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人教版九年级物理全一册同步考点专题训练第18章《电功率》单元测试卷(原卷版+解析)
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这是一份人教版九年级物理全一册同步考点专题训练第18章《电功率》单元测试卷(原卷版+解析)，共35页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．（2022•松江区一模）把两段阻值相等的电热丝串联后接在电源上，在时间t内电流做功W1，若把这两段电热丝并联后接在同一电源上，在时间t内电流做功为W2，则W1与W2之比是（ ）
A．4：1B．2：1C．1：4D．1：2
2．（2022•松江区一模）小华同学家的电饭煲正常工作时的电流约为3A，则它正常工作15min所消耗的电能是（ ）
A．2200JB．4500JC．5.94×105JD．5.94×106J
3．（2021秋•岱岳区期末）如图甲所示电路，电源电源为5V，定值电阻R1和小灯泡R2的伏安特性曲线分别如图乙所示。下列说法中（ ）
①定值电阻R1阻值10Ω
②小灯泡的实际功率1.5W
③2min整个电路消耗的电能480J
④若将R1和R2串联后接在8V的电源两端，整个电路消耗的总功率是2.4W
A．只有①②正确B．只有③④正确
C．只有①②③正确D．①②③④都正确
4．（2021秋•秀英区校级期末）小亮学习小组在一次野炊活动中，忘了带火柴，老师将锡箔纸连接在干电池两端，利用电流的热效应将锡箔纸点燃，使他们吃到了香喷喷的饭菜。下列电器中，主要利用该原理工作的是（ ）
A．电暖气B．电风扇C．电视机D．节能灯
5．（2021秋•瑶海区期末）将“220V 100W”的电风扇和“220V 100W”的电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，关于两者消耗的电能和产生的热量，下列说法正确的是（ ）
A．消耗的电能和产生的热量都一样多
B．消耗的电能一样多，但产生的热量不一样多
C．消耗的电能不一样多，但产生的热量一样多
D．消耗的电能和产生的热量都不一样多
6．（2022•鹿城区模拟）下列连接方法中，闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最少的是（ ）
A． B． C． D．
7．（2021秋•溆浦县期末）小明家的电能表11月1日读数如图甲，12月1日的读数如图乙，若电价为0.6元/度，则小明家11月份应交电费是（ ）
A．48.2元B．49.2元C．50.2元D．109.2元
8．（2021秋•增城区期末）分别将LED灯L1和小灯泡L2分别接入电路，测得电压电流如图所示，实验中LED灯比小灯泡亮得多。下列说法正确的是（ ）
A．L1所做的功比L2多 B．L1做功比L2做功快
C．L1 每秒钟消耗电能比L2少 D．L1每秒钟消耗电能比L2多
9．（2022•深圳模拟）小明按照图甲连接了实验电路，闭合开关S，滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中，记录了不同位置电流表和电压表的示数。他依据实验数据作出U﹣I图像，如图乙所示。当电压表示数是4.5V时，电阻R0消耗的电功率大小是（ ）
A．1.5WB．3WC．4.5WD．6.75W
10．（2021秋•姑苏区校级期末）如图甲所示，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为热敏电阻。改变环境温度，定值电阻R0两端电压U0随温度t变化的关系如图乙所示，下列关于电路消耗的总功率P随温度t变化的关系图像，正确的是（ ）
A． B． C． D．
11．（2021秋•西宁期末）A、B两只灯泡的额定电压均为6V，通过它们的电流随两端电压变化关系如图所示，下列选项正确的是（ ）
A．A、B两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而减小
B．将两灯并联接在3V的电源两端，A、B两灯的实际功率之比为2：1
C．将两灯串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，电源两端电压为9V
D．将两灯并联在6V的电源两端，电路中的总功率为9W
12．（2021秋•二七区校级期末）甲、乙两个灯分别标有“2.5V 0.75W”和“3.8V 1.14W”的字样，将它们串联接入同一电路中，若甲灯正常发光，则下列说法中正确的是（ ）
A．乙灯也一定能正常发光，甲灯比乙灯亮 B．乙灯也一定能正常发光，乙灯比甲灯亮
C．乙灯不能正常发光，甲灯比乙灯亮 D．乙灯不能正常发光，乙灯比甲灯亮
13．（2021秋•秦都区期末）甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，若它们的电阻不随温度的变化而改变，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲灯泡的电阻小于乙灯泡的电阻
B．两灯泡均正常工作时，乙消耗的电能较多
C．两灯泡串联后接在220V的电路中，乙的实际功率较大
D．将乙灯泡接入110V的电路中，它的实际功率为25W
14．（2021秋•冷水滩区期末）如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两个透明容器中封闭着等量的空气，电路正确连接后，通电进行实验过程中，下列说法正确的是（ ）
A．U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
B．要保持两个电阻丝两端电压相等
C．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
D．左边容器电阻丝中的电流比右边容器电阻丝中的电流大
15．（2022•根河市校级模拟）如图所示，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，此后100s内定值电阻R1产生的热量为200J。下列结果正确的是（ ）
A．电源电压为10V B．R1的阻值为18Ω
C．滑动变阻器R的最大阻值为9Ω D．R1先后两次消耗的电功率之比4：3
16．（2022•南京模拟）在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P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V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为4V
B．滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1：2
C．小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为11.25J
D．为使灯泡能正常发光且安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω～35Ω
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分）
17．（2021秋•昌吉市校级期末）“重力电灯”灯泡的额定功率为1W，额定电压为2V，则该灯泡正常工作时电流为 A，它工作100s消耗 J的电能。
18．（2021秋•薛城区期末）如图甲是小明家电能表8月30日显示的数字，图乙是9月30日显示的数字。小明家9月份消耗了 kW•h的电能，如果其中200度电是峰时用电，其余为谷时用电，根据峰谷电价收费表计算，小明家这个月的电费是 元。
19．（2021秋•双流区校级期末）某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，当开关S接触点 时，电饭煲处于保温状态；加热状态下，电饭煲1min内消耗电能 J。
20．（2022春•重庆期末）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“8V 4W”字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器R标有“48Ω 1A”字样，R0的阻值为20Ω，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。电路中电源电压 V；任意闭合开关和移动滑片，在电路安全前提下，电路消耗最大总功率为 W。
21．（2021秋•灌阳县期末）如图是一台饮水机的工作原理电路图。S是一个温控开关，R1为电加热管，且R2＝4R1。已知加热时加热管的功率为900W（不考虑温度对电阻的影响，且不计红、绿指示灯的阻值），则当饮水机处于加热状态时， （选填“红”、“绿”） 灯亮，保温10min时加热管R1产生的热量为 J。
22．（2022•南岸区模拟）如图所示，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“6V 3W”（灯泡电阻保持不变），R0为8Ω，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0～15V。当只闭合S、S2时，移动滑动变阻器的滑片P至距a端处，灯泡刚好正常发光：当只闭合S、S1时，保持滑动变阻器滑片不变，电流表示数变化了0.1A。则电源电压为 V；在保证电路安全的条件下，只闭合S和S2，滑动变阻器功率的变化范围为 W。
三、实验题（本题共3小题，每空1分，共23分）
23．（4分）（2022•歙县模拟）在“测量定值电阻阻值”的实验中：
（1）婷婷正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，观察到电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，则定值电阻阻值为 Ω。
（2）测出电阻后，婷婷将电路中的定值电阻换成了一个额定电压为2.5V的小灯泡，来测量小灯泡的电功率。图甲是婷婷重新连接的不完整的电路，请你用笔代替导线将实物电路连接完整。（要求：滑片P向右移动时，小灯泡变亮）
（3）闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P，使小灯泡正常发光，此时电流表示数是0.3A，则小灯泡的额定功率是 W。
（4）正确方法完成实验后，分别绘制了“定值电阻”和“小灯泡”的U﹣I图像如丙图所示，则表示“小灯泡”的U﹣I图像的是 （填“甲”或“乙”）。
24．（7分）（2022•信州区校级模拟）如图是探究电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取5Ω电阻在盒外与盒内电阻并联。
（1）盒内封闭一定量的空气的优点是 ，在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过 来反映的。
（2）图甲可探究电流产生的热量与 的关系。
（3）图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，它的作用是使c、d两电阻丝的 不相同；
（4）物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法；一是 ；二是 。
（5）若将乙图中右侧的两根电阻丝全部放在空气盒中，一段时间后， 边U形管中的液面高度差更大。
25．（8分）（2022•南京模拟）有一个阻值未知的定值电阻Rx和一个电水壶，要求测出未知电阻的阻值和电水壶的额定功率。
（1）如图所示，甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。
①请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
②闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 处；闭合开关，发现电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转，则出现的故障可能是Rx 。
③排除故障后，闭合开关，当滑片移动到某位置时，电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，其读数为 A，则未知电阻Rx＝ Ω。
（2）若实验中电压表损坏，利用其它的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值，实验电路如图丙所示（滑动变阻器最大阻值为R0，电源电压未知且不变），请将下列相关实验步骤补充完整：
Ⅰ.闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数为I1；
Ⅱ.闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到 ，记录电流表示数I2；
Ⅲ.写出待测电阻的表达式，Rx＝ （用已知量和测量量符号表示）；
（3）小华利用家里的电子式电能表和秒表估测电水壶的额定功率。她只让电水壶正常工作，记下电能表的指示灯闪烁n1次所用时间为t1，由于电能表常数被遮挡，她借助额定功率为P0的电热水器，只让电热水器正常工作，记下指示灯闪烁n2次所用时间为t2，则电水壶的额定功率为 。
四、计算题（本题共4小题，共37分）
26．（6分）（2021秋•厦门期末）某电吹风有冷风和热风两挡，其简化电路如图。图中的为电动机，R为加热电阻，阻值为55Ω。电吹风的额定电压为220V，电动机的额定功率为110W。求：
（1）电吹风用冷风挡正常工作200s所消耗的电能。
（2）电吹风用热风挡正常工作时电路的总电流。
27．（8分）（2022•思明区校级模拟）如图所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中。只闭合S1时为低温挡，电路的总功率为110W，高温挡的功率为990W。求：
（1）低温挡时通过电路的电流；
（2）电热丝R2的阻值。
28．（9分）（2022•金乡县二模）某家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）该电热水壶加热和保温时的电流之比。
（2）电阻R2的阻值。
（3）给1.2kg的水加热，使水温从10℃升至70℃，热水壶的工作效率为90%，需要多长加热时间。
29．（12分）（2022•重庆模拟）如图所示，U形轻质杠杆ABCD，AB和CD分别与BC垂直。轻质杆EO固定在天花板上，在O处安装铰链，杠杆ABCD可绕支点O转动，已知OB：OC＝1：2。重为50N的柱体甲固定在A端，且放置在压敏电阻Rx上，压敏电阻的阻值Rx随压力F的变化关系如表所示，将压敏电阻接入电源电压恒为12V的电路中，定值电阻R0阻值为10Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。重为20N的柱体乙固定在D端并放入足够高的柱形容器内，容器底面积为400cm2，柱体乙的底面积为200cm2，高20cm，乙的下表面距离容器底部10cm。求：
（1）柱体乙的密度；
（2）现向空容器中注入4500cm3的水，电路总功率；
（3）为保证电路安全，总共注入水的最大质量为多少千克。
峰谷电价
峰期
1.1元
谷期
0.4元
F/N
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Rx/Ω
200
110
50
30
20
14
10
5
2
第十八章《电功率》单元测试卷（解析版）
测试范围：人教版九年级第18章
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．（2022•松江区一模）把两段阻值相等的电热丝串联后接在电源上，在时间t内电流做功W1，若把这两段电热丝并联后接在同一电源上，在时间t内电流做功为W2，则W1与W2之比是（ ）
A．4：1B．2：1C．1：4D．1：2
【答案】C。
【解答】解：设每段电热丝的阻值为R，则串联时总阻值R1＝2R，并联时总阻值R2＝．因为接在同一电源上，所以电压相等。
由得：串联时做功：；并联时做功，则＝＝＝；
故选：C。
2．（2022•松江区一模）小华同学家的电饭煲正常工作时的电流约为3A，则它正常工作15min所消耗的电能是（ ）
A．2200JB．4500JC．5.94×105JD．5.94×106J
【答案】C。
【解答】解：电饭煲消耗的电能：
W＝UIt＝220V×3A×15×60s＝5.94×105J。
故选：C。
3．（2021秋•岱岳区期末）如图甲所示电路，电源电源为5V，定值电阻R1和小灯泡R2的伏安特性曲线分别如图乙所示。下列说法中（ ）
①定值电阻R1阻值10Ω
②小灯泡的实际功率1.5W
③2min整个电路消耗的电能480J
④若将R1和R2串联后接在8V的电源两端，整个电路消耗的总功率是2.4W
A．只有①②正确B．只有③④正确
C．只有①②③正确D．①②③④都正确
【答案】D。
【解答】解：（1）将R1和R2并联接在5V的电源两端时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，它们两端的电压均为5V，由图像可知，I1＝0.5A，I2＝0.3A，
定值电阻R1的阻值R1＝＝＝10Ω，故①正确；
小灯泡的实际功率P2＝UI2＝5V×0.3A＝1.5W，故②正确；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流：I＝I1+I2＝0.5A+0.3A＝0.8A，
则2min整个电路消耗的电能：W＝UIt＝5V×0.8A×2×60s＝480J，故③正确；
（2）将R1和R2串联后接在8V的电源两端时，
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，由图像可知，当I′＝0.3A、U1′＝3V、U2′＝5V时符合，
整个电路消耗的总功率P＝U′I′＝8V×0.3A＝2.4W，故④正确。
故选：D。
4．（2021秋•秀英区校级期末）小亮学习小组在一次野炊活动中，忘了带火柴，老师将锡箔纸连接在干电池两端，利用电流的热效应将锡箔纸点燃，使他们吃到了香喷喷的饭菜。下列电器中，主要利用该原理工作的是（ ）
A．电暖气B．电风扇C．电视机D．节能灯
【答案】A。
【解答】解：老师将锡箔纸连接在干电池两端，利用电流的热效应将锡箔纸点燃；
电暖器利用的是电流的热效应，电能转化为内能；电风扇工作时，电能主要转化为机械能；电视机工作，电能转化为光能、声能；节能灯工作时，电能转化为光能，故A符合题意。
故选：A。
5．（2021秋•瑶海区期末）将“220V 100W”的电风扇和“220V 100W”的电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，关于两者消耗的电能和产生的热量，下列说法正确的是（ ）
A．消耗的电能和产生的热量都一样多
B．消耗的电能一样多，但产生的热量不一样多
C．消耗的电能不一样多，但产生的热量一样多
D．消耗的电能和产生的热量都不一样多
【答案】B。
【解答】解：两个电器都在额定电压下工作，则实际功率相同都是100W，通电相同时间，由W＝Pt可知，这两个用电器在相同时间内消耗的电能相同；
电风扇工作时，电能转化为内能和机械能；电烙铁工作时，电能全部转化为内能；电器转化为的内能越大，产生的热量越多，因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，故B正确。
故选：B。
6．（2022•鹿城区模拟）下列连接方法中，闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最少的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C。
【解答】解：串联电路总电阻大于任何一个分电阻，并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，
根据电阻串联和并联的特点可知，四个图中电路的总电阻关系为：RC＞RB＞RA＞RD，
由题知，甲、乙、丙、丁四个电路两端电压相等，
由Q＝t可知，C图中电路的总电阻最大，相同时间内产生的总热量最少。
故选：C。
7．（2021秋•溆浦县期末）小明家的电能表11月1日读数如图甲，12月1日的读数如图乙，若电价为0.6元/度，则小明家11月份应交电费是（ ）
A．48.2元B．49.2元C．50.2元D．109.2元
【答案】B。
【解答】解：电能表的读数：数字方框中最后一位是小数，单位是kW•h，
由图可知，12月1日电能表示数：W1＝1469.5kW•h，11月1日电能表示数：W1＝1387.5kW•h；
小明家11月份消耗的电能：W＝W1﹣W2＝1469.5kW•h﹣1387.5kW•h；＝82kW•h＝80度；
小明家11月份应交的电费：82×0.6元/度＝49.2元。
故选：B。
8．（2021秋•增城区期末）分别将LED灯L1和小灯泡L2分别接入电路，测得电压电流如图所示，实验中LED灯比小灯泡亮得多。下列说法正确的是（ ）
A．L1所做的功比L2多 B．L1做功比L2做功快
C．L1 每秒钟消耗电能比L2少 D．L1每秒钟消耗电能比L2多
【答案】C。
【解答】解：B、根据P＝UI可知，L1的电功率P1＝U1I1＝2.5V×0.02A＝0.05W，
P2＝U2I2＝1.6V×0.1A＝0.16W＞P1，即L2做功比L1做功快，故B错误；
CD、已知P2＞P1，根据W＝Pt可知，L1每秒钟消耗电能比L2少，故C正确、D错误。
A、已知P2＞P1，但不知道做功时间，故无法判断L1、L2做功的多少，故A错误。
故选：C。
9．（2022•深圳模拟）小明按照图甲连接了实验电路，闭合开关S，滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中，记录了不同位置电流表和电压表的示数。他依据实验数据作出U﹣I图像，如图乙所示。当电压表示数是4.5V时，电阻R0消耗的电功率大小是（ ）
A．1.5WB．3WC．4.5WD．6.75W
【答案】B。
【解答】解：由图甲可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联接入电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器R两端的电压；
由图乙可知，当电路中的电流为0.5A时，电压表示数为6V，当电路中的电流为1.5A时，电压表的示数为3V，
根据电源电压U＝U滑+U0可得：
U＝6V+0.5A×R0……①
U＝3V+1.5A×R0……②
联立①②解得：电源电压U＝7.5V，定值电阻R0的阻值R0＝3Ω；
当电压表示数为4.5V时，定值电阻R0两端的电压U0＝U﹣U滑＝7.5V﹣4.5V＝3V，
通过定值电阻R0的电流I0＝＝＝1A，
定值电阻R0消耗的功率P0＝U0I0＝3V×1A＝3W。
故选：B。
10．（2021秋•姑苏区校级期末）如图甲所示，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为热敏电阻。改变环境温度，定值电阻R0两端电压U0随温度t变化的关系如图乙所示，下列关于电路消耗的总功率P随温度t变化的关系图像，正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A。
【解答】解：由图甲电路图可知，定值电阻R0和电阻R串联，电压表测R0两端的电压，
R0为定值电阻，由I＝可知，电路中的电流随温度t的变化图线与图乙类似，
电源的电压不变，由P＝UI可知，电路消耗的总功率P与随温度t的变化图线也与图乙类似，由选项可知，A正确、BCD错误。
故选：A。
11．（2021秋•西宁期末）A、B两只灯泡的额定电压均为6V，通过它们的电流随两端电压变化关系如图所示，下列选项正确的是（ ）
A．A、B两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而减小
B．将两灯并联接在3V的电源两端，A、B两灯的实际功率之比为2：1
C．将两灯串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，电源两端电压为9V
D．将两灯并联在6V的电源两端，电路中的总功率为9W
【答案】D。
【解答】解：A、由图可知，当A灯泡两端电压为U1＝2V时，通过的电流I1＝0.5A，由I＝可知此时A灯泡的电阻为：；
当A灯泡两端的电压为U2＝6V时，通过的电流为I2＝1A，此时A灯泡的电阻为：；
由上述分析可知，A灯泡的电阻随灯泡两端的电压增加而增大；同理可证明B灯泡的电阻随灯泡两端的电压增加而增大，故A错误；
B、由图像可知，当两灯并联在3V的电源两端时，两灯两端的电压均等于电源电压3V，若PA：PB＝2：1，
由公式P＝UI可知：IA：IB＝PA：PB＝2：1，即IB＝IA，
由图像可知，当U＝3V时，IA为0.7A，则IB应为0.35A，而图像中显然不是0.35A，故B错误；
C、由图可知，当B灯恰好正常发光时，通过B灯的电流为0.5A，串联电路中电流处处相等，因此通过A灯的电流也是0.5A，
由图可知此时A灯两端的实际电压为2V，由串联电路的电压特点可知电源电压为：U＝UA′+UB＝2V+6V＝8V，故C错误；
D、将两灯并联在6V电源两端，则两灯两端的电压均等于电源电压；
由图可知此时通过A灯的电流为1A，通过B灯的电流为0.5A，
由并联电路的电流特点可知干路的电流为：I＝IA′+IB′＝1A+0.5A＝1.5A，
则电路中的总功率为：P＝IU′＝1.5A×6V＝9W，故D正确。
故选：D。
12．（2021秋•二七区校级期末）甲、乙两个灯分别标有“2.5V 0.75W”和“3.8V 1.14W”的字样，将它们串联接入同一电路中，若甲灯正常发光，则下列说法中正确的是（ ）
A．乙灯也一定能正常发光，甲灯比乙灯亮
B．乙灯也一定能正常发光，乙灯比甲灯亮
C．乙灯不能正常发光，甲灯比乙灯亮
D．乙灯不能正常发光，乙灯比甲灯亮
【答案】B。
【解答】解：甲、乙两个灯分别标有“2.5V 0.75W”和“3.8V 1.14W”的字样，
由P＝UI可得，两灯的额定电流分别为：I甲＝＝＝0.3A，I乙＝＝＝0.3A，则两灯的额定电流均为0.3A；
将它们串联接入同一电路中，若甲灯正常发光，说明通过甲灯的电流为0.3A，根据串联电路电流的规律，通过乙灯的电流也为0.3A，所以乙灯也能正常发光；
因两灯均能正常发光，则此时两灯的实际功率等于各自的额定功率，即实际功率分别为 0.75W、1.14W，所以乙灯的实际功率大，乙灯亮，ACD错误，B正确。
故选：B。
13．（2021秋•秦都区期末）甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，若它们的电阻不随温度的变化而改变，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲灯泡的电阻小于乙灯泡的电阻
B．两灯泡均正常工作时，乙消耗的电能较多
C．两灯泡串联后接在220V的电路中，乙的实际功率较大
D．将乙灯泡接入110V的电路中，它的实际功率为25W
【答案】D。
【解答】解：由铭牌可知：甲灯的额定电压为220V，额定功率为25W；乙灯的额定电压为220V，额定功率为100W；
（1）由R＝可知两灯均正常发光时，电压相等，甲灯的额定功率小于乙灯的额定功率，
故甲灯的电阻大于乙灯的电阻，故A错误；
（2）两灯均正常发光时，由W＝Pt可知相同时间内乙灯消耗的电能较多，故B错误；
（3）两灯串联在220伏的电路中，消耗的实际功率P实＝I2R，因为两灯串联，电流相等，甲灯的电阻大于乙灯的电阻，故甲灯的实际功率大，甲灯亮，故C错误；
（4）若将乙灯接入110伏电路中，乙灯的电阻R乙＝＝＝484Ω，
它的实际功率P乙实＝＝＝25W，故D正确。
故选：D。
14．（2021秋•冷水滩区期末）如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两个透明容器中封闭着等量的空气，电路正确连接后，通电进行实验过程中，下列说法正确的是（ ）
A．U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
B．要保持两个电阻丝两端电压相等
C．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
D．左边容器电阻丝中的电流比右边容器电阻丝中的电流大
【答案】A。
【解答】解：A、据实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故A正确；
B、研究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系时，只需保证电路电流和通电时间相等，故B错误；
C、通过两电阻的电流和通电时间相同，电阻值不同，由Q＝I2Rt可知，电流通过两个电阻产生的热量不同，两个容器中空气吸收的热量不同，故C错误；
D、两电阻串联，电流相等，故D错误。
故选：A。
15．（2022•根河市校级模拟）如图所示，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，此后100s内定值电阻R1产生的热量为200J。下列结果正确的是（ ）
A．电源电压为10V B．R1的阻值为18Ω
C．滑动变阻器R的最大阻值为9Ω D．R1先后两次消耗的电功率之比4：3
【答案】B。
【解答】解：
ABC、由电路图可知R和R1串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压；
设滑动变阻器的最大阻值为R，即当滑片置于滑动变阻器的b端时，其阻值为R；
当滑片P置于滑动变阻器的中点时，其阻值为；
由题意可知，当滑片置于滑动变阻器的中点时，电压表示数为4V，即UR＝4V，
由欧姆定律可得此时电流为：I1＝，
当滑片置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，即UR′＝UR+2V＝4V+2V＝6V，
由欧姆定律可得此时电流为：I2＝，
则前后两次的电流之比为I1：I2＝：＝4：3﹣﹣﹣﹣﹣①，
滑片置于滑动变阻器的中点时，由电阻的串联和欧姆定律可得电源电压为：U＝I1（R1+R）﹣﹣﹣﹣②，
滑片置于滑动变阻器的b端时，同理可得电源电压为：U＝I2（R1+R）﹣﹣﹣﹣③，
因电源电压不变，联立①②③解得R1＝R（即变阻器的最大阻值与R1的阻值相等）；
当滑片置于滑动变阻器的b端时，变阻器的最大电阻和R1串联，且二者的阻值相等，UR′＝6V，
由串联分压的规律可知，此时R1的电压U1′＝UR′＝6V，
则电源电压U＝U1′+UR′＝6V+6V＝12V，故A错误；
此时100s内定值电阻R1产生的热量为200J，
由Q＝W＝t可得R1的阻值：R1＝＝＝18Ω，则滑动变阻器R的最大阻值也为18Ω，故B正确，C错误；
D、当滑片P置于滑动变阻器的中点时，R1消耗的电功率为：P1＝I12R1，
当滑片P置于滑动变阻器的b端时，R1消耗的电功率为：P2＝I22R1，
则R1先后两次消耗的电功率之比为：＝＝（）2＝（）2＝，故D错误。
故选：B。
16．（2022•南京模拟）在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P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V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为4V
B．滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1：2
C．小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为11.25J
D．为使灯泡能正常发光且安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω～35Ω
【答案】D。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后，灯泡、R1、R2串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，由题意可知，电压表V2未画出。
A.因灯泡两端的电压越大时通过的电流越大，所以图乙中图线①是小灯泡的I﹣U图像，
由图线②可知，电压表V2的示数随电流表示数的增大而减小，所以电压表V2测滑动变阻器两端的电压或测定值电阻和滑动变阻器两端的电压之和，
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不相等可知，电压表V2测滑动变阻器R2两端的电压，即并联在滑动变阻器R2两端；
当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，
由图乙可知，灯泡两端的电压UL＝0.5V，变阻器R2两端的电压U2＝3.5V，电路中的电流I＝0.1A，
则电源的电压：U＝UL+U2+IR1＝0.5V+3.5V+0.1A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，
由图乙可知，灯泡两端的电压UL′＝2.5V，变阻器R2两端的电压U2′＝0.75V，电路中的电流I′＝0.25A，
则电源的电压：U＝UL′+U2′+I′R1＝2.5V+0.75V+0.25A×R1﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：R1＝5Ω，U＝4.5V，故A错误；
B.滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，R1两端的电压：U1＝IR1＝0.1A×5Ω＝0.5V，
则定值电阻R1与灯泡L的电功率之比：＝＝＝＝，故B错误；
C.小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量：Q1＝（I′）2R1t＝（0.25A）2×5Ω×60s＝18.75J，故C错误；
D.当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，则R2大＝＝＝35Ω，
当灯泡正常发光时，变阻器接入电路中的电阻最小，则R2小＝＝＝3Ω，
所以，为使灯泡能正常发光且安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω～35Ω，故D正确。
故选：D。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分）
17．（2021秋•昌吉市校级期末）“重力电灯”灯泡的额定功率为1W，额定电压为2V，则该灯泡正常工作时电流为 0.5 A，它工作100s消耗 100 J的电能。
【答案】0.5；100。
【解答】解：由P＝UI可得，灯泡正常工作时的电流：I＝＝＝0.5A；
它工作100s消耗的电能为：W＝Pt＝1W×100s＝100J。
故答案为：0.5；100。
18．（2021秋•薛城区期末）如图甲是小明家电能表8月30日显示的数字，图乙是9月30日显示的数字。小明家9月份消耗了 212.5 kW•h的电能，如果其中200度电是峰时用电，其余为谷时用电，根据峰谷电价收费表计算，小明家这个月的电费是 225 元。
【答案】212.5；225。
【解答】解：9月份消耗的电能W＝3754.8kW•h﹣3542.3kW•h＝212.5kW•h；
200度电是峰时用电，则此时间段的电费为：200kW•h×1.1元/kW•h＝220元；
谷期的电费为：（212.5kW•h﹣200kW•h）×0.4元/kW•h＝5元；
这个月应交电费220元+5元＝225元。
故答案为：212.5；225。
19．（2021秋•双流区校级期末）某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，当开关S接触点 2 时，电饭煲处于保温状态；加热状态下，电饭煲1min内消耗电能 48000 J。
【答案】2；48000。
【解答】解：
（1）电源电压一定，当S接触点2时，两电阻串联，电路中的总电阻等于两电阻之和；当S接触点1时，R2开路，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻等于R1的阻值大小，由P＝可知，S接触点2时，电路消耗的功率小于S接触点1时电路消耗的功率，即：开关S接触点2时，电饭煲处于保温状态；
（2）由图乙可知，电饭煲处于加热状态时的功率是800W，
则加热状态下电饭煲1min 消耗的电能为：W＝Pt＝800W×1×60s＝48000J。
故答案为：2；48000。
20．（2022春•重庆期末）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“8V 4W”字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器R标有“48Ω 1A”字样，R0的阻值为20Ω，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。电路中电源电压 20 V；任意闭合开关和移动滑片，在电路安全前提下，电路消耗最大总功率为 40 W。
【答案】20；40。
【解答】解：（1）由P＝UI可得，小灯泡正常工作时的电流：IL＝＝＝0.5A；
由I＝可得，灯泡的电阻：RL＝＝＝16Ω，
当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，L与R串联，电流表测电路中的电流，
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，所以电源的电压：U＝IL（RL+R）＝0.5A×（16Ω+×48Ω）＝20V；
（2）当所有开关都闭合时，定值电阻R0与滑动变阻器R并联，电流表测量干路电流；
通过R0的电流：I0＝＝＝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“48Ω 1A”字样，可知变阻器允许通过的最大电流为1A，则此时滑动变阻器接入电路的阻值：R滑＝＝＝20Ω；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流为：I大＝I0+I滑＝1A+1A＝2A，
因电流表量程为0～3A，所以干路电流最大电流为2A；
在保证电路安全前提下，电路消耗总功率的最大值：P大＝UI大＝20V×2A＝40W。
故答案为：20；40。
21．（2021秋•灌阳县期末）如图是一台饮水机的工作原理电路图。S是一个温控开关，R1为电加热管，且R2＝4R1。已知加热时加热管的功率为900W（不考虑温度对电阻的影响，且不计红、绿指示灯的阻值），则当饮水机处于加热状态时， 红 （选填“红”、“绿”） 灯亮，保温10min时加热管R1产生的热量为 21600 J。
【答案】红；21600J。
【解答】解：（1）当S接左面时电路中只有电阻R1，总电阻最小，根据I＝知电流路中电流最大，根据P＝UI知发热管功率就会最大，处于加热状态，因此红灯亮时对水加热；
当S接右面时电路中两电阻串联，总电阻最大，电流路中电流最小，发热管功率就会最小，处于保温状态，因此绿灯亮时处于保温状态；
（2）根据P＝知电阻R1的阻值为：
R1＝＝＝Ω，
R2的阻值为：R2＝4R1＝4×Ω＝Ω，
保温时两电阻串联，根据欧姆定律得此时电路的电流为：
I＝＝＝A，
保温10min时加热管R1产生的热量为：
Q＝I2R1t＝××10×60s＝21600J。
故答案为：红；21600J。
22．（2022•南岸区模拟）如图所示，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“6V 3W”（灯泡电阻保持不变），R0为8Ω，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0～15V。当只闭合S、S2时，移动滑动变阻器的滑片P至距a端处，灯泡刚好正常发光：当只闭合S、S1时，保持滑动变阻器滑片不变，电流表示数变化了0.1A。则电源电压为 12 V；在保证电路安全的条件下，只闭合S和S2，滑动变阻器功率的变化范围为 1.92～3 W。
【答案】12；1.92～3。
【解答】解：灯泡L上标有“6V 3W“可知灯泡L的电阻为RL＝＝＝12Ω；
电源电压为U，滑动变阻器电压为R，当置于a端处时接入电路中的阻值为R，只闭合s、S2时，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压，灯泡刚好正常发光，说明此时灯泡L两端的电压为6V，此时电路中电流为I1＝＝＝＝①，
当只闭合S、S1时，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压，保持滑动变阻器滑片位置不变，因R0＝8Ω，小于RL的电阻，故电路中总电流增大，此时电路中电流I2＝＝+0.1A＝0.5A+0.1A＝②，
代入R0和RL的阻值，联立①②得：R＝48Ω，U＝12V；
只闭合S和S2，灯泡L和滑动变阻器接入电路，滑动变阻器的电功率P滑＝I2R滑＝（）2R滑＝＝，
当R滑＝RL＝12Ω时，总功率最大，为P大＝＝＝3W；
因电流表量程为0﹣0.6A，小灯泡额定电流为IL＝＝＝0.5A，
为保护电路安全，电路中电流不超过0.5A，当电路中电流为0.5A时，＝0.5A，
滑动变阻器取最小电阻Rmin，此时有：＝＝0.5A，
解得Rmin＝12Ω，电压表量程为0～15V，且测量的是滑动变阻器电压，而电源电压为12V，故滑动变阻器可取最大阻值R＝48Ω，代入可得滑动变阻器最小功率P小＝（）2R＝（）2×48Ω＝1.92W
故滑动变阻器的功率范围是1.92W～3W。
故答案为：12；1.92～3。
三、实验题（本题共3小题，每空1分，共23分）
23．（4分）（2022•歙县模拟）在“测量定值电阻阻值”的实验中：
（1）婷婷正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，观察到电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，则定值电阻阻值为 8 Ω。
（2）测出电阻后，婷婷将电路中的定值电阻换成了一个额定电压为2.5V的小灯泡，来测量小灯泡的电功率。图甲是婷婷重新连接的不完整的电路，请你用笔代替导线将实物电路连接完整。（要求：滑片P向右移动时，小灯泡变亮）
（3）闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P，使小灯泡正常发光，此时电流表示数是0.3A，则小灯泡的额定功率是 0.75 W。
（4）正确方法完成实验后，分别绘制了“定值电阻”和“小灯泡”的U﹣I图像如丙图所示，则表示“小灯泡”的U﹣I图像的是 乙 （填“甲”或“乙”）。
【答案】（1）8；（2）如上图所示；（3）0.75；（4）乙。
【解答】解：（1）婷婷正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，观察到电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，定值电阻阻值为：
R＝＝＝8Ω；
（2）滑片P向右移动时，小灯泡变亮，说明变阻器接入电路的阻值变小，故变阻器应选右下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
；
（3）闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P，使小灯泡正常发光，此时电流表示数是0.3A，小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）由图丙可知，乙是小灯泡的U﹣I图像，因为：灯泡两端电压增大，灯泡的实际功率增大，灯丝温度升高，灯丝电阻变大，它的U﹣I图像是一条曲线，而定值电阻的U﹣I图像是一条倾斜的直线。
故答案为：（1）8；（2）如上图所示；（3）0.75；（4）乙。
24．（7分）（2022•信州区校级模拟）如图是探究电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取5Ω电阻在盒外与盒内电阻并联。
（1）盒内封闭一定量的空气的优点是 空气受热容易膨胀，便于实验观察 ，在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过 观察U形管内两侧液面高度差 来反映的。
（2）图甲可探究电流产生的热量与 电阻 的关系。
（3）图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，它的作用是使c、d两电阻丝的 电流 不相同；
（4）物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法；一是 控制变量法 ；二是 转换法 。
（5）若将乙图中右侧的两根电阻丝全部放在空气盒中，一段时间后， 左 边U形管中的液面高度差更大。
【答案】（1）空气受热容易膨胀，便于实验观察；观察U形管内两侧液面高度差；（2）电阻；（3）电流；（4）控制变量法；转换法；（5）左。
【解答】解：（1）盒内封闭一定量的空气的优点是空气受热容易膨胀，便于实验观察；在实验中电流通过电阻产生的热量多少是通过观察U形管内左右两侧液面高度大小来体现的，这种方法叫“转换法”。
（2）由图甲可知两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，则通过两电阻丝的电流和通电时间相同，两电阻的阻值不同，研究的是电流产生的热量与电阻的关系；
（3）图乙中右侧两电阻丝先并联，再与左侧电阻丝串联，根据并联电路电流规律可知，通过左侧电阻丝的电流等于通过右侧两电阻丝的电流之和，因此乙图中右侧盒外连接的5Ω电阻的作用是改变右侧电阻的电流，使c、d两电阻丝的电流不相同；
（4）本实验运用了两种方法：控制变量法和转换法；
（5）若将乙图中右侧的两根电阻丝全部放在空气盒中，并联电路总电阻小于任一分电阻，则右侧容器中两电阻的总阻值小于左侧容器中的电阻，通过右侧容器中两电阻的电流之和电等于通过左侧容器中电阻的电流，根据Q＝I2Rt可知，一段时间后左边U形管中的液面高度差更大。
故答案为：（1）空气受热容易膨胀，便于实验观察；观察U形管内两侧液面高度差；（2）电阻；（3）电流；（4）控制变量法；转换法；（5）左。
25．（8分）（2022•南京模拟）有一个阻值未知的定值电阻Rx和一个电水壶，要求测出未知电阻的阻值和电水壶的额定功率。
（1）如图所示，甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。
①请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
②闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 阻值最大 处；闭合开关，发现电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转，则出现的故障可能是Rx 断路 。
③排除故障后，闭合开关，当滑片移动到某位置时，电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，其读数为 0.24 A，则未知电阻Rx＝ 10 Ω。
（2）若实验中电压表损坏，利用其它的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值，实验电路如图丙所示（滑动变阻器最大阻值为R0，电源电压未知且不变），请将下列相关实验步骤补充完整：
Ⅰ.闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数为I1；
Ⅱ.闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到 b端 ，记录电流表示数I2；
Ⅲ.写出待测电阻的表达式，Rx＝ R0 （用已知量和测量量符号表示）；
（3）小华利用家里的电子式电能表和秒表估测电水壶的额定功率。她只让电水壶正常工作，记下电能表的指示灯闪烁n1次所用时间为t1，由于电能表常数被遮挡，她借助额定功率为P0的电热水器，只让电热水器正常工作，记下指示灯闪烁n2次所用时间为t2，则电水壶的额定功率为 P＝ 。
【答案】（1）①如上图所示；②阻值最大；断路；③0.24；10；（2）Ⅱ.b端；Ⅲ.R0；（3）P＝。
【解答】（1）①滑动变阻器应上下各选一个接线柱与电流表串联在电路中，如下图所示：
；
②为了保护电路，滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处；
由题意可知，电流表指针几乎未动，说明电路中没有电流（或电流很小），则电路中可能出现了断路；又因为电压表指针有明显偏转，说明电压表两接线柱到电源两极间的电路是连通的，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，即出现的故障可能是Rx断路；
③排除故障后，闭合开关，当滑片移动到某位置时，电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，读数为0.24A；
由I＝得未知电阻的阻值：Rx＝＝＝10Ω；
（2）实验步骤：
Ⅰ.闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数为I1；
Ⅱ.闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到b端，记录电流表示数I2；
Ⅲ.在Ⅰ中，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，两电阻并联，总电流为I1；
在Ⅱ中，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到b端，Rx被短路，只有R0工作，电流表示数为I2，故电源电压为U＝I2R0；
根据并联电路的电流特点可得，通过待测电阻的电流Ix＝I1﹣I2，
并联电路各支路电压相等，则待测电阻两端的电压：Ux＝U＝I2R0，
所以待测电阻Rx＝＝R0；
（3）设电能表闪烁1次消耗的电能为W0，她只让电水壶正常工作，记下电能表的指示灯闪烁n1次所用时间为t1．根据W＝Pt，则n1W0＝Pt1﹣﹣﹣﹣①，
额定功率为P0的电热水器，只让电热水器正常工作，记下指示灯闪烁n2次所用时间为t2；
则有：n2W0＝P0×t2﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②得电水壶的额定功率为：
P＝。
故答案为：（1）①如上图所示；②阻值最大；断路；③0.24；10；（2）Ⅱ.b端；Ⅲ.R0；（3）P＝。
四、计算题（本题共4小题，共37分）
26．（6分）（2021秋•厦门期末）某电吹风有冷风和热风两挡，其简化电路如图。图中的为电动机，R为加热电阻，阻值为55Ω。电吹风的额定电压为220V，电动机的额定功率为110W。求：
（1）电吹风用冷风挡正常工作200s所消耗的电能。
（2）电吹风用热风挡正常工作时电路的总电流。
【解答】解：（1）由电路图可知，当S1闭合、S2断开时，只有电动机工作，吹冷风，电动机的实际功率PM＝P额＝110W，
由P＝可得电吹风用冷风挡正常工作200s所消耗的电能：
WM＝PMt＝110W×200s＝2.2×104J；
（2）当S1、S2都闭合时，电动机和加热电阻并联接入电路，电吹风吹热风；
通过电动机的电流：IM＝＝＝0.5A，
通过加热电阻的电流：IR＝＝＝4A，
电吹风用热风挡正常工作时电路的总电流：
I＝IM+IR＝0.5A+4A＝4.5A。
答：（1）电吹风用冷风挡正常工作200s所消耗的电能为2.2×104J；
（2）电吹风用热风挡正常工作时电路的总电流为4.5A。
27．（8分）（2022•思明区校级模拟）如图所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中。只闭合S1时为低温挡，电路的总功率为110W，高温挡的功率为990W。求：
（1）低温挡时通过电路的电流；
（2）电热丝R2的阻值。
【解答】（1）当S1闭合，S2断开时，电热器处于低温挡，简化电路如图所示：
低温挡功率P1＝110W，低温挡时通过电路的电流为：I1＝＝＝0.5A；
（2）当S1，S2都闭合时，电热器处于高温挡，简化电路如图所示：
电阻R2的功率为：P2＝P总﹣P1＝990W﹣110W＝880W；
R2的阻值为：R2＝＝＝55Ω。
答：（1）低温挡时通过电路的电流为0.5A；
（2）电热丝R2的阻值为55Ω。
28．（9分）（2022•金乡县二模）某家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）该电热水壶加热和保温时的电流之比。
（2）电阻R2的阻值。
（3）给1.2kg的水加热，使水温从10℃升至70℃，热水壶的工作效率为90%，需要多长加热时间。
【解答】解：
（1）由图乙知，加热功率为P1＝1600W，保温功率为P2＝400W，
由P＝UI可知，在电压不变时，该电热水壶加热和保温时的电流之比：＝＝＝＝；
（2）当开关S接1时，为R1的简单电路；当开关S接2时，两电阻串联，由串联电路总电阻大于其中任一分电阻，根据P＝UI＝可知，S接2时总功率最小，此时为保温挡，则S接1时为加热挡，加热状态时电路中的电阻：
R1＝＝＝30.25Ω；
保温时电路的总电阻为：
R串联＝＝＝121Ω；
由串联电阻的规律可得R2的阻值：
R2＝R串联﹣R1＝121Ω﹣30.25Ω＝90.75Ω；
（3）水温从10℃升至70℃需要吸收的热量：
Q＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.2kg×（70℃﹣10℃）＝3.024×105J，
加热时热水壶的工作效率为90%，由η＝×100%可知，
热水壶消耗的电能：W＝＝＝3.36×105J，
由P＝可知，需要的加热时间：
t＝＝＝210s。
答：（1）该电热水壶加热和保温时的电流之比为4：1；
（2）电阻R2的阻值为90.75Ω；
（3）给1.2kg的水加热，使水温从10℃升至70℃，热水壶的工作效率为90%，需要210s。
29．（12分）（2022•重庆模拟）如图所示，U形轻质杠杆ABCD，AB和CD分别与BC垂直。轻质杆EO固定在天花板上，在O处安装铰链，杠杆ABCD可绕支点O转动，已知OB：OC＝1：2。重为50N的柱体甲固定在A端，且放置在压敏电阻Rx上，压敏电阻的阻值Rx随压力F的变化关系如表所示，将压敏电阻接入电源电压恒为12V的电路中，定值电阻R0阻值为10Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。重为20N的柱体乙固定在D端并放入足够高的柱形容器内，容器底面积为400cm2，柱体乙的底面积为200cm2，高20cm，乙的下表面距离容器底部10cm。求：
（1）柱体乙的密度；
（2）现向空容器中注入4500cm3的水，电路总功率；
（3）为保证电路安全，总共注入水的最大质量为多少千克。
【解答】解：（1）柱体乙的质量：m＝＝＝2kg，
柱体乙的体积：V＝Sh＝200cm2×20cm＝4000cm3＝4×10﹣3m3，
柱体乙的密度：ρ＝＝＝0.5×103kg/m3；
（2）向空容器中注入4500cm3的水，此时柱体乙浸入水中的深度：h′＝＝＝2.5cm＜20cm，
柱体乙受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣4m2×2.5×10﹣2m＝5N，
此时杠杆C点受到向下的力为：FC＝G乙﹣F浮＝20N﹣5N＝15N，
根据杠杆平衡条件可得杠杆B点受到向下的力为：FB＝＝＝30N，
柱体甲对压敏电阻的压力：F甲＝G甲﹣FB＝50N﹣30N＝20N，
由表格可知此时压敏电阻的阻值为110Ω，由图可知，闭合开关，两电阻串联接入电路，
联电路总电阻等于各分电阻之和，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I＝＝＝0.1A，
电路的总功率：P＝UI＝12V×0.1A＝1.2W；
（3）电压表量程为0～15V，电压表的量程大于电源电压，所以电压表是安全的，
电流表量程为0～0.6A，所以通过电路的最大电流为0.6A，根据欧姆定律可知此时电路的总电阻最小，为：R＝＝＝20Ω，
根据串联电路电阻规律可得此时压敏电阻接入电路的阻值：Rx′＝R﹣R0＝20Ω﹣10Ω＝10Ω，
由表格可知此时压敏电阻受到的压力为70N，压敏电阻受到的压力和压敏电阻对物体甲的支持力是一组相互作用力，大小相等，所以压敏电阻对物体甲的支持力是70N，此时杠杆B点受到向上的力为：FB′＝F支﹣GB＝70N﹣50N＝20N，
根据杠杆平衡条件可得杠杆C点受到向上的力为：FC′＝＝＝10N，
此时柱体乙受到的浮力：F浮′＝FC′+G乙＝10N+20N＝30N，
此时柱体乙浸入水中的高度：h″＝＝＝0.15m＝15cm＜20cm，
容器中总注水体积：V″＝V0+V′″＝400cm2×10cm+（400cm2﹣200cm2）×15cm＝7000cm3，
总共注入水的最大质量为：m′＝ρ水V″＝1.0×103kg/m3×7000×10﹣6m3＝7kg。
答：（1）柱体乙的密度为0.5×103kg/m3；
（2）现向空容器中注入4500cm3的水，电路总功率为1.2W；
（3）为保证电路安全，总共注入水的最大质量为7千克。
峰谷电价
峰期
1.1元
谷期
0.4元
F/N
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Rx/Ω
200
110
50
30
20
14
10
5
2
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．（2022•松江区一模）把两段阻值相等的电热丝串联后接在电源上，在时间t内电流做功W1，若把这两段电热丝并联后接在同一电源上，在时间t内电流做功为W2，则W1与W2之比是（ ）
A．4：1B．2：1C．1：4D．1：2
2．（2022•松江区一模）小华同学家的电饭煲正常工作时的电流约为3A，则它正常工作15min所消耗的电能是（ ）
A．2200JB．4500JC．5.94×105JD．5.94×106J
3．（2021秋•岱岳区期末）如图甲所示电路，电源电源为5V，定值电阻R1和小灯泡R2的伏安特性曲线分别如图乙所示。下列说法中（ ）
①定值电阻R1阻值10Ω
②小灯泡的实际功率1.5W
③2min整个电路消耗的电能480J
④若将R1和R2串联后接在8V的电源两端，整个电路消耗的总功率是2.4W
A．只有①②正确B．只有③④正确
C．只有①②③正确D．①②③④都正确
4．（2021秋•秀英区校级期末）小亮学习小组在一次野炊活动中，忘了带火柴，老师将锡箔纸连接在干电池两端，利用电流的热效应将锡箔纸点燃，使他们吃到了香喷喷的饭菜。下列电器中，主要利用该原理工作的是（ ）
A．电暖气B．电风扇C．电视机D．节能灯
5．（2021秋•瑶海区期末）将“220V 100W”的电风扇和“220V 100W”的电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，关于两者消耗的电能和产生的热量，下列说法正确的是（ ）
A．消耗的电能和产生的热量都一样多
B．消耗的电能一样多，但产生的热量不一样多
C．消耗的电能不一样多，但产生的热量一样多
D．消耗的电能和产生的热量都不一样多
6．（2022•鹿城区模拟）下列连接方法中，闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最少的是（ ）
A． B． C． D．
7．（2021秋•溆浦县期末）小明家的电能表11月1日读数如图甲，12月1日的读数如图乙，若电价为0.6元/度，则小明家11月份应交电费是（ ）
A．48.2元B．49.2元C．50.2元D．109.2元
8．（2021秋•增城区期末）分别将LED灯L1和小灯泡L2分别接入电路，测得电压电流如图所示，实验中LED灯比小灯泡亮得多。下列说法正确的是（ ）
A．L1所做的功比L2多 B．L1做功比L2做功快
C．L1 每秒钟消耗电能比L2少 D．L1每秒钟消耗电能比L2多
9．（2022•深圳模拟）小明按照图甲连接了实验电路，闭合开关S，滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中，记录了不同位置电流表和电压表的示数。他依据实验数据作出U﹣I图像，如图乙所示。当电压表示数是4.5V时，电阻R0消耗的电功率大小是（ ）
A．1.5WB．3WC．4.5WD．6.75W
10．（2021秋•姑苏区校级期末）如图甲所示，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为热敏电阻。改变环境温度，定值电阻R0两端电压U0随温度t变化的关系如图乙所示，下列关于电路消耗的总功率P随温度t变化的关系图像，正确的是（ ）
A． B． C． D．
11．（2021秋•西宁期末）A、B两只灯泡的额定电压均为6V，通过它们的电流随两端电压变化关系如图所示，下列选项正确的是（ ）
A．A、B两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而减小
B．将两灯并联接在3V的电源两端，A、B两灯的实际功率之比为2：1
C．将两灯串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，电源两端电压为9V
D．将两灯并联在6V的电源两端，电路中的总功率为9W
12．（2021秋•二七区校级期末）甲、乙两个灯分别标有“2.5V 0.75W”和“3.8V 1.14W”的字样，将它们串联接入同一电路中，若甲灯正常发光，则下列说法中正确的是（ ）
A．乙灯也一定能正常发光，甲灯比乙灯亮 B．乙灯也一定能正常发光，乙灯比甲灯亮
C．乙灯不能正常发光，甲灯比乙灯亮 D．乙灯不能正常发光，乙灯比甲灯亮
13．（2021秋•秦都区期末）甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，若它们的电阻不随温度的变化而改变，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲灯泡的电阻小于乙灯泡的电阻
B．两灯泡均正常工作时，乙消耗的电能较多
C．两灯泡串联后接在220V的电路中，乙的实际功率较大
D．将乙灯泡接入110V的电路中，它的实际功率为25W
14．（2021秋•冷水滩区期末）如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两个透明容器中封闭着等量的空气，电路正确连接后，通电进行实验过程中，下列说法正确的是（ ）
A．U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
B．要保持两个电阻丝两端电压相等
C．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
D．左边容器电阻丝中的电流比右边容器电阻丝中的电流大
15．（2022•根河市校级模拟）如图所示，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，此后100s内定值电阻R1产生的热量为200J。下列结果正确的是（ ）
A．电源电压为10V B．R1的阻值为18Ω
C．滑动变阻器R的最大阻值为9Ω D．R1先后两次消耗的电功率之比4：3
16．（2022•南京模拟）在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P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V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为4V
B．滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1：2
C．小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为11.25J
D．为使灯泡能正常发光且安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω～35Ω
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分）
17．（2021秋•昌吉市校级期末）“重力电灯”灯泡的额定功率为1W，额定电压为2V，则该灯泡正常工作时电流为 A，它工作100s消耗 J的电能。
18．（2021秋•薛城区期末）如图甲是小明家电能表8月30日显示的数字，图乙是9月30日显示的数字。小明家9月份消耗了 kW•h的电能，如果其中200度电是峰时用电，其余为谷时用电，根据峰谷电价收费表计算，小明家这个月的电费是 元。
19．（2021秋•双流区校级期末）某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，当开关S接触点 时，电饭煲处于保温状态；加热状态下，电饭煲1min内消耗电能 J。
20．（2022春•重庆期末）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“8V 4W”字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器R标有“48Ω 1A”字样，R0的阻值为20Ω，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。电路中电源电压 V；任意闭合开关和移动滑片，在电路安全前提下，电路消耗最大总功率为 W。
21．（2021秋•灌阳县期末）如图是一台饮水机的工作原理电路图。S是一个温控开关，R1为电加热管，且R2＝4R1。已知加热时加热管的功率为900W（不考虑温度对电阻的影响，且不计红、绿指示灯的阻值），则当饮水机处于加热状态时， （选填“红”、“绿”） 灯亮，保温10min时加热管R1产生的热量为 J。
22．（2022•南岸区模拟）如图所示，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“6V 3W”（灯泡电阻保持不变），R0为8Ω，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0～15V。当只闭合S、S2时，移动滑动变阻器的滑片P至距a端处，灯泡刚好正常发光：当只闭合S、S1时，保持滑动变阻器滑片不变，电流表示数变化了0.1A。则电源电压为 V；在保证电路安全的条件下，只闭合S和S2，滑动变阻器功率的变化范围为 W。
三、实验题（本题共3小题，每空1分，共23分）
23．（4分）（2022•歙县模拟）在“测量定值电阻阻值”的实验中：
（1）婷婷正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，观察到电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，则定值电阻阻值为 Ω。
（2）测出电阻后，婷婷将电路中的定值电阻换成了一个额定电压为2.5V的小灯泡，来测量小灯泡的电功率。图甲是婷婷重新连接的不完整的电路，请你用笔代替导线将实物电路连接完整。（要求：滑片P向右移动时，小灯泡变亮）
（3）闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P，使小灯泡正常发光，此时电流表示数是0.3A，则小灯泡的额定功率是 W。
（4）正确方法完成实验后，分别绘制了“定值电阻”和“小灯泡”的U﹣I图像如丙图所示，则表示“小灯泡”的U﹣I图像的是 （填“甲”或“乙”）。
24．（7分）（2022•信州区校级模拟）如图是探究电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取5Ω电阻在盒外与盒内电阻并联。
（1）盒内封闭一定量的空气的优点是 ，在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过 来反映的。
（2）图甲可探究电流产生的热量与 的关系。
（3）图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，它的作用是使c、d两电阻丝的 不相同；
（4）物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法；一是 ；二是 。
（5）若将乙图中右侧的两根电阻丝全部放在空气盒中，一段时间后， 边U形管中的液面高度差更大。
25．（8分）（2022•南京模拟）有一个阻值未知的定值电阻Rx和一个电水壶，要求测出未知电阻的阻值和电水壶的额定功率。
（1）如图所示，甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。
①请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
②闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 处；闭合开关，发现电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转，则出现的故障可能是Rx 。
③排除故障后，闭合开关，当滑片移动到某位置时，电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，其读数为 A，则未知电阻Rx＝ Ω。
（2）若实验中电压表损坏，利用其它的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值，实验电路如图丙所示（滑动变阻器最大阻值为R0，电源电压未知且不变），请将下列相关实验步骤补充完整：
Ⅰ.闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数为I1；
Ⅱ.闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到 ，记录电流表示数I2；
Ⅲ.写出待测电阻的表达式，Rx＝ （用已知量和测量量符号表示）；
（3）小华利用家里的电子式电能表和秒表估测电水壶的额定功率。她只让电水壶正常工作，记下电能表的指示灯闪烁n1次所用时间为t1，由于电能表常数被遮挡，她借助额定功率为P0的电热水器，只让电热水器正常工作，记下指示灯闪烁n2次所用时间为t2，则电水壶的额定功率为 。
四、计算题（本题共4小题，共37分）
26．（6分）（2021秋•厦门期末）某电吹风有冷风和热风两挡，其简化电路如图。图中的为电动机，R为加热电阻，阻值为55Ω。电吹风的额定电压为220V，电动机的额定功率为110W。求：
（1）电吹风用冷风挡正常工作200s所消耗的电能。
（2）电吹风用热风挡正常工作时电路的总电流。
27．（8分）（2022•思明区校级模拟）如图所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中。只闭合S1时为低温挡，电路的总功率为110W，高温挡的功率为990W。求：
（1）低温挡时通过电路的电流；
（2）电热丝R2的阻值。
28．（9分）（2022•金乡县二模）某家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）该电热水壶加热和保温时的电流之比。
（2）电阻R2的阻值。
（3）给1.2kg的水加热，使水温从10℃升至70℃，热水壶的工作效率为90%，需要多长加热时间。
29．（12分）（2022•重庆模拟）如图所示，U形轻质杠杆ABCD，AB和CD分别与BC垂直。轻质杆EO固定在天花板上，在O处安装铰链，杠杆ABCD可绕支点O转动，已知OB：OC＝1：2。重为50N的柱体甲固定在A端，且放置在压敏电阻Rx上，压敏电阻的阻值Rx随压力F的变化关系如表所示，将压敏电阻接入电源电压恒为12V的电路中，定值电阻R0阻值为10Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。重为20N的柱体乙固定在D端并放入足够高的柱形容器内，容器底面积为400cm2，柱体乙的底面积为200cm2，高20cm，乙的下表面距离容器底部10cm。求：
（1）柱体乙的密度；
（2）现向空容器中注入4500cm3的水，电路总功率；
（3）为保证电路安全，总共注入水的最大质量为多少千克。
峰谷电价
峰期
1.1元
谷期
0.4元
F/N
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Rx/Ω
200
110
50
30
20
14
10
5
2
第十八章《电功率》单元测试卷（解析版）
测试范围：人教版九年级第18章
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．（2022•松江区一模）把两段阻值相等的电热丝串联后接在电源上，在时间t内电流做功W1，若把这两段电热丝并联后接在同一电源上，在时间t内电流做功为W2，则W1与W2之比是（ ）
A．4：1B．2：1C．1：4D．1：2
【答案】C。
【解答】解：设每段电热丝的阻值为R，则串联时总阻值R1＝2R，并联时总阻值R2＝．因为接在同一电源上，所以电压相等。
由得：串联时做功：；并联时做功，则＝＝＝；
故选：C。
2．（2022•松江区一模）小华同学家的电饭煲正常工作时的电流约为3A，则它正常工作15min所消耗的电能是（ ）
A．2200JB．4500JC．5.94×105JD．5.94×106J
【答案】C。
【解答】解：电饭煲消耗的电能：
W＝UIt＝220V×3A×15×60s＝5.94×105J。
故选：C。
3．（2021秋•岱岳区期末）如图甲所示电路，电源电源为5V，定值电阻R1和小灯泡R2的伏安特性曲线分别如图乙所示。下列说法中（ ）
①定值电阻R1阻值10Ω
②小灯泡的实际功率1.5W
③2min整个电路消耗的电能480J
④若将R1和R2串联后接在8V的电源两端，整个电路消耗的总功率是2.4W
A．只有①②正确B．只有③④正确
C．只有①②③正确D．①②③④都正确
【答案】D。
【解答】解：（1）将R1和R2并联接在5V的电源两端时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，它们两端的电压均为5V，由图像可知，I1＝0.5A，I2＝0.3A，
定值电阻R1的阻值R1＝＝＝10Ω，故①正确；
小灯泡的实际功率P2＝UI2＝5V×0.3A＝1.5W，故②正确；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流：I＝I1+I2＝0.5A+0.3A＝0.8A，
则2min整个电路消耗的电能：W＝UIt＝5V×0.8A×2×60s＝480J，故③正确；
（2）将R1和R2串联后接在8V的电源两端时，
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，由图像可知，当I′＝0.3A、U1′＝3V、U2′＝5V时符合，
整个电路消耗的总功率P＝U′I′＝8V×0.3A＝2.4W，故④正确。
故选：D。
4．（2021秋•秀英区校级期末）小亮学习小组在一次野炊活动中，忘了带火柴，老师将锡箔纸连接在干电池两端，利用电流的热效应将锡箔纸点燃，使他们吃到了香喷喷的饭菜。下列电器中，主要利用该原理工作的是（ ）
A．电暖气B．电风扇C．电视机D．节能灯
【答案】A。
【解答】解：老师将锡箔纸连接在干电池两端，利用电流的热效应将锡箔纸点燃；
电暖器利用的是电流的热效应，电能转化为内能；电风扇工作时，电能主要转化为机械能；电视机工作，电能转化为光能、声能；节能灯工作时，电能转化为光能，故A符合题意。
故选：A。
5．（2021秋•瑶海区期末）将“220V 100W”的电风扇和“220V 100W”的电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，关于两者消耗的电能和产生的热量，下列说法正确的是（ ）
A．消耗的电能和产生的热量都一样多
B．消耗的电能一样多，但产生的热量不一样多
C．消耗的电能不一样多，但产生的热量一样多
D．消耗的电能和产生的热量都不一样多
【答案】B。
【解答】解：两个电器都在额定电压下工作，则实际功率相同都是100W，通电相同时间，由W＝Pt可知，这两个用电器在相同时间内消耗的电能相同；
电风扇工作时，电能转化为内能和机械能；电烙铁工作时，电能全部转化为内能；电器转化为的内能越大，产生的热量越多，因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，故B正确。
故选：B。
6．（2022•鹿城区模拟）下列连接方法中，闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最少的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C。
【解答】解：串联电路总电阻大于任何一个分电阻，并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，
根据电阻串联和并联的特点可知，四个图中电路的总电阻关系为：RC＞RB＞RA＞RD，
由题知，甲、乙、丙、丁四个电路两端电压相等，
由Q＝t可知，C图中电路的总电阻最大，相同时间内产生的总热量最少。
故选：C。
7．（2021秋•溆浦县期末）小明家的电能表11月1日读数如图甲，12月1日的读数如图乙，若电价为0.6元/度，则小明家11月份应交电费是（ ）
A．48.2元B．49.2元C．50.2元D．109.2元
【答案】B。
【解答】解：电能表的读数：数字方框中最后一位是小数，单位是kW•h，
由图可知，12月1日电能表示数：W1＝1469.5kW•h，11月1日电能表示数：W1＝1387.5kW•h；
小明家11月份消耗的电能：W＝W1﹣W2＝1469.5kW•h﹣1387.5kW•h；＝82kW•h＝80度；
小明家11月份应交的电费：82×0.6元/度＝49.2元。
故选：B。
8．（2021秋•增城区期末）分别将LED灯L1和小灯泡L2分别接入电路，测得电压电流如图所示，实验中LED灯比小灯泡亮得多。下列说法正确的是（ ）
A．L1所做的功比L2多 B．L1做功比L2做功快
C．L1 每秒钟消耗电能比L2少 D．L1每秒钟消耗电能比L2多
【答案】C。
【解答】解：B、根据P＝UI可知，L1的电功率P1＝U1I1＝2.5V×0.02A＝0.05W，
P2＝U2I2＝1.6V×0.1A＝0.16W＞P1，即L2做功比L1做功快，故B错误；
CD、已知P2＞P1，根据W＝Pt可知，L1每秒钟消耗电能比L2少，故C正确、D错误。
A、已知P2＞P1，但不知道做功时间，故无法判断L1、L2做功的多少，故A错误。
故选：C。
9．（2022•深圳模拟）小明按照图甲连接了实验电路，闭合开关S，滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中，记录了不同位置电流表和电压表的示数。他依据实验数据作出U﹣I图像，如图乙所示。当电压表示数是4.5V时，电阻R0消耗的电功率大小是（ ）
A．1.5WB．3WC．4.5WD．6.75W
【答案】B。
【解答】解：由图甲可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联接入电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器R两端的电压；
由图乙可知，当电路中的电流为0.5A时，电压表示数为6V，当电路中的电流为1.5A时，电压表的示数为3V，
根据电源电压U＝U滑+U0可得：
U＝6V+0.5A×R0……①
U＝3V+1.5A×R0……②
联立①②解得：电源电压U＝7.5V，定值电阻R0的阻值R0＝3Ω；
当电压表示数为4.5V时，定值电阻R0两端的电压U0＝U﹣U滑＝7.5V﹣4.5V＝3V，
通过定值电阻R0的电流I0＝＝＝1A，
定值电阻R0消耗的功率P0＝U0I0＝3V×1A＝3W。
故选：B。
10．（2021秋•姑苏区校级期末）如图甲所示，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为热敏电阻。改变环境温度，定值电阻R0两端电压U0随温度t变化的关系如图乙所示，下列关于电路消耗的总功率P随温度t变化的关系图像，正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A。
【解答】解：由图甲电路图可知，定值电阻R0和电阻R串联，电压表测R0两端的电压，
R0为定值电阻，由I＝可知，电路中的电流随温度t的变化图线与图乙类似，
电源的电压不变，由P＝UI可知，电路消耗的总功率P与随温度t的变化图线也与图乙类似，由选项可知，A正确、BCD错误。
故选：A。
11．（2021秋•西宁期末）A、B两只灯泡的额定电压均为6V，通过它们的电流随两端电压变化关系如图所示，下列选项正确的是（ ）
A．A、B两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而减小
B．将两灯并联接在3V的电源两端，A、B两灯的实际功率之比为2：1
C．将两灯串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，电源两端电压为9V
D．将两灯并联在6V的电源两端，电路中的总功率为9W
【答案】D。
【解答】解：A、由图可知，当A灯泡两端电压为U1＝2V时，通过的电流I1＝0.5A，由I＝可知此时A灯泡的电阻为：；
当A灯泡两端的电压为U2＝6V时，通过的电流为I2＝1A，此时A灯泡的电阻为：；
由上述分析可知，A灯泡的电阻随灯泡两端的电压增加而增大；同理可证明B灯泡的电阻随灯泡两端的电压增加而增大，故A错误；
B、由图像可知，当两灯并联在3V的电源两端时，两灯两端的电压均等于电源电压3V，若PA：PB＝2：1，
由公式P＝UI可知：IA：IB＝PA：PB＝2：1，即IB＝IA，
由图像可知，当U＝3V时，IA为0.7A，则IB应为0.35A，而图像中显然不是0.35A，故B错误；
C、由图可知，当B灯恰好正常发光时，通过B灯的电流为0.5A，串联电路中电流处处相等，因此通过A灯的电流也是0.5A，
由图可知此时A灯两端的实际电压为2V，由串联电路的电压特点可知电源电压为：U＝UA′+UB＝2V+6V＝8V，故C错误；
D、将两灯并联在6V电源两端，则两灯两端的电压均等于电源电压；
由图可知此时通过A灯的电流为1A，通过B灯的电流为0.5A，
由并联电路的电流特点可知干路的电流为：I＝IA′+IB′＝1A+0.5A＝1.5A，
则电路中的总功率为：P＝IU′＝1.5A×6V＝9W，故D正确。
故选：D。
12．（2021秋•二七区校级期末）甲、乙两个灯分别标有“2.5V 0.75W”和“3.8V 1.14W”的字样，将它们串联接入同一电路中，若甲灯正常发光，则下列说法中正确的是（ ）
A．乙灯也一定能正常发光，甲灯比乙灯亮
B．乙灯也一定能正常发光，乙灯比甲灯亮
C．乙灯不能正常发光，甲灯比乙灯亮
D．乙灯不能正常发光，乙灯比甲灯亮
【答案】B。
【解答】解：甲、乙两个灯分别标有“2.5V 0.75W”和“3.8V 1.14W”的字样，
由P＝UI可得，两灯的额定电流分别为：I甲＝＝＝0.3A，I乙＝＝＝0.3A，则两灯的额定电流均为0.3A；
将它们串联接入同一电路中，若甲灯正常发光，说明通过甲灯的电流为0.3A，根据串联电路电流的规律，通过乙灯的电流也为0.3A，所以乙灯也能正常发光；
因两灯均能正常发光，则此时两灯的实际功率等于各自的额定功率，即实际功率分别为 0.75W、1.14W，所以乙灯的实际功率大，乙灯亮，ACD错误，B正确。
故选：B。
13．（2021秋•秦都区期末）甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，若它们的电阻不随温度的变化而改变，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲灯泡的电阻小于乙灯泡的电阻
B．两灯泡均正常工作时，乙消耗的电能较多
C．两灯泡串联后接在220V的电路中，乙的实际功率较大
D．将乙灯泡接入110V的电路中，它的实际功率为25W
【答案】D。
【解答】解：由铭牌可知：甲灯的额定电压为220V，额定功率为25W；乙灯的额定电压为220V，额定功率为100W；
（1）由R＝可知两灯均正常发光时，电压相等，甲灯的额定功率小于乙灯的额定功率，
故甲灯的电阻大于乙灯的电阻，故A错误；
（2）两灯均正常发光时，由W＝Pt可知相同时间内乙灯消耗的电能较多，故B错误；
（3）两灯串联在220伏的电路中，消耗的实际功率P实＝I2R，因为两灯串联，电流相等，甲灯的电阻大于乙灯的电阻，故甲灯的实际功率大，甲灯亮，故C错误；
（4）若将乙灯接入110伏电路中，乙灯的电阻R乙＝＝＝484Ω，
它的实际功率P乙实＝＝＝25W，故D正确。
故选：D。
14．（2021秋•冷水滩区期末）如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两个透明容器中封闭着等量的空气，电路正确连接后，通电进行实验过程中，下列说法正确的是（ ）
A．U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
B．要保持两个电阻丝两端电压相等
C．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
D．左边容器电阻丝中的电流比右边容器电阻丝中的电流大
【答案】A。
【解答】解：A、据实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故A正确；
B、研究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系时，只需保证电路电流和通电时间相等，故B错误；
C、通过两电阻的电流和通电时间相同，电阻值不同，由Q＝I2Rt可知，电流通过两个电阻产生的热量不同，两个容器中空气吸收的热量不同，故C错误；
D、两电阻串联，电流相等，故D错误。
故选：A。
15．（2022•根河市校级模拟）如图所示，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，此后100s内定值电阻R1产生的热量为200J。下列结果正确的是（ ）
A．电源电压为10V B．R1的阻值为18Ω
C．滑动变阻器R的最大阻值为9Ω D．R1先后两次消耗的电功率之比4：3
【答案】B。
【解答】解：
ABC、由电路图可知R和R1串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压；
设滑动变阻器的最大阻值为R，即当滑片置于滑动变阻器的b端时，其阻值为R；
当滑片P置于滑动变阻器的中点时，其阻值为；
由题意可知，当滑片置于滑动变阻器的中点时，电压表示数为4V，即UR＝4V，
由欧姆定律可得此时电流为：I1＝，
当滑片置于滑动变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，即UR′＝UR+2V＝4V+2V＝6V，
由欧姆定律可得此时电流为：I2＝，
则前后两次的电流之比为I1：I2＝：＝4：3﹣﹣﹣﹣﹣①，
滑片置于滑动变阻器的中点时，由电阻的串联和欧姆定律可得电源电压为：U＝I1（R1+R）﹣﹣﹣﹣②，
滑片置于滑动变阻器的b端时，同理可得电源电压为：U＝I2（R1+R）﹣﹣﹣﹣③，
因电源电压不变，联立①②③解得R1＝R（即变阻器的最大阻值与R1的阻值相等）；
当滑片置于滑动变阻器的b端时，变阻器的最大电阻和R1串联，且二者的阻值相等，UR′＝6V，
由串联分压的规律可知，此时R1的电压U1′＝UR′＝6V，
则电源电压U＝U1′+UR′＝6V+6V＝12V，故A错误；
此时100s内定值电阻R1产生的热量为200J，
由Q＝W＝t可得R1的阻值：R1＝＝＝18Ω，则滑动变阻器R的最大阻值也为18Ω，故B正确，C错误；
D、当滑片P置于滑动变阻器的中点时，R1消耗的电功率为：P1＝I12R1，
当滑片P置于滑动变阻器的b端时，R1消耗的电功率为：P2＝I22R1，
则R1先后两次消耗的电功率之比为：＝＝（）2＝（）2＝，故D错误。
故选：B。
16．（2022•南京模拟）在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P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V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为4V
B．滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1：2
C．小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为11.25J
D．为使灯泡能正常发光且安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω～35Ω
【答案】D。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后，灯泡、R1、R2串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，由题意可知，电压表V2未画出。
A.因灯泡两端的电压越大时通过的电流越大，所以图乙中图线①是小灯泡的I﹣U图像，
由图线②可知，电压表V2的示数随电流表示数的增大而减小，所以电压表V2测滑动变阻器两端的电压或测定值电阻和滑动变阻器两端的电压之和，
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不相等可知，电压表V2测滑动变阻器R2两端的电压，即并联在滑动变阻器R2两端；
当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，
由图乙可知，灯泡两端的电压UL＝0.5V，变阻器R2两端的电压U2＝3.5V，电路中的电流I＝0.1A，
则电源的电压：U＝UL+U2+IR1＝0.5V+3.5V+0.1A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，
由图乙可知，灯泡两端的电压UL′＝2.5V，变阻器R2两端的电压U2′＝0.75V，电路中的电流I′＝0.25A，
则电源的电压：U＝UL′+U2′+I′R1＝2.5V+0.75V+0.25A×R1﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：R1＝5Ω，U＝4.5V，故A错误；
B.滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，R1两端的电压：U1＝IR1＝0.1A×5Ω＝0.5V，
则定值电阻R1与灯泡L的电功率之比：＝＝＝＝，故B错误；
C.小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量：Q1＝（I′）2R1t＝（0.25A）2×5Ω×60s＝18.75J，故C错误；
D.当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，则R2大＝＝＝35Ω，
当灯泡正常发光时，变阻器接入电路中的电阻最小，则R2小＝＝＝3Ω，
所以，为使灯泡能正常发光且安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω～35Ω，故D正确。
故选：D。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分）
17．（2021秋•昌吉市校级期末）“重力电灯”灯泡的额定功率为1W，额定电压为2V，则该灯泡正常工作时电流为 0.5 A，它工作100s消耗 100 J的电能。
【答案】0.5；100。
【解答】解：由P＝UI可得，灯泡正常工作时的电流：I＝＝＝0.5A；
它工作100s消耗的电能为：W＝Pt＝1W×100s＝100J。
故答案为：0.5；100。
18．（2021秋•薛城区期末）如图甲是小明家电能表8月30日显示的数字，图乙是9月30日显示的数字。小明家9月份消耗了 212.5 kW•h的电能，如果其中200度电是峰时用电，其余为谷时用电，根据峰谷电价收费表计算，小明家这个月的电费是 225 元。
【答案】212.5；225。
【解答】解：9月份消耗的电能W＝3754.8kW•h﹣3542.3kW•h＝212.5kW•h；
200度电是峰时用电，则此时间段的电费为：200kW•h×1.1元/kW•h＝220元；
谷期的电费为：（212.5kW•h﹣200kW•h）×0.4元/kW•h＝5元；
这个月应交电费220元+5元＝225元。
故答案为：212.5；225。
19．（2021秋•双流区校级期末）某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，当开关S接触点 2 时，电饭煲处于保温状态；加热状态下，电饭煲1min内消耗电能 48000 J。
【答案】2；48000。
【解答】解：
（1）电源电压一定，当S接触点2时，两电阻串联，电路中的总电阻等于两电阻之和；当S接触点1时，R2开路，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻等于R1的阻值大小，由P＝可知，S接触点2时，电路消耗的功率小于S接触点1时电路消耗的功率，即：开关S接触点2时，电饭煲处于保温状态；
（2）由图乙可知，电饭煲处于加热状态时的功率是800W，
则加热状态下电饭煲1min 消耗的电能为：W＝Pt＝800W×1×60s＝48000J。
故答案为：2；48000。
20．（2022春•重庆期末）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“8V 4W”字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器R标有“48Ω 1A”字样，R0的阻值为20Ω，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。电路中电源电压 20 V；任意闭合开关和移动滑片，在电路安全前提下，电路消耗最大总功率为 40 W。
【答案】20；40。
【解答】解：（1）由P＝UI可得，小灯泡正常工作时的电流：IL＝＝＝0.5A；
由I＝可得，灯泡的电阻：RL＝＝＝16Ω，
当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，L与R串联，电流表测电路中的电流，
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，所以电源的电压：U＝IL（RL+R）＝0.5A×（16Ω+×48Ω）＝20V；
（2）当所有开关都闭合时，定值电阻R0与滑动变阻器R并联，电流表测量干路电流；
通过R0的电流：I0＝＝＝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“48Ω 1A”字样，可知变阻器允许通过的最大电流为1A，则此时滑动变阻器接入电路的阻值：R滑＝＝＝20Ω；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流为：I大＝I0+I滑＝1A+1A＝2A，
因电流表量程为0～3A，所以干路电流最大电流为2A；
在保证电路安全前提下，电路消耗总功率的最大值：P大＝UI大＝20V×2A＝40W。
故答案为：20；40。
21．（2021秋•灌阳县期末）如图是一台饮水机的工作原理电路图。S是一个温控开关，R1为电加热管，且R2＝4R1。已知加热时加热管的功率为900W（不考虑温度对电阻的影响，且不计红、绿指示灯的阻值），则当饮水机处于加热状态时， 红 （选填“红”、“绿”） 灯亮，保温10min时加热管R1产生的热量为 21600 J。
【答案】红；21600J。
【解答】解：（1）当S接左面时电路中只有电阻R1，总电阻最小，根据I＝知电流路中电流最大，根据P＝UI知发热管功率就会最大，处于加热状态，因此红灯亮时对水加热；
当S接右面时电路中两电阻串联，总电阻最大，电流路中电流最小，发热管功率就会最小，处于保温状态，因此绿灯亮时处于保温状态；
（2）根据P＝知电阻R1的阻值为：
R1＝＝＝Ω，
R2的阻值为：R2＝4R1＝4×Ω＝Ω，
保温时两电阻串联，根据欧姆定律得此时电路的电流为：
I＝＝＝A，
保温10min时加热管R1产生的热量为：
Q＝I2R1t＝××10×60s＝21600J。
故答案为：红；21600J。
22．（2022•南岸区模拟）如图所示，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“6V 3W”（灯泡电阻保持不变），R0为8Ω，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0～15V。当只闭合S、S2时，移动滑动变阻器的滑片P至距a端处，灯泡刚好正常发光：当只闭合S、S1时，保持滑动变阻器滑片不变，电流表示数变化了0.1A。则电源电压为 12 V；在保证电路安全的条件下，只闭合S和S2，滑动变阻器功率的变化范围为 1.92～3 W。
【答案】12；1.92～3。
【解答】解：灯泡L上标有“6V 3W“可知灯泡L的电阻为RL＝＝＝12Ω；
电源电压为U，滑动变阻器电压为R，当置于a端处时接入电路中的阻值为R，只闭合s、S2时，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压，灯泡刚好正常发光，说明此时灯泡L两端的电压为6V，此时电路中电流为I1＝＝＝＝①，
当只闭合S、S1时，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压，保持滑动变阻器滑片位置不变，因R0＝8Ω，小于RL的电阻，故电路中总电流增大，此时电路中电流I2＝＝+0.1A＝0.5A+0.1A＝②，
代入R0和RL的阻值，联立①②得：R＝48Ω，U＝12V；
只闭合S和S2，灯泡L和滑动变阻器接入电路，滑动变阻器的电功率P滑＝I2R滑＝（）2R滑＝＝，
当R滑＝RL＝12Ω时，总功率最大，为P大＝＝＝3W；
因电流表量程为0﹣0.6A，小灯泡额定电流为IL＝＝＝0.5A，
为保护电路安全，电路中电流不超过0.5A，当电路中电流为0.5A时，＝0.5A，
滑动变阻器取最小电阻Rmin，此时有：＝＝0.5A，
解得Rmin＝12Ω，电压表量程为0～15V，且测量的是滑动变阻器电压，而电源电压为12V，故滑动变阻器可取最大阻值R＝48Ω，代入可得滑动变阻器最小功率P小＝（）2R＝（）2×48Ω＝1.92W
故滑动变阻器的功率范围是1.92W～3W。
故答案为：12；1.92～3。
三、实验题（本题共3小题，每空1分，共23分）
23．（4分）（2022•歙县模拟）在“测量定值电阻阻值”的实验中：
（1）婷婷正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，观察到电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，则定值电阻阻值为 8 Ω。
（2）测出电阻后，婷婷将电路中的定值电阻换成了一个额定电压为2.5V的小灯泡，来测量小灯泡的电功率。图甲是婷婷重新连接的不完整的电路，请你用笔代替导线将实物电路连接完整。（要求：滑片P向右移动时，小灯泡变亮）
（3）闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P，使小灯泡正常发光，此时电流表示数是0.3A，则小灯泡的额定功率是 0.75 W。
（4）正确方法完成实验后，分别绘制了“定值电阻”和“小灯泡”的U﹣I图像如丙图所示，则表示“小灯泡”的U﹣I图像的是 乙 （填“甲”或“乙”）。
【答案】（1）8；（2）如上图所示；（3）0.75；（4）乙。
【解答】解：（1）婷婷正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，观察到电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，定值电阻阻值为：
R＝＝＝8Ω；
（2）滑片P向右移动时，小灯泡变亮，说明变阻器接入电路的阻值变小，故变阻器应选右下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
；
（3）闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P，使小灯泡正常发光，此时电流表示数是0.3A，小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）由图丙可知，乙是小灯泡的U﹣I图像，因为：灯泡两端电压增大，灯泡的实际功率增大，灯丝温度升高，灯丝电阻变大，它的U﹣I图像是一条曲线，而定值电阻的U﹣I图像是一条倾斜的直线。
故答案为：（1）8；（2）如上图所示；（3）0.75；（4）乙。
24．（7分）（2022•信州区校级模拟）如图是探究电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取5Ω电阻在盒外与盒内电阻并联。
（1）盒内封闭一定量的空气的优点是 空气受热容易膨胀，便于实验观察 ，在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过 观察U形管内两侧液面高度差 来反映的。
（2）图甲可探究电流产生的热量与 电阻 的关系。
（3）图乙中右侧盒外连接的5Ω电阻，它的作用是使c、d两电阻丝的 电流 不相同；
（4）物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法；一是 控制变量法 ；二是 转换法 。
（5）若将乙图中右侧的两根电阻丝全部放在空气盒中，一段时间后， 左 边U形管中的液面高度差更大。
【答案】（1）空气受热容易膨胀，便于实验观察；观察U形管内两侧液面高度差；（2）电阻；（3）电流；（4）控制变量法；转换法；（5）左。
【解答】解：（1）盒内封闭一定量的空气的优点是空气受热容易膨胀，便于实验观察；在实验中电流通过电阻产生的热量多少是通过观察U形管内左右两侧液面高度大小来体现的，这种方法叫“转换法”。
（2）由图甲可知两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，则通过两电阻丝的电流和通电时间相同，两电阻的阻值不同，研究的是电流产生的热量与电阻的关系；
（3）图乙中右侧两电阻丝先并联，再与左侧电阻丝串联，根据并联电路电流规律可知，通过左侧电阻丝的电流等于通过右侧两电阻丝的电流之和，因此乙图中右侧盒外连接的5Ω电阻的作用是改变右侧电阻的电流，使c、d两电阻丝的电流不相同；
（4）本实验运用了两种方法：控制变量法和转换法；
（5）若将乙图中右侧的两根电阻丝全部放在空气盒中，并联电路总电阻小于任一分电阻，则右侧容器中两电阻的总阻值小于左侧容器中的电阻，通过右侧容器中两电阻的电流之和电等于通过左侧容器中电阻的电流，根据Q＝I2Rt可知，一段时间后左边U形管中的液面高度差更大。
故答案为：（1）空气受热容易膨胀，便于实验观察；观察U形管内两侧液面高度差；（2）电阻；（3）电流；（4）控制变量法；转换法；（5）左。
25．（8分）（2022•南京模拟）有一个阻值未知的定值电阻Rx和一个电水壶，要求测出未知电阻的阻值和电水壶的额定功率。
（1）如图所示，甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。
①请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
②闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 阻值最大 处；闭合开关，发现电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转，则出现的故障可能是Rx 断路 。
③排除故障后，闭合开关，当滑片移动到某位置时，电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，其读数为 0.24 A，则未知电阻Rx＝ 10 Ω。
（2）若实验中电压表损坏，利用其它的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值，实验电路如图丙所示（滑动变阻器最大阻值为R0，电源电压未知且不变），请将下列相关实验步骤补充完整：
Ⅰ.闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数为I1；
Ⅱ.闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到 b端 ，记录电流表示数I2；
Ⅲ.写出待测电阻的表达式，Rx＝ R0 （用已知量和测量量符号表示）；
（3）小华利用家里的电子式电能表和秒表估测电水壶的额定功率。她只让电水壶正常工作，记下电能表的指示灯闪烁n1次所用时间为t1，由于电能表常数被遮挡，她借助额定功率为P0的电热水器，只让电热水器正常工作，记下指示灯闪烁n2次所用时间为t2，则电水壶的额定功率为 P＝ 。
【答案】（1）①如上图所示；②阻值最大；断路；③0.24；10；（2）Ⅱ.b端；Ⅲ.R0；（3）P＝。
【解答】（1）①滑动变阻器应上下各选一个接线柱与电流表串联在电路中，如下图所示：
；
②为了保护电路，滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处；
由题意可知，电流表指针几乎未动，说明电路中没有电流（或电流很小），则电路中可能出现了断路；又因为电压表指针有明显偏转，说明电压表两接线柱到电源两极间的电路是连通的，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，即出现的故障可能是Rx断路；
③排除故障后，闭合开关，当滑片移动到某位置时，电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，读数为0.24A；
由I＝得未知电阻的阻值：Rx＝＝＝10Ω；
（2）实验步骤：
Ⅰ.闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数为I1；
Ⅱ.闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到b端，记录电流表示数I2；
Ⅲ.在Ⅰ中，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，两电阻并联，总电流为I1；
在Ⅱ中，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到b端，Rx被短路，只有R0工作，电流表示数为I2，故电源电压为U＝I2R0；
根据并联电路的电流特点可得，通过待测电阻的电流Ix＝I1﹣I2，
并联电路各支路电压相等，则待测电阻两端的电压：Ux＝U＝I2R0，
所以待测电阻Rx＝＝R0；
（3）设电能表闪烁1次消耗的电能为W0，她只让电水壶正常工作，记下电能表的指示灯闪烁n1次所用时间为t1．根据W＝Pt，则n1W0＝Pt1﹣﹣﹣﹣①，
额定功率为P0的电热水器，只让电热水器正常工作，记下指示灯闪烁n2次所用时间为t2；
则有：n2W0＝P0×t2﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②得电水壶的额定功率为：
P＝。
故答案为：（1）①如上图所示；②阻值最大；断路；③0.24；10；（2）Ⅱ.b端；Ⅲ.R0；（3）P＝。
四、计算题（本题共4小题，共37分）
26．（6分）（2021秋•厦门期末）某电吹风有冷风和热风两挡，其简化电路如图。图中的为电动机，R为加热电阻，阻值为55Ω。电吹风的额定电压为220V，电动机的额定功率为110W。求：
（1）电吹风用冷风挡正常工作200s所消耗的电能。
（2）电吹风用热风挡正常工作时电路的总电流。
【解答】解：（1）由电路图可知，当S1闭合、S2断开时，只有电动机工作，吹冷风，电动机的实际功率PM＝P额＝110W，
由P＝可得电吹风用冷风挡正常工作200s所消耗的电能：
WM＝PMt＝110W×200s＝2.2×104J；
（2）当S1、S2都闭合时，电动机和加热电阻并联接入电路，电吹风吹热风；
通过电动机的电流：IM＝＝＝0.5A，
通过加热电阻的电流：IR＝＝＝4A，
电吹风用热风挡正常工作时电路的总电流：
I＝IM+IR＝0.5A+4A＝4.5A。
答：（1）电吹风用冷风挡正常工作200s所消耗的电能为2.2×104J；
（2）电吹风用热风挡正常工作时电路的总电流为4.5A。
27．（8分）（2022•思明区校级模拟）如图所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中。只闭合S1时为低温挡，电路的总功率为110W，高温挡的功率为990W。求：
（1）低温挡时通过电路的电流；
（2）电热丝R2的阻值。
【解答】（1）当S1闭合，S2断开时，电热器处于低温挡，简化电路如图所示：
低温挡功率P1＝110W，低温挡时通过电路的电流为：I1＝＝＝0.5A；
（2）当S1，S2都闭合时，电热器处于高温挡，简化电路如图所示：
电阻R2的功率为：P2＝P总﹣P1＝990W﹣110W＝880W；
R2的阻值为：R2＝＝＝55Ω。
答：（1）低温挡时通过电路的电流为0.5A；
（2）电热丝R2的阻值为55Ω。
28．（9分）（2022•金乡县二模）某家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）该电热水壶加热和保温时的电流之比。
（2）电阻R2的阻值。
（3）给1.2kg的水加热，使水温从10℃升至70℃，热水壶的工作效率为90%，需要多长加热时间。
【解答】解：
（1）由图乙知，加热功率为P1＝1600W，保温功率为P2＝400W，
由P＝UI可知，在电压不变时，该电热水壶加热和保温时的电流之比：＝＝＝＝；
（2）当开关S接1时，为R1的简单电路；当开关S接2时，两电阻串联，由串联电路总电阻大于其中任一分电阻，根据P＝UI＝可知，S接2时总功率最小，此时为保温挡，则S接1时为加热挡，加热状态时电路中的电阻：
R1＝＝＝30.25Ω；
保温时电路的总电阻为：
R串联＝＝＝121Ω；
由串联电阻的规律可得R2的阻值：
R2＝R串联﹣R1＝121Ω﹣30.25Ω＝90.75Ω；
（3）水温从10℃升至70℃需要吸收的热量：
Q＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.2kg×（70℃﹣10℃）＝3.024×105J，
加热时热水壶的工作效率为90%，由η＝×100%可知，
热水壶消耗的电能：W＝＝＝3.36×105J，
由P＝可知，需要的加热时间：
t＝＝＝210s。
答：（1）该电热水壶加热和保温时的电流之比为4：1；
（2）电阻R2的阻值为90.75Ω；
（3）给1.2kg的水加热，使水温从10℃升至70℃，热水壶的工作效率为90%，需要210s。
29．（12分）（2022•重庆模拟）如图所示，U形轻质杠杆ABCD，AB和CD分别与BC垂直。轻质杆EO固定在天花板上，在O处安装铰链，杠杆ABCD可绕支点O转动，已知OB：OC＝1：2。重为50N的柱体甲固定在A端，且放置在压敏电阻Rx上，压敏电阻的阻值Rx随压力F的变化关系如表所示，将压敏电阻接入电源电压恒为12V的电路中，定值电阻R0阻值为10Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。重为20N的柱体乙固定在D端并放入足够高的柱形容器内，容器底面积为400cm2，柱体乙的底面积为200cm2，高20cm，乙的下表面距离容器底部10cm。求：
（1）柱体乙的密度；
（2）现向空容器中注入4500cm3的水，电路总功率；
（3）为保证电路安全，总共注入水的最大质量为多少千克。
【解答】解：（1）柱体乙的质量：m＝＝＝2kg，
柱体乙的体积：V＝Sh＝200cm2×20cm＝4000cm3＝4×10﹣3m3，
柱体乙的密度：ρ＝＝＝0.5×103kg/m3；
（2）向空容器中注入4500cm3的水，此时柱体乙浸入水中的深度：h′＝＝＝2.5cm＜20cm，
柱体乙受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣4m2×2.5×10﹣2m＝5N，
此时杠杆C点受到向下的力为：FC＝G乙﹣F浮＝20N﹣5N＝15N，
根据杠杆平衡条件可得杠杆B点受到向下的力为：FB＝＝＝30N，
柱体甲对压敏电阻的压力：F甲＝G甲﹣FB＝50N﹣30N＝20N，
由表格可知此时压敏电阻的阻值为110Ω，由图可知，闭合开关，两电阻串联接入电路，
联电路总电阻等于各分电阻之和，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I＝＝＝0.1A，
电路的总功率：P＝UI＝12V×0.1A＝1.2W；
（3）电压表量程为0～15V，电压表的量程大于电源电压，所以电压表是安全的，
电流表量程为0～0.6A，所以通过电路的最大电流为0.6A，根据欧姆定律可知此时电路的总电阻最小，为：R＝＝＝20Ω，
根据串联电路电阻规律可得此时压敏电阻接入电路的阻值：Rx′＝R﹣R0＝20Ω﹣10Ω＝10Ω，
由表格可知此时压敏电阻受到的压力为70N，压敏电阻受到的压力和压敏电阻对物体甲的支持力是一组相互作用力，大小相等，所以压敏电阻对物体甲的支持力是70N，此时杠杆B点受到向上的力为：FB′＝F支﹣GB＝70N﹣50N＝20N，
根据杠杆平衡条件可得杠杆C点受到向上的力为：FC′＝＝＝10N，
此时柱体乙受到的浮力：F浮′＝FC′+G乙＝10N+20N＝30N，
此时柱体乙浸入水中的高度：h″＝＝＝0.15m＝15cm＜20cm，
容器中总注水体积：V″＝V0+V′″＝400cm2×10cm+（400cm2﹣200cm2）×15cm＝7000cm3，
总共注入水的最大质量为：m′＝ρ水V″＝1.0×103kg/m3×7000×10﹣6m3＝7kg。
答：（1）柱体乙的密度为0.5×103kg/m3；
（2）现向空容器中注入4500cm3的水，电路总功率为1.2W；
（3）为保证电路安全，总共注入水的最大质量为7千克。
峰谷电价
峰期
1.1元
谷期
0.4元
F/N
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Rx/Ω
200
110
50
30
20
14
10
5
2
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