1.(1807,1808)标有“220 V 25 W”和“220 V 40 W”的甲、乙两盏白炽灯,当把它们串联在家庭电路中时,较亮的是灯(选填“甲”或“乙”);若在一个“220 V 40 W”的灯泡两端加上110 V的电压,其实际功率是W。(不考虑温度对灯泡电阻的影响)

甲；10

首先解决两灯串联时哪盏灯更亮的问题。
灯的亮度由实际功率决定，根据$P = \frac{U^{2}}{R}$可知，在额定电压一定时，电阻越大，额定功率越小。
已知甲灯标有“$220V\ 25W$”，乙灯标有“$220V\ 40W$”，所以甲灯电阻$R_{甲}$大于乙灯电阻$R_{乙}$。
两灯串联时，通过它们的电流$I$相等，根据$P = I^{2}R$，电阻大的实际功率大，所以甲灯实际功率大，较亮。
接着计算“$220V\ 40W$”的灯泡两端加上$110V$电压时的实际功率。
先根据$P = \frac{U^{2}}{R}$求出该灯泡电阻$R=\frac{U_{额}^{2}}{P_{额}}=\frac{(220V)^{2}}{40W}=1210\Omega$。
再根据$P = \frac{U^{2}}{R}$，当$U = 110V$时，实际功率$P_{实}=\frac{(110V)^{2}}{1210\Omega}=10W$。

2.(1807,1808)将三个规格相同的灯泡$L_1、$$L_2、$$L_3$按照如图所示进行连接,电源电压恒定不变,灯泡$L_1$的电功率为$P_1,$灯泡$L_2$和$L_3$的电功率分别为$P_2$和$P_3,$不考虑温度对小灯泡电阻的影响,则$P_1$$P_2,$且$P_1$$P_2+P_3。$(均选填“＞”“＜”或“=”)

＞；＞

设电源电压为$U$，每个灯泡电阻为$R$。
对左图：$L_1$直接接电源，$P_1=\frac{U^2}{R}$。
对右图：$L_2$与$L_3$并联，电压均为$U$，$P_2=\frac{U^2}{R}$，$P_3=\frac{U^2}{R}$，$P_2 + P_3=\frac{2U^2}{R}$。
$P_1=\frac{U^2}{R}$，$P_2=\frac{U^2}{R}$，故$P_1 = P_2$；$P_2 + P_3=\frac{2U^2}{R}$，故$P_1＜P_2 + P_3$。
1

3.(1807,1808)如图所示电路,电源电压不变,R是定值电阻。将一个“6 V 3 W”的小灯泡接在a、b两点间,小灯泡恰能正常发光。若换一个“6 V 4 W”的小灯泡接在a、b两点间,则这个小灯泡的实际功率()。


A.大于4 W
B.等于4 W
C.小于4 W
D.无法确定

C

由题意，电源电压不变，R为定值电阻。
“6V 3W”灯泡正常发光时，其电阻$R_{1}=\frac{U_{额1}^{2}}{P_{额1}}=\frac{(6\mathrm{V})^{2}}{3\mathrm{W}}=12\Omega$，此时灯泡两端电压$U_{1}=6\mathrm{V}$，电路电流$I_{1}=\frac{P_{额1}}{U_{额1}}=\frac{3\mathrm{W}}{6\mathrm{V}}=0.5\mathrm{A}$，电源电压$U=U_{1}+I_{1}R=6\mathrm{V}+0.5\mathrm{A}× R$。
“6V 4W”灯泡电阻$R_{2}=\frac{U_{额2}^{2}}{P_{额2}}=\frac{(6\mathrm{V})^{2}}{4\mathrm{W}}=9\Omega$。因$R_{2}＜R_{1}$，换接后总电阻变小，总电流$I_{2}=\frac{U}{R+R_{2}}＞\frac{U}{R+R_{1}}=I_{1}$，R两端电压$U_{R}=I_{2}R＞I_{1}R$，则灯泡两端实际电压$U_{2}=U - U_{R}＜U - I_{1}R=6\mathrm{V}$。
该灯泡实际功率$P_{2}=\frac{U_{2}^{2}}{R_{2}}＜\frac{(6\mathrm{V})^{2}}{9\Omega}=4\mathrm{W}$。
C

4.(1807,1808)甲灯标有“6 V 3 W”字样,乙灯标有“8 V 8 W”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响,在保证电路安全的前提下,两灯串联时电路中允许通过的最大电流为A,电源的最大电压是V;两灯并联时,允许的最大电源电压是,电路最大总功率为W。

0.5；10；6V；7.5

串联情况
1. 计算甲灯额定电流：$I_{甲额}=\frac{P_{甲额}}{U_{甲额}}=\frac{3\ W}{6\ V}=0.5\ A$
2. 计算乙灯额定电流：$I_{乙额}=\frac{P_{乙额}}{U_{乙额}}=\frac{8\ W}{8\ V}=1\ A$
3. 串联电路允许最大电流：$I_{max}=I_{甲额}=0.5\ A$（取较小额定电流）
4. 计算甲灯电阻：$R_{甲}=\frac{U_{甲额}^{2}}{P_{甲额}}=\frac{(6\ V)^{2}}{3\ W}=12\ \Omega$
5. 计算乙灯电阻：$R_{乙}=\frac{U_{乙额}^{2}}{P_{乙额}}=\frac{(8\ V)^{2}}{8\ W}=8\ \Omega$
6. 串联总电阻：$R_{总}=R_{甲}+R_{乙}=12\ \Omega+8\ \Omega=20\ \Omega$
7. 电源最大电压：$U_{max}=I_{max}R_{总}=0.5\ A×20\ \Omega=10\ V$
并联情况
1. 并联电路允许最大电源电压：$U_{max}=U_{甲额}=6\ V$（取较小额定电压）
2. 乙灯实际电流：$I_{乙实}=\frac{U_{max}}{R_{乙}}=\frac{6\ V}{8\ \Omega}=0.75\ A$
3. 甲灯实际电流：$I_{甲实}=I_{甲额}=0.5\ A$（电压等于额定电压）
4. 总电流：$I_{总}=I_{甲实}+I_{乙实}=0.5\ A+0.75\ A=1.25\ A$
5. 电路最大总功率：$P_{总}=U_{max}I_{总}=6\ V×1.25\ A=7.5\ W$
0.5；10；6V；7.5

5.(1808)【物理学与工程实践】如图为高铁上的烟雾报警装置简化原理图,当电压表示数增大到某一值时,装置报警。已知电源电压不变,R₀为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的减弱(即烟雾浓度的增大)而增大。开关闭合后,当有烟雾遮挡射向R的激光时,下列说法正确的是()。

①电流表示数变大
②电压表示数变大
③电路消耗的总功率不变
④减小R₀阻值,装置将在更高浓度烟雾下报警
A.①②④
B.②④
C.②③④
D.①③

B

由图知，光敏电阻$R$与定值电阻$R_{0}$串联，电压表测定值电阻$R_{0}$两端电压，电流表测电路电流。
当有烟雾遮挡射向$R$的激光时，光照强度减弱，光敏电阻$R$的阻值增大，电路总电阻增大。电源电压不变，根据$I = \frac{U}{R}$可知，电路电流减小，即电流表示数变小，①错误；
由$U = IR$可知，定值电阻$R_{0}$两端电压变小，即电压表示数变小，②错误；
电路消耗的总功率$P=UI$，电源电压$U$不变，电流$I$变小，所以总功率$P$变小，③错误；
要使装置在更高浓度烟雾下报警，即烟雾浓度更大时（$R$阻值更大时）电压表示数才增大到报警值。根据串联分压规律$\frac{U_{0}}{U - U_{0}}=\frac{R_{0}}{R}$，$R$增大时，要保持$U_{0}$不变（报警值不变），需减小$R_{0}$阻值，④正确。
因①②③错误，④正确，无符合选项，故返回1。
1

6.(1807,1808)如图所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12 V,闭合开关S后,滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的I-U关系图像如图乙所示,下列说法中正确的是()。

A.电源电压为10 V
B.滑动变阻器的最大阻值为6 Ω
C.该电路总功率变化范围为12~24 W
D.小灯泡的额定功率为12 W

C

- 当滑片在最左端时，滑动变阻器接入电阻为0，电路中只有灯泡，此时灯泡电压等于电源电压，由图乙知此时$U=12\,V$，$I=2.0\,A$，故电源电压$U=12\,V$，A错误。
当滑片在最右端时，滑动变阻器接入最大电阻，此时灯泡电压$U_{L}=3\,V$，电流$I=1.0\,A$，滑动变阻器电压$U_{R}=U - U_{L}=12\,V-3\,V=9\,V$，滑动变阻器最大阻值$R=\frac{U_{R}}{I}=\frac{9\,V}{1.0\,A}=9\,\Omega$，B错误。
电路总功率最小：$P_{min}=UI_{min}=12\,V×1.0\,A=12\,W$；最大：$P_{max}=UI_{max}=12\,V×2.0\,A=24\,W$，变化范围为$12\sim24\,W$，C正确。
灯泡额定电压$12\,V$时，电流$2.0\,A$，额定功率$P=U_{额}I=12\,V×2.0\,A=24\,W$，D错误。
C