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6. 如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻$R_0=10\ \Omega$.闭合开关S,在保证电路安全的前提下，将滑动变阻器的滑片P从最右端开始最大限度地向左端调节，两电压表示数与电流表示数变化的图像如图乙所示.下列说法正确的是 (
A.电源电压为3 V
B.AB图线对应的是电压表V₁示数变化
C.滑动变阻器的最大阻值为40 $\Omega$
D.电路消耗的最大功率为1.8 W
D
)A.电源电压为3 V
B.AB图线对应的是电压表V₁示数变化
C.滑动变阻器的最大阻值为40 $\Omega$
D.电路消耗的最大功率为1.8 W
答案
D
解析
【分析】
首先明确电路为定值电阻$R_0$与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，$V_1$测$R_0$两端电压，$V_2$测滑动变阻器两端电压。当滑片左移时，滑动变阻器电阻减小，电路电流增大：$R_0$是定值电阻，其电压随电流增大而增大，对应图乙中AC图线；滑动变阻器电压随电流增大而减小，对应图乙中AB图线。接下来结合欧姆定律、串联电路规律逐一分析选项：
分析A选项：通过电流和$R_0$的阻值计算不同电流下$R_0$的电压，结合串联电路电压规律求电源电压；
分析B选项：根据电压表示数随电流的变化趋势，判断图线对应的电压表；
分析C选项：滑片在最右端时滑动变阻器电阻最大，此时电流最小，结合欧姆定律计算最大阻值；
分析D选项：电路最大功率出现在电流最大时，利用$P=UI$计算。
【解析】
1. 判断图线对应的电压表：
滑片左移，滑动变阻器电阻减小，电流增大。$R_0$两端电压$U_0=IR_0$，随电流增大而增大，故AC图线对应$V_1$；滑动变阻器两端电压$U_{滑}=U-U_0$，随电流增大而减小，故AB图线对应$V_2$，因此B选项错误。
2. 计算电源电压：
当电流$I_1=0.3A$时，$R_0$两端电压：
$U_{01}=I_1R_0=0.3A×10\ \Omega=3V$
由AB图线可知，此时滑动变阻器两端电压$U_{滑1}=3V$，根据串联电路电压规律，电源电压：
$U=U_{01}+U_{滑1}=3V+3V=6V$
因此A选项错误。
3. 计算滑动变阻器最大阻值：
当滑片在最右端时，滑动变阻器电阻最大，此时电流$I_2=0.1A$，由AB图线可知滑动变阻器两端电压$U_{滑2}=5V$，根据欧姆定律：
$R_{滑最大}=\frac{U_{滑2}}{I_2}=\frac{5V}{0.1A}=50\ \Omega$
因此C选项错误。
4. 计算电路最大功率：
电路最大电流$I_1=0.3A$，电源电压$U=6V$，根据$P=UI$，电路最大功率：
$P_{最大}=UI_1=6V×0.3A=1.8W$
因此D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题考查串联电路规律、欧姆定律和电功率的综合应用，关键是准确判断图线对应的电压表，结合图像获取电流与电压的对应值，利用电学公式推导计算，对分析图像和运用公式的能力要求较高。
【难度系数】
0.4
首先明确电路为定值电阻$R_0$与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，$V_1$测$R_0$两端电压，$V_2$测滑动变阻器两端电压。当滑片左移时，滑动变阻器电阻减小，电路电流增大：$R_0$是定值电阻，其电压随电流增大而增大，对应图乙中AC图线；滑动变阻器电压随电流增大而减小，对应图乙中AB图线。接下来结合欧姆定律、串联电路规律逐一分析选项：
分析A选项：通过电流和$R_0$的阻值计算不同电流下$R_0$的电压，结合串联电路电压规律求电源电压；
分析B选项：根据电压表示数随电流的变化趋势，判断图线对应的电压表；
分析C选项：滑片在最右端时滑动变阻器电阻最大，此时电流最小，结合欧姆定律计算最大阻值；
分析D选项：电路最大功率出现在电流最大时，利用$P=UI$计算。
【解析】
1. 判断图线对应的电压表：
滑片左移，滑动变阻器电阻减小，电流增大。$R_0$两端电压$U_0=IR_0$，随电流增大而增大，故AC图线对应$V_1$；滑动变阻器两端电压$U_{滑}=U-U_0$，随电流增大而减小，故AB图线对应$V_2$，因此B选项错误。
2. 计算电源电压：
当电流$I_1=0.3A$时，$R_0$两端电压：
$U_{01}=I_1R_0=0.3A×10\ \Omega=3V$
由AB图线可知，此时滑动变阻器两端电压$U_{滑1}=3V$，根据串联电路电压规律，电源电压：
$U=U_{01}+U_{滑1}=3V+3V=6V$
因此A选项错误。
3. 计算滑动变阻器最大阻值：
当滑片在最右端时，滑动变阻器电阻最大，此时电流$I_2=0.1A$，由AB图线可知滑动变阻器两端电压$U_{滑2}=5V$，根据欧姆定律：
$R_{滑最大}=\frac{U_{滑2}}{I_2}=\frac{5V}{0.1A}=50\ \Omega$
因此C选项错误。
4. 计算电路最大功率：
电路最大电流$I_1=0.3A$，电源电压$U=6V$，根据$P=UI$，电路最大功率：
$P_{最大}=UI_1=6V×0.3A=1.8W$
因此D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题考查串联电路规律、欧姆定律和电功率的综合应用，关键是准确判断图线对应的电压表，结合图像获取电流与电压的对应值，利用电学公式推导计算，对分析图像和运用公式的能力要求较高。
【难度系数】
0.4
7. 在如图甲所示的电路中，电源电压不变，$R$的阻值为$8\ \Omega$，灯泡L的电流随电压变化的关系如图乙所示.闭合开关，灯泡L两端的电压为8 V.求：
(1)电源电压.
(2)将图甲中的$R$换成和L一样的灯泡，10 s内一个灯泡消耗的电能.
(3)将图甲中$R$和L由串联改为并联，整个电路的电功率.
(1)电源电压.
(2)将图甲中的$R$换成和L一样的灯泡，10 s内一个灯泡消耗的电能.
(3)将图甲中$R$和L由串联改为并联，整个电路的电功率.
答案
(1) 解：由图乙可知，当灯泡L两端电压为8V时，电路电流为0.5A。
串联电路中电流处处相等，因此通过电阻 R 的电流 I = 0.5A ，
电阻 R 两端的电压$ U_R = IR = 0.5A × 8\Omega = 4V $，
电源电压 U = U_L + U_R = 8V + 4V = 12V 。
(2) 解：将 R 换成和L一样的灯泡，两灯泡串联，电源电压为12V，因此每个灯泡两端电压为$ U' = \frac{12V}{2} = 6V $。
由图乙可知，当灯泡两端电压为6V时，电流为0.45A，
10s内一个灯泡消耗的电能 W = U'It = 6V × 0.45A × 10s = 27J 。
(3) 解：将 R 和L由串联改为并联，灯泡两端电压等于电源电压12V，
由图乙可知，当电压为12V时，通过一个灯泡的电流为0.55A，
电路总电流$ I_{总} = 0.55A × 2 = 1.1A $，
整个电路的电功率$ P = UI_{总} = 12V × 1.1A = 25.2W $。
串联电路中电流处处相等，因此通过电阻 R 的电流 I = 0.5A ，
电阻 R 两端的电压$ U_R = IR = 0.5A × 8\Omega = 4V $，
电源电压 U = U_L + U_R = 8V + 4V = 12V 。
(2) 解：将 R 换成和L一样的灯泡，两灯泡串联，电源电压为12V，因此每个灯泡两端电压为$ U' = \frac{12V}{2} = 6V $。
由图乙可知，当灯泡两端电压为6V时，电流为0.45A，
10s内一个灯泡消耗的电能 W = U'It = 6V × 0.45A × 10s = 27J 。
(3) 解：将 R 和L由串联改为并联，灯泡两端电压等于电源电压12V，
由图乙可知，当电压为12V时，通过一个灯泡的电流为0.55A，
电路总电流$ I_{总} = 0.55A × 2 = 1.1A $，
整个电路的电功率$ P = UI_{总} = 12V × 1.1A = 25.2W $。
解析
【分析】
1. 第一问：电路为R与L串联，已知灯泡两端电压为8V，先从图乙找到对应电流，利用串联电流相等得到通过R的电流，再用欧姆定律计算R的电压，最后根据串联电压规律求出电源电压。
2. 第二问：将R换成相同灯泡后，两灯串联，电源电压不变，根据串联分压得到每个灯泡的电压，从图乙找到对应电流，再用$W=UIt$计算电能。
3. 第三问：R和L改为并联后，灯泡电压等于电源电压，从图乙找到对应电流，利用并联电流规律得到总电流，再用$P=UI$计算总功率。
【解析】
(1) 由图乙可知，当$U_L=8V$时，通过灯泡的电流$I=0.5A$。
因为R与L串联，串联电路中电流处处相等，所以通过R的电流$I_R=I=0.5A$。
根据欧姆定律$U=IR$，可得R两端的电压：
$U_R=I_R R=0.5A×8\Omega=4V$。
根据串联电路电压规律$U=U_L+U_R$，电源电压：
$U=8V+4V=12V$。
(2) 将R换成和L一样的灯泡，两灯泡串联，电源电压$U=12V$，根据串联电路分压特点，每个灯泡两端的电压：
$U'=\frac{U}{2}=\frac{12V}{2}=6V$。
由图乙可知，当$U'=6V$时，通过灯泡的电流$I'=0.45A$。
根据电功公式$W=UIt$，10s内一个灯泡消耗的电能：
$W=U'I't=6V×0.45A×10s=27J$。
(3) 将R和L改为并联，并联电路中各支路两端电压等于电源电压，所以灯泡两端电压$U''=U=12V$。
由图乙可知，当$U''=12V$时，通过一个灯泡的电流$I''=0.55A$。
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以电路总电流：
$I_{总}=2I''=2×0.55A=1.1A$。
根据电功率公式$P=UI$，整个电路的电功率：
$P=U I_{总}=12V×1.1A=25.2W$。
【答案】
(1) 电源电压为12V；
(2) 10s内一个灯泡消耗的电能为27J；
(3) 整个电路的电功率为25.2W。
【知识点】
串联并联电路规律、电功与电功率计算
【点评】
本题结合灯泡的I-U图像，综合考查串并联电路的电流电压规律、欧姆定律、电功和电功率公式的应用，需注意灯泡电阻随温度变化，要从图像获取对应电压下的电流进行计算。
【难度系数】
0.6
1. 第一问：电路为R与L串联，已知灯泡两端电压为8V，先从图乙找到对应电流，利用串联电流相等得到通过R的电流，再用欧姆定律计算R的电压，最后根据串联电压规律求出电源电压。
2. 第二问：将R换成相同灯泡后，两灯串联，电源电压不变，根据串联分压得到每个灯泡的电压，从图乙找到对应电流，再用$W=UIt$计算电能。
3. 第三问：R和L改为并联后，灯泡电压等于电源电压，从图乙找到对应电流，利用并联电流规律得到总电流，再用$P=UI$计算总功率。
【解析】
(1) 由图乙可知，当$U_L=8V$时，通过灯泡的电流$I=0.5A$。
因为R与L串联，串联电路中电流处处相等，所以通过R的电流$I_R=I=0.5A$。
根据欧姆定律$U=IR$，可得R两端的电压：
$U_R=I_R R=0.5A×8\Omega=4V$。
根据串联电路电压规律$U=U_L+U_R$，电源电压：
$U=8V+4V=12V$。
(2) 将R换成和L一样的灯泡，两灯泡串联，电源电压$U=12V$，根据串联电路分压特点，每个灯泡两端的电压：
$U'=\frac{U}{2}=\frac{12V}{2}=6V$。
由图乙可知，当$U'=6V$时，通过灯泡的电流$I'=0.45A$。
根据电功公式$W=UIt$，10s内一个灯泡消耗的电能：
$W=U'I't=6V×0.45A×10s=27J$。
(3) 将R和L改为并联，并联电路中各支路两端电压等于电源电压，所以灯泡两端电压$U''=U=12V$。
由图乙可知，当$U''=12V$时，通过一个灯泡的电流$I''=0.55A$。
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以电路总电流：
$I_{总}=2I''=2×0.55A=1.1A$。
根据电功率公式$P=UI$，整个电路的电功率：
$P=U I_{总}=12V×1.1A=25.2W$。
【答案】
(1) 电源电压为12V；
(2) 10s内一个灯泡消耗的电能为27J；
(3) 整个电路的电功率为25.2W。
【知识点】
串联并联电路规律、电功与电功率计算
【点评】
本题结合灯泡的I-U图像，综合考查串并联电路的电流电压规律、欧姆定律、电功和电功率公式的应用，需注意灯泡电阻随温度变化，要从图像获取对应电压下的电流进行计算。
【难度系数】
0.6
8. 图甲是小灯泡L和电阻$R$的电流随电压变化的图像，将它们按图乙所示接入电路中.只闭合开关S，小灯泡的实际功率为1 W；再闭合开关$S_1$，电流表示数变化了
0.2
A，此时电路消耗的总功率为1.4
W.答案
0.2
1.4
1.4
解析
【分析】
首先，图乙电路中，只闭合S时，电路为小灯泡L的简单电路，已知其实际功率为1W，需从图甲中找到满足$P=UI=1W$的电压和电流值，以此确定电源电压。再闭合$S_1$后，R与L并联，电源电压不变，根据图甲找到电阻R在该电压下的电流，电流表示数的变化量即为R的电流；最后根据并联电路电流规律求出干路总电流，利用$P=UI$计算电路总功率。
【解析】
1. 只闭合开关S时，电路为L的简单电路，小灯泡实际功率为1W。
由图甲可知，当小灯泡两端电压$U=2V$，通过的电流$I_L=0.5A$时，$P_L=UI_L=2V×0.5A=1W$，符合题意，因此电源电压$U=2V$。
2. 再闭合开关$S_1$，R与L并联，电源电压仍为2V。
由图甲可知，电压为2V时，通过电阻R的电流$I_R=0.2A$，由于并联电路干路电流的增加量等于支路R的电流，所以电流表示数变化了0.2A。
3. 此时干路总电流$I=I_L+I_R=0.5A+0.2A=0.7A$，
电路消耗的总功率$P=UI=2V×0.7A=1.4W$。
【答案】
0.2；1.4
【知识点】
并联电路特点；电功率计算；I-U图像应用
【点评】
本题结合I-U图像考查并联电路规律与电功率计算，关键是从图像中提取有效信息确定电源电压，需熟练掌握并联电路的电流电压规律及电功率公式的应用。
【难度系数】
0.6
首先，图乙电路中，只闭合S时，电路为小灯泡L的简单电路，已知其实际功率为1W，需从图甲中找到满足$P=UI=1W$的电压和电流值，以此确定电源电压。再闭合$S_1$后，R与L并联，电源电压不变，根据图甲找到电阻R在该电压下的电流，电流表示数的变化量即为R的电流；最后根据并联电路电流规律求出干路总电流，利用$P=UI$计算电路总功率。
【解析】
1. 只闭合开关S时，电路为L的简单电路，小灯泡实际功率为1W。
由图甲可知，当小灯泡两端电压$U=2V$，通过的电流$I_L=0.5A$时，$P_L=UI_L=2V×0.5A=1W$，符合题意，因此电源电压$U=2V$。
2. 再闭合开关$S_1$，R与L并联，电源电压仍为2V。
由图甲可知，电压为2V时，通过电阻R的电流$I_R=0.2A$，由于并联电路干路电流的增加量等于支路R的电流，所以电流表示数变化了0.2A。
3. 此时干路总电流$I=I_L+I_R=0.5A+0.2A=0.7A$，
电路消耗的总功率$P=UI=2V×0.7A=1.4W$。
【答案】
0.2；1.4
【知识点】
并联电路特点；电功率计算；I-U图像应用
【点评】
本题结合I-U图像考查并联电路规律与电功率计算，关键是从图像中提取有效信息确定电源电压，需熟练掌握并联电路的电流电压规律及电功率公式的应用。
【难度系数】
0.6
