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沪科版九年级全册第十六章 电流做功与电功率综合与测试单元测试达标测试
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这是一份沪科版九年级全册第十六章 电流做功与电功率综合与测试单元测试达标测试，共25页。试卷主要包含了0分），【答案】C，【答案】A，【答案】D，6Ω，故C错误；等内容，欢迎下载使用。
沪科版初中物理九年级全一册第十六章《电流做功与电功率》单元测试卷
考试范围：第十六章；考试时间：80分钟；总分80分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
1. 灯泡L1和L2串联在电路中，在相同时间内L1比L2做功多；若改为并联，在相同时间内电流所做的功( )
A. L1多 B. L2多 C. L1和L2一样多 D. 无法比较
2. 一盏“220V 9W”的LED灯和一盏“220V 60W”的白炽灯正常发光时亮度相当。现用LED灯替代家庭生活中的白炽灯工作，可以节约的电能为( )
A. 10% B. 15% C. 85% D. 90%
3. 图的几种用电器工作时，以电能转化成内能为应用目的( )
A. 电视机 B. 电动自行车
C. 抽油烟机 D. 电烤箱
4. 如图所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器.闭合开关S，R2的滑片Ρ在某一端点时，两表的示数分别为0.2 A和3 V；移动滑片Ρ到某位置的过程中，两表的示数分别变化了0.3 A和1.5 V。下列说法中正确的是( )
A. 电源电压为4.5 V
B. R2的最大阻值为20 Ω
C. 电路消耗的总功率最小时，R1与R2接入电路的阻值之比为3：1
D. 电流表示数为0.4 A时，R1与R2消耗的功率之比为1：1
5. 将规格为“3.8 V 0.3 A”的小灯泡L1和规格为“2.5 V 0.3 A”的小灯泡L2串联，接在3 V的电源上，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列判断正确的是 ( )
A. 两只灯泡都正常发光 B. L1的电阻小于L2的电阻
C. L1的实际功率比L2的实际功率大 D. 两只灯泡实际功率相等
6. 小珊同学用甲、乙两个小灯泡连接成如图所示电路，闭合开关S后，甲、乙两灯均正常发光，但甲灯比乙灯亮，下列说法不正确的是( )
A. 两灯均正常发光时，甲灯功率等于乙灯功率
B. 两灯均正常发光时，甲灯电阻小于乙灯电阻
C. 若两灯位置对换，甲灯仍比乙灯亮
D. 如果将两灯串联在该电源上，则乙灯比甲灯亮
7. 某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V；下列有关说法中正确的是( )
A. 该同学接错了一根导线，需要改正的线应该是电压表负接线柱到开关的这根导线
B. 正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，而电压表指针明显偏转，故障原因可能是滑动变阻器断路
C. 排除故障后，按正确的步骤进行实验，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.7W，此时小灯泡的电阻是8.9Ω
D. 调节滑动变阻器的滑片到电压表示数为灯泡额定电压U额时灯泡功率为P额，那么当电压表示数U实=0.5U额时，灯泡实际功率P实>0.25P额
8. 为了测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，某同学设计了如图所示的电路，实验中电源电压3V保持不变，闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表。下列说法正确的是( )
实验次数
]
2
3
4
5
发光情况
熄灭
微光
暗
较暗
明亮
电压U/V
0.5
1
1.5
2.0
2.5
电流1/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
A. 多次实验的目的是减小误差
B. 第4次实验数据是错误的
C. 实验完毕断开开关，小灯泡的电阻可能是“1.2Ω”
D. 第1、2两次实验，滑动变阻器接入电路电阻的改变量ΔR1小于小灯泡的电阻改变量ΔR2
9. 做某一个电学实验，如表是同一电路正确接线时的多组电压表和电流表的数据，可能是在进行下列哪些实验探究中收集的( )
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.4
1.8
2.2
2.6
3.0
电流I/A
0.26
0.34
0.42
0.48
0.52
0.54
①探究通过导体的电流与电压的关系
②测量小灯泡的电功率
③测量小灯泡的阻值
④测量定值电阻的阻值
A. ①④ B. ③④ C. ①③ D. ②③
10. 如图所示，定值电阻R1=10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，电源电压恒为6V，当S闭合，滑片P在图中所示位置时，电压表示数为3V，下列说法不正确的是( )
A. 此时滑动变阻器连入电路的阻值是10Ω
B. 通电10s电阻R1产生的热量是9J
C. 此时电路消耗的总功率为0.9W
D. 若滑片P从图示位置向右滑动，电压表的示数将变大
11. 如图所示，三个相同的烧瓶A、B、C内盛有质量和初温均相等的液体，瓶中电热丝的电阻大小关系RA=RC>RB.通电一段时间后(三个烧瓶中的液体均未达到沸点).温度计示数分别为TA、TB、TC.(不计热损失，比热容C水>C酒精).下列说法正确的是( )
A. 三根电热丝的电压相等
B. 三支温度计示数的大小关系为TC>TB>TA
C. 材料和长度均相等时B瓶中的电热丝最细
D. 探究导体产生的热量与电阻的关系需比较TA和TB
12. 如图所示电路，电源电压为12V且保持不变.闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为60J，则下列结果正确的是( )
A. 电路中的最小电流为1.5A
B. 滑片P在中点时，9s内滑动变阻器R消耗的电能为60J
C. R1先后两次消耗的电功率之比为4:3
D. R先后两次消耗的电功率之比为8:9
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
13. 小奕看见他爸爸的手机锂电池上面标明电压为3.7V，容量为3000mAh，则它充满电后存储的电能为______J该手机的待机电流为15mA，则该手机最长待机时间为______h
14. 有两个电阻，R1=5Ω，R2=10Ω，如果把它们串联接入电路中，则通过它们的电流之比I1：I2=______，它们消耗的电功率之比P1：P2=______。
15. 小红利用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”的小灯泡的电功率。正确连接好电路，闭合开关后移动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端电压为______V，在此基础上，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向______移动。
16. 如图所示的电路中，电源电压U=6V，电阻R1=6Ω，电阻R2=4Ω，只闭合S2，通电10s的时间内电流通过R2产生的电热是______J；整个电路消耗的最大电功率和最小电功率之比为______。
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
17. 请在如图的方框内设计一个伏安法测小灯泡电功率的电路图，并将实物图连接完整。(小灯泡额定电压为2.5 V，电路阻约10Ω)
18. 如图丙是测量小灯泡(2.5V0.3A)电功率的电路，请你把实物电路连接完整。
四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
19. 在“测量小灯泡的电功率”实验中，提供的器材有：6V的电源一个，2.5V的小灯泡(电阻约为10Ω)一个，电流表(0～0.6A,0～3A)和电压表(0～3V,0～15V)各一个，“50Ω 2A”的滑动变阻器A和“10Ω 1A”的滑动变阻器B各一个，开关一个，导线若干。
(1)通过估算，你应选用的滑动变阻器是______(选填“A”或“B”)。
(2)闭合开关前，经检查发现某同学连接的电路有一根导线连接错误，请你在图甲中错误的连线上画“×”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线将电路连接正确。
(3)连线好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡______(选填“短路”或“断路”)。
(4)故障移除后，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是______W，小灯泡正常工作时的电阻是______Ω，(小数点后保留1位小数)
(5)根据测出的数据，作出了小灯泡的电流I与电压U的关系图线，发现该图线不是一条直线，如图丙所示，其原因是温度升高，灯丝电阻______(选填“增大”或“减小”)。
20. 在“测量额定电压为的小灯泡的电功率”的实验中滑动变阻器标有“20Ω 1A”。
(1)用笔画线代替导线，将图甲补充完整；
(2)正确连线后闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，电路故障可能是小灯泡______；
(3)排除故障后，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为______W；在调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V，小灯泡强烈发光，此时小灯泡的电阻______(“增大”、“减小”、“不变”)。
(4)小红将小灯泡换成阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻，利用本实验器材完成“电流与电阻的关系”探究实验时，她将定值电阻R两段的电压控制为2V，当电阻由5Ω换为10Ω时，为达到实验要求，滑动变阻器应向______(选填“左”或“右”)移动；实验结论是：______。
(5)实验结束后，小红看到50Ω的电阻没有用，于是问老师保持电压不变的情况下，能否使用该电阻，老师分析了不更换的原因，你认为原因是______。
五、计算题（本大题共4小题，共32.0分）
21. 如图所示电路中，R1=18 Ω，R2=12 Ω。当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6 A；当开关S1、S2、S3都闭合时，电流表示数为2 A，且灯泡正常发光。设电源电压不变。求：
(1)电源电压；
(2)灯泡正常发光60 s时，通过灯泡的电流做的功。
22. 在测量标有“3.8 V”的灯泡L的额定功率时，为了使电压表读数更精确，电路设计如图所示。已知电源电压恒为5 V，电压表有“0～3 V”与“0～15 V”两个量程，滑动变阻器最大阻值为20 Ω。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P使灯泡L正常发光，此时电流表示数为0.3 A。
(1)求灯泡L的额定功率。
(2)当灯泡L正常发光时，求滑动变阻器在10 s内消耗的电能。
(3)若仅将灯泡L更换为5 Ω的定值电阻R，其余电路元件及连接均不变，闭合开关后，在保证电路安全的前提下，求电阻R的最小功率。
23. 小亮家里的一款迷你电饭锅，电路图如图所示，额定电压为220V，电饭锅有加热和保温两档，“加热”时额定功率为550W，发热电阻R1和R2阻值不随温度变化，电阻R1在“保温”状态和“加热”状态时功率之比为1：400.求：
(1)正常“加热”状态，通过电饭锅的电流是多少？
(2)正常“加热”状态，通电10min产生的热量是多少？
(3)R2的阻值是多少？
24. 九年级科技小组的同学在学校科技室自制了一只具有高低两挡功率的电开水壶(开水壶隔热性能好)，开水壶的简化电路图如图甲所示，R1=R2=110 Ω。现壶内盛有质量为2kg、初温为20 ℃的水.加热过程中壶内气压始终为一标准大气压，c水=4.2×103J/(kg·℃)。问：
(1)烧开这壶水，水吸收的热量是多少？
(2)同学们发现，让自制的开水壶高功率挡正常工作，烧开这壶水用时太长。请你利用图甲中的所有元件重新设计具有高低两挡功率的开水壶的电路，使改进后的开水壶高功率挡正常工作，烧开这壶水较改进前能缩短较长时间。请在图乙方框中画出你设计的电路图。
(3)若消耗的电能全部转化为水的内能，利用正常工作的新开水壶烧开同样的一壶水，至少需要多少秒？(结果保留整数)
答案和解析
1.【答案】B
【解析】W=UIt.根据欧姆定律I=UR，可得W=I2Rt=U2Rt．
两灯串联时，相同时间内L1比L2做功多，即W1>W2．W1W2=I2R1tI2R2t=R1R2，即两灯串联时，在相同时间内两灯做功之比等于其电阻之比，所以R1>R2．
若改为并联，由W=U2Rt，
通过两灯的电流所做功之比为W1W2=U2R1tU2R2t=R2R1，
因R1>R2，故W1
2.【答案】C
【解析】解：设两种灯泡正常发光的时间为t，则：
LED消耗的电能W节=P节t，白炽灯消耗的电能为W白=P白t，
在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约电能的百分比：
W白−W节W白×100%=P白t−P节tP白t×100%=P白−P节P白=60W−9W60W×100%=85%。
故选：C。
消耗的电能之差与白炽灯消耗的电能之比就是节约电能的百分比，据此解答。
本题考查了电功率公式和电功公式的灵活应用，理解节约电能百分比的含义是关键，计算过程要注意单位的换算。
3.【答案】D
【解析】解：电动自行车、抽油烟机把电能转化为机械能，电视机把电能转化为内能和光能，电烤箱把电能转化为内能。
故选：D。
①电流做功的过程，实际上就是个能量转化的过程，从电能转化成其它形式的能。
②知道常见的用电器的能量的转化。
本题主要考查学生对：电流做功的实质的了解和掌握，是一道基础题。
4.【答案】D
【解析】
【分析】
略
【解答】
R2的滑片P在某一端点时，电压表的示数不为零，即滑片应位于左端，，电源电压U=I1R1+U=0.2A×R1+3V…①，滑片移动后，I2=0.5A，U2=1.5V，U=I2R1+U2=0.5A×R1+1.5V…②，由①②可得R1=5Ω，U=4V；当滑片在左端时，总电阻最大，消耗的总功率最小，；当I=0.4A时，R=UI=4V0.4A=10Ω，R2=R−R1=10Ω−5Ω=5Ω，由P=UI=I2R知R1与R2消耗的功率之比为1：1。
5.【答案】C
【解析】解：已知小灯泡L1的额定电压为3.8 V，小灯泡L2的额定电压为2.5 V，将两灯泡串联接在3 V的电源上，根据串联电路电压的规律可知，两只灯泡都没有在额定电压下工作，所以都不能正常发光，故A错误。由两灯泡的规格可知，两灯泡的额定电流相同，灯泡L1的额定电压较大，根据R=UI可知R1>R2，故B错误；因为串联电路中电流处处相等，由P=I2R可知，灯泡L2的实际功率小于灯泡L1的实际功率，故C正确，D错误。选C。
6.【答案】A
【解析】解：
A、两灯均正常发光时，甲灯比乙灯亮，说明甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率；故A错误；
B、两灯泡并联，灯泡两端的电压相等，由A可知，两灯均正常发光时，甲灯的实际功率较大，
由P=U2R的变形公式R=U2P可知，甲灯的电阻较小，即甲灯电阻小于乙灯电阻，故B正确；
C、两灯泡位置对换时，两灯仍然并联，灯泡两端的电压相等，则灯泡的亮暗不变，即甲灯仍比乙灯亮，故C正确；
D、由以上分析可知，甲灯电阻小于乙灯电阻，若两灯串联接在该电源上，通过两灯的电流相等，由P=I2R可知，此时乙灯的实际功率较大，所以乙灯比甲灯亮，故D正确。
故选：A。
(1)灯泡的亮暗取决于实际功率的大小；
(2)根据并联电路的电压特点和推导公式R=U2P确定两灯泡的电阻关系；
(3)根据并联电路的电压关系判断两灯泡两端电压的关系，进一步判断亮度变化；
(4)根据串联电路的电流特点和P=I2R确定两灯的亮暗关系。
本题考查了并联电路的电压特点和串联电路的电流特点，关键是电功率公式的灵活应用和知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
7.【答案】D
【解析】解：A、原电路图中，灯泡和电压表被短路，需要改正的线应该是变阻器下端接线柱到灯泡右接线柱这根导线，应将这根导线改接到灯泡左接线柱上，故A错误；
B、正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，说明电路可能断路，而电压表指针明显偏转，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，则与电压表并联的支路断路了，即故障原因可能是小灯泡断路，故B错误；
C、小灯泡正常发光时，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0.26A，小灯泡额定功率为：
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
此时小灯泡的电阻为：
R=UI=2.5V0.26A≈9.6Ω，故C错误；
D、当电阻不变时，由P=U2R可知，电压变为原来的一半，功率变为原来的四分之一，由于灯泡的电阻是变化的，当电压减小时，通过灯的电流变小，根据P=UI可知，灯的功率减小，灯丝的电阻也减小，故当小灯泡两端的实际电压为额定电压一半时，小灯泡的实际功率P实>0.25P额，故D正确。
故选：D。
(1)原电路图中，灯泡和电压表被短路，据此分析需要改正的线；
(2)正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，说明电路可能断路，而电压表指针明显偏转，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，则与电压表并联的支路断路了；
(3)根据电流表选用量程确定分度值读数，根据P=UI算出灯泡的额定功率；根据R=UI算出灯泡的电阻；
(4)由P=U2R结合灯的电阻随温度的变化而变化分析。
本题测量小灯泡的电功率，考查了电路连接、电路故障、电流表读数、功率的计算、电阻的计算和影响电阻大小的因素等知识。
8.【答案】C
【解析】解：A、在测量小灯泡电功率实验中，多次测量的目的是为了寻找普遍规律，故A错误；
B、第4次实验，灯泡两端的电压小于额定电压，但大于第3次电压，故其亮度应介于第3和第5次实验之间，所以第4次实验数据是正确的，故B错误；
C、由表中数据可知，灯泡不亮时，电压为0.5V，电流为0.1A，此时灯泡的电阻为：
R1=U1I1=0.5V0.1A=5Ω，
由于灯泡电阻受温度影响，随温度降低而减小，当做完实验并断开开关一段时间后，灯泡的电阻应该小于灯泡不亮时的电阻5Ω，但不能为0，故灯泡的电阻可能是1.2Ω，故C正确；
D、当灯泡两端的电压为0.5V时，通过电路的电流约为0.10A，
滑动变阻器两端的电压为：UH1=U−UL1=3V−0.5V=2.5V，
滑动变阻器此时接入电路的电阻：RH1=UH1IL1=2.5V0.1A=25Ω，
此时灯泡的电阻为：
R1=U1I1=0.5V0.1A=5Ω；
当灯泡两端的电压为1V时，通过电路的电流约为0.14A，
滑动变阻器两端的电压为：UH=U−UL2=3V−1V=2V，
此时滑动变阻器接入电路的电阻：RH2=UH2IL2=2V0.14A≈14.3Ω，
此时灯泡的电阻为：
R2=UL2IL2=1V0.14A≈7.1Ω；
通过电路的电流由0.1A变为0.14A，滑动变阻器的电阻由25Ω变为14.3Ω，电阻变化量为25Ω−14.3Ω=10.7Ω；
灯泡的电阻由5Ω变为7.1Ω，电阻的变化量为7.1Ω−5Ω=2.1Ω，故小灯泡电阻的变化量ΔR2小于滑动变阻器电阻的变化量ΔR1，故D错误。
故选：C。
(1)多次实验的目的：一是求平均值来减小误差；二是寻找普遍规律；
(2)根据实验数据分析回答；
(3)根据表中数据和欧姆定律求出灯泡不发光时的电阻，由于灯泡电阻受温度影响，随温度降低而减小，据此判断；
(4)根据欧姆定律分别计算通过电路的电流由0.10A变为0.14A，滑动变阻器的电阻变化量和灯泡的电阻变化量，比较即可。
本题测量小灯泡的额定功率实验，考查了多次实验的目的、数据分析、影响电阻大小因素和欧姆定律的应用。
9.【答案】D
【解析】解：由表中数据可知，第1次实验导体的阻值：R1=U1I1=1.0V0.26A≈3.85Ω，同理第2～6次的阻值分别为4.12Ω、4.29Ω、4.58Ω、5Ω、5.56Ω，由此可知，导体的电阻在不断的增大，
①探究通过导体的电流与电压的关系，要控制电阻大小不变，而该导体的电阻不断变化，不符合本实验的探究；
②测量小灯泡的电功率，研究灯在不同电压功率下灯的亮度的变化，符合本实验的探究；
③根据欧姆定律的变形式R=UI，由表中数据可求出灯在不同电压下的电阻；
④定值电阻的阻值是一个定值，与其两端的电压和无关，而该导体的电阻不断变化，不符合本实验的探究；
故符合题意的有②③；
故选：D。
①探究通过导体的电流与电压的关系，要控制电阻大小不变；
②测量小灯泡的电功率，研究灯在不同电压功率下灯的亮度的变化；
③根据欧姆定律的变形式R=UI，由表中数据得出不同电压下灯的电阻大小；
④定值电阻的阻值与其两端的电压和无关；
根据表中数据利用欧姆定律计算出6次实验导体的阻值，进而分析表中数据所对应的实验探究。
本题考查学生对于伏安法测量的实验理解和掌握，熟知各个实验原理和各物理量特点是解题关键。
10.【答案】C
【解析】解：闭合开关，两电阻串联，电压表测R2两端的电压；
A、定值电阻R1=10Ω，电源电压恒为6V，当S闭合、滑片P在图示位置时，电压表示数为3V，根据串联电路电压的规律，R1两端的电压：
U1=U−UV=6V−3V=3V，R1的电压与变阻器的电压之比为3V：3V=1：1，根据分压原理，则此时滑动变阻器连入电路的阻值R2=R1=10Ω，故A正确；
B、通电10s后R1产生的热量Q=W=U12R1t=(3V)210Ω×10s=9J，故B正确；
C、此时电路消耗的总功率P=U2R1+R2=(6V)210Ω+10Ω=1.8W，故C错误；
D、若滑片向右移动，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I=UR可知，电路中的电流变小，根据U=IR可知，定值电阻R1两端电压变小，根据串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压变大，电压表示数变大，故D正确。
故选：C。
(1)闭合开关，分析电路的连接，电源电压为6V，电压表示数为3V，根据串联电路电压的规律求R1的电压，根据分压原理求出此时滑动变阻器连入电路的阻值；
(2)根据Q=W=U12R1t求通电10s后R1产生的热量；
(3)根据P=U2R求电路消耗的总功率；
(4)根据滑片的移动确定接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律以及串联电路电压的规律确定电路中电流的变化和电压表示数的变化。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率、电热公式的运用，难度中等。
11.【答案】D
【解析】解：A.由图可知，该电路为串联电路，通过三个电阻的电流是相同的，根据公式U=IR可知，在电流相同时，电阻不同，电压不同，所以三根电热丝的电压不完全相等，故A错误；
B.由图可知，三电热丝串联，因串联电路中各处的电流和通电时间相等，且RA=RC>RB，所以，由Q=I2Rt可知，三电热丝产生的热量关系为QA=QC>QB，因不计热损失，且三液体的质量相等，c水>c煤油，所以，由Q=cm△t的变形式△t=Qcm可知，△tB<△tA<△C，因三液体的初温相等，所以，三液体的末温即三支温度计示数的大小关系为TB
D.探究导体产生的热量与电阻的关系，需要控制液体的种类和质量相同，改变电阻的阻值，比较TA和TB即可，故D正确。
故选D。
(1)根据串联电路的电流特点和U=IR分析电压的大小；
(2)根据串联电路的电流特点和Q=I2Rt比较三电热丝产生热量之间的关系，不计热损失时可知液体吸收热量之间的关系，再根据Q吸=cm△t比较它们温度变化量之间的关系，初温相同时可比较它们末温的关系；
(3)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关，且材料相同时，导体越长、横截面积越小，导体的电阻越大；
(4)探究导体产生的热量与电阻的关系，需要控制电路中的电流和通电时间相同，改变电阻的阻值。
本题考查了影响电阻大小的因素和焦耳定律、吸热公式的综合应用，会根据控制变量法分析实验状态的特点是解题的关键。
12.【答案】D
【解析】解：根据电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R串联，电压表测R两端电压，电流表测电路中电流；
根据串联电路分压原理知，滑片从中点到b端时，R连入阻值增大，它分得电压增大，即电压表示数增大了2V，此时电压表示数为4V+2V=6V；
所以U1=U−UR=12V−6V=6V，
由Q=U2Rt可得：R1=U12Q1t=(6V)260J×10s=6Ω；
A、当滑片在b点时，电路中电阻最大，电流最小，电路中的最小电流：I最小=I1=U1R1=6V6Ω=1A，故A错误；
B、滑片在中点时，电路中的电流：I=I1′=U−UR′R1=12V−4V6Ω=43A，
9s内滑动变阻器R消耗的电能：WR=URIt=4V×43A×9s=48J，故B错误；
C、由P=UI可得，R1先后两次消耗的电功率之比：P1′P1=(U−UR′)I′U1I=(12V−4V)43A6V×1A=169，故C错误。
C、由P=UI可得，R先后两次消耗的电功率之比：PR′PR=UR′I′URI=4V×43A6V×1A=89，故D正确。
故选：D。
根据电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联；根据串联电路分压规律可知滑片从中点到b端时，电压表示数将增大，因此电压表示数增大了2V，然后根据串联电路电压规律以及Q=U2Rt即可求出R1的阻值；
(1)当滑片在b点时，电路中的电流最小，根据串联电路电压规律和欧姆定律即可求出电路中的最小电流；
(2)先根据欧姆定律求出滑片在中点时电路中的电流，然后根据W=UIt求出9s内滑动变阻器R消耗的电能；
(3)根据P=UI即可求出R1先后两次消耗的电功率之比；
(4)根据P=UI即可求出R先后两次消耗的电功率之比。
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律以及电功、功率计算公式的应用，要注意电表最小示数的判断。
13.【答案】39960；200
【解析】解：充电电流所做的功即储存的电能为：
W=UIt=3.7V×3000×10−3A×3600s=39960J。
该手机最长待机时间为：
t′=QI待机=3000mA⋅h15mA=200h。
故答案为：39960；200。
知道电池的容量，根据I=Qt求出电池储存的电荷量，根据W=UIt=UQ求出电流做的功即为储存的电能。根据电池容量求出待机的时间。
本题考查了手机电池充满电后储存电能的计算等，关键是明白手机电池容量的含义。
14.【答案】1：1 1：2
【解析】解：(1)串联电路的电流处处相等，则两电阻串联时，通过它们的电流之比I1：I2=1：1；
(2)两电阻串联时，电阻消耗的功率之比P1P2=I2R1I2R2=R1R2=5Ω10Ω=12；
故答案为：1：1；1：2。
根据串联电路的特点求出流过电阻的电流之比；根据电路的电流特点及功率公式P=I2R求出它们的功率之比。
本题考查了串联电路电流特点、功率公式的应用，熟练掌握串联电路的特点及功率公式是正确解题的关键。
15.【答案】2.3 右
【解析】解：灯在额定电压下正常发光，图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.3V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
故答案为：2.3；右。
灯在额定电压下正常发光，根据电压表选用小量程确定分度值读出示数，与灯泡的额定电压比较，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向。
本题测量小灯泡的电功率，考查电压表读数、欧姆定律的应用和实验操作，是一道基础题。
16.【答案】14.4 25：6
【解析】解：(1)只闭合S2时，R1与R2串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I2=UR1+R2=6V6Ω+4Ω=0.6A，
通电10s的时间内电流通过R2产生的电热：
Q2=I22R2t=(0.6A)2×4Ω×10s=14.4J；
(2)当开关S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，由P=U2R可知，电压一定时，功率最大，最大功率P大=U2R1+U2R2=(6V)26Ω+(6V)24Ω=6W+9W=15W；
当开关S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，电路中的总电阻最大，由P=U2R可知，电压一定时，功率最小，最小功率P小=U2R1+R2=(6V)26Ω+4Ω=3.6W；
最大电功率和最小电功率之比：P大：P小=15W：3.6W=25：6。
故答案为：14.4；25：6。
(1)只闭合S2时，R1与R2串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据Q=I2Rt求出通电10s的时间内电流通过R2产生的电热；
(2)电源的电压一定，由P=U2R可知，当电路中的电阻最小时，电路中的总功率最大，根据电阻的串并联可知当两电阻并联时电路中的电阻最小；当电路中的电阻最大时，电路中的总功率最小，根据电阻的串并联可知当两电阻串联时电路中的电阻最大，据此进行解答。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，最大功率和最小功率的判断是此题的关键，注意开关闭合、断开时电路的连接方式的判断。
17.【答案】解：(1)根据P=UI，用伏安法测小灯泡电功率，用电压表与灯并联测灯的电压，电流表与灯串联测灯的电流，将变阻器与灯串联，如下左所示：
(2)因小灯泡额定电压为2.5 V，故电压表选用小量程与灯并联，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I=UR=2.5V10Ω=0.25A，故电流表选用小量程与灯串联，变阻器按一下一上接入电路中，实物图连接如下右所示：
故答案为：电路图如上左；实物图如上右。
【解析】(1)根据P=UI，确定电压表与电流表的连接，将变阻器与灯串联，据此设计电路图；
(2)根据小灯泡额定电压为2.5 V确定电压表选用小量程与灯并联；由欧姆定律求出灯的额定电流确定流表选用小量程与灯串联，根据电路图连接实物图。
本题考查设用伏安法测小灯泡电功率的电路图及连接实物图。
18.【答案】解：因为灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为0.3A，因此电压表的量程选择0～3V，电流表的量程选择0～0.6A；
根据滑动变阻器的“一上一下”的接线原则可得，应将滑动变阻器下面的一个接线柱接入电路；
所以使滑动变阻器的接线柱与电流表0.6A的接线柱和电压表3V的接线柱相连即可。如右图所示：
【解析】先根据灯泡的额定电压和额定电流选择电压表和电流表的量程，然后根据滑动变阻器的“一上一下”的接线原则选择正确的接线柱，最后根据伏安法测灯泡功率的电路图连接出正确的实物电路。
本题考查电压表的正确使用方法、电流表的正确使用方法以及滑动变阻器的接线方法，并且会根据要求连接出正确的实物电路。
19.【答案】(1)A；
(2)；
(3)短路；
(4)0.75；8.3；
(5)增大。
【解析】解：(1)2.5V的小灯泡，电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I=ULR=2.5V10Ω=0.25A，由串联电路的规律及欧姆定律，灯正常发时变阻器连入的电阻：
R滑=U−ULI=6V−2.5V0.25A=14Ω，故选滑动变阻器是A；
(2)原电路中，灯短路了，电压表串联在电路中是错误的，灯与电流表串联，电压表与灯并联，如下所示：
(3)连线好电路后，闭合开关，电流表有示数，则电路为通路，发现小灯泡不亮，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡短路；
(4)故障移除后，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W，由欧姆定律，小灯泡正常工作时的电阻是：
R=UI=2.5V0.3A≈8.3Ω；
(5)如图丙所示，小灯泡的电流I与电压U的关系图线不是一条直线，其原因是温度升高，灯丝电阻增大。
故答案为：(1)A；(2)如上；(3)短路；(4)0.75；8.3；(5)增大。
(1)由欧姆定律求出2.5V的小灯泡(电阻约为10Ω的额定电流，由串联电路的规律及欧姆定律求出灯正常发时变阻器连入的电阻确定选用的滑动变阻器；
(2)原电路中，灯短路了，电压表串联在电路中是错误的，灯与电流表串联，电压表与灯并联；
(3)连线好电路后，闭合开关，电流表有示数，则电路为通路，根据小灯泡不亮，电压表无示数分析；
(4)根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P=UI求出小灯泡的额定功率；由欧姆定律求出小灯泡正常工作时的电阻；
(5)灯的温度升高，灯丝电阻增大。
本题测量小灯泡的电功率，考查器材的选择、电路连接、故障分析、功率和电阻计算及影响电阻大小的因素。
20.【答案】断路 0.75 增大 右 电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 滑动变阻器的最大阻值过小
【解析】解：(1)变阻器应上下各选一个接线柱与灯泡串联接入电路中，如下图所示：
；
(2)正确连线后闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，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，则与电压表并联的支路断路了，即电路故障可能是小灯泡断路；
(3)排除故障后，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，由图甲可知，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，小灯泡的额定功率为：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V，此时小灯泡的实际功率应大于其额定功率，实际功率越大，灯泡的温度越高，灯泡的电阻随温度的增大而增大；
(4)根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，滑动变阻器连入电路的阻值应变大，故滑动变阻器应向右移动；
由于定值电阻R两端的电压控制为2V，故实验结论是：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
(5)由图甲可知，电源为两节干电池串联，电源电压为3V；电阻两端的电压始终保持UV=2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑=U−UV=3V−2V=1V，变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍，根据分压原理，更换50Ω的定值电阻实验时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑=0.5×50Ω=25Ω，而现有变阻器的最大电阻为20Ω，故不能更换50Ω的定值电阻继续进行此实验，原因是滑动变阻器的最大阻值过小。
故答案为：(1)如上图所示；(2)断路；(3)0.75；增大；(4)右；电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；(5)滑动变阻器的最大阻值过小。
(1)变阻器应上下各选一个接线柱与灯泡串联接入电路中；
(2)正确连线后闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，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，则与电压表并联的支路断路了；
(3)根据电流表选用量程确定分度值读数，根据P=UI算出灯泡的额定功率；灯泡的电阻随温度的升高而增大；
(4)根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理回答；根据定值电阻R两端电压不变分析；
(5)探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入50Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻。
本题测量小灯泡额定功率实验，考查电路连接、故障分析、电流表读数、功率的计算、影响电阻大小的因素，同时研究“在电压一定时，电流与电阻的关系”，考查控制变量法的应用和对器材的要求等，考查的知识点多，综合性强。
21.【答案】解：(1)当开关S1闭合，S2、S3断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，
串联电路中总电阻等于各分电阻之和，由I=UR可得，电源的电压：
U=I(R1+R2)=0.6A×(18Ω+12Ω)=18V；
(2)当开关S1、S2、S3都闭合时，R2与灯泡L并联，电流表测干路电流，并联电路中各支路两端的电压相等，
通过R2的电流：I2=UR2=18V12Ω=1.5A，
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，通过灯泡的电流：IL=I′−I2=2A−1.5A=0.5A，
灯泡正常发光60s时，通过灯泡的电流做的功：
W=UILt=18V×0.5A×60s=540J。
答：(1)电源电压为18V；
(2)灯泡正常发光60s时，通过灯泡的电流做的功为540J。
【解析】(1)当开关S1闭合，S2、S3断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；
(2)当开关S1、S2、S3都闭合时，R2与灯泡L并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R2的电流，根据并联电路的电流特点求出通过灯泡的电流，由W=UIt求出灯泡消耗的电能。
本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律、电功公式的应用，分析清楚电路结构是正确解题的前提与关键，应用串并联电路特点、欧姆定律、电功公式可以解题。
22.【答案】解：
(1)灯泡L的额定功率P额=U额I额=3.8 V×0.3 A=1.14 W
(2)灯泡L正常发光时，由串联电路电压的规律，变阻器两端的电压U滑=U−U额=5 V−3.8 V=1.2 V；滑动变阻器在10 s内消耗的电能W=U滑I额t=1.2 V×0.3 A×10 s=3.6 J
(3)灯泡的额定电压为3.8 V，这时变阻器两端的电压为1.2 V，为了使电压表读数更精确，故电压表选用小量程，当电压表示数最大为3 V时，由串联电路电压规律可知，R两端的最小电压U小=U−Um=5 V−3 V=2 V，电阻R的最小功率P小=U小2R=(2 V)25 Ω=0.8 W
【解析】见答案
23.【答案】解；(1)加热时的电流为：I=PU=550W220V=2.5A；
(2)通电10min产生的热量是W=Pt=550W×600s=330000J；
(3)由I=UR得R1的电阻为：R1=UI=220V2.5A=88Ω；
当开关S接2时，电路中电阻R1和R2串联，电路的电阻最大，根据P=U2R可知，此时为保温状态，
R1在“保温”状态与“加热”状态时的功率之比为1：400。
即I保2R1：I加2R1=1：400；
I保：I加=1：20
即UR1+R2：UR1=1：20；
所以R2=1672Ω。
答：(1)正常“加热”状态，通过电饭锅的电流是2.5A；
(2)正常“加热”状态，通电10min产生的热量是330000J；
(3)R2的阻值是1672Ω。
【解析】本题考查了并联电路的特点和电功率公式的灵活应用，关键是电热水器处于不同单位时电路连接方式的判断，要注意电路的总功率等于各用电器功率之和。
24.【答案】解：(1)；
(2)原电路中两开关都闭合时，仅R1工作，为高温挡；只闭合S1时，为低温挡；现用高温挡正常工作烧开水用时太长，即高功率挡的功率较小，为增大水显高功率挡的功率，应减小电路的电阻，可将两电阻并联，如答图所示；
(3)当两开关都闭合时，=55Ω，加热功率，利用正常工作的新开水显烧开同一荧水，至少需要时间。
【解析】略
沪科版初中物理九年级全一册第十六章《电流做功与电功率》单元测试卷
考试范围：第十六章；考试时间：80分钟；总分80分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
1. 灯泡L1和L2串联在电路中，在相同时间内L1比L2做功多；若改为并联，在相同时间内电流所做的功( )
A. L1多 B. L2多 C. L1和L2一样多 D. 无法比较
2. 一盏“220V 9W”的LED灯和一盏“220V 60W”的白炽灯正常发光时亮度相当。现用LED灯替代家庭生活中的白炽灯工作，可以节约的电能为( )
A. 10% B. 15% C. 85% D. 90%
3. 图的几种用电器工作时，以电能转化成内能为应用目的( )
A. 电视机 B. 电动自行车
C. 抽油烟机 D. 电烤箱
4. 如图所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器.闭合开关S，R2的滑片Ρ在某一端点时，两表的示数分别为0.2 A和3 V；移动滑片Ρ到某位置的过程中，两表的示数分别变化了0.3 A和1.5 V。下列说法中正确的是( )
A. 电源电压为4.5 V
B. R2的最大阻值为20 Ω
C. 电路消耗的总功率最小时，R1与R2接入电路的阻值之比为3：1
D. 电流表示数为0.4 A时，R1与R2消耗的功率之比为1：1
5. 将规格为“3.8 V 0.3 A”的小灯泡L1和规格为“2.5 V 0.3 A”的小灯泡L2串联，接在3 V的电源上，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列判断正确的是 ( )
A. 两只灯泡都正常发光 B. L1的电阻小于L2的电阻
C. L1的实际功率比L2的实际功率大 D. 两只灯泡实际功率相等
6. 小珊同学用甲、乙两个小灯泡连接成如图所示电路，闭合开关S后，甲、乙两灯均正常发光，但甲灯比乙灯亮，下列说法不正确的是( )
A. 两灯均正常发光时，甲灯功率等于乙灯功率
B. 两灯均正常发光时，甲灯电阻小于乙灯电阻
C. 若两灯位置对换，甲灯仍比乙灯亮
D. 如果将两灯串联在该电源上，则乙灯比甲灯亮
7. 某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V；下列有关说法中正确的是( )
A. 该同学接错了一根导线，需要改正的线应该是电压表负接线柱到开关的这根导线
B. 正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，而电压表指针明显偏转，故障原因可能是滑动变阻器断路
C. 排除故障后，按正确的步骤进行实验，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.7W，此时小灯泡的电阻是8.9Ω
D. 调节滑动变阻器的滑片到电压表示数为灯泡额定电压U额时灯泡功率为P额，那么当电压表示数U实=0.5U额时，灯泡实际功率P实>0.25P额
8. 为了测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，某同学设计了如图所示的电路，实验中电源电压3V保持不变，闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表。下列说法正确的是( )
实验次数
]
2
3
4
5
发光情况
熄灭
微光
暗
较暗
明亮
电压U/V
0.5
1
1.5
2.0
2.5
电流1/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
A. 多次实验的目的是减小误差
B. 第4次实验数据是错误的
C. 实验完毕断开开关，小灯泡的电阻可能是“1.2Ω”
D. 第1、2两次实验，滑动变阻器接入电路电阻的改变量ΔR1小于小灯泡的电阻改变量ΔR2
9. 做某一个电学实验，如表是同一电路正确接线时的多组电压表和电流表的数据，可能是在进行下列哪些实验探究中收集的( )
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.4
1.8
2.2
2.6
3.0
电流I/A
0.26
0.34
0.42
0.48
0.52
0.54
①探究通过导体的电流与电压的关系
②测量小灯泡的电功率
③测量小灯泡的阻值
④测量定值电阻的阻值
A. ①④ B. ③④ C. ①③ D. ②③
10. 如图所示，定值电阻R1=10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，电源电压恒为6V，当S闭合，滑片P在图中所示位置时，电压表示数为3V，下列说法不正确的是( )
A. 此时滑动变阻器连入电路的阻值是10Ω
B. 通电10s电阻R1产生的热量是9J
C. 此时电路消耗的总功率为0.9W
D. 若滑片P从图示位置向右滑动，电压表的示数将变大
11. 如图所示，三个相同的烧瓶A、B、C内盛有质量和初温均相等的液体，瓶中电热丝的电阻大小关系RA=RC>RB.通电一段时间后(三个烧瓶中的液体均未达到沸点).温度计示数分别为TA、TB、TC.(不计热损失，比热容C水>C酒精).下列说法正确的是( )
A. 三根电热丝的电压相等
B. 三支温度计示数的大小关系为TC>TB>TA
C. 材料和长度均相等时B瓶中的电热丝最细
D. 探究导体产生的热量与电阻的关系需比较TA和TB
12. 如图所示电路，电源电压为12V且保持不变.闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为60J，则下列结果正确的是( )
A. 电路中的最小电流为1.5A
B. 滑片P在中点时，9s内滑动变阻器R消耗的电能为60J
C. R1先后两次消耗的电功率之比为4:3
D. R先后两次消耗的电功率之比为8:9
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
13. 小奕看见他爸爸的手机锂电池上面标明电压为3.7V，容量为3000mAh，则它充满电后存储的电能为______J该手机的待机电流为15mA，则该手机最长待机时间为______h
14. 有两个电阻，R1=5Ω，R2=10Ω，如果把它们串联接入电路中，则通过它们的电流之比I1：I2=______，它们消耗的电功率之比P1：P2=______。
15. 小红利用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”的小灯泡的电功率。正确连接好电路，闭合开关后移动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端电压为______V，在此基础上，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向______移动。
16. 如图所示的电路中，电源电压U=6V，电阻R1=6Ω，电阻R2=4Ω，只闭合S2，通电10s的时间内电流通过R2产生的电热是______J；整个电路消耗的最大电功率和最小电功率之比为______。
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
17. 请在如图的方框内设计一个伏安法测小灯泡电功率的电路图，并将实物图连接完整。(小灯泡额定电压为2.5 V，电路阻约10Ω)
18. 如图丙是测量小灯泡(2.5V0.3A)电功率的电路，请你把实物电路连接完整。
四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
19. 在“测量小灯泡的电功率”实验中，提供的器材有：6V的电源一个，2.5V的小灯泡(电阻约为10Ω)一个，电流表(0～0.6A,0～3A)和电压表(0～3V,0～15V)各一个，“50Ω 2A”的滑动变阻器A和“10Ω 1A”的滑动变阻器B各一个，开关一个，导线若干。
(1)通过估算，你应选用的滑动变阻器是______(选填“A”或“B”)。
(2)闭合开关前，经检查发现某同学连接的电路有一根导线连接错误，请你在图甲中错误的连线上画“×”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线将电路连接正确。
(3)连线好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡______(选填“短路”或“断路”)。
(4)故障移除后，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是______W，小灯泡正常工作时的电阻是______Ω，(小数点后保留1位小数)
(5)根据测出的数据，作出了小灯泡的电流I与电压U的关系图线，发现该图线不是一条直线，如图丙所示，其原因是温度升高，灯丝电阻______(选填“增大”或“减小”)。
20. 在“测量额定电压为的小灯泡的电功率”的实验中滑动变阻器标有“20Ω 1A”。
(1)用笔画线代替导线，将图甲补充完整；
(2)正确连线后闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，电路故障可能是小灯泡______；
(3)排除故障后，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为______W；在调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V，小灯泡强烈发光，此时小灯泡的电阻______(“增大”、“减小”、“不变”)。
(4)小红将小灯泡换成阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻，利用本实验器材完成“电流与电阻的关系”探究实验时，她将定值电阻R两段的电压控制为2V，当电阻由5Ω换为10Ω时，为达到实验要求，滑动变阻器应向______(选填“左”或“右”)移动；实验结论是：______。
(5)实验结束后，小红看到50Ω的电阻没有用，于是问老师保持电压不变的情况下，能否使用该电阻，老师分析了不更换的原因，你认为原因是______。
五、计算题（本大题共4小题，共32.0分）
21. 如图所示电路中，R1=18 Ω，R2=12 Ω。当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6 A；当开关S1、S2、S3都闭合时，电流表示数为2 A，且灯泡正常发光。设电源电压不变。求：
(1)电源电压；
(2)灯泡正常发光60 s时，通过灯泡的电流做的功。
22. 在测量标有“3.8 V”的灯泡L的额定功率时，为了使电压表读数更精确，电路设计如图所示。已知电源电压恒为5 V，电压表有“0～3 V”与“0～15 V”两个量程，滑动变阻器最大阻值为20 Ω。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P使灯泡L正常发光，此时电流表示数为0.3 A。
(1)求灯泡L的额定功率。
(2)当灯泡L正常发光时，求滑动变阻器在10 s内消耗的电能。
(3)若仅将灯泡L更换为5 Ω的定值电阻R，其余电路元件及连接均不变，闭合开关后，在保证电路安全的前提下，求电阻R的最小功率。
23. 小亮家里的一款迷你电饭锅，电路图如图所示，额定电压为220V，电饭锅有加热和保温两档，“加热”时额定功率为550W，发热电阻R1和R2阻值不随温度变化，电阻R1在“保温”状态和“加热”状态时功率之比为1：400.求：
(1)正常“加热”状态，通过电饭锅的电流是多少？
(2)正常“加热”状态，通电10min产生的热量是多少？
(3)R2的阻值是多少？
24. 九年级科技小组的同学在学校科技室自制了一只具有高低两挡功率的电开水壶(开水壶隔热性能好)，开水壶的简化电路图如图甲所示，R1=R2=110 Ω。现壶内盛有质量为2kg、初温为20 ℃的水.加热过程中壶内气压始终为一标准大气压，c水=4.2×103J/(kg·℃)。问：
(1)烧开这壶水，水吸收的热量是多少？
(2)同学们发现，让自制的开水壶高功率挡正常工作，烧开这壶水用时太长。请你利用图甲中的所有元件重新设计具有高低两挡功率的开水壶的电路，使改进后的开水壶高功率挡正常工作，烧开这壶水较改进前能缩短较长时间。请在图乙方框中画出你设计的电路图。
(3)若消耗的电能全部转化为水的内能，利用正常工作的新开水壶烧开同样的一壶水，至少需要多少秒？(结果保留整数)
答案和解析
1.【答案】B
【解析】W=UIt.根据欧姆定律I=UR，可得W=I2Rt=U2Rt．
两灯串联时，相同时间内L1比L2做功多，即W1>W2．W1W2=I2R1tI2R2t=R1R2，即两灯串联时，在相同时间内两灯做功之比等于其电阻之比，所以R1>R2．
若改为并联，由W=U2Rt，
通过两灯的电流所做功之比为W1W2=U2R1tU2R2t=R2R1，
因R1>R2，故W1
2.【答案】C
【解析】解：设两种灯泡正常发光的时间为t，则：
LED消耗的电能W节=P节t，白炽灯消耗的电能为W白=P白t，
在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约电能的百分比：
W白−W节W白×100%=P白t−P节tP白t×100%=P白−P节P白=60W−9W60W×100%=85%。
故选：C。
消耗的电能之差与白炽灯消耗的电能之比就是节约电能的百分比，据此解答。
本题考查了电功率公式和电功公式的灵活应用，理解节约电能百分比的含义是关键，计算过程要注意单位的换算。
3.【答案】D
【解析】解：电动自行车、抽油烟机把电能转化为机械能，电视机把电能转化为内能和光能，电烤箱把电能转化为内能。
故选：D。
①电流做功的过程，实际上就是个能量转化的过程，从电能转化成其它形式的能。
②知道常见的用电器的能量的转化。
本题主要考查学生对：电流做功的实质的了解和掌握，是一道基础题。
4.【答案】D
【解析】
【分析】
略
【解答】
R2的滑片P在某一端点时，电压表的示数不为零，即滑片应位于左端，，电源电压U=I1R1+U=0.2A×R1+3V…①，滑片移动后，I2=0.5A，U2=1.5V，U=I2R1+U2=0.5A×R1+1.5V…②，由①②可得R1=5Ω，U=4V；当滑片在左端时，总电阻最大，消耗的总功率最小，；当I=0.4A时，R=UI=4V0.4A=10Ω，R2=R−R1=10Ω−5Ω=5Ω，由P=UI=I2R知R1与R2消耗的功率之比为1：1。
5.【答案】C
【解析】解：已知小灯泡L1的额定电压为3.8 V，小灯泡L2的额定电压为2.5 V，将两灯泡串联接在3 V的电源上，根据串联电路电压的规律可知，两只灯泡都没有在额定电压下工作，所以都不能正常发光，故A错误。由两灯泡的规格可知，两灯泡的额定电流相同，灯泡L1的额定电压较大，根据R=UI可知R1>R2，故B错误；因为串联电路中电流处处相等，由P=I2R可知，灯泡L2的实际功率小于灯泡L1的实际功率，故C正确，D错误。选C。
6.【答案】A
【解析】解：
A、两灯均正常发光时，甲灯比乙灯亮，说明甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率；故A错误；
B、两灯泡并联，灯泡两端的电压相等，由A可知，两灯均正常发光时，甲灯的实际功率较大，
由P=U2R的变形公式R=U2P可知，甲灯的电阻较小，即甲灯电阻小于乙灯电阻，故B正确；
C、两灯泡位置对换时，两灯仍然并联，灯泡两端的电压相等，则灯泡的亮暗不变，即甲灯仍比乙灯亮，故C正确；
D、由以上分析可知，甲灯电阻小于乙灯电阻，若两灯串联接在该电源上，通过两灯的电流相等，由P=I2R可知，此时乙灯的实际功率较大，所以乙灯比甲灯亮，故D正确。
故选：A。
(1)灯泡的亮暗取决于实际功率的大小；
(2)根据并联电路的电压特点和推导公式R=U2P确定两灯泡的电阻关系；
(3)根据并联电路的电压关系判断两灯泡两端电压的关系，进一步判断亮度变化；
(4)根据串联电路的电流特点和P=I2R确定两灯的亮暗关系。
本题考查了并联电路的电压特点和串联电路的电流特点，关键是电功率公式的灵活应用和知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
7.【答案】D
【解析】解：A、原电路图中，灯泡和电压表被短路，需要改正的线应该是变阻器下端接线柱到灯泡右接线柱这根导线，应将这根导线改接到灯泡左接线柱上，故A错误；
B、正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，说明电路可能断路，而电压表指针明显偏转，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，则与电压表并联的支路断路了，即故障原因可能是小灯泡断路，故B错误；
C、小灯泡正常发光时，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0.26A，小灯泡额定功率为：
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
此时小灯泡的电阻为：
R=UI=2.5V0.26A≈9.6Ω，故C错误；
D、当电阻不变时，由P=U2R可知，电压变为原来的一半，功率变为原来的四分之一，由于灯泡的电阻是变化的，当电压减小时，通过灯的电流变小，根据P=UI可知，灯的功率减小，灯丝的电阻也减小，故当小灯泡两端的实际电压为额定电压一半时，小灯泡的实际功率P实>0.25P额，故D正确。
故选：D。
(1)原电路图中，灯泡和电压表被短路，据此分析需要改正的线；
(2)正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，说明电路可能断路，而电压表指针明显偏转，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，则与电压表并联的支路断路了；
(3)根据电流表选用量程确定分度值读数，根据P=UI算出灯泡的额定功率；根据R=UI算出灯泡的电阻；
(4)由P=U2R结合灯的电阻随温度的变化而变化分析。
本题测量小灯泡的电功率，考查了电路连接、电路故障、电流表读数、功率的计算、电阻的计算和影响电阻大小的因素等知识。
8.【答案】C
【解析】解：A、在测量小灯泡电功率实验中，多次测量的目的是为了寻找普遍规律，故A错误；
B、第4次实验，灯泡两端的电压小于额定电压，但大于第3次电压，故其亮度应介于第3和第5次实验之间，所以第4次实验数据是正确的，故B错误；
C、由表中数据可知，灯泡不亮时，电压为0.5V，电流为0.1A，此时灯泡的电阻为：
R1=U1I1=0.5V0.1A=5Ω，
由于灯泡电阻受温度影响，随温度降低而减小，当做完实验并断开开关一段时间后，灯泡的电阻应该小于灯泡不亮时的电阻5Ω，但不能为0，故灯泡的电阻可能是1.2Ω，故C正确；
D、当灯泡两端的电压为0.5V时，通过电路的电流约为0.10A，
滑动变阻器两端的电压为：UH1=U−UL1=3V−0.5V=2.5V，
滑动变阻器此时接入电路的电阻：RH1=UH1IL1=2.5V0.1A=25Ω，
此时灯泡的电阻为：
R1=U1I1=0.5V0.1A=5Ω；
当灯泡两端的电压为1V时，通过电路的电流约为0.14A，
滑动变阻器两端的电压为：UH=U−UL2=3V−1V=2V，
此时滑动变阻器接入电路的电阻：RH2=UH2IL2=2V0.14A≈14.3Ω，
此时灯泡的电阻为：
R2=UL2IL2=1V0.14A≈7.1Ω；
通过电路的电流由0.1A变为0.14A，滑动变阻器的电阻由25Ω变为14.3Ω，电阻变化量为25Ω−14.3Ω=10.7Ω；
灯泡的电阻由5Ω变为7.1Ω，电阻的变化量为7.1Ω−5Ω=2.1Ω，故小灯泡电阻的变化量ΔR2小于滑动变阻器电阻的变化量ΔR1，故D错误。
故选：C。
(1)多次实验的目的：一是求平均值来减小误差；二是寻找普遍规律；
(2)根据实验数据分析回答；
(3)根据表中数据和欧姆定律求出灯泡不发光时的电阻，由于灯泡电阻受温度影响，随温度降低而减小，据此判断；
(4)根据欧姆定律分别计算通过电路的电流由0.10A变为0.14A，滑动变阻器的电阻变化量和灯泡的电阻变化量，比较即可。
本题测量小灯泡的额定功率实验，考查了多次实验的目的、数据分析、影响电阻大小因素和欧姆定律的应用。
9.【答案】D
【解析】解：由表中数据可知，第1次实验导体的阻值：R1=U1I1=1.0V0.26A≈3.85Ω，同理第2～6次的阻值分别为4.12Ω、4.29Ω、4.58Ω、5Ω、5.56Ω，由此可知，导体的电阻在不断的增大，
①探究通过导体的电流与电压的关系，要控制电阻大小不变，而该导体的电阻不断变化，不符合本实验的探究；
②测量小灯泡的电功率，研究灯在不同电压功率下灯的亮度的变化，符合本实验的探究；
③根据欧姆定律的变形式R=UI，由表中数据可求出灯在不同电压下的电阻；
④定值电阻的阻值是一个定值，与其两端的电压和无关，而该导体的电阻不断变化，不符合本实验的探究；
故符合题意的有②③；
故选：D。
①探究通过导体的电流与电压的关系，要控制电阻大小不变；
②测量小灯泡的电功率，研究灯在不同电压功率下灯的亮度的变化；
③根据欧姆定律的变形式R=UI，由表中数据得出不同电压下灯的电阻大小；
④定值电阻的阻值与其两端的电压和无关；
根据表中数据利用欧姆定律计算出6次实验导体的阻值，进而分析表中数据所对应的实验探究。
本题考查学生对于伏安法测量的实验理解和掌握，熟知各个实验原理和各物理量特点是解题关键。
10.【答案】C
【解析】解：闭合开关，两电阻串联，电压表测R2两端的电压；
A、定值电阻R1=10Ω，电源电压恒为6V，当S闭合、滑片P在图示位置时，电压表示数为3V，根据串联电路电压的规律，R1两端的电压：
U1=U−UV=6V−3V=3V，R1的电压与变阻器的电压之比为3V：3V=1：1，根据分压原理，则此时滑动变阻器连入电路的阻值R2=R1=10Ω，故A正确；
B、通电10s后R1产生的热量Q=W=U12R1t=(3V)210Ω×10s=9J，故B正确；
C、此时电路消耗的总功率P=U2R1+R2=(6V)210Ω+10Ω=1.8W，故C错误；
D、若滑片向右移动，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I=UR可知，电路中的电流变小，根据U=IR可知，定值电阻R1两端电压变小，根据串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压变大，电压表示数变大，故D正确。
故选：C。
(1)闭合开关，分析电路的连接，电源电压为6V，电压表示数为3V，根据串联电路电压的规律求R1的电压，根据分压原理求出此时滑动变阻器连入电路的阻值；
(2)根据Q=W=U12R1t求通电10s后R1产生的热量；
(3)根据P=U2R求电路消耗的总功率；
(4)根据滑片的移动确定接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律以及串联电路电压的规律确定电路中电流的变化和电压表示数的变化。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率、电热公式的运用，难度中等。
11.【答案】D
【解析】解：A.由图可知，该电路为串联电路，通过三个电阻的电流是相同的，根据公式U=IR可知，在电流相同时，电阻不同，电压不同，所以三根电热丝的电压不完全相等，故A错误；
B.由图可知，三电热丝串联，因串联电路中各处的电流和通电时间相等，且RA=RC>RB，所以，由Q=I2Rt可知，三电热丝产生的热量关系为QA=QC>QB，因不计热损失，且三液体的质量相等，c水>c煤油，所以，由Q=cm△t的变形式△t=Qcm可知，△tB<△tA<△C，因三液体的初温相等，所以，三液体的末温即三支温度计示数的大小关系为TB
D.探究导体产生的热量与电阻的关系，需要控制液体的种类和质量相同，改变电阻的阻值，比较TA和TB即可，故D正确。
故选D。
(1)根据串联电路的电流特点和U=IR分析电压的大小；
(2)根据串联电路的电流特点和Q=I2Rt比较三电热丝产生热量之间的关系，不计热损失时可知液体吸收热量之间的关系，再根据Q吸=cm△t比较它们温度变化量之间的关系，初温相同时可比较它们末温的关系；
(3)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关，且材料相同时，导体越长、横截面积越小，导体的电阻越大；
(4)探究导体产生的热量与电阻的关系，需要控制电路中的电流和通电时间相同，改变电阻的阻值。
本题考查了影响电阻大小的因素和焦耳定律、吸热公式的综合应用，会根据控制变量法分析实验状态的特点是解题的关键。
12.【答案】D
【解析】解：根据电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R串联，电压表测R两端电压，电流表测电路中电流；
根据串联电路分压原理知，滑片从中点到b端时，R连入阻值增大，它分得电压增大，即电压表示数增大了2V，此时电压表示数为4V+2V=6V；
所以U1=U−UR=12V−6V=6V，
由Q=U2Rt可得：R1=U12Q1t=(6V)260J×10s=6Ω；
A、当滑片在b点时，电路中电阻最大，电流最小，电路中的最小电流：I最小=I1=U1R1=6V6Ω=1A，故A错误；
B、滑片在中点时，电路中的电流：I=I1′=U−UR′R1=12V−4V6Ω=43A，
9s内滑动变阻器R消耗的电能：WR=URIt=4V×43A×9s=48J，故B错误；
C、由P=UI可得，R1先后两次消耗的电功率之比：P1′P1=(U−UR′)I′U1I=(12V−4V)43A6V×1A=169，故C错误。
C、由P=UI可得，R先后两次消耗的电功率之比：PR′PR=UR′I′URI=4V×43A6V×1A=89，故D正确。
故选：D。
根据电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联；根据串联电路分压规律可知滑片从中点到b端时，电压表示数将增大，因此电压表示数增大了2V，然后根据串联电路电压规律以及Q=U2Rt即可求出R1的阻值；
(1)当滑片在b点时，电路中的电流最小，根据串联电路电压规律和欧姆定律即可求出电路中的最小电流；
(2)先根据欧姆定律求出滑片在中点时电路中的电流，然后根据W=UIt求出9s内滑动变阻器R消耗的电能；
(3)根据P=UI即可求出R1先后两次消耗的电功率之比；
(4)根据P=UI即可求出R先后两次消耗的电功率之比。
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律以及电功、功率计算公式的应用，要注意电表最小示数的判断。
13.【答案】39960；200
【解析】解：充电电流所做的功即储存的电能为：
W=UIt=3.7V×3000×10−3A×3600s=39960J。
该手机最长待机时间为：
t′=QI待机=3000mA⋅h15mA=200h。
故答案为：39960；200。
知道电池的容量，根据I=Qt求出电池储存的电荷量，根据W=UIt=UQ求出电流做的功即为储存的电能。根据电池容量求出待机的时间。
本题考查了手机电池充满电后储存电能的计算等，关键是明白手机电池容量的含义。
14.【答案】1：1 1：2
【解析】解：(1)串联电路的电流处处相等，则两电阻串联时，通过它们的电流之比I1：I2=1：1；
(2)两电阻串联时，电阻消耗的功率之比P1P2=I2R1I2R2=R1R2=5Ω10Ω=12；
故答案为：1：1；1：2。
根据串联电路的特点求出流过电阻的电流之比；根据电路的电流特点及功率公式P=I2R求出它们的功率之比。
本题考查了串联电路电流特点、功率公式的应用，熟练掌握串联电路的特点及功率公式是正确解题的关键。
15.【答案】2.3 右
【解析】解：灯在额定电压下正常发光，图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.3V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
故答案为：2.3；右。
灯在额定电压下正常发光，根据电压表选用小量程确定分度值读出示数，与灯泡的额定电压比较，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向。
本题测量小灯泡的电功率，考查电压表读数、欧姆定律的应用和实验操作，是一道基础题。
16.【答案】14.4 25：6
【解析】解：(1)只闭合S2时，R1与R2串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I2=UR1+R2=6V6Ω+4Ω=0.6A，
通电10s的时间内电流通过R2产生的电热：
Q2=I22R2t=(0.6A)2×4Ω×10s=14.4J；
(2)当开关S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，由P=U2R可知，电压一定时，功率最大，最大功率P大=U2R1+U2R2=(6V)26Ω+(6V)24Ω=6W+9W=15W；
当开关S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，电路中的总电阻最大，由P=U2R可知，电压一定时，功率最小，最小功率P小=U2R1+R2=(6V)26Ω+4Ω=3.6W；
最大电功率和最小电功率之比：P大：P小=15W：3.6W=25：6。
故答案为：14.4；25：6。
(1)只闭合S2时，R1与R2串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据Q=I2Rt求出通电10s的时间内电流通过R2产生的电热；
(2)电源的电压一定，由P=U2R可知，当电路中的电阻最小时，电路中的总功率最大，根据电阻的串并联可知当两电阻并联时电路中的电阻最小；当电路中的电阻最大时，电路中的总功率最小，根据电阻的串并联可知当两电阻串联时电路中的电阻最大，据此进行解答。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，最大功率和最小功率的判断是此题的关键，注意开关闭合、断开时电路的连接方式的判断。
17.【答案】解：(1)根据P=UI，用伏安法测小灯泡电功率，用电压表与灯并联测灯的电压，电流表与灯串联测灯的电流，将变阻器与灯串联，如下左所示：
(2)因小灯泡额定电压为2.5 V，故电压表选用小量程与灯并联，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I=UR=2.5V10Ω=0.25A，故电流表选用小量程与灯串联，变阻器按一下一上接入电路中，实物图连接如下右所示：
故答案为：电路图如上左；实物图如上右。
【解析】(1)根据P=UI，确定电压表与电流表的连接，将变阻器与灯串联，据此设计电路图；
(2)根据小灯泡额定电压为2.5 V确定电压表选用小量程与灯并联；由欧姆定律求出灯的额定电流确定流表选用小量程与灯串联，根据电路图连接实物图。
本题考查设用伏安法测小灯泡电功率的电路图及连接实物图。
18.【答案】解：因为灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为0.3A，因此电压表的量程选择0～3V，电流表的量程选择0～0.6A；
根据滑动变阻器的“一上一下”的接线原则可得，应将滑动变阻器下面的一个接线柱接入电路；
所以使滑动变阻器的接线柱与电流表0.6A的接线柱和电压表3V的接线柱相连即可。如右图所示：
【解析】先根据灯泡的额定电压和额定电流选择电压表和电流表的量程，然后根据滑动变阻器的“一上一下”的接线原则选择正确的接线柱，最后根据伏安法测灯泡功率的电路图连接出正确的实物电路。
本题考查电压表的正确使用方法、电流表的正确使用方法以及滑动变阻器的接线方法，并且会根据要求连接出正确的实物电路。
19.【答案】(1)A；
(2)；
(3)短路；
(4)0.75；8.3；
(5)增大。
【解析】解：(1)2.5V的小灯泡，电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I=ULR=2.5V10Ω=0.25A，由串联电路的规律及欧姆定律，灯正常发时变阻器连入的电阻：
R滑=U−ULI=6V−2.5V0.25A=14Ω，故选滑动变阻器是A；
(2)原电路中，灯短路了，电压表串联在电路中是错误的，灯与电流表串联，电压表与灯并联，如下所示：
(3)连线好电路后，闭合开关，电流表有示数，则电路为通路，发现小灯泡不亮，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡短路；
(4)故障移除后，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W，由欧姆定律，小灯泡正常工作时的电阻是：
R=UI=2.5V0.3A≈8.3Ω；
(5)如图丙所示，小灯泡的电流I与电压U的关系图线不是一条直线，其原因是温度升高，灯丝电阻增大。
故答案为：(1)A；(2)如上；(3)短路；(4)0.75；8.3；(5)增大。
(1)由欧姆定律求出2.5V的小灯泡(电阻约为10Ω的额定电流，由串联电路的规律及欧姆定律求出灯正常发时变阻器连入的电阻确定选用的滑动变阻器；
(2)原电路中，灯短路了，电压表串联在电路中是错误的，灯与电流表串联，电压表与灯并联；
(3)连线好电路后，闭合开关，电流表有示数，则电路为通路，根据小灯泡不亮，电压表无示数分析；
(4)根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P=UI求出小灯泡的额定功率；由欧姆定律求出小灯泡正常工作时的电阻；
(5)灯的温度升高，灯丝电阻增大。
本题测量小灯泡的电功率，考查器材的选择、电路连接、故障分析、功率和电阻计算及影响电阻大小的因素。
20.【答案】断路 0.75 增大 右 电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 滑动变阻器的最大阻值过小
【解析】解：(1)变阻器应上下各选一个接线柱与灯泡串联接入电路中，如下图所示：
；
(2)正确连线后闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，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，则与电压表并联的支路断路了，即电路故障可能是小灯泡断路；
(3)排除故障后，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，由图甲可知，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，小灯泡的额定功率为：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V，此时小灯泡的实际功率应大于其额定功率，实际功率越大，灯泡的温度越高，灯泡的电阻随温度的增大而增大；
(4)根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，滑动变阻器连入电路的阻值应变大，故滑动变阻器应向右移动；
由于定值电阻R两端的电压控制为2V，故实验结论是：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
(5)由图甲可知，电源为两节干电池串联，电源电压为3V；电阻两端的电压始终保持UV=2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑=U−UV=3V−2V=1V，变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍，根据分压原理，更换50Ω的定值电阻实验时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑=0.5×50Ω=25Ω，而现有变阻器的最大电阻为20Ω，故不能更换50Ω的定值电阻继续进行此实验，原因是滑动变阻器的最大阻值过小。
故答案为：(1)如上图所示；(2)断路；(3)0.75；增大；(4)右；电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；(5)滑动变阻器的最大阻值过小。
(1)变阻器应上下各选一个接线柱与灯泡串联接入电路中；
(2)正确连线后闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，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，则与电压表并联的支路断路了；
(3)根据电流表选用量程确定分度值读数，根据P=UI算出灯泡的额定功率；灯泡的电阻随温度的升高而增大；
(4)根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理回答；根据定值电阻R两端电压不变分析；
(5)探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入50Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻。
本题测量小灯泡额定功率实验，考查电路连接、故障分析、电流表读数、功率的计算、影响电阻大小的因素，同时研究“在电压一定时，电流与电阻的关系”，考查控制变量法的应用和对器材的要求等，考查的知识点多，综合性强。
21.【答案】解：(1)当开关S1闭合，S2、S3断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，
串联电路中总电阻等于各分电阻之和，由I=UR可得，电源的电压：
U=I(R1+R2)=0.6A×(18Ω+12Ω)=18V；
(2)当开关S1、S2、S3都闭合时，R2与灯泡L并联，电流表测干路电流，并联电路中各支路两端的电压相等，
通过R2的电流：I2=UR2=18V12Ω=1.5A，
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，通过灯泡的电流：IL=I′−I2=2A−1.5A=0.5A，
灯泡正常发光60s时，通过灯泡的电流做的功：
W=UILt=18V×0.5A×60s=540J。
答：(1)电源电压为18V；
(2)灯泡正常发光60s时，通过灯泡的电流做的功为540J。
【解析】(1)当开关S1闭合，S2、S3断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；
(2)当开关S1、S2、S3都闭合时，R2与灯泡L并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R2的电流，根据并联电路的电流特点求出通过灯泡的电流，由W=UIt求出灯泡消耗的电能。
本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律、电功公式的应用，分析清楚电路结构是正确解题的前提与关键，应用串并联电路特点、欧姆定律、电功公式可以解题。
22.【答案】解：
(1)灯泡L的额定功率P额=U额I额=3.8 V×0.3 A=1.14 W
(2)灯泡L正常发光时，由串联电路电压的规律，变阻器两端的电压U滑=U−U额=5 V−3.8 V=1.2 V；滑动变阻器在10 s内消耗的电能W=U滑I额t=1.2 V×0.3 A×10 s=3.6 J
(3)灯泡的额定电压为3.8 V，这时变阻器两端的电压为1.2 V，为了使电压表读数更精确，故电压表选用小量程，当电压表示数最大为3 V时，由串联电路电压规律可知，R两端的最小电压U小=U−Um=5 V−3 V=2 V，电阻R的最小功率P小=U小2R=(2 V)25 Ω=0.8 W
【解析】见答案
23.【答案】解；(1)加热时的电流为：I=PU=550W220V=2.5A；
(2)通电10min产生的热量是W=Pt=550W×600s=330000J；
(3)由I=UR得R1的电阻为：R1=UI=220V2.5A=88Ω；
当开关S接2时，电路中电阻R1和R2串联，电路的电阻最大，根据P=U2R可知，此时为保温状态，
R1在“保温”状态与“加热”状态时的功率之比为1：400。
即I保2R1：I加2R1=1：400；
I保：I加=1：20
即UR1+R2：UR1=1：20；
所以R2=1672Ω。
答：(1)正常“加热”状态，通过电饭锅的电流是2.5A；
(2)正常“加热”状态，通电10min产生的热量是330000J；
(3)R2的阻值是1672Ω。
【解析】本题考查了并联电路的特点和电功率公式的灵活应用，关键是电热水器处于不同单位时电路连接方式的判断，要注意电路的总功率等于各用电器功率之和。
24.【答案】解：(1)；
(2)原电路中两开关都闭合时，仅R1工作，为高温挡；只闭合S1时，为低温挡；现用高温挡正常工作烧开水用时太长，即高功率挡的功率较小，为增大水显高功率挡的功率，应减小电路的电阻，可将两电阻并联，如答图所示；
(3)当两开关都闭合时，=55Ω，加热功率，利用正常工作的新开水显烧开同一荧水，至少需要时间。
【解析】略
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