初中物理人教版（2024）九年级全册第2节 电功率课时练习

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册第2节 电功率课时练习，共115页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题（共20小题）：
1．在如图所示电路中，电源电压不变。闭合开关后，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为2W。下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡正常发光时的电阻为10Ω
B．滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C．电源电压为8V
D．滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率为3.2 W
2．如图所示的电路中，R为滑动变阻器，R0为定值电阻，电源电压为8V且恒定不变（不计温度对电阻的影响）．在滑片P从最右端滑向最左端的过程中，电压表与电流表的示数变化如图乙所示，则下面结论错误的是（ ）
A．R0阻值是5Ω
B．电路的最大总功率是12.8W
C．电路的最小总功率是0.8W
D．滑动变阻器的最大阻值是35Ω
3．如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为12V
B．电路的最小功率为2.4W
C．在滑片移动的过程中整个电路功率变化了4.8W
D．在滑片移动的过程中，滑动变阻器R1的功率与定值电阻R的功率的比值先变大后变小
4．如图所示，电源电压为4V，灯泡标有“3V 1.5W”字样，滑动变阻器R的规格为“70Ω 1A”，定值电阻R0＝10Ω，电压表量程“0～3V“，电流表量程为“0～0.6A”。在电路安全的情况下，下列判断错误的是（不计温度对灯丝电阻的影响）（ ）
A．灯泡L正常发光时的电阻为6Ω
B．只闭合开关S、S2，该电路的最小电功率是0.4W
C．只闭合开关S、S2时，1min 滑动变阻器R消耗的电能最大值是0.4J
D．只闭合开关S、S1时，滑动变阻器R允许接入电路的阻值范围是2～18Ω
5．如图甲所示的电路，两个电流表A1和A2的量程都为0～0.6A，定值电阻R0的阻值为50Ω。闭合开关后，在确保电路安全的前提下，将滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑动，在此过程中，获得两电流表示数的关系图像如图乙所示（实线部分）。下列说法正确的是（ ）
A．坐标轴I甲的数据为电流表A2的示数
B．滑动变阻器消耗的最小电功率为4.5W
C．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是50～100Ω
D．图像中a、b、c三点的数据分别为0.3、0.6、0.2
6．某甲醛监测设备的原理如图甲所示，电源电压恒为6V，R0为20Ω的定值电阻，R为甲醛敏感电阻，其阻值随甲醛污染指数变化的情况如图乙所示。用电压表示数反映污染指数，污染指数在50以下为轻度污染，50﹣100之间为中度污染，100以上为重度污染。以下分析正确的是（ ）
A．污染指数越小，电压表示数越大
B．污染指数为100时，电路中的电流为1.5A
C．污染指数越大，电路中消耗的总功率越大
D．污染指数为100时，电压表的示数为2.5V
7．多功能煲汤炖锅可以实现保温、慢炖、快炖三种功能，使用时可通过旋钮开关实现功能切换。如图是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为12V，四段电热丝电阻均为5Ω，保温、慢炖、快炖所需加热功率依次增大。下列说法正确的是（ ）
A．开关旋至“2”挡，开启保温功能
B．开启快炖功能，电路中的总电阻为10Ω
C．从快炖到慢炖，电路总电流变化2.5A
D．快炖与慢炖电路总功率之差为28.8 W
8．在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1＝8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的有（ ）
①定值电阻R2＝4Ω
②电源的电压为6V
③电压表的最大示数为4.5V
④滑动变阻器的最大电功率为2.25W
A．①②B．②③④C．①②④D．①③
9．在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1＝8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN同电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的有（ ）
A．电源电压为4V
B．电流表的最小示数为1.5A
C．电压表的最大示数为6V
D．总功率的最大值为9W
10．如图所示。电源两端电压不变，滑动变阻器的最大阻值为R2，当开关S闭合，S1、S2断开时，将滑动变阻器的滑片置于b端，此时电压表示数为U1，R3消耗的功率P为6.4W；当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表的示数为I1，电压表的示数为U2；当开关S、S1、S2都闭合时，将滑动变阻器的滑片置于中点，电流表的示数为I2。已知R1＝20Ω，I1：I2＝3：7，U1：U2＝2：9，则下列说法中正确的是（ ）
A．R3的阻值为30Ω
B．该电路可实现的最小功率为14.4W
C．电源电压为72V
D．三个开关都闭合，滑片置于b端时，总功率为104.4W
11．如图所示的电路，电源电压和定值电阻R1、R2的阻值保持不变，则下列说法错误的是（ ）
A．只闭合S1，滑片P向左移，电压表V1的示数不变，电压表V2的示数变小
B．只闭合S1和S3，滑片P向右移，电压表V1的示数变化量等于电压表V2的示数变化量
C．先闭合S1，保持滑片P在最右端，再闭合S2，电压表V2示数与电流表A示数比值变大
D．所有开关都闭合，滑片P向右移，电路消耗的总功率变小
12．如图所示，电源电压恒为4V，R1、R2是阻值均为10Ω的定值电阻，R是规格为“20Ω 0.5A”的滑动变阻器，a、b是实验室电流表或电压表，电流表以小量程接入电路，电压表以大量程接入电路。当只闭合开关S、S1时，a、b指针均明显偏转，将位于中点的滑片P向左移动，a的示数不变，b的示数有变化。以下说法正确的是（ ）
①a一定为电流表，b可能为电流表
②只闭合开关S、S2，移动滑片P，a示数变化量与b示数变化量的比值可能等于R1
③只闭合开关S、S2，在电路安全范围内移动滑片P，电路总功率最大值可能为2W
④若将b换为另一种电表，只闭合开关S、S2，滑片P向右移动，R2消耗的功率可能不变
⑤若将a、b位置互换，只闭合开关S、S2，R1消耗的功率可能为0.2W
A．①③④B．②④C．②③⑤D．③④
13．如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图.其中S为激光源，R1为光敏电阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R2为定值保护电阻，a、b间接“示波器”（示波器的接入对电路无影响），水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S与R1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住，若传送带上的产品为均匀正方体，示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示。已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V，保护电阻R2的阻值为400Ω.则（ ）
A．有光照射时光敏电阻R1的阻值为400Ω
B．有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为1：2
C．有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1：2
D．每0.5h通过S与R1之间的产品个数为3000个
14．物理兴趣小组的同学，为了探究滑动变阻器的电流、电压关系，按照如图甲的电路进行实验。组装好电路后，闭合开关，让滑片P从最右端开始向左滑动，测量滑片到最右端的距离X，同时观察电压表、电流表的示数，记录数据并绘制图像。电压表读数U与X的关系如图乙所示，电流表读数I与X的关系如图丙所示。根据题目信息，以下说法中（ ）
①由图像可知，电源电压3.0V，滑动变阻器出现了断路故障，且断点位置X＝5cm
②滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化2Ω
③滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是20Ω
④若电流表的量程为0～3A，则此电路的最大功率可达4.5W
A．只有①③正确B．只有②④正确
C．只有①④正确D．只有①②④正确
15．灯泡L标有“6V”字样，为探究其工作时的特点，小刚利用图甲所示的电路进行实验，其中电源电压保持不变，滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”。闭合开关后，将变阻器的滑片P从a端向右缓慢移动，直到电压表示数达到6V时为止。图乙是用获得的实验数据作出的I﹣U图象，下列判断正确的是（ ）
、
A．闭合开关，在移动滑片P的过程中，灯L的最小电阻为10Ω
B．变阻器的滑片P移到b端时，灯L正常发光且灯的额定功率为3.6W
C．灯L与5Ω的定值电阻R1并联接入电压为6V的电路，电路总功率为7.2W
D．灯L与10Ω的定值电阻R2串联接入电压为9V的电路，R2每秒消耗电能为2.5J
16．如图所示，电源电压为9V保持不变，R0标有“20Ω 0.4A”，电压表V1的量程为0～15V，V2的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A。第一次实验闭合开关S1、S2，断开S3，将R2的滑片置于最右端不动，移动R1的滑片，当R1的滑片在最右端时，电压表的示数为4.5V，电路消耗的总功率为P。第二次实验闭合开关S3，断开S1、S2，在电路安全的前提下移动R2的滑片，当R2的滑片在中点时，电压表的示数为3V，第二次实验电路消耗的最大总功率为P'。以下5个结论正确的是（ ）
（1）R2的最大阻值为60Ω
（2）两次实验中，P：P'＝3：8
（3）第一次实验中，向右移动R1的滑片，R1消耗的功率变小
（4）第二次实验中，电压表的示数变化范围为1.8V～3V
（5）第二次实验中，电路消耗的总功率范围为0.81W～1.35W
A．（1）（2）（4）B．（2）（4）（5）C．（2）（3）（5）D．（2）（4）
17．如图甲所示，电源电压不变，第一次闭合开关S1、S4，断开S2、S3，滑动变阻器R2的滑片置于最右端，R1的滑片从最左端滑至最右端；第二次闭合开关S2、S3，断开S1、S4，将滑动变阻器R2的滑片从阻值最大处移到小灯泡正常发光处。两次过程中电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。保证电路安全的前提下，下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压为8V
B．R1的最大阻值为40Ω
C．任意闭合开关，电路的最大功率与最小功率之比为5：1
D．闭合开关S2、S3，断开S1、S4，保证电路安全的前提下，R2的变化范围为4～40Ω
18．如图所示，将标有“6V 3W”和“3V 3W”的两个小灯泡L1、L2按照甲、乙两种连接方式先后接入电源电压恒为12V的电路中，灯丝电阻不随温度变化。闭合开关S，调节滑动变阻器使其中一个灯泡正常发光，则（ ）
A．甲电路中L1、L2的亮度相同
B．乙电路中滑动变阻器的阻值为9Ω
C．甲电路中通过滑动变阻器的电流为1.5A
D．L1在甲、乙两电路中的实际功率之比为4：1
19．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．只闭合开关S2，灯泡L1和灯泡L2的实际功率之比为4：1
C．只闭合S2与只闭合S3时，灯泡L2消耗的电功率之比为16：25
D．闭合开关S2、S3，断开开关S1，在10min内灯泡L2消耗的电能为900J
20．如图所示的电路中，电源电压恒为18V，小灯泡L标有“6V 3.6W”的字样，滑动变阻器R1的规格为“90Ω 1A”，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，当只闭合S0、S2和S3，将滑动变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数为1A。不考虑灯丝电阻的变化，在保证电路中各元件安全的情况下，则下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R2的阻值为20Ω
B．只闭合S1、S2，断开S0、S3，R1接入电路的阻值范围是20Ω～90Ω
C．只闭合S1、S2，断开S0、S3，小灯泡L的电功率的变化范围是3.324W～3.6W
D．闭合开关S0、S2、S3，断开S1，整个电路消耗的电功率的变化范围是14.4W～28.8W
二、填空题（共16小题）：
21．小南月初查看家里电能表示数为9546.2kW•h，月末查看时电能表读数如图所示，他家这个月消耗的电能为 kW•h；若只让一个标有“220V，1500W”的电热水器正常工作20min，则电能表的铝盘转了 转。
22．如图电路，电源电压不变，R1为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最右端移动到最左端的过程中，电压表和电流表的示数变化情况如乙图所示，滑动变阻器R2的最大阻值是
Ω；滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数为 A。
23．有一种亮度可以调节的小台灯，其电路如图1，电源电压为24V，灯泡L的额定电压为24V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图2所示，当灯泡正常发光时，灯丝的电阻为 Ω，调节滑动变阻器R，使灯泡的功率为3.6W时，滑动变阻器R连入电路的阻值是 Ω。
24．如图所示，AB间电源电压为220V且恒定不变，把“220V 100W”的白炽灯泡用长导线接在离电源较远的C、D两点间时，小灯泡的实际功率为81W（设灯泡电阻不随温度变化）。则灯泡两端此时的实际电压为 V，AC和BD导线上损失的功率为 W。
25．如图所示，定值电阻R1标有“5Ω 2A”的字样，滑动变阻器；R2标有“20Ω 3A”的字样，电流表A1、A2的量程均为0～3A，电压表量程0～15V，在a、b间接入电压可调的电源。闭合开关S后，为保证电路安全，则允许的最大电源电压为 V，电路的最大功率是 W。
26．如图所示电路，电源电压恒为8V，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“6V 3W”字样。若闭合开关，两电表示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不超过额定值，不考虑灯丝电阻变化，灯L正常工作时，滑动变阻器的功率为
W。为了保证电路中各元件安全工作，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是 Ω。
27．如图所示，电源电压不变，开关S闭合，当滑动变阻器的滑片P滑至a端时，电流表的示数为2.0A，电压表的示数为12V，则电源电压为 V；当滑片P滑至中点时，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为P2；当滑片P滑至b端时，R1消耗的功率为P1'，R2消耗的功率为P2'，P1：P1'＝16：9，当滑片处于b端时R2消耗的功率P2'＝ W。
28．如图所示，电源电压保持不变，L1上标有“1.2V ？W”，L2上标有“9V ？W”。设灯丝电阻不随温度改变，闭合开关S1后，当开关S接“1”，滑处P在最左端时，电压表示数为5.4V，L1此时的实际功率是额定功率的14；当开关S接2时，在中点，电压表示数为2V。若将L1和L2串联后接在该电源上时，电路中电流为0.2A。则电源电压为 V，如图的电路中滑动变阻器可能达到的最大功率为 W。
29．如图所示，当把B、D两点接在电源两端，闭合S1断开S2和S3，电路中电流为I1，R1两端电压为U1，当把E、F两点接在同一电源两端，闭合S3，断开S1和S2，通过电源的电流为I2，EF两点间电压为U2；当把F、D两点接入同一电源两端，闭合S1，断开S2和S3时，R2的功率为2.7W，已知U1：U2＝3：4，I1：I2＝1：4，则R1：R2＝ ；当把B、F两点接在同一电源两端，S1、S2、S3均断开，R3的功率P3＝ W。
30．如图甲所示的电路中，电源电压不变，灯泡RL的阻值小于变阻器R2的最大阻值，且R1的阻值是灯泡电阻RL的两倍，灯泡电阻不随温度发生变化。现只闭合S2，滑动变阻器滑片P从a端滑到b端的过程中，变阻器R2的电功率与它两端电压的关系图线如图乙所示，滑动变阻器滑片到达b端时，R2的功率为此时电路总功率的70%，则此时RL：R2＝ ；若同时闭合S1、S2、S3，电路消耗的最小总功率为 W。
31．如图电路中，电源电压可调，灯L上标有“3V 1W”的字样，R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2上标有“30Ω 1A”的字样，两表的量程分别是0～3A和0～15V。闭合S1，S2，S3，调节电源电压使灯L正常发光，则此时灯L的阻值为 Ω。当只闭合开关S2时，移动滑片P，保证电路安全前提下，要求至少有一个电表示数不低于量程的一半，则电源可调的最高电压与最低电压的差值为 V。
32．如图所示的电路中，电源电压和灯丝电阻保持不变，灯泡L上标有“12V 6W”，电流表量程为0～3A，电压表量程为0～3V。只闭合开关S、S3，滑片置于最左端时，电压表示数为2V，电流表示数为0.5A，电路的总功率为P1；再闭合开关S2，移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值的35，此时电路的总功率为P2，且P1：P2＝1：2。则R1＝ Ω；通过调节滑片位置及开关状态，该电路安全工作时的最大功率和最小功率的比值为 。
33．如图所示电路，电源两端电压保持不变，灯丝电阻不随温度变化。闭合开关S1、断开S2，滑动变阻器的滑片P移到阻值最大值处时，电流表的示数为I1；当开关S1断开、S2闭合时，电流表的示数为I2。已知I1：I2＝3：5。任意闭合或断开开关，电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3：1，则滑动变阻器的最大值R2与R1的比值R2：R1＝ ；断开S1，S2，滑动变阻器的滑片P在某点C时，变阻器接入电路的电阻为Rc，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，且U1：U2＝3：2，Rc的电功率为10W，则此时灯泡的实际功率为 W。
34．如图所示，电源电压U保持不变。当开关S2闭合、S1和S3断开，滑动变阻器R3的滑片在最右端时，电路的总功率为P1，再将滑片滑至最左端时，电压表V2的示数变为原来的三分之一，则R2：R3max＝ ；当开关S1和S3闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片从最右端滑至中点时，R3的功率减小了0.1W；当所有开关闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，电路的总功率为P2，两只电流表示数相差0.6A。已知P1：P2＝2：9，通过开关的通断和滑动变阻器滑片的移动，整个电路消耗的最小功率是 W。
35．如图甲所示的电路，滑动变阻器铭牌上标有“？1A”，电流表所用的量程为0～3A，两个电压表的量程均为0～15V。当只闭合开关S时，滑动变阻器滑片在最右端时，滑动变阻器两端的电压为U1，向左端逐渐调节滑片直至灯泡正常发光，此时滑动变阻器接入阻值为最大阻值的0.3倍，滑动变阻器两端的电压为U2，U1：U2＝8：3，电流表与两电压表示数变化如图乙所示，则电源电压为 V，闭合三个开关，将滑动变阻器滑片调至最右端后，电流表示数为0.75A。若任意闭合开关，保证电路中有电流且电路安全，则整个电路最大功率与最小功率的比值为 。
36．如图所示，电源两端电压不变。当闭合开关S和S2，断开开关S1和S3，滑片P滑到某一位置时，电压表的示数为U1，电阻R1与滑动变阻器的总电功率为P1＝4.2W，电流表的示数为I1；当闭合开关S、S1和S3，断开开关S2，滑动变阻器的滑片P滑到另一位置时，电压表的示数为U2，电阻R1的电功率为P2，电流表的示数为I2；U1：U2＝7：2，P1：P2＝7：4，则电流I1：I2＝ ；当闭合开关S，断开开关S1、S2和S3，滑片P滑到B端时，电阻R2的电功率为P3，电流表的示数为I3。已知R1：R2＝1：3，则电功率P3＝ W。
三、实验探究题（共14小题）：
37．现有下列器材：恒定电源（15V）、定值电阻（10Ω、20Ω、25Ω和30Ω各一个）、电流表（0～0.6A）、电压表（0～15V）、开关、滑动变阻器（100Ω 1A）和导线若干。小王设计了如图所示的电路图，探究“电流与电阻的关系”。
（1）小王连接电路后，闭合开关，发现电流表指针偏向零刻度线左侧，原因是 ，调整好电流表，在移动滑动变阻器的过程中，电流表的示数变大时，电压表的示数反而减小，你认为出现上述实验现象的原因是 ；
（2）按电路图改接好电路，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时小王眼睛应注意观察 （选填“电流表”或“电压表”）示数；
（3）实验过程中，他先将10Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为3V，断开开关，保持滑片位置不动，直接把R换成用25Ω的电阻接入电路，闭合开关，发现电流表读数 （选填“大于”、“等于”或“小于”）0.12A，为了继续完成实验，他应将滑片向 （选填“左”或“右”）移，直至电压表示数又为3V。此过程中，在前后两次电压表示数是3V的情况下，滑动变阻器的功率之比 ；
（4）他将10Ω、20Ω、25Ω三个定值电阻分别接入电路中，正确操作后，记下电流表的示数，分析数据可以得出结论：当电压一定时， ；
（5）接着他又将30Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，电压表示数都不能为3V。为顺利完成以上所有探究，他设计了如下四个调整方案，你认为不可行的是 。
A.如果只更换定值电阻，则更换的电阻阻值范围是5Ω～25Ω
B.如果只调整电压表的示数，则应控制电压表示数范围为4V～10V
C.如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值不小于120Ω
D.如果只更换电源，则更换的电源电压范围是3V～13V
38．小梁做“测定小灯泡电功率”的实验，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“20Ω 2A”，电源电压调为6V且保持不变，其他实验器材齐全且完好。
（1）小梁连接的实物图如图所示，闭合开关，发现灯 （选填“亮”或“不亮”），经检查发现接错了一根导线。请你在这根导线上打“×”，并补画出正确连接的那根导线；
（2）小梁进行多次实验，测得数据如表所示，则小灯泡L正常发光时的电功率为 W，老师发现表格中第 次数据是编造的；
（3）对实验现象进一步分析可知：小灯泡的实际功率越大，小灯泡亮度越大。但小梁同学发现：标有“220V 8.5W”的LED灯与标有“220V 60W”的普通白炽灯都正常发光时，亮度几乎相当。请分析造成这一现象的原因可能是 （填序号）；
A.两灯的实际功率相同
B.相同时间内，电流通过两灯做功不同
C.两灯将电能转化为光能的效率不同
（4）根据表格中的数据推测：当电流为0.15A时，小灯泡的实际功率最有可能的是 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）；

（5）另一组的花花设计了测量定值电阻的电路，如图，她想将电流表直接改装成测电阻的欧姆表。所用实验器材有：电源（电压6V），电流表（量程0～0.6A），滑动变阻器。
①她将滑动变阻器调至10Ω接入，且保持不变，在M、N之间接入待测电阻Rx，依据Rx与I的对应关系，在电流表表盘原来的刻度线处标上对应的阻值，下列标记正确的是 。
②该装置使用一段时间后，电源电压减小，这将导致电阻的测量值 （填“偏小”、“不变”或“偏大”）。
39．小亮来到物理实验室，利用图甲所示电路：电压恒为4.5V的电源，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻，铭牌上标有“25Ω，21A”的滑动变阻器，电压表，电流表，开关，导线完成了“探究电流与电阻关系“实验。
（1）闭合开关前，滑动变阻器滑片应调到 （填“左”或“右“）端。
（2）他将5Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关移动滑片P发现，电流表、电压表均有示数，且示数始终不变。其原因可能是 （只填序号）。
A.R短路 B．R断路 C．滑动变阻器短路
（3）他将定值电阻分别单独接入电路中，保持定值电阻两端电压为1.5V，最多可以完成 次实验。要想完成整个实验，需要最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
（4）通过实验可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。
（5）小亮还了解到：电源内部也有电阻，简称内阻；可以把电源看成由一个电压为E的理想电源与一个阻值为r的电阻串联而成，如图乙所示。
①为了测量E和r，小亮设计了如图丙所示电路。已知R1＝1.5Ω，R2＝2.5Ω，当闭合开关S、S1断开开关S2时，电压表的示数为4.5V；当闭合开关S、S2，断开开关S1时，电压表的示数为5V。则理想电源电压E＝ V，电源的内电阻r＝ Ω。
②小亮想到用图像反映物理量间的变化关系是物理学研究的常用方法，于是他设计了如图丁所示电路，电路中使用的是“电源1”，通过改变电阻箱的阻值，测出多组电压、电流的数据，作出电压与电流的关系图像；再换用“电源2”，其余元件不变，重复上述操作，作出了另一条电压与电流的关系图像，如图戊所示，由图像可知“电源1”的内阻r1 “电源2”的内阻r2（选填“＞”、“＜“或“＝”）。
40．小亮想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关。于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L1，接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图甲所示的电路开始探究。
（1）连接电路时开关应 ，若小亮连接电路后闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，灯L1亮度很微弱，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是 。
（2）小亮排除故障后，继续进行实验：
①闭合开关，移动滑片，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如表；
②当电压为2.5V时电流如图乙所示，则L1的额定功率为 W。
（3）小亮注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的结论是：小灯泡的亮度是由 决定的。
（4）小亮还想测额定电压3.8V的灯L2的额定功率，但0～15V量程已经损坏，小亮灵机一动，重新连接了电路，也测得了小灯泡L2的额定功率。请你用笔画线代替导线帮他把电路（如图丙）连接完整。
（5）同组的小江同学，向老师借了一个10Ω的定值电阻R0，没用电压表，也测量出了L2的额定功率（如图丁），请你将下列实验过程补充完整；
① （填S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电流表示数为 A；
②闭合S、S1，断开S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，记录电流表的示数为I；
③小灯泡L2额定功率的表达式P额＝ （用你测量物理量的字母和已知量来表示）。
41．在“探究电流与电阻的关系”的实验中，提供的器材如下：电源电压恒为4.5V，五个定值电阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω）、R4（20Ω）、R5（25Ω），标有“50Ω1A”的滑动变阻器R、电压表（可用量程：0～3V、0～15V）、电流表（0～0.6A）、开关各1只，导线若干。
（1）小赵同学设计了如图甲所示的实验电路，电路连接完毕，闭合开关S，发现电流表有示数，电压表无示数。若电路故障只出现在R1或R上，则电路故障可能是： （选填“A”、“B”、“C”或“D”）；A.R1断路；B.R1短路；C.R断路；D.R短路
（2）排除电路故障后，将滑动变阻器的滑片P移到最 端（选填“左”或“右”），闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数为2.5V时，电流表的示数应为 A；
（3）分别用定值电阻R2、R3、R4、R5依次替换R1，重复（2）的实验步骤。根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像，如图乙所示，由图像可得出的结论是：电阻两端电压一定时，电流与电阻成 比。
（4）完成步骤（2）后，断开开关，用R2替换R1，不调节滑片，闭合开关，发现电压表示数 2.5V（选填“大于”或“小于”），应向 （选填“左”或“右”）移动滑片P才能达到实验要求；
（5）为完成该实验探究，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为 Ω；
（6）在使用电阻R1、R3完成实验的过程中，当电压表示数为2.5V时，滑动变阻器R消耗的电功率分别为P1、P3，则P1：P3＝ 。
42．小明做“测定小灯泡电功率”的实验，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“20Ω 2A”，电源为电压可调的学生电源，其他实验器材齐全且完好。
（1）小明连接的实物图如图1所示，闭合开关，发现灯 （选填“亮”或“不亮”），电流表 （选填“有”或“无”）示数；
（2）经检查发现接错了一根导线。请你在这根导线上打“×”，并补画出正确连接的那根导线；
（3）电路连接正确后，小明选用“6V”挡电源电压，将滑片调到最大阻值，闭合开关。某次实验时，发现小灯泡发光较亮，电压表、电流表的示数分别如图2（a）（b）所示，此时电路中的电流为 A，小灯泡的实际功率 （选填“大于”“小于”或“等于”）额定功率；
（4）小明进行多次实验，测量的数据如表所示，则小灯泡L正常发光时的电功率为 W，老师发现表格中第 次数据是编造的；
（5）根据表格中的数据推测：当电流为0.12A时，小灯泡的实际功率最有可能的是 （选填“A”、“B”“C”或“D”）；

（6）小明在原有器材的基础上，增加了阻值已知的定值电阻R0、电阻箱R和一个单刀双掷开关，电源电压未知且恒定不变。设计了几种单表测量该灯泡额定功率的电路图，如图3所示，其中符合要求的两项有 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）。
43．小昊同学在“探究电流与电阻的关系”的实验时，选用如下器材：电源电压为6V（电压可调）、标有“25Ω1A”的滑动变阻器、电流表、电压表、开关、5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个、导线若干，实验过程中控制定值电阻两端电压为2V不变。
（1）图甲是小连接的部分实验电路，请将电路补充完整。
（2）连接电路后，某次实验时，经正确调节后，电流表的示数如图乙所示为 A，此时连入电路的定值电阻是 Ω。
（3）接着小昊保持滑片的位置不变，将5Ω电阻接入电路，他应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）调节，直到电压表示数为U1＝2V，读取电流表的示数。更换为20Ω的电阻后，未移动滑片就立即闭合开关，电压表示数为U2，则U2 4U1（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（4）当将20Ω电阻接入电路时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验，为了完成本次实验，可调节电源电压在 范围。
（5）图丙为实验数据画出的I﹣R关系图，由图可得出的结论是 。
44．在“测量小灯泡的功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为3V。
（1）如图甲，连线时开关应处于 （选填“闭合”或“断开”）状态，闭合开关前，应将变阻器滑片滑到 端（选填“A”或“B”）。
（2）按照图甲正确连好电路，闭合开关，小灯泡不亮，两表指针均有偏转，造成该现象的原因不可能的是 。
A.小灯泡短路 B.小灯泡两端电压太小 C.滑动变阻器阻值太大 D.电源电压太小
（3）移动滑片，使小灯泡正常工作，读出此时电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为
W。根据实验数据画出小灯泡I﹣U关系图象如图乙（坐标轴上的数值已被擦除），分析图象可知，当小灯泡两端电压减小时，小灯泡的电阻 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）当小灯泡两端电压为2V时，实际功率在以下哪个范围内 。
A.P实＜0.48W ＜P实＜0.6W
＜P实＜0.75W D.P实＞0.75W
（5）实验结束后，小杜继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，则她画出的U﹣I图象应为图丙中的虚线 （填“①”、“②”或“③”）。
45．为了探究“小灯泡亮度与实际功率”的关系，某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路，实验器材有标有“2.5V”字样的L1小灯泡，标有“2V ？A”的小灯泡L2，电源电压6V不变，可供选用的滑动变阻器有“10Ω 1A”的R1、“50Ω 1A”的R2和“800Ω 1.5A”的R3。
（1）在实验前检查仪器时，发现电流表的指针如图乙所示，则他接下来的操作是 ；
（2）电路正确连接后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，你认为造成这一现象的原因可能是 。（选填字母）
A．电流表断路 B．小灯泡短路
C．小灯泡灯丝断了 D．滑动变阻器短路
（3）排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学从“0～15V”量程的刻度线看出指针停在10V处，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 移（选填“左”或“右”）直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则L1小灯泡的额定功率是 W。测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该实验所测小灯泡电功率偏 （选填“大”或“小”）。
（4）根据收集到的实验数据，同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中，勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，他根据多组实验数据描绘出的I﹣U图像如图丁所示，主要原因是：灯丝电阻随温度而变化，若L1小灯泡的额定功率P0与某次工作时的实际功率P1满足P0＝4P1，则以下关于额定电压U0与实际电压U1的数值关系，你认为最有可能的是 。
A．U0＝1.5U1 B．U0＝2U1
C．U0＝3U1 D．U0＝4U1
（5）若实验时调节灯泡L1正常发光后，小明再用标有“2V？A”的小灯泡L2替换L1，再次调节滑动变阻器让L2正常发光，若前后两次L1与L2的功率差△PL与滑动变阻器的功率差△P滑相等，则L2的额定功率为 W；
（6）完成上述试验后，小明又找来10Ω、15Ω、20Ω的电阻各一个，重新选择上面提供的实验仪器和量程并设计好电路，准备探究“电流与电阻的关系”的实验，他将定值电阻的控制电压设定为2V，接入电阻后，发现无论怎么调节滑动变阻器的滑片，电压表的指针都无法准确指在2V的刻度线上，发生这种现象的原因可能为 。
A．控制电压为2V太低；
B．电源电压为6V太高；
C．选择了R3接入电路进行实验。
46．如图甲，是小勇实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图，电源电压恒为6V。电压表、电流表无损坏，有阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω定值电阻5个。
（1）小勇根据图甲所示电路图，将图乙中的实验器材连接成实验电路，小明在检查时认为，从实验目的来看，实验电路上有一根导线连接错了，建议改线。请在接错的那根线上打“×”，另画一根导线，使电路连接正确；
（2）实验过程中，需要改变定值电阻，观察电流的变化，为了科学地得出实验结论，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察 （选填序号）；
A．变阻器滑片 B．电压表 C．电流表 D．电源
（3）某次实验，电流表示数如图丙，为 A，更换电阻R，合上开关后，电压表示数为0，电流表示数正常，其原因可能是 。
（4）在老师的引导下，他们将5次实验数据描绘在图丁中。由图可知，图中阴影部分面积表示的物理量是 （选填序号）。
A．电流 B．电压 C．电阻 D．电功率
（5）实验中，每次需要将电压表调为 V，实验中，滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。他们选择哪个滑动变阻器最合适 。
A．10Ω0 5A B．50Ω0.5A C．50Ω1A D．200Ω1A
（6）该实验装置还可以用来测量定值电阻的阻值，实验时也需要利用滑动变阻器多次测量，在这两个实验中多次测量的目的是 （选填“相同”、“不相同”）的。
47．三组同学在“测量小灯泡电阻”的实验中，用到以下器材：额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器R1“40Ω1A”、R2“60Ω0.5A”、电流表（0∼0.6A）、电压表（0∼3V）、学生电源（电压恒为6V）、开关、导线若干。
（1）用笔画线代替导线将图甲的实物电路补充完整（要求滑片右移灯泡变暗，且导线不交叉）；
（2）本实验的原理是： ；
（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于 ；
（4）第一小组的小明在连线时刚连好最后一根线，灯泡立即发出微弱的光，则它的操作中存在的问题是 ；
（5）重新实验后，小明移动滑片P，当电压表的示数为2V时，若想测量小灯泡正常工作时的电阻，滑动变阻器应向 （选填“左”或“右”）移动，使电压表的示数达到灯泡额定电压时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常工作时的电阻为 Ω（保留一位小数）；图中电压增大时，电压与电流的比值 （选填“增大”、“不变”或“减少”），这是因为小灯泡的电阻受 的影响。
（6）小明根据实验中获得的6组数据绘制的小灯泡的“I﹣U”图象如图丙所示，则本实验中小明选择的滑动变阻器是 ，（选填“R1”或“R2”）。
（7）小明完成“测量小灯泡电阻”的实验后，它们组的同学又找来了一些实验器材，设计出如图丁电路图，测量位置电阻的阻值，操作过程如下：
第一步：先将滑动变阻器R的滑片调到适当位置，单刀双掷开关S2合向a，然后闭合开关S1，读出此时电压表和电流表的示数U1、I1；
第二步：保持滑动变阻器滑片位置不变，将单刀双掷开关S2合向b，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2；
根据以上记录数据写出被测电阻Rx的表达式Rx＝ 。
48．小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时，他用图甲所示的电路进行实验，实验中用到3节新的干电池，有五个定值电阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω）、R4（20Ω）、R5（25Ω），滑动变阻器最大阻值为15Ω，定值电阻两端的电压始终保持2.5V不变。
（1）请用笔画线代替导线，将甲图中实物电路连接完整（导线不得交叉）。
（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 端（选填“A”或“B”）。另一组的同学连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现电流表示数增加时，电压表示数在减小，出现这种现象的原因是 。
（3）解决上述问题后，在实验过程中，把电阻R2接入电路时，电流表如图乙所示，则滑动变阻器的滑片应向 端移动（选填“A”或“B”），使电压表示数满足实验要求。
（4）当R5接入电路时，小明无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数满足实验要求，若更换滑动变阻器，则需要更换阻值不小于 Ω且允许通过的电流不小于 A的滑动变阻器，才能完成实验。
（5）该电路还可以用来“测量小灯泡的电功率”，小明将额定电压为2.5V的小灯泡替换定值电阻后，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电流表的示数也如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。在初中学习阶段，我们通常把电流表的电阻近似看作为0，把电压表看作为开路，这是一种理想模型。实际上，电流表也有一定的阻值，电压表中也有较小的电流，因此，小明认为使用该电路所测得的额定功率会 小灯泡的真实额定功率（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（6）小明另设计了一个电路，也可用于测量小灯泡的额定功率，如图丙所示。实验中，用到另一规格额定电压也为2.5V的小灯泡，电源电压保持4.5V不变，R0为阻值为10Ω的定值电阻，连接好电路后进行如下操作：
①断开开关S1，闭合开关S和S2，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为 V；
②保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S2，闭合开关S和S1，读出电压表示数为3V；则该小灯泡的额定电功率为 W。
49．小华要测定标有“2.5V”小灯泡正常发光时的电功率，连接了如图甲所示的电路。电源电压为5V，所用滑动变阻器的规格为“25Ω 0.6A”。
（1）同组的小霞发现小华的电路连接有错误，如果此时闭合开关，观察到的现象是 。
A．小灯泡不发光，电流表有示数 B．电流表有示数，电压表无示数
C．小灯泡发光，电压表有示数 D．小灯泡不发光，电压表示数超过量程
（2）若图甲中只有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连接。
（3）小华将电路改接正确后，将滑动变阻器的滑片P置于 （选填“A”或“B”）端，再闭合开关，调节滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的功率是 W。
（4）小华还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得的数据绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图丙所示，根据图象可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻随温度升高而 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）①同组的小明同学还想探究“当电压一定时，电流与电阻的关系”，于是将图甲中的小灯泡换成四个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻，其余连接均不改变。
②小明先把5Ω的电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为1.5V，读出电流表示数；再将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，为了使电压表的示数仍为1.5V，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，读出电流表的示数。
③之后小明用15Ω的电阻替换10Ω的电阻接入电路中，此时无论他怎样移动滑片，都无法将电压表示数调到1.5V，为了用以上4个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制定值电阻两端的电压在 ～ V范围内。
50．小欣同学在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时，准备以下器材：电源电压为4.5V且保持不变，电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、滑动变阻器（20Ω 1A）、五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、开关、导线若干。根据如图的电路图进行实验
（1）导线连接之前，开关S应该 （选填“断开”、“闭合”）；
（2）将电路连接正确后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，
原因可能是 。
（3）探究电流与电压的关系时，小欣通过调节滑动变阻器滑片P，测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如下表所示。
梁老师看到小欣的数据后说小欣的实验操作中存在问题，并且其中有一组数据是错误的。
小欣在实验操作中存在的问题是 。
请你帮他分析出错的是第 次，原因是 。
去掉出错的实验数据，分析可得到的结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
（4）接着小欣又探究电流与电阻的关系，他只更换定值电阻，其余连接均不变。其实验步骤如下：
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻，移动滑动变阻器的滑片，使得电压表示数为U0＝2V，记录电流表示数；
②断开开关，用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻再闭合开关，他应该将滑动变阻器的阻值 （选填“调大”或“调小”）直到电压表示数为U0，再记录电流表示数；
③断开开关，用25Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻再闭合开关，他调节滑动变阻器的阻值，发现电压表示数始终不能调为U0．为完成五次探究，小欣设计了如下三个调整方案，你认为不可行的是 。
A．如果只调整电压表的示数，则应控制电压表示数U0的范围为2.5V～3V
B．如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值不小于25Ω，最大电流不小于0.4A
C．如果只更换电源，则更换的电源电压范围是2V～3.6V
四、计算题（共10小题）：
51．小超研究了家里的智能多功能热菜板，如图甲，发现该热菜板有“高温挡”、“中温挡”、“低温挡”三种加热功能，已知正常工作时：高温挡功率为440W，中温挡功率为220W。其电路原理如图乙，通过开关S1和S2的不同接法组合，实现三挡加热功能（R1、R2均为加热电阻）。求：
（1）R1的大小；
（2）热菜板在“低温挡”正常工作时的功率；
（3）某次使用时，小超断开家中其他所有用电器后，先让热菜板以“高温挡“工作110s，后转“低温挡”工作440s，观察到标有“1800r/（kW•h）”的电能表转盘在这550s内转了40转，热菜板工作的实际电压是多少。
52．如图所示，是某科技小组设计的调温电路原理图，灯泡L的额定电压为6V，滑动变阻器R的铭牌上标有“200Ω1A”字样，电流表的量程为0∼0.6A，电压表的量程为0∼15V。当只闭合开关S1、滑动变阻器接入电路的阻值为40Ω时，灯泡L恰好正常发光，此时电流表示数为0.3A；若保持滑片P的位置不变，只闭合开关S2时，定值电阻R0和滑动变阻器R的实际功率之比为1：4（不考虑灯丝电阻变化）。求：
（1）电源电压；
（2）电阻R0的阻值；
（3）只闭合开关S2时，在保障电路安全工作下，滑动变阻器R的阻值变化范围是多少。
53．如图甲所示的电路，电源电压保持不变，小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样，其R﹣U图像如图乙所示，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。当只闭合开关S、S2和S3，将变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数为0.45A。
（1）求小灯泡的额定功率；
（2）当只闭合开关S、S2和S3时，求整个电路消耗的最大功率；
（3）当只闭合开关S和S1时，在保证各元件安全工作的情况下，求滑动变阻器R1允许的取值范围。
54．如图（a）所示电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V 0.5A”字样，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器R1的最大阻值20Ω，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片P，得到电流表与电压表示数关系如图（b）所示。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）电源电压及定值电阻R2的阻值；
（3）只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图（c）所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围。
55．实验室里有一个标有“6V 3W”的小灯泡L1（不计L灯丝电阻变化）和一个标有“6V”的小灯泡L2，将它们连接到图甲所示电源电压可调的电路中，其中通过L2的电流与电压的关系如图乙所示，电流表、电压表均使用大量程（0～3A，0～15V），开关均闭合时，滑片P置于最右端时，调节电源电压使小灯泡L2正常发光，电流表的示数为1.1A。求：
（1）L2正常发光时的电阻。
（2）滑动变阻器的最大阻值。
（3）灯泡L1，正常发光且电路元件均安全的条件下，电源电压的可调节范围。（电路中最多两个用电器工作）
56．如图甲所示，已知电源电压为6V，小灯泡标有“4V 2W”。R1为滑动变阻器，R2定值电阻，忽略灯丝电阻受温度的影响。求：
（1）灯丝电阻为多少？
（2）只闭合S和S1，移动滑片使小灯泡正常发光，此时的滑动变阻器消耗的功为多少？
（3）断开S和S1，调节电源电压，再闭合S和S2，将滑片P移至中点，发现电压表V的指针位置如图乙所示，将电源电压增大11.6V，并改变电压的量程，将滑片移至最右端，发现电流改变了0.6A，且电压表指针位置仍然如图乙所示。电路消耗的总功率变化量△P是多少？
57．如图所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器R1的规格为“20Ω 0.5A”，R2为定值电阻7.5Ω，R3＝15Ω，电压表V1和V2接入电路的量程均为0～3V，电流表接入电路的量程为0～0.6A。求：
（1）闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片P，使电流表的示数为0.3A。求此时R1接入电路的阻值是多少？
（2）闭合开关S和S1，求将滑片P从滑动变阻器R1的最左端移动到中点的过程中，电路的最小功率？
（3）若电源电压大小可调，闭合开关S和S2，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R1可接入的最大阻值是最小阻值的16倍，求此时电源电压是多少？
58．某物理兴趣小组设计了探测湖底未知属性的矿石密度的装置，其部分结构如图甲所示。电源电压未知，R0为定值电阻，滑动变阻器R的阻值随弹簧的拉力F变化关系如图乙所示，T为容器的阀门。某次探测时，用一个水下机器人在湖底取出矿石样品M并返回实验室后，将矿石样品M悬挂于P点放入容器中，保持静止状态。打开阀门T，随着水缓慢注入容器，电压表示数U随容器中水的深度h变化关系如图丙中的实线所示。在电压表示数从2V变为4V的过程中，电流表示数分别为0.4A和0.2A（弹簧电阻忽略不计，矿石M不吸水，ρ水＝1.0×103kg/m3）。求：
（1）定值电阻R0电阻值；
（2）在电压表示数从2V变为4V的过程中，总电功率的变化量；
（3）矿石M的密度。
59．如图甲所示，电源电压保持不变，R1是定值电阻，小灯泡L的额定电压是5V且灯丝电阻不随温度变化。当闭合开关S1、S3，断开开关S2，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数从2V变为4V的过程中，电路总功率变化了5W，其中电压表示数为4V时，电流表示数为0.5A；滑动变阻器R2的电功率P2与电压表示数U1的关系如图乙所示，滑动变阻器R2的滑片在a点、b点时，对应电压表示数为Ua、Ub，且Ub＝3Ua。求：
（1）定值电阻R1的阻值；
（2）电源电压；
（3）滑动变阻器R2的滑片在a点时，R2接入电路的电阻Ra；
（4）当闭合开关S1、S2，断开开关S3，滑动变阻器R2的滑片在中点时，小灯泡L恰好正常发光，其电功率为PL；当滑动变阻器的滑片在阻值最大处时，小灯泡L的电功率为P'L。则PL与P'L之比是多少？
60．如图所示，电源电压及灯泡电阻保持不变，小灯泡L标有“4V 1.6W”字样，电流表的量程为0～0.6A，当开关S1闭合，S2、S3断开，滑动变阻器R2的滑片P移到最大阻值处，此时电流为0.2A，当开关S1、S3断开，S2闭合，小灯泡正常发光，电压表V1和V2的示数之比为3：2。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？
（2）R1的阻值是多少？
（3）在保证电路安全情况下，通过开关的断开和闭合以及滑片位置的改变，滑动变阻器的最大功率为多少？
题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
20
16
14
0
10
60
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.2
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.22
0.24
0.26
0.28
0.30
次数
电压/V
电流/A
功率/W
1
1.6
0.16
0.16
2
2.5
3
3.0
0.32
0.96
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.3
1.7
2.1
2.5
2.8
电流I/A
0.22
0.24
0.26
0.28
0.30
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.51
1.01
1.51
2.01
2.51
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
人教版 八年级物理上册 第18章 《电功率》
电功率难题提升练习
一、选择题（共20小题）：
1．在如图所示电路中，电源电压不变。闭合开关后，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为2W。下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡正常发光时的电阻为10Ω
B．滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C．电源电压为8V
D．滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率为3.2 W
【答案】B
【解析】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W；
当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为2W，
由小灯泡消耗的功率变大可知，电路中的电流I＝0.3A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
由P＝UI可得，此时灯泡两端的电压：UL=PLI=，
当滑片P移到中点时，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，灯泡两端的电压变大，
由电压表示数变化了2V可知，此时灯泡两端的电压UL′＝UL+2V＝3V+2V＝5V，
因此时灯泡正常发光，且灯泡的功率PL′＝2W，
所以，由P＝UI=U2R可得，灯泡正常发光时的电阻：
RL=(UL′)2PL′=(5V)22W=12.5Ω，故A错误；
（2）当滑片P在最右端时，灯泡的电功率两端的电压UL＝3V，电路中的电流I＝0.3A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，由I=UR可得，电源的电压：U＝UL+IR＝3V+0.3A×R滑﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
当滑片P移到中点时，灯泡两端的电压UL′＝5V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：I′=UL′RL=5V12.5Ω=0.4A，
电源的电压：U＝UL′+I′×R滑2=5V+0.4A×R滑2−−−−−−−−−−−−②，
因电源的电压不变，
所以，3V+0.3A×R滑＝5V+0.4A×R滑2，
解得：R滑＝20Ω，故B正确；
电源的电压U＝UL+IR＝3V+0.3A×20Ω＝9V，故C错误；
（3）滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率：
PR＝I2R滑＝（0.3A）2×20Ω＝1.8W，故D错误。
故选：B。
2．如图所示的电路中，R为滑动变阻器，R0为定值电阻，电源电压为8V且恒定不变（不计温度对电阻的影响）．在滑片P从最右端滑向最左端的过程中，电压表与电流表的示数变化如图乙所示，则下面结论错误的是（ ）
A．R0阻值是5Ω
B．电路的最大总功率是12.8W
C．电路的最小总功率是0.8W
D．滑动变阻器的最大阻值是35Ω
【答案】C
【解析】解：由电路图可知，R0和R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，
（1）当滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电路为R0的简单电路，此时电路中电流最大，
由乙图可知，电路中的最大电流：I最大＝1.6A，
由I=UR可得，R0的阻值：R0=UI最大=8V1.6A=5Ω，故A正确；
电路的最大功率：P最大＝UI最大＝8V×1.6A＝12.8W，故B正确；
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，
由乙图可知，电路中的最小电流I最小＝0.2A，R两端的电压UR＝7V，
则滑动变阻器的最大阻值：R=URI最小=7V0.2A=35Ω，故D正确；
电路的最小功率：P最小＝UI最小＝8V×0.2A＝1.6W，故C错误。
故选：C。
3．如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为12V
B．电路的最小功率为2.4W
C．在滑片移动的过程中整个电路功率变化了4.8W
D．在滑片移动的过程中，滑动变阻器R1的功率与定值电阻R的功率的比值先变大后变小
【答案】C
【解析】解：（1）由图甲可知，滑动变阻器R1和定值电阻R串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流；
由图乙可知，当滑动变阻器的阻值R1＝10Ω时，它的电功率为1.6W，
由P＝UI＝I2R可得，此时电路中电流：I1=P1R1=1.6W10Ω=0.4A，
当滑动变阻器的阻值R1′＝30Ω时，它的电功率为1.2W，此时电路中电流：
I2=P2R1′=1.2W30Ω=0.2A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，
所以，由欧姆定律可得，电源的电压：
U＝I1（R+R1）＝I2（R+R1′），即0.4A×（R+10Ω）＝0.2A×（R+30Ω），
解得：R＝10Ω；
电源的电压U＝I1（R+R1）＝0.4A×（10Ω+10Ω）＝8V，故A错误；
当滑动变阻器的电阻最大时，电路的电流最小，最小为0.2A，
电路的最小功率为：P小＝UI小＝8V×0.2A＝1.6W，故B错误；
（2）根据电功率公式P=U2R可知，电源电压一定时，整个电路的电功率与总电阻成反比，
则滑动变阻器的阻值为0时，电路的总电阻最小，总功率最大，滑动变阻器的阻值为30Ω时，总电阻最大，总功率最小，
故Pmax=U2R=(8V)210Ω=6.4W，Pmin=U2R+R1大=(8V)210Ω+30Ω=1.6W，
则整个电路电功率的变化量ΔP＝Pmax﹣Pmin＝6.4W﹣1.6W＝4.8W，故C正确；
（3）滑动变阻器R1的功率与定值电阻R的功率的比值：P1P=I2R1I2R=R1R，由于R为定值，R1逐渐增大，R1R液逐渐变大，所以在滑片移动的过程中，滑动变阻器R1的功率与定值电阻R的功率的比值逐渐变大，故D错误。
故选：C。
4．如图所示，电源电压为4V，灯泡标有“3V 1.5W”字样，滑动变阻器R的规格为“70Ω 1A”，定值电阻R0＝10Ω，电压表量程“0～3V“，电流表量程为“0～0.6A”。在电路安全的情况下，下列判断错误的是（不计温度对灯丝电阻的影响）（ ）
A．灯泡L正常发光时的电阻为6Ω
B．只闭合开关S、S2，该电路的最小电功率是0.4W
C．只闭合开关S、S2时，1min 滑动变阻器R消耗的电能最大值是0.4J
D．只闭合开关S、S1时，滑动变阻器R允许接入电路的阻值范围是2～18Ω
【答案】C
【解析】解：A、由P=U2R可知灯泡正常发光时的电阻：RL=UL2PL=(3V)21.5W=6Ω，故A正确；
BC、闭合开关S、S2，断开开关S1时，滑动变阻器R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，
电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以此时定值电阻两端电压U0＝U﹣UR＝4V﹣3V＝1V，
此时电路中的电流：I小0=U0R0=1V10Ω=0.1A，
该电路的最小功率为：P小＝UI小0＝4V×0.1A＝0.4W，故B正确；
1min 滑动变阻器R消耗的电能为：
W＝I2Rt=(UR+R0)2Rt=U2Rt(R+R0)2=U2t(R+R0)2R=U2t(R−R0)2R+4R0，
当R＝R0＝10Ω时1min 滑动变阻器R消耗的电能最大，
最大值为：W大=U2t4R0=(4V)2×60s4×10Ω=24J，故C错误；
D、闭合开关S、S1，断开开关S2时，滑动变阻器R与灯泡L串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；
灯泡正常发光时的电流：IL=ULRL=3V6Ω=0.5A，
因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程为0～0.6A，
所以电路中的最大电流I大＝0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路的总电阻：
R总=UI大=4V0.5A=8Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以变阻器接入电路中的最小阻值：R小＝R总﹣RL＝8Ω﹣6Ω＝2Ω；
当电压表的示数UR＝3V时，电路中的电流最小，变阻器接入电路中的电阻最大，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以此时灯泡两端电压UL′＝U﹣UR＝4V﹣3V＝1V，
此时电路中的电流I小=UL′RL=URR大，即1V6Ω=3VR大，解得R大＝18Ω，
所以，滑动变阻器的取值范围是2Ω～18Ω，故D正确。
故选：C。
5．如图甲所示的电路，两个电流表A1和A2的量程都为0～0.6A，定值电阻R0的阻值为50Ω。闭合开关后，在确保电路安全的前提下，将滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑动，在此过程中，获得两电流表示数的关系图像如图乙所示（实线部分）。下列说法正确的是（ ）
A．坐标轴I甲的数据为电流表A2的示数
B．滑动变阻器消耗的最小电功率为4.5W
C．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是50～100Ω
D．图像中a、b、c三点的数据分别为0.3、0.6、0.2
【答案】C
【解析】解：A、闭合开关，两电阻并联接入电路，电流表A2测干路电流，电流表A1测通过滑动变阻器的电流，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以电流表A2的示数大于电流表A1的示数，由左图可知，当I甲＝0.3A时，I乙＝b＞0.45A，即：大于0.3A，所以坐标轴I甲的数据为电流表A1的示数，故A错误；
BCD、由图左可知通过滑动变阻器的最大电流为0.3A，此时通过干路的电流最大为0.6A，所以b＝0.6，则通过定值电阻的电流：I0＝I﹣I1＝0.6A﹣0.3A＝0.3A，
并联电路各支路两端电压相等，都等于电源电压，所以电源电压：U＝I0R0＝0.3A×50Ω＝15V；
由左图可知通过干路的最小电流为0.45A，此时通过滑动变阻器的最小电流：I1′＝I′﹣I0＝0.45A﹣0.3A＝0.15A，所以c＝0.15；
当滑动变阻器的电流为零时，a点的电流就是定值电阻R0的电流，为0.3A，故C错误；
由于通过滑动变阻器的最大电流为0.3A，则滑动变阻器的最小电阻为：
R滑小=UI滑大=15V0.3A=50Ω；
由于通过滑动变阻器的最小电流为0.15A，则滑动变阻器的最大电阻为：
R滑大=UI滑小=15V0.15A=100Ω，所以滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是50～100Ω，故C正确。
故选：C。
6．某甲醛监测设备的原理如图甲所示，电源电压恒为6V，R0为20Ω的定值电阻，R为甲醛敏感电阻，其阻值随甲醛污染指数变化的情况如图乙所示。用电压表示数反映污染指数，污染指数在50以下为轻度污染，50﹣100之间为中度污染，100以上为重度污染。以下分析正确的是（ ）
A．污染指数越小，电压表示数越大
B．污染指数为100时，电路中的电流为1.5A
C．污染指数越大，电路中消耗的总功率越大
D．污染指数为100时，电压表的示数为2.5V
【答案】C
【解析】解：由电路图可知，两电阻串联，电压表测定值电阻R0两端的电压；
A、由图像可知，污染指数越小，可变电阻的阻值越大，根据串联电路的分压特点可知，可变电阻分担的电压越大，
由串联电路电压的规律可知，定值电阻分担的电压减小，即电压表示数减小；故A错误；
BD、由图像可知，污染指数为100时，R的阻值为30Ω，则电路中的电流：I=UR+R0=6V30Ω+20Ω=0.12A，故B错误；
由I=UR可知，电压表的示数：U0＝IR0＝0.12A×20Ω＝2.4V，故D错误；
C、由图像可知，污染指数越大，可变电阻的阻值越小，总电阻越小，根据P=U2R可知总功率越大，故C正确。
故选：C。
7．多功能煲汤炖锅可以实现保温、慢炖、快炖三种功能，使用时可通过旋钮开关实现功能切换。如图是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为12V，四段电热丝电阻均为5Ω，保温、慢炖、快炖所需加热功率依次增大。下列说法正确的是（ ）
A．开关旋至“2”挡，开启保温功能
B．开启快炖功能，电路中的总电阻为10Ω
C．从快炖到慢炖，电路总电流变化2.5A
D．快炖与慢炖电路总功率之差为28.8 W
【答案】D
【解析】解：开关旋至“1”挡，两个电阻串联，此时电路总电阻：R串＝2R＝2×5Ω＝10Ω；
此时的总功率：P1=U2R串=(12V)210Ω=14.4W；
开关旋至“2”挡，只有一个电阻工作，
此时的总功率：P2=U2R=(12V)25Ω=28.8W；
开关旋至“3”挡，两个电阻并联，并联的电阻为：R并=12R=12×5Ω＝2.5Ω，
此时的总功率：P3=U2R并=(12V)22.5Ω=57.6W；
A、因此开关旋至“1挡”，为保温；接“2挡”时为慢炖，接“3挡”时为快炖，故A错误；
B、开启快炖功能，电路中的总电阻为2.5Ω，故B错误；
C、快炖时，两个电阻并联，总电流为：I并=UR并=12V2.5Ω=4.8A；
慢炖时，只有一个电阻，总电流为：I=UR=12V5Ω=2.4A；
则从快炖到慢炖，电路总电流变化：△I＝I并﹣I＝4.8A﹣2.4A＝2.4A，故C错误；
D、快炖与慢炖电路总功率之差为：△P＝P3﹣P2＝57.6W﹣28.8W＝28.8 W，故D正确。
故选：D。
8．在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1＝8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的有（ ）
①定值电阻R2＝4Ω
②电源的电压为6V
③电压表的最大示数为4.5V
④滑动变阻器的最大电功率为2.25W
A．①②B．②③④C．①②④D．①③
【答案】C
【解析】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由图乙可知，当R1＝2Ω和R1′＝8Ω时，滑动变阻器的电功率均为P1＝2W，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝UI＝I2R可得，两次电路中的电流分别为：I=P1R1=2W2Ω=1A，
I′=P1R1′=2W8Ω=0.5A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压恒定，
所以，由I=UR可得，电源的电压：U＝I（R1+R2）＝I′（R1′+R2），
即：1A×（2Ω+R2）＝0.5A×（8Ω+R2），
解得：R2＝4Ω，故①正确；
电源的电压：U＝I（R1+R2）＝1A×（2Ω+4Ω）＝6V，故②正确；
（2）由串联分压的规律可知，当变阻器R1接入电路中的电阻最大为8Ω时，电压表的示数最大，此时电路中的电流I′＝0.5A，
则电压表的最大示数：U1大＝I′R1′＝0.5A×8Ω＝4V，故③错误；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，电路中的电流：I″=UR+R2，
滑动变阻器消耗的电功率：
P1＝（I″）2R＝（ UR+R2）2R=U2(R+R2)2R=U2R2+2RR2+R22R=U2R2−2RR2+R22+4RR2R=U2(R−R2)2R+4R2，
所以，当R＝R2＝4Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，
则P1大=U24R2=(6V)24×4Ω=2.25W，故④正确，
综上可知，①②④正确。
故选：C。
9．在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1＝8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN同电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的有（ ）
A．电源电压为4V
B．电流表的最小示数为1.5A
C．电压表的最大示数为6V
D．总功率的最大值为9W
【答案】D
【解析】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由图乙可知，当R1＝2Ω和R1′＝8Ω时，滑动变阻器的电功率均为P1＝2W，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝UI＝I2R可得，两次电路中的电流分别为：
I=P1R1=2W2Ω=1A，I′=P1R1′=2W8Ω=0.5A，
滑动变阻器的最大阻值为R1＝8Ω，当滑动变阻器接入最大电阻时，通过电路的电流最小，所以电流表的最小示数为0.5A，故B错误；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压恒定，
所以，由I=UR可得，电源的电压：U＝I（R1+R2）＝I′（R1′+R2），
即：1A×（2Ω+R2）＝0.5A×（8Ω+R2），
解得：R2＝4Ω，
电源的电压：U＝I（R1+R2）＝1A×（2Ω+4Ω）＝6V，故A错误；
（2）由串联电路分压规律可知，当变阻器R1接入电路中的电阻最大为8Ω时，电压表的示数最大，此时电路中的电流I′＝0.5A，
则电压表的最大示数：U1大＝I′R1′＝0.5A×8Ω＝4V，故C错误；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，通过电路的电流最大，电路总功率最大，此时电路为R2的简单电路，
最大总功率P大=U2R2=(6V)24Ω=9W，故D正确。
故选：D。
10．如图所示。电源两端电压不变，滑动变阻器的最大阻值为R2，当开关S闭合，S1、S2断开时，将滑动变阻器的滑片置于b端，此时电压表示数为U1，R3消耗的功率P为6.4W；当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表的示数为I1，电压表的示数为U2；当开关S、S1、S2都闭合时，将滑动变阻器的滑片置于中点，电流表的示数为I2。已知R1＝20Ω，I1：I2＝3：7，U1：U2＝2：9，则下列说法中正确的是（ ）
A．R3的阻值为30Ω
B．该电路可实现的最小功率为14.4W
C．电源电压为72V
D．三个开关都闭合，滑片置于b端时，总功率为104.4W
【答案】B
【解析】解：开关S闭合，S1、S2 断开，滑片置于b端时，电阻R1、R2、R3串联接入电路。
开关S、S2闭合，S1断开时，电路为R1的简单电路。
开关S、S1、S2都闭合时，滑片置于中点时，电阻R1、R2、R3并联接入电路，电流表测通过电阻R1、R2的总电流。
已知R1＝20Ω，P3＝6.4W，I1：I2＝3：7，U1：U2＝2：9，设电源电压为U；
由欧姆定律得：I1I2=UR1UR1+UR22=R2R2+2R1=37−−−−−−−−①
U1U2=IR1U2=UR1+R2+R3×R1U=R1R1+R2+R3=29−−−−−−−−−②
P3＝I2R3=(UR1+R2+R3)2×R3＝6.4W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③，R1＝20Ω
解得：U＝36V，R2＝30Ω，R3＝40Ω。
开关S闭合，S1、S2 断开，滑片置于b端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，电阻R1、R2、R3串联接入电路，此时通过电路的电流最小，
最小电流I小=UR1+R2+R3=36V20Ω+30Ω+40Ω=0.4A，
该电路的最小总功率：P小＝UI小＝36V×0.4A＝14.4W，
开关S、S1、S2都闭合，将滑动变阻器的滑片置于b端时，该电路消耗的电功率：
P＝P1+P2+P3=U2R1+U2R2+U2R3=(36V)220Ω+(36V)230Ω+(36V)240Ω=140.4W。
故B正确，ACD错误
故选：B。
11．如图所示的电路，电源电压和定值电阻R1、R2的阻值保持不变，则下列说法错误的是（ ）
A．只闭合S1，滑片P向左移，电压表V1的示数不变，电压表V2的示数变小
B．只闭合S1和S3，滑片P向右移，电压表V1的示数变化量等于电压表V2的示数变化量
C．先闭合S1，保持滑片P在最右端，再闭合S2，电压表V2示数与电流表A示数比值变大
D．所有开关都闭合，滑片P向右移，电路消耗的总功率变小
【答案】C
【解析】解：A、根据电路图可知，只闭合S1时，R1和R2串联接入电路，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2左侧部分的电压，电流表测电路中的电流；
滑片P向左移，滑动变阻器接入电路的电阻不变，电路的总电阻不变，根据欧姆定律可知，电路中电流不变；根据U＝IR可知，R1两端的电压不变，即电压表V1示数不变；与电压表V2并联部分的电阻变小，根据U＝IR可知，电压表V2示数变小，故A正确；
B、只闭合S1和S3，R1和R2串联接入电路，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，在串联电路中，电源电压等于各部分电压之和，电源电压不变，则电压表V1的示数与电压表V2的示数的和不变，则电压表V1的示数变化量等于电压表V2的示数变化量是相同的，故B正确；
C、先闭合S1，保持滑片P在最右端，R1和R2串联接入电路，电压表V2测R2两端的电压；再闭合S2，电压表V1和电阻R1短路，只有R2接入电路中；由欧姆定律可知，电压表V2示数与电流表A示数的比值等于滑动变阻器的阻值，因为滑片没有移动，其阻值不变，所以电压表V2示数与电流表A示数的比值不变，故C错误；
D、所有开关都闭合，只有R2接入电路中；滑片P向右移，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，根据P＝UI可知总功率的变小，故D正确。
故选：C。
12．如图所示，电源电压恒为4V，R1、R2是阻值均为10Ω的定值电阻，R是规格为“20Ω 0.5A”的滑动变阻器，a、b是实验室电流表或电压表，电流表以小量程接入电路，电压表以大量程接入电路。当只闭合开关S、S1时，a、b指针均明显偏转，将位于中点的滑片P向左移动，a的示数不变，b的示数有变化。以下说法正确的是（ ）
①a一定为电流表，b可能为电流表
②只闭合开关S、S2，移动滑片P，a示数变化量与b示数变化量的比值可能等于R1
③只闭合开关S、S2，在电路安全范围内移动滑片P，电路总功率最大值可能为2W
④若将b换为另一种电表，只闭合开关S、S2，滑片P向右移动，R2消耗的功率可能不变
⑤若将a、b位置互换，只闭合开关S、S2，R1消耗的功率可能为0.2W
A．①③④B．②④C．②③⑤D．③④
【答案】B
【解析】解：①当只闭合开关S、S1时，电表a与R2串联、电表b与变阻器R串联，然后它们并联，此时电表a、b指针均明显偏转，
将位于中点的滑片P向左移动，a的示数不变，b的示数有变化，则电表b为电流表，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以电表a可能是电流表，也可能是电压表，故①错误；
②只闭合开关S、S2，当a为电流表时，R和R2被电流表a、b短路，电路为R1的简单电路，
移动滑片P，a示数和b示数不变，即它们的变化量均为0，a示数变化量与b示数变化量的比值不等于R1；
当a为电压表时，R2被电流表b短路，R1与R串联，电压表a测R两端的电压，电流表b测电路中的电流，
设滑片移动前后，电路中的电流分别为I1、I2，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，由I=UR可得，电压表a示数的变化量△Ua＝（U﹣I1R1）﹣（U﹣I2R1）＝（I2﹣I1）R1＝△IbR1，
即a示数变化量与b示数变化量的比值等于R1，
综上可知，②正确；
③当a为电流表时，R和R2被电流表a、b短路，电路为R1的简单电路，此时电路中的电流I=UR1=4V10Ω=0.4A，
电路的电功率P＝UI＝4V×0.4A＝1.6W；
当a为电压表时，R2被电流表b短路，R1与R串联，电压表a测R两端的电压，电流表b测电路中的电流，
滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的最大电流为0.4A，两电表安全，此时电路的最大功率为1.6W，
综上可知，电路总功率最大值不可能为2W，故③错误；
④若将b换成另一种电表即电压表，只闭合S、S2，
当a为电压表时，R1、R、R2串联，电压表a测R两端的电压，电压表b测R2两端的电压，
将滑片向右移动，接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，则电路中电流变大，即R2的电流变大，
由P＝UI＝I2R可知，R2消耗的功率变大；
当a为电流表时，R被电流表a短路，滑片移动时通过R2的电流不变，R2消耗的功率不变；
综上可知，将滑片向右移动时，R2消耗的功率可能不变，故④正确；
⑤若将a与b的位置互换，只闭合S、S2，
当a为电流表时，R和R2被电流表a、b短路，电路为R1的简单电路，其功率为1.6W；
当a为电压表时，R被电流表b短路，R1与R2串联，电压表a测R2两端的电压，电流表b测电路中的电流，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电路中的电流I′=UR总=UR1+R2=4V10Ω+10Ω=0.2A，
电路为R1的电功率P1＝（I′）2R1＝（0.2A）2×10Ω＝0.4W，
综上可知，R1消耗的功率不可能为0.2W，故⑤错误。
综上可知，②④正确。
故选：B。
13．如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图.其中S为激光源，R1为光敏电阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R2为定值保护电阻，a、b间接“示波器”（示波器的接入对电路无影响），水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S与R1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住，若传送带上的产品为均匀正方体，示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示。已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V，保护电阻R2的阻值为400Ω.则（ ）
A．有光照射时光敏电阻R1的阻值为400Ω
B．有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为1：2
C．有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1：2
D．每0.5h通过S与R1之间的产品个数为3000个
【答案】D
【解析】解：（1）由甲图可知：R1、R2串联，
由光敏电阻有光照射时阻值较小可知，当有光照射时，R1的阻值变小，电路的总电阻变小；
根据I=UR可知，电路中的电流变大；
根据U＝IR可知，R2两端的电压变大；
根据串联电路总电压等于各分电压之和可知，R1两端的电压变小，即R1两端的电压较低，由图象知R1的电压U1＝2V，则：U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，
电路中的电流：I=U2R2=4V400Ω=0.01A，
光敏电阻的阻值：R1=U1I=2V0.01A=200Ω，故A错误。
（2）R1无激光照时，由图象可得U1′＝4V，
U2′＝U﹣U1′＝6V﹣4V＝2V，
所以，有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比U2：U2′＝4V：2V＝2：1，故B错误；
I′=U2′R2=2V400Ω=0.005A，
此时电阻R1的阻值：R1′=U1′I′=4V0.005A=800Ω，
所以，光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比R1：R1′＝200Ω：800Ω＝1：4，故C错误；
（3）由图象可知：每经过0.6s，就有一个产品通过计数装置。
n=0.5×3600s0.6s/个=3000个，故D正确。
故选：D。
14．物理兴趣小组的同学，为了探究滑动变阻器的电流、电压关系，按照如图甲的电路进行实验。组装好电路后，闭合开关，让滑片P从最右端开始向左滑动，测量滑片到最右端的距离X，同时观察电压表、电流表的示数，记录数据并绘制图像。电压表读数U与X的关系如图乙所示，电流表读数I与X的关系如图丙所示。根据题目信息，以下说法中（ ）
①由图像可知，电源电压3.0V，滑动变阻器出现了断路故障，且断点位置X＝5cm
②滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化2Ω
③滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是20Ω
④若电流表的量程为0～3A，则此电路的最大功率可达4.5W
A．只有①③正确B．只有②④正确
C．只有①④正确D．只有①②④正确
【答案】D
【解析】解：（1）由图1可知：滑动变阻器与R0串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中电流；
当滑动变阻器的电阻丝有断点时，电压表测量电源电压，
由图乙可知，当X＜5cm时，电压表示数保持3.0V不变，则电源电压为3.0V；断点处离变阻器最右端5cm，故①正确；
（2）由I=UR可得，当X＝5cm时，滑动变阻器接入电路中的电阻R1=U1I1=Ω，
当X＝10cm时，电压表示数U2＝2.4V，电流表示数I2＝0.3A，则R2=U2I2=Ω，
故滑动变阻器滑动5cm电阻的改变量是△R＝R1﹣R2＝18Ω﹣8Ω＝10Ω，
所以从断点处滑片P向左滑动的过程中，该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化是2Ω，故②正确；
（3）该滑动变阻器没有断路时的总电阻值：R总＝R1+5cm×2Ω/cm＝18Ω+10Ω＝28Ω，故③错误；
（4）当X＝5cm时，由乙、丙图可知，电压表示数U1＝2.7V，电流表示数I1＝0.15A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R0两端的电压：U01＝U﹣U1＝3.0V﹣2.7V＝0.3V，
由I=UR可得，电阻R0的阻值：R0=U01I1=Ω；
当滑动变阻器滑片P在最左端，接入电路的电阻为零，电路中只有R0连入电路，此时电路中的电流最大，功率最大，
电路中的最大电流：I最大=UR0=3V2Ω=1.5A＜3A，没有超过电流表的量程；
则此电路的最大功率：P最大=U2R0=(3V)22Ω=4.5W，故④正确。
故选：D。
15．灯泡L标有“6V”字样，为探究其工作时的特点，小刚利用图甲所示的电路进行实验，其中电源电压保持不变，滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”。闭合开关后，将变阻器的滑片P从a端向右缓慢移动，直到电压表示数达到6V时为止。图乙是用获得的实验数据作出的I﹣U图象，下列判断正确的是（ ）
、
A．闭合开关，在移动滑片P的过程中，灯L的最小电阻为10Ω
B．变阻器的滑片P移到b端时，灯L正常发光且灯的额定功率为3.6W
C．灯L与5Ω的定值电阻R1并联接入电压为6V的电路，电路总功率为7.2W
D．灯L与10Ω的定值电阻R2串联接入电压为9V的电路，R2每秒消耗电能为2.5J
【答案】D
【解析】解：A、由图象知，灯泡电流随两端电压增大而增大，且电压变化大于电流变化，则灯泡电阻逐渐增大，滑片移动过程中，当灯泡两端电压UL＝1V时，通过的电流为IL＝0.2A，此时灯泡电阻最小，
由欧姆定律可得，灯泡的最小电阻R最小=ULIL=1V0.2A=5Ω，故A错误；
B、由图甲知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，滑片在a端时，变阻器连入阻值最大，电路总电阻最大，电流最小，
由图象知，此时灯泡两端电压UL＝1V，电流为0.2A，
由串联电路特点和欧姆定律可得，变阻器两端电压：
Uab＝I Rab＝0.2A×30Ω＝6V，
所以电源电压U＝UL+Uab＝1V+6V＝7V，
灯泡正常发光时两端电压为6V，由图象知，此时电路中电流等于灯泡的额定电流0.6A，
变阻器连入电路的阻值：R=URI额=U−U额I额=7V−6V0.6A≈1.7Ω，所以滑片不在b端，故B错误；
C、由并联电路的电压特点知，灯L与5Ω的定值电阻R1并联接入电压为6V的电路时，
U＝UL＝U1＝6V，
由图象知，此时通过灯泡的电流IL＝0.6A，灯泡的电功率PL＝UIL＝6V×0.6A＝3.6W，
R1的电功率：P1=U2R1=(6V)25Ω=7.2W，
电路总功率：P＝P1+PL＝7.2W+3.6W＝10.8W，故C错误；
D、由图象知，灯泡两端电压为4V时，通过灯泡的电流为0.5A，
灯L与10Ω的定值电阻R2串联，
由串联电路特点和欧姆定律可知，此时R2两端电压U2＝I2R2＝0.5A×10Ω＝5V，
总电压U＝UL+U2＝4V+5V＝9V，符合将两者连入电压为9V电路的条件，
则R2每秒消耗电能：W2＝U2I2t＝5V×0.5A×1s＝2.5J，故D正确。
故选：D。
16．如图所示，电源电压为9V保持不变，R0标有“20Ω 0.4A”，电压表V1的量程为0～15V，V2的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A。第一次实验闭合开关S1、S2，断开S3，将R2的滑片置于最右端不动，移动R1的滑片，当R1的滑片在最右端时，电压表的示数为4.5V，电路消耗的总功率为P。第二次实验闭合开关S3，断开S1、S2，在电路安全的前提下移动R2的滑片，当R2的滑片在中点时，电压表的示数为3V，第二次实验电路消耗的最大总功率为P'。以下5个结论正确的是（ ）
（1）R2的最大阻值为60Ω
（2）两次实验中，P：P'＝3：8
（3）第一次实验中，向右移动R1的滑片，R1消耗的功率变小
（4）第二次实验中，电压表的示数变化范围为1.8V～3V
（5）第二次实验中，电路消耗的总功率范围为0.81W～1.35W
A．（1）（2）（4）B．（2）（4）（5）C．（2）（3）（5）D．（2）（4）
【答案】B
【解析】解：（1）闭合开关S3，断开S1、S2，R0、R2串联接入电路中，当R2的滑片在中点时，电压表的示数为3V，根据欧姆定律可知，电路中的电流为：I1=U1R0=3V20Ω=0.15A；
此时电路的总电阻为：R总=UI1=9V0.15A=60Ω；
根据串联电路的电阻关系可知，此时R2接入电路中电阻为：12R2＝R总﹣R0＝60Ω﹣20Ω＝40Ω，所以R2＝80Ω；
电压表的示数为3V时，电路中的电流为0.15A，此时电路中的电流最大，最大功率为：
P'＝UI1＝9V×0.15A＝1.35W；
（2）闭合开关S1、S2，断开S3，将R2的滑片置于最右端不动，移动R1的滑片，当R1的滑片在最右端时，该电路为串联电路，电压表V2测量的是R2两端的电压；电源电压为9V，电压表V2的示数为U2＝4.5V；根据串联电路的电压规律可知，R1分担的电压为U3＝9V﹣4.5V＝4.5V；根据串联电路的分压规律可知：U3：U2＝R1：R2，即：4.5V：4.5V＝R1：80Ω，解得：R1＝80Ω；
电路中的电流为：I2=UR1+R2=9V80Ω+80Ω=0.05625A；
电路消耗的功率为：P＝UI2＝9V×0.05625A＝0.50625W；
两次实验中，P：P'＝0.50625W：1.35W＝3：8；
（3）第一次实验中，向右移动R1的滑片，由于电压表的电阻很大，相当于是断路，R1接入电路的电阻不变，电路总电阻不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流不变，根据P＝I2R可知R1消耗的功率不变；
（4）第二次实验中，滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，此时电路中的电流为：I3=UR0+R2=9V20Ω+80Ω=0.09A；
此时电压表V2示数最小，最小示数为：U4＝I3R0＝0.09A×20Ω＝1.8V；
所以电压表的示数变化范围为1.8V～3V；
（5）第二次实验中，电路消耗的最小功率为：P小＝UI3＝9V×0.09A＝0.81W，所以电路消耗的总功率范围为0.81W～1.35W；
综上所述，（2）（4）（5）正确。
故选：B。
17．如图甲所示，电源电压不变，第一次闭合开关S1、S4，断开S2、S3，滑动变阻器R2的滑片置于最右端，R1的滑片从最左端滑至最右端；第二次闭合开关S2、S3，断开S1、S4，将滑动变阻器R2的滑片从阻值最大处移到小灯泡正常发光处。两次过程中电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。保证电路安全的前提下，下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压为8V
B．R1的最大阻值为40Ω
C．任意闭合开关，电路的最大功率与最小功率之比为5：1
D．闭合开关S2、S3，断开S1、S4，保证电路安全的前提下，R2的变化范围为4～40Ω
【答案】C
【解析】解：（1）第一次闭合开关S1、S4，断开S2、S3，此时R1、R2串联，滑动变阻器R2的滑片置于最右端，故R2的阻值不变，R1的滑片从最左端滑至最右端，电压表V1的示数会逐渐变小，电流表示数不变，故此时电压表V1与电流表示数的变化关系如图乙中水平直线所示。
当R1的滑片在最右端时，电压表测量R2的电压，为4V，
当R1的滑片在最左端时，电压表测量总电压，示数最大，故电源电压为8V，
故A正确。
此时R1的电压为：8V﹣4V＝4V，等于R2的电压，因电路为串联电路，电流相等，根据欧姆定律变形式R=UI可知，R1＝R2；
（2）第二次闭合开关S2、S3，断开S1、S4，灯泡和R2串联，电压表V2测量灯泡的电压，将滑动变阻器R2的滑片从阻值最大处移到小灯泡正常发光处，电压表V2与电流表示数的变化关系如图乙曲线所示。
当滑动变阻器R2的滑片在阻值最大处时，电路中电流最小，为0.16A，此时灯泡电压为1.6V，
故滑动变阻器电压为：U2＝8V﹣1.6V＝6.4V，
滑动变阻器的最大阻值为：R2=U2I小=Ω＝R1，故B正确。
当灯泡正常发光时电压为：UL＝6V，电流：IL＝0.5A，灯泡此时电阻：RL=ULIL=6V0.5A=12Ω＜R1，
滑动变阻器R2此时的电压为：U2′＝8V﹣6V＝2V，此时电阻最小，为：R2小=U2′IL=2V0.5A=4Ω，
R2的变化范围为4～40Ω，故D正确；
（3）由P＝UI=U2R可知，在总电压不变时，总电阻越大，总功率越小，总电阻越小，总功率越大，
当闭合开关S1、S4，断开S2、S3，R1与R2串联，且R2滑片位于阻值最大处时，
电路中的总电阻最大，此时电路中电流为：I1=UR1+R2=8V40Ω+40Ω=0.1A，
此时总电功率最小，为：P1＝UI1＝8V×0.1A＝0.8W，
当闭合开关S1、S3，断开S2、S4，灯泡和R1并联后与R2串联，此时电路中的总电阻最小，
此时灯泡的最大电流为0.5A，灯泡电压为UL＝6V，则R1的电流为：IR1=ULR1=6V40Ω=0.15A，
故电路中最大电流为：I2＝0.5A+0.15A＝0.65A，
此时总电功率最大，为：P2＝UI2＝8V×0.65A＝5.2W，
则任意闭合开关，电路的最大功率与最小功率之比为：P2：P1=：2，故C错误。
故选：C。
18．如图所示，将标有“6V 3W”和“3V 3W”的两个小灯泡L1、L2按照甲、乙两种连接方式先后接入电源电压恒为12V的电路中，灯丝电阻不随温度变化。闭合开关S，调节滑动变阻器使其中一个灯泡正常发光，则（ ）
A．甲电路中L1、L2的亮度相同
B．乙电路中滑动变阻器的阻值为9Ω
C．甲电路中通过滑动变阻器的电流为1.5A
D．L1在甲、乙两电路中的实际功率之比为4：1
【答案】B
【解析】解：由甲电路图可知两灯泡并联后再与Rp串联，由乙电路图可知两灯泡串联后再与Rp串联；
根据P=U2R知，两灯泡的电阻分别为：R1=U1额2P1额=(6V)23W=12Ω，R2=U2额2P2额=(3V)23W=3Ω；
根据P＝UI得，两灯泡的额定电流为：I1额=P1额U1额=3W6V=0.5A，I2额=P2额U2额=3W3V=1A；
A.甲电路中L1与L2并联，两灯泡两端的电压相同，灯泡L1的电阻大于L2的电阻，根据P=U2R知，灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率，所以灯泡L1比L2暗，故A错误；
B、乙电路中两灯泡和滑动变阻器串联，要使一个灯泡正常发光，电路中的电流应该与额定电流小的灯泡的电流相同，即I＝I1额＝0.5A，
根据I=UR知电路的总电阻为：R总=UI=12V0.5A=24Ω，
根据串联电路电阻的规律知，
滑动变阻器的电阻为：R滑＝R总﹣R1﹣R2＝24Ω﹣12Ω﹣3Ω＝9Ω，故B正确；
C、甲电路中两灯泡并联后再与Rp串联，若有一个灯泡正常发光，则灯泡两端的电压与额定电压较小的L2相同，即两灯泡两端的实际电压为3V，
通过小灯泡L1的电流为：I1=U′R1=3V12Ω=0.25A，
因为灯泡L2正常发光，所以通过灯泡L2的电流等于L2的额定电流，
所以干路的电流为：I′＝I2额+I1＝1A+0.25A＝1.25A，
所以通过滑动变阻器的电流为1.25A，故C错误；
D、L1在甲电路中的功率为：P1甲＝U′I1＝3V×0.25A＝0.75W，
乙电路中L1的实际功率为：P1乙＝P1额＝3W，
L1在甲、乙两电路中的实际功率之比为0.75W：3W＝1：4，故D错误。
故选：B。
19．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．只闭合开关S2，灯泡L1和灯泡L2的实际功率之比为4：1
C．只闭合S2与只闭合S3时，灯泡L2消耗的电功率之比为16：25
D．闭合开关S2、S3，断开开关S1，在10min内灯泡L2消耗的电能为900J
【答案】C
【解析】解：AB、只闭合开关S2时，两灯泡串联，电压表测L2两端的电压，电流表测电路中的电流，所以灯泡L1有电流通过；
由P＝UI=U2R得，灯泡L1的电阻：R1=U12P1=(3V)23W=3Ω，灯泡L2的电阻：R2=U22P2=(6V)23W=12Ω，
由P＝UI＝I2R得，两灯实际功率之比为：P1P2=I2R1I2R2=3Ω12Ω=14；故AB错误；
C、只闭合开关S2时，两灯泡串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：I=UR1+R2=3V3Ω+12Ω=0.2A，
此时灯泡L2消耗的电功率：P2″＝I2R2＝（0.2A）2×12Ω＝0.48W；
只闭合S3时，电路为灯泡L2的简单电路，其实际功率为P2′＝0.75W，
则P2″：P2′＝0.48W：0.75W＝16：25，故C正确；
D、闭合开关S2、S3，断开开关S1，L1短路，只有L2接入电路，
由W＝UIt、I=UR得，灯L2在10min消耗的电能：W=(U)2tR2=(3V)2×10×60s12Ω=450J；故D错误。
故选：C。
20．如图所示的电路中，电源电压恒为18V，小灯泡L标有“6V 3.6W”的字样，滑动变阻器R1的规格为“90Ω 1A”，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，当只闭合S0、S2和S3，将滑动变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数为1A。不考虑灯丝电阻的变化，在保证电路中各元件安全的情况下，则下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R2的阻值为20Ω
B．只闭合S1、S2，断开S0、S3，R1接入电路的阻值范围是20Ω～90Ω
C．只闭合S1、S2，断开S0、S3，小灯泡L的电功率的变化范围是3.324W～3.6W
D．闭合开关S0、S2、S3，断开S1，整个电路消耗的电功率的变化范围是14.4W～28.8W
【答案】D
【解析】解：A、根据电路图可知，当只闭合S0、S2和S3时，R1、R2并联，电流表测量干路电流，并且滑动变阻器R1的滑片P在中点；
通过R1的电流：I1=U12R1=18V12×90Ω=0.4A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝1A﹣0.4A＝0.6A，
由I=UR可得，R2的阻值：R2=UI2=18V0.6A=30Ω；故A错误；
BC、闭合S1、S2，断开S0、S3时，灯泡与滑动变阻器R1串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端电压；
由P＝UI可得，灯泡的额定电流：IL=PLUL=3.6W6V=0.6A，
因串联电路中各处的电流相等，电流表量程为0～3A，
所以为保证电路安全，电路中的最大电流为0.6A，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端最小电压：
Umin＝U﹣UL额＝18V﹣6V＝12V，
则滑动变阻器接入电路的最小阻值：R1min=UminImax=12V0.6A=20Ω，
此时灯泡消耗的最大功率等于额定功率3.6W；
当电压表示数为15V时，滑动变阻器两端电压最大，即Umax＝15V，
小灯泡L标有“6V 3.6W”的字样，由P=U2R可得，灯泡的阻值：RL=UL2PL=(6V)23.6W=10Ω，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以灯泡两端最小电压：ULmin＝U﹣Umax＝18V﹣15V＝3V，
则电路中的最小电流：Imin=ULminRL=3V10Ω=0.3A，
则滑动变阻器接入电路的最大阻值：R1max=UmaxImin=15V0.3A=50Ω，
此时灯泡消耗的最小功率：Pmin＝Imin2RL＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W，
因此R1接入电路的阻值范围是20Ω～50Ω，小灯泡L的电功率的取值范围是0.9W～3.6W，故BC错误；
D、闭合开关S0、S2、S3，断开S1，R1、R2并联，电流表测量干路电流；
因为滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，而并联电路中，各支路互不影响，因此通过R2的电流仍然是0.6A，
又因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，再结合电流表量程可知，
所以干路最大电流为Imax′＝I滑大+I2＝1A+0.6A＝1.6A，
则电路消耗的最大功率：Pmax＝UImax′＝18V×1.6A＝28.8W，
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路电流最小，
则Imin′=UR1+I2=18V90Ω+0.6A＝0.8A，
电路消耗的最小功率：Pmin＝UImin′＝18V×0.8A＝14.4W，
故闭合开关S0、S2、S3，断开S1时，整个电路消耗的电功率的取值范围是14.4W～28.8W，故D正确。
故选：D。
二、填空题（共16小题）：
21．小南月初查看家里电能表示数为9546.2kW•h，月末查看时电能表读数如图所示，他家这个月消耗的电能为 kW•h；若只让一个标有“220V，1500W”的电热水器正常工作20min，则电能表的铝盘转了 转。
【答案】120.5；600。
【解析】解：（1）月末的电能表数为9666.7kW•h，
月初的电能表数为9546.2kW•h，
所以小南家耗电量为9666.7kW•h﹣9546.2kW•h＝120.5kW•h。
（2）只让一个标有“220V，1500W”的电热水器正常工作20min，
电热水器的功率为：P＝1500W＝1.5kW，
电热水器工作时间为：t＝20min=13h，
由P=Wt得，消耗电能为：W＝Pt＝1.5kW×13h＝0.5kW•h。
电能表上1200r/kW•h表示电路中每消耗1kW•h电能铝盘转动1200r，
所以消耗0.5kW•h电能转动的圈数为：n＝0.5kW•h×1200r/kW•h＝600r。
故答案为：120.5；600。
22．如图电路，电源电压不变，R1为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最右端移动到最左端的过程中，电压表和电流表的示数变化情况如乙图所示，滑动变阻器R2的最大阻值是
Ω；滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数为 A。
【答案】20；0.3。
【解析】解：（1）由电路图可知，当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入，R1与R2串联，则电路中电流最小，
由图象可知此时电路中的电流Ia＝0.2A，R2两端的电压U2＝4V，
由I=UR可得：R2=U2Ia=4V0.2A=20Ω，
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＝IaR1+U2＝0.2A×R1+4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片P在b端时，滑动变阻器没有连入电路，电压表示数为零，
由图象可知这时电路中电流为Ib＝0.6A，电源电压加在R1上，
则U＝IbR1＝0.6A×R1 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②得：R1＝10Ω，U＝6V；
（2）当滑动变阻器的滑片P在中点时，则滑动变阻器连入电路的阻值为：
R2′=12R2=12×20Ω＝10Ω，
则电流表的示数为：I′=UR1+R2′=6V10Ω+10Ω=0.3A。
由图象可知：电流表示数为0.3A时对应的点是B。
故答案为：20；0.3。
23．有一种亮度可以调节的小台灯，其电路如图1，电源电压为24V，灯泡L的额定电压为24V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图2所示，当灯泡正常发光时，灯丝的电阻为 Ω，调节滑动变阻器R，使灯泡的功率为3.6W时，滑动变阻器R连入电路的阻值是 Ω。
【答案】60；40。
【解析】解：（1）灯泡两端的电压为24V时，灯泡正常发光，由图2可知此时通过灯泡的电流IL＝0.4A，
根据欧姆定律可得，此时灯丝的电阻：RL=ULIL=24V0.4A=60Ω；
（2）由图2可知，当灯泡两端的电压为12V，通过的电流为0.3A时，灯泡的实际功率为3.6W，
串联电路中总电压等于各分电压之和，
滑动变阻器两端的电压U滑＝U﹣UL′＝24V﹣12V＝12V，
串联电路中各处的电流相等，
滑动变阻器R连入电路的阻值R滑=U滑I=12V0.3A=40Ω。
故答案为：60；40。
24．如图所示，AB间电源电压为220V且恒定不变，把“220V 100W”的白炽灯泡用长导线接在离电源较远的C、D两点间时，小灯泡的实际功率为81W（设灯泡电阻不随温度变化）。则灯泡两端此时的实际电压为 V，AC和BD导线上损失的功率为 W。
【答案】198；9。
【解析】解：（1）由P=U2R可得，灯泡的额定功率：P额=U额2RL，
即：100W=(220V)2RL⋯①
灯泡的实际功率：P实=U实2RL，
即：81W=U实2RL⋯②
联立①②可得：U实＝198V；
由图知，灯泡接CD间时导线AC、BD与灯泡串联，
串联电路中电流处处相等，即I＝I线＝IL，
串联电路中总电压等于各部分导体两端电压之和，所以输电导线分得电压：U线＝U﹣U实＝220V﹣198V＝22V，
由P＝UI可得：P线P实=U线IU实I，即：P线81W=22V198V=19，
解得：P线＝9W。
故答案为：198；9。
25．如图所示，定值电阻R1标有“5Ω 2A”的字样，滑动变阻器；R2标有“20Ω 3A”的字样，电流表A1、A2的量程均为0～3A，电压表量程0～15V，在a、b间接入电压可调的电源。闭合开关S后，为保证电路安全，则允许的最大电源电压为 V，电路的最大功率是 W。
【答案】10；30。
【解析】解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2支路的电流，电压表测电源的电压。
（1）由I=UR可得定值电阻R1和滑动变阻器R2两端允许所加的最大电压分别为：
U1＝I1R1＝2A×5Ω＝10V，U2＝I2R2＝3A×20Ω＝60V，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，允许所加的最大电源电压U＝U1＝10V；
（2）因为电流表A1、A2的量程均为0～3A，
所以电路的最大电流为3A，
电路的最大功率是：
P＝UI＝10V×3A＝30W。
故答案为：10；30。
26．如图所示电路，电源电压恒为8V，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“6V 3W”字样。若闭合开关，两电表示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不超过额定值，不考虑灯丝电阻变化，灯L正常工作时，滑动变阻器的功率为
W。为了保证电路中各元件安全工作，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是 Ω。
【答案】1；4Ω～7.2。
【解析】解：由电路图可知，滑动变阻器R与灯泡L串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）灯泡正常发光时的电压UL＝6V，功率PL＝3W，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣UL＝8V﹣6V＝2V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝UI可得，电路中的电流：I=PLUL=3W6V=0.5A，
则滑动变阻器的功率：PR＝URI＝2V×0.5A＝1W；
（2）灯泡的额定电流为0.5A，电流表的量程为0～0.6A，则电路中的最大电流为0.5A，
由I=UR可得，灯泡的电阻：RL=ULI=6V0.5A=12Ω，
电路中的总电阻：R总=UI=8V0.5A=16Ω，
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：R小＝R总﹣RL＝16Ω﹣12Ω＝4Ω，
当电压表的示数UR大＝3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
此时灯泡两端的电压：UL′＝U﹣UR大＝8V﹣3V＝5V，
因串联电路中各处的电流相等，所以，I小=UL′RL=UR大R大，即5V12Ω=3VR大，
解得：R大＝7.2Ω，
则滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是4Ω～7.2Ω。
故答案为：1；4Ω～7.2。
27．如图所示，电源电压不变，开关S闭合，当滑动变阻器的滑片P滑至a端时，电流表的示数为2.0A，电压表的示数为12V，则电源电压为 V；当滑片P滑至中点时，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为P2；当滑片P滑至b端时，R1消耗的功率为P1'，R2消耗的功率为P2'，P1：P1'＝16：9，当滑片处于b端时R2消耗的功率P2'＝ W。
【答案】12；6。
【解析】解：根据电路图可知，电阻R1与变阻器R2串联，电压表测量R1两端电压，电流表测量电路中的电流；
（1）当滑动变阻器的滑片P滑至a端时，滑动变阻器接入电路的电阻为零，电路为R1的简单电路，
此时R1两端的电压与电源电压相等，因此电源电压U＝12V，
由I=UR可知，R1的阻值：R1=UI=12V2.0A=6Ω；
（2）设滑片P移到变阻器中点和b点时电路中的电流分别为I1、I2，
由P＝I2R可得：P1P1′=I12R1I22R1=I12I22=169，
解得：I1I2=43，
由串联电路的电阻特点和I=UR可知，I1I2=UR1+12R2UR1+R2=R1+R2R1+12R2=43，
解得：R1＝R2＝6Ω，
由串联电路的电阻特点可知，滑片处于b端时电路中的电流：I2=UR1+R2=12V6Ω+6Ω=1A，
此时R2消耗的功率：P2'＝I22R2＝（1A）2×6Ω＝6W。
故答案为：12；6。
28．如图所示，电源电压保持不变，L1上标有“1.2V ？W”，L2上标有“9V ？W”。设灯丝电阻不随温度改变，闭合开关S1后，当开关S接“1”，滑处P在最左端时，电压表示数为5.4V，L1此时的实际功率是额定功率的14；当开关S接2时，在中点，电压表示数为2V。若将L1和L2串联后接在该电源上时，电路中电流为0.2A。则电源电压为 V，如图的电路中滑动变阻器可能达到的最大功率为 W。
【答案】6；1.92。
【解析】解：（1）当开关S接“1”，滑片P在最左端时，滑动变阻器与灯泡L1串联，
因L1的实际功率是额定功率的14，所以，由P=U2R可得：P实P额=（U实U额）2=14，
则灯泡L1两端的电压：U实1=12U额1=12×1.2V＝0.6V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源电压：U＝UR+U实1＝5.4V+0.6V＝6V；
（2）设滑动变阻器的最大阻值为R，
当开关S接“1”，滑片P在最左端时，电压表示数为5.4V，
则有：6VR+R1×R＝5.4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当开关S接2时，P在中点，电压表示数为2V，
则有：6V12R+R2×12R＝2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
若将L1和L2串联后接在该电源上时，电路中电流为0.2A，则有：R1+R2=6V0.2A=30Ω﹣﹣﹣﹣③
解①②③联立方程式得：R＝27Ω；R1＝3Ω，R2＝27Ω；
滑动变阻器的功率：P大＝I2R＝（UR滑+RL）2R滑=U2(R滑−RL)2R滑+4RL
显然当R滑＝RL时，且RL越小，滑动变阻器的功率最大；
当开关S接“1”，调节滑片不能使得 变阻器接入电路的阻值与R1相等，此时灯泡L1和滑动变阻器分得的电压均为3V，L1会被烧坏，因此当R滑＝R2时，滑动变阻器的功率最大；
即滑动变阻器的最大功率：P大=U24R2=(6V)24×27Ω=1.92W。
故答案为：6；1.92。
29．如图所示，当把B、D两点接在电源两端，闭合S1断开S2和S3，电路中电流为I1，R1两端电压为U1，当把E、F两点接在同一电源两端，闭合S3，断开S1和S2，通过电源的电流为I2，EF两点间电压为U2；当把F、D两点接入同一电源两端，闭合S1，断开S2和S3时，R2的功率为2.7W，已知U1：U2＝3：4，I1：I2＝1：4，则R1：R2＝ ；当把B、F两点接在同一电源两端，S1、S2、S3均断开，R3的功率P3＝ W。
【答案】3：1；1.25。
【解析】解：（1）当把B、D两点接在电源两端，闭合S1，断开S2和S3，R1、R2串联，等效电路如图1：
根据电阻的串联特点和欧姆定律可得：
I1=UR总1=UR1+R2，R1两端电压为U1＝I1R1=UR1R1+R2；
当把E、F两点接在同一电源两端，闭合S3，断开S1和S2，R1、R3并联，等效电路如图2：
根据欧姆定律和并联电路的电流规律可得：I2＝I1′+I3′=UR1+UR3，
EF两点间电压：U2＝U；
已知U1：U2＝3：4，
则：UR1R1+R2：U＝3：4，
化简得：R1＝3R2，所以，R1：R2＝3：1；
（2）由R1＝3R2可知：
图1中，I1=UR1+R2=U3R2+R2=U4R2−−−−−−−−−−−−−−−①，
图2中，I2=UR1+UR3=U3R2+UR3−−−−−−−−−−−−−−②
又已知：I1：I2＝1：4﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
把以上①②代入③可求得：R3＝1.5R2；
当把F、D两点接入同一电源两端，闭合S1，断开S2和S3时，R2、R3串联，等效电路如图3：
则由R3＝1.5R2可得，电路的电流：I3=UR总3=UR2+R3=UR2+1.5R2=2U5R2；
R2的功率：P2＝I32R2；
当把B、F两点接在同一电源两端，S1、S2、S3均断开，R1、R3串联，等效电路如图4：
电路的电流：I4=UR总4=UR1+R3=U3R2+1.5R2=2U9R2；
所以，I3：I4=2U5R2：2U9R2=9：5；
R3的功率：P3＝I42R3，
则：P3P2=I42R3I32R2=（I4I3）2×R3R2=（59）2×1.5R2R2=2554，
由于P2＝2.7W，则R3的功率P3=2554×P2=2554×2.7W＝1.25W。
故答案为：3：1；1.25。
30．如图甲所示的电路中，电源电压不变，灯泡RL的阻值小于变阻器R2的最大阻值，且R1的阻值是灯泡电阻RL的两倍，灯泡电阻不随温度发生变化。现只闭合S2，滑动变阻器滑片P从a端滑到b端的过程中，变阻器R2的电功率与它两端电压的关系图线如图乙所示，滑动变阻器滑片到达b端时，R2的功率为此时电路总功率的70%，则此时RL：R2＝ ；若同时闭合S1、S2、S3，电路消耗的最小总功率为 W。
【答案】3：7；26。
【解析】解：（1）只闭合S2，灯泡和滑动变阻器串联，滑动变阻器滑片到达b端时，滑动变阻器接入最大阻值，且R2的功率为此时电路总功率的70%，即P2＝70%P，串联电路电流处处相等，
根据P＝I2R可得：P2＝I2R2，P＝I2（RL+R2），而I2R2＝70%×I2（RL+R2），即R2＝70%×（RL+R2），
所以计算出RL：R2＝3：7；
（2）由图乙可知，滑片P从a端到b端的过程中R2的最大功率为7W，串联电路电流处处相等，根据欧姆定律可知电路中的电流I'=URL+R2′，
由P＝I2R可得：滑动变阻器的电功率P2'＝（URL+R2′）2R2'=U2R2′(RL−R2′)2+4RLR2′，所以当R2'＝RL时，滑动变阻器的功率为最大值，即7W，所以P最大=U2R2′4RLR2′=U24RL=7W，那么U2RL=28W，
由图甲可知，若同时闭合S1、S2、S3，R1和R2并联，当滑动变阻器滑片在b端时，滑动变阻器阻值最大，电路的总电流最小，电路总电阻最大，电源电压不变，故电路总功率最小，
根据题意，R1＝2RL，此时R1的电功率P1=U2R1=U22RL=14W，
滑动变阻器最大值R2=73RL，此时R2的电功率P'=U2R2=U273RL=12W，
P最小＝P1+P'＝14W+12W＝26W。
故答案是：3：7；26。
31．如图电路中，电源电压可调，灯L上标有“3V 1W”的字样，R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2上标有“30Ω 1A”的字样，两表的量程分别是0～3A和0～15V。闭合S1，S2，S3，调节电源电压使灯L正常发光，则此时灯L的阻值为 Ω。当只闭合开关S2时，移动滑片P，保证电路安全前提下，要求至少有一个电表示数不低于量程的一半，则电源可调的最高电压与最低电压的差值为 V。
【答案】9；15。
【解析】解：（1）闭合S1、S2、S3时，灯泡L与电阻R1并联，电流表测干路电流；
因额定电压下灯泡正常发光，所以，由P=U2R可知，灯泡正常发光的电阻：RL=UL2PL=(3V)21W=9Ω；
（2）当只闭合开关S2时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；
因串联电路中各处的电流相等，且两表的量程分别是0～3A和0～15V，
所以，当电压表的示数U2＝15V且电路中的电流I＝1A时，电源的电压最大，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由I=UR可得，
电源的最大电压：U大＝IR1+U2＝1A×10Ω+15V＝25V，
因保证电路安全前提下，要求至少有一个电表示数不低于量程的一半，
所以，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数U2′＝7.5V时，电源的电压最小，
此时电路中的电流：I′=U2′R2=7.5V30Ω=0.25A，
此时R1两端的电压：U1′＝I′R1＝0.25A×10Ω＝2.5V，
则电源的最小电压：U小＝U1′+U2′＝2.5V+7.5V＝10V，
所以，电源可调的最高电压与最低电压的差值：△U＝U大﹣U小＝25V﹣10V＝15V。
故答案为：9；15。
32．如图所示的电路中，电源电压和灯丝电阻保持不变，灯泡L上标有“12V 6W”，电流表量程为0～3A，电压表量程为0～3V。只闭合开关S、S3，滑片置于最左端时，电压表示数为2V，电流表示数为0.5A，电路的总功率为P1；再闭合开关S2，移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值的35，此时电路的总功率为P2，且P1：P2＝1：2。则R1＝ Ω；通过调节滑片位置及开关状态，该电路安全工作时的最大功率和最小功率的比值为 。
【答案】4；7：1。
【解析】解：（1）只闭合开关S、S3，滑片置于最左端时，滑动变阻器和R1串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测电路中的电流，
由I=UR可得：R1=U1I=2V0.5A=4Ω；
（2）只闭合开关S、S3，滑片置于最左端时，电路的总功率为：
P1=U2R1+R2=U24Ω+R2−−−−−−−−−①
再闭合开关S2时，R1短路，只有R2连入电路，移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值R2′=35R2，则电路的总功率为：P2=U2R2′=U235R2−−−−−−−−−②
已知：P1：P2＝1：2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
解①②③可得：R2＝20Ω；
只闭合开关S、S3，滑片置于最左端时，电路的总电阻为：R＝R1+R2＝4Ω+20Ω＝24Ω，
故电源电压为：U＝IR＝0.5A×24Ω＝12V；
根据P=U2R可得，灯泡电阻：RL=UL额2PL额=(12V)26W=24Ω；
根据P=U2R可知：在电源电压不变时，电路中的总电阻越大，总功率越小；
分析电路图可知：当所有开关都闭合时，灯泡与滑动变阻器并联，在保证电流表安全情况下，移动滑片P，电流表的最大示数为3A，此时电路消耗的总电功率最大：
则最大功率P最大＝UI最大＝12V×3A＝36W；
由于RL＝24Ω＞R2＝20Ω；根据电阻的串并联特点可知：当只闭合开关S、S1时，小灯泡与定值电阻R1串联，此时电路消耗的总电功率最小，
则电路的最小功率为：P最小=U2R1+RL=(12V)24Ω+24Ω=367W，
根据该电路安全工作时的最大功率和最小功率的比值为：P最大：P最小＝36W：367W＝7：1。
故答案为：4；7：1。
33．如图所示电路，电源两端电压保持不变，灯丝电阻不随温度变化。闭合开关S1、断开S2，滑动变阻器的滑片P移到阻值最大值处时，电流表的示数为I1；当开关S1断开、S2闭合时，电流表的示数为I2。已知I1：I2＝3：5。任意闭合或断开开关，电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3：1，则滑动变阻器的最大值R2与R1的比值R2：R1＝ ；断开S1，S2，滑动变阻器的滑片P在某点C时，变阻器接入电路的电阻为Rc，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，且U1：U2＝3：2，Rc的电功率为10W，则此时灯泡的实际功率为 W。
【答案】3：1；20。
【解析】解：（1）闭合开关S1、断开S2，滑动变阻器的滑片P移到阻值最大值处时，L与变阻器的最大电阻串联，电流表测电路的电流，电流表的示数为I1；
当开关S1断开、S2闭合时，灯与R1串联，电流表测电路的电流，电流表的示数为I2，
根据I=UR，在电压不变时，电流与电阻成反比，
已知I1：I2＝3：5，由电阻的串联规律，
故有：RL+R2大RL+R1=53−−−−−−①，
当两开关都闭合时，R1、R2短路，电路为灯的简单电路，当两开关都断开时，R1与R2串联后再与灯串联，
根据串联电阻的规律，第2种情况下电阻最大，根据P=U2R，电路的功率最小，第1种情况下电路的功率最大，根据P=U2R，在电压不变时，电功率与电阻成反比，已知电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3：1，故有：
RL+R1+R2LRL=31−−−−−−②，
由①②得：RLR2大=23−−−−−③，
将③代入①得：R1=R2大3−−−−−④，
则滑动变阻器的最大值R2与R1的比值R2：R1＝3：1；
（2）由③④可知，RL＝2R1﹣﹣﹣﹣﹣⑤，
断开S1，S2，滑动变阻器的滑片P在某点C时，变阻器接入电路的电阻为Rc，灯与R1和变阻器串联，电压表V1测灯与R1的电压，V2测变阻器与R1的电压，根据电阻的串联规律和分压原理有：
RL+R1R1+Rc=32−−−−−⑥，
由⑤⑥得出：R1＝Rc，根据RL＝2R1，故RL＝2Rc，
串联电路各处的电流都相等，根据P＝I2R，电流相等时，电功率与电阻成正比，则此时灯泡的实际功率为：P灯＝20W。
故答案为：3：1；20。
34．如图所示，电源电压U保持不变。当开关S2闭合、S1和S3断开，滑动变阻器R3的滑片在最右端时，电路的总功率为P1，再将滑片滑至最左端时，电压表V2的示数变为原来的三分之一，则R2：R3max＝ ；当开关S1和S3闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片从最右端滑至中点时，R3的功率减小了0.1W；当所有开关闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，电路的总功率为P2，两只电流表示数相差0.6A。已知P1：P2＝2：9，通过开关的通断和滑动变阻器滑片的移动，整个电路消耗的最小功率是 W。
【答案】1：2；1.8。
【解析】解：（1）当开关S2闭合、S1和S3断开，滑动变阻器的滑片在最右端时，等效电路图如图1所示；
由图可知，电压表V1测量R2的电压，
再将滑片滑至最左端时，等效电路图如图2所示：
由图1和图2可知，示数变化的电表为V2，且R2两端的电压UR2=13U，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R3两端的电压UR3=23U，则UR2：UR3=1：2，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I=UR可得：UR2UR3=I1R2I1R3max=R2R3max=12，即R2：R3＝1：2，R3＝2R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
（2）当开关S1和S3闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片位于最右端时，等效电路图如图3所示；
滑片位于中点时，等效电路图如图4所示；
当所有开关闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，电路的等效电路图如图5所示：
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，图1中，电路的总功率：P1=U2R2+R3max=U2R2+2R2=U22R2，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，图5中，电路的总功率：
P2=U2R1+U2R2，
由P1：P2＝2：9可得：9P1＝2P2，即9×U23R2=2×（ U2R1+U2R2），
解得：R1＝2R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且图5中两只电流表示数相差0.6A，
所以，图5中，通过R1的电流：
I5＝I﹣I4＝0.6A，则 UR1=U2R2=0.6A，即 UR2=1.2A﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
图3中，电路中的电流：I2=UR1+R3=U2R2+2R2=14×UR2=14×1.2A＝0.3A，
图4中，电路中的电流：I3=UR1+12R3=U2R2+12×2R2=13×UR2=13×1.2A＝0.4A，
因图4和图3相比较R3的功率减小了0.1W，
所以，由P＝I2R可得：P3﹣P3′＝I22R3﹣I32×12R3＝（0.3A）2×R3﹣（0.4A）2×12R3＝0.1W，
解得：R3＝10Ω，
代入①②③两式可得：R1＝10Ω，R2＝5Ω，U＝6V，
因为R1＞R2，
所以图3中的总电流最小，电路的总功率最小，最小为：P小＝UI2＝6V×0.3A＝1.8W。
故答案为：1：2；1.8。
35．如图甲所示的电路，滑动变阻器铭牌上标有“？1A”，电流表所用的量程为0～3A，两个电压表的量程均为0～15V。当只闭合开关S时，滑动变阻器滑片在最右端时，滑动变阻器两端的电压为U1，向左端逐渐调节滑片直至灯泡正常发光，此时滑动变阻器接入阻值为最大阻值的0.3倍，滑动变阻器两端的电压为U2，U1：U2＝8：3，电流表与两电压表示数变化如图乙所示，则电源电压为 V，闭合三个开关，将滑动变阻器滑片调至最右端后，电流表示数为0.75A。若任意闭合开关，保证电路中有电流且电路安全，则整个电路最大功率与最小功率的比值为 。
【答案】9；3.25。
【解析】解：（1）只闭合开关S，滑动变阻器与小灯泡串联，电压表V1测小灯泡两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端电压，电流表测量电路中的电流，
当滑片由最右端向左调节时，接入电路中的电阻减小，电路中的总电阻减小，由I=UR可知，电路中的电流增大，
所以，当灯泡正常发光时，滑动变阻器连入阻值为最大阻值的0.3倍，此时电路中的电流最大，
由串联电路的分压特点可知，滑动变阻器两端的电压减小，灯泡两端的电压变大，
由图象乙可知，灯泡两端的电压为6V，电路中的电流I＝0.5A，
则滑动变阻器两端的电压U2＝U﹣6V，
当只闭合开关S、滑动变阻器滑片在最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，
由图乙可知，此时灯泡两端的电压是1V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压U1＝U﹣1V，
已知：U1：U2＝8：3，
即：（U﹣1V）：（U﹣6V）＝8：3，
解得：U＝9V，
（2）当滑动变阻器接入阻值为最大阻值的0.3倍时，电路中的电流为0.5A，则根据欧姆定律可知：
0.3R1=U−ULI=9V−6V0.5A=6Ω，
解得：R1＝20Ω；
当只闭合开关S时，滑动变阻器滑片在最右端时，滑动变阻器的最大阻值与小灯泡串联，此时电路的总电阻最大，电路的总功率最小，
此时电路中的电流I′=U−UL最小R1=9V−1V20Ω=0.4A，
则电路中的最小功率P小＝UI′＝9V×0.4A＝3.6W；
闭合三个开关，将滑动变阻器滑片调至最右端后，滑动变阻器的最大阻值和R2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，
所以，通过滑动变阻器的电流I1=UR1=9V20Ω=0.45A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R2的电流I2＝I″﹣I1＝0.75A﹣0.45A＝0.3A，
由滑动变阻器的铭牌可知，允许通过的最大电流为1A，且电流表的量程为3A，
所以，干路的最大电流I大＝I1大+I2＝1A+0.3A＝1.3A，此时电路的总功率最大，
则电路的最大功率P大＝UI大＝9V×1.3A＝11.7W，
则整个电路最大功率与最小功率的比值为P大P小=。
故答案为：9；3.25。
36．如图所示，电源两端电压不变。当闭合开关S和S2，断开开关S1和S3，滑片P滑到某一位置时，电压表的示数为U1，电阻R1与滑动变阻器的总电功率为P1＝4.2W，电流表的示数为I1；当闭合开关S、S1和S3，断开开关S2，滑动变阻器的滑片P滑到另一位置时，电压表的示数为U2，电阻R1的电功率为P2，电流表的示数为I2；U1：U2＝7：2，P1：P2＝7：4，则电流I1：I2＝ ；当闭合开关S，断开开关S1、S2和S3，滑片P滑到B端时，电阻R2的电功率为P3，电流表的示数为I3。已知R1：R2＝1：3，则电功率P3＝ W。
【答案】1：2；11.25W。
【解析】解：开关只断开S1、S3，变阻器接入电路电阻为R A，简化电路如图甲所示；
开关只断开S2，变阻器接入电路电阻为R B，简化电路如图乙所示；
开关只闭合S，滑片P滑到B端时，简化电路如图丙所示：
（1）由图甲、乙可得：P1＝U1I1＝4.2W，P2＝U2I2，
又因为U1：U2＝7：2，P1：P2＝7：4；则：I1I2=P1U1P2U2=P1P2×U2U1=74×27=12；
（2）由图甲、乙可得：U1＝I1（R1+RA），U2＝I2R1；则
R1+RAR1=U1U2×I2I1=72×21=71−
即RA＝6R1；
因为电源两端电压不变，R1：R2＝1：3，
则由图甲、丙得：I1I3=R1+R2R1+RA+R2=R1+3R1R1+6R1+3R1=25，
由P＝I2R可行，
P1P3=I12(R1+RA)I32R2=(25)2×R1+6R13R1=2875
则P3=7528P1=7528×4.2W＝11.25W。
故答案为：1：2；11.25W。
三、实验探究题（共14小题）：
37．现有下列器材：恒定电源（15V）、定值电阻（10Ω、20Ω、25Ω和30Ω各一个）、电流表（0～0.6A）、电压表（0～15V）、开关、滑动变阻器（100Ω 1A）和导线若干。小王设计了如图所示的电路图，探究“电流与电阻的关系”。
（1）小王连接电路后，闭合开关，发现电流表指针偏向零刻度线左侧，原因是 ，调整好电流表，在移动滑动变阻器的过程中，电流表的示数变大时，电压表的示数反而减小，你认为出现上述实验现象的原因是 ；
（2）按电路图改接好电路，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时小王眼睛应注意观察 （选填“电流表”或“电压表”）示数；
（3）实验过程中，他先将10Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为3V，断开开关，保持滑片位置不动，直接把R换成用25Ω的电阻接入电路，闭合开关，发现电流表读数 （选填“大于”、“等于”或“小于”）0.12A，为了继续完成实验，他应将滑片向 （选填“左”或“右”）移，直至电压表示数又为3V。此过程中，在前后两次电压表示数是3V的情况下，滑动变阻器的功率之比 ；
（4）他将10Ω、20Ω、25Ω三个定值电阻分别接入电路中，正确操作后，记下电流表的示数，分析数据可以得出结论：当电压一定时， ；
（5）接着他又将30Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，电压表示数都不能为3V。为顺利完成以上所有探究，他设计了如下四个调整方案，你认为不可行的是 。
A.如果只更换定值电阻，则更换的电阻阻值范围是5Ω～25Ω
B.如果只调整电压表的示数，则应控制电压表示数范围为4V～10V
C.如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值不小于120Ω
D.如果只更换电源，则更换的电源电压范围是3V～13V
【答案】（1）电流表正负接线柱接反；电压表并联在滑动变阻器两端；（2）电压表；（3）大于；左；5：2；（4）电流与电阻成反比；（5）B。
【解析】解：（1）小王连接电路后，闭合开关，发现电流表指针偏向零刻度线左侧，原因是电流表正负接线柱接反；
当电路中的电流变大时，根据U＝IR可知，定值电阻两端的电压将增大，由于U滑＝U﹣U定，电源电压U保持不变，所以滑动变阻器两端的电压将减小，由此可知，出现上述实验现象的原因是电压表并联在滑动变阻器两端；
（2）实验中应控制定值电阻两端的电压不变，即保持电压表的示数不变，按电路图改接好电路，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时小王眼睛应注意观察电压表示数；
（3）①先将10Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为3V，根据欧姆定律可知电流表示数为I=UVR=3V10Ω=0.3A，根据串联电路电压的规律及欧姆定律，则滑动变阻器连入电路的阻值：
R滑=U滑I=U−UVI=15V−3V0.3A=40Ω；
断开开关，保持滑片位置不动，直接用25Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关后，根据串联电阻的规律及欧姆定律，则电流表读数为：
I′=UR滑+R′=15V40Ω+25Ω=313A≈0.23A，所以电流表的示数大于0.12A；
②根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成25Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数不变；
③此过程中，在前后两次电压表示数是3V的情况下，根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压都为：15V﹣3V＝12V不变，当定值电阻的阻值为10Ω时，电路中的电流为0.3A，当定值电阻的阻值为25Ω时，电路中的电流为325A，根据P＝UI可知滑动变阻器的功率之比等于电路中的电流之比，为：0.3A325A=52；
（4）由实验数据可知，电阻增大为原来的几倍，通过的电流减小为原来的几分之一，得出的结论是：当定值电阻两端电压一定时，电流与电阻成反比；
（5）本实验是探究电流与电阻的关系，需要保持定值电阻两端的电压（电压表的示数）不变，
A、电源电压为15V，由串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为：15V﹣3V＝12V，变阻器的电压为电压表示数的4倍，若更换25Ω的电阻，由分压原理，滑动变阻器连入电路的阻值应为：
R滑′＝4×25Ω＝100Ω；
已知电路允许通过最大电流为0.6A，所以电路的总电阻最小为：
R总=UI最大=15V0.6A=25Ω；
根据串联电路电压的规律及分压原理，定值电阻的最小阻值应为：
R滑小=11+4×25Ω＝5Ω；
如果只更换定值电阻，则更换的电阻阻值范围是5Ω～25Ω，所以A方案可行；
B、如果只调整电压表的示数（可改变电压表量程），当调整的电压表示数最大，且接入定值电阻的阻值最小为10欧时，由欧姆定律可知此时电路中的最大电流为0.6A，
则电压表的最大示数UVmax＝ImaxRmin＝0.6A×10Ω＝6V；
当调整的电压表示数最小时，变阻器两端的电压最大，且接入定值电阻的阻值最大为30欧时，变阻器接入电路的阻值最大为100欧，
由串联分压原理可得：UVmin15V−UVmin=R定maxR滑max=30Ω100Ω，
解得UVmin≈3.46V；
所以，应控制电压表示数范围为3.46V～6V，则B方案不可行；
C、如果只更换滑动变阻器，根据分压原理，则更换的滑动变阻器最大阻值至少为：
R滑大＝4×30Ω＝120Ω；
所以C方案可行；
D、若更换的电源电压范围是3V～13V，当电源电压为13V时，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为：U变＝13V﹣3V＝10V，由分压原理，则滑动变阻器连入电路的阻值：
R滑″=10V3V×30Ω＝100Ω；
当电源电压为3V时，则滑动变阻器的阻值应调为0Ω，此时定值电阻的电压等于电源电压，即为3V，更换的电源电压范围是3V～13V，所以D方案可行。
由此可知，不可行的方案是B。
故答案为：（1）电流表正负接线柱接反；电压表并联在滑动变阻器两端；（2）电压表；（3）大于；左；5：2；（4）电流与电阻成反比；（5）B。
38．小梁做“测定小灯泡电功率”的实验，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“20Ω 2A”，电源电压调为6V且保持不变，其他实验器材齐全且完好。
（1）小梁连接的实物图如图所示，闭合开关，发现灯 （选填“亮”或“不亮”），经检查发现接错了一根导线。请你在这根导线上打“×”，并补画出正确连接的那根导线；
（2）小梁进行多次实验，测得数据如表所示，则小灯泡L正常发光时的电功率为 W，老师发现表格中第 次数据是编造的；
（3）对实验现象进一步分析可知：小灯泡的实际功率越大，小灯泡亮度越大。但小梁同学发现：标有“220V 8.5W”的LED灯与标有“220V 60W”的普通白炽灯都正常发光时，亮度几乎相当。请分析造成这一现象的原因可能是 （填序号）；
A.两灯的实际功率相同
B.相同时间内，电流通过两灯做功不同
C.两灯将电能转化为光能的效率不同
（4）根据表格中的数据推测：当电流为0.15A时，小灯泡的实际功率最有可能的是 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）；

（5）另一组的花花设计了测量定值电阻的电路，如图，她想将电流表直接改装成测电阻的欧姆表。所用实验器材有：电源（电压6V），电流表（量程0～0.6A），滑动变阻器。
①她将滑动变阻器调至10Ω接入，且保持不变，在M、N之间接入待测电阻Rx，依据Rx与I的对应关系，在电流表表盘原来的刻度线处标上对应的阻值，下列标记正确的是 。
②该装置使用一段时间后，电源电压减小，这将导致电阻的测量值 （填“偏小”、“不变”或“偏大”）。
【答案】（1）不亮；见解析；（2）0.75；1；（3）C；（4）A；（5）①D；②偏大。
【解析】解：（1）小明连接的实物图如图1所示，电流表与灯并联，电压表串联在电路中（电压表测电源电压，电压表有示数），因电压表内阻很大，电路的电流几乎为0，闭合开关，发现灯不亮；
电流表应与灯串联，电压表与灯并联，改正后，如图所示：
（2）由表中数据知，灯在额定电压下的电流为0.30A，则小灯泡L正常发光时的电功率为：
P＝UI＝2.5V×0.30A＝0.75W；
变阻器的最大电阻为20Ω，由表中第1组数据，根据串联电路的规律及欧姆定律，变阻器连入电路的电阻：
R滑=U滑I1=U−U1I1=6V−1V0.22A≈22.7Ω＞20Ω，故表格中第1次数据是编造的；
（3）标有“220V 8.5W”的LED灯与标有“220V 60W”的普通白炽灯都正常发光时，亮度几乎相当，即转化为的光能相同，普通白炽灯转化为的内能更多，消耗的电能多、LED灯消耗的电能少，即LED灯电能转化为光能的效率更高。故选C；
（4）当电流为0.15A时，若灯泡两端的电压为1.2V，则它的电功率P′＝U′I′＝1.2V×0.15A＝1.8W，由表格数据可知，当灯泡两端的电压为1.2V时，通过灯泡的电流为0.24A，大于0.15A，故
当电流为0.15A时，若灯泡两端的电压小于1.2V，则这时灯的实际功率一定小于0.18W，选A；
（5）①AB、分析电路图可知，滑动变阻器与Rx串联，根据欧姆定律可知电路的总电阻R总=UI，根据串联电路的电阻特点可知Rx=UI−R滑，即电流越大，Rx的阻值越小，所以，表盘的右侧应为较大的电阻值，故AB错误；
CD、当电流为0.2A时，Rx=UI−R滑=6V0.2A−10Ω＝30Ω﹣10Ω＝20Ω，故C错误、D正确；
故选D；
②装置使用一段时间后，电源实际电压减小，则将待测电阻接入电路时，电路中电流偏小，电流表指针偏转角度偏小，由表盘的改装情况可知，电流越小表盘上所对应的电阻值越大，所以测得的电阻值偏大。
故答案为：（1）不亮；如图；（2）0.75；1；（3）C；（4）A；（5）①D；②偏大。
39．小亮来到物理实验室，利用图甲所示电路：电压恒为4.5V的电源，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻，铭牌上标有“25Ω，21A”的滑动变阻器，电压表，电流表，开关，导线完成了“探究电流与电阻关系“实验。
（1）闭合开关前，滑动变阻器滑片应调到 （填“左”或“右“）端。
（2）他将5Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关移动滑片P发现，电流表、电压表均有示数，且示数始终不变。其原因可能是 （只填序号）。
A.R短路 B．R断路 C．滑动变阻器短路
（3）他将定值电阻分别单独接入电路中，保持定值电阻两端电压为1.5V，最多可以完成 次实验。要想完成整个实验，需要最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
（4）通过实验可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。
（5）小亮还了解到：电源内部也有电阻，简称内阻；可以把电源看成由一个电压为E的理想电源与一个阻值为r的电阻串联而成，如图乙所示。
①为了测量E和r，小亮设计了如图丙所示电路。已知R1＝1.5Ω，R2＝2.5Ω，当闭合开关S、S1断开开关S2时，电压表的示数为4.5V；当闭合开关S、S2，断开开关S1时，电压表的示数为5V。则理想电源电压E＝ V，电源的内电阻r＝ Ω。
②小亮想到用图像反映物理量间的变化关系是物理学研究的常用方法，于是他设计了如图丁所示电路，电路中使用的是“电源1”，通过改变电阻箱的阻值，测出多组电压、电流的数据，作出电压与电流的关系图像；再换用“电源2”，其余元件不变，重复上述操作，作出了另一条电压与电流的关系图像，如图戊所示，由图像可知“电源1”的内阻r1 “电源2”的内阻r2（选填“＞”、“＜“或“＝”）。
【答案】（1）右；（2）C；（3）两；40；（4）反比；（5）①6；0.5；②＞。
【解析】解：（1）为了保护电路，闭合开关前滑动变阻器的滑片应在阻值最大处，即最右端；
（2）他将5Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关移动滑片P发现，电流表、电压表均有示数，且示数始终不变，两电表都有示数，说明R1正常接入电路，两表示数始终不变，说明滑动变阻器起不到变阻的作用，说明滑动变阻器短路，故AB错误，C正确；
（3）他将定值电阻分别单独接入电路中，保持定值电阻两端电压为1.5V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压：UH＝U﹣UR＝4.5V﹣1.5V＝3V，
当滑动变阻器接入最大阻值时，通过电路的电流I0=UHRH大=3V25Ω=325A，定值电阻接入电路的阻值：R0=URI0=1.5V325A=12.5Ω，也就是说接入电路的定值电阻最大为12.5Ω，故最多可完成两次实验；
要想完成整个实验，当把20Ω的定值电阻接入电路时，串联电路各处电流都相等，由欧姆定律可得：URR04=UHRH1，则R04RH1=URUH，即20ΩRH1=1.5V3V，解得RH1＝40Ω，所以需要最大阻值为40Ω的滑动变阻器；
（4）实验时需控制电阻两端电压不变，通过电阻的电流随电阻的增大而减小，故实验结论为电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（5）①由图丙知，当闭合开关S、S1，断开开关S2时，R1与r串联，电压表测R1两端电压，
此时电路中电流：I＝I1=U1R1=4.5V1.5Ω=3A，
由串联电路特点和欧姆定律知，电源电压：E＝U1+Ir＝4.5V+3A×r，
当闭合开关S、S2，断开开关S1时，R2与r串联，电压表测R2两端电压，
此时电路中电流：I'＝I2=U2R2=5V2.5Ω=2A，
电源电压：E＝U2+I'r＝5V+2A×r，
电源电压不变，所以4.5V+3A×r＝5V+2A×r，
解得：r＝0.5Ω，
则E＝U1+Ir＝4.5V+3A×0.5Ω＝6V；
②由欧姆定律可得I=Urr=E−Ur，当I一定时，U越大，r越小，结合图戊可知“电源1”的内阻r1＞“电源2”的内阻r2。
故答案为：（1）右；（2）C；（3）两；40；（4）反比；（5）①6；0.5；②＞。
40．小亮想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关。于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L1，接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图甲所示的电路开始探究。
（1）连接电路时开关应 ，若小亮连接电路后闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，灯L1亮度很微弱，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是 。
（2）小亮排除故障后，继续进行实验：
①闭合开关，移动滑片，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如表；
②当电压为2.5V时电流如图乙所示，则L1的额定功率为 W。
（3）小亮注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的结论是：小灯泡的亮度是由 决定的。
（4）小亮还想测额定电压3.8V的灯L2的额定功率，但0～15V量程已经损坏，小亮灵机一动，重新连接了电路，也测得了小灯泡L2的额定功率。请你用笔画线代替导线帮他把电路（如图丙）连接完整。
（5）同组的小江同学，向老师借了一个10Ω的定值电阻R0，没用电压表，也测量出了L2的额定功率（如图丁），请你将下列实验过程补充完整；
① （填S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电流表示数为 A；
②闭合S、S1，断开S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，记录电流表的示数为I；
③小灯泡L2额定功率的表达式P额＝ （用你测量物理量的字母和已知量来表示）。
【答案】（1）断开；滑动变阻器都接下面两个接线柱了；（2）①0.3；②0.75；（3）灯泡的实际功率； （4）见解析；（5）①闭合S、S2，断开S1；0.38；③3.8V×（I﹣0.38A）。
【解析】解：（1）连接电路时开关应断开；闭合开关，灯L1几乎不发光，则电路的电流较小，移动滑片P也不能改变灯的亮度，说明变阻器没有了变阻的作用，故原因是滑动变阻器都接下面两个接线柱了；
（2）①当电压为2.5V时电流如图2所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A；
②此时的电功率：P＝U2I2＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（3）小亮注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮，结合表中数据知：0.32W＜0.75W＜1.02W，故得出的结论是小灯泡的亮度是由灯的实际功率决定的；
（4）小亮还想测额定电压是3.8V的灯L2额定功率，因3.8V＞3V，故需要改变电压表的量程；根据串联电路电压的规律，当变阻器的电压为：6V﹣3.8V＝2.2V＜3V，灯的电压为3.8V，灯正常发光，故可将电压表小量程与变阻器并联，电流表仍选用小量程，如下所示：
（5）实验步骤：
①闭合S、S2，断开S1，调节滑动变阻器的滑片使电流表示数为IL=ULR0=3.8V10Ω=0.38A；
②闭合S、S1，断开S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，记录电流表的示数为I；
③在②中，使电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流：IL＝I﹣0.38A；
小灯泡L2额定功率的表达式：P额＝UL×IL＝3.8V×（I﹣0.38A）。
故答案为：（1）断开；滑动变阻器都接下面两个接线柱了；（2）①0.3；②0.75；（3）灯泡的实际功率； （4）如上所示；（5）①闭合S、S2，断开S1；0.38；③3.8V×（I﹣0.38A）。
41．在“探究电流与电阻的关系”的实验中，提供的器材如下：电源电压恒为4.5V，五个定值电阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω）、R4（20Ω）、R5（25Ω），标有“50Ω1A”的滑动变阻器R、电压表（可用量程：0～3V、0～15V）、电流表（0～0.6A）、开关各1只，导线若干。
（1）小赵同学设计了如图甲所示的实验电路，电路连接完毕，闭合开关S，发现电流表有示数，电压表无示数。若电路故障只出现在R1或R上，则电路故障可能是： （选填“A”、“B”、“C”或“D”）；A.R1断路；B.R1短路；C.R断路；D.R短路
（2）排除电路故障后，将滑动变阻器的滑片P移到最 端（选填“左”或“右”），闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数为2.5V时，电流表的示数应为 A；
（3）分别用定值电阻R2、R3、R4、R5依次替换R1，重复（2）的实验步骤。根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像，如图乙所示，由图像可得出的结论是：电阻两端电压一定时，电流与电阻成 比。
（4）完成步骤（2）后，断开开关，用R2替换R1，不调节滑片，闭合开关，发现电压表示数 2.5V（选填“大于”或“小于”），应向 （选填“左”或“右”）移动滑片P才能达到实验要求；
（5）为完成该实验探究，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为 Ω；
（6）在使用电阻R1、R3完成实验的过程中，当电压表示数为2.5V时，滑动变阻器R消耗的电功率分别为P1、P3，则P1：P3＝ 。
【答案】（1）B；（2）右；0.5；（3）反；（4）大于；右；（5）4；（6）3：1。
【解析】解：（1）A、若R1断路，电流表没有示数，电压表串联在电路测电源电压，电压表有示数，故A不符合题意；
B、若R1短路，则电流表有示数，电压表没有示数，故B符合题意；
C、若R断路，则整个电路断路，两表都没有示数，故C不符合题意；
D、若R短路，电压表测电源电压，电压表有示数，故D不符合题意；
故选：B；
（2）排除电路故障后，为保护电路，将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处的最右端；由题意可知，第1实验所用的电阻为R1＝5Ω，闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数为2.5V时，由图乙知，电流表的示数应为0.5A；
（3）根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像知，电流与电阻之积为：
UV＝IR＝0.5A×5Ω＝﹣﹣﹣＝0.1A×25Ω＝2.5V，为一定值，故由图像可得出的结论是：电压不变时，电流与电阻成反比；
（4）完成步骤（2）后，若保持滑片P位置不变，断开开关，用R2替换R1，因电阻变大，根据串联分压原理可知，其分得的电压增大，即电压表示数大于2.5V；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动滑片P才能达到实验要求；
（5）电阻的电压控制为2.5V不变，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为：4.5V﹣2.5V＝2V，变阻器的电压为定值电阻电压的0.8倍，当定值电阻最小为5Ω时，对应的滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为0.8×5Ω＝4Ω；
（6）把5Ω和15Ω的电阻分别接入电路，因控制电阻两端的电压不变，由欧姆定律U＝IR，电流与电阻成反比，故电路的电流之比为：
15Ω：5Ω＝3：1；
由串联电压电压的规律，变阻器的电压也不变，根据P＝UI，电压不变时，电功率与电流成正比，故P1：P3＝3：1。
故答案为：（1）B；（2）右；0.5；（3）反；（4）大于；右；（5）4；（6）3：1。
42．小明做“测定小灯泡电功率”的实验，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“20Ω 2A”，电源为电压可调的学生电源，其他实验器材齐全且完好。
（1）小明连接的实物图如图1所示，闭合开关，发现灯 （选填“亮”或“不亮”），电流表 （选填“有”或“无”）示数；
（2）经检查发现接错了一根导线。请你在这根导线上打“×”，并补画出正确连接的那根导线；
（3）电路连接正确后，小明选用“6V”挡电源电压，将滑片调到最大阻值，闭合开关。某次实验时，发现小灯泡发光较亮，电压表、电流表的示数分别如图2（a）（b）所示，此时电路中的电流为 A，小灯泡的实际功率 （选填“大于”“小于”或“等于”）额定功率；
（4）小明进行多次实验，测量的数据如表所示，则小灯泡L正常发光时的电功率为 W，老师发现表格中第 次数据是编造的；
（5）根据表格中的数据推测：当电流为0.12A时，小灯泡的实际功率最有可能的是 （选填“A”、“B”“C”或“D”）；

（6）小明在原有器材的基础上，增加了阻值已知的定值电阻R0、电阻箱R和一个单刀双掷开关，电源电压未知且恒定不变。设计了几种单表测量该灯泡额定功率的电路图，如图3所示，其中符合要求的两项有 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）。
【答案】（1）不亮；无；（2）如上所示；（3）0.32；大于；（4）0.75；1；（5）A； （6）BC。
【解析】解：（1）小明连接的实物图如图1所示，电流表与灯并联，电压表串联在电路中（电压表测电源电压，电压表有示数），因电压表内阻很大，电路的电流几乎为0，闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数；
（2）电流表应与灯串联，电压表与灯并联，改正后，如下所示：
（3）某次实验时，发现小灯泡发光较亮，电压表、电流表的示数分别如图2（a）（b）所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为2.8V；电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时电路中的电流为0.32A；
因2.8V大于灯的额定电压，故小灯泡的实际功率大于灯的额定功率；
（4）小明进行多次实验，测量的数据如表所示，由表中数据知，灯在额定电压下的电流为0.30A，则小灯泡L正常发光时的电功率为：
P＝UI＝2.5V×0.30A＝0.75W；
变阻器的最大电阻为20Ω，由表中第1组数据，根据串联电路的规律及欧姆定律，变阻器连入电路的电阻：
R滑=U滑I1=U−U1I1=6V−≈22.7Ω＞20Ω，故表格中第1次数据是编造的；
（5）第2次实验灯的实际功率为：P2＝U2I2＝1.3V×0.24A＝0.312W；
当电流为0.12A时，此时的电流为0.24A的0.5倍，根据P＝I2R，在电阻不变时，电功率与电流的平方成正比，即若灯的电阻不变，P′＝（0.5）2×0.312W＝0.078W，而实际上灯的电阻随温度的减小而变小（通过灯的电流随电压的变小而变化，根据P＝UI灯的实际功率也变小，灯的温度降低），故这时灯的实际功率一定小于0.078W，选A；
（6）A、无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，此方案不能测定小灯泡的额定电功率，故A不符合要求；
B、S先接b，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V时，灯泡正常发光；S再接a，调节变阻箱的阻值，使电压表的示数仍为2.5V时，由等效替代法，此时电阻箱的电阻等于灯泡的电阻，根据P=U2R，所以能测出小灯泡的额定功率，故B符合要求；
C、S先接a，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V时，灯泡正常发光；S再接b，电压表测量出灯泡和电阻箱的总电压，由串联电路电压的规律得出定值电阻（电阻箱的电阻值）的电压，由欧姆定律得出灯的额定电流，根据P＝UI，所以能测出小灯泡的额定功率，故C符合要求；
D、开关接a或接b时，不能确定灯是否正常工作，不能测定小灯泡的额定电功率，故D不符合要求。
故选BC。
故答案为：（1）不亮；无；（2）如上所示；（3）0.32；大于；（4）0.75；1；（5）A； （6）BC。
43．小昊同学在“探究电流与电阻的关系”的实验时，选用如下器材：电源电压为6V（电压可调）、标有“25Ω1A”的滑动变阻器、电流表、电压表、开关、5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个、导线若干，实验过程中控制定值电阻两端电压为2V不变。
（1）图甲是小连接的部分实验电路，请将电路补充完整。
（2）连接电路后，某次实验时，经正确调节后，电流表的示数如图乙所示为 A，此时连入电路的定值电阻是 Ω。
（3）接着小昊保持滑片的位置不变，将5Ω电阻接入电路，他应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）调节，直到电压表示数为U1＝2V，读取电流表的示数。更换为20Ω的电阻后，未移动滑片就立即闭合开关，电压表示数为U2，则U2 4U1（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（4）当将20Ω电阻接入电路时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验，为了完成本次实验，可调节电源电压在 范围。
（5）图丙为实验数据画出的I﹣R关系图，由图可得出的结论是 。
【答案】（1）见解析；（2）0.2；10；（3）右；小于；（4）2～4.5V；（5）电压一定时，电流与电阻成反比。
【解析】解：（1）实验过程中控制定值电阻两端电压为2V不变，故电压表选用小量程与电阻并联，由图乙电流表选用小量程与电阻串联，如下所示：
（2）如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则电流表示数为0.2A；
由欧姆定律，电阻：
R=UI=2V0.2A=10Ω；
（3）根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成5Ω的电阻，电阻变小，其分得的电压变小；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应减小滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V；
若将5Ω的电阻接入电路时，电压表示数为U1，设变阻器连入电路的电阻为R滑，由串联电路的规律及欧姆定律，U1=UR滑+5Ω×5Ω﹣﹣﹣﹣﹣①，
更换为20Ω的电阻后，立即闭合开关，同理，
电压表示数为：U2=UR滑+20Ω×20Ω﹣﹣﹣﹣﹣②，
①÷②得：U1U2=R滑+20ΩR滑+5Ω×5Ω20Ω＞14，
故U2＜4U1。即U2小于4U1。
（4）由串联电路的规律及分压原理有：U−U′U′=R滑R定
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，电源电压最大，
U−2V2V=25Ω20Ω=54，最大的电源电压为：
U′＝4.5V，故为完成本次实验，可调节电源电压在 2～4.5V的范围；
（5）根据图丙为实验数据画出的I﹣R关系图，电阻的电压为：
U＝IR＝0.1A×20Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣＝0.4A×5Ω＝2V，由图可得出的结论是：电压一定时，电流与电阻成反比。
故答案为：（1）如上所示；（2）0.2；10；（3）右；小于；（4）2～4.5V；（5）电压一定时，电流与电阻成反比。
44．在“测量小灯泡的功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为3V。
（1）如图甲，连线时开关应处于 （选填“闭合”或“断开”）状态，闭合开关前，应将变阻器滑片滑到 端（选填“A”或“B”）。
（2）按照图甲正确连好电路，闭合开关，小灯泡不亮，两表指针均有偏转，造成该现象的原因不可能的是 。
A.小灯泡短路 B.小灯泡两端电压太小 C.滑动变阻器阻值太大 D.电源电压太小
（3）移动滑片，使小灯泡正常工作，读出此时电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为
W。根据实验数据画出小灯泡I﹣U关系图象如图乙（坐标轴上的数值已被擦除），分析图象可知，当小灯泡两端电压减小时，小灯泡的电阻 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）当小灯泡两端电压为2V时，实际功率在以下哪个范围内 。
A.P实＜0.48W ＜P实＜0.6W
＜P实＜0.75W D.P实＞0.75W
（5）实验结束后，小杜继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，则她画出的U﹣I图象应为图丙中的虚线 （填“①”、“②”或“③”）。
【答案】（1）断开；A；（2）A；（3）0.75；减小；（4）B；（5）①。
【解析】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，闭合开关前，应将滑片P移到阻值最大的A端；
（2）闭合开关，两表指针均有偏转，这说明灯泡有电流通过，其两端也有电压，但灯泡不发光，说明灯泡的实际功率过小。
A、若小灯泡短路，电压表无示数，故A不可能；
B、若小灯泡两端电压太小，则通过的电流与小，由P＝UI知，灯泡的实际功率很小，灯泡可能不发光，故B有可能；
C、若滑动变阻器阻值太大，由串联电路特点和欧姆定律知，电路中电流很小，灯泡分得电压也很小，灯泡的实际功率很小，灯泡可能不发光，故C有可能；
D、若电源电压太小，则灯泡分得电压更小，灯泡的实际功率很小，灯泡可能不发光，故D有可能；
故选：A；
（3）小灯泡正常工作时两端电压等于额定电压2.5V，此时电流表的示数为0.3A，
则小灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
由小灯泡I﹣U关系图象知，灯泡两端电压增大时，电压变化大于其电流的变化，由欧姆定律知，灯泡电阻随电压增大而增大，故当小灯泡两端电压减小时，小灯泡的电阻减小；
（4）电流表的示数为0.3A，灯正常发光，而灯的电压不能超过为的额定电压的五分之一，即灯的实际电压不能超过3V，结合图知，横坐标每大格为0.5V，如下图所示：
由图知，当小灯泡两端电压为2V时，小灯泡的实际电压低于额定电压2.5V，所以实际电流I实＜0.3A，
灯泡正常发光时的电阻R=U额I=≈8.3Ω，由（3）知，灯泡两端电压为2V时电阻小于8.3Ω，
所以此时灯泡的实际电流I实＞U实R=2V8.3Ω≈0.24A，
故灯泡两端电压为2V时，通过灯泡的电流0.24A＜I实＜0.3A，
由P＝UI可得，灯泡的实际功率范围：2V×0.24A＜U实I实＜2V×0.3A，
即：0.48W＜P实＜0.6W，故选B；
（5）因电源电压为3V，灯的U﹣I图象与变阻器电流随电压的变化关系图象交点，表示灯的电压与变阻器的电压相等（串联电路各处的电流相等），故由串联电路电压的规律，此时灯与变阻电压的电压都为1.5V，由下图知，只有图3中的虚线①符合这个条件，故他画出的U﹣I图象应为图3中的虚线①；
故答案为：（1）断开；A；（2）A；（3）0.75；减小；（4）B；（5）①。
45．为了探究“小灯泡亮度与实际功率”的关系，某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路，实验器材有标有“2.5V”字样的L1小灯泡，标有“2V ？A”的小灯泡L2，电源电压6V不变，可供选用的滑动变阻器有“10Ω 1A”的R1、“50Ω 1A”的R2和“800Ω 1.5A”的R3。
（1）在实验前检查仪器时，发现电流表的指针如图乙所示，则他接下来的操作是 ；
（2）电路正确连接后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，你认为造成这一现象的原因可能是 。（选填字母）
A．电流表断路 B．小灯泡短路
C．小灯泡灯丝断了 D．滑动变阻器短路
（3）排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学从“0～15V”量程的刻度线看出指针停在10V处，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 移（选填“左”或“右”）直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则L1小灯泡的额定功率是 W。测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该实验所测小灯泡电功率偏 （选填“大”或“小”）。
（4）根据收集到的实验数据，同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中，勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，他根据多组实验数据描绘出的I﹣U图像如图丁所示，主要原因是：灯丝电阻随温度而变化，若L1小灯泡的额定功率P0与某次工作时的实际功率P1满足P0＝4P1，则以下关于额定电压U0与实际电压U1的数值关系，你认为最有可能的是 。
A．U0＝1.5U1 B．U0＝2U1
C．U0＝3U1 D．U0＝4U1
（5）若实验时调节灯泡L1正常发光后，小明再用标有“2V？A”的小灯泡L2替换L1，再次调节滑动变阻器让L2正常发光，若前后两次L1与L2的功率差△PL与滑动变阻器的功率差△P滑相等，则L2的额定功率为 W；
（6）完成上述试验后，小明又找来10Ω、15Ω、20Ω的电阻各一个，重新选择上面提供的实验仪器和量程并设计好电路，准备探究“电流与电阻的关系”的实验，他将定值电阻的控制电压设定为2V，接入电阻后，发现无论怎么调节滑动变阻器的滑片，电压表的指针都无法准确指在2V的刻度线上，发生这种现象的原因可能为 。
A．控制电压为2V太低；
B．电源电压为6V太高；
C．选择了R3接入电路进行实验。
【答案】（1）调零；（2）B；（3）右；0.75；大；（4）C；（5）0.3；（6）C。
【解析】解：（1）由图乙知，检查仪器时，电流表指针未指在零刻度处，所以接下来的操作是电流表调零；
（2）A．若电流表断路，整个电路断路，两表都没有示数，故A不符合题意；
B．若小灯泡短路，小灯泡不亮，电压表无示数，但电流表有示数，故B符合题意；
C．若小灯泡灯丝断了，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，故C不符合题意；
D．若滑动变阻器短路，则电压表测电源电压，电流表测电路的电流，两表都有示数，故D不符合题意；
故选B；
（3）灯在额定电压下正常发光，排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学从“0﹣15V”量程的刻度线看出指针停在10V处，则对应小量程的电压为2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压；
此时电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流大小为0.3A，则小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
甲图中，电压表与灯并联，电压表测量灯的电压是准确的，由并联电路电流的规律，电流表示数大于灯的实际电流，根据P＝UI，故考虑电表本身对电路的影响，该实验所测小灯泡电功率偏大；
（4）当P0＝4P1时，假设灯泡的电阻不变，根据P=U2R知，此时灯的额定电压应为实际电压的2倍，但实际小灯泡的电阻随温度的升高而变大，所以当实际电压为额定电压的12时，温度变低，这时灯的实际电阻小于灯正常发光时的电阻，则实际电压要小于额定电压的12，由于温度对电阻的影响不是特别大，由图像可知，U0＝4U1不合适，故U0＝3U1比较接近事实，故选C；
（5）小灯泡L1正常发光时的电功率0.75W，
此时滑动变阻器的电功率：P滑1＝U滑1I＝（6V﹣2.5V）×0.3A＝1.05W；
L2正常发光时，则△PL＝△P滑，
即0.75W﹣2VI′＝1.05W﹣（6V﹣2V）×I′，
解得：I′＝0.15A，
所以L2的额定功率为：P2＝U2I′＝2V×0.15A＝0.3W；
（6）探究“电流与电阻的关系”的实验中，保持定值电阻两端的电压为2V，因为电源电压为6V，所以滑动变阻器两端电压为4V，但发现无论怎么调节滑动变阻器的滑片，电压表的指针都无法准确指在2V的刻度线上，说明滑动变阻器在调节时分压在4V左右，表示控制电压为2V，电源电压为6V合理，问题出在滑动变阻器的选择上；
根据串联电路电压的规律，即R定R滑=U定U滑=2V4V=12，所以当分别将10Ω、15Ω、20Ω的电阻接入电路时，滑动变阻器接入电路的阻值分别是20Ω、30Ω、40Ω，只有R2和R3两个滑动变阻器均能满足要求，可以使定值电阻的控制电压达到2V．但发现无论怎么调节滑动变阻器的滑片，电压表的指针都无法准确指在2V的刻度线上，可能是因为选择了R3接入电路进行实验，因为R3的最大电阻为800Ω，在调节时，很容易滑过头，难保证刚好分担电压4V，故AB错误，C正确。
故答案为：（1）调零；（2）B；（3）右；0.75；大；（4）C；（5）0.3；（6）C。
46．如图甲，是小勇实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图，电源电压恒为6V。电压表、电流表无损坏，有阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω定值电阻5个。
（1）小勇根据图甲所示电路图，将图乙中的实验器材连接成实验电路，小明在检查时认为，从实验目的来看，实验电路上有一根导线连接错了，建议改线。请在接错的那根线上打“×”，另画一根导线，使电路连接正确；
（2）实验过程中，需要改变定值电阻，观察电流的变化，为了科学地得出实验结论，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察 （选填序号）；
A．变阻器滑片 B．电压表 C．电流表 D．电源
（3）某次实验，电流表示数如图丙，为 A，更换电阻R，合上开关后，电压表示数为0，电流表示数正常，其原因可能是 。
（4）在老师的引导下，他们将5次实验数据描绘在图丁中。由图可知，图中阴影部分面积表示的物理量是 （选填序号）。
A．电流 B．电压 C．电阻 D．电功率
（5）实验中，每次需要将电压表调为 V，实验中，滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。他们选择哪个滑动变阻器最合适 。
A．10Ω0 5A B．50Ω0.5A C．50Ω1A D．200Ω1A
（6）该实验装置还可以用来测量定值电阻的阻值，实验时也需要利用滑动变阻器多次测量，在这两个实验中多次测量的目的是 （选填“相同”、“不相同”）的。
【答案】（1）如下图所示；（2）B；（3）0.2；R短路；（4）B；（5）4；20；C；（6）不相同。
【解析】解：（1）原电路中，电压表测电源电压是错误的，应测电阻的电压，改正后如下所示：
（2）探究“电流与电阻的关系”时，要控制电阻的电压不变，故实验过程中，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察电压表，选B；
（3）电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.2A，某次实验，更换电阻R，合上开关后，电流表示数正常，说明电路为通路，电压表示数为0，其原因可能是R短路；
（4）在老师的引导下，他们将5次实验数据描绘在图丙中。图中阴影部分“面积”等于电流与电阻之积，根据U＝IR，故表示的物理量是电压，选B；
（5）由图知，电阻两端的电压始终保持：
UV＝IR＝0.8A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣＝0.1A×40Ω＝4V，实验中，每次需要将电压表调为4V；
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝6V﹣4V＝2V，变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍，根据分压原理，当接入40Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝0.5×40Ω＝20Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少20Ω的滑动变阻器，考虑到电流为0.8A和变阻器操作的方便性，选用50Ω1A的变阻器最合适，即选C；
（6）测量定值电阻的阻值也需要利用滑动变阻器进行多次测量，目的是为了取平均值减小误差；探究“电流与电阻的关系”多次测量是为了得出普遍性的结论，故在这两个实验中多次测量的目的是不同的。
故答案为：（1）如上所示；（2）B；（3）0.2；R短路；（4）B；（5）4；20；C；（6）不相同。
47．三组同学在“测量小灯泡电阻”的实验中，用到以下器材：额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器R1“40Ω1A”、R2“60Ω0.5A”、电流表（0∼0.6A）、电压表（0∼3V）、学生电源（电压恒为6V）、开关、导线若干。
（1）用笔画线代替导线将图甲的实物电路补充完整（要求滑片右移灯泡变暗，且导线不交叉）；
（2）本实验的原理是： ；
（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于 ；
（4）第一小组的小明在连线时刚连好最后一根线，灯泡立即发出微弱的光，则它的操作中存在的问题是 ；
（5）重新实验后，小明移动滑片P，当电压表的示数为2V时，若想测量小灯泡正常工作时的电阻，滑动变阻器应向 （选填“左”或“右”）移动，使电压表的示数达到灯泡额定电压时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常工作时的电阻为 Ω（保留一位小数）；图中电压增大时，电压与电流的比值 （选填“增大”、“不变”或“减少”），这是因为小灯泡的电阻受 的影响。
（6）小明根据实验中获得的6组数据绘制的小灯泡的“I﹣U”图象如图丙所示，则本实验中小明选择的滑动变阻器是 ，（选填“R1”或“R2”）。
（7）小明完成“测量小灯泡电阻”的实验后，它们组的同学又找来了一些实验器材，设计出如图丁电路图，测量位置电阻的阻值，操作过程如下：
第一步：先将滑动变阻器R的滑片调到适当位置，单刀双掷开关S2合向a，然后闭合开关S1，读出此时电压表和电流表的示数U1、I1；
第二步：保持滑动变阻器滑片位置不变，将单刀双掷开关S2合向b，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2；
根据以上记录数据写出被测电阻Rx的表达式Rx＝ 。
【答案】（1）如图所示；（2）R=UI； （3）阻值最大处； （4）连接电路时，开关没有断开； （5）右；7..4；增大；温度； （6）R2；（7）U1−U2I2。
【解析】解：（1）滑片右移灯泡变暗，即电阻变大电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中与灯串联，电压表与灯并联，如下所示：
（2）本实验的原理是：R=UI；
（3）闭合开关前，为保护电路，动变阻器的滑片应处于阻值最大处；
（4）第一小组的小明在连线时刚连好最后一根线，灯泡立即发出微弱的光，则它的操作中存在的问题是连接电路时，开关没有断开；
（5）灯在额定电压下正常发光，示数为2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.34A，由欧姆定律，则小灯泡正常工作时的电阻为：
R=UI=≈7.4Ω；图中电压增大时，通过的电流也变大，根据P＝UI，灯的功率变大，因为小灯泡的电阻受温度的影响即灯丝的温度升高，灯的电阻变大，由欧姆定律，电压与电流的比值（灯的电阻）增大；
（6）由绘制的小灯泡的“I﹣U”图象知，当电压为0.5V时对应的电流为0.1A，由串联电路的规律及欧姆定律，此时变阻器连入电路的电阻：
R滑=U′−U1I1=6V−Ω＞40Ω，则本实验中小明选择的滑动变阻器是R2；
（7）在第一步中，待测电阻与变阻器串联，电流表测电路的电流，电压表测电源电压；
在第二步中，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，电压表测变阻器的电压，根据串联电压电压的规律，待测电阻的电压为：
Ux＝U1﹣U2，由欧姆定律，被测电阻Rx的表达式Rx=U1−U2I2。
故答案为：（1）如上所示；（2）R=UI； （3）阻值最大处； （4）连接电路时，开关没有断开； （5）右；7..4；增大；温度； （6）R2；（7）U1−U2I2。
48．小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时，他用图甲所示的电路进行实验，实验中用到3节新的干电池，有五个定值电阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω）、R4（20Ω）、R5（25Ω），滑动变阻器最大阻值为15Ω，定值电阻两端的电压始终保持2.5V不变。
（1）请用笔画线代替导线，将甲图中实物电路连接完整（导线不得交叉）。
（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 端（选填“A”或“B”）。另一组的同学连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现电流表示数增加时，电压表示数在减小，出现这种现象的原因是 。
（3）解决上述问题后，在实验过程中，把电阻R2接入电路时，电流表如图乙所示，则滑动变阻器的滑片应向 端移动（选填“A”或“B”），使电压表示数满足实验要求。
（4）当R5接入电路时，小明无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数满足实验要求，若更换滑动变阻器，则需要更换阻值不小于 Ω且允许通过的电流不小于 A的滑动变阻器，才能完成实验。
（5）该电路还可以用来“测量小灯泡的电功率”，小明将额定电压为2.5V的小灯泡替换定值电阻后，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电流表的示数也如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。在初中学习阶段，我们通常把电流表的电阻近似看作为0，把电压表看作为开路，这是一种理想模型。实际上，电流表也有一定的阻值，电压表中也有较小的电流，因此，小明认为使用该电路所测得的额定功率会 小灯泡的真实额定功率（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（6）小明另设计了一个电路，也可用于测量小灯泡的额定功率，如图丙所示。实验中，用到另一规格额定电压也为2.5V的小灯泡，电源电压保持4.5V不变，R0为阻值为10Ω的定值电阻，连接好电路后进行如下操作：
①断开开关S1，闭合开关S和S2，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为 V；
②保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S2，闭合开关S和S1，读出电压表示数为3V；则该小灯泡的额定电功率为 W。
【答案】（1）如图所示；（2）A；电压表并联在滑动变阻器的两端；（3）B；（4）20；0.5；（5）0.5；大于；（6）①2.5；②1。
【解析】解：（1）探究电流与电阻的关系的实验中电流表与电阻串联；
由定值电阻两端的电压始终保持2.5V不变可知，电压表的量程为0～3V，且与定值电阻并联，如下图所示：
（2）开关闭合前，保护电路的滑动变阻器的滑片处于最大阻值处的A端；
由题意可知，移动滑片，发现电流表示数增加时，由U＝IR可知，定值电阻两端的电压增大，
由串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压减小，所以电压表并联在滑动变阻器的两端；
（3）由图甲可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，则图乙电流表的示数为0.2A，
此时R2两端的电压U2＝I2R2＝0.2A×10Ω＝2V＜2.5V，
则要使电压表示数满足实验要求，应增大电路中的电流，减小变阻器接入电路中的电阻，故滑动变阻器的滑片应向B端移动；
（4）定值电阻两端的电压始终保持2.5V不变，当定值电阻R1接入电路中时电路中的电流最大，
则电路中的最大电流I1=U定值R1=2.5V5Ω=0.5A，即滑动变阻器允许通过的电流不小于0.5A；
电源是由3节新的干电池串联组成，其电压为U＝4.5V，
由串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压U滑＝U﹣U定值＝4.5V﹣2.5V＝2V，
当R5接入电路时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，由串联电路的分压原理可得，变阻器的最小阻值R滑=U滑U定值R5=2V2.5V×25Ω＝20Ω；
（5）由题意可知，小灯泡的额定电压为2.5V，额定电流I2＝0.2A，则小灯泡的额定功率P＝U额I2＝2.5V×0.2A＝0.5W；
由电路图可知，灯泡两端的电压是真实的，而电流表测的是通过灯泡的电流和通过电压表的电流之和，
由P＝UI可知，该电路所测得的额定功率会大于小灯泡的真实额定功率；
（6）①断开开关S1，闭合开关S和S2时，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为2.5V，此时灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S2，闭合开关S和S1，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测R0两端的电压，
此时滑动变阻器两端的电压U滑′＝U﹣U0＝4.5V﹣3V＝1.5V，则变阻器接入电路中的电阻R滑′=U滑′U0R0=1.5V3V×10Ω＝5Ω，
当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压U滑″＝U﹣UL＝4.5V﹣2.5V＝2V，灯泡正常发光时的电流IL＝I滑″=U滑″R滑′=2V5Ω=0.4A，
则该小灯泡的额定电功率为P额＝ULIL＝2.5V×0.4A＝1W。
故答案为：（1）如上图所示；（2）A；电压表并联在滑动变阻器的两端；（3）B；（4）20；0.5；（5）0.5；大于；（6）①2.5；②1。
49．小华要测定标有“2.5V”小灯泡正常发光时的电功率，连接了如图甲所示的电路。电源电压为5V，所用滑动变阻器的规格为“25Ω 0.6A”。
（1）同组的小霞发现小华的电路连接有错误，如果此时闭合开关，观察到的现象是 。
A．小灯泡不发光，电流表有示数 B．电流表有示数，电压表无示数
C．小灯泡发光，电压表有示数 D．小灯泡不发光，电压表示数超过量程
（2）若图甲中只有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连接。
（3）小华将电路改接正确后，将滑动变阻器的滑片P置于 （选填“A”或“B”）端，再闭合开关，调节滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的功率是 W。
（4）小华还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得的数据绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图丙所示，根据图象可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻随温度升高而 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）①同组的小明同学还想探究“当电压一定时，电流与电阻的关系”，于是将图甲中的小灯泡换成四个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻，其余连接均不改变。
②小明先把5Ω的电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为1.5V，读出电流表示数；再将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，为了使电压表的示数仍为1.5V，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，读出电流表的示数。
③之后小明用15Ω的电阻替换10Ω的电阻接入电路中，此时无论他怎样移动滑片，都无法将电压表示数调到1.5V，为了用以上4个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制定值电阻两端的电压在 ～ V范围内。
【答案】（1）D；（2）如图所示；（3）A；0.7；（4）增大；（2）②A；③2.22；3。
【解析】解：（1）原电路中，变阻器与电流表串联后与灯并联，电压表串联在电路中测电源电压（5V），此时闭合开关，观察到的现象：小灯泡不发光，电压表示数超过量程，选D；
（2）电流表与串联，电压表与灯并联，如下所示：
（3）小华将电路改接正确后，将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大，即A端，再闭合开关，调节滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.28A，则小灯泡正常发光时的功率是：
P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；
（4）根据所测得的数据绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图丙所示，根据图象可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻随温度升高而增大；
（5）②根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向A端移动，使电压表的示数为1.5V，读出电流表的示数；
③电流表量程为0﹣0.6A，变阻器允许通过的最大电流为0.6A，电路的最大电流为0.6A，此时电路的电阻最小，由欧姆定律，电压表最大示数：
U大＝I大R1＝0.6A×5Ω＝3V；
由串联电路电压的规律及分压原理有：U−UVUV=R滑R′，
即
5V−UVUV=25Ω20Ω，UV≈2.22V，为了用以上4个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制定值电阻两端的电压在2.22～3V范围内。
故答案为：（1）D；（2）如上所示；（3）A；0.7；（4）增大；（2）②A；③2.22；3。
50．小欣同学在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时，准备以下器材：电源电压为4.5V且保持不变，电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、滑动变阻器（20Ω 1A）、五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、开关、导线若干。根据如图的电路图进行实验
（1）导线连接之前，开关S应该 （选填“断开”、“闭合”）；
（2）将电路连接正确后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，
原因可能是 。
（3）探究电流与电压的关系时，小欣通过调节滑动变阻器滑片P，测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如下表所示。
梁老师看到小欣的数据后说小欣的实验操作中存在问题，并且其中有一组数据是错误的。
小欣在实验操作中存在的问题是 。
请你帮他分析出错的是第 次，原因是 。
去掉出错的实验数据，分析可得到的结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
（4）接着小欣又探究电流与电阻的关系，他只更换定值电阻，其余连接均不变。其实验步骤如下：
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻，移动滑动变阻器的滑片，使得电压表示数为U0＝2V，记录电流表示数；
②断开开关，用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻再闭合开关，他应该将滑动变阻器的阻值 （选填“调大”或“调小”）直到电压表示数为U0，再记录电流表示数；
③断开开关，用25Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻再闭合开关，他调节滑动变阻器的阻值，发现电压表示数始终不能调为U0．为完成五次探究，小欣设计了如下三个调整方案，你认为不可行的是 。
A．如果只调整电压表的示数，则应控制电压表示数U0的范围为2.5V～3V
B．如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值不小于25Ω，最大电流不小于0.4A
C．如果只更换电源，则更换的电源电压范围是2V～3.6V
【答案】（1）断开；（2）R断路；（3）编造数据；1；电路中的最小电流大于0.1A；正；（4）增大，B。
【解析】解：（1）为保护电路，导线连接之前，开关S应该断开；
（2）将电路连接正确后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是R断路；
（3）探究电流与电压的关系时，要控制电阻不变，由表中数据，根据欧姆定律，电阻：
R1=U1I1=Ω
变阻器的最大电阻为20Ω，根据电阻的串联和欧姆定律，电路中的最小电流为：
I小=UR滑大+R1=4.5V20Ω+5Ω=0.18＞0.1A，操作中存在的问题是编造数据；
故出错的是第1次，原因是电路中的最小电流大于0.1A；
去掉出错的实验数据，因电压与电流之比为一定值，故分析可得到的结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（4）探究电流与电阻的关系，要控制电阻的电压不变：
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻，移动滑动变阻器的滑片，图丙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压表示数为1V，U0＝2V，记录电流表示数；
②根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，即应该将滑动变阻器的阻值增大，直到电压表示数为U0，再记录电流表示数；
③A、根据串联电路电压的规律和分压原理：U滑U定=U−UVUV=R滑R定，
由此可知，当电源电压U、定值电阻的电压UV一定时，变阻器的电阻随定值电阻的增大而增大；当电阻为R定5＝25Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大为R滑大＝20Ω，
根据串联电阻的规律，
总电阻为：R＝R定5+R滑大5＝25Ω+20Ω＝45Ω，
此时电流中的电流：I=U总R=4.5V45Ω=0.1A，由欧姆定律，则此时电压表的示数为：
U表＝IR定5＝0.1A×25Ω＝2.5V，即为应控制a、b间的最小电压为2.5V，最大电压不超过3V；故A可行；
B、电源电压为4.5V，电阻两端电压为2V，滑动变阻器分压为2.5V，
变阻器的电压为定值电阻两端电压的1.25倍，根据分压原理，变阻器的电阻为定值电阻的1.25倍，故则更换的滑动变阻器最大阻值不小于25Ω×1.25＝31.25Ω；故B不可行；
C、当变阻器全部电阻20Ω连入电路时，此时对应的定值电阻应最大为25Ω，电源电压最大，
根据分压原理，变阻器的电压U变=20Ω25Ω×2V＝1.6V，
所以最大电源电压为2V+1.6V＝3.6V，最小为2V，更换的电源电压范围是2V～3.6V．C可行。
故答案为：（1）断开；（2）R断路；（3）编造数据；1；电路中的最小电流大于0.1A；正；（4）增大，B。
四、计算题（共10小题）：
51．小超研究了家里的智能多功能热菜板，如图甲，发现该热菜板有“高温挡”、“中温挡”、“低温挡”三种加热功能，已知正常工作时：高温挡功率为440W，中温挡功率为220W。其电路原理如图乙，通过开关S1和S2的不同接法组合，实现三挡加热功能（R1、R2均为加热电阻）。求：
（1）R1的大小；
（2）热菜板在“低温挡”正常工作时的功率；
（3）某次使用时，小超断开家中其他所有用电器后，先让热菜板以“高温挡“工作110s，后转“低温挡”工作440s，观察到标有“1800r/（kW•h）”的电能表转盘在这550s内转了40转，热菜板工作的实际电压是多少。
【答案】（1）R1的阻值为220Ω；（2）热菜板在“低温挡”正常工作时的功率为110W；
（3）热菜板工作的实际电压是200V。
【解析】解：（1）由电路图和表中参数可知，当开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，电路中的电阻较大，由P=U2R可知此时电功率较大，热菜板处于中温挡，
由P=U2R可得，R1的阻值R1=U2P中温=(220V)2220W=220Ω；
（2）当开关S1闭合、S2接a时，R1和R2并联，电路中电阻最小，由P=U2R可知此时电功率最大，热菜板处于高温挡，此时功率P高温＝440W，
R2消耗的电功率P2＝P高温﹣P中温＝440W﹣220W＝220W，
因为R1和R2并联，两端电压相等，且电功率PR2＝P1，所以R2＝R1＝220Ω，
当开关S1断开、S2接b时，R1和R2串联，此时电路中的电阻最大，由P＝UI=U2R可知电功率最小，热菜板处于低温挡，低温挡功率：
P低温=U2R1+R2=(220V)2220Ω+220Ω=110W；
（3）电能表上标有“1800r/kW•h”的字样，表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转1800转，
电能表的转盘转40转时，热菜板消耗的电能：
W=401800kW•h=401800×3.6×106J＝8×104J，
热菜板以“高温挡”工作时，R1和R2并联，R并=12×220Ω＝110Ω，工作110s消耗的电能：
W1=U实2R并t1=U实2110Ω×110s，
热菜板以“低温挡”工作时，R1和R2串联，R串＝220Ω+220Ω＝440Ω，工作440s消耗的电能：
W2=U实2R串t2=U实2440Ω×440s，
由题知，W1+W2＝W＝8×104J，
U实2110Ω×110s+U实2440Ω×440s＝8×104J，
解得：U实＝200V。
答：（1）R1的阻值为220Ω；（2）热菜板在“低温挡”正常工作时的功率为110W；
（3）热菜板工作的实际电压是200V。
52．如图所示，是某科技小组设计的调温电路原理图，灯泡L的额定电压为6V，滑动变阻器R的铭牌上标有“200Ω1A”字样，电流表的量程为0∼0.6A，电压表的量程为0∼15V。当只闭合开关S1、滑动变阻器接入电路的阻值为40Ω时，灯泡L恰好正常发光，此时电流表示数为0.3A；若保持滑片P的位置不变，只闭合开关S2时，定值电阻R0和滑动变阻器R的实际功率之比为1：4（不考虑灯丝电阻变化）。求：
（1）电源电压；
（2）电阻R0的阻值；
（3）只闭合开关S2时，在保障电路安全工作下，滑动变阻器R的阻值变化范围是多少。
【答案】（1）电源电压为18V；（2）电阻R0的阻值为10Ω；
（3）只闭合开关S2时，在保障电路安全工作下，滑动变阻器R的阻值变化范围是20Ω～50Ω。
【解析】解：（1）当只闭合开关S1时，灯泡L与变阻器R串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡L恰好正常发光，
所以，由I=UR可得，电源的电压：U＝UL+I1R＝6V+0.3A×40Ω＝18V；
（2）保持滑片P的位置不变，只闭合开关S2时，定值电阻R0与变阻器R串联，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，定值电阻R0和滑动变阻器R的实际功率之比：P0PR=I22R0I22R=R0R=14，
则电阻R0的阻值：R0=14R=14×40Ω＝10Ω；
（3）因滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表量程为0～0.6A，所以电路中的最大电流为0.6A；
由I=UR可得，R0两端电压：U0＝I′R0＝0.6A×10Ω＝6V，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，
所以滑动变阻器两端电压：U小＝U﹣U0＝18V﹣6V＝12V，
则滑动变阻器接入电路的最小阻值：R小=U小I大=12V0.6A=20Ω；
当电压表示数为15V时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，
此时R0两端电压：U0′＝U﹣U大＝18V﹣15V＝3V，
电路的最小电流：I小=U0′R0=3V10Ω=0.3A，
则滑动变阻器接入电路的最大阻值：R大=U大I小=15V0.3A=50Ω，
因此滑动变阻器接入电路的阻值范围：20Ω～50Ω。
答：（1）电源电压为18V；（2）电阻R0的阻值为10Ω；
（3）只闭合开关S2时，在保障电路安全工作下，滑动变阻器R的阻值变化范围是20Ω～50Ω。
53．如图甲所示的电路，电源电压保持不变，小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样，其R﹣U图像如图乙所示，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。当只闭合开关S、S2和S3，将变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数为0.45A。
（1）求小灯泡的额定功率；
（2）当只闭合开关S、S2和S3时，求整个电路消耗的最大功率；
（3）当只闭合开关S和S1时，在保证各元件安全工作的情况下，求滑动变阻器R1允许的取值范围。
【答案】（1）求小灯泡的额定功率为0.625W；
（2）当只闭合开关S、S2和S3时，整个电路消耗的最大功率是2.7W；
（3）当只闭合开关S和S1时，在保证各元件安全工作的情况下，求滑动变阻器R1允许的取值范围是8～16Ω。
【解析】解：（1）小灯泡的额定功率是：PL额＝UL额IL额＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（2）只闭合开关S、S2和S3，将变阻器R的滑片P调到中点时，L短路，电路为12R1与R2并联，电流表测量干路电流；
并联的总电阻，R并=12R1R212R1+R2=12×30Ω×30Ω12×30Ω+30Ω=10Ω，
由I=UR可得电源电压：U＝IR并＝0.45A×10Ω＝4.5V；
由于电流表的量程为0～0.6A，则干路电流最大为0.6A，
所以最大功率P最大＝UI最大＝4.5V×0.6A＝2.7W；
（3）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：UL＝U﹣U1大＝4.5V﹣3V＝1.5V，
由图乙可知此时灯泡的电阻为：RL＝8Ω，
则I最小=ULRL=1.5V8Ω=0.1875A，
所以由I=UR可得R1连入电路的电阻：R1=U1大I最小=3V0.1875A=16Ω；
当滑片向右移动时，R1变小，电流表的示数变大，UL也变大，由于灯泡的额定电流为0.25A，
所以，电路中的最大电流为：I最大＝IL额＝0.25A＜0.6A（电流表安全），
此时灯泡正常工作，则灯泡两端的电压为：UL′＝2.5V，
R1两端的电压为：U1′＝U﹣UL′＝4.5V﹣2.5V＝2V，
R1连入电路的最小电阻：R1′=U1′I最大=2V0.25A=8Ω，
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8～16Ω。
答：（1）求小灯泡的额定功率为0.625W；
（2）当只闭合开关S、S2和S3时，整个电路消耗的最大功率是2.7W；
（3）当只闭合开关S和S1时，在保证各元件安全工作的情况下，求滑动变阻器R1允许的取值范围是8～16Ω。
54．如图（a）所示电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V 0.5A”字样，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器R1的最大阻值20Ω，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片P，得到电流表与电压表示数关系如图（b）所示。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）电源电压及定值电阻R2的阻值；
（3）只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图（c）所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围。
【答案】（1）小灯泡的额定功率为2W；
（2）电源电压为5V，定值电阻R2的阻值为10Ω；
（3）只闭合开关S和S2，滑动变阻器R1允许的取值范围为2Ω～7.5Ω。
【解析】解：（1）小灯泡的额定功率：P额＝U额l额＝4V×0.5A＝2W；
（2）只闭合开关S、S1，定值电阻R2和滑动变阻器R1串联，电压表测量滑动变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流，调节滑动变阻器滑片P，得到电流表与电压表示数关系如图（b）所示。
由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压：U＝U1+IR2，
在图（b）中取两组数据代入公式，可得：
U＝3.0V+0.2A×R2 ﹣﹣﹣﹣①
U＝1.0V+0.4A×R2﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②解得U＝5V，R2＝10Ω；
（3）只闭合开关S和S2，灯泡L串联和滑动变阻器R1串联，电压表测量滑动变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流，
由串联电路的分压规律可知，当电压表示数最大为3V时，R1接入电路的电阻最大，
此时小灯泡两端电压为：UL＝U﹣U1大＝5V﹣3V＝2V，
由图（c）可知电路中最小电流：I最小＝0.4A，
则R1接入电路的最大电阻：R1大=U1大I最小=3V0.4A=7.5Ω；
灯泡L正常工作时电流：I最大＝0.5A＜0.6A（电流表安全），灯泡L正常工作时的电压为4V，
此时滑动变阻器两端的电压：U1小＝U﹣UL额＝5V﹣4V＝1V，
则R1接入电路的最小电阻：R1小=U1小I最大=1V0.5A=2Ω，
所以R1允许的取值范围是2Ω～7.5Ω。
答：（1）小灯泡的额定功率为2W；
（2）电源电压为5V，定值电阻R2的阻值为10Ω；
（3）只闭合开关S和S2，滑动变阻器R1允许的取值范围为2Ω～7.5Ω。
55．实验室里有一个标有“6V 3W”的小灯泡L1（不计L灯丝电阻变化）和一个标有“6V”的小灯泡L2，将它们连接到图甲所示电源电压可调的电路中，其中通过L2的电流与电压的关系如图乙所示，电流表、电压表均使用大量程（0～3A，0～15V），开关均闭合时，滑片P置于最右端时，调节电源电压使小灯泡L2正常发光，电流表的示数为1.1A。求：
（1）L2正常发光时的电阻。
（2）滑动变阻器的最大阻值。
（3）灯泡L1，正常发光且电路元件均安全的条件下，电源电压的可调节范围。（电路中最多两个用电器工作）
【答案】（1）L2正常发光时的电阻为6Ω（2）滑动变阻器的最大电阻为60Ω；
（3）灯泡L1正常发光且电路元件均安全的条件下，电源电压的调节范围为6～21V。
【解析】解：（1）由图乙知小灯泡L2正常发光时，U2＝6V，I2＝1A，
由I=UR可得，L2正常工作时的电阻：R2=U2I2=6V1A=6Ω；
（2）由图知，闭合开关S1，S2，S3，滑片P置于最右端时，滑动变阻器的最大阻值与灯泡L2并联，电流表测干路电流
并联电路中各支路两端的电压相等，且小灯泡L2正常发光，所以电源的电压：U＝U1＝6V，
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过滑动变阻器的电流：
I滑＝I﹣I1＝1.1A﹣1A＝0.1A，
则得滑动变阻器的最大阻值：R滑=UI滑=6V0.1A=60Ω；
（3）①由图知，只闭合开关S2时，L1与L2串联，L1正常发光；
由P=U2R可得，L1的阻值；R1=U12P1=(6V)23W=12Ω，
由P＝UI可得，通过L1的额定电流：I1=P1U1=3W6V=0.5A，
因串联电路电流相等，所以电路中最大电流为0.5A，
由乙图可知当电流为0.5A时，L2两端的电压为2V，
所以电源电压：U＝U1+U2＝6V+2V＝8V；
②只闭合开关S1时L1与滑动变阻器串联，L1正常发光时的电流，I1＝0.5A，
当变阻器接入电路的阻值最小为0时，且要保证L1正常发光，则电源电压的最小值Umin＝U1额＝6V；
当变阻器接入电路的阻值最大为60Ω时，若L1正常发光，
则此时变阻器两端的电压（即电压表的示数）：U滑＝I1R滑大＝0.5A×60Ω＝30V＞15V，所以为了保证电压表的安全，变阻器两端的电压最大为15V，
则电源电压的最大值Umax＝U1额+U滑大＝6V+15V＝21V，
故电源电压的调节范围为6～21V。
答：（1）L2正常发光时的电阻为6Ω（2）滑动变阻器的最大电阻为60Ω；
（3）灯泡L1正常发光且电路元件均安全的条件下，电源电压的调节范围为6～21V。
56．如图甲所示，已知电源电压为6V，小灯泡标有“4V 2W”。R1为滑动变阻器，R2定值电阻，忽略灯丝电阻受温度的影响。求：
（1）灯丝电阻为多少？
（2）只闭合S和S1，移动滑片使小灯泡正常发光，此时的滑动变阻器消耗的功为多少？
（3）断开S和S1，调节电源电压，再闭合S和S2，将滑片P移至中点，发现电压表V的指针位置如图乙所示，将电源电压增大11.6V，并改变电压的量程，将滑片移至最右端，发现电流改变了0.6A，且电压表指针位置仍然如图乙所示。电路消耗的总功率变化量△P是多少？
【答案】（1）灯丝电阻为8Ω；
（2）只闭合S和S1，移动滑片使小灯泡正常发光，此时的滑动变阻器消耗的功为0.4W；
（3）电路消耗的总功率变化量△P是15.2W。
【解析】解：（1）由P=U2R可得，灯丝的电阻：RL=UL2PL=(4V)22W=8Ω；
（2）由P＝UI可得，灯泡正常发光的电流：IL=PLUL=2W4V=0.5A，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压：U滑＝U﹣UL＝6V﹣4V＝2V，
因串联电路处处电流相等，所以滑动变阻器消耗的功率：P滑＝U滑IL＝2V×0.2A＝0.4W；
（3）闭合S和S2，R2与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压；
当滑片在中点时，根据图乙可知，电压表示数为2V或10V；
当电源电压增大11.6V，滑动变阻器全部接入电路时，电压表更换了量程，示数也为2V或10V，由于串联电路起分压作用，当滑动变阻器接入电路的阻值越大，分得的电压越大，并且电源电压也增大了，因此当滑动变阻器全部接入电路时，电压表量程为10V，滑片在中点时，电压表示数为2V；
由于2V12R＜10VR，所以增大电源电压，滑片移到最右端时，电路电流增大了0.6A，即2V12R+0.6A=10VR
故R＝10Ω，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以由I=UR可得，
U′＝2V+2V12×10ΩR2＝2V+25R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U′+11.6V＝10V+10V10Ω×R2，即U′＝R2﹣1.6V﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得，U＝6V，
电路消耗的总功率变化量：
△P＝（U′+11.6V）×10VR−U′×2V12R=（6V+11.6V）×10V10Ω−6V×2V12×10Ω=15.2W。
答：（1）灯丝电阻为8Ω；
（2）只闭合S和S1，移动滑片使小灯泡正常发光，此时的滑动变阻器消耗的功为0.4W；
（3）电路消耗的总功率变化量△P是15.2W。
57．如图所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器R1的规格为“20Ω 0.5A”，R2为定值电阻7.5Ω，R3＝15Ω，电压表V1和V2接入电路的量程均为0～3V，电流表接入电路的量程为0～0.6A。求：
（1）闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片P，使电流表的示数为0.3A。求此时R1接入电路的阻值是多少？
（2）闭合开关S和S1，求将滑片P从滑动变阻器R1的最左端移动到中点的过程中，电路的最小功率？
（3）若电源电压大小可调，闭合开关S和S2，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R1可接入的最大阻值是最小阻值的16倍，求此时电源电压是多少？
【答案】（1）R1接入电路的阻值是5Ω；（2）电路的最小功率为1.44W；
（3）电源电压是3.5V。
【解析】解：（1）闭合开关S和S1时，R1与R3串联，电压表V1测R1两端的电压，电流表测电路中的电流；
由I=UR可得，电路中的总电阻为：R总=UI=6V0.3A=20Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时变阻器接入电路的阻值：
R1＝R总﹣R3＝20Ω﹣15Ω＝5Ω；
（2）闭合开关S和S1时，R1与R3串联，电压表V1测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，
将滑片P从滑动变阻器R1的最左端移动到中点的过程中，变阻器接入电路中的电阻R1′=12×20Ω＝10Ω时，电路的总电阻最大，总功率最小，
则P小=U2R总′=U2R1′+R3=(6V)210Ω+15Ω=1.44W；
（3）闭合开关S和S2时，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；
因滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，电流表量程为0～0.6A，因此电路允许通过的最大电流为0.5A，
由I=UR可知，此时R2两端电压：U2＝ImaxR2＝0.5A×7.5Ω＝3.75V＞3V，
因此当电压表V2示数为3V时，电路电流最大，即Imax′=U2maxR2=3V7.5Ω=0.4A，
电源电压：U＝0.4A×（R1小+7.5Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当电压表V1示数等于3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，则电路电流：Imin=U−3VR2=U−3V7.5Ω
因滑动变阻器R1可接入的最大阻值是最小阻值的16倍，那么电源电压：
U=U−3V7.5Ω×（16R1小+7.5Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得：U＝2.25V（舍去）或U＝3.75V。
将U＝3.75V，带入①得R1小＝1.875Ω，则R1＝16R1小＝30Ω＞20Ω，故U＝3.75V也舍去。
由①得，U＝0.4A×（116R1+7.5Ω）＝0.4A×（116×20Ω+7.5Ω）＝3.5V。
答：（1）R1接入电路的阻值是5Ω；（2）电路的最小功率为1.44W；
（3）电源电压是3.5V。
58．某物理兴趣小组设计了探测湖底未知属性的矿石密度的装置，其部分结构如图甲所示。电源电压未知，R0为定值电阻，滑动变阻器R的阻值随弹簧的拉力F变化关系如图乙所示，T为容器的阀门。某次探测时，用一个水下机器人在湖底取出矿石样品M并返回实验室后，将矿石样品M悬挂于P点放入容器中，保持静止状态。打开阀门T，随着水缓慢注入容器，电压表示数U随容器中水的深度h变化关系如图丙中的实线所示。在电压表示数从2V变为4V的过程中，电流表示数分别为0.4A和0.2A（弹簧电阻忽略不计，矿石M不吸水，ρ水＝1.0×103kg/m3）。求：
（1）定值电阻R0电阻值；
（2）在电压表示数从2V变为4V的过程中，总电功率的变化量；
（3）矿石M的密度。
【答案】（1）定值电阻R0电阻值为10Ω；
（2）在电压表示数从2V变为4V的过程中，总电功率的变化量为1.2W；
（3）矿石M的密度为3×103kg/m3。
【解析】解：（1）由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，
由题意“在电压表示数从2V变为4V的过程中，电流表示数分别为0.4A和0.2A”知，定值电阻两端电压的变化量为△U＝4V﹣2V＝2V，电流的变化量为△I＝0.4A﹣0.2A＝0.2A，
R0的电阻为：R0=△U△I=2V0.2A=10Ω；
电源电压为：U＝2V+I1R0＝2V+0.4A×10Ω＝6V；
（2）当电压表示数为2V时，电路的总功率：P1＝UI1＝6V×0.4A＝2.4W，
当电压表的示数为4V时，电路的总功率：P2＝UI2＝6V×0.2A＝1.2W，
因此电路总功率的变化量：△P＝P1﹣P2＝2.4W﹣1.2W＝1.2W；
（3）由图知，当容器内水的深度在0～h1时，电压表的示数为2V，电路中的电流为0.4A，
滑动变阻器接入电路中的电阻为：R1=U1I1=2V0.4A=5Ω，
由图乙可知，此时拉力F1＝22.5N，
当容器内水的深度大于h2时，电压表的示数为4V，电路中的电流0.2A，
滑动变阻器接入电路中的电阻：R2=U2I2=4V0.2A=20Ω，
由图乙可知，此时拉力F2＝15N，
由于是往容器中缓慢注水，结合图丙可知：
①当容器内水的深度在0～h1时，矿石没有浸在水中，不受浮力，此时弹簧的拉力与重力平衡，拉力最大；
②当容器内水的深度在h1～h2时，矿石浸在水中受浮力的作用，水的深度增加，浮力增大，拉力减小；
③当容器内水的深度大于h2时，矿石浸没在水中，浮力最大且不变，此时拉力最小。
由于F1＝22.5N＞F2＝15N，
结合上述分析可知：矿石的重G＝F1＝22.5N，矿石浸没在水中时拉力为F2＝15N；
根据称量法测浮力可知，矿石浸没在水中时受到的浮力：
F浮＝G﹣F2＝22.5N﹣15N＝7.5N；
根据F浮＝ρ水gV排可得矿石的体积：V＝V排=F浮ρ水g=7.5N1×103kg/m3×10N/kg=7.5×10﹣4m3；
矿石M的密度：ρ=mV=GgV=GgV=22.5N7.5×10−4m3×10N/kg=3×103kg/m3。
答：（1）定值电阻R0电阻值为10Ω；
（2）在电压表示数从2V变为4V的过程中，总电功率的变化量为1.2W；
（3）矿石M的密度为3×103kg/m3。
59．如图甲所示，电源电压保持不变，R1是定值电阻，小灯泡L的额定电压是5V且灯丝电阻不随温度变化。当闭合开关S1、S3，断开开关S2，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数从2V变为4V的过程中，电路总功率变化了5W，其中电压表示数为4V时，电流表示数为0.5A；滑动变阻器R2的电功率P2与电压表示数U1的关系如图乙所示，滑动变阻器R2的滑片在a点、b点时，对应电压表示数为Ua、Ub，且Ub＝3Ua。求：
（1）定值电阻R1的阻值；
（2）电源电压；
（3）滑动变阻器R2的滑片在a点时，R2接入电路的电阻Ra；
（4）当闭合开关S1、S2，断开开关S3，滑动变阻器R2的滑片在中点时，小灯泡L恰好正常发光，其电功率为PL；当滑动变阻器的滑片在阻值最大处时，小灯泡L的电功率为P'L。则PL与P'L之比是多少？
【答案】（1）定值电阻R1的阻值为8Ω；（2）电源电压为20V；
（3）滑动变阻器R2的滑片从a点滑到b点过程中，R2接入电路的阻值为24Ω；
（4）PL与PL′之比是49：16。
【解析】解：（1）由电路图知，当闭合开关S1、S3，断开开关S2时，变阻器与R1串联，电压表则R1的电压，电流表测电路中的电流，其中电压表示数为4V时，电流表示数为0.5A，
由串联电路特点和欧姆定律可得：R1=U1I1=4V0.5A=8Ω；
（2）电压表示数为2V时，电路的电流为：I1′=U1′R1=2V8Ω=0.25A；
设电源电压为U，根据P＝UI，因电路总功率变化了5W，所以：
UI1﹣UI1′＝△P，
所以：U=△PI1−I1′=5W0.5A−0.25A=20V；
（3）滑动变阻器R2的滑片在a点、b点时，对应电压表示数为Ua、Ub，
由题知，Ub＝3Ua﹣﹣﹣﹣﹣①；
由图乙知，滑片在a点、b点时变阻器的电功率相等，根据串联电路特点，欧姆定律和P＝UI有：
（U﹣Ua）×UaR1=（U﹣Ub）×UbR1，
所以：UaUb=U−UbU−Ua，
即：UaUb=20V−Ub20V−Ua−−−−②，
解①②得：Ua＝5V、Ub＝15V；
滑片在a点时，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为：20V﹣5V＝15V，根据分压原理，变阻器连入电路的电阻：Ra=15V5V×8Ω＝24Ω；
（4）当闭合开关S1、S2，断开开关S3，滑动变阻器R2的滑片在中点时，变阻器与灯（电阻为RL）串联，电压表测灯的电压，
此时小灯泡L恰好正常发光，故灯的电压为5V，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为：
U滑1＝20V﹣5V＝15V，
由分压原理，变阻器连入电路的电阻为：15V5V×RL＝3RL，其电功率为PL；
当滑动变阻器R2的滑片在阻值最大处时，变阻器的最大电阻为6RL，由分压原理，灯的电压为变阻器电压的16，
所以此时灯的实际电压为：UL=17U=17×20V=207V；
根据P=U2R，在电阻不变时，电功率与电压的平方成正比，
则PL：PL′＝（5V）2：（207V）2＝49：16。
答：（1）定值电阻R1的阻值为8Ω；（2）电源电压为20V；
（3）滑动变阻器R2的滑片从a点滑到b点过程中，R2接入电路的阻值为24Ω；
（4）PL与PL′之比是49：16。
60．如图所示，电源电压及灯泡电阻保持不变，小灯泡L标有“4V 1.6W”字样，电流表的量程为0～0.6A，当开关S1闭合，S2、S3断开，滑动变阻器R2的滑片P移到最大阻值处，此时电流为0.2A，当开关S1、S3断开，S2闭合，小灯泡正常发光，电压表V1和V2的示数之比为3：2。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？
（2）R1的阻值是多少？
（3）在保证电路安全情况下，通过开关的断开和闭合以及滑片位置的改变，滑动变阻器的最大功率为多少？
【答案】（1）小灯泡正常发光时的电阻是10Ω；（2）R1的阻值是20Ω；
（3）在保证电路安全情况下，通过开关的断开和闭合以及滑片位置的改变，滑动变阻器的最大功率为7.2W。
【解析】解：（1）由P＝UI=U2R可得，小灯泡正常发光时的电阻RL=UL2PL=(4V)21.6W=10Ω；
（2）当开关S1、S3断开，S2闭合时，灯泡L与电阻R1串联，电压表V1测电源两端的电压，电压表V2测R1两端的电压，
由小灯泡正常发光可知，小灯泡两端的电压UL＝4V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电压表V1和V2的示数之比为3：2，
所以，灯泡两端的电压和定值电阻R1两端的电压之比
ULU1=UV1−UV2UV2=3−22=12，则U1＝2UL＝2×4V＝8V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流I＝IL=ULRL=4V10Ω=0.4A，
所以，电阻R1=U1I=8V0.4A=20Ω；
（3）电源的电压U＝U1+UL＝8V+4V＝12V，
当开关S1、S3闭合，S2断开时，电路为滑动变阻器R2的简单电路，两电压表测电源两端的电压，电流表测电路中的电流，
因电流表的量程为0～0.6A，所以，当通过变阻器R2的电流最大为0.6A时，滑动变阻器消耗的功率最大，
则滑动变阻器的最大功率：P2大＝UI大＝12V×0.6A＝7.2W。
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻是10Ω；（2）R1的阻值是20Ω；
（3）在保证电路安全情况下，通过开关的断开和闭合以及滑片位置的改变，滑动变阻器的最大功率为7.2W。
题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
20
16
14
0
10
60
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.2
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.22
0.24
0.26
0.28
0.30
次数
电压/V
电流/A
功率/W
1
1.6
0.16
0.16
2
2.5
3
3.0
0.32
0.96
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.3
1.7
2.1
2.5
2.8
电流I/A
0.22
0.24
0.26
0.28
0.30
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.51
1.01
1.51
2.01
2.51
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5