3.6.3动态电路、最值问题、图像问题 专项-2024-2025学年浙教版九年级上册科学

复习巩固 1.图甲为测定“小灯泡电功率”的实验电路，电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。 （1）小明连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是________。 （2）排除故障闭合开关，小明继续移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成I﹣U 图象（图乙），根据图象，可计算出小灯泡的额定功率是________W。 （3）进一步分析图象可知，随着电压表示数增大，电流表与电压表的示数比值________，（填“变大”、“变小”或“不变”）造成这一现象的原因可能是________。 （4）小敏将原电路中的小灯泡先后换接阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻，探究“电流与电阻关系”，得到如图丙所示的电流随电阻变化的图像，则滑动变阻器的最大阻值应不小于________Ω。 2.“测量小灯泡的功率”实验，器材有：电压恒为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡、滑动变阻器（20Ω 2A）、电压表、电流表、开关各一个，导线若干。 （1）某同学按图甲连接如图乙的电路，另一同学认为这样连接电压表的量程太大，会造成电压测量有较大误差。按正确方法连接好电路后，闭合开关移动滑片P，得到如下表数据，则该灯泡的额定功率是________W； 电压表的示数U/V 2.9 2.6 2.2 1.9 1.6 1.3 1.0 电流表的示数I/A 0.20 0.22 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 小灯泡的电功率P/W 0.62 1.025 1.4 （2）另一组同学也用相同方法进行实验，不小心将电压表烧坏，老师只提供一个开关和阻值为10Ω的定值电阻R0，其它器材不变。于是，他们设计了如图丙所示的电路图，然后按照以下步骤进行实验。请补充完整实验步骤及相关实验数据（数据用字母表示）： a.闭合S1断开S2，移动滑动变阻器的滑片使电流表的示数为0.38A； b.________。 则小灯泡额定电功率P=________。 3.6.3动态电路、图像 知识梳理 1. 并联电路的动态分析 当划片P向右滑动时（滑动变阻器连入电路R增大）（忽略温度对电阻的影响） ①电压 U总=U灯=U滑 不变（并联电路各支路电压等于电源电压） ②电流 I灯 不变（并联电路用电器互不影响） I滑 减小（根据I=U/R，R增加I滑减小） I总 减小（I总=I灯+I滑，I滑减小I总减小） ③电功率 P灯 不变（根据P=U2/R，U、R灯均不变，故P灯不变） P滑 减小（根据P=U2/R，R滑增大，故P滑变小） P总 减小（根据P总= P灯+ P滑, P滑减小，P总减小） 2. 串联电路的动态分析 当划片P向右滑动时（滑动变阻器连入电路R增大）（忽略温度对电阻的影响） ①电压 U总 不变 U滑 增大（分压原理，电阻大分压多） U灯 减小（U总=U灯＋U滑，U滑增大，U灯减小） ②电流 I灯 =I滑= I总 减小（根据I=U/R,R总增大，故I减小） ③电功率 P灯 减小（根据P=U2/R,U变小，故P灯减小） P总 减小（根据P=U2/R,R总增大，故P总变小） P滑 减小（先增大后减小，当R滑=R灯，P滑最大） 3.最值问题 当移动划片时，滑动变阻器的阻值发生变化会引起电路中电流电压变化，为保护电路连入电路中的滑动变阻器阻值不应过大或过小。 1 若滑动变阻器的阻值最小，则1电流偏大，2小灯泡分压偏大 故不能超：1电流表量程，2测小灯泡电压表量程，3滑动变阻器本身最大电流，4.小灯泡的额定电流（四者取最小） 2 若滑动变阻器的阻值最大，则滑动变阻器分压过大 故不能超：测滑动变阻器电压表量程 4.图像问题 电功率的U-I图像问题和欧姆定律的 U-I图像问题的解题思路相似,只是在计算求解的过程中多加了电功率的计算,要求能够熟练使用恰当的电功率公式快速计算。 定值电阻 灯泡 滑动变阻器 定值电阻 滑动变阻器 P=U总I-I2R定 总功率 经典例题 动态分析 1.如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是(    ) A.滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大     B.电路的最大电功率是2.5W C.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24～50Ω       D.电流表的示数变化范围是0.1～0.25A 2.如图所示，电源电压 ，定值电阻 为 ，滑动变阻器 规格为“ ”，电流表和电压表量程分别选择“ “、“ ”。闭合开关 ，电路正常工作时，下列叙述正确的是 (　　) A．电流表示数最大值为 B．电压表示数范围为 C．滑动变阻器的功率可达 D．滑动变阻器阻值变化范围为 3.如甲图所示的电路中，电源电压为16V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中。电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，下列判断不正确的是 (   ) A.R0的阻值是10Ω B.R0的最小功率是3.2W C.电路的最大总功率是25.6W D.滑动变阻器的最大阻值是70Ω 4.如图所示电路中，R为滑动变阻器，R0为定值电阻，电源电压为8V恒定不变（不计温度对电阻影响）在滑片P滑动过程中，电压表与电流表示数变化如图乙所示，则根据图象信息可知，下列选项错误是（ ） A．R0阻值是5Ω B．电路的最大总功率是12.8W C．电路的最小总功率是0.8W D．滑动变阻器的最大阻值是35Ω 图像分析 1.小明在做伏安法测小灯泡的电功率的实验中，小灯泡功率P与 U2或P与I2的图象可能正确的是（　　） A．B．C．D． 2.灯泡接入如图甲所示的电路中，如图乙是通过小灯泡的电流随它两端电压变化的图像。只闭合开关 时，小灯泡的实际功率为 ；在闭合开关 后，电流表示数变化了 ，则 ______，此时电路消耗的总功率为________。 3.如图甲所示是小灯泡的I-U图像。将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电源电压为4.5V的电路中（如图乙)，闭合开关，移动滑片P，当小灯泡的功率为0.2W时（   ） A.滑动变阻器两端的电压为2V        B.电路消耗的总功率为1.35W C.此时灯泡L和滑动变阻器R的功率比为3：7   D.我觉得都有问题 4.标有“6 V　1.5 W”的小灯泡,通过它的电流随电压变化的关系如图所示。若把这样的两只灯泡串联接在8 V的电源上,则此时每只灯泡的电阻及功率为 (   )   A.24 Ω　0.67 W   B.24 Ω　0.8 W    C.20 Ω　0.96 W    D.20 Ω　0.8 W 基础巩固 串联动态 并联动态 巩固提高 1.现有标注为“6V  2 W”和“12 V  8 W”的两盏电灯 L1 和 L2，把它们与“20Ω  1A” 的滑动变阻器串联后，接在18V的电源上，如图所示，开关闭合后，当滑动变阻器R的滑片P从a端向b端滑动的过程中，下列说法正确的是（忽略温度对电阻的影响）（   ） A.两灯都变亮，且L1首先正常发光  B.因为L2的额定功率大，所以L2比L1更亮 C.两灯灯丝电阻不同 D.两灯都变亮，且L2可能先烧毁 2.用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图（图乙）。下列说法 错误的是（   ） A.电源电压为16V     B.R=R0=8Ω时，R的功率最大 C.虚线b表示的是R的功率与电流的关系     D.当电流表示数为0.5安时，R消耗的功率为5W 3.图甲是一款车载USB充电器，工作原理如图乙，闭合S后稳压元件两端电压恒为U，可为手机等提供稳定的充电电压，汽车电源电压为U总（U总＞U），R为定值电阻，其消耗的电功率为P，则下列关于P﹣U总图象的变化正确的是（　　） A．B．C．D． 4．如图所示的电路中，电源电压不变，R0＝10Ω。当S1、S2、S3闭合时，定值电阻R0消耗的电功率为3.6W，灯泡L恰好正常发光。下列说法中正确的是（　　） A．断开开关S1小灯泡会变亮 B．向右移动滑片P，小灯泡会变暗 C．小灯泡的额定电压是6V D．把灯泡换成电压表，此电路可以探究一段电路中电流与电压的关系 5.如图甲所示，电源电压保持不变。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列结论正确的是（　　） A．电源电压为12V B．该过程中，电路消耗的总功率最大值为24W C．滑动变阻器的最大阻值可能为12Ω D．滑片在a点时，10s内电阻R2消耗的电能为180J 6.如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器（其最大阻值为40Ω）。闭合开关S后，在滑动变阻器的滑片P从α端移至b端的过程中，R1消耗的电功率随R1阻值的变化关系如图乙所示。根据图像信息，则下列判断错误的是（　　） A．R0的阻值是10Ω B．1min内电路消耗的最小总电能为240J C．电源电压10V D．R0消耗的最大电功率10W 7.如图甲所示，电源工作时输出的总功率恒定不变，R1＝10Ω。在移动滑动变阻器R2的滑片P时，电流表A的示数I与电流表A1的示数I1之间变化关系如图乙所示。根据图中信息判断，下列说法中正确的是（　　） A．当滑片P向右移动时，电流表A的示数逐渐增大 B．当滑片P向左移动时，电源的输出电压逐渐增大 C．电源工作时每秒钟消耗的电能始终为5J D．当电流表A1的示数为0.5A时，R2＝12.5Ω 8.如图甲是某同学“探究定值电阻品的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率P总随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出a、b、c三条图线（如图乙）。下列叙述正确的是（　　） A．图线a为定值电阻R0的发热功率曲线 B．电源电压为4.5V C．滑动变阻器接入电路的最大阻值为6Ω D．滑动变阻器消耗的最大功率为2.25W 9.如图甲所示，R1为定值电阻，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片从a端移动到b端的过程中，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为15V B．R1的阻值为25欧 C．R2的最大阻值为50欧 D．该电路消耗的最大电功率为4.8W 10.某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示。电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器规格“20Ω 1A”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化）。在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（　　） A．灯泡两端的最大电压是1.5V B．该电路中电流的最大功率是2.25W C．电路中电流变化的范围是0.18A～0.5A D．滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω～10Ω 11.如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为0.6A，滑动变阻器R的最大阻值为50Ω，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V”闭合开关S、在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像，如图乙、丙所示。则下列说法中不正确的是（　　） A．电源电压为16V B．小灯泡的额定功率为3.6W C．当电流表示数为0.25A时，滑动变阻器消耗的电功率为2.75W D．若将电压表量程换为0～3V，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω～50Ω 12.如图所示，电源电压保持不变，L是标有“2V 1W”字样的灯泡，电流表A、A1的量程均为0～0.6A，将滑动变阻器滑片P滑至最右端，断开S1，闭合S2，电压表示数为6V，电流表A的示数为0.3A；闭合S1、S2，电流表A1的示数为0.1A．（假设灯丝电阻不变）则下列说法中正确的是（　　） A．滑动变阻器的最大阻值为20Ω B．R1的阻值为60Ω C．S1断开，S2由闭合到断开时，电压表的示数会变大 D．断开S1、S2，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为8Ω 13.如图甲所示电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V。闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I—U关系图像如图乙所示。则小灯泡的额定功率是________W；滑动变阻器的最大阻值为________Ω。 14.如图所示，电源电压为 保持不变，灯 上标有“ ”字样，滑动变阻器 的最大阻值为 ，，灯泡的电阻不变。 (1) 灯泡的电阻多大？ (2) 当 断开， 闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，电路中的电流多大？ (3) 该电路工作时，开关 、 及滑片处于什么状态时消耗的总功率最小并求出最小功率。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 复习巩固 1.图甲为测定“小灯泡电功率”的实验电路，电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。 （1）小明连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是________。 （2）排除故障闭合开关，小明继续移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成I﹣U 图象（图乙），根据图象，可计算出小灯泡的额定功率是________W。 （3）进一步分析图象可知，随着电压表示数增大，电流表与电压表的示数比值________，（填“变大”、“变小”或“不变”）造成这一现象的原因可能是________。 （4）小敏将原电路中的小灯泡先后换接阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻，探究“电流与电阻关系”，得到如图丙所示的电流随电阻变化的图像，则滑动变阻器的最大阻值应不小于________Ω。 【答案】（1）灯泡断路 （2）0.5 （3）变小；灯丝的电阻随温度的升高而增大 （4）21 【解答】（1）小明连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是灯泡断路。 （2）根据图乙可知，当灯泡的电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.2A，因此灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。 （3）根据图乙可知，电流随电压变化的图像越来越靠近横轴，即电压和电流的比值越来越小，那么原因是：灯丝的电阻随温度的升高而增大。 （4）根据丙图可知，电压表的示数保持：U=IR=0.5A×5Ω=2.5V； 变阻器两端的电压为：U变=U总-U=6V-2.5V=3.5V； 根据串联电路电压与电阻成正比得到：；解得：R变=21Ω。 2.“测量小灯泡的功率”实验，器材有：电压恒为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡、滑动变阻器（20Ω 2A）、电压表、电流表、开关各一个，导线若干。 （1）某同学按图甲连接如图乙的电路，另一同学认为这样连接电压表的量程太大，会造成电压测量有较大误差。按正确方法连接好电路后，闭合开关移动滑片P，得到如下表数据，则该灯泡的额定功率是________W； 电压表的示数U/V 2.9 2.6 2.2 1.9 1.6 1.3 1.0 电流表的示数I/A 0.20 0.22 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 小灯泡的电功率P/W 0.62 1.025 1.4 （2）另一组同学也用相同方法进行实验，不小心将电压表烧坏，老师只提供一个开关和阻值为10Ω的定值电阻R0，其它器材不变。于是，他们设计了如图丙所示的电路图，然后按照以下步骤进行实验。请补充完整实验步骤及相关实验数据（数据用字母表示）： a.闭合S1断开S2，移动滑动变阻器的滑片使电流表的示数为0.38A； b.________。 则小灯泡额定电功率P=________。 【答案】（1）0.912 （2）保持滑片P的位置不变，断开S1，闭合S2读出电流表示数为I；3.8I-1.44(W)或3.8V×（I-0.38A） 【解答】（1）根据表格可知，当变阻器两端的电压为2.2V时，通过电路的电流为0.24A，那么灯泡的额定功率为：P=UI=3.8V×0.24A=0.912W； （2）实验步骤如下： a.闭合S1、断开S2，此时R0与灯泡并联，此时电流表测量通过R0的电流；移动滑动变阻器的滑片使电流表的示数为0.38A，那么灯泡两端的电压为：U0=I0R0=0.38A×10Ω=3.8V，灯泡正常发光； b.断开S1、闭合S2，此时R0与灯泡并联，此时电流表测量通过总电流；记下这时电流表的示数为I。 那么通过灯泡的额定电流为IL=I-0.38A； 小灯泡的额定功率为：PL=ULIL= 3.8V×（I-0.38A） 。 1 学科网（北京）股份有限公司 3.6.3动态电路、图像 知识梳理 1. 并联电路的动态分析 当划片P向右滑动时（滑动变阻器连入电路R增大）（忽略温度对电阻的影响） ①电压 U总=U灯=U滑 不变（并联电路各支路电压等于电源电压） ②电流 I灯 不变（并联电路用电器互不影响） I滑 减小（根据I=U/R，R增加I滑减小） I总 减小（I总=I灯+I滑，I滑减小I总减小） ③电功率 P灯 不变（根据P=U2/R，U、R灯均不变，故P灯不变） P滑 减小（根据P=U2/R，R滑增大，故P滑变小） P总 减小（根据P总= P灯+ P滑, P滑减小，P总减小） 2. 串联电路的动态分析 当划片P向右滑动时（滑动变阻器连入电路R增大）（忽略温度对电阻的影响） ①电压 U总 不变 U滑 增大（分压原理，电阻大分压多） U灯 减小（U总=U灯＋U滑，U滑增大，U灯减小） ②电流 I灯 =I滑= I总 减小（根据I=U/R,R总增大，故I减小） ③电功率 P灯 减小（根据P=U2/R,U变小，故P灯减小） P总 减小（根据P=U2/R,R总增大，故P总变小） P滑 减小（先增大后减小，当R滑=R灯，P滑最大） 3.最值问题 当移动划片时，滑动变阻器的阻值发生变化会引起电路中电流电压变化，为保护电路连入电路中的滑动变阻器阻值不应过大或过小。 1 若滑动变阻器的阻值最小，则1电流偏大，2小灯泡分压偏大 故不能超：1电流表量程，2测小灯泡电压表量程，3滑动变阻器本身最大电流，4.小灯泡的额定电流（四者取最小） 2 若滑动变阻器的阻值最大，则滑动变阻器分压过大 故不能超：测滑动变阻器电压表量程 4.图像问题 电功率的U-I图像问题和欧姆定律的 U-I图像问题的解题思路相似,只是在计算求解的过程中多加了电功率的计算,要求能够熟练使用恰当的电功率公式快速计算。 定值电阻 灯泡 滑动变阻器 定值电阻 滑动变阻器 P=U总I-I2R定 总功率 经典例题 动态分析 1.如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化， 小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是(    ) A.滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大     B.电路的最大电功率是2.5W C.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24～50Ω       D.电流表的示数变化范围是0.1～0.25A 【答案】D 【解答】滑片向右滑动时，变阻器的阻值变大，根据R总=R变+RL可知，总电阻变大，而总电流变小，因此电流表的示数变小；根据UL=ILRL可知，电压表的示数变小，故A错误； 灯泡的额定电流为：，与电流表的量程比较后可知，电路的最大电流为0.25A，那么电路的最大功率为：Pmax=U总Imax=6V×0.25A=1.5W，故B错误； 灯泡的电阻为：；当变阻器全部使用时，电阻最大，电流最小，即； 因此电流表的示数变化范围为：0.1A~0.25A，故D正确； 当灯泡正常发光时，电流最大为0.25A，此时变阻器的阻值最小，即：； 那么变阻器允许调节的范围为14Ω~50Ω，故C错误。 2.如图所示，电源电压 ，定值电阻 为 ，滑动变阻器 规格为“ ”，电流表和电压表量程分别选择“ “、“ ”。闭合开关 ，电路正常工作时，下列叙述正确的是 (　　) A．电流表示数最大值为 B．电压表示数范围为 C．滑动变阻器的功率可达 D．滑动变阻器阻值变化范围为 【考点】动态分析 【答案】C 【解析】 由电路图可知， 与 串联，电压表测 两端的电压，电流表测电路中的电流。 ① 当电压表的示数 时，电路中的电流：。 因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为 ，变阻器允许通过的最大电流为 。所以，电路中的最大电流为 ，故 A 错误。 此时电路中的总电阻：。 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和。所以变阻器接入电路中的最小阻值：。 则滑动变阻器阻值变化范围为 ，故 D 错误。 ② 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的示数最小。 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： 。 电压表的最小示数：。所以，电压表示数范围为 ，故 B 错误。 ③ 当 时，滑动变阻器消耗的电功率最大；滑动变阻器消耗的电功率： 。 所以，滑动变阻器的功率可达 ，故 C 正确。 故答案为 C。 3.如甲图所示的电路中，电源电压为16V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中。电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，下列判断不正确的是 (   ) A.R0的阻值是10Ω B.R0的最小功率是3.2W C.电路的最大总功率是25.6W D.滑动变阻器的最大阻值是70Ω 【答案】B 【解析】 A.当滑片在最左端时，电压表的示数是0V，电流表的示数是1.6A，此时电路里只有电阻R0，R0的阻值10欧，A正确不合题意； B.据乙图可知，电路的最小电流为0.2A，那么R0的最小功率为：P0=I2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W，故B错误符合题意； C.据乙图可知，电路的最大电流是1.6A，那么最大电功率为：P总=U总I总=16V×1.6A=25.6W，故C正确不合题意；D.据乙图可知，当变阻器的电流为0.2A时，电压表的示数14V，这时滑片在最右端，那么变阻器的最大阻值为70欧 ，故D正确不合题意。 4.如图所示电路中，R为滑动变阻器，R0为定值电阻，电源电压为8V恒定不变（不计温度对电阻影响）在滑片P滑动过程中，电压表与电流表示数变化如图乙所示，则根据图象信息可知，下列选项错误是（ ） A．R0阻值是5Ω B．电路的最大总功率是12.8W C．电路的最小总功率是0.8W D．滑动变阻器的最大阻值是35Ω 【考点】动态分析 【答案】C 【解析】 A．由甲图知道，当滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电路为R0的简单电路，由乙图知道，I最大 =1.6A，由欧姆定律知道 故A正确，不符合题意； BC．电路的最大功率 P最大 =UI最大 =8V×1.6A=12.8W， 电路的最小功率 P最小 =UI最小 =8V×0.2A=1.6W 故B正确，C错误； D．当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由乙图知道，=7V，I最小=0.2A，滑动变阻器的最大阻值 故D正确，不符合题意；故选C 图像分析 1.小明在做伏安法测小灯泡的电功率的实验中，小灯泡功率P与 U2或P与I2的图象可能正确的是（　　） A．B．C．D． 【答案】D 【解析】由U﹣I图象可知，电压和电流增大时，灯泡的实际功率增大，灯泡的温度升高，且图线的斜率越来越大，即灯泡的电阻随温度的升高而增大； 由P＝I2R＝可知，在P﹣U2图象中，图象上某点切线的斜率为电阻的倒数，因随温度的升高R增大因而应减小，故AB错误； 同理，在P﹣I2图象中，图象上某点切线的斜率为电阻R，而电阻R又随温度的升高而增大，故C错误，D正确。 2.灯泡接入如图甲所示的电路中，如图乙是通过小灯泡的电流随它两端电压变化的图像。只闭合开关 时，小灯泡的实际功率为 ；在闭合开关 后，电流表示数变化了 ，则 ______，此时电路消耗的总功率为________。 【考点】图像分析 【答案】5Ω，0.6W 【解析】由图像可知，小灯泡的实际功率为 时，电压为 ，电流为 。在闭合开关 后，电流表示数变化了 ，由于电压不变，所以通过电阻 的电流为 ，电阻 ，。 3.如图甲所示是小灯泡的I-U图像。将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电源电压为4.5V的电路中（如图乙)，闭合开关，移动滑片P，当小灯泡的功率为0.2W时（   ） A.滑动变阻器两端的电压为2V        B.电路消耗的总功率为1.35W C.此时灯泡L和滑动变阻器R的功率比为3：7   D.我觉得都有问题 【答案】D 【解析】根据图甲可知当小灯泡的功率为0.2W时，灯泡L两端的电压和通过的电流；根据串联电路电压的规律，可知滑动变阻器两端的电压；根据P=UI求出电路消耗的总功率； A、当小灯泡的功率为0.2W时，根据图甲可知，灯泡L两端的电压为1V，通过灯泡的电流为I=0.2A，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器两端的电压：U滑=U-UL=4.5V-1V=3.5V，故A错误； B、电路消耗的总功率：P总=UI=4.5V×0.2A=0.9W，故C错误； C、串联电路中电流相同，根据P=UI可知，灯泡L和滑动变阻器R的功率比为PL：P滑=UL：U滑=1V：3.5V=2:7，故C错误。选D 4.标有“6 V　1.5 W”的小灯泡,通过它的电流随电压变化的关系如图所示。若把这样的两只灯泡串联接在8 V的电源上,则此时每只灯泡的电阻及功率为 (   )   A.24 Ω　0.67 W   B.24 Ω　0.8 W    C.20 Ω　0.96 W    D.20 Ω　0.8 W 【答案】D 【解析】当两个灯泡串联时，根据公式得到：；因为U总=U1+U2=8V， 所以U1=U2=4V;根据图像可知，当灯泡电压为4V时，通过灯泡的电流为0.2A；那么每只灯泡的电阻为：； 这时每只灯泡的功率为：P=UI=4V×0.2A=0.8W。 基础巩固 串联动态 并联动态 巩固提高 1.现有标注为“6V  2 W”和“12 V  8 W”的两盏电灯 L1 和 L2，把它们与“20Ω  1A” 的滑动变阻器串联后，接在18V的电源上，如图所示，开关闭合后，当滑动变阻器R的滑片P从a端向b端滑动的过程中，下列说法正确的是（忽略温度对电阻的影响）（   ） A.两灯都变亮，且L1首先正常发光  B.因为L2的额定功率大，所以L2比L1更亮 C.两灯灯丝电阻不同 D.两灯都变亮，且L2可能先烧毁 【答案】A 【解析】根据图片可知，当滑片从a向b端移动时，它的阻值减小，则通过灯泡的电流增大，因此两个灯泡都变亮。L1的额定电流为：，L2的额定电流为：，则L1先正常发光，故A正确； 灯泡L1的电阻为：，灯泡L2的电阻为：，则两个灯泡的电阻相等。故C错误；在串联电路中，功率与电阻成正比，因为两个灯泡的电阻相同，所以它们的实际功率相同，即亮度相同，故B错误；如果两个灯泡都不损坏，那么根据“串联电路电压与电阻成正比”可知，它们的电压都是总电压的一半，即都是9V。因为9V>6V，所以灯泡L1先被烧毁，故D错误。 2.用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图（图乙）。下列说法 错误的是（   ） A.电源电压为16V     B.R=R0=8Ω时，R的功率最大 C.虚线b表示的是R的功率与电流的关系     D.当电流表示数为0.5安时，R消耗的功率为5W 【答案】D 【解答】C.由P=I2R知，在电阻一定时，电功率P与电流I是二次函数关系，R0＞0，所以图像开口向上，图乙中实线a是定值电阻R0的功率与电流的关系，虚线b表示滑动变阻器R的功率与电流关系，故C正确不合题意； A.由图乙中，R0的功率与电流关系图像知，I=2A时，P0=32W，由P=I2R可得：32W=（2A）2×R； 解得：R=8Ω。 由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电流表测电路中电流，当滑动变阻器R连入阻值为0时，R0的简单电路，电路的电路中电流最大，由图像知此时的电流I=2A， 则电源电压：；故A正确不合题意； B.滑动变阻器的功率：；当R=R0=8Ω时，变阻器的电功率最大，故B正确不合题意； D.由欧姆定律可得，当电路中电流I′=0.5A时，R0两端电压：U0′=I′R0=0.5A×8Ω=4V，此时R两端电压：UR=U-U0′=16V-4V=12V，R消耗的功率：PR=URI′=12V×0.5A=6W，故D错误符合题意。 3.图甲是一款车载USB充电器，工作原理如图乙，闭合S后稳压元件两端电压恒为U，可为手机等提供稳定的充电电压，汽车电源电压为U总（U总＞U），R为定值电阻，其消耗的电功率为P，则下列关于P﹣U总图象的变化正确的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：由欧姆定律和P＝UI可得，R消耗的电功率：P＝URIUU总，显然R消耗的电功率P随电源总电压U总变化关系为二次函数图象，由数学知识知，图象为抛物线，并且开口朝上，故A正确，BCD错误。 故选：A。 4．如图所示的电路中，电源电压不变，R0＝10Ω。当S1、S2、S3闭合时，定值电阻R0消耗的电功率为3.6W，灯泡L恰好正常发光。下列说法中正确的是（　　） A．断开开关S1小灯泡会变亮 B．向右移动滑片P，小灯泡会变暗 C．小灯泡的额定电压是6V D．把灯泡换成电压表，此电路可以探究一段电路中电流与电压的关系 【解答】解：A、当S1、S2、S3闭合时，R0和灯泡并联，滑动变阻器R被短路，根据并联电路的规律知，当开关S1断开时，灯泡两端的电压不变，通过灯泡的电流不变，根据P＝UI可知，灯泡的功率不变，即亮度不变，故A错误； B、因为滑动变阻器被短路，所以向右移动滑片P，小灯泡的亮度不变，故B错误； C、R0两端的电压U06V，根据并联电路电压的规律知，灯泡两端的电压UL＝U0＝6V，此时灯泡正常发光，所以小灯泡的额定电压是6V，故C正确； D、探究一段电路中电流与电压的关系时，需控制此段电路中的电阻不变，改变该电阻两端的电压，且需要记录滑片在不同位置时电流表和电压表的示数；若把灯泡换成电压表，当开关S1、S2闭合，S3断开时，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测R0两端的电压，但电路中无电流表，所以此电路不能探究一段电路中电流与电压的关系，故D错误。 故选：C。 5.如图甲所示，电源电压保持不变。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列结论正确的是（　　） A．电源电压为12V B．该过程中，电路消耗的总功率最大值为24W C．滑动变阻器的最大阻值可能为12Ω D．滑片在a点时，10s内电阻R2消耗的电能为180J 【解答】解：根据电路图可知滑动变阻器和定值电阻串联接入电路，电压表V1测滑动变阻器两端的电压，电压表V2测定值电阻两端的电压，电流表测电路中电流。 滑片在a端时，滑动变阻器接入电路的阻值较小，根据串联分压原理可知滑动变阻器分得的电压小，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可知通过电路的电流较小；滑片在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值较大，滑动变阻器分得的电压大，通过电路的电流较大，因此滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，电压表V1的示数逐渐变小，故df图象为电压表V1与电流表示数的图象，ec为电压表V2与电流表示数的图象。 A、由图乙可知，电路中的最小电流I＝1A，此时R1两端的电压U1＝12V，R2两端的电压U2＝2V，所以电源的电压：U＝U1+U2＝12V+2V＝14V，故A错误； B、由乙图可知电路中的最大电流为I最大＝3A，电路消耗的总功率最大值为P＝UI＝14V×3A＝42W，故B错误； C、滑片P 在b点时，电路中的电流为I＝1A，此时滑动变阻器两端的电压值为12V，滑动变阻器的阻值为R12Ω，由图甲可知，此时变阻器接入电路中的电阻不是最大，即滑动变阻器的最大阻值大于12Ω，故C错误； D、滑片在a点时，电路中的电流I最大＝3A，电阻R2两端电压：U2＝6V，10s内电阻R2消耗的电能W＝U2It＝6V×3A×10s＝180J，故D正确。 故选：D。 6.如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器（其最大阻值为40Ω）。闭合开关S后，在滑动变阻器的滑片P从α端移至b端的过程中，R1消耗的电功率随R1阻值的变化关系如图乙所示。根据图像信息，则下列判断错误的是（　　） A．R0的阻值是10Ω B．1min内电路消耗的最小总电能为240J C．电源电压10V D．R0消耗的最大电功率10W 【解答】解：由图可知，定值电阻与滑动变阻器串联， B、当滑动变阻器R1的滑片P在a端时，其接入电路的电阻最大，此时电路中的电流最小， 由图象可知，R1的电阻最大为40Ω时，R1的功率为Pa＝1.6W； 由P＝I2R可得电路中的最小电流：I最小0.2A； 1min内电路消耗的最小总电能W＝UI最小t＝10V×0.2A×60s＝120J，故B错误； AC、由图象可知，当R1＝10Ω时，R1的功率P1＝2.5W， 由P＝I2R可得此时电路中的电流：I′0.5A； 由欧姆定律和串联电路的特点可得，当R1＝10Ω时电源电压： U＝I′（R1+R0）＝0.5A×（10Ω+R0）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 同理可得，当R1＝40Ω时电源电压： U＝I最小（R最大+R0）＝0.2A×（40Ω+R0）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 电源电压不变，联立方程①②得：R0＝10Ω，U＝10V；故AC正确； D、当滑动变阻器连入电路的电阻为0时，R0两端的电压最大为电源电压，此时R0的功率最大， 则R0消耗的最大电功率：P0大10W，故D正确。 故选：B。 7.如图甲所示，电源工作时输出的总功率恒定不变，R1＝10Ω。在移动滑动变阻器R2的滑片P时，电流表A的示数I与电流表A1的示数I1之间变化关系如图乙所示。根据图中信息判断，下列说法中正确的是（　　） A．当滑片P向右移动时，电流表A的示数逐渐增大 B．当滑片P向左移动时，电源的输出电压逐渐增大 C．电源工作时每秒钟消耗的电能始终为5J D．当电流表A1的示数为0.5A时，R2＝12.5Ω 【解答】解：由图甲知定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表A1测量通过定值电阻R1的电流，电流表A测量干路的电流； A、滑片P向右移动时，滑动变阻器R2的电阻变大，则定值电阻R1与滑动变阻器R2并联的总电阻变大，电源工作时输出的总功率恒定不变，由P＝I2R并知电路中的电流变小，电流表的示数减小，故A错误； B、当滑片P向左移动时，滑动变阻器R2的电阻变小，则定值电阻R1与滑动变阻器R2并联的总电阻变小，电源工作时输出的总功率恒定不变，由P知电源电压变小，即输出电压变小，故B错误； C、由图2知，当I1＝0.3A，I＝1.5A， 则定值电阻R1两端的电压为： U1＝I1R1＝0.3A×10Ω＝3V＝U电源， 则电路的总功率为： P总＝U电源I＝3V×1.5A＝4.5W，即电源工作时每秒钟消耗的电能始终为4.5J，故C错误； D、由图2知，当I1′＝0.5A，I′＝0.9A， 则定值电阻R1两端的电压为： U1′＝I1′R1＝0.5A×10Ω＝5V＝U2＝U电源， 经过电阻R2的电流为： I2′＝I′﹣I1′＝0.9A﹣0.5A＝0.4A， 滑动变阻器R2接入电路的电阻为： R212.5Ω，故D正确。 故选：D。 8.如图甲是某同学“探究定值电阻品的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率P总随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出a、b、c三条图线（如图乙）。下列叙述正确的是（　　） A．图线a为定值电阻R0的发热功率曲线 B．电源电压为4.5V C．滑动变阻器接入电路的最大阻值为6Ω D．滑动变阻器消耗的最大功率为2.25W 【解答】解： A、由P＝I2R可知，定值电阻R0的发热功率P0与电流I是二次函数关系，则由图像可知，定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系图线是b，且定值电阻R0的最大功率P0＝9W，此时电路中的电流I＝3A， 由P＝I2R可得，电阻R0的阻值：R01Ω，故A错误； B、电源电压U不变，由P＝UI可知，电源总功率P总与电流I成正比，图像是一条倾斜的直线， 由图像可知，电源总功率P总随电流I变化的关系图线是a； 由图像可知，电源总功率P总＝9W时，电流I＝3A， 由P＝UI可得，电源电压：U3V；故B错误； C、综合上述分析可知，图像c为滑动变阻器R消耗的电功率PR和电流I的变化曲线， 当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路电流最小，由图像可知，电路最小电流：I小＝0.5A， 由I可知，此时电路的总电阻：R总6Ω， 因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路的最大阻值：R滑大＝R总﹣R0＝6Ω﹣1Ω＝5Ω，故C错误； D、图线a表示P总﹣I图像，图线b表示P0﹣I图像，则图线c表示PR﹣I图像， 设变阻器R消耗的电功率最大时，电路中的电流为I， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由I可得，滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣IR0＝3V﹣I×1Ω， 则滑动变阻器消耗的电功率：PR＝URI＝（3V﹣I×1Ω）I＝3V×I﹣1Ω×I2＝﹣1Ω×I2+3V×I＝﹣1Ω×I2+3V×I﹣（）2W+（）2W＝﹣（IA）2×1Ω+2.25W＝2.25W﹣（IA）2×1Ω， 所以，当IA时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大功率为2.25W，故D正确。 故选：D。 9.如图甲所示，R1为定值电阻，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片从a端移动到b端的过程中，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为15V B．R1的阻值为25欧 C．R2的最大阻值为50欧 D．该电路消耗的最大电功率为4.8W 【解答】解：由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 AB、当滑动变阻器消耗的功率为0.8W时，其两端电压为2V， 由P＝UI可得，此时电路中的电流为：I10.4A， 由I及串联电路的电压规律可得，电源的电压：U＝I1R1+U1＝0.4A×R1+2V……① 当滑动变阻器消耗的功率为0.5W时，其两端电压为5V， 由P＝UI可得，此时电路中的电流为：I20.1A， 由I及串联电路的电压规律可得，电源的电压：U＝I2R1+U2＝0.1A×R1+5V……② 由①②解得：R1＝10Ω，U＝6V，故AB错误； C、由图乙可知，当变阻器两端电压最大为5V时，滑动变阻器全部接入电路中，其电阻最大，此时电流最小为I2＝0.1A， 则滑动变阻器的最大阻值为：R250Ω，故C正确； D、当滑动变阻器接入电路的电阻为0时（电路为R1的简单电路），电路中的电阻最小，电流最大， 则电路中的最大电流为：I大0.6A； 该电路消耗的最大电功率：P大＝UI大＝6V×0.6A＝3.6W，故D错误。 故选：C。 10.某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示。电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器规格“20Ω 1A”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化）。在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（　　） A．灯泡两端的最大电压是1.5V B．该电路中电流的最大功率是2.25W C．电路中电流变化的范围是0.18A～0.5A D．滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω～10Ω 【解答】解：∵UL＝2.5V，PL＝1.25W ∴IL0.5A， 滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，根据串联电路电流的特点， 所以电路中的最大电流I大＝I＝IL＝0.5A， 由于此时电流最大，所以滑动变阻器接入电路中的电阻最小， R总9Ω， RL5Ω， R小＝R总﹣RL＝9Ω﹣5Ω＝4Ω； ∵当电压表的示数最大为U大＝3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电流最小， ∴UL′＝U﹣U大＝4.5V﹣3V＝1.5V，灯泡两端的最小电压是1.5V，故A错误； 再利用公式I小0.3A， 最后利用公式R大10Ω； 所以电路中电流的变化范围是0.3A﹣0.5A，故C错误； 滑动变阻器阻值的变化范围是4Ω﹣10Ω，故D错误； 电路中的最大功率为P总大＝UI大＝4.5V×0.5A＝2.25W，故B正确。 故选：B。 11.如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为0.6A，滑动变阻器R的最大阻值为50Ω，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V”闭合开关S、在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像，如图乙、丙所示。则下列说法中不正确的是（　　） A．电源电压为16V B．小灯泡的额定功率为3.6W C．当电流表示数为0.25A时，滑动变阻器消耗的电功率为2.75W D．若将电压表量程换为0～3V，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω～50Ω 【解答】解：由电路图可知，灯泡L和滑动变阻器R串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测电路中的电流； A、当电流表示数为0.6A时，由图乙可知电压表示数为6V，即灯泡两端的电压UL＝6V；由图丙可知滑动变阻器连入电路的阻值为10Ω，则滑动变阻器两端的电压为：UR＝IR＝0.6A×10Ω＝6V，由串联电路电压的特点可知电源电压为：U＝UL+UR＝6V+6V＝12V，故A错误； B、由题知灯泡的额定电流为0.6A，由图乙可知，当电流为0.6A时，电压表示数为6V，即灯泡两端的额定电压UL＝6V，则灯泡的额定功率为：PL＝IUL＝0.6A×6V＝3.6W；故B正确； C、当电流表示数为0.25A时，由图乙可知电压表示数为1V，即灯泡两端的电压UL′＝1V，根据串联电路电压的特点可知滑动变阻器两端的电压为：UR′＝U﹣UL′＝12V﹣1V＝11V，则滑动变阻器消耗的电功率为：PR＝I′UR′＝0.25A×11V＝2.75W，故C正确； D、若将电压表量程换为0～3V，则灯泡两端电压最大为：ULmax＝3V，则由图乙可知，电路中的电流为0.5A，由串联电路电压特点可知滑动变阻器两端电压最小为：URmin＝U﹣ULmax＝12V﹣3V＝9V，滑动变阻器连入电路的最小阻值为：Rmin18Ω，当滑动变阻器连入电路的最大阻值等于50Ω时，电路中电流最小、灯泡两端的电压最小，各元件都是安全的，所以滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω～50Ω，故D正确。 故选：A。 12.如图所示，电源电压保持不变，L是标有“2V 1W”字样的灯泡，电流表A、A1的量程均为0～0.6A，将滑动变阻器滑片P滑至最右端，断开S1，闭合S2，电压表示数为6V，电流表A的示数为0.3A；闭合S1、S2，电流表A1的示数为0.1A．（假设灯丝电阻不变）则下列说法中正确的是（　　） A．滑动变阻器的最大阻值为20Ω B．R1的阻值为60Ω C．S1断开，S2由闭合到断开时，电压表的示数会变大 D．断开S1、S2，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为8Ω 【解答】解： A、断开S1、闭合S2，电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路，电压表测电源的电压即U＝6V， 由I可得，滑动变阻器的最大阻值：R滑20Ω，故A正确； B、闭合S1、S2，电阻R0可以接到电源上，电流表A1的示数即为R1的电流，由I可得，R160Ω，故B正确； C、S1断开，S2由闭合到断开时，电压表由测电源的电压变为测滑动变阻器与灯泡串联时滑动变阻器两端的电压，串联电路中总电压等于各分电压之和，电压表的示数变小，故C错误； D、由P＝UI可得，灯泡的正常发光时的电流：IL0.5A， 串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A， 电路中的最大电流Imax＝0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小， 滑动变阻器两端的电压：U滑＝U﹣UL＝6V﹣2V＝4V， 滑动变阻器接入电路中的最小值：R滑8Ω，故D正确。 故选：ABD。 13.如图甲所示电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V。闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I—U关系图像如图乙所示。则小灯泡的额定功率是________W；滑动变阻器的最大阻值为________Ω。 【答案】24；9 【解答】（1）根据乙图可知，当灯泡的实际电压为12V时，通过灯泡的电流为2A，那么小灯泡的额定功率为：P=UI=12V×2A=24W； （2）根据乙图可知，电路的最小电流为1A，此时灯泡两端的电压为3V； 那么变阻器两端的电压为：； 变阻器的最大阻值为：。 14.如图所示，电源电压为 保持不变，灯 上标有“ ”字样，滑动变阻器 的最大阻值为 ，，灯泡的电阻不变。 (1) 灯泡的电阻多大？ (2) 当 断开， 闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，电路中的电流多大？ (3) 该电路工作时，开关 、 及滑片处于什么状态时消耗的总功率最小并求出最小功率。 【考点】动态分析 【答案】（1）6Ω；（2）0.45A；（3）1.35W 【解析】（1）由公式 ， （2）当 断开， 闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，电路中只有 ， （3）当电路中总电阻最大时，整个电路消耗的功率最小，由题意知，最大电阻应为滑动变阻器全部接入后与 串联，即 断开， 闭合，滑动变阻器的滑片在最右端，最大电阻 ；。 $$