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第八章电能与磁（计算题培优提升15题）-上海市2023-2024九年级物理下学期单元练习（沪教版）
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这是一份第八章电能与磁（计算题培优提升15题）-上海市2023-2024九年级物理下学期单元练习（沪教版），共26页。试卷主要包含了计算题等内容，欢迎下载使用。
一、计算题
1．在如图（a）所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，滑动变阻器R2是规格为“20Ω 2A”和“50Ω 1.5A”中的一个。
（1）若电阻R1的阻值10欧，求电键闭合后：
①通过R1的电流I1；
②电阻R1消耗的电功率P1。
（2）若在电路中正确串联两个电流表，闭合电键后，当变阻器连入电路的阻值为其最大阻值的一半时，电流表示数如图（b）、（c）所示。请通过计算判断所用变阻器的规格，并求出R1可能的阻值。
2．小华做“测定小灯泡的电功率”实验，已知小灯泡的功率不超过1W。现有电源（电压为1.5V的整数倍且保持不变）、待测小灯泡（如图所示）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。小华连接电路进行实验，由于小灯上所标额定电压模糊不清，他思考后移动变阻器的滑片使电压表的示数分别为3.5V、2.5V和1.5V，并记录相应的电流表示数。实验数据如下表所示。
（1）请画出小华连接的实验电路图；（用2B铅笔在答题纸的相应位置作图）
（2）请根据相关信息，求出电源电压U及小灯泡的额定功率P额。
3．在图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R1阻值为10Ω，滑动变阻器R2上标有“1A”字样。闭合开关S，通过R1的电流为0.4A。
（1）求R1两端的电压U1；
（2）求通电10s电流通过R1所做的功W1。
（3）若用阻值为20Ω的定值电阻R3替换R1，并在图（a）中正确连接一个电流表和一个电压表，电表的表盘如图（b）（c）所示。闭合开关S，在保证电路元件均安全的情况下移动变阻器滑片P，观察到电压表示数的最大值为15V，电流表示数的最大值为0.9A。求电源电压U和滑动变阻器连入电路中的阻值范围。
4．在图（a）所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变。电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“20Ω 1Α”字样，电流表和电压表表盘如图（b）所示，电压表只有小量程档完好。闭合开关S，电流表示数为0.4安。
①求电阻R1两端的电压U1。
②求10秒内电流通过滑动变阻器R2所做的功W2。
③移动变阻器滑片P，在电路安全的前提下，求电路消耗的最大电功率与最小电功率之比P最大:P最小。
5．小华做“测定小灯泡的电功率”实验，实验器材齐全且完好，现有学生电源（电压有4、6和8伏三挡）、待测小灯（额定电压为“2.5V”或“4.5V”）、滑动变阻器标有“20Ω；2A”字样、电压表、电流表、开关以及导线若干。他选用某挡电源电压，正确连接电路且实验步骤正确。闭合开关后，电压表、电流表的示数如图（a）（b）所示。接着，他移动变阻器的滑片至另一端，在此过程中发现小灯始终无法正常发光。
（1）求电源电压U；
（2）若小华换用标有“5Ω；3A”字样的变阻器，闭合开关，移动变阻器的滑片，能否使小灯泡正常发光？请说明理由；
（3）若小华对电源的挡位进行调整，重新正确连接电路且实验步骤正确。小华移动变阻器的滑片使小灯正常发光，观察到电流表的示数为0.3安，并发现此时滑片恰好在变阻器的中点附近某位置。请通过计算求出调整后的电源电压U和小灯的额定功率P额。
6．在图所示的电路中，电源电压为24伏保持不变，电阻R1的阻值为10欧。滑动变阻器R2上标有“50Ω 1.5A”字样。闭合电键S后，电流表A的示数为1安。
（1）求电阻R1两端的电压U1；
（2）求此时变阻器R2接入电路的阻值；
（3）在电路安全工作的情况下，移动变阻器R2的滑片，请你通过计算判断电路消耗的最大功率能否为最小功率的3.75倍，如不可能请计算说明理由；如可能则算出变阻器的最大阻值R2最大。
7．在图示的电路中，电源电压为12伏，、两点间可接入不同元件。现有阻值为10欧的定值电阻、标有“ 2A”字样的滑动变阻器、阻值未知的定值电阻。
①若将接入、间，求：
（a）通过的电流。
（b）10秒内电流通过所做的功。
②若将变阻器分别与电阻、串联后接入、间，移动变阻器的滑片，发现两电路中电流表示数最大值的差值为1安。求与串联后电流表示数的最小值。
8．如图所示，闭合开关后，电压表读数为6.0V，电流表读数为0.6A：
①求电阻的阻值R定 ；
②求电阻的电功率P定 ；
③现将一滑动变阻器R滑以某种方式正确接入电路，并在其两端再接入另一电压表，多次移动滑片并记录每次各电表的示数，如下表所示：
（i）请判断滑动变阻器R滑电阻R定的连接方式是 连接的，电压表V2并联在 两端；
（ii）根据表中数据计算每次移动滑片时变阻器连入电路的阻值变化ΔR最大与ΔR最小的比值 。
9．将电阻R1接在电压为16伏的电源两端，R1的阻值为10欧。
(1)求通过电阻R1的电流I1。
(2)求通电10秒钟，电流通过电阻R1所做的功W1。
(3)现有表盘如图1所示的电流表、电压表，以及分别标有“20Ω 2A”“50Ω 1A”字样的滑动变阻器两个。选取一个变阻器与电阻R1并联、另一个变阻器与电阻R1串联，如图2（a）（b）所示。若要使电流表A1示数Ia与电流表A2示数Ib的比值最小，可通过闭合或断开开关S1、S2及移动变阻器的滑片，请说明两电路所选择的变阻器、开关的状态，并求Ia与Ib的比值。
10．在如图（a）所示电路中，电源电压为18V不变，滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样，电压表与电流表的表盘如图（b）所示。闭合开关S，电路元件均正常工作。
（1）若电流表示数为0.5A，电压表示数为12V。
（a）求R1的阻值。
（b）求R1消耗的电功率P1。
（2）现将电阻R0替换R1，闭合开关S后，移动滑动变阻器R2的滑片P，发现电压表示数最小值与最大值的比值为0.6，求R0的阻值。（请写出所有可能的情况）
11．小杨做“测定小灯泡电功率”实验，所用电源电压（为2伏的整数倍）保持不变、待测小灯泡（标有“3.8V”字样）、电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器两种规格（A：“10Ω 2A”、B：“50Ω 2A”）以及导线若干。他正确连接电路，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片移至中点附近，电压表与电流表的示数如图（a）（b）所示，发现无法从电压表上精确读出“3.8V”电压。小杨经过思考重新连接电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，直至小灯正常发光，电流表的示数如图（c）所示。他继续移动滑动变阻器的滑片，将测得的另外两组数据记录在如表中。
请根据上述信息，
（1）计算出小灯泡的额定功率P额。
（2）计算说明小杨实验所用的电源电压。
（3）计算并判断滑动变阻器的规格。
12．小南家有一电热茶壶，有加热档和动态保温档，工作电路图如图甲所示，其中仅R0是加热电阻丝，加热档功率为1210W。R′是最小阻值不为0的可变电阻，通过调节R′的阻值，可以实现一定温度范围内的动态保温。
（1）在额定电压下工作时，该电热茶壶最大工作电流是多大；
（2）用电高峰时实际电压为200V，此时电路中只有电热水壶在工作且处于加热档，如图丙所示的电能表在1min内会转动多少圈；
（3）在额定电压下，茶壶在动态保温档工作时，装满水的茶壶每秒向外散失的热量Q跟壶内水的温度与环境温度的温差关系如图乙所示。小南打算在家泡绿茶，需要将装满水的茶壶水温保持在85℃，其房间温度如图丁所示，则应将R′的阻值调为多大。
13．如图所示，电源电压不变，定值电阻R0＝30Ω，电流表量程为0~3A，小灯泡L标有“6V 3W”（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了24Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡正常工作5min消耗的电能；
（2）电源电压；
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的功率变化范围。
14．如图甲所示的电路，电源电压为4.5V保持不变．小灯泡L标有“”字样，滑动变阻器R1的最大值为30Ω，定值电阻R2＝30Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．求：
（1）小灯泡正常工作时，电阻多大？
（2）小灯泡的额定功率多大？
（3）只闭合开关S、S2和S3， 将变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数多大？
（4）只闭合开关S、S1， 移动变阻器的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示．在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？
15．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？
物理量
实验序号
电压表示数（V）
电流表示数（A）
1
3.5
0.30
2
2.5
0.38
3
1.5
0.43
序号
A/安
V1/伏
V2/伏
1
0.3
3.0
3.0
2
0.4
2.0
4.0
3
0.5
1.0
5.0
4
0.6
0
6.0
试验序号
电压表示数（伏）
电流表示数（安）
1
3.0
0.34
2
1.5
0.42
参考答案：
1．（1）①0.6A；②3.6W；（2）“20Ω 2A”； 20Ω、6.7Ω
【详解】解：（1）①由电路图可知，R1与R2并联，因并联电路中各支路电流的电压相等，所以，通过R1的电流为
②电阻R1消耗的电功率
（2）由图b可知，电流表的量程为0～0.6A时示数为0.18A，电流表量程为0～3A时示数为0.9A；由图c可知，电流表的量程为0～0.6A时示数为0.3A，电流表的量程为0～3A时示数为1.5A。当变阻器连入电路的阻值为其最大阻值的一半时，通过两滑动变阻器的电流分别为
或
据此可知，电流表不可能接在滑动变阻器支路上，应一个串联在R1支路，另一个位于干路，①若R2的规格为“20Ω 2A”，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流应大于0.6A，则干路电流可能为0.9A、1.5A，
a．若干路电流为0.9A，则通过R1的电流为
与b电流表的示数相符；此时R1的阻值
b．若干路电流为1.5A，则通过R1的电流为
与c电流表的示数相符；此时R1的阻值
②若R2的规格为“50Ω 1.5A”，干路电流应大于0.24A，可能为0.3A、0.9A、1.5A，
答：（1）①通过R1的电流为0.6A；②电阻R1消耗的电功率为3.6W；
（2）变阻器的规格为“20Ω2A”，R1的阻值可能为20Ω、6.7Ω。
2．（1）；（2）6V，0.75W
【详解】解：（1）根据第一组实验数据可知，电路中电流为0.3A，从小灯泡的规格可知，小灯泡的额定电流为0.3A，故第一组数据，小灯泡正常发光，而此时电压表的示数为3.5V，若电压表测量小灯泡两端的电压，则小灯泡的额定功率为
大于1W，与题意不符，故电压表测量的滑动变阻器的电压，故电路图为
（2）电压表并联在滑动变阻器两端，电压为1.5V的整数倍且保持不变，故设电源电压为1.5U，U为整数，在第一次数据中，小灯正常发光时，U滑为3.5V，则灯泡两端的电压为
而从灯泡的规格可知，灯泡的额定电压是0.5的奇数倍，n取整数，设小灯泡的额定电压为0.5（2n-1）V，根据小灯泡的额定功率小于1W可以列等式
经整理可知
而n取整数，故n可以取3、2、1，而小灯泡的额定电压还等于，故可以得出
经整理可知
取整数，故
电源电压
则小灯泡的电压为
小灯泡的额定功率为
答：（1）见解析；
（2）电源电压为6V，小灯泡的额定功率为0.75W。
3．（1）4V；（2）16J；（3）18V，0~100Ω
【详解】解：（1）根据欧姆定律可得，R1两端的电压U1为
（2）由电功的计算公式可得，通电10s电流通过R1所做的功W1为
（3）由题意知，R2的额定电流为1A，而电流表的最大示数为0.9A，由欧姆定律可知，此时滑动变阻器接入电路的最小阻值为0Ω，则此时R3两端的电压与电源电压相同，即
由题意知，电压表的最大示数为15V，根据以上分析，此时电压表是与R2并联，根据串联电路中电阻分压的规律可知，当电压表的示数最大时，此时与之并联的电阻阻值最大，即当时，此时R2的阻值最大，则此时R3两端的电压为
根据欧姆定律，此时流过R3的电流为
由于串联电路中电流处处相等，则此时R2的阻值为
根据以上分析，R2的取值范围是0Ω～100Ω。
答：（1）R1两端的电压U1为4V；
（2）通电10s电流通过R1所做的功W1为16J；
（3）电源电压U为18V，滑动变阻器连入电路中的阻值范围是0Ω～100Ω。
4．①4伏；②8焦；③2:1
【详解】解：①如图（a）可知，R1和R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R2两端的电压，已知电阻R1的阻值为10欧，电流表示数为0.4安，则R1两端的电压为
U1=I1R1=IR1=0.4安×10欧=4伏
②根据串联电路的电压特点可知，R2两端的电压为
U2=U-U1=6伏-4伏=2伏
10秒内电流通过滑动变阻器R2所做的功W2为
W2=U2I2t=U2It=2伏×0.4安×10秒=8焦
③根据题意可知，电压表只有小量程完好，即电压表只有0-3V量程，则R2两端电压不能超过3V，即U2最大=3V，根据串联电路电压规律以及U不变知，此时U1最小，又根据及R1不变知，此时电流最小，即有
当R2的阻值为0时，此时电路总电阻最小，又根据可知，此时电流最大，则有
此时没有超过电流表的最大量程和，故电路中的最大电流为0.6A，根据及电源电压不变，可得
P最大:P最小=UI最大:UI最小=I最大:I最小=0.6安:0.3安=2:1
答：①电阻R1两端的电压4伏；
②10秒内电流通过滑动变阻器R2所做的功8焦；
③电路消耗的最大电功率与最小电功率之比2:1。
5．（1）4V；（2）不能；因为当滑片滑至阻值最小处时，灯泡两端电压为电源电压，即4V，依然小于灯泡的额定电压；（3）8V；1.35W
【详解】解：（1）电路开关闭合前，滑动变阻器位于阻值最大处，电路开关闭合后，小华将滑动变阻器的滑片至另一端，此时滑动变阻器接入电路的阻值为0，小灯泡两端电压等于电源电压，依然无法正常发光，说明电源电压低于小灯泡额定电压，即选择的小灯泡额定电压为4.5V，电源电压为4V。
（2）若换用标有“5Ω；3A”字样的变阻器，滑片滑至阻值最小处时，灯泡两端电压为电源电压，即4V，依然小于灯泡的额定电压，故无法正常发光。
（3）小华对电源的挡位进行调整，当小灯泡正常发光时，其两端电压为4.5V，电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为
此时滑片恰好在变阻器的中点附近,即接入电路的阻值约为10Ω，则其两端电压约为
则根据串联电路电压关系可知，电源电压约为
由题意得，电源电压最接近8V，即调整后的电源电压为8V。
答：（1）电源电压U为4V；
（2）小灯泡不能正常发光，因为当滑片滑至阻值最小处时，灯泡两端电压为电源电压，即4V，依然小于灯泡的额定电压，故无法正常发光；
（3）调整后的电源电压U为8V，小灯的额定功率为1.35W。
6．（1）10V；（2）14Ω；（3）见解析
【详解】解：（1）闭合开关，电阻R1和变阻器R2串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，根据欧姆定律可得电阻R1两端的电压
U1=IR1=1A×10Ω=10V
（2）串联电路总电压等于各部分电压之和，则滑动变阻器两端的电压
U2=U-U1=24V-10V=14V
根据欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的阻值
（3）电压表接入电路的量程为0~15V，所以电压表示数最大为15V，根据串联电路电压规律可知此时定值电阻两端的电压最小，根据欧姆定律可知此时特点电路的电流最小，此时定值电阻两端的电压
U1′=U-U2′=24V-15V=9V
电路中的最小电流
滑动变阻器R2上标有“50Ω 1.5A”字样，串联电路各处电流相等，则通过电路的最大电流为1.5A，电路消耗的最大功率与最小功率之比
答：（1）电阻R1两端的电压为10V；
（2）此时滑动变阻器R2的阻值为14Ω；
（3）在电路安全工作的情况下，移动变阻器R2的滑片，电路消耗的最大功率不能为最小功率的3.75倍。
7．①（a）1.2A；（b）144J；②0.15A。
【详解】解：①若将R1接入M、N间，则电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流。
（a）通过R1的电流为
（b）10秒内电流通过R1所做的功为
②（一）将变阻器R2与电阻R1串联接入M、N间。
当滑动变阻器接入的阻值最小，为0时，电路为R1的简单电路，则此时电路中的电流最大，由①（a）可知，此时电路中的电流为Imax=1.2A，即电流表的示数最大为1.2A。
（二）将变阻器R2与电阻R0串联接入M、N间。
当滑动变阻器接入的阻值最小，为0时，电路为R0的简单电路，则此时电路中的电流最大为
因为两电路中电流表示数最大值的差值为1安，则
解得R0=60Ω。当滑动变阻器接入电路的阻值最大为20Ω时，此时电路的总电阻为
则电路的最小电流为
答：①（a）通过R1的电流为1.2A；
（b）10秒内电流通过R1所做的功为144J；
②R2与R0串联后电流表示数的最小值为0.15A。
8． 10欧 3.6瓦 串联 R定 2.5
【详解】(1)根据可得电阻的阻值
(2)由P=UI可得电阻的电功率
(3)(i)已知电源电压为6V，根据表中4组数据分析可知：V1 与V2的示数之和等于电源电压，属于分压，可判断出滑动变阻器R滑与电阻R定串联；根据第4组数据V1的示数为零，可知与V1并联的用电器没有接入电路中，只有当滑动变阻器接入阻值为0时，两端电压才为0，可判断与V1并联的是滑动变阻器R滑，电压表V2并联在R定两端。
(ii)由上可知V1测的是滑动变阻器两端电压，V2测的是定值电阻两端电压，通过表中数据根据可得滑动变阻器的4次接入阻值分别为
则有
所以ΔR最大与ΔR最小的比值为
答：(1)电阻的阻值为10Ω；
(2)电阻的电功率为3.6W；
(3)(i)滑动变阻器R滑电阻R定的连接方式是串联连接的，电压表V2并联在定值电阻两端；
(ii)ΔR最大与ΔR最小的比值为2.5。
9．(1)1.6A；(2)256J；(3)16:15
【详解】解：(1)根据欧姆定律可得
(2)根据公式可得
(3) 电阻R1跟滑动变阻器串联，会使电路总电阻比电阻R1大。电阻R1跟滑动变阻器并联，会使电路总电阻比电阻R1小。所以为了使电流电流表A1示数Ia与电流表A2示数Ib的比值最小，应该使图2（a）的电路总电阻尽可能大的同时使图2（b）的电路总电阻尽可能小。当S1断开时，图（a）中的总电阻最大。此时电路的电流为
当S2闭合，图（b）中的总电阻最小。此时电阻R1两端的电压为16V，超出电压表15V的量程，故该电路不允许不符合要求。当S2断开时，此时该R1两端的电压为15V（电压表测量的最大值15V），此时
滑动变阻器“50Ω 1A”最大工作电流为1A，电路中的电流超出了该滑动变阻器的工作电流。所以需要选“20Ω 2A”作为图（b）中的滑动变阻器，选“50Ω 1A”作为图（a）中的滑动变阻器。
所以
答：(1)通过电阻R1的电流I1=1.6A。
(2)通电10秒钟，电流通过电阻R1所做的功W1=256J。
(3) 若要使电流表A1示数Ia与电流表A2示数Ib的比值最小，图（a）开关S1断开，选择“50Ω 1A”滑动变阻器。（b）开关S2闭合，选择“20Ω 2A”滑动变阻器。 Ia与Ib的比值为16:15。
10．（1） 24Ω，6W；（2） 20Ω或10Ω
【详解】解：（1）由图可知，R1与滑动变阻器串联，电压表测量R1两端的电压；电流表测量电路中的电流，R1的阻值
R1消耗的电功率
P1＝U1I1＝12V×0.5A＝6W
（2）现将电阻R0替换R1，闭合开关S后，R0与滑动变阻器串联，由于电源电压为18V，电压表的量程为0~15V，则根据电压表示数最大值为15V，已知电压表示数最小值与最大值的比值为0.6，则
U0min＝0.6U0max＝0.6×15V＝9V
根据串联电路的特点和欧姆定律可得
即
解得R0＝20Ω，由于滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样，则电路中的最大电流为1A，由于电压表示数最小值与最大值的比值为0.6，则
U0min＝0.6U0max
即
R0Imin＝0.6R0Imax
所以最小电流为
Imin＝0.6Imax＝0.6×1A＝0.6A
根据串联电路的特点和欧姆定律可得
R0的阻值为20Ω或10Ω。
答：（1）R1的阻值为24Ω，R1消耗的电功率P1为6W；
（2）现将电阻R0替换R1，R0的阻值可能为20Ω或10Ω。
11．（1） 1.52W；（2） 6V；（3） 10Ω 2A
【详解】解：（1）已知灯泡的额定电压为3.8V，从图（c）读出灯泡正常发光的电流值为0.4A，小灯泡的额定功率
P额＝U额I额＝3.8V×0.4A＝1.52W
（2）电压表选0~15V的量程时，发现无法从电压表上精确读出“3.8V”电压，故应将电压表并联在变阻器两端，此时电源电压等于灯泡两端的电压与变阻器两端的电压之和，灯泡的额定电流为0.4A；从表中可知，实验序号1的电流值为0.34A，小于灯泡的额定电流，故此时灯泡两端的电压值小于灯泡的额定电压3.8V，可得电源电压
U＜3.8V+3.0V＝6.8V
实验序号2的电流值为0.42A，大于灯泡的额定电流，故此时灯泡两端的电压值大于灯泡的额定电压3.8V，可得电源电压
U＞3.8V+1.5V＝5.3V
即5.3V＜U＜6.8V，又因电源电压U为2V整数倍，所以U为6V。
（3）他正确连接电路，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片移至中点附近，电压表与电流表的示数如图（a）（b）所示，可知电路中的电流为0.38A，灯泡两端电压为3.5V，根据串联电路的特点及欧姆定律可知变阻器此时的接入电路的电阻值
比较接近10Ω的一半，所以滑动变阻器的规格为“10Ω 2A”的A变阻器。
答：（1）出小灯泡的额定功率1.52W；
（2）小杨实验所用的电源电压6V；
（3）滑动变阻器的规格10Ω 2A。
12．（1）5.5A；（2）50r；（3）
【详解】解：（1）在额定电压下工作时，根据可知，总电阻越小，电功率越大，该电路的电流越大，故加热时，只有R0工作，此时电热茶壶的电流最大电热茶壶最大工作电流是
（2）加热电阻R0的阻值为
当实际电压为200V时，实际功率为
该热水壶工作1min消耗的电能为
电能表在1min内会转动圈数为
（3）如图丁所示，分度值为1℃，读数为15℃，装满水的茶壶水温保持在85℃，壶内水的温度与环境温度的温差为
根据图乙所示，温差为时，每秒向外散失的热量为160J，则总电阻为
R′的阻值为
答：（1）在额定电压下工作时，该电热茶壶最大工作电流是5.5A；
（2）电能表在1min内会转动50圈；
（3）应将R′的阻值调为。
13．（1）900J；（2）18V；（3）3.75W~43.2W
【详解】解：由可知灯泡的电阻为
（1）已知灯泡正常工作时的功率为：PL＝3W，则灯泡正常工作5min消耗的电能为
（2）当开关S闭合，S1、S2断开，该电路为R和L的串联电路；由题知滑片P从b滑至某一位置时，其接入电路的阻值变小；当滑片P从b端滑至某一位置时，灯泡正常发光，额定电流为
则电源电压为
①
当滑片P在b端时，电路中的电流为
则电源电压为
U＝I′（RL+RP）＝0.3A×（12Ω+RP）②
联立①②可解得
，
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，L被短路，该电路为R和R0的并联电路，电流表测干路的电流；通过R0的电流为
已知电流表量程为0~3A，则干路电流最大I＝3A，由并联电路的电流特点可知通过R的最大电流为
则滑动变阻器的最大功率为
当滑动变阻器接入电路阻值最大时，滑动变阻器接入电路的电阻的功率最小为
由上述分析可知滑动变阻器R的功率变化范围是6.75W~43.2W。
答：（1）小灯泡正常工作5min消耗的电能为900J；
（2）电源电压为18V；
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，在保证电路安全的前提下滑动变阻器R的功率变化范围为6.75W~43.2W。
14．（1）10Ω；（2）0.625W；（3）0.45A；（4）8～15Ω．
【详解】(1)由小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样知，由知，小灯泡正常发光时的电阻：；
(2)小灯泡的额定功率是：PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W；
(3)只闭合开关S、S2和S3,分析电路的连接,L短路,电阻R1与R2并联，
并联的总电阻,R并=，
电路的电流为：由；
(4)只闭合开关S、S1,灯泡L与R1串联,R2不接入电路,移动变阻器的滑片P,向左移动时,R1变大,电压表的示数也变大,当电压表示数为3V时,R1最大,则R1的电压U1大=3V,此时小灯泡两端的电压为：U′L=U−U1大=4.5V−3V=1.5V，
由图乙可知电路中最小电流：I最小=0.2A，
所以R1连入电路的电阻：，
当滑片向右移动时,R1变小,电流表的示数变大,UL也变大，由图象可知电路中的最大电流：
I最大=0.25A<0.6A(电流表安全)，由图象可知,此时U′L=2.5V，R1两端的电压为：U′1=U−U′L=4.5V−2.5V=2V，R1连入电路的电阻：，所以在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是8∼15Ω．
15．（1）8Ω；（2）10Ω；（3）8Ω；0.28125W
【详解】（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。
一、计算题
1．在如图（a）所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，滑动变阻器R2是规格为“20Ω 2A”和“50Ω 1.5A”中的一个。
（1）若电阻R1的阻值10欧，求电键闭合后：
①通过R1的电流I1；
②电阻R1消耗的电功率P1。
（2）若在电路中正确串联两个电流表，闭合电键后，当变阻器连入电路的阻值为其最大阻值的一半时，电流表示数如图（b）、（c）所示。请通过计算判断所用变阻器的规格，并求出R1可能的阻值。
2．小华做“测定小灯泡的电功率”实验，已知小灯泡的功率不超过1W。现有电源（电压为1.5V的整数倍且保持不变）、待测小灯泡（如图所示）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。小华连接电路进行实验，由于小灯上所标额定电压模糊不清，他思考后移动变阻器的滑片使电压表的示数分别为3.5V、2.5V和1.5V，并记录相应的电流表示数。实验数据如下表所示。
（1）请画出小华连接的实验电路图；（用2B铅笔在答题纸的相应位置作图）
（2）请根据相关信息，求出电源电压U及小灯泡的额定功率P额。
3．在图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R1阻值为10Ω，滑动变阻器R2上标有“1A”字样。闭合开关S，通过R1的电流为0.4A。
（1）求R1两端的电压U1；
（2）求通电10s电流通过R1所做的功W1。
（3）若用阻值为20Ω的定值电阻R3替换R1，并在图（a）中正确连接一个电流表和一个电压表，电表的表盘如图（b）（c）所示。闭合开关S，在保证电路元件均安全的情况下移动变阻器滑片P，观察到电压表示数的最大值为15V，电流表示数的最大值为0.9A。求电源电压U和滑动变阻器连入电路中的阻值范围。
4．在图（a）所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变。电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“20Ω 1Α”字样，电流表和电压表表盘如图（b）所示，电压表只有小量程档完好。闭合开关S，电流表示数为0.4安。
①求电阻R1两端的电压U1。
②求10秒内电流通过滑动变阻器R2所做的功W2。
③移动变阻器滑片P，在电路安全的前提下，求电路消耗的最大电功率与最小电功率之比P最大:P最小。
5．小华做“测定小灯泡的电功率”实验，实验器材齐全且完好，现有学生电源（电压有4、6和8伏三挡）、待测小灯（额定电压为“2.5V”或“4.5V”）、滑动变阻器标有“20Ω；2A”字样、电压表、电流表、开关以及导线若干。他选用某挡电源电压，正确连接电路且实验步骤正确。闭合开关后，电压表、电流表的示数如图（a）（b）所示。接着，他移动变阻器的滑片至另一端，在此过程中发现小灯始终无法正常发光。
（1）求电源电压U；
（2）若小华换用标有“5Ω；3A”字样的变阻器，闭合开关，移动变阻器的滑片，能否使小灯泡正常发光？请说明理由；
（3）若小华对电源的挡位进行调整，重新正确连接电路且实验步骤正确。小华移动变阻器的滑片使小灯正常发光，观察到电流表的示数为0.3安，并发现此时滑片恰好在变阻器的中点附近某位置。请通过计算求出调整后的电源电压U和小灯的额定功率P额。
6．在图所示的电路中，电源电压为24伏保持不变，电阻R1的阻值为10欧。滑动变阻器R2上标有“50Ω 1.5A”字样。闭合电键S后，电流表A的示数为1安。
（1）求电阻R1两端的电压U1；
（2）求此时变阻器R2接入电路的阻值；
（3）在电路安全工作的情况下，移动变阻器R2的滑片，请你通过计算判断电路消耗的最大功率能否为最小功率的3.75倍，如不可能请计算说明理由；如可能则算出变阻器的最大阻值R2最大。
7．在图示的电路中，电源电压为12伏，、两点间可接入不同元件。现有阻值为10欧的定值电阻、标有“ 2A”字样的滑动变阻器、阻值未知的定值电阻。
①若将接入、间，求：
（a）通过的电流。
（b）10秒内电流通过所做的功。
②若将变阻器分别与电阻、串联后接入、间，移动变阻器的滑片，发现两电路中电流表示数最大值的差值为1安。求与串联后电流表示数的最小值。
8．如图所示，闭合开关后，电压表读数为6.0V，电流表读数为0.6A：
①求电阻的阻值R定 ；
②求电阻的电功率P定 ；
③现将一滑动变阻器R滑以某种方式正确接入电路，并在其两端再接入另一电压表，多次移动滑片并记录每次各电表的示数，如下表所示：
（i）请判断滑动变阻器R滑电阻R定的连接方式是 连接的，电压表V2并联在 两端；
（ii）根据表中数据计算每次移动滑片时变阻器连入电路的阻值变化ΔR最大与ΔR最小的比值 。
9．将电阻R1接在电压为16伏的电源两端，R1的阻值为10欧。
(1)求通过电阻R1的电流I1。
(2)求通电10秒钟，电流通过电阻R1所做的功W1。
(3)现有表盘如图1所示的电流表、电压表，以及分别标有“20Ω 2A”“50Ω 1A”字样的滑动变阻器两个。选取一个变阻器与电阻R1并联、另一个变阻器与电阻R1串联，如图2（a）（b）所示。若要使电流表A1示数Ia与电流表A2示数Ib的比值最小，可通过闭合或断开开关S1、S2及移动变阻器的滑片，请说明两电路所选择的变阻器、开关的状态，并求Ia与Ib的比值。
10．在如图（a）所示电路中，电源电压为18V不变，滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样，电压表与电流表的表盘如图（b）所示。闭合开关S，电路元件均正常工作。
（1）若电流表示数为0.5A，电压表示数为12V。
（a）求R1的阻值。
（b）求R1消耗的电功率P1。
（2）现将电阻R0替换R1，闭合开关S后，移动滑动变阻器R2的滑片P，发现电压表示数最小值与最大值的比值为0.6，求R0的阻值。（请写出所有可能的情况）
11．小杨做“测定小灯泡电功率”实验，所用电源电压（为2伏的整数倍）保持不变、待测小灯泡（标有“3.8V”字样）、电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器两种规格（A：“10Ω 2A”、B：“50Ω 2A”）以及导线若干。他正确连接电路，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片移至中点附近，电压表与电流表的示数如图（a）（b）所示，发现无法从电压表上精确读出“3.8V”电压。小杨经过思考重新连接电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，直至小灯正常发光，电流表的示数如图（c）所示。他继续移动滑动变阻器的滑片，将测得的另外两组数据记录在如表中。
请根据上述信息，
（1）计算出小灯泡的额定功率P额。
（2）计算说明小杨实验所用的电源电压。
（3）计算并判断滑动变阻器的规格。
12．小南家有一电热茶壶，有加热档和动态保温档，工作电路图如图甲所示，其中仅R0是加热电阻丝，加热档功率为1210W。R′是最小阻值不为0的可变电阻，通过调节R′的阻值，可以实现一定温度范围内的动态保温。
（1）在额定电压下工作时，该电热茶壶最大工作电流是多大；
（2）用电高峰时实际电压为200V，此时电路中只有电热水壶在工作且处于加热档，如图丙所示的电能表在1min内会转动多少圈；
（3）在额定电压下，茶壶在动态保温档工作时，装满水的茶壶每秒向外散失的热量Q跟壶内水的温度与环境温度的温差关系如图乙所示。小南打算在家泡绿茶，需要将装满水的茶壶水温保持在85℃，其房间温度如图丁所示，则应将R′的阻值调为多大。
13．如图所示，电源电压不变，定值电阻R0＝30Ω，电流表量程为0~3A，小灯泡L标有“6V 3W”（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了24Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡正常工作5min消耗的电能；
（2）电源电压；
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的功率变化范围。
14．如图甲所示的电路，电源电压为4.5V保持不变．小灯泡L标有“”字样，滑动变阻器R1的最大值为30Ω，定值电阻R2＝30Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．求：
（1）小灯泡正常工作时，电阻多大？
（2）小灯泡的额定功率多大？
（3）只闭合开关S、S2和S3， 将变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数多大？
（4）只闭合开关S、S1， 移动变阻器的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示．在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？
15．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？
物理量
实验序号
电压表示数（V）
电流表示数（A）
1
3.5
0.30
2
2.5
0.38
3
1.5
0.43
序号
A/安
V1/伏
V2/伏
1
0.3
3.0
3.0
2
0.4
2.0
4.0
3
0.5
1.0
5.0
4
0.6
0
6.0
试验序号
电压表示数（伏）
电流表示数（安）
1
3.0
0.34
2
1.5
0.42
参考答案：
1．（1）①0.6A；②3.6W；（2）“20Ω 2A”； 20Ω、6.7Ω
【详解】解：（1）①由电路图可知，R1与R2并联，因并联电路中各支路电流的电压相等，所以，通过R1的电流为
②电阻R1消耗的电功率
（2）由图b可知，电流表的量程为0～0.6A时示数为0.18A，电流表量程为0～3A时示数为0.9A；由图c可知，电流表的量程为0～0.6A时示数为0.3A，电流表的量程为0～3A时示数为1.5A。当变阻器连入电路的阻值为其最大阻值的一半时，通过两滑动变阻器的电流分别为
或
据此可知，电流表不可能接在滑动变阻器支路上，应一个串联在R1支路，另一个位于干路，①若R2的规格为“20Ω 2A”，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流应大于0.6A，则干路电流可能为0.9A、1.5A，
a．若干路电流为0.9A，则通过R1的电流为
与b电流表的示数相符；此时R1的阻值
b．若干路电流为1.5A，则通过R1的电流为
与c电流表的示数相符；此时R1的阻值
②若R2的规格为“50Ω 1.5A”，干路电流应大于0.24A，可能为0.3A、0.9A、1.5A，
答：（1）①通过R1的电流为0.6A；②电阻R1消耗的电功率为3.6W；
（2）变阻器的规格为“20Ω2A”，R1的阻值可能为20Ω、6.7Ω。
2．（1）；（2）6V，0.75W
【详解】解：（1）根据第一组实验数据可知，电路中电流为0.3A，从小灯泡的规格可知，小灯泡的额定电流为0.3A，故第一组数据，小灯泡正常发光，而此时电压表的示数为3.5V，若电压表测量小灯泡两端的电压，则小灯泡的额定功率为
大于1W，与题意不符，故电压表测量的滑动变阻器的电压，故电路图为
（2）电压表并联在滑动变阻器两端，电压为1.5V的整数倍且保持不变，故设电源电压为1.5U，U为整数，在第一次数据中，小灯正常发光时，U滑为3.5V，则灯泡两端的电压为
而从灯泡的规格可知，灯泡的额定电压是0.5的奇数倍，n取整数，设小灯泡的额定电压为0.5（2n-1）V，根据小灯泡的额定功率小于1W可以列等式
经整理可知
而n取整数，故n可以取3、2、1，而小灯泡的额定电压还等于，故可以得出
经整理可知
取整数，故
电源电压
则小灯泡的电压为
小灯泡的额定功率为
答：（1）见解析；
（2）电源电压为6V，小灯泡的额定功率为0.75W。
3．（1）4V；（2）16J；（3）18V，0~100Ω
【详解】解：（1）根据欧姆定律可得，R1两端的电压U1为
（2）由电功的计算公式可得，通电10s电流通过R1所做的功W1为
（3）由题意知，R2的额定电流为1A，而电流表的最大示数为0.9A，由欧姆定律可知，此时滑动变阻器接入电路的最小阻值为0Ω，则此时R3两端的电压与电源电压相同，即
由题意知，电压表的最大示数为15V，根据以上分析，此时电压表是与R2并联，根据串联电路中电阻分压的规律可知，当电压表的示数最大时，此时与之并联的电阻阻值最大，即当时，此时R2的阻值最大，则此时R3两端的电压为
根据欧姆定律，此时流过R3的电流为
由于串联电路中电流处处相等，则此时R2的阻值为
根据以上分析，R2的取值范围是0Ω～100Ω。
答：（1）R1两端的电压U1为4V；
（2）通电10s电流通过R1所做的功W1为16J；
（3）电源电压U为18V，滑动变阻器连入电路中的阻值范围是0Ω～100Ω。
4．①4伏；②8焦；③2:1
【详解】解：①如图（a）可知，R1和R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R2两端的电压，已知电阻R1的阻值为10欧，电流表示数为0.4安，则R1两端的电压为
U1=I1R1=IR1=0.4安×10欧=4伏
②根据串联电路的电压特点可知，R2两端的电压为
U2=U-U1=6伏-4伏=2伏
10秒内电流通过滑动变阻器R2所做的功W2为
W2=U2I2t=U2It=2伏×0.4安×10秒=8焦
③根据题意可知，电压表只有小量程完好，即电压表只有0-3V量程，则R2两端电压不能超过3V，即U2最大=3V，根据串联电路电压规律以及U不变知，此时U1最小，又根据及R1不变知，此时电流最小，即有
当R2的阻值为0时，此时电路总电阻最小，又根据可知，此时电流最大，则有
此时没有超过电流表的最大量程和，故电路中的最大电流为0.6A，根据及电源电压不变，可得
P最大:P最小=UI最大:UI最小=I最大:I最小=0.6安:0.3安=2:1
答：①电阻R1两端的电压4伏；
②10秒内电流通过滑动变阻器R2所做的功8焦；
③电路消耗的最大电功率与最小电功率之比2:1。
5．（1）4V；（2）不能；因为当滑片滑至阻值最小处时，灯泡两端电压为电源电压，即4V，依然小于灯泡的额定电压；（3）8V；1.35W
【详解】解：（1）电路开关闭合前，滑动变阻器位于阻值最大处，电路开关闭合后，小华将滑动变阻器的滑片至另一端，此时滑动变阻器接入电路的阻值为0，小灯泡两端电压等于电源电压，依然无法正常发光，说明电源电压低于小灯泡额定电压，即选择的小灯泡额定电压为4.5V，电源电压为4V。
（2）若换用标有“5Ω；3A”字样的变阻器，滑片滑至阻值最小处时，灯泡两端电压为电源电压，即4V，依然小于灯泡的额定电压，故无法正常发光。
（3）小华对电源的挡位进行调整，当小灯泡正常发光时，其两端电压为4.5V，电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为
此时滑片恰好在变阻器的中点附近,即接入电路的阻值约为10Ω，则其两端电压约为
则根据串联电路电压关系可知，电源电压约为
由题意得，电源电压最接近8V，即调整后的电源电压为8V。
答：（1）电源电压U为4V；
（2）小灯泡不能正常发光，因为当滑片滑至阻值最小处时，灯泡两端电压为电源电压，即4V，依然小于灯泡的额定电压，故无法正常发光；
（3）调整后的电源电压U为8V，小灯的额定功率为1.35W。
6．（1）10V；（2）14Ω；（3）见解析
【详解】解：（1）闭合开关，电阻R1和变阻器R2串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，根据欧姆定律可得电阻R1两端的电压
U1=IR1=1A×10Ω=10V
（2）串联电路总电压等于各部分电压之和，则滑动变阻器两端的电压
U2=U-U1=24V-10V=14V
根据欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的阻值
（3）电压表接入电路的量程为0~15V，所以电压表示数最大为15V，根据串联电路电压规律可知此时定值电阻两端的电压最小，根据欧姆定律可知此时特点电路的电流最小，此时定值电阻两端的电压
U1′=U-U2′=24V-15V=9V
电路中的最小电流
滑动变阻器R2上标有“50Ω 1.5A”字样，串联电路各处电流相等，则通过电路的最大电流为1.5A，电路消耗的最大功率与最小功率之比
答：（1）电阻R1两端的电压为10V；
（2）此时滑动变阻器R2的阻值为14Ω；
（3）在电路安全工作的情况下，移动变阻器R2的滑片，电路消耗的最大功率不能为最小功率的3.75倍。
7．①（a）1.2A；（b）144J；②0.15A。
【详解】解：①若将R1接入M、N间，则电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流。
（a）通过R1的电流为
（b）10秒内电流通过R1所做的功为
②（一）将变阻器R2与电阻R1串联接入M、N间。
当滑动变阻器接入的阻值最小，为0时，电路为R1的简单电路，则此时电路中的电流最大，由①（a）可知，此时电路中的电流为Imax=1.2A，即电流表的示数最大为1.2A。
（二）将变阻器R2与电阻R0串联接入M、N间。
当滑动变阻器接入的阻值最小，为0时，电路为R0的简单电路，则此时电路中的电流最大为
因为两电路中电流表示数最大值的差值为1安，则
解得R0=60Ω。当滑动变阻器接入电路的阻值最大为20Ω时，此时电路的总电阻为
则电路的最小电流为
答：①（a）通过R1的电流为1.2A；
（b）10秒内电流通过R1所做的功为144J；
②R2与R0串联后电流表示数的最小值为0.15A。
8． 10欧 3.6瓦 串联 R定 2.5
【详解】(1)根据可得电阻的阻值
(2)由P=UI可得电阻的电功率
(3)(i)已知电源电压为6V，根据表中4组数据分析可知：V1 与V2的示数之和等于电源电压，属于分压，可判断出滑动变阻器R滑与电阻R定串联；根据第4组数据V1的示数为零，可知与V1并联的用电器没有接入电路中，只有当滑动变阻器接入阻值为0时，两端电压才为0，可判断与V1并联的是滑动变阻器R滑，电压表V2并联在R定两端。
(ii)由上可知V1测的是滑动变阻器两端电压，V2测的是定值电阻两端电压，通过表中数据根据可得滑动变阻器的4次接入阻值分别为
则有
所以ΔR最大与ΔR最小的比值为
答：(1)电阻的阻值为10Ω；
(2)电阻的电功率为3.6W；
(3)(i)滑动变阻器R滑电阻R定的连接方式是串联连接的，电压表V2并联在定值电阻两端；
(ii)ΔR最大与ΔR最小的比值为2.5。
9．(1)1.6A；(2)256J；(3)16:15
【详解】解：(1)根据欧姆定律可得
(2)根据公式可得
(3) 电阻R1跟滑动变阻器串联，会使电路总电阻比电阻R1大。电阻R1跟滑动变阻器并联，会使电路总电阻比电阻R1小。所以为了使电流电流表A1示数Ia与电流表A2示数Ib的比值最小，应该使图2（a）的电路总电阻尽可能大的同时使图2（b）的电路总电阻尽可能小。当S1断开时，图（a）中的总电阻最大。此时电路的电流为
当S2闭合，图（b）中的总电阻最小。此时电阻R1两端的电压为16V，超出电压表15V的量程，故该电路不允许不符合要求。当S2断开时，此时该R1两端的电压为15V（电压表测量的最大值15V），此时
滑动变阻器“50Ω 1A”最大工作电流为1A，电路中的电流超出了该滑动变阻器的工作电流。所以需要选“20Ω 2A”作为图（b）中的滑动变阻器，选“50Ω 1A”作为图（a）中的滑动变阻器。
所以
答：(1)通过电阻R1的电流I1=1.6A。
(2)通电10秒钟，电流通过电阻R1所做的功W1=256J。
(3) 若要使电流表A1示数Ia与电流表A2示数Ib的比值最小，图（a）开关S1断开，选择“50Ω 1A”滑动变阻器。（b）开关S2闭合，选择“20Ω 2A”滑动变阻器。 Ia与Ib的比值为16:15。
10．（1） 24Ω，6W；（2） 20Ω或10Ω
【详解】解：（1）由图可知，R1与滑动变阻器串联，电压表测量R1两端的电压；电流表测量电路中的电流，R1的阻值
R1消耗的电功率
P1＝U1I1＝12V×0.5A＝6W
（2）现将电阻R0替换R1，闭合开关S后，R0与滑动变阻器串联，由于电源电压为18V，电压表的量程为0~15V，则根据电压表示数最大值为15V，已知电压表示数最小值与最大值的比值为0.6，则
U0min＝0.6U0max＝0.6×15V＝9V
根据串联电路的特点和欧姆定律可得
即
解得R0＝20Ω，由于滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样，则电路中的最大电流为1A，由于电压表示数最小值与最大值的比值为0.6，则
U0min＝0.6U0max
即
R0Imin＝0.6R0Imax
所以最小电流为
Imin＝0.6Imax＝0.6×1A＝0.6A
根据串联电路的特点和欧姆定律可得
R0的阻值为20Ω或10Ω。
答：（1）R1的阻值为24Ω，R1消耗的电功率P1为6W；
（2）现将电阻R0替换R1，R0的阻值可能为20Ω或10Ω。
11．（1） 1.52W；（2） 6V；（3） 10Ω 2A
【详解】解：（1）已知灯泡的额定电压为3.8V，从图（c）读出灯泡正常发光的电流值为0.4A，小灯泡的额定功率
P额＝U额I额＝3.8V×0.4A＝1.52W
（2）电压表选0~15V的量程时，发现无法从电压表上精确读出“3.8V”电压，故应将电压表并联在变阻器两端，此时电源电压等于灯泡两端的电压与变阻器两端的电压之和，灯泡的额定电流为0.4A；从表中可知，实验序号1的电流值为0.34A，小于灯泡的额定电流，故此时灯泡两端的电压值小于灯泡的额定电压3.8V，可得电源电压
U＜3.8V+3.0V＝6.8V
实验序号2的电流值为0.42A，大于灯泡的额定电流，故此时灯泡两端的电压值大于灯泡的额定电压3.8V，可得电源电压
U＞3.8V+1.5V＝5.3V
即5.3V＜U＜6.8V，又因电源电压U为2V整数倍，所以U为6V。
（3）他正确连接电路，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片移至中点附近，电压表与电流表的示数如图（a）（b）所示，可知电路中的电流为0.38A，灯泡两端电压为3.5V，根据串联电路的特点及欧姆定律可知变阻器此时的接入电路的电阻值
比较接近10Ω的一半，所以滑动变阻器的规格为“10Ω 2A”的A变阻器。
答：（1）出小灯泡的额定功率1.52W；
（2）小杨实验所用的电源电压6V；
（3）滑动变阻器的规格10Ω 2A。
12．（1）5.5A；（2）50r；（3）
【详解】解：（1）在额定电压下工作时，根据可知，总电阻越小，电功率越大，该电路的电流越大，故加热时，只有R0工作，此时电热茶壶的电流最大电热茶壶最大工作电流是
（2）加热电阻R0的阻值为
当实际电压为200V时，实际功率为
该热水壶工作1min消耗的电能为
电能表在1min内会转动圈数为
（3）如图丁所示，分度值为1℃，读数为15℃，装满水的茶壶水温保持在85℃，壶内水的温度与环境温度的温差为
根据图乙所示，温差为时，每秒向外散失的热量为160J，则总电阻为
R′的阻值为
答：（1）在额定电压下工作时，该电热茶壶最大工作电流是5.5A；
（2）电能表在1min内会转动50圈；
（3）应将R′的阻值调为。
13．（1）900J；（2）18V；（3）3.75W~43.2W
【详解】解：由可知灯泡的电阻为
（1）已知灯泡正常工作时的功率为：PL＝3W，则灯泡正常工作5min消耗的电能为
（2）当开关S闭合，S1、S2断开，该电路为R和L的串联电路；由题知滑片P从b滑至某一位置时，其接入电路的阻值变小；当滑片P从b端滑至某一位置时，灯泡正常发光，额定电流为
则电源电压为
①
当滑片P在b端时，电路中的电流为
则电源电压为
U＝I′（RL+RP）＝0.3A×（12Ω+RP）②
联立①②可解得
，
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，L被短路，该电路为R和R0的并联电路，电流表测干路的电流；通过R0的电流为
已知电流表量程为0~3A，则干路电流最大I＝3A，由并联电路的电流特点可知通过R的最大电流为
则滑动变阻器的最大功率为
当滑动变阻器接入电路阻值最大时，滑动变阻器接入电路的电阻的功率最小为
由上述分析可知滑动变阻器R的功率变化范围是6.75W~43.2W。
答：（1）小灯泡正常工作5min消耗的电能为900J；
（2）电源电压为18V；
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，在保证电路安全的前提下滑动变阻器R的功率变化范围为6.75W~43.2W。
14．（1）10Ω；（2）0.625W；（3）0.45A；（4）8～15Ω．
【详解】(1)由小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样知，由知，小灯泡正常发光时的电阻：；
(2)小灯泡的额定功率是：PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W；
(3)只闭合开关S、S2和S3,分析电路的连接,L短路,电阻R1与R2并联，
并联的总电阻,R并=，
电路的电流为：由；
(4)只闭合开关S、S1,灯泡L与R1串联,R2不接入电路,移动变阻器的滑片P,向左移动时,R1变大,电压表的示数也变大,当电压表示数为3V时,R1最大,则R1的电压U1大=3V,此时小灯泡两端的电压为：U′L=U−U1大=4.5V−3V=1.5V，
由图乙可知电路中最小电流：I最小=0.2A，
所以R1连入电路的电阻：，
当滑片向右移动时,R1变小,电流表的示数变大,UL也变大，由图象可知电路中的最大电流：
I最大=0.25A<0.6A(电流表安全)，由图象可知,此时U′L=2.5V，R1两端的电压为：U′1=U−U′L=4.5V−2.5V=2V，R1连入电路的电阻：，所以在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是8∼15Ω．
15．（1）8Ω；（2）10Ω；（3）8Ω；0.28125W
【详解】（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。
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