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教科版第六章 电功率综合与测试单元测试综合训练题
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这是一份教科版第六章 电功率综合与测试单元测试综合训练题，共26页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
教科版初中物理九年级上册第六单元《电功率》单元测试卷
考试范围：第六单元；考试时间：80分钟；总分：80分
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
1. 现有两个定值电阻R1和R2(R1
A. W甲>W乙>W丙>W丁 B. W乙>W丙>W丁>W甲
C. W甲>W丙>W丁>W乙 D. W丙>W丁>W乙>W甲
2. 如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯L1、L2都能正常发光，甲、乙两个电表的示数之比是3：4，则相同时间内两灯消耗的电能之比是( )
A. 1：2
B. 2：1
C. 1：3
D. 3：2
3. 甲、乙二个普通白炽灯泡铭牌上分别标着“220V 40W”、“110V 40W”字样，正常发光相同时间，它们消耗的电能( )
A. 甲灯的多 B. 乙灯的多 C. 一样多 D. 不能确定
4. 如图甲是小东同学“探究电流与电压关系”的电路图，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，则( )
A. 定值电阻R0的电功率逐渐增大 B. 该电路最小功率0.05W
C. R0的电阻值是0.2Ω D. 滑动变阻器的最大电阻是5Ω
5. 如图所示，L1“3V 3W”、L2“3V 1.5W”。灯丝电阻不变，电源电压3V.开关S闭合后，下列说法正确的是( )
A. L1和L2的电阻之比是2：1 B. L1和L2的电流之比是1：2
C. L1两端电压是2V D. 两灯消耗的总功率是1W
6. 如图甲是小东同学“探究电流与电压关系”的电路图，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，则( )
A. R0的电阻值是0.2Ω B. 该电路最小功率0.05W
C. 滑动变阻器的最大电阻是5Ω D. 定值电阻R0的电功率逐渐增大
7. 甲图是小灯泡L和电阻R的I−U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W.下列说法错误的是( )
A. 只闭合开关S1时，小灯泡L 的电阻为4Ω
B. 再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2A
C. 再闭合开关S2时，电路总功率为1.4W
D. 再闭合开关S2后，在1min 内电阻R产生的热量为240J
8. 将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是( )
A. 三个用电器均能将电能全部转化为内能
B. 根据R=U2P可计算出三个用电器的电阻相等
C. 三个用电器消耗的电能一样多
D. 三个用电器产生的热量相等
9. 探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验如图所示，两个透明容器中密封着等质量的空气。下列说法正确的是( )
A. U形管内液面高度变化是由管中液体热胀冷缩引起的
B. 图甲是探究电流产生的热量与电阻关系的实验
C. 图乙中通电一段时间后右边U形管内液面高度差比左边小
D. 图甲中通电一段时间后左、右两个容器内电阻丝产生的热量之比为4：1
10. 两只灯泡串联在电路中，其中一只亮，另一只不亮，这原因可能是( )
A. 不亮的灯泡灯丝断了或接触不良 B. 两灯相比，不亮的灯泡其电阻太小
C. 两灯相比，不亮的灯泡其电阻太大 D. 两灯相比，通过不亮灯泡的电流较小
11. 如图所示的电路板，正面只有一个开关和两个灯泡，电源及导线均在电路板背面。闭合开关，看见L1发光，L2不发光；用灯泡L3替换L1，发现L2和L3同时发光，忽略温度对灯丝电阻的影响。下列判断正确的是( )
A. L3和L2是并联的 B. L2不发光的原因是灯丝断了
C. L1的电阻大于L3的电阻 D. L3替换L1后，电路的总功率变小
12. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，忽略温度对灯泡电阻的影响，下列说法中正确的是( )
A. 两灯串联接入220V电路中，乙灯较亮
B. 两灯均正常发光时，甲灯灯丝电流较大
C. 两灯并联接入220V电路中，乙灯较亮
D. 将乙灯接入110V电路中，它的实际功率为50W
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
13. 小明根据家中电能表如图所示，该电能表应在______ V电路使用，若电能表在月末示数为338.5kW⋅h，月初示数显示如图所示，则该用户这个月用电量是______ kW⋅h，则这个月电能表的转盘转过了______ 转。
14. 如图所示是家庭电子式电能表的表盘，其示数是_________kW·h。表盘上标有“3200imp/kW·h”表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3200次。若家庭电路中只有一台电热水器在工作，该电能表的指示灯在4min内闪烁320次，则该热水器的实际功率是_________W。
15. 如图是探究电流通过导体产生的热量与______ 关系的实验装置。实验中用U形管内液面的______ 反映导体产生热量的多少，通电一段时间后，容器______(选填“甲”或“乙”)内电阻丝产生的热量较多。
16. 人体的安全电压______V.一个标有“220V 40W”的灯泡，接到110V的电路中，实际功率为______W.
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
17. 如图是“测定小灯泡的额定功率”实验的电路图，请用笔画线代替导线将图中的电路连接完整，要求滑动变阻器滑片P左移时电路中的总阻值会变大。
18. 如图所示是小李同学测量小灯泡额定功率的实物电路图，电路中有一根导线接错了。请在错误的导线处画，并用笔画线表示导线，连接正确的电路(只改一根导线)。
四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
19. 在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5 V，小灯泡额定电压为2.5 V、电阻约为10 Ω。
(1)连接电路时开关应________，电流表的量程应选0～________A。
(2)请你用笔画线代替导线，将如图所示的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于________(选填“A”或“B”)端。
(4)小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数(如图所示)为________V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向_________(选填“A”或“B”)端移动，使电压表的示数为2.5 V。
(5)小向同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图所示的I−U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W。
(6)小勇同学在实验中连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是____________(写出一种即可)。
20. 小明在“测量小灯泡的额定功率”实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整。
(2)闭合开关，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，故障可能是______。
(3)排除故障后进行实验，电压表示数为2V时，要使小灯泡正常工作，则应将滑片向______(选填“左”或“右”)端移动。
(4)图乙是小灯泡的I−U图象，则小灯泡的额定功率为______W。
(5)完成上述实验后，小明又设计了一种测额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。
①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点______(选填“a”或“b”)，移动滑片使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1；
②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，电压表的示数为U2；
③用U1、U2和R0表示小灯泡的额定功率P=______。
五、计算题（本大题共4小题，共32.0分）
21. 如图所示，电源两端电压为10V并保持不变，电阻R1的阻值为12Ω。当开关S闭合时，电压表示数为4V。求：
(1)电阻R2的阻值；
(2)电阻R1消耗的电功率P1；
(3)1min内电阻R2产生的热量Q2。
22. 特高压输电技术可以减小输电过程中电能的损失。某发电站输送的电功率为1.1×105kW，输电电压为1100 kV，经变压器降至220 V供家庭用户使用。小明家中有一个标有“220 V2200W”的即热式水龙头，其电阻为R0，他发现冬天使用时水温较低，春秋两季水温较高，于是他增加两个相同的发热电阻R和两个指示灯(指示灯电阻不计)改装了电路，如图所示。开关S1，可以同时与a、b相连或只与c相连，使其有高温和低温两挡。求：
(1)通过特高压输电线的电流；
(2)改装前，若水龙头的热效率为90%，正常加热1分钟提供的热量；
(3)改装后，水龙头正常工作时高温挡与低温挡电功率之比为4:1，请计算出高温挡时的电功率。
23. 在“设计制作模拟调光灯”综合实践活动中，小明设计的电路如图甲所示，电源电压为6V不变。小灯泡L标有“6V”字样，小灯泡的I−U关系如图乙所示，R为规格“10Ω 1A”的滑动变阻器。求：
(1)小灯泡正常发光时的电阻。
(2)小灯泡正常发光时，电路1min内消耗的电能。
(3)移动滑片，当滑动变阻器与小灯泡消耗的电功率相等时，小灯泡的实际功率。
24. 如图，电源电压恒为3V，定值电阻R1的阻值为5Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω 3A”字样，电流表的量程为0～3A。闭合开关S，电流表示数为0.9A。求：
(1)此时通过电阻R2的电流；
(2)此时滑动变阻器R2消耗的电功率；
(3)R2接入电路中的最小阻值。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了电阻的串联和并联以及电功公式的应用，是一道较为简单的应用题。
根据电阻的串联和并联以及R1
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，且R1
因电源的电压恒为U，且工作时间相等，
所以，由W=UIt=U2Rt可知，四个电路中电流做功大小关系为W乙>W丙>W丁>W甲，故ACD错误，B正确。
故选B。
2.【答案】C
【解析】解：
由电路图可知，开关S闭合后，如果乙为电流表将会造成电源短路；如果甲为电流表将会造成L2短路、L2不能工作；
因灯L1、L2都能正常发光，所以甲、乙都为电压表，此时灯L1、L2串联，电压表甲测量L2两端电压，电压表乙测量电源电压；
已知甲、乙两个电表的示数之比是3：4，设甲表示数为3k，乙表示数为4k，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，则L1的电压为：U1=4k−3k=k，
故灯L1、L2两端的电压之比为：U1U2=k3k=13；
根据W=UIt，在通电时间和电流相等的条件下，两灯消耗的电能之比等于电压之比，结合以上分析可知，相同时间内两灯消耗的电能之比是1：3，只有C正确。
故选：C。
根据电路的连接，由灯L1、L2都能正常发光可确定两电表都为电压表，判断各表测量的电压，根据串联电路的规律求出灯L1、L2的电压之比；
根据W=UIt，在通电时间和电流相等的条件下，两灯消耗的电能之比等于电压之比求解。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功公式的运用，关键是电压表类型的判断。
3.【答案】C
【解析】【试题解析】
解：用电器在正常工作时的实际功率等于用电器的额定功率，
由灯泡的铭牌可知，两个白炽灯的额定功率相等，
则它们正常发光时的实际功率P相等，
由W=Pt可知，在相等时间t内它们消耗的电能相等。
故选：C。
用电器在正常工作时的实际功率等于额定功率，已知额定功率与时间，由W=Pt可以比较用电器消耗的电能。
本题考查了电能的计算，关键是知道用电器在正常工作时的实际功率等于额定功率。
4.【答案】A
【解析】解：A、由图可知，该电路为R0和R的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测R0两端的电压；
滑片P从a端移至b端时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，
由P=I2R可知定值电阻R0的电功率逐渐变大，故A正确；
BC、当滑动变阻器的滑片在b端时，其接入电路的阻值为0Ω，电路中的电流最大，电压表示数为电源电压，
由图乙可知，当电流最大时，电压表示数为3V，即电源电压为U=3V，
则R0的阻值为：R0=UI大=3V0.6A=5Ω；
由图乙可知电路中的电流最小为I小=0.1A，则该电路最小功率为：P小=I小U=0.1A×3V=0.3W；故B、C错误；
D、当滑动变阻器的阻值最大时，电路中的电流最小为I小=0.1A，R0两端的电压为U0=0.5V，
由串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压为：UR=U−U0=3V−0.5V=2.5V，
则滑动变阻器的最大阻值为：R=URI小=2.5V0.1A=25Ω，故D错误。
故选：A。
(1)由图可知，该电路为R0和R的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测R0两端的电压；滑片P从a端移至b端时，分析电路中的电流的变化，再根据P=I2R分析定值电阻R0的电功率变化；
(2)分析当滑动变阻器接入电路阻值为0Ω时的电路情况，由图乙可知电压表的示数，即电源电压；利用R=UI可求出R0的阻值；由图乙可知电路中的最小电流，已知电源电压，利用P=UI可求出电路最小功率；
(3)滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小，由图乙可知最小电流和对应的R0两端的电压，由串联电路的电压特点可得出滑动变阻器两端的电压，再根据R=UI求出滑动变阻器的最大阻值。
本题考查了对欧姆定律和电功率计算公式的应用，从图乙中读取相关数据进行计算是解题的关键。
5.【答案】D
【解析】解：根据电路图可知，两灯泡串联；
A、根据P=U2R知，
L1的电阻为：R1=U2P1=(3V)23W=3Ω；
L2的电阻为：R2=U2P2=(3V)21.5W=6Ω；
所以L1和L2的电阻之比为：R1R2=3Ω6Ω=12，故A错误；
B、因为串联电路电流处处相等，所以L1和L2的电流之比是1：1，故B错误；
C、电路的电流为I=UR1+R2=3V3Ω+6Ω=13A，
L1两端电压是：U1=IR1=13A×3Ω=1V，故C错误；
D、两灯泡消耗的总功率为：P=U2R1+R2=(3V)33Ω+6Ω=1W，故D正确。
故选：D。
根据电路图可知，两灯泡串联；
(1)根据R=U2P算出两灯泡的电阻，并求出L1和L2的电阻之比；
(2)串联电路电流处处相等；
(3)根据I=UR算出电路的电流，根据U=IR得出L1两端电压；
(4)根据P=U2R1+R2算出两灯泡消耗的总功率。
本题考查串联电路电流规律、欧姆定律的应用，是一道基础题。
6.【答案】D
【解析】解：由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、当滑片位于b端时，接入电路中的电阻为0，电路中的电流最大，
由图乙可知，电路中的电流I最大=0.6A，电源电压：U=U0=3V，
由I=UR可得，定值电阻R0的阻值：R0=U0I最大=3V0.6A=5Ω，故A错误；
B、当滑片位于a端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的电流I最小=0.1A，则电路最小功率：P最小=UI最小=3V×0.1A=0.3W，故B错误；
C、根据图乙可知，当电路电流最小时，电压表示数为0.5V，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压：U滑=U−U0′=3V−0.5V=2.5V，
滑动变阻器的最大阻值：R=U滑I最小=2.5V0.1A=25Ω，故C错误；
D、根据电路图可知，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，由I=UR可知，电路电流变大，由P=I2R0可知，定值电阻R0的电功率的变大，故D正确。
故选：D。
由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于b端时，接入电路中的电阻为0，电路中只有R0，电路中的电流最大，电压表测量电源电压，根据图乙读出电表的示数，根据电压表示数可知电源电压，根据欧姆定律求出R0的阻值；
(2)当滑片位于a端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，根据图乙读出电路最小电流，根据P=UI求出电路最小电功率；
(3)当电路电流最小时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据图乙读出此时滑动变阻器两端电压，再利用串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
(4)根据电路图可知，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据欧姆定律可知电路电流的变化，由P=I2R0可知定值电阻R0电功率的变化。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键。
7.【答案】D
【解析】解：A、只闭合 S1时，电路为小灯泡L的简单电路，L 的实际功率为 1W，根据P=UI可知，
在甲图L的图线上找符合U、I乘积为 1W 的坐标，则有：UL=2V，IL=0.5A，
则小灯泡 L 的电阻：RL=ULIL=2V0.5A=4Ω，故 A 正确。
B、由 A 选项分析得，电源电压U=UL=2V，再闭合 S2后，此时R、L并联接入电路，电流表测干路中的电流，
电压为 2V，在甲图中找出 R 此时对应电流为0.2A，则电流表示数增大0.2A，故B正确。
C、电源电压为 2V，R的电流为 IR=0.2A，L 的电流为IL=0.5A，
电路中总电流为 I=IR+IL=0.2A+0.5A=0.7A，
则电路总功率：P=U总I总=2V×0.7A=1.4W，故 C 正确。
D、再闭合 S2时，电阻R的电压为 2V，电流为 0.2A，
通电 1min 产生热量：Q=W=UIt=2V×0.2A×60s=24J，故D错误。
故选：D。
(1)只闭合 S1时，电路为小灯泡L的简单电路，根据L 的实际功率结合图象找出对应的电压和电流，然后根据欧姆定律求出小灯泡 L 的电阻。
(2)再闭合开关S2时，此时R、L并联接入电路，电流表测干路中的电流，增加的电流即为通过R的电流。
(3)根据并联电路电流规律求出干路电流，然后根据P=UI求出电路总功率。
(4)根据Q=W=UIt求出在1min 内电阻R产生的热量。
本题主要考查并联电路的特点、欧姆定律、电功率以及焦耳定律的应用，关键能从图象上找出有用的信息，难度不大。
8.【答案】C
【解析】解：
AB、电烙铁工作时，能将电能全部转化为内能；电风扇、电视机工作时，其消耗的电能不只是转化为内能，还会转化为机械能或光能和声能；
虽然三个用电器的规格相同，但公式R=U2P只适用于纯电阻用电器，即利用该公式能计算电烙铁的电阻，不能计算电风扇和电视机的电阻，事实上它们的电阻也是不相同的，故AB错误；
C、三个电器都在额定电压下工作，实际功率相同都是100W，由W=Pt可知相同时间内三个电器消耗的电能一样多，故C正确；
D、电风扇工作时，电能转化为内能和机械能；电视机工作时，电能转化为内能、光能和声能；电烙铁工作时，电能全部转化为内能；且相同时间内三个电器消耗的电能相同，因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，故D错误。
故选：C。
家庭电路的电压是220V，将三个用电器分别接入家庭电路中，这三个用电器都在额定电压下工作，实际功率等于额定功率，由W=Pt可知相同时间内三个电器消耗电能的关系；从每个电器工作时的能量转化上分析，电烙铁是纯电阻用电器，可利用公式R=U2P计算其电阻，但不能计算电风扇和电视机的电阻。
用电器工作的过程就是电流做功的过程，也是电能转化成其他形式能的过程，电流通过电器做了多少功，就有多少电能转化成其他形式的能；
本题中学生容易误认为三个电器在相同时间内电流产生的热量一样多，这是由于不了解每个用电器工作时的能量转化造成的。
9.【答案】D
【解析】
【分析】
(1)电流通过电阻丝产生热量，加热容器内的气体，气体受热膨胀，从而引起U形管内液面高度变化，由此可得出结论；
(2)探究电流产生热量与电阻关系时，控制电流和通电时间不变；探究电流产生的热量与电流的关系，控制电阻和通电时间不变；根据Q=I2Rt求出电阻产生的热量之比；
(3)根据Q=I2Rt可知电流产生热量的多少，即可判断哪侧容器内U形管中液面高度差大。
此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键。
【解答】
A、U形管内液面高度变化是由容器内气体受热膨胀引起的，故A错误；
BD、由图甲可知，两个5Ω的电阻并联后与另一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右总=I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右总=I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，即I1=I2，所以通过右边容器中的电阻的电流是通过左侧电阻的电流的一半，即I左=2I右，所以甲实验是研究电流产生的热量与电流的关系；故B错误；由Q=I2Rt可知，通电一段时间后左、右两个容器内电阻丝产生的热量之比：Q左Q右=I左2RtI右2Rt=I左2I右2=(2I右2)I右2=41，故D正确；
C、乙装置中，容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流、通电时间都相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，由Q=I2Rt可知，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，右边容器中的电阻产生的热量多，所以右侧容器内U形管中液面高度差大，故C错误。
故选：D。
10.【答案】B
【解析】解：A、不亮的灯泡灯丝断了或接触不良，电路为开路，另一灯也不会亮，不符合题意，故A错；
B、两灯相比，不亮的灯泡其电阻太小，分压小，实际功率小，不能发光，符合题意，故B正确；
C、两灯相比，不亮的灯泡其电阻太大，分压大，实际功率大，能发光，不符合题意，故C错；
D、两灯串联，通过灯泡的电流相等，故D错。
故选：B。
两只灯泡串联在电路中，其中一只亮，另一只不亮。可能原因：一是不亮的灯被短路，二是不亮的灯实际功率太小，据此分析判断。
两灯串联，一只亮，另一只不亮，可能原因：一是不亮的灯被短路，二是不亮的灯实际功率太小。
11.【答案】C
【解析】解：
AB、闭合开关，看见L1发光，L2不发光；用灯泡L3替换L1，发现L2和L3同时发光，因为替换的是发光的灯泡，替换后原来不发光的灯泡L2也发光了，说明灯泡L2的灯丝没有断；
若原来L1和L2并联，用灯泡L3替换L1后，根据并联电路中各支路互不影响的特点可知，对L2支路无影响，L2应该仍然不发光，而替换后发现L2和L3同时发光，所以两灯泡不是并联，即原来L1和L2是串联的，则替换后L2和L3是串联的，原来L2不发光是因为L2的实际功率太小造成的，故AB错误；
CD、替换前后的电路图如图所示，
原来L2不发光是因为L2的实际功率太小，现在L2发光，说明L2的实际功率增大了，L2的阻值不变，则由P=I2R可知，替换后电路中电流增大了，电源电压不变，根据P=UI可知，电路的总功率变大，故D错误。
原来的总电阻R=R1+R2，现在的总电阻R=R2+R3，
因替换后电路中电流增大了，根据欧姆定律可知电路的总电阻减小了，
所以由前后两次总电阻的表达式可知R3
AB、闭合开关，看见L1发光，L2不发光；用灯泡L3替换L1，发现L2和L3同时发光，因为替换的是发光的灯泡，替换后原来不发光的灯泡L2也发光了，据此可知灯泡L2的灯丝有没有断了的可能性；
原来L1和L2并联，用灯泡L3替换L1后，根据并联电路中各支路互不影响的特点可知，对L2支路无影响，L2应该仍然不发光，而替换后发现L2和L3同时发光，所以两灯泡不是并联，则L1和L2是串联的，从而判断此时L2和L3的连接方式；
CD、原来L2不发光是因为L2的实际功率太小，现在L2发光，说明L2的实际功率增大了，L2的阻值不变，则由P=I2R可知替换后电路中电流的变化，根据P=UI可知总功率的变化；
根据替换后电路中电流的变化，由欧姆定律可知电路中总电阻的变化，结合串联电路电阻的规律分析L1的电阻与L3的电阻的大小关系。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，注意灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定。
12.【答案】C
【解析】解：A、由图示可知，两灯的额定电压相等，甲的额定功率小于乙的额定功率，由R=U额2P额可得，甲灯的电阻大于乙灯的电阻；
因为串联电路处处电流相等，由P=I2R可知，甲灯的实际功率比乙灯的大，因此两灯串联接在220V电路中，甲灯比乙灯亮，故A错误；
B、由I=UR可知，电压一定时，电阻越大，通过的电流越小，所以正常发光时，通过的电流较小，故B错误；
C、两灯并联在220V电路中时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以两灯泡两端的电压和额定电压相等，均正常发光，实际功率和额定功率相等，乙灯泡的额定功率较大，实际功率较大，则乙灯泡较亮；故C正确；
D、由P=U2R可得，乙灯泡电阻R乙=U额乙2P额乙=(220V)2100W=484Ω，
将乙灯接入110V电路中，它的实际功率P实=U实2R乙=(110V)2484Ω=25W，故D错误。
故选：C。
由铭牌读出灯泡的额定电压和额定功率，
(1)先根据P=U2R比较灯泡的电阻大小，再根据P=I2R比较串联时的实际功率，实际功率越大，灯越亮；
(2)由I=UR可知，电压一定时，电阻越大，通过的电流越小；
(3)两灯泡并联时它们两端的电压相等，额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，比较实际功率的大小得出答案；
(4)根据P=U2R求出正常工作时的电阻，再利用P=U2R求得它的实际功率。
由灯泡铭牌找出灯泡的额定电压与额定功率是正确解题的前提，熟练应用电功率公式及其变形公式以及串联电路、并联电路的特点是正确解题的关键。
13.【答案】220 20 30000
【解析】解：(1)电能表表盘上的参数：220V是指该电能表要接在220V的电路中使用；
(2)这个月他家消耗的电能：W=338.5kW⋅h−318.5kW⋅h=20kW⋅h；
(3)“1500r/kW⋅h”表示电路中每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转1500转，则消耗20kW⋅h的电能时，电能表的转盘转过的数目为：20kW⋅h×1500r/kW⋅h=30000r。
故答案为：220；20；30000。
(1)由电能表铭牌中“220V”可知其使用的电压；
(2)电能表的读数方法：①月末的减去月初的示数，②最后一位是小数，③单位kW⋅h；
(3)“1500r/kW⋅h”表示每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转1500转；
本题考查了学生对电能表参数含义和电能表读数的掌握与应用，是一道基础题目。
14.【答案】318.6；1500
【解析】
【分析】
本题考查了学生根据电能表的参数测量用电器电功率的方法，首先理解参数的真正含义，根据灯闪烁的次数计算出用电器消耗的电能，根据电能和时间计算出功率，在计算过程中注意单位的统一。
电能表读数时，注意电能表的单位是kW⋅h，最后一位是小数；
3200imp/(kW⋅h)表示每消耗1kW⋅h的电能，指示灯闪烁3200次，从而可求闪
烁320次消耗的电能；根据公式P=Wt求出该热水器的电功率。
【解答】
电能表的示数为318.6kW⋅h；
因为“3200imp/(kW⋅h)”表示每消耗1kW⋅h的电能，指示灯闪烁3200次，所以闪烁320次，消耗电能：W=3203200kW⋅h=0.1kW⋅h，
该热水器的电功率：P=Wt=0.1kW⋅h460h=1.5kW=1500W。
故答案为：318.6；1500。
15.【答案】电流；高度差；甲
【解析】
【分析】
本题考查的是学生对“探究电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键，突出运用所学知识解决实际问题的能力，明白U形管在实验中的作用，具有一定的综合性。
【解答】
解：装置中乙容器中两个5Ω的电阻并联后再与甲容器中一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=I左，乙容器中两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1=I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系；
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电流通过导体产生热量的多少，这种研究方法叫转换法；
根据Q=I2Rt可知，在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多，由串、并联电路电流的规律可知通过容器甲内电阻丝的电流较大，故其产生的热量较多。
16.【答案】不高于36；10
【解析】解：
(1)人体的安全电压为不高于36V．
(2)由P=U2R得灯丝电阻：
R=U额2P额=(220V)240W=1210Ω，
灯泡在110V下的实际功率：
P实=U实2R=(110V)21210Ω=10W．
故答案为：不高于36；10．
(1)经验证明，不高于36V的电压对人体是安全的；
(2)已知灯泡额定电压与额定功率，利用R=U2P求灯丝电阻，再利用P=U2R求灯泡在110V下的实际功率．
本题考查了电功率公式P=U2R及其变形公式R=U2P的应用，注意隐含条件灯丝的电阻不变．
17.【答案】
【解析】图中电源由两节干电池组成，电源电压为3V，由P=UI知，测定小灯泡额定功率的实验中电压表应使用小量程与灯泡并联，电流表可选用小量程与灯泡串联，滑动变阻器滑片左移使电路的总电阻变大，应选择右下接线柱和上方任意接线柱串联入电路中，这样能调节灯泡两端电压，实物连接如图所示：
测定小灯泡额定功率的实验时应用电压表测灯泡两端电压，电流表测通过灯泡的电流，滑动变阻器调节灯泡两端电压，根据滑片左移总电阻变大确定其接线柱。
本题考查测灯泡额定功率实验中实物电路图的连接，知道实验原理是关键。
18.【答案】
【解析】
【分析】
测量小灯泡额定功率时，电压表应测灯的电压，据此改正。
本题考查电功率电路的正确连接，明确电压表的正确连接是关键。
【解答】
测量小灯泡额定功率时，电压表连接错误，电压表应测灯的电压，改正后如下所示：
19.【答案】(1)断开 0.6
(2)如图所示
(3)A (4)2.2 B
(5)0.5
(6)小灯泡开路(或小灯泡灯丝断了或小灯泡灯座接触不良或小灯泡接线柱接触不良)
【解析】解析 电路连接首先要注意的问题是，开关在连接过程中一定是断开的，等连接完毕，检查无误后方可闭合开关；从题意可知小灯泡正常工作时的电流约为I=2.5 V10 Ω=0.25 A，故电流表应选用0～0.6 A的量程；在连接实验电路时，可根据实验原理进行连接，电压表测灯泡两端的电压，量程选用0～3 V，电流表与小灯泡串联，量程选用0～0.6 A，同时注意两表的接线柱要“正进负出”；在连接滑动变阻器时要“一上一下，远离一下”，即闭合开关前应将滑片P移到A端，使滑动变阻器接入电路的阻值最大，以保护电路；题图中所示电压表示数为2.2 V，小于小灯泡的额定电压，故应将滑片P向B移动，使滑动变阻器接入电路阻值变小，分去的电压变小，使小灯泡两端的电压等于2.5 V；由题中提供的灯泡I−U图像知，小灯泡电阻是变化的，小灯泡的额定功率只能通过图像得出，即电压为2.5 V时，对应的电流为0.2 A，所以小灯泡的额定功率为P=2.5 V×0.2 A=0.5 W；小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路开路，而电压表有示数，说明电压表两接线柱到电源两极的连接完好，由此可判断是小灯泡处开路所致。
20.【答案】(1)
(2)灯泡断路；(3)左； (4)1.25； (5)a；U1U2−U1R0。
【解析】
【分析】
(1)根据小灯泡标有“2.5V”字样的含义确定电压表选用小量程与灯并联，滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中；
(2)闭合开关，灯泡不亮，电流表无示数说明电路中有断路，电压表有示数，说明电压表与电源两极是连通的，判断与电压表并联部分断路；
(3)灯在额定电压下正常发光，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
(4)根据图得出灯泡正常发光的电流，根据P=UI得出小灯泡的额定功率；
(5)要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先将电压表与灯并联，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P=UI可求出灯的额定功率。
本题测量小灯泡的额定功率实验，考查电路连接、电路分析、操作过程、功率计算、设计方案测额定功率的能力及串联电路的规律，难度较大。
【解答】
(1)因为小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用0～3V的量程与小灯泡并联，滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，见下图：
；
(2)开关闭合后，灯泡不发光，电流表没有示数，说明电路中某处断路；电压表有示数，说明电压表的两个接线柱向电源两极连接的导线中没有断路，因此故障只能是灯泡处有断路；
(3)由图可知，电压表示数为2V，所以如果让小灯泡正常发光需要增大小灯泡的电压，此时电路中电流变大，滑动变阻器的电阻变小，所以滑片应该向左端移动；
(4)由图乙知小灯泡正常发光的电流为0.5A，小灯泡的额定功率为：
P=UI=2.5V×0.5A=1.25W；
(5)①为了让小灯泡正常工作，所以小灯泡的电压为其额定电压U1，此时电压表应该测小灯泡电压才能知道小灯泡电压是否是其额定电压U1，所以将开关S1拨到触点a；
②要保持电路中的电流表不变，所以要保证滑动变阻器的滑片位置不变，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U2；
③电路中的电流为：I=U0R0=U2−U1R0，小灯泡的额定功率为：
P=UI=U1U2−U1R0。
故答案为：(1)如解答图所示；(2)灯泡断路；(3)左；(4)1.25；
(5)a；U1U2−U1R0。
21.【答案】解：
(1)由图知，两电阻串联，电压表测电阻R2两端电压，
由串联电路特点和欧姆定律可得，电路中电流：
I=I2=I1=U1R1=U−U2R1=10V−4V12Ω=0.5A，
所以：R2=U2I2=4V0.5A=8Ω；
(2)电阻R1消耗的电功率：
P1=U1I1=(U−U2)I1=(10V−4V)×0.5A=3W；
(3)1min内电阻R2产生的热量：
Q2=(I2)2R2t=(0.5A)2×8Ω×60s=120J。
答：(1)电阻R2的阻值为8Ω；
(2)电阻R1消耗的电功率为3W；
(3)1min内电阻R2产生的热量为120J。
【解析】(1)由图知，两电阻串联，电压表测电阻R2两端电压，由串联电路特点和欧姆定律计算电路中电流，从而计算R2的阻值；
(2)由P=UI计算电阻R1消耗的电功率；
(3)由焦耳定律计算1min内电阻R2产生的热量。
本题考查了串联电路特点、欧姆定律、电功率以及焦耳定律公式的应用，难度适中。
22.【答案】解：
(1)通过特高压输电线的电流：I=PU=1.1×105×103 W1100×103 V=100 A
(2)改装前，正常加热1分钟提供的热量： Q=Wη=Ptη=2200 W×60 s×90%=1.188×105 J。
(3)R0的阻值：R0=U2P=(220 V)22200 W=22 Ω 改装后：当S1同时连a、b，S2闭合时，R与R0并联，为高温挡，其电功率：P高=PR+PR0=U2R+U2R0=U2(R+R0)RR0 当S1只与c相连，S2闭合时，R与R0串联，为低温挡，其电功率：P低=U2R+R0 因为：P高P低=U2(R+R0)RR0U2R+R0=
(R+R0)2RR0=(R+22 Ω)2R×22 Ω=41 解得：R=22 Ω 所以，改装后高温挡的电功率：P高=U2R+U2R0=(220 V)222 Ω+(220 V)222 Ω=4400 W。
【解析】见答案
23.【答案】解：(1)根据图乙知，当小灯泡正常发光时灯泡两端的电压为6V，小灯泡的电流为0.5A，
由I=UR可得灯泡的电阻：
RL=ULIL=6V0.5A=12Ω；
(2)由图甲可知：灯泡L与电阻R串联，小灯泡正常发光时电路中电流为：I=IL=0.5A，
电路1min内消耗的电能：W=UIt=6V×0.5A×60s=180J；
(3)移动滑片P，当滑动变阻器与灯泡L消耗的实际功率相等时，根据串联电路各处电流相等和P=UI可知此时灯泡两端的电压和滑动变阻器两端的电压相等，
则灯泡两端的电压为：UL实=UR=12U=12×6V=3V，
根据图乙知，当灯泡两端的电压为3V，小灯泡的电流为0.45A，
则小灯泡的实际功率为：P实=UL实IL实=3V×0.45A=1.35W。
答：(1)小灯泡正常发光时的电阻为12Ω。
(2)小灯泡正常发光时，电路1min内消耗的电能为180J。
(3)移动滑片，当滑动变阻器与小灯泡消耗的电功率相等时，小灯泡的实际功率为1.35W。
【解析】(1)根据图乙读出灯泡正常发光的电压和电流，根据公式R=UI计算出灯泡正常发光时的电阻值；
(2)由图甲可知：灯泡L与电阻R串联，利用W=UIt算出小灯泡正常发光时电路1min内消耗的电能；
(3)移动滑片P，当滑动变阻器与灯泡L消耗的实际功率相等时，由P=UI可知此时灯泡两端的电压和滑动变阻器两端的电压相等，根据串联电路的分压特点求出灯泡两端的实际电压，根据图乙读出灯泡的实际电流，根据P=UI算出小灯泡的实际功率。
本题是有关电学的计算题目，主要考查了欧姆定律在串联电路中的应用，得出当滑动变阻器与灯泡L消耗的实际功率相等时灯泡两端的电压和滑动变阻器两端的电压相等是解题的关键。
24.【答案】解：(1)闭合开关S，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表在干路上，测电路中的总电流I=0.9A，根据并联电路电压规律可知
U1=U2=U=3V，
此时通过R1的电流为
I1=UR1=3V5Ω=0.6A，
根据并联电路的电流规律可知，通过R2的电流为
I2=I−I1=0.9A−0.6A=0.3A；
(2)此时滑动变阻器R2消耗的电功率
P=UI2=3V×0.3A=0.9W；
(3)因为电流表的量程为0～3A，则通过R2的最大电流为
I2max=Imax−I1=3A−0.6A=2.4A，没有超过滑动变阻器的最大限定电流，
R2接入电路中的最小阻值为
R2min=UI2max=3V2.4A=1.25Ω。
答：(1)此时通过电阻R2的电流为0.3A；
(2)此时滑动变阻器R2消耗的电功率为0.9W；
(3)R2接入电路中的最小阻值为1.25Ω。
【解析】(1)闭合开关S，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表测干路电流，已知电源电压和电阻R1的阻值，由欧姆定律求出通过电阻R1的电流；已知电流表A的示数，由并联电路电流的规律得出通过R2的电流；
(2)根据P=UI求出此时滑动变阻器R2消耗的电功率；
(3)R2接入电路中阻值最小时要保证通过滑动变阻器R2和通过干路电流表的电流不会过大，结合并联电路特点及欧姆定律计算出结果。
本题考查并联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，有一定难度。
教科版初中物理九年级上册第六单元《电功率》单元测试卷
考试范围：第六单元；考试时间：80分钟；总分：80分
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
1. 现有两个定值电阻R1和R2(R1
A. W甲>W乙>W丙>W丁 B. W乙>W丙>W丁>W甲
C. W甲>W丙>W丁>W乙 D. W丙>W丁>W乙>W甲
2. 如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯L1、L2都能正常发光，甲、乙两个电表的示数之比是3：4，则相同时间内两灯消耗的电能之比是( )
A. 1：2
B. 2：1
C. 1：3
D. 3：2
3. 甲、乙二个普通白炽灯泡铭牌上分别标着“220V 40W”、“110V 40W”字样，正常发光相同时间，它们消耗的电能( )
A. 甲灯的多 B. 乙灯的多 C. 一样多 D. 不能确定
4. 如图甲是小东同学“探究电流与电压关系”的电路图，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，则( )
A. 定值电阻R0的电功率逐渐增大 B. 该电路最小功率0.05W
C. R0的电阻值是0.2Ω D. 滑动变阻器的最大电阻是5Ω
5. 如图所示，L1“3V 3W”、L2“3V 1.5W”。灯丝电阻不变，电源电压3V.开关S闭合后，下列说法正确的是( )
A. L1和L2的电阻之比是2：1 B. L1和L2的电流之比是1：2
C. L1两端电压是2V D. 两灯消耗的总功率是1W
6. 如图甲是小东同学“探究电流与电压关系”的电路图，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，则( )
A. R0的电阻值是0.2Ω B. 该电路最小功率0.05W
C. 滑动变阻器的最大电阻是5Ω D. 定值电阻R0的电功率逐渐增大
7. 甲图是小灯泡L和电阻R的I−U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W.下列说法错误的是( )
A. 只闭合开关S1时，小灯泡L 的电阻为4Ω
B. 再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2A
C. 再闭合开关S2时，电路总功率为1.4W
D. 再闭合开关S2后，在1min 内电阻R产生的热量为240J
8. 将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是( )
A. 三个用电器均能将电能全部转化为内能
B. 根据R=U2P可计算出三个用电器的电阻相等
C. 三个用电器消耗的电能一样多
D. 三个用电器产生的热量相等
9. 探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验如图所示，两个透明容器中密封着等质量的空气。下列说法正确的是( )
A. U形管内液面高度变化是由管中液体热胀冷缩引起的
B. 图甲是探究电流产生的热量与电阻关系的实验
C. 图乙中通电一段时间后右边U形管内液面高度差比左边小
D. 图甲中通电一段时间后左、右两个容器内电阻丝产生的热量之比为4：1
10. 两只灯泡串联在电路中，其中一只亮，另一只不亮，这原因可能是( )
A. 不亮的灯泡灯丝断了或接触不良 B. 两灯相比，不亮的灯泡其电阻太小
C. 两灯相比，不亮的灯泡其电阻太大 D. 两灯相比，通过不亮灯泡的电流较小
11. 如图所示的电路板，正面只有一个开关和两个灯泡，电源及导线均在电路板背面。闭合开关，看见L1发光，L2不发光；用灯泡L3替换L1，发现L2和L3同时发光，忽略温度对灯丝电阻的影响。下列判断正确的是( )
A. L3和L2是并联的 B. L2不发光的原因是灯丝断了
C. L1的电阻大于L3的电阻 D. L3替换L1后，电路的总功率变小
12. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，忽略温度对灯泡电阻的影响，下列说法中正确的是( )
A. 两灯串联接入220V电路中，乙灯较亮
B. 两灯均正常发光时，甲灯灯丝电流较大
C. 两灯并联接入220V电路中，乙灯较亮
D. 将乙灯接入110V电路中，它的实际功率为50W
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
13. 小明根据家中电能表如图所示，该电能表应在______ V电路使用，若电能表在月末示数为338.5kW⋅h，月初示数显示如图所示，则该用户这个月用电量是______ kW⋅h，则这个月电能表的转盘转过了______ 转。
14. 如图所示是家庭电子式电能表的表盘，其示数是_________kW·h。表盘上标有“3200imp/kW·h”表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3200次。若家庭电路中只有一台电热水器在工作，该电能表的指示灯在4min内闪烁320次，则该热水器的实际功率是_________W。
15. 如图是探究电流通过导体产生的热量与______ 关系的实验装置。实验中用U形管内液面的______ 反映导体产生热量的多少，通电一段时间后，容器______(选填“甲”或“乙”)内电阻丝产生的热量较多。
16. 人体的安全电压______V.一个标有“220V 40W”的灯泡，接到110V的电路中，实际功率为______W.
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
17. 如图是“测定小灯泡的额定功率”实验的电路图，请用笔画线代替导线将图中的电路连接完整，要求滑动变阻器滑片P左移时电路中的总阻值会变大。
18. 如图所示是小李同学测量小灯泡额定功率的实物电路图，电路中有一根导线接错了。请在错误的导线处画，并用笔画线表示导线，连接正确的电路(只改一根导线)。
四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
19. 在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5 V，小灯泡额定电压为2.5 V、电阻约为10 Ω。
(1)连接电路时开关应________，电流表的量程应选0～________A。
(2)请你用笔画线代替导线，将如图所示的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于________(选填“A”或“B”)端。
(4)小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数(如图所示)为________V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向_________(选填“A”或“B”)端移动，使电压表的示数为2.5 V。
(5)小向同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图所示的I−U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W。
(6)小勇同学在实验中连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是____________(写出一种即可)。
20. 小明在“测量小灯泡的额定功率”实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整。
(2)闭合开关，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，故障可能是______。
(3)排除故障后进行实验，电压表示数为2V时，要使小灯泡正常工作，则应将滑片向______(选填“左”或“右”)端移动。
(4)图乙是小灯泡的I−U图象，则小灯泡的额定功率为______W。
(5)完成上述实验后，小明又设计了一种测额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。
①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点______(选填“a”或“b”)，移动滑片使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1；
②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，电压表的示数为U2；
③用U1、U2和R0表示小灯泡的额定功率P=______。
五、计算题（本大题共4小题，共32.0分）
21. 如图所示，电源两端电压为10V并保持不变，电阻R1的阻值为12Ω。当开关S闭合时，电压表示数为4V。求：
(1)电阻R2的阻值；
(2)电阻R1消耗的电功率P1；
(3)1min内电阻R2产生的热量Q2。
22. 特高压输电技术可以减小输电过程中电能的损失。某发电站输送的电功率为1.1×105kW，输电电压为1100 kV，经变压器降至220 V供家庭用户使用。小明家中有一个标有“220 V2200W”的即热式水龙头，其电阻为R0，他发现冬天使用时水温较低，春秋两季水温较高，于是他增加两个相同的发热电阻R和两个指示灯(指示灯电阻不计)改装了电路，如图所示。开关S1，可以同时与a、b相连或只与c相连，使其有高温和低温两挡。求：
(1)通过特高压输电线的电流；
(2)改装前，若水龙头的热效率为90%，正常加热1分钟提供的热量；
(3)改装后，水龙头正常工作时高温挡与低温挡电功率之比为4:1，请计算出高温挡时的电功率。
23. 在“设计制作模拟调光灯”综合实践活动中，小明设计的电路如图甲所示，电源电压为6V不变。小灯泡L标有“6V”字样，小灯泡的I−U关系如图乙所示，R为规格“10Ω 1A”的滑动变阻器。求：
(1)小灯泡正常发光时的电阻。
(2)小灯泡正常发光时，电路1min内消耗的电能。
(3)移动滑片，当滑动变阻器与小灯泡消耗的电功率相等时，小灯泡的实际功率。
24. 如图，电源电压恒为3V，定值电阻R1的阻值为5Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω 3A”字样，电流表的量程为0～3A。闭合开关S，电流表示数为0.9A。求：
(1)此时通过电阻R2的电流；
(2)此时滑动变阻器R2消耗的电功率；
(3)R2接入电路中的最小阻值。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了电阻的串联和并联以及电功公式的应用，是一道较为简单的应用题。
根据电阻的串联和并联以及R1
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，且R1
因电源的电压恒为U，且工作时间相等，
所以，由W=UIt=U2Rt可知，四个电路中电流做功大小关系为W乙>W丙>W丁>W甲，故ACD错误，B正确。
故选B。
2.【答案】C
【解析】解：
由电路图可知，开关S闭合后，如果乙为电流表将会造成电源短路；如果甲为电流表将会造成L2短路、L2不能工作；
因灯L1、L2都能正常发光，所以甲、乙都为电压表，此时灯L1、L2串联，电压表甲测量L2两端电压，电压表乙测量电源电压；
已知甲、乙两个电表的示数之比是3：4，设甲表示数为3k，乙表示数为4k，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，则L1的电压为：U1=4k−3k=k，
故灯L1、L2两端的电压之比为：U1U2=k3k=13；
根据W=UIt，在通电时间和电流相等的条件下，两灯消耗的电能之比等于电压之比，结合以上分析可知，相同时间内两灯消耗的电能之比是1：3，只有C正确。
故选：C。
根据电路的连接，由灯L1、L2都能正常发光可确定两电表都为电压表，判断各表测量的电压，根据串联电路的规律求出灯L1、L2的电压之比；
根据W=UIt，在通电时间和电流相等的条件下，两灯消耗的电能之比等于电压之比求解。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功公式的运用，关键是电压表类型的判断。
3.【答案】C
【解析】【试题解析】
解：用电器在正常工作时的实际功率等于用电器的额定功率，
由灯泡的铭牌可知，两个白炽灯的额定功率相等，
则它们正常发光时的实际功率P相等，
由W=Pt可知，在相等时间t内它们消耗的电能相等。
故选：C。
用电器在正常工作时的实际功率等于额定功率，已知额定功率与时间，由W=Pt可以比较用电器消耗的电能。
本题考查了电能的计算，关键是知道用电器在正常工作时的实际功率等于额定功率。
4.【答案】A
【解析】解：A、由图可知，该电路为R0和R的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测R0两端的电压；
滑片P从a端移至b端时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，
由P=I2R可知定值电阻R0的电功率逐渐变大，故A正确；
BC、当滑动变阻器的滑片在b端时，其接入电路的阻值为0Ω，电路中的电流最大，电压表示数为电源电压，
由图乙可知，当电流最大时，电压表示数为3V，即电源电压为U=3V，
则R0的阻值为：R0=UI大=3V0.6A=5Ω；
由图乙可知电路中的电流最小为I小=0.1A，则该电路最小功率为：P小=I小U=0.1A×3V=0.3W；故B、C错误；
D、当滑动变阻器的阻值最大时，电路中的电流最小为I小=0.1A，R0两端的电压为U0=0.5V，
由串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压为：UR=U−U0=3V−0.5V=2.5V，
则滑动变阻器的最大阻值为：R=URI小=2.5V0.1A=25Ω，故D错误。
故选：A。
(1)由图可知，该电路为R0和R的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测R0两端的电压；滑片P从a端移至b端时，分析电路中的电流的变化，再根据P=I2R分析定值电阻R0的电功率变化；
(2)分析当滑动变阻器接入电路阻值为0Ω时的电路情况，由图乙可知电压表的示数，即电源电压；利用R=UI可求出R0的阻值；由图乙可知电路中的最小电流，已知电源电压，利用P=UI可求出电路最小功率；
(3)滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小，由图乙可知最小电流和对应的R0两端的电压，由串联电路的电压特点可得出滑动变阻器两端的电压，再根据R=UI求出滑动变阻器的最大阻值。
本题考查了对欧姆定律和电功率计算公式的应用，从图乙中读取相关数据进行计算是解题的关键。
5.【答案】D
【解析】解：根据电路图可知，两灯泡串联；
A、根据P=U2R知，
L1的电阻为：R1=U2P1=(3V)23W=3Ω；
L2的电阻为：R2=U2P2=(3V)21.5W=6Ω；
所以L1和L2的电阻之比为：R1R2=3Ω6Ω=12，故A错误；
B、因为串联电路电流处处相等，所以L1和L2的电流之比是1：1，故B错误；
C、电路的电流为I=UR1+R2=3V3Ω+6Ω=13A，
L1两端电压是：U1=IR1=13A×3Ω=1V，故C错误；
D、两灯泡消耗的总功率为：P=U2R1+R2=(3V)33Ω+6Ω=1W，故D正确。
故选：D。
根据电路图可知，两灯泡串联；
(1)根据R=U2P算出两灯泡的电阻，并求出L1和L2的电阻之比；
(2)串联电路电流处处相等；
(3)根据I=UR算出电路的电流，根据U=IR得出L1两端电压；
(4)根据P=U2R1+R2算出两灯泡消耗的总功率。
本题考查串联电路电流规律、欧姆定律的应用，是一道基础题。
6.【答案】D
【解析】解：由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、当滑片位于b端时，接入电路中的电阻为0，电路中的电流最大，
由图乙可知，电路中的电流I最大=0.6A，电源电压：U=U0=3V，
由I=UR可得，定值电阻R0的阻值：R0=U0I最大=3V0.6A=5Ω，故A错误；
B、当滑片位于a端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的电流I最小=0.1A，则电路最小功率：P最小=UI最小=3V×0.1A=0.3W，故B错误；
C、根据图乙可知，当电路电流最小时，电压表示数为0.5V，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压：U滑=U−U0′=3V−0.5V=2.5V，
滑动变阻器的最大阻值：R=U滑I最小=2.5V0.1A=25Ω，故C错误；
D、根据电路图可知，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，由I=UR可知，电路电流变大，由P=I2R0可知，定值电阻R0的电功率的变大，故D正确。
故选：D。
由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于b端时，接入电路中的电阻为0，电路中只有R0，电路中的电流最大，电压表测量电源电压，根据图乙读出电表的示数，根据电压表示数可知电源电压，根据欧姆定律求出R0的阻值；
(2)当滑片位于a端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，根据图乙读出电路最小电流，根据P=UI求出电路最小电功率；
(3)当电路电流最小时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据图乙读出此时滑动变阻器两端电压，再利用串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
(4)根据电路图可知，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据欧姆定律可知电路电流的变化，由P=I2R0可知定值电阻R0电功率的变化。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键。
7.【答案】D
【解析】解：A、只闭合 S1时，电路为小灯泡L的简单电路，L 的实际功率为 1W，根据P=UI可知，
在甲图L的图线上找符合U、I乘积为 1W 的坐标，则有：UL=2V，IL=0.5A，
则小灯泡 L 的电阻：RL=ULIL=2V0.5A=4Ω，故 A 正确。
B、由 A 选项分析得，电源电压U=UL=2V，再闭合 S2后，此时R、L并联接入电路，电流表测干路中的电流，
电压为 2V，在甲图中找出 R 此时对应电流为0.2A，则电流表示数增大0.2A，故B正确。
C、电源电压为 2V，R的电流为 IR=0.2A，L 的电流为IL=0.5A，
电路中总电流为 I=IR+IL=0.2A+0.5A=0.7A，
则电路总功率：P=U总I总=2V×0.7A=1.4W，故 C 正确。
D、再闭合 S2时，电阻R的电压为 2V，电流为 0.2A，
通电 1min 产生热量：Q=W=UIt=2V×0.2A×60s=24J，故D错误。
故选：D。
(1)只闭合 S1时，电路为小灯泡L的简单电路，根据L 的实际功率结合图象找出对应的电压和电流，然后根据欧姆定律求出小灯泡 L 的电阻。
(2)再闭合开关S2时，此时R、L并联接入电路，电流表测干路中的电流，增加的电流即为通过R的电流。
(3)根据并联电路电流规律求出干路电流，然后根据P=UI求出电路总功率。
(4)根据Q=W=UIt求出在1min 内电阻R产生的热量。
本题主要考查并联电路的特点、欧姆定律、电功率以及焦耳定律的应用，关键能从图象上找出有用的信息，难度不大。
8.【答案】C
【解析】解：
AB、电烙铁工作时，能将电能全部转化为内能；电风扇、电视机工作时，其消耗的电能不只是转化为内能，还会转化为机械能或光能和声能；
虽然三个用电器的规格相同，但公式R=U2P只适用于纯电阻用电器，即利用该公式能计算电烙铁的电阻，不能计算电风扇和电视机的电阻，事实上它们的电阻也是不相同的，故AB错误；
C、三个电器都在额定电压下工作，实际功率相同都是100W，由W=Pt可知相同时间内三个电器消耗的电能一样多，故C正确；
D、电风扇工作时，电能转化为内能和机械能；电视机工作时，电能转化为内能、光能和声能；电烙铁工作时，电能全部转化为内能；且相同时间内三个电器消耗的电能相同，因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，故D错误。
故选：C。
家庭电路的电压是220V，将三个用电器分别接入家庭电路中，这三个用电器都在额定电压下工作，实际功率等于额定功率，由W=Pt可知相同时间内三个电器消耗电能的关系；从每个电器工作时的能量转化上分析，电烙铁是纯电阻用电器，可利用公式R=U2P计算其电阻，但不能计算电风扇和电视机的电阻。
用电器工作的过程就是电流做功的过程，也是电能转化成其他形式能的过程，电流通过电器做了多少功，就有多少电能转化成其他形式的能；
本题中学生容易误认为三个电器在相同时间内电流产生的热量一样多，这是由于不了解每个用电器工作时的能量转化造成的。
9.【答案】D
【解析】
【分析】
(1)电流通过电阻丝产生热量，加热容器内的气体，气体受热膨胀，从而引起U形管内液面高度变化，由此可得出结论；
(2)探究电流产生热量与电阻关系时，控制电流和通电时间不变；探究电流产生的热量与电流的关系，控制电阻和通电时间不变；根据Q=I2Rt求出电阻产生的热量之比；
(3)根据Q=I2Rt可知电流产生热量的多少，即可判断哪侧容器内U形管中液面高度差大。
此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键。
【解答】
A、U形管内液面高度变化是由容器内气体受热膨胀引起的，故A错误；
BD、由图甲可知，两个5Ω的电阻并联后与另一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右总=I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右总=I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，即I1=I2，所以通过右边容器中的电阻的电流是通过左侧电阻的电流的一半，即I左=2I右，所以甲实验是研究电流产生的热量与电流的关系；故B错误；由Q=I2Rt可知，通电一段时间后左、右两个容器内电阻丝产生的热量之比：Q左Q右=I左2RtI右2Rt=I左2I右2=(2I右2)I右2=41，故D正确；
C、乙装置中，容器中的两个电阻丝串联，通过它们的电流、通电时间都相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，由Q=I2Rt可知，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，右边容器中的电阻产生的热量多，所以右侧容器内U形管中液面高度差大，故C错误。
故选：D。
10.【答案】B
【解析】解：A、不亮的灯泡灯丝断了或接触不良，电路为开路，另一灯也不会亮，不符合题意，故A错；
B、两灯相比，不亮的灯泡其电阻太小，分压小，实际功率小，不能发光，符合题意，故B正确；
C、两灯相比，不亮的灯泡其电阻太大，分压大，实际功率大，能发光，不符合题意，故C错；
D、两灯串联，通过灯泡的电流相等，故D错。
故选：B。
两只灯泡串联在电路中，其中一只亮，另一只不亮。可能原因：一是不亮的灯被短路，二是不亮的灯实际功率太小，据此分析判断。
两灯串联，一只亮，另一只不亮，可能原因：一是不亮的灯被短路，二是不亮的灯实际功率太小。
11.【答案】C
【解析】解：
AB、闭合开关，看见L1发光，L2不发光；用灯泡L3替换L1，发现L2和L3同时发光，因为替换的是发光的灯泡，替换后原来不发光的灯泡L2也发光了，说明灯泡L2的灯丝没有断；
若原来L1和L2并联，用灯泡L3替换L1后，根据并联电路中各支路互不影响的特点可知，对L2支路无影响，L2应该仍然不发光，而替换后发现L2和L3同时发光，所以两灯泡不是并联，即原来L1和L2是串联的，则替换后L2和L3是串联的，原来L2不发光是因为L2的实际功率太小造成的，故AB错误；
CD、替换前后的电路图如图所示，
原来L2不发光是因为L2的实际功率太小，现在L2发光，说明L2的实际功率增大了，L2的阻值不变，则由P=I2R可知，替换后电路中电流增大了，电源电压不变，根据P=UI可知，电路的总功率变大，故D错误。
原来的总电阻R=R1+R2，现在的总电阻R=R2+R3，
因替换后电路中电流增大了，根据欧姆定律可知电路的总电阻减小了，
所以由前后两次总电阻的表达式可知R3
AB、闭合开关，看见L1发光，L2不发光；用灯泡L3替换L1，发现L2和L3同时发光，因为替换的是发光的灯泡，替换后原来不发光的灯泡L2也发光了，据此可知灯泡L2的灯丝有没有断了的可能性；
原来L1和L2并联，用灯泡L3替换L1后，根据并联电路中各支路互不影响的特点可知，对L2支路无影响，L2应该仍然不发光，而替换后发现L2和L3同时发光，所以两灯泡不是并联，则L1和L2是串联的，从而判断此时L2和L3的连接方式；
CD、原来L2不发光是因为L2的实际功率太小，现在L2发光，说明L2的实际功率增大了，L2的阻值不变，则由P=I2R可知替换后电路中电流的变化，根据P=UI可知总功率的变化；
根据替换后电路中电流的变化，由欧姆定律可知电路中总电阻的变化，结合串联电路电阻的规律分析L1的电阻与L3的电阻的大小关系。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，注意灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定。
12.【答案】C
【解析】解：A、由图示可知，两灯的额定电压相等，甲的额定功率小于乙的额定功率，由R=U额2P额可得，甲灯的电阻大于乙灯的电阻；
因为串联电路处处电流相等，由P=I2R可知，甲灯的实际功率比乙灯的大，因此两灯串联接在220V电路中，甲灯比乙灯亮，故A错误；
B、由I=UR可知，电压一定时，电阻越大，通过的电流越小，所以正常发光时，通过的电流较小，故B错误；
C、两灯并联在220V电路中时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以两灯泡两端的电压和额定电压相等，均正常发光，实际功率和额定功率相等，乙灯泡的额定功率较大，实际功率较大，则乙灯泡较亮；故C正确；
D、由P=U2R可得，乙灯泡电阻R乙=U额乙2P额乙=(220V)2100W=484Ω，
将乙灯接入110V电路中，它的实际功率P实=U实2R乙=(110V)2484Ω=25W，故D错误。
故选：C。
由铭牌读出灯泡的额定电压和额定功率，
(1)先根据P=U2R比较灯泡的电阻大小，再根据P=I2R比较串联时的实际功率，实际功率越大，灯越亮；
(2)由I=UR可知，电压一定时，电阻越大，通过的电流越小；
(3)两灯泡并联时它们两端的电压相等，额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，比较实际功率的大小得出答案；
(4)根据P=U2R求出正常工作时的电阻，再利用P=U2R求得它的实际功率。
由灯泡铭牌找出灯泡的额定电压与额定功率是正确解题的前提，熟练应用电功率公式及其变形公式以及串联电路、并联电路的特点是正确解题的关键。
13.【答案】220 20 30000
【解析】解：(1)电能表表盘上的参数：220V是指该电能表要接在220V的电路中使用；
(2)这个月他家消耗的电能：W=338.5kW⋅h−318.5kW⋅h=20kW⋅h；
(3)“1500r/kW⋅h”表示电路中每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转1500转，则消耗20kW⋅h的电能时，电能表的转盘转过的数目为：20kW⋅h×1500r/kW⋅h=30000r。
故答案为：220；20；30000。
(1)由电能表铭牌中“220V”可知其使用的电压；
(2)电能表的读数方法：①月末的减去月初的示数，②最后一位是小数，③单位kW⋅h；
(3)“1500r/kW⋅h”表示每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转1500转；
本题考查了学生对电能表参数含义和电能表读数的掌握与应用，是一道基础题目。
14.【答案】318.6；1500
【解析】
【分析】
本题考查了学生根据电能表的参数测量用电器电功率的方法，首先理解参数的真正含义，根据灯闪烁的次数计算出用电器消耗的电能，根据电能和时间计算出功率，在计算过程中注意单位的统一。
电能表读数时，注意电能表的单位是kW⋅h，最后一位是小数；
3200imp/(kW⋅h)表示每消耗1kW⋅h的电能，指示灯闪烁3200次，从而可求闪
烁320次消耗的电能；根据公式P=Wt求出该热水器的电功率。
【解答】
电能表的示数为318.6kW⋅h；
因为“3200imp/(kW⋅h)”表示每消耗1kW⋅h的电能，指示灯闪烁3200次，所以闪烁320次，消耗电能：W=3203200kW⋅h=0.1kW⋅h，
该热水器的电功率：P=Wt=0.1kW⋅h460h=1.5kW=1500W。
故答案为：318.6；1500。
15.【答案】电流；高度差；甲
【解析】
【分析】
本题考查的是学生对“探究电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键，突出运用所学知识解决实际问题的能力，明白U形管在实验中的作用，具有一定的综合性。
【解答】
解：装置中乙容器中两个5Ω的电阻并联后再与甲容器中一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=I左，乙容器中两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1=I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系；
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电流通过导体产生热量的多少，这种研究方法叫转换法；
根据Q=I2Rt可知，在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多，由串、并联电路电流的规律可知通过容器甲内电阻丝的电流较大，故其产生的热量较多。
16.【答案】不高于36；10
【解析】解：
(1)人体的安全电压为不高于36V．
(2)由P=U2R得灯丝电阻：
R=U额2P额=(220V)240W=1210Ω，
灯泡在110V下的实际功率：
P实=U实2R=(110V)21210Ω=10W．
故答案为：不高于36；10．
(1)经验证明，不高于36V的电压对人体是安全的；
(2)已知灯泡额定电压与额定功率，利用R=U2P求灯丝电阻，再利用P=U2R求灯泡在110V下的实际功率．
本题考查了电功率公式P=U2R及其变形公式R=U2P的应用，注意隐含条件灯丝的电阻不变．
17.【答案】
【解析】图中电源由两节干电池组成，电源电压为3V，由P=UI知，测定小灯泡额定功率的实验中电压表应使用小量程与灯泡并联，电流表可选用小量程与灯泡串联，滑动变阻器滑片左移使电路的总电阻变大，应选择右下接线柱和上方任意接线柱串联入电路中，这样能调节灯泡两端电压，实物连接如图所示：
测定小灯泡额定功率的实验时应用电压表测灯泡两端电压，电流表测通过灯泡的电流，滑动变阻器调节灯泡两端电压，根据滑片左移总电阻变大确定其接线柱。
本题考查测灯泡额定功率实验中实物电路图的连接，知道实验原理是关键。
18.【答案】
【解析】
【分析】
测量小灯泡额定功率时，电压表应测灯的电压，据此改正。
本题考查电功率电路的正确连接，明确电压表的正确连接是关键。
【解答】
测量小灯泡额定功率时，电压表连接错误，电压表应测灯的电压，改正后如下所示：
19.【答案】(1)断开 0.6
(2)如图所示
(3)A (4)2.2 B
(5)0.5
(6)小灯泡开路(或小灯泡灯丝断了或小灯泡灯座接触不良或小灯泡接线柱接触不良)
【解析】解析 电路连接首先要注意的问题是，开关在连接过程中一定是断开的，等连接完毕，检查无误后方可闭合开关；从题意可知小灯泡正常工作时的电流约为I=2.5 V10 Ω=0.25 A，故电流表应选用0～0.6 A的量程；在连接实验电路时，可根据实验原理进行连接，电压表测灯泡两端的电压，量程选用0～3 V，电流表与小灯泡串联，量程选用0～0.6 A，同时注意两表的接线柱要“正进负出”；在连接滑动变阻器时要“一上一下，远离一下”，即闭合开关前应将滑片P移到A端，使滑动变阻器接入电路的阻值最大，以保护电路；题图中所示电压表示数为2.2 V，小于小灯泡的额定电压，故应将滑片P向B移动，使滑动变阻器接入电路阻值变小，分去的电压变小，使小灯泡两端的电压等于2.5 V；由题中提供的灯泡I−U图像知，小灯泡电阻是变化的，小灯泡的额定功率只能通过图像得出，即电压为2.5 V时，对应的电流为0.2 A，所以小灯泡的额定功率为P=2.5 V×0.2 A=0.5 W；小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路开路，而电压表有示数，说明电压表两接线柱到电源两极的连接完好，由此可判断是小灯泡处开路所致。
20.【答案】(1)
(2)灯泡断路；(3)左； (4)1.25； (5)a；U1U2−U1R0。
【解析】
【分析】
(1)根据小灯泡标有“2.5V”字样的含义确定电压表选用小量程与灯并联，滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中；
(2)闭合开关，灯泡不亮，电流表无示数说明电路中有断路，电压表有示数，说明电压表与电源两极是连通的，判断与电压表并联部分断路；
(3)灯在额定电压下正常发光，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
(4)根据图得出灯泡正常发光的电流，根据P=UI得出小灯泡的额定功率；
(5)要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先将电压表与灯并联，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P=UI可求出灯的额定功率。
本题测量小灯泡的额定功率实验，考查电路连接、电路分析、操作过程、功率计算、设计方案测额定功率的能力及串联电路的规律，难度较大。
【解答】
(1)因为小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用0～3V的量程与小灯泡并联，滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，见下图：
；
(2)开关闭合后，灯泡不发光，电流表没有示数，说明电路中某处断路；电压表有示数，说明电压表的两个接线柱向电源两极连接的导线中没有断路，因此故障只能是灯泡处有断路；
(3)由图可知，电压表示数为2V，所以如果让小灯泡正常发光需要增大小灯泡的电压，此时电路中电流变大，滑动变阻器的电阻变小，所以滑片应该向左端移动；
(4)由图乙知小灯泡正常发光的电流为0.5A，小灯泡的额定功率为：
P=UI=2.5V×0.5A=1.25W；
(5)①为了让小灯泡正常工作，所以小灯泡的电压为其额定电压U1，此时电压表应该测小灯泡电压才能知道小灯泡电压是否是其额定电压U1，所以将开关S1拨到触点a；
②要保持电路中的电流表不变，所以要保证滑动变阻器的滑片位置不变，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U2；
③电路中的电流为：I=U0R0=U2−U1R0，小灯泡的额定功率为：
P=UI=U1U2−U1R0。
故答案为：(1)如解答图所示；(2)灯泡断路；(3)左；(4)1.25；
(5)a；U1U2−U1R0。
21.【答案】解：
(1)由图知，两电阻串联，电压表测电阻R2两端电压，
由串联电路特点和欧姆定律可得，电路中电流：
I=I2=I1=U1R1=U−U2R1=10V−4V12Ω=0.5A，
所以：R2=U2I2=4V0.5A=8Ω；
(2)电阻R1消耗的电功率：
P1=U1I1=(U−U2)I1=(10V−4V)×0.5A=3W；
(3)1min内电阻R2产生的热量：
Q2=(I2)2R2t=(0.5A)2×8Ω×60s=120J。
答：(1)电阻R2的阻值为8Ω；
(2)电阻R1消耗的电功率为3W；
(3)1min内电阻R2产生的热量为120J。
【解析】(1)由图知，两电阻串联，电压表测电阻R2两端电压，由串联电路特点和欧姆定律计算电路中电流，从而计算R2的阻值；
(2)由P=UI计算电阻R1消耗的电功率；
(3)由焦耳定律计算1min内电阻R2产生的热量。
本题考查了串联电路特点、欧姆定律、电功率以及焦耳定律公式的应用，难度适中。
22.【答案】解：
(1)通过特高压输电线的电流：I=PU=1.1×105×103 W1100×103 V=100 A
(2)改装前，正常加热1分钟提供的热量： Q=Wη=Ptη=2200 W×60 s×90%=1.188×105 J。
(3)R0的阻值：R0=U2P=(220 V)22200 W=22 Ω 改装后：当S1同时连a、b，S2闭合时，R与R0并联，为高温挡，其电功率：P高=PR+PR0=U2R+U2R0=U2(R+R0)RR0 当S1只与c相连，S2闭合时，R与R0串联，为低温挡，其电功率：P低=U2R+R0 因为：P高P低=U2(R+R0)RR0U2R+R0=
(R+R0)2RR0=(R+22 Ω)2R×22 Ω=41 解得：R=22 Ω 所以，改装后高温挡的电功率：P高=U2R+U2R0=(220 V)222 Ω+(220 V)222 Ω=4400 W。
【解析】见答案
23.【答案】解：(1)根据图乙知，当小灯泡正常发光时灯泡两端的电压为6V，小灯泡的电流为0.5A，
由I=UR可得灯泡的电阻：
RL=ULIL=6V0.5A=12Ω；
(2)由图甲可知：灯泡L与电阻R串联，小灯泡正常发光时电路中电流为：I=IL=0.5A，
电路1min内消耗的电能：W=UIt=6V×0.5A×60s=180J；
(3)移动滑片P，当滑动变阻器与灯泡L消耗的实际功率相等时，根据串联电路各处电流相等和P=UI可知此时灯泡两端的电压和滑动变阻器两端的电压相等，
则灯泡两端的电压为：UL实=UR=12U=12×6V=3V，
根据图乙知，当灯泡两端的电压为3V，小灯泡的电流为0.45A，
则小灯泡的实际功率为：P实=UL实IL实=3V×0.45A=1.35W。
答：(1)小灯泡正常发光时的电阻为12Ω。
(2)小灯泡正常发光时，电路1min内消耗的电能为180J。
(3)移动滑片，当滑动变阻器与小灯泡消耗的电功率相等时，小灯泡的实际功率为1.35W。
【解析】(1)根据图乙读出灯泡正常发光的电压和电流，根据公式R=UI计算出灯泡正常发光时的电阻值；
(2)由图甲可知：灯泡L与电阻R串联，利用W=UIt算出小灯泡正常发光时电路1min内消耗的电能；
(3)移动滑片P，当滑动变阻器与灯泡L消耗的实际功率相等时，由P=UI可知此时灯泡两端的电压和滑动变阻器两端的电压相等，根据串联电路的分压特点求出灯泡两端的实际电压，根据图乙读出灯泡的实际电流，根据P=UI算出小灯泡的实际功率。
本题是有关电学的计算题目，主要考查了欧姆定律在串联电路中的应用，得出当滑动变阻器与灯泡L消耗的实际功率相等时灯泡两端的电压和滑动变阻器两端的电压相等是解题的关键。
24.【答案】解：(1)闭合开关S，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表在干路上，测电路中的总电流I=0.9A，根据并联电路电压规律可知
U1=U2=U=3V，
此时通过R1的电流为
I1=UR1=3V5Ω=0.6A，
根据并联电路的电流规律可知，通过R2的电流为
I2=I−I1=0.9A−0.6A=0.3A；
(2)此时滑动变阻器R2消耗的电功率
P=UI2=3V×0.3A=0.9W；
(3)因为电流表的量程为0～3A，则通过R2的最大电流为
I2max=Imax−I1=3A−0.6A=2.4A，没有超过滑动变阻器的最大限定电流，
R2接入电路中的最小阻值为
R2min=UI2max=3V2.4A=1.25Ω。
答：(1)此时通过电阻R2的电流为0.3A；
(2)此时滑动变阻器R2消耗的电功率为0.9W；
(3)R2接入电路中的最小阻值为1.25Ω。
【解析】(1)闭合开关S，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表测干路电流，已知电源电压和电阻R1的阻值，由欧姆定律求出通过电阻R1的电流；已知电流表A的示数，由并联电路电流的规律得出通过R2的电流；
(2)根据P=UI求出此时滑动变阻器R2消耗的电功率；
(3)R2接入电路中阻值最小时要保证通过滑动变阻器R2和通过干路电流表的电流不会过大，结合并联电路特点及欧姆定律计算出结果。
本题考查并联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，有一定难度。
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