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【2024浙江中考高频考点考前冲刺】2021-2023年初中科学中考真题考点
——欧姆定律计算及实验探究
一．选择题（共1小题）
1．如图，电路中电流I大小始终不变，R0为定值电阻。闭合开关S，据电压表示数U与电阻箱阻值R的大小关系可以绘制U﹣R图线①；断开开关S，据电压表示数U与电阻箱阻值R的大小关系可以绘制U﹣R图线②。把IR0记为U0，下列能正确表示图线①、②的是（　　）
A． B．
C． D．
二．填空题（共3小题）
2．小明设计了如图甲所示的多功能电饭煲模拟电路，能实现“煮饭时保持高温快煮，快煮后自动保温”。
【电路简介】
工作电路：S1为电源开关；S2为定时器开关，其闭合后自动开始计时，计时结束后自动断开，不再闭合；R1为可调电阻；R2为电饭煲内的电热丝。
控制电路：电磁继电器A和B完全相同，Ra和Rb是分别安装在电饭煲内的热敏电阻，它们的阻值随温度的变化如图乙所示，当温度达到120℃时，La吸引弹性衔铁使Sa断开，当温度降到110℃时，La释放弹性衔铁使Sa闭合。
【快煮模式】闭合开关S、S1、S2，电饭煲进入快煮模式直至定时开关S2自动断开。在快煮过程中温度将维持在110℃～120℃，工作电路的电热丝在高功率和低功率之间切换，其功率随时间变化如图丙所示。
【保温模式】开关S2断开后，电饭煲进入保温模式，最后温度维持在60℃～80℃。
（1）由图丙可知，电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝高功率加热的时间为 　 　分钟。
（2）若R1接入电路的阻值为840欧，R2阻值为40欧，工作电路电源电压为220伏，则电饭煲完成一次快煮，电热丝R2消耗的电能为多少焦？
（3）请结合图甲、乙说明开关S2断开后，电饭煲实现自动保温的工作原理。
3．小科利用器材探究通过M、N之间导体的电流与电压的关系，部分电路如图所示。
（1）图中M、N之间应连入 　 　（填“定值电阻”或“小灯泡”）。
（2）图中M、N之间若接入定值电阻，闭合开关，当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器两端的电压 　 　（填变化情况）。
4．按如图所示电路研究电流与电压的关系。已知电源电压为6V，R1为定值电阻，滑动变阻器R2，标有“20Ω 1A”的字样，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V”。完成下列问题：
（1）闭合开关后，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现此故障的原因可能是 　 　；
（2）若R1＝6Ω，为保证电路安全，滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为 　 　。
三．实验探究题（共7小题）
5．某科学兴趣小组在测量额定电压为2.5V的小灯泡灯丝电阻时发现，小灯泡两端的电压越大，测得电阻的阻值也越大。针对上述现象，同学们进行如下研究：
【建立假设】①灯丝两端的电压增大导致电阻增大；
②灯丝的温度升高导致电阻增大。
【实验器材】干电池2节，额定电压为2.5V的小灯泡1只，电流表1个，电压表1个，滑动变阻器1个，开关1个，装满水的塑料瓶，导线若干。
【实验方案】
次数 1 2 3 4 5
电压/V
电流/A
电阻/Ω
①按图连接好电路，将灯丝插入瓶口浸入水中，使灯丝的温度保持不变；
②闭合开关S，读出电压表和电流表示数，记录在表格中；
③多次改变滑动变阻器的阻值，重复步骤②。
连接电路时，电压表量程选择0～3V而不是0～15V的目的是 　 　。
【得出结论】若假设①被否定，则实验中得到的结果是 　 　。
【交流反思】进一步探究发现，灯丝电阻改变的本质原因是灯丝温度的变化。自然界在呈现真相的同时，也常会带有一定假象，同学们要善于透过现象看本质。例如，用吸管吸饮料表面上看是依靠嘴的吸力，而本质是依靠 　 　。
6．某小组同学在进行“伏安法”测电阻实验时，连接了如图甲所示的电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，多次测量并记录实验数据。小组同学将第一次实验测得的数据绘制成图乙中的a、b、c，发现电压表未调零。将电压表调零后，重做实验，第二次测量数据如图乙中的A、B、C。
（1）图丙是该小组在一次测量中的电流表指针位置，其示数为 　 　安。
（2）分析图乙中的第二次测量数据，待测电阻的阻值是 　 　欧。（结果保留一位小数）
（3）小组同学讨论发现，利用第一次的测量数据，能求出第一次实验中电压表接入电路前指针所指的刻度值，也能求出被测电阻的阻值。分析图乙，写出第一次实验电压表接入电路前指针所指的刻度值，并说明理由。 　 　。
7．某项目化学习小组从课堂中了解到盐溶液也能导电。小组成员拿了一根弹性很好的乳胶管，里面灌满一定浓度的盐水，两端用金属圆片电极密封，形成一段封闭的盐水柱，长度20厘米。在老师的指导下，选用了下列器材，对盐水柱的电阻进行探究（过程中盐水柱温度变化和化学变化不计）：[器材选择]学生电源12伏，电流表（0～5毫安），电压表（0～3伏，0～15伏），滑动变阻器（0～10千欧）。[电路连接]小组设计了电路图，根据电路图连接实物。
（1）根据实验要求，用笔画线作为导线完成实物图的连接。
[实验数据]正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，测得多组数据如下表：
实验记录表
实验次数 1 2 3
电压表示数（伏） 3.6 7.2 10.2
电流表示数（毫安） 1.25 2.40 3.48
盐水柱电阻（千欧） ？ 3 2.93
（2）分析表中三组数据，该盐水柱的电阻为 　 　千欧。（结果保留两位小数）
（3）有小组成员提出，金属丝的电阻与金属丝的长度、横截面积、材料有关，盐水柱的电阻是否也与这些因素有关呢？
[实验方案设计]
①探究盐水柱的电阻与长度的关系。小组成员利用乳胶管弹性好的特性，通过拉长来改变盐水
柱长度，进行探究。你觉得此设计是否合理 　 　，请说明理由 　 　。
②探究盐水柱的电阻与横截面积的关系......
③探究盐水柱的电阻与盐水浓度的关系……
8．小金用如图甲所示电路测某导体的电阻。回答下列问题：
（1）用笔画线代替导线在答题纸的图中完成实物图的连接。
（2）闭合开关，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，电流表和电压表的指针位置如图丙所示，则被测导体R的电阻为 　 　欧。
（3）为减小实验误差，需进行多次测量。当图乙所示滑动变阻器的滑片P从A端向B端移动时，电压表的示数将 　 　（选填“变大”或“变小”）。
9．科学小组同学用电压表和电流表测导体的电阻R，过程如下。
【实验步骤】
①连接电路，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置；
②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，读出电压表和电流表的示数并记录；
③改变滑动变阻器的阻值，读数并记录，重复实验。
记录表
实验次数 U/V I/A R/Ω
1 1.0 0.50 2.0
2 1.5 0.14 10.7
3 2.0 0.19 10.5
4 2.5 0.23 10.9
请在答题卷中用笔画线代替导线，将实物图连接完整。
【数据处理】表中数据有一组是错误的，剔除后可得出导体的电阻R＝　 　Ω。
【反思交流】实验中，通过调节滑动变阻器的阻值获得多组数据，这样操作的目的是 　 　。
10．小宁用如图甲所示电路研究小灯泡的电学特性，所用小灯泡上标有“2.5V”字样。闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，读取并记录电压表、电流表的示数。实验数据记录如下（第4次实验时电流表指针位置如图乙所示）：
实验次数 1 2 3 4 5
电压表示数/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流表示数/A 0.17 0.24 0.30 ☆ 0.37
（1）该小灯泡的额定功率为 　 　W。
（2）用描点法（实验数据对应的点用“×”表示）在图丙上画出该小灯泡灯丝的I﹣U曲线。
（3）小宁计算小灯泡的灯丝电阻值时，发现灯丝电阻随着其两端电压的升高而增大。
小宁反思：电阻是导体的一种性质，决定和影响导体阻值大小的因素中并没有电压这一因素，那么导体两端电压的变化可能引起了某个因素发生变化！小宁思考后得出这个因素就是 　 　。
11．为研究“电流与电压的关系”，小科和小丽设计了如图甲的电路，其中电源电压恒定不变，定值电阻R为5欧。
请回答：
实验次数 一 二 三
电压/伏 1.0 1.5 2.0
电流/安 0.2 0.3 0.4
（1）如图甲，若滑片P向右移时接入的阻值变小，则待接导线应与 　 　相连（填字母）；
（2）闭合开关，小科发现电压表指针不偏转，电流表指针偏转，则故障可能是 　 　；
（3）小科排除故障后，通过实验获得数据如表，分析数据可得出的结论是 　 　；
（4）小丽用另一组同规格器材进行实验，获得的数据作出U﹣I关系如图乙，发现与预期结果不一样，分析实验过程中可能存在的问题有 　 　。
四．计算题（共1小题）
12．老师给小宁一个暗箱，其表面有两个接线柱M、N，它们之间电阻值RMN恒定不变。小宁利用如图甲所示电路（电源电压不变）进行实验：在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下，改变电阻箱R1的阻值，读取电流表示数，绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线。由上述信息可知：
（1）电源电压U为 　 　V。
（2）RMN为 　 　。
（3）图乙中曲线 　 　（填“A”或“B”）是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的。
（4）老师告诉小宁，暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻：一个阻值为R0（R0值已知），另一个阻值未知，假设为Rx。求Rx的值。（用R0、RMN表示）
五．解答题（共7小题）
13．如图电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡规格是“3V 0.75W”。
（1）灯泡正常工作时，电压表V1、V2示数分别为多少？滑动变阻器接入的电阻为多少？
（2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少？
14．如图甲所示电路，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“6V 2.4W”字样，其灯丝电阻随温度的升高而增大；OA、OB、OC是三条阻值不同且不变、粗细均匀的金属丝（同一条金属丝的阻值与其长度成正比）。闭合开关S，当滑片P从A点滑到O点过程中，电流表示数和灯泡L亮度均保持不变。
（1）求灯泡L正常发光时，通过灯泡L的电流大小。
（2）金属丝OA的电阻Ra＝　 　Ω。
（3）继续滑动图甲中滑片P到OB段，当PB＝OB时，电流表示数为0.36A；当PB＝OB时，小灯泡正常发光。用图甲中的电源、小灯泡和三条金属丝连成图乙所示电路。闭合开关S，使滑片P在OC上移动，当PO＝OC时，电压表示数为4.8V；当PO＝OC时，电压表示数为6.0V。求金属丝OC的电阻Rc的大小和电源电压大小。
15．如图是某兴趣小组制作的“电子秤”的结构简图，其中的电磁铁和永磁体之间相互排斥，对秤盘产生向上的力。当秤盘上放置质量不同的物体时，可通过调节滑动变阻器改变电流大小。从而改变斥力大小，使指针始终指在“A”位置。此时，该电子秤所称量物体质量m跟电路中弹簧电流I的关系可视为：m＝kI（k为500克/安）。据此原理，可将电流表改装成“质量显示仪”达到称量质量的目的。
（1）图中电磁铁和永磁体之间要产生斥力，则永磁体下端应为 　 　极。
（2）当放上物体后，为了使指针仍处在“A”位置，必须将滑动变阻器滑片向 　 　端移动。
（3）图中电源电压为9伏。线圈电阻为10欧。线圈允许通过的最大电流为0.8安，滑动变阻器规格为“50Ω 2A”，电流表量程为0～0.6安。
①计算该电子秤所能称量物体质量的范围 　 　。
②要增大该电子秤的称量范围，以下方法可行的是 　 　。（假设弹簧等元件均能正常工作）
A．增大电源电压
B．换用“100Ω 1A”的滑动变阻器
C．电流表的量程换用“0～3安”
16．学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。
（1）【项目任务】制作一款电热水壶。
经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下：
容积：1L；
功能：①加热；②保温；
性能：能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃（不计热量损失）。
【方案设计】为实现上述功能，同学们利用两个不同阻值的电阻（R1＜R2）进行设计，其中方案一如图所示。利用方案一中的器材，请将方案二的电路补充完整。
（2）【器材选择】若该壶是按照方案一设计的，根据项目任务中的性能要求，选择的加热电阻阻值最大为 　 　欧姆。[Q吸＝cm（t t0），c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全，从安全角度提出一条设计建议 　 　。
17．寒冷的冬天，人们经常会使用油汀取暖器。如图为小舟家油汀取暖器的工作原理示意图，R1和R2为发热体，其部分参数如表所示，试回答问题：
产品类型 油汀取暖器
额定电压 220V
发热体R1规格 48.4Ω
发热体R2规格 96.8Ω
操作挡位 三挡
（1）取暖器的工作原理：导热油是一种易导热但不易 　 　的液体。接通电路，发热体放热，导热油吸热，温度升高，　 　变小，在油管内上升，同时向周围的空气散热，到达顶端后从边上管道下降到油箱重新加热。
（2）取暖器有高、中、低三挡，小舟选择中挡在房间内取暖。使用一段时间后发现一个规律，取暖器工作25分钟后，温控开关断开停止加热，5分钟后温控开关又自动闭合，取暖器再次工作，如此循环，维持室温的基本恒定。则选择中挡使用时，取暖器每小时消耗多少电能？
（3）某次使用时，取暖器突然不工作了，于是小舟和父亲一起寻找故障。接入电源，闭合所有开关，用测电笔检测a～i各处，发现只有a、b两处测电笔的氖管能发光，根据此现象，可以推测取暖器发生的故障是 　 　。
18．小金用电压表和电流表测导体R的电阻。在正确连接电路的基础上，通过调节滑动变阻器RP，先后完成了四次实验，测得的电压和电流值如表所示。回答问题：
实验次数 U（伏） I（安）
1 0.6 0.12
2 0.8 0.16
3 1.2 待填
4 1.8 0.36
（1）根据实验要求，用笔画线作为导线在图中正确连接电压表。
（2）第3次实验时，电流表示数如图乙所示，此时电流为 　 　安。
（3）根据表中数据，在实验过程中，滑动变阻器RP滑片移动的方向是 　 　（选填“A→B”或“B→A”）。
19．小萍同学想利用如图甲所示电路研究通过小灯泡（额定电压为3伏）的电流与它两端电压的关系。她根据图甲完成图乙的部分连接，待连接完整后，移动滑动变阻器滑片，记录了多组数据，作出了图像a，还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像b（如图丙所示）。（已知滑动变阻器最大阻值为20欧）。
（1）根据图甲将图乙中的实物图连接完整。（要求：滑动变阻器滑片向右移动，小灯泡变亮）
（2）根据图像a，描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。 　 　
（3）当电流表示数为0.12A时，电压表的示数为多少？
（4）图丙阴影部分的面积表示 　 　。
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【2024浙江中考高频考点考前冲刺】2021-2023年初中科学中考真题考点
——欧姆定律计算及实验探究 答案
一．选择题（共1小题）
1．解：由欧姆定律I＝可知，U＝IR，
闭合开关S，R0定值电阻短路，只有电阻箱R接入电路，电压表测量电阻箱R两端电压U＝IR，又知电流I大小始终不变，可知U﹣R图线①U＝IR是正比例函数关系，是一条从原点出发的射线（U、R均为正数）；
断开开关S，定值电阻R0和电阻箱R串联接入电路，电压表测量电阻箱R和定值电阻R两端电压，由串联电路电压规律可知：U＝UR+U＝IR+IR0，又知电流I大小始终不变，R0是定值电阻，可知U﹣R图线②U＝IR+IR0＝IR+U0是一次函数关系，且与纵轴交点为（0，U0）；
故ACD错误，B正确。
故选：B。
二．填空题（共3小题）
2．解：（1）由图丙可知，电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝高功率加热的时间t＝6min+（11min﹣9min）+（16min﹣14min）+（21min﹣19min）＝12min；
（2）闭合开关S、S1、S2，电路为R2的简单电路，电饭煲进入快煮模式，工作电路的电热丝在高功率状态下工作的时间为12min，R2消耗的电能W1＝t1＝×12×60s＝8.712×105J；
S1闭合，S2断开，R1、R2串联，工作电路的电热丝在低功率状态，电路中的电流I＝＝＝0.25A，
由图丙可知，电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝低功率加热的时间t2＝t﹣t1＝24min﹣12min＝12min，
消耗的电能W2＝I2R2t＝（0.25A）2×40Ω×12×60s＝1800J；
电饭煲完成一次快煮，电热丝R2消耗的电能W＝W1+W2＝8.712×105J+1800J＝8.73×105J；
（3）当S2断开后，R2低功率工作，降温至110℃及以下，Sa始终闭合。继续降温至60℃时，Sb闭合，R1被短路，R2高功率工作，升温至80℃时，Sb断开，R1与R2串联，R2低功率工作，开始降温，如此往复，实现自动保温。
故答案为：（1）12；
（2）电饭煲完成一次快煮，电热丝R2消耗的电能为8.73×105J；
（3）当S2断开后，R2低功率工作，降温至110℃及以下，Sa始终闭合。继续降温至60℃时，Sb闭合，R1被短路，R2高功率工作，升温至80℃时，Sb断开，R1与R2串联，R2低功率工作，开始降温，如此往复，实现自动保温。
3．解：（1）电流与电压和电阻都有关系。研究电流与电压的关系，需要保持电阻一定，而小灯泡灯丝电阻随温度变化而变化，所以在M、N之间需要连入定值电阻；
（2）图中M、N之间若接入定值电阻，闭合开关，当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路电阻减小。因电路的总电阻减小，根据欧姆定律I＝可知，电路中的电流增大，电流表示数变大，定值电阻两端的电压变大，根据串联电路的电压规律可知，滑动变阻器两端的电压减小。
故答案为：定值电阻；变小。
4．解：（1）电流表无示数，说明电路断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表两接线柱到电源间是通路，所以故障可能是与电压表并联的定值电阻R1断路；
（2）如图所示，R1与R2串联，当电源电压一定时，R2接入电路的阻值越小，电路的总电阻就越小，电路中的电流就越大。
比较R2的允许通过的最大电流与电流表的量程可知，电路中允许通过的最大电流I＝0.6A，此时R2接入的阻值最小，由欧姆定律公式可得：
电路的总电阻：＝；
R2的最小值：R2＝R﹣R1＝10Ω﹣6Ω＝4Ω。
故答案为：R1断路；4Ω。
三．实验探究题（共7小题）
5．解：小灯泡的额定电压为2.5V，且电压表分度值越小所测结果越精确，故电压表量程选择0～3V而不是0～15V的目的是：读数更精确；
将灯丝插入瓶口浸入水中，使灯丝的温度保持不变，若假设①被否定，则实验中得到的结果是：所测的灯丝电阻阻值基本相等；
用吸管吸饮料表面上看是依靠嘴的吸力，而本质是依靠：大气压强。
故答案为：读数更精确；所测的灯丝电阻阻值基本相等；大气压强。
6．解：（1）图丙电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A；
（2）分析图乙中的第二次测量数据，由R＝可知，
RA＝＝＝5Ω，RB＝＝＝5Ω，RC＝＝≈4.83Ω，
所以待测电阻的阻值为：R＝＝≈4.9Ω；
（3）延长abc三点的连线，与纵坐标相交于0.4V，如图所示：
故答案为：（1）0.3；（2）4.9；（3）第一次实验电压表接入电路前指针所指的刻度值为0.4V。延长abc三点的连线，与纵坐标相交于0.4V。
7．解：（1）由表中数据可知，电压表最大示数为10.2V，故电压表选用大量程并联在盐水柱两端，如下图所示：
；
（2）由表中数据可知，第1次实验盐水柱的电阻为：
R1＝＝＝2.88×103Ω＝2.88kΩ，
则该盐水柱的电阻为：
R＝＝≈2.94kΩ；
（3）根据控制变量法可知，要探究盐水柱的电阻与长度的关系，应控制盐水的浓度、盐水柱的横截面积和温度不变，改变盐水柱的长度，而本实验中，小组成员利用乳胶管弹性好的特性，通过拉长来改变盐水柱长度，进行探究，这种设计是不合理的，在拉长盐水柱长度时，横截面积也会相应发生变化，未控制单一变量。
故答案为：（1）见解答图；（2）2.94；（3）不合理；在拉长盐水柱长度时，横截面积也会相应发生变化，未控制单一变量。
8．解：（1）变阻器一上一下串联接入电路中，如图所示：
（2）图中电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.6V；
电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A；
导体R的电阻R＝＝＝13Ω；
（3）当图乙所示滑动变阻器的滑片P从A端向B端移动时，变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由I＝可知电路中的电流变大，由U＝IR得到电阻R0两端的电压变大，电压表的示数变大。
故答案为：（1）如图所示；（2）13；（3）变大。
9．解：滑动变阻器应该“一上一下”串联点在电路中，如图所示：
表中第一次实验的数据是错误的，待测电阻的阻值为：。
通过调节滑动变阻器的阻值获得多组数据，这样操作的目的是取平均值，减小误差。
故答案为：；10.7；取平均值，减小误差。
10．解：（1）第4次实验时电流表指针位置如图乙，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.34A，由表中数据可知，此时电压表示数为2.5V，灯泡正常发光，灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.34A＝0.85W；
（2）用描点法在图丙上画出该小灯泡灯丝的I﹣U曲线，如下图所示：
；
（3）因为灯丝的电阻与温度有关，并且随温度的升高而增大；当灯泡两端电压增大时，通过灯泡的电流也增大，灯泡的功率变大，灯丝的温度升高，因此灯丝电阻随着它两端电压的升高而增大。
故答案为：（1）0.85；（2）见解答图；（3）温度。
11．解：（1）滑片P向右移时接入的阻值变小，说明接入阻值长度变短，由此可知，滑动变阻器是右下接线柱接入电路；
（2）电流表指针偏转说明有电流通过，排除断路，电压表没有示数说明R被短路；
（3）由数据可知，电压变大，电流变大，比值不变。所以结论为电阻一定时，电流和电压成正比；
（4）图乙中，当电流为0时，电压表有示数，意味着电压表没有调零，指针偏右，或者是电流表没有调零，指针偏左。
故答案为：（1）A；（2）电阻R短路；（3）电阻一定时，电流和电压成正比；（4）电压表没有调零，指针偏右，或者是电流表没有调零，指针偏左。
四．计算题（共1小题）
12．解：（1）在开关S、S1都闭合时，电路为R1的简单电路，此时R1两端的电压即为电源电压，开关S闭合、S1断开时，RMN与R1串联，
由图乙可知，当电流为0.2A时，两种情况的电压分别为：
U1＝IR1＝0.2A×20Ω＝4V，
U1'＝IR1'＝0.2A×30Ω＝6V，
因为串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和，
所以电源电压U＝U1'＝6V；
（2）开关S闭合、S1断开时，RMN与R1串联，此时RMN两端电压为：
UMN＝U﹣U1＝6V﹣4V＝2V，
所以RMN＝＝＝10Ω；
（3）由（1）可知，开关S、S1都闭合，且电流为0.2A时，R1的阻值为30Ω，所以图乙中曲线B是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的；
（4）因为暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻R0和RX，串联电路中的总电阻比任何一个分电阻都要大，并联电路中的总电阻比任何一个分电阻都要小，
若R0＜RMN，则R0和Rx应串联，所以Rx＝RMN﹣R0；
若R0＞RMN，则R0和Rx应并联，即有：+＝，所以Rx＝。
故答案为：（1）6；（2）10Ω；（3）B；（4）若R0＜RMN，则R0和Rx应串联，所以Rx＝RMN﹣R0；若R0＞RMN，则R0和Rx应并联，即有：+＝，所以Rx＝。
五．解答题（共7小题）
13．解：（1）闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电压表V1测灯泡两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，
灯泡正常工作时，灯泡两端的电压等于灯泡的额定电压，所以电压表V1的示数为3V，
串联电路总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压：UH＝U﹣UL＝4.5V﹣3V＝1.5V，即电压表V2的示数为1.5V，
灯泡正常工作时的电流：I＝＝＝0.25A，
串联电路各处电流相等，由欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的电阻：RH＝＝＝6Ω；
（2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能：W＝UIt＝4.5V×0.25A×4×60s＝270J。
答：（1）灯泡正常工作时，电压表V1的示数为3V，电压表V2的示数为1.5V，滑动变阻器接入电路的电阻为6Ω；
（2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能为270J。
14．解：（1）灯泡L正常发光时的电压UL＝6V，灯泡的电功率PL＝2.4W，
由P＝UI可得，灯泡正常发光时通过的电流：IL＝＝＝0.4A；
（2）闭合开关S，当滑片P从A点滑到O点过程中，电流表示数和灯泡L亮度均保持不变，
则金属丝OA的电阻为0Ω，相当于导线，即Ra＝0Ω；
（3）图甲中：
①当PB＝OB时，Rb与灯泡L串联，此时电路中的电流I1＝0.36A，
②当PB＝OB时，Rb与灯泡L串联，此时小灯泡正常发光，此时电路中的电流I2＝IL＝0.4A；
图乙中，OB段电阻被OA导线短路，
③当PO＝OC时，Rc与灯泡L串联，电压表测灯泡两端的电压，即UL′＝4.8V，
④当PO＝OC时，Rc与灯泡L串联，电压表测灯泡两端的电压，即UL″＝6.0V，此时灯泡正常发光，
由②④灯泡都正常发光可知，Rb＝Rc，即Rc＝2Rb，
由④可得，电源的电压U＝UL+I2×Rc＝6V+0.4A×Rc﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣I，
由Rc＝2Rb可知，Rb＝Rc，即①③电路是等效的，
由③可得，电源的电压U＝UL′+I1×Rc＝4.8V+0.36A×Rc﹣﹣﹣﹣﹣II，
由I、II可得：Rc＝60Ω，U＝12V。
答：（1）灯泡L正常发光时，通过灯泡L的电流为0.4A；
（2）0；
（3）金属丝OC的电阻Rc为60Ω，电源电压为12V。
15．解：（1）由图可知，电流从电磁铁的上端进入，从下端流出，根据安培定则可知，用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的一端即为螺线管的N极，所以电磁铁的下端是N极，上端为S极；电磁铁和永磁体之间要产生斥力，根据磁极间的相互作用规律，永磁体的下端应为S极；
（2）放上物体后，指针后向下移动，要使指针仍处在“A”位置，则应该增大电磁铁和永磁体之间的排斥力，要增大排斥力就要增大电路中的电流，根据欧姆定律可知，电源电压不变，则应该减小滑动变阻器的阻值，所以须将滑动变阻器滑片向下移动；
（3）①电流表的最大量程为0.6A，则当I大＝0.6A时，电子秤所称量物体质量m大＝kI大＝500g/A×0.6A＝300g＝0.3kg，
根据欧姆定律可知，此时电路中的总电阻R总＝＝＝15Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝R总﹣R线＝15Ω﹣10Ω＝5Ω，
电流符合线圈允许通过的电流，滑动变阻器接入电路的阻值也在滑动变阻器的阻值范围之内；
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小I小＝＝＝0.15A，
此时电子秤所称量物体质量m小＝kI小＝500g/A×0.15A＝750g＝0.075kg；
则该电子秤所能称量物体质量的范围为0.075kg～0.3kg；
②要增大电子秤的测量范围，根据公式m＝kI可知，可以通过增大电路中电流的取值范围来实现，
A、增大电源电压后，为了电流表安全，电路中的最大电流还是0.6A，所以电子秤所称量物体的最大质量不会变，根据欧姆定律计算出的电流最小值比原来更大，减小了该电子秤的称量范围，故A错误；
B、换用“100Ω 1A”的滑动变阻器后，为了电流表安全，电路中的最大电流还是0.6A，所以电子秤所称量物体的最大质量不会变，由于滑动变阻器的阻值变化范围更大，则根据欧姆定律计算出的电流最小值比原来更小，根据m＝kI计算出的物体的最小质量比原来更小，可以增大该电子秤的称量范围，故B正确；
C、电流表的量程换用“0～3安”，可以使电路中的最大电流为0.8A，利用m＝kI计算出的物体的最大质量比原来更大，而滑动变阻器的阻值变化范围不变，所以电子秤的能测量最小质量不变，可以增大该电子秤的称量范围，故C正确；
故选：BC。
故答案为：（1）S；（2）下；（3）①0.075kg～0.3kg；②BC。
16．解：（1）方案一，电路中两电阻串联，闭合开关S后，当开关S1闭合时，电路为R1的简单电路，电路的电阻较小，由P＝UI＝知，电功率较大，为加热状态；当开关S1断开时，两电阻串联，由串联电路的电阻特点可知，电路的电阻较大，由P＝UI＝知，电功率较小，为保温状态；
开关转换达到改变电路中电阻的大小，从而改变电热水壶的电功率，以实现加热和保温功能；
为了实现上述功能，还可以将两电阻并联，通过开关转换实现，电路图如图所示：
当只闭合开关S时，电路为R2的简单电路，电路的电阻较大，由P＝UI＝知，电功率较小，为保温状态；
当闭合开关S、S1时，由并联电路的电阻特点可知，电路的电阻较小，由P＝UI＝知，电功率较大，加热状态；
（2）由题知，方案一中能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃，
由ρ＝可知，水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，
不计热量损失，电热水壶消耗的电能：W＝Q吸＝3.36×105J，
电热水壶的加热率：P＝＝＝800W，
由P＝UI＝可得，R＝＝＝60.5Ω，
即选择的加热电阻阻值最大为60.5Ω；
（3）为了保证使用的安全，可以在加热的支路上增加一个温度控制开关，避免水加热至沸腾后仍持续加热。
故答案为：（1）见上图；（2）60.5；（3）在加热的支路上增加一个温度控制开关。
17．解：（1）导热油是一种易导热但不易导电的液体。接通电路，发热体放热，导热油吸热，温度升高，质量不变，体积膨胀，根据ρ＝可知，液体的密度变小，在油管内上升；
（2）由表格数据知R1电阻值小于R2电阻值，根据P＝知，当只闭合开关S、S2时电阻R2工作，是低温挡，只闭合开关S、S1时电阻R1工作，是中温挡，开关均闭合时，R1、R2并联，是高温挡。
取暖器中温挡的功率：P＝＝＝1000W，
取暖器中温挡每小时消耗的电能：W＝Pt＝1000W×（25+25）×60s＝3×106J；
（3）取暖器突然不工作了，可能是电路中发生了断路；b处测电笔的氖管能发光，d处测电笔的氖管能不发光，说明bd之间有断路，根据此现象，可以推测取暖器发生的故障是温控开关发生断路。
答：（1）导电；密度；
（2）取暖器中温挡每小时消耗的电能是3×106J；
（3）温控开关发生断路。
18．解：（1）根据电流表是小量程可确定电压表选用小量程与灯并联，如图所示；
（2）由实物图可知电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.24A；
（3）由表中数据可知，移动滑片时滑动变阻器两端的电压变小，连入电阻变小，从B→A移动。
故答案为：（1）见解答；（2）0.24；（3）B→A。
19．解：（1）因为灯泡的额定电压为3伏，所以电压表选用小量程，滑片向右移动灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器滑片右下接线柱连入电路中，如下图所示：
（2）根据图像a可知，通过小灯泡的电流随电压的增大而增大，但增加相同的电压，电流的增加值越来越小；
（3）由电流大小与电源电压大小的关系图像b可知，电源电压恒为3V，
由图甲可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量小灯泡两端电压，电流表测电路中电流，
由图丙可知，电路中电流最小，即电流I＝0.12A时，滑动变阻器全部连入电路，
由欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压为：
U滑＝IR滑＝0.12A×20Ω＝2.4V，
由串联电路中电压规律可知，灯泡两端电压为：
U灯＝U总﹣U滑＝3V﹣2.4V＝0.6V，
即电压表示数为0.6V；
（4）图丙中阴影部分的面积S＝（U总﹣U灯）I，由串联电路电压规律可知，U总﹣U灯＝U滑，故阴影部分的面积S＝（U总﹣U灯）I＝U滑I，而P＝UI，所以阴影部分的面积表示滑动变阻器的电功率。
故答案为：（1）见解答；（2）通过小灯泡的电流随电压的增大而增大，但增加相同的电压，电流的增加值越来越小；（3）电压表示数为0.6V（解题过程见解答）；（4）滑动变阻器的电功率。
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