中考复习（ 电功和电功率、电压和电阻、欧姆定律、电流和电路、电和磁、
做功与机械能、运动和力、简单机械及机械效率）压轴题 51题
考点01 电功和电功率（15小题）
考点02 电压和电阻（6小题）
考点03 欧姆定律（18小题）
考点04 电流和电路（4小题）
考点05 电和磁（1小题）
考点06 做功与机械能（2小题）
考点07 运动和力（2小题）
考点08 简单机械及机械效率（3小题）
一、电功和电功率
1．（2024·江苏常州·一模）如图甲所示为一款养生壶的简化电路图，S是温控开关，R1、R2是两个阻值不变的加热电阻。养生壶的高档位额定功率为P1=550W、低档位额定功率为P2=220W。养生壶正常工作时，分别用高档位和低档位给质量为2kg的水加热，水温随时间变化的图像如图乙所示，水的比热容为，则（ ）
A．S断开时，养生壶处于高档位工作
B．加热电阻R2的阻值为220Ω
C．用高档位将水加热6min，水吸收的热量为1.98×105J
D．用低档位给水加热时的加热效率约为63.6%
【答案】D
【详解】A．S断开时，两个电阻串联，S闭合时，电路为R1的简单电路，由可知，S断开时，电路电阻较大，养生壶处于低温档，故A不符合题意；
B．低档位额定功率为P2=220W，低档位的总电阻
养生壶的高档位额定功率为P1=550W，电阻R1的阻值
加热电阻R2的阻值为
故B不符合题意；
C．用高档位将水加热6min，水温从50℃升高到70℃，水吸收的热量为
故C不符合题意；
D．用低档位给水加热时的加热10min吸收的热量
用低档位给水加热时消耗的电能
用低档位给水加热时的加热效率约为
故D符合题意。
2．（2024·江苏泰州·一模）在“测量小灯泡的功率”实验中，小明选用器材如下：待测小灯泡（额定电压为）、电源（电压恒定）、电流表（）、电压表（）、滑动变阻器、开关各一只，导线若干。
(1)图甲是小明开始时的连接电路，检查发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确．请你在接错的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法 ；
(2)电路连接正确后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡都不亮、电流表无示数、电压表示数接近，经检查，灯完好，则故障原因可能是 ；
(3)排除故障后，继续进行实验，闭合开关发现电压表示数为，为测量小灯泡的额定功率，小明向 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片，直至灯泡正常发光，读出电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
(4)完成上面实验后，小明同学还想测量另一只额定电压为的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一定值电阻，设计了如图丙所示的电路，已知：电源电压恒为，定值电阻的阻值为，请帮小明完成下面实验步骤：
①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 ；
②闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为；
③小灯泡额定功率的表达式为= 。
④若在步骤②中，测量时，小明闭合开关后，忘记断开，则仍用原方法算出的小灯泡额定功率 （选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
【答案】(1)
(2)灯泡与灯座接触不良
(3) 左 0.75
(4) U-U额 大于
【详解】（1）原电路图中，电流表和滑动变阻器串联后与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的，在“测量小灯泡的功率”实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
（2）电路连接正确后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡都不亮、电流表无示数，说明电路可能断路，电压表示数接近3V，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，经检查，灯L完好，即故障原因可能是灯泡与灯座接触不良。
（3）[1]排除故障后，继续进行实验，闭合开关发现电压表示数为2V，小于灯泡额定电压2.5V，为测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故小明向左移动滑动变阻器的滑片，直至灯泡正常发光。
[2]当灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，电流表的量程是0~0.6A，分度值0.02A，其示数为0.3A，则小灯泡额定功率为
PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W
（4）[1]闭合开关S、S1，断开S2，灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端电压，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U-U额。
[2]在步骤①中，灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端电压，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U-U额，根据串联电路电压规律可知，灯泡两端电压为额定电压，此时灯泡正常发光；在步骤②中，灯泡、R0和滑动变阻器仍串联，电压表测R0两端电压为U1，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光；根据串联电路电流特点和欧姆定律可知，通过灯泡的额定电流为
小灯泡额定功率的表达式为
[3]小明在测量U1时，闭合开关S、S2后，忘记断开S1，此时电路仍为串联电路，但滑动变阻器被短路，电压表测R0两端电压，示数为U1'，与之前相比，U1'的示数变大，通过R0的电流变大，即灯泡的额定电流变大，故用原方法算出的小灯泡额定功率大于真实值。
3．（2024·江苏扬州·一模）小华家6、7月底电能表的示数如图甲、乙所示，则7月份用电器消耗的电能为 kW h。关闭家里其它用电器，只让微波炉工作，当电能表的指示灯闪烁300次时，所用的时间为6min，则微波炉的电功率为 W。该电路还允许功率不超过 W的用电器同时工作。
【答案】 210 1000 7800
【详解】[1]由图可知7月份用电器消耗的电能为
[2] 当电能表的指示灯闪烁300次时，消耗的电能为
微波炉的电功率为
[3] 该电路允许消耗的最大功率为
还允许消耗的最大功率为
4．（2024·江苏无锡·一模）直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池），直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后（为方便计算，图像已作近似处理），充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表所示。
充电电压U/V 充电电流I/A 充电时长t/min 充电读数/kW h 充电费用/元
400 45 24.0 28.80
(1)充电过程中蓄电池相当于 （电源/用电器）；
(2)通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更 ；
(3)在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律 。当D为70%时，充电电流为 A；
(4)若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 元；
(5)设D从70%增长至80%所需时间为t1，从80%增长至90%所需时间为t2，且t1∶t2＝5∶8，则测试全过程的充电总时长为 min。
【答案】(1)用电器
(2)大
(3) 先变大，后不变 100
(4)50.4
(5)108
【详解】（1）充电过程中蓄电池消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，属于用电器。
（2）由P＝UI可知，直流充电桩由于具有更高的充电电压和更大的充电电流，所以其充电功率也更大。
（3）[1]由图乙知，D从30%增至70%的过程中，充电功率先变大，后不变。
[2]当D达到70%时，充电功率为
P＝40kW＝4×104W
由表中数据知，D达到70%时，由P＝UI可知，此时的充电电流
（4）由表中数据可知，D达到70%时，充电度数为24.0kW h，电费单价为
则充满电还需充入30%，需消耗的电能为
测试全过程的充电费用
（24+18）kW h×1.20元/kW h＝50.4元
（5）由题意可知，充满电时储存的电能
由图乙知，D从80%至90%时，消耗电能
W2＝10%×W＝10%×60kW h＝6kW h
此过程中充电功率P2＝15kW保持不变，由W＝Pt可得，此时充电的时间
D从90%至100%的过程中，充电功率不变，由题知，t1∶t2＝5∶8，所以D从70%增至80%所需时间
由表中数据知，D从30%增至70%的过程中充电时长45min，所以测试全过程的充电总时长
t＝45min+15min+24min+24min＝108min
5．（2024·江苏淮安·模拟预测）我校为同学们准备的智能饮水装置，让我们学生一年四季都有开水喝，该装置的核心部件——发热体上标有“220V1000W”的字样，求：
(1)该发热体正常工作时的电流是多少？
(2)前几天智能饮水内的该发热体烧坏了，学校物理兴趣小组的小华和小明来到电子商城购买配件，售货员告诉他们，没有“220V1000W”的发热体，只有“220V500W”和“220V2000W这两款发热体。小华和小明用学过的物理知识提出两种修复方案：
1、小华提出用“220V500W”的发热体，截取一半，替换原烧坏的发热体；
2、小明提出用“220V2000W”两个串联替换原烧坏的发热体。请你通过计算对小华和小明的方案可行性做出评价。另一种方案稍加改动，仍然可以修复原烧坏的发热体。请画出修改后的方案，标清发热体铭牌（发热体在电路中统一画成）
【答案】(1)4.55A
(2)见解析
【详解】（1）发热体上标有“220V 1000W”的字样，由可知，则该发热体正常工作时的电流
（2）1、小华提出用“220V 500W”的发热体，其电阻为
截取一半，电阻变为
此时的功率为
功率符合要求，但截取一半会改变发热体的结构和散热性能，可能导致安全隐患，因此不可行。
2、小华提出用“220V 2000W”的发热体，其电阻为
串联后的总电阻为
R串=24.2Ω+24.2Ω=48.4Ω
此时的功率为
功率符合要求，但串联使用会导致每个发热体的电压分配不均，可能导致发热体损坏，因此不可行
合理的修复方案：
将两个“220V 500W”的发热体并联使用。并联后的总电阻
此时的功率
并联使用两个“220V 500W”的发热体，功率和电阻都符合要求，且安全可靠。
修改后的方案如图所示
6．（2024·江苏淮安·模拟预测）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R 为定值电阻，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~15V”，滑动变阻器R 的最大阻值为80Ω。在保证电路元件安全的情况下，缓慢移动滑片，R 消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为15V
B．滑动变阻器的最大电功率0.36W
C．电路消耗总功率的最小值为10.8W
D．滑动变阻器R 的调节范围为20Ω~50Ω
【答案】D
【详解】由图甲可知，定值电阻R1和滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
A．由图乙可知，当R2两端的电压为13V时，R2消耗的电功率为6.5W， 由P=UI可知，此时电路中的电流
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压为
……①
当R2两端的电压为15V时，R2消耗的电功率为4.5W，由P=UI可知，此时电路中的电流
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压为
……②
由①②解得R1=10Ω，U=18V，故A错误；
D．由串联电路的分压规律可知，滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电压表的示数最小， 由欧姆定律可知，此时电路中的电流最大，因为电流表的量程为0~0.6A，所以电路中的最大电流I大=0.6A， 由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻
由串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器接入电路的最小阻值
由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器接入电路的电阻最大时，滑动变阻器两端的电压最大， 因为电压表的量程为0~15V，因此滑动变阻器两端的最大电压U2＇=15V， 则滑动变阻器接入电路中的最大阻值
滑动变阻器R2的调节范围为20~50Ω，故D正确；
B．滑动变阻器的最大电功率
所以，当
R滑＝R1＝10Ω
时，滑动变阻器的电功率最大，但滑动变阻器允许接入电路中的最小电阻
R2小=20Ω>10Ω
所以滑动变阻器接入电路中的电阻为20Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，此时电路中的电流最大为0.6A，则滑动变阻器消耗的最大电功率为
故B错误；
C．当电压表为15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大。电路中的最小电流I最小=0.3A，则电路消耗总功率的最小值
故C错误。
故选D。
7．（2024·江苏苏州·一模）如图甲电路，电源电压保持不变。当闭合开关时，将变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中，两电压表、示数与电流表示数的变化关系如图乙，下列说法正确的是（ ）
A．图像a表示示数变化 B．电源电压为12V
C．滑片移至最左端时的功率为0.6W D．电路消耗的最大功率为3.6W
【答案】C
【详解】由图甲得，变阻器R、定值电阻R2、定值电阻R1测量，电压表V1测量定值电阻R2电压，电压表V2测量变阻器R、定值电阻R2的总电压，电流表测量电路电流。
A．由欧姆定律得，定值电阻R2的电流越大，电压越大，则b图像为R2的I-U图像，即表示示数变化；图像a表示V2示数变化，故A错误；
B．由图像得，定值电阻R1电阻为
电源电压为
故B错误；
C．滑片移至最左端时，变阻器接入电路中电阻最大，电路中电阻最大，电路电流最小，为0.2A，的功率为
故C正确；
D．电路消耗的最大功率为
故D错误。
故选C。
8．（2024·江苏无锡·一模）如图甲所示，电源电压U恒为6V，为定值电阻，闭合开关S。在滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，图乙是电压表的示数U随电流表示数I的变化关系，图丙是滑动变阻器的功率P随其两端电压U的变化关系。图丁是滑动变阻器的效率（即滑动变阻器消耗的功率与电路消耗的总功率之比）随滑动变阻器电阻R的变化关系，则下列判断正确的是（ ）
A．定值电阻的阻值为5Ω B．滑动变阻器最大阻值8Ω
C．乙图阴影部分面积为3.6W D．丙图b点的坐标为（，）
【答案】B
【详解】A．分析电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测整个电路电流，电压表与滑动变阻器并联，测滑动变阻器两端电压。由图乙可知，当电压为零时，滑动变阻器阻值为零，此时电路为只有定值电阻的简单电路，此时电流I=3A，电源电压为6V，可知定值电阻阻值为
故A错误；
B．因串联电路中各处电流都相等，且串联电路中总电阻等于各部分电阻之和，由得滑动变阻器消耗的功率与电路消耗的功率之比为
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，效率最大，由图丁可得，最大效率为80%，则有
解得滑动变阻器最大阻值，故B正确；
C．由图乙可知，a点为电流最小时，此时滑动变阻器接入阻值最大，此时电路电流为
此时电压表示数为
则乙图阴影部分面积为
故C错误；
D．变阻器消耗的电功率为
由上式可知，当R滑＝R0时，P滑有最大值，根据串联分压原理可知，此时滑动变阻器的电压为3V，则丙图b点的坐标为（，），故D错误。
故选B。
9．（2024·江苏南通·一模）如图甲为一种自动测定温度的电路原理图。电源电压不变，R0为定值电阻，R为可变电阻，其阻值R随温度T变化情况如图乙。闭合开关S，当监控区的温度升高时，下列表示电路消耗的总功率P随温度T的变化关系图线中，可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】由图甲可知，R与R0并联，根据总功率等于各用电器功率之和可得
由图乙可知，R随温度T成正比关系，故当温度升高时，R成线性增大，电路总功率减小，且不成线性关系，故ABC错误，D正确。
故选D。
10．（2024·江苏南京·模拟预测）图甲电路中电源电压不变，小灯泡L标有“ ”字样，定值电阻，电流表量程为，滑动变阻器规格为“ ”，当闭合、接2时，当滑动变阻器的滑片在某两点间滑动时，小灯泡的电功率随其两端电压变化的图像如图乙，则（ ）
A．闭合接1时，电路的最小功率为
B．闭合接1时，在内产生的热量最多为
C．闭合接2时，滑动变阻器接入电路的电阻范围为
D．闭合接2时，小灯泡实际功率为时，滑动变阻器的功率为
【答案】B
【详解】A．闭合S、S1接1时，R1、R2串联，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，通过电路的电流最小，电路的总功率最小，则通过电路的最小电流为
电路的最小功率为为
P小=UI小=9V×0.3A=2.7W
故A错误；
B、闭合S、S1接1时，R1、R2串联，因串联电路各处电流相等，电流表量程为0~0.6A，滑动变阻器R1规格为“20Ω 1A”，所以通过电路的最大电流为0.6A，则R2在1min内产生的热量最多为
Q=I2R2t=(0.6A)2×10Ω×1×60s=216J
故B正确；
CD．闭合S、S1接2时，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测通过电路的电流，小灯泡L标有“6V 3W”字样，则灯泡正常发光时的电流为
根据串联电路电流规律可知，通过电路的最大电流为0.5A，此时灯泡正常发光，因串联电路总电压等于各部分电压之和，则此时滑动变阻器两端的电压
U1=U-UL=9V-6V=3V
所以滑动变阻器接入电路的最小阻值为
由乙图可知，灯泡两端的电压最小为3V时，灯泡的实际功率最小为1W，说明此时变阻器接入电路的阻值最大，则此时电路中的电流为
此时滑动变阻器两端的电压为
U1'=U-U实=9V-3V=6V
则滑动变阻器接入电路的最大阻值为
所以滑动变阻器接入电路的电阻范围为6~18Ω，小灯泡的实际功率为1W时，滑动变阻器的功率为
故CD错误。
故选B。
11．（2024·江苏徐州·一模）如图所示，电源的输出电压恒定不变，现将一个灯泡L接在离电源很近的AB两点时，灯泡L消耗的功率为25W，若将灯泡L接在离电源较远的CD两点时，灯泡L消耗的功率为16W，则输电导线AC、BD上消耗的功率为 。
【答案】4W
【详解】设灯泡L连接在AB两点时，电路的电流为I1，则此时灯泡的电功率为
设将灯泡L接CD两点时，电路的电流为I2，则此时灯泡的电功率为
由以上两式可得
将灯泡L接CD两点时，电路的总功率为
输电导线AC、BD上消耗的功率为
12．（2024·江苏宿迁·一模）某电能表的表盘上标有“1600imp/(kW h)”的字样，将铭牌上标有“220V，1210W”字样的电热水器接在家庭电路中，只让它单独工作6min，这段时间内电能表的指示灯闪烁了160次，该电路的实际电压为 V，该电热水器在上述时间内实际消耗的电能为 kW h，若这些电能的84%全部被水吸收，可使3.6kg的水从20℃升高到 ℃。[]
【答案】 200 0.1 40
【详解】[1][2]热水器6min消耗的电能为
热水器的实际功率为
热水器的电阻为
热水器的实际电压为
[3]水吸收的热量为
由Q吸=cmΔt得，水升高的温度
故末温为
t末=t初+Δt=20℃+20℃=40℃
13．（2024·江苏苏州·一模）在估测电水壶实际功率的活动中，小明家的电能表如图所示。小明在电水壶中加入质量为0.8kg的水，测得水的初温为20℃。然后小明断开家里其他用电器，给电水壶通电2min，电能表的转盘恰好转30圈，测得此时水温为70℃。（水的比热容为）求：
（1）水吸收的热量；
（2）电水壶的实际电功率；
（3）电水壶的加热效率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）水吸收的热量
（2）消耗的电能
电水壶烧水的实际功率
（3）电水壶的加热效率
答：（1）电水壶中的水吸收的热量是；
（2）电水壶烧水的实际功率是；
（3）电水壶的加热效率。
14．（2024·江苏常州·一模）某同学设计水位自动报警装置，主要元件有电磁继电器、红灯和绿灯（额定电压220V）、控制电路电源（电源电压6V）、水位控制器等。当水位没有上升到与金属片A接触时，控制电路断开，此时绿灯亮：当水位上升到与金属片A接触时，控制电路接通，此时红灯亮。请用笔画代替导线完成电路连接。
【答案】
【详解】当水位没有上升到与金属片A接触时，控制电路断开，此时绿灯亮，则上侧与绿灯相连，当水位上升到与金属片A接触时，控制电路接通，此时红灯亮，这表明衔铁被吸下，电磁铁具有了磁性，则下侧与红灯相连，如图所示：
15．（2024·江苏无锡·一模）在跨学科实践学习中，某学习小组开展生物学科的“自制豆芽机”项目化学习活动，主要包括产品设计、功能调试、评价改进三个环节。
【产品设计】图甲是小组成员完成的设计草图，内容包括发育盘、淋水系统和控温装置。发育盘上有沥水孔：淋水系统由水泵驱动，豆芽机中的水可通过内部管道和沥水孔按箭头方向流动，使用时可通过调节水流大小控制发育盘中的积水量。小组设计的控温装置内部电路出现两种方案，如图乙（A）（B）所示，可实现加热、保温两挡自动切换，其中R0是定值电阻，Rx为热敏电阻，R1、R2为电热丝。
【功能调试】小组成员购置了相关配件进行产品制作与调试。配件的具体参数如下：控制电路电源电压U为3V，R0为25Ω，R1为330Ω，Rx的阻值与温度的关系如图丙所示，电磁铁衔铁在电流大于或等于60mA时吸合，此时为加热状态；当电流小于30mA时释放，此时为保温状态。
【评价改进】针对设计图纸及项目研究要求，他们认真进行了研究并确定相对应的参数，选购相应器材，并完善产品设计。
(1)针对项目产品及其设计电路，下列说法中不正确的是 ；
A．随着温度的升高，两电路图中电磁铁的磁性将变弱
B．图（A）与图（B）的设计达成的控制效果是相同的
C．图（A）与图（B）中电阻R1没有工作时的电路状态相同
D．为了提高所控制的温度，可以减小R0的阻值
(2)以图（B）设计的产品电路分析，“自制豆芽机”内部温度控制的最高温是多少？
(3)若“自制豆芽机”产品要达到“优秀”等级，需实现20℃~25℃自动控温，可将图（B）控制电路中的电源电压调至 V。该产品保温功率和加热功率之比为1:4，则制作的电热丝电阻R2阻值为 。保温时从最高温经过15min后降温到最低温，若关闭电路从最高温只经过10min后到最低温，假设整个过程中热量损失功率始终相同，则从最低温加热到最高温需要的时间为 。
【答案】(1)C
(2)26℃
(3) 2.25 110Ω 30min
【详解】（1）A．分析电磁铁的磁性变化。电磁铁的磁性强弱与通过它的电流大小有关，电流越大，磁性越强。根据欧姆定律，当电阻一定时，电流与电压成正比。但在这个问题中，电源电压是恒定的，因此电磁铁的磁性变化主要取决于电路中的总电阻。随着温度的升高，热敏电阻Rx 的阻值会增大（根据图丙），两个电路图中，热敏电阻与定值电阻R0串联在电路中，所以导致电路中的总电阻增大，根据欧姆定律，电流会减小，因此电磁铁的磁性将变弱，而不是变强。故A正确，不符合题意；
B．比较图（A）与图（B）的设计效果。在图（A）中，当电流较小时（即温度较高时），电磁铁不吸合，R1 和R2 串联工作，电路处于保温状态；当电流增大到一定程度时（即温度升降低到一定程度时），电磁铁吸合，R1被短路，只有R2 工作，电路处于加热状态。在图（B）中，当电流较小时（即温度较高时），电磁铁不吸合，R1 和R2 串联工作，电路处于保温状态；当电流增大到一定程度时（即温度升高到一定程度时），电磁铁吸合，R1被断路，只有R2 工作，电路处于加热状态。但无论哪种情况，都能实现加热和保温两挡的自动切换。故B正确，不符合题意；
C．图（A）中电阻R1没有工作时，电磁铁吸合，R1被短路，只有R2 工作，电路处于加热状态；图（B）中电阻R1没有工作时，电磁铁吸合，R1被断路只有R2 工作，电路处于加热状态。故图（A）与图（B）中电阻R1没有工作时的电路状态不相同，故C错误，符合题意；
D．热敏电阻随温度的升高而升高，若想要提高控制温度，需减小R0的阻值，故D正确，不符合题意。
故选C。
（2）乙图B中，S0断开时，衔铁向上弹起，R1与R2串联，S0闭合时，衔铁被吸下，R1没有接入电路，此时电路只有R2工作，当达到最高温时，热敏电阻最大，此时电路中电流
I=30mA=0.03A
电路的总电阻
根据串联电路电阻规律可知，热敏电阻的阻值
由图丙可知当Rx=75Ω时，“自制豆芽机”内部温度控制的最高温度
（3）[1]由题可知，自动控温最高温度为25℃，此时Rx=50Ω，控制电路应使弹片向上弹起，则电路的电流为最小电流30mA，此时电源电压调至
U总=Imin(R0+Rx)=0.03A×(25Ω+50Ω)=2.25V
[2]加热时只有R2工作，保温时R1与R2串联工作，其功率之比为1:4，即
制作的电热丝电阻R2阻值
R2=110Ω
[3]加热功率
保温功率
保温时，电热丝R1 和R2串联工作，总功率为P保温，则保温状态下产生的总热量为P保温×900s。同时，热量的变化为(P损 P保温)×900s。关闭电路时，没有电热丝工作，只有热量损失，所以热量的变化为P损×600s。根据题目条件，这两个过程中热量的变化是相等的，即
(P损 P保温 )×900s=P损×600s损失的功率
由于从最低温加热到最高温需要使豆芽机的温度从20℃升高到25℃，这个过程中电热丝产生的净热量（即产生的热量减去损失的热量）应该等于保温时从最高温降到最低温过程中热量的变化。
P加热t P损t=(P损 P保温)×900s从最低温加热到最高温需要的时间
二、电压和电阻
16．（2024·江苏南京·一模）如图所示的电路，电源电压不变，滑动变阻器R1标有“100Ω 0.8A”，灯泡标有“12V 6W”，虚线框a、b、c、d内为定值电阻R0、电流表（量程0~0.6A）、电压表（量程0~15V）和导线其中之一，且不相同。在保证电路安全的前提下：①闭合S1、S2，调节滑动变阻器的滑片，电路中的最小电流为0.22A；②闭合所有开关，滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为6Ω；③将b、d内的元件互换，闭合所有开关，灯泡恰能正常发光，且无论怎样移动滑片，灯泡亮度都不变。下列说法正确的是（ ）
A．图中，b为电压表、d可能为电流表
B．①中，灯泡的最小功率为1.1616W
C．②中，电路的最大总功率为32.4W
D．③中，R0工作10s产生的热量为60J
【答案】D
【详解】A．由图可知，闭合S1、S2，调节滑动变阻器的滑片，电路中的最小电流为0.22A，说明变阻器连入电路的电阻最大，R1和R0串联，电流表测量电路中的电流，电压表和R1并联，b是电压表，将b、d内的元件互换，闭合所有开关，灯泡恰能正常发光，且无论怎样移动滑片，灯泡亮度都不变，说明变阻器被短路，d为导线，根据②中滑动变阻器接入最小阻值为6Ω，得出此时定值电阻应当接入电路（因为①中0.22A对应一定是电压表达到最大量程15V，因此电源电压大于15V，定值电阻不接入则电流会大于2.5A），从而确定a是定值电阻，所以c是电流表，故A错误；
B．②中闭合所有开关，滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为6Ω，灯泡和电流表被短路，变阻器和定值电阻串联，滑动变阻器R1的最大电流是0.8A，电源电压
U=I大(R滑小+R0)=0.8A×(6Ω+R0)①
③步骤根据灯泡正常发光，得到电路中的电流为
电源电压
U=IR0+UL=0.5A×R0+12V②
由①和②得到R0=24Ω，U=24V。步骤①中闭合S1、S2，调节滑动变阻器的滑片，电路中的最小电流为0.22A，电压表的量程是0~15V，说明滑动变阻器电压达到15V，R0的电压为
U0=I小R0=0.22A×24Ω=5.28V
灯泡电压为
UL1=U-U滑大-U0=24V-15V-5.28V=3.72V
灯泡的功率
P L1=U L1I小=3.72V×0.22A=0.8184W
故B错误；
C．②中电流的最大值为0.8A，则电路最大功率为
P大=UI大=24V×0.8A=19.2W
故C错误；
D．③中灯泡正常发光电流为0.5A，R0工作10s产生的热量为
Q=IL2R0t=(0.5A)2×24Ω×10s=60J
故D正确。
故选D。
17．（2024·江苏泰州·一模）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，灯泡上标有“4V 2W”的字样，电流表量程为0~0.6A，电压表V1量程为0~15V，V2量程为0~3V。闭合开关在保证电路安全的情况下，最大范围内调节滑动变阻器的滑片，得到其中一个电压表与电流表示数的关系如图乙。下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡正常发光的电阻为4Ω
B．调节滑片过程中，电压表V1的变化范围是2~4V
C．灯泡正常工作10s，滑动变阻器消耗的电能为30J
D．某一状态时，灯泡与滑动变阻器的功率之比为a，则1≤a≤2
【答案】D
【详解】A．由得，灯泡正常发光的电阻为
故A错误；
B．由实物图得，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测量灯泡电压，电压表V2测量滑动变阻器电压，电流表测量电路电流，当变阻器接入电阻中电阻变大，电路电流变小，变阻器电压变大，灯泡电压变小，则图乙中的图像为滑动变阻器的U-I图，由图像得，滑动变阻器的最小电压为2V，此时滑动变阻器接入电路中电阻最小，电路电流最大，由P=UI得，灯泡正常发光电流为
电流表的量程为0~0.6A，则电路最大电流为0.5A，此时灯泡正常工作，灯泡电压为4V，电源电压为
U=UPmin+UL=2V+4V=6V
V2量程为0~3V，则滑动变阻器最大电压为3V，此时灯泡电压为
UL1=U-UPmax=6V-3V=3V
则调节滑片过程中，电压表V1的变化范围是3~4V，故B错误；
C．灯泡正常工作10s，滑动变阻器消耗的电能为
W=UPminIPt=UPminILt=2V×0.5A×10s=10J
故C错误；
D．串联电路中电流相等，由P=UI得，变阻器与灯泡电功率之比等于两者电压之比，当滑动变阻器电压最大为3V时，灯泡电压为3V，此时
当滑动变阻器电压最小为2V时，灯泡电压为4V，此时
则1≤a≤2，故D正确。
故选D。
18．（2024·江苏无锡·一模）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小明和小华利用电源电压恒定，额定电压为2.5V的小灯泡进行探究。
(1)如图甲所示是小明开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，并用笔画线代替导线在原图上画出正确的接法 。
(2)排除电路故障后，小明将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处，闭合开关；若想测量小灯泡额定功率，则应向 （左/右）移动滑片，观察并记录多组数据，绘制如图乙所示的U﹣I图像，则小灯泡的额定功率为 W。当电流表示数为I0（I0＜0.50A）时，小灯泡的电功率为P1；
(3)断开开关，用一个定值电阻替换小灯泡，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处，记录两表示数，再移动滑片，并记录在表格中，分析数据可知：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成 （正比/反比），当电流表示数仍为I0时，定值电阻的电功率为P2，则P1、P2的大小关系为P1 P2（＞/＝/＜）；
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 0.9 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.18 0.40 0.50 0.60
(4)实验中所用电源的电压为 V。
【答案】(1)
(2) 右 1.25
(3) 正比 ＜
(4)4.5
【详解】（1）原电路图中，电流表与灯泡并联，电压表与灯泡串联，在“测量小灯泡的电功率”实验中，滑动变阻器和电流表应串联，电压表与灯泡应并联。如下图所示：
（2）[1]排除电路故障后，小明将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处，闭合开关，此时电压表示数最小，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律和分压原理，应减小滑动变阻器两端电压，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，靠近下接线柱，应向右移动滑片。
[2]由图乙可知，当小灯泡两端电压为UL=2.5V时，通过小灯泡的电流IL=0.5A，则小灯泡额定功率为
PL＝ULIL＝2.5V×0.5A＝1.25W
（3）[1]由表中数据可知，电压与对应的电流之比为一定值，即当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比。
[2]由表格中数据，定值电阻的阻值为
灯泡正常工作时的电阻为
由图乙知，灯泡电阻是变化的，通过的电流越大，温度越高，灯泡电阻越大，所以当电流表示数为I0，且I0＜0.50A时，灯泡电阻小于5Ω；当电流均为I0，灯泡电阻小于定值电阻的阻值，由P＝I2R知，P1＜P2。
（4）在（2）中，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处时，电路中电阻最大，由图乙知，通过的电流为0.2A，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知电源电压
U＝U灯+U滑＝0.5V+0.2A×R滑……①
在（3）中，定值电阻替换小灯泡，由表中数据知，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处时，通过的电流为0.18A，同理可得电源电压
U＝UR+U滑′＝0.9V+0.18A×R滑……②
联立①②可得：U=4.5V，R滑=20Ω，故电源电压为4.5V。
19．（2024·江苏连云港·一模）3D打印机是一种可快速打印定型的机器，它的原理是把数据和原料放进3D打印机中，通过逐层打印的方式来构造物体，小明家用的3D打印机所使用的丝材原料是一种易熔易凝的PLA塑料。其工作电路如图甲所示，其中，电磁铁的线圈电阻为40 Ω，当电磁继电器线圈的电流达到100 mA时，衔铁被吸下来。下列有关说法正确的是（ ）
A．3D打印机喷头工作时只利用了电流的磁效应
B．当电阻为30 Ω时，要使衔铁能被吸引下来，的阻值最多为60 Ω
C．若电路中只有3D打印机工作了40 min，如图乙所示的家用电能表指示灯闪烁了500次，则该打印机的实际功率为250 W
D．当衔铁被吸下时，电阻R开始工作熔化PLA塑料
【答案】C
【详解】A．要熔化PLA塑料，则3D打印机喷头主要是利用了电流的热效应，故A错误；
B．电磁继电器线圈的电流达到100mA时，衔铁被吸下来，根据欧姆定律得，电路的总电阻为
根据串联电路电阻特点，R2的阻值最多为
R2＝R总﹣R1﹣R线圈＝90Ω﹣30Ω﹣40Ω＝20Ω
故B错误；
C．图乙中的家用电能表指示灯闪烁了500次，打印机做的功为
打印机的实际功率为
故C正确；
D．电阻R开始工作一段时间后才会产生一定的热量，使得PLA塑料熔化，故D错误。
故选C。
20．（2024·江苏泰州·一模）如图甲电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器；图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像；则R阻值为 Ω，整个电路的消耗的最大功率为 W。
【答案】 10 3.6
【详解】[1]由电路图可知，R1与R串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙可知，当
时
当
时
因串联电路中各处的电流相等，所以，由可得，电路中的电流分别为
，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，由可得，电源的电压
即
解得
由串联电路电压特点与欧姆定律得，电源的电压
[2]当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中只有R，电路中的电流最大，整个电路的总功率最大，则
21．（2023·江苏盐城·二模）物理兴趣小组的同学，为了探究滑动变阻器的电流、电压关系，按照如图甲的电路进行实验。闭合开关S，让滑片P从最右端开始向左滑动，测量滑片到最右端的距离x，同时观察电压表、电流表的示数，记录数据并绘制电压表读数U与x的关系图象如图乙所示，电流表读数I与x的关系图象如图丙所示。根据题目信息，滑片P距离最右端的距离x在0~5cm的过程中，电流表读数I始终为零的原因是 ，滑片P每滑动1cm滑动变阻器的阻值变化 Ω，若电流表的量程为0~3A，则此电路的最大功率可达 。
【答案】 RP在x-5cm处断路 2 4.5W
【详解】[1]由图甲可知：滑动变阻器与R0串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中电流；当滑动变阻器的电阻丝有断点时，电压表测量电源电压，滑片P距离最右端的距离x在0~5cm的过程中，由图乙可知，电压表示数保持3.0V不变，则电源电压为3.0V；电流表读数I始终为零，说明电路处于开路状态，即变阻器上离最右端的5cm处出现断点即RP在x-5cm处断路。
[2]由乙、丙图可知，当x=5cm时，电压表示数U1=2.7V，电流表示数I1=0.15A，当x=10cm时，电压表示数U2=2.4V，电流表示数I2=0.3A，由欧姆定律可得，当x=5cm时，滑动变阻器接入电路中的电阻
当x=10cm时，滑动变阻器接入电路中的电阻
故滑动变阻器滑动5cm电阻的改变量是
△R=R1-R2=18Ω-8Ω=10Ω
所以从断点处滑片P向左滑动的过程中，该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化是2Ω。
[3]当x=5cm时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R0两端的电压
U01=U-U1=3.0V-2.7V=0.3V
由欧姆定律可得，电阻R0的阻值
当滑动变阻器滑片P在最左端，接入电路的电阻为零，电路中只有R0连入电路，此时电路中的电流最大，功率最大，电路中的最大电流
没有超过电流表的量程，则此电路的最大功率
三、欧姆定律
22．（2024·江苏无锡·一模）小灯泡标有“6V 3W”字样，闭合开关后，滑片P移至某一位置时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1；滑片P移至某一端点时，电流表示数为0.3A，电压表示数变化了3V，此时滑动变阻器消耗的功率为P2，且P1︰P2=5︰6。下列判断正确的是（ ）
①滑动变阻器的最大阻值为10Ω
②电路允许消耗的最大功率为4.5W
③小灯泡正常发光时，滑片P位于滑动变阻器中点位置
④滑动变阻器消耗的功率由P1变为P2的过程中，小灯泡消耗的功率变化了2.1W
A．只有② B．只有②③ C．只有②④ D．②③④都正确
【答案】C
【详解】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
①设电源电压为U，当滑片P移至某位置时，小灯泡恰好正常发光，且串联电路中电流处处相等，由P=UI可得，此时电路中的电流为
滑动变阻器消耗的功率为
P1=(U-UL)I=(U-6V)×0.5A……①
当滑片P移至某一端点时，电流表示数为0.3A，电流表示数减小，说明变阻器接入的电阻变大，此时滑片在最大阻值处；变阻器接入的电阻变大，由串联分压规律可知，变阻器分得的电压变大，所以，电压表示数变化了3V即增大了3V，此时滑动变阻器两端的电压为
U滑=U-6V+3V=U-3V
此时滑动变阻器消耗的功率为
P2=UI'=(U-3V)×0.3A……②
已知
P1︰P2=5︰6……③
联立①②③解得，电源电压U=9V；则滑动变阻器的最大阻值为
故①错误；
②灯泡的额定电流为0.5A，则电路中的最大电流为0.5A，电路允许消耗的最大功率
P大=UI大=9V×0.5A=4.5W
故②正确；
③小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电压为
U滑' =U-6V=9V-6V=3V
此时滑动变阻器的电阻为
因为滑动变阻器的最大阻值为20Ω，所以此时滑片P不在中点位置，故③错误；
④由题意可知，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1，则此时灯泡消耗的功率
PL=P额=3W
滑动变阻器消耗的功率由P1变为P2的过程中，电压表示数变化了3V即增大了3V，由串联电路的电压规律可得，灯泡两端的电压减小了3V，则此时灯泡两端的电压
UL'=6V-3V=3V
此时灯泡消耗的电功率
PL'= UL'I'=3V×0.3A=0.9W
则灯泡消耗的功率变化了
ΔP=PL-PL'=3W-0.9W=2.1W
故④正确。
故选C。
23．（2024·江苏无锡·一模）如图甲所示，某小组设计的调节光照度助力植物成长的模拟电路。电源电压为U，R0为电阻箱，光敏电阻R的阻值随光照度E的变化图像如图乙所示。当电流I≥0.2A时，电磁铁刚好能够吸下衔铁A，启动电动机（图中省略），带动遮光板下移减少光照。要使电表示数能随E的增大而增大，则电表应该安装在 （选填“①”或“②”）的位置；若电源电压U为12V，调节R0阻值为10Ω，不计电磁铁线圈电阻，则光照度E最大为 Lx，此时光敏电阻R的电功率是 W；若某植物对阳光需求更大，对电路可采取的办法是 。
【答案】 ① 2×103 2 增大R0的阻值或者减小电源电压
【详解】[1]由乙图可知，光敏电阻R随光照度E的增大而减小。说明光照越大，R的阻值越小，电路中的电流越大，故要使电表示数能随E的增大而增大，故应在电路中串联电流表，因此应在①位置安装电表。
[2]由于光敏电阻R和电阻箱R0串联，当电磁铁刚好能够吸下衔铁A时，电流I≥0.2A，电路中的电阻为
此时光敏电阻R的阻值为
R=R总-R0=60Ω-10Ω=50Ω由乙图可知，当R=50Ω时，E=2×103Lx。
[3]光敏电阻R的电功率为
P=UI=I2R=（0.2A）2×50Ω=2W
[4]当电流I≥0.2A时，电磁铁刚好能够吸下衔铁A，所以对阳光需求更大时，需要光照度变大，R变小，只能增大R0的阻值或者减小电源电压。
24．（2024·江苏南京·一模）如图是小伟做电学实验的实物图，他闭合开关后，把滑动变阻器的滑片从A点移到B点时，在下表中记录下滑片在这两个点时电压表V1、V2的示数。滑片在A、B两点时，R1和R2的功率之和相差0.35W。已知灯泡上标有“2.5V 0.5A”的字样（灯丝电阻不变），电源电压恒定。下列说法正确的有（ ）
滑动变阻器的滑片位置 电压表V1的示数U1/V 电压表V2的示数U2/V
A 9U0 9U0
B 6U0 10U0
①灯泡正常发光时的电阻为5Ω
②电阻R1的阻值为15Ω
③电源电压为6V
④闭合开关，滑片从A点移到B点的过程中电路总功率的最小值为1.2W
A．仅①② B．仅②③ C．仅①②③ D．①②③④
【答案】D
【详解】①根据灯泡正常发光，U=2.5V，I=0.5A，灯泡正常发光的电阻
故①正确；
②分析电路可知，滑动变阻器R2、电阻R1、灯RL串联；电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R1和R2串联的总电压；当滑片处于A端
U1=U2=9U0
此时滑动变阻器R2接入电阻为0Ω，R1和RL串联，串联电路的电流为
灯L的电压
则串联的总电压为
当滑片处于B端，R2两端电压为
U=U'2-U'1=10U0-6U0=4U0
此时串联电路的电流为
灯L两端的电压
串联的总电压为
R1的电功率为
由于电源电压不变，则U总=U'总，即
得R1=15Ω，故②正确；
③根据串联电路可得
则R2=10Ω；R1和R2的总功率为
由题意滑片在A、B两点时，R1和R2的功率之和相差0.35W，即
P1-P2=0.35W
则计算U0=0.5V，则电源电压为U总=6V，故③正确；
④根据可知，要使电路总功率的最小，电路的总电压不变，则需要总电阻最大，即滑片滑到B点时电阻最大，此时
故④正确。
故选D。
25．（2024·江苏无锡·一模）如图所示，电源电压保持6V不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，定值电阻的规格为“10Ω，0.5A”，变阻器的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，为了保证电路安全，下列说法正确的是（ ）
①电阻R1的功率的范围为0.4~2.5W
②电流表示数的范围为0.3~0.5A
③滑动变阻器的接入范围是2~10Ω
④电路消耗的总功率的变化范围是1.2~3W
A．只有①和③ B．只有②和③
C．只有①与④ D．只有②和④
【答案】B
【详解】闭合开关，两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测量变阻器的电压。电流表的量程为0~0.6A，定值电阻的规格为“10Ω 0.5A”，串联电路各处电流相等，则电路中最大电流为0.5A，电阻R1的最大功率
由欧姆定律得，电阻R1两端的电压
串联电路总电压等于各部分电压之和，此时滑动变阻器两端的电压
此时滑动变阻器接入电路的最小阻值
电路消耗的最大总功率
电压表的量程为0~3V，根据串联分压原理可知当电压表示数最大时，根据欧姆定律可知，此时通过电路的电流最小，此时定值电阻两端的电压
此时通过电路的电流
所以电流表的示数范围为0.3~0.5A。电阻R1最小功率
所以电阻R1的功率的范围为0.9~2.5W。由欧姆定律得，滑动变阻器接入电路的最大电阻为
滑动变阻器的接入范围是2~10Ω。电路消耗的最小功率
所以电路消耗的总功率的变化范围是1.8~3W，故ACD错误，B正确。
故选B。
26．（2024·江苏盐城·一模）如图，D为电子元件，能起稳压作用，UD不变，R为定值电阻，E为电压可调的电源，下列描述电路中的电流I、R消耗的电功率P随电源电压U总变化关系的图线中，可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】AB．根据串联电路电压的规律，R的电压为
UR＝U总﹣UD
根据欧姆定律，通过R的电流
因R和UD为定值，则此式为I随U总的变化关系式，可知它们的变化关系为一次函数关系，并且I随U总的变大而变大，故AB错误；
CD．R消耗的电功率
此式为R消耗的电功率P随电源总电压U总变化的二次函数关系，由数学知识知它们的图像为曲线，故C错误，D正确。
故选D。
27．（2024·江苏淮安·模拟预测）如图甲电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端移动至灯泡L正常发光的位置，在此过程中，电流表示数与两只电压表示数的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压是8V B．灯泡L的额定功率是5.6W
C．滑动变阻器的最大阻值是40Ω D．滑动变阻器的最大功率约为5W
【答案】B
【详解】A．由图甲可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；当滑片P从最右端滑至灯泡L正常发光的位置时，变阻器接入电路的阻值变小，串联电路的总电阻变小，由欧姆定律可知电路中电流变大；变阻器接入电路的阻值变小，由串联分压的规律可知变阻器两端的电压变小，则灯泡两端的电压变大，即通过灯泡的电流随它两端电压的增大而增大，通过变阻器的电流随它两端电压的减小而增大，所以，图乙中斜向上的曲线是电流表示数与电压表V1示数之间的关系图像，而斜向下的曲线是电流表示数与电压表V2示数之间的关系图像。当滑片P在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的最小电流为0.2A，此时电压表V2的示数为9V，电压表V1的示数为1V，根据串联电路的电压特点可知，电源电压
U=UV1+UV2=1V+9V=10V故A错误；
C．滑动变阻器的最大阻值
故C错误；
B．由图乙可知，当灯泡正常发光时，电路中的电流为0.8A，此时电压表V2的示数为3V，根据串联电路的电压特点可知，灯泡正常发光时的电压
U额=U-U滑=10V-3V=7V灯泡的额定功率
P额=U额I额=7V×0.8A=5.6W故B正确；
D．根据
可知，当R滑=RL时，滑动变阻器的功率最大（注意RL不是定值，会随温度变化）， 此时滑动变阻器与灯泡两端的电压相等，即
由图乙可知此时的电流要小于0.8A，则滑动变阻器的功率最大值要小于
P=5V×0.8A=4W
故D错误。
故选B。
28．（2024·江苏无锡·一模）如图甲所示，电路中的虚线框部分是超导限流器的内部电路，超导限流器是利用超导材料在超导时电阻为零、失超后具有一定电阻的特性制成的一种短路故障电流限制装置，它由超导元件和限流电阻并联组成，超导元件的电阻随电流I的变化关系如图乙所示，当电流小于0.6A时处于超导状态，限流电阻。图甲电路中灯泡L上标有“6V 3W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响下列说法中正确的是（ ）
A．若电源电压为3V，灯泡的实际功率为1.5W
B．若电源电压为4V，电路的总功率为24W
C．若电源电压为6V，灯泡不能正常发光
D．若电源电压为5V，灯泡短路前后，电流表示数变化了0.5A
【答案】D
【详解】A．已知灯泡L上标有“6V 3W”字样，忽略温度对灯泡电阻的影响，根据P=UI和可知，灯泡的额定电流和电阻分别为
A．若电源电压为3V时，小于灯泡的额定电压，则通过灯的电流一定小于灯泡的额定电流。根据并联电路电流的规律，可知通过R1的电流小于0.6A，从图乙看出，R1的电阻为0，限流电阻R2被短路，电路为灯的简单电路，这时电路的总功率等于灯包的实际功率，为
故A错误；
B．若电源电压为4V时，小于灯泡的额定电压，则通过灯的电流一定小于灯泡的额定电流。根据并联电路电流的规律，可知通过R1的电流小于0.6A，从图乙看出，R1的电阻为0，限流电阻R2被短路，电路为灯的简单电路，这时电路的总功率为
故B错误；
C．若电源电压为6V，等于灯泡的额定电压，则通过灯的电流一定等于灯泡的额定电流0.5A，小于0.6A，所以，由乙图可知，R1的阻值为0Ω，此时R2被短路，灯泡L两端的电压为6V，能正常发光，故C错误；
D．若电源电压为5V时，小于灯泡的额定电压，则灯泡短路前，通过灯的电流一定小于灯泡的额定电流，此时的电流为
小于0.6A，所以，由乙图可知，R1的阻值为0Ω，此时R2被短路，灯泡L两端的电压为5V，电路中的电流为；当灯泡短路后，由于电路中电流会大于0.6A，由图乙可知，则此时超导元件的电阻R1为10Ω，电路为R1与R2并联，电流表测量干路电流，则根据欧姆定律和并联电路的特点可得，电流表示数为
灯泡短路前后，电流表示数变化量为
故D正确。
故选D。
29．（2024·江苏泰州·一模）如图甲所示的电路中，电源电压不变，闭合开关将滑动变阻器的滑片从最右端移至能使灯泡正常发光的位置、电流表与电压表示数的关系图像如图乙所示，A、B两点对应的电功率PA：PB=1：8则下列说法中正确的是（ ）
A．滑片移动过程中，灯泡功率变化了4W
B．电路消耗的最大电功率为4.8W
C．滑片向左移动，电压表V1的示数变小
D．图乙中的曲线①表示通过灯泡的电流随它两端的电压变化的关系图像
【答案】A
【详解】A．当电路电流最小为0.2A时，滑片位于最右端，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，A点是灯泡两端电压，B点是滑动变阻器两端的电压，根据图乙中②可知：灯泡两端的电压为UA＝1V
已知此时A、B两点的电功率PA∶PB＝1∶8，由于串联电路中电流处处相等，则根据P＝UI可知
UB=8V
则电源电压
U=UA+UB=1V+8V=9V
当电路中电流为0.6A时，由图可得，滑动变阻器两端的电功率为
结合上述分析可得，小灯泡的最大功率为
滑片移动过程中，灯泡功率变化为
故A正确；
BCD．当滑片位于灯正常发光的位置时，接入电路中的电阻最小，电路中的电流最大，根据图乙中①可知：灯泡正常工作的电流为
IL＝I最大＝0.6A
所以电路消耗的最大功率
P大＝UIL＝9V×0.6A＝5.4W
调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置，即滑片向左移动时，变阻器连入电路的电阻变小，电路的电流变大，根据欧姆定律可知，灯的电压变大，故①曲线表示滑动变阻器的电流随电压变化的关系，②曲线表示灯泡的电流随电压变化的关系，故BCD错误；
故选A。
30．（2024·江苏泰州·一模）如图所示的电路，电源电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为16Ω。调节电阻箱R，使它接入电路的阻值为4Ω。闭合开关S1，将单刀双掷开关S2扳向触点1，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为2V，此时小灯泡正常发光；保持滑片P的位置不变，将单刀双掷开关S2扳向触点2，此时电压表示数为2.5V；断开开关S1，只将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关S1，此时电压表示数为3.6V。则小灯泡的额定功率为（ ）
A．1.29W B．0.75W C．0.625W D．1.0W
【答案】D
【详解】设小灯泡的额定电流为I，电阻为，当正常发光时，实际电流等于额定电流，闭合开关S1，将单刀双掷开关S2扳向触点1，灯泡、滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，此时小灯泡正常发光，则电源电压为
①
滑动变阻器接入的电阻为
②
保持滑片P的位置不变，将单刀双掷开关S2扳向触点2，电阻箱、滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压，此时电压表示数为2.5V，则电源电压为
③
滑动变阻器接入的电阻为
④
因为是保持滑片P的位置不变，所以滑动变阻器两次接入电路的阻值相同，则可得
⑤
断开开关S1，只将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关S1，此时滑动变阻器以最大阻值与电阻箱串联接入电路，电压表示数为3.6V，则电路的电流为
电源电压为
结合计算出的电源电压和①②③④⑤式可计算得到
则灯泡的额定功率为
故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
31．（2024·江苏苏州·一模）如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“2.5V； 0.3A”字样，其阻值会随温度变化，只闭合开关时，将滑动变阻器的滑片置于最右端，电压表示数为6V，的功率为；只闭合开关，移动滑片至最左端时，电流表的示数为0.3A，的功率为；闭合开关和，移动滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为5V和0.2A，已知，小明求出了下列数据：①滑动变阻器的最大阻值为30Ω；②电源电压为10V；③的阻值为；④在有电流通过灯泡L的情况下，灯泡的最小功率为0.15W，则：小明求出的数据正确的有（ ）
A．①③ B．②④ C．①②③ D．②③④
【答案】B
【详解】只闭合S1，滑片置于最右端时，小灯泡、R1及R2的最大阻值串联在电路中，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，此时有
P1=I12R1
滑片置于最左端时，小灯泡及R1串联在电路中，电流表测示数为0.3A，说明小灯泡正常发光，则有
2.5V+0.3A×R1=U①
此时
P2=I22R1=(0.3A)2×R1
且P1:P2=1:9，则有
I12R1:I22R1= I12R1:(0.3A)2R1=1:9
所以I1=0.1A。R2的最大阻值
①说法错误；两个开关同时闭合时，小灯泡被短路，R2与R1串联在电路中，电压表测R2两端的电压。则有
5V+0.2A×R1=U②
解①②两式得，电源电压U=10V，R1=25Ω，②说法正确，③说法错误；只闭合S1，滑片置于最右端时，电路的总阻值最大，电路中的电流最小，此时R1两端的电压
UR1=I1R1=0.1A×25Ω=2.5V
小灯泡两端的电压
U灯=U-U1-UR1=10V-6V-2.5V=1.5V
小灯泡的最小功率
P小=U灯I1=1.5V×0.1A=0.15W
④说法正确。故ACD错误，B正确。
故选B。
32．（2024·江苏宿迁·一模）如图甲所示，电源电压恒为18V，灯泡L上标有“6V 3W”字样（假设灯泡的电阻不变），电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω。当只闭合S和S1，移动滑动变阻器的滑片P时，它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。下列描述正确且最全面的是（ ）
①定值电阻R0与R1的比值为2∶1
②只闭合S和S2，在保证电路安全的情况下，灯泡的最小功率为0.75W
③只闭合S和S2，电路消耗的最大功率为9W
④只闭合S和S2，滑动变阻器允许调节的范围是24~60Ω
A．②③ B．②④ C．②③④ D．①②③④
【答案】D
【详解】由P=UI可得，灯泡正常发光时的电阻为
灯泡L正常发光时的电流为
①当只闭合S和S1时，R0与R串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。变阻器接入电路中的为R1和4R1时，电路中的电路中的电流分别为
由图乙可知，变阻器接入电路中的为R1和4R1时对应电压表的示数分别为U1、2U1，则两次电压表的示数之比为
解得，2R1=R0，即R0∶R1=2∶1，故①正确；
②只闭合S和S2时，L与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。当电压表的示数UR大=15V时，电路中的电流最小，灯泡的电功率最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡两端的电压为
UL小=U-UR大=18V-15V=3V
灯泡的最小功率为
故②正确；
③只闭合S和S2，L与R串联，电路中的最大电流不能超过灯泡的额定电流，故电路消耗的最大功率为
P=UIL=18V×0.5A=9W
故③正确；
④只闭合S和S2，L与R串联，电路中的最大电流不能超过灯泡的额定电流，此时滑动变阻器的电阻最小，最小值为
电压表得量程为0~15V，当滑动变阻器电阻最大时分得电压最大，最大为15V，此时灯泡得电压为
UL小=U-UR大=18V-15V=3V
根据串联正比分压可得
代入数据得
解得R大=60Ω，所以滑动变阻器允许调节的范围是24~60Ω，故④正确。
综上，①②③④正确，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
33．（2024·江苏南京·模拟预测）小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光。此过程中，电流表A的示数随两电压表（未画出）示数变化关系图像如图乙所示，则电源电压为 V；小灯泡正常发光时的功率为 W；图像②表示 （选填“”或“”）的电流随电压变化关系；再串联一个 Ω的电阻后，的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全。
【答案】 12 1.6 滑动变阻器R 15
【详解】[1][2][3]闭合开关，定值电阻、灯泡、滑动变阻器串联接入电路，电压表V1测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流。将滑动变阻器R的滑片由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，当L正常发光时，通过电路的电流最大，根据串联分压原理可知，滑片移动过程中，滑动变阻器两端的电压变小，通过电路的电流变大，所以图像②表示R的电流、电压变化关系。由乙可知，此时通过电路的电流为0.4A，此时两电压表的示数都为6V，通过电路的最小电流为0.1A，此时两电压表的示数分别为2V和10V，因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以，由电流相等时两电压表的示数之和相等可知电源电压为
U=6V+6V=2V+10V=12V
定值电阻两端的电压为
U0=ILR0=0.4A×5Ω=2V
灯泡正常发光时的电压为
UL=U2-U0=6V-2V=4V
小灯泡正常发光时的功率为
PL=ULIL=4V×0.4A=1.6W
因为R的滑片可自由移动，且灯泡能正常发光，所以R的电阻可以为0，即R=0时，电路的电流为0.4A，灯泡的电阻为
灯泡正常发光时串联电路总电阻为
串联电阻的阻值为
R'=R总-RL-R0=30Ω-10Ω-5Ω=15Ω
34．（2024·江苏宿迁·一模）如图所示，电源电压恒为12V，滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”，电流表的量程为“0~0.6A”，小灯泡上标有“6V”字样，若开关S、S1、S2都闭合，当滑片P在b端时，电路消耗的总功率为5.28W，则定值电阻R0为 Ω；若开关S闭合。S1、S2都断开，当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到3R1时，电流表的示数变为原来的，小灯泡的实际电功率变化了2.7W，则小灯泡的额定电功率是 W。（不考虑灯丝电阻变化，并保证电路元件安全）
【答案】 60 3.6
【详解】[1]开关S、S1、S2都闭合，当滑片P在b端时，电阻R0与滑动变阻器R1的最大阻值并联，因并联电路中各支路两端电压相等，等于电源电压，所以，滑动变阻器消耗的电功率
因电路中的总功率等于各用电器功率之和，所以，定值电阻R0的功率
P0=P-P1=5.28W-2.88W=2.4W
则定值电阻R0的阻值
[2]开关S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器与灯泡串联，当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到3R1时，电流表的示数变为原来的，所以电路中的电流
由欧姆定律可得两次的电流分别为
则
化简后可得
RL=R1
两次小灯泡的实际功率分别为
因为小灯泡的实际电功率变化了2.7W，所以
得到R1=10Ω，即
RL=R1=10Ω
灯泡的额定功率
35．（2024·江苏连云港·一模）如图甲所示，小明在电动机的转动轴上固定一个“山字型”挡光板，利用槽型光耦传感器来测量电动机的转速，槽型光耦传感器两侧分别装有红外发光二极管L以及光敏电阻R，当R接收到二极管L发出的红外线时，电阻为零，未接收到红外线时，电阻很大相当于断路，图乙为测量电路，电源电压为5V，R2阻值为100。
（1）闭合开关S后，二极管L正常发光，其两端电压为1.2V、电流为50mA，则电阻R1的阻值为多少？
（2）图丙是电动机转动过程中，电压检测装置记录下的ab间电压U随时间的变化图像，则此时电动机的转速为多少r/min？通电1min整个电路消耗电能为多少J？
【答案】（1）76Ω；（2）5r/s；28.5J
【详解】解：（1）电阻R1与L串联，R1两端电压为
R1阻值
（2）由图丙知，挡光板挡光时间0.09s，不挡光时间为0.01s，电动机转动一圈，挡光两次，所以电动机转动一周的时间
转速为
电阻R1支路的电流为50mA，功率
电阻R2工作时的功率
在1min时间内，R1持续工作，R2间歇工作，工作时间为
通电1min整个电路消耗电能为
答：（1）电阻R1的阻值为；
（2）此时电动机的转速为5r/s，通电1min整个电路消耗电能为。
36．（2024·江苏常州·一模）图甲是可自动调节亮度的台灯的电路图.灯泡标有“24V；12W”字样，R1为光敏电阻，其阻值随光照强度的变化如图乙所示，滑动变阻器R2最大阻值为50Ω。当光照强度为E1时，R2连入电路的阻值为24Ω，此时灯泡正常发光，不计温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡正常发光时的电流和灯丝的电阻；
（2）灯泡正常发光5min消耗的电能；
（3）电源电压；
（4）光照强度为E2时，滑动变阻器R2的滑片移到最右端，灯泡的实际功率。
【答案】（1）0.5A；48Ω；（2）3600J；（3）42V；（4）4.32W
【详解】解：（1）由P=UI可得灯泡正常发光时的电流
由欧姆定律可得灯泡的电阻
（2）由电能公式得灯泡消耗的电能
（3）由电路图可知，光敏电阻R1、灯泡L、滑动变阻器R2串联， 由图乙可知，当光照强度为E1时，R1=12Ω，已知此时R2=24Ω，且此时灯泡正常发光，则电路的总电阻
此时电路中的电流I=0.5A，由欧姆定律可得电源电压
U=IR总 =0.5A×84Ω=42V
（4）由图乙可知，光照强度为E2时，光敏电阻的阻值R1'=42Ω，且R2的滑片移到最右端，则变阻器连入电路的阻值为R2大=50Ω，不计温度对灯丝电阻的影响，则灯泡的电阻仍然为48Ω，此时电路的总电阻为
此时电路中的电流
则此时灯泡的实际功率为
答：（1）灯泡正常发光时的电流为0.5A，灯丝的电阻为48Ω；
（2）灯泡正常发光5min消耗的电能为3600J；
（3）电源电压为42V；
（4）光照强度为E2时，滑动变阻器R2的滑片移到最右端，灯泡的实际功率为4.32W。
37．（2024·江苏扬州·一模）实践基地芒果获丰收，为筛选优质大果，设计自动筛选装置如图甲，检测装置电路图如图乙，电源电压恒为12V，电阻为20Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力变化关系如图丙。当电路电流小于0.15A时，不达标的芒果将被推离传送带，达标芒果继续被传送到指定位置，实现自动筛选。求：
（1）若R与阻值相等，R消耗的电功率，电流1min通过R产生的热量；
（2）此装置能筛选出重力至少为多大的芒果；
（3）若想筛选出重力至少为2N的芒果，有同学建议：仅适当增加的阻值即可。你认为他的建议可行吗？若可行，请计算出此时的阻值。
【答案】（1）1.8W，108J；（2）1N；（3）可行，40Ω，计算见解析
【详解】解：（1）当R与R0阻值相等，电路中的总电阻为
电路中的电流为
R消耗的电功率为
电流1min通过R产生的热量
（2）当电路中电流为0.15A时，电路中的电阻为
R此时的电阻为
由图丙可知，当电阻为时，对应的压力为1N，即芒果的重力为1N，所以此装置能筛选出重力至少为1N的芒果。
（3）根据图丙，可知，当芒果的重力为2N，也就是检测装置所受压力为2N，此时压敏电阻的阻值为，则需要R0的阻值为
适当增加R0的阻值，可以筛选出重力至少为2N的芒果。
答：（1）R消耗的电功率为，电流1min通过R产生的热量108J；
（2）此装置能筛选出重力至少为1N的芒果；
（3）可行，此时R0的阻值为。
38．（2024·江苏南京·一模）光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，南南用它设计了一种“智能家居照明灯”电路，如图甲所示，R1为滑动变阻器，R2为光敏电阻，其阻值随照射在光敏电阻上的光强E（表示光照射强弱的量，单位cd）之间的变化关系如图乙所示。电磁继电器线圈的电阻不计，当线圈中的电流大于或等于0.2安时，衔铁将被吸下，照明灯熄灭。
(1)当光照强度增大时，电压表示数 （填增大、减小或不变）。
(2)当控制电路中电源电压U0保持6V不变，设定当光强E低于2.0cd时灯亮起，则滑动变阻器接入电路的阻值为多大？
(3)为减少照明灯的照明时间，可采取哪些措施？（写出两点）
【答案】(1)减小
(2)21Ω
(3)见解析
【详解】（1）由图乙可知，当光照强度增大时，光敏电阻R2阻值变小，控制电路中的总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流I变大；滑动变阻器R1的滑片位置没变，变阻器接入电阻不变，变阻器R1两端的电压U1变大；根据串联电路的电压特点可知，光敏电阻R2两端的电压U2即电压表的示数减小。
（2）由图乙可知，光强E等于2.0cd时，光敏电阻R2阻值为9.0Ω，由题意可知，此时电路中的电流为0.2A，由可得，电路中的总电阻
因串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路的阻值为
（3）为减少照明灯的照明时间，应该在光照强度较低时再使受控电路工作，需要增强电磁继电器的磁性，根据影响电磁铁磁性的因素可知，采取的措施有：增加螺线管线圈的匝数，滑动变阻器R1的滑片向左移动减小接入电路中的电阻，增加增加控制电路的电压等。
39．（2024·江苏南通·一模）在跨学科实践课上，某小组开展了“空气质量检测仪”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
【项目任务】制作一个简易空气质量检测仪
【项目导引】资料显示空气质量等级是按照空气质量指数K划分的，如下表所示：
空气质量指数K 0 50 51 100 101 150 151 200 201 300 >300
空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 重度污染
从学校科技实验员处借得一个气敏电阻R，通过说明书获悉：其电阻值R随空气质量指数K的关系如下表所示：
空气质量指数K 50 100 150 200 250 300
电阻值R/Ω 100 50 30 20 15 10
（1）每当启动空气重污染橙色预警时，中小学、幼儿园等将减少或停止户外活动，空气污染 （选填“属于”或“不属于”）分子运动；
（2）请在图甲中描点作出气敏电阻的阻值R与空气质量指数K的关系图线 ；
【方案设计】小组经过一番讨论和研究，设计如图乙所示的空气质量检测仪的电路，其中定值电阻R0=20Ω，电源电压U恒为6V不变，用电流表示数表示对应空气质量指数；闭合开关S，当电流表示数为0.15A时，电路报警，此时电磁铁把衔铁B吸下来，净化系统开始工作，电磁铁中线圈的电阻不计；
【项目实施】
（3）如图乙，闭合开关S，电磁继电器中电磁铁M的上端为 （选填“N”或“S”）极，当净化系统工作时，弹簧对P点作用力的方向是向 （选填“上”或“下”）；
（4）如图乙，闭合开关S，当空气质量指数K值升高，电路中电流表的示数 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；
①当空气质量指数K为50时，电阻R0两端的电压为 V；
②当电路报警时，则此时对应的空气质量等级为 ；
【评价反思】（5）若想让仪器检测更加灵敏，使空气质量指数K略低于“方案设计”中数值时电路就报警，请提出两种合理化建议：① ；② 。
【答案】 不属于 N 下 增大 1 中度污染 减小定值电阻的阻值 增加电磁铁的线圈匝数
【详解】（1）[1]空气污染是因为空气中悬浮着大量的颗粒物，它们不属于分子，因此它们不属于分子运动。
（2）[2]根据表格数据描点作出气敏电阻的阻值R与空气质量指数K的关系图线，如下图所示：
。
（3）[3][4]由图乙的控制电路可知，在电磁铁的外部电流方向是自左向右，根据右手螺旋定则可知，电磁继电器中电磁铁M的上端为N极；由图乙可知，控制电路开关闭合，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，净化系统工作，此时弹簧对P点作用力的方向是向下。
（4）[5]闭合开关S，当空气质量指数K值升高，气敏电阻的阻值变小，控制电路中的电流增大，即电流表的示数增大。
①[6]由表可知，当空气质量指数K为50时，R=100Ω，则电路电流
电阻R0两端的电压
②[7]当电流表示数为0.15A时，电路报警，此时，控制电路总电阻
根据串联电路电阻规律可得，气敏电阻阻值
R'=R总'-R0=40Ω-20Ω=20Ω
查表可知，此时对应的空气质量指数K为200，空气质量等级为中度污染。
（5）[8][9]若想让仪器检测更加灵敏，使空气质量指数K略低于“方案设计”中数值时电路就报警，有以下两条建议：减小定值电阻的阻值或增加电磁铁的线圈匝数。
四、电流和电路
40．（2024·江苏徐州·模拟预测）如图所示，电源电压不变，当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.5A，电压表V1的示数为6V；将电压表V2、电流表的位置互换，当开关S1断开，S2闭合，电流表的示数为0.3A。下列说法正确的是（ ）
①电源电压为6V
②电阻R2的阻值为6Ω
③两表位置互换前，通过电阻R1的电流为0.75A
④两表位置互换后，电阻R1与电阻R2消耗的功率之比为2∶3
A．①③ B．②④ C．②③ D．①④
【答案】D
【详解】①②．当开关S1、S2都闭合时，两个电阻并联，电流表测R2的电流，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电压表V1的示数为6V，由此可知，电源电压为6V；电流表的示数为0.5A，电阻R2的阻值为
故①正确，②错误；
③④．将电压表V2、电流表的位置互换，当开关S1断开，S2闭合，两个电阻串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R1、R2两端的总电压，电流表测电路中的电流，电流表的示数为0.3A；通过电阻R1的电流为0.3A，电路中的总电阻
电阻R1的阻值
两表位置互换后，电阻R1与电阻R2消耗的功率之比为
故③错误，④正确。故D正确，ABC错误。
故选D。
41．（2024·江苏常州·一模）如图所示，电源电压恒为3V，灯泡L标有“3V，1.5W”字样，滑动变阻器R标有“1A，10Ω”字样．当滑动变阻器的滑片P在最右端时闭合开关S，移动滑片P，在电路安全工作的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮
B．滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9A
C．R消耗的电功率范围是1.5W~3W
D．电路消耗的总功率范围是2.4W~4.5W
【答案】D
【详解】A．由电路图可知，灯泡L和滑动变阻器R并联，并联电路独立工作，互不影响，所以移动滑动变阻器的滑片不能改变灯泡的亮度，故A错误；
B．由题意可知，电源电压恒为3V，灯泡L标有“3V，1.5W”字样，说明灯泡L正常工作，且工作的电流
滑片P在最右端时，滑动变阻器接入最大电阻，为10Ω，此时通过滑动变阻器的电流和干路电流最小；并联电路中各支路两端的电压相等，根据欧姆定律可得，通过滑动变阻器的最小电流
并联电路的干路电流等于各支路电流之和，则通过干路的电流
故B错误；
C．R消耗的最小电功率
电路消耗的总功率
由题意可知，滑动变阻器允许通过的最大电流是1A，则R消耗的最大电功率
则R消耗的电功率范围是0.9W~3W，故C错误；
D．通过干路的最大电流
电路消耗的最大总功率
则电路消耗的总功率范围是2.4W~4.5W，故D正确。
故选D。
42．（2023·江苏苏州·二模）半导体二极管具有单向导电性，其电路图符号为 ，当电流从图左向右流过二极管时，电路导通；当电流从图右向左流过二极管时，电路截止不通。在家用电器中有广泛应用，冬天小明家买来一只电热取暖器。说明书中标有该取暖器电炉“220V，200W”字样。小明将取暖器接入照明电路中，再将调节开关上的滑块调至“1”位置，电炉丝不亮，将滑块调至“2”位置时，电炉丝暗红，将开关调至“3”位置时，电炉丝工作正常（如图）。他拆开调节开关，发现内部接有一个二极管以及两个开关，请在虚线框中画出调节开关内部的结构 。当开关调至“2”位置时，该电炉的实际电功率是 。
【答案】 见解析 100W
【详解】[1]依题意得，调节开关，发现内部接有一个二极管以及两个开关。当滑块在“1”位置时，电炉丝不亮，说明电路时断开的；在“2”位置时，电炉丝暗红，说明电路时接通的，此时电炉丝工作电功率较小，二极管具有单向导电性，家庭电路是交流电，通过二极管的通电时间是通电时间的一半，则单位时间消耗的电能较小，会导致用电器工作功率较小，则2位置是二极管位置；在“3”位置时，电炉丝正常工作，功率为额定功率，因此1~2间有一个开关，2位置为二极管位置，2~3间有个开关与二极管并联。当电流从图左向右流过二极管时，电路导通；当电流从右向左流过二极管时，电路截止不通电路，说明二极管的电流流向从左到右，如图所示：
[2]由得，当开关调至“2”位置时，该电炉的实际电功率是
43．（2024·江苏苏州·一模）在图甲所示电路中，电阻的阻值为15Ω，小灯泡L的图像如图乙所示．只闭合开关，将滑动变阻器滑片移至最左端时，小灯泡恰好正常发光，再闭合开关，电流表示数变化了0.4A，求：
（1）电源电压U及小灯泡的额定功率；
（2）断开，闭合，调节滑动变阻器滑片位置使电流表示数为0.3A．再断开，闭合，求此时灯泡的实际功率P。
【答案】（１）6V，2.7W；（２）1.6W
【详解】解：（1）只闭合开关，将滑动变阻器滑片移至最左端时，小灯泡恰好正常发光，此时灯泡单独工作，再闭合开关，灯泡与R０并联工作，灯泡两端的电压及通过的电流不变，电流表此时测量并联电路中总电流，电流表示数变化了0.4A，此时通过R０的电流为0.4A。则电源电压为
由题意可知，灯泡的额定电压为6V，再根据小灯泡L的图像可知小灯泡正常发光时的电流为0.45A，小灯泡的额定功率为
（2）当断开，闭合时，R0与滑动变阻器串联在电路中，调节滑动变阻器滑片位置使电流表示数为0.3A时，电路中的总电阻为
滑动变阻器接入电路中的电阻为
再断开，闭合时小灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器接入电路中的电阻值仍为5Ω，设此时通过灯泡的实际电流为，灯泡的实际电压为、电源电压与灯泡两端电压，滑动变阻器两端电压的关系为
将电源电压，此时滑动变阻器接入电路中的阻值代入得
结合图乙，当灯泡两端的电压为4V时，通过灯泡的电流为0.4A，等式成立。所以灯泡的实际功率为
答：（1）电源电压为6V，小灯泡的额定功率为2.7W；
（2）灯泡的实际功率为1.6W。
五、电和磁
44．（2024·江苏常州·一模）如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置.下列说法中（ ）
①闭合开关、导体ab在磁场中上下运动会产生感应电流
②闭合开关，导体ab左右运动过程中电能转化为机械能
③利用该实验的原理可以制成发电机
④将电流计换成电源，可以研究通电导线在磁场中的受力情况
A．只有①②正确 B．只有①③正确
C．只有③④正确 D．只有②④正确
【答案】C
【详解】①②闭合开关，导体ab在磁场中左右运动会产生感应电流；上下运动没有切割磁感线，不会产生电流，产生电流过程中机械能转化为电能，故①②错误；
③图中实验为电磁感应现象，利用该实验原理可以制成发电机，故③正确；
④将电流表换成电源，通电导体棒ab在磁场中受力而运动，故可以研究通电导线在磁场中的受力情况，故④正确。
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
六、做功与机械能
45．（2024·江苏南京·一模）图甲是一款电中药壶，图乙是其内部简化电路，定值电阻. R1、R2中只有 R1为加热管。该壶的额定电压为220V，加热时的额定功率为1210W，则额定电流为 A。正常工作时加热管R1在加热和保温时的功率之比为49∶4，则定值电阻R2的阻值为 Ω。若家庭电路中仅有该壶工作，使质量为1kg、初温为的水升高60℃共用时6min， 如图丙所示的电能表指示灯闪烁了120次，则此过程中该壶的实际功率为 W，加热效率为 %。
【答案】 5.5 100 1000 70
【详解】[1]由P=UI知道，电中药壶的额定电流
[2]由图乙知道，当开关S闭合、S1断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点知道，此时电路中的总电阻最大，由知道，电路中的总功率最小，电中药壶处于保温状态；当开关S、S1都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电中药壶处于加热状态；由知道，R1的阻值
根据题意知道，R1在保温时的电功率
由P=I2R知道，保温时的电流
由知道，保温状态时电路中的总电阻
根据串联电路的电阻特点知道，R2的阻值
[3]电能表上的1200imp/kW h表示电路中的用电器每消耗1kW h电能，电能表的指示灯闪烁1200次，电能表的指示灯闪烁120次，电中药壶消耗的电能
电中药壶的实际功率
[4]水吸收的热量
电中药壶的热效率
46．（2024·江苏淮安·模拟预测）小芳设想完成两个探究实验，首先她探究了某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系，如图1所示。
（1）该LED在两次实验中发光情况如图2所示，两次实验线圈均在转动，线圈1顺时针转动，由此可知线圈2 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动；
（2）如下图，导体棒a与该LED相连；在某磁场中，使a垂直于纸面左右往复运动（虚线为运动轨迹），LED交替发出红、黄光，则该过程a中电流方向 （选填“不变”或“变化”），该磁场可能的分布包括右下图中哪些选项？ （填序号）；以上这种现象就是我们教材中所描述的 现象；利用这种原理人们制成 ；
（3）小芳还设想探究乒乓球发球机发出的乒乓球落地时的速度的关系：已知乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，若不计空气阻力，则落到水平桌面时三者的速度大小关系是( )。
A．va>vb>vc B．vb>vc>va
C．va>vc>vb D．va=vb=vc
【答案】 顺时针 变化 ①③④ 电磁感应 发电机 D
【详解】（1）[1]从图1可以看到，电流从B端流入，A端流出时，LED发红光，电流从A端流入，B端流出时，LED发黄光；再观察图2中的两个电路图，左边的电路图LED发红光，说明了电流从B端流入，A端流出，电源右端是正极，左端是负极，磁铁左端是N极，右端是S极，线圈1顺时针转动；右边的电路图LED发黄光，说明了电流从A端流入，B端流出，电源右端是负极，左端是正极，磁铁左端是S极，右端是N极，由此可知，相对于左边的电路图，电流方向和磁场方向都与它相反，因为通电导线在磁场中的受力方向跟电流方向和磁场方向有关，只改变其中一个方向时，受力方向改变，线圈转动方向改变，两个方向都改变时，受力方向不变，线圈转动方向不变，所以线圈2的转动方向和线圈1的是一样，顺时针转动。
（2）[2]从图中可以看到，导体棒a与该LED相连，串联在一起，在某磁场中，使a垂直于纸面左右往复运动，LED交替发出红、黄光，说明电流在LED内的方向在交替变动着，则该过程导体棒a中电流方向在变化。
[3]由[2]解析可知道，导体棒a与LED相连的电路产生了电流，这要求的是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，才产生感应电流，图①中导体棒a左右运动时，有切割磁感线，这是磁场可能的分布情况，图②中导体棒a左右运动时，没有切割磁感线，左右运动的方向，和磁感线的方向是平行的，这不是磁场可能的分布情况，图③、④中导体棒a左右运动时，有切割磁感线，这是磁场可能的分布情况；综上所述，该磁场可能的分布包括图中①③④选项。
[4][5]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，这是电磁感应现象，利用这一原理制成了发电机。
（3）[6]由图可知，在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个乒乓球，此时乒乓球的质量相同，高度相同，重力势能相同，速度相同，动能相同，因此机械能相同。当落到水平桌面时，三个小球与出发点下落的高度相同，则重力势能减少的相同，因不计空气阻力，则动能增加量相同，此时三个乒乓球的动能相等，因此速度相同，即va=vb=vc。
故选D。
七、运动和力
47．（2024·江苏镇江·一模）小明制作的水池水位模拟控制装置如图所示，浮子由金属片、轻质硬杆、木块Q和轻质弹簧构成，其中轻质弹簧竖直固定，一端固定于木块Q，另一端固定在蓄水池底部，轻触开关K通过金属弹片实现通断，按下时开关接通，松手后开关断开，触点C、D接通时，水泵注水；C、D断开时，水泵停止工作。开始时金属片与A、B接触，闭合开关S，用手按一下轻触开关K，装置启动。已知：电源电压U=36V ，当线圈中电流I≥0.05A 时，衔铁吸合；电阻R0允许通过的最大电流为0.1A；其余电阻忽略不计。
(1)如图状态时闭合开关S，用手按轻触开关K后装置正常工作，松手后，衔铁处于 （选填“吸合”或“释放”）状态，轻触开关K与触点C、D （选填“串联”或“并联”）；
(2)为使装置正常工作，电阻R0的阻值范围为 Ω~ Ω；
(3)木块Q为边长10cm的正方体, 密度为（0.5×103kg/m3，h0=25cm），弹簧原长为20cm，在弹性范围内，弹簧每伸长1cm，其拉力增加0.4N，g取10N/ kg。不计金属片的质量，弹簧始终处于弹性形变范围内。
①求蓄水池水位最高时，水面距池底的高度H ；
②若适当缩短硬杆的长度，当蓄水池水位最高时，水面距池底的高度H将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；为保证装置正常工作，硬杆缩短的长度△l的最大值为 cm。
【答案】(1) 吸合 并联
(2) 360 720
(3) 32cm 变大 7.5cm
【详解】（1）[1][2]由图可知，闭合开关S，用手按轻触开关K后装置正常工作，线圈吸引街铁，使得CD吸合，由电路图知，开关K与CD并联。
（2）[1][2]由题知，线圈中电流大于0.05A时，衔铁吸合，故电路中最小电流为0.05A，则
允许通过最大电流为0.1A，则
故R0取值范围为360Ω~720Ω。
（3）[1]由题意知，弹簧原长为20cm，在弹性范围内，弹簧每伸长1cm，其拉力增加0.4N，h0=25cm，因此当蓄水池水位最高时，弹簧的伸长量为5cm，则对木块向下的拉力为2N，木块的重力为
G=mg=ρ木V木g=0.5×103kg/m3×(10×10-2m)3×10N/kg=5N
则浮力为
F浮=F拉+G=2N+5N=7N
根据阿基米德原理可知，此时排开水的体积为
则木块浸没的深度为
此时水的深度为
H=7cm+25cm=32cm
[2][3]缩短硬杆长度，则弹簧伸长，弹簧弹力变大，对木块受力分析得
G+F弹=F浮F弹增大，重力G不变，则浮力F浮增大，而
F浮=ρ水V排g=ρ水gSh浸
则物体浸入水深度增加，而水面高度变大，即H变大；木块重力
G=mg=ρ木V木g=0.5×103kg/m3×(10×10-2m)3×10N/kg=5N
当h0=25cm，弹簧原长为20cm，弹簧伸长了5cm，当蓄水池中有水，使木块浸没时
F浮=ρ水V木g=1×103kg/m3×(10×10-2m)3×10N/kg=10N
则
F弹=F浮-G=10N-5N=5N
由于弹簧每伸长lcm，拉力增加0.4N，则此时弹簧伸长
则硬杆缩短长度最大值为
Δxmax=12.5cm-5cm=7.5cm
48．（2024·江苏无锡·一模）近几年城市部分老小区进行改造，不少多层楼房安装了电梯，给居民出入带来很大的便利。出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压U=6V，保护电阻R1=100欧，压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
(1)由图乙可知，当压敏电阻受到的压力F增大时，控制电路中的电流 ，从而改变电磁铁磁性的强弱。电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，电铃发出警报声，此时，电磁铁上端为 极；
(2)若电梯在20秒内将一位重600牛的乘客匀速提升15米，请计算此时电梯对乘客做功的功率 ；
(3)当电磁铁线圈电流达到20毫安时，衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为1000千克的乘客时，请计算说明电梯有无超载 ；
(4)某同学利用该压敏电阻的这种特性设计了一个探究电梯运动情况的装置，该装置的示意图如图丙所示，将压敏电阻平放在电梯内，其受压面朝上，在受压面上放一物体，电梯静止时电流表示数为I0；当电梯做四种不同的运动时，电流表的示数分别如图丙中①、②、③、④所示。下列判断中错误的是_______。
A．①图表示电梯可能匀速下降
B．②图表示电梯可能上升时速度变大
C．③图表示电梯可能匀速上升
D．④图表示电梯可能下降时速度变大
【答案】(1) 增大 S
(2)450W
(3)电梯超载
(4)C
【详解】（1）[1]由图乙可知，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，压敏电阻的阻值变小，控制电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变大，从而使得电磁铁的磁性增强。
[2]电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，电铃发出警报声，此时，电流从电磁铁下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为S极。
（2）电梯对乘客做的功为
此时电梯对乘客做功的功率为
（3）由图甲可知，两电阻串联。当电磁铁线圈电流达到20毫安时，衔铁刚好被吸住，根据欧姆定律可知，此时控制电路的总电阻为
根据串联电路电阻特点可得，此时压敏电阻的阻值为
由图乙可知，此时压力大小为9000N，此时乘客的质量为
所以，若该电梯厢内站立总质量为1000千克的乘客时，电梯超载。
（4）电梯静止时，物体也静止，处于平衡状态，此时物体受到的重力和压敏电阻对其的支持力是一对平衡力，大小相等，根据物体间力的作用是相互的，压敏电阻对物体的支持力和物体对压敏电阻的压力是一对相互作用力，大小相等；所以，当物体处于平衡状态时，物体对压敏电阻的压力大小等于物体的重力大小，此时电路电流为I0。
A．由图①可知，电流表示数保持I0不变，说明物体处于平衡状态，电梯做匀速直线运动，所以电梯可能匀速下降，故A正确，不符合题意；
B．由图②可知，电流表示数逐渐变大，说明电路电流变大，根据欧姆定律可知，电路总电阻变小，压敏电阻阻值变小，压敏电阻受到的压力变大，压力大小大于物体的重力大小，根据运动与力的关系可知，物体向上做加速运动或者向下做减速运动，所以，电梯可能上升时速度变大，故B正确，不符合题意；
C．由图③可知，电路中的电流为静止时的两倍，而且不变，由欧姆定律知压敏电阻的阻值减小且不变，则压力增大且不变，电梯可能做加速上升且在相同时间内速度的增加量是一定的运动，中考复习（ 电功和电功率、电压和电阻、欧姆定律、电流和电路、电和磁、
做功与机械能、运动和力、简单机械及机械效率）压轴题 51题
考点01 电功和电功率（15小题）
考点02 电压和电阻（6小题）
考点03 欧姆定律（18小题）
考点04 电流和电路（4小题）
考点05 电和磁（1小题）
考点06 做功与机械能（2小题）
考点07 运动和力（2小题）
考点08 简单机械及机械效率（3小题）
一、电功和电功率
1．（2024·江苏常州·一模）如图甲所示为一款养生壶的简化电路图，S是温控开关，R1、R2是两个阻值不变的加热电阻。养生壶的高档位额定功率为P1=550W、低档位额定功率为P2=220W。养生壶正常工作时，分别用高档位和低档位给质量为2kg的水加热，水温随时间变化的图像如图乙所示，水的比热容为，则（ ）
A．S断开时，养生壶处于高档位工作
B．加热电阻R2的阻值为220Ω
C．用高档位将水加热6min，水吸收的热量为1.98×105J
D．用低档位给水加热时的加热效率约为63.6%
2．（2024·江苏泰州·一模）在“测量小灯泡的功率”实验中，小明选用器材如下：待测小灯泡（额定电压为）、电源（电压恒定）、电流表（）、电压表（）、滑动变阻器、开关各一只，导线若干。
(1)图甲是小明开始时的连接电路，检查发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确．请你在接错的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法 ；
(2)电路连接正确后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡都不亮、电流表无示数、电压表示数接近，经检查，灯完好，则故障原因可能是 ；
(3)排除故障后，继续进行实验，闭合开关发现电压表示数为，为测量小灯泡的额定功率，小明向 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片，直至灯泡正常发光，读出电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
(4)完成上面实验后，小明同学还想测量另一只额定电压为的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一定值电阻，设计了如图丙所示的电路，已知：电源电压恒为，定值电阻的阻值为，请帮小明完成下面实验步骤：
①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 ；
②闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为；
③小灯泡额定功率的表达式为= 。
④若在步骤②中，测量时，小明闭合开关后，忘记断开，则仍用原方法算出的小灯泡额定功率 （选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
3．（2024·江苏扬州·一模）小华家6、7月底电能表的示数如图甲、乙所示，则7月份用电器消耗的电能为 kW h。关闭家里其它用电器，只让微波炉工作，当电能表的指示灯闪烁300次时，所用的时间为6min，则微波炉的电功率为 W。该电路还允许功率不超过 W的用电器同时工作。
4．（2024·江苏无锡·一模）直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池），直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后（为方便计算，图像已作近似处理），充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表所示。
充电电压U/V 充电电流I/A 充电时长t/min 充电读数/kW h 充电费用/元
400 45 24.0 28.80
(1)充电过程中蓄电池相当于 （电源/用电器）；
(2)通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更 ；
(3)在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律 。当D为70%时，充电电流为 A；
(4)若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为 元；
(5)设D从70%增长至80%所需时间为t1，从80%增长至90%所需时间为t2，且t1∶t2＝5∶8，则测试全过程的充电总时长为 min。
5．（2024·江苏淮安·模拟预测）我校为同学们准备的智能饮水装置，让我们学生一年四季都有开水喝，该装置的核心部件——发热体上标有“220V1000W”的字样，求：
(1)该发热体正常工作时的电流是多少？
(2)前几天智能饮水内的该发热体烧坏了，学校物理兴趣小组的小华和小明来到电子商城购买配件，售货员告诉他们，没有“220V1000W”的发热体，只有“220V500W”和“220V2000W这两款发热体。小华和小明用学过的物理知识提出两种修复方案：
1、小华提出用“220V500W”的发热体，截取一半，替换原烧坏的发热体；
2、小明提出用“220V2000W”两个串联替换原烧坏的发热体。请你通过计算对小华和小明的方案可行性做出评价。另一种方案稍加改动，仍然可以修复原烧坏的发热体。请画出修改后的方案，标清发热体铭牌（发热体在电路中统一画成）
6．（2024·江苏淮安·模拟预测）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R 为定值电阻，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~15V”，滑动变阻器R 的最大阻值为80Ω。在保证电路元件安全的情况下，缓慢移动滑片，R 消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为15V
B．滑动变阻器的最大电功率0.36W
C．电路消耗总功率的最小值为10.8W
D．滑动变阻器R 的调节范围为20Ω~50Ω
7．（2024·江苏苏州·一模）如图甲电路，电源电压保持不变。当闭合开关时，将变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中，两电压表、示数与电流表示数的变化关系如图乙，下列说法正确的是（ ）
A．图像a表示示数变化 B．电源电压为12V
C．滑片移至最左端时的功率为0.6W D．电路消耗的最大功率为3.6W
8．（2024·江苏无锡·一模）如图甲所示，电源电压U恒为6V，为定值电阻，闭合开关S。在滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，图乙是电压表的示数U随电流表示数I的变化关系，图丙是滑动变阻器的功率P随其两端电压U的变化关系。图丁是滑动变阻器的效率（即滑动变阻器消耗的功率与电路消耗的总功率之比）随滑动变阻器电阻R的变化关系，则下列判断正确的是（ ）
A．定值电阻的阻值为5Ω B．滑动变阻器最大阻值8Ω
C．乙图阴影部分面积为3.6W D．丙图b点的坐标为（，）
9．（2024·江苏南通·一模）如图甲为一种自动测定温度的电路原理图。电源电压不变，R0为定值电阻，R为可变电阻，其阻值R随温度T变化情况如图乙。闭合开关S，当监控区的温度升高时，下列表示电路消耗的总功率P随温度T的变化关系图线中，可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2024·江苏南京·模拟预测）图甲电路中电源电压不变，小灯泡L标有“ ”字样，定值电阻，电流表量程为，滑动变阻器规格为“ ”，当闭合、接2时，当滑动变阻器的滑片在某两点间滑动时，小灯泡的电功率随其两端电压变化的图像如图乙，则（ ）
A．闭合接1时，电路的最小功率为
B．闭合接1时，在内产生的热量最多为
C．闭合接2时，滑动变阻器接入电路的电阻范围为
D．闭合接2时，小灯泡实际功率为时，滑动变阻器的功率为
11．（2024·江苏徐州·一模）如图所示，电源的输出电压恒定不变，现将一个灯泡L接在离电源很近的AB两点时，灯泡L消耗的功率为25W，若将灯泡L接在离电源较远的CD两点时，灯泡L消耗的功率为16W，则输电导线AC、BD上消耗的功率为 。
12．（2024·江苏宿迁·一模）某电能表的表盘上标有“1600imp/(kW h)”的字样，将铭牌上标有“220V，1210W”字样的电热水器接在家庭电路中，只让它单独工作6min，这段时间内电能表的指示灯闪烁了160次，该电路的实际电压为 V，该电热水器在上述时间内实际消耗的电能为 kW h，若这些电能的84%全部被水吸收，可使3.6kg的水从20℃升高到 ℃。[]
13．（2024·江苏苏州·一模）在估测电水壶实际功率的活动中，小明家的电能表如图所示。小明在电水壶中加入质量为0.8kg的水，测得水的初温为20℃。然后小明断开家里其他用电器，给电水壶通电2min，电能表的转盘恰好转30圈，测得此时水温为70℃。（水的比热容为）求：
（1）水吸收的热量；
（2）电水壶的实际电功率；
（3）电水壶的加热效率。
14．（2024·江苏常州·一模）某同学设计水位自动报警装置，主要元件有电磁继电器、红灯和绿灯（额定电压220V）、控制电路电源（电源电压6V）、水位控制器等。当水位没有上升到与金属片A接触时，控制电路断开，此时绿灯亮：当水位上升到与金属片A接触时，控制电路接通，此时红灯亮。请用笔画代替导线完成电路连接。
15．（2024·江苏无锡·一模）在跨学科实践学习中，某学习小组开展生物学科的“自制豆芽机”项目化学习活动，主要包括产品设计、功能调试、评价改进三个环节。
【产品设计】图甲是小组成员完成的设计草图，内容包括发育盘、淋水系统和控温装置。发育盘上有沥水孔：淋水系统由水泵驱动，豆芽机中的水可通过内部管道和沥水孔按箭头方向流动，使用时可通过调节水流大小控制发育盘中的积水量。小组设计的控温装置内部电路出现两种方案，如图乙（A）（B）所示，可实现加热、保温两挡自动切换，其中R0是定值电阻，Rx为热敏电阻，R1、R2为电热丝。
【功能调试】小组成员购置了相关配件进行产品制作与调试。配件的具体参数如下：控制电路电源电压U为3V，R0为25Ω，R1为330Ω，Rx的阻值与温度的关系如图丙所示，电磁铁衔铁在电流大于或等于60mA时吸合，此时为加热状态；当电流小于30mA时释放，此时为保温状态。
【评价改进】针对设计图纸及项目研究要求，他们认真进行了研究并确定相对应的参数，选购相应器材，并完善产品设计。
(1)针对项目产品及其设计电路，下列说法中不正确的是 ；
A．随着温度的升高，两电路图中电磁铁的磁性将变弱
B．图（A）与图（B）的设计达成的控制效果是相同的
C．图（A）与图（B）中电阻R1没有工作时的电路状态相同
D．为了提高所控制的温度，可以减小R0的阻值
(2)以图（B）设计的产品电路分析，“自制豆芽机”内部温度控制的最高温是多少？
(3)若“自制豆芽机”产品要达到“优秀”等级，需实现20℃~25℃自动控温，可将图（B）控制电路中的电源电压调至 V。该产品保温功率和加热功率之比为1:4，则制作的电热丝电阻R2阻值为 。保温时从最高温经过15min后降温到最低温，若关闭电路从最高温只经过10min后到最低温，假设整个过程中热量损失功率始终相同，则从最低温加热到最高温需要的时间为 。
二、电压和电阻
16．（2024·江苏南京·一模）如图所示的电路，电源电压不变，滑动变阻器R1标有“100Ω 0.8A”，灯泡标有“12V 6W”，虚线框a、b、c、d内为定值电阻R0、电流表（量程0~0.6A）、电压表（量程0~15V）和导线其中之一，且不相同。在保证电路安全的前提下：①闭合S1、S2，调节滑动变阻器的滑片，电路中的最小电流为0.22A；②闭合所有开关，滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为6Ω；③将b、d内的元件互换，闭合所有开关，灯泡恰能正常发光，且无论怎样移动滑片，灯泡亮度都不变。下列说法正确的是（ ）
A．图中，b为电压表、d可能为电流表
B．①中，灯泡的最小功率为1.1616W
C．②中，电路的最大总功率为32.4W
D．③中，R0工作10s产生的热量为60J
17．（2024·江苏泰州·一模）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，灯泡上标有“4V 2W”的字样，电流表量程为0~0.6A，电压表V1量程为0~15V，V2量程为0~3V。闭合开关在保证电路安全的情况下，最大范围内调节滑动变阻器的滑片，得到其中一个电压表与电流表示数的关系如图乙。下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡正常发光的电阻为4Ω
B．调节滑片过程中，电压表V1的变化范围是2~4V
C．灯泡正常工作10s，滑动变阻器消耗的电能为30J
D．某一状态时，灯泡与滑动变阻器的功率之比为a，则1≤a≤2
18．（2024·江苏无锡·一模）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小明和小华利用电源电压恒定，额定电压为2.5V的小灯泡进行探究。
(1)如图甲所示是小明开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，并用笔画线代替导线在原图上画出正确的接法 。
(2)排除电路故障后，小明将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处，闭合开关；若想测量小灯泡额定功率，则应向 （左/右）移动滑片，观察并记录多组数据，绘制如图乙所示的U﹣I图像，则小灯泡的额定功率为 W。当电流表示数为I0（I0＜0.50A）时，小灯泡的电功率为P1；
(3)断开开关，用一个定值电阻替换小灯泡，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处，记录两表示数，再移动滑片，并记录在表格中，分析数据可知：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成 （正比/反比），当电流表示数仍为I0时，定值电阻的电功率为P2，则P1、P2的大小关系为P1 P2（＞/＝/＜）；
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 0.9 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.18 0.40 0.50 0.60
(4)实验中所用电源的电压为 V。
19．（2024·江苏连云港·一模）3D打印机是一种可快速打印定型的机器，它的原理是把数据和原料放进3D打印机中，通过逐层打印的方式来构造物体，小明家用的3D打印机所使用的丝材原料是一种易熔易凝的PLA塑料。其工作电路如图甲所示，其中，电磁铁的线圈电阻为40 Ω，当电磁继电器线圈的电流达到100 mA时，衔铁被吸下来。下列有关说法正确的是（ ）
A．3D打印机喷头工作时只利用了电流的磁效应
B．当电阻为30 Ω时，要使衔铁能被吸引下来，的阻值最多为60 Ω
C．若电路中只有3D打印机工作了40 min，如图乙所示的家用电能表指示灯闪烁了500次，则该打印机的实际功率为250 W
D．当衔铁被吸下时，电阻R开始工作熔化PLA塑料
20．（2024·江苏泰州·一模）如图甲电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器；图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像；则R阻值为 Ω，整个电路的消耗的最大功率为 W。
21．（2023·江苏盐城·二模）物理兴趣小组的同学，为了探究滑动变阻器的电流、电压关系，按照如图甲的电路进行实验。闭合开关S，让滑片P从最右端开始向左滑动，测量滑片到最右端的距离x，同时观察电压表、电流表的示数，记录数据并绘制电压表读数U与x的关系图象如图乙所示，电流表读数I与x的关系图象如图丙所示。根据题目信息，滑片P距离最右端的距离x在0~5cm的过程中，电流表读数I始终为零的原因是 ，滑片P每滑动1cm滑动变阻器的阻值变化 Ω，若电流表的量程为0~3A，则此电路的最大功率可达 。
三、欧姆定律
22．（2024·江苏无锡·一模）小灯泡标有“6V 3W”字样，闭合开关后，滑片P移至某一位置时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1；滑片P移至某一端点时，电流表示数为0.3A，电压表示数变化了3V，此时滑动变阻器消耗的功率为P2，且P1︰P2=5︰6。下列判断正确的是（ ）
①滑动变阻器的最大阻值为10Ω
②电路允许消耗的最大功率为4.5W
③小灯泡正常发光时，滑片P位于滑动变阻器中点位置
④滑动变阻器消耗的功率由P1变为P2的过程中，小灯泡消耗的功率变化了2.1W
A．只有② B．只有②③ C．只有②④ D．②③④都正确
23．（2024·江苏无锡·一模）如图甲所示，某小组设计的调节光照度助力植物成长的模拟电路。电源电压为U，R0为电阻箱，光敏电阻R的阻值随光照度E的变化图像如图乙所示。当电流I≥0.2A时，电磁铁刚好能够吸下衔铁A，启动电动机（图中省略），带动遮光板下移减少光照。要使电表示数能随E的增大而增大，则电表应该安装在 （选填“①”或“②”）的位置；若电源电压U为12V，调节R0阻值为10Ω，不计电磁铁线圈电阻，则光照度E最大为 Lx，此时光敏电阻R的电功率是 W；若某植物对阳光需求更大，对电路可采取的办法是 。
24．（2024·江苏南京·一模）如图是小伟做电学实验的实物图，他闭合开关后，把滑动变阻器的滑片从A点移到B点时，在下表中记录下滑片在这两个点时电压表V1、V2的示数。滑片在A、B两点时，R1和R2的功率之和相差0.35W。已知灯泡上标有“2.5V 0.5A”的字样（灯丝电阻不变），电源电压恒定。下列说法正确的有（ ）
滑动变阻器的滑片位置 电压表V1的示数U1/V 电压表V2的示数U2/V
A 9U0 9U0
B 6U0 10U0
①灯泡正常发光时的电阻为5Ω
②电阻R1的阻值为15Ω
③电源电压为6V
④闭合开关，滑片从A点移到B点的过程中电路总功率的最小值为1.2W
A．仅①② B．仅②③ C．仅①②③ D．①②③④
25．（2024·江苏无锡·一模）如图所示，电源电压保持6V不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，定值电阻的规格为“10Ω，0.5A”，变阻器的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，为了保证电路安全，下列说法正确的是（ ）
①电阻R1的功率的范围为0.4~2.5W
②电流表示数的范围为0.3~0.5A
③滑动变阻器的接入范围是2~10Ω
④电路消耗的总功率的变化范围是1.2~3W
A．只有①和③ B．只有②和③
C．只有①与④ D．只有②和④
26．（2024·江苏盐城·一模）如图，D为电子元件，能起稳压作用，UD不变，R为定值电阻，E为电压可调的电源，下列描述电路中的电流I、R消耗的电功率P随电源电压U总变化关系的图线中，可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
27．（2024·江苏淮安·模拟预测）如图甲电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端移动至灯泡L正常发光的位置，在此过程中，电流表示数与两只电压表示数的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压是8V B．灯泡L的额定功率是5.6W
C．滑动变阻器的最大阻值是40Ω D．滑动变阻器的最大功率约为5W
28．（2024·江苏无锡·一模）如图甲所示，电路中的虚线框部分是超导限流器的内部电路，超导限流器是利用超导材料在超导时电阻为零、失超后具有一定电阻的特性制成的一种短路故障电流限制装置，它由超导元件和限流电阻并联组成，超导元件的电阻随电流I的变化关系如图乙所示，当电流小于0.6A时处于超导状态，限流电阻。图甲电路中灯泡L上标有“6V 3W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响下列说法中正确的是（ ）
A．若电源电压为3V，灯泡的实际功率为1.5W
B．若电源电压为4V，电路的总功率为24W
C．若电源电压为6V，灯泡不能正常发光
D．若电源电压为5V，灯泡短路前后，电流表示数变化了0.5A
29．（2024·江苏泰州·一模）如图甲所示的电路中，电源电压不变，闭合开关将滑动变阻器的滑片从最右端移至能使灯泡正常发光的位置、电流表与电压表示数的关系图像如图乙所示，A、B两点对应的电功率PA：PB=1：8则下列说法中正确的是（ ）
A．滑片移动过程中，灯泡功率变化了4W
B．电路消耗的最大电功率为4.8W
C．滑片向左移动，电压表V1的示数变小
D．图乙中的曲线①表示通过灯泡的电流随它两端的电压变化的关系图像
30．（2024·江苏泰州·一模）如图所示的电路，电源电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为16Ω。调节电阻箱R，使它接入电路的阻值为4Ω。闭合开关S1，将单刀双掷开关S2扳向触点1，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为2V，此时小灯泡正常发光；保持滑片P的位置不变，将单刀双掷开关S2扳向触点2，此时电压表示数为2.5V；断开开关S1，只将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关S1，此时电压表示数为3.6V。则小灯泡的额定功率为（ ）
A．1.29W B．0.75W C．0.625W D．1.0W
31．（2024·江苏苏州·一模）如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“2.5V； 0.3A”字样，其阻值会随温度变化，只闭合开关时，将滑动变阻器的滑片置于最右端，电压表示数为6V，的功率为；只闭合开关，移动滑片至最左端时，电流表的示数为0.3A，的功率为；闭合开关和，移动滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为5V和0.2A，已知，小明求出了下列数据：①滑动变阻器的最大阻值为30Ω；②电源电压为10V；③的阻值为；④在有电流通过灯泡L的情况下，灯泡的最小功率为0.15W，则：小明求出的数据正确的有（ ）
A．①③ B．②④ C．①②③ D．②③④
32．（2024·江苏宿迁·一模）如图甲所示，电源电压恒为18V，灯泡L上标有“6V 3W”字样（假设灯泡的电阻不变），电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω。当只闭合S和S1，移动滑动变阻器的滑片P时，它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。下列描述正确且最全面的是（ ）
①定值电阻R0与R1的比值为2∶1
②只闭合S和S2，在保证电路安全的情况下，灯泡的最小功率为0.75W
③只闭合S和S2，电路消耗的最大功率为9W
④只闭合S和S2，滑动变阻器允许调节的范围是24~60Ω
A．②③ B．②④ C．②③④ D．①②③④
33．（2024·江苏南京·模拟预测）小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光。此过程中，电流表A的示数随两电压表（未画出）示数变化关系图像如图乙所示，则电源电压为 V；小灯泡正常发光时的功率为 W；图像②表示 （选填“”或“”）的电流随电压变化关系；再串联一个 Ω的电阻后，的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全。
34．（2024·江苏宿迁·一模）如图所示，电源电压恒为12V，滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”，电流表的量程为“0~0.6A”，小灯泡上标有“6V”字样，若开关S、S1、S2都闭合，当滑片P在b端时，电路消耗的总功率为5.28W，则定值电阻R0为 Ω；若开关S闭合。S1、S2都断开，当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到3R1时，电流表的示数变为原来的，小灯泡的实际电功率变化了2.7W，则小灯泡的额定电功率是 W。（不考虑灯丝电阻变化，并保证电路元件安全）
35．（2024·江苏连云港·一模）如图甲所示，小明在电动机的转动轴上固定一个“山字型”挡光板，利用槽型光耦传感器来测量电动机的转速，槽型光耦传感器两侧分别装有红外发光二极管L以及光敏电阻R，当R接收到二极管L发出的红外线时，电阻为零，未接收到红外线时，电阻很大相当于断路，图乙为测量电路，电源电压为5V，R2阻值为100。
（1）闭合开关S后，二极管L正常发光，其两端电压为1.2V、电流为50mA，则电阻R1的阻值为多少？
（2）图丙是电动机转动过程中，电压检测装置记录下的ab间电压U随时间的变化图像，则此时电动机的转速为多少r/min？通电1min整个电路消耗电能为多少J？
36．（2024·江苏常州·一模）图甲是可自动调节亮度的台灯的电路图.灯泡标有“24V；12W”字样，R1为光敏电阻，其阻值随光照强度的变化如图乙所示，滑动变阻器R2最大阻值为50Ω。当光照强度为E1时，R2连入电路的阻值为24Ω，此时灯泡正常发光，不计温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡正常发光时的电流和灯丝的电阻；
（2）灯泡正常发光5min消耗的电能；
（3）电源电压；
（4）光照强度为E2时，滑动变阻器R2的滑片移到最右端，灯泡的实际功率。
37．（2024·江苏扬州·一模）实践基地芒果获丰收，为筛选优质大果，设计自动筛选装置如图甲，检测装置电路图如图乙，电源电压恒为12V，电阻为20Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力变化关系如图丙。当电路电流小于0.15A时，不达标的芒果将被推离传送带，达标芒果继续被传送到指定位置，实现自动筛选。求：
（1）若R与阻值相等，R消耗的电功率，电流1min通过R产生的热量；
（2）此装置能筛选出重力至少为多大的芒果；
（3）若想筛选出重力至少为2N的芒果，有同学建议：仅适当增加的阻值即可。你认为他的建议可行吗？若可行，请计算出此时的阻值。
38．（2024·江苏南京·一模）光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，南南用它设计了一种“智能家居照明灯”电路，如图甲所示，R1为滑动变阻器，R2为光敏电阻，其阻值随照射在光敏电阻上的光强E（表示光照射强弱的量，单位cd）之间的变化关系如图乙所示。电磁继电器线圈的电阻不计，当线圈中的电流大于或等于0.2安时，衔铁将被吸下，照明灯熄灭。
(1)当光照强度增大时，电压表示数 （填增大、减小或不变）。
(2)当控制电路中电源电压U0保持6V不变，设定当光强E低于2.0cd时灯亮起，则滑动变阻器接入电路的阻值为多大？
(3)为减少照明灯的照明时间，可采取哪些措施？（写出两点）
39．（2024·江苏南通·一模）在跨学科实践课上，某小组开展了“空气质量检测仪”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
【项目任务】制作一个简易空气质量检测仪
【项目导引】资料显示空气质量等级是按照空气质量指数K划分的，如下表所示：
空气质量指数K 0 50 51 100 101 150 151 200 201 300 >300
空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 重度污染
从学校科技实验员处借得一个气敏电阻R，通过说明书获悉：其电阻值R随空气质量指数K的关系如下表所示：
空气质量指数K 50 100 150 200 250 300
电阻值R/Ω 100 50 30 20 15 10
（1）每当启动空气重污染橙色预警时，中小学、幼儿园等将减少或停止户外活动，空气污染 （选填“属于”或“不属于”）分子运动；
（2）请在图甲中描点作出气敏电阻的阻值R与空气质量指数K的关系图线 ；
【方案设计】小组经过一番讨论和研究，设计如图乙所示的空气质量检测仪的电路，其中定值电阻R0=20Ω，电源电压U恒为6V不变，用电流表示数表示对应空气质量指数；闭合开关S，当电流表示数为0.15A时，电路报警，此时电磁铁把衔铁B吸下来，净化系统开始工作，电磁铁中线圈的电阻不计；
【项目实施】
（3）如图乙，闭合开关S，电磁继电器中电磁铁M的上端为 （选填“N”或“S”）极，当净化系统工作时，弹簧对P点作用力的方向是向 （选填“上”或“下”）；
（4）如图乙，闭合开关S，当空气质量指数K值升高，电路中电流表的示数 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；
①当空气质量指数K为50时，电阻R0两端的电压为 V；
②当电路报警时，则此时对应的空气质量等级为 ；
【评价反思】（5）若想让仪器检测更加灵敏，使空气质量指数K略低于“方案设计”中数值时电路就报警，请提出两种合理化建议：① ；② 。
四、电流和电路
40．（2024·江苏徐州·模拟预测）如图所示，电源电压不变，当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.5A，电压表V1的示数为6V；将电压表V2、电流表的位置互换，当开关S1断开，S2闭合，电流表的示数为0.3A。下列说法正确的是（ ）
①电源电压为6V
②电阻R2的阻值为6Ω
③两表位置互换前，通过电阻R1的电流为0.75A
④两表位置互换后，电阻R1与电阻R2消耗的功率之比为2∶3
A．①③ B．②④ C．②③ D．①④
41．（2024·江苏常州·一模）如图所示，电源电压恒为3V，灯泡L标有“3V，1.5W”字样，滑动变阻器R标有“1A，10Ω”字样．当滑动变阻器的滑片P在最右端时闭合开关S，移动滑片P，在电路安全工作的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮
B．滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9A
C．R消耗的电功率范围是1.5W~3W
D．电路消耗的总功率范围是2.4W~4.5W
42．（2023·江苏苏州·二模）半导体二极管具有单向导电性，其电路图符号为 ，当电流从图左向右流过二极管时，电路导通；当电流从图右向左流过二极管时，电路截止不通。在家用电器中有广泛应用，冬天小明家买来一只电热取暖器。说明书中标有该取暖器电炉“220V，200W”字样。小明将取暖器接入照明电路中，再将调节开关上的滑块调至“1”位置，电炉丝不亮，将滑块调至“2”位置时，电炉丝暗红，将开关调至“3”位置时，电炉丝工作正常（如图）。他拆开调节开关，发现内部接有一个二极管以及两个开关，请在虚线框中画出调节开关内部的结构 。当开关调至“2”位置时，该电炉的实际电功率是 。
43．（2024·江苏苏州·一模）在图甲所示电路中，电阻的阻值为15Ω，小灯泡L的图像如图乙所示．只闭合开关，将滑动变阻器滑片移至最左端时，小灯泡恰好正常发光，再闭合开关，电流表示数变化了0.4A，求：
（1）电源电压U及小灯泡的额定功率；
（2）断开，闭合，调节滑动变阻器滑片位置使电流表示数为0.3A．再断开，闭合，求此时灯泡的实际功率P。
五、电和磁
44．（2024·江苏常州·一模）如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置.下列说法中（ ）
①闭合开关、导体ab在磁场中上下运动会产生感应电流
②闭合开关，导体ab左右运动过程中电能转化为机械能
③利用该实验的原理可以制成发电机
④将电流计换成电源，可以研究通电导线在磁场中的受力情况
A．只有①②正确 B．只有①③正确
C．只有③④正确 D．只有②④正确
六、做功与机械能
45．（2024·江苏南京·一模）图甲是一款电中药壶，图乙是其内部简化电路，定值电阻. R1、R2中只有 R1为加热管。该壶的额定电压为220V，加热时的额定功率为1210W，则额定电流为 A。正常工作时加热管R1在加热和保温时的功率之比为49∶4，则定值电阻R2的阻值为 Ω。若家庭电路中仅有该壶工作，使质量为1kg、初温为的水升高60℃共用时6min， 如图丙所示的电能表指示灯闪烁了120次，则此过程中该壶的实际功率为 W，加热效率为 %。
46．（2024·江苏淮安·模拟预测）小芳设想完成两个探究实验，首先她探究了某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系，如图1所示。
（1）该LED在两次实验中发光情况如图2所示，两次实验线圈均在转动，线圈1顺时针转动，由此可知线圈2 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动；
（2）如下图，导体棒a与该LED相连；在某磁场中，使a垂直于纸面左右往复运动（虚线为运动轨迹），LED交替发出红、黄光，则该过程a中电流方向 （选填“不变”或“变化”），该磁场可能的分布包括右下图中哪些选项？ （填序号）；以上这种现象就是我们教材中所描述的 现象；利用这种原理人们制成 ；
（3）小芳还设想探究乒乓球发球机发出的乒乓球落地时的速度的关系：已知乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，若不计空气阻力，则落到水平桌面时三者的速度大小关系是( )。
A．va>vb>vc B．vb>vc>va
C．va>vc>vb D．va=vb=vc
七、运动和力
47．（2024·江苏镇江·一模）小明制作的水池水位模拟控制装置如图所示，浮子由金属片、轻质硬杆、木块Q和轻质弹簧构成，其中轻质弹簧竖直固定，一端固定于木块Q，另一端固定在蓄水池底部，轻触开关K通过金属弹片实现通断，按下时开关接通，松手后开关断开，触点C、D接通时，水泵注水；C、D断开时，水泵停止工作。开始时金属片与A、B接触，闭合开关S，用手按一下轻触开关K，装置启动。已知：电源电压U=36V ，当线圈中电流I≥0.05A 时，衔铁吸合；电阻R0允许通过的最大电流为0.1A；其余电阻忽略不计。
(1)如图状态时闭合开关S，用手按轻触开关K后装置正常工作，松手后，衔铁处于 （选填“吸合”或“释放”）状态，轻触开关K与触点C、D （选填“串联”或“并联”）；
(2)为使装置正常工作，电阻R0的阻值范围为 Ω~ Ω；
(3)木块Q为边长10cm的正方体, 密度为（0.5×103kg/m3，h0=25cm），弹簧原长为20cm，在弹性范围内，弹簧每伸长1cm，其拉力增加0.4N，g取10N/ kg。不计金属片的质量，弹簧始终处于弹性形变范围内。
①求蓄水池水位最高时，水面距池底的高度H ；
②若适当缩短硬杆的长度，当蓄水池水位最高时，水面距池底的高度H将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；为保证装置正常工作，硬杆缩短的长度△l的最大值为 cm。
48．（2024·江苏无锡·一模）近几年城市部分老小区进行改造，不少多层楼房安装了电梯，给居民出入带来很大的便利。出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压U=6V，保护电阻R1=100欧，压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
(1)由图乙可知，当压敏电阻受到的压力F增大时，控制电路中的电流 ，从而改变电磁铁磁性的强弱。电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，电铃发出警报声，此时，电磁铁上端为 极；
(2)若电梯在20秒内将一位重600牛的乘客匀速提升15米，请计算此时电梯对乘客做功的功率 ；
(3)当电磁铁线圈电流达到20毫安时，衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为1000千克的乘客时，请计算说明电梯有无超载 ；
(4)某同学利用该压敏电阻的这种特性设计了一个探究电梯运动情况的装置，该装置的示意图如图丙所示，将压敏电阻平放在电梯内，其受压面朝上，在受压面上放一物体，电梯静止时电流表示数为I0；当电梯做四种不同的运动时，电流表的示数分别如图丙中①、②、③、④所示。下列判断中错误的是_______。
A．①图表示电梯可能匀速下降
B．②图表示电梯可能上升时速度变大
C．③图表示电梯可能匀速上升
D．④图表示电梯可能下降时速度变大
八、简单机械及机械效率
49．（2024·江苏无锡·一模）如图甲为某款“剪叉式”升降机结构简图。上下为两个带滑槽的平台，五根横杆与两对剪刀状交臂构成升降组件。工作时，左侧两根横杆与平台固定，电动机带动螺纹杆，给右侧下方横杆施加向左的拉力F，带动交叉臂转动将上平台抬升；反之，推动横杆向右运动则上平台降低。
型号 Y200
额定电压 220V
额定功率 11kW
线圈电阻 2Ω
(1)关于升降机下列说法正确的是______
A．升降机的平台应该选用质量大、硬度大的物体制作
B．升降机的电动机是利用电磁感应原理工作的
C．匀速提升货物时，货物重力与平台对它的支持力是一对相互作用力
D．螺纹杆螺纹越密集，提升相同的重物，电动机需要提供转动的力越小
(2)若升降机使用的电动机铭牌如表所示，则电动机正常工作时的电流为多大
(3)某次使用时，升降机将质量为50kg的货物从4cm高度提高到如图乙所示的15cm高度处，已知上平台质量10kg，剪刀状交叉臂长度为25cm，不考虑交叉臂及横杆的质量，整个装置质地均匀且不计摩擦。
①若不考虑能量损失，此过程中升降机至少需要消耗电能 J；
②当货物位于丙图位置时，上平台和货物整体的重力作用线经过中间横杆，则此时电动机拉动横杆的力F至少为多少
50．（2024·江苏常州·一模）车辆超载是造成公路桥梁损坏的重要原因，因此限制车辆超载有着重要意义。某物理兴趣小组设计了一个“汽车超载记录器”原理图，如图甲，图中使用了一个水平杠杆OAB，O为支点，OA:AB=1:9。R为压敏电阻，其所受压力与电阻的关系如图乙所示。已知变阻器规格为“50Ω 2A”，电磁继电器线圈电阻忽略不计，当通过线圈的电流达到0.1A时，电磁继电器的衔铁被吸下。
(1)将图甲连接完整。要求：若未超载，则绿灯亮；若超载，则红灯亮且照相机拍照，记录违法行为，即使红灯损坏，照相机仍可以拍照记录；
(2)在某路段限重20t。当车辆刚好达20t时，压敏电阻阻值为 Ω，计算可知此时控制电路电压U的最大值为 V；
(3)某些主干道抗压能力较好，允许通行质量更大车辆，需适当调高限载，下列措施可行的是______。
A．适当增大阻值 B．减小电磁铁线圈匝数
C．适当减小控制电路电源电压 D．B点左移
51．（2024·江苏苏州·一模）阅读材料， 回答问题。
空气开关，又名空气断路器，是一种电路中电流超过设定电流值就会自动断开的开关.图1为空气开关简化后的原理图，当线路发生一般性过载（即电流较大，但小于设定电流值）时，过载电流虽不能使电磁脱扣器动作，但能使发热元件产生热量，促使左端固定双金属片受热弯曲，推动顶杆使搭钩与锁扣脱开，将触点分离，切断电源。当线路发生短路或严重过载电流时，电磁脱扣器产生足够大的吸力，将衔铁吸合并撞击顶杆，使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开，锁扣在弹簧的作用下将触点分离，切断电源。
(1)空气开关利用了电流的 （热/磁/热和磁）效应；
(2)搭钩相当于 杠杆；
(3)关于电磁扣钩器说法正确的是 （ ）
A．A端为电磁脱扣器的N极
B．当300mA的电流致人触电时，空气开关不能自动切断电路
C．只当线路发生短路或严重过载电流时，电磁脱扣器才对衔铁有吸引力
(4)双金属片是由铜片和铁片组成，受热时铜片膨胀得比铁片大，在图2 中的选项中，铜片和铁片的位置符合要求的是 ；
(5)如果要在现有基础上将空气开关的设定电流值调大一些，你的做法是： 。
试卷第1页，共3页
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