9年級(jí)-06-電功率（解析版）-全國初中物理競賽試題編選

試卷第=page3131頁，共=sectionpages3232頁試卷第=page3232頁，共=sectionpages3232頁《電功率》全國初中物理競賽試題精編一、單選題1．如圖甲所示，電源的電壓U=12V，R0為定值電阻，閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P從B端滑至A端的過程中，圖乙描述電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化規(guī)律，圖丙描述滑動(dòng)變阻器的功率隨其兩端電壓的變化規(guī)律，圖丁描述滑動(dòng)變阻器消耗功率與電路消耗總功率之比η隨滑動(dòng)變阻器電阻的變化規(guī)律，下列說法正確的是（）

A．定值電阻R0的阻值為5ΩB．圖丙上P1的大小為14.4WC．滑動(dòng)變阻器最大阻值30ΩD．圖乙上經(jīng)過a點(diǎn)的兩條虛線與坐標(biāo)軸圍成的長方形面積為2.4W【答案】C【詳解】由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)，電壓表測變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。A．當(dāng)滑片位于A端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻為零，此時(shí)電路中的電流最大，由圖乙可知，電路中的最大電流為定值電阻的阻值為故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為R時(shí)，電路中電流為此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率為當(dāng)時(shí)，變阻器消耗的電功率最大，根據(jù)上述公式計(jì)算出故B錯(cuò)誤；C．滑動(dòng)變阻器消耗功率與電路消耗總功率之比當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，效率最大，由圖丁可知，最大效率為，即解得故C正確；D．由圖乙可知，a點(diǎn)表示電路中的電流最小，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，此時(shí)電路中的電流最小此時(shí)電壓表的示數(shù)為圖乙上經(jīng)過a點(diǎn)的兩條虛線與坐標(biāo)軸圍成的長方形面積為故D錯(cuò)誤。故選C。2．用如圖所示的電路研究滑動(dòng)變阻器R的電功率。電源電壓保持不變，R0為定值電阻，滑動(dòng)變阻器R的滑片可移動(dòng)的最大距離為18cm，滑動(dòng)變阻器R的電阻絲的阻值與其長度成正比。閉合開關(guān)S后，當(dāng)滑片位于滑動(dòng)變阻器R的中點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器R的電功率為1.50W；將滑片移動(dòng)一段距離后，滑動(dòng)變阻器R的電功率變?yōu)?.94W，則滑動(dòng)變阻器R的滑片移動(dòng)的方向和距離可能為（）

A．向左移動(dòng)7cm B．向左移動(dòng)6cm C．向右移動(dòng)5cm D．向右移動(dòng)4cm【答案】C【詳解】假設(shè)，滑動(dòng)變阻器R的電阻絲的阻值與其長度關(guān)系為R=kl……①電路中的電功率和電壓的……②由①②兩式聯(lián)立可得……③把l=9cm，P=1.50W帶入③式可得……④滑動(dòng)變阻器R的電功率變?yōu)?.94W，把P=2.94W帶入③式可得……⑤聯(lián)立④⑤兩式可得……⑥A．向左移動(dòng)7cm，此時(shí)的l為l=9cm+7cm=16cm帶入⑥式可得不符合題意，故A不符合題意；B．向左移動(dòng)6cm，此時(shí)的l為l=9cm+6cm=15cm帶入⑥式可得由于為負(fù)值，不符合題意，故B不符合題意；C．向右移動(dòng)5cm，此時(shí)的l為l=9cm-5cm=4cm帶入⑥式可得k=R0故C符合題意；D．向右移動(dòng)5cm，此時(shí)的l為l=9cm-4cm=5cm帶入⑥式可得由于為小于0的負(fù)值，不符合題意，故D不符合題意。故選C。3．如圖甲所示的電路，電源電壓4.5V不變。R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“xΩ1A”字樣，其銘牌上所標(biāo)的最大阻值模糊不清，電壓表的量程為0~3V，電流表的量程為0~0.6A。先閉合開關(guān)S、S1，斷開S2、S3，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片從最右端移到最左端；再閉合開關(guān)S、S2、S3，斷開S1，在保證電路安全的前提下最大范圍移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，兩次實(shí)驗(yàn)中電流表與電壓表示數(shù)的關(guān)系圖像如圖乙所示。則關(guān)于此電路的說法正確的是（）

A．燈泡L的額定電壓為3V B．定值電阻R1的阻值為20ΩC．R1的最大功率為1.35W D．該電路的最大與最小功率之比為3∶1【答案】C【詳解】A．閉合開關(guān)S、S2、S3，斷開S1，小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，圖乙中上面圖像為此時(shí)電流表與電壓表示數(shù)的關(guān)系。電路電流最大為0.3A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為0，因此小燈泡兩端電壓等于電源電壓為4.5V。因?yàn)樵诒ＷC電路安全的前提下最大范圍移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，因此小燈泡額定電壓為4.5V，故A錯(cuò)誤；BC．閉合開關(guān)S、S1斷開S2、S3，分析電路可知R1與R2串聯(lián)，電流表測電路電流，電壓表測滑動(dòng)變阻器滑片左側(cè)電阻的電壓，根據(jù)歐姆定律可知，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片從最右端移到最左端，總電阻不變，因此電流不變，電壓表示數(shù)變化，因此圖乙中下面圖像為此時(shí)電流表與電壓表示數(shù)的關(guān)系；有圖像可知，當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值最大，即根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)可知，此時(shí)R1兩端電壓為1.5V，即電阻R1為根據(jù)P=UI可得，當(dāng)R1電流最大，同時(shí)電壓最大時(shí)，則其最大功率為P1=U1I1=4.5V×0.3A=13.5W故B錯(cuò)誤，C正確；D．根據(jù)P=UI可知，因?yàn)殡娫措妷阂欢ǎ?dāng)電路中電流最大時(shí)，電路消耗功率最大，即電路最大功率應(yīng)是電阻R1與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為0時(shí)，電路的總電阻最小，電路的總功率最大，Pmax=UImax=4.5V×0.4A=1.8W當(dāng)電路中電流最小時(shí)，電路消耗功率最大，即Pmin=UImin=4.5V×0.1A=0.45W所以該電路的最大與最小功率之比為Pmax︰Pmin=1.8W︰0.45W=4︰1故D錯(cuò)誤。故選C。4．圖甲電路中，電源電壓U不變，燈泡L標(biāo)有“”字樣，忽略燈泡電阻變化。電流表量程，電壓表量程。只閉合開關(guān)S、，滑片P位于最右端，小燈泡恰好正常發(fā)光；在保障電路安全的前提下，移動(dòng)滑片P，電流表示數(shù)與關(guān)系如圖乙a所示；當(dāng)斷開閉合S、、時(shí)，電流表示數(shù)與的關(guān)系如圖乙b所示，電路總功率的最大值為P，則（）

A． B．I1=0.45A C． D．P=1.8W【答案】B【詳解】A．只閉合開關(guān)S、，滑動(dòng)變阻器和燈泡串聯(lián)接入電路，電流表測通過電路的電流，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，滑片P位于最右端，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為0，小燈泡恰好正常發(fā)光，電源電壓即為燈泡正常工作時(shí)電壓6V，故A不符合題意；BC．由乙圖可知滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為R時(shí)，通過電路的電流最小，根據(jù)歐姆定律可知此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，電壓表量程，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知電壓表示數(shù)為3V，根據(jù)歐姆定律可得此時(shí)通過電路的電流為串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，根據(jù)歐姆定律可得電源電壓為代入相關(guān)數(shù)據(jù)即得到解得當(dāng)斷開，閉合S、、時(shí)，定值電阻和滑動(dòng)變阻器并聯(lián)接入電路，電流表測干路電流，由乙圖可知滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為R時(shí)，通過電路的電流最大，通過電路的最大電流為，并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和，根據(jù)歐姆定律可得干路電流為代入相關(guān)數(shù)據(jù)即得到，解得滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為2R時(shí)，通過電路的電流為故B符合題意，C不符合題意；D．當(dāng)斷開閉合S、、時(shí)，定值電阻和滑動(dòng)變阻器并聯(lián)接入電路，電流表測干路電流，電路總功率，電源電壓U不變，即當(dāng)電流表量程達(dá)到最大值時(shí)，電路總功率的最大為故D不符合題意。故選B。5．如圖所示，電源電壓不變。只閉合開關(guān)S1，將滑片移至最右端，電壓表V2的示數(shù)為U1，電流表A1的示數(shù)為I1；再將滑片移至中點(diǎn)，電壓表V2的示數(shù)為U2，R3的功率為P；只閉合開關(guān)S1、S2，電流表A1的示數(shù)為I1'；閉合S1、S2和S3，將滑片移至最右端，R3的電功率為8.1W。已知滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為30Ω，U1︰U2=2︰3，I1︰I1'=1︰9，下列說法正確的是（）

A．R1=10Ω B．I1=0.2A C．U2=2V D．P=0.4W【答案】B【詳解】只閉合開關(guān)S1，將滑片移至最右端，分析電路圖可知，R1、R2的最大阻值與R3串聯(lián)，電流表A1測串聯(lián)電路中電流，電壓表V2測R3兩端電壓，則電流表A1的示數(shù)電壓表V2的示數(shù)①將滑片移至中點(diǎn)，電壓表V2的示數(shù)②R3的功率只閉合開關(guān)S1、S2，電路中只有R1，電流表A1的示數(shù)閉合S1、S2和S3，將滑片移至最右端，分析電路圖可知，R1、R2的最大阻值與R3并聯(lián)，R3的電功率已知滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為30Ω，且U1︰U2=2︰3③I1︰I1'=1︰9由①②③解得R1=5Ω，R3=10Ω由解得U=9V則故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。二、多選題6．如圖所示的電路，電源電壓不變，燈L標(biāo)有“6V3W”字樣，不考慮燈絲電阻的變化。當(dāng)甲、乙都是電流表，S1閉合、S2斷開，此時(shí)甲電流表I甲＝0.5A，電路消耗的總功率為P1；當(dāng)甲、乙都是電壓表，S1、S2都閉合，此時(shí)乙電壓表U乙＝2.4V，電路消耗的總功率為P2，下列說法正確的是（）

A．電源電壓為6VB．當(dāng)甲、乙都是電壓表，S1、S2閉合時(shí)，電阻R的實(shí)際功率為0.48WC．電路的總功率之比P1∶P2=25∶6D．當(dāng)甲、乙都是電流表，S1閉合、S2斷開時(shí)，兩表示數(shù)之比I甲∶I乙＝2∶3【答案】AC【詳解】A．由P=UI可得，燈泡的額定電流當(dāng)甲、乙都是電流表，S1閉合、S2斷開時(shí)，R與燈泡并聯(lián)，電流表甲測燈泡所在支路的電流，電流表乙測干路電流，通過燈泡的電流此時(shí)燈泡正常發(fā)光，燈泡的電壓為額定電壓，即電源的電壓故A正確；B．燈泡的電阻當(dāng)甲、乙都是電壓表，S1、S2都閉合，R與L串聯(lián)，電壓表甲測電源兩端的電壓，電壓表乙測L兩端的電壓，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R兩端的電壓電阻R的阻值電阻R的實(shí)際功率故B錯(cuò)誤；CD．當(dāng)甲、乙都是電流表，S1閉合、S2斷開時(shí)，R與L并聯(lián)，此時(shí)通過R的電流因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和所以，干路電流則兩電流表示數(shù)之比電路的總功率之比故C正確，D錯(cuò)誤。故選AD。7．如圖甲所示，電源電壓為12V恒定不變，閉合開關(guān)S。在保證電路安全的前提下，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，從最大值滑至a點(diǎn)時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光，移動(dòng)滑片過程中電流表示數(shù)與兩個(gè)電壓表示數(shù)的關(guān)系圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A．燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為3VB．燈泡額定功率為1.8WC．滑動(dòng)變阻器最大阻值為40ΩD．滑片在a點(diǎn)時(shí)，通電10s，定值電阻R產(chǎn)生的熱量為9J【答案】BCD【詳解】由電路圖可知，燈泡L與定值電阻R、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表V1測R兩端的電壓，電壓表V2測滑動(dòng)變阻器和R兩端的電壓之和，電流表測電路中的電流。A．因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以電壓表V2的示數(shù)不小于電壓表V1的示數(shù)，由圖乙可知，上方的曲線為電壓表V2的示數(shù)與電流表示數(shù)關(guān)系的圖像，下方的直線為電壓表V1的示數(shù)與電流表示數(shù)的關(guān)系圖像。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至a點(diǎn)時(shí)，接入電路中的電阻最小，此時(shí)電路的電流最大，燈泡正常發(fā)光，由圖乙可知，電路中的最大電流I大=0.3A，此時(shí)電壓表V1的示數(shù)UR=3V，電壓表V2的示數(shù)U2=6V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，燈泡正常發(fā)光的電壓UL=U-U2=12V-6V=6V故A錯(cuò)誤；B．小燈泡額定功率PL=ULI大=6V×0.3A=1.8W故B正確；C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于左端時(shí)，接入電路中的電阻最大，此時(shí)電路中的電流最小，由圖乙可知，電路中的最小電流I小=0.2A，此時(shí)電壓表V1的示數(shù)UR′=2V，電壓表V2的示數(shù)U2′=10V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U滑=U2′-UR′=10V-2V=8V根據(jù)歐姆定律可知，滑動(dòng)變阻器的最大阻值故C正確；D．滑片在a點(diǎn)時(shí)，通電10s，定值電阻R產(chǎn)生的熱量QR=WR=URI大t=3V×0.3A×10s=9J故D正確。故選BCD。8．如圖所示的電路中，電源電壓恒定，R1=8Ω，滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“20Ω0.5A”的字樣，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~3V，斷開開關(guān)S2，閉合開關(guān)S、S1，電流表示數(shù)為0.5A，電壓表示數(shù)為2V，燈泡L正常發(fā)光。下列說法正確的是（）

A．電源電壓為6VB．?dāng)嚅_開關(guān)S1，閉合開關(guān)S、S2，且電路安全時(shí)，R2接入電路的阻值范圍是4Ω~20ΩC．燈泡L的額定功率為1WD．?dāng)嚅_開關(guān)S1，閉合開關(guān)S、S2，且電路安全時(shí)，滑動(dòng)變阻器的最大功率為1.125W【答案】ACD【詳解】A．?dāng)嚅_開關(guān)S2，閉合開關(guān)S、S1，燈泡和電阻R1串聯(lián)接入電路，電流表測通過電路的電流，電壓表測燈泡兩端的電壓；串聯(lián)電路各處電流相等，電阻R1兩端的電壓串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，所以電源電壓故A正確；C．電流表示數(shù)為0.5A，電壓表示數(shù)為2V，燈泡L正常發(fā)光，燈泡L的額定功率故C正確；B．?dāng)嚅_開關(guān)S1，閉合開關(guān)S、S2，定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知，當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，由電阻的串聯(lián)和歐姆定律可知此時(shí)通過電路的電流最小，電壓表的量程為0~3V，當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，電阻R1兩端的電壓由串聯(lián)電路電流處處相等可得R2接入電路的最大阻值電流表的量程為0~0.6A，滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為0.5A，當(dāng)通過電路的電流為0.5A時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小，此時(shí)電路的電阻最小為滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值所以滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍為，故B錯(cuò)誤；D．滑動(dòng)變阻器的電功率等于電路總功率與定值電阻的功率之差，即根據(jù)拋物線的性質(zhì)可知，當(dāng)電路中的電流為此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電功率最大，最大為故D正確。故選ACD。三、填空題9．如圖所示的電路，閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P從右向左移動(dòng)的過程中，電壓表示數(shù)變。當(dāng)滑片P位于滑動(dòng)變阻器最大阻值端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，電路消耗的總功率為P1；當(dāng)滑片P移動(dòng)到滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為6V，電路消耗的總功率為P2，已知P1︰P2=2︰3。當(dāng)滑片位于滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)時(shí)，10s內(nèi)電流通過滑動(dòng)變阻器R做功為J。

【答案】大18【詳解】[1]分析電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與R0串聯(lián)，電壓表測量R0兩端電壓，將滑動(dòng)變阻器的滑片P從右向左移動(dòng)的過程中，滑動(dòng)變阻器的阻值變小，由串聯(lián)分壓特點(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器兩端電壓變小，則R0兩端電壓變大，所以電壓表示數(shù)變大。[2]當(dāng)滑片P位于滑動(dòng)變阻器最大阻值端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，則電路消耗的總功率P1=UI1=U×0.2A當(dāng)滑片P移動(dòng)到滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電路消耗的總功率P2=UI2由于P1︰P2=2︰3，電源電壓U保持不變，所以I2=0.3A當(dāng)滑片P移動(dòng)到滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為6V，則R0的阻值①則當(dāng)滑片P位于滑動(dòng)變阻器最大阻值端時(shí)，電源電壓U=I1R+I1R0=0.2A×R+0.2A×R0②當(dāng)滑片P移動(dòng)到滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電源電壓③聯(lián)立①②③，解得R=40Ω，U=12V則當(dāng)滑片位于滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)時(shí)，10s內(nèi)電流通過滑動(dòng)變阻器R做功10．如圖甲所示電路中，電源電壓保持不變，小燈泡L標(biāo)有“6V3W”字樣，其電阻隨溫度的變化而變化，滑動(dòng)變阻器Rp規(guī)格為“？Ω2A”。小燈泡正常工作時(shí)的電阻是Ω。只閉合S1，將滑片從最右端向左移，滑動(dòng)變阻器的功率P隨電流變化關(guān)系如圖乙所示，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓隨電流變化關(guān)系如圖丙所示，乙、丙兩圖中M點(diǎn)對應(yīng)滑片位置相同，滑片位于M點(diǎn)時(shí)，電路的電流為A。斷開S1、閉合S2，在保證電路安全的前提下，先將滑片P滑至某一位置，小燈泡恰好正常發(fā)光，再將滑片P滑至某一端點(diǎn)，小燈泡電功率變化了2.7W，小燈泡L最暗時(shí)的滑動(dòng)變阻器的功率為W。

【答案】120.44.5【詳解】[1]由于小燈泡標(biāo)有“6V3W”字樣，即額定電壓為6V，額定功率為3W，根據(jù)公式可知，小燈泡正常工作時(shí)的電阻為小燈泡正常工作時(shí)的電阻為12Ω。[2]由于乙、丙兩圖中M點(diǎn)對應(yīng)滑片位置相同，即兩圖中的M點(diǎn)，變阻器接入電路的阻值是相同的，從乙圖可以看到，這時(shí)滑動(dòng)變阻器的功率P為1.6W，從丙圖可以看到，這時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為4V，根據(jù)電功率的公式可知，這時(shí)流過變阻器的電流為這時(shí)流過變阻器的電流為0.4A；由于是只閉合S1，在甲圖中根據(jù)電流的流法可知，這是一個(gè)串聯(lián)電路，變阻器Rp和電阻R串聯(lián)接入電路，串聯(lián)電路的電流處處相等，滑片位于M點(diǎn)時(shí)，電路的電流為0.4A。[3]只閉合S1，變阻器Rp和電阻R串聯(lián)接入電路，設(shè)電源電壓為U，電阻R的阻值為R，從圖丙可以看到，當(dāng)電路的電流為0.2A時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為10V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知由[2]解析可知，滑片位于M點(diǎn)時(shí)，電路的電流為0.4A，而變阻器兩端的電壓為4V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知聯(lián)立上面兩式解得U=16V，R=30Ω，滑片在最右端時(shí)，變阻器的全部阻值接入電路，變阻器兩端的電壓為10V，流過它的電流為0.2A，滑動(dòng)變阻器的最大電阻為斷開S1、閉合S2，可知小燈泡恰好正常發(fā)光到滑片P滑至某一端點(diǎn)過程中，小燈泡的電功率應(yīng)該是減小，小燈泡電功率變化了2.7W，在保證電路安全的前提下，則小燈泡實(shí)際功率為當(dāng)小燈泡的實(shí)際功率為0.3W時(shí)，這時(shí)小燈泡最暗，設(shè)這時(shí)滑動(dòng)變阻器的電壓為，小燈泡兩端的電壓為串聯(lián)電路的電流處處相等，小燈泡的電流等于變阻器的電流，即可知最后解得為1V或15V，當(dāng)為1V的時(shí)候，小燈泡兩端的電壓為15V，已經(jīng)大于小燈泡的額定電壓，所以1V是不可能的，則只能為15V，這時(shí)滑動(dòng)變阻器的功率為即小燈泡L最暗時(shí)的滑動(dòng)變阻器的功率為4.5W。11．如圖所示電路，電源電壓不變，小燈泡標(biāo)有“6V3W”字樣，其燈絲電阻隨溫度的變化而變化，閉合開關(guān)后，當(dāng)滑片P移至某一位置時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的功率為P1；當(dāng)滑片P移至某一端點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.3A，電壓表示數(shù)變化了3V。此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的功率為P2，且P1∶P2=5∶6，則：前后兩次電流大小之比為；滑動(dòng)變阻器的最大阻值為Ω；滑動(dòng)變阻器消耗的功率由P1變?yōu)镻2的過程中，小燈泡消耗的功率變化了W。

【答案】5∶3202.1【詳解】由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。[1]燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流即第一次的電流I1=0.5A，由題知，當(dāng)滑片P移至某一端點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.3A，所以I2=0.3A，前后兩次電流大小之比為[2]滑片在某一位置時(shí)，燈泡正常發(fā)光此時(shí)電路的電流為滑動(dòng)變阻器消耗的功率為P1；滑片移到某一端點(diǎn)，滑動(dòng)變阻器的功率為P2；假如滑片是滑到最左端，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻變成零，電壓表的示數(shù)會(huì)變成零，與題意不符合，故滑動(dòng)變阻器是滑到了最右端（電阻最大的位置），假設(shè)滑動(dòng)變阻器最大電阻為R0，電源電壓為U，滑動(dòng)變阻器在某一位置時(shí)電路的電流為電壓表的示數(shù)為滑動(dòng)變阻器的電功率滑動(dòng)變阻器滑到最右端時(shí)，電路中的電流變成I2=0.3A，電流變小，燈泡的電壓UL=I′RL變小，滑動(dòng)變阻器的電壓UR=U﹣UL變大，此時(shí)電壓表的示數(shù)為此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電功率又因?yàn)榭傻贸鲭娫措妷篣=9V；當(dāng)滑動(dòng)變阻器在最右端時(shí)電阻最大，此時(shí)電壓表示數(shù)所以滑動(dòng)變阻器最大阻值為[3]由題意可知，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的功率為P1，則此時(shí)燈泡消耗的功率滑動(dòng)變阻器消耗的功率由P1變?yōu)镻2的過程中，電壓表示數(shù)變化了3V即增大了3V，由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得，燈泡兩端的電壓減小了3V，則此時(shí)燈泡兩端的電壓此時(shí)燈泡消耗的電功率則燈泡消耗的功率變化了12．如圖為小明家使用的一款電火鍋工作電路的原理圖，它有高、中、低三個(gè)加熱擋位，旋鈕開關(guān)可以分別置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接線柱。正常工作時(shí)，低溫?fù)豕β蕿楦邷負(fù)豕β实?，R1=242Ω，R2=60.5Ω。開關(guān)置于接線柱時(shí)，火鍋處于低溫?fù)酰籖3的阻值是Ω；小明關(guān)閉家中的其他用電器，只讓電火鍋獨(dú)立工作，用高溫?fù)跫訜釡?min，電能表的表盤轉(zhuǎn)了81轉(zhuǎn)，此時(shí)電火鍋的實(shí)際功率為W。[電能表的銘牌上標(biāo)有，忽略溫度對電阻的影響]

【答案】1和2181.5810【詳解】[1]當(dāng)旋鈕開關(guān)置于“0和1”接線柱時(shí)，火鍋處于開路；當(dāng)旋鈕開關(guān)置于“1和2”接線柱時(shí)，、串聯(lián)，電路電阻最大，電源電壓一定，根據(jù)可知，電功率最小，火鍋處于低溫?fù)?；?dāng)旋鈕開關(guān)置于“2和3”接線柱時(shí)，被短路，電路為的簡單電路，電路電阻較大，電源電壓一定，根據(jù)可知，電功率較大，火鍋處于中溫?fù)?；?dāng)旋鈕開關(guān)置于“3和4”接線柱時(shí)，、并聯(lián)，電路電阻最小，電源電壓一定，根據(jù)可知，電功率最大，火鍋處于高溫?fù)?。[2]高溫?fù)鯐r(shí)的電功率由題意知，低溫?fù)豕β蕿楦邷負(fù)豕β实?，即由可得，低溫?fù)鯐r(shí)電路總電阻因串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和，所以，的阻值[3]表示電路中用電器每消耗的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了81轉(zhuǎn)，火鍋消耗的電能火鍋的實(shí)際功率13．如圖甲所示的儲(chǔ)水容器底有質(zhì)量0.5kg、底面積100cm2的長方體浮桶，桶上端通過輕質(zhì)彈簧與緊貼力敏電阻R的輕質(zhì)絕緣片A相連，距容器底0.4m處的側(cè)壁有排水雙控閥門?？刂齐娐啡鐖D乙所示，其電源電壓U=12V，R0=10Ω，當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A，且桶底升至閥門所處高度時(shí)，閥門才感應(yīng)排水。力敏電阻R與它所受壓力F的對應(yīng)關(guān)系如表所示（彈簧均在彈性限度內(nèi)）。壓力F/N24…1215電阻R/Ω11070…1610（1）浮桶的重力是N；（g取10N/kg）（2）未加水時(shí)，力敏電阻所受壓力為2N，控制電路總功率是W；（3）當(dāng)雙控閥門打開排水時(shí)，容器底受到水的壓強(qiáng)是（寫出必要的計(jì)算過程及文字說明）。

【答案】51.26000Pa，見解析【詳解】（1）浮桶的重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N（2）由表格數(shù)據(jù)知，力敏電阻所受壓力為2N時(shí)，力敏電阻的阻值為110Ω，電路的總電阻R總=R0+R=10Ω+110Ω=120Ω電流表的示數(shù)電路的總功率P=UI=12V×0.1A=1.2W（3）當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A，且桶底升至閥門所處高度時(shí)，閥門才感應(yīng)排水，此時(shí)電路中的總電阻此時(shí)力敏電阻的阻值R′=R總′-R0=20Ω-10Ω=10Ω由表格數(shù)據(jù)知，此時(shí)力敏電阻所受壓力為15N，根據(jù)物體間力的作用是相互的，所以彈簧給浮桶向下的壓力也是15N，浮桶受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和壓力，這三個(gè)力平衡，則此時(shí)浮桶受到的浮力F浮=G+F=5N+15N=20N根據(jù)阿基米德原理原理知F浮=ρ水gV排=F浮=ρ水gSh1即20N=1×103kg/m3×10N/kg×10×10-4m2×h1解得浮桶浸入水中的深度h1=0.2m當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A，且桶底升至閥門所處高度時(shí)，閥門才感應(yīng)排水，所以此時(shí)容器內(nèi)水的深度h=h1+h2=0.2m+0.4m=0.6m此時(shí)容器底受到水的壓強(qiáng)p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.6m=6000Pa14．如圖所示，電源電壓U保持不變，滑動(dòng)變阻器R0的最大電阻是20Ω。當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2和S3斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片在最右端時(shí)，電壓表示數(shù)是U1，R1的功率是P1；當(dāng)開關(guān)S2閉合、S1和S3斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，電壓表示數(shù)是U1＇，R2和R3的功率之和是1.6W；當(dāng)開關(guān)S1、S2和S3都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，R1的功率是P1＇；已知R2:R3=1:3，U1:U1＇=9:5，P1:P1＇=1:25。則U1:U=，該電路的最大功率為W。

【答案】1:527【詳解】[1]第一過程：當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2和S3斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片在最右端時(shí)，R1和滑動(dòng)變阻器R0的全部串聯(lián)在電路中，電壓表測量R1的電壓，電壓表示數(shù)是U1，如圖甲。第二過程：當(dāng)開關(guān)S2閉合、S1和S3斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，R1、R2、R3串聯(lián)在電路中，電壓表測量R1的電壓，電壓表示數(shù)是U1′，如圖乙。已知，串聯(lián)電路中功率比等于電阻比，所以，R2和R3的功率之和是1.6WP2+P3=1.6W所以P2=0.4W，P3=1.2W第三過程：當(dāng)開關(guān)S1、S2和S3都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，R1、R2、R3并聯(lián)在電路中，電壓表測量R1的電壓，電壓表示數(shù)是電源電壓U，電流表測量R1、R2的總電流，如圖丙。甲圖，電壓表示數(shù)是U1，R1的電壓是U1，R1的功率是P1；丙圖中電壓表示數(shù)是U，R1的電壓是U，R1的功率是P1′；，對于同一導(dǎo)體所以所以故U1:U=1:5。[2]因?yàn)?，R1和滑動(dòng)變阻器R0的全部串聯(lián)在電路中，所以因?yàn)?，R0=20Ω，串聯(lián)電路中電壓比等于電阻比，所以甲圖，電壓表示數(shù)是U1，R1的電壓是U1，乙圖，電壓表示數(shù)是U1′，R1的電壓是U1′，又因?yàn)?，所以，，所以乙圖中R1、R2、R3串聯(lián)在電路中，串聯(lián)電路中電壓比等于電阻比，已知，所以，又因?yàn)椋?，所以解得同理解得所以又因?yàn)樗运噪娫措妷簽榧滓叶际谴?lián)電路，電阻大，電流小，丙是并聯(lián)電路，電流大，電流表測量R1、R2的電流電流表測量R1、R2的電流，所以，電流表示數(shù)最大為電路中并聯(lián)電路電阻最小，電流最大，最大電流為所以電路最大功率為15．如圖甲所示的電路中，電源電壓為12V且恒定不變，R2電阻為12Ω，閉合開關(guān)后，電流表A1的示數(shù)為1.6A，若把圖甲電路中的兩個(gè)電流表換成兩個(gè)電壓表，如圖乙所示，閉合開關(guān)后，電壓表V2示數(shù)為8V。則R1電阻為Ω；電流表A2的示數(shù)為A；圖乙電路消耗的總功率為W。

【答案】161.753【詳解】[1]由甲電路圖可知，三電阻并聯(lián)，電流表A1測R2和R3支路的電流之和，電流表A2測R1和R2支路的電流之和，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，通過R2的電流因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過R3的電流I3＝IA1﹣I2＝1.6A﹣1A＝0.6A則R3的阻值由乙電路圖可知，三電阻串聯(lián)，電壓表V1測R1和R2兩端的電壓之和，電壓表V2測R2和R3兩端的電壓之和，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，且串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R1兩端的電壓U1＝U﹣UV2＝12V﹣8V＝4V則電阻R1的阻值[2]甲電路中A2表的示數(shù)[3]圖乙電路消耗的總功率P乙＝UI＝12V×0.25A＝3W四、實(shí)驗(yàn)題16．小華同學(xué)用圖甲的電路圖探究“電流與電阻的關(guān)系”，實(shí)驗(yàn)中所用的定值電阻分別是、、、，電源電壓為6V不變，滑動(dòng)變阻器“”。

（1）請根據(jù)圖甲所示的電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙所示的實(shí)物連接成完整電路。（2）同組的兩個(gè)同學(xué)先后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并作出圖像如圖（2）所示，圖（選填“甲”或“乙”）實(shí)驗(yàn)操作中不符合要求。（3）按照上述正確的一組數(shù)據(jù)繼續(xù)探究：小華用的定值電阻代替原來的電阻進(jìn)行應(yīng)換用最大阻值不低于的滑動(dòng)變阻器。如果只有“”的滑動(dòng)變阻器，為了能夠繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)，他還可以將電源電壓調(diào)至V。（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小吳找到一個(gè)標(biāo)有“”字樣的小燈泡，他設(shè)計(jì)了如圖（3）所示的電路，測量該小燈泡的額定功率，請完成下列步驟：定值電阻阻值已知，電源電壓恒定。①閉合開關(guān)，斷開開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的滑片，使電壓表的示數(shù)為V；②保持滑動(dòng)變阻器R的滑片不動(dòng)，，讀出電壓表的示數(shù)；③小燈泡的額定功率（用已知量和測量的量的符號(hào)表示）?！敬鸢浮?/p>

乙閉合開關(guān)，斷開開關(guān)【詳解】解：（1）[1]電壓表應(yīng)并聯(lián)在定值電阻兩端，如下圖所示：

（2）[2]圖甲中電壓值為圖乙中電壓值沒有固定定值電阻兩端的電壓不變，所以操作乙圖不符合要求。（3）[3]實(shí)驗(yàn)中使用的定值電阻阻值最大為，定值電阻兩端的電壓始終保持，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，滑動(dòng)變阻器分得的電壓為滑動(dòng)變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的倍，根據(jù)分壓原理，當(dāng)接入電阻時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻為即所選擇的滑動(dòng)變阻器的最大阻值不能小于。[4]若使用滑動(dòng)變阻器規(guī)格是“”，為了能夠繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)，定值電阻兩端的電壓始終保持；設(shè)電源電壓為U，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理有上式中左邊為一定值，故右邊也為一定值，當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入的電阻最大時(shí)，定值電阻也最大，此時(shí)電源電壓最大，帶入數(shù)據(jù)有解得，即調(diào)節(jié)電源不能超過5V才能完成本次實(shí)驗(yàn)操作。（4）[5]閉合開關(guān)，斷開開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的滑片，使燈泡正常發(fā)光，即電壓表的示數(shù)為。[6]根據(jù)步驟①，步驟②中電壓表應(yīng)測量燈泡與定值電阻串聯(lián)后的總電壓，則保持滑動(dòng)變阻器R的滑片不動(dòng)，閉合開關(guān)，斷開開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)。[7]在步驟①中，燈泡、定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端電壓，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的滑片，使電壓表的示數(shù)為，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；在步驟②中，燈泡、定值電阻和滑動(dòng)變阻器仍串聯(lián)，電壓表測燈泡和定值電阻兩端電壓，因電路的連接關(guān)系沒有改變，各電阻的大小和通過的電流不變，燈仍正常發(fā)光；根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律，定值電阻兩端電壓為根據(jù)串聯(lián)電路電流特點(diǎn)，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為則小燈泡的額定功率為17．小紅測量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，器材如下：待測小燈泡（額定電壓為2.5V）、電源（電壓恒為6V）、電流表（0～0.6A、0～3A）、電壓表（0～3V、0～15V）、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)各一只，導(dǎo)線若干。

（1）如圖甲所示是小紅實(shí)驗(yàn)時(shí)連接的電路，仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)該電路存在連接錯(cuò)誤，但只需改動(dòng)一根導(dǎo)線，即可使電路連接正確。請你在應(yīng)改動(dòng)的導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法；（2）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為W，小燈泡正常發(fā)光的電阻為Ω，將滑片P緩慢向B端滑動(dòng)，觀察小燈泡的亮度將變（選填“亮”或“暗”）；（3）完成上述實(shí)驗(yàn)后，另有同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，測出了額定電流為I額的小燈泡的額定功率。電源電壓不變，滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為R，實(shí)驗(yàn)方案如下：①按電路圖連接電路；②只閉合開關(guān)S1，移動(dòng)R1的滑片，使電流表的示數(shù)為I額，燈泡正常發(fā)光；③只閉合開關(guān)S2，，使電流表的示數(shù)為I額；④保持R2的滑片位置不動(dòng)，將R1的滑片移到最左端，電流表的示數(shù)為I1，再將R1的滑片移到最右端，電流表的示數(shù)為I2；⑤小燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=（用I額、I1、I2、R表示）?！敬鸢浮?/p>

0.758.3暗保持R1滑片的位置不變，調(diào)節(jié)R2滑片的位置，【詳解】（1）[1]原電路中，電流表與變阻器串聯(lián)后再與燈并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路中；測量小燈泡額定功率，應(yīng)讓燈、變阻器串聯(lián)，電壓表與燈并聯(lián)，如圖

（2）[2]閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.3A，小燈泡的額定功率為[2]小燈泡正常發(fā)光的電阻為[4]將滑片P緩慢向B端滑動(dòng)，變阻器連入電路的電阻變大，電路的電流小，故觀察小燈泡的亮度將變暗。（3）①按電路圖連接電路；②只閉合開關(guān)S1，移動(dòng)R1的滑片，使電流表的示數(shù)為I額，燈泡正常發(fā)光；③[5]只閉合開關(guān)S2，保持R1滑片的位置不變，調(diào)節(jié)R2滑片的位置，使電流表的示數(shù)為I額，此時(shí)電阻R2的電阻等于燈泡額定電壓下的電阻；④保持R2的滑片位置不動(dòng)，將R1的滑片移到最左端，電流表的示數(shù)為I1，此時(shí)電路為R2的簡單電路，電源電壓再將R1的滑片移到最右端，電流表的示數(shù)為I2，此時(shí)電源電壓聯(lián)立以上兩式解得⑤[6]小燈泡額定功率的表達(dá)式為五、計(jì)算題18．某興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)溫度檢測報(bào)警裝置。其感溫區(qū)的電路如圖甲所示，電源電壓恒為4.5V，R0是阻值為15Ω的定值電阻，Rt為熱敏電阻。求：（1）當(dāng)電壓表的示數(shù)剛好是3V時(shí)，電路中的電流；（2）當(dāng)外界溫度升高到37℃時(shí)，熱敏電阻Rt通電1min產(chǎn)生的熱量；（3）Rt的阻值與溫度t的關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)電路中的電流達(dá)到0.15A時(shí)，將會(huì)自動(dòng)報(bào)警，此時(shí)熱敏電阻的溫度。

【答案】（1）0.1A；（2）18J；（3）40【詳解】解：（1）由圖甲可知，閉合開關(guān)，兩電阻串聯(lián)接入電路，電壓表測熱敏電阻兩端的電壓，電流表測通過電路的電流；R0兩端的電壓為通過電路的電流（2）當(dāng)溫度升高到37℃時(shí)，如圖乙可知，的阻值為30Ω，通過的電流熱敏電阻通電1min產(chǎn)生的熱量（3）當(dāng)通過電路的電流為時(shí)，根據(jù)歐姆定律可得電路總電阻的阻值設(shè)的阻值與溫度t的關(guān)系為：，由圖乙可得，當(dāng)時(shí)，，代入關(guān)系式可得

①當(dāng)時(shí)，，代入關(guān)系式可得

②聯(lián)立①②解得，的阻值與溫度t的關(guān)系為當(dāng)時(shí)，熱敏電阻的溫度答：（1）當(dāng)電壓表的示數(shù)剛好是3V時(shí)，電路中的電流為0.1A；（2）當(dāng)外界溫度升高到37℃時(shí)，熱敏電阻Rt通電1min產(chǎn)生的熱量為18J；（3）當(dāng)電路中的電流達(dá)到0.15A時(shí)，將會(huì)自動(dòng)報(bào)警，此時(shí)熱敏電阻的溫度為。19．如圖所示電路，電源電壓保持不變，已知電阻R2標(biāo)有“10V，2A”字樣，開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí)，電壓表V1和V2的比值為4∶1，R1的功率為P1，電流表示數(shù)為I1；再閉