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第十八章《电功率》
B卷（能力提升卷）
班级： 姓名： 学号： 分数：
（考试时间：90分钟 面卷分值：100分）
一．选择题（每题只有一个选项符合题目要求，共15小题，每小题3分，本大题共45分）
1.(2019湖北省咸宁市)如图所示,电源电压U保持不变,电阻R为定值电阻。如果再给R连接一个电阻,接入电路中,使电路消耗电功率的增加量较小,可行的是( )
A. 给R串联一个较小电阻 B. 给R串联一个较大的电阻
C. 给R并联一个较小的电阻 D. 给R并联一个较大的电阻
【答案】D
【解析】由公式可知电路中总电阻越小，功率越大，为使电路消耗电功率的增加量较小应使电路中总电阻稍稍减小，因为串联电路总电阻等于各电阻之和，并联电路总电阻小于各支路电阻，可知应给R并联电阻，由并联电路电阻特点可知应给R并联一个较大的电阻，才能使电路消耗电功率的增加量较小。
2.(2019 临沂市)如图所示电路的两灯泡L1和L2分别标有“3.8V0.2A”和“3.8V0.3A”字样，闭合开关后两灯均发光。假设灯泡的电阻不受温度影啊，下列判断正确的是( )
A. 两灯串联 B. 灯L2更亮
C. 灯L1的电阻丝更粗 D. 电流表A2的示数为0.5A
【答案】B
【解析】作出等效电路图，分析串并联解题。
由图可得，两灯泡为并联，由额定电压及电流可计算出L1电阻为19 ，L2电阻为12.7，因为并联电压相等，由 可得灯泡L2实际功率更大则更亮，L1电阻更大，则L1灯丝更粗，电流表A2测总电阻，只有当灯泡都正常发光是电流才为0.5A。
3.（2019 北京市）如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，当开关S闭合时，灯L正常发光。如果将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则下列说法中正确的是（ ）
A．电流表的示数变大，灯L变亮 B．电流表的示数变大，灯L变暗
C．电流表的示数变小，灯L变亮 D．电流表的示数变小，灯L变暗
【答案】D
【解析】由电路图可知，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流；
将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大；
根据I＝可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小；
根据U＝IR可知，灯泡两端的电压变小，由P＝UI可知，灯泡的实际功率变小，故灯泡变暗。
4.(2019 山东德州市)如图所示的电路中，a、b、c是三只电表（电压表或电流表），闭合开关S，标有“3V 1.5W”的灯泡L1正常发光，标有“6V 3W”的灯泡L2发光较暗。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．电表a为电流表，且示数为1A B．电表b为电压表，且示数为3V
C．电表c为电流表，且示数为0.25A D．闭合开关S，电路消耗的总功率为2.25W
【答案】D
【解析】由P＝UI可得，两灯泡正常发光时的电流分别为：I10.5A，I20.5A，
由I可得，灯泡L2的电阻：R212Ω；
因灯泡L1正常发光，灯泡L2虽然发光但较暗，所以，通过L1、L2的电流不相等，L1与L2应并联，
则a一定是电流表，b是相当于导线的电流表，c是相当于开路的电压表，故B错误；
此时电流表a测干路电流，电流表b测L2支路的电流，电压表c测电源的电压，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡L1正常发光，所以，电源的电压U＝U1＝3V，即电压表c的示数为3V，故C错误；
此时通过R2的电流：I2′0.25A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流表a的示数：I＝I1+I2′＝0.5A+0.25A＝0.75A，故A错误；
电路消耗的总功率：P＝UI＝3V×0.75A＝2.25W，故D正确。故选：D。
5.（2019 德阳市）如图所示电路，电源电压为12V且保持不变。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36J。则下列结果正确的是（ ）
A. 电路中的最大电流为1A
B. 滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消粍的电能为60J
C. 滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8∶1
D. R1先后两次消耗的电功率之比为16∶9
【答案】D
【解析】由电路图知道，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压；滑片从中点滑向b端时，变阻器接入电路的阻值增大，由串联分压知道，电压表示数（变阻器的电压）将增大，由于当P置于变阻器的b端时，电压表示数增大了2V，所以，根据题意知道，滑片在b点时电压表的示数为4V+2V=6V；又因为在10s内定值电阻R1 产生的热量是36J，由 知道R1 的阻值是： =10Ω；由电路图知道，当滑片在a点时，变阻器接入电路的阻值为0，电路中的电流最大，产生电路中的最大电流是： ，故A错误；
串联电路中各处的电流相等，当滑片在中点时，电路中的电流是：，由W=UIt 知道，10s内滑动变阻器消耗的电能是：W滑=U滑It=4V×0.8A×10s=32J，故B错误；
当滑片在b点时，变阻器接入的阻值最大，此时电路中的有最小电流： 由P=UI知道，滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比是： ，故C错误；
由P=UI知道 ，R1 先后两次消耗的电功率之比是： ，故D正确。
6.（2019贵阳市）如图所示是加热器的电路图，设电源电压保持不变，R1、R2均为发热电阻丝，通过开关通断组合，可得到不同加热档位。该加热器最大电功率为12W，只闭合开关S1时，加热器的电功率是8W。则下列判断正确正确的是（ ）
A. 该加热器只有两个加热档位
B. 加热器两个发热电阻丝的阻值之比R1∶R2=1∶3
C. 加热器功率最大时，R1与R2的电流之比为2∶1
D. 该加热器的最小电功率是8W
【答案】C
【解析】A．由电路图知道，R1与R2并联连接，且均有一个开关单独控制，这样电加热器能有三个加热档位，即R1单独工作、R2单独工作、R1 和R2同时工作，故A错误；
B．由电路图知道，开关S1、S2均闭合时，R1与R2并联，由于并联电路中总功率等于各用电器功率之和，所以，R2的发热功率是：P2 =P-P1 =12W-8W=4W，又因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由知道，两个发热电阻的阻值之比是：
；故B错误；
C．由于并联电路两端的电压相等，根据P=UI知道， 加热器功率最大时，R1与R2的电流之比是：
，故C正确；
D．由于P1 =8W，P2 =4W，所以，当只有R2工作时，该加热器的电功率最小，即最小电功率是4W，故D错误。
7.(2019 浙江宁波市)如图所示，电源电压恒定，当开关S1和S2断开、S3闭合时，电压表的示数是2.0V，电流表的示数是0.1A，当开关S1和S2闭合、S3断开时，电压表的示数是6.0V，则此时（ ）
A．电路总电阻为60Ω B．电流表读数为0.3A
C．R2的功率为0.9W D．1min内电路消耗的总电能为108J
【答案】C
【解析】（1）当开关S1和S2闭合、S3断开时，R1与R2并联，电压表测电源两端的电压，则电源两端的电压U＝6.0V；当开关S1和S2断开、S3闭合时，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，由I＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝20Ω；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压：U2＝U﹣U1＝6.0V﹣2.0V＝4.0V，
则R2的阻值：R2＝＝＝40Ω；
（2）当开关S1和S2闭合、S3断开时，R1与R2并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路的总电阻：
,故A错误；
干路电流表的读数：,故B错误；
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，R2的功率： ,故C正确；
1min内电路消耗的总电能：W＝t＝×60s＝180J，故D错误。
8.(2019 山东东营市)如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大
B．电流表的示数允许变化范围是0.1～0.25A
C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24～50Ω
D．电路的最大电功率是2.5W
【答案】B【解析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大时，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，即电流表示数变小；根据U＝IR可知灯泡两端的电压变小，即电压表示数变小；故A错误；
（2）根据P＝UI可得，灯的额定电流：IL额＝＝＝0.25A，
因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，所以，电路中的最大电流为Imax＝0.25A，
由I＝可得，灯泡的电阻：RL＝＝＝10Ω，
电路中的总电阻：Rmin＝＝＝24Ω，
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：
R滑min＝Rmin﹣RL＝24Ω﹣10Ω＝14Ω；故C错误；
该电路的最大功率：Pmax＝UImax＝6V×0.25A＝1.5W，故D错误；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，此时电路中的电流：
Imin＝＝＝0.1A，则电流表示数的变化范围是0.1A～0.25A，故B正确。故选：B。
9.（2019 重庆市）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10V，四段电热丝电阻均为10Ω，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”档，开启化霜功能 B. 开启防雾功能，电路总电阻为5Ω
C. 化霜与防雾电路的总功率之差为15W D. 从防雾到除露，电路总电流变化1A
【答案】C
【解析】由图知道，当开关旋至“1”档时，两条电阻丝串联接入电路，此时电路总电阻最大为2R=2×10Ω=20Ω，由 知道，此时电功率最小，开启防雾功能，故AB错误；
此时电路中的电流是： =0.5A；此时电路的总功率是：P1 =UI1 =10V×0.5A=5W；当开关旋至“2”档时，一条电阻丝单独接入电路，电阻较大（大于并联时的总电阻），电路消耗的功率较小，此时为除露功能；此时电路中的电流是： =1A；从防雾到除露，电路总电流变化量是：I2 -I1 =1A-0.5A=0.5A，故D错误；
当开关旋至“3”档时，两条电阻丝并联接入电路，总电阻最小，总功率最大，此时为化霜功能，电路的总电阻是： ，电路的总电流是：=2A；此时总功率是：P3 =UI3 =10V×2A=20W，化霜与防雾电路的总功率之差是：P3 -P1 =20W-5W=15W，故C正确。
10.(2019 浙江衢州市)如图甲是一种电热膜，它不易氧化，工作时能自动控温。其构造是在绝缘薄膜表面，将多条薄的导电墨线两端与金属导线相连，如图乙。导电墨线电阻随温度变化图象如图丙。有关电热膜说法正确的是（ ）
A. 导电墨线间以串联的方式连接 B. 不易氧化属于电热膜的物理性质
C. 工作时通过导电墨线的电流始终不变 D. 温度到达时，发热功率会急剧减小
【答案】D
【解析】A.由图乙可知，各条导电墨线是并列连接的，故各导电墨线是并联的，故A错误；
B.不易氧化属于电热膜的化学性质，故B错误；
C.由图丙可知，导电墨线的电阻随温度的变化而变化，根据I＝知，在电压不变时，通过各墨线的电流是变化的，故C错误；
D.由图丙知，当温度到达t0时，电热膜的电阻会急剧增大，根据知，发热功率会急剧减小，故D正确。
11.(2019 深圳市)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
【答案】D
【解析】A．只闭合S1时，电路中只接入L，L的实际功率为1W，由P=UI得，在甲图中找出L符合U、I乘积为1W的图像，则U=2V，I=0.5A，则小灯泡L的电阻R==4Ω，故A错误；
B．由A选项分析得电源电压U=2V，再闭合S2后，R与L并联接入电路，电压为2V，在甲图中找出R此时对应电流为0.2A，用并联电路电流的特点可知电流表示数增大0.2A，故B错误；
C．再闭合S2时，电源电压为2V，R的电流为0.2A，L的电流为0.5A，电路中总电流为I总=0.2A+0.5A=0.7A，故总功率P=U总I总=2V×0.7A=1.4W，故C错误；
D．再闭合S2时，电阻R的电压为2V，电流为0.2A，通电1min即60s，产生热量Q=W=UIt=2V×0.2A×60s=24J，故D正确。
12.（2019 四川省巴中市）如甲图所示的电路中，电源电压为8V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图象信息可知，下列判断错误的是（ ）
A．R0的阻值是5Ω B．电路的最大总功率12.8W
C．R0的最小功率是1.6W D．滑动变阻器最大阻值是35Ω
【答案】C
【解析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测变阻器R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的电阻为0时，电路为R0的简单电路，电路中的电流最大，此时电路的总功率最大，由乙图可知，电路中的最大电流I大＝1.6A，
由I＝可得，R0的阻值：R0＝＝＝5Ω，故A正确；
电路的最大总功率：P大＝UI大＝8V×1.6A＝12.8W，故B正确；
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电压表的示数最大，电流表的示数最小，R0的功率最小，
由乙图可知，电路中的最小电流I小＝0.2A，变阻器R两端的电压UR＝7V，
则R0的最小功率：P0小＝I小2R0＝（0.2A）2×5Ω＝0.2W，故C错误；
滑动变阻器的最大阻值：R大＝＝＝35Ω，故D正确。
13.(2019 内蒙古通辽市)如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片滑片从最右端滑至最左端时，小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙。下列说法中正确的是（ ）
A．电源电压为9V B．滑动变阻器的最大阻值为14Ω
C．小灯泡的额定功率为8W D．电路总功率的变化范围为8W～12W
【答案】B
【解析】由电路图可知，灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，电压表V1测L与R0两端的电压之和，电压表V2测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑片位于最左端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，电路的总功率最大，两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压，
由图乙可知，电路中的最大电流I大＝1.0A，电压表V2的示数U0＝6V，电压表V1的示数为12V，即电源的电压U＝12V，故A错误；因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时灯泡两端的电压：UL＝U﹣U0＝12V﹣6V＝6V，
因此时小灯泡恰好正常发光，所以，灯泡的额定功率：PL＝ULI大＝6V×1.0A＝6W，故C错误；
电路的最大总功率：P大＝UI大＝12V×1.0A＝12W；
（2）当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，电路的总功率最小，由图象可知，电路中的最小电流I小＝0.5A，电压表V1的示数UV1＝5V，
此时滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣UV1＝12V﹣5V＝7V，
由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值：R＝＝＝14Ω，故B正确；
电路的最小总功率：P小＝UI小＝12V×0.5A＝6W，则电路总功率的变化范围是6W～12W，故D错误。
14．(2019 常德市)有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如下图甲所示。把它们并联在电路中，如下图乙所示，闭合开关S，这时电流表的示数为0.9A，则电源电压和元件B的电功率分别是( )
A．2.5V 0.8W B．2.5V 1.0W C．4.5V 1.0W D．4.5V 4.05W
【答案】B
【解析】电路元件A和B并联，并联电路各支路两端电压相等且等于电源电压，由图甲可得：当电源电压为2.5V时，IA=0.5A，IB=0.4A，因为并联电路干路中电流等于各支路中电流之和，所以干路中电流（即电流表示数）为I=IA+IB=0.5A+0.4A=0.9A，电路元件B消耗的功率：P=UI=2.5V×0.4A=1.0W。故选项B正确。
15.（2019 淄博市）新型PTC发热材料可以自动调节电路的电功率，在生活中广泛应用，图甲是PTC调试工作电路，R0是保护电阻，阻值恒定；R1是PTC电阻，阻值随温度变化的图像如图乙所示。闭合开关S，当温度从20°C升高到120°C的过程中（ ）
A. 电流表示数先变小后变大 B. 电压表示数先变大后变小
C. 电压表与电流表示数的比值先变小后变大 D. 保护电阻消耗的功率先变小后变大
【答案】C
【解析】A．甲中，两电阻串联，电压表测R1的电压，电流表测电路的电流，
由图乙知，当温度从20℃升高到100℃的过程中电阻R1变小，从100℃升高120℃的过程中电阻R1变大，则根据串联电阻的规律，总电阻先变小后变大，由欧姆定律可知，电路中的电流先变大后变小，即电流表示数先变大后变小，故A错误；
B．电路中的电流先变大后变小，根据U=IR可知，定值电阻R0的电压先变大后变小，由串联电路电压的规律可知，R1的电压先变小后变大，即电压表示数先变小后变大，故B错误；
C．根据欧姆定律可知，电压表与电流表的比值等于PTC电阻R1的阻值，所以电压表与电流表的比值先变小后变大，故C正确；
D．因电路中的电流先变大后变小，根据P=I2R0可知，R0消耗的功率先变大后变小，故D错误。
二．填空题(每空1分，共17个空，本大题共17分)
16．（2019镇江市）小明发现家中图示电能表的转盘在40min内转动了3600圈，则他家中用电器实际消耗的电能为_________kW•h，实际功率为_______kW；若该电能表能正常工作的最大电流为10A，则小明家中还能接入额定功率为_______W的用电器。
【答案】 (1). 1.2 ； (2). 1.8 ； (3). 400。
【解析】第一空．实际消耗的电能为：；
第二空．实际功率为： ；
第三空．电路中接入的最大功率为：
还能接入用电器的额定功率为:2200W-1800W=400W。
17.（2019淄博市）灯泡L的电流随电压变化的图像如图甲所示，将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为0.5W，则电源电压是________V；再闭合开关S1，电流表的示数变化了0.1A，则R的阻值是________Ω；通电lmin，定值电阻R消耗的电能是________J。
【答案】 (1). 2 ； (2). 20 ； (3). 12
【解析】（1）由小灯泡的I-U图象可知，当灯泡的实际功率为0.5W时，UL=2V，IL=0.25A，
由图甲所示电路图可知，只闭合开关S时，只有灯泡接入电路，灯泡两端电压等于电源电压，则电源电压：U=UL=2V；
（2）由图甲所示电路图可知，闭合开关S后再闭合开关S1，灯泡与电阻R并联，电流表测干路电流，电流表示数变大，
由题知，电流表示数变化了0.1A，则通过电阻R的电流：IR=△I=0.1A，
由可得，电阻R的阻值：
（3） 通电1min，定值电阻R消耗的电能：WR=UIRt=2V×0.1A×1×60s=12J。
18.（2019哈尔滨市）在安全工作条件下，将“2.5V 0.3A”小灯泡L1和“3.0V 0.3A”小灯泡L2串联在电路中工作，通过两灯的电流之比为_________；若将L1和L2并联在另一电源下工作，则L1和L2能消耗的总功率最大值为_________W.（设灯丝电阻不变）
【答案】 (1). 1：1 ； (2). 1.375。
【解析】因为串联各处电流相等，所以小灯泡L1和小灯泡L2串联在电路中工作通过两灯的电流之比为1:1。小灯泡L2电阻值为 ，因为并联电路各用电器电压等于总电压，因此为了不烧坏灯泡，电源电压最大为2.5V，此时小灯泡L1功率为 ，小灯泡L2功率为 ，电路总功率为各用电器功率之和，即： 。
19.（2019 青海省）“6V 3W”的小灯泡，正常工作时的电阻是 Ω；要将它接在9V的电源上正常使用，必须 联一个 Ω的电阻，该电阻的实际功率为 W。
【答案】（1）12；（2）串；（3）6；（4）1.5。
【解析】（1）由P＝UI＝可得，小灯泡正常工作时的电阻：RL＝＝＝12Ω；
（2）因电源的电压U＝9V大于灯泡正常发光时的电压UL＝6V，由串联电路的分压特点可知，要使小灯泡正常发光，应串联一个电阻R分压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，串联电阻R两端的电压：UR＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I＝＝＝0.5A，
则串联电阻的阻值：R＝＝＝6Ω，
该电阻的实际功率：PR＝URI＝3V×0.5A＝1.5W。
20.（2019辽宁营口市）.由于导体存在电阻，电流通过导线时会因电流的_____效应而造成大量的电能损耗。今年我国青年科学家曹原的突破性研究将有望实现常温超导，用超导电缆输电可大大降低能量损耗。已知某段输电线路电流为 200 A， 电阻为 0.5 Ω，若用超导电缆代替该线路输电 1 h，可节约电能____kW∙h，这些电能可使一盏“220 V 20 W” 的灯正常工作_______h。
【答案】 (1). 热 ； (2). 20 ； (3). 1000。
【解析】第一空．由于导体存在电阻，电流通过导体会产生热量，电流通过导线时会因电流的热效应而造成大量的能量损耗；
第二空．节约的电能为：
W=I2Rt=(200A)2J=20 kW∙h。
第三空．可使一盏“220 V 20 W” 的灯正常工作的时间：t===3.6=1000h。
21.（2019 云南省昆明市）如图是一个家用电热水龙头。打开龙头开关，几秒就可以流出热水，这种加热水的过程很短，俗称“过水热”。某品牌电热水龙头的额定功率是3000W，额定电压是220V，则该电热水龙头正常工作时的电阻是________Ω（计算结果精确到0．1）。某次使用该龙头加热水时，测得实际电压为235V，水的初温为21℃，加热14s，得到0．5L、末温42℃的热水，则加热水的功率是________W。[c水=4．2×103J/（kg·℃）]
【答案】 (1). 16.1 ； (2). 3150。
【解析】
第一空．由 可得，该电热水龙头正常工作时的电阻：；
第二空．由 可得，加热的水的质量：
水吸收的热量（有用能量）：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（42℃-21℃）=4.41×104J；
则加热水的功率：
三．作图实验题（题12分；8题16分，本大题共20分）
22．（2019 山东泰安市）要测量一个额定电压为4.5V小灯泡的电功率，小灯泡正常工作时的电阻约为10Ω．现有器材：电源（电压恒为8V），电流表，电压表，开关、导线若干，另有两种规格的滑动变阻器可供选择：R1（5Ω，1A）、R2（20Ω，1A）。请完成下列问题：
（1）滑动变阻器应选用 。
（2）选出合适的滑动变阻器后，某同学将实验器材连成如图甲所示的实验电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至 端（选填“a”或“b”）。闭合开关后，逐渐向另一端移动滑片P，观察到的现象是 。（多选）
A．小灯泡变亮，电压表示数变大
B．小灯泡变亮，电流表示数变大
C．小灯泡不发光，电流表示数接近0
D．小灯泡不发光，电压表示数接近8V
（3）造成上述现象的原因是其中有一条导线连接错误，请将该条错误导线打上”ד号：并用笔画线代替导线把它改到正确的位置上。
（4）线路改正后，移动滑片P，当电压表的示数为 V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为 W。
【答案】（1）R2；（2）a； （3）C、D；（4）如上所示；（5）4.5；（6）1.8。
【解析】（1）灯的额定电压为4.5V，小灯泡正常工作时的电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I＝＝＝0.45A，由串联电路的规律和欧姆定律，灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻：
R滑＝＝≈7.8Ω；故选用变阻器R2；
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处a端；
电路中，灯与电流表并联，电压表串联在电路中测电源电压，故电压表示数不变（为8V）；
因电压表内阻很大，电路中的电流几乎为0，灯不发光，故闭合开关后，逐渐向另一端移动滑片P，观察到的现象是C、D；
（3）原电路中，灯与电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表与灯串联，电压表与灯并联，如下所示：
（4）线路改正后，移动滑片P，当电压表的示数为4.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.4A，则该小灯泡的额定功率为：
P＝ULIL＝4.5V×0.4A＝1.8W。
23.（2019 长春市）在研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中：
（1）如图所示，两个密闭的透明容器中装有相等质量的空气，两个容器中的电阻丝R1、R2（R1＜R2）串联接到电源两端．电阻丝R1和R2串联的目的是保证______相同，U型管中液面高度的变化反映_______；
（2）通电10s，观察到图中两侧U型管中液面高度的变化不同，这说明：电流产生的热量与_______有关；
（3）在研究电流产生的热量与电流的关系时，将一段导线与电阻丝R2并联，通电10s，左侧U型管中液面高度的变化比（2）中左侧U型管中液面高度变化_______（选填“大”或“小”）。
【答案】 (1). 电流 (2). 电阻丝产生的热量的多少 (3). 电阻 (4). 大
【解析】第一空．串联电路中电流处处相等，所以电阻丝R1和R2串联的目的保证电流大小相等；
第二空．实验运用了转换法，密闭透明容器中的空气受热膨胀，则U形管两端液面高度差发生变化，所以利用“U形管两端液面高度差的变化”反映电阻丝产生热量多少；
第三空．实验中的变量是电阻大小不同，控制电流和通电时间相同，，观察到图中两侧U型管中液面高度的变化不同，说明电流产生的热量与电阻大小有关；
第四空．将一段导线与电阻丝R2并联后，R2被短路，电流总电阻变小，电流变大，即通过R1的电流增大了，相同时间产生的热量多，所以左侧U型管中液面高度的变化比（2）中左侧U型管中液面高度变化大．
四．计算题（ 题9分； 题9分，本大题共18分）
24.(2019 贵州毕节市)如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝10Ω．当闭合开关S1、S，断开S2时，电流表的示数为0.4A。
（1）求电源电压；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，求电流表的示数；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，求整个电路消耗的电能。
【答案】(1) 12V；(2) 1.2A；(3) 1920J。
【解析】解：（1）当闭合开关S1、S，断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测通过的电流，
由I＝可得，电源电压：U＝I1R1＝0.4A×30Ω＝12V；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电路为R2的简单电路，电流表测通过的电流，
则电流表的示数：I2＝＝＝1.2A；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，R1与R2并联，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过R1、R2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，干路电流：I＝I1+I2＝0.4A+1.2A＝1.6A，
通电100s整个电路消耗的电能：W＝UIt＝12V×1.6A×100s＝1920J。
答：（1）电源电压为12V；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电流表的示数为1.2A；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，整个电路消耗的电能为1920J。
25.(2019 内蒙古通辽市)有一台热水器，内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。R1＝88Ω，R2＝22Ω。
（1）如何控制S1和S2，使热水器处于高温挡；
（2）求低温挡正常工作5min电热丝产生的热量；
（3）求中温挡正常工作时热水器的功率。
【答案】（1）当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，热水器处于高温档；（2）1.32×105J；（3）550W。
【解析】
解：（1）由图知，当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，R1和R2并联接入电路，此时电路中的总电阻最小，电源电压不变，由P＝可知，此时总功率最大，热水器处于高温档；
（2）当断开S1，并将S2拨至位置b时，R1和R2串联接入电路，由P＝可知，此时总功率最小，热水器处于低温档；此时热水器正常工作5min内电热丝产生的热量：
Q＝t＝×5×60s＝1.32×105J；
（3）只闭合开关S1时，电路为R1的基本电路，热水器处于中温档；
此时电路的功率：P中＝＝＝550W；
答：（1）当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，热水器处于高温档；
（2）低温档正常工作5min内电热丝产生的热量为1.32×105J；
（3）中温档正常工作时热水器的功率为550W。
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