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1 [2025达州]如图所示为定值电阻R和灯泡L的U-I图像，灯泡L的额定电压为2.5 V。将两用电器串联在电源两端，灯泡L正常发光。下列说法正确的是（
A.电源电压为2.5 V
B.灯泡L额定功率为0.75 W
C.R与灯泡L的电功率之比为5:3
D.灯泡L的U-I图像为图线B
B
）A.电源电压为2.5 V
B.灯泡L额定功率为0.75 W
C.R与灯泡L的电功率之比为5:3
D.灯泡L的U-I图像为图线B
答案
1. B
解析
【分析】
要解答本题，需结合U-I图像的物理意义、串联电路的规律及电功率公式分析：首先根据灯泡额定电压确定其正常发光时的电压，对应U-I图像的点，进而判断灯泡的图线；再利用串联电路电流相等的特点确定电路电流，结合图像读取定值电阻的电压，计算电源电压、灯泡额定功率及电功率之比，逐一分析选项。
【解析】
1. 判断灯泡的U-I图像：灯泡额定电压为2.5V，正常发光时电压为2.5V，对应图线A的点（U=2.5V，I=0.3A），因此灯泡的U-I图像是图线A，故选项D错误。
2. 确定串联电路的电流：两用电器串联，电流处处相等，灯泡正常发光时电流为额定电流，即电路电流I=0.3A。此时定值电阻R对应的电压为图线B在I=0.3A时的电压，即U_R=1.5V。
3. 计算电源电压：串联电路总电压等于各部分电压之和，电源电压U=U_L + U_R=2.5V +1.5V=4V，故选项A错误。
4. 计算灯泡额定功率：灯泡额定电压U额=2.5V，额定电流I额=0.3A，根据电功率公式P=UI，灯泡额定功率P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W，故选项B正确。
5. 计算电功率之比：串联时电流I相同，电功率P=UI，因此R与灯泡的电功率之比P_R:P_L=U_R:U_L=1.5V:2.5V=3:5，选项C错误。
【答案】
B
【知识点】
U-I图像、串联电路规律、电功率计算
【点评】
本题结合U-I图像考查串联电路的特点和电功率计算，关键是明确灯泡正常发光时的电压和电流，准确从图像中读取对应物理量，再结合串联电路规律分析各选项。
【难度系数】
0.5
要解答本题，需结合U-I图像的物理意义、串联电路的规律及电功率公式分析：首先根据灯泡额定电压确定其正常发光时的电压，对应U-I图像的点，进而判断灯泡的图线；再利用串联电路电流相等的特点确定电路电流，结合图像读取定值电阻的电压，计算电源电压、灯泡额定功率及电功率之比，逐一分析选项。
【解析】
1. 判断灯泡的U-I图像：灯泡额定电压为2.5V，正常发光时电压为2.5V，对应图线A的点（U=2.5V，I=0.3A），因此灯泡的U-I图像是图线A，故选项D错误。
2. 确定串联电路的电流：两用电器串联，电流处处相等，灯泡正常发光时电流为额定电流，即电路电流I=0.3A。此时定值电阻R对应的电压为图线B在I=0.3A时的电压，即U_R=1.5V。
3. 计算电源电压：串联电路总电压等于各部分电压之和，电源电压U=U_L + U_R=2.5V +1.5V=4V，故选项A错误。
4. 计算灯泡额定功率：灯泡额定电压U额=2.5V，额定电流I额=0.3A，根据电功率公式P=UI，灯泡额定功率P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W，故选项B正确。
5. 计算电功率之比：串联时电流I相同，电功率P=UI，因此R与灯泡的电功率之比P_R:P_L=U_R:U_L=1.5V:2.5V=3:5，选项C错误。
【答案】
B
【知识点】
U-I图像、串联电路规律、电功率计算
【点评】
本题结合U-I图像考查串联电路的特点和电功率计算，关键是明确灯泡正常发光时的电压和电流，准确从图像中读取对应物理量，再结合串联电路规律分析各选项。
【难度系数】
0.5
2 [2025厦门校级段考]如图所示电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻，当在a、b两点间接入一个“6 V 3 W”的小灯泡时，恰好正常发光；若a、b两点间换接“6 V 4 W”的小灯泡，则这个小灯泡的实际功率 （
A.小于4 W
B.大于4 W
C.等于4 W
D.无法判断
A
）A.小于4 W
B.大于4 W
C.等于4 W
D.无法判断
答案
2. A
解析
【分析】
要解决该问题，需结合欧姆定律和电功率的知识，按以下思路分析：
1. 先根据额定电压和额定功率，计算两个小灯泡的电阻，明确电阻大小关系；
2. 分析接入不同灯泡时电路总电阻的变化，结合电源电压不变，判断电路电流的变化；
3. 根据定值电阻的电压变化，推导灯泡两端实际电压与额定电压的关系，进而判断实际功率与额定功率的大小。
【解析】
1. 计算两个小灯泡的电阻：
根据公式 $ R = \frac{U_{额}^2}{P_{额}} $，可得：
“6 V 3 W”灯泡的电阻 $ R_1 = \frac{(6V)^2}{3W} = 12Ω $；
“6 V 4 W”灯泡的电阻 $ R_2 = \frac{(6V)^2}{4W} = 9Ω $，因此 $ R_2 ＜ R_1 $。
2. 分析电路电压变化：
当接入“6 V 3 W”灯泡时，灯泡正常发光，说明此时灯泡两端电压为6 V，电路电流 $ I_1 = \frac{P_1}{U_{额}} = \frac{3W}{6V} = 0.5A $，电源电压 $ U_{总} = I_1(R + R_1) = 0.5A×(R + 12Ω) $。
换接“6 V 4 W”灯泡后，电路总电阻变为 $ R + R_2 $，总电阻减小，电源电压不变，由 $ I = \frac{U}{R} $ 可知，电路电流变大；定值电阻R两端的电压 $ U_R = IR $，因此R两端电压变大，电源电压 $ U_{总} = U_R + U_{实} $，所以灯泡两端的实际电压 $ U_{实} ＜ 6V $。
3. 判断实际功率：
灯泡的实际电压低于额定电压，因此实际功率小于额定功率4 W。
【答案】
A
【知识点】
电功率计算、欧姆定律、实际功率
【点评】
本题结合电路变化考查额定功率与实际功率的关系，关键是通过额定参数比较灯泡电阻，再结合欧姆定律分析电压变化，属于中等难度的电路分析题，需掌握电功率和欧姆定律的综合应用。
【难度系数】
0.6
要解决该问题，需结合欧姆定律和电功率的知识，按以下思路分析：
1. 先根据额定电压和额定功率，计算两个小灯泡的电阻，明确电阻大小关系；
2. 分析接入不同灯泡时电路总电阻的变化，结合电源电压不变，判断电路电流的变化；
3. 根据定值电阻的电压变化，推导灯泡两端实际电压与额定电压的关系，进而判断实际功率与额定功率的大小。
【解析】
1. 计算两个小灯泡的电阻：
根据公式 $ R = \frac{U_{额}^2}{P_{额}} $，可得：
“6 V 3 W”灯泡的电阻 $ R_1 = \frac{(6V)^2}{3W} = 12Ω $；
“6 V 4 W”灯泡的电阻 $ R_2 = \frac{(6V)^2}{4W} = 9Ω $，因此 $ R_2 ＜ R_1 $。
2. 分析电路电压变化：
当接入“6 V 3 W”灯泡时，灯泡正常发光，说明此时灯泡两端电压为6 V，电路电流 $ I_1 = \frac{P_1}{U_{额}} = \frac{3W}{6V} = 0.5A $，电源电压 $ U_{总} = I_1(R + R_1) = 0.5A×(R + 12Ω) $。
换接“6 V 4 W”灯泡后，电路总电阻变为 $ R + R_2 $，总电阻减小，电源电压不变，由 $ I = \frac{U}{R} $ 可知，电路电流变大；定值电阻R两端的电压 $ U_R = IR $，因此R两端电压变大，电源电压 $ U_{总} = U_R + U_{实} $，所以灯泡两端的实际电压 $ U_{实} ＜ 6V $。
3. 判断实际功率：
灯泡的实际电压低于额定电压，因此实际功率小于额定功率4 W。
【答案】
A
【知识点】
电功率计算、欧姆定律、实际功率
【点评】
本题结合电路变化考查额定功率与实际功率的关系，关键是通过额定参数比较灯泡电阻，再结合欧姆定律分析电压变化，属于中等难度的电路分析题，需掌握电功率和欧姆定律的综合应用。
【难度系数】
0.6
3 [2025 汕头二模]如图为一种测量烟雾报警的简化工作原理图。电源电压恒为 6 V，定值电阻$R=10\ \Omega$，$R_0$为光敏电阻，其阻值随烟雾浓度的增加而减少，$R_0$的阻值范围为 10～20 Ω，电压表接入电路的量程为“0～3 V”，电流表接入电路的量程为“0～0.6 A”。闭合开关 S，当火灾烟雾浓度增加时，在保证两表安全的情况下，下列说法正确的是（
A.$R_0$两端的电压变大
B.电压表示数与电流表示数的比值变小
C.经过$R_0$的最大电流为 0.6 A
D.电阻 R 消耗的最大功率为 0.9 W
D
）A.$R_0$两端的电压变大
B.电压表示数与电流表示数的比值变小
C.经过$R_0$的最大电流为 0.6 A
D.电阻 R 消耗的最大功率为 0.9 W
答案
3. D
解析
【分析】首先明确电路为R与R₀串联，电流表测电路电流，电压表测定值电阻R两端电压。当烟雾浓度增加时，光敏电阻R₀阻值减小，需结合串联电路规律、欧姆定律及电表量程限制，逐一分析各选项的正确性。
【解析】由电路图可知，R与R₀串联，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压。
选项A：当烟雾浓度增加时，R₀阻值减小，电路总电阻减小，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R+R_0}$，电路电流I增大；R为定值电阻，其两端电压$U_V=IR$，故$U_V$增大；电源电压U不变，R₀两端电压$U_0=U-U_V$，因此$U_0$减小，A错误。
选项B：电压表示数与电流表示数的比值为R的阻值（$\frac{U_V}{I}=R$），R是定值电阻，该比值不变，B错误。
选项C：要保证电表安全，电压表最大示数为3V，此时电路最大电流$I_{max}=\frac{U_{Vmax}}{R}=\frac{3V}{10Ω}=0.3A$；电流表量程为0~0.6A，0.3A小于0.6A，故电路最大电流为0.3A，不是0.6A，C错误。
选项D：电阻R消耗的功率$P=I^2R$，当电流最大时，功率最大，$P_{max}=(0.3A)^2×10Ω=0.9W$，D正确。
【答案】D
【知识点】串联电路特点、欧姆定律、电功率计算
【点评】本题结合实际应用场景，考查串联电路的规律、欧姆定律和电功率的综合应用，解题关键是根据电表量程确定电路的最大电流，进而分析各选项，属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】0.6
【解析】由电路图可知，R与R₀串联，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压。
选项A：当烟雾浓度增加时，R₀阻值减小，电路总电阻减小，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R+R_0}$，电路电流I增大；R为定值电阻，其两端电压$U_V=IR$，故$U_V$增大；电源电压U不变，R₀两端电压$U_0=U-U_V$，因此$U_0$减小，A错误。
选项B：电压表示数与电流表示数的比值为R的阻值（$\frac{U_V}{I}=R$），R是定值电阻，该比值不变，B错误。
选项C：要保证电表安全，电压表最大示数为3V，此时电路最大电流$I_{max}=\frac{U_{Vmax}}{R}=\frac{3V}{10Ω}=0.3A$；电流表量程为0~0.6A，0.3A小于0.6A，故电路最大电流为0.3A，不是0.6A，C错误。
选项D：电阻R消耗的功率$P=I^2R$，当电流最大时，功率最大，$P_{max}=(0.3A)^2×10Ω=0.9W$，D正确。
【答案】D
【知识点】串联电路特点、欧姆定律、电功率计算
【点评】本题结合实际应用场景，考查串联电路的规律、欧姆定律和电功率的综合应用，解题关键是根据电表量程确定电路的最大电流，进而分析各选项，属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】0.6
4 [2025天津二模]如图所示,灯$\mathrm{L}_{1}$的额定电压为$U_{0}$,额定功率为$P_{0}$,灯$\mathrm{L}_{2}$的额定电压为$2U_{0}$,额定功率为$2P_{0}$。若保证一盏灯正常工作,而另一盏灯没有超过其额定值,则此时电流表的示数为
$\frac{3P_0}{2U_0}$
;灯$\mathrm{L}_{1}$、$\mathrm{L}_{2}$消耗的实际功率之比为2:1
。(不计温度对灯丝电阻的影响)答案
4. $\frac{3P_0}{2U_0}$ 2:1
解析
【分析】
首先明确电路为L₁与L₂并联，电流表测干路电流。解题思路：先根据额定参数计算两灯的额定电流和电阻，再结合并联电路电压相等的特点，确定安全的并联电压（保证一盏灯正常、另一盏不超额定），最后计算干路电流和两灯实际功率之比。
【解析】
1. 计算两灯的额定电流和电阻：
灯L₁：额定电压$ U_0 $，额定功率$ P_0 $，额定电流$ I_{1额}=\frac{P_0}{U_0} $，电阻$ R_1=\frac{U_0^2}{P_0} $；
灯L₂：额定电压$ 2U_0 $，额定功率$ 2P_0 $，额定电流$ I_{2额}=\frac{2P_0}{2U_0}=\frac{P_0}{U_0} $，电阻$ R_2=\frac{(2U_0)^2}{2P_0}=\frac{2U_0^2}{P_0} $。
2. 确定并联安全电压：
并联电路各支路电压相等，若取电压为$ 2U_0 $，L₁两端电压超过额定电压会损坏；因此只能取电压为$ U_0 $，此时L₁正常工作，L₂两端电压为$ U_0 $，未超额定值。
3. 计算电流表示数（干路电流）：
L₁实际电流$ I_1=I_{1额}=\frac{P_0}{U_0} $；
L₂实际电流$ I_2=\frac{U_0}{R_2}=\frac{U_0}{\frac{2U_0^2}{P_0}}=\frac{P_0}{2U_0} $；
干路电流$ I=I_1+I_2=\frac{P_0}{U_0}+\frac{P_0}{2U_0}=\frac{3P_0}{2U_0} $，即电流表示数为$\frac{3P_0}{2U_0}$。
4. 计算实际功率之比：
L₁实际功率$ P_{1实}=P_0 $；
L₂实际功率$ P_{2实}=\frac{U_0^2}{R_2}=\frac{P_0}{2} $；
功率比$ P_{1实}:P_{2实}=P_0:\frac{P_0}{2}=2:1 $。
【答案】
$\frac{3P_0}{2U_0}$；$2:1$
【知识点】
并联电路特点、电功率计算
【点评】
本题结合并联电路规律和电功率公式，核心是确定并联时的安全电压，需准确运用额定参数推导，避免混淆电压关系。
【难度系数】
0.5
首先明确电路为L₁与L₂并联，电流表测干路电流。解题思路：先根据额定参数计算两灯的额定电流和电阻，再结合并联电路电压相等的特点，确定安全的并联电压（保证一盏灯正常、另一盏不超额定），最后计算干路电流和两灯实际功率之比。
【解析】
1. 计算两灯的额定电流和电阻：
灯L₁：额定电压$ U_0 $，额定功率$ P_0 $，额定电流$ I_{1额}=\frac{P_0}{U_0} $，电阻$ R_1=\frac{U_0^2}{P_0} $；
灯L₂：额定电压$ 2U_0 $，额定功率$ 2P_0 $，额定电流$ I_{2额}=\frac{2P_0}{2U_0}=\frac{P_0}{U_0} $，电阻$ R_2=\frac{(2U_0)^2}{2P_0}=\frac{2U_0^2}{P_0} $。
2. 确定并联安全电压：
并联电路各支路电压相等，若取电压为$ 2U_0 $，L₁两端电压超过额定电压会损坏；因此只能取电压为$ U_0 $，此时L₁正常工作，L₂两端电压为$ U_0 $，未超额定值。
3. 计算电流表示数（干路电流）：
L₁实际电流$ I_1=I_{1额}=\frac{P_0}{U_0} $；
L₂实际电流$ I_2=\frac{U_0}{R_2}=\frac{U_0}{\frac{2U_0^2}{P_0}}=\frac{P_0}{2U_0} $；
干路电流$ I=I_1+I_2=\frac{P_0}{U_0}+\frac{P_0}{2U_0}=\frac{3P_0}{2U_0} $，即电流表示数为$\frac{3P_0}{2U_0}$。
4. 计算实际功率之比：
L₁实际功率$ P_{1实}=P_0 $；
L₂实际功率$ P_{2实}=\frac{U_0^2}{R_2}=\frac{P_0}{2} $；
功率比$ P_{1实}:P_{2实}=P_0:\frac{P_0}{2}=2:1 $。
【答案】
$\frac{3P_0}{2U_0}$；$2:1$
【知识点】
并联电路特点、电功率计算
【点评】
本题结合并联电路规律和电功率公式，核心是确定并联时的安全电压，需准确运用额定参数推导，避免混淆电压关系。
【难度系数】
0.5
5 如图甲所示，电源电压保持不变，为15 V。闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到小灯泡两端电压达到额定电压过程中，小灯泡的I-U关系图像如图乙所示。求：
（1）小灯泡的额定功率。
（2）滑动变阻器的最大阻值。
（1）小灯泡的额定功率。
（2）滑动变阻器的最大阻值。
答案
5. （1）由图甲可知，电压表测量小灯泡两端的电压，电流表测量通过小灯泡的电流，闭合开关S后，滑片P在最右端时，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡两端的电压最小；滑片P滑到小灯泡两端电压达到额定电压时，滑动变阻器连入电路中的电阻较小，电路中的电流较大；由图乙可知，小灯泡的额定电压$U_{\mathrm{额}}=12\ \mathrm{V}$，额定电流$I_{\mathrm{额}}=2.0\ \mathrm{A}$，额定功率$P_{\mathrm{额}}=U_{\mathrm{额}}I_{\mathrm{额}}=12\ \mathrm{V}×2.0\ \mathrm{A}=24\ \mathrm{W}$
（2）由图乙可知，闭合开关S后，滑片P在最右端时小灯泡两端的电压$U'=3\ \mathrm{V}$，通过的电流$I'=1.0\ \mathrm{A}$，滑动变阻器两端的电压$U_{\mathrm{滑}}=U-U'=15\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=12\ \mathrm{V}$，滑动变阻器的最大阻值$R_{\mathrm{最大}}=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{I'}=\frac{12\ \mathrm{V}}{1.0\ \mathrm{A}}=12\ \Omega$
（2）由图乙可知，闭合开关S后，滑片P在最右端时小灯泡两端的电压$U'=3\ \mathrm{V}$，通过的电流$I'=1.0\ \mathrm{A}$，滑动变阻器两端的电压$U_{\mathrm{滑}}=U-U'=15\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=12\ \mathrm{V}$，滑动变阻器的最大阻值$R_{\mathrm{最大}}=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{I'}=\frac{12\ \mathrm{V}}{1.0\ \mathrm{A}}=12\ \Omega$
解析
【分析】
本题电路为灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡电压，电流表测电路电流。（1）求小灯泡额定功率，需从图乙中找到灯泡额定电压（正常工作时的电压）和对应额定电流，利用公式P=UI计算；（2）求滑动变阻器最大阻值，需找到滑片在最右端（滑动变阻器电阻最大）时的电流和灯泡电压，根据串联电路电压规律算出滑动变阻器两端电压，再用欧姆定律R=U/I计算。
【解析】
（1）由图乙可知，当小灯泡两端电压达到额定电压时，额定电压$U_{\mathrm{额}}=12\ \mathrm{V}$，对应的额定电流$I_{\mathrm{额}}=2.0\ \mathrm{A}$，根据电功率公式：
$P_{\mathrm{额}}=U_{\mathrm{额}}I_{\mathrm{额}}=12\ \mathrm{V}×2.0\ \mathrm{A}=24\ \mathrm{W}$。
（2）当滑片P在最右端时，滑动变阻器连入电路的电阻最大，电路电流最小，由图乙可知此时小灯泡两端电压$U'=3\ \mathrm{V}$，电路电流$I'=1.0\ \mathrm{A}$。因为串联电路总电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压：
$U_{\mathrm{滑}}=U_{\mathrm{总}} - U'=15\ \mathrm{V} - 3\ \mathrm{V}=12\ \mathrm{V}$。
根据欧姆定律，滑动变阻器的最大阻值：
$R_{\mathrm{最大}}=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{I'}=\frac{12\ \mathrm{V}}{1.0\ \mathrm{A}}=12\ \Omega$。
【答案】
（1）小灯泡的额定功率为24 W；（2）滑动变阻器的最大阻值为12 Ω。
【知识点】
电功率计算、串联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题结合串联电路规律与I-U图像考查电学计算，关键是从图像中提取对应状态的电压和电流值，理解滑片位置对电路的影响，是中等难度的电学综合题。
【难度系数】
0.6
本题电路为灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡电压，电流表测电路电流。（1）求小灯泡额定功率，需从图乙中找到灯泡额定电压（正常工作时的电压）和对应额定电流，利用公式P=UI计算；（2）求滑动变阻器最大阻值，需找到滑片在最右端（滑动变阻器电阻最大）时的电流和灯泡电压，根据串联电路电压规律算出滑动变阻器两端电压，再用欧姆定律R=U/I计算。
【解析】
（1）由图乙可知，当小灯泡两端电压达到额定电压时，额定电压$U_{\mathrm{额}}=12\ \mathrm{V}$，对应的额定电流$I_{\mathrm{额}}=2.0\ \mathrm{A}$，根据电功率公式：
$P_{\mathrm{额}}=U_{\mathrm{额}}I_{\mathrm{额}}=12\ \mathrm{V}×2.0\ \mathrm{A}=24\ \mathrm{W}$。
（2）当滑片P在最右端时，滑动变阻器连入电路的电阻最大，电路电流最小，由图乙可知此时小灯泡两端电压$U'=3\ \mathrm{V}$，电路电流$I'=1.0\ \mathrm{A}$。因为串联电路总电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压：
$U_{\mathrm{滑}}=U_{\mathrm{总}} - U'=15\ \mathrm{V} - 3\ \mathrm{V}=12\ \mathrm{V}$。
根据欧姆定律，滑动变阻器的最大阻值：
$R_{\mathrm{最大}}=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{I'}=\frac{12\ \mathrm{V}}{1.0\ \mathrm{A}}=12\ \Omega$。
【答案】
（1）小灯泡的额定功率为24 W；（2）滑动变阻器的最大阻值为12 Ω。
【知识点】
电功率计算、串联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题结合串联电路规律与I-U图像考查电学计算，关键是从图像中提取对应状态的电压和电流值，理解滑片位置对电路的影响，是中等难度的电学综合题。
【难度系数】
0.6
