浙教版科学九年级上册 第三章电功与电功率综合一

浙教版科学九年级上册 第三章电功与电功率综合一
一、单选题
1．（2021·宁海模拟）小科按如图甲所示的电路完成“通过导体的电流与电阻的关系”探究实验，得到I—R0关系如图乙所示。已知电源电压为4.5V，滑动变阻器R1标有“20Ω 1.5A”。实验结束后，小科进一步对滑动变阻器接入的阻值R与电路中电流大小关系进行探究，并继续画出I—R图像。则对应的图像是图丙中的图线（　　）
A．① B．② C．③ D．④
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】探究电流与电阻关系的实验中，要保持电压表的示数不变，根据乙图利用公式U=IR计算出电压表的示数，再根据U变=U总-U计算出变阻器的电压，最后利用公式计算出变阻器的阻值，与丙图对照即可。
【解答】根据乙图可知，电压表的示数为：U=IR=0.6A×5Ω=3V，
则变阻器的电压U变=U总-U计=4.5V-3V=1.5V；
根据公式可知，当电流为0.6A时，R变=2.5Ω；当电流为0.3A时，R变=5Ω；当电流为0.2A时，R变=7.5Ω；
根据丙图可知，变阻器的I-R图像应该是丙中的③。
故选C。
2．（2021九下·鄞州月考）小科家的电能表上标有“3000r/(kW·h)”的字样，他将家中的其他用电器都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45r，则下列说法不正确的是（　　）
A．电水壶是利用电流的热效应来工作的
B．烧水过程中消耗的电能为5.4×105J
C．电水壶的额定功率为900W
D．当实际电压为额定电压的90%时，其实际功率为729W
【答案】B
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应；
（2）根据计算消耗的电能；
（3）根据公式计算电水壶的额定功率；
（4）同一电阻，它的功率与电压的平方成正比，即。
【解答】A.电水壶是利用电流的热效应来工作的，故A正确不合题意；
B.烧水过程中消耗的电能为：，故B错误符合题意；
C.电水壶的额定功率为：，故C正确不合题意；
D.当实际电压为额定电压的90%时得到：；
；
解得：P1=729W。
故D正确不合题意。
故选B。
3．（2020九上·拱墅期末）如图所示，电路中的电源电压相同且保持不变，所有的灯泡规格相同，且灯丝电阻不受温度影响。下列比较灯泡实际功率的关系式中，正确的是（　　）
A．PaPb+Pc C．Pb+Pc=Pe D．Pa>Pd=Pe
【答案】B
【知识点】串、并联电路的电压特点；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据串并联电路的电压规律，结合功率的计算式比较即可。
【解答】A.设电源电源为U总，那么a的功率；
b和c的总功率为：；
那么 Pa>Pb+Pc，故A错误；
B.灯泡d和e并联，那么d的电压等于电源电压U总；
那么d的功率；
b和c的总功率为：；
那么 Pd>Pb+Pc，故B正确；
C.灯泡d和e并联，那么e的电压等于电源电压U总；
那么e的功率；
b和c的总功率为：；
那么 Pe>Pb+Pc，故C错误；
D.a、d、e三个灯泡的电压都等于电源电压U总，它们的电阻都相等，根据可知，它们的功率都相等，即Pa=Pd=Pe，故D错误。
故选B。
4．（2020九上·鄞州月考）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b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的（　　）
A．电源电压为14V
B．图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线
C．滑片从b点滑到a点的过程中，电路消耗的总功率最小值为12W
D．滑片从b滑到a点时，R2的电功率增大16W
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（2）滑片P从b点滑到a点的过程中，R1连入阻值变小，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R2两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压变化，然后得出两电压表示数与电流表示数之间的对应关系；
（1）当滑片位于b点时，接入电路中的电阻较大，电路中的电流较小，电路的总功率较小，R2的功率最小；当滑片位于a点时，接入电路中的电阻较小，电路中的电流较大，R2的功率较大，根据图象读出两种情况下电表的示数，根据串联电路的特点和欧姆定律分别表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R的阻值以及电源的电压；
（3）根据P=UI求出电路的最小总功率；
（4）根据△P2=P2′-P2=U2′I大-U2I小计算R2的电功率的增大值。
【解答】由图甲知，R、R1、R2串联，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R2两端电压，电流表测电路中电流。
滑片P从b点滑到a点的过程中，R1连入阻值变小，电路中总电阻变小，那么电路中电流变大。根据U=IR可知，R2两端的电压变大，那么图乙中，dc段表示V1的示数随电流表示数的变化的图线，ec段表示V2的示数随电流表示数变化的图线，故B错误；
由图乙可知，电路中的最小电流I小=1A，R1两端的电压U1=12V，R2两端的电压U2=2V，
那么电源的电压：U=U1+U2+IR=12V+2V+1A×R ①
当电路中的最大电流I大=3A，R1两端的电压U1′=6V，R2两端的电压U2′=6V，
则电源的电压：U=U1′+U2′+I大R=6V+6V+3A×R ②，
①②联立，解得：R=1Ω，
那么电源电压U=U1+U2+IR=2V+12V+1A×1Ω=15V，故A错误；
电路消耗的总功率最小值：P小=UI小=15V×1A=15W，故C错误；
滑片从b滑到a点时，
R2电功率的增大值：△P2=P2′-P2=U2′I大-U2I小=6V×3A-2V×1A=16W，故D正确。
故选D。
5．（2020九上·西湖月考）把标有“220V、40W”和“220V、15W”的甲、乙两盏灯串联接在220V电压下，则下面分析正确的是（　　）
A．40W的灯比较亮
B．两盏灯的总功率大于15W，小于55W
C．甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率
D．乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）（3）（4）灯泡的亮度由实际功率大小决定，根据“串联电路功率与电阻成正比”的规律比较灯泡亮度的大小即可；
（2）两盏灯串联时总电压为220V，与它们的额定电压相等，根据公式比较总功率和它们额定功率的大小即可。
【解答】甲灯的电阻为：；
乙灯的电阻为：。
当两个灯泡串联时，它们的实际功率与电阻成正比，即：；
因为R甲因此乙灯较亮，故A、C错误，D正确；
两盏灯串联时总电压为220V，根据公式得到：①；
而②；
③；
将①③比较可知，总功率小于15W，故B错误。
故选D。
6．（2020九上·西湖月考）小明同学家的电能表上标有“3000r/(kW·h)”的字样，他将家中的其他用电器都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45r，则下列说法不正确的是（　　）
A．电水壶是利用电流的热效应来工作的
B．烧水过程中消耗的电能为5.4×105J
C．电水壶的额定功率为900W
D．当实际电压为额定电压的90%时，其实际功率为729W
【答案】B
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应；
（2）根据公式计算消耗的电能；
（3）根据公式计算电水壶的额定功率；
（4）根据公式计算实际功率。
【解答】A.电水壶是利用电流的热效应来工作的，故A正确不合题意；
B.烧水过程中消耗的电能为：，故B错误符合题意；
C.电水壶的额定功率为：，故C正确不合题意；
D.当实际电压为额定电压的90%时，根据公式得到：，解得：P’=720W，故D正确不合题意。
故选B。
7．（2020九上·浙江期末）如图甲，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器(允许通过的最大电流为5A)。图乙反映了开关由断开到闭合，再移动滑片P的过程中，ab两端电压U和通过的电流I之间的关系；图丙反映了滑动变阻器消耗的功率P与电流I之间的关系，则下列说法不正确的是（　　）
A．电源电压为50V
B．当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率为200W
C．R1的阻值为5Ω
D．滑动变阻器连入阻值的范围为4～45Ω
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）当开关断开时，通过变阻器的电流为零，此时ab之间的电压等于电源电压；
（2）从丙图中找到120W时R2对应的电流，然后根据P=U总I总计算此时的总功率；
（3）从乙图中找到一组变阻器的电压和电流，首先根据U1=U-Uab计算出R1的电压，再根据计算它的电阻；
（4）从图乙中找到变阻器两端的最大电压和最大电流，最小电压和最小电流，然后根据欧姆定律分别计算出它的阻值即可。
由图乙所示图象求出电压与电流的对应值，由串联电路特点及欧姆定律列方程，可以求出电源电压与电阻R1的阻值；由图丙求出R2消耗的功率为120W时的电路电流，由P=UI求出电路消耗的总功率。
【解答】由电路图可知，电阻R1与变阻器R2串联，ab两点间电压是滑动变阻器两端电压。
A.当开关断开时，电路中的电流为0A，ab两点之间的电压等于电源电压。由图乙可知，ab两端的电压为50V，即电源的电压U=50V，故A正确不合题意；
B.由图丙可知，当R2的功率为120W时，电路中的电流I=4A，
电路消耗的总功率：P总=U总I总=50V×4A=200W，故B正确不合题意；
C.由图乙可知，Uab=30V，电路中的电流I=4A，
此时R1两端的电压：U1=U-Uab=50V-30V=20V，
那么R1的阻值：，故C正确不合题意；
D.根据乙图可知，变阻器两端的最大电压为45V，此时通过变阻器的电流为1A，
那么此时变阻器的阻值为：；
变阻器允许通过的最大电流为5A，此时它的电压为25V，
那么它接入的阻值为：。
因此变阻器的阻值范围为：5~45Ω。
故选D。
8．（2020九上·宁波期中）如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为 6V，电流表量程 0～0.6A，电压表量程 0～3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是（　　）
A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大
B．电路的最大电功率是 1.8W
C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是 14～50Ω
D．电流表的示数变化范围是 0.1～0.3A
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大时，根据欧姆定律分析电流表的示数变化，根据U=IR分析电压表的示数变化；
（2）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI求出灯泡的额定电流，然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值，进而确定滑动变阻器的阻值接入范围；
（3）已知通过电路的最大电流，根据P=UI求出该电路的最大功率；
（4）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，灯泡的功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流，进而确定电流表的示数变化范围。
【解答】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大时，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，即电流表示数变小；根据U=IR可知灯泡两端的电压变小，即电压表示数变小，故A错误；
根据P=UI可得，灯的额定电流：；
因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，
所以电路中的最大电流为Imax=0.25A，
灯泡的电阻：；
电路中的总电阻：；
滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑min=Rmin-RL=24Ω-10Ω=14Ω，
因此滑动变阻器允许调节的范围是14Ω~50Ω，
故C正确；
该电路的最大功率：Pmax=UImax=6V×0.25A=1.5W，故B错误；
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，
此时电路中的电流：；
，
则电流表示数的变化范围是0.1A～0.25A，故D错误。
故选C。
9．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比是1∶5。R1与R2的阻值之比和闭合S后产生的热量之比分别是（　　）
A．4∶1；1∶4 B．1∶4；4∶1 C．1∶5；5∶1 D．5∶1；1∶5
【答案】A
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）在并联电路中，电流与电阻成反比，即。首先根据并联电路I总=I1+I2计算出通过两个电阻的电流之比，再根据上面的规律计算它们的电阻之比；
（2）电路将电能全部转化为热能，可根据Q=W=UIt计算产生的热量之比。
【解答】（1）当开关S断开时，电流表的示数等于通过R1的电流I1；
当开关S闭合后，电流表的示数等于通过干路的总电流I总。
根据公式I总=I1+I2可知，通过两个电阻的电流之比：I1：I2=1：4。
根据公式得到，它们的电阻之比：；
（2）闭合开关S后产生的热量之比：。
10．有两根电阻丝R1、R2和一个电源E，且电源E两端电压保持不变。如果只将电阻丝R1接在电源E两端，电阻丝R1在120s内产生的热量为12Q；如果将电阻丝R1、R2并联接在电源E两端，电阻丝R1、R2在60s内产生的总热量为8Q，则（　　）
A．R1∶R2＝1∶4
B．R1∶R2＝1∶3
C．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为320s
D．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为150s
【答案】B
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）（2）首先根据热量与时间成正比，计算出电阻丝R1在60s内产生的热量，然后根据Q2=Q总-Q1计算出60s内R2产生的热量，最后再根据焦耳定律计算电阻之比；
（3）（4）根据公式写出两个电阻串联时产生热量的表达式以及R1单独工作时的热量表达式，然后作比即可。
【解答】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，热量与时间成正比，因此R1在60s内产生的热量：；
那么电阻R2在60s内产生的热量：Q2=Q总-Q1=8Q-6Q=2Q；
根据焦耳定律可知，热量与电阻成反比；
即，故B正确，而A错误；
当R1单独接在电源上时，产生的热量：；
将两个电阻串联在电源上时，产生的热量：；
两个式子作比得到：；
解得：t=160s，
故C、D错误。
故选B。
11．（2020·天台模拟）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，则下列判断正确的是（　　）
A．电源的电压为4V
B．R1的阻值为20欧
C．R1的最大功率为3.6w
D．图乙中C点表示滑片位于中点时的状态
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）（2）定值电阻R1与变阻器R2串联，电压表测变阻器的电压。当滑片在b端时，变阻器的阻值最大，此时电流最小为0.2A，电压表的示数为4V，根据欧姆定律计算出变阻器的最大阻值。当滑片在a端时，变阻器的阻值为0，此时电流最大为0.6A，根据公式U总=U1+U2列出两个方程，联立求解得到电源电压和电阻R1的阻值。
（3）当滑片在a端时，变阻器的阻值为0，此时电流最大为0.6A，根据公式P=UI计算R1的最大功率；
（4）根据C点时的电流和电压，计算出此时变阻器的阻值，然后与变阻器的最大阻值比较即可。
【解答】定值电阻R1与变阻器R2串联，电压表测变阻器的电压。
当滑片在b端时，变阻器的阻值最大，此时电流最小为0.2A，电压表的示数为4V，
变阻器的最大阻值为：；
根据公式U总=U1+U2得到：U总=0.2A×R1+4V ①；
当滑片在a端时，变阻器的阻值为0，此时电流最大为0.6A，
根据公式U总=U1+U2得到：U总=0.6A×R1②；
①②联立得到：R1 =10Ω；U总=6V；
故A、B错误；
R1的最大功率P=UI=6V×0.6A=3.6W，故C正确；
在图乙中的C点，此时变阻器的阻值：，故D错误。
故选C。
12．（2020·慈溪模拟）如图所示电路，电源电压不变。闭合开关后，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为2W。下列说法正确的是（　　）
A．滑动变阻器的最大阻值为20Ω
B．电源电压为10V
C．小灯泡正常发光时的电阻为10Ω
D．滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率为3.6W
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）通过比较灯泡的功率大小确定电流为0.3A时滑片的位置和电压表示数的变化方向，并根据P=UI求出此时灯泡两端的电压，根据串联电路的分压特点结合电压表示数的变化判断滑片位于中点时电压表的示数，最后根据根据求出灯泡正常发光时的电阻；
（2）根据滑片在两个不同位置时的电路状态，利用串联电路中总电压等于各处电压之和为等量关系，列出两个方程，分别计算出电源电压和滑动变阻器的最大阻值；
（3）滑片P在最右端时，根据P=I2R求出滑动变阻器的功率。
【解答】根据电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
小灯泡消耗的功率2W>0.9W，
根据P=I2R可知，0.9W时电路中的电流肯定小于2W时的电流，
那么0.9W时电路的电阻肯定大于2W时的电路电阻；
即当I=0.3A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，滑片在最右端，
此时灯泡两端的电压：；
当滑片P移到中点时，总电阻变小，电路中的电流变大，那么灯泡两端的电压变大，
此时灯泡两端的电压UL′=UL+2V=3V+2V=5V；
此时灯泡正常发光，且灯泡的功率PL′=2W，
灯泡正常发光时的电阻：
，故C错误；
当滑片P在最右端时，灯泡两端的电压UL=3V，电路中的电流I=0.3A，
电源的电压：U=UL+IR=3V+0.3A×R滑 ①；
当滑片P移到中点时，灯泡两端的电压UL′=5V，
电路中的电流：；
，
电源的电压：②，
①②式联立计算，
解得：R滑=20Ω，U=9V；
故A正确，B错误；
滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率：P滑=I2R滑=（0.3A）2×20Ω=1.8W，故D错误。
故选A。
13．（2020·宁波模拟）在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1=8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的（　　）
①定值电阻R2=4Ω
②电源的电压为6V
③电压表的最大示数为3V
④滑动变阻器的最大电功率为2W
A．①③ B．②④ C．①② D．①④
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据图乙读出R1的阻值为2Ω和8Ω时滑动变阻器的电功率，根据串联电路的电流特点和P=UI=I2R求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压恒定得出等式即可求出R2的阻值；
（2）根据（1）中计算出的结果，利用欧姆定律计算出电源电压；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的示数最大，根据欧姆定律求出电压表的最大示数；
（4）当变阻器和定值电阻串联时，如果变阻器的阻值大于定值电阻，那么当二者的阻值相同时，变阻器的电功率最大。【解答】R1与R2串联，电压表测变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
由图乙可知，当R1=2Ω和R1′=8Ω时，滑动变阻器的电功率均为P1=2W，
由P=UI=I2R可得，两次电路中的电流分别为：
；
；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压恒定，
电源的电压：U=I（R1+R2）=I′（R1′+R2）；
即：1A×（2Ω+R2）=0.5A×（8Ω+R2）；
解得：R2=4Ω，故①正确；
电源的电压：U=I（R1+R2）=1A×（2Ω+4Ω）=6V，故②正确；
由串联分压的规律可知，当变阻器R1接入电路中的电阻最大为8Ω时，电压表的示数最大，此时电路中的电流I′=0.5A，
则电压表的最大示数：U1大=I′R1′=0.5A×8Ω=4V，故③错误；
当R=R2=4Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，
则，故④正确，
综上可知，①②正确。
故选C。
14．（2020·温州模拟）如图电路，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，电压表的示数变化了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．滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8：1
D．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据串联电路分压规律可知滑片从中点到b端时，电压表示数将增大，因此电压表示数增大了2V，然后根据串联电路电压规律以及即可求出R1的阻值；
（1）当滑片在a点时，变阻器的阻值为0，电路中的电流最大，根据即可求出电路中的最大电流；
（2）先根据欧姆定律求出滑片在中点时电路中的电流，然后根据W=UIt求出10s内滑动变阻器R消耗的电能；
（3）根据P=UI即可求出R先后两次消耗的电功率之比；
（4）根据P=UI即可求出R1先后两次消耗的电功率之比【解答】定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压；
滑片从中点到b端时，变阻器接入电路的阻值增大，
由串联电路中电压的分配与电阻成正比的规律可知，电压表示数将增大，
那么电压表示数增大了2V，即滑片在b点时电压表的示数为4V+2V=6V；
由得到：；
解得：R1=10Ω；
A.当滑片在a点时，变阻器接入电路的阻值为0，电路中的电流最大，
则电路中的最大电流：，故A错误；
B.滑片在中点时，电路中的电流：，
10s内滑动变阻器R消耗的电能：W滑=U滑It=4V×0.8A×10s=32J，故B错误；
C.当滑片在b点时，
电路中的最小电流：，
滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比：，故C错误；
D.R1先后两次消耗的电功率之比：，故D正确。
故选D。
15．（2020·宁波模拟）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡上标有“4V”字样，电流表的量程为0~0.6A图乙是小灯泡的电流随其电压变化的图象。滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2的阻值为10Ω。当闭合S和S2，断开S1，滑片移到中点时，小灯泡L恰好正常发光则下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为5V
B．闭合S和S2，断开S1，滑片移到中点时，用一个4V 0.5W“的灯泡L'替换L，则将正常发光
C．闭合S和S2，断开S1，当小灯泡的功率为0.8W时，滑动变阻器的阻值是17.5Ω
D．闭合S和S1，断开S2，为保证电路安全，电阻R2的最大功率为8.1W
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）闭合S和S2，断开S1，此时小灯泡和滑动变阻器是串联的，首先根据图乙确定此时通过灯泡的电流，然后根据计算出灯泡的电阻，再根据计算出总电阻，最后根据U=IR计算出电源电压；
（2）在串联电路中，电压的分配与电阻成正比；根据公式计算出新灯泡的电阻，然后与原来灯泡的电阻比较，从而确定它两端的电压的大小变化即可；
（3）根据灯泡的功率，利用乙图确定灯泡两端的电压和电流，根据欧姆定律分别计算出总电阻和灯泡此时的电阻，最后根据R滑=R总-RL'计算变阻器的电阻即可；
（4）闭合S和S1，断开S2，此时定值电阻和滑动变阻器是串联的，根据电流表的量程确定通过R2的最大电流，最后根据公式P2=I22R2计算即可。
【解答】A.闭合S和S2，断开S1，此时小灯泡和滑动变阻器是串联的，此时灯泡正常发光，
根据图乙可知，灯泡的额定电流是0.5A，
灯泡电阻是：；
串联电路的电阻：；
电源电压为：U=IR=0.5A×18Ω=9V，故A错误；
B.“4V 0.5W”灯泡的电阻为：，
原来灯的电阻是8Ω，现在灯的电阻是32Ω，那么灯的电阻变大；
根据串联电路的分压规律可知，此时灯泡两端的电压就变大，即电压会超过4V，
所以灯不能正常工作，
故B错误；
C.闭合S和S2，断开S1，当小灯泡的功率为0.8w时，
根据公式P=UI和图乙知，此时电灯两端的电压是2V，电灯的电流是0.4A，
所以电路电阻为：，
此时灯的电阻为：；
滑动变阻器的阻值是：R滑=R总-RL'=22.5Ω-5Ω=17.5Ω，
故C正确；
D.闭合S和S1，断开S2，此时定值电阻和滑动变阻器是串联的，
根据电流表的量程可知，电路最大电流是0.6A，
电阻R2的最大功率为：P2=I22R2=（0.6A）2×10Ω=3.6W．故D错误。
故选C。
16．（2019九上·萧山期末）灯L1标有“6V 6W”字样，灯L2标有“12V 12W”字样，将L1、L2连成如图所示电路，闭合开关S，两灯都能发光，则（　　）
A．灯L2比L1亮
B．灯L1、L2实际电压之比为1：2
C．若一电表示数突然减小，另两电表示数不变，则可能是灯L2灯丝断了
D．若将灯L1、L2串联后接入电路，两灯都能发光，则实际功率之比为1：2
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据分别计算出两个灯泡的电阻，然后根据并联电压相等，再利用公式比较灯泡实际功率的大小；
（2）并联电路中各支路两端电压相等；
（3）对灯泡L2灯丝烧断的情形进行推测，分析与实际情况是否符合；
（4）根据P=I2R分别计算出两个灯泡的实际功率，然后进行作比即可。
已知灯泡额定电压与额定功率，应用电功率公式求出灯泡的电阻，然后应用串并联电路特点与电功率公式比较灯泡实际功率大小，再分析答题。【解答】灯泡电阻：；；
根据电路图可知，两灯泡并联，电压表测电源电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测L2支路电流；
A.两灯泡并联，灯泡两端电压U相等，且R1＜R2，
由可知：P1＞P2，那么灯L1比L2亮，故A错误；
B.两灯泡并联，它们两端的电压相等，灯泡实际电压之比为1：1，故B错误；
C.如果灯L2灯丝断了，通过L2的电流为零，那么两电流表示数都变小，而电压表示数不变，故C错误；
D.若将灯L1、L2串联后接入电路，则实际功率之比：，故D正确；
故选D。
17．（2020九上·慈溪期末）某同学在实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U-I图像，如图甲所示，则图乙中有关此小灯泡的功率P与U2或P与I2的图像可能正确的是（　　）
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】在U-I图象中，图线的斜率表示电阻，根据图象斜率判断灯泡电阻的变化关系，然后根据公式P=I2R分析P与I2的图象，根据公式 分析P与U2的图象。
【解答】由U-I图象可知，电压和电流增大时，灯泡的实际功率增大；灯泡的温度升高，且图线的斜率越来越大，即灯泡的电阻随温度的升高而增大；
由公式 可知，在P-U2图象中，图象上某点切线的斜率为电阻的倒数 。因随温度的升高R增大，因而应减小，故A、B错误；
同理，在P-I2图象中，图象上某点切线的斜率为电阻R，而电阻R又随温度的升高而增大，故C错误，D正确。
故选D。
18．（2019·杭州模拟）如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U—I图像如图乙所示，则（　　）
A．电源电压为20V
B．EF是V1表示数随A表示数变化的图像
C．滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D．整个电路的最大功率为14.4W
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】电阻R1与R2串联，电压表V1测R1的电压，V2测R2的电压；
（1）从乙图中找到电流0.5A时两个电压值，根据U总=U1+U2计算总电压；
（2）根据U1=I1R1分析电压表V1的示数变化，然后与乙图对照，确定图像和电压表的对应关系；
（3）电路的最小电流是0.5A，根据乙图找到变阻器的电压，根据欧姆定律计算最大阻值；
（4）从乙图找到最大电流，根据P=UI计算电路的最大功率。
【解答】电阻R1与R2串联，电压表V1测R1的电压，V2测R2的电压；
A.当电流为0.5A时，电压表的示数分别是4V和8V，那么电源电压：U总=U1+U2=4V+8V=12V，故A错误；
B.当变阻器的滑片从B端至A端时，电阻变小，电流变动，根据U1=I1R1可知，电压表V1的示数变大，那么NM就是V1的图像，EF是V2的图像，故B错误；
C.电路的最小电流是0.5A，此时变阻器的电压是8V，那么变阻器的最大电阻为：，故C错误；
D.据乙图可知，电路的最大电流是1.2A，那么电路的最大功率为：P=UI=12V×1.2A=14.4W，故D正确。
故选D。
19．（2019·绍兴模拟）如图所示电路图，灯泡标有“12V 6W”，滑动变阻器R1标有“100Ω 1A ”，电压表量程为0-15V，电流表量程为0-0.6A，只闭合开关S1、S2，滑动变阻器连入电路阻值为16Ω时，灯正常发光；只闭合S1、S3，A示数为0.2A，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法不正确的是（　　）
A．电源电压为20V
B．R2的电阻为76Ω
C．只闭合S1、S2时，灯泡的最小功率约为1.04W
D．只闭合S1、S2时，为了保护元件的安全，滑动变阻器连入电路的阻值范围是0-72Ω
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）只闭合开关S1、S2，变阻器R1与灯泡串联，首先根据计算出通过电路的总电流，然后再根据计算出变阻器的电压，最后根据U总=UL+U变计算出总电压；
（2）首先根据计算出灯泡电阻，然后根据计算出这时的总电阻，最后根据R2=R总-RL计算即可；
（3）只闭合开关S1、S2，当变阻器电压为15V时，总电阻最大，总电流最小；根据公式UL=U总-U变计算出这时灯泡的最小电压，最后根据灯泡的最小功率即可；
（4）只闭合开关S1、S2，变阻器R1与灯泡串联，电压表的量程是0~15V，说明变阻器R1的电压应≤15V，即灯泡的电压应该≥5V；灯泡的额定电压是12V，那么灯泡的电压范围就是5V≤UL≤12V；接下来根据欧姆定律分别计算出对应的灯泡电流，与电流表的量程比较，确定最终电路电流的变化范围；最后根据欧姆定律计算变阻器的阻值范围即可、
【解答】A.只闭合开关S1、S2，变阻器R1与灯泡串联，
通过灯泡的电流为：；
变阻器的电压为：；
电源电压为：U总=UL+U变=12V+8V=20V，故A正确不会题意；
B.只闭合S1、S3，灯泡与R2串联，
灯泡的电阻为：；
总电阻为：；
那么R2的阻值为：R2=R总-RL=100Ω-24Ω=76Ω，故B正确不合题意；
C.只闭合开关S1、S2，当变阻器电压为15V时，灯泡功率最小，
此时灯泡电压为；UL=U总-U变=20V-15V=5V；
这时灯泡的最小功率为：，故C正确不合题意；
D.只闭合开关S1、S2，变阻器R1与灯泡串联，
综上所述，灯泡两端的电压应该5V≤UL≤12V；
当灯泡电压为5V时电流为：；
当灯泡电压为12V时电流为0.5A；
电流表的量程为0~0.6A，
那么电路电流的范围为：A≤IL≤0.5A；
当电流为0.125A时，变阻器的电阻为：；
当电流为0.5A时，变阻器接入电阻为：；
因此变阻器接入电阻范围16Ω~726Ω，故D错误；
故选D。
20．（2019·宁波模拟）如图甲所示电路中，电源电压不变，R，是定值电阻，R，由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长成正比，P是与R，良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S将P从H端移到E端时，电流表示数l与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。已知R1=10Ω，则下列判断正确的是（　　）
A．电源电压为12V
B．GH导体的电阻为10Ω
C．当电流表示数为0.5A时，x的值为31cm
D．P位于x=0cm时，R1消耗的功率为0.6W
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】分析电路可知当P位于E端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中电流最大，根据图乙读出最大电流，根据欧姆定律求出电源的电压；滑片位于铜导线段时电路中的电流不变，据此确定FG是铜导线，当P位于H端时，由图乙可知电路中的最小电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值，由图象可知滑片P从H端向E端移动出现拐点，据此确定GH、FG、EF的长度，根据图乙得出当滑片位于F点时电路中的电流，根据欧姆定律求出总电阻，根据电阻的串联求出EF段的总电阻；根据电阻的串联求出GH导体的电阻；当电流表示数为0.5A时根据欧姆定律求出电路中的总电阻，根据电阻的串联求出此时R2接入电路中电阻，然后求出变阻器接入电路中电阻的长度，进一步求出x的值；P位于x=0cm时电路中的电流最小，根据P=I2R求出R1消耗的功率。
【解答】A、当P位于E端时，电路为R1的简单电路，电路中的电流最大，由图乙可知，I大=0.6A，由I=可得，电源电压为：U=I大R1=0.6A×10Ω=6V，故A错误；
B、P从H端移到E端时，在15cm-25cm时电路中的电流不变，说明该段FG是铜导线，当P位于H端时，由图乙可知电路中的最小电流为I小=0.2A，则电路中的总电阻：R总===30Ω，滑动变阻器的最大阻值：REH=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω；当P位于F点时，电路中的电流I=0.4A，此时电路中的总电阻：R总′===15Ω，则EF段的电阻：REF=R总′-R1=15Ω-10Ω=5Ω；GH段的电阻为：RGH=R总-REF=20Ω-5Ω=15Ω，故B错误；
C、当电流表示数为0.5A时，由I=可得电路中的总电阻为 R总″===12Ω，此时R2接入电路中电阻 R2=R总″-R1=12Ω-10Ω=2Ω，EF段的电阻和长度关系为5Ω/10cm=0.5Ω/cm，则2Ω的电阻长度为=4cm，则x的值为 x=35cm-4cm=31cm，故C正确。
D、P位于x=0cm时，R1消耗的功率为P1=I小2R1=（0.2A）2×10Ω=0.4W，故D错误。
故答案为：C。
二、填空题
21．（2021·余杭模拟）如图甲所示，有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，这是利用电流的　 　效应。若防雾膜的额定功率为20W，正常工作10min消耗的电能是　 　J。如图乙所示，给防雾膜电路连接了一个滑动变阻器R，使电热丝的功率在原功率的25%-100%之间变化，以满足不同季节使用，则R的最大阻值为　 　Ω。
【答案】热；12000；2420
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时会发热，这种现象叫电流的热效应；
（2）根据W=Pt计算出消耗的电能；
（3）当电阻不变时，它的功率与电压的平方成正比，即，据此计算出电热丝现在的电压值，然后根据U总=U1+U2计算出变阻器两端的最大电压，最后根据串联电路电压与电阻呈正比计算出R的最大阻值。
【解答】（1）有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，这是利用电流的热效应。
（2）正常工作10min消耗的电能W=Pt=20W×（60s×10）=12000J；
（3）电热丝的电阻：；
当变阻器R的阻值最大时，通过电路的电流最小，此时电热丝的功率最小。
根据得到：；
解得：U'=110V；
此时变阻器两端的电压：U变=U总-U'=220V-110V=110V；
根据串联电路电压与电阻呈正比得到：;
；
解得：R=2420Ω。
22．（2019九上·慈溪期末）标有“6V 3W”的小灯泡，通过它的电流与电压的关系如图所示。则该灯泡正常发光时的电阻为　 　Ω，若把它与一只阻值为8Ω的电阻串联接在电压为7.2V的电路中，则整个电路消耗的功率为　 　W.
【答案】12；2.88
【知识点】串、并联电路的电压特点；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）从图像中找到灯泡电压为6V时通过灯泡的电流，然后根据公式计算灯泡正常发光的电阻；
（2）根据U总=UL+U可知，灯泡的电压和电阻串联时，它们两个电压之和肯定等于总电压7.2V，且通过它们的电流相等。从图像中找到一个状态，此时通过灯泡的电流与灯泡的电压符合下面条件：IL×8Ω+UL=7.2V，然后根据P总=U总I总计算出整个电路的功率即可。
【解答】（1）根据图像可知，当灯泡的电压为6V时，通过灯泡的电流为0.5A，
那么灯泡正常发光的电阻为：；
（2）观察图像可知，当灯泡电压为4V时，通过灯泡的电流为0.4A时，
0.4A×8Ω+4V=7.2V；
因此这时通过整个电路的电流为0.4A；
那么整个电路消耗的功率为：P总=U总I总=7.2V×0.4A=2.88W。
23．（2019九下·宁波保送考试）
（1）在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水，将一半热水倒入冷水杯内，冷水杯内的温度升高21℃，若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内，冷水杯内的水温会升高　 　
（2）在如图所示的电路中，灯泡L1的额定功率为5W，电源电压保持6V不变，R0为定值电阻，此时L1两端的实际电压为5.5V。若在L1的两段并联一个额定电压与L1相同的灯泡L2（图中未画出），L1两端的电压变为5V，则L2的额定功率为　 　
（3）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1=1Ω，R2=3Ω.闭合电键S后，移动滑动变阻器R3的滑片P，使电压表V1.V2，V3示数变化量的绝对值分别为△U1、△U2，△U3，若△U1=0.3V，则△U2=　 　
【答案】（1）6℃
（2）6W
（3）0.1V
【知识点】欧姆定律及其应用；热量的计算；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据Q放=Q吸和Q=cm△t计算出热水、冷水的初温和热平衡后共同的温度；若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时，根据Q=cm△t得出等式求出热平衡后共同的温度，进一步求出冷水温度将再升高的值。
（2）在串联电路里，电阻与电压成正比，据此分别计算出R1与R0的关系，以及R并和R0的关系；接下来再根据计算出R2与R0的关系；最后再根据公式计算两个灯泡的功率之比，进而得到L2的额定功率；
（3）三个电阻串联，电压表V1测R2的电压，电压表V2测R2和R3的电压，电压表V3测R3的电压，根据欧姆定律和串并联电路的特点进行计算即可。
【解答】（1）设容器内水的质量和一杯水的质量为m，热水的初温为t热，冷水的初温t冷，将一半的热水倒入容器中后共同的温度为t，
因不计热损失，则Q放=Q吸；
由Q=cm△t可得：；
解得：△t热=2△t冷=2×21℃=42℃；
据此可设t冷=0℃，则t=21℃，
t热=t+△t热=21℃+42℃=63℃；
若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时，相当于同时向冷水中倒入杯热水，
则；
即；
解得：t′=27℃；
冷水温度将再升高△t=t′-t=27℃-21℃=6℃。
（2）当R0与L1串联时，
根据串联电路的电压规律得到：；
解得：R1=11R0；
当L1与L2并联后，再与R0串联；
根据串联电路的电压规律得到：；
解得：R并=5R0；
根据并联电路的总电阻：得到：；
解得：；
根据公式得到：；
即：；
解得：P2=6W。
（3）若滑片P向下滑动，则连入电路的电阻变小，总电阻变小，根据可知，总电流变大；
若，则电流
那么电压表V2的示数变化△U2=△I×R1=0.1×1V=0.1V。
24．（2019九上·奉化月考）如图甲所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为R。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从一端移动到另一端的过程中，电流表示数I与电压表示U的关系如图乙所示，则定值电阻R0的阻值为　 　Ω；当滑动变阻器接入电路的阻值分别为R/4和R时，电路消耗的总功率分别为P1，P2，则P1：P2 =　 　。
【答案】40；2:1
【知识点】串、并联电路的电压特点；欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据乙图确定变阻器阻值为0时和全部接入时的电压和对应的电流，然后根据U总=U0+U变列出方程组，计算得到电源电压和R0的阻值；
（2）根据欧姆定律计算出变阻器的阻值为时的电流，然后根据P=UI分别计算出总功率，然后作比即可。
【解答】（1）当变阻器接入阻值为0时，此时只有电阻R0，根据乙图可知，此时电压表的示数为0V，电流表的示数为0.3A，
根据U总=U0+U变得到：U总=0.3A×R0①；
当变阻器全部接入时，此时电阻R0与R变串联，根据乙图可知，此时电压表的示数为8V，电流表的示数为0.1A，
根据U总=U0+U变得到：U总=0.1A×R0+8V ②；
变阻器的最大阻值为：；
①②联立解得：U总=12V，R0=40Ω；
（2）变阻器的阻值为时，总电流为：；
这时电路的总功率率为：；
当变阻器全部接入电路时，它的功率为：
那么P1：P2=2.4W：1.2W=2：1。
25．（2019·浙江模拟）如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压为220V且保持不变，电路中的电流是4A，质量为90kg的重物在电动机带动下以0.8m/s的速度匀速上升。不计各处摩擦，则电动机线圈的电阻是　 　Ω，该直流电动机工作时的机械效率是　 　。（计算结果保留两位有效数字）
【答案】10；82%
【知识点】机械效率的计算；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据P=UI计算电动机的输入功率，根据P有=Gv计算电动机的机械功率，根据P热=I2R计算电动机的发热功率；P=P有+P热；
（2）电动机的机械效率等于有用功率与总功率的比，即。
【解答】（1）电动机的输入功率为：P=UI=220V×4A=880W；
电动机的机械功率为：P有=Gv=90kg×10N/kg×0.8m/s=720W；
电动机的发热功率：P热=P-P有=880W-720W=160W；
电动机的线圈电阻为：；
（2）电动机的机械效率为：。
故答案为：10；82%
26．（2016·永嘉保送考试）如图甲所示电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V。闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示。则小灯泡的额定功率是　 　W；滑动变阻器的最大阻值　 　Ω。
【答案】24；9
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据图乙确定灯泡的额定电流，再根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（2）当滑片在最左端时，变阻器的阻值为0，此时灯泡的电压就是电源电压；当滑片在最右端时，变阻器和灯泡串联，根据图乙确定此时的灯泡电压和电流，首先根据U变=U总-UL’计算出此时变阻器的低压，最后根据计算即可。
【解答】（1）根据图乙可知，当灯泡的电压为12V时，通过灯泡的额定电流为2A，那么灯泡的额定功率为：P=UI=12V×2A=24W；
（2）根据乙图可知，当滑片在最左端时，变阻器的阻值为0，此时灯泡的电压为12V，
那么电源电压U总=UL=12V；
当滑片在最右端时，变阻器和灯泡串联，此时灯泡的电压为3V，通过灯泡的电流为1A，
此时变阻器两端的电压为：U变=U总-UL'=12V-3V=9V；
变阻器的最大阻值为：。
三、实验探究题
27．某小组研究小灯泡电功率，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定不变，有规格为“10Ω 2A”和“20Ω 2A”的滑动变阻器各一个。
（1）请根据图甲实物电路所示，在方框中画出实验电路图。
（2）如图甲所示，选用“10Ω 2A"规格的滑动变阻器进行实验，连接电路时，需将滑动变阻器的滑片P置于　 　(选填“A”或“B" )端，其目的是　 　 。
（3）接着用开关迅速试触，灯泡发光，电压表示数如图乙，此时灯泡两端电压为　 　 V，为了使灯泡正常发光，接下来的操作是：　 　。
（4）实验中收集信息如下表：
次数 电压表示数/V 电流表示数/A 电功率/W 灯泡亮度
1 2.5 0.30 　 较亮
2 3 0.32 0.96 很亮
3 2 0.26 0.52 稍亮
分析表格中信息可得：
①小灯泡额定功率为　 　W。
②在电路安全范围内，小灯泡两端实际电压越大，　 　，灯泡越亮。
【答案】（1）
（2）A；保护电路
（3）2.8；断开开关，用“20Ω22A”替换“10Ω 2 A”的滑动变阻器，并调节滑片P位于阻值最大处；闭合开关，调节滑片P，直至观察到电压表示数为2.5 V
（4）0.75；消耗的电功率越大
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）首先根据实物图确定电路的串并联关系，然后按照一定的顺序将各个电器元件依次用符号表示即可。
（2）在闭合开关前，为了防止电流过大而烧坏用电器，因此变阻器的滑片要调到阻值最大的位置；
（3）根据乙图确定电压表的量程和分度值，然后读出电压表的示数。闭合开关后，此时变阻器的滑片在阻值最大的地方，但是电压表的示数却大于灯泡的额定电压2.5V，这说明变阻器的最大阻值太小，因此换用另一个阻值更大的变阻器，然后调节滑片即可。
（4）①根据P额=U额I额计算灯泡的额定功率；
②根据表格分析灯泡亮度与消耗的电功率之间的关系。
【解答】（1）根据甲图可知，除了电压表与灯泡并联外，其它的元件都是串联，即电流从正极出发，依次经过开关、电流表、变阻器、灯泡流回负极，然后电压表与灯泡并联，则电路图如下图：
（2）根据甲图可知，滑动变阻器选择的右下角的接线柱，则滑片在A端时阻值最大，则：连接电路时，需将滑动变阻器的滑片P置于A端，其目的是保护电路 。
（3）根据乙图可知，电压表选择量程0~3V，分度值为0.1V，则电压表的示数为2.8V。为了使灯泡正常发光，接下来的操作为：断开开关，用“20Ω 22A”替换“10Ω 2 A”的滑动变阻器，并调节滑片P位于阻值最大处；闭合开关，调节滑片P，直至观察到电压表示数为2.5 V。
（4）①根据第1组数据可知，小灯泡的额定功率为：P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W；
②根据表格可知，在电路安全范围内，小灯泡两端实际电压越大，消耗的电功率越大，灯泡越亮。
28．（2021·柯桥模拟）小科在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡L（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10 ），电流表、电压表、开关、滑动变阻器R各一个，导线若干。
（1）用笔画线代替导线，帮小科同学将图甲中的电路连接完整；
（2）正确连接电路，闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因可能是　 　。
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡U-I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为　 　W。
（4）小科打算增加一个阻值为25欧姆的定值电阻R 0 ，利用一只电流表或者电压表，通过图丙或图丁两种不同方案的电路图测定小灯泡的额定电功率，则以下判断正确的是 。
A．两种方案都能 B．两种方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能 D．丙方案不能，丁方案能
【答案】（1）
（2）灯泡断路
（3）0.625
（4）C
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）在测量灯泡电功率的实验中，除了电压表与灯泡并联外，其它的元件都是串联。注意电表的量程和接线柱的选择，还要注意变阻器接线“一上一下”。
（2）当灯泡发生断路时，电压表串联在电路中。由于它的内阻很大，根据串联电路电压与电阻呈正比可知，电压表几乎分得全部电压，示数接近电源电压。通过电路的电流很小，即电流表的示数几乎为零。
（3）根据图乙确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率。
（4）测量灯泡的额定功率，关键是想办法确定灯泡两端的电压为额定电压，然后测出这个状态下的额定电流，据此对两个电路图进行分析判断。
【解答】（1）电压表应该与灯泡并联，因为2.5V<3V，所以电压表选择量程0~3V，只需将电压表中间的接线柱“3”与灯泡右端相邻即可。变阻器应该与灯泡串联，只需将右下角的接线柱与灯泡左端相连即可，如下图所示：
（2）正确连接电路，闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因可能是灯泡断路。
（3）根据乙图可知，灯泡的额定电流为0.25A，那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
（4）丙：①闭合开关S1和S2，断开S3，调节变阻器，直到电流表的示数为：，此时灯泡的电压UL=U0=2.5V；
②保持滑片位置不动，再闭合S3，断开S2，此时电流表测总电流，记下这时电流表的示数I总；
③通过灯泡的额定电流为为：IL=I总-I0=I总-0.25A；
那么灯泡的额定功率：PL=ULIL=2.5V×（I总-0.25A）。
丁：无论开关怎样闭合和断开，由于电压表没有直接与灯泡并联，因此无法确定灯泡什么时候两端电压为2.5V，因此无法测量它的额定功率。
故选C。
29．（2020九上·余姚月考）测量小灯泡的额定功率
（1）如图1甲所示是测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率的实验电路。检查发现电路中有一根导线连接错误，此时若闭合开关，电流表的指针将　 　（填“正常偏转”或“几乎不动”），请你在错误的导线上画
“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确　 　。
（2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图1乙所示，则小灯泡的额定功率　 　W。
（3）小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图所示。根据图象提供的信息，如果小灯泡两端电压在不超过额定电压下，滑动变阻器向左移动，滑动变阻器电阻改变了△R滑，灯泡电阻改变了△RL，则△R滑　 　△RL（选填“＜”“＝”“＞”）。
（4）上述实验结束后，小明又设计了如图丙所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，其测量过程如下：
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V。
②闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，这时小灯泡正常发光。
③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V。
④小灯泡的额定功率P额＝　 　W。
【答案】（1）几乎不动；
（2）0.76
（3）＞
（4）0.5
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）根据甲图可知，电压表本来应该与灯泡并联，但是却串联在干路上。由于它的内阻很大，所以通过干路的电流会非常小，因此电流表的指针几乎不动，据此确定错误的导线并修改即可。
（2）根据乙图确定电流表的量程和分度值，读出灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（3）根据电流的变化判断出总电阻的变化，再得出二者电阻变化的大小关系。
（4）先测出电源电压U；只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，首先应使灯正常发光，通过开关的转换，使灯与变阻器滑片以下电阻丝串联，根据串联电路电压的规律，当电压表示数为U-2.5V灯正常发光。在③中，根据分压原理可求出滑片以下电阻丝的电阻大小，根据欧姆定律可求出灯正常发光时的电流即，根据P=UI可求小灯泡的额定功率P额。
【解答】（1）闭合开关后，电流表的示数将几乎不动。
电压表应该与灯泡并联，分析发现，只需将灯泡与电流表相连的导线从电流表上拆下，然后改接在电压表的“-”接线柱上即可，如下图所示：
（2）由图乙知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么灯泡的额定电流为0.2A，
则小灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.2A=0.76W；
（3）当变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路中的电流变大，灯泡的亮度变大，灯丝的电阻变大；由于总电压不变，电路中的电流变大，可知电路中的总电阻变小，根据R总=R滑+RL可知，变阻器减小的阻值大于灯泡增大的阻值，即则△R滑＞△RL；
（6）根据上面的分析，具体步骤：
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，灯泡被短路，只有变阻器工作，此时电压表的示数就是电源电压，即电源电压为4.5V；
②闭合S、S1，断开S2，此时灯泡与变阻器串联，电压表测变阻器的电压；移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，这时小灯泡正常发光；
③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，此时变阻器的上半部分和下半部分串联，电压表测下半部分的电压，电压表示数为3V。
在①中，电源电压为U=4.5V，在②中，灯与滑片以下电阻丝R滑下的电阻串联，电压表测其电压，
当电压表示数为2V，根据串联电路电压的规律，
灯的电压：UL=U-U滑下=4.5V-2V=2.5V；
在③中，电路中只有变阻器，根据串联电路电压的规律，
滑片以上电阻丝的电压为：U-3V=4.5V-3V=1.5V，
根据分压原理，R滑上：R滑下=1：2，
因变阻器的总电阻为15Ω，故R滑下=10Ω，
通过变阻器的电流即灯的额定电流：；
④小灯泡的额定功率：P额=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W。
30．（2020·新昌模拟）小倩同学现有一个标有“2.5V”字样的小灯泡，她想知道小灯泡的额定功率，于是连接了如图甲所示的实验电路，电源电压恒为6伏。
（1）电路连接完整后，闭合开关，发现小灯泡不发光，但电流表有示数。接下来的操作应该是 (选填字母)。
A．更换小灯泡
B．检查电路是否有故障
C．向左移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（2）实验中，当电压表示数为2.5伏时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　 　瓦。
（3）小倩和同学们完成上述探究活动后，想测量一只额定电压为3.8伏小灯泡的额定功率，但发现电压表被别的同学拿走了，于是她借助一个10欧的电阻，设计了如图丙所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率。具体操作如下：
①只闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为　 　安时，小灯泡恰好正常发光；
②只闭合开关S1、S3，保持滑动变阻器滑片的位置不变，读出电流表示数为0.78安；
③小灯泡的额定功率P灯=　 　 瓦。
【答案】（1）C
（2）0.75
（3）0.38；1.52
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）在测量小灯泡额定功率的实验中，闭合开关前，变阻器的滑片要在阻值最大的位置，因此闭合开关后，由于总电阻太大，那么总电流很小，导致电流表有示数，但是灯泡不发光。
（2）根据乙图确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（3）根据丙图可知，灯泡与定值电阻R并联时，它们两端的电压相等。当灯泡的电压为3.8V时，此时通过R的电流为：。保持它们的并联关系不变，通过开关切换，让电流表测总电流，那么前后两个电流表的示数之差就是通过灯泡的额定电流，最后根据P=UI计算灯泡的额定功率即可。
【解答】（1）电路连接完整后，闭合开关，发现小灯泡不发光，但电流表有示数，可能是因为变阻器接入电路的阻值太大，那么下来的操作为：向左移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，故选C。
（2）根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，那么灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（3）①只闭合开关S1、S2，R与灯泡并联，
当灯泡正常发光时，它们的电压UR=U额=3.8V；
此时电流表的示数为：；
③只闭合开关S1、S3，保持滑动变阻器滑片的位置不变，此时电流表测总电流；
那么灯泡的额定电流为I=I总-IR=0.78A-0.38A=0.4A；
灯泡的额定功率为：P'=U'I'=3.8V×0.4A=1.52W。
31．（2019·温州模拟）小明到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω 的定值电阻 R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图。
（1）请你将甲电路图补充完整。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值　 　的位置。
（3）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表 V1 的示数为 2.5V，此时电压表V2 的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W。
（4）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的办法，其电路图如丙所示，R0=10Ω，并认为关键的一步是　 　，才能计算出小灯泡的额定功率。
【答案】（1）
（2）最大
（3）0.6
（4）调节滑动变阻器（或移动滑片）直至电流表 A2 的示数为 0.25A 27
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）根据P=UI可知，测量小灯泡的额定功率其实就是测量它的额定电压下的额定电流。一个电压表与灯泡并联，可以让我们知道灯泡是否处于额定电压下工作；没有电流表，可以将定值电阻与灯泡串联，另一个电压表与它并联，用它的电压除以电阻就能知道它的电流，而通过定值电阻的电流就是通过灯泡的电流，这样就解决了电流表的问题；
（2）为了保护灯泡，闭合开关前，应该将滑动变阻器的阻值调到最大；
（3）首先读出V2的示数，然后根据
计算出通过灯泡的电流，最后根据P=UI计算额定功率；
（4）灯泡和R0并联，它们的电压相等，只要R0的电压达到2.5V，灯泡就处于正常发光状态。根据欧姆定律计算出此时R0的电流，这就是电流表的示数。
【解答】（1）灯泡和R0串联，二者电流相等。只要将另一个电压表与R0并联，根据欧姆定律可以计算出通过灯泡的电流，进而计算出灯泡额定功率。
（2）
闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值最大的位置。
（3）通过定值电阻的电流：
；
灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.28A=0.6W；
（4）灯泡和R0并联，它们的电压相等，只要R0的电压达到2.5V，灯泡就处于正常发光状态。根据欧姆定律计算出此时R0的电流，这就是电流表的示数。因此最关键的一步是： 调节滑动变阻器（或移动滑片）直至电流表 A2 的示数为 0.25A 。
故答案为：（1）同解析；（2）最大；（3）0.6W；（4）调节滑动变阻器（或移动滑片）直至电流表 A2 的示数为 0.25A 。
32．“220V，100W”白炽灯泡的电流I和电压U关系的图象如图（a）所示。根据图象回答。
（1）若将两只相同的这种灯泡串联，然后接在220V的恒压电源上，则两只灯泡实际消耗的总电功率为　 　W；
（2）若取三只相同的这种灯泡，按如图（b）所示电路连接，然后将A、B两端接在220V的恒压电源上，则这三只灯泡实际消耗的总电功率为　 　W。
【答案】（1）83.6
（2）96.8
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）在串联电路中，电压与电阻成正比；两只灯泡完全相同，串联时电压就相同，即都是110V；从图a中找到这时通过灯泡的电流，根据P=UI计算两个灯泡的总功率即可；
（2）图b中，两个灯泡先并联再与第三个灯泡串联，根据并联电路的电流规律可知：并联灯泡上通过的电流是第三个灯泡电流的一半，且对应的电压相加等于220V。从图a中找到符合条件的电流，根据公式P=UI计算这时的总功率即可。
【解答】（1）将两只相同的这种灯泡串联在220V的电源上，每只灯泡两端的电压为110V，此时电流为0.38A，所以两只灯泡实际消i耗的总功率P=UI=220 V×0.38A=83.6W；
（2）由图b可知两个并联再和第三个串联，由串联电路电流处处相等可知，分别流过并联着的两个灯泡上的电流为流过第三个的灯泡上的一半；设通过第三个灯泡的电流为I、两端电压U，在图a上有这样一个关系：I对十应的电压为U，I2对应的电压为220V-U；当干路电流为0.44A，电压为180V
;当电流为0.22A时，电压为40V，正好符合前面的条件，所以消耗的总功率：P=220V×0.44A=96.8W。
故答案为：（1）83.6；（2）96.8
四、解答题
33．（2021·上虞模拟）在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的“直流电源”，灯泡L1的额定电压为8V，图乙是灯泡L2的U-I图像。
（1）当开关S接a时，电压表的示数为1.2V，电流表的示数为0.3A，求定值电阻R0的阻值；
（2）当开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1W，求灯泡L1的额定功率；
（3）开关S接b时，通过调节电源电压使灯泡L1正常发光，求电路消耗的总功率。
【答案】（1）解：定值电阻R0= =4Ω
（2）解：开关S接a时，R0与灯泡L1串联，且灯泡L1正常发光，P0=1W
电路中的电流I1= =0.5A
灯泡L的额定功率P1=U1I1=8V×0.5A=4W
（3）解：开关S接b时，
I=I2=I1=0.5A
由图知，U2=4V
电源电压∪=U1+U2=8V+4V=12V
总功率P=UI=12V×0.5A=6W
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）当开关S接a时，电阻R0和灯泡L1串联，电压表测R0的电压，电流表测通过R0的电流，根据公式 计算它的阻值即可。
（2）当开关S接a时，电阻R0和灯泡L1串联。首先根据P0=I02R0计算出通过电路的电流，再根据P1=U1I1计算灯泡的额定功率。
（3）当开关接b时，灯泡L2与灯泡L1串联，电压表测L2的电压。灯泡L1正常发光时，通过电路的电流等于它的额定电流，根据图乙确定此时L2两端的电压，再根据U总=U1+U2计算出总电压，最后根据P=UI计算电路的总功率。
34．（2021·金华模拟）图甲是汽车的一种自动测量油箱内油量的简易装置，R是阻值均匀的变阻器，它的滑片连在杠杆的一端，当油箱内油面发生变化时，浮标通过杠杆使滑片P在电阻R上滑动，引起油量表的指针偏转。油量表实际上是一个有“0～0.6A”和“0～3A”两个量程的电流表，电源电压为12V且保持不变，R0=10Ω，当长方体油箱中有55L汽油时，油量表的指针满偏即油箱装满油，此时R0两端的电压为6V，当油箱中的汽油还有5L时，滑片P刚好在R的中点，油量表的示数如图乙所示，此时报警电路（图中未画出）开始自动报警，提醒司机尽快加油。求：
（1）油箱装满汽油时，R0消耗的电功率。
（2）变阻器R的总电阻。
（3）当油量表的示数为0.4A时，变阻器接入电路的阻值。
【答案】（1）解： 根据甲图可知，当油箱加满油时，此时R0两端的电压为6V，
此时R0消耗的电功率为：。
（2）解： 根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.1A；
当滑片在R的中点时，它的阻值是最大阻值的一半，并与R0串联，
此时的总电阻；
变阻器一半的阻值R中=R总-R0=120Ω-10Ω=110Ω；
则变阻器的最大阻值为：R变=110Ω×2=220Ω。
（3）解： 当油量表的示数为0.4A时，总电阻为：；
此时变阻器接入的阻值为：R变=R总'-R0=30Ω-10Ω=20Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据甲图可知，当油箱加满油时，此时R0两端的电压为6V，根据计算即可。
（2）当滑片在R的中点时，它的阻值是最大阻值的一半，并与R0串联，根据乙图读出此时电流表的示数，再根据计算出此时的总电阻，再根据R中=R总-R0计算出变阻器一半的阻值，最后再乘以2得到变阻器的总电阻。
（3）首先根据计算出此时的总电阻，再根据R变=R总'-R0计算出变阻器接入的阻值。
35．（2021·岱山模拟）某电热水器的内部有两根电阻管，R1标有“220V，1100W"，R2标有“220V ”额定功率模糊不清，该电热水器的工作状态由开关S1和S2控制。当开关S1闭合，S2断开时，处于保温状态，功率为100W。当开关S1和S2都闭合时，处于加热状态，功率为1100W。
（1）下列四幅电路图中符合上述要求的是　 　.
（2）请求出R1的阻值.
（3）请求出R2的额定功率。
【答案】（1）C
（2）解：解：当开关S1、S2都闭合时，电路中只有R1工作，此时为加热状态
由 P= 得R1= = =44Ω
（3）解：解：当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，此时处于保温状态
所以R= = =484Ω
R2=R-R1=484Ω-44Ω=440Ω
P2= = =110W
答：R2的额定功率为110W.
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）将开关闭合时的工作状态与各个电路图进行比较即可；
（2）当开关S1、S2都闭合时，电路中只有R1工作，此时为加热状态，根据公式 计算出R1的阻值；
（3）当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，此时处于保温状态，首先根据 计算总电阻，再根据 R2=R-R1 计算出R2的阻值，最后根据 计算出R2的额定功率。
【解答】（1）AB.当开关S1和S2都闭合时，两个电阻并联，总功率肯定大于1100W，故A错误；
C.当开关S1和S2都闭合时，电阻R2被短路，只有R1，此时功率为1100W；当开关S1闭合，S2断开时，R1与R2串联，此时的总功率肯定小于1100W，可能为100W，故C正确；
D.当开关S1和S2都闭合时，两个电阻都被短路，故D错误。
故选C。
36．（2020九上·余杭期末）某款车用电加热座椅垫的简化电路如图所示，有“高温”、“低温”和“关”三个档位，R1、R2为加热片，电源电压为12V，高温功率为18W，低温功率为9W。求：
（1）处于“低温”档时，电路中的电流；
（2）加热片R2的阻值；
（3）处于“高温”档时，每分钟消耗的电能。
【答案】（1）根据电路图可知，当开关与触点“低”接触时，电阻R1与R2串联，
此时电路中的电流：；
（2）两个电阻的总电阻为：；
电阻R2的阻值：；
那么R1的阻值：R1=R串-R2=16Ω-8Ω=8Ω。
（3）“高温”档时，每分钟消耗的电能：W=Pt=18W×60s=1080J。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据电路图可知，当开关与触点“低”接触时，电阻R1与R2串联，根据公式计算此时电路中的电流；
（2）首先根据计算出两个电阻的组织之和，再根据计算R2的阻值，最后根据R1=R串-R2计算即可；
（3）根据W=Pt计算每分钟消耗的电能。
37．（2020九上·杭州月考）如图是电动汽车动力系统示意图。电源电压为200V，汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而改变行驶速度；当汽车以某速度行驶时，电压表的示数为180V，电流表的示数为15A 。若电动机的内阻为0.4Ω，计算：
（1）电动机消耗的功率
（2）整个电路的发热功率
（3）电动机的输出功率。
【答案】（1）电动机消耗的功率P=UI=180V×15A=2700W；
（2）变阻器的电压：U变=U总-U=200V-180V=20V；
变阻器的功率：P变=U变I=20V×15A=300W；
电动机的发热功率：P热=I2R=（15A）2×0.4Ω=90W；
那么整个电路的发热功率为：P热总=P热+P变=90W+300W=390W。
（3）电动机的输出功率P输出=P-P热=2700W-90W=2610W。
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式P=UI计算电动机消耗的功率；
（2）首先根据U变=U总-U计算变阻器的电压，再根据P变=U变I计算出变阻器的功率，接下来根据P热=I2R计算出电动机的发热功率，最后将变阻器的功率和电动机的发热功率相加得到整个电路的发热功率，即P热总=P热+P变。
（3）根据P输出=P-P热计算电动机的输出功率。
1 / 1浙教版科学九年级上册 第三章电功与电功率综合一
一、单选题
1．（2021·宁海模拟）小科按如图甲所示的电路完成“通过导体的电流与电阻的关系”探究实验，得到I—R0关系如图乙所示。已知电源电压为4.5V，滑动变阻器R1标有“20Ω 1.5A”。实验结束后，小科进一步对滑动变阻器接入的阻值R与电路中电流大小关系进行探究，并继续画出I—R图像。则对应的图像是图丙中的图线（　　）
A．① B．② C．③ D．④
2．（2021九下·鄞州月考）小科家的电能表上标有“3000r/(kW·h)”的字样，他将家中的其他用电器都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45r，则下列说法不正确的是（　　）
A．电水壶是利用电流的热效应来工作的
B．烧水过程中消耗的电能为5.4×105J
C．电水壶的额定功率为900W
D．当实际电压为额定电压的90%时，其实际功率为729W
3．（2020九上·拱墅期末）如图所示，电路中的电源电压相同且保持不变，所有的灯泡规格相同，且灯丝电阻不受温度影响。下列比较灯泡实际功率的关系式中，正确的是（　　）
A．PaPb+Pc C．Pb+Pc=Pe D．Pa>Pd=Pe
4．（2020九上·鄞州月考）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b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的（　　）
A．电源电压为14V
B．图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线
C．滑片从b点滑到a点的过程中，电路消耗的总功率最小值为12W
D．滑片从b滑到a点时，R2的电功率增大16W
5．（2020九上·西湖月考）把标有“220V、40W”和“220V、15W”的甲、乙两盏灯串联接在220V电压下，则下面分析正确的是（　　）
A．40W的灯比较亮
B．两盏灯的总功率大于15W，小于55W
C．甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率
D．乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率
6．（2020九上·西湖月考）小明同学家的电能表上标有“3000r/(kW·h)”的字样，他将家中的其他用电器都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45r，则下列说法不正确的是（　　）
A．电水壶是利用电流的热效应来工作的
B．烧水过程中消耗的电能为5.4×105J
C．电水壶的额定功率为900W
D．当实际电压为额定电压的90%时，其实际功率为729W
7．（2020九上·浙江期末）如图甲，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器(允许通过的最大电流为5A)。图乙反映了开关由断开到闭合，再移动滑片P的过程中，ab两端电压U和通过的电流I之间的关系；图丙反映了滑动变阻器消耗的功率P与电流I之间的关系，则下列说法不正确的是（　　）
A．电源电压为50V
B．当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率为200W
C．R1的阻值为5Ω
D．滑动变阻器连入阻值的范围为4～45Ω
8．（2020九上·宁波期中）如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为 6V，电流表量程 0～0.6A，电压表量程 0～3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是（　　）
A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大
B．电路的最大电功率是 1.8W
C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是 14～50Ω
D．电流表的示数变化范围是 0.1～0.3A
9．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比是1∶5。R1与R2的阻值之比和闭合S后产生的热量之比分别是（　　）
A．4∶1；1∶4 B．1∶4；4∶1 C．1∶5；5∶1 D．5∶1；1∶5
10．有两根电阻丝R1、R2和一个电源E，且电源E两端电压保持不变。如果只将电阻丝R1接在电源E两端，电阻丝R1在120s内产生的热量为12Q；如果将电阻丝R1、R2并联接在电源E两端，电阻丝R1、R2在60s内产生的总热量为8Q，则（　　）
A．R1∶R2＝1∶4
B．R1∶R2＝1∶3
C．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为320s
D．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为150s
11．（2020·天台模拟）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，则下列判断正确的是（　　）
A．电源的电压为4V
B．R1的阻值为20欧
C．R1的最大功率为3.6w
D．图乙中C点表示滑片位于中点时的状态
12．（2020·慈溪模拟）如图所示电路，电源电压不变。闭合开关后，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为2W。下列说法正确的是（　　）
A．滑动变阻器的最大阻值为20Ω
B．电源电压为10V
C．小灯泡正常发光时的电阻为10Ω
D．滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率为3.6W
13．（2020·宁波模拟）在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1=8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的（　　）
①定值电阻R2=4Ω
②电源的电压为6V
③电压表的最大示数为3V
④滑动变阻器的最大电功率为2W
A．①③ B．②④ C．①② D．①④
14．（2020·温州模拟）如图电路，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，电压表的示数变化了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．滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8：1
D．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9
15．（2020·宁波模拟）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡上标有“4V”字样，电流表的量程为0~0.6A图乙是小灯泡的电流随其电压变化的图象。滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2的阻值为10Ω。当闭合S和S2，断开S1，滑片移到中点时，小灯泡L恰好正常发光则下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为5V
B．闭合S和S2，断开S1，滑片移到中点时，用一个4V 0.5W“的灯泡L'替换L，则将正常发光
C．闭合S和S2，断开S1，当小灯泡的功率为0.8W时，滑动变阻器的阻值是17.5Ω
D．闭合S和S1，断开S2，为保证电路安全，电阻R2的最大功率为8.1W
16．（2019九上·萧山期末）灯L1标有“6V 6W”字样，灯L2标有“12V 12W”字样，将L1、L2连成如图所示电路，闭合开关S，两灯都能发光，则（　　）
A．灯L2比L1亮
B．灯L1、L2实际电压之比为1：2
C．若一电表示数突然减小，另两电表示数不变，则可能是灯L2灯丝断了
D．若将灯L1、L2串联后接入电路，两灯都能发光，则实际功率之比为1：2
17．（2020九上·慈溪期末）某同学在实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U-I图像，如图甲所示，则图乙中有关此小灯泡的功率P与U2或P与I2的图像可能正确的是（　　）
A．A B．B C．C D．D
18．（2019·杭州模拟）如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U—I图像如图乙所示，则（　　）
A．电源电压为20V
B．EF是V1表示数随A表示数变化的图像
C．滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D．整个电路的最大功率为14.4W
19．（2019·绍兴模拟）如图所示电路图，灯泡标有“12V 6W”，滑动变阻器R1标有“100Ω 1A ”，电压表量程为0-15V，电流表量程为0-0.6A，只闭合开关S1、S2，滑动变阻器连入电路阻值为16Ω时，灯正常发光；只闭合S1、S3，A示数为0.2A，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法不正确的是（　　）
A．电源电压为20V
B．R2的电阻为76Ω
C．只闭合S1、S2时，灯泡的最小功率约为1.04W
D．只闭合S1、S2时，为了保护元件的安全，滑动变阻器连入电路的阻值范围是0-72Ω
20．（2019·宁波模拟）如图甲所示电路中，电源电压不变，R，是定值电阻，R，由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长成正比，P是与R，良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S将P从H端移到E端时，电流表示数l与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。已知R1=10Ω，则下列判断正确的是（　　）
A．电源电压为12V
B．GH导体的电阻为10Ω
C．当电流表示数为0.5A时，x的值为31cm
D．P位于x=0cm时，R1消耗的功率为0.6W
二、填空题
21．（2021·余杭模拟）如图甲所示，有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，这是利用电流的　 　效应。若防雾膜的额定功率为20W，正常工作10min消耗的电能是　 　J。如图乙所示，给防雾膜电路连接了一个滑动变阻器R，使电热丝的功率在原功率的25%-100%之间变化，以满足不同季节使用，则R的最大阻值为　 　Ω。
22．（2019九上·慈溪期末）标有“6V 3W”的小灯泡，通过它的电流与电压的关系如图所示。则该灯泡正常发光时的电阻为　 　Ω，若把它与一只阻值为8Ω的电阻串联接在电压为7.2V的电路中，则整个电路消耗的功率为　 　W.
23．（2019九下·宁波保送考试）
（1）在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水，将一半热水倒入冷水杯内，冷水杯内的温度升高21℃，若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内，冷水杯内的水温会升高　 　
（2）在如图所示的电路中，灯泡L1的额定功率为5W，电源电压保持6V不变，R0为定值电阻，此时L1两端的实际电压为5.5V。若在L1的两段并联一个额定电压与L1相同的灯泡L2（图中未画出），L1两端的电压变为5V，则L2的额定功率为　 　
（3）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1=1Ω，R2=3Ω.闭合电键S后，移动滑动变阻器R3的滑片P，使电压表V1.V2，V3示数变化量的绝对值分别为△U1、△U2，△U3，若△U1=0.3V，则△U2=　 　
24．（2019九上·奉化月考）如图甲所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为R。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从一端移动到另一端的过程中，电流表示数I与电压表示U的关系如图乙所示，则定值电阻R0的阻值为　 　Ω；当滑动变阻器接入电路的阻值分别为R/4和R时，电路消耗的总功率分别为P1，P2，则P1：P2 =　 　。
25．（2019·浙江模拟）如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压为220V且保持不变，电路中的电流是4A，质量为90kg的重物在电动机带动下以0.8m/s的速度匀速上升。不计各处摩擦，则电动机线圈的电阻是　 　Ω，该直流电动机工作时的机械效率是　 　。（计算结果保留两位有效数字）
26．（2016·永嘉保送考试）如图甲所示电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V。闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示。则小灯泡的额定功率是　 　W；滑动变阻器的最大阻值　 　Ω。
三、实验探究题
27．某小组研究小灯泡电功率，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定不变，有规格为“10Ω 2A”和“20Ω 2A”的滑动变阻器各一个。
（1）请根据图甲实物电路所示，在方框中画出实验电路图。
（2）如图甲所示，选用“10Ω 2A"规格的滑动变阻器进行实验，连接电路时，需将滑动变阻器的滑片P置于　 　(选填“A”或“B" )端，其目的是　 　 。
（3）接着用开关迅速试触，灯泡发光，电压表示数如图乙，此时灯泡两端电压为　 　 V，为了使灯泡正常发光，接下来的操作是：　 　。
（4）实验中收集信息如下表：
次数 电压表示数/V 电流表示数/A 电功率/W 灯泡亮度
1 2.5 0.30 　 较亮
2 3 0.32 0.96 很亮
3 2 0.26 0.52 稍亮
分析表格中信息可得：
①小灯泡额定功率为　 　W。
②在电路安全范围内，小灯泡两端实际电压越大，　 　，灯泡越亮。
28．（2021·柯桥模拟）小科在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡L（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10 ），电流表、电压表、开关、滑动变阻器R各一个，导线若干。
（1）用笔画线代替导线，帮小科同学将图甲中的电路连接完整；
（2）正确连接电路，闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因可能是　 　。
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡U-I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为　 　W。
（4）小科打算增加一个阻值为25欧姆的定值电阻R 0 ，利用一只电流表或者电压表，通过图丙或图丁两种不同方案的电路图测定小灯泡的额定电功率，则以下判断正确的是 。
A．两种方案都能 B．两种方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能 D．丙方案不能，丁方案能
29．（2020九上·余姚月考）测量小灯泡的额定功率
（1）如图1甲所示是测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率的实验电路。检查发现电路中有一根导线连接错误，此时若闭合开关，电流表的指针将　 　（填“正常偏转”或“几乎不动”），请你在错误的导线上画
“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确　 　。
（2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图1乙所示，则小灯泡的额定功率　 　W。
（3）小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图所示。根据图象提供的信息，如果小灯泡两端电压在不超过额定电压下，滑动变阻器向左移动，滑动变阻器电阻改变了△R滑，灯泡电阻改变了△RL，则△R滑　 　△RL（选填“＜”“＝”“＞”）。
（4）上述实验结束后，小明又设计了如图丙所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，其测量过程如下：
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V。
②闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，这时小灯泡正常发光。
③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V。
④小灯泡的额定功率P额＝　 　W。
30．（2020·新昌模拟）小倩同学现有一个标有“2.5V”字样的小灯泡，她想知道小灯泡的额定功率，于是连接了如图甲所示的实验电路，电源电压恒为6伏。
（1）电路连接完整后，闭合开关，发现小灯泡不发光，但电流表有示数。接下来的操作应该是 (选填字母)。
A．更换小灯泡
B．检查电路是否有故障
C．向左移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（2）实验中，当电压表示数为2.5伏时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　 　瓦。
（3）小倩和同学们完成上述探究活动后，想测量一只额定电压为3.8伏小灯泡的额定功率，但发现电压表被别的同学拿走了，于是她借助一个10欧的电阻，设计了如图丙所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率。具体操作如下：
①只闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为　 　安时，小灯泡恰好正常发光；
②只闭合开关S1、S3，保持滑动变阻器滑片的位置不变，读出电流表示数为0.78安；
③小灯泡的额定功率P灯=　 　 瓦。
31．（2019·温州模拟）小明到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω 的定值电阻 R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图。
（1）请你将甲电路图补充完整。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值　 　的位置。
（3）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表 V1 的示数为 2.5V，此时电压表V2 的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W。
（4）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的办法，其电路图如丙所示，R0=10Ω，并认为关键的一步是　 　，才能计算出小灯泡的额定功率。
32．“220V，100W”白炽灯泡的电流I和电压U关系的图象如图（a）所示。根据图象回答。
（1）若将两只相同的这种灯泡串联，然后接在220V的恒压电源上，则两只灯泡实际消耗的总电功率为　 　W；
（2）若取三只相同的这种灯泡，按如图（b）所示电路连接，然后将A、B两端接在220V的恒压电源上，则这三只灯泡实际消耗的总电功率为　 　W。
四、解答题
33．（2021·上虞模拟）在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的“直流电源”，灯泡L1的额定电压为8V，图乙是灯泡L2的U-I图像。
（1）当开关S接a时，电压表的示数为1.2V，电流表的示数为0.3A，求定值电阻R0的阻值；
（2）当开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1W，求灯泡L1的额定功率；
（3）开关S接b时，通过调节电源电压使灯泡L1正常发光，求电路消耗的总功率。
34．（2021·金华模拟）图甲是汽车的一种自动测量油箱内油量的简易装置，R是阻值均匀的变阻器，它的滑片连在杠杆的一端，当油箱内油面发生变化时，浮标通过杠杆使滑片P在电阻R上滑动，引起油量表的指针偏转。油量表实际上是一个有“0～0.6A”和“0～3A”两个量程的电流表，电源电压为12V且保持不变，R0=10Ω，当长方体油箱中有55L汽油时，油量表的指针满偏即油箱装满油，此时R0两端的电压为6V，当油箱中的汽油还有5L时，滑片P刚好在R的中点，油量表的示数如图乙所示，此时报警电路（图中未画出）开始自动报警，提醒司机尽快加油。求：
（1）油箱装满汽油时，R0消耗的电功率。
（2）变阻器R的总电阻。
（3）当油量表的示数为0.4A时，变阻器接入电路的阻值。
35．（2021·岱山模拟）某电热水器的内部有两根电阻管，R1标有“220V，1100W"，R2标有“220V ”额定功率模糊不清，该电热水器的工作状态由开关S1和S2控制。当开关S1闭合，S2断开时，处于保温状态，功率为100W。当开关S1和S2都闭合时，处于加热状态，功率为1100W。
（1）下列四幅电路图中符合上述要求的是　 　.
（2）请求出R1的阻值.
（3）请求出R2的额定功率。
36．（2020九上·余杭期末）某款车用电加热座椅垫的简化电路如图所示，有“高温”、“低温”和“关”三个档位，R1、R2为加热片，电源电压为12V，高温功率为18W，低温功率为9W。求：
（1）处于“低温”档时，电路中的电流；
（2）加热片R2的阻值；
（3）处于“高温”档时，每分钟消耗的电能。
37．（2020九上·杭州月考）如图是电动汽车动力系统示意图。电源电压为200V，汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而改变行驶速度；当汽车以某速度行驶时，电压表的示数为180V，电流表的示数为15A 。若电动机的内阻为0.4Ω，计算：
（1）电动机消耗的功率
（2）整个电路的发热功率
（3）电动机的输出功率。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】探究电流与电阻关系的实验中，要保持电压表的示数不变，根据乙图利用公式U=IR计算出电压表的示数，再根据U变=U总-U计算出变阻器的电压，最后利用公式计算出变阻器的阻值，与丙图对照即可。
【解答】根据乙图可知，电压表的示数为：U=IR=0.6A×5Ω=3V，
则变阻器的电压U变=U总-U计=4.5V-3V=1.5V；
根据公式可知，当电流为0.6A时，R变=2.5Ω；当电流为0.3A时，R变=5Ω；当电流为0.2A时，R变=7.5Ω；
根据丙图可知，变阻器的I-R图像应该是丙中的③。
故选C。
2．【答案】B
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应；
（2）根据计算消耗的电能；
（3）根据公式计算电水壶的额定功率；
（4）同一电阻，它的功率与电压的平方成正比，即。
【解答】A.电水壶是利用电流的热效应来工作的，故A正确不合题意；
B.烧水过程中消耗的电能为：，故B错误符合题意；
C.电水壶的额定功率为：，故C正确不合题意；
D.当实际电压为额定电压的90%时得到：；
；
解得：P1=729W。
故D正确不合题意。
故选B。
3．【答案】B
【知识点】串、并联电路的电压特点；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据串并联电路的电压规律，结合功率的计算式比较即可。
【解答】A.设电源电源为U总，那么a的功率；
b和c的总功率为：；
那么 Pa>Pb+Pc，故A错误；
B.灯泡d和e并联，那么d的电压等于电源电压U总；
那么d的功率；
b和c的总功率为：；
那么 Pd>Pb+Pc，故B正确；
C.灯泡d和e并联，那么e的电压等于电源电压U总；
那么e的功率；
b和c的总功率为：；
那么 Pe>Pb+Pc，故C错误；
D.a、d、e三个灯泡的电压都等于电源电压U总，它们的电阻都相等，根据可知，它们的功率都相等，即Pa=Pd=Pe，故D错误。
故选B。
4．【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（2）滑片P从b点滑到a点的过程中，R1连入阻值变小，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R2两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压变化，然后得出两电压表示数与电流表示数之间的对应关系；
（1）当滑片位于b点时，接入电路中的电阻较大，电路中的电流较小，电路的总功率较小，R2的功率最小；当滑片位于a点时，接入电路中的电阻较小，电路中的电流较大，R2的功率较大，根据图象读出两种情况下电表的示数，根据串联电路的特点和欧姆定律分别表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R的阻值以及电源的电压；
（3）根据P=UI求出电路的最小总功率；
（4）根据△P2=P2′-P2=U2′I大-U2I小计算R2的电功率的增大值。
【解答】由图甲知，R、R1、R2串联，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R2两端电压，电流表测电路中电流。
滑片P从b点滑到a点的过程中，R1连入阻值变小，电路中总电阻变小，那么电路中电流变大。根据U=IR可知，R2两端的电压变大，那么图乙中，dc段表示V1的示数随电流表示数的变化的图线，ec段表示V2的示数随电流表示数变化的图线，故B错误；
由图乙可知，电路中的最小电流I小=1A，R1两端的电压U1=12V，R2两端的电压U2=2V，
那么电源的电压：U=U1+U2+IR=12V+2V+1A×R ①
当电路中的最大电流I大=3A，R1两端的电压U1′=6V，R2两端的电压U2′=6V，
则电源的电压：U=U1′+U2′+I大R=6V+6V+3A×R ②，
①②联立，解得：R=1Ω，
那么电源电压U=U1+U2+IR=2V+12V+1A×1Ω=15V，故A错误；
电路消耗的总功率最小值：P小=UI小=15V×1A=15W，故C错误；
滑片从b滑到a点时，
R2电功率的增大值：△P2=P2′-P2=U2′I大-U2I小=6V×3A-2V×1A=16W，故D正确。
故选D。
5．【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）（3）（4）灯泡的亮度由实际功率大小决定，根据“串联电路功率与电阻成正比”的规律比较灯泡亮度的大小即可；
（2）两盏灯串联时总电压为220V，与它们的额定电压相等，根据公式比较总功率和它们额定功率的大小即可。
【解答】甲灯的电阻为：；
乙灯的电阻为：。
当两个灯泡串联时，它们的实际功率与电阻成正比，即：；
因为R甲因此乙灯较亮，故A、C错误，D正确；
两盏灯串联时总电压为220V，根据公式得到：①；
而②；
③；
将①③比较可知，总功率小于15W，故B错误。
故选D。
6．【答案】B
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应；
（2）根据公式计算消耗的电能；
（3）根据公式计算电水壶的额定功率；
（4）根据公式计算实际功率。
【解答】A.电水壶是利用电流的热效应来工作的，故A正确不合题意；
B.烧水过程中消耗的电能为：，故B错误符合题意；
C.电水壶的额定功率为：，故C正确不合题意；
D.当实际电压为额定电压的90%时，根据公式得到：，解得：P’=720W，故D正确不合题意。
故选B。
7．【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）当开关断开时，通过变阻器的电流为零，此时ab之间的电压等于电源电压；
（2）从丙图中找到120W时R2对应的电流，然后根据P=U总I总计算此时的总功率；
（3）从乙图中找到一组变阻器的电压和电流，首先根据U1=U-Uab计算出R1的电压，再根据计算它的电阻；
（4）从图乙中找到变阻器两端的最大电压和最大电流，最小电压和最小电流，然后根据欧姆定律分别计算出它的阻值即可。
由图乙所示图象求出电压与电流的对应值，由串联电路特点及欧姆定律列方程，可以求出电源电压与电阻R1的阻值；由图丙求出R2消耗的功率为120W时的电路电流，由P=UI求出电路消耗的总功率。
【解答】由电路图可知，电阻R1与变阻器R2串联，ab两点间电压是滑动变阻器两端电压。
A.当开关断开时，电路中的电流为0A，ab两点之间的电压等于电源电压。由图乙可知，ab两端的电压为50V，即电源的电压U=50V，故A正确不合题意；
B.由图丙可知，当R2的功率为120W时，电路中的电流I=4A，
电路消耗的总功率：P总=U总I总=50V×4A=200W，故B正确不合题意；
C.由图乙可知，Uab=30V，电路中的电流I=4A，
此时R1两端的电压：U1=U-Uab=50V-30V=20V，
那么R1的阻值：，故C正确不合题意；
D.根据乙图可知，变阻器两端的最大电压为45V，此时通过变阻器的电流为1A，
那么此时变阻器的阻值为：；
变阻器允许通过的最大电流为5A，此时它的电压为25V，
那么它接入的阻值为：。
因此变阻器的阻值范围为：5~45Ω。
故选D。
8．【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大时，根据欧姆定律分析电流表的示数变化，根据U=IR分析电压表的示数变化；
（2）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI求出灯泡的额定电流，然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值，进而确定滑动变阻器的阻值接入范围；
（3）已知通过电路的最大电流，根据P=UI求出该电路的最大功率；
（4）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，灯泡的功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流，进而确定电流表的示数变化范围。
【解答】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大时，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，即电流表示数变小；根据U=IR可知灯泡两端的电压变小，即电压表示数变小，故A错误；
根据P=UI可得，灯的额定电流：；
因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，
所以电路中的最大电流为Imax=0.25A，
灯泡的电阻：；
电路中的总电阻：；
滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑min=Rmin-RL=24Ω-10Ω=14Ω，
因此滑动变阻器允许调节的范围是14Ω~50Ω，
故C正确；
该电路的最大功率：Pmax=UImax=6V×0.25A=1.5W，故B错误；
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，
此时电路中的电流：；
，
则电流表示数的变化范围是0.1A～0.25A，故D错误。
故选C。
9．【答案】A
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）在并联电路中，电流与电阻成反比，即。首先根据并联电路I总=I1+I2计算出通过两个电阻的电流之比，再根据上面的规律计算它们的电阻之比；
（2）电路将电能全部转化为热能，可根据Q=W=UIt计算产生的热量之比。
【解答】（1）当开关S断开时，电流表的示数等于通过R1的电流I1；
当开关S闭合后，电流表的示数等于通过干路的总电流I总。
根据公式I总=I1+I2可知，通过两个电阻的电流之比：I1：I2=1：4。
根据公式得到，它们的电阻之比：；
（2）闭合开关S后产生的热量之比：。
10．【答案】B
【知识点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】（1）（2）首先根据热量与时间成正比，计算出电阻丝R1在60s内产生的热量，然后根据Q2=Q总-Q1计算出60s内R2产生的热量，最后再根据焦耳定律计算电阻之比；
（3）（4）根据公式写出两个电阻串联时产生热量的表达式以及R1单独工作时的热量表达式，然后作比即可。
【解答】根据焦耳定律Q=I2Rt可知，热量与时间成正比，因此R1在60s内产生的热量：；
那么电阻R2在60s内产生的热量：Q2=Q总-Q1=8Q-6Q=2Q；
根据焦耳定律可知，热量与电阻成反比；
即，故B正确，而A错误；
当R1单独接在电源上时，产生的热量：；
将两个电阻串联在电源上时，产生的热量：；
两个式子作比得到：；
解得：t=160s，
故C、D错误。
故选B。
11．【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）（2）定值电阻R1与变阻器R2串联，电压表测变阻器的电压。当滑片在b端时，变阻器的阻值最大，此时电流最小为0.2A，电压表的示数为4V，根据欧姆定律计算出变阻器的最大阻值。当滑片在a端时，变阻器的阻值为0，此时电流最大为0.6A，根据公式U总=U1+U2列出两个方程，联立求解得到电源电压和电阻R1的阻值。
（3）当滑片在a端时，变阻器的阻值为0，此时电流最大为0.6A，根据公式P=UI计算R1的最大功率；
（4）根据C点时的电流和电压，计算出此时变阻器的阻值，然后与变阻器的最大阻值比较即可。
【解答】定值电阻R1与变阻器R2串联，电压表测变阻器的电压。
当滑片在b端时，变阻器的阻值最大，此时电流最小为0.2A，电压表的示数为4V，
变阻器的最大阻值为：；
根据公式U总=U1+U2得到：U总=0.2A×R1+4V ①；
当滑片在a端时，变阻器的阻值为0，此时电流最大为0.6A，
根据公式U总=U1+U2得到：U总=0.6A×R1②；
①②联立得到：R1 =10Ω；U总=6V；
故A、B错误；
R1的最大功率P=UI=6V×0.6A=3.6W，故C正确；
在图乙中的C点，此时变阻器的阻值：，故D错误。
故选C。
12．【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）通过比较灯泡的功率大小确定电流为0.3A时滑片的位置和电压表示数的变化方向，并根据P=UI求出此时灯泡两端的电压，根据串联电路的分压特点结合电压表示数的变化判断滑片位于中点时电压表的示数，最后根据根据求出灯泡正常发光时的电阻；
（2）根据滑片在两个不同位置时的电路状态，利用串联电路中总电压等于各处电压之和为等量关系，列出两个方程，分别计算出电源电压和滑动变阻器的最大阻值；
（3）滑片P在最右端时，根据P=I2R求出滑动变阻器的功率。
【解答】根据电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
小灯泡消耗的功率2W>0.9W，
根据P=I2R可知，0.9W时电路中的电流肯定小于2W时的电流，
那么0.9W时电路的电阻肯定大于2W时的电路电阻；
即当I=0.3A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，滑片在最右端，
此时灯泡两端的电压：；
当滑片P移到中点时，总电阻变小，电路中的电流变大，那么灯泡两端的电压变大，
此时灯泡两端的电压UL′=UL+2V=3V+2V=5V；
此时灯泡正常发光，且灯泡的功率PL′=2W，
灯泡正常发光时的电阻：
，故C错误；
当滑片P在最右端时，灯泡两端的电压UL=3V，电路中的电流I=0.3A，
电源的电压：U=UL+IR=3V+0.3A×R滑 ①；
当滑片P移到中点时，灯泡两端的电压UL′=5V，
电路中的电流：；
，
电源的电压：②，
①②式联立计算，
解得：R滑=20Ω，U=9V；
故A正确，B错误；
滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率：P滑=I2R滑=（0.3A）2×20Ω=1.8W，故D错误。
故选A。
13．【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据图乙读出R1的阻值为2Ω和8Ω时滑动变阻器的电功率，根据串联电路的电流特点和P=UI=I2R求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压恒定得出等式即可求出R2的阻值；
（2）根据（1）中计算出的结果，利用欧姆定律计算出电源电压；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的示数最大，根据欧姆定律求出电压表的最大示数；
（4）当变阻器和定值电阻串联时，如果变阻器的阻值大于定值电阻，那么当二者的阻值相同时，变阻器的电功率最大。【解答】R1与R2串联，电压表测变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
由图乙可知，当R1=2Ω和R1′=8Ω时，滑动变阻器的电功率均为P1=2W，
由P=UI=I2R可得，两次电路中的电流分别为：
；
；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压恒定，
电源的电压：U=I（R1+R2）=I′（R1′+R2）；
即：1A×（2Ω+R2）=0.5A×（8Ω+R2）；
解得：R2=4Ω，故①正确；
电源的电压：U=I（R1+R2）=1A×（2Ω+4Ω）=6V，故②正确；
由串联分压的规律可知，当变阻器R1接入电路中的电阻最大为8Ω时，电压表的示数最大，此时电路中的电流I′=0.5A，
则电压表的最大示数：U1大=I′R1′=0.5A×8Ω=4V，故③错误；
当R=R2=4Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，
则，故④正确，
综上可知，①②正确。
故选C。
14．【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据串联电路分压规律可知滑片从中点到b端时，电压表示数将增大，因此电压表示数增大了2V，然后根据串联电路电压规律以及即可求出R1的阻值；
（1）当滑片在a点时，变阻器的阻值为0，电路中的电流最大，根据即可求出电路中的最大电流；
（2）先根据欧姆定律求出滑片在中点时电路中的电流，然后根据W=UIt求出10s内滑动变阻器R消耗的电能；
（3）根据P=UI即可求出R先后两次消耗的电功率之比；
（4）根据P=UI即可求出R1先后两次消耗的电功率之比【解答】定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压；
滑片从中点到b端时，变阻器接入电路的阻值增大，
由串联电路中电压的分配与电阻成正比的规律可知，电压表示数将增大，
那么电压表示数增大了2V，即滑片在b点时电压表的示数为4V+2V=6V；
由得到：；
解得：R1=10Ω；
A.当滑片在a点时，变阻器接入电路的阻值为0，电路中的电流最大，
则电路中的最大电流：，故A错误；
B.滑片在中点时，电路中的电流：，
10s内滑动变阻器R消耗的电能：W滑=U滑It=4V×0.8A×10s=32J，故B错误；
C.当滑片在b点时，
电路中的最小电流：，
滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比：，故C错误；
D.R1先后两次消耗的电功率之比：，故D正确。
故选D。
15．【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）闭合S和S2，断开S1，此时小灯泡和滑动变阻器是串联的，首先根据图乙确定此时通过灯泡的电流，然后根据计算出灯泡的电阻，再根据计算出总电阻，最后根据U=IR计算出电源电压；
（2）在串联电路中，电压的分配与电阻成正比；根据公式计算出新灯泡的电阻，然后与原来灯泡的电阻比较，从而确定它两端的电压的大小变化即可；
（3）根据灯泡的功率，利用乙图确定灯泡两端的电压和电流，根据欧姆定律分别计算出总电阻和灯泡此时的电阻，最后根据R滑=R总-RL'计算变阻器的电阻即可；
（4）闭合S和S1，断开S2，此时定值电阻和滑动变阻器是串联的，根据电流表的量程确定通过R2的最大电流，最后根据公式P2=I22R2计算即可。
【解答】A.闭合S和S2，断开S1，此时小灯泡和滑动变阻器是串联的，此时灯泡正常发光，
根据图乙可知，灯泡的额定电流是0.5A，
灯泡电阻是：；
串联电路的电阻：；
电源电压为：U=IR=0.5A×18Ω=9V，故A错误；
B.“4V 0.5W”灯泡的电阻为：，
原来灯的电阻是8Ω，现在灯的电阻是32Ω，那么灯的电阻变大；
根据串联电路的分压规律可知，此时灯泡两端的电压就变大，即电压会超过4V，
所以灯不能正常工作，
故B错误；
C.闭合S和S2，断开S1，当小灯泡的功率为0.8w时，
根据公式P=UI和图乙知，此时电灯两端的电压是2V，电灯的电流是0.4A，
所以电路电阻为：，
此时灯的电阻为：；
滑动变阻器的阻值是：R滑=R总-RL'=22.5Ω-5Ω=17.5Ω，
故C正确；
D.闭合S和S1，断开S2，此时定值电阻和滑动变阻器是串联的，
根据电流表的量程可知，电路最大电流是0.6A，
电阻R2的最大功率为：P2=I22R2=（0.6A）2×10Ω=3.6W．故D错误。
故选C。
16．【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据分别计算出两个灯泡的电阻，然后根据并联电压相等，再利用公式比较灯泡实际功率的大小；
（2）并联电路中各支路两端电压相等；
（3）对灯泡L2灯丝烧断的情形进行推测，分析与实际情况是否符合；
（4）根据P=I2R分别计算出两个灯泡的实际功率，然后进行作比即可。
已知灯泡额定电压与额定功率，应用电功率公式求出灯泡的电阻，然后应用串并联电路特点与电功率公式比较灯泡实际功率大小，再分析答题。【解答】灯泡电阻：；；
根据电路图可知，两灯泡并联，电压表测电源电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测L2支路电流；
A.两灯泡并联，灯泡两端电压U相等，且R1＜R2，
由可知：P1＞P2，那么灯L1比L2亮，故A错误；
B.两灯泡并联，它们两端的电压相等，灯泡实际电压之比为1：1，故B错误；
C.如果灯L2灯丝断了，通过L2的电流为零，那么两电流表示数都变小，而电压表示数不变，故C错误；
D.若将灯L1、L2串联后接入电路，则实际功率之比：，故D正确；
故选D。
17．【答案】D
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】在U-I图象中，图线的斜率表示电阻，根据图象斜率判断灯泡电阻的变化关系，然后根据公式P=I2R分析P与I2的图象，根据公式 分析P与U2的图象。
【解答】由U-I图象可知，电压和电流增大时，灯泡的实际功率增大；灯泡的温度升高，且图线的斜率越来越大，即灯泡的电阻随温度的升高而增大；
由公式 可知，在P-U2图象中，图象上某点切线的斜率为电阻的倒数 。因随温度的升高R增大，因而应减小，故A、B错误；
同理，在P-I2图象中，图象上某点切线的斜率为电阻R，而电阻R又随温度的升高而增大，故C错误，D正确。
故选D。
18．【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】电阻R1与R2串联，电压表V1测R1的电压，V2测R2的电压；
（1）从乙图中找到电流0.5A时两个电压值，根据U总=U1+U2计算总电压；
（2）根据U1=I1R1分析电压表V1的示数变化，然后与乙图对照，确定图像和电压表的对应关系；
（3）电路的最小电流是0.5A，根据乙图找到变阻器的电压，根据欧姆定律计算最大阻值；
（4）从乙图找到最大电流，根据P=UI计算电路的最大功率。
【解答】电阻R1与R2串联，电压表V1测R1的电压，V2测R2的电压；
A.当电流为0.5A时，电压表的示数分别是4V和8V，那么电源电压：U总=U1+U2=4V+8V=12V，故A错误；
B.当变阻器的滑片从B端至A端时，电阻变小，电流变动，根据U1=I1R1可知，电压表V1的示数变大，那么NM就是V1的图像，EF是V2的图像，故B错误；
C.电路的最小电流是0.5A，此时变阻器的电压是8V，那么变阻器的最大电阻为：，故C错误；
D.据乙图可知，电路的最大电流是1.2A，那么电路的最大功率为：P=UI=12V×1.2A=14.4W，故D正确。
故选D。
19．【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）只闭合开关S1、S2，变阻器R1与灯泡串联，首先根据计算出通过电路的总电流，然后再根据计算出变阻器的电压，最后根据U总=UL+U变计算出总电压；
（2）首先根据计算出灯泡电阻，然后根据计算出这时的总电阻，最后根据R2=R总-RL计算即可；
（3）只闭合开关S1、S2，当变阻器电压为15V时，总电阻最大，总电流最小；根据公式UL=U总-U变计算出这时灯泡的最小电压，最后根据灯泡的最小功率即可；
（4）只闭合开关S1、S2，变阻器R1与灯泡串联，电压表的量程是0~15V，说明变阻器R1的电压应≤15V，即灯泡的电压应该≥5V；灯泡的额定电压是12V，那么灯泡的电压范围就是5V≤UL≤12V；接下来根据欧姆定律分别计算出对应的灯泡电流，与电流表的量程比较，确定最终电路电流的变化范围；最后根据欧姆定律计算变阻器的阻值范围即可、
【解答】A.只闭合开关S1、S2，变阻器R1与灯泡串联，
通过灯泡的电流为：；
变阻器的电压为：；
电源电压为：U总=UL+U变=12V+8V=20V，故A正确不会题意；
B.只闭合S1、S3，灯泡与R2串联，
灯泡的电阻为：；
总电阻为：；
那么R2的阻值为：R2=R总-RL=100Ω-24Ω=76Ω，故B正确不合题意；
C.只闭合开关S1、S2，当变阻器电压为15V时，灯泡功率最小，
此时灯泡电压为；UL=U总-U变=20V-15V=5V；
这时灯泡的最小功率为：，故C正确不合题意；
D.只闭合开关S1、S2，变阻器R1与灯泡串联，
综上所述，灯泡两端的电压应该5V≤UL≤12V；
当灯泡电压为5V时电流为：；
当灯泡电压为12V时电流为0.5A；
电流表的量程为0~0.6A，
那么电路电流的范围为：A≤IL≤0.5A；
当电流为0.125A时，变阻器的电阻为：；
当电流为0.5A时，变阻器接入电阻为：；
因此变阻器接入电阻范围16Ω~726Ω，故D错误；
故选D。
20．【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】分析电路可知当P位于E端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中电流最大，根据图乙读出最大电流，根据欧姆定律求出电源的电压；滑片位于铜导线段时电路中的电流不变，据此确定FG是铜导线，当P位于H端时，由图乙可知电路中的最小电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值，由图象可知滑片P从H端向E端移动出现拐点，据此确定GH、FG、EF的长度，根据图乙得出当滑片位于F点时电路中的电流，根据欧姆定律求出总电阻，根据电阻的串联求出EF段的总电阻；根据电阻的串联求出GH导体的电阻；当电流表示数为0.5A时根据欧姆定律求出电路中的总电阻，根据电阻的串联求出此时R2接入电路中电阻，然后求出变阻器接入电路中电阻的长度，进一步求出x的值；P位于x=0cm时电路中的电流最小，根据P=I2R求出R1消耗的功率。
【解答】A、当P位于E端时，电路为R1的简单电路，电路中的电流最大，由图乙可知，I大=0.6A，由I=可得，电源电压为：U=I大R1=0.6A×10Ω=6V，故A错误；
B、P从H端移到E端时，在15cm-25cm时电路中的电流不变，说明该段FG是铜导线，当P位于H端时，由图乙可知电路中的最小电流为I小=0.2A，则电路中的总电阻：R总===30Ω，滑动变阻器的最大阻值：REH=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω；当P位于F点时，电路中的电流I=0.4A，此时电路中的总电阻：R总′===15Ω，则EF段的电阻：REF=R总′-R1=15Ω-10Ω=5Ω；GH段的电阻为：RGH=R总-REF=20Ω-5Ω=15Ω，故B错误；
C、当电流表示数为0.5A时，由I=可得电路中的总电阻为 R总″===12Ω，此时R2接入电路中电阻 R2=R总″-R1=12Ω-10Ω=2Ω，EF段的电阻和长度关系为5Ω/10cm=0.5Ω/cm，则2Ω的电阻长度为=4cm，则x的值为 x=35cm-4cm=31cm，故C正确。
D、P位于x=0cm时，R1消耗的功率为P1=I小2R1=（0.2A）2×10Ω=0.4W，故D错误。
故答案为：C。
21．【答案】热；12000；2420
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时会发热，这种现象叫电流的热效应；
（2）根据W=Pt计算出消耗的电能；
（3）当电阻不变时，它的功率与电压的平方成正比，即，据此计算出电热丝现在的电压值，然后根据U总=U1+U2计算出变阻器两端的最大电压，最后根据串联电路电压与电阻呈正比计算出R的最大阻值。
【解答】（1）有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，可防止水蒸气在镜面上液化，这是利用电流的热效应。
（2）正常工作10min消耗的电能W=Pt=20W×（60s×10）=12000J；
（3）电热丝的电阻：；
当变阻器R的阻值最大时，通过电路的电流最小，此时电热丝的功率最小。
根据得到：；
解得：U'=110V；
此时变阻器两端的电压：U变=U总-U'=220V-110V=110V；
根据串联电路电压与电阻呈正比得到：;
；
解得：R=2420Ω。
22．【答案】12；2.88
【知识点】串、并联电路的电压特点；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）从图像中找到灯泡电压为6V时通过灯泡的电流，然后根据公式计算灯泡正常发光的电阻；
（2）根据U总=UL+U可知，灯泡的电压和电阻串联时，它们两个电压之和肯定等于总电压7.2V，且通过它们的电流相等。从图像中找到一个状态，此时通过灯泡的电流与灯泡的电压符合下面条件：IL×8Ω+UL=7.2V，然后根据P总=U总I总计算出整个电路的功率即可。
【解答】（1）根据图像可知，当灯泡的电压为6V时，通过灯泡的电流为0.5A，
那么灯泡正常发光的电阻为：；
（2）观察图像可知，当灯泡电压为4V时，通过灯泡的电流为0.4A时，
0.4A×8Ω+4V=7.2V；
因此这时通过整个电路的电流为0.4A；
那么整个电路消耗的功率为：P总=U总I总=7.2V×0.4A=2.88W。
23．【答案】（1）6℃
（2）6W
（3）0.1V
【知识点】欧姆定律及其应用；热量的计算；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据Q放=Q吸和Q=cm△t计算出热水、冷水的初温和热平衡后共同的温度；若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时，根据Q=cm△t得出等式求出热平衡后共同的温度，进一步求出冷水温度将再升高的值。
（2）在串联电路里，电阻与电压成正比，据此分别计算出R1与R0的关系，以及R并和R0的关系；接下来再根据计算出R2与R0的关系；最后再根据公式计算两个灯泡的功率之比，进而得到L2的额定功率；
（3）三个电阻串联，电压表V1测R2的电压，电压表V2测R2和R3的电压，电压表V3测R3的电压，根据欧姆定律和串并联电路的特点进行计算即可。
【解答】（1）设容器内水的质量和一杯水的质量为m，热水的初温为t热，冷水的初温t冷，将一半的热水倒入容器中后共同的温度为t，
因不计热损失，则Q放=Q吸；
由Q=cm△t可得：；
解得：△t热=2△t冷=2×21℃=42℃；
据此可设t冷=0℃，则t=21℃，
t热=t+△t热=21℃+42℃=63℃；
若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时，相当于同时向冷水中倒入杯热水，
则；
即；
解得：t′=27℃；
冷水温度将再升高△t=t′-t=27℃-21℃=6℃。
（2）当R0与L1串联时，
根据串联电路的电压规律得到：；
解得：R1=11R0；
当L1与L2并联后，再与R0串联；
根据串联电路的电压规律得到：；
解得：R并=5R0；
根据并联电路的总电阻：得到：；
解得：；
根据公式得到：；
即：；
解得：P2=6W。
（3）若滑片P向下滑动，则连入电路的电阻变小，总电阻变小，根据可知，总电流变大；
若，则电流
那么电压表V2的示数变化△U2=△I×R1=0.1×1V=0.1V。
24．【答案】40；2:1
【知识点】串、并联电路的电压特点；欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据乙图确定变阻器阻值为0时和全部接入时的电压和对应的电流，然后根据U总=U0+U变列出方程组，计算得到电源电压和R0的阻值；
（2）根据欧姆定律计算出变阻器的阻值为时的电流，然后根据P=UI分别计算出总功率，然后作比即可。
【解答】（1）当变阻器接入阻值为0时，此时只有电阻R0，根据乙图可知，此时电压表的示数为0V，电流表的示数为0.3A，
根据U总=U0+U变得到：U总=0.3A×R0①；
当变阻器全部接入时，此时电阻R0与R变串联，根据乙图可知，此时电压表的示数为8V，电流表的示数为0.1A，
根据U总=U0+U变得到：U总=0.1A×R0+8V ②；
变阻器的最大阻值为：；
①②联立解得：U总=12V，R0=40Ω；
（2）变阻器的阻值为时，总电流为：；
这时电路的总功率率为：；
当变阻器全部接入电路时，它的功率为：
那么P1：P2=2.4W：1.2W=2：1。
25．【答案】10；82%
【知识点】机械效率的计算；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据P=UI计算电动机的输入功率，根据P有=Gv计算电动机的机械功率，根据P热=I2R计算电动机的发热功率；P=P有+P热；
（2）电动机的机械效率等于有用功率与总功率的比，即。
【解答】（1）电动机的输入功率为：P=UI=220V×4A=880W；
电动机的机械功率为：P有=Gv=90kg×10N/kg×0.8m/s=720W；
电动机的发热功率：P热=P-P有=880W-720W=160W；
电动机的线圈电阻为：；
（2）电动机的机械效率为：。
故答案为：10；82%
26．【答案】24；9
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据图乙确定灯泡的额定电流，再根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（2）当滑片在最左端时，变阻器的阻值为0，此时灯泡的电压就是电源电压；当滑片在最右端时，变阻器和灯泡串联，根据图乙确定此时的灯泡电压和电流，首先根据U变=U总-UL’计算出此时变阻器的低压，最后根据计算即可。
【解答】（1）根据图乙可知，当灯泡的电压为12V时，通过灯泡的额定电流为2A，那么灯泡的额定功率为：P=UI=12V×2A=24W；
（2）根据乙图可知，当滑片在最左端时，变阻器的阻值为0，此时灯泡的电压为12V，
那么电源电压U总=UL=12V；
当滑片在最右端时，变阻器和灯泡串联，此时灯泡的电压为3V，通过灯泡的电流为1A，
此时变阻器两端的电压为：U变=U总-UL'=12V-3V=9V；
变阻器的最大阻值为：。
27．【答案】（1）
（2）A；保护电路
（3）2.8；断开开关，用“20Ω22A”替换“10Ω 2 A”的滑动变阻器，并调节滑片P位于阻值最大处；闭合开关，调节滑片P，直至观察到电压表示数为2.5 V
（4）0.75；消耗的电功率越大
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）首先根据实物图确定电路的串并联关系，然后按照一定的顺序将各个电器元件依次用符号表示即可。
（2）在闭合开关前，为了防止电流过大而烧坏用电器，因此变阻器的滑片要调到阻值最大的位置；
（3）根据乙图确定电压表的量程和分度值，然后读出电压表的示数。闭合开关后，此时变阻器的滑片在阻值最大的地方，但是电压表的示数却大于灯泡的额定电压2.5V，这说明变阻器的最大阻值太小，因此换用另一个阻值更大的变阻器，然后调节滑片即可。
（4）①根据P额=U额I额计算灯泡的额定功率；
②根据表格分析灯泡亮度与消耗的电功率之间的关系。
【解答】（1）根据甲图可知，除了电压表与灯泡并联外，其它的元件都是串联，即电流从正极出发，依次经过开关、电流表、变阻器、灯泡流回负极，然后电压表与灯泡并联，则电路图如下图：
（2）根据甲图可知，滑动变阻器选择的右下角的接线柱，则滑片在A端时阻值最大，则：连接电路时，需将滑动变阻器的滑片P置于A端，其目的是保护电路 。
（3）根据乙图可知，电压表选择量程0~3V，分度值为0.1V，则电压表的示数为2.8V。为了使灯泡正常发光，接下来的操作为：断开开关，用“20Ω 22A”替换“10Ω 2 A”的滑动变阻器，并调节滑片P位于阻值最大处；闭合开关，调节滑片P，直至观察到电压表示数为2.5 V。
（4）①根据第1组数据可知，小灯泡的额定功率为：P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W；
②根据表格可知，在电路安全范围内，小灯泡两端实际电压越大，消耗的电功率越大，灯泡越亮。
28．【答案】（1）
（2）灯泡断路
（3）0.625
（4）C
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）在测量灯泡电功率的实验中，除了电压表与灯泡并联外，其它的元件都是串联。注意电表的量程和接线柱的选择，还要注意变阻器接线“一上一下”。
（2）当灯泡发生断路时，电压表串联在电路中。由于它的内阻很大，根据串联电路电压与电阻呈正比可知，电压表几乎分得全部电压，示数接近电源电压。通过电路的电流很小，即电流表的示数几乎为零。
（3）根据图乙确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率。
（4）测量灯泡的额定功率，关键是想办法确定灯泡两端的电压为额定电压，然后测出这个状态下的额定电流，据此对两个电路图进行分析判断。
【解答】（1）电压表应该与灯泡并联，因为2.5V<3V，所以电压表选择量程0~3V，只需将电压表中间的接线柱“3”与灯泡右端相邻即可。变阻器应该与灯泡串联，只需将右下角的接线柱与灯泡左端相连即可，如下图所示：
（2）正确连接电路，闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因可能是灯泡断路。
（3）根据乙图可知，灯泡的额定电流为0.25A，那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
（4）丙：①闭合开关S1和S2，断开S3，调节变阻器，直到电流表的示数为：，此时灯泡的电压UL=U0=2.5V；
②保持滑片位置不动，再闭合S3，断开S2，此时电流表测总电流，记下这时电流表的示数I总；
③通过灯泡的额定电流为为：IL=I总-I0=I总-0.25A；
那么灯泡的额定功率：PL=ULIL=2.5V×（I总-0.25A）。
丁：无论开关怎样闭合和断开，由于电压表没有直接与灯泡并联，因此无法确定灯泡什么时候两端电压为2.5V，因此无法测量它的额定功率。
故选C。
29．【答案】（1）几乎不动；
（2）0.76
（3）＞
（4）0.5
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）根据甲图可知，电压表本来应该与灯泡并联，但是却串联在干路上。由于它的内阻很大，所以通过干路的电流会非常小，因此电流表的指针几乎不动，据此确定错误的导线并修改即可。
（2）根据乙图确定电流表的量程和分度值，读出灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（3）根据电流的变化判断出总电阻的变化，再得出二者电阻变化的大小关系。
（4）先测出电源电压U；只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，首先应使灯正常发光，通过开关的转换，使灯与变阻器滑片以下电阻丝串联，根据串联电路电压的规律，当电压表示数为U-2.5V灯正常发光。在③中，根据分压原理可求出滑片以下电阻丝的电阻大小，根据欧姆定律可求出灯正常发光时的电流即，根据P=UI可求小灯泡的额定功率P额。
【解答】（1）闭合开关后，电流表的示数将几乎不动。
电压表应该与灯泡并联，分析发现，只需将灯泡与电流表相连的导线从电流表上拆下，然后改接在电压表的“-”接线柱上即可，如下图所示：
（2）由图乙知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么灯泡的额定电流为0.2A，
则小灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.2A=0.76W；
（3）当变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路中的电流变大，灯泡的亮度变大，灯丝的电阻变大；由于总电压不变，电路中的电流变大，可知电路中的总电阻变小，根据R总=R滑+RL可知，变阻器减小的阻值大于灯泡增大的阻值，即则△R滑＞△RL；
（6）根据上面的分析，具体步骤：
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，灯泡被短路，只有变阻器工作，此时电压表的示数就是电源电压，即电源电压为4.5V；
②闭合S、S1，断开S2，此时灯泡与变阻器串联，电压表测变阻器的电压；移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，这时小灯泡正常发光；
③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，此时变阻器的上半部分和下半部分串联，电压表测下半部分的电压，电压表示数为3V。
在①中，电源电压为U=4.5V，在②中，灯与滑片以下电阻丝R滑下的电阻串联，电压表测其电压，
当电压表示数为2V，根据串联电路电压的规律，
灯的电压：UL=U-U滑下=4.5V-2V=2.5V；
在③中，电路中只有变阻器，根据串联电路电压的规律，
滑片以上电阻丝的电压为：U-3V=4.5V-3V=1.5V，
根据分压原理，R滑上：R滑下=1：2，
因变阻器的总电阻为15Ω，故R滑下=10Ω，
通过变阻器的电流即灯的额定电流：；
④小灯泡的额定功率：P额=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W。
30．【答案】（1）C
（2）0.75
（3）0.38；1.52
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）在测量小灯泡额定功率的实验中，闭合开关前，变阻器的滑片要在阻值最大的位置，因此闭合开关后，由于总电阻太大，那么总电流很小，导致电流表有示数，但是灯泡不发光。
（2）根据乙图确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（3）根据丙图可知，灯泡与定值电阻R并联时，它们两端的电压相等。当灯泡的电压为3.8V时，此时通过R的电流为：。保持它们的并联关系不变，通过开关切换，让电流表测总电流，那么前后两个电流表的示数之差就是通过灯泡的额定电流，最后根据P=UI计算灯泡的额定功率即可。
【解答】（1）电路连接完整后，闭合开关，发现小灯泡不发光，但电流表有示数，可能是因为变阻器接入电路的阻值太大，那么下来的操作为：向左移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，故选C。
（2）根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，那么灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（3）①只闭合开关S1、S2，R与灯泡并联，
当灯泡正常发光时，它们的电压UR=U额=3.8V；
此时电流表的示数为：；
③只闭合开关S1、S3，保持滑动变阻器滑片的位置不变，此时电流表测总电流；
那么灯泡的额定电流为I=I总-IR=0.78A-0.38A=0.4A；
灯泡的额定功率为：P'=U'I'=3.8V×0.4A=1.52W。
31．【答案】（1）
（2）最大
（3）0.6
（4）调节滑动变阻器（或移动滑片）直至电流表 A2 的示数为 0.25A 27
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）根据P=UI可知，测量小灯泡的额定功率其实就是测量它的额定电压下的额定电流。一个电压表与灯泡并联，可以让我们知道灯泡是否处于额定电压下工作；没有电流表，可以将定值电阻与灯泡串联，另一个电压表与它并联，用它的电压除以电阻就能知道它的电流，而通过定值电阻的电流就是通过灯泡的电流，这样就解决了电流表的问题；
（2）为了保护灯泡，闭合开关前，应该将滑动变阻器的阻值调到最大；
（3）首先读出V2的示数，然后根据
计算出通过灯泡的电流，最后根据P=UI计算额定功率；
（4）灯泡和R0并联，它们的电压相等，只要R0的电压达到2.5V，灯泡就处于正常发光状态。根据欧姆定律计算出此时R0的电流，这就是电流表的示数。
【解答】（1）灯泡和R0串联，二者电流相等。只要将另一个电压表与R0并联，根据欧姆定律可以计算出通过灯泡的电流，进而计算出灯泡额定功率。
（2）
闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值最大的位置。
（3）通过定值电阻的电流：
；
灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.28A=0.6W；
（4）灯泡和R0并联，它们的电压相等，只要R0的电压达到2.5V，灯泡就处于正常发光状态。根据欧姆定律计算出此时R0的电流，这就是电流表的示数。因此最关键的一步是： 调节滑动变阻器（或移动滑片）直至电流表 A2 的示数为 0.25A 。
故答案为：（1）同解析；（2）最大；（3）0.6W；（4）调节滑动变阻器（或移动滑片）直至电流表 A2 的示数为 0.25A 。
32．【答案】（1）83.6
（2）96.8
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）在串联电路中，电压与电阻成正比；两只灯泡完全相同，串联时电压就相同，即都是110V；从图a中找到这时通过灯泡的电流，根据P=UI计算两个灯泡的总功率即可；
（2）图b中，两个灯泡先并联再与第三个灯泡串联，根据并联电路的电流规律可知：并联灯泡上通过的电流是第三个灯泡电流的一半，且对应的电压相加等于220V。从图a中找到符合条件的电流，根据公式P=UI计算这时的总功率即可。
【解答】（1）将两只相同的这种灯泡串联在220V的电源上，每只灯泡两端的电压为110V，此时电流为0.38A，所以两只灯泡实际消i耗的总功率P=UI=220 V×0.38A=83.6W；
（2）由图b可知两个并联再和第三个串联，由串联电路电流处处相等可知，分别流过并联着的两个灯泡上的电流为流过第三个的灯泡上的一半；设通过第三个灯泡的电流为I、两端电压U，在图a上有这样一个关系：I对十应的电压为U，I2对应的电压为220V-U；当干路电流为0.44A，电压为180V
;当电流为0.22A时，电压为40V，正好符合前面的条件，所以消耗的总功率：P=220V×0.44A=96.8W。
故答案为：（1）83.6；（2）96.8
33．【答案】（1）解：定值电阻R0= =4Ω
（2）解：开关S接a时，R0与灯泡L1串联，且灯泡L1正常发光，P0=1W
电路中的电流I1= =0.5A
灯泡L的额定功率P1=U1I1=8V×0.5A=4W
（3）解：开关S接b时，
I=I2=I1=0.5A
由图知，U2=4V
电源电压∪=U1+U2=8V+4V=12V
总功率P=UI=12V×0.5A=6W
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）当开关S接a时，电阻R0和灯泡L1串联，电压表测R0的电压，电流表测通过R0的电流，根据公式 计算它的阻值即可。
（2）当开关S接a时，电阻R0和灯泡L1串联。首先根据P0=I02R0计算出通过电路的电流，再根据P1=U1I1计算灯泡的额定功率。
（3）当开关接b时，灯泡L2与灯泡L1串联，电压表测L2的电压。灯泡L1正常发光时，通过电路的电流等于它的额定电流，根据图乙确定此时L2两端的电压，再根据U总=U1+U2计算出总电压，最后根据P=UI计算电路的总功率。
34．【答案】（1）解： 根据甲图可知，当油箱加满油时，此时R0两端的电压为6V，
此时R0消耗的电功率为：。
（2）解： 根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.1A；
当滑片在R的中点时，它的阻值是最大阻值的一半，并与R0串联，
此时的总电阻；
变阻器一半的阻值R中=R总-R0=120Ω-10Ω=110Ω；
则变阻器的最大阻值为：R变=110Ω×2=220Ω。
（3）解： 当油量表的示数为0.4A时，总电阻为：；
此时变阻器接入的阻值为：R变=R总'-R0=30Ω-10Ω=20Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据甲图可知，当油箱加满油时，此时R0两端的电压为6V，根据计算即可。
（2）当滑片在R的中点时，它的阻值是最大阻值的一半，并与R0串联，根据乙图读出此时电流表的示数，再根据计算出此时的总电阻，再根据R中=R总-R0计算出变阻器一半的阻值，最后再乘以2得到变阻器的总电阻。
（3）首先根据计算出此时的总电阻，再根据R变=R总'-R0计算出变阻器接入的阻值。
35．【答案】（1）C
（2）解：解：当开关S1、S2都闭合时，电路中只有R1工作，此时为加热状态
由 P= 得R1= = =44Ω
（3）解：解：当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，此时处于保温状态
所以R= = =484Ω
R2=R-R1=484Ω-44Ω=440Ω
P2= = =110W
答：R2的额定功率为110W.
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）将开关闭合时的工作状态与各个电路图进行比较即可；
（2）当开关S1、S2都闭合时，电路中只有R1工作，此时为加热状态，根据公式 计算出R1的阻值；
（3）当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，此时处于保温状态，首先根据 计算总电阻，再根据 R2=R-R1 计算出R2的阻值，最后根据 计算出R2的额定功率。
【解答】（1）AB.当开关S1和S2都闭合时，两个电阻并联，总功率肯定大于1100W，故A错误；
C.当开关S1和S2都闭合时，电阻R2被短路，只有R1，此时功率为1100W；当开关S1闭合，S2断开时，R1与R2串联，此时的总功率肯定小于1100W，可能为100W，故C正确；
D.当开关S1和S2都闭合时，两个电阻都被短路，故D错误。
故选C。
36．【答案】（1）根据电路图可知，当开关与触点“低”接触时，电阻R1与R2串联，
此时电路中的电流：；
（2）两个电阻的总电阻为：；
电阻R2的阻值：；
那么R1的阻值：R1=R串-R2=16Ω-8Ω=8Ω。
（3）“高温”档时，每分钟消耗的电能：W=Pt=18W×60s=1080J。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据电路图可知，当开关与触点“低”接触时，电阻R1与R2串联，根据公式计算此时电路中的电流；
（2）首先根据计算出两个电阻的组织之和，再根据计算R2的阻值，最后根据R1=R串-R2计算即可；
（3）根据W=Pt计算每分钟消耗的电能。
37．【答案】（1）电动机消耗的功率P=UI=180V×15A=2700W；
（2）变阻器的电压：U变=U总-U=200V-180V=20V；
变阻器的功率：P变=U变I=20V×15A=300W；
电动机的发热功率：P热=I2R=（15A）2×0.4Ω=90W；
那么整个电路的发热功率为：P热总=P热+P变=90W+300W=390W。
（3）电动机的输出功率P输出=P-P热=2700W-90W=2610W。
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式P=UI计算电动机消耗的功率；
（2）首先根据U变=U总-U计算变阻器的电压，再根据P变=U变I计算出变阻器的功率，接下来根据P热=I2R计算出电动机的发热功率，最后将变阻器的功率和电动机的发热功率相加得到整个电路的发热功率，即P热总=P热+P变。
（3）根据P输出=P-P热计算电动机的输出功率。
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