还剩28页未读，
继续阅读
所属成套资源：中考物理二轮复习重点计算压轴题专题 （含解析）
成套系列资料，整套一键下载
中考物理二轮复习重点计算压轴题专题15 含有图像的电学综合（压轴难题）计算（含解析）
展开
这是一份中考物理二轮复习重点计算压轴题专题15 含有图像的电学综合（压轴难题）计算（含解析），共31页。试卷主要包含了2A的时候，其消耗的电功率是0，4V，6V+0等内容，欢迎下载使用。
第二部分 新课标16类中考重点计算压轴难题
专题15 含有图像的电学综合（压轴难题）计算（共23道题）
1. （2022哈尔滨）如图所示，是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是（ ）
A. 电阻R的电阻值是10Ω
B. 当通过L的电流是0.2A的时候，其消耗的电功率是0.8W
C. 仅把L、R并联在电压是2V的电路中，干路里的电流是0.4A
D. 仅把L、R串联在电路中，当电流是0.2A时，它们两端总电压是4V
【答案】C
【解析】A．由图可知，电阻R的U-I图像为一条倾斜的直线，说明U与I成正比，即R是一个定值，大小为
故A错误；
B．由图可知，当通过L的电流是0.2A的时候，其两端的电压为1V，则其消耗的电功率是
P实=U实I实=1V×0.2A=0.2W
故B错误；
C．仅把L、R并联在电压是2V的电路中，根据并联电路的电压特点可知，L、R两端的电压均为2V，由图可知，通过L、R的电流分别为0.3A、0.1A。根据并联电路的电流特点，干路的电流为
I干=IL+IR=0.3A+0.1A=0.4A
故C正确；
D．仅把L、R串联在电路中，根据串联电路的特点和图像可知，当电流是0.2A时，L、R两端的电压分别为1V、4V。根据串联电路的电压特点，它们两端总电压是
U总=UL+UR=1V+4V=5V
故D错误；故选C。
2. （2022四川广元）如图甲所示电路中，电阻R1=2Ω，R3是0~10Ω的滑动变阻器，电源电压恒为6V。已知滑片每滑动1cm时，R3接入电路的阻值变化1Ω，滑片距离a端的长度设为x；闭合开关，R3的滑片滑动过程中，电压表V1示数U与x的图像如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A. R2=12Ω
B. 当x=2cm时，电阻R1的功率为0.5W
C. 当x=10cm时，电压表V2的读数为5.4V
D. 移动滑片的过程中，电阻R2功率的最大值为0.72W
【答案】B
【解析】A．由乙图可知，当x=0时，R3=0，电阻R2两端的电压U2=4.8V，电源电压为6V，所以R1两端电压为U1=U-U2=6V-4.8V=1.2V
所以电路中的电流为
所以R2的阻值为
故A错误；
B．当x=2时，，此时电路中的电流为
所以电阻R1的功率为
故B正确；
C．当x=10时，，此时电路中的电流为
所以电压表V2的示数，即电阻R3两端的电压为
故C错误；
D．当R3电阻为0时，电路中的电流最大，此时电阻R2的电功率最大，由A可知，电路中的最大电流为0.6A，电阻R2两端的电压为4.8V，所以电阻R2功率的最大值为
P2=U2I=4.8V×0.6A=2.88W
故D错误。故选B。
3. （2022内蒙古通辽）如图甲所示电路，电源电压不变，电压表量程是0~3V，电流表量程是0~0.6A。只闭合S、S1，在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，灯泡和R1的I-U图象分别如图乙所示，滑片在a点时灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（ ）
A. 灯泡的额定功率是0.15W
B. 只闭合S，S1时，电路的最小功率为1.35W
C. 只闭合S、S2，R1的滑片在a点，调节R2，R1的最大功率是2.16W
D. 只闭合S、S2，R1的滑片在a点，R2允许接入电路的最大阻值是12Ω
【答案】BCD
【解析】A．只闭合S、S1，灯泡、滑动变阻器R1串联，在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，R1的阻值减小，电路中的总电阻变小，电流变大，灯泡两端的电压变大，由此可知，图乙中，左边的曲线为灯泡的I-U图象，则右边的曲线为R1的I-U图象； 滑片在a点时R1的阻值最小（允许接入的最小阻值），电路中的电流最大，由于灯泡恰好正常发光，则根据I-U图象知道，小灯泡正常工作时的电压为1.5V，电流为0.5A，此时R1两端的电压为3V，则灯泡的额定功率
P额=ULI最大=1.5V×0.5A=0.75W
故A错误；
B．只闭合S、S1，灯泡、滑动变阻器R1串联，由串联电路的特点知道，电源电压
U=UL+U1=1.5V+3V=4.5V
当滑片在最右端时，R1的阻值最大，电路中的电流最小，电路的功率最小，由图知道，最小电流是0.3A，电路的最小功率
故B正确；
CD．由图知道，只闭合S、S2，R1的滑片在a点，R1与R2串联，电压表测变阻器R2两端的电压，电流表测电路中的电流；由图乙及知道，R1的滑片在a点时R1的电阻
由于串联电路中各处的电流相等，电流表的量程为0~0.6A，所以，电路中的最大电流
I最大′=0.6A
此时此时滑动变阻器R2接入电路中的电阻最小，由知道，R1的最大功率是
由于电压表采用0~3V量程，当电压表的示数U2最大=3V时，滑动变阻器R2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R1两端的电压
电路中的最小电流
则R2接入电路中的最大阻值
故CD正确。故选BCD。
4. （2022辽宁锦州）如图甲所示电路，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S1，断开开关S2，将R的滑片从b端移到a端过程中，两个电压表示数与电流表示数关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压为4.5V
B. 滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C. R1的最小电功率为0.225W
D. 闭合开关S1、S2，通电10s整个电路最多产生热量为36J
【答案】BCD
【解析】AB．由电路图知，S1闭合、S2断开时，三个电阻串联在电路中，电压表V1测R2两端的电压，V2测R2和R两端的总电压。电流表测电路中的电流。滑片由b端向a端移动的过程中，变阻器接入电路的阻值变小，电路的总电阻变小，据欧姆定律知，电路中的电流变大，则R2两端的电压变大，R2两端的电压变大，R两端的电压变小。由图乙知，当电路中的电流最小为0.15A时，V1的示数为1.5V，V2的示数为4.5V。此时变阻器接入电路的阻值最大，变阻器两端的电压
U滑=U2-U1=4.5V-1.5V=3V
变阻器的最大阻值
当变阻器接入电路的阻值为0时，R2两端的电压为3.0V，电路电流为0.3A。据串联电路的特点有
U-4.5V=0.15A×R1，U-3V=0.3A×R1
解以上两式得，电源电压及R1的阻值分别为U=6V，R1=10Ω
故A错误，B正确；
C．R1的最小电功率
P1=I12R1=(015A)2×10Ω=0.225W
故C正确；
D．R2的阻值
闭合开关S1、S2，变阻器接入电路的阻值为0时，电路中的电流最大，此时电路中只有R2工作，通电10s整个电路最多产生的热量
故D正确。故选BCD。
5. （2022辽宁营口）如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的阻值不变，滑动变阻器R的规格是“50Ω 1A”。闭合开关，在保证电路元件安全的前提下，最大范围内移动滑片，绘制通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压为5V
B. 小灯泡的电阻为10Ω
C. 小灯泡的额定功率为0.9W
D. 整个电路电功率最小时，10s内滑动变阻器消耗的电能为5J
【答案】BCD
【解析】由甲图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压，电流表测量电路中的电流。
AB．由乙图可知，当滑动变阻器接入电阻为10Ω，电路中的电流最大为0.3A，所以电源电压为
U=UL+U滑=0.3A(RL+10Ω)①
当滑动变阻器接入电阻为50Ω，电路中的电流最小为0.1A，所以电源电压为
U=UL′+U滑′=0.1A(RL+50Ω)②
联立①②，解得
RL=10Ω，U=6V
故A错误，B正确；
C．由于电路中最大电流为0.3A，小于1A，所以为了保证小灯泡安全，当小灯泡正常发光时，电路中的电流最大，故小灯泡的额定电流为0.3A，所以小灯泡的额定功率为
故C正确；
D．根据P=UI可知，当电压一定时，电流最小，整个电路电功率最小。由题意可知，电路中的电流为0.1A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为50Ω，所以10s内滑动变阻器消耗的电能为
故D正确。故选BCD。
6.（2022湖南张家界）如图所示，电源电压保持不变，R1=10Ω，当闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a
端移到b端，两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示，则电源电压的大小和滑动变阻器的最大值分别
为（ ）
A. 4V 10Ω B. 4V 20Ω C. 6V 10Ω D. 6V 20Ω
【答案】D
【解析】由电路图知道，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。当滑片位于b端时，接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，由图乙知道，电路中的电流Ib=0.6A，由知道，电源的电压
U=IbR1=0.6A×10Ω=6V
当滑片位于a端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最大，由图乙知道，电路中的最小电流Ia=0.2A，电压表的示数U2=4V，由知道，滑动变阻器的最大阻值
故D符合题意。故选D。
7. （2022黑龙江龙东）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关，在保证电路元件安全情况下，移动滑动变阻器的滑片，记录电表示数；图乙是电路中电流与变阻器两端电压关系的图像，下列说法正确的是（ ）
A. 定值电阻的阻值是
B. 电源电压为
C. 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是
D. 当滑动变阻器的滑片移至中点时，电流表的示数是
【答案】BD
【解析】AB．由乙图可知，当电路电流为0.6A时，滑动变阻器接入电路阻值为0，当电路电流为0.2A时，滑动变阻器两端电压为3V，则电源电压
解得
故A错误，B正确；
C．当电路电流为0.6A时，滑动变阻器接入电路阻值为0，当电路电流为0.2A时，滑动变阻器接入电路阻值
则滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是0~15Ω，故C错误；
D．当滑动变阻器的滑片移至中点时，滑动变阻器接入电路阻值
电流表的示数
故D正确。故选BD。
8. （2022四川内江）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，R3是滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端，两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示，则_____（“AB”或“BC”）段是电压表示V2数变化的图像，电源电压为_______ V。
【答案】 BC 12
【解析】由电路图可知，三个电阻串联，电压表V1测R2、R3的总电压，电压表V2测定值电阻R2的电压，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端，滑动变阻器电阻连入电路的阻值变大，电路中电流变小，电阻R2电压随着电流变小，电压也变小，则BC段是电压表示V2数变化的图像。
当滑片在a端时，电源电压为
U=4.8V+0.6A×R1①
当滑片在b端时，电源电压为
U=9.6V+0.2A×R1②
联立①②得
U=12V
9. （2022四川广安）灯泡L1、L2分别标有“12V 9.6W”和“12V 6W”的字样，通过L1、L2的电流随其电压变化的图像如图甲所示。若将L1、L2并联在12V的电路中，则电路消耗的总功率为______W。若将L、L2与滑动变阻器R连接在如图乙所示的电路中，电源电压恒为24V，当开关S接1时，调节滑片，使滑动变阻器的电功率是L1的2倍，L1的电功率为P1；当开关S接2时，调节滑片，使滑动变阻器的电功率是L2的3倍，L2的电功率为P2，则 =_______
【答案】 15.6
【解析】从图甲可知，当将L1、L2并联在12V的电路中，通过甲灯的电流为0.8A，通过乙灯的电流为0.5A，则干路的总电流为
电路消耗的总功率为
当开关S接1时，调节滑片，说明此时灯泡L1与滑动变阻器串联，使滑动变阻器的电功率是L1的2倍，则等式为
则L1的电压为
根据图甲可知，此时通过灯泡L1的电流为0.7A，故灯L1的电功率为
当开关S接2时，调节滑片，使滑动变阻器的电功率是L2的3倍，同理滑动变阻器两端的电压是灯泡L2两端的电压的3倍，则灯泡L2两端的电压为
根据图甲可知，此时通过灯泡L2的电流为0.4A，则灯泡L2的电功率为
则灯泡电功率之比为
10. （2022陕西）如图-1所示电路，电源电压不变，L是额定电压为2.5V的小灯泡，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P在某两点间移动的过程中，电流表A与电压表V1的示数变化关系如图-2所示。当电流表示数为0.2A时，两电压表的示数相等，则电源电压为_______V。小灯泡正常工作时的电流为_______A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为_______Ω，电路的总功率为_______W。
【答案】 3 0.25 2 0.75
【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测L两端的电压，电压表V2测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流。
由图-2可知，当电流表示数为0.2A时，V1表示数为1.5V，由于此时两电压表的示数相等，所以电源电压为U=U1+U2=1.5V+1.5V=3V
由图-2可知，当电压表V1示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电路中电流为0.25A，所以小灯泡正常工作时的电流为0.25A。
根据串联电路电压特点可知，当电压表V1示数为2.5V时，电压表V2的示数为
U2′=U-U1′=3V-2.5V=0.5V
电路中的电流为0.25A，所以此时滑动变阻器接入电路的阻值为
电路的总功率为P=UI′=3V×0.25A=0.75W
11. （2022辽宁抚顺）如图甲所示，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为13Ω。只闭合开关S1，将滑动变阻器R2的滑片从最右端向左移动，直至小灯泡正常发光。图乙是电流表示数与滑动变阻器R2接入阻值关系的图像。小灯泡正常发光时，R2两端的电压为 ______V。保持滑片位置不动，断开S1、闭合S2，再将滑片向右移动。图丙是电压表与电流表示数关系的图像。则电源电压为 _____V，小灯泡的额定功率为 ______W。
【答案】 1.5 6 2.25
【解析】图乙是电流表示数与滑动变阻器R2接入阻值关系的图像。根据图像可知：小灯泡正常发光时，R2两端的电压为
由图乙和电路图可知，灯泡正常发光时电阻R2接入电路的电阻为，滑动变阻器的总电阻为，保持滑片位置不动，断开S1、闭合S2，此时R2接入电路的电阻变为，再结合丙图，可知此时电源电压为
电源总电压为6V，结合[1]中电阻R2两端电压1.5V，故灯泡正常发光时电压为4.5V，电流为0.5A，功率为
12. （2022辽宁铁岭）如图甲所示，电源电压为5V，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V。在保证所有元件安全的情况下，只闭合开关S、S1，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电流表示数与电压表示数关系的图像，如图乙所示。只闭合开关S、S2，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电压表示数与滑动变阻器R2接入电路中阻值关系的图像，如图丙所示。滑动变阻器R1的最大阻值为_______Ω，灯泡的额定功率为_______W，以上两种情况，电路最大功率为_______W。
【答案】 20 1.5 2.5
【解析】只闭合开关S、S1，滑动变阻器R1与灯泡串联，电压表测量R1两端电压，滑动变阻器R1的最大阻值接入电路时，由图乙可知，此时电路电流为0.2A，电压表示数为4V，则滑动变阻器R1的最大阻值
滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。
根据乙图可知，灯泡的额定电流为0.5A，闭合开关S、S2，滑动变阻器R2与灯泡串联。由丙图可知，当滑动变阻器R2两端电压最小为2V时，灯泡两端电压最大达到额定电压，则灯泡的额定电压
则灯泡的额定功率
灯泡的额定功率为1.5W。
以上两种情况，电路最大电流为灯泡的额定电流0.5A，则以上两种情况，电路最大功率
电路最大功率为2.5W。
13.（2022重庆B）如图甲所示电路，电源电压恒定，电流表量程为，小灯泡的额定电压为，其图像如图乙所示，则灯泡正常发光时的功率为_______。当所有开关都闭合，滑片位于变阻器的最右端时，定值电阻两端的电压为，电路的总功率为；只闭合开关时，电流表示数为，两端的电压为；只闭合开关，在保证电路元件都安全的情况下，移动滑片，当电路中电流达到最大时，变阻器的功率为。已知：：，：：。则的最大阻值是_______。
【答案】
【解析】小灯泡正常发光时的电压：，由图乙可知，此时通过小灯泡的电流为，
则小灯泡正常发光时的功率：
；
当所有开关都闭合，滑片位于变阻器的最右端时，定值电阻与滑动变阻器的最大阻值并联，由并联电路的电压特点可知，电源电压，
只闭合开关时，定值电阻与小灯泡串联，电流表测电路中的电流，两端的电压为，电流表示数为，由串联电路的电流特点可知，此时通过小灯泡的电流，由图乙可知，小灯泡两端的电压，
由题意可知，：：，即，
由串联电路的电压特点可知，此时电源电压：
，
因为电源电压不变，所以有，
解得：，即电源电压，
由串联电路的电压特点，此时定值电阻两端的电压：
，
由欧姆定律可知，定值电阻的阻值：
；
只闭合开关时，滑动变阻器与小灯泡串联，
电流表的量程为，小灯泡的额定电流为，根据串联电路的电流特点，在保证电路元件都安全的情况下，电路中最大电流为，此时小灯泡两端的电压为，
由串联电路的电压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压：
，
滑动变阻器的功率：
，
由题意可知，：：，
因此所有开关都闭合，滑片位于变阻器的最右端时，电路的总功率：
，
由可知，此时电路中的总电流：
，
通过的电流：
，
由并联电路的电流特点可知，通过滑动变阻器的电流：
，
因为此时滑片位于变阻器的最右端，滑动变阻器接入电路的电阻最大，所以的最大阻值：
。
14. （2022辽宁鞍山）如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变。电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。当S1闭合、S2断开时，将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中，电流表随电压表示数变化的情况如图乙中的A图象所示。图乙中的B图象为小灯泡的I﹣U图象，小灯泡的额定电压为2.5V。当S2闭合、S1断开时，为保证电路中的各元件都不会损坏，下列说法中正确的是（ ）
A. 电源电压为4.5V
B. 小灯泡的最小功率为0.6W
C. 电路的最大功率为2.7W
D. R2连入电路的阻值范围为4Ω～7.5Ω
【答案】ABD
【解析】A．当S1闭合、S2断开时，此时滑动变阻器R2与电阻R1串联，电压表测量滑动变阻器R2的电压，电流表测量串联电路中的电流，当滑动变阻器R2的滑片移到最右端时，此时电路中只有电阻R1工作，由图乙可知，此时电路电流为，则电源电压等于电阻R1两端的电压，即
当滑动变阻器R2的滑片移到最左端时，此时滑动变阻器R2与电阻R1串联，由图乙可知，此时电路电流为，则滑动变阻器R2两端的电压为3V，电源电压等于电阻R1两端的电压和滑动变阻器R2两端之和，即
由①②解得，
故A正确；
B．当S2闭合、S1断开时，此时滑动变阻器R2与灯泡L串联，滑动变阻器R2的阻值越大，电路电流越小，小灯泡的电功率越小，滑动变阻器R2的阻值越大，R2两端的电压越大，由于电压表的量程为0～3V，所以滑动变阻器R2两端的电压最大为3V，则小灯泡两端的电压为
图乙中的B图象可知，当小灯泡两端的电压为1.5V时，流过小灯泡的电流为0.4A，则小灯泡的最小功率为
故B正确；
C．当S2闭合、S1断开时，此时滑动变阻器R2与灯泡L串联，滑动变阻器R2的阻值越小，电路电流越大，小灯泡的额定电压为2.5V，由图乙中的B图象可知，当小灯泡两端的电压为2.5V时，电流为0.5A，此时电路的最大功率为
故C错误；
D．由C可知，滑动变阻器R2的阻值越小，电路电流越大，小灯泡的额定电压为2.5V，则滑动变阻器R2两端的电压为
串联电路中电流处处相等，所以流过滑动变阻器R2的电流也为0.5A，滑动变阻器R2的最小阻值为
由B可知，当S2闭合、S1断开时，此时滑动变阻器R2与灯泡L串联，由于电压表的量程为0～3V，所以滑动变阻器R2两端的电压最大为3V，则小灯泡两端的电压为1.5V，由乙图可知，当小灯泡两端的电压为1.5V时，流过小灯泡的电流为0.4A，串联电路中电流处处相等，所以流过滑动变阻器R2的电流也为0.4A，滑动变阻器R2的最大阻值为
所以R2连入电路的阻值范围为4Ω～7.5Ω。故D正确。故选ABD。
15. （2022四川重庆）如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6V 0.3A”字样，电流表量程0~0.6A、电压表量程0~3V。在保障电路安全的前提下，只闭合开关S、S1，滑片P位于最右端，小灯泡恰好正常发光，则小灯泡10s内消耗的电能为_______J，再移动滑片P，电流表示数与R2关系如图乙a所示，当断开S1闭合S、S2、S3时，电流表示数与R2的关系如图乙b所示，则I1=_____A（忽略小灯泡电阻变化）。
【答案】 18 0.45
【解析】如图甲所示电路中，只闭合开关S、S1，滑片P位于最右端，电路中只有灯泡L接入电路，此时灯泡正常发光，小灯泡L标有“6V 0.3A”字样，则小灯泡10s内消耗的电能为
由上可知，电路中只有灯泡L接入电路中，此时灯泡正常发光，说明电源电压为
再移动滑片P，小灯泡电阻不变，灯泡L与R2一起串联在电路中，电流表测电路中的电流，此时电压表测量R2两端的电压，其中灯泡电阻为
电流表示数与R2关系如图乙a所示，随着电阻R2增大，电流表示数减小，电压表示数增大，在保障电路安全的前提下，当电压表示数U2最大为3V时，此时利用串联电路电流相等可知
则此时滑动变阻器接入电路的电阻为
当断开S1闭合S、S2、S3时，灯泡L被短路，定值电阻R1与R2并联在电路中，电流表测量干路上的电流，此时当R2电阻为20Ω时，电路中电流最大，在保障电路安全的前提下，此时最大电流为0.6A，其中通过R2电阻的电流为
通过R1的电流为
可以求出定值电阻R1电阻为
如图乙b所示，随着电阻R2增大，电流表示数减小，当滑动变阻器阻值为
此时该支路的电流为
则此时对应干路上的电流
此时图中总电流I1示数为0.45A。
16. （2022广西贺州）贺州市水利资源丰富，小明设计了如图甲所示的水文站测量桂江水位的原理图。电源电压U=3V，定电阻R0=10Ω，滑动变阻器R长20cm，最大阻值20Ω。且滑动变阻器的阻值随滑片P从最上端C位置移动到最下端D位置的过程中均匀变化（滑片P移动过程中摩擦不计）。弹簧下端悬挂一重为50N的物体AB，其底面积为0.01m2、长为0.3m。弹簧伸长量与它受到拉力的关系如图乙所示（不计弹筱质量，连接弹簧两端的绝缘细绳不可伸长）。求：
（1）当物体AB上表面与水面相平时，物体AB受到的浮力大小；
（2）当水面从物体AB的上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面的过程中，弹簧伸长了多少cm?
（3）闭合开关S后，当水面在物体AB上表面时，滑片刚好在滑动变阻器R的最上端C位置，水面从物体AB上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面时，电压表的示数是多少？
【答案】（1）30N；（2）15cm；（3）1V
【解析】（1）当物体AB上表面与水面相平时，物体AB刚好浸没水中，故
物体AB所受浮力
（2）水面与物体AB上表面相平时，弹簧对物体的拉力
水面下降至与物体AB下表面相平时，弹簧对物体的拉力
水面从物体AB上表面逐渐下降至与下表面相平过程中，弹簧拉力变化量
由乙图可知
物体刚好离开水面时
得弹簧伸长的长度
（3）水面从物体AB上表面逐渐下降至下表面相平时，弹簧伸长15cm，即滑片下移15cm，接入电路的电阻变化量
此时滑动变阻器接入电路中的电阻为
R′与R0串联，R′的电流为
电压表的示数为
17. （2022四川南充）某电饭煲内部电路简图如图甲，S为总开关，S1为自动控制开关，当S闭合时为煮饭过程，断开时为保温过程，某同学用仪表测量出了该电饭煲煮饭和保温全过程的电流随时间变化图像如图乙，电饭煲工作电压恒为220V，求
（1）电阻R1的功率P1；
（2）电阻R2的阻值；
（3）煮饭过程中消耗的电能W。
【答案】（1）22W；（2）40Ω；（3）7.392×105J
【解析】（1）电饭煲在保温过程中只有R1工作，由乙图可知保温挡电流为0.1A，则电阻R1的功率为
P1=UI1=220V×0.1A=22W
（2）电饭煲煮饭过程中R1与R2并联在电路中，干路中电流为0.5A，R2的电流为
I2=I-11=5.6A-0.1A=5.5A
电阻R2的阻值
（3）煮饭过程时间t=10min=600s
煮饭过程中消耗的电能W=UIt=220V×5.6A×600s=7.392×105J
答：（1）电阻R1的功率为22W；
（2）电阻R2的阻值为40Ω；
（3）煮饭过程中消耗的电能为7.392×105J。
18. （2022浙江金华）图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压220V，简化的工作电路如图乙，该毛巾架通过智能系统实现加热、保温档自动切换，图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内功率的变化情况。完成下列问题：
（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为多大？
（2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为多少欧？
（3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗多少电能？
【答案】（1）；（2）110Ω；；（3）（或）
【解析】（1）加热状态下通过毛巾架的电流为
（2）由电路图可知，开关S闭合时，电路为R0的简单电路，电热饮水机处于加热状态，
根据可得，R0的阻值
当开关S断开时，R1与R0串联，电热毛巾架处于保温状态，
此时电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R1的阻值
R1=R-R0=605Ω-110Ω=495Ω
（3）该电热水器正常工作30分钟消耗的电能
答：（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为2A；
（2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为10Ω、495Ω；
（3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗3.6×105J电能。
19. 如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P，并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像，如图乙所示。求：
（1）滑动变阻器的最大阻值；
（2）R0的阻值和电源电压；
（3）整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比。
【答案】（1）50Ω；（2）10Ω，12V；（3）
【解析】由甲图可知，R0与R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压。
（1）由乙图可知，当滑片P在b端时，电路中的电流最小，且，，由可知，滑动变阻器的最大阻值为
（2）由乙图可知，当滑片P在某点c处时，电路中的电流，，所以滑动变阻器连入电路的阻值为
当滑片P在b端时，电源电压为
①
当滑片P在c点时，电源电压为
②
由①②两式可得，电阻R0的阻值为
电源电压为
（3）当滑片P在b端时，电路消耗的电功率最小，则
当滑片P在a端时，电路消耗的电功率最大，则
电路消耗的最小电功率与最大电功率之比为
或电路消耗的最小电功率与最大电功率之比为
答：（1）滑动变阻器的最大阻值为50Ω；
（2）R0的阻值为10Ω，电源电压为12V；
（3）整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比为。
20．（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）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。
【解析】（1）灯泡的额定电压为6V，由图乙可知灯泡的额定电流为0.5A，
根据I＝可得，灯泡正常发光时的电阻为：RL＝＝＝12Ω；
（2）当断开开关S1、S3，闭合S2，灯L与变阻器R2串联，电压表测变阻器两端电压，移动滑片，电压表示数为3V时灯泡正常发光，
根据串联电路电压规律可知，电源电压为：
U＝U额+U滑＝6V+3V＝9V，
由图乙可知，当R1两端的电压为U1＝6V时，通过R1的电流为I1＝0.3A，
根据I＝可得，R1的阻值为：R1＝＝＝20Ω，
闭合S1、S2、S3时，灯L被短路，定值电阻R1与变阻器R2并联，电流表测干路电流，
此时通过R1的电流为：I1'＝＝＝0.45A，
因为电流表的量程为0～0.6A，故干路电流最大为I大＝0.6A，
根据并联电路电流规律可知，通过变阻器R2的最大电流为：
I2大＝I大﹣I1'＝0.6A﹣0.45A＝0.15A；
（3）断开S2、S3，闭合S1时，灯L与定值电阻R1串联，
因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，
由图乙可知，当电路中的电流为I＝0.3A时，UL'＝3V，U1'＝6V，
电源电压：U＝UL'+U1'＝3V+6V＝9V，符合题目条件，
所以此时电路的总功率为：P＝UI＝9V×0.3A＝2.7W。
21. （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
22．如图甲所示，是某研究小组设计的一套测量物体重力的模拟装置，OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA：AB=1：4，电源电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A，定值电阻R0的阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随其所受压力F变化的关系如图乙所示。当平板空载时，闭合开关S，电流表的示数为0.2A。（平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计）求：
（1）电源电压；
（2）当电流表示数为0.4A时，物体的重力；
（3）在电路安全的情况下，缓慢增加平板上的物体的重力过程中，当电路消耗功率分别达最大值和最小值时，压力传感器R消耗功率的比值；
（4）当平板上物体重为250N，此时电路不安全，若可移动A点使电路安全，则A点移动的方向和A点移动的最小距离。
【答案】（1）12V；（2）150N；（3）9：5；（4）A点向右移动0.04m
【解析】（1）当平板空载时，闭合开关S，电流表的示数为0.2A，压敏电阻上的压力为零，从图乙可知，此时压敏电阻的阻值为50Ω，定值电阻R0的阻值为10Ω，则总电阻为
电源电压为
（2）当电流表示数为0.4A时，此时的总电阻为
则压敏电阻的阻值为
根据图乙可知，此时压力的大小为30N，根据杠杠平衡原理，物体的重力
（3）根据可知，电源电压不变，当电流最大时，电路消耗功率达到最大值，当电流最小时，电路消耗功率达到最小值，最小的电流即为空载时的电流，此时为0.2A，此时压力传感器R的电阻为50Ω，压力传感器R的消耗功率为
由电流表的量程为0~0.6A，可知，最大电流为0.6A，此时总电阻为
压敏电阻的阻值为
此时压敏电阻的电功率为
则当电路消耗功率分别达最大值和最小值时，压力传感器R消耗功率的比值
（4）当平板上物体重为250N，此时的压敏电阻的压力为
此时电路不安全，故当电流为0.6A，压敏电阻为10Ω，压力为40N时，电路才安全，超过40N，电路不安全， 此时从杠杆分析，变小，力臂OB大小不变，变小，则OA需要变小，故需要将A点右移，此时的为
而原来OA的长为
A点移动的最小距离
23.如图甲所示，电源电压可调，R1､R2为定值电阻，灯泡的额定电压为2.5V，图乙是该灯泡的I-U图像｡闭合开关S，把电源电压调到4V，R2的功率为0.8W｡求∶
(1)通过R2的电流｡
(2)若小灯泡正常发光，则1min内电流在R1上做的功是多少？
(3)现把电源电压调到某一值时，通过R2的电流为0.1A，灯泡与R2两端的电压之比为1∶2，则灯泡的实际功率是多少？
【答案】（1）0.2A；（2）27J；（3）0.2W
【解析】(1)由公式可得，通过R2的电流
(2)由图乙可知，当小灯泡正常发光时，U灯=2.5V，此时I灯=0.30A
R1两端的电压U1=U-U灯=4V-2.5V=1.5V
通过R1的电流，1min内电流在R1上做的功
(3)由公式可得
R2两端的电压
由可得
由图乙可知，当，此时，灯泡的实际功率
第二部分 新课标16类中考重点计算压轴难题
专题15 含有图像的电学综合（压轴难题）计算（共23道题）
1. （2022哈尔滨）如图所示，是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是（ ）
A. 电阻R的电阻值是10Ω
B. 当通过L的电流是0.2A的时候，其消耗的电功率是0.8W
C. 仅把L、R并联在电压是2V的电路中，干路里的电流是0.4A
D. 仅把L、R串联在电路中，当电流是0.2A时，它们两端总电压是4V
【答案】C
【解析】A．由图可知，电阻R的U-I图像为一条倾斜的直线，说明U与I成正比，即R是一个定值，大小为
故A错误；
B．由图可知，当通过L的电流是0.2A的时候，其两端的电压为1V，则其消耗的电功率是
P实=U实I实=1V×0.2A=0.2W
故B错误；
C．仅把L、R并联在电压是2V的电路中，根据并联电路的电压特点可知，L、R两端的电压均为2V，由图可知，通过L、R的电流分别为0.3A、0.1A。根据并联电路的电流特点，干路的电流为
I干=IL+IR=0.3A+0.1A=0.4A
故C正确；
D．仅把L、R串联在电路中，根据串联电路的特点和图像可知，当电流是0.2A时，L、R两端的电压分别为1V、4V。根据串联电路的电压特点，它们两端总电压是
U总=UL+UR=1V+4V=5V
故D错误；故选C。
2. （2022四川广元）如图甲所示电路中，电阻R1=2Ω，R3是0~10Ω的滑动变阻器，电源电压恒为6V。已知滑片每滑动1cm时，R3接入电路的阻值变化1Ω，滑片距离a端的长度设为x；闭合开关，R3的滑片滑动过程中，电压表V1示数U与x的图像如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A. R2=12Ω
B. 当x=2cm时，电阻R1的功率为0.5W
C. 当x=10cm时，电压表V2的读数为5.4V
D. 移动滑片的过程中，电阻R2功率的最大值为0.72W
【答案】B
【解析】A．由乙图可知，当x=0时，R3=0，电阻R2两端的电压U2=4.8V，电源电压为6V，所以R1两端电压为U1=U-U2=6V-4.8V=1.2V
所以电路中的电流为
所以R2的阻值为
故A错误；
B．当x=2时，，此时电路中的电流为
所以电阻R1的功率为
故B正确；
C．当x=10时，，此时电路中的电流为
所以电压表V2的示数，即电阻R3两端的电压为
故C错误；
D．当R3电阻为0时，电路中的电流最大，此时电阻R2的电功率最大，由A可知，电路中的最大电流为0.6A，电阻R2两端的电压为4.8V，所以电阻R2功率的最大值为
P2=U2I=4.8V×0.6A=2.88W
故D错误。故选B。
3. （2022内蒙古通辽）如图甲所示电路，电源电压不变，电压表量程是0~3V，电流表量程是0~0.6A。只闭合S、S1，在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，灯泡和R1的I-U图象分别如图乙所示，滑片在a点时灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（ ）
A. 灯泡的额定功率是0.15W
B. 只闭合S，S1时，电路的最小功率为1.35W
C. 只闭合S、S2，R1的滑片在a点，调节R2，R1的最大功率是2.16W
D. 只闭合S、S2，R1的滑片在a点，R2允许接入电路的最大阻值是12Ω
【答案】BCD
【解析】A．只闭合S、S1，灯泡、滑动变阻器R1串联，在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，R1的阻值减小，电路中的总电阻变小，电流变大，灯泡两端的电压变大，由此可知，图乙中，左边的曲线为灯泡的I-U图象，则右边的曲线为R1的I-U图象； 滑片在a点时R1的阻值最小（允许接入的最小阻值），电路中的电流最大，由于灯泡恰好正常发光，则根据I-U图象知道，小灯泡正常工作时的电压为1.5V，电流为0.5A，此时R1两端的电压为3V，则灯泡的额定功率
P额=ULI最大=1.5V×0.5A=0.75W
故A错误；
B．只闭合S、S1，灯泡、滑动变阻器R1串联，由串联电路的特点知道，电源电压
U=UL+U1=1.5V+3V=4.5V
当滑片在最右端时，R1的阻值最大，电路中的电流最小，电路的功率最小，由图知道，最小电流是0.3A，电路的最小功率
故B正确；
CD．由图知道，只闭合S、S2，R1的滑片在a点，R1与R2串联，电压表测变阻器R2两端的电压，电流表测电路中的电流；由图乙及知道，R1的滑片在a点时R1的电阻
由于串联电路中各处的电流相等，电流表的量程为0~0.6A，所以，电路中的最大电流
I最大′=0.6A
此时此时滑动变阻器R2接入电路中的电阻最小，由知道，R1的最大功率是
由于电压表采用0~3V量程，当电压表的示数U2最大=3V时，滑动变阻器R2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R1两端的电压
电路中的最小电流
则R2接入电路中的最大阻值
故CD正确。故选BCD。
4. （2022辽宁锦州）如图甲所示电路，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S1，断开开关S2，将R的滑片从b端移到a端过程中，两个电压表示数与电流表示数关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压为4.5V
B. 滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C. R1的最小电功率为0.225W
D. 闭合开关S1、S2，通电10s整个电路最多产生热量为36J
【答案】BCD
【解析】AB．由电路图知，S1闭合、S2断开时，三个电阻串联在电路中，电压表V1测R2两端的电压，V2测R2和R两端的总电压。电流表测电路中的电流。滑片由b端向a端移动的过程中，变阻器接入电路的阻值变小，电路的总电阻变小，据欧姆定律知，电路中的电流变大，则R2两端的电压变大，R2两端的电压变大，R两端的电压变小。由图乙知，当电路中的电流最小为0.15A时，V1的示数为1.5V，V2的示数为4.5V。此时变阻器接入电路的阻值最大，变阻器两端的电压
U滑=U2-U1=4.5V-1.5V=3V
变阻器的最大阻值
当变阻器接入电路的阻值为0时，R2两端的电压为3.0V，电路电流为0.3A。据串联电路的特点有
U-4.5V=0.15A×R1，U-3V=0.3A×R1
解以上两式得，电源电压及R1的阻值分别为U=6V，R1=10Ω
故A错误，B正确；
C．R1的最小电功率
P1=I12R1=(015A)2×10Ω=0.225W
故C正确；
D．R2的阻值
闭合开关S1、S2，变阻器接入电路的阻值为0时，电路中的电流最大，此时电路中只有R2工作，通电10s整个电路最多产生的热量
故D正确。故选BCD。
5. （2022辽宁营口）如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的阻值不变，滑动变阻器R的规格是“50Ω 1A”。闭合开关，在保证电路元件安全的前提下，最大范围内移动滑片，绘制通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压为5V
B. 小灯泡的电阻为10Ω
C. 小灯泡的额定功率为0.9W
D. 整个电路电功率最小时，10s内滑动变阻器消耗的电能为5J
【答案】BCD
【解析】由甲图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压，电流表测量电路中的电流。
AB．由乙图可知，当滑动变阻器接入电阻为10Ω，电路中的电流最大为0.3A，所以电源电压为
U=UL+U滑=0.3A(RL+10Ω)①
当滑动变阻器接入电阻为50Ω，电路中的电流最小为0.1A，所以电源电压为
U=UL′+U滑′=0.1A(RL+50Ω)②
联立①②，解得
RL=10Ω，U=6V
故A错误，B正确；
C．由于电路中最大电流为0.3A，小于1A，所以为了保证小灯泡安全，当小灯泡正常发光时，电路中的电流最大，故小灯泡的额定电流为0.3A，所以小灯泡的额定功率为
故C正确；
D．根据P=UI可知，当电压一定时，电流最小，整个电路电功率最小。由题意可知，电路中的电流为0.1A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为50Ω，所以10s内滑动变阻器消耗的电能为
故D正确。故选BCD。
6.（2022湖南张家界）如图所示，电源电压保持不变，R1=10Ω，当闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a
端移到b端，两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示，则电源电压的大小和滑动变阻器的最大值分别
为（ ）
A. 4V 10Ω B. 4V 20Ω C. 6V 10Ω D. 6V 20Ω
【答案】D
【解析】由电路图知道，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。当滑片位于b端时，接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，由图乙知道，电路中的电流Ib=0.6A，由知道，电源的电压
U=IbR1=0.6A×10Ω=6V
当滑片位于a端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最大，由图乙知道，电路中的最小电流Ia=0.2A，电压表的示数U2=4V，由知道，滑动变阻器的最大阻值
故D符合题意。故选D。
7. （2022黑龙江龙东）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关，在保证电路元件安全情况下，移动滑动变阻器的滑片，记录电表示数；图乙是电路中电流与变阻器两端电压关系的图像，下列说法正确的是（ ）
A. 定值电阻的阻值是
B. 电源电压为
C. 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是
D. 当滑动变阻器的滑片移至中点时，电流表的示数是
【答案】BD
【解析】AB．由乙图可知，当电路电流为0.6A时，滑动变阻器接入电路阻值为0，当电路电流为0.2A时，滑动变阻器两端电压为3V，则电源电压
解得
故A错误，B正确；
C．当电路电流为0.6A时，滑动变阻器接入电路阻值为0，当电路电流为0.2A时，滑动变阻器接入电路阻值
则滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是0~15Ω，故C错误；
D．当滑动变阻器的滑片移至中点时，滑动变阻器接入电路阻值
电流表的示数
故D正确。故选BD。
8. （2022四川内江）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，R3是滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端，两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示，则_____（“AB”或“BC”）段是电压表示V2数变化的图像，电源电压为_______ V。
【答案】 BC 12
【解析】由电路图可知，三个电阻串联，电压表V1测R2、R3的总电压，电压表V2测定值电阻R2的电压，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端，滑动变阻器电阻连入电路的阻值变大，电路中电流变小，电阻R2电压随着电流变小，电压也变小，则BC段是电压表示V2数变化的图像。
当滑片在a端时，电源电压为
U=4.8V+0.6A×R1①
当滑片在b端时，电源电压为
U=9.6V+0.2A×R1②
联立①②得
U=12V
9. （2022四川广安）灯泡L1、L2分别标有“12V 9.6W”和“12V 6W”的字样，通过L1、L2的电流随其电压变化的图像如图甲所示。若将L1、L2并联在12V的电路中，则电路消耗的总功率为______W。若将L、L2与滑动变阻器R连接在如图乙所示的电路中，电源电压恒为24V，当开关S接1时，调节滑片，使滑动变阻器的电功率是L1的2倍，L1的电功率为P1；当开关S接2时，调节滑片，使滑动变阻器的电功率是L2的3倍，L2的电功率为P2，则 =_______
【答案】 15.6
【解析】从图甲可知，当将L1、L2并联在12V的电路中，通过甲灯的电流为0.8A，通过乙灯的电流为0.5A，则干路的总电流为
电路消耗的总功率为
当开关S接1时，调节滑片，说明此时灯泡L1与滑动变阻器串联，使滑动变阻器的电功率是L1的2倍，则等式为
则L1的电压为
根据图甲可知，此时通过灯泡L1的电流为0.7A，故灯L1的电功率为
当开关S接2时，调节滑片，使滑动变阻器的电功率是L2的3倍，同理滑动变阻器两端的电压是灯泡L2两端的电压的3倍，则灯泡L2两端的电压为
根据图甲可知，此时通过灯泡L2的电流为0.4A，则灯泡L2的电功率为
则灯泡电功率之比为
10. （2022陕西）如图-1所示电路，电源电压不变，L是额定电压为2.5V的小灯泡，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P在某两点间移动的过程中，电流表A与电压表V1的示数变化关系如图-2所示。当电流表示数为0.2A时，两电压表的示数相等，则电源电压为_______V。小灯泡正常工作时的电流为_______A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为_______Ω，电路的总功率为_______W。
【答案】 3 0.25 2 0.75
【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测L两端的电压，电压表V2测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流。
由图-2可知，当电流表示数为0.2A时，V1表示数为1.5V，由于此时两电压表的示数相等，所以电源电压为U=U1+U2=1.5V+1.5V=3V
由图-2可知，当电压表V1示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电路中电流为0.25A，所以小灯泡正常工作时的电流为0.25A。
根据串联电路电压特点可知，当电压表V1示数为2.5V时，电压表V2的示数为
U2′=U-U1′=3V-2.5V=0.5V
电路中的电流为0.25A，所以此时滑动变阻器接入电路的阻值为
电路的总功率为P=UI′=3V×0.25A=0.75W
11. （2022辽宁抚顺）如图甲所示，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为13Ω。只闭合开关S1，将滑动变阻器R2的滑片从最右端向左移动，直至小灯泡正常发光。图乙是电流表示数与滑动变阻器R2接入阻值关系的图像。小灯泡正常发光时，R2两端的电压为 ______V。保持滑片位置不动，断开S1、闭合S2，再将滑片向右移动。图丙是电压表与电流表示数关系的图像。则电源电压为 _____V，小灯泡的额定功率为 ______W。
【答案】 1.5 6 2.25
【解析】图乙是电流表示数与滑动变阻器R2接入阻值关系的图像。根据图像可知：小灯泡正常发光时，R2两端的电压为
由图乙和电路图可知，灯泡正常发光时电阻R2接入电路的电阻为，滑动变阻器的总电阻为，保持滑片位置不动，断开S1、闭合S2，此时R2接入电路的电阻变为，再结合丙图，可知此时电源电压为
电源总电压为6V，结合[1]中电阻R2两端电压1.5V，故灯泡正常发光时电压为4.5V，电流为0.5A，功率为
12. （2022辽宁铁岭）如图甲所示，电源电压为5V，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V。在保证所有元件安全的情况下，只闭合开关S、S1，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电流表示数与电压表示数关系的图像，如图乙所示。只闭合开关S、S2，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电压表示数与滑动变阻器R2接入电路中阻值关系的图像，如图丙所示。滑动变阻器R1的最大阻值为_______Ω，灯泡的额定功率为_______W，以上两种情况，电路最大功率为_______W。
【答案】 20 1.5 2.5
【解析】只闭合开关S、S1，滑动变阻器R1与灯泡串联，电压表测量R1两端电压，滑动变阻器R1的最大阻值接入电路时，由图乙可知，此时电路电流为0.2A，电压表示数为4V，则滑动变阻器R1的最大阻值
滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。
根据乙图可知，灯泡的额定电流为0.5A，闭合开关S、S2，滑动变阻器R2与灯泡串联。由丙图可知，当滑动变阻器R2两端电压最小为2V时，灯泡两端电压最大达到额定电压，则灯泡的额定电压
则灯泡的额定功率
灯泡的额定功率为1.5W。
以上两种情况，电路最大电流为灯泡的额定电流0.5A，则以上两种情况，电路最大功率
电路最大功率为2.5W。
13.（2022重庆B）如图甲所示电路，电源电压恒定，电流表量程为，小灯泡的额定电压为，其图像如图乙所示，则灯泡正常发光时的功率为_______。当所有开关都闭合，滑片位于变阻器的最右端时，定值电阻两端的电压为，电路的总功率为；只闭合开关时，电流表示数为，两端的电压为；只闭合开关，在保证电路元件都安全的情况下，移动滑片，当电路中电流达到最大时，变阻器的功率为。已知：：，：：。则的最大阻值是_______。
【答案】
【解析】小灯泡正常发光时的电压：，由图乙可知，此时通过小灯泡的电流为，
则小灯泡正常发光时的功率：
；
当所有开关都闭合，滑片位于变阻器的最右端时，定值电阻与滑动变阻器的最大阻值并联，由并联电路的电压特点可知，电源电压，
只闭合开关时，定值电阻与小灯泡串联，电流表测电路中的电流，两端的电压为，电流表示数为，由串联电路的电流特点可知，此时通过小灯泡的电流，由图乙可知，小灯泡两端的电压，
由题意可知，：：，即，
由串联电路的电压特点可知，此时电源电压：
，
因为电源电压不变，所以有，
解得：，即电源电压，
由串联电路的电压特点，此时定值电阻两端的电压：
，
由欧姆定律可知，定值电阻的阻值：
；
只闭合开关时，滑动变阻器与小灯泡串联，
电流表的量程为，小灯泡的额定电流为，根据串联电路的电流特点，在保证电路元件都安全的情况下，电路中最大电流为，此时小灯泡两端的电压为，
由串联电路的电压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压：
，
滑动变阻器的功率：
，
由题意可知，：：，
因此所有开关都闭合，滑片位于变阻器的最右端时，电路的总功率：
，
由可知，此时电路中的总电流：
，
通过的电流：
，
由并联电路的电流特点可知，通过滑动变阻器的电流：
，
因为此时滑片位于变阻器的最右端，滑动变阻器接入电路的电阻最大，所以的最大阻值：
。
14. （2022辽宁鞍山）如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变。电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。当S1闭合、S2断开时，将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中，电流表随电压表示数变化的情况如图乙中的A图象所示。图乙中的B图象为小灯泡的I﹣U图象，小灯泡的额定电压为2.5V。当S2闭合、S1断开时，为保证电路中的各元件都不会损坏，下列说法中正确的是（ ）
A. 电源电压为4.5V
B. 小灯泡的最小功率为0.6W
C. 电路的最大功率为2.7W
D. R2连入电路的阻值范围为4Ω～7.5Ω
【答案】ABD
【解析】A．当S1闭合、S2断开时，此时滑动变阻器R2与电阻R1串联，电压表测量滑动变阻器R2的电压，电流表测量串联电路中的电流，当滑动变阻器R2的滑片移到最右端时，此时电路中只有电阻R1工作，由图乙可知，此时电路电流为，则电源电压等于电阻R1两端的电压，即
当滑动变阻器R2的滑片移到最左端时，此时滑动变阻器R2与电阻R1串联，由图乙可知，此时电路电流为，则滑动变阻器R2两端的电压为3V，电源电压等于电阻R1两端的电压和滑动变阻器R2两端之和，即
由①②解得，
故A正确；
B．当S2闭合、S1断开时，此时滑动变阻器R2与灯泡L串联，滑动变阻器R2的阻值越大，电路电流越小，小灯泡的电功率越小，滑动变阻器R2的阻值越大，R2两端的电压越大，由于电压表的量程为0～3V，所以滑动变阻器R2两端的电压最大为3V，则小灯泡两端的电压为
图乙中的B图象可知，当小灯泡两端的电压为1.5V时，流过小灯泡的电流为0.4A，则小灯泡的最小功率为
故B正确；
C．当S2闭合、S1断开时，此时滑动变阻器R2与灯泡L串联，滑动变阻器R2的阻值越小，电路电流越大，小灯泡的额定电压为2.5V，由图乙中的B图象可知，当小灯泡两端的电压为2.5V时，电流为0.5A，此时电路的最大功率为
故C错误；
D．由C可知，滑动变阻器R2的阻值越小，电路电流越大，小灯泡的额定电压为2.5V，则滑动变阻器R2两端的电压为
串联电路中电流处处相等，所以流过滑动变阻器R2的电流也为0.5A，滑动变阻器R2的最小阻值为
由B可知，当S2闭合、S1断开时，此时滑动变阻器R2与灯泡L串联，由于电压表的量程为0～3V，所以滑动变阻器R2两端的电压最大为3V，则小灯泡两端的电压为1.5V，由乙图可知，当小灯泡两端的电压为1.5V时，流过小灯泡的电流为0.4A，串联电路中电流处处相等，所以流过滑动变阻器R2的电流也为0.4A，滑动变阻器R2的最大阻值为
所以R2连入电路的阻值范围为4Ω～7.5Ω。故D正确。故选ABD。
15. （2022四川重庆）如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6V 0.3A”字样，电流表量程0~0.6A、电压表量程0~3V。在保障电路安全的前提下，只闭合开关S、S1，滑片P位于最右端，小灯泡恰好正常发光，则小灯泡10s内消耗的电能为_______J，再移动滑片P，电流表示数与R2关系如图乙a所示，当断开S1闭合S、S2、S3时，电流表示数与R2的关系如图乙b所示，则I1=_____A（忽略小灯泡电阻变化）。
【答案】 18 0.45
【解析】如图甲所示电路中，只闭合开关S、S1，滑片P位于最右端，电路中只有灯泡L接入电路，此时灯泡正常发光，小灯泡L标有“6V 0.3A”字样，则小灯泡10s内消耗的电能为
由上可知，电路中只有灯泡L接入电路中，此时灯泡正常发光，说明电源电压为
再移动滑片P，小灯泡电阻不变，灯泡L与R2一起串联在电路中，电流表测电路中的电流，此时电压表测量R2两端的电压，其中灯泡电阻为
电流表示数与R2关系如图乙a所示，随着电阻R2增大，电流表示数减小，电压表示数增大，在保障电路安全的前提下，当电压表示数U2最大为3V时，此时利用串联电路电流相等可知
则此时滑动变阻器接入电路的电阻为
当断开S1闭合S、S2、S3时，灯泡L被短路，定值电阻R1与R2并联在电路中，电流表测量干路上的电流，此时当R2电阻为20Ω时，电路中电流最大，在保障电路安全的前提下，此时最大电流为0.6A，其中通过R2电阻的电流为
通过R1的电流为
可以求出定值电阻R1电阻为
如图乙b所示，随着电阻R2增大，电流表示数减小，当滑动变阻器阻值为
此时该支路的电流为
则此时对应干路上的电流
此时图中总电流I1示数为0.45A。
16. （2022广西贺州）贺州市水利资源丰富，小明设计了如图甲所示的水文站测量桂江水位的原理图。电源电压U=3V，定电阻R0=10Ω，滑动变阻器R长20cm，最大阻值20Ω。且滑动变阻器的阻值随滑片P从最上端C位置移动到最下端D位置的过程中均匀变化（滑片P移动过程中摩擦不计）。弹簧下端悬挂一重为50N的物体AB，其底面积为0.01m2、长为0.3m。弹簧伸长量与它受到拉力的关系如图乙所示（不计弹筱质量，连接弹簧两端的绝缘细绳不可伸长）。求：
（1）当物体AB上表面与水面相平时，物体AB受到的浮力大小；
（2）当水面从物体AB的上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面的过程中，弹簧伸长了多少cm?
（3）闭合开关S后，当水面在物体AB上表面时，滑片刚好在滑动变阻器R的最上端C位置，水面从物体AB上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面时，电压表的示数是多少？
【答案】（1）30N；（2）15cm；（3）1V
【解析】（1）当物体AB上表面与水面相平时，物体AB刚好浸没水中，故
物体AB所受浮力
（2）水面与物体AB上表面相平时，弹簧对物体的拉力
水面下降至与物体AB下表面相平时，弹簧对物体的拉力
水面从物体AB上表面逐渐下降至与下表面相平过程中，弹簧拉力变化量
由乙图可知
物体刚好离开水面时
得弹簧伸长的长度
（3）水面从物体AB上表面逐渐下降至下表面相平时，弹簧伸长15cm，即滑片下移15cm，接入电路的电阻变化量
此时滑动变阻器接入电路中的电阻为
R′与R0串联，R′的电流为
电压表的示数为
17. （2022四川南充）某电饭煲内部电路简图如图甲，S为总开关，S1为自动控制开关，当S闭合时为煮饭过程，断开时为保温过程，某同学用仪表测量出了该电饭煲煮饭和保温全过程的电流随时间变化图像如图乙，电饭煲工作电压恒为220V，求
（1）电阻R1的功率P1；
（2）电阻R2的阻值；
（3）煮饭过程中消耗的电能W。
【答案】（1）22W；（2）40Ω；（3）7.392×105J
【解析】（1）电饭煲在保温过程中只有R1工作，由乙图可知保温挡电流为0.1A，则电阻R1的功率为
P1=UI1=220V×0.1A=22W
（2）电饭煲煮饭过程中R1与R2并联在电路中，干路中电流为0.5A，R2的电流为
I2=I-11=5.6A-0.1A=5.5A
电阻R2的阻值
（3）煮饭过程时间t=10min=600s
煮饭过程中消耗的电能W=UIt=220V×5.6A×600s=7.392×105J
答：（1）电阻R1的功率为22W；
（2）电阻R2的阻值为40Ω；
（3）煮饭过程中消耗的电能为7.392×105J。
18. （2022浙江金华）图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压220V，简化的工作电路如图乙，该毛巾架通过智能系统实现加热、保温档自动切换，图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内功率的变化情况。完成下列问题：
（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为多大？
（2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为多少欧？
（3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗多少电能？
【答案】（1）；（2）110Ω；；（3）（或）
【解析】（1）加热状态下通过毛巾架的电流为
（2）由电路图可知，开关S闭合时，电路为R0的简单电路，电热饮水机处于加热状态，
根据可得，R0的阻值
当开关S断开时，R1与R0串联，电热毛巾架处于保温状态，
此时电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R1的阻值
R1=R-R0=605Ω-110Ω=495Ω
（3）该电热水器正常工作30分钟消耗的电能
答：（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为2A；
（2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为10Ω、495Ω；
（3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗3.6×105J电能。
19. 如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P，并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像，如图乙所示。求：
（1）滑动变阻器的最大阻值；
（2）R0的阻值和电源电压；
（3）整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比。
【答案】（1）50Ω；（2）10Ω，12V；（3）
【解析】由甲图可知，R0与R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压。
（1）由乙图可知，当滑片P在b端时，电路中的电流最小，且，，由可知，滑动变阻器的最大阻值为
（2）由乙图可知，当滑片P在某点c处时，电路中的电流，，所以滑动变阻器连入电路的阻值为
当滑片P在b端时，电源电压为
①
当滑片P在c点时，电源电压为
②
由①②两式可得，电阻R0的阻值为
电源电压为
（3）当滑片P在b端时，电路消耗的电功率最小，则
当滑片P在a端时，电路消耗的电功率最大，则
电路消耗的最小电功率与最大电功率之比为
或电路消耗的最小电功率与最大电功率之比为
答：（1）滑动变阻器的最大阻值为50Ω；
（2）R0的阻值为10Ω，电源电压为12V；
（3）整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比为。
20．（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）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。
【解析】（1）灯泡的额定电压为6V，由图乙可知灯泡的额定电流为0.5A，
根据I＝可得，灯泡正常发光时的电阻为：RL＝＝＝12Ω；
（2）当断开开关S1、S3，闭合S2，灯L与变阻器R2串联，电压表测变阻器两端电压，移动滑片，电压表示数为3V时灯泡正常发光，
根据串联电路电压规律可知，电源电压为：
U＝U额+U滑＝6V+3V＝9V，
由图乙可知，当R1两端的电压为U1＝6V时，通过R1的电流为I1＝0.3A，
根据I＝可得，R1的阻值为：R1＝＝＝20Ω，
闭合S1、S2、S3时，灯L被短路，定值电阻R1与变阻器R2并联，电流表测干路电流，
此时通过R1的电流为：I1'＝＝＝0.45A，
因为电流表的量程为0～0.6A，故干路电流最大为I大＝0.6A，
根据并联电路电流规律可知，通过变阻器R2的最大电流为：
I2大＝I大﹣I1'＝0.6A﹣0.45A＝0.15A；
（3）断开S2、S3，闭合S1时，灯L与定值电阻R1串联，
因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，
由图乙可知，当电路中的电流为I＝0.3A时，UL'＝3V，U1'＝6V，
电源电压：U＝UL'+U1'＝3V+6V＝9V，符合题目条件，
所以此时电路的总功率为：P＝UI＝9V×0.3A＝2.7W。
21. （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
22．如图甲所示，是某研究小组设计的一套测量物体重力的模拟装置，OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA：AB=1：4，电源电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A，定值电阻R0的阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随其所受压力F变化的关系如图乙所示。当平板空载时，闭合开关S，电流表的示数为0.2A。（平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计）求：
（1）电源电压；
（2）当电流表示数为0.4A时，物体的重力；
（3）在电路安全的情况下，缓慢增加平板上的物体的重力过程中，当电路消耗功率分别达最大值和最小值时，压力传感器R消耗功率的比值；
（4）当平板上物体重为250N，此时电路不安全，若可移动A点使电路安全，则A点移动的方向和A点移动的最小距离。
【答案】（1）12V；（2）150N；（3）9：5；（4）A点向右移动0.04m
【解析】（1）当平板空载时，闭合开关S，电流表的示数为0.2A，压敏电阻上的压力为零，从图乙可知，此时压敏电阻的阻值为50Ω，定值电阻R0的阻值为10Ω，则总电阻为
电源电压为
（2）当电流表示数为0.4A时，此时的总电阻为
则压敏电阻的阻值为
根据图乙可知，此时压力的大小为30N，根据杠杠平衡原理，物体的重力
（3）根据可知，电源电压不变，当电流最大时，电路消耗功率达到最大值，当电流最小时，电路消耗功率达到最小值，最小的电流即为空载时的电流，此时为0.2A，此时压力传感器R的电阻为50Ω，压力传感器R的消耗功率为
由电流表的量程为0~0.6A，可知，最大电流为0.6A，此时总电阻为
压敏电阻的阻值为
此时压敏电阻的电功率为
则当电路消耗功率分别达最大值和最小值时，压力传感器R消耗功率的比值
（4）当平板上物体重为250N，此时的压敏电阻的压力为
此时电路不安全，故当电流为0.6A，压敏电阻为10Ω，压力为40N时，电路才安全，超过40N，电路不安全， 此时从杠杆分析，变小，力臂OB大小不变，变小，则OA需要变小，故需要将A点右移，此时的为
而原来OA的长为
A点移动的最小距离
23.如图甲所示，电源电压可调，R1､R2为定值电阻，灯泡的额定电压为2.5V，图乙是该灯泡的I-U图像｡闭合开关S，把电源电压调到4V，R2的功率为0.8W｡求∶
(1)通过R2的电流｡
(2)若小灯泡正常发光，则1min内电流在R1上做的功是多少？
(3)现把电源电压调到某一值时，通过R2的电流为0.1A，灯泡与R2两端的电压之比为1∶2，则灯泡的实际功率是多少？
【答案】（1）0.2A；（2）27J；（3）0.2W
【解析】(1)由公式可得，通过R2的电流
(2)由图乙可知，当小灯泡正常发光时，U灯=2.5V，此时I灯=0.30A
R1两端的电压U1=U-U灯=4V-2.5V=1.5V
通过R1的电流，1min内电流在R1上做的功
(3)由公式可得
R2两端的电压
由可得
由图乙可知，当，此时，灯泡的实际功率
相关试卷
中考物理二轮复习重点计算压轴题专题13 电学最值及范围（压轴难题）计算（含解析）： 这是一份中考物理二轮复习重点计算压轴题专题13 电学最值及范围（压轴难题）计算（含解析），共13页。试卷主要包含了5V等内容，欢迎下载使用。
中考物理二轮复习重点计算压轴题专题12 电功率填空题（压轴难题）计算（含解析）： 这是一份中考物理二轮复习重点计算压轴题专题12 电功率填空题（压轴难题）计算（含解析），共12页。试卷主要包含了6×105，4Ω 198V， 如图所示的电路，电源电压恒定等内容，欢迎下载使用。
中考物理二轮复习重点计算压轴题专题11 电功率选择题（压轴难题）计算（含解析）： 这是一份中考物理二轮复习重点计算压轴题专题11 电功率选择题（压轴难题）计算（含解析），共9页。试卷主要包含了6A等内容，欢迎下载使用。
