2025年中考物理一轮培优讲练 专题17 电功率（练习）（解析版）

这是一份2025年中考物理一轮培优讲练 专题17 电功率（练习）（解析版），共66页。
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc5822" PAGEREF _Tc5822 \h 2
\l "_Tc21924" 命题点一 电能 电功 PAGEREF _Tc21924 \h 2
\l "_Tc3075" 命题点二 电功率 PAGEREF _Tc3075 \h 2
\l "_Tc3042" 命题点三 测量小灯泡的电功率 PAGEREF _Tc3042 \h 8
\l "_Tc28352" 命题点四 焦耳定律 PAGEREF _Tc28352 \h 23
\l "_Tc31843" PAGEREF _Tc31843 \h 35
\l "_Tc22452" PAGEREF _Tc22452 \h 45
命题点一 电能 电功
1．（2024·广东东莞·二模）某智能手机的锂电池上标有“3.7V，4200mAh”字样，该手机搭配了超级快充功能，增大充电的电流。给手机充电的过程中，手机电池属于电路构成中的 （选填“电源”或“用电器”）。这块锂电池充满电可以储存 J的电能；若给锂电池快充入80%的电能，需要充电40min,此时手机的快充电流大小为 A。
【答案】 用电器 5.5944×104 5.04
【详解】[1]给手机充电的过程中，手机电池消耗电能，相当于用电器。
[2] 这块锂电池充满电可以储存的电能为
[3]若给锂电池快充入80%的电能，则充入的电能为
由知道，此时手机的快充电流大小为
2．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）灯泡L的电流随电压变化的图像如图甲所示，将此灯泡与定值电阻R接入图乙中所示的电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为0.5W，再闭合开关，电流表的示数变化了0.2A，则R的阻值是 Ω，通电1min，定值电阻R消耗的电能是 J。
【答案】 10 24
【详解】[1]只闭合开关S，由图乙可知电路只有灯泡，小灯泡的实际功率为0.5W，根据由图甲可知此时灯泡两端电压为2V，电流为0.25A；则电源电压也为2V；再闭合开关，电路为并联电路，电流表测干路电流，电流表的示数变化了0.2A，根据并联电路电流、电压规律和欧姆定律得R的阻值是
[2]通电1min，定值电阻R消耗的电能是
3．（2024·江苏无锡·一模）如图所示是电阻R和灯泡L的I-U图像，由图甲可知，电阻R的阻值是 Ω，将电阻R和灯泡L接在图乙电路中，开关S闭合，电流表示数为0.3A，则电源电压为 V，通电5min整个电路消耗电能为 J。
【答案】 10 4 360
【详解】[1]由图甲中图像可知，电阻R为定值电阻，当其两端电压为6V时，通过它的电流为0.6A，则其电阻为
[2]图乙中电阻R和灯泡L串联，则当电流表示数为0.3A时，通过电阻R和灯泡L的电流都是0.3A。由图甲可知，此时电阻R和灯泡L两端的电压分别为3V和1V，则电源电压为
U'=UR+UL=3V+1V=4V
[3]通电5min整个电路消耗电能为
4．（2024·河南开封·二模）如图所示，电源电压不变，。当闭合、断开时，电流表的示数为1A，则电源电压是 V；当开关；断开时，电流表的示数为0.2A，的阻值是 Ω，电路在1min内消耗的电能为 J。
【答案】 12 42 144
【详解】[1]当S1闭合、S2断开时，电路为R1单独串联，此时电路中电流为1A，则电源电压为
[2]当开关S1、S2断开时，电路为R1、R2、R3串联，电路中的总电阻为
R3的阻值为
[3]电路在1min内消耗的电能为
5．（2024·广东茂名·模拟预测）如图所示，A、B是由同种材料制成的长度相同，横截面积不同的两段导体，A、B导体的电流：IA IB；A、B导体两端的电压：UA UB；一段时间后A、B导体消耗的电能：WA WB（均选填“＞/＜/＝”）。
【答案】 ＝ ＜ ＜
【详解】[1]由图可知，导体A、B串联在电路中，根据串联电路的电流特点可知，通过A、B导体的电流相等，即IA＝IB。
[2]A、B是由同种材料制成的长度相同，横截面积不同的两段导体，由图可知，A导体的横截面积大于B导体的横截面积，根据导体的电阻的影响因素可知，A导体的电阻小于B导体的电阻，根据欧姆定律可知，A导体两端的电压小于B导体两端的电压，即UA＜UB。
[3]由W＝UIt可知，一段时间后A消耗的电能小于B消耗的电能，即WA＜WB。
6．（2024·广西百色·二模）如图是小明家安装的电能表示意图，下列说法中正确的是（ ）
A．电能表是用来测电功率的仪表B．此时电能表的读数为
C．该电能表应接在220V的电路中使用D．该电能表允许通过的最大电流为10A
【答案】C
【详解】A．电能表是用来测量电路消耗电能的仪器，故A错误；
B．电能表最后一位是小数，单位为，故电能表的读数为，故B错误；
C．“220V”表示此电能表应该在220V的电路中使用，故C正确；
D．电能表上的电流值10A表示电能表的标定电流，40A表示该电能表平时工作允许通过的最大电流，故D错误。
故选C。
7．（2024·江苏连云港·一模）小明拍到一张电能表照片，如图所示，他仔细观察照片后得到下列结论，你认为正确的是（ ）
A．电能表工作时的最大电流为5A
B．拍照片时，小明家已消耗的电能为9316kW•h
C．电能表上的转盘转过500转，消耗的电能为
D．把此电能表接入家庭电路，电路消耗的总功率不超过2200W
【答案】D
【详解】A．由图可知，电能表工作时的最大电流为10A，故A错误；
B．拍照片时，小明家已消耗的电能为931.6kW•h，故B错误；
C．电能表上的转盘转过500转，消耗的电能为
故C错误；
D．把此电能表接入家庭电路，电路消耗的总功率不超过
故D正确。
故选D。
8．（2024·广东广州·二模）在如图的电路中，电源电压9V保持不变，电阻R1的阻值为20Ω。当开关S闭合时，电流表的示数为0.3A。求：
(1)电阻R1两端的电压U1；
(2)电阻R2的阻值；
(3)通电1min，电流通过R2做的功。
【答案】(1)6V
(2)10Ω
(3)54J
【详解】（1）由图可知，R1、R2串联，根据串联电路的电流特点可知，通过R1、R2的电流
I1=I2=I=0.3A
由可知，R1两端的电压
U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V
（2）根据串联电路的电压特点可知，R2两端的电压
U2=U-U1=9V-6V=3V
由可知，R2的阻值
（3）通电1min，电流通过R2做的功
W2=U2I2t=3V×0.3A×60s=54J
9．（2024·新疆乌鲁木齐·一模）如图所示的电路中，电源电压为3V，电阻的阻值为10Ω。闭合开关S，电流表的示数为0.2A。求：
(1)两端的电压；
(2)电阻的阻值；
(3)整个电路工作1min消耗的电能。
【答案】(1)2V
(2)
(3)36J
【详解】（1）根据公式可知，R1两端的电压为
（2）由串联电路的电压规律可知，R2两端的电压为
电阻R2的阻值为
（3）整个电路工作1min消耗的电能为
10．（2024·云南昆明·一模）如图所示的电路中，电源电压恒定不变，阻值为。闭合开关S，电流表的示数为0.2A，继续闭合开关，电流表示数变为0.5A。求：
(1)电源电压；
(2)的电阻；
(3)闭合开关S、后，电路工作1min消耗的电能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）闭合开关S，电路为R1单独串联，则电源电压为
（2）继续闭合开关S1，电路为两电阻并联，电流表示数变为0.5A，则R2的电流为
R2的电阻为
（3）闭合开关S、S1后，电路工作1min消耗的电能为
命题点二 电功率
11．（2024·甘肃兰州·二模）两个定值电阻R1与R2分别标有“5Ω，2A”和“6V，1A”的字样，现将这两个电阻并起来接入某一电路中，为使其不至于被损坏，干路电流最大是 A，电路中消耗的最大功率为 W。
【答案】 2.2 13.2
【详解】[1]由欧姆定律可得，R1两端的最大电压
并联时电路中各支路电压与电源电压都相等，所以电路两端的最大电压
此时I2=1A，经过R1的电流为
干路最大电流
[2]电路消耗的最大功率
12．（2024·海南海口·模拟预测）如图所示是定值电阻R和小灯泡L的I—U图像，已知小灯泡的额定电压是2V，小灯泡的额定电功率是 W；若将图中的R和L串联接在5V的电源上工作10s，则整个电路中的消耗的电能是 J。
【答案】 1.2 20
【详解】[1]由于小灯泡的电阻是不固定的，所以图甲是小灯泡的I—U图像，已知小灯泡的额定电压是2V，由图甲可知，小灯泡的额定电流为0.6A，小灯泡的额定电功率
PL=ULIL=2V×0.6A=1.2W
[2]将定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上，根据串联电路的电流特点和电压特点可知，通过定值电阻R和小灯泡L的电流相等，由图像可知，当电流为0.4A时，小灯泡两端的电压为1V，工作10s，则整个电路中的消耗的电能
W=U总I总t=5V×0.4A×10s=20J
13．（2024·贵州安顺·一模）某种型号电热器的等效电路如图所示，它有高、中、低三档并可手动调节，其额定电压为220V，低温档、中温档的额定功率分别为220W和440W，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b。把它接入220V的家庭电路中，高温档和低温档功率之比P高︰P低= 。
【答案】4︰1
【详解】当该电热器处于低温档时，其消耗的总功率最小，电源电压一定，由可知，总电阻应最大，则两电热丝应串联连接，结合电路图可知，应断开开关S1、同时S2接b；当开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，此时电热器处于中温挡；由电路图可知，当开关S1闭合、S2接a时，两电热丝并联，电路中的总电阻最小，由可知，此时电功率最大，电热器处于高温档。低温档、中温档的额定功率分别为220W和440W，因此定值电阻R1的阻值为
R1和R2的总电阻为
根据串联电路电阻的特点可知，R2的电阻
R2=R总-R1=220Ω-110Ω=110Ω
电热器处于高温档时，两电热丝并联，此时总电阻为
则高温档的加热功率为
因此高温档和低温档功率之比
P高︰P低=880W︰220W=4︰1
14．（2024·重庆·二模）小明对家里的用电情况进行了调查，了解到电能表3月底的示数为35200，4月底电能表的示数为36356，小华家4月份的用电量为 kW·h。为了进一步利用电能表测量电暖器的电功率，小华首先断开所有用电器的开关，然后只闭合电暖器的开关，让其正常工作3min，数出电能表指示灯闪烁了66次。对照电能表铭牌信息“1200imp/（kW·h）”， 计算出电暖器的实际电功率为 kW。
【答案】 115.6 1.1
【详解】[1]电能表示数最后一位为小数位，所以，小华家4月份的用电量为
3635.6 kW·h -3520.0 kW·h =115.6 kW·h
[2]电暖器消耗的电能为
电暖器的实际电功率为
15．（2024·湖北襄阳·一模）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V3W”字样，图乙是通过小灯泡的电功率随其两端电压变化的图像。滑动变阻器R1的最大值为60Ω，定值电阻R2=10Ω。当闭合S和S1，断开S2，使滑动变阻器的滑片P在中点时，R2的功率为0.9W，则这时电流表的示数为 A，电源电压为 V。当闭合S和S2，断开S1，要使小灯泡功率为1.6W，则滑动变阻器连入电路中的阻值为 Ω。
【答案】 0.3 12 20
【详解】[1][2]当闭合S和S1，断开S2时，滑动变阻器R1和定值电阻R2串联，电流表测电路中电流，滑动变阻器的滑片P在中点，此时，滑动变阻器的阻值为最大阻值的一半，大小为，R2的功率为0.9W，由公式可知，电路电流为
则这时电流表的示数为0.3A。由公式可知，电源电压为
[3]当闭合S和S2，断开S1时，滑动变阻器R1和小灯泡L串联，由图乙可知，小灯泡功率为1.6W时，小灯泡两端的电压为4V，由公式可知，此时电路中的电流为
由串联电路的电压规律可知，此时，滑动变阻器两端的电压为
则滑动变阻器连入电路中的阻值为
16．（2024·江苏苏州·二模）如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω、1A”，电流表量程选择“0～0.6A”，电压表量程选择“0～3V”，小灯泡上标有“4.5V、0.3A”字样，其I﹣U图象如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项不正确的是（ ）
A．电流表的最大示数是0.3A
B．电流表的最小示数是0.2A
C．电路的最大功率是1.8W
D．小灯泡的最小功率是0.75W
【答案】B
【详解】AC．由图甲可知，小灯泡与滑动变阻器串联，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；串联电路各处电流相等，为保证电路安全，电路中允许通过的最大电流是I″＝0.3A，即电流表的最大示数是0.3A，由可得电路的最大功率是
故AC正确，AC不符合题意；
BD．由串联电路的分压特点可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，滑动变阻器两端的电压最大时，灯泡两端的电压最小，而且此时流过小灯泡的电流也最小，即电流表的示数最小，即当电压表的示数为3V时，小灯泡的电功率最小，此时小灯泡两端的电压为
由图乙可知，此时流过小灯泡的最小电流是IL小＝0.25A，小灯泡的最小功率是
故B错误，B符合题意，D正确，D不符合题意。
故选B。
17．（2024·山东泰安·模拟预测）物理科技小组的同学按照老师的要求设计了如图所示的电路，电源两端电压保持不变，R1为定值电阻。闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片向右移动的过程中，下列有关他们对这个电路分析、判断正确的是（ ）
A．R1与滑动变阻器R是并联的
B．电压表V1的示数与电流表A的示数比值变小
C．电流表A的示数变小，电压表V1的示数变小
D．该电路消耗的总功率变大
【答案】D
【详解】A．由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1的电压，电压表V2测R两端的电压，电流表测电路中的电流，故A错误；
BC．将滑动变阻器的滑片P向右移，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由可知，电路中的电流变大，即电流表A的示数变大；因通过R1的电流变大，由U=IR可知，R1两端的电压变大，电压表V1的示数变大；根据可知，电压表V1的示数与电流表A的示数比值为R1的阻值，所以该比值不变，故BC错误；
D．电路中的电流变大，由P=UI可知该电路消耗的总功率变大，故D正确。
故选D。
18．（2024·山东泰安·二模）如图所示的电路，电源电压保持5V不变。小灯泡L标有“4V，1.6W”字样（灯泡电阻不变）1标有字样“15Ω，1A”，定值电阻R2＝50Ω，电流表的量程为0～0.6A，两个电压表的量程均为0～3V。在保证各元件安全工作的情况下（ ）
①只闭合开关S和S2，灯泡L的最大功率为1.6W
②只闭合开关S和S2，电压表V1的示数范围为2V～3V
③只闭合开关S、S1和S3，滑动变阻器的取值范围为5Ω～15Ω
④任意闭合开关，整个电路的最大功率与最小功率的比为3∶1
A．③④正确B．①②正确
C．②④正确D．①③正确
【答案】C
【详解】由可得小灯泡的电阻
①只闭合开关S和S2，灯泡L和变阻器R1串联，V1测变阻器两端的电压，V2测灯泡两端的电压，因两个电压表均选用小量程，则电压表V2示数最大为3V时，灯泡L的功率最大，则灯泡L的最大功率
故①错误；
②只闭合开关S和S2，灯泡L和R1串联，电压表V4测量R1两端电压，电压表V2测量灯泡两端的电压，电压表V2的量程为0～3V，当电压表的示数最大：U2大＝3V时，根据串联电路电压规律可知，V1的示数最小为
U1小＝U﹣U2大＝5V﹣3V＝2V
当变阻器接入阻值最大为15Ω时，电路中的电流最小为
U1示数最大为
U1大＝I小R1大＝0.2A×15Ω＝3V
所以电压表V8的示数范围为2V～3V，故②正确；
③只闭合开关S、S1和S3，灯泡L被短路，R1、R2并联，电流表测干路电流，在保证各元件安全工作的情况下，电路中电流最大为0.6A时，滑动变阻器R1接入电路中的电阻最小，此时通过R2的电流为
通过R1的电流为
I1大＝I大﹣I2＝0.6A﹣0.1A＝0.5AR1接入电路中电阻最小为
又因为R1的最大电阻为14Ω，所以滑动变阻器的取值范围为10Ω～15Ω；故③错误；
④任意闭合开关，根据P＝UI可知，在电源电压一定时，当电路中电流最大时，电功率最大，当电路中电流最小时，电功率最小，当R1、R2并联，调节滑动变阻器R1接入电路中电阻最小，使得电路中最大的电流为0.6A，此时电路中的最大电功率为
P大＝UI大＝5V×0.6A＝3W
当灯泡L、R1串联且R1接入电路中电阻最大为15Ω时，电路中电阻最大，电流最小，此时电路中的最小电功率为
整个电路的最大功率与最小功率的比为
P大∶P小＝3W∶1W＝3∶1
故④正确，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
19．（2024·江苏常州·二模）如图甲电路中，闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列正确的是（ ）
A．电源的电压为4V
B．R1的最大功率为0.8W
C．R2的最大阻值为20Ω
D．图乙中c点表示滑片P位于R2中点
【答案】C
【详解】由图可知，R1、R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路电流。
A．由图乙可知，当电压表示数为1V时，电路电流为0.5A，根据欧姆定律即串联电路电压规律可得
①
当电压表示数为4V时，电路电流为0.2A，根据欧姆定律即串联电路电压规律可得
②
由①②两式可得：R1=10Ω，U=6V。
故A错误；
B．电路最大电流为0.6A，则R1的最大功率为
故B错误；
C．R2的最大阻值为
故C正确；
D．当滑片P在c点时，电压表示数为2V，电路电流为0.4A，R2的阻值为
此时滑片P没有位于R2中点，故D错误。
故选C。
20．（2024·海南海口·模拟预测）如图所示，电路中电源电压保持不变。当闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数减小，电压表示数增大
B．电流表示数减小，电压表示数不变
C．电路总电阻减小，电路总功率增大
D．电路总电阻增大，电路总功率变小
【答案】D
【详解】如图，定值电阻和滑动变阻器并联，电流表测定值电阻支路电流，电压表测电源电压。当闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P向右移动时，滑动变阻器阻值变大，则电路总电阻变大；电源电压不变，所以电压表示数不变，并联电路各支路之间互不影响，所以通过定值电阻的电流不变，电流表示数不变；根据可知，电路总功率变小，故ABC错误，D正确。
故选D。
21．（2024·湖北·一模）如图甲所示电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，滑动变阻器R2铭牌上标有“160Ω 1.0A”的字样，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～15V。在保证电路安全的前提下，移动滑动变阻器滑片，测得R2的电功率P与其两端电压U的关系如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．R1的阻值为25ΩB．电源电压为20V
C．电路总功率的最小值为1.8WD．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω～100Ω
【答案】D
【详解】分析电路可知，、串联，电流表测电路电流，电压表测电压。
AB．由图乙可知，电压为8V时，功率为4W，则此时电流为
则电源电压为
①电压为10V时，功率为4W，则此时电流为
则电源电压为
②
联立①②，解得，电源电压。故AB错误；
D．电流表量程0～0.6A，则电流最大为0.6A，此时总电阻最小为
则变阻器阻值最小为
电压表量程0～15V，则当电压表示数最大为15V时，电路中电流最小为
则变阻器阻值最大为
所以滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω～100Ω，故D正确；
C．电路总功率的最小值为
故C错误。
故选D。
22．（2024·四川眉山·一模）如图所示的电路中，电源电压恒为20V，小灯泡L标有“10V，5W”的字样，滑动变阻器的规格为“80Ω，1A”，电流表的量程为A，电压表的量程为V。当只闭合、、，将滑动变阻器的滑片P调到中点时，电流表示数为1A。不考虑灯丝电阻的变化，在保证电路中各元件安全的情况下，则下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻的阻值为20Ω
B．只闭合、，断开、，电流表的示数变化范围是
C．只闭合、，断开、，小灯泡L的电功率的取值范围是
D．闭合开关、、，断开，整个电路消耗的电功率的取值范围是
【答案】C
【详解】A．只闭合、、，电路为和R2的并联电路，电流表测量干路电流，将滑动变阻器的滑片P调到中点时，电流表示数为1A，所在支路的电流为
则经过R2所在支路的电流为
R2的阻值为
故A错误；
B．只闭合、，断开、，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，灯泡允许通过的最大电流为
小于滑动变阻器允许通过的最大电流，所以电路中最大电流为0.5A。电压表的最大量程为15V，此时灯两端的电压为
灯的电阻为
所以电路中最小电流为
综上，电流的取值范围是，故B错误；
C．由B可知，流过灯泡的最小电流为0.25A，此时灯泡的电功率最小，为
所以灯泡电功率的取值范围为，故C正确；
D．只闭合、、，电路为和R2的并联电路，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，经过R2所在支路的电流为0.5A，电路中最大电功率为
当滑动变阻器连入电路的阻值最大时，电路的总电阻最大，消耗的总功率最小，此时流过滑动变阻器的电流为
电路消耗的功率为
所以闭合开关、、，断开，整个电路消耗的电功率的取值范围是，故D错误。
故选C。
23．（2024·海南省直辖县级单位·模拟预测）如图所示电路中，灯泡L标有“6V 3W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响）。当开关S1、S2均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表示数为1.5A，并且灯泡L正常发光；当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电流表的示数为0.25A。求：
(1)灯泡L正常发光10min消耗的电能；
(2)电源电压；
(3)定值电阻R的阻值；
(4)电路中有电流通过时，电路的最小功率。
【答案】(1)1800J
(2)6V
(3)
(4)1.5W
【详解】（1）灯泡L正常发光10min消耗的电能为
W=Pt=3W×10×60s=1800J
（2）当开关S1、S2均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，滑动变阻器连入电路的电阻为0，灯泡L和电阻R并联，此时灯泡正常发光，根据并联电路电压的规律知，电源电压为
（3）灯泡L和电阻R并联，此时灯泡正常发光，通过灯泡的电流为
因为电流表测干路电流，所以通过R的电流为
定值电阻R的阻值为
（4）根据可知，电源电压不变，电阻最大时，电流最小，当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P在最右端时，灯泡和滑动变阻器的最大阻值连入电路，电路中的电阻最大，电流最小，由题知此时的电流为0.25A，根据P=UI可知，此时电路的功率最小，为
24．（2024·湖北宜昌·模拟预测）图甲是某电烤箱的电路图，、两根电阻丝阻值均不变，如表为其铭牌，其中高温挡额定功率模糊不清。
(1)的电阻是多少欧？
(2)该电烤箱高温挡的额定功率为多少瓦？
(3)在用电高峰时段，小明利用家中电能表（如图乙）测出了家庭电路的实际电压。他断开其他用电器开关，仅让电烤箱在高温挡下工作，电能表的指示灯闪烁90次用时36s，则此时家庭电路的实际电压是多少伏？
【答案】(1)
(2)3025W
(3)200V
【详解】（1）分析电路可知，闭合，接a时，、并联，此时总电阻最小，根据，总功率最大，为高温挡；断开，接b时，、串联，此时总电阻最大，根据，总功率最小，为低温挡；闭合，接b时，单独工作，则此时为中温挡。所以、总电阻为
电阻为
则的电阻为
（2）高温挡时，、并联，此时功率为
则该电烤箱高温挡的额定功率为
（3）消耗的电能为
则实际功率为
高温挡的总电阻为
根据，实际电压为
命题点三 测量小灯泡的电功率
25．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）实验室中常用的小灯泡上标有“2.5V、3.8V、6V”字样，但并没有标清小灯泡的额定功率。涵涵选择了2.5V小灯泡来研究小灯泡的电功率。
(1)请用笔画线代替导线正确连接好电路 。
(2)正确连接好电路后，闭合开关发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，若两电表均完好，则故障可能是 。
(3)排除故障后，涵涵开始测量小灯泡的额定功率，她闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片，直至电压表的示数为2.5V，观察到电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率为 W。
(4)涵涵想要在此基础上继续测量小灯泡在1.2倍额定电压下的实际功率，则其下一步的实验操作应为： 。
(5)轩轩选用了“3.8V”的小灯泡来进行实验，更换灯泡过后，他发现利用此电路图无法准确的判断小灯泡何时正常发光，请你帮他分析问题所在 。
【答案】(1)见解析
(2)小灯泡处短路
(3)0.7
(4)将滑动变阻器的滑片继续向左移动，直至电压表的示数为3V，观察并记录此时对应的电流表的示数为
(5)见解析
【详解】（1）实验中，灯泡与变阻器串联，电压表测量灯泡的电压，电流表测量电路电流，变阻器的连线一上一下，开关闭合前，滑片在阻值最大处，则变阻器的A接线柱接入电路中，如图所示：
（2）正确连接好电路后，闭合开关发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，若两电表均完好，则说明电路出现断路现象，且电压表与电源两端连接完好，则故障可能为与电压表并联的灯泡断路。
（3）由图得，电流表的路程选用0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.28A，小灯泡的额定功率为
（4）涵涵想要在此基础上继续测量小灯泡在1.2倍额定电压下的实际功率，此时灯泡的电压为
则应将滑动变阻器的滑片继续向左移动，减小变阻器接入电路中的电阻，增大通过灯泡的电流，直至电压表的示数为3V，观察并记录此时对应的电流表的示数为。
（5）小灯泡的额定电压为3.8V，因此选用小量程0~3V无法测量。选用大量程0~15V进行测量时，其对应的分度值为0.5V，无法准确读出小灯泡正常发光时的电压3.8V。因此无法通过电压表示数准确判断小灯泡何时正常发光。
26．（2024·新疆昌吉·模拟预测）在“用伏安法测小灯泡电功率”的实验中，待测小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒为3V不变。
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右移动时，灯泡亮度变亮。
(2)正确连接好电路，闭合开关发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是小灯泡发生了 （选填“短路”或“断路”）。
(3)排除故障后，小丽同学闭合开关，移动滑片到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若她想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 （填“左”或“右”）移动，使电压表的示数为2.5V。
(4)小丽同学移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U图像，由图像可计算出小灯泡的额定功率为 W。
【答案】(1)见解析
(2)短路
(3)右
(4)0.5
【详解】（1）根据要求滑动变阻器的滑片向右移动时，灯泡亮度变亮，应该把滑动变阻器接右下方接线柱接入电路，连接电路如下：
（2）正确连接好电路，闭合开关发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，可以判断故障位置，可能是小灯泡发生了短路。
（3）根据电压表示数如图乙所示，可知此时小灯泡电压小于额定电压，若她想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器电阻减小，因此应将滑片向右移。
（4）由图丙所示可知，小灯泡的额定电压2.5V和额定电流0.2A，可以求得小灯泡的额定功率
27．（2024·甘肃兰州·二模）在探究电流与电阻关系的实验中，提供的实验器材有：三只阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻、电源（电压6V且保持不变）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
(1)请用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整，且连线时导线不能交叉；
(2)实验中将10Ω电阻换成20Ω电阻后，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“左”或“右”）端移动。正确操作后，记下电流表的示数，得到电流I随电阻R变化的图象如图乙所示，由图象可得出的结论是 ；
(3)若电流表损坏，请你利用余下实验器材，测量一个额定电压为2.5V灯泡的额定功率，并把如下实验步骤补充完整。
①在原实验电路中，断开开关S，拆去电流表，用小灯泡替换定值电阻R0，重新连接好电路，并移动滑片P至最 （选填“左”或“右”）端；
②闭合开关S，移动滑片P，直至电压表的示数为 V时，小灯泡正常发光；
③保持滑片P的位置不变，断开开关S，用定值电阻R0代替小灯泡；闭合开关S，读出电压表的示数U；
④小灯泡的额定功率的表达式P额= 。（用R0和U表示）
【答案】(1)见解析
(2) 左 在电压不变的情况下，电流与电阻成反比
(3) 左 2.5
【详解】（1）滑动变阻器应串联接入电路中，采用一上一下的接法，如图所示：
（2）[1]如果将10Ω的电阻换成20Ω的电阻后，电路中的电阻变大，根据串联分压的知识可知，电压表的示数会变大，此时应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向左端滑动，保持定值电阻两端的电压不变。
[2]由图乙可知
为一定值，故得出：在电压不变的情况下，电流与电阻成反比。
（3）[1]断开开关S，拆去电流表，用小灯泡替换定值电阻，重新连接好电路，并移动滑片P至最大值，即最左端。
[2]闭合开关S，移动滑片P，直至电压表的示数为灯泡额定电压2.5V时，小灯泡正常发光。
[3]则定值电阻替代灯泡后，电路中电流
根据欧姆定律和串联电阻的规律，滑动变阻器接入电路的阻值
灯泡正常发光时电路中电流
小灯泡的额定功率的表达式
28．（2024·河北邯郸·模拟预测）课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。
(1)请将电路连接完整（要求滑动变阻器滑片左移时，灯泡变亮）。
(2)为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用_________（选填字母）。
A．“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B．“20Ω 2A”的滑动变阻器
C．“5Ω 1A”的滑动变阻器
(3)闭合开关后，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 。
(4)故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 端移动（选填“左”或“右”）。
(5)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
(6)实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下：
①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R′的滑片，使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为8V；
③再将 ，此时电压表的示数为14V；
④小灯泡的额定功率P额= W。
【答案】(1)见解析
(2)B
(3)小灯泡断路
(4)左
(5)0.5
(6) 滑动变阻器的滑片移至最右端 1.8
【详解】（1）在“测定小灯泡的电功率”的实验中，除电压表外，其余元件串联，电压表并在小灯泡两端。小灯泡额定电压为2.5V，所以电压表接3V接线柱；滑动变阻器滑片左移时，灯泡变亮，电流变大，滑动变阻器接入的电阻变小，故滑动变阻器应接左下接线柱，作图如下：
（2）小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为12Ω，由欧姆定律可得灯的额定电流约为
当灯正常发光时，根据串联电路的规律及欧姆定律可知，滑动变阻器连入电路中的电阻为
故为了能够顺利完成实验探究，应选用“20Ω 2A”的滑动变阻器。
故选B。
（3）闭合开关后，电流表无示数，小灯泡不亮，电路中可能存在断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表能接到电源两端，故出现该故障的原因是小灯泡断路。
（4）由图乙可知，电压表接的是小量程，分度值为0.1V，电压表示数为2.2V，而小灯泡的额定电压为2.5V，所以为测小灯泡的额定功率，需将滑动变阻器的滑片向左移动，减小滑动变阻器接入的电阻，增大电流，从而增大小灯泡两端的电压，直至到2.5V。
（5）由丙图可知，小灯泡两端的电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.2A，故小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
（6）[1][2]开关S、S1闭合，S2断开，此时滑动变阻器R′与与小灯泡串联，调节R′的滑片，使小灯泡正常发光，即小灯泡两端的电压为6V；保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，电压表测量滑动变阻器滑片左边电阻两端的电压，此时电压表示数为U左=8V；由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测出定值电阻R两端的电压，所以需要测出滑动变阻器两端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压，即U'=14V；在步骤②中，滑动变阻器的全部电阻R'与定值电阻R串联，根据串联电路电压的规律可得，R的电压为
UR=U-U'=18V-14V=4V
由分压原理可得，
所以滑动变阻器滑片左边电阻的阻值为
故在步骤①中，灯的额定电流为
则小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=6V×0.3A=1.8W
29．（2024·四川内江·三模）某实验小组的同学在用“伏安法”测量小灯泡的额定功率的实验中，现有器材：电源（电压恒为6V）、开关、电压表、电流表各一个，额定电压为3.8V的待测小灯泡（电阻约为12Ω），滑动变阻器。
(1)该实验的实验原理是 ；
(2)如图1甲所示是小田同学连接的实物电路图，图中只有一根导线连接错误，请你在图中用“×”标出这根错接的导线，只改接一根导线使电路成为正确的电路（不能与其他导线交叉）。
(3)小明连接完电路后闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光，电压表无示数，电流表有示数，则电路的故障可能是 ；
(4)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图1乙所示，则该小灯泡的额定功率为 W；
(5)该组的另一同学接着实验时，发现电压表0~15V量程已经损坏，0~3V量程还可以正常使用，在不添加器材的情况下，为了测出该小灯泡的额定功率，请你如图1丙中的虚线框内画出正确的电路图；
(6)由图乙推知：小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P1，小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为P2，则P1 P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
(7)小明做完实验后，想测量额定电流为I额的小灯泡L的额定功率，发现电压表已损坏。于是他利用电流表和定值电阻设计了如图2所示的电路，定值电阻的阻值为R2，根据电路图，主要测量步骤如下：
①闭合开关S和S2，断开开关S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I额；
②保持滑动变阻器滑片不动，断开开关S2，闭合开关S1，记下此时电流表的示数为I；
③小灯泡的额定功率的表达式为P额= （用题中字母表示）。
【答案】(1)P=UI
(2)见解析
(3)小灯泡短路（或电压表短路）
(4)1.14
(5)见解析
(6)大于
(7)(I﹣I额)R0I额
【详解】（1）在用“伏安法”测量小灯泡的额定功率的实验中，用电压表测灯泡两端电压，用电流表测通过灯泡的电流，利用P=UI求出灯泡额定功率，故该实验的实验原理是P=UI。
（2）原电路图中，灯泡和电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，在“伏安法”测量小灯泡的额定功率的实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
（3）小明连接完电路后闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现电流表有示数，说明电路是通路，小灯泡始终不发光，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路，即电路的故障可能是小灯泡短路或电压表短路。
（4）由图1乙可知，当灯泡两端电压为3.8V时，通过灯泡的额定电流为0.3A，则小灯泡额定功率为
PL=ULIL=3.8V×0.3A=1.14W
（5）根据串联电路的规律，当滑动变阻器两端的电压为
6V-3.8V=2.2V
时，灯正常发光，故可将电压表使用小量程与滑动变阻器并联，移动变阻器的滑片，当电压表示数为2.2V时，记下电流表的示数。如下图所示：
（6）由图1乙知，小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电流约为0.22A，电功率为
P1=U1I1=1.9V×0.22A=0.418W
小灯泡的实际电流是额定电流一半时（0.15A）对应的电压约为1V，灯的实际电功率为
P2=U2I2=1V×0.15A=0.15W
则P1大于P2。
（7）在步骤①中，灯泡与R0并联，电流表测通过灯的电流，当电流表示数为I额时，此时小灯泡正常发光；在步骤②中，灯泡与R0仍并联，电流表测干路电流；因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，通过定值电阻R0的电流为
I0=I-I额
则定值电阻R0两端电压为
U0=I0R0=(I-I额)R0
根据并联电路电压的规律，灯泡的额定电压等于定值电阻两端电压，所以灯泡的额定电功率为
P额=U0I额=(I-I额)R0I额
30．（2024·河北沧州·二模）小明在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为6V的电源一个、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、规格不同的滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
(1)如图甲是小明连接的部分电路，请用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2)连接好电路，检查无误后，将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大，接着闭合开关试触，观察到电压表的示数超过2.5V，其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值 （选填“太小”或“太大”）。
(3)解决问题后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某位置，电压表示数如图乙所示，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 （选填“左”或“右”）端移动。
(4)小明根据记录的多组数据，绘制出小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙所示），则小灯泡的额定功率为 W。
(5)测出小灯泡的额定功率后，小明又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半，发现测得的实际功率不等于其额定功率的，此时它的实际功率 （选填“大于”或“小于”），原因是 。
(6)【拓展】同组的小红同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的电功率，于是她设计了如图所示的四个电路图，电源电压U保持不变，小灯泡的额定电压为，且，其中定值电阻的阻值为R，在不改变电路连接的情况下，能测出小灯泡额定功率的是______。（填字母）
A．B．
C．D．
【答案】(1)见解析
(2)太小
(3)右
(4)0.625
(5) 大于 见解析
(6)B
【详解】（1）“测量小灯泡的电功率”实验中，灯与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，电流表测电流，如图所示：
（2）将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大，接着闭合开关试触，观察到电压表的示数超过2.5V，超过灯泡额定电压，需将电压表示数调小，即要将滑动变阻器接入阻值调大，但滑动变阻器已调到最大，即滑动变阻器最大阻值太小。
（3）电压表示数如图乙所示，为2.2V，需将电压表示数调大，因此滑动变阻器接入阻值调小，即滑片向右调节。
（4）如图丙所示，当电压表示数2.5V，电流表示数为0.25A，灯泡额定功率为
（5）[1][2]测出小灯泡的额定功率后，小明又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半，此时灯发光较暗，温度较低，电阻变小，根据
发现测得的实际功率
额定功率的为
则
即它的实际功率大于。
（6）A．闭合S1，分别闭合S2、S3时，电压表正负接线柱接反，无法测量，故A不符合题意；
B．闭合S1，电压表接2时，调滑动变阻器滑片，使灯正常发光，测灯两端电压U1，电压表接1时，测灯与R的总电压U，可求得灯的电流为
灯的额定功率为
故B符合题意；
C．闭合S1，分别闭合S2、S3时，电流表正负接线柱接反，无法测量，故C不符合题意；
D．闭合S1，电流表接1时，灯与R被短路，接2时，灯被短路，无法测量，故D不符合题意。
故选B。
命题点四 焦耳定律
31．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）如图所示电路，电源电压恒定不变，闭合开关后电流表、的示数如图乙和图丙所示，定值电阻的阻值为30Ω，则电源电压为 V，通电5min电流通过电阻产生的热量为 J。
【答案】 3 180
【详解】[1]分析电路结构可知：电阻、并联连接，电流表测电阻的电流，电流表在干路上测干路电流。由图乙、丙可知，。由并联电路的电压规律可得
[2]由并联电路的电流规律可得
通电5 min电流通过电阻产生的热量
32．（2024·河南信阳·二模）如图所示是超市常用的塑料袋封口夹电路的原理图，电源电压为5V，电热丝R的阻值为1Ω。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的热效应实现高温封口，3s内产生的热量为 J。若使用时总把塑料袋烫坏，可以适当 （选填“增大”或“减小”）电阻丝的阻值。
【答案】 75 增大
【详解】[1]电热丝3s内产生的热量
[2]由可知，电压不变，要减小电热丝产生的热量，应增大电热丝R的阻值。
33．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气，实验中通过观察U形管液面高度差的变化来反映电阻产生热量的多少。图甲表明在电流相等、通电时间相同的情况下， 越大，产生的热量越多；图乙中与并联，是使通过与的 不同。
【答案】 电阻 电流
【详解】[1]由图甲所示，两个电阻串联，两个电阻大小不同，通过它们的电流和时间相同，右侧U形管液面高度差较大，则10Ω电阻产生热量多，故可得：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
[2]乙图中右侧两电阻R3与R2并联后再与左侧电阻R1串联，根据并联和串联电路电流的规律可知，通过左侧容器中电阻R1的电流大小大于通过右侧容器中电阻R2的电流，故图乙中与并联，是使通过与的电流不同。
34．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）如图所示为电烤炉的简化电路图， 小张查看说明书后得知： R1、R2均为电热丝， R1=44Ω， R2=66Ω， 忽略温度对电热丝电阻的影响。闭合开关S1、S2，此时电烤炉的功率为 W；电烤炉处于低温档时，1分钟内产生的热量为 J。
【答案】 1100 26400
【详解】[1]由可知，电路中的电阻越小，电功率越大，闭合开关S1、S2时，R2被短路，电路中只有R1，电路中的电阻小，电功率大，此时电烤炉的功率
[2]闭合开关S1、断开开关S2时，电路中R1、R2串联，电路中的电阻大，电功率小，电烤炉处于低温档，1分钟内产生的热量
35．（2024·四川攀枝花·二模）如图所示，是一款家用电热水器的工作原理图，且已知。若开关旋到位置①时，电热器处于 （选填“高温挡”或“低温挡”），此情况下通电1min产生的热量是 J；小丽一次采用①挡位洗澡约用水20kg，用时约20min，需要把水从20℃加热到40℃，这个过程中水吸收的热量为 J；则该电热器在①挡位工作时的效率为 [水的比热容为]。
【答案】 高温挡 1.2×105 1.68×106 70%
【详解】[1][2]分析电路可知，若开关旋到位置①时，单独工作，此时总电阻较小，根据，总功率较大，为高温挡；此情况下通电1min产生的热量为
[3][4]这个过程中水吸收的热量为
这个过程中电热水器释放的热量为
则该电热器在①挡位工作时的效率为
36．（2024·江苏无锡·一模）如图所示，探究影响电流热效应的因素。密闭的甲、乙两烧瓶中装有质量、初温都相同的煤油，甲、乙瓶中电阻丝电阻的大小关系为R甲I乙
B．烧瓶内选用等质量比热容更小的绝缘液体，实验现象更明显
C．此实验无法探究导体产生的热量跟通电时间的关系
D．若要比较水和煤油吸热升温的现象，只需将一只烧瓶内的煤油换成质量、初温都相同的水
【答案】B
【详解】A．闭合开关，甲、乙瓶中电阻丝串联，由串联电路电流的规律可知通过两根电阻丝的电流大小关系为I甲=I乙，故A错误；
B．烧瓶内选用等质量比热容更小的绝缘液体，当液体质量和吸热一定时，根据可知升高的温度较高，实验现象更明显，故B正确；
C．研究导体产生的热量跟通电时间的关系，要控制电流和电阻相同，控制变阻器滑片位置不动，可以任选其中一个电阻为对象，改变通电时间，根据温度的变化来探究导体产生的热量跟通电时间的关系，故C错误；
D．若要比较水和煤油吸热升温的现象，要控制相同时间水和煤油吸热相同，根据Q=I2R，要控制两电阻相同，故D错误。
故选B。
37．（2024·云南楚雄·三模）央视《是真的吗》节目中，主持人做了“电池口香糖锡纸取火工具”的实验：取口香糖锡纸，剪成如图甲所示形状，其中ab、bc和cd段等长。戴好防护手套，将锡纸条两端连接电池正、负极，如图乙所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列说法正确的是（ ）
A．应用锡纸条的纸面连接电池的正负极B．ab、bc和cd两端的电压均相等
C．ab，bc和cd三段消耗的电功率相等D．正常情况下，ab段会先着火
【答案】D
【详解】A．锡纸条的纸面为绝缘体，不导电，应将锡纸条带锡的一面连接电池的正负极，形成短路，电流过大，当电流通过导体时，由于电流的热效应发热，当温度达到锡纸的着火点时，锡纸条开始冒烟、着火，故A错误；
B．因为ab、bc和cd段串联，根据串联电路的电流规律可知，ab、bc和cd段电流相等，ab、bc和cd段横截面积不同，电阻不同，由公式可知，ab、bc和cd两端的电压不相等，故B错误；
C．ab、bc和cd段电流相等，ab、bc和cd两端的电压不相等，由公式可知，ab，bc和cd三段消耗的电功率不相等，故C错误；
D．ab段横截面积较小，电阻较大，ab、bc和cd段电流相等，由公式可知，相同时间内，电阻越大，产生的电热越多，越容易着火，ab段电阻大，所以正常情况下，ab段会先着火，故D正确。
故选D。
38．（2024·云南楚雄·模拟预测）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中，小雨猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是她利用图甲所示的装置进行实验探究，图乙三个装置的透明容器中密封着等量的空气，且各装有一段电阻丝，阻值分别为10Ω、5Ω、5Ω。实验中将A、B、C按一定的方式组合后，分别接入图甲中与MN两根导线相连的接线柱上。
(1)
用笔画线代替导线，将图甲中的滑动变阻器接入电路。要求：①滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表示数变大；②导线不能交叉 ；
(2)闭合开关后，发现电流表指针偏转角度较小，且滑片左右移动时，电流表的指针偏转几乎不变，电路中的故障可能是 ；
(3)排除故障后继续进行实验，实验中通过观察U形管中左右两侧液柱的高度差来比较相同时间内不同电流产生热量的多少。请列举一个与该物理研究方法相同的实验： ；
(4)要探究电流产生热量的多少与电阻大小的关系，应选用 （选填“A与B”“A与C”或“B与C”）组合，并将它们 （选填“串联”或“并联”）接入电路进行实验；
(5)调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流越大，通电导体产生的热量越 ；
(6)小雨进一步学习了解到：英国物理学家 早在1841年就确定了，当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟 成正比的关系。
【答案】(1)见解析
(2)将滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路
(3)探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，用海绵凹陷程度来判断压力的作用效果
(4) A与B 串联
(5)多
(6) 焦耳 电流的平方
【详解】（1）根据欧姆定律可知，当电压不变时，电阻变小则电流变大；题目要求把滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表示数变大，也就是把滑动变阻器的滑片向左移动时电阻变小，所以应该把滑动变阻器左下端接线柱接入电路，如下图所示：
（2）闭合开关后，发现电流表指针偏转角度较小，说明滑动变阻器接入电路的电阻较大；滑片左右移动时，电流表的指针偏转几乎不变，说明移动滑片不能改变变阻器接入电路的阻值，则故障可能是：将滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路。
（3）因为难以直接测量出电流产生热量的多少，实验中通过观察U形管中左右两侧液柱的高度差来比较相同时间内不同电流产生热量的多少，这样的实验方法叫转换法；在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，用海绵凹陷程度来判断压力的作用效果也是采用的转换法。
（4）[1][2]要探究电流产生热量的多少与电阻大小的关系，需要控制通过的电流大小和通电时间相等，根据串联电路中电流处处相等可知，应该选用A与B组合，并将它们串联接入电路进行实验。
（5）调节滑动变阻器改变接入电路总电阻，从而改变通过定值电阻的电流大小，经过多次实验比较后发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流越大，通电导体产生的热量越多。
（6）[1][2]由物理学史可知，英国物理学家焦耳在1841年发现载流导体中产生的热量与电流的平方、导体的电阻、通电时间成正比。即是当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的平方成正比的关系。
39．（2024·江苏连云港·二模）某型号的电饭锅的铭牌上标有“220V 1100W” 字样，其简化原理图如图所示。它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S 进行调节，为电热丝。当电饭锅处于高温烧煮挡时，电路的功率为1100W；当电饭锅处于焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W。
(1)电饭锅在高温挡时电路中的电流。
(2)电阻丝的阻值。
(3)焖饭、保温10min，电热丝产生的热量。
【答案】(1)5A
(2)44Ω
(3)264J
【详解】（1）由可知，在电压一定时，电阻越小，电功率越大，由电路图可知，S应接2触点时，电路电阻最小，此时电饭煲功率最大，电饭煲在高温烧煮挡。 由题意高温烧煮时功率为1100W，电饭锅在高温挡时电路中的电流
（2）由得，电阻
（3）电饭煲保温时电流
保温电热丝R0消耗的电能
W=I保2R0t=(0.1A)2×44Ω×10×60s=264J
40．（2024·安徽池州·三模）孝顺的小明用2024年春节收到的压岁钱给姥爷买了一款足浴盆，如图所示，这款足浴盆有加热和按摩两种功能。已知电动机M的额定功率为22W，线圈电阻为，加热电阻正常工作时的电功率为800W，电压220V恒定不变。
(1)在足浴盆中加入质量为4kg、初温20℃的水，只闭合开关启动加热功能，使水温升高至40℃，水吸收多少热量？［］
(2)若不计热损失，需要加热多长时间？
(3)断开开关，闭合启动按摩功能时，按摩10min电动机线圈产生的热量是多少？
【答案】(1)；
(2)；
(3)
【详解】（1）水吸收的热量
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(40℃-20℃)=3.36×105J
（2）不计热损失，则
又
则
（3）断开开关，闭合启动按摩功能时，通过电动机线圈的电流
按摩10min电动机线圈产生的热量
41．（2024·辽宁抚顺·三模）小明设计了一款家用电热水箱，其简化原理图如图所示。水箱内加热电阻R1的阻值为48.4Ω，水箱外电阻R2的阻值为151.6Ω；开关S接不同的触点1或2，水箱分别是加热或保温状态。装置安全性能良好，符合安全用电。则：
(1)保温状态时，电路中的电流为多少？
(2)加热状态测试时，小明发现将水箱内3kg的水升温40℃共用时630s，测试中加热水的效率为多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
(3)通过具体的数据来论证小明所设计的电路存在的不足。
【答案】(1)1.1A
(2)80%
(3)小明设计的电路的效率太低
【详解】（1）由图可知，当开关S接2时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，电热水箱处于保温状态；当开关S接1时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热水箱处于加热状态；根据串联电阻特点可知，R1、R2的串联总电阻
保温状态时，电路中的电流
（2）水箱内水吸收的热量
电热水箱加热消耗的电能
测试中加热水的效率
（3）当S接2，R1、R2 串联，电路为保温状态时，只有R1产生的热量是有用的，此时R1的电功率
保温状态时电路中的总功率
此时电路加热效率
根据以上计算可知，电路的效率太低，所以小明所设计的电路存在的不足。
1．（2024·黑龙江鸡西·中考真题）如图是“探究通电导体产生的热量与 大小关系”的实验装置。通过左侧容器中电阻丝的电流为0.4A，在1min内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为 J。
【答案】 电流 12
【详解】[1]右侧两个电阻并联，然后与左侧电阻串联，根据并联电路电流规律可知，所以通过左侧容器内电阻的电流大于右侧容器内的电流，两个容器内的电阻值都是，通电相同时间，所以探究的是电流产生热量与电流大小的关系。
[2]如果通过左侧容器中电阻丝的电流是0.4A，根据并联电路的电流特点，通过右侧容器中电阻丝的电流是
1min内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为
2．（2024·江苏淮安·中考真题）今年“五一”期间，小明在家长陪同下进行“综合实践活动”，利用家中的电能表测量家中空气炸锅的实际功率。小明把家中其他用电器全部断开后，将空气炸锅单独接入电路，观察到标有“/（）”字样的电能表指示灯闪烁，用时，则空气炸锅在这内消耗的电能为 ，实际功率为 W。
【答案】 0.02 1200
【详解】[1][2]空气炸锅在这内消耗的电能为
实际功率为
3．（2024·山东聊城·中考真题）为了测量家中路由器的电功率，小慧利用五一假期外出期间，关闭家里的其它用电器，用电能表测出一台路由器所消耗的电能，数据见下表，计算可得路由器的电功率为 W。若小慧所在小区有1000户家庭，按每户家庭只使用一台这样的路由器且全天开机，每度电0.6元计算，则小区用户每月（30天）为路由器支付的总电费为 元。
【答案】 10 4320
【详解】[1]路由器的电功率为
[2]若小慧所在小区有1000户家庭，按每户家庭只使用一台这样的路由器且全天开机，小区用户每月（30天）消耗的电能为
需要交的电费为
4．（2024·江苏镇江·中考真题）如图是某电热水壶内部电加热器原理电路，它有“加热”和“保温”两挡，开关S断开，电水壶处于 挡。已知该电热水壶处于“加热”挡，通电可使标有的电能表指示灯闪烁120次，则消耗的电能为 。电热水壶“保温”挡功率为，则 。
【答案】 保温 0.1 435.6
【详解】[1]当开关S断开时，电阻R1、R2​串联，此时电路中的电阻较大，根据电功率公式​，在电压U一定的情况下，电阻R越大，电功率P越小，所以电水壶处于“保温”挡。
[2]已知电能表指示灯闪烁120次，而电能表的参数为1200imp/(kW⋅h)，这表示每消耗1kW⋅h的电能，指示灯会闪烁1200次。因此，消耗的电能可以通过以下公式计算
[3]当电水壶处于“保温”挡时，R1​和R2​串联接入电路，此时的总功率为100W。根据得“保温”挡时电路的总电阻为
又因为当开关S闭合时，电水壶处于“加热”挡，此时只有R1​接入电路，且消耗的电能已知为0.1kW⋅h，所以“加热”挡的功率为
由此可得R1​的阻值为
则R2的大小为
5．（2024·四川乐山·中考真题）如图甲所示的煎饼锅具有高温和低温两个挡位，图乙是其内部简化电路图。当处于高温挡时，煎饼锅的加热功率为，则R1= ；处于低温挡时，煎饼锅的工作电流为1A，通电1min产生的热量为 J。
【答案】 51.6 13200
【详解】[1]由图乙可知，当两个开关都闭合时，电阻R2短路，电路只有R1，此时电路中电阻小，根据可知功率大，即为高温挡，则R1的电阻为
[2]当开关S1闭合，S2断开时，两个电阻串联，电路中电阻最大，根据可知功率小，即为低温挡，则通电1min产生的热量为
6．（2024·黑龙江鸡西·中考真题）小叶同学利用如图电能表测量电热水器消耗的电能，将电热水器单独连接在电路中，观察到电能表上的铝盘1min转了60转，电热水器消耗的电能是 kW·h，如果这些能量由天然气来提供，需要完全燃烧 的天然气。
【答案】 0.02
【详解】[1]电能表盘中的3000r/(kW•h)表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，则转60r实际消耗的电能
[2]干木柴的热值，由得，这些能量若由完全燃烧的天然气放出，需要的天然气的体积
7．（2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）如图甲所示的电路，电源电压为12V且保持不变，为阻值未知的定值电阻，图乙是小灯泡L和定值电阻的电流随它们两端电压变化的图像。当同时闭合开关、和时，小灯泡L的实际功率为P，定值电阻的功率为，则 ；当闭合开关、断开开关和时，小灯泡的实际功率为0.6W，此时灯丝电阻为R，则 。
【答案】 4∶3 1∶5
【详解】[1]当同时闭合开关S1​、S2​和S3​时，灯泡L与定值电阻R1​并联，并联电路中各支路两端的电压相等，且电源电压U=12V，所以，由图象可知，通过灯泡的电流IL​=0.8A，通过R1​的电流I1​=0.6A，则灯泡L的实际功率
定值电阻R1​的功率
所以
[2]当闭合开关S1​、断开开关S2​和S3​时，灯泡L与定值电阻R2​串联，串联电路中各处的电流相等，由图乙可得UL=2V时，通过灯泡的电流为IL=0.3A，此时灯泡的实际功率PL​=0.6W，所以，由可得，此时灯泡的电阻
灯泡L与定值电阻R2​串联，R2​两端的电压为
串联电路中各处的电流相等，R2​的阻值为
所以
R：R2​=Ω：Ω=1：5
8．（2024·宁夏·中考真题）某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示，其中R为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，是定值电阻，电源电压保持3V不变。闭合开关S，当平板受到的压力增大时，下列说法正确的是( )
A．电流表示数减小
B．电压表示数减小
C．电压表示数与电流表示数的比值增大
D．电路消耗的总功率增大
选择理由：
【答案】 D 见解析
【详解】[1]AD．R为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，所以当平板受到的压力增大时，R的阻值减小，电路中的总电阻减小，当电源电压一定时，由欧姆定律表达式可知，电路中电流增大，由P=UI可得电路中的总功率增大，故A错误，D正确；
B．当平板受到的压力增大时，R的阻值减小，由串联分压特点可知，R两端电压减小，R0两端电压增大，由于电压表测量R0两端电压，所以电压表示数增大，故B错误；
C．由于电压表测量R0两端电压，电流表测量通过R0的电流，所以电压表示数与电流表示数的比值为R0的阻值，由于R0的阻值不变，所以电压表示数与电流表示数的比值不变，故C错误。
故选D。
[2]R为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，所以当平板受到的压力增大时，R的阻值减小，电路中的总电阻减小，当电源电压一定时，由可知，电路中电流增大，由可得电路中的总功率增大，故选D。
9．（2024·西藏·中考真题）英国物理学家焦耳用近40年的时间做了400多次实验，最终归纳总结得出焦耳定律，为物理学的发展作出了突出贡献。以下物理量的单位用焦耳命名的是（ ）
A．电功率B．电阻C．能量D．电流
【答案】C
【详解】A．电功率的单位是瓦特，是为了纪念英国物理学家瓦特。故A不符合题意；
B．电阻的单位是欧姆，是为了纪念德国物理学家欧姆。故B不符合题意；
C．能量的单位是焦耳（J），焦耳通过大量实验研究热和功之间的关系，为了纪念他的贡献，能量的单位被命名为焦耳。故C符合题意；
D．电流的单位是安培，是为了纪念法国物理学家安培。故D不符合题意。
故选C。
10．（2024·山东青岛·中考真题）如图所示电路，开关S闭合，灯泡L1和L2均发光。若它们的阻值不同，忽略温度对电阻的影响，下列说法不正确的是（ ）
A．通过A、B两点的电流不相等B．L1和L2两端的电压相等
C．L1和L2的实际功率不相等D．若L1断路，则L2不会发光
【答案】D
【详解】AB．由图可知，灯L1与灯L2是并联，由于并联电路两端电压相等，因此灯L1与灯L2两端的电压一定相等，均等于电源电压；由于两灯的电阻不同，根据欧姆定律可知，通过两灯的电流不相等，所以，通过A、B两点的电流不相等，故AB正确，不符合题意；
C．两灯的两端电压相等，电阻不等，根据可知，L1和L2的实际功率不相等，故C正确，不符合题意；
D．由于两灯是并联连接的，所以，两灯可以独立工作；若L1断路，则L2会发光，故D错误，符合题意。
故选D。
11．（2024·山东菏泽·中考真题）下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（ ）
A．电冰箱B．洗衣机C．电脑D．电饭煲
【答案】D
【详解】利用电流的热效应工作的用电器将电能转化为内能。
A．电冰箱将电能转化为内能与机械能，故A不符合题意；
B．洗衣机主要将电能转化为机械能，故B不符合题意；
C．电脑将电能转声能与光能等，故C不符合题意；
D．电饭煲将电能转化为内能，故D符合题意。
故选D。
12．（2024·甘肃兰州·中考真题）小明将定值电阻、分别按如图甲、乙所示的方式连入电路中，已知，两电路中电源电压相等且保持不变，闭合开关S后，电压表和电流表的示数分别如图丙、丁所示，下列说法中正确的是（ ）
A．电源电压为3VB．乙图中通过的电流为0.6A
C．的阻值为5ΩD．甲图中电路工作时消耗的功率为2.4W
【答案】D
【详解】A．由甲图可知，R1与R2串联工作，且R2=2R1，此时电压表测量R1两端的电压，由图丙可知R1的电压为2V，根据串联电路分压规律可知，R2两端的电压为
电源电压为
故A错误；
BC．由乙图可知，R1与R2并联工作，此时电流表测量干路电流，示数为1.8A。则有
结合前面分析可知，电源电压为6V，又已知R2=2R1，解得R2=10Ω、R1=5Ω，此时通过R1的电流为
故BC错误；
D．甲图中电路工作时消耗的功率为
故D正确。
故选D。
13．（2024·山东枣庄·中考真题）如图所示，电源电压保持不变，R2=2R1，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样，闭合S1，断开S2，滑动变阻器的滑片位于最右端时，电压表的示数为3V，电路的总功率为P1；当闭合S2，断开S1，滑动变阻器的滑片移至中点时，电压表示数为1.2V，电路的总功率为P2。下列说法正确的是（ ）
A．P1：P2=4：5B．电源电压为12V
C．R1阻值为40ΩD．电路的最大功率为2.7W
【答案】D
【详解】A．闭合S1，断开S2，滑动变阻器的滑片位于最右端时，R1与R串联，电压表的示数为3V，此时电路中的电流为
当闭合S2，断开S1，滑动变阻器的滑片移至中点时，R2与R串联电压表示数为1.2V，此时电路中的电流为
则
故A错误；
BC．由题意得
解之得电源电压U=6V，R1阻值R1=20Ω，R2阻值R2=40Ω；
故BC错误；
D．当闭合S1、S2，滑动变阻器的滑片位于最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，电阻R1与R2并联，电路中的电阻最小，电流最大，电路的总功率最大。此时通过R1的电流为
通过R2的电流为
电路中的总电流为
电路的最大功率为
故D正确。
故选D。
14．（2024·内蒙古赤峰·中考真题）如图电路中，电源电压为6V恒定不变，R为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。定值电阻阻值为，闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A．温度升高时，电流表示数变小
B．温度升高时，电压表示数变小
C．温度降低时，电压表示数与电流表示数的比值不变
D．当温度为30℃时，电路总功率为0.18W
【答案】C
【详解】AB．温度升高，由表数据可知，电阻R变小，电流变大，定值电阻的电压变大，故AB错误；
C．电压表是测量定值电阻电压，电流表测量定值电阻电流，根据欧姆定律，两表示数的比值等于定值电阻的阻值，所以比值不变，故C正确；
D．当温度为30℃时，电阻，故电路总功率
故D错误。
故选C。
15．（2024·广西·中考真题）小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，设计了如图甲所示的电路图。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 （选填“a”或“b”）端，闭合开关后，发现小灯泡不亮，则电路故障可能是滑动变阻器 （选填“短路”或“断路”）；
（2）排除故障后，某次实验电压表的示数如图乙所示，为 V；小明测得多组数据，并画出如图丙所示的图像，由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 ，小灯泡的额定功率为 W；
（3）图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而 （选填“增大”或“减小”）。
（4）受到上述实验的启发，为测量高温物体的温度，小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下：将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表？请说明理由（从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述）。
答：
【答案】 b 断路 1.2 6.25 1 增大 见解析
【详解】（1）[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移到阻值最大处，即b端。
[2]闭合开关，灯泡不亮，电路可能断路，则电路故障可能是滑动变阻器断路。
（2）[3]电压表选择小量程，分度值为0.1V，所以电压表示数为1.2V。
[4]由图丙可知，小灯泡正常发光时的电流为0.4A，则小灯泡正常发光时的电阻为
[5]根据可知，小灯泡的额定功率为
（3）[6]图丙中，当灯泡电压变大时，通过灯泡的电流也增大，灯泡的功率变大，灯丝温度变高，灯泡的电阻随温度的升高而增大。
（4）[7]温度越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路分压原理可知，电阻丝两端的电压越大，因此选择电压变改装为温度显示仪。
16．（2024·黑龙江绥化·中考真题）在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用的小灯泡上标有“2.5V”字样，额定电流约为0.3A，电源电压恒为6V，实验电路如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整 ；（导线不允许交叉）
（2）现有规格为A“”、B“”和C“”的三个滑动变阻器可供选择，应选择 （选填字母）滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。实验中滑动变阻器的作用是 和调节小灯泡两端的电压及通过的电流；
（3）电路连接完成后，闭合开关，发现小灯泡发光很暗，这时眼睛应该看着 （选填“电流表”或“电压表”）移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（4）实验中改变小灯泡两端的电压，多次测量的目的是 ；
（5）测得小灯泡的额定功率后，把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的功率大于其额定功率的四分之一，请对其加以分析： 。
【答案】 见解析 B 保护电路 电压表 0.65 见解析 见解析
【详解】（1）[1]要测量小灯泡的电功率，小灯泡与滑动变阻器应串联连接，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，电压表应并联在小灯泡的两端，小灯泡的额定电压为2.5V，电压表选用小量程，作图如下：
>或
（2）[2]小灯泡的额定电流约为0.3A>0.2A，C变阻器不符合题意；小灯泡正常发光时的电阻约为
此时变阻器两端的电压
U变=U总-U=6V-2.5V=3.5V
据串联电路的分压特点有
解得，变阻器应接入电路的阻值，R大大于10欧，而小于20欧，所以应选择B变阻器。
[3]实验中，为了保护电路，在闭合开关前，滑片应置于变阻器阻值最大位置处。
（3）[4]小灯泡发光较暗时，说明未正常发光，移动滑片时，应观察电压表，直到其示数为2.5V。
[5]由图书知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.26A。小灯泡的额定功率
（4）[6]实验中需要测量不同电压下小灯泡的实际功率，所以改变小灯泡两端的电压，多次测量。
（5）[7]根据可知，若灯丝电阻不变，实际电压为额定电压一半时，实际功率恰好等于额定功率的四分之一；当实际电压低于额定电压时，灯丝温度降低。电阻减小，所以此时实际功率大于额定功率的四分之一。
17．（2024·山东济南·中考真题）学校开展了防溺水安全教育后，小华组经过合作探究，设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器，其简化电路如图甲所示。已知电源电压为6V，报警器由电压表改装，是定值电阻，是压敏电阻，图乙是压敏电阻阻值随水深h变化的图像。报警器未浸入水中时，的阻值为40Ω，电流表示数是0.12A；报警器浸入水下深度h大于等于1m时，报警器报警，当h为1m时，两端的电压为1.5V。通过计算回答：
(1)报警器未浸入水中时，两端的电压是多少？
(2)报警器浸入水下深度h为1m时，通过的电流是多少？
(3)报警器浸入水下深度h为1m时，的电功率是多少？
【答案】(1)4.8V
(2)0.15A
(3)0.675W
【详解】（1）由甲图可知，与串联，电流表测串联电路中的电流，由乙图可知，报警器未浸入水中时，的阻值为40Ω，电流表示数是0.12A，则两端的电压
（2）由于报警器浸入水下深度h为1m时，两端的电压为1.5V，电源电压为6V，由串联电路中电压规律可知，两端的电压
由乙图可知，报警器浸入水下深度h为1m时，的阻值为30Ω，通过的电流
（3）报警器浸入水下深度h为1m时，的电功率
18．（2024·四川巴中·中考真题）如图所示电路，电源电压12V保持不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，滑动变阻器最大阻值为18Ω。当S闭合S1、S2都断开，移动滑片P使灯泡恰好正常发光。保持滑片P的位置不变，再闭合S1、S2，电流表示数变化了1.5A。（不考虑灯泡电阻的变化）求：
(1)灯泡正常工作时的电流；
(2)灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值；
(3)在保证电路安全的前提下，当S闭合S1、S2都断开时，调节滑动变阻器使电路的最大功率为P1；当S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器使电路最小功率为P2。计算P1与P2的比值。
【答案】(1)0.5A
(2)12Ω
(3)3∶10
【详解】（1）题意可得，灯泡正常工作时的电流为
（2）当S闭合S1、S2都断开，灯泡与滑动变阻器串联，灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压为
则滑动变阻器接入电路的阻值
（3）当S闭合S1、S2都断开时，电路中最大电流为0.5A，电路的最大功率为
当S、S1、S2都闭合时，灯泡短路，R和R0并联在电路中，此时电路中的电流为
通过滑动变阻器的电流为
则通过R0的电流为
调节滑动变阻器，使得通过它的最小电流为
则电路中的最小电流为
电路最小功率为
P1与P2的比值
19．（2024·山东威海·中考真题）小明家有一款多功能厨房神器，它的内部结构主要由两个电热丝和一个电动机构成，通过旋转开关可实现常温搅拌、高温翻炒、低温慢炖、高温蒸煮（电动机可实现搅拌、翻炒功能）。参数如表所示，内部电路简图如图所示。已知的阻值为66Ω。

请解答下列问题：
(1)画出该机器高温翻炒功能的等效电路图，并求出的阻值；
(2)小明早晨想利用该机器的低温慢炖功能将质量为400g、初温为20℃的牛奶加热到55℃，他把加热时间设置为1min，请通过计算说明这种设置是否合理？（不计热量损失，）
【答案】(1)；22Ω
(2)不合理
【详解】（1）由图可知，当闭合开关S，开关S1接触点“0”和“1”时只有电动机接入电路，该机器处于常温搅拌挡，此时功率P1=100W，当闭合开关S，开关S1接触点“1”和“2”时电动机和电阻R1并联接入电路中，该机器处于高温翻炒挡，等效电路图如图所示：
已知高温翻炒挡的功率为P2=2300W，则R1的功率为
则R1的阻值为
（2）当闭合开关S，开关S1接触点“3”和“4”时,电阻R1与R2串联，处于低温慢炖挡，通电1min放出的热量为
牛奶需要吸收的热量为
故不合理。
1．（24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）复习课上，如图甲所示，是小明和小聪设计的同时探究“电流与电压的关系”和“研究小灯泡的电功率”的实验电路图。选用额定电压为3.8V的小灯泡，其他器材的规格和量程选择如图乙所示。
(1)根据甲电路图，将乙实验电路连接完整 ；
(2)小明闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表、和电流表A均无示数，则电路故障可能是滑动变阻器 ；
(3)排除故障后，进行实验收集的证据如下表：
①分析上表可以得到的实验结论是 ；
②记录第三组实验数据时，滑动变阻器的滑片所在的位置是 端；（选填“A”或“B”）
③小明发现利用以上数据无法完成“研究小灯泡不在额定电压的功率，并与额定功率进行比较”这一实验目的，他的理由是 。利用此实验器材，解决问题的办法是 。
【答案】(1)见解析
(2)断路
(3) 电阻一定时，电流与电压成正比 B 见解析 去掉定值电阻，只让灯泡和变阻器串联
【详解】（1）分析甲电路图可知，灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，电压表与灯泡并联，电压表与定值电阻并联，滑动变阻器选择右下接线柱串联到电路中，据此连接乙实验电路如下：
（2）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表A无示数，则发生断路，电压表、无示数，说明两个电压表的两端没有与电源相通，则电路故障可能是滑动变阻器断路。
（3）[1]分析表格数据可知，定值电阻的电压扩大几倍，电路中电流就扩大几倍，可得：电阻一定时，电流与电压成正比。
[2]电源电压为6V，由表可知，第三组实验数据中，有
说明此时变阻器两端电压基本为零，根据串联分压原理，则此时变阻器阻值为零，所以记录第三组实验数据时，滑动变阻器的滑片所在的位置是B端。
[3][4]记录第三组实验数据时，滑动变阻器的滑片所在的位置是B端，即阻值最小处，根据串联分压原理，此时灯泡电压最大，恰好为3.8V。而要研究小灯泡不在额定电压的功率，并与额定功率进行比较，需要让灯泡的电压大于额定电压，所以无法完成这一实验目的。利用此实验器材，解决问题的办法是去掉定值电阻，只让灯泡和变阻器串联，没有定值电阻参与分压，灯泡的电压可以大于额定电压。
2．（24-25九年级上·湖北武汉·期中）如图甲是一种便携式电气两用分体炉，可接气罐或电源使用，搭配1.8L煮锅、1.3L炒锅、1L煎锅三种不同锅型，可满足不同烹饪需求。气罐模式下，燃料在炉头处燃烧，给锅体加热，可通过阀门调节火力大小。接电模式下，电热丝在发热盘内发热，给锅体加热，其工作电路如图乙所示，均为电热丝，调节开关S的位置可以实现多挡位工作的要求。
(1)某次使用时用1.8L煮锅烧水，在煮锅内装入1.5kg初温为20℃的水，然后将装有液化丁烷气的气罐接到炉子上，用时5min刚好将水加热到100℃：
①水吸收的热量是多少；
②若此过程电气炉烧水的效率是80%，则本次烧水消耗多少丁烷气（）；
(2)接电模式工作时，将电气炉接入的家庭电路中，调节开关S的位置，电气炉可以在“低温”、“中温”、“高温”之间转换，且工作电流越大，对应挡位的温度也越高。已知“中温”挡工作时的电流是“低温”挡工作时的电流的2倍，；
①S接 （填“1”、“2”或“3”）时处于“低温”挡；S接3时，电路中的电流是 A；
②中温挡工作时的电流是多少。
【答案】(1) 0.014kg
(2) 1 4 2A
【详解】（1）①[1]根据可得，水吸收的热量是
②[2]若此过程电气炉烧水的效率是80%，则丁烷气完全燃烧发出的热量为
根据可得，本次烧水消耗丁烷的质量为
（2）①[1]已知，，根据串并联电路的电阻特点可知，当开关S接到1时，R1和R3串联，此时电阻总电阻最大，根据可知，电功率最小，为低温挡；当开关S接到2时，R2和R3串联，此时电阻总电阻较大，根据可知，电功率较小，为中温挡；当开关S接到3时，电路为R3的简单电路，此时电阻总电阻最小，根据可知，电功率最大，为高温挡。
[2]S接3时，电路为R3的简单电路，根据欧姆定律可得，电路中的电流是
②[3]当开关S接到1时，R1和R3串联，为低温挡，根据欧姆定律可得，此时电路中的电流是
当开关S接到2时，R2和R3串联，为中温挡，根据欧姆定律可得，此时电路中的电流是
因为“中温”挡工作时的电流是“低温”挡工作时的电流的2倍，且，则
解得，则中温挡工作时的电流是
3．（24-25九年级上·北京·期中）真空中的电流
（一）热电子发射
真空中没有自由电荷，故在一般情况下真空中不会有电流。金属内部的自由电子可以在金属内部自由运动，但是它们很难进入真空。不过随着金属温度的升高，电子动能增加，当动能超过一定数值后，就会有大量电子从金属中逸出，这就是热电子发射，如图所示。从热阴极逸出的电子可以在加速电源的作用下运动到阳极极板上，从而形成回路电流。
（二）隧道电流
微观粒子由于具有隧道效应，即使金属的温度不高，电子仍有一定的概率贯穿材料表面进入真空，从而可在特定的条件下在真空中形成微弱的隧道电流。1981年，IBM苏黎世实验室的宾尼（Gerd。Binnig，1947-）博士和罗雷尔（J。H。Rhrer，1933-2013）博士及同事们成功地研制出了一种新型的表面分析仪器-扫描隧道显微镜（简称STM）。1983年，他们又第一次利用STM在硅单晶表面观察到周期性排列的硅原子阵列，这是人类有史以来首次直接看到原子。由于这一成就，他们获得了1986年的诺贝尔物理学奖。
扫描隧道显微镜有一个针尖在样品表面上扫描，当原子尺度的探针针尖在不到一纳米的高度上扫描样品时，在针尖和样品之间加一大小在2mV~2V之间的电压，针尖和样品之间就会有隧道电流。这个隧道电流对针尖和样品之间的距离非常敏感，如果控制了隧道电流恒定不变，就控制了针尖和样品之间的距离不变，而距离不变就意味着针尖随着样品表面的形貌起伏而起伏，若把针尖高低运动的轨迹记录下来，就可以得到表面原子的形貌。
请根据以上材料，回答下列问题。
(1)某次扫描控制STM针尖高度不变，隧道电流I随时间t的变化情况如图甲所示。若隧道电流I随针尖与样品间的距离r的增大而指数减小（如图乙所示）那么样品表面可能是下图中的哪个选项：_________
A．B．
C．D．
(2)“流量”是日常生活和工业生产中经常都会用到的一个概念。例如，高速公路通常用车流量来衡量它的繁忙程度，车流量即单位时间内通过某个观测站的车辆数目。类似地，电学中用单位时间内通过某个横截面的电荷量来反映通过导体的电流大小，若测得图中回路电流的大小为I，已知电子的电荷量为e，则单位时间内到达阳极板上的电子数 。
(3)风力发电机可以将风能（即气流的动能）转化为电能。已知正常发电时，某风力发电机风轮机旋转叶片正面迎风时的有效受风面积以及发电机将风能转化为电能的效率可以视为恒定值，运动的空气与受风面积作用后速度变为0，空气密度一定，若风速提高到原来的2倍，则发电机的输出功率将提高为原来的 倍。（已知质量为m、速度为v的物体的动能）
【答案】(1)A
(2)
(3)8
【详解】（1）由题意，探针针尖在图所示的样品表面以恒定高度做一维匀速扫描，在一个周期内，前半个周期，电流减小，则探针针尖与样品之间的距离增大。在后半个周期内，电流增大，探针针尖与样品间的距离均匀减小。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
（2）由电流的定义可知，t时间内通过导体某处横截面的电荷量为net，即
则。
（3）单位时间内垂直吹向旋转叶片有效受风面积的空气的质量为m=ρSv，这些空气所具有的动能为
设风力发电机将风能转化为电能的效率为η，则风力发电机输出的电功率为
由题意知，受风面积、风能转化为电能的效率、空气的密度一定，发电机的输出功率与风速的三次方成正比。所以，若风速v提高到原来的两倍，则发电功率提高到原来的8倍。
XX牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温挡
XXW
中温挡
2420W
低温挡
484W
电源频率
50Hz
温度
0
5
10
15
20
25
30
电阻R/Ω
600
550
500
450
420
390
360
部分参数
功能
额定功率P/W
常温搅拌
100
高温翻炒
2300
低温慢炖
__________
高温蒸煮
__________
实验次数
电流表I/A
电压表示数/V
电压表示数/V
1
0.1
0.3
0.7
2
0.2
1.0
1.4
3
0.3
3.8
2.1