课时分层评价卷(十六)
1．D 2．D 3．D 4．B
5．解析：由题图甲可知，R0与R串联，电流表测电路中的电流；闭合开关，当滑动变阻器滑片位于最右端时滑动变阻器接入电路的电阻最大，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R总最大＝＝＝60 Ω，由串联电路的电阻特点可知，R0＋R最大＝60 Ω①
当滑片位于中点时，滑动变阻器接入的电阻为滑动变阻器最大电阻的，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R总＝＝＝37.5 Ω，由串联电路的电阻特点可知，R0＋R最大＝37.5 Ω②
由①②解得：R0＝15 Ω；由串联电路的电流特点和电压特点结合题图乙可知，当电路中的电流为0.2 A时，灯泡两端的电压为3 V，由欧姆定律可知，此时R0两端的电压为：U0＝I′R0＝0.2 A×15 Ω＝3 V，此时电源电压：U＝U0＋UL＝3 V＋3 V＝6 V，符合题意，此时电路消耗的功率：P＝UI′＝6 V×0.2 A＝1.2 W。
答案：1.2
6．解析：接通电路后，锡箔纸宽、窄处串联，串联电路电流处处相等，所以通过锡箔纸较窄处电流等于较宽处电流。
锡箔纸有电阻，电流通过锡箔纸时产生热量，锡箔纸能被点燃是利用了电流的热效应。
答案：等于 热效应
7．B [闭合开关S后，两电阻并联，电压表测电源的电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过电阻R2的电流。根据欧姆定律可得：电阻R1两端允许的最大电压为U1＝I1R1＝1 A×6 Ω＝6 V，电阻R2两端允许的最大电压为U2＝I2R2＝1.2 A×3 Ω＝3.6 V，由并联电路，各支路电压相等，且6 V＞3.6 V，为了保护电阻R2，电源电压的最大值：U＝U2＝3.6 V，则R1消耗的最大功率为：P1＝＝＝2.16 W；此时通过电阻R1的电流为：I1′＝＝＝0.6 A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，故干路电流表A1的示数I＝I1′＋I2＝0.6 A＋1.2 A＝1.8 A。故选B。]
8．D [由题图甲可知，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。①由题图乙可知，当R1＝10 Ω时，P1＝0.9 W，当R1′＝20 Ω时，P1′＝0.8 W，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝UI＝I2R可得，电路中的电流分别为：I1＝＝＝0.3 A，I2＝＝＝0.2 A，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，所以，由I＝可得，电源的电压：U＝I1(R＋R1)＝I2(R＋R1′)，即0.3 A×(R＋10 Ω)＝0.2 A×(R＋20 Ω)，解得：R＝10 Ω，电源的电压U＝I1(R＋R1)＝0.3 A×(10 Ω＋10 Ω)＝6 V，故①错误；②当R1′＝20 Ω时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最大，则电压表的最大示数U1′＝I2R1′＝0.2 A×20 Ω＝4 V，故②正确；③当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻最小，整个电路的总功率最大，则P大＝＝＝3.6 W，当R1′＝20 Ω时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，整个电路的总功率最小，则P小＝UI2＝6 V×0.2 A＝1.2 W，所以，整个电路功率变化了：ΔP＝P大－P小＝3.6 W－1.2 W＝2.4 W，故③错误；④当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻最小，电路中电流表的示数最大，则I大＝＝＝0.6 A，当R1′＝20 Ω时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，即电流表的示数最小，所以，电流表的示数变化了：ΔI＝I大－I2＝0.6 A－0.2 A＝0.4 A，故④正确。故选D。]
9．解析：(1)原电路图中，电流表与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的，在测量小灯泡的电功率实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如图所示。
(2)小灯泡额定电压为2.5 V，正常发光时灯丝电阻约为10 Ω，由欧姆定律可知，小灯泡正常发光时的电流约为：I′＝＝＝0.25 A，根据串联电路的电压规律和欧姆定律，此时滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝＝＝14 Ω＞10 Ω，故滑动变阻器应为R2。
(3)检查电路无误后，闭合开关，移动滑片P至某位置时，电压表的示数为2.2 V，小于灯泡额定电压2.5 V，若想测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片P向B端移动；由题图乙可知，当灯泡两端电压为2.5 V时，通过灯泡的额定电流为0.25 A，则小灯泡额定功率为：PL＝ULIL＝2.5 V×0.25 A＝0.625 W。
(4)实验步骤：
①闭合开关S和S1，断开S2，并调节滑动变阻器使电压表示数为2.5 V；
②闭合开关S和S2，断开S1，滑动变阻器滑片P不动，读出此时电压表示数为U；
在①中，电压表测灯两端的电压，电压表示数为2.5 V时，灯正常发光；在②中，电压表测灯与R0两端的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻两端的电压：U0＝U－U额，由欧姆定律，通过定值电阻的电流：I0＝＝，即灯的额定电流I额＝I0＝，则小灯泡的额定功率表达式为：P额＝U额I额＝U额·。
答案：(1)见解析图 (2)R2 (3)B 0.625 (4)闭合开关S和S2，断开S1 U额·
10．D [闭合S1，断开S2，滑动变阻器的滑片P位于最右端时，电阻R1与滑动变阻器最大值20 Ω串联，电压表测量滑动变阻器的电压，根据欧姆定律知，电路中的电流，I＝＝＝0.15 A，根据串联电路特点知，电源电压U＝IR1＋U2＝0.15 A×R1＋3 V ①，当闭合S2，断开S1，滑动变阻器的滑片P移至中点时，电阻R2与滑动变阻器R′＝10 Ω串联，根据欧姆定律知，I′＝＝＝0.12 A，根据串联电路特点知，电源电压U＝I′R2＋U2′＝0.12 A×R2＋1.2 V＝0.12 A×2R1＋1.2 V ②，由①②解得R1＝20 Ω，U＝6 V；根据P＝UI知，电源电压不变，电功率之比等于电流之比，为0.15 A∶0.12 A＝5∶4，故A、B、C错误；闭合S1、S2，滑动变阻器的滑片P位于最左端时，两个定值电阻并联，电路的最大功率为P大＝＝＝2.7 W，故D正确。故选D。]
11．A [①已知灯泡L的额定电压U额＝8 V，灯泡L的额定功率P额＝4 W，由P＝可知灯泡L的电阻为：R1＝＝＝16 Ω，故①正确；②由欧姆定律结合题图乙中的数据可知电阻R2的阻值为：R2＝＝＝16 Ω。由题图甲可知，当闭合开关S、S1、S2时，滑动变阻器和L被短路，电路中只有R2，由W＝t可知，U2＝＝＝(8 V)2，则电源电压U＝8 V，故②错误；③当闭合开关S1、S2，断开开关S时，灯泡L被短路，R1和R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压。当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，其两端的电压最大，由电压表的量程可知R1两端的电压最大为U1大＝3 V，由串联电路的电压特点可知R2两端的电压最小为：U2小＝U－U1大＝8 V－3 V＝5 V，此时电路中最小电流为：I小＝＝＝0.312 5 A，由欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的最大阻值为：R1＝＝＝9.6 Ω，滑动变阻器的最大阻值50 Ω，符合条件，则R2的最小功率为：P2＝I小U2小＝0.312 5 A×5 V＝1.562 5 W，故③错误；④当闭合开关S，断开开关S1、S2时，L和R2串联，电流表测电路中的电流，由串联电路的电阻特点可知，电路总电阻为：R＝R2＋RL＝16 Ω＋16 Ω＝32 Ω，此时电路中的电流为：I＝＝＝0.25 A，此时灯泡L的实际功率为：PL＝I2RL＝(0.25 A)2×16 Ω＝1 W，故④正确。故选A。]
12．B [闭合开关S，断开开关S1、S2，灯泡L和滑动变阻器串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测灯泡L两端的电压，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2′，当滑动变阻器滑片移至中点时，滑动变阻器接入电路的电阻为×20 Ω＝10 Ω，电流表示数为0.3 A，根据欧姆定律可得滑动变阻器两端的电压U2＝IR2＝0.3 A×10 Ω＝3 V；灯泡L的电阻RL＝＝＝5 Ω，此时灯泡L两端的电压UL′＝IRL＝0.3 A×5 Ω＝1.5 V，串联电路总电压等于各部分电压之和，则电源电压U＝UL′＋U2＝1.5 V＋3 V＝4.5 V，故①错误；灯泡L正常发光的电流IL＝＝＝0.5 A，电流表量程为0～0.6 A，串联电路各处电流相等，所以通过电路的最大电流为0.5 A，根据欧姆定律可得电路最小总电阻R＝＝＝9 Ω，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2′＝R－RL＝9 Ω－5 Ω＝4 Ω，故②正确；闭合开关S、S1、S2，两电阻并联接入电路，灯泡L被短路，电流表测干路电流，根据电流表的量程可知通过干路的最大电流为0.6 A，并联电路各支路两端电压相等，根据欧姆定律可得通过定值电阻的电流I1＝＝＝0.3 A，并联电路干路电流等于各支路电流之和，通过滑动变阻器的最大电流I2＝I′－I1＝0.6 A－0.3 A＝0.3 A，滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P＝UI2＝4.5 V×0.3 A＝1.35 W，故③正确；定值电阻R1在10 s内产生的热量为Q＝W＝UI1t＝4.5 V×0.3 A×10 s＝13.5 J，故④错误。故选B。]
13．解析：(1)当灯泡正常发光时，电流大约为：I＝＝≈0.2 A，滑动变阻器的阻值：R滑＝＝＝17.5 Ω，R2最大阻值太小，所以应选择R1。
(2)原电路中，灯泡与电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，为了测量灯泡的额定功率，应让电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，改正后如图所示。
(3)灯在额定电压下正常发光，电压表选用小量程，分度值为0.1 V，示数为1.20 V，所以，应增加灯两端的电压减小滑动变阻器的电压，根据分压原理，就要减小变阻器连入电路中的电阻，所以，应将滑片P向A端移到合适位置，读出电流表示数，即可算出小灯泡的额定功率。
(4)由I-U图象可知，当U额＝2.5 V时，I额＝0.2 A，所以小灯泡的额电功率P额＝U额I额＝2.5 V×0.2 A＝0.5 W；在该过程中，灯泡中的电压越小，电流越小，由P＝UI知小灯泡的实际功率随实际电压的降低而减小。
(5)①闭合开关S1和S3，断开S2，并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U额＝2.5 V；此时L、R0和变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，故灯泡正常发光；
②闭合开关S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片P不动，读出此时电压表示数为U，电压表测L与R0的总电压，所以IL＝IR＝；
③小灯泡额定功率的表达式PL＝U额＝。
答案：(1)R1 (2)见解析 (3)1.20 A (4)0.5 减小 (5)①使电压表示数为U额＝2.5 V ②闭合开关S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片P不动 ③
14．解析：(1)由题图甲可知，工作电路中，动触片与触点b接触时灯L与保护电阻R′串联，由P＝UI＝I2R可知，灯L正常工作时的电流：IL＝＝＝0.3 A，由欧姆定律可知，此时工作电路的总电阻：R总b＝＝＝120 Ω，由串联电路的电阻特点可知，保护电阻R′的阻值：R′＝R总b－RL＝120 Ω－10 Ω＝110 Ω。
(2)由题图甲可知，工作电路中，动触片与触点a接触时电铃与喷淋系统并联，电流表测干路电流，由P＝UI可知，电铃正常工作时的电流：I电铃＝＝＝0.5 A，由并联电路的电压特点可知，此时电铃两端的电压等于电铃的额定电压，电铃正常工作，通过电铃的电流I电铃＝0.5 A，由并联电路的电流特点可知，通过喷淋系统的电流：I喷淋＝I′－I电铃＝2.5 A－0.5 A＝2 A，喷淋系统工作20 s消耗的电能：W喷淋＝U喷淋I喷淋t＝36 V×2 A×20 s＝1 440 J。
(3)由题图乙可知，气敏电阻RC的阻值与烟雾浓度C的关系为一次函数，因此可设：RC＝kC＋b，当C＝0时，RC＝300 Ω，则b＝RC－kC＝300 Ω－k×0＝300 Ω，当C′＝5%时，RC′＝250 Ω，则k＝＝＝－1 000 Ω，则RC与C的关系式为RC＝－1 000 Ω×C＋300 Ω，当C1＝8%时，RC1＝－1 000 Ω×8%＋300 Ω＝220 Ω，由题意可知，触发报警喷淋的最低烟雾浓度时的电路电流：I0＝0.02 A，由P＝UI＝I2R可知，R0的阻值：R0＝＝＝30 Ω，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时控制电路的电源电压：U控1＝＋R0)＝0.02 A×(220 Ω＋30 Ω)＝5 V，则浓度C1＝8%时，控制电路消耗的总功率：P控1＝U控1×I0＝5 V×0.02 A＝0.1 W，由P控1∶P控2＝25∶31可知，浓度为C2时，控制电路消耗的总功率：P控2＝P控1＝×0.1 W＝0.124 W，由P＝UI可知：U控2＝＝＝6.2 V，由欧姆定律可知，电压增大调至U控2时电路的总电阻：R总2＝＝＝310 Ω，由串联电路的电阻特点可知，烟雾浓度为C2时，气敏电阻RC的阻值：RC2＝R总2－R0＝310 Ω－30 Ω＝280 Ω，由RC＝－1 000 Ω×C＋300 Ω可知：C2＝＝＝2%。
答案：(1)t＝＝＝12 h。
(2)由题图乙可知，按下开关S1，电路中只有R2，则P1＝ ①
按下开关S2，电路中只有R1，则P2＝ ②
按下开关S3，R1和R2串联入电路中，则P3＝ ③
又因为R1>R2，则P1>P2>P3。
由①③式得＝＝ ④
根据题意，Q＝W′＝t，
则R2＝t＝55 Ω ⑤
由④⑤得，R1＝605 Ω。
(3)当照度为E1时，设滑动变阻器滑至a点连入电路的电阻为Ra，Ra和RE1串联在电路中，则U控＝I1(RE1＋Ra)＝0.07 A×(RE1＋Ra)①
当提高照度至E2时，Ra和RE2串联在电路中，I2＝I1＋0.03 A＝0.1 A
U控＝I2(RE2＋Ra)＝0.1 A×(30 Ω＋Ra)②
由表中数据可知，RE和照度E的反比例关系式为RE＝×103 lxΩ
则＝＝，则RE1＝48 Ω③
由①②③得U控＝4.2 V，Ra＝12 Ω
则Pa＝Ra＝0.12 W。
答案：(1)12 h (2)605 Ω 55 Ω (3)4.2 V 0.12 W课时分层评价卷(十六) 电功 电功率
1．(2024·泰安一模)关于电功，下列说法不正确的是( )
A．电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能
B．电流做功的过程就是消耗电能的过程
C．用电能表可以测量电流做功的多少
D．电流越大，电流做功就一定越多
2．(2024·泰安模拟)如图所示，A、B是由同种材料制成的导体，二者长度相等，但A比B的横截面积大，当开关闭合后，在相同时间内，下列说法正确的是( )
A．导体A、B的电阻RA＞RB
B．通过导体A、B的电流IA＞IB
C．导体A、B两端的电压UA＝UB
D．电流通过导体A、B所做的功WA＜WB
3．(2024·新泰二模)如图甲所示，小灯泡L2上标有“2 V”字样，电流表量程为0～3 A，灯泡L1和L2的I-U图象如图乙所示，当只闭合开关S1时，L2正常发光，当开关S1、S2、S3都闭合，且滑动变阻器滑片P滑到最右端时，灯泡L1正常发光，电流表示数为0.72 A，则下列说法正确的是( )
A．电源电压为4 V
B．滑动变阻器的最大阻值为35 Ω
C．只闭合开关S3时，为保证电路安全，电路中最大功率为18 W
D．当开关S1、S2、S3都闭合时，为保证元件安全，滑动变阻器可接入电路的最小阻值为2.5 Ω
4．(2024·肥城市一模)在如图所示的电路中，电源电压恒为6 V，定值电阻R0＝20 Ω， 滑动变阻器的规格为“30 Ω 1 A”，电流表的量程为0～0.6 A，小灯泡上标有“3 V 0.9 W”字样。不考虑灯丝电阻变化，在保证电路安全的前提下，下列说法中( )
①当S、S1、S2都闭合时，整个电路工作5 s消耗的最小电能为15 J
②当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器接入电路的最小阻值是15 Ω
③当S闭合，S1、S2都断开时，小灯泡的功率范围是0.225 W～0.9 W
④当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器两端的电压范围是1.5 V～4.5 V
A．只有①④正确 B．只有①③正确
C．只有②③正确 D．只有②③④正确
5．(2024·泰安二模)如图所示，电源电压恒为6 V，闭合开关，当滑动变阻器滑片位于最右端时，电流表A的读数为0.1 A；当滑片位于中点时，电流表A的读数为0.16 A，如果用某小灯泡替换滑动变阻器接入该电路，已知该小灯泡的U-I图象如图乙所示，再次闭合开关后，此时电路消耗的功率为________W。
6．(2024·新泰模拟)在野外取火时，可以将烟盒内部的锡箔纸撕成一条中间窄、两头宽的纸带，并将其与一节电池的正、负极相连，稍后发现锡箔纸较窄处的纸先燃起来。接通电路后，通过锡箔纸较窄处电流________(选填“大于”“小于”或“等于”)较宽处电流，锡箔纸能被点燃是利用了电流的________。
7．(2024·东平县模拟)在如图所示的电路中，电阻R1标有“6 Ω 1 A”，R2标有“3 Ω 1.2 A”，电流表A1、A2的量程均为0～3 A，电压表量程0～15 V，在a、b间接入电压可调的电源。闭合S后，为保证R1、R2均不损坏，则R1消耗的最大功率及允许通过电流表A1的电流分别为( )
A．6 W，1.8 A B．2.16 W，1.8 A
C．8 W，1.2 A D．2.16 W，2.2 A
8．(2024·泰安模拟)如图甲所示电路中，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象。下列说法正确的是( )
①电源电压为3 V ②电压表的最大示数为4 V ③整个电路功率变化了0.1 W ④电流表的示数变化了0.4 A
A．①③ B．②③
C．①② D．②④
9．(2024·泰安模拟)小明做“测量小灯泡的电功率”实验，实验器材：电源(电压恒为6 V)、小灯泡(额定电压为2.5 V，正常发光时灯丝电阻约为10 Ω)、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R1(10 Ω 1 A)和R2(30 Ω 0.5 A)的滑动变阻器各一个，导线若干。
(1)图甲是小明连接的实物图，经检查有一根导线接错，请你在图甲中连接错误的导线上打“×”，并补画出正确的连线。
(2)为测量小灯泡的额定功率，所选的滑动变阻器应为________(选填“R1”或“R2”)。
(3)检查电路无误后，闭合开关，移动滑片P至某位置时，电压表的示数为2.2 V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动。根据实验数据绘制出小灯泡的U-I图象，如图乙所示，小灯泡的额定功率为________W。
(4)另外一个小组的同学在没有电流表的情况下，从实验室里找了一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图丙所示电路来测量U额＝2.5 V小灯泡的额定功率，操作如下：
①闭合开关S和S1，断开S2，并调节滑动变阻器使电压表示数为 2.5 V；
②__________，滑动变阻器滑片P不动，读出此时电压表示数为U；
小灯泡额定功率的表达式P额＝________。(用U额、R0、U表示)
10．(2024·枣庄)如图所示，电源电压保持不变R2＝2R1，滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”字样，闭合S1，断开S2，滑动变阻器的滑片P位于最右端时，电压表的示数为3 V，电路的总功率为P1；当闭合S2，断开S1，滑动变阻器的滑片P移至中点时，电压表示数为1.2 V，电路的总功率为P2，下列说法正确的是( )
A．P1∶P2＝4∶5
B．电源电压为12 V
C．R1阻值为40 Ω
D．电路的最大功率为2.7 W
11．(2022·泰安)如甲图所示，灯泡L标有“8 V 4 W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器R1标有“50 Ω 1 A”字样，电压表的量程为0～3 V，电流表的量程为0～0.6 A，定值电阻R2的电流随电压变化的图象如乙图所示。在保证电路安全和电表不超量程的情况下，当闭合开关S、S1、S2时，通电30 s，电路中电流所做的功为120 J；当闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡的实际功率为PL；当闭合开关S1、S2，断开开关S时，定值电阻R2消耗的最小功率为P2。下列说法中( )
①灯泡L的电阻为16 Ω ②电源电压为12 V ③P2＝0.75 W ④PL＝1 W
A．只有①④正确 B．只有②③正确
C．只有①②正确 D．只有①③④正确
12．(2023·泰安)如图所示的电路中，电源电压U恒定，灯泡L上标有 “2.5 V 1.25 W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)，定值电阻R1阻值为15 Ω，滑动变阻器R2的规格为“20 Ω 1 A”，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3 V。闭合开关S，断开开关S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2′，当滑动变阻器滑片移至中点时，电流表示数为0.3 A；闭合开关S、S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P，定值电阻R1在10 s内产生的热量为Q。下列说法中( )
①U＝6 V ②R2′＝4 Ω ③P＝1.35 W ④Q＝27 J
A．只有①④正确 B．只有②③正确
C．只有①③正确 D．只有②③④正确
13．(2021·泰安)在“测量小灯泡的电功率”实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5 V，正常工作时的电阻约为12 Ω。现有器材：电源(电压为6 V，保持不变)，电流表，电压表，开关、导线若干，另有两种规格的滑动变阻器可供选择：R1(50 Ω 2 A)、R2(10 Ω 1 A)。请完成下列问题：
(1)本次实验中应选择的滑动变阻器是________(选填“R1”或“R2”)；
(2)某同学连接成了如图甲所示的电路，该电路中存在一处连接错误，只要改接一根导线就可以使电路连接正确，请你把接错的那一根导线找出来打上“×”，再用笔画线代替导线画出正确的连接；
(3)电路正确连接后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，电压表示数如图乙所示为________V；要测量小灯泡的额定功率，此时应将滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动；
(4)实验小组多次改变滑动变阻器滑片的位置，并根据实验数据画出了小灯泡的I-U关系图象如图丙所示。由图象可知：小灯泡的额定功率P额＝________W；小灯泡的实际功率随实际电压的降低而________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)完成以上实验后，同学们又设计了一个如图丁所示的电路来测量该小灯泡的额定功率，R0为已知阻值的定值电阻。请把他们的实验步骤补充完整：
①断开开关S2，闭合开关S1、S3，移动滑动变阻器的滑片P，________________________；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S3仍闭合，____________，记录下电压表示数为U；
③小灯泡的额定功率PL＝________(请用已知量和测量量表示)。
14．(2023·泰安)2023年3月27日是第28个全国中小学生安全教育日，某校开展了安全创意设计比赛活动，物理兴趣小组利用磁性开关S2设计了烟雾报警与自动喷淋联动模拟系统，当烟雾达到一定浓度时触发自动报警喷淋，防范火灾发生。图甲为该模拟系统示意图，RC为气敏电阻。控制电路中的电流I控≥0.02 A时，磁性开关动触片被电磁铁吸引与触点a接触，安全指示灯L熄灭，报警喷淋系统同时工作；控制电路中的电流小于0.02 A时，动触片被释放，与触点b接触，安全指示灯亮，报警喷淋系统停止工作。已知控制电路电源电压U控大小可调节，电磁铁线圈电阻不计，气敏电阻RC的阻值与烟雾浓度C的关系如图乙所示，R0为定值电阻。工作电路电源电压U＝36 V，报警电铃标有“36 V 18 W”字样。
(1)安全指示灯L标有“0.9 W 10 Ω”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)，要使灯L正常工作，则保护电阻的阻值为多大？
(2)报警电铃响时电流表示数为2.5 A，喷淋系统工作20 s消耗的电能是多少？
(3)通过调节U控大小，可改变该装置对烟雾探测的灵敏度。调至U控1时，触发报警喷淋的最低烟雾浓度C1＝8%，电阻R0的功率为0.012 W，控制电路消耗的总功率为P控1；将电压增大调至U控2，触发报警喷淋时的最低烟雾浓度为C2，控制电路消耗的总功率为P控2，P控1∶P控2＝25∶31，求U控1、U控2和C2的大小。
15．(2024·泰安)实践活动小组为学校设计了智能花卉温室，其顶部用薄膜太阳能板覆盖发电，保障了花卉生长所需的夜间补光照明和低温环境加热的能源需求。图甲为温室智能补光系统电路，当室外自然光照强度低于某数值时，磁性开关S′自动闭合，补光灯L发光，模拟自然光照为花卉补光。图乙为电热器的加热电路简图，发热体由R1和R2两个电热丝构成，且R1>R2。S1、S2、S3对应电热器的3个开关，使用时只能单独按下某一个开关，再按另一个时，前一个按键会弹起断开，且无法同时按下2个或3个开关。已知U1＝U2＝220 V，U控保持不变，补光灯L规格为“220 V 100 W”。求：
(1)若补光灯L在一段时间内正常发光消耗电能1.2 kW·h，该灯发光时间为多少小时？
(2)若电热器的最大功率是最小功率的12倍，在最大功率状态下60 s 产生的热量为5.28×104 J，求R1和R2的阻值。
(3)“照度”是反映光照强度的一种物理量，用E表示，国际单位为勒克斯(lx)。已知光敏电阻RE与照度E之间成反比例函数关系，部分数据如表所示。调节智能补光系统电路正常工作过程如下：当照度下降为E1时，调节滑动变阻器滑片P至a点，磁性开关S′的动触片受到电磁铁的吸引力减小至临界值，动触片回弹，开关S′闭合，补光灯L开始正常工作，此时电流表示数为70 mA；保持滑片P在a点不动，提高照度至E2时，电流表示数变化了30 mA，此时光敏电阻的阻值为30 Ω，E1∶E2＝5∶8，设此时滑动变阻器消耗的电功率为Pa，电磁铁线圈电阻忽略不计。求U控和Pa的大小。
照度E/×103 lx 0.15 0.3 0.6 1.2 2 3
RE/Ω 32 16 8 4 2.4 1.6
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