压轴03 欧姆定律、电功率(压轴题专练)(安徽专用)2026年中考物理终极冲刺讲练测
2026-04-21
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内容正文:
压轴03 欧姆定律、电功率3大核心考向
典例·靶向·突破
1.C
【解析】A.当的滑片位于b端,开关、闭合,断开时,电路为的简单电路,测电路电流,电源电压①
当的滑片移到b端,三个开关都闭合时,、、并联,电压表测电源电压,电流表测通过与的电流之和,并联电路电流规律可得②
将①式代入②式,且,解得
当的滑片位于中点,只闭合开关时,此时三个电阻串联入电路,接入电路阻值为,电压表测的是两端电压,电压表示数为=2V,电路中电流
由于串联电路中电流处处相等,所以两端电压为
所以两端电压为
则电源电压为
故A正确,不符合题意;
B.将代入①式,得滑片位于b端(即最大阻值处),故B正确,不符合题意;
C.由于,,,解得,。
三个开关都闭合时,电路消耗的总功率,故C错误,符合题意;
D.当开关、闭合,断开时,电路为的简单电路,此时电路消耗的总功率,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.(1)6V;(2)12J;(3)开关、、均闭合,30Ω
解:(1)闭合开关、,断开开关,此时滑动变阻器断路,定值电阻短路,小灯泡恰好正常发光。小灯泡正常发光时,实际电压等于额定电压,即
此时只有小灯泡一个用电器,小灯泡两端电压就等于电源电压,即
(2)断开开关、,闭合开关,此时滑动变阻器和定值电阻串联接入电路,将的滑片移至最右端,滑动变阻器全部接入电路,即滑动变阻器接入电路的阻值为
由可得,通过电路的电流为
根据焦耳定律可知,电流通过定值电阻产生的热量为
(3)要使小灯泡发光,则开关必须闭合保证小灯泡接入电路;并且电路总功率最大,由可得,电源电压不变,则要求总电阻最小,总电流最大,同时要保证给电路元件处于安全的状态。以下是考虑的几种电路结构:
(1)当只闭合开关时,小灯泡与定值电阻串联,此时电路的总电阻为
(2)当闭合开关、,断开开关,此时滑动变阻器断路,定值电阻短路,小灯泡恰好正常发光,此时电路的总电阻为
(3)当闭合开关、,断开开关,小灯泡与滑动变阻器并联后在与定值电阻串联,此时电路的总电阻为
(4)当三个开关均闭合时,定值电阻短路,小灯泡与滑动变阻器并联,此时电路的总电阻为
从总电阻要求最小来分析,最合适的方案为当三个开关均闭合时,定值电阻短路,小灯泡与滑动变阻器并联,此时电路的总电阻最小。此时,定值电阻短路,电压表示数为零,电压表安全;根据并联电压规律可知,此时小灯泡两端电压为
此时小灯泡正常发光,通过小灯泡的电流为
要保证电流表的安全,则通过滑动变阻器的最大电流为
由可得,此时滑动变阻器接入电路的电阻为
3.(1)高温挡;(2);(3)
解:(1)根据电路图,当开关S1闭合:若温控开关S2接到a,电阻R1和R0串联,电路总电阻为;若温控开关S2接到b,电阻R2和R0串联,电路总电阻为;若温控开关S2接到c,只有电阻R0接入电路,电路总电阻为。因为,所以。电源电压U恒定,根据可知,电路的总电阻越小,电功率越大,发热越多,温度越高。因此,当S2接到c时,电路总电阻最小,功率最大,电热敷腰带处于高温挡。
(2)当电热敷腰带处于高温挡时,只有R0工作,其额定功率。根据可得:①;
当电热敷腰带处于中温挡时,S2接b,R2和R0串联,其额定功率。根据可得:②;
将①②解得:所以,R0和R2的比值为。
(3)电热敷腰带在高温挡工作时间,电能表转盘转了。电能表参数为,表示每消耗1kW∙h的电能,转盘转3000转。
电热敷腰带消耗的实际电能为
电热敷腰带的实际功率为
在高温挡时,电路中的电阻为R0,额定状态下
实际工作状态下
两式相比整理得。
一、填空题
1.2:5
2.1
3.
4.
二、单选题
5.D 6.C 7.C 8.D
三、实验题
9.(1);(2)17.9;(3)闭合S、S1,断开S2
10.(1);(2)阻值最大 保护电路,防止电流过大烧坏灯泡 断路;(3)0.3 0.75;(4)不能 灯泡正常发光时,R0两端电压为 R0两端电压大于电源电压
四、计算题
11.(1)10Ω;(2)54J
解:(1)当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器R3的滑片P移到最右端时,电阻R1与滑动变阻器R3串联,电阻R1两端的电压
则电阻
(2)开关S1、S2都闭合,滑动变阻器R3的滑片P移到最左端时,滑动变阻器R3接入电路电阻为0,电阻R1与R2并联,通电10s整个电路产生的热量
12.(1)12Ω;(2)12V;(3)3:7
解:(1)根据灯泡L的铭牌“6V 3W”可知,其额定电压为6V,额定功率为3W。根据电功率公式 可得,灯泡的电阻为
(2)当只闭合开关S时,灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流。灯泡正常发光时,电路中的电流等于灯泡的额定电流,电路中的电流为
此时滑动变阻器接入电路的电阻设为R₂。根据题意,滑片P从b端滑至该位置时,电流表示数增大了0.1A,所以滑片在b端时,电路中的电流
此时滑动变阻器接入电路的电阻为最大值 。根据题意,滑动变阻器的阻值减小了6Ω,所以 ,故滑动变阻器接入的最大值为
由于电源电压U保持不变,根据串联电路的特点和欧姆定律可列出方程,当滑片P在b端时,电源电压为
①
当滑片P滑到某位置时,小灯泡正常发光,则电源电压为②
联立①②两式解得。
(3)只闭合开关S时,灯泡L与滑动变阻器R串联,为保证电路安全,电路中的最大电流不能超过电流表的量程0.6A和灯泡的额定电流0.5A,因此,电路中的最大安全电流 。此时电路的最大功率为
闭合开关S、S₁、S₂时,灯泡L被开关S₁短路,定值电阻R₀与滑动变阻器R并联,电流表测干路电流。电路的总功率。要使电路的功率最小,需要使干路的总电流最小。根据并联电路的特点,。要使 最小,需要使通过滑动变阻器的电流 最小,即应使滑动变阻器接入电路的电阻R最大。由第(2)问的计算可知,滑动变阻器的最大阻值
此时电路中的最小总电流为
此时电路的最小功率为
P₁与P₂的比值
13.(1);(2);(3)不妥当,理由见解析。
解:(1)飞行汽车在空中悬停时,处于静止状态,受力平衡。它受到竖直向下的重力G和螺旋桨提供的竖直向上的升力F升。根据二力平衡条件可知,升力与重力大小相等,即
螺旋桨对空气产生的竖直向下的压力F与空气对螺旋桨产生的升力F升是一对相互作用力,大小相等。所以,螺旋桨对空气产生的竖直向下的压力为
(2)根据电功率公式可知,在电源电压U一定时,电路的总电阻R越小,电功率P越大,为高温挡。分析图乙电路,当开关S1、S2都闭合时,电阻R1被短路,只有R2接入电路,此时电路中电阻最小,为高温挡。此过程中消耗的电能
加热片吸收的热量
加热片的吸热效率
(3)分析丙图电路,当开关S1、S2都闭合时,电阻R1与R2并联,总电阻较小,根据电功率公式可知,总功率较大,电加热座椅处于高温挡。根据欧姆定律及并联电路的电流特点可知总电流
大于熔断器的熔断电流8.0A,所以当使用高温挡时,熔断器会熔断,切断电路,导致加热座椅无法正常工作。因此,该设计不妥当。
14.(1);(2);(3)
解:(1)分析电路可知,和滑动变阻器串联,电压表测电压,电流表测电路电流。当滑片P在滑动变阻器的最右端a点时,和滑动变阻器的最大阻值串联,闭合开关,电压表的示数为1.2V,则电路电流为
则电源电压
(2)当滑片P向左移,滑动变阻器阻值变小,则总电阻变小,根据,电路电流变大,电流表示数变大,根据,电压变大,则电压表示数变大。当电压表示数最大为3V时,电路中电流为
所以电路中电流最大为0.5A,此时滑动变阻器阻值最小为
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为。
(3)设所换滑动变阻器的最大阻值为。,根据,阻值不变,所以前后电路中电流之比。根据则有,解得所换滑动变阻器的最大阻值。
15.(1),;(2)2:9
解:(1)当只闭合S₁时,此时电路中只有电阻R₂工作,电流表测量通过R₂的电流,设此时电流为I₁,根据欧姆定律可得电源电压U=I₁R₂=0.6A×R₂①
当只闭合S₂时,R₁与R₂串联,电流表测量串联电路的电流,设此时电流为I₂,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可得电源电压U=I₂(R₁+R₂)=0.4A×(5Ω+R₂)②
电源电压恒定,联立①②两式可得0.6A×R₂=0.4A×(5Ω+R₂)
解得R₂=10Ω,将R₂的阻值10Ω代入①式,可得电源电压U=0.6A×10Ω=6V
(2)设只闭合S₂时,整个电路消耗的功率为P₂,此时R₁与R₂串联,电路中的电流I₂=0.4A
P₂=UI₂=6V×0.4A=2.4W
只断开S₂,开关S₁和S₃闭合时,整个电路消耗的功率为P',此时,R₁与R₂并联,根据并联电路中总功率的特点
两种情况下,整个电路消耗的功率之比为P₂:P'=2.4W:10.8W=2:9
16.(1)U=12V,r=1Ω;(2)7.3W
解:(1)由图可知,开关闭合后,电阻r、R0和变阻器R串联,电压表V1测量R0和R两端的总电压,电压表V2测量R0两端的电压,电流表测量电路中的电流。变阻器的滑片在右端时,变阻器接入电阻最大,电路的总电阻最大,电路中的电流最小:I小=0.5A,电压表V2的示 数最小;U02=1.5V,电压表V1的示数最大 :U01=11.5V, 根据欧姆定律可得
由串联电路电压规律可得,变阻器R两端电压UR=U01-U02=11.5V-1.5V=10V
则变阻器的最大电阻
由串联电路规律规律和欧姆定律可得,电源电压U=U01+rI小
即U=11.5V+r×0.5A…… ①
变阻器的滑片在左端时,变阻器接入电阻为0,电路的总电阻最小,电路中的电流最大:I大=3A,电压表V2的示数最大: U'02=9V,电压表V1的示数最小:U01=9V, 根据串联电路规律和欧姆定律可得,电源电压U=U'01+rI大
即U=11.5V+r×0.5A…… ②
联立①②解得:U=l2V,r=1Ω。
(2)当变阻器的滑片在中点时,变阻器接入电阻为其最大阻值的则
根据串联电路规律和欧姆定律可得。此时电路中的电流
由
可得变阻器消耗的电功率
/
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压轴03 欧姆定律、电功率3大核心考向
命题预测
题型固定:必考电学综合计算题,常搭配动态电路分析、实验探究题,压轴分值稳定在9—14 分。
考向聚焦:串并联电路计算、欧姆定律应用、额定 / 实际功率、电热、多档位电路、U-I 图像、故障分析为最高频压轴方向。
情景创新:以家用电器、多档位加热装置、充电桩、光敏 / 压敏传感器、滑动变阻器范围为载体,强调电路识别、公式选择、范围计算。
难度梯度:基础计算→动态范围→多档位综合→图像结合,是决定物理总分的核心题型
高频考法
1.欧姆定律:串并联规律、动态电路、取值范围
2.电功电功率:、W=Pt、Q=I2Rt
3.多档位电路:高温、中温、低温档判断与计算
4.综合压轴:U-I 图像、范围计算、故障分析、电热综合
知识·技法·思维
一、核心知识点清单
(一)欧姆定律(电学计算基础,必考)
1.核心公式:(其中 I 表示电流,单位为安培(A);U 表示电压,单位为伏特(V);R 表示电阻,单位为欧姆(Ω))。
2.重要变形式:U=IR、(关键提醒:电阻是导体本身的一种属性,与导体两端的电压 U、通过导体的电流 I 无关,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关)。
3.串联电路规律(中考高频,必须掌握):I=I1=I2(串联电路中各处电流相等);U=U1+U2(总电压等于各用电器两端电压之和);R=R1+R2(总电阻等于各分电阻之和,总电阻大于任意一个分电阻)。
4.并联电路规律(中考高频,必须掌握):U=U1=U2(并联电路中各支路两端电压相等,且等于电源电压);I=I1+I2(总电流等于各支路电流之和);(总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,总电阻小于任意一个分电阻)。
(二)电功与电功率(压轴核心,必考)
1.定义式(通用,所有电路适用):P=UI(电功率等于电压与电流的乘积)、W=UIt=Pt(电功等于电压、电流与时间的乘积,也等于电功率与时间的乘积)。
2.推导式(仅适用于纯电阻电路,中考重点):(可根据已知条件灵活选择,算功率、电阻最快);(纯电阻电路中,电功等于电热)。
3.额定功率(关键概念):P额 = U额I额(用电器正常工作时的功率,此时用电器两端电压等于额定电压U额,通过的电流等于额定电流 I额)。
4.实际功率(中考高频计算):P实 = U实I实(用电器实际工作时的功率,由实际电压 U实决定,与额定功率无关;当 U实 = U额时,P实 = P额,用电器正常工作)。
(三)焦耳定律(电热,高频考点)
核心公式:(适用于所有电路,电热等于电流的平方、电阻与时间的乘积);纯电阻电路中,电热等于电功,即(中考常结合多档位电路、电热器考查)。
(四)多档位电路核心(压轴高频)
1.档位判断关键:电源电压 U 不变,根据 可知,总电阻越小,电功率越大,档位越高;总电阻越大,电功率越小,档位越低。
2.低温档:电路为串联连接,总电阻最大,电功率最小,对应低温档(如电饭煲保温档)。
3.高温档:电路为并联连接或短路部分电阻,总电阻最小,电功率最大,对应高温档(如电饭煲加热档);中温档通常为单个电阻工作。
二、解题技法
(一)先画等效电路(电学解题第一步,必做):去掉电表(电流表相当于导线,电压表相当于断路)、去掉断路部分、简化滑动变阻器(按题目要求取最大/最小阻值或正常工作状态),明确电路的串并联连接方式,避免因电路识别错误导致解题失误。
(二)三定原则(快速定位解题思路):先定串并联(明确电路连接方式)→ 定电压电流规律(套用串并联电路的电流、电压关系)→ 定可用公式(根据已知条件和所求量,选择最简便的公式,避免繁琐计算)。
(三)纯电阻电路优先用(秒杀技巧):涉及功率、电阻、档位判断时,优先使用,无需计算电流,可快速求解功率大小、电阻阻值和档位高低,节省解题时间。
(四)范围题三步走(动态电路核心技法):
1.求电流上限:根据电流表量程、用电器额定电流,确定电路中允许通过的最大电流(I 最大),超过则元件损坏。
2.求电压上限:根据电压表量程、用电器额定电压,确定各用电器两端允许的最大电压(U 最大),结合串并联分压规律,推导对应电流。
3.反推滑动变阻器取值范围:根据欧姆定律,结合最大、最小电流,计算滑动变阻器对应的最大阻值和最小阻值,确定调节范围。
(五)多档位电路先判电阻(压轴题秒杀关键):先看开关通断情况,判断电路的连接方式(串联/并联/单个电阻工作),确定总电阻大小,再根据判断档位高低,最后代入公式计算功率、电阻等物理量。
三、思维模板
审题→判串并→标已知→画等效电路→选公式→列方程→算范围→验合理性。具体解题步骤:① 仔细审题,圈画已知条件(电源电压、电阻阻值、额定电压或功率、电表量程等)和所求问题;② 判断电路串并联连接方式;③ 标注已知物理量的数值和单位,统一单位(如mA换算为A,kΩ换算为Ω);④ 画出等效电路,简化复杂电路;⑤ 根据已知条件和所求量,选择最简便的公式(优先用推导式简化计算);⑥ 列出方程,代入数据进行计算;⑦ 若为动态范围题,计算滑动变阻器或电流、电压的取值范围;⑧ 验算计算结果是否合理(如功率是否超过额定功率、电阻阻值是否符合实际),确保解题准确。
典例·靶向·突破
题型01 欧姆定律与动态电路范围计算
1.【多开关动态电路与电功率综合计算】(2026·安徽·二模)如图所示,电源电压恒定不变,定值电阻.当的滑片位于b端,开关闭合,断开时,电流表的示数为0.1A;当的滑片移到b端,三个开关都闭合时,电流表的示数为0.6A,电路消耗的总功率为;当的滑片位于中点,只闭合开关时,电压表V的示数为2V,当开关、闭合,断开时,电路消耗的总功率为;下列说法错误的是( )
A.电源电压为10V B.的最大阻值为
C.=8W D.=2W
【答案】C
【详解】A.当的滑片位于b端,开关、闭合,断开时,电路为的简单电路,测电路电流,电源电压①
当的滑片移到b端,三个开关都闭合时,、、并联,电压表测电源电压,电流表测通过与的电流之和,并联电路电流规律可得②
将①式代入②式,且,解得
当的滑片位于中点,只闭合开关时,此时三个电阻串联入电路,接入电路阻值为,电压表测的是两端电压,电压表示数为=2V,电路中电流
由于串联电路中电流处处相等,所以两端电压为
所以两端电压为
则电源电压为
故A正确,不符合题意;
B.将代入①式,得滑片位于b端(即最大阻值处),故B正确,不符合题意;
C.由于,,,解得,。
三个开关都闭合时,电路消耗的总功率,故C错误,符合题意;
D.当开关、闭合,断开时,电路为的简单电路,此时电路消耗的总功率,故D正确,不符合题意。
故选C。
题型02 电功率与实际/额定功率计算
2.【串并联电路、电功率与电热综合计算】(2026·安徽六安·三模)如图所示,电源电压不变,小灯泡L标有“6V 2.4W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),定值电阻的阻值为,滑动变阻器标有“ ”字样,电压表量程为,电流表量程为。闭合开关、,断开开关,小灯泡恰好正常发光。
(1)求电源电压;
(2)断开开关、,将的滑片移至最右端,闭合开关,求内电流通过定值电阻产生的热量;
(3)在电路元件都安全的前提下,要使小灯泡发光且电路总功率最大,应如何控制开关?滑动变阻器接入电路的电阻为多大?
【答案】(1)6V;(2)12J;(3)开关、、均闭合,30Ω
【详解】(1)闭合开关、,断开开关,此时滑动变阻器断路,定值电阻短路,小灯泡恰好正常发光。小灯泡正常发光时,实际电压等于额定电压,即
此时只有小灯泡一个用电器,小灯泡两端电压就等于电源电压,即
(2)断开开关、,闭合开关,此时滑动变阻器和定值电阻串联接入电路,将的滑片移至最右端,滑动变阻器全部接入电路,即滑动变阻器接入电路的阻值为
由可得,通过电路的电流为
根据焦耳定律可知,电流通过定值电阻产生的热量为
(3)要使小灯泡发光,则开关必须闭合保证小灯泡接入电路;并且电路总功率最大,由可得,电源电压不变,则要求总电阻最小,总电流最大,同时要保证给电路元件处于安全的状态。以下是考虑的几种电路结构:
(1)当只闭合开关时,小灯泡与定值电阻串联,此时电路的总电阻为
(2)当闭合开关、,断开开关,此时滑动变阻器断路,定值电阻短路,小灯泡恰好正常发光,此时电路的总电阻为
(3)当闭合开关、,断开开关,小灯泡与滑动变阻器并联后在与定值电阻串联,此时电路的总电阻为
(4)当三个开关均闭合时,定值电阻短路,小灯泡与滑动变阻器并联,此时电路的总电阻为
从总电阻要求最小来分析,最合适的方案为当三个开关均闭合时,定值电阻短路,小灯泡与滑动变阻器并联,此时电路的总电阻最小。此时,定值电阻短路,电压表示数为零,电压表安全;根据并联电压规律可知,此时小灯泡两端电压为
此时小灯泡正常发光,通过小灯泡的电流为
要保证电流表的安全,则通过滑动变阻器的最大电流为
由可得,此时滑动变阻器接入电路的电阻为
题型03 多档位电热综合压轴
3.【多档位用电器电功率与实际电压综合计算】(2026·安徽亳州·模拟预测)某电热敷腰带有高温、中温和低温三个挡位,高温和中温两个挡位对应的额定功率分别为80W、20W,图甲是其内部简化电路图,额定电压为U,R0、R1、R2均为定值加热电阻,其中R1>R2,通过温控开关S2可实现不同挡位的切换。
(1)分析:当开关S1闭合,温控开关S2接到时,电热敷腰带的挡位;
(2)求加热电阻R0和R2的比值;
(3)将电热敷腰带单独接入家庭电路,在高温挡正常工作40min,如图乙所示的电能表转盘转了90转,求电热敷腰带的实际电压U0(用含有U的式子表示)。
【答案】(1)高温挡;(2);(3)
【详解】(1)根据电路图,当开关S1闭合:若温控开关S2接到a,电阻R1和R0串联,电路总电阻为;若温控开关S2接到b,电阻R2和R0串联,电路总电阻为;若温控开关S2接到c,只有电阻R0接入电路,电路总电阻为。因为,所以。电源电压U恒定,根据可知,电路的总电阻越小,电功率越大,发热越多,温度越高。因此,当S2接到c时,电路总电阻最小,功率最大,电热敷腰带处于高温挡。
(2)当电热敷腰带处于高温挡时,只有R0工作,其额定功率。根据可得:①;
当电热敷腰带处于中温挡时,S2接b,R2和R0串联,其额定功率。根据可得:②;
将①②解得:所以,R0和R2的比值为。
(3)电热敷腰带在高温挡工作时间,电能表转盘转了。电能表参数为,表示每消耗1kW∙h的电能,转盘转3000转。
电热敷腰带消耗的实际电能为
电热敷腰带的实际功率为
在高温挡时,电路中的电阻为R0,额定状态下
实际工作状态下
两式相比整理得。
一、填空题
1.(2026·安徽安庆·三模)如图所示电路,电源电压保持不变,当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两表示数之比,当开关S闭合后,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比______。
【答案】2:5
【详解】当断开,甲、乙均为电流表时,和并联,甲测干路总电流,乙测通过的电流,根据并联电阻电流的特点可知,,则
根据欧姆定律和并联电阻电压的特点可知,电阻之比为
当S闭合,甲、乙均为电压表时,和串联,甲测两端电压,乙测和两端的总电压,根据欧姆定律和串联电路的特点可知,两电压表之比为
2.(2026·安徽阜阳·三模)如图是定值电阻A和B的I-U图像。将电阻A和B并联在电路中,通过它们的电流之和为0.9A,保持电源电压不变,若将电阻A和B串联在电路中,则电阻A两端的电压为_____V。
【答案】1
【详解】电阻A和B并联,根据并联电路的电压关系可知,A、B两端的电压相等,又有
则由图像可知,,,
所以电源电压
电阻A和B串联,通过A、B的电流相等,且
由图像可知,当电流时,满足
此时电阻A两端的电压
3.(2026·安徽淮北·三模)如图所示是科技小组的同学自制的电热水壶电路图,正常工作时,有加热(800W)、保温(200W)两个挡位,R1、R2是定值电热丝,用该电器的“加热”挡正常工作5min,R1产生的热量为__________ J。
【答案】
【详解】由电路图可知,当、闭合时,与并联,总电阻最小,总功率最大,为加热挡,总功率
当闭合,断开时,只有接入电路,总电阻最大,总功率最小,为保温挡,因此的功率等于保温功率
并联电路总功率等于各支路功率之和,因此的功率
纯电阻电路中,产生的热量等于消耗的电能,则该电器的“加热”挡正常工作5min,R1产生的热量为
4.(2026·安徽·模拟预测)在“用电流表和电压表测量小灯泡的电阻”的实验中,得到小灯泡、的图像如图所示。则当、串联接在8V的电源上时,_________(选填“”或“”)的亮度更大。
【答案】
【详解】根据串联电路的电流规律可知,两灯泡串联时,通过两灯泡的电流相等,结合两灯泡的图像可知,当通过的电流为0.8A时,灯泡L1与L2两端的电压分别为2V和6V,由串联电路的电压规律可知,此时电路两端的总电压
符合题意,所以两灯串联接在8V的电源上时,灯L2两端的电压大于灯L1两端的电压,通过两灯的电流相等,根据可知,灯L2的实际功率大于灯L1的实际功率,则灯L2更亮。
二、单选题
5.(2026·安徽宿州·一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,为滑动变阻器,和为定值电阻。闭合开关S。在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片P由b端移至a端,电压表、电压表、电流表A示数变化量的绝对值分别为、、。两端电压变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A.电流表A示数变小 B.与的比值等于的阻值
C. D.
【答案】D
【详解】由图可知,电阻、和串联,电压表测量和的总电压,电压表测量的电压,电流表测量电路中的电流。
A.滑动变阻器的滑片由b端移至a端,的阻值变小;则电路的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,则电流表的示数变大,故A错误;
B.依电源电压不变可知,表示数减小量等于和的电压增加量,因此与的比值等于和的总电阻,故B错误;
C.依电源电压不变可知,表示数减小量等于的电压增加量,即,故C错误;
D.因为表示数减小量等于的电压增加量,表示数减小量等于和的电压增加量,故,故D正确。
故选D。
6.(2026·安徽芜湖·一模)如图所示电路,电源电压恒为7V,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”,灯泡标有“6V,3W”字样。闭合开关,若两电表示数均不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定电压,不考虑灯丝电阻变化,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变化范围2~3V
B.电流表示数变化范围0.2~0.5A
C.滑动变阻器的最大功率为1W
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围3~9Ω
【答案】C
【分析】知道灯泡的额定电压和额定功率,可求出灯泡的额定电流,也可求出灯泡的电阻,比较灯泡的额定电流和电流表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电压表的示数最小,根据串联电路的电压特点求出电压表的最小示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;当电压表的示数最大时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出此时灯泡两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的最小电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值,然后得出答案。由于不考虑灯泡电阻变化,利用电功率变形公式可得出滑动变阻器允许接入阻值范围内滑动变阻器的电功率的最大电功率。
【详解】A.由电路图可知,滑动变阻器与灯泡L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。根据题目信息可得灯的额定电流
灯泡的电阻
因串联电路中各处的电流相等,且灯泡的额定电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以电路中的最大电流为,此时灯泡两端电压达到最大等于灯泡的额定电压,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电压表的示数最小,电压表的最小示数
滑动变阻器接入电路中的最小阻值
当电压表的示数最大为3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,则电压表的示数变化范围为1~3V,故A错误;
B.此时灯泡两端的电压
电路中的最小电流
所以,电流表示数变化范围0.33~0.5A,故B错误;
D.滑动变阻器接入电路中的最大阻值
所以,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围2~9Ω,故D错误;
C.滑动变阻器功率表达式
可知滑动变阻器接入电路中的电阻值与灯泡的电阻值相差越小,滑动变阻器的功率越大,所以当滑动变阻器接入电路中的电阻为9Ω时其功率最大,最大功率,故C正确。
故选C。
7.(2026·安徽蚌埠·一模)小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的关系图像如图乙所示,下列分析错误的是( )
A.定值电阻的阻值为40Ω
B.图线b表示定值电阻R的图像
C.当电源电压为4V时,电流表示数为0.3A
D.当电源电压为4V时,小灯泡的实际功率为1.2W
【答案】C
【详解】B.定值电阻R的电流与电压成正比,小灯泡L的电阻是变化的,其电流与电压不成正比,所以图线b表示定值电阻R的图像,曲线a表示小灯泡L的图像,故B正确,不符合题意;
A.由图线b可知,定值电阻R的电压为4V时,电流为0.1A,则定值电阻的阻值为
故A正确,不符合题意;
CD.分析电路可知,小灯泡L和定值电阻R并联,电流表测干路电流。当电源电压为4V时,根据并联电压规律可知,小灯泡L和定值电阻R的电压均为4V,由图像可知,定值电阻R的电流为0.1A,小灯泡的电流为0.3A,根据并联电流规律,电流表示数为
小灯泡的实际功率为
故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故选C。
8.(2026·安徽阜阳·模拟预测)如图所示电路,电源电压恒为,闭合开关,小灯泡的功率为,当滑动变阻器从左向右移动到适当位置时,下列说法正确的是( ).
A.小灯泡的亮度变大 B.电流表的示数变小
C.电路输出的最大功率为 D.滑动变阻器接入电路的最小阻值为
【答案】D
【详解】由实物图知小灯泡与滑动变阻器并联,根据并联电路电压规律
电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过滑动变阻器的电流。
A.由于并联电路各个支路互不影响,所以滑片移动时通过小灯泡的电流不变,小灯泡的亮度不变,故A错误;
B.当滑动变阻器从左向右移动到适当位置时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电压不变时由知通过滑动变阻器的电流变大,由于并联电路干路电流等于各支路电流的和,所以干路电流变大,电流表A1的示数变大,故B错误;
C.由于电流表A1的量程为,所以电路的最大电流为0.6A,电路输出的最大功率为,故C错误;
D.小灯泡的功率为0.6W,则通过小灯泡的电流为
则通过滑动变阻器的最大电流为
滑动变阻器接入电路的最小阻值为,故D正确。
故选D。
三、实验题
9.(2026·安徽宿州·模拟预测)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,提供的器材有额定电压为2.5V的小灯泡、电压表、电流表、两节新的干电池、滑动变阻器、开关等。
(1)如图甲所示,这是实验小组连接的部分电路,请用笔画线代替导线把电路连接完整。(要求:滑片向左移动时,电流表的示数变大)
(2)正确连接好电路后,调节滑动变阻器的滑片,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是______Ω。(计算结果保留一位小数)
(3)若不用电流表,增加两个开关和一个定值电阻R0,按如图丙所示的电路也能测出小灯泡正常发光时的电阻,操作步骤如下:
①按如图丙所示的电路图正确连接好电路;
②断开开关S,闭合开关S1、S2,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光;
③保持滑片的位置不变,______(填写开关开闭状态),读出电压表的示数为U。小灯泡正常发光时的电阻为______(填写所给字母代数式)。
【答案】(1);(2)17.9;(3)闭合S、S1,断开S2
【详解】(1)滑片向左移动时,电流表的示数变大,根据欧姆定律可知总电阻变小,则滑动变阻器接入电路的阻值变小,可将滑动变阻器的左下接线柱和灯泡的右侧接线柱相连,如图所示:
(2)电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.14A,根据欧姆定律可知小灯泡正常发光时的电阻
(3)[1][2]断开开关S,闭合开关S1、S2,定值电阻、灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压。移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光;保持滑片的位置不变,闭合S、S1,断开S2,定值电阻、灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡和定值电阻两端的电压之和。读出电压表的示数为U。根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压
根据欧姆定律可知电路电流
小灯泡正常发光时的电阻为
10.(2026·安徽合肥·一模)实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。器材:小灯泡L(,额定功率约为0.8W)、电压为3V且保持不变的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整。(导线不允许交叉)(如图所示)
(2)①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。将滑动变阻器的滑片调至________处,再闭合开关,开始实验,目的是___________。
②正确操作后,继续实验的过程中,电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障,则故障可能是滑动变阻器__________。
(3)排除故障后,继续实验,获取实验数据。当电压表示数为2.5V时,电流表表盘如图丙所示为_____A,通过计算可知,小灯泡L的额定功率为_________W。
(4)小明找来了阻值为20Ω的定值电阻R0,按照图丁方案进行测量。小明____(选填“能”或“不能”)测出该小灯泡L的额定功率。依据是_________________。
【答案】(1);(2)阻值最大 保护电路,防止电流过大烧坏灯泡 断路;(3)0.3 0.75;(4)不能 灯泡正常发光时,R0两端电压为 R0两端电压大于电源电压
【详解】(1)小灯泡额定电流约为
故电流表选用小量程与开关串联在电路中,如下图所示:
(2)[1][2]为了保护电路,防止电流过大烧坏灯泡,故闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处。
[3]正确操作后,继续实验的过程中,电压表指针出现如图乙所示的情况,即电压表示数为0,电压表与电源没有连通,经检查只有滑动变阻器发生故障,则故障可能是滑动变阻器断路,导致整个电路断路。
(3)[1][2]当电压表示数为2.5V时,由图甲可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A。由图丙所示,电流的示数为0.3A,小灯泡L的额定功率为
(4)[1][2]若小灯泡L正常发光时,额定电流为0.3A;若定值电阻R0阻值为20Ω,则灯泡正常发光时,R0两端电压为
R0两端电压大于电源电压,不能满足要求,所以不能。
四、计算题
11.(2026·安徽阜阳·三模)在如图所示的电路中,电源电压恒为6V,R1、R2均为定值电阻,R3为滑动变阻器,其中R2=20Ω。当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器R3的滑片P移到最右端时,电流表的示数为0.2A,电压表的示数为4V。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)开关S1、S2都闭合,滑动变阻器R3的滑片P移到最左端时,通电10s整个电路产生的热量。
【答案】(1)10Ω;(2)54J
【详解】(1)当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器R3的滑片P移到最右端时,电阻R1与滑动变阻器R3串联,电阻R1两端的电压
则电阻
(2)开关S1、S2都闭合,滑动变阻器R3的滑片P移到最左端时,滑动变阻器R3接入电路电阻为0,电阻R1与R2并联,通电10s整个电路产生的热量
12.(2026·安徽·模拟预测)如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯泡L标有“6V 3W”字样(灯丝电阻保持不变),定值电阻的阻值为,电流表的量程为。当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P从b端滑到某一位置时,滑动变阻器的阻值减小,电流表示数变化0.1A,灯泡恰好正常发光;
(1)求灯泡L的阻值;
(2)求电源电压;
(3)在保证电路安全的前提下,只闭合开关S时,调节滑片P使电路的最大功率为;闭合开关S、、,调节滑片P使电路的最小功率为。求的值。
【答案】(1)12Ω;(2)12V;(3)3:7
【详解】(1)根据灯泡L的铭牌“6V 3W”可知,其额定电压为6V,额定功率为3W。根据电功率公式 可得,灯泡的电阻为
(2)当只闭合开关S时,灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流。灯泡正常发光时,电路中的电流等于灯泡的额定电流,电路中的电流为
此时滑动变阻器接入电路的电阻设为R₂。根据题意,滑片P从b端滑至该位置时,电流表示数增大了0.1A,所以滑片在b端时,电路中的电流
此时滑动变阻器接入电路的电阻为最大值 。根据题意,滑动变阻器的阻值减小了6Ω,所以 ,故滑动变阻器接入的最大值为
由于电源电压U保持不变,根据串联电路的特点和欧姆定律可列出方程,当滑片P在b端时,电源电压为
①
当滑片P滑到某位置时,小灯泡正常发光,则电源电压为②
联立①②两式解得。
(3)只闭合开关S时,灯泡L与滑动变阻器R串联,为保证电路安全,电路中的最大电流不能超过电流表的量程0.6A和灯泡的额定电流0.5A,因此,电路中的最大安全电流 。此时电路的最大功率为
闭合开关S、S₁、S₂时,灯泡L被开关S₁短路,定值电阻R₀与滑动变阻器R并联,电流表测干路电流。电路的总功率。要使电路的功率最小,需要使干路的总电流最小。根据并联电路的特点,。要使 最小,需要使通过滑动变阻器的电流 最小,即应使滑动变阻器接入电路的电阻R最大。由第(2)问的计算可知,滑动变阻器的最大阻值
此时电路中的最小总电流为
此时电路的最小功率为
P₁与P₂的比值
13.(2026·安徽合肥·模拟预测)如图甲为某款飞行汽车,它的质量为m。飞行时可伸出两支折叠螺旋桨成为飞行器。车内配备的电加热座椅内部简化电路如图乙,有“高温”“低温”两个挡位,电源电压,熔断器(电阻忽略不计)的熔断电流为,的阻值为,的阻值为。
(1)求该款飞行汽车在空中悬停时,螺旋桨对空气产生的竖直向下的压力F。(用g和已知量的字母符号表示)
(2)若高温挡时,可将质量为的加热片从加热到,加热片材料的比热容为,求加热片的吸热效率。
(3)小明把电加热座椅原理图设计为丙图,您认为是否妥当,并说明理由。
【答案】(1);(2);(3)不妥当,理由见解析。
【详解】(1)飞行汽车在空中悬停时,处于静止状态,受力平衡。它受到竖直向下的重力G和螺旋桨提供的竖直向上的升力F升。根据二力平衡条件可知,升力与重力大小相等,即
螺旋桨对空气产生的竖直向下的压力F与空气对螺旋桨产生的升力F升是一对相互作用力,大小相等。所以,螺旋桨对空气产生的竖直向下的压力为
(2)根据电功率公式可知,在电源电压U一定时,电路的总电阻R越小,电功率P越大,为高温挡。分析图乙电路,当开关S1、S2都闭合时,电阻R1被短路,只有R2接入电路,此时电路中电阻最小,为高温挡。此过程中消耗的电能
加热片吸收的热量
加热片的吸热效率
(3)分析丙图电路,当开关S1、S2都闭合时,电阻R1与R2并联,总电阻较小,根据电功率公式可知,总功率较大,电加热座椅处于高温挡。根据欧姆定律及并联电路的电流特点可知总电流
大于熔断器的熔断电流8.0A,所以当使用高温挡时,熔断器会熔断,切断电路,导致加热座椅无法正常工作。因此,该设计不妥当。
14.(2026·安徽淮南·模拟预测)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“ 2A”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,电阻的阻值为。当滑片P在滑动变阻器的最右端a点时,闭合开关,电压表的示数为1.2V。
(1)求电源电压;
(2)在电路安全的情况下,求滑动变阻器接入电路的阻值范围;
(3)将滑动变阻器换一个规格,电路仍按如图所示连接,当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑到的中点时,电阻消耗的电功率为,当滑片P滑到a点时,电阻消耗的电功率为,已知,求所换滑动变阻器的最大阻值。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)分析电路可知,和滑动变阻器串联,电压表测电压,电流表测电路电流。当滑片P在滑动变阻器的最右端a点时,和滑动变阻器的最大阻值串联,闭合开关,电压表的示数为1.2V,则电路电流为
则电源电压
(2)当滑片P向左移,滑动变阻器阻值变小,则总电阻变小,根据,电路电流变大,电流表示数变大,根据,电压变大,则电压表示数变大。当电压表示数最大为3V时,电路中电流为
所以电路中电流最大为0.5A,此时滑动变阻器阻值最小为
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为。
(3)设所换滑动变阻器的最大阻值为。,根据,阻值不变,所以前后电路中电流之比。根据则有,解得所换滑动变阻器的最大阻值。
15.(2026·安徽·二模)如图所示电路,电源电压恒定,和均为定值电阻,。当只闭合时,电流表的示数是0.6A,只闭合时,电流表示数为0.4A,求:
(1)电源电压和电阻的阻值;
(2)只闭合和只断开两种情况下,整个电路消耗的功率之比。
【答案】(1),;(2)2:9
【详解】(1)当只闭合S₁时,此时电路中只有电阻R₂工作,电流表测量通过R₂的电流,设此时电流为I₁,根据欧姆定律可得电源电压U=I₁R₂=0.6A×R₂①
当只闭合S₂时,R₁与R₂串联,电流表测量串联电路的电流,设此时电流为I₂,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可得电源电压U=I₂(R₁+R₂)=0.4A×(5Ω+R₂)②
电源电压恒定,联立①②两式可得0.6A×R₂=0.4A×(5Ω+R₂)
解得R₂=10Ω,将R₂的阻值10Ω代入①式,可得电源电压U=0.6A×10Ω=6V
(2)设只闭合S₂时,整个电路消耗的功率为P₂,此时R₁与R₂串联,电路中的电流I₂=0.4A
P₂=UI₂=6V×0.4A=2.4W
只断开S₂,开关S₁和S₃闭合时,整个电路消耗的功率为P',此时,R₁与R₂并联,根据并联电路中总功率的特点
两种情况下,整个电路消耗的功率之比为P₂:P'=2.4W:10.8W=2:9
16.(2026·安徽芜湖·模拟预测)如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,电压表V1示数从11.5V变化到9V,电压表V2示数从1.5V变化到9V,电流表示数从0.5A变化到3A。求:
(1)电源电压和电阻r的阻值;
(2)当滑动变阻器的滑片滑到中点位置时,滑动变阻器消耗的电功率。(保留1位小数)
【答案】(1)U=12V,r=1Ω;(2)7.3W
【详解】解:(1)由图可知,开关闭合后,电阻r、R0和变阻器R串联,电压表V1测量R0和R两端的总电压,电压表V2测量R0两端的电压,电流表测量电路中的电流。变阻器的滑片在右端时,变阻器接入电阻最大,电路的总电阻最大,电路中的电流最小:I小=0.5A,电压表V2的示 数最小;U02=1.5V,电压表V1的示数最大 :U01=11.5V, 根据欧姆定律可得
由串联电路电压规律可得,变阻器R两端电压UR=U01-U02=11.5V-1.5V=10V
则变阻器的最大电阻
由串联电路规律规律和欧姆定律可得,电源电压U=U01+rI小
即U=11.5V+r×0.5A…… ①
变阻器的滑片在左端时,变阻器接入电阻为0,电路的总电阻最小,电路中的电流最大:I大=3A,电压表V2的示数最大: U'02=9V,电压表V1的示数最小:U01=9V, 根据串联电路规律和欧姆定律可得,电源电压U=U'01+rI大
即U=11.5V+r×0.5A…… ②
联立①②解得:U=l2V,r=1Ω。
(2)当变阻器的滑片在中点时,变阻器接入电阻为其最大阻值的则
根据串联电路规律和欧姆定律可得。此时电路中的电流
由
可得变阻器消耗的电功率
/
学科网(北京)股份有限公司
$
压轴03 欧姆定律、电功率3大核心考向
命题预测
题型固定:必考电学综合计算题,常搭配动态电路分析、实验探究题,压轴分值稳定在9—14 分。
考向聚焦:串并联电路计算、欧姆定律应用、额定 / 实际功率、电热、多档位电路、U-I 图像、故障分析为最高频压轴方向。
情景创新:以家用电器、多档位加热装置、充电桩、光敏 / 压敏传感器、滑动变阻器范围为载体,强调电路识别、公式选择、范围计算。
难度梯度:基础计算→动态范围→多档位综合→图像结合,是决定物理总分的核心题型
高频考法
1.欧姆定律:串并联规律、动态电路、取值范围
2.电功电功率:、W=Pt、Q=I2Rt
3.多档位电路:高温、中温、低温档判断与计算
4.综合压轴:U-I 图像、范围计算、故障分析、电热综合
知识·技法·思维
一、核心知识点清单
(一)欧姆定律(电学计算基础,必考)
1.核心公式:(其中 I 表示电流,单位为安培(A);U 表示电压,单位为伏特(V);R 表示电阻,单位为欧姆(Ω))。
2.重要变形式:U=IR、(关键提醒:电阻是导体本身的一种属性,与导体两端的电压 U、通过导体的电流 I 无关,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关)。
3.串联电路规律(中考高频,必须掌握):I=I1=I2(串联电路中各处电流相等);U=U1+U2(总电压等于各用电器两端电压之和);R=R1+R2(总电阻等于各分电阻之和,总电阻大于任意一个分电阻)。
4.并联电路规律(中考高频,必须掌握):U=U1=U2(并联电路中各支路两端电压相等,且等于电源电压);I=I1+I2(总电流等于各支路电流之和);(总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,总电阻小于任意一个分电阻)。
(二)电功与电功率(压轴核心,必考)
1.定义式(通用,所有电路适用):P=UI(电功率等于电压与电流的乘积)、W=UIt=Pt(电功等于电压、电流与时间的乘积,也等于电功率与时间的乘积)。
2.推导式(仅适用于纯电阻电路,中考重点):(可根据已知条件灵活选择,算功率、电阻最快);(纯电阻电路中,电功等于电热)。
3.额定功率(关键概念):P额 = U额I额(用电器正常工作时的功率,此时用电器两端电压等于额定电压U额,通过的电流等于额定电流 I额)。
4.实际功率(中考高频计算):P实 = U实I实(用电器实际工作时的功率,由实际电压 U实决定,与额定功率无关;当 U实 = U额时,P实 = P额,用电器正常工作)。
(三)焦耳定律(电热,高频考点)
核心公式:(适用于所有电路,电热等于电流的平方、电阻与时间的乘积);纯电阻电路中,电热等于电功,即(中考常结合多档位电路、电热器考查)。
(四)多档位电路核心(压轴高频)
1.档位判断关键:电源电压 U 不变,根据 可知,总电阻越小,电功率越大,档位越高;总电阻越大,电功率越小,档位越低。
2.低温档:电路为串联连接,总电阻最大,电功率最小,对应低温档(如电饭煲保温档)。
3.高温档:电路为并联连接或短路部分电阻,总电阻最小,电功率最大,对应高温档(如电饭煲加热档);中温档通常为单个电阻工作。
二、解题技法
(一)先画等效电路(电学解题第一步,必做):去掉电表(电流表相当于导线,电压表相当于断路)、去掉断路部分、简化滑动变阻器(按题目要求取最大/最小阻值或正常工作状态),明确电路的串并联连接方式,避免因电路识别错误导致解题失误。
(二)三定原则(快速定位解题思路):先定串并联(明确电路连接方式)→ 定电压电流规律(套用串并联电路的电流、电压关系)→ 定可用公式(根据已知条件和所求量,选择最简便的公式,避免繁琐计算)。
(三)纯电阻电路优先用(秒杀技巧):涉及功率、电阻、档位判断时,优先使用,无需计算电流,可快速求解功率大小、电阻阻值和档位高低,节省解题时间。
(四)范围题三步走(动态电路核心技法):
1.求电流上限:根据电流表量程、用电器额定电流,确定电路中允许通过的最大电流(I 最大),超过则元件损坏。
2.求电压上限:根据电压表量程、用电器额定电压,确定各用电器两端允许的最大电压(U 最大),结合串并联分压规律,推导对应电流。
3.反推滑动变阻器取值范围:根据欧姆定律,结合最大、最小电流,计算滑动变阻器对应的最大阻值和最小阻值,确定调节范围。
(五)多档位电路先判电阻(压轴题秒杀关键):先看开关通断情况,判断电路的连接方式(串联/并联/单个电阻工作),确定总电阻大小,再根据判断档位高低,最后代入公式计算功率、电阻等物理量。
三、思维模板
审题→判串并→标已知→画等效电路→选公式→列方程→算范围→验合理性。具体解题步骤:① 仔细审题,圈画已知条件(电源电压、电阻阻值、额定电压或功率、电表量程等)和所求问题;② 判断电路串并联连接方式;③ 标注已知物理量的数值和单位,统一单位(如mA换算为A,kΩ换算为Ω);④ 画出等效电路,简化复杂电路;⑤ 根据已知条件和所求量,选择最简便的公式(优先用推导式简化计算);⑥ 列出方程,代入数据进行计算;⑦ 若为动态范围题,计算滑动变阻器或电流、电压的取值范围;⑧ 验算计算结果是否合理(如功率是否超过额定功率、电阻阻值是否符合实际),确保解题准确。
典例·靶向·突破
题型01 欧姆定律与动态电路范围计算
1.【多开关动态电路与电功率综合计算】(2026·安徽·二模)如图所示,电源电压恒定不变,定值电阻.当的滑片位于b端,开关闭合,断开时,电流表的示数为0.1A;当的滑片移到b端,三个开关都闭合时,电流表的示数为0.6A,电路消耗的总功率为;当的滑片位于中点,只闭合开关时,电压表V的示数为2V,当开关、闭合,断开时,电路消耗的总功率为;下列说法错误的是( )
A.电源电压为10V B.的最大阻值为
C.=8W D.=2W
题型02 电功率与实际/额定功率计算
2.【串并联电路、电功率与电热综合计算】(2026·安徽六安·三模)如图所示,电源电压不变,小灯泡L标有“6V 2.4W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),定值电阻的阻值为,滑动变阻器标有“ ”字样,电压表量程为,电流表量程为。闭合开关、,断开开关,小灯泡恰好正常发光。
(1)求电源电压;
(2)断开开关、,将的滑片移至最右端,闭合开关,求内电流通过定值电阻产生的热量;
(3)在电路元件都安全的前提下,要使小灯泡发光且电路总功率最大,应如何控制开关?滑动变阻器接入电路的电阻为多大?
题型03 多档位电热综合压轴
3.【多档位用电器电功率与实际电压综合计算】(2026·安徽亳州·模拟预测)某电热敷腰带有高温、中温和低温三个挡位,高温和中温两个挡位对应的额定功率分别为80W、20W,图甲是其内部简化电路图,额定电压为U,R0、R1、R2均为定值加热电阻,其中R1>R2,通过温控开关S2可实现不同挡位的切换。
(1)分析:当开关S1闭合,温控开关S2接到时,电热敷腰带的挡位;
(2)求加热电阻R0和R2的比值;
(3)将电热敷腰带单独接入家庭电路,在高温挡正常工作40min,如图乙所示的电能表转盘转了90转,求电热敷腰带的实际电压U0(用含有U的式子表示)。
一、填空题
1.(2026·安徽安庆·三模)如图所示电路,电源电压保持不变,当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两表示数之比,当开关S闭合后,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比______。
2.(2026·安徽阜阳·三模)如图是定值电阻A和B的I-U图像。将电阻A和B并联在电路中,通过它们的电流之和为0.9A,保持电源电压不变,若将电阻A和B串联在电路中,则电阻A两端的电压为_____V。
3.(2026·安徽淮北·三模)如图所示是科技小组的同学自制的电热水壶电路图,正常工作时,有加热(800W)、保温(200W)两个挡位,R1、R2是定值电热丝,用该电器的“加热”挡正常工作5min,R1产生的热量为__________ J。
4.(2026·安徽·模拟预测)在“用电流表和电压表测量小灯泡的电阻”的实验中,得到小灯泡、的图像如图所示。则当、串联接在8V的电源上时,_________(选填“”或“”)的亮度更大。
二、单选题
5.(2026·安徽宿州·一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,为滑动变阻器,和为定值电阻。闭合开关S。在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片P由b端移至a端,电压表、电压表、电流表A示数变化量的绝对值分别为、、。两端电压变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A.电流表A示数变小 B.与的比值等于的阻值
C. D.
6.(2026·安徽芜湖·一模)如图所示电路,电源电压恒为7V,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”,灯泡标有“6V,3W”字样。闭合开关,若两电表示数均不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定电压,不考虑灯丝电阻变化,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变化范围2~3V
B.电流表示数变化范围0.2~0.5A
C.滑动变阻器的最大功率为1W
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围3~9Ω
7.(2026·安徽蚌埠·一模)小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的关系图像如图乙所示,下列分析错误的是( )
A.定值电阻的阻值为40Ω
B.图线b表示定值电阻R的图像
C.当电源电压为4V时,电流表示数为0.3A
D.当电源电压为4V时,小灯泡的实际功率为1.2W
8.(2026·安徽阜阳·模拟预测)如图所示电路,电源电压恒为,闭合开关,小灯泡的功率为,当滑动变阻器从左向右移动到适当位置时,下列说法正确的是( ).
A.小灯泡的亮度变大 B.电流表的示数变小
C.电路输出的最大功率为 D.滑动变阻器接入电路的最小阻值为
三、实验题
9.(2026·安徽宿州·模拟预测)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,提供的器材有额定电压为2.5V的小灯泡、电压表、电流表、两节新的干电池、滑动变阻器、开关等。
(1)如图甲所示,这是实验小组连接的部分电路,请用笔画线代替导线把电路连接完整。(要求:滑片向左移动时,电流表的示数变大)
(2)正确连接好电路后,调节滑动变阻器的滑片,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是______Ω。(计算结果保留一位小数)
(3)若不用电流表,增加两个开关和一个定值电阻R0,按如图丙所示的电路也能测出小灯泡正常发光时的电阻,操作步骤如下:
①按如图丙所示的电路图正确连接好电路;
②断开开关S,闭合开关S1、S2,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光;
③保持滑片的位置不变,______(填写开关开闭状态),读出电压表的示数为U。小灯泡正常发光时的电阻为______(填写所给字母代数式)。
10.(2026·安徽合肥·一模)实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。器材:小灯泡L(,额定功率约为0.8W)、电压为3V且保持不变的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整。(导线不允许交叉)(如图所示)
(2)①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。将滑动变阻器的滑片调至________处,再闭合开关,开始实验,目的是___________。
②正确操作后,继续实验的过程中,电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障,则故障可能是滑动变阻器__________。
(3)排除故障后,继续实验,获取实验数据。当电压表示数为2.5V时,电流表表盘如图丙所示为_____A,通过计算可知,小灯泡L的额定功率为_________W。
(4)小明找来了阻值为20Ω的定值电阻R0,按照图丁方案进行测量。小明____(选填“能”或“不能”)测出该小灯泡L的额定功率。依据是_________________。
四、计算题
11.(2026·安徽阜阳·三模)在如图所示的电路中,电源电压恒为6V,R1、R2均为定值电阻,R3为滑动变阻器,其中R2=20Ω。当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器R3的滑片P移到最右端时,电流表的示数为0.2A,电压表的示数为4V。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)开关S1、S2都闭合,滑动变阻器R3的滑片P移到最左端时,通电10s整个电路产生的热量。
12.(2026·安徽·模拟预测)如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯泡L标有“6V 3W”字样(灯丝电阻保持不变),定值电阻的阻值为,电流表的量程为。当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P从b端滑到某一位置时,滑动变阻器的阻值减小,电流表示数变化0.1A,灯泡恰好正常发光;
(1)求灯泡L的阻值;
(2)求电源电压;
(3)在保证电路安全的前提下,只闭合开关S时,调节滑片P使电路的最大功率为;闭合开关S、、,调节滑片P使电路的最小功率为。求的值。
13.(2026·安徽合肥·模拟预测)如图甲为某款飞行汽车,它的质量为m。飞行时可伸出两支折叠螺旋桨成为飞行器。车内配备的电加热座椅内部简化电路如图乙,有“高温”“低温”两个挡位,电源电压,熔断器(电阻忽略不计)的熔断电流为,的阻值为,的阻值为。
(1)求该款飞行汽车在空中悬停时,螺旋桨对空气产生的竖直向下的压力F。(用g和已知量的字母符号表示)
(2)若高温挡时,可将质量为的加热片从加热到,加热片材料的比热容为,求加热片的吸热效率。
(3)小明把电加热座椅原理图设计为丙图,您认为是否妥当,并说明理由。
14.(2026·安徽淮南·模拟预测)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“ 2A”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,电阻的阻值为。当滑片P在滑动变阻器的最右端a点时,闭合开关,电压表的示数为1.2V。
(1)求电源电压;
(2)在电路安全的情况下,求滑动变阻器接入电路的阻值范围;
(3)将滑动变阻器换一个规格,电路仍按如图所示连接,当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑到的中点时,电阻消耗的电功率为,当滑片P滑到a点时,电阻消耗的电功率为,已知,求所换滑动变阻器的最大阻值。
15.(2026·安徽·二模)如图所示电路,电源电压恒定,和均为定值电阻,。当只闭合时,电流表的示数是0.6A,只闭合时,电流表示数为0.4A,求:
(1)电源电压和电阻的阻值;
(2)只闭合和只断开两种情况下,整个电路消耗的功率之比。
16.(2026·安徽芜湖·模拟预测)如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,电压表V1示数从11.5V变化到9V,电压表V2示数从1.5V变化到9V,电流表示数从0.5A变化到3A。求:
(1)电源电压和电阻r的阻值;
(2)当滑动变阻器的滑片滑到中点位置时,滑动变阻器消耗的电功率。(保留1位小数)
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