186電功率計算題提升練習(xí)（專題練習(xí)）

人教版八年級物理上冊第18章《電功率》電功率計算題提升練習(xí)題型選擇題填空題作圖題實驗題計算題總計題數(shù)00003030一、計算題（共30小題）：1．某興趣小組探究串聯(lián)電路中電阻的電功率與電流的關(guān)系，電路如圖甲所示?；瑒幼冏杵骰琍從最右端向最左端移動的過程中，R1的U﹣I圖像如圖乙所示。求：（1）R1的阻值；（2）當(dāng)滑動變阻器滑片P在最左端時，通電5min電阻R1產(chǎn)生的熱量；（3）電路的最大電功率?！敬鸢浮浚?）R1的阻值為10Ω；（2）當(dāng)滑動變阻器滑片P在最左端時，通電5min電阻R1產(chǎn)生的熱量1080J；（3）電路的最大電功率為3.6W。【解析】解：由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流。（1）當(dāng)滑片位于左端時，滑動變阻器接入電路中的電阻為零，電壓表測電源的電壓，電路中的電流最大，由圖乙可知，電壓表的最大示數(shù)為6V，則電源的電壓U＝6V，電路中的最大電流I＝0.6A，由I=UI可得，R1的阻值：R1（2）滑動變阻器滑片P在最左端時，電路中的電流最大，則5min內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量：Q1＝I2R1t＝（0.6A）2×10Ω×5×60s＝1080J；（3）由P＝UI可知，電路中的電流最大時，電路消耗的功率最大，則電路消耗的最大功率：P＝UI＝6V×0.6A＝3.6W。答：（1）R1的阻值為10Ω；（2）當(dāng)滑動變阻器滑片P在最左端時，通電5min電阻R1產(chǎn)生的熱量1080J；（3）電路的最大電功率為3.6W。2．如圖甲所示電路，電源電壓保持不變。閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片由最右端向左移動的過程中，電壓表與電流表示數(shù)的變化關(guān)系如圖乙所示。求：（1）R2的最大阻值；（2）R1的阻值和電源電壓；（3）電路消耗的最小功率。【答案】（1）R2的最大阻值為120Ω；（2）R1的阻值為10Ω；電源電壓為13V；（3）電路消耗的最小功率為1.3W?！窘馕觥拷猓海?）由圖可知，電阻R1和R2串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表測量R2兩端的電壓。當(dāng)滑動變阻器的滑片在最右端時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，電路中電流最小。由圖乙可知，當(dāng)電路中的電流為0.1A，滑動變阻器兩端的電壓為12V，則滑動變阻器的最大阻值為R2大=U（2）當(dāng)電路中的電流為0.1A時，滑動變阻器兩端的電壓為12V，此時電源電壓U＝U1+U2＝IR1+U2＝0.1A×R1+12V.....①當(dāng)電路中的電流為1.0A時，滑動變阻器兩端的電壓為3V，此時電源電壓U＝U1′+U2′＝I′R1+U2′＝1.0A×R1+3V.....②①②組成方程組解得：電源電壓U＝13V，電阻R1＝10Ω；（3）電源電壓不變，根據(jù)P＝UI可知，電路中的電流最小時，總功率最小，則電路消耗的最小功率為P?。経I＝13V×0.1A＝1.3W。答：（1）R2的最大阻值為120Ω；（2）R1的阻值為10Ω；電源電壓為13V；（3）電路消耗的最小功率為1.3W。3．如圖甲所示，電源電壓恒定，R1是定值電阻，R2是滑動變阻器，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)滑片滑到正中央時，電壓表示數(shù)為3V。已知兩個電阻的U﹣I圖象如圖乙所示。求：（1）電源電壓以及當(dāng)滑動變阻器滑片滑在最右端時電流表電流；（2）滑動變阻器電阻保持5Ω不變，通電1min，滑動變阻器的電功率以及電流通過電路做的總功。【答案】（1）電源電壓為6V，當(dāng)滑動變阻器滑片滑在最右端時電流表電流為0.2A；（2）滑動變阻器電阻保持5Ω不變，通電1min，滑動變阻器的電功率為0.8W，電流通過電路做的總功為144J?！窘馕觥拷猓河杉讏D可知，兩個電阻串聯(lián)，電流表測電路中電流，電壓表V測量R1兩端的電壓?；琍從右端到左端的過程中，變阻器連入電路的電阻變小，電路中的電流變大；根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，滑動變阻器R2兩端的電壓變小；由于電源電壓不變，則R1兩端的電壓變大；所以，通過R2的電流隨其兩端電壓的減小而增大，通過R1的電流隨其兩端電壓的增大而增大；由此可知，乙圖中a是R1的U﹣I圖象，b是R2的U﹣I圖象；（1）當(dāng)滑片滑到正中央時R2兩端的電壓為3V，由乙圖可知此時電路中的電流為0.3A，R1兩端的電壓也為3V，所以，電源電壓：U＝U1+U2＝3V+3V＝6V；則根據(jù)歐姆定律可得R1的阻值為：R1=UR2中=U則滑動變阻器的最大阻值為：R2＝2R2中＝2×10Ω＝20Ω；當(dāng)滑動變阻器滑片滑在最右端時，總電阻值為：R＝R1+R2＝10Ω+20Ω＝30Ω；則通過電流表的電流為：I=U（2）滑動變阻器電阻保持5Ω不變時，總電阻值為：R′＝R1+R2′＝10Ω+5Ω＝15Ω；則通過電流表的電流為：I′=U則滑動變阻器的電功率：P2′＝I′2R2′＝（0.4A）2×5Ω＝0.8W，電流通過電路做的總功：W＝UI′t＝6V×0.4A×60s＝144J。答：（1）電源電壓為6V，當(dāng)滑動變阻器滑片滑在最右端時電流表電流為0.2A；（2）滑動變阻器電阻保持5Ω不變，通電1min，滑動變阻器的電功率為0.8W，電流通過電路做的總功為144J。4．在測量小燈泡電功率的實驗中，電路如圖甲所示，電源電壓恒為4V。小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣，滑動變阻器規(guī)格為“50Ω2.1A”，實驗得到小燈泡的I﹣U圖象如圖乙所示。求：（1）小燈泡的額定功率；（2）小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器R接入電路的阻值；（3）當(dāng)小燈泡消耗的功率為0.2W時，滑動變阻器R消耗的功率為多少?！敬鸢浮浚?）小燈泡的額定功率為0.75W；（2）小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器R接入電路的阻值為5Ω；（3）當(dāng)小燈泡消耗的功率為0.2W時，滑動變阻器R消耗的功率為0.6W?！窘馕觥拷猓海?）由圖甲可知，L和R串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測L兩端的電壓；已知燈泡的額定電壓UL＝2.5V，由圖乙可知此時通過燈泡的電流為IL＝0.3A，則燈泡的額定功率為：PL＝ILUL＝0.3A×2.5V＝0.75W；（2）燈泡正常發(fā)光時兩端的電壓為UL＝2.5V，電源電壓為U＝4V，由串聯(lián)電路的電壓特點可知滑動變阻器兩端的電壓為：UR＝U﹣UL＝4V﹣2.5V＝1.5V，電路中的電流I＝IL＝0.3A，由I=UR可知滑動變阻器接入電路的阻值為：R（3）當(dāng)燈泡消耗的功率為0.2W時，由圖乙可知此時通過的電流I′＝0.2A，燈泡兩端的電壓為UL′＝1V，由串聯(lián)電路的電壓特點可知滑動變阻器兩端的電壓為：UR′＝U﹣UL′＝4V﹣1V＝3V，則滑動變阻器R消耗的功率為：PR＝I′UR′＝0.2A×3V＝0.6W。答：（1）小燈泡的額定功率為0.75W；（2）小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器R接入電路的阻值為5Ω；（3）當(dāng)小燈泡消耗的功率為0.2W時，滑動變阻器R消耗的功率為0.6W。5．如圖甲，電源電壓恒定，燈泡L上標(biāo)有“3V”的字樣，燈泡L的電流與電壓的關(guān)系如圖乙，滑動變阻器R1上標(biāo)有“50Ω1A”，定值電阻R2為15Ω，電流表量程為0～3A。當(dāng)閉合開關(guān)S2，斷開開關(guān)S1、S3時，燈泡L正常發(fā)光。求：（1）燈泡L正常發(fā)光時的電阻和電源電壓；（2）當(dāng)閉合S3，斷開S1、S2時，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P使燈泡L消耗的功率為0.45W，求滑動變阻器10s內(nèi)消耗的電能。【答案】（1）燈泡L正常發(fā)光時的電阻和電源電壓分別為7.5Ω、9V；（2）滑動變阻器10s內(nèi)消耗的電能為22.5J。【解析】解：（1）由圖乙知，當(dāng)燈泡兩端的電壓為3V時，通過燈的電流為0.4A，由歐姆定律可得泡L正常發(fā)光時的電阻為：RL=U根據(jù)電路圖可知，閉合開關(guān)S2，斷開開關(guān)S1、S3時，燈泡與R2串聯(lián)，電流表A測量電路電流；因燈泡正常發(fā)光，所以電路中的電流：I＝IL＝0.4A，由I=UR可得，定值電阻R2兩端電壓：U2＝IR因串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以電源電壓：U＝UL+U2＝3V+6V＝9V；（2）當(dāng)閉合開關(guān)S3，斷開開關(guān)S1、S2時，燈泡與變阻器R1串聯(lián)，根據(jù)圖象可知：燈泡兩端的電壓為1.5V，通過燈泡的電流為0.3A時，根據(jù)P＝UI可知燈泡消耗的功率為0.45W，根據(jù)因串聯(lián)電路中各處的電流相等，則電路中電流：I′＝IL′＝0.3A，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動變阻器兩端的電壓：U1＝U﹣UL′＝9V﹣1.5V＝7.5V，滑動變阻器10s內(nèi)消耗的電能：W1＝U1I′t＝7.5V×0.3A×10s＝22.5J。答：（1）燈泡L正常發(fā)光時的電阻和電源電壓分別為7.5Ω、9V；（2）滑動變阻器10s內(nèi)消耗的電能為22.5J。6．如圖甲所示電路，電源電壓可調(diào)，R為標(biāo)有“1A”字樣的滑動變阻器，電流表量程為0～3A，L1、L2是額定電壓均為6V的小燈泡，其電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。求：（1）L2正常發(fā)光時的電阻；（2）若只閉合開關(guān)S1，電源電壓調(diào)節(jié)為10V，滑片P滑至中點時小燈泡正常發(fā)光，滑動變阻器的最大阻值；（3）只閉合S3，滑片P移至最左端，調(diào)節(jié)電源電壓，使小燈泡L2正常發(fā)光，求此時電路消耗的總功率。【答案】（1）L2正常發(fā)光時的電阻為7.5Ω；（2）滑動變阻器的最大阻值為10Ω；（3）此時電路消耗的總功率為6.4W。【解析】解：（1）當(dāng)燈泡L2正常發(fā)光時，L2兩端的電壓U2＝6V，由圖象可知通過L2的電流IL2=0.8A，由歐姆定律，L2（2）若只閉合S1時，燈L2與變阻器串聯(lián)，因燈正常發(fā)光，燈的電壓為UL2=根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及歐姆定律可得，變阻器連入電路中的電阻：R滑中=U?滑動變阻器的最大阻值為：R滑大＝2R滑中＝2×5Ω＝10Ω；（3）只閉合S3，滑片P移至最左端，滑動變阻器接入電路的阻值為0Ω，兩燈泡串聯(lián)，調(diào)節(jié)電源電壓，使小燈泡L2正常發(fā)光，則L2兩端的電壓為6V，由圖象可知通過L2的電流IL2=0.8A，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知電路中的電流I′=IL根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知電源電壓U′=UL1此時電路消耗的總功率P＝U′I′＝8V×0.8A＝6.4W。答：（1）L2正常發(fā)光時的電阻為7.5Ω；（2）滑動變阻器的最大阻值為10Ω；（3）此時電路消耗的總功率為6.4W。7．如圖甲電路中，電源電壓保持不變，R0為定值電阻，R為滑動變阻器。閉合開關(guān)S，改變R的阻值，電壓表與電流表示數(shù)變化關(guān)系如圖乙，當(dāng)滑片在a、b端時電流表示數(shù)分別為0.6A和0.1A。求：（1）滑動變阻器最大阻值；（2）電源電壓；（3）當(dāng)滑片從b端滑到a端，滑動變阻器消耗的功率P隨R的阻值變化關(guān)系如圖丙，圖像中R1＝5Ω，求R2的大小。【答案】（1）滑動變阻器最大阻值為50Ω；（2）電源電壓為6V；（3）R2的大小為20Ω?！窘馕觥拷猓海?）定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，當(dāng)滑片位于b端時，全部接入，滑動變阻器接入的阻值最大，總電阻最大，電流最小，最小電流為0.1A，根據(jù)圖乙可知，此時電壓表的示數(shù)為5V，滑動變阻器接入的電阻為R滑max=U（2）設(shè)電源電壓為U，定值電阻的阻值為R0，當(dāng)滑動變阻器的滑片在b端時，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律為U＝U滑+U0＝5V+0.1A×R0＝6V，當(dāng)滑片位于a端時，電路中的電流為0.6A，只有R0接入，則電源電壓為U＝0.6A×R0，整理可知U＝6V，R0＝10Ω，（3）根據(jù)圖丙可知，當(dāng)滑動變阻器接入的阻值為5Ω時，定值電阻的阻值為10Ω，則總電阻為R總＝R1+R0＝5Ω+10Ω＝15Ω，此時電路中的電流為I1=U滑動變阻器消耗的功率為P1＝I12R1＝（0.4A）2×5Ω＝0.8W，當(dāng)滑動變阻器的阻值為R滑2時，滑動變阻器的功率為P2＝I22R2＝（6VR2+10Ω）2經(jīng)整理可知R2＝20Ω。答：（1）滑動變阻器最大阻值為50Ω；（2）電源電壓為6V；（3）R2的大小為20Ω。8．如圖所示電路，燈泡L1標(biāo)有“6V3W”、L2標(biāo)有“6V6W”的字樣，滑動變阻器R標(biāo)有“12Ω1A”的字樣，當(dāng)S、S1、S2都閉合，滑片P移到最右端時，兩燈正常發(fā)光（設(shè)燈絲電阻保持不變）。求：（1）燈泡L1的電阻；（2）當(dāng)S、S2閉合，S1斷開時，調(diào)節(jié)滑片P到中點，求電流表的讀數(shù)；（3）求此電路的最小功率?！敬鸢浮浚?）燈泡L1的電阻為12Ω；（2）當(dāng)S、S2閉合，S1斷開時，調(diào)節(jié)滑片P到中點，電流表的讀數(shù)為0.5A；（3）此電路的最小功率1.5W。【解析】解：（1）燈泡L1的電阻為：R1=U（2）由電路圖可知，當(dāng)S、S1、S2都閉合，滑片P移到最右端時，滑動變阻器R接入電路的電阻為零，兩燈并聯(lián)，兩燈正常發(fā)光，則兩燈兩端的電壓為6V，因為并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等，等于電源電壓，所以電源電壓為U＝U1＝U2＝6V；當(dāng)S、S2閉合，S1斷開時，燈光L2與滑動變阻器R串聯(lián)，電流表測量電路中的電流，燈泡L1的電阻為：R2=U調(diào)節(jié)滑片P到中點，此時電路中的總電阻為：R總＝R中+R2=1此時電路中的電流，即電流表示數(shù)為：I=U（3）根據(jù)P=U2R可知，電源電壓不變時，電路的總電阻最大時，電路消耗的電功率最小，所以當(dāng)S、S1閉合，S2為：R總′＝R1+R＝12Ω+12Ω＝24Ω，電路的最小功率為：P小=U答：（1）燈泡L1的電阻為12Ω；（2）當(dāng)S、S2閉合，S1斷開時，調(diào)節(jié)滑片P到中點，電流表的讀數(shù)為0.5A；（3）此電路的最小功率1.5W。9．如圖所示電路，電源電壓為5V不變，定值電阻R0阻值為5Ω，滑動變阻器R上標(biāo)有“20Ω1A”字樣，燈泡L標(biāo)有“3V1.2W”，電壓表量程為0～3V。（不考慮燈絲電阻的變化，且保證各元件均安全）求：（1）燈泡正常工作時的電流是多少？（2）當(dāng)S1閉合、S2接b，燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器接入電路的阻值是多少？（3）當(dāng)S1閉合、S2接a時，R0的最小電功率是多少？【答案】（1）燈泡正常工作時的電流是0.4A；（2）當(dāng)S1閉合、S2接b，燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器接入電路的阻值是5Ω（3）當(dāng)S1閉合、S2接a時，R0的最小電功率是0.8W?！窘馕觥拷猓海?）燈泡正常工作時的電流為：IL=P（2）由電路圖可知，當(dāng)S1閉合、S2接b時，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，此時滑動變阻器兩端的電壓為：UR＝U﹣UL＝5V﹣3V＝2V，通過滑動變阻器的電流為：IR＝IL＝0.4A，滑動變阻器接入電路的阻值為：R=U（3）當(dāng)S1閉合、S2接a時，定值電阻R0與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓。根據(jù)P=U2R可知，當(dāng)R0電壓表量程為0～3V，則滑動變阻器兩端的最大電壓為UR大＝3V，R0兩端的最小電壓為：U0?。経﹣UR大＝5V﹣3V＝2V，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可得，此時變阻器接入電路的阻值為：R大=U則R0的最小電功率為：P0小=U答：（1）燈泡正常工作時的電流是0.4A；（2）當(dāng)S1閉合、S2接b，燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器接入電路的阻值是5Ω（3）當(dāng)S1閉合、S2接a時，R0的最小電功率是0.8W。10．如圖所示，電源電壓為6V不變，燈泡L上標(biāo)有“3V0.9W”的字樣，滑動變阻器的規(guī)格是“20Ω1A”，電壓表的量程為“0～15V”（不考慮燈絲電阻的變化）。求：（1）燈泡的電阻；（2）滑動變阻器的滑片移到最右端時，滑動變阻器消耗的電功率；（3）在保障電路安全的情況下，電路消耗的最大功率?！敬鸢浮浚?）燈泡的電阻為10Ω；（2）滑動變阻器的滑片移到最右端時，滑動變阻器消耗的電功率為0.8W；（3）在保障電路安全的情況下，電路消耗的最大功率為1.8W。【解析】解：（1）燈泡的電阻RL=U（2）當(dāng)滑動變阻器的滑片移到最右端時，滑動變阻器連入電阻的電阻R＝20Ω，此時電路的總電阻R總＝RL+R＝10Ω+20Ω＝30Ω，電路中的電流I=U滑動變阻器消耗的電功率PR＝I2R＝（0.2A）2×20Ω＝0.8W；（3）由題可知燈泡允許通過的最大電流為I大=P電路消耗的最大功率P大＝UI大＝6V×0.3A＝1.8W。答：（1）燈泡的電阻為10Ω；（2）滑動變阻器的滑片移到最右端時，滑動變阻器消耗的電功率為0.8W；（3）在保障電路安全的情況下，電路消耗的最大功率為1.8W。11．如圖，電源電壓恒定，R1、R2是定值電阻，R1＝15Ω，電流表的量程為0～3A，滑動變阻器R3標(biāo)有“50Ω0.5A”字樣。只閉合開關(guān)S1，電流表的示數(shù)為0.6A；再閉合開關(guān)S2、S3，電流表的示數(shù)變?yōu)?.5A。求：（1）電源電壓有多大？（2）開關(guān)S1、S2、S3都閉合時，R2的阻值為多大？在10s內(nèi)電流通過R2產(chǎn)生的熱量是多大？（3）只閉合開關(guān)S3，移動變阻器滑片，變阻器R3接入電路的阻值范圍?！敬鸢浮浚?）電源電壓為9V；（2）開關(guān)S1、S2、S3都閉合時，R2的阻值為為10Ω；在10s內(nèi)電流通過R2產(chǎn)生的熱量是81J；（3）只閉合開關(guān)S3，移動變阻器滑片，變阻器R3接入電路的阻值范圍為3～50Ω?！窘馕觥拷猓海?）由圖可知，只閉合開關(guān)S1，電路中只有R1工作，由I=UR可知，電源電壓U＝U1＝I1R（2）由圖可知，開關(guān)S1、S2、S3都閉合時，R1、R2并聯(lián)，R3被短路，電流表測量干路電流I＝1.5A，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點可知，R1、R2電路的電壓相等，都等于電源電壓，即U2＝U1＝U＝9V，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知，通過R2的電流：I2＝I﹣I1＝1.5A﹣0.6A＝0.9A，由I=UR可知，R2的阻值：R2在10s內(nèi)電流通過R2產(chǎn)生的熱量：Q＝I22R2t＝（0.9A）2×10Ω×10s＝81J；（3）由圖可知，只閉合開關(guān)S3，R1、R3串聯(lián)，根據(jù)電流表量程和滑動變阻器的規(guī)格可知，電流中的最大電流I大＝0.5A，由I=UR可知，串聯(lián)電路的最小總電阻R根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知，滑動變阻器連入電路的最小阻值：R3?。絉﹣R1＝18Ω﹣15Ω＝3Ω，滑動變阻器連入電路的阻值越大，電路總電阻越大，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流越小，電路安全，所以變阻器R3接入電路的阻值范圍為3～50Ω。答：（1）電源電壓為9V；（2）開關(guān)S1、S2、S3都閉合時，R2的阻值為為10Ω；在10s內(nèi)電流通過R2產(chǎn)生的熱量是81J；（3）只閉合開關(guān)S3，移動變阻器滑片，變阻器R3接入電路的阻值范圍為3～50Ω。12．如圖所示的電路中，燈泡L標(biāo)有“12V6W”，當(dāng)S1、S2、S3均閉合，滑片P滑到最左端a時、小燈泡剛好正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)為1.5A；當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開，P滑到最右端b時，電壓表為3V。求：（1）電源電壓；（2）R1的阻值；（3）當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開，P滑到最右端b時，R2的電功率。【答案】（1）電源電壓為12V；（2）R1的阻值為12Ω；（3）當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開，P滑到最右端b時，R2的電功率為2.25W?！窘馕觥拷猓海?）當(dāng)S1、S2、S3均閉合，滑片P滑到最左端a時，滑動變阻器連入電路的電阻為零，L和R1并聯(lián)，電流表測干路電流；因為此時小燈泡剛好正常發(fā)光，所以燈泡兩端的電壓：UL＝U額＝12V，由并聯(lián)電路的電壓特點可知，電源電壓：U＝UL＝12V；（2）由P＝UI可知，燈泡正常發(fā)光時的電流：IL=P由并聯(lián)電路的電流特點可知，通過R1的電流：I1＝I﹣IL＝1.5A﹣0.5A＝1A，由并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律可知，R1的阻值：R1=U（3）當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開，R1和R2串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓；串聯(lián)電路的電壓特點可知，R1兩端的電壓：U1＝U﹣U2＝12V﹣3V＝9V，通過R1的電流為：I1'=U由串聯(lián)電路的電流特點可知，通過R2的電流：I2＝I1'＝0.75A，則R2的電功率：P2＝U2I2＝3V×0.75A＝2.25W。答：（1）電源電壓為12V；（2）R1的阻值為12Ω；（3）當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開，P滑到最右端b時，R2的電功率為2.25W。13．如圖所示，電路的電源電壓和燈泡電阻不變，R1＝5Ω，燈L標(biāo)有“8V10Ω”字樣，滑動變阻器R2標(biāo)有“45Ω2A”字樣。求：（1）只閉合S1時，電流表的示數(shù)為0.6A，求電源電壓；（2）閉合S1、S2、S3，滑片移到b端時，滑動變阻器R2消耗的電功率；（3）只閉合S2時，若電流表量程為0～3A，電壓表的量程為0～3V，在保證電路安全的情況下，求變阻器連入電路的阻值范圍?！敬鸢浮浚?）電源電壓為9V；（2）閉合S1、S2、S3，滑片移到b端時，滑動變阻器R2消耗的電功率為1.8W；（3）只閉合S2時，若電流表量程為0～3A，電壓表的量程為0～3V，在保證電路安全的情況下，變阻器連入電路的阻值范圍為1.25Ω～5Ω?！窘馕觥拷猓海?）只閉合S1時，燈L和R1串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流；由串聯(lián)電路的電阻特點和歐姆定律可知，電源的電壓：U＝IR＝I（R1+RL）＝0.6A×（5Ω+10Ω）＝9V；（2）閉合S1、S2、S3時，R1與滑動變阻器R2并聯(lián)，電流表測量干路電流，電壓表測電源電壓；滑片移到b端時，滑動變阻器R2接入電路的電阻最大，為：R2大＝45Ω，由并聯(lián)電路的電壓特點可知，此時滑動變阻器R2兩端的電壓：U2＝U＝9V，則滑動變阻器R2消耗的電功率：P2=U（3）只閉合S2時，燈L和滑動變阻器R2串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流；由歐姆定律可知，燈泡的額定電流：IL=U滑動變阻器允許通過的最大電流為2A，電流表的量程為0～3A，由串聯(lián)電路的電流特點可知，為了電路安全，電路中的最大電流：I大＝0.8A，由歐姆定律可知，電路中總的最小電阻：R小=U由串聯(lián)電路的電阻特點可知，滑動變阻器接入電路的最小電阻：R2小＝R小﹣RL＝11.25Ω﹣10Ω＝1.25Ω，因為電壓表的量程為0～3V，所以滑動變阻器兩端的最大電壓：U2大＝3V，由串聯(lián)電路的電壓特點可知，燈泡兩端最小電壓：UL?。経﹣U2大＝9V﹣3V＝6V，則電路中的最小電流：I小=U此時滑動變阻器接入電路的電阻：R2大=U因此滑動變阻器連入電路的阻值范圍為1.25Ω～5Ω。答：（1）電源電壓為9V；（2）閉合S1、S2、S3，滑片移到b端時，滑動變阻器R2消耗的電功率為1.8W；（3）只閉合S2時，若電流表量程為0～3A，電壓表的量程為0～3V，在保證電路安全的情況下，變阻器連入電路的阻值范圍為1.25Ω～5Ω。14．如圖所示，R0是阻值為8Ω的定值電阻，R為滑動變阻器，其上標(biāo)有“100Ω3A”字樣，電流表A1、A2的量程為0～3A，燈泡上標(biāo)有“6V3W”字樣。求：（1）求燈泡的額定電流；（2）閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1、S2時，燈泡正常發(fā)光，求電源電壓的大小；（3）開關(guān)S、S1、S2都閉合時，在不損壞電路元件的前提下，求R消耗電功率的最小值和最大值?！敬鸢浮浚?）燈泡的額定電流為0.5A；（2）閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1、S2時，燈泡正常發(fā)光，電源電壓為10V；（3）開關(guān)S、S1、S2都閉合時，在不損壞電流表的前提下，R消耗電功率的最小值為1W、最大值為17.5W?！窘馕觥拷猓海?）由P＝UI得燈泡的額定電流為：I額=P（2）閉合S，斷開S1、S2，燈泡L與電阻R0串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，則此時燈泡兩端的電壓為UL＝U額＝6V，此時電路中的電流為I＝I額＝0.5A，由I=UR知：電阻R0兩端的電壓為：U0＝IR所以，電源電壓U＝U0+UL＝4V+6V＝10V。（3）開關(guān)S、S1、S2都閉合時，電阻R0和滑動變阻器R并聯(lián)，燈泡被短路；電流表A1測通過電阻R0的電流，電流表A2測干路中的總電流。由于滑動變阻器的最大電阻為Rmax＝100Ω，則R消耗電功率的最小值為：Pmin=U此時通過R0的電流為：I0=U電流表A1測通過電阻R0的電流，電流表A2測干路中的總電流，電流表A1、電流表A2的量程為0～3A，所以，通過R的最大電流為：Imax＝I﹣I0＝3A﹣1.25A＝1.75A，R消耗電功率的最大值為：Pmax＝UImax＝10V×1.75A＝17.5W。答：（1）燈泡的額定電流為0.5A；（2）閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1、S2時，燈泡正常發(fā)光，電源電壓為10V；（3）開關(guān)S、S1、S2都閉合時，在不損壞電流表的前提下，R消耗電功率的最小值為1W、最大值為17.5W。15．如圖所示的電路中，電源電壓不變，R1＝24Ω，小燈泡標(biāo)有“6V1.5W”（小燈泡燈絲電阻阻值不變），滑動變阻器R2標(biāo)有“30Ω0.5A”，電流表的量程是0～0.6A，電壓表的量程是0～3V。當(dāng)只斷開S2時，電流表示數(shù)為0.25A。求：（1）電源電壓為多少？（2）只閉合S1時，小燈泡消耗的電功率為多少？（3）只閉合S2時，在保證電路安全的情況下，求電路的總電功率的變化范圍？【答案】（1）電源電壓為6V；（2）只閉合S1時，小燈泡消耗的電功率為0.375W；（3）只閉合S2時，在保證電路安全的情況下，電路的總電功率的變化范圍為0.75W～1.5W?！窘馕觥拷猓海?）當(dāng)只斷開S2時，電路為R1的簡單電路，由歐姆定律可知，電源電壓：U＝IR1＝0.25A×24Ω＝6V；（2）只閉合S1時，燈泡L與R1串聯(lián)，由P＝UI可知：燈泡的額定電流：I額=P由歐姆定律可知，燈泡的電阻：RL=U由串聯(lián)電路的電阻特點和歐姆定律可知，此時電路中的電流：I'=U小燈泡消耗的電功率：PL＝I'2R0＝（0.125A）2×24Ω＝0.375W；（3）只閉合S2時，燈泡L與R2串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流；因為燈泡的額定電流為0.25A，滑動變阻器允許通過的最大電流為0.5A，電流表的量程為0～0.6A，所以，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，電路中的最大電流I最大＝0.25A，則電路總的最大電功率：P最大＝UI最大＝6V×0.25A＝1.5W，因為電壓表的量程為0～3V，所以滑動變阻器兩端的最大電壓U滑大＝3V，由串聯(lián)電路的電壓特點可知，燈泡兩端的電壓：UL小＝U﹣U滑大＝6V﹣3V＝3V，電路中最小電流：I最小=U此時滑動變阻器接入電路的電阻：R滑=U則電路總的最小電功率：P最?。経I最小＝6V×0.125A＝0.75W，因此電路的總電功率的變化范圍為0.75W～1.5W。答：（1）電源電壓為6V；（2）只閉合S1時，小燈泡消耗的電功率為0.375W；（3）只閉合S2時，在保證電路安全的情況下，電路的總電功率的變化范圍為0.75W～1.5W。16．如圖所示電路中，電源電壓不變，小燈泡L標(biāo)有“3V1.2W”的字樣，R1、R2為定值電阻，R1＝15Ω，R2＝30Ω。當(dāng)開關(guān)S閉合，S1、S2都斷開時，小燈泡L正常發(fā)光（不考慮溫度對燈絲電阻的影響）。求：（1）燈絲的電阻是多少Ω？電源電壓是多少V？（2）當(dāng)開關(guān)S，S1閉合，S2斷開時，電流表的示數(shù)是多少A？（3）當(dāng)開關(guān)S，S1、S2都閉合時，整個電路消耗的電功率是多少W？5min電路產(chǎn)生的熱量為多少J？【答案】（1）燈絲的電阻是7.5Ω；電源電壓是9V；（2）當(dāng)開關(guān)S、S1閉合，S2斷開時，電流表的示數(shù)為0.6A；（3）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合時，整個電路消耗的電功率為8.1W，5min電路產(chǎn)生的熱量為2430J?！窘馕觥拷猓海?）當(dāng)開關(guān)S閉合，S1、S2都斷開時，燈泡L與電阻R1串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且小燈泡L正常發(fā)光，所以，由P＝UI可得，電路中的電流：I＝IL=P燈絲的電阻：RL=U由歐姆定律可得電壓表的示數(shù)：U1＝IR1＝0.4A×15Ω＝6V；因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源電壓：U＝UL+U1＝3V+6V＝9V；（2）當(dāng)開關(guān)S、S1閉合，S2斷開時，電路為R1的簡單電路，電流表測電路中電流，則此時電流表的示數(shù)：I1=U（3）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合時，R1與R2并聯(lián)，因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，所以，電路的總電阻：R=R整個電路消耗的電功率：P=U5min電路產(chǎn)生的熱量：Q＝W＝Pt＝8.1W×5×60s＝2430J。答：（1）燈絲的電阻是7.5Ω；電源電壓是9V；（2）當(dāng)開關(guān)S、S1閉合，S2斷開時，電流表的示數(shù)為0.6A；（3）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合時，整個電路消耗的電功率為8.1W，5min電路產(chǎn)生的熱量為2430J。17．如圖甲所示電路，小燈泡上標(biāo)有“2.5V1.25W”字樣（燈絲電阻保持不變）變阻器R2上標(biāo)有“20Ω1A”字樣。閉合開關(guān)S、S1，移動滑片使小燈泡正常發(fā)光，此時電壓表示數(shù)為2V。求：（1）小燈泡L的電阻；（2）求上述情況下此電路一分鐘消耗的電能；（3）若更換電源為18V，只閉合開關(guān)S、S2，移動滑片到某一個位置，電流表和電壓表指針位置如圖乙、丙所示（可能與之前相比更換了量程），但在后續(xù)操作中量程不變，求定值電阻R1的值?！敬鸢浮浚?）5Ω；（2）135J；（3）31Ω?！窘馕觥拷猓海?）RL=U（2）IL=Pt＝60sW＝UIt＝（2.5V+2V）×0.5A×60s＝135J。（3）根據(jù)變阻器R2上標(biāo)有“20Ω1A”字樣，可知電流表示數(shù)只能是0.5A，在此電流下，變阻器R2上最多只能加載10V電壓，所以電壓表示數(shù)只能是2.5V。R1=U?故答案為：（1）5Ω；（2）135J；（3）31Ω。18．如圖，L上標(biāo)有“6V0.5A”字樣，定值電阻R0＝30Ω，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V，變阻器R的最大電阻為60Ω。只閉合開關(guān)S2，當(dāng)滑片P置于最右端時，電流表示數(shù)為0.2A。（不考慮燈絲電阻隨溫度變化）求：（1）小燈泡的電阻；（2）電源電壓；（3）只閉合S1時，為保證各元件安全，求滑動變阻器接入電路的最小阻值？【答案】（1）小燈泡的電阻為12Ω；（2）電源電壓為18V；（3）滑動變阻器接入電路的最小阻值為24Ω?！窘馕觥拷猓海?）L上標(biāo)有“6V0.5A”字樣，不考慮燈絲電阻隨溫度變化，根據(jù)歐姆定律可知RL=U（2）只閉合開關(guān)S2，當(dāng)滑片P置于最右端時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，且R0與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓。電流表示數(shù)為0.2A，根據(jù)歐姆定律可知電源電壓U＝IR總＝I×（R0+R）＝0.2A×（30Ω+60Ω）＝18V；（3）只閉合S1時，燈泡L和滑動變阻器R串聯(lián)，為保證各元件安全，滑動變阻器接入電路的阻值最小時，總電阻最小，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流最大，根據(jù)燈泡的銘牌數(shù)據(jù)及電流表的量程可知，電路中的最大電流為0.5A，根據(jù)歐姆定律可知電路中的總電阻R總′=U根據(jù)電阻串聯(lián)的特點可知滑動變阻器接入電路的最小阻值R′＝R總′﹣RL＝36Ω﹣12Ω＝24Ω。答：（1）小燈泡的電阻為12Ω；（2）電源電壓為18V；（3）滑動變阻器接入電路的最小阻值為24Ω。19．如圖甲所示的電路，電源電壓保持不變，小燈泡L標(biāo)有“2.5V0.25A”字樣，其R﹣U圖像如圖乙所示，滑動變阻器R1的最大值為30Ω，定值電阻R2＝30Ω，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V。當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2和S3，將變阻器R1的滑片P調(diào)到中點時，電流表示數(shù)為0.45A。求：（1）求小燈泡的額定功率；（2）當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2和S3時，求整個電路消耗的最大功率；（3）當(dāng)只閉合開關(guān)S和S1時，在保證各元件安全工作的情況下，求滑動變阻器R1允許的取值范圍。【答案】（1）求小燈泡的額定功率為0.625W；（2）當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2和S3時，整個電路消耗的最大功率是2.7W；（3）當(dāng)只閉合開關(guān)S和S1時，在保證各元件安全工作的情況下，求滑動變阻器R1允許的取值范圍是8～16Ω?！窘馕觥拷猓海?）小燈泡的額定功率是：PL額＝UL額IL額＝2.5V×0.25A＝0.625W；（2）只閉合開關(guān)S、S2和S3，將變阻器R的滑片P調(diào)到中點時，L短路，電路為12R1與R2并聯(lián)的總電阻，R并=1由I=UR可得電源電壓：U＝IR由于電流表的量程為0～0.6A，則干路電流最大為0.6A，所以最大功率P最大＝UI最大＝4.5V×0.6A＝2.7W；（3）只閉合開關(guān)S、S1，燈泡L與R1串聯(lián)，R2不接入電路，移動變阻器的滑片P，向左移動時，R1變大，電壓表的示數(shù)也變大，當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時，R1最大，則R1的電壓U1大＝3V，此時小燈泡兩端的電壓為：UL＝U﹣U1大＝4.5V﹣3V＝1.5V，由圖乙可知此時燈泡的電阻為：RL＝8Ω，則I最小=U所以由I=UR可得R1連入電路的電阻：R1當(dāng)滑片向右移動時，R1變小，電流表的示數(shù)變大，UL也變大，由于燈泡的額定電流為0.25A，所以，電路中的最大電流為：I最大＝IL額＝0.25A＜0.6A（電流表安全），此時燈泡正常工作，則燈泡兩端的電壓為：UL′＝2.5V，R1兩端的電壓為：U1′＝U﹣UL′＝4.5V﹣2.5V＝2V，R1連入電路的最小電阻：R1′=U所以在保證各元件安全的情況下，滑動變阻器R1允許的取值范圍是8～16Ω。答：（1）求小燈泡的額定功率為0.625W；（2）當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2和S3時，整個電路消耗的最大功率是2.7W；（3）當(dāng)只閉合開關(guān)S和S1時，在保證各元件安全工作的情況下，求滑動變阻器R1允許的取值范圍是8～16Ω。20．實驗室里有一個標(biāo)有“6V3W”的小燈泡L1（不計L燈絲電阻變化）和一個標(biāo)有“6V”的小燈泡L2，將它們連接到圖甲所示電源電壓可調(diào)的電路中，其中通過L2的電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示，電流表、電壓表均使用大量程（0～3A，0～15V），開關(guān)均閉合時，滑片P置于最右端時，調(diào)節(jié)電源電壓使小燈泡L2正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為1.1A。求：（1）L2正常發(fā)光時的電阻。（2）滑動變阻器的最大阻值。（3）燈泡L1，正常發(fā)光且電路元件均安全的條件下，電源電壓的可調(diào)節(jié)范圍。（電路中最多兩個用電器工作）【答案】（1）L2正常發(fā)光時的電阻為6Ω（2）滑動變阻器的最大電阻為60Ω；（3）燈泡L1正常發(fā)光且電路元件均安全的條件下，電源電壓的調(diào)節(jié)范圍為6～21V?！窘馕觥拷猓海?）由圖乙知小燈泡L2正常發(fā)光時，U2＝6V，I2＝1A，由I=UR可得，L2正常工作時的電阻：R2（2）由圖知，閉合開關(guān)S1，S2，S3，滑片P置于最右端時，滑動變阻器的最大阻值與燈泡L2并聯(lián)，電流表測干路電流并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且小燈泡L2正常發(fā)光，所以電源的電壓：U＝U1＝6V，并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以通過滑動變阻器的電流：I滑＝I﹣I1＝1.1A﹣1A＝0.1A，則得滑動變阻器的最大阻值：R滑=U（3）①由圖知，只閉合開關(guān)S2時，L1與L2串聯(lián)，L1正常發(fā)光；由P=U2R可得，L1的阻值；R由P＝UI可得，通過L1的額定電流：I1=P因串聯(lián)電路電流相等，所以電路中最大電流為0.5A，由乙圖可知當(dāng)電流為0.5A時，L2兩端的電壓為2V，所以電源電壓：U＝U1+U2＝6V+2V＝8V；②只閉合開關(guān)S1時L1與滑動變阻器串聯(lián)，L1正常發(fā)光時的電流，I1＝0.5A，當(dāng)變阻器接入電路的阻值最小為0時，且要保證L1正常發(fā)光，則電源電壓的最小值Umin＝U1額＝6V；當(dāng)變阻器接入電路的阻值最大為60Ω時，若L1正常發(fā)光，則此時變阻器兩端的電壓（即電壓表的示數(shù)）：U滑＝I1R滑大＝0.5A×60Ω＝30V＞15V，所以為了保證電壓表的安全，變阻器兩端的電壓最大為15V，則電源電壓的最大值Umax＝U1額+U滑大＝6V+15V＝21V，故電源電壓的調(diào)節(jié)范圍為6～21V。答：（1）L2正常發(fā)光時的電阻為6Ω（2）滑動變阻器的最大電阻為60Ω；（3）燈泡L1正常發(fā)光且電路元件均安全的條件下，電源電壓的調(diào)節(jié)范圍為6～21V。21．學(xué)?？萍蓟顒又埽蠋熃o同學(xué)們展示一個如圖甲所示的“黑盒子”，絕緣外殼上有A、B、C三個接線柱。盒內(nèi)電路由兩個定值電阻Ra和Rb連接而成。小海同學(xué)想要用如圖乙所示的電路探究黑盒子的相關(guān)物理量。已知電源電壓U恒為3.6V，定值電阻R0＝3Ω，R1是滑動變阻器。小海進行了如下的操作：（1）把BC兩個接線柱接到MN之間，閉合開關(guān)S，將R1的滑片移至最左端時，電壓表示數(shù)為1.8V，電流表示數(shù)為0.6A，則Ra為多少Ω？（2）把AC兩個接線柱接到MN之間，閉合開關(guān)S，小海發(fā)現(xiàn)將R1的滑片從某位置移至最左端或最右端時，電壓表的示數(shù)均變化了0.45V，電路的總功率均變化了0.18W。則Rb為多少Ω？（3）將AB兩個接線柱接到MN之間，閉合開關(guān)S。移動R1的滑片，黑盒子的電功率會隨之變化，求此過程中Rb最小電功率為多少W？【答案】（1）把BC兩個接線柱接到MN之間，閉合開關(guān)S，將R1的滑片移至最左端時，電壓表示數(shù)為1.8V，電流表示數(shù)為0.6A，則Ra為3Ω；（2）Rb為6Ω；（3）將AB兩個接線柱接到MN之間，Rb最小電功率為0.3456W?！窘馕觥拷猓海?）把BC兩個接線柱接到MN之間，只閉合開關(guān)S，將R1的滑片移至最左端時，電壓表測BC兩端的電壓，電流表測電路中的電流，由I=UR可得，BC間的電阻為：Ra（2）把BC兩個接線柱接到MN之間，只閉合開關(guān)S，將R1的滑片移至最左端時，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，由I=UR可得，電源的電壓：U＝UBC+IR把AC兩個接線柱接到MN之間，此時電阻a、b、定值電阻R0以及滑動變阻器串聯(lián)，由P＝UI可得，電路中電流的變化量：△I=△P此時黑匣子的電阻：RAC=△U因為Ra＝3Ω，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的規(guī)律知，Rb＝RAC﹣Ra＝9Ω﹣3Ω＝6Ω；（3）把AC兩個接線柱接到MN之間，只閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為零時，電路中的電流：I1=U因?qū)1的滑片從某位置移至最左端或最右端時，電路中電流的變化均為0.05A，所以，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，最小電流為：I2＝I1﹣0.05A×2＝0.3A﹣0.1A＝0.2A，此時電路的總電阻：R總=U則滑動變阻器的最大阻值：R1＝R總﹣R0﹣RAC＝18Ω﹣3Ω﹣9Ω＝6Ω，將AB兩個接線柱接到MN之間，只閉合開關(guān)S時，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，Rb的電功率最小，此時電路中的電流：I小=URb最小電功率為：Pb小=(I小)2答：（1）把BC兩個接線柱接到MN之間，閉合開關(guān)S，將R1的滑片移至最左端時，電壓表示數(shù)為1.8V，電流表示數(shù)為0.6A，則Ra為3Ω；（2）Rb為6Ω；（3）將AB兩個接線柱接到MN之間，Rb最小電功率為0.3456W。22．如圖甲所示，已知電源電壓為6V，小燈泡標(biāo)有“4V2W”。R1為滑動變阻器，R2定值電阻，忽略燈絲電阻受溫度的影響。求：（1）燈絲電阻為多少？（2）只閉合S和S1，移動滑片使小燈泡正常發(fā)光，此時的滑動變阻器消耗的功為多少？（3）斷開S和S1，調(diào)節(jié)電源電壓，再閉合S和S2，將滑片P移至中點，發(fā)現(xiàn)電壓表V的指針位置如圖乙所示，將電源電壓增大11.6V，并改變電壓的量程，將滑片移至最右端，發(fā)現(xiàn)電流改變了0.6A，且電壓表指針位置仍然如圖乙所示。電路消耗的總功率變化量△P是多少？【答案】（1）燈絲電阻為8Ω；（2）只閉合S和S1，移動滑片使小燈泡正常發(fā)光，此時的滑動變阻器消耗的功為0.4W；（3）電路消耗的總功率變化量△P是15.2W?！窘馕觥拷猓海?）由P=U2R可得，燈絲的電阻：R（2）由P＝UI可得，燈泡正常發(fā)光的電流：IL=P因串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以滑動變阻器兩端電壓：U滑＝U﹣UL＝6V﹣4V＝2V，因串聯(lián)電路處處電流相等，所以滑動變阻器消耗的功率：P滑＝U滑IL＝2V×0.2A＝0.4W；（3）閉合S和S2，R2與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器兩端電壓；當(dāng)滑片在中點時，根據(jù)圖乙可知，電壓表示數(shù)為2V或10V；當(dāng)電源電壓增大11.6V，滑動變阻器全部接入電路時，電壓表更換了量程，示數(shù)也為2V或10V，由于串聯(lián)電路起分壓作用，當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值越大，分得的電壓越大，并且電源電壓也增大了，因此當(dāng)滑動變阻器全部接入電路時，電壓表量程為10V，滑片在中點時，電壓表示數(shù)為2V；由于2V1即2V12故R＝10Ω，因串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以由I=UU′＝2V+2V12×10ΩR2＝2VU′+11.6V＝10V+10V10Ω×R2聯(lián)立①②可得，U＝6V，電路消耗的總功率變化量：△P＝（U′+11.6V）×10VR?U′×2V1答：（1）燈絲電阻為8Ω；（2）只閉合S和S1，移動滑片使小燈泡正常發(fā)光，此時的滑動變阻器消耗的功為0.4W；（3）電路消耗的總功率變化量△P是15.2W。23．寒冬來襲，為了保暖，芳芳買了一個可調(diào)節(jié)多擋位加熱墊，說明書中的電路如圖電源電壓恒為18V，R1、R2為規(guī)格相同且阻值恒定的加熱電阻，R3為阻值可調(diào)的限流電阻。求：（1）當(dāng)S、S1和S2都閉合時，電路處于快熱擋，此時電流表A1的示數(shù)為3.6A，求快熱擋的功率為多少W？（2）當(dāng)S閉合，S1、S2都斷開時，電路處于調(diào)溫?fù)?，移動滑動變阻器滑片就可以自主調(diào)節(jié)加熱電阻的發(fā)熱功率．若滑片在距左端13處時，加熱電阻R2（3）若電流表A2的量程為0～3A，電壓表V的量程為0～15V，在所有元件安全的前提下，加熱電阻R2的最高功率和最低功率的比值是多少？【答案】（1）快熱擋的功率為64.8W；（2）滑動變阻器的最大阻值為60Ω；（3）加熱電阻R2的最高功率和最低功率的比值是36?！窘馕觥拷猓海?）當(dāng)S、S1和S2都閉合時，可調(diào)的限流電阻R3被短路，加熱電阻R1、R2并聯(lián)，電壓表V和電流表A2無示數(shù)，電流表A1測干路中的電流I＝3.6A，電路處于快熱擋，則快熱擋的功率：P＝UI＝18V×3.6A＝64.8W。（2）當(dāng)加熱電阻R1、R2并聯(lián)時，由P=U2R由并聯(lián)電路電阻規(guī)律可知，1R1+1R由以上式子可解得：R1＝R2＝2R＝10Ω，當(dāng)S閉合，S1、S2都斷開時，R2、R3串聯(lián)，電流表A1測電路中的電流，電壓表測R3兩端的電壓，若滑片在距左端13處時，R3接入的阻值為最大阻值的13，即R3=1由P＝I2R得，電路中的電流：I′=P由I=UR得，電路總電阻：R′則R3接入的阻值：R3＝R′﹣R2＝30Ω﹣10Ω＝20Ω，所以R3最大阻值：R3最大＝3R3＝3×20Ω＝60Ω。（3）當(dāng)S閉合，S1、S2都斷開時，R2、R3串聯(lián)，當(dāng)電壓表V的示數(shù)為15V，滑動變阻器接入電路的阻值最大，電路中的電流最小，加熱電阻R2的功率最小，此時加熱電阻R2兩端的電壓：U2＝U﹣Uv＝18V﹣15V＝3V，所以，加熱電阻R2的最小功率：P′=U當(dāng)S、S1和S2都閉合時，加熱電阻R1、R2并聯(lián)，由并聯(lián)電路的電壓特點可知，加熱電阻R2兩端的電壓等于電源電壓為18V，此時加熱電阻R2兩端的電壓最大，由P=U2R所以，加熱電阻R2的最大功率：P′=U則加熱電阻R2的最高功率和最低功率的比值：PP′答：（1）快熱擋的功率為64.8W；（2）滑動變阻器的最大阻值為60Ω；（3）加熱電阻R2的最高功率和最低功率的比值是36。24．在如圖甲所示的電路中，電源電壓U＝6V保持不變，小燈泡L標(biāo)有“6V0.5A”字樣，燈泡的電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2，斷開S3，將R2的滑片置于距左端14處。移動R1的滑片，當(dāng)R1的滑片在最右端時，電壓表V1的示數(shù)為2V；當(dāng)閉合開關(guān)S3，斷開S1、S2，在電路安全的前提下移動R2的滑片，當(dāng)R2的滑片在距左端14處時，電壓表V2的示數(shù)為3V。電流表的量程為0～3A，電壓表V1的量程為0～15V，電壓表V2（1）求小燈泡正常工作時的電阻；（2）只閉合S3，為保證安全求滑動變阻器的取值范圍；（3）所有開關(guān)可以任意閉合或斷開，在保證電路安全且電路中有電流的情況下，求電路消耗的總功率的最大值和最小值?！敬鸢浮浚?）小燈泡正常工作時的電阻是12Ω；（2）只閉合S3，為保證安全，滑動變阻器的取值范圍是0～7.5Ω；（3）所有開關(guān)可以任意閉合或斷開，在保證電路安全且電路中有電流的情況下，電路消耗的總功率的最大值是5.4W，最小值是1.2W?！窘馕觥拷猓海?）小燈泡正常工作時的電阻RL=U（2）只閉合S3，燈泡和變阻器R2串聯(lián)，電壓表V2測量R2兩端的電壓，電壓表V2的量程為0﹣3V，當(dāng)R2的滑片在距左端14處時，電壓表V2的示數(shù)為3V，由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，此時R2的阻值較大，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知，燈泡兩端的電壓Ul＝U﹣U2由圖乙可知，燈泡的電壓是3V時，通過它的電流是0.4A，燈泡的電阻Rl=UlI=3V0.4A=7.5Ω。燈泡和R2因為電流表的量程為0﹣3A，當(dāng)R2的滑片移動到最左端，R2連入電路的電阻為零，電路中只有燈泡，電源電壓是6V，燈泡兩端的電壓是6V，此時燈泡的電流是0.5A，沒有超過量程，所以滑動變阻器的取值范圍是0～7.5Ω。（3）當(dāng)閉合開關(guān)S3，斷開S1、S2，在當(dāng)R2的滑片在距左端處時，電壓表V2的示數(shù)為3V，由（2）可知，當(dāng)R2的滑片在距左端14處時阻值7.5Ω，則R2的最大阻值R2大＝4R2當(dāng)閉合開關(guān)S3，斷開S1、S2，L和R2串聯(lián)，將R2的滑片置于距左端14處。移動R1的滑片，當(dāng)R1的滑片在最右端時，電壓表V1的示數(shù)為2V，電壓表V1測量R2U?U1U1解得：R1＝15Ω當(dāng)開關(guān)S2，S3都閉合，R2的滑片在最左端，R1和L并聯(lián)，由串并聯(lián)電路電阻的規(guī)律可知電路的總電阻最小，由P=UP最大=U2R1+U由（1）可知小燈泡正常發(fā)光時的電阻是12Ω，由圖乙可知，RL＝12Ω是它的最大阻值，燈泡的電阻小于R1的阻值，所以閉合S2，R1和R2串聯(lián)，電壓表為3V時，R2接入電路的電阻最大，此時電路的總電阻最大，由P=U2R最小功率：P最?。経I′＝6V×0.2A＝1.2W答：（1）小燈泡正常工作時的電阻是12Ω；（2）只閉合S3，為保證安全，滑動變阻器的取值范圍是0～7.5Ω；（3）所有開關(guān)可以任意閉合或斷開，在保證電路安全且電路中有電流的情況下，電路消耗的總功率的最大值是5.4W，最小值是1.2W。25．如圖甲所示，電源電壓保持不變，R1是定值電阻，小燈泡L的額定電壓是5V且燈絲電阻不隨溫度變化。當(dāng)閉合開關(guān)S1、S3，斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器R2的滑片，使電壓表示數(shù)從2V變?yōu)?V的過程中，電路總功率變化了5W，其中電壓表示數(shù)為4V時，電流表示數(shù)為0.5A；滑動變阻器R2的電功率P2與電壓表示數(shù)U1的關(guān)系如圖乙所示，滑動變阻器R2的滑片在a點、b點時，對應(yīng)電壓表示數(shù)為Ua、Ub，且Ub＝3Ua。求：（1）定值電阻R1的阻值；（2）電源電壓；（3）滑動變阻器R2的滑片在a點時，R2接入電路的電阻Ra；（4）當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2，斷開開關(guān)S3，滑動變阻器R2的滑片在中點時，小燈泡L恰好正常發(fā)光，其電功率為PL；當(dāng)滑動變阻器的滑片在阻值最大處時，小燈泡L的電功率為P'L。則PL與P'L之比是多少？【答案】（1）定值電阻R1的阻值為8Ω；（2）電源電壓為20V；（3）滑動變阻器R2的滑片從a點滑到b點過程中，R2接入電路的阻值為24Ω；（4）PL與PL′之比是49：16?！窘馕觥拷猓海?）由電路圖知，當(dāng)閉合開關(guān)S1、S3，斷開開關(guān)S2時，變阻器與R1串聯(lián)，電壓表則R1的電壓，電流表測電路中的電流，其中電壓表示數(shù)為4V時，電流表示數(shù)為0.5A，由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得：R1=U（2）電壓表示數(shù)為2V時，電路的電流為：I1′=U設(shè)電源電壓為U，根據(jù)P＝UI，因電路總功率變化了5W，所以：UI1﹣UI1′＝△P，所以：U=△P（3）滑動變阻器R2的滑片在a點、b點時，對應(yīng)電壓表示數(shù)為Ua、Ub，由題知，Ub＝3Ua﹣﹣﹣﹣﹣①；由圖乙知，滑片在a點、b點時變阻器的電功率相等，根據(jù)串聯(lián)電路特點，歐姆定律和P＝UI有：（U﹣Ua）×UaR1=所以：Ua即：Ua解①②得：Ua＝5V、Ub＝15V；滑片在a點時，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓為：20V﹣5V＝15V，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路的電阻：Ra=15V（4）當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2，斷開開關(guān)S3，滑動變阻器R2的滑片在中點時，變阻器與燈（電阻為RL）串聯(lián)，電壓表測燈的電壓，此時小燈泡L恰好正常發(fā)光，故燈的電壓為5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓為：U滑1＝20V﹣5V＝15V，由分壓原理，變阻器連入電路的電阻為：15V5V×RL＝3RL，其電功率為P當(dāng)滑動變阻器R2的滑片在阻值最大處時，變阻器的最大電阻為6RL，由分壓原理，燈的電壓為變阻器電壓的16所以此時燈的實際電壓為：UL=17U=1根據(jù)P=U則PL：PL′＝（5V）2：（207V）2答：（1）定值電阻R1的阻值為8Ω；（2）電源電壓為20V；（3）滑動變阻器R2的滑片從a點滑到b點過程中，R2接入電路的阻值為24Ω；（4）PL與PL′之比是49：16。26．如圖所示，電源電壓及燈泡電阻保持不變，小燈泡L標(biāo)有“4V1.6W”字樣，電流表的量程為0～0.6A，當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2、S3斷開，滑動變阻器R2的滑片P移到最大阻值處，此時電流為0.2A，當(dāng)開關(guān)S1、S3斷開，S2閉合，小燈泡正常發(fā)光，電壓表V1和V2的示數(shù)之比為3：2。求：（1）小燈泡正常發(fā)光時的電阻是多少？（2）R1的阻值是多少？（3）在保證電路安全情況下，通過開關(guān)的斷開和閉合以及滑片位置的改變，滑動變阻器的最大功率為多少？【答案】（1）小燈泡正常發(fā)光時的電阻是10Ω；（2）R1的阻值是20Ω；（3）在保證電路安全情況下，通過開關(guān)的斷開和閉合以及滑片位置的改變，滑動變阻器的最大功率為7.2W?！窘馕觥拷猓海?）由P＝UI=U2R可得，小燈泡正常發(fā)光時的電阻R（2）當(dāng)開關(guān)S1、S3斷開，S2閉合時，燈泡L與電阻R1串聯(lián)，電壓表V1測電源兩端的電壓，電壓表V2測R1兩端的電壓，由小燈泡正常發(fā)光可知，小燈泡兩端的電壓UL＝4V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且電壓表V1和V2的示數(shù)之比為3：2，所以，燈泡兩端的電壓和定值電阻R1兩端的電壓之比UL則U1＝2UL＝2×4V＝8V，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流I＝IL=U所以，電阻R1=U（3）電源的電壓U＝U1+UL＝8V+4V＝12V，當(dāng)開關(guān)S1、S3閉合，S2斷開時，電路為滑動變阻器R2的簡單電路，兩電壓表測電源兩端的電壓，電流表測電路中的電流，因電流表的量程為0～0.6A，所以，當(dāng)通過變阻器R2的電流最大為0.6A時，滑動變阻器消耗的功率最大，則滑動變阻器的最大功率：P2大＝UI大＝12V×0.6A＝7.2W。答：（1）小燈泡正常發(fā)光時的電阻是10Ω；（2）R1的阻值是20Ω；（3）在保證電路安全情況下，通過開關(guān)的斷開和閉合以及滑片位置的改變，滑動變阻器的最大功率為7.2W。27．為了檢驗飛船艙門的密封性能，科研人員將待檢驗的艙體M置于一個不漏氣的集氣空腔N中（如圖甲），先對艙體M充入壓強為1×105Pa的空氣，然后把空腔N抽成真空，若艙門漏氣，一段時間后便會有氣體從艙體M進入空腔N中，艙體M中的壓強將減小，空腔N中的壓強將增大。為了測量艙體M和空腔N中的壓強，科研人員設(shè)計了如圖甲的電路，其中RM、RN是兩個完全相同的壓敏電阻，已知艙體M的容積為V，空腔N真空部分的容積為V，艙體艙門的面積為0.6m2，不計艙體M器壁的體積，整個過程溫度不變，電路中R0的阻值為20Ω，電源電壓為12V，壓敏電阻RM、RN的阻值隨氣體壓強變化的關(guān)系如表：壓敏電阻受到的氣壓（×105pa）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0對應(yīng)的阻值（Ω）1008060443024201612108（1）若艙門不漏氣，且單刀雙挪開關(guān)S接b時，電流表示數(shù)為0.1A，求R0兩端電壓；（2）實驗表明，一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下，壓強隨體積的變化如圖乙所示，若空氣從艙體M中逸出，經(jīng)過一段時間后，M、N中的壓強相等，總?cè)莘e變?yōu)?V，若開關(guān)S接在a處，此時整個電路消耗的總功率是多少？（3）在檢驗過程中的某時刻，開關(guān)接a時壓敏電阻RM兩端電壓表的示數(shù)為UM、壓敏電阻RM的功率為PM，開關(guān)接b時壓敏電阻RN兩端電壓表的示數(shù)為UN、壓敏電阻RN的功率為PN，若UM：UN＝1：2，且PM：PN＝5：4，則此時艙門內(nèi)外受到的壓力差是多少？【答案】（1）若艙門不漏氣，且單刀雙挪開關(guān)S接b時，電流表示數(shù)為0.1A，R0兩端電壓為2V；（2）若開關(guān)S接在a處，此時整個電路消耗的總功率是3.3W；（3）此時艙門內(nèi)外受到的壓力差是3.6×104N?！窘馕觥拷猓海?）當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S接b時，RN與R0串聯(lián)，電壓表測R0兩端的電壓，電流表測電路中的電流；艙門不漏氣時，電流表示數(shù)為0.1A，根據(jù)I=UR0兩端電壓：U0＝IbR0＝0.1A×20Ω＝2V；（2）當(dāng)M、N中的氣體壓強相等時，氣體的體積變?yōu)?V，由圖乙可知，M、N中的氣壓值均為0.5×105Pa，查表可知，此時RM、RN的電阻值均為24Ω，開關(guān)S接在a處，RM與R0串聯(lián)，則此時整個電路消耗的總功率：P=U（3）根據(jù)串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各分電阻兩端的電壓之和可知：開關(guān)接a時，RM兩端的電壓UM＝U﹣Ua，開關(guān)接b時，RN兩端的電壓UN＝U﹣Ub，已知：UM：UN＝1：2，即：UM已知：PM：PN＝5：4，即：PM解①②得：RM=15RN，Ia=5因電源電壓一定，根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律可知：U＝Ia（RM+R0），U＝Ib（RN+R0），所以，Ia（RM+R0）＝Ib（RN+R0），即：52Ib（15RN+20Ω）＝Ib（R解得：RN＝60Ω，RM=15RN由表格數(shù)據(jù)可知，M中的氣壓PM＝0.2×105Pa，N中的氣壓PN＝0.8×105Pa，此時艙門受到的內(nèi)外壓力差：△F＝△pS＝（0.8×105Pa﹣0.2×105Pa）×0.6m2＝3.6×104