初中物理中考复习 专题十三　电功和电功率—2021届中考物理（通用）一轮复习习题课件

这是一份初中物理中考复习 专题十三　电功和电功率—2021届中考物理（通用）一轮复习习题课件，共60页。

中考物理
专题十三　电功和电功率
考点一　电功、电能和电热
A组 2020年全国中考题组
1.(2020浙江温州,6,4分)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
答案    D　电蚊拍灭蚊时,蚊子碰到金属网形成闭合电路,说明蚊子是导电的,有电流通过蚊子,A正确,不符合题意,D错误,符合题意;蚊子烧毁是因为电流的热效应,即电能转化为内能,电压降低时相同条件下产生的热量减少,烧毁效果变差, B、C正确,不符合题意。故选D。
2.(2020天津,16,4分)我国家庭电路的电压为　　　    V;如图所示是小明家中一周前、后电能表示数,他家这周消耗了　　　    kW·h的电能。
答案　220　13
解析　我国家庭电路的电压为220 V;根据题图可知,小明家这周消耗的电能为1 658.8 kW·h-1 645.8 kW·h=13 kW·h。
3.(2020江西,8,2分)给手机快速充电的过程,主要是将电能转化为　　　    能,过一会儿,充电器发烫,这是通过电流　　　    的方式,增大了物体的内能。
答案　化学　做功
解析　手机电池在充电过程中是用电器,把电能转化为化学能;过一会儿,充电器发烫,是电流的热效应,这是通过电流做功的方式,增大了物体的内能。
4.(2020黑龙江齐齐哈尔,21,2分)小刚同学进行科学实践活动,利用手表和电能表测量家中空调的实际功率,电能表的表盘如图所示。他只让空调工作,观察到5 min内电能表的表盘转过300转,则空调消耗的电能是　　　　    kW·h,空调的实际功率为　　　　    kW。 
答案　0.1　1.2
5.(2020北京,26,4分)某同学想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关。他连接了如图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油,以及阻值为R1和R2的电阻丝(R1答案　(1)电阻　(2)温度计示数的变化量
解析　(1)根据两电阻丝阻值不同,可知该实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。(2)电流通过导体产生的热量被煤油吸收,煤油吸收热量,温度升高,因此,可以用温度计示数的变化量来反映电流通过导体产生热量的多少。
考点二　电功率
1.(2020贵州贵阳,11,3分)如图所示是额定电压为3 V的小灯泡的I-U变化关系图像。根据图像,下列关于小灯泡的一些物理量分析正确的是 (　　) A.此过程中电流与电压成正比B.此过程中小灯泡电阻保持不变C.额定电流为0.3 AD.额定功率是1.5 W
答案    D　小灯泡的I-U图线是一条曲线,说明电流与电压不成正比,灯丝电阻是变化的,故A、B错误;由题图可知,当小灯泡两端电压等于额定电压3 V时,通过小灯泡的电流为0.5 A,即额定电流为0.5 A,C错误;由P=UI可以计算出小灯泡的额定功率为1.5 W,故D正确。
2.(2020四川成都,B5,2分)(多选)如图所示电路,电源电压U恒定。当A、B间接入标有“3 V　1.5 W”字样的灯泡L(忽略灯丝电阻变化),闭合S、S1、S2,断开S3,滑片P移到某一位置时电流表示数为I,再向上移动一段距离,R的阻值变化了5 Ω,电流表示数变化了0.1 A,L恰好正常发光;当A、B间换接为R3,闭合S、S3,断开S1、S2,电压表示数为U2,R1的功率为P1,R2的功率为P2,P1≠P2,电路的总功率为5 W。R1、R2、R3均为定值电阻,每个电阻的阻值只有2 Ω、5 Ω、7 Ω、9 Ω这四种可能。下列结论正确的是 (　　) A.I=0.4 A　 　B.U=12 VC.U2可能是2.5 V　 　D.P1可能是2.25 W
答案    AD　灯泡电阻RL= = =6 Ω,当S、S1、S2闭合,S3断开时,灯泡与R串联,电压表测R两端电压,则I= ,滑片P向上移,R接入电路中的阻值减小了5 Ω,电路电流增大了0.1 A,则I+0.1 A= ,此时灯泡恰好正常发光,则I+0.1 A= = =0.5 A,故I=0.4 A,A项正确;将I=0.4 A,RL=6 Ω代入上面两式中,得U=10 V,故B项错误;A、B间换接R3,闭合S、S3,断开S1、S2,则R1、R2、R3串联,电压表测R2两端电压,P1≠P2,则R1≠R2,P总= = =5 W,则R1+R2+R3=20 Ω,每个阻值只有2 Ω、5 Ω、7 Ω、9 Ω四种可能,故有可能:①R1=R3=9 Ω,R2=2 Ω,此时U2= ×R2= ×2 Ω=1 V,P1=I'2·R1= ×R1=( )2×9 Ω=2.25 W。②R2=R3=9 Ω,R1=2 Ω,此时U2=I'·R2=0.5 A×9 Ω=4.5 V。P1=I'2R1=(0.5 A)2×2 Ω=0.5 W。综上分析可知,C项错误,D项正确,故选择A、D。
3.(2020重庆A,11,2分)图中电源电压为6 V并保持不变,定值电阻R为10 Ω,滑动变阻器R'标有“20 Ω　0.5 A”字样,电流表量程为“0~0.6 A”,电压表量程为“0~3 V”。闭合开关,移动滑片P的过程中,为保证电路元件安全,滑动变阻器R'接入电路的最小阻值为　　　    Ω,定值电阻R的最大功率为　　　    W。 
答案　10　0.9
4.(2020四川南充,18,2分)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。
答案　4　27
1.(2020天津,21,7分)在测量小灯泡电功率的实验中:(1)请按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,完成图乙的电路连接;  甲 乙
考点三　测量小灯泡的电功率
丙
(2)图丙所示是某次实验中电表的示数,电流表的示数为　　　    A,电压表的示数为　　　    V,此时小灯泡的电功率为　　　    W。
答案　(1)如图所示(2)0.3　2.5　0.75
解析　(1)根据电路图可知,小灯泡、滑动变阻器与电流表串联在电路中,电压表并联在小灯泡的两端;根据题图可知,电流表和电压表均选择小量程;滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路的阻值变小,根据滑动变阻器“一上一下、下端有效”的规律,滑动变阻器应该接左下方的接线柱。(2)电流表的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,故读数为0.3 A;电压表的量程是0~3 V,分度值为0.1 V,故读数为2.5 V,此时小灯泡的功率P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W。
2.(2020福建,30,8分)“测量小灯泡的额定功率”实验中,器材有电源、滑动变阻器、两个电流表、小灯泡(U额为3.8 V)、定值电阻R0(阻值为10 Ω)、开关及若干导线。 甲 乙 丙
(1)根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中未画出的两条导线补充完整。(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应置于　　　    (选填“A”或“B”)端。(3)正确连接电路后,闭合开关,发现灯不亮,两电流表有示数且相同,故障可能是　　　    或　　　    。(4)排除故障后,为了测量小灯泡的额定功率,移动滑动变阻器的滑片,直到电流表A2示数为　　　    A时小灯泡正常发光,电流表A1的示数如图丙,该示数为　　　    A,则小灯泡的额定功率为　　　    W。
答案　(1)如图(每条导线1分) (2)A　(3)小灯泡处断路    R0处短路(4)0.38　0.70(或0.7)　1.216(8分)(每空1分)
3.(2020山东潍坊,22,8分)某实验小组用如图甲所示的器材,测量标有“3.8 V”字样小灯泡的额定功率,电源电压不变。  甲(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整(要求滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值变大);
(2)图甲电路连接完成后,经检查无误,闭合开关,发现电流表有示数,但小灯泡不亮。为完成实验,必要的操作是　　　　　    ;A.更换小灯泡B.移动滑动变阻器滑片,减小滑动变阻器连入的阻值(3)调节滑动变阻器过程中,观察　　　    表的示数,确定小灯泡是否达到了额定功率;(4)实验过程中,某时刻电流表和电压表示数分别如图乙所示,此时小灯泡的实际功率为　　　    W。  乙
答案　(1)如图所示　(2)B　(3)电压　(4)1.26 [说明:(1)小题2分,每画对一条得1分;其余每空2分,本题共计8分。]
解析　(1)实验目的是测量“3.8 V”小灯泡的额定功率,所以电压表必须接0~15 V量程,即“15 V”接线柱与灯泡右接线柱相接,要求滑动变阻器滑片向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,所以左下A接线柱必须与电源负极相接。(2)电流表有示数,说明此电路为通路,灯泡不亮,可能是实际功率太小,需要调节滑动变阻器滑片,减小滑动变阻器连入电路中的阻值,增大电路中的电流,选B。(3)调节滑动变阻器滑片时,要观察电压表的示数,使电压表的示数为额定电压,确定小灯泡达到了额定功率。(4)电流表使用的是0~0.6 A量程,示数为0.36 A,电压表使用的是0~15 V量程,其分度值为0.5 V,示数为3.5 V,灯泡的实际功率为P=UI=3.5 V×0.36 A=1.26 W。
考点一　电功、电能和电热
B组 2016—2019年全国中考题组
1.(2019湖南衡阳,10,2分)小明家上次查看电能表示数为 ,本次查看时电能表读数如图所示,则下列说法正确的是 (　　) A.他家在这段时间内消耗的电能为903 kW·hB.电能表是测量电功率的仪表C.若只让一个标有“220 V　1 000 W”的电热水器正常工作10 min,则电能表的圆盘转了600转D.这个电能表的额定功率为2 200 W
答案    C　电能表前后两次的示数之差就是用电器在对应的时间内消耗的电能,所以,由图知道,他家在这段时间内消耗的电能是8 633.5 kW·h-8 543.2 kW·h=90.3 kW·h,故A错误;电能表是测量消耗电能的仪表,故B错误;电能表上标有的“3 600 r/kW·h”表示电路中每消耗1 kW·h的电能,电能表的圆盘转过3 600 r,所以,若只让一个标有“220 V　1 000 W”的电热水器正常工作10 min,其消耗的电能是W=Pt=1 kW×  h=  kW·h,电能表的圆盘转过N=  kW·h×3 600 r/(kW·h)=600 r,故C正确;由该电能表的铭牌知道,其允许接入用电器的最大功率是P=UI=220 V×10 A=2 200 W,但电能表属于测量仪表,本身耗电极少,可忽略不计,所以电能表没有功率这个指标,当然也不存在额定功率,故D错误。
2.(2017北京,13,2分)小玲家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个,按照每度电0.5元的计费标准,将这三个用电器正常工作1小时的用电费用绘制成了如图所示的柱状图。则下列四个选项中,判断正确的是(　　)A.在这三个用电器中,电烤箱正常工作时的电压最高B.在这三个用电器中,电视机正常工作时的电压最低C.正常工作时,通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流
D.在一个月内,小玲家电烤箱的用电费用一定比电饭锅的用电费用多
答案    C　电烤箱、电饭锅和电视机的额定电压相同,而用电器正常工作时的电压就是额定电压,A、B错误;由柱状图可知正常工作时,电烤箱的功率大于电视机的功率,它们的额定电压相同,根据I=P/U可知通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流,C正确;正常工作时,电烤箱的功率最大,但其使用时间不一定长,所以消耗的电能不一定最多,所以用电费用不一定比电饭锅的多,D错误。故选C。
解题关键　能通过柱状图得出三个用电器的额定功率的大小关系。
易错警示　不要认为额定功率大的用电器消耗的电能就一定多,根据公式W=Pt,在考虑消耗的电能多少时,除了要考虑电功率的大小,也要考虑到工作时间的长短。
3.(2018福建A,21,2分)图是四种家用电器各自消耗1度电可持续正常工作的时间柱状图,其中额定功率最大的电器是　　　    ,节能灯正常工作5小时消耗的电能是　　　    kW·h。 
答案　电视机　0.1
4.(2019福建,19,2分)一台标有“5 V　2.5 W”的带有USB接口的小电风扇,线圈电阻为1 Ω,正常工作1 min,产生的热量是　　　    J。工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘,这属于　　　    现象。
答案　15　静电(摩擦起电)
易错警示　此处电风扇属于非纯电阻设备,因此计算其工作时产生的热量应使用焦耳定律,而不能使用W=UIt。
1.(2019内蒙古包头,7,3分)如图所示,小灯泡L标有“6 V　3 W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响),当S闭合,滑动变阻器滑片P在最左端时,小灯泡L正常发光;当S闭合,S1断开,滑动变阻器滑片P在中点时,电流表的示数为0.2 A。下列说法正确的是 (　　) A.电源电压为9 VB.滑动变阻器的最大阻值为18 ΩC.调节电路元件,可使电压表示数达到的最大值为4.5 VD.电路的最小功率与最大功率之比为3∶16
考点二　电功率
答案    D　当S闭合,滑片在最左端时,只有灯泡L连入电路,L正常发光,说明电源电压等于灯泡的额定电压6 V,故A错误;灯丝电阻RL= = =12 Ω,只S闭合,滑片在中点时,灯泡L和滑动变阻器串联,此时滑动变阻器连入电路的电阻为滑动变阻器最大阻值的一半,电路中的总电阻R总= = =30 Ω,则滑动变阻器的最大阻值为(30-12) Ω×2=36 Ω,故B错误;当S、S1都闭合,滑片调到最右端时,L被短路,电压表示数最大,为6 V,故C错误;S闭合,滑片在最右端时,R和L串联,电路中的总电阻最大,为36 Ω+12 Ω=48 Ω,此时电路消耗的功率最小,P小= = ,当S、S1闭合,滑片在最左端时,R和L并联,电路中的总电阻最小,为 =9 Ω,此时电路消耗的功率最大,P大= = ,故P小∶P大=3∶16,D正确。
易错警示　调节电路元件,使电压表示数达到最大值。只S闭合,滑片调到最右端时,灯泡还分得一部分电压,此时电压表示数不是最大值;当S、S1都闭合,滑片调到最右端时,L被短路,电压表示数等于电源电压,示数最大,为6 V。
2.(2019湖南衡阳,18,3分)(多选)如图所示,电源电压不变,R1是定值电阻,闭合开关,将滑动变阻器R2的滑片逐渐从a端滑到b端,电流表示数为I,电压表示数为U,电路消耗的总功率为P,下列能正确反映两个物理量之间关系的图像是 (　　)  
答案    AC　由电路图知,R1、R2串联,电流表测电路中电流,电压表测R2两端的电压,由串联电路的特点知道,U=U电源-IR1,即U与I的图像是一条倾斜的直线,故A符合题意,B不符合题意;由P=UI知,电路消耗的总功率P与电路的电流I成正比,故C符合题意,D不符合题意。
3.(2019重庆A,8,3分)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换。图是模拟加热原理图,其中测试电源的电压为10 V,四段电热丝电阻均为10 Ω,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。下列说法正确的是 (　　) A.开关旋至“1”挡,开启化霜功能B.开启防雾功能,电路总电阻为5 Ω
C.化霜与防雾电路的总功率之差为15 WD.从防雾到除露,电路总电流变化了1 A
答案    C　由题意结合题图可知,当开关旋至“1”挡时,两段电热丝串联接入电路,此时电路中的电流I= = =0.5 A,消耗的总功率为P=UI=10 V×0.5 A=5 W,为防雾功能,故A、B错误;当开关旋至“2”挡时,一段电热丝接入电路,此时电路中的电流I1= = =1 A,消耗的总功率为P1=UI1=10 V×1 A=10 W,为除露功能,从防雾到除露,电路中的电流变化量ΔI=1 A-0.5 A=0.5 A,故D错误;当开关旋至“3”挡时,两段电热丝并联接入电路,此时电路消耗的总功率为P2= = =20 W,为化霜功能,则化霜与防雾电路消耗的总功率之差为20 W-5 W=15 W,故C正确。
解题关键　能正确分析开关旋转到不同挡位时的电路连接方式为本题的解题关键。当开关旋至“关”挡时,电路处于断路;旋至“1”挡时,两段电热丝串联接入电路,总电阻最大;旋至“2”挡时,只有一段电热丝接入电路;旋至“3”挡时,两段电热丝并联接入电路,总电阻最小。
4.(2019江西,10,2分)如图所示,将规格相同的小灯泡按照甲、乙两种连接方式接入电压均为U且保持不变的电路中,通过分别调节滑动变阻器R1和R2使所有灯泡均正常发光。则甲、乙两电路中的总电流之比I甲∶I乙=　　　    ,两电路的总功率之比P甲∶P乙=　　　    。 
答案　2∶1　2∶1
解析　小灯泡的规格相同,因此其额定电压及额定电流均相同,甲、乙两电路中小灯泡均正常发光,因此I甲=I额+I额=2I额。I乙=I额,故I甲∶I乙=2∶1。电源电压相等,根据P=UI可知,两电路的总功率之比P甲∶P乙=(U×2I额)∶(UI额)=2∶1。
思路分析　先观察两图,明确电路的连接方式,由于小灯泡的规格相同,根据串、并联电路电流的规律可知I甲=2I乙,由P=UI可知,在电源电压相等的情况下,电路的总功率之比等于电路的总电流之比。
5.(2018天津,19,4分)如图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1与R2的阻值之比为2∶1。开关S断开时,R1与R2的电功率之比为　　　    ;开关S闭合前后,电压表两次的示数之比为　　　    。 
答案　2∶1　2∶3
1.(2019重庆A,16,8分)在测小灯泡电功率实验中,小杨同学选用的器材有:额定电压为2.5 V的灯泡、电流表、电压表、开关、学生电源、滑动变阻器和若干导线等。 (1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整(要求:向右移动滑动变阻器滑片时,电路中的电流变小,且导线不能交叉);(2)连接电路时,开关S必须　　　    ,滑动变阻器的滑片P应调到最　　　    阻值处;(3)正确连接电路后,闭合开关S,发现电压表无示数,电流表有示数,原因是灯泡　　　    (其他部分均完好);
考点三　测量小灯泡的电功率
则灯泡的额定功率为　　　    W,他分析表中数据,发现灯泡的电阻也在变化,主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而　　　    。
(4)故障排除后,滑片移至某处,电压表表盘如图丙所示,其读数为U1=　　　    V,再读出电流表的示数I1,由此算出此时灯泡电功率P1=　　　    (用字母表示);(5)小杨同学继续移动滑片P,将两电表对应的示数记录到表中
答案　(1)如图所示　(2)断开　大　(3)短路(4)0.7    U1I1　(5)0.6　变大 
解析　(1)由要求“向右移动滑片,电路中的电流变小”可知,应选用滑动变阻器的左下接线柱,并与灯泡串联,如答案图所示;(2)为了保护电路,连接电路时开关要处于断开状态,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处;(3)电流表有示数,电压表无示数,说明与电压表并联的灯泡短路;(4)由题图丙可得,电压表示数为0.7 V,此时灯泡的电功率P1=U1I1;(5)灯泡在额定电压下消耗的功率为额定功率,故灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5 V×0.24 A=0.6 W;灯丝的电阻随温度的升高而增大。
易错警示　按要求将滑动变阻器接入电路时,要 “一上一下”与被控制电路串联;判断滑动变阻器接入电路的电阻变化特点的关键是看连的是哪个下接线柱,连入电路的阻值变化规律为:“一上一下可变阻,变大变小看下柱,靠近小远离大。”
知识拓展　探究电流与电压、电阻的关系,伏安法测电阻,测量灯泡的功率三个实验电路相同,实验中最常见的两种电路故障及其现象为:灯泡(定值电阻)处断路,电流表无示数,电压表有示数;灯泡(定值电阻)处短路,电流表有示数,电压表无示数。
2.(2018湖北武汉,26,6分)某同学利用图甲所示的器材测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“100 Ω　0.5 A”,小灯泡的额定电压为2.5 V。(1)如图甲所示,电路中还有两根导线没有连接,请你将电路连接完整。(要求:导线不允许交叉)  甲(2)该同学连接好电路后,按正确的步骤进行实验。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定电流是　　　    A,额定功率是　　　    W。
  乙(3)该同学继续进行实验,记录的部分数据如表所示,其中有一组数据明显存在错误,这组数据是　　　    (填数据序号)。剔除掉这组错误的数据,我们分析后可以得出实验中电源电压不会超过　　　    V。
答案　(1)电路连接情况如图所示 (2)0.28　0.7　(3)2　5.1
解析　(1)由于滑动变阻器规格为“100 Ω　0.5 A”,故电路中的电流不能超过0.5 A,因此电流表选用0~0.6 A量程,电流表与小灯泡串联;由于小灯泡额定电压为2.5 V,则电压表选0~3 V量程,电压表与灯泡并联。(2)由(1)分析知电流表应读小量程,因其小量程的分度值为0.02 A,故电流表的示数为0.28 A,根据P=UI得小灯泡的额定功率为P=2.5 V×0.28 A=0.7 W。(3)根据欧姆定律可算出小灯泡在不同发光情况时的电阻,灯丝的电阻第1次为8.07 Ω,第2次为11.82 Ω,第3次为2 Ω,第4次为10 Ω,由这些数据可知灯丝的电阻随其两端的电压增大而增大,而第2组数据违反这一规律,故第2组数据错误;观察1、3、4三组数据,易知第3组数据的电流最小,因而此时电路的电阻最大,假设在测第3组数据时,滑动变阻器连入的阻值为其最大阻值100 Ω,则电源电压U电源=UR+UL=IR+UL=0.05 A×100 Ω+0.1 V=5.1 V,若此时滑动变阻器连入电路的电阻不是最大值,则电源电压小于5.1 V。
3.(2016黑龙江哈尔滨,48,5分)小明在实验室发现一只标有“2.5 V　0.3 A”字样的小灯泡,他想测定这只小灯泡的电功率,请你帮他完成以下实验:(1)请科学合理连接实物电路。 (2)连接电路时,开关应　　    (选填“断开”、“闭合”)。实验中小明移动滑动变阻器滑片P,先后使电压表的示数为2.0 V、2.5 V,分别读出电流表示数并记录数据。
①小灯泡的额定功率是　　    W。②当电压表示数是2.5 V时,滑片位置如图所示,若要测量小灯泡两端电压为3.0 V时的电功率,应向　        移动滑片。(3)利用表格中的数据还可以计算的另一个物理量是　　　　    。
答案　(1)(1分)如图所示 (2)(3分)断开　①0.75　②左(3)(1分)小灯泡电阻
解析　(1)滑动变阻器、灯泡、电流表应串联在电路中;滑动变阻器应“一上一下”接入电路;电流表要用0~0.6 A量程。(2)为了保护电路,连接电路时,开关应断开。①P额=2.5 V×0.3 A=0.75 W。②灯泡两端电压要增大,则滑动变阻器两端电压要减小,故应向左移滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值减小。(3)有电压、电流,根据R= ,可以计算灯泡在不同电压下的电阻。
易错警示　电压表示数由2.5 V变为3.0 V时,滑动变阻器的滑片移动方向的判断易错。由灯泡两端电压增大,可知通过灯泡的电流增大,则电路中总电阻变小,故滑片应向左移。
考点一　电功、电能和电热
C组　教师专用题组
1.(2018重庆A,8,3分)在如图所示的实物电路中,电源电压恒为3 V,滑动变阻器的规格为“10 Ω　1 A”,灯泡上标有“2.5 V　1 W”的字样,闭合开关后调节滑动变阻器的滑片,在保证各元件安全的情况下,下列说法正确的是 (　　)A.小灯泡正常发光时的电阻为2.5 ΩB.向右移动滑片时,电压表V1的示数变小,小灯泡亮度变暗
C.向右移动滑片时,电压表V2与电流表A的示数之比不变D.让小灯泡正常发光1 min,滑动变阻器产生的电热为12 J
答案    D　小灯泡上标有“2.5 V　1 W”,正常发光时电阻R= = =6.25 Ω,A项错误;电路中灯泡与滑动变阻器串联,V1测灯泡两端电压,V2测滑动变阻器两端电压,当滑片向右移时,连入电路的电阻减小,电路中电流变大,灯泡变亮,电压表V1示数变大,B项错误;V2示数与A示数之比等于滑动变阻器接入电路的阻值,滑片向右移动,变阻器接入电路的阻值减小,故两表示数之比变小,C项错误;小灯泡正常发光1 min,变阻器产生的电热Q等于消耗的总电能与灯泡消耗的能量之差,即Q=W总-W灯=U总It-U额It=(U总-U额) ·t=(3 V-2.5 V)× ×60 s=12 J,D项正确。
解题关键　分清电路结构是关键。从电源正极沿电流方向,观察电流有几条路径。电流表在电路中相当于导线,电压表在电路中相当于开路。
2.(2019山东青岛,12,3分)(多选)如图甲是一个电加热器的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电阻;图乙是它的部分参数。当电加热器正常工作时,下列说法正确的是 (　　)  甲 乙
A.只闭合开关S,加热器的功率为990 WB.开关S闭合,S1由断开到闭合,电路中电流变大,R2的功率变大C.加热器在保温状态下工作5 min,产生3.3×104 J的热量D.电阻R1与R2的阻值之比为1∶8
2.(2019山东青岛,12,3分)(多选)如图甲是一个电加热器的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电阻;图乙是它的部分参数。当电加热器正常工作时,下列说法正确的是 (　　)  甲 乙
答案    BC    只闭合开关S,两电阻串联,电阻较大,根据P= 知,在总电压一定时,电功率较小,加热器处于保温状态,则此时加热器的功率为110 W,A错误;开关S闭合,S1断开时,两电阻串联,S1闭合时,电阻R1被短路,只有电阻R2工作,电阻减小,根据I= 可知,电路的电流增大,R2的电阻不变,根据 P=I2R可知,R2的功率变大,B正确;加热器在保温状态下工作5 min产生的热量:Q=W=P保温t=110 W×5×60 s=3.3×104 J,C正确;因为P加热= 、P保温= ,且P加热=990 W、P保温=110 W,所以P加热∶P保温= ∶ =990 W∶110 W,即: = ,解得R1∶R2=8∶1,D错误。故选B、C。
解题关键　解答本题的关键是知道电路的总功率为各用电器功率之和。通过开关的闭合和断开,改变电路的连接方式,进而改变电路的总功率,是初中电学的典型题型,一定要熟练掌握解题方法。
3.(2020四川南充,22,2分)小明将线圈电阻为4.84 Ω的电动机接入220 V的家庭电路中,关闭其他用电器,只让电动机工作时,观察到他家标有2 000 imp/(kW·h)的电能表3 min内闪烁了100次,则电动机在这段时间内消耗的电能为　　　    kW·h,电动机线圈产生　　　    J的热量。
答案　0.05　1.8×104
4.(2020福建,20,2分)民航局规定:严禁乘客携带超过160 W·h(瓦·时)的锂电池上飞机。某品牌笔记本电脑的电池铭牌标有“10.8 V　10 A·h”字样,充满电后,存储的电能为　　　    kW·h,该笔记本电脑　    　    (选填“能”或“不能”)带上飞机。
答案　0.108　能
解析    电池充满电后,储存的电能为W=UIt=10.8 V·10 A·h=0.108 kW·h=108 W·h<160 W·h,所以能带上飞机。
5.(2020海南,17,4分)长1 m、横截面积1 mm2的银与铁,在20 ℃时的电阻值分别为0.016 Ω与0.096 Ω,银与铁两种材料相比,　　　    更容易导电;已知金属丝的电阻和它的长度成正比,和它的横截面积成反比。在长短与粗细完全相同的银丝和铁丝两端加相同电压,通电相同时间,不计温度对电阻的影响,银丝和铁丝消耗的电能之比为　　　    。
答案　银　6∶1
6.(2020广东,12,3分)如图所示为“探究电流通过导体产生的热量跟　　　    的关系”的实验装置。实验中用U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少,这种方法叫　　　    (选填“控制变量”或“转换”)法。通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量比右侧的　　　    (选填“多”或“少”)。 
答案　电阻　转换　少
解析　由图知,两电阻的阻值不同,串联于电路中,通过两电阻的电流相等,通电时间相等,故探究的是电流通过导体产生的热量跟电阻的关系;在实验中无法直接测量电流通过导体产生的热量,通过U形管内液面高度差的大小来判断电流通过导体产生热量的多少,这种方法叫转换法;左侧的电阻小于右侧的电阻,通电一段时间后,通过两电阻的电流和通电时间相等,由焦耳定律Q=I2Rt知,左侧容器内电阻产生的热量较少,容器内空气吸收的热量比右侧的少。
7.(2018四川成都,A22,4分)如图所示,电热水壶上标有“220 V　1 800 W”,小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热,但连接的电线却不怎么热,是因为导线的电阻比发热体的电阻　　    。在额定电压下,烧开一壶水用时 3 min 20 s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量为　　　    J。 
答案　小　3.6×105
思路分析　由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方、电阻大小和通电时间成正比。电热水壶内的发热体和连接的导线串联在电路中(通过的电流相等),通电时间是相同的,而发热体的电阻比导线的电阻大,据此分析原因;根据Q=I2Rt=Pt可求电热水壶的发热体产生的热量。
解题技巧　纯电阻电路中,电流做的功全部转化为热量,因此根据时间和功率求出电流做的功就是电阻产生的热量。
8.(2018云南昆明,15,3分)电灯正常工作时会发热发光,这是电流　　    使电能转化为内能和光能。如果电灯在一段时间内消耗的电能为E1,电流做的功为W,转化的内能为E2,转化的光能为E3,那么E1、E2和E3三者的等量关系是　　　    ,功与能的关系是W=　　　    。
答案　做功    E1=E2+E3    E1或E2+E3
解析　电灯发光发热的过程,就是电流做功的过程;电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,故W=E1=E2+E3。
9.(2016宁夏,29,5分)小明家的电饭锅电源线坏了,他在网上新买了一根,使用时闻到橡胶的焦煳味,他立即拔下电源插头,发现这根电源线很热,其他用电器仍然正常工作。你认为引起电源线过热的原因可能是 (　　)A.电路的电压过高　    B.新买的电源线过细C.新买的电源线过粗　    D.新买的电源线过短选择理由:     。
答案    B(3分)　电源线过细时,电阻较大;因为电源线与电饭锅串联,所以电流相等,根据焦耳定律可知,电源线电阻越大,产生热量就越多评分说明:电源线过细时,电阻较大(1分),由焦耳定律可知,电流一定时,电阻越大,产生热量越多(1分)。注:利用排除法能够说出A、C、D选项是错误的也可得分。
10.(2018黑龙江齐齐哈尔,30,8分)如图甲是家用电暖器,利用电热给煤油加热取暖。图乙为其简化的电路原理图,已知电阻R1>R2,铭牌见表。在电暖器跌倒时,跌倒开关S自动断开,切断电源,保证安全。电暖器有“高温挡”、“中温挡”和“低温挡”三个挡位,解答下列问题:已知c煤油=2.1×103 J/(kg·℃),ρ煤油=0.8×103 kg/m3(1)煤油温度升高20 ℃时,吸收了多少焦耳的热量?(2)电暖器在中温挡时,正常工作的电流为多少?(3)R1的阻值为多少?(写出文字说明)
答案　(1)8.4×105 J　(2)5 A　(3)见解析
1.(2020四川南充,11,4分)(多选)如图甲所示,滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电流表和电压表示数变化的规律如图乙所示。则以下说法正确的是 (　　) A.R0的阻值为10 ΩB.滑动变阻器的最大阻值为60 ΩC.电源电压为8 V
考点二　电功率
D.滑片在滑动的过程中,滑动变阻器的最大功率为0.9 W
2.(2020内蒙古包头,7,3分)如图所示电路,电源电压不变, 滑片移至最大阻值处,闭合开关,电流表示数为0.2 A,小灯泡的功率为0.4 W。移动滑片,将滑动变阻器最大阻值的 接入电路时,电流表示数为0.4 A,小灯泡恰好正常发光,消耗的功率为2 W。下列说法正确的是(　　)A.电源电压8 V
B.小灯泡正常发光时电阻为10 ΩC.滑动变阻器的最大阻值20 ΩD.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的功率为4.8 W
3.(2019黑龙江齐齐哈尔,13,3分)(多选)如图所示的电路,电源电压恒为4.5 V,小灯泡L上标有“3 V　1.5 W”字样(忽略灯丝电阻的变化),滑动变阻器R规格为“30 Ω　1 A”,电流表量程选择“0~0.6 A”,电压表量程选择“0~3 V”。闭合开关S,在不损坏电路元件情况下,下列选项正确的是 (　　) A.电路中最大电流为0.6 AB.电路的最大功率为2.25 WC.电压表示数变化范围为1~3 VD.滑动变阻器阻值变化范围为3~30 Ω
答案    BD　小灯泡电阻RL= = =6 Ω,小灯泡额定电流I= = =0.5 A,电流表允许通过的最大电流为0.6 A,故为了保证电路安全,电路中最大电流为0.5 A,A项错误;此时滑动变阻器接入电路中的阻值最小,Rmin+RL= = =9 Ω,可得Rmin=3 Ω,故滑动变阻器接入电路中阻值变化范围为3~30 Ω,D项正确;电路的最大功率P=U总Imax=4.5 V×0.5 A=2.25 W,B项正确;当电流为0.5 A时,电压表示数最大为UL=3 V,当P在最右端时,电压表示数最小,UL'=I1RL= ×RL= ×6 Ω=0.75 V,故电压表示数变化范围为0.75~3 V,C项错误。故选B、D。
审题指导　小灯泡L和滑动变阻器R、电流表串联,所以通过比较各自允许通过的最大电流就可以确定电路中允许通过的最大电流;电路中电流最大时滑动变阻器接入电路中的阻值最小;电路的功率通常是指总功率,一般来说要用P总=U源I来求解。
4.(2019四川成都,B5,2分)(多选)如图甲所示的电路,电源电压U=10 V(恒定不变),R2=8 Ω,闭合开关S后,V2表的示数为7 V;把甲电路中的两个电压表换成两个电流表,如图乙所示,闭合开关S后,A1表的示数为1.75 A。下列说法正确的是 (　　)A.甲电路中V1表的示数为5 VB.乙电路中A2表的示数为2.25 A
C.甲电路消耗的总功率为2.5 WD.乙电路中R1消耗的功率为10 W
答案    AC　甲图中R1、R2、R3串联,V1表测R1与R2两端电压,V2表测R2与R3两端电压,则R1两端的电压U1=10 V-7 V=3 V,根据串联电路电流处处相等可得 = ①;乙图中R1、R2、R3并联,A1表测通过R2与R3的电流之和,A2表测通过R1与R2的电流之和,则有 + =1.75 A,解得R3=20 Ω,代入①式中,得R1=12 Ω,甲图中V1表的示数U'=U1+U2=I(R1+R2)= ×(12 Ω+8 Ω)=5 V,A项正确;乙图中A2表示数I'=I1+I2= + = + ≈2.08 A,B项错误;甲电路中,I= =0.25 A,总功率P=U·I=10 V×0.25 A=2.5 W,故C项正确;乙电路中,R1消耗的功率P1= = ≈8.3 W,故D项错误。
5.(2018吉林,4,2分)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑片P向右移动时 (　　) A.电压表的示数不变,总功率变小B.电流表的示数变大,总功率变大C.电压表的示数变大,灯的亮度变暗D.电流表的示数变小,灯的亮度变暗
答案    B　分析题图可知,电路中灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量电源电压,示数保持不变,当滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡变亮,根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故本题应选B。
6.(2016重庆B,8,3分)一只小灯泡标有“3.8 V”字样,额定功率模糊不清,某同学设计了如图甲所示的电路进行测量,电源电压恒为6 V,电压表、电流表使用的量程分别为0~3 V,0~0.6 A,滑动变阻器的规格为“10 Ω　1 A”,他根据实验数据作出了电压表、电流表示数的U-I图像,如图乙所示。则以下判断正确的是 (　　)     甲　　　　　　　　　　　　　　乙A.小灯泡的额定功率为0.88 W
B.滑片向左移时电压表示数变大,小灯泡变亮C.变阻器允许连入电路的最大阻值约为8.82 ΩD.小灯泡正常发光2 s内,变阻器产生的电热为3.04 J
答案    C　当U=2.2 V时灯泡正常发光,根据图像,对应的I额=0.4 A,P额=3.8 V×0.4 A=1.52 W,故A错;滑片向左移时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,根据串联分压知,其两端电压也变小,故B错;由题图乙可知滑动变阻器两端的电压最大为3 V,此时I=0.34 A,Rm= ≈8.82 Ω,故C正确;在2 s内QR=UI额t=2.2 V×0.4 A×2 s=1.76 J,故D错误。
7.(2018四川成都,B5,2分)(多选)如图所示,电源电压保持不变,R2=50 Ω。闭合S1,断开S2,R1的电功率P1=0.1 W,电压表示数为U1。开关都闭合时,电压表示数为6U1。用电阻R3替换R1、R2中的某一个,闭合S1,断开S2,电压表示数为U2,电路的总功率为P2。U2与U1相比,变化了0.5 V。则下列结论正确的是 (　　) A.R3可能是110 Ω　　B.R3可能是5 ΩC.P2可能是0.54 W　　D.P2可能是0.65 W
答案    AC　闭合S1,断开S2时,R1、R2串联, = ,当开关都闭合时,R2被短路,此时电压表测电源电压U=6U1,则 =5U1。因R2=50 Ω,可得R1=10 Ω。又因P1=I2R1,P1=0.1 W,所以I=0.1 A,则U1=IR1=0.1 A×10 Ω=1 V, =5 V,U=6 V。①当闭合S1,断开S2时,且用R3替换R1时,若电压表示数变大了0.5 V,U2=1.5 V, '=4.5 V, = = ,解得R3=  Ω,I1= = =0.09 A,P2=UI1=6 V×0.09 A=0.54 W,所以C正确。②当闭合S1,断开S2时,且用R3替换R1时,若电压表示数减小了0.5 V,U2'=0.5 V, ″=5.5 V, = = ,解得R3=  Ω,I2= = =0.11 A,P2=UI2=6 V×0.11 A=0.66 W。③当闭合S1,断开S2时,且用R3替换R2时,若电压表示数变大了0.5 V,U2″=1.5 V, =4.5 V, = = ,解
得R3=30 Ω,I3= = =0.15 A,P2=UI3=6 V×0.15 A=0.9 W。④当闭合S1,断开S2时,且用R3替换R2时,若电压表示数减小了0.5 V,U2‴=0.5 V, '=5.5 V, = = ,解得R3=110 Ω,I4= = =0.05 A,P2=UI4=6 V×0.05 A=0.3 W,所以A正确。
审题关键　“用电阻R3替换其中一个”说明判断该题一定要分情况讨论。
8.(2020贵州贵阳,17,2分)如图所示电路,电源电压不变,定值电阻R0与滑动变阻器R串联。调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,电流表示数为0.1 A,R的功率为0.6 W;当滑片移动到另一位置时,电流表示数变化了0.2 A,R的功率为0.9 W。则电源电压U=　　　    V。 
答案　7.5
9.(2020云南,18,2分)如图所示,甲是某款电热水龙头,乙是它的电路原理图。R1、R2是电热丝,R1=24 Ω,R2=48 Ω。通过旋转手柄使扇形开关S同时接触两个相邻触点实现冷水、温水、热水挡的切换。当开关S接触2、3触点时,水龙头放出的是　　　    水。不考虑温度对电热丝阻值的影响,水龙头在热水挡位正常工作时电路消耗的功率是　　　    W。 
答案　温　3 025
10.(2018吉林长春,16,2分)如图所示,电源两端的电压不变,闭合开关,当“6 V　6 W”小灯泡正常发光时(忽略温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器的电功率为P1;移动滑动变阻器的滑片,当小灯泡的电功率为1.5 W时,滑动变阻器的电功率为P2。小灯泡的电阻为　　　    Ω,P1　　　    2P2(选填“>”、“=”或“<”)。 
答案　6　<
11.(2017吉林,14,2分)图是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系的图像。现将它们并联后接在电压为2 V的电源两端,则干路中的电流是　　    A,小灯泡L的实际电功率是　　    W。
答案　0.8　1.2
解析　并联电路干路中电流等于各支路电流之和,由图可知,当U=2 V时,IL=0.6 A,IR=0.2 A,故I总=0.6 A+0.2 A=0.8 A;PL=U·IL=2 V×0.6 A=1.2 W。
12.(2018四川成都,A25,6分)如图所示,电源电压保持不变,灯泡上标有“12 V　6 W”, 定值电阻R1=120 Ω,滑动变阻器R2上标有“50 Ω　1 A”,电压表的量程选用“0~3 V”。断开S2,闭合S和S1,滑片P移到B端,灯泡刚好正常发光。(1)将滑片P移到B端,三个开关都闭合,1 min内电路消耗的电能是多少?(2)断开S1,闭合S和S2,在安全前提下,调节滑片P的过程中,电路消耗的最小功率是多少? 
答案　(1)432 J　(2)0.9 W
解析　(1)当滑片P移到B端,断开S2,闭合S和S1,电路中用电器只有灯泡因为灯泡正常发光,可知电源电压U=12 V(1分)当滑片P移到B端,三个开关都闭合,电路为R1与灯泡并联W1= t= ×60 s=72 JW灯=Pt=6 W×60 s=360 JW=W1+W灯=72 J+360 J=432 J(2分)(2)断开S1,闭合S和S2,R1与R2串联,滑片P在B端时电路中电流最大,等于0.1 A。移动滑片P使电压表示数为3 V时,电路消耗的功率最小U1=U-U2=12 V-3 V=9 VI= = =0.075 A(1分)R2= = =40 Ω<50 Ω　说明操作可行 (1分)Pmin=UI=12 V×0.075 A=0.9 W(1分)
解题关键　解此题的关键是开关闭合、断开时电路串、并联的辨别,要注意在确保电路安全的情况下电路最小电流的确定。
1.(2020吉林,25,4分)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压为3 V,小灯泡的额定电压为2.5 V。(1)图中的导线a应与电压表的　　　    接线柱相连。(2)闭合开关前应将滑动变阻器的阻值调至最大,目的是　　　　　    。(3)实验数据如下表所示,小灯泡的额定功率是　　　    W。(4)利用该电路无法完成“探究电流与电压的关系”实验,理由是    。 
考点三　测量小灯泡的电功率
答案　(1)“3”(或3)　(2)保护电路　(3)0.75(4)灯丝电阻是变化的(或灯丝电阻受温度影响、灯丝电阻随温度的升高而增大、没有控制电阻不变)
解析　(1)电压表测量小灯泡两端的电压,因为小灯泡的额定电压是2.5 V,所以电压表选择0~3 V的量程,因此导线a应连接电压表的“3”接线柱。(2)闭合开关前将滑动变阻器接入电路的阻值调至最大,当闭合开关时,电路中电流最小,保护电路。(3)P额=U额I额=2.5 V×0.30 A=0.75 W。(4)在“探究电流与电压的关系”的实验中,自变量是电压,因变量是电流,控制变量是电阻,而小灯泡的灯丝电阻是变化的,所以利用该电路无法完成“探究电流与电压的关系”实验。
2.(2020内蒙古包头,10,7分)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源由三节新干电池串联组成,小灯泡额定电压为2.5 V,阻值约为8 Ω,滑动变阻器的规格为“20 Ω　1 A”。图甲是某实验小组未连接完整的实验电路。  甲 乙
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整,导线不能交叉。(2)闭合开关,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,电流表和电压表均无示数。小组成员找来一个两端接有导线的定值电阻(阻值为10 Ω),一端接在电源负极接线柱上,另一端依次触碰接线柱A、B、C,只有触碰到C时,灯泡才发光。若导线无断路,且导线和器材连接均完好,电路只有一处故障,则故障是　　　　    　　　　　    。(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为　　　　　    V,小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为　　　    W。(4)某同学想利用该电路“测量定值电阻Rx的阻值”。于是取下小灯泡,将电阻Rx接入小灯泡所在位置,滑动变阻器滑片移至最大阻值处,闭合开关,移动滑片,测量四组对应的电压和电流值。数据如下表:
由数据可得,电阻Rx的阻值为　　　    Ω。(5)能否将阻值约为50 Ω的电阻接入图甲中小灯泡所在位置(其他连接均不变),测量其阻值。你的判断是　　　    ,理由是　　　　　　　　　　　　    。
由数据可得,电阻Rx的阻值为　　　    Ω。(5)能否将阻值约为50 Ω的电阻接入图甲中小灯泡所在位置(其他连接均不变),测量其阻值。你的判断是　　　    ,理由是　　　　　　　　　　　　    。
解析　(1)滑动变阻器要“一上一下”接入电路,所以要将开关A接线柱和滑动变阻器下边的一个接线柱相连,如答案图所示。(2)闭合开关,移动滑片,灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,表明电路中有断路故障;将一个定值电阻接在接线柱A和电源负极接线柱之间,灯泡不亮,说明断路位置不在接线柱A和电源负极接线柱之间;将定值电阻接在接线柱B和电源负极接线柱之间,灯泡不亮,说明断路位置不在接线柱B和电源负极接线柱之间;将定值电阻接在电源负极接线柱和接线柱C之间,灯泡发光,说明接线柱B、C之间有断路,所以故障是电流表断路。(3)排除电路故障后,要把小灯泡两端电压调到2.5 V,小灯泡正常发光,由乙图可知,此时通过小灯泡的电流为0.28 A,所以小灯泡的额定功率P=UI=2.5 V×0.28 A=0.7 W。(4)测量定值电阻的阻值,需要多次测量求平均值,减小误差。四次测量的阻值分别为:R1= = =5 Ω,R2= = =5 Ω,R3= = ≈5.13 Ω,R4= = =5 Ω,所以待测电阻阻值为Rx= = ≈5.03 Ω。
3.(2020广西北部湾经济区,27,7分)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压保持不变,待测小灯泡的额定电压为2.5 V。(1)为了比较精确地测量小灯泡的电功率,电压表的量程应选0~　　　    V。(2)实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电压表有示数,电流表示数几乎为零, 则故障可能是　　　　　    (选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”)接触不良。(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数是2.5 V,电流表示数如图甲所示,则小灯泡的额定功率是　　　    W。  甲(4)测量结束后,应先　　　　　    ,再拆除导线,最后整理好器材。
(5)某实验小组在处理实验数据时,采用描点法,在坐标纸上作出了如图乙所示的I-U图像,请指出作图过程中存在的错误或不足之处是　　　　　　　　　　　　    。  乙 丙
(6)某实验小组设计了如图丙所示的电路(还缺一根导线连接才完整) ,可以测量小灯泡的额定功率,其中R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量:①电路连接完整后,开关S2断开,S1、S3闭合,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为U额。②　　　　　　    ,开关S3断开,S1、S2闭合,记录电压表的示数U2。
③小灯泡额定功率的表达式P额=　　　　　    。 (用R、U额、U2表示)
4.(2019湖北武汉,26,6分)某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是2.5 V。 
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“✕”,并补画出正确的那根导线。(2)正确连接电路后,用开关进行试触,发现电流表指针不偏转,而电压表指针明显偏转。故障原因可能是　　　    (填“电流表”“滑动变阻器”或“小灯泡”)断路。(3)排除故障后,按正确的步骤进行实验。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是　　　    W,此时小灯泡的电阻是　　　    (结果保留两位小数)Ω。(4)继续调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐降低,小灯泡逐渐变暗,这段时间内, 若小灯泡电阻变化量的绝对值是ΔR1,滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是ΔR2,则ΔR1和ΔR2大小关系正确的是　　　    (填字母标号)。A.ΔR1>ΔR2 B.ΔR1=ΔR2C.ΔR1<ΔR2 D.无法比较
答案　(1)电路连接如图所示: (2)小灯泡　(3)0.65　9.62　(4)C
解析　(1)分析连接的实物图可知,小灯泡因被短路不发光,修改后电路如答案图所示。(2)电压表有示数,电流表无示数,说明电压表的正接线柱到电源的正极和电压表的负接线柱到电源的负极都没有发生断路,由此可知应该是小灯泡断路。(3)根据图乙可知,电流表的示数为0.26 A,小灯泡的额定功率为P=UI=2.5 V×0.26 A=0.65 W;小灯泡的电阻为R= = ≈9.62 Ω。(4)移动滑动变阻器的滑片,灯泡变暗,说明电路中的电流变小,根据R= 可知,电路的总电阻变大,因此滑动变阻器接入电路的电阻增加的值大于灯泡电阻减小的值。
5.(2019黑龙江齐齐哈尔,26,9分)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小丹设计了如图甲所示的电路图,已知小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器规格为“20 Ω　1 A”,电源是由2节新干电池串联组成。  图甲
(1)用笔画线代替导线,帮助小丹按电路图甲将图乙电路连接完整。(要求导线不交叉)(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于　　　    端(填字母)。(3)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障可能是　　    　　　　　　    。(4)排除故障后,缓慢移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5 V,电流表示数如图丙所示为　　    
    A,则小灯泡的额定功率为　　　    W,此时灯丝的电阻为　　　    Ω。(5)小丹继续测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率,滑动变阻器的滑片应向　　　    端调节(填字母),观察到小灯泡变亮。(6)下表是小丹根据实验测得的多组数据,她通过分析数据发现小灯泡灯丝的电阻是变化的,则影响小灯泡灯丝电阻变化的主要因素是　　　　　　　　    。
(7)小丹经过思考,发现用两只电流表和一个阻值为R0的定值电阻也可以测出小灯泡的额定功率。她设计的电路如图丁所示,具体操作是:闭合开关S,调节滑动变阻器使电流表A1的示数为I1时,小灯泡正常发光,此时电流表A2的示数为I2。则小灯泡额定功率的表达式为P额=　　　　　    。(用I1、I2、R0表示)  图丁
答案　(1)电路连接如图 (2)A　(3)小灯泡短路(电压表短路)(4)0.2　0.5　12.5　(5)B　(6)温度(7)I1R0(I2-I1)　(展开也可得分)
解析　(1)滑动变阻器要“一上一下”连接,并且需要与电路图保持一致。(2)闭合开关前,滑片应在使滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值处。(3)电流表有示数,小灯泡不发光,电压表无示数,说明故障原因可能是小灯泡或电压表短路。(4)电流表接0~0.6 A量程,故读数为0.2 A;小灯泡额定功率P=UI=2.5 V×0.2 A=0.5 W;灯丝电阻R= = =12.5 Ω。(5)要使灯泡两端电压增大,应移动滑片,使滑动变阻器接入电路中的阻值减小,故滑片要向B端移动。(6)影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积、温度,根据题意知是灯丝温度发生改变引起了电阻变化。(7) 示数为I1时,灯泡正常发光,则U额=I1R0,此时 示数为I2,则灯泡额定电流I额=I2-I1,故灯泡额定功率P额=U额I额=I1R0(I2-I1)。
6.(2018北京,29,7分)小阳为测量额定电压为2.5 V的小灯泡在不同电压下的电功率及观察小灯泡的发光情况,连接了如图所示的电路。 
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放置在　　    端。(选填“左”或“右”)(2)小阳的实验记录如表所示,则小灯泡两端电压U=1.3 V时的电功率P=　　　    W。(3)由上表的实验记录你还能得到的结论:　　　　　　　　　　　　　　　    。(写出一条即可)(4)利用图所示实验电路还可以进行的实验有:　　　　　　　　　　　　　　　    。(写出一个即可)
答案　示例:(1)右　(2)0.26(3)同一小灯泡的亮暗程度与其两端电压有关(4)探究小灯泡的电阻在不同电压下的变化规律
考点一　电功、电能和电热
1.(2020四川成都成华二诊,8,2分)下列家用电器工作时的数据最符合实际的是 (　　)A.节能灯的正常工作电流约为0.05 AB.遥控器的干电池电压约为220 VC.空调制冷功率约为100 WD.电视机正常工作1 h耗电约为1 kW·h
2.(2020陕西师大附中二模,10,2分)甲图是小灯泡L和电阻R的I-U图像。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1 W。下列说法错误的是 (　　) A.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为4 ΩB.再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2 AC.再闭合开关S2时,电路总功率为1.4 W
2.(2020陕西师大附中二模,10,2分)甲图是小灯泡L和电阻R的I-U图像。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1 W。下列说法错误的是 (　　) A.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为4 ΩB.再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2 AC.再闭合开关S2时,电路总功率为1.4 W
D.再闭合开关S2后,在1 min内电阻R产生的热量为240 J
答案    D　只闭合S1时,电路中只接入L,L的实际功率为1 W,在甲图中找出U、I乘积为1 W的点,为U=2 V,I=0.5 A,则小灯泡L的电阻R= = =4 Ω,故A正确,不符合题意;由A选项分析得电源电压U=2 V,再闭合S2后,R与L并联接入电路,电压为2 V,在甲图中找出R此时的电流为0.2 A,由并联电路电流的特点可知电流表示数增加0.2 A,故B正确,不符合题意;再闭合S2时,电源电压为2 V,R中的电流为0.2 A,L中的电流为0.5 A,电路中总电流为I总=0.2 A+0.5 A=0.7 A,故总功率P=UI总=2 V×0.7 A=1.4 W,故C正确,不符合题意;再闭合S2时,电阻R两端的电压为2 V,电流为0.2 A,通电1 min即60 s,产生热量Q=W=UIRt=2 V×0.2 A×60 s=24 J,故D错误,符合题意。
3.(2020河北唐山丰南一模,10,2分)如图所示是小芳家的电能表,她家同时使用两个1 200 W的空调,这个电能表　　　    (选填“会”或“不会”)烧坏;若关闭其中一个空调,另一个空调单独正常工作3 min,消耗的电能为　　　    kW·h,这段时间电能表转盘转了36转,则每消耗1 kW·h的电能,电能表转盘转　    　    转。 
答案　不会　0.06　600
解析　由图可知,电能表工作电压为220 V、最大电流为20 A,即电路中允许消耗的最大功率为P=UI=220 V×20 A=4 400 W两个1 200 W的空调总功率为2 400 W,所以电能表不会损坏。3 min=0.05 h1 200 W=1.2 kW则消耗的电能W=P空t=1.2 kW×0.05 h=0.06 kW·h设每消耗1 kW·h的电能,电能表转盘转n转,则 = 解得n=600
4.(2018广东汕头濠江模拟,20)如图甲是一台常用的电热饮水机,如表所示是它的铭牌数据,如图乙是它的电路原理图。其中S2是温控开关,R1是定值电阻,R2是加热电阻。当S2闭合时,饮水机处于加热状态;当S2断开时,饮水机处于保温状态。 
(1)在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是多大?(2)饮水机正常工作时,将热水箱中的水从20 ℃加热到90 ℃,需用时14 min[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),密度为1.0×103 kg/m3]。求此加热过程中饮水机的加热效率。(3)求电阻R1的阻值。
答案　(1)2 A　(2)79.5%　(3)1 100 Ω
1.(2020河南师大附中,14,2分)如图甲所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为30 Ω,电压表的量程为0~15 V。电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则下列说法正确的是 (　　)A.电源电压为20 VB.R1的阻值为5 Ω
考点二　电功率
C.为了保证电压表不被烧坏,滑动变阻器的阻值变化范围为4~30 ΩD.开关S闭合后,电路消耗的最小功率为14.4 W
答案    D　由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压。由图乙可知,当R2=10 Ω时U1=12 V,当R2'=20 Ω时U1'=8 V,由于串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流分别是:I= = ,I'= = ,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压保持不变,所以,电源的电压是:U=I(R1+R2)=I'(R1+R2'),代入数据解得:R1=10 Ω,U=24 V,故A、B错误;当电压表的示数U1″=15 V时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路中的电流是:
I大= = =1.5 A,此时滑动变阻器两端的电压是: =U-U1″=24 V-15 V=9 V,则滑动变阻器接入电路中的最小阻值是:R2小= = =6 Ω,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,所以,滑动变阻器接入电路中的阻值范围为6~30 Ω,故C错误;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电路消耗的功率最小,则P小= = =14.4 W,故D正确。
2.(2019吉林长春朝阳一模,9)节能扶梯在无人乘坐时,低速运行以达到节能的目的,该功能的实现是通过 (　　)A.增大电流　    B.增大电源电压C.减小总功率　    D.增大总功率
答案    C　节能扶梯在无人乘坐时,低速运行以达到节能的目的;由W=Pt可知,在时间一定时,减小扶梯的总功率可以减少消耗的电能;由P=UI可知,要减小扶梯的总功率,应减小电流或减小电源电压。故选C。
3.(2018重庆江津六校联考,8)某同学所做电学实验的电路如图所示,电源电压恒为4.5 V,定值电阻R1标有“5 Ω　0.5 A”,滑动变阻器R2规格“20 Ω　1 A”,电压表量程“0~3 V”,在不损坏电路元件的情况下,下列判断不正确的是 (　　) A.R1的最小功率是0.45 WB.该电路的最大功率是2.25 WC.电路中电流变化的范围是0.18~0.5 AD.滑动变阻器阻值变化的范围是4~10 Ω
答案    C　由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流:I= = =0.9 A,因串联电路中各处的电流相等,且定值电阻允许通过的最大电流为0.5 A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A,所以,为了不损坏电路元件,电路中的最大电流为0.5 A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路的电功率最大,此时电路中的总电阻:R= = =9 Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R2小=R-R1=9 Ω-5 Ω=4 Ω,该电路的最大功率:P大=UI大=4.5 V×0.5 A=2.25 W,故B正确;(2)当电压表的示数为3 V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,R1的功率最小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压:U1=U-U2=4.5 V-3 V=1.5 V,电路中的最小电流:I小= = =0.3 A,则电路中电流变化的范围是0.3~0.5 A,故C错误;滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R2大= = =10 Ω,则滑动变阻器阻值变化的范围是4~10 Ω,故D正确;R1的最小功率:P1小=U1I小=1.5 V×0.3 A=0.45 W,故A正确。
4.(2020广东揭阳榕城一模,14,3分)如图所示是某家用电器的内部电路图,其中R1和R2为加热电阻,1、2、3、4分别为四个接线柱。若要让两电阻串联接入电路,则将接线柱　　　    与接线柱3连接;此电路中,不能将接线柱　　　    与接线柱3相连,否则造成短路。电功率最大的连接方法是将接线柱1和3连接,同时将接线柱　　　    连接起来。 
答案　2　4　2和4
解析　由图知,若将接线柱2与接线柱3连接,则两电阻顺次连接在一起,电流只有一条路径,R1和R2是串联的;若用导线将接线柱4与接线柱3相连,由图知此时电源两极会直接接通,电路处于短路状态,会烧坏电源,这是不允许的。当接线柱2和4连接,且接线柱1和3连接时,两电阻并联,总电阻最小,由P= 可知,此时电功率最大。
5.(2020黑龙江哈尔滨南岗三模,21,2分)小雪家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个,按照0.50元/(kW·h)的计费标准,将这三个用电器正常工作1小时的用电费用绘制成了如图所示的柱状图,电饭锅的额定功率为　　　    W,电视机正常工作时的电流为　　　    A(保留一位小数)。 
答案　800　0.9
1.(2020湖北武汉模拟,18,5分)某同学利用图甲所示的器材测量小灯泡的电功率。已知待测小灯泡的额定电压为3.8 V,小灯泡的额定功率在1.2 W左右。 甲 乙
考点三　测量小灯泡的电功率
(1)电路中还有几根导线没有连接,请你在图甲中用笔画线代替导线完成电路的连接;(要求:导线不允许交叉)(2)该同学连接好电路后,按正确的步骤进行实验。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定电流是　　　    A,额定功率是　　　    W,小灯泡正常发光时的电阻是　　　    Ω;(3)该同学继续进行实验,记录的部分数据如表所示,其中有一组数据明显存在错误,这组数据是第　　        组(填数据序号)。
答案　(1)见解析图　(2)0.32　1.216　11.875　(3)4
解析　(1)小灯泡的额定电压是3.8 V,故电压表选择0~15 V量程,并联在小灯泡两端;小灯泡的额定功率在1.2 W左右,则电路中的电流为 ≈0.32 A,故电流表选择0~0.6 A量程串联在电路中;最后将滑动变阻器“一上一下”连入电路中。 (2)因为小灯泡正常发光,所以电流表示数即小灯泡的额定电流大小,由图乙知为0.32 A。
额定功率为P额=U额I额=3.8 V×0.32 A=1.216 W正常发光时的电阻为R= = =11.875 Ω(3)因为电压表连接的是大量程,分度值为0.5 V,故无法读出4.2 V这样的电压值。
2.(2019重庆綦江模拟,18)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压是4.5 V,小灯泡的额定电压是2.5 V,电阻约为10 Ω。(1)请你用笔画线代替导线,将如图甲中的电路元件连接成实验电路(要求滑片向右移动时灯泡变暗,连线不得交叉)。 甲 乙 丙
(2)实验过程中,移动滑动变阻器的滑片P到某点,电压表的示数如图乙所示,为　　　    V。若要测量小灯泡的额定功率,应将图中的滑片P向　　　    (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为　　    V为止,这时电流表的示数如图丙所示,计算出此小灯泡的额定功率是　　　    W。(3)另一实验小组在实验中,电路连接正确,操作规范。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现灯不亮,电压表　　　    示数(选填“有”或“无”),电流表　　　　    示数(选填“有”或“无”),出现这一故障的原因是　　　　　　    。
答案　(1)如图所示 (2)1.7    A　2.5　0.9　(3)无(有)　有(无)　灯泡被短路(灯泡断路)
解析　(1)小灯泡的额定电压是2.5 V,电阻约为10 Ω,灯泡正常工作时的电流约为I= =0.25 A,电流表选用小量程与灯泡串联;要求滑片向右移时灯泡变暗,即电流变小,连入电路中电阻变大,应将左下接线柱连入电路中。(2)实验过程中,移动滑动变阻器的滑片P到某点,电压表的示数如图乙所示,因电压表选用小量程,分度值为0.1 V,示数为1.7 V,因灯在额定电压下才能正常发光,要想测小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,由串联电路电压的规律知,要减小变阻器分得的电压,根据串联分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻,即滑片向A端移动,直到电压表示数为2.5 V。电流表选用小量程,分度值为0.02 A,图丙中,电流表示数为0.36 A,小灯泡的额定功率P=2.5 V×0.36 A=0.9 W。(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现灯不亮,电压表无示数,电流表有示数,说明电路是通的,故可能是灯泡短路;或电流表无示数,电压表有示数,说明电路不通,电压表串联在电路中,可能是灯泡断路。
3.(2019福建厦门质检,28)两只铭牌模糊的小灯泡L1、L2,仅能看清分别标有“0.3 A”和“0.5 A”字样。 甲 乙 丙
(1)如图甲是小明测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图。①图中有一根线连接错误,请在这根线上打“✕”,并在图中改正;②闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于　    (选填“A”或“B”)端;③闭合开关,移动滑片P,通过观察　　    表的示数来判断小灯泡是否正常发光。小灯泡正常发光时,电压表的示数如图乙所示,则小灯泡L1的额定功率为　　　    W。(2)小亮利用如图丙所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率,请在虚线框内补上小灯泡、电压表和定值电阻R(阻值已知)这三个元件的符号,使电路完整,实验操作方便。
答案　(1)①如图所示②B　③电流　0.75(2)如图所示
解析　(1)①电压表测电源电压是错误的,应测灯L1两端的电压。②闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处即B端。③灯泡在额定电流下正常发光,闭合开关,滑动滑片P,通过观察电流表的示数来判断小灯泡是否正常发光,小灯泡正常发光时,电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1 V,示数为2.5 V,则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W。(2)电路图如答图所示,断开S2,闭合S1,电压表测定值电阻两端的电压,调节滑动变阻器,使电压表的示数为U'=0.5 A×R,此时通过L2的电流为0.5 A,L2正常发光,断开开关S1,闭合开关S2,电压表测电阻与灯泡两端的总电压U总,则灯泡两端的额定电压U额=U总-U',再由额定电流和额定电压可求得额定功率。
一、选择题(每小题3分,共15分)
1.(2020江苏苏州吴中一模,10)如图所示是探究“电流通过导体产生的热量与电流关系”的实验装置图,电阻丝R1和R2浸没在煤油中,R1与R3并联,关于此实验以下说法正确的是 (　　)A.此实验中通过电阻R1与R2的电流相同B.此实验中R1与R2的阻值可以不同C.此实验中放有R2的烧瓶中煤油升温比较快D.此实验中两个烧瓶内的煤油质量可以不同
答案    C　探究“电流通过导体产生的热量与电流关系”时采用控制变量法,要控制两个烧瓶中的煤油质量相同,电阻的大小相同,通电时间相同,通过电阻R1与R2的电流不相同,故A、B、D错误;由焦耳定律可知,R1与R2在电阻大小相同、通电时间相同的情况下,电流大的产生热量多,即升温快,R2在干路上,R1在支路上,所以R2中的电流大,此烧瓶中煤油升温快,故C正确。
2.(2019广东广州,3)如图所示的摆设,正常运行时,小轮在支架上来回滚动,每次到达的最大高度相同。小明发现摆设上有一电源,关掉电源后,小轮逐渐停下来 (　　)A.小轮滚动过程中没有力对其做功B.正常运行时,小轮的速度一直不变C.断电后小轮会停下,说明能量守恒定律不一定成立D.正常运行时,小轮往返一次,摆设一定需要消耗电能
答案    D　该摆设需要连接电源,小轮每次才能回到原来高度,如果关掉电源,小轮逐渐停下来,说明此摆设有摩擦,小轮克服阻力做功的过程,需要消耗电能,D正确;整个过程,小轮所受的重力也有做功,所以A错误;来回滚动过程中,两端最高点速度一定为0,意味着整个过程小轮的速度在不断变大、变小,B错误;断电后,小轮的运动涉及内能、机械能的相互转化,但总的能量守恒,C错误。
易错警示　不能看到每次到达的最大高度相同,就认为此过程机械能守恒,不能忽略了此过程中需要消耗电能。
知识拓展　机械能守恒指的是整个过程只有动能和势能相互转化,没有出现其他形式的能参与转化,整个过程中机械能总和保持不变。一般只有重力或系统内弹力(弹簧或弹性绳)做功时机械能守恒。
3.(2020广东广州海珠一模,2)下列各家用电器正常工作时,电功率最接近40 W的是 (　　)A.家用空调　    B.微波炉C.电饭煲　    D.普通照明灯泡
答案    D　家用空调属于大功率用电器,功率在1 kW以上,微波炉功率在500~1 000 W之间,电饭煲功率在500~1 000 W之间,只有普通照明灯泡功率较小,一般在40 W左右。故选D。
4.(2019江苏太仓一模,12)如图甲所示,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中,R2消耗的电功率P2与其两端电压U2的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是 (　　)  甲 乙
A.R1的阻值为20 ΩB.R2的最大阻值为50 ΩC.电源电压为8 VD.该电路消耗的最大电功率为0.9 W
答案    B　由图甲可知,R1和R2串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙可知,当滑动变阻器两端电压为2 V时,其消耗的功率为0.8 W,由P=UI可得,此时电路中的电流为I= = =0.4 A,由I= 及串联电路的电压规律可得,电源的电压U=IR1+U2=0.4 A×R1+2 V,由图乙可知,当滑动变阻器两端电压为5 V时,其消耗的功率为0.5 W,由P=UI可得,此时电路中的电流为I'= = =0.1 A,由I= 及串联电路的电压规律可得,电源的电压U=I'R1+U2'=0.1 A×R1+5 V,电源电压不变,则0.4 A×R1+2 V=0.1 A×R1+5 V,解得R1=10 Ω,故A错误;电源电压为U=0.4 A×10 Ω+2 V=6 V,故C错误;
由图乙可知,当变阻器两端电压最大,为5 V时,滑动变阻器的阻值全部接入电路中,电路电阻最大,此时电流最小,为I'=0.1 A,则滑动变阻器的最大阻值为R2大= = =50 Ω,故B正确;当滑动变阻器接入电路的电阻为0时(电路为R1的简单电路),电路中的电阻最小,电流最大,则电路中的最大电流为I大= = =0.6 A;该电路消耗的最大电功率P大=UI大=6 V×0.6 A=3.6 W,故D错误。故选B。
5.(2019湖北武汉,20)如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R0的最大电阻是50 Ω。当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表示数是U1,R1的功率是P1;当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表示数是U1',R2 和R3的功率之和是3.2 W;当开关S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1的功率是P1'。已知R2∶R3=3∶1,U1∶U1'=3∶2,P1∶P1'=1∶36。下列结论正确的是 (　　) A.电源电压是12 V
B.R2的阻值是30 ΩC.电流表的最大示数是2.1 AD.该电路的最大功率是64 W
答案    C　当开关S1闭合,S2、S3断开,滑动变阻器的滑片滑到最右端时,R1与R0串联,且R0=50 Ω,电压表测量R1两端的电压,即R1两端的电压为U1,R1的功率P1= R1;当开关S2闭合,S1、S3断开,滑动变阻器的滑片滑到最左端时,R1、R2、R3串联,电压表测量R1两端的电压,即R1两端的电压为U1',且P2+P3=3.2 W;当开关S1、S2、S3都闭合时,滑动变阻器的滑片滑到最左端,R1、R2、R3并联,此时R1的功率为P1',P1'=I1'2R1, = = = ,即 = 设电源电压为U,则 = ,解得:R1=10 Ω当开关S1闭合,S2、S3断开,R1与R0串联,根据分压原理可知,U1= U= U= U
根据 = ,即 = ,U1'= U当开关S2闭合,S1、S3断开,滑动变阻器的滑片滑到最左端时,R1、R2、R3串联,根据分压原理可知: = ,即 = ①由于R2∶R3=3∶1②,联立①②可得R2=60 Ω,R3=20 Ω,R2、R3消耗的总功率为3.2 W,即I1'2(R2+R3)=3.2 W,I1'2×80 Ω=3.2 W,I1'=0.2 A,电源电压U=I1'(R1+R2+R3)=0.2 A×(10 Ω+60 Ω+20 Ω)=18 V,故A、B错误;当开关S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到最左端时,R1、R2、R3并联,此时电流表测量通过R1和R2的电流,电流表A的示数最大,IA= + = + =2.1 A,此时干路中的电流I'=IA+ =2.1 A+ =3 A,电路消耗的功率最大,为P=UI'=18 V×3 A=54 W,故C正确,D错误。
6.(2020四川成都成华二模,22)如图甲是某款电热水龙头,即开即热、冷热兼用,如图乙是它的电路图。R1、R2为电热丝,通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路,从而实现在冷水、温水、热水之间切换。已知电热水龙头的额定电压是220 V,温水时额定功率是2 000 W,R2的阻值为48.4 Ω。不考虑温度对电阻丝的影响。当开关与1、2接触时,水龙头处于　　　    挡工作(选填“冷水”“温水”或“热水”);电热水龙头热水挡工作时,水龙头30 s内产生的电热为　　　    J。 
二、填空题(每空1分,共7分)
答案　温水　9×104
7.(2020安徽芜湖模拟,7)小明想测量空调在一般情况下的实际功率,他只让空调工作,在6 min内观察到他家电能表的转盘转过60转,电能表标有600 r/(kW·h)的字样。则此时空调的实际功率为　　　    W。
答案　1 000
8.(2018四川成都外国语学校一模,22)空气污染指数(API-Air Pollution Index的英文缩写)是一种反映和评价空气质量的方法,便于直观表征空气质量状况和空气污染的程度。我市某兴趣小组为了检测空气质量指数,设计了如图甲所示的检测电路,R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示,已知电源电压12 V保持不变。R0=5 Ω,当电压表示数为4 V时,那么,2 min内R0消耗的电能是　　        J;此时空气质量指数是　　　    。 
答案　384　25
9.(2019福建,20)如图电路,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动过程中,示数减小的电表是　　　    (选填“A”“V1”或“V2”),电路的总功率　　　    (选填“增大”“减小”或“不变”)。 
答案    V1　增大
解析　滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,在电源电压不变时,可知电路中的电流变大,电阻R2两端电压U2变大,可得滑动变阻器两端电压U1变小,所以示数减小的电表是V1。电路的总功率P总=UI,电源电压U不变,电路中电流变大,电路的总功率P总增大。
10.(2018内蒙古包头,11)小聪利用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率。 (1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右移动时小灯泡变亮。(2)连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表示数不为零,电压表示数为零,则故障可能是由于小灯泡　　　    。(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是　　　    W。在实际测量中,电
三、实验探究题(共8分)
压表有示数时内部有微弱的电流通过,如果考虑这个微弱电流的影响,则所测小灯泡的额定功率偏　    　    。(4)利用如图丙所示的电路也可以完成该实验,请完成下列填空(电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大阻值为R0)。  丙①只闭合开关S和S1,调节　　　    ,使电压表的示数为2.5 V。②只闭合开关　　　    ,调节R1,使电压表的示数仍为2.5 V。③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数
为U2。则小灯泡额定功率的表达式P额=　　　    (用U额、R0、U1、U2表示)。
答案　(1)如图所示 (2)短路(3)0.6　大(4)①R2　②S和S2　③ · 
解析　(1)由图甲可知,滑动变阻器与灯泡尚未连接,由于滑动变阻器的连接要采用“一上一下”的原则,且要求滑片向右移动时灯泡变亮,则知滑动变阻器连入电路的电阻变小,滑动变阻器应接下方右边的接线柱,连线如答图所示。(2)由于电流表的示数不为零,故障不可能是断路,又电压表示数为零,则电路故障可能是小灯泡短路引起的。(3)由图乙可知,小灯泡正常发光时的电流I额=0.24 A,因此,其额定功率P额=U额I额=2.5 V×0.24 A=0.6 W;若考虑电压表有微弱的电流通过,则电流表的示数应为通过小灯泡的电流与通过电压表的电流之和,大于通过小灯泡的电流,故所测得的小灯泡的额定功率偏大。(4)①用图丙所示的电路,闭合S和S1时,R1未连入电路,要测小灯泡的额定功率,必须使小灯泡两端的电压为额定电压,故应调节滑动变阻器R2,使小灯泡两端电压为额定电压。②要测小灯泡的额定功率,还应测得通过小灯泡的电流,因未使用电流表,故只能设法让通过R1的电流与通过小灯泡的电流相等,所以此时应闭合S和S2,断开S1,保持滑动变阻器R2的滑片不动,并调节R1,使其两端的电压与小灯泡的额定电压相等。③因未使用电流表,虽然可使滑动变阻器R1中的电流与小灯泡的额定电流相等,但仍未能得出电流的大小,所以应设法求出R1连入电路的阻值;当R2的滑片移至最左端时,R2连入电路的电阻为0,此时电压表所测得的电压U1即电源电压;当R2的滑片移至最右端时,R2连入电路的电阻为R0,此时电流设为I,则R1=