北师大版物理九年级全册《第13章 电功和电功率》巩固提升
一 、单选题（本大题共13小题，共39分）
1.（3分）如图所示，将两只额定电压相同的灯泡、串联在电路中，闭合开关后，发现亮，不亮．对此有下列几种猜想，其中可能的是
①灯丝断了，灯座未短路；
②灯泡的电阻太小；
③灯泡两端电压较大；
④通过灯泡、电流不等；
⑤灯泡的灯座被短路；
⑥灯泡、的额定功率不同．
A. ① B. ①③⑥ C. ③④ D. ②⑤⑥
2.（3分）某型号电吹风，电动机和电热丝串联．电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风，电动机线圈电阻为，电热丝电阻为将电吹风接入电压为的电源后，通过的电流为，消耗的电功率为，同学们得到了四个关系式．下列选项中，关系式均正确的是
Ⅰ
A. B. C. D.
3.（3分）如图所示的电路中，电阻的阻值为。当开关、闭合时，电流表的示数为，电流表的示数为。下列说法正确的是
A. 电阻的阻值为
B. 、闭合时，电流表测量的是的电流
C. 、闭合时，通过电阻的电流为
D. 开关断开时，电流表的示数变小
4.（3分）下图中能正确反映通过某一定值电阻的电流与它两端电压的关系的是
A. B.
C. D.
5.（3分）下列与物理单位“帕斯卡”相同的是
A. 牛顿米 B. 牛顿米 C. 米牛顿 D. 米牛顿
6.（3分）如图甲所示是小明的调光灯电路图，他将粗细均匀的电阻丝通过滑片连入电路，小灯泡的额定电压为闭合开关后，滑片从最左端滑到最右端的过程中，小灯泡的关系图象如图乙所示．电阻丝的阻值不随温度变化，下面说法中正确的是
A. 电阻丝的阻值为
B. 小灯泡的最小功率为
C. 电路中的最大功率是
D. 滑片从最左端滑到最右端的过程中，电压表示数变大
7.（3分）如图甲，电源电压恒定不变，为定值电阻。闭合开关，滑动变阻器的滑片从端滑至端的过程中，电压表示数随电流表示数的变化关系如图乙，则下列说法正确的是
A. 图乙中点的数值为
B. 定值电阻的阻值为
C. 滑动变阻器的最大阻值为
D. 图乙中阴影部分的面积表示滑片置于端时，滑动变阻器的电功率
8.（3分）同学们看看考场里的日光灯，下面是对其中一盏日光灯正常工作时相关物理量的估测，最接近实际情况的是
A. 它两端的电压约为 B. 通过它的电流约为
C. 它的实际功率约为 D. 它正常工作消耗的电能约
9.（3分）灯、分别标有“”和“”字样，通过、的电流随其两端电压变化的图象如图所示。若将、串联，要使正常发光，则电源电压是
A. B. C. D. 无法判断
10.（3分）某款电热杯有高、中、低三挡，简化电路如图所示，、不能同时闭合，的阻值
为。只闭合时，电路中的电流为。下列说法正确的是
A. 电源电压为
B. 只闭合、时，电热杯处于低温挡
C. 只闭合时，电热杯工作产生的热量为
D. 加热水，水温由升高到，水吸收的热量为
11.（3分）如图甲所示，额定电压为的灯泡与滑动变阻器串联接入电路，电源电压一定．滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时，灯泡的图象如图乙所示，以下说法正确的是
A. 灯泡正常发光时的电流为
B. 灯泡两端的电压为时，它消耗的电功率为
C. 灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为
D. 当滑动变阻器接入电路的阻值为时，灯泡消耗的电功率为，此时灯丝的阻值为
12.（3分）如图所示，是小灯泡和电阻的电流与电压关系的图像，下列说法正确的是
A. 电阻的电阻值是
B. 仅把、并联在电压是的电路中，干路中的电流是
C. 仅把、串联在电路中，电流是时，则电源电压是
D. 当通过的电流是时，其消耗的电功率是
13.（3分）小明利用电能表测量某个家用电器的电功率，当电路中只有这个电器连续工作时，测得在内，消耗的电能为，那么用这个电器是
A. 液晶电视机 B. 台式计算机 C. 家用空调 D. 电冰箱
二 、计算题（本大题共7小题，共84分）
14.（12分）如图所示，，闭合开关，电压表和电流表的示数分别为和。求：
通过电阻的电流；
电阻的电功率；
通电钟整个电路消耗的电能。
15.（12分）在图甲所示电路中，电源电压保持不变，电阻的阻值为，闭合开关，两电流表的指针均指在表盘正中位置如图乙所示。
求电源电压；
求电阻的功率；
现用电阻替换原来的两个电阻中的一个，发现替换前后只有一个电流表的示数发生了变化，且电路的总功率变化了。求电阻的阻值结果保留位小数。
16.（12分）如图甲是定值电阻和有“”灯泡的信息图象。将它们接入图乙所示的电路，其中电源电压不变，滑动变阻器最大阻值为，当只闭合开关、，滑片位于最右端时，灯泡的实际功率为求：
的阻值；
灯泡正常发光，电流通过灯泡产生的热量；
电源电压；
电路消耗的最大电功率。
17.（12分）微电子控制的电热水瓶铭牌及简易电路原理图如图所示，其中和均是可用于加热的电阻丝、是微电子控制的自动开关．
型号
电源 ---
类别：防触电保护一类
消耗功率 煮水时
保温时
容量
为安全起见，该电热水瓶使用的插座应用右图中的 ______ 选填“甲”或“乙”；
分析简易电路原理图可知：当断开，电热水瓶处于 ______ 状态选填“保温”或“煮水；
求出的电阻值；若此电热水瓶煮水分钟，消耗的电能为几度？
18.（12分）如图甲所示是我们家里常备的电暖器，图乙是其内部电路原理图，铭牌如表所示，已知电阻、均为电加热丝，空气的比热容为，求：
某品牌电暖器铭牌
额定电压
高温挡功率
中温挡功率
低温挡功率
的阻值；
高温挡的功率；
若室内空气的质量为，用该电暖器的高温挡加热，电暖器放出热量的被室内空气吸收，使这些空气的温度由升高到，需加热多少分钟？
19.（12分）如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为，电压表的量程为，灯泡标有“”字样，滑动变阻器标有“”字样。闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使灯泡正常工作，不考虑灯丝电阻的变化。求：
灯泡正常工作时的电流和电阻；
灯泡正常工作所放出的热量；
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。
20.（12分）图甲是小明家安装的即热式热水器，其具有高、低温两挡加热功能，低温挡功率为，内部等效电路如图乙所示，和是两个电热丝．某次小明用高温挡淋浴时，水的初温是，淋浴头的出水温度为，淋浴共用水假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收，求：
电热丝的阻值。
用高温挡淋浴时水所吸收的热量。
该热水器高温挡功率。
答案和解析
1.【答案】D;
【解析】试题分析：电路故障主要有短路和断路．从灯亮，不亮的情况可以判断，电路有短路的情况，但不会有断路．因此①灯丝断了，灯座未短路就不合题意．如果③灯泡两端电压较大，则它的电阻也大，就会亮．不合题意．又因为串联电路中各处的电流都相等，因此④不合题意．
解：由分析知、、三个答案中都有错误的选项，故不合题意．
由图可知，此电路中的两个灯泡是串联在电路中的，故通过它们的电流都相等，亮，不亮，原因可能是被短路或的实际功率较小所致，因为灯泡的亮度是由灯泡发光时的实际功率决定的，当电阻很小时，根据可知，在电流相同时，电阻越小，其功率越小．
故选D．
2.【答案】D;
【解析】解：电吹风消耗的电功率是总功率，总功率的大小应该用来计算，所以总功率，故错误，正确；
由题意知，该电吹风中电动机和电热丝串联，电路中电流为，
电吹风中发热的功率要用来计算，所以总的发热功率为，
因为电吹风工作时将电能转化为机械能和内能，
所以，吹风机的总功率要大于发热部分的功率，即Ⅰ，故错误，正确．
故选：．
在计算电功率的公式中，总功率用来计算，发热的功率用来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，
但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的．
对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的．
3.【答案】A;
【解析】解：、当开关、闭合时，与并联，电流表测量干路电流，电流表测量支路电流，故错误；
、因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由可得，电源的电压：
，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过电阻的电流：
，故错误；
、电阻的阻值：
，故正确；
、因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，当开关闭合、断开时，通过的电流不变，即电流表示数为不变，故错误。
故选：。
当开关、闭合时，与并联，电流表测量干路电流，电流表测量支路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压，利用并联电路的电流特点求出通过电阻的电流，再根据欧姆定律求出电阻的阻值；
根据并联电路中各支路独立工作、互不影响判断开关断开时电流表的示数。
此题主要考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
4.【答案】C;
【解析】解：在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；
A、图线为反比例函数图象，表示电流与电压成反比，故A不符合题意；
B、图线表示电压增大时，导体中的电流不变，故B不符合题意；
C、图线为正比例函数图线，表示电阻一定时，通过电阻的电流与电压成正比，故C符合题意；
D、图线表示随着电压的增大，电流是减小的，故D不符合题意。
故选：。
根据欧姆定律可知，定值电阻上的电流应该与其两端的电压成正比；对照图象中的变化，可依次做出判断。
解答此题首先要明确欧姆定律的内容，其次是要会看图象中所表示出来的电压与电流的关系，再进行对照。
5.【答案】B;
【解析】解：
由压强定义式可知压强的单位为：，不存在、、这些单位，故正确、错。
故选：。
结合压强的定义式及物理量的单位运算规律，不难选出答案。
本题是一道有关物理量的单位确定的题目，明确单位由来是关键。
6.【答案】C;
【解析】解：当滑片位于端时，电路为灯泡的简单电路，
由乙图可知，电源的电压，电路中的电流，
灯泡的最大电功率，故正确；
当滑片位于端时，灯泡与电阻丝串联，电压表测电阻丝两端的电压，电流表测电路中的电流；
根据串联电路的分压特点可知，灯泡两端的电压最小，
由小灯泡的关系图象可知，，，
串联电路的总电压等于各分电压之和，
，
根据欧姆定律可得：
，故不正确；
灯泡的最小电功率：
，故不正确；
滑片从最左端滑到最右端的过程中，接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小；
根据可知，电路中的电流变大，
根据可知，灯泡两端的电压变大，
根据串联电路总电压等于各分电压之和可知，滑动变阻器两端的电压变小，即电压表的示数变小，故不正确．
故选
当滑片位于端时，电路为灯泡的简单电路，由乙图读出通过灯泡的电流和电压即电源的电压，根据求出灯泡的最大电功率．
当滑片位于端时，灯泡与电阻丝串联，电压表测电阻丝两端的电压，电流表测电路中的电流，根据串联电路的分压特点可知，此时电路中电流最小，灯泡的电功率最小；由图乙读出灯泡两端的电压和电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出电阻丝两端的电压，根据欧姆定律求出电阻丝的阻值，根据求出灯泡消耗的最小功率．
根据滑片确定接入电路电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端的电压变化，根据串联电路额电压特点可知电压表示数的变化．
此题主要考查了滑动变阻器的使用以及欧姆定律和电功率公式的应用，关键是根据图象得出点和点对应电表的示数．
7.【答案】D;
【解析】解：、由电路图可知，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量两端的电压，电流表测量电路中的电流；当滑片位于端时，电路为的简单电路，此时电路中的电流最大；
由图像可知，电路中的最大电流时，根据欧姆定律可知，电源电压：…①
当滑片位于端时，定值电阻与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，由图像可知，电路中的最小电流，电压表示数为，
根据可得，此时滑动变阻器的阻值：，
根据串联电路电压特点和欧姆定律可知，电源电压：……②
联立①②可得：，，当滑动变阻器断路时，电路中的电流为，电压表测量电源电压，即图中的点，故点的数值为，故错误；
、图乙中阴影部分的面积是电压与电流乘积，根据知，表示滑动变阻器的电功率，且此时电流最小，是滑片置于端时，故正确。
故选：。
由电路图可知，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量两端的电压，电流表测量电路中的电流；闭合开关，当滑片位于端时，电路为的简单电路，此时电路中的电流最大，根据图像读出最大电流，利用欧姆定律表示出电源电压；
当滑片位于端时，定值电阻与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，根据图像读出电路中的最小电流，根据欧姆定律得出滑动变阻器的最大值，根据串联电路电压规律和欧姆定律表示出电源电压，联立关系式可求出定值电阻和电源电压，根据电流为时，点表示的数值是电源电压分析解答；
根据和面积的计算方法确定含义，根据电流大小确定滑片的位置。
此题主要考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据图像读出相关的信息。
8.【答案】C;
【解析】解：、日光灯两端的电压约为，故A错误。
B、通过日光灯的电流约为，故B错误。
C、日光灯的实际功率约为，符合实际，故C正确。
D、日光灯正常工作消耗的电能约，故D错误。
故选：。
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。
此题主要考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。
9.【答案】A;
【解析】解：已知的额定电压为，由图可知正常发光时的电流为，
串联电路中电流处处相等，因此和串联时，通过的电流也是，
由图可知此时两端的电压为：，
由串联电路的电压特点可知电源电压为：。
故选：。
已知的额定电压，由图可读出额定电流；串联电路中电流处处相等，由图可读出此时两端的电压；最后根据串联电路的电压特点可得出电源电压。
此题主要考查了串联电路的电流和电压特点，关键是从图中得出有用信息。
10.【答案】C;
【解析】解：、只闭合时，电路为的简单电路，电路中的电流为，的阻值为，根据欧姆定律可得电源电压，故错误；
、闭合、时，两电阻并联接入电路，并联电路总电阻小于任一分电阻，根据可知电热杯消耗的功率最大，处于高温挡，故错误；
、只闭合时，电热杯工作产生的热量，故正确；
、加热水，水温由升高到，水吸收的热量为，故错误。
故选：。
只闭合时，电路为的简单电路，电路中的电流为，的阻值为，根据欧姆定律计算电源电压；
闭合、时，两电阻并联接入电路，根据并联电路电阻特点结合可知电热杯所处挡位；
根据计算只闭合时，电热杯工作产生的热量；
根据计算加热水，水温由升高到，水吸收的热量。
此题主要考查并联电路特点、欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活运用。
11.【答案】D;
【解析】
本题通过对问题的分析，考查了对欧姆定律及电功率公式的应用，该题的难点在，关键能够根据图象分析出已知条件。
根据图象，灯泡两端的电压等于额定电压时，灯泡正常发光，此时电流等于其额定电流；
根据图象确定电压为时的电流，可得电功率值；
根据题意，当灯泡两端电压为时，变阻器的滑片在最左端，从而可得其阻值；
根据电源电压、灯泡的实际功率及欧姆定律求出灯丝的电阻值。
A.由题意知，灯泡的额定电压为，由图乙知，当灯泡两端的电压为时，灯泡的电流为，故错误；
B.由图乙知，当灯泡两端的电压为时，灯泡中的电流大于，由可知，此时灯泡消耗的电功率大于，故错误；
C.由图知，当变阻器滑片在最左端时，灯泡两端的电压等于，可知此时变阻器的阻值为零，故错误；
D.当变阻器阻值为零时，灯泡两端的电压等于，可知电源电压为，
设灯泡两端的电压为，此时电阻为，根据题意可知：
①
②
联立①②解得或，根据灯泡的实际功率，时，其实际功率小于，不符合题意，所以，代入②得，故正确。
故选。
12.【答案】C;
【解析】解：、的电流随电压的变化关系图像为过原点的直线，说明为定值电阻，由图可知，当电阻两端的电压为时，通过电阻的电流为，由欧姆定律可知，电阻的电阻值：，故错误；
、当定值电阻和小灯泡并联在电压为电路中，由并联电路电压的规律，和灯的电压都为，由图可知，和灯的电流分别为和，由并联电路电流的规律，电路干路里的电流：，故错误；
、两电阻串联，电路各处的电流相等，由图可知，当电路的电流为时，灯两端的电压为，两端的电压为，由串联电路电压的规律，电源电压为，即它们两端总电压是，故正确；
、由图可知，当通过的电流为时，灯泡两端的电压为，则灯泡消耗的电功率为：，故错误。
故选：。
的电流随电压的变化关系图像为过原点的直线，说明为定值电阻，根据图像中的数据和欧姆定律计算的电阻值；
当定值电阻和小灯泡并联在电压为电路中，由并联电路电压的规律，由图知和灯的电流，由并联电路电流的规律得出电路中总电流；
根据串联电路电流的规律，当电路的电流为时，可知灯和的电压，由串联电路电压的规律得出电源电压；
由图知，当通过的电流为时对应的电压大小，根据求出它消耗的电功率。
此题主要考查串联电路的规律、欧姆定律和电功率公式的应用，关键是从图中获取有效的信息。
13.【答案】C;
【解析】解：
用电器在内消耗的电能为，用电器的电功率：
，
液晶电视机的电功率约为，台式计算机的电功率约为，空调的电功率约为，电冰箱的功率约为，
所以电功率是的用电器是空调。
故选：。
根据用电器在内消耗的电能，结合公式，求出电功率，再与题目中给出的用电器的功率比较即可。
该题考查了电功率公式的应用，同时考查了学生的常见用电器电功率的了解情况，是基础性题目。
14.【答案】;
【解析】闭合开关，两电阻并联，电流表测量干路电流，电压表测量电源电压。
根据欧姆定律可知通过电阻的电流；
根据并联电路的电流特点可知通过的电流，根据得出的电功率；
根据得出通电，整个电路消耗的电能。
此题主要考查并联电路的特点、欧姆定律的应用和电功率的计算，难度不大。
15.【答案】;
【解析】
由图甲可知，两电阻并联，电流表测通过的电流，电流表测干路电流；
根据并联电路的电流特点和两电流表的指针偏转角度相同读出两电流表的示数，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电源电压；
根据并联的电流特点求出通过的电流，根据求出电阻的功率；
根据并联电路的特点分析判断被替换的电阻，根据求出原来电路的总功率，进而求出更换后电路的总功率，根据求出更换后干路的电流，根据并联电路的电流特点求出通过更换后电阻的电流，根据欧姆定律求出电阻的阻值。
此题主要考查并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，关键是根据并联电路的电流特点分析两电流表的量程读出电流表的示数。
16.【答案】解：（1）定值电阻的U-I图象是正比例函数，图甲中R2表示定值电阻的图线，
由图甲可知，U0=2V时，通过的电流I0=0.2A，
由I=可得，R0的阻值：
R0===10Ω；
（2）灯泡正常发光100s，电流通过灯泡产生的热量：
QL=WL=PLt=6W×100s=600J；
（3）当只闭合开关S、S1，滑片P位于R最右端时，灯泡L与R最大值串联，灯泡L的实际功率为lW，
由图甲可得，灯泡两端的电压UL=2V，通过的电流IL=0.5A时符合，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，滑动变阻器两端的电压：
UR=IRR=ILR=0.5A×8Ω=4V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=UL+UR=2V+4V=6V；
（4）当S、S1、S2闭合且滑片位于左端时，R0与L并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡正常发光，
所以，电路消耗的最大电功率：
P=PL+P0=PL+=6W+=9.6W。
答：（1）R0的阻值是10Ω；
（2）灯泡正常发光100s，电流通过灯泡产生的热量是600J；
（3）电源电压是6V；
（4）电路消耗的最大电功率是9.6W。;
【解析】
定值电阻的图象是正比例函数，图甲中表示定值电阻的图线，根据图象读出一组数据，根据欧姆定律求出的阻值；
灯泡正常发光，根据求出电流通过灯泡产生的热量；
当只闭合开关、，滑片位于最右端时，灯泡与最大值串联，灯泡的实际功率为，根据图象读出符合题意的电流和电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压；
当、、闭合且滑片位于左端时，与并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，根据并联电路的特点和额定电压下灯泡正常发光以及求出电路消耗的最大电功率。
该题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电热公式的应用，从图象中获取有用的信息和正确判断电路总功率最大时电路的连接方式是关键。
17.【答案】乙；保温;
【解析】解：为防止触电事故的发生，应使用图乙所示的插座．
由图示电路图可知，闭合时两电阻并联，电路功率较大，
当断开时只有一个电阻接入电路，此时电路功率较小，
由此可知，断开时电路处于保温状态．
电阻的功率：，
由可知，电阻的阻值；
电热水瓶煮水，消耗的电能：
度；
故答案为：乙；保温；
的电阻值是；若此电热水瓶煮水分钟，消耗的电能度．
为防止触电事故的发生应选用有接地线的三孔插座．
分析清楚电路结构，应用电功率公式答题．
应用电功率公式的变形公式求出电阻阻值；由可以求出煮水时消耗的电能．
此题主要考查了插座的选择、工作状态的判断、求电阻与消耗的电能，知道安全用电原则、分析清楚电路结构，应用电功率公式可以解题．
18.【答案】;
【解析】
由图乙可知，当开关、闭合、断开时，只有工作，当开关、闭合、断开时，只有工作，当开关、、都闭合时，、并联；根据并联电路的特点、和的大小关系以及可知电加热器高温挡、中温挡和低温挡的电路连接；根据低温挡功率和可求出的阻值；
根据并联电路的特点可知高温挡时、的电功率，根据电路的总功率等于各用电器电功率之和求出高温挡的电功率；
利用求出空气吸收的热量，根据求电暖器消耗的电能，根据求需要加热的时间。
此题主要考查并联电路的特点、电功率公式、热量公式和效率公式的应用，正确的判断不同挡位时电路的连接方式是关键。
19.【答案】解：由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据P=UI可得，灯的额定电流：I额===0.5A，
根据欧姆定律可知，灯泡的电阻为：RL===6Ω；
（2）灯泡正常工作1min所放出的热量等于其消耗的电能：Q=W=Pt=1.5W×60s=90J；
（3）为了保护灯泡，电路中的电流最大为0.5A，
电路中的最小总电阻：R===9Ω；
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知滑动变阻器接入电路中的最小阻值为：R滑min=R-RL=9Ω-6Ω=3Ω；
电压表的最大示数为3V，即滑动变阻器两端的最大电压为3V，根据串联电路的总电压电压各部分电路两端电压之和可知：
灯泡两端的最小电压为：ULmin=U-U滑max=4.5V-3V=1.5V，
电路中的最小电流为：Imin===0.25A，
滑动变阻器接入电路中的最大电阻为：R滑max===12Ω，
即滑动变阻器连入电路的电阻变化范围为3Ω～12Ω。
答：（1）灯泡正常工作时的电流为0.5A，电阻为6Ω；
（2）灯泡正常工作1min所放出的热量为90J；
（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3Ω～12Ω。;
【解析】
由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；知道灯泡的额定电压和额定功率，根据求出灯泡的额定电流，根据欧姆定律求出其电阻；
根据求出放出的热量；
根据最大电流，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；根据电压表的最大测量值求出灯泡的电压，根据欧姆定律求出电路中的最小电流，然后根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大电阻。
此题主要考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据灯泡的额定电压和电流表的量程确定电路中的最大电流。
20.【答案】解：（1）由于电源电压一定，根据P=可知，电阻越大，功率越小；电阻越小，功率越大；所以当只闭合开关S1时，只有R1接入电路，热水器处于低温挡；当同时闭合开关S1和S2时，R1和R2并联，总电阻最小，热水器处于高温挡；
所以电阻R1的阻值R1===8.8Ω；
（2）沐浴20min用水100kg，则水吸收的热量为：
Q吸=Δt=4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（40℃-20℃）=8.4×106J；
（3）因为热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收，所以热水器正常工作产生的热量Q=Q吸=8.4×106J，
热水器正常工作消耗的电能W=Q=8.4×106J，
热水器高温挡的功率P===7×103W。
答：（1）电阻R1的阻值是8.8Ω；
（2）沐浴20min，水吸收的热量是8.4×106J；
（3）热水器高温挡的功率是7×103W。;
【解析】
由于电源电压一定，根据可知，电阻越大，功率越小；电阻越小，功率越大；所以当只闭合开关时，热水器处于低温挡；当同时闭合开关和时，热水器处于高温挡；由低温挡的功率，利用可求出电阻的阻值；
根据可求出水吸收的热量；
已知热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收，根据第问水吸收的热量，可求出热水器正常工作产生的热量，又因为热水器正常工作产生的热量等于热水器正常工作消耗的电能，根据可求出热水器高温挡的功率。
此题主要考查电功率的计算，热量的计算，焦耳定律，其中分析清楚何时是低温挡，何时为高温挡是解答该题的关键之一。
