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1.（2025·淮南多校联考）如图甲所示是电阻R和灯泡L的两端电压随电流变化的U-I图像,现将电阻R与灯泡L按照如图乙所示的方式连接,则当通过灯泡的电流为0.4 A时,此时电路中的总功率为
1.2
W。答案
由图乙可知,灯泡L与定值电阻R串联,由串联电路中的电流规律可得通过两个元件的电流都为0.4 A,由图甲可知灯泡两端的电压$U_L = 1\ \mathrm{V}$,电阻R两端的电压$U_R= 2\ \mathrm{V}$,由串联电路电压规律可得,电源电压为$U=U_L+U_R=1\ \mathrm{V}+2\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$,根据$P=UI$可知,此时电路中的总功率为$P=UI=3\ \mathrm{V} × 0.4\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{W}$。
解析
【分析】
首先明确图乙中电阻R与灯泡L为串联关系，根据串联电路的电流规律，串联电路各处电流相等，因此当灯泡L的电流为0.4A时，电阻R的电流也为0.4A；接着从图甲的U-I图像中，分别找出电流为0.4A时，灯泡L和电阻R对应的两端电压；再依据串联电路的电压规律计算总电压，最后利用电功率公式计算电路总功率。
【解析】
由图乙可知，电阻R与灯泡L串联，根据串联电路的电流特点，电路中各处电流相等，因此当通过灯泡的电流为0.4A时，通过电阻R的电流也为0.4A。
从图甲的U-I图像读取：当电流I=0.4A时，灯泡L两端的电压$U_L=1\ \mathrm{V}$，电阻R两端的电压$U_R=2\ \mathrm{V}$。
根据串联电路的电压规律，总电压等于各部分电压之和，因此电路总电压$U=U_L+U_R=1\ \mathrm{V}+2\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$。
根据电功率公式$P=UI$，此时电路的总功率$P=UI=3\ \mathrm{V}×0.4\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{W}$。
【答案】
1.2
【知识点】
串联电路特点、U-I图像应用、电功率计算
【点评】
本题结合U-I图像考查串联电路规律和电功率计算，解题关键是利用串联电路电流相等的特点，从图像中提取对应电流下的电压值，属于基础题型，侧重基础知识的应用。
【难度系数】
0.6
首先明确图乙中电阻R与灯泡L为串联关系，根据串联电路的电流规律，串联电路各处电流相等，因此当灯泡L的电流为0.4A时，电阻R的电流也为0.4A；接着从图甲的U-I图像中，分别找出电流为0.4A时，灯泡L和电阻R对应的两端电压；再依据串联电路的电压规律计算总电压，最后利用电功率公式计算电路总功率。
【解析】
由图乙可知，电阻R与灯泡L串联，根据串联电路的电流特点，电路中各处电流相等，因此当通过灯泡的电流为0.4A时，通过电阻R的电流也为0.4A。
从图甲的U-I图像读取：当电流I=0.4A时，灯泡L两端的电压$U_L=1\ \mathrm{V}$，电阻R两端的电压$U_R=2\ \mathrm{V}$。
根据串联电路的电压规律，总电压等于各部分电压之和，因此电路总电压$U=U_L+U_R=1\ \mathrm{V}+2\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$。
根据电功率公式$P=UI$，此时电路的总功率$P=UI=3\ \mathrm{V}×0.4\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{W}$。
【答案】
1.2
【知识点】
串联电路特点、U-I图像应用、电功率计算
【点评】
本题结合U-I图像考查串联电路规律和电功率计算，解题关键是利用串联电路电流相等的特点，从图像中提取对应电流下的电压值，属于基础题型，侧重基础知识的应用。
【难度系数】
0.6
2.（2025·达州中考）如图所示为定值电阻R和灯泡L的U-I图像，灯泡L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功率之比为5:3
D.灯泡L的U-I图像为图线B
答案
定值电阻R的电流随电压的变化关系为一过原点的直线,R的U-I图像为B,灯泡L的U-I图像为A;灯泡L的额定电压为2.5 V,可知正常发光时的电流为0.3 A,将两用电器串联在电源两端,串联电路各处的电流都相等,灯泡L正常发光,R的电压为1.5 V,根据串联电路的规律$U=1.5\ \mathrm{V}+2.5\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$,选项AD错误;灯泡L的额定功率为$P_L=U_LI_L=2.5\ \mathrm{V} × 0.3\ \mathrm{A}=0.75\ \mathrm{W}$,选项B正确;串联电路各处的电流都相等,根据$P=UI$可知,在电流不变时,电功率与电压成正比,故R与灯泡L的功率之比为:$1.5\ \mathrm{V}: 2.5\ \mathrm{V}=3:5$,选项C错误。
解析
【分析】
首先，定值电阻的阻值恒定，其U-I图像为过原点的直线，据此区分图线：图线B是定值电阻R的U-I图像，图线A是灯泡L的U-I图像（灯泡电阻随温度变化，U-I图像非直线）。接着，灯泡L额定电压为2.5V，正常发光时的电流可从图线A读取；两用电器串联时电流处处相等，据此确定定值电阻的电流，再从图线B读取其电压，结合串联电路规律、电功率公式逐一分析选项。
【解析】
1. 区分图像：定值电阻阻值不变，U-I图像为直线，因此图线B是定值电阻R的U-I图像，图线A是灯泡L的U-I图像，故选项D错误。
2. 灯泡额定功率：灯泡L额定电压为2.5V，正常发光时，从图线A得对应电流$I_L=0.3\ \mathrm{A}$，根据$P=UI$，灯泡额定功率$P_L=U_LI_L=2.5\ \mathrm{V}×0.3\ \mathrm{A}=0.75\ \mathrm{W}$，故选项B正确。
3. 电源电压：两用电器串联，电流处处相等，灯泡正常发光时电流为0.3A，因此定值电阻R的电流也为0.3A；从图线B得，电流0.3A时定值电阻的电压$U_R=1.5\ \mathrm{V}$，根据串联电路电压规律，电源电压$U=U_R+U_L=1.5\ \mathrm{V}+2.5\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$，故选项A错误。
4. 功率之比：串联电路电流$I$相同，根据$P=UI$，电功率与电压成正比，因此R与灯泡L的功率之比$P_R:P_L=U_R:U_L=1.5\ \mathrm{V}:2.5\ \mathrm{V}=3:5$，故选项C错误。
【答案】
B
【知识点】
U-I图像、串联电路特点、电功率计算
【点评】
本题结合U-I图像考查串联电路规律和电功率计算，关键是先根据定值电阻和灯泡的特性区分两条图线，再准确从图像中读取数据，结合串联电路电流、电压特点分析各选项。
【难度系数】
0.5
首先，定值电阻的阻值恒定，其U-I图像为过原点的直线，据此区分图线：图线B是定值电阻R的U-I图像，图线A是灯泡L的U-I图像（灯泡电阻随温度变化，U-I图像非直线）。接着，灯泡L额定电压为2.5V，正常发光时的电流可从图线A读取；两用电器串联时电流处处相等，据此确定定值电阻的电流，再从图线B读取其电压，结合串联电路规律、电功率公式逐一分析选项。
【解析】
1. 区分图像：定值电阻阻值不变，U-I图像为直线，因此图线B是定值电阻R的U-I图像，图线A是灯泡L的U-I图像，故选项D错误。
2. 灯泡额定功率：灯泡L额定电压为2.5V，正常发光时，从图线A得对应电流$I_L=0.3\ \mathrm{A}$，根据$P=UI$，灯泡额定功率$P_L=U_LI_L=2.5\ \mathrm{V}×0.3\ \mathrm{A}=0.75\ \mathrm{W}$，故选项B正确。
3. 电源电压：两用电器串联，电流处处相等，灯泡正常发光时电流为0.3A，因此定值电阻R的电流也为0.3A；从图线B得，电流0.3A时定值电阻的电压$U_R=1.5\ \mathrm{V}$，根据串联电路电压规律，电源电压$U=U_R+U_L=1.5\ \mathrm{V}+2.5\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$，故选项A错误。
4. 功率之比：串联电路电流$I$相同，根据$P=UI$，电功率与电压成正比，因此R与灯泡L的功率之比$P_R:P_L=U_R:U_L=1.5\ \mathrm{V}:2.5\ \mathrm{V}=3:5$，故选项C错误。
【答案】
B
【知识点】
U-I图像、串联电路特点、电功率计算
【点评】
本题结合U-I图像考查串联电路规律和电功率计算，关键是先根据定值电阻和灯泡的特性区分两条图线，再准确从图像中读取数据，结合串联电路电流、电压特点分析各选项。
【难度系数】
0.5
3.（2024·淮安中考）如图甲所示，电源电压保持不变，$R_1$为定值电阻，滑动变阻器$R_2$的最大阻值为$20\ \Omega$。电压表量程为$0$~$3\ \mathrm{V}$，电流表量程为$0$~$0.6\ \mathrm{A}$。在保证电路各元件安全的前提下，电压表的示数随滑动变阻器$R_2$阻值变化的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是（
A.电源电压为$7.5\ \mathrm{V}$
B.定值电阻$R_1$的阻值为$5\ \Omega$
C.电路的最小功率为$0.6\ \mathrm{W}$
D.电流表示数变化范围为$0.2$~$0.3\ \mathrm{A}$
D
）A.电源电压为$7.5\ \mathrm{V}$
B.定值电阻$R_1$的阻值为$5\ \Omega$
C.电路的最小功率为$0.6\ \mathrm{W}$
D.电流表示数变化范围为$0.2$~$0.3\ \mathrm{A}$
答案
AB.分析电路可知,$R_1$、$R_2$串联,电压表测$R_1$两端的电压,电流表测电路电流。由图乙可知,当$R_2=10\ \Omega$时,电压表示数为3 V,根据串联分压原理则有$\dfrac{R_1}{10\ \Omega}=\dfrac{3\ \mathrm{V}}{U-3\ \mathrm{V}}$①,当$R_2=20\ \Omega$时,电压表示数为2 V,根据串联分压原理则有$\dfrac{R_1}{20\ \Omega}=\dfrac{2\ \mathrm{V}}{U-2\ \mathrm{V}}$②,联立①②解得$R_1=10\ \Omega$,电源电压$U=6\ \mathrm{V}$,故AB错误;CD.电路中电流最小为$I_{\min}=\dfrac{U}{R_1+R_{2大}}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega+20\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,则电路的最小功率为$P_{\min}=UI_{\min}=6\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{W}$,电压表量程为0~3 V,则当电压表示数最大为3 V时,电流最大为$I_{\max}=\dfrac{U_{1大}}{R_1}=\dfrac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$,所以电流表示数变化范围为0.2~0.3 A,故C错误,D正确。故选D。
解析
【分析】
首先分析电路：图甲中$R_1$与$R_2$串联，电压表测定值电阻$R_1$两端的电压，电流表测电路中的电流。从图乙中可获取两组$R_2$阻值和对应$R_1$两端电压的数据，结合串联电路的电流、电压规律，列方程求解电源电压和$R_1$的阻值；再根据电路安全条件（电压表、电流表量程）确定电流的最大值和最小值，进而判断各选项的正确性。
【解析】
1. 求电源电压和$R_1$的阻值：
串联电路中电流处处相等，总电压等于各部分电压之和，即$U = U_1 + IR_2$，且$I=\frac{U_1}{R_1}$。
当$R_2=10\ \Omega$时，$U_1=3\ \mathrm{V}$，代入得：$U = 3\ \mathrm{V} + \frac{3\ \mathrm{V}}{R_1} × 10\ \Omega$ ①；
当$R_2'=20\ \Omega$时，$U_1'=2\ \mathrm{V}$，代入得：$U = 2\ \mathrm{V} + \frac{2\ \mathrm{V}}{R_1} × 20\ \Omega$ ②；
联立①②，解得$R_1=10\ \Omega$，电源电压$U=6\ \mathrm{V}$，故A、B选项错误。
2. 分析电流范围和电路最小功率：
电流最小值：当滑动变阻器$R_2$阻值最大为$20\ \Omega$时，电路总电阻最大，电流最小，$I_{\min}=\frac{U}{R_1+R_{2\mathrm{大}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega+20\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$；
电流最大值：电压表量程为$0$~$3\ \mathrm{V}$，则$R_1$两端最大电压为$3\ \mathrm{V}$，此时电流最大，$I_{\max}=\frac{U_{1\mathrm{大}}}{R_1}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$（电流表量程$0$~$0.6\ \mathrm{A}$，$0.3\ \mathrm{A}$未超量程，安全）；
因此电流表示数变化范围为$0.2$~$0.3\ \mathrm{A}$，D选项正确；
电路最小功率$P_{\min}=UI_{\min}=6\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{W}$，C选项错误。
【答案】D
【知识点】串联电路的规律、欧姆定律的应用、电功率的计算
【点评】本题结合串联电路特点和图像信息，考查欧姆定律与电功率的综合应用，需注意电路安全条件对电流范围的限制，难度适中。
【难度系数】0.5
首先分析电路：图甲中$R_1$与$R_2$串联，电压表测定值电阻$R_1$两端的电压，电流表测电路中的电流。从图乙中可获取两组$R_2$阻值和对应$R_1$两端电压的数据，结合串联电路的电流、电压规律，列方程求解电源电压和$R_1$的阻值；再根据电路安全条件（电压表、电流表量程）确定电流的最大值和最小值，进而判断各选项的正确性。
【解析】
1. 求电源电压和$R_1$的阻值：
串联电路中电流处处相等，总电压等于各部分电压之和，即$U = U_1 + IR_2$，且$I=\frac{U_1}{R_1}$。
当$R_2=10\ \Omega$时，$U_1=3\ \mathrm{V}$，代入得：$U = 3\ \mathrm{V} + \frac{3\ \mathrm{V}}{R_1} × 10\ \Omega$ ①；
当$R_2'=20\ \Omega$时，$U_1'=2\ \mathrm{V}$，代入得：$U = 2\ \mathrm{V} + \frac{2\ \mathrm{V}}{R_1} × 20\ \Omega$ ②；
联立①②，解得$R_1=10\ \Omega$，电源电压$U=6\ \mathrm{V}$，故A、B选项错误。
2. 分析电流范围和电路最小功率：
电流最小值：当滑动变阻器$R_2$阻值最大为$20\ \Omega$时，电路总电阻最大，电流最小，$I_{\min}=\frac{U}{R_1+R_{2\mathrm{大}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega+20\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$；
电流最大值：电压表量程为$0$~$3\ \mathrm{V}$，则$R_1$两端最大电压为$3\ \mathrm{V}$，此时电流最大，$I_{\max}=\frac{U_{1\mathrm{大}}}{R_1}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$（电流表量程$0$~$0.6\ \mathrm{A}$，$0.3\ \mathrm{A}$未超量程，安全）；
因此电流表示数变化范围为$0.2$~$0.3\ \mathrm{A}$，D选项正确；
电路最小功率$P_{\min}=UI_{\min}=6\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{W}$，C选项错误。
【答案】D
【知识点】串联电路的规律、欧姆定律的应用、电功率的计算
【点评】本题结合串联电路特点和图像信息，考查欧姆定律与电功率的综合应用，需注意电路安全条件对电流范围的限制，难度适中。
【难度系数】0.5
4. 核心素养 科学思维（2025·安徽三模）如图所示，电源电压保持不变，$R_1$、$R_2$和$R_3$为三个定值电阻，$R_1=12\ \Omega$、$R_2=6\ \Omega$。当开关$S_1$、$S_2$闭合，$S_3$断开时，电流表的示数为$I$；当开关$S_1$、$S_3$闭合，$S_2$断开时，电流表的示数为$0.5\ A$；当开关$S_3$闭合，$S_1$、$S_2$断开时，电流表的示数为$0.15\ A$。求：
(1) 当开关$S_1$、$S_2$闭合，$S_3$断开时，电流表的示数$I$是多少？
(2) 当开关$S_3$闭合，$S_1$、$S_2$断开时，电阻$R_3$的阻值和电路的总功率分别是多少？
(1) 当开关$S_1$、$S_2$闭合，$S_3$断开时，电流表的示数$I$是多少？
(2) 当开关$S_3$闭合，$S_1$、$S_2$断开时，电阻$R_3$的阻值和电路的总功率分别是多少？
答案
(1)1.5 A (2)28 Ω 0.9 W
解析:(1)由图可知,当开关$S_1$、$S_3$闭合,$S_2$断开时,电路为$R_1$的简单电路,由欧姆定律可得电源电压为:$U=U_1=I_1R_1=0.5\ \mathrm{A} × 12\ \Omega=6\ \mathrm{V}$;当开关$S_1$、$S_2$闭合,$S_3$断开时,$R_1$与$R_2$并联,$R_2$两端的电压:$U_2=U_1=U=6\ \mathrm{V}$,通过$R_1$的电流仍为0.5 A,电流表的示数:$I=I_1+I_2=I_1+\dfrac{U_2}{R_2}=0.5\ \mathrm{A}+\dfrac{6\ \mathrm{V}}{6\ \Omega}=1.5\ \mathrm{A}$。
(2)由图可知,当开关$S_3$闭合,$S_1$、$S_2$断开时,$R_1$与$R_3$串联,此时电路的总电阻为:$R=\dfrac{U}{I'}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$,电阻$R_3$的阻值为:$R_3=R-R_1=40\ \Omega-12\ \Omega=28\ \Omega$;电路的总功率:$P_总=UI'=6\ \mathrm{V} × 0.15\ \mathrm{A}=0.9\ \mathrm{W}$。
解析:(1)由图可知,当开关$S_1$、$S_3$闭合,$S_2$断开时,电路为$R_1$的简单电路,由欧姆定律可得电源电压为:$U=U_1=I_1R_1=0.5\ \mathrm{A} × 12\ \Omega=6\ \mathrm{V}$;当开关$S_1$、$S_2$闭合,$S_3$断开时,$R_1$与$R_2$并联,$R_2$两端的电压:$U_2=U_1=U=6\ \mathrm{V}$,通过$R_1$的电流仍为0.5 A,电流表的示数:$I=I_1+I_2=I_1+\dfrac{U_2}{R_2}=0.5\ \mathrm{A}+\dfrac{6\ \mathrm{V}}{6\ \Omega}=1.5\ \mathrm{A}$。
(2)由图可知,当开关$S_3$闭合,$S_1$、$S_2$断开时,$R_1$与$R_3$串联,此时电路的总电阻为:$R=\dfrac{U}{I'}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$,电阻$R_3$的阻值为:$R_3=R-R_1=40\ \Omega-12\ \Omega=28\ \Omega$;电路的总功率:$P_总=UI'=6\ \mathrm{V} × 0.15\ \mathrm{A}=0.9\ \mathrm{W}$。
解析
【分析】
要解决此题，需先明确不同开关组合对应的电路连接方式：第一步，分析“当S₁、S₃闭合，S₂断开”的电路，此时只有R₁接入电路，可利用欧姆定律求出电源电压；第二步，分析“当S₁、S₂闭合，S₃断开”的电路，此时R₁与R₂并联，结合并联电路电压、电流规律计算电流表的示数I；第三步，分析“当S₃闭合，S₁、S₂断开”的电路，此时R₁与R₃串联，利用欧姆定律求出总电阻，进而得到R₃的阻值，再根据电功率公式计算电路总功率。
【解析】
1. 求电源电压：
当开关S₁、S₃闭合，S₂断开时，电路为R₁的简单电路，电流表测电路电流，根据欧姆定律可得电源电压：
$U = I_1R_1 = 0.5\ \mathrm{A} × 12\ \Omega = 6\ \mathrm{V}$。
2. 求开关S₁、S₂闭合，S₃断开时电流表的示数I：
当开关S₁、S₂闭合，S₃断开时，R₁与R₂并联，并联电路各支路电压等于电源电压，即$U_1 = U_2 = U = 6\ \mathrm{V}$。
通过R₂的电流：$I_2 = \frac{U_2}{R_2} = \frac{6\ \mathrm{V}}{6\ \Omega} = 1\ \mathrm{A}$。
并联电路干路电流等于各支路电流之和，因此电流表的示数：
$I = I_1 + I_2 = 0.5\ \mathrm{A} + 1\ \mathrm{A} = 1.5\ \mathrm{A}$。
3. 求开关S₃闭合，S₁、S₂断开时R₃的阻值和电路总功率：
当开关S₃闭合，S₁、S₂断开时，R₁与R₃串联，电流表测串联电路电流，此时总电阻：
$R_{\mathrm{总}} = \frac{U}{I'} = \frac{6\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}} = 40\ \Omega$。
根据串联电路电阻规律，R₃的阻值：
$R_3 = R_{\mathrm{总}} - R_1 = 40\ \Omega - 12\ \Omega = 28\ \Omega$。
电路的总功率：
$P_{\mathrm{总}} = UI' = 6\ \mathrm{V} × 0.15\ \mathrm{A} = 0.9\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1) $1.5\ \mathrm{A}$；(2) $R_3=28\ \Omega$，电路总功率$0.9\ \mathrm{W}$
【知识点】
欧姆定律、串并联电路特点、电功率计算
【点评】
本题考查电学综合应用，核心是正确识别不同开关状态下的串并联电路，结合欧姆定律和电功率公式进行计算，属于基础电学题，需学生熟练掌握电路分析和公式应用。
【难度系数】
0.6
要解决此题，需先明确不同开关组合对应的电路连接方式：第一步，分析“当S₁、S₃闭合，S₂断开”的电路，此时只有R₁接入电路，可利用欧姆定律求出电源电压；第二步，分析“当S₁、S₂闭合，S₃断开”的电路，此时R₁与R₂并联，结合并联电路电压、电流规律计算电流表的示数I；第三步，分析“当S₃闭合，S₁、S₂断开”的电路，此时R₁与R₃串联，利用欧姆定律求出总电阻，进而得到R₃的阻值，再根据电功率公式计算电路总功率。
【解析】
1. 求电源电压：
当开关S₁、S₃闭合，S₂断开时，电路为R₁的简单电路，电流表测电路电流，根据欧姆定律可得电源电压：
$U = I_1R_1 = 0.5\ \mathrm{A} × 12\ \Omega = 6\ \mathrm{V}$。
2. 求开关S₁、S₂闭合，S₃断开时电流表的示数I：
当开关S₁、S₂闭合，S₃断开时，R₁与R₂并联，并联电路各支路电压等于电源电压，即$U_1 = U_2 = U = 6\ \mathrm{V}$。
通过R₂的电流：$I_2 = \frac{U_2}{R_2} = \frac{6\ \mathrm{V}}{6\ \Omega} = 1\ \mathrm{A}$。
并联电路干路电流等于各支路电流之和，因此电流表的示数：
$I = I_1 + I_2 = 0.5\ \mathrm{A} + 1\ \mathrm{A} = 1.5\ \mathrm{A}$。
3. 求开关S₃闭合，S₁、S₂断开时R₃的阻值和电路总功率：
当开关S₃闭合，S₁、S₂断开时，R₁与R₃串联，电流表测串联电路电流，此时总电阻：
$R_{\mathrm{总}} = \frac{U}{I'} = \frac{6\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}} = 40\ \Omega$。
根据串联电路电阻规律，R₃的阻值：
$R_3 = R_{\mathrm{总}} - R_1 = 40\ \Omega - 12\ \Omega = 28\ \Omega$。
电路的总功率：
$P_{\mathrm{总}} = UI' = 6\ \mathrm{V} × 0.15\ \mathrm{A} = 0.9\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1) $1.5\ \mathrm{A}$；(2) $R_3=28\ \Omega$，电路总功率$0.9\ \mathrm{W}$
【知识点】
欧姆定律、串并联电路特点、电功率计算
【点评】
本题考查电学综合应用，核心是正确识别不同开关状态下的串并联电路，结合欧姆定律和电功率公式进行计算，属于基础电学题，需学生熟练掌握电路分析和公式应用。
【难度系数】
0.6
5. 如图甲所示的电路,学生电源电压可调,R为20 Ω的定值电阻,小灯泡L标有“6 V 1.2 W”。根据记录的电流表和电压表的示数,描绘出如图乙所示的I-U关系图像。调节电源电压,当电路消耗的总功率为1.35 W时,小灯泡的实际功率为
0.9
W。答案
由电路图可知,灯泡L和电阻R并联,电压表测电源电压,电流表测干路中的电流;由乙图可知,电路中电流$I=0.45\ \mathrm{A}$,电源电压$U=3\ \mathrm{V}$时,小灯泡与定值电阻$R_0$消耗的总功率$P_总=UI=3\ \mathrm{V} × 0.45\ \mathrm{A}=1.35\ \mathrm{W}$,
并联电路中各支路两端的电压相等,由欧姆定律可得,通过R的电流$I_R=\dfrac{U}{R}=\dfrac{3\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.15\ \mathrm{A}$,
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,通过小灯泡L的电流$I_L=I-I_R=0.45\ \mathrm{A}-0.15\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A}$,
则灯泡的实际功率$P_L=UI_L=3\ \mathrm{V} × 0.3\ \mathrm{A}=0.9\ \mathrm{W}$。
并联电路中各支路两端的电压相等,由欧姆定律可得,通过R的电流$I_R=\dfrac{U}{R}=\dfrac{3\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.15\ \mathrm{A}$,
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,通过小灯泡L的电流$I_L=I-I_R=0.45\ \mathrm{A}-0.15\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A}$,
则灯泡的实际功率$P_L=UI_L=3\ \mathrm{V} × 0.3\ \mathrm{A}=0.9\ \mathrm{W}$。
解析
【分析】
首先明确电路结构：定值电阻R与灯泡L并联，电压表测量电源电压，电流表测量干路总电流。已知电路总功率为1.35W，根据并联电路的功率公式P总=UI，需从I-U图像中找到满足总功率条件的电源电压U和干路电流I，再结合并联电路电流规律和欧姆定律算出灯泡的电流，最终计算灯泡的实际功率。
【解析】
1. 由图甲可知，R与L并联，电压表测电源电压U，电流表测干路电流I，总功率公式为$ P_{总}=UI $。
2. 结合图乙的I-U关系图像，寻找满足$ P_{总}=UI=1.35\ \mathrm{W} $的U和I：当$ U=3\ \mathrm{V} $时，干路电流$ I=0.45\ \mathrm{A} $，此时总功率$ P_{总}=3\ \mathrm{V} × 0.45\ \mathrm{A}=1.35\ \mathrm{W} $，符合题意。
3. 并联电路各支路电压相等，定值电阻R的电流$ I_R=\frac{U}{R}=\frac{3\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.15\ \mathrm{A} $。
4. 并联电路干路电流等于各支路电流之和，因此通过灯泡L的电流$ I_L=I - I_R=0.45\ \mathrm{A} - 0.15\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A} $。
5. 灯泡的实际功率$ P_L=UI_L=3\ \mathrm{V} × 0.3\ \mathrm{A}=0.9\ \mathrm{W} $。
【答案】
0.9
【知识点】
并联电路特点、电功率计算、欧姆定律
【点评】
本题结合并联电路规律和I-U图像考查电功率计算，关键是从图像中提取总功率对应的电压和电流，再结合定值电阻的电流推导灯泡电流，需掌握并联电路的电流、电压规律，难度适中。
【难度系数】
0.5
首先明确电路结构：定值电阻R与灯泡L并联，电压表测量电源电压，电流表测量干路总电流。已知电路总功率为1.35W，根据并联电路的功率公式P总=UI，需从I-U图像中找到满足总功率条件的电源电压U和干路电流I，再结合并联电路电流规律和欧姆定律算出灯泡的电流，最终计算灯泡的实际功率。
【解析】
1. 由图甲可知，R与L并联，电压表测电源电压U，电流表测干路电流I，总功率公式为$ P_{总}=UI $。
2. 结合图乙的I-U关系图像，寻找满足$ P_{总}=UI=1.35\ \mathrm{W} $的U和I：当$ U=3\ \mathrm{V} $时，干路电流$ I=0.45\ \mathrm{A} $，此时总功率$ P_{总}=3\ \mathrm{V} × 0.45\ \mathrm{A}=1.35\ \mathrm{W} $，符合题意。
3. 并联电路各支路电压相等，定值电阻R的电流$ I_R=\frac{U}{R}=\frac{3\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.15\ \mathrm{A} $。
4. 并联电路干路电流等于各支路电流之和，因此通过灯泡L的电流$ I_L=I - I_R=0.45\ \mathrm{A} - 0.15\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A} $。
5. 灯泡的实际功率$ P_L=UI_L=3\ \mathrm{V} × 0.3\ \mathrm{A}=0.9\ \mathrm{W} $。
【答案】
0.9
【知识点】
并联电路特点、电功率计算、欧姆定律
【点评】
本题结合并联电路规律和I-U图像考查电功率计算，关键是从图像中提取总功率对应的电压和电流，再结合定值电阻的电流推导灯泡电流，需掌握并联电路的电流、电压规律，难度适中。
【难度系数】
0.5
6. (2025·马鞍山七中期末)如图甲所示电路中，电源电压恒定，闭合开关S，调节滑动变阻器R的滑片从最右端滑至灯泡正常发光的位置，电流表与电压表V₁示数变化关系如图乙所示，电流表与滑动变阻器R连入电阻关系的图像如图丙所示，小灯泡的额定功率为
3.5
W。答案
闭合开关,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V₁测量小灯泡两端的电压,电压表V₂测量滑动变阻器两端的电压,如题图甲所示,当滑动变阻器的滑片P在最右端时,此时滑动变阻器的阻值全部接入,根据图丙可知,此时滑动变阻器的阻值为40 Ω,滑动变阻器两端的电压为$U_2=I_{\min}R_{滑}=0.2\ \mathrm{A} × 40\ \Omega=8\ \mathrm{V}$,
电路中的最小电流为0.2 A时,小灯泡两端的电压为1 V,则电源电压为$U=U_1+U_2=1\ \mathrm{V}+8\ \mathrm{V}=9\ \mathrm{V}$,
当滑动变阻器滑到灯泡正常发光的位置时,滑动变阻器接入的阻值为4 Ω,电路中的电流为0.5 A,则滑动变阻器两端的电压为$U_2'=I_{\max}R_{滑}'=0.5\ \mathrm{A} × 4\ \Omega=2\ \mathrm{V}$,
小灯泡的额定电压为$U_{1额}=U-U_2'=9\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=7\ \mathrm{V}$,
小灯泡的额定功率为$P=U_{额}I_{\max}=7\ \mathrm{V} × 0.5\ \mathrm{A}=3.5\ \mathrm{W}$。
电路中的最小电流为0.2 A时,小灯泡两端的电压为1 V,则电源电压为$U=U_1+U_2=1\ \mathrm{V}+8\ \mathrm{V}=9\ \mathrm{V}$,
当滑动变阻器滑到灯泡正常发光的位置时,滑动变阻器接入的阻值为4 Ω,电路中的电流为0.5 A,则滑动变阻器两端的电压为$U_2'=I_{\max}R_{滑}'=0.5\ \mathrm{A} × 4\ \Omega=2\ \mathrm{V}$,
小灯泡的额定电压为$U_{1额}=U-U_2'=9\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=7\ \mathrm{V}$,
小灯泡的额定功率为$P=U_{额}I_{\max}=7\ \mathrm{V} × 0.5\ \mathrm{A}=3.5\ \mathrm{W}$。
解析
【分析】
首先明确图甲中灯泡与滑动变阻器串联，电压表V₁测灯泡两端电压，V₂测滑动变阻器两端电压。解题思路：①根据图丙，当滑动变阻器接入电阻最大（40Ω）时，电路电流最小（0.2A），结合图乙此时灯泡电压为1V，利用串联电路电压规律算出电源电压；②当灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电阻为4Ω，电路电流为0.5A，算出此时滑动变阻器两端电压，进而得到灯泡的额定电压；③根据电功率公式计算灯泡的额定功率。
【解析】
1. 电路分析：闭合开关后，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V₁测量小灯泡两端电压，电压表V₂测量滑动变阻器两端电压。
2. 计算电源电压：当滑片在最右端时，滑动变阻器接入最大阻值$R_{滑}=40\ \Omega$，由图丙知此时电路最小电流$I_{\min}=0.2\ \mathrm{A}$；由图乙知此时小灯泡两端电压$U_{L1}=1\ \mathrm{V}$。根据欧姆定律，滑动变阻器两端电压$U_{滑1}=I_{\min}R_{滑}=0.2\ \mathrm{A} × 40\ \Omega=8\ \mathrm{V}$，串联电路总电压等于各部分电压之和，因此电源电压$U=U_{L1}+U_{滑1}=1\ \mathrm{V}+8\ \mathrm{V}=9\ \mathrm{V}$。
3. 计算灯泡额定电压：当灯泡正常发光时，滑动变阻器接入阻值$R_{滑}'=4\ \Omega$，由图丙知此时电路电流$I_{\max}=0.5\ \mathrm{A}$，滑动变阻器两端电压$U_{滑2}=I_{\max}R_{滑}'=0.5\ \mathrm{A} × 4\ \Omega=2\ \mathrm{V}$，则小灯泡的额定电压$U_{额}=U-U_{滑2}=9\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=7\ \mathrm{V}$。
4. 计算额定功率：根据$P=UI$，小灯泡的额定功率$P_{额}=U_{额}I_{\max}=7\ \mathrm{V} × 0.5\ \mathrm{A}=3.5\ \mathrm{W}$。
【答案】
3.5 W
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合电路图与两个图像，考查电学核心规律的综合应用，需从图像中提取对应状态的电流、电阻或电压数据，理清串联电路中各物理量的关系，是典型的电学综合题，对学生的读图分析能力要求较高。
【难度系数】
0.5
首先明确图甲中灯泡与滑动变阻器串联，电压表V₁测灯泡两端电压，V₂测滑动变阻器两端电压。解题思路：①根据图丙，当滑动变阻器接入电阻最大（40Ω）时，电路电流最小（0.2A），结合图乙此时灯泡电压为1V，利用串联电路电压规律算出电源电压；②当灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电阻为4Ω，电路电流为0.5A，算出此时滑动变阻器两端电压，进而得到灯泡的额定电压；③根据电功率公式计算灯泡的额定功率。
【解析】
1. 电路分析：闭合开关后，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V₁测量小灯泡两端电压，电压表V₂测量滑动变阻器两端电压。
2. 计算电源电压：当滑片在最右端时，滑动变阻器接入最大阻值$R_{滑}=40\ \Omega$，由图丙知此时电路最小电流$I_{\min}=0.2\ \mathrm{A}$；由图乙知此时小灯泡两端电压$U_{L1}=1\ \mathrm{V}$。根据欧姆定律，滑动变阻器两端电压$U_{滑1}=I_{\min}R_{滑}=0.2\ \mathrm{A} × 40\ \Omega=8\ \mathrm{V}$，串联电路总电压等于各部分电压之和，因此电源电压$U=U_{L1}+U_{滑1}=1\ \mathrm{V}+8\ \mathrm{V}=9\ \mathrm{V}$。
3. 计算灯泡额定电压：当灯泡正常发光时，滑动变阻器接入阻值$R_{滑}'=4\ \Omega$，由图丙知此时电路电流$I_{\max}=0.5\ \mathrm{A}$，滑动变阻器两端电压$U_{滑2}=I_{\max}R_{滑}'=0.5\ \mathrm{A} × 4\ \Omega=2\ \mathrm{V}$，则小灯泡的额定电压$U_{额}=U-U_{滑2}=9\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=7\ \mathrm{V}$。
4. 计算额定功率：根据$P=UI$，小灯泡的额定功率$P_{额}=U_{额}I_{\max}=7\ \mathrm{V} × 0.5\ \mathrm{A}=3.5\ \mathrm{W}$。
【答案】
3.5 W
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合电路图与两个图像，考查电学核心规律的综合应用，需从图像中提取对应状态的电流、电阻或电压数据，理清串联电路中各物理量的关系，是典型的电学综合题，对学生的读图分析能力要求较高。
【难度系数】
0.5
