2023 电能与电功率.docx

17.电能、电功、电功率、焦耳定律 一、选择题 （2023·陕西，10，2分）10. 小明设计了一个电梯自动报警模拟装置，如图-1所示。在控制电路中，电源电压为12V，R1为滑动变阻器，R2为压敏电阻，R2的阻值大小随压力F的变化关系如图-2所示。闭合开关S1和S2，当压敏电阻受到的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下，动触点K与触点A断开，同时与触点B接触，电动机停止工作，报警铃声开始响起。电磁铁线圈的电阻忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. S1闭合时，电磁铁的上端为N极 B. 压敏电阻受到的压力越大，控制电路中的电流越小 C. 当电梯自动报警铃声开始响起时，R1的功率为0.4W D. 若控制电路电源电压降低，要保证电梯最大载重不变，应将R1的滑片P向左移 10.D 【解析】由图1可知，电流从通电螺线管的下端接线柱流入，上端流出，根据右手螺旋定则，可知螺线管的上端为S极，A错误；由图2可知，压力越大，R2阻值越小，由欧姆定律可知，控制电路中的电流越大，B错误；由题意知，自动报警铃声开始响起时，控制电路电流为0.1A，此时R2对应阻值为40Ω，由U＝IR得，R2两端电压为U2＝IR2＝0.1A×40Ω＝4V；根据串联电路电压规律可知，R1两端的电压为U1＝U−U2＝12V-4V＝8V；由P=UI得，此时R1的功率为P=U1I=8V×0.1A=0.8W，C错误；为了保证电梯最大载重不变，即警报想起电流为0.1A，由U＝IR可知，当电源电压降低，电阻也应降低，结合题意可知，应将R1的滑片P向左移动，D正确。 （2023·山东枣庄，11，2分）11. 如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的阻值不变，滑动变阻器R的规格是“100Ω；1A”。闭合开关，在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下，最大范围内移动滑片，绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图象，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 电源电压为6V B. 小灯泡的电阻为10Ω C. 小灯泡的额定功率为1.8W D. 整个电路电功率最小时，20s内滑动变阻器消耗的电能为12J 11.C 【解析】由题意及图中数据可得，当滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω时，通过电阻的电流为0.3A，则滑动变阻器两端的电压为U=IR=0.3A×20Ω=6V，而电源电压应该大于6V，A错误；由题意及欧姆定律可得U电=UL+UR，有U电=0.3A×RL+0.3A×20Ω，U电=0.1A×RL+0.1A×100Ω，解得RL=20Ω，U电=12V，B错误；由题意可得，要保证电路安全且灯泡正常发光，则通过灯泡的电流最大为其额定电流，结合上述分析可得，小灯泡的额定电流为0.3A，额定电压为U额=U电-U=12V-6V=6V，则小灯泡的额定功率为P额=U额I额=6V×0.3A=1.8W，C正确；整个电路中电源电压不变，当电流最小时，功率最小，由题意可得，电功率最小时，20s内滑动变阻器消耗的电能为W=Pt=U电I小t=12V×0.1A×20s=24J，D错误。 （2023·新疆，12，2分）12.用如图所示的电路研究滑动变阻器R的电功率。电源电压保持不变，R0为定值电阻，滑动变阻器R的滑片可移动的最大距离为18 cm，滑动变阻器R的电阻丝的阻值与其长度成正比。闭合开关S后，当滑片位于滑动变阻器R的中点时，滑动变阻器R的电功率为1.50W；将滑片移动一段距离后，滑动变阻器R的电功率变为2.94W，则滑动变阻器R的滑片移动的方向和距离可能为（ ） A.向左移动7cm B.向左移动6cm C.向右移动5cm D.向右移动4cm 12.B 【解析】由图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压；闭合开关S后，当滑片位于滑动变阻器R的中点时，滑动变阻器R的电功率为1.50W，根据电功率的计算公式P=UI=I2R=(UR0+R)2•R，有1.50W=(UR0+R2)2•R2①；将滑片移动一段距离后，滑动变阻器R的电功率变为2.94W，有2.94W=(UR0+R')2•R'②；R的电功率变大，且R0和U不变，则R变大；由图可知，应将滑片向左移动，C和D均错误；联立①②，可得R'=23R；因为R的电阻丝的阻值与其长度成正比，故应将滑片向左移动6cm，A错误，B正确。 （2023·山东泰安，15，3分）15. 如图所示的电路中，电源电压U恒定，灯泡L上标有“2.5V 1.25W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），定值电阻R1阻值为15Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。闭合开关S，断开开关S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2'，当滑动变阻器滑片移至中点时，电流表示数为0.3A；闭合开关S、S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P，定值电阻R1在10s内产生的热量为Q。下列说法中（　　） ①U=6V ②R2'=4Ω ③P=1.35W ④Q=27J A. 只有①④正确 B. 只有①③正确 C. 只有②③正确 D. 只有②③④正确 15.C 【解析】闭合开关S、断开开关S1、S2，变阻器R2与灯泡L串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量灯泡两端的电压，当滑动变阻器滑片移至中点时，电流表示数为0.3A，即接入电路的电阻为10Ω，由U＝RI得，此时滑动变阻器两端电压为U2＝RI＝0.3A×10Ω＝3V；由P＝U2R得，灯泡电阻为R灯＝U额2P额＝（2.5V）21.25W＝5Ω；由R＝UI得，此时电压表示数即灯泡两端电压为U灯＝RI＝5Ω×0.3A＝1.5V；根据串联电路电压规律可知，电源电压为各部分电压之和，即U=U灯+U2=1.5V+3V=4.5V；由P=UI得，灯泡正常工作电流为I额=P额U额=1.25W2.5V=0.5A；已知电流表量程为0~0.6A为，则为了确保电路各元件安全，电路中最大电流为0.5A，由题意知，此时灯泡电压为2.5V，则滑动变阻器两端电压为U2'=U−U额=4.5V-2.5V=2V；由R＝UI得，滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2'，即R2'＝U2'I额＝2V0.5V=4Ω；闭合开关S、S1、S2，小灯泡被短路，R1、R2并联，根据并联电路电压特点可知U1=U2=U=4.5V；由R＝UI得，通过R1的电流为I1＝UR1＝4.5V15Ω＝0.3A；由于电流表量程为0～0.6A，则通过滑动变阻器的最大电流为I2=I−I1=0.6A-0.3A=0.3A；由P=UI可得，滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P，即P=UI=4.5V×0.3A=1.35W；由Q可知，定值电阻R1在10s内产生的热量为Q，即Q=I2Rt=(0.3A)2×15Ω×10s=13.5J，故选C。 （2023·四川宜宾，14，3分）（多选）14. 如图所示，电源电压保持不变，定值电阻R0=6Ω。将滑片滑到滑动变阻器的b端时，闭合开关，电压表的读数为3V；将滑片滑到滑动变阻器的中点时，电压表的读数为4.5V。下列判断正确的是（　　） A. 电路中的最小电流是0.5A B. 电源电压是9V C. 滑动变阻器的最大阻值是9Ω D. 移动滑片，R0在通电100s内产生的热量最多1350J 14.ABD 【解析】由图可知，R0与滑动变阻器串联，电压表测量R0两端电压，滑到滑动变阻器的b端时，由I＝UR可知，电路电阻阻值最大，电路电流最小为I＝U0R0＝3V6Ω＝0.5A，A正确；根据串联电路电压特点可知，电源电压为U=U0+U滑=3V+IR滑=3V+0.5A×R滑，当滑片滑到滑动变阻器的中点时，由I＝UR得，电路电流为I'＝U0'R0＝4.5V6Ω＝0.75A，此时电源电压为U=U0'+U滑中=4.5V+I'R滑2=4.5V+0.75A×R滑2；由于电源电压保持不变，即U0+U滑=U0'+U滑中 则3V+0.5A×R滑=4.5V+0.75A×R滑2，解得：R滑=12Ω；电源电压为9V，B正确，C错误；将滑片滑到滑动变阻器a端时，电路电流最大，根据I＝UR可得，电路电流为I最大＝UR0＝9V6Ω＝1.5A；由Q=I2Rt得，R0在通电100s内产生的最大热量为Q=I2Rt=（1.5A）2×6Ω×100s=1350J，D正确。故选ABD。 （2023·四川遂宁，10，3分）10．如图甲所示电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，滑动变阻器R2铭牌上标有“120Ω 0.8A”的字样，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～15V。在保证电路安全的前提下，移动滑动变阻器滑片，经测量分析，得出R2的电功率P与其两端电压U的关系如图乙。则下列说法正确的是（　　） A．电源电压为16V B．R1的阻值为25Ω C．电路总功率的最大变化量为10.8W D．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω～100Ω 10.D 【解析】由图甲可知，两电阻串联，电压表测量滑动变阻器R2两端的电压，电流表测量整个电路中的电流；由图乙可知，当电压表示数分别为8V和10V时，R2的电功率P相等，均为4W，则两次对应的电流分别为I1=P1U1=4W8V=0.5A,I2=P2U2=4W10V=0.4A；两次R2接入电路的阻值分别为R2'=U1I1=8V0.5A=16Ω,R2″=U2I2=10V0.4A=25Ω；根据串联电路的特点和欧姆定律，有I1=UR1+R2',I2=UR1+R2″，代入数据可得U=18V,R1=20Ω，A和B均错误；当电流表示数最大为0.6A时，电路的总功率最大，为Pmaxmax；当电压表示数最大为15V时，电路中的电流最小，为IU−UmaxR118V−15V20Ωmin，此时电路的总功率最小，为Pminmin，则电路总功率的最大变化量为ΔP=Pminmax，C错误；当电路中的电流最大时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，为RUImax118V0.6Amin；当电路中的电流最小时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，为RUImin118V0.15Amax，即滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω～100Ω，D正确。 （2023·四川广安，12，1.5分）12.如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，R1消耗的电功率 P随 R1阻值变化关系如图乙所示。下列分析错误的是 A.定值电阻 R2为10Ω B.电源电压为12V C.滑片P置于b端时，闭合开关S，电压表的示数为10V D.滑片P置于b端时，闭合开关S，通电1分钟R2产生的热量为24J 12.C 【解析】由甲图可知，两电阻串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量整个电路中的电流；当滑片在ａ端时，R1消耗的电功率为零；当R1的电阻分别为10Ω和50Ω时，其电功率分别为3.6W和2W，则有3.6W=(UR2+10Ω)2×10Ω;2W=(UR2+50Ω)2×50Ω，可得 R2＝10Ω，U＝12V，A和B均正确；滑片P置于b端时，闭合开关S，电压表的示数为U2=R2UR2max10Ω×12V10Ω+50Ω，C错误；滑片P置于b端时，闭合开关S，通电1分钟R2产生的热量：Q=I2R2t=U22R2t=(2V)210Ω×60s=24J，D正确。故选C。 （2023·重庆B卷，8，3分）8. 如图甲所示的电路，电源电压恒定。闭合开关S，移动滑片P，电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。以下分析正确的是（ ） A. 电源电压为10V B. R0最大功率为1W C. 滑片P向左移动过程中，R0两端电压逐渐变小 D. 滑片P向右移动过程中，电压表与电流表的比值变大 8.D 【解析】由图甲得，电阻R0与滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器电压。由图乙得，当电压表示数为10V时，电流表示数为0.1A，由串联电路特点与欧姆定律得U源=U0+I1R0=10V+0.1A×R0；当电压表示数为0V时，电流表示数为0.6A，由串联电路特点与欧姆定律得U源=I2R0=0.6A×R0；解得U源=12V，R0=20Ω，A错误；R0最大功率为：P2200.6A20Ω=7.2W0max，B错误；滑片P向左移动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻变小，变阻器分到电压变小，R0两端电压逐渐变大，C错误；滑片P向右移动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻变大，电压表与电流表的比值为变阻器接入电路中的阻值，变大，D正确。 （2023·四川南充，10，3分）10. 如图所示为电阻R1和R2的I—U图像，下列说法正确的是（　　） A. R2的阻值为10Ω B. 两电阻串联与并联的总阻值之比为9∶4 C. 将两电阻串联接入电路，通电后，R1两端电压与R2两端电压之比为1∶2 D. 将两电阻并联接入电路，通电1分钟，电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比为1∶2 10.D 【解析】由图像可知，R2两端电压为1V时，电流为0.2A，则R2的阻值R2=U2I2=1V0.2A=5Ω；R1两端电压为2V时，电流为0.2A，则R1的阻值R1=U1I1=2V0.2A=10Ω，A错误；两电阻串联的总阻值R串=R1+R2=10Ω+5Ω=15Ω，两电阻并联的总阻值R并=R1R2R1+R2=10Ω×5Ω10Ω+5Ω=103Ω，则两电阻串联与并联的总阻值之比为9∶2，B错误；将两电阻串联接入电路，通电后，由串联分压特点可得，R1两端电压与R2两端电压之比U1U2=R1R2=10Ω5Ω=21，C错误；将两电阻并联接入电路，各支路电压等于电源电压，通电1分钟，电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比Q1Q2=U2R1tU2R2t=R2R1=5Ω10Ω=12，D正确。 （2023·江苏扬州，12，2分）12．如图所示，在“探究电流与电阻的关系”时，电源电压恒为4.5V，R1可选用、10Ω、20Ω的电阻，滑动变阻器规格为“25Ω  0.5A”，电压表（量程为0~3V），电流表（量程为0~0.6A）．下列说法正确的是（ ） A．将由换成，不需要调节滑动变阻器 B．调节滑动变阻器的过程中，应观察电流表的示数 C．实验中可保持两端电压为3V D．将由换成，正确操作后滑动变阻器的功率将变小 12.D 【解析】在探究电流与电阻的关系时，当由换成，需要调节滑动变阻器，使电阻两端的电压不变，A错误；调节滑动变阻器的过程中，应观察电压表的示数，B错误；两端可控制的最大电压为Umax=UR1+R滑×R滑=4.5V20Ω+25Ω×20Ω=2.4V，C错误；将由换成，滑动变阻器接入电路的阻值将变大，两端电压不变，滑动变阻器两端电压不变，电路电流变小，滑动变阻器的功率将变小，D正确。 （2023·四川南充，11，4分）11. 有一台家用电水壶，如下图所示是其内部电路的简图，R1、R2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为1000W，保温功率为44W。用此水壶加热初温20℃，体积为1L的水400秒刚好沸腾【忽略温度对电阻阻值的影响，大气压为一个标准大气压，c水=4.2×103J/（kg℃），ρ水=1.0×103kg/m3】，则下面说法正确的是（ ） A. 旋转旋钮开关到“1”时，水壶处于保温档 B. 水吸收的热量为3.36×105J C. 此热水器加热档的热效率为84% D. 在保温时，接入电路电阻的阻值为48.4Ω 11.ABC 【解析】当旋转旋钮开关到“1”时，电阻R1、R2串联，当旋转旋钮开关到“2”时，电路中R2工作；根据P=U2R可知，当旋转旋钮开关到“1”时，水壶处于保温档，此时接入的阻值为R=U2P保温=(220V)244W=1100Ω，A正确，D错误；水的体积为V=1L=10-3m3， 水的质量为m水=ρV=1.0×103kg/m3×10-3m3=1kg，水吸收的热量为： Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J，B正确；消耗的电能为W=Pt=1000W×400s=4×105J；热水器加热档的热效率为：η=Q吸W×100%=3.36×105J4×105J×100%=84%，C正确。 （多选）11．（2023•四川泸州，11，4分）如图甲所示的电路，R0为定值电阻，R为滑动变阻器（0～25Ω）。闭合开关，调节滑动变阻器，记录电压表示数U、电流表示数I，作出U﹣I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的有（　　） A．R0的阻值为5Ω B．电源电压为2.5V C．当电压表示数为2V时，电路消耗的总功率为0.6W D．当电压表示数为1V时，滑动变阻器消耗的电功率最大 11.AC 【解析】闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，由乙图可知通过电路的电流为0.1A时，滑动变阻器两端的电压为2.5V，通过电路的电流为0.4A时，滑动变阻器两端的电压为1V，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得电源电压U＝IR0+UV，代入数据可得0.1A×R0+2.5V＝0.4A×R0+1V，解方程可得R0＝5Ω，A正确；则电源电压U＝IR0+UV＝0.1A×5Ω+2.5V＝3V，B错误；当电压表示数为2V时，定值电阻两端的电压U0＝U﹣UV＝3V﹣2V＝1V，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流I′＝＝＝0.2A，电路消耗的总功率为P＝UI′＝3V×0.2A＝0.6W，C正确；滑动变阻器的电功率电压电路总功率与定值电阻的电功率之差，即PR＝UI﹣I2R0＝3V×I﹣I2×5Ω，根据抛物线的性质可知当I＝＝＝0.3A时，滑动变阻器的电功率最大，此时定值电阻两端的电压U0′＝IR0＝0.3A×5Ω＝1.5V，此时滑动变阻器两端的电压UV′＝U﹣U0′＝3V﹣1.5V＝1.5V，D错误。故选AC。 （2023·四川广元，11，3分）11．图甲是一个食品自动加热台的简化电路图，此加热台单独与图乙所示的电能表相连接。闭合图甲中的开关S，加热台开始正常工作，当台内食品温度降到30℃时，温度控制开关S0自动转接，使电路处于加热状态；当台内食品温度升高到60℃时，S0自动转接到保温状态。已知定值电阻R1＝24.2Ω，保温功率为484W。下列说法中不正确的是（　　） A．图甲中的S0自动转接到“2”时，电路处于保温状态 B．图甲中定值电阻R2的阻值为75.8Ω C．加热台在加热状态下工作5min消耗的电能使图乙中的电能表转盘转过150转 D．加热台自动加热时，电路中的电流小于图乙中电能表的标定电流 11.C 【解析】根据电功率的计算公式P=UI=U2R，图甲中的S0自动转接到“2”时，两电阻串联，总功率最小，电路处于保温状态，A正确；定值电阻R1＝24.2Ω，保温功率为484W则图甲中定值电阻R2的阻值为P保温=U2R1+R2,R2=(220V)2484W−24.2Ω=75.8Ω，B正确；S0接1时处于加热状态，加热功率P加热=U2R1=(220V)224.2Ω=2000W，工作5min消耗的电能：W=Pt=2000W×5×60s=6×105J，电能表转盘转过的转数：n=6×105J3.6×106J×600=100，C错误；加热台自动加热时，电路中的电流I=UR1=220V24.2Ω<10A，即小于图乙中电能表的标定电流，D正确，故选C。 （2023·湖南怀化，15，4分）15. (多选)如图所示电路，电源电压不变，闭合开关后，当滑动变阻器滑片P 向左滑动时，以下说法正确的是( ) A.电压表读数变小，总功率变大 B.电路的总电阻变小，总功率变大 C.电压表读数变大，电流表读数变大 D.电压表读数变大，电流表读数变小 15.BC 【解析】由电路图可知，两电阻串联接入电路，电流表测量电路电流，电压表测量R0两端电压；电源电压不变，开关闭合，滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，电流变大，电阻R0两端电压变大，总功率变大，故A、D错误，B、C正确。 （2023·湖南衡阳，16，3分）（双选）16．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为6V，闭合开关S后，当滑片P从R的一端滑到另一端的过程中，小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为9V B．小灯泡的额定功率为6W C．滑动变阻器的最大电阻为6Ω D．滑动变阻器阻值最大时，滑动变阻器10s内产生的热量为22.5J 16．BD 【解析】由图甲可知，两电阻串联，电压表测量灯泡L两端的电压，电流表测量整个电路中的电流；当滑片P在最左端时，电压表示数最大为电源电压，即U=6V，A错误；此时小灯泡正常发光，对应的电流为1.0A，则小灯泡的额定功率P=UI=6V×1A=6W，B正确；由图乙可知，当电压表的示数为1.5V时，对应的电流为0.5A，此时滑动变阻器接入电路的阻值即最大电阻，为RP=U−ULI=6V−1.5V0.5A=9Ω，C错误；滑动变阻器阻值最大时，滑动变阻器10s内产生的热量为Q=I2Rt=(0.5A)2×9Ω×10s=22.5J，D正确。 （2023·四川广元，12，3分）12．如图甲所示的电路，电源电压不变，R1是定值电阻，通过R2的电流与R2两端的电压关系如图乙所示。当M、N都是电流表，且S1闭合、S2断开时，M的示数为0.4A，电路的总电阻为R′；当M、N都是电压表，且S1、S2都闭合时，N的示数为2V，电路的总电阻为R″。下列说法正确的是（　　） A．电阻R1的阻值为15Ω B．R′：R″＝6：25 C．当M、N都是电压表，S1、S2都闭合时、R1与R2的功率之比为1：3 D．当M、N都是电流表，只闭合S1时、M、N两表示数之比为3：5 12. D 【解析】由图甲可知，当M、N都是电流表且S1闭合、S2断开时，两电阻并联，M测通过R2的电流，N测干路电流；M的示数为0.4A，由图乙可知，此时R2两端的电压即电源电压U=8V；此时R2=UI2=8V0.4A=20Ω；当M、N都是电压表，且S1、S2都闭合时，两电阻串联，N测R2两端的电压，M测电源电压；N的示数为2V，由图乙可知，此时电路中的电流为0.2A，R1两端的电压为U1＝U－U2＝8V－2V＝6V，R1的阻值为R1=U1I=6V0.2A=30Ω，A错误；此时R2'=2V0.2A=10Ω；由题意知，R'=R1R2R1+R2=30Ω×20Ω30Ω+20Ω=12Ω；R″=R1+R2'=30Ω+10Ω=40Ω，则R':R″=12Ω:40Ω=3:10，B错误；当M、N都是电压表，S1、S2都闭合时，两电阻串联，功率之比等于电阻之比，则R1与R2的功率之比为P1:P2=R1:R2'=30Ω:10Ω=3:1，C错误；当M、N都是电流表，只闭合S1时，两电阻并联，电流之比等于电阻之比的倒数，则M、N两表示数之比为I2:I=R2:(R1+R2)=30Ω:(30Ω+20Ω)=3:5，D正确。 （2023·四川达州，11，3分）11. 如图所示，灯泡规格为“5V 2.5W”（灯丝电阻不随温度变化），滑动变阻器规格为“50Ω 1A”，电流表所选量程为“0~0.6A”，电压表所选量程为“0~3V”，电源电压恒为9V，闭合开关，在保证电路中各元件安全的情况下，下列表述正确的是（　　） A. 该电路消耗的最大功率为4.5W B. 滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为8Ω~50Ω C. 通过移动滑动变阻器的滑片可以使小灯泡正常发光 D. 滑动变阻器两端的电压变化范围为6V~7.5V 11.D 【解析】根据灯泡规格可求灯泡的电阻为RL=UL2PL=(5V)22.5W=10Ω，电压表所选量程为“0~3V”，则可求电路中允许通过的最大电流为I=URL=3V10Ω=0.3A；根据P=UI可知，电路中的最大电功率为P=UI=9V×0.3A=2.7W，A错误；当电路中电流最大时，电路中的电阻最小，电路中电流最大为0.3A，则电路中的电阻为R=UI=9V0.3A=30Ω，则滑动变阻器的最小电阻为R滑小=R−RL=30Ω−10Ω=20Ω，滑动变阻器接入电路中的阻值范围为20Ω~50Ω，B错误；因为电压表测灯泡电压，电压表最大测量电压为3V，小于灯泡的额定电压，因此灯泡不能正常发光，C错误；当灯泡电压最大时，滑动变阻器的电压最小，由题可知，滑动变阻器的最小电压为U最小=U−UL最大=9V−3V=6V；根据串联分压原理可知，当滑动变阻器接入电路中电阻最大时，分得的电压最大，当滑动变阻器全都接入电路中时，电路中的电流为I=UR=9V10Ω+50Ω=0.15A；滑动变阻器的最大电压为U滑最大=IR滑最大=0.15A×50Ω=7.5V；故滑动变阻器两端的电压变化范围为6V~7.5V，D正确。 （2023·四川达州，12，3分）12. 如图所示，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，A、B是滑动变阻器R的两个端点，当S、S1、S2都闭合，滑片P位于A端时，电路消耗的总功率为3W；只闭合S、S1，滑片P位于AB的中点时，电压表示数为4V，电流表示数为I1，滑动变阻器消耗的功率为P1；只闭合S、S2，滑片P位于B端时，电压表示数为2V，电流表示数为I2，滑动变阻器消耗的功率为P2，已知P1：P2=1：2（各元器件均在安全工作范围），下列计算结果正确的是（　　） A. 电流表示数I1、I2之比为2︰1 B. 电路消耗的最小功率为0.5W C. 定值电阻R2的阻值为36Ω D. 滑动变阻器R的最大阻值为18Ω 12.B 【解析】如图，设滑动变阻器最大阻值为R，只闭合S、S1，滑片P位于AB的中点时，电压表测量定值电阻R1两端的电压，示数为4V，变阻器接入电路电阻为R2，电流表示数为I1，滑动变阻器消耗的功率为P1，此时滑动变阻器消耗的功率为P1=I12⋅R2=U−4V212R；只闭合S、S2，滑片P位于B端时，电压表测量定值电阻R2两端的电压，示数为2V，变阻器接入电路电阻为R，电流表示数为I2，滑动变阻器消耗的功率为P2，此时滑动变阻器消耗的功率为P2=I22⋅R=U−2V2R；已知P1∶P2=1∶2，则有I12⋅R2I22⋅R=U−4V212RU−2V2R=12；解得I1I2=11，U=6V；如图，只闭合S、S1，滑片P位于AB的中点时，电压表示数，即R1两端电压为4V，有I1=4VR1；只闭合S、S2，滑片P位于B端时，电压表示数，即R2两端电压为2V，有I2=2VR2；因为I1I2=11，所以4VR1=2VR2，即R1=2R2；当S、S1、S2都闭合，滑片P位于A端时，电路只有R1R2并联，电路消耗的总功率为3W，则U2R1+U2R2=3W，代入得6V22R2+6V2R2=3W，解得R1=36Ω,R2=18Ω； 只闭合S、S2，滑片P位于B端时，R2与滑动变阻器最大阻值串联，电压表示数，即R2两端电压为2V，根据串联电路分压原理，滑动变阻器最大阻值为R=URR2U2=U−U2R2U2=6V−2V×18Ω2V=36Ω；根据P=U2R可知，当总电阻最大时，电路消耗的功率最小，即只闭合S、S1，滑片P位于B端时，总电阻为R总=R1+R=36Ω+36Ω=72Ω，则电路消耗的最小功率为P小=U2R总=6V272Ω=0.5W；由详解可知电流表示数I1、I2之比为1︰1，A错误；电路消耗的最小功率为0.5W，B正确；定值电阻R2的阻值为18Ω，C错误；滑动变阻器R的最大阻值为36Ω，D错误。 （2023·四川成都B，5，2分）5. 如图所示的电路，电源电压U恒定不变，R1=30Ω，R2=20Ω，滑动变阻器标有“100Ω  2A”字样，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~3A。当滑动变阻器滑片移到最左端，开关S接通触点1时，电流表的示数为0.8A；当开关S接通触点2，为保障电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值为R'；当改变滑片位置、开关S接不同触点，在保障电路安全的情况下，电路工作的最大电流和最小电流分别为I大和I小。下列计算正确的是（ ） A. B. R'的范围为0~100Ω C. I大:I小=4:1 D. 电路工作的最小功率P小≈4.4W 5.AC 【解析】当滑动变阻器滑片移到最左端，开关S接通触点1时，只有R1的简单电路，电流表测量电路中的电流，电流表的示数为0.8A，电源电压U=I1R1=0.8A×30Ω=24V，A正确；当开关S接通触点2，变阻器和电阻R2串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，电流表量程为0~3A，当变阻器连入电路的电阻为零，只有电阻R2的简单电路，电路中的电流为I2=UR2=24V20Ω=1.2A<3A，电路是安全的，电压表量程为0~15V，由串联分压可知当电压表的示数为15V时，变阻器连入电路的电阻最大，由串联分压得到R'R2=U滑大U−U滑大，R'20Ω=15V24V−15V，R′≈33Ω<100Ω，电路安全，所以R'的范围为0~33Ω，B错误；当变阻器的滑片在最左端时，开关S接通触点2，只有电阻R2的简单电路，此时电路中电阻最小，电路中的电流最大，电路中的电流为I大=UR2=24V20Ω=1.2A；开关S接通触点1时，变阻器和R1串联，电压表的示数是15V时，此时电路中电阻最大，电路中的电流最小，电路中的电流为I小=U−U滑大R1=24V-15V30Ω=0.3A，所以最大电流和最小电流之比I大∶I小=1.2A∶0.3A=4∶1；电路的最小功率P小=UI小=24V×0.3A=7.2W，C正确，D错误。 （2023·山东临沂，18，2分）18. 将一只“6V 3W”的小灯泡与一个阻值为的电阻串联后接到12V的电源上，闭合开关后，小灯泡的实际功率（　　） A. 大于3W B. 等于3W C. 小于3W D. 无法确定 18.B 【解析】由题意可知小灯泡的电阻为R=U2P=(6V)23W=12Ω，小灯泡与一个阻值为的电阻串联，所以电路的电流为I=UR灯+R电阻=12V12Ω+12Ω=0.5A，所以小灯泡的实际功率为P=I2R灯=(0.5A)2×12Ω=3W，故选B。 （2023·山东临沂，20，2分）20. 图甲所示电路的电源电压保持不变，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中，两电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示，则（　　） A. a是灯泡的U-I图线 B. 灯泡电阻的最小值为10Ω C. R的最大阻值为25Ω D. 电路的最大功率为1.2W 20.C 【解析】分析电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测灯泡两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端电压，电流表测电路电流。滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中，电阻越来越小，电路总电阻越来越小，根据欧姆定律可知，电路电流变大，当滑动变阻器阻值最小时，电路电流最大，此时滑动变阻器两端电压为零，因此a是滑动变阻器的U-I图线，A错误；b是灯泡的U-I图线，由图可知，小灯泡的电阻随电压的增大而增大，当电压为6V时，灯泡有最大电阻RL大=6V0.6A=10Ω，B错误；a是灯泡的U-I图线，由图可知，当电流最小时，滑动变阻器在最大阻值处，即R滑大=5V0.2A=25Ω，C正确；根据图像可知，当滑动变阻器阻值为零时，电流最大，此时灯泡两端电压等于电源电压，因此电源电压为6V，根据P=UI，当电流最大时，电路的功率最大P大=UI大=6V×0.6A=3.6W，D错误。 （2023·江苏无锡，12，2分）12.用如图所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡L的额定功率.调节电阻箱R,使它接人电路的阻值为4Ω,闭合开关S、S1,移动滑动变阴器的滑片P,使电压表示数为2.5V,保持滑片P的位置不变,闭合开关S2,断开开关S1,此时电压表示数为1.6V,断开开关S,调节电阻箱R,使它接人电路的阻值为14Ω,闭合开关S,此时电压表示数为2.8V.则小灯泡的额定功率为 A.1.0W B.0.75W C.0.625W D.0.5W 第12题图 12.C 【解析】闭合开关S、S1时，U=2.5V+IL×R； 闭合开关S、S2,断开开关S1时，U=1.6V+1.6V4Ω×R； 调节电阻箱R,使它接人电路的阻值为14Ω, 闭合开关S、S2,断开开关S1时U=2.8V+2.8V14Ω×R； 由以上三式可解得R=6Ω，U=4V，IL=0.25A； 小灯泡的额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.25=0.625W，A、B、D不符合题意，C符合题意。 （2023·湖北潜江/天门/仙桃/江汉油田，10，2分）10. 某款电热杯有高、中、低三档，简化电路如图所示，S1、S2不能同时闭合，R1的阻值为2.5Ω。只闭合S3时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（ ） A. 电源电压为10V B. 只闭合S1、S3时，电热杯处于低温档 C. 只闭合S3时，电热杯工作1min产生的热量为600J D. 加热100g水，水温由25°C升高到35°C，水吸收的热量为420J 10.C 【解析】如图所示，只闭合S3时，电路中只有R1，已知此时电路中的电流为2A，R1的阻值为2.5Ω，则电源电压为U=I1R1=2A×2.5Ω=5V，A错误；根据公式可知，电源电压不变，电路中的总电阻越大，功率越小，当只闭合开关S2时，定值电阻R1和R2串联，电路中的总电阻最大，功率最小，为低温档；当只闭合S1和S3时，定值电阻R1和R2并联，电路中的总电阻最小，功率最大，为高温档；当只闭合S2时，电路中只有R1，小于两电阻的串联，大于两电阻的并联，大于最小功率，小于最大功率，为中温档，B错误；只闭合S3时，电路中只有R1，已知此时电路中的电流为2A，R1的阻值为2.5Ω，则电热杯工作1min产生的热量为Q=I12R1t=(2A)2×2.5Ω×60s=600J，C正确；加热100g水，水温由25°C升高到35°C，水吸收的热量为Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(35℃-25℃)=4.2×103J，D错误。 （2023·江苏无锡，9，2分）9.如图所示,是小明家安装的电能表.下列说法中正确的是 A.该电能表的示数为21682kW⋅h B.用该电能表和秒表可以估测家中用电器的实际功率 C.家庭电路中正确的安装次序是:进户线、总开关、电能表 D.家中用电器消耗1J电能,该电能表指示灯闪烁3000次 9.B 【解析】电能表最后一位是小数位，图中电能表示数为2168.2kW⋅h，A错误；根据公式P=Wt可知，可以用该电能表和秒表可以估测家中用电器的实际功率，B正确；家庭电路中正确的安装次序是:进户线、电能表、总开关，C错误；3000imp/(kW·h)是指家中用电器消耗1 kW·h（即3.6×106J）电能,电能表指示灯闪烁3000次，D错误。 （2023·福建省，3，2分）3.下列利用电流热效应工作的用电器是 A.电视机 B.电风扇 C.电脑 D.电炉 3.D 【解析】电视机和电脑工作时，主要将电能转化为声能和光能，没有利用电流的热效应，A和C均不符合题意；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，B不符合题意；电炉在工作时，主要将电能转化为内能，利用了电流的热效应，D符合题意。 （2023·湖北荆州，12，2分）12．如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．a曲线表示电