第十四章 欧姆定律重难点突破之图像类计算 2025-2026学年苏科版九年级上册物理

欧姆定律重难点突破之图像类计算 （新教材2024版自编模拟练习） 1．如图，甲所示的电路，电源电压4.5V保持不变，小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样，小灯泡的I﹣U图像如图乙所示，滑动变阻器R1的最大值为30Ω，定值电阻R2＝30Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。 求： （1）小灯泡正常发光100s消耗的电能； （2）当只闭合开关S、S2和S3时，求整个电路消耗的最大功率； （3）当只闭合开关S和S1时，在保证元件安全工作的情况下，求滑动变阻器R1允许的取值范围。 2．小明设计了如图甲所示的风速仪，电源电压恒定，灯泡的额定电压为5V，灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示，AB为粗细均匀的电阻丝，总电阻为15Ω，OP为不计电阻的金属细杆（与AB接触良好），闭合开关S，无风时OP自然下垂，此时电流表的示数为0.2A。求： （1）小灯泡的额定功率； （2）电源电压； （3）小灯泡的实际功率为0.75W时，电路工作2min消耗的总电能及电阻丝AB接入电路的电阻。 3．如图所示，甲为电路的连接情况，R1＝20Ω，R2为滑动变阻器，乙为R3的I﹣U图象，电源电压保持不变。当S1闭合，S2断开时，若滑片P在a端，则电流表示数为0.6A；若滑片P在b端，则电压表示数为8V。求： （1）电源电压。 （2）滑动变阻器R2的最大阻值。 （3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，求电流表的示数。 4．小明家的电热水壶电热丝断了，他想用一根新电热丝R0替换，但不知道阻值，于是他用伏安法进行了测量，用记录的多组数据描绘出R0的U﹣I图象，如图所示。在老师的安全指导下，小明利用R0重新组装好电热水壶，接在220V家庭电路中，但是很快烧断，经过他仔细查看，他发现电热丝上标有“200V”字样，忽略温度对电阻的影响。 （1）求R0的阻值。 （2）要使电热丝正常工作，需串联一个多大的电阻？ 5．如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图像，求： （1）若将甲、乙串联，当通过电阻甲的电流为0.3A时，求电源电压； （2）若将甲、乙并联，当通过电阻乙的电流是0.4A时，求干路中的总电流。 6．如图甲所示，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动，记录R1两端的电压及通过R1的电流，根据记录的数据得到R1的I﹣U图象如图乙所示。由此可求： （1）电源电压U； （2）R1的阻值； （3）滑动变阻器R2的最大阻值。 7．在综合实践活动课上，小明设计了一个如图所示的调光灯电路。已知电源电压不变，灯泡L标有“6V 0.5A”字样，定值电阻R1的阻值为6Ω，闭合开关，将滑动变阻器R2的滑片P从最右端逐渐滑至最左端，记下多组对应的电压表和电流表示数，描绘出的I﹣U图线如图乙所示。求： （1）灯泡L正常发光时的电阻； （2）电源电压； （3）滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，灯泡两端的电压。 8．在测量小灯泡电功率的实验中，电路如图甲所示，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“50Ω；1A”，实验得到小灯泡的I﹣U图象如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω时，小灯泡正常发光。求： （1）电源电压； （2）当电路中电流是0.2A时，滑动变阻器接入电路的电阻。 9．如图所示，是电阻R1和R2的U﹣I图象，求解下列问题： （1）将R1和R2并联在电源电压为6V的电路中时，通过电路的总电流； （2）将R1和R2串联在电源电压为4V的电路中时，电路中的总电阻。 10．如图甲所示，电源电压不变，R1＝10Ω，滑动变阻器R2标有“10Ω 1A”字样，电压表量程为“0～3V”，电流表量程为“0～3A”，图乙是灯泡的I﹣U图象。当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S1时，电流表的示数为0.3A；当R2的滑片P在a端且同时闭合S、S1、S2时，灯泡正常发光。求： （1）电源电压； （2）滑片P在a端且同时闭合S、S1、S2时，电流表的示数及灯泡正常发光时的电阻； （3）只闭合开关S、S2时在保证电路安全的条件下，灯泡消耗的最小功率及此种情况下电路1min消耗的电能。 11．如图甲，R1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U﹣I图像。闭合开关S、S1，断开S2，电流表示数为0.4A，再闭合开关S2，电流表示数变为0.6A。求： （1）电源电压； （2）R2的阻值； （3）若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量。 12．如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，R1＝10Ω；小灯泡L的I﹣U图像如图乙所示。当开关S1、S2刚闭合时，电流表A1示数为1.2A，电流表A示数为1.5A。 （1）求电源电压； （2）求R2的电阻； （3）断开开关S1、S2一段时间，某时刻电流表A示数为0.25A，求此时小灯泡L的电阻。 13．如图所示，电源电压恒定不变，电阻R1的阻值为20Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω。小灯泡的铭牌为“12V，0.6A”；当开关S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器的滑片P移到中点时，电流表的读数为0.3A。求： （1）电源电压； （2）当开关S、S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电流表的示数； （3）若电流表的量程为0～3A，当开关S、S1、S2都闭合时，为保护所有元件安全，滑动变阻器的取值范围。 （4）小灯泡的I﹣U图像是一条曲线，说明灯丝的电阻是会变化的，实验结束后，小明摸了摸小灯泡，发现灯泡的温度升高了，这说明 　 　 能影响灯丝电阻的大小。 14．如图甲所示，是一种自制测定水箱内水深度的装置。电源电压恒为6V，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～3A，电流表、电压表均为理想电表，R1是定值电阻（阻值未知），定值电阻R2为12Ω，R是压力传感器，其位置固定不动，其电阻随压力变化的关系图像如图乙所示。杠杆AB可绕O点转动，A端悬挂一重为30N的圆柱体M，M的底面积为40cm2、高为50cm、下表面距容器底的距离h为6cm，杠杆B端始终压在传感器R上。已知杠杆AO长为60cm，OB长为20cm，杆重忽略不计，杠杆始终静止在水平位置。）求： （1）圆柱体M的密度； （2）若水箱中无水，且同时闭合开关S0、S1、S2，此时电流表示数为2A，则定值电阻R1的阻值； （3）若闭合开关S0，断开开关S1、S2，此时电压表示数为1V，则水箱中水的深度。 15．如图所示，甲为电路的连接情况，R1＝15Ω，R2为滑动变阻器，乙为R3的I﹣U图像，电源电压保持不变。当S1闭合，S2断开时，若滑片P在a端，则电流表示数为0.6A；若滑片P在b端，则电压表示数为6V．求： （1）电源电压。 （2）滑动变阻器R2的最大阻值。 （3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，求电路的总功率。 16．如图所示电路，电源电压保持不变，R1＝8Ω，R2＝4Ω，当开关S1断开、S2闭合时，电流表示数为1.5A，求： （1）电源的电压； （2）开关S1、S2都断开时，R1、R2两端电压之比； （3）开关S1、S2都闭合时，电流表示数为2A，求R3的阻值。 17．如图甲所示的电路中，电源电压为15V保持不变，滑动变阻器上标有“30Ω 2A”字样，小灯泡额定电压为6V，它的U﹣I图象如图乙所示，电压表量程分别为0∼15V和0∼3V，电流表量程分别为0∼0.6A和0∼3A． 求：（1）小灯泡的额定功率。 （2）为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值。 （3）用一阻值为24Ω的定值电阻R0替换小灯泡接入电路中，移动滑片使电流表和电压表分别能在某个量程下满偏，滑动变阻器连入电路的阻值范围。 18．如图甲所示，电源电压恒为5V，小灯泡L上标有“4V 2W”字样，定值电阻R1的阻值为25Ω，变阻器R2标有“20Ω 1A”字样，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。 （1）求小灯泡正常发光时的电阻。 （2）闭合开关S、S1、S2，断开S3，移动变阻器R2的滑片P，使电流表的示数为0.56A，求此时变阻器R2消耗的电功率。 （3）闭合开关S、S3，断开S1、S2，移动变阻器R2的滑片P，小灯泡L的U﹣I关系如图乙所示，在保证电路各元件安全工作的情况下，求变阻器R2允许接入电路的阻值范围。 19．如图所示，甲为电路的连接情况，R1＝20Ω，R2为滑动变阻器，乙为R3的I﹣U图像，电源电压保持不变。当S1闭合，S2断开时，若滑片P在a端，则电流表示数为0.6A；若滑片P在b端，则电压表示数为8V，求： （1）滑动变阻器R2的最大阻值。 （2）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，整个电路1min内消耗的电能。 20．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；我校科技：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，R0两端的电压为多少； （3）此体重计所能测量的最大体重为多少。 第9页（共9页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 欧姆定律重难点突破之图像类计算答案 （新教材2024版自编模拟练习） 1． 【详解】解： （1）小灯泡正常发光100s消耗的电能：W＝ULILt＝2.5V×0.25A×100s＝62.5J； （2）只闭合开关S、S2和S3，电阻R1与R2并联，电流表测量干路电流； 由于电流表的量程为0～0.6A，则干路电流最大为0.6A， 所以整个电路消耗的最大功率：P最大＝UI最大＝4.5V×0.6A＝2.7W； （3）只闭合开关S、S1，灯泡L与滑动变阻器R1串联，电压表测变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流， 当滑片向左移动时，滑动变阻器R1接入电路的阻值变大，由串联电路分压原理可知，滑动变阻器分得的电压变大，即电压表的示数变大，当电压表示数为3V时，滑动变阻器R1接入电路的阻值最大， 因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以小灯泡两端的电压：UL′＝U﹣UV＝4.5V﹣3V＝1.5V， 由图乙可知，此时通过灯泡的电流为0.2A，由于串联电路处处电流相等，所以电路最小电流为0.2A， 由I＝可知，此时滑动变阻器R1连入电路的最大电阻：R1大＝＝＝15Ω； 由图乙可知，通过灯泡的最大电流为0.25A，即电路最大电流为0.25A，此时灯泡正常工作，则灯泡两端的电压为：UL＝2.5V， R1两端的电压为：U1＝U﹣UL＝4.5V﹣2.5V＝2V， 则R1连入电路的最小电阻：R1小＝＝＝8Ω， 所以在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是8～15Ω。 答：（1）小灯泡正常发光100s消耗的电能为62.5J； （2）当只闭合开关S、S2和S3时，整个电路消耗的最大功率为2.7W； （3）当只闭合开关S和S1时，在保证各元件安全工作的情况下，求滑动变阻器R1允许的取值范围是8～15Ω。 2． 【详解】解：（1）由图乙可知，当小灯泡两端的电压为5V时，通过小灯泡的电流为0.3A， 小灯泡的额定功率：PL＝ULIL＝5V×0.3A＝1.5W； （2）由图甲可知，电阻丝AB与灯泡串联，闭合开关S，无风时OP自然下垂，电阻丝AB接入电路的电阻为15Ω，此时电路中的电流为0.2A， 由I=可知，电阻丝AB两端的电压：UAB＝IRAB＝0.2A×15Ω＝3V， 由图乙可知，当通过小灯泡的电流为0.2A时，小灯泡两端的电压为2V， 根据串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝UAB+UL＝3V+2V＝5V； （3）由图乙可知，当小灯泡两端的电压为V时，通过小灯泡的电流为0.25A，此时小灯泡的实际功率为PL′＝UL′IL′＝0.75W，符合要求； 根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流I′＝IAB′＝IL′＝0.25A， 电路工作2min消耗的总电能：W＝UIL′t＝5V×0.25A×2×60s＝150J； 根据串联电路的电压特点可知，电阻丝AB两端的电压：UAB′＝U﹣UL′＝5V﹣3V＝2V， 由I＝可知，电阻丝AB接入电路的电阻：RAB′＝＝＝8Ω。 答：（1）小灯泡的额定功率为1.5W； （2）电源电压为5V； （3）小灯泡的实际功率为0.75W时，电路工作2min消耗的总电能为150J；电阻丝AB接入电路的电阻为8Ω。 3． 【详解】解：（1）当S1闭合、S2断开，滑片P在a端时，电路为R1的简单电路，电源电压为U＝IaR1＝0.6A×20Ω＝12V； （2）当S1闭合、S2断开，滑片P在b端时，R1和R2的最大阻值串联，电压表测量R2的电压，电流表测量电路中的电流， 此时R1两端的电压Ub1＝U﹣Ub2＝12V﹣8V＝4V， 电路中的电流Ib＝Ib1＝＝＝0.2A， R2的最大阻值Rb2＝＝＝40Ω； （3）由图乙可知，通过R3的电流与它两端的电压成正比，则R3为定值电阻，且当R3两端的电压U3＝6V时，通过的电流I3＝0.3A， 根据欧姆定律可得R3的阻值：R3＝＝＝20Ω； 当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，R1与R3并联，电流表测干路电流， 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：I＝＝+＝1.2A。 答：（1）电压电压为12V； （2）滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω； （3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，电流表的示数为1.2A。 4．【详解】解：（1）由图象可知，当R0两端的电压为11V时，对应的电流为0.25A， 根据I＝得R0的阻值为：R0＝＝＝44Ω； （2）电热丝上标有“200V”字样，即电热丝的额定电压为200V， 电热丝正常工作时，串联电阻两端的电压：U串＝U﹣U额＝220V﹣200V＝20V； 串联电路中电流处处相等，此时电路中的电流：I＝＝＝； 则串联电阻的阻值：R串＝＝＝4.4Ω。 答：（1）R0的阻值为44Ω； （2）要使电热丝正常工作，需串联一个4.4Ω的电阻。 5．【详解】解： （1）串联电路中各处电流相等，根据图像可知通过甲、乙的电流为0.3A时，它们两端的电压分别为U甲＝1.5V，U乙＝0.5V， 因为串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，所以它们两端的总电压为：U总＝U甲+U乙＝1.5V+0.5V＝2V； （2）若将甲、乙并联，当通过电阻乙的电流是0.4A时，从图中可知电源电压U＝1V，通过甲的电流为0.2A，干路中的总电流I＝I′甲+I′乙＝0.4A+0.2A＝0.6A。 答：（1）电源电压为2V； （2）干路中的总电流为0.6A。 6．【详解】解：闭合开关，R1和R2串联，电压表测量R1两端电压，电流表测量电路电流。 （1）当滑动变阻器的滑片在最左端时，滑动变阻器接入电路中的阻值为0，总电阻最小，根据欧姆定律可知此时电路中电流最大，从图乙可知此时电流为0.6A，电源电压等于R1两端的电压，为9V； （2）从图乙可知，当通过的电流为0.1A时，R1两端的电压为1.5V，根据欧姆定律可知R1的阻值为： R1＝＝＝15Ω； （3）当滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，总电阻最大，根据欧姆定律可知此时电路中电流最小，从图乙可知此时电流为0.1A，R1两端的电压为1.5V，根据欧姆定律可知总电阻为： R总＝＝＝90Ω，根据电阻串联的特点可知滑动变阻器R2的最大阻值R2＝R总﹣R1＝90Ω﹣15Ω＝75Ω。 答：（1）电源电压U为9V； （2）R1的阻值15Ω； （3）滑动变阻器R2的最大阻值为75Ω； 7．【详解】解：由电路图可知，灯泡L、定值电阻R1、滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）由I＝可得，灯泡正常发光时的电阻： RL＝＝＝12Ω； （2）由图乙可知，当电压表的示数为零时，电流表的示数I＝0.5A和灯泡的额定电流相等， 此时滑动变阻器接入电路中的电阻为零，灯泡两端的电压UL＝6V， 此时R1两端的电压： U1＝IR1＝0.5A×6Ω＝3V， 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+U1＝6V+3V＝9V； （3）滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小， 由图乙可知，电路中的最小电压I小＝0.3A，电压表的示数U2＝6V， R1两端的电压： U1′＝I小R1＝0.3A×6Ω＝1.8V， 灯泡两端的电压： UL′＝U﹣U1′﹣U2＝9V﹣1.8V﹣6V＝1.2V。 答：（1）灯泡L正常发光时的电阻为12Ω； （2）电源电压为9V； （3）滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，灯泡两端的电压为1.2V。 8．【详解】解：（1）图甲电路中，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流； 由图乙可知，小灯泡正常发光，两端电压为2.5V时，通过的电流0.30A，变阻器两端的电压为：UR＝IR＝0.30A×5Ω＝1.5V， 电源电压：U＝UR+U灯＝1.5V+2.5V＝4V； （2）当电路中的电流为0.2A时，小灯泡两端的电压为1.0V，根据串联电路电压规律，变阻器两端的电压：UR1＝U﹣U灯1＝4V﹣1.0V＝3.0V， 则变阻器接入电路的阻值： 答：（1）电源电压为4V； （2）滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω。 9．【详解】解：（1）由并联电路中各支路电流的电压相等可知，当R1和R2并联在电压为6V电路中时它们两端的电压均为6V，由图象可知，通过两电阻的电流分别为I1＝0.4A、I2′＝0.5A， 由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，电路中总电流I＝I1+I2′＝0.4A+0.5A＝0.9A； （2）当R1、R2串联在电源电压为4V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，所以由图可知，I＝0.2A、U1＝3V、U2＝1V时符合， 此时电路的总电阻R总＝＝＝20Ω。 答：（1）将R1和R2并联在电源电压为6V的电路中时，通过电路的总电流0.9A； （2）将R1和R2串联在电源电压为4V的电路中时，电路中的总电阻20Ω。 10．【详解】解：（1）由图甲所示电路图可知，当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S1时，R1、R2串联，电流表测量电路电流； 由I＝可知，电源电压：U＝I1（R1+R2）＝0.3A×（10Ω+10Ω）＝6V； （2）由图甲所示可知，当R2的滑片P在a端且同时闭合S、S1、S2时，R1与灯泡并联在电源两端，电流表测量干路中的电流； 通过R1的电流为：I1＝＝＝0.6A， 由图乙所示图象可知，电压为6V时，通过灯泡的电流为0.8A， 则电流表示数为：I＝I1+IL＝0.6A+0.8A＝1.4A， 由I＝可知，灯泡正常发光时灯丝的电阻：RL＝＝＝7.5Ω； （3）由图甲所示电路图可知，只闭合开关S、S2时，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，当电压表示数为3V时，变阻器接入阻值最大，电路中的电流最小； 根据串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和可得，此时灯泡两端的电压为： UL最小＝U﹣U2＝6V﹣3V＝3V， 由图乙图象可知，灯泡的电压为3V时，通过灯泡的电流为0.6A， 则电路中的最小电流为：I最小＝IL最小＝0.6A， 灯泡消耗的最小功率： P＝UL最小I最小＝3V×0.6A＝1.8W； 电路1min消耗的电能： W＝UI最小t＝6V×0.6A×60s＝216J。 答：（1）电源电压为6V； （2）滑片P在a端且同时闭合S，S1，S2时，电流表的示数为1.4A，灯泡正常发光时的电阻为7.5Ω； （3）只闭合开关S，S2时在保证电路安全的条件下，灯泡消耗的最小功率为1.8W，此种情况下电路1min消耗的电能为216J。 11．【详解】解：（1）闭合开关S、S1，断开S2，灯泡被短路，只有R1接入电路，电流表示数为0.4A， 由I＝可得，电源电压：U＝U1＝I1R1＝0.4A×20Ω＝8V； （2）再闭合开关S2，R1与R2并联，根据并联不相互影响知，R1的电流不变， 根据并联电路的电流规律知，R2上的电流：I2＝I﹣I1＝0.6A﹣0.4A＝0.2A； 由I＝可得，R2的阻值 （3）若只闭合S，灯泡L与R1串联，根据串联电流相等，当通过R1的电流I'＝0.3A时，R1的电压U＝IR1＝0.3A×20Ω＝6V，灯泡的电压为2V，恰好满足电源电压U＝2V+6V＝8V， 1min内电阻R1产生的热量Q＝I2R1t＝（0.3A）2×20Ω×60s＝108J。 答：（1）电源电压8V； （2）R2的阻值是40Ω； （3）若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量108J。 12．【详解】解：（1）当开关S1、S2刚闭合时，两电阻并联接入电路，电流表A1测通过R1的电流，电流表A测干路电流， 并联电路各支路两端电压相等，根据欧姆定律可得电源电压：U＝I1R1＝1.2A×10Ω＝12V； （2）并联电路干路电流等于各支路电流之和，则通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝1.5A﹣1.2A＝0.3A， 根据欧姆定律可得R2的电阻：R2＝＝＝40Ω； （3）断开开关S1、S2，灯泡和R2串联接入电路，电流表A测通过电路的电流， 串联电路各处电流相等，由图可知通过电路的电流为0.25A时，灯泡两端的电压为2V， 根据欧姆定律可得此时灯泡的电阻：RL＝＝＝8Ω。 答：（1）电源电压为12V； （2）R2的电阻为40Ω； （3）断开开关S1、S2一段时间，某时刻电流表A示数为0.25A时，小灯泡L的电阻为8Ω。 13．【详解】解：（1）当S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片在中点时，等效电路图如下图所示， 此时电路总电阻R＝R1+R2＝20Ω+×40Ω＝40Ω， 由I＝可得，电源电压： U＝IR＝0.3A×40Ω＝12V； （2）当开关S、S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P移动到最右端时， 电路中R1发生短路，电路是一个由灯L和滑动变阻器R2组成并联电路，简化电路如下图所示。 由于灯泡的额定电压为12V，则灯泡正常工作，所以通过灯泡的电流：IL＝IL额＝0.6A， 通过滑动变阻器R2的电流：I2＝＝＝0.3A， 所以，电流表示数为：I′＝IL+I2＝0.6A+0.3A＝0.9A； （3）当开关S、S1、S2都闭合时，电路中R1发生短路，灯L和滑动变阻器R2并联， 因并联电路中各支路互不影响，所以，此时通过L的电流不变：IL＝0.6A， 当电流表的示数I大＝3A时，根据并联电路电流的规律，此时通过R2的电流最大为：I2最大＝I最大﹣IL＝3A﹣0.6A＝2.4A， 所以，通过R2的最大电流为I大＝2.4A，此时变阻器连入电路中的电阻最小， 则R2的最小阻值：R2小＝＝＝5Ω； 开关S、S1，S2都闭合时，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，滑动变阻器的接入电路的最大值为40Ω， 为保护所有元件安全，滑动变阻器的取值范围为：5Ω～40Ω； （4）由小灯泡的I﹣U图像可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大，故温度是影响灯丝电阻大小的因素。 答：（1）电源电压是12V； （2）当开关S、S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电流表的示数为0.9A； （3）为保护所有元件安全，滑动变阻器的取值范围为：5Ω～40Ω。 （4）温度。 14．【详解】解：（1）根据G＝mg＝ρVg可得，圆柱体M的密度：ρ＝＝＝1.5×103kg/m3； （2）水箱中无水时，杠杆A端受到的拉力等于圆柱体M的重力，根据杠杆的平衡条件可得： G×OA＝FB×OB，即：30N×60cm＝FB×20cm，解得杠杆B端受到的压力：FB＝90N， 由力的相互性可知，R受到的压力为F＝FB＝90N， 由图乙可知，此时R的阻值为R＝12Ω， 由电路图可知，同时闭合开关S0、S1、S2时，R2短路，R1与R并联，电流表测干路中的电流， 因为并联电路各支路两端的电压相等，等于电源电压，即：UR＝U1＝U＝6V， 则通过R的电流：IR＝＝＝0.5A， 因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和，所以通过R1的电流：I1＝I﹣IR＝2A﹣0.5A＝1.5A， 则R1的阻值：R1＝＝＝4Ω； （3）根据图乙可得，R与F的函数关系式：R＝﹣Ω/N×F+Ω……① 由电路图可知，闭合开关S0，断开开关S1、S2时，R1断路，R与R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R2两端的电压。 此时电压表示数为1V，即U2＝1V， 根据串联电路的电压规律可得，R两端的电压为：UR′＝U﹣U2＝6V﹣1V＝5V， 根据串联电路的分压原理可得，此时R的阻值：R′＝＝＝60Ω， 将R′＝60Ω代入①式可得，此时R受到的压力：F′＝48N， 即杠杆B端受到的压力为FB′＝F′＝48N， 根据杠杆的平衡条件可得，FA×OA＝FB′×OB，即：FA×60cm＝48N×20cm， 解得，杠杆A端受到的拉力：FA＝16N， 则M受到的拉力：F拉＝FA＝16N， 此时M受到竖直向上的拉力、浮力和竖直向下的重力作用，处于平衡状态， 由力的平衡条件可得，M受到的浮力：F浮＝G﹣F拉＝30N﹣16N＝14N， M排开水的体积：V排＝＝＝1.4×10﹣3m3＝1400cm3， M浸入水中的深度：h浸＝＝＝35cm， 则水箱中水的深度：h水＝h浸+h＝35cm+6cm＝41cm。 答：（1）圆柱体M的密度为1.5×103kg/m3； （2）定值电阻R1的阻值为4Ω； （3）水箱中水的深度为41cm。 15．【详解】解：（1）由图甲可知，当S1闭合、S2断开，且滑片P在a端时，只有R1接入电路， 由欧姆定律得，电源电压： U＝IR1＝0.6A×15Ω＝9V。 （2）当S1闭合、S2断开，且滑片P在b端时，R1与R2的最大阻值串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流， 此时电压表示数为U2＝6V， 由串联电路电压规律可知，R1两端的电压： U1＝U﹣U2＝9V﹣6V＝3V， 串联电路中电流处处相等，通过R2的电流： I2＝I1＝＝＝0.2A， 则滑动变阻器R2的最大阻值： R2＝＝＝30Ω。 （3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，R1与R3并联，电流表测干路电流I并， 由乙图知R3两端电压U3＝2V时，通过的电流I3＝0.1A， 则R3的阻值：R3＝＝＝20Ω， 此时电流表示数即干路上的电流： I并＝I1′+I3′＝+＝+＝0.6A+0.45A＝1.05A。 则电路的总功率： P总＝UI并＝9V×1.05A＝9.45W。 答：（1）电源电压为9V； （2）滑动变阻器R的最大阻值为30Ω； （3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，电路的总功率为9.45W。 16．【详解】解：（1）由电路图可知，开关S1断开、S2闭合时，电路为R1的简单电路，R2被短路， 根据I＝可得电源电压：U＝I1R1＝1.5A×8Ω＝12V； （2）开关S1、S2都断开时，R1、R2串联，根据电阻的串联电流的特点和欧姆定律得R1、R2两端电压之比为：＝＝＝＝2：1； （3）开关S1、S2都闭合时，R2被短路，电路为R1、R3并联， 因R1两端的电压不变，所以通过R1的电流为I1＝1.5A， 根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可得通过R3的电流为： I3＝I﹣I1＝2A﹣1.5A＝0.5A， 根据I＝可得R3的阻值为： R3＝＝＝24Ω。 答：（1）电源的电压为12V； （2）开关S1、S2都断开时，R1、R2两端电压之比为2：1； （3）开关S1、S2都闭合时，电流表示数为2A，R3的阻值为24Ω。 17．【详解】解： （1）由图乙可知，灯泡两端的电压为6V时，通过它的电流为0.6A， 灯泡消耗的额定功率：P额＝U额I＝6V×0.6A＝3.6W； （2）灯泡与R2串联，由串联电路的电压规律可得，滑动变阻器两端的电压U2＝U﹣U1＝15V﹣6V＝9V， 此时滑动变阻器接入电路的阻值最小：R滑小＝＝＝15Ω； （3）题中要求电压表能达的最大值，若选0∼15V量程，因电压表并联在R2两端，总电压为15V，则无论选择哪一电阻都不能使电压值达到15V，故电压表量程只能为0∼3V； 因R0＝24Ω，电路中的电流：I′最大＝＝＝0.625A； 即电路中能达到的最大值只能为0.6A，故电流表量程只能选0∼0.6A； 当电流表的最大电流为I最大＝0.6A，由欧姆定律可得： 电路中的最小电阻：R最小＝＝＝25Ω； 滑动变阻器接入电阻为R2＝25Ω﹣24Ω＝1Ω； 电压表最大电压为U最大＝3V， 则此时电阻两端电压为：U最小＝U﹣U最大＝15V﹣3V＝12V， 此时电路中电流：I2＝＝＝0.5A； 滑动变阻器接入电阻：R′2＝＝＝6Ω； 故滑动变阻器的接入范围为1Ω∼6Ω。 答：（1）小灯泡的额定功率为3.6W。 （2）为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值为15Ω。 （3）滑动变阻器连入电路的阻值范围为1Ω﹣6Ω。 18．【详解】解：（1）小灯泡正常发光时的电压UL＝4V，功率PL＝2W， 由P＝UI＝可得，小灯泡正常发光时的电阻：RL＝＝＝8Ω； （2）闭合开关S、S1、S2，断开S3时，R1与R2并联，电流表测干路电流， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，通过R1的电流：I1＝＝＝0.2A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.56A﹣0.2A＝0.36A， 此时变阻器R2消耗的电功率：P2＝UI2＝5V×0.36A＝1.8W； （3）闭合开关S、S3，断开S1、S2时，灯泡L与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流， 灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝0.5A， 因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程为0~0.6A，变阻器R2允许通过的最大电流为1A， 所以，电路中的最大电流I大＝0.5A，此时变阻器接入电路中的电阻最小， 此时电路的总电阻：R总＝＝＝10Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，变阻器R2接入电路中的最小阻值：R2小＝R总﹣RL＝10Ω﹣8Ω＝2Ω； 当电压表的示数U2＝3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大， 因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电阻之和， 所以，电源的电压：U＝UL′+I′R2大＝UL′+I′×20Ω， 由图像可知，当电路中的电流即通过灯泡的电流I′＝IL′＝0.3A、灯泡两端的电压UL′＝2V时符合， 则滑动变阻器接入电路中的最大电阻：R2大＝＝＝10Ω， 所以，变阻器R2允许接入电路的阻值范围为2Ω~10Ω。 答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为8Ω； （2）变阻器R2消耗的电功率为1.8W； （3）变阻器R2允许接入电路的阻值范围为2Ω~10Ω。 19．【详解】解： （1）当S1闭合，S2断开时，滑片P在a端，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流， 由欧姆定律可得电源电压U＝IaR1＝0.6A×20Ω＝12V； 当S1闭合，S2断开时，滑片P在b端，R1与R2的最大阻值串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，R1两端的电压： U1＝U﹣U2＝12V﹣8V＝4V， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，电路中的电流： Ib＝＝，即＝， 解得：R2＝40Ω； （2）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，R1与R3并联，电流表测干路电流， 由图乙可知，当R3两端的电压U3＝6V时，通过的电流I3＝0.3A， 则R3的阻值： R3＝＝＝20Ω， 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和， 所以，电路中的总电阻： R＝＝＝10Ω， 整个电路1min内消耗的电能： W＝t＝×1×60s＝864J。 答：（1）滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω。 （2）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，整个电路1min内消耗的电能为864J。 20．【详解】解：（1）由图乙知，空载时，R＝45Ω，电源电压为： U＝I（R+R0）＝0.12A×（45Ω+5Ω）＝6V （2）当体重计示数为600N时，R＝15Ω，电流为： ， R0两端的电压为： U0＝I1R0＝0.3A×5Ω＝1.5V； （3）依题意，当电路中电流达到最大Imax＝0.6A时，此体重计所能测量的体重最大，此时总电阻为： ， 根据串联电路的电阻特点知此时压敏电阻的阻值为： R＝R总﹣R0＝10Ω﹣5Ω＝5Ω， 由图乙可知，此时F＝1200N，即最大重力为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，R0两端的电压为1.5V； （3）此体重计所能测量的最大体重为1200N。 第2页（共14页） 学科网（北京）股份有限公司 $