江苏省宿迁市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-04电磁学（电功和电功率、电和磁、信息的传递）

这是一份江苏省宿迁市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-04电磁学（电功和电功率、电和磁、信息的传递），共22页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，作图题，计算题等内容，欢迎下载使用。

江苏省宿迁市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-04电磁学（电功和电功率、电和磁、信息的传递）

一、单选题
1．（2022·江苏宿迁·统考中考真题）如图所示电路，电源电压恒为6V，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，滑动变阻器R规格为“20Ω  1A”，定值电阻R0的规格为“10Ω  0.5A”。为了保证电路安全，闭合开关后在滑动变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（　　）

A．变阻器R接入电路阻值变化范围为2Ω~20Ω
B．电流表示数允许变化范围是0.2A~0.5A
C．电路消耗的最小电功率为1.2W
D．电阻R0消耗的最小电功率为0.9W
2．（2022·江苏宿迁·统考中考真题）我国科学技术迅猛发展，在信息、能源和材料等领域取得了辉煌的成续，下列说法正确的是（　　）
A．我国白鹤滩水电站中的发电机是利用电磁感应原理发电的
B．神舟十四号飞船上的新型硅光电池板主要将电能转化为太阳能
C．能量在转移和转化的过程中总量保持不变，因此我们不需要节约能源
D．现在我国已建成的核电站主要是利用核聚变释放能量，核能属于可再生能源
3．（2022·江苏宿迁·统考中考真题）新能源汽车越来越普及，如图所示为新能源汽车专用号牌，号牌中的字母“D”表示纯电动汽车，这类汽车的动力装置为电动机，下列选项所示实验与其工作原理相同的是（　　）

A． B．
C． D．
4．（2021·江苏宿迁·统考中考真题）2021年5月15日，天问一号巡视器利用降落伞和反推火箭在火星表面减速着陆，环绕器仍在环绕火星运动，下列说法正确的是（　　）
A．环绕器的帆板利用的太阳能是不可再生能源
B．环绕器是通过超声波向地面发送信息的
C．巡视器在火星表面减速着陆时，机械能不变
D．巡视器在火星表面减速着陆时，势能减小，动能减小
5．（2021·江苏宿迁·统考中考真题）下列生活中的做法符合安全用电原则的是（　　）
A．测电笔中的高电阻用钢丝代替
B．发现有人触电时，立即用手将其拉开
C．更换灯泡时，先断开电源开关
D．用电器电线的绝缘皮破损了，仍继续使用
6．（2021·江苏宿迁·统考中考真题）在“学习使用滑动变阻器”的活动中，小明设计了如所示的电路，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样，小灯泡标有“3V 0.9W”字样（不考温度对灯丝电阻的影响）。闭合开关，将滑动变阻器的金属滑片移至中点时，小灯泡恰好正常发光，移动金属滑片的过程中，确保各元件使用安全，则（　　）

A．电源电压为9V B．小灯泡消耗的最小电功率为0.6W
C．电路耗的最大电功率为2.7W D．滑动变阻器消耗的最小电功率为0.8W
7．（2020·江苏宿迁·统考中考真题）图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是（　　）


A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显
B．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系
C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可
8．（2020·江苏宿迁·统考中考真题）如图所示，当闭合开关的瞬间，导体棒AB水平向右运动；若同时对调电源与磁体的两极，再次闭合开关时，导体棒AB的运动方向是（　　）

A．水平向右 B．水平向左 C．竖直向上 D．竖直向下
9．（2020·江苏宿迁·统考中考真题）能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（　　）
A．太阳能、核能都属于不可再生能源
B．能量是守恒的，所以我们不需要节约能源
C．北斗导航卫星与地球之间利用电磁波通信
D．超导材料可用来制作熔断器的熔丝

二、填空题
10．（2022·江苏宿迁·统考中考真题）2022年4月21日，长约400m的复兴号列车成功实现单列时速435km/h相对交会时速870km/h，创造了高铁动车组列车交会速度世界纪录，图示复兴号列车采用全新流线型车头可以降低运行中受到空气的______，随车配备的wifi网络是通过______传递信息实现无线上网的；每两个座位都有一个充电插口，这些充电插口连接方式是______；某次列车匀速完全通过长3200m的隧道用时40s，通过隧道速度为______m/s。

11．（2021·江苏宿迁·统考中考真题）五一假期，小明去看望外婆，陪伴外婆5天后返回，发现家中电能表示数由变为如图所示示数，经检查，家中除电视机和数字机顶盒处于待机状态，其它用电器均已关闭，则电视机和数字机顶盒待机状态下总功率为 ______ W，在此期间，电能表指示灯闪烁 ______ 次，消耗的电能可供定功率为15W的台灯正常工作 ______ h，请从节约电能的角度提出一条合理的建议： ______ 。

12．（2020·江苏宿迁·统考中考真题）图是小华为学校设计的楼道照明系统自动控制装置，已知控制电路电压U恒为6V，电磁继电器线圈电阻R1为20Ω，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。图中AC可绕O点转动，OA长为0.5cm，OB长为1cm，AC部分的重力、触点间的压力以及各处的摩擦力均忽略不计。
(1)闭合控制电路中开关S，电磁铁上端为______极。
(2)为了实现光照减弱时，受控电路接通，灯L发光，图中导线M应接______（选填“触点1”或“触点2”）。
(3)电磁铁对衔铁的吸引力F等效集中作用在B点，吸引力F与控制电路中电流I的关系如图所示，当衔铁刚好被吸下时，弹簧对A点的拉力为2.4N，则此时光敏电阻R2的阻值为______Ω。


三、实验题
13．（2022·江苏宿迁·统考中考真题）周末小红和小华在家长陪同下进行“综合实践活动”：
（1）小红利用图示电能表测量家中电水壶的实际功率。

①由表盘信息，家中接入电路的用电器总电流最大不能超过______A；
②电水壶接入电路必须使用______（选填“两孔”或“三孔”）插座防止因金属外壳带电而发生触电；
③小红将其它用电器全部关闭后，把电水壶接入电路，观察到电能表指示灯在2min内闪烁80次，则电水壶消耗的电能为______kW·h，实际功率为______W。
（2）小华利用吸管、铁丝、石蜡等物品自制了一支密度计，将自制密度计放到水中的情景如图甲所示，测得浸入的长度为H，放到另一液体中的情景如图乙所示，浸入的长度为h，用水、分别表示水和液体的密度，甲、乙两图中密度计所受浮力大小______（选填“>”“<”或“=”），______（用、H、h表示）。


14．（2021·江苏宿迁·统考中考真题）如图甲所示，是“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图。

（1）磁体和导体棒AB相对静止，闭合开关，能否观察到灵敏电流计指针偏转的现象？
答：______；
（2）探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系时，应该保持______的方向不变；
（3）小明猜想磁场强弱会影响感应电流大小，于是他设计了乙所示的电磁铁代替原有的磁铁再次实验，此时需要在图乙的电路中再接入的元件是______。
15．（2021·江苏宿迁·统考中考真题）兴趣小组在“测量小灯泡电功率”的实验中有电流表、电压表各一个，开关、导线若干，电源的电压恒为6V，小灯泡L1的额定电压为3.8V，正常发光时电阻约为10Ω，滑动变阻器有规格为“10Ω  1.5A”的R1和规格为“20Ω 1A”的Rx。
（1）为了完成实验，选择滑动变阻器R1等器材，进行如图甲所示的电路连接。请用笔画线代替导线，将电路连接完整______，并指出连接电路时的错误之处_______；

（2）实验时，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表无示数，用导线连接电流表两端，灯泡发光，则故障原因是电流表______；
（3）更新的电流表，完成测量后，小华将小灯泡L1换为额定电压2.5V，正常发光时阻值约为8Ω的L2，为了测量它的额定电功率，需用滑动变阻器Rx替换电路中的R1，其目的是______；
（4）小明认为不用电流表，同样能测量出灯泡L2的额定功率，设计了图乙所示的电路。请你帮他补全实验步骤：
①滑动变阻器______调到最大阻值且保持不变，闭合开关S，将S1拨向触点______，调节另一滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为U额；
②再将开关S1拨向另一触点，读出电压表示数为U，滑动变阻器的最大阻值分别为R1、R2，则灯泡L2的额定功率表达式为P额=______。

四、作图题
16．（2022·江苏宿迁·统考中考真题）在图中请根据磁感线的方向在图中两个虚线框内分别标出小磁针和电源的极性。

17．（2021·江苏宿迁·统考中考真题）按照题目要求作图：
（1）如图甲所示，一条光线从空气射入水中，请在图中画出大致的折射光线。( )

（2）如图乙所示，请用笔画线代替导线将三线插座接入电路。( )

（3）如图所示，一个磁性黑板擦紧贴于竖直黑板面上，刚好沿黑板面竖直匀速下滑，请画出磁性黑板擦在竖直方向上所受到的力。( )


五、计算题
18．（2022·江苏宿迁·统考中考真题）寒假某物理实践小组的同学到养老院看望老人时，了解到由于气温低老人坐在马桶上时感觉不太舒适，实践小组的同学返回后在学校和家长的支持下便利用所学的知识设计了一款适宜老人使用的简易马桶圈加热器，计划通过“众筹”项目向厂家定制生产，其电路如图所示，定值电阻R1和R2表示电热丝，R2的阻值为3300Ω，有高温档和低温档两种加热功能，低温档功率为11W，当它接入电压为220V的家庭电路正常工作时：
（1）S1接a、b哪个端点时为低温档？低温档加热时的电流？
（2）求R1的阻值及加热器高温档时的功率；
（3）高温档工作10min，最多可使马桶圈温度升高多少℃？[设电热丝放出热量70%被马桶圈吸收，马桶圈的质量为1kg，马桶圈材料的比热容为0.44×103J/(kg·℃)]

19．（2021·江苏宿迁·统考中考真题）新冠疫情期间，进入校园人员要受体温检测，电子体温计是方便快捷的测温仪器，小华与小明从网上查阅说明书得知，电子体温计的探测是热敏电阻，他们买来两个相同的热敏电阻R，放入各自准备的恒温箱内（虚线所示），通过调节恒温箱内的温度，测量热敏电阻在不同温度时的阻值，小华使用阻值为100Ω的电阻R1等器材设计了如图甲所示电路，将实验数据记录于表一中，小华对表一中的数据深感疑惑，老师告诉他，他使用的是实验室中的恒流电源（提供恒定电流的电源），小明则利用恒压电源（提供恒定电压的电源）和定值电阻R2等器材设计了如图乙所示的电路，并将实验数据记录于表二中，回到教室，才发现没有记录电源的电压和R2的阻值。
表一：
t/℃
32
…
…
42
U2/V
2


2
U/V
14


10
表二：
t/℃
32
…
…
42
U1/V
9


8
（1）求热敏电阻分别在32℃和42℃时的阻值；
（2）在表格中记录的温度围内，求小华设计的电路消耗电功率的最大值；
（3）求小明设计的电路中恒压电源的电压和定值电阻R2的阻值。


20．（2020·江苏宿迁·统考中考真题）在测量标有“3.8V”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5V，电压表有“0∼3V”与“0∼15V”两个量程，滑动变阻器最大阻值为20Ω。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0.3A。
(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10s内消耗的电能。
(3)若仅将灯泡L更换为5Ω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。


参考答案：
1．D
【详解】A．定值电阻与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的电流。因为电压表量程为0~3V，当电压表示数3V时，定值电阻R0分担电压

电路中电流为

可求出滑动变阻器接入电路中最大阻值为

故A错误；
B．定值电阻R0的规格为“10Ω  0.5A”，所以电路中最大电流为0.5A，当滑动变阻器接入电路中最大阻值为10Ω时，电路中电流最小为

故B错误；
C．电路中电流最小为0.3A时，电路消耗的电功率最小为

故C错误；
D．电路中电流最小为0.3A时，电阻R0消耗的最小电功率

故D正确。
故选D。
2．A
【详解】A．水利发电机是利用电磁感应原理发电的，在发电过程中将机械能转化为电能，故A正确；
B．新型硅光电池板主要将太阳能转化为电能，故B错误；
C．能量在转移和转化的过程中总量保持不变，但能量的转化和转移具有方向性，有些能量以某种形式存在时我们无法利用，因此需要节约能源，故C错误；
D．我国已建成的核电站主要是利用核裂变释放能量，核能属于不可再生能源，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】A．通电后，小磁针偏转，表明通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B．电磁感应现象，产生感应电流，故B不符合题意；
C．通电后，导体在磁场中运动，表明通电导体在磁场中受到力的作用，故C符合题意；
D．电流相同，线圈匝数不同，可以探究通电螺线管磁性的强弱与线圈匝数的关系，属于电流的磁效应，故D不符合题意。
故选C。
4．D
【详解】A．太阳能是取之不尽用之不竭的，是可再生能源，故A错误；
B．真空不能传声，但电磁波可以在真空中传播，所以，环绕器通过电磁波将信息传回地面控制中心，故B错误；
CD．巡视器在减速着陆时，速度变小，动能变小，高度变小，重力势能变小，即机械能减小，故C错误，D正确。
故选D。
5．C
【详解】A．在使用测电笔时，测电笔的高值电阻和人串联在火线和大地之间，加在两者两端的电压是220V，此时测电笔的高值电阻分担的电压很大，人体分担的电压很小，通过人体的电流很小，氖管发光，不会发生触电事故，因此不能用钢丝代替测电笔中的电阻，故A错误；
B．发现有人触电后首先切断电源，把触电者拉离电源，由于人体是导体，可避免救助者间接触电事故，故B错误；
C．更换灯泡、搬动电器时容易碰到金属部分，切断电源可以保证金属部分不带电，故C正确；
D．电线的绝缘皮破损时应及时更换，否则容易发生触电事故，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】A．滑动变阻器的金属滑片移至中点时，则此时滑动变阻器接入的阻值为10Ω，小灯泡恰好正常发光，则小灯泡两端的电压为3V，功率为0.9W，此时电路中电流
I===0.3A
则此时滑动变阻器电压
U滑=IR滑=0.3A×10Ω=3V
故电源电压
U=UL+U滑=3V+3V=6V
故A错误；
B．小灯泡的电阻
RL===10Ω
当电路中电阻最大，即滑动变阻器的阻值最大时，电流最小，小灯泡消耗的电功率最小，电路中最小电流为
Imin===0.2A
小灯泡消耗的最小电功率为
P= I2R=(0.2A)2×10Ω=0.4W
故B错误；
C．由P =可知，电源电压不变，电阻最小时，电路的总功率最大，将滑动变阻器的金属滑片移至中点时，小灯泡恰好正常发光，如果继续向左移动时，电路中电阻变小，电流变大，小灯泡功率变大，可能会损坏，故当滑动变阻器的金属滑片移动至中点时，此时电路中电阻最小，此时电路中的电流为0.3A，此时电路耗的最大电功率为
Pmax=UI=6V×0.3A=1.8W
故C错误；
D．滑动变阻器消耗的电功率
P=I2R=()2R滑=R滑==
由上式可知，当滑动变阻器的阻值等于灯泡的阻值时，滑动变阻器消耗的电功率最大；当滑动变阻器的阻值大于或小于灯泡的阻值时，滑动变阻器消耗的电功率将变小，由C选项可知，滑动变阻器的阻值不能小于10Ω，故想要滑动变阻器消耗的电功率减小只能增大滑动变阻器的阻值，故滑动变阻器的阻值达到最大时，即为20Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最小，由B选项可知，此时电路中的电流为0.2A，则滑动变阻器消耗的最小电功率为
P=I2R=(0.2A)2×20Ω=0.8W
故D正确。
故选D。
7．D
【详解】A．在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的物质温度要升高的多，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显，故A正确，不符合题意；
B．由图可知，该电路为串联电路，通过两个电阻的电流和通电时间是相同的，电阻不同，所以该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系，故B正确，不符合题意；
C．通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法为转换法，故C正确，不符合题意；
D．比较水和煤油的比热容大小时，需要用相同的加热器加热质量相同的不同液体，使它们在相同的时间内吸收相同的热量，所以需要控制两个电阻的装置相同，故D错误，符合题意。
故选D。
8．A
【详解】通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关，同时对调电源与磁体的两极，即同时改变电流的方向和磁场的方向，则导体受力方向不变，还是水平向右运动。
故选A。
9．C
【详解】A．太阳能可以源源不断从自然界中获得是可再生能源，但是核能短时间内从自然界得不到补充，属于不可再生能源，故A错误；
B．能量是守恒的，但是人类可利用的能源是有限的，还有很多能源人们无法利用，所以我们需要节约能源，故B错误；
C．电磁波可以传递信息，北斗导航卫星与地球之间利用电磁波通信的，故C正确；
D．超导材料电阻为0，不能用来制作熔断器的熔丝，故D错误。
故选C。
10． 阻力 电磁波 并联 90
【详解】[1]流线型车头可以降低运行中受到空气的阻力，有利于节能、提速。
[2] wifi网络属于无线电通讯，是通过电磁波传递信息的。
[3]这些充电插口工作时互不影响，因此连接方式是并联。
[4]列车完全通过长3200m的隧道运动的总路程
s=s车+s隧道=400m+3200m=3600m
此列车通过隧洞的速度

11． 10 1920 80 长时间不使用的电器应切断电源
【详解】[1]上图中，电能表的示数为，原来电能表示数为，这个过程中消耗的电能

5天即为120小时，电视机和数字机顶盒待机状态下总功率为

[2]电能表上标有，表示每消耗的电能，电能表闪烁1600次，在此期间，电能表指示灯闪烁
（次）
[3]消耗的电能可供定功率为15W的台灯正常工作

[4]因用电器待机也要消耗电能，给出的一条合理的建议：长时间不使用的电器应切断电源。
12． S 触点1 230
【详解】(1)[1]闭合控制电路中开关S，由右手螺旋定则，电磁铁下端为N极，电磁铁上端为S极。
(2)[2]光照减弱时，光敏电阻变大，由欧姆定律，控制电路的电流变小，电磁铁磁性变弱，C与触点1连通，要求灯L发光，图中导线M应接触点1。
(3)[3]电磁铁对衔铁的吸引力F等效集中作用在B点，吸引力F与控制电路中电流I的关系如图所示，当衔铁刚好被吸下时，弹簧对A点的拉力为2.4N，根据杠杆的平衡条件
FA×OA=FB×OB
即

由图2知，吸引力F与控制电路中电流I成正比，故当引力为1.2N时，对应的电流大小为

根据串联电路的规律及欧姆定律，光敏电阻

13． 60 三孔 0.025 750 =
【详解】（1）①[1]由电能表表盘可知，电能表允许通过的最大电流为60A，所以家中接入电路的用电器总电流最大不能超过60A。
②[2]因为电热水壶是金属外壳，根据安全用电的原则，金属外壳的用电器必须接地，所以要使用三孔插座，这样，当金属外壳的用电器的外壳万一带电，电流也会通过地线导入大地，以防触电事故的发生。
③[3]电能表指示灯在2min内闪烁80次，则电水壶消耗的电能为

[4]实际功率为

（2）[5]由图可知，自制密度计在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态，根据物体的平衡条件可知，浮力都等于重力，即
F浮甲=F浮乙=G
[6]设密度计的底面积为S，密度计排开水的体积为
V排水=V浸水=SH
则密度计在水中漂浮时，受到的浮力为
F浮水=ρg V排水=ρ水gSH
同理，密度计排开水的体积为
V排液=V浸液=Sh
则密度计在液体中漂浮时，受到的浮力为
F浮液=ρg V排液=ρ液gSh
因为密度计在水和液体中均漂浮，浮力相等，即F浮水= F浮液，则
ρ水gSH=ρ液gSh
解得
14． 不能 磁场（磁感线） 滑动变阻器
【详解】（1）[1]当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，若磁体和导体棒AB相对静止，则导体没有做切割磁感应线运动，故导体中不能产生感应电流，因此，不能否观察到灵敏电流计指针偏转的现象。
（2）[2]感应电流方向的与磁场方向和导体切割磁线的方向有关，由控制变量法，探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系是，应该保持磁场（磁感线）的方向不变。
（3）[3]因通过电磁铁的电流大小会影响电磁铁的磁性强弱，为改变通过电磁铁的电流大小，可改变连入电路的电阻大小，故乙的电路中再接入的元件是滑动变阻器。
15． 开关未断开 断路 使L2正常发光 R1 2
【详解】（1）[1]将电压表并联在灯泡两端，小灯泡的额定电压为3.8V，所以选择大量程，如图所示：

[2]由图可知，连接电路时开关是闭合的，为保护电路，连接电路时，应断开开关。
（2）[3]实验时，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表无示数，则电路可能发生断路，用导线连接电流表两端，灯泡发光，电路接通，说明电流表断路。
（3）[4]L2额定电压为2.5V，正常发光时阻值约为8Ω，电源的电压恒为6V，L2正常发光时，滑动变阻器两端的电压为
UR=U-UL=6V-2.5V=3.5V
由串联电路的分压规律=可得滑动变阻器连入电路中的阻值
R=×RL=×8Ω=11.2Ω>10Ω
因此为使L2正常发光，需用滑动变阻器Rx替换电路中的R1。
（4）①②[5][6][7]由图可知，需将滑动变阻器R1调到最大值为10Ω，相当于定值电阻，闭合开关S，将S1拨向触点2触点，灯泡、滑动变阻器R1与滑动变阻器R2串联，电压表测灯泡两端的电压，调节滑动变阻器R2，使电压表的示数为U额，灯泡正常发光。再将开关S1拨向触点1，电路的连接方式不变，灯泡仍正常发光，此时电压表测灯泡和R1的总电压，则R1两端的电压为
U1=U-U额
由欧姆定律可得通过R1的电流即灯泡正常发光时的电流
I额=I==
则灯泡L2的额定功率为
P额= U额I额=
即L2的额定功率表达式为
P额=
16．
【详解】在磁体外部，磁感线的方向是从N极发出回到S极，故此通电螺线管的左端为N极，右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针的左端为N极；由安培定则可判断出通电螺线管电流从电源左侧流入，故电源左端为正极，右端为负极，如下图所示：

17．
【详解】（1）[1]过入射点O与水面垂直画出法线，光从空气斜射入水中，根据折射角小于入射角，在法线另一侧的水中画出折射光线的大致位置，标上箭头。如图所示

（2）[2]三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。如图所示

（3）[3]由图知，黑板擦沿黑板面竖直匀速下滑，所以受力平衡，在水平方向受到压力和墙的支持力，这两个力是一对平衡力；在竖直方向受重力和摩擦力，这两个力是一对平衡力，重力方向竖直向下，所以摩擦力方向竖直向上，如图所示

18．（1）a ，0.05A；（2）44W；（3）42℃
【详解】解：（1）根据公式P=UI可知，电压220V不变时，电路中电流越小功率越小，因此当S1接a，R1和R2串联时，电路中电阻较大，电流较小，加热器处于低温档；由题意可知，低温档的电功率为11W，则低温档时电路中的电流

（2）当S1接a时，电热器处于低温档，此时R1和R2串联，根据可得

则

当S闭合，S1接b时，电路中只接入R1，电路处于高温档，此时的功率

（3）高温档工作10min电热丝产生的热量
W=P高t=44W×10×60s=2.64×104J
电热丝放出热量的70%被马桶圈吸收，故有

即

最多可使马桶圈升高的温度

答：（1）S1接a端点时为低温档，低温档加热时的电流是0.05A；
（2）R1的阻值是1100Ω，加热器高温档的功率是44W；
（3）高温档工作10min，最多可使马桶圈温度升高42℃。
19．（1）600Ω；400Ω；（2）0.28W；（3）12V；200Ω
【详解】解：（1）根据题意知道，小华使用的是实验室中的恒流电源，由表一知道，32℃时电路的电流

此时热敏电阻两端的电压是
U热敏=14V-2V=12V
热敏电阻的阻值

当42℃时的热敏电阻的阻值

（2）由于使用的是实验室中的恒流电源，所以，电压最大时小华设计的电路消耗电功率的有最大值，且为
P最大=U最大I =14V×0.02A  =0.28W
（3）由串联电路电压的关系知道，在小明设计的电路
①
代入数据得

解得定值电阻R2的阻值R2=200Ω，由①解得U=12V。
答：（1）热敏电阻分别在32℃和42℃时的阻值分别是600Ω和400Ω；
（2）小华设计的电路消耗电功率的最大值是0.28W；
（3）小明设计的电路中恒压电源的电压是12V和定值电阻R2的阻值是200Ω。
20．(1)1.14W；(2)3.6J；(3)0.8W
【详解】(1)灯与变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路的电流，调节滑动变阻器的滑片P使灯泡L正常发光，灯两端的电压为额定电压，此时电流表示数为0.3A，灯的额定功率为
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
(2)灯泡L正常发光时，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为
U滑=U-UL=5V-3.8V=1.2V
滑动变阻器在10s内消耗的电能
W=U滑It=1.2V×0.3A×10s=3.6J
(3)灯的额定电压为3.8V，这时变阻器的电压为1.2V，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3V时，由串联电路电压规律，R的最小电压
U小=5V-3V=2V
电阻R的最小功率
P小=
答：(1)灯泡L的额定功率为1.14W；
(2)当灯泡L正常发光时，滑动变阻器在10s内消耗的电能为3.6J；
(3)若仅将灯泡L更换为5Ω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，电阻R的最小功率为0.8W。