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13. 小阳设计了一个天然气泄漏检测电路，如图7(a)所示。R为气敏电阻，其阻值随天然气浓度变化的曲线如图7(b)所示，$R_0$为定值电阻，电源电压恒定不变。则下列说法中正确的是（
A.天然气浓度增大，电压表示数变小
B.天然气浓度减小，电流表示数变大
C.天然气浓度增大，电路消耗的总功率变大
D.天然气浓度减小，电压表与电流表示数的比值变小
C
）。A.天然气浓度增大，电压表示数变小
B.天然气浓度减小，电流表示数变大
C.天然气浓度增大，电路消耗的总功率变大
D.天然气浓度减小，电压表与电流表示数的比值变小
答案
13. C
解析
【分析】首先明确电路结构：气敏电阻R与定值电阻R₀串联，电流表测电路中的电流，电压表测定值电阻R₀两端的电压。结合图(b)可知，天然气浓度增大时，气敏电阻R的阻值减小；天然气浓度减小时，R的阻值增大。接下来根据串联电路的电阻特点、欧姆定律及电功率公式，分析各选项中电表示数和总功率的变化情况。
【解析】电路中R与R₀串联，电源电压U恒定不变，总电阻$R_{总}=R+R_{0}$，电路电流$I=\frac{U}{R_{总}}$，$R_{0}$两端电压$U_{0}=IR_{0}$，电路总功率$P=UI$。
选项A：天然气浓度增大时，R阻值减小，总电阻减小，电流I增大，$U_{0}=IR_{0}$（$R_{0}$不变），所以$U_{0}$增大，电压表示数变大，A错误。
选项B：天然气浓度减小时，R阻值增大，总电阻增大，电流I减小，电流表示数变小，B错误。
选项C：天然气浓度增大时，电流I增大，总功率$P=UI$，U不变，I增大，所以总功率变大，C正确。
选项D：电压表与电流表示数的比值为$\frac{U_{0}}{I}=R_{0}$，$R_{0}$是定值电阻，比值不变，D错误。
【答案】C
【知识点】串联电路特点、欧姆定律、电功率计算
【点评】本题是串联电路的动态分析题，结合气敏电阻的阻值变化图像，考查欧姆定律和电功率的应用，关键是理清电阻变化对电流、电压及功率的影响，属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】0.5
【解析】电路中R与R₀串联，电源电压U恒定不变，总电阻$R_{总}=R+R_{0}$，电路电流$I=\frac{U}{R_{总}}$，$R_{0}$两端电压$U_{0}=IR_{0}$，电路总功率$P=UI$。
选项A：天然气浓度增大时，R阻值减小，总电阻减小，电流I增大，$U_{0}=IR_{0}$（$R_{0}$不变），所以$U_{0}$增大，电压表示数变大，A错误。
选项B：天然气浓度减小时，R阻值增大，总电阻增大，电流I减小，电流表示数变小，B错误。
选项C：天然气浓度增大时，电流I增大，总功率$P=UI$，U不变，I增大，所以总功率变大，C正确。
选项D：电压表与电流表示数的比值为$\frac{U_{0}}{I}=R_{0}$，$R_{0}$是定值电阻，比值不变，D错误。
【答案】C
【知识点】串联电路特点、欧姆定律、电功率计算
【点评】本题是串联电路的动态分析题，结合气敏电阻的阻值变化图像，考查欧姆定律和电功率的应用，关键是理清电阻变化对电流、电压及功率的影响，属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】0.5
14. 同学们用如图8所示的电路探究电功率与电流的关系，下列观点中错 误 的是（
A.实验要选取规格不同的灯泡
B.将两灯并联，控制灯泡两端电压相同
C.将滑动变阻器串联在干路中可以完成实验
D.将并联电路改为串联电路也可以完成实验
D
）。A.实验要选取规格不同的灯泡
B.将两灯并联，控制灯泡两端电压相同
C.将滑动变阻器串联在干路中可以完成实验
D.将并联电路改为串联电路也可以完成实验
答案
14. D
解析
【分析】探究电功率与电流的关系时，需根据控制变量法，控制灯泡两端电压相同，改变通过灯泡的电流，因此实验应采用并联电路（并联时各支路电压相等）。逐一分析各选项，找出错误观点。
【解析】探究电功率与电流的关系，需控制电压相同、改变电流，故实验需用并联电路：
A. 选取规格不同的灯泡，其电阻不同，并联时通过的电流不同，符合实验要求，观点正确；
B. 两灯并联时，各支路两端电压相等，能控制电压相同，符合控制变量法，观点正确；
C. 滑动变阻器串联在干路中，可调节总电流，不改变各支路电压，能完成实验，观点正确；
D. 若改为串联电路，串联电路中各处电流相等，此时探究的是电功率与电压的关系，无法探究电功率与电流的关系，观点错误。
【答案】D
【知识点】电功率与电流的关系、控制变量法
【点评】本题考查探究电功率与电流关系的实验设计，核心是控制变量法的应用，需明确实验中电压、电流的控制要求，属于初中物理实验的基础考查题。
【难度系数】0.5
【解析】探究电功率与电流的关系，需控制电压相同、改变电流，故实验需用并联电路：
A. 选取规格不同的灯泡，其电阻不同，并联时通过的电流不同，符合实验要求，观点正确；
B. 两灯并联时，各支路两端电压相等，能控制电压相同，符合控制变量法，观点正确；
C. 滑动变阻器串联在干路中，可调节总电流，不改变各支路电压，能完成实验，观点正确；
D. 若改为串联电路，串联电路中各处电流相等，此时探究的是电功率与电压的关系，无法探究电功率与电流的关系，观点错误。
【答案】D
【知识点】电功率与电流的关系、控制变量法
【点评】本题考查探究电功率与电流关系的实验设计，核心是控制变量法的应用，需明确实验中电压、电流的控制要求，属于初中物理实验的基础考查题。
【难度系数】0.5
15. 标有“6 V，3 W”的小灯泡，通过它的电流与电压的关系如图9所示。若把它与一个阻值为8 Ω的电阻并联接在电压为4 V的电路中，则整个电路消耗的功率为（
A.3 W
B.3.3 W
C.3.6 W
D.5 W
C
）。A.3 W
B.3.3 W
C.3.6 W
D.5 W
答案
15. C
解析
【分析】
首先明确并联电路的电压规律：各支路两端电压相等，等于电源电压，因此小灯泡和8Ω电阻两端电压均为4V。整个电路总功率等于小灯泡功率与电阻功率之和，需分别求出两者在4V电压下的功率，再相加得到结果。需注意小灯泡电阻随电压变化，不能直接用额定电阻计算，需结合其电流-电压特性获取实际电流。
【解析】
1. 并联电路中，电源电压U=4V，故小灯泡和电阻两端电压均为4V。
2. 计算8Ω电阻的功率：根据欧姆定律，电阻的电流$I_{阻}=\frac{U}{R}=\frac{4V}{8Ω}=0.5A$，则电阻功率$P_{阻}=U×I_{阻}=4V×0.5A=2W$。
3. 由小灯泡的电流-电压关系图可知，当电压为4V时，通过小灯泡的电流$I_{灯}=0.4A$，则小灯泡功率$P_{灯}=U×I_{灯}=4V×0.4A=1.6W$。
4. 整个电路总功率$P_{总}=P_{灯}+P_{阻}=1.6W+2W=3.6W$。
【答案】
C
【知识点】
并联电路功率计算、欧姆定律应用
【点评】
本题综合考查并联电路规律、欧姆定律及电功率计算，关键在于明确小灯泡为非定值电阻，需结合其电流-电压特性获取实际电流，避免错误使用额定电阻计算，是电学综合应用的典型题目。
【难度系数】
0.6
首先明确并联电路的电压规律：各支路两端电压相等，等于电源电压，因此小灯泡和8Ω电阻两端电压均为4V。整个电路总功率等于小灯泡功率与电阻功率之和，需分别求出两者在4V电压下的功率，再相加得到结果。需注意小灯泡电阻随电压变化，不能直接用额定电阻计算，需结合其电流-电压特性获取实际电流。
【解析】
1. 并联电路中，电源电压U=4V，故小灯泡和电阻两端电压均为4V。
2. 计算8Ω电阻的功率：根据欧姆定律，电阻的电流$I_{阻}=\frac{U}{R}=\frac{4V}{8Ω}=0.5A$，则电阻功率$P_{阻}=U×I_{阻}=4V×0.5A=2W$。
3. 由小灯泡的电流-电压关系图可知，当电压为4V时，通过小灯泡的电流$I_{灯}=0.4A$，则小灯泡功率$P_{灯}=U×I_{灯}=4V×0.4A=1.6W$。
4. 整个电路总功率$P_{总}=P_{灯}+P_{阻}=1.6W+2W=3.6W$。
【答案】
C
【知识点】
并联电路功率计算、欧姆定律应用
【点评】
本题综合考查并联电路规律、欧姆定律及电功率计算，关键在于明确小灯泡为非定值电阻，需结合其电流-电压特性获取实际电流，避免错误使用额定电阻计算，是电学综合应用的典型题目。
【难度系数】
0.6
16. 图10是某家用电热器内部电路结构图，其中$R_1$、$R_2$为加热电阻丝（$R_1＞R_2$）。图11中关于电阻丝的四种连接方式，可使电热器提供不同的发热功率，其中发热功率最大的是（
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
D
）。A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
答案
16. D
解析
【分析】
要判断发热功率最大的连接方式，需依据电功率公式：电源电压恒定，发热功率$P=\frac{U^2}{R}$，总电阻越小，发热功率越大。因此需分析各选项中电阻丝的接入方式，计算总电阻并比较大小。
【解析】
1. 公式依据：家庭电路电压$U=220\ \mathrm{V}$恒定，由$P=\frac{U^2}{R}$可知，总电阻$R$越小，发热功率$P$越大。
2. 分析各选项的总电阻：
甲：接线为1-4、2-3，$R_1$被短路，仅$R_2$接入，总电阻$R_甲=R_2$；
乙：接线为2-3，仅$R_2$接入，总电阻$R_乙=R_2$；
丙：接线为1-3，仅$R_1$接入，总电阻$R_丙=R_1$，因$R_1＞R_2$，故$R_丙＞R_甲$；
丁：接线为1-3、2-4，$R_1$和$R_2$并联接入，总电阻$R_丁=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}$，并联电阻小于任一分电阻，故$R_丁＜R_2$；
3. 总电阻比较：$R_丁＜R_甲=R_乙＜R_丙$，因此丁的总电阻最小，发热功率最大。
【答案】
D
【知识点】
电功率、电阻的串并联
【点评】
本题结合电热器电路考查电功率的应用，核心是分析不同接线方式下的电阻组合，利用“电压一定时，电阻越小功率越大”的规律判断，需理清各接线对应的电阻接入情况，难度中等。
【难度系数】
0.3
要判断发热功率最大的连接方式，需依据电功率公式：电源电压恒定，发热功率$P=\frac{U^2}{R}$，总电阻越小，发热功率越大。因此需分析各选项中电阻丝的接入方式，计算总电阻并比较大小。
【解析】
1. 公式依据：家庭电路电压$U=220\ \mathrm{V}$恒定，由$P=\frac{U^2}{R}$可知，总电阻$R$越小，发热功率$P$越大。
2. 分析各选项的总电阻：
甲：接线为1-4、2-3，$R_1$被短路，仅$R_2$接入，总电阻$R_甲=R_2$；
乙：接线为2-3，仅$R_2$接入，总电阻$R_乙=R_2$；
丙：接线为1-3，仅$R_1$接入，总电阻$R_丙=R_1$，因$R_1＞R_2$，故$R_丙＞R_甲$；
丁：接线为1-3、2-4，$R_1$和$R_2$并联接入，总电阻$R_丁=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}$，并联电阻小于任一分电阻，故$R_丁＜R_2$；
3. 总电阻比较：$R_丁＜R_甲=R_乙＜R_丙$，因此丁的总电阻最小，发热功率最大。
【答案】
D
【知识点】
电功率、电阻的串并联
【点评】
本题结合电热器电路考查电功率的应用，核心是分析不同接线方式下的电阻组合，利用“电压一定时，电阻越小功率越大”的规律判断，需理清各接线对应的电阻接入情况，难度中等。
【难度系数】
0.3
