2025年中考物理二輪培優(yōu)難點(diǎn)練習(xí)專題07 電路安全和最大（?。╇姽β视?jì)算問題（解析版）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

隨著科技的快速進(jìn)步和教育的不斷深化，電路安全和最大（?。╇姽β视?jì)算問題在中考物理中的重要性日益凸顯。針對這一問題，我們可以預(yù)見，2024年中考物理的命題趨勢將呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)：
一、注重基礎(chǔ)知識(shí)的理解和應(yīng)用
電路安全和電功率計(jì)算是物理學(xué)中的基礎(chǔ)內(nèi)容，也是日常生活中常見的物理現(xiàn)象。因此，命題者將更加注重對基礎(chǔ)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力的考查?？忌枰炀氄莆针娐返幕窘M成、電流、電壓、電阻等基本物理量的概念和計(jì)算方法，以及電功率的計(jì)算公式和應(yīng)用。
二、強(qiáng)調(diào)實(shí)際問題的分析和解決能力
中考物理命題將更加注重對實(shí)際問題的分析和解決能力的考查。命題者可能會(huì)設(shè)計(jì)一些與日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐緊密相關(guān)的問題情境，要求考生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析和解決。例如，可能會(huì)給出某個(gè)家庭電路的具體參數(shù)，要求考生計(jì)算電路的最大功率、最小功率以及可能出現(xiàn)的安全問題等。
三、增加綜合性題目的比重
為了考查考生的綜合素質(zhì)和解題能力，命題者可能會(huì)增加綜合性題目的比重。這些題目可能涉及多個(gè)知識(shí)點(diǎn)和多種解題方法，要求考生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，綜合運(yùn)用各種方法進(jìn)行解答。因此，考生需要加強(qiáng)對知識(shí)點(diǎn)的整合和綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)。
四、注重創(chuàng)新思維和科學(xué)探究能力的培養(yǎng)
隨著新課程改革的深入推進(jìn)，中考物理命題將更加注重對考生創(chuàng)新思維和科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。因此，命題者可能會(huì)設(shè)計(jì)一些開放性問題或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)題目，要求考生進(jìn)行科學(xué)探究和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)?？忌枰訌?qiáng)對科學(xué)探究方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，提高自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新探究的能力。
2024年中考物理“電路安全和最大（小）電功率計(jì)算問題”命題趨勢將更加注重基礎(chǔ)知識(shí)的理解和應(yīng)用、實(shí)際問題的分析和解決能力、綜合性題目的比重以及創(chuàng)新思維和科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。因此，考生需要加強(qiáng)對相關(guān)知識(shí)的掌握和綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)，提高解題能力和科學(xué)素養(yǎng)。同時(shí)，教師也應(yīng)加強(qiáng)對學(xué)生學(xué)習(xí)方法和思維能力的培養(yǎng)，為學(xué)生的未來發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
（限時(shí)：20分鐘）
一、單選題
1．小華用如圖所示的電路測小燈泡功率，電路中電源電壓恒為4.5V，電壓表的量程為0~3V，電流表的量程為0~0.6A，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω；1A”，燈泡標(biāo)有“2.5V；1.25W”字樣。若閉合開關(guān)，兩電表的示數(shù)均不超過所選量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定值，不考慮燈絲電阻的變化，則下列說法正確的是（）
A．電流表示數(shù)的變化范圍是0~0.5A
B．滑動(dòng)變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是2.5~20Ω
C．燈泡的最小功率是0.162W
D．該電路的最大功率是2.7W
【答案】C
【解析】B．由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流。由P=UI可得，燈泡的額定電流
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，電流表的量程為0~0.6A，滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A，為確保各元件安全，電路中的最大電流為Imax=0.5A。由歐姆定律可得，燈泡的電阻
此時(shí)電路中的最小總電阻
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，則滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值
R滑min=R﹣RL=9Ω﹣5Ω=4Ω
因滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻越大，電路中電流越小，燈泡兩端的電壓越小，因此可以將滑動(dòng)變阻器的最大阻值接入電路中。則滑動(dòng)變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是4~20Ω，故B錯(cuò)誤；
D．該電路的最大功率
Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W
故D錯(cuò)誤；
A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，此時(shí)電路中的最小電流
則電流表示數(shù)的變化范圍是0.18~0.5A，故A錯(cuò)誤；
C．燈泡的最小功率
PLmin=(Imin)2RL=(0.18A)2×5Ω=0.162W
故C正確。
故選C。
2．某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一種預(yù)防電梯超員的壓力傳感報(bào)警裝置，其工作電路如圖甲所示。小組同學(xué)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)如下：電源電壓保持3V不變，報(bào)警器R0的阻值恒為5Ω，壓敏電阻Rx隨所受壓力F的變化圖象如圖乙所示，當(dāng)Rx所受壓力達(dá)到10N，報(bào)警器R0開始發(fā)出報(bào)警信號，則（）
A．壓力越大，電流表的示數(shù)越小
B．壓力為5N時(shí)，Rx兩端的電壓為
C．報(bào)警器報(bào)警時(shí)，電流表的示數(shù)為
D．報(bào)警器報(bào)警時(shí)，電路消耗的功率為
【答案】D
【解析】由電路圖可知，R0與Rx串聯(lián)，電流表測電路中的電流；
A．由圖乙可知，壓力越大時(shí)，壓敏電阻Rx的阻值越小，電路的總電阻越小，由可知，電路中的電流越大，即電流表的示數(shù)越大，故A錯(cuò)誤；
B．由圖乙可知，當(dāng)壓力為5N時(shí)，壓敏電阻的阻值，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中的電流
Rx兩端的電壓
故B錯(cuò)誤；
C．當(dāng)Rx所受壓力達(dá)到10N，報(bào)警器R0開始發(fā)出報(bào)警信號，由圖乙可知，壓敏電阻的阻值，此時(shí)電路中的電流
故C錯(cuò)誤；
D．電路消耗的功率
故D正確。
故選D。
3．如圖﹣1所示為一種電子握力計(jì)，它的工作原理示意圖如圖﹣2所示，電源電壓不變，握力顯示表由電流表改裝而成，定值電阻R2阻值為6Ω；不施加力時(shí)彈簧一端的滑片P在電阻R1的最上端，移動(dòng)到最下端時(shí)施加的力最大（彈簧的電阻不計(jì)）。電路中電流變化的范圍為0.1～0.5A，則下列說法正確的是（）
A．施加的力越大，電路中電流越大
B．施加的力越小，R2消耗的功率越小
C．R1連入電路的阻值變化范圍是0～30Ω
D．電路消耗的總功率變化范圍是0.3～1.5W
【答案】D
【解析】A．施加握力時(shí)，變阻器滑片向下移動(dòng)。用的力越大，滑片向下移動(dòng)的距離越大，變阻器連入電路的越大，電路中的電流越小。故A錯(cuò)誤；
B．施加的握力越小，電路中的電流越大，定值電阻的阻值不變，根據(jù)可知，定值電阻的功率越大。故B錯(cuò)誤；
CD．當(dāng)不施加握力時(shí)，變阻器連入電路的阻值為0，電路中電流最大，為0.5A，此時(shí)電源電壓為
電路總功率為
當(dāng)握力最大，變阻器全部連入電路，此時(shí)電路中電流最小，為0.1A，則電路總電阻為
變阻器此時(shí)連入電路的阻值為
此時(shí)電路總功率為
故C錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
二、多選題
4．如圖所示，電源電壓恒為6V，電流表量程為“”，電壓表量程“”，滑動(dòng)變阻器、小燈泡L（燈絲電阻不變）分別標(biāo)有“”、“”字樣。在保證電路安全的情況下，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，下列選項(xiàng)中正確的是（）

A．電流表的示數(shù)變化范圍是
B．電壓表的示數(shù)變化范圍是
C．滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍是
D．滑動(dòng)變阻器的最大電功率
【答案】AC
【解析】A．由電路圖可知，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測燈泡L兩端的電壓；由可得，燈泡的電阻為
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，即電流表的示數(shù)最小，則
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表量程為，滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A，小燈泡L的額定電流為，所以，電路中電流表的最大電流，則電流表的示數(shù)變化范圍是，故A正確；
B．當(dāng)電路中的電流為時(shí)，燈泡正常發(fā)光，此時(shí)燈泡兩端的電壓為，即電壓表的最大示數(shù)為，當(dāng)電路中的電流最小時(shí)，燈泡兩端的電壓最小，即電壓表的最小示數(shù)為
所以，電壓表的示數(shù)變化范圍是，故B錯(cuò)誤；
C．當(dāng)電路中的電流最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，此時(shí)電路的總電阻為
由串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可知，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值為
所以，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍是，故C正確；
D．當(dāng)電路中的電流為I時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率為
因電流表的示數(shù)變化范圍是，所以，當(dāng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的功率最大，則
故D錯(cuò)誤。
故選AC。
5．如圖甲所示，電源電壓不變，電流表的量程為，電壓表的量程為，小燈泡參數(shù)“？V？W”模糊不清。第一次只閉合開關(guān)S、，滑片P從a端移到b端；第二次只閉合開關(guān)S、，保證電路中所有元件都安全的前提下，最大范圍內(nèi)移動(dòng)滑片P。圖乙是這兩次實(shí)驗(yàn)過程繪制的電壓表和電流表示數(shù)變化的關(guān)系圖像。下列判斷正確的是（）
A．小燈泡的參數(shù)為“”
B．電源電壓為9V
C．只閉合開關(guān)S、，電路的總功率最大時(shí)，燈與滑動(dòng)變阻器的功率之比為1∶3
D．只閉合開關(guān)S、，定值電阻的功率最大值與滑動(dòng)變阻器的功率最大值之比為4∶1
【答案】AD
【解析】第一次只閉合開關(guān)S、S1，滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端電壓，電流表測電路中的電流；第二次只閉合開關(guān)S、S2，滑動(dòng)變阻器與燈泡L串聯(lián)，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端電壓，電流表測電路中的電流；第一次只閉合開關(guān)S、S1，滑片P從a端移到b端，當(dāng)滑片移動(dòng)到b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0，其分得的電壓為0，即電壓表示數(shù)為0，所以圖乙中直線為滑動(dòng)變阻器與串聯(lián)時(shí)的圖像，曲線為滑動(dòng)變阻器與燈泡L串聯(lián)時(shí)的圖像；
BD．只閉合開關(guān)S、，滑片P移動(dòng)到b端時(shí)，電路中只有，此時(shí)電路中電流最大為
滑片在a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)，電路中的電流最小，最小為；由歐姆定律得，電源電壓
即
解得
電源電壓為
根據(jù)可知定值電阻的功率最大值
滑片在a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，由歐姆定律可知，此時(shí)電路中的電流最小，由圖乙可知此時(shí)電路中的電流為，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為4V，
由歐姆定律可知，滑動(dòng)變阻器的最大阻值
滑動(dòng)變阻器的功率為
當(dāng)
時(shí)，滑動(dòng)變阻器的功率最大，為
只閉合開關(guān)S、，電路的總功率最大時(shí)，定值電阻與滑動(dòng)變阻器的功率之比為
故B錯(cuò)誤，D正確；
AC．圖乙中曲線為滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)時(shí)的圖像，由圖像可知，電壓表示數(shù)最小為時(shí)，燈泡兩端的電壓最大，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，則燈泡的額定電壓為
此時(shí)電路中的電流，則小燈泡的額定功率
則小燈泡的參數(shù)為“”；只閉合開關(guān)S、，電路的總功率最大時(shí)，電路中的電流最大，由圖像知最大電流為，滑動(dòng)變阻器的電壓為，燈泡電壓為，根據(jù)可知燈與滑動(dòng)變阻器的功率之比
故C錯(cuò)誤，A正確。
故選AD。
三、填空題
6．如圖所示，電源電壓不變，定值電阻R1=20Ω，小燈泡L標(biāo)有“8V 4W”字樣（燈絲電阻不變），電流表量程為0~3A。當(dāng)只閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器R2的滑片P從b端滑動(dòng)到某一位置時(shí)，變阻器連入電路中的阻值減小了16Ω，電流表示數(shù)增大了0.2A，此時(shí)小燈泡恰好正常發(fā)光。則電源電壓為 V；R2的最大阻值為 Ω；在保證電路安全的情況下，開關(guān)都閉合時(shí)，R2的最大功率為 W。
【答案】 12 24 28.8
【解析】[1][2]當(dāng)只閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P在b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路最大阻值，R與L串聯(lián)接入電路，此時(shí)通過電路的電流為I1；滑動(dòng)變阻器的滑片P從b端滑動(dòng)到某一位置時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值減小了16Ω，由歐姆定律可知，此時(shí)電路中的電流變大，電流表示數(shù)變化了0.2A，電路中的電流增加0.2A，此時(shí)小燈泡恰好正常發(fā)光，此時(shí)通過電路的電流為I2，則
所以滑動(dòng)變阻器的滑片P在b端時(shí)電路的電流為
燈泡的電阻為
因串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和，由歐姆定律可知，滑動(dòng)變阻器的滑片P在b端時(shí)電源電壓為
①
滑動(dòng)變阻器的滑片P從b端滑動(dòng)到某一位置時(shí)電源電壓為
②
①②兩式聯(lián)立，解得：R2最大=24Ω，U=12V。
[3]當(dāng)開關(guān)都閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器和定值電阻并聯(lián)接入電路，燈泡被短路，并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，通過定值電阻R1的電流為
因?yàn)椴⒙?lián)電路干路電流等于各支路電流之和，電流表測干路電流，電流表量程為0~3A，當(dāng)電流表示數(shù)達(dá)到最大時(shí)，通過滑動(dòng)變阻器的電流最大，則通過滑動(dòng)變阻器的最大電流為
所以滑動(dòng)變阻器的最大功率為
7．如圖所示，電源電壓，定值電阻為，滑動(dòng)變阻器R規(guī)格為“”，電流表和電壓表量程分別選擇““、“”。閉合開關(guān)S，電路正常工作時(shí)，電壓表示數(shù)范圍為；滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍為。

【答案】
【解析】[1][2]①當(dāng)變阻器連入電路中阻值最大時(shí)，電路中電流最小，定值電阻兩端電壓最小。此時(shí)，電路中電流為
電壓表測量定值電阻兩端電壓，此時(shí)示數(shù)為
②受電壓表量程限制，定值電阻兩端電壓最大為3V，此時(shí)電路中電流為
此電流沒有超過電流表量程。此時(shí)電路中總電阻為
變阻器連入電路電阻為
故電壓表的示數(shù)變化范圍為1.5V~3V；變阻器連入電路的阻值范圍為5Ω~20Ω。
四、計(jì)算題
8．如圖甲所示，是一款養(yǎng)生杯，其銘牌如下表所示。它有著高溫消毒、中溫加熱和低擋保溫的功能，其等效電路結(jié)構(gòu)如圖乙所示。已知：電源電壓為36V，R1和R2為發(fā)熱電阻，R3是規(guī)格為“20Ω 5A”的滑動(dòng)變阻器。S閉合，S1、S2均斷開時(shí)，電器處于低溫?fù)?，移?dòng)滑片，可以手動(dòng)調(diào)節(jié)低溫?fù)醯募訜峁β剩篠、S1閉合，通過控制S2的通斷，可以使電器處于高溫?fù)趸蛑袦負(fù)酢?br>（1）養(yǎng)生杯以中溫?fù)跽９ぷ髁?min，求發(fā)熱電阻產(chǎn)生的熱量；
（2）電阻R2的阻值大小；
（3）電壓表的量程為“0~24V”，電流表量程為“0~3A”，在不損壞電路元件的前提下，求低溫?fù)跏謩?dòng)調(diào)節(jié)時(shí)R1的加熱功率范圍。
【答案】（1）5.4×104J；（2）12.96Ω；（3）20W~64.8W
【解析】解：（1）養(yǎng)生杯以中溫?fù)跽９ぷ髁?min，發(fā)熱電阻產(chǎn)生的熱量為
（2）S、S1、S2閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)，電路的總電阻最小，根據(jù)可知，電源的電壓一定時(shí)，養(yǎng)生杯的功率最大，處于高溫?fù)?；?dāng)S、S1閉合，S2斷開時(shí)，電路為只有R1的簡單電路，養(yǎng)生杯處于中溫?fù)酰灰螂娐返目偣β实扔诟饔秒娖鞴β手停裕篟2的電功率為
P2=P高-P中=280W-180W=100W
因?yàn)椴⒙?lián)電路中各支路的兩端電壓相等，因此根據(jù)可得，R2的電阻為
（3）S、S1閉合，S2斷開時(shí)，電路為R1的簡單電路，養(yǎng)生杯處于中溫?fù)?，根?jù)可得，R1的電阻為
S閉合，S1，S2均斷開時(shí)，R1與R3串聯(lián)，電壓表測R3的兩端電壓，電流表測電路電流，養(yǎng)生杯處于低溫?fù)?，?dāng)R3接入電路中的電阻為0時(shí)，電路中的電流為
電流表量程0~3A，所以電路中的最大電流，此時(shí)低溫?fù)醯墓β蕿?br>當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律及歐姆定律，電路中的電流為
R3兩端的電壓為
即當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變大時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理，電壓表示數(shù)變大，因?yàn)殡妷罕砹砍虨?~24V，所以電壓表示數(shù)最大為：，所以，當(dāng)R3兩端的電壓時(shí)，電路中的電流最小，此時(shí)R1的兩端電壓為
電路中的最小電流為
此時(shí)低溫?fù)醯墓β蕿?br>所以，低溫?fù)跏謩?dòng)調(diào)節(jié)時(shí)R1的加熱功率范圍為20W~64.8W。
答：（1）養(yǎng)生杯以中溫?fù)跽９ぷ髁?min，發(fā)熱電阻產(chǎn)生的熱量為5.4×104J；
（2）電阻R2的阻值大小為12.96Ω；
（3）低溫?fù)跏謩?dòng)調(diào)節(jié)時(shí)R1的加熱功率范圍為20W~64.8W。
9．如圖所示，電源兩端電壓不變，燈泡上標(biāo)有“6V 3W”字樣（假設(shè)燈泡的電阻不隨溫度而改變）。當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí)，電流表的示數(shù)為I1，電壓表的示數(shù)為U1，電路的總功率是P1，當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為I2，電壓表示數(shù)為U2，電路的總功率是P2，當(dāng)只閉合開關(guān)S2時(shí)，電阻R2的電功率為0.72W，已知U1∶U2=3∶4，I1∶I2=1∶4。求：
（1）燈泡的阻值；
（2）P1∶P2；
（3）通過開關(guān)的斷開或閉合，電路的最大功率和最小功率分別為多少？

【答案】（1）12Ω；（2）1:4；（3）3W，0.75W
【解析】解：（1）由P=UI可得，燈泡L正常工作時(shí)的電流為
由歐姆定律可得，燈泡的電阻為
（2）當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí)，R1與L串聯(lián)，電壓表測量R1兩端的電壓，電流表測量電路中電流，電流表的示數(shù)為I1，電壓表的示數(shù)為U1，電路的總功率是P1；
當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電壓表測電源電壓，電流表測干路電流，電流表的示數(shù)為I2，電壓表示數(shù)為U2，電路的總功率是P2，
當(dāng)只閉合開關(guān)S2時(shí)，R2與L串聯(lián)，電壓表測量R2兩端的電壓，電流表測量電路中電流；U2即電源電壓，因電源電壓不變，根據(jù)P=UI可知，電功率與電流成正比，故
P1∶P2=I1∶I2=1∶4
（3）已知U1∶U2=3∶4，在第一次操作中，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈的電阻與R1的電壓之比為1∶3，由分壓原理可知，有
R1=3RL=3×12Ω=36Ω
根據(jù)在電壓不變時(shí)，電流與電阻成反比，根據(jù)串聯(lián)和并聯(lián)電阻的規(guī)律，在第1、2次操作中對應(yīng)的電流之比有
聯(lián)立得出
R2=18Ω
在第3次操作中，電阻R2的電功率為0.72W，根據(jù)P=I2R可知電路的電流為
在第3次操作中，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律及歐姆定律，電源電壓為
根據(jù)，電源電壓不變時(shí)，電路的電阻越?。ù螅娐返墓β首畲螅ㄐ。鶕?jù)并聯(lián)、串聯(lián)電阻的規(guī)律，可知R1與R2并聯(lián)時(shí)電路的電阻最小，則有
電路的最大功率為
R1大于R2；故當(dāng)燈與R1串聯(lián)時(shí)電路的電阻最大，即在第1次操作中電路的功率最小，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律有
答：（1）燈泡的阻值為12Ω；
（2）P1∶P2為1∶4；
（3）通過開關(guān)的斷開或閉合，電路的最大功率和最小功率分別為3W和0.75W。
10．圖甲是小雯家空氣加濕器電路的示意圖。加濕裝置上標(biāo)有“220V 22W”字樣，R1是探測空氣濕度的濕敏電阻置于加濕器表面，其阻值隨空氣濕度變化的圖像如圖乙所示，R0是電磁鐵線圈的電阻。當(dāng)控制電路中的電流增大到某一數(shù)值時(shí)，銜鐵被吸引下來，加濕裝置電路斷開；當(dāng)控制電路中的電流減小到某一數(shù)值時(shí)，銜鐵被拉回，加濕裝置電路閉合并開始工作。已知控制電路電源的電壓為6V且保持不變，當(dāng)空氣濕度為40%時(shí)，控制電路中的電流為0.04A，現(xiàn)在小雯讓加濕器工作時(shí)，使臥室內(nèi)空氣濕度控制在40%～50%。求：
（1）加濕裝置正常工作時(shí)的電流及電磁鐵線圈R0的阻值；
（2）濕度控制在40%～50%之間，電磁鐵線圈消耗的最小功率；
（3）電流范圍不變時(shí)，若小雯用阻值為75Ω的線圈替換原電磁鐵線圈，加濕器工作時(shí)臥室內(nèi)的空氣濕度最大值是多少？

【答案】（1）0.1A，50Ω；（2）0.08W；（3）60%
【解析】解：（1）由P＝UI可知，加濕裝置正常工作時(shí)的電流為
控制電路中，電磁鐵線圈和濕敏電阻串聯(lián)，電流表測量電路電流。當(dāng)空氣濕度為40%時(shí)，濕敏電阻的阻值為100Ω，根據(jù)歐姆定律可知，總電阻為
根據(jù)電阻串聯(lián)的特點(diǎn)可知，電磁鐵線圈為
R0＝R﹣R1＝150Ω﹣100Ω＝50Ω
（2）由P＝I2R可知，當(dāng)控制電路中的電流最小時(shí)，電磁鐵線圈消耗的電功率最小，由歐姆定律可知，當(dāng)濕敏電阻的阻值最大時(shí)，控制電路中的電流最小，由圖乙可知，濕敏電阻的阻值隨著空氣濕度的增大而減小，在加濕器正常工作范圍內(nèi)，當(dāng)空氣濕度為40%時(shí)，濕敏電阻的阻值最大，為100Ω，此時(shí)電磁鐵線圈消耗的最小功率為
P?。絀2R0＝（0.04A）2×50Ω＝0.08W
（3）由歐姆定律可知，當(dāng)濕敏電阻的阻值最小時(shí)，控制電路中的電流最大，由圖乙可知，在加濕器正常工作范圍內(nèi)，當(dāng)空氣濕度為50%時(shí)，濕敏電阻的阻值最小，為75Ω，由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和歐姆定律可知，加濕器正常工作時(shí)，控制電路中的最大電流為
電流范圍不變時(shí)，由歐姆定律可知，此時(shí)控制電路中的最小電阻
用阻值為75Ω的線圈替換原電磁鐵線圈后，則濕敏電阻的阻值為
R1′＝R總小﹣R0′＝125Ω﹣75Ω＝50Ω
由圖乙可知，當(dāng)濕敏電阻的阻值為50Ω時(shí)，空氣濕度為60%。即用阻值為75Ω的線圈替換原電磁鐵線圈，則加濕器正常工作時(shí)臥室內(nèi)的空氣濕度最大是60%。
答：（1）加濕裝置正常工作時(shí)的電流為0.1A，電磁鐵線圈R0的阻值50Ω；
（2）濕度控制在40%～50%之間，電磁鐵線圈消耗的最小功率為0.08W；
（3）電流范圍不變時(shí)，若小雯用阻值為75Ω的線圈替換原電磁鐵線圈，加濕器工作時(shí)臥室內(nèi)的空氣濕度最大值是60%。
11．小明參加學(xué)校物理社團(tuán)活動(dòng)，借助老師的器材設(shè)計(jì)了一個(gè)壓力測試機(jī)，可以利用電流表的示數(shù)來反映壓力的大小，其中用到了壓敏電阻，其阻值隨著壓力的增大而減小，小明設(shè)計(jì)的電路圖如圖甲所示，電流與壓力F的關(guān)系圖象如圖乙所示。已知電源電壓為36V，定值電阻的阻值為，電流表量程為。當(dāng)壓力為0N時(shí)，電流表示數(shù)為。
（1）請計(jì)算當(dāng)壓力為0N時(shí)，的阻值；
（2）請寫出壓力F與阻值大小的數(shù)量關(guān)系式，并計(jì)算該測試機(jī)可以承擔(dān)的最大壓力；
（3）老師告訴小明用阻值為的定值電阻替換可以增大該測試機(jī)的量程，替換后測試機(jī)的測量范圍為，求電流表的示數(shù)變化范圍。（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）

【答案】（1）；（2）；90N；（3）
【解析】解：根據(jù)電路圖可知，定值電阻與壓敏電阻串聯(lián)，電流表測量電路中的電流。
（1）根據(jù)時(shí)，電流表示數(shù)為，電路的總電阻
根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)可知的阻值
（2）由圖乙可知，電路中的電流的倒數(shù)與壓力成一次函數(shù)關(guān)系，而電壓不變，電阻與電流的倒數(shù)成正比關(guān)系，則壓敏電阻與壓力F的關(guān)系為一次函數(shù)，設(shè)為
①
由圖象可知，當(dāng)時(shí)
電路的總電阻
此時(shí)的阻值
當(dāng)時(shí)，，由①式可知
②
③
由②和③可得
，
壓敏電阻隨壓力F變化的關(guān)系式
電路中的最大電流，由可得，電路中的總電阻
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，的最小阻值
此時(shí)上的壓力最大，則
解得；
（3）用阻值為的定值電阻替換后，測試機(jī)的測量范圍為，當(dāng)，總電阻
電路中的電流
當(dāng)，總電阻
電路中的電流
電流表的示數(shù)變化范圍是。
答：（1）請計(jì)算當(dāng)壓力為0N時(shí)，的阻值是；
（2）壓力F與阻值大小的數(shù)量關(guān)系式是，該測試機(jī)可以承擔(dān)的最大壓力90N；
（3）電流表的示數(shù)變化范圍是。
12．電源電壓9V，燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣。燈泡電阻受溫度的影響忽略不計(jì)。求：

（1）燈L的電阻多大？
（2）只閉合開關(guān)S、S2，調(diào)節(jié)滑片使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為其最大值的時(shí)，燈正常發(fā)光，則滑動(dòng)變阻器最大阻值為？
（3）只閉合S、S1時(shí)，R1的電功率為燈L的2倍，則R1的電功率多大？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】解：（1）燈泡電阻受溫度的影響忽略不計(jì)，則根據(jù)燈泡電阻為
（2）只閉合開關(guān)S、S2時(shí)，滑動(dòng)變阻器和燈泡串聯(lián)，燈正常發(fā)光，說明此時(shí)燈泡的電壓為6V，電源電壓9V，則滑動(dòng)變阻器的電壓為
此時(shí)電流即為燈泡的額定電流，電流為
所以此時(shí)滑動(dòng)變阻器阻值為
則滑動(dòng)變阻器最大阻值為
（3）只閉合S、S1時(shí)，R1與燈泡串聯(lián)，根據(jù)，電流相等，R1的電功率為燈L的2倍，則R1的電阻為燈L的2倍，即
此時(shí)電路中電流為
則R1的電功率為
答：（1）燈L的電阻為；
（2）只閉合開關(guān)S、S2，調(diào)節(jié)滑片使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為其最大值的時(shí)，燈正常發(fā)光，則滑動(dòng)變阻器最大阻值為；
（3）只閉合S、S1時(shí)，R1的電功率為燈L的2倍，則R1的電功率為。
（限時(shí)25分鐘）
一、單選題
1．如圖所示的電路中，電源電壓為18V，為定值電阻，為滑動(dòng)變阻器，移動(dòng)滑片電路中的電流能達(dá)到在確保電路安全的情況下，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍為；用定值電阻替換后，再移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍為，下列說法正確的是（）
①電流表的量程為，電壓表量程為15V
②的阻值為
③的阻值為
④滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“”

A．①②③B．②③④C．②③D．③④
【答案】C
【解析】由電路圖可知，與串聯(lián)，電壓表測兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
①②④．當(dāng)電路中接入，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電壓表的示數(shù)最大。情況一：若電壓表的量程為，則電壓表的最大示數(shù)，因串聯(lián)電路中的總電壓等于各分電壓之和，所以，兩端的電壓
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流
即
解得：。當(dāng)變阻器接入電路中的電阻為零時(shí)，電路中的電流
即滑動(dòng)變阻器可以接入電路中的電阻為零，電路安全，這與矛盾，故此種情況不可能；情況二：若電壓表的量程為，則電壓表的最大示數(shù)，因串聯(lián)電路中的總電壓等于各分電壓之和，所以，兩端的電壓
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流
由歐姆定律可知
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為最小時(shí)，電路中的最大電流
即電路中的最大電流為1A，所以，電流表的量程為，電路中的最大電流應(yīng)是指滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流，即滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A，故①④錯(cuò)誤，②正確；
③．用定值電阻替換后，再移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，滑動(dòng)變阻器的電阻變化范圍變?yōu)?，則時(shí)，電路中的電流達(dá)到滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流1A，即，由可知此時(shí)電壓表的最小示數(shù)
此時(shí)電路總電阻
根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和可知
當(dāng)時(shí)，電路中的電流
電壓表的示數(shù)
電路安全，故③正確。綜上所述，故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
2．如圖甲所示，電源的電壓U=12V，R0為定值電阻，閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P從B端滑至A端的過程中，圖乙描述電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化規(guī)律，圖丙描述滑動(dòng)變阻器的功率隨其兩端電壓的變化規(guī)律，圖丁描述滑動(dòng)變阻器消耗功率與電路消耗總功率之比η隨滑動(dòng)變阻器電阻的變化規(guī)律，下列說法正確的是（）

A．定值電阻R0的阻值為5Ω
B．圖丙上P1的大小為14.4W
C．滑動(dòng)變阻器最大阻值30Ω
D．圖乙上經(jīng)過a點(diǎn)的兩條虛線與坐標(biāo)軸圍成的長方形面積為2.4W
【答案】C
【解析】由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)，電壓表測變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
A．當(dāng)滑片位于A端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻為零，此時(shí)電路中的電流最大，由圖乙可知，電路中的最大電流為
定值電阻的阻值為
故A錯(cuò)誤；
B．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為R時(shí)，電路中電流為
此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率為
當(dāng)
時(shí)，變阻器消耗的電功率最大，根據(jù)上述公式計(jì)算出
故B錯(cuò)誤；
C．滑動(dòng)變阻器消耗功率與電路消耗總功率之比
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，效率最大，由圖丁可知，最大效率為，即
解得
故C正確；
D．由圖乙可知，a點(diǎn)表示電路中的電流最小，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，此時(shí)電路中的電流最小
此時(shí)電壓表的示數(shù)為
圖乙上經(jīng)過a點(diǎn)的兩條虛線與坐標(biāo)軸圍成的長方形面積為
故D錯(cuò)誤。
故選C。
3．如圖所示，電源電壓U保持不變，滑動(dòng)變阻器R0的最大電阻是25Ω。
①當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2和S3斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片在最右端時(shí)，電壓表示數(shù)是U1，R1的功率是P1，電流表示數(shù)是I1；
②當(dāng)開關(guān)S2閉合、S1和S3斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，電壓表示數(shù)是，R2的功率是1.2W；
③當(dāng)開關(guān)S1、S2和S3都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，R1的功率是，電流表示數(shù)是12；
已知
I1:I2=1:7，U1:U1'=3：2，P1:P1'=1:36
在開關(guān)閉合或斷開，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的過程中，下列結(jié)論錯(cuò)誤的是（）

A．該電路的最大功率是24.3W
B．電路阻值最大是70
C．電流表的最大示數(shù)是2.1A
D．電源電壓是9V
【答案】A
【解析】BD．當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2和S3斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片在最右端時(shí)，R1和滑動(dòng)變阻器R0的全部串聯(lián)在電路中，電壓表測量R1的電壓，電壓表示數(shù)是U1，如圖甲。第二過程：當(dāng)開關(guān)S2閉合、S1和S3斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，R1、R2、R3串聯(lián)在電路中，電壓表測量R1的電壓，電壓表示數(shù)是如圖乙。已知R2的功率為P2=1.2W。第三過程：當(dāng)開關(guān)S1、S2和S3都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，R1、R2、R3并聯(lián)在電路中，電壓表測量R1的電壓，電壓表示數(shù)是電源電壓U，電流表測量R1、R2的總電流，如圖丙。

甲圖，電壓表示數(shù)是U1，R1的電壓是U1，R1的功率是P1；丙圖中電壓表示數(shù)是U，R1的電壓是U，R1的功率是P1'；且
P1:P1'=1:36
對于同一導(dǎo)體
所以
所以
因?yàn)镽1和滑動(dòng)變阻器R0的全部串聯(lián)在電路中，所以；因?yàn)镽0=25Ω，串聯(lián)電路中電壓比等于電阻比，所以；因?yàn)閁1:U1'=3:2，且，則，因?yàn)榇?lián)電路中電壓之比等于電阻之比，所以
故電路的最大電阻為
因?yàn)?br>對于甲圖
對于乙圖
因?yàn)?br>代入數(shù)據(jù)得，則
由題意得當(dāng)開關(guān)S2閉合、S1和S3斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，R2的功率是1.2W，則
解得。此時(shí)由串聯(lián)電路電壓關(guān)系可知
故電源電壓為
故BD正確，不符合題意；
AC．甲乙都是串聯(lián)電路，電阻大，電流小，丙是并聯(lián)電路，電流大，電流表測量R1、R2的電流。
電流表測量R1、R2的電流，所以電流表示數(shù)最大為
電路中并聯(lián)電路的總電阻越小，電流越大，即電路中的最大電流為
故該電路的最大功率為
故A錯(cuò)誤，符合題意，C正確，不符合題意。
故選A。
二、多選題
4．在如圖所示電路中，定值電阻R的阻值未知，當(dāng)滑片置于滑動(dòng)變阻器R1的某一點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為2 V，R1的功率為1.2 W，當(dāng)滑片滑動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)，R和R1兩端的電壓比為U1∶U2=1∶4，此時(shí)電流表示數(shù)為0.16 A，則（）

A．滑動(dòng)變阻器的滑片是向左滑動(dòng)
B．電阻R的阻值為10 Ω
C．滑動(dòng)滑片后電壓表的示數(shù)為6.4 V
D．滑動(dòng)滑片前后定值電阻R的功率之比為25∶16
【答案】BD
【解析】ABC．當(dāng)滑片置于滑動(dòng)變阻器R1的某一點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V，R1的功率為1.2 W，設(shè)電路的總電壓為U，此時(shí)的電壓和電流分別為U示、I1，則有
……①
……②
當(dāng)滑片滑動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)，R和R1兩端的電壓比為U1:U2=1:4，則U2=4U1，此時(shí)電流表示數(shù)為0.16A，令為I2，所以有
……③
……④
聯(lián)立①②③④式，解得U1=1.6V，故C不符合題意；
由③式得
故B符合題意；
由②式得
根據(jù)，，則滑動(dòng)滑片后阻值比滑動(dòng)滑片前大，所以滑動(dòng)變阻器的滑片是向右滑動(dòng)，故A不符合題意；
D．滑動(dòng)滑片前，定值電阻R的功率
滑動(dòng)滑片后，定值電阻R的功率
所以
故D符合題意。
故選BD。
5．圖甲是一種測溫電路，溫度表由量程為0~3V的電壓表改裝而成，電源電壓U恒為6V，R的阻值為40Ω，熱敏電阻的阻值Rt隨溫度t變化的關(guān)系如圖乙所示。則（）

A．電路可測量的最高溫度為30℃
B．溫度表的10℃應(yīng)標(biāo)在電壓表1V刻度處
C．若僅減小R的阻值，可以提高測量的最高溫度
D．若僅將U減小，電路可測量的最高溫度將提高
【答案】AD
【解析】A．由圖甲可知，電阻R與熱敏電阻Rt串聯(lián)，電壓表測Rt兩端的電壓；由圖乙可知熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而增大，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知Rt的阻值最大時(shí)，Rt兩端的電壓最大，因?yàn)殡妷罕淼牧砍虨?~3V，所以Rt兩端最的電壓為3V，由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，電阻R兩端的最小電壓
UR=Ut-U=6V-3V=3V
此時(shí)電路中的電流
由歐姆定律可知，Rt的最大阻值
由圖乙可知，電路可測量的最高溫度為30℃，故A符合題意；
B．由圖乙可知，溫度為10℃時(shí)熱敏電阻的阻值為20Ω，由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，電路中總電阻
R總=R+R't=40Ω+20Ω=60Ω
此時(shí)電路中的電流
由歐姆定律變形可得，Rt兩端的電壓
Ut=IR′t=0.1A×20Ω=2V
故B不符合題意；
C．若僅減小R的阻值，電源電壓一定，Rt兩端的最大電壓為3V不變，由可知，此時(shí)電路中的最小電流變大，Rt最大阻值變小，由圖乙可知，測得的最高溫度減少，故不C符合題意；
D．若僅將U減小，則R兩端的最小電壓也減小，由歐姆定律可知，此時(shí)電路中的最小電流也減小，則由可知，Rt的最大值增加，由圖乙可知，測得的最高溫增加，故D符合題意。
故選AD。
三、填空題
6．如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“”，電流表的量程為，電壓表的量程為。先閉合開關(guān)S和S1，斷開S2，在保證電路安全的情況下，將滑動(dòng)變阻器的滑片從最右端滑動(dòng)到a點(diǎn)，小燈泡正常發(fā)光；再斷開S1，閉合S2，將滑動(dòng)變阻器的滑片從a點(diǎn)向某一方向移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)與小燈泡的額定電壓相同。圖乙是兩次調(diào)節(jié)過程中電流表與電壓表示數(shù)變化的關(guān)系圖像。小燈泡的額定功率為 W；再斷開S1，閉合S2時(shí)，滑片是從a點(diǎn)向（選填“左”或“右”）移動(dòng)的；該電路的最小功率為 W。
【答案】右
【解析】[1][2]開關(guān)S和S1，斷開開關(guān)S2，燈泡和變阻器串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表測量燈泡兩端的電壓，在保障電路元件安全的情況下，將滑動(dòng)變阻器的滑片從最右端滑動(dòng)到a點(diǎn)，由于燈泡電阻隨溫度變化，故可知此過程中電流表與電壓表示數(shù)變化關(guān)系為圖乙中的曲線，則另一次調(diào)節(jié)過程中電流表與電壓表示數(shù)變化關(guān)系圖像為圖乙中的直線，滑動(dòng)變阻器的滑片在最右端時(shí)，電路中總電阻最大，由歐姆定律知道，電路中電流最小，從圖中可知是，燈泡兩端電壓為1V，變阻器兩端電壓為
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)知道，電源電壓
再斷開開關(guān)S1閉合開關(guān)S2，電阻R和變阻器串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表測量R兩端的電壓，由圖乙知道，兩條圖像中電壓相等時(shí)等于燈泡額定電壓電路中的電流為，變阻器滑片在a點(diǎn)時(shí)，電路中的電流為，電阻R兩端的電壓為，此時(shí)變阻器接入電路中的電阻
R的阻值
可知電路中的電流從變?yōu)?，根?jù)歐姆定律知道，電路中的總電阻變大，變阻器接入電路的電阻值變大，故滑片是從a點(diǎn)向右移動(dòng)的。
當(dāng)電路中的電流為時(shí)，燈泡的額定電壓等于R兩端的電壓，由歐姆定律可得
在閉合開關(guān)S和S1，斷開開關(guān)S2，且滑片在a點(diǎn)時(shí)，燈泡的額定電流
燈泡的額定功率
閉合開關(guān)S和S1，斷開開關(guān)S2，燈泡和變阻器串聯(lián)，此時(shí)電路的最小功率為
[3]當(dāng)閉合開關(guān)S和S2，斷開開關(guān)S1，且變阻器接入電路中阻值最大時(shí)，此時(shí)電路的最小功率為
所以，電路的最小功率為。
四、計(jì)算題
7．在如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“；1A”字樣，電阻的阻值為，電壓表所用量程為，電流表所用量程為。只閉合開關(guān)S、，移動(dòng)滑片P，中的電流與其兩端電壓變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。
（1）求電源電壓U；
（2）只閉合開關(guān)S、S2，為保證電路安全，求滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍；
（3）只閉合開關(guān)S、S1，在移動(dòng)滑片P過程中，求電路總功率的最大值和滑動(dòng)變阻器的最大功率。

【答案】（1）18V；（2）；（3）16.2W，4.05W
【解析】解：（1）由圖甲知道，只閉合開關(guān)，、串聯(lián)，電壓表測量兩端的電壓，電流表測量電路中的電流；由圖乙知道，當(dāng)電路中的電流為0.8A時(shí)，兩端的電壓為2V，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律知道，電源電壓
①
當(dāng)電路中的電流為0.3A時(shí)，兩端的電壓為12V，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律知道，電源電壓
②
聯(lián)立①②兩式解得
（2）由圖甲知道，只閉合開關(guān)S、，、串聯(lián)，電壓表測量兩端的電壓，電流表測量電路中的電流；根據(jù)電壓表量程知道，兩端的最大電壓為15V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)知道，兩端的最小電壓
電路中的最小電流
由知道，滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值
根據(jù)滑動(dòng)變阻器的規(guī)格和電流表量程知道，電路中的最大電流為1A，由知道，電路中的最小總電阻
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)知道，滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值
則滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍為
（3）只閉合開關(guān)S、，、串聯(lián)，電壓表測量兩端的電壓，電流表測量電路中的電流；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為時(shí)，電路中的電流最大，電路中的最大電流
電路安全；
電路中的最大總功率
滑動(dòng)變阻器的功率
當(dāng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的功率最大，最大功率
答：電源電壓U為18V；
只閉合開關(guān)S、，為保證電路安全，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍為；
只閉合開關(guān)S、，在移動(dòng)滑片P過程中，電路總功率的最大值為16.2W；滑動(dòng)變阻器的最大功率為。
8．如圖所示電路，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)，當(dāng)R2的滑片位于最右端時(shí)，電路中的電流為0.2A，R2的功率為0.8W，當(dāng)R2的滑片移至中點(diǎn)時(shí)，R1兩端電壓變化了1V。求：
（1）當(dāng)R2的滑片位于最右端時(shí)，R2兩端的電壓；
（2）電阻R2的最大阻值；
（3）當(dāng)R2的滑片位于最右端時(shí)，通電10s，R2消耗的電能；
（4）電源電壓。

【答案】（1）4V；（2）20Ω；；（3）8J；（4）6V
【解析】解：（1）閉合開關(guān)，當(dāng)?shù)幕挥谧钣叶藭r(shí)，電路中的電流為0.2A，的功率為0.8W，由可知，兩端的電壓為
（2）由可知，的最大阻值為
（3）當(dāng)?shù)幕挥谧钣叶藭r(shí)，通電10s，消耗的電能為
（4）當(dāng)?shù)幕浦林悬c(diǎn)時(shí)，電路中的總電阻最小，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流變大，兩端的電壓變大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，兩端的電壓變小，所以此時(shí)兩端的電壓為
此時(shí)電路中的電流為
根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，當(dāng)時(shí)，電源電壓為
當(dāng)時(shí)，電源電壓為
聯(lián)立兩式解得電源電壓為
答：（1）當(dāng)?shù)幕挥谧钣叶藭r(shí)，兩端的電壓為；
（2）電阻的最大阻值為；
（3）當(dāng)?shù)幕挥谧钣叶藭r(shí)，通電，消耗的電能為；
（4）電源電壓為。
9．如圖所示，電源電壓不變，定值電阻R1=8Ω，R2為滑動(dòng)電阻器，其最大阻值為24Ω，滑動(dòng)電阻器的滑片P在a端時(shí)，電流表的讀數(shù)為0.5A，求：
（1）電源電壓；
（2）滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率。

【答案】（1）4V；（2）0.5W
【解析】解：（1）滑動(dòng)電阻器的滑片P在a端時(shí)，滑動(dòng)電阻器接入電路中的阻值為0，定值電阻為8Ω，電流表的讀數(shù)為0.5A，則電壓電壓
U=U1=I1R1=0.5A×8Ω=4V
（2）由于電路中的總功率
P總=P1+P2
則滑動(dòng)變阻器的功率
P2=P總-P1=UI-I2R1=4I-8I2
由二次函數(shù)的極值可得，當(dāng)I=0.25A時(shí)，P2有極大值
P2=0.5W
所以滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率為0.5W。
答：（1）電源電壓為4V；
（2）滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率為0.5W。
10．在如圖甲所示的電路中，電源電壓恒為18V，電流表量程為“0-0.6A”和“0-3A”，電壓表的量程為“0-3V”和“0-15V”，表盤如圖乙所示?；瑒?dòng)變阻器的規(guī)格為“50Ω1A”，小燈泡的規(guī)格為“3V1.5W”。求：
（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻和此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電功率。
（2）用一定值電阻R0替換小燈泡接入電路中，并將一電壓表并聯(lián)在R0兩端，不改變電表的量程，在確保電路中所有元件均安全的情況下移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)三個(gè)電表可以偏轉(zhuǎn)到相同的位置，求滿足要求的R0的最大阻值及該電路的最小電功率。

【答案】（1），；（2），
【解析】解：（1）由題目可知，小燈泡的額定電壓為3V，額定功率為1.5w，由可得小燈泡的電阻為
流過小燈泡的電流為
滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓之和等于電源電壓，電流相等，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為
滑動(dòng)變阻器的電功率為
（2）在前面電路中，電壓表的量程應(yīng)是0-15V，電流表量程是0-0.6A，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，串聯(lián)電路中電阻越大分的電壓越大，由于并聯(lián)在R0兩端電壓表與滑動(dòng)變阻器兩端電壓表偏轉(zhuǎn)到相同的位置，因此并聯(lián)在R0兩端電壓表選用大量程時(shí)，R0兩端電壓較大，R0電阻較大，故兩電壓表量程均為0-15V，則R0兩端電壓
由于電壓表0-15V量程的分度值為0.5V，則兩個(gè)9V電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)
電流表0-0.6A程的分度值為0.02A則電流表示數(shù)
電路中的總電阻
滿足要求的R0的最大阻值為
當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大時(shí)，此時(shí)電路功率最小
答：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電功率為；
（2）滿足要求的R0的最大阻值為，該電路的最小電功率為。
11．如圖所示，電源電壓16V且恒定不變，小燈泡L額定電壓6V，圖乙是小燈泡L的I-U圖像，電流表量程0~0.6A，電壓表量程0~15V；R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器R2的銘牌標(biāo)注“100Ω，1A”。
（1）求小燈泡L的額定功率？
（2）閉合開關(guān)S和S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片到中點(diǎn)時(shí)，電流表讀數(shù)為0.2A，求R1的阻值？
（3）閉合開關(guān)S和S2，保證各電器元件安全的前提下，求滑動(dòng)變阻器R2的調(diào)節(jié)范圍。

【答案】（1）3W；（2）30Ω；（3）20~75Ω
【解析】解：（1）因?yàn)樾襞莸念~定電壓為U額=6V，由圖乙可知，小燈泡的額定電流為I額=0.5A，則小燈泡L的額定功率為
P額=U額I額=6V×0.5A =3W
（2）閉合開關(guān)S和S1，定值電阻R1和滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電源電壓U=16V，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R最大=100Ω，則調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片到中點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為
此時(shí)電流表的示數(shù)為I1= 0.2A，則由可得，此時(shí)電路的總電阻為
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻關(guān)系可得R1的阻值為
R1=R總-R2= 80Ω-50Ω= 30Ω
（3）由得，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為
閉合開關(guān)S和S2，小燈泡L和R2串聯(lián)，電壓表測的是R2兩端的電壓U2，由（1）可知電路中的最大電流不能超過小燈泡的額定電流（此時(shí)也沒超過電流表的量程），即
I最大=I額=0.5A
由得，此時(shí)電路的總電阻最小值為
則滑動(dòng)變阻器R2接入電路的最小阻值為
R最小=R總小-RL= 32Ω-12Ω= 20Ω
因?yàn)殡妷罕淼淖畲罅砍虨閁最大= 15V，所以R2兩端的電壓最大為
U2= U最大=15V
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系可得小燈泡L兩端的電壓為
UL=U-U2= 16V-15V=1V
由圖乙可得此時(shí)通過小燈泡的電流為IL = 0.2A，串聯(lián)電路的電流處處相等，所以此時(shí)通過R2的電流為
I2=IL=0.2A
由得，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值為
因此閉合開關(guān)S和S2，保證各電器元件安全的前提下，滑動(dòng)變阻器R2的調(diào)節(jié)范圍為20~75Ω。
答：（1）小燈泡L的額定功率是3W；
（2）R1的阻值是30Ω；
（3）滑動(dòng)變阻器R2的調(diào)節(jié)范圍是20~75Ω。
12．如圖所示，電源電壓恒為6V，電流表量程為0~0.6A，電壓表量程為0~3V，燈泡L1標(biāo)有“6V 2.4W”字樣（L1、L2燈絲電阻均不變）。當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合，且滑動(dòng)變阻器R的滑片在中點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.6A；此時(shí)L1消耗的功率為P1；當(dāng)只有S1閉合時(shí)，L1實(shí)際消耗的功率為P2，且P2∶P1=1∶4。
（1）燈泡L1正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（2）滑動(dòng)變阻器R的最大阻值；
（3）當(dāng)只有S閉合時(shí)，在電路安全的情況下，電源消耗功率的最大值。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】解：（1）燈泡L1正常發(fā)光時(shí)的電阻為
（2）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合時(shí)，L2短路，R與L1并聯(lián)，L1兩端電壓為6V，L1正常發(fā)光，所以P1=2.4W，因?yàn)镻2∶P1=1∶4，所以P2=0.6W，通過L1的電流為
滑動(dòng)變阻器滑片處于中點(diǎn)時(shí)電阻為
滑動(dòng)變阻器的最大阻值為
（3）當(dāng)只有S1閉合時(shí)，只有兩燈串聯(lián)，L1實(shí)際消耗的功率為P2=0.6W，此時(shí)，電流為
L1兩端的電壓為
L2的電阻為
當(dāng)只有S閉合時(shí)，只有滑動(dòng)變阻器與L2串聯(lián)，要保證電流表安全，電流不超0.6A，要保證電壓表安全，L2兩端電壓不超3V，電流不超
只能取0.2A，此時(shí)，電源消耗功率的最大值為
答：（1）燈泡L1正常發(fā)光時(shí)的電阻為；
（2）滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為；
（3）當(dāng)只有S閉合時(shí)，在電路安全的情況下，電源消耗功率的最大值為。

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