第18章 电功率【B卷·能力提升练】（解析版）-2023-2024学年九年级物理全一册单元速记·巧练（人教版）

第18章电功率（B卷·能力提升练）班级___________姓名___________学号____________分数____________（考试时间：90分钟试卷满分：100分）一、选择题（每小题3分，共42分，只有一个选项符合题意）1．现代社会生活和生产几乎处处离不开电，用电，实际上用的是电能。下列关于电能和电功的说法正确的是（）A．用电器通过电流做功把电能转化为其它形式的能 B．发电站把电能转化为其它形式的能 C．电功和电能的单位都是瓦特 D．电功和电能是同一个物理量解：A、根据电功的实质可知，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，故A正确；B、发电站是把其它形式的能转化为电能，故B错误；C、电功和电能的单位都是焦耳，故C错误；D、电流做功的过程，是将电能转化为其它形式能的过程，所以电功不是电能，故D错误。答案：A。2．现有“6V3W”和“12V6W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是（）A．通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少 B．通电时间相同时，电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快 C．两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少 D．两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1A解：“6V3W”和“12V6W”分别表示甲、乙两灯的额定电压和额定功率。A、由于不知两灯是否正常工作，所以两实际功率大小未知，由W＝Pt知，无法判断两灯在相同时间内消耗电能的多少，故A错误；B、由于两灯的实际功率未知，而电功率是表示电流做功快慢的物理量，所以电流通过两灯做功的快慢无法确定，故B错误；C、由P=U2R可得，R甲=U额甲2P额甲=由串联电路的电流特点知，两只灯泡串联工作时，通过的电流相等，由Q＝I2Rt知，相等时间里甲灯产生热量小于乙，故C正确；D、甲的额定电压小于乙，由并联电路的电压规律知，甲和乙灯并联时，电源电压最大为U＝U实乙＝U额甲＝6V，由并联电路的电流规律和欧姆定律可得，干路中允许通过的最大电流：I＝I甲+I乙=UR甲+答案：C。3．老王的手机电池的铭牌上标有“5V4000mA•h”的字样，手机正常使用时功率为2W。如果他在电池电量剩余30%时，立刻插上30W的充电器，并持续正常使用，直到电量充满。他这次给手机充电的时间是（）A．0.2h B．0.47h C．0.5h D．0.67h解：手机充满电储存的电能为：W＝UIt＝5V×4000×10﹣3A×1h＝20W•h，需要充的电能W充＝Wη＝W﹣W用＝P1t﹣P2t，充满需要的时间t=W-WηP答案：C。4．灯泡L1、L2分别标有“220V100W”、“220V40W”的字样，将它们接入220V的电路中，则（）A．L1、L2并联时，L1比L2亮 B．L1、L2并联时，亮度相同 C．L1、L2串联时，L1比L2亮 D．L1、L2串联时，亮度相同解：AB、由P=U2R可知，两灯泡正常发光时的电压均为220V，灯泡灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，两灯并联接入220V的电路中，两灯正常发光，灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，所以两灯泡正常发光时L1的功率大，灯更亮，故A正确，B错误；CD、两灯泡串联起来接入220V的电路中，它们的电流相等，根据P＝I2R可知，L1的电阻较小，较暗，L2的电阻大，较亮，故CD错误。答案：A。5．小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，其两者的I﹣U关系图象如图乙所示，下列说法中正确的是（）A．图乙中曲线A表示电阻R的I﹣U关系图象 B．当电源电压为4V时、电流表示数为0.5A C．当电源电压为4V时，小灯泡L的实际功率为1.6W D．如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端，电路消耗的总功率为2W解：A、定值电阻R的I﹣U关系图象是一条直线，故A错误；BC、由图甲可知小灯泡L和定值电阻R并联在电压为4V的电源上时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，它们两端的电压均为4V，由图象可知对应的电流：IL＝0.3A，IR＝0.1A，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＝IL+IR＝0.3A+0.1A＝0.4A；小灯泡L的实际功率：PL＝UIL＝4V×0.3A＝1.2W，故B、C错误；D、如果把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上，由乙图可知当通过电路的电流为0.2A时，灯泡两端的电压为2V，电阻两端的电压为8V，串联电路总电压等于各部分电压之和，此时电路总电压U＝UL+UR＝2V+8V＝10V，恰好等于电源电压，即把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上，电路中的电流等于0.2A，所以电路消耗的总功率是：P＝U′I′＝10V×0.2A＝2W，D正确。答案：D。6．如图所示，小明同学设计了一种烟雾报警装置，R0的电阻为40Ω，R为光敏电阻，其阻值随激光的光照强度减弱而增大。当电路中电流小于或等于0.3A时，烟雾报警器报警。开关S闭合后，当电流为0.5A时，光敏电阻R的电功率为4W。下列说法正确的是（）A．当R处的烟雾浓度逐渐增大时，电流表的示数变大 B．电源电压为24V C．当电压表的示数为16V时，烟雾报警器报警 D．当电路中电流为0.4A时，R消耗的电功率为6W解：由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）因光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大，所以，当R处的烟雾浓度逐渐增大时，光照强度减弱，R的阻值变大，电路中的总电阻变大，由I=UR可知，电路中的电流变小，即电流表示数变小，故（2）因串联电路中各处的电流相等，且I＝0.5A时，PR＝4W，所以，由P＝I2R可得，光敏电阻的阻值为：R=PRI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＝I（R+R0）＝0.5A×（16Ω+40Ω）＝28V，故B错误；（3）当电压表的示数为16V时，R0两端的电压：U0＝U﹣UR＝28V﹣16V＝12V，此时电路中的电流：I=U0因电路中电流小于或等于0.3A时，烟雾报警器报警，所以，此时烟雾报警器报警，故C正确；（4）当电路中电流为0.4A时，定值电阻R0两端电压：U0′＝I′R0＝0.4A×40Ω＝16V，此时R两端的电压：UR′＝U﹣U0′＝28V﹣16V＝12V，R消耗的电功率：PR＝I′UR′＝0.4A×12V＝4.8W，故D错误。答案：C。7．如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V0.6A”，电流表的量程为0～3A。不考虑灯丝电阻的变化，只闭合S，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，下列说法错误的是（）A．小灯泡的电阻为10Ω B．电源电压为15V C．小灯泡发光最暗时的功率约为1.4W D．电路消耗总功率的最小值与最大值之比是1：8解：A、由I=UR可知，小灯泡的电阻RL=ULIB、由于小灯泡正常发光，根据串联电路特点可知，通过滑动变阻器R的电流IR＝IL＝0.6A，由欧姆定律可知，滑动变阻器R两端的电压UR＝IRR′＝0.6A×12×30Ω根据串联电路的电压特点可知，电源电压U＝UL+UR＝6V+9V＝15V，故B正确；C、当滑动变阻器滑片P移到右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大R＝30Ω，此时电路中的最小电流I小=UR小灯泡发光最暗时的功率P＝I小2RL＝（0.375A）2×10Ω≈1.4W，故C正确；D、要保证电路安全，分析电路可得，当闭合开关S、S2和S1时，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大；因并联电路中各支路两端电压相等，所以此时通过R0的电流：I0=UR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：Imax＝1A+1.5A＝2.5A，电路消耗的最大功率：Pmax＝UImax＝15V×2.5A＝37.5W；当S闭合，S1、S2都断开，R与RL串联，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时，电路电流最小，因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电路最小电流：Imin=UR电路消耗的最小功率：Pmin＝UImin＝15V×0.375A＝5.625W；则电路消耗总功率的最小值与最大值之比Pmin：Pmax＝5.625W：37.5W＝3：20，故D错误。答案：D。8．物理科技小组在课外制作活动中，把一废旧电饭锅改造成一个由一根电热丝和两个开关组成的简易电饭锅。接通电源，手动开关闭合，电热丝工作，当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合；接通电源，温控开关在锅内温度低于60℃时自动闭合，电热丝工作，锅内温度高于85℃时，温控开关自动断开。通过两个开关的通断，可实现加热和保温两种功能。根据以上描述，下列判断正确的是（）A．接通电源，闭合手动开关，电热丝才能开始工作 B．当手动开关自动断开时，简易电饭锅马上进入保温状态 C．简易电饭锅加热时的功率大于保温时的功率 D．锅内温度由103℃降至60℃过程中，电热丝不工作解：由题意可知，手动开关S1与温控开关S2是并联，如图所示：A、接通电源时，不按下手动开关，由于锅内温度低于60℃，此时温控开关自动闭合，电热丝能工作，故A错误；B、当手动开关自动断开时，锅内温度达到103℃，大于85℃，温控开关也断开，电热丝不工作，因此电饭煲不是处于保温状态，故B错误；C、简易电饭锅加热时，都是同一根电热丝工作，因此电饭锅加热时的功率等于保温时的功率，故C错误；D、当锅内温度达到103℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合，因此锅内温度由103℃降至60℃过程中，手动开关处于断开状态，由于温度不低于60℃，温控开关也处于断开状态，因此电热丝不工作，故D正确。答案：D。9．如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡标有“4V1.6W”字样（灯丝电阻不受温度影响），滑动变阻器标有“50Ω1A”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。闭合开关，保证各元件不损坏，下列选项正确的是（）A．移动滑动变阻器滑片，小灯泡可能正常发光 B．电路中消耗的最大功率为4.8W C．滑动变阻器两端电压变化范围为9～10V D．当滑动变阻器滑片P置于b端时，滑动变阻器通电1min产生的热量为140J解：由图知，滑动变阻器与L串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测电路中电流；A、移动滑动变阻器的滑片，由于电压表的量程为0～3V，所以小灯泡两端的最大电压为3V，小于小灯泡的额定电压，所以小灯泡不能正常发光，故A错误；B、由P＝UI可得灯泡正常发光电流：IL=P额由P=URL=U额2由于电压表的量程为0～3V，所以小灯泡两端的最大电压为3V，通过小灯泡的最大电流为：IL′=UV大RL=3V由于滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，所以电路中的最大电流为I大＝IL′＝0.3A，电路中消耗的最大功率为：P大＝UI大＝12V×0.3A＝3.6W，故B错误；CD、当电压表示数为3V时，滑动变阻器两端的电压最小，由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的最小电压为：U滑小＝U﹣UV大＝12V﹣3V＝9V；当滑动变阻器滑片P置于b端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，由I=UI小=UR滑动变阻器两端的最大电压为：U滑大＝I小R滑大＝0.2A×50Ω＝10V，故滑动变阻器两端电压变化范围为9～10V，故C正确；此时滑动变阻器通电1min产生的热量为：Q＝W＝U滑大I小t＝10V×0.2A×60s＝120J，故D错误。答案：C。10．在图甲电路中，电源电压恒定，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。开关闭合后，将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中，变阻器的电功率P随其阻值R1的变化关系如图乙所示。下列对电路的表述中，正确的是（）A．R2的阻值为5Ω B．电源电压为6V C．滑动变阻器的最大功率为9W D．电流表示数的变化范围为0.75～1.5A解：由电路图可知，R1、R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流；（1）由图乙可知，当R1接入电路的阻值为2Ω时，变阻器的电功率为2W，由P＝UI＝I2R可知，此时电路中的电流：I1=P1由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝I1（R1+R2）＝1A×（2Ω+R2）﹣﹣﹣﹣﹣①当R1接入电路的阻值为8Ω时，变阻器的电功率为2W，此时电路中的电流：I2=P1电源电压：U＝I2（R1′+R2）＝0.5A×（8Ω+R2）﹣﹣﹣﹣﹣②联立①②解得：R2＝4Ω，U＝6V，故A错误、B正确；（2）由图乙可知，变阻器的最大阻值为8Ω，滑动变阻器消耗的电功率：P＝I2R1＝（UR2+R1）所以，当R1＝R2＝4Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大；则滑动变阻器消耗电功率的最大值：P最大=U24R（3）当变阻器接入电路的电阻为零时，电路中的电流最大，由欧姆定律可知，电路中的最大电流：I最大=UR当变阻器接入电路的电阻最大为8Ω时，电路中的电流最小，由（1）可知，最小电流：I最小＝I2＝0.5A，因此电流表示数的变化范围为0.5A～1.5A，故D错误。答案：B。11．连接如图所示的电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，观察到白炽灯泡L1比L2亮，说明L1的实际功率比L2大。关于该实验，下列说法中正确的是（）A．可以验证电功与电压大小的关系 B．L1对应的电压表示数比L2小 C．通过L1的电流比L2大 D．L1、L2规格是相同的解：由图可知，灯泡L1、L2串联，两个电压表分别测量一只灯泡两端的电压；根据串联电路的电流特点可知，通过两灯的电流相等，故C错误；由于L1的实际功率比L2大，根据P＝UI可知，L1两端的电压要大于L2两端的电压，即L1对应的电压表示数比L2大，故B错误；通过两灯的电流相等，L1两端的电压要大于L2两端的电压，根据欧姆定律可知，灯泡L1的电阻大于灯泡L2的电阻，所以两灯的规格是不相同的，故D错误；由于通过两灯的电流相等、通电时间相等，电压表能直接测量灯泡两端的电压，灯泡的亮度可以直接观察，所以这个电路可以验证电功与电压的大小关系，故A正确。答案：A。12．如图1所示，电源电压不变，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片P，使其从最右端向左滑动，直到灯泡L正常发光时停止滑动。电流表示数与两电压表示数的关系如图2所示，下列分析正确的是（）A．电源电压是8V B．灯泡L正常发光时的功率是5.6W C．移动滑动变阻器滑片的过程中，电压表V1示数的变化范围是1～8V D．移动滑动变阻器滑片的过程中，滑动变阻器阻值的变化范围是3.75～40Ω解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表V1测L两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中的电流。A、当滑片位于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，由串联分压的规律可知变阻器分得的电压最大，则此时灯泡两端的电压最小，由图乙可知，电压随着电流最大的图线是电流表示数与电压表V1示数的关系图像，电压随着电流减小的图线是电流表示数与电压表V2示数的关系图像，此时电路电流为0.2A，灯泡两端电压为1V，滑动变阻器两端电压为8V；因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电源电压：U＝UL1+U滑＝1V+8V＝9V，故A错误；B、根据题意可知，当电流表示数最大时，灯泡正常发光，由图乙可知，此时电路电流为0.8A，滑动变阻器两端电压为3V，因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以正常发光时的电压：UL＝U﹣U滑′＝9V﹣3V＝6V，则正常发光时的功率：PL＝ULI最大＝6V×0.8A＝4.8W，故B错误；C、由AB可知，灯泡两端的最大电压为6V，最小电压为1V，因此移动滑动变阻器滑片的过程中，电压表V1示数的变化范围是1～6V，故C错误；D、由图2可知，当滑动变阻器两端的最大电压U滑＝8V时，通过的电流I小＝0.2A，由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的最大电阻：R滑大=U滑I当滑动变阻器两端的最小电压U滑′＝3V时，通过的电流I大＝0.8A，则滑动变阻器接入电路的最小电阻：R滑小=U滑'因此滑动变阻器阻值的变化范围是3.75～40Ω，故D正确。答案：D。13．夏季汛期来临，某科技小组设计了一个监测观音湖水位的装置。其原理如图甲，电路中电源电压保持不变，R0为定值电阻；R是竖直放置的长条形电阻片，浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动，AP与R组成滑动变阻器（最大阻值60Ω），当电流表的示数达到某一数值时提醒监测员水位达到警戒值。R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，电路工作时电压表与电流表变化关系如图丙。则下列说法正确的是（）A．当水位升高时，电压表的示数变大 B．该电路的电源电压是6V C．该电路工作时的最小总功率是0.3W D．当水位达到警戒水位时，电流表的示数为0.2A解：（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，由图甲可知当水位升高时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联分压原理可知电压表示数变小，故A错误；（2）当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路为定值电阻的简单电路，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大，由丙图可知通过电路的最大电流为0.3A，根据欧姆定律可得电源电压：U＝IR0＝0.3A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，由图丙可知通过电路的最小电流为0.1A，因串联电路总电压等于各部分电压之和，则根据欧姆定律可得电源电压：U＝UR+I′R0＝6V+0.1A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，联立①②可得：R0＝30Ω，U＝9V，故B错误；（3）该电路工作时的最小总功率：P＝UI′＝9V×0.1A＝0.9W，故C错误；（4）接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，由乙图可知175m×k+b＝60Ω，195m×k+b＝0Ω，两式联立可得：k＝﹣3Ω/m，b＝585Ω，则R＝﹣3Ω/m×h+585Ω，当水位达到警戒水位190m时，滑动变阻器接入电路的电阻为R＝﹣3Ω/m×190m+585Ω＝15Ω，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得通过电路的电流：I″=UR+R0答案：D。14．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16Ω②电源电压为12V③P2＝0.75W④PL＝1WA．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有①②正确 D．只有①③④正确解：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P=U2R可知灯泡L的电阻为：U额2②、由欧姆定律结合图乙中的数据可知电阻R2的阻值为：R2=U2I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=U2Rt可知U2=WR2t=120J×16Ω30s③、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=U2由欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的最大阻值为：R1=U1大I小=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：I=UR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。答案：A。二、填空题（每空1分，共18分）15．如图所示，电源电压6V不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，当开关S接2时，电压表示数为2V；当开关S接1时，通过R1的电流10s内所做的功为36J。解：①从图可知，当开关S接到点2时，电阻R1和R2串联，电压表测量R1两端的电压，R1＝10Ω，R2＝20Ω，电路中的总电阻为：R＝R1+R2＝10Ω+20Ω＝30Ω，电源电压U＝6V，因此电路中的电流为：I=UR则电阻R1两端的电压为：U1＝IR1＝0.2A×10Ω＝2V，即电压表的示数为2V；②当开关S转换到点1时，电路中只有电阻R1，由于t＝10s，所以电流所做的功为：W＝UIt=U2答案：2；36。16．如图甲电路中，电源电压保持不变。闭合开关后，调节电阻箱的阻值，记录多组数据，得到电流随电阻箱阻值变化的图像如图乙所示，电源电压为6V；当电流I＝0.5A时，通电10s电阻箱消耗的电能为5J。解：（1）由电路图可知，电阻箱R与定值电阻R0串联，由图乙可知，当通过电阻箱的电流I'＝0.4A时，电阻箱接入电路的阻值R＝5Ω，由欧姆定律和串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U0'+UR'＝0.4A×R0+0.4A×5Ω……①当通过电阻箱的电流I''＝0.3A时，电阻箱接入电路的阻值R'＝10Ω，由欧姆定律和串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U0''+UR''＝0.3A×R0+0.3A×10Ω……②由①②解得：R0＝10Ω，U＝6V；（2）当电流I＝0.5A时，定值电阻R0两端的电压：U0＝IR0＝0.5A×10Ω＝5V，由串联电路的电压特点可知，电阻箱两端的电压：UR＝U﹣U0＝6V﹣5V＝1V，通电10s电阻箱消耗的电能：WR＝URIt＝1V×0.5A×10s＝5J。答案：6；5。17．如图所示，甲、乙是连接实验室常用电流表或电压表的位置，电源电压恒定。在甲、乙位置分别接入某种电表，闭合开关S1、S2，两灯均发光，甲、乙两个电表示数之比为1：5；断开S1、S2，在甲、乙位置分别接入另一种电表，然后再只闭合开关S1，两灯均发光，则此时甲、乙两电表示数之比为5：4，灯泡L1与L2的电功率之比为4：1。（忽略温度对灯丝电阻的影响）解：闭合开关S1、S2，两灯均发光，则L1、L2串联，甲是电压表，测量L1两端电压，乙是电压表，测量电源电压；甲、乙两个电表示数之比为1：5，则灯泡L1、L2两端电压之比为1：4，根据串联电路电流处处相等和欧姆定律可得U1断开S1、S2，在甲、乙位置分别接入另一种电表，然后再只闭合开关S1，两灯均发光，则L1、L2并联，此时甲是电流表，测量干路电流，乙是电流表，测量通过L1的电流；根据并联电路各支路两端电压相等和欧姆定律，则通过灯泡L1、L2的电流之比I1：I2＝R2：R1＝4：1，此时甲、乙两电表示数之比为（1+4）：4＝5：4，灯泡L1与L2的电功率之比P1：P2＝UI1：UI2＝I1：I2＝4：1。答案：5：4；4：1。18．如图所示，电源电压恒定不变，R1、R2为定值电阻，R1＝10Ω，R1＜R2。当闭合开关S2、S3，开关S1处于断开状态时，R1、R2并联，电流表示数为0.45A；当断开S2、S3，闭合S1时，电流表示数为0.1A。由以上数据可得，电源电压为3V；R1、R2并联时，R2消耗的功率为0.45W。解：（1）当闭合开关S2、S3，开关S1处于断开状态时，R1、R2并联；当断开S2、S3，闭合S1时，R1、R2串联；（2）设电源电压为U，当R1、R2并联时，电流表测干路电流，其示数为I1＝0.45A，根据并联电路电流特点有：UR1+UR2=I当R1、R2串联时，电流表测串联电路电流，其示数为I2＝0.1A，根据串联电路电压特点有：U＝I2（R1+R2），即U＝0.1A×（10Ω+R2）……②，由①②解得R2＝5Ω，或R2＝20Ω，由于R1＜R2，故R2＝20Ω，则电源电压为：U＝I2（R1+R2）＝0.1A×（10Ω+20Ω）＝3V；（3）当R1、R2并联时，R2消耗的功率为：P2=U2答案：断开；3；0.45。19．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180J；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30Ω。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＝IL=PL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：I0=UR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=UIR答案：180；30。20．灯泡L1、L2分别标有“12V9.6W”和“12V6W”的字样，通过L1、L2的电流随其电压变化的图像如图甲所示。若将L1、L2并联在12V的电路中，则电路消耗的总功率为15.6W。若将L1、L2与滑动变阻器R连接在如图乙所示的电路中，电源电压恒为24V，当开关S接1时，调节滑片，使滑动变阻器的电功率是L1的2倍，L1的电功率为P1；当开关S接2时，调节滑片，使滑动变阻器的电功率是L2的3倍，L2的电功率为P2，则P1：P2＝7：3。解：（1）将L1、L2并联在12V的电路中，由图甲可知，当U＝12V时，I1＝0.8A，I2＝0.5A，根据并联电路的电流特点可知干路电流I＝I1+I2＝0.8A+0.5A＝1.3A，电路中总功率：P＝UI＝12V×1.3A＝15.6W；（2）当开关S接1，灯泡L1与滑动变阻器串联。根据串联分压，电路电流处处相等，由P＝UI可知，电流相等时，电功率之比等于电压之比，则UR＝2U1，因为则UR+U1＝24V，则U1＝8V，由图甲可知此时电流I3＝0.7A，则P1＝U1I3＝8V×0.7A＝5.6W；当开关S接2，灯泡L2与滑动变阻器串联，同理可得UR′＝3U2，因为UR′+U2＝24V，则U2＝6V，由图甲可知此时电流I4＝0.4A，则P2＝U2I4＝6V×0.4A＝2.4W，因此P1：P2＝5.6W：2.4W＝7：3。答案：15.6；7：3。21．如图甲所示，电源电压为5V，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。在保证所有元件安全的情况下，只闭合开关S、S1，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电流表示数与电压表示数关系的图象，如图乙所示。只闭合开关S、S2，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电压表示数与滑动变阻器R2接入电路中阻值关系的图象，如图丙所示。滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，灯泡的额定功率为1.5W，以上两种情况，电路最大功率为2.5W。解：（1）只闭合开关S、S1，灯泡与滑动变阻器R1串联，电压表测R1两端的电压，根据串联电路的分压原理可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，滑动变阻器两端的电压最大，由图乙可知，滑动变阻器两端的最大电压为4V，通过的最小电流为0.2A，由欧姆定律可知，滑动变阻器R1的最大阻值：R1大=U1大I1小=只闭合开关S、S2，灯泡与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，当灯泡正常发光时电路中的电流最大，由欧姆定律可知，此时滑动变阻器R2接入电路的电阻最小，由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器R2两端电压最小，由图丙可知此时滑动变阻器R2两端的电压为2V，由串联电路的电压特点可知，灯泡额定的电压：U额＝5V﹣2V＝3V，所以灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝3V×0.5A＝1.5W；（2）由P＝UI可知，电源电压一定时，电路中的电流最大时，电路的电功率最大，由题意可知，两次电路中灯泡正常发光时电路中的电流最大，因此两次电路中的最大电流都等于灯泡的额定电流，所以两次电路消耗的最大功率：P＝UI额＝5V×0.5A＝2.5W。答案：20；1.5；2.5。22．如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6V0.3A”字样，电流表量程0～0.6A、电压表量程0～3V。在保障电路安全的前提下，只闭合开关S、S1，滑片P位于最右端，小灯泡恰好正常发光，则小灯泡10s内消耗的电能为18J，再移动滑片P，电流表示数与R2关系如图乙a所示；当断开S1闭合S、S2、S3时，电流表示数与R2的关系如图乙b所示，则I1＝0.45A（忽略小灯泡电阻变化）。解：只闭合开关S、S1，滑动变阻器和灯泡串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压，滑片P位于最右端，此时滑动变阻器接入电路的电阻为0，电路为灯泡的简单电路，灯泡两端电压等于电源电压，小灯泡恰好正常发光，小灯泡L标有“6V0.3A”字样，小灯泡10s内消耗的电能为：W＝UILt＝6V×0.3A×10s＝18J；灯泡的电阻：RL=UIL由乙图可知滑动变阻器接入电路的电阻为R时，通过电路的电流最小，根据欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，电压表量程0～3V，根据串联分压原理可知电压表示数为3V，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I′=U串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得电源电压：U＝U2+UL＝3V+I′RL，即3V+3VR×20Ω=6V，解方程可得：R＝当断开S1，闭合S、S2、S3时，定值电阻和滑动变阻器并联接入电路，电流表测干路电流，由乙图可知滑动变阻器接入电路的电阻为R时，通过电路的电流最大，电流表量程0～0.6A，所以通过电路的最大电流为0.6A，并联电路干路电流等于各支路电流之和，根据欧姆定律可得干路电流I=UR1+UR，即6VR1滑动变阻器接入电路的电阻为2R时，通过电路的电流：

I1=UR答案：18；0.45。三、实验探究题（每空1分，共19分）23．电学实验课上，老师提供了“20Ω1A”字样的滑动变阻器R1、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、标有“0.5A”字样的小灯泡、两节干电池等器材。利用所学的知识，请你帮助小鹏同学完成下面的实验。（1）探究电流与电阻关系①小鹏连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线，将电路连接正确。②正确连接电路后，根据现有器材，为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压不能低于1.5V。③电路中接入5Ω定值电阻，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最左端。闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，为0.4A。④用10Ω电阻替换5Ω电阻后，滑片应该向左调节。经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比。（2）小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器R2和一个电压未知的电源（以上两器材均能满足实验要求），经过思考，利用原有的“20Ω1A”的滑动变阻器R1和电流表等器材，小鹏设计了如图丙所示的电路，请你帮他完成实验。①为了完成实验，请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2。②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A。③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动R2的滑片，直至电流表的示数为0.5A。④R2滑片位置不动，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A。⑤小灯泡的额定功率P额＝1.75W。解：（1）①原电路图中，变阻器没有接入电路，电压表并联在定值电阻和变阻器两端是错误的；变阻器应串联在电路中，电压表应并联在定值电阻两端，如下图所示：；②研究电流与电阻的关系，要控制电压表示数不变，变阻器与定值电阻串联，设电压表示数为UV，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U源﹣UV＝3V﹣UV，根据分压原理有：U滑UV=因电压表示数UV为定值，由①式知，方程左边为一定值，故右边也为一定值，故当定值电阻取最大时，变阻器连入电路中的电阻最大，由①式得：3V-U解得电压表的示数：U＝1.5V，即为完成实验，电压表的最小电压为1.5V；③为了保护电路，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即最左端；闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A；④实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大变阻器两端的电压，由分压原理，要增大变阻器电阻阻值，故应把变阻器滑片向左调节；经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比；（2）实验步骤：①为了完成实验，在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2，如下图所示：；②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A；③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动R2的滑片，直至电流表的示数为0.5A；④R2滑片位置不动，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A；⑤在步骤②中，R1与R2串联，且R2的阻值为0，电路为只有R1的简单电路，此时R1的阻值最大，电流表测串联电路电流为0.3A，根据欧姆定律，电源电压为：U＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V；在步骤③中，R2与灯泡串联，电流表测串联电路电流；向左移动R2的滑片，使电流表的示数为0.5A，此时灯泡正常发光；在步骤④中，R1与R2串联，电流表测串联电路电流；保持R2滑片位置不动，R1的阻值最大，此时电流表示数为0.24A，根据欧姆定律，电路中的总电阻为：R总1=UI2根据电阻的串联，R2＝R总1﹣R1＝25Ω﹣20Ω＝5Ω；当灯泡正常发光时，根据欧姆定律，电路中的总电阻为：R总2=UI额灯泡正常发光时的电阻为：RL＝R总2﹣R2＝12Ω﹣5Ω＝7Ω，小灯泡的额定功率为：P额＝I额2RL＝（0.5A）2×7Ω＝1.75W。答案：（1）①见解答图；②1.5；③左；0.4；④左；反比；（2）①见解答图；③R2；④R2滑片位置不动；⑤1.75。24．在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如图1所示，其中R1＞R2。

实验一：探究电流产生的热量与电阻大小的关系：（1）请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整；（2）实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制电流相同；电阻丝放出热量的多少，通过温度计的示数变化来进行判断。（3）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入质量相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容小于水的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）。实验二：探究电流产生的热量与电流大小的关系：（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1加热的煤油，在实验一中温度升高Δt1，在实验二中温度升高Δt1′，则Δt1′大于2Δt1（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流大小不成正比例关系（选填“成”或“不成”）。实验中，用电阻丝R2加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出相同的结论。（5）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值相同的电阻丝（选填“相同”或“不同”），就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质量为m，瓶中电阻丝的阻值为R，测出通过它的电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为Δt，若不计热量损失，则a液体的比热容为c=I2解：（1）由电路图可知，滑片左移时变阻器接入电路中的电阻变小，则变阻器左下方接线柱必须接入电路中，如下图所示：（2）由电路图可知，两电热丝串联在电路中，这是为了控制通电时间相同和控制电流相同；根据转换法可知，电阻丝放出热量的多少，是通过温度计