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专题23 电学综合-2020年中考物理真题分项汇编详细解答（全国通用）03期（教师版）
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这是一份专题23 电学综合-2020年中考物理真题分项汇编详细解答（全国通用）03期（教师版），共38页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
专题23 电学综合
一、单项选择题
1.（2020·四川省达州市)以下四图为教材中四个实验探究中的部分简图，这四个实验探究中用到的主要科学探究方法相同的是（ ）
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ③④
【答案】D
【解析】
【详解】①探究串联电路的电压规律，采用的是等效替代法；②探究电荷间的相互作用，采用的是转换法；③探究电流的热效应与电阻、电流、通电时间的关系，需要保持两个物理量不变，研究另一个物理量对电阻的影响，采用的是控制变量法；④探究导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积的关系，需要保持两个物理量不变，研究另一个物理量对电阻的影响，采用的是控制变量法。综上，方法相同的是③④。
故选D。
2.（2020·山东省德州市)如图所示，实验与应用实例对应关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．图中说明电流的磁效应，而电饭煲是利用电流的热效应工作的，故A错误；
B．图中说明电荷间相互作用，而磁悬浮列车是依据磁极间的相互作用来实现悬浮和运行的，故B错误；
C．滑动变阻器的变阻原理是通过改变连入电路的电阻丝的长度改变连入电路的电阻，进而改变电路中的电流，故C正确；
D．电铃是利用电流的磁效应工作的，与电磁感应无关，故D错误。
故选C。
3.（2020·四川省遂宁市)如图甲是小明设计的自助探究实验电路，灯泡L在安全范围内的伏安特性曲线如图乙，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器R的最大阻值20Ω，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~3V。下列是小明对此电路通过计算分析作出的几个判断，其中正确的是（ ）
A. 变阻器滑片右移时电流表示数变大，电压表示数变大，灯泡亮度变亮
B. 变阻器滑片右移时电流表示数变小，电压表示数变小，灯泡亮度变暗
C. 为保证电路各元件安全，滑动变阻是阻值只能在5Ω~10Ω之间调节
D. 在安全调节过程中滑动变阻器消耗的最小电功率是0.9W
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由图甲可知，电路是一个串联电路，变阻器滑片右移时，电路中的总电阻减小，电流表示数变大，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，电路中的总电阻较小，电流增大，灯泡的电压增大，电压表示数减小，灯泡亮度变亮，故AB错误；
C．由题意知，电源电压为4.5V，电压表的最大测量值是3V，所以加在小灯泡两端的电压为1.5V，由图乙可知，此时的电流为0.3A，所以此时滑动变阻器的最大阻值为
由图乙知，灯泡两端的最大电压为2.5V，滑动变阻器两端的电压为2V，此时的电流为0.4A，所以此时滑动变阻器的最小阻值为
所以，为保证电路各元件安全，滑动变阻是阻值只能在5Ω~10Ω之间调节，故C正确；
D．根据公式，由选项C知，在安全调节过程中滑动变阻器消耗的最小电功率是
故D错误。
故选C。
4.（2020·四川省达州市)如图所示的电路中，电源电压恒为3V，灯泡L1标有“3V 3W”，L2标有“6V 3W”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，不考虑温度对灯丝电阻的影响，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（ ）
A. 只闭合开关S2，灯泡L1没有电流通过
B. 闭合开关S1、S3，断开开关S2，灯泡L1能正常发光
C. 闭合开关S2、S3，断开开关S1，灯泡L2的功率为1.5W
D. 只闭合S2与只闭合S3时，灯泡L2消耗的电功率之比为16:25
【答案】D
【解析】
【详解】A．由实物图知，只闭合开关S2时，两灯泡串联，两灯泡都有电流通过，故A错误；
B．闭合开关S1、S3，断开开关S2时，两灯泡并联，电流表测干路电流，所接量程为0~0.6A，此时通过L1的电流
则电流表会损坏，故B错误；
C．闭合开关S2、S3，断开开关S1时，电路是只有灯L2工作的简单电路，灯L2的阻值
那么此时L2的功率
故C错误；
D．灯L1的电阻
只闭合开关S2时，电路中的电流
灯L2此时消耗的电功率
P2＇＇=I12R2=(0.2A)2×12Ω=0.48W
只闭合S3与闭合开关S2、S3，断开开关S1的电路是相同的，所以
P2＇＇:P2＇=0.48W:0.75W=16:25
故D正确。
故选D。
5.（2020·四川省达州市)小张在研究小灯泡电阻的实验中连成了如图甲所示的电路，灯L标有“6V 3W”字样，电源电压保持不变。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从最左端移至最右端的过程中，电压表的示数变化范围是4V～0，电流表的示数变化范围是0.2A～0.5A，得到灯泡的U—I图象如图乙所示。下列结果不正确的是（ ）
A. 灯L正常发光时的电阻为12
B. 电源电压为6V
C. 滑动变阻器的最大阻值为24
D. 整个电路的大功率是3W
【答案】C
【解析】
【详解】A．已知小灯泡正常工作时的电压为6V，根据图乙可知加在小灯泡两端的电压为6V时，流经小灯泡的电流为0.5A，所以灯L正常发光时的电阻为
故A正确，A不符合题意；
B．当滑动变阻器的滑片滑到最右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，此时小灯泡两端的电压就是电源电压，通过图乙可知，电源电压为6V，故B正确，B不符合题意；
C．当滑动变阻器的滑片滑到最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电压表示数最大为4V，由选项B可知电源电压为6V，所以，加在小灯泡两端的电压为2V，此时电路中的电流通过图乙可知为0.15A，所以此时滑动变阻器的最大阻值为
故C不正确，C符合题意；
D．根据公式，电路中的总电阻最小时，功率最大，即滑动变阻器接入电路的阻值为零，此时的最大功率为小灯泡的额定功率为3W，故D正确，D不符合题意。
故选C。
6.（2020·宁夏)如图甲所示，是某款手持式电子测温仪，图乙是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温，定值电阻R0，为保护电阻，显示仪是由电流表或电压表改装而成｡在测量人的体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，则下列分析正确的是（ ）
A. 显示仪是由电流表改装成的
B. 热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大
C. 被测温者体温越高，电路消耗的电功率越大
D. 将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图乙结合题意分析可知，显示仪是由电压表改装成的，故A错误；
B．因为测量人的体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，即热敏电阻R两端的电压变大，结合欧姆定律和串联电路电压的特点分析可知，此时R的阻值增大，即热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大，故B正确；
C．被测温者体温越高，热敏电阻R的阻值越大，电路的总电阻增大，因为电源的电压不变，由欧姆定律可知，电路的电流变小，所以电路消耗的电功率越小，故C错误；
D．将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，由于电路得总电阻变大，所以电流变小，热敏电阻R两端的电压与原来相比将变小，即显示仪示数变小，故D错误。
故选B。
7.（2020·湖南省岳阳市)如图所示，电源电压不变，a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时，a表无示数，b表有示数，c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化。则（ ）
A. a表是电压表
B. 先闭合S1、S2，再闭合S3，a表示数无变化
C. S1、S2、S3都闭合，移动滑片P，a、b两表示数无变化
D. S1、S2、S3都闭合，b表示数除以a表示数等于电阻R1的阻值
【答案】C
【解析】
【详解】A．只闭合S1时，a、b两表串联，由a表无示数、b表有示数可知，a表应为电流表，b表应为电压表，c表在干路中有示数且示数随滑片P的移动发生变化，说明c表是电流表，此时只有R3的简单电路，电流表测量通过R3的电流，故A不符合题意；
B．先闭合S1、S2，c电流表将R1和R2短路，只有R3的简单电路，a电流表和b电压表串联，a表示数为零，再闭合S3，R1、R2和R3并联，a电流表测量R1和R2的电流，a电流表有示数，故B不符合题意；
CD．S1、S2、S3都闭合，R1、R2和R3并联，a电流表测量R1和R2的电流，电压表测量电源电压，移动滑片P，电压表示数不变，由并联电路的特点可知a表的示数不变，由欧姆定律可知b表示数除以a表示数等于电阻R1和R2的总阻值，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
8.（2020·湖北省武汉市)如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L的I-U图象如图乙所示。当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表的示数是2V，电流表的示数是I1；当只闭合开关S1、S3，滑片P在最左端时，电流表的示数是I2；当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，电压表的示数是3V，电流表的示数是I3。已知I1:I2=2:9，I2:I3=3:1。当滑片P在最左端时，通过开关通断，可使电路消耗的功率最大，该最大值是
A. 7.2W B. 8.1w C. 9.0W D. 9.9W
【答案】B
【解析】
【详解】当滑片P在最左端时，通过开关通断，要使电路消耗的功率最大，根据公式可得，整个电路电阻应最小，当闭合开关S1、S2、S3时，电阻、并联后与电灯泡再并联，此时电路总电阻最小；
当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电路为、串联的简单电路，电压表测电压，电流表的示数是I1，此时有
当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，电路为、灯泡串联的简单电路，电压表测灯泡电压，电压表的示数是3V，电流表的示数是I3，根据乙图可知，I3=0.3A，此时有
已知I1:I2=2:9，I2:I3=3:1，则
联立上面方程可求出
U=6V
当只闭合开关S1、S3，滑片P在最左端时，此时电路为、并联的电路，电流表的示数是I2，则有
整个电路电阻应最小，当闭合开关S1、S2、S3时，电阻、并联后与电灯泡再并联，由乙图，此时灯泡电压为6V，可算出灯泡电阻为
电路总电阻为
此时电路消耗的最小功率为
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
9.（2020·湖北省荆州市)如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，当闭合开关S2和S3，断开S1，灯泡L正常发光；当闭合开关S1和S3，断开S2，电压表示数为6V，电流表示数为1.6A；当只闭合开关S2时，灯泡L消耗的实际功率为其额定功率的，R1与R2消耗的功率之比为3∶1，下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压为10V
B. 灯泡L的额定功率为3.6W
C. R2的阻值为15Ω
D. 当只闭合S2时，R1的电功率为1.2W
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．当闭合开关S1和S3，断开S2时，电阻R1与R2并联，电流表测干路电流，电压表测电源电压，即电源电压为6V，故A错误；
BCD．当只闭合开关S2时，电阻R1、R2与灯泡串联，电压表测R1两端的电压，由R1与R2消耗的功率之比为3∶1，根据可知，R1与R2之比为3∶1，即R1=3R2；则电阻R1与R2并联时的电流之比为1∶3，根据并联电路的电流规律可知
解得：，；根据欧姆定律可知，R1与R2的阻值分别为
，
当闭合开关S2和S3，断开S1时，电路为灯泡的简单电路，此时灯泡L正常发光，则灯泡L的额定电压为6V；又灯泡L消耗的实际功率为其额定功率的，根据可知，灯泡L的实际电压为额定电压的，即实际电压为
根据串联电路的电压规律可知，R1与R2的总电压为
此时电路中的电流为
则灯泡L的额定功率为
当只闭合S2时，R1的电功率为
故B正确，CD错误；
故选B。
10.（2020·北京市）如图所示电路中，将开关S闭合，完全相同的灯L1和灯L2均发光。下列说法正确的是（ ）
A. 灯L1比灯L2亮
B. 通过A点的电流大于通过B点的电流
C. 灯L1的实际电功率比灯L2的实际电功率小
D. 电路中AB两点间的电压等于BC两点间的电压
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．由图可知，两个灯泡串联，两个灯泡完全相同，两个灯泡电阻相同，串联电路中各处的电流相等，所以通过A点的电流等于通过B点的电流，由P=I2R可知两个灯泡的实际功率相同，两个灯泡亮度相同，故ABC错误；
D．由U=IR可知两个灯泡两端的电压相等，所以AB两点间的电压等于BC两点间的电压，故D正确。
故选D。
二、多项选择题
11.（2020·江西省)如图所示，是电学中常见的电路图，在A､B两点间分别接入下列选项中加点字的元件，并进行对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（ ）
A. 探究电流与电压的关系—改变定值电阻两端电压
B. 探究电流与电阻的关系—调节电阻两端电压成倍数变化
C. 测量定值电阻的阻值—多次测量求平均值，减小误差
D. 测量小灯泡电功率—改变小灯泡两端电压，求平均电功率
【答案】AC
【解析】
【详解】A．探究电流与电压的关系，滑动变阻器可以改变定值电阻两端的电压，故A正确；
B．探究电流与电阻的关系，需要保持定值电阻两端的电压不变，滑动变阻器使定值电阻两端的电压保持不变，故B错误；
C．测量定值电阻的阻值，滑动变阻器改变电阻两端的电压和通过电阻的电流，可以多次测量求平均值，减小误差，故C正确；
D．测量小灯泡的电功率，滑动变阻器改变灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，可以得到不同电压下小灯泡的电功率，不能求平均功率，故D错误。
故选AC。
12.（2020·湖北省孝感市)如图甲所示，电源电压U恒定，为定值电阻，为滑动变阻器，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，两电压表、的示数随电流表示数变化的图象如图乙所示，则（ ）
A. 图乙中“ac”段表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图象
B 电源电压
C. 定值电阻
D. 调节滑片P的过程中，滑动变阻器R的最大电功率为0.375W
【答案】ABD
【解析】
【详解】由电路图知，与串联，电压表测两端的电压，电压表测两端的电压，电流表测整个电路的电流。
A．因连接电路前，变阻器的滑片位于最大值端，当闭合开关时，电路中的电阻最大，电压最大，当滑片向左移动的过程中，变阻器接入电路的阻值减小，根据串联电路分压的规律知，变阻器分得的电压逐渐减小，电阻分得的电压逐渐增大，即的示数减小，的示数增加，故图乙中“ac”段表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图象，故A符合题意；
B．由图乙知，当变阻器接入电路的阻值最大时，分得的电压为2.4V，此时电阻分得的电压为0.6V，由串联电路电压的特点可得电源电压
故B符合题意；
C．由乙图知，当两端的电压为0.6V时，电路中的电流为0.1A，根据欧姆定律可得的阻值
故C不符合题意；
D．滑片从a点到c点的过程中，电路中的电流
消耗功率为
由上式知，当
滑动变阻器消耗的功率最大，则
故D符合题意。
故选ABD。
13.（2020·天津市)图所示电路中，灯泡L上标有“6V9W”字样，闭合开关S后，灯泡正常发光，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，若U1∶U2=2∶3，则（ ）
A. 电源电压是15V B. 电阻R的阻值是6Ω
C. 灯泡L中的电流是1.5A D. 电阻R消耗的功率是6W
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．由电路图知，灯泡L与电阻R串联，电压表V1测灯泡L两端的电压，V2测电阻R的电压，闭合开关后，灯泡正常发光，则灯泡两端的电压U1为6V，而U1∶U2=2∶3，所以电阻两端的电压
U2=9V
那么电源电压
U=U1+U2=6V+9V=15V
故A符合题意；
BC．闭合开关后，灯泡正常发光，则电路中的电流
电阻R的阻值
故BC符合题意；
D．电阻R消耗的功率
P=U2I=9V×1.5A=13.5W
故D不符合题意。
故选ABC。
14.（2020·山东省威海市)额定电压为8V甲，乙两个电阻，图象I-U如图所示，下说法正确的是（ ）
A. 若甲乙并联，两端电压0一8V范围内（不含0V），R甲总是大于R乙
B. 若甲乙并联，两端电压在0一8V范围内（不含0V），P甲是大于P乙
C. 若甲乙串联接在电压为9V的电源两端，R甲∶R乙=1∶2
D. 若甲乙并联接在电压为3V的电源两端，P甲∶P乙=3∶2
【答案】BC
【解析】
【详解】A． 若甲乙并联，甲乙两端电压相等，由图可知，在电压相等时，在0一8V范围内（不含0V），I甲总是大于I乙，由R=可知，R甲总是小于R乙，故A错误；
B．由A知，若甲乙并联，两端电压在0一8V范围内（不含0V），I甲总是大于I乙，由P=UI可知，P甲是大于P乙，故B正确；
C．由图可知，当I=0.8A时，甲两端电压为3V，乙两端电压为6V，此时总电压为9V，因此若甲乙串联接在电压为9V的电源两端，则
R甲∶R乙==3V∶6V=1∶2
故C正确；
D．若甲乙并联接在电压为3V的电源两端，由图可知，此时I甲=0.8A， I乙=0.4A，则
P甲：P乙=UI甲∶UI乙= I甲∶I乙=0.8A ∶0.4A=2∶1
故D错误。
故选BC。
15.（2020·辽宁省丹东市)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象，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0.9W
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】AC
【解析】
【分析】
由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压；由图乙可知，当R2的阻值为10Ω和20Ω时电压表的示数，根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值，进一步求出电源的电压；当电压表的示数最大时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的最大电流，根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；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，电压表的示数最小，据此得出滑动变阻器接入电路中的阻值范围；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，R1消耗的功率最小，根据欧姆定律和P=I2R求出R1的最小功率。
【详解】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压；
AB．由图乙可知，当R2=10Ω时U1=9V，当时，因串联电路中各处的电流相等，则电路中的电流分别为
，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压保持不变，则电源的电压
解得：R1=10Ω，电源的电压
故A正确，B错误；
C．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，R1消耗的功率最小
故C正确；
D．当电压表的示数时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的电流
此时滑动变阻器两端的电压
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值
则R1的阻值与R2接入电路的最小阻值之比为
故D错误。
故选AC。
16.（2020·辽宁省丹东市)如图，电源电压保持不变，闭合开关S。将滑动变阻器滑片P从b端向中点滑动的过程中，电流表和电压表都有示数。下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数变小
B. 的功率变大
C. 的电流变化量小于滑动变阻器的电流变化量
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变
【答案】BCD
【解析】
【详解】由电路图知，滑动变阻器与电阻并联后，再与电阻串联，电流表测的是干路的电流，电压表测的滑动变阻器和电阻两端的电压；当滑片从b端向中点滑动时，并联后的总电阻减小，整个电路中的电阻减小。
A．由欧姆定律知，整个电路中的电流将增大，即电流表的示数变大，故错误；
B．由串联电路的分压的规律知，电压表的示数减小，电阻分压的电压增大，因通过的电流增大，由知，的功率变大，故B正确；
C．的电流变化量，即为干路电流变化量，等于电流的减小量与滑动变阻器电流的增加量之和，故C正确；
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量之比为
因电阻的阻值不变，即电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变，故D正确。
故选BCD。
三、填空题
17.（2020·湖南省岳阳市)如图所示是某小灯泡的电流电压图像，小灯泡的额定电压为6V。小灯泡正常发光时，灯丝的电阻是______Ω。若将小灯泡与R=10Ω的定值电阻并联接入某电路，干路中的总电流为0.5A，通电10s，电阻R消耗的电能为______J。
【答案】 (1). 20 (2). 9
【解析】
【详解】[1]小灯泡正常发光时，小灯泡两端的电压为6V，由图可知，通过小灯泡的电流为0.3A，小灯泡的电阻
RL==20Ω
[2]由图可知，当电压为3V时，通过灯泡L的电流为0.2A，并联电路各支路电压相等，通过R的电流
IR==0.3A
干路电流为
0.2A+0.3A=0.5A
通电10s，电阻R消耗的电能为
18.（2020·四川省达州市)如图所示，电源电压不变，闭合开关S，电压表V1示数为U1，电压表V2示数为U2，通过电阻R3的电流为I3′；断开开关，把电压表V1换成电流表A1，电压表V2换成电流表A2，再闭合开关，通过电阻R1的电流为I1，通过电阻R2的电流为I2，通过电阻R3的电流为I3.已知，，则电阻______，电流______。
【答案】 (1). 1：3：4 (2). 12：4：3
【解析】
【详解】[1]由图知，闭合开关S，R1、R2、R3串联，电压表V1测R2和R3的总电压示数为U1，电压表V2测R1和R3的总电压示数为U2，通过电阻R3的电流为I3′，则
==……①
电源电压为
U= I3′（R1+R2+R3）
当把电压表V1换成电流表A1，电压表V2换成电流表A2，再闭合开关时，R1、R2、R3并联，此时通过电阻R3的电流为I3
I3==
所以由得
R3= R1+R2……②
由①②联合解得
1：3：4
[2]结合上面的结论，根据并联电路中电流与电阻成反比的原理有
12：4：3
19.（2020·山东省威海市)如图所示电路，电源电压不变，灯泡L规格为“6V 1.2W”，滑动变阻器R2规格为“30Ω 1A”电流表量程为“0-0.6A”电压表量程为“0-3V”。闭合开关S1､S2，滑片P滑至a端，电流表示数0.5A，灯泡正常发光，则定值电阻R1为______Ω，闭合开关S1，保证电路安全，分析各种可能情况，整个电路的最小功率为______W。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）
【答案】 (1). 20 (2). 0.9
【解析】
【详解】[1]闭合开关S1、S2，滑片P滑至a端，灯泡L与电阻R1并联，此时灯泡正常发光，则电源电压为6V，由得
流过R1电流为
定值电阻R1为
[2]当开关S1闭合，S2断开，电路为R1与滑动变阻器R2串联，电压表测量滑动变阻器R2电压，示数为时，整个电路的功率达到最小，此时滑动变阻器R2接入电路电阻由串联电路分压原理知，滑动变阻器R2接入电阻为20Ω，此时电路总电阻为40Ω，由公式得整个电路的最小功率为
20.（2020·江西省)如图，滑动变阻器R2的最大阻值与定值电阻R1相等，闭合开关S，当滑片P在a端时，电压表示数为2V，则电源电压为______V，此时电流表示数为I1，当滑片P在b端时，电流表示数为I2，则I1：I2=______｡
【答案】 (1). 4 (2). 1∶1
【解析】
【详解】[1]由图可知，电阻R1和变阻器R2串联，电流表测量通过电路的电流，电压表测量变阻器两端的电压，电压表内阻较大，在电路中相当于断路，滑片移动时，不会改变变阻器连入电路的电阻，当滑片P在a端时，滑动变阻器阻值全部接入电路，电压表测量变阻器两端的电压，滑动变阻器R2的最大阻值与定值电阻R1相等，电压表示数为2V，由串联分压可知定值电阻两端的电压为2V，电源电压
U=U1+U2=2V+2V=4V
电流表的示数
I1=
[2]当滑片P在b端时，仍然变阻器的最大阻值和定值电阻串联，电流表的示数
I2=
所以
I1∶I2=1∶1
21.（2020·黑龙江省绥化市)灯泡L的I-U图像如图甲所示，电阻R1的阻值是10Ω，电源电压是8V。在图乙所示的电路中，若只闭合S1和S2时，电压表的示数是2V，此时电路中的电流是______A；若只闭合S1和S3时，电压表的示数是4V，10s内电流通过电阻R2产生的热量是______J；若将电压表换成电流表，闭合S1、S2和S3时，电流表的示数是______A。
【答案】 (1). 0.6 (2). 32 (3). 2.4
【解析】
【详解】[1]只闭合S1和S2时，定值电阻R1和灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，电压表示数是2V，由图象可知，通过灯泡的电流是0.6A，即此时电路中的电流是0.6A。
[2]只闭合S1和S3时，定值电阻R2和灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，电压表示数是4V，由图象可知，通过灯泡的电流是0.8A，即此时电路电流是0.8A，电源电压是8V，根据串联电路总电压等于各串联导体两端电压之和，所以定值电阻R2两端的电压为
U2=U-UL=8V-4V=4V
所以定值电阻R2的阻值为
R2==5Ω
10s内电流通过电阻R2产生的热量
Q=I2R2t=(0.8A)2×5Ω×10s=32J
[3]若将电压表换成电流表，闭合S1、S2和S3时，定值电阻R1和R2并联，电流表测量干路电流，电源电压是8V，电流表的示数
I总=I1+I2=
22.（2020·甘肃省武威、白银、张掖、酒泉市）总功率为9W的节日彩灯由30只相同的LED小灯珠连接而成，任意取下其中一只灯珠后，其余灯珠仍能发光，则这30只小灯珠的连接方式是______联；与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，若LED灯可以节约80%的电能，则这串彩灯正常工作时与______W的白炽灯亮度相当。
【答案】 (1). 并 (2). 45
【解析】
【详解】[1]任意取下其中一只灯珠后，其余灯珠仍能发光，说明它们互不影响，因此它们是并联连接。
[2]因在达到相同亮度的条件下，若LED灯可以节约80%电能，所以，这个LED灯与亮度相当白炽灯的功率
P白炽灯==45W
23.（2020·福建省）如图所示电路，电源电压为3V，R1、R2、R3，阻值均为10Ω，闭合开关S，电压表示数为______V，电流表示数为______A。
【答案】 (1). 3 (2). 0.6
【解析】
【详解】[1][2]由电路图可知，R1、R2和R3并联，电压表测电源电压，则电压表的示数为3V；电流表测R2和R3的电流之和，通过R2和R3的电流相等，即
I====0.3A
故电流表的示数为0.6A。
四､简答
24.（2020·江西省)亲爱的同学，了解电荷后，认识了电流，电使人们生活丰富多彩，一些电学基本仪器或工具能更好地帮助我们了解电的世界，请你回答以下问题
(1)验电器的主要作用是什么？
(2)测电流时，电流表应与被测用电器如何连接，其依据是什么？
(3)测电笔在家庭安全用电及电器安装中的主要作用是什么？
【答案】(1)见解析；(2)见解析；(3)见解析
【解析】
【详解】(1)验电器的主要作用是检验物体是否带电。
(2)测量电流时，电流表应与被测用电器串联，依据是串联电路中各处的电流相等。
(3)测电笔的主要作用是辨别家庭电路中的火线和零线。
五、计算题
25.（2020·山东省枣庄市)某物理兴趣小组的同学们设计了如甲图所示的电路，其中电源电压不变，灯泡L标有“12V 6W”，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。如图乙是定值电阻R0和灯泡L的电压与电流的关系图象。当断开开关S1、闭合开关S和S2，并将滑动变阻器的滑片P位于R最右端时，灯泡L的实际功率为1.6W。
求：(1)R0的阻值；
(2)灯泡正常发光10min，电流通过灯泡所做的功；
(3)电源电压；
(4)电路消耗的最大电功率。
【答案】(1)20Ω；(2)3600J；(3)12V；(4)15.2W
【解析】
【详解】(1)由图乙，根据可得定值电阻R0的阻值
(2)灯泡正常发光10min，电流通过灯泡所做的功
(3)当断开开关S1、闭合开关S和S2，并将滑动变阻器的滑片P位于R最右端时，灯泡L与滑动变阻器R的最大阻值串联，灯泡L的实际功率为1.6W，由图乙的此时电路电流、灯泡L两端电压分别为
由可得滑动变阻器R两端电压
根据串联分压可知电源电压为
(4)当开关S、S1、S2都闭合且滑片位于左端时，定值电阻R0与灯泡L并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大；因并联等压分流，且灯泡在额定电压下正常发光，所以电路消耗的最大功率
答：(1)R0的阻值是20Ω；
(2)灯泡正常发光10min，电流通过灯泡所做的功是3600J；
(3)电源电压是12V；
(4)电路消耗的最大电功率是15.2W。
26.（2020·山东省德州市)如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡L正常发光时的电阻为，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，从最上端a滑至最下端b的过程中，电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示。
求：(1)小灯泡的额定功率和定值电阻的阻值；
(2)滑动变阻器的最大阻值；
(3)电路总功率的变化范围。
【答案】(1)6W，；(2)；(3)
【解析】
【详解】(1)由图甲可知，灯与变阻器串联后再与定值电阻串联，电流表测电路中的电流，电压表V2测灯L两端的电压，V1测灯L与R0的总电压，当P滑到b端时，只有灯与定值电阻串联，此时电路的总电阻最小，电路中电流最大，由图乙可知，V1示数即电源电压为，电压表V2的示数为6V，即灯两端的电压，此时小灯泡的电阻
由已知条件，灯正常发光，故小灯泡的额定功率
两端的电压
的电阻
(2)当P在a端时，变阻器连入电路的电阻最大，电路的总电阻最大，电路中电流最小，，此时V1示数为，滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器的最大电阻
(3)当电路中电流最大时，电路总功率最大
当电路中电流最小时，电路总功率最小
电路总功率的变化范围为。
答：(1)小灯泡的额定功率为6W，定值电阻R0的阻值为6Ω；
(2)滑动变阻器的最大阻值为14Ω；
(3)电路总功率的变化范围为6W～12W。
27.（2020·辽宁省丹东市)如图，电源电压不变，小灯泡L上标有“6V 6W”字样（灯丝电阻不变）。定值电阻R1的阻值为10Ω，R2为滑动变阻器。
(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，小灯泡L正常发光，求此时电流表的示数。
(2)断开开关S1和S3，闭合开关S2，当滑动变阻器的滑片调至阻值最大时，电压表示数为1.5V，求R2的最大阻值。
(3)当电路中有电阻或小灯泡工作时，求整个电路的最小电功率。
【答案】(1)1.6；(2)30Ω；(3)0.9W
【解析】
【分析】
(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L与电阻R1并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点结合额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压；
(2)断开开关S1和S3，闭合开关S2时，电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R1两端的电压，根据欧姆定律可求出此时电路中的电流，再根据串联分压原理和即可求出R2的最大阻值；
(3)根据求出灯泡的电阻，然后与R1的阻值相比较，两者中的最大阻值和滑动变阻器的最大阻值串联时电路的总电阻最大，电路的总功率最小，根据电阻的串联和求出电路的最小总功率。
【详解】(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L与电阻R1并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡L正常发光，则电源的电压
U=UL=6V
通过电阻R1电流
电流表的示数
(2)断开开关S1和S3，闭合开关S2时，电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R1两端的电压，此时电路中的电流
根据串联分压原理和可得，R2的最大阻值
(3)根据可得，灯泡的电阻
由RL
答：(1)电源电压为6V；(2)R2的最大阻值为30Ω；(3)当电路中有电阻或小灯泡工作时，整个电路的最小电功率为0.9W。
28.（2020·江西省)如图所示，电源电压恒定不变，已知定值电阻的阻值为R0，不考虑温度对灯丝电阻的影响｡
(1)当S1和S2都闭合时，电流表的示数分别为I1､I2，且I1>I2，小灯泡L1恰好正常发光，求电源电压及小灯泡L1的电阻值；
(2)当开关S1和S2都断开时，某一电表示数为I3（I3≠0），求电路的总功率｡
【答案】(1)I2R0，；(2)I2I3R0
【解析】
【详解】(1)当开关S1、S2都闭合时，定值电阻R0和灯泡L1并联，一个电流表测量干路中的电流，另一个电流表测量通过R0的电流，由于
I1>I2
干路电流为I1，通过R0的电流为I2，则电源电压
U=U0=I2R0
由并联电路电流的规律可知通过灯泡的电流
IL=I1-I2
小灯泡的电阻
RL=
(2)当开关S1、S2都断开，灯泡L1和L2串联，电路中的电流为I3，电路的总功率
P=UI=I2R0I3=I2I3R0
答：(1)电源电压是I2R0，小灯泡L1的电阻值是；
(2)电路的总功率是I2I3R0。
29.（2020·江苏省盐城市)如图甲所示为某电烤箱的内部简化电路，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像。求：
(1)低温挡工作时的功率；
(2)电热丝R2的阻值；
(3)15min内R1消耗的电能。
【答案】(1)1320W；(2)55Ω；(3)0.33kW·h
【解析】
【详解】(1)由图可知，闭合开关S，只有R1的简单电路，电路中的电阻较大，由P=可知电功率较小，处于低温挡，当S和S1闭合时，两个电阻并联，电路中的总电阻较小，由P=可知电功率较大，处于高温挡，由P=UI可知，电压不变，低温挡时，通过电路的电流较小，由图乙可知，低温挡时的电流是6A，低温挡工作时的功率
P低=UI低=220V×6A=1320W
(2)由图乙可知，低温挡时只有R1的简单电路，低温挡时的电流是6A，通过R1的电流是6A，高温挡时的总电流是10A，高温挡两个电阻并联，由并联电路的特点可知通过R1的电流不变，由并联电路电流的规律可知通过R2的电流
I2=I-I1=10A-6A=4A
电热丝R2的阻值
R2==55Ω
(3)15min内R1消耗的电能
W1=UI1t=220V×6A×15×60s=1.188×106J=0.33kW·h
答：(1)低温挡工作时的功率是1320W；
(2)电热丝R2的阻值是55Ω；
(3)15min内R1消耗的电能是0.33kW·h。
30.（2020·湖北省荆州市)如图所示的电路图中，电源电压为6V且保持不变，电流表量程是0~3A，电压表量程是0~15V，滑动变阻器R2的规格为30Ω1A，小灯泡标有6V3W字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。求：
(1)小灯泡的电阻；
(2)S1、S2都闭合，滑片P在R2最左端时，电流表示数为1.1A，通电10分钟R1产生的热量；
(3)S1闭合、S2断开，在电路安全的情况下，电路的最大总功率；
(4)S1闭合、S2断开，且小灯泡的实际功率为0.75W时，滑动变阻器R2连入电路的阻值。
【答案】(1) 12Ω；(2) 2160J；(3) 3W；(4)12Ω；
【解析】
【详解】(1)小灯泡标有6V3W即小灯泡的额定电压为6V额定功率为3W，所以小灯泡的额定电流为
小灯泡的电阻为
(2)S1、S2都闭合，滑片P在R2最左端时，滑动变阻器被短路，R1和灯泡L并联接入电路，电流表测量电路总电流。此时小灯泡的额定电压等于电源电压，小灯泡正常发光，通过小灯泡的电流为0.5A，则并联电路电流规律可知，通过R1的电流为
通电10分钟R1产生的热量为
(3)S1闭合、S2断开时，R1和灯泡L串联接入电路，电压表测量灯泡L两端电压，当电路中电阻越小，电路的总功率越大，所以滑动变阻器在最左端时，即滑动变阻器被短路时，灯泡两端电压为6V，电压表和灯泡L安全，灯泡正常发光，通过小灯泡的电流为0.5A，电流表安全，所以在电路安全的情况下，电路的最大总功率为3W；
(4)S1闭合、S2断开，且小灯泡的实际功率为0.75W时，小灯泡的电阻不变，由可知，通过小灯泡的电流为
则电路中总电阻
滑动变阻器R2连入电路的阻值为
答：(1)小灯泡电阻为12Ω；
(2) S1、S2都闭合，滑片P在R2最左端时，通电10分钟R1产生的热量为2160J；
(3)S1闭合、S2断开，在电路安全的情况下，电路的最大总功率为3W；
(4)S1闭合、S2断开，且小灯泡的实际功率为0.75W时，滑动变阻器R2连入电路的阻值为12Ω。
31.（2020·湖北省鄂州市)如图所示电路中，电源电压恒为4.5V，小灯泡标有“3V1.5W”字样，不考虑温度对小灯泡电阻影响，滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”，电压表的量程是0~3V，电流表的量程是0~0.6A，闭合开关S。求：
(1)小灯泡的电阻；
(2)小灯泡正常发光时，滑动变阻器的功率；
(3)在保证所有电路元件安全的前提下，滑动变阻器的取值范围。
【答案】(1) 6Ω；(2)0.75W；(3)3Ω~12Ω
【解析】
【详解】(1)小灯泡的电阻
(2)由电路图知，灯泡和滑动变阻器串联，小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为
U2=U-U额=4.5V-3V=1.5V
此时电路中的电流
那么此时变阻器的功率
P=U2I=1.5V×0.5A=0.75W
(3)从电路图知，电流表测电路的电流，电压表测变阻器的电压。当电压表的示数为3V时，变阻器接入电路的阻值最大。此时，灯泡两端的电压
U1=U-U2＇=4.5V-3V=1.5V
据串联电路的分压特点有
R1:Rmax=U1:U2＇
即
6Ω:Rmax=1.5V:3V
那么变阻器接入电路的最大阻值
Rmax=12Ω
当小灯泡正常发光，即电路中的电流为0.5A时，电路中的电流最大，则变阻器接入电路的阻值最小。最小阻值
答：(1)小灯泡的电阻为6Ω；
(2)小灯泡正常发光时，滑动变阻器的功率为0.75W；
(3)在保证所有电路元件安全的前提下，滑动变阻器的取值范围为3Ω~12Ω。
32.（2020·甘肃省武威、白银、张掖、酒泉市）如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440W。
(1)低温挡工作时，电路中的电流是多少？（ ）
(2)发热电阻R1的阻值是多少？（ ）
(3)高温挡时应该闭合的开关是______，高温挡的电功率是多少？（ ）
(4)小余发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在30s内电能表的转盘转了25转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（ ）（不考虑电阻值随温度的变化）
【答案】 (1). 2A (2). 40Ω (3). S1、S2 (4). 1210W (5). 200V
【解析】
【详解】(1)[1]只闭合S1时为低温挡，电功率为440W，由P=UI可得电路中的电流
(2)[2]只闭合S1时，R1与R2串联，电烤箱处于低温挡，由可得，电路的总电阻
所以，电阻R1的阻值
(3)[3][4]闭合开关S1、S2，只有电阻R1的简单电路，电路的总电阻较小，由P=可知电路的功率较大，处于高温档。高温挡的电功率
(4)[5]电能表的表盘转25转，电流通过电烤箱做的电功
电烤箱的实际电功率为
实际电压为
33.（2020·福建省）如图甲电路中，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S，改变R2的阻值，两电压表示数与电流表示数变化关系如图乙，当滑片在b端时电流表示数为0.3A。
(1)求R2的最大阻值；
(2)若滑片置于变阻器的中点位置，R2消耗的电功率为0.8W，求电源电压U和R0的阻值；
(3)若滑动变阻器滑片每移动1cm，阻值改变1Ω，设滑片从a端向b端滑动的距离为xcm，写出R2消耗的电功率P随x变化的关系式，并由此关系式求出R2消耗电功率的最大值。
【答案】(1)10Ω；(2)6V，2Ω；(3)，0.9W
【解析】
【详解】由图甲可知，电阻R1、R0和变阻器R2串联，电压表V1测量R1和R2的总电压，电压表V2测量变阻器两端的电压。
(1)由图像可知，当R2阻值最大时，电路中的总电阻最大，通过电路的电流最小，通过R2的电流为0.3A，由串联电路电压的规律可知R1和R2的总电压是5.4V，R2两端的电压为3V，R2的最大阻值
R2max==10Ω
(2)R1两端的电压
U1=U1总-U2=5.4V-3V=2.4V
R1==8Ω
当滑片置于R2的中点位置时，滑动变阻器接入电路的阻值
R2′=×10Ω=5Ω
R2消耗的电功率为0.8W，所以
P2=I′2R2′=I′2×5Ω=0.8W
I′=0.4A
以题意，有
U=5.4V+0.3A×R0
U=0.4A×(8Ω+5Ω+R0)
联立解得
U=6V，R0=2Ω
(3)滑片移动xcm时，滑动变阻器接入电路阻值Rx′′=xΩ，R2消耗电功率
P=
由上式可知，当x=10，即时，R2消耗的电功率达到最大值，最大功率
P最大=
答：(1)R2的最大阻值是10Ω；
(2)电源电压是6V，R0的阻值是2Ω；
(3)R2消耗的电功率P随x变化的关系式是，R2消耗电功率的最大值是0.9W。
34.（2020·北京市）如图所示的电路中，定值电阻R0为10Ω，电源两端电压为3V并保持不变。闭合开关S，调节滑动变阻器RP，使电压表示数为2V。
(1)画出实物电路所对应的电路图；
(2)求RP接入电路的阻值；
(3)求R0的电功率。
【答案】(1)；(2)5Ω；(3)0.4W
【解析】
【详解】(1)按照实物图连接画电路图，如图所示
(2)闭合开关S，调节滑动变阻器RP，使电压表示数为2V，则串联电路中的电流
根据串联分压可知RP两端的电压
由可得RP接入电路的阻值
(3)R0的电功率
答：(2) RP接入电路的阻值是5Ω；
(3) R0的电功率是0.4W。
专题23 电学综合
一、单项选择题
1.（2020·四川省达州市)以下四图为教材中四个实验探究中的部分简图，这四个实验探究中用到的主要科学探究方法相同的是（ ）
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ③④
【答案】D
【解析】
【详解】①探究串联电路的电压规律，采用的是等效替代法；②探究电荷间的相互作用，采用的是转换法；③探究电流的热效应与电阻、电流、通电时间的关系，需要保持两个物理量不变，研究另一个物理量对电阻的影响，采用的是控制变量法；④探究导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积的关系，需要保持两个物理量不变，研究另一个物理量对电阻的影响，采用的是控制变量法。综上，方法相同的是③④。
故选D。
2.（2020·山东省德州市)如图所示，实验与应用实例对应关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．图中说明电流的磁效应，而电饭煲是利用电流的热效应工作的，故A错误；
B．图中说明电荷间相互作用，而磁悬浮列车是依据磁极间的相互作用来实现悬浮和运行的，故B错误；
C．滑动变阻器的变阻原理是通过改变连入电路的电阻丝的长度改变连入电路的电阻，进而改变电路中的电流，故C正确；
D．电铃是利用电流的磁效应工作的，与电磁感应无关，故D错误。
故选C。
3.（2020·四川省遂宁市)如图甲是小明设计的自助探究实验电路，灯泡L在安全范围内的伏安特性曲线如图乙，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器R的最大阻值20Ω，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~3V。下列是小明对此电路通过计算分析作出的几个判断，其中正确的是（ ）
A. 变阻器滑片右移时电流表示数变大，电压表示数变大，灯泡亮度变亮
B. 变阻器滑片右移时电流表示数变小，电压表示数变小，灯泡亮度变暗
C. 为保证电路各元件安全，滑动变阻是阻值只能在5Ω~10Ω之间调节
D. 在安全调节过程中滑动变阻器消耗的最小电功率是0.9W
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由图甲可知，电路是一个串联电路，变阻器滑片右移时，电路中的总电阻减小，电流表示数变大，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，电路中的总电阻较小，电流增大，灯泡的电压增大，电压表示数减小，灯泡亮度变亮，故AB错误；
C．由题意知，电源电压为4.5V，电压表的最大测量值是3V，所以加在小灯泡两端的电压为1.5V，由图乙可知，此时的电流为0.3A，所以此时滑动变阻器的最大阻值为
由图乙知，灯泡两端的最大电压为2.5V，滑动变阻器两端的电压为2V，此时的电流为0.4A，所以此时滑动变阻器的最小阻值为
所以，为保证电路各元件安全，滑动变阻是阻值只能在5Ω~10Ω之间调节，故C正确；
D．根据公式，由选项C知，在安全调节过程中滑动变阻器消耗的最小电功率是
故D错误。
故选C。
4.（2020·四川省达州市)如图所示的电路中，电源电压恒为3V，灯泡L1标有“3V 3W”，L2标有“6V 3W”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，不考虑温度对灯丝电阻的影响，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（ ）
A. 只闭合开关S2，灯泡L1没有电流通过
B. 闭合开关S1、S3，断开开关S2，灯泡L1能正常发光
C. 闭合开关S2、S3，断开开关S1，灯泡L2的功率为1.5W
D. 只闭合S2与只闭合S3时，灯泡L2消耗的电功率之比为16:25
【答案】D
【解析】
【详解】A．由实物图知，只闭合开关S2时，两灯泡串联，两灯泡都有电流通过，故A错误；
B．闭合开关S1、S3，断开开关S2时，两灯泡并联，电流表测干路电流，所接量程为0~0.6A，此时通过L1的电流
则电流表会损坏，故B错误；
C．闭合开关S2、S3，断开开关S1时，电路是只有灯L2工作的简单电路，灯L2的阻值
那么此时L2的功率
故C错误；
D．灯L1的电阻
只闭合开关S2时，电路中的电流
灯L2此时消耗的电功率
P2＇＇=I12R2=(0.2A)2×12Ω=0.48W
只闭合S3与闭合开关S2、S3，断开开关S1的电路是相同的，所以
P2＇＇:P2＇=0.48W:0.75W=16:25
故D正确。
故选D。
5.（2020·四川省达州市)小张在研究小灯泡电阻的实验中连成了如图甲所示的电路，灯L标有“6V 3W”字样，电源电压保持不变。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从最左端移至最右端的过程中，电压表的示数变化范围是4V～0，电流表的示数变化范围是0.2A～0.5A，得到灯泡的U—I图象如图乙所示。下列结果不正确的是（ ）
A. 灯L正常发光时的电阻为12
B. 电源电压为6V
C. 滑动变阻器的最大阻值为24
D. 整个电路的大功率是3W
【答案】C
【解析】
【详解】A．已知小灯泡正常工作时的电压为6V，根据图乙可知加在小灯泡两端的电压为6V时，流经小灯泡的电流为0.5A，所以灯L正常发光时的电阻为
故A正确，A不符合题意；
B．当滑动变阻器的滑片滑到最右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，此时小灯泡两端的电压就是电源电压，通过图乙可知，电源电压为6V，故B正确，B不符合题意；
C．当滑动变阻器的滑片滑到最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电压表示数最大为4V，由选项B可知电源电压为6V，所以，加在小灯泡两端的电压为2V，此时电路中的电流通过图乙可知为0.15A，所以此时滑动变阻器的最大阻值为
故C不正确，C符合题意；
D．根据公式，电路中的总电阻最小时，功率最大，即滑动变阻器接入电路的阻值为零，此时的最大功率为小灯泡的额定功率为3W，故D正确，D不符合题意。
故选C。
6.（2020·宁夏)如图甲所示，是某款手持式电子测温仪，图乙是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温，定值电阻R0，为保护电阻，显示仪是由电流表或电压表改装而成｡在测量人的体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，则下列分析正确的是（ ）
A. 显示仪是由电流表改装成的
B. 热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大
C. 被测温者体温越高，电路消耗的电功率越大
D. 将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图乙结合题意分析可知，显示仪是由电压表改装成的，故A错误；
B．因为测量人的体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，即热敏电阻R两端的电压变大，结合欧姆定律和串联电路电压的特点分析可知，此时R的阻值增大，即热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大，故B正确；
C．被测温者体温越高，热敏电阻R的阻值越大，电路的总电阻增大，因为电源的电压不变，由欧姆定律可知，电路的电流变小，所以电路消耗的电功率越小，故C错误；
D．将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，由于电路得总电阻变大，所以电流变小，热敏电阻R两端的电压与原来相比将变小，即显示仪示数变小，故D错误。
故选B。
7.（2020·湖南省岳阳市)如图所示，电源电压不变，a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时，a表无示数，b表有示数，c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化。则（ ）
A. a表是电压表
B. 先闭合S1、S2，再闭合S3，a表示数无变化
C. S1、S2、S3都闭合，移动滑片P，a、b两表示数无变化
D. S1、S2、S3都闭合，b表示数除以a表示数等于电阻R1的阻值
【答案】C
【解析】
【详解】A．只闭合S1时，a、b两表串联，由a表无示数、b表有示数可知，a表应为电流表，b表应为电压表，c表在干路中有示数且示数随滑片P的移动发生变化，说明c表是电流表，此时只有R3的简单电路，电流表测量通过R3的电流，故A不符合题意；
B．先闭合S1、S2，c电流表将R1和R2短路，只有R3的简单电路，a电流表和b电压表串联，a表示数为零，再闭合S3，R1、R2和R3并联，a电流表测量R1和R2的电流，a电流表有示数，故B不符合题意；
CD．S1、S2、S3都闭合，R1、R2和R3并联，a电流表测量R1和R2的电流，电压表测量电源电压，移动滑片P，电压表示数不变，由并联电路的特点可知a表的示数不变，由欧姆定律可知b表示数除以a表示数等于电阻R1和R2的总阻值，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
8.（2020·湖北省武汉市)如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L的I-U图象如图乙所示。当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表的示数是2V，电流表的示数是I1；当只闭合开关S1、S3，滑片P在最左端时，电流表的示数是I2；当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，电压表的示数是3V，电流表的示数是I3。已知I1:I2=2:9，I2:I3=3:1。当滑片P在最左端时，通过开关通断，可使电路消耗的功率最大，该最大值是
A. 7.2W B. 8.1w C. 9.0W D. 9.9W
【答案】B
【解析】
【详解】当滑片P在最左端时，通过开关通断，要使电路消耗的功率最大，根据公式可得，整个电路电阻应最小，当闭合开关S1、S2、S3时，电阻、并联后与电灯泡再并联，此时电路总电阻最小；
当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电路为、串联的简单电路，电压表测电压，电流表的示数是I1，此时有
当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，电路为、灯泡串联的简单电路，电压表测灯泡电压，电压表的示数是3V，电流表的示数是I3，根据乙图可知，I3=0.3A，此时有
已知I1:I2=2:9，I2:I3=3:1，则
联立上面方程可求出
U=6V
当只闭合开关S1、S3，滑片P在最左端时，此时电路为、并联的电路，电流表的示数是I2，则有
整个电路电阻应最小，当闭合开关S1、S2、S3时，电阻、并联后与电灯泡再并联，由乙图，此时灯泡电压为6V，可算出灯泡电阻为
电路总电阻为
此时电路消耗的最小功率为
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
9.（2020·湖北省荆州市)如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，当闭合开关S2和S3，断开S1，灯泡L正常发光；当闭合开关S1和S3，断开S2，电压表示数为6V，电流表示数为1.6A；当只闭合开关S2时，灯泡L消耗的实际功率为其额定功率的，R1与R2消耗的功率之比为3∶1，下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压为10V
B. 灯泡L的额定功率为3.6W
C. R2的阻值为15Ω
D. 当只闭合S2时，R1的电功率为1.2W
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．当闭合开关S1和S3，断开S2时，电阻R1与R2并联，电流表测干路电流，电压表测电源电压，即电源电压为6V，故A错误；
BCD．当只闭合开关S2时，电阻R1、R2与灯泡串联，电压表测R1两端的电压，由R1与R2消耗的功率之比为3∶1，根据可知，R1与R2之比为3∶1，即R1=3R2；则电阻R1与R2并联时的电流之比为1∶3，根据并联电路的电流规律可知
解得：，；根据欧姆定律可知，R1与R2的阻值分别为
，
当闭合开关S2和S3，断开S1时，电路为灯泡的简单电路，此时灯泡L正常发光，则灯泡L的额定电压为6V；又灯泡L消耗的实际功率为其额定功率的，根据可知，灯泡L的实际电压为额定电压的，即实际电压为
根据串联电路的电压规律可知，R1与R2的总电压为
此时电路中的电流为
则灯泡L的额定功率为
当只闭合S2时，R1的电功率为
故B正确，CD错误；
故选B。
10.（2020·北京市）如图所示电路中，将开关S闭合，完全相同的灯L1和灯L2均发光。下列说法正确的是（ ）
A. 灯L1比灯L2亮
B. 通过A点的电流大于通过B点的电流
C. 灯L1的实际电功率比灯L2的实际电功率小
D. 电路中AB两点间的电压等于BC两点间的电压
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．由图可知，两个灯泡串联，两个灯泡完全相同，两个灯泡电阻相同，串联电路中各处的电流相等，所以通过A点的电流等于通过B点的电流，由P=I2R可知两个灯泡的实际功率相同，两个灯泡亮度相同，故ABC错误；
D．由U=IR可知两个灯泡两端的电压相等，所以AB两点间的电压等于BC两点间的电压，故D正确。
故选D。
二、多项选择题
11.（2020·江西省)如图所示，是电学中常见的电路图，在A､B两点间分别接入下列选项中加点字的元件，并进行对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（ ）
A. 探究电流与电压的关系—改变定值电阻两端电压
B. 探究电流与电阻的关系—调节电阻两端电压成倍数变化
C. 测量定值电阻的阻值—多次测量求平均值，减小误差
D. 测量小灯泡电功率—改变小灯泡两端电压，求平均电功率
【答案】AC
【解析】
【详解】A．探究电流与电压的关系，滑动变阻器可以改变定值电阻两端的电压，故A正确；
B．探究电流与电阻的关系，需要保持定值电阻两端的电压不变，滑动变阻器使定值电阻两端的电压保持不变，故B错误；
C．测量定值电阻的阻值，滑动变阻器改变电阻两端的电压和通过电阻的电流，可以多次测量求平均值，减小误差，故C正确；
D．测量小灯泡的电功率，滑动变阻器改变灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，可以得到不同电压下小灯泡的电功率，不能求平均功率，故D错误。
故选AC。
12.（2020·湖北省孝感市)如图甲所示，电源电压U恒定，为定值电阻，为滑动变阻器，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，两电压表、的示数随电流表示数变化的图象如图乙所示，则（ ）
A. 图乙中“ac”段表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图象
B 电源电压
C. 定值电阻
D. 调节滑片P的过程中，滑动变阻器R的最大电功率为0.375W
【答案】ABD
【解析】
【详解】由电路图知，与串联，电压表测两端的电压，电压表测两端的电压，电流表测整个电路的电流。
A．因连接电路前，变阻器的滑片位于最大值端，当闭合开关时，电路中的电阻最大，电压最大，当滑片向左移动的过程中，变阻器接入电路的阻值减小，根据串联电路分压的规律知，变阻器分得的电压逐渐减小，电阻分得的电压逐渐增大，即的示数减小，的示数增加，故图乙中“ac”段表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图象，故A符合题意；
B．由图乙知，当变阻器接入电路的阻值最大时，分得的电压为2.4V，此时电阻分得的电压为0.6V，由串联电路电压的特点可得电源电压
故B符合题意；
C．由乙图知，当两端的电压为0.6V时，电路中的电流为0.1A，根据欧姆定律可得的阻值
故C不符合题意；
D．滑片从a点到c点的过程中，电路中的电流
消耗功率为
由上式知，当
滑动变阻器消耗的功率最大，则
故D符合题意。
故选ABD。
13.（2020·天津市)图所示电路中，灯泡L上标有“6V9W”字样，闭合开关S后，灯泡正常发光，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，若U1∶U2=2∶3，则（ ）
A. 电源电压是15V B. 电阻R的阻值是6Ω
C. 灯泡L中的电流是1.5A D. 电阻R消耗的功率是6W
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．由电路图知，灯泡L与电阻R串联，电压表V1测灯泡L两端的电压，V2测电阻R的电压，闭合开关后，灯泡正常发光，则灯泡两端的电压U1为6V，而U1∶U2=2∶3，所以电阻两端的电压
U2=9V
那么电源电压
U=U1+U2=6V+9V=15V
故A符合题意；
BC．闭合开关后，灯泡正常发光，则电路中的电流
电阻R的阻值
故BC符合题意；
D．电阻R消耗的功率
P=U2I=9V×1.5A=13.5W
故D不符合题意。
故选ABC。
14.（2020·山东省威海市)额定电压为8V甲，乙两个电阻，图象I-U如图所示，下说法正确的是（ ）
A. 若甲乙并联，两端电压0一8V范围内（不含0V），R甲总是大于R乙
B. 若甲乙并联，两端电压在0一8V范围内（不含0V），P甲是大于P乙
C. 若甲乙串联接在电压为9V的电源两端，R甲∶R乙=1∶2
D. 若甲乙并联接在电压为3V的电源两端，P甲∶P乙=3∶2
【答案】BC
【解析】
【详解】A． 若甲乙并联，甲乙两端电压相等，由图可知，在电压相等时，在0一8V范围内（不含0V），I甲总是大于I乙，由R=可知，R甲总是小于R乙，故A错误；
B．由A知，若甲乙并联，两端电压在0一8V范围内（不含0V），I甲总是大于I乙，由P=UI可知，P甲是大于P乙，故B正确；
C．由图可知，当I=0.8A时，甲两端电压为3V，乙两端电压为6V，此时总电压为9V，因此若甲乙串联接在电压为9V的电源两端，则
R甲∶R乙==3V∶6V=1∶2
故C正确；
D．若甲乙并联接在电压为3V的电源两端，由图可知，此时I甲=0.8A， I乙=0.4A，则
P甲：P乙=UI甲∶UI乙= I甲∶I乙=0.8A ∶0.4A=2∶1
故D错误。
故选BC。
15.（2020·辽宁省丹东市)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象，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0.9W
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】AC
【解析】
【分析】
由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压；由图乙可知，当R2的阻值为10Ω和20Ω时电压表的示数，根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值，进一步求出电源的电压；当电压表的示数最大时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的最大电流，根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；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，电压表的示数最小，据此得出滑动变阻器接入电路中的阻值范围；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，R1消耗的功率最小，根据欧姆定律和P=I2R求出R1的最小功率。
【详解】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压；
AB．由图乙可知，当R2=10Ω时U1=9V，当时，因串联电路中各处的电流相等，则电路中的电流分别为
，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压保持不变，则电源的电压
解得：R1=10Ω，电源的电压
故A正确，B错误；
C．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，R1消耗的功率最小
故C正确；
D．当电压表的示数时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的电流
此时滑动变阻器两端的电压
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值
则R1的阻值与R2接入电路的最小阻值之比为
故D错误。
故选AC。
16.（2020·辽宁省丹东市)如图，电源电压保持不变，闭合开关S。将滑动变阻器滑片P从b端向中点滑动的过程中，电流表和电压表都有示数。下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数变小
B. 的功率变大
C. 的电流变化量小于滑动变阻器的电流变化量
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变
【答案】BCD
【解析】
【详解】由电路图知，滑动变阻器与电阻并联后，再与电阻串联，电流表测的是干路的电流，电压表测的滑动变阻器和电阻两端的电压；当滑片从b端向中点滑动时，并联后的总电阻减小，整个电路中的电阻减小。
A．由欧姆定律知，整个电路中的电流将增大，即电流表的示数变大，故错误；
B．由串联电路的分压的规律知，电压表的示数减小，电阻分压的电压增大，因通过的电流增大，由知，的功率变大，故B正确；
C．的电流变化量，即为干路电流变化量，等于电流的减小量与滑动变阻器电流的增加量之和，故C正确；
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量之比为
因电阻的阻值不变，即电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变，故D正确。
故选BCD。
三、填空题
17.（2020·湖南省岳阳市)如图所示是某小灯泡的电流电压图像，小灯泡的额定电压为6V。小灯泡正常发光时，灯丝的电阻是______Ω。若将小灯泡与R=10Ω的定值电阻并联接入某电路，干路中的总电流为0.5A，通电10s，电阻R消耗的电能为______J。
【答案】 (1). 20 (2). 9
【解析】
【详解】[1]小灯泡正常发光时，小灯泡两端的电压为6V，由图可知，通过小灯泡的电流为0.3A，小灯泡的电阻
RL==20Ω
[2]由图可知，当电压为3V时，通过灯泡L的电流为0.2A，并联电路各支路电压相等，通过R的电流
IR==0.3A
干路电流为
0.2A+0.3A=0.5A
通电10s，电阻R消耗的电能为
18.（2020·四川省达州市)如图所示，电源电压不变，闭合开关S，电压表V1示数为U1，电压表V2示数为U2，通过电阻R3的电流为I3′；断开开关，把电压表V1换成电流表A1，电压表V2换成电流表A2，再闭合开关，通过电阻R1的电流为I1，通过电阻R2的电流为I2，通过电阻R3的电流为I3.已知，，则电阻______，电流______。
【答案】 (1). 1：3：4 (2). 12：4：3
【解析】
【详解】[1]由图知，闭合开关S，R1、R2、R3串联，电压表V1测R2和R3的总电压示数为U1，电压表V2测R1和R3的总电压示数为U2，通过电阻R3的电流为I3′，则
==……①
电源电压为
U= I3′（R1+R2+R3）
当把电压表V1换成电流表A1，电压表V2换成电流表A2，再闭合开关时，R1、R2、R3并联，此时通过电阻R3的电流为I3
I3==
所以由得
R3= R1+R2……②
由①②联合解得
1：3：4
[2]结合上面的结论，根据并联电路中电流与电阻成反比的原理有
12：4：3
19.（2020·山东省威海市)如图所示电路，电源电压不变，灯泡L规格为“6V 1.2W”，滑动变阻器R2规格为“30Ω 1A”电流表量程为“0-0.6A”电压表量程为“0-3V”。闭合开关S1､S2，滑片P滑至a端，电流表示数0.5A，灯泡正常发光，则定值电阻R1为______Ω，闭合开关S1，保证电路安全，分析各种可能情况，整个电路的最小功率为______W。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）
【答案】 (1). 20 (2). 0.9
【解析】
【详解】[1]闭合开关S1、S2，滑片P滑至a端，灯泡L与电阻R1并联，此时灯泡正常发光，则电源电压为6V，由得
流过R1电流为
定值电阻R1为
[2]当开关S1闭合，S2断开，电路为R1与滑动变阻器R2串联，电压表测量滑动变阻器R2电压，示数为时，整个电路的功率达到最小，此时滑动变阻器R2接入电路电阻由串联电路分压原理知，滑动变阻器R2接入电阻为20Ω，此时电路总电阻为40Ω，由公式得整个电路的最小功率为
20.（2020·江西省)如图，滑动变阻器R2的最大阻值与定值电阻R1相等，闭合开关S，当滑片P在a端时，电压表示数为2V，则电源电压为______V，此时电流表示数为I1，当滑片P在b端时，电流表示数为I2，则I1：I2=______｡
【答案】 (1). 4 (2). 1∶1
【解析】
【详解】[1]由图可知，电阻R1和变阻器R2串联，电流表测量通过电路的电流，电压表测量变阻器两端的电压，电压表内阻较大，在电路中相当于断路，滑片移动时，不会改变变阻器连入电路的电阻，当滑片P在a端时，滑动变阻器阻值全部接入电路，电压表测量变阻器两端的电压，滑动变阻器R2的最大阻值与定值电阻R1相等，电压表示数为2V，由串联分压可知定值电阻两端的电压为2V，电源电压
U=U1+U2=2V+2V=4V
电流表的示数
I1=
[2]当滑片P在b端时，仍然变阻器的最大阻值和定值电阻串联，电流表的示数
I2=
所以
I1∶I2=1∶1
21.（2020·黑龙江省绥化市)灯泡L的I-U图像如图甲所示，电阻R1的阻值是10Ω，电源电压是8V。在图乙所示的电路中，若只闭合S1和S2时，电压表的示数是2V，此时电路中的电流是______A；若只闭合S1和S3时，电压表的示数是4V，10s内电流通过电阻R2产生的热量是______J；若将电压表换成电流表，闭合S1、S2和S3时，电流表的示数是______A。
【答案】 (1). 0.6 (2). 32 (3). 2.4
【解析】
【详解】[1]只闭合S1和S2时，定值电阻R1和灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，电压表示数是2V，由图象可知，通过灯泡的电流是0.6A，即此时电路中的电流是0.6A。
[2]只闭合S1和S3时，定值电阻R2和灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，电压表示数是4V，由图象可知，通过灯泡的电流是0.8A，即此时电路电流是0.8A，电源电压是8V，根据串联电路总电压等于各串联导体两端电压之和，所以定值电阻R2两端的电压为
U2=U-UL=8V-4V=4V
所以定值电阻R2的阻值为
R2==5Ω
10s内电流通过电阻R2产生的热量
Q=I2R2t=(0.8A)2×5Ω×10s=32J
[3]若将电压表换成电流表，闭合S1、S2和S3时，定值电阻R1和R2并联，电流表测量干路电流，电源电压是8V，电流表的示数
I总=I1+I2=
22.（2020·甘肃省武威、白银、张掖、酒泉市）总功率为9W的节日彩灯由30只相同的LED小灯珠连接而成，任意取下其中一只灯珠后，其余灯珠仍能发光，则这30只小灯珠的连接方式是______联；与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，若LED灯可以节约80%的电能，则这串彩灯正常工作时与______W的白炽灯亮度相当。
【答案】 (1). 并 (2). 45
【解析】
【详解】[1]任意取下其中一只灯珠后，其余灯珠仍能发光，说明它们互不影响，因此它们是并联连接。
[2]因在达到相同亮度的条件下，若LED灯可以节约80%电能，所以，这个LED灯与亮度相当白炽灯的功率
P白炽灯==45W
23.（2020·福建省）如图所示电路，电源电压为3V，R1、R2、R3，阻值均为10Ω，闭合开关S，电压表示数为______V，电流表示数为______A。
【答案】 (1). 3 (2). 0.6
【解析】
【详解】[1][2]由电路图可知，R1、R2和R3并联，电压表测电源电压，则电压表的示数为3V；电流表测R2和R3的电流之和，通过R2和R3的电流相等，即
I====0.3A
故电流表的示数为0.6A。
四､简答
24.（2020·江西省)亲爱的同学，了解电荷后，认识了电流，电使人们生活丰富多彩，一些电学基本仪器或工具能更好地帮助我们了解电的世界，请你回答以下问题
(1)验电器的主要作用是什么？
(2)测电流时，电流表应与被测用电器如何连接，其依据是什么？
(3)测电笔在家庭安全用电及电器安装中的主要作用是什么？
【答案】(1)见解析；(2)见解析；(3)见解析
【解析】
【详解】(1)验电器的主要作用是检验物体是否带电。
(2)测量电流时，电流表应与被测用电器串联，依据是串联电路中各处的电流相等。
(3)测电笔的主要作用是辨别家庭电路中的火线和零线。
五、计算题
25.（2020·山东省枣庄市)某物理兴趣小组的同学们设计了如甲图所示的电路，其中电源电压不变，灯泡L标有“12V 6W”，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。如图乙是定值电阻R0和灯泡L的电压与电流的关系图象。当断开开关S1、闭合开关S和S2，并将滑动变阻器的滑片P位于R最右端时，灯泡L的实际功率为1.6W。
求：(1)R0的阻值；
(2)灯泡正常发光10min，电流通过灯泡所做的功；
(3)电源电压；
(4)电路消耗的最大电功率。
【答案】(1)20Ω；(2)3600J；(3)12V；(4)15.2W
【解析】
【详解】(1)由图乙，根据可得定值电阻R0的阻值
(2)灯泡正常发光10min，电流通过灯泡所做的功
(3)当断开开关S1、闭合开关S和S2，并将滑动变阻器的滑片P位于R最右端时，灯泡L与滑动变阻器R的最大阻值串联，灯泡L的实际功率为1.6W，由图乙的此时电路电流、灯泡L两端电压分别为
由可得滑动变阻器R两端电压
根据串联分压可知电源电压为
(4)当开关S、S1、S2都闭合且滑片位于左端时，定值电阻R0与灯泡L并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大；因并联等压分流，且灯泡在额定电压下正常发光，所以电路消耗的最大功率
答：(1)R0的阻值是20Ω；
(2)灯泡正常发光10min，电流通过灯泡所做的功是3600J；
(3)电源电压是12V；
(4)电路消耗的最大电功率是15.2W。
26.（2020·山东省德州市)如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡L正常发光时的电阻为，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，从最上端a滑至最下端b的过程中，电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示。
求：(1)小灯泡的额定功率和定值电阻的阻值；
(2)滑动变阻器的最大阻值；
(3)电路总功率的变化范围。
【答案】(1)6W，；(2)；(3)
【解析】
【详解】(1)由图甲可知，灯与变阻器串联后再与定值电阻串联，电流表测电路中的电流，电压表V2测灯L两端的电压，V1测灯L与R0的总电压，当P滑到b端时，只有灯与定值电阻串联，此时电路的总电阻最小，电路中电流最大，由图乙可知，V1示数即电源电压为，电压表V2的示数为6V，即灯两端的电压，此时小灯泡的电阻
由已知条件，灯正常发光，故小灯泡的额定功率
两端的电压
的电阻
(2)当P在a端时，变阻器连入电路的电阻最大，电路的总电阻最大，电路中电流最小，，此时V1示数为，滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器的最大电阻
(3)当电路中电流最大时，电路总功率最大
当电路中电流最小时，电路总功率最小
电路总功率的变化范围为。
答：(1)小灯泡的额定功率为6W，定值电阻R0的阻值为6Ω；
(2)滑动变阻器的最大阻值为14Ω；
(3)电路总功率的变化范围为6W～12W。
27.（2020·辽宁省丹东市)如图，电源电压不变，小灯泡L上标有“6V 6W”字样（灯丝电阻不变）。定值电阻R1的阻值为10Ω，R2为滑动变阻器。
(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，小灯泡L正常发光，求此时电流表的示数。
(2)断开开关S1和S3，闭合开关S2，当滑动变阻器的滑片调至阻值最大时，电压表示数为1.5V，求R2的最大阻值。
(3)当电路中有电阻或小灯泡工作时，求整个电路的最小电功率。
【答案】(1)1.6；(2)30Ω；(3)0.9W
【解析】
【分析】
(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L与电阻R1并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点结合额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压；
(2)断开开关S1和S3，闭合开关S2时，电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R1两端的电压，根据欧姆定律可求出此时电路中的电流，再根据串联分压原理和即可求出R2的最大阻值；
(3)根据求出灯泡的电阻，然后与R1的阻值相比较，两者中的最大阻值和滑动变阻器的最大阻值串联时电路的总电阻最大，电路的总功率最小，根据电阻的串联和求出电路的最小总功率。
【详解】(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L与电阻R1并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡L正常发光，则电源的电压
U=UL=6V
通过电阻R1电流
电流表的示数
(2)断开开关S1和S3，闭合开关S2时，电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R1两端的电压，此时电路中的电流
根据串联分压原理和可得，R2的最大阻值
(3)根据可得，灯泡的电阻
由RL
答：(1)电源电压为6V；(2)R2的最大阻值为30Ω；(3)当电路中有电阻或小灯泡工作时，整个电路的最小电功率为0.9W。
28.（2020·江西省)如图所示，电源电压恒定不变，已知定值电阻的阻值为R0，不考虑温度对灯丝电阻的影响｡
(1)当S1和S2都闭合时，电流表的示数分别为I1､I2，且I1>I2，小灯泡L1恰好正常发光，求电源电压及小灯泡L1的电阻值；
(2)当开关S1和S2都断开时，某一电表示数为I3（I3≠0），求电路的总功率｡
【答案】(1)I2R0，；(2)I2I3R0
【解析】
【详解】(1)当开关S1、S2都闭合时，定值电阻R0和灯泡L1并联，一个电流表测量干路中的电流，另一个电流表测量通过R0的电流，由于
I1>I2
干路电流为I1，通过R0的电流为I2，则电源电压
U=U0=I2R0
由并联电路电流的规律可知通过灯泡的电流
IL=I1-I2
小灯泡的电阻
RL=
(2)当开关S1、S2都断开，灯泡L1和L2串联，电路中的电流为I3，电路的总功率
P=UI=I2R0I3=I2I3R0
答：(1)电源电压是I2R0，小灯泡L1的电阻值是；
(2)电路的总功率是I2I3R0。
29.（2020·江苏省盐城市)如图甲所示为某电烤箱的内部简化电路，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像。求：
(1)低温挡工作时的功率；
(2)电热丝R2的阻值；
(3)15min内R1消耗的电能。
【答案】(1)1320W；(2)55Ω；(3)0.33kW·h
【解析】
【详解】(1)由图可知，闭合开关S，只有R1的简单电路，电路中的电阻较大，由P=可知电功率较小，处于低温挡，当S和S1闭合时，两个电阻并联，电路中的总电阻较小，由P=可知电功率较大，处于高温挡，由P=UI可知，电压不变，低温挡时，通过电路的电流较小，由图乙可知，低温挡时的电流是6A，低温挡工作时的功率
P低=UI低=220V×6A=1320W
(2)由图乙可知，低温挡时只有R1的简单电路，低温挡时的电流是6A，通过R1的电流是6A，高温挡时的总电流是10A，高温挡两个电阻并联，由并联电路的特点可知通过R1的电流不变，由并联电路电流的规律可知通过R2的电流
I2=I-I1=10A-6A=4A
电热丝R2的阻值
R2==55Ω
(3)15min内R1消耗的电能
W1=UI1t=220V×6A×15×60s=1.188×106J=0.33kW·h
答：(1)低温挡工作时的功率是1320W；
(2)电热丝R2的阻值是55Ω；
(3)15min内R1消耗的电能是0.33kW·h。
30.（2020·湖北省荆州市)如图所示的电路图中，电源电压为6V且保持不变，电流表量程是0~3A，电压表量程是0~15V，滑动变阻器R2的规格为30Ω1A，小灯泡标有6V3W字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。求：
(1)小灯泡的电阻；
(2)S1、S2都闭合，滑片P在R2最左端时，电流表示数为1.1A，通电10分钟R1产生的热量；
(3)S1闭合、S2断开，在电路安全的情况下，电路的最大总功率；
(4)S1闭合、S2断开，且小灯泡的实际功率为0.75W时，滑动变阻器R2连入电路的阻值。
【答案】(1) 12Ω；(2) 2160J；(3) 3W；(4)12Ω；
【解析】
【详解】(1)小灯泡标有6V3W即小灯泡的额定电压为6V额定功率为3W，所以小灯泡的额定电流为
小灯泡的电阻为
(2)S1、S2都闭合，滑片P在R2最左端时，滑动变阻器被短路，R1和灯泡L并联接入电路，电流表测量电路总电流。此时小灯泡的额定电压等于电源电压，小灯泡正常发光，通过小灯泡的电流为0.5A，则并联电路电流规律可知，通过R1的电流为
通电10分钟R1产生的热量为
(3)S1闭合、S2断开时，R1和灯泡L串联接入电路，电压表测量灯泡L两端电压，当电路中电阻越小，电路的总功率越大，所以滑动变阻器在最左端时，即滑动变阻器被短路时，灯泡两端电压为6V，电压表和灯泡L安全，灯泡正常发光，通过小灯泡的电流为0.5A，电流表安全，所以在电路安全的情况下，电路的最大总功率为3W；
(4)S1闭合、S2断开，且小灯泡的实际功率为0.75W时，小灯泡的电阻不变，由可知，通过小灯泡的电流为
则电路中总电阻
滑动变阻器R2连入电路的阻值为
答：(1)小灯泡电阻为12Ω；
(2) S1、S2都闭合，滑片P在R2最左端时，通电10分钟R1产生的热量为2160J；
(3)S1闭合、S2断开，在电路安全的情况下，电路的最大总功率为3W；
(4)S1闭合、S2断开，且小灯泡的实际功率为0.75W时，滑动变阻器R2连入电路的阻值为12Ω。
31.（2020·湖北省鄂州市)如图所示电路中，电源电压恒为4.5V，小灯泡标有“3V1.5W”字样，不考虑温度对小灯泡电阻影响，滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”，电压表的量程是0~3V，电流表的量程是0~0.6A，闭合开关S。求：
(1)小灯泡的电阻；
(2)小灯泡正常发光时，滑动变阻器的功率；
(3)在保证所有电路元件安全的前提下，滑动变阻器的取值范围。
【答案】(1) 6Ω；(2)0.75W；(3)3Ω~12Ω
【解析】
【详解】(1)小灯泡的电阻
(2)由电路图知，灯泡和滑动变阻器串联，小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为
U2=U-U额=4.5V-3V=1.5V
此时电路中的电流
那么此时变阻器的功率
P=U2I=1.5V×0.5A=0.75W
(3)从电路图知，电流表测电路的电流，电压表测变阻器的电压。当电压表的示数为3V时，变阻器接入电路的阻值最大。此时，灯泡两端的电压
U1=U-U2＇=4.5V-3V=1.5V
据串联电路的分压特点有
R1:Rmax=U1:U2＇
即
6Ω:Rmax=1.5V:3V
那么变阻器接入电路的最大阻值
Rmax=12Ω
当小灯泡正常发光，即电路中的电流为0.5A时，电路中的电流最大，则变阻器接入电路的阻值最小。最小阻值
答：(1)小灯泡的电阻为6Ω；
(2)小灯泡正常发光时，滑动变阻器的功率为0.75W；
(3)在保证所有电路元件安全的前提下，滑动变阻器的取值范围为3Ω~12Ω。
32.（2020·甘肃省武威、白银、张掖、酒泉市）如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440W。
(1)低温挡工作时，电路中的电流是多少？（ ）
(2)发热电阻R1的阻值是多少？（ ）
(3)高温挡时应该闭合的开关是______，高温挡的电功率是多少？（ ）
(4)小余发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在30s内电能表的转盘转了25转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（ ）（不考虑电阻值随温度的变化）
【答案】 (1). 2A (2). 40Ω (3). S1、S2 (4). 1210W (5). 200V
【解析】
【详解】(1)[1]只闭合S1时为低温挡，电功率为440W，由P=UI可得电路中的电流
(2)[2]只闭合S1时，R1与R2串联，电烤箱处于低温挡，由可得，电路的总电阻
所以，电阻R1的阻值
(3)[3][4]闭合开关S1、S2，只有电阻R1的简单电路，电路的总电阻较小，由P=可知电路的功率较大，处于高温档。高温挡的电功率
(4)[5]电能表的表盘转25转，电流通过电烤箱做的电功
电烤箱的实际电功率为
实际电压为
33.（2020·福建省）如图甲电路中，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S，改变R2的阻值，两电压表示数与电流表示数变化关系如图乙，当滑片在b端时电流表示数为0.3A。
(1)求R2的最大阻值；
(2)若滑片置于变阻器的中点位置，R2消耗的电功率为0.8W，求电源电压U和R0的阻值；
(3)若滑动变阻器滑片每移动1cm，阻值改变1Ω，设滑片从a端向b端滑动的距离为xcm，写出R2消耗的电功率P随x变化的关系式，并由此关系式求出R2消耗电功率的最大值。
【答案】(1)10Ω；(2)6V，2Ω；(3)，0.9W
【解析】
【详解】由图甲可知，电阻R1、R0和变阻器R2串联，电压表V1测量R1和R2的总电压，电压表V2测量变阻器两端的电压。
(1)由图像可知，当R2阻值最大时，电路中的总电阻最大，通过电路的电流最小，通过R2的电流为0.3A，由串联电路电压的规律可知R1和R2的总电压是5.4V，R2两端的电压为3V，R2的最大阻值
R2max==10Ω
(2)R1两端的电压
U1=U1总-U2=5.4V-3V=2.4V
R1==8Ω
当滑片置于R2的中点位置时，滑动变阻器接入电路的阻值
R2′=×10Ω=5Ω
R2消耗的电功率为0.8W，所以
P2=I′2R2′=I′2×5Ω=0.8W
I′=0.4A
以题意，有
U=5.4V+0.3A×R0
U=0.4A×(8Ω+5Ω+R0)
联立解得
U=6V，R0=2Ω
(3)滑片移动xcm时，滑动变阻器接入电路阻值Rx′′=xΩ，R2消耗电功率
P=
由上式可知，当x=10，即时，R2消耗的电功率达到最大值，最大功率
P最大=
答：(1)R2的最大阻值是10Ω；
(2)电源电压是6V，R0的阻值是2Ω；
(3)R2消耗的电功率P随x变化的关系式是，R2消耗电功率的最大值是0.9W。
34.（2020·北京市）如图所示的电路中，定值电阻R0为10Ω，电源两端电压为3V并保持不变。闭合开关S，调节滑动变阻器RP，使电压表示数为2V。
(1)画出实物电路所对应的电路图；
(2)求RP接入电路的阻值；
(3)求R0的电功率。
【答案】(1)；(2)5Ω；(3)0.4W
【解析】
【详解】(1)按照实物图连接画电路图，如图所示
(2)闭合开关S，调节滑动变阻器RP，使电压表示数为2V，则串联电路中的电流
根据串联分压可知RP两端的电压
由可得RP接入电路的阻值
(3)R0的电功率
答：(2) RP接入电路的阻值是5Ω；
(3) R0的电功率是0.4W。
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