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2021年春人教版九年级物理中考考点过关训练《电 功 率》（Word版附答案）
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这是一份2021年春人教版九年级物理中考考点过关训练《电 功 率》（Word版附答案），共38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。
1. (2020·聊城)下表是小明家电饭煲铭牌的部分信息，小明家电能表的示数如右下图所示。把电饭煲接在家庭电路中使用时，下列说法错误的是( )
A．电饭煲是利用电流的热效应工作的
B．电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小
C．电饭煲在高挡正常工作10 min，消耗的电能是1.08×105 J
D．若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10 min，电能表示数将变成7 328.6 kW·h
2. (2020·德州)如图所示的电路中，电源电压和灯泡电阻都不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P由滑动变阻器左端向右滑动到其中点的过程中，下列判断正确的是( )
A．电流表示数变小，电压表示数不变，灯泡亮度不变
B．电流表示数变大，电压表示数不变，灯泡亮度不变
C．电流表示数变大，电压表示数变小，灯泡亮度变暗
D．电压表与电流表示数的比值变大
第2题图 第3题图
3. (2020·临沂)如图是“伏安法”测电阻的电路图。闭合开关S，将滑片P向左滑动的过程中( )
A．电流表示数变小 B．电压表示数不变
C．电路总功率变小 D．两表示数的比值不变
4. (2020·泰安)如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时，下列说法中( )
①电流表A的示数变小
②电压表V的示数变大
③电压表V与电流表A1的比值变小
④滑动变阻器R2消耗的电功率变小
A．只有①④正确 B．只有②③正确
C．只有①③正确 D．只有②④正确
第4题图 第5题图
5. (2020·温州)电蚊拍灭蚊时，蚊子碰到金属网形成闭合电路，蚊子往往会被烧毁。下列说法不合理的是( )
A．蚊子是可以导电的
B．电蚊拍电压降低烧毁效果变差
C．蚊子烧毁是因为电流的热效应
D．烧毁时可能没有电流通过蚊子
6. (2020·绥化改编)小飞家的走廊灯很容易烧坏，为了解决这一问题，她设计了如图电路，L1和L2都是“220 V 40 W”的灯泡(设灯泡L1和L2的电阻不变，电源电压不变)，下列说法不正确的是( )
A．灯泡L1的电阻是1210 Ω
B．闭合S，断开S1，灯泡L1和灯泡L2串联
C．闭合S，断开S1，灯泡L1两端的电压是110 V
D．两灯泡都亮时，电路消耗的总功率是80 W
第6题图 第7题图
7. (2020·龙东改编)如图所示，电源电压为6 V保持不变，电阻R1的阻值为5 Ω，滑动变阻器上标有“10 Ω 1 A”的字样。在元件安全的情况下，移动滑动变阻器滑片P过程中，则( )
①R1的功率范围5 W～0.8 W
②R1的功率范围7.2 W～0.8 W
③R2的最大功率是1.8 W
④R2的最大功率为1.6 W
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
8. (2020·本溪改编)如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为0.6 A，滑动变阻器R的最大阻值为50 Ω，电流表量程为“0～0.6 A”，电压表量程为“0～15 V”。闭合开关S，在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象，如图乙、丙所示。则下列说法中不正确的是( )
A．小灯泡的额定功率为3.6 W
B．电源电压为16 V
C．当电流表示数为0.25 A时，滑动变阻器消耗的电功率为2.75 W
D．若将电压表量程换为0～3 V，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18 Ω～50 Ω
9. (2020·滨州改编)如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“12 V 6 W”的字样，滑动变阻器R的最大阻值为36 Ω，R0为定值电阻。当S闭合，S1、S2断开，滑片P由b端向a端滑动，使其连入电路的电阻是最大阻值的三分之一时，小灯泡恰好正常发光。当滑片位置保持不变，开关都闭合时，电流表的示数变化了2 A。不考虑灯丝电阻的变化，下列说法不正确的是( )
A．电源电压是18 V
B．小灯泡正常发光10 s，整个电路消耗的电能是90 J
C．R0的阻值为12 Ω
D．当滑片位置保持不变，开关都闭合时，电路消耗的总功率是45 W
10. (2020·武汉)如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L的I－U图象如图乙所示。当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表的示数是2 V，电流表的示数是I1；当只闭合开关S1、S3，滑片P在最左端时，电流表的示数是I2；当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，电压表的示数是3 V，电流表的示数是I3。已知I1∶I2＝2∶9，I2∶I3＝3∶1。当滑片P在最左端时，通过开关通断，可使电路消耗的功率最大，该最大值是( )
A．7.2 W B．8.1 W
C．9.0 W D．9.9 W
11. (2020·苏州)在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A．电压表V1对应的是图线②
B．电压满足Uc＝Ua＋Ua′
C．R2的最大阻值小于R1的阻值
D．电路的最大总功率为2UbIb
二、填空题
12. (2020·本溪)如图是小铁家的电能表，根据表盘上的数据可知，他家同时使用的用电器总功率不能超过 W。一个铭牌上标有“220 V 1 500 W”字样的微波炉单独正常工作2 min，电能表的转盘转 转。转盘转动加快，说明电路中的总功率
(填“变大”“变小”或“不变”)。
第12题图 第13题图
13. (2020·南京)有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，利用电流的 效应，可防止水蒸气在镜面上 _(填物态变化名称)，如图所示。防雾膜的规格是2 W/dm2，一块面积为30 dm2的防雾膜正常工作10 min消耗的电能是 J。小明站在镜前0.6 m处，他在镜中的像和他相距 m。
14. (2020·天水)现有两电热丝，甲标有“10 Ω 1 A”，乙标有“15 Ω 0.6 A”，把它们并联起来，通电10 s后，甲、乙两电热丝产生的总热量最多是 J。
15. (2020·南充)将一段电阻丝接入电路中，测得其两端电压为12 V，通过的电流为3 A，则该电阻丝电阻为 Ω；若将该电阻丝两端电压由12 V降至6 V，则电功率变化了 W。
16. (2020·扬州)某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两挡。电路如图所示，开关S接 时，是“高温”挡；当开关S分别接“1”和“2”时，电流表的示数为5 A和1 A；则电阻R0＝
_ Ω、R＝ Ω。电烤箱处于“高温”挡工作10 min产生的热量为_ J。
第16题图 第17题图
17. (2020·本溪)如图所示，电源电压不变，灯泡L1标有“6 V 3 W”，灯泡L2标有“6 V 6 W”，灯泡的电阻均不变。只闭合开关S、S1时，恰好一盏灯正常发光，另一盏灯比正常发光暗，则电源电压为 V。只闭合开关S、S2时，调节变阻器的滑片，使电压表的示数为3 V时，变阻器连入电路的阻值为 Ω，此时灯泡L1的实际功率为 W。
18. (2020·本溪)如图所示，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，一段时间后， (选填“甲”或“乙”)容器连接的U形管液面高度差较大，实验表明电流通过导体产生的热量跟 (选填“电流”或“电阻”)有关，图中的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器。
第18题图 第19题图
19. (2020·济宁)如图所示的电路中，L1、L2为两个阻值恒定的灯泡，甲、乙是连接实验室常用电流表或电压表的位置。在甲、乙位置分别接入量程不同的某种电表，只闭合开关S1，两灯均发光，两电表指针偏转角度相同。断开开关S1，在甲、乙位置分别接另一种电表，闭合开关S1和S2，两灯均发光，则此时两电表示数之比为 ，灯泡L1与L2的电功率之比为 。
三、实验探究题
20. (2020·本溪)利用所学的知识，完成下面的电学试验。
(一)探究电流与电压、电阻关系
(1)小霞连接了如图甲所示的部分实验电路，请用笔画线代替导线，将电源正确接入电路。
甲
(2)连接好电路，用开关试触，发现电压表指针偏转到表盘右侧无刻度处，电流表指针几乎不动。故障原因可能是定值电阻发生了 _(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后，正确进行实验，测得三组实验数据，如下表所示。分析表中数据，可得出结论：在电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成
(4)小霞继续用图甲电路探究电流与电阻的关系。分别接入三个不同阻值的电阻，保持电源电压6 V不变，调节滑
动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表示数，绘制了如图乙所示图象并得出结论。
①实验中小霞选取的滑动变阻器是 (选填“60 Ω 0.5 A”“30 Ω 1.0 A”或“20 Ω 1.2 A”)。结合所选的滑动变阻器，把三个定值电阻分别接入电路完成实验，电阻两端控制不变的电压最大是 V。
②把5 Ω和20 Ω的电阻分别接入电路，控制电阻两端的电压不变，先后两次滑动变阻器的电功率之比是 。
(二)测量额定电流为0.5 A小灯泡L1的额定功率
小霞选用了一只电压表，一个“6 V 3 W”的小灯泡L2，设计了如图丙所示的实验电路，其中电源电压恒为12 V，请完成下面实验步骤：
(1)如图丙所示，图中a、b处虚线框内，分别为电压表或开关S2，则在a框内应是 。
(2)正确选择元件并连接电路后，闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为 V，此时小灯泡L1正常发光。
(3)再闭合开关S、S2，断开S1，滑动变阻器滑片的位置不变，读出电压表示数如图丁所示，为 V。
(4)则小灯泡L1的额定功率为 W。
21. (2020·娄底)在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验器材有：电压表、电流表、额定电压为2.5 V的小灯泡、开关、电压为6 V的电源和滑动变阻器等。
(1)根据甲图连接电路，闭合开关前，应将滑片移至最_ __(选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关后，小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数。经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡发生了 __(选填“短路”或“断路”)。
(3)当电压表的示数为2.5 V时，对应电流表的示数如图乙，则小灯泡的额定电功率是 W。
(4)完成上述测量后，不用电压表，用如图丙所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电流为I额，定值电阻的阻值为R0，实验步骤如下，请补充完整：
①闭合开关S、S2，断开开关S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I额；
②保持变阻器滑片不动，断开开关S2，闭合开关S，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＝ 。
22. 下图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阻值在图中已标出)，U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。
(1)实验中通过观察 的变化来比较导体所产生热量的多少；这运用了 (选填“转换法”或“等效替代法”)的物理思想；
(2)用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的__ 不变，来研究导体产生热量与电阻的关系；
(3)在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是_ 容器。
(4)若通电一段时间后，发现其中一个U形管液面的高度几乎不变，出现该现象的原因可能是 。
(5)图乙装置探究的是电流产生的热量跟_ 的关系。
(6)在利用甲图装置进行实验时，发现U形管液柱上升的速度较慢，要使实验现象更加明显，合理的方法是_ 。
四、计算题
23. 如图甲所示的电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻。当滑动变阻器的滑片移动时，滑动变阻器的电功率P1随其接入电路的阻值R1的变化图象如图乙所示。求：
(1)当电压表的示数为4 V，电流表的示数为2 A时，滑动变阻器接入电路的阻值和它在1 min内消耗的电能；
(2)当滑动变阻器的电功率P1最大时，电流表和电压表的示数；
(3)R0的阻值。
24. 某校科技小组设计了如图甲所示的汽车转向灯电路模型原理图，接通相应指示灯后，该指示灯会亮(正常发光)、暗(微弱发光)交替闪烁。电路中电源电压12 V不变，指示灯的规格均为“12 V 6 W”，R0为定值电阻，左转或右转指示灯单独闪烁时，电压表两端实际电压随时间的变化规律如图乙所示。设指示灯的电阻不变，电磁铁线圈及衔铁的电阻值不计。求：
(1)指示灯的电阻；
(2)转向开关S与触点“3”和“4”接通时，指示灯正常发光状态下通过衔铁的电流；
(3)转向开关S与触点“2”和“3”接通时，指示灯微弱发光状态下的实际电功率；
(4)转向开关S与触点“4”和“5”接通时，指示灯交替闪烁工作1 min消耗的电能。
25. (2020·黔南州)如图甲所示电路中，电源电压为9 V不变，R1是定值电阻，R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀导体EF、FG、GH制作而成，其中一段是铜丝，其电阻可忽略不计，另两段是电阻丝，其阻值与自身长度成正比，P是与R2良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S1，断开S2，将P从H端移到E端时，电流表示数I与P向左移动的距离x之间的关系如图乙所示。问：
(1)电阻R1的阻值是多少？电阻R2的总电阻是多少？
(2)当x的值为30 cm时，电流表的示数是多少？
(3)当电压表的示数为4 V时，在20 s内电流通过R2产生的热量是多少？
(4)当P移动到最左端E处时，闭合开关S1和S2。电阻R2消耗的电功率与电路消耗的总电功率之比是多少？
26. (2020·衡阳)初三(1)班教室里有一款饮水机，其工作电路可简化为如图甲所示的电路。S是温度控制开关，根据饮水机内水杯中水温的变化自动切换加热和保温两种工作状态，R1、R2是加热管的电阻(不考虑阻值受温度变化影响)，它的部分技术参数如图乙所示。试回答下列问题：
(1)S闭合时，饮水机处于 工作状态。R2的阻值是
Ω。
(2)水杯中装满20 ℃水时，饮水机正常工作，加热多长时间可将水烧开？[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，当时气压设定为1标准大气压，不考虑热损失]
(3)最近一次使用时，加热管R1损坏了，物理兴趣小组的同学们利用电位器(相当于滑动变阻器，以下称为变阻器)设计了如图丙所示的电路来控制加热管R2的发热功率，在老师的指导下进行模拟实验，将滑片从变阻器的一端滑到另一端的过程中，同学们通过实验测量，得出变阻器消耗的电功率P随电流I关系的图象如图丁所示，则：
①求R2的发热功率范围。
②变阻器的最大功率多大？
③简述：这种设计方案有什么不妥之处(指出一种合理的不妥情况即可)。
电 功 率
一、选择题
1. (2020·聊城)下表是小明家电饭煲铭牌的部分信息，小明家电能表的示数如右下图所示。把电饭煲接在家庭电路中使用时，下列说法错误的是( D )
A．电饭煲是利用电流的热效应工作的
B．电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小
C．电饭煲在高挡正常工作10 min，消耗的电能是1.08×105 J
D．若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10 min，电能表示数将变成7 328.6 kW·h
2. (2020·德州)如图所示的电路中，电源电压和灯泡电阻都不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P由滑动变阻器左端向右滑动到其中点的过程中，下列判断正确的是( B )
A．电流表示数变小，电压表示数不变，灯泡亮度不变
B．电流表示数变大，电压表示数不变，灯泡亮度不变
C．电流表示数变大，电压表示数变小，灯泡亮度变暗
D．电压表与电流表示数的比值变大
第2题图 第3题图
3. (2020·临沂)如图是“伏安法”测电阻的电路图。闭合开关S，将滑片P向左滑动的过程中( D )
A．电流表示数变小 B．电压表示数不变
C．电路总功率变小 D．两表示数的比值不变
4. (2020·泰安)如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时，下列说法中( A )
①电流表A的示数变小
②电压表V的示数变大
③电压表V与电流表A1的比值变小
④滑动变阻器R2消耗的电功率变小
A．只有①④正确 B．只有②③正确
C．只有①③正确 D．只有②④正确
第4题图 第5题图
5. (2020·温州)电蚊拍灭蚊时，蚊子碰到金属网形成闭合电路，蚊子往往会被烧毁。下列说法不合理的是( D )
A．蚊子是可以导电的
B．电蚊拍电压降低烧毁效果变差
C．蚊子烧毁是因为电流的热效应
D．烧毁时可能没有电流通过蚊子
6. (2020·绥化改编)小飞家的走廊灯很容易烧坏，为了解决这一问题，她设计了如图电路，L1和L2都是“220 V 40 W”的灯泡(设灯泡L1和L2的电阻不变，电源电压不变)，下列说法不正确的是( D )
A．灯泡L1的电阻是1210 Ω
B．闭合S，断开S1，灯泡L1和灯泡L2串联
C．闭合S，断开S1，灯泡L1两端的电压是110 V
D．两灯泡都亮时，电路消耗的总功率是80 W
第6题图 第7题图
7. (2020·龙东改编)如图所示，电源电压为6 V保持不变，电阻R1的阻值为5 Ω，滑动变阻器上标有“10 Ω 1 A”的字样。在元件安全的情况下，移动滑动变阻器滑片P过程中，则( A )
①R1的功率范围5 W～0.8 W
②R1的功率范围7.2 W～0.8 W
③R2的最大功率是1.8 W
④R2的最大功率为1.6 W
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
8. (2020·本溪改编)如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为0.6 A，滑动变阻器R的最大阻值为50 Ω，电流表量程为“0～0.6 A”，电压表量程为“0～15 V”。闭合开关S，在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象，如图乙、丙所示。则下列说法中不正确的是( B )
A．小灯泡的额定功率为3.6 W
B．电源电压为16 V
C．当电流表示数为0.25 A时，滑动变阻器消耗的电功率为2.75 W
D．若将电压表量程换为0～3 V，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18 Ω～50 Ω
9. (2020·滨州改编)如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“12 V 6 W”的字样，滑动变阻器R的最大阻值为36 Ω，R0为定值电阻。当S闭合，S1、S2断开，滑片P由b端向a端滑动，使其连入电路的电阻是最大阻值的三分之一时，小灯泡恰好正常发光。当滑片位置保持不变，开关都闭合时，电流表的示数变化了2 A。不考虑灯丝电阻的变化，下列说法不正确的是( )
A．电源电压是18 V
B．小灯泡正常发光10 s，整个电路消耗的电能是90 J
C．R0的阻值为12 Ω
D．当滑片位置保持不变，开关都闭合时，电路消耗的总功率是45 W
10. (2020·武汉)如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L的I－U图象如图乙所示。当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表的示数是2 V，电流表的示数是I1；当只闭合开关S1、S3，滑片P在最左端时，电流表的示数是I2；当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，电压表的示数是3 V，电流表的示数是I3。已知I1∶I2＝2∶9，I2∶I3＝3∶1。当滑片P在最左端时，通过开关通断，可使电路消耗的功率最大，该最大值是( B )
A．7.2 W B．8.1 W
C．9.0 W D．9.9 W
11. (2020·苏州)在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示。则下列说法正确的是( B )
A．电压表V1对应的是图线②
B．电压满足Uc＝Ua＋Ua′
C．R2的最大阻值小于R1的阻值
D．电路的最大总功率为2UbIb
二、填空题
12. (2020·本溪)如图是小铁家的电能表，根据表盘上的数据可知，他家同时使用的用电器总功率不能超过__4400__W。一个铭牌上标有“220 V 1 500 W”字样的微波炉单独正常工作2 min，电能表的转盘转__30__转。转盘转动加快，说明电路中的总功率__变大__(填“变大”“变小”或“不变”)。
第12题图 第13题图
13. (2020·南京)有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，利用电流的__热__效应，可防止水蒸气在镜面上__液化__(填物态变化名称)，如图所示。防雾膜的规格是2 W/dm2，一块面积为30 dm2的防雾膜正常工作10 min消耗的电能是__3.6×104__J。小明站在镜前0.6 m处，他在镜中的像和他相距__1.2__ m。
14. (2020·天水)现有两电热丝，甲标有“10 Ω 1 A”，乙标有“15 Ω 0.6 A”，把它们并联起来，通电10 s后，甲、乙两电热丝产生的总热量最多是__135__J。
15. (2020·南充)将一段电阻丝接入电路中，测得其两端电压为12 V，通过的电流为3 A，则该电阻丝电阻为__4__Ω；若将该电阻丝两端电压由12 V降至6 V，则电功率变化了__27__W。
16. (2020·扬州)某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两挡。电路如图所示，开关S接__1__时，是“高温”挡；当开关S分别接“1”和“2”时，电流表的示数为5 A和1 A；则电阻R0＝__44__Ω、R＝__176__Ω。电烤箱处于“高温”挡工作10 min产生的热量为__6.6×105__J。
第16题图 第17题图
17. (2020·本溪)如图所示，电源电压不变，灯泡L1标有“6 V 3 W”，灯泡L2标有“6 V 6 W”，灯泡的电阻均不变。只闭合开关S、S1时，恰好一盏灯正常发光，另一盏灯比正常发光暗，则电源电压为__9__V。只闭合开关S、S2时，调节变阻器的滑片，使电压表的示数为3 V时，变阻器连入电路的阻值为__24__Ω，此时灯泡L1的实际功率为__0.75__W。
18. (2020·本溪)如图所示，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，一段时间后，__甲__(选填“甲”或“乙”)容器连接的U形管液面高度差较大，实验表明电流通过导体产生的热量跟__电阻__(选填“电流”或“电阻”)有关，图中的U形管__不是__(选填“是”或“不是”)连通器。
第18题图 第19题图
19. (2020·济宁)如图所示的电路中，L1、L2为两个阻值恒定的灯泡，甲、乙是连接实验室常用电流表或电压表的位置。在甲、乙位置分别接入量程不同的某种电表，只闭合开关S1，两灯均发光，两电表指针偏转角度相同。断开开关S1，在甲、乙位置分别接另一种电表，闭合开关S1和S2，两灯均发光，则此时两电表示数之比为__4∶5__，灯泡L1与L2的电功率之比为__4∶1__。
三、实验探究题
20. (2020·本溪)利用所学的知识，完成下面的电学试验。
(一)探究电流与电压、电阻关系
(1)小霞连接了如图甲所示的部分实验电路，请用笔画线代替导线，将电源正确接入电路。
甲
(2)连接好电路，用开关试触，发现电压表指针偏转到表盘右侧无刻度处，电流表指针几乎不动。故障原因可能是定值电阻发生了__断路__(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后，正确进行实验，测得三组实验数据，如下表所示。分析表中数据，可得出结论：在电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成__正比。
(4)小霞继续用图甲电路探究电流与电阻的关系。分别接入三个不同阻值的电阻，保持电源电压6 V不变，调节滑
动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表示数，绘制了如图乙所示图象并得出结论。
①实验中小霞选取的滑动变阻器是__60__Ω__0.5__A__(选填“60 Ω 0.5 A”“30 Ω 1.0 A”或“20 Ω 1.2 A”)。结合所选的滑动变阻器，把三个定值电阻分别接入电路完成实验，电阻两端控制不变的电压最大是__2.5__V。
②把5 Ω和20 Ω的电阻分别接入电路，控制电阻两端的电压不变，先后两次滑动变阻器的电功率之比是__4∶1__。
(二)测量额定电流为0.5 A小灯泡L1的额定功率
小霞选用了一只电压表，一个“6 V 3 W”的小灯泡L2，设计了如图丙所示的实验电路，其中电源电压恒为12 V，请完成下面实验步骤：
(1)如图丙所示，图中a、b处虚线框内，分别为电压表或开关S2，则在a框内应是__电压表__。
(2)正确选择元件并连接电路后，闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为__6__V，此时小灯泡L1正常发光。
(3)再闭合开关S、S2，断开S1，滑动变阻器滑片的位置不变，读出电压表示数如图丁所示，为__4__V。
(4)则小灯泡L1的额定功率为__2__W。
21. (2020·娄底)在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验器材有：电压表、电流表、额定电压为2.5 V的小灯泡、开关、电压为6 V的电源和滑动变阻器等。
(1)根据甲图连接电路，闭合开关前，应将滑片移至最__右__(选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关后，小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数。经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡发生了__短路__(选填“短路”或“断路”)。
(3)当电压表的示数为2.5 V时，对应电流表的示数如图乙，则小灯泡的额定电功率是__0.75__W。
(4)完成上述测量后，不用电压表，用如图丙所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电流为I额，定值电阻的阻值为R0，实验步骤如下，请补充完整：
①闭合开关S、S2，断开开关S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I额；
②保持变阻器滑片不动，断开开关S2，闭合开关S，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＝__(I－I额)R0I额__。
22. 下图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阻值在图中已标出)，U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。
(1)实验中通过观察__液面高度差__的变化来比较导体所产生热量的多少；这运用了__转换法__(选填“转换法”或“等效替代法”)的物理思想；
(2)用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的__电流__不变，来研究导体产生热量与电阻的关系；
(3)在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是__C__容器。
(4)若通电一段时间后，发现其中一个U形管液面的高度几乎不变，出现该现象的原因可能是__容器气密性不好__。
(5)图乙装置探究的是电流产生的热量跟__电流__的关系。
(6)在利用甲图装置进行实验时，发现U形管液柱上升的速度较慢，要使实验现象更加明显，合理的方法是__减小滑动变阻器接入电路的阻值__。
四、计算题
23. 如图甲所示的电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻。当滑动变阻器的滑片移动时，滑动变阻器的电功率P1随其接入电路的阻值R1的变化图象如图乙所示。求：
(1)当电压表的示数为4 V，电流表的示数为2 A时，滑动变阻器接入电路的阻值和它在1 min内消耗的电能；
(2)当滑动变阻器的电功率P1最大时，电流表和电压表的示数；
(3)R0的阻值。
解：(1)由I＝eq \f(U,R)得，滑动变阻器接入电路中的电阻值R1＝eq \f(U1,I1)＝eq \f(4 V,2 A)＝2 Ω
1 min内变阻器消耗的电能
W1＝U1I1t1＝4 V×2 A×60 s＝480 J
(2)由图乙可知，电功率最大为9 W，此时电阻为4 Ω
由P＝UI＝I2R得电流表的示数I′eq \\al(2,1)＝eq \f(P1′,R1′)＝eq \f(9 W,4 Ω)
得I1′＝1.5 A
此时滑动变阻器两端的电压为
U 1′＝I1′R1′＝1.5 A×4 Ω＝6 V
(3)电阻R0和滑动变阻器串联，则有
U＝U0＋U1＝IR0＋U1
U＝2 A·R0＋4 V
U＝1.5 A·R0＋6 V
解得R0＝4 Ω
24. 某校科技小组设计了如图甲所示的汽车转向灯电路模型原理图，接通相应指示灯后，该指示灯会亮(正常发光)、暗(微弱发光)交替闪烁。电路中电源电压12 V不变，指示灯的规格均为“12 V 6 W”，R0为定值电阻，左转或右转指示灯单独闪烁时，电压表两端实际电压随时间的变化规律如图乙所示。设指示灯的电阻不变，电磁铁线圈及衔铁的电阻值不计。求：
(1)指示灯的电阻；
(2)转向开关S与触点“3”和“4”接通时，指示灯正常发光状态下通过衔铁的电流；
(3)转向开关S与触点“2”和“3”接通时，指示灯微弱发光状态下的实际电功率；
(4)转向开关S与触点“4”和“5”接通时，指示灯交替闪烁工作1 min消耗的电能。
解：(1)由P＝eq \f(U2,R)得R灯＝eq \f(Ueq \\al(2,额),P额)＝eq \f(（12 V）2,6 W)＝24 Ω
(2)转向开关S与触点“3”和“4”接通时，左、右转指示灯并联，指示灯正常发光状态下，有P总＝6 W＋6 W＝12 W，由P＝UI得
I总＝eq \f(P总,U)＝eq \f(12 W,12 V)＝1 A
(3)转向开关S与触点“2”和“3”接通时，左转指示灯工作，由图乙知，指示灯微弱发光状态下，电压表示数U表＝9.6 V
∵U灯＝U－U表＝12 V－9.6 V＝2.4 V
∴P实＝eq \f(Ueq \\al(2,灯),R灯)＝eq \f(（2.4 V）2,24 Ω)＝0.24 W
(4)转向开关S与触点“4”和“5”接通，由图乙知，右转指示灯工作1 min时，正常发光的时间为t1＝eq \f(0.2,0.3)×60 s＝40 s，微弱发光的时间为t2＝eq \f(0.1,0.3)×60 s＝20 s，右转指示灯单独接入电路时，指示灯正常发光状态下，消耗的电能为W1＝P1t1＝6 W×40 s＝240 J，右转指示灯与R2串联接入电路时，指示灯微弱发光状态下由于右转指示灯和左转指示灯实际功率相同，可得消耗的电能为W2＝P实t2＝0.24 W×20 s＝4.8 J，指示灯交替闪烁工作消耗的电能为W总＝W1＋W2＝240 J＋4.8 J＝244.8 J
25. (2020·黔南州)如图甲所示电路中，电源电压为9 V不变，R1是定值电阻，R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀导体EF、FG、GH制作而成，其中一段是铜丝，其电阻可忽略不计，另两段是电阻丝，其阻值与自身长度成正比，P是与R2良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S1，断开S2，将P从H端移到E端时，电流表示数I与P向左移动的距离x之间的关系如图乙所示。问：
(1)电阻R1的阻值是多少？电阻R2的总电阻是多少？
(2)当x的值为30 cm时，电流表的示数是多少？
(3)当电压表的示数为4 V时，在20 s内电流通过R2产生的热量是多少？
(4)当P移动到最左端E处时，闭合开关S1和S2。电阻R2消耗的电功率与电路消耗的总电功率之比是多少？
解：(1)闭合开关S1、断开S2，且滑片位于E端时，仅有R1接入电路，此时电路中的电流最大，由图乙可知，此时电路中的电流为I大＝0.9 A，
由I＝eq \f(U,R)可得，电阻R1的阻值：R1＝eq \f(U,I大)＝eq \f(9 V,0.9 A)＝10 Ω
当滑片位于H端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，
由图乙可知，此时电路中的电流I小＝0.3 A
此时电路中的总电阻：R总＝eq \f(U,I小)＝eq \f(9 V,0.3 A)＝30 Ω
滑动变阻器的总阻值：
R2＝R总－R1＝30 Ω－10 Ω＝20 Ω
(2)由于滑片P从H端向E端移动，由图象的拐点可知：GH＝15 cm，FG＝25 cm－15 cm＝10 cm，
EF＝35 cm－25 cm＝10 cm
中间一段电流无变化，故FG是铜导线，
由图象可知，当滑片P位于G点时，电路中的电流I＝0.6 A，
此时电路的总电阻：R总′＝eq \f(U,I)＝eq \f(9 V,0.6 A)＝15 Ω
则GH段的总电阻：
RGH＝R总－R总′＝30 Ω－15 Ω＝15 Ω
EF段的总电阻：
REF＝R总′－R1＝15 Ω－10 Ω＝5 Ω
因两段导体的阻值与自身长度成正比，
所以，EF导体每1 cm的电阻eq \f(5 Ω,10 cm)＝0.5 Ω/cm
当P位于x＝30 cm时，滑动变阻器接入电路中的电阻：R2′＝(35 cm－30 cm)×0.5 Ω/cm＝2.5 Ω
此时电路中电流表的示数：
I1＝eq \f(U,R1＋R2′)＝eq \f(9 V,10 Ω＋2.5 Ω)＝0.72 A
(3)当电压表的示数为4 V时，电路中的电流：
I2＝eq \f(U1,R1)＝eq \f(4 V,10 Ω)＝0.4 A
此时变阻器两端的电压；
U2＝U－U1＝9 V－4 V＝5 V
则在20 s内电流通过R2产生的热量：
Q2＝W2＝U2I2t＝5 V×0.4 A×20 s＝40 J
(4)当P移动到最左端E处时，闭合开关S1和S2时，R1与R2并联，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两电阻的电功率分别为：
P1＝eq \f(U2,R1)＝eq \f(（9 V）2,10 Ω)＝8.1 W
P2＝eq \f(U2,REH)＝eq \f(（9 V）2,20 Ω)＝4.05 W
则电阻R2消耗的电功率与电路消耗的总电功率之比：eq \f(P2,P1＋P2)＝eq \f(4.05 W,8.1 W＋4.05 W)＝eq \f(1,3)
26. (2020·衡阳)初三(1)班教室里有一款饮水机，其工作电路可简化为如图甲所示的电路。S是温度控制开关，根据饮水机内水杯中水温的变化自动切换加热和保温两种工作状态，R1、R2是加热管的电阻(不考虑阻值受温度变化影响)，它的部分技术参数如图乙所示。试回答下列问题：
(1)S闭合时，饮水机处于__加热__工作状态。R2的阻值是__55__Ω。
(2)水杯中装满20 ℃水时，饮水机正常工作，加热多长时间可将水烧开？[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，当时气压设定为1标准大气压，不考虑热损失]
(3)最近一次使用时，加热管R1损坏了，物理兴趣小组的同学们利用电位器(相当于滑动变阻器，以下称为变阻器)设计了如图丙所示的电路来控制加热管R2的发热功率，在老师的指导下进行模拟实验，将滑片从变阻器的一端滑到另一端的过程中，同学们通过实验测量，得出变阻器消耗的电功率P随电流I关系的图象如图丁所示，则：
①求R2的发热功率范围。
②变阻器的最大功率多大？
③简述：这种设计方案有什么不妥之处(指出一种合理的不妥情况即可)。
解：(1)加热时R2的功率：
P2＝900 W－20 W＝880 W
R2＝eq \f(U2,P2)＝eq \f(（220 V）2,880 W)＝55 Ω
(2)水吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)
＝4.2×103 J/( kg·℃)×0.6 kg×(100 ℃－20 ℃)
＝2.016×105 J
不考虑热损失，消耗的电能W＝Q吸
由P＝eq \f(W,t)得，将水烧开的时间：
t′＝eq \f(W,P加热)＝eq \f(2.016×105 J,900 W)＝224 s
(3)①变阻器与R2串联，当变阻器连入电路的电阻为0时，R2的电压为220 V，其最大功率为880 W
当变阻器最大电阻连入电路中时，由图知电路的最小电流为0.5 A，R2的最小功率：
P2小＝Ieq \\al(2,小)R2＝(0.5 A)2×55 Ω＝13.75 W
R2的发热功率范围为13.75 W～880 W
②变阻器的功率：P变＝I2R变＝(eq \f(U,R变＋R2))2×R变＝eq \f(U2,\f(（R变＋R2）2,R变))＝eq \f(U2,\f(（R变－R2）2＋4R变R2,R变))
当R变＝R2时，变阻器的最大功率：
P变大＝eq \f(U2,4R2)＝eq \f(（220 V）2,4×55 Ω)＝220 W
③因变阻器与R2串联，若其中任一电阻损坏，将导致整个电路不能工作(或变阻器产生的热量没有被利用)
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.1
2
2.0
0.2
3
3.0
0.3
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.1
2
2.0
0.2
3
3.0
0.3
1. (2020·聊城)下表是小明家电饭煲铭牌的部分信息，小明家电能表的示数如右下图所示。把电饭煲接在家庭电路中使用时，下列说法错误的是( )
A．电饭煲是利用电流的热效应工作的
B．电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小
C．电饭煲在高挡正常工作10 min，消耗的电能是1.08×105 J
D．若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10 min，电能表示数将变成7 328.6 kW·h
2. (2020·德州)如图所示的电路中，电源电压和灯泡电阻都不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P由滑动变阻器左端向右滑动到其中点的过程中，下列判断正确的是( )
A．电流表示数变小，电压表示数不变，灯泡亮度不变
B．电流表示数变大，电压表示数不变，灯泡亮度不变
C．电流表示数变大，电压表示数变小，灯泡亮度变暗
D．电压表与电流表示数的比值变大
第2题图 第3题图
3. (2020·临沂)如图是“伏安法”测电阻的电路图。闭合开关S，将滑片P向左滑动的过程中( )
A．电流表示数变小 B．电压表示数不变
C．电路总功率变小 D．两表示数的比值不变
4. (2020·泰安)如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时，下列说法中( )
①电流表A的示数变小
②电压表V的示数变大
③电压表V与电流表A1的比值变小
④滑动变阻器R2消耗的电功率变小
A．只有①④正确 B．只有②③正确
C．只有①③正确 D．只有②④正确
第4题图 第5题图
5. (2020·温州)电蚊拍灭蚊时，蚊子碰到金属网形成闭合电路，蚊子往往会被烧毁。下列说法不合理的是( )
A．蚊子是可以导电的
B．电蚊拍电压降低烧毁效果变差
C．蚊子烧毁是因为电流的热效应
D．烧毁时可能没有电流通过蚊子
6. (2020·绥化改编)小飞家的走廊灯很容易烧坏，为了解决这一问题，她设计了如图电路，L1和L2都是“220 V 40 W”的灯泡(设灯泡L1和L2的电阻不变，电源电压不变)，下列说法不正确的是( )
A．灯泡L1的电阻是1210 Ω
B．闭合S，断开S1，灯泡L1和灯泡L2串联
C．闭合S，断开S1，灯泡L1两端的电压是110 V
D．两灯泡都亮时，电路消耗的总功率是80 W
第6题图 第7题图
7. (2020·龙东改编)如图所示，电源电压为6 V保持不变，电阻R1的阻值为5 Ω，滑动变阻器上标有“10 Ω 1 A”的字样。在元件安全的情况下，移动滑动变阻器滑片P过程中，则( )
①R1的功率范围5 W～0.8 W
②R1的功率范围7.2 W～0.8 W
③R2的最大功率是1.8 W
④R2的最大功率为1.6 W
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
8. (2020·本溪改编)如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为0.6 A，滑动变阻器R的最大阻值为50 Ω，电流表量程为“0～0.6 A”，电压表量程为“0～15 V”。闭合开关S，在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象，如图乙、丙所示。则下列说法中不正确的是( )
A．小灯泡的额定功率为3.6 W
B．电源电压为16 V
C．当电流表示数为0.25 A时，滑动变阻器消耗的电功率为2.75 W
D．若将电压表量程换为0～3 V，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18 Ω～50 Ω
9. (2020·滨州改编)如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“12 V 6 W”的字样，滑动变阻器R的最大阻值为36 Ω，R0为定值电阻。当S闭合，S1、S2断开，滑片P由b端向a端滑动，使其连入电路的电阻是最大阻值的三分之一时，小灯泡恰好正常发光。当滑片位置保持不变，开关都闭合时，电流表的示数变化了2 A。不考虑灯丝电阻的变化，下列说法不正确的是( )
A．电源电压是18 V
B．小灯泡正常发光10 s，整个电路消耗的电能是90 J
C．R0的阻值为12 Ω
D．当滑片位置保持不变，开关都闭合时，电路消耗的总功率是45 W
10. (2020·武汉)如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L的I－U图象如图乙所示。当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表的示数是2 V，电流表的示数是I1；当只闭合开关S1、S3，滑片P在最左端时，电流表的示数是I2；当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，电压表的示数是3 V，电流表的示数是I3。已知I1∶I2＝2∶9，I2∶I3＝3∶1。当滑片P在最左端时，通过开关通断，可使电路消耗的功率最大，该最大值是( )
A．7.2 W B．8.1 W
C．9.0 W D．9.9 W
11. (2020·苏州)在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A．电压表V1对应的是图线②
B．电压满足Uc＝Ua＋Ua′
C．R2的最大阻值小于R1的阻值
D．电路的最大总功率为2UbIb
二、填空题
12. (2020·本溪)如图是小铁家的电能表，根据表盘上的数据可知，他家同时使用的用电器总功率不能超过 W。一个铭牌上标有“220 V 1 500 W”字样的微波炉单独正常工作2 min，电能表的转盘转 转。转盘转动加快，说明电路中的总功率
(填“变大”“变小”或“不变”)。
第12题图 第13题图
13. (2020·南京)有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，利用电流的 效应，可防止水蒸气在镜面上 _(填物态变化名称)，如图所示。防雾膜的规格是2 W/dm2，一块面积为30 dm2的防雾膜正常工作10 min消耗的电能是 J。小明站在镜前0.6 m处，他在镜中的像和他相距 m。
14. (2020·天水)现有两电热丝，甲标有“10 Ω 1 A”，乙标有“15 Ω 0.6 A”，把它们并联起来，通电10 s后，甲、乙两电热丝产生的总热量最多是 J。
15. (2020·南充)将一段电阻丝接入电路中，测得其两端电压为12 V，通过的电流为3 A，则该电阻丝电阻为 Ω；若将该电阻丝两端电压由12 V降至6 V，则电功率变化了 W。
16. (2020·扬州)某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两挡。电路如图所示，开关S接 时，是“高温”挡；当开关S分别接“1”和“2”时，电流表的示数为5 A和1 A；则电阻R0＝
_ Ω、R＝ Ω。电烤箱处于“高温”挡工作10 min产生的热量为_ J。
第16题图 第17题图
17. (2020·本溪)如图所示，电源电压不变，灯泡L1标有“6 V 3 W”，灯泡L2标有“6 V 6 W”，灯泡的电阻均不变。只闭合开关S、S1时，恰好一盏灯正常发光，另一盏灯比正常发光暗，则电源电压为 V。只闭合开关S、S2时，调节变阻器的滑片，使电压表的示数为3 V时，变阻器连入电路的阻值为 Ω，此时灯泡L1的实际功率为 W。
18. (2020·本溪)如图所示，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，一段时间后， (选填“甲”或“乙”)容器连接的U形管液面高度差较大，实验表明电流通过导体产生的热量跟 (选填“电流”或“电阻”)有关，图中的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器。
第18题图 第19题图
19. (2020·济宁)如图所示的电路中，L1、L2为两个阻值恒定的灯泡，甲、乙是连接实验室常用电流表或电压表的位置。在甲、乙位置分别接入量程不同的某种电表，只闭合开关S1，两灯均发光，两电表指针偏转角度相同。断开开关S1，在甲、乙位置分别接另一种电表，闭合开关S1和S2，两灯均发光，则此时两电表示数之比为 ，灯泡L1与L2的电功率之比为 。
三、实验探究题
20. (2020·本溪)利用所学的知识，完成下面的电学试验。
(一)探究电流与电压、电阻关系
(1)小霞连接了如图甲所示的部分实验电路，请用笔画线代替导线，将电源正确接入电路。
甲
(2)连接好电路，用开关试触，发现电压表指针偏转到表盘右侧无刻度处，电流表指针几乎不动。故障原因可能是定值电阻发生了 _(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后，正确进行实验，测得三组实验数据，如下表所示。分析表中数据，可得出结论：在电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成
(4)小霞继续用图甲电路探究电流与电阻的关系。分别接入三个不同阻值的电阻，保持电源电压6 V不变，调节滑
动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表示数，绘制了如图乙所示图象并得出结论。
①实验中小霞选取的滑动变阻器是 (选填“60 Ω 0.5 A”“30 Ω 1.0 A”或“20 Ω 1.2 A”)。结合所选的滑动变阻器，把三个定值电阻分别接入电路完成实验，电阻两端控制不变的电压最大是 V。
②把5 Ω和20 Ω的电阻分别接入电路，控制电阻两端的电压不变，先后两次滑动变阻器的电功率之比是 。
(二)测量额定电流为0.5 A小灯泡L1的额定功率
小霞选用了一只电压表，一个“6 V 3 W”的小灯泡L2，设计了如图丙所示的实验电路，其中电源电压恒为12 V，请完成下面实验步骤：
(1)如图丙所示，图中a、b处虚线框内，分别为电压表或开关S2，则在a框内应是 。
(2)正确选择元件并连接电路后，闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为 V，此时小灯泡L1正常发光。
(3)再闭合开关S、S2，断开S1，滑动变阻器滑片的位置不变，读出电压表示数如图丁所示，为 V。
(4)则小灯泡L1的额定功率为 W。
21. (2020·娄底)在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验器材有：电压表、电流表、额定电压为2.5 V的小灯泡、开关、电压为6 V的电源和滑动变阻器等。
(1)根据甲图连接电路，闭合开关前，应将滑片移至最_ __(选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关后，小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数。经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡发生了 __(选填“短路”或“断路”)。
(3)当电压表的示数为2.5 V时，对应电流表的示数如图乙，则小灯泡的额定电功率是 W。
(4)完成上述测量后，不用电压表，用如图丙所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电流为I额，定值电阻的阻值为R0，实验步骤如下，请补充完整：
①闭合开关S、S2，断开开关S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I额；
②保持变阻器滑片不动，断开开关S2，闭合开关S，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＝ 。
22. 下图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阻值在图中已标出)，U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。
(1)实验中通过观察 的变化来比较导体所产生热量的多少；这运用了 (选填“转换法”或“等效替代法”)的物理思想；
(2)用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的__ 不变，来研究导体产生热量与电阻的关系；
(3)在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是_ 容器。
(4)若通电一段时间后，发现其中一个U形管液面的高度几乎不变，出现该现象的原因可能是 。
(5)图乙装置探究的是电流产生的热量跟_ 的关系。
(6)在利用甲图装置进行实验时，发现U形管液柱上升的速度较慢，要使实验现象更加明显，合理的方法是_ 。
四、计算题
23. 如图甲所示的电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻。当滑动变阻器的滑片移动时，滑动变阻器的电功率P1随其接入电路的阻值R1的变化图象如图乙所示。求：
(1)当电压表的示数为4 V，电流表的示数为2 A时，滑动变阻器接入电路的阻值和它在1 min内消耗的电能；
(2)当滑动变阻器的电功率P1最大时，电流表和电压表的示数；
(3)R0的阻值。
24. 某校科技小组设计了如图甲所示的汽车转向灯电路模型原理图，接通相应指示灯后，该指示灯会亮(正常发光)、暗(微弱发光)交替闪烁。电路中电源电压12 V不变，指示灯的规格均为“12 V 6 W”，R0为定值电阻，左转或右转指示灯单独闪烁时，电压表两端实际电压随时间的变化规律如图乙所示。设指示灯的电阻不变，电磁铁线圈及衔铁的电阻值不计。求：
(1)指示灯的电阻；
(2)转向开关S与触点“3”和“4”接通时，指示灯正常发光状态下通过衔铁的电流；
(3)转向开关S与触点“2”和“3”接通时，指示灯微弱发光状态下的实际电功率；
(4)转向开关S与触点“4”和“5”接通时，指示灯交替闪烁工作1 min消耗的电能。
25. (2020·黔南州)如图甲所示电路中，电源电压为9 V不变，R1是定值电阻，R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀导体EF、FG、GH制作而成，其中一段是铜丝，其电阻可忽略不计，另两段是电阻丝，其阻值与自身长度成正比，P是与R2良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S1，断开S2，将P从H端移到E端时，电流表示数I与P向左移动的距离x之间的关系如图乙所示。问：
(1)电阻R1的阻值是多少？电阻R2的总电阻是多少？
(2)当x的值为30 cm时，电流表的示数是多少？
(3)当电压表的示数为4 V时，在20 s内电流通过R2产生的热量是多少？
(4)当P移动到最左端E处时，闭合开关S1和S2。电阻R2消耗的电功率与电路消耗的总电功率之比是多少？
26. (2020·衡阳)初三(1)班教室里有一款饮水机，其工作电路可简化为如图甲所示的电路。S是温度控制开关，根据饮水机内水杯中水温的变化自动切换加热和保温两种工作状态，R1、R2是加热管的电阻(不考虑阻值受温度变化影响)，它的部分技术参数如图乙所示。试回答下列问题：
(1)S闭合时，饮水机处于 工作状态。R2的阻值是
Ω。
(2)水杯中装满20 ℃水时，饮水机正常工作，加热多长时间可将水烧开？[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，当时气压设定为1标准大气压，不考虑热损失]
(3)最近一次使用时，加热管R1损坏了，物理兴趣小组的同学们利用电位器(相当于滑动变阻器，以下称为变阻器)设计了如图丙所示的电路来控制加热管R2的发热功率，在老师的指导下进行模拟实验，将滑片从变阻器的一端滑到另一端的过程中，同学们通过实验测量，得出变阻器消耗的电功率P随电流I关系的图象如图丁所示，则：
①求R2的发热功率范围。
②变阻器的最大功率多大？
③简述：这种设计方案有什么不妥之处(指出一种合理的不妥情况即可)。
电 功 率
一、选择题
1. (2020·聊城)下表是小明家电饭煲铭牌的部分信息，小明家电能表的示数如右下图所示。把电饭煲接在家庭电路中使用时，下列说法错误的是( D )
A．电饭煲是利用电流的热效应工作的
B．电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小
C．电饭煲在高挡正常工作10 min，消耗的电能是1.08×105 J
D．若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10 min，电能表示数将变成7 328.6 kW·h
2. (2020·德州)如图所示的电路中，电源电压和灯泡电阻都不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P由滑动变阻器左端向右滑动到其中点的过程中，下列判断正确的是( B )
A．电流表示数变小，电压表示数不变，灯泡亮度不变
B．电流表示数变大，电压表示数不变，灯泡亮度不变
C．电流表示数变大，电压表示数变小，灯泡亮度变暗
D．电压表与电流表示数的比值变大
第2题图 第3题图
3. (2020·临沂)如图是“伏安法”测电阻的电路图。闭合开关S，将滑片P向左滑动的过程中( D )
A．电流表示数变小 B．电压表示数不变
C．电路总功率变小 D．两表示数的比值不变
4. (2020·泰安)如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时，下列说法中( A )
①电流表A的示数变小
②电压表V的示数变大
③电压表V与电流表A1的比值变小
④滑动变阻器R2消耗的电功率变小
A．只有①④正确 B．只有②③正确
C．只有①③正确 D．只有②④正确
第4题图 第5题图
5. (2020·温州)电蚊拍灭蚊时，蚊子碰到金属网形成闭合电路，蚊子往往会被烧毁。下列说法不合理的是( D )
A．蚊子是可以导电的
B．电蚊拍电压降低烧毁效果变差
C．蚊子烧毁是因为电流的热效应
D．烧毁时可能没有电流通过蚊子
6. (2020·绥化改编)小飞家的走廊灯很容易烧坏，为了解决这一问题，她设计了如图电路，L1和L2都是“220 V 40 W”的灯泡(设灯泡L1和L2的电阻不变，电源电压不变)，下列说法不正确的是( D )
A．灯泡L1的电阻是1210 Ω
B．闭合S，断开S1，灯泡L1和灯泡L2串联
C．闭合S，断开S1，灯泡L1两端的电压是110 V
D．两灯泡都亮时，电路消耗的总功率是80 W
第6题图 第7题图
7. (2020·龙东改编)如图所示，电源电压为6 V保持不变，电阻R1的阻值为5 Ω，滑动变阻器上标有“10 Ω 1 A”的字样。在元件安全的情况下，移动滑动变阻器滑片P过程中，则( A )
①R1的功率范围5 W～0.8 W
②R1的功率范围7.2 W～0.8 W
③R2的最大功率是1.8 W
④R2的最大功率为1.6 W
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
8. (2020·本溪改编)如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为0.6 A，滑动变阻器R的最大阻值为50 Ω，电流表量程为“0～0.6 A”，电压表量程为“0～15 V”。闭合开关S，在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象，如图乙、丙所示。则下列说法中不正确的是( B )
A．小灯泡的额定功率为3.6 W
B．电源电压为16 V
C．当电流表示数为0.25 A时，滑动变阻器消耗的电功率为2.75 W
D．若将电压表量程换为0～3 V，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18 Ω～50 Ω
9. (2020·滨州改编)如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“12 V 6 W”的字样，滑动变阻器R的最大阻值为36 Ω，R0为定值电阻。当S闭合，S1、S2断开，滑片P由b端向a端滑动，使其连入电路的电阻是最大阻值的三分之一时，小灯泡恰好正常发光。当滑片位置保持不变，开关都闭合时，电流表的示数变化了2 A。不考虑灯丝电阻的变化，下列说法不正确的是( )
A．电源电压是18 V
B．小灯泡正常发光10 s，整个电路消耗的电能是90 J
C．R0的阻值为12 Ω
D．当滑片位置保持不变，开关都闭合时，电路消耗的总功率是45 W
10. (2020·武汉)如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L的I－U图象如图乙所示。当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表的示数是2 V，电流表的示数是I1；当只闭合开关S1、S3，滑片P在最左端时，电流表的示数是I2；当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，电压表的示数是3 V，电流表的示数是I3。已知I1∶I2＝2∶9，I2∶I3＝3∶1。当滑片P在最左端时，通过开关通断，可使电路消耗的功率最大，该最大值是( B )
A．7.2 W B．8.1 W
C．9.0 W D．9.9 W
11. (2020·苏州)在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示。则下列说法正确的是( B )
A．电压表V1对应的是图线②
B．电压满足Uc＝Ua＋Ua′
C．R2的最大阻值小于R1的阻值
D．电路的最大总功率为2UbIb
二、填空题
12. (2020·本溪)如图是小铁家的电能表，根据表盘上的数据可知，他家同时使用的用电器总功率不能超过__4400__W。一个铭牌上标有“220 V 1 500 W”字样的微波炉单独正常工作2 min，电能表的转盘转__30__转。转盘转动加快，说明电路中的总功率__变大__(填“变大”“变小”或“不变”)。
第12题图 第13题图
13. (2020·南京)有一款平面镜防雾膜，膜内装有电热丝，将它贴在镜的背面并通电，利用电流的__热__效应，可防止水蒸气在镜面上__液化__(填物态变化名称)，如图所示。防雾膜的规格是2 W/dm2，一块面积为30 dm2的防雾膜正常工作10 min消耗的电能是__3.6×104__J。小明站在镜前0.6 m处，他在镜中的像和他相距__1.2__ m。
14. (2020·天水)现有两电热丝，甲标有“10 Ω 1 A”，乙标有“15 Ω 0.6 A”，把它们并联起来，通电10 s后，甲、乙两电热丝产生的总热量最多是__135__J。
15. (2020·南充)将一段电阻丝接入电路中，测得其两端电压为12 V，通过的电流为3 A，则该电阻丝电阻为__4__Ω；若将该电阻丝两端电压由12 V降至6 V，则电功率变化了__27__W。
16. (2020·扬州)某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两挡。电路如图所示，开关S接__1__时，是“高温”挡；当开关S分别接“1”和“2”时，电流表的示数为5 A和1 A；则电阻R0＝__44__Ω、R＝__176__Ω。电烤箱处于“高温”挡工作10 min产生的热量为__6.6×105__J。
第16题图 第17题图
17. (2020·本溪)如图所示，电源电压不变，灯泡L1标有“6 V 3 W”，灯泡L2标有“6 V 6 W”，灯泡的电阻均不变。只闭合开关S、S1时，恰好一盏灯正常发光，另一盏灯比正常发光暗，则电源电压为__9__V。只闭合开关S、S2时，调节变阻器的滑片，使电压表的示数为3 V时，变阻器连入电路的阻值为__24__Ω，此时灯泡L1的实际功率为__0.75__W。
18. (2020·本溪)如图所示，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，一段时间后，__甲__(选填“甲”或“乙”)容器连接的U形管液面高度差较大，实验表明电流通过导体产生的热量跟__电阻__(选填“电流”或“电阻”)有关，图中的U形管__不是__(选填“是”或“不是”)连通器。
第18题图 第19题图
19. (2020·济宁)如图所示的电路中，L1、L2为两个阻值恒定的灯泡，甲、乙是连接实验室常用电流表或电压表的位置。在甲、乙位置分别接入量程不同的某种电表，只闭合开关S1，两灯均发光，两电表指针偏转角度相同。断开开关S1，在甲、乙位置分别接另一种电表，闭合开关S1和S2，两灯均发光，则此时两电表示数之比为__4∶5__，灯泡L1与L2的电功率之比为__4∶1__。
三、实验探究题
20. (2020·本溪)利用所学的知识，完成下面的电学试验。
(一)探究电流与电压、电阻关系
(1)小霞连接了如图甲所示的部分实验电路，请用笔画线代替导线，将电源正确接入电路。
甲
(2)连接好电路，用开关试触，发现电压表指针偏转到表盘右侧无刻度处，电流表指针几乎不动。故障原因可能是定值电阻发生了__断路__(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后，正确进行实验，测得三组实验数据，如下表所示。分析表中数据，可得出结论：在电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成__正比。
(4)小霞继续用图甲电路探究电流与电阻的关系。分别接入三个不同阻值的电阻，保持电源电压6 V不变，调节滑
动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表示数，绘制了如图乙所示图象并得出结论。
①实验中小霞选取的滑动变阻器是__60__Ω__0.5__A__(选填“60 Ω 0.5 A”“30 Ω 1.0 A”或“20 Ω 1.2 A”)。结合所选的滑动变阻器，把三个定值电阻分别接入电路完成实验，电阻两端控制不变的电压最大是__2.5__V。
②把5 Ω和20 Ω的电阻分别接入电路，控制电阻两端的电压不变，先后两次滑动变阻器的电功率之比是__4∶1__。
(二)测量额定电流为0.5 A小灯泡L1的额定功率
小霞选用了一只电压表，一个“6 V 3 W”的小灯泡L2，设计了如图丙所示的实验电路，其中电源电压恒为12 V，请完成下面实验步骤：
(1)如图丙所示，图中a、b处虚线框内，分别为电压表或开关S2，则在a框内应是__电压表__。
(2)正确选择元件并连接电路后，闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为__6__V，此时小灯泡L1正常发光。
(3)再闭合开关S、S2，断开S1，滑动变阻器滑片的位置不变，读出电压表示数如图丁所示，为__4__V。
(4)则小灯泡L1的额定功率为__2__W。
21. (2020·娄底)在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验器材有：电压表、电流表、额定电压为2.5 V的小灯泡、开关、电压为6 V的电源和滑动变阻器等。
(1)根据甲图连接电路，闭合开关前，应将滑片移至最__右__(选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关后，小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数。经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡发生了__短路__(选填“短路”或“断路”)。
(3)当电压表的示数为2.5 V时，对应电流表的示数如图乙，则小灯泡的额定电功率是__0.75__W。
(4)完成上述测量后，不用电压表，用如图丙所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电流为I额，定值电阻的阻值为R0，实验步骤如下，请补充完整：
①闭合开关S、S2，断开开关S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I额；
②保持变阻器滑片不动，断开开关S2，闭合开关S，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＝__(I－I额)R0I额__。
22. 下图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝(阻值在图中已标出)，U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。
(1)实验中通过观察__液面高度差__的变化来比较导体所产生热量的多少；这运用了__转换法__(选填“转换法”或“等效替代法”)的物理思想；
(2)用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的__电流__不变，来研究导体产生热量与电阻的关系；
(3)在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是__C__容器。
(4)若通电一段时间后，发现其中一个U形管液面的高度几乎不变，出现该现象的原因可能是__容器气密性不好__。
(5)图乙装置探究的是电流产生的热量跟__电流__的关系。
(6)在利用甲图装置进行实验时，发现U形管液柱上升的速度较慢，要使实验现象更加明显，合理的方法是__减小滑动变阻器接入电路的阻值__。
四、计算题
23. 如图甲所示的电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻。当滑动变阻器的滑片移动时，滑动变阻器的电功率P1随其接入电路的阻值R1的变化图象如图乙所示。求：
(1)当电压表的示数为4 V，电流表的示数为2 A时，滑动变阻器接入电路的阻值和它在1 min内消耗的电能；
(2)当滑动变阻器的电功率P1最大时，电流表和电压表的示数；
(3)R0的阻值。
解：(1)由I＝eq \f(U,R)得，滑动变阻器接入电路中的电阻值R1＝eq \f(U1,I1)＝eq \f(4 V,2 A)＝2 Ω
1 min内变阻器消耗的电能
W1＝U1I1t1＝4 V×2 A×60 s＝480 J
(2)由图乙可知，电功率最大为9 W，此时电阻为4 Ω
由P＝UI＝I2R得电流表的示数I′eq \\al(2,1)＝eq \f(P1′,R1′)＝eq \f(9 W,4 Ω)
得I1′＝1.5 A
此时滑动变阻器两端的电压为
U 1′＝I1′R1′＝1.5 A×4 Ω＝6 V
(3)电阻R0和滑动变阻器串联，则有
U＝U0＋U1＝IR0＋U1
U＝2 A·R0＋4 V
U＝1.5 A·R0＋6 V
解得R0＝4 Ω
24. 某校科技小组设计了如图甲所示的汽车转向灯电路模型原理图，接通相应指示灯后，该指示灯会亮(正常发光)、暗(微弱发光)交替闪烁。电路中电源电压12 V不变，指示灯的规格均为“12 V 6 W”，R0为定值电阻，左转或右转指示灯单独闪烁时，电压表两端实际电压随时间的变化规律如图乙所示。设指示灯的电阻不变，电磁铁线圈及衔铁的电阻值不计。求：
(1)指示灯的电阻；
(2)转向开关S与触点“3”和“4”接通时，指示灯正常发光状态下通过衔铁的电流；
(3)转向开关S与触点“2”和“3”接通时，指示灯微弱发光状态下的实际电功率；
(4)转向开关S与触点“4”和“5”接通时，指示灯交替闪烁工作1 min消耗的电能。
解：(1)由P＝eq \f(U2,R)得R灯＝eq \f(Ueq \\al(2,额),P额)＝eq \f(（12 V）2,6 W)＝24 Ω
(2)转向开关S与触点“3”和“4”接通时，左、右转指示灯并联，指示灯正常发光状态下，有P总＝6 W＋6 W＝12 W，由P＝UI得
I总＝eq \f(P总,U)＝eq \f(12 W,12 V)＝1 A
(3)转向开关S与触点“2”和“3”接通时，左转指示灯工作，由图乙知，指示灯微弱发光状态下，电压表示数U表＝9.6 V
∵U灯＝U－U表＝12 V－9.6 V＝2.4 V
∴P实＝eq \f(Ueq \\al(2,灯),R灯)＝eq \f(（2.4 V）2,24 Ω)＝0.24 W
(4)转向开关S与触点“4”和“5”接通，由图乙知，右转指示灯工作1 min时，正常发光的时间为t1＝eq \f(0.2,0.3)×60 s＝40 s，微弱发光的时间为t2＝eq \f(0.1,0.3)×60 s＝20 s，右转指示灯单独接入电路时，指示灯正常发光状态下，消耗的电能为W1＝P1t1＝6 W×40 s＝240 J，右转指示灯与R2串联接入电路时，指示灯微弱发光状态下由于右转指示灯和左转指示灯实际功率相同，可得消耗的电能为W2＝P实t2＝0.24 W×20 s＝4.8 J，指示灯交替闪烁工作消耗的电能为W总＝W1＋W2＝240 J＋4.8 J＝244.8 J
25. (2020·黔南州)如图甲所示电路中，电源电压为9 V不变，R1是定值电阻，R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀导体EF、FG、GH制作而成，其中一段是铜丝，其电阻可忽略不计，另两段是电阻丝，其阻值与自身长度成正比，P是与R2良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S1，断开S2，将P从H端移到E端时，电流表示数I与P向左移动的距离x之间的关系如图乙所示。问：
(1)电阻R1的阻值是多少？电阻R2的总电阻是多少？
(2)当x的值为30 cm时，电流表的示数是多少？
(3)当电压表的示数为4 V时，在20 s内电流通过R2产生的热量是多少？
(4)当P移动到最左端E处时，闭合开关S1和S2。电阻R2消耗的电功率与电路消耗的总电功率之比是多少？
解：(1)闭合开关S1、断开S2，且滑片位于E端时，仅有R1接入电路，此时电路中的电流最大，由图乙可知，此时电路中的电流为I大＝0.9 A，
由I＝eq \f(U,R)可得，电阻R1的阻值：R1＝eq \f(U,I大)＝eq \f(9 V,0.9 A)＝10 Ω
当滑片位于H端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，
由图乙可知，此时电路中的电流I小＝0.3 A
此时电路中的总电阻：R总＝eq \f(U,I小)＝eq \f(9 V,0.3 A)＝30 Ω
滑动变阻器的总阻值：
R2＝R总－R1＝30 Ω－10 Ω＝20 Ω
(2)由于滑片P从H端向E端移动，由图象的拐点可知：GH＝15 cm，FG＝25 cm－15 cm＝10 cm，
EF＝35 cm－25 cm＝10 cm
中间一段电流无变化，故FG是铜导线，
由图象可知，当滑片P位于G点时，电路中的电流I＝0.6 A，
此时电路的总电阻：R总′＝eq \f(U,I)＝eq \f(9 V,0.6 A)＝15 Ω
则GH段的总电阻：
RGH＝R总－R总′＝30 Ω－15 Ω＝15 Ω
EF段的总电阻：
REF＝R总′－R1＝15 Ω－10 Ω＝5 Ω
因两段导体的阻值与自身长度成正比，
所以，EF导体每1 cm的电阻eq \f(5 Ω,10 cm)＝0.5 Ω/cm
当P位于x＝30 cm时，滑动变阻器接入电路中的电阻：R2′＝(35 cm－30 cm)×0.5 Ω/cm＝2.5 Ω
此时电路中电流表的示数：
I1＝eq \f(U,R1＋R2′)＝eq \f(9 V,10 Ω＋2.5 Ω)＝0.72 A
(3)当电压表的示数为4 V时，电路中的电流：
I2＝eq \f(U1,R1)＝eq \f(4 V,10 Ω)＝0.4 A
此时变阻器两端的电压；
U2＝U－U1＝9 V－4 V＝5 V
则在20 s内电流通过R2产生的热量：
Q2＝W2＝U2I2t＝5 V×0.4 A×20 s＝40 J
(4)当P移动到最左端E处时，闭合开关S1和S2时，R1与R2并联，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两电阻的电功率分别为：
P1＝eq \f(U2,R1)＝eq \f(（9 V）2,10 Ω)＝8.1 W
P2＝eq \f(U2,REH)＝eq \f(（9 V）2,20 Ω)＝4.05 W
则电阻R2消耗的电功率与电路消耗的总电功率之比：eq \f(P2,P1＋P2)＝eq \f(4.05 W,8.1 W＋4.05 W)＝eq \f(1,3)
26. (2020·衡阳)初三(1)班教室里有一款饮水机，其工作电路可简化为如图甲所示的电路。S是温度控制开关，根据饮水机内水杯中水温的变化自动切换加热和保温两种工作状态，R1、R2是加热管的电阻(不考虑阻值受温度变化影响)，它的部分技术参数如图乙所示。试回答下列问题：
(1)S闭合时，饮水机处于__加热__工作状态。R2的阻值是__55__Ω。
(2)水杯中装满20 ℃水时，饮水机正常工作，加热多长时间可将水烧开？[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，当时气压设定为1标准大气压，不考虑热损失]
(3)最近一次使用时，加热管R1损坏了，物理兴趣小组的同学们利用电位器(相当于滑动变阻器，以下称为变阻器)设计了如图丙所示的电路来控制加热管R2的发热功率，在老师的指导下进行模拟实验，将滑片从变阻器的一端滑到另一端的过程中，同学们通过实验测量，得出变阻器消耗的电功率P随电流I关系的图象如图丁所示，则：
①求R2的发热功率范围。
②变阻器的最大功率多大？
③简述：这种设计方案有什么不妥之处(指出一种合理的不妥情况即可)。
解：(1)加热时R2的功率：
P2＝900 W－20 W＝880 W
R2＝eq \f(U2,P2)＝eq \f(（220 V）2,880 W)＝55 Ω
(2)水吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)
＝4.2×103 J/( kg·℃)×0.6 kg×(100 ℃－20 ℃)
＝2.016×105 J
不考虑热损失，消耗的电能W＝Q吸
由P＝eq \f(W,t)得，将水烧开的时间：
t′＝eq \f(W,P加热)＝eq \f(2.016×105 J,900 W)＝224 s
(3)①变阻器与R2串联，当变阻器连入电路的电阻为0时，R2的电压为220 V，其最大功率为880 W
当变阻器最大电阻连入电路中时，由图知电路的最小电流为0.5 A，R2的最小功率：
P2小＝Ieq \\al(2,小)R2＝(0.5 A)2×55 Ω＝13.75 W
R2的发热功率范围为13.75 W～880 W
②变阻器的功率：P变＝I2R变＝(eq \f(U,R变＋R2))2×R变＝eq \f(U2,\f(（R变＋R2）2,R变))＝eq \f(U2,\f(（R变－R2）2＋4R变R2,R变))
当R变＝R2时，变阻器的最大功率：
P变大＝eq \f(U2,4R2)＝eq \f(（220 V）2,4×55 Ω)＝220 W
③因变阻器与R2串联，若其中任一电阻损坏，将导致整个电路不能工作(或变阻器产生的热量没有被利用)
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.1
2
2.0
0.2
3
3.0
0.3
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电压U/V
电流I/A
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1.0
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2.0
0.2
3
3.0
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