专题9电功率（含答案）-2022-2023年山东省中考物理试题分类汇编

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一．选择题（共10小题）

1．（2023济南）商场中，卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说：微波炉很省电，用一次花不了多少电费；顾客说：我觉得微波炉很费电，我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看，售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时（）

A．消耗较少的电能，消耗较多的电能

B．电功率较小，电功率较大

C．电功率较小，消耗较多的电能

D．消耗较少的电能，电功率较大

2．（2023济宁）如图是灯泡L的I﹣U图像。结合图像分析，下列选项正确的是（）

A．通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比

B．当通过灯泡L的电流为0.3A时，其实际功率为0.72W

C．将两个完全相同的灯泡L串联在2.4V的电源两端，电路的总功率为0.24W

D．将灯泡L和18Ω的定值电阻并联在3.6V的电源两端，电路的总电阻为6Ω

3．（2023临沂）将一只“6V3W”的小灯泡（忽略温度影响）与一个阻值为12Ω的电阻串联后接到12V的电源上，闭合开关后，小灯泡的实际功率（）

A．大于3WB．等于3WC．小于3WD．无法确定

4．（2023枣庄）如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的阻值不变，滑动变阻器R的规格是“100Ω1A”。闭合开关，在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下，最大范围内移动滑片，绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图象，如图乙所示。下列说法正确的是（）

A．电源电压为6V

B．小灯泡的电阻为10Ω

C．小灯泡的额定功率为1.8W

D．整个电路电功率最小时，20s内滑动变阻器消耗的电能为12J

5．（2023泰安）如图所示的电路中，电源电压U恒定，灯泡L上标有“2.5V1.25W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），定值电阻R1阻值为15Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω1A”，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。闭合开关S，断开开关S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2′，当滑动变阻器滑片移至中点时，电流表示数为0.3A；闭合开关S、S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P，定值电阻R1在10s内产生的热量为Q。下列说法中（）

①U＝6V

②R2′＝4Ω

③P＝1.35W

④Q＝27J

A．只有①④正确B．只有②③正确

C．只有①③正确D．只有②③④正确

6．（2022临沂）图甲所示电路，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动到某一位置的过程中，两电表的示数关系如图乙所示。下列判断正确的是（）

A．小灯泡的额定功率为0.625W

B．电路的最大总功率为1.2W

C．小灯泡的灯丝阻值越来越小

D．R的阻值变化范围为20Ω～8Ω

7．（2022济宁）如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U﹣I图像。下列分析不正确的是（）

A．当L1两端的电压为100V时，其实际功率为20W

B．当通过L2的电流为0.45A时，其1min消耗的电能为4320J

C．将L1、L2串联，若L1两端的电压为40V，则L2的功率为8W

D．将L1、L2并联，若通过L2的电流为0.5A，则L1的功率为66W

8．（2022淄博）如图，在“探究串并联电路中电流的规律”实验中，灯泡L1和L2上分别标有“3.8V0.2A”和“3.8V0.3A”字样。闭合开关两灯均发光（灯泡的电阻不受温度影响），则（）

A．两灯串联B．电流表A1测灯L1的电流

C．灯L1比L2暗D．电流表A2的示数为0.5A

9．（2022聊城）以下说法正确的是（）

A．只有正电荷的定向移动才能形成电流

B．金属容易导电是因为内部有大量电子

C．导体的电阻越大，导体对电流的阻碍作用越大

D．电流通过用电器产生的热量等于消耗的电能

10．（2022泰安）如甲图所示，灯泡L标有“8V4W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器R1标有“50Ω1A”字样，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，定值电阻R2的电流随电压变化的图象如乙图所示。在保证电路安全和电表不超量程的情况下，当闭合开关S、S1、S2时，通电30s，电路中电流所做的功为120J；当闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡的实际功率为PL；当闭合开关S1、S2，断开开关S时，定值电阻R2消耗的最小功率为P2。下列说法中（）

①灯泡L的电阻为16Ω

②电源电压为12V

③P2＝0.75W

④PL＝1W

A．只有①④正确B．只有②③正确

C．只有①②正确D．只有①③④正确

二．多选题（共2小题）

（多选）11．（2023滨州）某小组在测量标有“0.28A”字样小灯泡电功率的实验中，发现电压表只有0～3V量程完好。正确连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，测得三组数据记录在表一中。同学们分析数据，发现小灯泡不能正常发光。讨论后重新连接电路，再次测得三组数据记录在表二中。下列分析正确的是（）

表一

实验序号电压表示数U/V电流表示数I/A

11.50.16

22.50.22

330.24

表二

实验序号电压表示数U/V电流表示数I/A

430.24

52.20.28

61.50.30

A．电源电压为6V

B．小灯泡的额定电压为3V

C．小灯泡正常发光时的电阻为20Ω

D．小灯泡正常发光消耗的电功率为1.064W

（多选）12．（2022滨州）某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图甲所示，电热丝R1＝48.4Ω，R2＝435.6Ω。小滨为测量电热壶的实际功率，他把家中的其它用电器都与电源断开，仅让电热壶工作，1min内电能表（如图乙）的转盘转动了16转。[不考虑热量损失，已知水的比热容c＝4.2×103J/（kg℃）]下面说法正确的是（）

A．开关S接“2”时，电热壶为“加热”挡位

B．电热壶的正常加热功率为100W

C．电热壶将1kg的水从25℃加热到75℃，需要正常工作210s

D．测量时电热壶的实际加热功率为800W

三．填空题（共10小题）

13．（2023聊城）熔断器是根据电流超过规定值一定时间后，以本身产生的热量使其熔断的原理制成的。测得某熔断器在不同电流下的熔断时间如下表。若通过的电流为2.0A，熔断器的电阻为1Ω，则通电时间为s时熔断器熔断，此过程中熔断器产生的热量是J。

电流I/A1.22.02.53.04.0

熔断时间t/s不会熔断4084.52.5

14．（2023济南）1953年我国第一条220kV高压输电线路工程破土动工，1981年500kV超高压输变电工程正式投入运行，2023年1000kV特高压交流试验示范工程投入商业运行，我国高压输电技术从“跟跑”到“领跑”，已成为中国制造的“金色名片”。为什么远距离输电的电压越来越高？原来，当电流通过输电线时，由于电流的热效应，输电线上就不可避免地有电能损失。在输电线电阻一定的情况下，要减小输电线上的电能损失，就要尽可能减小；为了在一定时间内输送更多的电能，就应该采用来输电。

15．（2023滨州）如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关，电流表A的示数为0.5A，A1的示数为0.3A，则电源电压为V，定值电阻R2在1min内消耗的电能为J。

16．（2023枣庄）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。

（1）图乙中（选填“dc”或“ec”）表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像；

（2）该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为。

17．（2023烟台）如图甲所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为10Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V，通过小灯泡的电流为A，电源电压为V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，电路在1min内消耗的电能为J。

18．（2022威海）如图所示，电源电压恒为12V，R0＝60Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω2A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“6V3W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。当开关S闭合，S1、S2断开，小灯泡正常发光，则通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量为J；当S、S1、S2都闭合，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值为Ω。

19．（2022东营）如图所示，电源电压恒为9V，L1标有“6V6W”字样，L2标有“6V3W”字样，闭合开关后，两灯均能发光，此时L1两端的电压为V。（忽略温度对灯丝电阻的影响）

20．（2022淄博）电热水壶是利用电流的效应工作的。小明家要购买一只电热水壶，他发现某商场有容积相同、额定电压均为220V、额定功率分别为800W和1800W的两种电热水壶。家中给电热水壶供电插座的额定电流是5A，从安全用电的角度考虑，小明应选购W的电热水壶。如图电热水壶的插头中插脚①较长，将插头插入插座时，可确保电热水壶的金属外壳先接触线，避免触电事故。插头外壳是用橡胶做的，是因为橡胶是体。

21．（2022济宁）小明家新购置了一个额定功率为3200W的电热水龙头。经过测试，正常工作时进水温度为20℃，出水温度为45℃，30s内的出水量为800mL，则这800mL水吸收的热量Q＝J，电热水龙头的加热效率η＝。[c水＝4.2×103J/（kg℃）]

22．（2022青岛）综合实践活动中，小明想设计制作一个用于户外照明的简易电路。现有器材：干电池两节，额定电压均为3V的小灯泡两个，开关一个，导线若干。小明选用一节干电池，连接了如图甲所示的电路，闭合开关后灯泡发光，但照明效果不佳。他又在原电路中接入另一个灯泡，连接成图乙所示的电路，闭合开关后，照明效果反而更差了。

（1）小华对小明的实验进行了分析：电源电压一定，两个灯泡串联后，总电阻变大，电流变，根据公式P＝UI可知，总功率变，因此照明效果更差。

（2）为了获得比图甲电路更佳的照明效果，请你利用现有器材设计一个电路，画出电路图，并对所选器材做出必要的说明（无需解释亮度变化的原因）。

四．实验探究题（共7小题）

23．（2023聊城）如图所示，在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，电源电压为6V。

（1）图甲电路中还有一根导线没有连接，请用笔画线代替导线，将电路连接完整（要求：导线不交叉）。

（2）连接好电路，检查无误后，将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大，接着闭合开关试触，观察到电压表的示数超过2.5V，其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值（选填“太小”或“太大”）。

（3）解决问题后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为W。若要使小灯泡变得更亮一些，滑动变阻器的滑片应向（选填“左”或“右”）移动。

实验次数小灯泡两端的电压U/V通过小灯泡的电流I/A小灯泡的亮度小灯泡的电功率P/W

12.20.28比正常发光暗0.62

22.5正常发光

32.80.32比正常发光亮0.90

（4）将上表数据填完整后进行分析，发现小灯泡亮度是变化的，小灯泡的亮度是由其（选填“实际功率”或“额定功率”）决定的。

（5）观察表中的数据发现，虽然是同一小灯泡，但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比，其原因是。

24．（2023菏泽）实验室有一只标有“2.5V”字样的灯泡，额定功率模糊不清。现欲测量其在不同电压U下的功率P，并作出灯泡的P﹣U2关系图线。

（1）除被测灯泡、电源、滑动变阻器、开关、导线外，实验中还需要用到的两个器材是、；

（2）请把测量电路的实验原理图甲补充完整；

（3）开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于端；

（4）某同学作出灯泡的P﹣U2图线如图乙所示，则该灯泡的额定功率为W，正常发光时的电阻为Ω。

25．（2023济宁）电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系，选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油，两电阻丝阻值不同（R1＞R2）。

（1）将两根电阻丝串联后接入电路中，可控制和相等；

（2）通电一段时间后，通过观察来比较电流做功多少；

（3）通过实验发现：在相同时间内，电流通过电阻丝（选填“R1”或“R2”）做的功多；

（4）若R1两端的电压为3V，电路中的电流为0.4A，则10s内电流通过R1做的功为J。

26．（2023枣庄）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。

（1）要探究电热与电阻的关系，应选用组合，并将它们接到电源两端进行实验。

（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装置U形管中液面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，。

（3）实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列实例采用研究方法与此相同的是。

A．探究电流与电压、电阻的关系

B．用铁屑显示磁体周围磁场分布

C．研究光的传播时，引入“光线”

D．探究平面镜成像的特点

27．（2023泰安）物理实验小组连接了如图甲所示的电路，做“测量小灯泡的电功率”实验。可供选择的器材有：电源（可选电压为4.5V、6V），规格为“20Ω2A”的滑动变阻器一个，小灯泡（额定电压为2.5V，额定功率小于0.75W）一个，电压表、电流表各一个，开关，导线若干。

（1）甲图连接的电路有一处错误，请把接错的那根导线找出来打“×”，用笔画线代替导线画出正确的连接（只改接一根导线）。

（2）正确连接电路后，当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光。该实验所用的电压为V，小灯泡的额定功率为W。

（3）变阻器的滑片P移至某处时，电流表示数为0.18A，电压表示数如图乙所示为V，此时小灯泡的电阻为Ω。

（4）该实验小组的同学又设计了如图丙所示的电路，利用阻值为R0的定值电阻和电压表V1、V2等器材，测量额定电压为U额的小灯泡L的额定功率，经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整；

①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表（选填“V1”或“V2”）的示数为U额，同时读出另一个电压表的示数，记为U；

②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡额定功率P额＝。

28．（2022菏泽）小明同学在家研究不同种类灯泡的发光效率（电能转化为光能的效率），可选用的灯泡有：白炽灯①“220V40W”、②“220V15W”各一只；普通节能灯③“220V30W”、④“220V15W”各一只；LED灯⑤“220V15W”、⑥“220V7W”各一只。他从每种灯泡中各选出一只接入家庭电路进行对比实验，用温度计分别测出通电前和通电20分钟后每种灯泡的表面温度，记录如下表：

灯泡的种类白炽灯普通节能灯LED灯

通电前24℃24℃24℃

通电20分钟后大于100℃76.2℃48.4℃

忽略其他因素的影响，认为三种灯泡每升高1℃吸收的热量都相同。回答下列问题：

（1）如果你是小明，对比实验中你选择的三只灯泡是（填灯泡前面的序号）；

（2）根据实验数据，可以判断发光效率最高的灯泡是（填灯泡的种类）。

29．（2022威海）实验室购买了一批规格为“2.5V0.8W”的小灯泡，物理兴趣小组的同学通过测量小灯泡的额定功率来鉴别灯泡是否符合规格。他们准备了如下器材：电源（电压恒为6V）、开关、滑动变阻器（“20Ω1A”）、电流表各1个，导线若干。

（1）若要完成此实验，还需要的器材是；请在图1所示的虚线框内画出实验电路图。

（2）按正确的电路图连接好电路，闭合开关，发现小灯泡强烈发光后立即熄灭，造成这种现象的原因可能是。

（3）问题解决后继续实验，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数如图2所示，此时电路中的电流为A，小灯泡的电功率为W，小灯泡是否符合规格？。

（4）兴趣小组按上述操作测量了这批小灯泡在电压为2.5V时的电功率，发现其中一些小灯泡不符合规格，如果问题出在钨丝的制作环节，其原因可能是。

五．计算题（共12小题）

30．（2023聊城）如图所示，电源电压和小灯泡的灯丝电阻均保持不变。小灯泡L标有“6V1.2W”字样，R0为10Ω的定值电阻，滑动变阻器R铭牌上标有“■Ω1A”字样（电阻值已模糊不清），电压表使用的量程为0～3V，电流表使用的量程为0～0.6A。闭合所有开关，小灯泡正常发光，此时滑动变阻器的滑片在最右端，滑动变阻器的电功率为0.72W。求：

（1）滑动变阻器R铭牌上标注的电阻值；

（2）当开关S1、S3闭合，S2、S4断开时，小灯泡的实际功率；

（3）当开关S2、S4闭合，S1、S3断开时，在不损坏各电路元件的情况下，电路中允许通过的最大电流。

31．（2023济南）传感器（transducer）是一种能感受被测量信息并按照一定规律转换成可用信号的器件或装置。图甲是一种常用压力传感器的原理电路图，电源电压恒定，R1为电阻器，压力感应板A和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起，压力感应板A、B之间由绝缘弹簧相连，其间有可伸缩的导线。闭合开关S，不对压力感应板A施加力时，滑动变阻器R2的滑片P恰在其最上端，电流表、电压表的示数如图乙所示；当在压力感应板A上施加一个5N的压力F时，电流表的示数变为0.3A。通过计算回答：

（1）电阻器R1的电阻值是多少？

（2）此时电压表的示数是多少？

（3）此时滑动变阻器R2消耗的电功率是多少？

32．（2023潍坊）恒温箱广泛应用于医疗、科研、化工等行业部门，图示为某恒温箱的工作原理图。S为电源开关，通过控制温控开关S1可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。电源电压U＝220V，R1、R2是电热丝，R1＝440Ω，“加热”时恒温箱的电功率P加热＝550W。将恒温箱两气孔封闭，闭合开关S，S1置于“加热”挡位，箱内温度从20℃升至设定的恒温温度，用时130s，该段时间内的加热效率η＝80%。恒温箱的容积V＝2m3，箱内空气密度ρ＝1.3kg/m3，箱内空气的比热容c＝1.0×103J/（kg℃）。求：

（1）“保温”时恒温箱的电功率；

（2）电热丝R2的阻值；

（3）恒温箱的恒温温度。

33．（2023济宁）在如图所示的电路中，小灯泡L上标有“6V3W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，定值电阻R0＝16Ω，滑动变阻器R的最大电阻为100Ω。只闭合S1，滑动滑片P，使变阻器电阻RapR，此时电压表示数为10V。若电源电压不变，不计灯丝电阻随温度的变化，求：

（1）小灯泡的电阻；

（2）电源电压；

（3）只闭合S2，在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定值的情况下，电路消耗的总功率范围。

34．（2023临沂）随着生活水平的提高，煎饼已由果腹的家庭主食变为临沂的一道美食。图甲是具有两挡加热功率的煎饼锅，图乙是其内部简化电路图。当开关S1和S2均闭合时，煎饼锅的加热功率为968W；仅闭合开关S1时，煎饼锅的工作电流为1A。求：

（1）当开关S1和S2均闭合时，煎饼锅的工作电流和电阻R1的阻值。

（2）电阻R2的阻值。

35．（2023枣庄）体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R0＝5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0～0.6A，踏板重力不计，求：

（1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为多少；

（2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率为多少；

（3）此体重计所能测量的最大体重为多少。

36．（2023泰安）2023年3月27日是第28个全国中小学生安全教育日，某校开展了安全创意设计比赛活动，物理兴趣小组利用磁性开关S2设计了烟雾报警与自动喷淋联动模拟系统，当烟雾达到一定浓度时触发自动报警喷淋，防范火灾发生。图甲为该模拟系统示意图，Rc为气敏电阻。控制电路中的电流I控≥0.02A时，磁性开关动触片被电磁铁吸引与触点a接触，安全指示灯L熄灭，报警喷淋系统同时工作；控制电路中的电流小于0.02A时，动触片被释放，与触点b接触，安全指示灯亮，报警喷淋系统停止工作。已知控制电路电源电压U控大小可调节，电磁铁线圈电阻不计，气敏电阻Rc的阻值与烟雾浓度C的关系如图乙所示，R0为定值电阻。工作电路电源电压U＝36V，报警电铃标有“36V18W”字样。

（1）安全指示灯L标有“0.9W10Ω”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），要使灯L正常工作，则保护电阻的阻值为多大？

（2）报警电铃响时电流表示数为2.5A，喷淋系统工作20s消耗的电能是多少？

（3）通过调节U控大小，可改变该装置对烟雾探测的灵敏度。调至U控1时，触发报警喷淋的最低烟雾浓度C1＝8%，电阻R0的功率为0.012W，控制电路消耗的总功率为P控1；将电压增大调至U控2，触发报警喷淋时的最低烟雾浓度为C2，控制电路消耗的总功率为P控2，P控1：P控2＝25：31，求U控1、U控2和C2的大小。

37．（2022枣庄）如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P，并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图象，如图乙所示。求：

（1）滑动变阻器的最大阻值；

（2）R0的阻值和电源电压；

（3）整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比。

38．（2022青岛）小明家的电热水壶电热丝断了，他想用一根新电热丝R0替换，但不知道阻值，于是他用伏安法进行了测量，用记录的多组数据描绘出R0的U﹣I图象，如图所示。在老师的安全指导下，小明利用R0重新组装好电热水壶，接在220V家庭电路中能正常工作，忽略温度对电阻的影响。求：

（1）R0的阻值。

（2）新电热水壶的额定功率。

（3）新电热水壶工作400s，把质量为1kg的水从20℃加热到100℃，其加热效率是多少。[c水＝4.2×103J/（kg℃）]

39．（2022临沂）某品牌浴室多功能取暖器具有灯暖和风暖两种功能，其简化电路如图所示，部分参数如表所示。当取暖器正常工作时，求：

额定电压220V

灯暖额定电流2.5A

风暖吹风电机额定电流0.15A

加热电阻22Ω

（1）灯暖灯丝的电阻。

（2）灯暖功能10min消耗的电能。

（3）仅使用风暖功能时电路中的电流。

40．（2022菏泽）如图所示为某用电器的内部简化电路，R1和R2为定值电阻，R1＝176Ω。现将该用电器接入电压为220V的电路，当S1断开、S2接b时，用电器消耗的电功率为220W。求：

（1）只闭合S1时，流过R1的电流；

（2）电阻R2的阻值；

（3）该用电器的最大电功率。

41．（2022泰安）如图所示，物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型，由控制器和加热器组成，可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个挡位，由开关S和加热电阻丝R1、R2组成，U＝220V，R2＝242Ω；控制电路电压恒定，R0＝10Ω，RF为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘T形硬质杆，水箱注水后圆柱形浮体A竖直上浮，通过T形杆对压敏电阻产生压力，所受压力每增加1.5N，电阻减小5Ω。浮体A体积为1000cm3，质量为50g。科技小组对加湿器进行测试：向水箱内缓慢注水，当液面上升至浮体A体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为200mA，此时衔铁恰好被吸下，加热器开始工作；当液面上升至浮体A体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为240mA；当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为300mA。T形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计，g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg℃）。

（1）当加热器处于高挡位时，加热140s所产生的热量全部被1.2kg的水吸收，水温升高了25℃（未达到沸点）。求加热器的高挡功率和低挡功率；

（2）求浮体A体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力；

（3）求水箱注水量达到最大值时，浮体A浸入水中的体积。

六．解答题（共1小题）

42．（2023东营）小明家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示，其内装有4kg导热油，转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换。图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同。

（1）电暖器低温挡工作时，开关应处于位置（选填“1”“2”或“3”）。

（2）已知中温挡额定功率为1000W，求电阻R的阻值和高温挡的额定功率。

（3）使用高温挡正常工作5min，导热油温度由15℃升高到75℃。若消耗的电能有84%被导热油吸收，求导热油的比热容。

（4）根据所学的电学知识，请你提出一条安全使用电暖器的建议。

参考答案与试题解析

一．选择题（共10小题）

1．【解答】解：售货员认为微波炉很省电，是说微波炉的电功率大，但加热食物用时很短，消耗的电能并不多，所以“微波炉很省电，用一次花不了多少电费”，即售货员是从消耗较少的电能角度说的；

顾客是从电功率角度考虑的，因为微波炉属于大功率用电器，工作时电路中电流很大，会烧断保险丝，相同时间内消耗的电能多，所以认为很“费电”。

故选：D。

2．【解答】解：A、灯泡L的I﹣U图象是一条曲线，所以通过灯泡的电流与它两端所加电压不成正比，故A错误；

B、由图像可知，通过灯泡L的电流为0.3A时，灯泡两端的电压小于2.4V，此时灯泡的实际功率：PL＝ULIL＜2.4V×0.3A＝0.72A，故B错误；

C、由串联电路的电压特点可知，两个完全相同的灯泡L串联在2.4V的电源两端时每个灯泡两端的电压：UL串U串2.4V＝1.2V，

由图像可知，当灯泡两端的电压为1.2V时，通过灯泡的电流为0.2A，

此时电路的总功率：P串＝U串IL串＝2.4V×0.2A＝0.48W，故C错误；

D、由并联电路的电压特点可知，灯泡和定值电阻两端的电压：UL＝UR＝U并＝3.6V，

由图像可知，当灯泡两端的电压为3.6V时，通过灯泡的电流为0.4A，

此时通过定值电阻的电流：IR0.2A，

由并联电路的电流特点可知，干路电流：I并＝IL并+IR＝0.4A+0.2A＝0.6A，

由欧姆定律可知，电路的总电阻：R并总6Ω，故D正确。

故选：D。

3．【解答】解：灯泡的电阻为：

RL12Ω；

灯泡和电阻串联后接到12V的电源上时，电路中的电流：

I0.5A；

根据P＝I2R可得，灯泡的实际电功率为：

PL实＝I2RL＝（0.5A）2×12Ω＝3W。

故ACD错误，B正确。

故选：B。

4．【解答】解：

A、由题意及图中数据可得，当滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω时，通过电阻的电流为0.3A，则滑动变阻器两端的电压为：U＝IR＝0.3A×20Ω＝6V；

而电源电压应该大于6V，故A错误；

B、由题意及欧姆定律可得：U＝I1RL+I1R1＝0.3A×RL+0.3A×20Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；

当电路中的电流I2＝0.1A时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压U＝I2RL+I2R2＝0.1A×RL+0.1A×100Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

联立①②，解得：RL＝20Ω、U电＝12V，故B错误；

C、由题意可得，要保证电路安全且灯泡正常发光，则通过灯泡的电流最大为其额定电流，结合上述分析可得，小灯泡的额定电流为0.3A，额定电压为：U额＝U电﹣U＝12V﹣6V＝6V；

则小灯泡的额定功率为：P额＝U额I额＝6V×0.3A＝1.8W，故C正确；

D、电源电压不变，当电路中电流最小时，总功率最小，由图像可知最小电流为0.1A，此时变阻器接入电路的阻值为100Ω，

则这种情况下20s内滑动变阻器消耗的电能为：W＝I小2R滑大t＝（0.1A）2×100Ω×20s＝20J，故D错误。

故选：C。

5．【解答】解：（1）闭合开关S，断开开关S1、S2，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测灯泡两端的电压，

在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2′，当滑动变阻器滑片移至中点时，滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω＝10Ω，电流表示数为0.3A，根据欧姆定律可得滑动变阻器两端的电压IR2＝0.3A×10Ω＝3V；

灯泡的电阻RL5Ω，

此时灯泡两端的电压UL′＝IRL＝0.3A×5Ω＝1.5V，

串联电路总电压等于各部分电压之和，则电源电压U＝UL′+U2＝1.5V+3V＝4.5V，故①错误；

灯泡正常发光的电流IL0.5A，

电流表量程为0～0.6A，串联电路各处电流相等，所以通过电路的最大电流为0.5A，

根据欧姆定律可得电路最小总电阻R9Ω，

串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2′＝R﹣RL＝9Ω﹣5Ω＝4Ω，故②正确；

（2）闭合开关S、S1、S2，两电阻并联接入电路，电流表测干路电流，根据电流表的量程可知通过干路的最大电流为0.6A，

并联电路各支路两端电压相等，根据欧姆定律可得通过定值电阻的电流I10.3A，

并联电路干路电流等于各支路电流之和，通过滑动变阻器的最大电流I2＝I′﹣I1＝0.6A﹣0.3A＝0.3A，

滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P＝UI2＝4.5V×0.3A＝1.35W，故③正确；

定值电阻R1在10s内产生的热量为Q＝W＝UI1t＝4.5V×0.3A×10s＝13.5J，故④错误。

故选：B。

6．【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流。

A、小灯泡的额定电压为2.5V，由图乙可知，此时通过小灯泡的电流即额定电流为：IL＝0.25A；

小灯泡的额定功率：P额＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W，故A正确；

B、电路中的最大电流：I大＝IL＝0.25A，电路的最大功率：P大＝UI大＝4.5V×0.25A＝1.125W，故B错误；

C、由图乙可知，随着电压的增大，通过灯泡的电流也增大，I﹣U图像为一条向U轴靠近的图线，根据R可知，小灯泡的灯丝阻值越来越大，故C错误；

D、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，灯泡分得的电压最小，

由图乙可知，小灯泡两端的最小电压UL′＝0.5V时，通过的电流IL′＝0.08A，

此时滑动变阻器两端的电压：UR′＝U﹣UL′＝4.5V﹣0.5V＝4V，

由串联电路的电流特点可知，通过滑动变阻器的电流：I小＝IL′＝0.08A

则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R大50Ω；

当小灯泡正常发光时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，

由图乙可知，小灯泡两端的电压UL＝2.5V时，通过的电流IL＝0.25A；

滑动变阻器两端的电压：UR′'＝U﹣UL＝4.5V﹣2.5V＝2V，

由串联电路的电流特点可知，通过滑动变阻器的电流：I大＝IL＝0.25A；

则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R小8Ω；R的阻值变化范围为50Ω～8Ω，故D错误。

故选：A。

7．【解答】解：

A、当L1两端的电压为100V时，根据图像可知，通过L1的电流为0.2A，其实际功率为：P1＝U1I1＝100V×0.2A＝20W，故A正确；

B、当通过L2的电流为0.45A时，L2两端的电压为160V，其1min消耗的电能为W＝U2I2t＝160V×0.45A×60s＝4320J，故B正确；

C、将L1、L2串联，若L1两端的电压为40V，由图像可知，通过灯泡L1的电流：I'1＝0.1A，根据串联电路电流规律可知，通过灯泡L2的电流I'2＝I'1＝0.1A；

由图像可知，此时灯泡L2两端的电压为U'2＝20V，L2的功率为：P2＝U2I'2＝20V×0.1A＝2W，故C错误；

D、将L1、L2并联，若通过L2的电流为0.5A，由图像可知，L2两端的电压为：U''2＝220V，根据并联电路电压规律可知，灯泡L1两端的电压：U''1＝U''2＝220V；

由图像可知，通过L1的电流I''1＝0.3A，L1的功率为：P1＝U''1I''1＝220V×0.3A＝66W，故D正确。

故选：C。

8．【解答】解：AB、由图可知，两灯泡并联接入电路，电流表A1测通过灯泡L2的电流，电流表A2测干路电流，故AB错误；

C、两灯泡L1和L2分别标有“3.8V0.2A”和“3.8V0.3A”字样，由欧姆定律可得两灯的电阻关系为R1＞R2，

两灯泡并联，其两端电压相等，且R1＞R2，由P可知，灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率，则灯L2更亮，故C正确；

D、由图知，两节干电池串联，则电源电压为3V，如果两灯能正常发光，则A2的示数为0.2A+0.3A＝0.5A；由于电源电压小于两灯泡的额定电压为3.8V，所以此时两灯泡都不能正常发光，则A2的示数应小于0.5A，故D错误。

故选：C。

9．【解答】解：

A、电荷的定向移动形成电流，不管是正电荷还是负电荷只要是发生定向移动都能形成电流，故A错误；

B、金属容易导电是因为内部有大量子的自由电子，故B错误；

C、电阻表示导体对电流阻碍作用的大小，导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大，故C正确；

D、电流通过用电器产生的热量不一定等于消耗的电能，例如电动机工作时，电能主要转化为机械能，少部分电能转化为内能，所以电动机工作时产生的热量要小于消耗的电能，故D错误。

故选：C。

10．【解答】解：①、已知灯泡L的额定电压U额＝8V，灯泡L的额定功率P额＝4W，

由可知灯泡L的电阻为：16Ω，故①正确；

②、由欧姆定律结合图乙中的数据可知电阻R2的阻值为：R216Ω；

由图甲可知，当闭合开关S、S1、S2时，滑动变阻器和L被短路，电路中只有R2；

由W可知U2（8V）2，则电源电压U＝8V，故②错误；

③、当闭合开关S1、S2，断开开关S时，L被短路，R1和R2的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压；

当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，其两端的电压最大，由电压表的量程可知R1两端的电压最大为U1大＝3V，

由串联电路的电压特点可知R2两端的电压最小为：U2小＝U﹣U1大＝8V﹣3V＝5V，

此时电路中最小电流为：I小0.3125A，

由欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的最大阻值为：R19.6Ω，滑动变阻器的最大阻值50Ω，符合条件；

则R2的最小功率为：P2＝I小U2小＝0.3125A×5V＝1.5625W，故③错误；

④、当闭合开关S，断开开关S1、S2时，L和R2串联，电流表测电路中的电流；

由串联电路的电阻特点可知电路总电阻为：R＝R2+RL＝16Ω+16Ω＝32Ω，

此时电路中的电流为：I0.25A，

此时灯泡L的实际功率为：PL＝I2RL＝（0.25A）2×16Ω＝1W，故④正确；

综上所述分析可知①④正确，故B、C、D错误，A正确。

故选：A。

二．多选题（共2小题）

11．【解答】解：用伏安法测量灯泡电功率的实验中，将灯泡与滑动变阻器串联接入电路，表一在通过小灯泡的电流逐渐增大时，电压表示数在逐渐增大，表二在通过小灯泡的电流逐渐增大时，电压表示数在逐渐减小，由小灯泡的阻值随温度的升高而增大，在实验过程中小灯泡的温度越来越高，小灯泡电阻在逐渐变大，可知：表一是实验过程中将电压表并接在了小灯泡两端记录所得数据，表二是实验过程中将电压表并接在了滑动变阻器两端记录所得数据。

A、结合表一、表二在电流表示数为0.24A时，电压表示数分别为3V、3V，由串联电路的电压规律可知电源电压U＝3V+3V＝6V，故A正确；

B、由题知，小灯泡的额定电流为0.28A，对应表二电压表示数为2.2V，可知小灯泡的额定电压为6V﹣2.2V＝3.8V，故B错误；

C、由欧姆定律I可知，正常发光时，小灯泡的电阻R13.6Ω，故C错误；

D、小灯泡正常发光消耗的电功率P＝UI＝3.8V×0.28A＝1.064W，故D正确。

故选：AD。

12．【解答】解：A、开关S接“1”时，电路为R1的简单电路，开关S接“2”时，电热丝R1、R2串联；

因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由P＝UI可知，电路为R1的简单电路时，电路中的电阻最小，电功率最大，电热壶为“加热”挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，此时电热壶为“保温”挡，

因此开关S接“2”时，电热壶为“保温”挡，故A错误；

B、电热壶的正常加热功率：P加热1000W，故B错误；

C、水吸水的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg℃）×1kg×（75℃﹣25℃）＝2.1×105J，

因为不考虑热量损失，所以电热壶加热时消耗的电能：W＝Q吸＝2.1×105J，

由P可知，电热壶正常加热的时间：t'210s，故C正确；

D、1200r/（kWh）表示电路中用电器每消耗1kWh的电能，电能表的转盘转1200转，

电能表的转盘转16r时，电热壶消耗的电能：W实kWh；

电蒸锅的实际功率：P实0.8kW＝800W，故D正确。

故选：CD。

三．填空题（共10小题）

13．【解答】解：根据表格数据知：当I＝2A，通电时间为40s时熔断器熔断，

此过程中熔断器产生的热量：Q＝I2Rt＝（2A）2×1Ω×40s＝160J。

故答案为：40；160。

14．【解答】解：为了减少输送中电能的损失，由P＝I2R可知，应尽量减小导线的电阻，由于输电距离不能改变，只能使导线粗一些，但导线过粗不但会消耗大量的金属材料，而且给架线带来困难，另一种办法是减小导线中的电流，由P＝UI可知，在输送电功率不变的前提下，要减小电流，必须提高电压，所以远距离输电主要采取高压输电的方式来减少线路上的损失。

故答案为：输电电流；更高电压。

15．【解答】解：（1）由图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电流，

并联电路各支路两端电压相等，都等于电源电压，由欧姆定律可得电源的电压：

U＝U2＝U1＝I1R1＝0.3A×10Ω＝3V；

（2）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＝0.5A﹣0.3A＝0.2A，

1min内电阻R2消耗的电能：W＝UI2t＝3V×0.2A×60s＝36J。

故答案为：3；36。

16．【解答】解：

（1）由甲图可知，R0与R串联，电压表V1测R0两端的电压，电压表V2测R两端的电压，电流表测电路中的电流，滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中，滑动变阻器R接入电路的阻值变小，电路中的电流变大，由U＝IR0可知定值电阻的电压随着电流的增大而增大，故ec表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像。

（2）滑片P在a点时，电路中的电阻最小，电流最大，电流Ia＝0.3A，由P＝UI可知，电路总功率最大；

滑片P在b点时，电路中的电阻最大，电流最小，电流Ib＝0.1A，由P＝UI可知，电路总功率最小，则该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为：

。

故答案为：（1）ec；（2）3：1。

17．【解答】解：由图可知，当只闭合S1、S2时，R1、L串联，电压表测量灯泡L两端的电压；

由图乙可知，当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流为0.6A；

根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知，R1两端的电压：U1＝IR1＝0.6A×10Ω＝6V，

根据串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝UL+U1＝2V+6V＝8V；

当只闭合S2、S3时，R2与L串联，电压表测量灯泡L两端的电压；

根据图乙可知，当小灯泡两端的为4V时，通过小灯泡的电流为0.8A，

根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流为0.8A，

电路在1min内消耗的电能：W＝UI′t＝8V×0.8A×1×60s＝384J。

故答案为：0.6；8；384。

18．【解答】解：（1）当开关S闭合，S1、S2断开，灯泡L与变阻器R串联，

因为此时小灯泡正常发光，所以UL＝6V，PL＝3W；

由P＝UI可得，串联电路中的电流：I＝IL0.5A，

由串联电路的电压特点可得变阻器两端的电压为：UR＝U﹣UL＝12V﹣6V＝6V，

则通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量为：Q＝W＝URIt＝6V×0.5A×60s＝180J；

（2）当S、S1、S2都闭合，此时灯泡被短路，R0与R并联，电流表测干路中的电流；

电流表的量程为“0～0.6A”，为了保证干路中的电流表不被烧坏，则干路电流最大为0.6A，

通过R0的电流为：I00.2A，

由并联电路的电流特点可知，通过变阻器的最大电流为：IR＝I总大﹣I0＝0.6A﹣0.2A＝0.4A，

滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值：R小30Ω。

故答案为：180；30。

19．【解答】解：

由可知，灯泡L1的电阻：，

灯泡L2的电阻：；

由图可知两灯串联，由电阻的串联和欧姆定律可知，电路中的电流：，

则此时L1两端的电压：U1＝IR1＝0.5A×6Ω＝3V。

故答案为：3。

20．【解答】解：（1）电热水壶是利用电流的热效应工作的；

（2）额定功率为800W电热水壶的额定电流为：I甲3.6A；额定功率分别为1800W电热水壶的额定电流为：I乙8.18A；室内插座的额定电流是5A，额定功率为1800W电热水壶的额定电流大于插座的额定电流，额定功率为800W电热水壶的额定电流小于插座的额定电流，所以应该选用800W的；

（3）插头制作的长一些，可以使用电器在与火线接通之间先使外壳与地线相通，在拔插头时，先使插头与火线相脱离，防止触电事故的发生；

（4）各种插头的外壳都采用了橡胶、塑料等材料，是因为塑料和橡胶都是绝缘体，可以防止漏电。

故答案为：热；800；地；绝缘体。

21．【解答】解：（1）水的体积为：V＝800mL＝800cm3，

由密度公式ρ知水的质量为：

m＝ρ水V＝1.0g/cm3×800cm3＝800g＝0.8kg，

水吸收的热量为：

Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg℃）×0.8kg×（45℃﹣20℃）＝8.4×104J；

由P得消耗的电能为：

W＝Pt＝3200W×30s＝9.6×104J，

电热水龙头的加热效率为：

η100%100%＝87.5%。

故答案为：8.4×104；87.5%。

22．【解答】解：（1）电源电压一定，两个灯泡串联后，总电阻变大，根据I知电流变小，根据公式P＝UI可知，总功率变小，因此照明效果更差；

（2）要获得比图甲电路更佳的照明效果，即增大电路的电功率，在电源电压不变时，由P知减小电路的总电阻；

根据并联电路的总电阻小于任何一个分电阻知需要将两相同的灯泡并联，开关控制整个电路，见下图：

。

故答案为：（1）小；小；（2）见上图。

四．实验探究题（共7小题）

23．【解答】解：（1）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡应串联在电路中，电压表与小灯泡并联，如图所示：

（2）连接好电路，检查无误后，将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大，接着闭合开关试触，观察到电压表的示数超过2.5V，即此时变阻器分担的电压过小；根据串联电路具有分压作用可知：滑动变阻器最大电阻值太小；

（3）由图乙，电流表选用0～0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；

若要使小灯泡变得更亮一些，电路中电流应变大，电阻变小，变阻器的滑片P应向右移动；

（4）根据表格中的数据和P＝UI可知，灯泡两端的电压和电流都增大时，实际功率也会增大，灯泡变亮；

所以小灯泡的亮度是由实际功率确定的；

（5）因为灯泡电阻随温度的变化而变化，所以灯泡中的电流与其两端的电压并不成正比。

故答案为：（1）见解答图；（2）太小；（3）0.75；右；（4）实际功率；（5）灯泡电阻随温度变化而变化。

24．【解答】解：（1）由本实验目的和原理（P＝UI）知，实验中还需要用到的两个器材是电流表、电压表；

（2）电压表与灯泡并联，电流表串联在电路中，如下图所示：

（3）为保护电路，由图甲所示电路图可知，闭合开关前，滑片要置于A端；

（4）灯泡的额定电压为“2.5V”，U2＝（2.5V）2＝6.25V2，由图乙得出灯泡的额定功率为0.9W，

灯泡正常发光时的电阻为：R6.9Ω。

故答案为：（1）电流表；电压表；（2）见解答图；（3）A；（4）0.9；6.9。

25．【解答】解：（1）由图可知，R1、R2串联，根据串联电路的特点可知，通过R1、R2的电流相等，而且R1、R2同时工作，所以可控制两根电阻丝的电流和通电时间相同；

（2）在这个实验中，小明是通过观察比较温度计示数来比较电流做功多少的；

（3）通过R1、R2的电流大小相等，通电时间相同，由于R1＞R2，由Q＝I2Rt可知，电流通过电阻丝R1产生的热量多，则表示R1做的功多；

（4）10s内电流通过R1做的功：W＝UIt＝3V×0.4A×10s＝12J。

故答案为：（1）电流；通电时间；（2）温度计示数；（3）R1；（4）12。

26．【解答】解：（1）要研究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电阻的阻值不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验。

（2）选用乙、丙组合，串联在电路中，此时右边两个电阻并联后再与左边的电阻串联（如下图），由并联电路的电流特点可知通过乙容器中5Ω电阻的电流大于通过丙容器中5Ω电阻的电流，当在通电时间相同的情况下，发现乙装置U形管中液面高度变化大，可知气压差越大，温度差越大，热量越多，可以得出的结论是：在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，产生的热量越多。

（3）实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，这是转换法的应用；

A．探究电流与电压、电阻的关系时，用到的方法是控制变量法，故A不符合题意；

B．用铁屑显示磁体周围磁场分布时，磁体周围磁场的强弱转化为吸引铁屑的多少，是转换法，故B符合题意；

C．研究光的传播时，引入“光线”，这是模型法，故C不符合题意；

D．探究平面镜成像的特点，用到的是替代法，故D不符合题意。

故选：B。

故答案为：（1）甲、乙；串联；（2）通过导体的电流越大，产生的热量越多；（3）B。

27．【解答】解：（1）原电路图中，灯泡没有接入电路，电压表串联在电路中是错误的，在测量小灯泡的电功率实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：

；

（2）已知小灯泡额定电压为2.5V，额定功率小于0.75W，由P＝UI可知，小灯泡额定电流小于I'0.3A；

假设灯泡额定电流为0.3A，当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光，此时电源电压为U'＝UL+I'R滑＝2.5V+0.3A×10Ω＝5.5V，

因可选电源电压为4.5V和6V，故该实验所用的电压为U源＝4.5V；

当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光，此时滑动变阻器两端电压为U滑＝U源﹣UL＝4.5V﹣2.5V＝2V，

根据串联电路电流特点，小灯泡额定电流为IL＝I滑0.2A，

则小灯泡额定功率为：

PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W；

（3）由图甲可知，电压表选用小量程；变阻器的滑片P移至某处时，电流表示数为0.18A，电压表示数如图乙所示，电压表分度值0.1V，其示数为1.8V，则此时小灯泡的电阻为：

R10Ω；

（4）实验步骤：

①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表V1的示数为U额，同时读出另一个电压表的示数，记为U；

②由图丙可知，灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表V1测灯泡两端电压，电压表V2测灯泡和R0两端电压，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表V1的示数为U额，此时灯泡正常发光；

根据串联电路电压规律，R0两端电压为U0＝U﹣U额，

根据串联电路电流特点，灯泡额定电流为I额＝I0，

则小灯泡额定功率为：

P额＝U额I额＝U额。

故答案为：（1）见解答图；（2）4.5；0.5；（3）1.8；10；（4）①V1；②U额。

28．【解答】解：（1）要研究不同种类灯泡的发光效率，需要控制灯泡的额定功率相同，改变灯泡的种类，所以选用②、④、⑤三只灯泡；

（2）由表格数据中可知：在规格相同条件下，各灯消耗的电能相同，使用LED灯时温度最低，说明电能转化成的光能最多，即LED灯的发光效率最高。

故答案为：（1）②、④、⑤；（2）LED灯。

29．【解答】解：（1）测量小灯泡在额定电压下工作要使用电压表；灯泡与滑动变阻器、电流表、开关、电源组成串联电路，电压表并联在电阻两端，移动变阻器可以使小灯泡正常发光，电路如下：

；

（2）灯泡发出明亮耀眼的光，说明电路电流很大，电路电阻很小，连接电路时，滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处；

（3）闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，电流表选用0～0.6A的量程，分度值为0.02A，电流为0.32A，则小灯泡的额定功率为：

P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W，测出的额定功率与所标的额功率相同，小灯泡符合规格；

（4）假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度小于合格产品小灯泡钨丝的长度；若长度没问题，那可能是横截面积不合要求。

故答案为：（1）电压表；见解析；

（2）连接电路前，滑动变阻器划片没有滑至阻值最大处；

（3）0.32；0.8；符合规格；

（4）制作钨丝时，钨丝横截面积不合格。

五．计算题（共12小题）

30．【解答】解：（1）由图可知，闭合所有开关，灯泡L与滑动变阻器R并联，电流表测量通过滑动变阻器的电流；

根据并联电路的电压特点可知，电源电压：U＝UR＝UL＝6V；

此时滑动变阻器的滑片在最右端，接入电路的阻值最大，

由P可知，滑动变阻器的最大阻值：R50Ω，即滑动变阻器R铭牌上标注的电阻值为50Ω；

（2）由图可知，当开关S1、S3闭合，S2、S4断开时，灯泡与R0串联；

由P可知，小灯泡的电阻：RL30Ω，

根据串联电路特点和欧姆定律可知，电路中的电流：I0.15A；

小灯泡的实际功率：PL′＝I2RL＝（0.15A）2×30Ω＝0.675W；

（3）由图可知，当开关S2、S4闭合，S1、S3断开时，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，电压表测量R0两端的电压；

根据电压表量程可知，R0两端的最大电压：U0大＝3V，

电路中的最大：I大0.3A，

根据题意可知，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，

所以在不损坏各电路元件的情况下，电路中允许通过的最大电流为0.3A。

答：（1）滑动变阻器R铭牌上标注的电阻值为50Ω；

（2）当开关S1、S3闭合，S2、S4断开时，小灯泡的实际功率为0.675W；

（3）当开关S2、S4闭合，S1、S3断开时，在不损坏各电路元件的情况下，电路中允许通过的最大电流为0.3A。

31．【解答】解：电阻器R1和滑动变阻器R2串联，开始时R2阻值为0Ω，

电源电压U＝3V；

（1）由欧姆定律，可得：电阻器R1的电阻值

；

（2）由欧姆定律，可得：此时电压表的示数

U′＝I′R＝0.3A×6Ω＝1.8V；

（3）U′＝U﹣U′＝3V﹣1.8V＝1.2V；

此时滑动变阻器R2消耗的电功率

P′＝U′I′＝1.2V×0.3A＝0.36W；

答：（1）电阻器R1的电阻值是6Ω。

（2）此时电压表的示数是1.8V。

（3）此时滑动变阻器R2消耗的电功率是0.36W。

32．【解答】解：（1）由图可知，当闭合开关S，温控开关S1置于右边两个触点时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P可知，电路中的总功率最大，恒温箱处于加热挡；

当闭合开关S，温控开关S1置于左边触点时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，恒温箱处于保温挡；

“保温”时恒温箱的电功率：P保110W；

（2）由于并联电路中各用电器的电功率之和等于电路的总功率，则加热挡工作时R2的电功率：P2＝P加﹣P保＝550W﹣110W＝440W，

由P可知，R2的阻值：R2110Ω；

（3）由P可知，恒温箱消耗的电能：W＝P加t′＝550W×130s＝71500J，

由η可知，恒温箱内气体吸收的热量：Q吸＝ηW＝80%×71500J＝57200J，

由ρ可知，恒温箱内气体的质量：m＝ρV＝1.3kg/m3×2m3＝2.6kg，

由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，恒温箱的恒温温度：tt020℃＝42℃。

答：（1）“保温”时恒温箱的电功率为110W；

（2）电热丝R2的阻值为110Ω；

（3）恒温箱的恒温温度为42℃。

33．【解答】解：（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，由P可得，灯泡电阻：

RL12Ω；

（2）只闭合S1，R0与变阻器R串联，变阻器电阻RapR＝20Ω；

电路电流I0.5A；

电源电压U＝I（R0+Rap）＝0.5A×（16Ω+20Ω）＝18V；

（3）只闭合S2时，L与R串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，

由P＝UI可得，灯泡正常工作的电流：

IL0.5A，

电流表量程为0～0.6A，因串联电路的电流处处相等，

所以，为了保证各元件的安全，电路中最大电流：Imax＝IL＝0.5A，

最大功率Pmax＝UImax＝18V×0.5A＝9W；

电压表量程为0～15V，当电压表示数最大为15V时，变阻器接入的阻值最大，电路中电流最小，

则灯泡两端的最小电压：UL′＝U﹣U滑大＝18V﹣15V＝3V，

电路中的最小电流：Imin＝IL′0.25A，

最小功率Pmin＝UImin＝18V×0.25A＝4.5W。

答：（1）小灯泡的电阻为12Ω；

（2）电源电压18V；

（3）电路消耗的总功率范围为4.5W～9W。

34．【解答】解：（1）由图乙可知，当开关S1和S2均闭合时，R2被短路，电路为R1的简单电路，

由P＝UI可知，此时电路中的电流：I14.4A，

由欧姆定律可知，电阻R1的阻值：R150Ω；

（2）仅闭合开关S1时，两电阻串联，

由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R总220Ω，

由串联电路的电阻特点可知，电阻R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝220Ω﹣50Ω＝170Ω。

答：（1）当开关S1和S2均闭合时，煎饼锅的工作电流为4.4A，电阻R1的阻值为50Ω；

（2）电阻R2的阻值为170Ω。

35．【解答】解：（1）由图甲可知，闭合开关S，定值电阻R0与压敏电阻R串联，由图乙可知当体重计空载时，R＝45Ω，I＝0.12A，则电源电压为：

U＝I（R+R0）＝0.12A×（45Ω+5Ω）＝6V；

（2）由题图乙可知，当体重计示数为600N时，压敏电阻的阻值R'＝15Ω，此时电路中电流为：I'0.3A；

定值电阻R0消耗的功率为：P＝I'2R0＝（0.3A）2×5Ω＝0.45W；

（3）已知电流表量程为0～0.6A，当电路中的电流最大为Imax＝0.6A时，体重计测量最大体重，此时压敏电阻的阻值为：R''R05Ω＝5Ω；

由题图乙可知，所能测量的最大体重为1200N。

答：（1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为6V；

（2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率为0.45W；

（3）此体重计所能测量的最大体重为1200N。

36．【解答】解：（1）由图甲可知，工作电路中，动触片与触点b接触时灯泡与保护电阻R'串联，

由P＝UI＝I2R可知，灯L正常工作时的电流：IL0.3A，

由欧姆定律可知，此时工作电路的总电阻：R总b120Ω，

由串联电路的电阻特点可知，保护电阻R'的阻值：R'＝R总b﹣RL＝120Ω﹣10Ω＝110Ω；

（2）由图甲可知，工作电路中，动触片与触点a接触时电铃与喷淋系统并联，电流表测干路电流，

由P＝UI可知，电铃正常工作时的电流：I电铃0.5A，

由并联电路的电压特点可知，此时电铃两端的电压等于电铃的额定电压，电铃正常工作，通过电铃的电流I电铃＝0.5A，

由并联电路的电流特点可知，通过喷淋系统的电流：I喷淋＝I'﹣I电铃＝2.5A﹣0.5A＝2A，

喷淋系统工作20s消耗的电能：W喷淋＝U喷淋I喷淋t＝36V×2A×20s＝1440J；

（3）由图乙可知，气敏电阻RC的阻值与烟雾浓度C的关系为一次函数，因此可设：RC＝kC+b，

当C＝0时，RC＝300Ω，则b＝RC﹣kC＝300Ω﹣k×0＝300Ω，

当C'＝5%时，RC'＝250Ω，则k1000Ω，

则RC与C的关系式为RC＝﹣1000Ω×C+300Ω，

当C1＝8%时，RC1＝﹣1000Ω×8%+300Ω＝220Ω，

由题意可知，触发报警喷淋的最低烟雾浓度时的电路电流：I0＝0.02A，

由P＝UI＝I2R可知，R0的阻值：R030Ω，

由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时控制电路的电源电压：U控1＝I0（RC1+R0）＝0.02A×（220Ω+30Ω）＝5V，

则浓度C1＝8%时，控制电路消耗的总功率：P控1＝U控1×I0＝5V×0.02A＝0.1W，

由P控1：P控2＝25：31可知，浓度为C2时，控制电路消耗的总功率：P控2P控10.1W＝0.124W，

由P＝UI可知：U控26.2V，

由欧姆定律可知，电压增大调至U控2时电路的总电阻：R总2310Ω，

由串联电路的电阻特点可知，烟雾浓度为C2时，气敏电阻RC的阻值：RC2＝R总2﹣R0＝310Ω﹣30Ω＝280Ω，

由RC＝﹣1000Ω×C+300Ω可知：C22%。

答：（1）保护电阻的阻值为110Ω；

（2）喷淋系统工作20s消耗的电能是1440J；

（3）U控1为5V，U控2为6.2V，C2为2%。

37．【解答】解：由图甲可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器两端的电压；

（1）由乙图可知，当滑片P在b端时，电路中的电流最小，且Ib＝0.2A，Pb＝2W，

由P＝UI＝I2R可知，滑动变阻器的最大阻值为：Rb50Ω；

（2）由乙图可知，当滑片P在某点c处时，电路中的电流Ic＝0.4A，Pc＝3.2W，所以滑动变阻器接入电路的阻值Rc20Ω；

当滑片P在b端时，电源电压：U＝Ib（R0+Rb）＝0.2A×（R+50Ω）……