2025年广西各地市中考物理模拟试题分类汇编15电能与电功率2（Word版附解析）

这是一份2025年广西各地市中考物理模拟试题分类汇编15电能与电功率2（Word版附解析），文件包含人教版小学数学一年级上册第17课时《加减混合》课件pptx、人教版小学数学一年级上册第17课时《加减混合》教学设计docx、人教版小学数学一年级上册第17课时《加减混合》逐字稿docx、人教版小学数学一年级上册第17课时《加减混合》说课稿docx等4份课件配套教学资源，其中PPT共15页， 欢迎下载使用。
1．（2025•城中区模拟）图中，小灯泡L1、L2的额定电压相同。闭合开关后，发现L1比L2亮，下列分析正确的是（ ）
A．L1的额定功率比L2的额定功率大
B．L1两端电压比L2两端电压小
C．L1的电阻比L2的电阻大
D．通过L1的电流比通过L2的电流小
2．（2025•兴宁区校级模拟）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
二．填空题（共1小题）
3．（2025•柳州模拟）小张想设计一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其电路图如图所示，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，开关S接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝，R1＝242Ω，另外两根电热丝的阻值分别是121Ω和242Ω，R2该选取阻值为 Ω的电热丝。开关S接触“1”、“2”两个触点时，通电1min，电流产生的热量是 J。
三．实验探究题（共1小题）
4．（2025•柳州模拟）在“测量小灯泡的功率”实验中，小灯泡额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为9Ω，按如图甲所示连接好电路。
（1）连接电路时应断开开关，闭合开关之前滑动变阻器的滑片应移到 （选填“A”或“B”）端；
（2）小明试触时，发现电流表指针偏转如图乙所示，电路连接出现的问题为电流表 （选填答案序号）；
A.量程选择过大；
B.量程选择过小；
C.正负接线柱接反；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时电压表示数为2.1V，为了让灯泡正常发光，滑片应向 （选填“A”或“B”）端移动；
（4）移动滑片使灯泡正常发光，电流表示数如图丙所示，灯泡的额定功率为 W；
（5）小明同学通过计算发现在不同功率下灯泡的电阻不同，主要原因是灯泡的电阻受 的影响；
（6）在测量小灯泡电功率拓展实验中，电流表坏了，老师给同学们提供了一个阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丁所示的实验电路图，下面是某同学的实验步骤：
①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为U额；
②保持滑片的位置不动，再将开关S2拨到触点1，读出电压表的示数为U；
③小灯泡额定功率的表达式P额＝ （用“U额”“U”和“R0”表示）。
四．解答题（共4小题）
5．（2025•西乡塘区三模）物理兴趣小组为教室设计了一款湿度计，湿度计的表盘由电压表改装而成，其原理如图甲所示。电源电压恒为6V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示，R0为定值电阻，把该湿度计放在湿度为60%的环境下，电压表示数为3V。
（1）求在湿度为60%的环境下，R两端的电压。
（2）求在湿度为60%的环境下，电路中的电功率。
（3）在不改变电压表量程（0～3V）的情况下，若要提高该装置所能测量的最大空气湿度值，请写出一种简单可行的方法，并用文字说明。
6．（2025•南宁一模）为践行“文明餐桌，俭以养德”的传统美德，餐饮服务经营者为提醒消费者珍惜粮食，设计了如图甲所示的“反浪费提示器”。用餐后，消费者将餐盘放置在载盘台上，当餐盘内剩余食物的质量m≥90g时，提示器（电阻不计）就会发出提示。“反浪费提示器”的载盘台和餐盘的总质量为100g，电路中的电源电压恒为12V，R1的阻值为20Ω，R2为压敏电阻，其阻值随压力变化的关系如图乙所示。求：
（1）餐盘内无剩余食物时，电路的总功率；
（2）当电流表示数为0.3A时，通过计算说明提示器是否会发出提示：
（3）要使餐盘内剩余食物质量更小时，提示器也能发出提示，请列出关系式并说明两种不同的改进方法。
7．（2025•兴宁区校级模拟）小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限流电阻，S为自动温控开关。将挂烫机接入电路，S在位置“1”，前端电热板被加热，电路中的电流为5.0A；当温度升到130℃时，S切换到位置“2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02A，当温度降到100℃时，S又回到位置“1”。
（1）求R1的阻值。
（2）求挂烫机待机状态的功率。
（3）熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图丙，求挂烫机0～150s消耗的电能。
（4）请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。
8．（2025•良庆区模拟）实践基地芒果获丰收，为筛选优质大果，设计自动筛选装置如图甲，检测装置电路图如图乙，电源电压恒为12V，电阻R0为20Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力变化关系如图丙。当电路电流小于0.15A时，不达标的芒果将被推离传送带，达标芒果继续被传送到指定位置，实现自动筛选。求：
（1）若R与R0阻值相等，R消耗的电功率；
（2）此装置能筛选出重力至少为多大的芒果；
（3）若想筛选出重力至少为2N的芒果，有同学建议：仅适当增加R0的阻值即可。你认为他的建议可行吗？请通过计算做出判断。
五．计算题（共9小题）
9．（2025•南宁模拟）如图甲所示的电热杯垫，它能够对杯子进行加热或保温。杯垫内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热电阻，其中R1＝10Ω，R2＝5Ω，其工作电压U＝10V，1、2、3、4为触点，通过调节旋钮可使扇形开关S上端同时接触两两个相邻的触点，从而实现开关、加热或保温挡之间的切换。求：
（1）当开关旋至2、3触点时电路中的电流；
（2）当开关旋至3、4触点时电路消耗的功率；
（3）杯垫保温1min产生的热量。
10．（2025•良庆区校级一模）如图是一款手持式两挡电煮锅及其简化电路图，R1、R2为均为定值电阻。高温挡功率为1000W，低温挡时R1、R2的总功率为220W。请计算：
（1）R1的阻值；
（2）在标准大气压下，将2kg水从20℃烧开，水吸收的热量；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）若电煮锅的热效率为80%，在标准大气压下，用高温挡将2kg水从20℃烧开，需要多长时间。
11．（2025•兴宁区校级模拟）在中学生创新大赛中，某初中参赛小组设计了一种测定风力的装置（如图甲），迎风板与压敏电阻Rx连接，工作时迎风板总是正对风吹来的方向。压敏电阻的阻值随风力变化而变化，其阻值Rx与风力F关系如图乙所示。已知电源电压恒为5V，定值电阻R＝3Ω。求：
（1）开关闭合后，无风时，回路中的电流；
（2）风力增大到600N时，1min内Rx消耗的电能；
（3）如果电压表的量程为0﹣3V，该装置所能测量的最大风力。
12．（2025•宁明县一模）如图所示，电源电压恒为18V，电压表量程为0∼15V，电流表量程为0∼0.6A，定值电阻R0的阻值为20Ω，滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A”。闭合开关S，电压表的示数为10V。
（1）求此时通过R0的电流；
（2）求此时R消耗的电功率；
（3）在保证电路安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片P，电压表示数的最小值和最大值之比为1：2，且有一个电表的指针可以达到满偏，求R接入电路的阻值范围。
13．（2025•柳州一模）如图甲所示的电路中，电源电压为16V且保持不变，滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω，电路中电流表及电压表的表盘如图乙。
（1）闭合开关并调节滑动变阻器，使电流表示数为1A，求电路在1min内消耗的电能。
（2）调节滑动变阻器滑片，当电流表示数由1A变化到1.2A时，电压表V1变化了1.2V，求定值电阻R1的阻值及其消耗功率的变化量。
（3）假设在调节滑动变阻器的过程中，两电压表的指针角度变化相同，则调节滑动变阻器可以使哪个电表满偏？并求出该电表满偏时滑动变阻器R2的阻值。
14．（2025•港北区模拟）如图甲是体测用到的简易坐位体前屈测试仪，图乙为其内部简化电路，将滑块移到规定位置时S1闭合，灯L发光。图乙电源电压U恒定，R2为调试变阻器，小灯泡L的额定电压为4V，其电流与电压的关系如图丙所示，R1的阻值为20Ω，当S1闭合、S2断开时，电压表示数为1V，滑动变阻器标有“40Ω 1A”的字样，电流表A的量程为0～0.6A。求：
（1）小灯泡正常工作时的电阻；
（2）电源电压；
（3）将电阻R1与灯泡L的位置调换，当S1断开、S2闭合时，滑动变阻器的最大电功率。
15．（2025•西乡塘区校级模拟）某型号新能源电动汽车具有车速提醒功能，当车速过快时，提醒驾驶员减速。图甲为该车提醒功能模块的简化电路图，电源电压恒为12V，定值电阻R为10Ω，Rv为阻值随车速变化的电阻，其阻值与车速的关系如图乙所示，当车速达到120km/h时，蜂鸣器提醒语音响起（蜂鸣器电路未画出，且其对图甲电路无影响），观察到此时电压表示数为10V。该车在某高速服务区充电30min后，充电桩显示屏显示的信息为：充电电压360V，单价1.2元/度，费用43.2元。求：
（1）本次充电消耗的电能；
（2）本次充电的电流；
（3）当车速为120km/h时，图甲中Rv的阻值；
（4）当图甲中电压表的示数为9V时，此时车的速度。
16．（2025•柳州模拟）如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，R1＝6Ω，灯L标有“6V 3W”字样，电流表量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，滑动变阻器R2标有“60Ω 1A”字样；只闭合S1时，小灯泡正常发光。求：
（1）求灯泡“6V 3W”的额定电流和灯泡的电阻
（2）只闭合S1时，求电源电压
（3）只闭合S2时，移动变阻器的滑片，当电压表示数为6V时，求变阻器连入电路中的阻值；
（4）保证电路安全情况下均通电10s。请计算出电路消耗的最大电能和最小电能。
17．（2025•广西模拟）小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进保温状态时，测得炉内温度t为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃。求：
（1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流。
（2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值。
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。
六．综合能力题（共1小题）
18．（2025•北流市校级二模）在某次科技活动中，王老师给同学们展示一个如图甲所示的黑盒子，绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱。王老师告诉同学们，盒内电路由两个定值电阻连接而成。小山同学设计了如图乙所示的电路来研究盒内电阻的连接情况及其电功率。已知电源电压恒定不变，R0是阻值为2Ω的定值电阻，R1是滑动变阻器。小山进行了如下的实验操作：
（Ⅰ）把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，电压表示数为1.8V，电流表示数为0.6A；
（Ⅱ）用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，闭合开关S和S1，此时电流表的示数为1.5A；
（Ⅲ）把AC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，小山发现将R1的滑片从某位置移至最左端或最右端时，电压表的示数均变化了0.25V，电路的总功率均变化了0.75W。
（1）请根据操作（Ⅰ）求出黑盒子BC间的电阻；
（2）在操作（Ⅱ）中，求黑盒子工作100s消耗的电能；
（3）①请画出黑盒子内的电路图，并标明各电阻的阻值；
②小山接下来继续进行研究，他将AB两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，移动R1的滑片，黑盒子的电功率会随之变化，求此过程中黑盒子的最大电功率与最小电功率之比。
2025年沪粤15电能与电功率2
参考答案与试题解析
一．选择题（共2小题）
一．选择题（共2小题）
1．（2025•城中区模拟）图中，小灯泡L1、L2的额定电压相同。闭合开关后，发现L1比L2亮，下列分析正确的是（ ）
A．L1的额定功率比L2的额定功率大
B．L1两端电压比L2两端电压小
C．L1的电阻比L2的电阻大
D．通过L1的电流比通过L2的电流小
【答案】C
【解答】解：BCD.如图可知，两灯串联，通过的电流相等。发现L1比L2亮，L1的实际功率比L2的实际功率大，由P＝UI可知，L1的实际电压比L2的实际电压大；
由R=UI可知，L1的电阻比L2的电阻大，故B、D错误，C正确；
A.小灯泡L1、L2的额定电压相同，由P=U2R可知，L1的额定功率比L2的额定功率小，故A错误。
故选：C。
2．（2025•兴宁区校级模拟）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
【答案】D
【解答】解：A．电视机主要把电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意；
B．电风扇工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C．电脑工作时主要把电能转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，故C不符合题意。
D．电炉工作时把电能转化为内能，利用电流的热效应工作，故D符合题意。
故选：D。
二．填空题（共1小题）
3．（2025•柳州模拟）小张想设计一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其电路图如图所示，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，开关S接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝，R1＝242Ω，另外两根电热丝的阻值分别是121Ω和242Ω，R2该选取阻值为 121 Ω的电热丝。开关S接触“1”、“2”两个触点时，通电1min，电流产生的热量是 1.2×104 J。
【答案】121；1.2×104。
【解答】解：电路的工作状态有三种，分别是“R1”单独接入、“R1、R2”并联接入、“R2”单独接入，那么如果想要有3种挡位，则需要R1、R2的阻值不同，R1＝242Ω，则R2该选取阻值为121Ω的电热丝；
开关接触“1”、“2”两个触点时，只有“R1”单独接入，通电1min，电流产生的热量：
Q=U2R1t=(220V)2242Ω×60s=1.2×104J。
故答案为：121；1.2×104。
三．实验探究题（共1小题）
4．（2025•柳州模拟）在“测量小灯泡的功率”实验中，小灯泡额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为9Ω，按如图甲所示连接好电路。
（1）连接电路时应断开开关，闭合开关之前滑动变阻器的滑片应移到 A （选填“A”或“B”）端；
（2）小明试触时，发现电流表指针偏转如图乙所示，电路连接出现的问题为电流表 C （选填答案序号）；
A.量程选择过大；
B.量程选择过小；
C.正负接线柱接反；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时电压表示数为2.1V，为了让灯泡正常发光，滑片应向 B （选填“A”或“B”）端移动；
（4）移动滑片使灯泡正常发光，电流表示数如图丙所示，灯泡的额定功率为 0.75 W；
（5）小明同学通过计算发现在不同功率下灯泡的电阻不同，主要原因是灯泡的电阻受 温度 的影响；
（6）在测量小灯泡电功率拓展实验中，电流表坏了，老师给同学们提供了一个阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丁所示的实验电路图，下面是某同学的实验步骤：
①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为U额；
②保持滑片的位置不动，再将开关S2拨到触点1，读出电压表的示数为U；
③小灯泡额定功率的表达式P额＝ U额U-U额R0 （用“U额”“U”和“R0”表示）。
【答案】（1）A；（2）C；（3）B；（4）0.75；（5）温度；（6）U额U-U额R0。
【解答】解：（1）电学实验普遍要求，闭合开关前滑动变阻器滑片要移到阻值最大处；
（2）电路中电流表接线必须使电流正入负出，否则，表针将向反向偏转；
（3）要想让灯泡正常发光，必须把灯泡两端电压调成2.5V，电压表示数为2.1V时，滑片应向B端移动，才能使灯泡两端电压达到2.5V；
（4）由电流表示数可知，灯泡正常发光时，电流为0.3A，灯泡的额定功率P＝U额I额＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（5）灯丝电阻与温度有关，灯丝电阻随温度升高而增大；
（6）U额是灯泡两端的额定电压，U是灯泡与R0的总电压，灯泡的额定功率：
P额=U额I额=U额I0=U额U0R0=U额U-U额R0。
答案为：（1）A；（2）C；（3）B；（4）0.75；（5）温度；（6）U额U-U额R0。
四．解答题（共4小题）
5．（2025•西乡塘区三模）物理兴趣小组为教室设计了一款湿度计，湿度计的表盘由电压表改装而成，其原理如图甲所示。电源电压恒为6V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示，R0为定值电阻，把该湿度计放在湿度为60%的环境下，电压表示数为3V。
（1）求在湿度为60%的环境下，R两端的电压。
（2）求在湿度为60%的环境下，电路中的电功率。
（3）在不改变电压表量程（0～3V）的情况下，若要提高该装置所能测量的最大空气湿度值，请写出一种简单可行的方法，并用文字说明。
【答案】（1）3V；
（2）1.2W；
（3）适当减小电源电压或将R0更换为阻值更小的定值电阻。
【解答】解：（1）在湿度为60%的环境下，电压表示数为U0＝3V，
R两端电压UR＝U﹣U0＝6V﹣3V＝3V，U为电源电压；
（2）由乙图可知，当湿度为60%时，R的阻值为15Ω，
此时电路电流I=URR=0.2A，
电路中的电功率为P＝UI＝6V×0.2A＝1.2W；
（3）提高该装置所能测量的最大空气湿度值，根据乙图可知，湿敏电阻的阻值会减小，电路电流会增大，R0两端电压会增大，
在不改变电压表量程（0～3V）的情况下，可以将R0更换为阻值更小的定值电阻，
也可以将电源电压适当减小，来降低R0两端的电压；
故答案为：（1）3V；
（2）1.2W；
（3）适当减小电源电压或将R0更换为阻值更小的定值电阻。
6．（2025•南宁一模）为践行“文明餐桌，俭以养德”的传统美德，餐饮服务经营者为提醒消费者珍惜粮食，设计了如图甲所示的“反浪费提示器”。用餐后，消费者将餐盘放置在载盘台上，当餐盘内剩余食物的质量m≥90g时，提示器（电阻不计）就会发出提示。“反浪费提示器”的载盘台和餐盘的总质量为100g，电路中的电源电压恒为12V，R1的阻值为20Ω，R2为压敏电阻，其阻值随压力变化的关系如图乙所示。求：
（1）餐盘内无剩余食物时，电路的总功率；
（2）当电流表示数为0.3A时，通过计算说明提示器是否会发出提示：
（3）要使餐盘内剩余食物质量更小时，提示器也能发出提示，请列出关系式并说明两种不同的改进方法。
【答案】（1）餐盘内无剩余食物时，电路的总功率为1.2W；
（2）当电流表示数为0.3A时，提示器不会发出提示：
（3）要使餐盘内剩余食物质量更小时，提示器也能发出提示，根据I=UR1+R2可知，可以增大电源的电压，或减小R1的阻值。
【解答】解：（1）由图甲可知，两电阻串联接入电路，载盘台和餐盘的总质量为100g，其重力为G总＝m总g＝0.1kg×10N/kg＝1N，由乙图可知压敏电阻的阻值为R2＝100Ω，此时电路的总功率为：
P=U2R1+R2=(12V)220Ω+100Ω=1.2W；
（2）当电流表示数为I＝0.3A时，电路中的总电阻为：
R'总=UI=12V0.3A=40Ω，
压敏电阻的阻值为R'2＝R'总−R1＝40Ω−20Ω＝20Ω；
由图乙可行，此时压敏电阻受到的压力F＝1.8N，载盘台、餐盘和剩余食物的总重力为G'总＝F＝1.8N，载盘台、餐盘和剩余食物的总质量为：
m'总=G'总g=1.8N10N/kg=0.18kg＝180g，
即餐盘内剩余食物的质量为180g﹣100g＝80g，小于90g，所以提示器不会发出提示；
（3）由图乙可知，压敏电阻R2的阻值随载盘台所载质量的增大而减小，
空餐盘质量不变，当盘内剩余食物的质量减小时，载盘台所载总质量减小，压力减小，R2的阻值增大，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知电路中的电流减小，要使质量更小时仍保持发出提示的电流不变，此时应增大电路中的电流；
由I=UR1+R2可知，增大电路中电流的方法有：增大电源的电压，或减小R1的阻值。
答：（1）餐盘内无剩余食物时，电路的总功率为1.2W；
（2）当电流表示数为0.3A时，提示器不会发出提示：
（3）要使餐盘内剩余食物质量更小时，提示器也能发出提示，根据I=UR1+R2可知，可以增大电源的电压，或减小R1的阻值。
7．（2025•兴宁区校级模拟）小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限流电阻，S为自动温控开关。将挂烫机接入电路，S在位置“1”，前端电热板被加热，电路中的电流为5.0A；当温度升到130℃时，S切换到位置“2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02A，当温度降到100℃时，S又回到位置“1”。
（1）求R1的阻值。
（2）求挂烫机待机状态的功率。
（3）熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图丙，求挂烫机0～150s消耗的电能。
（4）请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。
【答案】（1）R1的阻值是44Ω。
（2）挂烫机待机状态的功率4.4W。
（3）挂烫机0～150s消耗的电能为110220J。
（4）切勿用手触碰电热板（答案不唯一，合理即可）。
【解答】解：
（1）当S在位置“1”时，R1接入电路，电路中的电流为5.0A，
由 I=UR 可得，R1的阻值：
R1=UI1=220V5A=44Ω；
（2）当S在位置“2”时，R2接入电路，挂烫机处于待机状态，
则挂烫机待机状态的功率：P待机＝UI2＝220V×0.02A＝4.4W；
（3）挂烫机加热状态时的功率：
P加热＝UI1＝220V×5A＝1100W；
挂烫机0～150s消耗的电能：
W＝P加热t加热+P待机t待机＝1100W×（30s+70s）+4.4W×（20s+30s）＝110220J；
（4）从使用安全或节能的角度，设计的提示语可以为：
①通电即加热，请注意防烫；②使用完请及时拔掉插头；③高温蒸汽，请勿对人；④切勿用手触碰电热板；⑤使用时请勿离人；⑥使用时请勿覆盖等。
答：（1）R1的阻值为44Ω；
（2）挂烫机待机状态的功率为4.4W；
（3）挂烫机0～150s消耗的电能为110220J；
（4）切勿用手触碰电热板（答案不唯一，合理即可）。
8．（2025•良庆区模拟）实践基地芒果获丰收，为筛选优质大果，设计自动筛选装置如图甲，检测装置电路图如图乙，电源电压恒为12V，电阻R0为20Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力变化关系如图丙。当电路电流小于0.15A时，不达标的芒果将被推离传送带，达标芒果继续被传送到指定位置，实现自动筛选。求：
（1）若R与R0阻值相等，R消耗的电功率；
（2）此装置能筛选出重力至少为多大的芒果；
（3）若想筛选出重力至少为2N的芒果，有同学建议：仅适当增加R0的阻值即可。你认为他的建议可行吗？请通过计算做出判断。
【答案】（1）若R与R0阻值相等，R消耗的电功率为1.8W；
（2）此装置能筛选出重力至少为1N的芒果；
（3）他的建议可行，将R0的阻值增大到40Ω即可。
【解答】解：由图乙可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流；
（1）由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时电路中的电流：I1=UR总1=UR+R0=12V20Ω+20Ω=0.3A，
则R消耗的电功率：PR=I12R＝（0.3A）2×20Ω＝1.8W；
（2）由欧姆定律可知，电路中的最大总电阻：R最大=UI最小=12V0.15A=80Ω，
由串联电路的电阻特点可知，此时压敏电阻R的阻值：R'＝R最大﹣R0＝80Ω﹣20Ω＝60Ω，
由图丙可知，此时压敏电阻受到的压力为1N，即此装置能筛选出重力至少为1N的芒果；
（3）由图丙可知，压敏电阻的阻值随着压力的增大而减小，
当压力为2N时，压敏电阻的阻值为40Ω，
由串联电路的电阻特点可知，为了筛选出重力至少为2N的芒果，R0的阻值为R0'＝R最大﹣R″＝80Ω﹣40Ω＝40Ω＞20Ω，
因此适当增加R0的阻值可以让重力小于2N的芒果被推离传送带，将重力至少为2N的芒果继续被传送到指定位置。
答：（1）若R与R0阻值相等，R消耗的电功率为1.8W；
（2）此装置能筛选出重力至少为1N的芒果；
（3）他的建议可行，将R0的阻值增大到40Ω即可。
五．计算题（共9小题）
9．（2025•南宁模拟）如图甲所示的电热杯垫，它能够对杯子进行加热或保温。杯垫内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热电阻，其中R1＝10Ω，R2＝5Ω，其工作电压U＝10V，1、2、3、4为触点，通过调节旋钮可使扇形开关S上端同时接触两两个相邻的触点，从而实现开关、加热或保温挡之间的切换。求：
（1）当开关旋至2、3触点时电路中的电流；
（2）当开关旋至3、4触点时电路消耗的功率；
（3）杯垫保温1min产生的热量。
【答案】（1）当开关旋至2、3触点时电路中的电流为1A；
（2）当开关旋至3、4触点时电路消耗的功率为30W；
（3）杯垫保温1min产生的热量为600J。
【解答】解：（1）由图乙可知，当开关旋至2、3触点时，只有R1工作，
此时电路中的电流：I1=UR1=10V10Ω=1A；
（2）由图乙可知，开关旋至3、4触点时，R1、R2并联，
此时电路消耗的电功率：P=U2R1+U2R2=(10V)210Ω+(10V)25Ω=30W；
（3），当开关旋至2、3触点时，只有R1工作，此时电路中的电功率：
P1＝UI1＝10V×1A＝10W＜P，
所以此时为保温状态，则杯垫保温1min产生的热量：
Q＝W＝P1t＝10W×1×60s＝600J。
答：（1）当开关旋至2、3触点时电路中的电流为1A；
（2）当开关旋至3、4触点时电路消耗的功率为30W；
（3）杯垫保温1min产生的热量为600J。
10．（2025•良庆区校级一模）如图是一款手持式两挡电煮锅及其简化电路图，R1、R2为均为定值电阻。高温挡功率为1000W，低温挡时R1、R2的总功率为220W。请计算：
（1）R1的阻值；
（2）在标准大气压下，将2kg水从20℃烧开，水吸收的热量；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）若电煮锅的热效率为80%，在标准大气压下，用高温挡将2kg水从20℃烧开，需要多长时间。
【答案】（1）R1的阻值为48.4Ω；
（2）水吸收的热量为6.72×105J；
（3）在标准大气压下，用高温挡将2kg水从20℃烧开，需要的时间为840s。
【解答】解：（1）由电路图可知，当开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P=U2R可知，电路的总功率最小，电煮锅处于低温挡；
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，电煮锅处于高温挡；
由=U2R可知，R1的阻值：R1=U2P高温=(220V)21000W=48.4Ω；
（2）一个标准大气压下，水的沸点是100℃，
水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J；
（3）由η=Q吸W可知，电煮锅消耗的电能：W=Q吸η=6.72×105J80%=8.4×105J，
由P=Wt可知，加热需要的时间：t=WP高温=8.4×105J1000W=840s。
答：（1）R1的阻值为48.4Ω；
（2）水吸收的热量为6.72×105J；
（3）在标准大气压下，用高温挡将2kg水从20℃烧开，需要的时间为840s。
11．（2025•兴宁区校级模拟）在中学生创新大赛中，某初中参赛小组设计了一种测定风力的装置（如图甲），迎风板与压敏电阻Rx连接，工作时迎风板总是正对风吹来的方向。压敏电阻的阻值随风力变化而变化，其阻值Rx与风力F关系如图乙所示。已知电源电压恒为5V，定值电阻R＝3Ω。求：
（1）开关闭合后，无风时，回路中的电流；
（2）风力增大到600N时，1min内Rx消耗的电能；
（3）如果电压表的量程为0﹣3V，该装置所能测量的最大风力。
【答案】（1）开关闭合后，无风时，回路中的电流为0.5A；
（2）风力增大到600N时，1min内Rx消耗的电能为93.75J；
（3）如果电压表的量程为0﹣3V，该装置所能测量的最大风力为500N。
【解答】解：（1）由图甲可知，R与Rx串联，电压表串联R两端的电压；
由图乙可知，无风时，压敏电阻的阻值为7Ω，
根据串联电路的特点可知，电路的总电阻：R总＝R+Rx＝37Ω＝10Ω，
此时电路中的电流：I=UR总=5V10Ω=0.5A；
（2）由图乙可知，当风力增大到600N时，压敏电阻的阻值为1Ω，
根据串联电路特点和欧姆定律可知，电路中的电流：I′=UR+Rx'=5V3Ω+1Ω=1.25A，
1min内Rx消耗的电能：W＝I′2Rxt＝（1.25A）2×1Ω×60s＝93.75J；
（3）根据电压表量程可知，R两端的最大电压UR大＝3V，
电路中的最大电流：I″=UR大R=3V3Ω=1A，
根据串联电路特点可知，压敏电阻两端的最小电压：Ux小＝U﹣UR大＝5V﹣3V＝2V，
由欧姆定律可知，压敏电阻的最小阻值：Rx小=Ux小I″=2V1A=2Ω，
由图乙可知，该装置所能测量的最大风力为500N。
答：（1）开关闭合后，无风时，回路中的电流为0.5A；
（2）风力增大到600N时，1min内Rx消耗的电能为93.75J；
（3）如果电压表的量程为0﹣3V，该装置所能测量的最大风力为500N。
12．（2025•宁明县一模）如图所示，电源电压恒为18V，电压表量程为0∼15V，电流表量程为0∼0.6A，定值电阻R0的阻值为20Ω，滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A”。闭合开关S，电压表的示数为10V。
（1）求此时通过R0的电流；
（2）求此时R消耗的电功率；
（3）在保证电路安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片P，电压表示数的最小值和最大值之比为1：2，且有一个电表的指针可以达到满偏，求R接入电路的阻值范围。
【答案】（1）此时通过R0的电流为0.5A；（2）此时R消耗的电功率是4W；
（3）在保证电路安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片P，电压表示数的最小值和最大值之比为1：2，且有一个电表的指针可以达到满偏，R接入电路的阻值范围10Ω～40Ω。
【解答】解：由电路图可知，电阻与变阻器串联，电压表测量R0两端的电压，电流表测量电路中的电流，
（1）当电压表的示数为10V。通过R0的电流：
I0=U0R0=10V20Ω=0.5A
（2）由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，R两端的电压为
UP＝U﹣U0＝18V﹣10V＝8V
通过R的电流IP＝I0＝0.5A，此时R消耗的电功率为
P＝UPIP＝8V×0.5A＝4W
（3）当电路中电压表的指针达到满偏时，为15V，此时电流表的示数
I=U'R0=15V20Ω=0.75A
此时电路中的电流超过了电流表的量程，电路不安全，所以电压表的指针不能达到满偏。当电路中电流表的指针达到满偏时，为电路中最大安全电流I1＝0.6A，此时电压表的示数
U1＝I1R0＝0.6A×20Ω＝12V
此时电压表的示数未超过最大量程，所以在保证电路安全的情况下，电流表的指针可以达到满偏，电压表的最大示数为12V。此时R接入电路的阻值
RP1=UP1I1=U-U1I1=18V-12V0.6A=10Ω
电压表示数的最小值和最大值之比为1：2，则电压表最小示数为6V，此时电流中的电流
I2=U2R0=6V20Ω=0.3A
R接入电路的阻值：
RP2=UP2I2=U-U2I2=18V-6V0.3A=40Ω
R接入电路的阻值范围是10Ω～40Ω。
答：（1）此时通过R0的电流为0.5A；（2）此时R消耗的电功率是4W；
（3）在保证电路安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片P，电压表示数的最小值和最大值之比为1：2，且有一个电表的指针可以达到满偏，R接入电路的阻值范围10Ω～40Ω。
13．（2025•柳州一模）如图甲所示的电路中，电源电压为16V且保持不变，滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω，电路中电流表及电压表的表盘如图乙。
（1）闭合开关并调节滑动变阻器，使电流表示数为1A，求电路在1min内消耗的电能。
（2）调节滑动变阻器滑片，当电流表示数由1A变化到1.2A时，电压表V1变化了1.2V，求定值电阻R1的阻值及其消耗功率的变化量。
（3）假设在调节滑动变阻器的过程中，两电压表的指针角度变化相同，则调节滑动变阻器可以使哪个电表满偏？并求出该电表满偏时滑动变阻器R2的阻值。
【答案】（1）电路在1min内消耗的电能为960J；
（2）定值电阻R1的阻值为6Ω，其消耗功率的变化量为2.64W；
（3）只有电压表V1能满偏，对应R2的阻值为0.4Ω。
【解答】解：（1）电路在1min内消耗的电能为：
W＝UIt＝16V×1A×60s＝960J；
（2）由图可知，两电阻串联，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R2两端电压，电流表测电路中的电流；
当电流表示数为1A时，设电压表V1的示数为U1，则定值电阻R1的阻值为：
R1=U1I1=U11A⋯⋯①，
当电流表示数为1.2A时，电压表V1变化了1.2V，即U'1＝U1+1.2V，则定值电阻R1的阻值为：
R1=U'1I'1=U1+⋯⋯②，
由①②解得，U1＝6V，R1＝6Ω；
当电流表示数为1A时，定值电阻R1的功率为：
P1＝U1I1＝6V×1A＝6W；
当电流表示数为1.2A时，U'1＝U1+1.2V＝6V+1.2V＝7.2V，定值电阻R1的功率为：
P'1＝U'1I'1＝7.2V×1.2A＝8.64W，
定值电阻R1消耗功率的变化量为：
ΔP1＝P'1﹣P1＝8.64W﹣6W＝2.64W；
（3）调节滑动变阻器的过程中，两电压表的指针变化角度相同，说明两电压表量程相同，两电压表的量程都为0～15V；
若V1满偏，即U1＝15V，则U2＝U﹣U1＝16V﹣15V＝1V，通过R1和R2的电流相同，
则U1R1=I1=U2R2，即15V6Ω=1VR2，
解得：R2＝0.4Ω；
若V2满偏，即U'2＝15V，则U'1＝U﹣U'2＝16V﹣15V＝1V，
则U'1R1=I'1=U'2R'2，即1V6Ω=15VR'2，
解得：R'2＝90Ω＞80Ω，所以V2不能满偏；
电路中的最大电流Imax=UR1=16V6Ω＜3A，所以电流表也不能满偏，只有电压表V1能满偏，对应R2的阻值为0.4Ω。
答：（1）电路在1min内消耗的电能为960J；
（2）定值电阻R1的阻值为6Ω，其消耗功率的变化量为2.64W；
（3）只有电压表V1能满偏，对应R2的阻值为0.4Ω。
14．（2025•港北区模拟）如图甲是体测用到的简易坐位体前屈测试仪，图乙为其内部简化电路，将滑块移到规定位置时S1闭合，灯L发光。图乙电源电压U恒定，R2为调试变阻器，小灯泡L的额定电压为4V，其电流与电压的关系如图丙所示，R1的阻值为20Ω，当S1闭合、S2断开时，电压表示数为1V，滑动变阻器标有“40Ω 1A”的字样，电流表A的量程为0～0.6A。求：
（1）小灯泡正常工作时的电阻；
（2）电源电压；
（3）将电阻R1与灯泡L的位置调换，当S1断开、S2闭合时，滑动变阻器的最大电功率。
【答案】（1）小灯泡正常工作时的电阻为10Ω；
（2）电源电压是5V；
（3）滑动变阻器的最大功率是0.3125W。
【解答】解：（1）小灯泡额定电压为4V，由图丙可知小灯泡正常发光时的电流是0.4A，小灯泡正常发光时的电阻RL=U额I额=4V0.4A=10Ω；
（2）由R1的阻值为20Ω，当S1闭合、S2断开时，电压表示数为1V，此时电阻R1与小灯泡串联，由图乙可知此时电路中的电流为0.2A，电源电压U＝I1R1+U1＝0.2A×20Ω+1V＝5V；
（3）将电阻R1与灯泡L的位置调换，当S1断开、S2闭合时，滑动变阻器的P滑=IU-I2R1=-R1(I-U2R1)2+U24R1，＝﹣20Ω（I-5V40Ω)2+0.3125W，故最大功率为0.3125W。
故答案为：（1）小灯泡正常工作时的电阻为10Ω；
（2）电源电压是5V；
（3）滑动变阻器的最大功率是0.3125W。
15．（2025•西乡塘区校级模拟）某型号新能源电动汽车具有车速提醒功能，当车速过快时，提醒驾驶员减速。图甲为该车提醒功能模块的简化电路图，电源电压恒为12V，定值电阻R为10Ω，Rv为阻值随车速变化的电阻，其阻值与车速的关系如图乙所示，当车速达到120km/h时，蜂鸣器提醒语音响起（蜂鸣器电路未画出，且其对图甲电路无影响），观察到此时电压表示数为10V。该车在某高速服务区充电30min后，充电桩显示屏显示的信息为：充电电压360V，单价1.2元/度，费用43.2元。求：
（1）本次充电消耗的电能；
（2）本次充电的电流；
（3）当车速为120km/h时，图甲中Rv的阻值；
（4）当图甲中电压表的示数为9V时，此时车的速度。
【答案】（1）本次充电消耗的电能36kW•h。
（2）本次充电的电流为200A。
（3）当车速为120km/h时，图甲中RV的阻值为50Ω；
（4）当图甲中电压表的示数为9V时，此时车的速度为60km/h。
【解答】解：（1）由题意可知，电费单价1.2元/度，充电30min费用43.2元，则消耗的电能为：
W=43.2元1.2元/度=36度=36kW⋅h；
（2）根据W＝UIt可得，本次充电的电流为：
I=WUt=36×3.6×106J360V×30×60s=200A；
（3）由图甲可知，R与RV串联，电压表测量RV两端的电压，当车速v为120km/h时，电压表示数U2为10V，则定值电阻R两端的电压为：
U3＝U﹣U2＝12V﹣10V＝2V
电路中的电流为：
I2=U3R=2V10Ω=0.2A；
此时RV的阻值为：
RV=U2I2=10V0.2A=50Ω；
（4）当电压表的示数为9V时，定值电阻R两端的电压为；
UR＝U﹣URv＝12V﹣9V＝3V，
电路的电流为：
I干路=URR=3V10Ω=0.3A，
此时Rv的阻值为：
Rv'=URvI干路=9V0.3A=30Ω，
由图乙可知：
50Ω-10Ω120km/h=30Ω-10Ωv
解得v＝60km/h。
答：（1）本次充电消耗的电能36kW•h。
（2）本次充电的电流为200A。
（3）当车速为120km/h时，图甲中RV的阻值为50Ω；
（4）当图甲中电压表的示数为9V时，此时车的速度为60km/h。
16．（2025•柳州模拟）如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，R1＝6Ω，灯L标有“6V 3W”字样，电流表量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，滑动变阻器R2标有“60Ω 1A”字样；只闭合S1时，小灯泡正常发光。求：
（1）求灯泡“6V 3W”的额定电流和灯泡的电阻
（2）只闭合S1时，求电源电压
（3）只闭合S2时，移动变阻器的滑片，当电压表示数为6V时，求变阻器连入电路中的阻值；
（4）保证电路安全情况下均通电10s。请计算出电路消耗的最大电能和最小电能。
【答案】（1）灯泡“6V 3W”的额定电流和灯泡的电阻分别为0.5A和12Ω；
（2）只闭合S1时，电源电压为9V；
（3）只闭合S2时，移动变阻器的滑片，当电压表示数为6V时，变阻器连入电路中的阻值24Ω；
（4）电路消耗的最大电能w和最小电能分别为225J和11.25J。
【解答】解：（1）灯泡的额定电流为：
I额=P额U额=3W6V=0.5A
灯泡的电阻：
RL=U额I额=6V0.5A=12Ω
（2）只闭合S1时，灯泡L和电阻R1串联，因为只闭合S1时，小灯泡正常发光，此时电路中电流为额定电流0.5A，电源电压为U＝UL+UR＝6V+0.5A×6Ω＝9V；
（3）只闭合S2时，灯泡L和电阻R2串联，电压表测量变阻器R2两端电压，当电压表示数为6V时，灯两端的电压为UL＝U﹣U2＝9V﹣6V＝3V；
此时电路中电流为：
I=U'LRL=3V12Ω=0.25A
变阻器连入电路中的阻值：R=U'RI=6V0.25A=24Ω；
（4）只闭合S2时，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总电阻最大，电路中的电流最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的最小电流
I小=UR总=URL+R2大=9V12Ω+60Ω=0.125A
当开关都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流，电压表测电源两端的电压，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过R1的电流
I1=UR1=9V6Ω=1.5A由滑动变阻器的铭牌可知，通过滑动变阻器的最大电流为1A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电路的最大电流I最大＝I1+I2最大＝1.5A+1A＝2.5A＜3A
电路安全，则保证电路安全情况下通电10s，电路消耗的最大电能为：W大＝UI最大t＝9V×2.5A×10s＝225J
电路消耗的最小电能为：W最小＝UI最小t＝9V×0.125A×10s＝11.25J
答：（1）灯泡“6V 3W”的额定电流和灯泡的电阻分别为0.5A和12Ω；
（2）只闭合S1时，电源电压为9V；
（3）只闭合S2时，移动变阻器的滑片，当电压表示数为6V时，变阻器连入电路中的阻值24Ω；
（4）电路消耗的最大电能w和最小电能分别为225J和11.25J。
17．（2025•广西模拟）小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进保温状态时，测得炉内温度t为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃。求：
（1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流。
（2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值。
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。
【答案】（1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流为5A。
（2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值为198Ω。
（3）R与t关系的表达式为R＝（5×10﹣3t﹣1）Ω。
【解答】解：（1）由图可知，烧制炉处于加热状态时，加热电路为R1的简单电路，
通过R1的电流：I1=UR1=220V44Ω=5A；
（2）烧制炉处于保温状态时，加热电路中R1与R2串联，
电路的总电阻：R总=U2P保温=(220V)2200W=242Ω，
R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝242Ω﹣44Ω＝198Ω；
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，即有：U温差＝k（t﹣t0），
由图可知，控制电路中，R与R0串联，则有：U温差＝I（R+R0），
故有：k（t﹣t0）＝I（R+R0）……①
第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进水保温状态时，测得炉内温度t为400℃，
第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃，
且t0＝20℃，I＝0.01A，
把数据代入①式可得：
k×（400℃﹣20℃）＝I×（1Ω+R0）……②
k×（1000℃﹣20℃）＝I×（4Ω+R0）……③
联立②③解得：R0＝0.9Ω，k＝5×10﹣5V/℃，
则R与t的关系式为：R＝（5×10﹣3t﹣1）Ω。
答：（1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流为5A。
（2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值为198Ω。
（3）R与t关系的表达式为R＝（5×10﹣3t﹣1）Ω。
六．综合能力题（共1小题）
18．（2025•北流市校级二模）在某次科技活动中，王老师给同学们展示一个如图甲所示的黑盒子，绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱。王老师告诉同学们，盒内电路由两个定值电阻连接而成。小山同学设计了如图乙所示的电路来研究盒内电阻的连接情况及其电功率。已知电源电压恒定不变，R0是阻值为2Ω的定值电阻，R1是滑动变阻器。小山进行了如下的实验操作：
（Ⅰ）把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，电压表示数为1.8V，电流表示数为0.6A；
（Ⅱ）用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，闭合开关S和S1，此时电流表的示数为1.5A；
（Ⅲ）把AC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，小山发现将R1的滑片从某位置移至最左端或最右端时，电压表的示数均变化了0.25V，电路的总功率均变化了0.75W。
（1）请根据操作（Ⅰ）求出黑盒子BC间的电阻；
（2）在操作（Ⅱ）中，求黑盒子工作100s消耗的电能；
（3）①请画出黑盒子内的电路图，并标明各电阻的阻值；
②小山接下来继续进行研究，他将AB两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，移动R1的滑片，黑盒子的电功率会随之变化，求此过程中黑盒子的最大电功率与最小电功率之比。
【答案】（1）在操作（Ⅰ）中，黑盒子BC间的电阻为3Ω；
（2）在操作（Ⅱ）中，黑盒子工作100s消耗的电能为450J；
（3）①如图所示；
②小山接下来继续进行研究，他将AB两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，移动R1的滑片，黑盒子的电功率会随之变化，此过程中黑盒子的最大电功率与最小电功率之比为49：16。
【解答】解：
（1）把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，电压表测BC两端的电压，电流表测电路中的电流，
由I=UR可得，黑盒子间的电阻：
RBC=UBCIBC=Ω；
（2）把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，电路为R0与RBC串联，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，由I=UR可得，电源的电压：
U＝UBC+IR0＝1.8V+0.6A×2Ω＝3V，
用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，闭合开关S和S1，电路为黑盒子的简单电路，则黑盒子工作消耗的电能：
W＝UIt＝3V×1.5A×100s＝450J；
（3）①用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，闭合开关S和S1，只有黑盒子的电阻连入电路，
由I=UR可得，黑盒子的电阻：
RAB=UI=3V1.5A=2Ω，
把AC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S时，由P＝UI可得，电路中电流的变化量：
ΔI=ΔPU=0.75W3V=0.25A，
此时黑盒子的电阻：
RAC=ΔUΔI=Ω，
综上可知，黑盒子BC间的电阻为3Ω，用导线把AC连接起来（此时右部分电阻短路）后AB间电阻为2Ω，AC间的电阻为1Ω，黑盒子内的电路图如下图所示：
；
②把AC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流：
I1=UR0+R右=3V2Ω+1Ω=1A，
因将R1的滑片从某位置移至最左端或最右端时，电路中电流的变化均为0.25A，所以，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流：
I2＝I1﹣2×ΔI＝1A﹣2×0.25A＝0.5A，
此时电路的总电阻：
R总=UI2=3V0.5A=6Ω
则滑动变阻器的最大阻值：
R1＝R总﹣R0﹣RAC＝6Ω﹣2Ω﹣1Ω＝3Ω，
将AB两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，黑匣子的电功率最大，此时电路中的电流：
Imax=UR0+R左=3V2Ω+2Ω=34A，
黑盒子的最大电功率：
Pmax=Imax2R左=（34A）2×2Ω=98W，
当滑动变阻器将全部电阻接入电路中时，电路中的电流：
Imin=UR0+R左+R1=3V2Ω+2Ω+3Ω=37A，
此时黑盒子的最大电功率
Pmin=Imin2R左＝（37）2×2Ω=1849W，
故此过程中黑盒子的最大电功率与最小电功率之比为：
PmaxPmix=98W1849W=4916。
答：（1）在操作（Ⅰ）中，黑盒子BC间的电阻为3Ω；
（2）在操作（Ⅱ）中，黑盒子工作100s消耗的电能为450J；
（3）①如图所示；
②小山接下来继续进行研究，他将AB两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，移动R1的滑片，黑盒子的电功率会随之变化，此过程中黑盒子的最大电功率与最小电功率之比为49：16。题号
1
2
答案
C
D