中考物理真题分类汇编专题《电功、电功率综合计算》带答案解析.pdf

2.1 9电功、电功率综合计算1.（2019年云南）如图，R=6 C,当 S i闭合，S2、S3断开时，电流表示数为1A；S?闭合，S|、S2断开时,电流表示数为0.2 A.求：S2（1）电源电压：（2）电阻&的阻值；（3）当 Si、S2闭合，S3断开时，电路的总功率。【答案】（1）6V：（2）24C；（3）7.5W【解析】（1）当 S i闭合，S2、S3断开时，电路为品的简单电路，U由/=可得，电源的电压：U=I R 1 AX6Q=6V；R（2）当 S3闭合，Si、S2断开时，幻与穴2串联，电流表测电路中的电流,U 6V此时电路中的总电阻：R=-=-=3012,I 0.2A因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电 阻&的 阻 值：&=R-R i=30C 6Q=24C；（3）当 S|、S2闭合，S3断开时，R 与及2并联，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,U2电路的总功率：P=+RU _(6V)2,(6V)2R2 6Q 24。7.5Wo2.（2019年荆州）如图，电源电压恒为4.5 V,灯 泡 L 上标有“3V 1.5W”字样，滑动变阻器 上标有“15C1A”字样，定值电阻R 阻值为10。，电流表量程为03 A,电压表量程为。3 V,不计温度对灯丝电阻的影响。求：(1)灯泡正常工作时电阻为多大；(2)当开关S、S|、S2闭合，S3断开时，电路最小总功率为多大；(3)当开关S、S3闭合，Si、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器丛 的取值范围。【答案】(1)6C；(2)3.375W；(3)当 3 c 12。【解析】解：IP-L2(3V)2(1)根据P=一得，灯泡正常工作时电阻：RL=F=6。；R尸 额 1.5W(2)当 开 关 S、S1、S2闭合，S3断开时，灯 泡 L 被短路，定值电阻凡与滑动变阻器4并联，当滑动变阻器及2的阻值最大为1 5 c时，电路总电流最小，电路总功率最小，通 过 4 的电流：=0.45A,R IOCU 4 5 V通过滑动变阻器R2的电流：乙=后=五=O.3A,电路最小总功率:尸最小=U x(/1+/2)=4.5Vx(0.45A+0.3A)=3.375W；(3)当开关S、S3闭合，Si、S2断开时，当断路，灯泡L 与滑动变阻器幻 串联，电压表测滑动变阻器&两端电压。产 额 1.5W灯泡的额定电流：/额=一;=-.=O.5A；3V因为灯泡额定电流/额=O.5A,电流表量程为0 3 A,滑动变阻器标有“15C 1A”字样，所以，在确保电路元件安全的情况下，电路中最大电流为/最大=/额=0.5 A,此时滑动变阻器占阻值最小，U 4.5V则电路最小总电阻：R 最 小=F=9。曲 大 O.5A滑动变阻器R i最小阻值：R i最小=R 最 小 一尺.=9。-6 c=3。；因为电压表量程为。3 V,所以在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器两端电压最大为S=3 V 时，此时滑动变阻器阻值最大，U-U2 4.5V-3V此时电路中电流：I最小=-=0.25A,RL 6QU 3V滑动变阻器火2最大阻值：及 2最 大=荷=-=12。，因此滑动变阻器的阻值范围为3。12。3.(2019年兰州)如图所示的电路中，电源电压恒定，灯 泡 L 上标有“6V3W”的字样，合 为定值电阻，滑动变阻器 上标有“10。0.8A”的字样，电流表A 的量程为0 3 A,电压表V 的量程为0 3 V,忽略温度对灯丝电阻的影响。求：（1）灯 泡 L 的电阻;（2）闭合S、Si与 S2时，灯泡L 正常发光，电流表A 的示数为1.5A,求电源电压U 和 R 的阻值;（3）闭合S,断开Si与 S2时,在确保电路安全的前提下，求滑动变阻器&接入电路的阻值范围和电路总功率的变化范围。【答案】（1）12c(2)6V 6c(3)1.5Q/?26Q 3W-4.8W【解析】（1）灯泡L 的电阻:额（6V）2（2）S、S1与 S2均闭合时，电压表和R?被短路，L 与 R1并联后接在电源上，L 正常发光:电源电压：U=U|=UL=UL额=6V尸L额3W通过灯L 的电流/L=/I.额=7；襦=-=0.5A,U1融 6V电流表测干路电流：/=1.5AU1U6VR 阻值：/?i=-=/I-IL 1.5A-0.5A=6Q（3）闭合S,断开Si与 S2时，L 断路，尺 与总串联，电压表测&两端电压。为保证电流表和总的安全,则：U2nUR+R27?23V6V6Q+R2/?23VZ?26Q10Q所以，滑动变阻器的取值范围为：1.5CS?2W6C当&阻值最大时，电路总电阻最大，电路总功率最小电路总功率的最小值为:U2P m in-=R1+&2m ax(6V)26Q+6Q：3W当火2阻值最小时，电路总电阻最小，电流最大，电路总功率最大电路总功率的最大值为：Fmax=C/max=6VxO.8A=4.8W电路总功率的变化范围为：3W 4.8W4.（2019年营口）如图所示电路，电源电压为5V 不变，定值电阻反 阻值为5。，滑动变阻器及上标有“20。1叱字样，灯 1 标有“3丫1.2川”，电压表量程为。3V.（不考虑灯丝电阻的变化，且保证各元件均安全）求：(1)当 S|闭合、S2接 b,灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？(2)保持滑动变阻器滑片位置不动，当&闭 合、S2接 a 时，尺的电功率是多少？(3)当 S i闭合、S2接 a时，的最小电功率是多少？A 1.5 A/1.5 A当S闭合，&拨 至2”位置，R、R。、心串联，调节滑片尸使滑动变阻器接入电阻为滑动变阻器总阻值的%寸,2由4。/=尸尺可得，电路中的电流：f=(=叵=0.9 A,电路的总电阻：R总 上=-=10C,4 4cI 09A滑动变阻器接入电路中的电阻：3?七=10C2C4C=4C,则滑动变阻器的最大阻值为12C。(4)当S闭合，S i拨至“2”位置，且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡的功U 9V率最小，则电路中的最小电流：/小=;7 -=0.5A,小灯泡/能调节到的最小电功率:R+RL+R 12Q+4Q+2QPL 小=/小 2&=(0.5A)24C=l W。【解 析】(1)知道灯泡的额定电压和额定功率，根据尸=u/求出灯泡的额定电流；(2)当S闭合，Si拨至力”位 置 时，区 与L串联，L正常发光，根 据 串 联 电 路 的 电 流 特 点 和 求 出品 两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源电压；(3)根据欧姆定律 求 出 灯 泡 和 凡 的 阻 值，当S闭合，Si拨至“2”位 置，R、&、L串联，根据串联电路的电流 特 点 和P=U I=P R求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的电阻，进一步求出滑动变阻器的最大阻值。(4)当S闭合，S1拨至“2”位 置，且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡的功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流，再 根 据P=U I=F R求 出 小 灯 泡L能调节到的最小电功率。本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电热公式的综合应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。2 6.(2 0 1 9年宜宾)如图1 3所示电路中，已知电源电压保持不变，小 灯 泡L的规格为“6 V 3 W”，滑动变阻器的 最 大 阻 值 为3 0 C,价 为定值电阻。0-11(1)小 灯 泡L正常发光时的电流为多少？(2)只 闭 合 开 关S 1和S 2,将变阻器滑片从最左端。向右滑动，当变阻器接入电路的阻值为4。时，小灯泡L恰好正常发光，则电源电压是多少？(3)只 闭 合 开 关，和S 3,当 滑 片 置 于。时，电压表示数为6 V,电流表示数为0.2 A,此时滑动变阻器消耗的 电 功 率 为1.2 W,当滑片向右滑动到另外某个位置时，变阻器消耗的电功率仍然为1.2 W,试求在这个位置时电流表的示数。【答 案】(1)0.5 A (2)8 V (3)0.6 A【解 析】pL 3 W(1)由尸=U/得，小灯泡正常发光时的电流为：/L=0.5 A：C A 6 V(2)闭 合 开 关 团 和S 2时，小 灯 泡L和变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，因 小 灯 泡L恰好正常发光，小 灯 泡 两 端 电 压 为UL=6 V,此时电路中的电流为/L=0.5A,u ._由/=可得，此时滑动变阻器两端的电压：UR=/LH=0.5AX4c=2V,R所以电源电压：。总=UL+UR=6V+2V=8V；（3）闭合开关&和 S 3,定值电阻出 和变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压,当滑片置于a 时，即变阻器两端的电压。刑=6 V,电路中的电流为/=0.2A,定值电阻两端的电压：U o=U总-U 滑=8V-6V=2V,2V定值电阻的阻值：/?o=10Q；1 0 0.2A当滑片滑到另外某个位置时，设此时电流表的示数为/,电压表的示数为。滑 ，由题意知，尸滑=U 潸 7=1.2W-,又。总=U 滑+/汽，即 8V滑 +10。/-，所以由可得：1.2W=（8V-10Q/）/,即 10。.尸-8V/+1.2W=0,解方程得/|=O.2A或/2=0.6A,故在这个位置时电流表的示数/=/2=0.6A。27.（2019年自贡）图 13是小邦同学设计的调光灯电路，岛 为定值电阻，S为选择开关，当 S接触a 点时，小灯泡正常发光但不能调光，当 S接触b 点时，电路断开，当 S接触c 点时，电路可连续调光。已知滑动变阻器R 的规格为T O C 2A”，灯泡L 上标着“10V 12W”的字样，电源电压恒为16V,灯泡电阻随温度变化。（1）求定值电阻R）的阻值；（2）当 S接触c 点时，调节R 的滑片至中点位置，电路中的电流为1 A,求此时灯泡的实际功率。【答案】（1）5。（2）6W【解析】（1）当 S接触a 点时，灯泡L 与电阻R）串联，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光，所以，价两端的电压：U（）=U-UL=16V-10V=6V,因串联电路中各处的电流相等，所以，由2=3可得，电路中的电流:pi 1 2 WI =-S 1 0 V1.2 A,U l/6 V由/=一可得，定值电阻a 的阻值：&=5 C；R1 1.2 A（2）当 S接触c 点时，灯 泡 L、心、L?串联，此时电路中的电流T=IA,则 扁 和;R两端的电压之和：5=/（R三A）=l A x （5 Q+|x i O Q）=1 0 V,此时灯泡两端的电压：伍 =U 5=1 6 V 1 0 V=6 V,则此时灯泡的实际功率：几=a?=6 V x 1 A=6 W。2 8.（2 0 1 9 年宁波）如图所示电路，电源电压U不变，灯 L 1、L 2 上都标有“3 V”字样，且灯丝阻值不变，氏 是定值电阻。闭合开关S,后，依次进行如下操作：开关S 2 接 1、2,移动滑片P,使电压表V i 示数为3 V,此时电流表示数为0.3 A；开关S 2 接 2、3,电流表示数为0.4 A；开关S 2 接 4、5,电流表示数仍为0.4 A,电压表V 2 示数为2 V。请解答下列问题:（1）灯 L 、L 2 的额定功率分别是多少?（2）小科根据上述实验数据，计算R 的阻值，分析如下:操作中，L与 串 联，L i 两端电压为3 V,通 过 L i 的电流大小为0.3 A。操作中，L 与 4 并 联 后（可看作一个阻值变小的电阻）与 飞 串联，通过L 与 R 的总电流大小/为 0.4 A。假设此时L两端电压为5,通过的电流为/“。U U 3 V可求得 R i=-=-=3 0 CI 1-IL 0.4 A-0.3 A老师指出：求解R 时，代入的“3 丫”“0.4 6“。3 人”三个数据中有错误。请你指出错误的数据：A,并正确求解以。（3）当开关S 2 接 4、5时，滑片尸怎样移动才能使L2正常工作？（要求说明移动方向和变化的阻值大小）【答案】（I）解：操作中，灯 Li 正常工作，。口额=4 1=3丫灯 L|的额定功率为：PL1 额=PLI=ULI/LI=3VX0.3A=0.9WC/L2 2V根据操作，可求出灯L2的电阻值为：7?L2=一=5。户 0.4 A0 L 2 额 2(3V)2因此，灯L 2的额定功率为：/2额=r=1.8 WRL2 5 C答：灯 L 的额定功率为0.9瓦，灯 L2的额定功率为1.8瓦。(2)错误数据：3V、0.3A；C/LI 3V解 法 1：根据操作可得，/?L1=一 =1 0。八|0.3A由于操作和操作中，电流表的示数都为0.4 A,说明L 和 R 并联后与L2对电路的影响是等效的，所以11 1 1 1 1 I=即 I-=-R RLI RL2 Ri 1 0Q 1 0Q求得：火|=1 0。答:定值电阻&的阻值为1 0。_ UL,3V解法2：根据操作可得，7?LI =1 0。八|0.3A由于操作和操作中，电流表的示数都为0.4 A,说明L1 和凡并联后与L2对t/L i-2V电路的影响是等效的，所以S2接 2、3 时，_=0.2ARLi 1 0Q U i 2VI=I-IL I =0.4 A -0.2 A=0.2 A 所以 R=一 =1 0QI 0.2A答：定值电阻R i 的阻值为1 0欧。(3)解：操作中，L|与反串联，。=%+如)=如+及(岛，即：33V+0.3Ax R 0同理，据操作可得：U=2V+0.4 Ax R(),综上二式可得：U=6 V /?0=1 0Q当 S2接 4、5时，价 与 L2串联，己知L2正常工作时4 2=3V此时，旦 两端的电压 UR O=U-UL2=6 V 3V=3V 即：5 0=5 2=3V所以 R)=RL2=5 C,&减小的阻值 R)=R)RO=1 O。-5 V=5。所以滑片尸应向左移动答：当 S2接 4、5时，滑片P 应向左移动，并使阻值减小5欧，才能使L2正常工作。【解析】(1)在操作中，变阻器与灯泡L 串联，电压表V 1 测 L 的电压，此时它正常发光，根 据 P”额=4小1 计算它的额定功率 在操作中，开关接4、5,变阻器与灯泡L2串联，电压表V 2测 L2的电压，根T JL2 J/L2 额 2据 7?L2=计算出L2的电阻，然后再根据PL2额计算L2的额定功率；(2)在串联电路中，电压的分配与电阻成正比；电压表V 1 测量的部分原来只有L ,与变阻器串联；后来这部分变成L 与 R 并联，由于并联电路电阻变小，那么电压表V 1 的示数肯定不再是3 V,那么通过L 的电流肯定也不是O J A,据此解答；解 法 1：首先根据R u=4 2 计算出灯泡L 的电阻，然后和中电流相同，得到电阻相同，即：/L IR I R/.l一二，然后求解即可；RL2/L I解法：首先根据&产历计算出灯泡L 的电阻；然后根据和中电流相同，计算出电压为2 V时通过灯泡L,的电流，再根据并联电路总电流等于各处电流之和计算出通过R 的电流，最后根据欧姆定律计算的电阻；(3)首先借助和两种情况，利 用。=UL+U0为等量关系列出方程组，计算出电源电压和变阻器这时接入阻值；当 S2接 4、5 时，R 与 L2串联，当灯泡正常发光时，根 据 计 算 出 这 时 变 阻 器 两 端的电压，再根据串联电路电压与电阻乘正比计算出这时变阻器接入阻值%,最后与原来的阻值比较做减法求出变化的阻值和方向。29.(201 9年广东)如图所示，电源的电压恒定4、%为定值电阻。凡 的阻值为6 0 C.只闭合开关So 时，电流表的示数为0.2A,再闭合开关S 时，电流表的示数为0.6 A,求：(1)电源的电压；(2)电阻R 的阻值：(3)开关So、&均闭合后，通电1 0s 电路消耗的总电能。【答案】(1)I 2V；(2)30C；(3)7 2J【解析】解：(1)只闭合开关So 时，电路为及2的简单电路，电流表测电路中的电流,U由/=公可得，电源的电压：t/=72/?2=0.2Ax 6 0Q=l 2V；(2)闭合So、Si 时，必与火2并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R 2的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过4 的电流：/=/Z2=0.6 A0.2A=0.4 A,因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电阻R 的阻值:U 1 2V凡30Q；/0.4 A（3）开关So、&均闭合后，通 电 1 0s 电路消耗的总电能：Wz=W Z=1 2V x 0.6 Ax l 0s=7 2J o30.（201 9年贵港）如 图 1 6 甲所示，电源电压保持不变，R 是定值电阻，小灯泡L的额定电压是6 V 且灯丝电阻不随温度变化。当闭合开关，、S 3,断开开关S 2,调节滑动变阻器&的滑片，使电压表示数从IV变为3V的过程中，电路总功率变化了 3.6 W,其中电压表示数为3 V 时，电流表示数为0.3 A；滑动变阻器&的电功率尸2 与电压表示数5 的关系如图1 6 乙所示，滑动变阻器外 的滑片在。点、6点时，对应电压表示数为Uh,且 5=8 4。求：（1）定值电阻R 的阻值。（2）电源电压。（3）滑动变阻器&的滑片从。点滑到6点过程中，4 接入电路的阻值范围。（4）当闭合开关团、S2,断开开关S 3,滑动变阻器夫2 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PL。则 A 与 PL之比是多少？【答案】【解析】（1）由图1 6 甲知，当闭合开关吊、S 3,断开开关S 2 时，4 与治串联，电压表测 两端电压，由 J=3 V,U U 3 V/i=0.3 A,根据/=一得 R 的阻值为 7?|=-=1 0 QR P 0.3 A（2）使电压表示数从I V 变为3 V的过程中，电路的总功率是增加的，设增加的功率为 P=3.6 W,当电压U IV表不数为I V 时，电路中的电流为=-=0.1 AR 1 0 QU 3 V当电压表示数为3 V 时，电路中的电流为/=一二=0.3 AR 1 0 Q设电源电压为U,在电压表两次示数下，电路的总功率有如下关系U r+P=U I,B P W （7 x 0.1 A+3.6=C/x 0.3解得电源电压为t/=1 8 V（3）由图乙知，当滑动变阻器&的滑片在。点时，滑动变阻器消耗的功率等于在b点时的功率R|=1 O C,6 t 1 8 VL/a则 有（U-U a）=（t/-Rl又 uh=wa,解得 U“=2 V、%=1 6 V&的 滑 片 在a点时，电路中的电流为/a=-7=0.2 ARi IO QU-Ua 1 8 V-2 V则此时滑动变阻器接入阻值为凡产-=-=8 0。尸 0.2 AUh 1 6 V幻的滑片在b点时，电路中的电流为/产丁=1.6 AR 1 0 QU-Uh 1 8 V-1 6 V则此时滑动变阻器接入阻值为&=-=1.2 5 QIh 1.6 A所以&接入电路的阻值范围为1.2 5。8 0。(4)当闭合开关与、S2,断开开关S 3 时，电路是小灯泡L和滑动变阻器幻串联设小灯泡正常发光的电压为UL=6 V,电阻为&，设滑动变阻器的最大阻值为九色的滑片在中点时，根据串联电路的分压作用有当滑动变阻器的滑片在阻值最大处时，设灯泡两端的电压为U/,有U UL，R-下 UL，联解得U/=3.6 VU2 UL2 U L2根据P=T得 产 产 铲 尸，产 后PL UL2（6 V）2 2 5贝 I -=P，L UL1（3.6 V）2 93 1.(2 0 1 9 年天门)如图所示，R=1 0 C,/?2=2 0 Q,危 的最大阻值为5 0 c.当 S|闭合，S 2 断开，滑片移到最左端时，电压表的示数为2 V.求:(1)电源电压。(2)通 电 1 0 s 内衣 2 消耗的电能。(3)现同时闭合S i、S2,求电路的最小功率。【答案】(1)6 V；(2)8 J；(3)0.6 W.【解析】解：(1)当$闭合，S 2 断开，滑片移到最左端时，可知R 与 4 串联，电压表测R 两端电压5=2V,串联电路中电流处处相等，电源电压：U=/R 串/X(/?1+7?2)=X(1 0 Q+2 0 Q)=6 V；(2)通 电1 0 s内，R 2所消耗的电能为：2 V伤=U 2 =(U-UI)=(6 V-2 V)X X1 0S=8 J；Ifl U2(3)同时闭合圆、S2,由图可知，以与尺3串联接入电路，根据P=U/=丁;可知，当滑片尸滑至最R/?+RU2(6 V)2右端即白接入电路的电阻最大时，电路消耗的总功率最小，P小=【一一!一1=0.6 W R+R3 1 0 Q +5 0 Q3 2.(2 0 1 9年邵阳)如图甲所示的电路中，电源电压不变，L是标有“6 V 3 W的电灯，当&和S 3闭合、S2断开时，灯L正常发光，电流表的示数如图乙所示。求:(1)电源电压。(2)定值电阻R的值(3)S i和S 3断开、S 2闭合时，灯L的实际功率。(不考虑温度对电阻的影响)【答案】(1)6 V；(2)1 2 C；(3)0.7 5 W。【解析】(1)当$和S?闭合、S 2断开时，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点结合额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压；(2)当&和S 3闭合、S 2断开时，灯 泡L与电阻/?并联，电流表测干路电流，根据尸=6 7/求出通过灯泡的电流，根据电流表的量程和分度值读出干路电流，利用并联电路的电流特点求出通过定值电阻尺的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出定值电阻R的值；(3)根据欧姆定律求出灯泡的电阻，当S i和S 3断开、S 2闭合时，灯泡L与定值电阻R串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用P=U1=R求出灯L的实际功率。解(1)当&和S 3闭合、S 2断开时，灯泡L与电阻/?并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯L正常发光，所以，电源电压=UL=6 V；(2)当S i和S 3闭合、S 2断开时，灯 泡L与电阻R 并联，电流表测干路电流，P p 3 W由尸=6 7可得/一，通过灯泡的电流：ZL=-=0.5 A,由图乙可知，电流表的量程为。3 A,分度值为0.IA,干路电流/=1 A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过定值电阻H的电流：/R=/4=1 A 0.5 A=0.5 A,U U U 6 W因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由/一可得R 一,定值电阻R的值：R-=1 2 Q：R I I 0.5 AU 6 W(3)灯泡的电阻：RL=-=1 2。，当 S i 和 S 3 断开、S 2 闭合时，灯泡L与定值电阻R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：Y=0.2 5 A,灯 L的实际功率：Pi!=(/)2&=(0.2 5 A)2X12Q=0.75WO3 3.(2 0 1 9 年攀枝花)某科技小组探究如图甲所示电路中的滑动变阻器R的电功率P 与电流表A 的示数/之间的变化关系，得到尸与/之间的关系如图乙所示。图甲中飞 为定值电阻，电源电压不变。求：(1)滑动变阻器及消耗的最大功率为多少；(2)滑动变阻器R的阻值为多大时，滑动变阻器R消耗的功率最大；(3)滑动变阻器及两端电压以 与电流表示数/的关系式。【答案】(1)4 W (2)滑动变阻器R的阻值为4 C时，滑动变阻器R消耗的功率最大；(3)UR=8V 4Q x/o【解析】(1)由图乙可知，滑动变阻器R消耗的最大功率为4 W。(2)当/|=1 A 时，P 最 大=4W,p最 大 4 W由尸=/R得，此时滑动变阻器尺的阻值：R=-=;=4Q P(1 A)2(3)当滑动变阻器及接入的阻值为0时，电路中的电流最大4=2 A,电源电压：C/=/2/?O=2 AX/?O,-当滑动变阻器R接入的阻值为4 c 时，此时电路中的电流为/|=1 A,电源电压：U=h(,R0+R)=l Ax (火 o+4C),-则有：2 Ax R()=l Ax (R o+4C),解得：价=4Q,将 R)代入式可解得，U=8 V,由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，滑动变阻器R两端电压：UR=U-/?O=8 V-4 CX/。34.（2019年襄阳）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L上标有“6V、2W”字样，当S,和S2同时闭合时，电流表的示数为0.5A；当只闭合厮时，电压表的示数为3V,此时4消耗的功率为04W。求：（1）小灯泡正常工作时的电阻值：（2）7?的阻值。【答案】（1）18。；（2）10Q【解析】U1（6V）2（I）小灯泡正常发光时的电阻：-=18。P 2W（2）当S i和S2同时闭合时，只有当接入电路，U=IRX 即 t/=0.5/f,.当只闭合S1时，R与小灯泡串联在电路中U1 U U-3 U 八-即.R R+RL，RI*+RL，即 0.4=（。-3）x 京.联合等式解得：R=10C或R=3.6C经检验得Ri=10C注意：1.若学生将第（1）间小灯泡正常发光时的电阻1 8 C,代入到中，计算出电源电压的值，然后再利用计算出R的阻值给1分。2.其它解法如果正确同样给分。35.（2019年长沙）在某次科技活动中，刘老师给同学们展示一个如图甲所示的黑盒子，绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱。刘老师告诉同学们，盒内电路由两个定值电阻连接而成。小海同学设计了如图乙所示的电路来研究盒内电阻的连接情况及其电功率。已知电源电压恒定不变，岛是阻值为3C的定值电阻，必是滑动变阻器。小海进行了如下的实验操作：（I）把8 C两 个 接 线 柱 接 到 之 间，只闭合开关S,将4的滑片移至最左端时，电压表示数为L 8 V,电流表示数为0.6A；（I I ）用导线把/C连接起来，再 将 接 线 柱 接 入 脑 V之间，闭合开关S和 S i，此时电流表的示数为1.8 A；（I I I）把 Z C两 个 接 线 柱 接 到 之 间，只闭合开关S,小海发现将当的滑片从某位置移至最左端或最右端时，电压表的示数均变化了 0.45V,电路的总功率均变化了 0.1 8 W。（1）请根据操作（D 求出黑盒子8c 间的电阻；（2）在 操 作（I I）中，求黑盒子工作1 0 0 s 消耗的电能；（3）请画出黑盒子内的电路图，并标明各电阻的阻值；小海接下来继续进行研究，他 将 两 个 接 线 柱 接 到 之 间，只闭合开关S,移 动&的 滑 片，黑盒子的电功率会随之变化，求此过程中黑盒子的最大电功率与最小电功率之比。【答案】（1）3 C；（2）在 64 8J；（3）黑盒子内的电路图如图所示；2 5 ：9。【解析】解（1）把 8 c两 个 接 线 柱 接 到 之 间，只闭合开关S,将凡的滑片移至最左端时，电压表测8c两端的电压，电流表测电路中的电流，U L c .8V由/=一可得，黑盒子B C间的电阻7?B C=3 C；R呼 0.6A（2）把 8 c两个接线柱接到A/N 之间，只闭合开关S,将尺的滑片移至最左端时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，U所以，由/=一可得，电源的电压：RU=UB C+?O=L8V+O.6Ax 3 c=3.6V，用导线把力。连接起来，再将4 8 接 线 柱 接 入 之 间，闭合开关S和耕，电路为黑盒子的简单电路，则黑盒子工作1 0 0 s 消耗的电能：%=3.6 V x 1.8 A x 1 0 0 s =64 8J；（3）用导线把Z C连接起来，再将43接 线 柱 接 入 之 间，黑匣子的电阻:U 3.6VR=-=2 Q,I 1.8A把力。两 个 接 线 柱 接 到 之 间，只闭合开关S时,p 0 1 8W由尸=”可得，电路中电流的变化量：/=-=0.0 5 A,U 3.6V U 0.4 5 V此时黑匣子的电阻：RAC=-=9C,I 0.0 5 A综上可知，黑盒子BC间的电阻为3 C,用导线把月C连接起来后48 间电阻为2 C,4C间的电阻为9 Q,黑盒子内的电路图如下图所示：-1 I C3Q把Z C两 个 接 线 柱 接 到 之 间，只闭合开关S,当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流：U 3.6V/i -=-=0.3 A,R +RAC 3 Q +9。因将&的滑片从某位置移至最左端或最右端时，电路中电流的变化均为0.0 5 A,所以，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流：/2=八 一 0.0 5 Ax 2=0.3 A-0.1 A=0.2 A,此时电路的总电阻：尺总=出=1 8C,10.2 A则滑动变阻器的最大阻值：R=R总一价一RAC=1 8 C 3C 9c=6C,将 两 个 接 线 柱 接 到 MN之间，只闭合开关S时，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，黑匣子的电功率最大,此时电路中的电流：/大U _ 3.6V心+RAB-3 C +6。0.4 A,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，黑匣子的电功率最小,此时电路中的电流：/小U _ 3.6VR0 +RI-3 C +6C +6c0.2 4 A,由P=U I=F R可得，此过程中黑盒子的最大电功率与最小电功率之比:p AB 大 _/大 2 R AB J大:(0.4 A)2 2 5p AB 小 一/小 2&AB-/小 2-(0.2 4 A)2-93 6.(2 0 1 9年苏州)如图所示电路中，电源电压为6V,电阻4、尺 2 的阻值分别为1 2 0。和 6 C闭合开关S则:(1)电流表的示数是多少？(2)求电阻&在 I min 内消耗的电能；(3)断开开关S,将 电 阻&拆 下，再将最大阻值为3 0 C 的滑动变阻器当接入剩余电路中，重新闭合S,移动滑片，记录电流表示数如下表所示。表中有1 个数据记录错误，该数据是;请根据表中数据判断Ri与 火3的连接方式并简述理由：【答 案】0.5 A 3 60 J 0.1 2 串联;不 变。【解 析】解：（1）闭 合 开 关S,两 只 电 阻 凡、&并 联,电 流 表 测 量 通 过&的 电 流。电流表的示数为人二=-=0.5 A；R 1 2 cU1（6V）2（2）电 阻 幻 在I min内 消 耗 的 电 能 为I V2=t=-x 60 s=3 60 J；R2 6Q（3）假 设R与&并 联，由 于&阻 值、两端电压都不变，所 以 滑 片 移 动 对 当 支 路 无 影 响，也就是电流表示数应该不变;但己知滑片移动过程中电流表示数变化，所 以 是/?!与滑动变阻器串联；在第一组数据中，电流表的示数是/=0.1 2 A,已知电源电压为。=6V,U U 6V因 为/一，所 以 电 路 总 电 阻 为R=-=-=5 0 Q,RI 0.1 2 A而滑动变阻器即使全部接入电路，电路总电阻最大为/?实=4+自=1 2。+3 0 c=4 2 C R，所以当滑动变阻器的滑片滑到最右端，开 关S 2断开，S i闭合时，灯 泡L和&的最大阻值串联，电路中总电阻最大，电路中总功率最小。U1则最小功率：R崂T市(2.5 V)21 0 Q +1 5 c=0.2 5 W；【解 析】(1)当 团、S 2都闭合，且&阻 值 为o时，灯 泡L与4并联，由 于 灯 泡L刚好正常发光，根据并联电路的电压特点即可得出电源电压；(2)开 关S、S i和S 2都闭合，由灯泡铭牌可以找出灯泡的额定电压与额定功率，根 据 尸 下 求 出 灯 泡 的 阻值，根据欧姆定律求出流过灯泡的电流，然 后由并联电路的特点求出流过电阻尺的电流，由欧姆定律可以求 出R的阻值；(3)电源电压一定，当电路电阻最大时，电路的总功率最小，由电路图判断电路电阻最大值，即电路总功率最小的条件，然后由串并联电路特点及功率公式求出最小功率。3 8.(2 0 1 9年湖州)现有规格分别为“6 V 3 W”和“6 V 6 W”两 个 小 灯 泡L 1、L2,已知它们的电流与电压间关系如图所示。(1)由图可知，L、L 2的灯丝电阻都随电流的增大而(选填“增大”“减小”或“不变”)。(2)若 将L I、L 2并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，通 电5分 钟，则两灯泡消耗的总电能为多少焦？（3）若将L 1、L 2 串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证每个灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下，L|、L 2 消耗的实际总功率最大值是多少？【答案】增大【解析】解：（1）对 J来说，由图知，当电压为I V 时，电流为0.1 A,由欧姆定律得，当电压为6 V 时，电流为0.5 A,同理，RQ=1 2 C；故 L灯丝电阻都随电流的增大而增大，同理，可得出L?灯丝电阻都随电流的增大而增大；（2）若 将 J、L 2 并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，根据并联电路电压的规律，两灯的电压为6 V,通过两灯的电流分别为0.5 A 和 1 A,根据并联电路电流的规律，干路电流为：/=/|+/2=0.5 A+l A=1.5 A,通电5分钟，则两灯泡消耗的总电能为：W=U I t=6 7x 1.5 A x5 x6 0 s=2 7 0 0 J；（3）由4 U/,灯 L 的额定电流为：p i 3 W心=0.5 A,同理，灯 L 2 的额定电流为I A,根据串联电路电流的规律，电路的最大电流为0.5 A,灯U 6 VL i 的实际功率为3W,由图知，灯 L 2 的电压为2 V,故其实际功率为：尸 2=5/u=2 V xO.5 A=1 WL i、L 2 消耗的实际总功率最大值是：P=P +P 2=3 W+1 W=4 W。答：（1）由图可知，L i、L 2 的灯丝电阻都随电流的增大而增大；（2）若将L I、L 2 并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，通 电 5分钟，则两灯泡消耗的总电能为2 7 0 0 J；（3）若将、L 2 串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证每个灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下，L 、L 2 消耗的实际总功率最大值是4W。（1）对 L i 来说，由图知当电压为I V 时电流大小，由欧姆定律得出电阻大小，当电压为6 V 时右知对应的电流，同理得出灯的电阻，同理，L 2 灯丝电阻也能得出相同的结论；（2）根据并联电路电压的规律知两灯的电压，由图知通过两灯的电流，根据并联电路电流的规律得出干路电流；根 据W=U I t求出通电5 分钟两灯泡消耗的总电能为；（3）由 上 U/,可知灯L 的额定电流，同理可知灯L 2 的额定电流，根据串联电路电流的规律确定电路的最大电流，根据P=U/求出灯L 2 的实际功率，从而得出L、L 2 消耗的实际总功率最大值。3 9.（2 0 1 9 年 常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，灯 L I、L 2 电阻不变，闭合开关&、S 2，电压表示数为 1 2 V,电流表示数为L 2 A,L 和 L 2 都正常发光断开开关S 1、S2,将电压表、电流表的位置互换，只闭合开关S 1,电流表示数为0.7 5 A,电压表示数不变，问：(l)L i 的电阻和额定功率各为多大？(2)L2的电阻和额定功率各为多大？【答案】(1)1 0 Q 1 4.4 W (2)6 Q 2 4 W【解析】本题考查了串联电路、并联电路、欧姆定律、电功率的计算等知识点。(1)如图所示，两个开关都闭合时，两个灯泡并联连接，都正常发光，电压表示数为1 2 V,则电源电压为1 2 V,两个灯的额定电压U 1 2 V U2都 为 1 2 V,电流表是J 支路电流表，贝 I J：电流/=6=1.2 A,即/=贰，&=1 0。，L 的额定功率为Pi=(1 2 V)2=-L=1 4.4 W：(2)将电压表和电流表位置互换时，只闭合S j 时，两个灯泡串联连接，电流表示数为0.7 5 A,i o nU 1 2 V U2(1 2 V)2则-=0.7 5 A,即-=0.7 5 A,解得：R,=6 Q,&的额定功率为 P 2 一二-24WR +R2 R +R2 R2 6c4 0.(2 0 1 9 年南通)图示电路中，电源电压恒定，定 值 电 阻 电 阻 飞=1 0。，滑 动 变 阻 器 R 标有“5 0。1.0 A”.把滑片尸移至某一位置，闭合Si，当 S2 分别断开和接“1”时，电流表示数分别为0.4 A 和 0.6A.(1)求电源电压；(2)求开关S2 接力”时，