第15章 电功和电热（培优卷）——2022-2023学年九年级下册物理单元卷（苏科版）（原卷版+解析版）

2022-2023学年下学期第十五章单元检测卷B卷（苏科版）

九年级 物理·全解全析

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。

1．（2022·江苏·扬中市外国语中学九年级阶段练习）如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电压表的量程为0～15V，电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则下列结果正确的是（　　）

A．电源电压为20V

B．R1的阻值为6欧姆

C．为了保证电压表不被烧坏，滑动变阻器的阻值变化范围为6～50Ω

D．开关S闭合后电路消耗的最小电功率约为6.7W

【答案】C

【解析】AB．由电路图知道，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，由图乙知道，当R2＝10Ω时，U1＝12V，当R2′＝20Ω时，U1′＝8V，由于串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流分别是

因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压保持不变，所以，电源电压

代入数据

解得

R1＝10Ω，U＝24V

故AB错误；

C．当电压表的示数U1″＝15V时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的电流

此时滑动变阻器两端的电压是

U2小＝U﹣U1″＝24V﹣15V＝9V

则滑动变阻器接入电路中的最小阻值

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最小，所以，滑动变阻器接入电路中的阻值范围为6～50Ω，故C正确；

D．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的功率最小，则

故D错误。

故选C。

2．（2022·江苏无锡·九年级期末）如图所示为单相电子式电能表，关于该电能表下列说法正确的是（   ）

A．允许通过的最大电流为10A

B．主要用来测量用电器的电功率

C．指示灯闪250次表示消耗电能3.6×105J

D．此时的示数为13148kW·h

【答案】C

【解析】A．“10（20）A”表示电能表的标定电流是10A，20A是指这个电能表平时工作允许通过的最大电流，故A错误；

 B．电能表主要用来测量用电器消耗电能的仪表，故B错误；

 C．2500imp/（kW•h）表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁2500次，则指示灯闪烁250次，电路消耗电能为为0.1kW•h =3.6×105J，故C正确；

 D．电能表显示数字中最后一位是小数，由图知，该电能表此时示数为1314.8kW•h，故D错误。

故选C。

3．（2022·江苏·苏州学府中学校模拟预测）如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，小灯泡的电阻RL＝8Ω，R2＜RL，闭合开关S，当滑片P置于b端时，小灯泡的实际功率为2W，忽略温度对小灯泡电阻的影响，则滑片P置于a端时小灯泡的实际功率可能是（　　）

A．18W B．28W C．38W D．48W

【答案】A

【解析】当滑片P置于b端时，小灯泡的实际功率为2W，小灯泡的电阻RL＝8Ω，由可知，小灯泡两端的电流为

串联电路中电流处处相等，所以流过电阻R2和滑动变阻器R1的电流都为0.5A。

当电阻R2=0，小灯泡两端电压为

滑动变阻器R2两端的电压为

所以电源电压为

当滑片P置于a端时，电阻R2和滑动变阻器R1的阻值都为0，小灯泡两端的电压等于电源电压，所以小灯泡的实际功率为

当电阻时，小灯泡两端电压为

滑动变阻器R2两端的电压为

电阻R2两端的电压为

所以电源电压为

当滑片P置于a端时，滑动变阻器R1的阻值为0，电路中只有小灯泡与电阻R2串联，电源电压等于小灯泡和电阻R2两端的电压之和，由于小灯泡和电阻R2的阻值相等，所以根据串联分压原理可知，小灯泡两端的电压等于电阻R2两端的电压，即

所以小灯泡的实际功率为

因为， 所以

故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

4．（2022·江苏南京·一模）如图所示，甲、乙是两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有等质量的液体（液体未画出），电阻丝R甲、R乙分别浸没在两烧瓶的液体中，温度计显示液体的温度，下列说法正确的是（　　）

A．若要探究电阻大小对电热的影响，则应在甲、乙两瓶中都装入煤油，且R甲≠R乙

B．若要探究电阻大小对电热的影响，电流产生的热量可通过加热时间来反映

C．若要比较水和煤油的比热容大小，则应在甲、乙两瓶中分别装入水和煤油，且R甲<R乙

D．若要比较水和煤油的比热容大小，液体吸收的热量可通过温度计示数的变化比较

【答案】A

【解析】AB．要探究电阻大小对电热的影响，由控制变量法，要控制通过电阻的电流和通电时间相同，只改变电阻的大小；电阻丝产生的热量不易直接观察，可使等质量初温相同的液体（煤油）吸收相同的热量，根据，由温度变化确定产生的热量多少，则应在甲、乙两瓶中都装入煤油，且R甲≠R乙，故A正确，B错误；

CD．比较水和煤油的比热容大小时，烧瓶内应分别装有质量相同的水和煤油，要使它们在相同的时间内吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。因两电阻串联，通过两电阻丝的电流相等，通电时间也相同，根据Q=I2Rt，为控制吸热相同，故R甲=R乙，故CD错误。

故选A。

5．（2022·江苏徐州·中考真题）如图所示为某家庭中接线板的使用情况，下列说法正确的是（　　）

A．符合使用规范 B．可以正常使用

C．这是超负荷运行 D．不会引起安全事故

【答案】C

【解析】多个用电器共用一个接线板，可能使电路总功率过大，电流过大，超过电路的允许负载，容易引起火灾，是不符合用电规范的，故C正确，ABD错误。

故选C。

6．（2022·江苏无锡·模拟预测）如图所示，电源电压保持12V不变，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，滑动变阻器最大阻值R=60Ω。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（　　）

A．开关S断开时，电压表没有示数

B．灯泡L正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为6W

C．开关S闭合后，灯泡L的最小电功率约为0.48W

D．开关S闭合后移动滑片P，当电压表的示数减少1V时，滑动变阻器两端的电压就增加1V

【答案】D

【解析】由电路图可知，开关S闭合时，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端电压；

A．S断开时，电压表通过变阻器与电源连通，电压表测电源的电压，所以此时电压表的示数为12V，故A错误；

B．灯泡正常发光时的电压为6V，功率为3W；因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以此时滑动变阻器两端的电压

UR=U-UL=12V-6V=6V

因为串联电路中各处的电流相等，根据P=UI可知，此时滑动变阻器消耗的电功率和灯泡消耗的电功率相等，即为3W，故B错误；

C．灯泡的电阻

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡消耗的电功率最小，因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，当变阻器的最大电阻连入电路时，电路的总电阻最大，根据欧姆定律可知，此时电路中的最小电流

灯泡的最小电功率

故C错误；

D．S闭合时，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，因此电压表示数减小1V，灯泡L两端的电压就减小1V，由串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压也就增大1V，故D正确。

故选D。

7．（2022·江苏·靖江外国语学校九年级阶段练习）如图所示的电路中，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。根据图像信息，下列判断中错误的是（　　）

A．电源电压为16V

B．R0的最小功率是25.6W

C．滑动变阻器的最大阻值是70Ω

D．1min内电路消耗的最大电能是1536J

【答案】B

【解析】ABC．当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路为R0的简单电路，此时电路中的电流最大，由乙图可知，电路中的最大电流为I大=1.6A，电源电压

U=I大R0=1.6A×R0-----------①

当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由乙图可知，电路中的最小电流I最小=0.2A，变阻器R两端的电压UR=14V，则滑动变阻器的最大阻值

串联电路中总电压等于各分电压之和，电源的电压

U=I最小R0+UR=0.2A×R0+14V--------②

因电源的电压不变，由①②可得

1.6A×R0=0.2A×R0+14V

解得

R0=10Ω，U=16V

R0的最小功率

P0最小=I最小R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W

故B错误，符合题意，AC正确，不符合题意；

D．1min内电路消耗的最大电能是

W=UI最大t=16V×1.6A×60s=1536J

故D正确，不符合题意。

故选B。

8．（2022·江苏泰州·模拟预测）某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图甲所示。电源电压恒为4V，电压表量程选择“0～3V”，电流表量程选择“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，灯泡L标有“2V 0.8W”字样，图乙是小灯泡的电流随其电压变化的图像。在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（　　）

A．电路中电流变化的范围是0.16～0.4A

B．滑动变阻器阻值变化的范围是5～10Ω

C．灯泡的最小功率是0.2W

D．该电路的最大功率是2W

【答案】B

【解析】A．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。灯泡正常发光时的电压为2V，其功率为0.8W，由图像知，此时的电流为0.4A，即灯泡正常发光时电路中的电流为0.4A；因为滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表量程选择“0～0.6A”，根据串联电路各处的电流都相等，所以电路中的最大电流

Imax=0.4A

因为串联电路总电压等于各分电压之和，所以，灯泡正常发光时电压表的示数

U滑小=U﹣UL=4V﹣2V=2V

此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，由欧姆定律，最小电阻为

当电压表的示数最大为3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，此时灯泡两端的电压

UL′=U﹣U滑大=4V﹣3V=1V

由图乙知，此时的电流为0.3A，故电路中电流变化的范围是0.3A～0.4A，故A错误；

B．由欧姆定律，滑动变阻器接入电路中的最大阻值

故滑动变阻器阻值变化的范围是5～10Ω，故B正确；

CD．灯泡的最小功率

PLmin=UL′×Imin=1V×0.3A=0.3W

电路的最大电功率

Pmax=UImax=4V×0.4A=1.6W

故CD错误。

故选B。

9．（2020·江苏·盐城市毓龙路实验学校三模）如图所示电路，电源电压不变。闭合开关 S，当滑片 P 置于变阻器的 b 端时，电压表的示数为6V，当滑片 P 置于变阻器的中点时，电压表的示数变化了 2V，从 P 置于中点开始在 20s 内定值电 阻 R1 产生的热量为 64J，则下列判断正确的是

A．R1 的阻值为 10Ω

B．滑动变阻器 R 的最大阻值为 20Ω

C．电源电压为 10V

D．R1 先后两次消耗的电功率之比为 3：4

【答案】B

【解析】由电路图可知，当滑片P置于变阻器的b端时，定值电阻R1与滑动变阻器的最大阻值串联；当滑片P置于变阻器的中点时，定值电阻R1与滑动变阻器阻值的一半串联。

AB．根据串联电路的分压特点可知，当滑片P置于变阻器的中点时电压表的示数为:

6V−2V=4V，

∵串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和，

∴根据欧姆定律可得：

U=I1R1+6V，

U=I2R1+4V，

I1=，

I2==，

∵电源的电压不变，

∴

I1R1+6V= I2R1+4V

即:

R1+6V= R1+4V

简化可得：

R1=R，

根据Q=I2Rt可得，P置于中点时，在20s内定值电阻R1产生的热量：

Q1=I22 R1t=()2 R1×20s=×R×20s= ×20s=64J，

解得：

R=20Ω，

即；

R1=20Ω，

故A不正确、B正确；

C．电源的电压：

U= I1R1+6V= R1+6V=×20Ω+6V=12V，

故C不正确；

D．根据P=I2R可得，R1先后两次消耗的电功率之比：

P1:P′1=(I1)2 R1:(I2)2 R1=(I1)2: (I2)2=()2:()2=9:16，

故D不正确。

10．（2022·江苏·扬州市梅岭中学九年级阶段练习）如图所示是某家庭电路，闭合开关S1、S2，灯泡L1正常发光、L2不亮，断开S1、保持S2闭合，用测电笔插入插座上孔氖管发光，插入插座下孔氖管发光．则故障可能是（　　）

A．ac间断路 B．bd间断路

C．灯泡L2断路 D．b点到零线之间断路

【答案】B

【解析】A．保持S2闭合，用测电笔插入插座上孔氖管发光，则插座上孔与火线之间电路正常，故A错误；

BC．测电笔插入插座下孔氖管发光，正常情况下插座下孔氖管不发光，所以插座下孔与灯泡串联接入火线电路，则灯泡L2未断路，零线部分bd间断路。故B正确，C错误；

D．闭合开关S1、S2，灯泡L1正常发光、L2不亮，则灯泡L1所在电路正常，故D错误。

故选B。

第Ⅱ卷

二、填空题。（每空1分，共23分）

11．（2022·江苏扬州·一模）在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作2min，家中如图所示的电能表的转盘转了175r，热水器的实际功率为___________W；若不计能量损失，这段时间内热水器中50L的水可升温___________℃。由于热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度考虑，热水器的电源线比冰箱的要___________（选填“粗”或“细”）。[已知ρ水=1.0×103kg/m3， c水=4.2×103J/（kg•℃）]

【答案】     2100     1.2     粗

【解析】[1]2500r/(kW·h)表示电路中每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转过2500r，当电能表的转盘转175r，电热水器消耗的电能

热水器工作时间

该电热水器的实际功率

[2]水的体积

V水=50L=0.05m3

由知道，水的质量

m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg

因为不计能量损失，所以水吸收的热量

Q吸=W=2.52×105J

由知道，水升高的温度

[3]由于电热水器的功率远大于冰箱，则由P=UI知道，电热水器工作时通过的电流远大于通过冰箱电流，由Q=I2Rt知道，在电源线电阻和通电时间相同时，热水器的电源线上产生的热量较多；为保证线路安全，电热水器选择较粗的电源线，可以减小电源线的电阻，由Q=I2Rt知道，在其他条件相同时，电源线上产生的热量减少，可防止电源线过热而引发安全事故。

12．（2021·江苏盐城·九年级期末）如图是电饭锅工作原理的简化电路图，其额定电压为220V，电饭锅有两挡，分别是高温烧煮挡和低温焖饭挡。S2为挡位自动控制开关，R1和R2均为电热丝，R1的阻值为1210Ω，高温烧煮挡的额定功率为840W，电饭锅正常工作时，高温烧煮10min消耗的电能为___________J，电饭锅低温焖饭时的额定功率为___________W，电热丝R2的阻值为___________Ω。

【答案】     5.04×105     40     60.5

【解析】[1]电饭锅高温烧煮的功率，烧煮时间

由得，电饭锅高温烧煮消耗的电能

消耗的电能为5.04×105J。

[2]当开关S1闭合、S2断开时，仅有R1接入电路，电路电阻较大，根据可知，电压一定时，电路电阻越大，电功率越小，此时电饭锅处于低温焖饭状态；电饭锅低温焖饭时的额定功率

电饭锅低温焖饭时的额定功率为40W。

[3]当开关S1、S2都闭合时，电热丝R1、R2并联接入电路，电路电阻较小，根据可知，电压一定时，电路电阻越小，电功率越大，此时电饭锅处于高温烧煮状态；则电热丝R2消耗的电功率

电热丝R2的阻值

电热丝R2的阻值60.5Ω。

13．（2022·江苏无锡·模拟预测）商场中，一位顾客和一位买微波炉的售货员出现了不同意见。售货员说，微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费；顾客说，微波炉很费电，他家的微波炉一开就“烧保险”。售货员是从微波炉 ______的角度来说的，而顾客是从微波炉 _____的角度来说的。电炉丝和铜导线串联后接在电路中，通电后，电炉丝热的发红而铜导线却不怎么热，这是因为电炉丝和铜导线中的 _______相等，但是电炉丝比铜导线的 ____大，消耗的电功率多的缘故。

【答案】     电功率     电流     电流     电阻

【解析】[1]售货员的观点是微波炉功率大，根据

W=Pt

可得，短时间内微波炉可以产生较多的热量，所以微波炉很省电。

[2]而顾客的观点是微波炉功率大，由

可得，当微波炉接入电路时，会导致电路中总电流过大，会烧坏保险丝。

[3][4]电炉丝和铜导线串联接在电路中，通过电炉丝和铜导线中的电流相等，通电时间也相等，由

Q=I2Rt

可得，电炉丝比铜导线的电阻大，消耗的电功多的缘故。

14．（2022·江苏·泰州市姜堰区仲院初级中学一模）如图，在进户线的干路上串联一只标有“220V 40W”的灯L2，闭合开关S1时发现L1和L2均不发光，用测电笔接触A点，氖管发光，则电路故障可能是 _____；若闭合开关S1时发现L1不亮，L2正常发光，说明L1所在支路 _____（有/没有）短路情况，若此时用测电笔接触B点，氖管 _____（会/不会）发光。

【答案】     进户零线断路     有     不会

【解析】[1] 闭合开关S1时发现L1和L2均不发光，表明电路中可能有断路，用测电笔接触A点，氖管发光，表明A点与火线间接相连，且零线断开，则电路故障可能是进户零线断路。

[2]若闭合开关S1时发现L1不亮，L2正常发光，表明L2分得电源全部电压，L1电压为0，则L1所在支路有短路。

[3]若此时用测电笔接触B点，由于与零线相通，则氖管不发光。

15．（2021·江苏·扬州市邗江区实验学校三模）如图所示电路图，电源电压恒定。

（1）当开关S1断开，S2、S3闭合时，电流表的读数为0.3A。当开关S1、S2闭合，S3断开时，由于R1、R2中有一个电阻出现故障，电流表的读数为0.6A，电压表的读数为3V。则电源电压为______ 伏，电路中出现的故障是______ 。

（2）若电路正常工作，在1分钟内，电流通过R1做的功最少为_______J。

【答案】     3     R1断路     24

【解析】（1）[1][2]当开关S1断开，S2、S3闭合时，R2短路，电路为R1的简单电路，电流表测电路的电流，电流表的读数为0.3A；当开关S1、S2闭合，S3断开时，若电路正常，则两电阻并联，则电路故障不可能是短路，否则会形成电源短路。根据题意，由于R1、R2中有一个电阻出现故障，根据并联电路各支路互不影响，若R2断路，则通过R1的电流应0.3A，已知电流表的读数为0.6A，故不可能是R2断路，则出现故障的只能为R1，此时，电路为R2的简单电路，电压表测电源电压，因电压表的读数为3V，则电源电压为3伏，电路中出现的故障是R1断路。

（2）[3]根据（1），由欧姆定律

根据，当通过R1的电流最小时，电流通过R1做的功最小，故当只闭合S3两电阻串联（电路的电阻最大）时，通过R1的电流最小，由欧姆定律，此时电路的电流为

故电路正常工作，在1分钟内，电流通过R1做的功最少为

16．（2022·江苏苏州·二模）方方用如图甲所示的电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图，如图乙所示。其中实线表示的是________（R/R0）的功率与电流的关系；R0的阻值是________Ω；当电流表示数是0.5A时，R消耗的功率是________W。

【答案】     R0     8     6

【解析】[1]研究电功率和电流的关系，通过调节变阻器R的滑片改变电路中电流，由

P=I2R

可知，在电阻一定时，电功率P与电流I是二次函数关系

R0>0

所以图像开口向上，图乙中实线是定值电阻R0的功率与电流的关系，虚线表示滑动变阻器R的功率与电流关系。

[2]由图乙中，R0的功率与电流关系图像知

I=2A

时

P0=32W

由

P=I2R

可得，R0的阻值

[3]由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电流表测电路中电流，当滑动变阻器R连入阻值为0时，R0工作，电路的电路中电流最大，由图像知此时的电流

I=2A

由

P=UI

可得，电源电压

由欧姆定律可得，当电路中电流

I′=0.5A

时，R0两端电压

U0′=I′R0=0.5A×8Ω=4V

由串联电路特点知，此时R两端电压

UR=U-U0′=16V-4V=12V

R消耗的功率

PR=URI′=12V×0.5A=6W

17．（2022·江苏扬州·中考真题）如图1所示，将阻值为R0=5Ω，R1=10Ω，R2=15Ω的3段电阻丝分别浸没在质量和初温均相同的煤油中，可以通过比较___________来比较电阻丝产生热量的多少。按图2连接电路，将S置于1，通电1分钟，A、B两温度计示数分别升高和，R1的功率为P1，则___________（选填“>”、“<”或“=”，下同）。断开S，待煤油温度降到初温，将S置于2，通电1分钟，A温度计示数升高，R2的功率为P2，则___________，P1___________ P2。

【答案】     温度计示数升高的多少     <     >     >

【解析】[1]如图1所示，若通电，根据焦耳定律得产生的热量，被煤油吸收，使煤油温度升高。根据得质量相同的煤油，升高的温度不同，吸收的热量不同，所以可以通过比较温度计示数升高的多少来比较电阻丝产生热量的多少。

[2]按图2连接电路，将S置于1，R0与R1串联，则通过R0与R1的电流相同，设电源电压为U，通电1分钟，根据焦耳定律和欧姆定律得，电阻R0产生的热量

电阻R1产生的热量

因为R0=5Ω，R1=10Ω，即

所以

在根据得，A、B两温度计示数分别升高

[3]按图2连接电路，将S置于1，R1的功率为

①

断开S，待煤油温度降到初温，将S置于2，通电1分钟，R0与R2串联，则通过R0与R2的电流相同，根据焦耳定律和欧姆定律得，电阻R0产生的热量

因为

即

所以

A温度计示数升高，则

 [4]R2的功率为

②

由①②解得

三、实验探究题（每空2分，第18题每空1分，共24分）

18．（2022·江苏泰州·模拟预测）如图是小华同学探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：

（1）在两个相同的烧瓶中装有质量相等的 ___________（同种/不同）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲>R乙。这样的装置可以研究电流产生的热量与 ___________的关系；

（2）当开关闭合后，___________（甲∕乙）瓶中温度计示数上升较快，仅使用图中的器材 ___________（能∕不能）探究电流热效应跟电流大小的关系；

（3）若小华还想利用已有器材研究电功与电压的关系，还需增加的测量工具 ___________，他可以观察 ___________来比较单位时间内电功的大小。

【答案】     同种     电阻大小     甲     不能     两只电压表     温度计升高的示数

【解析】（1）[1]实验时，为了比较产生的热量的多少，在两个相同的烧瓶中应装有质量相等的同种液体。

[2]两电阻丝串联，控制电流和通电时间相等，电阻不相等，这是研究电流产生的热量与电阻大小的关系。

（2）[3]根据电路图可知，两电阻串联连接，即两电阻的电流和通电时间相同，而R甲>R乙，由焦耳定律

可知，R甲产生的热量多，即甲瓶中的电流产生的热量多。

[4]探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”时，调节滑动变阻器阻值，可以改变电路电流大小，缺少秒表，无法控制两次通电时间一定，因此应用该实验装置不可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流大小的关系。

（3）[5][6]研究电流做功与电压的关系时，应控制电流和通电时间相同，使电阻两端电压不相等，图中两电阻串联，电流相同，通电时间相同，电阻不同，将两只电压表分别并联在两电阻两端，通过比较电压表示数和温度计升高的示数来比较相同时间内电流做功的多少与电压关系。

19．（2022·江苏徐州·一模）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选用的器材如下：2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡（额定功率小于1W），电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线将如图甲所示的电路连接完整；(        )

（2）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 _______（填“A”或“B”）端；

（3）闭合开关后，移动滑片，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则该电路的故障可能是 ______（填字母）；

A．小灯泡短路

B．小灯泡断路

C．电流表断路

（4）排除故障后，通过正确操作使小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为 _______W。

【答案】          A     B     0.65

【解析】（1）[1]变阻器应上下各选一个接线柱与灯泡和开关串联接入电路中，如图

（2）[2]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处，即A端。

（3）闭合开关后，移动滑片，发现小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了，即该电路的故障可能是小灯泡断路，故B符合题意，AC不符合题意。

故选B。

（4）[4]由图甲可知，电流表选用量程；排除故障后，通过正确操作使小灯泡正常发光，电流表分度值0.02A，其示数为0.26A，小灯泡额定功率为

20．（2022·江苏·苏州工业园区东延路实验学校模拟预测）某物理兴趣小组在测量小灯泡电功率的实验中，电流表损坏，他们设计了如图所示电路测量 小灯泡的额定功率（已知电源电压为 8V，R1最大阻值为 10Ω，小灯泡 L的额定电压为 3.8V）。

（1）将 R1 的滑片 P1移至______，调节 R2的滑片 P2，使电压表示数为______V，小灯泡 L 正常发光；

（2）保持______（填“R1”或“R2”）的滑片位置不动，将另一变阻器的滑片移至______，读出电压表的示数 2.2V；

（3）小灯泡 L 的额定功率为______W。

【答案】     左     4.2     R2     另外一端     0.76

【解析】（1）[1][2]将 R1 的滑片 P1移至最左端，R1全部接入，R1与R2、灯泡串联，电压表测量R2和R1的总电压，移动滑动变阻器R2的滑片，直至小灯泡正常发光，小灯泡的额定电压为3.8V，那么此时电压表的示数为

（3）[3][4]保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移动到另外一端，整个电路的电阻没有发生改变，仅仅电压表测量对象发生了变化，电压表测量滑动变阻器R2的电压，那么通过滑动变阻器R1的电流，即此时电路的电流为

（4）[5]小灯泡正常发光，故小灯泡 L 的额定功率为

四、计算题：本题共3小题，共23分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

21．（7分）（2021·江苏扬州·九年级期末）如图，L是“12V 12W”的小灯泡，R1是定值电阻，R2是最大阻值为36Ω的滑动变阻器，电源电压和灯泡电阻均不变。求：

（1）求小灯泡的阻值；

（2）闭合开关S、S1，滑片P在a端时小灯泡恰能正常发光，电流表示数为1.3A，求R1的阻值；

（3）闭合开关S，断开开关S1，求在滑片P移动过程中，灯泡消耗的最小功率。

【答案】（1）12Ω；（2）40Ω；（3）0.75W

【解析】解：（1）由可得，小灯泡的阻值

（2）闭合开关S、S1，滑片P在a端时，R1与L并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且小灯泡恰能正常发光，所以，电源的电压

U＝UL＝12V

通过灯泡的电流

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R1的电流

I1＝I﹣IL＝1.3A﹣1A＝0.3A

则R1的阻值

（3）闭合开关S，断开开关S1，灯泡L与R2串联，当滑片位于b端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡消耗的功率最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的最小电流

灯泡消耗的最小功率

PL′＝（I′）2RL＝（0.25A）2×12Ω＝0.75W

答：（1）小灯泡的阻值为12Ω；

（2）R1的阻值为40Ω；

（3）闭合开关S，断开开关S1，在滑片P移动过程中，灯泡消耗的最小功率为0.75W。

22．（8分）（2022·江苏南通·一模）如图所示，将滑动变阻器滑片移至最左端，S闭合，S1、S2都断开，电流表示数为0.25A；再将滑片移至a位置，此时小灯泡正常发光。已知小灯泡上标有“6V 3W”字样，定值电阻R0为20Ω，电源电压恒为8V，灯泡电阻保持不变。求：

（1）灯泡的电阻和额定电流；

（2）滑动变阻器的最大阻值；

（3）保持滑片位于a位置，闭合S、S1、S2时的电路总功率。

【答案】（1）12Ω，0.5A；（2）20Ω；（3）19.2W

【解析】解：（1）由P=UI可知，灯泡的额定电流

由欧姆定律可知，灯泡的电阻

（2）将滑动变阻器滑片移至最左端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的最大阻值与灯泡串联，电流表测电路中的电流，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，滑动变阻器的最大阻值

R大=R总大-RL=32Ω-12Ω=20Ω

（3）由再将滑片移至a位置，此时小灯泡正常发光可知，此时电路中的电流

I大=I额=0.5A

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，此时滑动变阻器接入电路中电阻

Ra=R总小-RL=16Ω-12Ω=4Ω

保持滑片位于a位置，闭合S、S1、S2时，滑动变阻器R与定值电阻R0并联，由并联电路的电压特点和欧姆定律可知，此时通过滑动变阻器R的电流

通过定值电阻R0的电流

由并联电路的电流特点可知，干路中的电流

I=Ia+I0=2A+0.4A=2.4A

电路总功率

P=UI=8V×2.4A=19.2W

答：（1）灯泡的电阻为12Ω，额定电流为0.5A；

（2）滑动变阻器的最大阻值为20Ω；

（3）保持滑片位于a位置，闭合S、S1、S2时的电路总功率为19.2W。

23．（8分）（2022·江苏·苏州市振华中学校模拟预测）如图，电源电压恒定，小灯泡L标有“12V 3W”字样，定值电阻R2的阻值为5，R1为滑动变阻器，电流表量程为0~0.6A。开关S1、S2都闭合时，L恰好正常发光，电流表示数为0.55A。求：

（1）小灯泡的额定电流；

（2）S1、S2都闭合时，R1在10min内消耗的电能；

（3）S1、S2都断开，调节滑片且电路安全，求R2与R1功率之比的最大值。

【答案】（1）0.25A；（2）2160J；（3）

【解析】解：（1）由小灯泡L标有“12V 3W”字样可知，小灯泡的额定电流

（2）开关S1、S2都闭合时，R2短路，灯泡L与电阻R1并联，电流表测量干路电流，L恰好正常发光，说明电源电压等于小灯泡的额定电压

U=U额=12V

通过R1的电流

I1=I-I额=0.55A-0.25A=0.3A

R1在10min内消耗的电能

W=UI1t=12V×0.3A×10×60s=2160J

（3）S1、S2都断开，R1、R2串联，电流表测量电路中电流。电流表的量程为0~0.6A，则通过电路中的最大电流为0.6A，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻最小，根据串联电路特点可知，R1接入电路中的阻值最小，根据P=I2R可知，R2与R1功率之比最大。根据欧姆定律可知，电路中的总电阻

根据串联电路电阻特点可知

R1=R总-R2=20Ω-5Ω=15Ω

R2与R1功率之比的最大值

答：（1）小灯泡的额定电流为0.25A；

（2）S1、S2都闭合时，R1在10min内消耗的电能为2160J；

（3）S1、S2都断开，调节滑片且电路安全，求R2与R1功率之比的最大值为 。