人教版（2024）九年级全册第十八章 电功率第2节 电功率单元测试课时训练

这是一份人教版（2024）九年级全册第十八章 电功率第2节 电功率单元测试课时训练，共37页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
（时间：90min 满分：100分）
姓名： 学校： 分数：
一、选择题（每小题只有一个选项最符合题意，每小题3分，共12小题，共计36分）：
1．下列数据中符合实际的是（ ）
A．重庆地区水沸腾时的温度约为98℃
B．教室里日光灯正常工作时的电流约3A
C．一节新干电池的电压约为15V
D．家用空调的额定功率约为100W
2．如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，当滑动变阻器R的滑片P向右移动时，下列判断正确的是（ ）
A．电流表的示数变小，电压表的示数变小
B．电流表的示数变大，电压表的示数变大
C．电压表示数与电流表示数的比值变大
D．电压表示数与电流表示数的乘积一定变大
3．关于如图所示的电能表，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量消耗电功率的仪表
B．从表中可以看出，它所测量的电路消耗了200kW•h的电能
C．只将一盏标有“220V，100W”的电灯接在电路中，正常工作10h，转盘转720圈
D．该电能表的单位为焦耳
4．为了响应国家节能减排的号召，小南的爸爸购买了一辆电动汽车。通过查阅资料小南知道：电动汽车的速度是由流经电动机的电流控制，电流越大，车速越大。当驾驶员踩下“油门”踏板时，接入电路的变阻器阻值发生改变，车速变大。下列模拟电路中符合要求的是（ ）
5．如图所示电源电压保持不变，R1阻值为6Ω，闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为60J，下列结果正确的是（ ）
A．电路中的最大电流为1.5A
B．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9
C．滑动变阻器最大阻值为9Ω
D．电源电压为10V
6．如图甲是小灯泡的I﹣U图像。将小灯泡与电阻R连入如图乙所示电路中，只闭合S，小灯泡的实际功率为1.8W；再闭合S1，电流表示数为0.75A。则下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压为3V
B．通过R的电流为0.15A
C．电阻R的阻值为20Ω
D．闭合S、S1电路消耗的总功率为4.5W
7．如图所示的电路，电源电压保持不变，只闭合开关S、S1，将滑片P移到中点，电压表示数为2V，电阻R1的功率为P1；只闭合开关S、S2，将滑片移到最右端，电压表的示数为3V，电阻R2的功率为P2，P1：P2＝4：3，则R1与R2的比值是（ ）
A．4：3B．3：4C．8：9D．9：8
8．如图所示，将标有“6V 3W”和“3V 3W”的两个小灯泡L1、L2按照甲、乙两种连接方式先后接入电源电压恒为12V的电路中，灯丝电阻不随温度变化。闭合开关S，调节滑动变阻器使其中一个灯泡正常发光，则（ ）
A．甲电路中L1、L2的亮度相同
B．乙电路中滑动变阻器的阻值为9Ω
C．甲电路中通过滑动变阻器的电流为1.5A
D．L1在甲、乙两电路中的实际功率之比为4：1
9．如图甲所示，电源电压不变，第一次闭合开关S1、S4，断开S2、S3，滑动变阻器R2的滑片置于最右端，R1的滑片从最左端滑至最右端；第二次闭合开关S2、S3，断开S1、S4，将滑动变阻器R2的滑片从阻值最大处移到小灯泡正常发光处。两次过程中电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。保证电路安全的前提下，下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压为8V
B．R1的最大阻值为40Ω
C．任意闭合开关，电路的最大功率与最小功率之比为5：1
D．闭合开关S2、S3，断开S1、S4，保证电路安全的前提下，R2的变化范围为4～40Ω
10．如图所示的电路中，电源电压恒为18V，小灯泡L标有“6V 3.6W”的字样，滑动变阻器R1的规格为“90Ω 1A”，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，当只闭合S0、S2和S3，将滑动变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数为1A。不考虑灯丝电阻的变化，在保证电路中各元件安全的情况下，则下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R2的阻值为20Ω
B．只闭合S1、S2，断开S0、S3，R1接入电路的阻值范围是20Ω～90Ω
C．只闭合S1、S2，断开S0、S3，小灯泡L的电功率的变化范围是3.324W～3.6W
D．闭合开关S0、S2、S3，断开S1，整个电路消耗的电功率的变化范围是14.4W～28.8W
11．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡L正常发光时的电阻为9Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，从最上端a滑至最下端b的过程中，电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示，在下列说法正确的是（ ）
①电源电压为26V
②定值电阻R0的阻值6Ω
③滑动变阻器的最大阻值为14Ω
④电路总功率的变化范围为8.5～17W
A．②④B．①④C．③④D．②③
12．如图所示的电路中，电源电压恒为3V，灯泡L1标有“3V 3W”，L2标有“6V 3W”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，不考虑温度对灯丝电阻的影响，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合开关S2，灯泡L1没有电流通过
B．只闭合开关S2，灯泡L1和灯泡L2的实际功率之比为4：1
C．只闭合S2与只闭合S3时，灯泡L2消耗的电功率之比为16：25
D．闭合开关S2、S3，断开开关S1，在10min内灯泡L2消耗的电能为900J
二、填空题（每空1分，共10小题，共计20分）：
13．德国物理学家 总结出导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，为了纪念他，人们将他的名字命名为 的单位。
14．为了解决手机充电问题，市面上出现了多个品牌的“共享充电宝”，当给共享充电宝充电时，充电宝相当于电路中的 ；如图所示是某品牌的充电宝，这个充电宝的充电和放电电压都是4V，电池容量为5000mAh，当充电宝充满电后，可以储存的电能为 J。
15．小强关闭家中其他用电器，只用一个电水壶烧水，使质量为1kg、初温为20℃的水被烧开（1个标准大气压下），用时5min，如图所示的电能表刚好转过300r。则水吸收的热量是 J，电水壶的实际电功率为 W。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
16．有两个电阻器R1、R2，R1标有“20Ω 0.2A”字样，R2标有“30Ω 0.1A”字样。若将R1、R2串联接入电路，电路两端允许加的最大电压是 V。若将R1、R2并联接入电路，电路的最大总功率为 W。
17．如图所示是电阻R和灯泡L的U﹣I图像，电源电压可调，若将电阻R和灯泡L串联，当电源电压为5V时，流过R的电流为 A，若将电阻R和灯泡L并联接入电路，电路总功率为0.5W时，则电源电压调为 V。
18．如图所示的电路中，电源电压恒为3V，灯泡L1标有“3V 3W”，L2标有“6V 3W”的字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响，L1、L2灯丝的长度和材料都相同），则灯丝较粗的是 （选填“L1”或“L2”）；只闭合S2与只闭合S3时，灯泡L2消耗的实际电功率之比为 。
19．如图所示电路中，电源电压保持不变，忽略小灯泡电阻随温度的变化。闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器最右端时，电压表示数为3V；向左移动滑片P至滑动变阻器中点时，电压表的示数变化了1V，电流表示数变化0.1A，则小灯泡的电阻为 Ω，电源电压为 V。
20．某电热水器的部分参数如表所示，不计热损失，用该热水器将半箱水从20℃加热到50℃需要消耗的电能为 J；某天用电高峰期，小南发现关掉其他用电器后，该电热水器工作1min电能表的转盘转了180转，则当天该电热水器的实际功率为 W。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
21．如图所示电路，电源两端电压保持不变，灯丝电阻不随温度变化。闭合开关S1、断开S2，滑动变阻器的滑片P移到阻值最大值处时，电流表的示数为I1；当开关S1断开、S2闭合时，电流表的示数为I2。已知I1：I2＝3：5。任意闭合或断开开关，电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3：1，则滑动变阻器的最大值R2与R1的比值R2：R1＝ ；断开S1，S2，滑动变阻器的滑片P在某点C时，变阻器接入电路的电阻为Rc，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，且U1：U2＝3：2，Rc的电功率为10W，则此时灯泡的实际功率为 W。
22．如图所示，电源两端电压不变。当闭合开关S和S2，断开开关S1和S3，滑片P滑到某一位置时，电压表的示数为U1，电阻R1与滑动变阻器的总电功率为P1＝4.2W，电流表的示数为I1；当闭合开关S、S1和S3，断开开关S2，滑动变阻器的滑片P滑到另一位置时，电压表的示数为U2，电阻R1的电功率为P2，电流表的示数为I2；U1：U2＝7：2，P1：P2＝7：4，则电流I1：I2＝ ；当闭合开关S，断开开关S1、S2和S3，滑片P滑到B端时，电阻R2的电功率为P3，电流表的示数为I3。已知R1：R2＝1：3，则电功率P3＝ W。
三、实验探究题（每空1分，共3小题，共计22分）：
23．如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
（1）实验中，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U形管中 。
（2）甲装置可探究电流产生的热量与 的关系，通电一段时间后， （填“左”或“右”）侧容器中U形管中液面的高度差大。
（3）乙装置中的电阻R3的作用主要是 。
（4）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与步骤（3）相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 （填“变大”“变小”或“不变”）。
（5）利用甲装置还可以研究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系。可将甲装置做如下改动：将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线连接在 两个接线柱之间即可。
24．南开中学某学习小组成员小渝同学进行“伏安法测定小灯泡电功率”的实验。实验室提供了以下器材：电流表、电压表和开关各1个、滑动变阻器3个分别标有“5Ω 0.5A”、“15Ω 1A”、“20Ω 1A”字样、3节新干电池、导线若干、待测小灯泡。
（1）小渝的实验原理是 。
（2）小渝连接的实物电路如图甲所示，选取其中一个滑动变阻器，将滑片置于阻值最大值处，闭合开关后，移动滑片的过程中，电压表的指针不变化，其示数如图乙。老师发现小渝连接的电路中有一根导线连接错误，请你在错误的连线上画“×”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线将电路连接正确；
（3）小渝将电路重新正确连接后，发现小灯泡上标有“3.5V”字样，接下来还需调整的实验器材有 、 。开关闭合后，发现只有一只电表的示数发生变化，则可能是 发生了故障（选填“小灯泡”或“滑动变阻器”）。
（4）重新调整并排除故障后，小渝进行了实验探究，测量了三组数据：首先读出开关刚闭合时的数据，其中电流表示数为0.14A，接者移动滑动变阻器的滑片至小灯泡正常发光，读出此时的电流为0.24A，最后他再次移动滑片，测出第三组数据。并把测出的部分数据填入了表格中。
（5）判断小灯泡正常发光的方法是 ，该小灯泡的额定功率是 W；
（6）本实验中滑动变阻器除了保护电路，还有 的作用；
（7）小渝记录的第一组数据中的电压是 V。
25．小欣同学在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时，准备以下器材：电源电压为4.5V且保持不变，电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、滑动变阻器（20Ω 1A）、五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、开关、导线若干。根据如图的电路图进行实验
（1）导线连接之前，开关S应该 （选填“断开”、“闭合”）；
（2）将电路连接正确后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是
。
（3）探究电流与电压的关系时，小欣通过调节滑动变阻器滑片P，测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如下表所示。
梁老师看到小欣的数据后说小欣的实验操作中存在问题，并且其中有一组数据是错误的。
小欣在实验操作中存在的问题是 。
请你帮他分析出错的是第 次，原因是 。
去掉出错的实验数据，分析可得到的结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
（4）接着小欣又探究电流与电阻的关系，他只更换定值电阻，其余连接均不变。其实验步骤如下：
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻，移动滑动变阻器的滑片，使得电压表示数为U0＝2V，记录电流表示数；
②断开开关，用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻再闭合开关，他应该将滑动变阻器的阻值 （选填“调大”或“调小”）直到电压表示数为U0，再记录电流表示数；
③断开开关，用25Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻再闭合开关，他调节滑动变阻器的阻值，发现电压表示数始终不能调为U0．为完成五次探究，小欣设计了如下三个调整方案，你认为不可行的是 。
A．如果只调整电压表的示数，则应控制电压表示数U0的范围为2.5V～3V
B．如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值不小于25Ω，最大电流不小于0.4A
C．如果只更换电源，则更换的电源电压范围是2V～3.6V
四、计算题（第26题6分，第27题8分，第28题8分，共3小题，共计22分）：
26．如图所示，电源电压为6V保持不变，R1的阻值为4Ω，闭合开关后，电压表的示数为2V。求：
（1）R2的阻值；
（2）通电5min整个电路消耗的电能。
27．如图所示，小灯泡L标有“6V 3W”字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器标有“40Ω 1A”字样。电源电压保持不变，R0的阻值为16Ω，电流表的量程为0～3A．当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡正常发光时的电流；
（2）电源电压；
（3）在保证电路安全前提下，电路消耗总功率的最大值。
28．如图所示，电源电压及灯泡电阻保持不变，小灯泡L标有“4V 1.6W”字样，电流表的量程为0～0.6A，当开关S1闭合，S2、S3断开，滑动变阻器R2的滑片P移到最大阻值处，此时电流为0.2A，当开关S1、S3断开，S2闭合，小灯泡正常发光，电压表V1和V2的示数之比为3：2。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？
（2）R1的阻值是多少？
（3）在保证电路安全情况下，通过开关的断开和闭合以及滑片位置的改变，滑动变阻器的最大功率为多少？
题型
选择题
填空作图题
实验题
计算题
总计
题数
12
10
3
3
28小题
分数
36
20
22
22
100分
得分
型号
××××
额定电压
220V
额定容积
80L
频率
50Hz
额定最高温度
75℃
额定功率
4000W
防水等级
IPX4
额定内压
0.8MPa
U/V
I/A
第1组
0.14
第2组
0.24
第3组
4.0
0.25
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.51
1.01
1.51
2.01
2.51
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
人教版 八年级物理上册 第18章 《电功率》
单元测试（B卷）
（时间：90min 满分：100分）
姓名： 学校： 分数：
一、选择题（每小题只有一个选项最符合题意，每小题3分，共12小题，共计36分）：
1．下列数据中符合实际的是（ ）
A．重庆地区水沸腾时的温度约为98℃
B．教室里日光灯正常工作时的电流约3A
C．一节新干电池的电压约为15V
D．家用空调的额定功率约为100W
【答案】A
【解析】解：A、重庆地区海拔高，气压低，水沸点低于100℃，约为98℃；故A符合实际；
B、教室中日光灯的额定功率在40W左右，正常发光的电流在I=PU=40W220V≈0.2A；故B不符合实际；
C、一节新干电池的电压约为1.5V；故C不符合实际；
D、家用空调的额定功率在1000W以上，故D不符合实际。
故选：A。
2．如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，当滑动变阻器R的滑片P向右移动时，下列判断正确的是（ ）
A．电流表的示数变小，电压表的示数变小
B．电流表的示数变大，电压表的示数变大
C．电压表示数与电流表示数的比值变大
D．电压表示数与电流表示数的乘积一定变大
【答案】C
【解析】解：读图可知，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压。当开关S闭合、滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知，电流变小，电流表的示数变小；电压表所测量部分的电阻变大，根据串联分压，则电压表的示数变大；故AB错误；
电压表示数与电流表示数的比值为滑动变阻器接入电路的电阻，电阻变大，比值变大，故C正确；
电压表示数变大，电流表示数变小，乘积不一定变大，故D错误。
故选：C。
3．关于如图所示的电能表，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量消耗电功率的仪表
B．从表中可以看出，它所测量的电路消耗了200kW•h的电能
C．只将一盏标有“220V，100W”的电灯接在电路中，正常工作10h，转盘转720圈
D．该电能表的单位为焦耳
【答案】C
【解析】解：A．电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表，不是测电功率的仪表，故A错误；
BD．电能表显示数字中最后一位是小数，单位为kW•h，图中电能表示数为20.0kW•h，表示它所测量的电路消耗了20.0kW•h的电能，故BD错误；
C．电灯正常工作的电功率P＝100W＝0.1kW，灯正常工作10h消耗的电能W＝Pt＝0.1kW×10h＝1kW•h；
“720r/（kW•h）”表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过720圈，
所以，只将一盏标有“220V，100W”的电灯接在电路中，正常工作10h，转盘转720圈，故C正确。
故选：C。
4．为了响应国家节能减排的号召，小南的爸爸购买了一辆电动汽车。通过查阅资料小南知道：电动汽车的速度是由流经电动机的电流控制，电流越大，车速越大。当驾驶员踩下“油门”踏板时，接入电路的变阻器阻值发生改变，车速变大。下列模拟电路中符合要求的是（ ）
【答案】A
【解析】解：根据题意可知，当驾驶员向下踩“油门”踏板时，减小接入电路的变阻器阻值，通过电动机的电流变大；
A、滑动变阻器与电动机串联接入电路中，踏板向下移动，滑动变阻器接入电路电阻减小，根据欧姆定律可知，电流变大，车速变大，故A符合题意；
B、滑动变阻器与电动机串联接入电路中，踏板向下移动，滑动变阻器接入电路电阻变大，根据欧姆定律可知，电流变小，车速变小，故B不符合题意；
CD、滑动变阻器与电动机并联接入电路中，踏板向下移动，根据并联电路特点可知，各支路互不影响，通过电动机的电流不变，车速不变，故CD不符合题意。
故选：A。
5．如图所示电源电压保持不变，R1阻值为6Ω，闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为60J，下列结果正确的是（ ）
A．电路中的最大电流为1.5A
B．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9
C．滑动变阻器最大阻值为9Ω
D．电源电压为10V
【答案】B
【解析】解：（1）由电路图可知，R1与R串联，电压表测R两端的电压，设滑片P置于变阻器的中点时，电阻为R，则滑片P置于变阻器的b端时，阻值最大为2R；
则当滑片P置于变阻器的中点时，此时变阻器两端电压为4V，根据串联电路电流处处相等则：UR=U1R1=U电源−4VR1，
代入数据得：4VR=U电源−4VR1•••••①
当滑片P置于变阻器的b端时，阻值最大为2R，电压表的示数变化了2V，根据串联电路电压分配特点，电阻最大，电压也增大，故U′＝4V+2V＝6V，
根据串联电路电流处处相等则：U′2R=U1′R1=U电源−6VR1，
代入数据得：6V2R=U电源−6VR1•••••②
①除以②得：43=U电源−4VU电源−6V，解得：U电源＝12V；
（2）由电路图可知，R1与R串联，故滑动变阻器阻值越小，电路中电流越大，滑动变阻器阻值为零时，电流增大：
Imax=U电源R1=12V6Ω=2A；
（3）当滑片P置于变阻器的b端时，变阻器阻值最大，电压表的示数为6V，则R1两端的电压：
U1′＝U电源﹣U′＝12V﹣6V＝6V，
U1′＝U′＝6V，根据串联电路的电压分配特点，则滑动变阻器的最大阻值Rmax＝R1＝6Ω；
（4）根据P=U2R得R1先后两次消耗的电功率之比：P1′P1=U1′2U12=(8V)2(6V)2=169。
故选：B。
6．如图甲是小灯泡的I﹣U图像。将小灯泡与电阻R连入如图乙所示电路中，只闭合S，小灯泡的实际功率为1.8W；再闭合S1，电流表示数为0.75A。则下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压为3V
B．通过R的电流为0.15A
C．电阻R的阻值为20Ω
D．闭合S、S1电路消耗的总功率为4.5W
【答案】D
【解析】解：（1）只闭合S时，电路为L的简单电路，电流表测电路中的电流，
由图像可知，当UL＝3V，IL＝0.6A时，灯泡的实际功率PL＝ULIL＝3V×0.6A＝1.8W，
则电源的电压U＝UL＝3V，故A正确；
（2）再闭合S1后，R与L并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过灯泡的电流不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R的电流：IR＝I﹣IL＝0.75A﹣0.6A＝0.15A，故B正确；
（3）因并联电路中各支路两端的电压相等，
由I=UR可得，R的阻值：R=UIR=3V0.15A=20Ω，故C正确；
（4）电路消耗的电功率：P＝UI＝3V×0.75A＝2.25W，故D错误。
故选：D。
7．如图所示的电路，电源电压保持不变，只闭合开关S、S1，将滑片P移到中点，电压表示数为2V，电阻R1的功率为P1；只闭合开关S、S2，将滑片移到最右端，电压表的示数为3V，电阻R2的功率为P2，P1：P2＝4：3，则R1与R2的比值是（ ）
A．4：3B．3：4C．8：9D．9：8
【答案】B
【解析】解：由电路图可知，只闭合开关S、S1，将滑片P移到中点时，R1与 R2串联，电压表测变阻器两端的电压，电压表示数为2V，电阻R1的功率为P1，
因串联电路电流处处相等，结合欧姆定律可得：P1＝I2R1=(2V12R)2R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
闭合开关S、S2，将滑片移到最右端，R2与R串联，电压表测变阻器两端的电压，电压表的示数为3V，电阻R2的功率为P2，
则：P2＝I′2R2=(3VR)2R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
又因为P1：P2＝4：3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
由①②③得：R1R2=34。
故B正确。
故选：B。
8．如图所示，将标有“6V 3W”和“3V 3W”的两个小灯泡L1、L2按照甲、乙两种连接方式先后接入电源电压恒为12V的电路中，灯丝电阻不随温度变化。闭合开关S，调节滑动变阻器使其中一个灯泡正常发光，则（ ）
A．甲电路中L1、L2的亮度相同
B．乙电路中滑动变阻器的阻值为9Ω
C．甲电路中通过滑动变阻器的电流为1.5A
D．L1在甲、乙两电路中的实际功率之比为4：1
【答案】B
【解析】解：由甲电路图可知两灯泡并联后再与Rp串联，由乙电路图可知两灯泡串联后再与Rp串联；
根据P=U2R知，两灯泡的电阻分别为：
R1=U1额2P1额=(6V)23W=12Ω，R2=U2额 2P2额=(3V)23W=3Ω；
根据P＝UI得，两灯泡的额定电流为：I1额=P1额U1额=3W6V=0.5A，I2额=P2额U2额=3W3V=1A；
A.甲电路中L1与L2并联，两灯泡两端的电压相同，灯泡L1的电阻大于L2的电阻，根据P=U2R知，灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率，所以灯泡L1比L2暗，故A错误；
B、乙电路中两灯泡和滑动变阻器串联，要使一个灯泡正常发光，电路中的电流应该与额定电流小的灯泡的电流相同，即I＝I1额＝0.5A，
根据I=UR知电路的总电阻为：R总=UI=12V0.5A=24Ω，
根据串联电路电阻的规律知，
滑动变阻器的电阻为：R滑＝R总﹣R1﹣R2＝24Ω﹣12Ω﹣3Ω＝9Ω，故B正确；
C、甲电路中两灯泡并联后再与Rp串联，若有一个灯泡正常发光，则灯泡两端的电压与额定电压较小的L2相同，即两灯泡两端的实际电压为3V，
通过小灯泡L1的电流为：I1=U′R1=3V12Ω=0.25A，
因为灯泡L2正常发光，所以通过灯泡L2的电流等于L2的额定电流，
所以干路的电流为：I′＝I2额+I1＝1A+0.25A＝1.25A，
所以通过滑动变阻器的电流为1.25A，故C错误；
D、L1在甲电路中的功率为：P1甲＝U′I1＝3V×0.25A＝0.75W，
乙电路中L1的实际功率为：P1乙＝P1额＝3W，
L1在甲、乙两电路中的实际功率之比为0.75W：3W＝1：4，故D错误。
故选：B。
9．如图甲所示，电源电压不变，第一次闭合开关S1、S4，断开S2、S3，滑动变阻器R2的滑片置于最右端，R1的滑片从最左端滑至最右端；第二次闭合开关S2、S3，断开S1、S4，将滑动变阻器R2的滑片从阻值最大处移到小灯泡正常发光处。两次过程中电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。保证电路安全的前提下，下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压为8V
B．R1的最大阻值为40Ω
C．任意闭合开关，电路的最大功率与最小功率之比为5：1
D．闭合开关S2、S3，断开S1、S4，保证电路安全的前提下，R2的变化范围为4～40Ω
【答案】C
【解析】解：（1）第一次闭合开关S1、S4，断开S2、S3，此时R1、R2串联，滑动变阻器R2的滑片置于最右端，故R2的阻值不变，R1的滑片从最左端滑至最右端，电压表V1的示数会逐渐变小，电流表示数不变，故此时电压表V1与电流表示数的变化关系如图乙中水平直线所示。
当R1的滑片在最右端时，电压表测量R2的电压，为4V，
当R1的滑片在最左端时，电压表测量总电压，示数最大，故电源电压为8V，
故A正确。
此时R1的电压为：8V﹣4V＝4V，等于R2的电压，因电路为串联电路，电流相等，根据欧姆定律变形式R=UI可知，R1＝R2；
（2）第二次闭合开关S2、S3，断开S1、S4，灯泡和R2串联，电压表V2测量灯泡的电压，将滑动变阻器R2的滑片从阻值最大处移到小灯泡正常发光处，电压表V2与电流表示数的变化关系如图乙曲线所示。
当滑动变阻器R2的滑片在阻值最大处时，电路中电流最小，为0.16A，此时灯泡电压为1.6V，
故滑动变阻器电压为：U2＝8V﹣1.6V＝6.4V，
滑动变阻器的最大阻值为：R2=U2I小=Ω＝R1，故B正确。
当灯泡正常发光时电压为：UL＝6V，电流：IL＝0.5A，灯泡此时电阻：RL=ULIL=6V0.5A=12Ω＜R1，
滑动变阻器R2此时的电压为：U2′＝8V﹣6V＝2V，此时电阻最小，为：R2小=U2′IL=2V0.5A=4Ω，
R2的变化范围为4～40Ω，故D正确；
（3）由P＝UI=U2R可知，在总电压不变时，总电阻越大，总功率越小，总电阻越小，总功率越大，
当闭合开关S1、S4，断开S2、S3，R1与R2串联，且R2滑片位于阻值最大处时，
电路中的总电阻最大，此时电路中电流为：I1=UR1+R2=8V40Ω+40Ω=0.1A，
此时总电功率最小，为：P1＝UI1＝8V×0.1A＝0.8W，
当闭合开关S1、S3，断开S2、S4，灯泡和R1并联后与R2串联，此时电路中的总电阻最小，
此时灯泡的最大电流为0.5A，灯泡电压为UL＝6V，则R1的电流为：IR1=ULR1=6V40Ω=0.15A，
故电路中最大电流为：I2＝0.5A+0.15A＝0.65A，
此时总电功率最大，为：P2＝UI2＝8V×0.65A＝5.2W，
则任意闭合开关，电路的最大功率与最小功率之比为：P2：P1=：2，故C错误。
故选：C。
10．如图所示的电路中，电源电压恒为18V，小灯泡L标有“6V 3.6W”的字样，滑动变阻器R1的规格为“90Ω 1A”，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，当只闭合S0、S2和S3，将滑动变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数为1A。不考虑灯丝电阻的变化，在保证电路中各元件安全的情况下，则下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R2的阻值为20Ω
B．只闭合S1、S2，断开S0、S3，R1接入电路的阻值范围是20Ω～90Ω
C．只闭合S1、S2，断开S0、S3，小灯泡L的电功率的变化范围是3.324W～3.6W
D．闭合开关S0、S2、S3，断开S1，整个电路消耗的电功率的变化范围是14.4W～28.8W
【答案】D
【解析】解：A、根据电路图可知，当只闭合S0、S2和S3时，R1、R2并联，电流表测量干路电流，并且滑动变阻器R1的滑片P在中点；
通过R1的电流：I1=U12R1=18V12×90Ω=0.4A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝1A﹣0.4A＝0.6A，
由I=UR可得，R2的阻值：R2=UI2=18V0.6A=30Ω；故A错误；
BC、闭合S1、S2，断开S0、S3时，灯泡与滑动变阻器R1串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端电压；
由P＝UI可得，灯泡的额定电流：IL=PLUL=3.6W6V=0.6A，
因串联电路中各处的电流相等，电流表量程为0～3A，
所以为保证电路安全，电路中的最大电流为0.6A，
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最小电压：Umin＝U﹣UL额＝18V﹣6V＝12V，
则滑动变阻器接入电路的最小阻值：R1min=UminImax=12V0.6A=20Ω，
此时灯泡消耗的最大功率等于额定功率3.6W；
当电压表示数为15V时，滑动变阻器两端电压最大，即Umax＝15V，
小灯泡L标有“6V 3.6W”的字样，由P=U2R可得，灯泡的阻值：RL=UL2PL=(6V)23.6W=10Ω，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以灯泡两端最小电压：ULmin＝U﹣Umax＝18V﹣15V＝3V，
则电路中的最小电流：Imin=ULminRL=3V10Ω=0.3A，
则滑动变阻器接入电路的最大阻值：R1max=UmaxImin=15V0.3A=50Ω，
此时灯泡消耗的最小功率：Pmin＝Imin2RL＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W，
因此R1接入电路的阻值范围是20Ω～50Ω，小灯泡L的电功率的取值范围是0.9W～3.6W，故BC错误；
D、闭合开关S0、S2、S3，断开S1，R1、R2并联，电流表测量干路电流；
因为滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，而并联电路中，各支路互不影响，因此通过R2的电流仍然是0.6A，
又因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，再结合电流表量程可知，
所以干路最大电流为Imax′＝I滑大+I2＝1A+0.6A＝1.6A，
则电路消耗的最大功率：Pmax＝UImax′＝18V×1.6A＝28.8W，
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路电流最小，
则Imin′=UR1+I2=18V90Ω+0.6A＝0.8A，
电路消耗的最小功率：Pmin＝UImin′＝18V×0.8A＝14.4W，
故闭合开关S0、S2、S3，断开S1时，整个电路消耗的电功率的取值范围是14.4W～28.8W，故D正确。
故选：D。
11．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡L正常发光时的电阻为9Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，从最上端a滑至最下端b的过程中，电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示，在下列说法正确的是（ ）
①电源电压为26V
②定值电阻R0的阻值6Ω
③滑动变阻器的最大阻值为14Ω
④电路总功率的变化范围为8.5～17W
A．②④B．①④C．③④D．②③
【答案】D
【解析】解：（1）由图甲可知，灯与变阻器串联后再与定值电阻串联，电流表测电路的电流，电压表V2测灯的电压，V1测灯与R0的电压，滑片在最下端b时，只有灯与定值电阻串联，此时电路的电流最大，由图知，I大＝1A，即电路的电流为1A，V1的示数即电源电压：U＝12V；故①错误；
（2）滑片在最下端b时，电压表V2的示数为6V，由串联电路电压的规律，R0的电压为：
U0＝U﹣U2＝12V﹣6V＝6V，
由欧姆定律可得：R0=U0I大=6V1A=6Ω；故②正确；
（3）滑片在a时，由上图知，电路的电流最小为I小＝0.5A，电压表V1的示数U1＝5V，
根据串联电路电压的规律及欧姆定律，变阻器的最大电阻：
R滑大=U−U1I小=12V−5V0.5A=14Ω；故③正确；
（3）当电路的电流最大时，电路的最大功率为：P大＝UI大＝12V×1A＝12W；
电路的最小功率为：P小＝UI小＝12V×0.5A＝6W；
电路总功率的变化范围为6W～12W；故④错误。
故选：D。
12．如图所示的电路中，电源电压恒为3V，灯泡L1标有“3V 3W”，L2标有“6V 3W”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，不考虑温度对灯丝电阻的影响，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合开关S2，灯泡L1没有电流通过
B．只闭合开关S2，灯泡L1和灯泡L2的实际功率之比为4：1
C．只闭合S2与只闭合S3时，灯泡L2消耗的电功率之比为16：25
D．闭合开关S2、S3，断开开关S1，在10min内灯泡L2消耗的电能为900J
【答案】C
【解析】解：AB、只闭合开关S2时，两灯泡串联，电压表测L2两端的电压，电流表测电路中的电流，所以灯泡L1有电流通过；
由P＝UI=U2R得，灯泡L1的电阻：R1=U12P1=(3V)23W=3Ω，灯泡L2的电阻：R2=U22P2=(6V)23W=12Ω，
由P＝UI＝I2R得，两灯实际功率之比为：P1P2=I2R1I2R2=3Ω12Ω=14；故AB错误；
C、只闭合开关S2时，两灯泡串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：I=UR1+R2=3V3Ω+12Ω=0.2A，
此时灯泡L2消耗的电功率：P2″＝I2R2＝（0.2A）2×12Ω＝0.48W；
只闭合S3时，电路为灯泡L2的简单电路，其实际功率为P2′＝0.75W，
则P2″：P2′＝0.48W：0.75W＝16：25，故C正确；
D、闭合开关S2、S3，断开开关S1，L1短路，只有L2接入电路，
由W＝UIt、I=UR得，灯L2在10min消耗的电能：W=(U)2tR2=(3V)2×10×60s12Ω=450J；故D错误。
故选：C。
二、填空题（每空1分，共10小题，共计20分）：
13．德国物理学家 总结出导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，为了纪念他，人们将他的名字命名为 的单位。
【答案】欧姆；电阻。
【解析】解：德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，即：欧姆定律；
为了纪念他作出的杰出贡献，人们将他的名字命名为电阻的单位；
故答案为：欧姆；电阻。
14．为了解决手机充电问题，市面上出现了多个品牌的“共享充电宝”，当给共享充电宝充电时，充电宝相当于电路中的 ；如图所示是某品牌的充电宝，这个充电宝的充电和放电电压都是4V，电池容量为5000mAh，当充电宝充满电后，可以储存的电能为 J。
【答案】用电器；72000。
【解析】解：（1）当给共享充电宝充电时，充电宝消耗电能，相当于电路中的用电器。
（2）充电宝的充电和放电电压都是4V，电池容量为5000mAh，
即：U＝4V，I＝5000mA＝5A，t＝1h＝3600s；
则当充电宝充满电后，可以储存的电能为：W＝UIt＝4V×5A×3600s＝72000J。
故答案为：用电器；72000。
15．小强关闭家中其他用电器，只用一个电水壶烧水，使质量为1kg、初温为20℃的水被烧开（1个标准大气压下），用时5min，如图所示的电能表刚好转过300r。则水吸收的热量是 J，电水壶的实际电功率为 W。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】3.36×105；1200。
【解析】解：（1）1标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；
（2）电能表的转盘转过300转消耗的电能：W=300r3000r/(kW⋅ℎ)=0.1kW•h，
所用时间t＝5min=112h，
该电热水壶的实际功率：P实=Wt=0.1kW⋅ℎ112ℎ=1.2kW＝1200W。
故答案为：3.36×105；1200。
16．有两个电阻器R1、R2，R1标有“20Ω 0.2A”字样，R2标有“30Ω 0.1A”字样。若将R1、R2串联接入电路，电路两端允许加的最大电压是 V。若将R1、R2并联接入电路，电路的最大总功率为 W。
【答案】5；0.75。
【解析】解：（1）若将R1、R2串联接入电路，
因串联电路中各处的电流相等，且I1＝0.2A，I2＝0.1A，
所以，串联后接入电路后，电路中的最大电流I＝I2＝0.1A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I=UR可得，电路两端允许加的最大电压：U串＝I（R1+R2）＝0.1A×（20Ω+30Ω）＝5V。
（2）R1、R2两端允许加的最大电压分别为：
U1＝I1R1＝0.2A×20Ω＝4V，U2＝I2R2＝0.1A×30Ω＝3V，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，若将R1、R2并联接入电路，电源的最大电压U并＝U2＝3V，
此时通过R2的最大电流I2＝0.1A，通过R1的电流：I1′=U并R1=3V20Ω=0.15A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路的最大电流：I′＝I1′+I2＝0.15A+0.1A＝0.25A，
则电路的最大总功率：P＝U并I′＝3V×0.25A＝0.75W。
故答案为：5；0.75。
17．如图所示是电阻R和灯泡L的U﹣I图像，电源电压可调，若将电阻R和灯泡L串联，当电源电压为5V时，流过R的电流为 A，若将电阻R和灯泡L并联接入电路，电路总功率为0.5W时，则电源电压调为 V。
【答案】0.4；1。
【解析】解：（1）电阻R与小灯泡L串联在电路中时，串联电路中电源电压等于各部分电路两端电压之和，
由图像可知此时：UL＝1V，UR＝4V，电源电压：U＝UR+UL＝4V+1V＝5V，
此时，串联电路中电流IR＝IL＝0.4A；
（2）将电阻R和灯泡L并联，当电源电压为1V时，
由图像可知，IR＝0.1A，IL＝0.4A，
干路电流为：I＝IR+IL＝0.1A+0.4A＝0.5A，
总功率P＝UI＝1V×0.5A＝0.5W；
故答案为：0.4；1。
18．如图所示的电路中，电源电压恒为3V，灯泡L1标有“3V 3W”，L2标有“6V 3W”的字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响，L1、L2灯丝的长度和材料都相同），则灯丝较粗的是 （选填“L1”或“L2”）；只闭合S2与只闭合S3时，灯泡L2消耗的实际电功率之比为 。
【答案】L1；16：25。
【解析】解：（1）灯泡L1标有“3V 3W”，L2标有“6V 3W”的字样，则
R1=U12P1=(3V)23W=3Ω，R2=U22P2=(6V)23W=12Ω；
不考虑温度对灯丝电阻的影响，且L1、L2灯丝的长度和材料都相同，因为R1＜R2，所以灯丝较粗的是L1；
（2）只闭合S2时，两灯串联，则电路中的总电阻为：R串＝R1+R2＝3Ω+12Ω＝15Ω；
此时电路中的电流为：I=UR串，
L2的功率为：P2＝I串2R2=U2R2R串2；
只闭合S3时，只有L2连入电路，此时L2的功率：P2'=U2R2；
则L2前、后消耗的功率之比：P2P2′=U2R2R串2U2R2=(R2R串)2=(12Ω15Ω)2=1625。
故答案为：L1；16：25。
19．如图所示电路中，电源电压保持不变，忽略小灯泡电阻随温度的变化。闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器最右端时，电压表示数为3V；向左移动滑片P至滑动变阻器中点时，电压表的示数变化了1V，电流表示数变化0.1A，则小灯泡的电阻为 Ω，电源电压为 V。
【答案】10；6。
【解析】解：由电路图可知，RL与RP串联，电压表测RP两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑片P在滑动变阻器RP的最右端时，电压表的示数为3V，
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I1=U1RP=3VRP，
将滑片P移至中点时，接入电路中的电阻变小，电压表示数变小，电路中的电流变大，
由电压表示数变化了1V可知，滑动变阻器两端的为：3V﹣1V＝2V，
由电流表示数变化了0.1A可知，电路中的电流：I2＝I1+0.1A=3VRP+0.1A=2V12RP，
解得：RP＝10Ω，
则I1=U1RP=3VRP=3V10Ω=0.3A，
I2＝I1+0.1A＝0.3A+0.1A＝0.4A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源的电压：U＝I1R总＝I1（RL+RP）＝0.3A×（RL+10Ω）﹣﹣﹣﹣﹣①
则电源的电压：U＝I2R总′＝I2（RL+12RP）＝0.4A×（RL+5Ω）﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：0.3A×（RL+10Ω）＝0.4A×（RL+5Ω）
解得：RL＝10Ω，U＝6V。
故答案为：10；6。
20．某电热水器的部分参数如表所示，不计热损失，用该热水器将半箱水从20℃加热到50℃需要消耗的电能为 J；某天用电高峰期，小南发现关掉其他用电器后，该电热水器工作1min电能表的转盘转了180转，则当天该电热水器的实际功率为 W。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】5.04×106；3600。
【解析】解：（1）热水器注装满水后水的体积：V水＝80L＝80dm3＝0.08m3，
由ρ=mV可得水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×0.08m3＝80kg，
半箱水的质量m水′=12×m水=12×80kg＝40kg，
水吸收的热量：Q吸＝c水m水△t＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（50℃﹣20℃）＝5.04×106J；
因为不计热损失，则半箱水吸收的热量等于需要消耗的电能；
（2）电能表转了180转消耗的电能：W=180r3000r/kW⋅ℎ=0.06kW•h，
所用时间t＝1min=160h，
该电热水器的实际功率：P实=Wt=0.06kW⋅ℎ160ℎ=3.6kW＝3600W；
故答案为：5.04×106；3600。
21．如图所示电路，电源两端电压保持不变，灯丝电阻不随温度变化。闭合开关S1、断开S2，滑动变阻器的滑片P移到阻值最大值处时，电流表的示数为I1；当开关S1断开、S2闭合时，电流表的示数为I2。已知I1：I2＝3：5。任意闭合或断开开关，电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3：1，则滑动变阻器的最大值R2与R1的比值R2：R1＝ ；断开S1，S2，滑动变阻器的滑片P在某点C时，变阻器接入电路的电阻为Rc，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，且U1：U2＝3：2，Rc的电功率为10W，则此时灯泡的实际功率为 W。
【答案】3：1；20。
【解析】解：（1）闭合开关S1、断开S2，滑动变阻器的滑片P移到阻值最大值处时，L与变阻器的最大电阻串联，电流表测电路的电流，电流表的示数为I1；
当开关S1断开、S2闭合时，灯与R1串联，电流表测电路的电流，电流表的示数为I2，
根据I=UR，在电压不变时，电流与电阻成反比，
已知I1：I2＝3：5，由电阻的串联规律，故有：RL+R2大RL+R1=53−−−−−−①，
当两开关都闭合时，R1、R2短路，电路为灯的简单电路，当两开关都断开时，R1与R2串联后再与灯串联，
根据串联电阻的规律，第2种情况下电阻最大，根据P=U2R，电路的功率最小，第1种情况下电路的功率最大，根据P=U2R，在电压不变时，电功率与电阻成反比，已知电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3：1，故有：RL+R1+R2LRL=31−−−−−−②，
由①②得：RLR2大=23−−−−−③，
将③代入①得：R1=R2大3−−−−−④，
则滑动变阻器的最大值R2与R1的比值R2：R1＝3：1；
（2）由③④可知，RL＝2R1﹣﹣﹣﹣﹣⑤，
断开S1，S2，滑动变阻器的滑片P在某点C时，变阻器接入电路的电阻为Rc，灯与R1和变阻器串联，电压表V1测灯与R1的电压，V2测变阻器与R1的电压，根据电阻的串联规律和分压原理有：
RL+R1R1+Rc=32−−−−−⑥，
由⑤⑥得出：R1＝Rc，根据RL＝2R1，故RL＝2Rc，
串联电路各处的电流都相等，根据P＝I2R，电流相等时，电功率与电阻成正比，则此时灯泡的实际功率为：P灯＝20W。
故答案为：3：1；20。
22．如图所示，电源两端电压不变。当闭合开关S和S2，断开开关S1和S3，滑片P滑到某一位置时，电压表的示数为U1，电阻R1与滑动变阻器的总电功率为P1＝4.2W，电流表的示数为I1；当闭合开关S、S1和S3，断开开关S2，滑动变阻器的滑片P滑到另一位置时，电压表的示数为U2，电阻R1的电功率为P2，电流表的示数为I2；U1：U2＝7：2，P1：P2＝7：4，则电流I1：I2＝ ；当闭合开关S，断开开关S1、S2和S3，滑片P滑到B端时，电阻R2的电功率为P3，电流表的示数为I3。已知R1：R2＝1：3，则电功率P3＝ W。
【答案】1：2；11.25W。
【解析】解：开关只断开S1、S3，变阻器接入电路电阻为R A，简化电路如图甲所示；
开关只断开S2，变阻器接入电路电阻为R B，简化电路如图乙所示；
开关只闭合S，滑片P滑到B端时，简化电路如图丙所示：
（1）由图甲、乙可得：P1＝U1I1＝4.2W，P2＝U2I2，
又因为U1：U2＝7：2，P1：P2＝7：4；则：I1I2=P1U1P2U2=P1P2×U2U1=74×27=12；
（2）由图甲、乙可得：U1＝I1（R1+RA），U2＝I2R1；则：R1+RAR1=U1U2×I2I1=72×21=71
即RA＝6R1；
因为电源两端电压不变，R1：R2＝1：3，
则由图甲、丙得：I1I3=R1+R2R1+RA+R2=R1+3R1R1+6R1+3R1=25，
由P＝I2R可行，P1P3=I12(R1+RA)I32R2=(25)2×R1+6R13R1=2875
则P3=7528P1=7528×4.2W＝11.25W。
故答案为：1：2；11.25W。
三、实验探究题（每空1分，共3小题，共计22分）：
23．如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
（1）实验中，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U形管中 。
（2）甲装置可探究电流产生的热量与 的关系，通电一段时间后， （填“左”或“右”）侧容器中U形管中液面的高度差大。
（3）乙装置中的电阻R3的作用主要是 。
（4）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与步骤（3）相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 （填“变大”“变小”或“不变”）。
（5）利用甲装置还可以研究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系。可将甲装置做如下改动：将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线连接在 两个接线柱之间即可。
【答案】（1）液面高度差的变化；（2）电阻；右；（3）使通过R1和R2的电流不相等；（4）变小；（5）BD。
【解析】解：（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，实验前，应使两个U形管中的液面高度相同，液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映；
（2）甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，电阻不同，探究电流产生的热量与电阻的关系；左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，由Q＝I2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多；
（3）图乙的装置在实验中，右侧容器的外部，将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，使通过左边容器中电阻的电流与通过右边容器中电阻的电流不同，可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系；
（4）当乙装置中R3发生了断路时，电路中只有R1和R2串联，此时电路中的总电阻变大，电路中电流变小，根据焦耳定律Q＝I2Rt在相同时间内，电阻丝R1产生热量变小，与步骤（3）相比较，则左侧U形管中液面的高度差将变小；
（5）利用甲装置还可以研究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系，应将两电阻丝并联，所以将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线在BD两个接线柱之间即可。
故答案为：（1）液面高度差的变化；（2）电阻；右；（3）使通过R1和R2的电流不相等；（4）变小；（5）BD。
24．南开中学某学习小组成员小渝同学进行“伏安法测定小灯泡电功率”的实验。实验室提供了以下器材：电流表、电压表和开关各1个、滑动变阻器3个分别标有“5Ω 0.5A”、“15Ω 1A”、“20Ω 1A”字样、3节新干电池、导线若干、待测小灯泡。
（1）小渝的实验原理是 。
（2）小渝连接的实物电路如图甲所示，选取其中一个滑动变阻器，将滑片置于阻值最大值处，闭合开关后，移动滑片的过程中，电压表的指针不变化，其示数如图乙。老师发现小渝连接的电路中有一根导线连接错误，请你在错误的连线上画“×”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线将电路连接正确；
（3）小渝将电路重新正确连接后，发现小灯泡上标有“3.5V”字样，接下来还需调整的实验器材有 、 。开关闭合后，发现只有一只电表的示数发生变化，则可能是 发生了故障（选填“小灯泡”或“滑动变阻器”）。
（4）重新调整并排除故障后，小渝进行了实验探究，测量了三组数据：首先读出开关刚闭合时的数据，其中电流表示数为0.14A，接者移动滑动变阻器的滑片至小灯泡正常发光，读出此时的电流为0.24A，最后他再次移动滑片，测出第三组数据。并把测出的部分数据填入了表格中。
（5）判断小灯泡正常发光的方法是 ，该小灯泡的额定功率是 W；
（6）本实验中滑动变阻器除了保护电路，还有 的作用；
（7）小渝记录的第一组数据中的电压是 V。
【答案】（1）P＝UI；（2）如图所示；（3）电源；电压表；灯泡；（5）电压表的示数为3.5V；0.84；（6）调节小灯泡两端电压等于额定电压；（7）1.7。
【解析】解：（1）小渝的实验原理是P＝UI；
（2）由甲电路图可知，电压表并联在电源两端，所以移动滑片的过程中，电压表的指针不变化，
测定小灯泡电功率时电压表应并联在灯泡两端，如下图所示：
（3）由甲电路图可知，电源是由两节干电池串联组成，其电压为2.5V，电压表选的是0～3V的量程，
由小灯泡的额定电压为3.5V可知，电源应有三节干电池串联组成，电压表应选0～15V量程，
所以，需调整的实验器材有电源和电压表；
电路故障分为短路或断路，
若滑动变阻器断路电流表和电压表均无示数，若滑动变阻器短路电压表有示数、电流表有示数或烧坏，
若灯泡断路电压表有示数、电流表无示数，若灯泡短路电压表无示数、电流表有示数，
综上可知，开关闭合后，发现只有一只电表的示数发生变化，则可能是灯泡发生了故障；
（5）要使小灯泡正常发光，应该让小灯泡两端的电压等于额定电压，即电压表的示数为3.5V，
由题意可知，小灯泡正常发光时的电流为0.24A，
则小灯泡的额定功率PL＝ULIL＝3.5V×0.24A＝0.84W；
（6）本实验中滑动变阻器除了保护电路外，还有调节灯泡两端的电压为额定电压的作用；
（7）由表格数据可知，灯泡两端的电压分别为3.5V、4V时，通过的电流依次为0.24A、0.25A，
由I=UR的变形式R=UI可得，灯泡的电阻依次为14.6Ω、16Ω，则灯泡的电阻随其两端电压的增大而增大；
为保护电路，开关刚闭合时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
此时电路中的电流最小，变阻器两端的电压最大，灯泡两端的电压最小，由表格数据可知，此时电路中的电流为0.14A，
由I=UR的变形式U＝IR可得，3个滑动变阻器两端的最大电压依次为0.7V、2.1V、2.8V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以由UL′＝U﹣U滑可得，灯泡两端的电压依次为3.8V、2.4V、1.7V，
由此时灯泡两端的电压小于3.5V可知，滑动变阻器的规格不可能是“5Ω 0.5A”，
由R=UI可得，灯泡的电阻可能为17.1Ω、12.1Ω，
因灯泡的电阻随其两端电压的增大而增大，
所以，灯泡的电阻应为12.1Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡两端的电压为1.7V。
故答案为：（1）P＝UI；（2）如上图所示；（3）电源；电压表；灯泡；（5）电压表的示数为3.5V；0.84；（6）调节小灯泡两端电压等于额定电压；（7）1.7。
25．小欣同学在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时，准备以下器材：电源电压为4.5V且保持不变，电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、滑动变阻器（20Ω 1A）、五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、开关、导线若干。根据如图的电路图进行实验
（1）导线连接之前，开关S应该 （选填“断开”、“闭合”）；
（2）将电路连接正确后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是
。
（3）探究电流与电压的关系时，小欣通过调节滑动变阻器滑片P，测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如下表所示。
梁老师看到小欣的数据后说小欣的实验操作中存在问题，并且其中有一组数据是错误的。
小欣在实验操作中存在的问题是 。
请你帮他分析出错的是第 次，原因是 。
去掉出错的实验数据，分析可得到的结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
（4）接着小欣又探究电流与电阻的关系，他只更换定值电阻，其余连接均不变。其实验步骤如下：
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻，移动滑动变阻器的滑片，使得电压表示数为U0＝2V，记录电流表示数；
②断开开关，用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻再闭合开关，他应该将滑动变阻器的阻值 （选填“调大”或“调小”）直到电压表示数为U0，再记录电流表示数；
③断开开关，用25Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻再闭合开关，他调节滑动变阻器的阻值，发现电压表示数始终不能调为U0．为完成五次探究，小欣设计了如下三个调整方案，你认为不可行的是 。
A．如果只调整电压表的示数，则应控制电压表示数U0的范围为2.5V～3V
B．如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值不小于25Ω，最大电流不小于0.4A
C．如果只更换电源，则更换的电源电压范围是2V～3.6V
【答案】（1）断开；（2）R断路；（3）编造数据；1；电路中的最小电流大于0.1A；正；（4）增大，B。
【解析】解：（1）为保护电路，导线连接之前，开关S应该断开；
（2）将电路连接正确后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是R断路；
（3）探究电流与电压的关系时，要控制电阻不变，由表中数据，根据欧姆定律，电阻：
R1=U1I1=Ω
变阻器的最大电阻为20Ω，根据电阻的串联和欧姆定律，电路中的最小电流为：
I小=UR滑大+R1=4.5V20Ω+5Ω=0.18＞0.1A，操作中存在的问题是编造数据；
故出错的是第1次，原因是电路中的最小电流大于0.1A；
去掉出错的实验数据，因电压与电流之比为一定值，故分析可得到的结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（4）探究电流与电阻的关系，要控制电阻的电压不变：
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻，移动滑动变阻器的滑片，图丙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压表示数为1V，U0＝2V，记录电流表示数；
②根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，即应该将滑动变阻器的阻值增大，直到电压表示数为U0，再记录电流表示数；
③A、根据串联电路电压的规律和分压原理：U滑U定=U−UVUV=R滑R定，
由此可知，当电源电压U、定值电阻的电压UV一定时，变阻器的电阻随定值电阻的增大而增大；当电阻为R定5＝25Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大为R滑大＝20Ω，
根据串联电阻的规律，
总电阻为：R＝R定5+R滑大5＝25Ω+20Ω＝45Ω，
此时电流中的电流：I=U总R=4.5V45Ω=0.1A，由欧姆定律，则此时电压表的示数为：
U表＝IR定5＝0.1A×25Ω＝2.5V，即为应控制a、b间的最小电压为2.5V，最大电压不超过3V；故A可行；
B、电源电压为4.5V，电阻两端电压为2V，滑动变阻器分压为2.5V，
变阻器的电压为定值电阻两端电压的1.25倍，根据分压原理，变阻器的电阻为定值电阻的1.25倍，故则更换的滑动变阻器最大阻值不小于25Ω×1.25＝31.25Ω；故B不可行；
C、当变阻器全部电阻20Ω连入电路时，此时对应的定值电阻应最大为25Ω，电源电压最大，
根据分压原理，变阻器的电压U变=20Ω25Ω×2V＝1.6V，
所以最大电源电压为2V+1.6V＝3.6V，最小为2V，更换的电源电压范围是2V～3.6V．C可行。
故答案为：（1）断开；（2）R断路；（3）编造数据；1；电路中的最小电流大于0.1A；正；（4）增大，B。
四、计算题（第26题6分，第27题8分，第28题8分，共3小题，共计22分）：
26．如图所示，电源电压为6V保持不变，R1的阻值为4Ω，闭合开关后，电压表的示数为2V。求：
（1）R2的阻值；
（2）通电5min整个电路消耗的电能。
【答案】（1）R2的阻值为8Ω；（2）通电5min整个电路消耗的电能为900J。
【解析】解：（1）由图知两电阻串联，电压表测量R1两端的电压，
根据欧姆定律知，电路中的电流为：I=U1R1=2V4Ω=0.5A，
根据串联电路电压的规律知，R2两端的电压为：U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，
由欧姆定律I=UR得，
R2的阻值为：R2=U2I=4V0.5A=8Ω；
（2）通电5min整个电路消耗的电能为：W＝UIt＝6V×0.5A×5×60s＝900J．
答：（1）R2的阻值为8Ω；（2）通电5min整个电路消耗的电能为900J。
27．如图所示，小灯泡L标有“6V 3W”字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器标有“40Ω 1A”字样。电源电压保持不变，R0的阻值为16Ω，电流表的量程为0～3A．当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡正常发光时的电流；
（2）电源电压；
（3）在保证电路安全前提下，电路消耗总功率的最大值。
【答案】（1）小灯泡正常发光时的电流为0.5A；（2）电源电压为16V；
（3）在保证电路安全前提下，电路消耗总功率的最大值为32W。
【解析】解：（1）由P＝UI可得，小灯泡正常工作时的电流：IL=PLUL=3W6V=0.5A；
（2）由欧姆定律可得，灯泡的电阻：RL=ULIL=6V0.5A=12Ω，
当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，L与12R串联，电流表测干路电流，
因小灯泡恰好正常发光，故电路的电流为0.5A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
由欧姆定律得，电源的电压为：U＝IL（RL+12R）＝0.5A×（12Ω+12×40Ω）＝16V；
（3）当所有开关都闭合时，定值电阻R0与滑动变阻器R并联，
通过R0的电流：I0=UR0=16V16Ω=1A，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，通过其的电流最大，干路电流最大，电路消耗的总功率最大，
滑动变阻器标有“40Ω1A”字样，可知变阻器允许通过的最大电流为1A（由欧姆定律，此时变阻器连入的电阻为：R滑=UI滑′=16V1A=16Ω）；
由并联电路电流的规律，故干路电流最大值为：I大＝1A+1A＝2A＜3A，
电路消耗总功率的最大值为：P大＝UI大＝16V×2A＝32W。
答：（1）小灯泡正常发光时的电流为0.5A；（2）电源电压为16V；
（3）在保证电路安全前提下，电路消耗总功率的最大值为32W。
28．如图所示，电源电压及灯泡电阻保持不变，小灯泡L标有“4V 1.6W”字样，电流表的量程为0～0.6A，当开关S1闭合，S2、S3断开，滑动变阻器R2的滑片P移到最大阻值处，此时电流为0.2A，当开关S1、S3断开，S2闭合，小灯泡正常发光，电压表V1和V2的示数之比为3：2。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？
（2）R1的阻值是多少？
（3）在保证电路安全情况下，通过开关的断开和闭合以及滑片位置的改变，滑动变阻器的最大功率为多少？
【答案】（1）小灯泡正常发光时的电阻是10Ω；（2）R1的阻值是20Ω；
（3）在保证电路安全情况下，通过开关的断开和闭合以及滑片位置的改变，滑动变阻器的最大功率为7.2W。
【解析】解：（1）由P＝UI=U2R可得，小灯泡正常发光时的电阻RL=UL2PL=(4V)21.6W=10Ω；
（2）当开关S1、S3断开，S2闭合时，灯泡L与电阻R1串联，电压表V1测电源两端的电压，电压表V2测R1两端的电压，
由小灯泡正常发光可知，小灯泡两端的电压UL＝4V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电压表V1和V2的示数之比为3：2，
所以，灯泡两端的电压和定值电阻R1两端的电压之比
ULU1=UV1−UV2UV2=3−22=12，则U1＝2UL＝2×4V＝8V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流I＝IL=ULRL=4V10Ω=0.4A，
所以，电阻R1=U1I=8V0.4A=20Ω；
（3）电源的电压U＝U1+UL＝8V+4V＝12V，
当开关S1、S3闭合，S2断开时，电路为滑动变阻器R2的简单电路，两电压表测电源两端的电压，电流表测电路中的电流，
因电流表的量程为0～0.6A，所以，当通过变阻器R2的电流最大为0.6A时，滑动变阻器消耗的功率最大，
则滑动变阻器的最大功率：P2大＝UI大＝12V×0.6A＝7.2W。
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻是10Ω；（2）R1的阻值是20Ω；
（3）在保证电路安全情况下，通过开关的断开和闭合以及滑片位置的改变，滑动变阻器的最大功率为7.2W。
题型
选择题
填空作图题
实验题
计算题
总计
题数
12
10
3
3
28小题
分数
36
20
22
22
100分
得分
型号
××××
额定电压
220V
额定容积
80L
频率
50Hz
额定最高温度
75℃
额定功率
4000W
防水等级
IPX4
额定内压
0.8MPa
U/V
I/A
第1组
0.14
第2组
0.24
第3组
4.0
0.25
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.51
1.01
1.51
2.01
2.51
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5