人教版九年级全一册物理 18.2电功率同步练习（有解析）

18.2 电功率 同步练习
一、单选题
1．下列物理量最接近实际的是（　　）
A．普通中学生的质量约为200kg B．成年人的正常步行速度约为1.2m/s
C．人的正常体温约为42℃ D．日光灯管的功率约为900W
2．下列物理量的估计中最接近事实的是（　　）
A．人体的安全电压是不高于 360V
B．家用空调正常工作时的电流约为 1A
C．家用电视机正常工作时的功率约为 1000W
D．教室内一盏日光灯正常工作时功率约为 40W
3．为了预防厨房天然气泄露，大家都自觉安装了天然气泄漏报装置，如图所示是它部分电路的原理图，电源电压不变，R0为定值电阻，R是一个气敏电阻，其电阻值会随天然气浓度的升高而变小，闭合开关S，若厨房出现天然气泄漏浓度升高，则下列判断正确的是（　　）
A．气敏电阻R的阻值变大 B．电压表的示数变小
C．通过电阻R0的电流变小 D．整个电路消耗的总功率变小
4．“赛龙舟”是端午节里的传统节目。小浩自制了一个卡通龙舟，用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。他用规格为“12V，6W”的红灯、“12V，12W”的绿灯及“24Ω，2A”的滑动变阻器等元件，设计了如图所示电路。当闭合开关S1、S2、S，且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时，两灯都正常发光。电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化。下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为24V
B．该电路最大工作电流是2A
C．该电路最小电功率是3W
D．该电路最大电功率与最小电功率之比为9:2
5．如图所示的电路板，正面只有一个开关和两个灯泡，电源及导线均在电路板背面。闭合开关，看见L1发光，L2不发光，用灯泡L3替换L1，发现L2和L3同时发光，忽略温度对灯丝电阻的影响。下列判断正确的是（　　）
A．L3和L2是并联的 B．L2不发光的原因是灯丝断了
C．L1的电阻大于L3的电阻 D．L3替换L1后，电路的总功率变小
6．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻且小于R2的最大阻值，闭合开关S后，在滑片从最右端向左移动的过程中，电表均不超过量程，下列分析正确的是（　　）
A．电流表示数变大，电压表V2示数变大
B．电流表示数变大，电压表V1示数变小
C．电压表V2的示数与电流表示数的乘积先变大后变小
D．电压表V2的示数与电流表示数的乘积保持不变
7．如图，电源电压不变，闭合开关后，滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中（　　）
A．V1的示数变大，电路消耗的总功率变小
B．V2的示数不变，电路消耗的总功率变大
C．A的示数变大，V1的示数与A的示数之比变大
D．A的示数变大，V2的示数与A的示数之比变大
8．如图所示，“”、“ ”。灯丝电阻不变，电源电压3V。开关闭合后，下列说法正确的是（　　）
A．L1和L2的电阻之比是 B．L1和L2的电流之比是
C．L1两端电压是2V D．两灯消耗的总功率是1W
9．在如图甲所示的电路中，电源两端的电压保持不变，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P由a端滑至b端的过程中，通过小灯泡的电流I随其两端电压U变化的I-U图像如图乙所示。已知小灯泡的额定电压为12V，下列说法中正确的是（　　）
A．在电压表示数变小的过程中，电路消耗的总功率不断变大
B．滑动变阻器的最大阻值为9Ω
C．滑片P由a端滑至b端的过程中，小灯泡的电功率变化了9W
D．滑片P由a端滑至b端的过程中，电路的总电功率变化了21W
10．现有两个灯泡L1、L2 , L1标有“6 V　3 W”字样，L2的电阻为6 Ω，将L1、L2串联接在某一电路中，L1、L2均能正常发光(忽略温度对电阻的影响)，下列计算结果正确的是( )
A．灯L1的电流比L2的大
B．灯L1的亮度比L2的大
C．灯L2的额定功率为3 W
D．电路两端的总电压为12 V
11．如图所示电路，电源电压保持不变。闭合开关，当滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端的过程中，两个电阻的U～I关系图像如图所示。则下列判断正确的是（　　）
A．图线甲是电阻R1的“U～I”关系图像
B．电源电压为9V
C．电路的最大总功率为14.4W
D．滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω
12．在如图的电路中，电源两端的电压U保持不变，只闭合开关S1，当滑动变阻器R3的滑片P滑至最左端，滑动变阻器R2的滑片P′滑至最下端时，电阻R2消耗的电功率P0=8W，再将滑动变阻器R3的滑片P滑至最右端，滑动变阻器R2的滑片P′滑至最上端电压表V1的示数为U，V2的示数为U2，U1:U2=1:4。只闭合开关S1和S3，R2置于最大阻值处，电路消耗的总功率为P1；只闭合开关S1和S2，电路消耗的总功率为P2，P1:P2=1:2，则下列判断正确的是（　　）
A．电阻R1与滑动变阻器R2的最大阻值之比为2:1
B．只闭合S1，P置于R3的最左端，P′置于R2的最下端时，电路的总功率为16W
C．若R2断路的情况下闭合所有开关，则电路的总功率最小值是40W
D．只闭合S1，P置于R3的最左端，当P′分别置于R2的最下端和中点时，电压表V1的示数之比2:3
二、填空题
13．图中电源电压为6V并保持不变，定值电限R为10Ω，滑动变阳器Rˊ标有“20Ω、0.5A”字样，电流表量程为“0—0.6A”。电压表量程为“0—3V”。闭合开关，移动滑片P的过程中，为保证电路元件安全滑动变阻器R'接人电路的最小阻值为________Ω，电路的最小功率为________W。
14．如图甲所示电路中，灯泡L标有“6V 3W”字样，其U-I图像如图乙所示，则灯正常发光时的电阻______Ω。滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样，当滑片从中点向左移动到端点时，灯恰好正常发光，移动过程中，滑动变阻器功率的变化量ΔP变与小灯泡功率的变化量ΔP灯相比较，｜｜____｜｜（选填“>”、“<”或“=”）。
15．小明家的电能表如图所示，他要用电能表和秒表测某一用电器的实际电功率。在用电高峰时，他只让规格为“220V 1000W”的电热水壶单独工作，测得在200s内电能表的转盘恰好转81圈。此时该电热水壶的实际功率 ______ W，实际电压 ______ V。（假设电水壶电阻不变）。
16．如图甲所示，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，改变R2的阻值，两电流表与电压表示数变化关系如图乙所示，当滑片在b端时，电流表示数为0.3A；当滑片置于变阻器的中点位置，R2消耗的电功率为1.6W，则定值电阻R1的阻值为______Ω，电源电压U为______V。
三、综合题
17．一种电热水龙头俗称“小厨宝”，通常安装在厨房里以便提供热水。如图是它的实物图和内部电路图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制水龙头流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，其中R2=44Ω，温水挡的电功率是880W［水的比热容是］。试回答或求解下列问题：
（1）当S旋到位置1时，水龙头流出______水；当S旋到位置3时，水龙头流出______水；（选填“冷”、“温”或“热”）
（2）当S旋到位置2时，小厨宝正常工作30s将0.5kg的水从20℃加热到50℃，水吸收了多少热量？( )
（3）电热丝R1的阻值是多少？( )
（4）当S旋到热水挡时，小厨宝正常工作90s消耗的电能是多少？( )
18．如图所示，电源电压不变，定值电阻阻值为8Ω。如果将四个不同规格的同种灯泡L1“3V，9W”、L2“6V，4W”、L3“12V，18W”、L4“36V，24W”分别接入电路的AB两点之间，且不会烧坏。不考虑温度对灯丝电阻的影响。
（1）决定灯泡亮度的是：______。
（2）将四个灯泡接入AB间，最亮的灯的规格是______。（选填：“L1”、“L2”、“L3”、“L4”）
（3）请写出推导判断过程，推导过程中需要的物理量请提前设定______。
19．阅读下面短文并回答问题
混合动力汽车
图甲是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车。该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量的20%停止供电。测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h，观察仪表盘，发现这段时间内燃机消耗燃油10kg，蓄电池储存的能量由最大值的20%增大至最大值的70%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示，汽车的某些参数如下表所示。（燃油热值q=4.0×107J/kg）
电机 输出最大功率/kW 40
电池 输出电压/V 300
最大容量/J 1.0×108
整车 质量/t 1
（1）混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机，如图所示是汽油机的___________冲程，若飞轮转速是2400r/min，则每秒对外做功___________次；
（2）若汽车发动机以恒定功率输出，在爬坡的时候减慢车速，目的是___________；
（3）下列说法不正确的是___________
A．蓄电池充电时电能转化为化学能 B．司机遇到紧急情况刹车时，人会向前倾
C．行驶时轮胎发热是因为热传递 D．测试过程中汽车行驶时的牵引力为2000N
（4）整个测试过程中，该汽车发动机的牵引力做功为___________J，同时蓄电池获得的电能为___________J，经过测试可以大致计算出，在这种情况下汽车的能量利用率为___________；
（5）在汽车的测试过程中，若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能
①该车在电池充满电的情况下以25km/h最多可行驶___________km；
②该车所能达到的最大速度为___________km/h。
20．如图甲所示，这是小明新买的电热饭盒，其额定电压为220V，该电热饭盒有加热和保温两挡，其简化电路图如图乙所示。已知R1、R2都是发热电阻，加热挡消耗的功率为200W，发热电阻R2的阻值为558Ω，S为温控开关，可实现“加热”和“保温”功能的转换。
（1）当开关S接______时，电热饭盒处于保温挡；
（2）发热电阻R1的阻值为多大______？
（3）将2kg的饭菜从23℃加热到63℃，饭菜吸收的热量是多少？若电热饭盒的加热效率为80%，在额定电压下，加热这些饭菜需要多少秒______？[饭菜的比热容取]
（4）用电高峰期电压会降低，若电路中只让电热饭盒单独工作1000s，图中的电能表转盘转了150转，则电热饭盒消耗的实际功率为多少______？
21．图1是自动注水喷洒循环工作装置示意图：可绕O点自由转动的轻质杠杆A端通过轻绳悬挂一圆柱体，B端固定一轻质三角支架，支架与固定不动的压力敏感电阻RF保持水平接触挤压，杠杆保持水平平衡，已知OA:OB=1:4，圆柱体的底面积为0.01m2，高度为2m，质量为16kg，圆柱体底面到水箱底部的距离为0.2m，圆柱体水箱的底面积S=0.41m2，水箱高度足够；闭合S1和S2，当电磁铁线圈中的电流I≥0.2A时，吸引衔铁K，喷洒系统将水箱中的水抽出，向外喷洒；当电磁铁线圈中的电流I≤0.12A时，释放衔铁K，注水系统向水箱中注水，线圈电阻不计；电压U=6V，电阻箱R调至某一阻值；RF的阻值与支架所施加压力F的关系图线如图2所示，g取10N/kg。
（1）从如图1所示的水位开始注水，随着水位上升圆柱体受到的浮力将______，电磁铁的磁性______（以上两空均选填“增大”或“减小”）。
（2）已知水箱内的初始水位即为所设定的最低水位0.4m（如图1）；注水系统正常工作时，其功率100W，每秒钟给水箱注水量恒为0.004m3；喷洒系统正常工作时，其功率为200W，每秒钟喷出水量恒为0.002m3，求：
①电阻箱R的阻值为_______，所设定的最高水位为______m。
②该装置正常工作12min，喷洒系统和注水系统消耗的总电能______。
（3）为增大设定的最高水位，应适当______（选填“增大”或“减小”）电阻箱R的阻值，与原来相比，此时水箱内最高水位与最低水位高度差将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．普通中学生的质量约为50kg，故A不符合题意；
B．成年人的正常步行速度约为
4km/h=4×m/s≈1.1m/s
故B符合题意；
C．人的正常体温约为37℃，故C不符合题意；
D．日光灯管的功率约为40W，故D不符合题意。
故选B。
2．D
【解析】
【详解】
A．人体的安全电压是不高于36V，故A不符合题意；
B．家用空调正常工作时的电流约为5A，故B不符合题意；
C．电视机正常工作时的功率约为100W，故C不符合题意；
D．教室内一盏日光灯正常工作时功率约为40W，故D符合题意。
故选D。
3．B
【解析】
【详解】
由电路图可知，定值电阻R0和气敏电阻R串联，电压表测R两端的电压。
AB．因气敏电阻R的阻值会随天然气浓度的升高而变小，所以，当厨房天然气浓度升高时，气敏电阻R的阻值变小，由串联分压可知，气敏电阻R两端的电压变小，即电压表的示数变小，故A错误，B正确；
C．由电阻的串联可知电路的总电阻变小，由可知，电路中的电流变大，由串联电路电流的规律可知通过电阻R0的电流变大，故C错误；
D．电源电压不变，电路中的电流变大，由P=UI可知，整个电路消耗的总功率变大，故D错误。
故选B。
4．C
【解析】
【详解】
A．当滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时，两灯都正常发光。此时两灯是并联关系，电源电压等于两灯的电压，故电源电压为12V。故A错误；
B．当滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时，总电阻最小，干路电流最大。此时的电流为两灯泡额定电流之和，由两灯的铭牌可知
故干路电流为
故B错误；
C．根据
可知当电路的总电阻最大时，总功率最小。红灯电阻为
绿灯电阻为
可知当滑动变阻器的滑片P移至R的最左端，S、S1闭合，S2断开时，电路的总功率最小。最小总功率为
故C正确；
D．当滑动变阻器的滑片P移至R的最右端，S、S1、S2都闭合时，电路的总功率最大，最大电功率为
故电路最大电功率与最小电功率之比为6:1。故D错误。
故选C。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．闭合开关，看见L1发光，L2不发光，如果两个灯泡并联，用灯泡L3替换L1，L2仍然不发光，所以L2和L3串联，故A错误；
B．L1和L2串联，L1发光，说明电路是通路，L2不发光是因为它的功率较小，故B错误；
C．L1和L2串联，L1发光，L2不发光，L1的功率较大，串联电路中各处的电流相等，由P=I2R可知L1的电阻较大，L2的电阻较小，用灯泡L3替换L1，L2和L3同时发光，说明通过L2的电流增大，忽略温度对灯丝电阻的影响，由可知电路的总电阻减小，L2的阻值不变，由电阻的串联可知L3的阻值变小，L1的电阻大于L3的电阻，故C正确；
D．L3替换L1后，电路的总电阻减小，由可知电路的总功率变大，故D错误。
故选C。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．定值电阻R1、滑动变阻器R2串联，V1测R1的电压，V2测滑动变阻器的电压，在滑片从最右端向左移动的过程中，电阻减小，电路电流变大，电流表示数变大；定值电阻R1两端的电压变大，即V1的读数变大；电源电压不变，故滑动变阻器两端的电压减小，即V2的示数减小，故AB错误；
CD．电压表V2的示数与电流表示数的乘积就是滑动变阻器的功率，当R2=R1时，功率最大，其功率先变大后变小，故C正确，D错误。
故选C。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由图可知，R1、R2串联，电压表V1测R2两端的电压，V2测电源电压（V2的示数不变），电流表测电路的电流，滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知电路中电流变大，即电流表的示数变大；由U=IR可知，R1两端的电压变大，根据串联电路电压的规律，R2两端的电压变小，即V1的示数变小；因电源电压不变，电路中电流变大，所以根据P=UI可知，电路消耗的总功率变大，故A错误，B正确；
CD．由欧姆定律可知，V1的示数与A的示数之比等于变阻器连入电路的电阻，则该比值变小，同理可知V2的示数与A的示数之比等于电路的总电阻，总电阻变小，则该比值变小，故CD错误。
故选B。
8．D
【解析】
【详解】
根据电路图可知，两灯泡串联；
A．根据 知，
的电阻为：
的电阻为：
所以和的电阻之比为：
故A错误；
B．因为串联电路电流处处相等，所以和的电流之比是，故B错误；
C．电路的电流为
两端电压是：
故C错误；
D．两灯泡消耗的总功率为：
故D正确。
故选 D。
9．B
【解析】
【详解】
A．如图灯泡和滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，在电压表示数变小的过程中，由图乙可知，电路中的电流变小，根据 电路消耗的总功率不断变小，故A错误；
B．当滑片P在a端时，滑动变阻器的最大阻值最大，最大阻值为
故B正确；
C．滑片P由a端滑至b端的过程中，小灯泡两端的电压变大，电流变大，根据小灯泡的电功率大，变化了
故C错误；
D．滑片P滑至b端时，电路中只有灯泡，故灯泡两端的电压12V就是电源电压，滑片P由a端滑至b端的过程中，电路的总电功率变化了
故D错误.。
故选B。
10．B
【解析】
【详解】
将L1、L2串联接在某一电路中，因为串联电路电流处处相等，故A错误；
L1、L2均能正常发光，L1正常工作电流为：，
L2两端的电压为：，
L2的功率为：，故，L1更亮一些，故B正确，C错误；
总电压为：，故D错误．
故选B．
11．C
【解析】
【详解】
由电路图可知，R1、R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
A．当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，V2的示数为0，电路的电阻最小，电路中的电流最大。由图象可知，甲为滑动变阻器R2的U～I关系图象，乙为电阻R1的U～I图象，故A错误；
B．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由 U～I图象可知，电路中的最小电流为
I＝0.3A
R1两端的电压
U1＝3V
R2两端的电压
U2＝9V
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源电压
U＝U1+U2＝3V+9V＝12V
故B错误；
C．根据P=UI，当电路的电流最大为1.2A时，电路有最大功率，电路的最大总功率为
P=UI大= 12V×1.2A=14.4W
故C正确；
D．结合选项B，由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值为
故D错误。
故选C。
12．D
【解析】
【详解】
A．只闭合开关S1和S3，R2置于最大阻值处，此时R1、R3被短路，电路中只有R2工作，即P1只是R2的功率，只闭合开关S1和S2，此时R2、R3被短路，电路中只有R1工作，即P2只是R1的功率；根据可知，当电压相等、P1:P2=1:2，则电阻R1与滑动变阻器R2的最大阻值之比为1:2，故A错误；
B．闭合S1，三个电阻串联，P置于R3的最左端电阻为零，P′置于R2的最下端时阻值最大，即此时相当于电路中只是R2、R1串联，通过电流相等；因P1:P2=1:2，且R2功率P0=8W，根据P=I2R可知
PR1=P0=0.5×8W=4W
则此时电路的总功率为
P总=P0+PR1=8W+4W=12W
故B错误；
C．只闭合S1，P置于R3的最左端阻值最大，当P′分别置于R2的最上端时接入为零，相当于电路中只有R1与R3串联，电压表V1测R1两端电压、V2测R3两端电压，根据U1:U2=1:4及串联电路电压规律，即
R3=4R1
R2、R1串联总功率为12W，根据可知
U2=P总R总=P总(R1+ R2)= P总(R1+2R1)=P总3 R1=12W3R1
可解得
R3=4R1
U2= 12W3R1
当R2断路，闭合所有开关，则V2被短路，R1与R3并联，R3滑片置于最右端时电路功率最小，此时R1功率为
R3功率为
所以此时电路的总功率最小值应为
Pmin=PR1+PR3=36W+9W=45W
故C错误；
D．只闭合S1，P置于R3的最左端，R2、R1串联，当P′分别置于R2的最下端时，由上述分析R1:R2=1:2，即电压表V1的示数为总电压的三分之一；当P′分别置于R2的中点时，R2阻值为最大阻值的一半，所以此时R1:R2中=1:1，即电压表V1的示数为总电压的二分之一，所以两次电压表V1的示数之比为
故D正确。
故选D。
13． 2 1.8
【解析】
【分析】
【详解】
[1]定值电阻R与滑动变阻器R′串联，电压表测R′两端的电压，电流表测电路中的电流。因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，电流表量程为0～0.6A，所以，电路中的最大电流I大=0.5A，此时变阻器R'接入电路的阻值最小，由知道，电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，变阻器R'接入电路的最小阻值
R′=R总-R=12Ω-10Ω=2Ω
[2]因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，当电压表的示数UR′=3V时，R两端的电压
UR=U-UR′=6V-3V=3V
此时电路中的电流
滑动变阻器接入电路中电阻
所以，电路中的最小电流为0.3A，此时电路的功率最小，则
P小=UI=6V×0.3A=1.8W
14． 12 <
【解析】
【详解】
[1]因为灯泡标有“6V 3W”字样，说明灯泡的额定电压U额=6V，额定功率P额=3W。所以灯泡正常发光时的电阻
灯泡的额定电流为
[2]当滑片从中点向左移动到端点时，只有灯泡L接入的简单电路，灯泡恰好正常发光，所以电源电压
此时滑动变阻器的功率P滑1=0，灯泡的功率P灯1=3W。因为滑动变阻器与灯泡串联，根据串联电路电流规律，滑动变阻器通过的电流
I滑=I灯=I
当滑片在中点时，滑动变阻器的功率
P滑2=URI
灯泡的电功率
P灯2=(U源-UR)I
所以滑动变阻器功率的变化量
灯泡功率的变化量
所以滑动变阻器功率的变化量与小灯泡功率的变化量相减
滑片从中点向左移动时电流变大，但总小于灯泡的额定电流，即
I I额=0.5A
所以
所以滑动变阻器电功率的变化量小于灯泡电功率的变化量。
15． 810 198
【解析】
【详解】
[1]由电能表参数可知，电能表消耗一度电，转盘转1800圈，则200s内电能表的转盘恰好转81圈消耗的电能
该电热水壶的实际功率
[2]电水壶电阻不变，由可得电水壶电阻
则实际电压
16． 16 12
【解析】
【详解】
由电路图可知， R1、R2、R0串联，电压表V1测R1和R2两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。由串联电路的电压特点可知，电压表V1的示数大于电压表V2的示数，因此图线I表示电流表A示数与电压表V1的示数的关系，图线Ⅱ表示电流表A示数与电压表V2的示数的关系。
[1]当滑片在b端时，变阻器接入电路的阻值最大，由图乙知，电路中的最小电流
I=0.3A
R2两端的电压
U2=6V
由欧姆定律可知，R2的最大阻值
当滑片在b端时，由图乙可知，R1和R2两端的电压之和
U′=10.8V
根据串联电路电压的规律，则R1两端的电压
U1=U′-U2=10.8V-6V=4.8V
由欧姆定律定值电阻R1的阻值为
[2]因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，R2的最大阻值为20Ω，由欧姆定律，所以电源的电压
U=IR总=I(R0+R1+R2)=0.3A×(R0+16Ω+20Ω) ①
滑片置于变阻器的中点位置，滑动变阻器接入电路的电阻
R2′=0.5R2=0.5×20Ω=10Ω
由P=I2R可知，此时电路中的电流
则电源的电压
U=I′R总′=I′(R0+R1+R2′)=0.4A×(R0+16Ω+10Ω) ②
由①②可得
R0=4Ω，U=12V
即电源电压U为12V。
17． 冷 热 6.3×104J 55Ω 178200J
【解析】
【详解】
（1）[1][2]当开关处于位置1时，电路断路，水龙头流出冷水；当开关处于位置2时，电路为电阻R1的简单电路；当开关处于位置3时，电阻R1和R2并联接入电路，根据并联电阻规律，此时电路中电阻较小，由可知，此时功率较大，所以此时水龙头流出热水。
（2）[3] 0.5kg的水从20℃加热到50℃，水吸收的热量
（3）[4]当开关处于位置2时，只有电阻R1接入电路，电路电阻较大，由可知，此时电功率较小，水龙头流出温水，根据已知条件
（4）[5]当S旋到3位置时，R1和R2并联，由并联电路各支路可独立工作、互不影响，故此时R1的功率不变，电路的电功率为
小厨宝正常工作90s消耗的电能
W ＝P热 t＝1980W × 90s ＝178200J
18． 实际功率的大小 L3 见解析
【解析】
【详解】
（1）[1]灯泡的亮度是由实际功率所决定的。
（2）（3）[2][3]各灯泡的电阻分别为
由电路图可知，灯泡与R0串联，因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以根据欧姆定律可得，电路中的电流
灯泡的实际功率
当
RL=R0=8Ω
时，灯泡的实际功率最大，因为灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以“12V，18W”灯泡最亮。
19． 做功 20 增大牵引力 C 1×108 5×107 37.5% 80 60
【解析】
【详解】
（1）[1]进、排气门关闭，火花塞点火，活塞下行，此时为汽油机的做功冲程。
[2]飞轮转速为
n=2400r/min=40r/s
飞轮每秒转40转；已知汽油机每个工作循环中，飞轮转动2转，对外做功1次，因次，汽油机每秒对外做功20次。
（2）[3]根据公式可知，当功率P恒定时，减慢车速v，可以使汽车获得更大的牵引力F。
（3）[4]A．蓄电池充电时，电能转化为化学能存在电池中，待蓄电池被使用时，存储的化学能又转化为电能，实现对外供电，故A正确，不符合题意；
B．司机遇到紧急情况刹车时，由于惯性，人有继续保持向前运动的趋势，故人会前倾，故B正确，不符合题意；
C．行驶时轮胎发热，是因为摩擦力对轮胎表面做功，导致轮胎内能增加，温度升高，故C错误，符合题意；
D．测试过程中汽车以v=50km/h匀速行驶，故汽车处于平衡状态，水平方向所受的牵引力与摩擦阻力相等，结合图乙可知，此时汽车受到的摩擦阻力为2000N，故其牵引力也为2000N，故D正确，不符合题意。
故选C。
（4）[5]汽车以v=50km/h匀速行驶t=1h，行驶的距离为
s=vt=50km/h×1h=50km=5×104m
牵引力为F=2×103N，则牵引力做功为
W=Fs=2×103N×5×104m=1×108J
[6]蓄电池储存的能量的最大值为W电池=1.0×108J，能量由最大值的20%增大至最大值的70%，获得的电能为
W获得=(70%-20%)×W电池=5.0×107J
[7]汽油燃烧释放的能量为
Q放=mq=10kg×4.0×107J/kg=4×108J
在这种情况下汽车的能量利用率
（5）[8]当汽车速度为v0=25km/h，根据图乙可知，汽车受到的摩擦阻力为
f0=1000N
设汽车最远行驶距离为s0，电池最大输出能量为
Wmax输出=80%×1.0×108J=8×107J
则汽车最远行驶距离为
[9]根据图乙可知，汽车所受阻力与速度的关系为
fx=40N·h/km×v=144N·s/m×v
汽车电机输出功率与速度、阻力的关系为
P电机=fxv=144N·s/m×v2
电机最大输出功率为Pmax=40kw时，可以获得最大速度
20． 1 242Ω 1500s 180W
【解析】
【详解】
[1]当开关S接1时，两电阻串联，电阻较大，根据知此时的电功率较小，处于保温挡。
[2]当开关S接2时，只有电阻R1工作，电阻较小，根据知此时的电功率较大，处于加热挡；发热电阻R1的阻值
[3]将2kg的饭菜从23℃加热到63℃吸收的热量
由
加热这些饭菜需要的时间
[4]由电能表参数可知，电路中用电器消耗电能，电能表的转盘转过3000转，电能表转盘转了150转，电热饭盒消耗的电能
电热饭盒的实际功率
21． 增大 增大 5 1.2 增大 不变
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]随着水位上升，浸入体积增大，根据F浮=ρ水gV排，浮力增大。
[2]圆柱体受向下的重力、水的浮力和绳子的拉力，由于浮力增大，所以FA减小，根据杠杆平衡条件，因为力臂都不变，所以F减小，RF减小，根据可知，电流增大，所以磁性增强。
（2）[3]当水位最低时浮力为
圆柱重力为
G=mg=16kg×10N/kg=160N
A点拉力为
FA=G- F浮=160N-20N=140N
根据杠杆平衡条件可得
FALOA=FLOB
解得F=35N，此时RF=45Ω，水位最低时，注水系统刚好开始工作，I=0.12A，R电阻为
[4]水位最高时电流0.2A，可得此时为
此时为15N，根据杠杆平衡条件可得
解得，此时圆柱所受浮力为
浮力为
解得。
[5]每次注水、喷水得体积变化量
一次注水时间
一次喷水时间
12min为720s，所以共经历3次注水3次喷水，所以喷洒系统和注水系统消耗的总电能
（3）[6]想要增大最高水位，则圆柱体受到浮力要更大，A端拉力更小，B端力F更小，RF阻值更小，想要仍在临界电流启动喷水功能，则电阻R阻值需要增大。
[7]由于电路中注水、排水的临界电流没有改变，所以R总不变，只是变阻器R的阻值调大了，水位最高、最低时RF的差值仍然不变，由于图像为一次函数，不变所以不变，所以FA的差值也不变，浮力的差值不变，所以排开液体的体积差不变，液面高度差不变。
答案第1页，共2页
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