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6.下图是小灯泡L和电阻R中电流随电压变化的图像。若将它们串联在电路中,电路中的电流为0.15 A,则电源电压为
4
V;若将它们并联在电压为2 V的电源两端,电路消耗的总功率为0.7
W。答案
6. 4 0.7
解析
【分析】
解决本题需结合串、并联电路的电流、电压特点，从I-U图像中提取对应电压和电流值：①串联时电流处处相等，已知电流为0.15A，分别找到小灯泡L和电阻R在该电流下的电压，相加得到电源电压；②并联时各支路电压相等，均等于电源电压2V，找到两者在该电压下的电流，相加得总电流，再用P=UI计算总功率。
【解析】
1. 串联电路分析：串联电路电流处处相等，当电路电流I=0.15A时，从图像读取：
定值电阻R的I-U图像为直线，I=0.15A时，对应电压U_R=3V；
小灯泡L的I-U图像为曲线，I=0.15A时，对应电压U_L=1V；
电源电压U=U_L + U_R=1V + 3V=4V。
2. 并联电路分析：并联电路各支路电压相等，当电源电压为2V时，从图像读取：
小灯泡L在U=2V时，对应电流I_L=0.25A；
定值电阻R在U=2V时，对应电流I_R=0.1A；
总电流I总=I_L + I_R=0.25A + 0.1A=0.35A；
电路总功率P=U×I总=2V×0.35A=0.7W。
【答案】
4；0.7
【知识点】
I-U图像应用、串联电路规律、并联电路规律、电功率计算
【点评】
本题结合I-U图像考查串并联电路特点及电功率计算，核心是从图像中准确提取对应电压、电流值，再结合电路规律运算，属于中等难度的电路综合题。
【难度系数】
0.5
解决本题需结合串、并联电路的电流、电压特点，从I-U图像中提取对应电压和电流值：①串联时电流处处相等，已知电流为0.15A，分别找到小灯泡L和电阻R在该电流下的电压，相加得到电源电压；②并联时各支路电压相等，均等于电源电压2V，找到两者在该电压下的电流，相加得总电流，再用P=UI计算总功率。
【解析】
1. 串联电路分析：串联电路电流处处相等，当电路电流I=0.15A时，从图像读取：
定值电阻R的I-U图像为直线，I=0.15A时，对应电压U_R=3V；
小灯泡L的I-U图像为曲线，I=0.15A时，对应电压U_L=1V；
电源电压U=U_L + U_R=1V + 3V=4V。
2. 并联电路分析：并联电路各支路电压相等，当电源电压为2V时，从图像读取：
小灯泡L在U=2V时，对应电流I_L=0.25A；
定值电阻R在U=2V时，对应电流I_R=0.1A；
总电流I总=I_L + I_R=0.25A + 0.1A=0.35A；
电路总功率P=U×I总=2V×0.35A=0.7W。
【答案】
4；0.7
【知识点】
I-U图像应用、串联电路规律、并联电路规律、电功率计算
【点评】
本题结合I-U图像考查串并联电路特点及电功率计算，核心是从图像中准确提取对应电压、电流值，再结合电路规律运算，属于中等难度的电路综合题。
【难度系数】
0.5
7.某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能，其简化电路如图所示。发热电阻$R=110\ \Omega$，紫外灯L规格为“220 V 50 W”。闭合开关$S_1$和$S_2$，消毒柜正常工作，求：
(1)通过R的电流。
(2)R的电功率。
(3)L工作100 s消耗的电能。
7题图
(1)通过R的电流。
(2)R的电功率。
(3)L工作100 s消耗的电能。
7题图
答案
解:(1)通过R的电流:$I=\frac{U}{R}=\frac{220\ \mathrm{V}}{110\ \Omega}=2\ \mathrm{A}$；
(2)R的电功率:$P=UI=220\ \mathrm{V} × 2\ \mathrm{A}=440\ \mathrm{W}$；
(3)L工作100 s消耗的电能:
$W=Pt=50\ \mathrm{W} × 100\ \mathrm{s}=5\ 000\ \mathrm{J}$。
答:(1)通过R的电流为2 A;(2)R的电功率为440 W；
(3)L工作100 s消耗的电能为5 000 J。
(2)R的电功率:$P=UI=220\ \mathrm{V} × 2\ \mathrm{A}=440\ \mathrm{W}$；
(3)L工作100 s消耗的电能:
$W=Pt=50\ \mathrm{W} × 100\ \mathrm{s}=5\ 000\ \mathrm{J}$。
答:(1)通过R的电流为2 A;(2)R的电功率为440 W；
(3)L工作100 s消耗的电能为5 000 J。
解析
【分析】首先明确电路：闭合开关S₁和S₂时，电阻R与紫外灯L并联，电源电压为220V，根据并联电路电压规律，R两端电压等于电源电压。解题时，先利用欧姆定律计算通过R的电流，再用P=UI计算R的电功率，最后用W=Pt计算L消耗的电能。
【解析】
(1) 闭合S₁和S₂，R与L并联，电源电压U=220V，故R两端电压U_R=U=220V。根据欧姆定律，通过R的电流：
$I_R = \frac{U_R}{R} = \frac{220\ \mathrm{V}}{110\ \Omega} = 2\ \mathrm{A}$。
(2) R的电功率：
$P_R = U_R I_R = 220\ \mathrm{V} × 2\ \mathrm{A} = 440\ \mathrm{W}$。
(3) 紫外灯L正常工作，功率P_L=50W，工作时间t=100s，消耗的电能：
$W_L = P_L t = 50\ \mathrm{W} × 100\ \mathrm{s} = 5000\ \mathrm{J}$。
【答案】(1)通过R的电流为2 A；(2)R的电功率为440 W；(3)L工作100 s消耗的电能为5000 J。
【知识点】欧姆定律、电功率计算、电能计算
【点评】本题结合消毒柜的电路，考查并联电路特点及电学基本公式的应用，属于基础题型，需掌握相关公式即可顺利解答。
【难度系数】0.7
【解析】
(1) 闭合S₁和S₂，R与L并联，电源电压U=220V，故R两端电压U_R=U=220V。根据欧姆定律，通过R的电流：
$I_R = \frac{U_R}{R} = \frac{220\ \mathrm{V}}{110\ \Omega} = 2\ \mathrm{A}$。
(2) R的电功率：
$P_R = U_R I_R = 220\ \mathrm{V} × 2\ \mathrm{A} = 440\ \mathrm{W}$。
(3) 紫外灯L正常工作，功率P_L=50W，工作时间t=100s，消耗的电能：
$W_L = P_L t = 50\ \mathrm{W} × 100\ \mathrm{s} = 5000\ \mathrm{J}$。
【答案】(1)通过R的电流为2 A；(2)R的电功率为440 W；(3)L工作100 s消耗的电能为5000 J。
【知识点】欧姆定律、电功率计算、电能计算
【点评】本题结合消毒柜的电路，考查并联电路特点及电学基本公式的应用，属于基础题型，需掌握相关公式即可顺利解答。
【难度系数】0.7
8.某实验兴趣小组在实验室研究滑动变阻器对电路的影响,先设计了如图甲所示的电路,电源电压恒为12 V,电阻$R_1$的阻值为8 Ω,电流表$A_1$测量范围为0~3 A。请回答下列问题:
(1)在图甲实验电路中,通过电阻$R_1$的电流是
(2)若将滑动变阻器$R_2$和测量范围为0~0.6 A的电流表$A_2$连接后,再与电阻$R_1$以某种方式接入图乙虚线框中后,能测得电路中最小电功率为21.6 W,则:
①补全电路原理图,确保实验安全并满足上述题干要求。
②滑动变阻器$R_2$的最大阻值为
③可求得图乙电路最大电功率为
(1)在图甲实验电路中,通过电阻$R_1$的电流是
1.5
A,功率为18
W。(2)若将滑动变阻器$R_2$和测量范围为0~0.6 A的电流表$A_2$连接后,再与电阻$R_1$以某种方式接入图乙虚线框中后,能测得电路中最小电功率为21.6 W,则:
①补全电路原理图,确保实验安全并满足上述题干要求。
②滑动变阻器$R_2$的最大阻值为
40 Ω
。③可求得图乙电路最大电功率为
25.2 W
。答案
(1) 1.5 18
(2) ① 如答图所示
② 40 Ω
③ 25.2 W
解析
【分析】
本题分为两部分，第一问是串联电路的电流和功率计算，直接利用欧姆定律和电功率公式即可求解；第二问需结合并联电路特点、电功率公式，分析最小和最大功率对应的电路状态，同时考虑电流表量程的限制，确定滑动变阻器的最大阻值和最大电功率。
【解析】
(1) 图甲中，电阻$R_1$与电流表$A_1$串联，电源电压$U=12\ \mathrm{V}$，$R_1=8\ \Omega$。
根据欧姆定律，通过$R_1$的电流：
$I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{12\ \mathrm{V}}{8\ \Omega}=1.5\ \mathrm{A}$；
$R_1$的功率：
$P_1=UI_1=12\ \mathrm{V} × 1.5\ \mathrm{A}=18\ \mathrm{W}$。
(2) ① 电路补全：$R_1$与滑动变阻器$R_2$并联，电流表$A_2$与$R_2$串联（测$R_2$支路电流），电流表$A_1$在干路（测总电流），如答图所示。
② 电路最小电功率$P_{\mathrm{最小}}=21.6\ \mathrm{W}$，此时总电阻最大，对应$R_2$接入最大阻值。总电流：
$I_{\mathrm{总}}=\frac{P_{\mathrm{最小}}}{U}=\frac{21.6\ \mathrm{W}}{12\ \mathrm{V}}=1.8\ \mathrm{A}$；
$R_2$支路的电流：
$I_2=I_{\mathrm{总}}-I_1=1.8\ \mathrm{A}-1.5\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A}$；
滑动变阻器最大阻值：
$R_{2\mathrm{最大}}=\frac{U}{I_2}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$。
③ 电路最大电功率时，$R_2$支路电流最大（$A_2$量程为$0∼0.6\ \mathrm{A}$，故$I_{2\mathrm{最大}}=0.6\ \mathrm{A}$），干路最大电流：
$I_{\mathrm{总最大}}=I_1+I_{2\mathrm{最大}}=1.5\ \mathrm{A}+0.6\ \mathrm{A}=2.1\ \mathrm{A}$；
总最大电功率：
$P_{\mathrm{最大}}=UI_{\mathrm{总最大}}=12\ \mathrm{V} × 2.1\ \mathrm{A}=25.2\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1) 1.5；18
(2) ①；② 40 Ω；③ 25.2 W
【知识点】
欧姆定律；电功率；并联电路电流规律
【点评】
本题是电学综合应用题，需掌握并联电路的特点，结合欧姆定律和电功率公式分析不同状态下的电流、电阻和功率，同时注意电流表量程对电流的限制，解题关键是明确最小、最大功率对应的电路状态。
【难度系数】
0.5
本题分为两部分，第一问是串联电路的电流和功率计算，直接利用欧姆定律和电功率公式即可求解；第二问需结合并联电路特点、电功率公式，分析最小和最大功率对应的电路状态，同时考虑电流表量程的限制，确定滑动变阻器的最大阻值和最大电功率。
【解析】
(1) 图甲中，电阻$R_1$与电流表$A_1$串联，电源电压$U=12\ \mathrm{V}$，$R_1=8\ \Omega$。
根据欧姆定律，通过$R_1$的电流：
$I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{12\ \mathrm{V}}{8\ \Omega}=1.5\ \mathrm{A}$；
$R_1$的功率：
$P_1=UI_1=12\ \mathrm{V} × 1.5\ \mathrm{A}=18\ \mathrm{W}$。
(2) ① 电路补全：$R_1$与滑动变阻器$R_2$并联，电流表$A_2$与$R_2$串联（测$R_2$支路电流），电流表$A_1$在干路（测总电流），如答图所示
。② 电路最小电功率$P_{\mathrm{最小}}=21.6\ \mathrm{W}$，此时总电阻最大，对应$R_2$接入最大阻值。总电流：
$I_{\mathrm{总}}=\frac{P_{\mathrm{最小}}}{U}=\frac{21.6\ \mathrm{W}}{12\ \mathrm{V}}=1.8\ \mathrm{A}$；
$R_2$支路的电流：
$I_2=I_{\mathrm{总}}-I_1=1.8\ \mathrm{A}-1.5\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A}$；
滑动变阻器最大阻值：
$R_{2\mathrm{最大}}=\frac{U}{I_2}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$。
③ 电路最大电功率时，$R_2$支路电流最大（$A_2$量程为$0∼0.6\ \mathrm{A}$，故$I_{2\mathrm{最大}}=0.6\ \mathrm{A}$），干路最大电流：
$I_{\mathrm{总最大}}=I_1+I_{2\mathrm{最大}}=1.5\ \mathrm{A}+0.6\ \mathrm{A}=2.1\ \mathrm{A}$；
总最大电功率：
$P_{\mathrm{最大}}=UI_{\mathrm{总最大}}=12\ \mathrm{V} × 2.1\ \mathrm{A}=25.2\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1) 1.5；18
(2) ①
；② 40 Ω；③ 25.2 W【知识点】
欧姆定律；电功率；并联电路电流规律
【点评】
本题是电学综合应用题，需掌握并联电路的特点，结合欧姆定律和电功率公式分析不同状态下的电流、电阻和功率，同时注意电流表量程对电流的限制，解题关键是明确最小、最大功率对应的电路状态。
【难度系数】
0.5
