期末专题：动态电路中的电功率的简单计算（专项训练）-2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

期末专题：动态电路中的电功率的简单计算 1．如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为9Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω，小灯泡L上标有“6V  6W”字样，小灯泡电阻不随温度改变。当闭合S1、S3、S4、S5，断开S2，滑片处于b端时，小灯泡刚好正常发光。试问： (1)小灯泡L的电阻为多少？ (2)电源电压为多少？ (3)闭合S1、S2、S5，断开S3、S4时，滑动变阻器R2的最大功率为多少？ 2．图甲展示了同学们自制的一款调光小台灯，而图乙则是该台灯的电路原理图。电源电压为，其中代表用于调节亮度的滑动变阻器，其最大阻值为。灯泡L上标有“2.5V  0.625W”字样。在此计算中，忽略温度对电阻的影响。求： (1)灯泡L正常发光状态下的电阻和灯泡L正常发光时滑动变阻器的电阻。 (2)若电源长时间使用后，电压降低到，滑动变阻器的电阻又应该为多大，才能让灯泡L正常发光？ (3)若电源长时间使用后，电压降低到，求灯泡的最小实际电功率。 3．2025年3月，中国货轮成功从上海港经北冰洋到达荷兰鹿特丹港，航程短，成本低。为保证安全需要时刻监测船底温度。图甲是一种显示船底温度的装置原理图，电源电压恒为18V，电压表测量范围为0-15V，电流表测量范围为0-100mA，定值电阻R1为200Ω，虚线框部分置于船底，热敏电阻 R0的阻值随温度变化的关系如图乙所示。求： (1)当船底温度为1℃时，电流表的示数约为多少? (2)在电路安全前提下，分析计算此装置所测的最高温度? (3)在电路安全前提下，为使此装置所测的 最高温度达到4℃，可在电路再串联一个定值电阻R2，求 R2阻值最小时，其消耗的电功率。 4．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，滑片从一个端点移动到另一个端点，移动过程中电压表和电流表示数变化图乙所示。求： (1)滑动变阻器的最大阻值； (2)电源电压； (3)改变电源电压，移动滑片到某位置，当一个电表满偏时，另一电表示数为满刻度的三分之一，求：此时电路消耗的总功率； (4)拆除电压表，若使滑动变阻器可任意调节（从0调到最大阻值），且电流表示数不低于满刻度的三分之一，求电源电压的可变范围。 5．小宇设计了如图甲所示电路，电源电压U恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，灯泡L上标有“6V 3.6W”字样，其电阻随温度的变化忽略不计，电压表分别选择合适量程以确保电路安全。闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P使滑片从一端到另一端点移动过程中，两电压表V1、V2的示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。滑片在A、B两个端点时，R1的功率变化了0.6W。求： (1)灯泡L正常发光时的电阻； (2)I1与I2之比； (3)若两个电压表的量程均改为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，闭合开关，保证电路安全的前提下，滑片P从左端向右移动的过程中，R1电功率的最小值。 6．如图所示，电源电压为且保持不变，定值电阻，滑动变阻器R上标有“”，电压表量程为，电流表量程为。闭合开关S后，请计算： (1)两端的最大电压； (2)滑动变阻器R允许接入电路的阻值范围； (3)当与R的电功率相等时，电路的总电功率。 7．如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器上标有“？Ω；2A”字样，电流表接入电路量程为，电压表接入量程为。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使滑动变阻器接入电路阻值为，此时电流表示数为，电压表示数为6V； (1)求定值电阻的阻值和电源电压； (2)求电路功率的最大值； (3)移动滑动变阻器的滑片P，在保证电路安全的情况下，电压表示数的最大值与最小值之比为5︰1，求滑动变阻器连入电路的最大值。（解答时，要有必要的文字说明、公式和计算步骤等，只写最后结果不得分） 8．如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L上标有“2V  0.4W”字样，滑动变阻器上标有“40Ω  1A”字样，电压表表盘如图乙所示。闭合开关S，滑片P移至中点时，小灯泡恰好正常发光（灯丝电阻恒定不变），求： (1)小灯泡的电阻。 (2)电源电压。 (3)在小灯泡恰好正常发光的情况下，用一阻值大于的未知定值电阻替换小灯泡，电表量程可能发生了改变，电路其他连接情况均没有改变，闭合开关，两电表指针偏转角度之比恰好为，此时电路消耗的总功率超过1W。在保证电路安全的情况下，电阻消耗的最大功率为多少。 9．如图所示，电源电压恒为20V。灯泡L上标有“12V   6W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。当滑动变阻器R的滑片P在B点，且时，只闭合S和S1，灯泡L恰好正常发光。当只闭合S和S2，滑动变阻器R的滑片P分别在中点O和B点时，电压表示数之比UAO:UAB=3:2。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求： (1)滑动变阻器R的最大电阻值； (2)当滑动变阻器R的滑片P在中点O时，只闭合S和S1，电压表的示数是多少？ (3)当只闭合S和S2，在保证电路安全的情况下，电阻R0消耗电功率最小时，滑动变阻器R消耗的电功率是多少？ 10．如图所示，电源电压恒为10V，R1为定值电阻，滑动变阻器。R2标有“40Ω  2A”字样，灯泡L标有“10V  10W”字样，且灯丝电阻不受温度影响。当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，电流表的示数为1.5A。求： (1)灯泡L正常发光时的阻值； (2)定值电阻R1的阻值； (3)闭合S、断开S1，将电流表的量程换成0~0.6A，求电路消耗的最大功率与最小功率的比值。 11．如图甲所示，电源电压恒为，灯泡上标有“10V  5W”字样，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V，滑动变阻器的最大阻值为。当只闭合和，移动滑动变阻器的滑片时，它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示，当滑动变阻器接入电路的阻值由增大到时，定值电阻的电功率变化了，（不计灯丝电阻随温度的变化）求： (1)灯泡L正常发光时通过的电流？ (2)只闭合和，且滑动变阻器接入电路的电阻为最大阻值的时，求此时灯泡的实际功率？ (3)只闭合和，在保证电路安全的情况下，要使电阻消耗电功率最小，滑动变阻器接入电路的电阻值为？ 12．如图电路中，电源电压U=6V保持不变，小灯泡L标有“6V  3W”字样（设灯泡电阻不变），定值电阻R2的阻值为10Ω，R1为滑动变阻器。求： (1)小灯泡正常发光时的电阻； (2)闭合开关S1、S2时，电流表的示数； (3)S1、S2都断开，调节滑片使R1的电阻与R2相等时，R1的电功率。 13．为应对在寒冷的夜晚学习，小超自制了一款集加热与调光一体的台灯如图所示。已知电源电压为3V且保持不变，R1、R2均为发热电阻，其中R1阻值为30Ω且保持不变，R2上标有“20Ω，1A”，灯泡L标有“2.5V，0.5W”字样，不考虑灯丝电阻变化，电流表量程为0～0.6A．求： (1)灯泡L正常发光时的电阻RL； (2)在保证电路安全的情况下，通过控制开关的断开闭合和调节R2，R2的最大发热功率； (3)电源电压降为2.6V后，在保证电路安全的情况下，通过控制开关的断开闭合和调节R2，灯L的最小实际电功率。 14．图甲为小华同学家的电紫砂汤锅，其电路简图如图乙所示，通过开关S1和S2的不同接法组合，可以实现两挡加热功能，其中定值电阻R1、R2都是发热电阻，其部分参数如下表所示，（锅内汤的比热容为水的比热容）求： 额定电压/V 220 额定功率/W 加热挡1100 保温挡880 (1)锅中的1.5kg汤从25℃加热到65℃，汤液吸收的热量是多少J？ (2)加热挡时电路中的总电流是多少A？ (3)R1的电阻是多少？ 15．我市中考体育统一进行电子测试，立定跳远电子测试仪如图甲所示，图乙为其工作原理图，电源电压为12V，R0为定值电阻，Rs为距离传感器的核心部件，图丙是Rs阻值随测试者成绩变化的关系图像。当传感器测到男生测试者成绩达到2.31m时，语音播报器提醒测试已满分，不需要进行第二次测试，此时电路中电流为0.2A。 (1)此时R0的阻值； (2)若测试者成绩达到2.31m时，Rs的工作时长为1.5s，此时Rs消耗的电能； (3)当测试者成绩为1.6m时，求Rs的电功率。 16．在图中的电路中，电源电压恒为，定值电阻为，滑动变阻器的最大阻值为，小灯泡上标有“5V、”字样，不考虑灯丝电阻变化。当开关闭合，、都断开，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，求： (1)小灯泡正常发光时的电阻； (2)小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值； (3)若开关、、都闭合，当滑片在端时，电路消耗的电功率。 17．如图甲所示电路，电源电压保持不变，小灯泡L的额定电压为，电流表量程为，滑动变阻器的最大阻值为，定值电阻。当闭合开关，断开，滑动变阻器滑片移到中点时，小灯泡正常发光、图乙为小灯泡两端电压与电流的关系图像。 (1)求电源电压； (2)当闭合开关；断开，调节滑动变阻器；求此时小灯泡的电阻； (3)当闭合开关，断开，求的最大功率。 18．如图所示的电路中，电源电压恒定，电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～3A，为定值电阻，滑动变阻器R的规格为“15Ω  2.5A”。灯L标有“15V  3.2W”的字样，当开关都闭合时，灯L恰好正常发光。求： (1)电源电压； (2)开关全部闭合，电路总功率的最小值； (3)只闭合S，电路中最大电流与最小电流比值为3：1，在保证电路安全的情况下，定值电阻的可能值。 19．某同学在探究用电器消耗的电功率变化规律时设计如图甲所示电路，电源电压保持不变，为定值电阻，为滑动变阻器。闭合开关，移动滑动变阻器滑片，变阻器的电功率与电流的关系图像如图乙所示。求： (1)电功率最大时电压表的示数； (2)接入电路的最大值： (3)电路消耗的最大功率。 20．如图所示电路中，R为定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为Rp＝48Ω，小灯泡上标有“12V  6W”的字样，且不计温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片移至最左端时，小灯泡正常发光，R消耗的功率为P1；当滑动变阻器的滑片移至最右端时，R消耗的功率为P2。已知电源电压U保持不变，且P1＝4P2，求： (1)小灯泡的电阻RL； (2)电源电压U； (3)如果电压表最大量程为15V且要保证它的安全，则Rp消耗的最大功率。 第4页，共9页 第3页，共9页 学科网（北京）股份有限公司 《动态电路中的电功率的简单计算》参考答案 1．(1)6Ω (2)6V (3)1W 【详解】（1）小灯泡的电阻 （2）当闭合S1、S3、S4、S5，断开S2，滑片处于b端时，小灯泡刚好正常发光。分析电路可知，小灯泡与滑动变阻器并联，滑动变阻器接入电路的阻值最大。此时小灯泡刚好正常发光，说明小灯泡两端的电压等于其额定电压，根据并联电路的电压特点，可知电源电压 （3）闭合S1、S2、S5，断开S3、S4时，滑动变阻器与定值电阻串联。滑动变阻器的功率 当 时，滑动变阻器的电功率最大，为 2．(1) (2)0.8 (3)0.081W 【详解】（1）根据灯泡的铭牌“2.5V  0.625W”可知：灯泡的额定电压，额定功率。 灯泡正常发光时的电阻为 灯泡正常发光时，电路中的电流为 由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电源电压 灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压 此时，滑动变阻器接入电路的电阻 （2）当电源电压降低到时，要使灯泡仍正常发光，电路中的电流仍需为，灯泡两端的电压仍为 此时，滑动变阻器两端的电压 此时，滑动变阻器接入电路的电阻 （3）当电源电压降低到时，要使灯泡的实际功率最小，根据公式可知，需要使电路中的电流最小。 根据欧姆定律，当电路的总电阻最大时，电流最小。 滑动变阻器的最大阻值，灯泡电阻，电路的最大总电阻 此时，电路中的最小电流 灯泡的最小实际功率 3．(1)0.06A (2)3℃ (3)0.05625W 【详解】（1）由图甲可知，R0与R1串联，电压表测R1两端电压，电流表测电路中的电流，当温度为1℃时，由图乙可知热敏电阻，电路中电流表的示数 （2）由图乙可知，热敏电阻R0的阻值随温度升高而减小，温度最高时热敏电阻的阻值最小，定值电阻R1两端电压最大，当电压表达到最大值时，电路中的电流 为保证安全，电路中最大电流为0.075A，此时 由图乙可知，在电路安全前提下，此装置所测的最高温度为3℃。 （3）当温度为4℃时，由图乙可知，热敏电阻对应的阻值为；为保证安全，电路中最大电流为0.075A，则串联一个定值电阻R2的最小阻值 其消耗的电功率 4．(1)30Ω (2)10V (3)10.2W (4)10~12V 【详解】（1）由图甲可知，滑动变阻器R与定值电阻R0串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路中的电流，当滑片P从最右端移至最左端时，R接入电路中的电阻变小，根据串联分压，会使电压表示数变小，同时R0电阻不变，根据串联电路电阻规律可知，电路中总电阻变小，总电压不变，根据可知，电路中电流变大，即电流表示数变大，所以由乙图可知，当R接入最大阻值时，电路中电流最小为0.2A，R两端的电压为6V，当R接入阻值为0时，电路中电流最大为0.5A，所以滑动变阻器的最大阻值为 （2）当R接入阻值为0时，电路为只有R0的简单电路，可得，当R接入最大阻值时，根据欧姆定律可得 所以电源电压为 R0的阻值为 （3）当一个电表满偏时，另一电表示数为满刻度的三分之一，分析题意可知，若电压表满偏，电流表示数为满刻度的三分之一时，此时R两端电压为15V，电路中电流为0.2A，则滑动变阻器的阻值为 与题意不符，所以应是电流表满偏，电压表示数为满刻度的三分之一，故此时电路中电流为0.6A，R两端电压为5V，则R0的电压为 所以电源电压为 此时电路消耗的总功率为 （4）拆除电压表，若使滑动变阻器可任意调节（从0调到最大阻值），且电流表示数不低于满刻度的三分之一，当滑动变阻器接入阻值为30Ω时，由题意可知，电路中的最小电流为 则最小电源电压为 当滑动变阻器接入电阻为0时，电路中的最大安全电流为0.6A，此时电源电压最大，为 所以电源电压的可变范围是10~12V。 5．(1)10Ω (2)1∶2 (3)0.2W 【详解】（1）灯泡L正常发光时的电阻为 （2）由图甲知，灯泡L与定值电阻R1、滑动变阻器R2串联，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R1和R2两端总电压，因此V2表示数大于等于V1表示数，即图像中下边图线为V1表示数随电流表示数变化的图象，则I=I1时，R1两端电压U1=U0，Iʹ=I2时，R1两端电压U1ʹ=2U0，则 （3）当滑动变阻器的划片在最右端时，电阻最大，电路中电流最小为I1，此时R1两端的电压为U0，所以此时电阻R1的功率为 当滑动变阻器的划片在最左端时，电阻为0，电路中电流最大为I2，此时R1两端的电压为2U0，所以此时电阻R1的功率为 由题意知R1的功率变化了0.6W，即 则 保证电路安全的前提下，滑片P在最右端时，滑动变阻器的阻值最大，电路中电流最小，则R1的功率最小为 6．(1) (2) (3) 【详解】（1）当电路中的电流时，两端的电压最大，则两端的最大电压 （2）当时，滑动变阻器R接入电路中的阻值最小，则 即 当电压表示数时，滑动变阻器R接入电路中的阻值最大，则 此时两端的电压 在串联电路中，即 动变阻器R的最大阻值，因此滑动变阻器R允许接入电路的阻值范围为 （3）根据公式可知，当滑动变阻器R接入电路的阻值时，与R的电功率相等，此时电路的总电阻，电路总功率 7．(1)，18V (2)36W (3) 【详解】（1）由图甲可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端的电压，根据欧姆定律知，定值电阻 电源电压 （2）根据滑动变阻器的铭牌可知，能够通过滑动变阻器的最大电流为2A，电流表接入电路量程为，电路中的最大电流为2A，此时定值电阻两端的电压 此时定值电阻两端的电压小于电源电压，也在电压表的量程之内，故电路中的最大电流可以达到2A，则最大功率 （3）在保证电路安全的情况下，电路中的最大电流为2A，电压表最大示数为10V；电压表示数的最大值与最小值之比为5︰1，则电压表的最小示数为 此时电路中最小电流为 滑动变阻器连入电路的最大值 8．(1)10Ω (2)6V (3)0.675W 【详解】（1）由欧姆定律可知，小灯泡的电阻为 （2）滑片P移至中点时，滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω，小灯泡恰好正常发光，其两端电压 此时电路中电流 滑动变阻器两端电压为 根据串联电路电压关系，电源电压为 （3）两电表指针偏转角度之比恰好为，电压表V的示数为电源电压6V，为0~15V量程，有三种情况： ①电压表为0~3V量程，两电表指针偏转角度时，则两电压表示数之比为 则两端电压为 滑动变阻器两端电压为 因电路其他连接情况均没有改变，滑动变阻器接入电路的电阻仍为20Ω，电路电流为 电路消耗的功率为 此时定值电阻的阻值为 舍去。 ②电压表为量程，两电表指针偏转角度，则两电压表示数之比为 则两端电压为 滑动变阻器两端电压为 因电路其他连接情况均没有改变，滑动变阻器接入电路的电阻仍为，电路电流为 电路消耗的功率为 定值电阻的阻值为 当滑片P向左移动，时，电阻消耗的功率最大 ③电压表为量程，两电表指针偏转角度，则两电压表示数之比为 则两端电压为 滑动变阻器两端电压为 电路消耗的功率为 舍去。 故电阻消耗的最大功率为 9．(1)80Ω (2)12.5V (3)3.75W 【详解】（1）只闭合S和S1时，滑动变阻器与灯泡串联。 当灯泡正常发光时，电路中电流 此时滑动变阻器两端的电压 此时滑动变阻器接入电路的阻值 因为，所以滑动变阻器的最大阻值 （2）只闭合S和S1，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量滑动变阻器两端电压。 小灯泡的电阻 电路中总电阻 电路中电流 电压表的示数 （3）当只闭合S和S2，R0与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压。 当滑片在B点时，电路中电流 电压表的示数 同理可得，当滑片在O点时，电压表的示数 因为UAO:UAB=3:2，所以 解得 当滑动变阻器接入电路阻值最大时，电路电流最小，则最小电流 此时电压表示数 因为电压表的量程为0~15V，所以滑动变阻器两端的最大电压为时，电路电流最小，R0消耗的电功率最小。 此时R0两端电压 通过R0的电流 R0消耗的电功率最小时，滑动变阻器消耗的电功率 10．(1) (2) (3) 【详解】（1）由可知，灯泡正常发光时的电阻 （2）当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，电阻R1与灯泡L并联。电流表测量干路电流I总=1.5A，根据并联电路电压的特点可知， 通过灯泡L的电流 根据并联电路的电流特点，通过电阻R1的电流 则定值电阻R1的阻值为 （3）当闭合S、断开S1时，灯泡L与滑动变阻器R2串联，因为电源电压U恒定，所以当电路中电流最大时，功率最大；电流最小时，功率最小。因为电流表的量程是0~0.6A，故电路中的最大电流Imax = 0.6A，此时电路消耗的最大功率 当滑动变阻器R2的滑片P移至b端，其接入电路的电阻最大为40Ω，电路的最大总电阻 电路中的最小电流 此时电路消耗的最小功率 则电路消耗的最大功率与最小功率的比值为 11．(1)0.5A (2)1.8W (3)100Ω 【详解】（1）根据灯泡L的铭牌“10V 5W”可知，灯泡的额定电压为10V，额定功率为5W。由电功率公式可得，灯泡正常发光时通过的电流 （2）由可得，灯泡电阻 当只闭合S和S2时，灯泡L与滑动变阻器R串联。 滑动变阻器接入电路的电阻 此时电路的总电阻 根据欧姆定律，电路中的电流 此时灯泡的实际功率 （3）当只闭合S和S1时，定值电阻R0与滑动变阻器R串联。根据图乙和题意，当变阻器接入电阻为R1时，其两端电压为U1；当接入电阻为4R1时，其两端电压为2U1。 根据串联电路分压规律和欧姆定律，可得 ，……① ，……② 由①②两式联立消去U1可得 解得     当变阻器接入电阻从R1增大到4R1时，R0的电功率变化了5.4W。 由可得，定值电阻R0的变化功率 解得 要使电阻R0消耗的电功率最小，根据，需要使电路中的电流最小。则需要使滑动变阻器接入电路的电阻R最大。所以当电压表示数为15V时，滑动变阻器接入电路的电阻R最大，此时R0两端电压 电路中的电流 因串联电路中各处的电流相等，所以滑动变阻器的阻值为 因此，要使R0消耗电功率最小，滑动变阻器接入电路的电阻值为100Ω。 12．(1)12Ω (2)1.1A (3)0.9W 【详解】（1）由题可知，小灯泡的铭牌“6V 3W”，所以由可得，小灯泡正常发光时的电阻 （2）当闭合开关、时，分析电路可知，滑动变阻器被短路，小灯泡L与定值电阻并联，电流表测量干路电流。电源电压U=6V，在并联电路中，各支路两端电压相等，即 通过小灯泡L的电流 通过定值电阻的电流 根据并联电路干路电流等于各支路电流之和的规律，所以电流表的示数 （3）当、都断开时，分析电路可知，定值电阻与滑动变阻器串联。根据题意，此时滑动变阻器的电阻与定值电阻相等，即 所以电路的总电阻 根据欧姆定律，电路中的电流 的电功率 13．(1)12.5Ω (2)1.8W (3)0.08W 【详解】（1）由可得，灯泡L正常发光时的电阻为 （2）S1、S3都闭合，S2断开时，电路是关于R2的简单电路，电流表测量电路中的电流，由电流表的量程0～0.6A和变阻器的参数“20Ω，1A”，根据串联电路电流规律可得，电路中的最大电流，根据可得，变阻器R2的最大发热功率 （3）闭合S1，断开S2、S3，灯泡L与滑动变阻器R2串联，变阻器接入电阻最大时，电路的总电阻最大 电源电压降为2.6V后，此时电路中的电流最小 由可得，灯泡消耗的最小功率 14．(1)； (2)5A； (3)55Ω 【详解】（1）汤液吸收的热量 （2）由铭牌可知，电汤锅的额定电压U=220V，加热挡的额定功率P加热=1100W。根据电功率公式，加热挡时电路中的总电流 （3）分析电路图可知，当开关S1、S2都闭合时，电阻R1与R2并联，电路总电阻最小，根据功率公式可知，此时电路的总功率最大，电汤锅处于加热挡。当开关S1闭合、S2断开时，电路中只有电阻R1工作，电路总电阻较大，总功率较小，电汤锅处于保温挡。因此，保温挡的功率为电阻R1的功率 根据电功率公式可得，R1的电阻 15．(1)40Ω； (2)1.2J； (3)0.9W 【详解】（1）由图乙可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流；由图丙可知，测试者成绩达到2.31m时，Rs的阻值为20Ω，由欧姆定律可知，此时电路的总电阻 由串联电路的电阻特点可知，R0的阻值 （2）若测试者成绩达到2.31m时，Rs的电阻为20Ω，此时Rs消耗的电能 （3）由图丙可知，测试者成绩为1.6m时，Rs的阻值为40Ω，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，电路中的电流 的电功率 16．(1) (2) (3)7W 【详解】（1）小灯泡上标有“5V、”字样，小灯泡正常发光时的电阻 （2）当开关闭合，、都断开，、串联，小灯泡正常发光，此时电路电流为 电源电压恒为，电路总电阻为 滑动变阻器接入电路的阻值 （3）若开关、、都闭合，当滑片在端时，，并联。的功率为 滑动变阻器的最大阻值为，滑动变阻器的功率为 电路消耗的电功率 17．(1)7.5V (2)3.75Ω (3)0.9375W 【详解】（1）当、闭合，断开时，灯泡和滑动变阻器串联，滑动变阻器滑片移到中点时，小灯泡正常发光，根据题意由乙图可知： 滑动变阻器两端电压 电源电压为 （2）当闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器与灯泡L串联。调节滑动变阻器R1=15Ω，则在图乙中作出滑动变阻器的电压与电流的关系图像，如图所示 取电流相等，电压之和等于电源电压7.5V，可知此时电路中的电流为0.4A，小灯泡电压为1.5V，此时小灯泡的电阻为： （3）当闭合开关S、，断开，此时和滑动变阻器串联，的功率为 分析上式可知，当时的功率最大，最大功率为 18．(1)15V (2)18.2W (3)3Ω或7.5Ω 【详解】（1）当开关都闭合时，R、L并联，灯L恰好正常发光，因为灯额定电压为15V ，根据并联电路电压的特点，可知电源电压。 （2）当开关都闭合时，R、L并联。当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电功率最小，则变阻器的最小功率为 电路消耗的总功率最小为。 （3）只闭合S时，滑动变阻器R与定值电阻串联。 y如果阻值较小：因为电流表的量程为0～3A，滑动变阻器R的规格为“15Ω 2.5A”，故电路中最大电流为。 当，电路中最小电流为① 电路中最大电流与最小电流比值为3：1，即② 联合①②代入数据有③ ④ 把③代入④解得。 如果阻值较大：当电路中最大电流时，当滑动变阻器滑片移到最右端时，电路中最小，其最大电流为 联合①②⑤得 即 解得。 所以只闭合S，定值电阻的可能值为3Ω或7.5Ω。 19．(1)5V (2) (3)5W 【详解】（1）由图甲可知，和变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器两端的电压，由图乙可知，当变阻器的功率最大为1.25 W时，电路中的电流为0.25A，由P=UI可知，此时变阻器两端的电压为 （2）当变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知，电路中的最小电流为0.2A，此时变阻器的功率为1.2W由可得，滑动变阻器的最大阻值 （3）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由可得，电源的电压 由图乙可知，当电路中的电流时，滑动变阻器的功率 则滑动变阻器接入电路中的电阻 电源的电压 因电源的电压不变 电源的电压 滑动变阻器接入电路的阻值为时，电路总电阻最小，电源电压不变，根据可知总功率最大，为 20．(1)24Ω (2)24V (3)2.25W 【详解】（1）小灯泡上标有“12V 6W”的字样，灯泡电阻 （2）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片移至最左端（即其连入电路中的电阻为0）时，灯泡L和电阻R串联，电流表测量的是整个电路中的电流，电压表测量的是电阻R两端的电压，此时灯泡正常发光，小灯泡的电流为 R消耗的功率为P1=I21R=(0.5A)2R① 电源电压为U=I1(RL+R)=0.5A×(24Ω+R)② 将滑动变阻器的滑片移至最右端（即阻值最大处）时，灯泡L、电阻R和Rp串联，电流表测量的是整个电路中的电流，电压表测量的是电阻R和Rp两端的电压，此时的电流为 R消耗的功率为P2=I22R③ 电源电压为U=I2(RL+R+RP)=I2×(72Ω+R)④ 由题意知P1=4P2 即 则 解得 因为I1=0.5A，所以I2=0.25A⑤，由②④⑤得0.5A×(24Ω+R)=0.25×(72Ω+R) 解得R=24Ω，电源电压U=0.5A×(24Ω+R)=0.5A×(24Ω+24Ω)=24V （3）Rp消耗的功率P=UVI-I2R=UVI-I2×24Ω 根据抛物线的性质可知滑动变阻器的最大功率 分析函数关系可知当UV最大时，P最大，电压表示数最大为15V时，根据串联电路电压规律可知灯泡两端的电压UL′=U-UV=24V-15V=9V 此时通过电路的电流 此时定值电阻两端的电压 此时滑动变阻器两端的电压UP=UV-UR=15V-9V=6V 滑动变阻器的最大功率 答案第16页，共16页 答案第15页，共17页 学科网（北京）股份有限公司 $