耗的總功率最大值
故C錯誤；
D．當閉合開關(guān)S2，斷開S1、S3，電阻R1與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表V2測R2兩端的電壓，電壓表的量程為，當電壓表讀數(shù)為3V時，電路中的電阻最大，電路中的電流最小，電路消耗的總功率最小值為
故D正確。
故選D。
3．（2023·湖北武漢·統(tǒng)考一模）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變．R1=10Ω，R2上標有“20Ω，1A”，電路完好無故障，閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片P向左移動的過程中，下列說法正確的是（）

A．電流表A示數(shù)變大，電壓表V2示數(shù)變大
B．電壓表V1示數(shù)變化量與電壓表V2示數(shù)變化量相同
C．當兩電壓表示數(shù)相等時，R1消耗的功率最大
D．當兩電壓表示數(shù)相差最大時，R2消耗的功率最大
【答案】C
【解析】閉合開關(guān)，R1和R2串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表V1測量R1兩端的電壓，電壓表V2測量電源電壓。
A．若滑片P向左移，滑動變阻器接入電路中的阻值變小，則電路的總阻值變小，根據(jù)，可知電路電流變大，即電流表A示數(shù)變大，電壓表V2測量的是電源電壓，所以示數(shù)不變，故A錯誤；
B．電壓表V1測量R1兩端的電壓，電壓表V2測量電源電壓，所以電壓表V1示數(shù)會變化，但電壓表V2示數(shù)不變，故B錯誤；
C．R1是定值電阻，根據(jù)可知，要想R1消耗的功率最大，就要使R1兩端的電壓最大，所以兩電壓表示數(shù)相等時，即R1兩端的電壓等于電源電壓，此時R1消耗的功率最大，故C正確；
D．設電源電壓為U，R1的阻值為R，當滑動變阻器接入的電阻為時，此時滑動變阻器功率
化簡得
則當
時，分母最小，功率P最大；當兩電壓表示數(shù)相差最大時，即電壓表V2與電壓表V1示數(shù)的差最大，因為電源電壓不變即電壓表V2示數(shù)不變，所以要保證電壓表V1示數(shù)最小，又因為R1是定值電阻，所以保證電路的電流最小即可，此時電路的總阻值最大，則滑動變阻器的滑片P在最右端，此時滑動變阻器接入電路的電阻為20Ω，由前面分析可知當滑動變阻器接入的電阻為10Ω時，滑動變阻器（R2）消耗的功率最大，故D錯誤。
故選C。
4．（2023·重慶·重慶市育才中學?？级＃┤鐖D甲所示，電源電壓恒定，電流表量程為0～0.6A，兩個電壓表量程均為0～15V，定值電阻R2為10Ω。當閉合S，滑動變阻器的滑片P從b點滑到a點（a、b不是滑動變阻器的兩端）兩個電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化如圖乙所示，同時，滑動變阻器R1的電功率變化了0.1W。則下列說法中正確的是（）

A．電源電壓為12V
B．滑片P置于a點時滑動變阻器的功率為1W
C．滑片P置于a點時，Ia為0.4A
D．滑片P置于a點時滑動變阻器的電阻為20Ω
【答案】C
【解析】變阻器與定值電阻串聯(lián)，電壓表V1測量變阻器兩端電壓，V2測量定值電阻兩端電壓。當電流表示數(shù)為0.3A時，定值電阻兩端電壓為
從圖乙可知，此時兩個變阻器與定值電阻兩端電壓相等，即變阻器兩端電壓也為
U2b=3V
則電源電壓為
U=U1b+U2b=3V+3V=6V
此時變阻器功率為
定值電阻的功率可表示為
因為電源電壓、定值電阻阻值為定值，故變阻器功率是以電路中電流為自變量的二次函數(shù)，根據(jù)數(shù)學二次函數(shù)知識可知，其二次項系數(shù)為負數(shù)，即此函數(shù)有最大值，當電路中電流為0.3A時，變阻器功率最大為0.9W。即滑片在b點時，變阻器的功率最大，滑片再移動時，其功率要變小。滑片向右移動時，變阻器連入電路的阻值變小，電路中的電流變大。當滑片在a點時，定值電阻的功率為
此時電路電流值要大于0.3A，將此時變阻器功率值代入①中，可得電路中電流為
此時變阻器連入電路阻值為
故ABD錯誤，C正確。
故選C。
5．（2023·山東臨沂·統(tǒng)考模擬預測）如圖是某品牌煙霧報警的簡化原理圖，電源電壓不變，R0為定值電阻，光敏電阻R的阻值隨光照強度的減弱而增大。當有煙霧遮擋射向光敏電阻R的激光時，變大的物理量是（）

A．電流表的示數(shù)B．電壓表的示數(shù)
C．電阻R0的功率D．電阻R的功率
【答案】B
【解析】由電路圖可知，光敏電阻R和定值電阻R0串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流；
A．因光敏電阻R的阻值隨光照強度的減弱而增大，所以當有煙霧遮擋射向光敏電阻R的激光時，光照強度減弱，R的阻值增大，電路中的總電阻增大，由知，電路中的電流減小，即電流表的示數(shù)變小，故A不符合題意；
C．由可知，R0兩端電壓變小，根據(jù)知電阻R0的功率變小，故C不符合題意；
B．因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R兩端的電壓變大，即電壓表示數(shù)變大，故B符合題意；
D．R的功率為
當時R的功率最大，即隨著光照強度減弱，R的阻值增大，當時R的功率最大，當R繼續(xù)最大，R的功率又會減小，故D不符合題意。
故選B。
二、多選題
6．（2023·遼寧丹東·統(tǒng)考一模）如圖甲所示，電源電壓為12V恒定不變，閉合開關(guān)S。在保證電路安全的前提下，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，從最大值滑至a點時，燈泡恰好正常發(fā)光，移動滑片過程中電流表示數(shù)與兩個電壓表示數(shù)的關(guān)系圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A．燈泡正常發(fā)光時的電壓為3V
B．燈泡額定功率為1.8W
C．滑動變阻器最大阻值為40Ω
D．滑片在a 點時，通電10s，定值電阻R產(chǎn)生的熱量為9J
【答案】BCD
【解析】由電路圖可知，燈泡L與定值電阻R、滑動變阻器串聯(lián)，電壓表V1測R兩端的電壓，電壓表V2測滑動變阻器和R兩端的電壓之和，電流表測電路中的電流。
A．因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以電壓表V2的示數(shù)不小于電壓表V1的示數(shù)，由圖乙可知，上方的曲線為電壓表V2的示數(shù)與電流表示數(shù)關(guān)系的圖像，下方的直線為電壓表V1的示數(shù)與電流表示數(shù)的關(guān)系圖像。當滑動變阻器的滑片滑至a點時，接入電路中的電阻最小，此時電路的電流最大，燈泡正常發(fā)光，由圖乙可知，電路中的最大電流I大=0.3A，此時電壓表V1的示數(shù)UR=3V，電壓表V2的示數(shù)U2=6V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知，燈泡正常發(fā)光的電壓
UL=U-U2=12V-6V=6V
故A錯誤；
B．小燈泡額定功率
PL=ULI大=6V×0.3A=1.8W
故B正確；
C．當滑動變阻器的滑片位于左端時，接入電路中的電阻最大，此時電路中的電流最小，
由圖乙可知，電路中的最小電流I小=0.2A，此時電壓表V1的示數(shù)UR′=2V，電壓表V2的示數(shù)U2′=10V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知，此時滑動變阻器兩端的電壓
U滑=U2′-UR′=10V-2V=8V
根據(jù)歐姆定律可知，滑動變阻器的最大阻值
故C正確；
D．滑片在a點時，通電10s，定值電阻R產(chǎn)生的熱量
QR=WR=URI大t=3V×0.3A×10s=9J
故D正確。
故選BCD。
7．（2023·湖北省直轄縣級單位·統(tǒng)考模擬預測）如圖所示的電路中，電源電壓恒定，R1=8Ω，滑動變阻器R2標有“20Ω 0.5A”的字樣，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~3V，斷開開關(guān)S2，閉合開關(guān)S、S1，電流表示數(shù)為0.5A，電壓表示數(shù)為2V，燈泡L正常發(fā)光。下列說法正確的是（）

A．電源電壓為6V
B．斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S、S2，且電路安全時，R2接入電路的阻值范圍是4Ω~20Ω
C．燈泡L的額定功率為1W
D．斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S、S2，且電路安全時，滑動變阻器的最大功率為1.125W
【答案】ACD
【解析】A．斷開開關(guān)S2，閉合開關(guān)S、S1，燈泡和電阻R1串聯(lián)接入電路，電流表測通過電路的電流，電壓表測燈泡兩端的電壓；串聯(lián)電路各處電流相等，電阻R1兩端的電壓
串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，所以電源電壓
故A正確；
C．電流表示數(shù)為0.5A，電壓表示數(shù)為2V，燈泡L正常發(fā)光，燈泡L的額定功率
故C正確；
B．斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S、S2，定值電阻和滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知，當電壓表示數(shù)最大時，滑動變阻器接入電路的電阻最大，由電阻的串聯(lián)和歐姆定律可知此時通過電路的電流最小，電壓表的量程為0~3V，當電壓表的示數(shù)為3V時，電阻R1兩端的電壓
由串聯(lián)電路電流處處相等可得
R2接入電路的最大阻值
電流表的量程為0~0.6A，滑動變阻器允許通過的最大電流為0.5A，當通過電路的電流為0.5A時，滑動變阻器接入電路的電阻最小，此時電路的電阻最小為
滑動變阻器接入電路的最小阻值
所以滑動變阻器接入電路的阻值范圍為，故B錯誤；
D．滑動變阻器的電功率等于電路總功率與定值電阻的功率之差，即
根據(jù)拋物線的性質(zhì)可知，當電路中的電流為
此時滑動變阻器的電功率最大，最大為
故D正確。
故選ACD。
8．（2023·河北衡水·統(tǒng)考模擬預測）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，a是電流表或電壓表，R1和R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，R1的阻值大于滑動變阻器的最大阻值。只閉合開關(guān)S，各電阻中均有電流通過，所有電表均有示數(shù)。下列說法正確的是（）

A．電表a 是電流表；三個開關(guān)同時閉合，電源會短路
B．只閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片向右移動，電壓表V1示數(shù)變小，電壓表V2示數(shù)變大
C．只閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片向右移動，電壓表V2示數(shù)變化量ΔU2小于電壓表V1示數(shù)變化量ΔU1
D．只閉合開關(guān)S、S1，移動滑動變阻器的滑片，電壓表V1示數(shù)變化量為ΔU1，電流變化量為ΔI，電壓表V2示數(shù)變化量為ΔU2，R1電功率的變化量ΔP=ΔU1 ΔI
【答案】BC
【解析】A．由題意可知，只閉合開關(guān)S時，各電阻中均有電流通過，所有電表均有示數(shù)，由電路圖可知，電流從電源的正極出發(fā)，依次經(jīng)、電表a、、回到電源的負極，所用電表a為電流表，當三開關(guān)均閉合時，與被短路，電路為的簡單電路，電源不會短路，故A錯誤；
B．只閉合開關(guān)S時，、、串聯(lián)，電壓表測與兩端的電壓之和，電壓表V2測與兩端的電壓之和，當滑動變阻器的滑片向右移動時，變阻器接入電路中的電阻變大，電路的總電阻變大，由可知，電路中的電流變小，由可知，、兩端的電壓均變小，則電壓表的示數(shù)變小，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且電壓表的示數(shù)等于電源的電壓減去兩端的電壓，所以，與兩端的電壓之和變大，即電壓表V2的示數(shù)變大，故B正確；
C．設滑動變阻器的滑片向右移動前后電路中的電流分別為、，則電壓表V1示數(shù)的變化量
電壓表V2示數(shù)的變化量
所以，，故C正確；
D．只閉合開關(guān)S、，移動滑動變阻器的滑片，電壓表V1示數(shù)變化量為，電流變化量為，電壓表V2示數(shù)變化量為，電功率的變化量為
故D錯誤。
故選BC。
9．（2023·河北唐山·二模）如圖所示的電路中，電源電壓U恒定， R2為滑動變阻器， R1、R3均為定值電阻，且R1=2R3。下列說法正確的是（）

A．若 a 為電流表， b 為電壓表，只閉合S、S1，電流表 A 的示數(shù)大于a 的示數(shù)
B．若 a、b 均為電壓表，開關(guān)均閉合，滑片P 向右移動時，a表示數(shù)變化量與b 表示數(shù)變化量之比為1∶2
C．若 a、b 均為電壓表，開關(guān)均閉合，滑片P 向右移動時，電路消耗的最大功率為
D．若a、b均為電流表，開關(guān)均閉合，滑片P 向右移動時， a、b 兩表示數(shù)都變大
【答案】BCD
【解析】A．若 a 為電流表， b 為電壓表，只閉合S、S1，此時R1和R2被短路，電流表 A、電流表 a、R3三者串聯(lián)，電流表 A 的示數(shù)等于a 的示數(shù)，故A錯誤；
B．若 a、b 均為電壓表，開關(guān)均閉合后，三個電阻串聯(lián)，a測R1和R2兩端的電壓，b測R2和R3兩端的電壓，設滑片P 向右移動過程中，電路電流由I1變?yōu)镮2，則
因為R1=2R3，a表示數(shù)變化量與b 表示數(shù)變化量之比為
故B正確；
C．若 a、b 均為電壓表，開關(guān)均閉合后，三個電阻串聯(lián)，由可知，一定時，越小，越大，滑片P 向右移動到最右端R2=0時總電阻最小，電路消耗的最大功率為
故C正確；
D．若a、b均為電流表，開關(guān)均閉合，三個電阻并聯(lián)，三個電阻兩端的電壓都是電源電壓。a測流過電阻R2和R3的電流，b測流過電阻R1和R2的電流。R1和R3阻值不變，流過的電流也不變?；琍向右移動時，R2的阻值變小，流過的電流變大，所以a、b 兩表示數(shù)都變大，故D正確。
故選BCD。
三、填空題
10．（2023·安徽馬鞍山·?？家荒＃┤鐖D所示的電路中，電源電壓U不變，r、R1和R均為定值電阻，其中r=1Ω，R1=14Ω，S1為單刀單擲開關(guān)，S2為單刀雙擲開關(guān)。閉合S1，將S2擲于1端，電壓表V的示數(shù)U1=2.8V；將S2切換到2端，電壓表V的示數(shù)U2=2.7V。則r消耗的功率變化了。

【答案】0.05W
【解析】閉合，將擲于1端時，電阻和r串聯(lián)，電壓表測量兩端的電壓，通過的電流為
串聯(lián)電路中電流處處相等，所以通過r的電流
電阻r兩端的電壓
r消耗的功率
因為串聯(lián)電路電源電壓等于各用電器兩端的電壓之和，所以電源電壓為
將切換到2端，電阻R和r串聯(lián)，電壓表測量R兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知，r兩端的電壓為
通過r的電流
r消耗的功率
r消耗的功率的變化量為
11．（2023·廣西柳州·統(tǒng)考二模）如圖所示電路中，電源電壓不變，閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑片至某位置，定值電阻R0消耗的功率為2.5W；再次移動滑片至另一位置，R0消耗的功率為10W，電壓表的示數(shù)為5V。若前后兩次滑動變阻器消耗的功率相同，則電源電壓U＝ V，R0＝ Ω。

【答案】 15 10
【解析】[1][2]由圖可知，滑動變阻器與定值電阻R0串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓；閉合開關(guān)S移動滑動變阻器的滑片至某位置時，R0消耗的功率為2.5W，根據(jù)P＝UI和串聯(lián)電路的特點可知，滑動變阻器消耗的功率
……①
再次移動滑片至另一位置，R0消耗的功率為10W，滑動變阻器消耗的功率
……②
由于前后兩次滑動變阻器消耗的功率相同，則
……③
根據(jù)P＝I2R可得前后兩次電路中電流之比
……④
由③④可得
由于閉合開關(guān)S移動滑動變阻器的滑片至另一位置時，電壓表的示數(shù)為5V。則
……⑤
根據(jù)②⑤可知
……⑥
由④⑥可得：I2＝1A，U＝15V。R0消耗的功率為10W，電壓表的示數(shù)為5V，則R0的阻值為
12．（2023·黑龍江齊齊哈爾·統(tǒng)考三模）如圖甲所示，電源電壓U恒定不變，R為定值電阻。閉合開關(guān)S，在滑動變阻器滑片P從a移向b的過程中，電路的總功率、定值電阻R的功率及滑動變阻器的功率與電流的關(guān)系圖線如圖乙所示，圖乙中曲線2是（填“電路總功率”、“定值電阻R”或“滑動變阻器”）的P﹣I圖象；該電路中滑動變阻器消耗的最大功率為 W。

【答案】定值電阻R 0.75
【解析】由電路圖可知，閉合開關(guān)S，滑動變阻器與定值電阻R串聯(lián)，電壓表測變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
[1]當滑動變阻器接入電路中的電阻為零時，電路中的電流最大，此時滑動變阻器的電功率為零，由圖乙可知，3是滑動變阻器的功率與電流的關(guān)系圖線；由P＝UI可知，電源電壓不變時，電路的總功率與電流成正比，由圖乙可知，1是電路的總功率與電流的關(guān)系圖線；由
P＝UI＝I2R
可知，定值電阻R的功率與電流圖像為二次函數(shù)圖像，則2是定值電阻R的功率與電流的關(guān)系圖線。
[2]由圖像可知，當通過定值電阻R的最大電流為1A時，定值電阻消耗的電功率為3W，由P＝I2R可得定值電阻的阻值為
當電路中電流最大為1A時，變阻器的接入電阻為0，定值電阻兩端的電壓等于電源電壓，則電源電壓為
U＝I大R＝1A×3Ω＝3V
當變阻器的接入電阻不為0時，電路中的電流。則變阻器消耗的電功率為
由上式可知，當R滑＝R時，P滑有最大值，該電路中滑動變阻器消耗的最大功率為
四、實驗題
13．（2023·河南濮陽·統(tǒng)考三模）如圖所示，在“測量小燈泡的電功率”實驗中，電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻大約為10Ω，有兩個規(guī)格的滑動變阻器A（10Ω 1A）和B（50Ω 2A）。
（1）本實驗中應選擇滑動變阻器（選填“A”或“B”）；
（2）請你用筆畫線代替導線將如圖甲中的實物電路連接完整（要求：滑動變阻器的滑片P向左移動時小燈泡變亮，導線不得交叉）；
（3）連好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表、電壓表均有示數(shù)。接下來應進行的操作是；
A．斷開開關(guān)，更換小燈泡
B．檢查電路是否斷路
C．移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光
（4）問題解決后，繼續(xù)進行實驗，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，直到小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為 W。在某次調(diào)節(jié)中，小燈泡逐漸變亮，滑動變阻器接入電路的阻值減小了ΔR1，小燈泡的阻值變化了ΔR2、則ΔR1 ΔR2（選填“>”、“ AB BD
【解析】（1）[1]已知電源電壓為6V，額定電壓為2.5V的待測小燈泡，電阻約為10Ω，由歐姆定律可知，燈的額定電流
由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及歐姆定律，燈正常發(fā)光時，變阻器連入電路的電阻
故選用滑動變阻器B。
（2）[2]電壓表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)小燈泡的額定電壓知，電壓表選用的量程，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則接入電路，由于滑動變阻器的滑片向左移，燈泡的亮度變亮，則應該將下面左邊的接線柱接入電路，如圖
（3）[3]連好電路后，閉合開關(guān)，但電流表、電壓表均有示數(shù)，電路為通路，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，說明電路中的電流過小，接下來應進行的操作是：移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光，故選C。
（4）[4]燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.3A，則小燈泡的額定功率為
[5]在某次調(diào)節(jié)中，小燈泡逐漸變亮，滑動變阻器電阻變小，由分壓原理可知，變阻器兩端電壓減小，則燈泡兩端電壓增大，電流也增大，燈絲溫度升高，燈泡電阻變大，總電阻變??；根據(jù)，只有當R滑的減小量大于R燈的增加量才會讓總電阻變小，即。
（5）[6]A．把小燈泡換成電阻箱后，可以保持電阻箱接入的阻值一定，通過移動滑動變阻器改變電阻兩端的電壓，電流表可測流過電阻的電流，因此利用該電路可完成“探究電流與電壓的關(guān)系”關(guān)系實驗，故A符合題意；
B．電阻箱也可以改變電阻，移動滑動變阻器可以保持電阻兩端的電壓不變，電流表可測流過電阻的電流，因此利用該電路可完成“探究電流與電阻的關(guān)系”關(guān)系實驗，故B符合題意。
故選AB。
（6）[7]根據(jù)可知，由于電源電壓不知，故應該選取電壓表，結(jié)合一定值電阻，把定值電阻與待測電阻串聯(lián)，利用開關(guān)控制可以測得兩個電阻兩端的電壓，利用分壓原理，即可測量待測電阻大??；
待測電阻的阻值約為150Ω，根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點可知，電阻越大分得的電壓越大，當選取R1時，電源電壓幾乎全加在待測電阻兩端，定值電阻不起作用，故應該選擇R2定值電阻；
故選擇器材有BD。
14．（2023·內(nèi)蒙古赤峰·?？既＃┫卤硎请姛崴鞯牟糠旨夹g(shù)參數(shù)表：
如圖是它的電路原理圖，設R1、R2、R3的電阻不受溫度影響，S為擋位開關(guān)。
（1）S接哪擋（選填“1”“2”或“3”）時為低溫擋；
（2）根據(jù)表中所給的數(shù)據(jù)計算出電路中電阻R2電阻值；
（3）在高溫正常加熱狀態(tài)下工作，加熱5min消耗的電能是多少J ？
【答案】 3 26.4Ω 6.6×105J
【解析】（1）[1]當S撥到1時，電路為R1的簡單電路；S撥到2時，R1、R2串聯(lián)；S撥到3時，R1、R2、R3串聯(lián)，根據(jù)公式
可知，電阻越大功率越小為低溫檔，故S撥到3時為低溫檔。
（2）[2]由表中數(shù)據(jù)可知，電熱水器各檔位的電功率分別為
由可知，高溫擋和中溫擋時電路的電阻分別為
由于高溫擋時電路為R1的簡單電路，所以
由串聯(lián)電路的電阻特點可知，電阻R1電阻值
（3）[3]正常加熱狀態(tài)下，加熱5min消耗的電能
15．（2023·江蘇淮安·?？家荒＃┬∶骱托∪A用圖甲所示的器材“測量小燈泡電功率”，小燈泡額定電壓為2.5V。

（1）用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物圖連接完整（要求：滑片P右移，燈泡變亮）。( )
（2）連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則故障原因可能是小燈泡（選填“短路”或“斷路”）。
（3）確定電路正確后，移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)為2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向（選填“左”或“右”）移動。
（4）當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙，小燈泡的額定功率為 W。
（5）小明和小華測出小燈泡的額定功率后，還想測出不同電壓下小燈泡的功率。小明的方案是：如圖丙所示，他先測出多組電壓和電流值，再根據(jù)公式求出對應的功率。小華的方案是：如圖丁所示，她先由計算出小燈泡的電阻R，再測出多個電壓值，最后根據(jù)，求出對應的功率。這兩種方案可行的是：（選填“小明”、“小華”或“都可行”）。
【答案】小燈泡斷路右 0.75 小明
【解析】（1）[1]當滑片向右移動時小燈泡變亮，即電流變大電阻變小，故用變阻器右下接線柱連入電路中，如下圖所示：

（2）[2]正確連接完電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑片，小燈泡都不亮，電流表無示數(shù)，說明電路可能斷路，電壓表示數(shù)明顯，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的電路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路了，即燈泡的燈絲斷了；
（3）[3]電壓表示數(shù)為2V，小于燈泡額定電壓，要測燈泡額定功率，由電路圖可知，應向右端移動滑動變阻器滑片，減小滑動變阻器接入電路的阻值，減小滑動變阻器分壓，增大燈泡兩端電壓，使電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓；
（4）[4]由乙圖圖象可知，當小燈泡兩端電壓為時，通過小燈泡的電流為，所以小燈泡的額定電功率
（5）[5]小明的方案：先測出多組電壓和電流值，再根據(jù)公式求出各組對應的功率，故可行；
由于燈泡的實際電阻隨溫度升高而變大，所以小燈泡的電阻不是定值，不能根據(jù)求出對應的功率，故小華的方案不可行。
五、綜合題
16．（2023·江蘇無錫·統(tǒng)考中考真題）圖甲是某型號電開水器結(jié)構(gòu)簡圖，圖乙是它的電路原理圖?？刂七M水口的浮球閥由不銹鋼浮球、繞O點轉(zhuǎn)動的金屬桿、連桿、活塞組成。使用時，將插頭插入家庭電路的插座中，電壓為。冷水自進水口進入冷水箱，再經(jīng)連通管進入煮水箱，當冷水箱水位達到設定高度，浮球浮起，水平，連桿水平向右推動活塞堵住進水口，停止進水，同時開關(guān)S2閉合，開關(guān)S1與觸點2接通，煮水箱中的電熱管工作，額定煮水功率為，水沸騰后經(jīng)出水管溢入貯水箱，冷水再補充入煮水箱，冷水箱中水位下降，進水口打開進水，同時S2斷開，重復上述過程，至貯水箱中注滿水后，開關(guān)S1與觸點1接通，貯水箱中的電熱管工作，進行保溫，額定保溫功率為。保溫時，S3同時接通，當電磁鐵線圈中的電流達到，銜鐵P被吸起（開關(guān)斷開）；當電磁鐵線圈中電流減小到，銜鐵P被釋放（開關(guān)重新接通），使貯水箱內(nèi)熱水溫度維持在。是定值電阻。是熱敏電阻，其溫度與貯水箱內(nèi)水溫相同，溫度每升高，電阻減小，電磁鐵線圈的電阻忽略不計。（，，g?。?br>（1）該電開水器正常工作時，熔斷器上通過的最大電流為；
A． B． C． D．
（2）該電開水器煮水箱電熱管連續(xù)正常工作1小時能產(chǎn)生的開水，若冷水溫度為，開水溫度為，則煮水箱的加熱效率為；
（3）冷水箱中的浮球質(zhì)量為，金屬桿質(zhì)量和體積忽略不計，進水口被活塞堵住不能進水時，若浮球恰好一半體積浸在水中，連桿受到活塞對它水平向左的推力為；若浮球全部浸沒于水中，此時連桿能夠承受活塞的水平推力為，則浮球體積為，貯水箱中保溫控制電路的電壓U是 V。
【答案】 C 91% 2.2×10-3 10
【解析】（1）[1]由題意可知，開關(guān)S2閉合，開關(guān)S1與觸點2接通，煮水箱中的電熱管工作，額定煮水功率為，工作電路中功率最大，所以熔斷器上通過的最大電流
故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
（2）[2]的開水的質(zhì)量
冷水溫度為，開水溫度為，則水吸收熱量
電熱管連續(xù)正常工作1小時，產(chǎn)生熱量
則煮水箱的加熱效率
（3）[3]浮球質(zhì)量為0.55kg，則浮球的重力
G球=m球g=0.55kg×10N/kg=5.5N
若浮球恰好一半體積浸在水中，連桿CD受到活塞對它水平向左的推力為30N，根據(jù)杠桿平衡原理可得
(F浮1-G)×l1=F推1×l2
浮球全部浸沒于水中，此時連桿能夠承受活塞的水平推力為90N，根據(jù)杠桿平衡原理可得
(F浮2-G)×l1=F推2×l2
根據(jù)阿基米德原理可得
F浮2=2F浮1
解得一半浮球受到的浮力
F浮1=2G=2×5.5N=11N
由阿基米德原理可得，浮球的體積
[4]貯水箱內(nèi)熱水溫度維持在，則溫度在95℃時，電磁鐵線圈中的電流達到，銜鐵P被吸起，是熱敏電阻，其溫度與貯水箱內(nèi)水溫相同，溫度每升高，電阻減小，設此時電阻為，則貯水箱中保溫控制電路的電壓
①
溫度在90℃時，電磁鐵線圈中電流減小到，銜鐵P被釋放，此時電阻為，則貯水箱中保溫控制電路的電壓
②
聯(lián)立①②解得
U1=10V
六、計算題
17．（2023·黑龍江大慶·統(tǒng)考模擬預測）如圖所示，電源電壓為12V，燈泡L額定電壓為6V，滑動變阻器的最大阻值為42Ω。當開關(guān)S和S1都閉合，滑動變阻器的滑片P移至A點時，燈泡L正常發(fā)光（燈絲電阻不隨溫度變化），滑動變阻器的功率為3W，接入阻值為RA，電流表示數(shù)為I1；當S閉合，S1斷開，滑動變阻器的滑片P移至B點時，燈泡L的實際功率是額定功率的，定值電阻R1的功率是燈泡L實際功率的。此時滑動變阻器的功率是1.875W，接入阻值為RB，電流表示數(shù)為I2。求：
（1）電流表示數(shù)I1與I2之比。
（2）RA與RB的阻值。
（3）在保證電路安全的情況下，電路總功率的最大值和最小值。
【答案】（1）2︰1；（2）12Ω，30Ω；（3）6W，2.4W
【解析】解：（1）由圖可知，當開關(guān)S和S1都閉合，滑動變阻器的滑片P移至A點時，L與變阻器串聯(lián)，若此時電路中電流I1，燈泡正常發(fā)光，則燈的額定功率
S閉合，S1斷開，滑動變阻器的滑片P移至B點時，L、R1、變阻器串聯(lián)，燈泡消耗的功率是額定功率的，此時電路中電流為I2，則此時燈的實際功率為
因為
所以
則
則
即電流表示數(shù)I1與I2之比為2︰1。
（2）當開關(guān)S和S1都閉合，滑動變阻器的滑片P移至A點時，L與變阻器串聯(lián)，此時電路中電流I1，燈泡正常發(fā)光，所以燈兩端電壓為6V，那么滑動變阻器兩端電壓為
此時滑動變阻器的電阻
由可知，當開關(guān)S和S1都閉合，滑動變阻器的滑片P移至A點時，滑動變阻器功率為
S閉合，S1斷開，滑動變阻器的滑片P移至B點時，滑動變阻器功率
所以
代入數(shù)值得
則
則
（3）根據(jù)，電源電壓一定，當電路電阻最小時，功率最大。
當開關(guān)S和S1都閉合，滑動變阻器的滑片P移至A點時，L與變阻器串聯(lián)，燈泡正常工作時，電路中電流最大，電路中功率最大，此時電路中的電流
電路的最大功率
燈的電阻為
電流
R1的電阻為
S閉合，S1斷開，滑動變阻器的滑片P移至B點時，L、R1、變阻器串聯(lián)，當滑片P在最右端時，電路中電阻最大，電流最小，功率最小，所以
答：（1）電流表示數(shù)I1與I2之比為2︰1；
（2）RA與RB的阻值分別為12Ω，30Ω；
（3）在保證電路安全的情況下，電路總功率的最大值和最小值分別為6W，2.4W。
18．（2023·山東泰安·統(tǒng)考二模）如圖所示，是物理興趣小組設計的調(diào)節(jié)多擋位加熱器的電路結(jié)構(gòu)圖。其中電源電壓恒為24V，R1、R2為阻值恒定的加熱電阻，R1＝20Ω，R2＝30Ω，R3為調(diào)節(jié)加熱功率的滑動變阻器。若電流表的量程為0～3A，電壓表的量程為0～15V，求：
（1）當開關(guān)S、S1、S2都閉合時，處于快熱擋，此時電路的總功率；
（2）當S閉合，S1、S2都斷開時，處于調(diào)溫擋，移動滑動變阻器滑片就可以自主調(diào)節(jié)加熱電阻的發(fā)熱功率。若滑片在距右端處時，加熱電阻R1的功率為7.2W，此時滑動變阻器的功率；
（3）當S閉合，S1、S2都斷開時，處于調(diào)溫擋，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，在所有元件安全的前提下，電路總功率的變化范圍。
【答案】（1）48W；（2）7.2W；（3）10.8W~28.8W
【解析】解：（1）當開關(guān)S、S1、S2都閉合時，R1、R2并聯(lián)，處于快熱擋；此時的功率
（2）當S閉合，S1、S2都斷開時，R1、R3串聯(lián)，電流表A測量電路電流，電壓表測量滑動變阻器兩端電壓，處于調(diào)溫擋；由可得，R1兩端電壓
由可得，電路電流
因串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，所以滑動變阻器兩端電壓
此時滑動變阻器的功率
（3）由可知，滑片在距右端處時，滑動變阻器接入電路的阻值
故滑動變阻器的最大阻值
當S閉合，S1、S2都斷開時，定值電阻R1和滑動變阻器R3串聯(lián)，處于調(diào)溫擋，
當變阻器的滑片移至最右端時，只有R1接入電路，則電路中的最大電流
因為
所以電路是安全的，則電路最大總功率
當滑動變阻器全部接入電路時，電路中的最小電流
由可知，滑動變阻器兩端電壓
因為
會燒壞電壓表，故當電壓表的示數(shù)最大為15V時，滑動變阻器接入電路的電阻最大，電路中的電流最小為
則電路最小總功率
故處于調(diào)溫擋時調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電路中總功率的變化范圍為10.8W~28.8W。
答：（1）當開關(guān)S、S1、S2都閉合時，處于快熱擋，此時電路的總功率為48W；
（2）當S閉合，S1、S2都斷開，滑片在距右端處時，滑動變阻器的功率為7.2W；
（3）當S閉合，S1、S2都斷開時，處于調(diào)溫擋，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，在所有元件安全的前提下，電路總功率的變化范圍為10.8W~28.8W。
19．（2023·江蘇常州·統(tǒng)考二模）圖甲所示為某品牌家用熱水器的簡化電路圖，是手動開關(guān)，置于熱水器外部；是溫控開關(guān)，置于熱水器內(nèi)部，當水溫低于時自動閉合，達到時自動斷開；與均為用來發(fā)熱且阻值不變的電熱絲。使用時，手動閉合開關(guān)S，電熱水器開始工作，如表為該電熱水器部分參數(shù)。
（1）該熱水器正常工作時電熱絲的阻值是多少？
（2）熱水器正常加熱時，通過的電流是多大？
（3）電熱絲的電阻是多大？
（4）假設關(guān)閉家中的其他所有用電器，只讓該熱水器接入電路燒水，剛好將水箱中水溫升到，觀察到家中電能表（如圖乙所示）上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了200r，則此時熱水器兩端的實際電壓多大？

【答案】（1）；（2）10A；（3）；（4）200V
【解析】解：（1）由圖可知，兩個開關(guān)閉合時與并聯(lián)，總電阻最小，總電流最大，總功率最大，此時為加熱擋；閉合，斷開時，只有工作，電流較小，此時為保溫擋；
熱水器處于保溫擋時，只有工作，根據(jù)可得的阻值為
（2）熱水器處于加熱擋時，兩個電阻都工作，保溫擋時，只有工作，根據(jù)并聯(lián)電路特點可知，各支路互不影響，且總功率等于各電阻消耗功率之和，所以的功率為
由可知，通過的電流
（3）根據(jù)可得，的電阻
（4）電能表上表示電路中的用電器每消耗的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過1200r，則電熱水器消耗的電能
電熱水器消耗的實際功率
加熱時電路的總電阻為
由于總電阻不變，根據(jù)知，此時的實際電壓為
答：（1）該熱水器正常工作時電熱絲的阻值是；
（2）熱水器正常加熱時，通過的電流是10A；
（3）的電阻為；
（4）熱水器兩端的實際電壓是200V。
七、科普閱讀題
20．（2023·廣東·統(tǒng)考模擬預測）閱讀短文，回答問題。
智能潔具
智能潔具（智能馬桶、全自動洗碗機、智能浴缸等），具有溫水洗凈、暖風烘干、殺菌等功能，已進入百姓家庭。
某智能潔具為確保安全，插頭帶漏電保護裝置，工作原理如圖甲所示，連接潔具的火線與零線穿過環(huán)形鐵芯。正常工作時，兩線中的電流相等；若火線與零線中的電流不等，繞在鐵芯上的線圈會產(chǎn)生電流，經(jīng)放大后通過電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān) S 切斷電源。這種潔具裝有紅外線感應裝置，當人靠近時，感應裝置自動升起潔具蓋子，啟動洗凈功能，加熱器將水快速加熱至溫控裝置預設的溫度，水泵噴水實施清洗。噴水桿采用納米銀（直徑為納米級的銀單質(zhì)）材料，殺菌效果好。清洗結(jié)束，暖風烘干機自動開啟烘干功能。

表一為該潔具的部分參數(shù)，表二為水泵的性能測試參數(shù)（表中流量指單位時間內(nèi)水泵抽送水的體積；揚程指水泵能將水提升的高度）。
表一
表二
（1）下列說法正確的是。
A．紅外線感應裝置利用超聲波進行工作
B．暖風烘干是靠增大面積來加快水的汽化
C．納米銀是銀分子，噴水桿材料具有良好的導電性
D．漏電保護裝置內(nèi)的火線與零線短路時，開關(guān) S 不會被吸起
（2）潔具正常工作，按最大噴水量用設定為38℃的溫水清洗，加熱器的效率為 %；清洗結(jié)束，暖風烘干機工作40 s，消耗的電能會使標有“3 000 imp/（kW·h）的電能表指示燈閃爍次?！舅谋葻崛?c=4.2×10–3 J/（kg·℃），水的密度ρ=1.0×103 kg/m3，室溫為 18 ℃】
（3）由表二，當該水泵的流量為 0.8×10–4m3/s 時，其揚程為 m；當水泵的流量為 1.0×10–4 m3/s時，輸出的水達到對應的揚程，此過程中水泵克服水重力做功的功率P= W。（g 取10 N/kg）
（4）圖乙為潔具的溫控裝置原理圖。R1是滑動變阻器，R2是熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小。當 R1兩端電壓 U1增大到一定值時，控制電路將切斷加熱電路實現(xiàn)對水溫的控制。
①適當（填“增大”或“減小”）電源電壓，可使控制水溫的預設值升高；
②電源電壓設定為10V，當R1接入電路的阻值為6 Ω時，R2的電功率為4W，此時加熱電路恰好被切斷。若預設的水溫相對較高，則控制電壓U1= V。
【答案】 D 80 6 3.2 5 減小 6
【解析】（1）[1]A．紅外線感應水龍頭是通過紅外線反射原理，故A錯誤；
B．暖風烘干，有熱風吹，使水的溫度升高，水上方的空氣流動速度增大，從而加快了水的蒸發(fā)，很快變干，故B錯誤．
C．銀具有良好的導電性，納米銀（直徑為納米級的銀單質(zhì)）材料，殺菌效果好，不是銀分子，故不具有良好的導電性，故C錯誤；
D．漏電保護裝置是在火線和零線中電流不等的情況下動作，因而短路時雖然電流很大，但是火線和零線的電流相等，不會動作，則開關(guān)S不會被吸起，故D正確。
故選D。
（2）[2]由，可得，每分鐘噴出水的質(zhì)量
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3＝1.2kg
水吸收的熱量
Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1.2kg×（38℃-18℃）＝1.008×105J
由，可得
W電＝Pt＝2100W×60s＝1.26×105J
加熱效率
[3]由，可得，暖風烘干機工作40s，消耗的電能
電能表指示燈閃爍次數(shù)
n＝0.002kW?h×3000imp/（kW?h）＝6imp
（3）[4]根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，當流量增大為2倍時，揚程增大為原來的4倍，說明揚程與流量的平方成正比，因而當流量為為0.8×10-4m3/s時，為1.2×10-4m3/s的，則揚程為
[5]由，可得當水泵的流量為1.0×10-4m3/s時，每秒鐘流過水的質(zhì)量
m′＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.0×10-4m3＝0.1kg
重力
G＝m′g＝0.1kg×10N/kg＝1N
當水泵的流量為1.0×10-4m3/s時，輸出的水達到對應的揚程為5m，水泵做功
W＝Fs＝Gh＝1N×5m＝5J
則功率
（4）[6]①當設定的溫度升高時，則熱敏電阻的阻值減小，要保持電阻R1的電壓不變，則必須保持電路中的電流不變，因而必須減小電源電壓。
[7]②當R1＝6Ω時的電壓U1，電路中的電流為，熱敏電阻的電壓
U2＝U-U1＝10V-U1
電功率P＝U2I，則有
解得U1＝4V或U1＝6V，由于要使得水溫度較高，則R2的電阻較小，電路中的電流較大，則必須使得U1較大，設計為6V。
實驗序號
電壓/V
電流/A
電功率/W
小燈泡亮度
1
2.5
0.31
0.78
正常
2
2.0
0.25
0.50
較暗
3
3.0
0.38
1.14
較亮
故障
現(xiàn)象
故障原因
燈泡不亮
閉合開關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流表有示數(shù)
①滑動變阻器接成定值電阻 ②電源電壓太低
閉合開關(guān)，燈泡不亮，電壓表、電流表無示數(shù)
①電源、電流表、開關(guān)或滑動變阻器損壞
②接線柱接觸不良 ③連接導線斷裂
閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表幾乎無示數(shù)，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)
①燈泡的燈絲斷了或燈座與燈泡接觸不良
②電流表和電壓表的位置互換了
電表問題
電流表與電壓表的指針向沒有刻度的方向偏轉(zhuǎn)
電流表和電壓表的“﹢”“－”接線柱接反了
電流表與電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很小
①電表的量程都選擇過大 ②電源電壓過低
電表的指針超過最大刻度
①量程選擇過小 ②電路中出現(xiàn)短路
滑動變阻器問題
滑動變阻器的滑片滑動時，電表示數(shù)及燈泡的亮度無變化
滑動變阻器連接錯誤，沒有遵循“一上一下”的接線原則，使滑動變阻器接成了定值電阻
無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表示數(shù)總小于燈泡的額定電壓
電源電壓過低
閉合開關(guān)瞬間，燈泡發(fā)出強光后立即熄滅，電流表指針偏轉(zhuǎn)后又回到零刻度線處，電壓表仍有示數(shù)
燈泡兩端電壓過高，滑動變阻器的滑片沒有置于阻值最大位置
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
電流I/A
0.1
0.21
0.3
0.39
0.5
型號
額定電壓（V）
水箱容量（L）
頻率（Hz）
額定功率（kW）
DJW40N
220
40
50
DJW50N
220
50
50
DJW60N
220
60
50
額定電壓
頻率
保溫功率
加熱功率
水箱容量
設定溫度
220V
50Hz
220W
2420W
50L
額定電壓
220 V
清洗噴水量
0.8~1.2 L/min
烘干機額定功率
180 W
加熱器額定功率
2 100 W
流量 Q/（×10–4 m3·s-1）
0.5
0.6
0.8
1.0
1.2
揚程 H/m
1.25
1.80
5.00
7.20

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