2024年初中物理讲义专题练习9全册（人教版）第18章《电功率》单元测试卷（基础卷）（解析版）

第十八章《电功率》单元测试卷（基础卷）（解析版）（考试时间：90分钟试卷满分：100分）注意事项：1．测试范围：人教版九年级第18章。第Ⅰ卷选择题一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1．（2023•广饶县模拟）甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是（）A．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多 B．两灯均正常发光时，甲灯的电阻小于乙灯的电阻 C．将乙灯接入110V的电路中，它的实际功率为50W D．两灯串联在220V的电路中，甲灯比乙灯亮【答案】D【分析】由灯的铭牌知道灯的额定电压和额定功率，可以求出①灯丝的电阻，②正常发光一段时间消耗的电能，③在实际电压下的实际功率。【解答】解：A、两灯均正常发光时，乙的电功率大，因为不知道发光时间是否相同，所以不能比较两灯消耗的电能的多少，故A错；B、两灯均正常发光时，额定电压相同都等于220V，∵灯丝电阻R＝，甲灯额定功率小于乙灯的额定功率，∴甲灯的电阻大于乙灯的电阻，故B错；C、将乙灯接在110V的电路中，∵R乙＝＝＝484Ω；∴P乙实＝＝＝25W，故C错。D、由R＝知道甲灯的电阻大于乙灯的电阻，当两灯串联时，通过的电流相等，∵P＝I2R，∴甲灯的实际功率比乙灯的大，∴当两灯串联接在220V电路中，甲灯比乙灯亮，故D正确。故选：D。2．（2023•浑源县一模）小华将额定电压相同的两只小灯泡L1、L2串联在电路中，如图所示。合上开关时、发现灯L1亮而灯L2不亮；当他用一根导线并接在灯Ll的两端时，发现灯L2亮了而灯L1不亮。分析出现上述现象的原因是（）A．灯L2短路 B．灯L1断路 C．灯L1的额定功率比灯L2的额定功率大得多 D．灯L1的电阻比灯L2的阻大得多【答案】D【分析】电路串联时，电流是处处相等的，当灯L1亮而灯L2不亮时，可能发生短路或L2的实际功率太小，而不能使灯丝发光。【解答】解：用一根导线并接在灯Ll的两端时，发现灯L2亮了而灯L1不亮，是导线把L1短路了，电压加在灯L2上，说明原来是L2的实际功率太小，而不能使灯丝发光，而不是L2短路。串联电路中的用电器的功率之比等于电阻之比，故是灯L1的电阻比灯L2的电阻大得多。已知两灯泡的额定电压相同，即U1额＝U2额，但R1＞R2，由P＝知，额定电压一定时，电阻越大，额定功率越小，因此灯L1的额定功率要比灯L2的额定功率小；故选：D。3．（2023秋•西华县月考）下列没有用到电能的是（）A．观看电视节目 B．电饭锅做饭 C．洗衣机洗衣 D．爆竹炸裂【答案】D【分析】凡是用电工作的设备或仪器都需要消耗电能，据此对各选项作出判断。【解答】解：观看电视节目、电饭锅做饭和洗衣机洗衣都是用电工作的，需要消耗电能，只有爆竹炸裂不需要用电，故选项D正确，ABC错误。故选：D。4．（2023•江都区一模）估测在实际生活中的应用十分广泛，下列所估测的数据中最接近实际的是（）A．一盏LED台灯正常工作4小时耗电约为1度 B．对人体安全电压为36V C．将一个鸡蛋从地上捡起举过头顶做功约200J D．一般洗澡水的温度约为41℃【答案】D【分析】（1）估测一盏LED台灯正常工作时的功率，根据W＝Pt求出LED台灯正常工作4小时耗电；（2）对人体安全电压为不高于36V；（3）估测一个鸡蛋的重力和人过头顶时的高度，根据W＝Gh求出将一个鸡蛋从地上捡起举过头顶做功；（4）根据人的体温估测洗澡水的温度。【解答】解：A．一盏LED台灯的功率在10W＝0.01kW左右，正常工作4小时耗电约为W＝Pt＝0.01kW×4h＝0.04kW•h＝0.04度，故A不符合实际；B．对人体安全电压为不高于36V，故B不符合实际；C．一个鸡蛋的重力约为0.5N，人的身高约为1.6m，过头顶时的高度约2m，将一个鸡蛋从地上捡起举过头顶做功约为W＝Gh＝0.5N×2m＝1J，故C不符合实际；D．人的体温在37℃左右，洗澡水的温度比人体温度略高，在41℃左右，故D符合实际。故选：D。5．（2023•阿城区一模）实验电路如图所示，下列说法错误的是（）A．闭合开关，向左移动滑片小灯泡变亮 B．闭合开关，向右移动滑片电压表示数变小 C．这个电路可以探究电功率与电压的关系（只利用图中器材） D．这个电路不能探究电流与电压的关系【答案】C【分析】分析实验电路图，利用该电路图可测得小灯泡的电阻和探究小灯泡的电功率的实验。【解答】解：A、闭合开关，向左移动滑片，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，电路中的电流增大，小灯泡变亮，故A正确；B、闭合开关，向右移动滑片，滑动变阻器的电阻增大，根据串联分压的特点，电阻大分的电压大，故电压表的示数变小，故B正确；C、灯丝电阻会随温度的升高而增大，故这个电路不能探究电功率与电压的关系，未控制电阻不变，故C错误；D、灯丝电阻会随温度的升高而增大，故这个电路不能探究电流与电压的关系，故D正确。故选：C。6．（2022秋•阳泉期末）小明家有一个规格为“220V，1000W”的用电器，则这个用电器可能是（）A．台灯 B．电饭锅 C．电视机 D．计算器【答案】B【分析】结合生活实际及数据大小判断即可。【解答】解：台灯的额定功率一般小于40W，电饭锅的额定功率在1000W左右，电视机的额定功率在200W左右，计算器的功率约为0.5mW。故选：B。7．（2022秋•曲阜市期末）将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等量煤油中，串联接入电路，R1：R2＝2：3，通电一段时间后，R1、R2产生的热量之比为（）A．4：9 B．9：4 C．2：3 D．3：2【答案】C【分析】由图知两电阻丝串联，根据串联电路特点和Q＝I2Rt可得通电一段时间后，R1、R2产生的热量之比。【解答】解：由图知，电阻丝R1、R2串联，所以通过两电阻丝的电流和通电时间相等，根据公式Q＝I2Rt可得，R1、R2产生的热量之比：＝＝＝。故选：C。8．（2022秋•双塔区校级期末）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中通过的电流为10A．这台电动机工作1s产生的热量为（）A．3800J B．72200J C．200J D．4000J【答案】C【分析】已知线圈电阻、通过线圈的电流与通电时间，由焦耳定律可以求出线圈产生的热量。【解答】解：由题可得，线圈产生的热量Q＝I2Rt＝（10A）2×2Ω×1s＝200J。故选：C。9．（2023•涡阳县一模）如图所示分别是小华家上月初和月末的电能表表盘，结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（）A．电能表是测量电功率的仪表 B．上月初电能表读数为55467kW•h C．小华家允许同时工作的用电器的最大功率为2200W D．小华家用电器每消耗1度电，电能表指示灯闪烁1600次【答案】D【分析】（1）电能表是测量用电器在一定时间消耗电能多少的仪表，采用的计量单位是kW•h，最后一位是小数，月末示数与月初示数之差就是当月消耗的电能；（2）知道电能表工作电路电压和允许通过的最大电流；利用公式P＝UI计算用电器总功率最大值；（3）电能表参数1600imp/（kW•h）表示的是电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁1600次。【解答】解：A、电能表是测量电功的仪表，故A错误；B、上月初电能表读数为5546.7kW•h，故B错误；C、电能表允许接的最大电功率为：P＝UI＝220V×20A＝4400W，故C错误；D、由电能表参数1600imp/（kW•h）可知，小华家用电器每消耗1度电，电能表指示灯闪烁1600次，故D正确。故选：D。10．（2023•淄博）如图所示，在探究并联电路中电流电压规律的实验中，闭合开关S后，发现L1比L2亮。则（）A．L1的电流小于L2的电流 B．L1的电阻小于L2的电阻 C．L1两端电压大于L2两端电压 D．L1的实际功率小于L2的实际功率【答案】B【分析】由图知两灯泡并联，（1）根据并联电路电压规律分析；（2）灯泡的亮度反映了其实际功率；（3）由P＝UI知，在电压相同时，功率大的电流大；（4）由欧姆定律知，在电压相同时，电流大的电阻小。【解答】解：由图知两灯泡并联，C.并联电路各支路两端电压相等，故C错误；D.灯泡的亮度反映了其实际功率，闭合开关S后，发现L1比L2亮，说明L1的实际功率大于L2的实际功率，故D错误；A.由P＝UI知，在电压相同时，功率大的电流大，已经推出L1的实际功率大于L2的实际功率，说明L1的电流大于L2的电流，故A错误；B.由I＝知，在电压相同时，电流大的电阻小，已经推出L1的电流大于L2的电流，说明L1的电阻小于L2的电阻，故B正确。故选：B。11．（2023•叶集区校级模拟）以下四个观点、你认为正确的是（）①做功快的机械，功率大，但机械效率不一定高②电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越快③使用滑轮组提升物体时既可以省力又可以省功④电阻大小跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关，跟电流和电压无关A．①② B．①④ C．②③ D．③④【答案】B【分析】（1）功率是单位时间内做的功的多少，是表示做功快慢的物理量；机械效率是有用功与总功的比值；（2）电能表指示灯闪烁的次数反映了电路消耗电能的多少；（3）使用任何机械都不能省功；（4）电阻是导体本身的一种性质，大小跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关。【解答】解：①功率是表示做功快慢的物理量，所以做功快的机械，功率大；机械效率是指有用功与总功的比值，与功率大小无关，观点①正确；②电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，但不是越快，观点②错误；③使用任何机械都不能省功，使用滑轮组提升物体时可以省力但不可以省功，观点③错误；④电阻大小跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关，跟电流和电压无关，观点④正确；故ACD错误、B正确。故选：B。12．（2022秋•渭滨区期末）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．两灯泡接入电路后，乙灯一定更亮 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【答案】C【分析】（1）根据灯泡的工作状态分析亮度的大小；（2）电功率是表示电流做功快慢的物理量；（3）由P＝计算两灯电阻的大小，由串联电路特点和Q＝I2Rt分析判断；（4）由两灯规格，结合并联电路特点计算干路中的最大电流。【解答】解：A．“6V3W”和“12V6W”分别表示甲、乙两灯的额定电压和额定功率，当两灯都正常工作时，因为乙灯的额定功率大，所以乙灯亮，但两灯是否正常工作未知，所以无法判断哪个灯更亮，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＝可得，甲灯的电阻为：R甲＝＝＝12Ω，乙灯的电阻为：R乙＝＝＝24Ω，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为：I＝I甲+I乙＝+＝+＝0.75A，故D错误。故选：C。13．（2023•射洪市校级模拟）如图是一个油量表的示意图，滑动变阻器R2规格为“20Ω1A”。闭合开关，当浮球最低时滑片P滑到a端，电流表示数为0.3A，当浮球最高时，滑片P滑到b端，电流表示数为0.5A。下列说法正确的是（）A．电阻R1的阻值为20Ω B．当浮球最高时，滑片P在B端，电流表示数0.75A C．在加满油后，1min内电阻R1产生的热量为450J D．电阻R1最小功率为7.5W【答案】C【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流。（1）当滑片位于a端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压；当滑片位于b端时，电路为R1的简单电路，根据欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值，进一步求出电源的电压；（2）在加满油后，滑片位于b端，根据Q＝I2Rt求出1min内电阻R1产生的热量；当滑片位于a端时，电阻R1的功率最小，根据P＝I2R求出其大小。【解答】解：AB、由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流。当滑片位于a端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，电源的电压U＝Ia（R1+R2）＝0.3A×（R1+200Ω）﹣﹣﹣①当滑片位于b端时，电路为R1的简单电路，则电源的电压U＝IbR1＝0.5A×R1﹣﹣﹣②联立①②解得R1＝30Ω，故A错误；电源的电压，U＝IbR1＝0.5A×30Ω＝15V；电路中的电流Ib＝0.5A，故B错误；C、在加满油后，滑片位于b端，则1min内电阻R1产生的热量Q＝R1t＝（0.5A）2×30Ω×60s＝450J；故C正确；D当滑片位于a端时，电路中电流最小，电阻R1的功率最小，则P＝R1＝（0.3A）2×30Ω＝2.7W，故D错误。故选：C。14．（2023•吉林模拟）小市同学在科学课上表演了一个小魔术，用如图所示形状的金属片点燃火柴，他将此金属片接在学生电源上（如图所示），则将火柴放在哪个位置最容易被点燃（）A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样【答案】C【分析】根据影响电阻大小的因素和焦耳定律的公式Q＝I2Rt分析a、b、c三处电流产生的热量关系，从而得出结论。【解答】解：影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积和温度，当材料、长度相同时，横截面积越小，电阻越大，由图可知，c点横截面积最小，故c点的电阻最大，a、b、c是串联的，根据串联电路的电流特点可知，通过a、b、c的电流相同，根据Q＝I2Rt可知，在相同时间内c点产生的热量多，故将火柴放在c点最容易被点燃。故选：C。15．（2023•浑源县一模）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V3W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响．闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，小灯泡正常发光，电压表示数为3V，当滑片P移到最大阻值时，灯L与滑动变阻器此时的电功率之比为（）A．2：1 B．1：1 C．1：2 D．2：3【答案】B【分析】由图可知，闭合开关S，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测变阻器R两端的电压。当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，灯泡正常发光，则灯泡两端的电压和额定电压相等，且电压表示数为3V，根据串联电路中分得的电压与电阻成正比求出灯泡电阻与滑动变阻器最大阻值之间的关系；当滑片P移到最大阻值时，根据串联电路的电流特点和P＝I2R求出灯L与滑动变阻器此时的电功率之比。【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测变阻器R两端的电压。当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，滑动变阻器连入电路的电阻R滑＝R滑大，此时小灯泡正常发光，则UL＝6V，且电压表示数为3V，根据串联电路的分压规律可得＝，即＝，所以RL：R滑大＝1：1；当滑片P移到最大阻值时，因串联电路各处的电流相等，则由P＝I2R可得灯L与滑动变阻器的电功率之比为PL：P滑＝RL：R滑大＝1：1。故选：B。16．（2023•沙坪坝区校级模拟）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，灯泡上标有“4V2W”的字样，电流表量程为0～0.6A，电压表V1量程为0～15V，V2量程为0～3V。闭合开关在保证电路安全的情况下，滑动变阻器接入电路的最大阻值只能调到其总电阻的，最大范围内调节滑片，得到其中一个电压表与电流表示数的关系如图乙。下列说法正确的是（）A．灯泡正常发光的电阻为4Ω B．调节滑片过程中，电压表V1的变化范围是2～4V C．某一状态时，灯泡与滑动变阻器的功率之比为a，则1≤α≤2 D．灯泡正常工作10s，滑动变阻器消耗的电能为100J【答案】C【分析】（1）由P＝得灯泡正常发光的电阻；（2）由图知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测量灯泡电压，电压表V2量滑动变阻器电压，电流表测量电路电流，当变阻器接入电阻中电阻变大，电路电流变小，变阻器电压变大，灯泡电压变小，滑动变阻器的最小电压为2V，此时滑动变阻器接入电路中电阻最小，电路电流最大，由P＝UI得灯泡正常发光电流，电流表的量程为0～0.6A，则电路最大电流为0.5A，此时灯泡正常工作，灯泡电压为3V，可知电源电压，V2量程为0～3V，则滑动变阻器最大电压为3V，可得此时灯泡电压，从而知调节滑片过程中，电压表V1的变化范围；（3）串联电路中电流相等，由P＝UI得，变阻器与灯泡电功率之比等于两者电压之比，得出a的比值范围；（4）根据串联电路中电流相等，由W＝UIt可得滑动变阻器消耗的电能。【解答】解：A．由P＝得，灯泡正常发光的电阻为：RL＝＝＝8Ω，故A错误；B．由实物图得，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测量灯泡电压，电压表V2量滑动变阻器电压，电流表测量电路电流，当变阻器接入电阻中电阻变大，电路电流变小，变阻器电压变大，灯泡电压变小，则图乙中的图像为滑动变阻器的U﹣I图，由图像得，滑动变阻器的最小电压为2V，此时滑动变阻器接入电路中电阻最小，电路电流最大，由P＝UI得，灯泡正常发光电流为：IL＝＝＝0.5A，电流表的量程为0～0.6A，则电路最大电流为0.5A，此时灯泡正常工作，灯泡电压为4V，电源电压为：U＝Umin+UL＝2V+4V＝6V，V2量程为0～3V，则滑动变阻器最大电压为3V，此时灯泡电压为：U′L＝U﹣Umax＝6V﹣3V＝3V，则调节滑片过程中，电压表V1的变化范围是3～4V，故B错误；C．串联电路中电流相等，由P＝UI得，变阻器与灯泡电功率之比等于两者电压之比，当滑动变阻器电压最大为3V时，灯泡电压为3V，此时a＝＝＝1，当滑动变阻器电压最小为2V时，灯泡电压为4V，此时a＝＝＝2，则1≤a≤2，故C正确；D．灯泡正常工作10s，滑动变阻器消耗的电能为：W＝UminIPt＝UminILt＝2V×0.5A×10s＝10J，故D错误。故选：C。第Ⅱ卷非选择题二、填空题（本题共6小题，每题2分，共12分）17．（2023春•海陵区校级月考）十字路口的交通指示灯是由规格均为25W的红、黄、绿三只电灯构成，它可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人的交通行为，根据你的理解，可以推断它们是并联连接的。红、黄、绿三个指示灯工作一天（24h）共消耗了2.16×106kW•h的电能。【答案】并；0.6。【分析】并联电路可以使几个用电器在工作时互不影响，十字路口交通指示灯工作状态总是不一致，并且互不影响，所以是并联电路；根据电功的计算公式W＝Pt，即可求出消耗的电能。【解答】解：十字路口交通指示灯可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人，据你对交通指示灯的了解可以推断红灯、黄灯、绿灯是并联连接的；W＝Pt＝25W×24×3600s＝2.16×106J＝0.6kW•h。故答案为：并；0.6。18．（2016•黑龙江一模）把一个标有“6V，3W”的灯泡接在10伏的电源上，要使灯泡正常发光，需要串联一个8欧的电阻，此时电阻消耗的电功率是2瓦。【答案】见试题解答内容【分析】灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据P＝UI求出此时电路中的电流，再根据串联电路的电压特点求出所串电阻两端的电压，利用欧姆定律求出电阻的阻值，根据P＝UI求出电阻消耗的电功率。【解答】解：灯泡正常发光时的电压为6V，功率为3W，∵串联电路中各处的电流相等，∴根据P＝UI可得，电路中的电流：I＝IL＝＝＝0.5A，∵串联电路的总电压等于各分电压之和，∴电阻两端的电压UR＝U﹣UL＝10V﹣6V＝4V，根据欧姆定律可得：R＝＝＝8Ω，此时电阻消耗的电功率：PR＝URI＝4V×0.5A＝2W。故答案为：8；2。19．（2023•青羊区校级模拟）用图甲电路测量小灯泡发光时的电阻，电压表应该接在1（填“1”或“2”）处。当闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.7V时，电流表的示数如图乙，则此时灯泡的功率是0.81W。【答案】1；0.81。【分析】测量小灯泡的电阻应使用伏安法，电压表要与被测用电器并联；利用P＝UI计算电功率。【解答】解：电压表要与被测用电器并联，故测量小灯泡电压电压表要接在1处；电流表量程为0﹣0.6A，故电流表读数为0.3A，灯泡的功率P＝UI＝2.7V×0.3A＝0.81W。故答案为：1；0.81。20．（2022秋•厦门期末）小夏在户外拓展训练中，将一张口香糖的包装锡纸撕成中间窄两端宽的条形，两端分别接在一节干电池的正负极上，锡纸就可以燃烧取火，如图。锡纸通电后燃烧是因为电流的热效应。锡纸从中间先燃烧起来，原因是锡纸中间部分电阻大。【答案】热；电阻大。【分析】（1）电能可以转化为其他形式的能量，如内能、光能等；（2）影响电阻大小的因素有：材料、长度、横截面积、温度；（3）电热的计算公式为：Q＝I2Rt。【解答】解：锡纸通电后燃烧是因为电流产生热，温度达到着火点，锡纸燃烧；锡纸撕成中间窄两端宽，则中间部分电阻大，当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热越多，故中间部分先燃烧起来。故答案为：热；电阻大。21．（2023•曲阜市一模）如图甲所示电路中，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，灯泡额定功率是0.625W，R最大阻值是50Ω。【答案】0.625；50。【分析】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。（1）根据P＝UI求出灯泡的额定功率；（2）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，根据图乙读出小灯泡两端的最小电压和通过的电流，根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值。【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。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；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；故答案为：0.625；50。22．（2023•海南）如图甲所示电路中，电源电压不变，灯泡L标有“6V0.3A”，滑动变阻器R标有“20Ω2A”，电路工作时不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全。只闭合开关S时电路的最小总功率为P1，开关S、S1、S2均闭合时的最小总功率为P2，两种情况下，移动滑片，得到电流表示数I随滑动变阻器阻值R变化的关系如图乙。则电源电压U＝6V，P1：P2＝1：4。【答案】6；1：4。【分析】只闭合开关S时，灯泡与滑动变阻器串联，根据滑动变阻器电阻最小，电流最大确定电源电压；根据欧姆定律计算灯泡电阻，根据串联电路的特点和欧姆定律计算最小电流，得出最小电功率P1，判断出图乙中哪根曲线是此时的电流表示数I随滑动变阻器阻值R变化的图像；开关S、S1、S2均闭合时，灯泡被短路，定值电阻与滑动变阻器并联，当滑片移到最左端时，电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，根据图乙中的图像确定此时的最小电流，根据P＝UI可求出此时的最小总功率为P2，据此解答。【解答】解：只闭合开关S时，灯泡与滑动变阻器串联，由于灯泡的额定电流为0.3A，所以电路中的电流最大为0.3A，因此图乙中下方曲线为此时电流表示数I随滑动变阻器阻值R变化关系图像；开关S、S1、S2均闭合时，灯泡被短路，定值电阻与滑动变阻器并联，此时电路中的总电阻小于滑动变阻器的阻值，电路中的电流比只闭合S时的电流大，因而所对应的图像是上方的图像，当滑片移到最左端时，电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，由图乙可知，此时电路中的最小电流为I'＝0.6A；只闭合开关S时，灯泡与滑动变阻器串联，根据滑动变阻器电阻最小为0，此时电流最大为0.3A，恰好等于灯泡的额定电流，说明灯泡正常发光，电源电压等于灯泡的额定电压，为6V；由I＝可得，灯泡电阻为：RL＝＝＝20Ω，电路中的最小电流I＝＝＝0.15A，电路的最小总功率为P1＝UI＝6V×0.15A＝0.9W；开关S、S1、S2均闭合时，电路的最小总功率为P2＝UI'＝6V×0.6A＝3.6W；则P1：P2＝0.9W：3.6W＝1：4。故答案为：6；1：4。三．实验题（本题共3小题，共18分）23．（2023•五莲县二模）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。（1）请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电流表示数变大，连线不得交叉。（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，出现该状况的原因是B。（填字母序号）A.电流表内部断路了B.灯座内部出现了短路C.灯泡的灯丝断了（3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为0.75W。（4）小芳在使用上面这组器材进行实验时发现电流表已损坏，无法使用。老师给她一个已知电阻为R0的定值电阻，同学们设计了如图丙所示的电路，并正确测出小灯泡的额定功率，已知电源电压不变，实验步骤如下：①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表读数为U额；②闭合开关S，断开开关S1，再闭合S2，保持滑片位置不动，读出此时电压表的示数为U；③小灯泡额定功率的表达式P额＝U额×。（用U额、U、R0表示）【答案】（1）见解析；（2）B；（3）0.75；（4）U额；滑片位置；U额×。【分析】（1）结合乙图可知电流表选小量程，滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器的有效阻值减小，据此连接；（2）逐一分析每个选项，找出符合题意的答案；（3）根据电流表选用的量程和分度值读出电流值，再利用P＝UI求出电功率；（4）由实验步骤，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。【解答】解：（1）结合乙图可知电流表选小量程，滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器的有效阻值减小，则左下接线柱接入电路；（2）A．若电流表内部断路了，则整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意；B．若灯座内部出现了短路，电压表没有示数，电路为通路，电流表有示数，符合题意；C．若灯泡的灯丝断了，电流表没有示数，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，不符合题意；故选：B；（3）由图乙可知，当电压表的示数为2.5V，电流表选用的量程是0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；（4）实验步骤：①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑片P使电压表读数为U额，此时小灯泡正常发光；②不改变滑动变阻器滑片P的位置，闭合开关S、S2，断开S1，记录电压表此时读数为U；③在①中，电压表测灯的电压，灯正常发光，在②中，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，此时定值电阻的电压：U0＝U﹣U额，由欧姆定律可得，灯泡的额定电流：IL＝I0＝，所以小灯泡额定功率的表达式：P额＝U额IL＝U额×。故答案为：（1）见解析；（2）B；（3）0.75；（4）U额；滑片位置；U额×。24．（2023•沈阳三模）小明在做“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验时：（不计热量损失）（1）如图甲所示的装置是用来探究通电时间相同时，电流通过导体时产生的热跟电阻的关系，通电一段时间后，比较两个U形管液面的高度差，说明a容器中电阻产生的热量比b容器中电阻产生的热量少（选填“多”或“少”）。（2）如图乙所示的装置是用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热跟电流的关系。通电相同时间，c容器中电阻产生的热量应该是d容器中电阻产生的热量的4倍。可是实验时，小明发现与c容器相连的U形管的液面高度几乎没变化，造成这一现象的原因可能是装置漏气。（答出一个即可）【答案】（1）电阻；U形管液面的高度差；少；（2）电流；4；装置漏气。【分析】（1）串联电路的电流相等，在通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多。（2）并联电路干路中的电流等于各个支路的电流之和。在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，产生的热越多；U形管的液面高度几乎没有变化，可能是装置漏气。【解答】解：（1）如图甲所示的装置是用来探究通电时间相同时，电流通过导体时产生的热跟电阻的关系，通电一段时间后，比较两个U形管液面的高度差，说明a容器中电阻产生的热量比b容器中电阻产生的热量少。（2）如图乙所示的装置是用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热跟电流的关系。根据焦耳定律，通电相同时间，c容器中电阻产生的热量应该是d容器中电阻产生的热量的4倍。小明发现与c容器相连的U形管的液面高度几乎没变化，造成这一现象的原因可能是装置漏气。故答案为：（1）电阻；U形管液面的高度差；少；（2）电流；4；装置漏气。25．（2023•高港区校级三模）在“比较两个灯泡亮暗”的活动中，电路图如图甲、乙。两只小灯泡L1、L2的规格分别为“3.8V0.3A”、“2.5V0.3A”，电源电压恒为6V，滑动变阻器的规格是“20Ω2A”。（1）如图甲所示，调节滑动变阻器，应该通过一定时间内观察比较灯泡亮暗（选填“电压表示数”或“灯泡亮暗”）来比较电流做功大小。该实验中，不能（选填“能”或“不能”）通过调节滑动变阻器使两灯都正常发光。（2）如图乙所示，两灯并联的目的是控制两灯的电压相同，且两灯同时发光，如果在进行图甲实验中较亮的灯是L1，则该实验中较亮的灯是L2（选填“L1”或“L2”）。（3）通过上述实验我们可以得到的结论是：在电压和通电时间一定时，电流越大电流做功越多；在电流和通电时间一定时，电压越大电流做功越多。该实验无法支持W＝UIt公式，即无法证实电功与电压成正比、与电流成正比。于是小华设计了如下图实验巧妙的解决了这个问题。实验中三个灯泡规格相同。实验思路：闭合开关S，将L1、L2看成一个整体，所以可以认为L1、L2亮度是L3亮度的2倍，如果电压表示数满足U1＝2U2时，则可以说明电功与电压成正比。【答案】（1）灯泡亮暗；不能；（2）控制两灯的电压相同，且两灯同时发光；L2；（3）U1＝2U2。【分析】（1）该实验中，灯泡越亮，灯泡的实际功率越大，在相等时间内电流做功越多；当灯泡两端电压等于额定电压时，灯正常发光，结合串联电路电压的的规律及电源电压分析；（2）①根据并联电路电压的规律分析回答；②分析电路的连接及电流表测量的电流，因P＝UI，在电压相等的条件下，电流越大，灯的功率越大，灯越亮，据此分析；在图甲中，根据P＝I2R和串联电路电流为的规律可知两灯的电阻大小；两灯并联（两灯电压相同），根据P＝，比较两灯实际功率大小，确定哪个灯较亮；（3）L1、L2亮度是L3亮度的2倍，且灯泡的亮度由实际功率决定，可得出三个灯泡电功率的关系表达式；三个灯泡串联，且通电时间相同，根据W＝Pt可得出三个灯泡的电功关系的表达式；三个灯泡规格相同，串联时，电阻相同，可得出三个灯泡电阻关系的表达式；根据串联分压特点可知三个灯泡两端电压关系的表达式；从图中可知，电压表V1测量L1、L2两端的电压为U1，V2测量L2两端的电压为U2，可得出电功与电压成正比时，电压表示数的关系。【解答】解：（1）①在本实验中，灯泡越亮，灯泡的实际功率越大，在相等时间内电流做功越多，故调节滑动变阻器，应该观察比较灯泡亮暗来比较电流做功大小；②由已知条件，两灯的额定电流相同，额定电压不同，若使两灯串联且正常发光，串联电路两端电压为：U＝U1+U2＝3.8V+2.5V＝6.3V，大于电源电压6V，故该实验中，不能通过调节滑动变阻器使两灯都正常发光；（2）①并联电路各支路电压相等，如图乙所示，两灯并联且开关接在干路上是为了控制两灯的电压相同用，且两灯同时发光；②两灯并联，两电流表分别测两灯电流，根据P＝UI，在电压相等的条件下，电流越大，灯的功率越大，灯越亮，故正确操作后验证了实验的结论，支持该结论的实验现象是通过灯的电流越大，灯越亮；在图甲中，根据P＝I2R，因通过两灯的电流相等，较亮的灯是L1，可知灯L1的电阻较大；乙图中，两灯并联（两灯电压相同），根据P＝，L1的功率较小，即L2的功率较大，则该实验中较亮的灯是L2；（3）L1、L2亮度是L3亮度的2倍，且灯泡的亮度由实际功率决定，故P1+P2＝2P3，三个灯泡串联，且通电时间相同，则：W1+W2＝2W3，三个灯泡规格相同，串联时，电阻相同，则：R1+R2＝2R3，根据串联分压特点可知：+＝2。从图中可知，电压表V1测量L1、L2两端的电压为U1，V2测量L2两端的电压为U2，则当U1＝2U2时，＝＝，可以说明电功与电压成正比。故答案为：（1）灯泡亮暗；不能；（2）控制两灯的电压相同，且两灯同时发光；L2；（3）U1＝2U2。四．计算题（本题共4小题，共32分）26．（2023•惠州一模）小明过年时买了一个电热杯垫给妈妈，如图所示。电热杯垫有加热和保温两挡功能（通过闭合或断开开关来实现该功能），通过USB接口接到电脑上可以随时喝上热饮。杯垫内部简化电路如图所示，R1、R2为加热元件，USB接口的输出电压为5V，R1电阻10Ω，当处于加热状态时，整个电路消耗的功率为7.5W。求：（1）杯垫保温时整个电路的电流是多少？（2）保温30min时产生的热量是多少J？（3）电阻R2的阻值是多少Ω？【答案】（1）杯垫保温时整个电路的电流为0.5A；（2）保温30min时产生的热量是4500J；（3）电阻R2的阻值是5Ω。【分析】（1）电热杯垫有加热和保温两挡功能，由电路图根据P＝分析判断其工作状态，根据欧姆定律求出保温时电热杯垫正常工作电路中电流；（2）根据Q＝I2Rt可求得保温30min时产生的热量；（3）由P＝UI可求得加热状态时整个电路的电流，根据并联电路电流的特点和欧姆定律求出R2的阻值。【解答】解：（1）由电路图可知，当只闭合S1时，只有电阻R1工作，此时电路中电阻较大，电源电压一定，P＝知，电功率较小，为保温状态；两开关都闭合时，两电阻并联，电路中电阻较小，电功率较大，为加热状态；则杯垫保温时整个电路的电流：I1＝＝＝0.5A；（2）保温30min时产生的热量：Q＝R1t＝（0.5A）2×10Ω×30×60s＝4500J；（3）当S1、S2同时闭合时，R1与R2并联，处于加热状态，由P＝UI可得，加热状态时整个电路的电流：I＝＝＝1.5A；因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流为：I2＝I﹣I1＝1.5A﹣0.5A＝1A，由欧姆定律可得，R2＝＝＝5Ω。答：（1）杯垫保温时整个电路的电流为0.5A；（2）保温30min时产生的热量是4500J；（3）电阻R2的阻值是5Ω。27．（2023春•鹤山市期中）蒸汽电熨斗不会出现将衣物烧焦，它是在调温型电熨斗的基础上增加蒸汽发生装置和蒸汽控制器而成，如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱装水最多0.4kg，加热功率有大小两个挡位，设计师最初设计的内部电路如图，其中电热丝R1＝56Ω，R2＝44Ω。求：（1）该挂烫机最大电流为多少？（2）请分别计算这款挂烫机两个挡位的额定功率。【答案】（1）该挂烫机最大电流为5A；（2）这款挂烫机小功率挡的额定功率为484W，大功率挡的额定功率为1100W。【分析】（1）当开关旋至2时，电路为R2的简单电路，此时的电路中的电阻较小，由欧姆定律求出最大电流；（2）当开关旋至1时，R1、R2串联，此时电路中电阻最大，根据电阻的串联和P＝UI＝可知其大小功率；【解答】解：（1）当开关旋至2时，电路为R2的简单电路，此时电路中电阻最小，电路中电流最大，此时电路中的电流：I大＝＝＝5A；（2）当开关旋至1时，R1、R2串联，根据电阻的串联，此时电阻最大，由P＝UI＝可知为小功率挡；P小＝＝＝484W；大功率挡的额定功率：P大＝UI大＝220V×5A＝1100W；答：（1）该挂烫机最大电流为5A；（2）这款挂烫机小功率挡的额定功率为484W，大功率挡的额定功率为1100W。28．（2023•铜山区三模）如图所示，电源电压不变，R1为定值电阻，R1＝8Ω，R2为滑动变阻器，其最大阻值为24Ω，滑动变阻器的滑片P在a端时，电流表的读数为0.5A，求：（1）电源电压；（2）滑动变阻器消耗的最大功率。【答案】见试题解答内容【分析】（1）当滑动变阻器的滑片P在a端时接入电路中的电阻为0，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；（2）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，利用数学知识判断滑动变阻器消耗功率的最大值并求出其大小。【解答】解：（1）当滑动变阻器的滑片P在a端时接入电路中的电阻为0，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，由I＝可得，电源的电压：U＝I1R1＝0.5A×8Ω＝4V；（2）∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，∴电路中的电流：I2＝＝，滑动变阻器消耗的电功率：P2＝R2＝（）2×R2＝＝＝，当R2＝8Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，P2max＝＝0.5W。答：（1）电源电压为4V；（2）滑动变阻器消耗的最大功率为0.5W。29．（2023•碑林区校级模拟）电热杯垫有加热和保温两挡功能（通过闭合或断开有关开关来实现该功能），通过USB接口接到电脑上可以随时喝上热饮。杯垫内部简化电路如图所示，R1、R2为加热元件，USB接口的输出电压为5V，R1电阻10Ω，当处于加热状态时，整个电路消耗的功率为7.5W。求：（1）当开关S1闭合、S2断开时，电热杯垫为保温挡。（以上两空均选填“闭合”或“断开”）（2）保温30