专题14 欧姆定律与电功率综合(天津专用)-【好题汇编】5年(2021-2025)中考1年模拟物理真题分类汇编
2025-07-08
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2份
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36页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 电功率,欧姆定律,焦耳定律 |
| 使用场景 | 中考复习-真题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.46 MB |
| 发布时间 | 2025-07-08 |
| 更新时间 | 2025-07-08 |
| 作者 | 名师汇教育 |
| 品牌系列 | 好题汇编·中考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-07-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52942944.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题14 欧姆定律与电功率综合
1.(2025•天津中考)【创新题型】如图所示电路电源电压不变,将定值电阻和滑动变阻器中的一个接在A、B间,另一个接在C、D间。滑动变阻器的滑片位于某一位置,闭合开关S,电流表示数为I0,A、B间电压为U1,C、D间电压为U2(U1≠U2);移动滑片至另一位置,电流表示数变大,A、B间电压减小了ΔU。则( )
A.C、D间应接滑动变阻器
B.定值电阻的阻值为
C.移动滑片前后,电路中电流的变化量为
D.移动滑片前后,电路消耗总功率的比值为
2.(2025•天津中考)将标有“6V,6W”的甲灯泡和“6V,3W”的乙灯泡串联后,接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )
A.甲灯能正常发光 B.乙灯能正常发光
C.两灯均能正常发光 D.两灯均不能正常发光
3.(2025•天津中考)如图所示的电路,电源电压恒为3V,a、b是粗细均匀电阻丝的两端点,c是电阻丝的中点。只闭合开关S1,电流表示数为1A,该电路通电1min消耗的电能为 J;闭合开关S1和S2,电流表示数为 A。
4.(2024•天津中考)如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合S1和S2,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,a表示数为0.4(单位为A或V)。则( )
A.R1的电阻为5Ω
B.R2的电阻为7.5Ω
C.前一种情况中a表的示数为3V
D.后一种情况中b表的示数为1.2A
5.(2024•天津中考)在“练习使用滑动变阻器”的实验中,连接了如图所示电路。闭合开关,当滑片P向 移动时小灯泡变亮;已知电源电压为9V,小灯泡标有“6V 3W”的字样,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的电阻为 Ω。
6.(2023•天津中考)定值电阻R的U﹣I关系图象如图所示,当该电阻两端电压为3V时,通过它的电流为( )
A.1A B.2A C.3A D.4A
7.(2023•天津中考)如图所示的电路,电源电压为5V,四个定值电阻的阻值均为5Ω。请完成下列任务:
(1)画出开关均断开时的等效电路图(只画出电路中工作电阻的连接方式);
(2)当开关均闭合时,求电流表的示数。
8.(2022•天津中考)如图所示电路,甲、乙两灯分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样,电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.只闭合S1时,甲、乙两灯的实际功率之比为2:1
B.只闭合S2、S3时,甲、乙两灯的实际功率之比为2:1
C.只闭合S1、S2时,电路的总功率为6W
D.只闭合S1、S2时,电路的总功率为3W
9.(2022•天津中考)如图所示电路,电阻R1为3Ω,R2为1Ω。当开关S闭合后,通过电阻R1、R2的电流之比为 ,电压表V1、V2的示数之比为 。
10.(2022•天津中考)小明利用如图甲所示电路研究“电流与电压关系”时,闭合开关S,滑动变阻器的滑片从右端移动到左端的整个过程中,定值电阻的U﹣I关系图象如图乙所示。其中U0、Um、I0均为已知量,电源电压不变。
请解答如下问题:
(1)写出电源电压值;
(2)在图乙所示的坐标系中,画出滑片整个移动过程中滑动变阻器的U﹣I关系图象,并标出端点的坐标;
(3)滑片移动过程中,当电压表V1示数由U1变为U2时,电流表示数增加了ΔI,请你推导出定值电阻的电功率变化量ΔP的数学表达式(用U1、U2和ΔI表示)。
11.(2021•天津中考)如图所示的电路,电源电压恒为12V,灯泡L1标有“6V 3W”字样。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P位于某一位置时,L1正常发光;将L1换成“4V 2W”的灯泡L2,滑片P位于另一位置时,L2也正常发光。先后两种情况下( )
A.L1、L2电阻之比为3:2
B.电流表示数之比为1:1
C.电压表示数之比为4:3
D.变阻器功率之比为3:4
12.(2021•天津中考)电阻R1、R2的U﹣I图象如图1所示,则R1:R2= 。将R1、R2接入电源电压不变的电路中,如图2所示。当只闭合S时,电路消耗的总功率为P1;当S和S1都闭合时,电路消耗的总功率为P2,则P1:P2= 。
13.(2021•天津中考)如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)S1、S2均闭合时,电流表的示数。
14.(2025•和平区模拟)如图所示电路,电源电压为3V,灯L1标有“3V,6W”,灯L2标有“6V,3W”。忽略温度对灯丝电阻的影响,下列有关说法正确的是( )
A.S2断开,S1接a,L2实际功率小于3W
B.S2断开,S1接a,L2实际功率比L1实际功率大
C.S2闭合,S1接b,L2比L1更亮
D.S2断开,S1接b,L1可以正常发光
15.(2025•南开区模拟)如图甲所示电路,电源电压不变,电压表量程是0~3V,电流表量程是0~0.6A。只闭合S、S1,在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,灯泡和R1的I﹣U图象分别如图乙所示,滑片在a点时灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.灯泡的额定功率是0.15W
B.只闭合S、S1时,电路的最小功率为1.35W
C.只闭合S、S2,R1的滑片在a点,调节R2,R1的最大功率是2.16W
D.只闭合S、S2,R1的滑片在a点,R2允许接入电路的最大阻值是12Ω
16.(2025•河西区模拟)如图所示,电源电压保持不变,R1、R2的阻值分别为10Ω、5Ω。当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为0.6A,R1两端的电压为U1;当开关S3闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.15A,R1两端的电压为U2。
下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V
B.U1:U2=4:3
C.R3的阻值为30Ω
D.当开关S1、S2闭合,S3断开时,电流表的示数为1.8A
17.(2025•河北区模拟)如图所示,电源电压不变,a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时,a表无示数b表有示数。S1、S2都闭合时,滑片P向右滑动,c表的示数不变,下列判断正确的是( )
A.a表是电压表
B.先闭合开关S1,再闭合S2,电路中的总电流变大
C.只闭合S1,P向右移动,R2两端的电压变化量与电流变化量的乘积大于其电功率的变化量
D.开关均闭合,电路的总功率为P1;若将c表换成另一种电表,再闭合S1、S2,电路的总功率为P2,则P2>P1
18.(2025•西青区模拟)如图所示,灯泡L标有“4V,8W”字样、滑动变阻器R1标有“12Ω,1A”字样,定值电阻R2的阻值为8Ω。当只闭合开关S、S3时,通电10s电路中电流所做的功为25J,此时电流表的示数为I,电压表的示数为U,灯泡的实际功率为PL;当只闭合开关S、S2时,定值电阻R2消耗的最小功率为P2,此时R1接入电路的电阻值为R。忽略温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.灯泡L的电阻RL=2Ω B.I=0.5A,U=5V
C.R=12Ω,PL=0.75W D.P2=PL
19.(2025•南开区二模)如图甲所示,电源电压不变,第一次只闭合开关S1、S4,滑动变阻器R2的滑片置于最右端,R1的滑片从最左端滑至最右端;第二次只闭合开关S2、S3,将滑动变阻器R2的滑片从最大值移到小灯泡正常发光。两次过程中电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A.电源电压为12V
B.第一次电路状态时,R1的滑片在最左端时R1阻值为0Ω
C.第二次电路状态时,小灯泡电功率变化范围为0.256W~3W
D.第二次电路状态时,保证电路安全的前提下,R2的变化范围为4Ω~40Ω
20.(2025•和平区二模)如图所示的电路中,电源电压恒定为U,甲、乙可以是电压表或电流表,定值电阻R1和滑动变阻器R的最大阻值均为R0,闭合开关前,滑动变阻器位于最大阻值处。分析电路,下列说法不正确的是( )
A.若甲、乙均是电流表,闭合开关S和S2,滑片P向左滑动,电表乙示数变大
B.只闭合开关S,滑片P向左滑动,电压表V1示数变化量与电流表A1示数变化量的乘积等于R1的功率变化量
C.通过开关的断开闭合以及滑动变阻器的调节,电路的最小功率为
D.闭合三个开关,四个电表均有示数,调节滑片P,电路中的最大电流为
21.(2025•河东区二模)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在某一端时,电压表的示数为U1,电流表的示数为I1;移动滑动变阻器的滑片P到另一端,电流表示数变化了ΔI,此时电压表的示数为U2,则下列判断正确的是( )
A.电阻R1的阻值可能为
B.电阻R1的阻值可能为
C.滑动变阻器的最大阻值可能为
D.滑动变阻器的最大阻值可能为
22.(2025•西青区二模)如图所示,R1、R2阻值不变,甲、乙为同种表(电流表或电压表)。S1闭合、S2断开时,甲、乙两表的示数比为1:3,当S1、S2都闭合时,同时将甲、乙换成另一种电表,下列判断正确的是( )
A.电阻大小之比R1:R2=2:1
B.更换电表后,甲、乙两电表读数之比为3:2
C.在前后两个电路中,电阻R1的电功率之比为9:1
D.在前后两个电路中,电路消耗的总功率之比为2:9
23.(2025•和平区三模)如图所示的电路,电源电压恒为9U0,电流表的量程为“0~I0”,电压表的量程为“0~10U0”,灯泡L1标有“6U0,4P0”字样。闭合开关S,滑片P从滑动变阻器可以调节的最大电阻移动到最小电阻的过程中,记录电压表示数U与相应的电流表示数I,并作出如图乙所示的图像;现将L1换成“3U0,3P0”的灯泡L2,在保证电路元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片。先后两种情况(灯丝电阻不变),下列说法正确的是( )
A.L1、L2电阻之比为3:1
B.两种情况下电路最大总功率之比为1:1
C.灯泡L1消耗最小电功率为P0
D.灯泡L2消耗最大功率为3P0
24.(2025•滨海新区模拟)如图所示是简易的温差发电装置,将一块金属板放在冷水中,用火焰加热另一块金属板,观察到与热电转换材料连接的LED小灯珠发光。该装置发电的过程是将 能转化为电能,若该装置在1℃的温差下产生2×10﹣2V的电压,输出功率为1×10﹣4W,则输出电流为 A。
25.(2025•河东区模拟)如图所示电路,闭合开关后,电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.1A,则此时通过小灯泡L1的电流为 A,小灯泡L1与L2消耗的电功率之比为 。
26.(2025•西青区二模)两盏灯L1和L2,分别标有“220V,100W”和“220V,200W”字样,如图所示,要使L1与L2组成串联电路,应闭合开关 ,此时L1与L2消耗的电功率之比为 。
27.(2025•南开区三模)图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,变阻器滑片P从a端滑到b端的整个过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示。由图象可知,R1的阻值为
Ω;当滑动变阻器的滑片滑到中点时,R1与R2消耗的电功率之比为 。
28.(2025•河东区模拟)如图所示电路,电阻R1=10Ω,当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电压表示数为6V,电流表示数为0.3A;当开关S1、S2都闭合,滑片P移到最左端时,电流表示数为1.5A。求:
(1)电源电压与滑动变阻器的最大阻值;
(2)定值电阻R2的阻值。
29.(2025•和平区模拟)在如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻不变,电阻R2为100Ω,灯L标有“6V,1.8W”,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R1上标有“80Ω,0.2A”。只闭合开关S、S3、S4,电流表的示数为0.18A。求:
(1)电源电压;
(2)只闭合开关S、S1、S2,移动滑片,在安全前提下,灯泡L的最小功率。
30.(2025•西青区模拟)科技小组制作了一个小的“灯光秀”玩具,其电路如图所示,其中R1=20Ω,小灯泡L的规格为“3V,0.75W”,电源电压保持不变。(不考虑灯丝电阻变化)求:
(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6A,求R2的阻值;
(3)求电路消耗的最小功率。
31.(2025•和平区二模)如图,电源两端电压为9V且保持不变,定值电阻R1阻值为18Ω,灯泡L标有“6V 3W”的字样。滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω。(不考虑温度对灯泡电阻的影响)
(1)当开关S、S1、S2、S3都闭合,将滑动变阻器的滑片P移到最右端时,求电流表的示数。
(2)当开关S、S1闭合,S2、S3断开,求小灯泡的实际功率。
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专题14 欧姆定律与电功率综合
1.(2025•天津中考)【创新题型】如图所示电路电源电压不变,将定值电阻和滑动变阻器中的一个接在A、B间,另一个接在C、D间。滑动变阻器的滑片位于某一位置,闭合开关S,电流表示数为I0,A、B间电压为U1,C、D间电压为U2(U1≠U2);移动滑片至另一位置,电流表示数变大,A、B间电压减小了ΔU。则( )
A.C、D间应接滑动变阻器
B.定值电阻的阻值为
C.移动滑片前后,电路中电流的变化量为
D.移动滑片前后,电路消耗总功率的比值为
解:A、依题意可知:定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路中电流,根据U=IR可知:电流表示数变大时,定值电阻两端的电压也变大,所以AB间应接滑动变阻器;CD间应接定值电阻,故A不符合题意;
B、CD间接定值电阻,根据欧姆定律可知:定值电阻的阻值为:,故B符合题意;
CD、移动滑片至另一位置,电流表示数变大,AB间的电压减小了ΔU,根据串联电路的电压规律,CD间的电压增加了ΔU;根据欧姆定律。移动滑动变阻器前后,电路中电流的变化量为:
根据P=UI,电压不变时,电功率和电流成正比,移动滑片前后,电源电压不变,则电路中消耗的总功率的比值为:,C符合题意,D不符合题意。
答案:BC。
2.(2025•天津中考)将标有“6V,6W”的甲灯泡和“6V,3W”的乙灯泡串联后,接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )
A.甲灯能正常发光 B.乙灯能正常发光
C.两灯均能正常发光 D.两灯均不能正常发光
解:由P=UI=得R=,求得:
甲灯灯丝电阻R甲=;乙灯灯丝电阻R乙=
两灯串联后接在9V的电源上,电路的总电阻R=R甲+R乙=6Ω+12Ω=18Ω,
电路中的电流I==0.5A;
根据P=UI=I2R得:甲灯消耗的实际功率P实甲=I2R甲=(0.5A)2×6Ω=1.5W;乙灯消耗的实际功率P实乙=I2R乙=(0.5A)2×12Ω=3W;
因甲灯消耗的实际功率小于其额定功率,不能正常发光;乙灯消耗的实际功率等于其额定功率,能正常发光。
答案:B。
3.(2025•天津中考)如图所示的电路,电源电压恒为3V,a、b是粗细均匀电阻丝的两端点,c是电阻丝的中点。只闭合开关S1,电流表示数为1A,该电路通电1min消耗的电能为 180 J;闭合开关S1和S2,电流表示数为 2 A。
解:由图可知,只闭合S1,只有电阻丝ac段接入电路,电流表测量电路中的电流,
该电路1min消耗的电能:W=UIt=3V×1A×1×60s=180J;
闭合开关S1和S2,电阻丝ac和bc并联接入电路,根据并联电路的特点可知,ac段电阻丝和bc段电阻丝两端的电压相等,
由由于ac段电阻丝和bc段电阻丝的阻值相等,根据欧姆定律可知,通过ac和bc的电流相等,即干路的总电流I总=Iac+Ibc=1A+1A=2A。
答案:180;2。
4.(2024•天津中考)如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合S1和S2,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,a表示数为0.4(单位为A或V)。则( )
A.R1的电阻为5Ω
B.R2的电阻为7.5Ω
C.前一种情况中a表的示数为3V
D.后一种情况中b表的示数为1.2A
解:由题可知,a、b为同种电表(电流表或电压表);
ABC、由图知,闭合S1和S2,若a、b都为电流表,则会造成电源短路,所以a、b都为电压表,此时两个电阻串联,a表测电源电压,b表测R2两端的电压;
由题意可知此时a、b两表示数分别为3V和1V,即电源电压为3V,R2两端的电压为1V,故C正确;
根据串联电路的电压特点可知,R1两端的电压:U1=U﹣U2=3V﹣1V=2V,
根据串联分压的规律可得,即,所以R1=2R2;
将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,若a、b都为电压表,则会造成电路断路,所以a、b都为电流表,此时两个电阻并联,a表测通过R2的电流,b表测干路电流,
根据并联电路的电压特点可知,此时两个电阻的电压都是3V,由题意可知此时a表示数为0.4A,即I2=0.4A,
则R2的阻值为:R27.5Ω,
由前面分析可知,R1的阻值:R1=2R2=2×7.5Ω=15Ω,故A错误,B正确;
D、并联电路中各支路两端的电压相等,且R1:R2=2:1,
则根据并联分流的规律可得通过R1、R2的电流之比为,
则通过R1的电流为I1I20.4A=0.2A,
由并联电路的电流特点可知,干路电流(此时b表的示数):I=I1+I2=0.2A+0.4A=0.6A,故D错误。
答案:BC。
5.(2024•天津中考)在“练习使用滑动变阻器”的实验中,连接了如图所示电路。闭合开关,当滑片P向 左 移动时小灯泡变亮;已知电源电压为9V,小灯泡标有“6V 3W”的字样,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的电阻为 6 Ω。
解:由图知,闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流;
要使小灯泡变亮,说明电路中电流变大,根据欧姆定律可知总电阻变小,由电阻串联的规律可知变阻器接入电路的阻值变小,故由图可知滑片P应向左移动;
已知电源电压为9V,小灯泡标有“6V 3W”的字样,
串联电路中电流处处相等,则当小灯泡正常发光时,根据P=UI可知电路中的电流:
I=IL0.5A,
根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压:U滑=U﹣UL=9V﹣6V=3V,
由欧姆定律可知此时滑动变阻器连入电路的电阻:R滑6Ω。
答案:左;6。
6.(2023•天津中考)定值电阻R的U﹣I关系图象如图所示,当该电阻两端电压为3V时,通过它的电流为( )
A.1A B.2A C.3A D.4A
解:由图可知通过该电阻的电流为2A时,电阻两端的电压为6V,
根据欧姆定律可得电阻的阻值R3Ω,
当该电阻两端电压为3V时,通过它的电流为I′1A。
答案:A。
7.(2023•天津中考)如图所示的电路,电源电压为5V,四个定值电阻的阻值均为5Ω。请完成下列任务:
(1)画出开关均断开时的等效电路图(只画出电路中工作电阻的连接方式);
(2)当开关均闭合时,求电流表的示数。
解:(1)开关均断开时,R1、R2串联接入电路,如图:
(2)开关均闭合时,R1、R3并联接入电路,电流表测干路电流,
并联电路各支路两端电压相等,并联电路干路电流等于各支路电流之和,根据欧姆定律可得电流表示数I2A。
答:(1)见上图;
(2)电流表示数为2A。
8.(2022•天津中考)如图所示电路,甲、乙两灯分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样,电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.只闭合S1时,甲、乙两灯的实际功率之比为2:1
B.只闭合S2、S3时,甲、乙两灯的实际功率之比为2:1
C.只闭合S1、S2时,电路的总功率为6W
D.只闭合S1、S2时,电路的总功率为3W
解:不考虑温度对灯丝电阻的影响,则R16Ω;R212Ω;
A、只闭合S1时,甲、乙两灯串联,通过两灯的电流相等,根据P=I2R,,故A错误;
B、只闭合S2、S3时,甲、乙两灯并联,甲、乙两灯的实际电压均等于额定电压6V,所以实际功率都等于额定功率,则,故B正确;
CD、只闭合S1、S2时,甲灯被短路,乙灯两端的实际电压等于额定电压6V,实际功率等于额定功率3W,即电路的总功率为3W,故C错误,D正确。
答案:BD。
9.(2022•天津中考)如图所示电路,电阻R1为3Ω,R2为1Ω。当开关S闭合后,通过电阻R1、R2的电流之比为 1:1 ,电压表V1、V2的示数之比为 3:4 。
解:闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测电源电压,串联电路各处电流相等,所以通过电阻R1、R2的电流之比为1:1;
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据U=IR可得电压表V1、V2的示数之比为:
。
答案:1:1;3:4。
10.(2022•天津中考)小明利用如图甲所示电路研究“电流与电压关系”时,闭合开关S,滑动变阻器的滑片从右端移动到左端的整个过程中,定值电阻的U﹣I关系图象如图乙所示。其中U0、Um、I0均为已知量,电源电压不变。
请解答如下问题:
(1)写出电源电压值;
(2)在图乙所示的坐标系中,画出滑片整个移动过程中滑动变阻器的U﹣I关系图象,并标出端点的坐标;
(3)滑片移动过程中,当电压表V1示数由U1变为U2时,电流表示数增加了ΔI,请你推导出定值电阻的电功率变化量ΔP的数学表达式(用U1、U2和ΔI表示)。
解:(1)滑动变阻器的滑片移动到左端时,滑动变阻器阻值为0,此时定值电阻单独接入电路,定值电阻两端电压最大,为电源电压,分析图乙可知电源电压值是Um;
(2)当滑动变阻器在最右端时,阻值最大,电流最小,结合图乙分析可知电流为I0;定值电阻R0,滑动变阻器和定值电阻串联,所以滑动变阻器两端的电压UP=Um﹣U0;
滑动变阻器的滑片移动到左端时,滑动变阻器阻值为0,此时定值电阻单独接入电路,此时电流I′;
(3)设定值电阻为R,定值电阻的电功率变化量:
ΔP(U2+U1)()=(U2+U1)ΔI;
另解:设定值电阻为R,定值电阻的电功率变化量:
ΔPRR=()R=(I2+I1)(I2﹣I1)R=(U2+U1)ΔI。
答:(1)电源电压值是Um;(2)如上图:(3)ΔP=(U2+U1)ΔI
11.(2021•天津中考)如图所示的电路,电源电压恒为12V,灯泡L1标有“6V 3W”字样。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P位于某一位置时,L1正常发光;将L1换成“4V 2W”的灯泡L2,滑片P位于另一位置时,L2也正常发光。先后两种情况下( )
A.L1、L2电阻之比为3:2
B.电流表示数之比为1:1
C.电压表示数之比为4:3
D.变阻器功率之比为3:4
解:闭合开关S,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压,
L1正常发光时,通过电路的电流:I10.5A,灯泡的电阻:R112Ω,
串联电路总电压等于各部分电压之和,则滑动变阻器两端的电压为:UR1=U﹣U1=12V﹣6V=6V,
滑动变阻器的功率为:PR1=I1UR1=0.5A×6V=3W;
L2正常发光时,通过电路的电流:I20.5A,灯泡的电阻:R28Ω,
串联电路总电压等于各部分电压之和,则滑动变阻器两端的电压为:UR2=U﹣U2=12V﹣4V=8V,
滑动变阻器的功率为:PR2=I2UR2=0.5A×8V=4W;
A、L1、L2电阻之比为12Ω:8Ω=3:2,故A正确;
B、电流表示数之比为0.5A:0.5A=1:1,故B正确;
C、电压表示数之比为6V:8V=3:4,故C错误;
D、变阻器功率之比为3W:4W=3:4,故D正确。
答案:ABD。
12.(2021•天津中考)电阻R1、R2的U﹣I图象如图1所示,则R1:R2= 2:1 。将R1、R2接入电源电压不变的电路中,如图2所示。当只闭合S时,电路消耗的总功率为P1;当S和S1都闭合时,电路消耗的总功率为P2,则P1:P2= 2:3 。
解:从图1可知,当电压为6V时,通过R1的电流为1A,根据欧姆定律可知R16Ω,
当电压为6V时,通过R2的电流为2A,根据欧姆定律可知R23Ω,
则R1:R22:1;
将R1、R2接入电源电压不变的电路中,设电源电压为U,当只闭合S时,两电阻串联,电路消耗的总功率为P1,
当S和S1都闭合时,电路为R1的简单电路,电路消耗的总功率为P2,
故P1:P22:3。
答案:2:1;2:3。
13.(2021•天津中考)如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)S1、S2均闭合时,电流表的示数。
解:(1)只闭合开关S1,电路为电阻R1的简单电路,由欧姆定律可得电源电压:
U=IR1=0.3A×20Ω=6V;
(2)S1、S2均闭合时,两电阻并联接入电路,电流表测干路电流,
并联电路各并联支路两端电压相等,由欧姆定律可得通过电阻R2的电流:I20.2A,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以电流表的示数:I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A。
答:(1)电源电压为6V;
(2)S1、S2均闭合时,电流表的示数为0.5A。
14.(2025•和平区模拟)如图所示电路,电源电压为3V,灯L1标有“3V,6W”,灯L2标有“6V,3W”。忽略温度对灯丝电阻的影响,下列有关说法正确的是( )
A.S2断开,S1接a,L2实际功率小于3W
B.S2断开,S1接a,L2实际功率比L1实际功率大
C.S2闭合,S1接b,L2比L1更亮
D.S2断开,S1接b,L1可以正常发光
解:A、S2断开,S1接a,两个灯泡串联,两个灯泡的电阻分别为:
;串联后的总电阻为:R=R1+R2=1.5Ω+12Ω=13.5Ω;电路中的电流为;此时L2的实际功率为:,小于3W,故A正确;
B、S2断开,S1接a,两个电阻串联,电流相等,根据P=I2R,电阻越大的灯泡,实际功率越大,因为R2>R1,所以L2实际功率比L1实际功率大,故B正确;
CD、S2闭合,S1接b,两个灯泡并联,L1两端的电压为额定电压,可以正常发光,L1比L2更亮,故C错误,D正确。
答案:ABD。
15.(2025•南开区模拟)如图甲所示电路,电源电压不变,电压表量程是0~3V,电流表量程是0~0.6A。只闭合S、S1,在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,灯泡和R1的I﹣U图象分别如图乙所示,滑片在a点时灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.灯泡的额定功率是0.15W
B.只闭合S、S1时,电路的最小功率为1.35W
C.只闭合S、S2,R1的滑片在a点,调节R2,R1的最大功率是2.16W
D.只闭合S、S2,R1的滑片在a点,R2允许接入电路的最大阻值是12Ω
解:(1)只闭合S、S1,灯泡、滑动变阻器R1串联,电压表测灯泡两端电压,
在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,
R1的阻值减小,电路中的总电阻变小,电流变大,灯泡两端的电压变大,
由此可知:图乙中,左边的曲线为灯泡的I﹣U图像,则右边的曲线为R1的I﹣U图像;
滑片在a点时R1的阻值最小(允许接入的最小阻值),电路中的电流最大,
由于灯泡恰好正常发光,则根据I﹣U图像可知:
小灯泡正常工作时的电压为1.5V,通过灯泡的电流为0.5A,此时R1两端的电压为3V,
则灯泡的额定功率:P额=ULI最大=1.5V×0.5A=0.75W;故A错误;
电源电压:U=UL+U1=1.5V+3V=4.5V,
电路的最大功率:P最大=UI最小=4.5V×0.3A=1.35W;故B正确;
(2)由I=可得R1的滑片在a点时R1的电阻:R1===6Ω;
由图可知,只闭合S、S2,R1的滑片在a点,R1与R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
由于串联电路中各处的电流相等,电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电流I最大′=0.6A,
由P=UI可得R1的最大功率是:P1最大=(I最大′)2R1=(0.6A)2×6Ω=2.16W,故C正确;
由于电压表采用0~3V量程,根据串联电路分压原理可知当电压表的示数U2最大=3V时,滑动变阻器R2接入电路中的电阻最大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,此时R1两端的电压:U1′=U﹣U2最大=4.5V﹣3V=1.5V,
电路中的最小电流:I最小===0.25A,
则滑动变阻器R2接入电路的最大阻值:
R2最大===12Ω,故D正确。
答案:BCD。
16.(2025•河西区模拟)如图所示,电源电压保持不变,R1、R2的阻值分别为10Ω、5Ω。当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为0.6A,R1两端的电压为U1;当开关S3闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.15A,R1两端的电压为U2。
下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V
B.U1:U2=4:3
C.R3的阻值为30Ω
D.当开关S1、S2闭合,S3断开时,电流表的示数为1.8A
解:ABC、由电路图可知,当开关S1、S3闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流。
由I=可得,电源的电压:U=U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V,
当开关S3闭合,S1、S2断开时,R1与R3串联,电流表电路中的电流,
由I=可得,R1两端的电压:U2=IR1=0.15A×10Ω=1.5V,
则U1:U2=6V:1.5V=4:1,
此时电路的总电阻:R===40Ω,
根据串联电路的电阻规律可得,R3的阻值:R3=R﹣R1=40Ω﹣10Ω=30Ω,故AC正确,B错误;
D、当开关S1、S2闭合,S3断开时,R1与R2并联,电流表测干路中的电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以电流表的示数:I′=I1+I2=+=+=0.6A+1.2A=1.8A,故D正确。
答案:ACD。
17.(2025•河北区模拟)如图所示,电源电压不变,a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时,a表无示数b表有示数。S1、S2都闭合时,滑片P向右滑动,c表的示数不变,下列判断正确的是( )
A.a表是电压表
B.先闭合开关S1,再闭合S2,电路中的总电流变大
C.只闭合S1,P向右移动,R2两端的电压变化量与电流变化量的乘积大于其电功率的变化量
D.开关均闭合,电路的总功率为P1;若将c表换成另一种电表,再闭合S1、S2,电路的总功率为P2,则P2>P1
解:(1)只闭合S1时,a、b两表串联后并联在电源两端,
由a表无示数、b表有示数可知,a表应为电流表,b表应为电压表,故A错误;
(2)当S1、S2都闭合时,滑片P向右滑动,c表的示数不变,则c表应为电压表,
先闭合开关S1时,R1、R2、R3串联,再闭合S2后,电路为R1的简单电路,
此时电路中的总电阻变小,由I=可知,电源电压不变时,电路中的电流变大,故B正确;
(3)只闭合S1时,R1、R2、R3串联,设P向右移动前后电路中的电流分别为I1、I2,
由I=可得,R2两端的电压变化量ΔU2=U2′﹣U2=I2R2﹣I1R2=(I2﹣I1)R2,
R2两端的电压变化量与电流变化量的乘积为(I2﹣I1)2R2,
R2电功率的变化量ΔP2=R2﹣R2=(﹣)R2=(I2﹣I1)(I2+I1)R2,
由(I2+I1)>(I2﹣I1)可知,(I2﹣I1)(I2+I1)R2>(I2﹣I1)2R2,
所以,R2两端的电压变化量与电流变化量的乘积小于其电功率的变化量,故C错误;
(4)开关均闭合,电路为R1的简单电路,
若将c表换成另一种电表即电流表,再闭合S1、S2时,R1、R2、R3并联,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,R1的电功率不变,
因电路的总功率等于各用电器功率之和,
所以,电路中的总功率变大,即P2>P1,故D正确。
答案:BD。
18.(2025•西青区模拟)如图所示,灯泡L标有“4V,8W”字样、滑动变阻器R1标有“12Ω,1A”字样,定值电阻R2的阻值为8Ω。当只闭合开关S、S3时,通电10s电路中电流所做的功为25J,此时电流表的示数为I,电压表的示数为U,灯泡的实际功率为PL;当只闭合开关S、S2时,定值电阻R2消耗的最小功率为P2,此时R1接入电路的电阻值为R。忽略温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.灯泡L的电阻RL=2Ω B.I=0.5A,U=5V
C.R=12Ω,PL=0.75W D.P2=PL
解:A、灯泡L标有“4V,8W”字样,灯泡电阻:RL===2Ω,故A正确;
B、当只闭合开关S、S3时,定值电阻和灯泡串联,电流表测量电路电流,电压表测量定值电阻和灯泡的总电压,即电源电压,
串联电流总电阻等于各部分电阻之和,此时电路中的总电阻为R=RL+R2=2Ω+8Ω=10Ω,
通电10s电路中电流所做的功:W=UIt=t=×10Ω=,解方程可得电源电压为U=5V,
由欧姆定律知电路中的电流为:I===,故B正确;
C、灯泡两端的电压为:UL=IRL=0.5A×2Ω=1V,
灯泡的实际功率为:PL=IUL=0.5A×1V=0.5W,故C错误;
D、当只闭合开关S、S2时,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量定值电阻和滑动变阻器的总电压,即电源电压;
根据串联分压原理结合合P= 可知,当滑动变阻器接入电路阻值R1最大为12Ω时,定值电阻R2消耗的功率最小,
此时电路中的总电阻为R'=R1+R2=12Ω+8Ω=20Ω,
此时,电路中的电流为:I===,
定值电阻R2两端的电压为:U'2=I'R2=0.25A×8Ω=2V,
定值电阻R2消耗的最小功率为P2为:P2=U2'I'=2V×0.25A=0.5W,
比较可得P2=PL=0.5W,故D正确。
答案:ABD。
19.(2025•南开区二模)如图甲所示,电源电压不变,第一次只闭合开关S1、S4,滑动变阻器R2的滑片置于最右端,R1的滑片从最左端滑至最右端;第二次只闭合开关S2、S3,将滑动变阻器R2的滑片从最大值移到小灯泡正常发光。两次过程中电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A.电源电压为12V
B.第一次电路状态时,R1的滑片在最左端时R1阻值为0Ω
C.第二次电路状态时,小灯泡电功率变化范围为0.256W~3W
D.第二次电路状态时,保证电路安全的前提下,R2的变化范围为4Ω~40Ω
解:当只S1、S4闭合时,R1与R2串联,由于滑动变阻器R2的滑片置于最右端,R1的滑片与电压表串联,所以此时R1与
R2均相当于定值电阻,电流不发生改变,故B错。电压表测R1的右端电阻和R2的电压。因电流不变,所以对应图乙中的4V~8V的图像,1.6V~6V的图像为第二次电路状态。当R1的滑片在最左端时,电压表测电源电压,电压表示数最大,由图乙知电源电压为8V,故A错。1.6V~6V对应第二次电路状态,第二次电路状态只闭合S2、S3,此灯泡与R2串联,电压表测灯泡的电压。由图乙可知灯泡最小功率
Pmin=UI=1.6V×0.16A=0.256W,此时R2的电阻,灯泡最大功率
Pmax=UI=6V×0.5A=3W,此时R2的电阻,所以灯泡功率变化范围:0.256W~3W,R2的变范围4Ω~40Ω,故C、D正确。
答案:CD。
20.(2025•和平区二模)如图所示的电路中,电源电压恒定为U,甲、乙可以是电压表或电流表,定值电阻R1和滑动变阻器R的最大阻值均为R0,闭合开关前,滑动变阻器位于最大阻值处。分析电路,下列说法不正确的是( )
A.若甲、乙均是电流表,闭合开关S和S2,滑片P向左滑动,电表乙示数变大
B.只闭合开关S,滑片P向左滑动,电压表V1示数变化量与电流表A1示数变化量的乘积等于R1的功率变化量
C.通过开关的断开闭合以及滑动变阻器的调节,电路的最小功率为
D.闭合三个开关,四个电表均有示数,调节滑片P,电路中的最大电流为
解:A、由图可知,若甲、乙均是电流表,闭合开关S和S2,滑动变阻器被短路,滑片移动电表示数不变,故A错误;
B、只闭合开关S,定值电阻R1和滑动变阻器R串联,电表乙串联在该电路中,是电流表,测该电路中的电流,电压表V1测量R1两端的电压,电流表A1测量电路中的电流,滑片向左移时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,根据U=IR可知,
R1两端的电压变大,即电压表V1示数变大,电压表V1示数变化量与电流表A1示数变化量的乘积为:
(U'1﹣U1)(I'﹣I)=U'1I'﹣U'1I﹣U1I'+U1I,
根据P=UI可知R1电功率的变化量为:ΔP1=U'1I'﹣U1I,
所以电压表V1示数变化量与电流表A1示数变化量的乘积不等于R1的功率变化量,故B错误;
C、根据P=可知电路中电阻最大时电功率最小,所以通过开关的断开闭合以及滑动变阻器的调节使R1和滑动变阻器串联,并且滑动变阻器连入电路的电阻最大,则电路的最小功率为:
P小==,故C正确;
D、三个开关全部闭合,四个电表均有示数,若乙为电流表,电源会短路,则乙为电压表;若甲为电压表,则电路处于开路,电流表A1没有示数,所以,甲为电流表,此时R1和滑动变阻器并联,调节滑片P,由于电流表的量程未知,故最大电流不能判断,故D错误。
答案:ABD。
21.(2025•河东区二模)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在某一端时,电压表的示数为U1,电流表的示数为I1;移动滑动变阻器的滑片P到另一端,电流表示数变化了ΔI,此时电压表的示数为U2,则下列判断正确的是( )
A.电阻R1的阻值可能为
B.电阻R1的阻值可能为
C.滑动变阻器的最大阻值可能为
D.滑动变阻器的最大阻值可能为
解:由图可知:两电阻串联,电压表测量R1两端电压,电流表测量电流,已知滑动变阻器的滑片P从一端移动到另一端,电流表示数变化了ΔI,则应该分两种情况讨论:
(1)当滑动变阻器的滑片P在某一端点(左端)时,电路为电阻R1的简单电流,电压表的示数为U1,即为电源电压,电流表的示数为I1,则电阻R1的阻值:R1=,即U1=I1R1﹣﹣﹣﹣①
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P在另一端点(右端)时,两电阻串联,电压表测量R1两端电压,此时电压表的示数为U2,
由于此时与原来相比电路总电阻变大,则电流表示数减小了ΔI,此时的电流为:I=I1﹣ΔI,
则根据欧姆定律可得电阻R1的阻值:R1=,即U2=(I1﹣ΔI)R1﹣﹣﹣﹣②
此时滑动变阻器的阻值最大,其两端的电压:U滑=U1﹣U2,
则滑动变阻器的最大阻值为R2==,
①式﹣②式,整理可得R1=;
(2)当滑动变阻器的滑片P在某一端点(右端)时,两电阻串联,电压表测量R1两端电压,电压表的示数为U1,电流表的示数为I1,则电阻R1的阻值:R1=;
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P在另一端点(左端)时,电路中只有一个电阻R1,此时电压表的示数为U2,即为电源电压(也是R1两端电压);
由于此时与原来相比电路总电阻变小,则电流表示数是增大,
此时的电流为I′=I1+ΔI,则根据欧姆定律可得:
电阻R1的阻值:R1=;
滑动变阻器的滑片P在某一端点(右端)时,电路的总电阻:R=,
则由电阻的串联可得,滑动变阻器的最大阻值为:R2=R﹣R1=﹣=。
综上分析结合选项可知,只有ABD正确。
答案:ABD。
22.(2025•西青区二模)如图所示,R1、R2阻值不变,甲、乙为同种表(电流表或电压表)。S1闭合、S2断开时,甲、乙两表的示数比为1:3,当S1、S2都闭合时,同时将甲、乙换成另一种电表,下列判断正确的是( )
A.电阻大小之比R1:R2=2:1
B.更换电表后,甲、乙两电表读数之比为3:2
C.在前后两个电路中,电阻R1的电功率之比为9:1
D.在前后两个电路中,电路消耗的总功率之比为2:9
解:A、S1闭合、S2断开时,甲与R2串联,乙串联在干路中,因此甲、乙均为电流表,R1、R2并联,甲测量通过R2的电流,乙测量干路电流;
根据并联电路特点可知,两支路电流之比:I1:I2=(I乙﹣I甲):I甲=(3﹣1):1=2:1,
根据并联电路的特点可知,R1、R2两端的电压相等,根据欧姆定律可知,R1、R2的电阻之比:
R1:R2=:=I2:I1=1:2,故A错误;
B、根据电路图可知,当S1、S2都闭合时,甲、乙均并联在电路中,因此均为电压表,R1、R2串联,
甲测量电源电压,乙测量R2两端电压;
根据串联电路的特点可知,通过R1、R2的电流相等,根据欧姆定律可知,R1、R2两端的电压之比:U1:U2=IR1:IR2=R1:R2=1:2,
两表的示数之比:U甲:U乙=(U1+U2):U2=(1+2):2=3:2,故B正确;
C、S1闭合、S2断开时,R1、R2并联,电阻R1的电功率:P1=,
当S1、S2都闭合时,两电阻串联,根据串联电路的特点和欧姆定律可知,电路中的电流:I′===,
电阻R1的电功率:P′1=I′2R1=()2×R1=;
在前后两个电路中,电阻R1的电功率之比为:P1:P1'=:=9:1,故C正确;
D、S1闭合、S2断开时,R1、R2并联,R2的功率为:P2==,
电路消耗的总功率为:P总1=P1+P2=+=,
当S1、S2都闭合时,两电阻串联,电路消耗的总功率为:P总2=UI′=U×=;
在前后两个电路中,电路消耗的总功率之比为:P总1:P总2=:=9:2,故D错误。
答案:BC。
23.(2025•和平区三模)如图所示的电路,电源电压恒为9U0,电流表的量程为“0~I0”,电压表的量程为“0~10U0”,灯泡L1标有“6U0,4P0”字样。闭合开关S,滑片P从滑动变阻器可以调节的最大电阻移动到最小电阻的过程中,记录电压表示数U与相应的电流表示数I,并作出如图乙所示的图像;现将L1换成“3U0,3P0”的灯泡L2,在保证电路元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片。先后两种情况(灯丝电阻不变),下列说法正确的是( )
A.L1、L2电阻之比为3:1
B.两种情况下电路最大总功率之比为1:1
C.灯泡L1消耗最小电功率为P0
D.灯泡L2消耗最大功率为3P0
解:甲图中,R和L1串联,电压表测滑动变阻器R的电压,灯丝电阻不变;
灯泡L1的电阻为:RL1==;
灯泡L1的电阻为:RL2==;
A、L1、L2电阻之比为RL1:RL2=:=3:1,故A正确;
B、由乙图知,当电压表示数为U=6U0时,电流表示数I=,此时滑动变阻器的电阻为:
=;
根据欧姆定律,有:
9U0=×(+),整理得:P0=U0I0;
当灯泡L1接入电路时,电路的最大功率为9U0×I0=9U0I0;
当灯泡L1换成L2时,灯泡L2的额定电流为=,大于电流表量程,故此时电路中最大电流为I0,电路最大功率为9U0×I0=9U0I0;
则两种情况下电路最大总功率之比为1:1,故B正确;
C、灯泡L1的电阻不变,当通过L1电流最小时,L1功率最小,最小功率为()2×=P0,故C正确;
D、灯泡L1换成L2后,L2的额定电流超过电流表量程,考虑电路安全,L2不能达到额定电流,即不能正常发光,最大功率不能达到额定功率3P0,故D错误;
答案:ABC。
24.(2025•滨海新区模拟)如图所示是简易的温差发电装置,将一块金属板放在冷水中,用火焰加热另一块金属板,观察到与热电转换材料连接的LED小灯珠发光。该装置发电的过程是将 内 能转化为电能,若该装置在1℃的温差下产生2×10﹣2V的电压,输出功率为1×10﹣4W,则输出电流为 0.005 A。
解:温差发电装置发电的过程是将内能转化为电能。
温差发电装置输出电流为I===0.005A。
答案:内;0.005。
25.(2025•河东区模拟)如图所示电路,闭合开关后,电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.1A,则此时通过小灯泡L1的电流为 0.4 A,小灯泡L1与L2消耗的电功率之比为 4:1 。
解:由图可知,L1、L2并联,电流表A1测量干路的总电流,电流表A2测量通过L2的电流;
根据并联电路的电流特点可知,通过L1的电流:I1=I﹣I2=0.5A﹣0.1A=0.4A;
根据P=UI可知小灯泡L1与L2消耗的电功率之比为====。
答案:0.4;4:1。
26.(2025•西青区二模)两盏灯L1和L2,分别标有“220V,100W”和“220V,200W”字样,如图所示,要使L1与L2组成串联电路,应闭合开关 S2 ,此时L1与L2消耗的电功率之比为 2:1 。
解:根据P=可知L1与L2的电阻之比:====;
要使L1与L2组成串联电路,应闭合开关S2,此时,L1与L2的电阻之比为2:1,
串联电路中电流处处相等,根据P=I2R可知L1与L2消耗的电功率之比为:===;
答案:S2;2:1。
27.(2025•南开区三模)图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,变阻器滑片P从a端滑到b端的整个过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示。由图象可知,R1的阻值为 10 Ω;当滑动变阻器的滑片滑到中点时,R1与R2消耗的电功率之比为 1:1 。
解:由电路图可知:R1与R2串联,电压表测量电阻R1两端的电压,电流表测量串联电路的电流;
(1)根据图象可知:电阻R1两端电压U1=1V时电流I1=0.1A,
由I=可得定值电阻的阻值为:R1===10Ω;
(2)由电路图可知:当滑片P位于b端时,电路为R1的简单电路,此时电路中的电流最大,电压表测电源的电压,由图象可知,电路中的最大电流0.3A时,电压表的示数为3V,即电源的电压为3V,
当电压表的示数为1V时,电流最小为0.1A,滑动变阻器的电阻最大,最大为:
R2大===20Ω;
当滑动变阻器的滑片滑到中点时,滑动变阻器的电阻为×20Ω=10Ω,
根据串联电路电流的规律和P=UI=I2R知R1与R2消耗的电功率之比为:
====1:1。
答案:10;1:1。
28.(2025•河东区模拟)如图所示电路,电阻R1=10Ω,当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电压表示数为6V,电流表示数为0.3A;当开关S1、S2都闭合,滑片P移到最左端时,电流表示数为1.5A。求:
(1)电源电压与滑动变阻器的最大阻值;
(2)定值电阻R2的阻值。
解:(1)当开关S1闭合,S2断开,滑片P滑至最右端时,R1与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器R3两端的电压。因串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,结合I=可得,
电源电压:U=U3+U1=U3+IR1=6V+0.3A×10Ω=9V。
滑动变阻器的最大阻值:R滑===20Ω。
(2)当开关S1、S2均闭合,滑片P滑至最左端时,R1、R2并联,电流表测干路中的电流,
由于并联各支路两端的电压相等,所以通过电阻R1的电流:I1===0.9A,
根据并联电路电流的规律可得,通过定值电阻R2的电流为:I2=I﹣I1=1.5A﹣0.9A=0.6A,
根据欧姆定律可得,定值电阻R2的阻值:R2===15Ω。
答:(1)电源电压为9V,滑动变阻器的最大阻值为20Ω;
(2)定值电阻R2的阻值为15Ω。
29.(2025•和平区模拟)在如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻不变,电阻R2为100Ω,灯L标有“6V,1.8W”,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R1上标有“80Ω,0.2A”。只闭合开关S、S3、S4,电流表的示数为0.18A。求:
(1)电源电压;
(2)只闭合开关S、S1、S2,移动滑片,在安全前提下,灯泡L的最小功率。
解:(1)只闭合S、S2、S3,只有R2接入电路,电流表的示数为0.18A,
则根据I=可得电源电压为:U=I2R2=0.18A×100Ω=18V;
(2)只闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器与小灯泡串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压。
根据P=可得小灯泡的电阻:R===20Ω;
当滑动变阻器接入电路的阻值最大为80Ω时,总电阻最大,电路中的电流最小,
由电阻的串联和欧姆定律可得最小电流:I小====0.18A,
此时电压表的示数:UV大=I小R1大=0.18A×80Ω=14.4V<15V,则变阻器接入电路的最大阻值能调到80Ω,此时电流最小为0.18A,
灯泡L的最小功率为:PLmin=I小2RL=(0.18A)2×20Ω=0.648W。
答:(1)电源电压为18V;
(2)闭合S、S1、S2,移动滑片,在安全前提下,灯泡L的最小功率为0.648W。
30.(2025•西青区模拟)科技小组制作了一个小的“灯光秀”玩具,其电路如图所示,其中R1=20Ω,小灯泡L的规格为“3V,0.75W”,电源电压保持不变。(不考虑灯丝电阻变化)求:
(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6A,求R2的阻值;
(3)求电路消耗的最小功率。
解:(1)小灯泡L的规格为“3V 0.75W”,表示灯的额定电压为3V,额定功率为0.75W,由P=UI得小灯泡的额定电流为:I===0.25A,
由I=得灯的电阻为:RL===12Ω;
当S1,S2都断开时,R1与灯串联,小灯泡L恰好正常发光,灯的电压为3V,电路中的电流为0.25A,
由串联电路电阻的规律和欧姆定律可得电源电压:
U=I(R1+RL)=0.25A×(20Ω+12Ω)=8V;
(2)当S1,S2都闭合时,灯被短路,两电阻并联,
由欧姆定律可得,通过R1的电流:I1===0.4A,
根据并联电路电流的规律,通过R2的电流为:
I2=I﹣I1=0.6A﹣0.4A=0.2A,
由欧姆定律可得R2的阻值:R2===40Ω;
(3)两电阻串联时总电阻最大,由P=知电功率最小;
则电路的最小功率为:P小===2W。
答:(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,电源电压为8V;
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6A,R2的阻值为40Ω;
(3)电路消耗的最小功率为2W。
31.(2025•和平区二模)如图,电源两端电压为9V且保持不变,定值电阻R1阻值为18Ω,灯泡L标有“6V 3W”的字样。滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω。(不考虑温度对灯泡电阻的影响)
(1)当开关S、S1、S2、S3都闭合,将滑动变阻器的滑片P移到最右端时,求电流表的示数。
(2)当开关S、S1闭合,S2、S3断开,求小灯泡的实际功率。
解:(1)当开关S、S1、S2、S3都闭合,定值电阻R1和R2并联,电流表测量干路电流,
此时通过R1的电流为I1===0.5A;
通过R2的电流为I2===0.3A;
电流表的示数为I=I1+I2=0.5A+0.3A=0.8A。
(2)当开关S、S1闭合,S2、S3断开,定值电阻R1和灯泡L串联,
灯泡的电阻RL===12Ω;
此时电路中的电流为I′===0.3A;
小灯泡的实际功率为PL′=I′2RL=(0.3A)2×12Ω=1.08W。
答:(1)当开关S、S1、S2、S3都闭合,将滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电流表的示数为0.8A。
(2)当开关S、S1闭合,S2、S3断开,小灯泡的实际功率为1.08W。
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