九年级物理学霸赛考卷03（解析版）（考查范围人教版九年级18-20章）2023-2024学年九年级全一册《物理》培优专题训练（人教版）

第第页九年级物理学霸赛考卷03（解析版）初中物理（考试时间：90分钟试卷满分：100分）注意事项：1．测试范围：人教版九年级全一册第18-20章。2．本卷平均难度系数0.24。第Ⅰ卷选择题一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。其中1-10题只有一个选项符合题目要求，11、12题有多个选项符合题目要求）1．甲、乙两只白炽灯上分别标着“220V，25W”和“220V，100W”（不考虑温度对灯丝电阻的影响），下列分析正确的是（）A．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 B．若灯丝的材料、长度相同，则乙灯的灯丝比甲灯的灯丝粗 C．将乙灯接入110V的电路中，它的实际功率为50W D．将甲、乙两灯串联接在220V的电路中，两灯一定都能正常发光【答案】B【分析】（1）根据W＝Pt可知，消耗的电能跟通电时间和功率同时有关；（2）已知白炽灯的额定电压和额定功率，根据变形公式R＝可知两灯泡电阻的大小关系，再根据影响电阻大小的因素分析甲、乙灯丝的粗细；（3）先根据R＝求出乙的电阻，然后根据P＝求出乙的实际功率；（4）灯泡两端的电压为额定电压时，实验功率等于额定功率，灯泡正常发光。【解答】解：A、根据W＝Pt可知，正常发光时灯泡消耗的电能与通电时间有关，因此无法确定它们的大小关系，故A错误；B、已知两灯泡的额定电压相等，额定功率P甲＜P乙，由R＝可知，R甲＞R乙；在灯丝的长度和材料相同的情况下，横截面积越大，电阻越小，所以乙灯的灯丝比甲灯的灯丝粗，故B正确；C、乙灯的电阻：R乙＝＝＝484Ω；将乙灯接入110V电路中，它的实际功率：P乙实＝＝＝25W，故C错误；D、将甲、乙两灯串联接在220V的电路中，根据串联电路的特点，甲、乙两灯两端的电压之和为220V，甲、乙两灯两端的电压均不能达到额定电压，因此两灯都不能正常发光，故D错误。故选：B。2．如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R1为定值电阻。电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”，滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω。在保证电路元件安全的情况下，缓慢移动滑片，R2消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（）A．定值电阻R1的阻值为50Ω B．电压表的最小示数为9V C．电路消耗总功率的最大值为9W D．滑动变阻器R2消耗功率的最大值为7.2W【答案】D【分析】由图甲可知，定值电阻R1和滑动变阻器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；（1）根据图乙利用P＝UI求出两次电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源电压，解方程求出定值电阻R1的阻值和电源电压；（2）根据串联电路的分压原理可知，滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电压表的示数最小，由欧姆定律可知，此时电路中的电流最大，由电流表的量程确定电路中的最大电流，根据欧姆定律和串联电路的电压特点求出电压表的最小示数；（3）根据P＝UI求出电路消耗总功率的最大值；（4）根据滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电路中的电流最大，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小阻值，根据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，结合电压表的量程确定滑动变阻器两端的最大电压，根据欧姆定律和串联电路的电阻特点求出滑动变阻器接入电路的最大阻值；根据P＝I2R2＝（）2R表示出滑动变阻器消耗R2的电功率，利用数学知识求出滑动变阻器的最大功率时滑动变阻器接入电路的电阻，结合滑动变阻器允许接入电路的最小阻值和最大阻值利用P＝UI＝I2R求出滑动变阻器消耗的最大电功率。【解答】解：由图甲可知，定值电阻R1和滑动变阻器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；A、由图乙可知，当R2两端的电压为13V时，R2消耗的电功率为6.5W，由P＝UI可知，此时电路中的电流：I＝＝＝0.5A，由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U1+U2＝IR1+U2＝0.5A×R+13V……①当R2两端的电压为15V时，R2消耗的电功率为4.5W，由P＝UI可知，此时电路中的电流：I'＝＝＝0.3A，由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U1'+U2'＝I'R1+U2'＝0.3A×R+15V……②由①②解得：R1＝10Ω，U＝18V，故A错误；B、由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电压表的示数最小，由欧姆定律可知，此时电路中的电流最大，因为电流表的量程为0～0.6A，所以电路中的最大电流I大＝0.6A，此时电压表的示数，即定值电阻R2两端的电压：U2小＝U﹣U1大＝U﹣I大R1＝18V﹣0.6A×10Ω＝12V，故B错误；C、由B可知，电路中的最大电流I大＝0.6A，则电路消耗总功率的最大值：P大＝UI大＝18V×0.6A＝10.8W，故C错误；D、由B可知，滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电路中的电流最大为I大＝0.6A，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R＝＝＝30Ω，由串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器接入电路的最小阻值：R2小＝R﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω，由串联电路的分压原理可知，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，因为电压表的量程为0～15V，因此滑动变阻器两端的最大电压U2大＝15V，由串联电路的电压特点可知，此时定值电阻R1两端的电压：U1小＝U﹣U2大＝18V﹣15V＝3V，此时电路中的电流：I小＝＝＝0.3A，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R'＝＝＝60Ω，由串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器接入电路的最大阻值：R2大＝R'﹣R1＝60Ω﹣10Ω＝50Ω，滑动变阻器消耗的电功率：P＝I2R2＝（）2R＝＝＝，所以，当R2＝R1＝10Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，而滑动变阻器的允许接入电路的最小电阻R2小＝20Ω＞10Ω，所以当滑动变阻器接入电路的电阻为R2小＝20Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，此时电路中的电流最大为I大＝0.6A，P大＝I大2R2小＝（0.6A）2×20Ω＝7.2W，故D正确。故选：D。3．如图甲为某家庭电路的部分电路，下列说法正确的是（）A．控制照明灯的开关应接在图中的b处 B．保险丝熔断后，可以临时用一段铜线代替 C．用电器的功率越大，电能表记录的数字一定越大 D．使用验电笔检测的正确方式如图乙所示【答案】A【分析】（1）家庭电路中，为了安全，开关应接在火线上；（2）家庭电路中，各用电器之间是并联的，同时使用的用电器越多，干路中的电流越大，保险丝就越容易熔断（3）电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量。电能表测量用电器消耗电能的多少；（4）使笔尖接触导线，手按住笔尾金属体，观察氖管是否发光。【解答】解：A、两孔插座的正确接法是“左零右火”，则图中上面的电线为火线、下面的电线为零线，为了保证用电安全，控制照明灯的开关应接在火线上，所以开关应接在图中的b处，故A正确；B、保险丝是用熔点低电阻率大的材料制成的，而铜的熔点高电阻率小，不能及时熔断，所以不可以用铜丝代替，故B错误；C、电能表的转盘转动快慢显示用电器消耗电能的快慢，所以转动的越快，说明用电器功率越大，用电器的使用时间未知，故电能表记录的数字不一定越大，故C错误；D、使笔尖接触导线，手按住笔尾金属体，观察氖管是否发光，所以图中的电笔使用不正确，故D错误。故选：A。4．如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从B端移至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U﹣I图像如图乙所示，则（）A．电源电压为20V B．EF是电压表V1的示数随电流表A的示数变化的图像 C．滑动变阻器的最大功率为4.5W D．整个电路的最大功率为14.4W【答案】D【分析】（1）由甲图可知，滑片P从B点滑到A点的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大；根据串联分压原理可知，滑动变阻器R2两端的电压变小；由于电源电压不变，则R1两端的电压变大；由此可知，对于R2：通过的电流随两端电压的减小而增大；对于R1：通过的电流随两端电压的增大而增大；据此判断乙图象中两图线各是哪个电阻的电流与电压图线；（2）根据串联电路的电压特点得出滑片P在B或A点的电压之和即为电源电压；（3）根据P＝I2R结合数学知识二次函数的最值问题分析解答；（4）由P＝UI计算电路中的最大总功率。【解答】解：AB、由甲图可知，两个电阻串联，电流表测电路中电流，电压V1测R1两端电压，电压表V2测R2两端电压。滑片P从B点滑到A点的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大；根据串联分压原理可知，滑动变阻器R2两端的电压变小；由于电源电压不变，则R1两端的电压变大；所以，通过R2的电流随其两端电压的减小而增大，通过R1的电流随其两端电压的增大而增大；由此可知，乙图中MN是R1的U﹣I图象，EF是R2的U﹣I图象（即EF是V2表示数随A表示数变化的图象，由乙图可知，滑片在B点时滑动变阻器的电阻最大，电流最小为：IB＝0.4A，此时U1B＝4V，U2B＝8V，则串联电路的电压特点可得，电源电压：U＝U1B+U2B＝4V+8V＝12V，故AB错误；由乙图可知，滑片在B点时滑动变阻器的电阻最大，电流最小为IB＝0.4A，变阻器的电压U2B＝8V，则滑动变阻器的最大电阻为：R2大＝＝＝20Ω，U1B＝4V，则R1的阻值为：R1＝＝＝10Ω，在滑片移动过程中，滑动变阻器的最大功率为：P＝I2R滑＝（）2R滑＝＝＝当R滑＝R1时，滑动变阻器的功率最大，最大功率为：P大＝＝＝＝3.6W，故C错误；D、由图乙可知，电路的最大电流为1.2A，电源电压为12V．，所以，整个电路的最大功率：P总大＝UI＝12V×1.2A＝14.4W，故D正确。故选：D。5．在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1＝8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的有：（）①定值电阻R2＝4Ω②电源的电压为6V③电压表的最大示数为4.5V④定值电阻R2的最小电功率为1WA．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④【答案】C【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）根据图乙读出R1的阻值为2Ω和8Ω时滑动变阻器的电功率，根据串联电路的电流特点和P＝UI＝I2R求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压恒定得出等式即可求出R2的阻值，进一步求出电源的电压；（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的示数最大，根据欧姆定律求出电压表的最大示数；（3）根据欧姆定律表示出电路中的最小电流，然后求出定值电阻R2的最小电功率。【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）由图乙可知，当R1＝2Ω和R1′＝8Ω时，滑动变阻器的电功率均为P1＝2W，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝UI＝I2R可得，两次电路中的电流分别为：I＝＝＝1A，I′＝＝＝0.5A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压恒定，所以，由I＝可得，电源的电压：U＝I（R1+R2）＝I′（R1′+R2），即：1A×（2Ω+R2）＝0.5A×（8Ω+R2），解得：R2＝4Ω，故①正确；电源的电压：U＝I（R1+R2）＝1A×（2Ω+4Ω）＝6V，故②正确；（2）由串联分压的规律可知，当变阻器R1接入电路中的电阻最大为8Ω时，电压表的示数最大，此时电路中的电流I′＝0.5A，则电压表的最大示数：U1大＝I′R1′＝0.5A×8Ω＝4V，故③错误；（3）结合（2）可知，定值电阻R2的最小电功率P2小＝I′2R2＝（0.5A）2×4Ω＝1W，故④正确。故选：C。6．小红家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器，上面写着下表中的一些数据，在以下几种说法中，正确的是（）20A220V额定漏电电流30mA额定不漏电电流15mA漏电分断时间小于0.1sA．漏电电流大于30mA，保护器会在0.1秒之内切断电源 B．漏电持续时间超过0.1秒时保护器才能动作 C．当漏电电流达到15mA时就能起到可靠的保护作用 D．只有当进户电压大于220V或用电电流大于20A时，才能起保护作用【答案】A【分析】正确理解漏电保护器上简明的几组数据的物理意义，就能得出哪种说法是正确的。①20A、220V是说漏电保护器的额定电流是20安，额定电压是220伏，当与它控制的电路中的电流和电压超过其额定值时，漏电保护器会自动切断电源起保护作用，但在进户电压和电流小于它的额定值时，如果漏电流大于其额定值，也会自动切断电源起保护作用；②额定漏电动作电流30mA，漏电分断时间＜0.1s，是说当漏电电流大于30毫安时，保护器会在0.1秒之内自动切断电源起保护作用；③额定漏电不动作电流15mA，是说电路中漏电电流小于15毫安时，保护器不会自动切断电源起保护作用。【解答】解：A、漏电电流大于30mA，保护器会在0.1s之内切断电源，故该选项正确；B、据上面的数据可知，只要在漏电电流大于30mA，保护器会在0.1s之内切断电源，故该选项错误；C、题目中的额定不动作电流为15mA，其表示：电路中漏电电流小于15毫安时，保护器不会自动切断电源起保护作用。故该选项错误；D、题目中的220V20A表示：20A、220V是说漏电保护器的额定电流是20安，额定电压是220伏，当与它控制的电路中的电流和电压超过其额定值时，漏电保护器会自动切断电源起保护作用，但在进户电压和电流小于它的额定值时，如果漏电流大于其额定值，也会自动切断电源起保护作用。故该选项错误。故选：A。7．有一种轮子会发光的溜冰鞋，轮子是透明的，磁环固定在轮周上，由金属线圈和发光二极管LED组成的电路固定在轮的轴上。溜冰时，轮子发光，下列分析不正确的是（）A．由金属线圈和发光二极管组成的电路一定是闭合电路 B．利用的原理是磁场对电流的作用 C．发光二极管LED是一种半导体材料 D．这个过程中能量的转化：先机械能转化为电能，再把电能转化为光能【答案】B【分析】要解答本题需掌握：电磁感应现象的条件，以及电磁感应现象中是消耗了机械能，得到了电能。【解答】解：ABD、产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动，就会产生感应电流；产生感应电流的导体相当于电源；溜冰时磁环随轮周转动，相当于金属线圈做切割磁感线运动，电路中产生感应电流；在此过程中能量的转化情况是：机械能转化为电能，电能再转化为光能，故B错误，AD正确；C、发光二极管LED是由半导体做成的器件，它具有单向导电性，故C正确。本题选错误的，故选：B。8．如图所示的电路中，电源两端电压为3V，且保持不变，甲、乙是电表（电压表或电流表），灯泡L1标有“3V3W”、灯泡L2标有“6V6W”。闭合开关S，两灯均发光。若不计灯丝电阻变化，则下列说法正确的是（）A．甲表为电压表，且示数为3V B．乙表为电流表，且示数为1A C．通电1min，该电路消耗的电能为270J D．该电路的实际功率为两灯额定功率之和【答案】C【分析】（1）电压表并联在电路中，在电路中可以看作开路；电流表必须串联在电路中，在电路中相当于导线；根据仪表的连接方式以及在电路中的作用，结合已知闭合开关S，由两灯均发光可以辨别甲、乙两电表的名称，推断两灯的连接方式；（2）辨别甲、乙两电表的名称前提下，两个灯泡并联接入电路，电源两端电压为3V，根据铭牌数据可知灯泡Ll正常发光，其电压为额定电压3V，其实际功率等于额定功率为3W，灯泡L2不能正常发光，其电压等于灯泡Ll两端电压为3V；（3）根据铭牌数据，由欧姆定律求出L1、L2的电阻；由于灯泡L2两端电压等于灯泡L1两端电压为U＝3V，根据P＝求出实际功率；（4）该电路总功率应为两灯实际功率之和求出电路总功率，进一步根据W＝P总t，求出通电1min，求出该电路消耗的电能。【解答】解：AB、由题意知闭合开关S，两灯均发光，若两表均为电压表，则灯泡L2不会发光；若两表均为电流表，则灯泡L1、L2均会被短路；若甲为电压表，乙为电流表，则灯泡L2会被短路；只有甲为电流表，乙为电压表，满足两灯均可发光，且两灯并联，故A、B均错误；CD、在已辨别甲、乙两电表的名称前提下，两个灯泡并联接入电路，电源两端电压为3V，结合铭牌数据可知灯泡Ll正常发光，其电压为额定电压U1额＝3V，其实际功率为P1′＝P1额＝3W；灯泡L2不能正常发光，其电压等于灯泡Ll两端电压为U2＝U1额＝3V；根据铭牌数据，L2的电阻为：R2＝＝＝6Ω，其实际功率为P2′＝＝；则电路总功率为P总＝P1′+P2′＝3W+1.5W＝4.5W；该电路总功率应为两灯实际功率之和，故D错误；通电1min，该电路消耗的电能为W＝P总t＝4.5W×60s＝270J，故C正确。故选：C。9．如图是简易“电动火车”的示意图，把一个干电池两端吸有短小圆柱形强磁铁的“结合体”，放入很长的固定在水平桌面的螺旋线圈内，干电池和强磁铁的“结合体”就会在螺旋线圈内运动。关于简易“电动火车”的说法有：①线圈可以用漆包线绕成，确保各处绝缘；②强磁铁与线圈在任何位置都应保持良好接触；③“结合体”受到磁场力的作用；④“结合体”受到电源产生的电力。其中正确的是（）A．①② B．②③ C．①③ D．①④【答案】B【分析】分析给出的原理图，明确小火车原理：通电导体在磁场中受力而运动。【解答】解：由图和题意可知，螺旋线圈和结合体构成一个闭合回路，强磁铁与线圈在任何位置都应保持良好接触；当吸附着磁铁的电池进入线圈后，线圈中有电流通过，通电线圈会产生磁场，“结合体”在线圈所形成的磁场中会受到磁场力的作用，“结合体”与通电线圈之间相吸、相斥，这样“结合体”就会在螺旋线圈内运动，故②③正确。故选：B。10．如图所示的电路中，电源电压恒为15V，小灯泡L标有“3V1.8W”的字样，滑动变阻器R1的规格为“60Ω1A”，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V、当只闭合S0、S2、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的最大功率是11.25W C．只闭合S1、S2，断开S0、S3，小灯泡L的电功率的取值范围是0.324W～1.8W D．闭合开关S0、S2、S3，断开S1，整个电路消耗的电功率的取值范围是11.25W～22.5W【答案】D【分析】（1）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；先根据欧姆定律求出通过R1的电流，然后根据并联电路电流规律以及欧姆定律的应用求出R2的阻值；（2）只闭合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＝可得灯泡的阻值，当滑动变阻器的电阻等于小灯泡电阻时滑动变阻器的功率最大，但当小灯泡两端的电压与滑动变阻器两端的电压相同时，小灯泡两端的电压为7.5V，大于小灯泡的额定电压，所以小灯泡会被烧坏，故滑动变阻器的电阻不能与小灯泡的电阻相等，为了保证小灯泡正常发光，当电流为小灯泡的额定电流时，电阻R1的功率最大，由P＝UI算出灯泡的额定电流，由串联电路电压的规律算出滑动变阻器两端的电压，由P＝UI算出滑动变阻器的最大的功率；根据灯泡的额定电流，然后结合电流表量程确定电路最大电流，再根据串联电路电压特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小电阻；根据欧姆定律的应用求出灯丝的阻值，再根据串联电路分压的规律以及电压表量程可知当电压表示数最大时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，并根据串联电路电压特点和欧姆定律的应用求出电路电流和滑动变阻器接入电路的最大阻值；并根据电路的最小电流和最大电流以及P＝I2R求出灯泡的最小功率和最大功率；（3）闭合开关S0、S2、S3，断开S1，R1、R2并联，电流表测量干路电流，根据电流表量程和P＝UI求出电路消耗的最大功率，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，干路电流最小，根据并联电路特点和欧姆定律求出电路电流，最后根据P＝UI求出电路消耗的最小功率。【解答】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＝＝＝0.5A，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﹣0.5A＝0.5A，由I＝可得，R2的阻值：R2＝＝＝30Ω；故A错误；B、闭合S1、S2，断开S0、S3时，灯泡与滑动变阻器R1串联，电压表测量滑动变阻器R1两端的电压，电流表测量电路中的电流；小灯泡L标有“3V1.8W”的字样，由P＝可得，灯泡的阻值：RL＝＝＝5Ω，当滑动变阻器的电阻等于小灯泡电阻时滑动变阻器的功率最大，但当小灯泡两端的电压与滑动变阻器两端的电压相同时，小灯泡两端的电压为7.5V，大于小灯泡的额定电压，所以小灯泡会被烧坏，故滑动变阻器的电阻不能与小灯泡的电阻相等，为了保证小灯泡正常发光，当电流为小灯泡的额定电流时，电阻R1的功率最大，由P＝UI可得，灯泡的额定电流：IL＝＝＝0.6A，滑动变阻器两端的电压为：U滑＝U﹣UL＝15V﹣3V＝12V，滑动变阻器的最大的功率为：P滑＝U滑IL＝12V×0.6A＝7.2W，故B错误；C、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，即小灯泡的最大电流为0.6A，最大功率为1.8W；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，当电压表示数为15V时，与电源电压相等，因串联电路两端电压等于各部分电路两端的电压之和，所以滑动变阻器的阻值可以全部连入电路，此时电路中电流最小，则电路中的最小电流：Imin＝＝＝A，此时灯泡消耗的最小功率：Pmin＝RL＝（A）2×5Ω≈0.27W；因此小灯泡L的电功率的取值范围是0.27W～1.8W，故C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0.5A，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+0.5A＝1.5A，则电路消耗的最大功率：Pmax＝UImax′＝15V×1.5A＝22.5W，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路电流最小，则Imin′＝+I2＝+0.5A＝0.75A，电路消耗的最小功率：Pmin＝UImin′＝15V×0.75A＝11.25W，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11.25W～22.5W，故D正确。故选：D。11．如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程为“0～3V”电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“15Ω2A”，小灯泡L标有“3.0V1.5W”的字样（灯丝电阻不变）。在电路安全的情况下，下列说法正确的是（）①电流表示数的最小值为0.25A②滑动变阻器阻值的变化范围为3Ω～20Ω③小灯泡电功率的变化范围为0.375W～1.5W④滑动变阻器消耗电功率的最大值为0.75WA．①④ B．②④ C．③④ D．①③【答案】D【分析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）电流表的示数最小时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据串联分压可知滑动变阻器两端电压最大，根据串联电路的电压规律可以知道小灯泡两端的电压，再通过铭牌求出小灯泡的电阻，最后利用公式I＝即可得到最小电流；（2）当电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出此时电路的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；当电路中的电流最小时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据欧姆定律求出其大小，然后得出滑动变阻器连入电路的阻值变化范围；（3）小灯泡的最大功率等于其额定功率，利用公式P＝I2R可求得小灯泡的最小功率；（4）根据公式P＝UI＝I2R表示出滑动变阻器的电功率，然后根据表达式变形判断滑动变阻器的功率最大时接入电路中的电阻，即可求得其最大功率。【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R两端的电压，电流表测电路中的电流。①电流表的示数最小时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据串联分压可知滑动变阻器两端电压最大，电压表量程为“0～3V”，所以URmax＝3V，小灯泡两端的电压：UL′＝U﹣URmax＝4.5V﹣3V＝1.5V，小灯泡的电阻：RL＝＝＝6Ω，电路中的最小电流为：Imin＝＝＝0.25A，故①正确；②滑动变阻器接入电路的最大阻值：Rmax＝＝＝12Ω，灯泡正常发光时的电压为3V，功率为1.5W，由P＝UI可得，灯泡正常发光时电路中的电流：I＝IL＝＝＝0.5A，因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程为0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为2A，所以电路中的最大电流Imax＝0.5A，此时变阻器接入电路中的电阻最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时电压表的示数：URmin＝U﹣UL＝4.5V﹣3V＝1.5V，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：Rmin＝＝＝3Ω，则滑动变阻器阻值的变化范围为3Ω～12Ω，故②错误；③小灯泡的最大功率等于其额定功率1.5W，灯泡的最小功率：Pmin＝Imin2RL＝（0.25A）2×6Ω＝0.375W，则灯泡的功率变化范围是0.375W～1.5W，故③正确；④滑动变阻器消耗的电功率：P滑＝I2R滑＝（）2R滑＝＝＝＝，所以，当R滑＝RL＝6Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大；滑动变阻器消耗电功率的最大值：P滑max＝＝＝0.84375W，故④错误。故选：D。12．如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则下列判断错误的是（）A．电源的电压为6V B．图乙中C点表示滑片位于中点时的状态 C．R2消耗的电功率先变大后变小 D．电路的最大总功率为3.6W【答案】B【分析】由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）当滑片位于a端时，接入电路的电阻为0Ω，电路为R1的简单电路，电路中的电流最大，根据欧姆定律表示出电源的电压；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，电压表的示数最大，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变求出R1的阻值和电源的电压，根据P＝UI求出电路的最大总功率；（2）根据电阻的串联和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻一半时电路中的电流，然后结合图象判断对应的点；（3）根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，根据P＝I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率，进一步判断R2消耗的电功率变化。【解答】解：由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）当滑片位于a端时，接入电路的电阻为0Ω，电路为R1的简单电路，电路中的电流最大，由图象可知，Ia＝0.6A，由I＝可得，电源的电压U＝IaR1＝0.6A×R1，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，电压表的示数最大，由图象可知，Ib＝0.2A，Ub＝4V，则滑动变阻器的最大阻值：R2＝＝＝20Ω，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压U＝IbR1+Ub＝0.2A×R1+4V，因电源的电压不变，所以，0.6A×R1＝0.2A×R1+4V，解得：R1＝10Ω，电源的电压U＝IaR1＝0.6A×10Ω＝6V，故A正确，不符合题意；电路的最大总功率：P最大＝UIa＝6V×0.6A＝3.6W，故D正确，不符合题意；（2）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电阻一半时，电路中的电流：I中＝＝＝0.3A，由图象可知，对应与D点，故B不正确，符合题意；（3）电路中的电流：I＝＝，滑动变阻器消耗的电功率：P2＝I2R2＝（）2×R2＝＝，当R2＝10Ω时，P2max＝＝0.9W，当R2＝0Ω时，Pa＝0W，当R2＝20Ω时，Pb＝（）2×20Ω＝0.8W，综上可知，滑片P从a端移动到b端，R2消耗的电功率先变大后变小，故C正确，不符合题意。故选：B。第Ⅱ卷非选择题二．填空题（本题共6小题，每题3分，共18分）13．如图所示，电源两端电压不变，电阻R2的阻值为5Ω，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P位于A点时，电压表V1的示数为15V，电压表V2的示数为6V。当滑动变阻器的滑片P位于B点时（B点位于滑动变阻器的最右端），电压表V1的示数为16.5V，电压表V2的示数为12V。则电源电压为18V，电路滑耗功率的最小值为5.4V。【答案】18；5.4。【分析】（1）分析电路图可知这是一个串联电路，电压表V2测滑动变阻器和电阻R2的电压，电压表V1测滑动变阻器和电阻R1的电压，根据串联电路电压规律结合欧姆定律可计算电阻R1的阻值、电源的电压和电路中的最小电流；（2）根据P＝UI求出电路滑耗功率的最小值。【解答】解：根据总电压不变，电压表V2的示数与R1两端的电压应为电源电压，电压表V1的示数与电阻R2两端的电压也为电源电压；当滑动变阻器的滑片P位于A点时，电压表V1的示数为15V，电压表V2的示数为6V，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，U＝6V+I1R1＝15V+I1R2……①当滑动变阻器的滑片P位于B点时，电压表V1的示数为16.5V，电压表V2的示数为12V根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，U＝12V+I2R1＝16.5V+I2R2……②由①②得：R1（I1﹣I2）＝6V……③U﹣15V＝I1R2……④R2（I1﹣I2）＝1.5V……⑤U﹣6V＝I1R1……⑥由③⑤两式相比可得：＝，则R1的阻值：R1＝4R2＝4×5Ω＝20Ω；由④⑥两式相比可得：＝＝，解得：U＝18V；当滑动变阻器的滑片P位于B点时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流I2最小，把U＝18V代入②式可得，18V＝12V+I2×20Ω，解得：I2＝0.3A，电路滑耗功率的最小值：P＝UI2＝18V×0.3A＝5.4W。故答案为：18；5.4。14．如图甲所示，小灯泡的额定电压为6V，R2的滑片P2移至最左端，闭合开关S，先将R1的滑片P1由最右端移至最左端，图乙是这一过程中电流表与电压表示数的关系图象。然后保持滑片P1位置不动，将滑片P2向右移动，直至小灯泡正常发光，图丙是这一过程中电压表示数与R2连入阻值的关系图象。则小灯泡的额定功率为3W；图丙中a点对应的阻值为2Ω；整个过程中电路在10s内消耗的最小电能为36J。【答案】3；2；36。【分析】由电路图可知，R1、R2、L串联，电压表V测R1滑片左边的电阻、灯泡和R2滑片右边电阻的电压之和，电流表测电路中的电流；（1）R2的滑片P2移至最左端，R1的滑片P1在最右端时，电压表测量电源电压，据此可知电源电压为12V；此时R1、R2、L串联，根据串联电路的特点和欧姆定律即可求出电路中最小电流和R1的电阻值；（2）图丙中a点是灯泡正常发光时R2连入电路的电阻值；根据串联电路的特点和欧姆定律即可求出此时电路中的最大电流；根据P＝UI求出灯泡的额定功率；然后根据欧姆定律求出R2连入电路的电阻值；（3）根据W＝UIt求出整个过程中电路在10s内消耗的最小电能。【解答】解：由电路图可知，R1、R2、L串联，电压表V测R1滑片左边的电阻、灯泡和R2滑片右边电阻的电压之和，电流表测电路中的电流；R1的滑片P1在最右端时，电压表测量电源电压，据此可知电源电压为12V，图甲中：R2的滑片P2移至最左端，R1的滑片P1在最右端时，R1、R2、L串联，电路中电流I＝0.3A，根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可知，R1两端的电压：U1＝U﹣U2L＝12V﹣9V＝3V，根据I＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝10Ω，图丙中：根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可知，R1两端的电压：U1最大＝U﹣U最小＝12V﹣7V＝5V，则电路中电流I最大＝＝＝0.5A，此时灯泡正常发光，由于灯泡正常发光则UL＝U额＝6V，则灯泡的额定功率：PL＝ULI最大＝6V×0.5A＝3W；根据图丙可知：电压表的最小示数为7V，由于此时电压表测量的是R2滑片右边的电阻和灯泡的电压之和，即：UL+U2小＝U最小＝7V，根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可知，R2两端电压：U2小＝U最小﹣UL＝7V﹣6V＝1V，根据II＝可知，图丙中a点对应的阻值：Ra＝＝＝2Ω；根据以上分析可知，电路中的最小电流为I＝0.3A，则整个过程中电路在10s内消耗的最小电能：W＝UIt＝12V×0.3A×10s＝36J。故答案为：3；2；36。15．如图所示是正确连接的家庭电路的一部分，根据电路图可判断：a导线是火线，判断的依据是开关要连接在火线和所控制的用电器之间。【答案】见试题解答内容【分析】照明灯的连接：火线首先进入开关，然后进入灯泡；零线直接进入灯泡。根据这种安装原则进行判断。【解答】解：零线直接进入灯泡，所以b导线是零线。火线首先进入开关，然后进入灯泡，这样开关既能控制灯泡，又能在灯泡损坏时，断开开关，切断火线，操作更安全，所以a导线是火线。故答案为：火；开关要连接在火线和所控制的用电器之间。16．如图所示装置，“×”表示垂直于纸面向里的磁场的磁感线。在弹簧秤下挂一个重为G的软铁块。软铁块下方有一螺线管，螺线管两端导线与金属导轨ab、cd相连。导体棒ef平放在导轨上，当它向右滑动时，弹簧秤示数将大于G（填“大于”“小于““等于”）。请写出本实验涉及的一个科学知识：电磁感应现象和电流的磁效应。【答案】见试题解答内容【分析】导体棒静止时，弹簧测力计的示数等于软铁块的重力，当导体棒在磁场中向右运动时，会带来什么变化。此题要从导体棒的运动引起的变化入手分析。【解答】解：当它向右滑动时，导体棒在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生了感应电流。电磁铁就有了磁性，从而吸引软铁块。弹簧测力计的示数原来等于铁块的重力，现在，测力计的示数等于铁块的重力加上通电螺线管对软铁块的吸引力，所以测力计的示数变大。软铁块位于电磁铁的磁场中，被磁化形成了软磁体，为磁化现象。则本实验涉及到电磁感应现象和电流的磁效应。故答案为：大于；电磁感应现象和电流的磁效应。17．如图甲所示的模拟调光灯电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光。此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电功率为0.625W，电源电压为4.5V；若R2的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全，需再串联一个阻值为3Ω的电阻。【答案】0.625；4.5；3。【分析】由电路图可知，闭合开关S后，灯泡、R1、R2串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，由题意可知，电压表V2未画出。（1）根据灯泡两端的电压越大时通过的电流越大判断出小灯泡的I﹣U图像，根据图乙可知电压表V2的示数随电流表示数的变化关系，然后结合电流相等时两电压表的示数之和不相等判断出电压表V2并联的位置；当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，根据图乙读出电表的示数，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压；当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，根据图乙读出电表的示数，同理表示出电源的电压，然后联立等式即可求出R1的阻值和电源的电压，灯泡正常发光时电路中的电流最大，分析图像得出此时灯泡两端的电压，根据P＝UI计算小灯泡的额定功率；（2）根据欧姆定律算出小灯泡正常发光的电阻，要使R2的滑片可自由移动，且灯泡能正常发光，所以R2的电阻可以是0，即R2＝0时，电路的电流为0.25A，根据欧姆定律算出此时电路的总电阻，根据串联电路电阻的规律算出串联电阻的阻值。【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后，灯泡、R1、R2串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，由题意可知，电压表V2未画出。（1）因灯泡两端的电压越大时通过的电流越大，所以图乙中图线①是小灯泡的I﹣U图像，由图线②可知，电压表V2的示数随电流表示数的增大而减小，所以电压表V2测滑动变阻器两端的电压或测定值电阻和滑动变阻器两端的电压之和，因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以，由电流相等时两电压表的示数之和不相等可知，电压表V2测滑动变阻器R2两端的电压，即并联在滑动变阻器R2两端，因此图像②表示R2的电流随电压变化关系；当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，由图乙可知，灯泡两端的电压UL＝0.5V，变阻器R2两端的电压U2＝3.5V，电路中的电流I＝0.1A，则电源的电压：U＝UL+U2+IR1＝0.5V+3.5V+0.1A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，由图乙可知，灯泡两端的电压UL′＝2.5V，变阻器R2两端的电压U2′＝0.75V，电路中的电流I′＝0.25A，则小灯泡的额定功率P额＝UL′×I′＝2.5V×0.25A＝0.625W；则电源的电压：U＝UL′+U2′+I′R1＝2.5V+0.75V+0.25A×R1﹣﹣﹣﹣②由①②可得：R1＝5Ω，U＝4.5V；（2）因为R2的滑片可自由移动，且灯泡能正常发光，所以R2的电阻可以为0，即R2＝0时，电路的电流为0.25A，由I＝可得，此时电路的总电阻为：R总＝＝＝18Ω，灯泡正常发光的电阻：RL＝＝＝10Ω，因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以需要串联电阻的阻值：R串联＝R总﹣RL﹣R1＝18Ω﹣10Ω﹣5Ω＝3Ω，所以再串联一个3Ω的电阻后，R2的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全。故答案为：0.625；4.5；3。18．额定电压均为6V的甲、乙两灯泡，通过甲乙灯泡的电流随两端电压变化关系如图所示，由此可知甲灯泡的额定功率为1.5W．若将甲、乙两灯泡串联接在电压为6V的电源上时，甲、乙两灯泡消耗的功率之比为2：1。【答案】见试题解答内容【分析】（1）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据图象读出6V时甲灯泡的电流，利用P＝UI求出甲灯泡的额定功率；（2）两灯泡并联时通过两灯泡的电流相等，总电压等于各分电压之和，由图象读出符合题意的电流和电压，然后根据P＝UI求出两灯泡消耗的电功率之比。【解答】解：（1）甲灯泡正常发光时的电压为6V，由图象可知通过的电流为0.25A，甲灯泡的额定功率：P甲额＝U甲额I甲额＝6V×0.25A＝1.5W；（2）将甲、乙两灯泡串联接在电压为6V的电源上时，因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以，由图象可知，当I＝0.2A，U甲＝4V，U乙＝2V，由P＝UI可得：＝＝＝＝。故答案为：1.5；2：1。三．解答题（本题共6小题，共46分）19．如图，将电热水壶与插头正确相连。【答案】见试题解答内容【分析】要掌握家庭电路中的安全用电知识，掌握三孔插座（或三脚插头）的作用，其中两个孔分别接火线和零线，另一个孔将用电器的外壳与大地相连。【解答】解：为了安全，应将带有保险丝和开关的线与火线相连，将壶的外壳与大地相连，则剩下的一根线与零线相连。故答案为：20．给你一个带铁芯的螺线管、蓄电池、开关、滑动变阻器，如图所示，（1）用笔画线代替导线，把它们连接起来（连线不要交叉），要求满足以下两点要求：①组成一个可以改变电磁铁磁性强弱的电路。②当滑动变阻器的滑片向左滑动时，电磁铁的磁性增强。（2）标出通电电磁铁的N、S极。【答案】见试题解答内容【分析】改变电磁铁的磁性强弱，就要从改变电磁铁的线圈匝数或者改变通过电磁铁的电流大小入手。而电磁铁固定，则其匝数固定。只能从电流入手。改变滑动变阻器接入的阻值可以改变电路中的电流。【解答】解：在电磁铁匝数一定情况下，要改变电磁铁的磁性强弱，就只能改变其电流大小。就要求电路中接入滑动变阻器。滑动变阻器的滑片向左滑动时，电磁铁的磁性增强。就要使P向左移动时，电路中的电流变大，滑动变阻器接入电路的电阻减小。从而决定了滑动变阻器接线柱的选取。由此可画出下图。21．实验桌上有满足实验要求的如下实验器材：电源、已调零的电压表、滑动变阻器、已知阻值为R0的定值电阻和额定电压为6V的小灯泡各一个，开关和导线若干。小明设计了如图所示的测量额定电压为6V的小灯泡额定电功率的电路图。（1）他进行实验的步骤如下：①按图1连接实验电路，将滑动变阻器的滑片P移动到接入电路中阻值的最大处；②断开开关S2、闭合开关S1，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为6V；保持滑动变阻器的滑片P位置不变，闭合开关S2，记录电压表的示数为U（此过程中，电路各元件均完好）；③小明根据测得的数据，计算出小灯泡的额定功率为P额＝。老师指出小明设计的电路图存在错误，按照这个错误方案，在小明操作无误，正确读数的情况下，测得的小灯泡的电功率小于小灯泡的额定电功率。（选填“大于”或“小于”）。（2）小明在老师的帮助下，改正了实验设计中的错误，正确连接了如图2所示的实验电路，请把小明的实验步骤补充完整：①断开开关S2、闭合开关S1、S3，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为6V；②保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开开关S3、闭合开关S1、S2，记录电压表的示数为U；③小明根据测得的数据，计算出了小灯泡的额定功率。他又利用R0及实验数据计算出小灯泡正常工作的电阻RL＝×R0。【答案】见试题解答内容【分析】（1）Ⅰ明确能测量出额定功率的测量方案：对比图1和图2的电路结构，找出不同之处。根据P＝UI，测灯额定功率，若电路中没有电流表，电压表和定值电阻应起到测量电流的作用：在图1中，要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先将电压表与灯并联，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，根据图2和图1结构的不同，如能使电压表测灯与定值电阻R0的电压，在保持各电阻的大小和电压不变的情况下，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出通过R0的电流，根据串联电路电流的规律即灯的额定电流，根据P＝UI可求出灯的额定功率；Ⅱ分析②操作中的问题：而在②操作中，保持滑动变阻器的滑片P位置不变，闭合开关S2，此时电路的连接和电压表测量的电压，根据分压原理，比较此时测量出灯的电压U比Ⅰ中测出的灯与R0的电压UL0大小，从而确定答案；（2）要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先将电压表与灯并联，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P＝UI可求出灯的额定功率，根据欧姆定律I＝可求出灯正常工作的电阻。【解答】解：（1）Ⅰ对比图1和图2的电路结构，发现图2比图1多一开关S3。断开开关S2、闭合开关S1，灯、定值电阻R0和变阻器串联，电压表测灯的电压，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为6V，灯正常发光；保持滑动变阻器的滑片P位置不变，如果能像图2中一样，断开S3，闭合开关S1、S2，因电路的连接关系没有改变，各电阻和电压大小不变，灯仍正常发光，电压表测出灯与R0的电压UL0，根据串联电压的规律，可求出R0的电压为：U0＝UL0﹣6V，由欧姆定律可求出通过R0的电流：I0＝＝，即灯的额定电流，故灯的额定功率：P额＝U额I0＝6V×，Ⅱ而在（1）②根据图1的实际操作中，保持滑动变阻器的滑片P位置不变，闭合开关S2，此时R0短路，灯与变阻器串联，记录电压表的示数为U，此时，电压表示数U为灯的电压，而不是灯与R0的电压UL0，因变阻器连入电路中的电阻不变，根据分压原理，此时测量出灯的电压U比灯与R0的电压UL0小，即U＜UL0，故P额＝小于灯的额定功率6V×；（2）①断开开关S2、闭合开关S1、S3，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为6V；②保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开开关S3、闭合开关S1、S2，记录电压表的示数为U；③在①中，电压表测灯的电压，在②中，电压表测灯与R0的电压，在开关转换过程中，电路的连接关系没有改变，各电阻和电压大小不变，灯仍正常发光，根据串联电路电压的规律，R0的电压为：UR0＝U﹣6V，根据欧姆定律和串联电路电流的规律，R0的电流即灯的额定电流为：IL＝＝，由欧姆定律，小灯泡正常工作的电阻：RL＝＝＝×R0。故答案为：（1）小于；（2）断开开关S3、闭合开关S1、S2；×R0。22．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形管中液面的高度差。（2）甲装置可探究电流产生的热量与电阻的关系，通电一段时间后，右（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的作用主要是使通过R1和R2的电流不相等。（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变小（选填“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，再取一根导线在BD两个接线柱之间即可。【答案】见试题解答内容【分析】（2）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究时运用了控制变量法；探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；（3）探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电阻不变，改变电流，因此需要电阻并联；（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，电阻丝产生热量的变化，得出结论；（5）要探究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系，需要将两电阻丝并联，据此分析甲装置的改动方案。【解答】解：（2）在甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同，探究导体产生的热量与电阻的关系；甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，右侧电阻丝产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，右侧容器中U形管中液面的高度差大；（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：（2）电阻；右；（3）使通过R1和R2的电流不相等；（4）变小；（5）BD。23．如图甲所示。柱体A与B经细线绕过定滑轮（不计绳重及摩擦）相连，A放置于力敏电阻Rx上，力敏电阻其电阻值Rx随压力F的变化关系如表，电源电压恒为6V．逐渐向容器中注水至满，得到了电流表的示数I与注水体积V之间的关系，如图乙所示。已知GA＝30N，GB＝10N，柱形容器底面积为500cm2，高10cm，求：F/N15202225283035Rx/Ω201413111098（1）水深5cm时，水对容器底部的压强；（2）定值电阻R0的阻值；（3）若电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，在注水过程中，为确保电路安全，求电路消耗的功率范围。【答案】见试题解答内容【分析】（1）水深5cm时，根据