九年级物理全册第十八章电功率章节检测（新版）新人教版.doc

1 第十八章 电功率章节检测 一．选择题（共 10 小题,每题 3 分） 1．（2018•绍兴）下列有关家庭电路的说法正确的是（　　） A．家庭电路中的插座应与用电器串联 B．家庭电路的电压对于人体是安全的 C．测电笔可以辨别零线与地线 D．电能表用来测量用户消耗的电能 2．（2018•南京）如图所示电路，电源电压不变，小灯泡标有“6V 3W“字样，闭合开关后，当滑片 P 移至某位置时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为 P1；当滑片 P 移至某一端点时， 电流表示数为 0.3A，电压表示数变化了 3V，此时滑动变阻器消耗的功率为 P2 且 P1：P2=5：6．下列 判断正确的是（　　） A．滑动变阻器的最大阻值为 10Ω B．电路允许消耗的最大功率为 4.5W C．小灯泡正常发光时，滑片 P 位于滑动变阻器中点位置 D．滑动变阻器消耗的功率由 P1 变为 P2 的过程中，小灯泡消耗的功率变化了 0.6W 3．（2018•岳阳）如图，电源电压恒为 4.5V，Ⓐ的量程为“0～0.6A”，Ⓥ的量程为“0～3V“，灯 泡上标有“2.5V 1.25W”（不考虑灯丝电阻变化），滑动变阻器 R 的规格为“20Ω 1A”。闭合开关， 在保证电路安全的情况下，移动滑片 P 的过程中（　　） A．Ⓐ的示数最大为 0.6A B．灯泡消耗的最小功率为 0.12W C．电路消耗的最大总功率为 2.7W D．滑动变阻器接入电路的最小电阻为 4Ω2 4．（2016•宜兴市校级二模）课外兴趣小组活动时，某校两同学通过实验研究小灯泡的电功率跟两端 电压的关系，已知小灯泡的额定电压为 2.5 伏、额定功率为 0.75 瓦。小明同学设计了如图甲所示的 电路进行研究，他先测出若干组电压和电流值，再由公式 P=UI，求得对应的功率，并作出功率随电 压变化的图线 a．小红同学设计了如图乙所示的电路进行研究，她先由 R= 计算出小灯泡的电阻 R，再测出若干个电压值，最后根据 P= ，求得对应的功率，也作出功率随电压变化的图线 b．则下 列反映了他们的实验结果的图线是（　　） A． B． C． D． 5．（2012•哈尔滨）某同学利用如图所示电路，测量额定电压为 2.5V 小灯泡的额定功率，下列说法 错误的是（　　） A．闭合开关前，滑片 P 应滑到 B 端 B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了 C．当电压表示数为 2.5V 时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率 D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮 6．（2018•长沙模拟）如图所示的装置中，两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，且煤油 中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的电阻丝是镍铬合金丝， 电阻比较大。利用该装置能完成的实验是（　　）3 A．探究电热与导体电阻的关系 B．探究电热与通过导体电流的关系 C．探究电热与通电时间的关系 D．以上实验都能完成 7．（2018•宝安区二模）把两根阻值相同的电热丝串联接入电路，烧开一壶水所用时间为 t0，若将这 两根电热丝并联接入同一电路，则烧开同一壶水所需的时间为（不计热量损失）（　　） A．t0 B． t0 C． t0 D．2 t0 8．（2018•武汉一模）如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列正确的是 （　　） A．甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻电流相等 B．甲实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为 1：2 C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 D．乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为 1：4 9．（2018•丰台区一模）标有“6V 3W”的小灯泡，通过它的电流与电压的关系如图所示。若把它与 电压为 4V 的电源相连，灯泡仍能发光，此时灯泡消耗的功率为（　　） A．3W B．1.3W C．10W D．1.6W 10．（2018•深圳二模）小英同学在门外走廊拍了一张自家电能表的照片，如图所示。她仔细观察照 片后得到下列结论，你认为正确的是（　　） A．电能表的额定电流为 10A B．1kW•h 的电能，指示灯闪 3200 次 C．电能表的额定功率为 2200W4 D．拍照片时，小英家已消耗的电能为 7624.1J 二．多选题（共 4 小题， 每题 3 分） 11．（2018•平谷区一模）在探究电流通过导体产生热量多少的影响因素时，小明把阻值恒定为 R1=5 Ω、R2=10Ω的两段电热丝分别放在如图所示的两个完全相同的烧瓶中并接入电路，在烧瓶中加入质 量、初温均相同的煤油，再分别插入相同的温度计，实验设计中用煤油升高的温度△t 表示电流通过 电热丝 R 产生热量的多少，不计实验过程中的热损失。下列四个选项中，说法正确的是（　　） A．该实验只能控制通过电阻的电流大小 B．该实验可探究电流通过导体产生的热量与煤油升高的温度是否有关 C．该实验可探究电流通过导体产生的热量与电阻大小是否有关 D．开关闭合一段时间后，乙瓶温度计示数升高的多 12．（2018•威海）如图甲所示，R1 为定值电阻，滑动变阻器 R2 的滑片从 a 端滑到 b 端的过种中，R2 消 耗 的 电 功 率 P 与 其 两 端 电 压 U 的 关 系 图 象 如 图 乙 所 示 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 （ 　 　 ） A．R1 的阻值为 20Ω B．R2 的最大阻值为 50Ω C．电源电压为 6V D．该电路消耗的最大电功率为 0.9W 13．（2018•营口模拟）“探索”实验小组的同学们为检测装修房屋时甲醛是否超标设计了甲醛监测 设备，原理如图甲所示。电源电压恒为 3V．Ro 为 10Ω 的定值电阻，R 为可以感知甲醛污染指数的可 变电阻，其阻值随污染指数变化的情况如图乙所示，污染指数在 50 以下为轻度污染，50～100 之间 为中度污染，100 以上为重度污染，以下分析正确的是（　　） A．电压表示数为 1.5V 时，属于重度污染5 B．B．污染指数为 50 时，电压表的示数为 0.5V C．污染指数为 150 时，电路中消耗的总功率 0.3W D．污染指数为 150 时，电路工作 1minRo 产生的电热为 18J 14．（2018•内乡县二模）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为 12V，闭合开关 S 后，当滑片 P 从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的 I﹣U 关系图象如图乙所示，下列判断正确的 是（　　） A．小灯泡的额定功率为 24W B．电源电压为 15V C．滑动变阻器的最大阻值 9Ω D．小灯泡的最小功率为 1.5W 三．填空题（共 6 小题，每题 4 分） 15．（2018•攀枝花）如图所示，测电笔正确的使用方法是　 　（选填”甲”或“乙”），已知测 电笔的电阻约为 1.1×106Ω，氖管和人体的电阻比它小得多，可以忽略，请你计算“220V 40W”灯泡 正常工作时的电流约为正确使用测电笔时通过人体电流的　 　倍（结果保留到整数）。 16．（2018•成都）如图所示，电热水壶上标有“220V 1800W”，小明发现烧水过程中热水壶的发热 体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻　 　。在额定电 压下，烧开一壶水用时 3min20s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为　 　J。6 17．（2018•泸州）小英家 6 月底电能表的示数如图甲所示，7 月底表盘示数如图乙所示，由图可知 她家 7 月份用电器消耗的电能为　 　kW•h；电子式单相电能表她家现在已经接人用电器的总功率 为 3600W，则最多还可以连接　 　W 的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表 上正常工作 3min，电能表指示灯闪烁了 160 次，则饮水机的额定功率是　 　W。 18．（2018•遂宁）如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器的规格“20Ω 2A”，L1 的规格“10V 5W “，L2 的规格“15V 15W”，不考虑温度对灯丝电阻的影响。 （1）只闭合开关 S，当滑动变阻器接人电路的阻值为 4Ω时，灯泡 L 1 正常发光，则电源电压为　 　 V。 （2）闭合开关 S、S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点，通电 1min 整个电路产生的热量是　 　J。 19．（2018•遂宁）如图甲所示电路，电源电压恒定，R0 为定值电阻，闭合开关 S，当滑动变阻器的 滑片 P 从一端移到另一端的过程中，电流表示数 I 与电压表示数 U 的关系如图乙所示，则定值电阻 R0 的阻值为　 　Ω；当滑动变阻器接入电路阻值分别为 R 和 R 时，电路消耗的总功率为 P1、P2， 则 P1：P2=　 　。 20．（2018•内江）如图所示是用来测量电能的仪表，这只电表此时的读数是　 　kW•h，当电路中 只有一个电饭煲接入电路，正常工作 l2min。发现此电能表的转盘转过了 500 转。则这个电饭煲的额 定功率是　 　W。7 四．实验探究题（共 4 小题，每题 5 分） 21．（2018•南充）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）将甲图中电路连接完整。（要求：滑动变阻器滑片 P 向右移灯泡变 亮） （2）正确连接电路后，闭合开关 S，移动滑片 P，小张发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，电压表 示数始终为 3V，则故障原因为　 　。 （3）电路故障排除后，闭合开关，移动滑片 P，直到电压表示数为 2.5V，此时电流表示数如图乙所 示，则小灯泡的额定功率为　 　W。 （4）小张设计了如图丙所示的电路也完成了该实验（电源电压不变，R 阻值已知） ①闭合开关 S 和 S1，断开 S2，并调节滑动变阻器使电压表示数为 U 额。 ②闭合开关 S 和 S2，断开 S1，滑动变阻器滑片 P 不动，读出此时电压表示数为 U；则小灯泡额定功率 的表达式灯 P 额=　 　。（用 U 额、R、U 表示） 22．（2018•扬州）某同学用如图甲电路测定小灯泡的电功率，电源电压为 6V，小灯泡标有“2.5V” 字样（灯丝电阻约为 10Ω），有以下两种规格的滑动变阻器可选用：A．“50Ω2A”B．“10Ω1A”。 （1）应选用滑动变阻器　 　（A/B）。 （2）连接好电路，闭合开关后发现小灯泡比正常工作时亮，他想到自己在开关闭合前遗漏了一个步 骤，立即断开开关。遗漏的步骤是　 　。 （3）改正错误后，闭合开关小灯泡不亮，电流表和电压表指针都有较小的偏转，则小灯泡不亮的原 因是　 　。 A．小灯泡烧坏 B．小灯泡短路 C．小灯泡的实际功率太小 （4）排除故障后，闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，其读数是　 　V；为了 测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向　 　端移动（左/右）。8 （5 ）调节滑动变阻器，当小灯泡正常发光时，电流表的示数为 0.25A ，小灯泡的额定功率是　 　 W。 23．（2018•嘉兴）在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中，小组同学猜想：小灯泡的电功 率可能与电压、电流有关，于是他们设计了如下所示的三个电路图： （1）你认为图　 　电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是　 　。 （2）小组同学经过分析讨论，选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确 实验结论。支持该结论的实验现象是　 　。 24．（2018•广东模拟）如图实验装置，探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关： （1）若想探究电流产生热量的多少与电阻的关系，则应选择图中的　 　两个密闭容器进行实验； （2）通电时间相同时，产生热量最多的是密闭容器　 　 中的电阻丝。 （3）如果通电时间一段时间发现乙和丙 U 型管中液面的高度差逐渐变大，但甲中不变，则可能的原 因是　 　。 　 五．计算题（共 2 小题，每题 7 分） 25．（2018•岱岳区一模）如图所示，电源两端电压保持不变。小灯泡 L 标有“6V 3W”字样，当开 关 S1 闭合、S2 断开，滑动变阻器的滑片 P 移到 B 端时，电流表示数为 0.2A；当开关 S1 断开、S2 闭合9 时，小灯泡正常发光，电压表 V2 的示数为 8V．假设小灯泡阻值不变，在电路安全工作的情况下： （1）求电源电压、R1 阻值和滑动变阻器的最大阻值； （2）当开关 S1 断开、S2 闭合时，求电路中在 10s 内产生的热量； （3）当开关 S1 闭合、S2 断开，滑动变阻器消耗的功率为 4W，求滑动变阻器连入电路的电阻。 26．（2018•遂宁）如图所示电路，电源电压 18V 恒定不变，小灯泡工标有“12V”的字样，滑动变阻 器的规格为“200Ω 1A”，电流表量程“0～0.6A”电压表量程“0～15V”调节滑动变阻器滑片至某 一位置时再闭合开关，小灯泡 L 恰好正常发光，此时电流 2s 内对小灯泡 L 做功 12J，不考虑温度对 电阻的影响。求： （1）小灯泡 L 正常发光时的电流； （2）滑动变阻器接人电路的阻值在什么范围时才能保证电路的安全； （3）小灯泡 L 两端电压为何值时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率是多少？ 　　 一．选择题（共 10 小题） 1．（2018•绍兴）下列有关家庭电路的说法正确的是（　　） A．家庭电路中的插座应与用电器串联10 B．家庭电路的电压对于人体是安全的 C．测电笔可以辨别零线与地线 D．电能表用来测量用户消耗的电能 【解答】解： A、家庭电路中用电器与用电器、用电器与插座、插座与插座之间都是并联连接的，故 A 错误； B、对人体的安全电压是不高于 36V，家庭电路的电压是 220V，所以家庭电路的电压对于人体是不安 全的；故 B 错误； C、零线、地线和大地间的电压都是 0V，用测电笔分别接触零线与地线时，氖管都不发光，所以测电 笔不能辨别零线与地线，但测电笔可以辨别火线和零线，故 C 错误； D、电能表用来测量用户在一定时间内消耗的电能，并且根据电能的多少来收取电费，故 D 正确。 故选：D。 　 2．（2018•南京）如图所示电路，电源电压不变，小灯泡标有“6V 3W“字样，闭合开关后，当滑片 P 移至某位置时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为 P1；当滑片 P 移至某一端点时， 电流表示数为 0.3A，电压表示数变化了 3V，此时滑动变阻器消耗的功率为 P2 且 P1：P2=5：6．下列 判断正确的是（　　） A．滑动变阻器的最大阻值为 10Ω B．电路允许消耗的最大功率为 4.5W C．小灯泡正常发光时，滑片 P 位于滑动变阻器中点位置 D．滑动变阻器消耗的功率由 P1 变为 P2 的过程中，小灯泡消耗的功率变化了 0.6W 【解答】解： 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）设电源电压为 U， 当滑片 P 移至某位置时，小灯泡恰好正常发光，且串联电路中电流处处相等， 由 P=UI 可得，此时电路中的电流为：I=IL= = =0.5A， 滑动变阻器消耗的功率为：P1=（U﹣UL）I=（U﹣6V）×0.5A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①11 当滑片 P 移至某一端点时，电流表示数为 0.3A，电流表示数减小，说明变阻器接入的电阻变大，此 时滑片在最大阻值处； 变阻器接入的电阻变大，由串联分压规律可知，变阻器分得的电压变大，所以，电压表示数变化了 3V 即增大了 3V，此时滑动变阻器两端的电压为：U 滑=U﹣6V+3V=U﹣3V， 此时滑动变阻器消耗的功率为：P2=U 滑 I′=（U﹣3V）×0.3A﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 已知 P1：P2=5：6﹣﹣﹣﹣③ 联立①②③解得，电源电压 U=9V； 则滑动变阻器的最大阻值为：R 滑大= = = =20Ω，故 A 错误； （2）灯泡的额定电流为 0.5A，则电路中的最大电流为 0.5A， 电路允许消耗的最大功率：P 大=UI 大=9V×0.5A=4.5W，故 B 正确； （3）小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电压为：U 滑′=U﹣6V=9V﹣6V=3V， 此时滑动变阻器的电阻为：R 滑′= = =6Ω， 因为滑动变阻器的最大阻值为 20Ω，所以此时滑片 P 不在中点位置，故 C 错误； （4）由题意可知，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为 P1，则此时灯泡消耗的功率 PL=P 额= 3W， 滑动变阻器消耗的功率由 P1 变为 P2 的过程中，电压表示数变化了 3V 即增大了 3V，由串联电路的电 压规律可得，灯泡两端的电压减小了 3V，则此时灯泡两端的电压 UL′=6V﹣3V=3V， 此时灯泡消耗的电功率：PL′=UL′I′=3V×0.3A=0.9W， 则灯泡消耗的功率变化了：△P=PL﹣PL′=3W﹣0.9W=2.1W，故 D 错误。 故选：B。 　 3．（2018•岳阳）如图，电源电压恒为 4.5V，Ⓐ的量程为“0～0.6A”，Ⓥ的量程为“0～3V“，灯 泡上标有“2.5V 1.25W”（不考虑灯丝电阻变化），滑动变阻器 R 的规格为“20Ω 1A”。闭合开关， 在保证电路安全的情况下，移动滑片 P 的过程中（　　） A．Ⓐ的示数最大为 0.6A B．灯泡消耗的最小功率为 0.12W C．电路消耗的最大总功率为 2.7W12 D．滑动变阻器接入电路的最小电阻为 4Ω 【解答】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器 R 串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中 的电流。 （1）由 P=UI 可得，灯泡的额定电流： IL= = =0.5A，故 A 错误； 因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为 0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为 1A， 所以，电路中的最大电流 I 大=0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路消耗的总功率最 大， 由 I= 可得，灯泡的电阻和电路的总电阻分别为： RL= = =5Ω，R 总= = =9Ω， 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最小阻值： R 小=R 总﹣RL=9Ω﹣5Ω=4Ω，故 D 正确； 电路消耗的最大总功率： P 大=UI 大=4.5V×0.5A=2.25W，故 C 错误； （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，灯泡消耗的电功率最小， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电路的最小电流： I 小= = =0.18A， 则灯泡消耗的最小功率： PL 小=I 小 2RL=（0.18A）2×5Ω=0.162W，故 B 错误。 故选：D。 　 4．（2016•宜兴市校级二模）课外兴趣小组活动时，某校两同学通过实验研究小灯泡的电功率跟两端 电压的关系，已知小灯泡的额定电压为 2.5 伏、额定功率为 0.75 瓦。小明同学设计了如图甲所示的 电路进行研究，他先测出若干组电压和电流值，再由公式 P=UI，求得对应的功率，并作出功率随电 压变化的图线 a．小红同学设计了如图乙所示的电路进行研究，她先由 R= 计算出小灯泡的电阻 R，13 再测出若干个电压值，最后根据 P= ，求得对应的功率，也作出功率随电压变化的图线 b．则下列 反映了他们的实验结果的图线是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：（1）∵P= ，∴灯泡正常发光时的电阻 R= = ≈8.3Ω； 由题意知：P 甲= 和 P 乙= ，由此可见， 电功率 P 关于电压 U 的二次函数（跟 y=ax2+bx+c，且 a＞0，b=0，c=0 时相符合）， 故图象是经过原点开口向上的抛物线，故 CD 错误。 （2）∵P 甲= 和 P 乙= ，灯泡电阻 R 随温度升高而变大， ∴①当小灯泡两端电压 U＜2.5V 时，小灯泡在低于额定电压下工作， 它的电阻 R＜8.3Ω，则 P 甲＞P 乙，此时抛物线 a 在抛物线 b 的上方。 ②当小灯泡两端电压 U=2.5V 时，小灯泡在额定电压下工作， 它的电阻 R=8.3Ω，则 P 甲=P 乙=0.75W，且此时两抛物线相交。 ③当小灯泡两端电压 U＞2.5V，小灯泡在高于额定电压下工作， 它的电阻 R＞8.3Ω，则 P 甲＜P 乙，此时抛物线 a 在抛物线 b 的下方。 综上所述，B 图中的图线反映了他们的实验结果。 故选：B。 　 5．（2012•哈尔滨）某同学利用如图所示电路，测量额定电压为 2.5V 小灯泡的额定功率，下列说法 错误的是（　　）14 A．闭合开关前，滑片 P 应滑到 B 端 B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了 C．当电压表示数为 2.5V 时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率 D．实验还可得知， 小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮 【解答】解：A、闭合开关前，滑动变阻器应滑到 B 端，即其电阻最大位置。故 A 正确； B、闭合开关后，小灯泡不发光的原因有很多，并不一定是小灯泡灯丝断了，故 B 错误； C、当电压表示数为 2.5V 时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率，正确； D、小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率，实际功率越大，小灯泡越亮，故 D 正确。 故选：B。 　 6．（2018•长沙模拟）如图所示的装置中，两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，且煤油 中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的电阻丝是镍铬合金丝， 电阻比较大。利用该装置能完成的实验是（　　） A．探究电热与导体电阻的关系 B．探究电热与通过导体电流的关系 C．探究电热与通电时间的关系 D．以上实验都能完成 【解答】解：由图可知，甲乙的电阻不同，两者串联在一起，电流和通电时间相同，能探究电流通过 导体产生的热量与电阻的关系； 实验中有滑动变阻器，能改变电路中的大小，故能探究电流通过导体产生的热量与电流的关系； 实验中能通过开关的闭合和断开来改变通电时间，能探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系。 故选：D。 　 7．（2018•宝安区二模）把两根阻值相同的电热丝串联接入电路，烧开一壶水所用时间为 t0，若将这 两根电热丝并联接入同一电路，则烧开同一壶水所需的时间为（不计热量损失）（　　） A．t0 B． t0 C． t0 D．2 t0 【解答】解：15 两根阻值相同的电热丝串联后的总电阻为 2R，两根阻值相同的电热丝并联后的总电阻为 0.5R，烧开 同一壶水所需要的热量是相等的； 则： Q=W= = t， 解得：t= t0，故 C 正确。 故选：C。 　 8．（2018•武汉一模）如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列正确的是 （　　） A．甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻电流相等 B．甲实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为 1：2 C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 D．乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为 1：4 【解答】解： A、甲实验两电阻丝阻值不同，两电阻串联后，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，可以探究电流 通过导体产生的热量与电阻的关系，故 A 错误； B、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，右侧电阻是左侧电阻的 2 倍，产生的热量也是左侧的 2 倍，故左右两侧容器内空气吸收的热量 之比为 1：2，故 B 正确； C、乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过 电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系，故 C 错误； D、乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，左侧的 电流是右侧电流的 2 倍，由焦 耳定律 Q=I2Rt 可知，左侧电阻产生热量是右侧电阻产生热量的 4 倍， 即左右两侧容器内空气吸收的热量之比为 4：1，故 D 错误； 故选：B。 　 9．（2018•丰台区一模）标有“6V 3W”的小灯泡，通过它的电流与电压的关系如图所示。若把它与16 电压为 4V 的电源相连，灯泡仍能发光，此时灯泡消耗的功率为（　　） A．3W B．1.3W C．10W D．1.6W 【解答】解：小灯泡与电压为 4V 的电源相连时，灯泡两端的电压为 4V， 由图象可知，通过灯泡的电流为 0.4A， 此时灯泡消耗的功率 P=UI=4V×0.4A=1.6W。 故选：D。 　 10．（2018•深圳二模）小英同学在门外走廊拍了一张自家电能表的 照片，如图所示。她仔细观察照 片后得到下列结论，你认为正确的是（　　） A．电能表的额定电流为 10A B．1kW•h 的电能，指示灯闪 3200 次 C．电能表的额定功率为 2200W D．拍照片时，小英家已消耗的电能为 7624.1J 【解答】解：A、电能表上的电流值，代表标定电流，即长时间稳定工作时不许超过的最大电流，所 以 A 不正确； B、3200imp/kW•h：接在这个电能表上的用电器，每消耗 1 千瓦时的电能，电能表上指示灯闪烁 3200 次。符合实际，所以 B 正确。 C、电压值和电流值的乘积代表功率，但这是接在这个电能表上的用电器的最大功率是不许超过的数 值，而不是电能表的额定功率。所以 C 不正确； D、电能表的示数应读为 7624.1kW•h，所以 D 不正确。 故选：B。 　 二．多选题（共 4 小题）17 11．（2018•平谷区一模）在探究电流通过导体产生热量多少的影响因素时，小明把阻值恒定为 R1=5 Ω、R2=10Ω的两段电热丝分别放在如图所示的两个完全相同的烧瓶中并接入电路，在烧瓶中加入质 量、初温均相同的煤油，再分别插入相同的温度计，实验设计中用煤油升高的温度△t 表示电流通过 电热丝 R 产生热量的多少，不计实验过程中的热损失。下列四个选项中，说法正确的是（　　） A．该实验只能控制通过电阻的电流大小 B．该实验可探究电流通过导体产生的热量与煤油升高的温度是否有关 C．该实验可探究电流通过导体产生的热量与电阻大小是否有关 D．开关闭合一段时间后，乙瓶温度计示数升高的多 【解答】解：根据题意，两个电阻串联，通过两电阻的电流、通电时间都相同，只有电阻的阻值不同， 所以是研究电流和通电时间相同时，通过导体产生的热量与电阻大小的关系，故 C 正确； 图中有滑动变阻器可以改变电流故可 以探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关，故 A 错 误。 图中电流产生的热量多少通过温度计示数的高低来表示，用到了转化法，但不能探究电流通过导体产 生的热量与煤油升高 的温度是否有关，故 B 错误； 根据焦耳定律，其它条件相同，电阻越大，产生的热量越多，乙烧瓶中的电阻较大，所以产生的热 量较多，故 D 正确。 故选：CD。 　 12．（2018•威海）如图甲所示，R1 为定值电阻，滑动变阻器 R2 的滑片从 a 端滑到 b 端的过种中，R2 消耗的电功率 P 与其两端电压 U 的关系图象如图乙所示，下列说法正确的是（　　）18 A．R1 的阻值为 20Ω B．R2 的最大阻值为 50Ω C．电源电压为 6V D．该电路消耗的最大电功率为 0.9W 【解答】解： 由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 当滑动变阻器消耗的功率为 0.8W 时，其两端电压为 2V， 由 P=UI 可得，此时电路中的电流为：I1= = =0.4A， 由 I= 及串联电路的电压规律可得，电源的电压：U=I1R1+U1=0.4A×R1+2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①； 当滑动变阻器消耗的功率为 0.5W 时，其两端电压为 5V， 由 P=UI 可得，此时电路中的电流为：I2= = =0.1A， 由 I= 及串联电路的电压规律可得，电源的电压：U=I2R1+U2=0.1A×R1+5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②， 电源电压不变，则：0.4A×R1+2V=0.1A×R1+5V， 解得：R1=10Ω；故 A 错误； 电源电压为：U=I1R1+U1=0.4A×10Ω+2V=6V，故 C 正确； 由图乙可知，当变阻器两端电压最大为 5V 时，滑动变阻器全部接入电路中，其电阻最大，此时电流 最小为 I2=0.1A， 则滑动变阻器的最大阻值为：R2= = =50Ω；故 B 正确； 当滑动变阻器接入电路的电阻为 0 时（电路为 R1 的简单电路），电路中的电阻最小，电流最大， 则电路中的最大电流为：I 大= = =0.6A； 该电路消耗的最大电功率：P 大=UI 大=6V×0.6A=3.6W，故 D 错误。19 故选：BC。 　 13．（2018•营口模拟）“探索”实验小组的同学们为检测装修房屋时甲醛是否超标设计了甲醛监测 设备，原理如图甲所示。电源电压恒为 3V．Ro 为 10Ω 的定值电阻，R 为可以感知甲醛污染指数的可 变电阻，其阻值随污染指数变化的情况如图乙所示，污染指数在 50 以下为轻度污染，50～100 之间 为中度污染，100 以上为重度污染，以下分析正确的是（　　） A．电压表示数为 1.5V 时，属于重度污染 B．污染指数为 50 时，电压表的示数为 0.5V C．污染指数为 150 时，电路中消耗的总功率 0.3W D．污染指数为 150 时，电路工作 1minRo 产生的电热为 18J 【解答】解：A、由图象可知，污染指数越小，可变电阻的阻值越大， 根据串联电路的分压特点可知，可变电阻分担的电压越大， 由串联电路电压的规律可知，定值电阻分担的电压为 1.5V 时， = = ， = ，解得 R=10Ω， 由图乙可知，污染指数属于重度污染，故 A 正确； B、污染指数为 50 时，由图乙可知 R′=50Ω，电路中电流： I= = =0.05A， 电压表的示数：U0′=IR0=0.05A×10Ω=0.5V，故 B 正确； C、由图象可知，污染指数为 150 时，R 接入电路的电阻，R″=20Ω 电路中消耗的总功率： P=UI′= = =0.3W，故 C 正确； D、由图象可知，污染指数为 150 时，可变电阻连入电路中的阻值为 20Ω， 电路中电流：I′= = =0.1A，20 电路工作 1minRo 产生的电热： Q=I′2R0t=（0.1A）2×10Ω×60s=6J，故 D 错误。 故选：ABC。 　 14．（2018•内乡县二模）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为 12V，闭合开关 S 后，当滑片 P 从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的 I﹣U 关系图象如图乙所示，下列判断正确的 是（　　） A．小灯泡的额定功率为 24W B．电源电压为 15V C．滑动变阻器的最大阻值 9Ω D．小灯泡的最小功率为 1.5W 【解答】解：（1）由电路图可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻为 0 时，电路为灯泡的简单电路， 由图象可知，电路中的电流 I=2A，电源的电压 U=UL=12V，故 B 错误； 则小灯泡的额定功率： P 大=UI=12V×2A=24W，故 A 正确； （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，电路的总功率最小， 由图象可知，灯泡两端的电压 UL′=3V，电路中的电流 I′=1A， 小灯泡的最小功率： PL 小=UL′I′=3V×1A=3W，故 D 错误； 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动变阻器两端的电压： UR=U﹣UL′=12V﹣3V=9V， 滑动变阻器的最大阻值： R= = =9Ω，故 C 正确。 故选：AC。 　 三．填空题（共 6 小题） 15．（2018•攀枝花）如图所示，测电笔正确的使用方法是　乙　（选填”甲”或“乙”），已知测21 电笔的电阻约为 1.1×106Ω，氖管和人体的电阻比它小得多，可以忽略，请你计算“220V 40W”灯泡 正常工作时的电流约为正确使用测电笔时通过人体电流的　900　倍（结果保留到整数）。 【解答】解：使用测电笔时，拇指和中指不要接触测电笔前端的金属体，手必须接触测电笔末端的金 属体，使电源和大地之间形成通路，故乙是正确的测量方法； 通过测电笔的电流为 I 笔= = =2×10﹣4A； 因为 P=UI， 所以通过灯泡的电流为 I 灯= = ≈0.18A， 所以灯泡正常工作时的电流约为正确使用测电笔时通过人体电流的 =900 倍。 故答案为：乙；900。 　 16．（2018•成都）如图所示，电热水壶上标有“220V 1800W”，小明发现烧水过程中热水壶的发热 体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻　小　。在额定电压 下，烧开一壶水用时 3min20s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为　3.6×104　J。 【解答】解：热水壶的发热体与电线串联，通过它们的电流及时间相等，但热水壶的发热体的电阻比 电线的电阻大得多，由焦耳定律 Q=I2Rt 可知，热水壶的发热体比电线产生的热量就多得多，所以电 热丝很热，但与之相连的电线却不怎么热； 在额定电压下，烧开一壶水用时 3min20s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量： Q=Pt=1800W×（3×60s+20s）=3.6×104J。 故答案为：小；3.6×104。 　 17．（2018•泸州）小英家 6 月底电能表的示数如图甲所示，7 月底表盘示数如图乙所示，由图可知 她家 7 月份用电器消耗的电能为　140　kW•h；电子式单相电能表她家现在已经接人用电器的总功率 为 3600W，则最多还可以连接　3000　W 的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能 表上正常工作 3min，电能表指示灯闪烁了 160 次，则饮水机的额定功率是　1000　W。22 【解答】解： （1）由图知，小英家 7 月份用电器消耗的电能为：W=6768.2kW•h﹣6628.2kW•h=140kW•h； （2）由电能表的参数可知，工作电压为 U=220V，允许工作的最大电流为 I=30A， 电能表允许用电器工作的最大总功率：P 大=UI=220V×30A=6600W， 已知她家现在已经接入用电器的总功率为 3600W， 则最多还可以同时连接用电器的功率为 6600W﹣3600W=3000W； （3）3200imp/kW•h 表示每消耗 1kW•h 的电能，电能表的指示灯闪烁 3200 次， 则电能表指示灯闪烁 160 次时，饮水机消耗的电能：W= kW•h=0.05kW•h， 饮水机的实际功率：P= = =1kW=1000W。 因为饮水机正常工作，所以饮水机的实际功率等于额定功率，则饮水机的额定功率是 1000W。 故答案为：140；3000；1000。 　 18．（2018•遂宁）如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器的规格“20Ω 2A”，L1 的规格“10V 5W “，L2 的规格“15V 15W”，不考虑温度对灯丝电阻的影响。 （1）只闭合开关 S，当滑动变阻器接人电路的阻值为 4Ω时，灯泡 L1 正常发光，则电源电压为　12　 V。 （2）闭合开关 S、S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点，通电 1min 整个电路产生的热量是　1440　J。 【解答】解：（1）根据灯泡 L1 正常发光，可得流经灯泡的电流 I1= = =0.5A， 灯泡 L1 正电阻 R1= = =20Ω，23 由图可知，只闭合开关 S，灯泡 L1 与滑动变阻器串联，串联电路中电流处处相等， 即电路中的电流 I=I1=0.5A， 由 I= 可得，电源电压 U=IR 总=0.5A×（4Ω+20Ω）=12V； （2）由 P= 可得， L2 的电阻 R2= = =15Ω， 闭合开关 S、S1、S2，灯泡 L2、滑动变阻器并联，灯泡 L1 被短路，滑动变阻器滑片置于中点， 根据并联电路的电阻特点可得， 总电阻 = + ， 则 = + ， 解得 R 并=6Ω， 通电 1min 整个电路产生的热量： Q=W=UIt= t= ×60s=1440J。 故答案为：（1）12；（2）1440。 　 19．（2018•遂宁）如图甲所示电路，电源电压恒定，R0 为定值电阻，闭合开关 S，当滑动变阻器的 滑片 P 从一端移到另一端的过程中，电流表示数 I 与电压表示数 U 的关系如图乙所示，则定值电阻 R0 的阻值为　40　Ω；当滑动变阻器接入电路阻值分别为 R 和 R 时，电路消耗的总功率为 P1、P2，则 P1： P2=　2：1　。 【解答】解：由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 当滑动变阻器接入电路中的电阻为 0 时，电路中的电流最大，由图乙可知 I1=0.3A， 由 I= 可得，电源的电压：U=I1R0=0.3A×R0，24 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，由图乙可知，I2=0.1A，U2=8V， 则滑动变阻器的最大阻值：R= = =8 0Ω， 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=I2R0+U2=0.1A×R0+2V， 因电源的电压不变，所以，0.3A×R0=0.1A×R0+8V， 解得：R0=40Ω， 电源的电压：U=0.3A×R0=0.3A×40Ω=12V； 当滑动变阻器接入电路阻值为 R= ×80Ω=20Ω时，电路中的电流：I= = =0.2A； 当滑动变阻器接入电路阻值为 R=80Ω时，电路中的电流：I'= = =0.1A； 根据 P=UI 可知，电路消耗的总功率之比为：P1：P2=UI：UI'=I：I'=0.2A：0.1A=2：1。 故答案为：40；2：1。 　 20．（2018•内江）如图所示是用来测量电能的仪表，这只电表此时的读数是　231.0　kW•h，当电路 中只有一个电饭煲接入电路，正常工作 l2min。发现此电能表的转盘转过了 500 转。则这个电饭煲的 额定功率是　1000　W。 【解答】解： 由图可知，电能表此时的读数为 231.0kW•h， 2500r/kW•h 表示电路中每消耗 1kW•h 的电能，电能表转盘转过 2500r， 则电能表的转盘转过了 500 转，电饭煲消耗的电能：W= =0.2kW•h， 电饭煲正常工作 l2min，则该电饭煲的额定功率：P= = =1kW=1000W。 故答案为：231.0；1000。 　 四．实验探究题（共 4 小题）25 21．（2018•南充）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）将甲图中电路连接完整。（要求：滑动变阻器滑片 P 向右移灯泡变亮） （2）正确连接电路后，闭合开关 S，移动滑片 P，小张发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，电压表 示数始终为 3V，则故障原因为　灯泡断路　。 （3）电路故障排除后，闭合开关，移动滑片 P，直到电压表示数为 2.5V，此时电流表示数如图乙所 示，则小灯泡的额定功率为　0.75　W。 （4）小张设计了如图丙所示的电路也完成了该实验（电源电压不变，R 阻值已知） ①闭合开关 S 和 S1，断开 S 2，并调节滑动变阻器使电压表示数为 U 额。 ②闭合开关 S 和 S2，断开 S1，滑动变阻器滑片 P 不动，读出此时电压表示数为 U；则小灯泡额定功率 的表达式灯 P 额=　 　。（用 U 额、R、U 表示） 【解答】解：（1）根据滑片 P 向右移灯泡变亮，说明变阻器连入阻值减小，所以应将变阻器的 B 接 线柱接入电路，如图所示： （2）电流表无示数，灯不亮，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电 压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的灯泡断路了； （3）图乙中，电流表的量程为 0～0.6A，分度值为 0.02A，示数为 0.3A， 则灯泡的额定功率： P=UI=2.5V×0.3A=0.75W； （4）小张设计了如图丙所示的电路也完成了该实验（电源电压不变，R 阻值已知） ①闭合开关 S 和 S1，断开 S2，并调节滑动变阻器使电压表示数为 U 额。 ②闭合开关 S 和 S2，断开 S1，滑动变阻器滑片 P 不动，读出此时电压表示数为 U；则小灯泡额定功率 的表达式灯： P 额=U 额 I 额=U 额×IR=U 额× = 。26 故答案为：（1）如上图；（2）灯泡断路；（3）0.75；（4） 。 　 22．（2018•扬州）某同学用如图甲电路测定小灯泡的电功率，电源电压为 6V，小灯泡标有“2.5V” 字样（灯丝电阻约为 10Ω），有以下两种规格的滑动变阻器可选用：A．“50Ω2A”B．“10Ω1A”。 （1）应选用滑动变阻器　A　（A/B）。 （2）连接好电路，闭合开关后发现小灯泡比正常工作时亮，他想到自己在开关闭合前遗漏了一个步 骤，立即断开开关。遗漏的步骤是　将变阻器的最大电阻连入电路中　。 （3）改正错误后，闭合开关小灯泡不亮，电流表和电压表指针都有较小的偏转，则小灯泡不亮的原 因是　C　。 A．小灯泡烧坏 B．小灯泡短路 C．小灯泡的实际功率太小 （4）排除故障后，闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，其读数是　1.1　V；为了 测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向　左　端移动（左/右）。 （5）调节滑动变阻器，当小灯泡正常发光时，电流表的示数为 0.25A，小灯泡的额定功率是　0.625　 W。 【解答】解：（1）电源电压为 6V，小灯泡额定电压为 2.5V，灯丝电阻约为 10Ω，根据欧姆定律， 灯的额定电流约为： I= = =0.25A，当灯正常发光，根据串联电路的规律及欧姆定律，变阻器的电阻为： R 滑= = =14Ω，故选用“50Ω2A”的变阻器 A； （2）开关闭合前为保护电路，变阻器连入电路中的电阻应最大，遗漏的步骤是：将变阻器的最大电 阻连入电路； （3）改正错误后，闭合开关，电流表和电压表指针都有较小的偏转，说明电路为通路，小灯泡不亮， 说明电路中电流过小，灯的实际功率太小，选 C； （4）灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为 0.1V，其读数是 1.1V，小于灯的额 定电压 2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应 减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压； （5）调节滑动变阻器，当小灯泡正常发光时，电流表的示数为 0.25A，小灯泡的额定功率是：27 P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。 故答案为：（1）A；（2）将变阻器的最大电阻连入电路中；（3）C；（4）1.1；左；（5）0.625。 　 23．（2018•嘉兴）在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中，小组同学猜想：小灯泡的电功 率可能与电压、电流有关，于是他们设计了如下所示的三个电路图： （1）你认为图　乙　电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是　是串联电路，能控制电 流相等　。 （2）小组同学经过分析讨论，选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确 实验结论。支持该结论的实验现象是　电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮　。 【解答】解：（1）研究小灯泡的电功率与电压的关系，要控制电流相等，因串联电路各处的电流相 等，故图乙电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系； （2）灯的亮度由灯的实际功率决定，电压表示数大的灯泡更亮一些，说明其功率比甲灯大。 故答案为：（1）乙； 乙是串联电路，能控制电流相等； （2）电压表示数大的灯泡比示数小的灯 泡亮 　 24．（2018•广东模拟）如图实验装置，探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有 关： （1）若想探究电流产生热量的多少与电阻的关系，则应选择图中的　甲、乙　两个密闭容器进行实 验； （2）通电时间相同时，产生热量最多的是密闭容器　乙　 中的电阻丝。 （3）如果通电时间一段时间发现乙和丙 U 型管中液面的高度差逐渐变大，但甲中不变，则可能的原 因是　甲装置漏气　。 【解答】解：（1）电流产生热量的多少与电流、电阻和通电时间有关，要探究电流产生热量的多少 与电阻的关系时，应控制电流和通电时间相同，改变电阻的阻值，由图可知甲、乙符合；28 （2）甲、乙中，通过它们的电流和通电时间相等，由 Q=I2Rt 可知，乙的电阻大，则乙产生的热量大 于甲产生的热量； 甲、丙中，电阻和通电相等，由并联电路的电流特点可知通过甲的电流大于通过乙的电流，由 Q=I2Rt 可知，甲产生的热量多， 综上可知， 产生热量最多的密闭容器乙中的电阻丝。 （3）甲装置中的液面的高度差不发生变化，说明内部气体的压强不变，故故障原因是甲装置漏气。 故答案为：（1）甲、乙；（2）乙；（3）甲装置漏气。 　 五．计算题（共 2 小题） 25．（2018•岱岳区一模）如图所示，电源两端电压保持不变。小灯泡 L 标有“6V 3W”字样，当开 关 S1 闭合、S2 断开，滑动变阻器的滑片 P 移到 B 端时，电流表示数为 0.2A；当开关 S1 断开、S2 闭合 时，小灯泡正常发光，电压表 V2 的示数为 8V．假设小灯泡阻值不变，在电路安全工作的情况下： （1）求电源电压、R1 阻值和滑动变阻器的最大阻值； （2）当开关 S1 断开、S2 闭合时，求电路中在 10s 内产生的热量； （3）当开关 S1 闭合、S2 断开，滑动变阻器消耗的功率为 4W，求滑动变阻器连入电路的电阻。 【解答】解：（1）当开关 S1 断开、S2 闭合时，R1 与灯泡 L 串联，电压表 V2 测 R1 两端的电压， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光， 所以，电源的电压： U=UL+U1=6V+8V=14V； 因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光， 所以，电路中的电流： I=IL= = =0.5A， 由 I= 可得，R1 的阻值： R1= = =16Ω； 灯泡的电阻为：29 RL= = =12Ω， 当开关 S1 闭合、S2 断开，滑动变阻器的滑片 P 移到 B 端时，灯泡 L 与滑动变阻器的最大阻值串联， 电流表测电路中的电流， 此时电路中的总电阻： R 总= = =70Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，滑动变阻器的最大阻值： R2 大=R 总﹣RL=70Ω﹣12Ω=58Ω； （2）当开关 S1 断开、S2 闭合时，电路中的电流 I=0.5A， 则电路中在 10s 内产生的热量： Q=W=UIt=14V×0.5A×10s=70J； （3）当开关 S1 闭合、S2 断开时，灯泡 L 与滑动变阻器 R2 串联， 电路中的电流： I″= = ， 滑动变阻器消耗的电功率： P2=（I″）2R2=（ ）2R2=4W， 整理可得：R22﹣25R2+144Ω2=0， 解得：R2=9Ω，或 R2=16Ω， 当 R2=9Ω时，电路中的电流 I″= = = A＞0.5A（即电流超过了灯泡的额定电流）， 此种情况不允许； 当 R2=16Ω时，电路中的电流 I″= = =0.5A，此种情况允许， 所以，滑动变阻器消耗的功率为 4W 时，滑动变阻器连入电路的电阻为 16Ω。 答：（1）电源电压为 14V、R1 阻值为 16Ω、滑动变阻器的最大阻值为 58Ω； （2）当开关 S1 断开、S2 闭合时，电路中在 10s 内产生的热量为 70J； （3）当开关 S1 闭合、S2 断开，滑动变阻器消耗的功率为 4W，滑动变阻器连入电路的电阻为 16Ω。 　 26．（2018•遂宁）如图所示电路，电源电压 18V 恒定不变，小灯泡工标有“12V”的字样，滑动变阻 器的规格为“200Ω 1A”，电流表量程“0～0.6A”电压表量程“0～15V”调节滑动变阻器滑片至某 一位置时再闭合开关，小灯泡 L 恰好正常发光，此时电流 2s 内对小灯泡 L 做功 12J，不考虑温度对30 电阻的影响。求： （1）小灯泡 L 正常发光时的电流； （2）滑动变阻器接人电路的阻值在什么范围时才能保证电路的安全； （3）小灯泡 L 两端电压为何值时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率是多少？ 【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）灯泡正常发光时的电压 UL=12V，t=2s 时电流对小灯泡做的功 WL=12J， 由 W=UIt 可得，小灯泡 L 正常发光时的电流： IL= = =0.5A； （2）因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为 0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为 1A， 所以，电路中的最大电流 I 大=0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小， 由 I= 可得，电路中的总电阻和灯泡的电阻分别为： R 总= = =36Ω，RL= = =24Ω， 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最小阻值： R 小=R 总﹣RL=36Ω﹣24Ω=12Ω， 当电压表的示数 UR=15V 时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，此时灯泡两端的电压： UL′=U﹣UR=18V﹣15V=3V， 则电路中的最小电流： I 小= = = A， 则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：31 R 大= = =120Ω， 则滑动变阻器接人电路的阻值在 12Ω～120Ω的范围时才能保证电路的安全； （3）滑动变阻器消耗的电功率： PR=URI=（U﹣IRL）I=（18V﹣I×24Ω）I=﹣I2×24Ω+18V×I=3.375W﹣24（I﹣ A）2， 当 I= A 时，滑动变阻器消耗的电功率最大，此时灯泡两端的电压： UL″=IRL= A×24Ω=9V， 滑动变阻器消耗的最大电功率： PR 大=（U﹣UL″）I=（18V﹣9V）× A=3.375W。 答：（1）小灯泡 L 正常发光时的电流为 0.5A； （2）滑动变阻器接入电路的阻值在 12Ω～120Ω的范围时才能保证电路的安全； （3）小灯泡 L 两端电压为 9V 时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率是 3.375W。