登录
【例1】两个额定电压相同的灯泡，串联起来接到电源上，亮度不同。对两个灯泡的额定功率比较大小时，做以下分析，请你将最合理的排序选出来 （
①从关系式$P=I^2R$可以知道 ②比较亮的灯泡的电阻较大 ③在相同电压下工作时，灯泡的电功率和它的电阻成反比 ④从关系式$P=U^2/R$可以知道 ⑤串联时流过两个灯泡的电流相同 ⑥所以，串联时那个较暗灯泡的额定功率较大
A.②①③④⑤⑥
B.⑥②①③④⑤
C.①③④②⑥⑤
D.⑤①②④③⑥
D
）①从关系式$P=I^2R$可以知道 ②比较亮的灯泡的电阻较大 ③在相同电压下工作时，灯泡的电功率和它的电阻成反比 ④从关系式$P=U^2/R$可以知道 ⑤串联时流过两个灯泡的电流相同 ⑥所以，串联时那个较暗灯泡的额定功率较大
A.②①③④⑤⑥
B.⑥②①③④⑤
C.①③④②⑥⑤
D.⑤①②④③⑥
答案
D
解析
【分析】要解决该排序题，需遵循“串联电路特性→串联实际功率与电阻的关系→额定功率与电阻的关系”的逻辑推导：首先，串联电路的核心特点是电流处处相等，这是推导的基础（对应⑤）；接着，串联时实际功率用公式$P=I^2R$分析，因串联电流I相同，实际功率与电阻成正比，而灯泡亮度由实际功率决定，故较亮的灯泡电阻更大（对应①→②）；最后，两灯额定电压相同，额定功率用公式$P=U^2/R$分析，额定功率与电阻成反比，结合前面结论：串联时较暗的灯泡电阻更小，因此其额定功率更大（对应④→③→⑥），所以合理排序为⑤①②④③⑥，对应选项D。
【解析】1. 串联电路的电流特点：串联时流过两个灯泡的电流相同（对应⑤）；2. 串联电路实际功率分析：根据$P=I^2R$，因电流I相同，实际功率与电阻成正比，灯泡亮度由实际功率决定，较亮的灯泡实际功率大，故电阻较大（对应①→②）；3. 额定功率分析：两灯额定电压相同，根据$P=U^2/R$，额定功率与电阻成反比，结合前面结论，串联时较暗的灯泡电阻更小，因此其额定功率更大（对应④→③→⑥）。综上，合理排序为⑤①②④③⑥，答案选D。
【答案】D
【知识点】串联电路特点、电功率公式应用、额定功率与实际功率
【点评】本题考查串联电路特性与电功率公式的综合应用，需明确灯泡亮度由实际功率决定，区分实际功率和额定功率的不同计算逻辑，对逻辑推理能力有一定要求，属于初中物理的中档题型。
【难度系数】0.4
【解析】1. 串联电路的电流特点：串联时流过两个灯泡的电流相同（对应⑤）；2. 串联电路实际功率分析：根据$P=I^2R$，因电流I相同，实际功率与电阻成正比，灯泡亮度由实际功率决定，较亮的灯泡实际功率大，故电阻较大（对应①→②）；3. 额定功率分析：两灯额定电压相同，根据$P=U^2/R$，额定功率与电阻成反比，结合前面结论，串联时较暗的灯泡电阻更小，因此其额定功率更大（对应④→③→⑥）。综上，合理排序为⑤①②④③⑥，答案选D。
【答案】D
【知识点】串联电路特点、电功率公式应用、额定功率与实际功率
【点评】本题考查串联电路特性与电功率公式的综合应用，需明确灯泡亮度由实际功率决定，区分实际功率和额定功率的不同计算逻辑，对逻辑推理能力有一定要求，属于初中物理的中档题型。
【难度系数】0.4
练习如图所示，电源电压保持12 V不变，小灯泡L上标有“6 V 3 W”字样，滑动变阻器最大电阻值R＝48 Ω。闭合开关，若不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（
A.使电压表的示数增大1 V，小灯泡L两端的电压就会减小1 V
B.小灯泡L的最小实际电功率为0.6 W
C.当滑片P移到变阻器的中点时，小灯泡L正常发光
D.当滑片P移到最右端时，通电10 s滑动变阻器消耗的电能是19.2 J
D
）A.使电压表的示数增大1 V，小灯泡L两端的电压就会减小1 V
B.小灯泡L的最小实际电功率为0.6 W
C.当滑片P移到变阻器的中点时，小灯泡L正常发光
D.当滑片P移到最右端时，通电10 s滑动变阻器消耗的电能是19.2 J
答案
D
解析
【分析】
首先明确电路为灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测量灯泡两端电压。先根据灯泡额定参数计算其电阻和额定电流，再结合串联电路特点、欧姆定律、电功率公式、电能公式逐一分析各选项，判断正误。
【解析】
1. 计算灯泡的电阻和额定电流：
由公式 $ P = \frac{U^2}{R} $ 得，灯泡电阻 $ R_L = \frac{U_{额}^2}{P_{额}} = \frac{(6\,\mathrm{V})^2}{3\,\mathrm{W}} = 12\,\Omega $；
灯泡额定电流 $ I_{额} = \frac{P_{额}}{U_{额}} = \frac{3\,\mathrm{W}}{6\,\mathrm{V}} = 0.5\,\mathrm{A} $。
2. 分析选项A：
串联电路总电压等于各部分电压之和，即 $ U_L + U_R = 12\,\mathrm{V} $，若电压表（测 $ U_L $）示数增大1V，则灯泡两端电压增大1V，滑动变阻器两端电压减小1V，并非灯泡电压减小，故A错误。
3. 分析选项B：
当滑片P移到最右端时，滑动变阻器接入电阻 $ R_{滑}=48\,\Omega $，总电阻 $ R_{总}=R_L + R_{滑}=12\,\Omega +48\,\Omega=60\,\Omega $，电路电流 $ I=\frac{U_{总}}{R_{总}}=\frac{12\,\mathrm{V}}{60\,\Omega}=0.2\,\mathrm{A} $；
灯泡实际功率 $ P_L=I^2R_L=(0.2\,\mathrm{A})^2×12\,\Omega=0.48\,\mathrm{W}≠0.6\,\mathrm{W} $，故B错误。
4. 分析选项C：
滑片在中点时，滑动变阻器接入电阻 $ R_{滑}'=24\,\Omega $，总电阻 $ R_{总}'=12\,\Omega+24\,\Omega=36\,\Omega $，电路电流 $ I'=\frac{12\,\mathrm{V}}{36\,\Omega}\approx0.33\,\mathrm{A}＜I_{额}=0.5\,\mathrm{A} $，灯泡不能正常发光，故C错误。
5. 分析选项D：
滑片在最右端时，滑动变阻器两端电压 $ U_R=IR_{滑}=0.2\,\mathrm{A}×48\,\Omega=9.6\,\mathrm{V} $；
通电10s滑动变阻器消耗的电能 $ W=U_RIt=9.6\,\mathrm{V}×0.2\,\mathrm{A}×10\,\mathrm{s}=19.2\,\mathrm{J} $，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路特点、电功率计算、电能计算
【点评】
本题综合考查串联电路规律及电功、电功率的计算，需熟练运用相关公式，结合电路变化逐一分析选项，计算时注意物理量的对应关系，避免出错。
【难度系数】
0.5
首先明确电路为灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测量灯泡两端电压。先根据灯泡额定参数计算其电阻和额定电流，再结合串联电路特点、欧姆定律、电功率公式、电能公式逐一分析各选项，判断正误。
【解析】
1. 计算灯泡的电阻和额定电流：
由公式 $ P = \frac{U^2}{R} $ 得，灯泡电阻 $ R_L = \frac{U_{额}^2}{P_{额}} = \frac{(6\,\mathrm{V})^2}{3\,\mathrm{W}} = 12\,\Omega $；
灯泡额定电流 $ I_{额} = \frac{P_{额}}{U_{额}} = \frac{3\,\mathrm{W}}{6\,\mathrm{V}} = 0.5\,\mathrm{A} $。
2. 分析选项A：
串联电路总电压等于各部分电压之和，即 $ U_L + U_R = 12\,\mathrm{V} $，若电压表（测 $ U_L $）示数增大1V，则灯泡两端电压增大1V，滑动变阻器两端电压减小1V，并非灯泡电压减小，故A错误。
3. 分析选项B：
当滑片P移到最右端时，滑动变阻器接入电阻 $ R_{滑}=48\,\Omega $，总电阻 $ R_{总}=R_L + R_{滑}=12\,\Omega +48\,\Omega=60\,\Omega $，电路电流 $ I=\frac{U_{总}}{R_{总}}=\frac{12\,\mathrm{V}}{60\,\Omega}=0.2\,\mathrm{A} $；
灯泡实际功率 $ P_L=I^2R_L=(0.2\,\mathrm{A})^2×12\,\Omega=0.48\,\mathrm{W}≠0.6\,\mathrm{W} $，故B错误。
4. 分析选项C：
滑片在中点时，滑动变阻器接入电阻 $ R_{滑}'=24\,\Omega $，总电阻 $ R_{总}'=12\,\Omega+24\,\Omega=36\,\Omega $，电路电流 $ I'=\frac{12\,\mathrm{V}}{36\,\Omega}\approx0.33\,\mathrm{A}＜I_{额}=0.5\,\mathrm{A} $，灯泡不能正常发光，故C错误。
5. 分析选项D：
滑片在最右端时，滑动变阻器两端电压 $ U_R=IR_{滑}=0.2\,\mathrm{A}×48\,\Omega=9.6\,\mathrm{V} $；
通电10s滑动变阻器消耗的电能 $ W=U_RIt=9.6\,\mathrm{V}×0.2\,\mathrm{A}×10\,\mathrm{s}=19.2\,\mathrm{J} $，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路特点、电功率计算、电能计算
【点评】
本题综合考查串联电路规律及电功、电功率的计算，需熟练运用相关公式，结合电路变化逐一分析选项，计算时注意物理量的对应关系，避免出错。
【难度系数】
0.5
【例2】探究“电流通过导体产生热的多少跟哪些因素有关”的实验电路如图所示（烧瓶、煤油质量和玻璃管均相同）。烧瓶中的电阻采用金属丝。
(1)完成电路的连接,要求滑动变阻器滑片向左滑动时,电流表示数变小。
(2)实验中,通过观察来判断电流通过导体产生热的多少。
(3)在电流与通电时间相同条件下,选用长度和横截面积都相同的两种材料进行实验,为了使实验现象最明显,可以选用表中的铜与进行对比。
(4)要进一步探究导体产生热的多少与电流是否有关,可以采取的方法是
（允许改变元件位置、更换元件等,只要求写出一种）。
(1)完成电路的连接,要求滑动变阻器滑片向左滑动时,电流表示数变小。
(2)实验中,通过观察来判断电流通过导体产生热的多少。
(3)在电流与通电时间相同条件下,选用长度和横截面积都相同的两种材料进行实验,为了使实验现象最明显,可以选用表中的铜与进行对比。
(4)要进一步探究导体产生热的多少与电流是否有关,可以采取的方法是
（允许改变元件位置、更换元件等,只要求写出一种）。
答案
1.
2. 玻璃管内液面上升的高度
3. 镍铬合金
4. 保持其他条件不变,改变滑动变阻器连入电路的阻值(保持其他条件不变,更换不同电压的电源)进行相同时间的二次实验
解析
【分析】
本题围绕“探究电流通过导体产生热的多少跟哪些因素有关”的实验展开，需结合实验原理、控制变量法、转换法及滑动变阻器的使用规则解答各小问：
1. 第(1)问：滑动变阻器要求滑片左滑时电流变小，说明接入电阻需变大，根据滑动变阻器“一上一下”的接线原则，应选右下接线柱（B端）和任意上接线柱接入电路，使滑片左移时接入电阻丝变长、电阻变大，电流减小。
2. 第(2)问：电流产生的热量无法直接观察，利用转换法，热量越多，烧瓶内煤油温度越高、体积膨胀越大，玻璃管内液面上升越高，因此通过液面高度判断热量多少。
3. 第(3)问：根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，电流$I$和时间$t$相同时，热量$Q$与电阻$R$成正比，要实验现象明显，需选电阻差异大的材料，相同长度、横截面积的铜和镍铬合金电阻差异大，故选镍铬合金。
4. 第(4)问：探究热量与电流的关系，需控制电阻和通电时间不变，改变电流，可通过移动滑动变阻器滑片改变电路电流，或更换不同电压的电源，进行对比实验。
【解析】
(1) 滑动变阻器按“一上一下”原则接线，将滑动变阻器的B接线柱接入电路，使滑片左滑时接入电阻变大，电流变小，完成电路连接（对应参考答案的连接图）。
(2) 实验中利用转换法，电流产生的热量使煤油受热膨胀，因此通过观察玻璃管内液面上升的高度判断电流产生热量的多少，热量越多，液面上升越高。
(3) 电流和通电时间相同，根据$Q=I^2Rt$，电阻差异越大，热量差异越大，实验现象越明显。相同长度、横截面积的铜和镍铬合金电阻差异大，因此选镍铬合金。
(4) 探究热量与电流的关系，需控制电阻、通电时间不变，改变电流，方法为：保持其他条件不变，移动滑动变阻器滑片改变电路电流，进行相同时间的二次实验（或更换不同电压的电源，重复实验）。
【答案】
1.
2. 玻璃管内液面上升的高度
3. 镍铬合金
4. 保持其他条件不变，改变滑动变阻器连入电路的阻值进行相同时间的二次实验
【知识点】
焦耳定律、转换法、滑动变阻器的使用
【点评】
本题是焦耳定律探究实验的基础题，重点考查控制变量法、转换法的应用及滑动变阻器的接线规则，需学生掌握实验原理和方法，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕“探究电流通过导体产生热的多少跟哪些因素有关”的实验展开，需结合实验原理、控制变量法、转换法及滑动变阻器的使用规则解答各小问：
1. 第(1)问：滑动变阻器要求滑片左滑时电流变小，说明接入电阻需变大，根据滑动变阻器“一上一下”的接线原则，应选右下接线柱（B端）和任意上接线柱接入电路，使滑片左移时接入电阻丝变长、电阻变大，电流减小。
2. 第(2)问：电流产生的热量无法直接观察，利用转换法，热量越多，烧瓶内煤油温度越高、体积膨胀越大，玻璃管内液面上升越高，因此通过液面高度判断热量多少。
3. 第(3)问：根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，电流$I$和时间$t$相同时，热量$Q$与电阻$R$成正比，要实验现象明显，需选电阻差异大的材料，相同长度、横截面积的铜和镍铬合金电阻差异大，故选镍铬合金。
4. 第(4)问：探究热量与电流的关系，需控制电阻和通电时间不变，改变电流，可通过移动滑动变阻器滑片改变电路电流，或更换不同电压的电源，进行对比实验。
【解析】
(1) 滑动变阻器按“一上一下”原则接线，将滑动变阻器的B接线柱接入电路，使滑片左滑时接入电阻变大，电流变小，完成电路连接（对应参考答案的连接图）。
(2) 实验中利用转换法，电流产生的热量使煤油受热膨胀，因此通过观察玻璃管内液面上升的高度判断电流产生热量的多少，热量越多，液面上升越高。
(3) 电流和通电时间相同，根据$Q=I^2Rt$，电阻差异越大，热量差异越大，实验现象越明显。相同长度、横截面积的铜和镍铬合金电阻差异大，因此选镍铬合金。
(4) 探究热量与电流的关系，需控制电阻、通电时间不变，改变电流，方法为：保持其他条件不变，移动滑动变阻器滑片改变电路电流，进行相同时间的二次实验（或更换不同电压的电源，重复实验）。
【答案】
1.
2. 玻璃管内液面上升的高度
3. 镍铬合金
4. 保持其他条件不变，改变滑动变阻器连入电路的阻值进行相同时间的二次实验
【知识点】
焦耳定律、转换法、滑动变阻器的使用
【点评】
本题是焦耳定律探究实验的基础题，重点考查控制变量法、转换法的应用及滑动变阻器的接线规则，需学生掌握实验原理和方法，难度适中。
【难度系数】
0.6
