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第15章《电功和电热》单元测试卷（提升卷）（原卷版+解析版）
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第十五章《电功和电热》单元测试卷（提升卷）（解析版）训练范围：苏教版九年级下册第15章第Ⅰ卷 选择题一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36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．如图所示家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）A． 抽油烟机 B． 电热水壶 C． 电视机 D． 电风扇【答案】B【分析】要解答本题需掌握：电流的热效应就是把电能转化为内能。【解答】解：A、抽油烟机工作时，主要将电能转化为机械能，没有利用电流的热效应，故A不合题意；B、电热水壶工作时，是把电能转化为内能，利用了电流热效应，故B符合题意；C、电视机把电能转化为光能和声音，没有利用电流的热效应，故C不合题意；D、电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，没有利用电流的热效应，故D不合题意。故选：B。2．关于家庭电路与安全用电，下列说法正确的是（ ）A．更换灯泡前应断开电源开关 B．用湿布擦拭工作中的电器 C．家用电器失火时，先灭火，后切断电源 D．电灯开关可以接在火线上，也可以接在零线上【答案】A【分析】（1）更换灯泡前首先切断电源，再维修；（2）湿物体是导体，接触带电体容易发生触电；（3）家用电器失火时要先切断电源；（4）控制电灯的开关应安装在火线与灯之间。【解答】解：A、更换灯泡之前必须断开开关，否则会触电，故A正确；B、用湿布擦抹插座时，可能会因湿抹布导电而发生触电事故，故B错误；C、家用电器发生火灾时，要先断开电源开关，才能用水灭火，否则会发生触电，故C错误；D、控制电灯的开关应安装在火线与灯之间，故D错误；故选：A。3．为满足生活需要，我们充分利用电器设备获取各种能量。下列用电器中将电能主要转化为机械能的是（ ）A．电饭锅 B．电热毯 C．电炉 D．电风扇【答案】D【分析】做功总是伴随着能量的转化，电功也不例外。用电器消耗了电能，获得了其它形式的能量，就是一个电流做功的过程。【解答】解：电炉、电热毯、电饭锅工作时，都是把电能转化为内能；电风扇是把电能转化为机械能，故D符合题意。故选：D。4．如图所示为单相电子式电能表，关于该电能表下列说法正确的是（ ）A．允许通过的最大电流为10A B．主要用来测量用电器的电功率 C．指示灯闪250次表示消耗电能3.6×105J D．此时的示数为13148kW•h【答案】C【分析】（1）“10（20）A”表示电能表的标定电流是10A，平时工作允许通过的最大电流是20A；（2）电能表是家庭电路中测量用电器消耗电能的仪表；（3）2500imp/（kW•h）表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁2500次，求出指示灯闪烁2500次电路中消耗的电能；（4）电能表显示数字中最后一位是小数，单位 kW•h。【解答】解：A．“10（20）A”表示电能表的标定电流是10A，20A是指这个电能表平时工作允许通过的最大电流，故A错误；B．电能表主要用来测量用电器消耗电能的仪表，故B错误；C．2500imp/（kW•h）表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁2500次，则指示灯闪烁250次，电路消耗电能为＝0.1kW•h＝3.6×105J，故C正确；D．电能表显示数字中最后一位是小数，由图知，该电能表此时示数为1314.8kW•h，故D错误。故选：C。5．在物理学习中，对数据的估测是一种非常重要的能力。以下为正在上初四的小明同学所进行的估测，符合实际的是（ ）A．家用空调的工作电流约为1A B．电学实验中每根导线的电阻约为1kΩ C．人的正常体温约为35℃ D．教室内的一盏日光灯一小时消耗的电能约为0.04kW•h【答案】D【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。【解答】解：A、家用空调的电流约为5A，故A错误；B、物理实验室中一根导线的电阻非常小，可以忽略不计，故B错误。C、人的正常体温约为37℃，故C错误；D、教室内的一盏日光灯的电功率P＝40W＝0.04kW，工作一小时消耗的电能W＝Pt＝0.04kW×1h＝0.04kW•h，故D正确。故选：D。6．图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中，电源电压恒为2V。下列说法正确的是（ ）A．由图可知小灯泡两端的电压越大，电阻越小 B．开关S1、S2都闭合时，电流表示数为0.5A C．开关S1、S2都闭合时，电路总功率为1.4W D．开关S1、S2都闭合时，在1min内电阻R产生的热量为240J【答案】C【分析】（1）由灯泡的电流与电压关系图象，根据欧姆定律分析解答；（2）（3）由图乙知，两开关都闭合时，L与R并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点结合图象读出通过L和R电流，再根据并联电路的电流规律分析判断电流表的示数大小；根据P＝UI计算两开关都闭合时电路的总功率；（4）根据焦耳定律计算两开关都闭合时1min内电阻R产生的热量。【解答】解：A、由图象知，L的I﹣U图象是条曲线，且电压的变化大于电流的变化，由欧姆定律可知，其两端电压越大时，其阻值为会变大，故A错误；BC、由图乙知，开关S1、S2都闭合时，L与R并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压规律知，UL＝UR＝U＝2V，由图象知，此时IL＝0.5A，IR＝0.2A，根据并联电路的电流规律知，电压表示数I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A，故B错误；此时电路总功率P＝UI＝2V×0.7A＝1.4W，故C正确；D、开关S1、S2都闭合时，在1min内电阻R产生的热量QR＝WR＝URIRt＝2V×0.2A×60s＝24J，故D错误。故选：C。7．如图所示的电路中，开关都闭合后，三盏灯均正常发光，突然灯泡L3熄灭，经检查保险丝完好，用测电笔测试插座的两孔，氖管均发光。造成这一现象的原因是（ ）A．可能是电路某处发生了短路 B．一定是进户的零线BC之间断了 C．一定是进户的零线CD之间断了 D．一定是进户的零线DE之间断了【答案】C【分析】一盏电灯熄灭但保险丝完好，说明电路中有断路；测电笔测试插座的两孔，氖管都发光，说明两孔与火线是连通的，故只可能是零线断了，据此分析。【解答】解：A、电路某处发生了短路，会使保险丝熔断，试电笔的氖管不会发光，故A错误；BCD、L3熄灭，灯L2、L1发光，说明电路出现了断路现象；试电笔插进插座的两孔，两孔与火线之间是接通的，则氖管均发光，右孔与火线相连接，左孔通过L3与火线相连接，灯L2、灯L1发光，L3熄灭，说明进户的零线CD之间断了，故C正确、BD错误。故选：C。8．如图所示的各种做法中，不符合安全用电原则的是（ ）A．①②③④ B．②③④ C．①②④ D．①②③【答案】D【分析】根据安全用电原则知识去分析：（1）安全用电的基本原则是不接触低压带电体，不靠近高压带电体；（2）生活用水是导体；（3）有金属外壳的家用电器外壳必须接地。【解答】解：①手指塞进插座容易发生触电事故，不符合安全用电原则；②高压线的电压很高，高压线下放风筝，风筝容易挂在高压线上，很有很能发生触电事故，不符合安全用电原则；③湿手拔插头，可能会因水导电而发生触电事故，不符合安全用电原则；④冰箱的金属外壳接地，家用电器外壳加接地保护，是为了防止外壳带电而发生触电事故，符合安全用电原则，综上所述，不符合安全用电原则的是①②③，故ABC错误，D正确。故选：D。9．把标有“6V 3W”的小灯泡L与最大阻值为100Ω的滑动变阻器Rw连接在总电压恒为18V的电路中，如图所示。电流表和电压表选择的量程分别为“0～0.6A”和“0～15V”。要求闭合开关S后，两电表的示数均不超过所选量程的最大测量值，且灯泡L两端电压不超过额定值（设灯丝电阻不变）。下列说法正确的是（ ）A．电路允许通过的最大电流为0.6A B．电路消耗总电功率的最大值为27W C．小灯泡L消耗电功率的最小值为0.75W D．滑动变阻器Rw允许调节的范围是24Ω～40Ω【答案】C【分析】（1）根据灯泡额定功率、额定电压求灯泡电阻。电路中电流最大，电源电压不变，总电阻最小，滑片接入电路的电阻最小，根据串联电路电阻起分担电压的作用，电压表所测电压最小，电压表在电路中一定没有烧坏的可能。要考虑灯泡的额定电流和电流表允许通过的最大电流，电路中最大电流为这两个值的最小值。根据电源电压和电路最大电流值，求出电路最小电阻，求出滑动变阻器最小电阻。（2）由电源电压和电路中允许通过的最大电流，根据P＝UI，求出电路最大功率。（3）灯泡的功率最小，电路电流最小，滑动变阻器接入电路阻值最大，电压表示数最大为15V，此时电路电流减小，不会烧坏电流表和灯泡。当滑动变阻器为15V，灯泡实际电压可以求出，又知灯泡的电阻，求出此时灯泡电流，根据P＝UI，计算灯泡实际功率。根据R＝，可以求出滑动变阻器的最大阻值。【解答】解：灯泡电阻为RL＝＝＝12Ω。（1）电路中电流最大，总电阻最小，电压表示数最小，不会烧坏电压表。电流表的量程是0～0.6A，允许通过最大电流为0.6A。灯泡额定电流为：IL＝＝＝0.5A。灯泡和电流表串联，电路中最大电流为0.5A。电路中电阻为R总＝＝＝36Ω。所以，滑动变阻器连入电路最小电阻为：R小＝R总﹣RL＝36Ω﹣12Ω＝24Ω。（2）电路中最大功率为P总＝UIL＝18V×0.5A＝9W。（3）灯泡串联在电路中，电功率最小，电阻不变，电流变小，滑动变阻器连入电路的电阻最大。根据串联电路中各串联导体起分担电压作用，电阻越大，分担电压越大，此时滑动变阻器分担电压最大为15V，所以，灯泡电压为：UL′＝U﹣U'＝18V﹣15V＝3V。所以，IL′＝＝＝0.25A＜0.5A，不会烧坏电流表和灯泡。所以灯泡最小功率为：PL′＝ULIL′＝3V×0.25A＝0.75W。所以滑动变阻器连入电路最大阻值为：R大＝＝＝60Ω。所以，电路允许通过的最大电流为0.5A，电路消耗总电功率的最大值为9W，小灯泡L消耗电功率的最小值为0.75W，滑动变阻器Rw允许调节的范围是24Ω～60Ω。故选：C。10．额定电压均为6V的甲、乙两灯，其I﹣U图线如图所示。下列说法正确的是（ ）A．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小 B．甲、乙两灯的额定功率之比为4：1 C．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为3：1 D．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，1min消耗的电能之比为3：2【答案】D【分析】（1）根据图象读出几组电流和电压对应的值，根据欧姆定律求出对应的电阻，然后得出两灯泡电阻与两端的电压关系；（2）甲灯正常工作时的电压和额定电压相等，根据图象读出通过甲、乙的电流，根据P＝UI求额定功率之比；（3）当把两灯串联在8V电源上时，根据串联电路的电流特点和串联电路电压的特点确定甲、乙两灯两端的实际电压，利用P＝UI即可得出实际功率之比；（4）甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，根据图象读出通过甲、乙的电流，再根据欧姆定律求出电阻之比。【解答】解：A．由图象可知，甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V、6V时，通过甲的电流依次为0.3A、0.6A，通过乙的电流依次为0.2A、0.3A，由I＝可知，甲灯泡的电阻：R甲1＝＝≈6.67Ω，R甲2＝＝＝10Ω，乙灯泡的电阻：R乙1＝＝＝10Ω，R乙2＝＝＝20Ω，所以，甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大，故A错误；B．由于甲、乙两灯的额定电压均为6V，由图象可知：I甲额＝0.6A，I乙额＝0.3A，P甲额：P乙额＝UI甲额：UI乙额＝I甲额：I乙额＝0.6A：0.3A＝2：1，故B错误；C、把甲、乙两灯串联接在8V的电源上时，通过它们的电流相等，且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和，由图象可知，当电路中的电流为0.3A，甲灯的实际电压为2V，乙灯的实际电压为6V时满足电源电压为8V，所以实际功率之比：P甲：P乙＝U甲I：U乙I＝2V：6V＝1：3，故C错误；D、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，由图象可知：I甲＝0.3A，I乙＝0.2A，1min消耗的电能之比为W甲：W乙＝UI甲t：UI乙t＝I甲：I甲＝0.3A：0.2A＝3：2，故D正确。故选：D。11．如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置．两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法错误的是（ ）A．本实验利用了转换法将电流通过电阻产生热量的多少转换成U形管液面高度差的变化 B．利用任意一个容器中的电阻都可以探究电流通过电阻产生的热量与时间的关系 C．图甲中，通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1：2 D．图乙所示装置中，通电一段时间后两容器内电阻产生的热量之比为2：1【答案】D【分析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；（2）电流产生的热量与电流、电阻和通电时间有关，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知需控制通电时间不同而其它条件相同；（3）由串联电路电流特点和Q＝I2Rt计算甲图中两电阻产生的热量之比；（4）根据串联电路电流特点、并联电路电流特点、欧姆定律计算通过两电阻的电流之比，根据焦耳定律计算乙图中通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比。【解答】解：A、电流通过导体产生的热量无法直接观察，通过观察U形管液面的高度差比较电流产生热量的多少，采用转换法，故A正确；B、电流产生的热量与电流、电阻和通电时间有关，根据控制变量法可知探究电流通过电阻产生的热量与时间的关系，需控制通电时间不同而其它条件相同，所以利用任意一个容器中的电阻都可以探究电流通过电阻产生的热量与时间的关系，故B正确；C、图甲中两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，由图可知右侧电阻的阻值是左侧电阻的阻值的2倍，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1：2，故C正确；D、图乙中右侧两电阻并联后与左侧电阻串联接入电路，由图可知三个电阻的阻值相等，并联电路各支路两端的电压相等，根据欧姆定律可知通过两并联电阻的电流相等，串联电路各处电流相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过左侧电阻的电流是通过右侧电阻电流的2倍，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是4：1，故D错误。故选：D。12．如图所示电路中，电源电压保持不变，将滑动变阻器滑片P从某处移到另一处，电压表示数由7V变为4V，电流表示数相应由0.2A变为0.5A，则定值电阻R0消耗的电功率改变了（ ）A．2.8W B．2.1W C．1.2W D．0.9W【答案】B【分析】由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测得串联电路的电流。设电源电压为U，根据串联电路电压规律和欧姆定律列关于电压U的方程，计算得电源电压U；继而由欧姆定律计算得定值电阻R0的阻值，然后由公式P＝I2R得前后两次定值电阻R0消耗的电功率，从而求得定值电阻R0消耗的电功率改变了多少。【解答】解：由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测得串联电路的电流。设电源电压为U，串联电路总电压等于各部分电压之和，因定值电阻R0的阻值不变，根据串联电路电压规律和欧姆定律可得：＝，解得：U＝9V；由欧姆定律得定值电阻R0的阻值为：R0＝＝＝10Ω；由公式P＝I2R得定值电阻R0两次消耗的电功率：P1＝I12R0＝（0.2A）2×10Ω＝0.4W；P2＝I22R0＝（0.5A）2×10Ω＝2.5W；所以定值电阻R0消耗的电功率改变了ΔP＝P2﹣P1＝2.5W﹣0.4W＝2.1W；故选：B。二、填空题（本题共10小题，每空1分，共22分）13．标有“12V9W”字样的小灯泡，它的灯丝在正常工作时的电阻是 16 欧，接到电路中通过它的电流是0.5安，则这盏灯的实际功率是 4 瓦。【答案】见试题解答内容【分析】（1）由灯泡铭牌找出灯泡的额定电压与额定功率，由功率的变形公式R＝可以求出灯丝电阻；（2）由功率公式P＝I2R可以求出灯泡的实际功率。【解答】解：（1）灯丝电阻：R＝＝＝16Ω；（2）通过它的电流是0.5安时，灯泡的实际功率：P实＝I2R＝（0.5A）2×16Ω＝4W；故答案为：16；4。14．如图所示，电源电压恒为6V，R1＝30Ω，如果只闭合开关S，电流表示数为 0.2 A；如果同时闭合开关S、S1，电流表示数为0.5A，通电1min电阻R2产生的热量为 108 J。【答案】0.2；108。【分析】（1）由电路图可知，只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，根据欧姆定律求出通过电阻R1的电流；（2）同时闭合开关S1、S2时，R1与R2并联，电流表测干路电流；根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流，根据Q＝W＝UIt求出通电1min电阻R2产生的热量。【解答】解：（1）由电路图可知，只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，由欧姆定律可得，通过电阻R1的电流（即电流表示数）：I1＝＝＝0.2A；（2）同时闭合开关S1、S2时，R1与R2并联，电流表测干路电流，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且由并联电路的特点可知通过R1的电流不变，所以，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.2A＝0.3A，所以通电1min电阻R2产生的热量：Q2＝W2＝UI2t＝6V×0.3A×60s＝108J。故答案为：0.2；108。15．小明家新买了一个不锈钢电热水壶，他应该配用 三孔 （填“两孔”或“三孔”）插座，此电热水壶有防干烧功能，它的发热体的电阻随温度变化如图所示，根据图示说明防干烧的原理： 当水烧干后，水壶温度超过100℃，R随温度的升高而电阻急速增大，发热功率变小，产生的热量随之变小，使产生的热量小于（或等于）其向周围空间散发的热量时，其温度下降（或不再升高） 。【答案】见试题解答内容【分析】为了安全用电，有金属外壳的家用电器的电源插座都用三孔插座，三脚插头的接地脚应与用电器的金属外壳相连通，这样若金属外壳的用电器外壳万一带电，电流会通过地线导入大地，以防触电事故的发生；根据图象分析电阻与温度的变化关系，根据焦耳定律判定产生热量的关系。【解答】解：为了安全用电，有金属外壳的家用电器的电源插座都用三孔插座，三脚插头的接地脚应与用电器的金属外壳相连通，这样若金属外壳的用电器外壳万一带电，电流会通过地线导入大地，以防触电事故的发生；当水烧干后，水壶温度超过100℃，R随温度的升高而电阻急速增大，发热功率变小，产生的热量随之变小，使产生的热量小于（或等于）其向周围空间散发的热量时，其温度下降（或不再升高）。故答案为：三孔；当水烧干后，水壶温度超过100℃，R随温度的升高而电阻急速增大，发热功率变小，产生的热量随之变小，使产生的热量小于（或等于）其向周围空间散发的热量时，其温度下降（或不再升高）。16．在家庭电路中，电灯、电视机、空调等各种用电器之间的连接方式是 并联 （选填“串联”或“并联”）。如图所示，用螺丝刀形状的试电笔辨别火线、零线时，正确的使用方式是 甲 （选填“甲”或“乙”）。【答案】并联；甲。【分析】（1）家庭电路各种用电器工作彼此独立、互不影响；（2）试电笔使用时，手要接触笔尾金属体，否则检测火线时，由于电路是断路，氖管也不能发光。【解答】解：（1）家庭电路中，电灯、电视机、空调等各种用电器之间的使用要互不影响，所以它们要并联；（2）用试电笔辨别火线、零线时，手要接触笔尾金属体，这样，让火线通过试电笔（高电阻、氖管等）、人体与大地构成通路，有微弱电流通过试电笔，试电笔的氖管才会发光，故图甲是正确的；若按图乙的方式使用，检测火线、零线氖管均不发光。故答案为：并联；甲。17．已知定值电阻R1：R2＝3：4，将它们串联接入电路，电阻两端的电压之比为 3：4 ；将它们并联接入电路，相同时间内消耗的电能之比为 4：3 。【答案】3：4；4：3。【分析】已知定值电阻R1：R2＝3：4，将它们串联接入电路，串联电路的电流处处相等，根据U＝IR可知电阻两端的电压之比；将它们并联接入电路，根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压相等，根据W＝t可知相同时间内消耗的电能之比。【解答】解：已知定值电阻R1：R2＝3：4，将它们串联接入电路，串联电路的电流处处相等，根据U＝IR可知电阻两端的电压之比为：＝＝＝；将它们并联接入电路，根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压相等，根据W＝t可知相同时间内消耗的电能之比为：＝＝＝。故答案为：3：4；4：3。18．如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝，通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则开关S接触 2、3 触点时（填“1、2”“2、3”或“3、4”），水龙头放出温水；水龙头在热水挡正常工作10s产生的热量是 3.3×104 J。【答案】2、3；3.3×104。【分析】当开关S接触1、2触点时，电路不通电，电热丝不工作，水龙头放出的是冷水；当开关S接触2、3触点时，电路中只有R2电热丝工作，根据P＝求出此时电功率的大小；当开关S接触3、4触点时，电路中R1、R2电热丝并联，电路总功率等于各部分电功率之和，根据P＝可以求出此时的电功率大小，比较可知，开关S接触不同位置时的状态；根据Q＝W＝Pt计算水龙头在热水挡正常工作10s产生的热量。【解答】解：当开关S接触1、2触点时，电路不通电，电热丝不工作，水龙头放出的是冷水；当开关S接触2、3触点时，电路中只有R2电热丝工作，此时的电功率：P＝＝＝1100W；当开关S接触3、4触点时，电路中R1、R2电热丝并联，此时的电功率：P′＝+P＝+1100W＝3300W；比较可知，当开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是温水，当开关S接触3、4触点时，水龙头放出的是热水；水龙头在热水挡正常工作10s产生的热量是：Q＝W＝Pt＝3300W×10s＝3.3×104J。故答案为：2、3；3.3×104。19．在夏季雨天的一次闪电中，若带电云层与地面间电压为3×109V时发生雷击，放电电流为5×106A，放电时间为4×10﹣6s，则释放 6×1010 J的电能。若这些电能全部转化为内能，这相当于质量为 2000 kg的煤完全燃烧释放的能量。（q煤＝3×107J/kg）【答案】6×1010；2000。【分析】（1）根据题目中提供的U＝为3×109V，放电电流为5×106A和放电时间为t＝4×10﹣6s，由公式W＝UIt可得释放的能量。（2）若这些电能全部转化为内能，根据燃料燃烧放出热量的公式Q＝qm变形即可计算煤的质量。【解答】解：（1）W＝UIt＝3×109V×5×106A×4×10﹣6s＝6×1010J。（2）若这些电能全部转化为内能，则Q放＝W＝6×1010J，由Q放＝qm得：m＝＝＝2000kg。故答案为：6×1010；2000。20．如图所示，甲、乙两表为电压表时，当S闭合时，电阻R1和R2是 串联 （“串联”或“并联”），两表示数比为U甲：U乙＝5：3；当S断开，甲、乙两表为电流表时，两表示数比为I甲：I 乙＝ 2：5 ，此时R1和R2消耗的功率之比P甲：P 乙＝ 3：2 。【答案】串联；2：5，3：2。【分析】分别画出两种情况下的等效电路图，电阻关系不变，根据串联电路的分压关系和并联电路的分流关系求解。【解答】解：当S闭合，甲、乙两表是电压表时（如下图），两个电阻串联，电压表甲测总电压，电压表乙测量的是R2两端的电压，则：U：U2＝U甲：U乙＝5：3；根据U＝U1+U2可知：U1：U2＝2：3；由于串联电路中电流处处相等，根据R＝可知：R1：R2＝U1：U2＝2：3；（2）当S断开，甲、乙两表是电流表时（如图）R1和R2并联，M为分流点，N为合流点，根据P＝可知：P甲：P乙＝R2：R1＝3：2；根据I＝可知：I1：I2＝R2：R1＝3：2；又因为电流表甲测量的是R2中的电流，电流表乙测量的是干路的电流，I甲：I乙＝I2：I＝2：5。故答案为：串联；2：5，3：2。21．物理学家 焦耳 做了大量的实验，最先精确地确定了电产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。将一阻值为10Ω的电热丝（不考虑电阻随温度的变化），接入12V的电路中，1min内电热丝产生的热量为 864 J。【答案】焦耳；864。【分析】物理学家焦耳做了大量的实验，最先精确地确定了电产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系；根据Q＝W＝计算将一阻值为10Ω的电热丝（不考虑电阻随温度的变化），接入12V的电路中，1min内电热丝产生的热量。【解答】解：物理学家焦耳做了大量的实验，最先精确地确定了电产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系；将一阻值为10Ω的电热丝（不考虑电阻随温度的变化），接入12V的电路中，1min内电热丝产生的热量为：Q＝W＝＝＝864J。故答案为：焦耳；864。22．如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V，3W”的字样，开关S闭合。当S1、S2断开，滑片P从b端滑到滑动变阻器的中点时，灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω，则灯泡L正常发光时的电流为 0.5 A；保持滑片P位置不变，闭合S1、S2，此时电流表的示数变化了1.5A，再调节滑片P，电路消耗的最小功率是 18 W。【答案】0.5；18。【分析】（1）当开关S1、S2都断开，滑片滑到滑动变阻器的中点时，灯泡L和滑动变阻器的电阻R中串联在电路中，由于灯泡正常发光，根据P＝UI求出正常发光时的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电源电压；（2）保持滑片P位置不变，闭合S1、S2，R0与滑动变阻器并联，由于电源电压不变，总电阻减小，电流增大，则I并＝I串+1.5A，据此求出干路电流；根据并联电路的电流特点得出通过R0的电流，由于R0的电流不变，所以要使电路功率最小，电源电压一定，电路总电流最小，总电阻最大，R0是定值电阻，滑动变阻器连入电路的阻值最大时，电路总电阻最大，根据欧姆定律和并联电路的特点求出总电流，利用P＝UI求出消耗的最小功率。【解答】解：（1）当开关S1、S2都断开，滑片滑到滑动变阻器的中点时，灯泡L和滑动变阻器的电阻R中串联在电路中，电路电流为I串，由于灯泡恰好正常发光，则UL＝U额＝6V，PL＝P额＝3W，根据P＝UI可得正常发光时的电流：IL＝＝＝0.5A；根据串联电路的电流处处相等可知此时电路中电流：I串＝IL＝0.5A；根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和和I＝得，电源电压：U＝UL+I串R中＝6V+0.5A×12Ω＝12V。（2）保持滑片P位置不变，闭合S1、S2，R0与R中并联时，根据题干可知：I并＝I串+1.5A＝0.5A+1.5A＝2A；根据I＝得，通过滑动变阻器的电流为：I中＝＝＝1A，根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可得：I0＝I乙﹣I中＝2A﹣1A＝1A；由于R0是定值电阻，则通过R0的电流不变；所以R0与Rab并联时，当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，即可滑片滑到滑动变阻器在b点，电路消耗的总功率最小则电路中的总电流I＝I0+I滑＝I0+＝I0+＝1A+＝1.5A，电路消耗的最小功率P＝UI＝12V×1.5A＝18W。故答案为：0.5；18。三．解答题（本题共8小题，共42分）23．如图所示，在遵守安全用电原则的前提下，请用笔画线代替导线将控制灯泡的开关、灯泡和插座正确连入家庭电路。【答案】【分析】灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套。三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线。【解答】解：灯泡的接法：火线先进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接在灯泡的螺旋套上，这样在断开开关时能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。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：24．如图所示，用测电笔测试某家庭电路中三条输电线时，只有接触中间那条电线时测电笔的氖管才发光，请将图中各元件正确接入家庭电路中，其中拉线开关只控制电灯，三孔插座带保险盒。【答案】见试题解答内容【分析】（1）只有测电笔使用正确时，测电笔与火线相连，氖管才能发光；（2）电灯的连接方法：火线首先过开关，然后进入灯泡顶端的金属块，零线直接进入螺旋套；三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线，带保险盒的插座，将保险盒接在火线上。【解答】解：如图所示，用测电笔测试某家庭电路中三条输电线时，只有接触中间那条电线时测电笔的氖管才发光，即说明中间这条线是火线；对于灯泡来说：火线首先过开关，然后进入灯泡顶端的金属块，零线直接进入螺旋套；对于三孔插座来说：三孔插座的上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线，将保险盒接在火线和插座之间。如图所示：25．（1）如图1所示，电能表的示数为 2023.1 kW•h，在某段时间内，转盘转过36圈，则此段时间内消耗电能 3.6×104 J。（2）小海用如图2所示电路探究“串联电路电压的特点”。①为了使探究得出的结论具有普遍意义，实验中他应选择规格 不同 （选填“相同”或“不同”）的小灯泡。②接下来小海想测量L2两端的电压，他保持电压表的B连接点不动，只断开A连接点，并改接到C连接点上，此操作 错误 （选填“正确”或“错误”），理由是 电压表的正负接线柱接反了 。③进行多次实验，得到数据如表格所示，分析可得到串联电路的电压特点是： 串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和 。【答案】（1）2023.1；3.6×104；（2）①不同；②错误；电压表的正负接线柱接反了；③串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。【分析】（1）电能表是测量电路一段时间内消耗的电能的仪表，上面有五个数字窗口，最后一位是小数位，单位是kW•h；3600r/（kW•h）表示的是电路用电器每消耗1kW•h的电能，电能表转3600转，可求当电能表的转数为36转时消耗的电能；（2）①为了使探究得出的结论具有普遍意义，应该选取不同的小灯泡进行实验；②测电压时要注意电流从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出，否则，电压表指针反向偏转；③根据表中数据分析得出结论即可。【解答】解：（1）电能表最后一位是小数位，单位是kW•h，从电能表上可以看出电能表的示数为2023.1kW•h；3600r/（kW•h）表示的是电路用电器每消耗1kW•h的电能，电能表转3600转，则转盘转过360圈消耗的电能：W＝kW•h＝0.01kW•h＝3.6×104J；（2）①为了使探究得出的结论具有普遍意义，应该选取不相同的小灯泡进行实验；②在测L2两端的电压时，如果电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上，则电流从电压表负接线柱流入了，即电压表的正负接线柱接反了，故小海的做法不正确；③由测量数据可以得出结论：串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。故答案为：（1）2023.1；3.6×104；（2）①不同；②错误；电压表的正负接线柱接反了；③串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。26．在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验中，电路已部分连接，如图甲所示，（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的电压表接在灯泡两端；（2）正确接入电压表后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数等于电源电压，其故障可能是 灯泡断路 ；（3）排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 B （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为 2.5 V；（4）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0.625 W；（5）结合图丙的信息思考：能否利用图甲电路，采用控制变量的方法来“探究电流与电压的关系”？并说明理由。 不能 ， 小灯泡的电阻会随温度的升高而增大 。【答案】（1）如上图；（2）灯泡断路；（3）B；2.5；（4）0.625；（5）不能；小灯泡的电阻会随温度的升高而增大。【分析】（1）图中还有电压表没有接入电路，要从电压表的量程、连接方式、正负接线柱上考虑。（2）灯泡不亮可能是灯泡断路或短路，灯泡断路时，电路断路，电路中没有电流，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表测量电源电压；灯泡短路时，电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大，电压表测量导线电压，示数为0。（3）读出电压表示数为2.2V，要使灯泡正常工作，灯泡两端电压增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小。（4）从图象中查得额定电压下的额定电流，根据P＝UI计算额定功率。（5）要验证欧姆定律中的电流与电压的关系，应保持电阻阻值不变，但小灯泡的电阻随灯泡两端电压的变化而变化，所以利用此实验装置不能用来验证欧姆定律中的电流与电压的关系。【解答】解：（1）由题意知，小灯泡的额定电压为2.5V，电压表要接在灯泡两端，则电压表的量程选择0～3V，如图所示：（2）正确接入电压表后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数等于电源电压，说明电路中没有电流，电压表与电路连接完好，则故障是与电压表并联的灯泡断路。（3）电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，由图乙得，电压表的示数为2.2V，小于灯泡的额定电压，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向B端移动，减小变阻器接入电路中的阻值，使电压表的示数为2.5V。（4）由图像中信息得，当灯泡的电压为2.5V时，电流为0.25A，小灯泡的额定功率是P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W（5）“探究电流与电压的关系”要控制电阻不变，而小灯泡的电阻会随温度的升高而增大，它的电阻不是定值，因此不能利用图甲电路进行探究。故答案为：（1）如上图；（2）灯泡断路；（3）B；2.5；（4）0.625；（5）不能；小灯泡的电阻会随温度的升高而增大。27．某班级同学猜想电流通过导体产生的热量与电流的大小、导体的电阻和通电时间有关，某同学为了“探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关”。所用的器材有：电压为6V的稳压电源、开关、电流表、50Ω的滑动变阻器、秒表、装有煤油的烧瓶，温度计和电阻丝通过胶塞固定在烧瓶中。（1）烧瓶中加热电阻丝的阻值为10Ω，请分析连接电路时电流表的量程应该选择0～ 0.6 A。（2）同学们设计的记录实验数据的表格如下：表中①、②应该填写的是：① 通电时间 ；② 温度计升高的示数 。（3）另一名同学为了“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻是否有关”，找来了三个装有相等质量煤油的相同烧瓶，温度计和三个阻值不同的电阻丝通过胶塞固定在烧瓶中，采用了如图2所示的电路，利用这个方案能否得出结论 不能 ，理由是 没有控制电流相同 。【答案】（1）0.6； （2）①通电时间； ②温度计升高的示数；（3）没有控制电流相同。【分析】（1）已知烧瓶中加热电阻丝的阻值为10Ω，即电路的最大电阻，由欧姆定律得出电路的最大电流分析；（2）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联电路电流的规律分析；电阻丝产生的热量不易直接观察，由转换法，可使等质量初温相同的液体吸收热量，根据Δt＝，由温度变化确定产生的热量多少；据此回答；（3）“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻是否有关”，要控制电流和通电时间相同，分析图2所示的电路连接结合并联电路电压的规律及欧姆定律分析。【解答】解：（1）烧瓶中加热电阻丝的阻值为10Ω，即电路的最大电阻，由欧姆定律可知电路的最大电流为：I＝，故连接电路时电流表的量程应该选择0～0.6A；（2）探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关，要控制电阻和通电时间相同，根据转换法，根据煤油升高的温度确定产生热量多少，故表中①、②应该填写的是：①通电时间；②温度计升高的示数。（3）另一名同学为了“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻是否有关”，要控制电流和通电时间相同，只改变电阻的大小，如图2所示的电路，三个电阻并联，并联电路的电压相同，因三个电阻不同，故通过的电流不同，故利用这个方案不能得出结论，理由是没有控制电流相同。故答案为：（1）0.6； （2）①通电时间； ②温度计升高的示数；（3）没有控制电流相同。28．如图所示，电路中的R1阻值为30Ω，当开关S闭合时，电流表示数为0.1A，电路中的总电流为0.4A。求：（1）电源电压；（2）R2的阻值；（3）通电1s，电流通过R2做的功。【答案】（1）电源电压为3V；（2）R2的阻值为10Ω；（3）通电1s，电流通过R2做的功为0.9J。【分析】（1）当开关S闭合时，两个定值电阻并联，电流表测量通过R1的电流。根据U＝U1＝I1R1得出电源电压；（2）根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流，根据R2＝得出R2的阻值；（3）根据W＝UI2t得出通电1s，电流通过R2做的功。【解答】解：（1）当开关S闭合时，两个定值电阻并联，电流表测量过R1的电流。电源电压U＝U1＝I1R1＝0.1A×30Ω＝3V；（2）根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流I2＝I﹣I1＝0.4A﹣0.1A＝0.3A，根据欧姆定律可知R2＝＝＝10Ω；（3）通电1s，电流通过R2做的功W＝UI2t＝3V×0.3A×1s＝0.9J。答：（1）电源电压为3V；（2）R2的阻值为10Ω；（3）通电1s，电流通过R2做的功为0.9J。29．如图所示，R0是阻值为8Ω的定值电阻，R为滑动变阻器，其上标有“100Ω 3A”字样，电流表A1、A2的量程为0～3A，灯泡上标有“6V 3W”字样。（1）求灯泡的额定电流；（2）闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，求电源电压的大小；（3）开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电路元件的前提下，求R消耗电功率的最小值和最大值。【答案】（1）灯泡的额定电流为0.5A；（2）闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，电源电压为10V；（3）开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电流表的前提下，R消耗电功率的最小值为1W、最大值为17.5W。【分析】（1）根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，可利用公式P＝UI计算出灯泡L额定电流。（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡L与电阻R0串联，而此时灯泡正常工作，从而可以判断出灯泡两端的电压和电路中的电流，利用U＝IR求出R0两端的电压，进而根据串联电路的电压特点求出电源电压。（3）开关S、S1、S2都闭合时，电阻R0和滑动变阻器R并联，灯泡被短路，电流表A1测通过电阻R0的电流，电流表A2测干路中的总电流。知道滑动变阻器的最大电阻，可利用公式P＝计算出R上消耗电功率的最小值。知道定值电阻R0两端的电压和R0的阻值，可利用公式I＝计算出此时通过R0的电流，又知道电流表A1、A2量程为0～3A，从而可以判断出干路中的最大电流，再利用并联电路电流的特点计算出通过R的最大电流，再利用公式P＝UI计算出R上消耗电功率的最大值。【解答】解：（1）由P＝UI得灯泡的额定电流为：I额＝＝＝0.5A。（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡L与电阻R0串联，灯泡正常发光，则此时灯泡两端的电压为UL＝U额＝6V，此时电路中的电流为I＝I额＝0.5A，由I＝知：电阻R0两端的电压为：U0＝IR0＝0.5A×8Ω＝4V，所以，电源电压U＝U0+UL＝4V+6V＝10V。（3）开关S、S1、S2都闭合时，电阻R0和滑动变阻器R并联，灯泡被短路；电流表A1测通过电阻R0的电流，电流表A2测干路中的总电流。由于滑动变阻器的最大电阻为Rmax＝100Ω，则R消耗电功率的最小值为：Pmin＝＝＝1W。此时通过R0的电流为：I0＝＝＝1.25A，电流表A1测通过电阻R0的电流，电流表A2测干路中的总电流，电流表A1、电流表A2的量程为0～3A，所以，通过R的最大电流为：Imax＝I﹣I0＝3A﹣1.25A＝1.75A，R消耗电功率的最大值为：Pmax＝UImax＝10V×1.75A＝17.5W。答：（1）灯泡的额定电流为0.5A；（2）闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，电源电压为10V；（3）开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电流表的前提下，R消耗电功率的最小值为1W、最大值为17.5W。30．图甲为某热水器的原理图：电路中R1、R2为加热电阻；虚线框为调温模块，R3、RT为调温电阻不参与加热；当通过电磁铁L（阻值忽略不计）的电流I＜10mA时，衔铁开关S2将保持闭合，I≥10mA时电磁铁L将吸引衔铁开关S2断开，实现“快热模式”和“恒温模式”的挡位转换。热水器正常工作时相关参数如表，求：（1）电阻R1的阻值；（2）当储水罐装满水，热水器正常工作时，“快热模式”使水升温20℃需要35min，求该热水器的热效率η[c水＝4.2×103J/（kg•℃），结果保留两位小数]；（3）调温模块中滑动变阻器R3规格为“4000Ω 2A”；热敏电阻RT可即时感知储水箱中水温，其阻值随温度的变化图像如图乙所示。通过上下移动滑片P的位置，可以设定“恒温模式”中的恒定温度。当热水器正常工作时，恒定温度可调节范围是多少？【答案】（1）电阻R1的阻值为242Ω；（2）该热水器的热效率为90.9%；（3）当热水器正常工作时，恒定温度可调节范围是10℃～60℃。【分析】（1）由电路图可知，开关S2闭合时，加热电阻R1、R2并联；开关S2断开时，电路为加热电阻R1的简单电路，根据P＝可知，电源电压一定时，电路的总电阻越小，加热功率越大，据此可判断出快热电路和恒温电路，再根据P＝求出电阻R1的阻值；（2）先根据密度公式求出满罐水的质量，然后根据Q吸＝cmΔt求出水吸收的热量，再根据W＝Pt求出“快热模式”工作35min消耗的电能，再根据η＝求出热水器的热效率；（3）当通过电磁铁的电流为10mA时，根据欧姆定律求出此时调温模块电路的总电阻，再结合滑动变阻器的最大阻值确定RT的最大阻值和最小阻值，并根据图乙读出对应的温度，即恒定温度可调节的范围。【解答】解：（1）由电路图可知，开关S2闭合时，加热电阻R1、R2并联；开关S2断开时，电路为加热电阻R1的简单电路；由并联电路电阻规律可知，R1、R2并联时，电路总电阻较小，根据P＝可知，电路功率较大，因此开关S2闭合时，电路为快热电路；开关S2断开时，电路为恒温电路；由P＝可知，电阻R1的阻值：R1＝＝＝242Ω；（2）由ρ＝可得，满罐水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3＝50kg；水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×20℃＝4.2×106J，“快热模式”工作35min消耗的电能：W＝P快热t＝2200W×35×60s＝4.62×106J，热水器的热效率：η＝×100%＝×100%≈90.9%；（3）由I＝可知，当通过电磁铁的电流为10mA时，调温模块电路的总电阻：R＝＝＝22000Ω＝22kΩ，因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，且滑动变阻器的最大阻值为4000Ω，所以RT的最大阻值为22kΩ，最小阻值：RT小＝R﹣R滑大＝22kΩ﹣4000×10﹣3kΩ＝18kΩ，由图乙可知，最低恒定温度为10℃，最高恒定温度为60℃；故热水器正常工作时，恒定温度可调节范围是10℃～60℃。答：（1）电阻R1的阻值为242Ω；（2）该热水器的热效率为90.9%；（3）当热水器正常工作时，恒定温度可调节范围是10℃～60℃。 实验次数UAB/VUBC/VUAC/V12.30.73.022.01.03.031.71.33.0次数电阻R/Ω①电流I/A②热量Q1相同相同小2中3大产品型号20﹣16最大容积50L额定电压220V快热功率2200W恒温功率200W
第十五章《电功和电热》单元测试卷（提升卷）（解析版）训练范围：苏教版九年级下册第15章第Ⅰ卷 选择题一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36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．如图所示家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）A． 抽油烟机 B． 电热水壶 C． 电视机 D． 电风扇【答案】B【分析】要解答本题需掌握：电流的热效应就是把电能转化为内能。【解答】解：A、抽油烟机工作时，主要将电能转化为机械能，没有利用电流的热效应，故A不合题意；B、电热水壶工作时，是把电能转化为内能，利用了电流热效应，故B符合题意；C、电视机把电能转化为光能和声音，没有利用电流的热效应，故C不合题意；D、电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，没有利用电流的热效应，故D不合题意。故选：B。2．关于家庭电路与安全用电，下列说法正确的是（ ）A．更换灯泡前应断开电源开关 B．用湿布擦拭工作中的电器 C．家用电器失火时，先灭火，后切断电源 D．电灯开关可以接在火线上，也可以接在零线上【答案】A【分析】（1）更换灯泡前首先切断电源，再维修；（2）湿物体是导体，接触带电体容易发生触电；（3）家用电器失火时要先切断电源；（4）控制电灯的开关应安装在火线与灯之间。【解答】解：A、更换灯泡之前必须断开开关，否则会触电，故A正确；B、用湿布擦抹插座时，可能会因湿抹布导电而发生触电事故，故B错误；C、家用电器发生火灾时，要先断开电源开关，才能用水灭火，否则会发生触电，故C错误；D、控制电灯的开关应安装在火线与灯之间，故D错误；故选：A。3．为满足生活需要，我们充分利用电器设备获取各种能量。下列用电器中将电能主要转化为机械能的是（ ）A．电饭锅 B．电热毯 C．电炉 D．电风扇【答案】D【分析】做功总是伴随着能量的转化，电功也不例外。用电器消耗了电能，获得了其它形式的能量，就是一个电流做功的过程。【解答】解：电炉、电热毯、电饭锅工作时，都是把电能转化为内能；电风扇是把电能转化为机械能，故D符合题意。故选：D。4．如图所示为单相电子式电能表，关于该电能表下列说法正确的是（ ）A．允许通过的最大电流为10A B．主要用来测量用电器的电功率 C．指示灯闪250次表示消耗电能3.6×105J D．此时的示数为13148kW•h【答案】C【分析】（1）“10（20）A”表示电能表的标定电流是10A，平时工作允许通过的最大电流是20A；（2）电能表是家庭电路中测量用电器消耗电能的仪表；（3）2500imp/（kW•h）表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁2500次，求出指示灯闪烁2500次电路中消耗的电能；（4）电能表显示数字中最后一位是小数，单位 kW•h。【解答】解：A．“10（20）A”表示电能表的标定电流是10A，20A是指这个电能表平时工作允许通过的最大电流，故A错误；B．电能表主要用来测量用电器消耗电能的仪表，故B错误；C．2500imp/（kW•h）表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁2500次，则指示灯闪烁250次，电路消耗电能为＝0.1kW•h＝3.6×105J，故C正确；D．电能表显示数字中最后一位是小数，由图知，该电能表此时示数为1314.8kW•h，故D错误。故选：C。5．在物理学习中，对数据的估测是一种非常重要的能力。以下为正在上初四的小明同学所进行的估测，符合实际的是（ ）A．家用空调的工作电流约为1A B．电学实验中每根导线的电阻约为1kΩ C．人的正常体温约为35℃ D．教室内的一盏日光灯一小时消耗的电能约为0.04kW•h【答案】D【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。【解答】解：A、家用空调的电流约为5A，故A错误；B、物理实验室中一根导线的电阻非常小，可以忽略不计，故B错误。C、人的正常体温约为37℃，故C错误；D、教室内的一盏日光灯的电功率P＝40W＝0.04kW，工作一小时消耗的电能W＝Pt＝0.04kW×1h＝0.04kW•h，故D正确。故选：D。6．图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中，电源电压恒为2V。下列说法正确的是（ ）A．由图可知小灯泡两端的电压越大，电阻越小 B．开关S1、S2都闭合时，电流表示数为0.5A C．开关S1、S2都闭合时，电路总功率为1.4W D．开关S1、S2都闭合时，在1min内电阻R产生的热量为240J【答案】C【分析】（1）由灯泡的电流与电压关系图象，根据欧姆定律分析解答；（2）（3）由图乙知，两开关都闭合时，L与R并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点结合图象读出通过L和R电流，再根据并联电路的电流规律分析判断电流表的示数大小；根据P＝UI计算两开关都闭合时电路的总功率；（4）根据焦耳定律计算两开关都闭合时1min内电阻R产生的热量。【解答】解：A、由图象知，L的I﹣U图象是条曲线，且电压的变化大于电流的变化，由欧姆定律可知，其两端电压越大时，其阻值为会变大，故A错误；BC、由图乙知，开关S1、S2都闭合时，L与R并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压规律知，UL＝UR＝U＝2V，由图象知，此时IL＝0.5A，IR＝0.2A，根据并联电路的电流规律知，电压表示数I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A，故B错误；此时电路总功率P＝UI＝2V×0.7A＝1.4W，故C正确；D、开关S1、S2都闭合时，在1min内电阻R产生的热量QR＝WR＝URIRt＝2V×0.2A×60s＝24J，故D错误。故选：C。7．如图所示的电路中，开关都闭合后，三盏灯均正常发光，突然灯泡L3熄灭，经检查保险丝完好，用测电笔测试插座的两孔，氖管均发光。造成这一现象的原因是（ ）A．可能是电路某处发生了短路 B．一定是进户的零线BC之间断了 C．一定是进户的零线CD之间断了 D．一定是进户的零线DE之间断了【答案】C【分析】一盏电灯熄灭但保险丝完好，说明电路中有断路；测电笔测试插座的两孔，氖管都发光，说明两孔与火线是连通的，故只可能是零线断了，据此分析。【解答】解：A、电路某处发生了短路，会使保险丝熔断，试电笔的氖管不会发光，故A错误；BCD、L3熄灭，灯L2、L1发光，说明电路出现了断路现象；试电笔插进插座的两孔，两孔与火线之间是接通的，则氖管均发光，右孔与火线相连接，左孔通过L3与火线相连接，灯L2、灯L1发光，L3熄灭，说明进户的零线CD之间断了，故C正确、BD错误。故选：C。8．如图所示的各种做法中，不符合安全用电原则的是（ ）A．①②③④ B．②③④ C．①②④ D．①②③【答案】D【分析】根据安全用电原则知识去分析：（1）安全用电的基本原则是不接触低压带电体，不靠近高压带电体；（2）生活用水是导体；（3）有金属外壳的家用电器外壳必须接地。【解答】解：①手指塞进插座容易发生触电事故，不符合安全用电原则；②高压线的电压很高，高压线下放风筝，风筝容易挂在高压线上，很有很能发生触电事故，不符合安全用电原则；③湿手拔插头，可能会因水导电而发生触电事故，不符合安全用电原则；④冰箱的金属外壳接地，家用电器外壳加接地保护，是为了防止外壳带电而发生触电事故，符合安全用电原则，综上所述，不符合安全用电原则的是①②③，故ABC错误，D正确。故选：D。9．把标有“6V 3W”的小灯泡L与最大阻值为100Ω的滑动变阻器Rw连接在总电压恒为18V的电路中，如图所示。电流表和电压表选择的量程分别为“0～0.6A”和“0～15V”。要求闭合开关S后，两电表的示数均不超过所选量程的最大测量值，且灯泡L两端电压不超过额定值（设灯丝电阻不变）。下列说法正确的是（ ）A．电路允许通过的最大电流为0.6A B．电路消耗总电功率的最大值为27W C．小灯泡L消耗电功率的最小值为0.75W D．滑动变阻器Rw允许调节的范围是24Ω～40Ω【答案】C【分析】（1）根据灯泡额定功率、额定电压求灯泡电阻。电路中电流最大，电源电压不变，总电阻最小，滑片接入电路的电阻最小，根据串联电路电阻起分担电压的作用，电压表所测电压最小，电压表在电路中一定没有烧坏的可能。要考虑灯泡的额定电流和电流表允许通过的最大电流，电路中最大电流为这两个值的最小值。根据电源电压和电路最大电流值，求出电路最小电阻，求出滑动变阻器最小电阻。（2）由电源电压和电路中允许通过的最大电流，根据P＝UI，求出电路最大功率。（3）灯泡的功率最小，电路电流最小，滑动变阻器接入电路阻值最大，电压表示数最大为15V，此时电路电流减小，不会烧坏电流表和灯泡。当滑动变阻器为15V，灯泡实际电压可以求出，又知灯泡的电阻，求出此时灯泡电流，根据P＝UI，计算灯泡实际功率。根据R＝，可以求出滑动变阻器的最大阻值。【解答】解：灯泡电阻为RL＝＝＝12Ω。（1）电路中电流最大，总电阻最小，电压表示数最小，不会烧坏电压表。电流表的量程是0～0.6A，允许通过最大电流为0.6A。灯泡额定电流为：IL＝＝＝0.5A。灯泡和电流表串联，电路中最大电流为0.5A。电路中电阻为R总＝＝＝36Ω。所以，滑动变阻器连入电路最小电阻为：R小＝R总﹣RL＝36Ω﹣12Ω＝24Ω。（2）电路中最大功率为P总＝UIL＝18V×0.5A＝9W。（3）灯泡串联在电路中，电功率最小，电阻不变，电流变小，滑动变阻器连入电路的电阻最大。根据串联电路中各串联导体起分担电压作用，电阻越大，分担电压越大，此时滑动变阻器分担电压最大为15V，所以，灯泡电压为：UL′＝U﹣U'＝18V﹣15V＝3V。所以，IL′＝＝＝0.25A＜0.5A，不会烧坏电流表和灯泡。所以灯泡最小功率为：PL′＝ULIL′＝3V×0.25A＝0.75W。所以滑动变阻器连入电路最大阻值为：R大＝＝＝60Ω。所以，电路允许通过的最大电流为0.5A，电路消耗总电功率的最大值为9W，小灯泡L消耗电功率的最小值为0.75W，滑动变阻器Rw允许调节的范围是24Ω～60Ω。故选：C。10．额定电压均为6V的甲、乙两灯，其I﹣U图线如图所示。下列说法正确的是（ ）A．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小 B．甲、乙两灯的额定功率之比为4：1 C．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为3：1 D．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，1min消耗的电能之比为3：2【答案】D【分析】（1）根据图象读出几组电流和电压对应的值，根据欧姆定律求出对应的电阻，然后得出两灯泡电阻与两端的电压关系；（2）甲灯正常工作时的电压和额定电压相等，根据图象读出通过甲、乙的电流，根据P＝UI求额定功率之比；（3）当把两灯串联在8V电源上时，根据串联电路的电流特点和串联电路电压的特点确定甲、乙两灯两端的实际电压，利用P＝UI即可得出实际功率之比；（4）甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，根据图象读出通过甲、乙的电流，再根据欧姆定律求出电阻之比。【解答】解：A．由图象可知，甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V、6V时，通过甲的电流依次为0.3A、0.6A，通过乙的电流依次为0.2A、0.3A，由I＝可知，甲灯泡的电阻：R甲1＝＝≈6.67Ω，R甲2＝＝＝10Ω，乙灯泡的电阻：R乙1＝＝＝10Ω，R乙2＝＝＝20Ω，所以，甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大，故A错误；B．由于甲、乙两灯的额定电压均为6V，由图象可知：I甲额＝0.6A，I乙额＝0.3A，P甲额：P乙额＝UI甲额：UI乙额＝I甲额：I乙额＝0.6A：0.3A＝2：1，故B错误；C、把甲、乙两灯串联接在8V的电源上时，通过它们的电流相等，且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和，由图象可知，当电路中的电流为0.3A，甲灯的实际电压为2V，乙灯的实际电压为6V时满足电源电压为8V，所以实际功率之比：P甲：P乙＝U甲I：U乙I＝2V：6V＝1：3，故C错误；D、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，由图象可知：I甲＝0.3A，I乙＝0.2A，1min消耗的电能之比为W甲：W乙＝UI甲t：UI乙t＝I甲：I甲＝0.3A：0.2A＝3：2，故D正确。故选：D。11．如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置．两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法错误的是（ ）A．本实验利用了转换法将电流通过电阻产生热量的多少转换成U形管液面高度差的变化 B．利用任意一个容器中的电阻都可以探究电流通过电阻产生的热量与时间的关系 C．图甲中，通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1：2 D．图乙所示装置中，通电一段时间后两容器内电阻产生的热量之比为2：1【答案】D【分析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；（2）电流产生的热量与电流、电阻和通电时间有关，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知需控制通电时间不同而其它条件相同；（3）由串联电路电流特点和Q＝I2Rt计算甲图中两电阻产生的热量之比；（4）根据串联电路电流特点、并联电路电流特点、欧姆定律计算通过两电阻的电流之比，根据焦耳定律计算乙图中通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比。【解答】解：A、电流通过导体产生的热量无法直接观察，通过观察U形管液面的高度差比较电流产生热量的多少，采用转换法，故A正确；B、电流产生的热量与电流、电阻和通电时间有关，根据控制变量法可知探究电流通过电阻产生的热量与时间的关系，需控制通电时间不同而其它条件相同，所以利用任意一个容器中的电阻都可以探究电流通过电阻产生的热量与时间的关系，故B正确；C、图甲中两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，由图可知右侧电阻的阻值是左侧电阻的阻值的2倍，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1：2，故C正确；D、图乙中右侧两电阻并联后与左侧电阻串联接入电路，由图可知三个电阻的阻值相等，并联电路各支路两端的电压相等，根据欧姆定律可知通过两并联电阻的电流相等，串联电路各处电流相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过左侧电阻的电流是通过右侧电阻电流的2倍，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是4：1，故D错误。故选：D。12．如图所示电路中，电源电压保持不变，将滑动变阻器滑片P从某处移到另一处，电压表示数由7V变为4V，电流表示数相应由0.2A变为0.5A，则定值电阻R0消耗的电功率改变了（ ）A．2.8W B．2.1W C．1.2W D．0.9W【答案】B【分析】由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测得串联电路的电流。设电源电压为U，根据串联电路电压规律和欧姆定律列关于电压U的方程，计算得电源电压U；继而由欧姆定律计算得定值电阻R0的阻值，然后由公式P＝I2R得前后两次定值电阻R0消耗的电功率，从而求得定值电阻R0消耗的电功率改变了多少。【解答】解：由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测得串联电路的电流。设电源电压为U，串联电路总电压等于各部分电压之和，因定值电阻R0的阻值不变，根据串联电路电压规律和欧姆定律可得：＝，解得：U＝9V；由欧姆定律得定值电阻R0的阻值为：R0＝＝＝10Ω；由公式P＝I2R得定值电阻R0两次消耗的电功率：P1＝I12R0＝（0.2A）2×10Ω＝0.4W；P2＝I22R0＝（0.5A）2×10Ω＝2.5W；所以定值电阻R0消耗的电功率改变了ΔP＝P2﹣P1＝2.5W﹣0.4W＝2.1W；故选：B。二、填空题（本题共10小题，每空1分，共22分）13．标有“12V9W”字样的小灯泡，它的灯丝在正常工作时的电阻是 16 欧，接到电路中通过它的电流是0.5安，则这盏灯的实际功率是 4 瓦。【答案】见试题解答内容【分析】（1）由灯泡铭牌找出灯泡的额定电压与额定功率，由功率的变形公式R＝可以求出灯丝电阻；（2）由功率公式P＝I2R可以求出灯泡的实际功率。【解答】解：（1）灯丝电阻：R＝＝＝16Ω；（2）通过它的电流是0.5安时，灯泡的实际功率：P实＝I2R＝（0.5A）2×16Ω＝4W；故答案为：16；4。14．如图所示，电源电压恒为6V，R1＝30Ω，如果只闭合开关S，电流表示数为 0.2 A；如果同时闭合开关S、S1，电流表示数为0.5A，通电1min电阻R2产生的热量为 108 J。【答案】0.2；108。【分析】（1）由电路图可知，只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，根据欧姆定律求出通过电阻R1的电流；（2）同时闭合开关S1、S2时，R1与R2并联，电流表测干路电流；根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流，根据Q＝W＝UIt求出通电1min电阻R2产生的热量。【解答】解：（1）由电路图可知，只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，由欧姆定律可得，通过电阻R1的电流（即电流表示数）：I1＝＝＝0.2A；（2）同时闭合开关S1、S2时，R1与R2并联，电流表测干路电流，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且由并联电路的特点可知通过R1的电流不变，所以，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.2A＝0.3A，所以通电1min电阻R2产生的热量：Q2＝W2＝UI2t＝6V×0.3A×60s＝108J。故答案为：0.2；108。15．小明家新买了一个不锈钢电热水壶，他应该配用 三孔 （填“两孔”或“三孔”）插座，此电热水壶有防干烧功能，它的发热体的电阻随温度变化如图所示，根据图示说明防干烧的原理： 当水烧干后，水壶温度超过100℃，R随温度的升高而电阻急速增大，发热功率变小，产生的热量随之变小，使产生的热量小于（或等于）其向周围空间散发的热量时，其温度下降（或不再升高） 。【答案】见试题解答内容【分析】为了安全用电，有金属外壳的家用电器的电源插座都用三孔插座，三脚插头的接地脚应与用电器的金属外壳相连通，这样若金属外壳的用电器外壳万一带电，电流会通过地线导入大地，以防触电事故的发生；根据图象分析电阻与温度的变化关系，根据焦耳定律判定产生热量的关系。【解答】解：为了安全用电，有金属外壳的家用电器的电源插座都用三孔插座，三脚插头的接地脚应与用电器的金属外壳相连通，这样若金属外壳的用电器外壳万一带电，电流会通过地线导入大地，以防触电事故的发生；当水烧干后，水壶温度超过100℃，R随温度的升高而电阻急速增大，发热功率变小，产生的热量随之变小，使产生的热量小于（或等于）其向周围空间散发的热量时，其温度下降（或不再升高）。故答案为：三孔；当水烧干后，水壶温度超过100℃，R随温度的升高而电阻急速增大，发热功率变小，产生的热量随之变小，使产生的热量小于（或等于）其向周围空间散发的热量时，其温度下降（或不再升高）。16．在家庭电路中，电灯、电视机、空调等各种用电器之间的连接方式是 并联 （选填“串联”或“并联”）。如图所示，用螺丝刀形状的试电笔辨别火线、零线时，正确的使用方式是 甲 （选填“甲”或“乙”）。【答案】并联；甲。【分析】（1）家庭电路各种用电器工作彼此独立、互不影响；（2）试电笔使用时，手要接触笔尾金属体，否则检测火线时，由于电路是断路，氖管也不能发光。【解答】解：（1）家庭电路中，电灯、电视机、空调等各种用电器之间的使用要互不影响，所以它们要并联；（2）用试电笔辨别火线、零线时，手要接触笔尾金属体，这样，让火线通过试电笔（高电阻、氖管等）、人体与大地构成通路，有微弱电流通过试电笔，试电笔的氖管才会发光，故图甲是正确的；若按图乙的方式使用，检测火线、零线氖管均不发光。故答案为：并联；甲。17．已知定值电阻R1：R2＝3：4，将它们串联接入电路，电阻两端的电压之比为 3：4 ；将它们并联接入电路，相同时间内消耗的电能之比为 4：3 。【答案】3：4；4：3。【分析】已知定值电阻R1：R2＝3：4，将它们串联接入电路，串联电路的电流处处相等，根据U＝IR可知电阻两端的电压之比；将它们并联接入电路，根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压相等，根据W＝t可知相同时间内消耗的电能之比。【解答】解：已知定值电阻R1：R2＝3：4，将它们串联接入电路，串联电路的电流处处相等，根据U＝IR可知电阻两端的电压之比为：＝＝＝；将它们并联接入电路，根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压相等，根据W＝t可知相同时间内消耗的电能之比为：＝＝＝。故答案为：3：4；4：3。18．如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝，通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则开关S接触 2、3 触点时（填“1、2”“2、3”或“3、4”），水龙头放出温水；水龙头在热水挡正常工作10s产生的热量是 3.3×104 J。【答案】2、3；3.3×104。【分析】当开关S接触1、2触点时，电路不通电，电热丝不工作，水龙头放出的是冷水；当开关S接触2、3触点时，电路中只有R2电热丝工作，根据P＝求出此时电功率的大小；当开关S接触3、4触点时，电路中R1、R2电热丝并联，电路总功率等于各部分电功率之和，根据P＝可以求出此时的电功率大小，比较可知，开关S接触不同位置时的状态；根据Q＝W＝Pt计算水龙头在热水挡正常工作10s产生的热量。【解答】解：当开关S接触1、2触点时，电路不通电，电热丝不工作，水龙头放出的是冷水；当开关S接触2、3触点时，电路中只有R2电热丝工作，此时的电功率：P＝＝＝1100W；当开关S接触3、4触点时，电路中R1、R2电热丝并联，此时的电功率：P′＝+P＝+1100W＝3300W；比较可知，当开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是温水，当开关S接触3、4触点时，水龙头放出的是热水；水龙头在热水挡正常工作10s产生的热量是：Q＝W＝Pt＝3300W×10s＝3.3×104J。故答案为：2、3；3.3×104。19．在夏季雨天的一次闪电中，若带电云层与地面间电压为3×109V时发生雷击，放电电流为5×106A，放电时间为4×10﹣6s，则释放 6×1010 J的电能。若这些电能全部转化为内能，这相当于质量为 2000 kg的煤完全燃烧释放的能量。（q煤＝3×107J/kg）【答案】6×1010；2000。【分析】（1）根据题目中提供的U＝为3×109V，放电电流为5×106A和放电时间为t＝4×10﹣6s，由公式W＝UIt可得释放的能量。（2）若这些电能全部转化为内能，根据燃料燃烧放出热量的公式Q＝qm变形即可计算煤的质量。【解答】解：（1）W＝UIt＝3×109V×5×106A×4×10﹣6s＝6×1010J。（2）若这些电能全部转化为内能，则Q放＝W＝6×1010J，由Q放＝qm得：m＝＝＝2000kg。故答案为：6×1010；2000。20．如图所示，甲、乙两表为电压表时，当S闭合时，电阻R1和R2是 串联 （“串联”或“并联”），两表示数比为U甲：U乙＝5：3；当S断开，甲、乙两表为电流表时，两表示数比为I甲：I 乙＝ 2：5 ，此时R1和R2消耗的功率之比P甲：P 乙＝ 3：2 。【答案】串联；2：5，3：2。【分析】分别画出两种情况下的等效电路图，电阻关系不变，根据串联电路的分压关系和并联电路的分流关系求解。【解答】解：当S闭合，甲、乙两表是电压表时（如下图），两个电阻串联，电压表甲测总电压，电压表乙测量的是R2两端的电压，则：U：U2＝U甲：U乙＝5：3；根据U＝U1+U2可知：U1：U2＝2：3；由于串联电路中电流处处相等，根据R＝可知：R1：R2＝U1：U2＝2：3；（2）当S断开，甲、乙两表是电流表时（如图）R1和R2并联，M为分流点，N为合流点，根据P＝可知：P甲：P乙＝R2：R1＝3：2；根据I＝可知：I1：I2＝R2：R1＝3：2；又因为电流表甲测量的是R2中的电流，电流表乙测量的是干路的电流，I甲：I乙＝I2：I＝2：5。故答案为：串联；2：5，3：2。21．物理学家 焦耳 做了大量的实验，最先精确地确定了电产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。将一阻值为10Ω的电热丝（不考虑电阻随温度的变化），接入12V的电路中，1min内电热丝产生的热量为 864 J。【答案】焦耳；864。【分析】物理学家焦耳做了大量的实验，最先精确地确定了电产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系；根据Q＝W＝计算将一阻值为10Ω的电热丝（不考虑电阻随温度的变化），接入12V的电路中，1min内电热丝产生的热量。【解答】解：物理学家焦耳做了大量的实验，最先精确地确定了电产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系；将一阻值为10Ω的电热丝（不考虑电阻随温度的变化），接入12V的电路中，1min内电热丝产生的热量为：Q＝W＝＝＝864J。故答案为：焦耳；864。22．如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V，3W”的字样，开关S闭合。当S1、S2断开，滑片P从b端滑到滑动变阻器的中点时，灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω，则灯泡L正常发光时的电流为 0.5 A；保持滑片P位置不变，闭合S1、S2，此时电流表的示数变化了1.5A，再调节滑片P，电路消耗的最小功率是 18 W。【答案】0.5；18。【分析】（1）当开关S1、S2都断开，滑片滑到滑动变阻器的中点时，灯泡L和滑动变阻器的电阻R中串联在电路中，由于灯泡正常发光，根据P＝UI求出正常发光时的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电源电压；（2）保持滑片P位置不变，闭合S1、S2，R0与滑动变阻器并联，由于电源电压不变，总电阻减小，电流增大，则I并＝I串+1.5A，据此求出干路电流；根据并联电路的电流特点得出通过R0的电流，由于R0的电流不变，所以要使电路功率最小，电源电压一定，电路总电流最小，总电阻最大，R0是定值电阻，滑动变阻器连入电路的阻值最大时，电路总电阻最大，根据欧姆定律和并联电路的特点求出总电流，利用P＝UI求出消耗的最小功率。【解答】解：（1）当开关S1、S2都断开，滑片滑到滑动变阻器的中点时，灯泡L和滑动变阻器的电阻R中串联在电路中，电路电流为I串，由于灯泡恰好正常发光，则UL＝U额＝6V，PL＝P额＝3W，根据P＝UI可得正常发光时的电流：IL＝＝＝0.5A；根据串联电路的电流处处相等可知此时电路中电流：I串＝IL＝0.5A；根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和和I＝得，电源电压：U＝UL+I串R中＝6V+0.5A×12Ω＝12V。（2）保持滑片P位置不变，闭合S1、S2，R0与R中并联时，根据题干可知：I并＝I串+1.5A＝0.5A+1.5A＝2A；根据I＝得，通过滑动变阻器的电流为：I中＝＝＝1A，根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可得：I0＝I乙﹣I中＝2A﹣1A＝1A；由于R0是定值电阻，则通过R0的电流不变；所以R0与Rab并联时，当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，即可滑片滑到滑动变阻器在b点，电路消耗的总功率最小则电路中的总电流I＝I0+I滑＝I0+＝I0+＝1A+＝1.5A，电路消耗的最小功率P＝UI＝12V×1.5A＝18W。故答案为：0.5；18。三．解答题（本题共8小题，共42分）23．如图所示，在遵守安全用电原则的前提下，请用笔画线代替导线将控制灯泡的开关、灯泡和插座正确连入家庭电路。【答案】【分析】灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套。三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线。【解答】解：灯泡的接法：火线先进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接在灯泡的螺旋套上，这样在断开开关时能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。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：24．如图所示，用测电笔测试某家庭电路中三条输电线时，只有接触中间那条电线时测电笔的氖管才发光，请将图中各元件正确接入家庭电路中，其中拉线开关只控制电灯，三孔插座带保险盒。【答案】见试题解答内容【分析】（1）只有测电笔使用正确时，测电笔与火线相连，氖管才能发光；（2）电灯的连接方法：火线首先过开关，然后进入灯泡顶端的金属块，零线直接进入螺旋套；三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线，带保险盒的插座，将保险盒接在火线上。【解答】解：如图所示，用测电笔测试某家庭电路中三条输电线时，只有接触中间那条电线时测电笔的氖管才发光，即说明中间这条线是火线；对于灯泡来说：火线首先过开关，然后进入灯泡顶端的金属块，零线直接进入螺旋套；对于三孔插座来说：三孔插座的上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线，将保险盒接在火线和插座之间。如图所示：25．（1）如图1所示，电能表的示数为 2023.1 kW•h，在某段时间内，转盘转过36圈，则此段时间内消耗电能 3.6×104 J。（2）小海用如图2所示电路探究“串联电路电压的特点”。①为了使探究得出的结论具有普遍意义，实验中他应选择规格 不同 （选填“相同”或“不同”）的小灯泡。②接下来小海想测量L2两端的电压，他保持电压表的B连接点不动，只断开A连接点，并改接到C连接点上，此操作 错误 （选填“正确”或“错误”），理由是 电压表的正负接线柱接反了 。③进行多次实验，得到数据如表格所示，分析可得到串联电路的电压特点是： 串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和 。【答案】（1）2023.1；3.6×104；（2）①不同；②错误；电压表的正负接线柱接反了；③串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。【分析】（1）电能表是测量电路一段时间内消耗的电能的仪表，上面有五个数字窗口，最后一位是小数位，单位是kW•h；3600r/（kW•h）表示的是电路用电器每消耗1kW•h的电能，电能表转3600转，可求当电能表的转数为36转时消耗的电能；（2）①为了使探究得出的结论具有普遍意义，应该选取不同的小灯泡进行实验；②测电压时要注意电流从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出，否则，电压表指针反向偏转；③根据表中数据分析得出结论即可。【解答】解：（1）电能表最后一位是小数位，单位是kW•h，从电能表上可以看出电能表的示数为2023.1kW•h；3600r/（kW•h）表示的是电路用电器每消耗1kW•h的电能，电能表转3600转，则转盘转过360圈消耗的电能：W＝kW•h＝0.01kW•h＝3.6×104J；（2）①为了使探究得出的结论具有普遍意义，应该选取不相同的小灯泡进行实验；②在测L2两端的电压时，如果电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上，则电流从电压表负接线柱流入了，即电压表的正负接线柱接反了，故小海的做法不正确；③由测量数据可以得出结论：串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。故答案为：（1）2023.1；3.6×104；（2）①不同；②错误；电压表的正负接线柱接反了；③串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。26．在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验中，电路已部分连接，如图甲所示，（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的电压表接在灯泡两端；（2）正确接入电压表后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数等于电源电压，其故障可能是 灯泡断路 ；（3）排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 B （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为 2.5 V；（4）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0.625 W；（5）结合图丙的信息思考：能否利用图甲电路，采用控制变量的方法来“探究电流与电压的关系”？并说明理由。 不能 ， 小灯泡的电阻会随温度的升高而增大 。【答案】（1）如上图；（2）灯泡断路；（3）B；2.5；（4）0.625；（5）不能；小灯泡的电阻会随温度的升高而增大。【分析】（1）图中还有电压表没有接入电路，要从电压表的量程、连接方式、正负接线柱上考虑。（2）灯泡不亮可能是灯泡断路或短路，灯泡断路时，电路断路，电路中没有电流，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表测量电源电压；灯泡短路时，电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大，电压表测量导线电压，示数为0。（3）读出电压表示数为2.2V，要使灯泡正常工作，灯泡两端电压增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小。（4）从图象中查得额定电压下的额定电流，根据P＝UI计算额定功率。（5）要验证欧姆定律中的电流与电压的关系，应保持电阻阻值不变，但小灯泡的电阻随灯泡两端电压的变化而变化，所以利用此实验装置不能用来验证欧姆定律中的电流与电压的关系。【解答】解：（1）由题意知，小灯泡的额定电压为2.5V，电压表要接在灯泡两端，则电压表的量程选择0～3V，如图所示：（2）正确接入电压表后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数等于电源电压，说明电路中没有电流，电压表与电路连接完好，则故障是与电压表并联的灯泡断路。（3）电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，由图乙得，电压表的示数为2.2V，小于灯泡的额定电压，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向B端移动，减小变阻器接入电路中的阻值，使电压表的示数为2.5V。（4）由图像中信息得，当灯泡的电压为2.5V时，电流为0.25A，小灯泡的额定功率是P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W（5）“探究电流与电压的关系”要控制电阻不变，而小灯泡的电阻会随温度的升高而增大，它的电阻不是定值，因此不能利用图甲电路进行探究。故答案为：（1）如上图；（2）灯泡断路；（3）B；2.5；（4）0.625；（5）不能；小灯泡的电阻会随温度的升高而增大。27．某班级同学猜想电流通过导体产生的热量与电流的大小、导体的电阻和通电时间有关，某同学为了“探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关”。所用的器材有：电压为6V的稳压电源、开关、电流表、50Ω的滑动变阻器、秒表、装有煤油的烧瓶，温度计和电阻丝通过胶塞固定在烧瓶中。（1）烧瓶中加热电阻丝的阻值为10Ω，请分析连接电路时电流表的量程应该选择0～ 0.6 A。（2）同学们设计的记录实验数据的表格如下：表中①、②应该填写的是：① 通电时间 ；② 温度计升高的示数 。（3）另一名同学为了“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻是否有关”，找来了三个装有相等质量煤油的相同烧瓶，温度计和三个阻值不同的电阻丝通过胶塞固定在烧瓶中，采用了如图2所示的电路，利用这个方案能否得出结论 不能 ，理由是 没有控制电流相同 。【答案】（1）0.6； （2）①通电时间； ②温度计升高的示数；（3）没有控制电流相同。【分析】（1）已知烧瓶中加热电阻丝的阻值为10Ω，即电路的最大电阻，由欧姆定律得出电路的最大电流分析；（2）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联电路电流的规律分析；电阻丝产生的热量不易直接观察，由转换法，可使等质量初温相同的液体吸收热量，根据Δt＝，由温度变化确定产生的热量多少；据此回答；（3）“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻是否有关”，要控制电流和通电时间相同，分析图2所示的电路连接结合并联电路电压的规律及欧姆定律分析。【解答】解：（1）烧瓶中加热电阻丝的阻值为10Ω，即电路的最大电阻，由欧姆定律可知电路的最大电流为：I＝，故连接电路时电流表的量程应该选择0～0.6A；（2）探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关，要控制电阻和通电时间相同，根据转换法，根据煤油升高的温度确定产生热量多少，故表中①、②应该填写的是：①通电时间；②温度计升高的示数。（3）另一名同学为了“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻是否有关”，要控制电流和通电时间相同，只改变电阻的大小，如图2所示的电路，三个电阻并联，并联电路的电压相同，因三个电阻不同，故通过的电流不同，故利用这个方案不能得出结论，理由是没有控制电流相同。故答案为：（1）0.6； （2）①通电时间； ②温度计升高的示数；（3）没有控制电流相同。28．如图所示，电路中的R1阻值为30Ω，当开关S闭合时，电流表示数为0.1A，电路中的总电流为0.4A。求：（1）电源电压；（2）R2的阻值；（3）通电1s，电流通过R2做的功。【答案】（1）电源电压为3V；（2）R2的阻值为10Ω；（3）通电1s，电流通过R2做的功为0.9J。【分析】（1）当开关S闭合时，两个定值电阻并联，电流表测量通过R1的电流。根据U＝U1＝I1R1得出电源电压；（2）根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流，根据R2＝得出R2的阻值；（3）根据W＝UI2t得出通电1s，电流通过R2做的功。【解答】解：（1）当开关S闭合时，两个定值电阻并联，电流表测量过R1的电流。电源电压U＝U1＝I1R1＝0.1A×30Ω＝3V；（2）根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流I2＝I﹣I1＝0.4A﹣0.1A＝0.3A，根据欧姆定律可知R2＝＝＝10Ω；（3）通电1s，电流通过R2做的功W＝UI2t＝3V×0.3A×1s＝0.9J。答：（1）电源电压为3V；（2）R2的阻值为10Ω；（3）通电1s，电流通过R2做的功为0.9J。29．如图所示，R0是阻值为8Ω的定值电阻，R为滑动变阻器，其上标有“100Ω 3A”字样，电流表A1、A2的量程为0～3A，灯泡上标有“6V 3W”字样。（1）求灯泡的额定电流；（2）闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，求电源电压的大小；（3）开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电路元件的前提下，求R消耗电功率的最小值和最大值。【答案】（1）灯泡的额定电流为0.5A；（2）闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，电源电压为10V；（3）开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电流表的前提下，R消耗电功率的最小值为1W、最大值为17.5W。【分析】（1）根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，可利用公式P＝UI计算出灯泡L额定电流。（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡L与电阻R0串联，而此时灯泡正常工作，从而可以判断出灯泡两端的电压和电路中的电流，利用U＝IR求出R0两端的电压，进而根据串联电路的电压特点求出电源电压。（3）开关S、S1、S2都闭合时，电阻R0和滑动变阻器R并联，灯泡被短路，电流表A1测通过电阻R0的电流，电流表A2测干路中的总电流。知道滑动变阻器的最大电阻，可利用公式P＝计算出R上消耗电功率的最小值。知道定值电阻R0两端的电压和R0的阻值，可利用公式I＝计算出此时通过R0的电流，又知道电流表A1、A2量程为0～3A，从而可以判断出干路中的最大电流，再利用并联电路电流的特点计算出通过R的最大电流，再利用公式P＝UI计算出R上消耗电功率的最大值。【解答】解：（1）由P＝UI得灯泡的额定电流为：I额＝＝＝0.5A。（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡L与电阻R0串联，灯泡正常发光，则此时灯泡两端的电压为UL＝U额＝6V，此时电路中的电流为I＝I额＝0.5A，由I＝知：电阻R0两端的电压为：U0＝IR0＝0.5A×8Ω＝4V，所以，电源电压U＝U0+UL＝4V+6V＝10V。（3）开关S、S1、S2都闭合时，电阻R0和滑动变阻器R并联，灯泡被短路；电流表A1测通过电阻R0的电流，电流表A2测干路中的总电流。由于滑动变阻器的最大电阻为Rmax＝100Ω，则R消耗电功率的最小值为：Pmin＝＝＝1W。此时通过R0的电流为：I0＝＝＝1.25A，电流表A1测通过电阻R0的电流，电流表A2测干路中的总电流，电流表A1、电流表A2的量程为0～3A，所以，通过R的最大电流为：Imax＝I﹣I0＝3A﹣1.25A＝1.75A，R消耗电功率的最大值为：Pmax＝UImax＝10V×1.75A＝17.5W。答：（1）灯泡的额定电流为0.5A；（2）闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，电源电压为10V；（3）开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电流表的前提下，R消耗电功率的最小值为1W、最大值为17.5W。30．图甲为某热水器的原理图：电路中R1、R2为加热电阻；虚线框为调温模块，R3、RT为调温电阻不参与加热；当通过电磁铁L（阻值忽略不计）的电流I＜10mA时，衔铁开关S2将保持闭合，I≥10mA时电磁铁L将吸引衔铁开关S2断开，实现“快热模式”和“恒温模式”的挡位转换。热水器正常工作时相关参数如表，求：（1）电阻R1的阻值；（2）当储水罐装满水，热水器正常工作时，“快热模式”使水升温20℃需要35min，求该热水器的热效率η[c水＝4.2×103J/（kg•℃），结果保留两位小数]；（3）调温模块中滑动变阻器R3规格为“4000Ω 2A”；热敏电阻RT可即时感知储水箱中水温，其阻值随温度的变化图像如图乙所示。通过上下移动滑片P的位置，可以设定“恒温模式”中的恒定温度。当热水器正常工作时，恒定温度可调节范围是多少？【答案】（1）电阻R1的阻值为242Ω；（2）该热水器的热效率为90.9%；（3）当热水器正常工作时，恒定温度可调节范围是10℃～60℃。【分析】（1）由电路图可知，开关S2闭合时，加热电阻R1、R2并联；开关S2断开时，电路为加热电阻R1的简单电路，根据P＝可知，电源电压一定时，电路的总电阻越小，加热功率越大，据此可判断出快热电路和恒温电路，再根据P＝求出电阻R1的阻值；（2）先根据密度公式求出满罐水的质量，然后根据Q吸＝cmΔt求出水吸收的热量，再根据W＝Pt求出“快热模式”工作35min消耗的电能，再根据η＝求出热水器的热效率；（3）当通过电磁铁的电流为10mA时，根据欧姆定律求出此时调温模块电路的总电阻，再结合滑动变阻器的最大阻值确定RT的最大阻值和最小阻值，并根据图乙读出对应的温度，即恒定温度可调节的范围。【解答】解：（1）由电路图可知，开关S2闭合时，加热电阻R1、R2并联；开关S2断开时，电路为加热电阻R1的简单电路；由并联电路电阻规律可知，R1、R2并联时，电路总电阻较小，根据P＝可知，电路功率较大，因此开关S2闭合时，电路为快热电路；开关S2断开时，电路为恒温电路；由P＝可知，电阻R1的阻值：R1＝＝＝242Ω；（2）由ρ＝可得，满罐水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3＝50kg；水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×20℃＝4.2×106J，“快热模式”工作35min消耗的电能：W＝P快热t＝2200W×35×60s＝4.62×106J，热水器的热效率：η＝×100%＝×100%≈90.9%；（3）由I＝可知，当通过电磁铁的电流为10mA时，调温模块电路的总电阻：R＝＝＝22000Ω＝22kΩ，因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，且滑动变阻器的最大阻值为4000Ω，所以RT的最大阻值为22kΩ，最小阻值：RT小＝R﹣R滑大＝22kΩ﹣4000×10﹣3kΩ＝18kΩ，由图乙可知，最低恒定温度为10℃，最高恒定温度为60℃；故热水器正常工作时，恒定温度可调节范围是10℃～60℃。答：（1）电阻R1的阻值为242Ω；（2）该热水器的热效率为90.9%；（3）当热水器正常工作时，恒定温度可调节范围是10℃～60℃。 实验次数UAB/VUBC/VUAC/V12.30.73.022.01.03.031.71.33.0次数电阻R/Ω①电流I/A②热量Q1相同相同小2中3大产品型号20﹣16最大容积50L额定电压220V快热功率2200W恒温功率200W
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