人教版（2024）九年级全册第2节 电功率单元测试精练

这是一份人教版（2024）九年级全册第2节 电功率单元测试精练，共31页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

（时间：90min 满分：100分）
姓名： 学校： 分数：
一、选择题（每小题只有一个选项最符合题意，每小题3分，共12小题，共计36分）：
1．下列物理量中，最接近实际情况的是（ ）
A．你现在考试所在教室的气温约60℃ B．家用电视机的功率约为2000W
C．家用空调正常工作的电流约0.5A D．对人体安全的电压是不高于36V
2．下列说法中正确的是（ ）
A．汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能
B．物体温度越高，含有的热量也就越多
C．在热传递过程中，温度总是从高温物体传向低温物体
D．物体吸收热量，温度一定升高
3．关于电学知识，下列说法正确的是（ ）
A．铜丝、盐水、陶瓷都是导体
B．在相同电压下，导体中通过的电流越大，它的电阻越小
C．电流是电荷的移动形成的
D．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒原子核的束缚本领弱而失去了电子
4．将两个定值电阻串联接到电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为4P1。将这两个定值电阻并联接在同一电源两端时，下列说法中正确的是（ ）
A．串联时R1与R2两端的电压之比为4：1
B．并联时R1消耗的功率为25P1
C．并联时通过R1与R2的电流之比为1：4
D．串联时电路消耗的总功率为25P1
5．现有“6V 3W”的灯泡L1和“6V 6W”的灯泡L2，将它们接入电路中，不考虑灯丝电阻的变化。下列关于两只灯泡的说法正确的是（ ）
A．串联接在6V的电源上，通过L1和L2中的电流之比为2：1
B．串联接在6V电源上，L1更亮些
C．串联接在12V的电源上，两灯均能正常发光
D．并联在5V的电源上，L1和L2消耗的实际功率之比为1：4
6．如图，某照明电路，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍能正常发光。拔出电饭煲的插头，把试电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则（ ）
A．仅在电热壶的C、B两点间发生了断路故障
B．仅在电热壶的C、B两点间发生了短路故障
C．仅导线AB间发生断路故障
D．因插座用导线接地，所以发生了上述故障
7．如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关后，当滑片P向右移动时（ ）
A．电流表A的示数变小 B．电压表V的示数变大
C．电压表V与电流表A示数的比值变大 D．电压表V与电流表A示数的比值不变
8．如图所示的电路中，L1和L2是额定电压相同但额定功率不同的两个小灯泡，电源电压保持不变，闭合开关S和S1两灯均发光，两电表均有示数若只断开开关S1，则（ ）
A．L1亮度变大，电流表和电压表的示数都变大
B．L1亮度不变，电流表示数变小，电压表示数不变
C．L1亮度变小，电流表示数变小，电压表示数变大
D．L1亮度不变，电流表示数变大，电压表示数不变
9．冬季室内用的某款超声波加湿器如图甲所示，图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图，图丙为湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图象。已知电源两端的电压不变，R0为定值电阻。闭合开关，当环境湿度增大时，下列判断中正确的是（ ）
A．R的阻值减小，电流表示数变大
B．R的阻值增大，电压表示数变大
C．电压表示数变小，电流表示数变小
D．电路消耗总功率变大
10．“模拟调光灯”的电路如图甲，电源电压4.5V，电压表量程“0～3V”，电流表量程“0～0.6A”，滑动变阻器（25Ω 1A），灯泡L标有“1.5V 0.45W”，调节滑动变阻器测得多组数据，所作灯泡U﹣I图线如图乙，下列判断正确的是（ ）
A．随电压的增加，小灯泡的电阻减小
B．电路中最小电流是0.15A
C．灯泡正常发光时，电路的总功率是1.35W
D．灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是7.5Ω
11．如图，电源电压为4.5V不变，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”，滑动变阻器为“20Ω 2A”，灯泡L标有“3V 0.9W”字样（灯丝电阻不变）。为了保证电路中各元件安全，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器阻值的变化范围为5～20Ω
B．电流表示数的变化范围为0.2A～0.3A
C．电路消耗总功率的变化范围为0.9W～1.35W
D．灯泡消耗功率的变化范围为0.3W～0.9W
12．如图所示的电路中，电阻R1＝6Ω与规格为“15Ω 0.5A”的滑动变阻器R2串联在电源电压为4.5V的电路中，其中电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～3V”，为了确保电路中各元件的安全使用，则下列说法错误的是（ ）
A．电流表的示数变化范围为0.25A～0.5A
B．电压表的示数变化范围为1.5V～3.0V
C．滑动变阻器的取值范围为1.5Ω～12Ω
D．定值电阻R1的最小功率与最大功率之比为1：4
二、填空题（每空1分，共10小题，共计20分）：
13．英国物理学家 做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量的相关因素：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的 、通电时间成正比。
14．有一块手机用的锂电池，上面标明电压为3.7V，容量4000mA•h，它充满电后，大约储存了
J电能。充电时的手机电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）。
15．某电热壶铭牌上标有“220V 1000W”字样，当其正常工作时，把质量为2kg、温度为30℃的水加热到80℃，用时10min。加热过程中，电热壶放出的热量是 J，电热壶烧水的效率是 。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
16．将电阻值为30Ω的定值电阻R1接入电源电压为6V的电路中，通过电流是 A，如果再将一个电阻值为60Ω的定值电阻R2与它串联后接入原电路中，则定值电阻R2两端的电压为 V。
17．如图是小渝家的电能表12月月初的表盘，12月他家耗电110kW•h，电能表的读数变为 kW•h；小渝做作业时，使用了一台标有“220V500W”的电暖器取暖，如果其它用电器都不工作，仅有电暖器正常工作了24min，电能表的表盘转动了 转。
18．在如图所示的电路中，电源电压为15V不变，滑动变阻器的滑片P在最左端。闭合开关S1，断开S2，滑片P移至中点附近时，电流表的示数为0.5A；保持滑片P不动，闭合开关S2，断开S1时，电流表的示数是0.2A，则R3的阻值为 Ω，在此状态下通电10s，电路消耗的电能为 J。
19．如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片由a端滑到b端，电流表示数与某电压表示数变化关系图像如图乙所示。图像反映的是 （选填R或R1）的电流与电压的关系，滑动变阻器R的最大电阻值为 Ω。
20．如图甲所示，小宇用电压恒为9V的电源、电流表、电压表、电阻箱R0对一只标有“0.8A”字样的小灯泡L进行了测试，并作出了I﹣U图像（如图乙所示），根据图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω；如果将R0的阻值调为10Ω，通电100s电流通过R0所做功为 J。
21．如图所示电路中，电源电压不变，小灯泡标有“6V 3W”。闭合S后，当滑片P移至某一位置时，小灯泡恰好正常发光，此时流过小灯泡的电流为 A，滑动变阻器消耗的功率为P1；当滑片P移至某一端点时，电压表示数变化了2V，电流表示数变化了0.1A，此时滑动变阻器的功率为P2，且P2＝1.2P1，在保证电路安全的情况下，小灯泡的最小功率和最大功率之比为 。（小灯泡的灯丝电阻随小灯泡两端电压而改变）
22．如图所示电路中，电源电压和灯丝电阻均保持不变。灯L标有“9V，6W”字样，灯泡正常工作时的电阻是 Ω；当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P在a、b两点间移动时，电压表示数的变化范围是3～6V，且滑片P位于a点时灯L的功率与滑片位于b点时灯L功率之比为16：9，电源电压是 V。
三、实验探究题（每空1分，共3小题，共计22分）：
23．小明晚上看书时发现家里的电灯总是忽明忽暗，根据所学知识，小明对这种现象的原因做了一个初步的分析，并从实验室选择了如图所示器材，想通过实验模拟出电灯忽明忽暗现象来探究其中原因。
（1）小明设计了电路图如图甲所示，请你用笔画线代替导线完成图乙的电路连接；
（2）闭合开关后，小明将滑动变阻器的滑片向右滑动，电压表示数逐渐变大灯泡亮度逐渐变 ；再向左移动滑片时，电压表示数逐渐变 ，小灯泡亮度又逐渐变 ，反复左右移动滑动变阻器的滑片，即可观察到小灯泡的忽明忽暗现象，由此小明得出了这样的结论：“电灯忽明忽暗可能是由于 造成的。”
24．用如图所示的实验器材，测量额定电压为“2.5V”小灯泡的额定功率（正常发光时的电阻约为10Ω），小华同学设计了如图甲所示的电路图，其中电源电压保持6V不变。
（1）请你用笔画线代替导线，将图乙所示的电路连接完整（连线不允许交叉）。
（2）同组的小燕同学按图甲连接电路后闭合开关，她发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表均有示数但示数不变，同时小灯泡发出极其微弱的光，则电路故障可能是将滑动变阻器的接线柱 和 接入了电路。小华同学排除故障后按图乙连接电路，闭合开关，当滑片P移到某处时，电压表的示数为2V，要想测出小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为 V，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（3）同组的小王想探究电流和电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。若需要保持电压表示数为2V不变，为完成所有实验，应该选择的滑动变阻器的规格为 （选填下列选项前的字母）。
A.50Ω，0.5A B.60Ω，0.3A C.30Ω，0.6A
（4）小王同学在探究电流和电阻的关系时，选择多个定值电阻多次实验的目的是 。
25．现有下列器材：恒定电源（15V）、定值电阻（10Ω、20Ω、25Ω和30Ω各一个）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器（100Ω 1A）和导线若干。小王设计了如图甲所示的电路图探究“电流与电阻的关系”。
（1）请用笔画线代替导线将如图乙所示的电路连接完整（要求：滑片向左移动时滑动变阻器阻值变大）；
（2）小王连上最后一根导线后，立即看到电流表、电压表指针有明显的偏转，你认为他实验操作的错误之处是： ；
（3）实验过程中，他先将10Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为3V，测得电流表示数为0.3A，断开开关，保持滑片位置不动，直接用20Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关后，发现电流表读数 （选填“大于”或“小于”）0.15A，为了继续完成实验，他应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移。此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和 ；
（4）他将10Ω、20Ω、25Ω三个定值电阻分别接入电路中，调节滑动变阻器滑片，读出电流表的示数，数据如表所示，由此得出结论：当电压相同时，电流与电阻成 关系；
（5）接着他又将30Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，电压表示数都不能为3V。为顺利完成以上所有探究，他设计了如下四个调整方案，你认为不可行的是 。
A．如果只调整电压表的示数，则应控制电压表示数范围为4V～10V；
B．如果只更换定值电阻，则更换的电阻阻值范围是3Ω～25Ω；
C．如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值不小于120Ω；
D．如果只更换电源，则更换的电源电压范围是3V～13V。
四、计算题（第26题6分，第27题8分，第28题8分，共3小题，共计22分）：
26．如图所示电路，灯L上标有“3V 0.9W”字样，电源电压恒为4.5V，灯L的电阻保持不变。求：
（1）灯L的电阻；
（2）灯L正常工作时，滑动变阻器的电功率。
27．如图所示，电源电压恒为4V，灯泡标有“4V 2W”字样（灯丝电阻不变）。当开关S1、S2都闭合，且滑动变阻器R2的滑片P在中点时，电流表示数为0.9A；当开关S1、S2都断开时，灯泡实际消耗的电功率为0.5W。求：
（1）灯泡的电阻；
（2）R2的最大阻值；
（3）当开关S1、S2都断开时，R1工作2min消耗的电能。
28．如图甲所示，是一款新型热奶器，它有着高温挡消毒，中温挡加热和低温挡保温等功能。小华根据其功能设计了模拟电路如图乙所示，电流表量程为0～3A，电源电压恒为12V。当装置处于高温挡或中温挡时开关S1始终闭合，高温挡和中温挡的功率分别为36W、24W。R1、R2和R3分别为加热电阻，电阻R3规格为“30Ω 1A”，当R3只与一个定值电阻串联时，移动滑片还可以手动调节低温挡的加热功率。求：
（1）中温挡时通过的电流；
（2）定值电阻R2的阻值；
（3）手动调节低温挡电功率允许的范围。
题型
选择题
填空作图题
实验题
计算题
总计
题数
12
10
3
3
28小题
分数
36
20
22
22
100分
得分
实验序号
1
2
3
电阻R/Ω
10
20
25
电流I/A
0.3
0.15
0.12
人教版 八年级物理上册 第18章 《电功率》
单元测试（A卷）
（时间：90min 满分：100分）
姓名： 学校： 分数：
一、选择题（每小题只有一个选项最符合题意，每小题3分，共12小题，共计36分）：
1．下列物理量中，最接近实际情况的是（ ）
A．你现在考试所在教室的气温约60℃
B．家用电视机的功率约为2000W
C．家用空调正常工作的电流约0.5A
D．对人体安全的电压是不高于36V
【答案】D
【解析】解：A、人体感觉舒适的温度在23℃左右，考场内气温感觉舒适，应该在23℃左右，故A不符合实际；
B、家用电视机工作电流在0.9A左右，其额定功率在P＝UI＝220V×0.9A≈200W左右，故A不符合实际；
C、空调额定功率在1100W左右。工作电流在I=PU=1100W220V=5A左右，故C不符合实际；
D、经验证明，只有不高于36V的电压对人体才是安全的，故D符合实际。
故选：D。
2．下列说法中正确的是（ ）
A．汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能
B．物体温度越高，含有的热量也就越多
C．在热传递过程中，温度总是从高温物体传向低温物体
D．物体吸收热量，温度一定升高
【答案】A
【解析】解：A、在汽油机工作的四个冲程中，压缩冲程将机械能转化为内能，故A正确；
B、物体温度升高时内能增大，热量只能说吸收和放出，不能说含有，故B错误；
C、在发生热传递时，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，内能总是从高温物体转移到低温物体，不是传递温度，故C错误；
D、物体吸收热量内能不一定增大，温度不一定升高，如沸腾过程中吸收热量但是内能在减少，晶体熔化时，吸收热量，温度不变，故D错误。
故选：A。
3．关于电学知识，下列说法正确的是（ ）
A．铜丝、盐水、陶瓷都是导体
B．在相同电压下，导体中通过的电流越大，它的电阻越小
C．电流是电荷的移动形成的
D．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒原子核的束缚本领弱而失去了电子
【答案】B
【解析】解：A、铜丝、盐水、陶瓷中，铜丝和盐水是导体，陶瓷属于绝缘体，故A错误；
B、根据欧姆定律得：R=UI，在相同电压下，导体中通过的电流越大，它的电阻越小，故B正确；
C、电流是电荷的定向移动形成的，故C错误；
D、毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒原子核的束缚本领强而得到了电子，故D错误。
故选：B。
4．将两个定值电阻串联接到电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为4P1。将这两个定值电阻并联接在同一电源两端时，下列说法中正确的是（ ）
A．串联时R1与R2两端的电压之比为4：1
B．并联时R1消耗的功率为25P1
C．并联时通过R1与R2的电流之比为1：4
D．串联时电路消耗的总功率为25P1
【答案】B
【解析】解：（1）R1、R2串联时，通过两电阻的电流相等，由电功率公式P＝I2R和P2＝4P1可知R2＝4R1，根据U＝IR可得U1：U2＝R1：R2＝1：4，故A错误；
R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为4P1，则串联时电路消耗的总功率为5P1，故D错误；
（2）当R1、R2并联在同一电源两端时，两电阻两端的电压相等为U，
R1消耗的功率为P1′=U2R1=(U1+4U1)2R1=25P1，故B正确；
由欧姆定律可得此时通过R1与R2的电流之比I1′：I2′＝R2：R1＝4：1，故C错误。
故选：B。
5．现有“6V 3W”的灯泡L1和“6V 6W”的灯泡L2，将它们接入电路中，不考虑灯丝电阻的变化。下列关于两只灯泡的说法正确的是（ ）
A．串联接在6V的电源上，通过L1和L2中的电流之比为2：1
B．串联接在6V电源上，L1更亮些
C．串联接在12V的电源上，两灯均能正常发光
D．并联在5V的电源上，L1和L2消耗的实际功率之比为1：4
【答案】B
【解析】解：甲、乙两灯泡的额定电压相等，额定功率不同，由P=U2R可得，两灯泡的电阻之比：
R1：R2＝P2：P1＝6W：3W＝2：1。
A、串联接在6V的电源上，因串联电路中各处的电流相等，则通过L1和L2中的电流之比为1：1，故A错误；
B、串联接在6V电源上，由于L1和L2中的电流相等，根据P＝I2R可知L1和L2实际功率之比为：P1′：P2′＝R1：R2＝2：1，所以P1′＞P2′，则L1更亮些，故B正确；
C、串联接在12V的电源上，由串联电路的分压特点可知，两灯泡两端分得的电压之比为：U1′：U2′＝R1：R2＝2：1，所以，U1′＝8V，U2′＝4V，故灯泡两端的电压都不与额定电压相等，故都不能正常发光，故C错误；
D、并联在5V的电源上，根据P=U2R两灯泡并联工作时实际功率之比P1″：P2″＝R2：R1＝1：2，故D错误。
故选：B。
6．如图，某照明电路，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍能正常发光。拔出电饭煲的插头，把试电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则（ ）
A．仅在电热壶的C、B两点间发生了断路故障
B．仅在电热壶的C、B两点间发生了短路故障
C．仅导线AB间发生断路故障
D．因插座用导线接地，所以发生了上述故障
【答案】C
【解析】解：A、若电热壶所在的C、B两点间发生了断路故障，灯仍然可以正常发光，电热壶一开始就应该无法工作，而不是电饭煲的插头插入三孔插座后才停止工作，与题意不相符，故A错误；
B、若是电热壶所在的C、B两点间发生了短路故障，则电热壶在插头插入三孔插座之前，不会工作的，故B错误；
C、只有导线AB断路，灯仍然可以正常发光，电热壶不能正常工作，同时试电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，故C正确；
D、因插座用导线接地，没有影响火线与零线，故D错误。
故选：C。
7．如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关后，当滑片P向右移动时（ ）
A．电流表A的示数变小
B．电压表V的示数变大
C．电压表V与电流表A示数的比值变大
D．电压表V与电流表A示数的比值不变
【答案】D
【解析】解：由电路图可知，R1与R2并联，电压表测电源两端的电压，电流表测电路中的电流。
AB、两电阻并联，电压表测电源电压，故电压表示数不变，故B错误；
电流表测R1的电流，根据并联电路各支路互不影响可知，P向右移动时，电流表A的示数不变，故A错误；
CD、由欧姆定律可知，电压表V与电流表A示数的比值即为R1的电阻，其大小不变，故C错误、D正确。
故选：D。
8．如图所示的电路中，L1和L2是额定电压相同但额定功率不同的两个小灯泡，电源电压保持不变，闭合开关S和S1两灯均发光，两电表均有示数若只断开开关S1，则（ ）
A．L1亮度变大，电流表和电压表的示数都变大
B．L1亮度不变，电流表示数变小，电压表示数不变
C．L1亮度变小，电流表示数变小，电压表示数变大
D．L1亮度不变，电流表示数变大，电压表示数不变
【答案】B
【解析】解：由图可知，开关都闭合时，该电路为并联电路，电压表测量电源的电压，电流表测量干路中的电流，开关S接在干路中，开关若只断开开关S1，控制灯泡L2；
若只断开开关S1，则L2不发光，L1发光；由于电源电压不变，则电压表示数不变；
并联电路中各支路互不影响，则L1亮度不变，通过灯泡L1的电流不变，根据并联电路的电流关系可知，干路中的电流变小了，即电流表示数变小；综上所述，B正确。
故选：B。
9．冬季室内用的某款超声波加湿器如图甲所示，图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图，图丙为湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图象。已知电源两端的电压不变，R0为定值电阻。闭合开关，当环境湿度增大时，下列判断中正确的是（ ）
A．R的阻值减小，电流表示数变大
B．R的阻值增大，电压表示数变大
C．电压表示数变小，电流表示数变小
D．电路消耗总功率变大
【答案】B
【解析】解：由电路图可知，定值电阻R0与湿敏电阻R串联，电压表测量电阻R两端的电压，电流表测电路电流；
根据图象可知湿敏电阻R的阻值随湿度RH的增大而增大，当环境湿度增大时，湿敏电阻R的阻值增大，总电阻增大，根据欧姆定律I=UR可知，电路中电流减小，即电流表示数减小；
根据P＝UI可知，电路消耗总功率变小；电路中电流减小，根据U＝IR知，定值电阻两端的电压U0减小，根据串联电路的电压特点可知，湿敏电阻R两端的电压增大，即电压表的示数增大；
综上所述，ACD错误，B正确。
故选：B。
10．“模拟调光灯”的电路如图甲，电源电压4.5V，电压表量程“0～3V”，电流表量程“0～0.6A”，滑动变阻器（25Ω 1A），灯泡L标有“1.5V 0.45W”，调节滑动变阻器测得多组数据，所作灯泡U﹣I图线如图乙，下列判断正确的是（ ）
A．随电压的增加，小灯泡的电阻减小
B．电路中最小电流是0.15A
C．灯泡正常发光时，电路的总功率是1.35W
D．灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是7.5Ω
【答案】C
【解析】解：A、由图甲可知，灯与变阻器串联，电压表测灯的电压，电流表测电路中的电流；由图乙知，随电压的增大，通过灯的电流变大，灯的实际功率变大，灯丝的温度升高，则灯的电阻变大，故A错误；
B、根据图乙知，当灯的电压为额定电压1.5V时，灯的额定电流为IL＝0.3A，
由I=UR可得灯正常发光时的电阻：RL=ULIL=Ω；
变阻器连入电路的电阻越大，电路中的电流越小，灯泡分得的电压越小，根据P＝UI可知灯的实际功率越小，灯丝的温度会越低，则灯的电阻越小，即灯的电阻小于5Ω，
因串联电路总电阻等于各部分电阻之和，
则当变阻器连入电路的电阻最大时，电路中的最小电流：
I＞UR滑大+RL=4.5V25Ω+5Ω=0.15A，故B错误；
C、灯泡正常发光时，电路的总功率：P＝UIL＝4.5V×0.3A＝1.35W，故C正确；
D、因串联电路的总电压等于各部分电压之和，
则由欧姆定律可得灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值：
R滑=U−ULIL=4.5V−Ω，故D错误。
故选：C。
11．如图，电源电压为4.5V不变，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”，滑动变阻器为“20Ω 2A”，灯泡L标有“3V 0.9W”字样（灯丝电阻不变）。为了保证电路中各元件安全，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器阻值的变化范围为5～20Ω
B．电流表示数的变化范围为0.2A～0.3A
C．电路消耗总功率的变化范围为0.9W～1.35W
D．灯泡消耗功率的变化范围为0.3W～0.9W
【答案】A
【解析】解：由电路图可知，滑动变阻器R与灯泡L串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流：IL额=PL额UL额=0.9W3V=0.3A，
因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，
所以，电流表的最大示数为I大＝0.3A，
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，灯泡消耗的电功率0.9W最大，电路消耗的总功率最大，
由I=UR可得，灯泡的电阻和电路的总电阻分别为：RL=UL额IL额=3V0.3A=10Ω，R=UI大=Ω；
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑＝R﹣RL＝15Ω﹣10Ω＝5Ω；
滑动变阻器的电阻允许调节的范围是5Ω～20Ω，故A正确；
该电路的最大功率：P大＝UI大＝4.5V×0.3A＝1.35W；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电流表的示数最小，电路消耗的功率和灯泡消耗的功率最小，
此时电路中的电流：I小=URL+R=4.5V10Ω+20Ω=0.15A，
所以，电流表示数的变化范围是0.15A～0.3A，故B错误；
电路消耗的最小功率：P小＝UI小＝4.5V×0.15A＝0.675W，
所以，该电路消耗的总功率的变化范围为0.675W～1.35W，故C错误；
灯泡消耗的最小功率：PL′＝I小2RL＝（0.15A）2×10Ω＝0.225W，
所以，电灯消耗功率的变化范围为0.225W～0.9W，故D错误。
故选：A。
12．如图所示的电路中，电阻R1＝6Ω与规格为“15Ω 0.5A”的滑动变阻器R2串联在电源电压为4.5V的电路中，其中电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～3V”，为了确保电路中各元件的安全使用，则下列说法错误的是（ ）
A．电流表的示数变化范围为0.25A～0.5A
B．电压表的示数变化范围为1.5V～3.0V
C．滑动变阻器的取值范围为1.5Ω～12Ω
D．定值电阻R1的最小功率与最大功率之比为1：4
【答案】C
【解析】解：由电路图可知，滑动变阻器与电阻R1串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；
ABC、因串联电路中电流处处相等，所以为了既不烧坏电流表，又不烧坏电阻，比较各电流值可知，电路中的最大电流为I最大＝0.5A；
当电流最大为0.5A时，电阻R1两端的最大电压为：U1最大＝I最大R1＝0.5A×6Ω＝3V；
则滑动变阻器两端的最小电压：U2最小＝U﹣U1最大＝4.5V﹣3V＝1.5V；
由串联分压的规律可知，当滑动变阻器两端的电压最小时，其连入电路的电阻最小，
由欧姆定律可得，滑动变阻器连入电路的最小阻值为：R2小=U2最小I最大=Ω；
由于电压表的量程为“0～3V”，则电压表示数最大为：U2最大＝3V，
当变阻器两端的电压最大时，R1两端的电压最小，
则有：U1最小＝U﹣U2最大＝4.5V﹣3V＝1.5V，
电路中最小电流为：I最小=U1最小R1=1.5V6Ω=0.25A；
此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为：R2大=U2最大I最小=3V0.25A=12Ω；
所以电路中的电流范围为0.25A～0.5A，电压表的示数变化范围为1.5V～3.0V，滑动变阻器的取值范围为3Ω～12Ω，故AB正确，C错误；
D、由P＝I2R可知，定值电阻R1的最小功率与最大功率之比：
Pmin：Pmax＝I min2R1：I max2R1＝I min2：I max2=（0.25A）2：（0.5A）2＝1：4，故D正确。
故选：C。
二、填空题（每空1分，共10小题，共计20分）：
13．英国物理学家 做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量的相关因素：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的 、通电时间成正比。
【答案】焦耳；电阻。
【解析】解：英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，得出焦耳定律即电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，公式为Q＝I2Rt，为了纪念他做出的贡献，人们将他的名字命名为热量（能量）的单位。
故答案为：焦耳；电阻。
14．有一块手机用的锂电池，上面标明电压为3.7V，容量4000mA•h，它充满电后，大约储存了
J电能。充电时的手机电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）。
【答案】53280；用电器。
【解析】解：手机锂电池充满电后，存储的电能：W＝UIt＝3.7V×4000×10﹣3A×3600s＝53280J。
电池充电和供电是相反的过程，充电时是把电能转化为化学能，放电时是把化学能转化电能；
充电过程中电池消耗电能相当于用电器。
故答案为：53280；用电器。
15．某电热壶铭牌上标有“220V 1000W”字样，当其正常工作时，把质量为2kg、温度为30℃的水加热到80℃，用时10min。加热过程中，电热壶放出的热量是 J，电热壶烧水的效率是 。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】6×105；70%。
【解析】解：（1）电热壶正常工作时的功率为1000W，工作10min消耗的电能：
W＝Pt＝1000W×600s＝6×105J；
（2）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（80℃﹣30℃）＝4.2×105J；
电热壶烧水的效率：η=Q吸W×100%=4.2×105J6×105J×100%＝70%。
故答案为：6×105；70%。
16．将电阻值为30Ω的定值电阻R1接入电源电压为6V的电路中，通过电流是 A，如果再将一个电阻值为60Ω的定值电阻R2与它串联后接入原电路中，则定值电阻R2两端的电压为 V。
【答案】0.2；4。
【解析】解：通过定值电阻R1的电流：I1=UR1=6V30Ω=0.2A；
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以定值电阻R1、R2串联后的总电阻：R＝R1+R2＝30Ω+60Ω＝90Ω，
此时电路的电流：I=UR=6V90Ω=115A，
由I=UR可得，定值电阻R2两端的电压：U2＝IR2=115A×60Ω＝4V。
故答案为：0.2；4。
17．如图是小渝家的电能表12月月初的表盘，12月他家耗电110kW•h，电能表的读数变为 kW•h；小渝做作业时，使用了一台标有“220V500W”的电暖器取暖，如果其它用电器都不工作，仅有电暖器正常工作了24min，电能表的表盘转动了 转。
【答案】967.1；600。
【解析】解：（1）12月月初电能表的示数W1＝857.1kW•h，
12月共耗电W＝110kW•h，12月月底电能表的示数：W2＝W1+W＝857.1kW•h+110kW•h＝967.1kW•h。
（2）3000r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，
电暖器正常工作的电功率P＝P额＝500W＝0.5kW，
由P=Wt可得电暖器正常工作24min消耗的电能：W＝Pt＝0.5kW×2460h＝0.2kW•h，
电能表转盘的转数：n＝3000r/kW•h×0.2kW•h＝600r。
故答案为：967.1；600。
18．在如图所示的电路中，电源电压为15V不变，滑动变阻器的滑片P在最左端。闭合开关S1，断开S2，滑片P移至中点附近时，电流表的示数为0.5A；保持滑片P不动，闭合开关S2，断开S1时，电流表的示数是0.2A，则R3的阻值为 Ω，在此状态下通电10s，电路消耗的电能为 J。
【答案】45；30。
【解析】解：（1）闭合开关S1，断开开关S2，滑片P移至中点附近时，R2与R1串联，电流表测电路的电流，此时电流表的示数是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
电路的总电阻：R总＝R1+R2=UI1=15V0.5A=30Ω；
保持滑片P不动，闭合开关S2，断开开关S1时，R1、R2、R3串联，电流表测电路中的电流，此时电流表的示数是0.2A，
此时电路的总电阻：R总′＝R1+R2+R3=UI2=15V0.2A=75Ω，
则电阻R3的阻值：R3＝（R1+R2+R3）﹣（R1+R2）＝R总′﹣R总＝75Ω﹣30Ω＝45Ω；
（2）此状态下通电10s，电路消耗的电能为W＝UI2t＝15V×0.2A×10s＝30J。
故答案为：45；30。
19．如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片由a端滑到b端，电流表示数与某电压表示数变化关系图像如图乙所示。图像反映的是 （选填R或R1）的电流与电压的关系，滑动变阻器R的最大电阻值为 Ω。
【答案】R；9。
【解析】解：由电路图可知：R1与R2串联，电压表V1测量电阻R1两端的电压，电压表V2测量滑动变阻器R两端的电压，电流表测量串联电路的电流；
（1）将滑动变阻器的滑片由a端滑到b端的过程中，连入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知电路中电流变大，
由于R1是定值电阻，根据U＝IR可知：电压表V1示数变大，
由于电源电压不变，根据串联电路的分压特点可知：电压表V2示数变小，
根据图像可知：电压与电流成反比，所以，图像反映的是R的电流与电压的关系；
（2）滑动变阻器的滑片在b端时，连入电路的电阻最小，根据欧姆定律可知电路中电流最大，
根据图像可知：电流I最大＝1A，
由I=UR可得，定值电阻：R1=UI最大=6V1A=6Ω；
滑动变阻器的滑片在a端时，连入电路的电阻最大，根据欧姆定律可知电路中电流最小，
根据图像可知：电路中的最小电流为0.4A，
则由I=UR可得：U1＝I最小R1＝0.4A×6Ω＝2.4V，
根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得：U滑＝U﹣U1＝6V﹣2.4V＝3.6V，
则由I=UR可得，滑动变阻器的最大电阻：R滑=U滑I最小=Ω。
故答案为：R；9。
20．如图甲所示，小宇用电压恒为9V的电源、电流表、电压表、电阻箱R0对一只标有“0.8A”字样的小灯泡L进行了测试，并作出了I﹣U图像（如图乙所示），根据图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω；如果将R0的阻值调为10Ω，通电100s电流通过R0所做功为 J。
【答案】10；360。
【解析】解：（1）由图像可知：当灯泡正常发光时电流I＝0.8A，灯泡两端电压U＝8V，
根据I=UR可得灯泡正常发光时的电阻：R=UI=8V0.8A=10Ω；
（2）由甲图知，L与变阻箱R0串联，
观察图像，当时通过L电流I′为0.6A时，L两端电压U′＝3V，
此时R0两端电压：U0＝I′R0＝0.6A×10Ω＝6V，
满足U′+U0＝9V，
所以通电100s电流通过R0所做的功：W＝U0I′t＝6V×0.6A×100s＝360J。
故答案为：10；360。
21．如图所示电路中，电源电压不变，小灯泡标有“6V 3W”。闭合S后，当滑片P移至某一位置时，小灯泡恰好正常发光，此时流过小灯泡的电流为 A，滑动变阻器消耗的功率为P1；当滑片P移至某一端点时，电压表示数变化了2V，电流表示数变化了0.1A，此时滑动变阻器的功率为P2，且P2＝1.2P1，在保证电路安全的情况下，小灯泡的最小功率和最大功率之比为 。（小灯泡的灯丝电阻随小灯泡两端电压而改变）
【答案】0.5；8：15。
【解析】解：开关闭合后，小灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器的电压，当滑动变阻器滑片P位于某一位置时，小灯泡正常发光，小灯泡此时两端的电压等于额定电压，大小为 6V，
此时通过的电流：I=P额U额=3W6V=0.5A，
设电源电压为U，
此时，滑动变阻器消耗的功率为：P1＝U滑I＝（U﹣6V）×0.5A…①
当滑片P移至某一端点时，电压表示数变化了2V，电流表示数变化了0.1A，此时滑动变阻器的功率为P2，且P2＝1.2P1，若滑片移至最左端，此时滑动变阻器没有接入电路，功率为0，与题意不符，
可知滑动变阻器滑片移动至阻值最大处，此时总电阻最大，根据I=UR总可知，此时电流最小，故电流减小0.1A，根据U灯＝IR灯可知，此时灯的电压变小，总电压不变，故滑动变阻器的电压增大2V，
故此时电流为；I′＝I﹣0.1A＝0.5A﹣0.1A＝0.4A，
此时滑动变阻器电压为：U滑′＝U﹣6V+2V＝U﹣4V，
此时滑动变阻器功率为：P2＝U滑′I′＝（U﹣4V）×0.4A…②
且P2＝1.2P1…③
由①②③得：U＝10V，U滑′＝6V，
滑动变阻器滑片移动至阻值最大处时，小灯泡的电压为：U灯＝U﹣U滑′＝10V﹣6V＝4V，
此时小灯泡功率最小，为：P小＝U灯I′＝4V×0.4A＝1.6W，
小灯泡正常发光时功率最大，为：P大＝3W，
故小灯泡的最小功率和最大功率之比为：P小：P大＝1.6W：3W＝8：15。
故答案为：0.5；8：15。
22．如图所示电路中，电源电压和灯丝电阻均保持不变。灯L标有“9V，6W”字样，灯泡正常工作时的电阻是 Ω；当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P在a、b两点间移动时，电压表示数的变化范围是3～6V，且滑片P位于a点时灯L的功率与滑片位于b点时灯L功率之比为16：9，电源电压是 V。
【答案】13.5；15。
【解析】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压。
（1）由P=U2R可得，灯泡的电阻：RL=UL2PL=(9V)26W=13.5Ω；
（2）由串联电路的分压特点可知，滑片位于a端时电压表的示数Ua＝3V，滑片位于b端时电压表的示数Ub＝6V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡两端的电压分别为
ULa＝U﹣Ua＝U﹣3V，ULb＝U﹣Ub＝U﹣6V，
因滑片P位于a点时灯L的功率与滑片位于b点时灯L功率之比为16：9，
所以，PLaPLb=ULa2RLULb2RL=（ULaULb）2＝（U−3VU−6V）2=169，
解得：U＝15V。
故答案为：13.5；15。
三、实验探究题（每空1分，共3小题，共计22分）：
23．小明晚上看书时发现家里的电灯总是忽明忽暗，根据所学知识，小明对这种现象的原因做了一个初步的分析，并从实验室选择了如图所示器材，想通过实验模拟出电灯忽明忽暗现象来探究其中原因。
（1）小明设计了电路图如图甲所示，请你用笔画线代替导线完成图乙的电路连接；
（2）闭合开关后，小明将滑动变阻器的滑片向右滑动，电压表示数逐渐变大灯泡亮度逐渐变 ；再向左移动滑片时，电压表示数逐渐变 ，小灯泡亮度又逐渐变 ，反复左右移动滑动变阻器的滑片，即可观察到小灯泡的忽明忽暗现象，由此小明得出了这样的结论：“电灯忽明忽暗可能是由于 造成的。”
【答案】（1）如图所示；（2）亮；小；暗；灯泡两端的电压不稳定。
【解析】解：（1）电压表应并联到灯泡的两端，滑动变阻器采用一上一下的接法，如图所示：
（2）闭合开关后，将滑动变阻器的滑片向右滑动，连入的电阻变小，使电路中的电流变大，根据U＝IR，加在灯两端的电压变大，所以：电压表示数逐渐变大，小灯泡亮度逐渐变亮；再向左移动滑片时，连入的电阻变大，使电路中的电流变小，根据U＝IR，加在灯两端的电压变小，电压表示数逐渐变小，小灯泡亮又逐渐变暗；灯两端电压忽大忽小引起了小灯泡的忽明忽暗现象。由此得出了这样的结论：“电灯忽明忽暗可能是由于灯泡两端的电压不稳定造成的。
故答案为：（1）如图；（2）亮；小；暗；灯泡两端的电压不稳定。
24．用如图所示的实验器材，测量额定电压为“2.5V”小灯泡的额定功率（正常发光时的电阻约为10Ω），小华同学设计了如图甲所示的电路图，其中电源电压保持6V不变。
（1）请你用笔画线代替导线，将图乙所示的电路连接完整（连线不允许交叉）。
（2）同组的小燕同学按图甲连接电路后闭合开关，她发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表均有示数但示数不变，同时小灯泡发出极其微弱的光，则电路故障可能是将滑动变阻器的接线柱 和 接入了电路。小华同学排除故障后按图乙连接电路，闭合开关，当滑片P移到某处时，电压表的示数为2V，要想测出小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为 V，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（3）同组的小王想探究电流和电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。若需要保持电压表示数为2V不变，为完成所有实验，应该选择的滑动变阻器的规格为 （选填下列选项前的字母）。
A.50Ω，0.5A B.60Ω，0.3A C.30Ω，0.6A
（4）小王同学在探究电流和电阻的关系时，选择多个定值电阻多次实验的目的是 。
【答案】小王同学在探究电流和电阻的关系时，选择多个定值电阻多次实验的目的是寻找普遍规律。
故答案为：（1）如图所示；（2）C；D；A；2.5；0.75；（3）A；（4）寻找普遍规律。
【解析】解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，电压表选用小量程并联在小灯泡两端，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω，根据欧姆定律可知，小灯泡正常发光时的电流约为：
I=UR=2.5V10Ω=0.25A，电流表选用小量程，如下图所示：
；
（2）同组的小燕同学匆匆连好电路后闭合开关，她发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电表均有示数但示数不变，同时小灯泡发出极其微弱的光，则电路中的电流较小且不变，说明变阻器没有起到改变电阻的作用，则故障可能是将变阻器下面两个接线柱连入了电路，即C和D接入了电路；
灯在额定电压下正常发光，示数为2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A移动，直到电压表示数为额定电压2.5V，此时电流表的示数如丙图所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（3）电阻两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2V＝4V，变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝2×20Ω＝40Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器，因电路的最大电流为：
I大=UVR1=2V5Ω=0.4A，故变阻器选用A；
（4）小王同学在探究电流和电阻的关系时，选择多个定值电阻多次实验的目的是寻找普遍规律。
故答案为：（1）如上图所示；（2）C；D；A；2.5；0.75；（3）A；（4）寻找普遍规律。
25．现有下列器材：恒定电源（15V）、定值电阻（10Ω、20Ω、25Ω和30Ω各一个）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器（100Ω 1A）和导线若干。小王设计了如图甲所示的电路图探究“电流与电阻的关系”。
（1）请用笔画线代替导线将如图乙所示的电路连接完整（要求：滑片向左移动时滑动变阻器阻值变大）；
（2）小王连上最后一根导线后，立即看到电流表、电压表指针有明显的偏转，你认为他实验操作的错误之处是： ；
（3）实验过程中，他先将10Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为3V，测得电流表示数为0.3A，断开开关，保持滑片位置不动，直接用20Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关后，发现电流表读数 （选填“大于”或“小于”）0.15A，为了继续完成实验，他应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移。此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和 ；
（4）他将10Ω、20Ω、25Ω三个定值电阻分别接入电路中，调节滑动变阻器滑片，读出电流表的示数，数据如表所示，由此得出结论：当电压相同时，电流与电阻成 关系；
（5）接着他又将30Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，电压表示数都不能为3V。为顺利完成以上所有探究，他设计了如下四个调整方案，你认为不可行的是 。
A．如果只调整电压表的示数，则应控制电压表示数范围为4V～10V；
B．如果只更换定值电阻，则更换的电阻阻值范围是3Ω～25Ω；
C．如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值不小于120Ω；
D．如果只更换电源，则更换的电源电压范围是3V～13V。
【答案】（1）如图所示；（2）连接电路时开关没有断开；（3）大于；左；控制定值电阻两端电压保持不变；（4）反比；（5）AB。
【解析】解：（1）因为滑片向左移动时滑动变阻器阻值变大，故变阻器右下接线柱连入电路中，所以电路图如下图所示：
（2）小王连上最后一根导线后，立即看到电流表、电压表指针有明显的偏转，说明连接电路时开关没有断开；
（3）①先将10Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为3V，测得电流表示数为0.3A，根据串联电路电压的规律及欧姆定律，则滑动变阻器连入电路的阻值：
R滑=U滑I=U−UVI=15V−3V0.3A=40Ω；
断开开关，保持滑片位置不动，直接用20Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关后，根据串联电阻的规律及欧姆定律，则电流表读数为：
I′=UR滑+R=15V40Ω+20Ω=0.25A，所以电流表的示数大于0.15A；
②根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数不变；
③此实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还起到控制定值电阻两端电压保持不变的作用；
（4）由实验数据可知，电阻增大为原来的几倍，通过的电流减小为原来的几分之一，得出的结论是：当定值电阻两端电压一定时，电流与电阻成反比；
（5）本实验是探究电流与电阻的关系，需要保持定值电阻两端的电压（电压表的示数）不变，
A．如果只调整电压表的示数（可改变电压表量程），当调整的电压表示数最大，且接入定值电阻的阻值最小为10欧时，由欧姆定律可知此时电路中的最大电流为0.6A，
则电压表的最大示数UVmax＝ImaxRmin＝0.6A×10Ω＝6V；
当调整的电压表示数最小时，变阻器两端的电压最大，且接入定值电阻的阻值最大为30欧时，变阻器接入电路的阻值最大为100欧，
由串联分压原理可得：UVmin15V−UVmin=R定maxR滑max=30Ω100Ω，
解得UVmin≈3.46V；
所以，应控制电压表示数范围为3.46V～6V，则A方案不可行；
B．电源电压为15V，由串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为：15V﹣3V＝12V，变阻器的电压为电压表示数的4倍，若更换25Ω的电阻，由分压原理，滑动变阻器连入电路的阻值应为：
R滑′＝4×25Ω＝100Ω；
已知电路允许通过最大电流为0.6A，所以电路的总电阻最小为：R总=UI最大=15V0.6A=25Ω；
根据串联电路电压的规律及分压原理，定值电阻的最小阻值应为：R滑小=11+4×25Ω＝5Ω；
如果只更换定值电阻，则更换的电阻阻值范围是5Ω～25Ω，所以B方案不可行；
C．如果只更换滑动变阻器，根据分压原理，则更换的滑动变阻器最大阻值至少为：
R滑大＝4×30Ω＝120Ω；
所以C方案可行；
D．若更换的电源电压范围是3V～13V，当电源电压为13V时，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为：U变＝13V﹣3V＝10V，由分压原理，则滑动变阻器连入电路的阻值：
R滑″=10V3V×30Ω＝100Ω；
当电源电压为3V时，则滑动变阻器的阻值应调为0Ω，此时定值电阻的电压等于电源电压，即为3V，更换的电源电压范围是3V～13V，所以D方案可行。
由此可知，不可行的方案是AB。
故答案为：（1）如上所示；（2）连接电路时开关没有断开；（3）大于；左；控制定值电阻两端电压保持不变；（4）反比；（5）AB。
四、计算题（第26题6分，第27题8分，第28题8分，共3小题，共计22分）：
26．如图所示电路，灯L上标有“3V 0.9W”字样，电源电压恒为4.5V，灯L的电阻保持不变。求：
（1）灯L的电阻；
（2）灯L正常工作时，滑动变阻器的电功率。
【答案】（1）灯L的电阻为10Ω；（2）灯L正常工作时，滑动变阻器的电功率为0.45W。
【解析】解：由电路图可知，闭合开关S，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由P＝UI=U2R可得，灯L的电阻：RL=UL2PL=(3V)20.9W=10Ω，
（2）正常工作时的电流：IL=ULRL=3V10Ω=0.3A，
因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和，所以，灯L正常工作时滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣UL＝4.5V﹣3V＝1.5V，
因串联电路中各处的电流相等，所以，滑动变阻器消耗的功率：
PR＝URIR＝URIL＝1.5V×0.3A＝0.45W。
答：（1）灯L的电阻为10Ω；（2）灯L正常工作时，滑动变阻器的电功率为0.45W。
27．如图所示，电源电压恒为4V，灯泡标有“4V 2W”字样（灯丝电阻不变）。当开关S1、S2都闭合，且滑动变阻器R2的滑片P在中点时，电流表示数为0.9A；当开关S1、S2都断开时，灯泡实际消耗的电功率为0.5W。求：
（1）灯泡的电阻；
（2）R2的最大阻值；
（3）当开关S1、S2都断开时，R1工作2min消耗的电能。
【答案】（1）灯泡的电阻为8Ω；（2）R2的最大阻值为20Ω；
（3）当开关S1、S2都断开时，R1工作2min消耗的电能为60J。
【解析】解：（1）灯丝电阻不变，根据P=U2R可知灯泡的电阻RL=(UL额)2PL额=(4V)22W=8Ω。
（2）当S1、S2都闭合时，R1短路，R2与灯泡L并联，电流表测干路电流；
由于此时UL实＝U＝4V＝UL额，所以灯泡正常发光，则P1＝PL额＝2W，
通过灯泡的实际电流：IL＝IL额=PLUL=2W4V=0.5A，
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知，
通过变阻器的电流：I2＝I﹣IL＝0.9A﹣0.5A＝0.4A，
由I=UR得，滑动变阻器R2连入电路的电阻：R2′=UI2=4V0.4A=10Ω；
此时滑片P在中点，所以R2的最大阻值：R2＝2R2′＝2×10Ω＝20Ω。
（3）当开关S1、S2都断开时，灯泡和定值电阻串联，灯泡实际消耗的电功率为0.5W。
根据P＝I2R可知电路中的电流I′=P灯RL=0.5W8Ω=0.25A，
根据欧姆定律可知灯泡两端的电压U灯＝I′RL＝0.25A×8Ω＝2V，
根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压U1＝U﹣U灯＝4V﹣2V＝2V，
R1工作2min消耗的电能：W1＝U1I′t＝2V×0.25A×2×60s＝60J。
答：（1）灯泡的电阻为8Ω；（2）R2的最大阻值为20Ω；
（3）当开关S1、S2都断开时，R1工作2min消耗的电能为60J。
28．如图甲所示，是一款新型热奶器，它有着高温挡消毒，中温挡加热和低温挡保温等功能。小华根据其功能设计了模拟电路如图乙所示，电流表量程为0～3A，电源电压恒为12V。当装置处于高温挡或中温挡时开关S1始终闭合，高温挡和中温挡的功率分别为36W、24W。R1、R2和R3分别为加热电阻，电阻R3规格为“30Ω 1A”，当R3只与一个定值电阻串联时，移动滑片还可以手动调节低温挡的加热功率。求：
（1）中温挡时通过的电流；
（2）定值电阻R2的阻值；
（3）手动调节低温挡电功率允许的范围。
【答案】（1）中温挡时通过的电流为2A；（2）定值电阻R2的阻值为12Ω；
（3）手动调节低温挡电功率允许的范围为4～12W。
【解析】解：当S、S1、S2都闭合时，电阻R1和R2并联，电阻最小，根据P=U2R知，功率最大，此时处于高温挡；
当S、S1闭合、S2断开时，只有电阻R1工作，电阻较大，根据P=U2R知，此时处于中温挡；
当S闭合、S1、S2都断开时，电阻R1和R3串联，电阻最大，根据P=U2R知，功率最小，此时处于低温挡；
（1）根据P＝UI知，电器以中温挡工作时，通过加热电阻的电流：I=P中U=24W12V=2A；
（2）当S、S1、S2都闭合时，电阻R1和R2并联，处于高温挡，当S、S1闭合、S2断开时，只有电阻R1工作，处于中温挡；
所以R2的功率为：P2＝P高﹣P中＝36W﹣24W＝12W，
根据P=U2R知，定值电阻R2的电阻：R2=U2P2=(12V)212W=12Ω；
（3）当S、S1闭合、S2断开时，只有电阻R1工作，处于中温挡，
根据I=UR知，R1的电阻大小：R1=UI=12V2A=6Ω；
当S闭合、S1、S2都断开时，电阻R1和R3串联，处于低温挡，电流表测量通过滑动变阻器的电流，
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，低温挡的功率最小，此时电路中总电阻：
R＝R1+R3＝6Ω+30Ω＝36Ω，
低温挡加热功率的最小值为：P低小=U22R=(12V)236Ω=4W，
电流表示数最大为3A，R3规格为“30Ω 1A”，所以电路的最大电流为1A时，低温挡的功率最大，低温挡加热功率的最大值为：P低大＝UI大＝12V×1A＝12W，
所以，低温挡加热功率的范围为4～12W。
答：（1）中温挡时通过的电流为2A；（2）定值电阻R2的阻值为12Ω；
（3）手动调节低温挡电功率允许的范围为4～12W。题型
选择题
填空作图题
实验题
计算题
总计
题数
12
10
3
3
28小题
分数
36
20
22
22
100分
得分
实验序号
1
2
3
电阻R/Ω
10
20
25
电流I/A
0.3
0.15
0.12