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9. (2025·南京中考)如图所示,电源电压$U=6\ \mathrm{V},R_1=5\ \Omega,R_2=10\ \Omega$;仅闭合$S_2$,电路的总电阻为$\Omega$;仅闭合$S_3$,电压表示数为$4.5\ \mathrm{V},R_3=\_\_\_\_\_\_\Omega$;当$S_1$、$S_2$、$S_3$均闭合时,电流表的示数为$\mathrm{A},R_2$消耗的功率为$\mathrm{W}$。
答案
15 15 1 3.6 解析:仅闭合 $\mathrm{S}_2$,$R_1$、$R_2$ 串联,则电路的总电阻为 $R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2=5\ \Omega+10\ \Omega=15\ \Omega$;仅闭合 $\mathrm{S}_3$,$R_1$、$R_3$ 串联,电压表测 $R_3$ 两端电压为 4.5 V,根据串联电路电压规律可知,$R_1$ 两端电压为 $U_1=U-U_3=6\ \mathrm{V}-4.5\ \mathrm{V}=1.5\ \mathrm{V}$,由分压原理可知,$\frac{U_3}{U_1}=\frac{R_3}{R_1}$,即 $\frac{4.5\ \mathrm{V}}{1.5\ \mathrm{V}}=\frac{R_3}{5\ \Omega}$,解得:$R_3=15\ \Omega$;当 $\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$、$\mathrm{S}_3$ 均闭合时,$R_2$、$R_3$ 并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流;则通过 $R_2$ 的电流为:$I_2=\frac{U}{R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$,通过 $R_3$ 的电流为:$I_3=\frac{U}{R_3}=\frac{6\ \mathrm{V}}{15\ \Omega}=0.4\ \mathrm{A}$,干路电流为:$I=I_2+I_3=0.6\ \mathrm{A}+0.4\ \mathrm{A}=1\ \mathrm{A}$,即电流表示数为 1 A;$R_2$ 消耗的功率为:$P_2=UI_2=6\ \mathrm{V}×0.6\ \mathrm{A}=3.6\ \mathrm{W}$。
解析
【分析】首先分析不同开关状态下的电路连接方式：仅闭合$S_2$时，$R_1$与$R_2$串联；仅闭合$S_3$时，$R_1$与$R_3$串联，电压表测$R_3$两端电压；当$S_1$、$S_2$、$S_3$均闭合时，$R_1$被短路，$R_2$与$R_3$并联，电流表测干路电流，电压表测电源电压。再根据串并联电路规律、欧姆定律、电功率公式逐步计算各物理量。
【解析】
1. 仅闭合$S_2$时，$R_1$与$R_2$串联，根据串联电路总电阻等于各电阻之和，总电阻：
$R_{\mathrm{总}} = R_1 + R_2 = 5\ \Omega + 10\ \Omega = 15\ \Omega$；
2. 仅闭合$S_3$时，$R_1$与$R_3$串联，电压表测$R_3$两端电压$U_3=4.5\ \mathrm{V}$，电源电压$U=6\ \mathrm{V}$，则$R_1$两端电压：
$U_1 = U - U_3 = 6\ \mathrm{V} - 4.5\ \mathrm{V} = 1.5\ \mathrm{V}$；
串联电路电流处处相等，电路电流：
$I = \frac{U_1}{R_1} = \frac{1.5\ \mathrm{V}}{5\ \Omega} = 0.3\ \mathrm{A}$；
则$R_3$的阻值：
$R_3 = \frac{U_3}{I} = \frac{4.5\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}} = 15\ \Omega$；
3. 当$S_1$、$S_2$、$S_3$均闭合时，$R_1$被短路，$R_2$与$R_3$并联，电源电压$U=6\ \mathrm{V}$，电流表测干路电流：
通过$R_2$的电流：$I_2 = \frac{U}{R_2} = \frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega} = 0.6\ \mathrm{A}$；
通过$R_3$的电流：$I_3 = \frac{U}{R_3} = \frac{6\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} = 0.4\ \mathrm{A}$；
干路电流：$I_{\mathrm{总}} = I_2 + I_3 = 0.6\ \mathrm{A} + 0.4\ \mathrm{A} = 1\ \mathrm{A}$，即电流表示数为$1\ \mathrm{A}$；
4. $R_2$消耗的功率：
$P_2 = U I_2 = 6\ \mathrm{V} × 0.6\ \mathrm{A} = 3.6\ \mathrm{W}$；
【答案】15；15；1；3.6
【知识点】欧姆定律；串并联电路特点；电功率计算
【点评】本题考查电路分析与电学公式应用，核心是判断不同开关状态下的电路连接方式，需熟练掌握串并联规律及相关公式，是中考基础题型，难度适中。
【难度系数】0.7
【解析】
1. 仅闭合$S_2$时，$R_1$与$R_2$串联，根据串联电路总电阻等于各电阻之和，总电阻：
$R_{\mathrm{总}} = R_1 + R_2 = 5\ \Omega + 10\ \Omega = 15\ \Omega$；
2. 仅闭合$S_3$时，$R_1$与$R_3$串联，电压表测$R_3$两端电压$U_3=4.5\ \mathrm{V}$，电源电压$U=6\ \mathrm{V}$，则$R_1$两端电压：
$U_1 = U - U_3 = 6\ \mathrm{V} - 4.5\ \mathrm{V} = 1.5\ \mathrm{V}$；
串联电路电流处处相等，电路电流：
$I = \frac{U_1}{R_1} = \frac{1.5\ \mathrm{V}}{5\ \Omega} = 0.3\ \mathrm{A}$；
则$R_3$的阻值：
$R_3 = \frac{U_3}{I} = \frac{4.5\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}} = 15\ \Omega$；
3. 当$S_1$、$S_2$、$S_3$均闭合时，$R_1$被短路，$R_2$与$R_3$并联，电源电压$U=6\ \mathrm{V}$，电流表测干路电流：
通过$R_2$的电流：$I_2 = \frac{U}{R_2} = \frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega} = 0.6\ \mathrm{A}$；
通过$R_3$的电流：$I_3 = \frac{U}{R_3} = \frac{6\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} = 0.4\ \mathrm{A}$；
干路电流：$I_{\mathrm{总}} = I_2 + I_3 = 0.6\ \mathrm{A} + 0.4\ \mathrm{A} = 1\ \mathrm{A}$，即电流表示数为$1\ \mathrm{A}$；
4. $R_2$消耗的功率：
$P_2 = U I_2 = 6\ \mathrm{V} × 0.6\ \mathrm{A} = 3.6\ \mathrm{W}$；
【答案】15；15；1；3.6
【知识点】欧姆定律；串并联电路特点；电功率计算
【点评】本题考查电路分析与电学公式应用，核心是判断不同开关状态下的电路连接方式，需熟练掌握串并联规律及相关公式，是中考基础题型，难度适中。
【难度系数】0.7
10. 甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是 (
A.甲灯泡的实际功率一定是 40 W
B.将乙灯泡接入 110 V 电路中,它的额定功率为 15 W
C.两灯泡均正常发光时,甲灯泡灯丝电阻较大
D.两灯泡均正常发光时,甲灯泡消耗的电能较少
C
)A.甲灯泡的实际功率一定是 40 W
B.将乙灯泡接入 110 V 电路中,它的额定功率为 15 W
C.两灯泡均正常发光时,甲灯泡灯丝电阻较大
D.两灯泡均正常发光时,甲灯泡消耗的电能较少
答案
C 解析:A.由甲灯泡的铭牌可知其额定电压为 220 V,额定功率为 40 W,而甲灯泡的实际电压未知,则实际功率不一定是 40 W,故 A 错误;B.额定功率是额定电压下的功率,无论实际电压是变大还是变小,额定功率不变,故 B 错误;C.根据 $P=\frac{U^2}{R}$ 有 $R=\frac{U^2}{P}$,因两灯泡的额定电压相等,甲灯泡的额定功率较小,故甲灯泡灯丝的电阻较大,故 C 正确;D.两灯泡正常发光时的功率分别为 40 W 和 60 W,根据 $W=Pt$ 可知,两灯泡消耗电能的多少与功率和通电时间有关,所以甲灯泡消耗的电能不一定少,故 D 错误。故选 C。
解析
【分析】这道题围绕灯泡铭牌参数展开，需明确额定功率、实际功率的区别，掌握电阻、电能的相关计算公式。解题时，先回忆额定功率是灯泡在额定电压下的功率，实际功率随实际电压变化；再利用公式$R=\frac{U^2}{P}$分析电阻，$W=Pt$分析电能，逐一判断各选项的正误即可。
【解析】A. 甲灯泡铭牌标注额定电压220V、额定功率40W，只有在额定电压下实际功率才等于额定功率，实际电压未知时，实际功率不一定为40W，故A错误；
B. 额定功率是灯泡的固有属性，仅与自身规格有关，与实际电压无关，将乙灯泡接入110V电路，其额定功率仍为60W，故B错误；
C. 两灯泡额定电压均为220V，根据公式$R=\frac{U^2}{P}$，当$U$相同时，$P$越小，$R$越大。甲的额定功率40W小于乙的60W，因此甲灯泡灯丝电阻较大，故C正确；
D. 电能$W=Pt$，消耗电能的多少由功率和通电时间共同决定，题目未给出两灯泡的通电时间，无法比较消耗电能的多少，故D错误。综上，答案为C。
【答案】C
【知识点】额定功率、电功率与电阻的关系、电能计算
【点评】本题考查电学基础概念与公式的应用，需准确区分额定功率和实际功率，熟练运用相关公式分析问题，难度适中，是初中物理的常见题型。
【难度系数】0.6
【解析】A. 甲灯泡铭牌标注额定电压220V、额定功率40W，只有在额定电压下实际功率才等于额定功率，实际电压未知时，实际功率不一定为40W，故A错误；
B. 额定功率是灯泡的固有属性，仅与自身规格有关，与实际电压无关，将乙灯泡接入110V电路，其额定功率仍为60W，故B错误；
C. 两灯泡额定电压均为220V，根据公式$R=\frac{U^2}{P}$，当$U$相同时，$P$越小，$R$越大。甲的额定功率40W小于乙的60W，因此甲灯泡灯丝电阻较大，故C正确；
D. 电能$W=Pt$，消耗电能的多少由功率和通电时间共同决定，题目未给出两灯泡的通电时间，无法比较消耗电能的多少，故D错误。综上，答案为C。
【答案】C
【知识点】额定功率、电功率与电阻的关系、电能计算
【点评】本题考查电学基础概念与公式的应用，需准确区分额定功率和实际功率，熟练运用相关公式分析问题，难度适中，是初中物理的常见题型。
【难度系数】0.6
11. (2025·淮南多校联考)将标有“2.5 V 0.3 A”字样的灯泡$\mathrm{L}_1$和标有“3.8 V 0.3 A”字样的灯泡$\mathrm{L}_2$，分别串联和并联后，接在电压为2.5 V的电源两端，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是 (
A.甲图中通过$\mathrm{L}_1$的电流小于通过$\mathrm{L}_2$的电流
B.乙图中$\mathrm{L}_2$比$\mathrm{L}_1$更亮些
C.乙图中$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$两端的实际电压相等
D.甲、乙两图中$\mathrm{L}_1$的实际功率都小于$\mathrm{L}_2$的实际功率
B
)A.甲图中通过$\mathrm{L}_1$的电流小于通过$\mathrm{L}_2$的电流
B.乙图中$\mathrm{L}_2$比$\mathrm{L}_1$更亮些
C.乙图中$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$两端的实际电压相等
D.甲、乙两图中$\mathrm{L}_1$的实际功率都小于$\mathrm{L}_2$的实际功率
答案
B 解析:A.灯泡 $\mathrm{L}_1$ 的电阻为 $R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}\approx8.33\ \Omega$,灯泡 $\mathrm{L}_2$ 的电阻为 $R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{3.8\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}\approx12.67\ \Omega$,甲图中,两个小灯泡并联,故两个小灯泡的电压相同,根据 $I=\frac{U}{R}$ 可知,灯泡 $\mathrm{L}_1$ 的电阻小于灯泡 $\mathrm{L}_2$ 的电阻,故通过灯泡 $\mathrm{L}_1$ 的电流大于通过灯泡 $\mathrm{L}_2$ 的电流,故 A 错误;B.乙图中,两个灯泡串联,通过两灯泡的电流相同,灯泡 $\mathrm{L}_1$ 的电阻小于灯泡 $\mathrm{L}_2$ 的电阻,根据 $P=UI=I^2R$ 可知,灯泡 $\mathrm{L}_1$ 的实际功率小于灯泡 $\mathrm{L}_2$ 的实际功率,所以乙图中 $\mathrm{L}_2$ 比 $\mathrm{L}_1$ 更亮,故 B 正确;C.根据 $U=IR$ 可知,乙图中两个灯泡串联,灯泡 $\mathrm{L}_1$ 与灯泡 $\mathrm{L}_2$ 的电阻不同,乙图中 $\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$ 两端的实际电压不同,故 C 错误;D.在甲图中,根据 $P=\frac{U^2}{R}$ 可知,灯泡 $\mathrm{L}_1$ 的电阻小于灯泡 $\mathrm{L}_2$ 的电阻,灯泡 $\mathrm{L}_1$ 的实际功率大于灯泡 $\mathrm{L}_2$ 的实际功率,而在乙图中,两个灯泡串联,电流相同,灯泡 $\mathrm{L}_1$ 的电阻小于灯泡 $\mathrm{L}_2$ 的电阻,根据 $P=UI=I^2R$ 可知,灯泡 $\mathrm{L}_2$ 的实际功率大于灯泡 $\mathrm{L}_1$ 的功率,故 D 错误。故选 B。
解析
【分析】要解决本题，需先根据灯泡的额定电压和额定电流计算两灯的电阻（电阻不随温度变化），再结合甲图（并联）、乙图（串联）的电路特点，利用欧姆定律和电功率公式逐一分析选项：第一步计算两灯电阻；第二步分析并联电路的电流关系，判断A选项；第三步分析串联电路的电压、功率关系，判断B、C选项；第四步分析甲、乙两图中两灯的实际功率，判断D选项。
【解析】
1. 计算两灯电阻：根据欧姆定律 $ R = \frac{U}{I} $，可得：
$ R_1 = \frac{U_{额1}}{I_{额1}} = \frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}} \approx 8.33\ \Omega $，
$ R_2 = \frac{U_{额2}}{I_{额2}} = \frac{3.8\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}} \approx 12.67\ \Omega $，
因此 $ R_1 ＜ R_2 $。
2. 分析甲图（并联电路）：并联电路各支路电压相等，等于电源电压2.5V。根据 $ I = \frac{U}{R} $，电压U相同，电阻越小电流越大，因 $ R_1 ＜ R_2 $，故通过L₁的电流大于通过L₂的电流，A错误。
3. 分析乙图（串联电路）：串联电路电流处处相等。
选项B：根据 $ P = I^2R $，电流I相同，电阻越大实际功率越大，因 $ R_1 ＜ R_2 $，故L₂的实际功率更大，灯泡亮度由实际功率决定，L₂更亮，B正确。
选项C：根据 $ U = IR $，电流I相同，电阻不同，故L₁、L₂两端实际电压不同，C错误。
4. 分析选项D：
甲图（并联）：实际电压相同，根据 $ P = \frac{U^2}{R} $，U相同，R越小功率越大，故L₁的实际功率大于L₂的；
乙图（串联）：电流相同，根据 $ P = I^2R $，R越大功率越大，故L₂的实际功率大于L₁的；
因此甲、乙两图中L₁的实际功率并非都小于L₂的，D错误。
综上，正确答案为B。
【答案】B
【知识点】欧姆定律、电功率、串并联电路特点
【点评】本题结合串并联电路特点，考查欧姆定律和电功率的应用，需熟练掌握串并联电路的电流、电压规律，以及电功率公式在不同电路中的灵活运用，是电学的综合基础题。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 计算两灯电阻：根据欧姆定律 $ R = \frac{U}{I} $，可得：
$ R_1 = \frac{U_{额1}}{I_{额1}} = \frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}} \approx 8.33\ \Omega $，
$ R_2 = \frac{U_{额2}}{I_{额2}} = \frac{3.8\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}} \approx 12.67\ \Omega $，
因此 $ R_1 ＜ R_2 $。
2. 分析甲图（并联电路）：并联电路各支路电压相等，等于电源电压2.5V。根据 $ I = \frac{U}{R} $，电压U相同，电阻越小电流越大，因 $ R_1 ＜ R_2 $，故通过L₁的电流大于通过L₂的电流，A错误。
3. 分析乙图（串联电路）：串联电路电流处处相等。
选项B：根据 $ P = I^2R $，电流I相同，电阻越大实际功率越大，因 $ R_1 ＜ R_2 $，故L₂的实际功率更大，灯泡亮度由实际功率决定，L₂更亮，B正确。
选项C：根据 $ U = IR $，电流I相同，电阻不同，故L₁、L₂两端实际电压不同，C错误。
4. 分析选项D：
甲图（并联）：实际电压相同，根据 $ P = \frac{U^2}{R} $，U相同，R越小功率越大，故L₁的实际功率大于L₂的；
乙图（串联）：电流相同，根据 $ P = I^2R $，R越大功率越大，故L₂的实际功率大于L₁的；
因此甲、乙两图中L₁的实际功率并非都小于L₂的，D错误。
综上，正确答案为B。
【答案】B
【知识点】欧姆定律、电功率、串并联电路特点
【点评】本题结合串并联电路特点，考查欧姆定律和电功率的应用，需熟练掌握串并联电路的电流、电压规律，以及电功率公式在不同电路中的灵活运用，是电学的综合基础题。
【难度系数】0.6
12. 核心素养 科学思维（2025·安徽中考）如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器$R_1$的最大阻值为$20\ \Omega$，$R_2$、$R_3$均为定值电阻，其中$R_3=10\ \Omega$。当开关$\mathrm{S}_1$闭合，开关$\mathrm{S}_2$断开，滑动变阻器的滑片$P$移至最左端时，电压表的示数为$10.0\ \mathrm{V}$，电流表的示数为$0.40\ \mathrm{A}$。
(1)求电阻$R_3$两端的电压；
(2)求电阻$R_2$的阻值；
(3)闭合开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$，将滑动变阻器的滑片$P$移至某一位置，此时整个电路消耗的电功率为$7\ \mathrm{W}$，求滑动变阻器消耗的电功率。
(1)求电阻$R_3$两端的电压；
(2)求电阻$R_2$的阻值；
(3)闭合开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$，将滑动变阻器的滑片$P$移至某一位置，此时整个电路消耗的电功率为$7\ \mathrm{W}$，求滑动变阻器消耗的电功率。
答案
(1)4 V (2)5 Ω (3)4.5 W
解析:(1)当开关 $\mathrm{S}_1$ 闭合,开关 $\mathrm{S}_2$ 断开时,三个电阻串联,根据欧姆定律知,电阻 $R_3$ 两端的电压 $U_3=IR_3=0.40\ \mathrm{A}×10\ \Omega=4\ \mathrm{V}$;
(2)当 $\mathrm{S}_1$ 闭合、$\mathrm{S}_2$ 断开,滑片 $P$ 移到最左端时,电路中 $R_1$、$R_2$、$R_3$ 串联,$R_1$ 两端的电压 $U_1=IR_1=0.40\ \mathrm{A}×20\ \Omega=8\ \mathrm{V}$,$R_2$ 两端的电压 $U_2=U-U_1=10.0\ \mathrm{V}-8\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$,电阻 $R_2$ 的阻值 $R_2=\frac{U_2}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$;
(3)当 $\mathrm{S}_1$ 闭合、$\mathrm{S}_2$ 断开,滑片 $P$ 在最左端时,电路中 $R_1$、$R_2$、$R_3$ 串联,电源电压 $U_{\mathrm{总}}=U+U_3=10\ \mathrm{V}+4\ \mathrm{V}=14\ \mathrm{V}$;当 $\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$ 均闭合时,电路中 $R_1$、$R_3$ 串联,$I'=\frac{P}{U_{\mathrm{总}}}=\frac{7\ \mathrm{W}}{14\ \mathrm{V}}=0.5\ \mathrm{A}$,$R_3$ 消耗的电功率 $P_3=I'^2R_3=(0.5\ \mathrm{A})^2×10\ \Omega=2.5\ \mathrm{W}$,所以滑动变阻器消耗的电功率 $P_1=P-P_3=7\ \mathrm{W}-2.5\ \mathrm{W}=4.5\ \mathrm{W}$。
解析:(1)当开关 $\mathrm{S}_1$ 闭合,开关 $\mathrm{S}_2$ 断开时,三个电阻串联,根据欧姆定律知,电阻 $R_3$ 两端的电压 $U_3=IR_3=0.40\ \mathrm{A}×10\ \Omega=4\ \mathrm{V}$;
(2)当 $\mathrm{S}_1$ 闭合、$\mathrm{S}_2$ 断开,滑片 $P$ 移到最左端时,电路中 $R_1$、$R_2$、$R_3$ 串联,$R_1$ 两端的电压 $U_1=IR_1=0.40\ \mathrm{A}×20\ \Omega=8\ \mathrm{V}$,$R_2$ 两端的电压 $U_2=U-U_1=10.0\ \mathrm{V}-8\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$,电阻 $R_2$ 的阻值 $R_2=\frac{U_2}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$;
(3)当 $\mathrm{S}_1$ 闭合、$\mathrm{S}_2$ 断开,滑片 $P$ 在最左端时,电路中 $R_1$、$R_2$、$R_3$ 串联,电源电压 $U_{\mathrm{总}}=U+U_3=10\ \mathrm{V}+4\ \mathrm{V}=14\ \mathrm{V}$;当 $\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$ 均闭合时,电路中 $R_1$、$R_3$ 串联,$I'=\frac{P}{U_{\mathrm{总}}}=\frac{7\ \mathrm{W}}{14\ \mathrm{V}}=0.5\ \mathrm{A}$,$R_3$ 消耗的电功率 $P_3=I'^2R_3=(0.5\ \mathrm{A})^2×10\ \Omega=2.5\ \mathrm{W}$,所以滑动变阻器消耗的电功率 $P_1=P-P_3=7\ \mathrm{W}-2.5\ \mathrm{W}=4.5\ \mathrm{W}$。
解析
【分析】
要解决这道题，需先根据开关的通断情况判断电路的连接方式，再结合欧姆定律、串联电路的电压规律以及电功率公式逐步计算。具体思路：①当$\mathrm{S}_1$闭合、$\mathrm{S}_2$断开时，三个电阻串联，已知电流和$R_3$阻值，可直接用$U=IR$求$R_3$两端电压；②利用串联电路总电压等于各部分电压之和，结合已知电压值求出$R_2$两端电压，再用欧姆定律算出$R_2$的阻值；③先求出电源电压，当$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$都闭合时，$R_2$被短路，电路为$R_1$与$R_3$串联，根据总功率求出电路电流，再计算$R_3$的功率，最后用总功率减去$R_3$的功率得到滑动变阻器消耗的电功率。
【解析】
(1) 当开关$\mathrm{S}_1$闭合，$\mathrm{S}_2$断开时，$R_1$、$R_2$、$R_3$串联，电流表测电路中的电流，串联电路电流处处相等，根据欧姆定律$U=IR$，电阻$R_3$两端的电压：
$U_3=IR_3=0.40\ \mathrm{A}×10\ \Omega=4\ \mathrm{V}$；
(2) 当$\mathrm{S}_1$闭合、$\mathrm{S}_2$断开，滑片$P$移到最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大为$20\ \Omega$，此时$R_1$两端的电压：
$U_1=IR_1=0.40\ \mathrm{A}×20\ \Omega=8\ \mathrm{V}$；
电压表测$R_1$和$R_2$两端的总电压，即$U_{12}=10.0\ \mathrm{V}$，根据串联电路电压规律，$R_2$两端的电压：
$U_2=U_{12}-U_1=10.0\ \mathrm{V}-8\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$；
则电阻$R_2$的阻值：
$R_2=\frac{U_2}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$；
(3) 当$\mathrm{S}_1$闭合、$\mathrm{S}_2$断开，滑片$P$在最左端时，电源电压等于总电压，即：
$U_{\mathrm{总}}=U_{12}+U_3=10.0\ \mathrm{V}+4\ \mathrm{V}=14\ \mathrm{V}$；
当$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$均闭合时，$R_2$被短路，电路为$R_1$与$R_3$串联，整个电路消耗的电功率$P=7\ \mathrm{W}$，根据$P=UI$，此时电路中的电流：
$I'=\frac{P}{U_{\mathrm{总}}}=\frac{7\ \mathrm{W}}{14\ \mathrm{V}}=0.5\ \mathrm{A}$；
$R_3$消耗的电功率：
$P_3=I'^2R_3=(0.5\ \mathrm{A})^2×10\ \Omega=2.5\ \mathrm{W}$；
根据串联电路总功率等于各部分功率之和，滑动变阻器消耗的电功率：
$P_1=P-P_3=7\ \mathrm{W}-2.5\ \mathrm{W}=4.5\ \mathrm{W}$；
【答案】
(1)$4\ \mathrm{V}$；(2)$5\ \Omega$；(3)$4.5\ \mathrm{W}$
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、电功率计算
【点评】
本题结合开关通断分析电路结构，考查串联电路规律和欧姆定律、电功率公式的应用，是中考常见的电学综合题，注重科学思维的考查，需要学生准确判断电路连接方式，合理运用相关公式。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需先根据开关的通断情况判断电路的连接方式，再结合欧姆定律、串联电路的电压规律以及电功率公式逐步计算。具体思路：①当$\mathrm{S}_1$闭合、$\mathrm{S}_2$断开时，三个电阻串联，已知电流和$R_3$阻值，可直接用$U=IR$求$R_3$两端电压；②利用串联电路总电压等于各部分电压之和，结合已知电压值求出$R_2$两端电压，再用欧姆定律算出$R_2$的阻值；③先求出电源电压，当$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$都闭合时，$R_2$被短路，电路为$R_1$与$R_3$串联，根据总功率求出电路电流，再计算$R_3$的功率，最后用总功率减去$R_3$的功率得到滑动变阻器消耗的电功率。
【解析】
(1) 当开关$\mathrm{S}_1$闭合，$\mathrm{S}_2$断开时，$R_1$、$R_2$、$R_3$串联，电流表测电路中的电流，串联电路电流处处相等，根据欧姆定律$U=IR$，电阻$R_3$两端的电压：
$U_3=IR_3=0.40\ \mathrm{A}×10\ \Omega=4\ \mathrm{V}$；
(2) 当$\mathrm{S}_1$闭合、$\mathrm{S}_2$断开，滑片$P$移到最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大为$20\ \Omega$，此时$R_1$两端的电压：
$U_1=IR_1=0.40\ \mathrm{A}×20\ \Omega=8\ \mathrm{V}$；
电压表测$R_1$和$R_2$两端的总电压，即$U_{12}=10.0\ \mathrm{V}$，根据串联电路电压规律，$R_2$两端的电压：
$U_2=U_{12}-U_1=10.0\ \mathrm{V}-8\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$；
则电阻$R_2$的阻值：
$R_2=\frac{U_2}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$；
(3) 当$\mathrm{S}_1$闭合、$\mathrm{S}_2$断开，滑片$P$在最左端时，电源电压等于总电压，即：
$U_{\mathrm{总}}=U_{12}+U_3=10.0\ \mathrm{V}+4\ \mathrm{V}=14\ \mathrm{V}$；
当$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$均闭合时，$R_2$被短路，电路为$R_1$与$R_3$串联，整个电路消耗的电功率$P=7\ \mathrm{W}$，根据$P=UI$，此时电路中的电流：
$I'=\frac{P}{U_{\mathrm{总}}}=\frac{7\ \mathrm{W}}{14\ \mathrm{V}}=0.5\ \mathrm{A}$；
$R_3$消耗的电功率：
$P_3=I'^2R_3=(0.5\ \mathrm{A})^2×10\ \Omega=2.5\ \mathrm{W}$；
根据串联电路总功率等于各部分功率之和，滑动变阻器消耗的电功率：
$P_1=P-P_3=7\ \mathrm{W}-2.5\ \mathrm{W}=4.5\ \mathrm{W}$；
【答案】
(1)$4\ \mathrm{V}$；(2)$5\ \Omega$；(3)$4.5\ \mathrm{W}$
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、电功率计算
【点评】
本题结合开关通断分析电路结构，考查串联电路规律和欧姆定律、电功率公式的应用，是中考常见的电学综合题，注重科学思维的考查，需要学生准确判断电路连接方式，合理运用相关公式。
【难度系数】
0.6
13. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器$R_2$标有“90 Ω 0.5 A”的字样。电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~15 V。当滑动变阻器的滑片P从a点移到b点的过程中,滑动变阻器的U-I图像如图乙所示。下列说法正确的是 (
A.滑片移动过程中定值电阻$R_1$消耗的功率减小
B.定值电阻$R_1$的阻值为20 Ω
C.电源电压为18 V
D.滑动变阻器允许接入的最小电阻为0 Ω
C
)A.滑片移动过程中定值电阻$R_1$消耗的功率减小
B.定值电阻$R_1$的阻值为20 Ω
C.电源电压为18 V
D.滑动变阻器允许接入的最小电阻为0 Ω
答案
C 解析:由图甲可知,定值电阻 $R_1$ 与变阻器 $R_2$ 串联,电压表测变阻器 $R_2$ 两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片 $P$ 从 $a$ 点移到 $b$ 点的过程中,由图乙可知,电路电流增大,定值电阻 $R_1$ 阻值不变,根据 $P=I^2R$ 可知,$R_1$ 消耗的功率增大,选项 A 错误;当滑片 $P$ 在 $a$ 点时,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电源电压为 $U=U_{1a}+U_{2a}=I_aR_1+U_{2a}=0.3\ \mathrm{A}× R_1+9\ \mathrm{V}$ ①,当滑片 $P$ 在 $b$ 点时,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电源电压为 $U=U_{1b}+U_{2b}=I_bR_1+U_{2b}=0.4\ \mathrm{A}× R_1+6\ \mathrm{V}$ ②,联立①②解得:$U=18\ \mathrm{V}$,$R_1=30\ \Omega$,选项 C 正确,B 错误;当变阻器连入电路的电阻变小时,电路的总电阻变小,电流变大,由于滑动变阻器 $R_2$ 标有“90 Ω 0.5 A”的字样,电流表的量程为 0~0.6 A,故电路中允许的最大电流为 0.5 A,当电路的电流最大时,变阻器接入电路的电阻最小,根据欧姆定律可得,此时电路的总电阻为 $R_{\mathrm{总}}=\frac{U}{I_{\mathrm{大}}}=\frac{18\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=36\ \Omega$,滑动变阻器允许接入的最小电阻为 $R_{2\mathrm{小}}=R_{\mathrm{总}}-R_1=36\ \Omega-30\ \Omega=6\ \Omega$,选项 D 错误。
解析
【分析】
首先明确电路为R₁与R₂串联，电压表测R₂两端电压，电流表测电路电流。滑片从a到b时，滑动变阻器接入电阻减小，电路电流增大，R₂两端电压减小，对应图乙中a（I=0.3A，U₂=9V）、b（I=0.4A，U₂=6V）两点。根据串联电路电源电压不变，利用欧姆定律和电压规律，对a、b两点列电源电压的表达式，联立求解可得R₁阻值和电源电压；再结合滑动变阻器额定电流、电流表量程确定电路最大电流，进而判断滑动变阻器最小接入电阻，逐一分析选项。
【解析】
1. 电路分析：由图甲可知，定值电阻R₁与滑动变阻器R₂串联，电压表测R₂两端电压，电流表测串联电路的电流。
2. 求R₁和电源电压：
当滑片在a点时，电路电流Iₐ=0.3A，R₂两端电压U₂ₐ=9V；当滑片在b点时，电路电流Iᵦ=0.4A，R₂两端电压U₂ᵦ=6V。
串联电路总电压等于各部分电压之和，电源电压U不变，因此：
U = IₐR₁ + U₂ₐ = 0.3A×R₁ + 9V ①
U = IᵦR₁ + U₂ᵦ = 0.4A×R₁ + 6V ②
联立①②，解得：R₁=30Ω，U=18V。
3. 分析选项：
选项A：滑片移动过程中，电路电流I增大，R₁阻值不变，根据电功率公式P=I²R₁，可知R₁消耗的功率增大，A错误。
选项B：由上述计算得R₁=30Ω，不是20Ω，B错误。
选项C：电源电压U=18V，计算结果正确，C正确。
选项D：滑动变阻器额定电流为0.5A，电流表量程为0~0.6A，因此电路允许的最大电流I大=0.5A。此时电路总电阻R总=U/I大=18V/0.5A=36Ω，滑动变阻器接入的最小电阻R₂小=R总 - R₁=36Ω -30Ω=6Ω，不是0Ω，D错误。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题综合考查串联电路特点、欧姆定律和电功率的应用，核心是利用电源电压不变建立方程求解定值电阻和电源电压，同时需注意滑动变阻器和电流表的量程限制，判断电路最大电流是易错点，需仔细分析。
【难度系数】
0.6
首先明确电路为R₁与R₂串联，电压表测R₂两端电压，电流表测电路电流。滑片从a到b时，滑动变阻器接入电阻减小，电路电流增大，R₂两端电压减小，对应图乙中a（I=0.3A，U₂=9V）、b（I=0.4A，U₂=6V）两点。根据串联电路电源电压不变，利用欧姆定律和电压规律，对a、b两点列电源电压的表达式，联立求解可得R₁阻值和电源电压；再结合滑动变阻器额定电流、电流表量程确定电路最大电流，进而判断滑动变阻器最小接入电阻，逐一分析选项。
【解析】
1. 电路分析：由图甲可知，定值电阻R₁与滑动变阻器R₂串联，电压表测R₂两端电压，电流表测串联电路的电流。
2. 求R₁和电源电压：
当滑片在a点时，电路电流Iₐ=0.3A，R₂两端电压U₂ₐ=9V；当滑片在b点时，电路电流Iᵦ=0.4A，R₂两端电压U₂ᵦ=6V。
串联电路总电压等于各部分电压之和，电源电压U不变，因此：
U = IₐR₁ + U₂ₐ = 0.3A×R₁ + 9V ①
U = IᵦR₁ + U₂ᵦ = 0.4A×R₁ + 6V ②
联立①②，解得：R₁=30Ω，U=18V。
3. 分析选项：
选项A：滑片移动过程中，电路电流I增大，R₁阻值不变，根据电功率公式P=I²R₁，可知R₁消耗的功率增大，A错误。
选项B：由上述计算得R₁=30Ω，不是20Ω，B错误。
选项C：电源电压U=18V，计算结果正确，C正确。
选项D：滑动变阻器额定电流为0.5A，电流表量程为0~0.6A，因此电路允许的最大电流I大=0.5A。此时电路总电阻R总=U/I大=18V/0.5A=36Ω，滑动变阻器接入的最小电阻R₂小=R总 - R₁=36Ω -30Ω=6Ω，不是0Ω，D错误。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题综合考查串联电路特点、欧姆定律和电功率的应用，核心是利用电源电压不变建立方程求解定值电阻和电源电压，同时需注意滑动变阻器和电流表的量程限制，判断电路最大电流是易错点，需仔细分析。
【难度系数】
0.6
