辽宁省丹东市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-04电磁学（电流和电路、电压和电阻、欧姆定律）

辽宁省丹东市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-04电磁学（电流和电路、电压和电阻、欧姆定律）

一、单选题
1．（2022·辽宁丹东·统考中考真题）下列说法正确的是（　　）
A．摩擦起电现象中，物体由于得到正电荷而带正电
B．家庭电路中，电能表是测量电功率大小的仪表
C．利用超导材料可以制作二极管
D．家庭电路中，电流过大的原因可能是发生短路
2．（2021·辽宁丹东·统考中考真题）下列说法正确的是（　　）
A．分子间的引力和斥力一定不能同时存在
B．利用半导体材料可以制作二极管和三极管
C．三峡水电站发电利用的水能是不可再生能源
D．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的核能
3．（2020·辽宁丹东·统考中考真题）下列说法正确的是（  ）
A．电饭锅加热盘所用的材料是超导材料
B．电动机的电刷所用的材料是绝缘材料
C．化石能源、核能是可再生能源
D．核反应堆中发生的链式反应，是可以控制的

二、多选题
4．（2022·辽宁丹东·统考中考真题）如图所示电路中，电源电压保持不变。闭合开关，当滑动变阻器的滑片滑到最右端时，电压表示数为，定值电阻消耗的功率为；当滑片滑到点时，电压表示数为消耗的功率为。下列说法正确的是（　　）

A．电源电压为
B．定值电阻的阻值为
C．滑动变阻器的最大阻值为
D．滑片在点时，滑动变阻器消耗的功率为
5．（2021·辽宁丹东·统考中考真题）如图甲所示电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2=10Ω，滑动变阻器R3的阻值变化范围为0~50Ω。闭合开关，滑动变阻器滑片从一端向另一端移动过程中，滑动变阻器的电功率随其电阻变化的图象如图乙所示。则（　　）

A．电源电压为9V
B．滑动变阻器最大功率为0.45W
C．电路工作时总功率最大值与最小值之比为7∶2
D．电压表示数的变化量与电流表示数的变化量之比变大
6．（2020·辽宁丹东·统考中考真题）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
7．（2020·辽宁丹东·统考中考真题）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

三、填空题
8．（2022·辽宁丹东·统考中考真题）如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“12V 12W”字样（忽略灯丝电阻的变化）。闭合开关S1，断开S2，灯泡L正常发光；闭合开关S1、S2，电流表示数为1.5A，则电源电压为___________V；闭合开关S1，断开S2，通电30s定值电阻R产生的热量是___________J。

9．（2021·辽宁丹东·统考中考真题）如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R3的滑片调节到图示位置，待电路稳定后，小磁针静止时B端为______（选填“N”或“S”）极。将滑动变阻器的滑片向右滑动，电阻R1的电流变化量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）电阻R3的电流变化量。（不考虑地磁场的影响）


四、实验题
10．（2022·辽宁丹东·统考中考真题）“探究电流与电压和电阻的关系”的实验中，准备的电学器材如下：电源、电流表、电压表、滑动变阻器标有“30Ω 1A”、定值电阻、、、、开关、导线若干。
（1）“探究电流与电压的关系”实验
①某同学___________开关，按如图甲所示电路图连接实物。试触时发现：电流表指针向零刻度线左侧偏转，如图乙所示，则电路连接出现的错误是___________。
②纠正错误后开始实验，应将滑动变阻器滑片向___________选填“左”或“右”滑动，使电阻两端电压由1.5V逐渐增大到2V、2.5V，读出所对应的电流值。其中第二次电流表示数如图丙所示为___________。实验数据如表所示。
实验次序











③分析数据，得出结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端电压成___________比。
④善于预习的小辉，分析表中数据可知该同学所用的定值电阻阻值为___________。
（2）“探究电流与电阻的关系”实验
①将的定值电阻接入、两点间，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为，读出电流表示数。
②接下来用的电阻替换的电阻，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）2V时，读出电流表示数。
③将实验器材中___________（选填“”或“”定值）电阻接入、两点间，无论怎样移动滑片都无法完成实验。
11．（2021·辽宁丹东·统考中考真题）小明做“探究电流与电阻关系”实验。
实验器材有：电源（电压恒为6V）、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一只）、滑动变阻器（规格为“30Ω 0.5A”）、电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、开关、导线若干。

（1）小明连接好如图甲所示的电路，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移到最______（选填“左”或“右”）端，闭合开关，小明发现电压表示数接近电源电压，可能是定值电阻R出现了______（选填“短路”或“断路”）故障；
（2）排除故障后，多次改变R的阻值，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R的变化图象；
①由图象可得：导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成______；
②该实验采用的研究方法是______；
（3）为了顺利完成本次实验，则定值电阻两端的电压可调范围为______V；
（4）在使用10Ω和20Ω电阻实验时，滑动变阻器消耗的电功率之比为______。
12．（2020·辽宁丹东·统考中考真题）小明在探究“电流与电阻的关系”实验时，选取了如下器材：电源（电压恒为6V ）、定值电阻（5Ω、10Ω、 15Ω、20Ω的各一个 ）、滑动变阻器标有“30Ω 2A"、 电流表、电压表、开关、导线若干。

(1)要探究“电流与电阻的关系”，必须改变接入电路的定值电阻阻值大小，通过调节滑动变阻器接入电路的阻值来控制定值电阻两端的 _____ 不变，测量并记录不同电阻所对应的电流。
(2)按电路图正确连接电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 ____ （ 选填“阻值最小”或“阻值最大”）端；闭合开关后，发现电压表有示数，电流表无示数。经检查，电流表、电压表连接无误，则电路存在故障可能是 _____ （ 选填“开关断路”、“定值电阻断路”或“滑动变阻器断路”）。
(3)排除故障后，小明首先将5Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端的电压控制值为2V，再将定值电阻由5Ω换成10Ω后，接下来应将滑动变阻器的滑片向 ____ （ 选填“靠近”或“远离”）滑动变阻器接入电路的下接线柱方向移动，使电压表示数仍为2V；当把15Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻进行第四次实验时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电压表示数都超过2V。若仍想成功完成第四次实验，在不更换现有电源和滑动变阻器的前提下，应重新设置定值电阻两端的控制电压的最小值为 _______ V。
(4)小明完成实验，分析记录的实验数据后，得出的结论是 _________ 。
13．（2020·辽宁丹东·统考中考真题）小明用图甲所示的电路，做伏安法测定值电阻实验。

(1)按图甲连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片后，电流表示数为0.3A，此时电压表的示数如图乙所示，则定值电阻的阻值为_________Ω；
(2)为了使测量结果更准确，小明进行了多次测量，记录了每次测量中电压表和电流表的数值，计算出每次测量所对应的的阻值，再求的________；
(3)小明又设计了另一种测量电阻的方案，电路图如图丙所示，电路中定值电阻的阻值已知，电源电压未知。请你完善下列相关操作步骤，并写出电阻的表达式；
①断开，闭合S、，用电压表测______两端电压， 读出电压表示数为；
②_____________（填各开关的状态），用电压表测两端电压，读出电压表示数为；
③电阻的阻值表达式为________（用、、表示）。
(4)小明在完成实验后，利用图丁所示的电路，测出了额定电流为的小灯泡L的额定功率。电路中定值电阻的阻值已知，电源电压和滑动变阻器的最大阻值未知。请你完善下列相关操作步骤，并写出小灯泡L的额定功率的表达式。
①断开，闭合S、，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为_______，小灯泡L正常发光；
②断开，闭合S、，_______，读出电流表示数为；
③断开，闭合S、，调节滑片至最左端，读出电流表示数为；
④小灯泡的额定功率的表达式为________（用、、、表示）。

五、作图题
14．（2020·辽宁丹东·统考中考真题）如图，用笔画线代替导线将图中实物连接起来。要求：闭合开关后，使电磁铁的右端为N极，并且当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性增强。


六、计算题
15．（2022·辽宁丹东·统考中考真题）如图所示，电源电压保持不变，定值电阻R1=10Ω，滑动变阻器R3最大阻值20Ω。当闭合开关S、S1，断开S2，滑片P在某位置时，电流表示数为0.4A，电压表示数为1V；当开关S、S1、S2都闭合，滑片P在最左端时，电流表示数为0.75A。求：
（1）电源电压；
（2）定值电阻R2的阻值；
（3）闭合开关S、S2，断开S1，电路的最小功率。

16．（2021·辽宁丹东·统考中考真题）如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“10V 5W”（灯丝电阻不变）定值电阻R1阻值为10Ω，电压表量程0～15V，电流表量程0～0.6A，滑动变阻器R2标有“40Ω  0.5A”字样。当S闭合，单刀双掷开关S1接a，滑片置于某位置时，电压表示数为5V，电流表示数为0.4A。求：
（1）灯丝电阻和电源电压；
（2）在保证电路安全的前提下，且电路中有电阻或小灯泡工作时，整个电路总功率最小值；
（3）在保证电路安全的前提下，S1分别接a和b时，滑片从左端向右端滑动过程中，两次电路总功率最大值之比。


参考答案：
1．D
【详解】A．摩擦起电的实质是电子的转移，得到电子带负电，失去电子带正电，故A错误；
B．家庭电路中的电能表是测量电流做功多少的仪表，不能直接测量电功率，故B错误；
C．半导体的导电性能受到温度、光照、杂质等外界因素的影响，因此利用半导体材料可以制作二极管、三极管等，故C错误；
D．家庭电路中电流过大的原因有短路和用电器总功率过大，因此电流过大的原因可能是发生了短路，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】A．分子间的引力和斥力一定同时存在，故A错误；
B．半导体的阻值随温度、光照和杂质等外界因素的不同而发生变化，故可以利用半导体制作成光敏电阻、热敏电阻以及二极管三极管等，故B正确；
C．三峡水电站发电利用的水能是可再生能源，故C错误；
D．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】A．超导材料由于电阻为零，不能用于将电能转化内能的电器，如电饭锅、电热水壶等，故A错误；
B．电动机的电刷所用的材料是导体材料，故B错误；
C．化石能源、核能是不可再生能源，故C错误；
D．核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的，故D正确。
故选D。
4．BD
【详解】．由电路可知，电压表测量的电压，设电源电压为，当电压表示数为时，定值电阻两端的电压

则消耗的功率为
……①
当电压表示数为时，定值电阻两端的电压

则消耗的功率为
……②
解两式得


故A错误，B正确；
C．闭合开关，当滑动变阻器的滑片滑到最右端时，电压表示数为，根据串联电路的特点，串联电路的电阻之比等于电压之比，即

则滑动变阻器的最大阻值

故C错误；
D．滑片在点时，电压表的示数为，则两端的电压为

则串联电路中的电流

由

可得，此时滑动变阻器消耗的功率

故D正确。
故选。
5．BC
【详解】A．从图乙可以看到，当R3=10Ω时，P3=0.4W，根据电功率的公式可知，流过滑动变阻器的电流大小是

流过滑动变阻器的电流大小是0.2A，这是一个串联电路，电流处处相等，那么根据欧姆定律的变换式可知

当时，，根据电功率的公式可知，流过滑动变阻器的电流大小是

流过滑动变阻器的电流大小是0.1A，这是一个串联电路，电流处处相等，那么根据欧姆定律的变换式可知

解得
、
电源电压是6V，故A不符合题意；
B．根据可知滑动变阻器的电功率是

数学变换可得

可知当R3=20Ω时，的值达到最小，滑动变阻器功率是最大，大小是，滑动变阻器最大功率为0.45W，故B符合题意；
C．根据可知，电源电压大小不变，当电路的电流达到最大值时，电路工作时总功率最大，这时电路的总电阻最小，可知道

当电路的电流达到最小值时，电路工作时总功率最小，这时电路的总电阻最大，可知道

电路工作时总功率最大值与最小值之比是

电路工作时总功率最大值与最小值之比7:2，故C符合题意；
D．这是一个串联电路，三个电阻是串联的，把R1、R2看作一个整体，那么R3电压的变化量，大小等于R1、R2这一个整体的电压变化量，那么电压表示数的变化量等于R1、R2这一个整体的电压变化量，即

电流表测串联电路的电流，那么电流表示数的变化量是

那么电压表示数的变化量与电流表示数的变化量之比是

R1=10Ω，R2=10Ω，那么是一个定值，是一个定值，所以电压表示数的变化量与电流表示数的变化量之比不变，故D不符合题意。
故选BC。
6．BCD
【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。
7．AC
【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。
8． 36 720

【详解】[1]闭合开关S1，断开S2，灯泡和定值电阻串联，灯泡正常发光，根据可知电路电流

根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压

根据串联电路的电压特点可知电源电压
……①
闭合开关S1、S2，电路为定值电阻的简单电路，电流表示数为1.5A，则电源电压为
……②
联立①②可知，U=36V，R=24Ω。
[2] 闭合开关S1，断开S2，灯泡L和定值电阻串联，通电30s定值电阻R产生的热量为

9． N 小于
【详解】[1]将滑动变阻器R3的滑片调节到图示位置，待电路稳定后，根据安培定则可知，通电螺线管的右侧为N极，左侧为S极，根据异名磁极相互吸引，故小磁针静止时B端为N极。
[2]上图中，通电螺线管与R2串联后与变阻器并联，最后再与R1串联，将滑动变阻器的滑片向右滑动，变阻器连入电路的电阻变大，电路的总电阻变大。由分压原理，并联部分的电压变大，由欧姆定律，通过R2的电流变大；根据串并联电阻的规律，并联部分的电阻变大，电路的总电阻变大，由欧姆定律，通过电阻R1的电流变小，根据并联电路的电流等于各支路电流之和，故电阻R1的电流变化量小于电阻R3的电流变化量。
【点睛】本题为混联电路，考查安培定则、磁极的相互作用和串联、并联电路的规律及欧姆定律的运用，最后一问难度较大。
10． 断开 电流表正负接线柱接反 左 正 等于
【详解】（1）[1]在连接或拆解电路时，为了保护电路，开关必须要断开。
[2]开关闭合后，小阳发现电流表指针在零刻度线左端，其原因是电流表正负接线柱接反了。
[3]R和R0串联，电阻R0两端电压由1.5V逐渐增大，R的阻值要变小，滑片要向左滑动。
[4]由图丙知道，电流表选用小量程，分度值为0.02A，其示数为0.2A。
[5]探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，需控制电阻不变，结论是：当导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[6]根据欧姆定律知道，定值电阻的阻值

（2）[7]探究电流与电阻的实验中应控制电阻的电压不变，使电压表的示数为2V。
[8]图中电源电压为4.5V，当AB间换成30Ω的电阻时，电路的电流为

根据串联电路电压的规律知，滑动变阻器两端的电压为

滑动变阻器两端的电阻为

即变阻器的最大阻值至少为37.5Ω，所以当间换成的电阻时，无论怎样移动滑片，都无法完成实验是因为滑动变阻器的电阻太小了。
11． 左 断路 反比 控制变量法 2.4～2.5 21
【详解】（1）[1]小明连接好如图甲所示的电路，闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器滑片移到阻值最大处，即最左端。
[2]若定值电阻短路，则电压表示数为0；若定值电阻为断路，则电压表串联在电路中，电压表测电源电压，电压表示数接近电源电压，故闭合开关，小明发现电压表示数接近电源电压，可能是定值电阻R出现了断路故障。
（2）①[3]由图乙知，因电流与电压之积为一定值2.5V，故可得：导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
②[4]研究电流与电阻的关系时要控制电阻的电压不变，故该实验采用的研究方法是控制变量法。
（3）[5]定值电阻与滑动变阻器串联，根据串联电路电压的规律及分压原理有

方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，此时，电阻的电压最小，即

故电压表控制的最小示数为
U1＝2.4V
由于滑动变阻器的规格为“30Ω 0.5A”，所以电路的最大电流为0.5A，由欧姆定律，因此定值电阻两端允许的最大电压：
U最大=I最大R1=0.5A×5Ω=2.5V
因此，为了顺利完成本次实验，则定值电阻两端的电压可调范围为2.4～2.5V。
（4）[6]实验中，定值电阻的电压保持不变，使用10Ω和20Ω电阻实验时，由欧姆定律可知，电路的电流之比为21，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压也不变，根据，在电压不变时，电功率与电流成正比，故使用10Ω和20Ω电阻实验时，滑动变阻器消耗的电功率之比为21。
12． 电压 阻值最大 定值电阻断路 远离 2.4 当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比
【分析】(1)探究电流与电阻关系时，需控制电阻两端电压不变；
(2)为保护电路，闭合开关前滑片要置于阻值最大处；常见电路故障有断路与短路两种，根据电路故障现象分析电路故障原因；
(3)根据串联电路的分压特点，换接电阻后，应保持电压表的示数不变，根据串联分压的知识判断滑片的移动方向；根据滑动变阻器分压和串联电路电流相等特点分析解答；
(4)电流与电阻的关系：电压一定，电流与电阻成反比。
【详解】(1)[1]要探究“电流与电阻的关系”时，需要通过调节滑动变阻器接入电路的阻值来控制定值电阻两端的电压不变。
(2)[2]为保护电路安全，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端。
[3]闭合开关，电流表无示数，说明电路存在断路，电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的定值电阻断路。
(3)[4]将5Ω电阻换成10Ω后，电压表的示数会变大，所以应该增大滑动变阻器的阻值，即应将滑动变阻器的滑片P向远离滑动变阻器接入电路的下接线柱方向移动，使电压表仍为原来的示数不变。
[5]当把15Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻，滑动变阻器的滑片移到最大阻值30Ω时，根据串联分压原理可知，此时电压表的示数

则应重新设置定值电阻两端的控制电压的最小值为2.4V。
(4)[6]分析记录的实验数据后，得出的结论是当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比。
13． 15 平均值 电源 断开，闭合S、 保持滑动变阻器的滑片的位置不变
【详解】(1)[1]由图乙知，电压表的量程为0～15V，分度值为0.5V，示数为4.5V，则的阻值为

(2)[2]为了使测量结果更准确，小明进行了多次测量，记录了每次测量中电压表和电流表的数值，计算出每次测量所对应的的阻值，再求的平均值，这样可以减小误差。
(3)①[3]断开，闭合S、，用电压表测电源两端电压， 读出电压表示数为。
②[4]断开，闭合S、，用电压表测两端电压，读出电压表示数为。
③[5]由欧姆定律可得，电阻

(4)①[6]断开，闭合S、，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为。
②[7]断开，闭合S、，保持滑动变阻器的滑片的位置不变，读出电流表示数为。
③[8]断开，闭合S、，调节滑片至最左端时，电路中只有接入电路，电源电压为

断开，闭合S、，保持滑动变阻器的滑片的位置不变时，此时变阻器与串联，根据串联电路分压特点，则有

则此时滑动变阻器接入电路的阻值为

断开，闭合S、时，此时小灯泡与变阻器串联，滑动变阻器两的电压为

此时小灯泡的额定电压为

则灯的额定功率为

14．
【详解】闭合开关后，使电磁铁的右端为N极，根据安培定则可知，电流从通过螺线管的左端流入，右端流出，故应将电源正极与开关右接线柱相连，开关负极与通电螺线管左接线柱相连，通电螺线管的右接线柱与变阻器C接线柱相连；因滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性增强，则此时滑动变阻器接入电路的阻值减小，整个电路中的电流增大，故应将电源的负极与变阻器的B接线柱相连，如下所示。

15．（1）5V；（2）20Ω；（3）0.625W
【详解】解：（1）当闭合开关S、S1，断开S2，滑片P在某位置时，此时R1与R3串联，电压表测R3两端电压，电流表测电路中电流，由欧姆定律可知，R1两端电压为

所以电源电压为

（2）当开关S、S1、S2都闭合，滑片P在最左端时，此时R1与R2并联，电流表测干路电流，此时通过R1的电流为

则通过R2的电流为

由欧姆定律可知，定值电阻R2的阻值为

（3）闭合开关S、S2，断开S1，此时R2与R3串联，要使电路中总功率最小，由可知，应使电路中电流最小，当变阻器全部连入电路时，最小电流为

所以电路的最小功率为

答：（1）电源电压为5V；
（2）定值电阻R2的阻值为20Ω；
（3）闭合开关S、S2，断开S1，电路的最小功率为0.625W。
16．（1）；9V；（2）1.35W；（3）
【详解】解：（1）灯泡L标有“10V 5W”，表示灯的额定电压为10V，额定功率为5W，根据，灯泡的额定电流为

由欧姆定律，灯丝的电阻

当S闭合，单刀双掷开关S1接a，滑片置于某位置时，定值电阻与变阻器串联，电压表测变阻器（滑片以右电阻丝）的电压，电流表测电路的电流，根据欧姆定律，定值电阻R1的电压

由串联电路电压的规律，电源电压

（2）根据，当电路的电阻最大时，整个电路的总功率最小，因> R1，由串联电阻的规律，故当变阻器的最大电阻连入电路中（滑片移动到最左端）与RL串联时，此时电路的最大电阻

因电压表选用大量程，15V>9V，故电压表是安全的。滑动变阻器R2标有“40Ω 0.5A”字样，可知滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，电路的电阻越大，电路的电流越小，故灯、电流表和滑动变阻器此时都是安全的，因此，在保证电路安全的前提下，整个电路总功率的最小值

（3）根据可知，在电源电压一定时，电路的电流最大时，电路消耗的电功率最大。滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，小于电流表选用的量程，故S1接a，定值电阻与变阻器串联时，若电路的最大电流为0.5A，根据串联电阻的规律及欧姆定律，此时变阻器连入电路的电阻

即当变阻器连入电路的电阻为时，电路的最大电流可为0.5A；当S1接b时，灯泡与变阻器串联，当变阻器的滑片移动到最右端，变阻器连入电路的电阻为0时，由欧姆定律，电路的最大电流为

故当S1接b时，电路的最大电流为0.45A。根据可知，在电压不变时，电功率与电流成正比，当S1分别接a和b时，滑片从左端向右端滑动过程中，两次电路总功率最大值之比为

答：（1）灯丝电阻为，电源电压为9V；
（2）在保证电路安全的前提下，且电路中有电阻或小灯泡工作时，整个电路总功率最小值为1.35W；
（3）在保证电路安全的前提下，S1分别接a和b时，滑片从左端向右端滑动过程中，两次电路总功率最大值之比。
【点睛】本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的灵活运用，综合性强，难度较大，最后一问是难点，关键是确定电路允许的最大电流。