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备战2022年中考物理能力分类练习——动态电路
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备战2022年中考物理能力分类练习——动态电路
1．（2021潍坊模拟）图甲为某可调节亮度台灯，图乙为其用于调光的电位器结构图，a，b，c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度，下列分析正确的是（ ）
A．电位器与灯泡并联
B．若只将a、b接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡亮度不变
C．若只将a、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变暗
D．若只将b、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
2．（2021东营模拟）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关后，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器滑片由中点向右移动的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．电流表A的示数不变 B．电压表V的示数变大
C．小灯泡L的亮度变亮 D．整个电路的功率变小
3. （2021武胜模拟）如图甲所示，电源电压12V保持不变，闭合开关S后，当滑片P从最右端向最左端滑动的过程中，小灯泡L的I-U关系图像如图乙所示，最后小灯泡正常发光。下列说法中正确的是（ ）
A. 小灯泡的额定电压为3V
B. L正常发光1min，电流所做的功为1440J
C. 该电路总功率变化范围为3W~24W
D. 滑动变阻器的最大阻值为3Ω
4.(2021陕西模拟)如图所示，滑动变阻器的滑片P处于中间位置，闭合开关S，两个灯泡均能发光（假设灯丝电阻不变），此时，将滑动变阻器的滑片P向左移动，则
A .L1 变亮 ，L2亮度不变
B. L1变暗，L2亮度不变
C. L1变亮，L2变暗
D. L1 和L2都变亮
5．（2021长春模拟）如图所示的是某地下停车场烟雾报警器的简化原理图，电源电压保持不变，R0为定值电阻，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，当电路中的电压表指针偏转至某一角度时报警器开始报警。若想使报警器在烟雾较淡时就触发报警，以下方式正确的是
A．增加激光强度 B．减小R0的阻值
C．减小电源电压 D．改接大量程电压表
6．（2021天津模拟）如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S1闭合、S2断开时，电流表的示数为0.2A；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.6A。则当开关S1闭合、S2断开时，电阻R1与R2的功率之比为（ ）
A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4
7．（2021醴陵模拟）在图11甲所示电路中，电源电压恒定，Rx为待测电阻，R为电阻箱，V为理想电压表。实验中改变电阻箱的阻值，读出对应的电压表示数U，在乙图中作出 U-1-R 图线。分析图中数据可知（ ）
A．当电阻箱R的阻值增大时，电压表示数也增大 B．电源电压为10V
C．待测电阻Rx的阻值为80Ω D．该电路的最大功率为2.5W
8．（2021邵阳模拟）如图是汽车、摩托车油量表（实际上就是电流表）原理示意图，R′是定值电阻，R是滑动变阻器，则（ ）
A．向油箱里加油时，电流表示数变大
B．燃油消耗下降时，电流表示数变大
C．燃油全部耗尽时，电流表将被烧坏
D．油箱加油过满时，电流表将被烧坏
9．（2021滨州模拟）从2020年5月1日起，驾驶员酒醉后驾车要负刑事责任。酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车，如图所示是它的原理图。图中R1为定值电阻，酒精气体传感器R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小的，酒精气体浓度越大，那么测试仪的（ ）
A．电压表示数不变 B．电压表示数越大
C．通过传感器的电流越小 D．传感器两端的电压越大
10．（2021成都模拟）如图所示，电源电压不变，a、b分别为电流表或电压表，各个电表均为理想电表，三个开关均闭合，电路安全，断开S3，电流表A无示数，下列说法正确的是（ ）
A．a为电压表，b为电流表
B．闭合所有开关，滑动变阻器滑片从左向右滑动，A和a示数增大，增加量分别为△A 和△a，b示数减小，减小量为△b，＝＝R3
C．只闭合S1、S2，不论怎样改变滑动变阻器滑片位置，a、b的示数总保持相等
D．三个开关都闭合，滑动变阻器滑片在中间，开关S2由闭合到断开，电路总功率减小
11．（2021青海模拟）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“5V 2.5W”的字样，滑动变阻器R1的最大阻值为40Ω，定值电阻R2的阻值为20Ω，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～3A，灯丝电阻不随温度变化，当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到端点a点时，小灯泡L恰好正常发光，在保证电路安全的前提下，以下说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．闭合S2、S3，断开S1时，电路中最小电流为0.1A
C．闭合S1、S3，断开S2时，滑动变阻器取值范围为0～20Ω
D．滑片在a端，S1、S2和S3都闭合时，整个电路的功率最大，最大值为3.75W
12．（2021绥化模拟）如图甲所示的电路图中，电源电压为6V，灯泡L的规格为“6V 3W”，其电流与电压的关系如图乙所示，当S、S1、S3闭合，S2断开时，电流表示数为0.5A，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L的额定电流为0.5A
B．定值电阻R1的阻值为15Ω
C．当S、S1、S3闭合，S2断开时，灯泡L与电阻R1串联
D．断开S1、S3，闭合S、S2调节滑片P，使灯泡的电功率为R2的2倍时，滑动变阻器接入电路中的电阻为5Ω
13.（2021赣北模拟） 如图6所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法正确的是( )
A.A1示数变小，V示数变小 B.A1示数不变，V示数不变
C.V示数与A1的示数之比不变 D.电路消耗的总功变大
14．（2021贵阳模拟）如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，当闭合开关S2和S3，断开S1，灯泡L正常发光；当闭合开关S1和S3，断开S2，电压表示数为6V，电流表示数为1.6A；当只闭合开关S2时，灯泡L消耗的实际功率为其额定功率的，R1与R2消耗的功率之比为3：1．则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．灯泡L的额定功率为3.6W
C．R2的阻值15Ω
D．当只闭合S2时，R1的电功率为1.2W
15. （2021芜湖模拟）如图所示电路，电源电压为12V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为25Ω，若先将电路中连接“3V1.5W”的灯泡L1，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P的位置在A点，可使其正常发光。再把原来的灯换成一个“6V3W”的灯泡L2，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P的位置在B点，也可以使该灯泡正常发光（实验中两灯的电阻均保持不变），在这一过程中，下列说法正确的是（ ）
A. A点在B点的左侧
B. 电压表的示数由4V变为6V
C. 若只把L1换成L2时，闭合开关，此时L2的实际功率是1.92W
D. 实验中，第一次滑动变阻器的功率比第二次大1W
16．（2021南宁模拟）如图所示通电螺线管的右侧是_________（填“N”或“S”）极，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，螺线管的磁性_________（填“增强”、“不变”、“减弱”）。
17. （2021武胜模拟）如图甲是小聪设计的调光灯电路，电源电压恒为8V。L标有6V字样，其电流与电压的关系如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为20Ω。灯泡L正常发光时滑动变阻器接入电路的电阻为______Ω。在调节滑动变阻器的过程中，灯泡L消耗电功率的最小值是______W。
18．(2021济宁模拟)图甲是小林设计的调光电路图，她将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路，电源电压为8V。闭合开关S后，滑片P从A端向右滑动过程中，利用电表得到小灯泡的I-U关系图象如图乙所示，则电阻丝AB的阻值为_____Ω，电阻丝AB连入电路的最小阻值为 Ω。
19．（2021兰州模拟）图甲示是一种电热水袋及其电路结构示意图。正常情况下，专用插头插入电源时，插头上的红色指示灯L（电阻较大）会亮，发热体R给袋内的水加热。由图乙可知，红色指示灯L与发热体R的连接方式是 ；当发热体R正在给水加热时，红色指示灯L的电流I1 发热体R的电流I2。
20.（2021深圳福田区二模）阅读短文，回答问题。
电压源与电流源
常见的电源可分为电压源和电流源两种，如图甲所示，分别是电压源与电流源的电路符号。电压源的输出电压是确定的，而输出电流可以是任意的，且电压不随电流的变化而变化。电流源输出电流是确定的，而它两端的电压是任意的，且电流不随电压的变化而变化。由于电源内部也存在电阻等多方面的原因，理想的电压源与电流源是不存在的，如果一个电源在特定的范围内，电流变化时，电压的变化不明显，我们通常就假定它是一个理想电压源；同样，电压变化时，电流的变化不明显，就可看成是一个理想的电流源。
（1）在某次社团活动中，物理兴趣小组设计了如图乙所示的电路，该电路 。
A.向左移动滑片，电阻Rx的电功率不变
B.可以研究电压一定时，电流与电阻的关系
C.用伏安法测量未知电阻的阻值，并且可以多次测量求平均值减小误差
D.可以研究电阻一定时，电流与电压的关系
（2）可以用图丙所示虚线框内电路模拟理想电源，闭合开关S，当输出端的变阻器滑片P1向右滑动的同时，滑动变阻器P2的滑片________(选填“向左”、“不”或“向右”)滑动就可模拟理想电压源。
（3）下列电路中，闭合开关S，当滑片向左滑动时，能使灯变亮的电路是________ 。
21．（2021广州模拟）如图甲所示的电路，电源电压为18V且保持不变，电流表量程为0-0.6A，小灯泡的额定电压为3V，其I-U图像如图乙所示。R1为定值电阻，滑动变阻器R2标有“20Ω 2A" 字样。只闭合开关S，当滑片P置于最大阻值位置时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率及R1的阻值；
（2）若电压表量程不变，电流表量程可以改变，用电阻R3来替换R1，闭合S、S1， 移动滑片P，发现电流表示数的最小值如图丙所示。请通过计算判断R3的可能阻值。
22．（2021东营模拟）一电热壶有加热和保温两个功能，开关K闭合，开关S自动与触点a、b接通，开始烧水，当水温达到100摄氏度时，开关S自动断开a、b，立即与触点c接能，开始保温，已知电阻R1＝50Ω，加热功率P加是保温功率P保的5倍，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），电阻大小不受温度影响，求：
（1）1kg初温35℃的水，加热到100℃，所吸收的热量是多少？
（2）电阻R2的阻值；
（3）晚上用电高峰期时，将1kg初温35℃的水，加热到100℃，需用时300s，若加热效率为91%，则家庭电路实际电压为多少伏？
23．（2021呼和浩特模拟）为了测量嘉陵江水位，科技小组设计了水位监测装置。其原理如图所示，电源电压恒定，R0是压敏电阻，所受压力每增加10N，电阻减小5Ω。R是长1m、电阻100Ω的电阻丝，其电阻与长度成正比。电流表量程为0～0.6A，R0下方固定一个轻质绝缘“⊥”形硬杆。轻质金属滑杆PQ可以在金属棒EF上自由滑动，PQ下方通过轻质绝缘杆与重100N、高4m的圆柱体M固定在一起。当水位上升时，PQ随圆柱体M向上移动且保持水平。闭合开关，当PQ恰好位于R最下端时，为警戒水位，电流表示数为0.06A，此时M漂浮，有体积浸在水中（整个装置接触良好且无摩擦，PQ和EF的电阻不计，ρ河水＝1.0×103kg/m3）求：
（1）警戒水位时，M所受的浮力？
（2）当水位上升，PQ向上移动R的最上端，刚好与“⊥”形杆接触，且对杆无压力时，电流表示数为0.12A，则电源电压为多少？
（3）当水位继续上升，PQ开始通过“⊥”杆对R0产生压力：在保证此装置能测量的最高水位高于警戒水位多少米？
24．(2021南通模拟)如图所示，小灯泡L标有“6V 3W”字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器标有“40Ω 1A”字样。电源电压保持不变，R0的阻值为16Ω，电流表的量程为0～3A．当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡正常发光时的电流；
（2）电源电压；
（3）在保证电路安全前提下，电路消耗总功率的最大值。
25．（2021凤山模拟）如图20所示，电源电压可调，小灯泡上标有“6V 3 W”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影 响)，电流表的量程为0-0. 6 A，电压表的量程为0〜3 V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1 A"。
(1)小灯泡正常工作时，通过灯丝的电流是多少？
(2)电源电压调至6 V，闭合开关S1和S2，移动滑动变阻器的滑片P，使小灯泡正常发光，电流 表的示数为0.6 A，求R0的阻值。
(3)电源电压调至8 V，断开开关S1，闭合开关S2，为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值范围。
26．（2021太仓模拟）在图甲所示电路中，电源电压恒为9V，灯泡L的额定电压为6V，通过灯泡L的电流I与灯泡两端的电压U的关系如图乙所示．求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）当电压表示数是5V时，灯泡L的实际功率．
27. （2021衡阳模拟）某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U恒为15 V，定值电阻R0＝10 Ω，R1为一竖直固定光滑金属棒，总长40 cm，阻值为20 Ω，其接入电路的阻值与对应棒长成正比．弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计．圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80 N，高60 cm，底面积为100 cm2.当水位处于最高位置A时，M刚好浸没在水中，此时滑片P恰在R1最上端；当水位降至最低位置B时，M的下表面刚好离开水面．已知弹簧所受拉力F与其伸长量ΔL的关系如图乙所示．闭合开关S，试问：
(1)当水位下降时，金属棒接入电路的长度______，电压表示数________．(均选填“增大”或“减小”)
(2)当水位处于位置A时，电压表的示数为多少？
(3)水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了多少？电压表的示数变化了多少？(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
28．（2021东营模拟）小宾的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫如图甲。小宾研究发现该座椅垫有“高温”、“低温”“关”三个挡位，其电路示意图如图乙，电源电压为12V，高温功率为20W，低温功率为9W。求：
（1）座椅垫处于“低温”时，电路中的电流是多少？
（2）加热片R1的阻值是多少？
（3）座椅垫处于“高温”挡时，10min就可以将质量为0.5kg的加热片从10℃加热到35℃，若加热片的吸热效率为50%，那么加热片材料的比热容是多少？
29．（2021徐州模拟）为响应市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为6000mAh的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AO：BO＝4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯红灯及排水泵的额定电压均为220V）
（1）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；定值电阻R0的阻值为多少？该浮体重力为10N，浮体刚好全部浸入水中时受到的浮力为多少N？
（2）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向 （填“左”或“右“）移动。
（3）若选用额定功率为5kW的排水电动机，排水泵机械效率为80%，工作2小时能将多少kg的水抽到6米高处？（g＝10N/kg）
（4）“发电玻璃”面积为0.2m2，其光电转化率为10%，要对没有电的控制电路蓄电池充满电需要多少小时？（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1kW计算）
30.（2021深圳福田区二模）初一年级男同学小刚对体质健康测试中的坐位体前屈项目非常感兴趣。他利用家中器材自制了一个坐位体前屈项目测试仪，原理图如图所示，电源的电压6V，R1的电阻为30Ω。其中电阻丝R2粗细均匀,总长度为30cm，推挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，电流表的示数为“0.05A"。推挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm。
（1）求电阻R2的阻值。
（2）求推动挡板P到A端时电压表示数。
（3）国家体质标准中初一年级男生坐位体前屈成绩大于14.8cm为优秀。小刚进行测试时电压表示数为3V时。请计算判断小刚同学成绩是否达到优秀？
31.（2021赣北模拟） 如图所示是某品牌养生壶的简化电路图，该养生壶有高温、中温和低温三种工作挡位，下表是它的相关参数。请回答下列问题：
(1)电阻R1、R2的阻值是多少？
(2)该养生壶将满壶水从20℃加热至45℃，则水吸收的热量为多少？
(3)该养生壶在额定电压下，处于高温挡状态，将满壶水从20℃加热至45℃，用时120s，该养生壶的加热效率是多少？
32．（2021邵阳模拟）如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜，其内部电路如图乙，S1为温控开关，S2为门控开关，R为石英加热管。消毒柜的总功率为1200W，臭氧发生器的功率为100W。求：
（1）关闭柜门，门控开关S2闭合，臭氧发生器工作10min所消耗的电能。
（2）正常工作时通过石英加热管R的电流和它的阻值。
（3）若在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不计热量损失，正常工作需要加热多长时间？[c钢＝0.46×103J/（kg•℃）]。
33．（2021山西模拟）图甲是某品牌多功能牛奶加热器，其简化电路图如图乙所示。当开关S转到触点“1”时，加热器处于高温消毒挡，可以对空奶瓶进行消毒；当开关S转到触点“2”时，加热器处于恒温保温挡；当开关S转到触点“3”时加热器处于加热挡，此时牛奶加热器的功率为200W。[c牛奶＝4×103J/（kg•℃）]
（1）将装有质量为300g、初温为22℃的牛奶的奶瓶置于加热器中，当开关S转到触点“3”时，3min后可以将牛奶加热到42℃。试求：
①牛奶吸收的热量是多少J？
②加热器消耗的电能转化为牛奶的内能的效率是多少？
（2）已知R1＝R3，若牛奶加热器消毒挡的功率为保温挡的4倍，则R2的阻值是多少Ω？
备战2022年中考物理能力分类练习——动态电路参考答案
1．（2021潍坊模拟）图甲为某可调节亮度台灯，图乙为其用于调光的电位器结构图，a，b，c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度，下列分析正确的是（ ）
A．电位器与灯泡并联
B．若只将a、b接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡亮度不变
C．若只将a、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变暗
D．若只将b、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
【答案】D。
2．（2021东营模拟）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关后，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器滑片由中点向右移动的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．电流表A的示数不变 B．电压表V的示数变大
C．小灯泡L的亮度变亮 D．整个电路的功率变小
【答案】D。
3. （2021武胜模拟）如图甲所示，电源电压12V保持不变，闭合开关S后，当滑片P从最右端向最左端滑动的过程中，小灯泡L的I-U关系图像如图乙所示，最后小灯泡正常发光。下列说法中正确的是（ ）
A. 小灯泡的额定电压为3V
B. L正常发光1min，电流所做的功为1440J
C. 该电路总功率变化范围为3W~24W
D. 滑动变阻器的最大阻值为3Ω
【答案】B
4.(2021陕西模拟)如图所示，滑动变阻器的滑片P处于中间位置，闭合开关S，两个灯泡均能发光（假设灯丝电阻不变），此时，将滑动变阻器的滑片P向左移动，则
A .L1 变亮 ，L2亮度不变
B. L1变暗，L2亮度不变
C. L1变亮，L2变暗
D. L1 和L2都变亮
【答案】C
5．（2021长春模拟）如图所示的是某地下停车场烟雾报警器的简化原理图，电源电压保持不变，R0为定值电阻，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，当电路中的电压表指针偏转至某一角度时报警器开始报警。若想使报警器在烟雾较淡时就触发报警，以下方式正确的是
A．增加激光强度 B．减小R0的阻值
C．减小电源电压 D．改接大量程电压表
【答案】B。
6．（2021天津模拟）如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S1闭合、S2断开时，电流表的示数为0.2A；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.6A。则当开关S1闭合、S2断开时，电阻R1与R2的功率之比为（ ）
A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4
【答案】B。
7．（2021醴陵模拟）在图11甲所示电路中，电源电压恒定，Rx为待测电阻，R为电阻箱，V为理想电压表。实验中改变电阻箱的阻值，读出对应的电压表示数U，在乙图中作出 U-1-R 图线。分析图中数据可知（ ）
A．当电阻箱R的阻值增大时，电压表示数也增大 B．电源电压为10V
C．待测电阻Rx的阻值为80Ω D．该电路的最大功率为2.5W
【答案】B
8．（2021邵阳模拟）如图是汽车、摩托车油量表（实际上就是电流表）原理示意图，R′是定值电阻，R是滑动变阻器，则（ ）
A．向油箱里加油时，电流表示数变大
B．燃油消耗下降时，电流表示数变大
C．燃油全部耗尽时，电流表将被烧坏
D．油箱加油过满时，电流表将被烧坏
【答案】A。
9．（2021滨州模拟）从2020年5月1日起，驾驶员酒醉后驾车要负刑事责任。酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车，如图所示是它的原理图。图中R1为定值电阻，酒精气体传感器R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小的，酒精气体浓度越大，那么测试仪的（ ）
A．电压表示数不变 B．电压表示数越大
C．通过传感器的电流越小 D．传感器两端的电压越大
【答案】B。
10．（2021成都模拟）如图所示，电源电压不变，a、b分别为电流表或电压表，各个电表均为理想电表，三个开关均闭合，电路安全，断开S3，电流表A无示数，下列说法正确的是（ ）
A．a为电压表，b为电流表
B．闭合所有开关，滑动变阻器滑片从左向右滑动，A和a示数增大，增加量分别为△A 和△a，b示数减小，减小量为△b，＝＝R3
C．只闭合S1、S2，不论怎样改变滑动变阻器滑片位置，a、b的示数总保持相等
D．三个开关都闭合，滑动变阻器滑片在中间，开关S2由闭合到断开，电路总功率减小
【答案】BCD
11．（2021青海模拟）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“5V 2.5W”的字样，滑动变阻器R1的最大阻值为40Ω，定值电阻R2的阻值为20Ω，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～3A，灯丝电阻不随温度变化，当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到端点a点时，小灯泡L恰好正常发光，在保证电路安全的前提下，以下说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．闭合S2、S3，断开S1时，电路中最小电流为0.1A
C．闭合S1、S3，断开S2时，滑动变阻器取值范围为0～20Ω
D．滑片在a端，S1、S2和S3都闭合时，整个电路的功率最大，最大值为3.75W
【答案】D。
12．（2021绥化模拟）如图甲所示的电路图中，电源电压为6V，灯泡L的规格为“6V 3W”，其电流与电压的关系如图乙所示，当S、S1、S3闭合，S2断开时，电流表示数为0.5A，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L的额定电流为0.5A
B．定值电阻R1的阻值为15Ω
C．当S、S1、S3闭合，S2断开时，灯泡L与电阻R1串联
D．断开S1、S3，闭合S、S2调节滑片P，使灯泡的电功率为R2的2倍时，滑动变阻器接入电路中的电阻为5Ω
【答案】AD。
13.（2021赣北模拟） 如图6所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法正确的是( )
A.A1示数变小，V示数变小 B.A1示数不变，V示数不变
C.V示数与A1的示数之比不变 D.电路消耗的总功变大
【答案】C
14．（2021贵阳模拟）如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，当闭合开关S2和S3，断开S1，灯泡L正常发光；当闭合开关S1和S3，断开S2，电压表示数为6V，电流表示数为1.6A；当只闭合开关S2时，灯泡L消耗的实际功率为其额定功率的，R1与R2消耗的功率之比为3：1．则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．灯泡L的额定功率为3.6W
C．R2的阻值15Ω
D．当只闭合S2时，R1的电功率为1.2W
【答案】B
15. （2021芜湖模拟）如图所示电路，电源电压为12V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为25Ω，若先将电路中连接“3V1.5W”的灯泡L1，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P的位置在A点，可使其正常发光。再把原来的灯换成一个“6V3W”的灯泡L2，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P的位置在B点，也可以使该灯泡正常发光（实验中两灯的电阻均保持不变），在这一过程中，下列说法正确的是（ ）
A. A点在B点的左侧
B. 电压表的示数由4V变为6V
C. 若只把L1换成L2时，闭合开关，此时L2的实际功率是1.92W
D. 实验中，第一次滑动变阻器的功率比第二次大1W
【答案】C
16．（2021南宁模拟）如图所示通电螺线管的右侧是_________（填“N”或“S”）极，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，螺线管的磁性_________（填“增强”、“不变”、“减弱”）。
【答案】N；增强。
17. （2021武胜模拟）如图甲是小聪设计的调光灯电路，电源电压恒为8V。L标有6V字样，其电流与电压的关系如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为20Ω。灯泡L正常发光时滑动变阻器接入电路的电阻为______Ω。在调节滑动变阻器的过程中，灯泡L消耗电功率的最小值是______W。
【答案】 ①. 4 ②. 0.6
18．(2021济宁模拟)图甲是小林设计的调光电路图，她将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路，电源电压为8V。闭合开关S后，滑片P从A端向右滑动过程中，利用电表得到小灯泡的I-U关系图象如图乙所示，则电阻丝AB的阻值为_____Ω，电阻丝AB连入电路的最小阻值为 Ω。
【答案】13 2
19．（2021兰州模拟）图甲示是一种电热水袋及其电路结构示意图。正常情况下，专用插头插入电源时，插头上的红色指示灯L（电阻较大）会亮，发热体R给袋内的水加热。由图乙可知，红色指示灯L与发热体R的连接方式是 ；当发热体R正在给水加热时，红色指示灯L的电流I1 发热体R的电流I2。
【答案】并联；小于。
20.（2021深圳福田区二模）阅读短文，回答问题。
电压源与电流源
常见的电源可分为电压源和电流源两种，如图甲所示，分别是电压源与电流源的电路符号。电压源的输出电压是确定的，而输出电流可以是任意的，且电压不随电流的变化而变化。电流源输出电流是确定的，而它两端的电压是任意的，且电流不随电压的变化而变化。由于电源内部也存在电阻等多方面的原因，理想的电压源与电流源是不存在的，如果一个电源在特定的范围内，电流变化时，电压的变化不明显，我们通常就假定它是一个理想电压源；同样，电压变化时，电流的变化不明显，就可看成是一个理想的电流源。
（1）在某次社团活动中，物理兴趣小组设计了如图乙所示的电路，该电路 。
A.向左移动滑片，电阻Rx的电功率不变
B.可以研究电压一定时，电流与电阻的关系
C.用伏安法测量未知电阻的阻值，并且可以多次测量求平均值减小误差
D.可以研究电阻一定时，电流与电压的关系
（2）可以用图丙所示虚线框内电路模拟理想电源，闭合开关S，当输出端的变阻器滑片P1向右滑动的同时，滑动变阻器P2的滑片________(选填“向左”、“不”或“向右”)滑动就可模拟理想电压源。
（3）下列电路中，闭合开关S，当滑片向左滑动时，能使灯变亮的电路是________ 。
【答案】 （1）A （2）右 （3）D
21．（2021广州模拟）如图甲所示的电路，电源电压为18V且保持不变，电流表量程为0-0.6A，小灯泡的额定电压为3V，其I-U图像如图乙所示。R1为定值电阻，滑动变阻器R2标有“20Ω 2A" 字样。只闭合开关S，当滑片P置于最大阻值位置时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率及R1的阻值；
（2）若电压表量程不变，电流表量程可以改变，用电阻R3来替换R1，闭合S、S1， 移动滑片P，发现电流表示数的最小值如图丙所示。请通过计算判断R3的可能阻值。
【答案】（1）0.9W，30Ω；（2）70Ω
【解析】解：（1）从乙图中可以看出，当灯泡的电压
时，电流为
所以小灯泡的额定功率
只闭合开关S，当滑片P置于最大阻值位置时，小灯泡正常发光。此时灯泡、滑动变阻器、定值电阻R1串联，电路的电流
灯泡正常发光的电阻
电路总电阻
R1的阻值
（2）闭合S、S1，滑动变阻器R2与电阻R3串联，灯泡被短路。若电流表的量程为0-0.6A时，图丙中电流表的示数为0.2A，此时电流最小，滑动变阻器接入的电阻最大，电路总电阻为
电阻R3阻值
若电流表的量程为0-3A时，图丙中电流表的示数为1A，此时电路总电阻为
故不符合题意，舍去。
答：（1）小灯泡的额定功率为0.9W及R1的阻值为30Ω；
（2）R3的可能阻值为70Ω。
22．（2021东营模拟）一电热壶有加热和保温两个功能，开关K闭合，开关S自动与触点a、b接通，开始烧水，当水温达到100摄氏度时，开关S自动断开a、b，立即与触点c接能，开始保温，已知电阻R1＝50Ω，加热功率P加是保温功率P保的5倍，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），电阻大小不受温度影响，求：
（1）1kg初温35℃的水，加热到100℃，所吸收的热量是多少？
（2）电阻R2的阻值；
（3）晚上用电高峰期时，将1kg初温35℃的水，加热到100℃，需用时300s，若加热效率为91%，则家庭电路实际电压为多少伏？
【答案】（1）质量为1kg，初温为35℃的水加热到100℃所吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣35℃）＝2.73×105J；
（2）由题意和电路图可知，开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，电热水壶处于加热状态；
开关S自动与a、b断开，并与触点c接通时，电路为R2的简单电路，电热水壶处于保温状态，
因电路的总功率等于各电阻消耗功率之和，且R2在两种状态下消耗的功率不变，
则P加热＝+，P保温＝，
已知加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，
所以+＝5×，
解得R2＝4R1＝4×50Ω＝200Ω；
（3）由效率公式可得，电热水壶加热时消耗的电能：
W＝＝＝＝3×105J，
电热水壶加热时的实际功率为：
P＝＝＝1000W，
即+＝1000W，
将R1＝50Ω，R2＝200Ω代入上式，解得U实＝200V。
答：（1）将1kg初温为35℃的水加热到100℃需要吸收2.73×105J热量；
（2）电阻R2的阻值为200Ω。
（3）晚上用电高峰期的实际电压为200V。
23．（2021呼和浩特模拟）为了测量嘉陵江水位，科技小组设计了水位监测装置。其原理如图所示，电源电压恒定，R0是压敏电阻，所受压力每增加10N，电阻减小5Ω。R是长1m、电阻100Ω的电阻丝，其电阻与长度成正比。电流表量程为0～0.6A，R0下方固定一个轻质绝缘“⊥”形硬杆。轻质金属滑杆PQ可以在金属棒EF上自由滑动，PQ下方通过轻质绝缘杆与重100N、高4m的圆柱体M固定在一起。当水位上升时，PQ随圆柱体M向上移动且保持水平。闭合开关，当PQ恰好位于R最下端时，为警戒水位，电流表示数为0.06A，此时M漂浮，有体积浸在水中（整个装置接触良好且无摩擦，PQ和EF的电阻不计，ρ河水＝1.0×103kg/m3）求：
（1）警戒水位时，M所受的浮力？
（2）当水位上升，PQ向上移动R的最上端，刚好与“⊥”形杆接触，且对杆无压力时，电流表示数为0.12A，则电源电压为多少？
（3）当水位继续上升，PQ开始通过“⊥”杆对R0产生压力：在保证此装置能测量的最高水位高于警戒水位多少米？
【答案】（1）警戒水位时，M漂浮，根据漂浮条件可知，M所受的浮力为：
F浮＝G＝100N；
（2）闭合开关，当PQ恰好位于R最下端时，为警戒水位，电流表示数为0.06A；
此时根据串联电路的特点和欧姆定律可得，电源电压为：
U＝I（R+R0）＝0.06A×（100Ω+R0）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
PQ上升到R的最上端，即升高1m，刚好与“⊥”形杆接触，且对杆无压力时，此时电路中只有压敏电阻R0连入电路，
此时电源电压为：U＝I′R0＝0.12A×R0 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②可得：R0＝100Ω，U＝12V；
（3）因为R0所受压力每增加10N，电阻减小5Ω，即每增加1N电阻减小0.5Ω，
则受到压力为F时，压敏电阻的阻值为：R压＝R0﹣0.5Ω/N×F；
在保证电路安全的情况下，为保证电流表不能超量程，电路中最大电流为0.6A，
假设此时电流已经达到最大0.6A，根据欧姆定律可得：
此时压敏电阻：R压＝＝＝20Ω，
根据R压＝100Ω﹣0.5Ω/N×F可得：F＝＝＝160N；
由于PQ向上移动R的最上端，刚好与“⊥”形杆接触，且对杆无压力时，则水位继续上升时杆对R0产生压力与此后圆柱体M受到的浮力增大量相等，则：△F浮＝F＝160N，
根据F浮＝ρ水gV排可得：
△V排＝＝＝1.6×10﹣2m3＝1.6×104cm3，
由（1）可知漂浮时：根据F浮＝ρ水gV排可得：
V排＝＝＝1×10﹣2m3，
已知h浸＝h＝×4m＝1m，
则SM＝＝＝1×10﹣2m2，
压力为160N时增加的深度为：△h＝＝＝1.6m，
由于警戒水位的高度应再加上电阻R的长度，
所以，h高＝△h+1m＝1.6m+1m＝2.6m；
答：（1）警戒水位时，M所受的浮力为100N；
（2）当水位上升，PQ向上移动R的最上端，刚好与“⊥”形杆接触，且对杆无压力时，电流表示数为0.12A，电源电压为12V；
（3）当水位继续上升，PQ开始通过“⊥”杆对R0产生压力：在保证此装置能测量的最高水位高于警戒水位为2.6m。
24．(2021南通模拟)如图所示，小灯泡L标有“6V 3W”字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器标有“40Ω 1A”字样。电源电压保持不变，R0的阻值为16Ω，电流表的量程为0～3A．当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡正常发光时的电流；
（2）电源电压；
（3）在保证电路安全前提下，电路消耗总功率的最大值。
【答案】解：（1）由P＝UI可得，小灯泡正常工作时的电流：
IL=PLUL=3W6V=0.5A；
（2）由欧姆定律可得，灯泡的电阻：
RL=ULIL=6V0.5A=12Ω，
当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，L与12R串联，电流表测干路电流，
因小灯泡恰好正常发光，故电路的电流为0.5A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
由欧姆定律得，电源的电压为：
U＝IL（RL+12R）＝0.5A×（12Ω+12×40Ω）＝16V；
（3）当所有开关都闭合时，定值电阻R0与滑动变阻器R并联，
通过R0的电流：I0=UR0=16V16Ω=1A，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，通过其的电流最大，干路电流最大，电路消耗的总功率最大，
滑动变阻器标有“40Ω1A”字样，可知变阻器允许通过的最大电流为1A（由欧姆定律，此时变阻器连入的电阻为：R滑=UI滑'=16V1A=16Ω）；
由并联电路电流的规律，故干路电流最大值为：
I大＝1A+1A＝2A＜3A，
电路消耗总功率的最大值为：
P大＝UI大＝16V×2A＝32W。
答：（1）小灯泡正常发光时的电流为0.5A；
（2）电源电压为16V；
（3）在保证电路安全前提下，电路消耗总功率的最大值为32W。
25．（2021凤山模拟）如图20所示，电源电压可调，小灯泡上标有“6V 3 W”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影 响)，电流表的量程为0-0. 6 A，电压表的量程为0〜3 V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1 A"。
(1)小灯泡正常工作时，通过灯丝的电流是多少？
(2)电源电压调至6 V，闭合开关S1和S2，移动滑动变阻器的滑片P，使小灯泡正常发光，电流 表的示数为0.6 A，求R0的阻值。
(3)电源电压调至8 V，断开开关S1，闭合开关S2，为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值范围。
【答案】 (1)0.5A (2)60Ω (3)4Ω~7.2Ω
26．（2021太仓模拟）在图甲所示电路中，电源电压恒为9V，灯泡L的额定电压为6V，通过灯泡L的电流I与灯泡两端的电压U的关系如图乙所示．求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）当电压表示数是5V时，灯泡L的实际功率．
【答案】解：
（1）由题灯泡的额定电压：U额=6V，
由图象可知，此时通过灯泡的电流：I额=0.5A，
所以灯泡的额定功率：P额=U额I额=6V×0.5A=3W；
（2）由甲图可知，L与R串联，
所以灯泡正常发光时，UR=U﹣UL=9V﹣6V=3V，
IR=I额=0.5A，
根据I=，
此时滑动变阻器接入电路的阻值R===6Ω；
（3）由图甲，电压表测滑动变阻器两端电压，
所以灯泡的实际电压：UL′=U﹣UR′=9V﹣5V=4V，
由图象乙可知此时通过灯泡的电流IL′=0.4A，
所以灯泡的实际功率：P′=UL′IL′=4V×0.4A=1.6W．
答：（1）灯泡的额定功率为3W；
（2）灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω；
（3）当电压表示数是5V时，灯泡L的实际功率为1.6W．
27. （2021衡阳模拟）某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U恒为15 V，定值电阻R0＝10 Ω，R1为一竖直固定光滑金属棒，总长40 cm，阻值为20 Ω，其接入电路的阻值与对应棒长成正比．弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计．圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80 N，高60 cm，底面积为100 cm2.当水位处于最高位置A时，M刚好浸没在水中，此时滑片P恰在R1最上端；当水位降至最低位置B时，M的下表面刚好离开水面．已知弹簧所受拉力F与其伸长量ΔL的关系如图乙所示．闭合开关S，试问：
(1)当水位下降时，金属棒接入电路的长度______，电压表示数________．(均选填“增大”或“减小”)
(2)当水位处于位置A时，电压表的示数为多少？
(3)水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了多少？电压表的示数变化了多少？(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
【答案】(1)减小 减小
解：(2)当水位处于位置A时，滑片P在R1最上端，此时R1＝20 Ω，根据串联电路电阻特点可知，电路总电阻R＝R0＋R1＝10 Ω＋20 Ω＝30 Ω
电路中的电流I＝＝＝0.5 A
由I＝得，R1两端的电压U1＝IR1＝0.5 A×20 Ω＝10 V，即电压表示数为10 V
(3)当水位处于位置A时，M刚好浸没，排开水的体积V排＝V＝Sh＝100 cm2×60 cm＝6 000 cm3＝6×10－3 m3，则M受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10－3 m3＝60 N
所以，弹簧受到的拉力F1＝G－F浮＝80 N－60 N＝20 N，由图乙可知，当F1＝20 N时，弹簧的伸长量ΔL1＝10 cm.当水位降至位置B时，M的下表面刚好离开水面，所受浮力为0，则此时弹簧受到的拉力F2＝G＝80 N，由图乙可知，当F2＝80 N时，弹簧的伸长量ΔL2＝40 cm，所以，水位由位置A降至B这一过程中，弹簧的长度增加量ΔL＝ΔL2－ΔL1＝40 cm－10 cm＝30 cm.当水位降至位置B时，R1接入电路的长度L＝L总－ΔL＝40 cm－30 cm＝10 cm.因为R1接入电路的阻值与对应的棒长成正比，即＝
所以，此时R1接入电路的阻值R1′＝R1＝×20 Ω＝5 Ω，此时电路中的电流I′＝＝＝1 A
由I＝得，此时R1两端的电压U1′＝I′R1′＝1 A×5 Ω＝5 V，即此时电压表示数为5 V．所以，电压表的示数变化量ΔU＝U1－U1′＝10 V－5 V＝5 V
28．（2021东营模拟）小宾的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫如图甲。小宾研究发现该座椅垫有“高温”、“低温”“关”三个挡位，其电路示意图如图乙，电源电压为12V，高温功率为20W，低温功率为9W。求：
（1）座椅垫处于“低温”时，电路中的电流是多少？
（2）加热片R1的阻值是多少？
（3）座椅垫处于“高温”挡时，10min就可以将质量为0.5kg的加热片从10℃加热到35℃，若加热片的吸热效率为50%，那么加热片材料的比热容是多少？
【答案】（1）由P＝UI得，座椅垫处于“低温”时的电流：
I＝＝＝0.75A；
（2）电源电压不变，高温挡功率最大，由P＝可知，电路中电阻应最小，结合电路图可知，座椅垫处于“高温”挡时只有R2接入电路，
由P高＝可得，R2的阻值：R2＝＝＝7.2Ω
由电路图可知，座椅垫处于“低温”挡时，R1与R2串联接入电路，电路中的总电阻：
R总＝＝＝16Ω，
则R1的电阻：R1＝R总﹣R2 ＝16Ω﹣7.2Ω＝8.8Ω；
（3）由P＝可得，座椅垫处于“高温”挡时，10min消耗的电能：
W＝P高t＝20W×10×60s＝12000J，
由题意可知，加热片吸收的热量Q吸＝Wη＝12000J×50%＝6000J，
由Q＝cm△t可得，加热片材料的比热容：
c＝＝＝0.48×103J/（kg•℃）。
答：（1）座椅垫处于“低温”挡时，电路中的电流是0.75A；
（2）加热片R1的阻值是8.8Ω；
（3）加热片材料的比热容是0.48×103J/（kg•℃）。
29．（2021徐州模拟）为响应市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为6000mAh的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AO：BO＝4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯红灯及排水泵的额定电压均为220V）
（1）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；定值电阻R0的阻值为多少？该浮体重力为10N，浮体刚好全部浸入水中时受到的浮力为多少N？
（2）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向 （填“左”或“右“）移动。
（3）若选用额定功率为5kW的排水电动机，排水泵机械效率为80%，工作2小时能将多少kg的水抽到6米高处？（g＝10N/kg）
（4）“发电玻璃”面积为0.2m2，其光电转化率为10%，要对没有电的控制电路蓄电池充满电需要多少小时？（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1kW计算）
【答案】解：（1）当浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流I＝100mA＝0.1A，
由表中数据知，此时压敏电阻的阻值R＝80Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I=UR可得，定值电阻R0的阻值：
R0＝R总﹣R=UI−R=12V0.1A−80Ω＝40Ω。
设此时连杆对A端的作用力为FA，压敏电阻对B处的作用力为FB，
由杠杆的平衡条件FA•OA＝FB•OB可得，
FA=OBOAFB=14×360N＝90N，
由力作用的相互性可知，A端对浮体向下的压力：FA'＝FA＝90N，
由力的平衡条件可得，此时浮体受到的浮力：
F浮＝G+FA'＝10N+90N＝100N。
（2）制作压敏电阻的材料属于半导体；
在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动，
则控制电路的电流太小，如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，
应减小控制电路中的电阻以增大控制电路中的电流，由表格数据可知，应增大压敏电阻受到的压力，
在A端作用力和动力臂不变的情况下，由杠杆平衡条件知，将压板向右移动时，减小了阻力臂，可增大对压敏电阻的压力。
（3）由P=Wt可得，排水电动机工作2h消耗的电能：
W电＝P电t′＝5×103W×2×3600s＝3.6×107J，
电动机消耗的电能转化为水的机械能：
W机械＝W电η＝3.6×107J×80%＝2.88×107J，
由W＝Gh＝mgh可得，能抽到6m高处水的质量：
m=W机械gh=2.88×107J10N/kg×6m=4.8×105kg。
（4）蓄电池充满电时储存的电能：
W＝UIt＝12V×6000×10﹣3A×3600s＝2.592×105J＝0.072kW•h，
因发电玻璃的光电转化率为10%，
所以，发电玻璃接收到的太阳能：
E=Wη'=0.072kW⋅h10%=0.72kW•h，
由E＝PSt可得，蓄电池充满电需要的时间：
t=EPS=0.72kW⋅h1kW/m2×0.2m2=3.6h。
答：（1）定值电阻R0的阻值为40Ω；该浮体重力为10N，浮体刚好全部浸入水中时受到的浮力为 100N；
（2）右；
（3）工作2小时能将4.8×105kg的水抽到6米高处；
（4）要对没有电的控制电路蓄电池充满电需要3.6小时。
30.（2021深圳福田区二模）初一年级男同学小刚对体质健康测试中的坐位体前屈项目非常感兴趣。他利用家中器材自制了一个坐位体前屈项目测试仪，原理图如图所示，电源的电压6V，R1的电阻为30Ω。其中电阻丝R2粗细均匀,总长度为30cm，推挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，电流表的示数为“0.05A"。推挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm。
（1）求电阻R2的阻值。
（2）求推动挡板P到A端时电压表示数。
（3）国家体质标准中初一年级男生坐位体前屈成绩大于14.8cm为优秀。小刚进行测试时电压表示数为3V时。请计算判断小刚同学成绩是否达到优秀？
【答案】 （1）由电路可知，当推挡板P移动时候，电阻R2与R1全部接入电路，电路中电流不变
由I=UR得
R=UI=6V0.05A=120Ω
R2=R-R1=120Ω-30Ω=90Ω
（2）由I=UR得，U2=IR2=0.05A×90Ω=4.5V
（3）电阻丝R2粗细均匀，总长度为30cm，电阻为90Ω，单位长度电阻为3Ω/cm，
当电压为3V时，
R2’=U2'I=3V0.05A=60Ω
L=60Ω3Ω/cm=20cm
此时长度为20cm，小刚同学达到优秀
31.（2021赣北模拟） 如图所示是某品牌养生壶的简化电路图，该养生壶有高温、中温和低温三种工作挡位，下表是它的相关参数。请回答下列问题：
(1)电阻R1、R2的阻值是多少？
(2)该养生壶将满壶水从20℃加热至45℃，则水吸收的热量为多少？
(3)该养生壶在额定电压下，处于高温挡状态，将满壶水从20℃加热至45℃，用时120s，该养生壶的加热效率是多少？
【答案】（1）88Ω（2）1.155×105J（3）87.5%
32．（2021邵阳模拟）如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜，其内部电路如图乙，S1为温控开关，S2为门控开关，R为石英加热管。消毒柜的总功率为1200W，臭氧发生器的功率为100W。求：
（1）关闭柜门，门控开关S2闭合，臭氧发生器工作10min所消耗的电能。
（2）正常工作时通过石英加热管R的电流和它的阻值。
（3）若在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不计热量损失，正常工作需要加热多长时间？[c钢＝0.46×103J/（kg•℃）]。
【答案】解：（1）臭氧发生器的功率为150W，关闭柜门，门控开关S2闭合，只有臭氧发生器工作，
由P＝可得，臭氧发生器工作10min所消耗的电能：
W＝P发生器t＝100W×10×60s＝6×104J；
（2）因电路中的总功率等于各用电器功率之和，
所以，石英加热管R的功率：
PR＝P总﹣P发生器＝1200W﹣100W＝1100W，
由P＝UI可得，通过石英加热管R的电流：
I＝＝＝5A；
由I＝可得石英加热管R的电阻：
R＝＝＝44Ω；
（3）100kg的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不锈钢餐具吸收的热量：
Q吸＝cm（t′﹣t0）＝0.46×103J/（kg•℃）×100kg×（70℃﹣26℃）＝2.024×106J，
不计热量损失，则加热管消耗的电能：
W′＝Q吸＝2.024×106J，
则正常工作需要的加热时间：
t″＝＝＝1840s。
答：（1）关闭柜门，门控开关S2闭合，臭氧发生器工作10 min所消耗的电能为6×104J；
（2）正常工作时通过石英加热管R的电流为5A，其电阻为44Ω；
（3）若在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不计热量损失，正常工作需要加热1840s。
33．（2021山西模拟）图甲是某品牌多功能牛奶加热器，其简化电路图如图乙所示。当开关S转到触点“1”时，加热器处于高温消毒挡，可以对空奶瓶进行消毒；当开关S转到触点“2”时，加热器处于恒温保温挡；当开关S转到触点“3”时加热器处于加热挡，此时牛奶加热器的功率为200W。[c牛奶＝4×103J/（kg•℃）]
（1）将装有质量为300g、初温为22℃的牛奶的奶瓶置于加热器中，当开关S转到触点“3”时，3min后可以将牛奶加热到42℃。试求：
①牛奶吸收的热量是多少J？
②加热器消耗的电能转化为牛奶的内能的效率是多少？
（2）已知R1＝R3，若牛奶加热器消毒挡的功率为保温挡的4倍，则R2的阻值是多少Ω？
【答案】（1）①将装有质量为300g、初温为22℃的牛奶加热到42℃，牛奶吸收的热量：
Q吸＝c牛奶m牛奶（t﹣t0牛奶）＝4×103J/（kg•℃）×0.3kg×（42℃﹣22℃）＝2.4×104J；
②当开关S转到触点“3”时处于加热挡，此时牛奶加热器的功率为200W，加热3min＝180s后加热器消耗的电能：
W＝Pt＝200W×180s＝3.6×104J；
加热器消耗的电能转化为牛奶的内能的效率：
η＝×100%＝×100%≈66.7%；
（2）当开关S转到触点“3”时加热器处于加热挡，R1、R3串联，根据P＝，电路的总电阻：
R加热＝＝＝242Ω，已知R1＝R3，根据电阻的串联规律，
R1＝R3＝＝121Ω；
当开关S转到触点“1”时，加热器处于高温消毒挡时，为R1的简单电路，电路的功率为：
P高温＝＝＝400W；
当开关S转到触点“2”时，加热器处于恒温保温挡时，R1、R2、R3串联，已知牛奶加热器消毒挡的功率为保温挡的4倍，故保温挡的功率：
P保温＝×400W＝100W，
保温挡的总电阻：
R保温＝＝＝484Ω，
根据串联电阻的规律，
R2＝R保温﹣2R3＝484Ω﹣242Ω＝242Ω。
答：（1）①牛奶吸收的热量是2.4×104J；
②加热器消耗的电能转化为牛奶的内能的效率是66.7%；
（2）R2的阻值是242Ω。
备战2022年中考物理能力分类练习——动态电路
1．（2021潍坊模拟）图甲为某可调节亮度台灯，图乙为其用于调光的电位器结构图，a，b，c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度，下列分析正确的是（ ）
A．电位器与灯泡并联
B．若只将a、b接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡亮度不变
C．若只将a、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变暗
D．若只将b、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
2．（2021东营模拟）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关后，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器滑片由中点向右移动的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．电流表A的示数不变 B．电压表V的示数变大
C．小灯泡L的亮度变亮 D．整个电路的功率变小
3. （2021武胜模拟）如图甲所示，电源电压12V保持不变，闭合开关S后，当滑片P从最右端向最左端滑动的过程中，小灯泡L的I-U关系图像如图乙所示，最后小灯泡正常发光。下列说法中正确的是（ ）
A. 小灯泡的额定电压为3V
B. L正常发光1min，电流所做的功为1440J
C. 该电路总功率变化范围为3W~24W
D. 滑动变阻器的最大阻值为3Ω
4.(2021陕西模拟)如图所示，滑动变阻器的滑片P处于中间位置，闭合开关S，两个灯泡均能发光（假设灯丝电阻不变），此时，将滑动变阻器的滑片P向左移动，则
A .L1 变亮 ，L2亮度不变
B. L1变暗，L2亮度不变
C. L1变亮，L2变暗
D. L1 和L2都变亮
5．（2021长春模拟）如图所示的是某地下停车场烟雾报警器的简化原理图，电源电压保持不变，R0为定值电阻，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，当电路中的电压表指针偏转至某一角度时报警器开始报警。若想使报警器在烟雾较淡时就触发报警，以下方式正确的是
A．增加激光强度 B．减小R0的阻值
C．减小电源电压 D．改接大量程电压表
6．（2021天津模拟）如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S1闭合、S2断开时，电流表的示数为0.2A；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.6A。则当开关S1闭合、S2断开时，电阻R1与R2的功率之比为（ ）
A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4
7．（2021醴陵模拟）在图11甲所示电路中，电源电压恒定，Rx为待测电阻，R为电阻箱，V为理想电压表。实验中改变电阻箱的阻值，读出对应的电压表示数U，在乙图中作出 U-1-R 图线。分析图中数据可知（ ）
A．当电阻箱R的阻值增大时，电压表示数也增大 B．电源电压为10V
C．待测电阻Rx的阻值为80Ω D．该电路的最大功率为2.5W
8．（2021邵阳模拟）如图是汽车、摩托车油量表（实际上就是电流表）原理示意图，R′是定值电阻，R是滑动变阻器，则（ ）
A．向油箱里加油时，电流表示数变大
B．燃油消耗下降时，电流表示数变大
C．燃油全部耗尽时，电流表将被烧坏
D．油箱加油过满时，电流表将被烧坏
9．（2021滨州模拟）从2020年5月1日起，驾驶员酒醉后驾车要负刑事责任。酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车，如图所示是它的原理图。图中R1为定值电阻，酒精气体传感器R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小的，酒精气体浓度越大，那么测试仪的（ ）
A．电压表示数不变 B．电压表示数越大
C．通过传感器的电流越小 D．传感器两端的电压越大
10．（2021成都模拟）如图所示，电源电压不变，a、b分别为电流表或电压表，各个电表均为理想电表，三个开关均闭合，电路安全，断开S3，电流表A无示数，下列说法正确的是（ ）
A．a为电压表，b为电流表
B．闭合所有开关，滑动变阻器滑片从左向右滑动，A和a示数增大，增加量分别为△A 和△a，b示数减小，减小量为△b，＝＝R3
C．只闭合S1、S2，不论怎样改变滑动变阻器滑片位置，a、b的示数总保持相等
D．三个开关都闭合，滑动变阻器滑片在中间，开关S2由闭合到断开，电路总功率减小
11．（2021青海模拟）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“5V 2.5W”的字样，滑动变阻器R1的最大阻值为40Ω，定值电阻R2的阻值为20Ω，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～3A，灯丝电阻不随温度变化，当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到端点a点时，小灯泡L恰好正常发光，在保证电路安全的前提下，以下说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．闭合S2、S3，断开S1时，电路中最小电流为0.1A
C．闭合S1、S3，断开S2时，滑动变阻器取值范围为0～20Ω
D．滑片在a端，S1、S2和S3都闭合时，整个电路的功率最大，最大值为3.75W
12．（2021绥化模拟）如图甲所示的电路图中，电源电压为6V，灯泡L的规格为“6V 3W”，其电流与电压的关系如图乙所示，当S、S1、S3闭合，S2断开时，电流表示数为0.5A，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L的额定电流为0.5A
B．定值电阻R1的阻值为15Ω
C．当S、S1、S3闭合，S2断开时，灯泡L与电阻R1串联
D．断开S1、S3，闭合S、S2调节滑片P，使灯泡的电功率为R2的2倍时，滑动变阻器接入电路中的电阻为5Ω
13.（2021赣北模拟） 如图6所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法正确的是( )
A.A1示数变小，V示数变小 B.A1示数不变，V示数不变
C.V示数与A1的示数之比不变 D.电路消耗的总功变大
14．（2021贵阳模拟）如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，当闭合开关S2和S3，断开S1，灯泡L正常发光；当闭合开关S1和S3，断开S2，电压表示数为6V，电流表示数为1.6A；当只闭合开关S2时，灯泡L消耗的实际功率为其额定功率的，R1与R2消耗的功率之比为3：1．则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．灯泡L的额定功率为3.6W
C．R2的阻值15Ω
D．当只闭合S2时，R1的电功率为1.2W
15. （2021芜湖模拟）如图所示电路，电源电压为12V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为25Ω，若先将电路中连接“3V1.5W”的灯泡L1，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P的位置在A点，可使其正常发光。再把原来的灯换成一个“6V3W”的灯泡L2，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P的位置在B点，也可以使该灯泡正常发光（实验中两灯的电阻均保持不变），在这一过程中，下列说法正确的是（ ）
A. A点在B点的左侧
B. 电压表的示数由4V变为6V
C. 若只把L1换成L2时，闭合开关，此时L2的实际功率是1.92W
D. 实验中，第一次滑动变阻器的功率比第二次大1W
16．（2021南宁模拟）如图所示通电螺线管的右侧是_________（填“N”或“S”）极，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，螺线管的磁性_________（填“增强”、“不变”、“减弱”）。
17. （2021武胜模拟）如图甲是小聪设计的调光灯电路，电源电压恒为8V。L标有6V字样，其电流与电压的关系如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为20Ω。灯泡L正常发光时滑动变阻器接入电路的电阻为______Ω。在调节滑动变阻器的过程中，灯泡L消耗电功率的最小值是______W。
18．(2021济宁模拟)图甲是小林设计的调光电路图，她将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路，电源电压为8V。闭合开关S后，滑片P从A端向右滑动过程中，利用电表得到小灯泡的I-U关系图象如图乙所示，则电阻丝AB的阻值为_____Ω，电阻丝AB连入电路的最小阻值为 Ω。
19．（2021兰州模拟）图甲示是一种电热水袋及其电路结构示意图。正常情况下，专用插头插入电源时，插头上的红色指示灯L（电阻较大）会亮，发热体R给袋内的水加热。由图乙可知，红色指示灯L与发热体R的连接方式是 ；当发热体R正在给水加热时，红色指示灯L的电流I1 发热体R的电流I2。
20.（2021深圳福田区二模）阅读短文，回答问题。
电压源与电流源
常见的电源可分为电压源和电流源两种，如图甲所示，分别是电压源与电流源的电路符号。电压源的输出电压是确定的，而输出电流可以是任意的，且电压不随电流的变化而变化。电流源输出电流是确定的，而它两端的电压是任意的，且电流不随电压的变化而变化。由于电源内部也存在电阻等多方面的原因，理想的电压源与电流源是不存在的，如果一个电源在特定的范围内，电流变化时，电压的变化不明显，我们通常就假定它是一个理想电压源；同样，电压变化时，电流的变化不明显，就可看成是一个理想的电流源。
（1）在某次社团活动中，物理兴趣小组设计了如图乙所示的电路，该电路 。
A.向左移动滑片，电阻Rx的电功率不变
B.可以研究电压一定时，电流与电阻的关系
C.用伏安法测量未知电阻的阻值，并且可以多次测量求平均值减小误差
D.可以研究电阻一定时，电流与电压的关系
（2）可以用图丙所示虚线框内电路模拟理想电源，闭合开关S，当输出端的变阻器滑片P1向右滑动的同时，滑动变阻器P2的滑片________(选填“向左”、“不”或“向右”)滑动就可模拟理想电压源。
（3）下列电路中，闭合开关S，当滑片向左滑动时，能使灯变亮的电路是________ 。
21．（2021广州模拟）如图甲所示的电路，电源电压为18V且保持不变，电流表量程为0-0.6A，小灯泡的额定电压为3V，其I-U图像如图乙所示。R1为定值电阻，滑动变阻器R2标有“20Ω 2A" 字样。只闭合开关S，当滑片P置于最大阻值位置时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率及R1的阻值；
（2）若电压表量程不变，电流表量程可以改变，用电阻R3来替换R1，闭合S、S1， 移动滑片P，发现电流表示数的最小值如图丙所示。请通过计算判断R3的可能阻值。
22．（2021东营模拟）一电热壶有加热和保温两个功能，开关K闭合，开关S自动与触点a、b接通，开始烧水，当水温达到100摄氏度时，开关S自动断开a、b，立即与触点c接能，开始保温，已知电阻R1＝50Ω，加热功率P加是保温功率P保的5倍，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），电阻大小不受温度影响，求：
（1）1kg初温35℃的水，加热到100℃，所吸收的热量是多少？
（2）电阻R2的阻值；
（3）晚上用电高峰期时，将1kg初温35℃的水，加热到100℃，需用时300s，若加热效率为91%，则家庭电路实际电压为多少伏？
23．（2021呼和浩特模拟）为了测量嘉陵江水位，科技小组设计了水位监测装置。其原理如图所示，电源电压恒定，R0是压敏电阻，所受压力每增加10N，电阻减小5Ω。R是长1m、电阻100Ω的电阻丝，其电阻与长度成正比。电流表量程为0～0.6A，R0下方固定一个轻质绝缘“⊥”形硬杆。轻质金属滑杆PQ可以在金属棒EF上自由滑动，PQ下方通过轻质绝缘杆与重100N、高4m的圆柱体M固定在一起。当水位上升时，PQ随圆柱体M向上移动且保持水平。闭合开关，当PQ恰好位于R最下端时，为警戒水位，电流表示数为0.06A，此时M漂浮，有体积浸在水中（整个装置接触良好且无摩擦，PQ和EF的电阻不计，ρ河水＝1.0×103kg/m3）求：
（1）警戒水位时，M所受的浮力？
（2）当水位上升，PQ向上移动R的最上端，刚好与“⊥”形杆接触，且对杆无压力时，电流表示数为0.12A，则电源电压为多少？
（3）当水位继续上升，PQ开始通过“⊥”杆对R0产生压力：在保证此装置能测量的最高水位高于警戒水位多少米？
24．(2021南通模拟)如图所示，小灯泡L标有“6V 3W”字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器标有“40Ω 1A”字样。电源电压保持不变，R0的阻值为16Ω，电流表的量程为0～3A．当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡正常发光时的电流；
（2）电源电压；
（3）在保证电路安全前提下，电路消耗总功率的最大值。
25．（2021凤山模拟）如图20所示，电源电压可调，小灯泡上标有“6V 3 W”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影 响)，电流表的量程为0-0. 6 A，电压表的量程为0〜3 V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1 A"。
(1)小灯泡正常工作时，通过灯丝的电流是多少？
(2)电源电压调至6 V，闭合开关S1和S2，移动滑动变阻器的滑片P，使小灯泡正常发光，电流 表的示数为0.6 A，求R0的阻值。
(3)电源电压调至8 V，断开开关S1，闭合开关S2，为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值范围。
26．（2021太仓模拟）在图甲所示电路中，电源电压恒为9V，灯泡L的额定电压为6V，通过灯泡L的电流I与灯泡两端的电压U的关系如图乙所示．求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）当电压表示数是5V时，灯泡L的实际功率．
27. （2021衡阳模拟）某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U恒为15 V，定值电阻R0＝10 Ω，R1为一竖直固定光滑金属棒，总长40 cm，阻值为20 Ω，其接入电路的阻值与对应棒长成正比．弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计．圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80 N，高60 cm，底面积为100 cm2.当水位处于最高位置A时，M刚好浸没在水中，此时滑片P恰在R1最上端；当水位降至最低位置B时，M的下表面刚好离开水面．已知弹簧所受拉力F与其伸长量ΔL的关系如图乙所示．闭合开关S，试问：
(1)当水位下降时，金属棒接入电路的长度______，电压表示数________．(均选填“增大”或“减小”)
(2)当水位处于位置A时，电压表的示数为多少？
(3)水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了多少？电压表的示数变化了多少？(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
28．（2021东营模拟）小宾的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫如图甲。小宾研究发现该座椅垫有“高温”、“低温”“关”三个挡位，其电路示意图如图乙，电源电压为12V，高温功率为20W，低温功率为9W。求：
（1）座椅垫处于“低温”时，电路中的电流是多少？
（2）加热片R1的阻值是多少？
（3）座椅垫处于“高温”挡时，10min就可以将质量为0.5kg的加热片从10℃加热到35℃，若加热片的吸热效率为50%，那么加热片材料的比热容是多少？
29．（2021徐州模拟）为响应市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为6000mAh的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AO：BO＝4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯红灯及排水泵的额定电压均为220V）
（1）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；定值电阻R0的阻值为多少？该浮体重力为10N，浮体刚好全部浸入水中时受到的浮力为多少N？
（2）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向 （填“左”或“右“）移动。
（3）若选用额定功率为5kW的排水电动机，排水泵机械效率为80%，工作2小时能将多少kg的水抽到6米高处？（g＝10N/kg）
（4）“发电玻璃”面积为0.2m2，其光电转化率为10%，要对没有电的控制电路蓄电池充满电需要多少小时？（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1kW计算）
30.（2021深圳福田区二模）初一年级男同学小刚对体质健康测试中的坐位体前屈项目非常感兴趣。他利用家中器材自制了一个坐位体前屈项目测试仪，原理图如图所示，电源的电压6V，R1的电阻为30Ω。其中电阻丝R2粗细均匀,总长度为30cm，推挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，电流表的示数为“0.05A"。推挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm。
（1）求电阻R2的阻值。
（2）求推动挡板P到A端时电压表示数。
（3）国家体质标准中初一年级男生坐位体前屈成绩大于14.8cm为优秀。小刚进行测试时电压表示数为3V时。请计算判断小刚同学成绩是否达到优秀？
31.（2021赣北模拟） 如图所示是某品牌养生壶的简化电路图，该养生壶有高温、中温和低温三种工作挡位，下表是它的相关参数。请回答下列问题：
(1)电阻R1、R2的阻值是多少？
(2)该养生壶将满壶水从20℃加热至45℃，则水吸收的热量为多少？
(3)该养生壶在额定电压下，处于高温挡状态，将满壶水从20℃加热至45℃，用时120s，该养生壶的加热效率是多少？
32．（2021邵阳模拟）如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜，其内部电路如图乙，S1为温控开关，S2为门控开关，R为石英加热管。消毒柜的总功率为1200W，臭氧发生器的功率为100W。求：
（1）关闭柜门，门控开关S2闭合，臭氧发生器工作10min所消耗的电能。
（2）正常工作时通过石英加热管R的电流和它的阻值。
（3）若在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不计热量损失，正常工作需要加热多长时间？[c钢＝0.46×103J/（kg•℃）]。
33．（2021山西模拟）图甲是某品牌多功能牛奶加热器，其简化电路图如图乙所示。当开关S转到触点“1”时，加热器处于高温消毒挡，可以对空奶瓶进行消毒；当开关S转到触点“2”时，加热器处于恒温保温挡；当开关S转到触点“3”时加热器处于加热挡，此时牛奶加热器的功率为200W。[c牛奶＝4×103J/（kg•℃）]
（1）将装有质量为300g、初温为22℃的牛奶的奶瓶置于加热器中，当开关S转到触点“3”时，3min后可以将牛奶加热到42℃。试求：
①牛奶吸收的热量是多少J？
②加热器消耗的电能转化为牛奶的内能的效率是多少？
（2）已知R1＝R3，若牛奶加热器消毒挡的功率为保温挡的4倍，则R2的阻值是多少Ω？
备战2022年中考物理能力分类练习——动态电路参考答案
1．（2021潍坊模拟）图甲为某可调节亮度台灯，图乙为其用于调光的电位器结构图，a，b，c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度，下列分析正确的是（ ）
A．电位器与灯泡并联
B．若只将a、b接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡亮度不变
C．若只将a、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变暗
D．若只将b、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
【答案】D。
2．（2021东营模拟）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关后，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器滑片由中点向右移动的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．电流表A的示数不变 B．电压表V的示数变大
C．小灯泡L的亮度变亮 D．整个电路的功率变小
【答案】D。
3. （2021武胜模拟）如图甲所示，电源电压12V保持不变，闭合开关S后，当滑片P从最右端向最左端滑动的过程中，小灯泡L的I-U关系图像如图乙所示，最后小灯泡正常发光。下列说法中正确的是（ ）
A. 小灯泡的额定电压为3V
B. L正常发光1min，电流所做的功为1440J
C. 该电路总功率变化范围为3W~24W
D. 滑动变阻器的最大阻值为3Ω
【答案】B
4.(2021陕西模拟)如图所示，滑动变阻器的滑片P处于中间位置，闭合开关S，两个灯泡均能发光（假设灯丝电阻不变），此时，将滑动变阻器的滑片P向左移动，则
A .L1 变亮 ，L2亮度不变
B. L1变暗，L2亮度不变
C. L1变亮，L2变暗
D. L1 和L2都变亮
【答案】C
5．（2021长春模拟）如图所示的是某地下停车场烟雾报警器的简化原理图，电源电压保持不变，R0为定值电阻，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，当电路中的电压表指针偏转至某一角度时报警器开始报警。若想使报警器在烟雾较淡时就触发报警，以下方式正确的是
A．增加激光强度 B．减小R0的阻值
C．减小电源电压 D．改接大量程电压表
【答案】B。
6．（2021天津模拟）如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S1闭合、S2断开时，电流表的示数为0.2A；当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.6A。则当开关S1闭合、S2断开时，电阻R1与R2的功率之比为（ ）
A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4
【答案】B。
7．（2021醴陵模拟）在图11甲所示电路中，电源电压恒定，Rx为待测电阻，R为电阻箱，V为理想电压表。实验中改变电阻箱的阻值，读出对应的电压表示数U，在乙图中作出 U-1-R 图线。分析图中数据可知（ ）
A．当电阻箱R的阻值增大时，电压表示数也增大 B．电源电压为10V
C．待测电阻Rx的阻值为80Ω D．该电路的最大功率为2.5W
【答案】B
8．（2021邵阳模拟）如图是汽车、摩托车油量表（实际上就是电流表）原理示意图，R′是定值电阻，R是滑动变阻器，则（ ）
A．向油箱里加油时，电流表示数变大
B．燃油消耗下降时，电流表示数变大
C．燃油全部耗尽时，电流表将被烧坏
D．油箱加油过满时，电流表将被烧坏
【答案】A。
9．（2021滨州模拟）从2020年5月1日起，驾驶员酒醉后驾车要负刑事责任。酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车，如图所示是它的原理图。图中R1为定值电阻，酒精气体传感器R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小的，酒精气体浓度越大，那么测试仪的（ ）
A．电压表示数不变 B．电压表示数越大
C．通过传感器的电流越小 D．传感器两端的电压越大
【答案】B。
10．（2021成都模拟）如图所示，电源电压不变，a、b分别为电流表或电压表，各个电表均为理想电表，三个开关均闭合，电路安全，断开S3，电流表A无示数，下列说法正确的是（ ）
A．a为电压表，b为电流表
B．闭合所有开关，滑动变阻器滑片从左向右滑动，A和a示数增大，增加量分别为△A 和△a，b示数减小，减小量为△b，＝＝R3
C．只闭合S1、S2，不论怎样改变滑动变阻器滑片位置，a、b的示数总保持相等
D．三个开关都闭合，滑动变阻器滑片在中间，开关S2由闭合到断开，电路总功率减小
【答案】BCD
11．（2021青海模拟）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“5V 2.5W”的字样，滑动变阻器R1的最大阻值为40Ω，定值电阻R2的阻值为20Ω，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～3A，灯丝电阻不随温度变化，当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到端点a点时，小灯泡L恰好正常发光，在保证电路安全的前提下，以下说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．闭合S2、S3，断开S1时，电路中最小电流为0.1A
C．闭合S1、S3，断开S2时，滑动变阻器取值范围为0～20Ω
D．滑片在a端，S1、S2和S3都闭合时，整个电路的功率最大，最大值为3.75W
【答案】D。
12．（2021绥化模拟）如图甲所示的电路图中，电源电压为6V，灯泡L的规格为“6V 3W”，其电流与电压的关系如图乙所示，当S、S1、S3闭合，S2断开时，电流表示数为0.5A，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L的额定电流为0.5A
B．定值电阻R1的阻值为15Ω
C．当S、S1、S3闭合，S2断开时，灯泡L与电阻R1串联
D．断开S1、S3，闭合S、S2调节滑片P，使灯泡的电功率为R2的2倍时，滑动变阻器接入电路中的电阻为5Ω
【答案】AD。
13.（2021赣北模拟） 如图6所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法正确的是( )
A.A1示数变小，V示数变小 B.A1示数不变，V示数不变
C.V示数与A1的示数之比不变 D.电路消耗的总功变大
【答案】C
14．（2021贵阳模拟）如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，当闭合开关S2和S3，断开S1，灯泡L正常发光；当闭合开关S1和S3，断开S2，电压表示数为6V，电流表示数为1.6A；当只闭合开关S2时，灯泡L消耗的实际功率为其额定功率的，R1与R2消耗的功率之比为3：1．则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．灯泡L的额定功率为3.6W
C．R2的阻值15Ω
D．当只闭合S2时，R1的电功率为1.2W
【答案】B
15. （2021芜湖模拟）如图所示电路，电源电压为12V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为25Ω，若先将电路中连接“3V1.5W”的灯泡L1，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P的位置在A点，可使其正常发光。再把原来的灯换成一个“6V3W”的灯泡L2，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P的位置在B点，也可以使该灯泡正常发光（实验中两灯的电阻均保持不变），在这一过程中，下列说法正确的是（ ）
A. A点在B点的左侧
B. 电压表的示数由4V变为6V
C. 若只把L1换成L2时，闭合开关，此时L2的实际功率是1.92W
D. 实验中，第一次滑动变阻器的功率比第二次大1W
【答案】C
16．（2021南宁模拟）如图所示通电螺线管的右侧是_________（填“N”或“S”）极，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，螺线管的磁性_________（填“增强”、“不变”、“减弱”）。
【答案】N；增强。
17. （2021武胜模拟）如图甲是小聪设计的调光灯电路，电源电压恒为8V。L标有6V字样，其电流与电压的关系如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为20Ω。灯泡L正常发光时滑动变阻器接入电路的电阻为______Ω。在调节滑动变阻器的过程中，灯泡L消耗电功率的最小值是______W。
【答案】 ①. 4 ②. 0.6
18．(2021济宁模拟)图甲是小林设计的调光电路图，她将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路，电源电压为8V。闭合开关S后，滑片P从A端向右滑动过程中，利用电表得到小灯泡的I-U关系图象如图乙所示，则电阻丝AB的阻值为_____Ω，电阻丝AB连入电路的最小阻值为 Ω。
【答案】13 2
19．（2021兰州模拟）图甲示是一种电热水袋及其电路结构示意图。正常情况下，专用插头插入电源时，插头上的红色指示灯L（电阻较大）会亮，发热体R给袋内的水加热。由图乙可知，红色指示灯L与发热体R的连接方式是 ；当发热体R正在给水加热时，红色指示灯L的电流I1 发热体R的电流I2。
【答案】并联；小于。
20.（2021深圳福田区二模）阅读短文，回答问题。
电压源与电流源
常见的电源可分为电压源和电流源两种，如图甲所示，分别是电压源与电流源的电路符号。电压源的输出电压是确定的，而输出电流可以是任意的，且电压不随电流的变化而变化。电流源输出电流是确定的，而它两端的电压是任意的，且电流不随电压的变化而变化。由于电源内部也存在电阻等多方面的原因，理想的电压源与电流源是不存在的，如果一个电源在特定的范围内，电流变化时，电压的变化不明显，我们通常就假定它是一个理想电压源；同样，电压变化时，电流的变化不明显，就可看成是一个理想的电流源。
（1）在某次社团活动中，物理兴趣小组设计了如图乙所示的电路，该电路 。
A.向左移动滑片，电阻Rx的电功率不变
B.可以研究电压一定时，电流与电阻的关系
C.用伏安法测量未知电阻的阻值，并且可以多次测量求平均值减小误差
D.可以研究电阻一定时，电流与电压的关系
（2）可以用图丙所示虚线框内电路模拟理想电源，闭合开关S，当输出端的变阻器滑片P1向右滑动的同时，滑动变阻器P2的滑片________(选填“向左”、“不”或“向右”)滑动就可模拟理想电压源。
（3）下列电路中，闭合开关S，当滑片向左滑动时，能使灯变亮的电路是________ 。
【答案】 （1）A （2）右 （3）D
21．（2021广州模拟）如图甲所示的电路，电源电压为18V且保持不变，电流表量程为0-0.6A，小灯泡的额定电压为3V，其I-U图像如图乙所示。R1为定值电阻，滑动变阻器R2标有“20Ω 2A" 字样。只闭合开关S，当滑片P置于最大阻值位置时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率及R1的阻值；
（2）若电压表量程不变，电流表量程可以改变，用电阻R3来替换R1，闭合S、S1， 移动滑片P，发现电流表示数的最小值如图丙所示。请通过计算判断R3的可能阻值。
【答案】（1）0.9W，30Ω；（2）70Ω
【解析】解：（1）从乙图中可以看出，当灯泡的电压
时，电流为
所以小灯泡的额定功率
只闭合开关S，当滑片P置于最大阻值位置时，小灯泡正常发光。此时灯泡、滑动变阻器、定值电阻R1串联，电路的电流
灯泡正常发光的电阻
电路总电阻
R1的阻值
（2）闭合S、S1，滑动变阻器R2与电阻R3串联，灯泡被短路。若电流表的量程为0-0.6A时，图丙中电流表的示数为0.2A，此时电流最小，滑动变阻器接入的电阻最大，电路总电阻为
电阻R3阻值
若电流表的量程为0-3A时，图丙中电流表的示数为1A，此时电路总电阻为
故不符合题意，舍去。
答：（1）小灯泡的额定功率为0.9W及R1的阻值为30Ω；
（2）R3的可能阻值为70Ω。
22．（2021东营模拟）一电热壶有加热和保温两个功能，开关K闭合，开关S自动与触点a、b接通，开始烧水，当水温达到100摄氏度时，开关S自动断开a、b，立即与触点c接能，开始保温，已知电阻R1＝50Ω，加热功率P加是保温功率P保的5倍，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），电阻大小不受温度影响，求：
（1）1kg初温35℃的水，加热到100℃，所吸收的热量是多少？
（2）电阻R2的阻值；
（3）晚上用电高峰期时，将1kg初温35℃的水，加热到100℃，需用时300s，若加热效率为91%，则家庭电路实际电压为多少伏？
【答案】（1）质量为1kg，初温为35℃的水加热到100℃所吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣35℃）＝2.73×105J；
（2）由题意和电路图可知，开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，电热水壶处于加热状态；
开关S自动与a、b断开，并与触点c接通时，电路为R2的简单电路，电热水壶处于保温状态，
因电路的总功率等于各电阻消耗功率之和，且R2在两种状态下消耗的功率不变，
则P加热＝+，P保温＝，
已知加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，
所以+＝5×，
解得R2＝4R1＝4×50Ω＝200Ω；
（3）由效率公式可得，电热水壶加热时消耗的电能：
W＝＝＝＝3×105J，
电热水壶加热时的实际功率为：
P＝＝＝1000W，
即+＝1000W，
将R1＝50Ω，R2＝200Ω代入上式，解得U实＝200V。
答：（1）将1kg初温为35℃的水加热到100℃需要吸收2.73×105J热量；
（2）电阻R2的阻值为200Ω。
（3）晚上用电高峰期的实际电压为200V。
23．（2021呼和浩特模拟）为了测量嘉陵江水位，科技小组设计了水位监测装置。其原理如图所示，电源电压恒定，R0是压敏电阻，所受压力每增加10N，电阻减小5Ω。R是长1m、电阻100Ω的电阻丝，其电阻与长度成正比。电流表量程为0～0.6A，R0下方固定一个轻质绝缘“⊥”形硬杆。轻质金属滑杆PQ可以在金属棒EF上自由滑动，PQ下方通过轻质绝缘杆与重100N、高4m的圆柱体M固定在一起。当水位上升时，PQ随圆柱体M向上移动且保持水平。闭合开关，当PQ恰好位于R最下端时，为警戒水位，电流表示数为0.06A，此时M漂浮，有体积浸在水中（整个装置接触良好且无摩擦，PQ和EF的电阻不计，ρ河水＝1.0×103kg/m3）求：
（1）警戒水位时，M所受的浮力？
（2）当水位上升，PQ向上移动R的最上端，刚好与“⊥”形杆接触，且对杆无压力时，电流表示数为0.12A，则电源电压为多少？
（3）当水位继续上升，PQ开始通过“⊥”杆对R0产生压力：在保证此装置能测量的最高水位高于警戒水位多少米？
【答案】（1）警戒水位时，M漂浮，根据漂浮条件可知，M所受的浮力为：
F浮＝G＝100N；
（2）闭合开关，当PQ恰好位于R最下端时，为警戒水位，电流表示数为0.06A；
此时根据串联电路的特点和欧姆定律可得，电源电压为：
U＝I（R+R0）＝0.06A×（100Ω+R0）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
PQ上升到R的最上端，即升高1m，刚好与“⊥”形杆接触，且对杆无压力时，此时电路中只有压敏电阻R0连入电路，
此时电源电压为：U＝I′R0＝0.12A×R0 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②可得：R0＝100Ω，U＝12V；
（3）因为R0所受压力每增加10N，电阻减小5Ω，即每增加1N电阻减小0.5Ω，
则受到压力为F时，压敏电阻的阻值为：R压＝R0﹣0.5Ω/N×F；
在保证电路安全的情况下，为保证电流表不能超量程，电路中最大电流为0.6A，
假设此时电流已经达到最大0.6A，根据欧姆定律可得：
此时压敏电阻：R压＝＝＝20Ω，
根据R压＝100Ω﹣0.5Ω/N×F可得：F＝＝＝160N；
由于PQ向上移动R的最上端，刚好与“⊥”形杆接触，且对杆无压力时，则水位继续上升时杆对R0产生压力与此后圆柱体M受到的浮力增大量相等，则：△F浮＝F＝160N，
根据F浮＝ρ水gV排可得：
△V排＝＝＝1.6×10﹣2m3＝1.6×104cm3，
由（1）可知漂浮时：根据F浮＝ρ水gV排可得：
V排＝＝＝1×10﹣2m3，
已知h浸＝h＝×4m＝1m，
则SM＝＝＝1×10﹣2m2，
压力为160N时增加的深度为：△h＝＝＝1.6m，
由于警戒水位的高度应再加上电阻R的长度，
所以，h高＝△h+1m＝1.6m+1m＝2.6m；
答：（1）警戒水位时，M所受的浮力为100N；
（2）当水位上升，PQ向上移动R的最上端，刚好与“⊥”形杆接触，且对杆无压力时，电流表示数为0.12A，电源电压为12V；
（3）当水位继续上升，PQ开始通过“⊥”杆对R0产生压力：在保证此装置能测量的最高水位高于警戒水位为2.6m。
24．(2021南通模拟)如图所示，小灯泡L标有“6V 3W”字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器标有“40Ω 1A”字样。电源电压保持不变，R0的阻值为16Ω，电流表的量程为0～3A．当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡正常发光时的电流；
（2）电源电压；
（3）在保证电路安全前提下，电路消耗总功率的最大值。
【答案】解：（1）由P＝UI可得，小灯泡正常工作时的电流：
IL=PLUL=3W6V=0.5A；
（2）由欧姆定律可得，灯泡的电阻：
RL=ULIL=6V0.5A=12Ω，
当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，L与12R串联，电流表测干路电流，
因小灯泡恰好正常发光，故电路的电流为0.5A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
由欧姆定律得，电源的电压为：
U＝IL（RL+12R）＝0.5A×（12Ω+12×40Ω）＝16V；
（3）当所有开关都闭合时，定值电阻R0与滑动变阻器R并联，
通过R0的电流：I0=UR0=16V16Ω=1A，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，通过其的电流最大，干路电流最大，电路消耗的总功率最大，
滑动变阻器标有“40Ω1A”字样，可知变阻器允许通过的最大电流为1A（由欧姆定律，此时变阻器连入的电阻为：R滑=UI滑'=16V1A=16Ω）；
由并联电路电流的规律，故干路电流最大值为：
I大＝1A+1A＝2A＜3A，
电路消耗总功率的最大值为：
P大＝UI大＝16V×2A＝32W。
答：（1）小灯泡正常发光时的电流为0.5A；
（2）电源电压为16V；
（3）在保证电路安全前提下，电路消耗总功率的最大值为32W。
25．（2021凤山模拟）如图20所示，电源电压可调，小灯泡上标有“6V 3 W”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影 响)，电流表的量程为0-0. 6 A，电压表的量程为0〜3 V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1 A"。
(1)小灯泡正常工作时，通过灯丝的电流是多少？
(2)电源电压调至6 V，闭合开关S1和S2，移动滑动变阻器的滑片P，使小灯泡正常发光，电流 表的示数为0.6 A，求R0的阻值。
(3)电源电压调至8 V，断开开关S1，闭合开关S2，为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值范围。
【答案】 (1)0.5A (2)60Ω (3)4Ω~7.2Ω
26．（2021太仓模拟）在图甲所示电路中，电源电压恒为9V，灯泡L的额定电压为6V，通过灯泡L的电流I与灯泡两端的电压U的关系如图乙所示．求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）当电压表示数是5V时，灯泡L的实际功率．
【答案】解：
（1）由题灯泡的额定电压：U额=6V，
由图象可知，此时通过灯泡的电流：I额=0.5A，
所以灯泡的额定功率：P额=U额I额=6V×0.5A=3W；
（2）由甲图可知，L与R串联，
所以灯泡正常发光时，UR=U﹣UL=9V﹣6V=3V，
IR=I额=0.5A，
根据I=，
此时滑动变阻器接入电路的阻值R===6Ω；
（3）由图甲，电压表测滑动变阻器两端电压，
所以灯泡的实际电压：UL′=U﹣UR′=9V﹣5V=4V，
由图象乙可知此时通过灯泡的电流IL′=0.4A，
所以灯泡的实际功率：P′=UL′IL′=4V×0.4A=1.6W．
答：（1）灯泡的额定功率为3W；
（2）灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω；
（3）当电压表示数是5V时，灯泡L的实际功率为1.6W．
27. （2021衡阳模拟）某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U恒为15 V，定值电阻R0＝10 Ω，R1为一竖直固定光滑金属棒，总长40 cm，阻值为20 Ω，其接入电路的阻值与对应棒长成正比．弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计．圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80 N，高60 cm，底面积为100 cm2.当水位处于最高位置A时，M刚好浸没在水中，此时滑片P恰在R1最上端；当水位降至最低位置B时，M的下表面刚好离开水面．已知弹簧所受拉力F与其伸长量ΔL的关系如图乙所示．闭合开关S，试问：
(1)当水位下降时，金属棒接入电路的长度______，电压表示数________．(均选填“增大”或“减小”)
(2)当水位处于位置A时，电压表的示数为多少？
(3)水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了多少？电压表的示数变化了多少？(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
【答案】(1)减小 减小
解：(2)当水位处于位置A时，滑片P在R1最上端，此时R1＝20 Ω，根据串联电路电阻特点可知，电路总电阻R＝R0＋R1＝10 Ω＋20 Ω＝30 Ω
电路中的电流I＝＝＝0.5 A
由I＝得，R1两端的电压U1＝IR1＝0.5 A×20 Ω＝10 V，即电压表示数为10 V
(3)当水位处于位置A时，M刚好浸没，排开水的体积V排＝V＝Sh＝100 cm2×60 cm＝6 000 cm3＝6×10－3 m3，则M受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10－3 m3＝60 N
所以，弹簧受到的拉力F1＝G－F浮＝80 N－60 N＝20 N，由图乙可知，当F1＝20 N时，弹簧的伸长量ΔL1＝10 cm.当水位降至位置B时，M的下表面刚好离开水面，所受浮力为0，则此时弹簧受到的拉力F2＝G＝80 N，由图乙可知，当F2＝80 N时，弹簧的伸长量ΔL2＝40 cm，所以，水位由位置A降至B这一过程中，弹簧的长度增加量ΔL＝ΔL2－ΔL1＝40 cm－10 cm＝30 cm.当水位降至位置B时，R1接入电路的长度L＝L总－ΔL＝40 cm－30 cm＝10 cm.因为R1接入电路的阻值与对应的棒长成正比，即＝
所以，此时R1接入电路的阻值R1′＝R1＝×20 Ω＝5 Ω，此时电路中的电流I′＝＝＝1 A
由I＝得，此时R1两端的电压U1′＝I′R1′＝1 A×5 Ω＝5 V，即此时电压表示数为5 V．所以，电压表的示数变化量ΔU＝U1－U1′＝10 V－5 V＝5 V
28．（2021东营模拟）小宾的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫如图甲。小宾研究发现该座椅垫有“高温”、“低温”“关”三个挡位，其电路示意图如图乙，电源电压为12V，高温功率为20W，低温功率为9W。求：
（1）座椅垫处于“低温”时，电路中的电流是多少？
（2）加热片R1的阻值是多少？
（3）座椅垫处于“高温”挡时，10min就可以将质量为0.5kg的加热片从10℃加热到35℃，若加热片的吸热效率为50%，那么加热片材料的比热容是多少？
【答案】（1）由P＝UI得，座椅垫处于“低温”时的电流：
I＝＝＝0.75A；
（2）电源电压不变，高温挡功率最大，由P＝可知，电路中电阻应最小，结合电路图可知，座椅垫处于“高温”挡时只有R2接入电路，
由P高＝可得，R2的阻值：R2＝＝＝7.2Ω
由电路图可知，座椅垫处于“低温”挡时，R1与R2串联接入电路，电路中的总电阻：
R总＝＝＝16Ω，
则R1的电阻：R1＝R总﹣R2 ＝16Ω﹣7.2Ω＝8.8Ω；
（3）由P＝可得，座椅垫处于“高温”挡时，10min消耗的电能：
W＝P高t＝20W×10×60s＝12000J，
由题意可知，加热片吸收的热量Q吸＝Wη＝12000J×50%＝6000J，
由Q＝cm△t可得，加热片材料的比热容：
c＝＝＝0.48×103J/（kg•℃）。
答：（1）座椅垫处于“低温”挡时，电路中的电流是0.75A；
（2）加热片R1的阻值是8.8Ω；
（3）加热片材料的比热容是0.48×103J/（kg•℃）。
29．（2021徐州模拟）为响应市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为6000mAh的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AO：BO＝4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯红灯及排水泵的额定电压均为220V）
（1）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；定值电阻R0的阻值为多少？该浮体重力为10N，浮体刚好全部浸入水中时受到的浮力为多少N？
（2）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向 （填“左”或“右“）移动。
（3）若选用额定功率为5kW的排水电动机，排水泵机械效率为80%，工作2小时能将多少kg的水抽到6米高处？（g＝10N/kg）
（4）“发电玻璃”面积为0.2m2，其光电转化率为10%，要对没有电的控制电路蓄电池充满电需要多少小时？（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1kW计算）
【答案】解：（1）当浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流I＝100mA＝0.1A，
由表中数据知，此时压敏电阻的阻值R＝80Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I=UR可得，定值电阻R0的阻值：
R0＝R总﹣R=UI−R=12V0.1A−80Ω＝40Ω。
设此时连杆对A端的作用力为FA，压敏电阻对B处的作用力为FB，
由杠杆的平衡条件FA•OA＝FB•OB可得，
FA=OBOAFB=14×360N＝90N，
由力作用的相互性可知，A端对浮体向下的压力：FA'＝FA＝90N，
由力的平衡条件可得，此时浮体受到的浮力：
F浮＝G+FA'＝10N+90N＝100N。
（2）制作压敏电阻的材料属于半导体；
在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动，
则控制电路的电流太小，如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，
应减小控制电路中的电阻以增大控制电路中的电流，由表格数据可知，应增大压敏电阻受到的压力，
在A端作用力和动力臂不变的情况下，由杠杆平衡条件知，将压板向右移动时，减小了阻力臂，可增大对压敏电阻的压力。
（3）由P=Wt可得，排水电动机工作2h消耗的电能：
W电＝P电t′＝5×103W×2×3600s＝3.6×107J，
电动机消耗的电能转化为水的机械能：
W机械＝W电η＝3.6×107J×80%＝2.88×107J，
由W＝Gh＝mgh可得，能抽到6m高处水的质量：
m=W机械gh=2.88×107J10N/kg×6m=4.8×105kg。
（4）蓄电池充满电时储存的电能：
W＝UIt＝12V×6000×10﹣3A×3600s＝2.592×105J＝0.072kW•h，
因发电玻璃的光电转化率为10%，
所以，发电玻璃接收到的太阳能：
E=Wη'=0.072kW⋅h10%=0.72kW•h，
由E＝PSt可得，蓄电池充满电需要的时间：
t=EPS=0.72kW⋅h1kW/m2×0.2m2=3.6h。
答：（1）定值电阻R0的阻值为40Ω；该浮体重力为10N，浮体刚好全部浸入水中时受到的浮力为 100N；
（2）右；
（3）工作2小时能将4.8×105kg的水抽到6米高处；
（4）要对没有电的控制电路蓄电池充满电需要3.6小时。
30.（2021深圳福田区二模）初一年级男同学小刚对体质健康测试中的坐位体前屈项目非常感兴趣。他利用家中器材自制了一个坐位体前屈项目测试仪，原理图如图所示，电源的电压6V，R1的电阻为30Ω。其中电阻丝R2粗细均匀,总长度为30cm，推挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，电流表的示数为“0.05A"。推挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm。
（1）求电阻R2的阻值。
（2）求推动挡板P到A端时电压表示数。
（3）国家体质标准中初一年级男生坐位体前屈成绩大于14.8cm为优秀。小刚进行测试时电压表示数为3V时。请计算判断小刚同学成绩是否达到优秀？
【答案】 （1）由电路可知，当推挡板P移动时候，电阻R2与R1全部接入电路，电路中电流不变
由I=UR得
R=UI=6V0.05A=120Ω
R2=R-R1=120Ω-30Ω=90Ω
（2）由I=UR得，U2=IR2=0.05A×90Ω=4.5V
（3）电阻丝R2粗细均匀，总长度为30cm，电阻为90Ω，单位长度电阻为3Ω/cm，
当电压为3V时，
R2’=U2'I=3V0.05A=60Ω
L=60Ω3Ω/cm=20cm
此时长度为20cm，小刚同学达到优秀
31.（2021赣北模拟） 如图所示是某品牌养生壶的简化电路图，该养生壶有高温、中温和低温三种工作挡位，下表是它的相关参数。请回答下列问题：
(1)电阻R1、R2的阻值是多少？
(2)该养生壶将满壶水从20℃加热至45℃，则水吸收的热量为多少？
(3)该养生壶在额定电压下，处于高温挡状态，将满壶水从20℃加热至45℃，用时120s，该养生壶的加热效率是多少？
【答案】（1）88Ω（2）1.155×105J（3）87.5%
32．（2021邵阳模拟）如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜，其内部电路如图乙，S1为温控开关，S2为门控开关，R为石英加热管。消毒柜的总功率为1200W，臭氧发生器的功率为100W。求：
（1）关闭柜门，门控开关S2闭合，臭氧发生器工作10min所消耗的电能。
（2）正常工作时通过石英加热管R的电流和它的阻值。
（3）若在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不计热量损失，正常工作需要加热多长时间？[c钢＝0.46×103J/（kg•℃）]。
【答案】解：（1）臭氧发生器的功率为150W，关闭柜门，门控开关S2闭合，只有臭氧发生器工作，
由P＝可得，臭氧发生器工作10min所消耗的电能：
W＝P发生器t＝100W×10×60s＝6×104J；
（2）因电路中的总功率等于各用电器功率之和，
所以，石英加热管R的功率：
PR＝P总﹣P发生器＝1200W﹣100W＝1100W，
由P＝UI可得，通过石英加热管R的电流：
I＝＝＝5A；
由I＝可得石英加热管R的电阻：
R＝＝＝44Ω；
（3）100kg的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不锈钢餐具吸收的热量：
Q吸＝cm（t′﹣t0）＝0.46×103J/（kg•℃）×100kg×（70℃﹣26℃）＝2.024×106J，
不计热量损失，则加热管消耗的电能：
W′＝Q吸＝2.024×106J，
则正常工作需要的加热时间：
t″＝＝＝1840s。
答：（1）关闭柜门，门控开关S2闭合，臭氧发生器工作10 min所消耗的电能为6×104J；
（2）正常工作时通过石英加热管R的电流为5A，其电阻为44Ω；
（3）若在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不计热量损失，正常工作需要加热1840s。
33．（2021山西模拟）图甲是某品牌多功能牛奶加热器，其简化电路图如图乙所示。当开关S转到触点“1”时，加热器处于高温消毒挡，可以对空奶瓶进行消毒；当开关S转到触点“2”时，加热器处于恒温保温挡；当开关S转到触点“3”时加热器处于加热挡，此时牛奶加热器的功率为200W。[c牛奶＝4×103J/（kg•℃）]
（1）将装有质量为300g、初温为22℃的牛奶的奶瓶置于加热器中，当开关S转到触点“3”时，3min后可以将牛奶加热到42℃。试求：
①牛奶吸收的热量是多少J？
②加热器消耗的电能转化为牛奶的内能的效率是多少？
（2）已知R1＝R3，若牛奶加热器消毒挡的功率为保温挡的4倍，则R2的阻值是多少Ω？
【答案】（1）①将装有质量为300g、初温为22℃的牛奶加热到42℃，牛奶吸收的热量：
Q吸＝c牛奶m牛奶（t﹣t0牛奶）＝4×103J/（kg•℃）×0.3kg×（42℃﹣22℃）＝2.4×104J；
②当开关S转到触点“3”时处于加热挡，此时牛奶加热器的功率为200W，加热3min＝180s后加热器消耗的电能：
W＝Pt＝200W×180s＝3.6×104J；
加热器消耗的电能转化为牛奶的内能的效率：
η＝×100%＝×100%≈66.7%；
（2）当开关S转到触点“3”时加热器处于加热挡，R1、R3串联，根据P＝，电路的总电阻：
R加热＝＝＝242Ω，已知R1＝R3，根据电阻的串联规律，
R1＝R3＝＝121Ω；
当开关S转到触点“1”时，加热器处于高温消毒挡时，为R1的简单电路，电路的功率为：
P高温＝＝＝400W；
当开关S转到触点“2”时，加热器处于恒温保温挡时，R1、R2、R3串联，已知牛奶加热器消毒挡的功率为保温挡的4倍，故保温挡的功率：
P保温＝×400W＝100W，
保温挡的总电阻：
R保温＝＝＝484Ω，
根据串联电阻的规律，
R2＝R保温﹣2R3＝484Ω﹣242Ω＝242Ω。
答：（1）①牛奶吸收的热量是2.4×104J；
②加热器消耗的电能转化为牛奶的内能的效率是66.7%；
（2）R2的阻值是242Ω。
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