第十八章 电功率（新课预习.含解析）-2025-2026学年九年级全一册物理人教版
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| 名称 | 第十八章 电功率（新课预习.含解析）-2025-2026学年九年级全一册物理人教版 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-08-04 22:52:55 | ||
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文档简介
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电功率
一．选择题（共16小题）
1．（2025 长春）1kW h的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是（ ）
A．节能灯 B．电饭煲 C．电视机 D．电烤箱
2．（2025 德州）如图所示，电源电压恒为4.5V，灯泡L上标有“3V，1.5W”字样，滑动变阻器R2上标有“15Ω，1A”字样，定值电阻R1阻值为10Ω，电压表量程为0～3V，不计温度对灯丝电阻的影响，在保证电路元件安全的前提下，下列说法错误的是（ ）
A．小灯泡正常工作时电流为0.5A
B．当开关S1、S2、S3断开，S闭合时，R2接入电路的最小阻值为3Ω
C．当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路总功率最小值为3.375W
D．当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，R2接入电路的最大阻值为15Ω
3．（2025 西藏）如图（甲）所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片由最右端向左端移动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图（乙）所示。下列选项正确的是（ ）
A．电源电压为12V
B．电路的最小功率为1.4W
C．电压表与电流表对应的示数之比变大
D．电路中，电流的最大值与最小值之比为5：1
4．（2025 济南）如图所示，是“220V，15W”的LED灯和“220V，15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A．灯两端的实际电压：LED灯低于白炽灯
B．相同时间产生的内能：LED灯多于白炽灯
C．相同时间消耗的电能：LED灯少于白炽灯
D．电能转化为光能的效率：LED灯高于白炽灯
5．（2025 南通）图甲是灯泡L的I﹣U图像，灯泡的额定电压为2.5V。将灯泡L接入图乙电路，已知电阻R0的阻值为5Ω，电流表量程为0～0.6A，电源电压可调。在电路安全工作的前提下，下列判断正确的是（提示：可在图甲中作出电阻R0的I﹣U图像）（ ）
A．两条支路中的电流不可能相同
B．灯泡实际功率总比电阻功率大
C．电路总功率最大可达到1.5W
D．电源可调的最大电压为1.8V
6．（2025 内蒙古）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．b曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像
B．电源电压为8V
C．滑动变阻器接入电路的阻值范围是2～40Ω
D．灯泡的额定功率为3.5W
7．（2025 广元）如图的电路中，电源两端电压U恒为6V。只闭合开关S和S2，电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，电流表示数为I1，电路的功率为P1；只闭合开关S、S1和S3，电流表示数为I2，电路的功率为P2。已知R2＝10Ω，U1：U2＝1：2，I1：I2＝1：9，下列关系式正确的是（ ）
A．I2＝0.8A B．U1＝1V C．R1：R3＝2：3 D．P1：P2＝1：6
8．（2025 达州）如图所示电路，电源电压为18V保持不变，R1、R2为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为30Ω。当滑片P位于最右端，同时闭合S1、S2时，滑动变阻器功率P1＝7.5W，电压表示数为U1，电流表示数为I1；P位于最右端，只闭合S1时，滑动变阻器功率为P2，电压表示数为U2，电流表示数为I2；将滑片P移至中点，只闭合S1时，滑动变阻器功率为P3，电压表示数为U3，电流表示数为I3。若P2：P3＝8：9，下列说法正确的是（ ）
A．R1＝6Ω B．U2：U3＝3：2 C．I1：I3＝5：6 D．P3＝4W
9．（2025 长春）下列用电器正常工作1小时，消耗电能最多的是（ ）
A．空调 B．节能灯 C．电风扇 D．液晶电视
10．（2025 南京）如图甲，R0为定值电阻，灯L标有“3V 1.5W”字样，电源电压U总保持不变。闭合开关S，滑动变阻器R的滑片从某一位置移到某一端的过程中，其接入电路的电阻改变了ΔR，电路消耗的总功率改变了ΔP，同时三只电表示数均发生变化。图乙中有OA、AB和BC三段图像，其中有两段反映了上述滑片移动过程中电压表V1和V2示数与电流表A示数的对应关系。下列说法中正确的是（ ）
A．ΔR为6.5Ω B．ΔP为1.3W
C．U总为11V D．OA是R0的U﹣I图像
11．（2025 南通）某智能手机的锂电池上标有“3.7V，4200mA h”字样，该手机搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7V不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能，需要充电40min，此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近（ ）
A．节能灯 B．电风扇 C．电饭锅 D．电冰箱
12．（2025 桂林）灯泡L1、L2分别标有“220V 100W”、“220V 40W”的字样，将它们接入220V的电路中，则（ ）
A．L1、L2并联时，L1比L2亮
B．L1、L2并联时，亮度相同
C．L1、L2串联时，L1比L2亮
D．L1、L2串联时，亮度相同
13．（2025 南京）如图所示，电源电压不变，闭合开关，当滑动变阻器R2的滑片P从a端滑到b端的过程中，电流表示数变化了0.2A，电压表V1的示数从6V变为2V，电压表V2的示数变化了9V，R1的功率变化了ΔP1，电路总功率变化了ΔP。下列选项正确的是（ ）
A．电源电压13.5V B．R2的最大阻值为45Ω
C．ΔP1为0.8W D．ΔP为1.8W
14．（2025 大庆）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，调节电阻值，电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示，其中I0是电阻箱阻值为零时的电流，则下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R0阻值大小为
B．电阻箱两端电压随电流增大而增大
C．电路消耗的总功率最大值在数值上等于图形S3与S4的面积之和
D．电阻箱消耗的电功率最大值在数值上等于图形S1的面积
15．（2025 新疆）某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（ ）
A．2V B．3V C．4V D．5V
16．（2025 台州）某同学做了一个如图所示的“魔法火焰”实验：加热铅笔芯时，小灯泡慢慢亮了起来！下列有关判断正确的是（ ）
A．电源电压变大 B．铅笔芯电阻变大
C．电路中电流变大 D．小灯泡功率变小
二．多选题（共1小题）
（多选）17．（2025 河北）如图所示，电源电压为6V。a、b为两个电表，其中一个为电流表，一个为电压表。R1＝10Ω，R2：R3＝2：3。闭合开关S，电路总功率为P1，通过M点的电流为I1，a、b互换后再闭合开关，电路总功率为P2，通过M点的电流为I2。若P1：P2＝5：6，I2﹣I1＝0.1A，下列说法正确的是（ ）
A．a为电流表
B．R2的阻值为30Ω
C．将图中的电源、电表a、电表b任意互换，闭合开关，电路总功率的最小值为3W
D．将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，闭合开关，电表a的示数可能比互换前小
三．填空题（共7小题）
18．（2025 德州）图甲是一款家用蒸箱，图乙是其加热盘模块的简化电路，蒸箱有“低温”“中温”“高温”三挡，其中R1、R2为阻值不变的电热丝，当开关S1断开、S2接a时，蒸箱处于 挡，此时通过温控开关的电流为2A，已知蒸箱的额定电压为220V，R1＝88Ω，则R2的阻值为 Ω，高温挡的电功率为 W。
19．（2025 内江）如图所示，电源电压恒为4V、小灯泡标有“2.5V 1W”的字（电阻不变），滑动变阻器上标有“20Ω 1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某处时，电流表的示数为0.2A，则小灯泡的实际功率为 W；在保证电路安全使用的情况下，继续移动滑片，设移动过程中滑动变阻器的电功率为P1，小灯泡的电功率P2，的最大值为a、最小值为b，则 。
20．（2025 攀枝花）如图所示，电阻R1、R2、R3的阻值分别为R、2R、3R，为二极管。二极管具有单向导电性，只允许电流从其正极向负极通过，不允许电流反方向通过；当电流从二极管的正极流向负极时，其电阻为零。闭合开关S，接入电路的总电阻为 。现将电源正负极对调再接回原位置，则前后两种情况R2消耗的功率之比为 。
21．（2025 上海）某导体两端的电压为3伏，10秒内通过该导体横截面的电荷量为5库，通过该导体的电流为 安，这段时间内电流所做的功为 焦，若导体两端的电压变为6伏，则导体的电阻为 欧。
22．（2025 绥化）如图，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b为滑动变阻器两端点），小灯泡标有“6V 3W”字样。当开关S1、S2闭合，滑片P置于b端时，小灯泡正常发光，电流表的示数为0.9A，滑动变阻器最大阻值是 Ω；当开关S1闭合，S2断开，滑片P置于a端时，电流表示数为0.2A，此时R1的功率为 W。
23．（2025 青岛）综合实践活动中，小明想设计制作一个用于户外照明的简易电路。现有器材：干电池两节，额定电压均为3V的小灯泡两个，开关一个，导线若干。小明选用一节干电池，连接了如图甲所示的电路，闭合开关后灯泡发光，但照明效果不佳。他又在原电路中接入另一个灯泡，连接成图乙所示的电路，闭合开关后，照明效果反而更差了。
（1）小华对小明的实验进行了分析：电源电压一定，两个灯泡串联后，总电阻变大，电流变 ，根据公式P＝UI可知，总功率变 ，因此照明效果更差。
（2）为了获得比图甲电路更佳的照明效果，请你利用现有器材设计一个电路，画出电路图，并对所选器材做出必要的说明（无需解释亮度变化的原因）。
24．（2025 攀枝花）如图所示是小李同学家上月初和月末的电能表表盘示意图，小李同学家电路干路中的电流不得超过 A，上月消耗的电能为 kW h。年发电量可达1.5×109kW h的攀枝花银江水电站将于2025年投产发电，投产发电后的银江水电站可满足 户小李同学这样的家庭用电需求。
四．简答题（共1小题）
25．（2025 齐齐哈尔）小龙家需要购买一个电热水壶。若家庭电路的电压是220V，供电热水壶使用的室内插座的额定电流为5A。商场现有甲、乙、丙三种电热水壶，额定容量均为1.8L，额定电压均为220V，额定功率分别为800W、1000W和1500W。请你用学过的物理知识帮助小龙分析：
（1）从安全用电的角度考虑，哪一种电热水壶不能选购？说明理由。
（2）若将初温相同、体积为1.8L的水烧开，从用时更短的角度考虑，在余下两种中应选购哪种电热水壶？说明理由。（不计热损失）
五．实验探究题（共3小题）
26．（2025 宿迁）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为4.5V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
（1）如图甲所示电路，有一根导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）连接电路时，开关应 ，试触时发现，电压表无示数，电流表有示数，小灯泡发光，则电压表发生了 故障；
（3）纠正错误后继续进行实验，移动滑动变阻器滑片，电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，示数为 A，小灯泡额定功率为 W；
（4）利用原有电路，将小灯泡替换为定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个）探究电流和电阻关系，为了能完成实验，控制电压表示数可能是 。
A.1.7V
B.2.2V
C.2.7V
27．（2025 遂宁）小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中，用到的器材有：新干电池两节、小灯泡（标有0.3A）1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支，导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整。（要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小）
（2）连接好电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，造成这一现象的原因可能是 （选填序号）。
①小灯泡短路；
②小灯泡开路；
③滑动变阻器短路；
④滑动变阻器开路。
（3）排除故障，进行实验，当电流表的示数如图乙时，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，当电流表示数达到0.3A时，电压表的示数如图丙，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率。主要的操作步骤如下：
①把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额；
②保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I；
③计算得出小灯泡的额定功率P额＝ （用R0、I额、I表示）。
28．（2025 辽宁）电学实验课上，老师提供了“20Ω 1A”字样的滑动变阻器R1、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、标有“0.5A”字样的小灯泡、两节干电池等器材。利用所学的知识，请你帮助小鹏同学完成下面的实验。
（1）探究电流与电阻关系
①小鹏连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线，将电路连接正确。
②正确连接电路后，根据现有器材，为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压不能低于 V。
③电路中接入5Ω定值电阻，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最 端。闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，为 A。
④用10Ω电阻替换5Ω电阻后，滑片应该向 调节。经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成 。
（2）小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器R2和一个电压未知的电源（以上两器材均能满足实验要求），经过思考，利用原有的“20Ω 1A”的滑动变阻器R1和电流表等器材，小鹏设计了如图丙所示的电路，请你帮他完成实验。
①为了完成实验，请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2。
②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A。
③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动 的滑片，直至电流表的示数为0.5A。
④ ，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A。
⑤小灯泡的额定功率P额＝ W。
六．计算题（共5小题）
29．（2025 通辽）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射成功。查阅资料了解到，飞船在发射前需要检验飞船舱体的气密性。科技人员设计了图甲模拟检测电路，电源电压12V保持不变，R0为50Ω的定值电阻，R为压敏电阻，其阻值随环境气压变化的规律如图乙。将R置于舱体内，舱体位于真空室中，舱体不漏气时，舱体内气压为1.0×105Pa。求：
（1）舱体不漏气时，R0两端的电压；
（2）舱体不漏气时，电路工作10min消耗的电能；
（3）电压表示数为8V时，舱体内的气压值。
30．（2025 德州）如图甲所示，为物理创新小组设计的光控路灯原理图。由控制电路和工作电路组成，光敏电阻R1的阻值随照度E（描述光照强度的物理量）的变化关系如图乙所示，Lx是照度的单位。闭合开关S1、S2，当通过线圈的电流I＜1.5mA时，触点A、B接通，当通过线圈的电流I≥1.5mA时，触点A、B断开。已知控制电路电源电压U1为6V，定值电阻R2的阻值为2kΩ，工作电路电源电压U2为220V，灯泡L1和L2规格均为“220V，44W”。（电磁铁线圈电阻忽略不计）求：（1）灯泡L1正常发光时的电阻；
（2）当E＝3.0Lx时，工作电路在10min内消耗的电能；
（3）当E＝1.5Lx时，工作电路的电功率。
31．（2025 福建）小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进水保温状态时，测得炉内温度t为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃。求：
（1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流。
（2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值。
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。
32．（2025 烟台）为了方便学生就餐，某学校餐厅使用了一款智慧餐盘，该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量，并在显示屏上显示出价钱，通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后，他们利用电压恒为24V的电源、量程为0～15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）等器材设计了一款自动称量装置，使用时，物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时，滑片P恰好位于滑动变阻器的a端，如图甲所示。闭合开关S，滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大到15V，此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现，滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和a、P之间的距离成正比。求：
（1）定值电阻R0在电路中的作用是什么？阻值为多少？
（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？
（3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为多少（结果保留一位小数）？此时对应的物体质量为多少？
（4）实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现，表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的，即质量刻度不均匀，如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路，在图丙方框内画出，并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。
33．（2025 长沙）课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱，其电路如图所示。已知电源电压恒为220V，R0是阻值为55Ω的电热丝，温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
（1）闭合开关S后，求电路中的电流；
（2）求通电100s电热丝R0产生的热量；
（3）老师提醒，电热箱内温度太高，无法孵化鸡蛋，应使电热箱内的电功率降至P0，小组成员想出了两种方法改进电路：
方法一：在图中A点处串联接入一根电热丝RA；
方法二：在图中B点处串联接入一根电热丝RB。
老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为P0，小组成员在这两种改进电路中，用电压表测量新接入的电热丝两端的电压，测量结果为U1和U2，U1＞U2，U2＝165V，但由于粗心没有记录U1和U2分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能，并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。
七．综合能力题（共1小题）
34．（2025 山西）在项目化学习中，科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器，如图1所示，可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻（ ）、一个电动机（）和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W，且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题：
（1）在图2虚线框内画出烘干器内部电路图。
（2）使用时发现温度过高，存在安全隐患，想要把发热电阻的功率减小到原来的一半，需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
电功率
参考答案与试题解析
一．选择题（共16小题）
1．（2025 长春）1kW h的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是（ ）
A．节能灯 B．电饭煲 C．电视机 D．电烤箱
【分析】根据t可知消耗电能相同时，用电器电功率越小，用电器工作的时间越长。
【解答】解：选项的四个用电器中节能灯的电功率最小，电视机的电功率较大，电饭煲和电烤箱的电功率更大，在消耗电能相同时，根据t可知，电功率越小，用电器工作的时间越长，所以1kW h的电能可供节能灯正常工作时间最长。
故选：A。
【点评】本题考查了电功率计算公式的应用，比较简单，属于基础题。
2．（2025 德州）如图所示，电源电压恒为4.5V，灯泡L上标有“3V，1.5W”字样，滑动变阻器R2上标有“15Ω，1A”字样，定值电阻R1阻值为10Ω，电压表量程为0～3V，不计温度对灯丝电阻的影响，在保证电路元件安全的前提下，下列说法错误的是（ ）
A．小灯泡正常工作时电流为0.5A
B．当开关S1、S2、S3断开，S闭合时，R2接入电路的最小阻值为3Ω
C．当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路总功率最小值为3.375W
D．当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，R2接入电路的最大阻值为15Ω
【分析】（1）根据P＝UI求出小灯泡正常工作时电流；
（2）当开关S1、S2、S3断开，S闭合时，小灯泡L与滑动变阻器R2串联，根据小灯泡和滑动变阻器允许通过的最大电流和串联电路的电流特点分析判断电路中的最大电流，根据欧姆定律求出小灯泡L的电阻，根据欧姆定律和串联电路的电阻特点求出R2接入电路的最小阻值；
（3）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，小灯泡L被短路，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，根据并联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的最小总电流，根据P＝UI求出电路总功率的最小值；
（4）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，小灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，根据电压表的量程确定R2两端的最大电压，根据串联电路的特点和欧姆定律求出此时通过R2的电流，根据欧姆定律求出R2接入电路的最大阻值。
【解答】解：A、由P＝UI可知，小灯泡正常工作时电流：IL0.5A，故A正确；
B、当开关S1、S2、S3断开，S闭合时，小灯泡L与滑动变阻器R2串联，
小灯泡允许通过的最大电流为0.5A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，由串联电路的电流特点可知，电路中允许通过的最大电流为0.5A，
由欧姆定律可知，小灯泡L的电阻：RL6Ω，
由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R总小9Ω，
由串联电路的电阻特点可知，R2接入电路的最小阻值：R2＝R总小﹣RL＝9Ω﹣6Ω＝3Ω，故B正确；
C、当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，小灯泡L被短路，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，
由欧姆定律可知，当滑动变阻器R2接入电路的电阻最大时，通过滑动变阻器R2的电流最小，由并联电路的电流特点可知，电路中的总电流最小，
通过滑动变阻器R2的最小电流：I2小0.3A，
通过定值电阻R1的最小电流：I10.45A，
则电路中的最小总电流：I＝I2小+I1＝0.3A+0.45A＝0.75A，
电路总功率的最小值：P＝UI＝4.5V×0.75A＝3.375W，故C正确；
D、当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，小灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，
因为电压表的量程为0～3V的量程，所以R2两端的最大电压为3V，
由串联电路的分压原理可知，此时R2接入电路的阻值最大，
由串联电路的电压特点可知，R1两端的电压：U1＝U﹣U2＝4.5V﹣3V＝1.5V，
则通过R2的电流：I2＝IL30.25A，
由欧姆定律可知，R2接入电路的最大阻值：R212Ω，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
3．（2025 西藏）如图（甲）所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片由最右端向左端移动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图（乙）所示。下列选项正确的是（ ）
A．电源电压为12V
B．电路的最小功率为1.4W
C．电压表与电流表对应的示数之比变大
D．电路中，电流的最大值与最小值之比为5：1
【分析】（1）闭合开关，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压；当滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知此时电路中电流最小，根据串联电路电压特点可得电源电压；当电路中电流为0.5A时，滑动变阻器两端的电压为4V，同理可得电源电压，两式即可得到电源电压；
（2）电源电压不变，根据P＝UI可知，电路中电流最小时，总功率最小，可得到电路消耗的最小功率；
（3）由欧姆定律的变形式R可知，电压表与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器的滑片由最右端向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，据此可做出判断；
（4）若电流表选择的小量程为0～0.6A，因此电路中的最大电流值为0.6A，若电流表选择大量程，由I得到电路中的最大电流值，由图象可得电流的最小值为0.1A，据此解答即可。
【解答】解：A、闭合开关，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压；当滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知此时电路中电流最小，根据串联电路电压特点可得电源电压：
U电＝U1+U2＝IR1+U2＝0.1A×R1+12V......①
当电路中电流为0.5A时，滑动变阻器两端的电压为4V，同理可得电源电压
U电＝U1'+U2'＝I'R1+U2'＝0.5A×R1+4V......②
解①②可得：U电＝14V，R1＝20Ω，故A错误；
B、电源电压不变，根据P＝UI可知，电路中电流最小时，总功率最小，电路消耗的最小功率：P小＝U电I小＝14V×0.1A＝1.4W，故B正确；
C、由欧姆定律的变形式R可知，电压表与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器的滑片由最右端向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，因此电压表与电流表示数的比值变小，故C错误；
D.若电流表选择的小量程为0～0.6A，因此电路中的最大电流值为0.6A，若电流表选择大量程，电路中的最大电流值为：I大0.7A，均不是图象中的0.5A，电流的最小值为0.1A，故电路中电流的最大值与最小值之比不可能为5：1，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律的应用和电功率的计算，关键是从图中得出有用信息。
4．（2025 济南）如图所示，是“220V，15W”的LED灯和“220V，15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A．灯两端的实际电压：LED灯低于白炽灯
B．相同时间产生的内能：LED灯多于白炽灯
C．相同时间消耗的电能：LED灯少于白炽灯
D．电能转化为光能的效率：LED灯高于白炽灯
【分析】（1）根据两灯的额定电压分析回答；
（2）根据W＝Pt结合电能转化为内能和光能的占比图分析回答。
【解答】解：A、由题意可知，两灯的额定电压和额定功率均相等，当两灯均正常工作时，灯两端的实际电压等于额定电压，即LED灯两端实际电压等于白炽灯两端实际电压，故A错误；
BCD、因两灯的额定功率相同，当两灯均正常工作时，相同时间内，根据W＝Pt可知，两灯消耗的电能相等；由图可知白炽灯把大部分电能转化为内能，LED灯把大部分电能转化为光能，因此相同时间内LED灯产生的内能小于白炽灯，说明LED灯电能转化为光能的效率高，故BC错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了实际功率、电功和能量的利用效率，正确读取图中信息是解题的关键。
5．（2025 南通）图甲是灯泡L的I﹣U图像，灯泡的额定电压为2.5V。将灯泡L接入图乙电路，已知电阻R0的阻值为5Ω，电流表量程为0～0.6A，电源电压可调。在电路安全工作的前提下，下列判断正确的是（提示：可在图甲中作出电阻R0的I﹣U图像）（ ）
A．两条支路中的电流不可能相同
B．灯泡实际功率总比电阻功率大
C．电路总功率最大可达到1.5W
D．电源可调的最大电压为1.8V
【分析】根据电阻R0的阻值为5Ω，在图中画出其I﹣U图像，结合图像分析解答。
【解答】解：电阻R0的阻值为5Ω，当电压为1，8V时，电流I0.36A，据此画出图像如图所示：
A．根据图像知，当U＝1V，图像相交，说明电流相等，故两条支路中的电流可能相同，故A错误；
B．根据P＝UI知，并联电路的电压相等，而灯泡在电压大于1V时，电流小于电阻的电流，故灯泡实际功率此时比电阻功率小，故B错误；C．灯泡的最大电压可以为2.5V，灯泡的电流为0.26A，电阻的电流I00.5A；
干路电流I＝IL+I0＝0.26A+0.5A＝0.76A＞0.6A，
当电压为1.8V时，灯泡的电流为0.24A，电阻的电流I'0＝0.36A；
干路电流I＝I'L+I'0＝0.24A+0.36A＝0.6A，故电源可调的最大电压为1.8V；
此时的电功率P＝UI＝1.8V×0.6A＝1.08W；故电路总功率最大不可达到1.5W，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查并联电路的特点、欧姆定律的应用，属于中档题。
6．（2025 内蒙古）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．b曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像
B．电源电压为8V
C．滑动变阻器接入电路的阻值范围是2～40Ω
D．灯泡的额定功率为3.5W
【分析】（1）由图甲可知，闭合开关S，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表V1测滑动变阻器两端的电压，电压表V2测灯泡两端的电压。将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，变阻器接入电路的阻值不断变小，电路中的电流不断变大，根据串联电路的分压原理可知变阻器两端的电压变化，由图乙可知两个电压表示数与电流表示数变化的关系图像；
（2）由图乙可知当电流为0.2A时，两个电压表的示数，根据串联电路的电压规律可得电源电压的大小；
（3）由图乙数据，结合欧姆定律求滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值，即其接入电路的阻值范围；
（4）由图乙数据，结合串联电路的电压规律求灯泡的额定电压，根据P＝UI求灯泡的额定功率。
【解答】解：A、由图甲可知，闭合开关S，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表V1测滑动变阻器两端的电压，电压表V2测灯泡两端的电压。将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，变阻器接入电路的阻值不断变小，电路中的电流不断变大，根据串联电路的分压原理可知变阻器两端的电压不断变小，即电压表V1的示数随电流的变大而变小，则灯泡两端的电压，即电压表V2的示数随电流的变大而变大，由图乙可知b曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像、a曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像，故A错误；
B、由图乙可知，当电流最小为0.2A时，电压表V1的示数U滑大＝8V，电压表V2的示数U灯小＝1V，
由串联电路的电压规律可知，电源电压：U＝U滑大+U灯小＝8V+1V＝9V，故B错误；
C、由图乙数据，结合欧姆定律可得，滑动变阻器接入电路的最大阻值：R滑大40Ω，
电路中的最大电流，即灯泡的额定电流为I大＝0.5A，
故滑动变阻器接入电路的最小阻值：R滑小4Ω，
即滑动变阻器接入电路的阻值范围是4～40Ω，故C错误；
D、由图乙数据，结合串联电路的电压规律可得，灯泡的额定电压：U额＝U﹣U滑小＝9V﹣2V＝7V，
灯泡的额定功率：P额＝U额I大＝7V×0.5A＝3.5W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律、公式P＝UI的应用，关键是正确判断各表示数的关系图像。
7．（2025 广元）如图的电路中，电源两端电压U恒为6V。只闭合开关S和S2，电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，电流表示数为I1，电路的功率为P1；只闭合开关S、S1和S3，电流表示数为I2，电路的功率为P2。已知R2＝10Ω，U1：U2＝1：2，I1：I2＝1：9，下列关系式正确的是（ ）
A．I2＝0.8A B．U1＝1V C．R1：R3＝2：3 D．P1：P2＝1：6
【分析】（1）只闭合开关S和S2，R1、R2、R3串联，R1两端电压U1，R2和R3两端电压之和是U2，串联电路电流处处相等，已知U1：U2＝1：2，可以得到R2+R3＝2R1；此时电流表示数为I1，；
（2）只闭合开关S、S1和S3，R1与R2并联，此时电流表示数为I2，已知R2＝10Ω，，
已知I1：I2＝1：9，，解得R1＝20Ω，所以R3＝2R1﹣R2＝2×20Ω﹣10Ω＝30Ω；
（3）求出R1、R3之后，就可以分别判断各个选项了。
【解答】解：只闭合开关S和S2，R1、R2、R3串联，R1两端电压U1，R2和R3两端电压之和是U2，
串联电路电流处处相等，已知U1：U2＝1：2，可以得到R2+R3＝2R1；
此时电流表示数为I1，；
只闭合开关S、S1和S3，R1与R2并联，
此时电流表示数为I2，已知R2＝10Ω，，
已知I1：I2＝1：9，，解得R1＝20Ω，所以R3＝2R1﹣R2＝2×20Ω﹣10Ω＝30Ω；
A、，故A错误；
B、，U1＝I1R1＝0.1A×20Ω＝2V，故B错误；
C、，故C正确；
D、，故D错误。
故选：C。
【点评】有转换开关的电路，一定先判断开关转换时电路的连接情况，这是分析这类题的关键。
8．（2025 达州）如图所示电路，电源电压为18V保持不变，R1、R2为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为30Ω。当滑片P位于最右端，同时闭合S1、S2时，滑动变阻器功率P1＝7.5W，电压表示数为U1，电流表示数为I1；P位于最右端，只闭合S1时，滑动变阻器功率为P2，电压表示数为U2，电流表示数为I2；将滑片P移至中点，只闭合S1时，滑动变阻器功率为P3，电压表示数为U3，电流表示数为I3。若P2：P3＝8：9，下列说法正确的是（ ）
A．R1＝6Ω B．U2：U3＝3：2 C．I1：I3＝5：6 D．P3＝4W
【分析】（1）滑动变阻器功率P1＝7.5W，滑动变阻器最大阻值为30Ω，可以求出I1，再求出R2的阻值；
（2）列出P2和P3的表达式，利用P2和P3的比值，求出I2和I3的比值，进一步求出U2和U3的比值；
（3）求出I2和I3的数值，就可以求出后面的两个选项。
【解答】解：（1）当滑片P位于最右端，同时闭合S1、S2时，R2与R滑串联，滑动变阻器最大阻值为30Ω，滑动变阻器功率P1＝7.5W
由P1R滑得：
U滑＝I1R滑＝0.5A×30Ω＝15V，U1＝U﹣U滑＝18V﹣15V＝3V，；
P位于最右端，只闭合S1时，滑动变阻器功率为P2，电压表示数为U2，电流表示数为I2，R1、R2、R滑串联
P2R滑，U2＝I2（R1+R2）
将滑片P移至中点，只闭合S1时，滑动变阻器功率为P3，电压表示数为U3，电流表示数为I3，此时R1、R2与R滑的一半串联
P3，U3＝I3（R1+R2）
若P2：P3＝8：9，则，I2：I3＝2：3，，故B错误；
，把R2＝6Ω，R3＝30Ω代入，求得R1＝9Ω，故A错误；
求出I2和I3，I2，I3
，故C正确；
，故D错误。
故选：C。
【点评】这是一道电学综合题，分析过程较难，表达式也比较繁琐，要有清晰的分析思路，一步一步攻克难关。
9．（2025 长春）下列用电器正常工作1小时，消耗电能最多的是（ ）
A．空调 B．节能灯 C．电风扇 D．液晶电视
【分析】根据用电器的功率，利用电功率公式，可知消耗电能最多的用电器。
【解答】解：空调的额定功率一般在1kW左右，节能灯的的额定功率小于40W，液晶电视和电风扇的额定功率在100W左右。
利用电功率变形式W＝Pt可知，都正常工作1小时，消耗电能最多的用电器是空调。
故选：A。
【点评】本题考查的是电功的计算公式、以及对常见用电器额定功率的了解，这要求大家在生活中要善于观察。
10．（2025 南京）如图甲，R0为定值电阻，灯L标有“3V 1.5W”字样，电源电压U总保持不变。闭合开关S，滑动变阻器R的滑片从某一位置移到某一端的过程中，其接入电路的电阻改变了ΔR，电路消耗的总功率改变了ΔP，同时三只电表示数均发生变化。图乙中有OA、AB和BC三段图像，其中有两段反映了上述滑片移动过程中电压表V1和V2示数与电流表A示数的对应关系。下列说法中正确的是（ ）
A．ΔR为6.5Ω B．ΔP为1.3W
C．U总为11V D．OA是R0的U﹣I图像
【分析】闭合开关，灯泡、滑动变阻器、定值电阻串联接入电路，电压表V1测灯泡两端电压，电压表测V2灯泡和滑动变阻器两端的总电压，电流表测通过电路的电流，
串联电路各处电流相等，当变阻器接入电路的阻值不为零时，由串联电路的电压特点可知电压表V2的示数大于电压表V1的示数；
灯泡正常发光时通过灯泡的电流为0.5A，所以通过电路的最大电流为0.5A，因为灯泡的电阻是变化的，所以BC为电压表V1随电流表示数变化的图像，AB为电压表V2随电流表示数变化的图像，电流从0.4A增大为0.5A，所以滑片从中间某一位置向左移到最左端，此时灯泡正常发光，根据串联电路电压规律结合欧姆定律表示电源电压；
由图可知通过电路的电流为0.4A时，灯泡两端的电压为2V，灯泡和滑动变阻器两端电压为5V，根据串联电路电压规律结合欧姆定律计算此时变阻器接入电路的阻值；根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得电源电压，联立解方程可得R0与U，根据P＝UI计算电路消耗的总功率的变化量。
【解答】解：
由图甲可知，闭合开关，灯泡、滑动变阻器、定值电阻串联接入电路，电压表V1测灯泡两端电压，电压表测V2灯泡和滑动变阻器两端的总电压，电流表测通过电路的电流，
串联电路各处电流相等，当变阻器接入电路的阻值不为零时，由串联电路的电压特点可知电压表V2的示数大于电压表V1的示数；
由P＝UI可得灯泡正常发光时的电流：IL0.5A；
灯泡正常发光时的电流为0.5A，所以通过该电路的最大电流为0.5A，且灯泡的电阻是变化的，所以，综合以上分析可知，BC为电压表V1随电流表示数变化的图像，AB为电压表V2随电流表示数变化的图像，
根据题意和图像可知，滑动变阻器R的滑片从某一位置移到某一端的过程中，电流从0.4A增大为0.5A，说明变阻器的滑片是向左移动的，滑片移到最左端时，灯泡L和定值电阻R0串联，此时灯泡正常发光，两电压表都测灯泡两端的电压，即为3V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得电源电压：U总＝UL+U0＝3V+0.5A×R0﹣﹣﹣﹣﹣①，
滑片在中间某一位置时，灯泡、滑动变阻器和定值电阻R0串联，电压表V1测灯泡两端电压，电压表测V2灯泡和滑动变阻器两端的总电压，此时通过电路的电流为0.4A，灯泡两端的电压为2V，灯泡和滑动变阻器两端的总电压为5V，
此时变阻器接入电路的阻值为R7.5Ω，即ΔR＝7.5Ω﹣0Ω＝7.5Ω；
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得电源电压：U总＝U2+U0′＝5V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
联立①②可得R0＝20Ω，U总＝13V，
电路消耗的总功率的变化量为：ΔP＝U总IL﹣U总I＝13V×0.5A﹣13V×0.4A＝1.3W，
而OA图像对应的电阻值为ROA12.5Ω，所以OA不是R0的U﹣I图像，
综上可知，只有B正确。
故选：B。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，难度较大。
11．（2025 南通）某智能手机的锂电池上标有“3.7V，4200mA h”字样，该手机搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7V不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能，需要充电40min，此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近（ ）
A．节能灯 B．电风扇 C．电饭锅 D．电冰箱
【分析】根据W＝UIt可知该款手机快充功能充电时充电的电流大小，再结合各用电器的功率分析。
【解答】解：该款手机快充功能充电时充电的电流大小：I5040mA＝5.04A，电饭锅正常工作时的电流最接近5.04A，其他三种电器正常工作时的电流都远小于5A，故C正确。
故选：C。
【点评】本题考查电功、电能公式的应用，难度是理解mA h的含义，难度不大。
12．（2025 桂林）灯泡L1、L2分别标有“220V 100W”、“220V 40W”的字样，将它们接入220V的电路中，则（ ）
A．L1、L2并联时，L1比L2亮
B．L1、L2并联时，亮度相同
C．L1、L2串联时，L1比L2亮
D．L1、L2串联时，亮度相同
【分析】（1）知道两灯的额定电压、额定功率，利用R比较电阻大小。
（2）灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率，利用P和P＝I2R分别判断并联电路、串联电路两灯泡的亮暗情况。
【解答】解：AB、由P可知，两灯泡正常发光时的电压均为220V，灯泡L1的额定功率较大，电阻较小；
灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，两灯并联接入220V的电路中，两灯正常发光，灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，所以两灯泡正常发光时L1的功率大，灯更亮，故A正确，B错误；
CD、两灯泡串联起来接入220V的电路中，它们的电流相等，根据P＝I2R可知，L1的电阻较小，较暗，L2的电阻大，较亮，故CD错误。
故选：A。
【点评】本题考查了额定功率和实际功率之间的关系、电功率公式的灵活运用和串联电路的分压特点等，关键是知道灯泡正常发光时的功率和额定功率相等。
13．（2025 南京）如图所示，电源电压不变，闭合开关，当滑动变阻器R2的滑片P从a端滑到b端的过程中，电流表示数变化了0.2A，电压表V1的示数从6V变为2V，电压表V2的示数变化了9V，R1的功率变化了ΔP1，电路总功率变化了ΔP。下列选项正确的是（ ）
A．电源电压13.5V B．R2的最大阻值为45Ω
C．ΔP1为0.8W D．ΔP为1.8W
【分析】先画出两种情况的等效电路图，根据欧姆定律分别表示出电压表V1的示数结合示数的大小求出两电路的电流之比，滑片P从a端滑动到b端的过程中，电路中的电阻变大，电路中的电流变小，据此表示出电流表的示数变化，联立等式即可求出两电流的大小，利用欧姆定律求出R1和R2的阻值，根据串联电路的特点结合电源的电压不变建立等式即可求出R3的阻值，进一步求出电源的电压，利用P＝I2R求出电阻R1的功率变化量，根据P＝UI求出电路消耗总功率的变化量。
【解答】解：当滑动变阻器R2的滑片P位于a端时，等效电路图如图1所示；
当滑动变阻器R2的滑片P位于b端时，等效电路图如图2所示；
根据欧姆定律可知：3；
图1中的电阻小于图2中的电阻，且滑片P从a端滑动到b端的过程中电流表示数变化了0.2A，
则I1﹣I2＝3I2﹣I2＝2I2＝0.2A，I2＝0.1A，I1＝3I2＝3×0.1A＝0.3A，
图1中：R120Ω，
图2中：R290Ω，故B错误；
电源的电压不变，
则U＝U1+I1R3＝U1′+U2+I2R3，
即6V+0.3A×R3＝2V+9V+0.1A×R3，
解得：R3＝25Ω，
电源的电压U＝6V+0.3A×R3＝6V+0.3A×25Ω＝13.5V，故A正确；
电阻R1的功率变化量：
ΔP1R1R1＝（0.3A）2×20Ω﹣（0.1A）2×20Ω＝1.6W，故C错误；
电路消耗总功率的变化：
ΔP＝UI1﹣UI2＝13.5V×0.3A﹣13.5V×0.1A＝2.7W，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，分清滑片位于a端和b端时电表的变化关系是关键。
14．（2025 大庆）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，调节电阻值，电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示，其中I0是电阻箱阻值为零时的电流，则下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R0阻值大小为
B．电阻箱两端电压随电流增大而增大
C．电路消耗的总功率最大值在数值上等于图形S3与S4的面积之和
D．电阻箱消耗的电功率最大值在数值上等于图形S1的面积
【分析】（1）利用欧姆定律可求定值电阻的大小；
（2）根据串联电路的特点可得电源电压等于电阻箱两端的电压与定值电阻两端的电压之和，结合欧姆定律可得定值电阻两端的电压与电流的关系，即可判断；
（3）电路消耗的总功率最大时需满足电路中的总电流最大，此时电阻箱的阻值为零，结合图像即可得到总功率的表达式在数值上对应整个矩形的面积；
（4）利用欧姆定律I可求总电流，再由PR＝I2R确定电阻箱何时消耗的功率最大，最后表示其最大值，据此解答。
【解答】解：A、电压表与定值电阻并联，测量的电压为R0两端的电压，由图乙可知，电阻箱阻值为零时，电源电压等于电压表的读数U0，欧姆定律可得，R0，故A错误；
B、由图甲可知，定值电阻和电阻箱串联，则有UR+U0′＝U电源＝U0；
由欧姆定律可知，定值电阻两端的电压U0′＝IR0，则UR＝U0﹣IR0，可见，随I的增大，UR减小，故B错误；
C、当电路中的总电流最大时，电路消耗的总功率最大，且P总＝U电源I总，依据题意可知，当电阻箱的阻值为零时，电路中的总电流最大为I0，所以电路消耗的总功率P总＝U0I0，在数值上对应图形中的总面积S＝S1+S2+S3+S4+S5，故C错误；
D、由欧姆定律可得，电路的总电流I，则电阻箱消耗的功率PR＝I2R；
可见当R＝R0时，PR有最大值，且PRmax，在数值上等于矩形的面积S1，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查欧姆定律及其应用、电功率的计算、U﹣I图像的应用等，求解可变电阻消耗的功率何时最大是解答本题的难点。
15．（2025 新疆）某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（ ）
A．2V B．3V C．4V D．5V
【分析】在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍，且充电电能等于待机电能，已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，得出充电功率，根据P＝UI可知充电器的充电电压。
【解答】解：在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍，且充电电能等于待机电能，已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，可知充电功率P′＝50P＝50×0.2W＝10W，
根据P＝UI可知充电器的充电电压U5V。
故选D。
【点评】本题考查电功的计算，综合性强，难度适中。
16．（2025 台州）某同学做了一个如图所示的“魔法火焰”实验：加热铅笔芯时，小灯泡慢慢亮了起来！下列有关判断正确的是（ ）
A．电源电压变大 B．铅笔芯电阻变大
C．电路中电流变大 D．小灯泡功率变小
【分析】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮；
导体的电阻是导体的一种性质，反映了导体对电流阻碍作用的大小；
电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关，还与温度有关；与导体中的电流、导体两端的电压大小无关。
【解答】解：温度影响导体的电阻，当他用一支燃着的蜡烛加热时，发现了一个奇怪的现象，当用火焰加热时，过了一会灯泡就亮了起来；
灯泡慢慢亮起来了，说明小灯泡的实际功率变大，电路中的电流变大了，铅笔芯的电阻随温度的升高而变小，而电源电压是不变的；
故ABD错误；C正确；
故选：C。
【点评】本题考查电阻的概念、温度对电阻的影响、灯泡的实际功率决定灯泡的亮度，是一道基础题。
二．多选题（共1小题）
（多选）17．（2025 河北）如图所示，电源电压为6V。a、b为两个电表，其中一个为电流表，一个为电压表。R1＝10Ω，R2：R3＝2：3。闭合开关S，电路总功率为P1，通过M点的电流为I1，a、b互换后再闭合开关，电路总功率为P2，通过M点的电流为I2。若P1：P2＝5：6，I2﹣I1＝0.1A，下列说法正确的是（ ）
A．a为电流表
B．R2的阻值为30Ω
C．将图中的电源、电表a、电表b任意互换，闭合开关，电路总功率的最小值为3W
D．将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，闭合开关，电表a的示数可能比互换前小
【分析】（1）当a为电流表，b为电压表时，R1短路，R2和R3并联工作，利用欧姆定律得出；
（2）将图中的电源、电表a、电表b任意互换，共有如下6种组合，分别进行分析；
（3）将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，有如下3种情况，分别进行分析。
【解答】解：A、由题意可知，当两个表互换位置后，P1：P2＝5：6，则P1：P2＝UI1：UI2＝I1：I2＝5：6 ①
两次的电流关系为I2﹣I1＝0.1A ②
联立①②式可得，I1＝0.5A，I2＝0.6A。当a为电压表，b为电流表时，R1单独工作，R2和R3短路，电路中的电流为
，
刚开始时，a是电流表，b为电压表，电路电流为I1＝0.5A。故A正确；
B、当a为电流表，b为电压表时，R1短路，R2和R3并联工作，则电路中的电流为
③
两个电阻的阻值关系为R2：R3＝2：3 ④
联立③④可得，R2＝20Ω，R3＝30Ω，故B错误；
C、由题意可知，将图中的电源、电表a、电表b任意互换，共有如下6种组合：
根据可知，当电路中阻值最大时，电路中的电功率最小，
（1）为题中原图，为R2和R3并联工作，阻值为
（2）为题中a、b互换位置后，为R1单独工作，阻值R1＝10Ω，（3）为R1单独工作，阻值R1＝10Ω，
（4）为R1、R2和R3并联工作，阻值为，
（5）R2和R3并联工作，阻值为R5＝R1＝12Ω，
（6）为R1、R2和R3并联工作，阻值为R6＝R4，
综上可知，电路中的最大阻值为12Ω，则电路中的最小电功率为，故C正确；
D、将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，有如下3种情况：
根据A中分析可知，未更换之前，R1短路，R2和R3并联工作，电流表测量干路电流，电路中的阻值为12Ω；
（7）中，R1短路，R2和R3并联，与未更换前一致，故（7）中电流表示数将不变；
（8）中，R3短路，R1和R2并联，电流表测量干路电流，电路中的阻值为
根据可知，（8）中电流表的示数将变大，
（9）中，R2短路，R1和R3并联，电流表测量干路电流，电路中的阻值为
7.5Ω，
根据可知，（9）中电流表的示数将变大，综上所述，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题主要考查了电功率和欧姆定律的应用，综合性比较强。
三．填空题（共7小题）
18．（2025 德州）图甲是一款家用蒸箱，图乙是其加热盘模块的简化电路，蒸箱有“低温”“中温”“高温”三挡，其中R1、R2为阻值不变的电热丝，当开关S1断开、S2接a时，蒸箱处于 低温 挡，此时通过温控开关的电流为2A，已知蒸箱的额定电压为220V，R1＝88Ω，则R2的阻值为 22 Ω，高温挡的电功率为 2750 W。
【分析】（1）由P＝UI可知，当电源电压一定时，电路电阻越大，功率越小，根据电路图分析电路结构，结合串并联电路电阻规律和P＝UI可知各挡位时电路的连接；
（2）根据欧姆定律求出开关S1断开、S2接a时电路中的总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R2的阻值；
（3）根据并联电路的电流特点和欧姆定律求出高温挡时电路中的总电流，根据P＝UI求出高温挡的电功率。
【解答】解：（1）当S1闭合，S2拨到b时，R1、R2并联；当S1断开，S2拨到a时，R1、R2串联；当S1闭合，S2拨到a时，电路为R1的简单电路；因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由P＝UI可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，蒸箱为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，蒸箱为低温挡；电路为R1的简单电路时，蒸箱为中温挡；则当开关S1断开、S2接a时，蒸箱处于低温挡；
（2）当S1断开，S2拨到a时，R1、R2串联，由欧姆定律可知，此时电路中总电阻：R低110Ω，由串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R低﹣R1＝110Ω﹣88Ω＝22Ω；
（3）高温挡时R1、R2并联，由并联电路的电流特点和欧姆定律可知，高温挡时电路中的总电流：I高＝I1+I212.5A，则高温挡的电功率：P高＝UI高＝220V×12.5A＝2750W。
故答案为：低温；22；2750。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率和热量公式的灵活运用，正确的判断蒸箱处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
19．（2025 内江）如图所示，电源电压恒为4V、小灯泡标有“2.5V 1W”的字（电阻不变），滑动变阻器上标有“20Ω 1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某处时，电流表的示数为0.2A，则小灯泡的实际功率为 0.25 W；在保证电路安全使用的情况下，继续移动滑片，设移动过程中滑动变阻器的电功率为P1，小灯泡的电功率P2，的最大值为a、最小值为b，则 5 。
【分析】（1）由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端电压，根据灯泡电阻不变可求出灯泡的电阻，再根据电功率公式可求出小灯泡的实际电功率；
（2）保证电路安全使用情况下，移动滑片可知当电压表示数最大时，接入滑动变阻器的阻值最大，电流最小，根据欧姆定律及电功率公式求出滑动变阻器的电功率和小灯泡的电功率之比，当小灯泡达到额定电流时，接入滑动变阻器的阻值最小，电流达到最大值，根据电功率公式求出此时滑动变阻器的电功率和小灯泡的电功率之比，最后可以得到结果。
【解答】解：（1）由电路图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压，闭合开关，移动滑动变阻器到某处，由题意得，此时电路的电流为I＝0.2A，因为小灯泡的电阻不变，先根据小灯泡的规格可得：I额0.4A，则小灯泡的电阻为：R灯6.25Ω，所以小灯泡的实际功率为：P实＝I2R灯＝（0.2A）2×6.25Ω＝0.25W；
（2）由于电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，保证电路安全使用的情况下，当电压表示数为3V时，接入滑动变阻器的阻值最大，此时电路中的电流最小，根据串联电路分压特点及欧姆定律可得电路此时的电流为：I10.16A，此时滑动变阻器电功率为：P1＝3V×I1＝3V×0.16A＝0.48W，小灯泡的电功率为：P2＝（I1）2R灯＝（0.16A）2×6.25Ω＝0.16W，此时3，
因为小灯泡的额定电流为0.4A，所以电路通过的最大电流为0.4A，此时接入滑动变阻器的阻值最小，电路中的电流最大，所以小灯泡两端的电压为额定电压2.5V，电流为0.4A，电功率为P′2＝1W，根据串联分压可得此时滑动变阻器两端的电压为：U′＝4V﹣2.5V＝1.5V，电功率P′1＝U′×0.4A＝1.5V×0.4A＝0.6W，则0.6，所以最大值a＝3，最小值b＝0.6，则5。
故答案为：0.25；5。
【点评】本题考查了串联电路特点和欧姆定律及电功率公式的应用。
20．（2025 攀枝花）如图所示，电阻R1、R2、R3的阻值分别为R、2R、3R，为二极管。二极管具有单向导电性，只允许电流从其正极向负极通过，不允许电流反方向通过；当电流从二极管的正极流向负极时，其电阻为零。闭合开关S，接入电路的总电阻为 5R 。现将电源正负极对调再接回原位置，则前后两种情况R2消耗的功率之比为 9：25 。
【分析】（1）由图结合二极管的单向导电性可知，闭合开关S时，电阻R2、R3串联，根据串联电路的电阻特点求出接入电路的总电阻；
（2）将电源正负极对调再接回原位置时，电阻R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点求出接入电路的总电阻，根据P＝UI＝I2R和欧姆定律求前后两种情况R2消耗的功率之比。
【解答】解：（1）由图结合二极管的单向导电性可知，闭合开关S时，电阻R2、R3串联，由串联电路的电阻特点可知，接入电路的总电阻Ra＝R2+R3＝2R+3R＝5R；
（2）由图结合二极管的单向导电性可知，将电源正负极对调再接回原位置时，电阻R1、R2串联，由串联电路的电阻特点可知，接入电路的总电阻Rb＝R1+R2＝R+2R＝3R，
由P＝UI可知，前后两种情况R2消耗的功率之比：。
故答案为：5R；9：25。
【点评】本题考查电路分析和电功率公式的应用，关键根据二极管的单向导电性分析出电路的连接。
21．（2025 上海）某导体两端的电压为3伏，10秒内通过该导体横截面的电荷量为5库，通过该导体的电流为 0.5 安，这段时间内电流所做的功为 15 焦，若导体两端的电压变为6伏，则导体的电阻为 6 欧。
【分析】（1）知道10秒内通过该导体横截面的电荷量，根据I求出通过该导体的电流，又知道导体两端的电压，根据W＝UIt＝UQ求出电流做的功，根据I求出导体的电阻；
（2）电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端的电压和通过的电流无关。
【解答】解：通过该导体的电流：
I0.5A；
这段时间内电流做功：
W＝UIt＝UQ＝3V×5C＝15J；
由I可得，导体的电阻：
R6Ω，
因为电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，所以，将该导体两端的电压改变为6伏，导体的电阻仍为6Ω不变。
故答案为：0.5；15；6。
【点评】本题考查了电流的定义式和欧姆定律的应用，关键是知道导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关，是一道基础题目。
22．（2025 绥化）如图，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b为滑动变阻器两端点），小灯泡标有“6V 3W”字样。当开关S1、S2闭合，滑片P置于b端时，小灯泡正常发光，电流表的示数为0.9A，滑动变阻器最大阻值是 15 Ω；当开关S1闭合，S2断开，滑片P置于a端时，电流表示数为0.2A，此时R1的功率为 0.6 W。
【分析】（1）开关S1、S2闭合，滑片P置于b端时，R1被短路，滑动变阻器的最大阻值与灯泡并联，电流表测干路电流，根据灯泡正常发光和并联电路的电压特点可知电源电压，根据P＝UI求出灯泡正常发光时的电流，根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
（2）开关S1闭合，S2断开，滑片P置于a端时，灯泡被短路，滑动变阻器的最大阻值与定值电阻R1串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据P＝UI求出此时R1的功率。
【解答】解：（1）开关S1、S2闭合，滑片P置于b端时，R1被短路，滑动变阻器的最大阻值与灯泡并联，电流表测干路电流；
由并联电路的电压特点和灯泡正常发光可知，电源电压：U＝UL＝6V，
由P＝UI可得，灯泡正常工作时的电流：IL0.5A，
由并联电路的电流特点可知，通过滑动变阻器的电流：Ib＝I﹣IL＝0.9A﹣0.5A＝0.4A，
由欧姆定律可知，滑动变阻器的最大阻值：R2大15Ω；
（2）开关S1闭合，S2断开，滑片P置于a端时，灯泡被短路，滑动变阻器的最大阻值与定值电阻R1串联，电流表测电路中的电流；
由欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压：U2大＝I'R2大＝0.2A×15Ω＝3V，
由串联电路的电压特点可知，R1两端的电压：U1＝U﹣U2大＝6V﹣3V＝3V，
此时R1的功率：P＝U1I'＝3V×0.2A＝0.6W。
故答案为：15；0.6。
【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
23．（2025 青岛）综合实践活动中，小明想设计制作一个用于户外照明的简易电路。现有器材：干电池两节，额定电压均为3V的小灯泡两个，开关一个，导线若干。小明选用一节干电池，连接了如图甲所示的电路，闭合开关后灯泡发光，但照明效果不佳。他又在原电路中接入另一个灯泡，连接成图乙所示的电路，闭合开关后，照明效果反而更差了。
（1）小华对小明的实验进行了分析：电源电压一定，两个灯泡串联后，总电阻变大，电流变 小 ，根据公式P＝UI可知，总功率变 小 ，因此照明效果更差。
（2）为了获得比图甲电路更佳的照明效果，请你利用现有器材设计一个电路，画出电路图，并对所选器材做出必要的说明（无需解释亮度变化的原因）。
【分析】（1）电源电压一定，两个灯泡串联后，总电阻变大，根据I判断出电路中电流的变化，根据公式P＝UI判断出总功率的变化，进而判断出照明效果的变化；
（2）根据并联电路电阻的规律和P判断出为了获得比图甲电路更佳的照明效果的方法，据此设计电路。
【解答】解：（1）电源电压一定，两个灯泡串联后，总电阻变大，根据I知电流变小，根据公式P＝UI可知，总功率变小，因此照明效果更差；
（2）要获得比图甲电路更佳的照明效果，即增大电路的电功率，在电源电压不变时，由P知减小电路的总电阻；
根据并联电路的总电阻小于任何一个分电阻知需要将两相同的灯泡并联，开关控制整个电路，见下图：
。
故答案为：（1）小；小；（2）见上图。
【点评】本题考查了欧姆定律公式、电功率公式的应用，有一定的难度。
24．（2025 攀枝花）如图所示是小李同学家上月初和月末的电能表表盘示意图，小李同学家电路干路中的电流不得超过 20 A，上月消耗的电能为 125 kW h。年发电量可达1.5×109kW h的攀枝花银江水电站将于2025年投产发电，投产发电后的银江水电站可满足 1.0×106 户小李同学这样的家庭用电需求。
【分析】根据电能表表盘可得到信息：
（1）电能表能通过的最大电流是20A。
（2）小李同学家一月消耗的电能等于月末电表度数减去月初电表度数。
【解答】解：（1）根据电能表表盘可得到信息，小李同学家电路干路中的电流不得超过 20A。
（2）小李同学家上月消耗的电能为：
5713.4kW h﹣5588.4kW h＝125kW h，所以小李家一年消耗的电能为：
125kW h×12＝1500kW h。
（3）年发电量可达1.5×109kW h的攀枝花银江水电站可满足的人家户数为：
1.0×106户。
故答案为：20；125；1.0×106。
【点评】本题考查了电能表的读数，同学们要熟练掌握。
四．简答题（共1小题）
25．（2025 齐齐哈尔）小龙家需要购买一个电热水壶。若家庭电路的电压是220V，供电热水壶使用的室内插座的额定电流为5A。商场现有甲、乙、丙三种电热水壶，额定容量均为1.8L，额定电压均为220V，额定功率分别为800W、1000W和1500W。请你用学过的物理知识帮助小龙分析：
（1）从安全用电的角度考虑，哪一种电热水壶不能选购？说明理由。
（2）若将初温相同、体积为1.8L的水烧开，从用时更短的角度考虑，在余下两种中应选购哪种电热水壶？说明理由。（不计热损失）
【分析】（1）根据P＝UI求出插座允许接入的最大功率，与电热水壶的额定功率进行比较，进而确定不能选购的电热水壶；
（2）根据密度公式可知两热水壶中水的质量，根据Q吸＝cmΔt可知两热水壶中水吸收热量的关系，根据P分析判断应选购的电热水壶。
【解答】解：（1）该插座能接入的用电器最大功率为：P＝UI＝220V×5A＝1100W＜1500W，
所以不能选购额定功率为1500W的电热水壶；
（2）由ρ可知，两热水壶中水的质量相等，由Q吸＝cmΔt可知，烧开一壶水，两热水壶中水吸收的热量的相等，由P可知，电功率大的热水壶用时短，
所以应选购额定功率为1000W的电热水壶。
答：（1）不能选购额定功率为1500W的电热水壶，因为额定电流为5A的插座能接入的用电器最大功率为1100W；
（2）应选购额定功率为1000W的电热水壶，因为烧开相同的水，电功率大的热水壶用时短。
【点评】本题考查电功率公式的应用，关键是知道电功率是描电流做功快慢的物理量。
五．实验探究题（共3小题）
26．（2025 宿迁）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为4.5V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
（1）如图甲所示电路，有一根导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）连接电路时，开关应 断开 ，试触时发现，电压表无示数，电流表有示数，小灯泡发光，则电压表发生了 断路 故障；
（3）纠正错误后继续进行实验，移动滑动变阻器滑片，电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，示数为 0.24 A，小灯泡额定功率为 0.6 W；
（4）利用原有电路，将小灯泡替换为定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个）探究电流和电阻关系，为了能完成实验，控制电压表示数可能是 C 。
A.1.7V
B.2.2V
C.2.7V
【分析】（1）根据电压表测量灯泡的电压分析；
（2）连接电路时，开关应 断开，根据灯泡和电流表分析电路是否通路，根据电压表分析故障；
（3）根据电流表的量程和分度值读数，根据P＝UI计算电功率；
（4）根据最大电阻与滑动变阻器的最大值结合串联分压规律分析解答。
【解答】解：（1）图中电压表测量电源电压，应该测量灯泡电压，如图所示：
（2）为了保护电路，连接电路时，开关应断开，试触时发现，电流表有示数，小灯泡发光，说明电路是通路，电压表无示数，则电压表发生了断路故障；
（3）电流表用的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，
小灯泡额定功率为P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（4）利用原有电路，将小灯泡替换为定值电阻，当电阻最大为25Ω时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据串联分压规律电压之比等于电阻之比，结合串联电压规律知，控制的最小电压U为：
U：（4.5V﹣U）＝25Ω：20Ω；
解得U＝2.5V；故选C。
故答案为：（1）见解答；（2）断开；断路；（3）0.24；0.6；（4）C。
【点评】本题考查电功率的测量与电流与电阻关系探究，属于中档题。
27．（2025 遂宁）小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中，用到的器材有：新干电池两节、小灯泡（标有0.3A）1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支，导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整。（要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小）
（2）连接好电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，造成这一现象的原因可能是 ② （选填序号）。
①小灯泡短路；
②小灯泡开路；
③滑动变阻器短路；
④滑动变阻器开路。
（3）排除故障，进行实验，当电流表的示数如图乙时，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 A （选填“A”或“B”）端移动，当电流表示数达到0.3A时，电压表的示数如图丙，则小灯泡的额定功率为 0.75 W。
（4）小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率。主要的操作步骤如下：
①把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额；
②保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I；
③计算得出小灯泡的额定功率P额＝ I额（I﹣I额）R0 （用R0、I额、I表示）。
【分析】（1）伏安法测小灯泡的电功率，需要测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，故需要将电流表与小灯泡串联，电压表与小灯泡并联，根据小灯泡的额定电压确定电压表的量程，滑动变阻器采用一上一下的连接方式串联在电路中，根据当滑动变阻器的滑片向右移动时电路中的电流增大分析接入变阻器的下接线柱；
（2）电流表无示数，说明电路可能断路，根据电压表示数分析电路故障的原因；
（3）读出电流表的示数，根据电流表示数与灯泡额定电流的大小判定电路中电流的变化，根据欧姆定律分析电路中总电阻的变化和滑动变阻器阻值的变化；根据电压表选用的量程确定分度值读数，根据P＝UI求灯的额定功率；
（4）根据并联电路的电流规律求出通过定值电阻的电流，根据欧姆定律求出定值电阻两端的电压，根据并联电路的电压特点求出灯泡的额定电压，然后根据P＝UI求出灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）因为新干电池两节，所以电压表应选择0～3V的量程并联在小灯泡两端，滑动变阻器的接线柱要“一上一下”接入电路，因为要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小，电路中的电阻变大，由I可知，电流变小，故左下接线柱应接入电路，如图所示：
；
（2）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的开路，故选②；
（3）电流表选用的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.14A；灯泡的额定电流为0.3A，要使灯在额定电压下正常发光，需要增大电路中的电流，根据欧姆定律可知，需要减小电路中的总电阻，所以应使变阻器连入电路中的电阻变小，故滑片向A移动，直到电流表示数为0.3A；
此时电压表指针位置如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.5V，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）根据题意可知，干路中的的电流为I，通过灯泡的电流即灯泡的额定电流为I额；根据并联电路的电流规律可知，通过定值电阻的电流为：I'＝I﹣I额；
定值电阻两端的电压为：U0＝I'R0＝（I﹣I额）R0；根据并联电路的电压规律可知，灯泡的额定电压为：U额＝U0＝（I﹣I额）R0；
灯泡的额定功率为：P额＝U额I额＝I额（I﹣I额）R0。
故答案为：（1）见解析；（2）②；（3）A；0.75；（4）I额（I﹣I额）R0。
【点评】本题测定额定电流为0.3A的小灯泡的电功率，考查实验原理、额定功率的计算、特殊方法侧功率等，有一定的难度。
28．（2025 辽宁）电学实验课上，老师提供了“20Ω 1A”字样的滑动变阻器R1、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、标有“0.5A”字样的小灯泡、两节干电池等器材。利用所学的知识，请你帮助小鹏同学完成下面的实验。
（1）探究电流与电阻关系
①小鹏连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线，将电路连接正确。
②正确连接电路后，根据现有器材，为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压不能低于 1.5 V。
③电路中接入5Ω定值电阻，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最 左 端。闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，为 0.4 A。
④用10Ω电阻替换5Ω电阻后，滑片应该向 左 调节。经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成 反比 。
（2）小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器R2和一个电压未知的电源（以上两器材均能满足实验要求），经过思考，利用原有的“20Ω 1A”的滑动变阻器R1和电流表等器材，小鹏设计了如图丙所示的电路，请你帮他完成实验。
①为了完成实验，请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2。
②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A。
③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动 R2 的滑片，直至电流表的示数为0.5A。
④ R2滑片位置不动 ，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A。
⑤小灯泡的额定功率P额＝ 1.75 W。
【分析】（1）①原电路图中，变阻器没有接入电路，电压表并联在定值电阻和变阻器两端是错误的；变阻器应串联在电路中，电压表应并联在定值电阻两端；
②当将定值电阻换上较大的电阻时，如果控制电压表示数较小，根据串联电路电压的规律，变阻器就要分去更多的电压，由分压原理，变阻器连入电路中的阻值将要求更大，而题中变阻器的最大电阻为20Ω，根据串联电路电压的规律得出变阻器分得的电压，根据分压原理表达式讨论，当用最大电阻20Ω电阻进行实验时，变阻器连入电路中的电阻应最大，由此得出控制电压表的最小电压；
③为了保护电路，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处；根据电流表选用量程确定分度值读数；
④根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定变阻器滑片移动的方向；当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（2）实验电路图中没有电压表，可根据P＝I2R的原理测量小灯泡的额定功率；根据R1的滑片在最右端，R2的滑片在最左端结合欧姆定律求出电源电压；让R2与灯泡串联，调节R2使小灯泡正常发光，即使通过小灯泡的电流等于额定电流0.5A；保持R2滑片位置不动，让R2与R1串联，根据欧姆定律求出电路总电阻，根据电阻的串联求出R2的阻值；根据灯泡的额定电流求出电路的总电阻，根据电阻的串联求出灯泡正常发光时的电阻，最后根据P＝I2R求出灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）①原电路图中，变阻器没有接入电路，电压表并联在定值电阻和变阻器两端是错误的；变阻器应串联在电路中，电压表应并联在定值电阻两端，如下图所示：
；
②研究电流与电阻的关系，要控制电压表示数不变，变阻器与定值电阻串联，设电压表示数为UV，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝U源﹣UV＝3V﹣UV，
根据分压原理有：
，即①，
因电压表示数UV为定值，由①式知，方程左边为一定值，故右边也为一定值，故当定值电阻取最大时，变阻器连入电路中的电阻最大，由①式得：，
解得电压表的示数：U＝1.5V，即为完成实验，电压表的最小电压为1.5V；
③为了保护电路，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即最左端；闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A；
④实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大变阻器两端的电压，由分压原理，要增大变阻器电阻阻值，故应把变阻器滑片向左调节；
经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比；
（2）实验步骤：
①为了完成实验，在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2，如下图所示：
；
②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A；
③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动R2的滑片，直至电流表的示数为0.5A；
④R2滑片位置不动，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A；
⑤在步骤②中，R1与R2串联，且R2的阻值为0，电路为只有R1的简单电路，此时R1的阻值最大，电流表测串联电路电流为0.3A，根据欧姆定律，电源电压为：
U＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V；
在步骤③中，R2与灯泡串联，电流表测串联电路电流；向左移动R2的滑片，使电流表的示数为0.5A，此时灯泡正常发光；
在步骤④中，R1与R2串联，电流表测串联电路电流；保持R2滑片位置不动，R1的阻值最大，此时电流表示数为0.24A，根据欧姆定律，电路中的总电阻为：
R总125Ω，
根据电阻的串联，R2＝R总1﹣R1＝25Ω﹣20Ω＝5Ω；
当灯泡正常发光时，根据欧姆定律，电路中的总电阻为：
R总212Ω，
灯泡正常发光时的电阻为：
RL＝R总2﹣R2＝12Ω﹣5Ω＝7Ω，
小灯泡的额定功率为：
P额＝I额2RL＝（0.5A）2×7Ω＝1.75W。
故答案为：（1）①见解答图；②1.5；③左；0.4；④左；反比；（2）①见解答图；③R2；④R2滑片位置不动；⑤1.75。
【点评】本题探究电流与电阻关系和测小灯泡的额定功率实验，考查电路连接、实验操作、电流表读数、控制变量法和欧姆定律的应用以及设计方案测额定功率的能力，综合性较强，难度较大。
六．计算题（共5小题）
29．（2025 通辽）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射成功。查阅资料了解到，飞船在发射前需要检验飞船舱体的气密性。科技人员设计了图甲模拟检测电路，电源电压12V保持不变，R0为50Ω的定值电阻，R为压敏电阻，其阻值随环境气压变化的规律如图乙。将R置于舱体内，舱体位于真空室中，舱体不漏气时，舱体内气压为1.0×105Pa。求：
（1）舱体不漏气时，R0两端的电压；
（2）舱体不漏气时，电路工作10min消耗的电能；
（3）电压表示数为8V时，舱体内的气压值。
【分析】（1）根据U＝IR计算电压；
（2）根据Q＝I2Rt计算消耗的电功率；
（3）根据串联电路的特点计算电压，然后再根据图示判断。
【解答】解：（1）从图示可知，舱体不漏气时，舱体内气压为1.0×105Pa时，R的电阻为10Ω，故电路中的电流为：I0.2A，故R0两端的电压为：
U0＝IR0＝0.2A×50Ω＝10V；
（2）舱体不漏气时，电路工作10min消耗的电能：
Q＝I2Rt＝（0.2A）2×（50Ω+10Ω）×10×60s＝1440J；
（3）当电压表示数为8V时，此时电路中的电流：I0.16A；R的电压：UR＝U总﹣U0＝12V﹣8V＝4V；R的阻值：
R25Ω，从图示可知，此时舱体内的气压值为0.6×105Pa。
答：（1）舱体不漏气时，R0两端的电压为10V；
（2）舱体不漏气时，电路工作10min消耗的电能为1440J；
（3）电压表示数为8V时，舱体内的气压值为0.6×105Pa。
【点评】本题考查了电功和欧姆定律的计算，属于基础题。
30．（2025 德州）如图甲所示，为物理创新小组设计的光控路灯原理图。由控制电路和工作电路组成，光敏电阻R1的阻值随照度E（描述光照强度的物理量）的变化关系如图乙所示，Lx是照度的单位。闭合开关S1、S2，当通过线圈的电流I＜1.5mA时，触点A、B接通，当通过线圈的电流I≥1.5mA时，触点A、B断开。已知控制电路电源电压U1为6V，定值电阻R2的阻值为2kΩ，工作电路电源电压U2为220V，灯泡L1和L2规格均为“220V，44W”。（电磁铁线圈电阻忽略不计）求：（1）灯泡L1正常发光时的电阻；
（2）当E＝3.0Lx时，工作电路在10min内消耗的电能；
（3）当E＝1.5Lx时，工作电路的电功率。
【分析】（1）根据P可以求得灯泡L1正常发光时的电阻；
（2）根据乙图可知当E＝3.0Lx时，光敏电阻R1的阻值，可以求得通过线圈的电流，可以判断工作电路的情况，从而可得工作电路在10min内消耗的电能；
（3）根据乙图可以求得当E＝1.5Lx时，光敏电阻R1的阻值，可以求得通过线圈的电流，可以判断工作电路的情况，从而可得工作电路的电功率。
【解答】解：（1）根据P可以求得灯泡L1正常发光时的电阻：；
（2）根据乙图可知当E＝3.0Lx时，光敏电阻R1＝1.0kΩ，此时控制电路的总电阻：R0＝R1+R2＝1kΩ+2kΩ＝3kΩ＝3000Ω，
此时通过线圈的电流：，
因为2mA＞1.5mA，所以此时触点A、B断开，工作电路中只有L2工作，电源电压等于L2额定电压，从而可得工作电路在10min内消耗的电能：W＝Pt＝44W×10×60s＝2.64×104J；
（3）根据乙图可知，R1与E成一次函数，设R1＝kE+b，将（1.0Lx，5.0kΩ）、（3.0Lx，1.0kΩ）代入关系式可得，k＝﹣2kΩ/Lx，b＝7kΩ，即R1＝﹣2kΩ/Lx×E+7kΩ，可以求得当E＝1.5Lx时，光敏电阻R′1＝﹣2kΩ/Lx×1.5Lx+7kΩ＝4kΩ，此时控制电路的总电阻：R总′＝R1′+R2＝4kΩ+2kΩ＝6kΩ＝6000Ω，
可以求得通过线圈的电流：I′，
因为1mA＜1.5mA，所以此时触点A、B接通，工作电路中L1和L2并联，电源电压等于L1、L2额定电压，从而可得工作电路的电功率：
P＝2P额＝2×44W＝88W。
答：（1）灯泡L1正常发光时的电阻1100Ω；
（2）当E＝3.0Lx时，工作电路在10min内消耗的电能2.64×104J；
（3）当E＝1.5Lx时，工作电路的电功率88W。
【点评】本题考查电功率公式的应用，电能的计算，电路的分析。
31．（2025 福建）小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进水保温状态时，测得炉内温度t为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃。求：
（1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流。
（2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值。
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。
【分析】（1）由图可知，烧制炉处于加热状态时，加热电路为R1的简单电路，根据欧姆定律计算通过R1的电流；
（2）烧制炉处于保温状态时，加热电路中R1与R2串联，根据P计算电路的总电阻，根据串联电路的电阻规律计算R2的阻值；
（3）根据题意，结合欧姆定律得出温差电源的电压表达式，从而得出R与t的关系表达式。
【解答】解：（1）由图可知，烧制炉处于加热状态时，加热电路为R1的简单电路，
通过R1的电流：I15A；
（2）烧制炉处于保温状态时，加热电路中R1与R2串联，
电路的总电阻：R总242Ω，
R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝242Ω﹣44Ω＝198Ω；
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，即有：U温差＝k（t﹣t0），
由图可知，控制电路中，R与R0串联，则有：U温差＝I（R+R0），
故有：k（t﹣t0）＝I（R+R0）……①
第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进水保温状态时，测得炉内温度t为400℃，
第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃，
且t0＝20℃，I＝0.01A，
把数据代入①式可得：
k×（400℃﹣20℃）＝I×（1Ω+R0）……②
k×（1000℃﹣20℃）＝I×（4Ω+R0）……③
联立②③解得：R0＝0.9Ω，k＝5×10﹣5V/℃，
则R与t的关系式为：R＝（5×10﹣3t﹣1）Ω。
答：（1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流为5A。
（2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值为198Ω。
（3）R与t关系的表达式为R＝（5×10﹣3t﹣1）Ω。
【点评】本题考查电功率公式和欧姆定律的应用，得出R与t的关系式是难点。
32．（2025 烟台）为了方便学生就餐，某学校餐厅使用了一款智慧餐盘，该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量，并在显示屏上显示出价钱，通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后，他们利用电压恒为24V的电源、量程为0～15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）等器材设计了一款自动称量装置，使用时，物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时，滑片P恰好位于滑动变阻器的a端，如图甲所示。闭合开关S，滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大到15V，此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现，滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和a、P之间的距离成正比。求：
（1）定值电阻R0在电路中的作用是什么？阻值为多少？
（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？
（3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为多少（结果保留一位小数）？此时对应的物体质量为多少？
（4）实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现，表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的，即质量刻度不均匀，如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路，在图丙方框内画出，并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。
【分析】（1）定值电阻R0在电路中的作用是与R串联分压，利用串联分压原理，或利用欧姆定律可求出R0的阻值；
（2）分别求出滑片在两端时的电功率；
（3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，它连入电路的阻值50Ω；
（4）要使表盘上刻度均匀，必须保证电流不变，电压表示数与它所跨接的部分阻值成正比。
【解答】解：（1）定值电阻R0在电路中的作用是与R串联分压，才能使电压表的示数随滑片位置而改变；
滑片在b端时的电流：I0.15A；
R0两端电压：U0＝U﹣UR＝24V﹣15V＝9V；
R0的阻值：R0；
（2）滑片在b端，电路的电功率Pb＝UI＝24V×0.15A＝3.6W；
滑片在a端，电路的电功率Pa；
整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W～9.6W；
（3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，
变阻器的阻值R′100Ω＝50Ω，
此时电路总电阻R总＝R0+R′＝60Ω+50Ω＝110Ω，
在串联电路中，，
此时电压表示数：，
滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端，最大称量质量为2kg，
所以，滑片移到中点时对应的物体质量为1kg；
（4）要使表盘上刻度均匀，必须保证电流不变，电压表示数与它所跨接的部分阻值成正比，电路如图；
与图甲相比，该电路电流最小且保持不变，比图甲电路更节能。
答：（1）定值电阻R0在电路中的作用是与R串联分压，才能使电压表的示数随滑片位置而改变；阻值为60Ω；
（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W～9.6W；
（3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为10.9V；此时对应的物体质量为1kg；
（4）可以实现质量刻度均匀的电路如图；与图甲相比，该电路电流最小且保持不变，比图甲电路更节能。
【点评】这是一道联系实际的问题，近几年中考试题当中，非常注重联系实际的各种问题，我们生活中很多器具都涉及到物理知识，要注意积累这方面的解题经验，分析方法。关键是要知道涉及那些规律和公式。
33．（2025 长沙）课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱，其电路如图所示。已知电源电压恒为220V，R0是阻值为55Ω的电热丝，温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
（1）闭合开关S后，求电路中的电流；
（2）求通电100s电热丝R0产生的热量；
（3）老师提醒，电热箱内温度太高，无法孵化鸡蛋，应使电热箱内的电功率降至P0，小组成员想出了两种方法改进电路：
方法一：在图中A点处串联接入一根电热丝RA；
方法二：在图中B点处串联接入一根电热丝RB。
老师发现这两种改进方法
电功率
一．选择题（共16小题）
1．（2025 长春）1kW h的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是（ ）
A．节能灯 B．电饭煲 C．电视机 D．电烤箱
2．（2025 德州）如图所示，电源电压恒为4.5V，灯泡L上标有“3V，1.5W”字样，滑动变阻器R2上标有“15Ω，1A”字样，定值电阻R1阻值为10Ω，电压表量程为0～3V，不计温度对灯丝电阻的影响，在保证电路元件安全的前提下，下列说法错误的是（ ）
A．小灯泡正常工作时电流为0.5A
B．当开关S1、S2、S3断开，S闭合时，R2接入电路的最小阻值为3Ω
C．当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路总功率最小值为3.375W
D．当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，R2接入电路的最大阻值为15Ω
3．（2025 西藏）如图（甲）所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片由最右端向左端移动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图（乙）所示。下列选项正确的是（ ）
A．电源电压为12V
B．电路的最小功率为1.4W
C．电压表与电流表对应的示数之比变大
D．电路中，电流的最大值与最小值之比为5：1
4．（2025 济南）如图所示，是“220V，15W”的LED灯和“220V，15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A．灯两端的实际电压：LED灯低于白炽灯
B．相同时间产生的内能：LED灯多于白炽灯
C．相同时间消耗的电能：LED灯少于白炽灯
D．电能转化为光能的效率：LED灯高于白炽灯
5．（2025 南通）图甲是灯泡L的I﹣U图像，灯泡的额定电压为2.5V。将灯泡L接入图乙电路，已知电阻R0的阻值为5Ω，电流表量程为0～0.6A，电源电压可调。在电路安全工作的前提下，下列判断正确的是（提示：可在图甲中作出电阻R0的I﹣U图像）（ ）
A．两条支路中的电流不可能相同
B．灯泡实际功率总比电阻功率大
C．电路总功率最大可达到1.5W
D．电源可调的最大电压为1.8V
6．（2025 内蒙古）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．b曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像
B．电源电压为8V
C．滑动变阻器接入电路的阻值范围是2～40Ω
D．灯泡的额定功率为3.5W
7．（2025 广元）如图的电路中，电源两端电压U恒为6V。只闭合开关S和S2，电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，电流表示数为I1，电路的功率为P1；只闭合开关S、S1和S3，电流表示数为I2，电路的功率为P2。已知R2＝10Ω，U1：U2＝1：2，I1：I2＝1：9，下列关系式正确的是（ ）
A．I2＝0.8A B．U1＝1V C．R1：R3＝2：3 D．P1：P2＝1：6
8．（2025 达州）如图所示电路，电源电压为18V保持不变，R1、R2为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为30Ω。当滑片P位于最右端，同时闭合S1、S2时，滑动变阻器功率P1＝7.5W，电压表示数为U1，电流表示数为I1；P位于最右端，只闭合S1时，滑动变阻器功率为P2，电压表示数为U2，电流表示数为I2；将滑片P移至中点，只闭合S1时，滑动变阻器功率为P3，电压表示数为U3，电流表示数为I3。若P2：P3＝8：9，下列说法正确的是（ ）
A．R1＝6Ω B．U2：U3＝3：2 C．I1：I3＝5：6 D．P3＝4W
9．（2025 长春）下列用电器正常工作1小时，消耗电能最多的是（ ）
A．空调 B．节能灯 C．电风扇 D．液晶电视
10．（2025 南京）如图甲，R0为定值电阻，灯L标有“3V 1.5W”字样，电源电压U总保持不变。闭合开关S，滑动变阻器R的滑片从某一位置移到某一端的过程中，其接入电路的电阻改变了ΔR，电路消耗的总功率改变了ΔP，同时三只电表示数均发生变化。图乙中有OA、AB和BC三段图像，其中有两段反映了上述滑片移动过程中电压表V1和V2示数与电流表A示数的对应关系。下列说法中正确的是（ ）
A．ΔR为6.5Ω B．ΔP为1.3W
C．U总为11V D．OA是R0的U﹣I图像
11．（2025 南通）某智能手机的锂电池上标有“3.7V，4200mA h”字样，该手机搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7V不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能，需要充电40min，此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近（ ）
A．节能灯 B．电风扇 C．电饭锅 D．电冰箱
12．（2025 桂林）灯泡L1、L2分别标有“220V 100W”、“220V 40W”的字样，将它们接入220V的电路中，则（ ）
A．L1、L2并联时，L1比L2亮
B．L1、L2并联时，亮度相同
C．L1、L2串联时，L1比L2亮
D．L1、L2串联时，亮度相同
13．（2025 南京）如图所示，电源电压不变，闭合开关，当滑动变阻器R2的滑片P从a端滑到b端的过程中，电流表示数变化了0.2A，电压表V1的示数从6V变为2V，电压表V2的示数变化了9V，R1的功率变化了ΔP1，电路总功率变化了ΔP。下列选项正确的是（ ）
A．电源电压13.5V B．R2的最大阻值为45Ω
C．ΔP1为0.8W D．ΔP为1.8W
14．（2025 大庆）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，调节电阻值，电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示，其中I0是电阻箱阻值为零时的电流，则下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R0阻值大小为
B．电阻箱两端电压随电流增大而增大
C．电路消耗的总功率最大值在数值上等于图形S3与S4的面积之和
D．电阻箱消耗的电功率最大值在数值上等于图形S1的面积
15．（2025 新疆）某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（ ）
A．2V B．3V C．4V D．5V
16．（2025 台州）某同学做了一个如图所示的“魔法火焰”实验：加热铅笔芯时，小灯泡慢慢亮了起来！下列有关判断正确的是（ ）
A．电源电压变大 B．铅笔芯电阻变大
C．电路中电流变大 D．小灯泡功率变小
二．多选题（共1小题）
（多选）17．（2025 河北）如图所示，电源电压为6V。a、b为两个电表，其中一个为电流表，一个为电压表。R1＝10Ω，R2：R3＝2：3。闭合开关S，电路总功率为P1，通过M点的电流为I1，a、b互换后再闭合开关，电路总功率为P2，通过M点的电流为I2。若P1：P2＝5：6，I2﹣I1＝0.1A，下列说法正确的是（ ）
A．a为电流表
B．R2的阻值为30Ω
C．将图中的电源、电表a、电表b任意互换，闭合开关，电路总功率的最小值为3W
D．将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，闭合开关，电表a的示数可能比互换前小
三．填空题（共7小题）
18．（2025 德州）图甲是一款家用蒸箱，图乙是其加热盘模块的简化电路，蒸箱有“低温”“中温”“高温”三挡，其中R1、R2为阻值不变的电热丝，当开关S1断开、S2接a时，蒸箱处于 挡，此时通过温控开关的电流为2A，已知蒸箱的额定电压为220V，R1＝88Ω，则R2的阻值为 Ω，高温挡的电功率为 W。
19．（2025 内江）如图所示，电源电压恒为4V、小灯泡标有“2.5V 1W”的字（电阻不变），滑动变阻器上标有“20Ω 1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某处时，电流表的示数为0.2A，则小灯泡的实际功率为 W；在保证电路安全使用的情况下，继续移动滑片，设移动过程中滑动变阻器的电功率为P1，小灯泡的电功率P2，的最大值为a、最小值为b，则 。
20．（2025 攀枝花）如图所示，电阻R1、R2、R3的阻值分别为R、2R、3R，为二极管。二极管具有单向导电性，只允许电流从其正极向负极通过，不允许电流反方向通过；当电流从二极管的正极流向负极时，其电阻为零。闭合开关S，接入电路的总电阻为 。现将电源正负极对调再接回原位置，则前后两种情况R2消耗的功率之比为 。
21．（2025 上海）某导体两端的电压为3伏，10秒内通过该导体横截面的电荷量为5库，通过该导体的电流为 安，这段时间内电流所做的功为 焦，若导体两端的电压变为6伏，则导体的电阻为 欧。
22．（2025 绥化）如图，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b为滑动变阻器两端点），小灯泡标有“6V 3W”字样。当开关S1、S2闭合，滑片P置于b端时，小灯泡正常发光，电流表的示数为0.9A，滑动变阻器最大阻值是 Ω；当开关S1闭合，S2断开，滑片P置于a端时，电流表示数为0.2A，此时R1的功率为 W。
23．（2025 青岛）综合实践活动中，小明想设计制作一个用于户外照明的简易电路。现有器材：干电池两节，额定电压均为3V的小灯泡两个，开关一个，导线若干。小明选用一节干电池，连接了如图甲所示的电路，闭合开关后灯泡发光，但照明效果不佳。他又在原电路中接入另一个灯泡，连接成图乙所示的电路，闭合开关后，照明效果反而更差了。
（1）小华对小明的实验进行了分析：电源电压一定，两个灯泡串联后，总电阻变大，电流变 ，根据公式P＝UI可知，总功率变 ，因此照明效果更差。
（2）为了获得比图甲电路更佳的照明效果，请你利用现有器材设计一个电路，画出电路图，并对所选器材做出必要的说明（无需解释亮度变化的原因）。
24．（2025 攀枝花）如图所示是小李同学家上月初和月末的电能表表盘示意图，小李同学家电路干路中的电流不得超过 A，上月消耗的电能为 kW h。年发电量可达1.5×109kW h的攀枝花银江水电站将于2025年投产发电，投产发电后的银江水电站可满足 户小李同学这样的家庭用电需求。
四．简答题（共1小题）
25．（2025 齐齐哈尔）小龙家需要购买一个电热水壶。若家庭电路的电压是220V，供电热水壶使用的室内插座的额定电流为5A。商场现有甲、乙、丙三种电热水壶，额定容量均为1.8L，额定电压均为220V，额定功率分别为800W、1000W和1500W。请你用学过的物理知识帮助小龙分析：
（1）从安全用电的角度考虑，哪一种电热水壶不能选购？说明理由。
（2）若将初温相同、体积为1.8L的水烧开，从用时更短的角度考虑，在余下两种中应选购哪种电热水壶？说明理由。（不计热损失）
五．实验探究题（共3小题）
26．（2025 宿迁）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为4.5V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
（1）如图甲所示电路，有一根导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）连接电路时，开关应 ，试触时发现，电压表无示数，电流表有示数，小灯泡发光，则电压表发生了 故障；
（3）纠正错误后继续进行实验，移动滑动变阻器滑片，电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，示数为 A，小灯泡额定功率为 W；
（4）利用原有电路，将小灯泡替换为定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个）探究电流和电阻关系，为了能完成实验，控制电压表示数可能是 。
A.1.7V
B.2.2V
C.2.7V
27．（2025 遂宁）小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中，用到的器材有：新干电池两节、小灯泡（标有0.3A）1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支，导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整。（要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小）
（2）连接好电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，造成这一现象的原因可能是 （选填序号）。
①小灯泡短路；
②小灯泡开路；
③滑动变阻器短路；
④滑动变阻器开路。
（3）排除故障，进行实验，当电流表的示数如图乙时，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，当电流表示数达到0.3A时，电压表的示数如图丙，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率。主要的操作步骤如下：
①把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额；
②保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I；
③计算得出小灯泡的额定功率P额＝ （用R0、I额、I表示）。
28．（2025 辽宁）电学实验课上，老师提供了“20Ω 1A”字样的滑动变阻器R1、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、标有“0.5A”字样的小灯泡、两节干电池等器材。利用所学的知识，请你帮助小鹏同学完成下面的实验。
（1）探究电流与电阻关系
①小鹏连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线，将电路连接正确。
②正确连接电路后，根据现有器材，为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压不能低于 V。
③电路中接入5Ω定值电阻，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最 端。闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，为 A。
④用10Ω电阻替换5Ω电阻后，滑片应该向 调节。经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成 。
（2）小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器R2和一个电压未知的电源（以上两器材均能满足实验要求），经过思考，利用原有的“20Ω 1A”的滑动变阻器R1和电流表等器材，小鹏设计了如图丙所示的电路，请你帮他完成实验。
①为了完成实验，请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2。
②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A。
③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动 的滑片，直至电流表的示数为0.5A。
④ ，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A。
⑤小灯泡的额定功率P额＝ W。
六．计算题（共5小题）
29．（2025 通辽）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射成功。查阅资料了解到，飞船在发射前需要检验飞船舱体的气密性。科技人员设计了图甲模拟检测电路，电源电压12V保持不变，R0为50Ω的定值电阻，R为压敏电阻，其阻值随环境气压变化的规律如图乙。将R置于舱体内，舱体位于真空室中，舱体不漏气时，舱体内气压为1.0×105Pa。求：
（1）舱体不漏气时，R0两端的电压；
（2）舱体不漏气时，电路工作10min消耗的电能；
（3）电压表示数为8V时，舱体内的气压值。
30．（2025 德州）如图甲所示，为物理创新小组设计的光控路灯原理图。由控制电路和工作电路组成，光敏电阻R1的阻值随照度E（描述光照强度的物理量）的变化关系如图乙所示，Lx是照度的单位。闭合开关S1、S2，当通过线圈的电流I＜1.5mA时，触点A、B接通，当通过线圈的电流I≥1.5mA时，触点A、B断开。已知控制电路电源电压U1为6V，定值电阻R2的阻值为2kΩ，工作电路电源电压U2为220V，灯泡L1和L2规格均为“220V，44W”。（电磁铁线圈电阻忽略不计）求：（1）灯泡L1正常发光时的电阻；
（2）当E＝3.0Lx时，工作电路在10min内消耗的电能；
（3）当E＝1.5Lx时，工作电路的电功率。
31．（2025 福建）小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进水保温状态时，测得炉内温度t为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃。求：
（1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流。
（2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值。
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。
32．（2025 烟台）为了方便学生就餐，某学校餐厅使用了一款智慧餐盘，该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量，并在显示屏上显示出价钱，通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后，他们利用电压恒为24V的电源、量程为0～15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）等器材设计了一款自动称量装置，使用时，物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时，滑片P恰好位于滑动变阻器的a端，如图甲所示。闭合开关S，滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大到15V，此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现，滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和a、P之间的距离成正比。求：
（1）定值电阻R0在电路中的作用是什么？阻值为多少？
（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？
（3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为多少（结果保留一位小数）？此时对应的物体质量为多少？
（4）实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现，表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的，即质量刻度不均匀，如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路，在图丙方框内画出，并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。
33．（2025 长沙）课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱，其电路如图所示。已知电源电压恒为220V，R0是阻值为55Ω的电热丝，温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
（1）闭合开关S后，求电路中的电流；
（2）求通电100s电热丝R0产生的热量；
（3）老师提醒，电热箱内温度太高，无法孵化鸡蛋，应使电热箱内的电功率降至P0，小组成员想出了两种方法改进电路：
方法一：在图中A点处串联接入一根电热丝RA；
方法二：在图中B点处串联接入一根电热丝RB。
老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为P0，小组成员在这两种改进电路中，用电压表测量新接入的电热丝两端的电压，测量结果为U1和U2，U1＞U2，U2＝165V，但由于粗心没有记录U1和U2分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能，并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。
七．综合能力题（共1小题）
34．（2025 山西）在项目化学习中，科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器，如图1所示，可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻（ ）、一个电动机（）和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W，且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题：
（1）在图2虚线框内画出烘干器内部电路图。
（2）使用时发现温度过高，存在安全隐患，想要把发热电阻的功率减小到原来的一半，需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
电功率
参考答案与试题解析
一．选择题（共16小题）
1．（2025 长春）1kW h的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是（ ）
A．节能灯 B．电饭煲 C．电视机 D．电烤箱
【分析】根据t可知消耗电能相同时，用电器电功率越小，用电器工作的时间越长。
【解答】解：选项的四个用电器中节能灯的电功率最小，电视机的电功率较大，电饭煲和电烤箱的电功率更大，在消耗电能相同时，根据t可知，电功率越小，用电器工作的时间越长，所以1kW h的电能可供节能灯正常工作时间最长。
故选：A。
【点评】本题考查了电功率计算公式的应用，比较简单，属于基础题。
2．（2025 德州）如图所示，电源电压恒为4.5V，灯泡L上标有“3V，1.5W”字样，滑动变阻器R2上标有“15Ω，1A”字样，定值电阻R1阻值为10Ω，电压表量程为0～3V，不计温度对灯丝电阻的影响，在保证电路元件安全的前提下，下列说法错误的是（ ）
A．小灯泡正常工作时电流为0.5A
B．当开关S1、S2、S3断开，S闭合时，R2接入电路的最小阻值为3Ω
C．当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路总功率最小值为3.375W
D．当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，R2接入电路的最大阻值为15Ω
【分析】（1）根据P＝UI求出小灯泡正常工作时电流；
（2）当开关S1、S2、S3断开，S闭合时，小灯泡L与滑动变阻器R2串联，根据小灯泡和滑动变阻器允许通过的最大电流和串联电路的电流特点分析判断电路中的最大电流，根据欧姆定律求出小灯泡L的电阻，根据欧姆定律和串联电路的电阻特点求出R2接入电路的最小阻值；
（3）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，小灯泡L被短路，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，根据并联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的最小总电流，根据P＝UI求出电路总功率的最小值；
（4）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，小灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，根据电压表的量程确定R2两端的最大电压，根据串联电路的特点和欧姆定律求出此时通过R2的电流，根据欧姆定律求出R2接入电路的最大阻值。
【解答】解：A、由P＝UI可知，小灯泡正常工作时电流：IL0.5A，故A正确；
B、当开关S1、S2、S3断开，S闭合时，小灯泡L与滑动变阻器R2串联，
小灯泡允许通过的最大电流为0.5A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，由串联电路的电流特点可知，电路中允许通过的最大电流为0.5A，
由欧姆定律可知，小灯泡L的电阻：RL6Ω，
由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R总小9Ω，
由串联电路的电阻特点可知，R2接入电路的最小阻值：R2＝R总小﹣RL＝9Ω﹣6Ω＝3Ω，故B正确；
C、当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，小灯泡L被短路，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，
由欧姆定律可知，当滑动变阻器R2接入电路的电阻最大时，通过滑动变阻器R2的电流最小，由并联电路的电流特点可知，电路中的总电流最小，
通过滑动变阻器R2的最小电流：I2小0.3A，
通过定值电阻R1的最小电流：I10.45A，
则电路中的最小总电流：I＝I2小+I1＝0.3A+0.45A＝0.75A，
电路总功率的最小值：P＝UI＝4.5V×0.75A＝3.375W，故C正确；
D、当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，小灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，
因为电压表的量程为0～3V的量程，所以R2两端的最大电压为3V，
由串联电路的分压原理可知，此时R2接入电路的阻值最大，
由串联电路的电压特点可知，R1两端的电压：U1＝U﹣U2＝4.5V﹣3V＝1.5V，
则通过R2的电流：I2＝IL30.25A，
由欧姆定律可知，R2接入电路的最大阻值：R212Ω，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
3．（2025 西藏）如图（甲）所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片由最右端向左端移动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图（乙）所示。下列选项正确的是（ ）
A．电源电压为12V
B．电路的最小功率为1.4W
C．电压表与电流表对应的示数之比变大
D．电路中，电流的最大值与最小值之比为5：1
【分析】（1）闭合开关，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压；当滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知此时电路中电流最小，根据串联电路电压特点可得电源电压；当电路中电流为0.5A时，滑动变阻器两端的电压为4V，同理可得电源电压，两式即可得到电源电压；
（2）电源电压不变，根据P＝UI可知，电路中电流最小时，总功率最小，可得到电路消耗的最小功率；
（3）由欧姆定律的变形式R可知，电压表与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器的滑片由最右端向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，据此可做出判断；
（4）若电流表选择的小量程为0～0.6A，因此电路中的最大电流值为0.6A，若电流表选择大量程，由I得到电路中的最大电流值，由图象可得电流的最小值为0.1A，据此解答即可。
【解答】解：A、闭合开关，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压；当滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知此时电路中电流最小，根据串联电路电压特点可得电源电压：
U电＝U1+U2＝IR1+U2＝0.1A×R1+12V......①
当电路中电流为0.5A时，滑动变阻器两端的电压为4V，同理可得电源电压
U电＝U1'+U2'＝I'R1+U2'＝0.5A×R1+4V......②
解①②可得：U电＝14V，R1＝20Ω，故A错误；
B、电源电压不变，根据P＝UI可知，电路中电流最小时，总功率最小，电路消耗的最小功率：P小＝U电I小＝14V×0.1A＝1.4W，故B正确；
C、由欧姆定律的变形式R可知，电压表与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器的滑片由最右端向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，因此电压表与电流表示数的比值变小，故C错误；
D.若电流表选择的小量程为0～0.6A，因此电路中的最大电流值为0.6A，若电流表选择大量程，电路中的最大电流值为：I大0.7A，均不是图象中的0.5A，电流的最小值为0.1A，故电路中电流的最大值与最小值之比不可能为5：1，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律的应用和电功率的计算，关键是从图中得出有用信息。
4．（2025 济南）如图所示，是“220V，15W”的LED灯和“220V，15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A．灯两端的实际电压：LED灯低于白炽灯
B．相同时间产生的内能：LED灯多于白炽灯
C．相同时间消耗的电能：LED灯少于白炽灯
D．电能转化为光能的效率：LED灯高于白炽灯
【分析】（1）根据两灯的额定电压分析回答；
（2）根据W＝Pt结合电能转化为内能和光能的占比图分析回答。
【解答】解：A、由题意可知，两灯的额定电压和额定功率均相等，当两灯均正常工作时，灯两端的实际电压等于额定电压，即LED灯两端实际电压等于白炽灯两端实际电压，故A错误；
BCD、因两灯的额定功率相同，当两灯均正常工作时，相同时间内，根据W＝Pt可知，两灯消耗的电能相等；由图可知白炽灯把大部分电能转化为内能，LED灯把大部分电能转化为光能，因此相同时间内LED灯产生的内能小于白炽灯，说明LED灯电能转化为光能的效率高，故BC错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了实际功率、电功和能量的利用效率，正确读取图中信息是解题的关键。
5．（2025 南通）图甲是灯泡L的I﹣U图像，灯泡的额定电压为2.5V。将灯泡L接入图乙电路，已知电阻R0的阻值为5Ω，电流表量程为0～0.6A，电源电压可调。在电路安全工作的前提下，下列判断正确的是（提示：可在图甲中作出电阻R0的I﹣U图像）（ ）
A．两条支路中的电流不可能相同
B．灯泡实际功率总比电阻功率大
C．电路总功率最大可达到1.5W
D．电源可调的最大电压为1.8V
【分析】根据电阻R0的阻值为5Ω，在图中画出其I﹣U图像，结合图像分析解答。
【解答】解：电阻R0的阻值为5Ω，当电压为1，8V时，电流I0.36A，据此画出图像如图所示：
A．根据图像知，当U＝1V，图像相交，说明电流相等，故两条支路中的电流可能相同，故A错误；
B．根据P＝UI知，并联电路的电压相等，而灯泡在电压大于1V时，电流小于电阻的电流，故灯泡实际功率此时比电阻功率小，故B错误；C．灯泡的最大电压可以为2.5V，灯泡的电流为0.26A，电阻的电流I00.5A；
干路电流I＝IL+I0＝0.26A+0.5A＝0.76A＞0.6A，
当电压为1.8V时，灯泡的电流为0.24A，电阻的电流I'0＝0.36A；
干路电流I＝I'L+I'0＝0.24A+0.36A＝0.6A，故电源可调的最大电压为1.8V；
此时的电功率P＝UI＝1.8V×0.6A＝1.08W；故电路总功率最大不可达到1.5W，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查并联电路的特点、欧姆定律的应用，属于中档题。
6．（2025 内蒙古）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．b曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像
B．电源电压为8V
C．滑动变阻器接入电路的阻值范围是2～40Ω
D．灯泡的额定功率为3.5W
【分析】（1）由图甲可知，闭合开关S，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表V1测滑动变阻器两端的电压，电压表V2测灯泡两端的电压。将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，变阻器接入电路的阻值不断变小，电路中的电流不断变大，根据串联电路的分压原理可知变阻器两端的电压变化，由图乙可知两个电压表示数与电流表示数变化的关系图像；
（2）由图乙可知当电流为0.2A时，两个电压表的示数，根据串联电路的电压规律可得电源电压的大小；
（3）由图乙数据，结合欧姆定律求滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值，即其接入电路的阻值范围；
（4）由图乙数据，结合串联电路的电压规律求灯泡的额定电压，根据P＝UI求灯泡的额定功率。
【解答】解：A、由图甲可知，闭合开关S，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表V1测滑动变阻器两端的电压，电压表V2测灯泡两端的电压。将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，变阻器接入电路的阻值不断变小，电路中的电流不断变大，根据串联电路的分压原理可知变阻器两端的电压不断变小，即电压表V1的示数随电流的变大而变小，则灯泡两端的电压，即电压表V2的示数随电流的变大而变大，由图乙可知b曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像、a曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像，故A错误；
B、由图乙可知，当电流最小为0.2A时，电压表V1的示数U滑大＝8V，电压表V2的示数U灯小＝1V，
由串联电路的电压规律可知，电源电压：U＝U滑大+U灯小＝8V+1V＝9V，故B错误；
C、由图乙数据，结合欧姆定律可得，滑动变阻器接入电路的最大阻值：R滑大40Ω，
电路中的最大电流，即灯泡的额定电流为I大＝0.5A，
故滑动变阻器接入电路的最小阻值：R滑小4Ω，
即滑动变阻器接入电路的阻值范围是4～40Ω，故C错误；
D、由图乙数据，结合串联电路的电压规律可得，灯泡的额定电压：U额＝U﹣U滑小＝9V﹣2V＝7V，
灯泡的额定功率：P额＝U额I大＝7V×0.5A＝3.5W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律、公式P＝UI的应用，关键是正确判断各表示数的关系图像。
7．（2025 广元）如图的电路中，电源两端电压U恒为6V。只闭合开关S和S2，电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，电流表示数为I1，电路的功率为P1；只闭合开关S、S1和S3，电流表示数为I2，电路的功率为P2。已知R2＝10Ω，U1：U2＝1：2，I1：I2＝1：9，下列关系式正确的是（ ）
A．I2＝0.8A B．U1＝1V C．R1：R3＝2：3 D．P1：P2＝1：6
【分析】（1）只闭合开关S和S2，R1、R2、R3串联，R1两端电压U1，R2和R3两端电压之和是U2，串联电路电流处处相等，已知U1：U2＝1：2，可以得到R2+R3＝2R1；此时电流表示数为I1，；
（2）只闭合开关S、S1和S3，R1与R2并联，此时电流表示数为I2，已知R2＝10Ω，，
已知I1：I2＝1：9，，解得R1＝20Ω，所以R3＝2R1﹣R2＝2×20Ω﹣10Ω＝30Ω；
（3）求出R1、R3之后，就可以分别判断各个选项了。
【解答】解：只闭合开关S和S2，R1、R2、R3串联，R1两端电压U1，R2和R3两端电压之和是U2，
串联电路电流处处相等，已知U1：U2＝1：2，可以得到R2+R3＝2R1；
此时电流表示数为I1，；
只闭合开关S、S1和S3，R1与R2并联，
此时电流表示数为I2，已知R2＝10Ω，，
已知I1：I2＝1：9，，解得R1＝20Ω，所以R3＝2R1﹣R2＝2×20Ω﹣10Ω＝30Ω；
A、，故A错误；
B、，U1＝I1R1＝0.1A×20Ω＝2V，故B错误；
C、，故C正确；
D、，故D错误。
故选：C。
【点评】有转换开关的电路，一定先判断开关转换时电路的连接情况，这是分析这类题的关键。
8．（2025 达州）如图所示电路，电源电压为18V保持不变，R1、R2为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为30Ω。当滑片P位于最右端，同时闭合S1、S2时，滑动变阻器功率P1＝7.5W，电压表示数为U1，电流表示数为I1；P位于最右端，只闭合S1时，滑动变阻器功率为P2，电压表示数为U2，电流表示数为I2；将滑片P移至中点，只闭合S1时，滑动变阻器功率为P3，电压表示数为U3，电流表示数为I3。若P2：P3＝8：9，下列说法正确的是（ ）
A．R1＝6Ω B．U2：U3＝3：2 C．I1：I3＝5：6 D．P3＝4W
【分析】（1）滑动变阻器功率P1＝7.5W，滑动变阻器最大阻值为30Ω，可以求出I1，再求出R2的阻值；
（2）列出P2和P3的表达式，利用P2和P3的比值，求出I2和I3的比值，进一步求出U2和U3的比值；
（3）求出I2和I3的数值，就可以求出后面的两个选项。
【解答】解：（1）当滑片P位于最右端，同时闭合S1、S2时，R2与R滑串联，滑动变阻器最大阻值为30Ω，滑动变阻器功率P1＝7.5W
由P1R滑得：
U滑＝I1R滑＝0.5A×30Ω＝15V，U1＝U﹣U滑＝18V﹣15V＝3V，；
P位于最右端，只闭合S1时，滑动变阻器功率为P2，电压表示数为U2，电流表示数为I2，R1、R2、R滑串联
P2R滑，U2＝I2（R1+R2）
将滑片P移至中点，只闭合S1时，滑动变阻器功率为P3，电压表示数为U3，电流表示数为I3，此时R1、R2与R滑的一半串联
P3，U3＝I3（R1+R2）
若P2：P3＝8：9，则，I2：I3＝2：3，，故B错误；
，把R2＝6Ω，R3＝30Ω代入，求得R1＝9Ω，故A错误；
求出I2和I3，I2，I3
，故C正确；
，故D错误。
故选：C。
【点评】这是一道电学综合题，分析过程较难，表达式也比较繁琐，要有清晰的分析思路，一步一步攻克难关。
9．（2025 长春）下列用电器正常工作1小时，消耗电能最多的是（ ）
A．空调 B．节能灯 C．电风扇 D．液晶电视
【分析】根据用电器的功率，利用电功率公式，可知消耗电能最多的用电器。
【解答】解：空调的额定功率一般在1kW左右，节能灯的的额定功率小于40W，液晶电视和电风扇的额定功率在100W左右。
利用电功率变形式W＝Pt可知，都正常工作1小时，消耗电能最多的用电器是空调。
故选：A。
【点评】本题考查的是电功的计算公式、以及对常见用电器额定功率的了解，这要求大家在生活中要善于观察。
10．（2025 南京）如图甲，R0为定值电阻，灯L标有“3V 1.5W”字样，电源电压U总保持不变。闭合开关S，滑动变阻器R的滑片从某一位置移到某一端的过程中，其接入电路的电阻改变了ΔR，电路消耗的总功率改变了ΔP，同时三只电表示数均发生变化。图乙中有OA、AB和BC三段图像，其中有两段反映了上述滑片移动过程中电压表V1和V2示数与电流表A示数的对应关系。下列说法中正确的是（ ）
A．ΔR为6.5Ω B．ΔP为1.3W
C．U总为11V D．OA是R0的U﹣I图像
【分析】闭合开关，灯泡、滑动变阻器、定值电阻串联接入电路，电压表V1测灯泡两端电压，电压表测V2灯泡和滑动变阻器两端的总电压，电流表测通过电路的电流，
串联电路各处电流相等，当变阻器接入电路的阻值不为零时，由串联电路的电压特点可知电压表V2的示数大于电压表V1的示数；
灯泡正常发光时通过灯泡的电流为0.5A，所以通过电路的最大电流为0.5A，因为灯泡的电阻是变化的，所以BC为电压表V1随电流表示数变化的图像，AB为电压表V2随电流表示数变化的图像，电流从0.4A增大为0.5A，所以滑片从中间某一位置向左移到最左端，此时灯泡正常发光，根据串联电路电压规律结合欧姆定律表示电源电压；
由图可知通过电路的电流为0.4A时，灯泡两端的电压为2V，灯泡和滑动变阻器两端电压为5V，根据串联电路电压规律结合欧姆定律计算此时变阻器接入电路的阻值；根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得电源电压，联立解方程可得R0与U，根据P＝UI计算电路消耗的总功率的变化量。
【解答】解：
由图甲可知，闭合开关，灯泡、滑动变阻器、定值电阻串联接入电路，电压表V1测灯泡两端电压，电压表测V2灯泡和滑动变阻器两端的总电压，电流表测通过电路的电流，
串联电路各处电流相等，当变阻器接入电路的阻值不为零时，由串联电路的电压特点可知电压表V2的示数大于电压表V1的示数；
由P＝UI可得灯泡正常发光时的电流：IL0.5A；
灯泡正常发光时的电流为0.5A，所以通过该电路的最大电流为0.5A，且灯泡的电阻是变化的，所以，综合以上分析可知，BC为电压表V1随电流表示数变化的图像，AB为电压表V2随电流表示数变化的图像，
根据题意和图像可知，滑动变阻器R的滑片从某一位置移到某一端的过程中，电流从0.4A增大为0.5A，说明变阻器的滑片是向左移动的，滑片移到最左端时，灯泡L和定值电阻R0串联，此时灯泡正常发光，两电压表都测灯泡两端的电压，即为3V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得电源电压：U总＝UL+U0＝3V+0.5A×R0﹣﹣﹣﹣﹣①，
滑片在中间某一位置时，灯泡、滑动变阻器和定值电阻R0串联，电压表V1测灯泡两端电压，电压表测V2灯泡和滑动变阻器两端的总电压，此时通过电路的电流为0.4A，灯泡两端的电压为2V，灯泡和滑动变阻器两端的总电压为5V，
此时变阻器接入电路的阻值为R7.5Ω，即ΔR＝7.5Ω﹣0Ω＝7.5Ω；
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得电源电压：U总＝U2+U0′＝5V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
联立①②可得R0＝20Ω，U总＝13V，
电路消耗的总功率的变化量为：ΔP＝U总IL﹣U总I＝13V×0.5A﹣13V×0.4A＝1.3W，
而OA图像对应的电阻值为ROA12.5Ω，所以OA不是R0的U﹣I图像，
综上可知，只有B正确。
故选：B。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，难度较大。
11．（2025 南通）某智能手机的锂电池上标有“3.7V，4200mA h”字样，该手机搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7V不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能，需要充电40min，此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近（ ）
A．节能灯 B．电风扇 C．电饭锅 D．电冰箱
【分析】根据W＝UIt可知该款手机快充功能充电时充电的电流大小，再结合各用电器的功率分析。
【解答】解：该款手机快充功能充电时充电的电流大小：I5040mA＝5.04A，电饭锅正常工作时的电流最接近5.04A，其他三种电器正常工作时的电流都远小于5A，故C正确。
故选：C。
【点评】本题考查电功、电能公式的应用，难度是理解mA h的含义，难度不大。
12．（2025 桂林）灯泡L1、L2分别标有“220V 100W”、“220V 40W”的字样，将它们接入220V的电路中，则（ ）
A．L1、L2并联时，L1比L2亮
B．L1、L2并联时，亮度相同
C．L1、L2串联时，L1比L2亮
D．L1、L2串联时，亮度相同
【分析】（1）知道两灯的额定电压、额定功率，利用R比较电阻大小。
（2）灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率，利用P和P＝I2R分别判断并联电路、串联电路两灯泡的亮暗情况。
【解答】解：AB、由P可知，两灯泡正常发光时的电压均为220V，灯泡L1的额定功率较大，电阻较小；
灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，两灯并联接入220V的电路中，两灯正常发光，灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，所以两灯泡正常发光时L1的功率大，灯更亮，故A正确，B错误；
CD、两灯泡串联起来接入220V的电路中，它们的电流相等，根据P＝I2R可知，L1的电阻较小，较暗，L2的电阻大，较亮，故CD错误。
故选：A。
【点评】本题考查了额定功率和实际功率之间的关系、电功率公式的灵活运用和串联电路的分压特点等，关键是知道灯泡正常发光时的功率和额定功率相等。
13．（2025 南京）如图所示，电源电压不变，闭合开关，当滑动变阻器R2的滑片P从a端滑到b端的过程中，电流表示数变化了0.2A，电压表V1的示数从6V变为2V，电压表V2的示数变化了9V，R1的功率变化了ΔP1，电路总功率变化了ΔP。下列选项正确的是（ ）
A．电源电压13.5V B．R2的最大阻值为45Ω
C．ΔP1为0.8W D．ΔP为1.8W
【分析】先画出两种情况的等效电路图，根据欧姆定律分别表示出电压表V1的示数结合示数的大小求出两电路的电流之比，滑片P从a端滑动到b端的过程中，电路中的电阻变大，电路中的电流变小，据此表示出电流表的示数变化，联立等式即可求出两电流的大小，利用欧姆定律求出R1和R2的阻值，根据串联电路的特点结合电源的电压不变建立等式即可求出R3的阻值，进一步求出电源的电压，利用P＝I2R求出电阻R1的功率变化量，根据P＝UI求出电路消耗总功率的变化量。
【解答】解：当滑动变阻器R2的滑片P位于a端时，等效电路图如图1所示；
当滑动变阻器R2的滑片P位于b端时，等效电路图如图2所示；
根据欧姆定律可知：3；
图1中的电阻小于图2中的电阻，且滑片P从a端滑动到b端的过程中电流表示数变化了0.2A，
则I1﹣I2＝3I2﹣I2＝2I2＝0.2A，I2＝0.1A，I1＝3I2＝3×0.1A＝0.3A，
图1中：R120Ω，
图2中：R290Ω，故B错误；
电源的电压不变，
则U＝U1+I1R3＝U1′+U2+I2R3，
即6V+0.3A×R3＝2V+9V+0.1A×R3，
解得：R3＝25Ω，
电源的电压U＝6V+0.3A×R3＝6V+0.3A×25Ω＝13.5V，故A正确；
电阻R1的功率变化量：
ΔP1R1R1＝（0.3A）2×20Ω﹣（0.1A）2×20Ω＝1.6W，故C错误；
电路消耗总功率的变化：
ΔP＝UI1﹣UI2＝13.5V×0.3A﹣13.5V×0.1A＝2.7W，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，分清滑片位于a端和b端时电表的变化关系是关键。
14．（2025 大庆）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，调节电阻值，电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示，其中I0是电阻箱阻值为零时的电流，则下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R0阻值大小为
B．电阻箱两端电压随电流增大而增大
C．电路消耗的总功率最大值在数值上等于图形S3与S4的面积之和
D．电阻箱消耗的电功率最大值在数值上等于图形S1的面积
【分析】（1）利用欧姆定律可求定值电阻的大小；
（2）根据串联电路的特点可得电源电压等于电阻箱两端的电压与定值电阻两端的电压之和，结合欧姆定律可得定值电阻两端的电压与电流的关系，即可判断；
（3）电路消耗的总功率最大时需满足电路中的总电流最大，此时电阻箱的阻值为零，结合图像即可得到总功率的表达式在数值上对应整个矩形的面积；
（4）利用欧姆定律I可求总电流，再由PR＝I2R确定电阻箱何时消耗的功率最大，最后表示其最大值，据此解答。
【解答】解：A、电压表与定值电阻并联，测量的电压为R0两端的电压，由图乙可知，电阻箱阻值为零时，电源电压等于电压表的读数U0，欧姆定律可得，R0，故A错误；
B、由图甲可知，定值电阻和电阻箱串联，则有UR+U0′＝U电源＝U0；
由欧姆定律可知，定值电阻两端的电压U0′＝IR0，则UR＝U0﹣IR0，可见，随I的增大，UR减小，故B错误；
C、当电路中的总电流最大时，电路消耗的总功率最大，且P总＝U电源I总，依据题意可知，当电阻箱的阻值为零时，电路中的总电流最大为I0，所以电路消耗的总功率P总＝U0I0，在数值上对应图形中的总面积S＝S1+S2+S3+S4+S5，故C错误；
D、由欧姆定律可得，电路的总电流I，则电阻箱消耗的功率PR＝I2R；
可见当R＝R0时，PR有最大值，且PRmax，在数值上等于矩形的面积S1，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查欧姆定律及其应用、电功率的计算、U﹣I图像的应用等，求解可变电阻消耗的功率何时最大是解答本题的难点。
15．（2025 新疆）某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电，第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后，会自动停止充电并处于待机状态，当电能消耗到一定程度后，又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，充电器的充电电流为2.0A，则充电器的充电电压为（ ）
A．2V B．3V C．4V D．5V
【分析】在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍，且充电电能等于待机电能，已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，得出充电功率，根据P＝UI可知充电器的充电电压。
【解答】解：在待机和自动充电的循环过程中，待机时间为自动充电时间的50倍，且充电电能等于待机电能，已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W，可知充电功率P′＝50P＝50×0.2W＝10W，
根据P＝UI可知充电器的充电电压U5V。
故选D。
【点评】本题考查电功的计算，综合性强，难度适中。
16．（2025 台州）某同学做了一个如图所示的“魔法火焰”实验：加热铅笔芯时，小灯泡慢慢亮了起来！下列有关判断正确的是（ ）
A．电源电压变大 B．铅笔芯电阻变大
C．电路中电流变大 D．小灯泡功率变小
【分析】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮；
导体的电阻是导体的一种性质，反映了导体对电流阻碍作用的大小；
电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关，还与温度有关；与导体中的电流、导体两端的电压大小无关。
【解答】解：温度影响导体的电阻，当他用一支燃着的蜡烛加热时，发现了一个奇怪的现象，当用火焰加热时，过了一会灯泡就亮了起来；
灯泡慢慢亮起来了，说明小灯泡的实际功率变大，电路中的电流变大了，铅笔芯的电阻随温度的升高而变小，而电源电压是不变的；
故ABD错误；C正确；
故选：C。
【点评】本题考查电阻的概念、温度对电阻的影响、灯泡的实际功率决定灯泡的亮度，是一道基础题。
二．多选题（共1小题）
（多选）17．（2025 河北）如图所示，电源电压为6V。a、b为两个电表，其中一个为电流表，一个为电压表。R1＝10Ω，R2：R3＝2：3。闭合开关S，电路总功率为P1，通过M点的电流为I1，a、b互换后再闭合开关，电路总功率为P2，通过M点的电流为I2。若P1：P2＝5：6，I2﹣I1＝0.1A，下列说法正确的是（ ）
A．a为电流表
B．R2的阻值为30Ω
C．将图中的电源、电表a、电表b任意互换，闭合开关，电路总功率的最小值为3W
D．将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，闭合开关，电表a的示数可能比互换前小
【分析】（1）当a为电流表，b为电压表时，R1短路，R2和R3并联工作，利用欧姆定律得出；
（2）将图中的电源、电表a、电表b任意互换，共有如下6种组合，分别进行分析；
（3）将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，有如下3种情况，分别进行分析。
【解答】解：A、由题意可知，当两个表互换位置后，P1：P2＝5：6，则P1：P2＝UI1：UI2＝I1：I2＝5：6 ①
两次的电流关系为I2﹣I1＝0.1A ②
联立①②式可得，I1＝0.5A，I2＝0.6A。当a为电压表，b为电流表时，R1单独工作，R2和R3短路，电路中的电流为
，
刚开始时，a是电流表，b为电压表，电路电流为I1＝0.5A。故A正确；
B、当a为电流表，b为电压表时，R1短路，R2和R3并联工作，则电路中的电流为
③
两个电阻的阻值关系为R2：R3＝2：3 ④
联立③④可得，R2＝20Ω，R3＝30Ω，故B错误；
C、由题意可知，将图中的电源、电表a、电表b任意互换，共有如下6种组合：
根据可知，当电路中阻值最大时，电路中的电功率最小，
（1）为题中原图，为R2和R3并联工作，阻值为
（2）为题中a、b互换位置后，为R1单独工作，阻值R1＝10Ω，（3）为R1单独工作，阻值R1＝10Ω，
（4）为R1、R2和R3并联工作，阻值为，
（5）R2和R3并联工作，阻值为R5＝R1＝12Ω，
（6）为R1、R2和R3并联工作，阻值为R6＝R4，
综上可知，电路中的最大阻值为12Ω，则电路中的最小电功率为，故C正确；
D、将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，有如下3种情况：
根据A中分析可知，未更换之前，R1短路，R2和R3并联工作，电流表测量干路电流，电路中的阻值为12Ω；
（7）中，R1短路，R2和R3并联，与未更换前一致，故（7）中电流表示数将不变；
（8）中，R3短路，R1和R2并联，电流表测量干路电流，电路中的阻值为
根据可知，（8）中电流表的示数将变大，
（9）中，R2短路，R1和R3并联，电流表测量干路电流，电路中的阻值为
7.5Ω，
根据可知，（9）中电流表的示数将变大，综上所述，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题主要考查了电功率和欧姆定律的应用，综合性比较强。
三．填空题（共7小题）
18．（2025 德州）图甲是一款家用蒸箱，图乙是其加热盘模块的简化电路，蒸箱有“低温”“中温”“高温”三挡，其中R1、R2为阻值不变的电热丝，当开关S1断开、S2接a时，蒸箱处于 低温 挡，此时通过温控开关的电流为2A，已知蒸箱的额定电压为220V，R1＝88Ω，则R2的阻值为 22 Ω，高温挡的电功率为 2750 W。
【分析】（1）由P＝UI可知，当电源电压一定时，电路电阻越大，功率越小，根据电路图分析电路结构，结合串并联电路电阻规律和P＝UI可知各挡位时电路的连接；
（2）根据欧姆定律求出开关S1断开、S2接a时电路中的总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R2的阻值；
（3）根据并联电路的电流特点和欧姆定律求出高温挡时电路中的总电流，根据P＝UI求出高温挡的电功率。
【解答】解：（1）当S1闭合，S2拨到b时，R1、R2并联；当S1断开，S2拨到a时，R1、R2串联；当S1闭合，S2拨到a时，电路为R1的简单电路；因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由P＝UI可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，蒸箱为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，蒸箱为低温挡；电路为R1的简单电路时，蒸箱为中温挡；则当开关S1断开、S2接a时，蒸箱处于低温挡；
（2）当S1断开，S2拨到a时，R1、R2串联，由欧姆定律可知，此时电路中总电阻：R低110Ω，由串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R低﹣R1＝110Ω﹣88Ω＝22Ω；
（3）高温挡时R1、R2并联，由并联电路的电流特点和欧姆定律可知，高温挡时电路中的总电流：I高＝I1+I212.5A，则高温挡的电功率：P高＝UI高＝220V×12.5A＝2750W。
故答案为：低温；22；2750。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率和热量公式的灵活运用，正确的判断蒸箱处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
19．（2025 内江）如图所示，电源电压恒为4V、小灯泡标有“2.5V 1W”的字（电阻不变），滑动变阻器上标有“20Ω 1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某处时，电流表的示数为0.2A，则小灯泡的实际功率为 0.25 W；在保证电路安全使用的情况下，继续移动滑片，设移动过程中滑动变阻器的电功率为P1，小灯泡的电功率P2，的最大值为a、最小值为b，则 5 。
【分析】（1）由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端电压，根据灯泡电阻不变可求出灯泡的电阻，再根据电功率公式可求出小灯泡的实际电功率；
（2）保证电路安全使用情况下，移动滑片可知当电压表示数最大时，接入滑动变阻器的阻值最大，电流最小，根据欧姆定律及电功率公式求出滑动变阻器的电功率和小灯泡的电功率之比，当小灯泡达到额定电流时，接入滑动变阻器的阻值最小，电流达到最大值，根据电功率公式求出此时滑动变阻器的电功率和小灯泡的电功率之比，最后可以得到结果。
【解答】解：（1）由电路图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压，闭合开关，移动滑动变阻器到某处，由题意得，此时电路的电流为I＝0.2A，因为小灯泡的电阻不变，先根据小灯泡的规格可得：I额0.4A，则小灯泡的电阻为：R灯6.25Ω，所以小灯泡的实际功率为：P实＝I2R灯＝（0.2A）2×6.25Ω＝0.25W；
（2）由于电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，保证电路安全使用的情况下，当电压表示数为3V时，接入滑动变阻器的阻值最大，此时电路中的电流最小，根据串联电路分压特点及欧姆定律可得电路此时的电流为：I10.16A，此时滑动变阻器电功率为：P1＝3V×I1＝3V×0.16A＝0.48W，小灯泡的电功率为：P2＝（I1）2R灯＝（0.16A）2×6.25Ω＝0.16W，此时3，
因为小灯泡的额定电流为0.4A，所以电路通过的最大电流为0.4A，此时接入滑动变阻器的阻值最小，电路中的电流最大，所以小灯泡两端的电压为额定电压2.5V，电流为0.4A，电功率为P′2＝1W，根据串联分压可得此时滑动变阻器两端的电压为：U′＝4V﹣2.5V＝1.5V，电功率P′1＝U′×0.4A＝1.5V×0.4A＝0.6W，则0.6，所以最大值a＝3，最小值b＝0.6，则5。
故答案为：0.25；5。
【点评】本题考查了串联电路特点和欧姆定律及电功率公式的应用。
20．（2025 攀枝花）如图所示，电阻R1、R2、R3的阻值分别为R、2R、3R，为二极管。二极管具有单向导电性，只允许电流从其正极向负极通过，不允许电流反方向通过；当电流从二极管的正极流向负极时，其电阻为零。闭合开关S，接入电路的总电阻为 5R 。现将电源正负极对调再接回原位置，则前后两种情况R2消耗的功率之比为 9：25 。
【分析】（1）由图结合二极管的单向导电性可知，闭合开关S时，电阻R2、R3串联，根据串联电路的电阻特点求出接入电路的总电阻；
（2）将电源正负极对调再接回原位置时，电阻R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点求出接入电路的总电阻，根据P＝UI＝I2R和欧姆定律求前后两种情况R2消耗的功率之比。
【解答】解：（1）由图结合二极管的单向导电性可知，闭合开关S时，电阻R2、R3串联，由串联电路的电阻特点可知，接入电路的总电阻Ra＝R2+R3＝2R+3R＝5R；
（2）由图结合二极管的单向导电性可知，将电源正负极对调再接回原位置时，电阻R1、R2串联，由串联电路的电阻特点可知，接入电路的总电阻Rb＝R1+R2＝R+2R＝3R，
由P＝UI可知，前后两种情况R2消耗的功率之比：。
故答案为：5R；9：25。
【点评】本题考查电路分析和电功率公式的应用，关键根据二极管的单向导电性分析出电路的连接。
21．（2025 上海）某导体两端的电压为3伏，10秒内通过该导体横截面的电荷量为5库，通过该导体的电流为 0.5 安，这段时间内电流所做的功为 15 焦，若导体两端的电压变为6伏，则导体的电阻为 6 欧。
【分析】（1）知道10秒内通过该导体横截面的电荷量，根据I求出通过该导体的电流，又知道导体两端的电压，根据W＝UIt＝UQ求出电流做的功，根据I求出导体的电阻；
（2）电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端的电压和通过的电流无关。
【解答】解：通过该导体的电流：
I0.5A；
这段时间内电流做功：
W＝UIt＝UQ＝3V×5C＝15J；
由I可得，导体的电阻：
R6Ω，
因为电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，所以，将该导体两端的电压改变为6伏，导体的电阻仍为6Ω不变。
故答案为：0.5；15；6。
【点评】本题考查了电流的定义式和欧姆定律的应用，关键是知道导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关，是一道基础题目。
22．（2025 绥化）如图，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b为滑动变阻器两端点），小灯泡标有“6V 3W”字样。当开关S1、S2闭合，滑片P置于b端时，小灯泡正常发光，电流表的示数为0.9A，滑动变阻器最大阻值是 15 Ω；当开关S1闭合，S2断开，滑片P置于a端时，电流表示数为0.2A，此时R1的功率为 0.6 W。
【分析】（1）开关S1、S2闭合，滑片P置于b端时，R1被短路，滑动变阻器的最大阻值与灯泡并联，电流表测干路电流，根据灯泡正常发光和并联电路的电压特点可知电源电压，根据P＝UI求出灯泡正常发光时的电流，根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
（2）开关S1闭合，S2断开，滑片P置于a端时，灯泡被短路，滑动变阻器的最大阻值与定值电阻R1串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据P＝UI求出此时R1的功率。
【解答】解：（1）开关S1、S2闭合，滑片P置于b端时，R1被短路，滑动变阻器的最大阻值与灯泡并联，电流表测干路电流；
由并联电路的电压特点和灯泡正常发光可知，电源电压：U＝UL＝6V，
由P＝UI可得，灯泡正常工作时的电流：IL0.5A，
由并联电路的电流特点可知，通过滑动变阻器的电流：Ib＝I﹣IL＝0.9A﹣0.5A＝0.4A，
由欧姆定律可知，滑动变阻器的最大阻值：R2大15Ω；
（2）开关S1闭合，S2断开，滑片P置于a端时，灯泡被短路，滑动变阻器的最大阻值与定值电阻R1串联，电流表测电路中的电流；
由欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压：U2大＝I'R2大＝0.2A×15Ω＝3V，
由串联电路的电压特点可知，R1两端的电压：U1＝U﹣U2大＝6V﹣3V＝3V，
此时R1的功率：P＝U1I'＝3V×0.2A＝0.6W。
故答案为：15；0.6。
【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
23．（2025 青岛）综合实践活动中，小明想设计制作一个用于户外照明的简易电路。现有器材：干电池两节，额定电压均为3V的小灯泡两个，开关一个，导线若干。小明选用一节干电池，连接了如图甲所示的电路，闭合开关后灯泡发光，但照明效果不佳。他又在原电路中接入另一个灯泡，连接成图乙所示的电路，闭合开关后，照明效果反而更差了。
（1）小华对小明的实验进行了分析：电源电压一定，两个灯泡串联后，总电阻变大，电流变 小 ，根据公式P＝UI可知，总功率变 小 ，因此照明效果更差。
（2）为了获得比图甲电路更佳的照明效果，请你利用现有器材设计一个电路，画出电路图，并对所选器材做出必要的说明（无需解释亮度变化的原因）。
【分析】（1）电源电压一定，两个灯泡串联后，总电阻变大，根据I判断出电路中电流的变化，根据公式P＝UI判断出总功率的变化，进而判断出照明效果的变化；
（2）根据并联电路电阻的规律和P判断出为了获得比图甲电路更佳的照明效果的方法，据此设计电路。
【解答】解：（1）电源电压一定，两个灯泡串联后，总电阻变大，根据I知电流变小，根据公式P＝UI可知，总功率变小，因此照明效果更差；
（2）要获得比图甲电路更佳的照明效果，即增大电路的电功率，在电源电压不变时，由P知减小电路的总电阻；
根据并联电路的总电阻小于任何一个分电阻知需要将两相同的灯泡并联，开关控制整个电路，见下图：
。
故答案为：（1）小；小；（2）见上图。
【点评】本题考查了欧姆定律公式、电功率公式的应用，有一定的难度。
24．（2025 攀枝花）如图所示是小李同学家上月初和月末的电能表表盘示意图，小李同学家电路干路中的电流不得超过 20 A，上月消耗的电能为 125 kW h。年发电量可达1.5×109kW h的攀枝花银江水电站将于2025年投产发电，投产发电后的银江水电站可满足 1.0×106 户小李同学这样的家庭用电需求。
【分析】根据电能表表盘可得到信息：
（1）电能表能通过的最大电流是20A。
（2）小李同学家一月消耗的电能等于月末电表度数减去月初电表度数。
【解答】解：（1）根据电能表表盘可得到信息，小李同学家电路干路中的电流不得超过 20A。
（2）小李同学家上月消耗的电能为：
5713.4kW h﹣5588.4kW h＝125kW h，所以小李家一年消耗的电能为：
125kW h×12＝1500kW h。
（3）年发电量可达1.5×109kW h的攀枝花银江水电站可满足的人家户数为：
1.0×106户。
故答案为：20；125；1.0×106。
【点评】本题考查了电能表的读数，同学们要熟练掌握。
四．简答题（共1小题）
25．（2025 齐齐哈尔）小龙家需要购买一个电热水壶。若家庭电路的电压是220V，供电热水壶使用的室内插座的额定电流为5A。商场现有甲、乙、丙三种电热水壶，额定容量均为1.8L，额定电压均为220V，额定功率分别为800W、1000W和1500W。请你用学过的物理知识帮助小龙分析：
（1）从安全用电的角度考虑，哪一种电热水壶不能选购？说明理由。
（2）若将初温相同、体积为1.8L的水烧开，从用时更短的角度考虑，在余下两种中应选购哪种电热水壶？说明理由。（不计热损失）
【分析】（1）根据P＝UI求出插座允许接入的最大功率，与电热水壶的额定功率进行比较，进而确定不能选购的电热水壶；
（2）根据密度公式可知两热水壶中水的质量，根据Q吸＝cmΔt可知两热水壶中水吸收热量的关系，根据P分析判断应选购的电热水壶。
【解答】解：（1）该插座能接入的用电器最大功率为：P＝UI＝220V×5A＝1100W＜1500W，
所以不能选购额定功率为1500W的电热水壶；
（2）由ρ可知，两热水壶中水的质量相等，由Q吸＝cmΔt可知，烧开一壶水，两热水壶中水吸收的热量的相等，由P可知，电功率大的热水壶用时短，
所以应选购额定功率为1000W的电热水壶。
答：（1）不能选购额定功率为1500W的电热水壶，因为额定电流为5A的插座能接入的用电器最大功率为1100W；
（2）应选购额定功率为1000W的电热水壶，因为烧开相同的水，电功率大的热水壶用时短。
【点评】本题考查电功率公式的应用，关键是知道电功率是描电流做功快慢的物理量。
五．实验探究题（共3小题）
26．（2025 宿迁）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为4.5V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
（1）如图甲所示电路，有一根导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）连接电路时，开关应 断开 ，试触时发现，电压表无示数，电流表有示数，小灯泡发光，则电压表发生了 断路 故障；
（3）纠正错误后继续进行实验，移动滑动变阻器滑片，电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，示数为 0.24 A，小灯泡额定功率为 0.6 W；
（4）利用原有电路，将小灯泡替换为定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个）探究电流和电阻关系，为了能完成实验，控制电压表示数可能是 C 。
A.1.7V
B.2.2V
C.2.7V
【分析】（1）根据电压表测量灯泡的电压分析；
（2）连接电路时，开关应 断开，根据灯泡和电流表分析电路是否通路，根据电压表分析故障；
（3）根据电流表的量程和分度值读数，根据P＝UI计算电功率；
（4）根据最大电阻与滑动变阻器的最大值结合串联分压规律分析解答。
【解答】解：（1）图中电压表测量电源电压，应该测量灯泡电压，如图所示：
（2）为了保护电路，连接电路时，开关应断开，试触时发现，电流表有示数，小灯泡发光，说明电路是通路，电压表无示数，则电压表发生了断路故障；
（3）电流表用的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，
小灯泡额定功率为P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（4）利用原有电路，将小灯泡替换为定值电阻，当电阻最大为25Ω时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据串联分压规律电压之比等于电阻之比，结合串联电压规律知，控制的最小电压U为：
U：（4.5V﹣U）＝25Ω：20Ω；
解得U＝2.5V；故选C。
故答案为：（1）见解答；（2）断开；断路；（3）0.24；0.6；（4）C。
【点评】本题考查电功率的测量与电流与电阻关系探究，属于中档题。
27．（2025 遂宁）小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中，用到的器材有：新干电池两节、小灯泡（标有0.3A）1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支，导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整。（要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小）
（2）连接好电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，造成这一现象的原因可能是 ② （选填序号）。
①小灯泡短路；
②小灯泡开路；
③滑动变阻器短路；
④滑动变阻器开路。
（3）排除故障，进行实验，当电流表的示数如图乙时，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 A （选填“A”或“B”）端移动，当电流表示数达到0.3A时，电压表的示数如图丙，则小灯泡的额定功率为 0.75 W。
（4）小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率。主要的操作步骤如下：
①把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额；
②保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I；
③计算得出小灯泡的额定功率P额＝ I额（I﹣I额）R0 （用R0、I额、I表示）。
【分析】（1）伏安法测小灯泡的电功率，需要测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，故需要将电流表与小灯泡串联，电压表与小灯泡并联，根据小灯泡的额定电压确定电压表的量程，滑动变阻器采用一上一下的连接方式串联在电路中，根据当滑动变阻器的滑片向右移动时电路中的电流增大分析接入变阻器的下接线柱；
（2）电流表无示数，说明电路可能断路，根据电压表示数分析电路故障的原因；
（3）读出电流表的示数，根据电流表示数与灯泡额定电流的大小判定电路中电流的变化，根据欧姆定律分析电路中总电阻的变化和滑动变阻器阻值的变化；根据电压表选用的量程确定分度值读数，根据P＝UI求灯的额定功率；
（4）根据并联电路的电流规律求出通过定值电阻的电流，根据欧姆定律求出定值电阻两端的电压，根据并联电路的电压特点求出灯泡的额定电压，然后根据P＝UI求出灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）因为新干电池两节，所以电压表应选择0～3V的量程并联在小灯泡两端，滑动变阻器的接线柱要“一上一下”接入电路，因为要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小，电路中的电阻变大，由I可知，电流变小，故左下接线柱应接入电路，如图所示：
；
（2）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的开路，故选②；
（3）电流表选用的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.14A；灯泡的额定电流为0.3A，要使灯在额定电压下正常发光，需要增大电路中的电流，根据欧姆定律可知，需要减小电路中的总电阻，所以应使变阻器连入电路中的电阻变小，故滑片向A移动，直到电流表示数为0.3A；
此时电压表指针位置如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.5V，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）根据题意可知，干路中的的电流为I，通过灯泡的电流即灯泡的额定电流为I额；根据并联电路的电流规律可知，通过定值电阻的电流为：I'＝I﹣I额；
定值电阻两端的电压为：U0＝I'R0＝（I﹣I额）R0；根据并联电路的电压规律可知，灯泡的额定电压为：U额＝U0＝（I﹣I额）R0；
灯泡的额定功率为：P额＝U额I额＝I额（I﹣I额）R0。
故答案为：（1）见解析；（2）②；（3）A；0.75；（4）I额（I﹣I额）R0。
【点评】本题测定额定电流为0.3A的小灯泡的电功率，考查实验原理、额定功率的计算、特殊方法侧功率等，有一定的难度。
28．（2025 辽宁）电学实验课上，老师提供了“20Ω 1A”字样的滑动变阻器R1、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、标有“0.5A”字样的小灯泡、两节干电池等器材。利用所学的知识，请你帮助小鹏同学完成下面的实验。
（1）探究电流与电阻关系
①小鹏连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线，将电路连接正确。
②正确连接电路后，根据现有器材，为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压不能低于 1.5 V。
③电路中接入5Ω定值电阻，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最 左 端。闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，为 0.4 A。
④用10Ω电阻替换5Ω电阻后，滑片应该向 左 调节。经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成 反比 。
（2）小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器R2和一个电压未知的电源（以上两器材均能满足实验要求），经过思考，利用原有的“20Ω 1A”的滑动变阻器R1和电流表等器材，小鹏设计了如图丙所示的电路，请你帮他完成实验。
①为了完成实验，请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2。
②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A。
③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动 R2 的滑片，直至电流表的示数为0.5A。
④ R2滑片位置不动 ，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A。
⑤小灯泡的额定功率P额＝ 1.75 W。
【分析】（1）①原电路图中，变阻器没有接入电路，电压表并联在定值电阻和变阻器两端是错误的；变阻器应串联在电路中，电压表应并联在定值电阻两端；
②当将定值电阻换上较大的电阻时，如果控制电压表示数较小，根据串联电路电压的规律，变阻器就要分去更多的电压，由分压原理，变阻器连入电路中的阻值将要求更大，而题中变阻器的最大电阻为20Ω，根据串联电路电压的规律得出变阻器分得的电压，根据分压原理表达式讨论，当用最大电阻20Ω电阻进行实验时，变阻器连入电路中的电阻应最大，由此得出控制电压表的最小电压；
③为了保护电路，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处；根据电流表选用量程确定分度值读数；
④根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定变阻器滑片移动的方向；当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（2）实验电路图中没有电压表，可根据P＝I2R的原理测量小灯泡的额定功率；根据R1的滑片在最右端，R2的滑片在最左端结合欧姆定律求出电源电压；让R2与灯泡串联，调节R2使小灯泡正常发光，即使通过小灯泡的电流等于额定电流0.5A；保持R2滑片位置不动，让R2与R1串联，根据欧姆定律求出电路总电阻，根据电阻的串联求出R2的阻值；根据灯泡的额定电流求出电路的总电阻，根据电阻的串联求出灯泡正常发光时的电阻，最后根据P＝I2R求出灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）①原电路图中，变阻器没有接入电路，电压表并联在定值电阻和变阻器两端是错误的；变阻器应串联在电路中，电压表应并联在定值电阻两端，如下图所示：
；
②研究电流与电阻的关系，要控制电压表示数不变，变阻器与定值电阻串联，设电压表示数为UV，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝U源﹣UV＝3V﹣UV，
根据分压原理有：
，即①，
因电压表示数UV为定值，由①式知，方程左边为一定值，故右边也为一定值，故当定值电阻取最大时，变阻器连入电路中的电阻最大，由①式得：，
解得电压表的示数：U＝1.5V，即为完成实验，电压表的最小电压为1.5V；
③为了保护电路，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即最左端；闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A；
④实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大变阻器两端的电压，由分压原理，要增大变阻器电阻阻值，故应把变阻器滑片向左调节；
经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比；
（2）实验步骤：
①为了完成实验，在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2，如下图所示：
；
②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A；
③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动R2的滑片，直至电流表的示数为0.5A；
④R2滑片位置不动，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A；
⑤在步骤②中，R1与R2串联，且R2的阻值为0，电路为只有R1的简单电路，此时R1的阻值最大，电流表测串联电路电流为0.3A，根据欧姆定律，电源电压为：
U＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V；
在步骤③中，R2与灯泡串联，电流表测串联电路电流；向左移动R2的滑片，使电流表的示数为0.5A，此时灯泡正常发光；
在步骤④中，R1与R2串联，电流表测串联电路电流；保持R2滑片位置不动，R1的阻值最大，此时电流表示数为0.24A，根据欧姆定律，电路中的总电阻为：
R总125Ω，
根据电阻的串联，R2＝R总1﹣R1＝25Ω﹣20Ω＝5Ω；
当灯泡正常发光时，根据欧姆定律，电路中的总电阻为：
R总212Ω，
灯泡正常发光时的电阻为：
RL＝R总2﹣R2＝12Ω﹣5Ω＝7Ω，
小灯泡的额定功率为：
P额＝I额2RL＝（0.5A）2×7Ω＝1.75W。
故答案为：（1）①见解答图；②1.5；③左；0.4；④左；反比；（2）①见解答图；③R2；④R2滑片位置不动；⑤1.75。
【点评】本题探究电流与电阻关系和测小灯泡的额定功率实验，考查电路连接、实验操作、电流表读数、控制变量法和欧姆定律的应用以及设计方案测额定功率的能力，综合性较强，难度较大。
六．计算题（共5小题）
29．（2025 通辽）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射成功。查阅资料了解到，飞船在发射前需要检验飞船舱体的气密性。科技人员设计了图甲模拟检测电路，电源电压12V保持不变，R0为50Ω的定值电阻，R为压敏电阻，其阻值随环境气压变化的规律如图乙。将R置于舱体内，舱体位于真空室中，舱体不漏气时，舱体内气压为1.0×105Pa。求：
（1）舱体不漏气时，R0两端的电压；
（2）舱体不漏气时，电路工作10min消耗的电能；
（3）电压表示数为8V时，舱体内的气压值。
【分析】（1）根据U＝IR计算电压；
（2）根据Q＝I2Rt计算消耗的电功率；
（3）根据串联电路的特点计算电压，然后再根据图示判断。
【解答】解：（1）从图示可知，舱体不漏气时，舱体内气压为1.0×105Pa时，R的电阻为10Ω，故电路中的电流为：I0.2A，故R0两端的电压为：
U0＝IR0＝0.2A×50Ω＝10V；
（2）舱体不漏气时，电路工作10min消耗的电能：
Q＝I2Rt＝（0.2A）2×（50Ω+10Ω）×10×60s＝1440J；
（3）当电压表示数为8V时，此时电路中的电流：I0.16A；R的电压：UR＝U总﹣U0＝12V﹣8V＝4V；R的阻值：
R25Ω，从图示可知，此时舱体内的气压值为0.6×105Pa。
答：（1）舱体不漏气时，R0两端的电压为10V；
（2）舱体不漏气时，电路工作10min消耗的电能为1440J；
（3）电压表示数为8V时，舱体内的气压值为0.6×105Pa。
【点评】本题考查了电功和欧姆定律的计算，属于基础题。
30．（2025 德州）如图甲所示，为物理创新小组设计的光控路灯原理图。由控制电路和工作电路组成，光敏电阻R1的阻值随照度E（描述光照强度的物理量）的变化关系如图乙所示，Lx是照度的单位。闭合开关S1、S2，当通过线圈的电流I＜1.5mA时，触点A、B接通，当通过线圈的电流I≥1.5mA时，触点A、B断开。已知控制电路电源电压U1为6V，定值电阻R2的阻值为2kΩ，工作电路电源电压U2为220V，灯泡L1和L2规格均为“220V，44W”。（电磁铁线圈电阻忽略不计）求：（1）灯泡L1正常发光时的电阻；
（2）当E＝3.0Lx时，工作电路在10min内消耗的电能；
（3）当E＝1.5Lx时，工作电路的电功率。
【分析】（1）根据P可以求得灯泡L1正常发光时的电阻；
（2）根据乙图可知当E＝3.0Lx时，光敏电阻R1的阻值，可以求得通过线圈的电流，可以判断工作电路的情况，从而可得工作电路在10min内消耗的电能；
（3）根据乙图可以求得当E＝1.5Lx时，光敏电阻R1的阻值，可以求得通过线圈的电流，可以判断工作电路的情况，从而可得工作电路的电功率。
【解答】解：（1）根据P可以求得灯泡L1正常发光时的电阻：；
（2）根据乙图可知当E＝3.0Lx时，光敏电阻R1＝1.0kΩ，此时控制电路的总电阻：R0＝R1+R2＝1kΩ+2kΩ＝3kΩ＝3000Ω，
此时通过线圈的电流：，
因为2mA＞1.5mA，所以此时触点A、B断开，工作电路中只有L2工作，电源电压等于L2额定电压，从而可得工作电路在10min内消耗的电能：W＝Pt＝44W×10×60s＝2.64×104J；
（3）根据乙图可知，R1与E成一次函数，设R1＝kE+b，将（1.0Lx，5.0kΩ）、（3.0Lx，1.0kΩ）代入关系式可得，k＝﹣2kΩ/Lx，b＝7kΩ，即R1＝﹣2kΩ/Lx×E+7kΩ，可以求得当E＝1.5Lx时，光敏电阻R′1＝﹣2kΩ/Lx×1.5Lx+7kΩ＝4kΩ，此时控制电路的总电阻：R总′＝R1′+R2＝4kΩ+2kΩ＝6kΩ＝6000Ω，
可以求得通过线圈的电流：I′，
因为1mA＜1.5mA，所以此时触点A、B接通，工作电路中L1和L2并联，电源电压等于L1、L2额定电压，从而可得工作电路的电功率：
P＝2P额＝2×44W＝88W。
答：（1）灯泡L1正常发光时的电阻1100Ω；
（2）当E＝3.0Lx时，工作电路在10min内消耗的电能2.64×104J；
（3）当E＝1.5Lx时，工作电路的电功率88W。
【点评】本题考查电功率公式的应用，电能的计算，电路的分析。
31．（2025 福建）小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进水保温状态时，测得炉内温度t为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃。求：
（1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流。
（2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值。
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。
【分析】（1）由图可知，烧制炉处于加热状态时，加热电路为R1的简单电路，根据欧姆定律计算通过R1的电流；
（2）烧制炉处于保温状态时，加热电路中R1与R2串联，根据P计算电路的总电阻，根据串联电路的电阻规律计算R2的阻值；
（3）根据题意，结合欧姆定律得出温差电源的电压表达式，从而得出R与t的关系表达式。
【解答】解：（1）由图可知，烧制炉处于加热状态时，加热电路为R1的简单电路，
通过R1的电流：I15A；
（2）烧制炉处于保温状态时，加热电路中R1与R2串联，
电路的总电阻：R总242Ω，
R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝242Ω﹣44Ω＝198Ω；
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，即有：U温差＝k（t﹣t0），
由图可知，控制电路中，R与R0串联，则有：U温差＝I（R+R0），
故有：k（t﹣t0）＝I（R+R0）……①
第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进水保温状态时，测得炉内温度t为400℃，
第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃，
且t0＝20℃，I＝0.01A，
把数据代入①式可得：
k×（400℃﹣20℃）＝I×（1Ω+R0）……②
k×（1000℃﹣20℃）＝I×（4Ω+R0）……③
联立②③解得：R0＝0.9Ω，k＝5×10﹣5V/℃，
则R与t的关系式为：R＝（5×10﹣3t﹣1）Ω。
答：（1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流为5A。
（2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值为198Ω。
（3）R与t关系的表达式为R＝（5×10﹣3t﹣1）Ω。
【点评】本题考查电功率公式和欧姆定律的应用，得出R与t的关系式是难点。
32．（2025 烟台）为了方便学生就餐，某学校餐厅使用了一款智慧餐盘，该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量，并在显示屏上显示出价钱，通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后，他们利用电压恒为24V的电源、量程为0～15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）等器材设计了一款自动称量装置，使用时，物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时，滑片P恰好位于滑动变阻器的a端，如图甲所示。闭合开关S，滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大到15V，此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现，滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和a、P之间的距离成正比。求：
（1）定值电阻R0在电路中的作用是什么？阻值为多少？
（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？
（3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为多少（结果保留一位小数）？此时对应的物体质量为多少？
（4）实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现，表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的，即质量刻度不均匀，如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路，在图丙方框内画出，并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。
【分析】（1）定值电阻R0在电路中的作用是与R串联分压，利用串联分压原理，或利用欧姆定律可求出R0的阻值；
（2）分别求出滑片在两端时的电功率；
（3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，它连入电路的阻值50Ω；
（4）要使表盘上刻度均匀，必须保证电流不变，电压表示数与它所跨接的部分阻值成正比。
【解答】解：（1）定值电阻R0在电路中的作用是与R串联分压，才能使电压表的示数随滑片位置而改变；
滑片在b端时的电流：I0.15A；
R0两端电压：U0＝U﹣UR＝24V﹣15V＝9V；
R0的阻值：R0；
（2）滑片在b端，电路的电功率Pb＝UI＝24V×0.15A＝3.6W；
滑片在a端，电路的电功率Pa；
整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W～9.6W；
（3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，
变阻器的阻值R′100Ω＝50Ω，
此时电路总电阻R总＝R0+R′＝60Ω+50Ω＝110Ω，
在串联电路中，，
此时电压表示数：，
滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端，最大称量质量为2kg，
所以，滑片移到中点时对应的物体质量为1kg；
（4）要使表盘上刻度均匀，必须保证电流不变，电压表示数与它所跨接的部分阻值成正比，电路如图；
与图甲相比，该电路电流最小且保持不变，比图甲电路更节能。
答：（1）定值电阻R0在电路中的作用是与R串联分压，才能使电压表的示数随滑片位置而改变；阻值为60Ω；
（2）整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W～9.6W；
（3）当滑片P位于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为10.9V；此时对应的物体质量为1kg；
（4）可以实现质量刻度均匀的电路如图；与图甲相比，该电路电流最小且保持不变，比图甲电路更节能。
【点评】这是一道联系实际的问题，近几年中考试题当中，非常注重联系实际的各种问题，我们生活中很多器具都涉及到物理知识，要注意积累这方面的解题经验，分析方法。关键是要知道涉及那些规律和公式。
33．（2025 长沙）课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱，其电路如图所示。已知电源电压恒为220V，R0是阻值为55Ω的电热丝，温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
（1）闭合开关S后，求电路中的电流；
（2）求通电100s电热丝R0产生的热量；
（3）老师提醒，电热箱内温度太高，无法孵化鸡蛋，应使电热箱内的电功率降至P0，小组成员想出了两种方法改进电路：
方法一：在图中A点处串联接入一根电热丝RA；
方法二：在图中B点处串联接入一根电热丝RB。
老师发现这两种改进方法
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