寒假伴学营计算题专项培优：计算动态电路的电功率 ----2024-2025学年人教版物理九年级上学期

2024-2025学年人教版九年级物理上学期（全一册）寒假伴学营计算题专项培优：计算动态电路的电功率 学校:___________姓名：___________班级：___________ 1．如图甲所示的电路中，电源电压可调，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电压表接0~15V的量程，电流表接0~0.6A量程。将电源电压调为某一定值时，滑片从一个端点开始移动，移动过程中电压表和电流表示数变化如图乙所示。求： （1）定值电阻R0的大小。 （2）改变电源电压，当一个电表达满刻度时，另一电表为满刻度的三分之一，则此时电路的总功率大小。 （3）电流表改接0~3A量程，若使滑动变阻器可任意调节（从0调到最大阻值），且使电流表指针示数不低于满刻度的六分之一，则电源电压的可变范围。 2．如图所示，是物理兴趣小组设计的调节多挡位加热器的电路结构图。其中电源电压恒为24V，R1、R2为阻值恒定的加热电阻，R1＝20Ω，R2＝30Ω，R3为调节加热功率的滑动变阻器。若电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，求： （1）当开关S、S1、S2都闭合时，处于快热挡，此时电路的总功率； （2）当S闭合，S1、S2都断开时，处于调温挡，移动滑动变阻器滑片就可以自主调节加热电阻的发热功率。若滑片在距右端处时，加热电阻R1的功率为7.2W，此时滑动变阻器的功率； （3）当S闭合，S1、S2都断开时，处于调温挡，调节滑动变阻器的滑片，在所有元件安全的前提下，电路总功率的变化范围。 3．在综合实践活动课上，小明设计了如图所示的模拟调光灯电路，此电路中电源电压不变，灯泡L标有“6V  3W”字样。将滑动变阻器的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为8V和0.3A；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为4V和0.5A．求 （1）灯泡L正常发光时，灯泡的电 （2）滑动变阻器的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率多大； （3）为使灯泡安全工作，A的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光，应采取怎样的保护措施？请具体说明。 4．晓彤在家庭实验室用如图甲所示的电路进行“改造小台灯”的实践活动，电源电压恒为3V，晓彤绘制的灯泡、滑动变阻器的电压﹣电流的关系图像如图乙所示。请你也加入到他的实践活动中。（设灯丝电阻不变） （1）当滑片P从a端滑到b端时，电压表示数在0V～1.5V间变化，当滑片P在a端时，请根据题中信息求出小灯泡的额定功率。 （2）当滑片P在中点时，电压表的示数为1.0V，求此时灯泡电功率是多少？ （3）根据以上信息，分析该电路能量转化效率η（即有用功率与电路消耗总功率的比值）的变化特点。（写出分析过程和结论。小灯泡消耗的电能为有效能量） 5．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S。当滑动变阻器的滑片P位于某一位置时，电压表V1的示数是10V，电压表V2的示数是5V，滑动变阻器接入电路中的电阻与电阻R2的总电功率为5W；当滑动变阻器的滑片P位于最左端时，电压表V2的示数是2V，滑动变阻器接入电路中的电阻与电阻R2的总电功率为3.2W。求滑动变阻器的最大阻值。 6．如图所示电路中，电源两端的电压保持不变。S1和S3闭合，S2断开，电压表V1的示数为U1，电流表的示数为I1；S1闭合，S2和S3断开，滑动变阻器的滑片P在中点，电压表V1的示数为U1′，电流表的示数为I2，R1消耗的电功率P1为2W；S2闭合，S1和S3断开，滑动变阻器的滑片P在A端，电压表V2的示数为U2，电流表的示数为I3，R2消耗的电功率P2，R3消耗的电功率P3为1.5W；S1、S2和S3都闭合，电路消耗的总功率为P。已知U1：U1′＝5：2。求： （1）U1′与U2的比值； （2）S2闭合，S1和S3断开，R2消耗的电功率P2的大小； （3）S1、S2和S3都闭合，电路消耗的总功率P的大小。    7．在如图甲所示的电路中，电源电压恒为18V，电流表量程为“0-0.6A”和“0-3A”，电压表的量程为“0-3V”和“0-15V”，表盘如图乙所示。滑动变阻器的规格为“50Ω1A”，小灯泡的规格为“3V1.5W”。求： （1）小灯泡正常发光时的电阻和此时滑动变阻器的电功率。 （2）用一定值电阻R0替换小灯泡接入电路中，并将一电压表并联在R0两端，不改变电表的量程，在确保电路中所有元件均安全的情况下移动滑动变阻器滑片，发现三个电表可以偏转到相同的位置，求满足要求的R0的最大阻值及该电路的最小电功率。    8．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，且R0=R1，R2为滑动变阻器（a、b是R2的两个端点）。当闭合开关S1和S2时，移动滑动变阻器滑片到某一位置，电压表V1示数为12V，电流表示数为0.25A。当只闭合开关S1，滑动变阻器滑片在a端时，电压表V1示数为U1，当移动滑动变阻器滑片至b端时，电压表V2的示数为U2，已知U1:U2=8:9，且移动过程中，电路总功率变化了2.7W。求： （1）定值电阻R1的阻值； （2）滑动变阻器R2的最大阻值； （3）电源电压。    9．如图所示，电源两端电压保持不变。小灯泡L标有“6V  3W”字样，当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，电流表示数为0.2A；当开关S1断开、S2闭合时，小灯泡正常发光，电压表V2的示数为8V。假设小灯泡阻值不变，在电路安全工作的情况下： （1）求电源电压、R1阻值和滑动变阻器的最大阻值； （2）当开关S1断开、S2闭合时，求电路中在10s内产生的热量； （3）当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器消耗的功率为4W，求滑动变阻器连入电路的电阻。 10．如图甲所示，电源电压保持不变，R1是定值电阻，小灯泡L的额定电压为6V且灯丝电阻不随温度变化。当闭合S1、S3，断开S2，调节R2的滑片，使电压表示数从4V变为9V的过程中，电路总功率变化了6W，其中电压表示数为9V时，电流表示数为0.45A；滑动变阻器R2的电功率P2与电压表示数U1的关系如图乙所示，滑动变阻器R2的滑片在a点、b点时（a，b不一定是两端端点），对应的电压表示数为Ua、Ub，且。求： （1）定值电阻R1的阻值； （2）滑动变阻器R2的滑片从a点滑到b点的过程中，R2接入电路的电阻范围； （3）当闭合开关S1、S2，断开开关S3，滑动变阻器R2的滑片在中点时，小灯泡L恰好正常发光，其电功率为；当滑动变阻器R2的滑片在阻值最大处时，小灯泡L的电功率为，则与之比为多少？ 11．如图所示，电源两端电压不变，当只闭合开关 S1 时，电流表的示数为 I1，电压表的示数为 U1，电阻 R1的电功率为 P1，当开关 S1、S2、S3都闭合时，电流表的示数为 I2，电压表的示数为 U；当只闭合开关 S2时，电阻 R3 的电功率为 0.64W，已知：，。求： （1）电阻 R1与 R2之比； （2）电阻 R1的电功率 P1。 12．图甲所示的电路中，灯泡L的额定功率为3.6W（灯丝电阻不变），开关S闭合，S1断开，变阻器的滑片移动到最左端时，灯泡L正常发光。图乙是变阻器的滑片从最右端移动到最左端过程中，电压表示数随电流表示数变化的图像。求: （1）电源电压； （2）变阻器R的最大阻值；滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率； （3）什么情况下电路消耗的功率最大；此时变阻器1min消耗的电能。 13．如图甲所示电路，电源电压恒定，灯泡L标有“6V    6W” 的字样，R0为定值电阻。闭合开关，在滑片P由b端滑到a端的过程中，电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示，灯泡由较暗到正常发光，电路中的电流变为原来的2倍。求∶ （1）小灯泡L正常工作时的电流，及小灯泡正常工作10s消耗的电能； （2） R0的电阻 ； （3）当滑片P移到某一点c时，R上消耗的功率Pc与滑片移到b点时R上消耗的功率Pb之比为Pc∶Pb=33∶35，且此时R上消耗的功率Pc等于灯泡L和R0上消耗的总功率。求滑片P滑到c点时灯泡L的实际功率。（结果保留二位小数） 14．如图所示的电路。电源电压恒定，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过最大电流为1A．小灯泡L标有“2.5V，0.25A”字样，其I-U图像如图乙所示。只闭合S1时，电流表的示数为I=0.2A，电阻R1消耗的功率为P1；变阻器滑片P移到b端，所有开关都闭合时，电流表的示数为I=0.5A，电阻R1消耗的功率为 且P1：P1'=16：25。 （1）求小灯泡L正常发光时的阻值； （2）求电源电压； （3）若只闭合S2，且电压表的量程为0～3V。在保证电路元件都安全的情况下，求变阻器接入电路的阻值变化范围。 15．如图甲所示电路，电源电压为24V，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω，灯泡上标有“12V 6W”的字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。闭合开关S和S1且断开S2时，滑动滑动变阻器的滑片P，电路中的电流I与其接入电路的电阻R的关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到5R1时，定值电阻R0的功率变化了2.7W（灯泡L的电阻保持不变）。求： (1)灯泡L的电阻值； (2)闭合S和S2，断开S1时，在保证电路安全的情况下，滑片P滑动时滑动变阻器的电阻的调节范围； (3)闭合开关S和S1，断开S2时，在保证电路安全的情况下，当R0的功率最小时，在10min内滑动变阻器消耗的电能为多少J。 16．如图所示电路，电源两端电压保持不变。当开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端B点时（滑动变阻器最大阻值为R2），灯L的电功率为PL，电流表的示数为I1；当开关S1断开、S2闭合时，灯L的电功率为PL＇，电流表的示数为I2，已知PL：PL＇=4∶9。通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P，会形成不同的电路，在这些不同的电路中，电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为4∶1，当电路消耗的功率最大时，灯正常发光。（灯丝电阻不随温度改变，各电表和灯泡均在安全范围内。）求： (1)电流表的示数I1与I2的比值。 (2)R2∶R1； (3)当开关S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在某点C时，变阻器接入电路的电阻为RC，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，已知U1∶U2=4∶3，RC的电功率为6W，求灯泡的额定功率。 学科网（北京）股份有限公司 答案解析 1．（1）10Ω；（2）6.6W；（3）17.5~21V 解：（1）由图乙可知，当滑动变阻器的阻值最大时，电流最小为0.24A，滑动变阻器两端的电压为6V，则 代入数据得     ① 当电流为0.6A，此时滑动变阻器两端的电压为2.4V，则 ② 联立①②可得：U=8.4V，R0=10Ω。 （2）当滑动变阻器的阻值最大时，电流最小为0.24A，滑动变阻器两端的电压为6V，则滑动变阻器的最大阻值 若电压表为15V，电流表为0.2A，则滑动变阻器的阻值 不满足题意；则电压表为5V，电流表为0.6A，此时定值电阻的电压      则此时电源电压      则此时电路的总功率      （3）使电流表指针示数不低于满刻度的六分之一，则电流表的取值范围为0.5~3A，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由串联电路电阻特点和欧姆定律可得      当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电流最大，则      符合题意；由欧姆定律可知，当滑动变阻器接入电路的电阻为25Ω，电压表能测量的最大电压为15V，即滑动变阻器的最大电压为15V，此时电流最小 符合题意；由串联电路电阻特点和欧姆定律可知，电源电压的最大值 当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电流最大，则 符合题意；因此电源电压的可变范围为17.5~21V。 答：（1）定值电阻R0的大小为10Ω； （2）此时电路的总功率大小为6.6W； （3）电源电压的可变范围为17.5~21V。 2．（1）48W；（2）7.2W；（3）10.8W~28.8W 解：（1）当开关S、S1、S2都闭合时，R1、R2并联，处于快热挡；此时的功率 （2）当S闭合，S1、S2都断开时，R1、R3串联，电流表A测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端电压，处于调温挡；由可得，R1两端电压 由可得，电路电流 因串联电路总电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压 此时滑动变阻器的功率 （3）由可知，滑片在距右端处时，滑动变阻器接入电路的阻值 故滑动变阻器的最大阻值 当S闭合，S1、S2都断开时，定值电阻R1和滑动变阻器R3串联，处于调温挡， 当变阻器的滑片移至最右端时，只有R1接入电路，则电路中的最大电流 因为 所以电路是安全的，则电路最大总功率 当滑动变阻器全部接入电路时，电路中的最小电流 由可知，滑动变阻器两端电压 因为 会烧坏电压表，故当电压表的示数最大为15V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中的电流最小为 则电路最小总功率 故处于调温挡时调节滑动变阻器的滑片，电路中总功率的变化范围为10.8W~28.8W。 答：（1）当开关S、S1、S2都闭合时，处于快热挡，此时电路的总功率为48W； （2）当S闭合，S1、S2都断开，滑片在距右端处时，滑动变阻器的功率为7.2W； （3）当S闭合，S1、S2都断开时，处于调温挡，调节滑动变阻器的滑片，在所有元件安全的前提下，电路总功率的变化范围为10.8W~28.8W。 3．（1）；（2）；；（3）在电路中串联1个的定值电阻 解：（1）由电路图可知，灯泡、R串联连接，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；灯泡正常发光时的电阻 （2）由可得，灯泡正常发光时的电流 移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为4V和0.5A，此时灯泡正常发光，则电源电压 滑动变阻器的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为8V和0.3A；此时灯泡两端的电压 灯泡L的实际功率 （3）根据题意可知，滑片P在最左端时，灯泡正常发光，此时电路中的总电阻: 所以需要在电路中串联定值电阻的阻值 答：（1）灯泡L正常发光时的电阻是12Ω； （2）滑动变阻器R的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率为0.6W； （3）为使灯泡安全工作，A的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光，需在电路中串联一个阻值为8Ω的电阻。 4．（1）1.8W；（2）0.8W；（3）随着滑动变阻器接入电路的阻值增大，该电路的能量转化效率越来越低。 解：（1）当滑片P在a端时，变阻器电阻为0，则其两端电压为0，小灯两端电压为3V，此时电路中电流为0.6A，小灯正常发光，则小灯泡的额定功率为 PL=ULIL=3V×0.6A=1.8W （2）当滑片P在中点时，所以，灯泡两端的电压为 UL′=U﹣U滑=3V﹣1V=2V 由图象可知，电路中的电流I′=0.4A，此时灯泡和滑动变阻器的电功率分别为 PL′=UL′I′=2V×0.4A=0..8W P滑=U滑I′=1V×0.4A=0.4W （3）电路能量转化效率为 由表达式可知，因小因电阻不变，随着变阻器电阻的增大，电路的能量转化效率越来越小。 答：（1）小灯泡的额定功率为1.8W； （2）当滑片P在中点时，灯泡的电功率为0.8W； （3）随着滑动变阻器接入电路的阻值增大，该电路的能量转化效率越来越低。 5．50Ω 解：由图实物图可知，滑动变阻器、R1、R2串联，电压表V1测量R1的电压，电压表V2测量R2的电压。开关S闭合当滑动变阻器滑片P位于某一位置时，等效电路图如图甲所示；开关S闭合当滑动变阻器滑片P位于最左端时，等效电路图如图乙所示。 由图甲可知 即 根据串联电路分压规律可知 由图甲和图乙可知 ， 所以 所以 ， 解得 ① 因为电源电压不变，所以 解得 ② 由①②得 ， 由图甲可得 即 由得 所以 答：滑动变阻器的最大阻值为70Ω。 6．（1）2︰3；（2）1W；（3）18.75W S1和S3闭合，S2断开时，等效电路图如图1所示；S1闭合，S2和S3断开，滑动变阻器的滑片P在中点，等效电路图如图2所示；S2闭合，S1和S3断开，滑动变阻器的滑片P在A端，等效电路图如图3所示；S1、S2和S3都闭合，等效电路图如图4所示。    （1）由图1可知，电源的电压为U1；由已知条件结合图2可得，电路中的电流，电压表V1的示数U1′＝I2R1，又因为U1︰U1′＝5︰2所以 解得；R1消耗的电功率 可得；图3中R3消耗的电功率 可得，即 U1′：U2＝2：3。 （2）由已知条件结合图3可得，电源的电压U1＝I3（R2+R3） 解得；R3消耗的电功率 P3＝I32R3＝1.5W R2消耗的电功率 （3）由图2可知，R1的功率 所以；由图3可知，R2两端的电压 R2上消耗的电功率 所以；所以S1、S2和S3都闭合，电路消耗的总功率 答：（1）U1′与U2的比值为2︰3； （2）S2闭合，S1和S3断开，R2消耗的电功率P2的大小为1W； （3）S1、S2和S3都闭合，电路消耗的总功率P为18.75W。 7．（1），；（2）， 解：（1）由题目可知，小灯泡的额定电压为3V，额定功率为1.5w，由可得小灯泡的电阻为 流过小灯泡的电流为 滑动变阻器与灯泡串联，电压之和等于电源电压，电流相等，滑动变阻器两端的电压为 滑动变阻器的电功率为 （2）在前面电路中，电压表的量程应是0-15V，电流表量程是0-0.6A，根据串联电路的分压规律可知，串联电路中电阻越大分的电压越大，由于并联在R0两端电压表与滑动变阻器两端电压表偏转到相同的位置，因此并联在R0两端电压表选用大量程时，R0两端电压较大，R0电阻较大，故两电压表量程均为0-15V，则R0两端电压 由于电压表0-15V量程的分度值为0.5V，则两个9V电压表偏转格数 电流表0-0.6A程的分度值为0.02A则电流表示数 电路中的总电阻 满足要求的R0的最大阻值为 当滑动变阻器阻值调到最大时，此时电路功率最小 答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为，此时滑动变阻器的电功率为； （2）满足要求的R0的最大阻值为，该电路的最小电功率为。 8．（1）48Ω；（2）60Ω；（3）18V 解：（1）由图可知，当闭合开关S1和S2时，电阻R1和R2串联，电压表V1测量电阻R1两端的电压，电流表测量串联电路中的电流。根据欧姆定律可知，定值电阻R1的阻值为 （2）由题意可知，定值电阻R0的阻值为 当只闭合开关S1，滑动变阻器滑片在a端时，滑动变阻器接入电路的电阻为零，电阻R0和R1串联，电压表V1和V2都测量电阻R1两端的电压，电流表测量电路中的电流，此时电路中的电流为 则电源电压为 即 因为U1:U2=8:9，所以 即 ……① 当只闭合开关S1，滑动变阻器滑片在b端时，滑动变阻器接入的电阻最大，此时电阻R0、R1和R2串联，电压表V1测量R1两端的电压，电压表V2测量R1和R2两端的总电压，电流表测量电路中的电流。由串联电路的电阻特点可知，R1和R2串联的总电阻为 R12=R1+R2 由欧姆定律可知，电路中的电流为 根据串联电路的电压规律可知，电源电压为 ……② 联立①②可得，R2的最大阻值为 （3）由串联电路的电阻特点和 可得，滑动变阻器滑片在a端电路总功率为 滑动变阻器滑片在b端电路总功率为 滑动变阻器滑片由a端移动到b端的过程中，电路总功率的变化量为 解得，U=18V。 答:（1）定值电阻R1的阻值是48Ω； （2）滑动变阻器R2的最大阻值是60Ω； （3）电源电压是18V。 9．（1）14V、16Ω、58Ω；（2）70J；（3）16Ω 解：（1）当开关S1断开、S2闭合时，R1与灯泡L串联，电压表V2测R1两端的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光，所以，电源的电压为 U=UL+U1=6V+8V=14V 因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，所以，电路中的电流 由可得，R1的阻值 灯泡的电阻为 当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，灯泡L与滑动变阻器的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，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，滑动变阻器的最大阻值 R2大=R总﹣RL=70Ω﹣12Ω=58Ω （2）当开关S1断开、S2闭合时，电路中的电流I=0.5A，则电路中在10s内产生的热量： Q=W=UIt=14V×0.5A×10s=70J （3）当开关S1闭合、S2断开时，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电路中的电流 滑动变阻器消耗的电功率 解得 R2=9Ω或R2=16Ω 当R2=9Ω时，电路中的电流 即电流超过了灯泡的额定电流，此种情况不允许；当R2=16Ω时，电路中的电流 此种情况允许，所以，滑动变阻器消耗的功率为4W时，滑动变阻器连入电路的电阻为16Ω。 答：（1）电源电压为14V、R1阻值为16Ω、滑动变阻器的最大阻值为58Ω； （2）当开关S1断开、S2闭合时，电路中在10s内产生的热量为70J； （3）当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器消耗的功率为4W，滑动变阻器连入电路的电阻为16Ω。 10．（1）20Ω；（2）5Ω-80Ω；（3）49∶16 解：（1）当闭合开关S1、S3，断开开关S2时，变阻器与R1串联，电压表则R1的电压，电流表测电路中的电流，其中电压表示数为9V时，电流表示数为0.45A，由欧姆定律，定值电阻R1的阻值 （2）电压表示数为4V时，电路的电流为 设电源电压为U，根据，因电路总功率变化了6W，故有等式 故电源电压为 滑动变阻器R2的滑片在a点、b点时，对应电压表示数为Ua、Ub，且 ① 由图乙知，滑片在a点时，电路中的电流为 滑片在a点时，滑动变阻器的功率为 滑片在b点时，电路中的电流为 滑片在b点时，滑动变阻器的功率为 根据滑片在a点、b点时，变阻器的电功率相等，可以列等式 经整理可知 ② 由①②得 滑片在a点时，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为 根据分压原理，变阻器连入电路的电阻 同理滑片在b点时，变阻器连入电路的电阻 滑动变阻器R2的滑片从a点滑到b点过程中，R2接入电路的阻值范围为5Ω﹣80Ω； （3）当闭合开关S1、S2，断开开关S3，滑动变阻器R2的滑片在中点时，变阻器与灯（电阻为RL）串联，电压表测灯的电压，因小灯泡L恰好正常发光，故灯的电压为6V，根据串联电压电压的规律，变阻器的电压为 由分压原理，变阻器连入电路的电阻为 其电功率为，当滑动变阻器R2的滑片在阻值最大处时，变阻器的最大电阻为6RL，由分压原理，灯的电压为电源电压的，故此时灯的实际电压为 根据，在电阻不变时，电功率与电压的平方成正比，则 答：（1）定值电阻R1的阻值为20Ω； （2）滑动变阻器R2的滑片从a点滑到b点的过程中，R2接入电路的电阻范围为为5Ω-80Ω； （3）与之比为49∶16。 11．（1）；（2）0.5W 解：（1）当只闭合开关S1时，如图甲，R1与R2串联，电压表测量R1的电压，电流表的示数为I1，电压表的示数为U1；当开关S1、S2、S3都闭合时，如图乙，电阻R1与电阻R3并联，电流表的示数为I2，电压表的示数为U，电压表测量电源电压。 由于 设，，则R2分担的电压为 电阻 R1与 R2之比 （2）当只闭合开关 S2时，此时电阻R2与R3串联，电阻 R3 的电功率为 0.64W。 在甲图中，电流为 在乙图中 因为 ， 经整理可得 那么 在甲图中，电阻 R1的电功率为 P1 如图丙，电阻R2与R3串联，电阻 R3 的电功率为 0.64W，电阻 R3 的电功率为 两次电功率之比为 电阻 R1的电功率为 P1 答：（1）电阻 R1与 R2之比为； （2）电阻 R1的电功率 P1为0.5W。 12．（1）6V；（2），（3）开关S、 S1都闭合，滑片滑到最左端时， 解：（1）当开关S闭合，S断开，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电路为灯泡L的简单电路，因额定电压下灯泡正常发光，电路中的电流最大，最大值为0.6A，所以，由灯泡L正常发光可知，电源电压 （2）当滑片滑到最右端时电阻最大，电路中的电流最小为0.2A，变阻器R的最大阻值 滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率 （3）电源电压一定，开关S、 S1都闭合，滑片滑到最左端时，电路消耗的功率最大，此时变阻器1min消耗的电能为 答：（1）电源电压为6V； （2）变阻器R的最大阻值为，滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率为； （3）开关S、 S1都闭合，滑片滑到最左端时，电路消耗的功率最大；此时变阻器1min消耗的电能为。 13．（1）1A，60J；（2）6Ω；（3）1.49W 解：（1）小灯泡L正常工作时的电流 小灯泡正常工作10s消耗的电能 （2）当P在a端时，灯泡正常发光 R0两端电压为 所以 （3）滑片P→b端时，电路中的电流 R两端电压为 此时R消耗的功率为 滑片P→c点时 解得 因为串联且两部功率相等 "L 和R0”两端总电压 ∴滑片P→c点时电路消耗的总功率为 此时电路中的电流为 解法一∶ 滑片P→c点时，灯泡两端电压 灯泡L的实际功率为 解法二∶ 滑片P→c点时R消耗的实际功率 灯泡L消耗的实际功率 答：（1）小灯泡L正常工作时的电流为1A，小灯泡正常工作10s消耗的电能为60J； （2） R0的电阻为6Ω； （3）滑片P滑到c点时灯泡L的实际功率为1.49Ｗ。 14．（1）；（2）；（3） 解： （1）小灯泡L正常发光时的阻值 （2）只闭合S1时，灯泡与电阻R1串联，电流表的示数为I=0.2A，此时电源电压U ① 变阻器滑片P移到b端，所有开关都闭合时，R1与滑动变阻器并联 化简得 代入①解得： （3）所有开关都闭合时，电流表的示数为I=0.5A，滑动变阻器的阻值 若只闭合S2，灯泡与电阻滑动变阻器串联，串联且电压表的量程为0～3V，当滑动变阻器两端的电压为3V时，电路中的电流最小，此时小灯泡两端的电压为2V，由图乙可知，电路中的电流为0.24A，滑动变阻器接入电路的电阻最大， 电路中的最大安全电流为0.25A，滑动变阻器接入电路的最小电阻 答：（1）小灯泡L正常发光时的阻值为； （2）电源电压为； （3）若只闭合S2，且电压表的量程为0～3V。在保证电路元件都安全的情况下，求变阻器接入电路的阻值变化范围。 15．(1) 24Ω；(2)24Ω~40Ω；(3)900J 解：(1)灯泡的电阻为 (2)闭合S和S2，断开S1时，灯泡与滑动变阻器串联，电路中最大电流不能超过灯泡的额定电流 电路中的最小电阻为 滑动变阻器的最小阻值是 当电压表示数最大时，电路中的电流最小，滑动变阻器的阻值最大，电压表的示数最大是15V，此时灯泡两端的电压为 在串联电路中 所以滑动变阻器的电阻调节范围为。 (3)当闭合开关S和S1且断开S2时，R与R0串联，由图像乙知 解得 当R0与R1串联时，R0的电压为U1，由串联分压比等于电阻比结合电源电压可知 当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时，R0的电功率为P1，当滑动变阻器接入电路的阻值为5R1时，R0的电功率为P2，由题意可知 解得 由题意可知 解得 、 所以 当保证电路安全的情况下，电路中电流最小时，R0的功率最小，即滑动变阻器的电阻最大，此时电压表的示数最大为15V，所以R0两端的电压为 电路中的电流为 滑动变阻器10分钟内消耗的电能为 答：(1)灯泡L的电阻值为； (2)滑动变阻器的电阻的调节范围为； (3)当的功率最小时，在10分钟内滑动变阻器消耗的电能为900J。 16．(1)2∶3；(2)2∶1；(3)75W (1)当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，灯泡L与滑动变阻器R2串联。当开关S1断开、S2闭合时，灯泡L与电阻R1串联，根据可知，电流 电流表的示数I1与I2的比值 (2)由可得，电源电压 因为，代入数据整理可得 ① 由于电源电压不变，所以根据可得，当S1、S2都闭合时，电路中只有灯L接入电路中，电路消耗的功率最大。当S1、S2都断开时，电路中的灯L、R1、R2串联，电路消耗的功率最小。当电源电压一定时，电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比 整理可得 ② 由①②可得 (3)当S1、S2都断开时，电路中的灯L、R1和R2串联，电压表V1测量灯L、R1两端的总电压，电压表V2测量R1、R2两端的总电压 整理可得 ③ 由①②③可得 则有 由欧姆定律，RC两端的电压 则有 灯泡的额定功率 答：(1)电流表的示数I1与I2的比值是2∶3； (2)R2∶R1是2∶1； (3)灯泡的额定功率是75W。 学科网（北京）股份有限公司 $$