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1. 如图甲所示，闭合开关S，电流表的示数为0.45 A。如图乙是定值电阻R和小灯泡L的I-U图像，则此时小灯泡L在1 min内消耗的电能是
54
J。答案
1. 54
解析
【分析】
首先明确电路结构：定值电阻R与小灯泡L并联，电流表测量干路电流。根据并联电路的特点，R和L两端电压相等，干路电流等于各支路电流之和（即$I = I_R + I_L$）。接下来需要从I-U图像中找到满足干路电流为0.45A时对应的电压，再利用电能公式计算小灯泡消耗的电能。
【解析】
1. 由图甲可知，R与L并联，因此它们两端电压$U_R = U_L = U$，干路电流$I = I_R + I_L = 0.45A$；
2. 观察图乙的I-U图像，当电压$U = 3V$时，通过定值电阻R的电流$I_R = 0.15A$，通过小灯泡L的电流$I_L = 0.3A$，此时$I_R + I_L = 0.15A + 0.3A = 0.45A$，与干路电流条件相符；
3. 小灯泡工作时间$t = 1min = 60s$，根据电能公式$W = UIt$，代入数据得：$W = 3V × 0.3A × 60s = 54J$。
【答案】
54
【知识点】
并联电路特点、电能计算、I-U图像
【点评】
本题结合并联电路电流规律和I-U图像，需要先从图像中提取对应电压下的支路电流，再计算电能，考查学生的读图能力和公式应用能力，属于中等难度题。
【难度系数】
0.5
首先明确电路结构：定值电阻R与小灯泡L并联，电流表测量干路电流。根据并联电路的特点，R和L两端电压相等，干路电流等于各支路电流之和（即$I = I_R + I_L$）。接下来需要从I-U图像中找到满足干路电流为0.45A时对应的电压，再利用电能公式计算小灯泡消耗的电能。
【解析】
1. 由图甲可知，R与L并联，因此它们两端电压$U_R = U_L = U$，干路电流$I = I_R + I_L = 0.45A$；
2. 观察图乙的I-U图像，当电压$U = 3V$时，通过定值电阻R的电流$I_R = 0.15A$，通过小灯泡L的电流$I_L = 0.3A$，此时$I_R + I_L = 0.15A + 0.3A = 0.45A$，与干路电流条件相符；
3. 小灯泡工作时间$t = 1min = 60s$，根据电能公式$W = UIt$，代入数据得：$W = 3V × 0.3A × 60s = 54J$。
【答案】
54
【知识点】
并联电路特点、电能计算、I-U图像
【点评】
本题结合并联电路电流规律和I-U图像，需要先从图像中提取对应电压下的支路电流，再计算电能，考查学生的读图能力和公式应用能力，属于中等难度题。
【难度系数】
0.5
2.已知甲、乙两个用电器的额定电压都是4 V，某实验小组通过实验画出两个用电器的I-U图像，如图所示。若把它们串联到同一电路中，它们两端的总电压不得超过
5
V；若把它们并联在电路中，10 s内电路消耗的最大电能是48
J。答案
2. 5 48
解析
【分析】
要解决本题，需结合串并联电路的特点，从I-U图像中提取关键数据：首先明确甲、乙的额定电流（额定电压4V时的电流），串联时电流处处相等，需取较小的额定电流作为电路最大电流，再分别确定此时两电器的电压，相加得总电压；并联时电压相等，最大电压为额定电压，计算总电流后利用电能公式计算总电能。
【解析】
1. 串联电路总电压最大值：
由I-U图像可知，甲的额定电压4V时，额定电流$I_{甲额}=0.8A$；乙的额定电压4V时，额定电流$I_{乙额}=0.4A$。
串联电路电流处处相等，为保证两电器安全，电路最大电流取较小的额定电流，即$I_{串}=I_{乙额}=0.4A$。
当电流为0.4A时，从图像得甲两端电压$U_{甲}=1V$，乙两端电压$U_{乙}=4V$，总电压$U_{总}=U_{甲}+U_{乙}=1V+4V=5V$。
2. 并联电路10s内最大电能：
并联电路各支路电压相等，最大电压为两电器的额定电压$U_{并}=4V$。
此时甲的电流$I_{甲}=0.8A$，乙的电流$I_{乙}=0.4A$，总电流$I_{总}=I_{甲}+I_{乙}=0.8A+0.4A=1.2A$。
10s内电路消耗的最大电能$W=U_{并}I_{总}t=4V×1.2A×10s=48J$。
【答案】
5；48
【知识点】
串联电路特点、并联电路特点、电能计算、I-U图像应用
【点评】
本题结合I-U图像考查串并联电路规律的应用，核心是从图像中提取额定电流、对应电压等数据，明确串并联电路中电流、电压的限制条件，属于初中物理常规题型，需注意额定值的选取原则。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合串并联电路的特点，从I-U图像中提取关键数据：首先明确甲、乙的额定电流（额定电压4V时的电流），串联时电流处处相等，需取较小的额定电流作为电路最大电流，再分别确定此时两电器的电压，相加得总电压；并联时电压相等，最大电压为额定电压，计算总电流后利用电能公式计算总电能。
【解析】
1. 串联电路总电压最大值：
由I-U图像可知，甲的额定电压4V时，额定电流$I_{甲额}=0.8A$；乙的额定电压4V时，额定电流$I_{乙额}=0.4A$。
串联电路电流处处相等，为保证两电器安全，电路最大电流取较小的额定电流，即$I_{串}=I_{乙额}=0.4A$。
当电流为0.4A时，从图像得甲两端电压$U_{甲}=1V$，乙两端电压$U_{乙}=4V$，总电压$U_{总}=U_{甲}+U_{乙}=1V+4V=5V$。
2. 并联电路10s内最大电能：
并联电路各支路电压相等，最大电压为两电器的额定电压$U_{并}=4V$。
此时甲的电流$I_{甲}=0.8A$，乙的电流$I_{乙}=0.4A$，总电流$I_{总}=I_{甲}+I_{乙}=0.8A+0.4A=1.2A$。
10s内电路消耗的最大电能$W=U_{并}I_{总}t=4V×1.2A×10s=48J$。
【答案】
5；48
【知识点】
串联电路特点、并联电路特点、电能计算、I-U图像应用
【点评】
本题结合I-U图像考查串并联电路规律的应用，核心是从图像中提取额定电流、对应电压等数据，明确串并联电路中电流、电压的限制条件，属于初中物理常规题型，需注意额定值的选取原则。
【难度系数】
0.5
3. 在如图甲所示的电路中，当闭合开关后，两个电压表指针的偏转角度均如图乙所示，则在相同时间内电流通过电阻$R_1$和$R_2$所做的功之比为（
A.$1:5$
B.$5:1$
C.$4:1$
D.$1:4$
C
）A.$1:5$
B.$5:1$
C.$4:1$
D.$1:4$
答案
3. C
解析
【分析】首先明确电路结构：R₁与R₂串联，电压表V₁测电源总电压，电压表V₂测R₂两端的电压。根据串联电路电压规律，总电压等于各部分电压之和，因此V₁的示数大于V₂的示数。两电压表指针偏转角度相同，说明它们使用的量程不同，0~15V量程的读数是0~3V量程读数的5倍，据此可得出两电压的关系，再结合串联电路电流相等的特点，利用电功公式计算功的比值。
【解析】
1. 电路与电压关系：R₁、R₂串联，V₁测电源电压U，V₂测R₂两端电压U₂，故总电压U = U₁ + U₂，且U ＞ U₂。
2. 电压表量程判断：两表指针偏转角度相同，说明量程不同，V₁用0~15V量程，V₂用0~3V量程，大量程读数是小量程的5倍，因此U = 5U₂。
3. R₁两端电压：U₁ = U - U₂ = 5U₂ - U₂ = 4U₂。
4. 电功之比：串联电路电流I相同，时间t相同，电功W=UIt，故W₁/W₂ = (U₁It)/(U₂It) = U₁/U₂ = 4U₂/U₂ = 4/1，即W₁:W₂=4:1。
【答案】C
【知识点】串联电路电压规律、电功计算、电压表量程
【点评】本题结合串联电路特点和电压表量程的使用，考查电功的计算，关键是根据指针偏转角度判断两电压表的量程，进而推导电压关系，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 电路与电压关系：R₁、R₂串联，V₁测电源电压U，V₂测R₂两端电压U₂，故总电压U = U₁ + U₂，且U ＞ U₂。
2. 电压表量程判断：两表指针偏转角度相同，说明量程不同，V₁用0~15V量程，V₂用0~3V量程，大量程读数是小量程的5倍，因此U = 5U₂。
3. R₁两端电压：U₁ = U - U₂ = 5U₂ - U₂ = 4U₂。
4. 电功之比：串联电路电流I相同，时间t相同，电功W=UIt，故W₁/W₂ = (U₁It)/(U₂It) = U₁/U₂ = 4U₂/U₂ = 4/1，即W₁:W₂=4:1。
【答案】C
【知识点】串联电路电压规律、电功计算、电压表量程
【点评】本题结合串联电路特点和电压表量程的使用，考查电功的计算，关键是根据指针偏转角度判断两电压表的量程，进而推导电压关系，难度适中。
【难度系数】0.5
4.某智能手机的锂电池上标有“3.7 V 4 200 mA·h”字样，该手机搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7 V不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80％的电能，需要充电40 min，此时手机的快充电流大小跟下列某个用电器正常工作时的电流最接近，这个用电器是 （
A.节能灯
B.电风扇
C.电饭锅
D.电冰箱
C
）A.节能灯
B.电风扇
C.电饭锅
D.电冰箱
答案
4. C
解析
【分析】
要解决本题，需先计算快充时的充电电流，再对比各选项用电器的正常工作电流。步骤为：1. 根据锂电池参数计算充入的电能；2. 利用电能公式W=UIt变形求出充电电流；3. 结合生活常识估测各选项用电器的正常工作电流，选出最接近的选项。
【解析】
1. 计算充入的电能：锂电池容量为4200mA·h=4.2A·h，充入80%电能时，W=80%×U×Q=0.8×3.7V×4.2A·h。
2. 求充电电流：已知充电时间t=40min=40/60 h=2/3 h，根据W=UIt，变形得充电电流I=W/(U×t)，代入数据：
I=(0.8×3.7V×4.2A·h)/(3.7V×(2/3)h)=0.8×4.2×(3/2)=5.04A。
3. 对比用电器电流：节能灯正常工作电流约0.1A，电风扇约0.3A，电饭锅约5A，电冰箱约1A，故快充电流5.04A与电饭锅正常工作电流最接近。
【答案】
C
【知识点】
电能计算、电流估测
【点评】
本题结合生活中的快充场景，考查电能公式的应用及常见用电器电流的估测，需掌握单位换算和生活中用电器的电流常识，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需先计算快充时的充电电流，再对比各选项用电器的正常工作电流。步骤为：1. 根据锂电池参数计算充入的电能；2. 利用电能公式W=UIt变形求出充电电流；3. 结合生活常识估测各选项用电器的正常工作电流，选出最接近的选项。
【解析】
1. 计算充入的电能：锂电池容量为4200mA·h=4.2A·h，充入80%电能时，W=80%×U×Q=0.8×3.7V×4.2A·h。
2. 求充电电流：已知充电时间t=40min=40/60 h=2/3 h，根据W=UIt，变形得充电电流I=W/(U×t)，代入数据：
I=(0.8×3.7V×4.2A·h)/(3.7V×(2/3)h)=0.8×4.2×(3/2)=5.04A。
3. 对比用电器电流：节能灯正常工作电流约0.1A，电风扇约0.3A，电饭锅约5A，电冰箱约1A，故快充电流5.04A与电饭锅正常工作电流最接近。
【答案】
C
【知识点】
电能计算、电流估测
【点评】
本题结合生活中的快充场景，考查电能公式的应用及常见用电器电流的估测，需掌握单位换算和生活中用电器的电流常识，难度适中。
【难度系数】
0.5
5. 如图甲所示,电源电压保持不变,S是单刀双掷开关。当开关S分别接触点“1”和触点“2”时,电压表与电流表的示数关系如图乙所示。求:
(1)电阻$R_1$和$R_2$的阻值大小;
(2)将开关S与触点“2”相接,在5 min内电阻$R_1$和$R_2$消耗的总电能大小。
(1)电阻$R_1$和$R_2$的阻值大小;
(2)将开关S与触点“2”相接,在5 min内电阻$R_1$和$R_2$消耗的总电能大小。
答案
5. (1)10 Ω 20 Ω (2)360 J
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确开关S接不同触点时的电路结构：①当S接触点“1”时，电路为R₁的简单电路，电压表测电源电压，电流表测电路电流；②当S接触点“2”时，R₁与R₂串联，电压表测R₁两端电压，电流表测串联电路电流。再结合图乙的U-I图像，对应两种电路状态的电流、电压值，利用欧姆定律计算电阻，最后根据电功公式计算总电能。
【解析】
(1) 计算电阻$R_1$和$R_2$的阻值：
当S接“1”时，电路为$R_1$的简单电路，此时电压为电源电压，对应图乙中电流$I_1=0.6A$，电压$U_1=6V$。根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$，得$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{6V}{0.6A}=10\Omega$。
当S接“2”时，$R_1$与$R_2$串联，对应图乙中电流$I_2=0.2A$，此时$R_1$两端电压$U_1'=2V$。串联电路总电压等于各部分电压之和，因此$R_2$两端电压$U_2=U-U_1'=6V-2V=4V$，则$R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{4V}{0.2A}=20\Omega$。
(2) 计算S接“2”时5 min内电阻消耗的总电能：
时间$t=5\ \mathrm{min}=5×60\ \mathrm{s}=300\ \mathrm{s}$，电源电压$U=6V$，串联电路电流$I_2=0.2A$，根据电功公式$W=UIt$，得总电能$W=6V×0.2A×300s=360J$。
【答案】
(1) $R_1=10\Omega$，$R_2=20\Omega$；(2) $360\ \mathrm{J}$
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、电功计算
【点评】
本题通过单刀双掷开关改变电路连接，结合U-I图像考查欧姆定律与电功的应用，关键是准确判断开关不同状态对应的电路，以及图像数据的对应关系，需注意时间单位的换算，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需先明确开关S接不同触点时的电路结构：①当S接触点“1”时，电路为R₁的简单电路，电压表测电源电压，电流表测电路电流；②当S接触点“2”时，R₁与R₂串联，电压表测R₁两端电压，电流表测串联电路电流。再结合图乙的U-I图像，对应两种电路状态的电流、电压值，利用欧姆定律计算电阻，最后根据电功公式计算总电能。
【解析】
(1) 计算电阻$R_1$和$R_2$的阻值：
当S接“1”时，电路为$R_1$的简单电路，此时电压为电源电压，对应图乙中电流$I_1=0.6A$，电压$U_1=6V$。根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$，得$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{6V}{0.6A}=10\Omega$。
当S接“2”时，$R_1$与$R_2$串联，对应图乙中电流$I_2=0.2A$，此时$R_1$两端电压$U_1'=2V$。串联电路总电压等于各部分电压之和，因此$R_2$两端电压$U_2=U-U_1'=6V-2V=4V$，则$R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{4V}{0.2A}=20\Omega$。
(2) 计算S接“2”时5 min内电阻消耗的总电能：
时间$t=5\ \mathrm{min}=5×60\ \mathrm{s}=300\ \mathrm{s}$，电源电压$U=6V$，串联电路电流$I_2=0.2A$，根据电功公式$W=UIt$，得总电能$W=6V×0.2A×300s=360J$。
【答案】
(1) $R_1=10\Omega$，$R_2=20\Omega$；(2) $360\ \mathrm{J}$
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、电功计算
【点评】
本题通过单刀双掷开关改变电路连接，结合U-I图像考查欧姆定律与电功的应用，关键是准确判断开关不同状态对应的电路，以及图像数据的对应关系，需注意时间单位的换算，难度适中。
【难度系数】
0.5
6.如图所示，电源电压$U$保持不变，$r$、$R_1$和$R$均为定值电阻，其中$r=1\ \Omega$，$R_1=14\ \Omega$。闭合$\mathrm{S}_1$，将$\mathrm{S}_2$掷于1端，电压表$\mathrm{V}$的示数$U_1=2.8\ \mathrm{V}$；将$\mathrm{S}_2$切换到2端，电压表$\mathrm{V}$的示数$U_2=2.7\ \mathrm{V}$，则$r$消耗的功率变化了
0.05
W。答案
6. 0.05
解析
【分析】
首先明确开关不同状态下的电路结构：闭合S₁，S₂掷1端时，R₁与r串联，电压表测R₁两端电压；S₂掷2端时，R与r串联，电压表测R两端电压。电源电压U恒定，利用串联电路电流、电压规律，结合欧姆定律先计算两种状态的电路电流，再求出电源电压、电阻R，最后计算r的功率变化。
【解析】
1. 当S₂掷1端时，R₁与r串联，电路电流：
$I_1=\frac{U_1}{R_1}=\frac{2.8\ \mathrm{V}}{14\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$
电源电压：
$U=I_1(R_1+r)=0.2\ \mathrm{A}×(14\ \Omega+1\ \Omega)=3\ \mathrm{V}$
2. 当S₂掷2端时，R与r串联，设此时电流为$I_2$，电压表测R两端电压$U_2=2.7\ \mathrm{V}$，则$I_2=\frac{U_2}{R}$，结合电源电压不变：
$U=I_2(R+r)=\frac{2.7\ \mathrm{V}}{R}×(R+1\ \Omega)$
代入$U=3\ \mathrm{V}$，解方程：
$3=\frac{2.7(R+1)}{R}$
$3R=2.7R+2.7$
得$R=9\ \Omega$，此时电流：
$I_2=\frac{U_2}{R}=\frac{2.7\ \mathrm{V}}{9\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$
3. 计算r消耗的功率变化：
S₂掷1端时，r的功率：
$P_1=I_1^2r=(0.2\ \mathrm{A})^2×1\ \Omega=0.04\ \mathrm{W}$
S₂掷2端时，r的功率：
$P_2=I_2^2r=(0.3\ \mathrm{A})^2×1\ \Omega=0.09\ \mathrm{W}$
功率变化：
$\Delta P=P_2-P_1=0.09\ \mathrm{W}-0.04\ \mathrm{W}=0.05\ \mathrm{W}$
【答案】
0.05
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合开关切换的电路变化，考查串联电路特点、欧姆定律与电功率的综合应用，关键是利用电源电压不变建立等式求解未知电阻，步骤清晰，属于中等难度的电路计算题。
【难度系数】
0.3
首先明确开关不同状态下的电路结构：闭合S₁，S₂掷1端时，R₁与r串联，电压表测R₁两端电压；S₂掷2端时，R与r串联，电压表测R两端电压。电源电压U恒定，利用串联电路电流、电压规律，结合欧姆定律先计算两种状态的电路电流，再求出电源电压、电阻R，最后计算r的功率变化。
【解析】
1. 当S₂掷1端时，R₁与r串联，电路电流：
$I_1=\frac{U_1}{R_1}=\frac{2.8\ \mathrm{V}}{14\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$
电源电压：
$U=I_1(R_1+r)=0.2\ \mathrm{A}×(14\ \Omega+1\ \Omega)=3\ \mathrm{V}$
2. 当S₂掷2端时，R与r串联，设此时电流为$I_2$，电压表测R两端电压$U_2=2.7\ \mathrm{V}$，则$I_2=\frac{U_2}{R}$，结合电源电压不变：
$U=I_2(R+r)=\frac{2.7\ \mathrm{V}}{R}×(R+1\ \Omega)$
代入$U=3\ \mathrm{V}$，解方程：
$3=\frac{2.7(R+1)}{R}$
$3R=2.7R+2.7$
得$R=9\ \Omega$，此时电流：
$I_2=\frac{U_2}{R}=\frac{2.7\ \mathrm{V}}{9\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$
3. 计算r消耗的功率变化：
S₂掷1端时，r的功率：
$P_1=I_1^2r=(0.2\ \mathrm{A})^2×1\ \Omega=0.04\ \mathrm{W}$
S₂掷2端时，r的功率：
$P_2=I_2^2r=(0.3\ \mathrm{A})^2×1\ \Omega=0.09\ \mathrm{W}$
功率变化：
$\Delta P=P_2-P_1=0.09\ \mathrm{W}-0.04\ \mathrm{W}=0.05\ \mathrm{W}$
【答案】
0.05
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合开关切换的电路变化，考查串联电路特点、欧姆定律与电功率的综合应用，关键是利用电源电压不变建立等式求解未知电阻，步骤清晰，属于中等难度的电路计算题。
【难度系数】
0.3
