2025年中考备考物理复习之电功率（尖子生版）

2025年中考备考物理复习之电功率 一．选择题（共18小题） 1．（2024•济宁）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．（2024•枣庄）如图所示是一款电子提力计的电路原理图，M、N均为金属板，N固定不动，当握力F增大时，则（　　） A．滑动变阻器R接入电路中的阻值变小 B．电压表示数增大 C．电阻R的功率一定减小 D．电阻R0的功率增大 3．（2024•枣庄）如图所示，电源电压保持不变R2＝2R1，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样，闭合S1，断开S2，滑动变阻器的滑片P位于最右端时，电压表的示数为3V，电路的总功率为P1；当闭合S2，断开S1，滑动变阻器的滑片p移至中点时，电压表示数为1.2V，电路的总功率为P2，下列说法正确的是（　　） A．P1：P2＝4：5 B．电源电压为12V C．R1阻值为40Ω D．电路的最大功率为2.7W 4．（2024•宁津县二模）如甲图所示，灯泡L标有“8V 4W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”字样，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，定值电阻R2的电流随电压变化的图像如乙图所示。在保证电路安全和电表不超量程的情况下，当闭合开关S、S1、S2时，通电30s，电路中电流所做的功为120J；当闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡的实际功率为P1，当闭合开关S1、S2，断开开关S时，定值电阻R2消耗的最小功率为P2，下列说法中（　　） ①灯泡L的电阻为16Ω ②电源电压为12V ③P2＝1.5W ④P＝1W A．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有①②正确 D．只有①③④正确 5．（2024•沂水县一模）如图所示是一种电能表，下列说法中正确的是（　　） A．电能表是测量电功率的仪表 B．铝盘转得越快说明电流做功越快 C．该电能表的读数为3021kW•h D．铝盘每转过1500转电路消耗电能2000J 6．（2024•岱岳区三模）如图甲所示电路中，电源电压不变，R0和R1均为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片从b端移动到a端的过程中，两电压表的示数与电流表示数的变化关系如图乙中的图线①和②所示。下列判断正确的是（　　） ①电源电压为3.9V ②图线②是电压表V2与电流表的示数变化关系图线 ③R2的最大阻值为8Ω ④R1的电功率变化范围为0.18～0.72W A．只有①③④正确 B．只有③正确 C．只有②正确 D．只有②④正确 7．（2024•巨野县二模）如图所示，L1、L2两灯泡分别标有“110V，100W”和“110V，40W”，按不同方法接入220V电路，是电阻箱的符号，能使两灯泡都能正常发光的是（　　） A． B． C． D． 8．（2024•蒙阴县二模）图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P移动过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压是5V B．电阻R0的阻值为5Ω C．电路消耗的最大电功率为5W D．当R＝10Ω时，电阻R工作1min消耗的电能为16J 9．（2023•枣庄）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 10．（2022•沂源县二模）在如图所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S由断开到闭合时（　　） A．电压表V示数不变 B．电流表A示数变小 C．电压表V与电流表A的比值变大 D．电路消耗的总功率不变 11．（2024•济宁）如图所示是一个灯泡L和一个定值电阻R的I﹣U图像。下列分析正确的是（　　） A．甲为灯泡L的图线 B．当电压为0时，L与R的阻值均为0 C．将L和R并联在6V的电源两端，电路总电阻为36Ω D．将L和R串联在6V的电源两端，L的功率为0.24W 12．（2024•临沂）图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V，闭合开关后，“0.5V，0.2W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作，则（　　） A．指示灯的灯丝电阻为0.8Ω B．电动机的发热功率为1.6W C．电动机的额定功率为0.08W D．电路的总功率为1.8W 13．（2023•德州）如图甲所示，电源电压保持不变。电流表A的量程为0～0.6A，电压表V1、V2的量程均为0～3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω，2A”，小灯泡的额定电压为2.5V。滑动变阻器的滑片P在某点时，小灯泡正常发光，此时电压表V2的示数为1.5V。在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P，其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为3V B．电压表V1的示数变化范围为1.5V～3V C．滑动变阻器的取值范围是3Ω～50Ω D．小灯泡的功率范围为0.1W～1.25W 14．（2024•临沂模拟）图甲所示电路的电源电压为6V，在滑片滑动的过程中，电压表与电流表的示数变化如图乙所示，根据图象信息可知（　　） A．定值电阻R0的阻值为6Ω B．R的最大阻值为10Ω C．R0的最大功率为3.0W D．电路的最小功率为0.6W 15．（2024•武城县二模）如图是电阻甲和乙的U﹣I图像，以下是小明对图像信息作出的判断，其中正确的是（　　） A．甲、乙均为定值电阻 B．当乙两端电压为1V时，其电阻值为2.5Ω C．将甲、乙并联在2V的电路中，甲的电压较大 D．将甲、乙串联在3V的电路中，乙的电功率为0.8W 16．（2024•枣庄三模）有两只灯泡L1“220V，40W”，L2“220V，15W”。下列说法中正确的是（　　） A．通过L1的电流一定比通过L2的电流做功快 B．将L1与L2串联在家庭电路中，L1比L2更亮 C．将L1与L2并联在家庭电路中，L2比L1更亮 D．若L1与L2的灯丝材料相同，长度相同，则仔细观察会发现L1的灯丝比L2的灯丝粗 17．（2023•阳谷县二模）如图所示的电路中，电源两端电压恒定，R0是定值电阻，R是用石墨烯制成的湿敏电阻，其特点是阻值会随着其周围环境含水量的升高而增大。闭合开关S，当R周围环境含水量升高时，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变大 B．电压表的示数不变 C．电路的总功率变小 D．电压表与电流表的示数之比变小 18．（2024•临邑县模拟）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。下列说法中正确的是（　　） A．图甲中的S0自动转接到“2”时，电路处于加热状态 B．图甲中定值电阻R2的阻值为100Ω 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100转 D．加热台自动保温时，每小时消耗484J的电能 二．填空题（共2小题） 19．（2024•枣庄）如图所示，电源电压不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，滑动变阻器的规格“20Ω 1A”，电流表量程为0～0.6A，当开关S1、S2同时闭合时，小灯泡正常发光，则小灯泡正常发光的电阻RL为 　 　Ω，滑动变阻器滑片P向右移动时，小灯泡的亮度将 　 　（选填“变亮”“变暗”或“不变”）；保持开关S1始终闭合，通过调节电路，使电路消耗的最大功率为P1，最小功率为P2，则P1：P2＝　 　。 20．（2024•济宁）在如图所示的电路中，电源电压为6V，当开关S闭合后，电路总功率变化了1.8W，则电流表示数变化了 　 　A，电阻R＝　 　Ω。 三．实验探究题（共3小题） 21．（2023•泰安）物理实验小组连接了如图甲所示的电路，做“测量小灯泡的电功率”实验。可供选择的器材有：电源（可选电压为4.5V、6V），规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器一个，小灯泡（额定电压为2.5V，额定功率小于0.75W）一个，电压表、电流表各一个，开关，导线若干。 （1）甲图连接的电路有一处错误，请把接错的那根导线找出来打“×”，用笔画线代替导线画出正确的连接（只改接一根导线）。 （2）正确连接电路后，当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光。该实验所用的电压为 　 　V，小灯泡的额定功率为 　 　W。 （3）变阻器的滑片P移至某处时，电流表示数为0.18A，电压表示数如图乙所示为 　 　V，此时小灯泡的电阻为 　 　Ω。 （4）该实验小组的同学又设计了如图丙所示的电路，利用阻值为R0的定值电阻和电压表V1、V2等器材，测量额定电压为U额的小灯泡L的额定功率，经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整； ①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表 　 　（选填“V1”或“V2”）的示数为U额，同时读出另一个电压表的示数，记为U； ②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡额定功率P额＝　 　。 22．（2022•威海）实验室购买了一批规格为“2.5V 0.8W”的小灯泡，物理兴趣小组的同学通过测量小灯泡的额定功率来鉴别灯泡是否符合规格。他们准备了如下器材：电源（电压恒为6V）、开关、滑动变阻器（“20Ω 1A”）、电流表各1个，导线若干。 （1）若要完成此实验，还需要的器材是 　 　；请在图1所示的虚线框内画出实验电路图。 （2）按正确的电路图连接好电路，闭合开关，发现小灯泡强烈发光后立即熄灭，造成这种现象的原因可能是 　 　。 （3）问题解决后继续实验，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数如图2所示，此时电路中的电流为 　 　A，小灯泡的电功率为 　 　W，小灯泡是否符合规格？　 　。 （4）兴趣小组按上述操作测量了这批小灯泡在电压为2.5V时的电功率，发现其中一些小灯泡不符合规格，如果问题出在钨丝的制作环节，其原因可能是 　 　。 23．（2024•梁山县二模）小明在实验室进行“测量小灯泡电功率”的实验，老师给提供的器材有：额定电压是3.8V，正常发光时电阻约为15Ω的小灯泡一个（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关，“50Ω 1A”的滑动变阻器各一个。 （1）请根据图甲的电路图，用笔画线代替导线，将图乙的实物电路连接完整； （2）正确连接好电路并闭合开关后，小明发现小灯泡不亮，电流表和电压表示数都不为零，原因是 　 　； （3）小明继续正确操作实验，测量数据如表所示： 实验次数 1 2 3 4 5 6 发光情况 特别亮 明亮 亮 较亮 较暗 熄灭 电压U/V 4.5 3.8 3.0 2.5 1.3 1 电流I/A 0.3 0.26 0.24 0.22 0.16 0.14 分析实验数据可知：小灯泡的额定电功率为 　 　W（保留两位小数）； 【拓展】小芳分析小明的电路设计以及她所记录的数据认为小明在2、5组实验中所记数据误差较大，为了能准确测出此小灯泡的额定功率，小芳将原电路在不增减实验器材的基础上只改动了电压表的量程，小芳在实验操作的过程中需注意的问题是：　 　。 四．计算题（共6小题） 24．（2024•枣庄）如图乙是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅简化电路，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。 （1）在工作电路中，指示灯L标有“2V 0.2A”字样，要使指示灯L正常工作，则保护电阻R0的阻值为多大？ （2）把空气炸锅单独接入家庭电路中正常工作2min，电能表上标有600r/kW•h的字样，其转盘刚好转了20转，则空气炸锅的电功率是多少？ （3）在控制电路中，电源电压恒定为3V，用R3来设置加热温度，热敏电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。当设定加热温度为某一温度时，R3的阻值恰好为40Ω，闭合开关S，工作电路接通，开始加热；当控制电流I＝0.03A时，衔铁被弹起，停止加热，则设定的加热温度是多少？ 25．（2024•聊城）如甲图所示电路中，电源电压不变，R1＝20Ω，滑动变阻器R2的最大电阻为50Ω，电流表使用的量程为0～0.6A。小灯泡L的额定电压为3.8V，其电流随电压的变化规律如乙图所示。当只闭合S2时，电流表的示数为0.25A。求： （1）电源电压； （2）当只闭合S3时，要使小灯泡L正常发光，滑动变阻器R2连入电路的电阻； （3）当闭合S1、S2、S3时，为保证不损坏电流表，滑动变阻器R2的电阻可调范围和电路消耗的总电功率的变化范围。 26．（2024•烟台）为了方便学生就餐，某学校餐厅使用了一款智慧餐盘，该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量，并在显示屏上显示出价钱，通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后，他们利用电压恒为24V的电源、量程为0～15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）等器材设计了一款自动称量装置，使用时，物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时，滑片P恰好位于滑动变阻器的a端，如图甲所示。闭合开关S，滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大到15V，此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现，滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和a、P之间的距离成正比。求： （1）定值电阻R0在电路中的作用是什么？阻值为多少？ （2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？ （3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为多少（结果保留一位小数）？此时对应的物体质量为多少？ （4）实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现，表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的，即质量刻度不均匀，如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路，在图丙方框内画出，并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。 27．（2023•枣庄）体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R0＝5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0～0.6A，踏板重力不计，求： （1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为多少； （2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率为多少； （3）此体重计所能测量的最大体重为多少。 28．（2024•潍坊）中国茶文化源远流长。图示是一款智能煮茶机的简化电路图，电源电压U＝220V，R0、R1、R2是阻值不变的电热丝，用于“加热”或“保温”，R1＝20.5Ω，R2＝840Ω，S为电源开关，通过温控开关S1可实现“加热”和“保温”状态的切换，煮茶机的“加热”功率P加热＝800W，“加热”效率η＝80%。煮茶机会根据用户选择的茶品和所需茶水浓度不同进行智能工作，其工作过程是首先将水“加热”至100℃，然后继续以“加热”功率再进行相应时间的“煮茶加热”（“煮茶加热”时间如表格所示），最后自动进入“保温”状态。将0.8L、初温为20℃的水装入煮茶机，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ＝1.0×103kg/m3。 茶品 低浓度“煮茶加热”时间 中浓度“煮茶加热”时间 高浓度“煮茶加热”时间 乌龙茶 2min 5min 10min 红茶 1min 2min 5min 黑茶 2min 5min 7min （1）求将水“加热”至100℃过程中水吸收的热量； （2）求煮茶机的“保温”功率； （3）若用户选择“红茶高浓度煮茶”，煮茶机经过将水“加热”至100℃、“煮茶加热”和“保温”状态，共工作15min，求这个过程煮茶机消耗的电能。 29．（2023•德州）如图甲所示，电源电压U保持不变，当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片从最右端滑向中点过程中得到电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示。闭合开关S1、S3，断开S2，滑动变阻器的滑片在最左端时，电路的总功率为15W。已知R2＝2R1，求： （1）定值电阻R1的阻值； （2）R0的最大阻值和电源电压U； （3）定值电阻R3的阻值及整个电路的最大功率。 2025年中考备考物理复习之电功率 参考答案与试题解析 一．选择题（共18小题） 1．（2024•济宁）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 【分析】（1）如图可知，两灯串联，通过的电流相等。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率。灯泡越亮实际功率越大。根据实际功率判断灯泡两端的电压大小，根据电压判断灯泡的电阻大小。 （2）两个灯泡的额定电压相同，根据灯泡电阻大小判断额定功率大小。 【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＝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＝可知，L1的额定功率比L2的额定功率小，故A错误。 故选：C。 【点评】该题考查了在串联电路中判断电压、电阻、功率的大小关系，结合串联电路中电流、电压的特点以及相关公式，进行综合判断。 2．（2024•枣庄）如图所示是一款电子提力计的电路原理图，M、N均为金属板，N固定不动，当握力F增大时，则（　　） A．滑动变阻器R接入电路中的阻值变小 B．电压表示数增大 C．电阻R的功率一定减小 D．电阻R0的功率增大 【分析】根据推力增大时，滑片右移，得出电阻、电流和电功率的变化；根据欧姆定律和串联电路特点推导滑动变阻器的电功率表达式分析解答。 【解答】解：ABD、图中定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器的电压； 当握力F增大时，滑片右移，滑动变阻器R接入电路中的阻值变大，电路中的电流减小，根据P＝UI＝I2R知，定值电阻R0的电功率减小，而定值电阻的电压减小，根据串联电压特点知，电压表的示数变大；故AD错误，B正确。 C、假设滑动变阻器接入电路的电阻和弹簧的总电阻为R'，定值电阻的大小为R；滑动变阻器的功率为：P'＝I2R'＝R'＝＝＝，当定值电阻R0的电阻R与滑动变阻器接入电路的电阻R'相等时，滑动变阻器的功率最大；故电阻R的功率不一定是减小的。 故选：B。 【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律与电功率，属于中档题。 3．（2024•枣庄）如图所示，电源电压保持不变R2＝2R1，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样，闭合S1，断开S2，滑动变阻器的滑片P位于最右端时，电压表的示数为3V，电路的总功率为P1；当闭合S2，断开S1，滑动变阻器的滑片p移至中点时，电压表示数为1.2V，电路的总功率为P2，下列说法正确的是（　　） A．P1：P2＝4：5 B．电源电压为12V C．R1阻值为40Ω D．电路的最大功率为2.7W 【分析】（1）闭合S1，断开S2，滑动变阻器的滑片P位于最右端时，电阻R1与滑动变阻器最大值串联，电压表测量滑动变阻器的电压，根据欧姆定律计算电路中的电流，根据串联电路特点列出电源电压的表达式，当闭合S2，断开S1，滑动变阻器的滑片p移至中点时，电阻与滑动变阻器的一半串联，根据欧姆定律计算电路中的电流，根据串联电路特点列出电源电压的表达式，解得电源电压和电阻大小，根据P＝UI计算电功率之比。 （2）根据P＝计算最大电功率。 【解答】解：ABC、闭合S1，断开S2，滑动变阻器的滑片P位于最右端时，电阻R1与滑动变阻器最大值20Ω串联，电压表测量滑动变阻器的电压，根据欧姆定律知， 电路中的电流，I＝＝＝0.15A，——————① 根据串联电路特点知，电源电压U＝IR1+U2＝0.15A×R1+3V； 当闭合S2，断开S1，滑动变阻器的滑片p移至中点时，电阻与滑动变阻器R'2＝10Ω串联，根据欧姆定律知，I'＝＝＝0.12A，﹣————————② 根据串联电路特点知，电源电压U＝I'R1+U'2＝0.12A×R2+1.2V＝0.12A×2R1+1.2V； 由①②解得R1＝20Ω；U＝6V； 根据P＝UI知，电源电压不变，电功率之比等于电流之比，为0.15A：0.12A＝5：4，故ABC错误； D、闭合S1、S2，滑动变阻器的滑片P位于最左端时，两个定值电阻并联，电路的最大功率为P大＝+＝+＝2.7W，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律以及电功率的计算，属于中档题。 4．（2024•宁津县二模）如甲图所示，灯泡L标有“8V 4W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”字样，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，定值电阻R2的电流随电压变化的图像如乙图所示。在保证电路安全和电表不超量程的情况下，当闭合开关S、S1、S2时，通电30s，电路中电流所做的功为120J；当闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡的实际功率为P1，当闭合开关S1、S2，断开开关S时，定值电阻R2消耗的最小功率为P2，下列说法中（　　） ①灯泡L的电阻为16Ω ②电源电压为12V ③P2＝1.5W ④P＝1W A．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有①②正确 D．只有①③④正确 【分析】（1）已知灯泡L的额定电压和额定功率，根据可求出灯泡L的电阻； （2）R2是定值电阻，通过的电流与其两端的电压成正比，根据欧姆定律和图乙中的数据可求出R2的阻值；当闭合开关S、S1、S2时，滑动变阻器和L被短路，电路中只有R2；已知通电30s，电路中电流所做的功，根据W＝的变形式可求出电源电压； （3）当闭合开关S1、S2，断开开关S时，L被短路，R1和R2的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压；由串联电路的分压规律可知，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，其两端的电压最大，由电压表所选的量程可知滑动变阻器两端的最大电压，串联电路中电源电压等于各个用电器两端的电压之和，据此求出定值电阻R2两端的最小电压，再利用欧姆定律求出通过R2的电流，即电路中的最小电流，再根据I＝的变形式求出滑动变阻器接入电路的最大阻值，若没有超出其最大值50Ω，则符合条件；最后根据P＝UI求出R2的最小功率； （4）当闭合开关S，断开开关S1、S2时，L和R2串联，电流表测电路中的电流；串联电路的总电阻等于各个用电器的电阻之和，据此求出电路总电阻；再利用欧姆定律求出电路中的电流；最后根据P＝I2R求出灯泡L的实际功率。 【解答】解：①、已知灯泡L的额定电压U额＝8V，灯泡L的额定功率P额＝4W， 由P知灯泡L的电阻为： RL＝＝16Ω，故①正确； ②、由欧姆定律结合图乙中的数据可知电阻R2的阻值为：R2＝＝＝16Ω， 由图甲可知，当闭合开关S、S1、S2时，滑动变阻器和L被短路，电路中只有R2； 由W＝可知U2＝＝＝（8V）2，则电源电压U＝8V，故②错误； ③、当闭合开关S1、S2，断开开关S时，L被短路，R1和R2的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压； 当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，其两端的电压最大，由电压表的量程可知R1两端的电压最大为U1大＝3V， 由串联电路的电压特点可知R2两端的电压最小为：U2小＝U﹣U1大＝8V﹣3V＝5V， 此时电路中最小电流为：I小＝＝＝0.3125A， 由欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的最大阻值为：R1＝＝＝9.6Ω，滑动变阻器的最大阻值50Ω，符合条件； 则R2的最小功率为：P2＝I小U2小＝0.3125A×5V＝1.5625W，故③错误； ④、当闭合开关S，断开开关S1、S2时，L和R2串联，电流表测电路中的电流； 由串联电路的电阻特点可知电路总电阻为：R＝R2+RL＝16Ω+16Ω＝32Ω， 此时电路中的电流为：I＝＝＝0.25A， 此时灯泡L的实际功率为：PL＝I2RL＝（0.25A）2×16Ω＝1W，故④正确； 综上所述分析可知①④正确，故B、C、D错误，A正确。 故选：A。 【点评】本题考查了欧姆定律和电能、电功率计算公式应用，熟练掌握串联电路的特点，并从图中读取相关信息是解题的关键。 5．（2024•沂水县一模）如图所示是一种电能表，下列说法中正确的是（　　） A．电能表是测量电功率的仪表 B．铝盘转得越快说明电流做功越快 C．该电能表的读数为3021kW•h D．铝盘每转过1500转电路消耗电能2000J 【分析】（1）电能表是测量消耗电能的仪表； （2）电能表的转盘（铝盘）转得越快，表示消耗的电能（电流做功）越快； （3）电能表读数时注意最后一位是小数位，单位是kW•h； （4）3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转3000转，据此求铝盘每转过1500转电路消耗的电能。 【解答】解：A．电能表是测量用电器消耗的电能的，不是测量电功率的仪表。故A错误； B．电能表铝盘转得越快，即相同时间内电路消耗的电能多，即电路的功率大，即电流做功快。故B正确； C．电能表示数中最后一位数字的单位是0.1kW•h，电能示数为302.1kW•h。故C错误； D．3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转3000转，铝盘转过1500转，电路消耗的电能为，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查电能表的作用、读数方法，以及对电能表相关参数的理解，属于基础题目。 6．（2024•岱岳区三模）如图甲所示电路中，电源电压不变，R0和R1均为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片从b端移动到a端的过程中，两电压表的示数与电流表示数的变化关系如图乙中的图线①和②所示。下列判断正确的是（　　） ①电源电压为3.9V ②图线②是电压表V2与电流表的示数变化关系图线 ③R2的最大阻值为8Ω ④R1的电功率变化范围为0.18～0.72W A．只有①③④正确 B．只有③正确 C．只有②正确 D．只有②④正确 【分析】（1）闭合开关S，定值电阻R0、R1、滑动变阻器R2串联接入电路中，当滑动变阻器的滑片在a端时，R2接入电路中的阻值为0，电路为R0、R1串联的电路，V1测量R1两端的电压，将R2的滑片从a端移动到b端的过程中，滑动变阻器接入电路中的阻值逐渐增大，根据串联分压特点可知V1、V2的示数变化情况，据此可知电压表V1、V2的对应的图线； （2）滑动变阻器的滑片在b点时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，从图像中读出电路电流和电压表的示数，根据串联电路电压规律和欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值；根据欧姆定律计算R1的阻值，根据电源电压不变，列方程组，由此计算电源电压； （3）由图像可知电路最大电流和最小电流，根据P＝I2R求出R1消耗的最大功率和最小电功率。 【解答】解：②闭合开关S，定值电阻R0、R1、滑动变阻器R2串连接入电路中，将R2的滑片从a端移动到b端的过程中，滑动变阻器接入电路中的阻值逐渐增大，根据串联分压特点可知V2的示数逐渐增大，所以电压表V2的示数与电流表示数的关系如图乙中的图线②所示； 根据串联电路电阻规律可知总电阻逐渐增大，根据欧姆定律可知电路中的电流逐渐变小，且R1两端的电压逐渐变小，故电压表V1的示数逐渐变小，据此可知电压表V1的示数与电流表示数的关系如图乙中的图线①所示；故②正确； ①③、闭合开关S，当滑动变阻器的滑片在a端时，R2接入电路中的阻值为0，电路为R0、R1串联的电路， V1测量R1两端的电压，示数为2.4V，V2测量R2、R1两端的总电压，也是2.4V，电流表测量电路中的电流，示数为0.3A， 根据欧姆定律可知R1的阻值R1＝＝＝8Ω； 从图乙可知，电路中最小电流为0.15A，此时R1两端的电压为1.2V， R1和R2两端的总电压为2.7V，则R2两端的电压为：U2＝U﹣U1＝2.7V﹣1.2V＝1.5V， 根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值R2＝＝＝10Ω 当滑片在a端时，电源电压为U＝I（R1+R0）＝0.3A×（8Ω+R0）——————① 当滑片在b端时，电源电压为U＝I'（R1+R0+R2）＝0.15A×（8Ω+10Ω+R0）——————② 由①②得R0＝2Ω，U＝3V 故①③错误； ④由图像可知，电路最大电流为0.3A，最小电流为0.15A， 则R1消耗的最大功率和最小电功率分别为：P1大＝I2R1＝（0.3A）2×8Ω＝0.72W， P1小＝I′2R1＝（0.15A）2×8Ω＝0.18W， 所以R1消耗的功率变化范围为0.18～0.72W，故④正确。 综上所述：②④正确； 故选：D。 【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，关键是从图中获取有效的信息。 7．（2024•巨野县二模）如图所示，L1、L2两灯泡分别标有“110V，100W”和“110V，40W”，按不同方法接入220V电路，是电阻箱的符号，能使两灯泡都能正常发光的是（　　） A． B． C． D． 【分析】由题可知，两灯泡的额定电压相等，但是灯泡的额定功率不同，根据P＝可知两灯泡电阻的大小关系；再由电阻串、并联的知识逐个分析两灯泡能否正常发光。 【解答】解：由题知，两灯泡的额定电压相等，L1的额定功率大于L2的额定功率，根据P＝可知L1的电阻较小，即R1＜R2； A、因L1、L2两灯泡的电阻不同，若直接把L1、L2两灯泡串连接入电路，由串联分压的规律可知，220V的电源电压不会被L1、L2平分，L2的电压比L1电压大，所以L1、L2两灯泡不会同时正常发光，故A错误； B、根据并联电路电压规律可知，L1、L2两灯泡的电压都为220V，已经超过了两个灯泡的额定电压，因此两个灯泡会被烧坏，故B错误； C、因R1＜R2，若把灯泡L1与电阻箱并联，可以使并联部分的电阻更小，根据串联电路分压规律可知，L2的电压大于L1和电阻箱的并联电压，所以L1、L2两灯泡不会同时正常发光，故C错误； D、因R1＜R2，若把灯泡L2与电阻并联，可以使并联部分的电阻减小，则可能使L1灯泡与并联部分的电阻相同，所以L1、L2两灯泡分得的电压可能都为110V（等于额定电压），则两灯泡能同时正常发光，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了串、并联电路的特点，难度不大，属于基础性题目。 8．（2024•蒙阴县二模）图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P移动过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压是5V B．电阻R0的阻值为5Ω C．电路消耗的最大电功率为5W D．当R＝10Ω时，电阻R工作1min消耗的电能为16J 【分析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）读出图中滑动变阻器的电阻和其两端的电压，根据欧姆定律算出其电流，根据电源电压相等列等式算出定值电阻的阻值，进而求出电源电压； （2）滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω时，总电阻最小，根据P＝得出电路消耗的最大功率； R＝10Ω时，根据串联电路电阻规律求出总电阻，由欧姆定律计算电路中的电流，根据U＝IR计算R两端的电压，根据W＝UIt得出R消耗的电能。 【解答】解：由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 AB、由图乙可知，当滑动变阻器的电阻为R1＝5Ω时，其两端的电压为U1＝3V，通过电路的电流为：I1＝＝＝0.6A，则电源电压为：U＝U1+I1R0＝3V+0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①； 滑动变阻器的电阻为R2＝10Ω时，其两端的电压为U1＝4V，通过电路的电流为：I2＝＝＝0.4A，则电源电压为：U＝U2+I2R0＝4V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②； 联立①②得，R0＝5Ω，U＝6V，故A错误、B正确； CD、滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω时，总电阻最小，电路消耗的最大功率P＝＝＝7.2W，故C错误； 当R＝10Ω时，电路中总电阻为：R总＝R+R0＝10Ω+5Ω＝15Ω， 由欧姆定律可得，电路中的电流：I＝＝＝0.4A， 则R两端的电压：UR＝IR＝0.4A×10Ω＝4V， 电阻R工作1min消耗的电能为W＝URIt＝4V×0.4A×60s＝96J，故CD错误。 故选：B。 【点评】本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算，是一道综合题。 9．（2023•枣庄）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 【分析】由图可知，灯泡L与变阻器R串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量变阻器R两端的电压； 当电路中的电流I1＝0.3A时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源电压U＝I1RL+I1R1， 当电路中的电流I2＝0.1A时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源电压U＝I2RL+I2R2， 联立可得电源电压U和灯泡L的电阻RL； 由图乙可知，电路中的最大电流为0.3A， 为保证电路元件安全，电路中的电路不能超过灯泡L的额定电流和变阻器允许通过的最大电流，由变阻器的规格可知，变阻器允许通过的最大电流为1A，大于0.3A，据此可判断灯泡L的额定电流，根据P＝I2RL可求出小灯泡的额定功率； 电源电压不变，当电路中电流最小时，总功率最小，由图像可知最小电流为0.1A，此时变阻器接入电路的阻值为100Ω，根据W＝I2Rt求出整个电路电功率最小时20s内滑动变阻器消耗的电能。 【解答】解： A、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，故A错误； B、由题意及欧姆定律可得：U＝I1RL+I1R1＝0.3A×RL+0.3A×20Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①； 当电路中的电流I2＝0.1A时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压U＝I2RL+I2R2＝0.1A×RL+0.1A×100Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 联立①②，解得：RL＝20Ω、U电＝12V，故B错误； C、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，故C正确； D、电源电压不变，当电路中电流最小时，总功率最小，由图像可知最小电流为0.1A，此时变阻器接入电路的阻值为100Ω， 则这种情况下20s内滑动变阻器消耗的电能为：W＝I小2R滑大t＝（0.1A）2×100Ω×20s＝20J，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律的应用、电能的计算，能从图中获取相关信息是解题的关键。 10．（2022•沂源县二模）在如图所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S由断开到闭合时（　　） A．电压表V示数不变 B．电流表A示数变小 C．电压表V与电流表A的比值变大 D．电路消耗的总功率不变 【分析】由电路图可知，当开关S断开时，R1、R2串联，电压表测电源电压，电流表测电路中的电流；当开关S闭合时，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，电流表测电路中的电流。根据串联电路的电流、电压特点以及欧姆定律、电功率公式分析解答。 【解答】解：由电路图可知，当开关S断开时，R1、R2串联，电压表测电源电压，电流表测电路中的电流； 当开关S闭合时，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，电流表测电路中的电流。 A、电源电压保持不变，开关断开和闭合时电压表均测量电源电压，所以电压表的示数不变，故A正确； B、因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以开关闭合后，电路的总电阻变小，电源电压保持不变，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大，故B错误； C、电压表示数不变，电流表示数变大，所以电压表和电流表的比值变小，故C错误； D、电源电压不变，开关闭合后，电路中电流变大，由P＝UI可知，电路消耗的总功率变大，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了串联电路的特点以及欧姆定律电功率公式的应用，关键是正确分析开关闭合后电路连接方式的变化和电表的测量对象。 11．（2024•济宁）如图所示是一个灯泡L和一个定值电阻R的I﹣U图像。下列分析正确的是（　　） A．甲为灯泡L的图线 B．当电压为0时，L与R的阻值均为0 C．将L和R并联在6V的电源两端，电路总电阻为36Ω D．将L和R串联在6V的电源两端，L的功率为0.24W 【分析】（1）定值电阻的电流与其两端电压成正比，由此结合图线特征得出结论； （2）电阻是物体本身的属性，跟它两端的电压无关； （3）结合图象读出对应的电流，算出两者的电阻； （4）根据串联电路电压规律和电流特点读出正确的电流和电压，由P＝UI可得电路消耗的总功率。 【解答】解：A、定值电阻的电流与其两端电压成正比，所以定值电阻R的I﹣U关系图像是一条直线，所以甲表示电阻R的I﹣U关系图像，曲线乙是灯泡L的I﹣U关系图像，故A错误； B、当电压为0时，L与R的阻值均不为0，故B错误； C、将L和R并联在6V的电源两端，由图象知，定值电阻R中流过的电流为0.25A，灯泡L中流过的电流为0.5A，电路中的总电流为0.25A+0.5A＝0.75A，故电路中的总电阻为，故C错误； D、若将L和R串联在6V的电源两端，结合串联电路的电流、电压规律，通过分析图可知，此时小灯泡两端电压为1.2V，定值电阻两端电压为4.8V，电路中电流为0.2A，L的功率为PL＝ULIL＝1.2V×0.2A＝0.24W，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据图象得出有用的信息。 12．（2024•临沂）图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V，闭合开关后，“0.5V，0.2W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作，则（　　） A．指示灯的灯丝电阻为0.8Ω B．电动机的发热功率为1.6W C．电动机的额定功率为0.08W D．电路的总功率为1.8W 【分析】（1）知道指示灯的额定电压和额定功率，根据P＝求出指示灯的灯丝电阻； （2）由图乙可知，电动机和指示灯串联，根据P＝UI求出电路中的电流，根据P＝I2R求出电动机的发热功率； （3）根据串联电路的电压特点求出电动机两端的电压，根据P＝UI求出电动机的额定功率； （4）根据P＝UI求出电路的总功率。 【解答】解：A、由P＝可知，指示灯的灯丝电阻：RL＝＝＝1.125Ω，故A错误； B、由图乙可知，电动机和指示灯串联，由P＝UI可知，电路中的电流：I＝IM＝IL＝＝＝0.4A， 电动机的发热功率：P＝RM＝（0.4A）2×0.5Ω＝0.08W，故B错误； C、根据串联电路的电压特点可知，电动机两端的电压：UM＝U﹣UL＝4.5V﹣0.5V＝4V， 电动机的额定功率：PM＝UMIM＝4V×0.4A＝1.6W，故C错误； D、电路的总功率：P＝UI＝4.5V×0.4A＝1.8W，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查串联电路的特点以及电功率公式的灵活运用，难度不大。 13．（2023•德州）如图甲所示，电源电压保持不变。电流表A的量程为0～0.6A，电压表V1、V2的量程均为0～3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω，2A”，小灯泡的额定电压为2.5V。滑动变阻器的滑片P在某点时，小灯泡正常发光，此时电压表V2的示数为1.5V。在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P，其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为3V B．电压表V1的示数变化范围为1.5V～3V C．滑动变阻器的取值范围是3Ω～50Ω D．小灯泡的功率范围为0.1W～1.25W 【分析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电压表V2测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）滑动变阻器的滑片P在某点时，小灯泡正常发光，此时电压表V2的示数已知，灯泡两端的电压UL＝UL额，利用串联电路中的电压规律得到电源电压； （2）由串联电路的分压原理可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻变大时，其分得的电压变大，即电压表V2的示数变大，此时电路中的总电阻变大，由I＝可知，电路中的电流变小，由串联电路中电压的规律知，灯泡两端的电压变小，即电压表V1的示数变小，由图乙可知，当电压表的示数增大时，电流表的示数减小，则图像为滑动变阻器的I﹣U图像；变阻器两端最大电压已知，利用串联电路电压的规律得到灯泡两端的最小电压，为保证灯泡长期工作，灯泡两端电压最大为其额定电压，故可得到电压表V1的示数变化范围； （3）由图乙中变阻器两端最大和最小电压及对应的电流，利用欧姆定律得到滑动变阻器的取值范围； （4）当电路中的电流分别为最大和最小时，利用串联电路电压规律得到灯泡两端电压的取值范围，利用P＝UI得到小灯泡的功率范围。 【解答】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电压表V2测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 A．由题意可知，滑动变阻器的滑片P在某点时，小灯泡正常发光，此时电压表V2的示数UP＝1.5V，灯泡两端的电压UL＝UL额＝2.5V， 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+UP＝2.5V+1.5V＝4V，故A错误； B．由串联电路的分压原理可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻变大时，其分得的电压变大，即电压表V2的示数变大， 此时电路中的总电阻变大，由I＝可知，电路中的电流变小，由串联电路的电压特点可知，灯泡L两端的电压变小，即电压表V1的示数变小， 由图乙可知，当电压表的示数增大时，电流表的示数减小，则图像为滑动变阻器的I﹣U图像； 由图乙知当变阻器两端电压最大即UP大＝3V时，灯泡两端电压最小即UL小＝U﹣UP大＝4V﹣3V＝1V， 为保证灯泡长期工作，灯泡两端电压最大为其额定电压， 所以电压表V1的示数变化范围为1V～2.5V，故B错误； C.由图乙知变阻器电阻最大时，其两端电压UP大＝3V时，电路中的电流I小＝0.1A， 则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R大＝＝＝30Ω； 当变阻器接入电路的阻值最小时，其两端电压UP小＝1.5V，电路中的电流I大＝0.5A， 则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R小＝＝＝3Ω； 所以滑动变阻器的取值范围是3Ω～30Ω，故C错误； D.当电路中的电流I小＝0.1A，灯泡两端的电压U'L＝U﹣UP大＝4V﹣3V＝1V， 灯泡的最小功率PL小＝U'L×I小＝1V×0.1A＝0.1W， 当电路中的电流I大＝0.5A，灯泡两端的电压UL＝2.5V， 灯泡的最大功率PL大＝UL×I大＝2.5V×0.5A＝1.25W， 所以小灯泡的功率范围为0.1W～1.25W，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了欧姆定律公式、电功率公式和串联电路的规律，有一定难度。 14．（2024•临沂模拟）图甲所示电路的电源电压为6V，在滑片滑动的过程中，电压表与电流表的示数变化如图乙所示，根据图象信息可知（　　） A．定值电阻R0的阻值为6Ω B．R的最大阻值为10Ω C．R0的最大功率为3.0W D．电路的最小功率为0.6W 【分析】由电路图可知，R0和R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）由图象乙可知，电路中的最小电流和此时变阻器两端的电压，根据欧姆定律计算变阻器的最大电阻值； （2）根据串联电路电压规律计算定值电阻两端的电压，由欧姆定律计算定值电阻的阻值； （3）由P＝UI计算电路的最小功率； （4）当变阻器接入电阻为0时，R0消耗的电功率最大，由P＝UI计算R0的最大功率。 【解答】解：由电路图可知，R0和R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 B、当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最大， 由图象乙可知，电路中的最小电流：I小＝0.1A，R两端的电压：UR大＝5V， 由可得，滑动变阻器的最大阻值： ，故B错误； A、当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，根据串联电路电压规律可得，定值电阻R0的电压： U0＝U﹣UR大＝6V﹣5V＝1V， 由欧姆定律可得，定值电阻R0的阻值： ，故A错误； D、当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，此时电路总功率最小，电路的最小功率： P小＝UI小＝6V×0.1A＝0.6W，故D正确； C、当滑动变阻器的接入电路中的电阻为0时，电路为R0的简单电路，电路中的电流最大， 由图象乙可知，电路中的最大电流I大＝0.6A，此时R0两端的电压： U0'＝U＝6V， 此时R0的功率最大，最大功率： P0大＝U0'I大＝6V×0.6A＝3.6W，故C错误。 故选：D。 【点评】本题考查串联电路的规律、欧姆定律和电功率公式的应用，是基础题。 15．（2024•武城县二模）如图是电阻甲和乙的U﹣I图像，以下是小明对图像信息作出的判断，其中正确的是（　　） A．甲、乙均为定值电阻 B．当乙两端电压为1V时，其电阻值为2.5Ω C．将甲、乙并联在2V的电路中，甲的电压较大 D．将甲、乙串联在3V的电路中，乙的电功率为0.8W 【分析】（1）根据图象和欧姆定律来判断甲和乙是否是定值电阻； （2）当乙两端的电压1V时，通过乙的电流都为0.4A，根据欧姆定律求出乙的电阻； （3）并联电路电压规律：各支路两端电压相等，等于总电压； （4）将甲和乙串联在3V的电路中时，通过它们的电流相等，且总电压等于各分电压之和，根据图像相应的电流与电压，根据P＝UI求出乙的电功率。 【解答】解：A、由图象可知，甲对应的电流与电压成正比，而乙对应的电流与电压不成正比，根据欧姆定律可知甲为定值电阻，而乙的电阻阻值变化，不是定值电阻，故A错误； B、由图象可知，当乙两端的电压为1V时，通过乙的电流为0.4A，根据欧姆定律可得乙的电阻为：R乙＝＝2.5Ω，故B正确； C、将甲、乙并联在2V的电路中，甲、乙的电压相同，故C错误； D、将甲和乙串联在3V的电路中时，因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和， 所以，由图像可知，当电路中的电流I＝0.4A、U甲′＝2V、U乙′＝1V时符合要求，乙的电功率P乙′＝U乙′I＝1V×0.4A＝0.4W，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图像中获取有用的信息是关键。 16．（2024•枣庄三模）有两只灯泡L1“220V，40W”，L2“220V，15W”。下列说法中正确的是（　　） A．通过L1的电流一定比通过L2的电流做功快 B．将L1与L2串联在家庭电路中，L1比L2更亮 C．将L1与L2并联在家庭电路中，L2比L1更亮 D．若L1与L2的灯丝材料相同，长度相同，则仔细观察会发现L1的灯丝比L2的灯丝粗 【分析】A．结合W＝Pt可知电功与实际功率有关； B．根据P＝得出两灯电阻，根据串联电路的电流关系P＝I2R比较实际功率大小； C．两灯并联接入家庭电路中，正常发光，得出它们的实际功率；进而比较亮度； D．影响电阻大小的因素是：材料、长度、横截面积、温度。 【解答】解：A．由题意知，L1的额定电功率比L2的大，在额定电压下工作，通过L1的电流做功比L2的快，但不是正常工作时，不知它们的实际功率，不能比较电流做功的快慢，故A错误； B．两灯正常工作时，＝，＝， 两灯串联在电路中时，若灯丝的阻值不变，据P＝I2R知，L2比L1亮，故B错误； C．两灯并联在家庭电路中，都在额定电压下正常工作，电功率都为额定功率，则L1比L2亮，故C错误； D．L1灯丝的阻值比L2的小，两灯灯丝的材料相同，长度相同，则L1灯丝比L2的粗，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查电功率的计算，是一道综合题。 17．（2023•阳谷县二模）如图所示的电路中，电源两端电压恒定，R0是定值电阻，R是用石墨烯制成的湿敏电阻，其特点是阻值会随着其周围环境含水量的升高而增大。闭合开关S，当R周围环境含水量升高时，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变大 B．电压表的示数不变 C．电路的总功率变小 D．电压表与电流表的示数之比变小 【分析】由电路图可知，湿敏电阻R与定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 根据题意得出当R周围环境含水量升高时时湿敏电阻R的阻值变化，根据欧姆定律可知电路中的电流变化，再根据欧姆定律得出R0两端的电压变化，根据串联电路的电压规律可知电压表示数的变化，根据P＝UI分析总功率的变化，根据电压表和电流表示数的变化情况分析出电压表与电流表的示数之比的变化。 【解答】解：由电路图可知，湿敏电阻R与定值电阻R1串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。 因湿敏电阻的阻值会随含水量的升高而增大，当环境含水量升高时，湿敏电阻R的阻值变大，电路的总电阻变大，由I＝可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，故A错误； 由U＝IR可知，R0两端的电压变小，根据串联电路的电压规律可知，R两端电压变大，所以电压表的示数变大，故B错误； 电源电压不变，电路中的电流变小，根据P＝UI可知，总功率变小，故C正确； 由于电流表的示数减小，电压表的示数增大，所以电压表与电流表的示数之比变大，故D错误。 综上所述，C正确。 故选：C。 【点评】本题考查了电路的动态分析，利用好湿敏电阻的阻值与含水量的关系是关键。 18．（2024•临邑县模拟）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。下列说法中正确的是（　　） A．图甲中的S0自动转接到“2”时，电路处于加热状态 B．图甲中定值电阻R2的阻值为100Ω 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100转 D．加热台自动保温时，每小时消耗484J的电能 【分析】（1）分析开关处于不同状态时电阻的连接方式，根据串联电路的电阻特点和公式分析电路处于什么状态； （2）分析可知，加热台保温时两个电阻串联，由P＝求出串联电路的总电阻，再根据串联电路的电阻特点求出定值电阻R2的阻值； （3）当开关转接到“1”时，只有电阻R1工作，电路中电阻最小，总功率最大，此时电路处于加热状态；先根据P＝求出加热台的加热功率，再根据公式W＝Pt求出在加热状态下工作5min消耗的电能，进一步结合电能表参数的含义求出此过程中电能表转盘转过的转数； （4）知道保温功率，根据W＝Pt求出加热台自动保温时每小时消耗的电能。 【解答】解： A．图甲中的S0自动转接到“2”时，两个电阻串联，此时电路的总电阻最大，根据可知此时总功率最小，则电路处于保温状态，故A错误； B．加热台保温时，两个电阻串联， 由P＝可得串联电路的总电阻为：， 根据串联电路的电阻特点可得，定值电阻R2的阻值：R2＝R﹣R1＝100Ω﹣24.2Ω＝75.8Ω，故B错误； C．当开关转接到“1”时，只有电阻R1工作，电路中电阻最小，总功率最大，此时电路处于加热状态， 则加热台的加热功率为：＝2kW， 在加热状态下工作5min消耗的电能为：W＝P加热t＝2kW×h＝kW•h， 图乙中电能表的参数为600r/kW•h，表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过600r， 则此过程中电能表转盘转过的转数为：n＝kW•h×600r/kW•h＝100r，故C正确； D．加热台自动保温时，每小时消耗的电能：W′＝P保温t′＝484W×1×3600s＝1742400J，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了串联电路的特点、电能和电功率的相关计算，正确判断加热台处于不同挡位时电路的连接方式以及理解电能表相关参数的含义是关键。 二．填空题（共2小题） 19．（2024•枣庄）如图所示，电源电压不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，滑动变阻器的规格“20Ω 1A”，电流表量程为0～0.6A，当开关S1、S2同时闭合时，小灯泡正常发光，则小灯泡正常发光的电阻RL为 　12　Ω，滑动变阻器滑片P向右移动时，小灯泡的亮度将 　不变　（选填“变亮”“变暗”或“不变”）；保持开关S1始终闭合，通过调节电路，使电路消耗的最大功率为P1，最小功率为P2，则P1：P2＝　11：3　。 【分析】根据R＝计算小灯泡正常发光的电阻； 图中滑动变阻器与小灯泡是并联关系，互不影响，据此分析； 保持开关S1始终闭合，电流表与滑动变阻器串联，量程为0～0.6A，当通过滑动变阻器的电流为0.6A时，根据P＝UI可知，电路消耗的功率最大，根据P＝UI计算出此时滑动变阻器的电功率，根据P1＝PR+PL计算出此时电路消耗的最大功率；保持开关S1始终闭合，将开关S2断开，当滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器连入电路的阻值最大，根据P＝可知，电路消耗的功率最小，根据P2＝PR′＝求出此时电路消耗的最小功率；最后求出P1：P2。 【解答】解：小灯泡正常发光的电阻RL＝＝＝12Ω； 图中滑动变阻器与小灯泡是并联关系，互不影响，因此滑动变阻器滑片P向右移动时，小灯泡的亮度将不变； 保持开关S1始终闭合，电流表与滑动变阻器串联，量程为0～0.6A，当通过滑动变阻器的电流为0.6A时，根据P＝UI可知，电路消耗的功率最大，此时滑动变阻器的电功率为PR＝UI＝6V×0.6A＝3.6W，此时电路消耗的最大功率为P1＝PR+PL＝3.6W+3W＝6.6W； 保持开关S1始终闭合，将开关S2断开，当滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器连入电路的阻值最大，根据P＝可知，电路消耗的功率最小，此时电路消耗的最小功率为P2＝PR′＝＝＝1.8W； 则P1：P2＝6.6W：1.8W＝11：3。 故答案为：12；不变；11：3。 【点评】此题考查了电功率公式的应用、并联电路的特点，难度不大，属基础题。 20．（2024•济宁）在如图所示的电路中，电源电压为6V，当开关S闭合后，电路总功率变化了1.8W，则电流表示数变化了 　0.3　A，电阻R＝　20　Ω。 【分析】由电路图可知，当开关断开时，电路中只有灯泡工作，电流表测量通过灯泡的电流；当开关闭合时，电阻和灯泡并联，电流表测量干路电流； （1）已知电路总功率变化量，根据P＝UI即可求出电流表示数的变化量； （2）根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知总电流的变化量为R的电流，根据欧姆定律即可求出电阻R。 【解答】解：由电路图可知，当开关断开时，电路中只有灯泡工作，电流表测量通过灯泡的电流；当开关闭合时，电阻和灯泡并联，电流表测量干路电流； （1）根据P＝UI可得电流表示数的变化量： ΔI＝＝＝0.3A； （2）由于并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以开关闭合后电路的总电流的变化量为R的电流，即：IR＝ΔI＝0.3A， 根据I＝可得：R＝＝＝20Ω。 故答案为：0.3；20。 【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是开关断开与闭合时用电器连接情况的判断。 三．实验探究题（共3小题） 21．（2023•泰安）物理实验小组连接了如图甲所示的电路，做“测量小灯泡的电功率”实验。可供选择的器材有：电源（可选电压为4.5V、6V），规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器一个，小灯泡（额定电压为2.5V，额定功率小于0.75W）一个，电压表、电流表各一个，开关，导线若干。 （1）甲图连接的电路有一处错误，请把接错的那根导线找出来打“×”，用笔画线代替导线画出正确的连接（只改接一根导线）。 （2）正确连接电路后，当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光。该实验所用的电压为 　4.5　V，小灯泡的额定功率为 　0.5　W。 （3）变阻器的滑片P移至某处时，电流表示数为0.18A，电压表示数如图乙所示为 　1.8　V，此时小灯泡的电阻为 　10　Ω。 （4）该实验小组的同学又设计了如图丙所示的电路，利用阻值为R0的定值电阻和电压表V1、V2等器材，测量额定电压为U额的小灯泡L的额定功率，经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整； ①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表 　V1　（选填“V1”或“V2”）的示数为U额，同时读出另一个电压表的示数，记为U； ②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡额定功率P额＝　U额•　。 【分析】（1）在测量小灯泡的电功率实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端； （2）已知小灯泡额定电压为2.5V，额定功率小于0.75W，根据P＝UI求出灯泡额定电流的大约值；当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光，根据串联电路电压规律确定电源电压；根据串联电路电压规律求出滑动变阻器两端电压，利用欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流，然后根据P＝UI求出灯泡额定功率； （3）根据图甲确定电压表量程，由图乙确定分度值读数，利用R＝求出此时小灯泡的电阻； （4）分析电路连接；根据串联电路电压规律求出R0两端电压，利用欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流，然后根据P＝UI求出灯泡的额定功率。 【解答】解：（1）原电路图中，灯泡没有接入电路，电压表串联在电路中是错误的，在测量小灯泡的电功率实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示： ； （2）已知小灯泡额定电压为2.5V，额定功率小于0.75W，由P＝UI可知，小灯泡额定电流小于I'＝＝＝0.3A； 假设灯泡额定电流为0.3A，当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光，此时电源电压为U'＝UL+I'R滑＝2.5V+0.3A×10Ω＝5.5V， 因可选电源电压为4.5V和6V，故该实验所用的电压为U源＝4.5V； 当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光，此时滑动变阻器两端电压为U滑＝U源﹣UL＝4.5V﹣2.5V＝2V， 根据串联电路电流特点，小灯泡额定电流为IL＝I滑＝＝＝0.2A， 则小灯泡额定功率为： PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W； （3）由图甲可知，电压表选用小量程；变阻器的滑片P移至某处时，电流表示数为0.18A，电压表示数如图乙所示，电压表分度值0.1V，其示数为1.8V，则此时小灯泡的电阻为： R＝＝＝10Ω； （4）实验步骤： ①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表V1的示数为U额，同时读出另一个电压表的示数，记为U； ②由图丙可知，灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表V1测灯泡两端电压，电压表V2测灯泡和R0两端电压，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表V1的示数为U额，此时灯泡正常发光； 根据串联电路电压规律，R0两端电压为U0＝U﹣U额， 根据串联电路电流特点，灯泡额定电流为I额＝I0＝＝， 则小灯泡额定功率为： P额＝U额I额＝U额•。 故答案为：（1）见解答图；（2）4.5；0.5；（3）1.8；10；（4）①V1；②U额•。 【点评】本题测量小灯泡的电功率实验，考查了电路连接、欧姆定律的应用、功率的计算、电阻的计算及设计实验方案测功率的能力。 22．（2022•威海）实验室购买了一批规格为“2.5V 0.8W”的小灯泡，物理兴趣小组的同学通过测量小灯泡的额定功率来鉴别灯泡是否符合规格。他们准备了如下器材：电源（电压恒为6V）、开关、滑动变阻器（“20Ω 1A”）、电流表各1个，导线若干。 （1）若要完成此实验，还需要的器材是 　电压表　；请在图1所示的虚线框内画出实验电路图。 （2）按正确的电路图连接好电路，闭合开关，发现小灯泡强烈发光后立即熄灭，造成这种现象的原因可能是 　连接电路时，滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处　。 （3）问题解决后继续实验，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数如图2所示，此时电路中的电流为 　0.32　A，小灯泡的电功率为 　0.8　W，小灯泡是否符合规格？　符合规格　。 （4）兴趣小组按上述操作测量了这批小灯泡在电压为2.5V时的电功率，发现其中一些小灯泡不符合规格，如果问题出在钨丝的制作环节，其原因可能是 　制作钨丝时，钨丝横截面积不合格　。 【分析】（1）测量小灯泡的额定功率要使电压表在额定电压下工作；灯泡与滑动变阻器、电流表、开关、电源组成串联电路，电压表并联在电阻两端，电路要完成测小灯泡的额定功率； （2）连接实物电路时，开关要断开，滑动变阻器滑片要移到阻值最大位置处； （3）根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P＝UI求出小灯泡的额定功率；将额定电压下求出的功率与所标的额定功率比较得出结论； （4）在横截面积和材料一定时，导体的长度越小，导体的电阻越小，据此分析。 【解答】解：（1）测量小灯泡在额定电压下工作要使用电压表；灯泡与滑动变阻器、电流表、开关、电源组成串联电路，电压表并联在电阻两端，移动变阻器可以使小灯泡正常发光，电路如下： ； （2）灯泡发出明亮耀眼的光，说明电路电流很大，电路电阻很小，连接电路时，滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处； （3）闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，电流表选用0～0.6A的量程，分度值为0.02A，电流为0.32A，则小灯泡的额定功率为： P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W，测出的额定功率与所标的额功率相同，小灯泡符合规格； （4）假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度小于合格产品小灯泡钨丝的长度；若长度没问题，那可能是横截面积不合要求。 故答案为：（1）电压表；见解析； （2）连接电路前，滑动变阻器滑片没有滑至阻值最大处； （3）0.32；0.8；符合规格； （4）制作钨丝时，钨丝横截面积不合格。 【点评】本题生活实际为背景，测小灯泡电功率，考查电路的设计与处理数据的能力，体现了从物理走向社会的新课标理念。 23．（2024•梁山县二模）小明在实验室进行“测量小灯泡电功率”的实验，老师给提供的器材有：额定电压是3.8V，正常发光时电阻约为15Ω的小灯泡一个（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关，“50Ω 1A”的滑动变阻器各一个。 （1）请根据图甲的电路图，用笔画线代替导线，将图乙的实物电路连接完整； （2）正确连接好电路并闭合开关后，小明发现小灯泡不亮，电流表和电压表示数都不为零，原因是 　小灯泡的实际功率太小　； （3）小明继续正确操作实验，测量数据如表所示： 实验次数 1 2 3 4 5 6 发光情况 特别亮 明亮 亮 较亮 较暗 熄灭 电压U/V 4.5 3.8 3.0 2.5 1.3 1 电流I/A 0.3 0.26 0.24 0.22 0.16 0.14 分析实验数据可知：小灯泡的额定电功率为 　0.99　W（保留两位小数）； 【拓展】小芳分析小明的电路设计以及她所记录的数据认为小明在2、5组实验中所记数据误差较大，为了能准确测出此小灯泡的额定功率，小芳将原电路在不增减实验器材的基础上只改动了电压表的量程，小芳在实验操作的过程中需注意的问题是：　闭合开关前，不能将滑动变阻器滑片移动阻值最大处　。 【分析】（1）小灯泡额定电压为3.8V，小灯泡的电阻约为15Ω，由欧姆定律求出灯的额定电流，据此确定电流表选用的量程，将电流表串联在电路中；根据灯泡额定电压确定电压表选用量程，将电压表并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中； （2）正确连接好电路并闭合开关后，小明发现电流表不为零，说明电路是通路，电压表示数不为零，说明灯泡没有短路，小灯泡不亮，说明灯泡实际功率太小，据此分析； （3）根据表中数据确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P＝UI求出灯泡额定功率；灯丝的电阻随温度的升高而增大； 【拓展】由于3.8V和1.3V在电压表表盘上没有刻度，只能估测，所以相应的电流值不准确，会产生误差，为了能够准确测出此小灯泡的额定功率，根据串联电路电压规律结合电压表量程设计电路；根据串联分压原理分析回答。 【解答】解：（1）“测量小灯泡电功率”的实验中，开关、电流表、滑动变阻器和灯泡串联，电压表并在小灯泡两端，由于小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表接0～15V量程，小灯泡正常发光时，电路中的电流约为 故电流表选0～0.6A量程，作图如下： （2）正确连接好电路并闭合开关后，电流表示数不为零，说明电路是通路；电压表示数不为零，说明小灯泡两端有电压，小灯泡不亮的原因可能是小灯泡的实际功率太小，不足以发光。 （3）由表中数据可知，当灯泡两端电压为额定电压3.8V时，通过灯泡的额定电流为0.26A，则小灯泡额定功率为P额＝U额I额＝3.8V×0.26A＝0.99W。 （4）由于3.8V和1.3V在电压表表盘上没有刻度，只能估测，所以相应的电流值不准确，会产生误差，为了能够准确测出此小灯泡的额定功率，根据串联电路电压规律可知，当灯泡两端电压为3.8V时，滑动变阻器两端电压为U＝6V﹣3.8V＝2.2V，故电压表选用小量程并联在滑动变阻器两端；由串联分压原理可知，当滑动变阻器接入电路的阻值越大，电压表示数越大，为了保护电压表，在实验操作的过程中需要注意的问题是：闭合开关前，不能将滑动变阻器滑片移动阻值最大处。 故答案为：（1）；（2）小灯泡的实际功率太小；（3）0.99；【拓展】闭合开关前，不能将滑动变阻器滑片移动阻值最大处。 【点评】本题测小灯泡电功率实验，考查了电路连接、注意事项、故障分析、功率的计算、影响电阻大小因素和实验方案的设计等知识。 四．计算题（共6小题） 24．（2024•枣庄）如图乙是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅简化电路，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。 （1）在工作电路中，指示灯L标有“2V 0.2A”字样，要使指示灯L正常工作，则保护电阻R0的阻值为多大？ （2）把空气炸锅单独接入家庭电路中正常工作2min，电能表上标有600r/kW•h的字样，其转盘刚好转了20转，则空气炸锅的电功率是多少？ （3）在控制电路中，电源电压恒定为3V，用R3来设置加热温度，热敏电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。当设定加热温度为某一温度时，R3的阻值恰好为40Ω，闭合开关S，工作电路接通，开始加热；当控制电流I＝0.03A时，衔铁被弹起，停止加热，则设定的加热温度是多少？ 【分析】（1）根据串联电路的特点和欧姆定律计算电阻； （2）600r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过600转，据此求出转盘转了20转，空气炸锅消耗的电能，根据P＝求出空气炸锅的实际电功率； （3）根据欧姆定律计算控制电路的总电阻，根据串联电路特点计算热敏电阻R2的大小，根据图像确定温度。 【解答】解：（1）在工作电路中，指示灯L标有“2V 0.2A”和保护电阻串联，要使指示灯L正常工作，I＝0.2A，保护电阻的电压U0＝U﹣UL＝220V﹣2V＝218V； R0＝＝＝1090Ω， （2）转盘刚好转了20转，消耗的电能：kW•h＝kW•h； 实际功率： P＝＝＝1kW＝1000W； （3）当控制电流I＝0.03A时，电路的总电阻R总＝＝＝100Ω； 热敏电阻R2＝R总﹣R3＝100Ω﹣40Ω＝60Ω； 根据乙图知，此时的温度为200℃。 答：（1）保护电阻R0的阻值为1090Ω； （2）空气炸锅的电功率是1000W； （3）设定的加热温度是200℃。 【点评】本题考查对电能表参数的理解、串并联电路的特点、电功率公式的应用，属于中档题。。 25．（2024•聊城）如甲图所示电路中，电源电压不变，R1＝20Ω，滑动变阻器R2的最大电阻为50Ω，电流表使用的量程为0～0.6A。小灯泡L的额定电压为3.8V，其电流随电压的变化规律如乙图所示。当只闭合S2时，电流表的示数为0.25A。求： （1）电源电压； （2）当只闭合S3时，要使小灯泡L正常发光，滑动变阻器R2连入电路的电阻； （3）当闭合S1、S2、S3时，为保证不损坏电流表，滑动变阻器R2的电阻可调范围和电路消耗的总电功率的变化范围。 【分析】（1）由图甲可知，当只闭合S2时，小灯泡L与定值电阻R1串联，电流表测量电路中的电流。已知此时电流表的示数，根据串联电路的电流规律可知通过小灯泡和定值电阻的电流，根据图乙可知小灯泡L两端的电压，根据欧姆定律求R1两端的电压，根据串联电路的电压规律求电源电压； （2）当只闭合S3时，小灯泡L与滑动变阻器R2串联，已知小灯泡的额定电压，由图乙可知小灯泡正常发光时的电流，根据串联电路的电压规律求此时R2两端的电压，根据欧姆定律求R2接入电路的阻值； （3）当闭合S1、S2、S3时，小灯泡L被短路，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，根据电流表量程确定电路中的最大总电流，根据欧姆定律求通过R1的电流，根据并联电路的电流规律求通过R2的最大电流，根据欧姆定律求R2接入电路的最小阻值；根据P＝UI求电路消耗的最大总功率； 当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小，电路安全，根据并联电路的电压规律和欧姆定律求通过R2的最小电流，根据并联电路的电流规律求电路的最小总电流，根据P＝UI求电路消耗的最小总功率，从而得出滑动变阻器R2的电阻可调范围和电路消耗的总电功率的变化范围。 【解答】解：（1）由图甲可知，当只闭合S2时，小灯泡L与定值电阻R1串联，电流表测量电路中的电流。已知此时电流表的示数为I＝0.25A，根据串联电路的电流规律可知， 通过小灯泡和定值电阻R1的电流为：IL＝I1＝I＝0.25A， 根据图乙可知小灯泡L两端的电压：UL＝3V， 此时R1两端的电压：U1＝I1R1＝0.25A×20Ω＝5V， 根据串联电路的电压规律可得，电源电压U＝U1+UL＝5V+3V＝8V； （2）当只闭合S3时，小灯泡L与滑动变阻器R2串联，已知小灯泡的额定电压为U额＝3.8V， 由图乙可知小灯泡正常发光时的电流为IL′＝0.3A， 则通过R2的电流：I2＝IL′＝0.3A， R2两端的电压：U2＝U﹣U额＝8V﹣3.8V＝4.2V， 此时R2接入电路的阻值：R2＝＝＝14Ω； （3）当闭合S1、S2、S3时，小灯泡L被短路，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联， 根据电流表量程可知，电路中的最大总电流为I大＝0.6A， 根据并联电路的电压规律可知，R1和R2两端的电压：U1′＝U2′＝8V， 此时通过R1的电流：I1′＝＝＝0.4A， 根据并联电路的电流规律可得，通过R2的最大电流：I2大＝I大﹣I1′＝0.6A﹣0.4A， 则R2接入电路的最小阻值：R2小＝＝＝40Ω， 此时电路消耗的最大总功率：P大＝UI大＝8V×0.6A＝4.8W； 当滑动变阻器接入电路的阻值最大R2大＝50Ω时，电路中的电流最小，电路安全， 此时通过R2的最小电流：I2小＝＝＝0.16A， 根据并联电路的电流规律可得，电路的最小总电流：I小＝I1′+I2小＝0.4A+0.16A＝0.56A， 此时电路消耗的最小总功率：P小＝UI小＝8V×0.56A＝4.48W， 综上可知，滑动变阻器R2的电阻可调范围为40Ω～50Ω，电路消耗的总电功率的变化范围是4.8W～4.48W。 答：（1）电源电压为8V； （2）当只闭合S2时，要使小灯泡L正常发光，滑动变阻器R2连入电路的电阻为14Ω； （3）当闭合S1、S2、S3时，为保证不损坏电流表，滑动变阻器R2的电阻可调范围为40Ω～50Ω，电路消耗的总电功率的变化范围是4.8W～4.48W。 【点评】本题考查欧姆定律和串、并联电路的电流、电压规律的应用，以及电功率的计算，正确判断电路的连接方式是关键，难度较大。 26．（2024•烟台）为了方便学生就餐，某学校餐厅使用了一款智慧餐盘，该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量，并在显示屏上显示出价钱，通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后，他们利用电压恒为24V的电源、量程为0～15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）等器材设计了一款自动称量装置，使用时，物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时，滑片P恰好位于滑动变阻器的a端，如图甲所示。闭合开关S，滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大到15V，此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现，滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和a、P之间的距离成正比。求： （1）定值电阻R0在电路中的作用是什么？阻值为多少？ （2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？ （3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为多少（结果保留一位小数）？此时对应的物体质量为多少？ （4）实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现，表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的，即质量刻度不均匀，如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路，在图丙方框内画出，并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。 【分析】（1）定值电阻R0在电路中的作用是与R串联分压，利用串联分压原理，或利用欧姆定律可求出R0的阻值； （2）分别求出滑片在两端时的电功率； （3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，它连入电路的阻值50Ω； （4）要使表盘上刻度均匀，必须保证电流不变，电压表示数与它所跨接的部分阻值成正比。 【解答】解：（1）定值电阻R0在电路中的作用是与R串联分压，才能使电压表的示数随滑片位置而改变； 滑片在b端时的电流：I＝＝＝0.15A； R0两端电压：U0＝U﹣UR＝24V﹣15V＝9V； R0的阻值：R0＝； （2）滑片在b端，电路的电功率Pb＝UI＝24V×0.15A＝3.6W； 滑片在a端，电路的电功率Pa＝； 整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W～9.6W； （3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时， 变阻器的阻值R′＝×100Ω＝50Ω， 此时电路总电阻R总＝R0+R′＝60Ω+50Ω＝110Ω， 在串联电路中，， 此时电压表示数：， 滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端，最大称量质量为2kg， 所以，滑片移到中点时对应的物体质量为1kg； （4）要使表盘上刻度均匀，必须保证电流不变，电压表示数与它所跨接的部分阻值成正比，电路如图； 与图甲相比，该电路电流最小且保持不变，比图甲电路更节能。 答：（1）定值电阻R0在电路中的作用是与R串联分压，才能使电压表的示数随滑片位置而改变；阻值为60Ω； （2）整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W～9.6W； （3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为10.9V；此时对应的物体质量为1kg； （4）可以实现质量刻度均匀的电路如图；与图甲相比，该电路电流最小且保持不变，比图甲电路更节能。 【点评】这是一道联系实际的问题，近几年中考试题当中，非常注重联系实际的各种问题，我们生活中很多器具都涉及到物理知识，要注意积累这方面的解题经验，分析方法。关键是要知道涉及那些规律和公式。 27．（2023•枣庄）体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R0＝5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0～0.6A，踏板重力不计，求： （1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为多少； （2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率为多少； （3）此体重计所能测量的最大体重为多少。 【分析】（1）根据电路的连接方式，利用欧姆定律求出电源电压的大小； （2）根据体重计示数和图乙得出此时压敏电阻的阻值，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据P＝I2R求出定值电阻消耗的功率的大小； （3）根据欧姆定律求出压敏电阻的阻值，根据图乙得出最大体重。 【解答】解：（1）由图甲可知，闭合开关S，定值电阻R0与压敏电阻R串联，由图乙可知当体重计空载时，R＝45Ω，I＝0.12A，则电源电压为： U＝I（R+R0）＝0.12A×（45Ω+5Ω）＝6V； （2）由题图乙可知，当体重计示数为600N时，压敏电阻的阻值R'＝15Ω，此时电路中电流为：I'＝＝＝0.3A； 定值电阻R0消耗的功率为：P＝I'2R0＝（0.3A）2×5Ω＝0.45W； （3）已知电流表量程为0～0.6A，当电路中的电流最大为Imax＝0.6A时，体重计测量最大体重，此时压敏电阻的阻值为：R''＝﹣R0＝﹣5Ω＝5Ω； 由题图乙可知，所能测量的最大体重为1200N。 答：（1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为6V； （2）当体重计示数为600N时，R0消耗的电功率为0.45W； （3）此体重计所能测量的最大体重为1200N。 【点评】本题考查了欧姆定律的应用、电功率计算公式的应用，明确电路的结构、压敏电阻阻值随压力的变化是解题的关键。 28．（2024•潍坊）中国茶文化源远流长。图示是一款智能煮茶机的简化电路图，电源电压U＝220V，R0、R1、R2是阻值不变的电热丝，用于“加热”或“保温”，R1＝20.5Ω，R2＝840Ω，S为电源开关，通过温控开关S1可实现“加热”和“保温”状态的切换，煮茶机的“加热”功率P加热＝800W，“加热”效率η＝80%。煮茶机会根据用户选择的茶品和所需茶水浓度不同进行智能工作，其工作过程是首先将水“加热”至100℃，然后继续以“加热”功率再进行相应时间的“煮茶加热”（“煮茶加热”时间如表格所示），最后自动进入“保温”状态。将0.8L、初温为20℃的水装入煮茶机，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ＝1.0×103kg/m3。 茶品 低浓度“煮茶加热”时间 中浓度“煮茶加热”时间 高浓度“煮茶加热”时间 乌龙茶 2min 5min 10min 红茶 1min 2min 5min 黑茶 2min 5min 7min （1）求将水“加热”至100℃过程中水吸收的热量； （2）求煮茶机的“保温”功率； （3）若用户选择“红茶高浓度煮茶”，煮茶机经过将水“加热”至100℃、“煮茶加热”和“保温”状态，共工作15min，求这个过程煮茶机消耗的电能。 【分析】（1）由密度公式得到水的质量，由物体吸热公式得到水吸收的热量； （2）由P＝可知当R0与R1串联时，为加热状态，R0与R2串联时为保温状态；利用P＝得到加热时电路的总电阻，利用串联电路电阻的规律得到R0的阻值，利用R0与R2之和得到保温时电路的总电阻，利用P＝得到保温功率； （3）先由热效率公式得到将水加热到100℃时消耗的电能，利用W＝Pt得到该阶段所用时间，进而得到保温时间，利用W＝Pt进行计算即可得到整个过程煮茶机消耗的电能。 【解答】解：（1）水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.8×10﹣3m3＝0.8kg， 将水加热至100℃过程中水吸收的热量Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.8kg×（100℃﹣20℃）＝2.688×105J； （2）由P＝知，在电源电压不变时，电路电阻越小，功率越大。由图知，电路在不同状态时分别为R0与R1串联或者R0与R2串联，由于R1＜R2，所以可知当R0与R1串联时，为加热状态，R0与R2串联时为保温状态。 加热时电路的总电阻R01＝＝＝60.5Ω， R0＝R01﹣R1＝60.5Ω﹣20.5Ω＝40Ω， 保温时电路的总电阻R02＝R0+R2＝40Ω+840Ω＝880Ω， 煮茶机的“保温”功率P保温＝＝＝55W； （3）将水加热至100℃，消耗的电能W1＝＝＝3.36×105J， 此阶段所用时间t1＝＝＝420s＝7min， 由题意知煮茶时间为t2＝5min＝300s， 保温时间t3＝15min﹣5min﹣7min＝3min＝180s， 整个煮茶过程煮茶机消耗的电能W＝W1+P加热t2+P保温t3＝3.36×105J+800W×300s+55W×180s＝5.859×105J。 答：（1）将水“加热”至100℃过程中水吸收的热量为2.688×105J； （2）煮茶机的“保温”功率为55W； （3）这个过程煮茶机消耗的电能为5.859×105J。 【点评】本题考查密度公式、物体吸热公式、电功率公式、串联电路电阻规律的应用，解题的关键是对各阶段时间的正确求解。 29．（2023•德州）如图甲所示，电源电压U保持不变，当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片从最右端滑向中点过程中得到电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示。闭合开关S1、S3，断开S2，滑动变阻器的滑片在最左端时，电路的总功率为15W。已知R2＝2R1，求： （1）定值电阻R1的阻值； （2）R0的最大阻值和电源电压U； （3）定值电阻R3的阻值及整个电路的最大功率。 【分析】（1）只闭合S1时，R0与R1串联，电压表V测量R1两端电压，电流表A测串联电路中的电流，根据欧姆定律即可求出R1的阻值； （2）只闭合开关S1，滑片位于最右端和位于R0的中点时，根据欧姆定律和串联电路电流规律分别建立方程，即可R0的最大阻值和电源电压U； （3）闭合开关S1和S3，断开开关S2，滑动变阻器滑片到最左端时，R1和R3并联，根据P总＝P1+P3＝+可求出定值电阻R3的阻值；当滑片位于最左端，开关S1、S2、S3都闭合时，R1、R2、R3并联，此时电路总电阻最小，电路总功率最大，根据P最大＝P1+P2+P3＝++可求出整个电路最大功率。 【解答】解：（1）只闭合S1时，R0与R1串联，电压表V测量R1两端电压，电流表A测串联电路中的电流，由乙图可知，R1的阻值为： R1＝＝＝10Ω； （2）只闭合开关S1，滑片位于最右端时，电源电压为： U＝U1+I1R0＝2.5V+0.25A×R0﹣﹣﹣﹣﹣① 滑片位于R0的中点时，电源电压为： U＝U2+I2R0＝4V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣② 联立两式解得：R0＝30Ω，U＝10V； （3）由题意知：R2＝2R1＝2×10Ω＝20Ω， 闭合开关S1和S3，断开开关S2，滑动变阻器滑片到最左端时，R1和R3并联， 由P总＝P1+P3＝+可得： R3＝＝＝20Ω； 当滑片位于最左端，开关S1、S2、S3都闭合时，R1、R2、R3并联，此时电路总电阻最小，电路总功率最大，整个电路最大功率为： P最大＝P1+P2+P3＝++＝++＝20W。 答：（1）定值电阻R1的阻值为10Ω； （2）R0的最大阻值为30Ω和电源电压U为10V； （3）定值电阻R3的阻值为20Ω及整个电路的最大功率为20W。 【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键，要注意理清各物理量之间的关系，不要颠倒。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/8/14 10:55:52；用户：组卷16；邮箱：zyb016@xyh.com；学号：41418979 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$