专题14 电功率(一)(3大考点)(江苏专用)2026年中考物理一模分类汇编
2026-05-18
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3份
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111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 |
| 使用场景 | 中考复习-一模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 25.80 MB |
| 发布时间 | 2026-05-18 |
| 更新时间 | 2026-05-18 |
| 作者 | xkw_077816975 |
| 品牌系列 | 好题汇编·一模分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57911097.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦电功率三大核心考点,汇编江苏多地一模真题,融合新能源汽车、扫地机器人等科技与生活情境,梯度覆盖基础计算与动态电路综合应用。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择/填空|约40题|电能计算、电功率公式、动态电路分析|以“闪充”技术(第7题)、无人机续航(第21题)创设真实情境|
|计算/综合|约15题|电路安全、功率变化、图像分析|结合扶梯计数器(第36题)、恒温热水器设计(第38题)考查科学探究与推理|
内容正文:
专题14电功率(一)
3大考点概览
考点01 电能、电功率简单计算
考点02 动态电路分析
考点03 动态电路计算
电能、电功率简单计算
考点1
1.(2026·江苏南京·一模)小灯泡L1、L2分别标有“6V 6W”和“6V 3W”的字样,忽略温度对灯丝电阻的影响,若将这两个小灯泡串联在电路中,在保证电路安全的情况下,电路两端允许接入的最大电压和此时两灯消耗的功率之比分别为( )
A.12V B.12V C.9V D.9V
【答案】C
【解析】由可得,两灯泡的额定电流分别为,
由可得,两灯泡的电阻分别为,
因为串联电路中各处的电流相等,所以两电阻串联时,电路中的最大电流为
因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以电路两端允许加的最大电压为
由可得,两灯泡消耗的实际功率之比为,故C符合题意,ABD不符合题意;故选C。
2.(2026·江苏南通·一模)“低碳生活,从我做起”。同学们在不影响书写、阅读的前提下,可以在教室少开两盏照明灯。当这两盏灯熄灭后,下列说法正确的是( )
A.电路的总电阻增大了 B.电路中的总电流增大了
C.电路的总功率增大了 D.电路两端的电压降低了
【答案】A
【解析】家庭电路中,教室的照明灯是并联的,电源电压始终为220V。
A.并联电路中,并联的电阻越多,总电阻越小。熄灭两盏灯后,并联的用电器数量减少,电路总电阻增大,故A正确;
B.并联电路总电流等于各支路电流之和,熄灭两盏灯后,支路电流减少,总电流减小,故B错误;
C.根据公式,电路两端电压不变,总电流I减小,所以总功率P减小,故C错误;
D.家庭电路两端的电压等于电源电压,始终为220V,保持不变,故D错误。故选A。
3.(2026·江苏南京·一模)图甲是用于焊接塑料水管的热熔器,其电路如图乙所示。加热电阻 R1=66Ω、R2=176Ω,S1 是手动控制开关,S2 是可随温度自动跳转的温控开关,R0 特殊限流电阻,热熔器加热时 R0 电阻较大,LED 指示灯发红光,保温时 R0 电阻较小,LED 指示灯发绿光。已知 LED 发光时两端电压保持不变,则下列说法正确的是( )
A.当 S1、S2 都闭合时,热熔器处于保温状态
B.保温状态时加热电路的电功率是200W
C.发红光时LED的电流等于发绿光时 LED 的电流
D.当 S1 闭合,S2 断开时,R1 的功率大于 R2 的功率
【答案】B
【解析】A.开关S1和S2都闭合时,加热电路只有R1工作,加热电阻最小,由
可知,热熔器的加热功率最大,处于加热状态,故A错误;
B.保温状态时,加热电路中R1与R2串联,则加热电路的电功率:
,
故B正确;
C.由题可知,热熔器加热时R0的电阻较大,LED指示灯发红光,保温时R0的电阻较小,LED指示灯发绿光,因两种情况下LED灯发光时两端电压保持不变,且电源电压为220V不变,所以,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,R0两端的电压不变,由可知,热熔器加热时R0的电阻较大,电路中的电流较小,即发红光时LED灯的电流小于发绿光时LED灯的电流,故C错误;
D.开关S1闭合,S2断开时,加热电路中R1与R2串联,因串联电路中各处的电流相等,且由题可知R1<R2,所以,由可知,R1的功率小于R2的功率,故D错误。
4.(2026·江苏南京·一模)如图甲所示,透明玻璃壳内有一个标有“6V 3W”字样的小灯泡L和一个由某种金属材料制成的电阻R,A、B、C是其外露的三个接线柱。图乙为电源电压恒为6V的实验装置,其中M、O、N为三个接线柱。图丙是R两端电流随电压变化变化图线。下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常发光时的电阻是2Ω
B.用导线先把M、N分别与A、B相连,再把O与M相连,再用导线连接A和C,接着闭合开关S,当移动滑动变阻器的滑片P至最左端,电流表示数为0.9A
C.拆除所有连接导线,把M、O、N分别与A、B、C相连,闭合开关S,电流表示数为0.4A,此时滑动变阻器连入电路阻值为1Ω,则小灯泡实际功率为0.84W
D.由图丙可知,电阻R的阻值随着电压的增大而减小
【答案】C
【解析】A.灯泡正常发光时的电阻为
=12Ω
故A错误;
B.用导线先把M、N分别与A、B相连,再把O与M相连,再用导线连接A和C,接着闭合开关S,当移动滑动变阻器的滑片P至最左端,灯泡和电阻R并联,电流表测量干路中的电流,由并联电路电压的规律可知此时灯泡和电阻两端的电压是6V,由图丙可知通过电阻的电流是0.45A,灯泡的电流
电流表示数为
I=IR+IL=0.45A+0.5A=0.95A
故B错误;
C.把M、O、N分别与A、B、C相连,闭合开关S,此时滑动变阻器连入电路的电阻为1Ω,电阻R、灯泡L和滑动变阻器串联,此时电路中的电流为I′=0.4A,根据欧姆定律可得,滑动变阻器两端电压为
U滑=I′R滑=0.4A×1Ω=0.4V
由图丙得对应0.4A的电阻R两端电压为3.5V,串联电路中总电压等于各分电压之和,灯泡两端的电压为
UL实=U-U滑-UL=6V-0.4V-3.5V=2.1V
此时小灯功率为
PL实=UL实I′=2.1V×0.4A=0.84W
故C正确;
D.由图丙可知,当R两端的电压为1V、3.5V、6V时,通过的电流为0.2A、0.4A、0.45A,由可知,R的阻值依次为5Ω、8.75Ω、13.3Ω,电阻R的阻值随着电压的增大而增大,故D错误。故选C。
5.(2026·江苏淮安·一模)如图甲所示,为了测量一只灯泡L的参数,小明设计了如图甲所示的电路,所用的电源电压恒定,电流表选用0~0.6A量程,电压表选用0~15V量程。小明进行实验,第一次只闭合开关、,滑片P从a端移到b端;第二次只闭合开关、,保证电路中所有元件都安全的前提下,最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表与电流表示数的关系图像。下列判断正确的是( )
A.的阻值为7.5Ω
B.小灯泡的参数为“5V 2W”
C.只闭合、,电路中电流最大时,灯与滑动变阻器的电阻之比为3:5
D.只闭合、,电路中电流最小时,灯工作10s内消耗的电能为20.48J
【答案】B
【解析】A.只闭合S、S1,R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器电压,是定值电阻,因此乙图中的直线是第一次实验的图像。当滑片在b端时,滑动变阻器电阻为0,电压表示数为0,此时电流为0.4A,电源电压为……①
当滑片在a端时,电路中的电流为0.2A时,滑动变阻器电压为4V,电源电压为……②
联立①②解得,,故A错误;
BCD.只闭合S、S2,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器电压,灯泡电阻随温度变化,因此乙图中的曲线是第二次实验的图像。电路最大电流为,此时滑动变阻器两端的电压为,则灯泡两端的最大电压,即额定电压为
灯泡的额定功率为
因此小灯泡参数为“5V 2W”;由可知,电路中电流最大时,灯与滑动变阻器的电阻之比为
由图乙可知,电路中的最小电流为0.32A,滑动变阻器两端的电压为,灯泡两端的电压为
10s内灯泡消耗电能为,故B正确,CD错误。故选B。
6.(2026·江苏泰州·一模)某家庭电路中电能表的常数为“”,电蚊香器铭牌标有“ ”。仅将电蚊香器单独正常工作12 h,消耗的电能是_____________,这段时间内电能表的指示灯闪烁___________次。
【答案】0.12 360
【解析】电蚊香器的额定功率,工作时间,消耗的电能为
电能表常数的含义是:电路每消耗的电能,电能表指示灯闪烁3000次。因此本次闪烁次数
7.(2026·江苏南通·一模)国产某品牌新能源汽车拥有领先世界的“闪充”技术,闪充电压为800V,9min可将电池存储的电能从10%提升至97%,它配备的刀片电池可存储60 kW·h电能,则闪充功率是______kW,闪充电流是______A。若用家庭充电桩充电,电压220V,电流30A,充电效率80%,则存储的电能从10%提升至54%需要______h,充电前电能表的示数如图所示,则完成上述充电后的电能表的示数变为______ kW·h。
【答案】348 435 5 5680.8
【解析】9min充入电池的电能
充电时间
由功率公式可知,闪充功率是
由功率公式可知,闪充电流是
从10%到54%,电池需要获得的电能
因此充电桩需要输出的总电能
由功率公式可知,家庭充电桩功率
充电时间
电能表初始示数为5647.8 kW·h,本次充电消耗总电能为33 kW·h,因此充电后示数为
8.(2026·江苏南通·一模)小明通过调查,绘制家中四个不同电热器单独正常工作 1h的耗电柱状图如图甲所示。
(1)正常工作时,消耗电能最快的电热器是___________,电热器①正常工作消耗1kW·h的电,需要___________h;
(2)电热器③的电阻是___________Ω;
(3)小明家的电能表如图乙所示,将电热器④单独接入小明家电路正常工作30min,电能表指示灯闪烁___________次。
【答案】(1)② 1.25
(2)242
(3)600
【解析】(1)电功率表示消耗电能的快慢,相同时间内消耗电能越多,功率越大,消耗电能越快。由图甲可知,四个电热器正常工作1h,电热器②消耗电能最多,因此消耗电能最快的是②。
电热器①1h消耗电能,因此其额定功率
消耗电能需要的时间
(2)电热器③1h消耗电能,额定功率
根据公式,可得电阻
(3)电热器④的额定功率,工作时间
消耗电能
电能表参数表示每消耗电能,指示灯闪烁1200次,因此闪烁次数次。
9.(2026·江苏无锡·一模)小明进行“家庭用电调查研究”的跨学科实践活动。
(1)如图甲所示,是小明家上个月的家庭用电信息单,且目前用电量处于第一阶段(0-2760 kW·h)内,观察信息单可知,上个月小明家应交电费________元;从电网供电系统的角度看,实施“峰谷电价”的目的是________;
(2)小明将一台待机的家用空调接在“功率计量插座”上,清零后开始计时,30天后如图乙所示,则家用空调的待机功率为________W。查阅AI后获知,无锡全市约300万户家庭,平均每户1台空调24h待机,按每年待机8个月,每月30天,电价0.5元/度计算,一年中全市空调待机产生的总电费约________万元。
【答案】(1)169 优化电力资源配置,促进节能减排
(2)1.0 864
【解析】(1)[1]本期用电量在第一阶梯,阶梯电费为0,总电费为峰电电费加谷电电费
[2]峰谷电价通过分时段差价,引导用户在用电低谷时段用电、高峰时段少用电,从电网角度可以平衡用电负荷,提高电力资源利用率,缓解高峰供电压力。
(2)[1]30天总待机时间
消耗电能,家用空调的待机功率为
[2]每户一年待机总时间
单台空调年耗电量
300万户总耗电量
总电费万元
10.(2026·江苏常州·一模)小明观察家中电能表时发现电能表上标有“1200imp/(kW·h)”数字,他让电水壶单独正常工作,测出电能表指示灯在6min内闪烁了120次,在这段时间内电水壶的电功率为______W,电水壶工作时将电能转化为______能,从安全用电的角度考虑,电水壶的电源线比台灯的电源线要______(选填“粗”或“细”)。
【答案】1000 内 粗
【解析】[1]这段时间内电水壶消耗的电能为
在这段时间内电水壶的电功率为
[2]电水壶属于电热类用电器,工作时将电能转化为内能。
[3]电水壶功率比台灯大,家庭电路电压相同,由可知其工作电流更大;根据焦耳定律,在电流和通电时间相同时,为减少电源线产生的热量,需减小电源线电阻;在材料、长度相同的情况下,导体横截面积越大电阻越小,因此电水壶的电源线要更粗。
11.(2026·江苏南通·一模)如图甲,扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物,自动吸尘、自动返回充电等诸多智能功能。
(1)某扫地机器人标有“12V 30W”,电池容量2500mA·h,输入电压12V。对机器人中的电池充电过程中,电池属于__________(选填“用电器”或“电源”)。机器人充电后匀速前进清理散落在地面的杂物时动能__________。(选填“增大”“不变”或“减小”)
(2)已知当扫地机器人剩余电池容量为总容量的20%时,机器人将停止扫地,并自行寻找电源充电。充满一次电可以连续工作__________min。若返回过程中受到的阻力为20N,为确保机器人能顺利返回充电,需要充电时离充电座最远为__________m。(剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功)
(3)扫地机器人前行时如遇阻力过大,就会自动调整方向。原理如图乙所示,电源电压为12V,为定值电阻,为压敏电阻,其阻值与所受压力F的大小关系如图丙所示。当F=0时电路电流I=0.75A;当I≥1A时触发控制电机而改变前行方向,则改变方向时压敏电阻受到的压力至少为_________N。
【答案】(1)用电器 增大
(2)48 432
(3)20
【解析】(1)[1]对机器人中的电池充电过程中,电池消耗电能,所以电池属于用电器。
[2]机器人充电后匀速前进清理散落在地面的杂物时,质量会增大,速度保持不变,所以机器人的动能增大。
(2)[1]已知电池容量为2500mA·h,则充满电存储的电能为
已知当扫地机器人剩余电池容量为总容量的20%时,机器人将停止扫地,则机器人用电为总容量的80%。根据可知,充满一次电可以连续工作时间为
[2]由题意可知,克服阻力做的功最多为
返回过程中受到的阻力为20N,根据可知,确保机器人能顺利返回充电离充电座的最远距离为
(3)由图丙可知,当时,,由图乙可知定值电阻与压敏电阻串联,当电路电流时,根据欧姆定律可知,总电阻为
则定值电阻的阻值为
当时,根据欧姆定律可知,此时总电阻为
则此时压敏电阻的阻值为
由图丙可知,压敏电阻的阻值与所受压力F的大小关系为
代入数据得,此时压敏电阻受到的压力为
故当时触发控制电机而改变前行方向,则改变方向时压敏电阻受到的压力至少为20N。
12.(2026·江苏常州·一模)两盏小灯泡A灯“6V3W”和B灯“6V4.8W”,它们的电流与电压关系如图所示。若将这两盏小灯泡并联在3V的电源两端,经过10s,两盏小灯泡消耗的总电能是______J;若将它们串联在某一电源两端并使其中一盏小灯泡正常发光,此时另一盏小灯泡的功率是______W。
【答案】24 1.5
【解析】[1]由图像可知,将这两盏小灯泡并联在3V的电源两端,因为并联电路各支路电压相等且等于电源电压,则
此时通过A的电流为0.3A,通过B的电流为0.5A,根据并联电路电流特点可知,干路电流为
由可知,经过10s,两盏小灯泡消耗的总电能为
[2]A灯“6V3W”,A灯正常发光的电流为
B灯“6V4.8W”,B灯正常发光的电流为
A灯正常发光的电流小于B灯,由于串联电路各处电流相等,所以若将它们串联在某一电源两端并使其中一盏小灯泡正常发光,则一定是A灯正常发光,此时通过B灯的电流为
由图像可知,此时B灯的电压为3V,B灯的功率为
13.(2026·江苏苏州·一模)小明暑期和父母去外地租车自驾游,考虑到环保和节约费用,小明父母选了某款电车,部分参数如表格,用充满电的车辆行驶100 km后,显示还剩20%电量,小明立即寻找直流快充桩为电车充电,充电桩功率为120kW。
空车质量
1360kg
轮胎与地面总接触面积
400cm2
蓄电池最大容量
最高车速
120km/h
最大功率
90kW
(1)不计能量损失,充满电需要____h,实际上,充电过程中,车辆一些部位会发热,这一现象属于____方式改变内能;
(2)行驶过程中,小明发现每当车速大时,该车会提醒“当前车速过高”,小明返家后也设计了一款“车速提示电路”(如甲图所示),当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快,需要减速。其中R为定值电阻,图乙是阻值与车速关系的图像。图丙是车速从0加速到100 km/h,的电功率随电流变化的图像。车速从0加速到100 km/h过程中,的最大阻值为____。当车速为50 km/h时,电压表的示数为____V。
【答案】(1)0.4 做功
(2)50 9
【解析】(1)已知蓄电池最大容量,还需充电80%,即
充电桩功率,不计能量损失,由得充电时间
充电时,电流流过导体发热,将电能转化为内能,是通过做功的方式改变物体内能。
(2)由图乙可知,阻值随车速增大而增大,因此车速为时,阻值最大。 电路中与串联,电流表测电路电流,电压表测两端电压;
由丙图可知,车速时,对应电流,功率,根据,得最大阻值为
由丙图得,当电流时,功率,同理得此时
根据串联电路规律和欧姆定律,电源电压
因此
代入数据得
解得定值电阻,电源电压
由于与车速是线性关系,车速时最小为,车速时最大为,因此车速时
此时电路电流
电压表测电压,因此电压表示数
14.(2026·江苏南通·一模)某兴趣小组设计了如图甲所示的电路进行实验探究,电源为电压可调的电源,小灯泡L标有“8V4.8W”字样,R为定值电阻。小组根据记录的电流表和电压表的示数变化,描绘出如图乙所示的I–U关系图。当电压表的示数为8V时,通过电阻R的电流为____A;调节电源电压,当电路消耗的总功率为3.5W时,小灯泡的实际功率为____W。
【答案】0.2 2.875
【解析】[1]由甲图可知,电阻和灯泡是并联,电流表测量干路电流,电压表测量各支路电压也是电源电压。由可知,小灯泡正常发光时的电流为
当电压表的示数为8V时,由乙图可知,通过干路电流为0.8A,则通过电阻的电流为
[2]定值电阻
当电路消耗的总功率为3.5W时,由乙图可知,电源电压为5V,干路电流为0.7A,则通过电阻的电流为
则通过灯泡的电流为
小灯泡的实际功率为
15.(2026·江苏南京·一模)电热水器是利用电流的热效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示,现仅接通一台如图乙所示的电热水器,观察到电能表指示灯1min内闪烁80次,则小明家里的电压________(选填“高于”“等于”或“低于”)220V。
【答案】等于
【解析】结合电能表的铭牌数据可知,电热水器消耗的电能
电热水器的实际功率为
此时电热水器的实际功率等于额定功率,故电热水器的实际电压等于额定电压,等于220V。
16.(2026·江苏南京·一模)如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,观察到电压表的示数增加了2V,电流表示数从0.2A增大到0.4A,则电阻上消耗的功率增加了______W。
【答案】1.2
【解析】由电路图可知,定值电阻R和滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,向左移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路的阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知电路电流变大,观察到电压表的示数增加了2V,电流表示数从0.2A增大到0.4A,由欧姆定律可知,
即
解得,,。
则电阻上消耗的功率增加量
17.(2026·江苏无锡·一模)如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。则电源电压为_____V;滑动变阻器的最大阻值_____,小灯泡的额定功率_____W。
【答案】12 14 6
【解析】[1]由图甲可知,灯泡L、定值电阻、滑动变阻器串联;电压表测灯泡L和定值电阻的总电压,电压表测的总电压,因此的示数大于的示数;电流表测电路中的电流。当滑片滑到最左端时,滑动变阻器接入电阻为0,此时电路总电阻最小,电流最大,灯泡正常发光,电压表测电源电压,其示数最大,由图乙可知,当电流最大为1A时,电压表示数最大为12V,即电源电压为。
[2]当滑动变阻器的滑片在最右端时,连入电路的阻值最大,电路总电阻最大,由可知,电路中的电流最小,由图乙可知最小电流为,此时电压表的示数为,由串联电路的电压特点可知此时滑动变阻器两端的电压为
则滑动变阻器的最大阻值
[3]当滑片滑到最左端时,电压表的示数为6V,即两端的电压为,此时小灯泡恰好正常发光,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,此时灯泡两端的电压为
则小灯泡的额定功率
18.(2026·江苏无锡·一模)LED灯具有发光效率高、节能、环保等特点.与白炽灯相比,达到相同亮度,LED灯可以节约85%的电能,则9 W的LED灯和额定功率为________W的白炽灯亮度相当。该LED灯的额定电压为220 V,则额定电流为________A(保留两位小数)。
【答案】60 0.04。
【解析】达到相同亮度时,LED灯节约85%的电能,说明LED灯的功率为白炽灯功率的,则白炽灯额定功率为
根据电功率公式,变形得额定电流
19.(2026·江苏常州·一模)如图所示电路,电源电压为6V,两电阻均为定值电阻,R2阻值为10Ω,当只闭合开关S2时,电压表示数为4V,此时电流表的示数是______A,R1的阻值为______Ω;若闭合开关S1、S3,断开S2,则此时电流表的示数为______A,R1、R2的电功率P1:P2=______。
【答案】0.2 20 0.3 1:2
【解析】[1][2]只闭合S2,R1、R2串联,电压表测量R1两端电压,电流表测量电路中的电流。由题意可知,R1两端电压,根据串联电路的电压关系,R2两端的电压
根据串联电路的电流关系,电路中的电流
则R1阻值
[3][4]闭合开关S1、S3,断开S2,R1、R2并联,电压表测电源电压,电流表测通过R1的电流。根据并联电路的电压关系有
则通过R1的电流
R1、R2的电功率之比
20.(2026·江苏南京·一模)在如图所示的电路中,电源电压为3V,闭合开关S,电流表A1的示数为1.2A,电流表A2的示数为0.3A,则通过R1的电流是 ________ A,R2的阻值是 ________ Ω,电路消耗的总功率为 ________ W。
【答案】0.9 10 3.6
【解析】[1][2]由图可知,两电阻并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量R2的电流。干路电流I=1.2A,通过R2的电流I2=0.3A,则由并联电路的电流规律可得:通过R1的电流
由欧姆定律可得:R2的阻值
[3]电路消耗的总功率为
21.(2026·江苏南京·一模)“无人机”在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。如图所示为“无人机”,可通过无线电进行操控,该机所需的能量是由一块输出电压为22V,容量为15000mA·h的电池提供,该无人机工作时的电流为15A,则无人机可以连续工作______h,当无人机连续工作40s时,无人机消耗的电能为______J。
【答案】1 13200
【解析】[1]电池输出电压为22V,容量为15000mA·h,则电池容量
W=UIt=22V×15000mA×1h=22V×15A×3600s=1188000J无人机工作时的电流为15A,则无人机可以连续工作时间[2]无人机连续工作40s时,无人机消耗的电能
W=UI1t1=22V×15A×40s=13200J
22.(2026·江苏南京·一模)小明关闭了家中的其他用电器,用一台标有“ ”的电热水壶烧水,把质量为的水从20℃加热到70℃,用时,如图所示的电能表的转盘转了200转,则水吸收的热量为__________J;电热水壶的加热效率为__________;这段时间内家庭电路的电压__________(选填“高于”“等于”或“低于”)。【已知】
【答案】 等于
【解析】[1][2][3]水吸收的热量为
根据电能表的示数可知每消耗的电能,表盘转动3000r,则当电能表的转盘转了200转时,消耗的电能为
电热水壶的加热效率为
电热水壶消耗的实际功率为
因为电热水壶消耗的实际功率等于额定功率,所以此时家庭电路的电压等于电热水壶的额定电压,即为220V。
23.(2026·江苏南京·一模)小明家的电能表面板如图所示,
(1)他家同时使用的用电器总功率不能超过________W。
(2)他利用该电能表和秒表检测一只标识为“220V 10W”节能灯的额定功率,他关闭其他用电器,将该节能灯接入220V的测量电路,设计了以下三种测量方案:
方案一:测量出电能表显示消耗1kW·h电能所用的时间;
方案二:测量出1min时间内电能表转盘转过的圈数n;
方案三:测量出电能表转盘转过1圈所用时间。
①若使用方案二,小明计算额定功率的关系式应该为:_______(单位:W)。(用数字和n表示)
②比较三种方案,最可行的是方案________。
【答案】(1)8800
(2)20n 三
【解析】(1)从电能表可知,其额定电压,允许通过的最大电流
根据公式,可得他家同时使用的用电器总功率不能超过
(2)[1]已知电能表参数,表示消耗的电能,电能表转盘转过3000圈。
1min()内消耗的电能。
根据功率公式,可得
[2]节能灯的功率
电能表转盘转一圈消耗的电能为
节能灯需要工作的时间
由以上分析可知:
方案一:因节能灯功率较小,根据可知,测量出电能表显示消耗电能所用的时间较长,不易操作;
方案二:因节能灯功率较小,节能灯工作1min电能表转动不到一圈,无法测量;
方案三:电能表转盘转动1圈消耗的电能可供节能灯工作120s,比较容易测量。
比较可知,方案三容易操作,实验误差较小,最可行。
24.(2026·江苏南京·一模)如图所示电路,若图中甲、乙两表为电流表,闭合开关S1,断开开关S2,两表示数之比Ⅰ甲∶Ⅰ乙=1∶5,则两个电阻的电功率之比P1∶P2=________;若图中甲、乙两表为电压表,闭合开关S1、S2,则两表示数之比U甲∶U乙=________。
【答案】1∶4 5∶4
【解析】[1]若图中甲、乙两表为电流表,闭合开关S1,断开开关S2,电路为两电阻并联,甲电流表测R1的电流,乙电流表测R1、R2的总电流,则经过R1、R2的电流值比为
并联电路中,电压相同,则两电阻之比为
根据可得,两个电阻的电功率之比为
[2]若图中甲、乙两表为电压表,闭合开关S1、S2,电路为两电阻串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测R1两端电压,根据串联电路中电压规律可得
根据可得
串联电路中电流是处处相等的可得
25.(2026·江苏南通·一模)综合实践活动中,小田利用电能表和秒表测量家中电热水壶的电功率。在确保只有电热水壶工作时,读出电能表示数为 ,烧水5min后,电能表的示数变为 ,此过程中电热水壶消耗的电能为_________kW•h,它的电功率为_________W。若测量电能表指示灯闪烁适量次数所用的时间,并利用电能表常数3200imp/(kW•h)计算出电功率。这种方法与原方法相比,具有的优点是_________(说出一点即可)。
【答案】0.1 1200 可测量较小的电能
【解析】[1]电能表示数最后一位是小数,单位为kW•h,故此过程中电热水壶消耗的电能为
[2]它的电功率
[3]原方法最小只能测量0.1kW•h的电能,此方法可测量比0.1kW•h小的电能。
26.(2026·江苏南通·一模)现有两个分别标有“6V 6W”和“3V 6W”的灯泡L1和L2(灯丝电阻不变)在保证电路安全的前提下;将它们并联后接在某一电源上,使其中一只灯泡正常发光,干路允许通过的最大电流是______A。将它们串联后接在某一电源上,使其中一只灯泡正常发光,则电源电压是______V,此时L1与L2的功率之比是_______。
【答案】2.5 7.5 4∶1
【解析】[1]两个分别标有“6V 6W”和“3V 6W”的灯泡L1和L2并联后接在某一电源上,使其中一只灯泡正常发光,则根据并联电路的电压特点可知灯泡L2正常发光,电源电压为3V。此时通过灯泡L2的电流为
灯泡L1的电阻为
由欧姆定律知,此时通过灯泡L1的电流为
干路允许通过的最大电流是
I干=I2+I1实=2A+0.5A=2.5A
[2][3]灯泡L2的电阻为
由串联电路分压原理可知,将灯泡L1和L2串联后接在某一电源上,使其中一只灯泡正常发光,这个灯泡为L1,又因为串联电路电流处处都相等,此时电路中的电流为
灯泡L2两端的实际电压为
U2实=IR2=1A×1.5Ω=1.5V
此时的电源电压为
U电=U1+U2实=6V+1.5V=7.5V
灯泡L2的实际功率为
P2实=IU2实=1A×1.5V=1.5W
因灯泡L1正常发光,所以功率为6W,则此时L1与L2的功率之比是
27.(2026·江苏南京·一模)如图所示是小明家的电能表。(1)5月初,小明家电能表示数为,6月初的示数如图所示,他家5月初至6月初消耗的电能是__________度;(2)小明让标有“,”某一用电器单独工作,这段时间内,电能表的转盘刚好转了300转,则该用电器消耗的电能是__________。
【答案】110 0.2
【解析】[1]电能表示数最后一位为小数位,如图示数为1342.8kW·h,他家5月初至6月初消耗的电能是
1342.8kW·h-1232.8kW·h=110 kW·h=110度
[2]用电器消耗的电能为
28.(2026·江苏常州·一模)小宇用如图甲所示电路对一只标有“0.8 A”字样的小灯泡L进行了测试,电源电压恒为9 V,电阻箱R0的阻值可在0~9999 Ω之间调节,根据所测数据作出了灯丝的图像(如图乙所示),根据图像可知小灯泡正常发光时的电阻为________Ω;如果将电阻箱R0的阻值调为10 Ω,通电10 s电流通过R0所做的功为________J。
【答案】10 36
【解析】[1]“0.8A”表示小灯泡正常工作时的电流,由图乙可知,小灯泡正常工作时两端电压为8V,小灯泡正常发光时的电阻
[2]由甲图L与R0串联,观察图像,当通过L的电流为0.6A时,L两端的电压为,此时R0两端电压
满足,所以通电10s电流通过R0所做的功
29.(2026·江苏徐州·一模)小明同学利用电能表和秒表测家中电热水壶的电功率。如图所示,该电能表此时示数为___________kW•h,现让电热水壶单独工作6min,电能表的指示灯闪烁了480次,则电热水壶的实际功率为___________W。若电热水壶的热量全部被液体吸收,则此过程中它能让10kg的蓖麻油温度升高___________℃。[]
【答案】3023.60 1500 30
【解析】[1]如图所示,电能表,单位kW•h。该电能表此时示数为3023.60kW•h。
[2]如图所示,该电能表的参数3200imp/(kW•h)表示每用电1kW•h指示灯闪烁3200次,电能表指示灯闪烁480次,电热水壶消耗的电能
电热水壶单独工作时间
电热水壶的实际功率
[3]电热水壶的热量全部被液体吸收,则蓖麻油吸收的热量Q=W,根据Q吸=cmΔt可得蓖麻油温度升高
30.(2026·江苏苏州·一模)在图甲所示电路中,滑动变阻器标有“50,1A”字样,电阻的阻值为5,小灯泡的图像如图乙所示。闭合开关,将滑动变阻器滑片移至最左端时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数为0.3A。求:
(1)灯泡的额定功率;
(2)电源电压;
(3)移动滑动变阻器,当和小灯泡功率相同时,滑动变阻器的接入电路的阻值是多少?
【答案】(1)0.9W
(2)4.5V
(3)35Ω
【解析】(1)由图甲可知,、小灯泡、滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,闭合开关,滑片移至最左端时,滑动变阻器接入电阻为0,小灯泡正常发光,电路电流。由图乙可知,电流时,灯泡的额定电压,则灯泡的额定功率为
(2)滑片在最左端时,滑动变阻器接入电阻为0,与串联,串联电路电流处处相等,因此通过的电流为,则两端电压
串联电路总电压等于各部分电压之和,因此电源电压
(3)与串联,电流处处相等,由可知,功率相等时,
即满足
结合图乙可得,当电流时,灯泡电压,满足的条件。 此时电路总电阻
因此滑动变阻器接入阻值
31.(2026·江苏徐州·一模)如图所示电路,当开关接a时,灯泡的功率为,灯泡两端的电压为5 V;当开关接b时灯泡的功率为,且,两个定值电阻的阻值关系为。电源电压U与灯丝的阻值保持不变,求:
(1)开关接b时灯泡的两端的电压;
(2)电源电压U。
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)开关接时,灯泡L与串联;开关接时,灯泡L与串联,灯丝阻值和电源电压保持不变。设开关接时灯泡两端电压为,则
即
解得
(2)根据串联电路电流相等、总电压等于各部分电压之和,结合欧姆定律分析可得开关接时,电路电流,则电源电压
即①
开关接时,电路电流,则电源电压
即②
联立①②得
32.(2026·江苏南通·一模)如图所示,L是“12V;6W”的小灯泡,是定值电阻,是最大阻值为24Ω的滑动变阻器,电源电压和灯泡的电阻不变。求:
(1)灯泡的阻值;
(2)闭合开关S、,变阻器滑片在b端时,小灯泡恰好能正常发光,这时电流表示数为0.9A,求的阻值;
(3)闭合开关S、断开时,小灯泡消耗的最小功率;
(4)闭合开关S、,变阻器滑片移到变阻器中点时,通过电流表的电流是多大。
【答案】(1)24Ω;(2)30Ω;(3)1.5W;(4)0.47A
【解析】解:(1)哟得,灯泡的阻值
(2)闭合开关S、,变阻器滑片在b端时,变阻器接入电路中电阻为0,灯泡与R1并联,电流表测量干路电流,小灯泡恰好能正常发光,则电源电压
灯泡的电流为
这时电流表示数为0.9A,的电流为
由欧姆定律得,的阻值
(3)闭合开关S、断开时,灯泡与变阻器串联,当变阻器接入电路电阻最大,为24Ω时,电路电流最小,小灯泡消耗的功率最小,此时电路电流为
小灯泡消耗的最小功率
(4)闭合开关S、S1,变阻器滑片移到变阻器中点时,灯泡与R1并联后,再与变阻器串联,电流表测量干路电流,电路总电阻为
通过电流表的电流是
答:(1)灯泡的阻值24Ω;
(2)的阻值30Ω;
(3)闭合开关S、断开时,小灯泡消耗的最小功率1.5W;
(4)闭合开关S、,变阻器滑片移到变阻器中点时,通过电流表的电流约是0.47A。
33.(2026·江苏徐州·一模)如图所示电路,电源电压不变,定值电阻,只闭合开关时,电流表的示数为0.2A;断开,闭合、时,电流表的示数为0.8A。求:
(1)只闭合开关时,电阻的电功率;
(2)电源电压。
【答案】(1)0.4W
(2)4V
【解析】(1)由图可知,只闭合开关S3时,R1与R2串联,通过定值电阻R1的电流等于电路电流,电阻R1的电功率为
(2)只闭合开关S3时,R1与R2串联,由欧姆定律可知,电源电压为
……①
断开S3,闭合S1、S2时,R1与R2并联,根据欧姆定律和并联电路电流特点可知,干路的电流为……②
联立①②两式,解得、电源电压为
34.(2026·江苏徐州·一模)如图所示的电路中,电源电压恒定,小灯泡规格为“6V 3.6W”。先闭合开关S、S1,断开S2,小灯泡恰好正常发光,若再闭合S2,电流表的示数为1.8A。求:
(1)小灯泡正常发光时的电流;
(2)电源电压。
【答案】(1)0.6A
(2)9V
【解析】(1)小灯泡正常发光时的电流
(2)闭合开关、,断开时,小灯泡与R串联,此时小灯泡恰好正常发光,电路电流为0.6A,根据串联电路电流和电压的特点,可得电源电压为①
再闭合后,小灯泡被短路,电路为R的简单电路,电源电压为②
联立两式解得电源电压为。
35.(2026·江苏无锡·一模)为确保骑行和充电安全,新版国家标准《电动自行车安全技术规范》于2025年9月1日正式实施,新国标对电动车的最大功率、最高车速以及续航里程都提出了明确要求。如图甲所示,按照新国标规范生产的电动自行车,整车总质量50 kg,额定电压48 V、额定容量20 A·h的电池置于车辆中底部,增加了电动车的稳定性。
(1)若骑车人的体重400 N,骑行时轮子与地面接触的总面积为50 cm2,则此时人和车辆对地面的压强多大?
(2)为了增加车辆的续航距离,使用了“能量回收”功能。刹车时,后轮电机利用________原理将车辆部分动能转化为电能存储于电池内。家用电路220V,插座的最大输出电流为10A,充电器的充电效率为80%,将此电动车电池充入满电能量的66%,至少需要多长时间_______?
(3)如图乙所示,电动车的驻车撑脚BCD,结构呈L形,B点在后轮轴上。使用时,脚在D点施加向下踩的力,使C点接触地面,B点对后轮轴竖直向上的力,抬起后轮,使电动车绕前轮轴A点转动,方便驻车。后轮被抬起的瞬间,A点与各点的水平距离如图丙所示。若此状态下,脚踩D的同时,手在E点用的力竖直向上提,协助驻车,相比于只踩D点,变化了多少?
【答案】(1)
(2)电磁感应
(3)
【解析】(1) 车的重力
总压力
受力面积换算
压强
(2)[1]刹车时将动能转化为电能,利用电磁感应原理(发电机原理,电磁感应产生感应电流)。
[2] 电池总电能
需要充入电池的能量
充电输入功率
输入电能
充电时间
(3)撑脚绕C点转动,支点为C;力都是竖直方向,因此力臂等于力的作用线到C点的水平距离。动力的力臂,阻力竖直向下,力臂
分析撑脚
即①
电动车绕A点转动,支点为A;力都是竖直方向,因此力臂等于力的作用线到A点的水平距离。 由图得:的力臂
电动车给撑脚一个向下的力,同时撑脚给电动车一个向上的力,两个力大小相等方向相反,是一对相互作用力,
的力臂,无作用时②
有作用时③
②-③得
即
解得,即有作用以后的变化量为65N
代入①得变化了
36.(2026·江苏南通·一模)如图甲为某商场安装的扶梯自动计数器简化电路图。已知电源电压为光敏电阻,。当有光照射时 ;当扶梯上有顾客经过,挡住射向 的光线时, 的阻值增大,计数器就计数一次。图乙为某段时间内 两端的电压 随时间t变化的图像。
(1)当有光照射时,电路中的电流为多大?
(2)当扶梯上有顾客经过时,的阻值为多大?
(3)这段时间内电路消耗的电能是多少?
【答案】(l)0.3A;(2)100Ω;(3)7.68J。
【解析】解:(1)当有光照射时,电路中的电流为
(2)当扶梯上有顾客经过,挡住射向R1的光线时,R1的阻值增大,电路中的总电阻变大,电路中的电流变小,根据题图可知:此时加在定值电阻两端的电压为U2=2V,此时电路中的电流为
根据串联电路的电压、电流规律,此时光敏电阻两端的电压为
光敏电阻的阻值为
(3)这段时间内电路消耗的电能是
W=UIt=12V×0.3A×2s+12V×0.1A×0.4s=7.68J
答:(l)当有光照射时,电路中的电流为0.3A;
(2)当扶梯上有顾客经过时,R1的阳值为100Ω;
(3)这段时间内电路消耗的电能是7.68J。
37.(2026·江苏无锡·一模)在2025年春晚的舞台上,一组跳舞机器人以其精准的舞步和协调的动作吸引了观众的目光。
每个机器人总质量为20kg,机器人在舞台上移动时,可以通过轮子匀速直线运动,也可以通过关节的电机实现复杂的舞蹈动作。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度,控制驱动电机运转,如图甲所示为控制电机运转的原理电路,为输入电压,为定值电阻,为磁敏电阻,阻值随外加磁场强弱的变化而改变。
如表为机器人的部分参数,“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能;“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。
电池的质量
10kg
减速器的减速比
30∶1
电池比能量
驱动电机的输入总功率
500W
移动速度
驱动电机将电能转化为机械能的效率
60%
(1)机器人在跳舞过程中,完成一个舞蹈动作需要10s,则驱动电机在这段时间内消耗的电能是________J;若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动10s,此过程中机器人受到的阻力为________N。如果机器人在跳舞过程中突然跳起,离地高度为0.1m后落地,则这一过程中重力对机器人所做的功为________J。()
(2)关于机器人,下列说法正确的是________;
A.观众看到跳舞机器人身穿红色小花祅,是因为舞蹈服吸收红色光
B.为提高机器人的稳定性,机器人的重心应尽可能偏上
C.为确保跳舞机器人接住抛出的手绢,机器人指尖采用防滑纹理涂层,这是用增大接触面粗糙程度的方法增大摩擦
D.机器人内部的图甲电路中,电磁铁的下端为N极
(3)控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图乙所示,当磁敏电阻在正常工作区时,即使图甲电路中输入电压发生改变,两端电压都能维持在某一定值附近微小变化,从而使控制电路中的电机稳定转动,则磁敏电阻的正常工作区对应图中________(ab/bc)段。已知无磁场时阻值为,的阻值为,线圈电阻忽略不计,当为24V时,处在磁场中的电功率为0.32W,则两端的电压是多少V?________
(4)如图丙所示为机器人测速系统的部分装置简化图,磁敏电阻转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧,当传感器对准齿轮两齿间隙时,电缆输出电流为0。某次当驱动电机的齿轮匀速转动时,电缆输出如图丁所示周期性变化的电流,则1s内对准传感器的齿间隙共有________个;若此时机器人遇到障碍物,减速器启动,则经减速器降速后的齿轮转速为________r/min。
【答案】(1) 5000/ 300/ 20
(2)C
(3) bc 8
(4) 100 10
【解析】(1)[1]输入功率为500W,时间为10s,电机消耗的电能为
[2]最大速度为1m/s,机械效率为60%,则机械功率
匀速运动时阻力与牵引力是一对平衡力,则阻力为
[3]下落过程中重力对机器人所做的功为
(2)A.红色衣服反射红色光,并非吸收,故A错误;
B.提高稳定性应降低重心,而非偏上,故B错误;
C.防滑纹理涂层通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故C正确;
D.由图甲,电流从电磁铁下端流入,上端流出,根据安培定则,电磁铁下端为S极,故D错误。故选C。
(3)[1]由图可知,两电阻串联,由串联分压原理可知,为维持U1两端的电压稳定,磁敏电阻RB两端电压UB也应随输入电压U的变化而发生变化,且RB阻值的变化量应较大,所以应选择bc段。
[2]根据串联电路的特点和欧姆定律可知,当U为24V时,电路中的电流
此时处在磁场中的RB电功率为0.32W,则
解得或
由于磁敏电阻正常工作时电阻变化大,故此时,此时电路中的电流为
所以R1两端的电压为
(4)[1]由图丁可知周期,则1s内对准传感器的齿间隙个数为
[2]由丙图知驱动电机的齿轮间隙共有20个,则驱动电机的转速为,以分钟为单位,其转速为
减速比,故减速后转速为
38.(2026·江苏淮安·一模)在跨学科实践活动中某小组设计了一款恒温热水器,热水器的工作电压为220V、加热功率为880W、保温功率为88W,热水器达到设定温度后能自动切换模式。方案一如图甲所示,图中开关S1、S2都闭合时,热水器处于加热模式。有同学认为方案一不能实现自动切换功能,于是设计了图乙所示的方案二,新方案中使用电磁继电器与热敏电阻。为确保安全,当热水器内温度达到设定温度54℃时,电流达到0.2A,电磁铁会吸下衔铁,工作电路自动切换到保温模式;当温度降低到40℃时,电流低至0.13A,衔铁被释放。其中热敏电阻R的阻值与温度t的关系如图丙所示。
(1)方案一中,选用的发热电阻R2的阻值应为多少Ω?
(2)方案二中,工作电路中的发热电阻R1应设计在______处(选填“a”或“b”),闭合S0后,电磁铁的上端为________极。
(3)方案二中,选用的定值电阻R0阻值应为多少Ω?(电磁铁线圈阻值不计)
【答案】(1)495Ω
(2)a S
(3)100Ω
【解析】(1)图甲中开关S1、S2都闭合时,电路中只有R1接入电路,电路中电阻较小,电源电压一定,由可知,此时电功率较大,处于加热状态;只闭合开关S1时,电路中R1、R2串联,电路中电阻较大,电源电压一定,由可知,此时电功率较小,处于保温状态,由可得,,,则发热电阻R2的阻值应为。
(2)[1]方案二中,当温度过高时,电路中电阻较小、电流较大,衔铁被吸下,停止加热,所以工作电路中的发热电阻R1应设计在a处。
[2]闭合S0后,电流从螺线管下端流入,根据安培定则,电磁铁的下端为N极、上端为S极。
(3)根据图乙可知,热敏电阻的阻值与温度的关系是一次函数,即:;由图像可知,
联立可得,,
当热水器内温度达到设定温度54℃,此时热敏电阻的阻值为
当热水器内温度达到设定温度54℃时,电流达到0.2A,当温度降低到40℃时,电流低至0.13A,衔铁被释放,此时,热敏电阻为100Ω,根据欧姆定律可知,,即有,
解得定值电阻R0阻值应为100Ω。
39.(2026·江苏南通·一模)如图甲所示的部分电路中,电源电压U保持不变,a、b、c为三个接线柱,现备有三个电阻:R 1 =9 Ω,R 2 =6 Ω,R 3 =3 Ω
(1)若只在a、c间接入R 1 ,则闭合开关S后,在1 min内R 1 上产生的电能是240 J,求电源电压U;
(2)若要从R 1 、R 2 、R 3 中选取两个电阻,连入图中的虚线框内,使得S闭合时电路消耗的总功率是S断开时电路消耗总功率的3倍,请你在图乙中画出两种连接电路(每个电路都应有两个电阻),并在连入电阻的上方标出该电阻的阻值或符号;
(3)在(2)中的两种连接电路中任选一种,计算出S断开和闭合两种状态下电路的总功率.
【答案】6 V 见解析 4 W、12 W或6 W、18 W
【解析】(1)根据Q=W=t得:电源电压U==6V;
(2)∵根据题意知:S闭合时电路消耗的总功率是S断开时电路消耗总功率的3倍,即P闭合:P断开=3:1,∴在电源电压一定的情况下,根据P=可知:R闭合:R断开=1:3,所以选取电阻R2=6Ω,R3=3Ω,两个电阻的连接方式要么串联,要么并联;在串联电路中,开关要么控制整个电路,要么和其中的一个电阻并联;在并联电路中,开关要么位于干路,要么位于其中一个支路,据此画出可能的连接电路;
故方式一:
故方式二:
(3)以方式一为例,则当S断开时,电阻R2和R3串联连入,所以P断开==4W;当S闭合时,只有电阻R3连入,所以P闭合= =12W;以方式二为例,则当S断开时,只有电阻R2连入,所以P断开==6W;当S闭合时,电阻R2和R3并联连入,所以P闭合= =18W.
动态电路分析
考点2
1.(2026·江苏常州·一模)如图是创新实验小组同学设计的一款电子量角器的实物图和电路图,为均匀半圆弧形电阻,点为其圆心,为金属滑片,可绕点转动。、间连接的角度显示器是由电压表改装而成的,可用来显示角的大小。当滑片沿顺时针方向转动时,则( )
A.连入的电阻变大 B.电压表的示数变大
C.电路中的电流变大 D.电路的总功率变大
【答案】B
【解析】AC.AB是均匀半圆弧形电阻,且整个AB始终串联在电路中,滑片P顺时针转动时,只是改变了AP段的长度,故AB接入电路的总电阻不变。根据欧姆定律,电源电压U不变,总电阻R总不变,因此电路中的电流I不会随滑片转动而变化,故AC不符合题意;
B.电压表测量的是AP段电阻两端的电压,当滑片P沿顺时针方向转动时,P点向B点移动,导致A到P之间的电阻丝长度变长,因此RAP的阻值变大。根据公式,电路电流I不变,而RAP变大,所以UAP变大,即电压表的示数变大,故B符合题意;
D.电路总功率,其中电源电压U不变,电路电流I也不变,因此电路总功率P不变,故D不符合题意。故选B。
2.(2026·江苏苏州·一模)如图甲所示电路,电源电压可调,电流表量程为0~3A,、是额定电压均为6V的小灯泡,其电流与电压的关系如图乙所示,现有一标有“2A”字样,最大值模糊不清的滑动变阻器R,经测试,当只闭合开关,滑片P滑至中点,电源电压调节为10V时,小灯泡恰好正常发光,则在电路中各元件均安全工作的前提下,①滑动变阻器R的最大值为;②要使和均正常工作,只能闭合、;③要使和均发光且有一灯正常工作,只能闭合;电源电压的调节范围为12~16V;④要使和均发光且有一灯正常工作,电路的总功率变化范围为6.4~12.8W,以上结论正确的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】D
【解析】①当只闭合开关,灯泡L2和变阻器串联,滑片P滑至中点,电源电压调节为10V时,小灯泡恰好正常发光,灯泡L2两端的电压是6V,由图乙可知,通过灯泡L2的电流是0.8A,变阻器两端的电压
由串联电路电流的规律可知通过变阻器的电流是0.8A,变阻器的阻值
滑动变阻器R的最大值为
故①错误;
②要使和均正常工作,两个灯泡两端的电压是6V,由图乙可知,两个灯泡两端的电压是6V时,通过两个灯泡的电流不同,所以两个灯泡不可能是串联,只能闭合、,两个灯泡并联后再和变阻器串联,故②正确;
③④由图乙可知,两个灯泡两端的电压是6V时,通过灯泡L1的电流是1.2A,通过灯泡L2的电流是0.8A,要使和均发光且有一灯正常工作,不可能是并联,两个灯泡并联,一个灯泡正常发光,另一个灯泡也正常发光,只能两个灯泡串联,闭合开关S3,串联电路中各处的电流相等,通过电路的电流是0.8A,由图乙可知,灯泡L1两端的电压是2V,灯泡L2两端的电压是6V,变阻器连入电路的电阻为零时,电源电压
电路总功率最小值为
变阻器连入电路的电阻最大,变阻器两端的电压
电源电压
电路总功率最大值为
电源电压的调节范围为8~16V,电路的总功率变化范围为6.4~12.8W,
故③错误,④正确。故选D。
3.(2026·江苏南京·一模)将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件应变片,其结构如图甲所示。将它接入图乙所示的电路,电源电压不变,R为定值电阻。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,则电路中的( )
A.电压表和电流表示数都变大
B.电压表示数与电流表示数的比值变小
C.电路的总功率变大
D.定值电阻R的功率变小
【答案】D
【解析】AB.由于塑料中的金属丝会被拉长变细,导致电阻变大,则总电阻变大,又电源电压不变,根据欧姆定律可知电流变小,电流表示数变小,定值电阻R两端的电压变小,而应变片两端的电压变大,即电压表的示数变大。根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知,电压表示数与电流表示数的比值即为应变片的电阻,应变片的电阻变大,因此电压表示数与电流表示数的比值变大,故AB不符合题意;
C.由前面分析可知,电路的电流变小,根据可知,电路的总功率变小,故C不符合题意;
D.由前面分析可知,电路的电流变小,根据可知,定值电阻的功率变小,故D符合题意。故选D。
4.(2026·江苏南京·一模)为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示,R1是光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会发生改变,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压,若已知电源电压为6V,某一时段AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则( )
A.AB两端电压为3V时,跳绳自动计数器会计数一次
B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,通过R1的电流是挡住时的0.6倍
D.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1消耗的功率是挡住时的1.8倍
【答案】D
【解析】由甲图电路知,R1与R2串联,AB间电压为R2两端电压;
A.当射向R1的激光被挡时,R1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R1分得电压增大,R2分得电压减小,由图象知,此时
U2=UAB=1V
因为R1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即AB间电压为1V计数一次,故A错误;
B.由串联电路的分压原理有
R1=5R2
故B错误;
C.当射向R1的激光没有被挡时,R1阻值变小,R1分得电压减小,R2分得电压增大,由图象知,此时
U2'=UAB'=3V
因为串联电路电流相等,由欧姆定律可得,有红外线照射和无红外线照射时通过R1的电流之比
绳子没有挡住射向R1的红外线时,通过R1的电流是挡住时的3倍,故C错误;
D.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1消耗的功率和挡住时R1消耗的功率之比
绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1消耗的功率是挡住时的1.8倍,故D正确。故选D。
5.(2026·江苏南京·一模)如图E为电压可调的电源,R为定值电阻,电子元件D有稳压作用使UD保持不变。U总为电源电压(U总⩾UD),I为电路电流,P为定值电阻R的电功率,下列图像合理的( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】AB.闭合开关,两电阻串联接入电路,根据串联电压规律结合欧姆定律可得通过电路的电流,分析函数关系可知I与是一次函数,故A错误,B正确;
CD.定值电阻R的电功率,分析函数关系可知P与是二次函数,故CD错误。故选B。
动态电路计算
考点3
1.(2026·江苏南通·一模)如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器规格为“1A,?Ω”,第一次只闭合S、S1,第二次只闭合S、S2,保证电路中所有元件都安全的前提下,移动滑片P得出这两次实验过程电压表和电流表示数变化的关系图像,且其中一次灯泡能达到正常发光。下列判断正确的是( )
①电源电压为9V ②滑动变阻器的最大阻值为30Ω
③小灯泡的规格为“6V 3W” ④只闭合S、S2,定值电阻功率最大7.2W
A.①③ B.③④ C.②④ D.②③
【答案】B
【解析】第一次只闭合开关S、S1,变阻器与电阻串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,由串联电路的电压特点和欧姆定律可得电压表的示数
因U、不变,则电压表的示数与电流表示数成一次函数关系,其U-I图像是一条斜向下的直线;第二次只闭合开关S、S2,变阻器与灯泡L串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,同理可得此时可得电压表的示数
因要随温度的变化而变化,则此时U-I图像是一条曲线。
只闭合开关S、S1时,变阻器与电阻串联,由图乙可知,电路中的电流最大为,此时变阻器两端的电压为0,电路中的电流最小为,此时变阻器两端的电压为,因为电源电压不变,所以由串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压
即
解得,
电路中的电流最小为时,滑动变阻器接入电路的电阻为
因题中没有说明滑片是最大限度滑动,所以滑动变阻器的最大阻值不小于30Ω。
因只有一次灯泡能达到正常发光,且保证电路中所有元件都安全,由图像乙曲线可知,当电流为0.5A时,灯泡正常发光,此时电压表示数与直线中电流0.3A时相同,当滑动变阻器与串联时,电流为0.3A时,两端电压为
电压表示数即滑动变阻器两端电压为
则灯泡的额定电压为,额定电功率为
故灯泡的规格为“6V 3W”。
只闭合S、S2时,滑动变阻器和串联,滑动变阻器允许通过的电流为1A,电流表最允许通过电流0.6A,故电路允许通过电流为0.6A,此时滑动变阻器接入电路电阻为0,则定值电阻功率最大
综上可知③④正确,故选B。
2.(2026·江苏无锡·一模)如图所示,是小红连接的测量小灯泡额定功率的电路,小灯泡的额定电压为2.5V。电源电压保持不变,R为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为40Ω。她将滑动变阻器的滑片P置于B端,断开开关,闭合开关S、,电压表示数为0.9V;移动滑片P置于中间位置时,电压表的示数为1.5V。重新将滑片P移至B端,断开开关,闭合开关S、,移动滑片P使电压表的示数为2.5V;保持滑片P的位置不变,断开开关,闭合开关S、,电压表示数为2.25V。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为3V
B.定值电阻R的阻值为20Ω
C.小灯泡的额定电流为0.1A
D.小灯泡的额定功率为0.5W
【答案】D
【解析】AB.滑动变阻器的滑片P置于B端(阻值最大),断开开关,闭合开关S、,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,为,此时通过的电流为
电源电压为……①
滑片P置于中间位置时,即
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,为,此时通过的电流为
电源电压为……②
联立①②可得,,,故AB错误;
CD.重新将滑片P移至B端,断开开关,闭合开关S、,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端的电压,为2.5V,即额定电压,设此时滑动变阻器接入的电阻为,由串联电流规律可知,电路电流为小灯泡的额定电流,电源电压为
代入数据,得……③
保持滑片P的位置不变,断开开关,闭合开关S、,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,为,此时通过的电流为
电源电压为
代入数据
解得
将代入③,解得。
小灯泡的额定功率为,故C错误,D正确。故选D。
3.(2026·江苏南通·一模)小明设计的“压强计”电路原理如图甲所示,电源电压4.5V、电流表(0~30mA)、电压表(0~3V)、为定值电阻,压敏电阻R的阻值随压强p变化图线如图乙所示。由电压表改制的“压强计”标有对应的压强值,其中2.5V刻度线处标有Pa。下列说法正确的是( )
A.定值电阻的阻值为80Ω
B.整个电路的最小功率为0.08W
C.电源电压降低,测得的压强值偏大
D.“压强计”的量程为~Pa
【答案】D
【解析】由图甲可知,与压敏电阻R串联,电流表测电路电流,电压表测R两端电压。由图乙得R与压强p的关系为
已知当电压表的示数时,,代入得此时
电源电压U=4.5V,根据串联电路规律,两端电压
电路电流
因此
A.计算得定值电阻=100Ω,不是80Ω,故 A 错误。
B.电源电压不变,电路总电阻越大,功率越小。电压表最大量程为0∼3V,因此R两端最大电压,此时电流最小
电路最小功率
故 B 错误。
C.实际压强不变时,R阻值不变,电源电压降低,根据,U减小则减小。电压表读数对应的电阻值偏小,因此对应的压强值比实际压强偏小,故 C 错误。
D.最大压强:当电压表达到最大量程时
代入R与p的关系得
最小压强:电流表量程为0∼30mA,最大电流=0.03A,总电阻
最小
代入得
因此压强计量程为
故 D 正确。故选D 。
4.(2026·江苏常州·一模)如图所示的电路,电源电压恒为,灯泡标有“”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为。闭合开关,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片,则正确的是( )
A.滑动变阻器接入电路的阻值范围是
B.电流表示数的变化范围是
C.电压表示数的变化范围是
D.电路总功率的变化范围是
【答案】D
【解析】根据,可得灯泡的额定电流
可得灯泡的电阻
因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为,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,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,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,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
根据串联电路分压原理,此时电压表示数为最小
当电压表的示数时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小。因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯泡两端的电压
电路中的最小电流
滑动变阻器接入电路中的最大阻值
电路的最大总功率
电路的最小总功率
综上可知,滑动变阻器接入电路的阻值范围是,电流表示数的变化范围是,电压表示数的变化范围是,电路总功率的变化范围是,故D正确,ABC错误。故选D。
5.(2026·江苏无锡·一模)如图甲所示,电源电压不变,电流表的量程为0∼0.6A,电压表的量程为0∼15V,小灯泡参数“?V,?W”模糊不清。第一次只闭合开关S和,滑片P从a端移到b端;第二次仅闭合开关S和,保证电路中所有元件都安全的前提下,最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表和电流表示数变化的关系图像。下列判断正确的是( )
①小灯泡的参数为“5V 2.5W”
②电源电压为6V
③只闭合开关S、,电路的总功率最大时,灯与滑动变阻器的功率之比为
④只闭合开关S、,滑动变阻器的最大电功率与定值电阻的最大电功率之比为
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有①④正确 D.只有②③正确
【答案】B
【解析】②只闭合S、时,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测滑动变阻器电压,则滑动变阻器电压
为定值电阻,因此与I为线性关系,乙图中直线对应该过程,曲线对应只闭合S、,滑动变阻器与灯泡串联的过程;对直线取点,时,;时,,可得
联立解得,,故②正确;
①只闭合S、,曲线对应过程,最大电流,此时,灯泡电压
额定功率
因此小灯泡参数不是“5V 2.5W”,故①错误;
③只闭合S、,总功率,电源电压U不变,电流最大时总功率最大,最大电流,此时,,串联功率比等于电压比 ,故③错误;
④只闭合S、,滑动变阻器的功率
当,滑动变阻器有最大电功率
的最大功率出现在滑动变阻器阻值为0(电流最大)时,的最大功率
功率比,故④正确。
综上所述,只有②④正确,故B正确,ACD错误。故选B 。
6.(2026·江苏南通·一模)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,R1、R2的U-I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.图线甲是电阻R1的“U-I”关系图像
B.电源电压为24V
C.电阻R1的最小电功率为2.7W
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30
【答案】D
【解析】A.由图甲可知,电阻R1和变阻器R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中电流,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,由可知电阻R1两端的电压变大,所以图线乙是电阻R1的U-I关系图像,甲为滑动变阻器的U-I关系图像,故A错误;
BCD.由图乙可知,电路中的最小电流0.3A,R1两端的电压,R2两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压
电阻R1的最小电功率为
滑动变阻器的最大阻值
故BC错误,D正确。故选D。
7.(2026·江苏南京·一模)如图所示电路中,电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器、为其两端点,闭合开关S,当滑片P在端时,电流表示数为0.2A,消耗的电功率为,当滑片P移动至某一位置时,电流表示数为0.5A,消耗的电功率为3.5W,则当滑片P从移到的过程中下列说法正确的是( )
A.电压表示数变化了12V B.电流表示数变化了1.2A
C.消耗的电功率变化了14W D.电路消耗的总功率变化了10W
【答案】C
【解析】由电路图可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片P在b端时,电路的电流
R2消耗的电功率
R2两端的电压
因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,电源电压-------①
当滑片P移动至某一位置时,电路中的电流
R2消耗的电功率
此时R2两端的电压
电源电压-------②
因电源电压不变,所以
解得
则电源电压
当滑片P在a端时,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压,其示数为12V;此时电路中的电流
滑片P在b端时,电路的电流
电压表的示数
则当滑片P从a移到b的过程中,电压表示数的变化量
电流表示数的变化量
R1消耗电功率的变化量
电路消耗总功率的变化量
故C正确,ABD错误。故选C。
8.(2026·江苏南京·一模)图甲所示电路,定值电阻R0与滑动变阻器R1串联.图乙是该滑动变阻器的功率与电流关系的图象(不考虑温度对小灯泡电阻的影响).下列判断错误的是
A.R1的最大阻值为50Ω B.R0阻值为10Ω
C.电源电压为12V D.R0的最大功率为2W
【答案】D
【解析】由电路图可知,R0与R1串联,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,
由图象可知,电路中的最小电流I=0.2A时,R1的电功率P1=2W,
由P=I2R可得,滑动变阻器的最大阻值:
R1===50Ω,故A正确;
由图象可知,当电路中的电流I′=0.4A时,R1的电功率P1′=3.2W,此时R1接入电路的电阻:
R1′===20Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=可得,电源的电压:
U=I′(R0+R1′)=0.4A×(R0+20Ω),
当电路中的电流I=0.2A时,电源的电压:
U=I(R0+R1)=0.2A×(R0+50Ω),
因电源的电压不变,
所以,0.4A×(R0+20Ω)=0.2A×(R0+50Ω),
解得:R0=10Ω,故B正确;
则电源的电压:
U=I(R0+R1)=0.2A×(10Ω+50Ω)=12V,故C正确;
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为R0的简单电路,此时电路中的电流最大,
则电路中的最大电流:
I大===1.2A,
R0的最大功率为:P=I大2R0=(1.2A)2×10Ω=14.4W,故D错误.故选D.
9.(2026·江苏常州·一模)小灯泡L的额定电压为3V,它的I﹣U图象如图甲所示,把小灯泡接入如图乙所示的电路中,先将滑动变阻器的滑片P移至B端,闭合开关S,电压表示数为1.5V;再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V。已知电源电压恒定,滑动变阻器的铭牌上标有“10Ω 2A”。下列说法中错误的是( )
A.电源电压为4.5V
B.小灯泡的额定功率为1.5W
C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为2.5W
【答案】D
【解析】A.当滑动变阻器的滑片P移至B端时,滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联,
由图象可知,当电压表示数为1.5V时,电路中的电流I=0.3A,
由可得,滑动变阻器两端的电压
U滑=IR滑=0.3A×10Ω=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+U滑=1.5V+3V=4.5V
故A正确,不符合题意;
B.由图象可知,灯泡两端的电压为3V时,电路中的电流I′=0.5A,因额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,所以,灯泡的额定功率
PL额=UL额I′=3V×0.5A=1.5W
故B正确,不符合题意;
C.此时滑动变阻器两端的电压
U滑′=U﹣UL额=4.5V﹣3V=1.5V
滑动变阻器接入电路中的电阻
故C正确,不符合题意;
D.滑动变阻器消耗的电功率
P滑′=U滑′I′=1.5V×0.5A=0.75W
故D不正确,符合题意。故选D。
10.(2026·江苏南通·一模)如图甲,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电压表的量程为0~15V。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系图像,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为18V
B.R1的阻值为5Ω
C.R1的最小功率为1W
D.为保证电压表安全,R1的阻值与R2接入电路的最小阻值之比为6:1
【答案】A
【解析】AB.由图知,两电阻串联,电压表测R1两端电压,由图像知当电压表示数为UV=9V,变阻器连入阻值R2=10Ω,由欧姆定律可得此时电路中电流
电源电压
―――①
由图像知当电压表示数UV'=6V,变阻器连入阻值R2'=20Ω,此时电路中电流
电源电压
﹣﹣﹣②
由①②可得,R1=10Ω,U=18V,故A正确,B错误;
C.当滑动变阻器的电阻最大时,电路的电流最小,R1的最小功率,此时电路的电流最小为
由可得,R1的最小功率
故C错误;
D.因为电压表的量程为0~15V,所以当电压表示数为15V时,滑动变阻器阻值最小,定值电阻分担电压最大为15V,由可得,电路中的电流最大,最大电流
由串联电路电压的规律得,滑动变阻器两端的电压
由欧姆定律,滑动变阻器接入电路的最小电阻
所以R1的阻值与R2接入电路的最小阻值之比为10Ω:2Ω=5:1,故D错误。故选A。
11.(2026·江苏南通·一模)如图甲所示,R0为定值电阻,灯L标有“3V 1.5W”字样,电源电压U总保持不变。闭合开关S,滑动变阻器R的滑片从某一位置移到某一端的过程中,其接入电路的电阻改变了ΔR,电路消耗的总功率变化为ΔP,同时三只电表示数均发生变化。图乙中有OA、AB和CD三段图像,其中有两段反映了上述滑片移动过程中电压表V1和V2示数与电流表A示数的对应关系。下列说法中正确的是( )
A.ΔR为7.5Ω B.ΔP为1.2W
C.U总为12V D.OA是R0的I-U图像
【答案】A
【解析】分析电路可知,灯泡、滑动变阻器、串联,电压表测滑动变阻器电压,电压表测灯泡、滑动变阻器的总电压。移动滑片,当变阻器阻值变小时,根据,电路中电流变大,根据,电压变大,根据串联电压规律,电压表示数变小,根据串联分压原理,电压表示数变小,且电压表示数大于电压表示数,所以CD是电压表示数电流表A示数的对应关系图像,AB是电压表示数与电流表A示数的对应关系图像。
ACD.灯泡的额定电流为
由图像可知,电流为0.5A时,变阻器电压为0V,根据串联分压原理,滑片位于最左端,接入电路阻值为零,则此时灯泡电压为3V,则此时电压表示数为3V,则电源电压为 ①
电流为0.4A时,电压表示数示数为5V,电压表示数为3V,则此时变阻器阻值为
则ΔR为7.5Ω,则电源电压为 ②
联立①②,解得电源电压,。图线OA对应的定值电阻阻值为
所以OA不是R0的I-U图像,故A正确,CD错误;
B.电路消耗的总功率变化量为
故B错误。故选A。
12.(2026·江苏南京·一模)如图所示,电源电压不变,滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,闭合开关,电流表示数0.1A,灯泡的功率0.3W。移动滑片,使滑动变阻器最大阻值的1/3接进电路,电流表示数0.2A,灯泡恰好正常发光,且消耗的功率为1W。一些推算,结果错误的是( )
A.电源电压为8V
B.灯泡正常发光时电阻为25Ω
C.滑动变阻器最大阻值为60Ω
D.灯泡正常发光滑动变阻器消耗的功率0.8W
【答案】A
【解析】AC.如图灯泡与滑动变阻器串联,设电源电压为U,滑动变阻器最大阻值为R,则根据串联电路电压特点有
已知,,,;带入方程组解得
故A错误,C正确,A符合题意,C不符合题意;
B.小灯泡正常工作时电阻为
故B正确,B不符合题意;
D.灯泡正常发光滑动变阻器消耗的功率为
故D正确,D不符合题意。故选A。
13.(2026·江苏南通·一模)如图甲所示,电源的电压U=6V,R0为定值电阻,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示:图Ⅰ描述滑动变阻器的功率随其两端电压的变化规律,图Ⅱ描述电压表示数随电流表示数的变化规律、图Ⅲ描述效率(滑动变阻器消耗的功率与电路消耗总功率之比随滑动变阻器电阻的变化规律,电表、导线对电路的影响不计。则下列说法正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值为5Ω
B.滑动变阻器最大阻值6Ω
C.Ⅰ图上b点的坐标(3V,4.5W)
D.Ⅱ图上经过a点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积为2.68W
【答案】C
【解析】A.当滑片位于A端时,滑动变阻器接入电路中电阻为零,此时电路中的电流最大,由图II可知,电路中的最大电流I大=3A,由可得,定值电阻的阻值
故A错误;
B.因串联电路中各处的电流相等,且串联电路中总电阻等于各部分电阻之和,所以,由P=UI=I2R可得,滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,效率最大,由图Ⅲ可知,最大效率为80%,则
解得
R滑=8Ω
故B错误;
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时,电路中电流
此时滑动变阻器消耗的电功率:
当
R=R0=2Ω
时,变阻器消耗的电功率最大,由图I可知,变阻器消耗的最大功率为4.5W,此时电路中的电流
电压表的示数
UR=IR=1.5A×2Ω=3V
则I图上b点的坐标(3V,4.5W),故C正确;
D.由图II可知,a点表示电路中的电流最小,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流
此时电压表的示数
U滑=I小R滑大=0.6A×8Ω=4.8V
则II图上经过a点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积
P=U滑I小=4.8V×0.6A=2.88W
故D错误。故选C。
14.(2026·江苏南京·一模)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定功率为5W,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A。在保证电路各元件安全的前提下,先只闭合开关S、S1,将滑片P从滑动变阻器R1的最右端向左移动到a点,此时小灯泡正常发光,此过程中电流表与电压表示数的关系图像如图乙所示;再断开开关S1,闭合开关S2,电流表示数为0.3A。下列说法正确的是( )
A.小灯泡的额定电压为5V
B.电源电压为10V
C.只闭合开关S、S1,滑动变阻器R1的阻值变化范围为4Ω~35Ω
D.只闭合开关S、S2,滑片P在a点时,定值电阻R2在5s内产生的热量为3.6J
【答案】D
【解析】A.由图知,只闭合开关S、S1,R1与L串联,电流表测电路电流,电压表测变阻器两端电压,滑片P从最右端向左移动到a点的过程,R1连入电路的阻值变小,电路总电阻变小,电路中电流变大,R1分得的电压变小。在保证电路各元件安全的前提下,当滑片在a点时,灯泡正常发光,电路的总电阻最小,电源电压一定,由知,电路中电流最大,由图乙知,电路最大电流为
Imax=0.5A<0.6A
所以此时最大电流为灯泡正常发光的电流,即IL=0.5A,灯泡此时两端电压等于其额定电压,由P=UI可知,灯泡的额定电压为
故A错误;
B.根据选项A分析和图乙可知,此时变阻器的两端电压:U滑=2V,根据串联电路电压特点可得,电源电压为
U=UL+U滑=10V+2V=12V
故B错误;
C.滑动变阻器R1连入电路的最小值为
滑片P在最右端时,R1连入电路的阻值为其最大值,此时电路中电流最小,由图像知,此时电流Imin=0.25A,变阻器的两端电压为U滑′=8V,R1连入电路的最大值为
所以只闭合开关S、S1,滑动变阻器R1的阻值变化范围为4Ω~32Ω,故C错误;
D.只闭合开关S、S2,R1与R2串联,当滑片P在a点时,R1相当于定值电阻连入电路中,连入电路的电阻为其最大值,根据题意可知,此时电流表示数为0.3A,则此时电路电流为I=0.3A,由欧姆定律可得,此时电路的总电阻为
根据串联电路的电阻特点可得,R2的电阻为
根据Q=I²Rt可得,定值电阻R2的5s产生的热量为
故D正确。故选D。
15.(2026·江苏泰州·一模)如图所示电路,电源电压保持不变,、的阻值分别为和,只闭合开关,将滑片移到中点,电压表示数为,电阻的功率为。闭合开关和,将滑片移到最左端,电阻的功率为。若,则电源电压为________V,滑动变阻器的最大电阻为____________,为________W。
【答案】9 40 4.05
【解析】当闭合开关并将滑片移到中点时,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压。设电源电压为,只闭合开关时,与串联,由串联电路电压规律可知,电阻的两端的电压,由可得,的功率为
闭合开关和,将滑片移到最左端,与并联,由可得,电阻的功率为
已知,代入两式可解得电源电压
只闭合开关并将滑片移到中点时,电阻的两端的电压
由欧姆定律可得,此时通过的电流为
由串联电路电流规律可知此时的电流也为,故滑动变阻器滑片在中点时电阻
则滑动变阻器的最大阻值
由可得电阻的功率为
16.(2026·江苏南京·一模)如图甲所示电路,阻值为,为滑动变阻器,其参数“?,?A”模糊不清,定值电阻。电流表量程为,电压表的量程为,的量程为。
(1)只闭合开关、电流表示数为1.5A;只闭合开关、,在安全范围内最大程度移动滑片,和示数与电流表示数I的图像如图乙所示;则:电源电压为__________V,电阻为__________。
(2)只闭合开关、,在安全范围内最大程度移动滑片,将电压表示数与电流表示数I图像添至图乙中,则:滑动变阻器的最大阻值为__________。
(3)任意闭合开关和移动滑片,电路的最大总功率为__________W。
【答案】(1)15 20
(2)40
(3)33.75
【解析】(1)[1]只闭合S1、S2,电路为R1的简单电路,电流表示数为1.5A,根据欧姆定律得,电源电压为
[2]只闭合S2、S3,电路为R2、R3的串联电路,电压表V1测滑动变阻器R2两端电压,R2电阻两端电压可表示为
电源电压U、电阻R3的阻值不变,U2随电流改变,为一次函数,且电压随电流增大而减小,在图乙中为下方的短斜线,由电压表V1量程可知,R2两端电压最大为3V,电压表V2测电源电压,示数恒定,在图乙中为短横线,当滑动变阻器滑片在最左端时,电流最大,此时R2被短路,则电阻R3的阻值为
(2)只闭合开关S1、S4,电路为R1、R2的串联电路,电压表V2测电阻R1两端电压,当滑片在安全范围内最大程度移动滑片,将电压表示数与电流表示数I图像为图乙中间的长斜线,由以上分析可知,长斜线下端所对应电压为3V,则电阻R1两端电压变化范围为3V~12V,即电阻R1两端最小电压为3V,此时电路中电流为
此时R2两端电压为
此时滑动变阻器的最大阻值为
(3)任意闭合开关和移动滑片,要想电路的总功率最大,即电路中电流最大,故开关全部闭合,滑动变阻器被短路,电阻R1、R3并联,电路中电流最大,通过R1的电流为1.5A,通过R3的电流为
干路电流为
电路的最大总功率为
17.(2026·江苏无锡·一模)如图1,暗盒有三个接线柱A、B、C,其内部有两个定值电阻、,其中。当M接A,N接B时,闭合开关S,将滑动变阻器滑片从右端逐渐移至左端,绘制电压表示数与电流表示数关系图像如图2中图线①所示;当M接A,N接C时,重复操作,得到图线②;则电源电压___________V,滑动变阻器R最大阻值为___________;若将M接A,N接B, C接___________(选填“M”或“N”),再将滑动变阻器滑片移至最左端,电路功率最大,最大值为___________W。
【答案】6 30 M 5.4
【解析】[1]由图1可知,当两两接线柱相连时,变阻器与暗盒串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;当M接A,N接B时,闭合开关S,将滑动变阻器滑片从右端逐次移至左端,绘制电压表示数与电流表示数关系图像如图2中图线①所示,设电源电压为U,暗盒内AB间的电阻为,由图线①可知电压表示数与电流表示数成一次函数关系,由数学知识可知其解析式为:
当电压表示数为时,由上面关系式可知电路中的电流为
根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压————(1)
由图线①可知当电压表示数为时,电流
同理可得电源电压:————(2)
联立(1)、(2)解得:
[2]由图2中图线①可知,变阻器两端的电压最大为,由串联分压的规律可知此时变阻器接入电路的电阻最大,此时电路中电流为
则滑动变阻器R最大阻值为:
[3]当M接A,N接C时,重复操作,得到图线②,设暗盒内AC间的电阻为,由图线②可知,电流最大为,此时电压表的示数为0V,说明此时变阻器接入电路的电阻为零,则:
由以上分析得:,且,则暗盒内接线图如下:
[4]根据上面图示和解答可知
要电路的功率最大,由可知,电路的总电阻最小,此时暗盒内两电阻应并联,由图1可知应将M接A,N接B,C接M,再将滑动变阻器滑片移至最左端,则电路功率的最大值为:
18.(2026·江苏南通·一模)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0、R1均为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S1,断开开关S2,当滑动变阻器的滑动触头在a端时,电压表V1的示数为2.4V,电流表示数为0.3A。将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中,电压表V1和V2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。
(1)求R1的阻值;
(2)求R2的最大阻值;
(3)同时闭合S1和S2,当R2的阻值为何值时,R2的电功率最大?R2电功率的最大值是多少?
【答案】(1)8Ω;(2)10Ω;(3)8Ω;0.28125W
【解析】(1)由题意知,闭合开关S1,断开开关S2,当滑动变阻器的滑动触头在a端时,电压表V1的示数为2.4V,电流表示数为0.3A。则R1的阻值为
(2)由题意,结合图甲和图乙可知,滑动变阻器滑动触头从a端移动到b端的过程中,电路中的总电阻增大,电流减小,当滑动变阻器滑片滑到b端时,电压表V1的示数为1.2V,电压表V2的示数为2.7V。则此时加在滑动变阻器两端的电压为
U4=U2-U3=2.7V-1.2V=1.5V
此时电路中的电流为0.15A,则R2的最大阻值为
(3)当滑动变阻器的滑片在a端时,可知
当滑动变阻器的滑片在b端时,可知
由以上两式子联立可得U=3V,R0=2Ω。可知,电源的电压为3V。
同时闭合S1和S2,电阻R0被短路,此时电路中只有R1和R2串联接入电路,R2的电功率为
当R2的阻值为8Ω时,P取得最大值,最大值为0.28125W。
答:(1)R1的阻值为8Ω;
(2)R2的最大阻值为10Ω;
(3)同时闭合S1和S2,当R2的阻值为8Ω时,R2的电功率最大;R2电功率的最大值是0.28125W。
19.(2026·江苏南通·一模)为抗击新冠疫情,学校利用过氧乙酸对教室内的空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度,设计了如图甲所示的检测仪。已知电源电压为6V,定值电阻R0标有“2.5Ω,0.4A”字样,过氧乙酸气体传感器R1的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如图乙所示。电压表的量程为0~3V,电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度,请通过计算说明:
(1)按要求,ρ>0.1g/m3才能达到消毒要求。当电压表的示数为0.75V时,教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求?
(2)若该检测仪处在所能测量的最大ρ值状态下工作,电路消耗的电功率是多少?
(3)若检测仪所能测量的最大ρ值调整为0.45g/m3,此时电压表的指针刚好偏转到最大刻度,则需重新选用哪种规格的定值电阻?
【答案】(1)能达到消毒要求;(2)2.4W;(3)“5Ω,0.6A”
【解析】解:(1)如图甲,过氧乙酸气体传感器和定值电阻串联在6V电源上,电压表测量定值电阻两端的电压,当电压表的示数为0.75V时,定值电阻中的电流
I0==0.3A
根据串联电路电流处处相等,则电路电流
I=I0=0.3A
根据串联电路电压特点得,过氧乙酸气体传感器两端的电压
U1=U﹣U0=6V﹣0.75V=5.25V
由欧姆定律得,过氧乙酸气体传感器的电阻
R1==17.5Ω
由图像知,过氧乙酸气体传感器电阻随着过氧乙酸气体浓度的增大而逐渐减小,过氧乙酸气体传感器电阻等于17.5Ω时,对应的过氧乙酸气体浓度明显大于0.1g/m3,故教室内过氧乙酸气体的浓度能达到消毒要求。
(2)由图像知,检测仪处在所能测量的最大ρ值状态,过氧乙酸气体传感器的电阻最小,电路电流最大,定值电阻允许通过的最大电流是0.4A,当电路电流是0.4A时,定值电阻两端的电压
=0.4A×2.5Ω=1V
电压表的量程为0~3V,故电流是0.4A符合电路要求,则若该检测仪处在所能测量的最大ρ值状态下工作,电路的总功率
P=UI0'=6V×0.4A=2.4W
(3)若检测仪所能测量的最大ρ值调整为0.45g/m3,过氧乙酸气体传感器的电阻为R1′=5Ω,此时电压表指针刚好偏转到最大刻度,故电压表示数是U''0=3V,根据串联电路电压特点,则过氧乙酸气体传感器两端的电压是
U''1=U﹣U''0=6V﹣3V=3V
串联电路中各串联导体的电压比等于电阻比,则定值电阻的阻值是R'0=5Ω,则定值电阻的电流
故重新选用的定值电阻的规格为“5Ω,0.6A”。
答:(1)当电压表的示数为0.75V时,教室内过氧乙酸气体的浓度能达到消毒要求;
(2)若该检测仪处在所能测量的最大ρ值状态下工作,电路消耗的电功率是2.4W;
(3)若检测仪所能测量的最大ρ值调整为0.45g/m3,此时电压表指针刚好偏转到最大刻度,重新选用的定值电阻的规格为“5Ω,0.6A”。
20.(2026·江苏宿迁·一模)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“10V5W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。先只闭合开关S和S₁,将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点;再断开开关S₁,闭合开关S₂,将滑片P从a点向右移动到最右端b,图乙是这两次实验过程中绘制的电压表示数U和电流表示数I的关系图像。求:
(1)小灯泡L 正常工作时的电流;
(2)电源电压;
(3)只闭合开关S和,滑片P在b点时,定值电阻的电功率。
【答案】(1)0.5A
(2)12V
(3)0.5W
【解析】(1)灯泡正常工作电流
(2)只闭合开关和,滑动变阻器与小灯泡串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。滑片从移动到点时,接入电阻减小,电路电流增大,由图乙可知电路最大电流为,刚好等于小灯泡的额定电流,此时小灯泡正常发光,两端电压为。由图乙可知此时电压表示数即两端电压,根据串联电路总电压等于各部分电压之和,得电源电压
(3)断开,闭合和,滑动变阻器的全部电阻与串联,滑片移动不改变电路总电阻,因此电路电流保持不变,对应图乙的水平直线段,电路电流。滑片在点时,电压表测整个两端的电压,由图乙得两端电压,根据串联电路电压规律得两端电压
根据电功率公式得的电功率
21.(2026·江苏南通·一模)如图,科技小组设计了一种汽车油量表模拟装置,其中电源电压U为5V,线圈电阻R0=2Ω,R2为电阻箱,R1是粗细均匀的总阻值为10Ω的弧形电阻(两端有接线柱A、B),其阻值与长度成正比,金属滑片P做成一根可以绕O点转动的杠杆,另一端通过一根可以自由转动的轻杆和浮标相连,油量表是用量程为0~3V的电压表改装而成,要求它的示数随油箱中的汽油油面的下降而减小(油箱足够大),当线圈R0中的电流大于或等于0.5A时,衔铁被吸合,提示灯亮,表示油量不足。
(1)该装置中,用导线将接线柱C与接线柱_______相连;
(2)正确连接装置后进行调试,要使提示灯刚亮时,电压表示数刚好为零,则电阻箱R2接入电路的阻值应调至多大_______?
(3)调试结束后,向油箱中加满油时,滑片P刚好在B点,此时线圈R0消耗的功率为多大_______?
(4)若想实现从提示灯亮起至油箱加满油的过程中,电压表的示数在0~3V的最大范围内变化,且滑片P在最大范围内移动,则应将电源电压U调为_______V,同时将R2接入电路的阻值调为_______Ω。
【答案】A 8Ω 0.125W 7.5 13
【解析】解:(1)[1]由题意可知,要求电压表的示数随油箱中的汽油油面的下降而减小,观察该图可知,电压表是并联在弧形电阻两端,这是一个串联电路,根据串联电路的分压特点,电压表示数变小,则弧形电阻接入电路的阻值是变小的,而此时,油箱中的汽油油面是下降的,则轻杆的左端是上移的,只有用导线将接线柱C与接线柱A相连。
(2)[2]要使提示灯刚亮时,即线圈R0中的电流等于0.5A时,而电压表示数刚好为零,即弧形电阻接入电路的阻值为零,电源电压U为5V,则电路的总电阻为
这时电路中只有R2和R0接入,线圈电阻R0=2Ω,则电阻箱R2为
电阻箱R2为8Ω。
(3)[3]由题意可知,调试结束后,电阻箱R2为8Ω,向油箱中加满油时,滑片P刚好在B点,即总阻值为10Ω的弧形电阻全部电阻接入电路,总阻值为10Ω,线圈电阻R0=2Ω,根据欧姆定律可知,电路的电流为
电路的电流为0.25A,根据电功率的推导式,可知此时线圈R0消耗的功率为
可知此时线圈R0消耗的功率为0.125W。
(4)[4][5]由题意可知,当指示灯发光时,电压表示数为最小,为0,这时滑动变阻器接入电路的电阻为0,而电路的电流为最大0.5A;而另一方面,当加满油时,电压表示数最大,为3V,这时滑动变阻器接入电路的电阻为最大10Ω,电流为最小,大小为
设电源电压为,电阻箱接入电路的阻值为,当油箱满油时,滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω,电流达到最小,根据欧姆定律可知,电源电压为
当油箱油量不足时,这时滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路中的电流达最大,根据欧姆定律可知,电源电压为
结合上面两式,解得、,即应将电源电压U调为7.5V,同时将R2接入电路的阻值调为13Ω。
答:(1)该装置中,用导线将接线柱C与接线柱A相连;
(2)正确连接装置后进行调试,要使提示灯刚亮时,电压表示数刚好为零,则电阻箱R2接入电路的阻值应调至8Ω;
(3)调试结束后,向油箱中加满油时,滑片P刚好在B点,此时线圈R0消耗的功率为0.125W。
(4)若想实现从提示灯亮起至油箱加满油的过程中,电压表的示数在0~3V的最大范围内变化,且滑片P在最大范围内移动,则应将电源电压U调为7.5V,同时将R2接入电路的阻值调为13Ω。
22.(2026·江苏南通·一模)如图所示,电源电压恒定为24V,灯泡L上标有“12V 9.6W”的字样,灯泡L的电阻值恒定,滑动变阻器R1的最大阻值为100Ω,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,图中虚线框内接有一只30Ω的定值电阻R2(未画出).已知:①闭合S1和S3,断开S2时,调节R1,使其接入电路的阻值为10Ω,此时电路的总功率为14.4W;②闭合S1和S2,断开S3,调节R1,当电压表示数为15V时,电流表读数为0.2A。
(1)请根据题意计算推理,画出R2在虚线框内连接的完整电路;
( )
(2)闭合S1和S2,断开S3,移动滑动变阻器的滑片P的过程中,小灯泡的最小功率是_____W;
(3)计算:当闭合所有开关时,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围是多少?_______
【答案】 0.6 10~50 Ω
【解析】【分析】先由灯泡参数算电阻,再结合两种开关状态的已知数据,推理出R2的连接方式;接着根据串联分压与电表量程限制,求出灯泡最小功率和滑动变阻器的安全阻值范围。
(1)由题知,灯泡的额定电压和额定功率,由可得灯泡电阻
情形①中,闭合S1和S3、断开S2时,R1与串联虚线框部分串联,由计算此时电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且R1接入电路的阻值为10Ω,所以,此时R1与R2串联;
情形②中,闭合S1和S2、断开S3,虚线框部分、灯泡、R1串联,电压表测R1两端两端电压,电流表测电路中电流,此时灯泡与虚线框部分的总电压:
此时灯泡与虚线框部分接入电路的总电阻值
由①②两种情形知,电阻R2即要在闭合S3时连入电路,又要在闭合S2时与灯串联,由此可知R2的位置如图所示:
(2)闭合S1和S2,断开S3,R2、灯泡、R1串联,当滑动变阻器两端电压最大时,电路中电阻最大,电流最小时,灯泡功率最小,此时R2两端电压
灯泡两端电压
灯泡的最小功率:
(3)由图可知,当闭合所有开关时,R2、R3连入电路中,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,为保证电路安全,电路中电流最大0.6A,此时滑动变阻器连入阻值最小,
当电压表示数为15V时,滑动变阻器连入阻值最大,由串联电路特点知,此时电路中的电流:
所以滑动变阻器连入的最大值为:
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为:10Ω~50Ω。
23.(2026·江苏南京·一模)图甲所示是一个电子拉力计原理图。电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,小灯泡L上标有“3V 0.6W”的字样,定值电阻R0的阻值为10Ω;A、B是一根长为40cm的均匀电阻丝,阻值R=40Ω,硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(P与R间的摩擦不计),当拉力F=0N时,滑片P与A接触时,弹簧正好保持原长,当拉力为F时,电阻丝的B端与滑片P之间的距离为x,x与F的关系如表所示闭合开关S,当F=0N时,电流表的示数为0.1A;当F=700N时,电流表的示数为0.2A。(电源电压不变)
F/N
100
200
300
400
……
x/cm
35
30
25
20
……
(1)小灯泡L正常工作时的电阻为多少_______?
(2)分析表格数据可知:R接入电路阻值随拉力F变化的关系式是R=_______;
(3)闭合开关,当F=0N时,灯泡L的实际功率多大_______?
(4)该电子测力计的最大测量值为_______N,若要使其增大,写出你的办法_______(一种即可)。
【答案】15Ω 40Ω﹣0.05Ω/N×F 0.1W 700 串联一个电阻
【解析】(1)[1]灯泡正常发光时的电阻为
(2)[2]由表中数据可知,压力为100N时,R未接入电路的阻值为
压力增大到200N时,R未接入电路的阻值为
压力增大到300N时,R未接入电路的阻值为
压力增大到400N时,R未接入电路的阻值为
依此类推,可知减小的电阻为
所以R接入电路阻值随拉力F变化的关系式是
R=40Ω﹣0.05Ω/N×F
(3)[3]电路图可知,闭合开关,灯泡、定值电阻以及滑动变阻器串联,电流表测量电路电流;灯泡正常发光时的电
此时F=700N,则R接入电路的阻值
R=40Ω-0.05Ω/N×700Ω=5Ω
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,电源电压
U=IL(R+RL+R0)=0.2A×(5Ω+15Ω+10Ω)=6V
根据串联电路电压规律和欧姆定律可得,当F=0N时,R接入电路的阻值为40Ω,则灯泡两端电压
则灯泡的实际功率
PL实=U′LI=1V×0.1A=0.1W
(4)[4]灯泡正常发光时电流为0.2A,此时电路中的电流是最大的,根据题意可知,此时的拉力为700N,所以电子测力计的最大测量值为700N。
[5]若要使其量程增加,则R接入电路的长度要变小,电阻会变小,电路中的电流会变大,超过灯泡的额定电流,所以此时需要减小电路中的电流,所以可以在电路中串联一个电阻或更换电压较小的电源。
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专题14电功率(一)
电能、电功率简单计算
考点1
1.C
2.A
3.B
4.C
5.B
6.0.12 360
7.348 435 5 5680.8
8.(1)② 1.25
(2)242
(3)600
9.(1)169 优化电力资源配置,促进节能减排
(2)1.0 864
10.1000 内 粗
11.(1)用电器 增大
(2)48 432
(3)20
12.24 1.5
13.(1)0.4 做功
(2)50 9
14.0.2 2.875
15.等于
16.1.2
17.12 14 6
18.60 0.04。
19.0.2 20 0.3 1:2
20.0.9 10 3.6
21.1 13200
22. 等于
23.(1)8800
(2)20n 三
24.1∶4 5∶4
25.0.1 1200 可测量较小的电能
26.2.5 7.5 4∶1
27.110 0.2
28.10 36
29.3023.60 1500 30
30.解:(1)由图甲可知,、小灯泡、滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,闭合开关,滑片移至最左端时,滑动变阻器接入电阻为0,小灯泡正常发光,电路电流。由图乙可知,电流时,灯泡的额定电压,则灯泡的额定功率为
(2)滑片在最左端时,滑动变阻器接入电阻为0,与串联,串联电路电流处处相等,因此通过的电流为,则两端电压
串联电路总电压等于各部分电压之和,因此电源电压
(3)与串联,电流处处相等,由可知,功率相等时,
即满足
结合图乙可得,当电流时,灯泡电压,满足的条件。 此时电路总电阻
因此滑动变阻器接入阻值
31.解:(1)开关接时,灯泡L与串联;开关接时,灯泡L与串联,灯丝阻值和电源电压保持不变。设开关接时灯泡两端电压为,则
即
解得
(2)根据串联电路电流相等、总电压等于各部分电压之和,结合欧姆定律分析可得开关接时,电路电流,则电源电压
即①
开关接时,电路电流,则电源电压
即②
联立①②得
32.解:(1)哟得,灯泡的阻值
(2)闭合开关S、,变阻器滑片在b端时,变阻器接入电路中电阻为0,灯泡与R1并联,电流表测量干路电流,小灯泡恰好能正常发光,则电源电压
灯泡的电流为
这时电流表示数为0.9A,的电流为
由欧姆定律得,的阻值
(3)闭合开关S、断开时,灯泡与变阻器串联,当变阻器接入电路电阻最大,为24Ω时,电路电流最小,小灯泡消耗的功率最小,此时电路电流为
小灯泡消耗的最小功率
(4)闭合开关S、S1,变阻器滑片移到变阻器中点时,灯泡与R1并联后,再与变阻器串联,电流表测量干路电流,电路总电阻为
通过电流表的电流是
答:(1)灯泡的阻值24Ω;
(2)的阻值30Ω;
(3)闭合开关S、断开时,小灯泡消耗的最小功率1.5W;
(4)闭合开关S、,变阻器滑片移到变阻器中点时,通过电流表的电流约是0.47A。
33.解:(1)由图可知,只闭合开关S3时,R1与R2串联,通过定值电阻R1的电流等于电路电流,电阻R1的电功率为
(2)只闭合开关S3时,R1与R2串联,由欧姆定律可知,电源电压为
……①
断开S3,闭合S1、S2时,R1与R2并联,根据欧姆定律和并联电路电流特点可知,干路的电流为……②
联立①②两式,解得、电源电压为
34.解:(1)小灯泡正常发光时的电流
(2)闭合开关、,断开时,小灯泡与R串联,此时小灯泡恰好正常发光,电路电流为0.6A,根据串联电路电流和电压的特点,可得电源电压为①
再闭合后,小灯泡被短路,电路为R的简单电路,电源电压为②
联立两式解得电源电压为。
35.解:(1) 车的重力
总压力
受力面积换算
压强
(2)[1]刹车时将动能转化为电能,利用电磁感应原理(发电机原理,电磁感应产生感应电流)。
[2] 电池总电能
需要充入电池的能量
充电输入功率
输入电能
充电时间
(3)撑脚绕C点转动,支点为C;力都是竖直方向,因此力臂等于力的作用线到C点的水平距离。动力的力臂,阻力竖直向下,力臂
分析撑脚
即①
电动车绕A点转动,支点为A;力都是竖直方向,因此力臂等于力的作用线到A点的水平距离。 由图得:的力臂
电动车给撑脚一个向下的力,同时撑脚给电动车一个向上的力,两个力大小相等方向相反,是一对相互作用力,
的力臂,无作用时②
有作用时③
②-③得
即
解得,即有作用以后的变化量为65N
代入①得变化了
36.解:(1)当有光照射时,电路中的电流为
(2)当扶梯上有顾客经过,挡住射向R1的光线时,R1的阻值增大,电路中的总电阻变大,电路中的电流变小,根据题图可知:此时加在定值电阻两端的电压为U2=2V,此时电路中的电流为
根据串联电路的电压、电流规律,此时光敏电阻两端的电压为
光敏电阻的阻值为
(3)这段时间内电路消耗的电能是
W=UIt=12V×0.3A×2s+12V×0.1A×0.4s=7.68J
答:(l)当有光照射时,电路中的电流为0.3A;
(2)当扶梯上有顾客经过时,R1的阳值为100Ω;
(3)这段时间内电路消耗的电能是7.68J。
37.(1) 5000/ 300/ 20
(2)C
(3) bc 8
(4) 100 10
38.(1)495Ω
(2)a S
(3)100Ω
39.(1)6 V
(2)∵根据题意知:S闭合时电路消耗的总功率是S断开时电路消耗总功率的3倍,即P闭合:P断开=3:1,∴在电源电压一定的情况下,根据P=可知:R闭合:R断开=1:3,所以选取电阻R2=6Ω,R3=3Ω,两个电阻的连接方式要么串联,要么并联;在串联电路中,开关要么控制整个电路,要么和其中的一个电阻并联;在并联电路中,开关要么位于干路,要么位于其中一个支路,据此画出可能的连接电路;
故方式一:
故方式二:
(3)4 W、12 W或6 W、18 W
动态电路分析
考点2
1.B
2.D
3.D
4.D
5.B
动态电路计算
考点3
1.B
2.D
3.D
4.D
5.B
6.D
7.C
8.D
9.D
10.A
11.A
12.A
13.C
14.D
15.9 40 4.05
16.(1)15 20
(2)40
(3)33.75
17.6 30 M 5.4
18.解:(1)由题意知,闭合开关S1,断开开关S2,当滑动变阻器的滑动触头在a端时,电压表V1的示数为2.4V,电流表示数为0.3A。则R1的阻值为
(2)由题意,结合图甲和图乙可知,滑动变阻器滑动触头从a端移动到b端的过程中,电路中的总电阻增大,电流减小,当滑动变阻器滑片滑到b端时,电压表V1的示数为1.2V,电压表V2的示数为2.7V。则此时加在滑动变阻器两端的电压为
U4=U2-U3=2.7V-1.2V=1.5V
此时电路中的电流为0.15A,则R2的最大阻值为
(3)当滑动变阻器的滑片在a端时,可知
当滑动变阻器的滑片在b端时,可知
由以上两式子联立可得U=3V,R0=2Ω。可知,电源的电压为3V。
同时闭合S1和S2,电阻R0被短路,此时电路中只有R1和R2串联接入电路,R2的电功率为
当R2的阻值为8Ω时,P取得最大值,最大值为0.28125W。
答:(1)R1的阻值为8Ω;
(2)R2的最大阻值为10Ω;
(3)同时闭合S1和S2,当R2的阻值为8Ω时,R2的电功率最大;R2电功率的最大值是0.28125W。
19.解:(1)如图甲,过氧乙酸气体传感器和定值电阻串联在6V电源上,电压表测量定值电阻两端的电压,当电压表的示数为0.75V时,定值电阻中的电流
I0==0.3A
根据串联电路电流处处相等,则电路电流
I=I0=0.3A
根据串联电路电压特点得,过氧乙酸气体传感器两端的电压
U1=U﹣U0=6V﹣0.75V=5.25V
由欧姆定律得,过氧乙酸气体传感器的电阻
R1==17.5Ω
由图像知,过氧乙酸气体传感器电阻随着过氧乙酸气体浓度的增大而逐渐减小,过氧乙酸气体传感器电阻等于17.5Ω时,对应的过氧乙酸气体浓度明显大于0.1g/m3,故教室内过氧乙酸气体的浓度能达到消毒要求。
(2)由图像知,检测仪处在所能测量的最大ρ值状态,过氧乙酸气体传感器的电阻最小,电路电流最大,定值电阻允许通过的最大电流是0.4A,当电路电流是0.4A时,定值电阻两端的电压
=0.4A×2.5Ω=1V
电压表的量程为0~3V,故电流是0.4A符合电路要求,则若该检测仪处在所能测量的最大ρ值状态下工作,电路的总功率
P=UI0'=6V×0.4A=2.4W
(3)若检测仪所能测量的最大ρ值调整为0.45g/m3,过氧乙酸气体传感器的电阻为R1′=5Ω,此时电压表指针刚好偏转到最大刻度,故电压表示数是U''0=3V,根据串联电路电压特点,则过氧乙酸气体传感器两端的电压是
U''1=U﹣U''0=6V﹣3V=3V
串联电路中各串联导体的电压比等于电阻比,则定值电阻的阻值是R'0=5Ω,则定值电阻的电流
故重新选用的定值电阻的规格为“5Ω,0.6A”。
答:(1)当电压表的示数为0.75V时,教室内过氧乙酸气体的浓度能达到消毒要求;
(2)若该检测仪处在所能测量的最大ρ值状态下工作,电路消耗的电功率是2.4W;
(3)若检测仪所能测量的最大ρ值调整为0.45g/m3,此时电压表指针刚好偏转到最大刻度,重新选用的定值电阻的规格为“5Ω,0.6A”。
20.解:(1)灯泡正常工作电流
(2)只闭合开关和,滑动变阻器与小灯泡串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。滑片从移动到点时,接入电阻减小,电路电流增大,由图乙可知电路最大电流为,刚好等于小灯泡的额定电流,此时小灯泡正常发光,两端电压为。由图乙可知此时电压表示数即两端电压,根据串联电路总电压等于各部分电压之和,得电源电压
(3)断开,闭合和,滑动变阻器的全部电阻与串联,滑片移动不改变电路总电阻,因此电路电流保持不变,对应图乙的水平直线段,电路电流。滑片在点时,电压表测整个两端的电压,由图乙得两端电压,根据串联电路电压规律得两端电压
根据电功率公式得的电功率
21.A 8Ω 0.125W 7.5 13
22. 0.6 10~50 Ω
23.15Ω 40Ω﹣0.05Ω/N×F 0.1W 700 串联一个电阻
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专题14电功率(一)
3大考点概览
考点01 电能、电功率简单计算
考点02 动态电路分析
考点03 动态电路计算
电能、电功率简单计算
考点1
1.(2026·江苏南京·一模)小灯泡L1、L2分别标有“6V 6W”和“6V 3W”的字样,忽略温度对灯丝电阻的影响,若将这两个小灯泡串联在电路中,在保证电路安全的情况下,电路两端允许接入的最大电压和此时两灯消耗的功率之比分别为( )
A.12V B.12V C.9V D.9V
2.(2026·江苏南通·一模)“低碳生活,从我做起”。同学们在不影响书写、阅读的前提下,可以在教室少开两盏照明灯。当这两盏灯熄灭后,下列说法正确的是( )
A.电路的总电阻增大了 B.电路中的总电流增大了
C.电路的总功率增大了 D.电路两端的电压降低了
3.(2026·江苏南京·一模)图甲是用于焊接塑料水管的热熔器,其电路如图乙所示。加热电阻 R1=66Ω、R2=176Ω,S1 是手动控制开关,S2 是可随温度自动跳转的温控开关,R0 特殊限流电阻,热熔器加热时 R0 电阻较大,LED 指示灯发红光,保温时 R0 电阻较小,LED 指示灯发绿光。已知 LED 发光时两端电压保持不变,则下列说法正确的是( )
A.当 S1、S2 都闭合时,热熔器处于保温状态
B.保温状态时加热电路的电功率是200W
C.发红光时LED的电流等于发绿光时 LED 的电流
D.当 S1 闭合,S2 断开时,R1 的功率大于 R2 的功率
4.(2026·江苏南京·一模)如图甲所示,透明玻璃壳内有一个标有“6V 3W”字样的小灯泡L和一个由某种金属材料制成的电阻R,A、B、C是其外露的三个接线柱。图乙为电源电压恒为6V的实验装置,其中M、O、N为三个接线柱。图丙是R两端电流随电压变化变化图线。下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常发光时的电阻是2Ω
B.用导线先把M、N分别与A、B相连,再把O与M相连,再用导线连接A和C,接着闭合开关S,当移动滑动变阻器的滑片P至最左端,电流表示数为0.9A
C.拆除所有连接导线,把M、O、N分别与A、B、C相连,闭合开关S,电流表示数为0.4A,此时滑动变阻器连入电路阻值为1Ω,则小灯泡实际功率为0.84W
D.由图丙可知,电阻R的阻值随着电压的增大而减小
5.(2026·江苏淮安·一模)如图甲所示,为了测量一只灯泡L的参数,小明设计了如图甲所示的电路,所用的电源电压恒定,电流表选用0~0.6A量程,电压表选用0~15V量程。小明进行实验,第一次只闭合开关、,滑片P从a端移到b端;第二次只闭合开关、,保证电路中所有元件都安全的前提下,最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表与电流表示数的关系图像。下列判断正确的是( )
A.的阻值为7.5Ω
B.小灯泡的参数为“5V 2W”
C.只闭合、,电路中电流最大时,灯与滑动变阻器的电阻之比为3:5
D.只闭合、,电路中电流最小时,灯工作10s内消耗的电能为20.48J
6.(2026·江苏泰州·一模)某家庭电路中电能表的常数为“”,电蚊香器铭牌标有“ ”。仅将电蚊香器单独正常工作12 h,消耗的电能是_____________,这段时间内电能表的指示灯闪烁___________次。
7.(2026·江苏南通·一模)国产某品牌新能源汽车拥有领先世界的“闪充”技术,闪充电压为800V,9min可将电池存储的电能从10%提升至97%,它配备的刀片电池可存储60 kW·h电能,则闪充功率是______kW,闪充电流是______A。若用家庭充电桩充电,电压220V,电流30A,充电效率80%,则存储的电能从10%提升至54%需要______h,充电前电能表的示数如图所示,则完成上述充电后的电能表的示数变为______ kW·h。
8.(2026·江苏南通·一模)小明通过调查,绘制家中四个不同电热器单独正常工作 1h的耗电柱状图如图甲所示。
(1)正常工作时,消耗电能最快的电热器是___________,电热器①正常工作消耗1kW·h的电,需要___________h;
(2)电热器③的电阻是___________Ω;
(3)小明家的电能表如图乙所示,将电热器④单独接入小明家电路正常工作30min,电能表指示灯闪烁___________次。
9.(2026·江苏无锡·一模)小明进行“家庭用电调查研究”的跨学科实践活动。
(1)如图甲所示,是小明家上个月的家庭用电信息单,且目前用电量处于第一阶段(0-2760 kW·h)内,观察信息单可知,上个月小明家应交电费________元;从电网供电系统的角度看,实施“峰谷电价”的目的是________;
(2)小明将一台待机的家用空调接在“功率计量插座”上,清零后开始计时,30天后如图乙所示,则家用空调的待机功率为________W。查阅AI后获知,无锡全市约300万户家庭,平均每户1台空调24h待机,按每年待机8个月,每月30天,电价0.5元/度计算,一年中全市空调待机产生的总电费约________万元。
10.(2026·江苏常州·一模)小明观察家中电能表时发现电能表上标有“1200imp/(kW·h)”数字,他让电水壶单独正常工作,测出电能表指示灯在6min内闪烁了120次,在这段时间内电水壶的电功率为______W,电水壶工作时将电能转化为______能,从安全用电的角度考虑,电水壶的电源线比台灯的电源线要______(选填“粗”或“细”)。
11.(2026·江苏南通·一模)如图甲,扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物,自动吸尘、自动返回充电等诸多智能功能。
(1)某扫地机器人标有“12V 30W”,电池容量2500mA·h,输入电压12V。对机器人中的电池充电过程中,电池属于__________(选填“用电器”或“电源”)。机器人充电后匀速前进清理散落在地面的杂物时动能__________。(选填“增大”“不变”或“减小”)
(2)已知当扫地机器人剩余电池容量为总容量的20%时,机器人将停止扫地,并自行寻找电源充电。充满一次电可以连续工作__________min。若返回过程中受到的阻力为20N,为确保机器人能顺利返回充电,需要充电时离充电座最远为__________m。(剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功)
(3)扫地机器人前行时如遇阻力过大,就会自动调整方向。原理如图乙所示,电源电压为12V,为定值电阻,为压敏电阻,其阻值与所受压力F的大小关系如图丙所示。当F=0时电路电流I=0.75A;当I≥1A时触发控制电机而改变前行方向,则改变方向时压敏电阻受到的压力至少为_________N。
12.(2026·江苏常州·一模)两盏小灯泡A灯“6V3W”和B灯“6V4.8W”,它们的电流与电压关系如图所示。若将这两盏小灯泡并联在3V的电源两端,经过10s,两盏小灯泡消耗的总电能是______J;若将它们串联在某一电源两端并使其中一盏小灯泡正常发光,此时另一盏小灯泡的功率是______W。
13.(2026·江苏苏州·一模)小明暑期和父母去外地租车自驾游,考虑到环保和节约费用,小明父母选了某款电车,部分参数如表格,用充满电的车辆行驶100 km后,显示还剩20%电量,小明立即寻找直流快充桩为电车充电,充电桩功率为120kW。
空车质量
1360kg
轮胎与地面总接触面积
400cm2
蓄电池最大容量
最高车速
120km/h
最大功率
90kW
(1)不计能量损失,充满电需要____h,实际上,充电过程中,车辆一些部位会发热,这一现象属于____方式改变内能;
(2)行驶过程中,小明发现每当车速大时,该车会提醒“当前车速过高”,小明返家后也设计了一款“车速提示电路”(如甲图所示),当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快,需要减速。其中R为定值电阻,图乙是阻值与车速关系的图像。图丙是车速从0加速到100 km/h,的电功率随电流变化的图像。车速从0加速到100 km/h过程中,的最大阻值为____。当车速为50 km/h时,电压表的示数为____V。
14.(2026·江苏南通·一模)某兴趣小组设计了如图甲所示的电路进行实验探究,电源为电压可调的电源,小灯泡L标有“8V4.8W”字样,R为定值电阻。小组根据记录的电流表和电压表的示数变化,描绘出如图乙所示的I–U关系图。当电压表的示数为8V时,通过电阻R的电流为____A;调节电源电压,当电路消耗的总功率为3.5W时,小灯泡的实际功率为____W。
15.(2026·江苏南京·一模)电热水器是利用电流的热效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示,现仅接通一台如图乙所示的电热水器,观察到电能表指示灯1min内闪烁80次,则小明家里的电压________(选填“高于”“等于”或“低于”)220V。
16.(2026·江苏南京·一模)如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,观察到电压表的示数增加了2V,电流表示数从0.2A增大到0.4A,则电阻上消耗的功率增加了______W。
17.(2026·江苏无锡·一模)如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。则电源电压为_____V;滑动变阻器的最大阻值_____,小灯泡的额定功率_____W。
18.(2026·江苏无锡·一模)LED灯具有发光效率高、节能、环保等特点.与白炽灯相比,达到相同亮度,LED灯可以节约85%的电能,则9 W的LED灯和额定功率为________W的白炽灯亮度相当。该LED灯的额定电压为220 V,则额定电流为________A(保留两位小数)。
19.(2026·江苏常州·一模)如图所示电路,电源电压为6V,两电阻均为定值电阻,R2阻值为10Ω,当只闭合开关S2时,电压表示数为4V,此时电流表的示数是______A,R1的阻值为______Ω;若闭合开关S1、S3,断开S2,则此时电流表的示数为______A,R1、R2的电功率P1:P2=______。
20.(2026·江苏南京·一模)在如图所示的电路中,电源电压为3V,闭合开关S,电流表A1的示数为1.2A,电流表A2的示数为0.3A,则通过R1的电流是 ________ A,R2的阻值是 ________ Ω,电路消耗的总功率为 ________ W。
21.(2026·江苏南京·一模)“无人机”在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。如图所示为“无人机”,可通过无线电进行操控,该机所需的能量是由一块输出电压为22V,容量为15000mA·h的电池提供,该无人机工作时的电流为15A,则无人机可以连续工作______h,当无人机连续工作40s时,无人机消耗的电能为______J。
22.(2026·江苏南京·一模)小明关闭了家中的其他用电器,用一台标有“ ”的电热水壶烧水,把质量为的水从20℃加热到70℃,用时,如图所示的电能表的转盘转了200转,则水吸收的热量为__________J;电热水壶的加热效率为__________;这段时间内家庭电路的电压__________(选填“高于”“等于”或“低于”)。【已知】
23.(2026·江苏南京·一模)小明家的电能表面板如图所示,
(1)他家同时使用的用电器总功率不能超过________W。
(2)他利用该电能表和秒表检测一只标识为“220V 10W”节能灯的额定功率,他关闭其他用电器,将该节能灯接入220V的测量电路,设计了以下三种测量方案:
方案一:测量出电能表显示消耗1kW·h电能所用的时间;
方案二:测量出1min时间内电能表转盘转过的圈数n;
方案三:测量出电能表转盘转过1圈所用时间。
①若使用方案二,小明计算额定功率的关系式应该为:_______(单位:W)。(用数字和n表示)
②比较三种方案,最可行的是方案________。
24.(2026·江苏南京·一模)如图所示电路,若图中甲、乙两表为电流表,闭合开关S1,断开开关S2,两表示数之比Ⅰ甲∶Ⅰ乙=1∶5,则两个电阻的电功率之比P1∶P2=________;若图中甲、乙两表为电压表,闭合开关S1、S2,则两表示数之比U甲∶U乙=________。
25.(2026·江苏南通·一模)综合实践活动中,小田利用电能表和秒表测量家中电热水壶的电功率。在确保只有电热水壶工作时,读出电能表示数为 ,烧水5min后,电能表的示数变为 ,此过程中电热水壶消耗的电能为_________kW•h,它的电功率为_________W。若测量电能表指示灯闪烁适量次数所用的时间,并利用电能表常数3200imp/(kW•h)计算出电功率。这种方法与原方法相比,具有的优点是_________(说出一点即可)。
26.(2026·江苏南通·一模)现有两个分别标有“6V 6W”和“3V 6W”的灯泡L1和L2(灯丝电阻不变)在保证电路安全的前提下;将它们并联后接在某一电源上,使其中一只灯泡正常发光,干路允许通过的最大电流是______A。将它们串联后接在某一电源上,使其中一只灯泡正常发光,则电源电压是______V,此时L1与L2的功率之比是_______。
27.(2026·江苏南京·一模)如图所示是小明家的电能表。(1)5月初,小明家电能表示数为,6月初的示数如图所示,他家5月初至6月初消耗的电能是__________度;(2)小明让标有“,”某一用电器单独工作,这段时间内,电能表的转盘刚好转了300转,则该用电器消耗的电能是__________。
28.(2026·江苏常州·一模)小宇用如图甲所示电路对一只标有“0.8 A”字样的小灯泡L进行了测试,电源电压恒为9 V,电阻箱R0的阻值可在0~9999 Ω之间调节,根据所测数据作出了灯丝的图像(如图乙所示),根据图像可知小灯泡正常发光时的电阻为________Ω;如果将电阻箱R0的阻值调为10 Ω,通电10 s电流通过R0所做的功为________J。
29.(2026·江苏徐州·一模)小明同学利用电能表和秒表测家中电热水壶的电功率。如图所示,该电能表此时示数为___________kW•h,现让电热水壶单独工作6min,电能表的指示灯闪烁了480次,则电热水壶的实际功率为___________W。若电热水壶的热量全部被液体吸收,则此过程中它能让10kg的蓖麻油温度升高___________℃。[]
30.(2026·江苏苏州·一模)在图甲所示电路中,滑动变阻器标有“50,1A”字样,电阻的阻值为5,小灯泡的图像如图乙所示。闭合开关,将滑动变阻器滑片移至最左端时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数为0.3A。求:
(1)灯泡的额定功率;
(2)电源电压;
(3)移动滑动变阻器,当和小灯泡功率相同时,滑动变阻器的接入电路的阻值是多少?
31.(2026·江苏徐州·一模)如图所示电路,当开关接a时,灯泡的功率为,灯泡两端的电压为5 V;当开关接b时灯泡的功率为,且,两个定值电阻的阻值关系为。电源电压U与灯丝的阻值保持不变,求:
(1)开关接b时灯泡的两端的电压;
(2)电源电压U。
32.(2026·江苏南通·一模)如图所示,L是“12V;6W”的小灯泡,是定值电阻,是最大阻值为24Ω的滑动变阻器,电源电压和灯泡的电阻不变。求:
(1)灯泡的阻值;
(2)闭合开关S、,变阻器滑片在b端时,小灯泡恰好能正常发光,这时电流表示数为0.9A,求的阻值;
(3)闭合开关S、断开时,小灯泡消耗的最小功率;
(4)闭合开关S、,变阻器滑片移到变阻器中点时,通过电流表的电流是多大。
33.(2026·江苏徐州·一模)如图所示电路,电源电压不变,定值电阻,只闭合开关时,电流表的示数为0.2A;断开,闭合、时,电流表的示数为0.8A。求:
(1)只闭合开关时,电阻的电功率;
(2)电源电压。
34.(2026·江苏徐州·一模)如图所示的电路中,电源电压恒定,小灯泡规格为“6V 3.6W”。先闭合开关S、S1,断开S2,小灯泡恰好正常发光,若再闭合S2,电流表的示数为1.8A。求:
(1)小灯泡正常发光时的电流;
(2)电源电压。
35.(2026·江苏无锡·一模)为确保骑行和充电安全,新版国家标准《电动自行车安全技术规范》于2025年9月1日正式实施,新国标对电动车的最大功率、最高车速以及续航里程都提出了明确要求。如图甲所示,按照新国标规范生产的电动自行车,整车总质量50 kg,额定电压48 V、额定容量20 A·h的电池置于车辆中底部,增加了电动车的稳定性。
(1)若骑车人的体重400 N,骑行时轮子与地面接触的总面积为50 cm2,则此时人和车辆对地面的压强多大?
(2)为了增加车辆的续航距离,使用了“能量回收”功能。刹车时,后轮电机利用________原理将车辆部分动能转化为电能存储于电池内。家用电路220V,插座的最大输出电流为10A,充电器的充电效率为80%,将此电动车电池充入满电能量的66%,至少需要多长时间_______?
(3)如图乙所示,电动车的驻车撑脚BCD,结构呈L形,B点在后轮轴上。使用时,脚在D点施加向下踩的力,使C点接触地面,B点对后轮轴竖直向上的力,抬起后轮,使电动车绕前轮轴A点转动,方便驻车。后轮被抬起的瞬间,A点与各点的水平距离如图丙所示。若此状态下,脚踩D的同时,手在E点用的力竖直向上提,协助驻车,相比于只踩D点,变化了多少?
36.(2026·江苏南通·一模)如图甲为某商场安装的扶梯自动计数器简化电路图。已知电源电压为光敏电阻,。当有光照射时 ;当扶梯上有顾客经过,挡住射向 的光线时, 的阻值增大,计数器就计数一次。图乙为某段时间内 两端的电压 随时间t变化的图像。
(1)当有光照射时,电路中的电流为多大?
(2)当扶梯上有顾客经过时,的阻值为多大?
(3)这段时间内电路消耗的电能是多少?
37.(2026·江苏无锡·一模)在2025年春晚的舞台上,一组跳舞机器人以其精准的舞步和协调的动作吸引了观众的目光。
每个机器人总质量为20kg,机器人在舞台上移动时,可以通过轮子匀速直线运动,也可以通过关节的电机实现复杂的舞蹈动作。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度,控制驱动电机运转,如图甲所示为控制电机运转的原理电路,为输入电压,为定值电阻,为磁敏电阻,阻值随外加磁场强弱的变化而改变。
如表为机器人的部分参数,“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能;“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。
电池的质量
10kg
减速器的减速比
30∶1
电池比能量
驱动电机的输入总功率
500W
移动速度
驱动电机将电能转化为机械能的效率
60%
(1)机器人在跳舞过程中,完成一个舞蹈动作需要10s,则驱动电机在这段时间内消耗的电能是________J;若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动10s,此过程中机器人受到的阻力为________N。如果机器人在跳舞过程中突然跳起,离地高度为0.1m后落地,则这一过程中重力对机器人所做的功为________J。()
(2)关于机器人,下列说法正确的是________;
A.观众看到跳舞机器人身穿红色小花祅,是因为舞蹈服吸收红色光
B.为提高机器人的稳定性,机器人的重心应尽可能偏上
C.为确保跳舞机器人接住抛出的手绢,机器人指尖采用防滑纹理涂层,这是用增大接触面粗糙程度的方法增大摩擦
D.机器人内部的图甲电路中,电磁铁的下端为N极
(3)控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图乙所示,当磁敏电阻在正常工作区时,即使图甲电路中输入电压发生改变,两端电压都能维持在某一定值附近微小变化,从而使控制电路中的电机稳定转动,则磁敏电阻的正常工作区对应图中________(ab/bc)段。已知无磁场时阻值为,的阻值为,线圈电阻忽略不计,当为24V时,处在磁场中的电功率为0.32W,则两端的电压是多少V?________
(4)如图丙所示为机器人测速系统的部分装置简化图,磁敏电阻转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧,当传感器对准齿轮两齿间隙时,电缆输出电流为0。某次当驱动电机的齿轮匀速转动时,电缆输出如图丁所示周期性变化的电流,则1s内对准传感器的齿间隙共有________个;若此时机器人遇到障碍物,减速器启动,则经减速器降速后的齿轮转速为________r/min。
38.(2026·江苏淮安·一模)在跨学科实践活动中某小组设计了一款恒温热水器,热水器的工作电压为220V、加热功率为880W、保温功率为88W,热水器达到设定温度后能自动切换模式。方案一如图甲所示,图中开关S1、S2都闭合时,热水器处于加热模式。有同学认为方案一不能实现自动切换功能,于是设计了图乙所示的方案二,新方案中使用电磁继电器与热敏电阻。为确保安全,当热水器内温度达到设定温度54℃时,电流达到0.2A,电磁铁会吸下衔铁,工作电路自动切换到保温模式;当温度降低到40℃时,电流低至0.13A,衔铁被释放。其中热敏电阻R的阻值与温度t的关系如图丙所示。
(1)方案一中,选用的发热电阻R2的阻值应为多少Ω?
(2)方案二中,工作电路中的发热电阻R1应设计在______处(选填“a”或“b”),闭合S0后,电磁铁的上端为________极。
(3)方案二中,选用的定值电阻R0阻值应为多少Ω?(电磁铁线圈阻值不计)
39.(2026·江苏南通·一模)如图甲所示的部分电路中,电源电压U保持不变,a、b、c为三个接线柱,现备有三个电阻:R 1 =9 Ω,R 2 =6 Ω,R 3 =3 Ω
(1)若只在a、c间接入R 1 ,则闭合开关S后,在1 min内R 1 上产生的电能是240 J,求电源电压U;
(2)若要从R 1 、R 2 、R 3 中选取两个电阻,连入图中的虚线框内,使得S闭合时电路消耗的总功率是S断开时电路消耗总功率的3倍,请你在图乙中画出两种连接电路(每个电路都应有两个电阻),并在连入电阻的上方标出该电阻的阻值或符号;
(3)在(2)中的两种连接电路中任选一种,计算出S断开和闭合两种状态下电路的总功率.
动态电路分析
考点2
1.(2026·江苏常州·一模)如图是创新实验小组同学设计的一款电子量角器的实物图和电路图,为均匀半圆弧形电阻,点为其圆心,为金属滑片,可绕点转动。、间连接的角度显示器是由电压表改装而成的,可用来显示角的大小。当滑片沿顺时针方向转动时,则( )
A.连入的电阻变大 B.电压表的示数变大
C.电路中的电流变大 D.电路的总功率变大
2.(2026·江苏苏州·一模)如图甲所示电路,电源电压可调,电流表量程为0~3A,、是额定电压均为6V的小灯泡,其电流与电压的关系如图乙所示,现有一标有“2A”字样,最大值模糊不清的滑动变阻器R,经测试,当只闭合开关,滑片P滑至中点,电源电压调节为10V时,小灯泡恰好正常发光,则在电路中各元件均安全工作的前提下,①滑动变阻器R的最大值为;②要使和均正常工作,只能闭合、;③要使和均发光且有一灯正常工作,只能闭合;电源电压的调节范围为12~16V;④要使和均发光且有一灯正常工作,电路的总功率变化范围为6.4~12.8W,以上结论正确的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
3.(2026·江苏南京·一模)将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件应变片,其结构如图甲所示。将它接入图乙所示的电路,电源电压不变,R为定值电阻。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,则电路中的( )
A.电压表和电流表示数都变大
B.电压表示数与电流表示数的比值变小
C.电路的总功率变大
D.定值电阻R的功率变小
4.(2026·江苏南京·一模)为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示,R1是光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会发生改变,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压,若已知电源电压为6V,某一时段AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则( )
A.AB两端电压为3V时,跳绳自动计数器会计数一次
B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,通过R1的电流是挡住时的0.6倍
D.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1消耗的功率是挡住时的1.8倍
5.(2026·江苏南京·一模)如图E为电压可调的电源,R为定值电阻,电子元件D有稳压作用使UD保持不变。U总为电源电压(U总⩾UD),I为电路电流,P为定值电阻R的电功率,下列图像合理的( )
A. B.
C. D.
动态电路计算
考点3
1.(2026·江苏南通·一模)如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器规格为“1A,?Ω”,第一次只闭合S、S1,第二次只闭合S、S2,保证电路中所有元件都安全的前提下,移动滑片P得出这两次实验过程电压表和电流表示数变化的关系图像,且其中一次灯泡能达到正常发光。下列判断正确的是( )
①电源电压为9V ②滑动变阻器的最大阻值为30Ω
③小灯泡的规格为“6V 3W” ④只闭合S、S2,定值电阻功率最大7.2W
A.①③ B.③④ C.②④ D.②③
2.(2026·江苏无锡·一模)如图所示,是小红连接的测量小灯泡额定功率的电路,小灯泡的额定电压为2.5V。电源电压保持不变,R为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为40Ω。她将滑动变阻器的滑片P置于B端,断开开关,闭合开关S、,电压表示数为0.9V;移动滑片P置于中间位置时,电压表的示数为1.5V。重新将滑片P移至B端,断开开关,闭合开关S、,移动滑片P使电压表的示数为2.5V;保持滑片P的位置不变,断开开关,闭合开关S、,电压表示数为2.25V。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为3V
B.定值电阻R的阻值为20Ω
C.小灯泡的额定电流为0.1A
D.小灯泡的额定功率为0.5W
3.(2026·江苏南通·一模)小明设计的“压强计”电路原理如图甲所示,电源电压4.5V、电流表(0~30mA)、电压表(0~3V)、为定值电阻,压敏电阻R的阻值随压强p变化图线如图乙所示。由电压表改制的“压强计”标有对应的压强值,其中2.5V刻度线处标有Pa。下列说法正确的是( )
A.定值电阻的阻值为80Ω
B.整个电路的最小功率为0.08W
C.电源电压降低,测得的压强值偏大
D.“压强计”的量程为~Pa
4.(2026·江苏常州·一模)如图所示的电路,电源电压恒为,灯泡标有“”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为。闭合开关,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片,则正确的是( )
A.滑动变阻器接入电路的阻值范围是
B.电流表示数的变化范围是
C.电压表示数的变化范围是
D.电路总功率的变化范围是
5.(2026·江苏无锡·一模)如图甲所示,电源电压不变,电流表的量程为0∼0.6A,电压表的量程为0∼15V,小灯泡参数“?V,?W”模糊不清。第一次只闭合开关S和,滑片P从a端移到b端;第二次仅闭合开关S和,保证电路中所有元件都安全的前提下,最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表和电流表示数变化的关系图像。下列判断正确的是( )
①小灯泡的参数为“5V 2.5W”
②电源电压为6V
③只闭合开关S、,电路的总功率最大时,灯与滑动变阻器的功率之比为
④只闭合开关S、,滑动变阻器的最大电功率与定值电阻的最大电功率之比为
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有①④正确 D.只有②③正确
6.(2026·江苏南通·一模)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,R1、R2的U-I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.图线甲是电阻R1的“U-I”关系图像
B.电源电压为24V
C.电阻R1的最小电功率为2.7W
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30
7.(2026·江苏南京·一模)如图所示电路中,电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器、为其两端点,闭合开关S,当滑片P在端时,电流表示数为0.2A,消耗的电功率为,当滑片P移动至某一位置时,电流表示数为0.5A,消耗的电功率为3.5W,则当滑片P从移到的过程中下列说法正确的是( )
A.电压表示数变化了12V B.电流表示数变化了1.2A
C.消耗的电功率变化了14W D.电路消耗的总功率变化了10W
8.(2026·江苏南京·一模)图甲所示电路,定值电阻R0与滑动变阻器R1串联.图乙是该滑动变阻器的功率与电流关系的图象(不考虑温度对小灯泡电阻的影响).下列判断错误的是
A.R1的最大阻值为50Ω B.R0阻值为10Ω
C.电源电压为12V D.R0的最大功率为2W
9.(2026·江苏常州·一模)小灯泡L的额定电压为3V,它的I﹣U图象如图甲所示,把小灯泡接入如图乙所示的电路中,先将滑动变阻器的滑片P移至B端,闭合开关S,电压表示数为1.5V;再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V。已知电源电压恒定,滑动变阻器的铭牌上标有“10Ω 2A”。下列说法中错误的是( )
A.电源电压为4.5V
B.小灯泡的额定功率为1.5W
C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为2.5W
10.(2026·江苏南通·一模)如图甲,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电压表的量程为0~15V。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系图像,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为18V
B.R1的阻值为5Ω
C.R1的最小功率为1W
D.为保证电压表安全,R1的阻值与R2接入电路的最小阻值之比为6:1
11.(2026·江苏南通·一模)如图甲所示,R0为定值电阻,灯L标有“3V 1.5W”字样,电源电压U总保持不变。闭合开关S,滑动变阻器R的滑片从某一位置移到某一端的过程中,其接入电路的电阻改变了ΔR,电路消耗的总功率变化为ΔP,同时三只电表示数均发生变化。图乙中有OA、AB和CD三段图像,其中有两段反映了上述滑片移动过程中电压表V1和V2示数与电流表A示数的对应关系。下列说法中正确的是( )
A.ΔR为7.5Ω B.ΔP为1.2W
C.U总为12V D.OA是R0的I-U图像
12.(2026·江苏南京·一模)如图所示,电源电压不变,滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,闭合开关,电流表示数0.1A,灯泡的功率0.3W。移动滑片,使滑动变阻器最大阻值的1/3接进电路,电流表示数0.2A,灯泡恰好正常发光,且消耗的功率为1W。一些推算,结果错误的是( )
A.电源电压为8V
B.灯泡正常发光时电阻为25Ω
C.滑动变阻器最大阻值为60Ω
D.灯泡正常发光滑动变阻器消耗的功率0.8W
13.(2026·江苏南通·一模)如图甲所示,电源的电压U=6V,R0为定值电阻,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示:图Ⅰ描述滑动变阻器的功率随其两端电压的变化规律,图Ⅱ描述电压表示数随电流表示数的变化规律、图Ⅲ描述效率(滑动变阻器消耗的功率与电路消耗总功率之比随滑动变阻器电阻的变化规律,电表、导线对电路的影响不计。则下列说法正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值为5Ω
B.滑动变阻器最大阻值6Ω
C.Ⅰ图上b点的坐标(3V,4.5W)
D.Ⅱ图上经过a点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积为2.68W
14.(2026·江苏南京·一模)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定功率为5W,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A。在保证电路各元件安全的前提下,先只闭合开关S、S1,将滑片P从滑动变阻器R1的最右端向左移动到a点,此时小灯泡正常发光,此过程中电流表与电压表示数的关系图像如图乙所示;再断开开关S1,闭合开关S2,电流表示数为0.3A。下列说法正确的是( )
A.小灯泡的额定电压为5V
B.电源电压为10V
C.只闭合开关S、S1,滑动变阻器R1的阻值变化范围为4Ω~35Ω
D.只闭合开关S、S2,滑片P在a点时,定值电阻R2在5s内产生的热量为3.6J
15.(2026·江苏泰州·一模)如图所示电路,电源电压保持不变,、的阻值分别为和,只闭合开关,将滑片移到中点,电压表示数为,电阻的功率为。闭合开关和,将滑片移到最左端,电阻的功率为。若,则电源电压为________V,滑动变阻器的最大电阻为____________,为________W。
16.(2026·江苏南京·一模)如图甲所示电路,阻值为,为滑动变阻器,其参数“?,?A”模糊不清,定值电阻。电流表量程为,电压表的量程为,的量程为。
(1)只闭合开关、电流表示数为1.5A;只闭合开关、,在安全范围内最大程度移动滑片,和示数与电流表示数I的图像如图乙所示;则:电源电压为__________V,电阻为__________。
(2)只闭合开关、,在安全范围内最大程度移动滑片,将电压表示数与电流表示数I图像添至图乙中,则:滑动变阻器的最大阻值为__________。
(3)任意闭合开关和移动滑片,电路的最大总功率为__________W。
17.(2026·江苏无锡·一模)如图1,暗盒有三个接线柱A、B、C,其内部有两个定值电阻、,其中。当M接A,N接B时,闭合开关S,将滑动变阻器滑片从右端逐渐移至左端,绘制电压表示数与电流表示数关系图像如图2中图线①所示;当M接A,N接C时,重复操作,得到图线②;则电源电压___________V,滑动变阻器R最大阻值为___________;若将M接A,N接B, C接___________(选填“M”或“N”),再将滑动变阻器滑片移至最左端,电路功率最大,最大值为___________W。
18.(2026·江苏南通·一模)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0、R1均为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S1,断开开关S2,当滑动变阻器的滑动触头在a端时,电压表V1的示数为2.4V,电流表示数为0.3A。将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中,电压表V1和V2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。
(1)求R1的阻值;
(2)求R2的最大阻值;
(3)同时闭合S1和S2,当R2的阻值为何值时,R2的电功率最大?R2电功率的最大值是多少?
19.(2026·江苏南通·一模)为抗击新冠疫情,学校利用过氧乙酸对教室内的空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度,设计了如图甲所示的检测仪。已知电源电压为6V,定值电阻R0标有“2.5Ω,0.4A”字样,过氧乙酸气体传感器R1的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如图乙所示。电压表的量程为0~3V,电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度,请通过计算说明:
(1)按要求,ρ>0.1g/m3才能达到消毒要求。当电压表的示数为0.75V时,教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求?
(2)若该检测仪处在所能测量的最大ρ值状态下工作,电路消耗的电功率是多少?
(3)若检测仪所能测量的最大ρ值调整为0.45g/m3,此时电压表的指针刚好偏转到最大刻度,则需重新选用哪种规格的定值电阻?
20.(2026·江苏宿迁·一模)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“10V5W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。先只闭合开关S和S₁,将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点;再断开开关S₁,闭合开关S₂,将滑片P从a点向右移动到最右端b,图乙是这两次实验过程中绘制的电压表示数U和电流表示数I的关系图像。求:
(1)小灯泡L 正常工作时的电流;
(2)电源电压;
(3)只闭合开关S和,滑片P在b点时,定值电阻的电功率。
21.(2026·江苏南通·一模)如图,科技小组设计了一种汽车油量表模拟装置,其中电源电压U为5V,线圈电阻R0=2Ω,R2为电阻箱,R1是粗细均匀的总阻值为10Ω的弧形电阻(两端有接线柱A、B),其阻值与长度成正比,金属滑片P做成一根可以绕O点转动的杠杆,另一端通过一根可以自由转动的轻杆和浮标相连,油量表是用量程为0~3V的电压表改装而成,要求它的示数随油箱中的汽油油面的下降而减小(油箱足够大),当线圈R0中的电流大于或等于0.5A时,衔铁被吸合,提示灯亮,表示油量不足。
(1)该装置中,用导线将接线柱C与接线柱_______相连;
(2)正确连接装置后进行调试,要使提示灯刚亮时,电压表示数刚好为零,则电阻箱R2接入电路的阻值应调至多大_______?
(3)调试结束后,向油箱中加满油时,滑片P刚好在B点,此时线圈R0消耗的功率为多大_______?
(4)若想实现从提示灯亮起至油箱加满油的过程中,电压表的示数在0~3V的最大范围内变化,且滑片P在最大范围内移动,则应将电源电压U调为_______V,同时将R2接入电路的阻值调为_______Ω。
22.(2026·江苏南通·一模)如图所示,电源电压恒定为24V,灯泡L上标有“12V 9.6W”的字样,灯泡L的电阻值恒定,滑动变阻器R1的最大阻值为100Ω,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,图中虚线框内接有一只30Ω的定值电阻R2(未画出).已知:①闭合S1和S3,断开S2时,调节R1,使其接入电路的阻值为10Ω,此时电路的总功率为14.4W;②闭合S1和S2,断开S3,调节R1,当电压表示数为15V时,电流表读数为0.2A。
(1)请根据题意计算推理,画出R2在虚线框内连接的完整电路;
( )
(2)闭合S1和S2,断开S3,移动滑动变阻器的滑片P的过程中,小灯泡的最小功率是_____W;
(3)计算:当闭合所有开关时,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围是多少?_______
23.(2026·江苏南京·一模)图甲所示是一个电子拉力计原理图。电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,小灯泡L上标有“3V 0.6W”的字样,定值电阻R0的阻值为10Ω;A、B是一根长为40cm的均匀电阻丝,阻值R=40Ω,硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(P与R间的摩擦不计),当拉力F=0N时,滑片P与A接触时,弹簧正好保持原长,当拉力为F时,电阻丝的B端与滑片P之间的距离为x,x与F的关系如表所示闭合开关S,当F=0N时,电流表的示数为0.1A;当F=700N时,电流表的示数为0.2A。(电源电压不变)
F/N
100
200
300
400
……
x/cm
35
30
25
20
……
(1)小灯泡L正常工作时的电阻为多少_______?
(2)分析表格数据可知:R接入电路阻值随拉力F变化的关系式是R=_______;
(3)闭合开关,当F=0N时,灯泡L的实际功率多大_______?
(4)该电子测力计的最大测量值为_______N,若要使其增大,写出你的办法_______(一种即可)。
试卷第1页,共3页
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