资源简介

2024-2025学年九年级物理上学期期末复习专题训练
专题06电功和电热与电磁转换（实验专题训练）
【计算1电功与电能的计算】
1．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P在允许范围内移动的过程中，电流表A与电压表V1的示数关系如图乙所示，当电流表示数为0．4A时，两电压表示数恰好相等。则：
（1）电源电压是多少？
（2）求变阻器允许的阻值变化范围；
（3）滑动变阻器滑片P向右移动时，小灯泡L的阻值怎样变化？
（4）小灯泡的阻值最大时，电流通过它2min内做的功。
2．2022年11月29日，神舟十五号载人飞船发射成功，与神十四乘组实现首次太空会师。小宇通过查阅资料了解到，飞船在发射前，科技人员要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的模拟检测电路，电源电压保持不变，R0为100Ω的定值电阻，R为压力传感器，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中，舱体不漏气时，电压表示数为200V，舱体内气压为1．0×105Pa。求：
（1）舱体不漏气时，通过R0的电流；
（2）舱体不漏气时，工作1min，整个电路消耗的电能；
（3）若电压表示数为176V，此时舱内的气压值。
3．小聪利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天渐暗时灯自动发光，天渐亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6V，定值电阻R0为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度E的单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在一定关系，部分数据如表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0．02A时，恰好启动工作电路的照明系统。则：
光照强度E/lx 1．0 2．0 3．0 4．0 5．0
光敏电阻R/Ω 120 60 40 30 24
（1）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？
（2）若每天工作10h，该两盏灯泡一天需要消耗多少度电？
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值是多少？此时光照强度是多少？
4．在如图所示的电路中，R1＝20Ω，R2＝30Ω，闭合开关后，电流表示数为0．3A。试求：
（1）电源电压是多少？
（2）通电10s整个电路消耗的电能是多少？
5．如图所示，电源电压不变。当S2、S3闭合，S1断开时，电压表示数为6V。当S1、S3闭合，S2断开时，电流表A和A1的示数分别为0．5A和0．3A，求：
（1）电源电压是多少？
（2）R1和R2的电阻值？
（3）当S1、S3断开，S2闭合时，工作1minR1消耗的电能是多少焦？
6．如图所示为某品牌电暖桌的宣传语“每小时耗电0．1元”，为了验证其真实性，某物理兴趣小组调研发现，其在最低挡位状态下，接入电路的发热电阻是80Ω，若将它接到220V的电路中，求：
（1）此时通过该电暖桌的电流是多少？
（2）通电1h，电流做了多少功？
（3）若当地每度电的电费是0．6元，宣传语是否真实。
【计算2 电功率的计算】
7．R是一个随推力F变化而变化的电阻，F与R的关系如图甲所示。现有如图乙、丙的两个电路，R0为定值电阻，阻值为20Ω，电源电压恒为6V，电流表量程为0～0．6A。
（1）当小白同学推力为0时，求电阻R的阻值。
（2）用300N的力推电阻，求R0的电功率（图乙）。
（3）图丙中当干路电流不超过电流表量程时，小白同学推力F的最大值。
8．传感器（transducer）是一种能感受被测量信息并按照一定规律转换成可用信号的器件或装置。图甲是一种常用压力传感器的原理电路图，电源电压恒定，R1为电阻器，压力感应板A和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起，压力感应板A、B之间由绝缘弹簧相连，其间有可伸缩的导线。闭合开关S，不对压力感应板A施加力时，滑动变阻器R2的滑片P恰在其最上端，电流表、电压表的示数如图乙所示；当在压力感应板A上施加一个5N的压力F时，电流表的示数变为0．3A。通过计算回答：
（1）电阻器R1的电阻值是多少？
（2）此时电压表的示数是多少？
（3）此时滑动变阻器R2消耗的电功率是多少？
9．如图1所示，已知定值电阻R1的阻值为30Ω，闭合开关时整个电路正常工作，两电流表的指针都在同一位置，示数如图2所示（设电源电压保持不变），求：
（1）电源电压和定值电阻R2的电阻是多少？
（2）电路消耗的总功率是多少？
（3）现用一个未知阻值的定值电阻Rx替换电阻R1或R2，替换后只有一个电流表的示数发生了变化，请回答Rx替换的是电阻R1还是R2？此时替换后电流表示数减少了0．3A，求未知电阻Rx的功率是多少？
10．如图甲为一款养生壶，其加热原理如图乙所示。养生壶的额定电压为220V，R1、R2均是发热电阻，R2＝193．6Ω。当家庭电路中只有养生壶工作且处于加热状态正常工作时，1min内电能表铝制圆盘转过50r。求：
（1）养生壶加热状态正常工作时的电功率；
（2）养生壶保温状态正常工作时的电功率；
（3）保温状态工作30min消耗的电能；
（4）当用电高峰期，家庭电路电压降为198V时，加热状态的实际功率。
11．如图所示电路，滑动变阻器R2的阻值范围为0﹣15Ω，当滑片P分别移动到a、b两端时，R1消耗的功率之比为9：4，滑片P移动到a端时电流表示数为0．3A。求：
（1）R1的阻值；
（2）电源电压；
（3）滑片P移动到b端时电压表的示数。
12．图甲为一种新型电饭锅，图乙为其简化电路，其中R1和R2均为电热丝，R1＝484Ω，当开关S和S1都闭合时电饭锅消耗的功率P＝600W，图丙为其在工作的50min内功率随时间变化的图像。求：
（1）当开关S闭合，S1断开时，电阻R1消耗的功率P1；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电饭锅在这50min内消耗的电能是多少kW h。
13．如图所示，电源电压恒定不变，灯L1标有“3V，3W”字样，灯L2标有“3V，6W”字样，闭合开关S，两灯均正常发光。求：
（1）灯L1的电阻；
（2）电流表的示数；
（3）电路消耗的总功率。
14．小萌家新购买了一个电烤火炉，它的原理图如图所示，其中R1和R2均为加热丝，该电烤火炉有高温挡和低温挡两种挡位，铭牌如表所示。求：
电烤火炉铭牌
额定电压 220V
额定功率 高温挡 1100W
低温挡 440W
电源频率 50Hz
（1）电烤火炉在高温挡正常工作10min所消耗的电能；
（2）电阻R2的阻值（保留一位小数）；
（3）王老师关闭其他用电器，让电烤火炉高温挡工作，观察到标有“2500r/（kW h）”的电能表在6min内转动了250转，计算该电烤火炉高温挡的实际功率。
15．如图甲电路，电源电压及灯泡L的电阻均不变，滑动变阻器的最大阻值为R1＝20Ω。当S1、S2均闭合且滑片P滑到b端时，电流表A1、A2的指针恰好指到同一位置，如图乙所示，此时灯正常发光；当S1、S2均断开且滑片P置于滑动变阻器的中点时，电流表A1的示数为0．4A，求：
（1）灯的额定功率；
（2）R2的电阻；
（3）整个电路消耗的最小电功率。
【计算3 焦耳定律的计算及其应用】
16．如图所示，电源电压恒为6V，电阻R1为10Ω，当开关S闭合后，电压表的示数为2V。求：
（1）通过电阻R1的电流；
（2）通电1分钟，电阻R2产生的热量。
17．电饭锅工作时有两种状态：一种是加热状态，另一种是保温状态。如图甲所示为电饭锅的电路图，R1、R2为电热丝，S为温控开关，A、B两点接在家庭电路上。当S闭合时，电饭锅处于加热状态，加热功率为1000W；当S断开时，电饭锅处于保温状态，保温功率为100W。求：
（1）电热丝R1、R2的阻值分别是多少？
（2）电饭锅保温5min，电热丝R2产生的热量是多少？
（3）某周末的晚饭时，小李想利用自家电能表（如图乙）测量电饭锅的实际功率。于是他关闭了家中其它所有用电器，只让电饭锅在“加热”状态下工作，观察到电能表的转盘在1min内转了45转。求电饭锅的实际功率。
18．如图所示，图甲为某电饭锅的实物图、图乙为其电路原理图、图丙为电饭锅铭牌的主要参数，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1为总开关，S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将电饭锅接入电源电压为220V的电路中，求：
额定电压：220V 加热功率：880W 保温功率：80W
（1）电饭锅在处于加热挡时的电流；
（2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是多少焦；
（3）R1和R2的阻值。
19．如图是某家用电扇及其铭牌。
FS69电扇 额定电压 220V 额定功率 66W 质量 6kg
（1）电扇底座与地面总接触面积为2．4×10﹣3m2，则电扇静止时对水平地面的压强是多少？
（2）电风扇正常工作时的电流是多大？
（3）电扇使用事项中明确规定：“禁止用手或其他物体阻挡叶片转动”，这是因为正常工作的电扇，如果叶片被卡住而不转动时，电能将全部转化为内能，很容易烧坏电动机线圈。已知线圈电阻为22Ω，若正常工作的电扇叶片被卡住不转的状态持续1min，则线圈中电流产生的热量是多少？
20．如图甲是一种新型吊运设备的简化模型示意图，虚线框里是滑轮组（未画出），OC是一根以O点为支点的水平杠杆，AB表示对杠杆起固定作用且不可伸缩的缆绳。滑轮组绳子的自由端由额定电压为220V的电动机拉动，定滑轮的轴和电动机均固定在B点。在一次作业中，吊运设备匀速竖直提升物体时，绳子自由端的拉力为312．5N，此时滑轮组的机械效率为80%，被提升的物体上升的速度为0．24m/s，电动机做的功跟时间的变化关系如乙图所示。不考虑滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦。求：
（1）此次作业中被提升的物体受到的重力；
（2）此次作业中，电动机的输入电流为1．5A，电动机工作5s产生的热量；
（3）第二次作业中，利用该设备以相同的速度匀速提升重为2000N的物体，作用在绳子自由端的拉力。
21．如图甲所示是某品牌电饭锅，图乙是其工作的电路图，如表是该电饭锅铭牌上的一些信息，R、R0两根电阻丝的阻值均不变，其中R是主加热器，R0是保温加热器。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热，当锅内温度达到105℃时，开关S自动与a、b断开，变为与触点c接触，开始保温，此时锅内水温不变，且未沸腾。
（1）R0的电阻是多少欧？
（2）该电饭锅处于加热挡正常工作50s，R产生的热量为多少焦？
（3）断开其他用电器开关，仅让电饭锅在加热挡下工作，测得图丙中电能表转盘3min内转过150转，请计算电饭锅的实际功率。
××牌电饭锅
额定电压 220V
额定功率 加热挡 968W
保温挡 484W
电源频率 50Hz
22．如图所示的电路中，小灯泡上标有“6V 3．6W”的字样，滑动变阻器R1的最大电阻为40Ω，R2为定值电阻，电源电压保持不变。当只闭合开关S、S2，滑动变阻器的滑片P在中点时，小灯泡正常发光（灯丝的电阻保持不变），求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）电源电压；
（3）当所有开关都闭合，滑片P滑到最左端时，电流表A1、A2的示数之比是3：2，电阻R在10s内产生的热量；
（4）小灯泡消耗的最小电功率（不能为0）。
【计算4 电功与电热的综合计算】
23．图甲是某品牌的电热水壶，其工作电路简图如图乙所示，开关S可以控制其加热、保温和停止三个状态，其铭牌如表所示。在该电热水壶正常工作的情况下，将一壶25℃的水在1标准大气压下加热到沸腾[假设电热丝产生的热量全部被水吸收，R1、R2的阻值不随温度变化，c水＝4．2×103J/（kg ℃），1L＝10﹣3m3]。求：
产品名称：电水壶 产品型号：DH﹣200G5 额定容量：2L 额定电压：220V 加热功率：1210W 额定频率：50Hz 保温功率：100W
（1）水吸收的热量；
（2）R1、R2的阻值；
（3）实际加热这壶水到沸腾用时10．5min，求实际电压。
24．小丽为了研究鸡蛋孵化的过程，与爸爸一起设计了如图甲所示的孵化恒温箱温控电路。控制电路的电源电压U＝36V，热敏电阻Rt阻值随温度变化的关系如图乙所示，R1为滑动变阻器；工作电路中电热器功率为120W，指示灯的规格为“12V 3W”，R0为定值电阻。闭合开关S，当电磁铁中电流为150mA时，衔铁才会被吸下，当温度不低于设定值时，衔铁被吸下，电热器停止加热，指示灯正常发光；当温度低于设定值时，衔铁弹起，电热器加热，指示灯熄灭。现设定恒温孵化箱的温度为40℃，[不计热量损失，电磁铁线圈电阻不计，c空气＝1．0×103J/（kg ℃），ρ空气＝1．29kg/m3]求：
（1）为确保指示灯正常发光，定值电阻R0的阻值应为多大？
（2）若孵化箱的容积为2m3，电热器工作430s，箱内空气温度将升高多少℃？
（3）恒温孵化箱温度稳定在40℃时，R1的阻值。
25．如图甲为某款电陶炉，有高温挡、低温挡、停止工作三个挡位，其简化电路如图乙，R1、R2均为电热丝，电陶炉工作的额定电压为220V，低温挡额定功率为400W；在某次煲汤过程中，电陶炉高温挡正常工作10min后转为低温挡正常工作，其消耗的电能W与工作时间t的关系如图丙所示；所煲汤的初温为35℃、质量为2kg，汤的比热容c汤＝4．0×103J/（kg ℃）。
（1）电陶炉低温挡正常工作时的电流（结果保留一位小数）？
（2）若电陶炉工作时高温挡的热效率为60%，则高温挡正常工作10min时，汤升高的温度是多少？
26．图甲是一家用电暖器，有“低温”、“中温”、“高温”三挡，铭牌见表（“高温”挡功率空出），图乙为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全，闭合S1为“低温”挡。求：
（1）“低温”挡正常工作时的电阻是多少？
（2）“高温”挡正常工作时的总电流是多少？
（3）若某房间内空气质量为60kg，空气温度为10℃，设定空气的比热容为1．1×103J/（kg ℃）且保持不变，用该电暖器的“高温”挡正常工作20分钟，放出热量的50%被房间内的空气吸收，那么可使此房间的空气温度升高多少℃？
××牌电暖器
额定电压 220V
额定功率 低温挡 550W
中温挡 1100W
高温挡
频率 50Hz
27．如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝44Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0＝50Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围0～80Ω）和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流I≥60mA时，衔铁被吸合切断工作电路。
（1）工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是多少？
（2）若用该装置将质量为2kg、温度为30℃的水加热至50℃，水需要吸收的热量为多少？[已知水的比热容
为4．2×103J/（kg ℃）]
（3）当温度为60℃，滑动变阻器R2＝50Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？
（4）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的最高温度是多少？
28．如图甲所示是一款新型节能装置——立式空气能热水器，铭牌如表。某同学用该热水器洗一次澡用水量为40L，加入40L水后打开开关35min后，水的温度由17℃升高到42℃。[已知ρ水＝1．0×103kg/m3，c水＝4．2×103J/（kg ℃），g＝10N/kg]求：
产品型号：××——8952 额定电压：220V 频率：50Hz 额定功率：？？？W 容积：100L 加热效率：80% 机身净重：70kg 接地面积：2000cm2
（1）加入40L水后空气能热水器对地面的压强。
（2）这些水吸收的热量。
（3）空气能热水器的功率。
29．如图甲所示为家用智能电热马桶盖，图乙是其电路，R1和R2两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S2可接a或b，该电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能。当开关S1断开，S2接a时电路的功率为44W，开关S1闭合，S2接a时电路的功率为88W：
（1）R2的阻值；
（2）开关S1闭合，S2接b时电路的功率；
（3）马桶圈的质量m＝650g，要让马桶圈的温度升高8℃，则用“高温挡”加热的方式需要多长时间。（设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈材料的比热容c＝0．44×103J/（kg ℃））
30．如图所示，电源电压18V保持不变，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，灯泡L标有“6V、6W”字样，滑动变阻器R标有“100Ω、10A”字样。闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡正常工作，不考虑灯丝电阻的变化。求：
（1）灯泡正常工作时的电流和电阻；
（2）灯泡正常工作30min所放出的热量是多少？这些热量在1标准大气压下能否把50g的水从20℃加热至沸腾？（热量全部被水吸收）[c水＝4．2×103J/（kg ℃）]
（3）在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围。
【作图5 家庭电路的组成与连接】
31．请用笔画线表示导线，将图中的电灯、开关和插座正确接入家庭电路中。
32．请用笔画线代替导线在图中连接家庭电路。要求开关控制螺口灯泡。
33．某排油烟机有照明和排风双功能且照明和排风互不影响，照明由开关S控制，排风开关由S1、S2控制，按下开关S1对应弱排风，按下开关S2对应强排风。请根据上述信息，将图中排油烟机内部的电路连接完整。
34．为做好新冠疫情防控工作，某小区入口安装了图甲所示的健康码识别及测温门禁一体机。进入小区人员出示健康码，健康码为绿码且体温不高于37℃时，门禁才会打开。图乙为其内部简化电路，“健康码识别”和“体温测量”均相当于开关。请在图乙中画线代替导线将电路连接完整。
35．如图所示是家庭电路中一个带保险盒的三孔插座。请将该三孔插座正确接入电路中。
36．请在图中用笔画线代替导线将电灯、开关正确接入家庭电路。
【作图6 安培定则】
37．如图所示，根据小磁针静止时的指向，请在图中标出螺线管的N、S极和螺线管中的电流方向。
38．根据图中小磁针静止时的指向，在括号中标出电源的极性。
39．根据图中通电螺线管的N极，标出磁感线方向、小磁针的N极，并在括号内标出电源的正、负极。
40．根据图中通电螺线管的S极，标出磁感线方向、小磁针的N极，并在括号内标出电源的正、负极。
【实验7 实验测量小灯泡的电功率】
41．在“测定小灯泡电功率”的实验中，小灯泡额定电压为2．5V。
（1）图甲中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并在图中改正（导线不许交叉）。
（2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮。两电表无示数。为判断故障、将电压表与滑动变阻器并联，电压表有示数，则电路发生故障的原因是　　。
（3）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表示数如图乙所示为　　V。
（4）根据实验记录绘制I﹣U图象如图丙所示，根据图象信息，计算小灯泡的额定功率是　　W。
（5）完成上述实验后，小敏设计了如图丁所示的电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。实验方案如下：（电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R1）
①按电路图连接电路。
②只闭合开关　　，移动R1滑片，使电流表的示数为I额灯泡正常发光。
③只闭合开关　　，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额。
④保持　　滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额＝　　。（用I额、I1、I2、R1表示）
42．如图所示是“测量小灯泡电功率”实验的电路图，实验器材有：电压恒为6V电源、额定电压为2．5V的小灯泡（灯丝的电阻约为10Ω）、电流表、电压表、导线若干，三种规格的滑动变阻器R1（10Ω，0．5A）、R2（50Ω，0．5A），R3（200Ω，0．2A）。
序号 电压表U/V 电流表I/A 电功率P/W 灯泡亮度
1 ？ 0．23 0．46 较暗
2 2．5 0．25 正常
3 3．0 0．28 0．84 较亮
（1）通过估算，滑动变阻器应选择　　（选填“R1”、“R2”或“R3”）；
（2）闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移动到端　　（选填“A”或“B”）；
（3）闭合开关进行实验，测量的数据记录在表格中，由此可知小灯泡的额定功率为　
　W；
（4）实验结束后，能否用现有器材做探究电流与电压关系的实验，请说明理由：　
　。
43．小强在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所用电源为两节干电池，小灯泡上标有“2．5V”字样。请完成下列问题：
物理量次数 电压U/V 电流I/A 实际电功率P/W 小灯泡亮度
1 0．5 0．18 不亮
2 2．0 0．30 较亮
3 2．5 0．32 很亮
4 2．8 0．35 特别亮
（1）如图是小强同学连接的错误电路，在应改动的一根导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。
（2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数。若电路中只有一处故障，这个故障可能是：　　。
（3）排除故障后继续实验，小强进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表格中。请你分析第1次实验中小灯泡不亮的原因是：　　。
（4）由表格中的数据可知，小灯泡的额定功率为　　W；且小灯泡的亮度是由它的　　决定的。
（5）通过分析本次实验的数据和现象还会有一个新的发现，即：　
　。
44．如图所示，小红在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2．5V，电阻大约为10Ω，有两个规格2分别为“10Ω 1A”的滑动变阻器和“50Ω 2A”的B滑动变阻器，电源电压为6V。
（1）本实验中应选择变阻器　　（选填“A”或“B”）。
（2）请你用笔画线代替导线将如图甲中的实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大。
（3）连好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数。接下来应进行的操作是　　。
A．断开开关，更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（4）问题解决后，继续进行实验，发现电压表的示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向　　（选填“右”或“左”）端移动，直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　　W。
（5）完成上面实验后小红同学进行了反思，如果电压表损坏了，能不能用其他实验器材来完成实验呢，经过思考，她选用了一个阻值为10Ω的定值电阻。设计了如图丁所示的电路，请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S1，将S2拨到触点“1”，移动滑动变阻器滑片，使电流表的示数为　　；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将开关S2拨到触点“2”。读出电流表的示数I；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝　　（用已知量和测量量表示）。
45．在“测定小灯泡的额定功率”实验中，小金同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为6V的电源，额定电压为3．8V的小灯泡和一个标有“20Ω 1．5A”的滑动变阻器，设计了如图甲所示的电路。
（1）连接好电路，闭合开关，滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表示数增大，则变阻器接入电路的接线柱应是D和　　。当电压表的示数为　　V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数为0．4A，则灯泡的额定功率为　　W。
（2）另一组的同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：
①　　；
②　　。
46．景萱在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为2．5V的小灯泡，电源电压保持6V不变，滑动变阻器规格为“30Ω，1A”，连接电路如图甲所示。
（1）电路连接时，景萱需要　　开关；
（2）为了使滑片右移时灯的亮度变亮，请你帮景萱用笔画代替导线连接好图甲中的电路；
（3）连接好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，同时发现电流表有示数，电压表无示数，则电路中存在的故障可能是　　；
（4）排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数如图乙所示，想使小灯泡正常发光，则应将滑片向　　（选填“左”或“右”）移动一些；
（5）完成了上述的实验后，景萱还想测另一只额定电压为U1的小灯泡的额定电功率，但发现电流表损坏。景萱利用阻值已知的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，并操作如下：
①依据电路图连接好电路，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U1；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合开关　　，读出电压表示数为U2；
③小灯泡的额定功率P额＝　　。（用U1、U2和R0表示）
【实验8 探究影响电流通过导体时产生热量的因素】
47．小明在探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”时，设计了如图所示的甲、乙实验装置，将电阻丝R1、R2分别密封在两个装有相等质量煤油的相同烧瓶中，已知R1＜R2，电源电压相同且保持不变。则：
（1）实验中电流通过导体产生热量的多少是通过　　的多少体现出来的。
（2）甲装置可探究电流通过导体产生的热量是否与　　有关。
（3）比较a、c两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与　
　是否有关。
48．如图是探究电流通过导体产生热量的实验装置，甲、乙两容器中各有两个相同的透明容器，其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值已经标出），U形管中装有等量的同种液体，接通电源，观察现象：
（1）实验中电流产生热量的多少是通过　　反映出来的，观察现象其就可以对电阻丝放热的多少进行比较，这种研究物理问题方法叫　　；如图是探究导体产生的热量与　的关系；
（2）通电一段时间　　（选填“左瓶”或“右瓶”）内电阻丝产生的热量多
（3）本实验可得出，实验结论：　　。
49．如图是小松同学“探究电流产生热量与电流、电阻的关系”实验，所用的三个“灯泡”中R1＝R3＝10Ω，R2＝40Ω，小松分别将这三个“灯泡”接入如图所示电路AB之间，闭合开关后调节滑片位置，用停表测量使每次通电时间相等，用刻度尺测出对应的细玻璃管中红色液柱上升的高度，同时读取了对应的电流表示数，记录的数据如表所示。
次数 电流I/A 时间 R/Ω Δh/cm
甲 0．4 相等 10 4
乙 0．2 40 4
丙 0．2 10 1
（1）实验中使用停表计时误差的主要来源是什么？
（2）小松根据实验过程中甲、丙的数据，可得到的结论是：在相等时间内　　相同时，电流较大的导体比电流较小的导体产生的热量　　。
（3）小松分析乙、丙的数据可以得出了“电流产生热量与电阻关系”。而同组的小峰认为对比甲、乙的数据，同时利用（2）问中的实验结论，也可以得出“电流产生热量与电阻关系”．请你写出分析的过程。
50．请完成与下列实验有关的填空。
（1）如图﹣1，在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，闭合开关后，将电阻丝上的导线夹子向右滑动时，可观察到小灯泡的亮度变暗，说明导体的电阻大小与导体的　
　有关。
（2）如图﹣2，这是在“探究电流与电压的关系”实验中，根据实验数据绘制的I﹣U图象，由此可知，在电阻一定时，电流与电压成　　。
（3）如图﹣3，这是“探究电流通过导体产生的热量与　　的关系”的实验装置，将AB两个端口接入电路中通电一段时间后，电阻丝　　（选填“R1”或“R2”）产生的热量较多。
51．如图甲、乙所示，在探究“影响电流的热效应的因素”实验中，三个烧瓶中装入等质量的煤油。
（1）为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了如图甲所示的装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入支温度计，该实验通过比较　　（选填“温度计示数的变化”或“加热时间”）来判断相同时间内不同电流产生热量的多少。下列探究实验也采用这种研究方法的是　　。
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻
C．在探究影响动能大小因素的实验中，小车动能的大小通过木块移动的距离来比较
（2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中：然后移动滑动变阻器的滑片改变电流的大小，重复上述操作，获得第2组数据（见表）。
实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度的升高量/℃
1 0．3 30 10 1．5
2 0．6 30 10 6．0
由此得出结论：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量越　　。
（3）若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙所示的　　（选填“B”或“C”）烧瓶中的电阻与图甲所示烧瓶中的电阻　　（选填“串联”或“并联”）。
【实验9 探究通电螺线管外部的磁场分布】
52．在探究“通电螺线管外部的磁场分布”实验中，小明进行如下操作：
（1）如图所示，可知通电螺线管外部的磁场分布与　　（选填“条形磁体”或“U形磁体”）的磁场分布相似；
（2）小明还想探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向是否有关，接下来的操作是　　。
53．小雨学习小组利用铁屑、小磁针、滑动变阻器、电池、开关、螺线管等实验器材，探究通电螺线管外部磁场的形状和方向。如图甲所示，在固定有通电螺线管的有机玻璃板上均匀的撒满铁屑，轻敲玻璃板，铁屑有规律的排列。
（1）图甲实验是通过　　来证明通电螺线管周围存在磁场的。观察比较可知：通电螺线管周围的磁场和　　磁体的磁场相似。
（2）如图乙，闭合开关，螺线管周围的小磁针发生偏转，静止时的指向如图所示。摆放小磁针是为了判定通电螺线管周围磁场的　　。请标明图乙中小磁针的N、S极。
54．（1）如图1所示，小辰同学做“探究光的反射定律”实验时，将平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板　　地立放在平面镜上，当她使入射光线AO与ON的夹角为60°时，反射角大小应为　　。
（2）小彤同学用图2甲所示装置探究水在沸腾前后温度变化的特点，图乙是水　
　（选填“沸腾前”或“沸腾时”）的情况，水在沸腾过程中要继续吸热，温度　　。
（3）如图3，小畅同学在探究通电螺线管的磁场分布，发现通电螺线管外部的磁场与　
　磁体的磁场相似，根据通电螺线管两端小磁针静止时的指向，可以判定图中通电螺线管的　　（选填“左”或“右”）端是它的N极。
【实验10 探究影响电磁铁磁性强弱的实验】
55．如图所示是“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验装置。
（1）用笔画线代替导线，将电路连接完整。
（2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，电流表的指针如图所示，则电流表的示数为　　A，此时通电螺线管的下端是　　（填“N”或“S”）极。
（3）下列操作不能改变电磁铁磁性强弱的是　　（填字母）。
A．抽去铁芯 B．电源两极对调 C．减少线圈的匝数
56．某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B，B铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。
（1）如图甲，闭合开关，电磁铁A的钉尖是　　极；将滑动变阻器的滑片P向左移动，能吸引　　的大头针数目；
（2）如图乙，把电磁铁A和B串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是　
　；
（3）电磁铁在生活中应用广泛，请举一例：　　。
57．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，制成简易电磁铁A、B，并设计了如图所示的电路。
（1）实验中通过观察　　来判断电磁铁磁性的强弱。当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁A、B吸引大头针的个数　　（选填“增加”或“减少”），说明电流越　　，电磁铁磁性越强。
（2）根据图示的情境可知，电流一定时，　　，电磁铁磁性越强。
（3）请你判断出铁钉B的上端是电磁铁的　　极。
【实验11 探究电磁感应现象的实验】
58．小明学习电和磁的相关知识时，完成了下列两个实验。
（一）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用相同的漆包线和铁钉绕制成电磁铁A和B，设计了如图甲所示的电路。
（1）图中A、B串联的目的是　　。
（2）闭合开关后，分析图中的现象，得出的结论是：　
　。
（3）B铁钉的钉尖是　　极。若让B铁钉再多吸一些大头针，滑动变阻器的滑片应向　　端移动。（选填“左”或“右”）
（二）小明用如图乙所示的实验装置“探究产生感应电流的条件”。
（1）实验中，通过观察　　来判断电路中是否有感应电流。
（2）闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁铁，电路中　　（选填“有”或“无”）感应电流。
（3）在仪器和电路连接都完好的情况下，小明发现实验现象不太明显，请你提出一条改进措施：　　。
（4）该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做　　时，导体中就会产生感应电流。
59．在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验中：
（1）图甲中a、b接线柱间应接入的器材是　　。
（2）根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做　　运动；实验中导线运动的　　能转化为电能。
（3）将扬声器与灯泡连接成如图乙所示电路，闭合开关，快速按动纸盆，小灯泡　　（选填“可能”或“不可能”）发光。
60．小致利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
（1）闭合开关，导体棒ab上下方向运动，电流表指针　　偏转；若导体棒ab沿　　方向运动时，电流表指针会发生偏转；
（2）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转。由此小致得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做　　运动时，电路中就会产生感应电流；
（3）利用此实验的原理，人们在生产生活中制成了　　。
参考答案
【计算1电功与电能的计算】
1．1）电源电压是6V；
（2）变阻器允许的阻值变化范围为2～25Ω；
（3）滑动变阻器滑片P向右移动时，小灯泡L的阻值变大；
（4）小灯泡的阻值最大时，电流通过它2min内做的功为300J。
【解答】解：（1）由图甲可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测小灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流；
由图乙可知，当电流表示数为0．4A时，电压表V1示数为3V，此时两电压表的示数相等，根据串联电路电压特点可知，电源电压为U＝3V×2＝6V；
（2）由图乙可知，电路中的电流最大为0．5A，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，此时灯泡两端电压为U1＝5V，
滑动变阻器此时电压为：U2小＝6V﹣5V＝1V，
则滑动变阻器接入电路的最小阻值为：
R滑小＝＝＝2Ω；
由图乙可知，电路中的电流最小为0．2A，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，此时灯泡两端电压为U1′＝1V，
滑动变阻器此时电压为：U2大＝6V﹣1V＝5V，
则滑动变阻器接入电路的最大阻值为：
R滑大＝＝＝25Ω，
所以滑动变阻器滑片移动过程中阻值变化范围是2～25Ω；
（3）由图知滑动变阻器滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由I＝知电路的电流变大，小灯泡变亮，小灯泡的灯丝温度升高，小灯泡L的阻值变大；
（4）当小灯泡的电流最大时，小灯泡最亮，灯丝的温度最高，小灯泡的阻值最大，由图乙知此时小灯泡两端的电压为5V，通过小灯泡的电流为0．5A，电流通过它2min内做的功为：W＝UIt＝5V×0．5A×2×60s＝300J。
答：（1）电源电压是6V；
（2）变阻器允许的阻值变化范围为2～25Ω；
（3）滑动变阻器滑片P向右移动时，小灯泡L的阻值变大；
（4）小灯泡的阻值最大时，电流通过它2min内做的功为300J。
2．（1）舱体不漏气时，通过R0的电流为2A；
（2）舱体不漏气时，工作1min，电路消耗的总电能为2．64×104J；
（3）若电压表示数为176V时，此时舱内的气压值为6×104Pa。
【解答】解：由图甲可知，定值电阻R0与压敏电阻R串联，电压表测R0两端的电压；
（1）通过R0的电流：I0＝＝＝2A；
（2）由图乙可知，舱体内气压为1．0×105Pa时，压敏电阻R的阻值R＝10Ω，
由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻：R总＝R+R0＝10Ω+100Ω＝110Ω，
由串联电路的电流特点可知，此时电路中的电流：I＝I0＝2A；
由欧姆定律可知，电源电压：U＝IR总＝2A×110Ω＝220V，
则工作1min，电路消耗的总电能：W＝UIt＝220V×2A×60s＝2．64×104J；
（3）此时电路中的电流：I'＝I0'＝＝＝1．76A，
由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R总'＝＝＝125Ω，
则压敏电阻的阻值：R'＝R总'﹣R0＝125Ω﹣100Ω＝25Ω，
由图乙可知，此时舱内的气压值为0．6×105Pa＝6×104Pa。
答：（1）舱体不漏气时，通过R0的电流为2A；
（2）舱体不漏气时，工作1min，电路消耗的总电能为2．64×104J；
（3）若电压表示数为176V时，此时舱内的气压值为6×104Pa。
3．（1）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是0．4A；
（2）两盏灯泡一天需要消耗的电能0．88度；
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为100Ω，此时光照强度为1．2lx。
【解答】解：（1）由P＝UI可得，每盏灯泡正常发光时通过的电流：IL＝＝＝0．2A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流：I总＝2IL＝2×0．2A＝0．4A；
（2）两盏灯泡一天需要消耗的电能；W＝UIt＝220V×0．4A×10h＝0．088kW×10h＝0．88度；
（3）由表格数据可知，光照强度E和光敏电阻R的阻值的关系为RE＝120Ω lx不变，
照明系统恰好启动时，控制电路的电流I＝0．02A，
由I＝可得，控制电路的总电阻：R总＝＝＝300Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，光敏电阻R的阻值：R＝R总﹣R0＝300Ω﹣200Ω＝100Ω，
此时光照强度：E＝＝1．2lx。
答：（1）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是0．4A；
（2）两盏灯泡一天需要消耗的电能0．88度；
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为100Ω，此时光照强度为1．2lx。
4．（1）电源电压是9V。
（2）通电10s整个电路消耗的电能是67．5J。
【解答】解：（1）电路图可知，两电阻并联，电流表测通过R2支路的电流，
电源电压等于R2之路的电压，则
U＝U2＝I2R2＝0．3A×30Ω＝9V
（2）通过R1的电流
干路中的电流
I＝I1+I2＝0．75A
通电10s整个电路消耗的电能
W＝UIt＝9V×0．75A×10s＝67．5J
答：（1）电源电压是9V。
（2）通电10s整个电路消耗的电能是67．5J。
5．（1）电源电压是6V；
（2）R1和R2的电阻值分别为20Ω和30Ω；
（3）当S1、S3断开，S2闭合时，工作1min R1消耗的电能是17．28J。
【解答】解：（1）当S2、S3闭合，S1断开时，R2单独连入电路，R2电压表测量两端的电压，电源电压等于R2两端的电压，即U＝U2＝6V；
（2）当S1、S3闭合，S2断开时，R1和R2并联，电流表A测干路电流，A1测R1的电流；通过R1的电流为I1＝0．3A，R1＝＝＝20Ω；
根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流为I2＝I﹣I1＝0．5A﹣0．3A＝0．2A
因为并联，所以各支路两端电压均等于电源电压，即U1＝U2＝U＝6V，
；
（3）当S1、S3断开，S2闭合时，R1和R2串联，根据欧姆定律得出电路中的电流为
根据W＝I2R1t得出工作1min R1消耗的电能是W＝I2R1t＝（0．12A）2×20Ω×1×60s＝17．28J。
答：（1）电源电压是6V；
（2）R1和R2的电阻值分别为20Ω和30Ω；
（3）当S1、S3断开，S2闭合时，工作1min R1消耗的电能是17．28J。
6．（1）此时通过该电暖桌的电流是2．75A；
（2）通电1h，电流做的功为2．178×106J；
（3）宣传语不真实。
【解答】解：（1）通过该电暖桌的电流为：
I＝＝＝2．75A；
（2）通电1h，电流做的功为：
W＝UIt＝220V×2．75A×3600s＝2．178×106J＝0．605kW h；
（3）每小时耗电的费用为：
0．605kW h×0．6元/（kW h）＝0．363元＞0．1元，所以宣传语是不真实。
答：（1）此时通过该电暖桌的电流是2．75A；
（2）通电1h，电流做的功为2．178×106J；
（3）宣传语不真实。
【计算2 电功率的计算】
7．（1）当小白同学推力为0时，电阻R的阻值为40Ω；
（2）用300N的力推电阻，R0的电功率为0．8W；
（3）图丙中当干路电流不超过电流表量程时，小白同学推力F的最大值为200N。
【解答】解：（1）由甲图可知，当F＝0时，电阻R＝40Ω；
（2）图乙中，R和R0串联，已知F＝300N，由甲图可知电阻R＝10Ω，串联电路的电流I＝＝＝0．2A；R0的功率P＝I2R0＝（0．2A）2×20Ω＝0．8W；
（3）图丙中，R和R0并联，通过R0的电流I＝＝＝0．3A；由于电流表的量程为0～0．6A，干路电流最大为Imax＝0．6A；根据并联电路电流的特点，通过R的电流I＝0．6A﹣0．3A＝0．3A，则电阻R的阻值R＝＝＝20Ω，由图甲可知推力F＝200N。
答：（1）当小白同学推力为0时，电阻R的阻值为40Ω；
（2）用300N的力推电阻，R0的电功率为0．8W；
（3）图丙中当干路电流不超过电流表量程时，小白同学推力F的最大值为200N。
8．（1）电阻器R1的电阻值是6Ω。
（2）此时电压表的示数是1．8V。
（3）此时滑动变阻器R2消耗的电功率是0．36W。
【解答】解：电阻器R1和滑动变阻器R2串联，开始时R2阻值为0Ω，
电源电压U＝3V；
（1）由欧姆定律，可得：电阻器R1的电阻值
；
（2）由欧姆定律，可得：此时电压表的示数
U′ ＝I′R ＝0．3A×6Ω＝1．8V；
（3）U ′＝U﹣U ′＝3V﹣1．8V＝1．2V；
此时滑动变阻器R2消耗的电功率
P ′＝U ′I′＝1．2V×0．3A＝0．36W；
答：（1）电阻器R1的电阻值是6Ω。
（2）此时电压表的示数是1．8V。
（3）此时滑动变阻器R2消耗的电功率是0．36W。
9．（1）电源电压U是9V；
（2）电路消耗的总功率是13．5W；
（3）替换的是电阻R2；此时替换后电流表示数减少了0．3A，未知电阻Rx的功率是 8．1W。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关时，R1与R2并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电流。
（1）因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两电流表的指针都在同一位置，
所以，干路电流表A的量程为0～3A，分度值为0．5A，示数I＝1．5A，
R1支路电流表的量程为0～0．6A，分度值为0．02A，示数I1＝0．3A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，电源的电压：U＝U2＝U1＝I1R1＝0．3A×30Ω＝9V；
（2）电路消耗的总功率P＝UI＝9V×1．5A＝13．5W；
（3）由题知，用电阻Rx替换电阻R1、R2中的一个，替换后只有一个电流表的示数发生了变化，
若用Rx替换电阻R1，则电流表A1所在支路的电阻发生变化，电流表A1的示数会发生变化，同时干路电流也会发生变化，即电流表A的示数发生变化，不符合题意；
因此只能是用Rx替换电阻R2，此时R1支路电流表A1的示数不变，只有干路电流表A的示数发生变化；
此时替换后电流表示数减少了0．3A，则此时干路电流为I′＝I﹣ΔI＝1．5A﹣0．3A＝1．2A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过Rx的电流Ix＝I′﹣I1＝1．2A﹣0．3A＝0．9A，
未知电阻Rx的功率P'＝UIx＝9V×0．9A＝8．1W。
答：（1）电源电压U是9V；
（2）电路消耗的总功率是13．5W；
（3）替换的是电阻R2；此时替换后电流表示数减少了0．3A，未知电阻Rx的功率是 8．1W。
10．（1）养生壶加热状态正常工作时的电功率是1000W；
（2）养生壶保温状态正常工作时的电功率100W；
（3）保温状态工作30min消耗的电能1．8×105J。
（4）当用电高峰期，家庭电路电压降为198V时，加热状态的实际功率810W。
【解答】解：（1）3000r/（kW h）表示电路中的用电器消耗1kW h电能，电能表的转盘转过3000转，
电能表的转盘1min内转了50转消耗的电能：W′＝kW h＝kW h，
养生壶加热状态正常工作时的电功率P＝＝1kW＝1000W；
（2）开关置于“1”，只有电阻R1工作，而开关置于2位置，两个电阻串联，根据串联的总电阻比任一个电阻大，由P＝知，串联时电功率较小，为保温挡，开关置于“1”为加热挡，
由图乙可知，此时电路中只有R1工作，
R1的阻值：R1＝＝48．4Ω；
由图乙可知，当开关置于“2”时，R1、R2串联，
根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻：R总＝R1+R2＝48．4Ω+193．6Ω＝242Ω，
养生壶保温状态正常工作时的电功率：P保＝＝＝200W；
（3）保温状态工作30min消耗的电能W＝P保t＝200W×30×60s＝3．6×105J。
（4）当用电高峰期，家庭电路电压降为198V时，加热状态的实际功率
P实＝＝810W。
答：（1）养生壶加热状态正常工作时的电功率是1000W；
（2）养生壶保温状态正常工作时的电功率200W；
（3）保温状态工作30min消耗的电能3．6×105J。
（4）当用电高峰期，家庭电路电压降为198V时，加热状态的实际功率810W。
11．（1）R1的阻值是30Ω；
（2）电源电压为9V；
（3）滑片P移动到b端时电压表的示数是3V。
【解答】解：（1）当滑片P移动到a端时，电路只有R1工作，电流表示数为：Ia＝0．3A，
R1消耗的功率为Pa＝…………①，
当滑片P移动到b端时，R1、R2串联，变阻器接入电阻最大R2＝15Ω
由欧姆定律可知Ib＝＝＝；
此时R1消耗的功率为Pb＝R1＝（）2R1＝ R1…………②
Pa：Pb＝9：4，由①②得：
＝，可得：R1＝30Ω
（2）当滑片P移动到a端时，电路只有R1工作，
电源电压U＝IR1＝0．3A×R1＝U＝9V，
Ib＝＝＝0．2A
（3）滑片P移动到b端时，R1、R2串联，电压表测量R2的电压；
由欧姆定律可知U2＝IbR2＝0．2A×15Ω＝3V
答：（1）R1的阻值是30Ω；
（2）电源电压为9V；
（3）滑片P移动到b端时电压表的示数是3V。
12．（1）当开关S闭合，S1断开时，电阻R1消耗的功率P1为100W；
（2）电阻R2的阻值为96．8Ω；
（3）电饭锅在这50min内消耗的电能为0．25kW h。
【解答】解：（1）当开关S闭合，S1断开时，电路为只有R1的简单电路，电阻R1消耗的功率P1为
；
（2）当开关S和S1都闭合时电饭锅消耗的功率P＝600W，此时R1、R2并联，即R1、R2的总功率为600W，所以电阻R2的功率为P2＝P﹣P1＝600W﹣100W＝500W；
电阻R2的阻值为
；
（3）由图丙可知，电饭锅在这50min内先以P＝600W的功率工作20min，再以P1＝100W的功率工作了30min，根据W＝Pt可知消耗的电能为
。
答：（1）当开关S闭合，S1断开时，电阻R1消耗的功率P1为100W；
（2）电阻R2的阻值为96．8Ω；
（3）电饭锅在这50min内消耗的电能为0．25kW h。
13．（1）灯L1的电阻为3Ω；
（2）电流表的示数为3A；
（3）电路消耗的总功率为9W。
【解答】解：由图可知，两灯并联，电流表测量干路电流，两灯此时都正常发光。
（1）由可得，灯L1的电阻：；
（2）已知并联电路中干路电流等于各支路电流之和，由P＝UI可得，干路电流为：
I＝I1+I2＝＝＝1A+2A＝3A，
即电流表的示数为3A；
（3）电路消耗的总功率：
P＝P1+P2＝3W+6W＝9W。
答：（1）灯L1的电阻为3Ω；
（2）电流表的示数为3A；
（3）电路消耗的总功率为9W。
14．（1）电烤火炉在高温挡正常工作10min所消耗的电能为6．6×105J；
（2）电阻R2的阻值为73．3Ω；
（3）该电烤火炉高温挡的实际功率为1000W。
【解答】解：（1）由P＝可得，电烤火炉在高温挡正常工作10min所消耗的电能：
W＝P高t＝1100W×10×60s＝6．6×105J；
（2）当开关S闭合，开关S1断开时，电路中只有R1工作，此时电阻大于两电热丝并联的总电阻，
由P＝可知，电路消耗的功率较小，处于低温挡；
当开关S、S1闭合时，电路中两电阻并联，电阻较小，
由P＝可知，电路消耗的功率较大，处于高温挡；
由表格数据可知，低挡功率P低＝440W，高温挡功率P高＝1100W，
故高温挡时，R2的功率：P2＝P高﹣P低＝1100W﹣440W＝660W，
由P＝可知，电阻R2的阻值：
R2＝＝≈73．3Ω；
（3）电能表在6min内转动了250转消耗的电能W′＝＝0．1kW h，
高温挡的实际功率：P实际＝＝＝1kW＝1000W。
答：（1）电烤火炉在高温挡正常工作10min所消耗的电能为6．6×105J；
（2）电阻R2的阻值为73．3Ω；
（3）该电烤火炉高温挡的实际功率为1000W。
15．（1）灯的额定功率为3．2W；
（2）R2的电阻为30Ω；
（3）整个电路消耗的最小电功率为5．12W。
【解答】解：
（1）S1、S2均闭合，滑片P滑到b端时，R2短路，灯L与R1并联。
由题图可得：I＝1A，IL＝0．2A，
所以I1＝I﹣IL＝1A﹣0．2A＝0．8A，
由I＝可知，
电源电压为U＝I1R1＝0．8A×20Ω＝16V，
灯的额定功率：P＝UIL＝16V×0．2A＝3．2W；
（2）S1、S2均断开，滑片P置于滑动变阻器的中点时，R2与Rap串联，
电路总电阻为R总＝＝40Ω，
R2的阻值为R2＝R总﹣＝40Ω﹣×20Ω＝30Ω；
（3）由P＝可知：U一定，当R总最大时，电路功率P最小，
所以当S1、S2均断开且滑片P滑到b端时，R1与R2串联，此时R总最大，
R总＝30Ω+20Ω＝50Ω，
电路消耗的最小功率为P最小＝＝＝5．12W。
答：（1）灯的额定功率为3．2W；
（2）R2的电阻为30Ω；
（3）整个电路消耗的最小电功率为5．12W。
【计算3 焦耳定律的计算及其应用】
16．（1）通过电阻R1的电流为0．4A；
（2）通电1分钟，电阻R2产生的热量为48J。
【解答】解：由电路图可知，两电阻串联，电压表测量R2两端的电压；
（1）因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和，所以电阻R1两端电压：U1＝U﹣U2＝6V﹣2V＝4V，
则通过电阻R1的电流：I1＝＝＝0．4A；
（2）因串联电路中各处电流相等，所以通过电阻R2的电流：I2＝I1＝0．4A，
则通电1分钟，电阻R2产生的热量：Q＝W＝U2I2t＝2V×0．4A×60s＝48J。
答：（1）通过电阻R1的电流为0．4A；
（2）通电1分钟，电阻R2产生的热量为48J。
17．（1）电热丝R1、R2的阻值分别是435．6Ω、48．4Ω；
（2）电饭锅保温5min，电热丝R2产生的热量是3000J；
（3）电饭锅的实际功率为900W
【解答】解：（1）当S闭合时，电饭锅处于加热状态，由图甲可知，此时电路中只有R2工作，
由P＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝48．4Ω；
当S断开时，电饭锅处于保温状态，由图甲可知，R1、R2串联，
由P＝可知，R1、R2的串联总电阻：R＝＝＝484Ω；
根据串联电路的电阻特点可知，R1的阻值：R1＝R﹣R2＝484Ω﹣48．4Ω＝435．6Ω；
（2）由P＝UI可知，保温状态时电路中的电流：I＝＝＝A，
电饭锅保温5min，电热丝R2产生的热量：Q2＝I2R2t＝（A）2×48．4Ω×5×60s＝3000J；
（3）3000r/kW h表示电路中用电器每消耗1kW h，电能表的转盘转过3000转，
则电能表的转盘转了45转，电饭锅消耗的电能：W＝＝0．015kW h，
电饭锅的实际功率：P＝＝＝0．9kW＝900W。
答：（1）电热丝R1、R2的阻值分别是435．6Ω、48．4Ω；
（2）电饭锅保温5min，电热丝R2产生的热量是3000J；
（3）电饭锅的实际功率为900W。
18．（1）电饭锅在处于加热挡时的电流为4A；
（2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是4．8×104J；
（3）R1和R2的阻值分别为55Ω、550Ω。
【解答】解：（1）由图表格参数可知，电饭锅的加热挡功率P加＝880W，
由P＝UI可知，电饭锅在处于加热挡时的电流：I＝＝＝4A；
（2）由P＝可知，电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量：Q＝W＝P保t＝80W×10×60s＝4．8×104J；
（3）由图乙可知，当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，电饭锅处于保温挡；
当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电饭锅处于加热挡；
由P＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝55Ω；
R1、R2的串联总电阻：R＝＝＝605Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝605Ω﹣55Ω＝550Ω。
答：（1）电饭锅在处于加热挡时的电流为4A；
（2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是4．8×104J；
（3）R1和R2的阻值分别为55Ω、550Ω。
19．（1）电扇静止时对水平地面的压强是2．5×104Pa；
（2）电风扇正常工作时的电流为0．3A；
（3）1min内线圈产生的热量为1．32×105J。
【解答】解：（1）电扇的重力：G＝mg＝6kg×10N/kg＝60N，
电扇静止时对水平地面的压力：F＝G＝60N；
电扇静止时对水平地面的压强：
p＝＝＝2．5×104Pa；
（2）由P＝UI得：I额＝＝＝0．3A；
（3）叶片被卡住而不转动时，电动机为纯电阻用电器，通过线圈的电流：I＝＝＝10A，
线圈产生的热量：Q＝I2Rt＝（10A）2×22Ω×60s＝1．32×105J。
答：（1）电扇静止时对水平地面的压强是2．5×104Pa；
（2）电风扇正常工作时的电流为0．3A；
（3）1min内线圈产生的热量为1．32×105J。
20．（1）第一次作业中被提升的物体受到的重力为1000N；
（2）第一次作业中，电动机工作时5秒钟产生的热量为150J；
（3）第二次作业中，作用在绳子自由端的拉力为562．5N。
【解答】解：（1）由图乙知，当t＝5s时，绳子自由端拉力做的总功W总＝1500J，
则绳子自由端拉力的功率：
P总＝＝＝300W，
滑轮组的机械效率η＝＝＝，
所以有用功的功率：P有＝ηP总＝80%×300W＝240W，
由P有＝Gv物可得，被提升物体的重力：
G＝＝＝1000N；
（2）电动机工作时5秒消耗的电能：W电＝UIt＝220V×1．5A×5s＝1650J，
电动机工作时5秒所做的机械功：W机＝W总＝1500J，
则电动机工作时5秒钟产生的热量：Q＝W电﹣W机＝1650J﹣1500J＝150J；
（3）由P＝＝＝Fv可得，第一次作业时绳子自由端移动的速度：
v＝＝＝0．96m/s，
由v＝nv物可得，动滑轮上绳子的段数：
n＝＝＝4，
不考虑滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦，由F＝（G+G动）可得动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G＝4×312．5N﹣1000N＝250N，
第二次作业中，利用该设备以相同的速度匀速提升重为2000N的物体，作用在绳子自由端的拉力：
F′＝（G′+G动）＝×（2000N+250N）＝562．5N。
答：（1）第一次作业中被提升的物体受到的重力为1000N；
（2）第一次作业中，电动机工作时5秒钟产生的热量为150J；
（3）第二次作业中，作用在绳子自由端的拉力为562．5N。
21．（1）R0的电阻是100欧；
（2）该电饭锅处于加热挡正常工作50s，R产生的热量为2．42×104J；
（3）电饭锅的实际功率为1000W。
【解答】解：
（1）开关S与触点c接触，电饭锅处于保温挡，此时电路只有R0接入电路中，
由表中数据知其保温挡功率P保温＝484W，由P＝可得：
R0＝＝＝100Ω；
（2）开关S自与触点a、b接通时，电饭锅处于加热挡，此时R与R0并联，
并联电路中各支路间互不影响，所以R0功率不变，仍等于保温功率，
由表中数据知，电饭锅加热挡功率P加热＝968W，
所以R的功率：
PR＝P加热﹣P0＝968W﹣484W＝484W，
加热挡正常工作50s，R产生的热量：
QR＝WR＝PRt＝484W×50s＝2．42×104J；
（3）电热水壶3min消耗的电能：
W＝kW h＝0．05kW h，
电饭锅的实际功率：
P实＝＝＝1kW＝1000W。
答：（1）R0的电阻是100欧；
（2）该电饭锅处于加热挡正常工作50s，R产生的热量为2．42×104J；
（3）电饭锅的实际功率为1000W。
22．（1）小灯泡正常发光时的电阻是10Ω；
（2）电源电压是18V；
（3）电阻R2在10s内产生的热量是40．5J；
（4）小灯泡消耗的最小电功率是0．4W。
【解答】解：（1）小灯泡正常发光时的电阻RL＝＝＝10Ω；
（2）当只闭合开关S、S2，滑动变阻器的滑片P在中点时阻值为20Ω，小灯泡正常发光，
此时电路中的电流I额＝＝＝0．6A，
R1两端的电压U1＝I额R1中＝0．6×20Ω＝12V，
电源电压U＝U1+U额＝12V+6V＝18Ω；
（3）当所有开关都闭合，L被短接，R1与R2并联，故两电阻电压都等于电源电压，滑片P滑到最左端时电阻为40Ω，电流表A1、A2的示数之比是3：2，因为A1测的是干路电流，A2测的是R1的电流，故R1与R2两条支路电流之比是2：1，则有：＝＝＝＝，解得R2＝80Ω，
通过R2的电流I2＝＝＝0．225A，
电阻R2在10s内产生的热量Q＝R2t＝（0．225A）2×80Ω×10s＝40．5J；
（4）因为小灯泡电阻一定，故当电路中电流最小时，小灯泡电功率最小，故小灯泡与R2串联时，
电流最小为I小＝＝＝0．2A，
小灯泡消耗的最小电功率PL小＝I小2RL＝（0．2A）2×10Ω＝0．4W。
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻是10Ω；
（2）电源电压是18V；
（3）电阻R2在10s内产生的热量是40．5J；
（4）小灯泡消耗的最小电功率是0．4W。
【计算4 电功与电热的综合计算】
23．（1）水吸收的热量为6．3×105J；
（2）R1、R2的阻值分别为40Ω和444Ω；
（3）实际加热这壶水到沸腾用时 10．5min，实际电压为 200V。
【解答】解：
（1）由可知，水的质量：m＝ρV＝1．0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg；
水的初温为25℃，一标准大气压下沸点为100℃，
则水吸收的热量：Q＝c水m（t﹣t0）＝4．2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣25℃）＝6．3×105J；
（2）由图乙可知，开关S接3时，R1和 R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，电热水壶处于保温状态；
开关S接2时，电路中只有 R1，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热水壶处于加热状态；
由可知，R1的阻值：R1＝＝＝40Ω；
R1和 R2的总阻值：R＝＝＝484Ω；
根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝484Ω﹣40Ω＝444Ω；
（3）实际加热这壶水到沸腾用时 10．5min，则电热水壶的实际功率为：，
由可知，实际电压：。
答：（1）水吸收的热量为6．3×105J；
（2）R1、R2的阻值分别为40Ω和444Ω；
（3）实际加热这壶水到沸腾用时 10．5min，实际电压为 200V。
24．（1）定值电阻R0的阻值应为832Ω；
（2）若孵化箱的容积为2m3，电热器工作430s，箱内空气温度将升高20℃；
（3）恒温孵化箱温度稳定在40℃时，R1的阻值为190Ω。
【解答】解：（1）根据P＝UI得小灯泡正常发光的电流为：
I＝＝＝0．25A，
根据串联电路电压的规律知定值电阻R0两端的电压为：
U滑＝U电源﹣UL＝220V﹣12V＝208V
由欧姆定律I＝得定值电阻R0的阻值为：
R0＝＝＝832Ω；
（2）由ρ＝可知，箱内空气的质量：
m＝ρ空气V＝1．29kg/m3×2m3＝2．58kg，
由P＝可知，电热器工作430s消耗的电能：
W＝P加热t加热＝120W×430s＝5．16×104J，
因为不计热量损失，所以空气吸收的热量：
Q吸＝W＝5．16×104J，
由Q吸＝c空气mΔt可知，箱内空气升高的温度：
Δt＝＝＝20℃；
（3）由乙图可知，温度为40℃时，热敏电阻的阻值Rt＝50Ω，
由题可知，孵化箱的温度为40℃时，衔铁被吸下，此时控制电路中的电流I′＝150mA＝0．15A，
由I＝可得控制电路的总电阻：
R＝＝＝240Ω，
因为Rt与R1串联，所以R1＝R﹣Rt＝240Ω﹣50Ω＝190Ω。
答：（1）定值电阻R0的阻值应为832Ω；
（2）若孵化箱的容积为2m3，电热器工作430s，箱内空气温度将升高20℃；
（3）恒温孵化箱温度稳定在40℃时，R1的阻值为190Ω。
25．（1）电陶炉低温挡正常工作时的电流为1．8A；
（2）高温挡正常工作10min时，汤升高的温度是45℃。
【解答】解：（1）由P＝UI可知，电陶炉低温挡正常工作时的电流：I＝＝≈1．8A；
（2）由图丙可知，电陶炉低温挡正常工作的时间t1＝35min﹣10min＝25min＝1500s，
由P＝可知，低温挡工作25min消耗的电能：W1＝P低t1＝400W×1500s＝6×105J，
则电陶炉高温挡工作10min消耗的电能：W2＝W﹣W1＝1．2×106J﹣6×105J＝6×105J，
由η＝可知，汤吸收的热量：Q吸＝ηW2＝60%×6×105J＝3．6×105J，
由Q吸＝cmΔt可知，汤升高的温度：Δt＝＝＝45℃。
答：（1）电陶炉低温挡正常工作时的电流为1．8A；
（2）高温挡正常工作10min时，汤升高的温度是45℃。
26．见试题解答内容
【解答】解：（1）闭合S1为“低温”挡，R1单独接入电路，由P＝可求“低温”挡正常工作时的电阻是：
R1＝＝＝88Ω；
（2）闭合S1为“低温”挡，R1单独接入电路，单独闭合S2为“中温”挡，高温挡为S1、S2同时闭合，R1、R2并联，
P高温＝P低温+P中温＝550W+1100W＝1650W，
根据P＝UI可得高温挡时正常工作的电流：I＝＝＝7．5A；
（3）电暖器的“高温”挡正常工作20分钟，放出的热量：
W＝P高温t＝1650W×20×60s＝1．98×106J；
空气吸收的热量：Q吸＝ηW＝50%×1．98×106J＝0．99×106J；
由Q吸＝cmΔt可得，房间的空气温度升高：
Δt＝＝＝15℃。
答：（1）“低温”挡正常工作时的电阻是88Ω；
（2）“高温”挡正常工作时的总电流是7．5A；
（3）可使此房间的空气温度升高15℃。
27．（1）工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是6．6×104J；
（2）水需要吸收的热量为1．68×105J；
（3）控制电路的电源电压是9V；
（4）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的最高温度是80℃。
【解答】解：（1）由题意可知，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝44Ω的电热丝组成，
则R在1min内产生的热量为：Q＝W＝t＝×1×60s＝6．6×104J；
（2）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4．2×103J/（kg ℃）×2kg×（50℃﹣30℃）＝1．68×105J；
（3）图可知，当温度为60℃时，热敏电阻R1的阻值为50Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻R＝R1+R2+R线＝50Ω+50Ω+50Ω＝150Ω，
此时衔铁恰好被吸合，则控制电路的电流为：I＝60mA＝0．06A；
由欧姆定律可知，控制电路的电源电压：U＝IR总＝0．06A×150Ω＝9V；
（4）当控制电路电流I＝60mA＝0．06A，控制电路电源电压不变，
由欧姆定律可知，控制电路的总电阻最大为：R最大＝＝＝150Ω；
衔铁被吸合切断工作电路，根据串联电路的电阻特点可知，当滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω时，热敏电阻R1的阻值最小（此时温度最高）：
热敏电阻R1的最小值：R1小＝R最大﹣R2′﹣R0＝150Ω﹣80Ω﹣50Ω＝20Ω，
由图可知，当热敏电阻R1的阻值为20Ω时，装置控制的温度为80℃。
答：（1）工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是6．6×104J；
（2）水需要吸收的热量为1．68×105J；
（3）控制电路的电源电压是9V；
（4）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的最高温度是80℃。
28．（1）加入40L水后空气能热水器对地面的压强为5500Pa；
（2）这些水吸收的热量4．2×106J；
（3）空气能热水器的功率2500W。
【解答】解：（1）某同学洗一次澡用水的体积：V＝40L＝40dm3＝0．04m3，
由ρ＝可得所用水的质量：m＝ρ水V＝1．0×103kg/m3×0．04m3＝40kg；
空气能热水器的总重力为：G＝mg＝（70kg+40kg）×10N/kg＝1100N，
热水器对水平地面的压力：F＝G＝1100N，
热水器与水平地面的接触面积：S＝2000cm2＝0．2m2，
热水器对地面的压强：p＝＝＝5500Pa；
（2）这些水温度由17℃升高到42℃吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4．2×103J/（kg ℃）×40kg×（42℃﹣17℃）＝4．2×106J；
（3）根据η＝得消耗的电能为：W＝＝＝5．25×106J；
由P＝得空气能热水器的功率为：P＝＝＝2500W。
答：（1）加入40L水后空气能热水器对地面的压强为5500Pa；
（2）这些水吸收的热量4．2×106J；
（3）空气能热水器的功率2500W。
29．（1）R2的阻值为550Ω；
（2）开关S1闭合，S2接b时电路的功率为176W；
（3）马桶圈的质量m＝650g，要让马桶圈的温度升高8℃，则用“高温挡”加热的方式需要的时间为13s。
【解答】解：
（1）根据题意可知，当开关S1闭合、S2接a时，电路为R1的简单电路，此时P2＝88W，
由P＝UI＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝550Ω，
当开关S1断开、S2接a时，R1和R2串联，此时P1＝44W，
此时电路中的总电阻：R＝＝＝1100Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝110Ω﹣550Ω＝550Ω；
（2）由图可知，当开关S1闭合、S2接b时，R1与R2并联，
并联电路的总功率等于各并联电阻的电功率之和，
则开关S1闭合，S2接b时电路的功率：P3＝PR1+PR2＝+＝+＝176W；
（3）马桶圈吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝0．44×103J/（kg ℃）×650×10﹣3kg×8℃＝2288J，
根据以上分析可知，高温挡加热功率：P高温＝P3＝176W，
电热丝发热全部被马桶圈吸收，则电热马桶盖消耗的电能：W＝Q吸＝2288J，
由P＝可知，用“中温挡”加热的方式需要的时间：t＝＝＝13s。
答：（1）R2的阻值为550Ω；
（2）开关S1闭合，S2接b时电路的功率为176W；
（3）马桶圈的质量m＝650g，要让马桶圈的温度升高8℃，则用“高温挡”加热的方式需要的时间为13s。
30．（1）灯泡正常工作时的电流和电阻分别为1A、6Ω；
（2）灯泡正常工作30min所放出的热量是1．08×104J；这些热量在1标准大气压下不能把50g的水从20℃加热至沸腾；
（3）在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围为12Ω～30Ω。
【解答】解：（1）由P＝UI可知，灯泡正常工作时的电流：IL＝＝＝1A；
由I＝可知，灯泡正常工作时的电阻：RL＝＝＝6Ω；
（2）灯泡可看成纯电阻用电器，灯泡消耗的电能全部转化为内能，
由P＝可知，灯泡正常工作30min所放出的热量：Q＝W＝PLt′＝6W×30×60s＝1．08×104J；
一个标准大气压下，水的沸点是100℃，
50g水从20℃加热至沸腾吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4．2×103J/（kg ℃）×50×10﹣3kg×（100℃﹣20℃）＝1．68×104J，
由于Q吸＞Q，所以灯泡放出的热量不能把50g的水从20℃加热至沸腾；
（3）由图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；
根据灯泡的额定电流、电流表量程和滑动变阻器允许通过的最大电流可知，电路中的最大电流：I大＝IL＝1A，
由I＝可知，电路中的最小总电阻：R总小＝＝＝18Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器接入电路的最小阻值：R滑小＝R总小﹣RL＝18Ω﹣6Ω＝12Ω，
根据电压表量程可知，滑动变阻器两端的最大电压U滑大＝15V，
根据串联电路的电压特点可知，灯泡两端的最小电压：UL小＝U﹣U滑大＝18V﹣15V＝3V，
通过灯泡的最小电流：IL小＝＝＝0．5A，
根据串联电路的电流特点可知，通过滑动变阻器的最小电流I滑小＝IL小＝0．5A，
由I＝可知，滑动变阻器接入电路的最大阻值：R滑大＝＝＝30Ω，
则在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围为12Ω～30Ω。
答：（1）灯泡正常工作时的电流和电阻分别为1A、6Ω；
（2）灯泡正常工作30min所放出的热量是1．08×104J；这些热量在1标准大气压下不能把50g的水从20℃加热至沸腾；
（3）在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围为12Ω～30Ω。
【作图5 家庭电路的组成与连接】
31．
【解答】解：（1）开关控制电灯时，开关和电灯串联，火线首先过开关再入灯泡顶端的金属点，零线直接连电灯的螺丝口；
（2）三孔插座的接法：左孔接零线，右孔接火线，上孔接地线，如图所示。
32．
【解答】解：根据三孔插座上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线可知，图中最上面一条为火线，中间一条为零线；
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，如图所示：
33．
【解答】解：根据题意可知，照明灯由开关S控制；照明与排风互不影响，这说明照明灯与风扇是并联的；
如单独按下开关S1，定值电阻与电动机串联，为弱排风；单独按下开关S2，电路中只有电动机，为强排风；由此可知开关S1与定值电阻串联，再与开关S2并联，共同控制电动机，如图所示：
34．见解答图
【解答】解：由题意可知，进入小区人员出示健康码，健康码为绿码且体温不高于37℃时，门禁才会打开，即两个开关（“健康码识别”和“体温测量”）都闭合时，门禁才会打开（电动机工作），这说明两个开关相互影响，是串联的，然后与电动机串联在电路中，如图所示：
35．见解析图。
【解答】解：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：
36．
。
【解答】解：灯泡接法：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，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全，如图所示：
。
【作图6 安培定则】
37．
见试题解答内容
【解答】解：小磁针的左端S极靠近螺线管的左端，所以螺线管的左端为N极，右端为S极。再结合图示的螺线管的绕向，利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向是从右端流入左端流出。如下图所示：
38．【解答】解：小磁针静止时N极指向左侧，根据磁极间的相互作用规律，可以判断出通电螺线管的左端为S极，右端为N极，根据安培定则，伸出右手，使大拇指指向通电螺线管的N极（右端），则四指弯曲所指的方向为电流的方向，即电流是从通电螺线管的左端流入的，所以电源的左端为正极，右端为负极，如图所示。
39．【解答】解：①由图可知，通电螺线管的右端为N极，根据异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，则小磁针的右端为S极，左端为N极；
②因为在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极；
③根据安培定则，伸出右手使大拇指指示螺线管的左端N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流从螺线管的左端流入，则电源的左端为正极，右端为负极；如图所示：
40．【解答】解：螺线管的左端为S极，则其右端为N极，在磁体周围磁感线从N极出发回到S极，由此可以确定磁感线的方向是向左的，
根据磁极间的作用规律可知，小磁针靠近螺线管的S极的一端是小磁针的N极，即小磁针左下端为S极，右上端为N极；
螺线管的左端为S极，结合螺线管的线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向是从螺线管的左端流入，右端流出，在电源的外部，电流从电源的正极流出，回到电源负极，所以电源的左端为正极，右端为负极，如下图所示：
。
【实验7 实验测量小灯泡的电功率】
41．（1）见上图；（2）滑动变阻器断路；（3）2．2；（4）；0．5；（5）②S1；③S2；④R2；⑤I额2 。
【解答】解：（1）由图甲知，电压表串联在了电路中，应将其与灯泡并联，将滑动变阻器与灯泡串联，电路图如图所示：
（2）小灯泡不亮，两电表无示数，电路可能有断路发生，将电压表改接在滑动变阻器下面两接线柱上，发现电压表有示数，此时电压表两接线柱到电源两极间是通路，则说明与电压表并联的滑动变阻器断路；
（3）由图乙知，电压表使用0﹣3V量程，分度值为0．1V，所以电压表示数为2．2V；
（4）当U＝2．5V时灯泡正常发光，由图象知此时灯泡中的电流I＝0．2A，所以灯泡的额定功率：
P＝UI＝2．5V×0．2A＝0．5W；
（5）①按电路图连接电路。
②闭合开关S1，移动R1滑片，使电流表的示数为I额灯泡正常发光。
此时灯泡与R1串联；
③闭合开关S2，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额。
此时R1与R2串联，因为电路中电流仍为I额，所以R2＝RL；
④保持R2滑片位置不动，将另一个滑动变阻器（R1）滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器（R1）的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
⑤由串联电路特点和欧姆定律可得：
U＝I1R2＝I2（R1+R2），
解得：R2＝，
小灯泡额定功率的表达式为P额＝I额2RL＝I额2R2＝I额2 。
故答案为：（1）见上图；（2）滑动变阻器断路；（3）2．2；（4）；0．5；（5）②S1；③S2；④R2；⑤I额2 。
42．（1）R2；（2）B；（3）0．625；（4）不能探究电流与电压的关系，因为小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化。
【解答】解：（1）灯泡正常发光时的电压UL＝2．5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
IL＝＝＝0．25A＞0．2A；
电源电压恒为6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯正常发光时，滑动变阻器两端的电压：U滑＝U﹣UL＝6V﹣2．5V＝3．5V，
由欧姆定律I＝，灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻为：R滑＝＝＝14Ω＞10Ω，考虑到电流因素，则滑动变阻器选R2；
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处的B端；
（3）根据表格数据知，灯在额定电压下的电流为0．25A，可计算出小灯泡的额定功率是：
P＝ULIL＝2．5V×0．25A＝0．625W；
（4）要探究电流与电压关系的实验，需要控制电阻不变，而小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化，所以不能探究电流与电压的关系。
故答案为：（1）R2；（2）B；（3）0．625；（4）不能探究电流与电压的关系，因为小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化。
43．（1）见解答图；（2）灯泡短路；（3）小灯泡消耗的实际功率太小；（4）0．8；实际功率；（5）灯的电阻随温度的升高而变大。
【解答】．解：（1）由图知，电压表串联在电路中了，电流表并联在电路中了，这是错误的，电压表应与灯泡并联，电流表应与灯泡串联，改接电路如图所示：
；
（2）闭合开关后，电流表有示数，电路为通路，小强发现灯泡不亮，电压表无示数，若电路中只有一处故障，这个故障可能是灯泡短路；
（3）根据第1次实验数据，灯的实际功率为：
P1＝U1I1＝0．5V×0．18A＝0．09W，小灯泡不亮的原因是灯的实际功率过小；
（4）灯在额定电压下正常发光，由表格中的数据可知，灯在2．5V时的电流为0．32A，小灯泡的额定功率为：PL＝ULIL＝2．5V×0．32A＝0．8W；
同理，第2、4次灯的实际功率为0．6W、0．98W，故小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的；
（5）由欧姆定律，第1次实验灯的电阻为：
R1＝＝≈2．8Ω，同理第2、3、4次灯的电阻分别为6．7Ω、7．8Ω、8Ω；
灯的功率越大，灯丝的温度越高，故通过分析本次实验的数据和现象还会有一个新的发现，即灯的电阻随温度的升高而变大。
故答案为：（1）见解答图；（2）灯泡短路；（3）小灯泡消耗的实际功率太小；（4）0．8；实际功率；（5）灯的电阻随温度的升高而变大。
44．（1）B；（2）见解答图；（3）C；（4）右；0．45；（5）0．25A；2．5V×（I﹣0．25A）。
【解答】解：
（1）电压恒为6V，额定电压为2．5V的待测小灯泡，电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流为：
I＝＝＝0．25A，由串联电路电压的规律及欧姆定律，灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻：
R滑＝＝＝14Ω＞10Ω，故选用滑动变阻器B；
（2）因灯的额定电流为0．25A，故电流表选用小量程，要求滑动变阻器的滑片P向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大，故变阻器右下接线柱连入电路中与电流表串联，如下所示：
（3）连好电路后，闭合开关，但电流表、电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，接下来应进行的操作是：移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光，选C；
（4）灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0．1V，示数为1．7V，小于灯的额定电压2．5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压；
此时电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0．02A，电流为0．18A，则小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2．5V×0．18A＝0．45W；
（5）实验步骤：①闭合开关S1，将S2拨到触点“1”，移动滑动变阻器滑片，使电流表的示数为0．25A；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将开关S2拨到触点“2”，读出电流表的示数I；
③在①中，由欧姆定律，定值电阻的电压：U0＝I1R0＝0．25A×10Ω＝2．5V，由并联电路电压的规律，灯的电压为额定电压，灯正常发光；
在②中，电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流：
I灯＝I﹣I1＝I﹣0．25A，灯泡额定功率的表达式为：
P额＝U灯I灯＝2．5V×（I﹣0．25A）。
故答案为：（1）B；（2）见解答图；（3）C；（4）右；0．45；（5）0．25A；2．5V×（I﹣0．25A）。
45．（1）A；3．8；1．52；（2）连接电路时开关没有断开；闭合开关前滑动变阻器的滑片没移到最大阻值处。
【解答】解：（1）当滑片向左移动时，电流表示数增大，说明变阻器连入的电阻变小，则变阻器接入电路的接线柱应是D和A；
当电压表的示数等于额定电压3．8V时灯正常发光，灯泡的额定功率：P＝UI＝3．8V×0．4A＝1．52W；
（2）连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，说明：①连接电路时开关没有断开，②闭合开关前滑动变阻器的滑片没移到最大阻值处。
故答案为：（1）A；3．8；1．52；（2）连接电路时开关没有断开；闭合开关前滑动变阻器的滑片没移到最大阻值处。
46．（1）断开；（2）见解答图；（3）灯泡短路；（4）右；（5）②S、S2；③U1×。
【解答】解：（1）电路连接时，为保护电路，需要断开开关；
（2）滑片右移时灯的亮度变亮，说明滑片右移时滑动变阻器的电阻减小，所以需将滑动变阻器右下接线柱接入电路，如下图所示：；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的灯泡短路；
（4）由图乙可知，电压表选用小量程，分度值为0．1V，示数为1．8V，想使小灯泡正常发光，需将小灯泡两端的电压增大为额定电压2．5V，根据串联分压原理可知，需减小滑动变阻器的电阻，所以应将滑片向右移动一些；
（5）实验步骤：
①依据电路图连接好电路，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U1；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合开关S、S2，读出电压表示数为U2；
③在步骤①中，灯泡、R0和R串联，电压表测灯泡两端的电压，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U1，此时灯泡正常发光；
在步骤②中，灯泡、R0和R仍串联，电压表测灯泡和R0两端的总电压，因此时电路连接方式不变，各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，
根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压为：U0＝U2﹣U1，
根据串联电路电流特点和欧姆定律可知，灯的额定电流：IL＝I0＝＝，
灯的额定功率：P额＝ULIL＝U1×。
故答案为：（1）断开；（2）见解答图；（3）灯泡短路；（4）右；（5）②S、S2；③U1×。
【实验8 探究影响电流通过导体时产生热量的因素】
47．（1）温度计示数变化；（2）电阻；（3）相同通电时间内的电流。
【解答】解：（1）当电阻丝通电后，电流产生热量使煤油温度升高，从而使温度计示数上升，因此可根据温度计示数的大小可知温度升高的多少；
（2）甲中两电阻串联，则两电阻中的电流相等，则可知热量应与电阻有关，根据温度计示数的变化判断吸收热量的多少，则可知热量与电阻大小的关系；
（3）甲、乙两图中，通过电阻R1的电流不同，比较相同通电时间内a，c两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关。
故答案为：（1）温度计示数变化；（2）电阻；（3）相同通电时间内的电流。
48．（1）U形管两管液面高度差；转换法；电阻；（2）右瓶；（3）当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
【解答】解：（1）通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使空气的温度升高，体积变大，使得U形管液面高度差变大，通过观察U形管两管液面高度差来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法可以称之为转换法；
实验中R1、R2采用串联的连接方法是为了控制电流、通电时间相同；而电阻不同，因而探究热量与电阻的关系；
（2）根据串联电路各处的电流相等，故因R1＜R2，通过的电流和通电时间相等，根据Q＝I2Rt可知，右侧容器中电阻丝产生的热量多；
（3）由于电流相同，通电时间相同，电阻大的产生的热量多，故结论为当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
故答案为：（1）U形管两管液面高度差；转换法；电阻；（2）右瓶；（3）当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
49．（1）启动和停止停表需要一定的反应时间；（2）电阻；多；
（3）对比甲、乙的数据，可知Δh乙＝4cm Δh甲＝4cm Δh甲＝Δh乙，所以 Q甲＝Q乙，若只将乙次实验中的电流增大到0．4A，则由（2中结论可知 Q'乙＞Q乙，所以 Q'乙＞Q甲，又因为R1＜R2，所以可得在相等时间内电流相同时，电阻较大的导体比电阻较小的导体产生的热量多。
【解答】解：（1）启动和停止停表需要一定的反应时间，因而会产生误差；
（2）根据实验过程中甲、丙的数据，电阻大小和通电时间相等，甲的电流大，液面上升的高度较大，说明产生的热量较多，结论是：在相等时间内电阻相同时，电流较大的导体比电流较小的导体产生的热量多。
（3）对比甲、乙的数据，电流和电阻都不等，但Δh乙＝4cm；Δh甲＝4cm；Δh甲＝Δh乙，所以 Q甲＝Q乙，若只将乙次实验中的电流增大到0．4A，则由上述结论可知 Q'乙＞Q乙，所以 Q'乙＞Q甲，又因为
R1＜R2，所以可得在相等时间内电流相同时，电阻较大的导体比电阻较小的导体产生的热量多。
故答案为：（1）启动和停止停表需要一定的反应时间；（2）电阻；多；
（3）对比甲、乙的数据，可知Δh乙＝4cm Δh甲＝4cm Δh甲＝Δh乙，所以 Q甲＝Q乙，若只将乙次实验中的电流增大到0．4A，则由（2中结论可知 Q'乙＞Q乙，所以 Q'乙＞Q甲，又因为R1＜R2，所以可得在相等时间内电流相同时，电阻较大的导体比电阻较小的导体产生的热量多。
50．（1）长度；（2）正比；（3）电阻；R2。
【解答】解：（1）图1中，闭合开关后，将导线夹子在电阻丝上向右滑动时，ab接入电路中的长度变大，观察到小灯泡的亮度变暗，这说明电路中的电流变小了，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻变大，即ab接入电路中的电阻变大，这说明影响导体电阻的大小的因素是导体的长度；
（2）由图2可知，绘制出电阻R的I﹣U图象为过原点的直线，据此可得结论：电阻一定时，电流与电压成正比；
（3）由图3知，两电阻丝串联，通过它们的电流和通电时间相同，两电阻丝的阻值不同，故探究的是电流产生的热量跟电阻的关系；
因为R1＜R2，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，R2的电阻丝产生的热量多。
故答案为：（1）长度；（2）正比；（3）电阻；R2。
51．（1）温度计示数变化；C；（2）多；（3）C；串联。
【解答】解：（1）电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过温度计示数变化来反映，这是转换法。
A．探究电流与电压、电阻的关系，探究电流跟电压关系时，控制电阻不变，探究电流跟电阻关系时，控制电压不变，这是控制变量法，故A不符合题意。
B．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻，总电阻和两个串联电阻的效果是相同的，是等效替代法，故B不符合题意。
C．在探究影响动能大小因素的实验中，小车动能的大小看不见，但可以通过木块移动的距离来比较，是转换法。
故选：C。
（2）由表格数据知，电阻相同，通电时间相同，电流越大，温度升高量越大，说明电流产生热量越多。
（3）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量多少跟电阻的关系，控制电流和通电时间不变，改变电阻的大小。由于串联电路中电流处处相等，通电时间相同，所以选择乙图中的C电阻与甲图中的烧瓶电阻串联。
故答案为：（1）温度计示数变化；C；（2）多；（3）C；串联。
【实验9 探究通电螺线管外部的磁场分布】
52．（1）条形磁体；（2）将电池的正负极对调。
【解答】解：（1）在通电螺线管外部多放置一些细铁屑，可以形象的显示出通电螺线管周围的细铁屑的排列与条形磁铁周围的细铁屑排列相似，由此可以判断，通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似；
（2）要探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，在其它因素不变的情况下，改变通过螺线管的电流方向，可将与螺线管相连的电源的正负极调换，观察小磁针的指向有无改变。
故答案为：（1）条形磁体；（2）将电池的正负极对调。
53．（1）铁屑有规律的排列；条形；（2）方向；
。
【解答】解：（1）图甲实验是通过铁屑有规律的排列来证明通电螺线管周围存在磁场的。观察比较可知：通电螺线管周围的磁场和条形磁体的磁场相似。
（2）如图乙，闭合开关，螺线管周围的小磁针发生偏转，静止时的指向如图所示。摆放小磁针是为了判定通电螺线管周围磁场的方向，根据安培定则，通电螺线管的左端是N极，根据异名磁极相互吸引，小磁针的左侧为S极，右侧为N极；如图所示：
。
故答案为：（1）铁屑有规律的排列；条形；（2）方向；
。
54．（1）垂直；60°；（2）沸腾时；保持不变；（3）条形；右。
【解答】解：（1）如图1，做“探究光的反射定律”实验时，将平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板垂直地立放在平面镜上；由题知入射角为60°时，反射角大小应为60°；
（2）水在沸腾过程中产生大量的气泡，气泡在上升过程中由于所受水的压强在减小，所以体积逐渐增大，图乙是水沸腾时的情况，水在沸腾过程中要继续吸热，温度保持不变；
（3）由以上实验探究的结果可知：通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似，都有两个磁极；

展开更多......

收起↑