2021-2022学年苏科版物理九年级下册第十五章电功和电热专题练习（Word版含答案）

2021-2022学年苏科版物理九年级下册第十五章电功和电热 专题练习（三）
一、单选题
1．电路如图，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片向左移动过程中，下列说法正确的是（电源电压保持不变）（　　）
A．电灯变暗 B．电压表V1的示数变大
C．电路总功率变大 D．电压表V2的示数不变
2．如图所示电路，电源电压不变，R是定值电阻。将一个“6V 2W”的小灯泡L1接在a、b两点间，L1恰能正常发光；若换个“6V 3W”的小灯泡L2接在a、b两点间，假设小灯泡L1、L2的电阻均保持不变，则L2（　　）
A．消耗的电能一定比L1多 B．两端的电压仍为6V
C．阻值一定比L1大 D．实际功率小于3W
3．如图所示，电源电压保持不变，R1、R2、R3为定值电阻，R1=20Ω且R2=R3，闭合开关S，电压表V1和V2的示数之比为4:3，此时电路消耗的总功率为P1；若把电压表V1和V2分别换成电流表A1和A2，闭合开关S后电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，此时电路消耗的总功率为P2。则下列结果正确的是（　　）
A．R2=R3=10Ω I1:I2=3:2 P1:P2=1:10
B．R2=R3=40Ω I1:I2=3:2 P1:P2=1:10
C．R2=R3=10Ω I1:I2=2:3 P1:P2=10:1
D．R2=R3=40Ω I1:I2=2:3 P1:P2=10:1
4．如图所示的电路中，电源两端的电压恒定不变，开关S1和S2为联动开关（同时断开或闭合），R1、R2、R3为三个定值电阻，其中R1∶R2＝1∶3；R2＝R3。闭合开关S后，当联动开关断开时，通过R1和R2的电流分别为I1、I2，R1和R2两端的电压分别为U1、U2，R1和R2的电功率分别为P1、P2；当联动开关闭合时，通过R1和R3的电流分别为I3、I4，R1和R3两端的电压分别为U3、U4，R1和R3的电功率分别为P3、P4。则下列关系中正确的是（　　）
A．I3∶I4＝1∶3 B．U1∶U3＝1∶3
C．P1∶P4＝1∶16 D．P2∶P3＝3∶16
5．如图所示电路，电源电压保持不变，当闭合开关S，调节滑片的位置，使变阻器的阻值从最大变化到最小，得到两个电阻的“U﹣I”关系图象如图所示。则下列判断正确的是（　　）
A．定值电阻R1的阻值为20Ω
B．变阻器滑片在中点时，电路的总功率为1.8W
C．图象乙反映了R2的“U﹣I”关系
D．滑动变阻器R2的阻值变化范围为0～10Ω
6．如图，L1、L2两灯泡分别标有“110V 100W”和“110V 40W”，按不同方法接入220V电路，使两灯泡正常发光，且电路总功率最小的是（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示的电路中，电源电压为18V且保持不变，定值电阻R0=10Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V。当闭合开关S，滑动变阻器RP的滑片P置于中点时，电流表示数为0.3A。则下列说法正确的是（　　）
①滑动变阻器RP的最大阻值为50Ω
②调节滑片P的位置并保证电路安全，则RP接入电路的阻值范围是20Ω～50Ω
③调节滑片P的位置并保证电路安全，电路中电流范围是0.3A～1.8A
④调节滑片P的位置并保证电路安全，电路总功率范围是5.4W～10.8W
A．①② B．②④ C．③④ D．②③
8．如图所示，电路的电源电压恒为6V，灯泡L正常发光时电压为2.5V电流为0.2A，滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样，下列说法正确的是（　　）
A．同时闭合S1、S2、S3，将会造成电源短路，烧坏电流表；
B．同时闭合S2、S3，向右移动滑动变阻器的滑片，电流表示数变小；
C．只闭合S3，移动滑动变阻器的滑片，可使灯泡正常发光；
D．只闭合S3，向右移动滑动变阻器的滑片，电压表示数会变大。
9．把规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器R与“8V 4W”的小灯泡L按如图所示连接在总电压恒为9V的电路中。电流表和电压表选择的量程分别为“0~0.6A”和“0~3V”，要求闭合开关S后，两电表的示数均不超过所选量程的最大测量值，且灯泡L两端电压不超过额定值（忽略灯丝电阻的变化），下列说法错误的是（　　）
A．滑动变阻器可调节的范围为2~8Ω
B．电路中的最大电流为0.5A，最小电流为0.375A
C．当电路中电流为0.5A时滑动变阻器消耗的功率最大，大小为0.5W
D．在滑动变阻器可调节的范围内，小灯泡消耗的功率变化量为1.75W
10．如图所示，ab 为一段粗细均匀的铅笔芯，其电阻与长度成正比。假设灯丝电阻不变，铜环与笔芯接触良好。当铜环从铅笔芯的 a 端向 b 端滑动时，下列描述电压表示数 U、铅笔芯与灯泡消耗的电功率之比随铜环滑动距离 x 的变化关系图像中，可能正确的是（　　）
A． B． C． D．
11．如图所示电路，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“6V 6W”字样。只闭合开关S1，将滑动变阻器R2的滑片从最右端向左移动一段距离到A点，此过程中电流表示数变化了0.1A，滑片在A点时电压表示数为3V。再闭合开关S2和S3，电流表示数又变化了1.3A，此时灯泡L恰好正常发光。忽略灯丝电阻的变化，电流表和电压表量程可以根据实际情况改变，下列说法正确的是（）
A．电源电压为12V
B．定值电阻R1的阻值为10Ω
C．只闭合开关S1，滑动变阻器R2消耗的最大功率为0.8W
D．只闭合开关S1，电路总功率的变化范围为1.2W~4.8W
12．如图甲所示，电源的电压U＝6V，R0为定值电阻，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示：图Ⅰ描述滑动变阻器的功率随其两端电压的变化规律，图Ⅱ描述电压表示数随电流表示数的变化规律、图Ⅲ描述效率（滑动变阻器消耗的功率与电路消耗总功率之比）随滑动变阻器电阻的变化规律，电表、导线对电路的影响不计。则下列说法正确的是（　　）
A．定值电阻R0的阻值为5Ω
B．滑动变阻器最大阻值6Ω
C．Ⅰ图上b点的坐标（2V 4.5W）
D．Ⅱ图上经过a点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积为2.88W
二、填空题
13．某电能表表盘上标有“3000r/kW·h”的字样，将标有“220V 484W”字样电热器单独接入家庭电路，正常工作30min，电能表转盘转动了600转，则该电热器两端的实际电压是___________V。
14．如图所示，为某电饭煲的电路原理图，开关可以同时与a、b相连，或只与c相连（红、绿指示灯不计电阻）。该电饭煲在加热档时总功率为1540W，在保温挡时的总功率为55W。若将开关与a、b相连时电饭煲处于______状态（选填“加热”或“保温”）；若电饭煲处于加热状态时，R的电功率为P1；处于保温状态时，R的电功率为P2，P1：P2=400：1，则电阻R1为______Ω。
15．如图所示，电源电压为4.5V不变，小灯泡的额定电压为2.5V，R1＝10Ω。闭合开关S1、S2， 将滑动变阻器R2的滑片滑到最左端时，小灯泡正常发光，小灯泡的额定功率为______W；只闭合开关S1， 滑动变阻器R2的滑片从最左端滑到最右端，电压表示数从1.5V变化到3V，滑动变阻器R2的最大阻值为______Ω ；该电路1min内消耗最多电能为______J。
16．如图所示，只闭合开关S时灯L1的功率为9W；断开开关S，闭合S1、S2时，灯L1的功率为25W。电源电压不变，忽略温度对灯丝电阻的影响。则L1与L2电阻之比是______，闭合S1、S2时，灯L2的功率为______W。
17．小玲家的电能表标有“1 600 imp/(kW·h)”，这表示每消耗1 kW·h的电能电能表上的指示灯闪烁1 600次。若他只让热水器接入电路正常工作3 min，指示灯闪烁160次，则热水器消耗的电能是___________kW·h，额定功率是___________W。
18．如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。闭合开关后，图乙是滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中滑动变阻器的电功率与其电阻的关系图像。在滑片滑动过程中，电压表的最大示数为______V，定值电阻R消耗电功率的最大值为______W。
19．如图所示，电源电压保持6V 不变，电流表的量程为0 0.6A，电压表的量程为0 3V，定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”，闭合开关移动滑片，为了保证电路安全，滑动变阻器阻值变化范围是___________，电路总功率最大值为___________ 。
20．如图甲所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从一端移到另一端的过程中，电流表示数I与电压表示数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阻值分别为和R时，电路消耗的总功率分别为P1、P2，则P1:P2=_________。
21．如图，电源电压恒定，闭合S，S1，S2，移动滑动变阻器R2的滑片到a点此时电阻为Ra（图中未标出），电流表A1和A2的示数分别为I1和I2；保持滑片位置不动，断开S1、S2，闭合S，此时电压表的示数为U1，R2的功率为P1；再将滑片移动到最右端，此时电压表示数为U2，电流表A2电流为0.4A，R2的功率为P2。已知R1=6Ω，I1∶I2=3∶2，U1∶U2=2∶3，P1∶P2=7∶6，小灯泡电阻不变。则Ra的阻值大小为______Ω，电源电压为______V。
22．小明家中电能表的参数如图所示，他家同时使用的用电器总功率不能超过________W； 五月初抄表的示数如图所示，若五月份交电费42元，且电价为0.5元/度，则五月末抄表的示数为________kw·h，若1min内电能表的指示灯闪烁10imp，则这段时间内，小明家所使用的用电器的总功率为________W。
三、计算题
23．如图所示电路中，灯泡L标有“6V 3W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响）；当开关S1、S2均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表示数为1.5A，并且灯泡L正常发光；当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数为0.25A；求：
（1）电源电压；
（2）定值电阻R的阻值；
（3）开关S1闭合后，电路中的最小功率。
24．如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变，小灯泡L标有“4V，1.6W”字样，R1＝20 ，滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。
（1）求小灯泡的电阻；
（2）只闭合开关S2时，电压表的示数为2V，则R1消耗的电功率是多少？
（3）在不损坏各电路元件的情况下，若闭合所有开关，滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3：1，若只闭合开关S3，小灯泡L消耗的电功率变化范围是多少？
25．如图甲所示电路，电源电压可调，R为标有“1A”字样的滑动变阻器，电流表量程为0~3A，L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示。求：
（1）L2正常发光时的电阻；
（2）若只闭合开关S1，电源电压调为10V，滑片P滑至中点时小灯泡正常发光，求滑动变阻器的最大阻值；
（3）现断开S1、S2闭合S3，滑动变阻器滑片P的移动范围为2Ω至最大阻值处，现移动滑片P同时调节电源电压，使电路中两个小灯泡均发光且有小灯泡正常发光，电路中各元件均安全工作，对应电路总电功率的变化范围。
26．如图甲所示，是一款家用电火锅，容量4L，额定电压220V，它能实现发热电阻丝R1在160W~1210W之间无极调温，图乙是它的电路简化图。
（1）为了保护发热电阻丝，开关刚刚闭合时，电火锅处于保温状态，滑片应位于电阻丝R2的_________端。（选填“A”或“B”）
（2）当滑片从R2的最右端移到最左端时能够实现R1电功率从160W~1210W的无极调温，则R1的阻值为多大( )，R2的最大阻值为多大？( )
（3）当R2的滑片调到中间时，电火锅的电功率是多少？( )
27．冬天到了，洋洋家的洗手间里安装了如图甲所示的某款电热水龙头，“即开即热、冷热兼用”。图乙是它的简化工作原理图，R1、R2为阻值不变的电热丝，通过旋转手柄带动开关接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换，当开关置于1时，水龙头放出冷水。电热水龙头的铭牌中的热水挡模糊不清，洋洋关闭家中其它用电器，让水龙头处于热水挡正常工作12s，观察到标有“3000r/（kW·h）”字样的电能表转盘转过了42转，已知电阻R1=24.2Ω，求：
（1）处于温水挡时的功率为多少W
（2）电阻R2为多少Ω
（3）当处于热水挡时，正常工作42s正好放出热水1L，则水龙头出水与进水口的水温温差有多大？（消耗的电能有80%被水吸收，c水=4.2×103J/（kg·℃）
28．如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220 V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为60Ω。当只闭合S1时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440 W。
（1）发热电阻R1的阻值是多少？
（2）开关怎样闭合为高温挡？高温挡的电功率是多少？
（3）小明发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在1min内电能表的转盘转了30转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时电烤箱的实际功率为多少W？（不考虑电阻值随温度的变化）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
闭合开关S后，滑动变阻器R与灯泡L串联，电流表测量电路总电流，电压表V2测灯泡L两端的电压，电压表V1测R两端的电压，将滑动变阻器R的滑片向左移动，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由欧姆定律I可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；由U＝IR可知，灯泡电阻不变，电流变大，所以灯泡两端的电压变大，即电压表V2的示数变大；因为P＝UI，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以灯泡的实际功率变大，灯泡变亮；因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器R两端的电压变小，即电压表V1的示数变小；由P＝UI可知，电路的总功率变大；通过以上论述，C正确，ABD错误。
故选C。
2．D
【解析】
【详解】
BC．将一个“6V 2W”的小灯泡L1接在a、b两点间，L1恰能正常发光，则灯泡L1的小灯泡的电压为6V，通过的电流为
灯泡L1的电阻为
设电源电压为U，定值电阻的阻值为R，则根据电压规律可以列等式
若换个“6V 3W”的小灯泡L2接在a、b两点间，灯泡L2的电阻为
小灯泡的电阻变小，根据串联分压，此时的电压变小，故小于6V，故BC不符合题意；
A．由于灯泡的电阻不变，而灯泡两端的电压小于6V，小于额定电压，故灯泡L2的实际功率小于额定功率，故小于3W，故D符合题意；
D．只能知道灯泡L2的功率小于3W，但不知道通电时间长短，无法确定L2消耗电能的多少，故A不符合题意。
故选D。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
由电路图可知，闭合开关 S，R1、R2、R3串联，电压表V1测R2与R3两端的电压之和，电压表V2测R1与R2两端的电压之和，因串联电路中各处的电流相等，且
R1=20Ω、R2=R3
所以，两电压表的示数之比
解得
R2=40Ω
则
R3=R2=40Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时电路消耗的总功率
若把电压表V1和V2分别换成电流表A1和A2，闭合开关S后，R1、R2、R3并联，电流表A1测R1与R2支路电流之和，电流表A2测R2与R3支路电流之和，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，两电流表的示数之比
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和所以，干路电流
电路的总功率
则
综上所述：可知ACD错误，B正确。
故选B。
4．D
【解析】
【详解】
A．当联动开关断开时，电路为R1、R2的串联电路，当联动开关闭合时，R2被短路，电路为R1、R3的并联电路；设电源电压为U，当R1、R2串联时，因为串联电路电流处处相等，所以流过R1、R2的电流相等，且R1∶R2＝1∶3，，根据欧姆定律得，R1、R2通过的电流为
当联动开关闭合时，R1、R3并联，且R2＝R3，R1∶R2＝1∶3，根据欧姆定律，流过R1的电流为
通过R3的电流为
则通过R1和R3的电流之比为
故A错误；
B．当R1、R2串联时，R1两端的电压为
R2两端的电压为
当联动开关闭合时， R1、R3并联，故R1和R3两端的电压
U3=U4=U
所以
故B错误；
CD．当R1、R2串联时，根据P=UI可得，R1、R2的电功率分别为
R1、R3并联时，根据P=UI可得，R1、R3的电功率分别为
所以
故C错误，D正确。
故选D。
5．B
【解析】
【详解】
C．从“U﹣I”关系图象可以看出，甲为滑动变阻器的关系图象，因为最后电压变为0，此时滑动变阻器的电阻为0，乙为电阻R1的图象，故C错误；
A．当滑动变阻器的阻值最大时，两电阻串联，电路中的电流最小，由图乙可知，此时电路中的电流I＝0.2A，电阻R1的电压U1＝2V，滑动变阻器两端的电压U2＝4V，因为串联电路总电压等于各支路电压之和，所以，电源电压为
U＝U1+U2＝2V+4V＝6V
根据欧姆定律可得，定值电阻R1的阻值
故A错误；
D．滑动变阻器的阻值最大为：
即滑动变阻器R2的阻值变化范围为0～20Ω，故D错误；
B．因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以变阻器滑片在中点时，电路中总电阻
电流表示数
此时电路的总功率：P＝UI＝6V×0.3A＝1.8W，故B正确。
故选B。
6．D
【解析】
【详解】
A．由题知，两灯泡的额定电压相等，L1的额定功率大于L2的额定功率，根据可知L1的电阻较小，即R1＜R2；因L1、L2两灯泡的电阻不同，若直接把L1、L2两灯泡串连接入电路，由串联分压的规律可知，220V的电源电压不会被L1、L2平分，所以L1、L2两灯泡不会同时正常发光，故A不符合题意；
BD．图中L1、L2两灯泡并联之后与电阻串联，当电阻的阻值与L1、L2两灯泡并联的总电阻相等时，L1、L2两灯泡分得的电压都为110V，此时两灯泡都可以正常发光；根据并联电路的电流特点可知，此时总电流I总′=I1+I2，则电路消耗的总功率P总′=U总(I1+I2)；因R1＜R2，若把灯泡L2与电阻并联，可以使并联部分的电阻减小，则可能使L1灯泡与并联部分的电阻相同，所以L1、L2两灯泡分得的电压可能都为110V（等于额定电压），则两灯泡能同时正常发光；结合图示可知，此时总电流等于L1的额定电流，电路总功率P总=U总I1；由BD的分析可知，正常发光并且消耗总功率最小的为D，故B不符合题意，D符合题意；
C．因R1＜R2，若把灯泡L1与电阻并联，会使并联部分的总电阻更小，所以L1、L2两灯泡分得的电压不相等，则L1、L2两灯泡不会同时正常发光，故C不符合题意。
故选D。
7．B
【解析】
【详解】
①．由电路图可知，闭合开关后，定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测滑动变阻器两端电压，因电流表示数为I=0.3A，故由欧姆定律可知定值电阻两端电压为
因电源电压为18V，故可得滑动变阻器两端分压为
由欧姆定律可得，此时滑动变阻器接入电路的阻值为
由题意可知，此时滑动变阻器接入电路中的电阻长度为总长度的一半，因电阻的阻值与长度成正比，故可知滑动变阻器的最大阻值为
故①错误；
②．由电流表量程可知，电路中的最大电流为Imax=0.6A，此时定值电阻两端电压为
故此时滑动变阻器两端分压为
解得此时滑动变阻器接入电路中的最小阻值为
由电压表量程可知，滑动变阻器两端电压最大为，故此时定值电阻两端分压为
故此时电路中的电流为
解得此时滑动变阻器接入电路中的最大阻值为
可得RP接入电路的阻值范围是20Ω～50Ω，故②正确；
③．由②中分析可知，要保证电路安全，电路中的最大电流为0.6A，最小电流为0.3A，故电路中的电流范围为0.3A～0.6A，故③错误；
④．由③中分析可知，要保证电路安全，电路中的电流范围为0.3A～0.6A，故由P=UI可得，电路中的最小功率为
电路中的最大功率为
故④正确；
故由上述分析可知，ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
8．C
【解析】
【详解】
A．同时闭合S1、S2、S3时，定值电阻R与滑动变阻器并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路中的电流，所以，不会造成电源短路，不会烧坏电流表，故A错误；
B．同时闭合S2、S3时，电路为滑动变阻器的简单电路，电压表测电源两端的电压，电流表测电路中的电流，向右移动滑动变阻器的滑片，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，即电流表示数变大，故B错误；
C．只闭合S3时，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，由电路图可知，电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~0.6A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光时的电压为2.5V，所以，此时滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V＜15V
电压表安全，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P=UI可得，电路中的电流
电流表安全，滑动变阻器接入电路中的电阻
所以，移动滑动变阻器的滑片，可使灯泡正常发光，故C正确；
D．只闭合S3时，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，向右移动滑动变阻器的滑片，变阻器接入电路中的电阻变小，由串联电路的分压特点可知，变阻器两端分得的电压变小，即电压表的示数变小，故D错误。
故选C。
9．C
【解析】
【详解】
由图可知灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流。
AB．灯丝的电阻为
灯正常发光时的电流为
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I大=0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的总电阻
所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为
R滑小=R总-RL=18Ω-16Ω=2Ω
为保护电压表，滑动变阻器两端的最大电压为3V，此时滑动变阻器连入的电阻最大，电路中的电流最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡两端的电压
UL′=U-UR=9V-3V=6V
此时电路中最小的电流为
滑动变阻器连入的最大电阻为
滑动变阻器允许调节的范围为2Ω～8Ω，电路中的最大电流为0.5A，最小电流为0.375A，故AB正确，不符合题意；
C．滑动变阻器消耗的功率
当
R滑=RL=16Ω
滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为
故C错误，符合题意；
D．在滑动变阻器可调节的范围内，小灯泡消耗的功率变化量为
故D正确，不符合题意。
故选C。
10．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由电路图知，灯泡与铅笔芯串联在电路中，电压表测铅笔芯两端的电压，电流表测电路中的电流，且灯丝的电阻不变，铅笔芯的电阻与其长度成正比，铜环从铅笔芯的a端向b端滑动时，滑动距离变大，但接入电路的阻值变小，据串联电路的分压特点知，铅笔芯两端分去的电压变小，即电压表的示数变小。设铅笔芯的总电阻为R，整段的长度为L，则铜环滑动距离为x时，铅笔芯接入电路的阻值
电路中的电流
电压表的示数
那么U与x不是一次函数，故AB错误；
CD．由P=I2R可得，铅笔芯与灯泡消耗的功率之比
且R、RL与L是定值，所以铅笔芯与灯泡消耗的功率之比与x成一次函数关系，并且铜环从a端向b端滑动时，比值随x值的增大而减小，故C错误，D正确。
故选D。
11．B
【解析】
【详解】
A．当开关都闭合时，电路的等效电路如图3所示
R1与L并联，R2短路，此时L正常发光，则两端电压为6V，根据并联电路电压的规律可知电源电压为
故A错误；
B．根据题意，先闭合开关S1，如图1所示，R1与R2串联，滑动变阻器处在最大阻值处，假设此时电流为I0；滑片P向左移动到A处时，如图2所示，电流变化了0.1A，即增加了0.1A，此时的电流为
此时电源电压为
①
再闭合开关S2和S3，如图3所示，R1与L并联，R2短路，根据串并联电路电阻的关系可知，总电阻变小了，总电流变大了，电流表示数又变化了1.3A，即增加了1.3A，则此时的电流为
根据小灯泡正常发光，由电功率的公式可知此时小灯泡的电流为
由并联电路电流的规律可得R1的电流为
此时电源电压为
②
联立①②解方程组可得，。
故B正确；
C．根据题意，闭合开关S1，如图1所示，R1与R2串联，滑动变阻器处在最大阻值处，此时电流为，由串联电路电阻的关系及欧姆定律可得
解方程可得。根据电功率计算公式可得滑动变阻器的功率为
当时，分式的分母最小，取最大值，即
故C错误；
D．根据题意，当只闭合开关S1，滑动变阻器接入最大阻值时，电路总功率最大，由串联电路电阻的关系及电功率公式可得最小功率为
当滑动变阻器接入阻值为0时，电路为R1的简单电路，此时功率最大，则最大功率为
则此时电路功率变化范围为1.2~3.6W，故D错误。
故选B。
12．D
【解析】
【详解】
由图甲可知，滑动变阻器与定值电阻R0串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
A．当滑片P位于A端时，滑动变阻器接入电路中电阻为零，此时电路中的电流最大，由图II可知，电路中的最大电流I大＝3A，由可得，定值电阻的阻值
故A错误；
B．因串联电路中电流处处相等，且串联电路中总电阻等于各部分电阻之和，所以，由
P＝UI＝I2R
可得，滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，效率最大，由图III可知，最大效率为80%，则
解得
R滑大＝8Ω
故B错误；
C．当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，电路中电流
此时滑动变阻器消耗的电功率
（）2R＝
当
R＝R0＝2Ω
时，变阻器消耗的电功率最大，由图I可知，变阻器消耗的最大功率为4.5W，此时电路中的电流
电压表的示数
UR＝IR＝1.5A×2Ω＝3V
则I图上b点的坐标（3V，4.5W），故C错误；
D．由图II可知，a点表示电路中的电流最小，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流
此时电压表的示数
U滑＝I小R滑大＝0.6A×8Ω＝4.8V
则II图上经过a点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积
P＝U滑I小＝4.8V×0.6A＝2.88W
故D正确。
故选D。
13．200
【解析】
【分析】
【详解】
电热器消耗的电能为
电热器的实际功率为
电热器的电阻
该电热器两端的实际电压
14． 加热 110
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由可知，电源电压不变时，电路中的总电阻越小，电路的总功率越大，当开关与a、b相连时，此时电阻R与R2并联接入电路，总电阻较小，故此时电饭煲处于加热状态。
[2]由电路图可知，开关与c相连时，电饭煲处于保温状态，由P=UI可得，电路中的电流为
因电饭煲处于加热状态时，R的电功率为P1，处于保温状态时，R的电功率为P2，且
P1:P2=400:1
故由P=I2R可得，两种情况下通过R的电流之比为
解得加热时，通过R的电流为
又因加热时，电路的总电流为
故加热时通过R1的电流为
解得电阻R1的阻值为
15． 0.5 10 54
【解析】
【分析】
【详解】
[1]闭合开关S1、S2，将滑动变阻器R2的滑片滑到最左端时，灯与R1串联，小灯泡正常发光，故灯的电压为2.5V，由串联电路的规律及欧姆定律，电路的电流为
即灯的额定电流为0.2A，故小灯泡的额定功率为
P=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W
[2]只闭合开关S1，灯与变阻器串联后再与R1串联，滑动变阻器R2的滑片在最左端时，电压表测灯的电压，滑片在最右端时，电压表测灯与变阻器的电压，因电压表接在滑片上，故在滑片移动过程中，电流要全部经过电阻丝，即电路的总电阻不变，电路的电流不变；滑片在最左端时，由串联电路电压的规律及欧姆定律，电路的电流为
①
滑片在最右端时，由串联电路电压的规律及欧姆定律，电路的电流为
②
把②代入①得
R滑大=10Ω
[3]开关S1、S2闭合，将滑动变阻器R2的滑片滑到最左端时，电路的总电阻最小，消耗电能最多，此时电路中的电流等于灯泡正常发光是的电流，故
W=UIL t=4.5V×0.2A×60s=54J
16． 3∶2 37.5
【解析】
【详解】
[1]设电源电压为U，灯L1的电阻为R1，灯L2的电阻为R2，由图可知，只闭合开关S时，灯L1和灯L2串联在电路中，此时电路中的电流为
此时灯L1的功率为
断开开关S，闭合S1、S2时，灯L1和灯L2并联在电路中，此时灯L1的功率为
所以
化简得
解得
即L1与L2电阻之比是3∶2。
[2]断开开关S，闭合S1、S2时，灯L1和灯L2并联在电路中，灯L2的功率为
17． 0.1 2 000
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由题意知，热水器3min内消耗的电能
[2]热水器的额定功率
18． 4 3.6
【解析】
【详解】
[1]根据题意，R与R1串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，根据串联电压电路分压的规律，当滑动变阻器接入最大阻值时，，此时两端电压最大，根据电功率的公式可得两端电压为
即电压表最大示数为4V。
[2]当时，，由欧姆定律可得此时的电流为
由串联电路电压的规律可得电源电压为
同理当时，，根据电功率的公式可得两端此时电压为
欧姆定律可得此时的电流为
由串联电路电压的规律可得电源电压为
由电源电压一定，所以有
解方程可得，所以电源电压为
当滑动变阻器接入阻值为0时，电路为R的简单电路，此时R的功率最大为
19．
【解析】
【详解】
[1]由图示电路图可知，滑动变阻器R2和定值电阻R1串联，电压表测量定值电阻两端的电压，电流表测电路电流。电源电压为6V保持不变，定值电阻为10Ω，由题意可知，当电压表的最大测量值为3V时，此时定值电阻R1两端的电压，电路中电流
因此电路中的最大电流为0.3A，电流表示数允许的变化范围是：；滑动变阻器接入电路中的最小电阻
滑动变阻器接入电路的阻值R2允许变化范围为：。
[2]由可知，由于电路的总电压6V不变，电流最大时，就能保证电路总功率最大，则最大电功率为
20． 40 3:2
【解析】
【详解】
[1]由图像可知，当滑动变阻器全部接入电路时，电路中的电流最小，为0.1A，滑动变阻器两端的电压为8V，由可得滑动变阻器的最大电阻为
设电源电压为U，当滑动变阻器接入电阻为0时，电路中的电流最大，为0.3A，则有
①
当滑动变阻器全部接入电路时，电路中的电流最小，为0.1A，则有
②
将Imax=0.3A，Imin=0.1A，R=80Ω带入①②解得
R0=40Ω，U=12V
[2]由公式可得，当滑动变阻器接入电路阻值分别为和R时，电路消耗的总功率分别为
则P1、P2的比值为
21． 12 18.2
【解析】
【详解】
[1]闭合S、S1、S2，移动滑动变阻器R2的滑片到a点时（即接入电路电阻为Ra），由图可知，Ra与R1并联接入电路，电流表A2测通过R1的电流，电流表A1测干路电流，已知此时电流表A1和A2的示数分别为I1和I2，即干路电流为I1，通过R1的电流为I2，由并联电路的电流特点可得
I1=Ia+I2
I1∶I2=3∶2
可得
Ia∶I2=1∶2
由欧姆定律可得
Ra的阻值大小为
Ra=2R1=2×6Ω=12Ω
[2]保持滑片位置不动，断开S1、S2，闭合S，此时Ra与L串联，电压表测变阻器的电压U1，电路中的电流为I串1；再将滑片移动到最右端，即变阻器全部接入电路，此时电压表示数为U2，电路中的电流为I串2=0.4A，已知前后两次变阻器R2消耗的功率之比
P1∶P2=7∶6
Ra与变阻器最大阻值R的比值为
可得变阻器的最大阻值
因电源电压不变，所以由欧姆定律可得
①
②
由①②解得RL=14Ω，则电源电压
22． 4400 0191.6 200
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由电能表的参数可知，小明家用电器总功率不能超过
P=UImax=220V×20A=4400W
[2]小明家五月消耗的电能为
五月末抄表的示数为
0107.6kW·h+84kW·h=0191.6kW·h
[3]小明家所使用的用电器消耗的电能为
小明家所使用的用电器的总功率为
23．（1）6V；（2）6Ω；（3）1W
【解析】
【详解】
（1）当开关S1、S2均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，灯泡和定值电阻并联，电流表测量干路电流。灯泡L正常发光，并联电路各并联支路两端的电压相等，根据并联电路的电压特点可知，电源电压
U＝UR＝UL＝6V
（2）根据灯泡铭牌数据可知灯泡正常发光的电流
由于电流表示数为1.5A，并联电路干路电流等于各支路的电流之和，根据并联电路的电流特点知道通过R的电流
IR＝1.5A﹣0.5A＝1A，
根据欧姆定律知道，定值电阻R的阻值
（3）当开关S1闭合、S2断开，L和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数为0.25A，根据欧姆定律知道，电路中总电阻
不计温度对灯丝电阻的影响，根据欧姆定律可知灯泡的电阻
则滑动变阻器的总电阻
R滑＝2×（R总﹣RL）＝2×（24Ω﹣12Ω）＝24Ω
电源电压不变，根据知道，电路中总电阻最大时，总功率最小，开关S1闭合后，根据串并联电路的电阻特点可知，当S2断开，且滑动变阻器的阻值全部接入电路中时，总电阻最大，电路中的功率最小，电路中的最小功率为
答：（1）电源电压为6V；
（2）定值电阻R的阻值为6Ω；
（3）开关S1闭合后，电路中的最小功率为1W。
24．（1）10Ω；（2）0.8W；（3）0.225W～0.9W
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）由P＝可得，小灯泡的阻值
RL＝＝＝10Ω
（2）只闭合开关S2时，L与R1串联，则通过L的电流
I＝＝＝0.2A
R1消耗的电功率
P1＝I2R1＝(0.2A)2×20Ω＝0.8W
（3）电源的电压
U＝I(RL+R1)＝0.2A×(10Ω+20Ω)＝6V
滑动变阻器R2消耗的最小功率
P2小＝
通过滑动变阻器的最大电流
I2大＝0.6A
则滑动变阻器R3消耗的最大功率
P2大＝UI2大
因滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3:1，所以
＝＝
则
R2＝＝＝30Ω
只闭合开关S3时，RL与R2串联，电压表测RL两端的电压，当电压表的示数UL′＝3V时，电路中的电流
I1＝＝＝0.3A
则小灯泡RL消耗的最大电功率
PL大＝I12RL＝(0.3A)2×10Ω＝0.9W
电路中的最小电流
I2＝＝＝0.15A
小灯泡RL消耗的电功率
PL小＝I22RL＝(0.15A)2×10Ω＝0.225W
小灯泡RL消耗的电功率变化范围是0.225W～0.9W
答：（1）小灯泡的电阻为10Ω；
（2）R1消耗的电功率是0.8W；
（3）小灯泡L消耗的电功率变化范围是0.225W～0.9W。
25．（1）7.5Ω；（2）10Ω；（3）7.68W~12.8W
【解析】
【详解】
解：（1）当灯泡L2正常发光时，L2两端的电压U2=6V，由图象可知通过L2的电流IL2=0.8A，由可得，L2正常发光时的电阻：
（2）若只闭合S1时，灯L2与变阻器串联，滑片在中点时，灯L2正常发光，则灯的电压为UL2=6V，电流为IL2=0.8A，根据串联电路的规律及可得，变阻器连入电路中的电阻
则滑动变阻器的最大阻值为
R滑大=2R滑中=2×5Ω=10Ω
（3）当断开S1、S2闭合S3时，两灯串联后再与变阻器串联，通过两灯的电流相等，由题意可知，两个小灯泡均发光且有小灯泡正常发光，因灯L1的额定电流大于灯L2的额定电流，且滑动变阻器的最大电流为1A，所以只能使L2正常发光，此时电路中的电流
I=IL2=0.8A
由图象可知，当电流为0.8A时的L1两端的电压UL1=2V，此时灯L1的电阻
R1＝
因滑动变阻器接入电路的电阻不小于2Ω，根据串联电路的电阻特点可知，电路的最小电阻
R串小=R1+RL2+R滑小=2.5Ω+7.5Ω+2Ω=12Ω
电路的最大电阻
R串大=R1+RL2+R滑大=2.5Ω+7.5Ω+10Ω=20Ω
所以电路的最小功率
P小=I2R串小=(0.8A)2×12Ω=7.68W
电路的最大功率
P大=I2R串大=(0.8A)2×20Ω=12.8W
即电路的功率范围为7.68W~12.8W。
答：（1）L2正常发光时的电阻为7.5Ω；
（2）滑动变阻器的最大阻值为10Ω；
（3）对应电路总电功率的变化范围为7.68W~12.8W。
26． B 40Ω 70Ω 645.33W
【解析】
【详解】
解：（1）为了保护发热电阻丝，开关刚刚闭合时，电火锅处于保温状态，功率较小，根据P=知，在电压一定时，电阻较大，则滑片应位于电阻丝R2的 B端；
（2）当滑片在最左端时，滑动变阻器的电阻最小为零，电路只有电阻R1工作，此时R1功率最大为1210W，R1的阻值为
R1===40Ω
当滑片在最右端时，滑动变阻器的电阻最大，电阻R1和R2串联，此时R1的功率最小为160W，根据P=I2R知，此时电路的电流为
I== =2A
电路的总电阻为
R===110Ω
由电阻串联可得，变阻器R2的最大阻值为
R2大=R-R1=110Ω-40Ω=70Ω
（3）当R2的滑片调到中间时，R1的阻值为40Ω，R2的阻值为35Ω；此时电路中的电流为
I'=== A
根据P=UI知，此时电火锅的电功率为
P中=UI'=220V×A=645.33W
答：（1）B；（2）R1的阻值为40Ω，R2的最大阻值为70Ω；（3）当R2的滑片调到中间时，电火锅的电功率是645.33W。
27．（1）2000W；（2）22Ω；（3）33.6℃
【解析】
【详解】
解：（1）开关处于位置1时，电路断路，R1、R2均没有接入电路，放出来的是冷水，开关处于位置1、2时，电阻R1单独接入电路；开关处于位置2、3时电阻R1和电阻R2并联接入电路，由并联电阻小于其中任一电阻，由可知，开关处于位置2、3，电路的功率大，放出来的是热水；开关处于位置1、2时，电路中电阻比开关处于位置2、3电阻大，功率小，放出来的是温水，故温水挡的功率为
（2）标有“”字样的电能表表示电能转盘每转3000圈，电路消耗的电能为，电能表转盘转过了42转，消耗的电能为
水龙头处于热水档的功率为
根据并联电路各支路可独立工作、互不影响，R2的功率
P2＝P热﹣P温＝4200W﹣2000W＝2200W
电阻R2大小
（3）根据密度公式，1L水的质量为
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg
当处于热水挡时，正常工作42s消耗的电能为
W1＝P温t1＝4200W×42s＝176400J
消耗的电能有80%被水吸收，根据
水龙头出水与进水口的水温温差
答：（1）温水挡的额定功率是2000W；
（2）R2的电阻值是22Ω；
（3）水龙头出水与进水口的水温温差为33.6℃。
28．（1）50Ω；（2）同时闭合S1、S2时，为高温档， 968W；（3）600W
【解析】
【详解】
解：（1）当只闭合S1时，R1、R2串联，处于低温挡，由P=可得
发热电阻R1的阻值
R1=R总-R2=110 Ω-60Ω=50Ω
（2）同时闭合S1、S2时，为高温档，接入电路的只有R1，因此，
即：高温挡的电功率为968W。
（3）电能表转盘转30转消耗的电能
电烤箱的实际功率
答：（1）发热电阻R1的阻值是50Ω；
（2）同时闭合S1、S2时，为高温档，高温挡的电功率为968W；
（3）用电高峰时电烤箱的实际功率为600W。
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