【梯度训练】2024学年华师大版九上科学 第六章电能（达标系列）
文档属性
| 名称 | 【梯度训练】2024学年华师大版九上科学 第六章电能（达标系列） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 821.5KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 华师大版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2024-08-20 09:00:36 | ||
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文档简介
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2024九上科学梯度训练 第六章 电能（达标系列）
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、选择题
1．小明经常听妈妈说使用空调比较费电，小明妈妈的意思是（ ）
A．通过空调的电流大 B．空调两端的电压大 C．空调的电阻大 D．相同情况下空调耗电多
2．如图为螺丝刀式测电笔的结构及使用方法。下列说法不正确的是（ ）
A．测电笔可以辨别火线和零线
B．若氖管发光，说明人体成为了电流的通路
C．在图示两种使用测电笔的方法中，甲是正确的，乙是错误的
D．刀体探头、电阻、氖管和金属后盖是导体，外壳和弹簧是绝缘体
3． 如图为一条刚装好的民用照明电路，在未装保险丝之前，先将规格为“220V40W”的白炽灯L0接在火线上要装保险丝的两个接线柱上，当只闭合S1时，L0和L1都呈暗红色；当只闭合S2时，L0不亮；当只闭合S3时，L0正常发光。下列判断正确的是（ ）
A．L0暗红色时消耗的功率为40W B．L1所在支路短路
C．L2所在支路短路 D．L3所在支路短路
4． 甲、乙两根电热丝I﹣U图像如图所示。现将甲、乙两根电热丝并联接入电路中，当总发热功率为36W时，甲电热丝的阻值是（ ）
A．0.8Ω B．1Ω C．0.3Ω D．1.2Ω
5． 如图所示，在左、右两个相同容器中分别装有质量和温度都相同的水和煤油，通电后，两容器中的液体同时升到60℃，由此可知（ ）
A．R1＝R2 B．R1＜R2 C．R1＞R2 D．条件不足，无法确定
6． 如图所示的电路中，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右滑动时，则（ ）
A．R1的电功率一定减小 B．电路的总电功率一定增大
C．电流表的示数增大 D．电压表的示数减小
7． 电流表是测量电流的一种仪器，如图为电流表的表头内部结构，它由永磁体、线圈等构成，当有电流通过线圈时，线圈会发生偏转，从而带动指针转动。其原理与下列相对应的是（ ）
A． B． CD．
8． 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。若把这样的三只灯泡串联起来，接在12V的电源两端，灯泡的电阻和实际功率约为（ ）
A．24Ω 0.67W B．20Ω 0.96W C．24Ω 0.96W D．20Ω 0.8W
9． 图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中，电源电压恒为2V。下列说法正确的是（ ）
A．由图可知小灯泡两端的电压越大，电阻越小
B．开关S1、S2都闭合时，电流表示数为0.5A
C．开关S1、S2都闭合时，电路总功率为1.4W
D．开关S1、S2都闭合时，在1min内电阻R产生的热量为240J
10．如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为25Ω，电压表的量程为0～15V，电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则下列结果正确的是（ ）
A．电源电压为20V
B．R1的阻值为5Ω
C．为了保证电压表不被烧坏，滑动变阻器的阻值变化范围为6～25Ω
D．开关S闭合后电路消耗的最小功率为14.4W
11．如图所示，将矩形铜线框ACDF上的B、E两点接入电路并放入磁场中，AB、BC、ED和FE段都受到磁场的作用力，下列哪两段线框在磁场中受力的方向相同（ ）
A．AB段与BC段 B．AB段与ED段 C．BC段与ED段 D．ED段与FE段
12．（2022 陕西模拟）如图所示，电源电压恒为9V，小灯泡的额定电压为6V，移动滑动变阻器至某处时，闭合开关，电压表V1的示数为3V，电流表示数为0.5A，则此时（ ）
A．电压表V2的示数是6V B．小灯泡的实际功率为1.5W
C．滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω D．小灯泡与滑动变阻器的功率之比为2：1
13．如图所示的电能表，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量电功率的仪表 B．图中电能表示数为11234kW h
C．每消耗1kW h的电能，转盘转2500圈 D．电路总功率越小，转盘转得越快
14．如图电路中，电源电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V。在电路安全的情况下，闭合开关S，当滑片移到滑动变阻器的b端时，电压表的示数为4伏，10秒内定值电阻R1做功为5焦；当滑片P移到滑动变阻器的中点时，电压表的示数为3伏。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为8V
B．定值电阻R1为16Ω
C．为保证电路安全，滑片移动过程中，变阻器R接入电路的阻值允许变化范围为0Ω～20Ω
D．为保证电路安全，滑片移动过程中，变阻器R消耗功率允许的变化范围为0.72W～1.125W
15．如图所示，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，定值电阻R0为5Ω。闭合开关后，移动滑片，发现能使电流表（“0～0.6A”或“0～3A”）和电压表（“0～3V”或“0～15V”）的指针同时达到满刻度线，则R0的电功率与电流的关系图象可能是（ ）
A． B． C． D．
二、填空题
16．甲、乙两灯泡铭牌上分别标有“6V 3W”和“8V 8W”，请你填空（灯泡电阻不变）：
（1）若两灯都正常发光，则 灯会更亮一些；
（2）若把两灯串联在10V的电压下，则 灯会更亮一些。
17．某电饭锅设有“加热”和“保温”两挡，其内部简化电路如图所示，当开关S置于“1”挡时，电饭锅处于 （选填“加热”或“保温”）状态；若电饭锅保温与加热时总功率之比为1：50，则电阻R0和R1的比值为 。
18．标有“6V 3W”的小灯泡，通过它的电流与电压的关系如图所示。则该灯泡正常发光时的电阻为 Ω，若把它与一只阻值为8Ω的电阻串联接在电压为7.2V的电路中，则整个电路消耗的功率为 W。
19． 盛夏，室外温度达36℃，小宁将客厅空调的设定温度设置为28℃，发现空调正常工作时的工作周期：工作10min后会停止工作，5min后再重新工作……周而复始。从该空调铭牌上获悉，空调的制冷额定功率为2000W。
(1)空调正常工作时，一个工作周期内消耗的电能为__ _J。
(2)为了节能减排，小宁家换上了隔热保温性能更好的门窗。在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下，空调新的一个工作周期内，工作时间会______(选填“大于”“等于”或“小于”)10min。
20．为了能自动记录跳绳的次数，某科技小组设计了一种自动计数器，其简化电路如图甲所示。若已知电源电压为12V，某一时段AB间的电压随时间变化的图像乙所示，R1是一种光敏元件，每当绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的电阻会变大，自动计数器会计数一次，信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压。绳子挡住了射向R1的红外线时，信号处理器示数为 V，R1的阻值会变为原来的 倍，R1消耗的电功率变为原来的 倍
三、探究题
21．小明学会了测小灯泡的功率后，在老师的启发下，进一步思考：电流一定时，小灯泡功率跟电阻有什么关系呢？于是他利用如图1所示电路，选用分别标有“1.5V 0.25A”、“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”字样的小灯泡L1、L2、L3，测出它们在电流相同时的电阻和功率，来探究小灯泡功率与电阻的关系。
（1）他将灯L1接入图1电路，请你用笔画线代替导线，帮他将实物电路连接完整。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于 （选填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关后，他调节滑动变阻器的滑片P，使通过L1的电流为0.2A，再测出L1两端的电压，电压表示数如图2所示，为 V，然后算出此时灯L1的电阻是 Ω，实际功率是 W。
（4）换上灯L2，闭合开关，此时电流表的示数将变 （选填“大”或“小”），为保持电流为0.2A不变，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动；再测出L2两端的电压，算出L2的电阻和功率。
换上灯L3，做第三次实验，并将实验数据记录在表中。
次数 灯泡 I/A U/V R/Ω P/W
1 L1 0.2
2 L2 1.6 8 0.32
3 L3 2.4 12 0.48
（5）请根据实验数据，在图3中作出小灯泡功率与电阻关系的图象。
（6）分析图象可得结论：在电流一定时，小灯泡的实际功率与电阻成 关系。
22．无水箱式电热水器具有体积小、加热快的优点，图甲是它的工作原理图。
（1）温控器：水温传感器测量到出水温度并将信息传给微电脑芯片，微电脑芯片将测量到的水温和预先设定的温度进行比较，然后即时控制温控器内的两个开关的状态，从而让喷头喷出预先设定温度的热水。请在图乙虚线框中补齐温控器内的两个开关。
（2）水压控制开关：当热水器内没有水或水压过低时，图丙所示的水压控制开关能确保电热水器停止工作。图中顶杆必须具有很好的 性才能防止漏电。
（3）家庭电路中该电热水器在正常电压下工作，当喷头喷出水的流量为4.5L/min时，5℃的冷水经过加热后温度最高可达38℃，已知通过电热水器的电流为52.5A，则该电热水器的加热效率多少？如果此时还要进一步提高水温，应该怎样调节冷水的流量的大小？
23．小金同学在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源为三节干电池，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）小金连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙，若要测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是 ；小金同学测量了六组且记下对应的电压表（0.5V、1.0V、……、3.0V）和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I—U图像，可计算出小灯泡的额定功率是 W。
（3）根据图丙分析，为完成上述整个实验，最合理的滑动变阻器应选 。
A.“0.5A 10Ω” B.“1A 20Ω” C.“1A 60Ω” D.“0.2A 200Ω”
四、计算题
24．如图甲所示为某品牌蒸汽挂烫机，工作电路如图乙所示，其工作原理是：底部的储水箱注满水后，水通过进水阀门流到发热体迅速沸腾，并变成灼热的水蒸气不断喷向衣物，软化衣物纤维，起到熨平衣物的作用。如表是这种蒸汽挂烫机的部分参数。求：
R1 40Ω 额定电压 220V
储水箱注满水量 2L 挂烫机净重 4kg
轮子与地面接触的总面积 1.2×10﹣3m2 出口蒸汽温度 98℃
（1）蒸汽挂烫机底部装备四个轮子的目的是 ，便于移动。
（2）为了保证安全，电路中还接入了如图所示的熔断器和防干烧控制器，它应接在乙图中 （选填“M”或“N”）点。
（3）储水箱注满水后，蒸汽挂烫机对水平地面的压强。
（4）蒸汽挂烫机用最大功率熨烫2小时，电能表显示如图丁，R2消耗的电功率。
25．寒冷的冬天，人们经常会使用油汀取暖器。如图为小舟家油汀取暖器的工作原理示意图，R1和R2为发热体，其部分参数如表所示，试回答问题：
(1)取暖器的工作原理：导热油是一种易导热但不易__ __的液体，接通电路，发热体放热，导热油吸热，温度升高，____变小，在油管内上升，同时向周围的空气散热，到达顶端后从边上管道下降到油箱重新加热。
(2)取暖器有高、中、低三挡，小舟选择中挡在房间内取暖。使用一段时间后发现一个规律：取暖器工作25分钟后，温控开关断开停止加热，5分钟后温控开关又自动闭合，取暖器再次工作，如此循环，维持室温的基本恒定。则选择中挡使用时，取暖器每小时消耗多少电能？
(3)某次使用时，取暖器突然不工作了，于是小舟和父亲一起寻找故障，接入电源，闭合所有开关，用测电笔检测a～i各处，发现只有a、b两处测电笔的氖管能发光，根据此现象，可以推测取暖器发生的故障是_________________。
26．如图所示，灯L标有“6V 6W”字样，电源电压恒为6V，定值电阻R＝3Ω，设灯L的阻值不随温度变化而变化，求
（1）只闭合S1、S3时，电阻R在60s内产生的热量是多少？
（2）要使整个电路消耗的电功率最小（且电路电流不为0），各开关的闭合情况应如何？此时的最小电功率为多少？
27．为防止燃气泄漏危害，许多家庭都安装了燃气泄漏自动保护装置。当泄漏的燃气达到一定浓度时，装置能自动关闭燃气阀门。图1为小敏设计的模拟装置示意图，虚线圆框表示气敏传感器，为保证传感器内气敏电阻能正常工作，需要用加热电阻丝电路通电加热。已知电源电压U1＝6V，当燃气浓度升高，电阻箱R0两端电压UAB≥2V时，燃气管道阀门自动闭合（不需要考虑燃气管道阀门与电阻箱R0的连接）；气敏电阻RC的阻值与燃气浓度的关系如图2所示。
（1）燃气泄漏后，随着燃气浓度变大，RC的阻值将变 ，UAB将变 ；
（2）已知U2＝3V，S2闭合后，加热电阻丝的发热功率为0.3W，则R＝ Ω；
（3）在模拟装置电路中，若需要在泄漏的燃气浓度更低时就自动关闭管道阀门，则可行的调节方法是 ；（写出一种方法即可）
（4）在调试模拟装置时，需满足以下两个条件；
①燃气管道阀门开始闭合时，燃气的浓度不高于0.4%；
②为防止模拟装置对低浓度燃气过于灵敏，导致燃气浓度在安全值范围内时燃气阀门关闭，影响燃气正常使用，则燃气管道阀门开始闭合时，R0中的电流应不小于0.016mA；
为满足上述条件，求电阻箱R0接入电路阻值的范围是多少？
2024九上科学梯度训练 第六章 电能（达标系列）（参考答案）
一、选择题
1． 【答案】D
【解析】【考点】电功与电能．
【分析】家用空调额定功率大，额定电压是220伏，结合电功率和电功知识分析解答。
【解答】解：家用空调额定功率大，大多在1500W左右，由公式W＝Pt可知，相同时间内，空调在使用时消耗电能比较多，因此相同情况下空调耗电多。
故选：D。
2． 【答案】D
【解析】【考点】测电笔的使用．
【解答】解：A．测电笔的用途是辨别火线和零线，故A正确；
B．若氖管发光，说明测电笔接触的是火线，电流需要经过人体形成回路，即火线、测电笔、人体、大地成为了电流的通路，故B正确；
C．在两种使用测电笔的方法中，手指要接触测电笔尾部的金属体（或笔卡），甲图手接触了笔尾金属体，使用方法正确，乙图手接触了笔尖，使用错误，故C正确；
D．刀体探头、电阻、氖管、弹簧和金属后盖是导体，外壳是绝缘体，故D错误。
故选：D。
3． 【答案】D
【解析】【分析】将“220V、40W”的电灯按图中提供的接法接入电路，是把此灯串联接入电路。
若电灯恰能正常发光，说明开关闭合的那条支路短路，使该灯直接接在电源上；
若电灯比正常发光暗，说明开关闭合的那条支路的灯与该灯串联接入电路，所分电压低于220V，这条支路正常；
若电灯不发光，说明开关闭合的那条支路有开路。
据此分析判断。
【解答】解：A、B、家庭电路电压是220V，一般照明灯泡额定电压也是220V．当只闭合S1时，L0和L1都呈暗红色，原因是两只灯泡串联分压，说明此段电路正常；同时说明L0两端电压低于220V，所以其实际功率低于40W．故A、B均错误；
C、当只闭合S2时，L0不亮，说明此段电路有开路情况，即L2可能开路。故C错误；
D、在只闭合S3时，L0正常发光，所以说明此处支路肯定被短路，使得火线上的灯泡与零线相连而正常发光，即L3可能短路。故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查了家庭电路的故障分析，一般是考虑断路和短路现象，要会利用灯泡检验电路的问题所在。
4． 【答案】A
【解析】【考点】电功率的计算．
【分析】将甲、乙两根电热丝并联接入电路中，根据并联电路的特点，结合图中数据得出通过甲、乙电阻丝的电流和电源电压。根据欧姆定律可知甲电热丝的电阻。
【解答】解：将甲、乙两根电热丝并联接入电路中，根据并联电路的特点，结合图中数据可知，当两电阻丝两端的电压为4V时，通过甲、乙电阻丝的电流分别为5A和4A，则干路电流I＝5A+4A＝9A，总发热功率P＝I2R＝UI＝4V×9A＝36W，符合题意。
根据欧姆定律可知甲电热丝的电阻R甲＝＝＝0.8Ω。
故选：A。
5． 【答案】B
【解析】【分析】电流流过电阻产生的热量，被液体吸收后，使液体的温度升高，根据公式Q＝cm△t求出哪一个吸收的热量多，再分析两电阻的连接方式，根据题意判断出哪一个容器中的液体吸收的热量多，再利用公式Q＝W＝t判断出两个电阻的大小关系。
【解答】解：两容器内装有质量和初温都相等的水和煤油，末温也相等，
因为水的比热容较大，根据公式Q＝cm△t可知，水吸收的热量较多，则电流通过R1产生的热量较多，
由电路图可知，电阻R1与R2并联，它们两端的电压U相等，闭合开关，它们的通电时间t相等，
∴由公式Q＝W＝t，可知R1＜R2。
故选：B。
【点评】本题考查了热量的公式应用及并联电路的特点，熟练掌握并联电路特点、热量公式是解题的关键。同时需要注意的是Q＝W的条件为电阻为纯电阻。
6． 【答案】A
【解析】【分析】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。
根据滑片的移动可知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和R1两端的电压变化，根据P＝UI可知R1的电功率变化和电路总功率的变化，根据串联电路的电压特点可知R2两端的电压变化。
【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。
闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右滑动时，接入电路中的电阻增大，电路中的总电阻增大。
A、由I＝可知，电路中的电流减小，R1是定值电阻，由U1＝IR1可知，R1两端的电压减小，由P＝U1I可知，R1的电功率一定减小，故A正确；
B、电路中的总电压不变，而电流变小，P总＝UI，所以电路的总电功率一定减小，故B错误。
C、由I＝可知，电路中的电流减小，即电流表的示数减小，故C错误；
D、因串联电路中总电压等于各用电器电压之和，总电压不变，R1两端的电压减小，所以R2两端的电压增大，即电压表的示数增大，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确的判断滑动变阻器消耗电功率的变化是关键。
7． 【答案】B
【解析】【考点】磁场对通电导线的作用．
【分析】首先利用图示的装置分析出其制成原理，然后再逐个分析选择项中的各电学元件的制成原理，分别与前面分析的结论对应即可得到答案。
【解答】解：通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
A、选项A图描述的是电磁铁的原理，在有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性，题中描述的原理是通电导线在磁场中受到力的作用，两者原理不一致，故A错误；
B、选项B图描述的是通电导线在磁场中受到力的作用，与题中描述的原理一致，故B正确；
C、选项C图描述的是电流的磁效应：通电导线的周围存在与电流方向有关的磁场，与题中描述的原理不一致，故C错误；
D、选项D图描述的是电磁感应现象：闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生电流，与题中描述的原理不一致，故D错误。
故选B。
【点评】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理，如：天平、温度计、电话、电磁继电器、测力计，以及此题中提到的这些设备。针对它们的制成原理的考查，是一个热点题型，需要重点掌握。
8． 【答案】D
【解析】【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．
【分析】三只完全相同的灯泡串联，灯泡的电阻相等，通过的电流相等，根据欧姆定律可知，三只灯泡两端的电压相等，再从图像上找到对应的电压和电流，根据相应的公式分别算出每只灯泡的实际电阻和实际功率。
【解答】解：把这种规格的三只灯泡串联接在12V的电源两端，则每只灯泡两端的电压都为4V，从图像上可以看出，此时电路电流为0.2A，由欧姆定律得，每只灯泡的电阻：R＝＝＝20Ω；
则每只灯泡的实际功率：P实＝UI＝4V×0.2A＝0.8W，故ABC 错误，D正确。
故选：D。
9． 【答案】C
【解析】【考点】焦耳定律的计算公式及其应用；欧姆定律的应用；电功率的计算．
【分析】（1）由灯泡的电流与电压关系图象，根据欧姆定律分析解答；
（2）（3）由图乙知，两开关都闭合时，L与R并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点结合图象读出通过L和R电流，再根据并联电路的电流规律分析判断电流表的示数大小；
根据P＝UI计算两开关都闭合时电路的总功率；
（4）根据焦耳定律计算两开关都闭合时1min内电阻R产生的热量。
【解答】解：A、由图象知，L的I﹣U图象是条曲线，且电压的变化大于电流的变化，由欧姆定律可知，其两端电压越大时，其阻值为会变大，故A错误；
BC、由图乙知，开关S1、S2都闭合时，L与R并联，电流表测干路电流，
根据并联电路的电压规律知，UL＝UR＝U＝2V，由图象知，此时IL＝0.5A，IR＝0.2A，
根据并联电路的电流规律知，电压表示数I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A，故B错误；
此时电路总功率P＝UI＝2V×0.4A＝1.4W，故C正确；
D、开关S1、S2都闭合时，在1min内电阻R产生的热量QR＝WR＝URIRt＝2V×0.2A×60s＝24J，故D错误。
故选：C。
10．【答案】C
【解析】【考点】电功率的计算；
【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压。
（1）由图乙可知，当R2的阻值为10Ω和20Ω时电压表的示数，根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值，进一步求出电源的电压；
（2）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，电路消耗的功率最小，根据电阻的串联和P＝UI＝求出电路的最小功率；
（3）当电压表的示数最大时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的最大电流，根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；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，电压表的示数最小，据此得出滑动变阻器接入电路中的阻值范围。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压。
（1）由图乙可知，当R2＝10Ω时U1＝12V，当R2′＝20Ω时U1′＝8V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流分别为：I＝＝，I′＝＝，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压保持不变，所以，电源的电压：
U＝I（R1+R2）＝I′（R1+R2′），即（R1+10Ω）＝（R1+20Ω），
解得：R1＝10Ω，故B错误；
电源的电压U＝I（R1+R2）＝×（10Ω+10Ω）＝24V，故A错误；
（2）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，电路消耗的功率最小，
则P小＝＝≈16.46W，故D错误；
（3）当电压表的示数U1″＝15V时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
此时电路中的电流：I大＝＝＝1.5A，
此时滑动变阻器两端的电压：U2小＝U﹣U1″＝24V﹣15V＝9V，
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2小＝＝＝6Ω，
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，电压表的示数最小，
所以，滑动变阻器接入电路中的阻值范围为6Ω～25Ω，故C正确。
故选：C。
11．【答案】B
【解析】【分析】通电导体在磁场中受力而运动，导体的受力方向跟电流的方向、磁场方向有关。在磁场方向一定时，电流方向改变，导体受力方向改变；在电流方向一定时，磁场方向改变，导体受力方向改变。
【解答】解：如图磁场方向相同，若电流方向相同，则通电导体的受力方向相同，
BAFE段和BCDE段并联在电源上，所以AB中电流向下、EF中电流向上、CB中电流向上、DE中电流向下，
AB和ED中电流方向相同，受到磁场作用力方向相同，
EF和CB中电流方向相同，受到磁场作用力方向相同。
故选：B。
【点评】本题关键在于线圈的两部分是并联在电路中，分析各段的电流方向，再判断受到磁场力的方向。
12．【答案】D
【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用．
【分析】（1）闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表V1测量滑动变阻器两端的电压，电压表V2测量电源电压。根据电源电压的大小确定电压表V2的示数；
（2）移动滑动变阻器至某处时，闭合开关，电压表V1的示数为3V，故滑动变阻器两端的电压为3V，根据串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压，根据P＝UI得出小灯泡的实际功率；
根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值；
根据P＝UI得出滑动变阻器的实际功率，进而得出小灯泡与滑动变阻器的功率之比。
【解答】解：A、闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表V1测量滑动变阻器两端的电压，电压表V2测量电源电压。电源电压为9V，故电压表V2的示数一直为9V，故A错误；
BCD、移动滑动变阻器至某处时，闭合开关，电压表V1的示数为3V，故滑动变阻器两端的电压为3V，根据串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压为UL＝U﹣U1＝9V﹣3V＝6V，小灯泡的实际功率PL＝ULI＝6V×0.5A＝3W，故B错误；
根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值R＝＝＝6Ω，故C错误；
滑动变阻器的实际功率P滑＝U1I＝3V×0.5A＝1.5W，小灯泡与滑动变阻器的功率之比：＝＝，故D正确。
故选：D。
13．【答案】C
【解析】【考点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率的概念．
【分析】（1）电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表；
（2）电能表读数：数字的最后一位是小数，单位是kW h，也就是“度”；
（3）“2500/（kW h）”的物理意义：电路中的用电器每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转过2500r；
（4）电能表的转盘转的越快，表示电路中的用电器消耗电能越快，即电路中用电器的总功率越大。
【解答】解：A、电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，而不是测量电功率的仪表，故A错误；
B、电能表读数：数字的最后一位是小数，单位是kW h，也就是“度”，由图可知，此时电能表的示数为1123.4kW h，故B错误；
C、电能表的铭牌上的“2500/（kW h）”字样，表示电路中用电器每消耗耗1kW h的电能，电能表的转盘转过2500r，故C正确；
D、电能表的转盘转的越快，表示电路中的用电器消耗电能越快，即电路中用电器的总功率越大，故D错误。
故选：C。
14．【答案】D
【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律．
【解答】解：（1）由电路图可知，R1与滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，由图可知，当滑片滑到b处时，变阻器接入电路的电阻最大为R且与电阻R1串联，滑动变阻器两端电压为U大＝4V，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得滑动变阻器两端的电压：
U大＝IbR＝×R＝4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
当滑片在中点时，变阻器接入电路的电阻为 且与R1串联，此时滑动变阻器两端电压为U中＝3V，
由欧姆定律可得，电路中电流I中＝，即U中＝I中×＝×＝3V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②可得：R＝2R1，U＝6V，故A错误；
（2）当滑片移到滑动变阻器的b端时，电压表的示数为4伏，R两端电压U1＝U﹣U大＝6V﹣4V＝2V，
由题可知，此时10秒内定值电阻R1做功为5焦，由W＝UIt可得此时电路中的电流：
Ib＝＝＝0.25A，变阻器的最大阻值：R＝＝＝16Ω；
由上可知R＝2R1，则R1＝8Ω，故B错误；
（3）电流表的量程为0～0.6A，所以通过电路的最大电流为0.6A，根据欧姆定律可得电路总电阻：R0＝＝＝10Ω，此时滑动变阻器接入电路的阻值最小，为R小＝R0﹣R1＝10Ω﹣8Ω＝2Ω，所以和滑动变阻器接入电路的阻值范围为2Ω～16Ω，故C错误；
（4）滑动变阻器的电功率电压电路总功率与定值电阻的功率之差，即P＝UI﹣R1＝6V×I﹣I2×8Ω，
根据抛物线的性质可知当I＝＝＝0.375A时，滑动变阻器的电功率最大，最大为P＝＝＝1.125W，当通过电路的电流为0.6A时，滑动变阻器的电功率最小，最小为P′＝R小＝（0.6A）2×2Ω＝0.72W，所以变阻器R消耗功率允许的变化范围为0.72W～1.125W，故D正确。
故选：D。
15．【答案】A
【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用．
【分析】已知电源电压和电表的指针同时达到满刻度线，分析可知电压使用的量程，再用欧姆定律可分析出电路中的最大电流；根据P＝I2R求出R0的最大电功率；滑动变阻器完全接入电路中时电路中的电流最小，R0的电功率最小，但不为0；根据P＝I2R可知R0的电功率与电流的平方成正比，据此分析R0的电功率与电流之间的关系。
【解答】解：
（1）电源电压为6V，电表的指针同时达到满刻度线，因此电压表使用的是“0～3V”量程，定值电阻R0为5Ω，I＝＝＝0.6A，即电路中的最大电流为0.6A，
由P＝I2R可知，R0的电功率与电流的平方成正比，因在I＜1A时，I2＜I，所以，在电路中的电流小于0.6A时，IR0＞I2R0，则R0的电功率与电流的关系图象中，图线向下凹，故B不符合题意；
（2）滑动变阻器完全接入电路中时电路中的电流最小，R0的电功率最小，但不为0，故C不符合题意；
（3）由题意可知，电表的指针同时达到满刻度线，即电路中的最大电流为0.6A，则：R0的最大电功率：P0大＝（I大）2R0＝（0.6A）2×5Ω＝1.8W，故D均不符合题意。
故选：A。
二、填空题
16．【答案】（1）乙；（2）甲。
【解析】【解答】解：（1）甲、乙两灯的额定功率分别为3W、8W，两灯都正常发光，甲灯的实际功率小，甲灯的亮度会小于乙灯亮度；
（2）根据P＝可知甲、乙两灯泡的电阻分别为：R甲＝＝＝12Ω，R乙＝＝＝8Ω，
若把两灯串联在10V的电压下，由P＝I2R可知，甲灯的实际功率大，则甲灯会更亮一些。
故答案为：（1）乙；（2）甲。
17．【答案】故答案为：保温；1：49。
【解析】【分析】根据P＝可知，当电饭锅“加热”时，电路只有电阻R0工作，此时电路中电功率最大，并用电源电压和电阻表示出电路的总功率；
当电饭锅“保温”时，电阻R1、R0串联，此时电路中电功率最小，同理，用电源电压和电阻表示出电路的总功率；
再根据P与P′的关系求出R0、R1的比值。
【解答】解：当开关S置于“1”挡时，等效电路图如下图所示：
电饭锅处于“保温”状态，电阻R1、R0串联，
此时的电功率：P＝，
当开关S置于“2”挡时，等效电路图如下图所示：
电饭锅处于“加热”状态，电路只有电阻R0工作，
此时的功率：P′＝，
∵P′：P＝50：1
∴：＝50：1
解得R0：R1＝1：49。
故答案为：保温；1：49。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的计算；关键是电功率公式的灵活应用和电饭锅状态的判断，以及电路图串并联的分析。
18．【答案】12；2.88。
【解析】【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．
推荐解法：先在坐标系中画出R=8Ω 的图像，再用查图法进行查图。
【解答】解：（1）标有“6V 3W”的小灯泡，表示灯的额定电压为6V，额定功率为3W，由欧姆定律，灯的额定电流：
IL＝＝＝0.5A，由欧姆定律的变形公式，灯正常发光时的电阻：RL＝＝＝12Ω；
（2）灯泡与一只阻值为8Ω的电阻并联接在电压为7.2V的电路中时，因串联电路中各处的电流相等，
由I＝可得，电源的电压：U＝IR+UL实，即7.2V＝I×8Ω+UL实，由图象可知，只有当灯泡两端的实际电压为4V，通过的电流为0.4A时，上面等式成立；即8Ω电阻与灯泡串联在7.2V电路中时，电路中的电流为0.4A；
则整个电路消耗的功率：P＝UI＝7.2V×0.4A＝2.88W。
故答案为：12；2.88。
19．【答案】（1）1.2×106 （2）小于
【解析】[命题考向： 考查应用电功的公式计算用电器消耗的电能。解析：(1)根据电功的计算公式可得，空调正常工作时，一个工作周期内消耗的电能为W＝Pt＝2000W×10×60s＝1.2×106J。(2)由题可知，小宁家换上了隔热保温性能更好的门窗，可以减少室内和室外的热量交换，使空调达到设定温度时所需要做的功的总量减少，在其他条件相同的情况下，根据电功的计算公式可知，做功的时间会减少，即空调新的一个工作周期内，工作时间会小于10min。]
故答案为 （1）1.2×106 （2）小于
20．【答案】故答案为：2；5；。
【解析】【分析】由电路图知，两电阻串联，AB间电压为R2两端电压。由题知，射向R1的激光被挡时它的电阻变化，根据串联电路特点，由串联电路分压原理，结合图象分析射向R1的激光被挡和没挡时AB间电压以及两电阻的大小关系；根据串联电路的特点和P＝求出绳子没有挡住和挡住时R1消耗的功率。
【解答】解：由甲图电路知，R1与R2串联，AB间电压为R2两端电压；
当射向R1的激光被挡时，R1阻值变大，电路的总电阻变大，根据I＝可知，电路的电流变小，在R2的阻值不变的情况下，R2两端的电压会减小，
由图象知，此时U2＝UAB＝2V，因为R1的电阻变大，自动计数器会计数一次，即AB间电压为2V计数一次；
由题知，当射向R1的激光被挡时，R1阻值变大，R1分得电压增大，R2分得电压减小，
由串联电路的分压原理有：＝＝，即＝，
解得：R1＝5R2；
当射向R1的激光没有被挡时，R1阻值变小，R1分得电压减小，R2分得电压增大，由图象知，此时，U2'＝UAB'＝6V，
由串联电路的分压原理有：＝＝，即＝，
解得：R1'＝R2；
因此R1＝5R1'，即绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍；
挡住射向R1的红外线时R1消耗的功率：P1＝，没有挡住射向R1的红外线时R1消耗的功率：P1'＝，
则：＝＝×＝×＝×＝，即：P1＝P1'。
故答案为：2；5；。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，是一道动态电路题，要能灵活运用串联电路分压原理，关键是根据电阻的变化，结合图象确定定值电阻两端电压的大小。
三、探究题
21．【答案】故答案为：
（1）如上图所示；（2）A；（3）0.8；4；0.16；（4）小；B；
（5）图象如上图所示；
（6）正比。
【解析】【分析】（1）根据灯L1的额定电压确定电压表的量程，且与灯泡并联；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片离下面接入电路的接线柱最远，连入电路的电阻最大，对电路起到保护作用；
（3）根据电压表的量程和分度值读出示数，根据欧姆定律求出灯泡的电阻，根据P＝UI求出灯泡的实际功率；
（4）知道额定电压和额定电流，根据欧姆定律分别求出L1和L2的电阻，用L2替代L1，总电阻增大，电流减小，电流表的示数减小，要使电流增大到0.2A，要减小总电阻，使滑动变阻器电阻减小；
（5）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来；
（6）根据功率和电阻之比判断功率和电阻的关系。
【解答】解：（1）灯L1的额定电压为1.5V，则电压表选0～3V的量程，且与灯泡并联，如下图所示：
（2）滑动变阻器的滑片在A端，离下面接入电路的接线柱最远，接入电路的电阻最大，电路电流最小，对电路起到保护作用；
（3）图2中，电压表使用的0～3V，分度值为0.1V，电压为0.8V，
由I＝可得，此时灯L1的电阻：
R＝＝＝4Ω，
实际功率：
P＝UI＝0.8V×0.2A＝0.16W；
（4）额定电压下，L1和L2的电阻分别为：
R1＝＝＝6Ω，R2＝＝≈8.3Ω，
换上灯L2，电阻增大，总电阻增大，电路电流减小，电流表的示数将变小，
要使电路电流增大到0.2A，要减小电路总电阻，滑动变阻器的滑片向B端移动；
（5）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来，如图所示：
（6）由图象知，图线是一条过原点的直线，可知，电流一定时，功率和电阻成正比。
故答案为：
（1）如上图所示；（2）A；（3）0.8；4；0.16；（4）小；B；
（5）图象如上图所示；（6）正比。
【点评】本题涉及到的知识点多，考查了电压表量程的选择和连接、实验的注意事项、电压表读数、电功率公式、串联电路的特点、欧姆定律的应用以及描点法作图等，是实验的常考内容，应熟练掌握。
22．【答案】答：（1）如上图所示；
（2）绝缘；
（3）该电热水器的加热效率为90%；进一步提高水温的可行措施：调小进入热水器的冷水的流量。
【解析】【分析】（1）由甲图可知，温控器控制两个电热丝的通断，微电脑芯片通过比较测量到的水温和预先设定的温度确定两电热丝的工作，当水温较低时两个电热丝均工作，水温较高时让其中的一个电热丝工作即可，水温高时两电热丝均不工作，据此可知两开关并联；
（2）由图丙可知，顶杆与弹性金属薄片和开关接触，为防止漏电应具有很好的绝缘性；
（3）设加热时间为1min，根据水的流量可知加热水的体积，根据ρ＝求加热水的质量，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，利用W＝UIt求出消耗的电能，再根据η＝×100%求出加热效率；水吸收的热量一定，要提高水温，应减小加热水的质量，据此进行解答。
【解答】解：（1）经分析可知，两电热丝可以独立工作，且各有一个开关控制，故温控器内的两个开关如下图方式连接：
（2）为防止漏电，水压控制开关的顶杆必须具有很好的绝缘性；
（3）设加热时间t＝1min，则加热水的体积：
V＝4.5L＝4.5dm3＝4.5×10﹣3m3，
由ρ＝可得，加热水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×4.5×10﹣3m3＝4.5kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）
＝4.2×103J/（kg ℃）×4.5kg×（38℃﹣5℃）
＝6.237×105J，
消耗的电能：
W＝UIt＝220V×52.5A×60s＝6.93×105J，
则加热效率：
η＝×100%＝×100%＝90%，
每分钟消耗的电能一定，即水吸收的热量一定，要提高水温，应减小加热水的质量，即减小进入热水器的冷水的流量。
答：（1）如上图所示；（2）绝缘；
（3）该电热水器的加热效率为90%；进一步提高水温的可行措施：调小进入热水器的冷水的流量。
【点评】本题考查了开关电路图的设计、顶杆性质的判断和电功与热量的综合计算，明白无水箱式电热水器的工作原理和特点是解题的关键。
23．【答案】（1）
（2）移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为额定电压2.5V；1；（3）C。
【解析】【解答】解：（1）测定“小灯泡电功率”的实验中，电压表并联在小灯泡两端，小灯泡额定电压为2.5V，则电压表选择小量程；滑动变阻器“一上一下”串联接入电路；如图所示：
（2）灯在额定电压下正常发光，电压表选用0～3V量程，分度值为0.1V，由图乙知，灯泡两端电压等于1.2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯泡的电压，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阻值，故移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为额定电压2.5V；
由图丙所示的I﹣U图象，灯的电压为2.5V时，通过的电流为0.4A，所以小灯泡的额定功率是
P＝UI＝2.5V×0.4A＝1W；
（3）电源由三节干电池，所以电源电压4.5V；小金同学测量的六组实验中，灯泡两端电压最小0.5V，由分压原理知，此时变阻器连入电路的阻值最大，由图象知，此时电路中电流约为0.1A，
则此时变阻器连入电路的阻值为：R＝＝＝40Ω，
由图象知，灯泡电压为3V时的电流大于0.4A，所以应选择“1A 60Ω”的变阻器，故选：C。
故答案为：（1）见解答图；（2）移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为额定电压2.5V；1；（3）C。
四、计算题
24．【答案】故答案为：（1）减小摩擦力；（2）M；
（3）储水箱注满水后，蒸汽挂烫机对水平地面的压强为5×104Pa；（4）蒸汽挂烫机用最大功率熨烫2小时，电能表显示如图丁，R2消耗的电功率为390W。
【解析】【分析】（1）蒸汽挂烫机底部装备四个轮子的目的是变滑动为滚动，减小摩擦力；
（2）熔断丝和防干烧控制器是防止电流过大或储水箱无水时烧坏挂烫机，它们工作时应切断电路且挂烫机不带电；
（3）根据密度公式得出水的质量，储水箱注满水后，挂烫机对水平地面的压力大小等于水和挂烫机的重力之和，根据F＝G＝mg求出其大小，由表格数据可知轮子与地面接触的总面积，根据p＝求出挂烫机对水平地面的压强；
（4）蒸汽挂烫机用最大功率熨烫，此时开关都闭合，R1和R2并联，
根据电能表的读数得出消耗的电能，根据P总＝得出总功率，根据P＝得出此时R1消耗的功率P1，进而根据P2＝P总﹣P1得出得出R2消耗的电功率。
【解答】解：（1）蒸汽挂烫机底部装备四个轮子的目的是变滑动为滚动，减小摩擦；
（2）熔断丝和防干烧控制器工作时应切断电路，为了保证安全，此时电路中应不带电，它应接在乙图中M点；
（3）水的体积V＝2L＝2×10﹣3m3，
水的质量m水＝ρ水V＝103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，
储水箱注满水后，挂烫机对水平地面的压力：
F＝G总＝（m水+m挂烫机）g＝（2kg+4kg）×10N/kg＝60N，
挂烫机对水平地面的压强：
p＝＝＝5×104Pa；
（4）蒸汽挂烫机用最大功率熨烫，此时开关都闭合，R1和R2并联，
消耗的电能W＝5889.6kW h﹣5886.4kW h＝3.2kW h，
总功率P总＝＝＝1.6kW＝1600W,
此时R1消耗的功率为P1＝＝＝1210W,
R2消耗的电功率P2＝P总﹣P1＝1600W﹣1210W＝390W。
故答案为：（1）减小摩擦力；
（2）M；
（3）储水箱注满水后，蒸汽挂烫机对水平地面的压强为5×104Pa；（4）蒸汽挂烫机用最大功率熨烫2小时，电能表显示如图丁，R2消耗的电功率为390W。
【点评】本题考查压强和功率的有关计算，并考查了摩擦力和家庭电路的有关知识，综合性较强。
25．【答案】（1）导电 密度
(2)解法一：中温挡时，R1连入电路，电功率P＝＝＝1000W
中温挡工作1小时，电阻R1的通电时间t＝50min＝3000s
消耗的电能W＝Pt＝1000W×3000s＝3×106J
会消耗3×106焦的电能。
解法二：中温挡时，R1连入电路，电功率P＝＝＝1000W＝1kW
中温挡工作1小时，电阻R1的通电时间t＝50min＝0.83h
消耗的电能W＝Pt＝ 1kW×0.83h＝0.83kW·h
会消耗0.83千瓦时的电能。
（3）温控开关断路
【解析】[命题考向： 考查物质的特性、电功与电功率的计算、家庭电路故障分析。解析：(1)导热油在用电加热的取暖器中工作，需要导热油拥有良好的导热性和不易导电性。导热油吸热后膨胀，体积增大，质量不变故其密度减小。(3)分析题图电路，接入电源后闭合所有开关，与温控开关相连的是火线，只有a、b两处测电笔发光说明只有a、b两处正常与火线相连。温控开关闭合后电路均没有与火线相连，说明温控开关闭合后仍处于断路状态。]
答案为 （1）导电 密度
(2)解法一：中温挡时，R1连入电路，电功率P＝＝＝1000W
中温挡工作1小时，电阻R1的通电时间t＝50min＝3000s
消耗的电能W＝Pt＝1000W×3000s＝3×106J
会消耗3×106焦的电能。
解法二：中温挡时，R1连入电路，电功率P＝＝＝1000W＝1kW
中温挡工作1小时，电阻R1的通电时间t＝50min＝0.83h
消耗的电能W＝Pt＝ 1kW×0.83h＝0.83kW·h
会消耗0.83千瓦时的电能。
（3）温控开关断路
26．【答案】（1）只闭合S1、S3时，电阻R在60s内产生的热量是720J；
（2）要使整个电路消耗的电功率最小（且电路电流不为0），断开S1、S3，闭合S2时，灯L与电阻R串联；此时的最小电功率为4W。
【解析】【解答】解：（1）当闭合S1、S3时，灯L与电阻R并联接在电源两端，I＝＝＝2A，
Q＝I2Rt＝（2A）2×3Ω×60s＝720J；
（2）由P＝得灯正常发光时的电阻：RL＝＝＝6Ω；
当断开S1、S3，闭合S2时，灯L与电阻R串联，整个电路消耗的电功率最小；
R总＝RL+R＝6Ω+3Ω＝9Ω Imin＝＝＝A Pmin＝UImin＝6V×A＝4W。
答：（1）只闭合S1、S3时，电阻R在60s内产生的热量是720J；
（2）要使整个电路消耗的电功率最小（且电路电流不为0），断开S1、S3，闭合S2时，灯L与电阻R串联；此时的最小电功率为4W。
27．【答案】（1）减小，变大； （2）30； （3）增大电阻箱R0接入电路的阻值；
（4）电阻箱R0接入电路阻值的范围是50kΩ≤R0≤125kΩ。
【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用．
【分析】（1）由图2可知随着燃气浓度变大，Rc的阻值的变化，根据串联分压原理和串联电路电压规律可知UAB的变化；
（2）已知R两端的电压和发热功率，根据R＝计算电阻的阻值；
（3）燃气浓度变低，Rc的阻值将变增大，根据串联分压原理可知Rc两端的电压增大，电阻箱两端的电压变小，要使电阻箱R0两端电压UAB≥2V，则需增大电阻箱R0接入电路的阻值；
（4）由条件②可知通过电路的电流I≥0.016mA时，可使UAB≥2V，根据欧姆定律可得不等式，解不等式可得电阻箱的阻值范围，由图2和条件①可知Rc≥100kΩ时，可使UAB≥2V，根据串联电路电压规律、串联电路电流特点、欧姆定律可得不等式，解不等式可得电阻箱的阻值范围，最后确定电阻箱R0接入电路阻值的范围。
【解答】解：（1）闭合S1，两电阻串联接入电路，由图2可知随着燃气浓度变大，Rc的阻值将变减小，根据串联分压原理可知Rc两端的电压减小，根据串联电路电压规律可知电阻箱两端的电压变大，即UAB将变变大；
（2）已知U2＝3V，S2闭合后，加热电阻丝的发热功率为0.3W，则R＝＝＝30Ω；
（3）燃气浓度变低，Rc的阻值将变增大，根据串联分压原理可知Rc两端的电压增大，根据串联电路电压规律可知电阻箱两端的电压变小，要使电阻箱R0两端电压UAB≥2V，则需增大电阻箱R0接入电路的阻值；
（4）由条件②可知通过电路的电流I≥0.016mA时，可使UAB≥2V，
根据欧姆定律可得：I＝＝，则≥0.016×10﹣3A，解得：R0≤125kΩ，
由图2和条件①可知Rc≥100kΩ时，可使UAB≥2V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得：＝，即＝，整理得：Rc＝2R0，
则2R0≥100kΩ，解得：R0≥50kΩ，
综上可知电阻箱R0接入电路阻值的范围是50kΩ≤R0≤125kΩ。
答：（1）减小，变大；
（2）30；
（3）增大电阻箱R0接入电路的阻值；
（4）电阻箱R0接入电路阻值的范围是50kΩ≤R0≤125kΩ。
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2024九上科学梯度训练 第六章 电能（达标系列）
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、选择题
1．小明经常听妈妈说使用空调比较费电，小明妈妈的意思是（ ）
A．通过空调的电流大 B．空调两端的电压大 C．空调的电阻大 D．相同情况下空调耗电多
2．如图为螺丝刀式测电笔的结构及使用方法。下列说法不正确的是（ ）
A．测电笔可以辨别火线和零线
B．若氖管发光，说明人体成为了电流的通路
C．在图示两种使用测电笔的方法中，甲是正确的，乙是错误的
D．刀体探头、电阻、氖管和金属后盖是导体，外壳和弹簧是绝缘体
3． 如图为一条刚装好的民用照明电路，在未装保险丝之前，先将规格为“220V40W”的白炽灯L0接在火线上要装保险丝的两个接线柱上，当只闭合S1时，L0和L1都呈暗红色；当只闭合S2时，L0不亮；当只闭合S3时，L0正常发光。下列判断正确的是（ ）
A．L0暗红色时消耗的功率为40W B．L1所在支路短路
C．L2所在支路短路 D．L3所在支路短路
4． 甲、乙两根电热丝I﹣U图像如图所示。现将甲、乙两根电热丝并联接入电路中，当总发热功率为36W时，甲电热丝的阻值是（ ）
A．0.8Ω B．1Ω C．0.3Ω D．1.2Ω
5． 如图所示，在左、右两个相同容器中分别装有质量和温度都相同的水和煤油，通电后，两容器中的液体同时升到60℃，由此可知（ ）
A．R1＝R2 B．R1＜R2 C．R1＞R2 D．条件不足，无法确定
6． 如图所示的电路中，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右滑动时，则（ ）
A．R1的电功率一定减小 B．电路的总电功率一定增大
C．电流表的示数增大 D．电压表的示数减小
7． 电流表是测量电流的一种仪器，如图为电流表的表头内部结构，它由永磁体、线圈等构成，当有电流通过线圈时，线圈会发生偏转，从而带动指针转动。其原理与下列相对应的是（ ）
A． B． CD．
8． 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。若把这样的三只灯泡串联起来，接在12V的电源两端，灯泡的电阻和实际功率约为（ ）
A．24Ω 0.67W B．20Ω 0.96W C．24Ω 0.96W D．20Ω 0.8W
9． 图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中，电源电压恒为2V。下列说法正确的是（ ）
A．由图可知小灯泡两端的电压越大，电阻越小
B．开关S1、S2都闭合时，电流表示数为0.5A
C．开关S1、S2都闭合时，电路总功率为1.4W
D．开关S1、S2都闭合时，在1min内电阻R产生的热量为240J
10．如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为25Ω，电压表的量程为0～15V，电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则下列结果正确的是（ ）
A．电源电压为20V
B．R1的阻值为5Ω
C．为了保证电压表不被烧坏，滑动变阻器的阻值变化范围为6～25Ω
D．开关S闭合后电路消耗的最小功率为14.4W
11．如图所示，将矩形铜线框ACDF上的B、E两点接入电路并放入磁场中，AB、BC、ED和FE段都受到磁场的作用力，下列哪两段线框在磁场中受力的方向相同（ ）
A．AB段与BC段 B．AB段与ED段 C．BC段与ED段 D．ED段与FE段
12．（2022 陕西模拟）如图所示，电源电压恒为9V，小灯泡的额定电压为6V，移动滑动变阻器至某处时，闭合开关，电压表V1的示数为3V，电流表示数为0.5A，则此时（ ）
A．电压表V2的示数是6V B．小灯泡的实际功率为1.5W
C．滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω D．小灯泡与滑动变阻器的功率之比为2：1
13．如图所示的电能表，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量电功率的仪表 B．图中电能表示数为11234kW h
C．每消耗1kW h的电能，转盘转2500圈 D．电路总功率越小，转盘转得越快
14．如图电路中，电源电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V。在电路安全的情况下，闭合开关S，当滑片移到滑动变阻器的b端时，电压表的示数为4伏，10秒内定值电阻R1做功为5焦；当滑片P移到滑动变阻器的中点时，电压表的示数为3伏。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为8V
B．定值电阻R1为16Ω
C．为保证电路安全，滑片移动过程中，变阻器R接入电路的阻值允许变化范围为0Ω～20Ω
D．为保证电路安全，滑片移动过程中，变阻器R消耗功率允许的变化范围为0.72W～1.125W
15．如图所示，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，定值电阻R0为5Ω。闭合开关后，移动滑片，发现能使电流表（“0～0.6A”或“0～3A”）和电压表（“0～3V”或“0～15V”）的指针同时达到满刻度线，则R0的电功率与电流的关系图象可能是（ ）
A． B． C． D．
二、填空题
16．甲、乙两灯泡铭牌上分别标有“6V 3W”和“8V 8W”，请你填空（灯泡电阻不变）：
（1）若两灯都正常发光，则 灯会更亮一些；
（2）若把两灯串联在10V的电压下，则 灯会更亮一些。
17．某电饭锅设有“加热”和“保温”两挡，其内部简化电路如图所示，当开关S置于“1”挡时，电饭锅处于 （选填“加热”或“保温”）状态；若电饭锅保温与加热时总功率之比为1：50，则电阻R0和R1的比值为 。
18．标有“6V 3W”的小灯泡，通过它的电流与电压的关系如图所示。则该灯泡正常发光时的电阻为 Ω，若把它与一只阻值为8Ω的电阻串联接在电压为7.2V的电路中，则整个电路消耗的功率为 W。
19． 盛夏，室外温度达36℃，小宁将客厅空调的设定温度设置为28℃，发现空调正常工作时的工作周期：工作10min后会停止工作，5min后再重新工作……周而复始。从该空调铭牌上获悉，空调的制冷额定功率为2000W。
(1)空调正常工作时，一个工作周期内消耗的电能为__ _J。
(2)为了节能减排，小宁家换上了隔热保温性能更好的门窗。在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下，空调新的一个工作周期内，工作时间会______(选填“大于”“等于”或“小于”)10min。
20．为了能自动记录跳绳的次数，某科技小组设计了一种自动计数器，其简化电路如图甲所示。若已知电源电压为12V，某一时段AB间的电压随时间变化的图像乙所示，R1是一种光敏元件，每当绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的电阻会变大，自动计数器会计数一次，信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压。绳子挡住了射向R1的红外线时，信号处理器示数为 V，R1的阻值会变为原来的 倍，R1消耗的电功率变为原来的 倍
三、探究题
21．小明学会了测小灯泡的功率后，在老师的启发下，进一步思考：电流一定时，小灯泡功率跟电阻有什么关系呢？于是他利用如图1所示电路，选用分别标有“1.5V 0.25A”、“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”字样的小灯泡L1、L2、L3，测出它们在电流相同时的电阻和功率，来探究小灯泡功率与电阻的关系。
（1）他将灯L1接入图1电路，请你用笔画线代替导线，帮他将实物电路连接完整。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于 （选填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关后，他调节滑动变阻器的滑片P，使通过L1的电流为0.2A，再测出L1两端的电压，电压表示数如图2所示，为 V，然后算出此时灯L1的电阻是 Ω，实际功率是 W。
（4）换上灯L2，闭合开关，此时电流表的示数将变 （选填“大”或“小”），为保持电流为0.2A不变，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动；再测出L2两端的电压，算出L2的电阻和功率。
换上灯L3，做第三次实验，并将实验数据记录在表中。
次数 灯泡 I/A U/V R/Ω P/W
1 L1 0.2
2 L2 1.6 8 0.32
3 L3 2.4 12 0.48
（5）请根据实验数据，在图3中作出小灯泡功率与电阻关系的图象。
（6）分析图象可得结论：在电流一定时，小灯泡的实际功率与电阻成 关系。
22．无水箱式电热水器具有体积小、加热快的优点，图甲是它的工作原理图。
（1）温控器：水温传感器测量到出水温度并将信息传给微电脑芯片，微电脑芯片将测量到的水温和预先设定的温度进行比较，然后即时控制温控器内的两个开关的状态，从而让喷头喷出预先设定温度的热水。请在图乙虚线框中补齐温控器内的两个开关。
（2）水压控制开关：当热水器内没有水或水压过低时，图丙所示的水压控制开关能确保电热水器停止工作。图中顶杆必须具有很好的 性才能防止漏电。
（3）家庭电路中该电热水器在正常电压下工作，当喷头喷出水的流量为4.5L/min时，5℃的冷水经过加热后温度最高可达38℃，已知通过电热水器的电流为52.5A，则该电热水器的加热效率多少？如果此时还要进一步提高水温，应该怎样调节冷水的流量的大小？
23．小金同学在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源为三节干电池，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）小金连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙，若要测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是 ；小金同学测量了六组且记下对应的电压表（0.5V、1.0V、……、3.0V）和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I—U图像，可计算出小灯泡的额定功率是 W。
（3）根据图丙分析，为完成上述整个实验，最合理的滑动变阻器应选 。
A.“0.5A 10Ω” B.“1A 20Ω” C.“1A 60Ω” D.“0.2A 200Ω”
四、计算题
24．如图甲所示为某品牌蒸汽挂烫机，工作电路如图乙所示，其工作原理是：底部的储水箱注满水后，水通过进水阀门流到发热体迅速沸腾，并变成灼热的水蒸气不断喷向衣物，软化衣物纤维，起到熨平衣物的作用。如表是这种蒸汽挂烫机的部分参数。求：
R1 40Ω 额定电压 220V
储水箱注满水量 2L 挂烫机净重 4kg
轮子与地面接触的总面积 1.2×10﹣3m2 出口蒸汽温度 98℃
（1）蒸汽挂烫机底部装备四个轮子的目的是 ，便于移动。
（2）为了保证安全，电路中还接入了如图所示的熔断器和防干烧控制器，它应接在乙图中 （选填“M”或“N”）点。
（3）储水箱注满水后，蒸汽挂烫机对水平地面的压强。
（4）蒸汽挂烫机用最大功率熨烫2小时，电能表显示如图丁，R2消耗的电功率。
25．寒冷的冬天，人们经常会使用油汀取暖器。如图为小舟家油汀取暖器的工作原理示意图，R1和R2为发热体，其部分参数如表所示，试回答问题：
(1)取暖器的工作原理：导热油是一种易导热但不易__ __的液体，接通电路，发热体放热，导热油吸热，温度升高，____变小，在油管内上升，同时向周围的空气散热，到达顶端后从边上管道下降到油箱重新加热。
(2)取暖器有高、中、低三挡，小舟选择中挡在房间内取暖。使用一段时间后发现一个规律：取暖器工作25分钟后，温控开关断开停止加热，5分钟后温控开关又自动闭合，取暖器再次工作，如此循环，维持室温的基本恒定。则选择中挡使用时，取暖器每小时消耗多少电能？
(3)某次使用时，取暖器突然不工作了，于是小舟和父亲一起寻找故障，接入电源，闭合所有开关，用测电笔检测a～i各处，发现只有a、b两处测电笔的氖管能发光，根据此现象，可以推测取暖器发生的故障是_________________。
26．如图所示，灯L标有“6V 6W”字样，电源电压恒为6V，定值电阻R＝3Ω，设灯L的阻值不随温度变化而变化，求
（1）只闭合S1、S3时，电阻R在60s内产生的热量是多少？
（2）要使整个电路消耗的电功率最小（且电路电流不为0），各开关的闭合情况应如何？此时的最小电功率为多少？
27．为防止燃气泄漏危害，许多家庭都安装了燃气泄漏自动保护装置。当泄漏的燃气达到一定浓度时，装置能自动关闭燃气阀门。图1为小敏设计的模拟装置示意图，虚线圆框表示气敏传感器，为保证传感器内气敏电阻能正常工作，需要用加热电阻丝电路通电加热。已知电源电压U1＝6V，当燃气浓度升高，电阻箱R0两端电压UAB≥2V时，燃气管道阀门自动闭合（不需要考虑燃气管道阀门与电阻箱R0的连接）；气敏电阻RC的阻值与燃气浓度的关系如图2所示。
（1）燃气泄漏后，随着燃气浓度变大，RC的阻值将变 ，UAB将变 ；
（2）已知U2＝3V，S2闭合后，加热电阻丝的发热功率为0.3W，则R＝ Ω；
（3）在模拟装置电路中，若需要在泄漏的燃气浓度更低时就自动关闭管道阀门，则可行的调节方法是 ；（写出一种方法即可）
（4）在调试模拟装置时，需满足以下两个条件；
①燃气管道阀门开始闭合时，燃气的浓度不高于0.4%；
②为防止模拟装置对低浓度燃气过于灵敏，导致燃气浓度在安全值范围内时燃气阀门关闭，影响燃气正常使用，则燃气管道阀门开始闭合时，R0中的电流应不小于0.016mA；
为满足上述条件，求电阻箱R0接入电路阻值的范围是多少？
2024九上科学梯度训练 第六章 电能（达标系列）（参考答案）
一、选择题
1． 【答案】D
【解析】【考点】电功与电能．
【分析】家用空调额定功率大，额定电压是220伏，结合电功率和电功知识分析解答。
【解答】解：家用空调额定功率大，大多在1500W左右，由公式W＝Pt可知，相同时间内，空调在使用时消耗电能比较多，因此相同情况下空调耗电多。
故选：D。
2． 【答案】D
【解析】【考点】测电笔的使用．
【解答】解：A．测电笔的用途是辨别火线和零线，故A正确；
B．若氖管发光，说明测电笔接触的是火线，电流需要经过人体形成回路，即火线、测电笔、人体、大地成为了电流的通路，故B正确；
C．在两种使用测电笔的方法中，手指要接触测电笔尾部的金属体（或笔卡），甲图手接触了笔尾金属体，使用方法正确，乙图手接触了笔尖，使用错误，故C正确；
D．刀体探头、电阻、氖管、弹簧和金属后盖是导体，外壳是绝缘体，故D错误。
故选：D。
3． 【答案】D
【解析】【分析】将“220V、40W”的电灯按图中提供的接法接入电路，是把此灯串联接入电路。
若电灯恰能正常发光，说明开关闭合的那条支路短路，使该灯直接接在电源上；
若电灯比正常发光暗，说明开关闭合的那条支路的灯与该灯串联接入电路，所分电压低于220V，这条支路正常；
若电灯不发光，说明开关闭合的那条支路有开路。
据此分析判断。
【解答】解：A、B、家庭电路电压是220V，一般照明灯泡额定电压也是220V．当只闭合S1时，L0和L1都呈暗红色，原因是两只灯泡串联分压，说明此段电路正常；同时说明L0两端电压低于220V，所以其实际功率低于40W．故A、B均错误；
C、当只闭合S2时，L0不亮，说明此段电路有开路情况，即L2可能开路。故C错误；
D、在只闭合S3时，L0正常发光，所以说明此处支路肯定被短路，使得火线上的灯泡与零线相连而正常发光，即L3可能短路。故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查了家庭电路的故障分析，一般是考虑断路和短路现象，要会利用灯泡检验电路的问题所在。
4． 【答案】A
【解析】【考点】电功率的计算．
【分析】将甲、乙两根电热丝并联接入电路中，根据并联电路的特点，结合图中数据得出通过甲、乙电阻丝的电流和电源电压。根据欧姆定律可知甲电热丝的电阻。
【解答】解：将甲、乙两根电热丝并联接入电路中，根据并联电路的特点，结合图中数据可知，当两电阻丝两端的电压为4V时，通过甲、乙电阻丝的电流分别为5A和4A，则干路电流I＝5A+4A＝9A，总发热功率P＝I2R＝UI＝4V×9A＝36W，符合题意。
根据欧姆定律可知甲电热丝的电阻R甲＝＝＝0.8Ω。
故选：A。
5． 【答案】B
【解析】【分析】电流流过电阻产生的热量，被液体吸收后，使液体的温度升高，根据公式Q＝cm△t求出哪一个吸收的热量多，再分析两电阻的连接方式，根据题意判断出哪一个容器中的液体吸收的热量多，再利用公式Q＝W＝t判断出两个电阻的大小关系。
【解答】解：两容器内装有质量和初温都相等的水和煤油，末温也相等，
因为水的比热容较大，根据公式Q＝cm△t可知，水吸收的热量较多，则电流通过R1产生的热量较多，
由电路图可知，电阻R1与R2并联，它们两端的电压U相等，闭合开关，它们的通电时间t相等，
∴由公式Q＝W＝t，可知R1＜R2。
故选：B。
【点评】本题考查了热量的公式应用及并联电路的特点，熟练掌握并联电路特点、热量公式是解题的关键。同时需要注意的是Q＝W的条件为电阻为纯电阻。
6． 【答案】A
【解析】【分析】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。
根据滑片的移动可知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和R1两端的电压变化，根据P＝UI可知R1的电功率变化和电路总功率的变化，根据串联电路的电压特点可知R2两端的电压变化。
【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。
闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右滑动时，接入电路中的电阻增大，电路中的总电阻增大。
A、由I＝可知，电路中的电流减小，R1是定值电阻，由U1＝IR1可知，R1两端的电压减小，由P＝U1I可知，R1的电功率一定减小，故A正确；
B、电路中的总电压不变，而电流变小，P总＝UI，所以电路的总电功率一定减小，故B错误。
C、由I＝可知，电路中的电流减小，即电流表的示数减小，故C错误；
D、因串联电路中总电压等于各用电器电压之和，总电压不变，R1两端的电压减小，所以R2两端的电压增大，即电压表的示数增大，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确的判断滑动变阻器消耗电功率的变化是关键。
7． 【答案】B
【解析】【考点】磁场对通电导线的作用．
【分析】首先利用图示的装置分析出其制成原理，然后再逐个分析选择项中的各电学元件的制成原理，分别与前面分析的结论对应即可得到答案。
【解答】解：通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
A、选项A图描述的是电磁铁的原理，在有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性，题中描述的原理是通电导线在磁场中受到力的作用，两者原理不一致，故A错误；
B、选项B图描述的是通电导线在磁场中受到力的作用，与题中描述的原理一致，故B正确；
C、选项C图描述的是电流的磁效应：通电导线的周围存在与电流方向有关的磁场，与题中描述的原理不一致，故C错误；
D、选项D图描述的是电磁感应现象：闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生电流，与题中描述的原理不一致，故D错误。
故选B。
【点评】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理，如：天平、温度计、电话、电磁继电器、测力计，以及此题中提到的这些设备。针对它们的制成原理的考查，是一个热点题型，需要重点掌握。
8． 【答案】D
【解析】【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．
【分析】三只完全相同的灯泡串联，灯泡的电阻相等，通过的电流相等，根据欧姆定律可知，三只灯泡两端的电压相等，再从图像上找到对应的电压和电流，根据相应的公式分别算出每只灯泡的实际电阻和实际功率。
【解答】解：把这种规格的三只灯泡串联接在12V的电源两端，则每只灯泡两端的电压都为4V，从图像上可以看出，此时电路电流为0.2A，由欧姆定律得，每只灯泡的电阻：R＝＝＝20Ω；
则每只灯泡的实际功率：P实＝UI＝4V×0.2A＝0.8W，故ABC 错误，D正确。
故选：D。
9． 【答案】C
【解析】【考点】焦耳定律的计算公式及其应用；欧姆定律的应用；电功率的计算．
【分析】（1）由灯泡的电流与电压关系图象，根据欧姆定律分析解答；
（2）（3）由图乙知，两开关都闭合时，L与R并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点结合图象读出通过L和R电流，再根据并联电路的电流规律分析判断电流表的示数大小；
根据P＝UI计算两开关都闭合时电路的总功率；
（4）根据焦耳定律计算两开关都闭合时1min内电阻R产生的热量。
【解答】解：A、由图象知，L的I﹣U图象是条曲线，且电压的变化大于电流的变化，由欧姆定律可知，其两端电压越大时，其阻值为会变大，故A错误；
BC、由图乙知，开关S1、S2都闭合时，L与R并联，电流表测干路电流，
根据并联电路的电压规律知，UL＝UR＝U＝2V，由图象知，此时IL＝0.5A，IR＝0.2A，
根据并联电路的电流规律知，电压表示数I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A，故B错误；
此时电路总功率P＝UI＝2V×0.4A＝1.4W，故C正确；
D、开关S1、S2都闭合时，在1min内电阻R产生的热量QR＝WR＝URIRt＝2V×0.2A×60s＝24J，故D错误。
故选：C。
10．【答案】C
【解析】【考点】电功率的计算；
【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压。
（1）由图乙可知，当R2的阻值为10Ω和20Ω时电压表的示数，根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值，进一步求出电源的电压；
（2）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，电路消耗的功率最小，根据电阻的串联和P＝UI＝求出电路的最小功率；
（3）当电压表的示数最大时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的最大电流，根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；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，电压表的示数最小，据此得出滑动变阻器接入电路中的阻值范围。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压。
（1）由图乙可知，当R2＝10Ω时U1＝12V，当R2′＝20Ω时U1′＝8V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流分别为：I＝＝，I′＝＝，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压保持不变，所以，电源的电压：
U＝I（R1+R2）＝I′（R1+R2′），即（R1+10Ω）＝（R1+20Ω），
解得：R1＝10Ω，故B错误；
电源的电压U＝I（R1+R2）＝×（10Ω+10Ω）＝24V，故A错误；
（2）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，电路消耗的功率最小，
则P小＝＝≈16.46W，故D错误；
（3）当电压表的示数U1″＝15V时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
此时电路中的电流：I大＝＝＝1.5A，
此时滑动变阻器两端的电压：U2小＝U﹣U1″＝24V﹣15V＝9V，
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2小＝＝＝6Ω，
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，电压表的示数最小，
所以，滑动变阻器接入电路中的阻值范围为6Ω～25Ω，故C正确。
故选：C。
11．【答案】B
【解析】【分析】通电导体在磁场中受力而运动，导体的受力方向跟电流的方向、磁场方向有关。在磁场方向一定时，电流方向改变，导体受力方向改变；在电流方向一定时，磁场方向改变，导体受力方向改变。
【解答】解：如图磁场方向相同，若电流方向相同，则通电导体的受力方向相同，
BAFE段和BCDE段并联在电源上，所以AB中电流向下、EF中电流向上、CB中电流向上、DE中电流向下，
AB和ED中电流方向相同，受到磁场作用力方向相同，
EF和CB中电流方向相同，受到磁场作用力方向相同。
故选：B。
【点评】本题关键在于线圈的两部分是并联在电路中，分析各段的电流方向，再判断受到磁场力的方向。
12．【答案】D
【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用．
【分析】（1）闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表V1测量滑动变阻器两端的电压，电压表V2测量电源电压。根据电源电压的大小确定电压表V2的示数；
（2）移动滑动变阻器至某处时，闭合开关，电压表V1的示数为3V，故滑动变阻器两端的电压为3V，根据串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压，根据P＝UI得出小灯泡的实际功率；
根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值；
根据P＝UI得出滑动变阻器的实际功率，进而得出小灯泡与滑动变阻器的功率之比。
【解答】解：A、闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表V1测量滑动变阻器两端的电压，电压表V2测量电源电压。电源电压为9V，故电压表V2的示数一直为9V，故A错误；
BCD、移动滑动变阻器至某处时，闭合开关，电压表V1的示数为3V，故滑动变阻器两端的电压为3V，根据串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压为UL＝U﹣U1＝9V﹣3V＝6V，小灯泡的实际功率PL＝ULI＝6V×0.5A＝3W，故B错误；
根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值R＝＝＝6Ω，故C错误；
滑动变阻器的实际功率P滑＝U1I＝3V×0.5A＝1.5W，小灯泡与滑动变阻器的功率之比：＝＝，故D正确。
故选：D。
13．【答案】C
【解析】【考点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率的概念．
【分析】（1）电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表；
（2）电能表读数：数字的最后一位是小数，单位是kW h，也就是“度”；
（3）“2500/（kW h）”的物理意义：电路中的用电器每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转过2500r；
（4）电能表的转盘转的越快，表示电路中的用电器消耗电能越快，即电路中用电器的总功率越大。
【解答】解：A、电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，而不是测量电功率的仪表，故A错误；
B、电能表读数：数字的最后一位是小数，单位是kW h，也就是“度”，由图可知，此时电能表的示数为1123.4kW h，故B错误；
C、电能表的铭牌上的“2500/（kW h）”字样，表示电路中用电器每消耗耗1kW h的电能，电能表的转盘转过2500r，故C正确；
D、电能表的转盘转的越快，表示电路中的用电器消耗电能越快，即电路中用电器的总功率越大，故D错误。
故选：C。
14．【答案】D
【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律．
【解答】解：（1）由电路图可知，R1与滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，由图可知，当滑片滑到b处时，变阻器接入电路的电阻最大为R且与电阻R1串联，滑动变阻器两端电压为U大＝4V，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得滑动变阻器两端的电压：
U大＝IbR＝×R＝4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
当滑片在中点时，变阻器接入电路的电阻为 且与R1串联，此时滑动变阻器两端电压为U中＝3V，
由欧姆定律可得，电路中电流I中＝，即U中＝I中×＝×＝3V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②可得：R＝2R1，U＝6V，故A错误；
（2）当滑片移到滑动变阻器的b端时，电压表的示数为4伏，R两端电压U1＝U﹣U大＝6V﹣4V＝2V，
由题可知，此时10秒内定值电阻R1做功为5焦，由W＝UIt可得此时电路中的电流：
Ib＝＝＝0.25A，变阻器的最大阻值：R＝＝＝16Ω；
由上可知R＝2R1，则R1＝8Ω，故B错误；
（3）电流表的量程为0～0.6A，所以通过电路的最大电流为0.6A，根据欧姆定律可得电路总电阻：R0＝＝＝10Ω，此时滑动变阻器接入电路的阻值最小，为R小＝R0﹣R1＝10Ω﹣8Ω＝2Ω，所以和滑动变阻器接入电路的阻值范围为2Ω～16Ω，故C错误；
（4）滑动变阻器的电功率电压电路总功率与定值电阻的功率之差，即P＝UI﹣R1＝6V×I﹣I2×8Ω，
根据抛物线的性质可知当I＝＝＝0.375A时，滑动变阻器的电功率最大，最大为P＝＝＝1.125W，当通过电路的电流为0.6A时，滑动变阻器的电功率最小，最小为P′＝R小＝（0.6A）2×2Ω＝0.72W，所以变阻器R消耗功率允许的变化范围为0.72W～1.125W，故D正确。
故选：D。
15．【答案】A
【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用．
【分析】已知电源电压和电表的指针同时达到满刻度线，分析可知电压使用的量程，再用欧姆定律可分析出电路中的最大电流；根据P＝I2R求出R0的最大电功率；滑动变阻器完全接入电路中时电路中的电流最小，R0的电功率最小，但不为0；根据P＝I2R可知R0的电功率与电流的平方成正比，据此分析R0的电功率与电流之间的关系。
【解答】解：
（1）电源电压为6V，电表的指针同时达到满刻度线，因此电压表使用的是“0～3V”量程，定值电阻R0为5Ω，I＝＝＝0.6A，即电路中的最大电流为0.6A，
由P＝I2R可知，R0的电功率与电流的平方成正比，因在I＜1A时，I2＜I，所以，在电路中的电流小于0.6A时，IR0＞I2R0，则R0的电功率与电流的关系图象中，图线向下凹，故B不符合题意；
（2）滑动变阻器完全接入电路中时电路中的电流最小，R0的电功率最小，但不为0，故C不符合题意；
（3）由题意可知，电表的指针同时达到满刻度线，即电路中的最大电流为0.6A，则：R0的最大电功率：P0大＝（I大）2R0＝（0.6A）2×5Ω＝1.8W，故D均不符合题意。
故选：A。
二、填空题
16．【答案】（1）乙；（2）甲。
【解析】【解答】解：（1）甲、乙两灯的额定功率分别为3W、8W，两灯都正常发光，甲灯的实际功率小，甲灯的亮度会小于乙灯亮度；
（2）根据P＝可知甲、乙两灯泡的电阻分别为：R甲＝＝＝12Ω，R乙＝＝＝8Ω，
若把两灯串联在10V的电压下，由P＝I2R可知，甲灯的实际功率大，则甲灯会更亮一些。
故答案为：（1）乙；（2）甲。
17．【答案】故答案为：保温；1：49。
【解析】【分析】根据P＝可知，当电饭锅“加热”时，电路只有电阻R0工作，此时电路中电功率最大，并用电源电压和电阻表示出电路的总功率；
当电饭锅“保温”时，电阻R1、R0串联，此时电路中电功率最小，同理，用电源电压和电阻表示出电路的总功率；
再根据P与P′的关系求出R0、R1的比值。
【解答】解：当开关S置于“1”挡时，等效电路图如下图所示：
电饭锅处于“保温”状态，电阻R1、R0串联，
此时的电功率：P＝，
当开关S置于“2”挡时，等效电路图如下图所示：
电饭锅处于“加热”状态，电路只有电阻R0工作，
此时的功率：P′＝，
∵P′：P＝50：1
∴：＝50：1
解得R0：R1＝1：49。
故答案为：保温；1：49。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的计算；关键是电功率公式的灵活应用和电饭锅状态的判断，以及电路图串并联的分析。
18．【答案】12；2.88。
【解析】【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．
推荐解法：先在坐标系中画出R=8Ω 的图像，再用查图法进行查图。
【解答】解：（1）标有“6V 3W”的小灯泡，表示灯的额定电压为6V，额定功率为3W，由欧姆定律，灯的额定电流：
IL＝＝＝0.5A，由欧姆定律的变形公式，灯正常发光时的电阻：RL＝＝＝12Ω；
（2）灯泡与一只阻值为8Ω的电阻并联接在电压为7.2V的电路中时，因串联电路中各处的电流相等，
由I＝可得，电源的电压：U＝IR+UL实，即7.2V＝I×8Ω+UL实，由图象可知，只有当灯泡两端的实际电压为4V，通过的电流为0.4A时，上面等式成立；即8Ω电阻与灯泡串联在7.2V电路中时，电路中的电流为0.4A；
则整个电路消耗的功率：P＝UI＝7.2V×0.4A＝2.88W。
故答案为：12；2.88。
19．【答案】（1）1.2×106 （2）小于
【解析】[命题考向： 考查应用电功的公式计算用电器消耗的电能。解析：(1)根据电功的计算公式可得，空调正常工作时，一个工作周期内消耗的电能为W＝Pt＝2000W×10×60s＝1.2×106J。(2)由题可知，小宁家换上了隔热保温性能更好的门窗，可以减少室内和室外的热量交换，使空调达到设定温度时所需要做的功的总量减少，在其他条件相同的情况下，根据电功的计算公式可知，做功的时间会减少，即空调新的一个工作周期内，工作时间会小于10min。]
故答案为 （1）1.2×106 （2）小于
20．【答案】故答案为：2；5；。
【解析】【分析】由电路图知，两电阻串联，AB间电压为R2两端电压。由题知，射向R1的激光被挡时它的电阻变化，根据串联电路特点，由串联电路分压原理，结合图象分析射向R1的激光被挡和没挡时AB间电压以及两电阻的大小关系；根据串联电路的特点和P＝求出绳子没有挡住和挡住时R1消耗的功率。
【解答】解：由甲图电路知，R1与R2串联，AB间电压为R2两端电压；
当射向R1的激光被挡时，R1阻值变大，电路的总电阻变大，根据I＝可知，电路的电流变小，在R2的阻值不变的情况下，R2两端的电压会减小，
由图象知，此时U2＝UAB＝2V，因为R1的电阻变大，自动计数器会计数一次，即AB间电压为2V计数一次；
由题知，当射向R1的激光被挡时，R1阻值变大，R1分得电压增大，R2分得电压减小，
由串联电路的分压原理有：＝＝，即＝，
解得：R1＝5R2；
当射向R1的激光没有被挡时，R1阻值变小，R1分得电压减小，R2分得电压增大，由图象知，此时，U2'＝UAB'＝6V，
由串联电路的分压原理有：＝＝，即＝，
解得：R1'＝R2；
因此R1＝5R1'，即绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍；
挡住射向R1的红外线时R1消耗的功率：P1＝，没有挡住射向R1的红外线时R1消耗的功率：P1'＝，
则：＝＝×＝×＝×＝，即：P1＝P1'。
故答案为：2；5；。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，是一道动态电路题，要能灵活运用串联电路分压原理，关键是根据电阻的变化，结合图象确定定值电阻两端电压的大小。
三、探究题
21．【答案】故答案为：
（1）如上图所示；（2）A；（3）0.8；4；0.16；（4）小；B；
（5）图象如上图所示；
（6）正比。
【解析】【分析】（1）根据灯L1的额定电压确定电压表的量程，且与灯泡并联；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片离下面接入电路的接线柱最远，连入电路的电阻最大，对电路起到保护作用；
（3）根据电压表的量程和分度值读出示数，根据欧姆定律求出灯泡的电阻，根据P＝UI求出灯泡的实际功率；
（4）知道额定电压和额定电流，根据欧姆定律分别求出L1和L2的电阻，用L2替代L1，总电阻增大，电流减小，电流表的示数减小，要使电流增大到0.2A，要减小总电阻，使滑动变阻器电阻减小；
（5）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来；
（6）根据功率和电阻之比判断功率和电阻的关系。
【解答】解：（1）灯L1的额定电压为1.5V，则电压表选0～3V的量程，且与灯泡并联，如下图所示：
（2）滑动变阻器的滑片在A端，离下面接入电路的接线柱最远，接入电路的电阻最大，电路电流最小，对电路起到保护作用；
（3）图2中，电压表使用的0～3V，分度值为0.1V，电压为0.8V，
由I＝可得，此时灯L1的电阻：
R＝＝＝4Ω，
实际功率：
P＝UI＝0.8V×0.2A＝0.16W；
（4）额定电压下，L1和L2的电阻分别为：
R1＝＝＝6Ω，R2＝＝≈8.3Ω，
换上灯L2，电阻增大，总电阻增大，电路电流减小，电流表的示数将变小，
要使电路电流增大到0.2A，要减小电路总电阻，滑动变阻器的滑片向B端移动；
（5）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来，如图所示：
（6）由图象知，图线是一条过原点的直线，可知，电流一定时，功率和电阻成正比。
故答案为：
（1）如上图所示；（2）A；（3）0.8；4；0.16；（4）小；B；
（5）图象如上图所示；（6）正比。
【点评】本题涉及到的知识点多，考查了电压表量程的选择和连接、实验的注意事项、电压表读数、电功率公式、串联电路的特点、欧姆定律的应用以及描点法作图等，是实验的常考内容，应熟练掌握。
22．【答案】答：（1）如上图所示；
（2）绝缘；
（3）该电热水器的加热效率为90%；进一步提高水温的可行措施：调小进入热水器的冷水的流量。
【解析】【分析】（1）由甲图可知，温控器控制两个电热丝的通断，微电脑芯片通过比较测量到的水温和预先设定的温度确定两电热丝的工作，当水温较低时两个电热丝均工作，水温较高时让其中的一个电热丝工作即可，水温高时两电热丝均不工作，据此可知两开关并联；
（2）由图丙可知，顶杆与弹性金属薄片和开关接触，为防止漏电应具有很好的绝缘性；
（3）设加热时间为1min，根据水的流量可知加热水的体积，根据ρ＝求加热水的质量，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，利用W＝UIt求出消耗的电能，再根据η＝×100%求出加热效率；水吸收的热量一定，要提高水温，应减小加热水的质量，据此进行解答。
【解答】解：（1）经分析可知，两电热丝可以独立工作，且各有一个开关控制，故温控器内的两个开关如下图方式连接：
（2）为防止漏电，水压控制开关的顶杆必须具有很好的绝缘性；
（3）设加热时间t＝1min，则加热水的体积：
V＝4.5L＝4.5dm3＝4.5×10﹣3m3，
由ρ＝可得，加热水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×4.5×10﹣3m3＝4.5kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）
＝4.2×103J/（kg ℃）×4.5kg×（38℃﹣5℃）
＝6.237×105J，
消耗的电能：
W＝UIt＝220V×52.5A×60s＝6.93×105J，
则加热效率：
η＝×100%＝×100%＝90%，
每分钟消耗的电能一定，即水吸收的热量一定，要提高水温，应减小加热水的质量，即减小进入热水器的冷水的流量。
答：（1）如上图所示；（2）绝缘；
（3）该电热水器的加热效率为90%；进一步提高水温的可行措施：调小进入热水器的冷水的流量。
【点评】本题考查了开关电路图的设计、顶杆性质的判断和电功与热量的综合计算，明白无水箱式电热水器的工作原理和特点是解题的关键。
23．【答案】（1）
（2）移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为额定电压2.5V；1；（3）C。
【解析】【解答】解：（1）测定“小灯泡电功率”的实验中，电压表并联在小灯泡两端，小灯泡额定电压为2.5V，则电压表选择小量程；滑动变阻器“一上一下”串联接入电路；如图所示：
（2）灯在额定电压下正常发光，电压表选用0～3V量程，分度值为0.1V，由图乙知，灯泡两端电压等于1.2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯泡的电压，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阻值，故移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为额定电压2.5V；
由图丙所示的I﹣U图象，灯的电压为2.5V时，通过的电流为0.4A，所以小灯泡的额定功率是
P＝UI＝2.5V×0.4A＝1W；
（3）电源由三节干电池，所以电源电压4.5V；小金同学测量的六组实验中，灯泡两端电压最小0.5V，由分压原理知，此时变阻器连入电路的阻值最大，由图象知，此时电路中电流约为0.1A，
则此时变阻器连入电路的阻值为：R＝＝＝40Ω，
由图象知，灯泡电压为3V时的电流大于0.4A，所以应选择“1A 60Ω”的变阻器，故选：C。
故答案为：（1）见解答图；（2）移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为额定电压2.5V；1；（3）C。
四、计算题
24．【答案】故答案为：（1）减小摩擦力；（2）M；
（3）储水箱注满水后，蒸汽挂烫机对水平地面的压强为5×104Pa；（4）蒸汽挂烫机用最大功率熨烫2小时，电能表显示如图丁，R2消耗的电功率为390W。
【解析】【分析】（1）蒸汽挂烫机底部装备四个轮子的目的是变滑动为滚动，减小摩擦力；
（2）熔断丝和防干烧控制器是防止电流过大或储水箱无水时烧坏挂烫机，它们工作时应切断电路且挂烫机不带电；
（3）根据密度公式得出水的质量，储水箱注满水后，挂烫机对水平地面的压力大小等于水和挂烫机的重力之和，根据F＝G＝mg求出其大小，由表格数据可知轮子与地面接触的总面积，根据p＝求出挂烫机对水平地面的压强；
（4）蒸汽挂烫机用最大功率熨烫，此时开关都闭合，R1和R2并联，
根据电能表的读数得出消耗的电能，根据P总＝得出总功率，根据P＝得出此时R1消耗的功率P1，进而根据P2＝P总﹣P1得出得出R2消耗的电功率。
【解答】解：（1）蒸汽挂烫机底部装备四个轮子的目的是变滑动为滚动，减小摩擦；
（2）熔断丝和防干烧控制器工作时应切断电路，为了保证安全，此时电路中应不带电，它应接在乙图中M点；
（3）水的体积V＝2L＝2×10﹣3m3，
水的质量m水＝ρ水V＝103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，
储水箱注满水后，挂烫机对水平地面的压力：
F＝G总＝（m水+m挂烫机）g＝（2kg+4kg）×10N/kg＝60N，
挂烫机对水平地面的压强：
p＝＝＝5×104Pa；
（4）蒸汽挂烫机用最大功率熨烫，此时开关都闭合，R1和R2并联，
消耗的电能W＝5889.6kW h﹣5886.4kW h＝3.2kW h，
总功率P总＝＝＝1.6kW＝1600W,
此时R1消耗的功率为P1＝＝＝1210W,
R2消耗的电功率P2＝P总﹣P1＝1600W﹣1210W＝390W。
故答案为：（1）减小摩擦力；
（2）M；
（3）储水箱注满水后，蒸汽挂烫机对水平地面的压强为5×104Pa；（4）蒸汽挂烫机用最大功率熨烫2小时，电能表显示如图丁，R2消耗的电功率为390W。
【点评】本题考查压强和功率的有关计算，并考查了摩擦力和家庭电路的有关知识，综合性较强。
25．【答案】（1）导电 密度
(2)解法一：中温挡时，R1连入电路，电功率P＝＝＝1000W
中温挡工作1小时，电阻R1的通电时间t＝50min＝3000s
消耗的电能W＝Pt＝1000W×3000s＝3×106J
会消耗3×106焦的电能。
解法二：中温挡时，R1连入电路，电功率P＝＝＝1000W＝1kW
中温挡工作1小时，电阻R1的通电时间t＝50min＝0.83h
消耗的电能W＝Pt＝ 1kW×0.83h＝0.83kW·h
会消耗0.83千瓦时的电能。
（3）温控开关断路
【解析】[命题考向： 考查物质的特性、电功与电功率的计算、家庭电路故障分析。解析：(1)导热油在用电加热的取暖器中工作，需要导热油拥有良好的导热性和不易导电性。导热油吸热后膨胀，体积增大，质量不变故其密度减小。(3)分析题图电路，接入电源后闭合所有开关，与温控开关相连的是火线，只有a、b两处测电笔发光说明只有a、b两处正常与火线相连。温控开关闭合后电路均没有与火线相连，说明温控开关闭合后仍处于断路状态。]
答案为 （1）导电 密度
(2)解法一：中温挡时，R1连入电路，电功率P＝＝＝1000W
中温挡工作1小时，电阻R1的通电时间t＝50min＝3000s
消耗的电能W＝Pt＝1000W×3000s＝3×106J
会消耗3×106焦的电能。
解法二：中温挡时，R1连入电路，电功率P＝＝＝1000W＝1kW
中温挡工作1小时，电阻R1的通电时间t＝50min＝0.83h
消耗的电能W＝Pt＝ 1kW×0.83h＝0.83kW·h
会消耗0.83千瓦时的电能。
（3）温控开关断路
26．【答案】（1）只闭合S1、S3时，电阻R在60s内产生的热量是720J；
（2）要使整个电路消耗的电功率最小（且电路电流不为0），断开S1、S3，闭合S2时，灯L与电阻R串联；此时的最小电功率为4W。
【解析】【解答】解：（1）当闭合S1、S3时，灯L与电阻R并联接在电源两端，I＝＝＝2A，
Q＝I2Rt＝（2A）2×3Ω×60s＝720J；
（2）由P＝得灯正常发光时的电阻：RL＝＝＝6Ω；
当断开S1、S3，闭合S2时，灯L与电阻R串联，整个电路消耗的电功率最小；
R总＝RL+R＝6Ω+3Ω＝9Ω Imin＝＝＝A Pmin＝UImin＝6V×A＝4W。
答：（1）只闭合S1、S3时，电阻R在60s内产生的热量是720J；
（2）要使整个电路消耗的电功率最小（且电路电流不为0），断开S1、S3，闭合S2时，灯L与电阻R串联；此时的最小电功率为4W。
27．【答案】（1）减小，变大； （2）30； （3）增大电阻箱R0接入电路的阻值；
（4）电阻箱R0接入电路阻值的范围是50kΩ≤R0≤125kΩ。
【解析】【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用．
【分析】（1）由图2可知随着燃气浓度变大，Rc的阻值的变化，根据串联分压原理和串联电路电压规律可知UAB的变化；
（2）已知R两端的电压和发热功率，根据R＝计算电阻的阻值；
（3）燃气浓度变低，Rc的阻值将变增大，根据串联分压原理可知Rc两端的电压增大，电阻箱两端的电压变小，要使电阻箱R0两端电压UAB≥2V，则需增大电阻箱R0接入电路的阻值；
（4）由条件②可知通过电路的电流I≥0.016mA时，可使UAB≥2V，根据欧姆定律可得不等式，解不等式可得电阻箱的阻值范围，由图2和条件①可知Rc≥100kΩ时，可使UAB≥2V，根据串联电路电压规律、串联电路电流特点、欧姆定律可得不等式，解不等式可得电阻箱的阻值范围，最后确定电阻箱R0接入电路阻值的范围。
【解答】解：（1）闭合S1，两电阻串联接入电路，由图2可知随着燃气浓度变大，Rc的阻值将变减小，根据串联分压原理可知Rc两端的电压减小，根据串联电路电压规律可知电阻箱两端的电压变大，即UAB将变变大；
（2）已知U2＝3V，S2闭合后，加热电阻丝的发热功率为0.3W，则R＝＝＝30Ω；
（3）燃气浓度变低，Rc的阻值将变增大，根据串联分压原理可知Rc两端的电压增大，根据串联电路电压规律可知电阻箱两端的电压变小，要使电阻箱R0两端电压UAB≥2V，则需增大电阻箱R0接入电路的阻值；
（4）由条件②可知通过电路的电流I≥0.016mA时，可使UAB≥2V，
根据欧姆定律可得：I＝＝，则≥0.016×10﹣3A，解得：R0≤125kΩ，
由图2和条件①可知Rc≥100kΩ时，可使UAB≥2V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得：＝，即＝，整理得：Rc＝2R0，
则2R0≥100kΩ，解得：R0≥50kΩ，
综上可知电阻箱R0接入电路阻值的范围是50kΩ≤R0≤125kΩ。
答：（1）减小，变大；
（2）30；
（3）增大电阻箱R0接入电路的阻值；
（4）电阻箱R0接入电路阻值的范围是50kΩ≤R0≤125kΩ。
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