2024浙江中考科学复习第二轮 电学压轴题专练

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2024浙江新中考科学复习第二轮 电学压轴题专练
一、计算题
1． 如图甲所示，是某兴趣小组设计的一个光控照明系统模拟控制电路。已知电源电压6V，定值电阻R0＝10Ω，R1为光敏电阻，其阻值随光照度的变化规律如图乙所示（光照度E单位为勒克斯，符号为lx），当R1两端电压升至4V时，控制开关自动启动照明系统（不考虑控制开关对虚线框内电路的影响）。利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时，照明系统内照明灯自动工作。
（1）照明系统中有一标有“6V3W”字样的照明灯，正常工作时的电流是多少？
（2）该电路设计的E0是多少？
（3）若要使E0的值降低一些，应　 　（选填“增大”或“减小”）R0的阻值。
2． 如图甲所示是一种水箱水位测量装置示意图。电源电压为12伏保持不变，R0是阻值为20欧的定值电阻，R1是长20厘米、阻值是40欧的电阻丝，滑片P把电阻丝与轻质弹簧的指针连在一起。圆柱体M长80厘米，底面积为250厘米2。当水位处于最高处时，M刚好浸没在水中，滑片P恰好在R1的最上端。轻质弹簧阻值不计，弹簧的伸长长度ΔL始终与受到的拉力F成正比，如图乙所示。
（1）当水位下降时，电路中电流表的示数 　 　（选填“增大”或“减小”）。
（2）当水位处于最高处时，电流表的示数为多少？
（3）当水位下降，电压表示数为6伏时，圆柱体露出水面部分的长度为多少厘米？
3． 如图甲是某饮水器的原理图。饮水器的容器内有密封绝缘的电热丝R1（是一个定值电阻）和热敏电阻Rx，只要水面到达如图所示的位置，接触开关S1就会导通。继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。
（1）若分别把电热丝R1和热敏电阻Rx单独接入某电源电路中，它们的电流随电压的变化曲线是图乙中A、B、C中的两条。可知R1的阻值是　 　Ω，饮水器的正常加热功率是　 　W。
（2）为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路，热敏电阻Rx应选择图乙中的　 　（选填图象中的字母）。在使用过程中，发现饮水器内的水实际加热到90℃就自动切断了加热电路，为了使水能在加热至沸腾后才能自动切断加热电路，可将滑动变阻器R2的滑片向　 　调节。
（3）已知该饮水器装有10kg水，在实际使用中发现，当只有饮水器接入电路中时，它将水从20℃加热到100℃的过程中，电能表的转盘转了3000转，则该饮水器加热过程中的热效率是　 　（保留小数点后一位）。
（电能表参数“2500revs/kW h”，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃））
4． 如图甲是定值电阻R0和标有“6V 6W”灯泡L的信息图像。将它们接入图乙所示的电路，其中电源电压不变，滑动变阻器R最大阻值为8Ω，当只闭合开关S、S1，滑片P位于R最右端时灯泡L的实际功率为1W。求：
（1）灯泡正常发光时的电阻；
（2）电源电压；
（3）当只闭合开关S、S2，电路消耗的最小电功率。
5．如图甲为陶瓷电煎药业，其简化的工作电路如图乙所示，电源电压为220V，S1为单刀双掷开关，R1和R2均为电加热丝。电煎药壶刚开始工作时先武火挡快速加热，当药液的温度达到98℃时自动跳到文火挡慢熬，药液熬制一段时间后，自动跳到保温挡防止药液烧干。已知电煎药壶在220V电压下正常工作时，武火快速加热功率为500W，文火慢熬功率为100W，某次煎药时药液的温度与电煎药壶工作时间的关系图像如图丙所示，
（1）根据题意可知，当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，同时开关S2　 　（选填“闭合”或“断开”）时，电煎药壶处于文火挡。
（2）电加热丝R2的阻值是 　 　欧。
（3）电成药壶处于保温挡时的功率为 　 　瓦。
（4）分析图像可知，电煎药壶武火加热前半段时间对药液的加热效率 　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）后半段时间的加热效率。
6． （2022 广东模拟）小明设计了一种“自动限重器”，如图（甲）所示。该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等。压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图（乙）所示。当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电压U＝6V，电磁继电器线圈的阻值R＝10Ω．请你解答下列问题：
（1）由图（乙）中的图象可知，随着压力F的增大，压敏电阻R1的阻值将 　 　。
（2）用笔画线代替导线将图（甲）的电路连接完整。
（3）电磁继电器中的电磁铁上端为 　 　极（选填N、S）
（4）随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将 　 　，当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时，衔铁被吸下。若货架能承受的最大压力为800N，则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为 　 　Ω。
（5）若要提高货架能承受的最大压力，滑动变阻器R2接入电路的阻值应 　 　。
7． （2022 宁德模拟）如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S后，电压表示数为1V，电流表示数为0.1A。
（1）求电阻R1的阻值；
（2）调节滑动变阻器，电流表示数从0.1A变为0.3A过程中，电路总功率变化了3.6W，求电源电压；
（3）在移动变阻器R2滑片过程中，变阻器R2的电功率P2与电压表示数U1的关系如图乙所示，求U0的值。
8． （2022 雨花区）如图所示的电路，电源电压恒定不变，灯泡上标有“12V 6W”的字样，只闭合开关S1，将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向左移动一段距离，此过程中电流表示数变化了0.2A，电压表示数变化了2V；再闭合开关S2和S3，电流表示数又变化了1.1A，此时灯泡L恰好正常发光。求：
（1）小灯泡正常光时的电流；
（2）R1的阻值；
（3）只闭合开关S1，电路总功率的变化范围。
9． 浙江亿田智能厨电股份有限公司创立于2003年，旗下产品亿田集成灶质量好，功能全，深受广大消费者的喜爱。如图是亿田集成灶蒸烤箱内部简化电路图，有上下两个加热盘，由两个开关控制其工作状态。R1为下盘电热丝，R2为上盘电热丝，滑动变阻器Rp取值范围是“0﹣100Ω”，R1的电阻大小是R2电阻大小的四分之一，不考虑温度对电热丝阻值的影响，只闭合S2蒸烤箱处于温火蒸烤状态，S1、S2都闭合后，蒸烤箱可以通过调节滑动变阻器Rp的大小调节蒸烤箱的状态。蒸烤箱的最大额定功率为2200W，保险丝上标有“16A”的字样。
（1）R2的阻值为多少欧姆。
（2）温火蒸烤时蒸烤箱的电功率为多少瓦特。
（3）若在一次使用中烧坏了保险丝，经过维修后保险丝只能承受7A的电流，问滑动变阻器的取值范围是多少？
10．在某次科技活动中，刘老师给同学们展示一个如图甲所示的黑盒子，绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱，刘老师告诉同学们，盘内电路由两个定值电阻连接而成。小海同学想知道盒内电的连接情况，但实验室的电压表针无法调零，只能准确读出电压的变化。于是小海设计了如图乙所示的电路来研究。已知电源电压恒定不变，R0是阻值为3Ω的定值电阻，R1是滑动变阻器。小海进行了如下的实验操作：
（1）把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，电流表示数为0.6A；再闭合开关S1，电压表的示数变化了1.8V，电路的电流变化了0.6A。则电源电压为 　 　。
（2）把AC两个接线柱接到MN之间，然后将电压表改为并联在R1的两端。只闭合开关S，小海发现将R1的滑片从最右端移至最左端，电压表的示数变化了1.2V，电路的电流变化了0.1A。R1的最大阻值为 　 　，黑盒子AC间的电阻为 　 　。
（3）用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，闭合开关S和S1，此时电流表的示数为1.8A；请根据上述实验操作，推理画出黑盒子内的电路图（如图），并标明各电阻的阻值。
2024浙江新中考科学复习第二轮 电学压轴题专练（参考答案）
一、计算题
1． 【答案】答：（1）照明灯正常工作时的电流是0.5A；
（2）该电路设计的E0是1.5lx；
（3）增大。
【解析】【分析】（1）照明灯正常工作时的功率和额定功率相等，根据P＝UI求出正常工作时的电流；
（2）闭合开关S，当R1两端电压为4V时，控制开关自动启动照明系统，根据串联电路的电压特点求出此时R0两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据欧姆定律求出R1的阻值，根据图乙读出E0的值；
（3）由图乙可知E0的值降低时的阻值变化，而电源电压不变，控制开关自动启动的电压不变，根据串联电路的分压特点判断R0的阻值变化。
【解答】解：（1）由P＝UI可得，照明灯正常工作时的电流：
IL＝＝＝0.5A；
（2）当R1两端电压升至4V时，控制开关自动启动照明系统，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时R0两端的电压：
U0＝U﹣U1＝6V﹣4V＝2V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：
I＝＝＝0.2A，
则R1的阻值：
R1＝＝＝20Ω，
由图乙可知，E0的值为1.5lx；
（3）要使E0的值降低一些，由图象可知，R1的阻值增大；
因电源电压不变，控制开关自动启动的电压不变（即R1分得的电压不变），且R0的电压不变，
根据串联电路的分压规律可知，应增大R0的阻值。
答：（1）照明灯正常工作时的电流是0.5A；
（2）该电路设计的E0是1.5lx；
（3）增大。
【点评】本题考查了电功率公式和串联电路的特点、欧姆定律的应用，从题干和表格中获取有用的信息是关键。
2． 【答案】（1）增大；
（2）当水位处于最高处时，电流表的示数为0.2A；
（3）当水位下降，电压表示数为6伏时，圆柱体露出水面部分的长度为40cm。
【解析】【考点】欧姆定律的应用．
【分析】由电路图可知，R0与R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当水位下降时，圆柱体M排开水的体积减小，受到的浮力减小，滑片P向下移动，据此可知滑动变阻器接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，进而分析电流表示数的变化；
（2）当水位处于最高处时，滑片P恰好在R1的最上端，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流；
（3）当水位下降，电压表示数为6伏时，根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，再利用欧姆定律求出变阻器接入电路的电阻，根据滑动变阻器的电阻与电阻丝长度的关系求出此时滑动变阻器接入电路的电阻丝的长度，进而求出圆柱体露出水面部分的长度。
【解答】解：由电路图可知，R0与R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当水位下降时，圆柱体M排开水的体积减小，受到的浮力减小，滑片P向下移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，由欧姆定律可知，电路中的电流增大，即电流表的示数增大；
（2）当水位处于最高处时，滑片P恰好在R1的最上端，滑动变阻器接入电路的电阻为最大值40Ω，
由串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻：R＝R0+R1＝20Ω+40Ω＝60Ω，
由I＝可知，此时电路中的电流：I＝＝＝0.2A；
（3）当水位下降，电压表示数为6伏时，由串联电路的电压特点可知，此时R0两端的电压：U0'＝U﹣U1'＝12V﹣6V＝6V，
由I＝可知，此时通过R0的电流：I0＝＝＝0.3A，
由串联电路的电流特点可知，通过R1的电流：I1＝I0＝0.3A，
则滑动变阻器接入电路中的电阻：R1'＝＝＝20Ω，
由R1是长20厘米、阻值是40欧的电阻丝可知，此时滑动变阻器接入电路的电阻丝的长度：L＝×20cm＝10cm，
由题意可知，此时弹簧的下端下降了ΔL＝20cm﹣10cm＝10cm，
由乙图图象可知，当ΔL＝10cm时，弹簧受到的拉力增大了ΔF＝100N，即圆柱体M受到的浮力减小了ΔF浮＝100N，
由ΔF浮＝ρgV排可知，圆柱体M浸入液体的体积减小了ΔV＝＝＝0.01m3＝10000cm3，
所以圆柱体M浸入液体的深度减小了Δh＝＝＝40cm，即圆柱体露出水面部分的长度为40cm。
故答案为：（1）增大；
（2）当水位处于最高处时，电流表的示数为0.2A；
（3）当水位下降，电压表示数为6伏时，圆柱体露出水面部分的长度为40cm。
3． 【答案】故答案为：（1）10；4840；（2）C；左；（3）77.8%。
【解析】【考点】电功率的计算；能量利用效率；电能表参数的理解与电能的求法．
【分析】（1）根据定值电阻R1的电流与电压的特点判断出电阻R1的电流随电压的变化曲线，然后求出阻值，然后根据P＝求出饮水器的正常加热功率。
（2）为了使饮水器在水加热至沸腾后能自动切断加热电路，根据电路的连接可知应使继电器开关S2断开，即电磁铁的磁性应减弱，根据影响电磁铁磁性强弱的因素可知控制电路中电流的变化，则可根据欧姆定律判断出此时热敏电阻阻值变大，由此可判断热敏电阻Rx阻值与温度的变化情况。
若要饮水器内的水加热到90℃还能继续加热，即继电器开关S2仍然是闭合的，需要增强电磁铁的磁性，根据控制电路中电流的变化即可判断滑动变阻器R2的阻值的变化。
（3）已知水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；
“2500revs/kW h”表示每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转2500r，据此求转盘转3000r饮水器消耗的电能，饮水器的热效率等于水吸收的热量与消耗的电能之比。
【解答】解：
（1）因为R1是定值电阻，则通过R1的电流与它两端电压成正比，其I﹣U图象为过原点的倾斜直线，由图可知，B为定值电阻R1的电流随电压的变化曲线；
由欧姆定律结合B图象可得，R1的阻值：R1＝＝＝10Ω，
饮水器的工作电路为R1的简单电路，其正常加热功率：P＝＝＝4840W。
（2）①为了使饮水器在水加热至沸腾后能自动切断加热电路，则应使继电器开关S2断开，应减弱电磁铁的磁性，根据影响电磁铁磁性强弱的因素可知应减小控制电路中的电流；
由欧姆定律可知此时热敏电阻的阻值应变大，即热敏电阻Rx的阻值应随温度升高而变大，而图乙中C曲线反映了电阻的阻值随温度升高（电压变大）而变大的特性，故选C。
②若要饮水器内的水加热到90℃还能继续加热，即继电器开关S2仍然是闭合的，需要增强电磁铁的磁性，应增大此时控制电路中的电流，由欧姆定律可知应减小控制电路的总电阻，而温度为90℃时热敏电阻的阻值是一定的，所以应减小滑动变阻器R2的阻值，即R2的滑片向左调节。
（3）水吸收的热量：
Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg ℃）×10kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×106J；
“2500revs/kW h”表示每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转2500r，
转盘转3000r饮水器消耗的电能：
W＝kW h＝1.2kW h＝1.2×3.6×106J＝4.32×106J，
饮水器的热效率：
η＝＝×100%≈77.8%。
故答案为：（1）10；4840；（2）C；左；（3）77.8%。
【点评】本题为电功率和热量的综合计算题，主要考查了欧姆定律的应用、电功率的计算、热量的计算、热效率的计算等，难点是对继电器电路的分析，要知道控制电路与工作电路的关系。
4． 【答案】（1）灯泡正常发光时的电阻为6Ω；
（2）电源电压为6V；
（3）当只闭合开关S、S2，电路消耗的最小电功率为2W。
【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用．
【分析】（1）根据P＝得灯泡正常发光时的电阻；
（2）当只闭合开关S、S1，滑片P位于R最右端时，灯泡L与R最大值串联，
灯泡L的实际功率为1W，根据P＝UI，结由图甲可得灯泡两端的电压合通过灯泡的电流；因串联电路中各处的电流相等，根据欧姆定律可知滑动变阻器两端的电压；因串联电路中总电压等于各分电压之和，据此得出电源的电压；
（3）当S、S2闭合时，R0与R串联，滑片移到最右端时，电路的总电阻最大，电源电压不变，根据P＝可知电路的总功率最小。
由图甲可知，U0＝2V时，通过的电流I0＝0.2A，根据欧姆定律得出R0的阻值，根据电阻串联的特点得出电路的最大电阻，根据P＝得出电路的最小功率。
【解答】解：
（1）根据P＝得灯泡正常发光时的电阻为RL＝＝＝6Ω；
（2）当只闭合开关S、S1，滑片P位于R最右端时，灯泡L与R最大值串联，
灯泡L的实际功率为1W，由图甲可得，灯泡两端的电压UL＝2V，通过的电流IL＝0.5A时符合，因串联电路中各处的电流相等，所以，滑动变阻器两端的电压UR＝IRR＝ILR＝0.5A×8Ω＝4V；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压：U＝UL+UR＝2V+4V＝6V；
（3）当S、S2闭合时，R0与R串联，滑片移到最右端时，电路的总电阻最大，
电路的总功率最小。
由图甲可知，U0＝2V时，通过的电流I0＝0.2A，由得R0的阻值R0＝＝＝10Ω；
电路的最大电阻为：R总＝R0+R＝10Ω+8Ω＝18Ω，则电路的最小功率为Pmin＝＝＝2W。
答：（1）灯泡正常发光时的电阻为6Ω；
（2）电源电压为6V；
（3）当只闭合开关S、S2，电路消耗的最小电功率为2W。
5． 【答案】（1）断开；（2）484；（3）80；（4）小于。
【解析】【考点】电功率的计算．
【分析】（1）由电路图可知，当单刀双掷开关S1拨到“1”位置，开关S2断开时，电阻R1、R2串联；当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，开关S2断开时，电路为电阻R2的简单电路；当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，开关S2闭合时，电阻R1、R2并联；根据串并联电路电阻特点和P＝可知，当电源电压一定时，电路总电阻越小，电路总功率越大，据此分析不同情况下电煎药壶的挡位；
（2）当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，开关S2断开时，电路为电阻R2的简单电路，电煎药壶为文火挡，根据P＝求出电加热丝R2的阻值；
（3）根据武火挡和文火挡求出电阻R1的功率，再根据P＝求出电加热丝R1的阻值，最后根据串联电阻规律和P＝求出电成药壶处于保温挡时的功率；
（4）根据图丙读出电煎药壶武火加热前半段时间和后半段时间药液温度的变化量，根据Q吸＝cmΔt比较两种情况下吸收的热量关系，根据W＝Pt比较两种情况下消耗的电能关系，利用η＝×100%比较两种情况下加热效率的关系。
【解答】解：（1）由电路图可知，当单刀双掷开关S1拨到“1”位置，开关S2断开时，电阻R1、R2串联；当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，开关S2断开时，电路为电阻R2的简单电路；当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，开关S2闭合时，电阻R1、R2并联；由串并联电路电阻特点可知，两电阻串联时电路的总电阻最大，两电阻并联时电路的总电阻最小，且P＝可知，当电源电压一定时，电路总电阻越小，电路总功率越大，因此当单刀双掷开关S1拨到“1”位置，开关S2断开时，电煎药壶处于保温挡；当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，开关S2断开时，电煎药壶处于文火挡；当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，开关S2闭合时，电煎药壶处于武火挡；
（2）由P＝可知，电加热丝R2的阻值：R2＝＝＝484Ω；
（3）当单刀双掷开关S1拨到“2”位置，开关S2闭合时，电阻R1的电功率：P1＝P武火﹣P文火＝500W﹣100W＝400W，电加热丝R1的阻值：R1＝＝＝121Ω，因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电成药壶处于保温挡时的功率：P保温＝＝＝＝80W；
（4）由图丙可知，电煎药壶武火加热前半段时间药液温度变化量Δt1＝48℃﹣18℃＝30℃，后半段时间药液温度变化量Δt2＝98℃﹣48℃＝50℃，由Q吸＝cmΔt可知，电煎药壶武火加热时药液后半段时间吸收的热量多，
由P＝的变形式W＝Pt可知，电煎药壶武火加热时前后半段时间内消耗的电能相等，由η＝×100%可知，电煎药壶武火加热前半段时间的加热效率小于后半段时间的加热效率。
故答案为：（1）断开；（2）484；（3）80；（4）小于。
6． 【答案】（1）减小；（2）见上图；（3）N；（4）增强；110；（4）变大。
【解析】【考点】电磁继电器的组成、原理和特点；欧姆定律的应用．
【分析】（1）根据图象分析压敏电阻R1的阻值与压力大小的关系；
（2）将货物装载机和上触点串联组成工作电路，将R1、滑动变阻器R2、电磁铁串联接入控制电路；当压力过大时，压敏电阻变小、控制电路中的电流变大、电磁铁磁性增强，增强到一定程度，将衔铁吸下，使工作电路断开，货物装载机停止工作；
（3）由安培定则可判断电磁铁的磁极；
（4）压敏电阻受到最大压力是800N，从图象上找到此时压敏电阻对应的电阻值是80Ω，电源电压是6V，根据R1与R2串联和欧姆定律就可以求出R2的最大阻值。
（5）据题目中所提示的“当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品”，即要增大货架能承受的最大压力，此时的压敏电阻值会更小，故电流会变大，使得电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品，所以从避免“装载机停止向货架上摆放物品”的角度分析判断即可确定滑动变阻器接入电路的电阻值变化。
【解答】解：（1）由图乙中的图象可知，压敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小；
（2）将货物装载机和上触点串联组成工作电路，将R1、滑动变阻器R2、电磁铁串联接入控制电路；
电路如图所示：
（3）已知电源正负极，根据电流流向，由安培定则可知，电磁继电器中电磁铁上端为N极，下端是S极，
（4）因为R1和线圈电阻及变阻器R2串联，
所以I1＝I2＝Imax＝30mA＝0.03A，
由图乙可知：F＝800N时，R1＝80Ω，
由I＝得：
U1＝I1R1＝0.03A×80Ω＝2.4V，
U′＝U﹣U1＝6V﹣2.4V＝3.6V，
R′＝＝＝120Ω。
即：滑动变阻器R2的最大阻值至少为120Ω﹣10Ω＝110Ω。
（5）想“提高货架能承受的最大压力”，同时还应防止“装载机停止向货架上摆放物品”，故应在增大压力的同时，不能增大电流，故从欧姆定律的角度能分析出，此时滑动变阻器R2接入电路的阻值应变大。
故答案为：（1）减小；（2）见上图；（3）N；（4）增强；110；（4）变大。
【点评】本题为电学、磁学的综合题，知识点多、综合性强，考查学生的分析和计算能力，关键是所学知识包括计算公式的灵活运用。
7． 【答案】（1）电阻R1的阻值为10Ω；
（2）调节滑动变阻器，电流表示数从0.1A变为0.3A过程中，电路总功率变化了3.6W，电源电压为18V；
（3）在移动变阻器R2滑片过程中，变阻器R2的电功率P2与电压表示数U1的关系如图乙所示，U0的值为2V。
【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用．
【分析】（1）根据R＝算出电阻R1的阻值；
（2）根据△P＝U△I算出电源电压；
（3）根据图乙当电压表示数为U0和8U0时功率相等列等式接解出U0的值。
【解答】解：
（1）由图甲可知，R1与R2串联，电压表测量R1的电压，电流表测电路中的电流，
则电阻R1的阻值：R1＝＝＝10Ω；
（2）由题知，电源电压U保持不变，电流表示数从0.1A变为0.3A过程中，电路总功率变化了3.6W，
总功率变化量：△P＝UI2﹣UI1＝U△I，
所以电源电压：
U＝＝＝18V；
（3）当R1的电压为U0时，R2的电功率为：P2＝U2I2＝（U﹣U0），
当R1的电压为8U0时，R2的电功率为：P2′＝U2′I2′＝（U﹣8U0），
由图乙可知，当电压表示数为U0和8U0时P2＝P2′，
即：（U﹣U0）＝（U﹣8U0），
解得U0＝＝＝2V。
答：（1）电阻R1的阻值为10Ω；
（2）调节滑动变阻器，电流表示数从0.1A变为0.3A过程中，电路总功率变化了3.6W，电源电压为18V；
（3）在移动变阻器R2滑片过程中，变阻器R2的电功率P2与电压表示数U1的关系如图乙所示，U0的值为2V。
8． 【答案】（1）小灯泡正常光时的电流为0.5A；
（2）R1的阻值为10Ω；
（3）只闭合开关S1，电路总功率的变化范围为4.8W～14.4W。
【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用；电功率与电压、电流的关系．
【分析】先画出只闭合开关S1，滑片P从最右端向左移动一段距离和再闭合开关S2和S3时的等效电路图。
（1）根据P＝UI求出灯泡正常光时的电流；
（2）图3中，由于灯泡正常发光时，则灯泡两端的电压和额定电压相等，据此可知电源电压；
然后根据并联电路的电流特点和欧姆定律得出R1两端的电压表达式；
图2与图1比较，由于滑动变阻器R2的电阻减小了，根据串联电路的分压特点可知滑动变阻器两端的电压减小，据此得出图2和图1中的电压表示数之间的关系，然后根据串联电路的特点和欧姆定律分别得出电源电压的表达式；最后联立即可求出图1中的电压表示数、电路中的电流和R1的阻值；
（3）只闭合开关S1，即图1中，滑动变阻器R2连入电路的阻值最大时总功率最小，根据P＝UI即可求出最小总功率；滑动变阻器R2连入电路的阻值为0时总功率最大，根据P＝UI＝即可求出最大总功率。
【解答】解：只闭合开关S1，R1与滑动变阻器R2串联，滑片P位于最右端时，等效电路图如图1所示；
滑片P向左移动一段距离后，由于滑动变阻器R2的电阻减小了，则电路中电流变大，等效电路图如图2所示；
再闭合开关S2和S3时，滑动变阻器被短路，此时灯泡与R1并联，根据电阻的串并联特点可知，并联时电路中电流变大，等效电路图如图3所示。
（1）根据P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流：
IL＝＝＝0.5A；
（2）图3中，灯泡与R1并联，由于灯泡正常发光，则根据并联电路各支路两端的电压相等可知，电源电压：
U＝U额＝12V；
由并联电路的电流特点可知，通过R1的电流为：
I1＝I+0.2A+1.1A﹣0.5A＝I+0.8A，
根据I＝可得：U＝I1R1，
即：12V＝（I+0.8A）R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
图1中，根据串联电路的特点和欧姆定律可得：
U＝IR1+U2，
即：12V＝IR1+U2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
图2与图1比较，由于滑动变阻器R2的电阻减小了，根据串联电路的分压特点可知滑动变阻器两端的电压减小，则：
图2中，电压表示数为：U2′＝U2﹣ΔU＝U2﹣2V，
根据串联电路的特点和欧姆定律可得：
U＝（I+0.2A）R1+U2′，
即：12V＝（I+0.2A）R1+U2﹣2V ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
解①②③可得：R1＝10Ω，U2＝8V，I＝0.4A；
（3）只闭合开关S1，滑片P位于最右端时电路中总功率最小为：P最小＝UI＝12V×0.4A＝4.8W，
滑片P位于最左端时电路中总功率最大为：P最大＝＝＝14.4W，
则电路总功率的变化范围为4.8W～14.4W。
答：（1）小灯泡正常光时的电流为0.5A；
（2）R1的阻值为10Ω；
（3）只闭合开关S1，电路总功率的变化范围为4.8W～14.4W。
9． 【答案】（1）R2的阻值为110Ω；
（2）温火蒸烤时蒸烤箱的电功率为440W；
（3）滑动变阻器的取值范围是16.5Ω﹣100Ω。
【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用．
【分析】（1）当开关都闭合且滑动变阻器接入电路的阻值为零时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，蒸烤箱的功率最大，根据P＝可求出此时的总电阻，再由并联电路中电阻的关系求出R2；
（2）只闭合S2蒸烤箱处于温火蒸烤状态，此时只有R2连入电路，根据P＝可求出功率；
（3）根据欧姆定律和并联电路的电流规律求出R1所在支路的电流，从而求出该支路的总电阻，再由串联电路中电阻的关系求出滑动变阻器连入电路的阻值。
【解答】解：（1）当开关都闭合且滑动变阻器接入电路的阻值为零时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，蒸烤箱的功率最大，根据P＝可知，
此时电路中的总电阻为：R总＝＝＝22Ω，
因为，R1＝R2，即R2＝4R1，
且＝+，
即＝+，
解得：R1＝27.5Ω，R2＝110Ω；
（2）只闭合S2蒸烤箱处于温火蒸烤状态，此时只有R2连入电路，
所以温火蒸烤时蒸烤箱的电功率为：P温＝＝＝440W；
（3）当开关都闭合时，R1与RP串联后再与R2并联，保险丝在干路上，经过维修后保险丝只能承受7A的电流，即干路最大电流为7A，
而此时通过R2的电流为：I2＝＝＝2A，
所以，R1所在支路的最大电流为：I1＝I﹣I2＝7A﹣2A＝5A，
所以，R1+RP＝＝＝44Ω，
则滑动变阻器连入电路的最小值为：RP＝44Ω﹣27.5Ω＝16.5Ω，
所以滑动变阻器的取值范围是16.5Ω﹣100Ω。
答：（1）R2的阻值为110Ω；
（2）温火蒸烤时蒸烤箱的电功率为440W；
（3）滑动变阻器的取值范围是16.5Ω﹣100Ω。
10．【答案】故答案为：（1）3.6V；（2）6Ω；9Ω；（3）如上图所示。
【解析】【分析】（1）把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，电路为R0与RBC串联，电压表测BC两端的电压，电流表测电路中的电流，根据串联电路的特点和欧姆定律得出电源电压的表达式；再闭合开关S1时，电路为黑盒子的简单电路，根据串联电路的特点和欧姆定律得出电源电压的表达式；根据电源电压不变，即可求出电源电压、R0和BC两个接线柱之间的电阻；
（2）把AC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻为零时电路中的电流，将R1的滑片从某位置移至最左端或最右端时，电压表的示数变化了1.2V，电路中电流的变化均为0.1A，据此求出滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
（3）用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，闭合开关S和S1，只有黑匣子的电阻连入电路，根据欧姆定律求出黑匣子的电阻；根据欧姆定律求出此时黑匣子的电阻，综上分析画出黑盒子内的电路图。
【解答】解：（1）把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，电路为R0与RBC串联，电压表测BC两端的电压，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电压等于各分电压之和和I＝可得，电源的电压：
U＝I（RBC+R0）＝0.6A×（RBC+R0），﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
UBC＝IRBC＝0.6A×RBC﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
再闭合开关S1时，电路为黑盒子的简单电路，电压表测电源电压，电流表测电路中的电流，
根据电阻的串并联特点可知：此时电路中电阻变小，根据欧姆定律可知：电路中的电流变大，电压表液变大；
所以，U＝UBC′＝UBC+△U＝UBC+1.8V＝0.6A×RBC+1.8V，I′＝I+△I＝0.6A+0.6A＝1.2A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和和I＝可得，电源的电压：
U＝UBC′＝I′RBC＝1.2A×RBC﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③可得：RBC＝3Ω，U＝3.6V，R0＝3Ω；
（2）把AC两个接线柱接到MN之间，然后将电压表改为并联在R1的两端，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，电路为R0与RAC串联，电压表示数为0V，
根据欧姆定律和串联电路的特点可得：
电流表示数为：IAC＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④，
将R1的滑片移至最右端时，电路为R0、R1和RBC串联，由于电压表示数变化了1.2V，则此时电压表示数为U1′＝U1+1.2V＝0V+1.2V＝1.2V，
由于电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知电路的电流变小，由于电流表示数变化了0.1A，则电路中电流为：
IAC′＝IAC﹣0.1A＝﹣0.1A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤，
根据欧姆定律和串联电路的特点可得：
电流表示数为：IAC′＝＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥
解⑤⑥可得：RAC＝9Ω，IAC′＝0.2A，
根据欧姆定律和串联电路的特点可得：
R1＝＝＝6Ω；
（3）用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，闭合开关S和S1，只有黑匣子的电阻连入电路，
则根据I＝可得，黑匣子的电阻为：R＝＝＝2Ω；
由题意可知，黑匣子里有两个电阻，且BC间的电阻为3Ω，AC间电阻为9Ω，又将导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，黑匣子的电阻为2Ω；故AB之间的电阻与BC之间的电阻并联时，它们的等效电阻为2Ω；
综上可知，BC间的电阻为3Ω，AB间的电阻为6Ω，由此得出黑盒子内电路图如图所示：
.
故答案为：（1）3.6V；（2）6Ω；9Ω；（3）如上图所示。
【点评】本题以探究黑匣子内部结构为背景考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用，正确的得出电阻关系和滑动变阻器的最大阻值是关键。
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