专题9电功率——2022-2023年浙江省温州市中考科学一模二模考试试题分类（含解析）
文档属性
| 名称 | 专题9电功率——2022-2023年浙江省温州市中考科学一模二模考试试题分类（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-16 10:58:10 | ||
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文档简介
专题9电功率——2022-2023年浙江省温州市中考科学一模二模考试试题分类
一．选择题（共13小题）
1．（2023 永嘉县校级二模）小德利用某电能表（如图）测量一家用电器的电功率。当电路中只有这一个用电器连续工作时，测得在6分钟内电能表的转盘转了250转，那么这个用电器可能是（ ）
A．台灯 B．家用电风扇 C．笔记本电脑 D．电热水壶
2．（2023 瓯海区模拟）现有甲、乙、丙三个灯泡，分别标有“220V 25W”、“110V 25W”、“36V 25W”的字样，当它们都是在各自额定电压下工作时，它们的亮度情况是（ ）
A．甲灯较亮 B．乙灯较亮 C．一样亮 D．丙灯较亮
3．（2023 鹿城区模拟）如图甲，R1为定值电阻，Rp为滑动变阻器，闭合开关，Rp的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图象如图乙，下列说法正确的是（ ）
A．R1阻值为1.8Ω
B．电路消耗的最小功率为0.2W
C．当 Rp总阻值的接入电路时，它与定值电阻消耗的功率之比为5：6
D．当电流为0.4A时，R1与Rp连入电路的阻值之比为2：1
4．（2023 鹿城区校级一模）科学规律可以用文字、公式和图像表述，下面四幅图像与选项表述一致的是（ ）
A．对于液体产生的压强，当液体密度一定时，其压强与深度的关系可用图表示
B．对于气体的密度，当气体的质量一定时，其密度与体积的关系可用乙图表示
C．对于做匀速直线运动的物体，离终点的距离与所用时间的关系可用图表示
D．对于电热丝，当通过的电流一定时，相同时间内产生的热量与电阻的关系可用图表示
5．（2023 鹿城区模拟）如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化，下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少
C．不改变导线的连接方式，将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D．不改变导线的连接方式，将右边容器上方的5Ω电阻丝也放入右边容器内，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
6．（2023 平阳县模拟）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I﹣U图像如图。下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两灯并联在2V的电源两端时电阻之比为3：2
B．甲、乙两灯均正常发光时额定功率之比为2：1
C．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
D．甲、乙两灯的电阻在不同电压下均保持不变
7．（2023 温州模拟）图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I﹣U图象，小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示，电源电压8V，下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡电阻随温度的增大而减小
B．灯泡的实际电功率为0.6 W
C．定值电阻的阻值为0.05Ω
D．定值电阻的电功率为0.8 W
8．（2023 鹿城区模拟）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。下列结论正确的是（ ）
A．电源电压为12V
B．该过程中，电路消耗的总功率最大值为24W
C．滑动变阻器的最大阻值可能为12Ω
D．滑片在a点时，10s内电阻R2消耗的电能为180J
9．（2022 温州模拟）用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图（图乙）。下列说法错误的是（ ）
A．电源电压为16V
B．R＝R0＝8Ω时，R的功率最大
C．虚线b表示的是R的功率与电流的关系
D．当电流表示数为0.5安时，R消耗的功率为5W
10．（2022 鹿城区校级三模）某LED灯规格为“3V 0.9W”，其内置稳压装置，保证LED灯正常工作，工作原理如图所示。闭合开关后，电源电压为U（U＞3V），稳压装置消耗的功率为P。则下列关于P﹣U的图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
11．（2022 瓯海区模拟）甲用电器标着“220V 60W”，乙用电器上标着“36V 60W”，它们都在额定电压下工作，则下列判断中正确的是（ ）
A．甲用电器做功一定多
B．乙用电器做功一定慢
C．完成相同的功，甲用电器用时间一定多
D．相同时间内，甲乙用电器消耗的电能一样多
12．（2022 温州模拟）将如图甲所示的电热水瓶，接入家庭电路中单独工作时，观察到电能表（如图乙）的转盘转6转用时1min。下列关于电能表和电热水瓶的说法正确的是（ ）
A．电能表应接在空气开关和用电器之间
B．该电能表所在家庭电路用电器同时工作时总功率不能超过2200W
C．电热水瓶的实际功率是600W
D．若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，说明它们之间是串联的
13．（2022 苍南县模拟）标有“6V 1.5W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的两只灯泡串联起来，接在8伏的电源两端，则电路的总功率为（ ）
A．0.8W B．1.6W C．2.4W D．3.2W
二．填空题（共11小题）
14．（2023 永嘉县校级二模）如图是一款锂电池电动自行车，锂离子电池可充电。
（1）Li2MnO4是锂电池的材料之一。Li2MnO4中的Li显+1价，则Mn的化合价为 。
（2）使用电池提供动力骑行该车时，电能主要转化为车的 能。
（3）用如图所示向上的力将后轮略微提起，其中最省力的是 。
15．（2023 龙港市模拟）某网红加热杯垫宣称“可以在20秒内将一杯冷水加热到55℃”。
（1）加热杯垫改变冷水内能的方式是 。
（2）经测量该加热杯垫的电热丝功率为16瓦，若不考虑一切热量损失，则该加热杯垫要将一杯200毫升温度为15℃的冷水加热到55℃需要 秒（水的比热容为4200J/（kg ℃））。
16．（2023 温州模拟）随着电动汽车的进一步发展，越来越多的家庭开始购买电动汽车，并安装汽车充电桩。
（1）电动汽车充电过程中，电能主要转化为 。
（2）如图乙所示为铁电池与锌锰电池放电曲线。与锌锰电池相比，铁电池的优点有 （列举一点）。
（3）84消毒液【有效成分】NaClO【规格】500克【浓度】10%铁电池一次充电后能提供50千瓦时电能，其电能转化率为80%，若电动车保持最大牵引力1800N，理论上充一次电能航行的路程为 米。
17．（2023 鹿城区模拟）用电器甲和乙上都标有“3.6V”字样，它们的电流随电压变化关系如图所示。分析图示信息：
（1）甲和乙串联在3.6V电源上，实际电压U甲：U乙＝ 。
（2）甲和乙并联在3.6V电源上，电路总功率＝ 。
18．（2023 温州模拟）2023年3月，科学家将含氢、氮和镥三种元素的化合物作为材料制成导体，放置在“金刚石压砧”装置中并加压后（如图），在室温下进入超导状态，导体不再有电阻。
（1）从物质的分类来看，这种室温超导材料属于 。（选填“纯净物“或“混合物”）
（2）如图实验中，两块金刚石挤压产生了超大的压强，请写出一种增大压强的方法 。
（3）某一段电阻为250欧的导线，通过其电流为8安，若这种室温超导材料能够得到应用，那么每分钟可以减少 焦热量的损失。
19．（2023 文成县模拟）小文在探究“小灯泡电功率与电压关系”的实验时，连接了如图甲所示的电路图。电源为3节新干电池，闭合开关，观察并记录实验数据。
（1）图乙是小文在一次测量中电压表V1指针位置，其示数为 伏。
（2）实验中小文发现两只小灯泡亮度差不多，接下来应该如何操作才能完成探究？
（3）一段时间后，小文发现电压表V2无示数，电压表V1仍有示数，根据此现象，判断电路中存在的故障可能是 。
20．（2023 鹿城区模拟）小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸，发现当车牌被识别系统识别后，绿灯亮，栏杆抬起，车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路，车牌识别成功相当于图中开关S闭合。
（1）已知该电路电源电压为12伏，指示灯L工作时的阻值为5欧，滑动变阻器接入电路的阻值为15欧，线圈阻值不计。闭合开关后，线圈吸住铁柱时，指示灯的功率为 瓦。
（2）若电源电压下降，栏杆不能抬起。除了更换电池外，请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法： 。
21．（2022 鹿城区二模）1964年人类制造了世界上第一盏用海浪发电的航标灯，利用海水上下起伏带动发电机发电。如图是航标灯气室结构示意图，其工作原理为：当海水下降时，阀门K1关闭，K2打开，吸进空气；当海水上升时，K2关闭，海水向上推动活塞压缩空气，使气室内气氐增大到一定值时，K1被推开，气体进入工作室，推动涡轮带动发电机工作，使航标灯发光。
（1）当气室内的气压达到一定值，气体推开阀门K1进入工作室。这一过程类似于汽油机的 冲程。
（2）已知阀门K1的面积为4×10﹣3m2。若海水上升至气室内气压达到5.0×105帕时，关闭着的K1受到气室内气体对它的压力为 牛。
（3）若航标灯的光源功率为10瓦，则其正常工作24小时，至少需要消耗电能 焦。
22．（2022 温州模拟）有一种亮度可以调节的小台灯，其电路图如图甲所示。电源电压为15V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示，灯泡L的额定电压为12V．则灯泡L的额定功率为 W；调节滑动变阻器R，使灯泡L的功率为3.6W，此时滑动变阻器R连入电路的阻值为 Ω，12分钟电路消耗的电能为 J。
23．（2022 龙湾区模拟）为了判断短跑比赛时是否抢跑。学校举行“抢跑自动指示”电路的项目化方案设计评比。要求：
①使用前先闭合开关S；当运动员蹲在起跑器上后，发令时开关S1闭合，发令指示灯亮。
②压敏电阻R0阻值随压力减小而减小；运动员起跑后，起跑指示灯亮。
③起跑指示灯比发令指示灯先亮，运动员抢跑。
（1）若发令指示灯工作时，两端电压为3伏，电阻为5欧，其工作时的功率为 瓦。
（2）下列电路设计符合要求的是 。（可多选）
24．（2022 温州模拟）某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于 （填“保温”或“加热”）状态，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量是 ，其大小为 。
三．实验探究题（共15小题）
25．（2023 永嘉县校级二模）小德用如图所示的电路来研究滑动变阻器消耗的电功率与变阻器接入电路电阻之间的关系。已知电源电压恒为3V，定值电阻R0的阻值为3Ω，滑动变阻器R1上标有“2A 5Ω”字样。实验数据如表所示。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移动到 处。
（2）小德先完成1～5次实验，实验数据如下表。此电路中，滑动变阻器消耗的电功率随着变阻器接入电路电阻的变化的规律是 。
实验次数 2 3 4 5 6
电流表示数/A 0.43 0.5 0.60 0.75 ？
电压表示数/V 1.71 1.5 1.20 0.75 0.00
变阻器电功率/W 0.74 0.75 0.72 0.56 0.00
（3）第6次实验时，小德发现电压表读数为0，如果电路没有故障，则电流表的读数是 。
26．（2022 乐清市一模）小乐做“测量小灯泡电功率”实验，器材有：电压恒定为6伏的电源，额定电压为4.5伏小灯泡。电流表（0～0.6安），电压表（0～3伏），开关，滑动变阻器各1个，导线若干。电路设计如下：
（1）小乐按如图甲连接好电路后，闭合开关移动滑片，发现电压表始终为6伏，电流表始终无示数，则故障的原因可能是 ；
（2）正确连接电路后，小乐进行实验，记录实验数据并在电流﹣电压图像中描点，得到滑动变阻器电流与电压的关系，如图乙所示。若图中阴影部分面积表示电压为1.5伏的情况下，滑动变阻器消耗的实际功率的大小，请继续在该图阴影外画出表示小灯泡所消耗的电功率的区域；
（3）小乐利用该电路继续探究小灯泡两端电压与通过的电流的关系，他在图乙的基础上画出了小灯泡的电压——电流图像，如图丙中的虚线是否合理，请判断并说出理由： 。
27．（2023 鹿城区三模）小明想测量实验盒中一只灯泡的额定功率，发现灯泡铭牌上额定电压值不清，额定电流为0.5A。现有实验仪器：一个电压恒定的电源（电压值未知）、一只电流表、一只标有最大阻值为R的滑动变阻器、一只已知阻值为R0的定值电阻、开关和导线若干。
（1）请你帮助小明写出实验步骤完成测量 。
要求：用测量的量表示出小灯泡额定功率（测量的各量用字母表示）。已知：小灯泡的电阻受温度影响
（2）电路图属于模型。请在教材的内容里举一例 。
28．（2023 温州二模）在“探究电功率与电流关系”的实验中，小博连接了如图甲的电路，电源电压保持6伏不变。
（1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整。
（2）实验时，小博移动滑动变阻器进行多次实验，绘制了电阻R的电功率随电流变化的曲线A（如图乙）。则滑动变阻器最大阻值至少是 欧。
（3）小博已画出了电路总功率随电流变化的曲线B，请根据图乙推测滑动变阻器功率随电流变化的规律，并说明推测的依据。 。
29．（2023 温州模拟）小榕同学在测定标有“2.5V”小灯泡（电阻约为8Ω）额定功率的实验中，除了电流表、电压表、导线、开关、电池组（电源电压为6V）外，老师还提供了两个变阻器（A.标有“150Ω 0.3A”的滑动变阻器：B.标有“50Ω 1.5A”滑动变阻器）。他按图甲所示的电路进行实验，实验时，他调节滑动变阻器滑片的位置，观察小灯泡发光的情况，并记录电表的示数（如下表所示）请回答下列问题：
实验次数 V表示数/V A表示数/A
1 2 0.17
2 2.5 0.20
3 3.0 0.22
（1）在这个实验中，你将选择 作为实验中的变阻器（填字母编号）。
（2）连接好电路，合上开关后，移动变阻器的滑片到某一点，电压表的示数为2.0V，要测量小灯泡的额定功率，还应将滑动变阻器滑片向 移动（选填“左”或“右”）。
（3）小榕分析表中实验数据后，发现还能求得小灯泡的电阻，于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值，你认为小榕同学的做法对吗？请说明理由 。
30．（2023 鹿城区模拟）小明在进行“测量小灯泡电功率”的实验时，实验台上给他提供的器材有6V蓄电池、电流表（0﹣0.6A、0﹣3A）、电压表（0﹣3V、0﹣15V）、“50Ω、1A”和“10Ω、1.5A”两种规格的滑动变阻器，额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时的电阻约为10Ω），开关各一个，导线若干。
（1）为顺利完成实验，小明在实验中应选用规格为 的滑动变阻器。
（2）请你用笔画线代替导线，帮小明将图甲的实物电路连接完整。（要求：滑片P向右移动时，小灯泡变亮）
（3）连好电路后，闭合开关，通过移动滑动变阻器的滑片，分别记下了多组对应的电压和电流表的示数，并绘制了U﹣I图象如图乙所示。根据U﹣I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W。
31．（2023 鹿城区模拟）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小科设计了如图甲所示的电路，其中电源由3节干电池组成，小灯泡额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“50Ω，2A”，电流表和电压表都是已选择好合适量程。
（1）闭合开关后，灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，请你帮小科判断：此时灯泡 （填“有”或“没有”）故障。
（2）某次实验测量中，电压表示数如图乙所示，要使小灯泡正常发光，应将滑片向 （填“左”或“右”）移动，直至小灯泡正常发光，记下电流表的示数I1和电压表的示数U1。
（3）小科想进一步了解发光二极管的发光情况。实验前小科查阅资料发现发光二极管将电能转换成光能的效率更高，功率相同时，发光二极管更亮。然后把电路恢复实验前状态，将小灯泡换成二极管，闭合开关，移动滑片使二极管发光亮度与小灯泡正常发光亮度相当时，记下电流表的示数I2和电压表的示数U2，则U2I2 U1I1。（填“＞”、“＜”或“＝”）
32．（2023 鹿城区模拟）小科利用如图甲所示的电路进行“测量小灯泡的功率”的实验。
（1）他用一个额定电压为2.5V的小灯泡替换原电路中的电阻R。连接好电路并闭合开关，发现小灯泡不亮。这时小科观察到电压表没示数，电流表有示数，则电路的故障可能是 。
（2）排除故障后，小科完成了小灯泡在额定电压下工作时的实验记录，按实验设计，他还应该测量小灯泡在不同电压下工作时的功率。为测量小灯泡两端电压高于其额定电压20%时的电功率，他应将小灯泡两端电压调到相应大小，此时电流表指针的位置如图乙所示，则小灯泡的实际功率为 W。
（3）在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了ΔR1，小灯泡电阻变化了ΔR2，|ΔR1| |ΔR2|（填“＞”“＜”或“＝”）。
33．（2023 苍南县模拟）小明利用如图甲测量“小灯泡正常发光时的电阻”，选用的电源电压为3.0V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，出现这一故障的原因可能是小灯泡 ；
（2）观察图乙，在该图像中发现电流与电压不成正比，这是因为 ；
（3）完成实验后，小明想测量另一个小灯泡的额定功率，重新设计了电路（如图丙），这个小灯泡正常工作的电流为I额，请完成实验步骤（已知电源电压为U、R2的最大阻值为R2）；
①闭合开关S1，S2接1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I额；
②闭合开关S1，S2接2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调另一个滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I额；再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端，读出电流表的示数为I；
③小灯泡的额定功率表达式为P额＝ （用U、R2、I额、I表示）。
34．（2023 瓯海区模拟）小芳到实验室做“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，使电压表的示数为 V，此时电压表的示数如图乙所示，是 V。
（4）小灯泡的额定功率为 W。
（5）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方法，其电路如图丙所示，R0＝10Ω，并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表的示数为 A时，再读出电流表的示数，才能计算出小灯泡的额定功率。
35．（2023 鹿城区校级一模）某灯泡上标有“7.*V，0.5A”的字样，其中额定电压值不清，估计在7.0V～7.9V之间因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪器：一只电压恒定的电源（电压值未知）、一只电流表、一只标有“20Ω 1.5A”滑动变阻器R、一只阻值为10Ω的定值电阻R0、开关和导线若干。
某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展以下实验。
①滑片P位于a端时，只闭合开关S和S1，此时电流表示数如图乙为 A，计算出电源电压。
② （请补充具体操作），此时小灯泡正常发光。
③当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为0.6A，则求出此时变阻器接入电路的阻值R。
④通过计算得出灯泡的额定电功率为 W。
36．（2022 龙港市模拟）某兴趣小组用300毫升锥形瓶、铜导线、玻璃管，塞子和电阻圈等器材设计了一个如图所示的实验装置，铜导线一端连接到电阻圈，另一端可以连接到外部电路，电阻圈可以取出更换型号。在锥形瓶中加入了适量的红墨水（能够浸没玻璃管的下端），用这一个装置与学生电源、滑动变阻器、电流表、电阻圈（有5欧和10欧两种型号）连接起来，再增加一个秒表，验证通电导体产生的热量与导体电阻大小的关系。
（1）利用上述实验器材（提示：实验用的锥形瓶装置只有一个），结合所学的知识，请你写出具体的实验步骤： 。
（2）实验中电阻圈上不小心沾上了少量红墨水，小明认为水分蒸发吸热，会导致玻璃管内液体上升变慢，但实验结果却是玻璃管内液体上升速度更快，你认为原因是 。
37．（2022 温州模拟）小明同学进行“测定小灯泡电功率”的实验，现有器材：额定电压为2.5V小灯泡（电阻约为10Ω），电源电压为6V，电流表，电压表，开关各一个，规格分别为“10Ω，1A”和“50Ω，0.5A”的滑动变阻器各一个，导线若干。
（1）实验中应选择规格为 （填编号）的滑动变阻器。
A．“10Ω，1A”B．“50Ω，0.5A”
（2）在连接实物图时，小明发现有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打×，并在图上补画出正确的连线。
（3）小明接着把小灯泡换成定值电阻来探究“电流跟电阻的关系”，先接入5Ω的定值电阻，当滑动变阻器移的滑片移到中点时，测得电流表示数为0.2A，然后他只将5Ω的电阻换成10Ω电阻，通电时可发现电流表的示数 （选填“＞”、“＜”或“＝”）0.1A（不考虑温度对电阻的影响）．为完成探究他接下来的具体操作是 。
38．（2022 温州模拟）为了测定小灯泡的电功率，小明利用电压恒为3伏的电源、滑动变阻器、标有“2.5伏”字样的小灯泡等器材按图甲进行实验。
（1）实验中，判断灯泡正常发光的依据是 。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现灯泡不亮。小明推测可能是由于灯泡两端电压过小导致，为验证该猜想，只需将 。（填实验操作）
（3）实验中，小明将滑片从阻值最大处移至阻值最小处，记录多组电压表和电流表的数据后，描绘出如图所示的I﹣U图像。若图中阴影部分面积表示电压为U1的情况下，灯泡消耗的实际功率的大小，请继续在该图中将表示此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域涂黑。
39．（2022 瓯海区一模）为了测定小灯泡的电功率，小明利用电压恒为3伏的电源、合适规格的滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验
（1）当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电功率为 瓦。
（2）实验过程中，小灯泡忽然熄灭，若故障为小灯泡短路，则此时两个电表的示数情况为 。
（3）在滑动变阻器滑片移动过程中，若电路消耗的总功率、小灯泡的功率随电流变化如图丙所示，请判断随电流增大，滑动变阻器的功率大小变化是 。
四．计算题（共7小题）
40．（2023 鹿城区模拟）常用加湿器来调节空气的湿度。下表为某加湿器的部分技术参数，其中额定加湿量是指加湿器正常工作1h雾化水的体积；循环风量是指加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积；加湿效率是指实际加湿量与实际输入功率的比。
额定电压 220V 额定输入功率 1000W
水箱容量 25L 额定加湿量 15L/h
净重 95kg 最大加湿效率 1.5×10﹣2L/（h﹣W）
循环风量 2000m3/h 加湿器与地面接触的总面积 6.0×10﹣4m2
（1）加满水放置在水平地面时，加湿器对水平地面的压强为 Pa。
（2）在一定条件下测得加湿器输入功率为800W，则此时加湿器工作1小时消耗电能为 J。
（3）利用湿敏电阻制成湿度计可实现对环境湿度的精确测量。如图甲所示，电源电压为24V，定值电阻R0的阻值为120Ω，电流表的量程为0﹣100mA，电压表的量程为0﹣15V，湿敏电阻R的阻值随湿度（rh）变化的关系图线如图乙所示。则该湿度计能够测量的湿度范围是多少？
（4）若某温度下，该环境中1米3空气最多可容纳水汽质量为10克，在加湿器正常工作条件下，试计算分析此时上述湿度计能否达到最大测量值？（不计空气中原有的水汽）
41．（2023 鹿城区一模）如图所示，电源两端电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器；当滑动变阻器的滑片P滑动时测出电压值、电流值，得出滑动变阻器的功率P和电流I的关系图象如图乙所示，根据图象信息。求：
（1）滑动变阻器的最大值；
（2）R1的阻值和电源电压；
（3）求此电路的最大电功率。
42．（2022 温州模拟）如图所示电路中，电源电压不变，小灯泡L标有“3V 1.2W”的字样，R1、R2为定值电阻，R1＝15Ω，R2＝30Ω。当开关S闭合，S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。求：
（1）当开关S闭合，S1、S2都断开时电压表的示数。
（2）当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表的示数。
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，整个电路消耗的电功率。
43．（2022 温州模拟）如图所示是一种适合北方冬季使用的电热加湿器，其工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中从而提高空气湿度。下表是小明从产品铭牌上摘录的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，通过旋转可以实现挡位的转换。
额定电压 220V
额定最大发热功率 400W
水箱容积 4L
适用面积 40～60m2
（1）小明在开始加热前测得水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，若从加热到沸腾最短时间为3分钟，则该电热槽中水的质量是多少千克？[不计热损失，c水＝4.2×103J/（kg ℃），结果保留两位小数]
（2）R1的阻值为多少？
（3）该加湿器在低挡时的发热功率是多少？
44．（2022 温州模拟）随着我国经济的迅速发展和人们生活水平的不断提高，按摩椅等保健产品越来越受欢迎。小宁爸爸也跟风入手了一台智能按摩椅，按摩椅有两个模式：普通按摩和加热按摩。
产品名称 智能按摩椅 产品名称 智能按摩椅
电动机功率 110W 额定电压 220V
加热功率 740W 工作时间 15min
占地面积 1.6m2 产品重量 130kg
（1）只启动按摩功能时电路中的电流是多少？
（2）已知小宁爸爸体重70kg，求他在按摩时按摩椅对地面的压强。
（3）在一次使用过程中，同时开启按摩和加热功能，则整个过程中消耗了多少电能？
45．（2022 温州二模）我国北方冬天比较寒冷，许多家庭安装了一种利用电来取暖的床﹣﹣“韩式电热炕”。其工作电路可简化为如图所示，其中K为保护开关，平常处于闭合状态，当温度超过某一警戒温度时自动断开，扇形导体S为旋转型选挡开关，可绕O点旋转，每次都和相邻的两触点同时接触，从而实现关、低、中、高四个挡位的转换（挡位顺序未知，电功率越大挡位越高）。小明在家里利用所学的物理知识来测量该电热炕的电功率。他先关闭家里其它所有的用电器，然后将S旋转到与触点1、2连接，观察发现家里标有“3000r/（kW h）”的电能表的转盘在1min内刚好转了20转。已知R1和R2是发热电阻，R2的阻值是R1的2倍，其它电阻忽略不计，小明家电压恒为220V．完成下列问题：
（1）当S与触点1、2接触时，电热炕功率是多少？
（2）当电热炕处于低挡时，电路中通过O点的电流是多少？
（3）当该电热炕处于低挡，且正常工作30min，所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到多少摄氏度？
（无热损失，c水＝4.2×103J/（kg ℃），结果保留1位小数。）
46．（2022 永嘉县模拟）如图所示是一种适合北方冬季使用的电热加湿器，其工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度。下表是小明从产品铭牌上摘录的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，通过旋转可以实现挡位的转换。
额定电压 220V
额定最大发热功率 400W
水箱容积 4L
适用面积 40～60m2
（1）小明在开始加热前测得水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，若从加热到沸腾最短时间为3分钟，则该电热槽中水的质量是多少千克？（不计热损失，c水＝4.2×103J/（kg ℃），结果保留两位小数）
（2）求出R1、R2的阻值；
（3）该加湿器在低挡时的发热功率；
（4）若小明将其使用在南方夏季需要制冷的室内，则由于该类电热加湿器会使室内气温升高，请提出一条改装的建议。
五．解答题（共2小题）
47．（2023 鹿城区模拟）如图所示电路，电源电压为6V保持不变，R1＝12Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω．当开关S闭合，S1、S2断开时，调节滑动变阻器的滑片至中点，恰好使灯泡正常发光，此时电流表示数为0.3A．灯泡电阻按不变计算。求：
（1）灯泡的电阻和额定电压。
（2）灯泡在这种情况下通电1min，电流所做的功。
（3）将滑动变阻器的滑片滑至最右端，仍然使开关S闭合，S1、S2断开，整个电路消耗的电功率为P；保持滑片在最右端位置不动，当S、S1、S2都闭合时，且电流表使用0～3A量程，整个电路消耗的电功率为P′．求P：P′的值。
48．（2023 温州一模）用普通干电池（锌锰干电池）测量小灯泡额定功率的实验中，观察到电池新旧不同时，小灯泡亮度明显不同。为什么使用旧电池时，小灯泡亮度明显变暗呢？兴趣小组收集到以下资料：
资料一：如图为锌锰干电池结构图，锌筒和石墨间充有糊状氯化铵和二氧化锰等。
资料二：锌锰干电池内部主要发生的化学反应：
Zn+2NH4Cl＝＝ZnCl2+2NH3↑+H2↑；
H2+2MnO2＝＝Mn2O3+H2O；
ZnCl2+NH3+H2O＝＝NH4Cl+Zn（OH）2↓。
资料三：干电池内部也存在电阻，该电阻随其内部氢气量的增加而增大。
结合上述信息，综合运用所学知识，对导致“使用新旧电池时，小灯泡亮度不同”的原因予以解释。
参考答案与试题解析
一．选择题（共13小题）
1．【解答】解：
“2500r/kW h”表示：当用电器消耗1kW h的电能，电能表的转盘转2500转，
电能表的转盘转250转时，用电器消耗的电能：
WkW h＝0.1kW h；
时间t＝6min＝0.1h，
用电器消耗的功率：
P1kW；
台灯的功率约为25W，电热水壶的功率约为1000W，笔记本电脑的电功率大约为50W，家用电风扇的功率约为60W，所以这个用电器可能是电热水壶。
故选：D。
2．【解答】解：因三灯泡的额定功率相同，当它们工作在额定电压下，实际功率等于额定功率，即三灯泡的实际功率相同，故三灯的亮度相同；
故选：C。
3．【解答】解：
由电路图可知，定值电阻R1和滑动变阻器RP串联，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压。
（1）当滑片位于左端时，接入电路中的电阻为0，此时电流表和电压表的示数最大，
由图乙可知，电源的电压U＝3V，电路中的电流I＝0.6A，
由I可得，R1的阻值：
R15Ω，故A错误；
（2）当滑片位于右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最小，
由图乙可知，电路中的最小电流I′＝0.2A，R1两端的电压U1＝1V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
UP＝U﹣U1＝3V﹣1V＝2V，
则滑动变阻器的最大阻值：
RP10Ω，
电路消耗的最小功率：
P小＝UI′＝3V×0.2A＝0.6W，故B错误；
（3）因串联电路中各处的电流相等，
所以，当Rp总阻值的接入电路时，Rp与定值电阻消耗的功率：，故C错误；
（4）当电流为0.4A时，电路的总电阻：
R总7.5Ω，
Rp连入电路的阻值：
RP″＝R总﹣R1＝7.5Ω﹣5Ω＝2.5Ω，
所以，R1与Rp连入电路的阻值之比R1：RP″＝5Ω：2.5Ω＝2：1，故D正确。
故选：D。
4．【解答】解：A．在液体密度一定时，液体压强跟液体深度成正比，图中不是正比函数图象，故A错误；
B．当气体的质量一定时，体积增大时，由可知，气体的密度减小，图示错误，故B错误；
C．对于一个做匀速直线运动的物体，其速度是一个定值，所以它通过的路程和所用时间成正比，随着时间的增加，距离终点越来越近，故C正确；
D．由Q＝I2Rt可知，当通过的电流一定时，相同时间内产生的热量与电阻成正比，图中不是正比函数图象，故D错误。
故选：C。
5．【解答】解：
A、装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1＝I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半；两容器中电阻丝的阻值相等，但通过它们的电流不同，这是探究电流产生的热量与电流的关系，不是探究电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B、电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器中空气温度的变化会导致容器中空气体积的变化，即可以通过U形管中液面高度差的变化来反映电阻丝放出热量的多少，故B错误；
C、不改变导线的连接方式，将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，此时两容器中电阻丝的阻值不相等，
结合前面分析可知，通过它们的电流也不同，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故C错误；
D、探究电流产生的热量与电阻的关系，应控制两电阻丝中的电流相同、改变电阻的阻值；
不改变导线的连接方式，将右边容器上方的5Ω电阻丝也放入右边容器内，此时I右＝I左，由于右侧容器中两个5Ω的电阻并联，所以总电阻小于5Ω，左右两侧容器中电阻丝的阻值不同，所以可以探究电流产生的热量与电阻的关系，故D正确。
故选：D。
6．【解答】解：A、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，两灯的电压相等，都为2V，从图像上可知电压为2V时，I甲＝0.3A，I乙＝0.2A，根据欧姆定律可得：R甲：R乙：I乙：I甲＝0.2A：0.3A＝2：3，故A错误；
B、两灯的额定电压均为6V，从图像上可知甲、乙两灯均正常发光时，I甲额＝0.6A，I乙额＝0.3A，所以，P甲额：P乙额＝（UI甲额）：（UI乙额）＝I甲额：I乙额＝0.6A：0.3A＝2：1，故B正确；
C、由图象可知，甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V、3V、6V时，通过甲的电流依次为0.3A、0.4A、0.6A，通过乙的电流依次为0.2A、0.25A、0.4A，
由I的变形式R可知，甲灯泡的电阻依次为6.7Ω、7.5Ω、10Ω，乙灯泡的电阻依次为10Ω、12Ω、15Ω，所以，甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大，故CD错误。
故选：B。
7．【解答】解：A、由图甲结合R可知，灯泡两端的电压增大时，灯泡的电阻增大；此时灯泡的实际功率增大，灯丝温度也在升高，由此说明，灯丝的电阻随温度的升高而增大，故A错误；
B、灯泡和定值电阻串联，电流相等，电压之和等于电源电压，由图甲知，当电流为0.3A时，灯泡两端电压为2V，定值电阻两端电压为6V，总电压为8V，则灯泡的实际功率：PL＝ULI＝2V×0.3A＝0.6W，故B正确；
C、由B项数据可知，电阻的阻值：R20Ω，故C错误；
D、电阻的实际功率：PR＝URI＝6V×0.3A＝1.8W，故D错误。
故选：B。
8．【解答】解：根据电路图可知滑动变阻器和定值电阻串联接入电路，电压表V1测滑动变阻器两端的电压，电压表V2测定值电阻两端的电压，电流表测电路中电流。
滑片在a端时，滑动变阻器接入电路的阻值较小，根据串联分压原理可知滑动变阻器分得的电压小，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可知通过电路的电流较小；滑片在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值较大，滑动变阻器分得的电压大，通过电路的电流较大，因此滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，电压表V1的示数逐渐变小，故df图象为电压表V1与电流表示数的图象，ec为电压表V2与电流表示数的图象。
A、由图乙可知，电路中的最小电流I＝1A，此时R1两端的电压U1＝12V，R2两端的电压U2＝2V，所以电源的电压：U＝U1+U2＝12V+2V＝14V，故A错误；
B、由乙图可知电路中的最大电流为I最大＝3A，电路消耗的总功率最大值为P＝UI＝14V×3A＝42W，故B错误；
C、滑片P 在b点时，电路中的电流为I＝1A，此时滑动变阻器两端的电压值为12V，滑动变阻器的阻值为R12Ω，由图甲可知，此时变阻器接入电路中的电阻不是最大，即滑动变阻器的最大阻值大于12Ω，故C错误；
D、滑片在a点时，电路中的电流I最大＝3A，电阻R2两端电压：U2＝6V，10s内电阻R2消耗的电能W＝U2It＝6V×3A×10s＝180J，故D正确。
故选：D。
9．【解答】解：
（1）研究电功率和电流的关系，通过调节变阻器R的滑片改变电路中电流，
由P＝I2R知，在电阻一定时，电功率P与电流I是二次函数关系，R0＞0，所以图像开口向上，图乙中实线a是定值电阻R0的功率与电流的关系，虚线b表示滑动变阻器R的功率与电流关系，故C正确；
（2）由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电流表测电路中电流，
当滑动变阻器R连入阻值为0时，电路为R0的简单电路，电路的电路中电流最大，
由图像知此时的电流I＝2A，由P＝UI可得，电源电压：
U＝U016V，故A正确；
由图乙中，R0的功率与电流关系图像知，I＝2A时，P0＝32W，
由P＝I2R可得，R0的阻值；
R08Ω；
由欧姆定律可得，当电路中电流I′＝0.5A时，R0两端电压：
U0′＝I′R0＝0.5A×8Ω＝4V，
由串联电路特点知，此时R两端电压：
UR＝U﹣U0′＝16V﹣4V＝12V，
R消耗的功率：
PR＝URI′＝12V×0.5A＝6W，故D错误；
（3）滑动变阻器的电功率为：
P滑＝I″2R滑R滑，
当R＝R0＝8Ω时，R的功率最大，故B正确。
故选：D。
10．【解答】解：保证LED灯正常工作，则UL＝3V，
由图中可知，LED灯和稳压装置串联，则：UR＝U﹣UL＝U﹣3V，
LED灯正常工作的电流I0.3A，
串联电路的电流处处相等，则稳压装置消耗的电功率P＝URI＝（U﹣3V）×0.3A＝0.3A×U﹣0.9W，
故P﹣U的图像是一次函数图像，且当U＝3V时，P＝0W。
故选：A。
11．【解答】解：甲、乙用电器在额定电压下工作时的功率均为60W。
A．由W＝Pt可知，电流做功的多少与通电时间有关，故A不正确；
B．电功率是表示电流做功快慢的物理量，甲乙用电器的功率相同，做功一样快，故B不正确；
C．根据W＝Pt可知，完成相同的功，两用电器用的时间一样多，故C不正确；
D．根据W＝Pt可知，相同时间内，甲乙用电器消耗的电能一样多，故D正确。
故选：D。
12．【解答】解：
A、电能表是用来测量电路中用电器消耗电能的仪表，应接在空气开关之前，故A错；
B、由表盘信息可知，电能表允许通过的最大电流I＝20A，工作电压为220V，该电能表所在家庭电路用电器同时工作时最大总电功率P＝UI＝220V×20A＝4400W，故B错；
C、600revs/1kW h表示每消耗1kW h的电能，电能表转盘转600转，则转6转消耗的电能WkW h＝0.01kW h，实际功率P0.6kW＝600W，故C正确；
D、若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，说明它们之间互不影响，是并联的，故D错。
故选：C。
13．【解答】解：两灯泡串联时，由于两只灯泡的规格相同，所以两灯泡分得的电压相同，则两只灯泡串联接在U总＝8V的电源两端时，每只灯泡两端的电压都为4V，
由图象可知，当U＝4V时，I＝0.2A，
由于串联电路处处电流相等，所以电路电流为0.2A，
电路的总功率：P总＝U总I＝8V×0.2A＝1.6W。
故选：B。
二．填空题（共11小题）
14．【解答】解：（1）根据在化合物中正负化合价代数和为零，锂元素显+1，氧元素显﹣4，设锰元素的化合价是x，可知Li2MnO4中锰元素的化合价：（+1）×2+x+（﹣2）×4＝0，则x＝+6，故填：+6；
（2）使用电池提供动力骑行该车时，消耗电能，获得了机械能，所以电能主要转化为车的机械能；
（3）根据杠杆平衡的条件，F1×L1＝F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。若要从如图三点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起，是围绕前轮与地面的接触点转动，由支点分别向各个力的作用线作出垂线，即力臂，如图所示：
由图可知最省力的点是FC。
故答案为：（1）+6；（2）机械；（3）FC。
15．【解答】解：（1）水从加热杯垫吸收热量，内能增加，温度升高，这是通过热传递的方式改变冷水的内能；
（2）水的体积V＝200mL＝200cm3＝2×10﹣4m3，
由ρ可知，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10﹣4m3＝0.2kg，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4200J/（kg ℃）×0.2kg×（55℃﹣15℃）＝3.36×104J，
不计热量损失，电热丝消耗的电能：W＝Q吸＝3.36×104J，
由P可知，电热杯垫加热的时间：t′2100s。
故答案为：（1）热传递；（2）2100。
16．【解答】解；（1）电动车充电过程时，将电能主要转化为化学能；
（2）从图上可以看出铁电池具有放电时保持电压不变的时间长、放电时电压大、放电时电压更稳定的优点。
（3）铁电池一次充电后能提供的电能为：
W电＝50千瓦时＝50×3.6×106J＝1.8×108J，
由η得，牵引力做的功为：
W＝W电η＝1.8×108J×80%＝1.44×108J，
根据W＝Fs可得，理论上充一次电能航行的路程为：
s8×104m。
故答案为：（1）化学能；（2）放电时保持电压不变的时间长（或放电时电压更稳定或放电时电压大）；（3）8×104。
17．【解答】解：（1）由图可知，当电压为2.4V时，通过甲、乙的电流分别为0.1A和0.2A，
由欧姆定律可知，甲、乙的阻值分别为：R甲，R乙，
则R甲：R乙＝24Ω：12Ω＝2：1，
甲和乙串联在3.6V电源上，由串联电路的特点可知通过两电阻的电流相等，由欧姆定律可知，两电阻两端的电压之比：；
（2）甲和乙并联在3.6V电源上，由并联电路的特点可知两电阻两端的电压均为3.6V，由图可知当电压为3.6V时通过甲和乙的电流大小分别为0.15A和0.30A，
由并联电路的电流特点可知，干路中的电流为：I＝0.15A+0.3A＝0.45A，则总功率为：P＝UI＝3.6V×0.45A＝1.62W。
故答案为：（1）2：1；（2）1.62W。
18．【解答】解：（1）科学家将含氢、氮和镥三种元素的化合物作为材料制成导体，化合物属于纯净物，因此从物质的分类来看，这种室温超导材料属于纯净物；
（2）增大压强的方法有减少受力面积、增大压力；压强＝压力/受压面积；据此公式可知，减少两块金刚石的接触面积，即可起到增大压强的作用；
（3）根据题给条件可知，Q＝I2Rt＝（8A）2×250Ω×60s＝9.6×105J；在室温下进入超导状态，导体不再有电阻，若这种室温超导材料能够得到应用，那么每分钟可以减少9.6×105J的热量损失；
故答案为：
（1）纯净物；
（2）减少两块金刚石的接触面积；
（3）9.6×105。
19．【解答】解：（1）电源为3节新干电池，即U＝4.5V，
由图乙可知，如果电压表V1选用大量程，则此时示数为6V＞4.5V，
则电压表V1选用小量程，示数为：1.2V；
（2）两只小灯泡亮度差不多，说明功率大小相等，
由图甲可知，两个小灯泡串联，串联电路电流相等，P＝I2R可知，造成功率相等的原因是两个小灯泡的电阻大小差不多，即规格相同，为了完成实验，应换用不同规格的小灯泡；
（3）电压表V2无示数，则电压表V2测量部分短路或没有与电源接通；电压表V1仍有示数，说明电压表V2测量部分正常或与电源接通；
假如小灯泡L1短路，L2正常，则电压表V1无示数，故小灯泡L1没有短路；
假如小灯泡L1断路，L2正常，电压表V1仍有示数，说明电压表V2与电源接通，此时电压表V2没有与电源接通，无示数；
假如小灯泡L2短路，L1正常，则电压表V1有示数，电压表V2测量一段导线电压，无示数；
假如小灯泡L2断路，L1正常，则电压表V1无示数；
则电路中存在的故障可能是小灯泡L1断路或小灯泡L2短路。
故答案为：（1）1.2；（2）应换用不同规格的小灯泡；（3）小灯泡L1断路或小灯泡L2短路。
20．【解答】解：（1）由图知，指示灯L与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω时，开关闭合，
电路的电流为：I0.6A，
小灯泡的电功率为：P＝I2RL＝（0.6A）2×5Ω＝1.8W；
（2）若电源电压下降，根据I可知在电阻不变时电路的电流较小，电磁铁的磁性较弱，吸引力较小，不能将铁柱吸下来，因此栏杆不能抬起，此时可以将滑动变阻器的阻值调小些，便可以增大电路的电流，使电磁铁的磁性增强，将铁柱吸下来，便可以使栏杆正常抬起来。
故答案为：（1）1.8；（2）将滑动变阻器接入电路的阻值调小些。
21．【解答】解：（1）当气室内的气压达到一定值，气体推开阀门K1进入工作室。这一过程类似于汽油机的做功冲程。
（2）已知阀门K1的面积为4×10﹣3m2。若海水上升至气室内气压达到5.0×105帕时，关闭着的K1受到气室内气体对它的压力为：F＝pS＝5.0×105Pa×4×10﹣3m2＝2000N。
（3）若航标灯的光源功率为10瓦，则其正常工作24小时，至少需要消耗电能为：W＝Pt＝10W×24×3600s＝8.64×105J。
故答案为：（1）做功；（2）2000；（3）8.64×105。
22．【解答】解：（1）由I﹣U图象知，电压U额＝12V所对应的电流I额＝0.8A，
灯泡L的额定功率P额＝U额I额＝12V×0.8A＝9.6W；
（2）由I﹣U图象可知，灯两端的电压为UL＝6V，通过的电流为IL＝0.6A，
此时灯泡的功率为P＝ULIL＝6V×0.6A＝3.6W；
由于灯与变阻器串联，各处电流相等，通过变阻器的电流为0.6A。
变阻器两端的电压U阻＝U﹣U灯＝15V﹣6V＝9V，
变阻器连入电路的阻值R15Ω。
（3）12分钟电路消耗的电能：
W＝UIt＝15V×0.6A×12×60s＝6480J。
故答案为：9.6；15；6480。
23．【解答】解：（1）若发令指示灯工作时，两端电压为3伏，电阻为5欧，其工作时的功率为：
P＝UI1.8W；
（2）A、图A中压敏电阻被电磁铁短路，起跑指示灯不受压敏电阻的影响，故A不符合题意；B、图B中闭合开关S、S1时，发令指示灯亮，当运动员起跑后，压敏电阻R0阻值变小，电磁铁中的电流变大，磁性增强，把衔铁吸下来，起跑指示灯亮，故B符合题意；
C、图C中开关S1控制起跑指示灯而不是发令指示灯，故C不符合题意；
D、图D中闭合开关S、S1时，发令指示灯亮，当运动员起跑后，压敏电阻R0阻值变小，电磁铁中的电流变大，磁性增强，把衔铁吸起来，起跑指示灯亮，故D符合题意，故选BD。
故答案为：（1）1.8；（2）BD。
24．【解答】解：
由甲可知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中，S接触点2时，两电阻串联，
电源电压一定，由P可知开关接触点1时，电路的电阻较小，功率较大，所以此时电饭煲处于加热状态；
由乙图象知，横坐标表示工作时间，纵坐标表示电饭煲的电功率，阴影部分面积S＝Pt＝W，即：阴影部分表示的是电饭煲消耗的电功；
由图知，P加热＝0.8kW，加热时间t加热＝10minh，
所以W加热＝P加热t加热＝0.8kWhkW h＝4.8×105J。
故答案为：加热；电功；4.8×105J。
三．实验探究题（共15小题）
25．【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处；
（2）由表中数据，由R计算6次实验中滑动变阻器接入电路的阻值分别为：4.89Ω、3.98Ω、3Ω、2Ω、1Ω、0Ω，变阻器连入电路的阻值从0Ω到5Ω的范围内，随着滑动变阻器接入电路的电阻减小，滑动变阻器消耗的电功率先增大后减小；
（3）由电路图知定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，当电压表读数为0，且电路没有故障，是因为滑动变阻器接入电路的电阻为零，电路中的电流为：I1A，即电流表的示数为1A。
故答案为：（1）最大阻值；（2）随着滑动变阻器接入电路电阻值的减小，其电功率先增大后减小；（3）1A。
26．【解答】解：（1）连接好电路后，闭合开关移动滑片，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表始终为6伏，说明电压表与电源的两极连通，则与电压表并联的滑动变阻器之外的电路是连通的，说明与电压表并联的滑动变阻器断路了；
（2）由图乙可知，滑动变阻器两端电压为：U滑＝1.5V，
应用小灯泡与滑动变阻器串联，则小灯泡两端电压为：U灯＝U﹣U滑＝6V﹣1.5V＝4.5V，
通过小灯泡的电流和滑动变阻器的电流相等，由图乙可知为：I＝0.5A，
则小灯泡的功率为：P＝U灯I＝4.5V×0.5A＝2.25W，
则小灯泡所消耗的电功率的区域如图所示：
（3）由图甲可知，小灯泡与滑动变阻器串联，所以小灯泡与滑动变阻器两端的电压之和始终等于电源电压6V，且两者的电流始终相等，故图丙中的虚线合理。
故答案为：（1）滑动变阻器断路 （2）见解答图；（3）合理；小灯泡与滑动变阻器串联，所以灯泡与滑动变阻器两端的电压之和始终等于电源电压6V，且两者的电流始终相等，故图丙中的虚线合理。
27．【解答】解：（1）根据要求和所给电路元件，设计电路图如下：
①只闭合开关S和S1，滑片P位于a端时，滑动变阻器R电阻全部连入电路且与定值电阻R0串联，电流表示数为I1；
则电压电压为：U＝I1（Rmax+R0）；
②只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A，此时小灯泡正常发光；
③当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为I2，
则此时定值电阻两端的电压为：U定＝I2R0，
此时滑动变阻器两端电压为：U′＝U﹣U定＝I1（Rmax+R0）﹣I2R0，
则滑动变阻器连入电路的电阻为：R；
④当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为：U″＝IR＝0.5A，
则此时灯泡两端的电压即额定电压为：U额＝U﹣U″＝I1（Rmax+R0）﹣0.5A，
灯泡的额定电功率为：P＝U额I＝[I1（Rmax+R0）﹣0.5A]×0.5A；
（2）电路图和光路图都属于物理模型。
故答案为：（1）见解答；（2）光路图。
28．【解答】解：（1）滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，且闭合开关前，滑动变阻器的滑片在阻值最大处，故滑动变阻器接右下接线柱，如下图所示：
；
（2）由实物图知定值电阻与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路的电阻最小时电路中的电流最大，由图乙知电路中的最大电流为0.6A，此时滑动变阻器接入电路的电阻为零，
则定值电阻的阻值为：
R10Ω；
由图乙知电路中的最小电流为0.1A，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，
定值电阻和滑动变阻器的总电阻为：
R总60Ω，
由串联电路电阻的规律得滑动变阻器的最大阻值为：
R滑大＝R总﹣R＝60Ω﹣10Ω＝50Ω；
（3）从图中可知，随着电流的增大，总功率和定值电阻的功率之差先变大、后变小，故滑动变阻器消耗功率随电流大小的变化情况是先变大、后变小。
故答案为：（1）见解答图；（2）50；（3）先变大、后变小，原因是总功率和定值电阻的功率之差为滑动变阻器的功率，随着电流的增大，总功率和定值电阻的功率之差先变大、后变小。
29．【解答】解：（1）已知灯泡额定电压为2.5V，电阻约为8Ω，则通过灯泡的额定电流约为：
I额0.3125A，
根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端的电压为：
U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，
滑动变阻器接入电路的阻值为：R滑11.2Ω，
因A变阻器允许通过的最大电流为0.3A，小于灯泡的额定电流，故选B；
（2）灯在额定电压下正常发光，电压表示数为2.0V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压2.5V；
（3）小榕的做法不对，因为灯丝的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，取平均值没有意义。
故答案为：（1）B；（2）左；（3）小榕的做法不对，灯丝的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，取平均值没有意义。
30．【解答】解：（1）灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压：U滑＝6V﹣2.5V＝3.5V，
灯泡正常发光时电路中的电流约为：I0.25A，
由I可得，灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值：R滑14Ω，因此选择“50Ω、1A”的滑动变阻器；
（2）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表量程选择0～2.5V，将电压表并联在灯泡两端，如图所示：
（3）由图象可知，U＝2.5V时，I＝0.2A，则小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W。
故答案为：（1）50Ω、1A；（2）见解析；（3）0.5。
31．【解答】解：（1）闭合开关后，电流表和电压表都有示数，则电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，变阻器连入电路的电阻较大，电路没有故障。
（2）灯在额定电压下正常发光，如图乙中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压，小灯泡正常发光，记下电流表的示数I1和电压表的示数U1；
（3）发光二极管将电能转换成光能的效率更高，功率相同时，发光二极管更亮，故移动滑片使二极管发光亮度与小灯泡正常发光亮度相当时，记下电流表的示数I2和电压表的示数U2，根据P＝UI，则U2I2＜U1I1；
故答案为：（1）没有；（2）右；（3）＜。
32．【解答】解：（1）电流表有示数，电路应该是通路，灯泡不亮，电压表无示数，说明故障是小灯泡短路；
（2）为测量小灯泡两端电压高于额定电压20%时的电功率，他应将小灯泡两端电压调到：
U实＝（1+20%）×2.5V＝3V，若此时电流表指针的位置如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则通过小灯泡的电流为0.22A，小灯泡的实际功率为：
P＝UI＝3V×0.22A＝0.66W；
（3）滑动变阻器接入电路的阻值减小了ΔR1，由欧姆定律I，电路中的电流变大，灯泡的亮度变大，灯的功率变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻变大；由于总电压不变，电路中的电流变大，由欧姆定律R，可知电路中的总电阻变小，所以变阻器减小的阻值大于灯泡增大的阻值，即|ΔR1|大于|ΔR2|。
故答案为：（1）小灯泡短路；（2）0.66；（3）＞。
33．【解答】解：（1）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，所以出现这一故障的原因可能是小灯泡断路了；
（2）由图乙可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡功率变大，温度升高，灯丝电阻随温度的升高而增大，故图像中电流与电压不成正比；
（3）实验步骤：
①闭合开关S1，S2接1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I额；
②闭合开关S1，S2接2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调另一个滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I额；再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端，读出电流表的示数为I；
③在步骤①中，滑动变阻器R1短路，灯与滑动变阻器R2串联，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I额，此时灯正常发光；
在步骤②中，灯短路，两滑动变阻器串联，因R2的滑片位置不变，调另一个滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I额，根据等效替代法，滑动变阻器R1连入电路中的电阻等于灯正常发光时的电阻大小；
再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端，读出电流表的示数为I，由欧姆定律和电阻的串联，滑动变阻器R1连入电路中的电阻：
R1滑R2，即灯正常发光的电阻为RL＝R1滑R2，
则小灯泡的额定功率表达式为：
P额＝I额2RL＝I额2（R2）。
故答案为：（1）断路；（2）灯丝电阻随温度的升高而增大；（3）I额2（R2）。
34．【解答】解：（1）根据实验原理R可知，在没有电流表的情况下，利用电压表和定值电阻代替电流表的作用，采用分压电路，电压表V 2并联在定值电阻两端，电路如图所示：
（2）闭合开关前滑片滑到阻值最大处；
（3）因为小灯泡的额定电压为2.5V，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，
电压表V2量程为0～3V，分度值为0.1V，此时示数为U2＝2.4V；
此时电路中的电流为I＝IL＝I00.24A；
（4）小灯泡的额定电功率为：PL＝ULIL＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（5）要测量小灯泡的额定功率，小灯泡两端的电压为额定电压，根据并联电压相等，则定值电阻两端电压等于2.5V，又知R0＝10Ω，
故电流表A2的示数为I20.25A。
故答案为：（1）如上图所示；（2）最大；（3）2.5；2.4；（4）0.6；（5）0.25。
35．【解答】解：①只闭合开关S和S1，滑片P位于a端时，滑动变阻器R电阻全部连入电路且与定值电阻R0串联，
灯泡正常发光时的电流为0.5A，则电流表选择小量程，示数为：I1＝0.4A；
则电压电压为：U＝I1（R最大+R0）＝0.4A×（20Ω+10Ω）＝12V；
②只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A，此时小灯泡正常发光；
③当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为：I2＝0.6A，
则此时定值电阻两端的电压为：U定＝I2R0＝0.6A×10Ω＝6V，
此时滑动变阻器两端电压为：U′＝U﹣U定＝12V﹣6V＝6V，
则滑动变阻器连入电路的电阻为：R10Ω；
④当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为：U″＝IR＝0.5A×10Ω＝5V，
则此时灯泡两端的电压即额定电压为：U额＝U﹣U″＝12V﹣5V＝7V，
灯泡的额定电功率为：P＝U额I＝7V×0.5A＝3.5W。
故答案为：①0.4；②只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A；③滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω；④3.5。
36．【解答】解：（1）实验步骤：
①检查装置气密性，正确连接电路；
②用5Ω的电阻圈接入电路，闭合开关，记录电流表示数和1分钟玻璃管内红墨水上升的高度h1；
③断开开关，冷却至室温，换用10Ω电阻圈，闭合开关，调节滑动变阻器至电流与②中相 同。记录1分钟玻璃管内红墨水上升的高度h2；
④重复实验，记录多组数据，取h1和h2平均 值；
⑤比较h1和h2的大小，得出实验结论。
（2）电阻圈上水分蒸发导致锥形瓶内气压增大的值比吸收热量导致气压变小的值更大。
37．【解答】解：当灯额定电压为2.5V小灯泡正常发光时，电阻约为10Ω，灯的额定电流：
IL0.25A＜0.5A，
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，由欧姆定律I
变阻器最大电阻至少为：
R滑14Ω，考虑到电流因素，故选用 50Ω，0.5A的滑动变阻器，即选用B变阻器；
（2）原电路中，灯被短路了，电压表串联在电路中，是错误的，电压表应与灯并联，电流表串联在电路中，如下所示：
（3）小明接着把小灯泡换成定值电阻来探究“电流跟电阻的关系”，先接入5Ω的定值电阻，当滑动变阻器移的滑片移到中点时，测得电流表示数为0.2A，然后他只将5Ω的电阻换成10Ω电阻，根据电阻的串联规律，此时电路的总电阻：
R串＝10Ω50Ω＝35Ω，由欧姆定律，此时电路的电流：
I′0.17A＞0.1A，即通电时可发现电流表的示数＞0.1A；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以，为完成探究他接下来的具体操作是：滑片应向右端移动，使电压表的示数不变。
故答案为：（1）B；（2）如上所示；（3）＞；滑片应向右端移动，使电压表的示数不变。
38．【解答】解：（1）灯泡两端电压等于额定电压时正常发光，所以判断灯泡是正常发光的依据是：电压表示数等于2.5V；
（2）闭合开关，电流表、电压表均有示数，说明电路不存在断路，灯泡不发光，可能是灯泡实际功率太小不足以引起灯泡发光造成的，可以向左移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光；
（3）当滑片在阻值最大处时电路中的电流最小，由图乙知电压表的示数为U1，当滑片在阻值最小处时电路中的电流最大，电压表的示数最大，为电源电压，由图乙知此时电压表的示数为U0，
当电压为U1时，根据串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压为：
U滑＝U0﹣U1，电流与小灯泡的电流相同，由P＝UI知滑动变阻器的功率为：
P滑＝U滑I＝（U0﹣U1）I，
此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域为：
故答案为：（1）电压表示数等于2.5V；（2）向左移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光；（3）见解答图。
39．【解答】解：（1）由图乙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.20A，灯泡额定功率P＝UI＝2.5V×0.20A＝0.5W；
（2）灯泡短路时，电路中的总电阻变小，电源电压不变，因此电流表示数变大。小灯泡短路，小灯泡之间的电阻变小为0，电压表示数变小为0；
（3）电路消耗的总功率P总＝P滑+P灯，则滑动变阻器消耗的功率P滑＝P总﹣P灯，从图丙中可知，在电流逐渐增大的过程中，P总与P灯的差先增大，后减小为零，故滑动变阻器的功率大小变化是先增大，后减小为零。
故答案为：（1）0.5；（2）电流表示数变大，电压表示数变小为0；（3）先增大，后减小为零。
四．计算题（共7小题）
40．【解答】解：（1）水的体积V＝25L＝25dm3＝25×10﹣3m3，
加满水时，水的质量：m水＝ρ水V水＝1×103kg/m3×25×10﹣3m3＝25kg，
加湿器加满水后的总重力：G＝m总g＝（25kg+95kg）×10N/kg＝1200N，
加湿器对水平地面的压力：F＝G＝1200N，
加湿器对水平地面的压强：p2×106Pa；
（2）由P可知，加湿器工作1小时消耗电能W＝Pt＝800W×1×3600s＝2.88×106J；
（3）电路最大电流为：I大＝100mA＝0.1A，
由I可知，电阻R0两端电压：U0＝I大R0＝0.1A×120Ω＝12V，
由串联电路电压的规律知此时R两端电压为：UR＝U﹣U0＝24V﹣12V＝12V，
由I可知，湿敏电阻的阻值：R120Ω，
由图丙所示可知，此时湿度为30%；
R两端最大电压：UR′＝15V，根据串联电路的电压特点可知，R0两端的电压U0′＝U﹣UR′＝24V﹣15V＝9V，
此时电路电流：I′0.075A，
由I可知，R的阻值：R′200Ω，
由图丙所示可知，此时的湿度为90%，
故湿度计能够测量的湿度范围是30%～90%；
（4）若此时能达到最大值，则每小时空气中能容纳的水汽质量为m＝2000m3×10g/m3×90%＝18000g，
由ρ可知，这些水的体积V18000cm3＝18000mL＝18L，
即此时的加湿量18L/h＞15L/h，所以湿度计不能达到最大测量值。
答：（1）2×106；
（2）2.88×106；
（3）湿度计能够测量的湿度范围是30%～90%；
（4）湿度计不能达到最大测量值。
41．【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由图乙可知，电路中的最小电流I小＝0.4A，滑动变阻器消耗的电功率P2＝4W，
由P＝I2R可得，滑动变阻器的最大阻值：
R225Ω；
（2）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I可得，电源的电压：
U＝I小（R1+R2）＝0.4A×（R1+25Ω），
由图乙可知，电路中的电流I＝0.8A时，滑动变阻器消耗的电功率P2′＝6.4W，
则滑动变阻器接入电路中的电阻：
R2′10Ω，
电源的电压：
U＝I（R1+R2′）＝0.8A×（R1+10Ω），
因电源的电压不变，
所以，0.4A×（R1+25Ω）＝0.8A×（R1+10Ω），
解得：R1＝5Ω，
电源的电压U＝I小（R1+R2）＝0.4A×（5Ω+25Ω）＝12V；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路消耗的电功率最大，
则P大28.8W。
答：（1）滑动变阻器的最大最值为25Ω；
（2）R1的阻值为5Ω，电源电压为12V；
（3）求此电路的最大电功率为28.8W。
42．【解答】解：（1）当开关S闭合，S1、S2都断开时，灯泡L与电阻R1串联，电压表测R1两端的电压，
因串联电路中各处的电流相等，且小灯泡L正常发光，
所以，由P＝UI可得，电路中的电流：I＝IL0.4A，
由I可得，电压表的示数：U1＝IR1＝0.4A×15Ω＝6V；
（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源电压：U＝UL+U1＝3V+6V＝9V，
当开关S、S1闭合，S2断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中电流，
则此时电流表的示数：I10.6A；
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，R1与R2并联，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，电路的总电阻：R10Ω，
整个电路消耗的电功率：P8.1W。
答：（1）当开关S闭合，S1、S2都断开时电压表的示数为6V；
（2）当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表的示数为0.6A；
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，整个电路消耗的电功率为8.1W。
43．【解答】解：（1）加热时间最短时，电热加湿器的发热功率最大，
由P可知，电热加湿器消耗的电能：W＝Pt′＝400W×3×60s＝7.2×104J，
不考虑热量的损失，水吸收的热量Q吸＝W＝7.2×104J，
一个标准大气压下，水的沸点是100℃，
由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，该电热槽中水的质量：m0.21kg；
（2）S接3、4触点时，R2被短路，电路中只有R1工作，电路的总电阻最小，根据P可知，电路消耗的功率最大，电热加湿器处于高挡，则R1的阻值：R1121Ω；
（3）S接2、3触点时，R1和R2串联工作，电路的总电阻最大，根据P可知，电路消耗的功率最小，电热加湿器处于低挡，此时电路中的总电阻：R＝R1+R2＝121Ω+121Ω＝242Ω，
低挡时的发热功率：P低200W。
答：（1）该电热槽中水的质量为0.21kg；
（2）R1的阻值为121Ω；
（3）该加湿器在低挡时的发热功率是200W。
44．【解答】解：（1）已知启动按摩的功率P按摩＝110W，由P＝UI可得，
只启动按摩功能时电路中的电流：
I按摩0.5A；
（2）他在按摩时按摩椅对地面的压力：
F＝G总＝（m1+m2）g＝（70kg+130kg）×10N/kg＝2000N，
他在按摩时按摩椅对地面的压强p1250Pa；
（3）同时开启按摩和加热功能工作时间t＝15min＝900s，由P可得，需消耗电能：
W总＝P总t＝（110W+740W）×900s＝7.65×105J。
答：（1）只启动按摩功能时电路中的电流是0.5A；
（2）他在按摩时按摩椅对地面的压强为1250Pa；
（3）整个过程中消耗了7.65×105J的电能。
45．【解答】解：
（1）分析可知，当S与触点1、2接触时，电路为R1的简单电路，1min内电热炕消耗的电能：
W1kW h＝2.4×104J；
由P可得，电热炕功率：
P1400W；
（2）由P可得，R1121Ω，
当S与触点3、4接触时处于低挡，此时只有R2工作，电路中通过O点的电流：
IA≈0.9A；
（3）由ρ可得，1.8L水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.8×10﹣3m3＝1.8kg，
当该电热炕处于低挡，且正常工作30min，所消耗的电能：
W2＝UIt＝220VA×30×60s＝3.6×105J，
W2＝Q＝cmΔt，
即：3.6×105J＝4.2×103J/（kg ℃）×1.8kg×（t﹣25℃），
解得：t＝72.6℃，
即水温能升高到72.6℃。
答：（1）当S与触点1、2接触时，电热炕功率是400W；
（2）当电热炕处于低挡时，电路中通过O点的电流是0.9A；
（3）当该电热炕处于低挡，且正常工作30min，所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到72.6℃。
46．【解答】解：（1）加热时间最短时，电热槽的发热功率为400W且不考虑热量的损失，
由W＝Pt和Q吸＝cm（t﹣t0）可得：
P1t＝cm（t2﹣t1），即400W×3×60s＝4.2×103J/（kg ℃）×m×（100℃﹣20℃），
解得：m≈0.21kg；
（2）电热加湿器在高挡时，R2被短路，电路中只有R1，
由P可得，R1的阻值：
R1121Ω，
由R1、R2为阻值相同的发热电阻可得，R2＝R1＝121Ω；
（3）当加湿器在低挡时，R1与R2串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，低挡时的发热功率：
P低200W；
（4）电热加湿器会使需要制冷的室内气温升高，可以降低电热槽内气压来降低沸点，达到改进的目的。
答：（1）电热槽中水的质量约为0.21kg；
（2）R1、R2的阻值均为121Ω；
（3）加湿器在低挡时的发热功率为200W；
（4）改进的建议：降低电热槽内气压。
五．解答题（共2小题）
47．【解答】解：（1）当开关S闭合，S1、S2断开且灯泡正常发光时，灯泡L与R2串联，电流表测电路中的电流，
由I可得，电路中的总电阻：
R20Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，灯泡的电阻：
RL＝RR2＝20Ω20Ω＝10Ω，
灯泡的额定电压：
UL＝IRL＝0.3A×10Ω＝3V；
（2）灯泡正常发光1min电流所做的功：
WL＝ULIt＝3V×0.3A×60s＝54J；
（3）开关S闭合，S1、S2断开且滑片位于最右端时，灯泡L与R2的最大阻值串联，
则整个电路消耗的电功率：
P1.2W；
当S、S1、S2都闭合且滑片位于最右端时，R1与R2的最大阻值并联，电流表测干路电流，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，电路中的总电阻：
R′7.5Ω，
电路消耗的电功率：
P′4.8W，
则P：P′＝1.2W：4.8W＝1：4。
答：（1）灯泡的电阻为10Ω，额定电压为3V；
（2）灯泡在这种情况下通电1min，电流所做的功为54J；
（3）P：P′的值为1：4。
48．【解答】解：干电池内部也存在电阻，该电阻随其内部氢气量的增加而增大。
使用新旧电池时，电压一定，旧电池较大的电阻与灯泡串联，使得电路中的总电阻变大，根据欧姆定律，电路中的电流减小，根据P＝UI＝I2R，灯泡的实际功率减小，灯泡亮度变暗。
一．选择题（共13小题）
1．（2023 永嘉县校级二模）小德利用某电能表（如图）测量一家用电器的电功率。当电路中只有这一个用电器连续工作时，测得在6分钟内电能表的转盘转了250转，那么这个用电器可能是（ ）
A．台灯 B．家用电风扇 C．笔记本电脑 D．电热水壶
2．（2023 瓯海区模拟）现有甲、乙、丙三个灯泡，分别标有“220V 25W”、“110V 25W”、“36V 25W”的字样，当它们都是在各自额定电压下工作时，它们的亮度情况是（ ）
A．甲灯较亮 B．乙灯较亮 C．一样亮 D．丙灯较亮
3．（2023 鹿城区模拟）如图甲，R1为定值电阻，Rp为滑动变阻器，闭合开关，Rp的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图象如图乙，下列说法正确的是（ ）
A．R1阻值为1.8Ω
B．电路消耗的最小功率为0.2W
C．当 Rp总阻值的接入电路时，它与定值电阻消耗的功率之比为5：6
D．当电流为0.4A时，R1与Rp连入电路的阻值之比为2：1
4．（2023 鹿城区校级一模）科学规律可以用文字、公式和图像表述，下面四幅图像与选项表述一致的是（ ）
A．对于液体产生的压强，当液体密度一定时，其压强与深度的关系可用图表示
B．对于气体的密度，当气体的质量一定时，其密度与体积的关系可用乙图表示
C．对于做匀速直线运动的物体，离终点的距离与所用时间的关系可用图表示
D．对于电热丝，当通过的电流一定时，相同时间内产生的热量与电阻的关系可用图表示
5．（2023 鹿城区模拟）如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化，下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少
C．不改变导线的连接方式，将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D．不改变导线的连接方式，将右边容器上方的5Ω电阻丝也放入右边容器内，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
6．（2023 平阳县模拟）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I﹣U图像如图。下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两灯并联在2V的电源两端时电阻之比为3：2
B．甲、乙两灯均正常发光时额定功率之比为2：1
C．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
D．甲、乙两灯的电阻在不同电压下均保持不变
7．（2023 温州模拟）图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I﹣U图象，小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示，电源电压8V，下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡电阻随温度的增大而减小
B．灯泡的实际电功率为0.6 W
C．定值电阻的阻值为0.05Ω
D．定值电阻的电功率为0.8 W
8．（2023 鹿城区模拟）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。下列结论正确的是（ ）
A．电源电压为12V
B．该过程中，电路消耗的总功率最大值为24W
C．滑动变阻器的最大阻值可能为12Ω
D．滑片在a点时，10s内电阻R2消耗的电能为180J
9．（2022 温州模拟）用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图（图乙）。下列说法错误的是（ ）
A．电源电压为16V
B．R＝R0＝8Ω时，R的功率最大
C．虚线b表示的是R的功率与电流的关系
D．当电流表示数为0.5安时，R消耗的功率为5W
10．（2022 鹿城区校级三模）某LED灯规格为“3V 0.9W”，其内置稳压装置，保证LED灯正常工作，工作原理如图所示。闭合开关后，电源电压为U（U＞3V），稳压装置消耗的功率为P。则下列关于P﹣U的图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
11．（2022 瓯海区模拟）甲用电器标着“220V 60W”，乙用电器上标着“36V 60W”，它们都在额定电压下工作，则下列判断中正确的是（ ）
A．甲用电器做功一定多
B．乙用电器做功一定慢
C．完成相同的功，甲用电器用时间一定多
D．相同时间内，甲乙用电器消耗的电能一样多
12．（2022 温州模拟）将如图甲所示的电热水瓶，接入家庭电路中单独工作时，观察到电能表（如图乙）的转盘转6转用时1min。下列关于电能表和电热水瓶的说法正确的是（ ）
A．电能表应接在空气开关和用电器之间
B．该电能表所在家庭电路用电器同时工作时总功率不能超过2200W
C．电热水瓶的实际功率是600W
D．若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，说明它们之间是串联的
13．（2022 苍南县模拟）标有“6V 1.5W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的两只灯泡串联起来，接在8伏的电源两端，则电路的总功率为（ ）
A．0.8W B．1.6W C．2.4W D．3.2W
二．填空题（共11小题）
14．（2023 永嘉县校级二模）如图是一款锂电池电动自行车，锂离子电池可充电。
（1）Li2MnO4是锂电池的材料之一。Li2MnO4中的Li显+1价，则Mn的化合价为 。
（2）使用电池提供动力骑行该车时，电能主要转化为车的 能。
（3）用如图所示向上的力将后轮略微提起，其中最省力的是 。
15．（2023 龙港市模拟）某网红加热杯垫宣称“可以在20秒内将一杯冷水加热到55℃”。
（1）加热杯垫改变冷水内能的方式是 。
（2）经测量该加热杯垫的电热丝功率为16瓦，若不考虑一切热量损失，则该加热杯垫要将一杯200毫升温度为15℃的冷水加热到55℃需要 秒（水的比热容为4200J/（kg ℃））。
16．（2023 温州模拟）随着电动汽车的进一步发展，越来越多的家庭开始购买电动汽车，并安装汽车充电桩。
（1）电动汽车充电过程中，电能主要转化为 。
（2）如图乙所示为铁电池与锌锰电池放电曲线。与锌锰电池相比，铁电池的优点有 （列举一点）。
（3）84消毒液【有效成分】NaClO【规格】500克【浓度】10%铁电池一次充电后能提供50千瓦时电能，其电能转化率为80%，若电动车保持最大牵引力1800N，理论上充一次电能航行的路程为 米。
17．（2023 鹿城区模拟）用电器甲和乙上都标有“3.6V”字样，它们的电流随电压变化关系如图所示。分析图示信息：
（1）甲和乙串联在3.6V电源上，实际电压U甲：U乙＝ 。
（2）甲和乙并联在3.6V电源上，电路总功率＝ 。
18．（2023 温州模拟）2023年3月，科学家将含氢、氮和镥三种元素的化合物作为材料制成导体，放置在“金刚石压砧”装置中并加压后（如图），在室温下进入超导状态，导体不再有电阻。
（1）从物质的分类来看，这种室温超导材料属于 。（选填“纯净物“或“混合物”）
（2）如图实验中，两块金刚石挤压产生了超大的压强，请写出一种增大压强的方法 。
（3）某一段电阻为250欧的导线，通过其电流为8安，若这种室温超导材料能够得到应用，那么每分钟可以减少 焦热量的损失。
19．（2023 文成县模拟）小文在探究“小灯泡电功率与电压关系”的实验时，连接了如图甲所示的电路图。电源为3节新干电池，闭合开关，观察并记录实验数据。
（1）图乙是小文在一次测量中电压表V1指针位置，其示数为 伏。
（2）实验中小文发现两只小灯泡亮度差不多，接下来应该如何操作才能完成探究？
（3）一段时间后，小文发现电压表V2无示数，电压表V1仍有示数，根据此现象，判断电路中存在的故障可能是 。
20．（2023 鹿城区模拟）小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸，发现当车牌被识别系统识别后，绿灯亮，栏杆抬起，车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路，车牌识别成功相当于图中开关S闭合。
（1）已知该电路电源电压为12伏，指示灯L工作时的阻值为5欧，滑动变阻器接入电路的阻值为15欧，线圈阻值不计。闭合开关后，线圈吸住铁柱时，指示灯的功率为 瓦。
（2）若电源电压下降，栏杆不能抬起。除了更换电池外，请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法： 。
21．（2022 鹿城区二模）1964年人类制造了世界上第一盏用海浪发电的航标灯，利用海水上下起伏带动发电机发电。如图是航标灯气室结构示意图，其工作原理为：当海水下降时，阀门K1关闭，K2打开，吸进空气；当海水上升时，K2关闭，海水向上推动活塞压缩空气，使气室内气氐增大到一定值时，K1被推开，气体进入工作室，推动涡轮带动发电机工作，使航标灯发光。
（1）当气室内的气压达到一定值，气体推开阀门K1进入工作室。这一过程类似于汽油机的 冲程。
（2）已知阀门K1的面积为4×10﹣3m2。若海水上升至气室内气压达到5.0×105帕时，关闭着的K1受到气室内气体对它的压力为 牛。
（3）若航标灯的光源功率为10瓦，则其正常工作24小时，至少需要消耗电能 焦。
22．（2022 温州模拟）有一种亮度可以调节的小台灯，其电路图如图甲所示。电源电压为15V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示，灯泡L的额定电压为12V．则灯泡L的额定功率为 W；调节滑动变阻器R，使灯泡L的功率为3.6W，此时滑动变阻器R连入电路的阻值为 Ω，12分钟电路消耗的电能为 J。
23．（2022 龙湾区模拟）为了判断短跑比赛时是否抢跑。学校举行“抢跑自动指示”电路的项目化方案设计评比。要求：
①使用前先闭合开关S；当运动员蹲在起跑器上后，发令时开关S1闭合，发令指示灯亮。
②压敏电阻R0阻值随压力减小而减小；运动员起跑后，起跑指示灯亮。
③起跑指示灯比发令指示灯先亮，运动员抢跑。
（1）若发令指示灯工作时，两端电压为3伏，电阻为5欧，其工作时的功率为 瓦。
（2）下列电路设计符合要求的是 。（可多选）
24．（2022 温州模拟）某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于 （填“保温”或“加热”）状态，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量是 ，其大小为 。
三．实验探究题（共15小题）
25．（2023 永嘉县校级二模）小德用如图所示的电路来研究滑动变阻器消耗的电功率与变阻器接入电路电阻之间的关系。已知电源电压恒为3V，定值电阻R0的阻值为3Ω，滑动变阻器R1上标有“2A 5Ω”字样。实验数据如表所示。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移动到 处。
（2）小德先完成1～5次实验，实验数据如下表。此电路中，滑动变阻器消耗的电功率随着变阻器接入电路电阻的变化的规律是 。
实验次数 2 3 4 5 6
电流表示数/A 0.43 0.5 0.60 0.75 ？
电压表示数/V 1.71 1.5 1.20 0.75 0.00
变阻器电功率/W 0.74 0.75 0.72 0.56 0.00
（3）第6次实验时，小德发现电压表读数为0，如果电路没有故障，则电流表的读数是 。
26．（2022 乐清市一模）小乐做“测量小灯泡电功率”实验，器材有：电压恒定为6伏的电源，额定电压为4.5伏小灯泡。电流表（0～0.6安），电压表（0～3伏），开关，滑动变阻器各1个，导线若干。电路设计如下：
（1）小乐按如图甲连接好电路后，闭合开关移动滑片，发现电压表始终为6伏，电流表始终无示数，则故障的原因可能是 ；
（2）正确连接电路后，小乐进行实验，记录实验数据并在电流﹣电压图像中描点，得到滑动变阻器电流与电压的关系，如图乙所示。若图中阴影部分面积表示电压为1.5伏的情况下，滑动变阻器消耗的实际功率的大小，请继续在该图阴影外画出表示小灯泡所消耗的电功率的区域；
（3）小乐利用该电路继续探究小灯泡两端电压与通过的电流的关系，他在图乙的基础上画出了小灯泡的电压——电流图像，如图丙中的虚线是否合理，请判断并说出理由： 。
27．（2023 鹿城区三模）小明想测量实验盒中一只灯泡的额定功率，发现灯泡铭牌上额定电压值不清，额定电流为0.5A。现有实验仪器：一个电压恒定的电源（电压值未知）、一只电流表、一只标有最大阻值为R的滑动变阻器、一只已知阻值为R0的定值电阻、开关和导线若干。
（1）请你帮助小明写出实验步骤完成测量 。
要求：用测量的量表示出小灯泡额定功率（测量的各量用字母表示）。已知：小灯泡的电阻受温度影响
（2）电路图属于模型。请在教材的内容里举一例 。
28．（2023 温州二模）在“探究电功率与电流关系”的实验中，小博连接了如图甲的电路，电源电压保持6伏不变。
（1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整。
（2）实验时，小博移动滑动变阻器进行多次实验，绘制了电阻R的电功率随电流变化的曲线A（如图乙）。则滑动变阻器最大阻值至少是 欧。
（3）小博已画出了电路总功率随电流变化的曲线B，请根据图乙推测滑动变阻器功率随电流变化的规律，并说明推测的依据。 。
29．（2023 温州模拟）小榕同学在测定标有“2.5V”小灯泡（电阻约为8Ω）额定功率的实验中，除了电流表、电压表、导线、开关、电池组（电源电压为6V）外，老师还提供了两个变阻器（A.标有“150Ω 0.3A”的滑动变阻器：B.标有“50Ω 1.5A”滑动变阻器）。他按图甲所示的电路进行实验，实验时，他调节滑动变阻器滑片的位置，观察小灯泡发光的情况，并记录电表的示数（如下表所示）请回答下列问题：
实验次数 V表示数/V A表示数/A
1 2 0.17
2 2.5 0.20
3 3.0 0.22
（1）在这个实验中，你将选择 作为实验中的变阻器（填字母编号）。
（2）连接好电路，合上开关后，移动变阻器的滑片到某一点，电压表的示数为2.0V，要测量小灯泡的额定功率，还应将滑动变阻器滑片向 移动（选填“左”或“右”）。
（3）小榕分析表中实验数据后，发现还能求得小灯泡的电阻，于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值，你认为小榕同学的做法对吗？请说明理由 。
30．（2023 鹿城区模拟）小明在进行“测量小灯泡电功率”的实验时，实验台上给他提供的器材有6V蓄电池、电流表（0﹣0.6A、0﹣3A）、电压表（0﹣3V、0﹣15V）、“50Ω、1A”和“10Ω、1.5A”两种规格的滑动变阻器，额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时的电阻约为10Ω），开关各一个，导线若干。
（1）为顺利完成实验，小明在实验中应选用规格为 的滑动变阻器。
（2）请你用笔画线代替导线，帮小明将图甲的实物电路连接完整。（要求：滑片P向右移动时，小灯泡变亮）
（3）连好电路后，闭合开关，通过移动滑动变阻器的滑片，分别记下了多组对应的电压和电流表的示数，并绘制了U﹣I图象如图乙所示。根据U﹣I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W。
31．（2023 鹿城区模拟）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小科设计了如图甲所示的电路，其中电源由3节干电池组成，小灯泡额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“50Ω，2A”，电流表和电压表都是已选择好合适量程。
（1）闭合开关后，灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，请你帮小科判断：此时灯泡 （填“有”或“没有”）故障。
（2）某次实验测量中，电压表示数如图乙所示，要使小灯泡正常发光，应将滑片向 （填“左”或“右”）移动，直至小灯泡正常发光，记下电流表的示数I1和电压表的示数U1。
（3）小科想进一步了解发光二极管的发光情况。实验前小科查阅资料发现发光二极管将电能转换成光能的效率更高，功率相同时，发光二极管更亮。然后把电路恢复实验前状态，将小灯泡换成二极管，闭合开关，移动滑片使二极管发光亮度与小灯泡正常发光亮度相当时，记下电流表的示数I2和电压表的示数U2，则U2I2 U1I1。（填“＞”、“＜”或“＝”）
32．（2023 鹿城区模拟）小科利用如图甲所示的电路进行“测量小灯泡的功率”的实验。
（1）他用一个额定电压为2.5V的小灯泡替换原电路中的电阻R。连接好电路并闭合开关，发现小灯泡不亮。这时小科观察到电压表没示数，电流表有示数，则电路的故障可能是 。
（2）排除故障后，小科完成了小灯泡在额定电压下工作时的实验记录，按实验设计，他还应该测量小灯泡在不同电压下工作时的功率。为测量小灯泡两端电压高于其额定电压20%时的电功率，他应将小灯泡两端电压调到相应大小，此时电流表指针的位置如图乙所示，则小灯泡的实际功率为 W。
（3）在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了ΔR1，小灯泡电阻变化了ΔR2，|ΔR1| |ΔR2|（填“＞”“＜”或“＝”）。
33．（2023 苍南县模拟）小明利用如图甲测量“小灯泡正常发光时的电阻”，选用的电源电压为3.0V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，出现这一故障的原因可能是小灯泡 ；
（2）观察图乙，在该图像中发现电流与电压不成正比，这是因为 ；
（3）完成实验后，小明想测量另一个小灯泡的额定功率，重新设计了电路（如图丙），这个小灯泡正常工作的电流为I额，请完成实验步骤（已知电源电压为U、R2的最大阻值为R2）；
①闭合开关S1，S2接1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I额；
②闭合开关S1，S2接2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调另一个滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I额；再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端，读出电流表的示数为I；
③小灯泡的额定功率表达式为P额＝ （用U、R2、I额、I表示）。
34．（2023 瓯海区模拟）小芳到实验室做“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，使电压表的示数为 V，此时电压表的示数如图乙所示，是 V。
（4）小灯泡的额定功率为 W。
（5）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方法，其电路如图丙所示，R0＝10Ω，并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表的示数为 A时，再读出电流表的示数，才能计算出小灯泡的额定功率。
35．（2023 鹿城区校级一模）某灯泡上标有“7.*V，0.5A”的字样，其中额定电压值不清，估计在7.0V～7.9V之间因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪器：一只电压恒定的电源（电压值未知）、一只电流表、一只标有“20Ω 1.5A”滑动变阻器R、一只阻值为10Ω的定值电阻R0、开关和导线若干。
某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展以下实验。
①滑片P位于a端时，只闭合开关S和S1，此时电流表示数如图乙为 A，计算出电源电压。
② （请补充具体操作），此时小灯泡正常发光。
③当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为0.6A，则求出此时变阻器接入电路的阻值R。
④通过计算得出灯泡的额定电功率为 W。
36．（2022 龙港市模拟）某兴趣小组用300毫升锥形瓶、铜导线、玻璃管，塞子和电阻圈等器材设计了一个如图所示的实验装置，铜导线一端连接到电阻圈，另一端可以连接到外部电路，电阻圈可以取出更换型号。在锥形瓶中加入了适量的红墨水（能够浸没玻璃管的下端），用这一个装置与学生电源、滑动变阻器、电流表、电阻圈（有5欧和10欧两种型号）连接起来，再增加一个秒表，验证通电导体产生的热量与导体电阻大小的关系。
（1）利用上述实验器材（提示：实验用的锥形瓶装置只有一个），结合所学的知识，请你写出具体的实验步骤： 。
（2）实验中电阻圈上不小心沾上了少量红墨水，小明认为水分蒸发吸热，会导致玻璃管内液体上升变慢，但实验结果却是玻璃管内液体上升速度更快，你认为原因是 。
37．（2022 温州模拟）小明同学进行“测定小灯泡电功率”的实验，现有器材：额定电压为2.5V小灯泡（电阻约为10Ω），电源电压为6V，电流表，电压表，开关各一个，规格分别为“10Ω，1A”和“50Ω，0.5A”的滑动变阻器各一个，导线若干。
（1）实验中应选择规格为 （填编号）的滑动变阻器。
A．“10Ω，1A”B．“50Ω，0.5A”
（2）在连接实物图时，小明发现有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打×，并在图上补画出正确的连线。
（3）小明接着把小灯泡换成定值电阻来探究“电流跟电阻的关系”，先接入5Ω的定值电阻，当滑动变阻器移的滑片移到中点时，测得电流表示数为0.2A，然后他只将5Ω的电阻换成10Ω电阻，通电时可发现电流表的示数 （选填“＞”、“＜”或“＝”）0.1A（不考虑温度对电阻的影响）．为完成探究他接下来的具体操作是 。
38．（2022 温州模拟）为了测定小灯泡的电功率，小明利用电压恒为3伏的电源、滑动变阻器、标有“2.5伏”字样的小灯泡等器材按图甲进行实验。
（1）实验中，判断灯泡正常发光的依据是 。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现灯泡不亮。小明推测可能是由于灯泡两端电压过小导致，为验证该猜想，只需将 。（填实验操作）
（3）实验中，小明将滑片从阻值最大处移至阻值最小处，记录多组电压表和电流表的数据后，描绘出如图所示的I﹣U图像。若图中阴影部分面积表示电压为U1的情况下，灯泡消耗的实际功率的大小，请继续在该图中将表示此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域涂黑。
39．（2022 瓯海区一模）为了测定小灯泡的电功率，小明利用电压恒为3伏的电源、合适规格的滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验
（1）当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电功率为 瓦。
（2）实验过程中，小灯泡忽然熄灭，若故障为小灯泡短路，则此时两个电表的示数情况为 。
（3）在滑动变阻器滑片移动过程中，若电路消耗的总功率、小灯泡的功率随电流变化如图丙所示，请判断随电流增大，滑动变阻器的功率大小变化是 。
四．计算题（共7小题）
40．（2023 鹿城区模拟）常用加湿器来调节空气的湿度。下表为某加湿器的部分技术参数，其中额定加湿量是指加湿器正常工作1h雾化水的体积；循环风量是指加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积；加湿效率是指实际加湿量与实际输入功率的比。
额定电压 220V 额定输入功率 1000W
水箱容量 25L 额定加湿量 15L/h
净重 95kg 最大加湿效率 1.5×10﹣2L/（h﹣W）
循环风量 2000m3/h 加湿器与地面接触的总面积 6.0×10﹣4m2
（1）加满水放置在水平地面时，加湿器对水平地面的压强为 Pa。
（2）在一定条件下测得加湿器输入功率为800W，则此时加湿器工作1小时消耗电能为 J。
（3）利用湿敏电阻制成湿度计可实现对环境湿度的精确测量。如图甲所示，电源电压为24V，定值电阻R0的阻值为120Ω，电流表的量程为0﹣100mA，电压表的量程为0﹣15V，湿敏电阻R的阻值随湿度（rh）变化的关系图线如图乙所示。则该湿度计能够测量的湿度范围是多少？
（4）若某温度下，该环境中1米3空气最多可容纳水汽质量为10克，在加湿器正常工作条件下，试计算分析此时上述湿度计能否达到最大测量值？（不计空气中原有的水汽）
41．（2023 鹿城区一模）如图所示，电源两端电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器；当滑动变阻器的滑片P滑动时测出电压值、电流值，得出滑动变阻器的功率P和电流I的关系图象如图乙所示，根据图象信息。求：
（1）滑动变阻器的最大值；
（2）R1的阻值和电源电压；
（3）求此电路的最大电功率。
42．（2022 温州模拟）如图所示电路中，电源电压不变，小灯泡L标有“3V 1.2W”的字样，R1、R2为定值电阻，R1＝15Ω，R2＝30Ω。当开关S闭合，S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。求：
（1）当开关S闭合，S1、S2都断开时电压表的示数。
（2）当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表的示数。
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，整个电路消耗的电功率。
43．（2022 温州模拟）如图所示是一种适合北方冬季使用的电热加湿器，其工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中从而提高空气湿度。下表是小明从产品铭牌上摘录的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，通过旋转可以实现挡位的转换。
额定电压 220V
额定最大发热功率 400W
水箱容积 4L
适用面积 40～60m2
（1）小明在开始加热前测得水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，若从加热到沸腾最短时间为3分钟，则该电热槽中水的质量是多少千克？[不计热损失，c水＝4.2×103J/（kg ℃），结果保留两位小数]
（2）R1的阻值为多少？
（3）该加湿器在低挡时的发热功率是多少？
44．（2022 温州模拟）随着我国经济的迅速发展和人们生活水平的不断提高，按摩椅等保健产品越来越受欢迎。小宁爸爸也跟风入手了一台智能按摩椅，按摩椅有两个模式：普通按摩和加热按摩。
产品名称 智能按摩椅 产品名称 智能按摩椅
电动机功率 110W 额定电压 220V
加热功率 740W 工作时间 15min
占地面积 1.6m2 产品重量 130kg
（1）只启动按摩功能时电路中的电流是多少？
（2）已知小宁爸爸体重70kg，求他在按摩时按摩椅对地面的压强。
（3）在一次使用过程中，同时开启按摩和加热功能，则整个过程中消耗了多少电能？
45．（2022 温州二模）我国北方冬天比较寒冷，许多家庭安装了一种利用电来取暖的床﹣﹣“韩式电热炕”。其工作电路可简化为如图所示，其中K为保护开关，平常处于闭合状态，当温度超过某一警戒温度时自动断开，扇形导体S为旋转型选挡开关，可绕O点旋转，每次都和相邻的两触点同时接触，从而实现关、低、中、高四个挡位的转换（挡位顺序未知，电功率越大挡位越高）。小明在家里利用所学的物理知识来测量该电热炕的电功率。他先关闭家里其它所有的用电器，然后将S旋转到与触点1、2连接，观察发现家里标有“3000r/（kW h）”的电能表的转盘在1min内刚好转了20转。已知R1和R2是发热电阻，R2的阻值是R1的2倍，其它电阻忽略不计，小明家电压恒为220V．完成下列问题：
（1）当S与触点1、2接触时，电热炕功率是多少？
（2）当电热炕处于低挡时，电路中通过O点的电流是多少？
（3）当该电热炕处于低挡，且正常工作30min，所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到多少摄氏度？
（无热损失，c水＝4.2×103J/（kg ℃），结果保留1位小数。）
46．（2022 永嘉县模拟）如图所示是一种适合北方冬季使用的电热加湿器，其工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度。下表是小明从产品铭牌上摘录的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，通过旋转可以实现挡位的转换。
额定电压 220V
额定最大发热功率 400W
水箱容积 4L
适用面积 40～60m2
（1）小明在开始加热前测得水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，若从加热到沸腾最短时间为3分钟，则该电热槽中水的质量是多少千克？（不计热损失，c水＝4.2×103J/（kg ℃），结果保留两位小数）
（2）求出R1、R2的阻值；
（3）该加湿器在低挡时的发热功率；
（4）若小明将其使用在南方夏季需要制冷的室内，则由于该类电热加湿器会使室内气温升高，请提出一条改装的建议。
五．解答题（共2小题）
47．（2023 鹿城区模拟）如图所示电路，电源电压为6V保持不变，R1＝12Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω．当开关S闭合，S1、S2断开时，调节滑动变阻器的滑片至中点，恰好使灯泡正常发光，此时电流表示数为0.3A．灯泡电阻按不变计算。求：
（1）灯泡的电阻和额定电压。
（2）灯泡在这种情况下通电1min，电流所做的功。
（3）将滑动变阻器的滑片滑至最右端，仍然使开关S闭合，S1、S2断开，整个电路消耗的电功率为P；保持滑片在最右端位置不动，当S、S1、S2都闭合时，且电流表使用0～3A量程，整个电路消耗的电功率为P′．求P：P′的值。
48．（2023 温州一模）用普通干电池（锌锰干电池）测量小灯泡额定功率的实验中，观察到电池新旧不同时，小灯泡亮度明显不同。为什么使用旧电池时，小灯泡亮度明显变暗呢？兴趣小组收集到以下资料：
资料一：如图为锌锰干电池结构图，锌筒和石墨间充有糊状氯化铵和二氧化锰等。
资料二：锌锰干电池内部主要发生的化学反应：
Zn+2NH4Cl＝＝ZnCl2+2NH3↑+H2↑；
H2+2MnO2＝＝Mn2O3+H2O；
ZnCl2+NH3+H2O＝＝NH4Cl+Zn（OH）2↓。
资料三：干电池内部也存在电阻，该电阻随其内部氢气量的增加而增大。
结合上述信息，综合运用所学知识，对导致“使用新旧电池时，小灯泡亮度不同”的原因予以解释。
参考答案与试题解析
一．选择题（共13小题）
1．【解答】解：
“2500r/kW h”表示：当用电器消耗1kW h的电能，电能表的转盘转2500转，
电能表的转盘转250转时，用电器消耗的电能：
WkW h＝0.1kW h；
时间t＝6min＝0.1h，
用电器消耗的功率：
P1kW；
台灯的功率约为25W，电热水壶的功率约为1000W，笔记本电脑的电功率大约为50W，家用电风扇的功率约为60W，所以这个用电器可能是电热水壶。
故选：D。
2．【解答】解：因三灯泡的额定功率相同，当它们工作在额定电压下，实际功率等于额定功率，即三灯泡的实际功率相同，故三灯的亮度相同；
故选：C。
3．【解答】解：
由电路图可知，定值电阻R1和滑动变阻器RP串联，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压。
（1）当滑片位于左端时，接入电路中的电阻为0，此时电流表和电压表的示数最大，
由图乙可知，电源的电压U＝3V，电路中的电流I＝0.6A，
由I可得，R1的阻值：
R15Ω，故A错误；
（2）当滑片位于右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最小，
由图乙可知，电路中的最小电流I′＝0.2A，R1两端的电压U1＝1V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
UP＝U﹣U1＝3V﹣1V＝2V，
则滑动变阻器的最大阻值：
RP10Ω，
电路消耗的最小功率：
P小＝UI′＝3V×0.2A＝0.6W，故B错误；
（3）因串联电路中各处的电流相等，
所以，当Rp总阻值的接入电路时，Rp与定值电阻消耗的功率：，故C错误；
（4）当电流为0.4A时，电路的总电阻：
R总7.5Ω，
Rp连入电路的阻值：
RP″＝R总﹣R1＝7.5Ω﹣5Ω＝2.5Ω，
所以，R1与Rp连入电路的阻值之比R1：RP″＝5Ω：2.5Ω＝2：1，故D正确。
故选：D。
4．【解答】解：A．在液体密度一定时，液体压强跟液体深度成正比，图中不是正比函数图象，故A错误；
B．当气体的质量一定时，体积增大时，由可知，气体的密度减小，图示错误，故B错误；
C．对于一个做匀速直线运动的物体，其速度是一个定值，所以它通过的路程和所用时间成正比，随着时间的增加，距离终点越来越近，故C正确；
D．由Q＝I2Rt可知，当通过的电流一定时，相同时间内产生的热量与电阻成正比，图中不是正比函数图象，故D错误。
故选：C。
5．【解答】解：
A、装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1＝I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半；两容器中电阻丝的阻值相等，但通过它们的电流不同，这是探究电流产生的热量与电流的关系，不是探究电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B、电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器中空气温度的变化会导致容器中空气体积的变化，即可以通过U形管中液面高度差的变化来反映电阻丝放出热量的多少，故B错误；
C、不改变导线的连接方式，将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，此时两容器中电阻丝的阻值不相等，
结合前面分析可知，通过它们的电流也不同，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故C错误；
D、探究电流产生的热量与电阻的关系，应控制两电阻丝中的电流相同、改变电阻的阻值；
不改变导线的连接方式，将右边容器上方的5Ω电阻丝也放入右边容器内，此时I右＝I左，由于右侧容器中两个5Ω的电阻并联，所以总电阻小于5Ω，左右两侧容器中电阻丝的阻值不同，所以可以探究电流产生的热量与电阻的关系，故D正确。
故选：D。
6．【解答】解：A、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，两灯的电压相等，都为2V，从图像上可知电压为2V时，I甲＝0.3A，I乙＝0.2A，根据欧姆定律可得：R甲：R乙：I乙：I甲＝0.2A：0.3A＝2：3，故A错误；
B、两灯的额定电压均为6V，从图像上可知甲、乙两灯均正常发光时，I甲额＝0.6A，I乙额＝0.3A，所以，P甲额：P乙额＝（UI甲额）：（UI乙额）＝I甲额：I乙额＝0.6A：0.3A＝2：1，故B正确；
C、由图象可知，甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V、3V、6V时，通过甲的电流依次为0.3A、0.4A、0.6A，通过乙的电流依次为0.2A、0.25A、0.4A，
由I的变形式R可知，甲灯泡的电阻依次为6.7Ω、7.5Ω、10Ω，乙灯泡的电阻依次为10Ω、12Ω、15Ω，所以，甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大，故CD错误。
故选：B。
7．【解答】解：A、由图甲结合R可知，灯泡两端的电压增大时，灯泡的电阻增大；此时灯泡的实际功率增大，灯丝温度也在升高，由此说明，灯丝的电阻随温度的升高而增大，故A错误；
B、灯泡和定值电阻串联，电流相等，电压之和等于电源电压，由图甲知，当电流为0.3A时，灯泡两端电压为2V，定值电阻两端电压为6V，总电压为8V，则灯泡的实际功率：PL＝ULI＝2V×0.3A＝0.6W，故B正确；
C、由B项数据可知，电阻的阻值：R20Ω，故C错误；
D、电阻的实际功率：PR＝URI＝6V×0.3A＝1.8W，故D错误。
故选：B。
8．【解答】解：根据电路图可知滑动变阻器和定值电阻串联接入电路，电压表V1测滑动变阻器两端的电压，电压表V2测定值电阻两端的电压，电流表测电路中电流。
滑片在a端时，滑动变阻器接入电路的阻值较小，根据串联分压原理可知滑动变阻器分得的电压小，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可知通过电路的电流较小；滑片在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值较大，滑动变阻器分得的电压大，通过电路的电流较大，因此滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，电压表V1的示数逐渐变小，故df图象为电压表V1与电流表示数的图象，ec为电压表V2与电流表示数的图象。
A、由图乙可知，电路中的最小电流I＝1A，此时R1两端的电压U1＝12V，R2两端的电压U2＝2V，所以电源的电压：U＝U1+U2＝12V+2V＝14V，故A错误；
B、由乙图可知电路中的最大电流为I最大＝3A，电路消耗的总功率最大值为P＝UI＝14V×3A＝42W，故B错误；
C、滑片P 在b点时，电路中的电流为I＝1A，此时滑动变阻器两端的电压值为12V，滑动变阻器的阻值为R12Ω，由图甲可知，此时变阻器接入电路中的电阻不是最大，即滑动变阻器的最大阻值大于12Ω，故C错误；
D、滑片在a点时，电路中的电流I最大＝3A，电阻R2两端电压：U2＝6V，10s内电阻R2消耗的电能W＝U2It＝6V×3A×10s＝180J，故D正确。
故选：D。
9．【解答】解：
（1）研究电功率和电流的关系，通过调节变阻器R的滑片改变电路中电流，
由P＝I2R知，在电阻一定时，电功率P与电流I是二次函数关系，R0＞0，所以图像开口向上，图乙中实线a是定值电阻R0的功率与电流的关系，虚线b表示滑动变阻器R的功率与电流关系，故C正确；
（2）由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电流表测电路中电流，
当滑动变阻器R连入阻值为0时，电路为R0的简单电路，电路的电路中电流最大，
由图像知此时的电流I＝2A，由P＝UI可得，电源电压：
U＝U016V，故A正确；
由图乙中，R0的功率与电流关系图像知，I＝2A时，P0＝32W，
由P＝I2R可得，R0的阻值；
R08Ω；
由欧姆定律可得，当电路中电流I′＝0.5A时，R0两端电压：
U0′＝I′R0＝0.5A×8Ω＝4V，
由串联电路特点知，此时R两端电压：
UR＝U﹣U0′＝16V﹣4V＝12V，
R消耗的功率：
PR＝URI′＝12V×0.5A＝6W，故D错误；
（3）滑动变阻器的电功率为：
P滑＝I″2R滑R滑，
当R＝R0＝8Ω时，R的功率最大，故B正确。
故选：D。
10．【解答】解：保证LED灯正常工作，则UL＝3V，
由图中可知，LED灯和稳压装置串联，则：UR＝U﹣UL＝U﹣3V，
LED灯正常工作的电流I0.3A，
串联电路的电流处处相等，则稳压装置消耗的电功率P＝URI＝（U﹣3V）×0.3A＝0.3A×U﹣0.9W，
故P﹣U的图像是一次函数图像，且当U＝3V时，P＝0W。
故选：A。
11．【解答】解：甲、乙用电器在额定电压下工作时的功率均为60W。
A．由W＝Pt可知，电流做功的多少与通电时间有关，故A不正确；
B．电功率是表示电流做功快慢的物理量，甲乙用电器的功率相同，做功一样快，故B不正确；
C．根据W＝Pt可知，完成相同的功，两用电器用的时间一样多，故C不正确；
D．根据W＝Pt可知，相同时间内，甲乙用电器消耗的电能一样多，故D正确。
故选：D。
12．【解答】解：
A、电能表是用来测量电路中用电器消耗电能的仪表，应接在空气开关之前，故A错；
B、由表盘信息可知，电能表允许通过的最大电流I＝20A，工作电压为220V，该电能表所在家庭电路用电器同时工作时最大总电功率P＝UI＝220V×20A＝4400W，故B错；
C、600revs/1kW h表示每消耗1kW h的电能，电能表转盘转600转，则转6转消耗的电能WkW h＝0.01kW h，实际功率P0.6kW＝600W，故C正确；
D、若电热水瓶的指示灯损坏，它的发热电阻还能工作，说明它们之间互不影响，是并联的，故D错。
故选：C。
13．【解答】解：两灯泡串联时，由于两只灯泡的规格相同，所以两灯泡分得的电压相同，则两只灯泡串联接在U总＝8V的电源两端时，每只灯泡两端的电压都为4V，
由图象可知，当U＝4V时，I＝0.2A，
由于串联电路处处电流相等，所以电路电流为0.2A，
电路的总功率：P总＝U总I＝8V×0.2A＝1.6W。
故选：B。
二．填空题（共11小题）
14．【解答】解：（1）根据在化合物中正负化合价代数和为零，锂元素显+1，氧元素显﹣4，设锰元素的化合价是x，可知Li2MnO4中锰元素的化合价：（+1）×2+x+（﹣2）×4＝0，则x＝+6，故填：+6；
（2）使用电池提供动力骑行该车时，消耗电能，获得了机械能，所以电能主要转化为车的机械能；
（3）根据杠杆平衡的条件，F1×L1＝F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。若要从如图三点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起，是围绕前轮与地面的接触点转动，由支点分别向各个力的作用线作出垂线，即力臂，如图所示：
由图可知最省力的点是FC。
故答案为：（1）+6；（2）机械；（3）FC。
15．【解答】解：（1）水从加热杯垫吸收热量，内能增加，温度升高，这是通过热传递的方式改变冷水的内能；
（2）水的体积V＝200mL＝200cm3＝2×10﹣4m3，
由ρ可知，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10﹣4m3＝0.2kg，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4200J/（kg ℃）×0.2kg×（55℃﹣15℃）＝3.36×104J，
不计热量损失，电热丝消耗的电能：W＝Q吸＝3.36×104J，
由P可知，电热杯垫加热的时间：t′2100s。
故答案为：（1）热传递；（2）2100。
16．【解答】解；（1）电动车充电过程时，将电能主要转化为化学能；
（2）从图上可以看出铁电池具有放电时保持电压不变的时间长、放电时电压大、放电时电压更稳定的优点。
（3）铁电池一次充电后能提供的电能为：
W电＝50千瓦时＝50×3.6×106J＝1.8×108J，
由η得，牵引力做的功为：
W＝W电η＝1.8×108J×80%＝1.44×108J，
根据W＝Fs可得，理论上充一次电能航行的路程为：
s8×104m。
故答案为：（1）化学能；（2）放电时保持电压不变的时间长（或放电时电压更稳定或放电时电压大）；（3）8×104。
17．【解答】解：（1）由图可知，当电压为2.4V时，通过甲、乙的电流分别为0.1A和0.2A，
由欧姆定律可知，甲、乙的阻值分别为：R甲，R乙，
则R甲：R乙＝24Ω：12Ω＝2：1，
甲和乙串联在3.6V电源上，由串联电路的特点可知通过两电阻的电流相等，由欧姆定律可知，两电阻两端的电压之比：；
（2）甲和乙并联在3.6V电源上，由并联电路的特点可知两电阻两端的电压均为3.6V，由图可知当电压为3.6V时通过甲和乙的电流大小分别为0.15A和0.30A，
由并联电路的电流特点可知，干路中的电流为：I＝0.15A+0.3A＝0.45A，则总功率为：P＝UI＝3.6V×0.45A＝1.62W。
故答案为：（1）2：1；（2）1.62W。
18．【解答】解：（1）科学家将含氢、氮和镥三种元素的化合物作为材料制成导体，化合物属于纯净物，因此从物质的分类来看，这种室温超导材料属于纯净物；
（2）增大压强的方法有减少受力面积、增大压力；压强＝压力/受压面积；据此公式可知，减少两块金刚石的接触面积，即可起到增大压强的作用；
（3）根据题给条件可知，Q＝I2Rt＝（8A）2×250Ω×60s＝9.6×105J；在室温下进入超导状态，导体不再有电阻，若这种室温超导材料能够得到应用，那么每分钟可以减少9.6×105J的热量损失；
故答案为：
（1）纯净物；
（2）减少两块金刚石的接触面积；
（3）9.6×105。
19．【解答】解：（1）电源为3节新干电池，即U＝4.5V，
由图乙可知，如果电压表V1选用大量程，则此时示数为6V＞4.5V，
则电压表V1选用小量程，示数为：1.2V；
（2）两只小灯泡亮度差不多，说明功率大小相等，
由图甲可知，两个小灯泡串联，串联电路电流相等，P＝I2R可知，造成功率相等的原因是两个小灯泡的电阻大小差不多，即规格相同，为了完成实验，应换用不同规格的小灯泡；
（3）电压表V2无示数，则电压表V2测量部分短路或没有与电源接通；电压表V1仍有示数，说明电压表V2测量部分正常或与电源接通；
假如小灯泡L1短路，L2正常，则电压表V1无示数，故小灯泡L1没有短路；
假如小灯泡L1断路，L2正常，电压表V1仍有示数，说明电压表V2与电源接通，此时电压表V2没有与电源接通，无示数；
假如小灯泡L2短路，L1正常，则电压表V1有示数，电压表V2测量一段导线电压，无示数；
假如小灯泡L2断路，L1正常，则电压表V1无示数；
则电路中存在的故障可能是小灯泡L1断路或小灯泡L2短路。
故答案为：（1）1.2；（2）应换用不同规格的小灯泡；（3）小灯泡L1断路或小灯泡L2短路。
20．【解答】解：（1）由图知，指示灯L与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω时，开关闭合，
电路的电流为：I0.6A，
小灯泡的电功率为：P＝I2RL＝（0.6A）2×5Ω＝1.8W；
（2）若电源电压下降，根据I可知在电阻不变时电路的电流较小，电磁铁的磁性较弱，吸引力较小，不能将铁柱吸下来，因此栏杆不能抬起，此时可以将滑动变阻器的阻值调小些，便可以增大电路的电流，使电磁铁的磁性增强，将铁柱吸下来，便可以使栏杆正常抬起来。
故答案为：（1）1.8；（2）将滑动变阻器接入电路的阻值调小些。
21．【解答】解：（1）当气室内的气压达到一定值，气体推开阀门K1进入工作室。这一过程类似于汽油机的做功冲程。
（2）已知阀门K1的面积为4×10﹣3m2。若海水上升至气室内气压达到5.0×105帕时，关闭着的K1受到气室内气体对它的压力为：F＝pS＝5.0×105Pa×4×10﹣3m2＝2000N。
（3）若航标灯的光源功率为10瓦，则其正常工作24小时，至少需要消耗电能为：W＝Pt＝10W×24×3600s＝8.64×105J。
故答案为：（1）做功；（2）2000；（3）8.64×105。
22．【解答】解：（1）由I﹣U图象知，电压U额＝12V所对应的电流I额＝0.8A，
灯泡L的额定功率P额＝U额I额＝12V×0.8A＝9.6W；
（2）由I﹣U图象可知，灯两端的电压为UL＝6V，通过的电流为IL＝0.6A，
此时灯泡的功率为P＝ULIL＝6V×0.6A＝3.6W；
由于灯与变阻器串联，各处电流相等，通过变阻器的电流为0.6A。
变阻器两端的电压U阻＝U﹣U灯＝15V﹣6V＝9V，
变阻器连入电路的阻值R15Ω。
（3）12分钟电路消耗的电能：
W＝UIt＝15V×0.6A×12×60s＝6480J。
故答案为：9.6；15；6480。
23．【解答】解：（1）若发令指示灯工作时，两端电压为3伏，电阻为5欧，其工作时的功率为：
P＝UI1.8W；
（2）A、图A中压敏电阻被电磁铁短路，起跑指示灯不受压敏电阻的影响，故A不符合题意；B、图B中闭合开关S、S1时，发令指示灯亮，当运动员起跑后，压敏电阻R0阻值变小，电磁铁中的电流变大，磁性增强，把衔铁吸下来，起跑指示灯亮，故B符合题意；
C、图C中开关S1控制起跑指示灯而不是发令指示灯，故C不符合题意；
D、图D中闭合开关S、S1时，发令指示灯亮，当运动员起跑后，压敏电阻R0阻值变小，电磁铁中的电流变大，磁性增强，把衔铁吸起来，起跑指示灯亮，故D符合题意，故选BD。
故答案为：（1）1.8；（2）BD。
24．【解答】解：
由甲可知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中，S接触点2时，两电阻串联，
电源电压一定，由P可知开关接触点1时，电路的电阻较小，功率较大，所以此时电饭煲处于加热状态；
由乙图象知，横坐标表示工作时间，纵坐标表示电饭煲的电功率，阴影部分面积S＝Pt＝W，即：阴影部分表示的是电饭煲消耗的电功；
由图知，P加热＝0.8kW，加热时间t加热＝10minh，
所以W加热＝P加热t加热＝0.8kWhkW h＝4.8×105J。
故答案为：加热；电功；4.8×105J。
三．实验探究题（共15小题）
25．【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处；
（2）由表中数据，由R计算6次实验中滑动变阻器接入电路的阻值分别为：4.89Ω、3.98Ω、3Ω、2Ω、1Ω、0Ω，变阻器连入电路的阻值从0Ω到5Ω的范围内，随着滑动变阻器接入电路的电阻减小，滑动变阻器消耗的电功率先增大后减小；
（3）由电路图知定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，当电压表读数为0，且电路没有故障，是因为滑动变阻器接入电路的电阻为零，电路中的电流为：I1A，即电流表的示数为1A。
故答案为：（1）最大阻值；（2）随着滑动变阻器接入电路电阻值的减小，其电功率先增大后减小；（3）1A。
26．【解答】解：（1）连接好电路后，闭合开关移动滑片，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表始终为6伏，说明电压表与电源的两极连通，则与电压表并联的滑动变阻器之外的电路是连通的，说明与电压表并联的滑动变阻器断路了；
（2）由图乙可知，滑动变阻器两端电压为：U滑＝1.5V，
应用小灯泡与滑动变阻器串联，则小灯泡两端电压为：U灯＝U﹣U滑＝6V﹣1.5V＝4.5V，
通过小灯泡的电流和滑动变阻器的电流相等，由图乙可知为：I＝0.5A，
则小灯泡的功率为：P＝U灯I＝4.5V×0.5A＝2.25W，
则小灯泡所消耗的电功率的区域如图所示：
（3）由图甲可知，小灯泡与滑动变阻器串联，所以小灯泡与滑动变阻器两端的电压之和始终等于电源电压6V，且两者的电流始终相等，故图丙中的虚线合理。
故答案为：（1）滑动变阻器断路 （2）见解答图；（3）合理；小灯泡与滑动变阻器串联，所以灯泡与滑动变阻器两端的电压之和始终等于电源电压6V，且两者的电流始终相等，故图丙中的虚线合理。
27．【解答】解：（1）根据要求和所给电路元件，设计电路图如下：
①只闭合开关S和S1，滑片P位于a端时，滑动变阻器R电阻全部连入电路且与定值电阻R0串联，电流表示数为I1；
则电压电压为：U＝I1（Rmax+R0）；
②只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A，此时小灯泡正常发光；
③当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为I2，
则此时定值电阻两端的电压为：U定＝I2R0，
此时滑动变阻器两端电压为：U′＝U﹣U定＝I1（Rmax+R0）﹣I2R0，
则滑动变阻器连入电路的电阻为：R；
④当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为：U″＝IR＝0.5A，
则此时灯泡两端的电压即额定电压为：U额＝U﹣U″＝I1（Rmax+R0）﹣0.5A，
灯泡的额定电功率为：P＝U额I＝[I1（Rmax+R0）﹣0.5A]×0.5A；
（2）电路图和光路图都属于物理模型。
故答案为：（1）见解答；（2）光路图。
28．【解答】解：（1）滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，且闭合开关前，滑动变阻器的滑片在阻值最大处，故滑动变阻器接右下接线柱，如下图所示：
；
（2）由实物图知定值电阻与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路的电阻最小时电路中的电流最大，由图乙知电路中的最大电流为0.6A，此时滑动变阻器接入电路的电阻为零，
则定值电阻的阻值为：
R10Ω；
由图乙知电路中的最小电流为0.1A，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，
定值电阻和滑动变阻器的总电阻为：
R总60Ω，
由串联电路电阻的规律得滑动变阻器的最大阻值为：
R滑大＝R总﹣R＝60Ω﹣10Ω＝50Ω；
（3）从图中可知，随着电流的增大，总功率和定值电阻的功率之差先变大、后变小，故滑动变阻器消耗功率随电流大小的变化情况是先变大、后变小。
故答案为：（1）见解答图；（2）50；（3）先变大、后变小，原因是总功率和定值电阻的功率之差为滑动变阻器的功率，随着电流的增大，总功率和定值电阻的功率之差先变大、后变小。
29．【解答】解：（1）已知灯泡额定电压为2.5V，电阻约为8Ω，则通过灯泡的额定电流约为：
I额0.3125A，
根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端的电压为：
U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，
滑动变阻器接入电路的阻值为：R滑11.2Ω，
因A变阻器允许通过的最大电流为0.3A，小于灯泡的额定电流，故选B；
（2）灯在额定电压下正常发光，电压表示数为2.0V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压2.5V；
（3）小榕的做法不对，因为灯丝的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，取平均值没有意义。
故答案为：（1）B；（2）左；（3）小榕的做法不对，灯丝的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，取平均值没有意义。
30．【解答】解：（1）灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压：U滑＝6V﹣2.5V＝3.5V，
灯泡正常发光时电路中的电流约为：I0.25A，
由I可得，灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值：R滑14Ω，因此选择“50Ω、1A”的滑动变阻器；
（2）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表量程选择0～2.5V，将电压表并联在灯泡两端，如图所示：
（3）由图象可知，U＝2.5V时，I＝0.2A，则小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W。
故答案为：（1）50Ω、1A；（2）见解析；（3）0.5。
31．【解答】解：（1）闭合开关后，电流表和电压表都有示数，则电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，变阻器连入电路的电阻较大，电路没有故障。
（2）灯在额定电压下正常发光，如图乙中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压，小灯泡正常发光，记下电流表的示数I1和电压表的示数U1；
（3）发光二极管将电能转换成光能的效率更高，功率相同时，发光二极管更亮，故移动滑片使二极管发光亮度与小灯泡正常发光亮度相当时，记下电流表的示数I2和电压表的示数U2，根据P＝UI，则U2I2＜U1I1；
故答案为：（1）没有；（2）右；（3）＜。
32．【解答】解：（1）电流表有示数，电路应该是通路，灯泡不亮，电压表无示数，说明故障是小灯泡短路；
（2）为测量小灯泡两端电压高于额定电压20%时的电功率，他应将小灯泡两端电压调到：
U实＝（1+20%）×2.5V＝3V，若此时电流表指针的位置如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则通过小灯泡的电流为0.22A，小灯泡的实际功率为：
P＝UI＝3V×0.22A＝0.66W；
（3）滑动变阻器接入电路的阻值减小了ΔR1，由欧姆定律I，电路中的电流变大，灯泡的亮度变大，灯的功率变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻变大；由于总电压不变，电路中的电流变大，由欧姆定律R，可知电路中的总电阻变小，所以变阻器减小的阻值大于灯泡增大的阻值，即|ΔR1|大于|ΔR2|。
故答案为：（1）小灯泡短路；（2）0.66；（3）＞。
33．【解答】解：（1）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，所以出现这一故障的原因可能是小灯泡断路了；
（2）由图乙可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡功率变大，温度升高，灯丝电阻随温度的升高而增大，故图像中电流与电压不成正比；
（3）实验步骤：
①闭合开关S1，S2接1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I额；
②闭合开关S1，S2接2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调另一个滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I额；再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端，读出电流表的示数为I；
③在步骤①中，滑动变阻器R1短路，灯与滑动变阻器R2串联，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I额，此时灯正常发光；
在步骤②中，灯短路，两滑动变阻器串联，因R2的滑片位置不变，调另一个滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I额，根据等效替代法，滑动变阻器R1连入电路中的电阻等于灯正常发光时的电阻大小；
再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端，读出电流表的示数为I，由欧姆定律和电阻的串联，滑动变阻器R1连入电路中的电阻：
R1滑R2，即灯正常发光的电阻为RL＝R1滑R2，
则小灯泡的额定功率表达式为：
P额＝I额2RL＝I额2（R2）。
故答案为：（1）断路；（2）灯丝电阻随温度的升高而增大；（3）I额2（R2）。
34．【解答】解：（1）根据实验原理R可知，在没有电流表的情况下，利用电压表和定值电阻代替电流表的作用，采用分压电路，电压表V 2并联在定值电阻两端，电路如图所示：
（2）闭合开关前滑片滑到阻值最大处；
（3）因为小灯泡的额定电压为2.5V，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，
电压表V2量程为0～3V，分度值为0.1V，此时示数为U2＝2.4V；
此时电路中的电流为I＝IL＝I00.24A；
（4）小灯泡的额定电功率为：PL＝ULIL＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（5）要测量小灯泡的额定功率，小灯泡两端的电压为额定电压，根据并联电压相等，则定值电阻两端电压等于2.5V，又知R0＝10Ω，
故电流表A2的示数为I20.25A。
故答案为：（1）如上图所示；（2）最大；（3）2.5；2.4；（4）0.6；（5）0.25。
35．【解答】解：①只闭合开关S和S1，滑片P位于a端时，滑动变阻器R电阻全部连入电路且与定值电阻R0串联，
灯泡正常发光时的电流为0.5A，则电流表选择小量程，示数为：I1＝0.4A；
则电压电压为：U＝I1（R最大+R0）＝0.4A×（20Ω+10Ω）＝12V；
②只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A，此时小灯泡正常发光；
③当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S1、断开S2，读出电流表示数为：I2＝0.6A，
则此时定值电阻两端的电压为：U定＝I2R0＝0.6A×10Ω＝6V，
此时滑动变阻器两端电压为：U′＝U﹣U定＝12V﹣6V＝6V，
则滑动变阻器连入电路的电阻为：R10Ω；
④当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为：U″＝IR＝0.5A×10Ω＝5V，
则此时灯泡两端的电压即额定电压为：U额＝U﹣U″＝12V﹣5V＝7V，
灯泡的额定电功率为：P＝U额I＝7V×0.5A＝3.5W。
故答案为：①0.4；②只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为0.5A；③滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω；④3.5。
36．【解答】解：（1）实验步骤：
①检查装置气密性，正确连接电路；
②用5Ω的电阻圈接入电路，闭合开关，记录电流表示数和1分钟玻璃管内红墨水上升的高度h1；
③断开开关，冷却至室温，换用10Ω电阻圈，闭合开关，调节滑动变阻器至电流与②中相 同。记录1分钟玻璃管内红墨水上升的高度h2；
④重复实验，记录多组数据，取h1和h2平均 值；
⑤比较h1和h2的大小，得出实验结论。
（2）电阻圈上水分蒸发导致锥形瓶内气压增大的值比吸收热量导致气压变小的值更大。
37．【解答】解：当灯额定电压为2.5V小灯泡正常发光时，电阻约为10Ω，灯的额定电流：
IL0.25A＜0.5A，
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，由欧姆定律I
变阻器最大电阻至少为：
R滑14Ω，考虑到电流因素，故选用 50Ω，0.5A的滑动变阻器，即选用B变阻器；
（2）原电路中，灯被短路了，电压表串联在电路中，是错误的，电压表应与灯并联，电流表串联在电路中，如下所示：
（3）小明接着把小灯泡换成定值电阻来探究“电流跟电阻的关系”，先接入5Ω的定值电阻，当滑动变阻器移的滑片移到中点时，测得电流表示数为0.2A，然后他只将5Ω的电阻换成10Ω电阻，根据电阻的串联规律，此时电路的总电阻：
R串＝10Ω50Ω＝35Ω，由欧姆定律，此时电路的电流：
I′0.17A＞0.1A，即通电时可发现电流表的示数＞0.1A；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以，为完成探究他接下来的具体操作是：滑片应向右端移动，使电压表的示数不变。
故答案为：（1）B；（2）如上所示；（3）＞；滑片应向右端移动，使电压表的示数不变。
38．【解答】解：（1）灯泡两端电压等于额定电压时正常发光，所以判断灯泡是正常发光的依据是：电压表示数等于2.5V；
（2）闭合开关，电流表、电压表均有示数，说明电路不存在断路，灯泡不发光，可能是灯泡实际功率太小不足以引起灯泡发光造成的，可以向左移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光；
（3）当滑片在阻值最大处时电路中的电流最小，由图乙知电压表的示数为U1，当滑片在阻值最小处时电路中的电流最大，电压表的示数最大，为电源电压，由图乙知此时电压表的示数为U0，
当电压为U1时，根据串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压为：
U滑＝U0﹣U1，电流与小灯泡的电流相同，由P＝UI知滑动变阻器的功率为：
P滑＝U滑I＝（U0﹣U1）I，
此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域为：
故答案为：（1）电压表示数等于2.5V；（2）向左移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光；（3）见解答图。
39．【解答】解：（1）由图乙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.20A，灯泡额定功率P＝UI＝2.5V×0.20A＝0.5W；
（2）灯泡短路时，电路中的总电阻变小，电源电压不变，因此电流表示数变大。小灯泡短路，小灯泡之间的电阻变小为0，电压表示数变小为0；
（3）电路消耗的总功率P总＝P滑+P灯，则滑动变阻器消耗的功率P滑＝P总﹣P灯，从图丙中可知，在电流逐渐增大的过程中，P总与P灯的差先增大，后减小为零，故滑动变阻器的功率大小变化是先增大，后减小为零。
故答案为：（1）0.5；（2）电流表示数变大，电压表示数变小为0；（3）先增大，后减小为零。
四．计算题（共7小题）
40．【解答】解：（1）水的体积V＝25L＝25dm3＝25×10﹣3m3，
加满水时，水的质量：m水＝ρ水V水＝1×103kg/m3×25×10﹣3m3＝25kg，
加湿器加满水后的总重力：G＝m总g＝（25kg+95kg）×10N/kg＝1200N，
加湿器对水平地面的压力：F＝G＝1200N，
加湿器对水平地面的压强：p2×106Pa；
（2）由P可知，加湿器工作1小时消耗电能W＝Pt＝800W×1×3600s＝2.88×106J；
（3）电路最大电流为：I大＝100mA＝0.1A，
由I可知，电阻R0两端电压：U0＝I大R0＝0.1A×120Ω＝12V，
由串联电路电压的规律知此时R两端电压为：UR＝U﹣U0＝24V﹣12V＝12V，
由I可知，湿敏电阻的阻值：R120Ω，
由图丙所示可知，此时湿度为30%；
R两端最大电压：UR′＝15V，根据串联电路的电压特点可知，R0两端的电压U0′＝U﹣UR′＝24V﹣15V＝9V，
此时电路电流：I′0.075A，
由I可知，R的阻值：R′200Ω，
由图丙所示可知，此时的湿度为90%，
故湿度计能够测量的湿度范围是30%～90%；
（4）若此时能达到最大值，则每小时空气中能容纳的水汽质量为m＝2000m3×10g/m3×90%＝18000g，
由ρ可知，这些水的体积V18000cm3＝18000mL＝18L，
即此时的加湿量18L/h＞15L/h，所以湿度计不能达到最大测量值。
答：（1）2×106；
（2）2.88×106；
（3）湿度计能够测量的湿度范围是30%～90%；
（4）湿度计不能达到最大测量值。
41．【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由图乙可知，电路中的最小电流I小＝0.4A，滑动变阻器消耗的电功率P2＝4W，
由P＝I2R可得，滑动变阻器的最大阻值：
R225Ω；
（2）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I可得，电源的电压：
U＝I小（R1+R2）＝0.4A×（R1+25Ω），
由图乙可知，电路中的电流I＝0.8A时，滑动变阻器消耗的电功率P2′＝6.4W，
则滑动变阻器接入电路中的电阻：
R2′10Ω，
电源的电压：
U＝I（R1+R2′）＝0.8A×（R1+10Ω），
因电源的电压不变，
所以，0.4A×（R1+25Ω）＝0.8A×（R1+10Ω），
解得：R1＝5Ω，
电源的电压U＝I小（R1+R2）＝0.4A×（5Ω+25Ω）＝12V；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路消耗的电功率最大，
则P大28.8W。
答：（1）滑动变阻器的最大最值为25Ω；
（2）R1的阻值为5Ω，电源电压为12V；
（3）求此电路的最大电功率为28.8W。
42．【解答】解：（1）当开关S闭合，S1、S2都断开时，灯泡L与电阻R1串联，电压表测R1两端的电压，
因串联电路中各处的电流相等，且小灯泡L正常发光，
所以，由P＝UI可得，电路中的电流：I＝IL0.4A，
由I可得，电压表的示数：U1＝IR1＝0.4A×15Ω＝6V；
（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源电压：U＝UL+U1＝3V+6V＝9V，
当开关S、S1闭合，S2断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中电流，
则此时电流表的示数：I10.6A；
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，R1与R2并联，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，电路的总电阻：R10Ω，
整个电路消耗的电功率：P8.1W。
答：（1）当开关S闭合，S1、S2都断开时电压表的示数为6V；
（2）当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表的示数为0.6A；
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，整个电路消耗的电功率为8.1W。
43．【解答】解：（1）加热时间最短时，电热加湿器的发热功率最大，
由P可知，电热加湿器消耗的电能：W＝Pt′＝400W×3×60s＝7.2×104J，
不考虑热量的损失，水吸收的热量Q吸＝W＝7.2×104J，
一个标准大气压下，水的沸点是100℃，
由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，该电热槽中水的质量：m0.21kg；
（2）S接3、4触点时，R2被短路，电路中只有R1工作，电路的总电阻最小，根据P可知，电路消耗的功率最大，电热加湿器处于高挡，则R1的阻值：R1121Ω；
（3）S接2、3触点时，R1和R2串联工作，电路的总电阻最大，根据P可知，电路消耗的功率最小，电热加湿器处于低挡，此时电路中的总电阻：R＝R1+R2＝121Ω+121Ω＝242Ω，
低挡时的发热功率：P低200W。
答：（1）该电热槽中水的质量为0.21kg；
（2）R1的阻值为121Ω；
（3）该加湿器在低挡时的发热功率是200W。
44．【解答】解：（1）已知启动按摩的功率P按摩＝110W，由P＝UI可得，
只启动按摩功能时电路中的电流：
I按摩0.5A；
（2）他在按摩时按摩椅对地面的压力：
F＝G总＝（m1+m2）g＝（70kg+130kg）×10N/kg＝2000N，
他在按摩时按摩椅对地面的压强p1250Pa；
（3）同时开启按摩和加热功能工作时间t＝15min＝900s，由P可得，需消耗电能：
W总＝P总t＝（110W+740W）×900s＝7.65×105J。
答：（1）只启动按摩功能时电路中的电流是0.5A；
（2）他在按摩时按摩椅对地面的压强为1250Pa；
（3）整个过程中消耗了7.65×105J的电能。
45．【解答】解：
（1）分析可知，当S与触点1、2接触时，电路为R1的简单电路，1min内电热炕消耗的电能：
W1kW h＝2.4×104J；
由P可得，电热炕功率：
P1400W；
（2）由P可得，R1121Ω，
当S与触点3、4接触时处于低挡，此时只有R2工作，电路中通过O点的电流：
IA≈0.9A；
（3）由ρ可得，1.8L水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.8×10﹣3m3＝1.8kg，
当该电热炕处于低挡，且正常工作30min，所消耗的电能：
W2＝UIt＝220VA×30×60s＝3.6×105J，
W2＝Q＝cmΔt，
即：3.6×105J＝4.2×103J/（kg ℃）×1.8kg×（t﹣25℃），
解得：t＝72.6℃，
即水温能升高到72.6℃。
答：（1）当S与触点1、2接触时，电热炕功率是400W；
（2）当电热炕处于低挡时，电路中通过O点的电流是0.9A；
（3）当该电热炕处于低挡，且正常工作30min，所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到72.6℃。
46．【解答】解：（1）加热时间最短时，电热槽的发热功率为400W且不考虑热量的损失，
由W＝Pt和Q吸＝cm（t﹣t0）可得：
P1t＝cm（t2﹣t1），即400W×3×60s＝4.2×103J/（kg ℃）×m×（100℃﹣20℃），
解得：m≈0.21kg；
（2）电热加湿器在高挡时，R2被短路，电路中只有R1，
由P可得，R1的阻值：
R1121Ω，
由R1、R2为阻值相同的发热电阻可得，R2＝R1＝121Ω；
（3）当加湿器在低挡时，R1与R2串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，低挡时的发热功率：
P低200W；
（4）电热加湿器会使需要制冷的室内气温升高，可以降低电热槽内气压来降低沸点，达到改进的目的。
答：（1）电热槽中水的质量约为0.21kg；
（2）R1、R2的阻值均为121Ω；
（3）加湿器在低挡时的发热功率为200W；
（4）改进的建议：降低电热槽内气压。
五．解答题（共2小题）
47．【解答】解：（1）当开关S闭合，S1、S2断开且灯泡正常发光时，灯泡L与R2串联，电流表测电路中的电流，
由I可得，电路中的总电阻：
R20Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，灯泡的电阻：
RL＝RR2＝20Ω20Ω＝10Ω，
灯泡的额定电压：
UL＝IRL＝0.3A×10Ω＝3V；
（2）灯泡正常发光1min电流所做的功：
WL＝ULIt＝3V×0.3A×60s＝54J；
（3）开关S闭合，S1、S2断开且滑片位于最右端时，灯泡L与R2的最大阻值串联，
则整个电路消耗的电功率：
P1.2W；
当S、S1、S2都闭合且滑片位于最右端时，R1与R2的最大阻值并联，电流表测干路电流，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，电路中的总电阻：
R′7.5Ω，
电路消耗的电功率：
P′4.8W，
则P：P′＝1.2W：4.8W＝1：4。
答：（1）灯泡的电阻为10Ω，额定电压为3V；
（2）灯泡在这种情况下通电1min，电流所做的功为54J；
（3）P：P′的值为1：4。
48．【解答】解：干电池内部也存在电阻，该电阻随其内部氢气量的增加而增大。
使用新旧电池时，电压一定，旧电池较大的电阻与灯泡串联，使得电路中的总电阻变大，根据欧姆定律，电路中的电流减小，根据P＝UI＝I2R，灯泡的实际功率减小，灯泡亮度变暗。