4 电源电压为6 V，为使“4 V 4 W”LED灯正常发光，需串联一只Ω的电阻；与普通的小灯泡相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约80%的电能，则该LED灯与W的小灯泡亮度相当。

4. 2 20

【分析】
首先解决第一个空：要使“4 V 4 W”的LED灯正常发光，需利用串联电路的电压、电流规律，结合电功率公式计算串联电阻的阻值；再解决第二个空：相同亮度下LED灯节约80%电能，即LED灯功率为小灯泡功率的20%，据此推导计算小灯泡的功率。
【解析】
1. 计算串联电阻的阻值：
LED灯正常发光时，其两端电压$ U_L = 4\ \mathrm{V} $，额定功率$ P_L = 4\ \mathrm{W} $，电路电流$ I = \frac{P_L}{U_L} = \frac{4\ \mathrm{W}}{4\ \mathrm{V}} = 1\ \mathrm{A} $。
串联电路总电压$ U_{\mathrm{总}} = 6\ \mathrm{V} $，因此串联电阻两端电压$ U_R = U_{\mathrm{总}} - U_L = 6\ \mathrm{V} - 4\ \mathrm{V} = 2\ \mathrm{V} $。
串联电路电流相等，故电阻阻值$ R = \frac{U_R}{I} = \frac{2\ \mathrm{V}}{1\ \mathrm{A}} = 2\ \Omega $。
2. 计算小灯泡的功率：
相同亮度下，LED灯节约80%电能，说明LED灯消耗的电能是小灯泡的$ 1 - 80\% = 20\% $，对应功率关系为$ P_L = P_{\mathrm{灯泡}} × 20\% $，因此$ P_{\mathrm{灯泡}} = \frac{P_L}{20\%} = \frac{4\ \mathrm{W}}{0.2} = 20\ \mathrm{W} $。
【答案】
2；20
【知识点】
串联电路特点、电功率计算、电能利用
【点评】
本题考查串联电路规律与电功率的应用，核心是理解LED灯正常发光的条件及亮度相同时的功率关系，属于初中电学基础应用题型。
【难度系数】
0.4

5 两个小灯泡分别标有“4 V 1 W”和“2 V 1 W”的字样。将两个小灯泡串联接在电路中，让其中的一个小灯泡正常发光，而另一个小灯泡不超负荷工作，则该电路的电源电压是V；若将两个小灯泡并联接在电路中，让其中的一个小灯泡正常发光，而另一个小灯泡不超负荷工作，则该电路干路通过的电流是A。（假设灯丝电阻不变）

5. 5 0.625

【分析】
首先计算两个小灯泡的额定电流和灯丝电阻（灯丝电阻不变），再根据串并联电路的特点，确定电路中允许的最大电流（串联时取额定电流较小值）或最大电压（并联时取额定电压较小值），最后结合欧姆定律、电功率公式计算电源电压和干路电流。
【解析】
1. 计算两灯的额定电流和电阻：
对于标有“4V 1W”的灯$ L_1 $：
额定电流 $ I_{1额} = \frac{P_{1额}}{U_{1额}} = \frac{1W}{4V} = 0.25A $，
电阻 $ R_1 = \frac{U_{1额}^2}{P_{1额}} = \frac{(4V)^2}{1W} = 16Ω $；
对于标有“2V 1W”的灯$ L_2 $：
额定电流 $ I_{2额} = \frac{P_{2额}}{U_{2额}} = \frac{1W}{2V} = 0.5A $，
电阻 $ R_2 = \frac{U_{2额}^2}{P_{2额}} = \frac{(2V)^2}{1W} = 4Ω $。
2. 串联时的电源电压：
串联电路电流处处相等，要保证一个灯正常发光、另一个不超负荷，电路最大电流取额定电流较小值 $ I = I_{1额} = 0.25A $；
总电阻 $ R_{总} = R_1 + R_2 = 16Ω + 4Ω = 20Ω $；
电源电压 $ U = I · R_{总} = 0.25A × 20Ω = 5V $。
3. 并联时的干路电流：
并联电路各支路电压相等，要保证一个灯正常发光、另一个不超负荷，电路最大电压取额定电压较小值 $ U' = U_{2额} = 2V $；
此时$ L_1 $的电流 $ I_1' = \frac{U'}{R_1} = \frac{2V}{16Ω} = 0.125A $，
$ L_2 $正常发光，电流 $ I_2' = I_{2额} = 0.5A $；
干路电流 $ I_{总} = I_1' + I_2' = 0.125A + 0.5A = 0.625A $。
【答案】
5；0.625
【知识点】
电功率计算、串联电路特点、并联电路特点
【点评】
本题考查串并联电路规律与电功率、欧姆定律的综合应用，核心是明确“一个灯正常发光、另一个不超负荷”的临界条件（串联取小额定电流，并联取小额定电压），需熟练掌握相关公式和电路特性。
【难度系数】
0.4

6 [2025 常州模拟]一标有“6 V 1.5 W”字样的灯泡，通过它的电流随其两端电压变化的关系图像如图所示，若把这只灯泡与一个20 Ω的定值电阻串联起来，接在电压为8 V的电源两端，则下列说法正确的是（）

A.此时电路中的电流为0.25 A
B.此时定值电阻R两端的电压为2 V
C.此时灯泡的实际电功率为1.5 W
D.此时整个电路的总电阻为40 Ω

6. D

【分析】
要解决本题，需利用串联电路的核心规律：串联电路中电流处处相等，总电压等于各用电器两端电压之和。设电路中的电流为$ I $，已知定值电阻阻值为$ 20\Omega $，则定值电阻两端电压$ U_R = IR $；电源电压为8V，因此灯泡两端电压$ U_L = U_{总} - U_R = 8V - IR $。接下来结合灯泡的$ I-U $图像，找到满足$ U_L = 8V - IR $的电流与对应电压，再逐一分析选项。
【解析】
根据串联电路规律，设电路电流为$ I $：
1. 定值电阻两端电压：$ U_R = I × R = I × 20\Omega = 20I $；
2. 灯泡两端电压：$ U_L = U_{总} - U_R = 8V - 20I $；
结合灯泡的$ I-U $图像，寻找符合条件的状态：
当$ I = 0.2A $时，$ U_R = 20 × 0.2 = 4V $，则$ U_L = 8V - 4V = 4V $；观察图像，灯泡两端电压为4V时，对应电流恰好为0.2A，符合条件，即电路电流为0.2A。
逐一分析选项：
A选项：电路电流为0.2A，不是0.25A，错误；
B选项：定值电阻两端电压为4V，不是2V，错误；
C选项：灯泡实际功率$ P_L = U_L × I = 4V × 0.2A = 0.8W $，不是1.5W，错误；
D选项：整个电路总电阻$ R_{总} = \frac{U_{总}}{I} = \frac{8V}{0.2A} = 40\Omega $，正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合$ I-U $图像与串联电路规律，考查学生的电路分析和图像应用能力，需准确利用串联的电压电流关系，结合图像找到对应状态后再计算判断。
【难度系数】
0.4

7 将标有“2 V 1 W”字样的小灯泡(灯丝电阻不变)和标有“20 Ω 1 A”字样的滑动变阻器连接在如图所示的电路中,其中电源两端电压恒为4.5 V,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V。闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑动变阻器滑片的过程中,下列说法正确的是 ()

A.电流表示数变化范围是0.375~0.5 A
B.电压表示数变化范围是2.4~3 V
C.滑动变阻器阻值变化范围是5~20 Ω
D.电路的最大功率是2.7 W

7. A

【分析】
首先明确电路结构：小灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的总电流，电压表测滑动变阻器两端的电压。解题时，先计算小灯泡的额定电流和灯丝电阻，再结合电路安全条件（电流表量程、小灯泡额定电流、电压表量程）确定电路的最大电流和最小电流，进而推导滑动变阻器的阻值范围、电压表示数范围、电路最大功率，最终判断选项正确性。
【解析】
1. 计算小灯泡的额定电流和灯丝电阻：
小灯泡标有“2 V 1 W”，根据公式 $ I = \frac{P}{U} $，其额定电流 $ I_{额} = \frac{P_{额}}{U_{额}} = \frac{1W}{2V} = 0.5A $；
根据公式 $ R = \frac{U^2}{P} $，灯丝电阻 $ R_{灯} = \frac{U_{额}^2}{P_{额}} = \frac{(2V)^2}{1W} = 4Ω $。
2. 确定电路的最大电流及对应物理量：
电路中电流不能超过电流表量程（0~0.6A），也不能超过小灯泡额定电流（0.5A），因此电路最大电流 $ I_{最大} = 0.5A $。
此时总电阻 $ R_{总最小} = \frac{U}{I_{最大}} = \frac{4.5V}{0.5A} = 9Ω $，滑动变阻器的最小阻值 $ R_{滑最小} = R_{总最小} - R_{灯} = 9Ω - 4Ω = 5Ω $；
滑动变阻器两端的最小电压 $ U_{滑最小} = I_{最大} × R_{滑最小} = 0.5A × 5Ω = 2.5V $；
电路的最大功率 $ P_{最大} = U × I_{最大} = 4.5V × 0.5A = 2.25W $。
3. 确定电路的最小电流及对应物理量：
电压表量程为0~3V，因此滑动变阻器两端最大电压 $ U_{滑最大} = 3V $，此时小灯泡两端电压 $ U_{灯最小} = U - U_{滑最大} = 4.5V - 3V = 1.5V $；
电路最小电流 $ I_{最小} = \frac{U_{灯最小}}{R_{灯}} = \frac{1.5V}{4Ω} = 0.375A $；
滑动变阻器的最大阻值 $ R_{滑最大} = \frac{U_{滑最大}}{I_{最小}} = \frac{3V}{0.375A} = 8Ω $。
综上分析：电流表示数变化范围是0.375~0.5A，A正确；电压表示数变化范围是2.5~3V，B错误；滑动变阻器阻值变化范围是5~8Ω，C错误；电路最大功率是2.25W，D错误。
【答案】
A
【知识点】
欧姆定律应用、串联电路规律、电功率计算
【点评】
本题结合串联电路特点，考查欧姆定律与电功率的综合应用，核心是根据电路安全条件确定电流、电压的极值，进而推导各物理量的变化范围，需注意各元件的量程和额定值对电路的限制，是中等难度的电路分析题。
【难度系数】
0.5

8 [2026 徐州模拟]在如图所示的电路中，电源电压恒定，小灯泡规格为“6 V 3.6 W”。先闭合开关S、S₁，断开S₂，小灯泡恰好正常发光；再闭合开关S₂，电流表的示数为1.8 A。求：
（1）小灯泡正常发光时的电流。
（2）电源电压。

8. (1) 小灯泡正常发光时的电流 $I_{\mathrm{额}}=\dfrac{P_{\mathrm{额}}}{U_{\mathrm{额}}}=\dfrac{3.6\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}}=0.6\ \mathrm{A}$
(2) 闭合开关S、S₁,断开S₂时,小灯泡与R串联,此时小灯泡恰好正常发光,电路电流为0.6 A,根据串联电路电流和电压的特点,可得电源电压$U=0.6\ \mathrm{A}× R+6\ \mathrm{V}$,再闭合S₂后,小灯泡被短路,只有电阻R接入电路,电源电压$U=1.8\ \mathrm{A}× R$,联立以上两式解得电源电压$U=9\ \mathrm{V}$

【分析】
要解决本题，首先利用电功率公式计算小灯泡正常发光的电流；再分两种开关状态分析电路连接：当S、S₁闭合、S₂断开时，R与灯泡串联，灯泡正常发光，此时电路电流等于灯泡额定电流，电源电压为R两端电压与灯泡额定电压之和；当S、S₂闭合、S₁断开时，灯泡被短路，只有R接入电路，根据欧姆定律表示电源电压，联立两个电源电压的表达式即可求解电源电压。
【解析】
（1）小灯泡正常发光时，额定电压$U_{\mathrm{额}}=6\ \mathrm{V}$，额定功率$P_{\mathrm{额}}=3.6\ \mathrm{W}$，根据电功率公式$P=UI$，可得正常发光时的电流：
$I_{\mathrm{额}}=\dfrac{P_{\mathrm{额}}}{U_{\mathrm{额}}}=\dfrac{3.6\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}}=0.6\ \mathrm{A}$。
（2）当闭合开关S、S₁，断开S₂时，电阻R与小灯泡串联，小灯泡正常发光，电路电流$I=I_{\mathrm{额}}=0.6\ \mathrm{A}$，根据串联电路电压特点，电源电压：
$U=IR+U_{\mathrm{额}}=0.6\ \mathrm{A}×R+6\ \mathrm{V}$；
当再闭合开关S₂时，小灯泡被短路，电路中只有电阻R接入，此时电流$I'=1.8\ \mathrm{A}$，根据欧姆定律，电源电压：
$U=I'R=1.8\ \mathrm{A}×R$；
联立两式：$0.6R+6=1.8R$，解得$R=5\ \Omega$，代入得电源电压$U=1.8\ \mathrm{A}×5\ \Omega=9\ \mathrm{V}$。
【答案】
（1）0.6 A；（2）9 V
【知识点】
电功率计算、串联电路特点、欧姆定律应用
【点评】
本题考查电路分析与电学公式的综合应用，关键是明确不同开关状态下的电路连接方式，结合串联电路规律和欧姆定律、电功率公式求解，属于常规基础题。
【难度系数】
0.6