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人教版物理九年级上第十八章第二节细化知识点同步练习——电功率的计算（4）
一、单选题
1．（2022·襄阳）如图所示，两只灯泡L1和L2上分别标有“8V 4W”和“4V 1W”字样，将它们串联后接在电压可在4~8V之间调节的电源上，闭合开关S，假设两灯的灯丝电阻不随温度变化，则下列说法正确的是（ ）
A．通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
B．在调节电源电压的过程中，灯L1始终比灯L2亮
C．在调节电源电压的过程中，两灯的功率变化量相同
D．当电源电压调节到8V时，两灯都不能正常发光
【答案】C
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】由 可得，两灯泡的电阻分别为
A．两灯泡串联，通过灯L1的电流等于通过灯L2的电流，A不符合题意；
B．在调节电源电压的过程中，由 可知，两灯泡的实际功率相等，两灯泡一样亮，B不符合题意；
C．两灯泡串联，在调节电源电压的过程中，通过两灯泡的电流变化相同，两灯泡电阻相同，由 可知，灯泡功率的变化相同，C符合题意；
D．当电源电压调节到8V时，两灯泡的电阻相同，分得的电压相同，所以两灯泡分得的电压都为4V，所以灯泡L1不能正常发光，灯泡L2正常发光，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据用电器的电压和电功率，计算电阻大小；在串联电路中，电流处处相等；根据电流和电阻，可以计算用电器的电功率。
2．（2022·巴中）如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。图乙中a、b两条曲线是根据图甲电路测得的两个电阻的U-I曲线。由图可知，下列说法正确的是（ ）
A．b曲线表示R1的U-I变化情况
B．电源电压为14V
C．R1消耗的最大功率为3.2W
D．滑动变阻器滑片P向左滑动时，电压表V2和电流表A示数的比值变大
【答案】C
【知识点】串联电路的电压规律；电功率的计算
【解析】【解答】A．图乙中，观察图线a，电压和电流成正比，由 分析可知，图线a表示的电阻恒定，为定值电阻，所以a曲线表示定值电阻R1的U-I变化情况，b曲线表示滑动变阻器R2的U-I变化情况，A不符合题意；
B．当滑动变阻器R2接入电路的阻值为0时，滑动变阻器R2两端的电压为0，由图乙可知，此时电路电流为0.4A，定值电阻R1两端的电压为8V，即电源电压为8V，B不符合题意；
C．当滑动变阻器R2接入电路的阻值为0时，电路电流最大，为0.4A，定值电阻R1两端的电压为8V，此时R1消耗的功率为最大功率，即
C符合题意；
D．滑动变阻器滑片P向左滑动时，滑动变阻器R2接入电路的阻值减小，电路电流增大；电压表V2和电流表A示数的比值为R2接入电路的阻值，所以电压表V2和电流表A示数的比值也减小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】在串联电路中，电阻变大，分压变大，其他位置分压减小，电流减小；根据电压和电流的乘积计算电功率；根据各用电器的分压和计算总电压。
3．（2022·六盘水）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从b端移动到a端的过程中，电流表与电压表示数变化关系如图乙所示。已知小灯泡L正常发光时滑片位于a端，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为4V
B．电路消耗的最小电功率为1.2W
C．小灯泡L正常发光时电阻为2.5Ω
D．滑片在b端时L与R两端电压之比为2∶1
【答案】B
【知识点】串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】A．由图可知，小灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测量小灯泡两端的电压；闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P在a端时，电路中只有小灯泡L工作，此时电路中的电流最大为I最大＝0.6A，由图乙可知，电压表示数为3V，即电源电压为3V，A不符合题意；
B．当滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中的总电阻最大，根据欧姆定律可知，电路中的电流最小，由图乙可知，最小电流I最小＝0.4A，电路消耗的最小电功率为P最小＝UI最小＝3V×0.4A＝1.2W
B符合题意；
C．小灯泡L正常发光时滑片位于a端，此时通过小灯泡的电流为IL＝I大＝0.6A
小灯泡两端的电压UL＝U＝3V
根据欧姆定律可知，小灯泡L正常发光时电阻为
C不符合题意；
D．当滑动变阻器的滑片P在b端时，电路中的电流最小，由图乙可知，小灯泡两端的电压，根据串联电压的特点可知，R两端的电压为
所以，滑片在b端时灯L与R两端电压之比为
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电压表连接在电源两端时，测量电源电压；根据电压和电流的乘积，计算电功率；根据电压和电流的比值， 计算电阻；根据串联电路分压规律，结合已知的电压，计算电压比值。
4．（2022·贵港）如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像，下列选项对图像信息判断错误的是（ ）
A．甲是一个定值电阻，阻值为5Ω
B．当乙两端的电压为2.5V时，其阻值为5Ω
C．将甲和乙串联，若电路中电流为0.3A．则电路的总功率为0.6W
D．将甲和乙并联，若电源电压为1V，则干路中的电流为0.3A
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】A．从图中可以看出甲电阻的电流随着电压增大而增大，并且成正比例关系，故可判断甲是一个定值电阻，阻值为
A正确，不符合题意；
B．当乙两端的电压为2.5V时，由表可知其电流为0.5A，故由欧姆定律可得其阻值为5Ω，B正确，不符合题意；
C．将甲和乙串联，若电路中电流为0.3A，从表中可得此时乙电阻电流为0.3A时，其两端电压为0.5V，甲电阻两端电压为1.5V，故总的电压为2V，由功率公式
C正确，不符合题意；
D．将甲和乙并联，若电源电压为1V，根据图表可知此时通过乙电阻的电流为0.4A，通过甲电阻的电流为0.2A，故干路中电流应该为0.6A，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据电压和电流的比值，计算电阻；利用电压和电流的乘积计算电功率；在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。
二、填空题
5．（2021九上·勃利期末）甲灯泡上标有“220V，100W”字样，乙灯泡上标有“220V，40W”字样，把甲、乙两灯串联后接在220V的电路中， 灯较亮；此时甲、乙两灯实际功率之比是 。
【答案】乙；2∶5
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】由P=UI， 可得： ，则甲、乙灯泡的电阻
串联后电流相等，由P=I2R可知，电阻越大，实际功率越大，灯越亮，所以乙灯亮。
两灯泡的电阻之比
两个灯泡串联接在220V的电路中时，因为串联电路中各处的电流相等，所以由P=I2R可得，灯消耗的功率之比
【分析】根据用电器的电压和电功率，计算用电器的电阻；在串联电路中电流相等，电阻越大，电功率越大；在串联电路中，电功率的比值等于电阻比。
6．（2021九上·通榆期末）如图所示，A灯标有“12V 12W”字样，B灯标有“6V 12W”字样。闭合开关，其中一盏灯恰好正常发光，此时电压表的示数是 V，B灯的实际功率为 W。
【答案】15；3
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】根据P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为
根据欧姆定律可得，两灯泡的电阻分别为
因串联电路中各处的电流相等，且其中一盏灯恰好正常发光，所以，电路中的电流I＝IA＝1A
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和所以，电压表的示数U＝I（RA+RB）＝1A×（12Ω+3Ω）＝15V
此时B灯的实际功率PˊB＝I2RB＝（1A）2×3Ω＝3W
【分析】利用电功率和电压的比值， 计算电流；利用电压和电流的比值， 计算电阻；利用串联电路电流规律判断电流大小，利用电流和电阻的乘积，计算电压。
7．（2021九上·瑶海期末）两个灯泡L1（6V 3W）与L2（4V 4W）串联接在电路中，为了保证电路安全，电源电压最大为 V（温度对灯泡电阻的影响忽略不计）。
【答案】8
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率与电压、电流的关系
【解析】【解答】L1的额定电压为6V，额定功率为3W，可计算得额定电流为
电阻为
L2的额定电压为4V，额定功率为4W，可计算得额定电流为
电阻为
两灯串联接在电路中，允许的最大电流为
电源电压最大为
【分析】两只小灯泡串联后接在电路中使用时，为了使电路安全使用，串联电路的最大电流只能取两个额定电流中最小的一个，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端允许加的最大电压。
8．（2021九上·泗阳期末）如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置，电流表示数与两电压表示数的关系如图乙所示。则电源电压为 V，灯正常发光的电流 ，灯的额定功率 W。
【答案】4.5；0.3；1.05
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【解答】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测L两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中的电流。当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，由串联分压可知滑动变阻器分得的电压最大，由串联电路电压的规律可知灯泡两端的电压最小，因此根据图乙可知，此时电路电流为0.1A，灯泡两端电压为0.5V，滑动变阻器两端电压为4V；因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电源电压U=UL1+U滑=0.5V+4V=4.5V
根据题意可知，当电流表示数最大时，灯泡正常发光，由图乙可知，此时电路电流为0.3A，灯正常发光的电流是0.3A，滑动变阻器两端电压为1V，因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以灯泡的额定电压UL=U-U滑′=4.5V-1V=3.5V
灯泡的额定功率PL=ULImax=3.5V×0.3A=1.05W
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象，当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，滑动变阻器分得的电压最大，根据图象可知电压表V1和电压表V2的示数，根据P=UI求出灯泡的功率，根据串联电路电压规律求出电源电压；当电流表示数最大时，灯泡正常发光，根据图象读出电压表V2的示数，再根据串联电路电压规律求出灯泡两端电压，利用P=UI求出灯泡的额定功率，并进一步求出灯泡功率的变化量。
9．（2021九上·吉林期末）有两个灯泡L1“10V 5W”和L2“6V 4W”，将它们串联时，电路两端允许加的最大电压为 V，较亮的灯是 。（灯丝电阻不变）
【答案】14.5；L1
【知识点】串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】L1正常工作时的电流
L2正常工作时的电流
L2的电阻为
因为串联电路各处电流都相等，将它们串联时，因为0.67A>0.5A，所以电路允许通过的最大电流为0.5A，此时L1正常工作，电压为10V；L2两端的电压U2ˊ=I1R2=0.5A×9Ω=4.5V
电路两端的最大电压为U=U1+U2ˊ=10V+4.5V=14.5V
灯泡L1正常工作，实际功率为5W；L2的实际功率P2ˊ= U2ˊI1=4.5V×0.5A=2.25W
5W>2.25W
较亮的是L1。
【分析】根据用电器的电压和电功率计算电流和电阻，利用串联电路的最大电流和总电阻的乘积，计算最大电源电压；根据电压和电流的乘积，计算电功率。
10．（2022九下·揭西月考）现有两个分别标有“6V 6W”和“3V 6W”的灯泡L1和L2（灯丝电阻不变）在保证电路安全的前提下；将它们并联后接在某一电源上，使其中一只灯泡正常发光，干路允许通过的最大电流是 A。将它们串联后接在某一电源上，使其中一只灯泡正常发光，则电源电压是 V，此时L1与L2的功率之比是 。
【答案】2.5；7.5；4∶1
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】两个分别标有“6V 6W”和“3V 6W”的灯泡L1和L2并联后接在某一电源上，使其中一只灯泡正常发光，则根据并联电路的电压特点可知灯泡L2正常发光，电源电压为3V。此时通过灯泡L2的电流为
灯泡L1的电阻为
由欧姆定律知，此时通过灯泡L1的电流为
干路允许通过的最大电流是I干=I2+I1实=2A+0.5A=2.5A
灯泡L2的电阻为
由串联电路分压原理可知，将灯泡L1和L2串联后接在某一电源上，使其中一只灯泡正常发光，这个灯泡为L1，又因为串联电路电流处处都相等，此时电路中的电流为
灯泡L2两端的实际电压为U2实=IR2=1A×1.5Ω=1.5V
此时的电源电压为U电=U1+U2实=6V+1.5V=7.5V
灯泡L2的实际功率为P2实=IU2实=1A×1.5V=1.5W
因灯泡L1正常发光，所以功率为6W，则此时L1与L2的功率之比是
【分析】首先根据P=UI求出灯泡的额定电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻。
要将它们并联后接在某一电源上，由于并联电路中各支路两端的电压相等，所以并联电路两端的电压应为灯泡额定电压比较小的为准；然后根据欧姆定律和并联电路的电流特点求出干路允许通过的最大电流；由于串联电路中的电流相等，所以串联时电路中的最大电流为灯泡的额定电流最小的为准，然后根据欧姆定律和串联电路电压的规律算出电源电压；根据串联电路中的电流相等的特点和P=I2R算出L1与L2的功率之比。
三、计算题
11．（2022九下·月考）如图所示，R1=25Ω，小灯泡L的规格为“2.5V 0.5A”，电源电压保持不变，灯丝电阻不随温度改变。
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光，求电源电压；
（3）S1、S2都闭合时，电流表示数变为0.9A，求R2的阻值；
（4）此电路功率的最大值。
【答案】（1）
（2）S1、S2都断开时，L与R1串联，小灯泡正常发光，电路电流I=I灯=I额=0.5A
U总=IR总=I（R1+R灯)=0.5A×（25Ω+5Ω)=15V
（3）S1、S2都闭合时，R1与R2并联，电流表A测干路电流I并，此时U1=U2=U=15V
（4）当S1、S2都闭合时，R1与R2并联，电路的电功率最大
P大=UI大=15V×0.9A=13.5W
【知识点】欧姆定律及其应用；额定电压；额定功率
【解析】【分析】（1）根据灯泡铭牌计算小灯泡正常发光时的电阻；
(2)S1、S2都断开时，L与R1串联，小灯泡正常发光，电路总电阻等于灯泡和R1电阻之和，U总=IR总即可求电源电压；
（3） S1、S2都闭合时，R1与R2并联，R1、R2两端电压相等，等于电源电压，电流表A测干路电流由干路电流等于各支路电流之和求出通过R2的电流，由欧姆定律可求出R2的阻值；
（4）电路中电流最大时，电路总功率最大，即R1与R2并联，电路中总电阻最小，电流最大，电路的电功率最大。
12．（2022九下·鄂州月考）如图所示，电源电压恒为12V，小灯泡上标有“6V 3.6W”字样且灯丝电阻保持不变，当只闭合开关S、S1时，小灯泡正常发光；当所有开关都闭合，且滑动变阻器的滑片滑到最右端时，电流表A的示数是1.8A。求：
（1）定值电阻R1的阻值多大？
（2）滑动变阻器R2的最大阻值多大？
（3）通过不同开关的闭合、断开的变化，小灯泡通电时消耗的最小电功率是多少？（不能为0）
【答案】（1）解：由图可知，只闭合S、S1时，L与R1串联，小灯泡正常发光；因串联电路处处电流相等，所以由P=UI可得，电路中电流
因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和，所以R1两端电压U1=U-UL=12V-6V=6V由 可得，R1的阻值
答：定值电阻R1的阻值为10Ω；
（2）解：由图可知，当所有开关都闭合时，R1和R2并联，电流表测干路电流，且滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，通过R1的电流
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流I2=I-I1=1.8A-1.2A=0.6A
则R2的最大阻值
答：滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω；
（3）解：R1电路中的最小电流
所以灯泡消耗的最小功率P=I最小2RL=(0.4A)2×10Ω=1.6W
答：小灯泡通电时消耗的最小电功率是1.6W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）利用电功率和电压的比值， 计算电流；根据电压和电流的比值， 计算电阻；
（2）利用电压和电阻的比值， 计算电流；利用电压和电流的比值， 计算电阻大小；
（3）利用电压和电流的比值， 计算电阻；利用总电压和总电阻计算电流。
13．（2021九上·高要期末）如图甲所示电路，电源两端电压U=7V不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器．当开关S闭合后，改变滑动变阻器接入电路的电阻，其电流与电压的关系如图乙所示．求：
（1）滑动变阻器R2接入电路的最大阻值；
（2）定值电阻R1的电阻值；
（3）电路消耗电功率的最大值．
【答案】（1）解：由电路图知道，当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值R2 与电阻R1 串联，电压表测R2 两端的电压，此时电路中的电流最小；由乙图可知，U2 =6V，I最小=0.1A，所以变阻器R2 接入电路的最大阻值：R2大 =U2/I最小=6V/0.1A=60Ω；
答：滑动变阻器R2接入电路的最大阻值60Ω；
（2）解：当滑片位于最左端时，电路为R1 的简单电路，此时电路中的电流最大，由乙图可知I最大=0.7A，此时R1 两端的电压U1 =U=7V，由I=U/R可得，R1 的阻值为：R1 =U1/I最大=7V/0.7A=10Ω；
答：定值电阻R1的电阻值10Ω；
（3）解：当滑动变阻器接入电路的电阻为0Ω时，电流最大，电路消耗的总功率最大，则电路消耗的最大总功率：P最大=UI最大=7V×0.7A=4.9W．
答：电路消耗电功率的最大值4.9W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【分析】（1）理清元件的连接方式及电表的测量对象，当滑片位于最右端时，此时电路中的电流最小，由乙图读出两电表的示数，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，利用欧姆定律求出R2的最大阻值。
（2）当滑片位于最左端时，此时电路中的电流最大，由乙图找出最大电流，此时R1两端的电压等于电源电压，利用欧姆定律可求出定值电阻的阻值。
（3）电流最大时，电路消耗的总功率最大，利用P=UI求出电路消耗的最大功率。
14．（2021九上·富川期末）如图所示，电源电压为9V保持不变，小灯泡标有“6V 3W”，其电阻不随温度变化，滑动变阻器的最大阻值为24Ω，电流表的量程为0～3A．当开关S1、S2断开，S3闭合时，小灯泡恰能正常发光。求：
（1）R1的阻值为多少？
（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，要保护电路各元件安全，R2的最小阻值是多少？
（3）分析开关和滑动变阻器的各种变化情况，这个电路工作时消耗的最小功率是多少？
【答案】（1）解：当开关S1、S2断开，S3闭合时，R1与L串联，电路中电流为
R1两端电压为
R1的阻值
答：R1的阻值为6Ω。
（2）解：当开关S1、S2、S3都闭合时，R1与R2并联，干路中最大电流为电流表的最大测量值3A，R1中的电流
R2中的最大电流为
R2的最小阻值为
答：R2的最小阻值为6Ω
（3）解：根据可知，若要使电路消耗的功率最小，则电路的总电阻最大。因R2最大＞R1，故应闭合S1，断开S2和S3，且滑动变阻器滑片位于最左端时，电路的总电阻最大，消耗的总功率最小。
灯泡的电阻为
电路消耗的最小功率为
答：电路消耗的最小功率为2.25W。
【知识点】并联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）利用用电器的电功率和电压的比值， 计算电流；根据串联电路电压规律计算分压，利用电压和电路的比值， 计算电阻；
（2）根据电压和电阻的比值，计算电流，结合并联电路电流规律，计算支路电流，根据电压和电流的比值，计算电阻；
（3）根据用电器的电压和电功率，计算用电器的电阻；根据电压和总电阻，计算电路的总电功率。
15．（2021九上·蜀山期末）小华同学在学习了电功率的相关知识后查看了家里的电热水壶，发现其铭牌标识已经模糊不清。他借助电能表来测量该电热水壶的功率，电能表表盘上标有“1600imp/kW·h”的字样，表示每用电1kW·h指示灯闪烁1600次。测量过程中他关闭了家中的其他所有用电器，只让该热水器接入电路中，通电6min测量到电能表的指示灯闪烁了160次，热水壶中1kg 初温为20℃的水温度升高到70℃。求：
（1）该电热水壶的实际功率；
（2）该电热水壶的效率。
【答案】（1）解：通电6min测量到电能表的指示灯闪烁了160次，6min消耗的电能为
该电热水壶的实际功率
答：该电热水壶的实际功率为1000W；
（2）解：热水壶中1kg 初温为20℃的水温度升高到70℃，水吸收的热量为
该电热水壶的效率
答：该电热水壶的效率为。
【知识点】电能表参数的理解；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）结合电能表的参数求指示灯闪烁了160次消耗的电能，再利用公式P=计算电功率。
（2）利用Q=cm△t计算水吸收的热量，再利用计算该电热水壶的效率。
16．（2021九上·深圳期末）如图所示电路中定值电阻R1＝10Ω，R2为滑动变阻器，电源电压保持不变。闭合开关，当滑片P在a端时，电流表示数为0.3A。滑片P在b端时电压表的示数为2V。求：
（1）电源电压；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）整个电路的最小电功率。
【答案】（1）解：当滑动变阻器的滑片在a端时，只有电阻R1接入电路，故电源电压
答：电源电压为3V；
（2）解：当滑片在b端时，电阻R1和变阻器最大阻值R2串联在电路中，此时电压表测量变阻器R2两端的电压，故加在电阻R1两端的电压
通过电路的电流
变阻器最大的阻值
答：滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω；
（3）解：闭合开关，当滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，总电阻最大，根据欧姆定律可知，电路中的电流最小，电源电压不变，根据可知电路总功率最小，即
答：整个电路的最小电功率为0.3W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【分析】（1）当滑片在a端时，电路中只有电阻R1；根据公式U=IR可求电阻R1两端的电压；即为电源电压。
（2）滑片在b端时，滑动变阻器接入电路电阻最大；电阻R1与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量总电流；根据串联电压的规律可求电阻R1两端的电压，根据欧姆定律求出电路电流，进一步求出滑动变阻器的最大阻值。
（3）闭合开关，当滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，总电阻最大，根据欧姆定律可知，电路中的电流最小，电源电压不变，根据P=UI可知电路总功率最小，并得出最小总功率。
17．（2021九上·成华期末）如图所示，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，R1=20Ω，滑动变阻器R3标有“20Ω 0.5A”字样，只闭合开关S1，电流表的示数为0.9A；同时闭合开关S1、S2、S3，电流表的示数变为1.5A。求：
（1）电源电压为多少？
（2）定值电阻R2的阻值？
（3）只闭合开关S3，在电路安全情况下，当电路总功率最大时，滑动变阻器R3在20s内消耗的电能？
【答案】（1）解：由电路图可知，当只闭合开关S1，电路中仅有R1，则电源电压为
答：电源电压为18V；
（2）解：由电路图可知，同时闭合S1、S2、S3时，电路中有R1、R2并联接入电路，通过R1的电流依然为0.9A，此时电流表测干路电流，由并联电路的电流规律可知，流过电阻R2的电流为I2=I-I1=1.5A-0.9A=0.6A
故由欧姆定律可得，电阻R2的阻值为
答：定值电阻R2的阻值为30Ω；
（3）解：由电路图可知，只闭合开关S3，R1、R3串联接入电路，因为滑动变阻器允许最大电流为0.5A，电源电压不变，所以由P=UI可知，当最大电流为0.5A时，总功率最大，此时滑动变阻器两端电压为
则滑动变阻器R3在20s内消耗的电能为
答：滑动变阻器R3在20s内消耗的电能为80J。
【知识点】并联电路的电流规律；欧姆定律及其应用；电功率与电能、时间的关系
【解析】【分析】（1）由题意知， 当只闭合开关S1，电路中仅有R1 ，而 R1 两端电压等于电源电压，则由算出U=IR1电源电压大小；（2） 同时闭合S1、S2、S3 时， 电路中R1、R2并联 ，由两次电流表的示数可以求出流过电阻R2的电流 ，根据公式R=求出电阻R2的电阻。（3）只闭合开关S3 ， R1、R3串联接入电路，根据滑动变阻器允许最大电流值，和电源电压，R1的电阻，可以由公式求出滑动变阻器两端电压，最后根据求出消耗的电能。
18．（2022九下·海安月考）如图所示，是标有“”字样的小灯泡，是定值电阻．断开开关，闭合开关和，灯泡正常发光，电流表的示数为．则：
（1）灯泡正常发光时，内灯泡消耗的电能．
（2）定值电阻的阻值．
（3）断开开关和，闭合开关，要使灯泡仍正常发光，电源电压应增加到多大？此时电路中消耗的总功率为多大？
【答案】（1）解：灯泡正常发光时的功率等于其额定功率，由于小灯泡标有“”字样，所以，，当灯泡正常工作时间是t=1min=60s时，
灯泡消耗的电能是：；
（2）解：由电路图知道，当断开开关S2，闭合开关S1和S3时，定值电阻R与灯泡L并联，
由此时于灯泡正常发光时，所以，由并联电路电压规律知道，
电源电压是：，
由知道，通过灯泡的电流是：，
由并联电路电流规律知道，通过定值电阻的电流是：，
所以，定值电阻R的阻值是： ；
（3）解：由电路图知道，当断开开关S1 和S3，闭合开关S2时，定值电阻R和灯泡L串联，
由知道，灯泡L的电阻是：，
由串联电路电阻规律知道，电路总电阻是：，
由于灯泡正常发光，此时电路中的电流是：
由知道，此时的电源电压是：，
此时电路中消耗的总功率：
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）结合小灯泡的铭牌，根据W=Pt求出灯泡消耗的电能。
（2）理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象，根据并联电路电压和电流规律、电功率公式及欧姆定律求出定值电阻R的阻值。
（3）根据、串联电路电阻规律及欧姆定律求出应增加到的电源电压；根据P=UI求出此时电路中消耗的总功率。
19．（2022九下·覃塘月考）如图甲所示，灯泡L标有"6V 3W"的字样，电源电压及灯丝电阻保持不变，滑动变阻器最大阻值为 100Ω，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0-15V。只闭合开关S、S2，移动滑片P的过程中，电流表示数与滑动变阻器连入电路的阻值变化关系如图乙所示，当滑片P在某一位置时，电流表的示数为I1，电压表示数为3V；只闭合开关S、S1，滑片P移动到另一位置时，电流表示数比I1减小了0.2A，滑动变阻器连入电路的阻值是定值电阻R0阻值的 8/5倍，求∶
（1）灯泡正常工作时的电阻；
（2）电流表示数I1
（3）电源电压；
（4）只闭合开关S、S1，在保证电流表、电压表和灯泡都安全的情况下，求滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围。
【答案】（1）灯泡正常工作时的电阻为
（2）只闭合开关S、S2， R和R0串联，电压表和R并联，由图像可知电流表的示数为I1时，滑动变阻器为6Ω，此时电压表示数为3V，则滑动变阻器两端电压为3V，所以电路中电流为
（3）只闭合开关S、S1，R和灯L串联，电流表示数比I1减小了0.2A，
此时电流为
由串联电路电压规律可知
只闭合开关S、S2， R和R0串联，由串联电路电压规律可知
代入数据解得R0=30Ω，U=18V；
（4）只闭合开关S、S1，R和灯L串联，灯泡允许通过的最大电流为， 电流表的量程为0~0.6A， 所以电路中最大电流为0.5A，电路的最小电阻为，滑动变阻器的最小值为；
电压表的量程为0-15V。当电压表示数为15V时，滑动变阻器阻值最大，由串联电路电压规律可知此时灯泡两端电压为 ，
所以电路中最小电流为
滑动变阻器阻值最大为
所以滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围是 24~60Ω。
【知识点】串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算；额定功率
【解析】【分析】（1）考查灯泡铭牌的含义；
（2）只闭合开关S、S2， R和R0串联，电压表和R并联，电压表示数和电流表示数之比等于电路中电流；
（3） 只闭合开关S、S1，R和灯L串联，求出此时电路中电流，由串联电路电压规律列出方程，只闭合开关S、S2， R和R0串联，由串联电路电压规律可知列出方程，联立求解R0和电源电压；
（4）只闭合开关S、S1，R和灯L串联，由灯泡额定电流和电流表量程确定最大电流，由欧姆定律求最小电阻，由电压表的量程和灯泡额定电压确定最小电流，由欧姆定律求最大电阻。
20．（2021九上·崇左期末）如图甲，电源电压可调，滑动变阻器R标有“1 A”字样，电流表量程0~3A，小灯泡L1、L2的额定电压均为6 V，其电流与电压的关系如图乙。求：
（1）L1正常发光时的电流；
（2）L2正常发光时的电阻；
（3）只闭合开关S1、滑动变阻器滑片P滑至中点时，小灯泡正常发光，此时滑动变阻器的电功率为3.2 W，滑动变阻器的最大电阻是多少？
（4）若不清楚各开关的闭合或断开状态，滑动变阻器滑片P的移动范围为2 Ω至最大阻值处，现移动滑片P同时调节电源电压，使两个小灯泡均发光，且其中一个小灯泡正常发光，各元件均安全工作，则电路总电功率的变化范围是多少？
【答案】（1）解：L1的额定电压为6V，由图乙可直接得到L1正常发光时通过的电流为1.2A。
答：L1正常发光时的电流为1.2A；
（2）解：L2的额定电压为6V，由图乙知，L2正常工作时通过的电流为0.8A，则此时L2的阻值
答：L2正常发光时的电阻为7.5Ω；
（3）解：若只闭合开关S1，滑动变阻器和灯泡L2串联，小灯泡L2正常发光，由图乙可知L2的电流为0.8 A，通过变阻器R的电流也是0.8 A，此时滑动变阻器连入的电阻
变阻器的最大阻值R = 2R半 = 2 × 5 Ω = 10 Ω
答：滑动变阻器的最大电阻为10Ω；
（4）解：当开关S1、S2闭合，S3断开时，L1、L2先并联，再与变阻器串联，则两灯泡均正常发光时，干路电流为I = I1 + I2 = 1.2 A + 0.8 A = 2 A
此时的电流大于变阻器允许通过的最大电流，不能保证变阻器安全，不符合题意。因此应该只闭合S3，让两个灯泡及滑动变阻器串联，由图乙可知L1的额定电流大于L2的额定电流，只能让L2正常发光，此时电路中的电流为0.8 A。由图乙可知，L1两端电压为2 V，当变阻器接入电阻为2 Ω时，电源电压U = U2 + UR + U1 = 6 V + 0.8 A × 2 Ω + 2 V = 9.6 V
对应电路总电功率P = UI2 = 9.6 V × 0.8 A = 7.68 W
当变阻器接入电阻为10 Ω时，电路电流为0.8A，由图乙可知，L1两端电压为2V，电源电压U′= U2+ UR ′+ U1= 6 V + 0.8 A × 10 Ω + 2 V = 16 V
对应电路总电功率P′ = U′I2= 16 V × 0.8 A = 12.8 W
即：电路总电功率的变化范围为7.68 W~12.8 W。
答：电路总电功率的变化范围为7.68W~12.8W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据图乙读出灯泡L1正常发光时通过L1的电流。
（2）由图乙可知，当灯泡L2正常发光时，L2两端的电压和通过L2的电流，由欧姆定律求出L2正常发光时的电阻。
（3）理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象，根据灯泡L2正常发光时的电流和串联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流，根据P=I2R求出变阻器连入电路中的电阻，从而得出滑动变阻器的最大阻值，
（4）由题意可知，两个小灯泡均发光且有小灯泡正常发光，分析电路结构可知，满足该条件可能有两种情况：
①根据并联电路的电压特点可知，两灯均可正常发光，根据并联电路的特点计算出干路电流，将干路电流与滑动变阻器允许通过的最大电流进行比较，判断当前情况的可行性；
②由串联电路的电流特点可知，电路中的电流I=IL2=0.8A；由图象可知，当电流为0.8A时的L1两端的电压，根据欧姆定律求出此时L1的电阻；根据滑动变阻器滑片P的移动范围为2Ω至最大阻值处，和串联电路的电阻特点分别求出电路的最小和最大电阻，根据P=I2R分别得出电路的最小和最大功率。
21．（2021九上·岑溪期末）如图所示电路，电源电压保持12 V不变，灯泡L的电阻为50 Ω，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。求：（不考虑温度对灯丝电阻的影响）
（1）当S1、S2闭合时，通过灯泡L的电流；
（2）只闭合开关S1，将滑动变阻器滑片P移动到中点时，电流表示数为0.2 A，则电压表的示数；
（3）在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率。
【答案】（1）解：S1、S2闭合时，R被短路，只有小灯泡接入电路，通过小灯泡的电流
答：通过灯泡L的电流为0.24 A；
（2）解：只闭合开关S1时，小灯泡与滑动变阻器R串联，小灯泡两端的电压为UL＝I1RL＝0.2A×50Ω＝10V
电压表的示数为UR＝U－UL＝12V－10V＝2V
答：电压表的示数为2 V；
（3）解：滑动变阻器的最大阻值
电路中的电流
滑动变阻器两端的电压
因为电压表测量R两端的电压，量程为0～3V，3.4V＞3V，所以电压表不安全；在保证电路安全的条件下，当电压表的示数为3V时，电路消耗的功率最小，即滑动变阻器R两端的电压Umax＝3V，通过灯泡的电流
在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率为P小＝UI3＝12V×0.18A＝2.16W
答：电路消耗的最小功率为2.16 W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【分析】（1）理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象，根据欧姆定律的变形式可计算通过灯泡L的电流。
（2）将滑动变阻器滑片P移动到中点时，知道电路中的电流，根据欧姆定律变形式可计算灯泡的电压，根据串联电路的电压特点得出滑动变阻器的电压，即为电压表的示数。
（3）电源电压不变，根据P=UI=可知，电路中总电阻最大，电流最小时，电路消耗的功率最小。根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知，当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入的电阻最大，
此时电路消耗的功率最小，根据串联电路的电压特点得出灯泡的电压，根据欧姆定律得出电路中的电流值，已知电源电压，根据P=UI可得出电路消耗的最小功率。
22．（2021九上·南岸期末）如图所示，电源电压不变，定值电阻R0=30Ω，电流表量程为0~3A，小灯泡L标有“6V 3W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了24Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡正常工作5min消耗的电能；
（2）电源电压；
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的功率变化范围。
【答案】（1）解：小灯泡L标有“6V 3W”字样，小灯泡正常工作5min消耗的电能W=Pt=3W×5×60s=900J
答：小灯泡正常工作一分钟消耗的电能为900J；
（2）解：当开关S闭合，S1、S2断开，R与L串联，滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时通过电路的电流最小为I1，滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了24Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光，此时通过电路的电流为I2，则
I1=I2-ΔI=0.5A-0.2A=0.3A
灯泡的电阻
串联电路总电阻等于各分电阻之和，由欧姆定律可得电源电压U=I1(R+RL)=0.3A×(R+12Ω)------①
U=I2(R-24Ω+RL)=0.5A×(R-24Ω+12Ω）------②
①②两式联立解得R=48Ω，U=18V
答：电源电压是18V；
（3）解：当开关S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器R和定值电阻R0并联接入电路，灯泡被短路，并联电路各支路两端电压相等，等于电源电压，通过定值电阻R0的电流
并联电路干路电流等于各支路电流之和，电流表测干路电流，电流表量程为0~3A，当电流表示数达到最大时，通过滑动变阻器的电流最大，则通过滑动变阻器的最大电流I′=I-I0=3A-0.6A=2.4A
滑动变阻器的最大功率为P最大=UI′=18V×2.4A=43.2W
当滑动变阻器阻值最大时，通过的电流最小，此时滑动变阻器的电功率最小，则最小功率为
在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的功率变化范围为6.75W~43.2W。
答：在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的功率变化范围为6.75W~43.2W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【分析】（1）理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象，根据W=Pt计算小灯泡正常工作5分钟消耗的电能.
（2）变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了24Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光，此时通过电路的电流为I2，根据电功率公式的变形计算灯泡正常发光时通过电路的电流，进一步计算滑动变阻器的滑片P在b端时通过电路的电流，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律表示电源电压，列出方程可得电源电压。
（3）根据欧姆定律计算通过定值电阻的电流，根据并联电流规律计算电流表示数最大时通过滑动变阻器的电流，此时通过滑动变阻器的电流最大，根据电功率公式计算滑动变阻器的最大功率。
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人教版物理九年级上第十八章第二节细化知识点同步练习——电功率的计算（4）
一、单选题
1．（2022·襄阳）如图所示，两只灯泡L1和L2上分别标有“8V 4W”和“4V 1W”字样，将它们串联后接在电压可在4~8V之间调节的电源上，闭合开关S，假设两灯的灯丝电阻不随温度变化，则下列说法正确的是（ ）
A．通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
B．在调节电源电压的过程中，灯L1始终比灯L2亮
C．在调节电源电压的过程中，两灯的功率变化量相同
D．当电源电压调节到8V时，两灯都不能正常发光
2．（2022·巴中）如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。图乙中a、b两条曲线是根据图甲电路测得的两个电阻的U-I曲线。由图可知，下列说法正确的是（ ）
A．b曲线表示R1的U-I变化情况
B．电源电压为14V
C．R1消耗的最大功率为3.2W
D．滑动变阻器滑片P向左滑动时，电压表V2和电流表A示数的比值变大
3．（2022·六盘水）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从b端移动到a端的过程中，电流表与电压表示数变化关系如图乙所示。已知小灯泡L正常发光时滑片位于a端，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为4V
B．电路消耗的最小电功率为1.2W
C．小灯泡L正常发光时电阻为2.5Ω
D．滑片在b端时L与R两端电压之比为2∶1
4．（2022·贵港）如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像，下列选项对图像信息判断错误的是（ ）
A．甲是一个定值电阻，阻值为5Ω
B．当乙两端的电压为2.5V时，其阻值为5Ω
C．将甲和乙串联，若电路中电流为0.3A．则电路的总功率为0.6W
D．将甲和乙并联，若电源电压为1V，则干路中的电流为0.3A
二、填空题
5．（2021九上·勃利期末）甲灯泡上标有“220V，100W”字样，乙灯泡上标有“220V，40W”字样，把甲、乙两灯串联后接在220V的电路中， 灯较亮；此时甲、乙两灯实际功率之比是 。
6．（2021九上·通榆期末）如图所示，A灯标有“12V 12W”字样，B灯标有“6V 12W”字样。闭合开关，其中一盏灯恰好正常发光，此时电压表的示数是 V，B灯的实际功率为 W。
7．（2021九上·瑶海期末）两个灯泡L1（6V 3W）与L2（4V 4W）串联接在电路中，为了保证电路安全，电源电压最大为 V（温度对灯泡电阻的影响忽略不计）。
8．（2021九上·泗阳期末）如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置，电流表示数与两电压表示数的关系如图乙所示。则电源电压为 V，灯正常发光的电流 ，灯的额定功率 W。
9．（2021九上·吉林期末）有两个灯泡L1“10V 5W”和L2“6V 4W”，将它们串联时，电路两端允许加的最大电压为 V，较亮的灯是 。（灯丝电阻不变）
10．（2022九下·揭西月考）现有两个分别标有“6V 6W”和“3V 6W”的灯泡L1和L2（灯丝电阻不变）在保证电路安全的前提下；将它们并联后接在某一电源上，使其中一只灯泡正常发光，干路允许通过的最大电流是 A。将它们串联后接在某一电源上，使其中一只灯泡正常发光，则电源电压是 V，此时L1与L2的功率之比是 。
三、计算题
11．（2022九下·月考）如图所示，R1=25Ω，小灯泡L的规格为“2.5V 0.5A”，电源电压保持不变，灯丝电阻不随温度改变。
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光，求电源电压；
（3）S1、S2都闭合时，电流表示数变为0.9A，求R2的阻值；
（4）此电路功率的最大值。
12．（2022九下·鄂州月考）如图所示，电源电压恒为12V，小灯泡上标有“6V 3.6W”字样且灯丝电阻保持不变，当只闭合开关S、S1时，小灯泡正常发光；当所有开关都闭合，且滑动变阻器的滑片滑到最右端时，电流表A的示数是1.8A。求：
（1）定值电阻R1的阻值多大？
（2）滑动变阻器R2的最大阻值多大？
（3）通过不同开关的闭合、断开的变化，小灯泡通电时消耗的最小电功率是多少？（不能为0）
13．（2021九上·高要期末）如图甲所示电路，电源两端电压U=7V不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器．当开关S闭合后，改变滑动变阻器接入电路的电阻，其电流与电压的关系如图乙所示．求：
（1）滑动变阻器R2接入电路的最大阻值；
（2）定值电阻R1的电阻值；
（3）电路消耗电功率的最大值．
14．（2021九上·富川期末）如图所示，电源电压为9V保持不变，小灯泡标有“6V 3W”，其电阻不随温度变化，滑动变阻器的最大阻值为24Ω，电流表的量程为0～3A．当开关S1、S2断开，S3闭合时，小灯泡恰能正常发光。求：
（1）R1的阻值为多少？
（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，要保护电路各元件安全，R2的最小阻值是多少？
（3）分析开关和滑动变阻器的各种变化情况，这个电路工作时消耗的最小功率是多少？
15．（2021九上·蜀山期末）小华同学在学习了电功率的相关知识后查看了家里的电热水壶，发现其铭牌标识已经模糊不清。他借助电能表来测量该电热水壶的功率，电能表表盘上标有“1600imp/kW·h”的字样，表示每用电1kW·h指示灯闪烁1600次。测量过程中他关闭了家中的其他所有用电器，只让该热水器接入电路中，通电6min测量到电能表的指示灯闪烁了160次，热水壶中1kg 初温为20℃的水温度升高到70℃。求：
（1）该电热水壶的实际功率；
（2）该电热水壶的效率。
16．（2021九上·深圳期末）如图所示电路中定值电阻R1＝10Ω，R2为滑动变阻器，电源电压保持不变。闭合开关，当滑片P在a端时，电流表示数为0.3A。滑片P在b端时电压表的示数为2V。求：
（1）电源电压；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）整个电路的最小电功率。
17．（2021九上·成华期末）如图所示，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，R1=20Ω，滑动变阻器R3标有“20Ω 0.5A”字样，只闭合开关S1，电流表的示数为0.9A；同时闭合开关S1、S2、S3，电流表的示数变为1.5A。求：
（1）电源电压为多少？
（2）定值电阻R2的阻值？
（3）只闭合开关S3，在电路安全情况下，当电路总功率最大时，滑动变阻器R3在20s内消耗的电能？
18．（2022九下·海安月考）如图所示，是标有“”字样的小灯泡，是定值电阻．断开开关，闭合开关和，灯泡正常发光，电流表的示数为．则：
（1）灯泡正常发光时，内灯泡消耗的电能．
（2）定值电阻的阻值．
（3）断开开关和，闭合开关，要使灯泡仍正常发光，电源电压应增加到多大？此时电路中消耗的总功率为多大？
19．（2022九下·覃塘月考）如图甲所示，灯泡L标有"6V 3W"的字样，电源电压及灯丝电阻保持不变，滑动变阻器最大阻值为 100Ω，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0-15V。只闭合开关S、S2，移动滑片P的过程中，电流表示数与滑动变阻器连入电路的阻值变化关系如图乙所示，当滑片P在某一位置时，电流表的示数为I1，电压表示数为3V；只闭合开关S、S1，滑片P移动到另一位置时，电流表示数比I1减小了0.2A，滑动变阻器连入电路的阻值是定值电阻R0阻值的 8/5倍，求∶
（1）灯泡正常工作时的电阻；
（2）电流表示数I1
（3）电源电压；
（4）只闭合开关S、S1，在保证电流表、电压表和灯泡都安全的情况下，求滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围。
20．（2021九上·崇左期末）如图甲，电源电压可调，滑动变阻器R标有“1 A”字样，电流表量程0~3A，小灯泡L1、L2的额定电压均为6 V，其电流与电压的关系如图乙。求：
（1）L1正常发光时的电流；
（2）L2正常发光时的电阻；
（3）只闭合开关S1、滑动变阻器滑片P滑至中点时，小灯泡正常发光，此时滑动变阻器的电功率为3.2 W，滑动变阻器的最大电阻是多少？
（4）若不清楚各开关的闭合或断开状态，滑动变阻器滑片P的移动范围为2 Ω至最大阻值处，现移动滑片P同时调节电源电压，使两个小灯泡均发光，且其中一个小灯泡正常发光，各元件均安全工作，则电路总电功率的变化范围是多少？
21．（2021九上·岑溪期末）如图所示电路，电源电压保持12 V不变，灯泡L的电阻为50 Ω，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。求：（不考虑温度对灯丝电阻的影响）
（1）当S1、S2闭合时，通过灯泡L的电流；
（2）只闭合开关S1，将滑动变阻器滑片P移动到中点时，电流表示数为0.2 A，则电压表的示数；
（3）在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率。
22．（2021九上·南岸期末）如图所示，电源电压不变，定值电阻R0=30Ω，电流表量程为0~3A，小灯泡L标有“6V 3W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了24Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡正常工作5min消耗的电能；
（2）电源电压；
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的功率变化范围。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】由 可得，两灯泡的电阻分别为
A．两灯泡串联，通过灯L1的电流等于通过灯L2的电流，A不符合题意；
B．在调节电源电压的过程中，由 可知，两灯泡的实际功率相等，两灯泡一样亮，B不符合题意；
C．两灯泡串联，在调节电源电压的过程中，通过两灯泡的电流变化相同，两灯泡电阻相同，由 可知，灯泡功率的变化相同，C符合题意；
D．当电源电压调节到8V时，两灯泡的电阻相同，分得的电压相同，所以两灯泡分得的电压都为4V，所以灯泡L1不能正常发光，灯泡L2正常发光，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据用电器的电压和电功率，计算电阻大小；在串联电路中，电流处处相等；根据电流和电阻，可以计算用电器的电功率。
2．【答案】C
【知识点】串联电路的电压规律；电功率的计算
【解析】【解答】A．图乙中，观察图线a，电压和电流成正比，由 分析可知，图线a表示的电阻恒定，为定值电阻，所以a曲线表示定值电阻R1的U-I变化情况，b曲线表示滑动变阻器R2的U-I变化情况，A不符合题意；
B．当滑动变阻器R2接入电路的阻值为0时，滑动变阻器R2两端的电压为0，由图乙可知，此时电路电流为0.4A，定值电阻R1两端的电压为8V，即电源电压为8V，B不符合题意；
C．当滑动变阻器R2接入电路的阻值为0时，电路电流最大，为0.4A，定值电阻R1两端的电压为8V，此时R1消耗的功率为最大功率，即
C符合题意；
D．滑动变阻器滑片P向左滑动时，滑动变阻器R2接入电路的阻值减小，电路电流增大；电压表V2和电流表A示数的比值为R2接入电路的阻值，所以电压表V2和电流表A示数的比值也减小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】在串联电路中，电阻变大，分压变大，其他位置分压减小，电流减小；根据电压和电流的乘积计算电功率；根据各用电器的分压和计算总电压。
3．【答案】B
【知识点】串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】A．由图可知，小灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测量小灯泡两端的电压；闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P在a端时，电路中只有小灯泡L工作，此时电路中的电流最大为I最大＝0.6A，由图乙可知，电压表示数为3V，即电源电压为3V，A不符合题意；
B．当滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中的总电阻最大，根据欧姆定律可知，电路中的电流最小，由图乙可知，最小电流I最小＝0.4A，电路消耗的最小电功率为P最小＝UI最小＝3V×0.4A＝1.2W
B符合题意；
C．小灯泡L正常发光时滑片位于a端，此时通过小灯泡的电流为IL＝I大＝0.6A
小灯泡两端的电压UL＝U＝3V
根据欧姆定律可知，小灯泡L正常发光时电阻为
C不符合题意；
D．当滑动变阻器的滑片P在b端时，电路中的电流最小，由图乙可知，小灯泡两端的电压，根据串联电压的特点可知，R两端的电压为
所以，滑片在b端时灯L与R两端电压之比为
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电压表连接在电源两端时，测量电源电压；根据电压和电流的乘积，计算电功率；根据电压和电流的比值， 计算电阻；根据串联电路分压规律，结合已知的电压，计算电压比值。
4．【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】A．从图中可以看出甲电阻的电流随着电压增大而增大，并且成正比例关系，故可判断甲是一个定值电阻，阻值为
A正确，不符合题意；
B．当乙两端的电压为2.5V时，由表可知其电流为0.5A，故由欧姆定律可得其阻值为5Ω，B正确，不符合题意；
C．将甲和乙串联，若电路中电流为0.3A，从表中可得此时乙电阻电流为0.3A时，其两端电压为0.5V，甲电阻两端电压为1.5V，故总的电压为2V，由功率公式
C正确，不符合题意；
D．将甲和乙并联，若电源电压为1V，根据图表可知此时通过乙电阻的电流为0.4A，通过甲电阻的电流为0.2A，故干路中电流应该为0.6A，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据电压和电流的比值，计算电阻；利用电压和电流的乘积计算电功率；在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。
5．【答案】乙；2∶5
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】由P=UI， 可得： ，则甲、乙灯泡的电阻
串联后电流相等，由P=I2R可知，电阻越大，实际功率越大，灯越亮，所以乙灯亮。
两灯泡的电阻之比
两个灯泡串联接在220V的电路中时，因为串联电路中各处的电流相等，所以由P=I2R可得，灯消耗的功率之比
【分析】根据用电器的电压和电功率，计算用电器的电阻；在串联电路中电流相等，电阻越大，电功率越大；在串联电路中，电功率的比值等于电阻比。
6．【答案】15；3
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】根据P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为
根据欧姆定律可得，两灯泡的电阻分别为
因串联电路中各处的电流相等，且其中一盏灯恰好正常发光，所以，电路中的电流I＝IA＝1A
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和所以，电压表的示数U＝I（RA+RB）＝1A×（12Ω+3Ω）＝15V
此时B灯的实际功率PˊB＝I2RB＝（1A）2×3Ω＝3W
【分析】利用电功率和电压的比值， 计算电流；利用电压和电流的比值， 计算电阻；利用串联电路电流规律判断电流大小，利用电流和电阻的乘积，计算电压。
7．【答案】8
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率与电压、电流的关系
【解析】【解答】L1的额定电压为6V，额定功率为3W，可计算得额定电流为
电阻为
L2的额定电压为4V，额定功率为4W，可计算得额定电流为
电阻为
两灯串联接在电路中，允许的最大电流为
电源电压最大为
【分析】两只小灯泡串联后接在电路中使用时，为了使电路安全使用，串联电路的最大电流只能取两个额定电流中最小的一个，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端允许加的最大电压。
8．【答案】4.5；0.3；1.05
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【解答】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测L两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中的电流。当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，由串联分压可知滑动变阻器分得的电压最大，由串联电路电压的规律可知灯泡两端的电压最小，因此根据图乙可知，此时电路电流为0.1A，灯泡两端电压为0.5V，滑动变阻器两端电压为4V；因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电源电压U=UL1+U滑=0.5V+4V=4.5V
根据题意可知，当电流表示数最大时，灯泡正常发光，由图乙可知，此时电路电流为0.3A，灯正常发光的电流是0.3A，滑动变阻器两端电压为1V，因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以灯泡的额定电压UL=U-U滑′=4.5V-1V=3.5V
灯泡的额定功率PL=ULImax=3.5V×0.3A=1.05W
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象，当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，滑动变阻器分得的电压最大，根据图象可知电压表V1和电压表V2的示数，根据P=UI求出灯泡的功率，根据串联电路电压规律求出电源电压；当电流表示数最大时，灯泡正常发光，根据图象读出电压表V2的示数，再根据串联电路电压规律求出灯泡两端电压，利用P=UI求出灯泡的额定功率，并进一步求出灯泡功率的变化量。
9．【答案】14.5；L1
【知识点】串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】L1正常工作时的电流
L2正常工作时的电流
L2的电阻为
因为串联电路各处电流都相等，将它们串联时，因为0.67A>0.5A，所以电路允许通过的最大电流为0.5A，此时L1正常工作，电压为10V；L2两端的电压U2ˊ=I1R2=0.5A×9Ω=4.5V
电路两端的最大电压为U=U1+U2ˊ=10V+4.5V=14.5V
灯泡L1正常工作，实际功率为5W；L2的实际功率P2ˊ= U2ˊI1=4.5V×0.5A=2.25W
5W>2.25W
较亮的是L1。
【分析】根据用电器的电压和电功率计算电流和电阻，利用串联电路的最大电流和总电阻的乘积，计算最大电源电压；根据电压和电流的乘积，计算电功率。
10．【答案】2.5；7.5；4∶1
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】两个分别标有“6V 6W”和“3V 6W”的灯泡L1和L2并联后接在某一电源上，使其中一只灯泡正常发光，则根据并联电路的电压特点可知灯泡L2正常发光，电源电压为3V。此时通过灯泡L2的电流为
灯泡L1的电阻为
由欧姆定律知，此时通过灯泡L1的电流为
干路允许通过的最大电流是I干=I2+I1实=2A+0.5A=2.5A
灯泡L2的电阻为
由串联电路分压原理可知，将灯泡L1和L2串联后接在某一电源上，使其中一只灯泡正常发光，这个灯泡为L1，又因为串联电路电流处处都相等，此时电路中的电流为
灯泡L2两端的实际电压为U2实=IR2=1A×1.5Ω=1.5V
此时的电源电压为U电=U1+U2实=6V+1.5V=7.5V
灯泡L2的实际功率为P2实=IU2实=1A×1.5V=1.5W
因灯泡L1正常发光，所以功率为6W，则此时L1与L2的功率之比是
【分析】首先根据P=UI求出灯泡的额定电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻。
要将它们并联后接在某一电源上，由于并联电路中各支路两端的电压相等，所以并联电路两端的电压应为灯泡额定电压比较小的为准；然后根据欧姆定律和并联电路的电流特点求出干路允许通过的最大电流；由于串联电路中的电流相等，所以串联时电路中的最大电流为灯泡的额定电流最小的为准，然后根据欧姆定律和串联电路电压的规律算出电源电压；根据串联电路中的电流相等的特点和P=I2R算出L1与L2的功率之比。
11．【答案】（1）
（2）S1、S2都断开时，L与R1串联，小灯泡正常发光，电路电流I=I灯=I额=0.5A
U总=IR总=I（R1+R灯)=0.5A×（25Ω+5Ω)=15V
（3）S1、S2都闭合时，R1与R2并联，电流表A测干路电流I并，此时U1=U2=U=15V
（4）当S1、S2都闭合时，R1与R2并联，电路的电功率最大
P大=UI大=15V×0.9A=13.5W
【知识点】欧姆定律及其应用；额定电压；额定功率
【解析】【分析】（1）根据灯泡铭牌计算小灯泡正常发光时的电阻；
(2)S1、S2都断开时，L与R1串联，小灯泡正常发光，电路总电阻等于灯泡和R1电阻之和，U总=IR总即可求电源电压；
（3） S1、S2都闭合时，R1与R2并联，R1、R2两端电压相等，等于电源电压，电流表A测干路电流由干路电流等于各支路电流之和求出通过R2的电流，由欧姆定律可求出R2的阻值；
（4）电路中电流最大时，电路总功率最大，即R1与R2并联，电路中总电阻最小，电流最大，电路的电功率最大。
12．【答案】（1）解：由图可知，只闭合S、S1时，L与R1串联，小灯泡正常发光；因串联电路处处电流相等，所以由P=UI可得，电路中电流
因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和，所以R1两端电压U1=U-UL=12V-6V=6V由 可得，R1的阻值
答：定值电阻R1的阻值为10Ω；
（2）解：由图可知，当所有开关都闭合时，R1和R2并联，电流表测干路电流，且滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，通过R1的电流
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流I2=I-I1=1.8A-1.2A=0.6A
则R2的最大阻值
答：滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω；
（3）解：R1电路中的最小电流
所以灯泡消耗的最小功率P=I最小2RL=(0.4A)2×10Ω=1.6W
答：小灯泡通电时消耗的最小电功率是1.6W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）利用电功率和电压的比值， 计算电流；根据电压和电流的比值， 计算电阻；
（2）利用电压和电阻的比值， 计算电流；利用电压和电流的比值， 计算电阻大小；
（3）利用电压和电流的比值， 计算电阻；利用总电压和总电阻计算电流。
13．【答案】（1）解：由电路图知道，当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值R2 与电阻R1 串联，电压表测R2 两端的电压，此时电路中的电流最小；由乙图可知，U2 =6V，I最小=0.1A，所以变阻器R2 接入电路的最大阻值：R2大 =U2/I最小=6V/0.1A=60Ω；
答：滑动变阻器R2接入电路的最大阻值60Ω；
（2）解：当滑片位于最左端时，电路为R1 的简单电路，此时电路中的电流最大，由乙图可知I最大=0.7A，此时R1 两端的电压U1 =U=7V，由I=U/R可得，R1 的阻值为：R1 =U1/I最大=7V/0.7A=10Ω；
答：定值电阻R1的电阻值10Ω；
（3）解：当滑动变阻器接入电路的电阻为0Ω时，电流最大，电路消耗的总功率最大，则电路消耗的最大总功率：P最大=UI最大=7V×0.7A=4.9W．
答：电路消耗电功率的最大值4.9W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【分析】（1）理清元件的连接方式及电表的测量对象，当滑片位于最右端时，此时电路中的电流最小，由乙图读出两电表的示数，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，利用欧姆定律求出R2的最大阻值。
（2）当滑片位于最左端时，此时电路中的电流最大，由乙图找出最大电流，此时R1两端的电压等于电源电压，利用欧姆定律可求出定值电阻的阻值。
（3）电流最大时，电路消耗的总功率最大，利用P=UI求出电路消耗的最大功率。
14．【答案】（1）解：当开关S1、S2断开，S3闭合时，R1与L串联，电路中电流为
R1两端电压为
R1的阻值
答：R1的阻值为6Ω。
（2）解：当开关S1、S2、S3都闭合时，R1与R2并联，干路中最大电流为电流表的最大测量值3A，R1中的电流
R2中的最大电流为
R2的最小阻值为
答：R2的最小阻值为6Ω
（3）解：根据可知，若要使电路消耗的功率最小，则电路的总电阻最大。因R2最大＞R1，故应闭合S1，断开S2和S3，且滑动变阻器滑片位于最左端时，电路的总电阻最大，消耗的总功率最小。
灯泡的电阻为
电路消耗的最小功率为
答：电路消耗的最小功率为2.25W。
【知识点】并联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）利用用电器的电功率和电压的比值， 计算电流；根据串联电路电压规律计算分压，利用电压和电路的比值， 计算电阻；
（2）根据电压和电阻的比值，计算电流，结合并联电路电流规律，计算支路电流，根据电压和电流的比值，计算电阻；
（3）根据用电器的电压和电功率，计算用电器的电阻；根据电压和总电阻，计算电路的总电功率。
15．【答案】（1）解：通电6min测量到电能表的指示灯闪烁了160次，6min消耗的电能为
该电热水壶的实际功率
答：该电热水壶的实际功率为1000W；
（2）解：热水壶中1kg 初温为20℃的水温度升高到70℃，水吸收的热量为
该电热水壶的效率
答：该电热水壶的效率为。
【知识点】电能表参数的理解；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）结合电能表的参数求指示灯闪烁了160次消耗的电能，再利用公式P=计算电功率。
（2）利用Q=cm△t计算水吸收的热量，再利用计算该电热水壶的效率。
16．【答案】（1）解：当滑动变阻器的滑片在a端时，只有电阻R1接入电路，故电源电压
答：电源电压为3V；
（2）解：当滑片在b端时，电阻R1和变阻器最大阻值R2串联在电路中，此时电压表测量变阻器R2两端的电压，故加在电阻R1两端的电压
通过电路的电流
变阻器最大的阻值
答：滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω；
（3）解：闭合开关，当滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，总电阻最大，根据欧姆定律可知，电路中的电流最小，电源电压不变，根据可知电路总功率最小，即
答：整个电路的最小电功率为0.3W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【分析】（1）当滑片在a端时，电路中只有电阻R1；根据公式U=IR可求电阻R1两端的电压；即为电源电压。
（2）滑片在b端时，滑动变阻器接入电路电阻最大；电阻R1与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量总电流；根据串联电压的规律可求电阻R1两端的电压，根据欧姆定律求出电路电流，进一步求出滑动变阻器的最大阻值。
（3）闭合开关，当滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，总电阻最大，根据欧姆定律可知，电路中的电流最小，电源电压不变，根据P=UI可知电路总功率最小，并得出最小总功率。
17．【答案】（1）解：由电路图可知，当只闭合开关S1，电路中仅有R1，则电源电压为
答：电源电压为18V；
（2）解：由电路图可知，同时闭合S1、S2、S3时，电路中有R1、R2并联接入电路，通过R1的电流依然为0.9A，此时电流表测干路电流，由并联电路的电流规律可知，流过电阻R2的电流为I2=I-I1=1.5A-0.9A=0.6A
故由欧姆定律可得，电阻R2的阻值为
答：定值电阻R2的阻值为30Ω；
（3）解：由电路图可知，只闭合开关S3，R1、R3串联接入电路，因为滑动变阻器允许最大电流为0.5A，电源电压不变，所以由P=UI可知，当最大电流为0.5A时，总功率最大，此时滑动变阻器两端电压为
则滑动变阻器R3在20s内消耗的电能为
答：滑动变阻器R3在20s内消耗的电能为80J。
【知识点】并联电路的电流规律；欧姆定律及其应用；电功率与电能、时间的关系
【解析】【分析】（1）由题意知， 当只闭合开关S1，电路中仅有R1 ，而 R1 两端电压等于电源电压，则由算出U=IR1电源电压大小；（2） 同时闭合S1、S2、S3 时， 电路中R1、R2并联 ，由两次电流表的示数可以求出流过电阻R2的电流 ，根据公式R=求出电阻R2的电阻。（3）只闭合开关S3 ， R1、R3串联接入电路，根据滑动变阻器允许最大电流值，和电源电压，R1的电阻，可以由公式求出滑动变阻器两端电压，最后根据求出消耗的电能。
18．【答案】（1）解：灯泡正常发光时的功率等于其额定功率，由于小灯泡标有“”字样，所以，，当灯泡正常工作时间是t=1min=60s时，
灯泡消耗的电能是：；
（2）解：由电路图知道，当断开开关S2，闭合开关S1和S3时，定值电阻R与灯泡L并联，
由此时于灯泡正常发光时，所以，由并联电路电压规律知道，
电源电压是：，
由知道，通过灯泡的电流是：，
由并联电路电流规律知道，通过定值电阻的电流是：，
所以，定值电阻R的阻值是： ；
（3）解：由电路图知道，当断开开关S1 和S3，闭合开关S2时，定值电阻R和灯泡L串联，
由知道，灯泡L的电阻是：，
由串联电路电阻规律知道，电路总电阻是：，
由于灯泡正常发光，此时电路中的电流是：
由知道，此时的电源电压是：，
此时电路中消耗的总功率：
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）结合小灯泡的铭牌，根据W=Pt求出灯泡消耗的电能。
（2）理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象，根据并联电路电压和电流规律、电功率公式及欧姆定律求出定值电阻R的阻值。
（3）根据、串联电路电阻规律及欧姆定律求出应增加到的电源电压；根据P=UI求出此时电路中消耗的总功率。
19．【答案】（1）灯泡正常工作时的电阻为
（2）只闭合开关S、S2， R和R0串联，电压表和R并联，由图像可知电流表的示数为I1时，滑动变阻器为6Ω，此时电压表示数为3V，则滑动变阻器两端电压为3V，所以电路中电流为
（3）只闭合开关S、S1，R和灯L串联，电流表示数比I1减小了0.2A，
此时电流为
由串联电路电压规律可知
只闭合开关S、S2， R和R0串联，由串联电路电压规律可知
代入数据解得R0=30Ω，U=18V；
（4）只闭合开关S、S1，R和灯L串联，灯泡允许通过的最大电流为， 电流表的量程为0~0.6A， 所以电路中最大电流为0.5A，电路的最小电阻为，滑动变阻器的最小值为；
电压表的量程为0-15V。当电压表示数为15V时，滑动变阻器阻值最大，由串联电路电压规律可知此时灯泡两端电压为 ，
所以电路中最小电流为
滑动变阻器阻值最大为
所以滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围是 24~60Ω。
【知识点】串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算；额定功率
【解析】【分析】（1）考查灯泡铭牌的含义；
（2）只闭合开关S、S2， R和R0串联，电压表和R并联，电压表示数和电流表示数之比等于电路中电流；
（3） 只闭合开关S、S1，R和灯L串联，求出此时电路中电流，由串联电路电压规律列出方程，只闭合开关S、S2， R和R0串联，由串联电路电压规律可知列出方程，联立求解R0和电源电压；
（4）只闭合开关S、S1，R和灯L串联，由灯泡额定电流和电流表量程确定最大电流，由欧姆定律求最小电阻，由电压表的量程和灯泡额定电压确定最小电流，由欧姆定律求最大电阻。
20．【答案】（1）解：L1的额定电压为6V，由图乙可直接得到L1正常发光时通过的电流为1.2A。
答：L1正常发光时的电流为1.2A；
（2）解：L2的额定电压为6V，由图乙知，L2正常工作时通过的电流为0.8A，则此时L2的阻值
答：L2正常发光时的电阻为7.5Ω；
（3）解：若只闭合开关S1，滑动变阻器和灯泡L2串联，小灯泡L2正常发光，由图乙可知L2的电流为0.8 A，通过变阻器R的电流也是0.8 A，此时滑动变阻器连入的电阻
变阻器的最大阻值R = 2R半 = 2 × 5 Ω = 10 Ω
答：滑动变阻器的最大电阻为10Ω；
（4）解：当开关S1、S2闭合，S3断开时，L1、L2先并联，再与变阻器串联，则两灯泡均正常发光时，干路电流为I = I1 + I2 = 1.2 A + 0.8 A = 2 A
此时的电流大于变阻器允许通过的最大电流，不能保证变阻器安全，不符合题意。因此应该只闭合S3，让两个灯泡及滑动变阻器串联，由图乙可知L1的额定电流大于L2的额定电流，只能让L2正常发光，此时电路中的电流为0.8 A。由图乙可知，L1两端电压为2 V，当变阻器接入电阻为2 Ω时，电源电压U = U2 + UR + U1 = 6 V + 0.8 A × 2 Ω + 2 V = 9.6 V
对应电路总电功率P = UI2 = 9.6 V × 0.8 A = 7.68 W
当变阻器接入电阻为10 Ω时，电路电流为0.8A，由图乙可知，L1两端电压为2V，电源电压U′= U2+ UR ′+ U1= 6 V + 0.8 A × 10 Ω + 2 V = 16 V
对应电路总电功率P′ = U′I2= 16 V × 0.8 A = 12.8 W
即：电路总电功率的变化范围为7.68 W~12.8 W。
答：电路总电功率的变化范围为7.68W~12.8W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据图乙读出灯泡L1正常发光时通过L1的电流。
（2）由图乙可知，当灯泡L2正常发光时，L2两端的电压和通过L2的电流，由欧姆定律求出L2正常发光时的电阻。
（3）理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象，根据灯泡L2正常发光时的电流和串联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流，根据P=I2R求出变阻器连入电路中的电阻，从而得出滑动变阻器的最大阻值，
（4）由题意可知，两个小灯泡均发光且有小灯泡正常发光，分析电路结构可知，满足该条件可能有两种情况：
①根据并联电路的电压特点可知，两灯均可正常发光，根据并联电路的特点计算出干路电流，将干路电流与滑动变阻器允许通过的最大电流进行比较，判断当前情况的可行性；
②由串联电路的电流特点可知，电路中的电流I=IL2=0.8A；由图象可知，当电流为0.8A时的L1两端的电压，根据欧姆定律求出此时L1的电阻；根据滑动变阻器滑片P的移动范围为2Ω至最大阻值处，和串联电路的电阻特点分别求出电路的最小和最大电阻，根据P=I2R分别得出电路的最小和最大功率。
21．【答案】（1）解：S1、S2闭合时，R被短路，只有小灯泡接入电路，通过小灯泡的电流
答：通过灯泡L的电流为0.24 A；
（2）解：只闭合开关S1时，小灯泡与滑动变阻器R串联，小灯泡两端的电压为UL＝I1RL＝0.2A×50Ω＝10V
电压表的示数为UR＝U－UL＝12V－10V＝2V
答：电压表的示数为2 V；
（3）解：滑动变阻器的最大阻值
电路中的电流
滑动变阻器两端的电压
因为电压表测量R两端的电压，量程为0～3V，3.4V＞3V，所以电压表不安全；在保证电路安全的条件下，当电压表的示数为3V时，电路消耗的功率最小，即滑动变阻器R两端的电压Umax＝3V，通过灯泡的电流
在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率为P小＝UI3＝12V×0.18A＝2.16W
答：电路消耗的最小功率为2.16 W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【分析】（1）理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象，根据欧姆定律的变形式可计算通过灯泡L的电流。
（2）将滑动变阻器滑片P移动到中点时，知道电路中的电流，根据欧姆定律变形式可计算灯泡的电压，根据串联电路的电压特点得出滑动变阻器的电压，即为电压表的示数。
（3）电源电压不变，根据P=UI=可知，电路中总电阻最大，电流最小时，电路消耗的功率最小。根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知，当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入的电阻最大，
此时电路消耗的功率最小，根据串联电路的电压特点得出灯泡的电压，根据欧姆定律得出电路中的电流值，已知电源电压，根据P=UI可得出电路消耗的最小功率。
22．【答案】（1）解：小灯泡L标有“6V 3W”字样，小灯泡正常工作5min消耗的电能W=Pt=3W×5×60s=900J
答：小灯泡正常工作一分钟消耗的电能为900J；
（2）解：当开关S闭合，S1、S2断开，R与L串联，滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时通过电路的电流最小为I1，滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了24Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光，此时通过电路的电流为I2，则
I1=I2-ΔI=0.5A-0.2A=0.3A
灯泡的电阻
串联电路总电阻等于各分电阻之和，由欧姆定律可得电源电压U=I1(R+RL)=0.3A×(R+12Ω)------①
U=I2(R-24Ω+RL)=0.5A×(R-24Ω+12Ω）------②
①②两式联立解得R=48Ω，U=18V
答：电源电压是18V；
（3）解：当开关S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器R和定值电阻R0并联接入电路，灯泡被短路，并联电路各支路两端电压相等，等于电源电压，通过定值电阻R0的电流
并联电路干路电流等于各支路电流之和，电流表测干路电流，电流表量程为0~3A，当电流表示数达到最大时，通过滑动变阻器的电流最大，则通过滑动变阻器的最大电流I′=I-I0=3A-0.6A=2.4A
滑动变阻器的最大功率为P最大=UI′=18V×2.4A=43.2W
当滑动变阻器阻值最大时，通过的电流最小，此时滑动变阻器的电功率最小，则最小功率为
在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的功率变化范围为6.75W~43.2W。
答：在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的功率变化范围为6.75W~43.2W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【分析】（1）理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象，根据W=Pt计算小灯泡正常工作5分钟消耗的电能.
（2）变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了24Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光，此时通过电路的电流为I2，根据电功率公式的变形计算灯泡正常发光时通过电路的电流，进一步计算滑动变阻器的滑片P在b端时通过电路的电流，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律表示电源电压，列出方程可得电源电压。
（3）根据欧姆定律计算通过定值电阻的电流，根据并联电流规律计算电流表示数最大时通过滑动变阻器的电流，此时通过滑动变阻器的电流最大，根据电功率公式计算滑动变阻器的最大功率。
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