专题14 欧姆定律及应用（原卷版+解析版）（第2期）—2022年中考物理真题分项汇编（全国通用）（共57题）

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专题14 欧姆定律及应用（解析版）
（第2期）
一、选择题
1.（2022·湖南邵阳）小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，其两者的I-U关系图象如图乙所示，下列说法中正确的是（　　）。

A. 图乙中曲线A表示电阻R的I-U关系图象；
B. 当电源电压为4V时，电流表示数为0.5A；
C. 当电源电压为4V时，小灯泡L的实际功率为1.6W；
D. 如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端，电路消耗的总功率为2W
【答案】D。
【解析】A．通过定值电阻R的电流I与电压U成正比，故应为图乙中曲线B表示，故A错误；
B．如图所示，灯泡与电阻R并联，电流表测干路电流，当电源电压为4V时，灯泡与电阻R两端电压都为4V，由图乙可知，灯泡电流为0.3A，电阻R电流为0.1A，电流表示数为

故B错误；
C．当电源电压为4V时，灯泡电流为0.3A，小灯泡L的实际功率为
故C错误；
D．如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端，灯泡与电阻R电流相同，且两端电压之和为10V，从图乙可查得电流为0.2A时，灯泡两端电压为2V，电阻R两端电压为8V，电路消耗的总功率为

故D正确。故选D。
2.（2022·江苏苏州）图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P移动过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. 电源电压为5V B. R的最大阻值为20Ω
C. R=10Ω时，其功率最大 D. R=15Ω时，电路消耗的功率为1.8W
【答案】D。
【解析】A．由图甲可知，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压；由图乙可知，当变阻器阻值为5Ω时，其两端电压为3V；当变阻器两端电压为10Ω时，其两端电压为4V，由串联电路中的电压规律和电源电压不变可得……①

……②

由①②解得U=6V，R0=5Ω
故A错误；
B．由图乙可知，R的最大阻值应大于20Ω，故B错误；
C．R的功率
由上式可知，当R=R0=5Ω
时，滑动变阻器有最大电功率。故C错误；
D．当R=15Ω时，电路消耗的功率为
故D正确。故选D。
3.（2022·湖北武汉）如图所示为导体甲的电流随电压变化的图像，定值电阻乙的阻值为5Ω。下列说法错误的是（　　）。

A. 甲与乙串联在电源电压为2V的电路中，电路中的电流是0.20A；
B. 甲与乙串联在电源电压为1V的电路中，甲的功率是0.2W；
C. 甲与乙并联在电源电压为2V的电路中，干路中的电流是0.65A；
D. 甲与乙并联在电源电压为1V的电路中，电路的功率是0.4W
【答案】B。
【解析】A．若甲与乙串联在电源电压为2V的电路中，电路中的电流是0.20A，则总电阻为

而乙电阻的阻值为5Ω，则甲电阻的阻值为
根据通过的电流为0.2A，则此时甲电阻两端的电压为1V，此时计算出甲电阻也是5Ω，故A正确，A不符合题意；
B．甲与乙串联在电源电压为1V的电路中，则甲的电压小于1V，甲的电流也小于0.2A，故甲的功率小于0.2W，故B错误，B符合题意；
C．甲与乙并联在电源电压为2V的电路中，则通过乙电阻的电流为
通过图像可知，此时通过甲的电流为0.25A，则干路中的电流是

故C正确，C不符合题意；
D．若甲与乙并联在电源电压为1V的电路中，通过乙电阻的电流为
通过图像可知，当电压为1V时，通过甲的电流为0.2A，则干路中的电流是

电路的功率是
故D正确，D不符合题意。故选B。
4.（2022·湖北武汉）如图所示的电路中，电源电压U保持不变。
①只闭合开关S和S3，调节滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为0.2A时，电压表V2的示数为1V；
②只闭合开关S和S2，电压表V1和V2的示数分别为U1和U2，电流表的示数为I1；
③只闭合开关S、S1和S3，将滑片移动到最左端时，电流表的示数为I2，此时电路的功率为P1；保持滑片位置不变，再闭合开关S2，电流表的示数变化了0.2A。此时电路的功率为P2；
已知I1：I2=1：9，U1：U2=1：2，下列说法正确的是（　　）。

A. U=6V B. I1=0.1A C. R2=10Ω D. P1：P2=7：9
【答案】B。
【解析】只闭合开关S和S3时，R1与滑动变阻器串联，此时滑动变阻器接入电路电阻

电源电压……①
只闭合开关S和S2，R1、R2、R3串联，电压表V1测量R1两端电压，V2测量R2和R3的电压，则


因为U1：U2=1：2，则……②
……③
只闭合开关S、S1和S3，将滑片移动到最左端时，R1与R2并联则……④
因为I1：I2=1：9则
化简可得……⑤
联立①⑤可得，
则
保持滑片位置不变，再闭合开关S2，R1、R2、R3并联则通过R3电流为0.2A，则
……⑥
由①⑥联立可得；
则
；



故选B。
5.（2022·湖南岳阳）如图，电源电压不变，定值电阻R1=20Ω，小灯泡L标有“8V 4W”字样（灯丝电阻不变），电流表量程为0~3A。当只闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P从b端滑动到某一位置时，变阻器连入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数增大了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下，都正确且无漏选的一组是（　　）。

①电源电压为12V
②R2的最大阻值为24Ω
③开关都闭合时，R2的最大功率为28.8W
④在电流表有示数的情况下，电路消耗的总功率最小值为3.6W
A. ①② B. ①②④ C. ①③④ D. ①②③④
【答案】D。
【解析】①②由于小灯泡L标有“8V4W”字样，所以小灯泡的额定电流为
小灯泡的电阻为
当滑片P从b端滑动到某一位置时，电流表电流表示数增大了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光，所以滑片P在b端时，电路中的电流为
当滑片P在b端时，电源电压为U=Ib（RL+R2b）=0.3A×（16Ω+R2b）①
当滑片P在某一位置时，电源电压为U=I额（RL+R2′）=0.5A×（16Ω+R2b-16Ω）②
由于电源电压不变，由①②式得R2b=24Ω，U=12V
故①②正确；
③开关都闭合时，R1、R2并联，小灯泡L被短路，电流表测干路电流。通过R1的电流为

由于电流表量程为0~3A，所以当电流表满偏时，通过滑动变阻器R2的电流最大，为
I2大=I-I1=3A-0.6A=2.4A
所以滑动变阻器R2的最大功率为P=UI2大=12V×24A=28.8W
故③正确；
④当S闭合，S1、S2断开且滑动变阻器的滑片P位于b端时，电路中的电阻最大，电流最小，由①②分析可知，最小电流为Ib=0.3A，所以在电流表有示数的情况下，电路消耗的总功率最小值为
P小=UIb=12V×0.3A=3.6W
故④正确。
总上，①②③④都正确，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D
6.（2022·四川达州）如图所示，电源电压恒为3V，灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”的字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是（　　）。

A. L2不能正常发光，但要比L1亮一些；
B. 电压表不能测量电源电压；
C. 电流表示数等于两灯电流大小之和；
D. 若电流表无示数，但L2发光且电压表有示数，则可能L1开路
【答案】D。
【解析】BC．由图知道，灯泡L1与L2并联，电流表在L1所在的支路上，测量通过灯泡L1的电流，电压表并联在L2两端，测量的是电源电压，故BC错误；
A．因为灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”的字样，所以，两的电阻是


由于电源电压恒为3V，灯泡L1与L2并联，且L1与L2的额定电压分别是3V和4V，所以，L2不能正常发光，两灯的功率分别是

由于 ，所以，L1更亮一些，故A错误；
D．若电流表无示数，说明L1所在的支路断路，L2发光且电压表有示数，说明电压表与电源连接部分没有故障，即可能是是L1开路，故D正确。故选D。
7.（2022·四川成都）如图所示电路，电源电压U恒定不变，电流表A1量程为0~3A，A2量程为0~0.6A，电压表V量程为0~3V或0~15V，闭合S，断开S1、S2，滑片P移到最左端，A1表的示数为0.35A，R1和R3消耗的电功率之比P1∶P3=3∶1；滑片P向右移到某一位置的过程中，A1表的示数变化了0.3A，V表的示数变化了3V，三个开关都闭合时，在确保电路安全的前提下，R2允许接入的最小阻值为R2 小，电路消耗的最大电功率为P大。下列结论正确的是（　　）。

A. R3=10Ω B. 电压表选用的量程为0~3V
C. R2小=40Ω D. P大=28W
【答案】AD。
【解析】A．由电路图可知，闭合S，断开S1、S2，此时定值电阻R1、R3与滑动变阻器R2串联，电流表A1测电路中电流，电压表V测R3两端电压，滑片P移到最左端时，滑动变阻器接入电路中的阻值为0，此时A1表的示数为0.35A，故由欧姆定律可得①
此时R1和R3消耗的电功率之比为P1∶P3=3∶1
因R1和R3串联，故流过R1和R3的电流相等，则由P=I2R可得，R1和R3消耗的电功率之比等于电阻之比，即P1∶P3=R1∶R3=3∶1②
滑片P向右移到某一位置的过程中，A1表的示数变化了ΔI=0.3A，V表的示数变化了ΔU=3V，由欧姆定律可得，ΔU和ΔI的比值为电阻R3的阻值，故可得
将R3=10Ω代入②中，解得R1=30Ω，再将R1和R3的值代入①中解得，电源电压为U=14V，故A正确；
B．当滑片P移到最左端时，此时R1和R3串联，R2接入电路中的阻值为0，此时电路中总电阻为
R总=R1+R3=30Ω+10Ω=40Ω
由欧姆定律可得，电路中电流为
故此时R3两端电压为U3=IR3=0.35A×10Ω=3.5V
可知此时R3两端电压大于3V，故电压表V选用的量程为0~15V，故B错误；
C．三个开关都闭合时，由电路图可知，此时滑动变阻器R2与定值电阻R3并联，电流表A2测流过滑动变阻器支路的电流，电流表A1测干路电流，电压表V测电源电压，因电流表A2的最大量程为I2=0.6A，故由欧姆定律可得，此时滑动变阻器R2允许接入的最小电阻为
故C错误；
D．由C中可得，此时滑动变阻器R2支路的最大电流为I2=0.6A，由欧姆定律可得，定值电阻R3支路的电流为
故可得干路电流的最大值为I大=I2+I3=0.6A+1.4A=2A
故由P=UI可得，电路消耗的最大电功率为P大=UI大=14V×2A=28W
故D正确。故选AD。
8.（2022·河北）图所示电路中，电源电压不变，小灯泡L上标有“12V 12W”字样，滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω，a、b为电流表、电压表其中之一，且不相同。只闭合开关S1，滑片P置于左端，电流表示数为1A；再闭合开关S2、S3，移动滑片P，电流表示数始终为1A。已知灯泡电阻随温度升高而增大。下列说法正确的是（　　）。

A. a为电压表；
B. 电源电压为12V；
C. 只闭台开关S1，若电流表示数为0.5A，则滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω；
D. 将a与R0互换，开关均闭台，移动滑片P，滑动变阻器功率的最小值为7.2W
【答案】ABD。
【解析】A．只闭合开关S1，滑片P置于左端，电路为灯泡L的简单电路；开关都闭合，移动滑片P，电流表示数始终为1A，说明b为电流表，把滑动变阻器短路了，导致滑动变阻器失去调节作用，则a为电压表，故A正确；
B．灯泡额定电流为
只闭合开关S1，滑片P置于左端，则电路中只接灯泡，而电流表示数为1A，则灯泡电压为电源电压，即12V，故B正确；
C．只闭合开关S1，若电流表示数为0.5A，则灯泡温度不为额定电流时的温度，电阻也不为额定电流时的电阻，为未知。则无法计算滑动变阻器接入电路的阻值，故C错误；
D．将a与R0互换，开关均闭台，则电路为滑动变阻器和灯泡并联，互不影响，根据公式
可知，移动滑片P，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，功率最小。为
故D正确。故选ABD。
9.（2022·四川凉山） 如图所示，电源电压保持6V不变，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V，定值电阻R1的规格为“10 1A”，滑动变阻器R2的规格为“50 1A”。闭合开关，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（　　）。

A. 电流表示数最大可达到0.6A；
B. 滑动变阻器R2允许接入电路的最小阻值为10；
C. 电阻R1消耗的电功率最大可达到1.8W；
D. 滑动变阻器滑片滑到最右端时电压表的示数为2V
【答案】B。
【解析】A．根据电压表的量程可知，电压表的最大示数为3V，定值电阻R1的阻值为10Ω，故电流表的示数为
故A错误；
B．根据串联分压，电阻越大，分担的电压越大，电压表的最大示数为3V，而电源电压为6V，那么滑动变阻器两端电压最小为3V，此时滑动变阻器与定值电阻分得的电压相同，故电阻相同，故此时滑动变阻器接入的最小阻值为10Ω，故B正确；
C．电阻R1消耗的电功率最大可达到
故C错误；
D．滑动变阻器滑片滑到最右端时，电路中的电流为
电压表的示数为
故D错误。故选B。
10.（2022·四川眉山）如图所示，电源电压保持不变，电流表量程为0~0.6A，定值电阻R1=5Ω，灯泡L标有“4V 0.4A”字样。当开关S3断开S1和S2闭合时，灯泡L恰好正常发光；当开关S2断开S1和S3闭合时，电流表示数为0.3A。不考虑温度对所有仪器电阻的景响。下列说法中正确的是（　　）。

A. 电源电压是4V；
B. R2的阻值是10Ω；
C. 灯泡L的电阻值是R2的2倍；
D. 当开关S2断开S1和S3闭合时，电阻R2消耗的电功率是1.35W
【答案】D。
【解析】A．当开关S3断开S1和S2闭合时，灯泡L与R1串联，灯泡L恰好正常发光，此时电路电流等于灯泡额定电流0.4A，电源电压
故A错误；
B．当开关S2断开S1和S3闭合时，定值电阻R1与定值电阻R2串联，电流表示数为0.3A，R2的阻值

故B错误；
C．灯泡电阻
不等于R2的2倍，故C错误；
D．当开关S2断开S1和S3闭合时，电阻R2消耗的电功率
故D正确。故选D。
11.（2022·青海）如图所示，定值电阻R1=5Ω，R2=10Ω，开关S闭合时，R1∶R2两端的电压分别是U1、U2，通过的电流分别是I1、I2，下列关系正确的是（　　）。

A. I1∶I2=1∶1 B. I1∶I2=1∶2
C. U1∶U2=1∶1 D. U1∶U2=2∶1
【答案】A。
【解析】AB．由图可知，R1与R2串联，串联电路中的电流处处相等，则A正确，B错误；
CD．R1、R2两端的电压之比
故CD错误。故选A。
12.（2022·湖南常德） 图甲是热敏电阻RT和定值电阻R的U﹣I关系图像，RT的阻值随温度的升高而变小。将RT和R以两种不同的方式接在同一电源上，如图乙和丙。若乙图中加在两电阻上的电压，丙图中，则下关系式中正确的是（　　）。

A. m＝ B. m＞ C. m＜ D. m＝n
【答案】B。
【解析】根据串联分压，电压之比为
如图甲，R是定值电阻，故
如图丙，电流之比为
则此时的热敏电阻为
由于丙图，热敏电阻的电压大，电流做功比较多，温度比较高，而RT的阻值随温度的升高而变小，故

故
故
故ACD错误，B正确。故选B。
二、填空题
13.（2022·湖南岳阳）如图，电源电压不变，已知R2=15Ω，合开关后，电流表A1、A2的示数分别为0.5A、0.2A，则通过R1的电流为_______A，电源电压为_______V。

【答案】①0.3；②3。
【解析】由电路图可知，电阻R1、R2并联，电流表A2测量通过R2的电流，电流表A1测干路电流。由题意可知，通过R2的电流为0.2A，干路电流为0.5A。
[1]根据并联电路电流特点可知，通过电阻R1的电流为I1=I-I2=0.5A-0.2A=0.3A
[2]并联电路两端的电压相等且等于电源电压，故电源电压为U=U2=I2R2=0.2A×15Ω=3V
14.（2022·河南）在图所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.5A和0.2A，则电源电压为___________V，电阻R1的阻值为___________Ω。通电1min，该电路消耗的总电能为_____J。

【答案】①6；②30；③180。
【解析】[1]由电路图知道，闭合开关S，电阻R1、R2并联，电流表A2、A1分别测量干路和电阻R1支路中的电流。因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和，所以电流表A2的示数为0.5A，即干路中的电流为I=0.5A
电流表A1的示数为0.2A，即通过电阻R2的电流为I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A
电阻R2两端的电压为U2=I2R2=0.3A×20Ω=6V
因为并联电路各支路两端电压相等，且等于电源电压，所以电源电压为U=U2=6V
[2]由欧姆定律知道，电阻R1的阻值为
[3]由 知道，通电1min，该电路消耗的总电能
。
15.（2022·湖南长沙）在如图甲所示的电路中，电源电压U保持不变，E和F接线柱只能分别连接A、B、C、D四个接线柱中的一个。小灯泡标有“6V 3W”且不考虑灯丝电阻随温度的变化，图乙为定值电阻的I-U图像，电流表量程为0~3A。滑动变阻器铭牌上标有最大电流2A，最大阻值模糊不清，a、b为电阻丝的端点。将E与A相连，F与D相连，断开开关S，滑动变阻器的滑片P从b端滑到ab中点时，小灯泡恰好正常发光，移动滑片过程中电流表的示数变化了0.1A。

（1）小灯泡的电阻为______Ω；
（2）滑片P在b端时，通过小灯泡的电流为______A；
（3）在保证电路安全的情况下，通过将E、F分别连接到不同的接线柱、控制开关的通断和调节滑片，可以使电路的总功率分别达到最大值和最小值，则与的差值为______W。
【答案】①12；②0.4；③17.2。
【解析】（1）[1]由公式 可得，小灯泡的电阻为
（2）[2]由图甲可知，将E与A相连，F与D相连，断开开关S，滑动变阻器R1与小灯泡串联，滑片P从b端滑到ab中点时，小灯泡恰好正常发光，此时电路的电流为
滑片P从b端滑到ab中点时，滑动变阻器连入电路的阻值变小，根据串联电路电阻规律可知，电路的总电阻变小。又因为电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大了0.1A，所以滑片在b端时电路中的电流为Ib=0.5A-0.1A=0.4A
即通过小灯泡的电流为0.4A。
（3）[3]设电源电压为U，在（2）题中，滑片P在R1的中点时，根据串联电路电压规律，有
①
滑片P在b端时 ②
由①②式可得：R1=8Ω，U=8V。
由图乙可知，R0的阻值为
根据公式P=UI可知，电源电压不变，当E接A，F接C，开关S闭合时，R1与R0并联，调节滑片，使滑动变阻器连入电路的阻值为
此时电路总电流最大为
则电路的最大电功率P1=UI最大=8V×2.4A=19.2W
当E接B，F接D，开关S断开时，小灯泡和R0串联，电路电阻最大为R最大=R0+RL=20Ω+12Ω=32Ω
由公式可知，此时电路功率最小，最小功率为
则P1与P2的差值为19.2W-2W=17.2W。
16.（2022·四川达州）如图所示，电源电压恒定不变，R1、R2为定值电阻，R1=10Ω，R1
【答案】①断开；②3；③0.45。
【解析】[1]由图可知，当闭合S2、S3，断开S1时，R1、R2分别在两条支路上，R1、R2并联。
[2]R1、R2并联时，电流表测干路中的电流，则干路中的电流I=0.45A，设电源电压为U，由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可得
代入数据得……①
当断开S2、S3，闭合S1时，R1、R2串联，电流表测串联电路中的电流，即I串=0.1A。由串联电路电流处处相等和串联电路中的电阻关系可得U=I串×(R1+R2)=0.1A×(10Ω+R2)……②
由①②解得U=3V，R2=20Ω
[3]R1、R2并联时，R2消耗的功率。
17.（2022·四川成都）图是小华探究电流与电阻关系的实验电路，AB间可以换接多个不同阻值的电阻。在每次换接电阻后，他应调节滑动变阻器滑片控制AB间______不变。换接电阻多次实验，是为了______。

【答案】①电压；②寻找普遍规律。
【解析】[1]探究电流与电阻关系的实验中，在更换电阻的过程中需控制电阻两端的电压保持不变，即控制AB间电压保持不变。
[2]在AB间更换不同的电阻进行多次实验，得出多组数据，根据多组数据进行分析，得出电流与电阻关系，这样得出的结论具有普遍性。所以换接电阻多次实验，是为了寻找普遍规律。
18.（2022·四川凉山）把标有“6V 3W”和“6V 6W”的两个灯泡串联接入电路中，在保证安全使用的情况下，让其中一个灯泡正常发光，忽略温度对灯丝电阻的影响，则电源两端电压是____________V，此时两灯消耗的总功率为____________W。
【答案】①9；②4.5。
【解析】[1]根据公式可求出灯泡L1的电阻为
所以灯泡L1正常发光时的电流为
灯泡L2的电阻为
所以灯泡L2正常发光时的电流为
因为两灯泡串联，在保证安全使用的情况下让其中一个灯泡正常发光，所以可知电路中的电流
I=I1=0.5A
所以此时的电源电压为
[2]根据P=UI可得，此时两灯消耗的总功率，即电路消耗的功率为。
19.（20221四川凉山）在“探究电流与电压的关系”的实验中，某同学根据实验数据分别画出了电阻R1和R2的I-U图像如图所示，则R1与R2的阻值之比为___________，完成实验后分析数据可以得出：在电阻一定时，电流与电压成____________比。

【答案】①1：2；②正。
【解析】[1]由图可知，电阻R1两端的电压为6V时，通过的电流为0.6A，R1的电阻值

由图可知，电阻R2两端的电压为6V时，通过的电流为0.3A，R2的电阻值
R1与R2的阻值之比为
[2]由图像可以看出两个电阻的图像都是正比例函数，即电流与电压的比值不变，故分析数据可以得出：在电阻一定时，电流与电压成正比。
20.（2022·贵州黔东南）如图所示，电源电压为12V保持不变，R1=10Ω。只闭合开关S时，电流表的示数为0.3A，则R1两端的电压U1=___________V，R2=___________Ω；当断开开关S，闭合S1、S2时，则电流表的示数为_______A。

【答案】①3；②30；③1.6。
【解析】[1]如图，只闭合开关S时，两个电阻串联，电流表测电路中的电流，电流表的示数为0.3A，则R1两端的电压
[2]R2两端的电压
R2的电阻值
[3]当断开开关S，闭合S1、S2时，两个电阻并联，电流表测干路中的电流，则电流表的示数为
。
21.（2022·青海）如图所示，是某款储水式“暖手宝”，铭牌上标有“220V 440W”的字样。接入家庭电路正常工作时的电流为___________A，此时它将___________能转化为内能，通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式使手变暖。

【答案】①2；②电；③热传递。
【解析】[1]接入家庭电路正常工作时的电流为
[2][3]暖手宝工作时，消耗电能，产生内能，将电能转化为内能，手吸收热量，手会变暖，这是通过热传递的方式增加手的内能。
三、实验题
22.（2022·湖南邵阳）小芳和同学们一起做“探究电流与电阻的关系”的实验，她们准备了电压为3V的电源，规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻，电流表，电压表、开关各一个，导线若干。她们利用这些器材设计了如图甲所示的电路。实验中控制定值电阻两端电压为2V不变，请帮助小芳和同学们完成以下问题：

（1）小芳和同学们先将5Ω的电阻接人电路中，滑动变阻器阻值调至最大，检查连接无误之后闭合开关，发现电流表示数接近零，电压表示数接近于电源电压，经分析可能是定值电阻处发生了______（选填“短路”或“断路”）；
（2）电路故障排除后，继续进行实验，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2V，电流表的示数如图乙所示，为______A，填入表格；
（3）接下来，小芳和同学们将5Ω的电阻更换成10Ω的电阻接入电路，要使电压表的示数保持2V不变，应向______（选填“左”或“右”）移动滑片；
（4）小芳和同学们通过实验得到了以下实验数据：
电阻/Ω
5
10
15
20
电流/A

0.2
0.13
0.1
分析表中数据，可以得出结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成______比。
【答案】①断路；②0.4；③左；④反。
【解析】（1）[1] 检查连接无误之后闭合开关，发现电流表示数接近零，说明电路中可能存在断路，电压表示数接近于电源电压，说明电压表可以接到电源两端测电源电压，与电压表并联以外的部分没有断路，那么可能是与电压表并联的定值电阻处发生了断路。
（2）[2]由乙图可知，电流表接的是小量程，分度值为0.02A，所以电流表示数为0.4A。
（3）[3] 探究电流与电阻的关系，需要控制定值电阻两端的电压相同，而将把5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，根据串联分压，电阻变大，定值电阻两端的电压变大，故需要滑动变阻器分担更多的电压，即滑动变阻器的阻值需要变大，故需要将滑动变阻器向左端移动。
（4）[4]由表中数据可知，随着电阻的增大，电流却减小，但是电阻与电流的乘积是个常数，即电流与电阻成反比。所以分析表中数据，可以得出结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
23.（2022·江苏苏州）用如图所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压不变，电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。连接电路闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压为了找出故障，把导线M的一端从接线柱a移开，分别连到接线柱b和c上，发现两表指针位置均和之前一样，进一步检查发现电流表完好，则电路的故障是___________排除故障后，将不同阻值的电阻分别接入电路，移动滑片记录的数据如下表：

实验次数
1
2
3
4
电阻/Ω
5
10
15
20
电流/A
0.40
0.20
0.13
0.10
分析表中数据，实验中电阻两端的电压为___________V，实验得出的结论是___________。
【答案】① cd间导线断路；② 2；③ 电压一定时，导体中的电流与电阻成反比。
【解析】[1]连接电路闭合开关，发现电流表无示数，可能电路中出现断路，电压表示数接近电源电压，可能电压表并联的部分断路，把导线M的一端从接线柱a移开，分别连到接线柱b和c上，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，说明ac之间无断路，可能cd间导线断路。
[2]探究电流与电阻的关系，保持电压不变，由表中数据可知，电阻两端的电压
U=IR=0.40A×5Ω=0.20A×10Ω=2V
所以实验中电阻两端的电压为2V。
[3]由表中数据可知，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，即电阻两端的电压不变，可以得到电压一定时，导体中的电流与其电阻值成反比。
24.（2022·湖北黄冈、孝感、咸宁）在探究电流与电压关系的实验中，实验器材有：电源、电流表、电压表、定值电阻，滑动变阻器、开关、导线若干。

（1）如图甲所示，请用笔画线代替导线，将电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路的电阻变大；___________
（2）连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表无示数，电压表有示数。则电路故障可能是定值电阻___________ （选填“短路”或“断路”）；
（3）排除故障后，完成实验根据实验数据绘制的I-U图像如图乙所示，分析图像初步得到；电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成___________；
（4）若用小灯泡（灯丝电阻受温度影响）代替定值电阻进行上述实验，___________ （选填“能”或“不能”）达到实验目的。
【答案】①如图； ②断路；③正比；④不能。
【解析】（1）[1]如图所示，在探究电流与电压关系的实验中，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电流，要求滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路的电阻变大，滑动变阻器应接右下接线柱，如图所示

（2）[2]连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表无示数，电压表有示数，原因是电压表串联在电路中，故障可能是定值电阻断路。
（3）[3]根据如图乙所示的图像，为过原点的直线，初步可得：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）[4]探究电流与电压的关系实验中，要求导体电阻一定，小灯泡的电阻受温度影响，为变化的，因此不能达到实验目的。
25.（2022·山西）在“探究电流与电压的关系”实验中：

（1）请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整（导线不得交叉）；（ ）
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，其原因可能是_________________；
（3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为0.5V时，电流表的示数如图乙所示，则电流表示数为___________A；
（4）继续实验，记录实验数据如右下表，请你根据表中数据在图丙中描点作出图像______；分析图像可以得到的结论是___________。
电阻R=5Ω
电压U/V
0.5
10
1.5
2.0
2.5
3
电流I/A

0.2
0.3
0.38
0.506

【答案】①如图；②定值电阻R断路；③0.1；④如图；⑤导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【解析】（1）[1]将开关、定值电阻、滑动变阻器和电流表依次串联接入电路中，电压表并联在电阻两端，滑动变阻器按照“一上一下”的接法接入电路中，由表格中的数据可知，电流表和电压表均接小量程，如图所示：

（2）[2]连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电路可能出现断路，电压表的示数接近电源电压，原因可能是定值电阻R断路。
（3）[3]如图乙所示，电流表接的是小量程，则其分度值为0.02A，则电流表读数为0.1A。
（4）[4]根据表格中数据描点作图，如下图所示：

[5]根据图像可知，图像为一条过原点的直线，因此可得结论为：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
26.（2022·湖南长沙）某实验小组用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。

实验序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.6
2
10

3
20

…


（1）连接电路时应___________开关；
（2）小庆将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至恰当位置，并将数据记录在上表中。换用10Ω电阻后，应该使定值电阻两端的电压保持___________V不变；
（3）将5Ω的定值电阻换为10Ω后，小庆和小丽对接下来的操作有不同看法：
小庆认为应先闭合开关，再将滑片向左移动，使电压表示数为；小丽认为应先将滑片移到最左端，再闭合开关，然后将滑片向右移动，使电压表示数为。
请问你赞成谁的观点？___________。简要说明理由：___________。
【答案】①断开；②3；③小丽；④为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器连入电路的电阻应最大。
【解析】（1）[1]为保护电路，连接电路时应断开开关。
（2）[2]探究电流与电阻关系时，要控制电阻的电压不变。小庆将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至恰当位置，此时电路的电流为0.6A，由欧姆定律，电阻两端的电压为
U=IR=0.6A×5Ω=3V
换用10Ω电阻后，应该使定值电阻两端的电压保持3V不变。
（3）[3][4]赞成小丽的观点。连接电路时，为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器连入电路的电阻应最大，即应先将滑片移到最左端，再闭合开关，然后将滑片向右移动，使电压表示数为。
27.（2022·四川达州）现有下列实验器材：学生电源、定值电阻三个（5Ω、10Ω、15Ω）、小灯泡RL（额定电压为2.5V）、滑动变阻器“50Ω 1A”、电流表、电压表、开关和导线若干。

（1）小聪利用部分实验器材探究电流跟电压的关系：
①请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物连接完整（要求：滑片向右移动时电压表示数减小）。_________
②在探究过程中多次移动滑动变阻器滑片，读出电压表和电流表示数并记录如下：
A．其中第6次实验电流表示数如图乙所示，请将读数填入表中。
实验次数
1
2
3
4
5
6
U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
3
I/A
0.05
0.1
0.15
0.2
0.24
_______
B．分析数据可以得出的初步结论是：___________。
C．该实验所用的探究方法是___________。
③换用另外两个定值电阻重复上面的实验步骤，分析数据得出结论。
（2）小聪同学把定值电阻换成小灯泡RL，接着进行“研究小灯泡的电阻”实验。在实验过程中，多次移动滑片，读出电压表和电流表示数并记录，然后描绘出小灯泡的I-U关系图像（图丙）。请分析论证：
①需要测量多组数据的目的是___________（选填“A”或“B”）。
A．求小灯泡阻值的平均值，减小误差
B．找出小灯泡阻值的变化规律
②小灯泡的灯丝由暗变亮的过程，即灯丝的温度逐渐升高的过程。由实验数据结合实验现象得出结论：导体的电阻与___________有关；与其他同学评估交流发现，小灯泡的亮度是由小灯泡的___________（选填“额定功率”或“实际功率”）决定的。
【答案】①如图；②0.3；③在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；④控制变量法 ⑤B；⑥温度；⑦实际功率。
【解析】（1）[1]因为滑片向右移动时电压表示数减小，而电压表测定值电阻两端电压，定值电阻和滑动变阻器为串联，所以通过定值电阻的电流要减小，则电阻中的总阻值要变大，而滑动变阻器的滑片右移时电阻要变大，所以应该将电源的负极和滑动变阻器的A端连接起来，如下图所示：

[2]由图可知，电流表所接量程为0~0.6A，所以分度值为0.02A，则电流表的读数为0.3A。
[3]由表格数据可知，每组数据的电压和电流之比为一个定值，所以结论为：在电阻一定时，通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。
[4]该实验中要控制电阻的阻值一定，使用了控制变量法。
（2）[5]因为灯泡的电阻受温度的影响，所以不能求小灯泡阻值的平均值，测量多组数据的目的是找出小灯泡阻值的变化规律。故选B。
[6]由丙图可知，灯泡的电阻随着电压的升高而增大，而小灯泡的灯丝由暗变亮的过程中灯丝的温度逐渐升高，说明导体的电阻与温度有关。
[7]根据电功率公式P=UI，结合丙图可知，小灯泡的电功率越来越大，说明小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的。
28.（2022·四川德阳）小均同学为了探究“电流与导体两端电压的关系”，连接了如图甲所示的电路（电源电压为3V恒定）。

（1）用笔画线将甲图中电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向左端滑动时，接入电路的电阻变小；
（2）小均接好电路闭合开关后，电流表无示数，电压表示数为3V，发生该现象的原因是___________；（选填“电阻R处短路”“电阻R处断路”或“电流表断路”）
（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P，小均同学进行多次实验，根据数据绘制了电阻R的I-U图像（乙图中的图线a），根据乙图中的图线a可得出结论是：___________；小均同学所用R的阻值为R=___________Ω；
（4）小均同学又将实验中的电阻R拆下，其它条件都不变的情况下，换用一个额定电压为2.5V的小灯泡，继续多次实验得到小灯泡的I-U图像如乙图中的图线b，可知小灯泡正常发光时的功率为___________W。本次实验中如果滑片P滑至某点时电压表示数如图丙所示，电流表显示读数是0.22A，那么此时滑动变阻器连入电路的电阻为___________Ω（结果在小数点后保留两位）。
【答案】①如图；②电阻R处断路；③电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；④. 5；⑤0.625；⑥5.45。
【解析】（1）[1]探究“电流与导体两端电压的关系”实验中，除电压表其余元件串联，电压表并在电阻两端，滑动变阻器一上一下接入电路，由于“要求滑动变阻器的滑片P向左端滑动时，接入电路的电阻变小”，所以滑片向左移动时，靠近下面的接线柱，故将滑动变阻器A接线柱与电流表最左边接线柱相连，作图如下：

（2）[2]若电阻R处短路，电流表有示数，电压表无示数，与题意不符；若电阻R断路，电流表无示数，电压表能测电源电压，有示数为3V，符合题意；若电流表断路，电流表无示数，电压表不能测电源电压，示数为零，与题意不符。故发生该现象的原因是电阻R断路。
（3）[3]由a图线可知，在I—U图像中是过原点的直线，说明电流与电压成正比。故由a图线得出的结论是：电阻一定时，通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。
[4]由a图线可知，当电阻两端的电压为1.5V时，通过电阻电流为0.3A，所以R的阻值为

（4）[5]由乙图中的图线b可知，当小灯泡两端的电压为2.5V时，电流为0.25A，故小灯泡正常发光时的功率为P=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
[6]由丙图可知，电压表接的是小量程，分度值为0.1V，所以电压表示数为1.8V，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端的电压为U滑=U-UL=3V-1.8V=1.2V
此时电路中电流为0.22A，故滑动变阻器连入电路电阻为。
29.（2022·河北） 在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，小明利用可调电压电源（可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一）、5个定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω）、滑动变阻器（10Ω1A）、电压表和电流表做了如下实验：

（1）他根据图甲所示电路图连接成了图乙所示的实物电路，其中只有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线；（连线不要交叉）___________
（2）改正图乙电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于___________端；
（3）实验时小明设计了如下表格，通过表格可以看出，他的实验目的是探究通过导体的电流与___________的关系；
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A





（4）小明将电源电压调为3V时，按（3）设计的方案进行实验；
①图是第2次实验时电流表的示数，示数为___________A；
②当其中某个定值电阻接入电路时，无法满足实验条件，这个定值电阻的阻值为___________Ω；
（5）小明根据实验数据描绘出了如图所示的图像，可以得出结论：___________；

【拓展】小红利用现有器材又做了下面的实验：
①按图甲连接电路，将电源电压调到某个值，在电路安全条件下闭合开关，移动滑片直到电压表示数为2.5V；
②保持滑片不动，换接入另一个定值电阻，调节电源电压，在电路安全条件下闭合开关，发现电压表示数恰好为2.5V；
通过以上实验现象可以推断：此时滑动变阻器接入电路的阻值为___________Ω。
【答案】①如图；②最左端；③电阻；④0.2；⑤30；⑥当导体两端电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；⑦4Ω。
【解析】（1）[1]由图甲可知，电阻处发生了短路，同时将电压表短路，由变阻器到电阻的导线连接错误，应将变阻器的左端连接到电压表的负接线柱，如图所示：

（2）[2]闭合开关前，滑动变阻器应处于最大阻值处，由电路图可知，当滑片移到最左端时，变阻器阻值最大，故滑动变阻器的滑片应置于最左端。
（3）[3]由表格中数据可知，实验时改变导体的电阻，测量电路中通过电流的大小，故小明是探究电流与电阻的关系。
（4）[4]由图乙可知，电流表所选量程为0~0.6A，分度值为0.02A，则电流表的示数为0.2A。
[5]由①可知，开关闭合，定值电阻与变阻器串联，电路中电流为0.2A，此时定值电阻两端的电压为

若选用30Ω的电阻，则变阻器两端的电压为
此时电路中的电流为
则滑动变阻器的阻值为
15Ω大于滑动变阻器的最大阻值10Ω，所以无法满足实验条件，故这个定值电阻的阻值为30Ω。
（5）[6]由图可知，电流与电阻的倒数的关系为一条过原点的直线，则电流与电阻的倒数成正比，所以电流与电阻成反比，故可得出结论：当导体两端电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[7]设当电源电压调为U前时，定值电阻阻值为R前，更换后的定值电阻阻值为R后，电源电压为U后，当电压表调到2.5V，即定值电阻两端电压为2.5V，则滑动变阻器两端电压为（或），保持滑片不动，则滑动变阻器阻值不变，根据
则可得出
化简后得定值电阻前后的比值为
电源可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V，其中1.5V小于2.5V，舍去。
①当U前=3V、U后=4.5V时，则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，通过观察可知，R前=20Ω、R后=5Ω符合要求，当定值电阻为R前=20Ω时，电路中电流为
滑动变阻器的阻值为
②当U前=3V、U后=6V时，则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，此时没有满足比值的定值电阻，故舍去。
③当U前=4.5V、U后=6V时，则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，此时没有满足比值的定值电阻，故舍去。
综上所述，此时滑动变阻器接入电路阻值为4Ω。
30.（2022·四川眉山） 在电阻一定时“探究电流与电压关系”的实验中，小凯所在的兴趣小组用导线将开关、电源、定值电阻、电流表、电压表和规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器连接成如图所示的电路。

（1）连接电路时，开关应处于______状态。连接好电路闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于______（选填“A”或“B”）端；
（2）小凯正准备闭合开关时，旁边的小兰急忙告诉他，电路连接有错，只要改接一根导线就可以了。请你在图中把小凯接的那根导线找出来，并打上“×”符号，再用画线代替导线连接到正确的位置上______；
（3）小凯排除故障闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表所示：
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
①实验中，调节滑动变阻器滑片P的目的是______；
②分析表格中的数据可得出结论：______；
（4）小凯想将定值电阻换成小灯泡完成以上实验，但这种方案其实是不可行的，其原因主要是______。
【答案】①断开；② A；③如图；④. 改变通过定值电阻的电流和两端的电压； ⑤ 电阻一定时，电流与电压成正比；⑥灯泡的电阻将随温度变化而变化。
【解析】（1）[1][2]为保护电路安全，在连接实物图的时候，要把开关断开，滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处，图中下接线在B点，故滑片P应置于A处。
（2）[3]图中电流表和定值电阻并联错误，要改为串联；电压表应并联在定值电阻的两端，如图所示：

（3）①[4]探究电流和电压关系，滑动变阻器的作用是改变通过定值电阻的电流和两端的电压。
②[5]分析表格中的数据可知：电压和电流的比值为定值，故结论为：电阻一定时，通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。
（4）[6]小灯泡的阻值随温度的变化而变化，其电阻不是定值，所以这种方案不可行。
31.（2022·贵州黔东南）小华用如甲所示装置探究电流与电压的关系，电源电压3V恒定不变，滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。

（1）请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接，要求滑片P向右滑动时，电流表的示数变小；______
（2）连接好电路闭合开关后，移动滑片发现，电流表无示数，电压表有示数，则出现该故障的原因可能是____________________；
（3）排除故障后，改变滑片位置，记录实验数据如下表，空白处的电流如图乙所示，请将数据填写到下面的表格中_______，根据表中数据可归纳得出结论：_________；
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20

0.40
0.50
0.60
（4）为了进一步探究电流与电阻的关系，又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
①将滑动变阻器滑片置于阻值最大处，闭合开关，缓慢移动滑片，直至电压表示数为1V接下来用10Ω的电阻替换原电阻，应将滑片向__________（选填：“左”或“右）滑动，使电压表示数仍为1V，记录电流表示数。再将15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路，重复以上步骤；
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时，发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验，小华认为可以改变电压表的预设电压，该预设值应不低于__________V；他们重新进行实验，根据记录的数据绘制图丙所示的图像，由此可得结论：____________________；同组的小明认为不改变电压表预设值也可解决上述问题，只需将上述准备的10Ω电阻__________（填连接方式）在电路中就可以顺利完成实验。
【答案】 ①如图； ②定值电阻断路；③0.30；④电阻一定时，电流跟电压成正比；⑤右；⑥1.2；⑦ 在电压一定时，电流跟电阻成反比；⑧；串联。
【解析】（1）[1]要求滑片P向右滑动时，电流表的示数变小，即滑动变阻器接入电路的阻值变大，所以，应把滑动变阻器的左下接线柱接入电路，电路连接如图：

（2）[2]电流表无示数，说明可能断路了，电压表有示数，则电压表和电源形成的回路没有断路，所以是定值电阻发生了断路。
（3）[3]电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，该示数为0.30A。
[4]根据表中数据可知，电压与电流的比值不变，所以，可得结论：电阻一定时，电流跟电压成正比。
（4）①[5]原来接入的电阻为5Ω，电压表示数为1V，即UR=1V，由串联分压可知
U滑=U总-UR=3V-1V=2V
由于串联电路中，各串联导体起分担电压的作用，电压之比等于电阻之比

所以接下来用10Ω的电阻替换原电阻，应将滑片向右滑动，使电压表示数仍为1V，记录电流表示数。
②[6]当将20Ω的电阻接入电路进行实验时
滑动变阻器需要40Ω，才能控制定值电阻两端的电压为1V，此实验中滑动变阻器的规格是“30Ω2A”，所以不能完成实验。把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时，定值电阻两端的电压即为电压表的预设最小电压。把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时，电路中的电流最小为

电压表的预设最小电压为U最小=I最小R=0.06A×20Ω=1.2V
[7]根据图像可知，电流跟电阻的乘积不变，得到的实验结论：在电压一定时，电流跟电阻成反比。
[8]当将20Ω的电阻接入电路进行实验时
滑动变阻器的最大阻值是30Ω，可以把10Ω或15Ω的电阻串联接入电路，也是可以完成实验的。
四、计算题
32.（2022·江苏苏州） 在如图甲所示的电路中，电源电压不变，R的阻值为8Ω，灯泡L的电流随电压变化的关系如图乙所示。闭合开关，灯泡L两端的电压为8V。求：
（1）电源电压；
（2）将图甲中的R换成和L一样的灯泡，10s内一个灯泡消耗的电能；
（3）将图甲中R和L由串联改为并联，整个电路的电功率。

【答案】（1）12V；（2）27J；（3）25.2W。
【解析】（1）由图乙可知，当灯泡两端的电压UL＝8V
此时IL＝0.5A
根据公式U＝IR可知此时电阻R两端的电压UR＝IRR＝0.5A×8Ω＝4V
根据串联电路中电压的规律可知电源电压为U＝UL＋UR＝8V＋4V＝12V
（2）将R换成L后，相当于两个型号规格一样的灯泡串联一起，根据串联电路中电压的规律可知灯泡L两端的电压为
由图乙可知，当灯泡两端的电压为6V时，通过灯泡的电流I'L＝0.45A
根据公式W=UIt可知一个灯泡10s内消耗的电能为W'L＝U'LI'Lt＝6V×0.45A×10s＝27J
（3）将电阻R与灯L并联，根据并联电路中电压的规律可知，灯L两端的电压为12V，由图乙可知，当灯L两端的电压为12V时，通过灯泡的电流为I2L＝0.6A
由欧姆定律得，通过电阻R的电流为
根据并联电路中电流的规律可知，总电流I＝I"L＋IR＝0.6A＋1.5A＝2.1A
所以整个电路消耗的电功率为P总＝UI＝12V×2.1A＝25.2W。
答：（1）电源电压为12V；（2）将图甲中的R换成和L一样的灯泡，10s内一个灯泡消耗的电能为27J；（3）将图甲中R和L由串联改为并联，整个电路消耗的电功率为25.2W。
33.（2022·湖南岳阳）音乐喷泉是集光机电技术于一体的装置，让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上，通过电脑控制三种色灯功率的比例就能让水柱变换颜色，呈现美轮美奂的视觉效果。图甲是某段时间内红、绿两色灯功率随时间变化的图像。
（1）第28s红灯两端的电压为100V，求此时通过红灯的电流；
（2）请计算0～30s内红灯和绿灯消耗的总电能；
（3）图乙是控制喷泉水柱工作的模拟电路。AB两端输入如图丙所示的周期性变化的电压UAB，定值电阻R=2Ω，D为特殊电子元件。当UAB<6V时，D两端的电压UD=UAB；当时，UD恒为6V不变当通过R的电流满足时，电路启动喷水，此时UAB至少为多少伏？该电路工作l0min，其中喷水时间有多少秒？

【答案】（1）2A；（2）6000J；（3）10V，200s。
【解析】（1）由图甲可知，第28s时红灯的功率是200W，红灯两端的电压为100V，则此时通过红灯的电流为
（2）如图甲所示，根据可知，要计算0～30s内红灯和绿灯消耗的总电能，即总电能大小为P-t图像与横坐标轴围成的面积大小。则0～30s内红灯消耗的电能为

则0～30s内绿灯消耗的电能为
则0～30s内红灯和绿灯消耗的总电能为
（3）当UAB≥6V时，UD恒为6V不变当通过R的电流满足时，电路启动喷水，根据可知，喷水时R两端的电压至少为
这个电压为能否喷水的临界电压，所以UAB对应的电压为
由图丙可知，0-3s内AB两端的电压均匀增加，3s时到达15V，则2s时对应的电压为10V，即这个周期内的2-4s内，，则在一个周期(周期为6s)内有三分之一的时间在喷水（一个周期内喷水的时间为2s），所以10min=600s，相当于100个周期，则有的时间在喷水。
答：（1）此时通过红灯的电流为2A；（2）0～30s内红灯和绿灯消耗的总电能为6000J；（3）电路启动喷水，此时UAB至少为10V，该电路工作l0min，其中喷水时间有200s。
34.（2022·湖北随州）很多家庭的卫生间里安装着浴霸，小李家的浴霸如图甲，由4个“大灯”、1个“小灯”和1个换气扇组成。每个“大灯”都是“220V 250W”，“小灯”标有“220V 16W”，换气扇的参数是“220V 50W”。该浴霸由4个开关控制（如图乙、丙）。设浴霸一直都在220V电压下工作。
（1）冬天寒冷，小李家洗浴时只闭合S1和S2（S3和S4未闭合），只有4个“大灯”工作。这种情况下小李家一天使用浴霸半小时，求这一天浴霸用了几度电；
（2）夏天炎热，小李洗浴时只闭合S3和S4（S1和S2未闭合），（1个）“小灯”照明，（1个）换气扇改善室内空气质量。求这种情况下干路电流是多少？

【答案】（1）0.5度；（2）0.3A。
【解析】（1）只闭合S1和S2（S3和S4未闭合），只有4个“大灯”工作，消耗的总功率为
P总=4P大=4×250×10-3kW=1kW
由得W=Pt，四个大灯一天使用半小时，消耗的电能为
W=P总t=1kW×0.5h=0.5kW·h
（2）洗浴时只闭合S3和S4，“小灯”和换气扇并联，它们同时工作的电功率为
P总′=P小+P扇=16W+50W=66W
由P=UI得，（1个）“小灯”照明，（1个）换气扇工作时，干路电流为。
答：（1）只有4个“大灯”工作同时使用半小时，用电05度；（2）（1个）“小灯”照明，（1个）换气扇改工作时干路电流是0.3A。
35.（2022·湖南郴州）如图所示，电源电压恒定，L为“6V 3.6W”的小灯泡（假设灯丝电阻不随温度变化）。当S1断开，S和S2闭合时，灯泡L正常发光；当S、S1、S2都闭合时，通过定值电阻R1、R2的电流之比为3：2；闭合开关S，在确保通过电阻R2的电流不为零的前提下，控制S1、S2的通断，R2消耗的最大功率和最小功率之比为9：1。求：
（1）灯泡L的电阻；
（2）电源电压；
（3）R2消耗的最大功率。

【答案】（1）10Ω；（2）6V；（3）4.8W。
【解析】（1）由“6V 3.6W”可得，小灯泡L的电阻为
（2）当S1断开、S和S2闭合时，R1、R2短路，只有L接入电路，小灯泡正常发光，即电源电压等于小灯泡两端的电压为6V。
（3）当S、S1和S2都闭合时，L、R1、R2并联，此时功率最大为
通过定值电阻R1、R2的电流之比为3：2，由并联电路各支路两端电压相等
可得
当S闭合，S1，S2都断开时，L、、串联，此时功率最小为
由R2消耗的最大功率和最小功率之比为9：1，则
可得，此时R2两端的电压为
根据串联分压规律
可得，此时R1两端的电压为
小灯泡两端的电压为
R2的阻值为
则R2消耗的最大功率为。
答：（1）灯泡L的电阻10Ω；（2）电源电压6V；（3）R2消耗的最大功率4.8W。
36.（2022·四川达州）如图甲所示，电源电压恒定不变，灯泡L的额定电压为6V，滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”，电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~0.6A．当断开开关S1、S3，闭合S2，移动滑片，电压表示数为3V时灯泡正常发光。图乙是灯泡L、电阻R1的I-U图像。求：
（1）灯泡正常发光时的电阻。
（2）闭合S1、S2、S3时，允许通过滑动变阻器的最大电流。
（3）断开S2、S3，闭合S1时，电路的总功率。

【答案】（1）12Ω；（2）0.15A；（3）2.7W。
【解析】（1）灯泡L的额定电压为6V，由图乙可知，灯泡L的额定电流为0.5A，灯泡正常发光时的电阻
（2）如图乙，当电阻R1电压为6V时，电流为0.3A，R1阻值为
当断开开关S1、S3，闭合S2，灯泡L和滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器两端电压，移动滑片，电压表示数为3V时灯泡正常发光，则电源电压为
闭合S1、S2、S3时，灯泡L被短路，电阻R1和滑动变阻器R2并联，电流表测干路电流，R1和R2两端电压都等于电源电压，通过电阻R1的电流为
电流表量程为0~0.6A，允许通过滑动变阻器的最大电流
（3）断开S2、S3，闭合S1时，灯泡L和电阻R1串联，灯泡L和电阻R1电流相等，且它们两端电压之和为电源电压，即9V，由图乙可得，当电流为0.3A时，灯泡L两端电压为3V，电阻R1两端电压为6V，符合题意，电路的总功率。
答：（1）灯泡正常发光时的电阻为12Ω；（2）闭合S1、S2、S3时，允许通过滑动变阻器的最大电流为0.15A；（3）断开S2、S3，闭合S1时，电路的总功率为2.7W。
37.（2022·四川乐山）标有“6V 3.6W”字样的小灯泡和其它的电学元件连成电路，如图1，当只闭合开关S1时，滑动变阻器滑片P从右向左滑动的过程中记录下电压表示数U1和电流表示数I，并绘制出对应的U1一I图像（如图2），且当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光。已知定值电阻R0=12Ω，求
（1）电源电压U；
（2）小灯泡正常发光时的电阻RL；
（3）当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率P。

【答案】（1）6V；（2）10Ω；（3）6.6W。
【解析】（1）当只闭合开关S1时，灯泡与滑动变阻器串联，当滑片滑至最左端时，此时滑动变阻器接入的阻值为零，只有小灯泡接入，此时小灯泡正常发光，而小灯泡的规格是“6V 3.6W”，故小灯泡两端的电压为6V，电源电压为6V；
（2）小灯泡正常发光时的电阻
（3）当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光，电路中的总电阻最小，电流最大，最大的电流为0.6A，故根据图2可知，当滑片位于最右端时，滑动变阻器两端的电压为4V，通过滑动变阻器的电流为0.2A，故滑动变阻器的最大值为
当S1、S2、S3均闭合，灯泡被短路，滑动变阻器与定值电阻R0并联，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，此时滑动变阻器接入的电阻为
滑动变阻器的电功率为
定值电阻的电功率为
整个电路消耗的电功率。
答：（1）电源电压为6V；（2）小灯泡正常发光时的电阻为10Ω；（3）整个电路消耗的电功率为6.6W。
38.（2022·河北） 如图所示，电源电压为18V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”。闭合开关S，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V。
（1）求R0的阻值；
（2）求滑动变阻器的最大阻值；
（3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P1；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功率为P2。求P1∶P2。

【答案】（1）10Ω；（2）80Ω；（3）2∶1。
【解析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）闭合开关S，移动滑片至中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V，所以R0的阻值为
（2）当电压表示数为3.6V时，滑动变阻器R两端的电压为UR=U-U0=18V-3.6V=14.4V
此时滑动变阻器接入电路的阻值为
由于电压表示数为3.6V时，滑片移至滑动变阻器中点，接入电阻为总电阻的一半，所以滑动变阻器的最大阻值为R总=2R=2×40Ω=80Ω
（3）由于电流表量程为“0~0.6A”，所以电路中的最大电流为0.6A，此时R0两端的电压
U0大=I大R0=0.6A×10Ω=6V<15V
所以电压表安全。此时电路消耗的最大功率为P1=UI大=18V×0.6A=10.8W
将电压表改接在R两端，若滑动变阻器全部接入电路，根据正比分压可知，则滑动变阻器两端的电压为
所以滑动变阻器不能全部接入电路。当电压表达到15V时，滑动变阻器接入电阻最大，电路中的电流最小，最小电流为
此时电路消耗的最小功率为P2=UI小=18V×0.3A=5.4W
所以P1∶P2=10.8W∶5.4W=2∶1。
答：（1）求R0的阻值为10Ω；（2）求滑动变阻器的最大阻值为80Ω；（3）P1∶P2=2∶1。
39.（2022·湖北十堰）如图是某新型多挡榨汁机电路结构简化图。它具有榨汁、加热、保温功能，部分参数如下表。（果汁密度近似水的密度，果汁比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求：
榨汁机部分参数
额定电压
220V
榨汁功率
66W
加热功率
220W
保温功率
88W
容积
300mL
（1）将榨汁机中300mL的果汁从10℃加热到30℃，吸收的热量；
（2）仅榨汁时，电路中的电流；
（3）电阻R1的阻值。

【答案】（1）2.52×104J；（2）0.3A；（3）330Ω。
【解析】（1）果汁的体积V=300mL=3×10-4m3
果汁的质量为m=ρV=1.0×103kg/m3×3×10-4m3=0.3kg
果汁吸收的热量为Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.3kg×（30℃-10℃）=2.52×104J
（2）榨汁时的功率为66W，根据公式P=UI可得，榨汁时的电流为
（3）分析电路图，由公式 可知，只闭合S2时，R1、R2串联，电阻较大，功率较小，此时为保温状态，电路的总电阻为
S2、S3都闭合时，R1被短路，R2单独工作，电路电阻较小，功率较大，此时为加热状态，R2的阻值为
所以R1的阻值为R1=R总-R2=550Ω-220Ω=330Ω
答：（1）将榨汁机中300mL的果汁从10℃加热到30℃，吸收的热量为2.52×104J；（2）仅榨汁时，电路中的电流为0.3A；（3）电阻R1的阻值为330Ω。
40.（2022·福建） 如图是一款摄像机自主启动装置的简化电路图，电源电压恒为12V，RP是红外线探测电阻，R是定值电阻，阻值为8Ω。当R两端的电压达到8V时，摄像机自主启动拍摄。求：
（1）电路中的电流；
（2）RP的阻值。

【答案】（1）1A；（2）4Ω。
【解析】（1）根据得，电路中的电流
（2）两端的电压
的阻值。
答：（1）电路中的电流是1A；（2）RP的阻值是4Ω。
41.（2022·湖南常德）如图所示，电路中使用的是可调电压电源，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，小灯泡L标有“12V 18W”的字样（不考虑温度对小灯泡电阻的影响）。
（1）开关S1、S2、S3闭合，调节电源电压为6V时，求电流表A的示数；
（2）开关S1、S2闭合，S3断开，调节电源电压为10V时，求小灯泡L的实际发光功率；
（3）开关S1闭合，S2、S3断开，调节电源电压使小灯泡L正常发光时，求电路消耗的总功率。

【答案】（1）；（2）；（3）。
【解析】（1）由灯泡的规格可知，灯泡的电阻为
由电路图可知，开关S1、S2、S3闭合时，电阻R1被短路，R2与灯泡L并联，电流表A测干路电流，由并联电路电流规律可知，电流表A的示数为
（2）由电路图可知，开关S1、S2闭合，S3断开时，为灯泡L的简单电路，由可知，灯泡的实际功率为
（3）由电路图可知，开关S1闭合，S2、S3断开时，R1与灯泡L串联，由灯泡的规格可知，小灯泡L正常发光时，通过电路的电流为
由串联电路电压规律可知，电源电压为
由可知，电路消耗的总功率为。
答：（1）开关S1、S2、S3闭合，调节电源电压为6V时，求电流表A的示数为；（2）开关S1、S2闭合，S3断开，调节电源电压为10V时，求小灯泡L的实际发光功率为；（3）开关S1闭合，S2、S3断开，调节电源电压使小灯泡L正常发光时，求电路消耗的总功率为。