1.如图所示的电路中,R是定值电阻,灯泡$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$上分别标有“8 V 8 W”和“6 V 9 W”字样,电源电压$U=6\ \mathrm{V}$不变。只闭合开关$\mathrm{S}_3$时,电路消耗的总功率为3 W。开关都闭合时(忽略灯丝电阻变化)(

A.$\mathrm{L}_2$正常发光
B.通过电阻$R$的电流是0.75 A
C.电路消耗的总功率为12 W
D.$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$、$R$并联
B
)A.$\mathrm{L}_2$正常发光
B.通过电阻$R$的电流是0.75 A
C.电路消耗的总功率为12 W
D.$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$、$R$并联
答案
1.B
解析
【分析】
首先计算两个灯泡的电阻,再分析只闭合$\mathrm{S}_3$时的串联电路,求出定值电阻$R$的阻值;接着分析开关都闭合时的电路结构,计算各选项对应的物理量,逐一判断选项。步骤如下:1. 根据额定电压和额定功率,计算$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$的电阻;2. 分析只闭合$\mathrm{S}_3$时的串联电路,利用总功率求出总电阻,进而得到$R$的阻值;3. 分析开关都闭合时的电路,明确元件连接方式,计算对应物理量判断选项。
【解析】
1. 计算灯泡电阻:
由$P=\frac{U^2}{R}$,得$\mathrm{L}_1$的电阻:$R_1=\frac{U_{1额}^2}{P_{1额}}=\frac{(8\ \mathrm{V})^2}{8\ \mathrm{W}}=8\ \Omega$;
$\mathrm{L}_2$的电阻:$R_2=\frac{U_{2额}^2}{P_{2额}}=\frac{(6\ \mathrm{V})^2}{9\ \mathrm{W}}=4\ \Omega$。
2. 只闭合$\mathrm{S}_3$时,$\mathrm{R}$与$\mathrm{L}_2$串联,电源电压$U=6\ \mathrm{V}$,总功率$P=3\ \mathrm{W}$,由$P=\frac{U^2}{R}$得总电阻:
$R_{总}=\frac{U^2}{P}=\frac{(6\ \mathrm{V})^2}{3\ \mathrm{W}}=12\ \Omega$,
因此定值电阻$R=R_{总}-R_2=12\ \Omega -4\ \Omega=8\ \Omega$。
3. 开关都闭合时,$\mathrm{S}_2$闭合使$\mathrm{L}_2$短路,$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$闭合,$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{R}$并联在电源两端:
选项A:$\mathrm{L}_2$被短路,两端电压为0,无法正常发光,A错误;
选项B:$\mathrm{R}$两端电压等于电源电压$6\ \mathrm{V}$,通过$\mathrm{R}$的电流$I_R=\frac{U}{R}=\frac{6\ \mathrm{V}}{8\ \Omega}=0.75\ \mathrm{A}$,B正确;
选项C:$\mathrm{L}_1$的功率$P_1=\frac{U^2}{R_1}=\frac{(6\ \mathrm{V})^2}{8\ \Omega}=4.5\ \mathrm{W}$,$\mathrm{R}$的功率$P_R=\frac{U^2}{R}=4.5\ \mathrm{W}$,总功率$P_{总}=4.5\ \mathrm{W}+4.5\ \mathrm{W}=9\ \mathrm{W}≠12\ \mathrm{W}$,C错误;
选项D:$\mathrm{L}_2$被短路,未接入电路,不是三者并联,D错误。
【答案】
B
【知识点】
电功率计算、串并联电路分析、欧姆定律应用
【点评】
本题考查电路分析与电功率计算,关键是明确开关通断时的电路结构,先计算定值电阻阻值,再逐一分析选项,需注意短路情况的判断,避免出错。
【难度系数】
0.5
首先计算两个灯泡的电阻,再分析只闭合$\mathrm{S}_3$时的串联电路,求出定值电阻$R$的阻值;接着分析开关都闭合时的电路结构,计算各选项对应的物理量,逐一判断选项。步骤如下:1. 根据额定电压和额定功率,计算$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$的电阻;2. 分析只闭合$\mathrm{S}_3$时的串联电路,利用总功率求出总电阻,进而得到$R$的阻值;3. 分析开关都闭合时的电路,明确元件连接方式,计算对应物理量判断选项。
【解析】
1. 计算灯泡电阻:
由$P=\frac{U^2}{R}$,得$\mathrm{L}_1$的电阻:$R_1=\frac{U_{1额}^2}{P_{1额}}=\frac{(8\ \mathrm{V})^2}{8\ \mathrm{W}}=8\ \Omega$;
$\mathrm{L}_2$的电阻:$R_2=\frac{U_{2额}^2}{P_{2额}}=\frac{(6\ \mathrm{V})^2}{9\ \mathrm{W}}=4\ \Omega$。
2. 只闭合$\mathrm{S}_3$时,$\mathrm{R}$与$\mathrm{L}_2$串联,电源电压$U=6\ \mathrm{V}$,总功率$P=3\ \mathrm{W}$,由$P=\frac{U^2}{R}$得总电阻:
$R_{总}=\frac{U^2}{P}=\frac{(6\ \mathrm{V})^2}{3\ \mathrm{W}}=12\ \Omega$,
因此定值电阻$R=R_{总}-R_2=12\ \Omega -4\ \Omega=8\ \Omega$。
3. 开关都闭合时,$\mathrm{S}_2$闭合使$\mathrm{L}_2$短路,$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$闭合,$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{R}$并联在电源两端:
选项A:$\mathrm{L}_2$被短路,两端电压为0,无法正常发光,A错误;
选项B:$\mathrm{R}$两端电压等于电源电压$6\ \mathrm{V}$,通过$\mathrm{R}$的电流$I_R=\frac{U}{R}=\frac{6\ \mathrm{V}}{8\ \Omega}=0.75\ \mathrm{A}$,B正确;
选项C:$\mathrm{L}_1$的功率$P_1=\frac{U^2}{R_1}=\frac{(6\ \mathrm{V})^2}{8\ \Omega}=4.5\ \mathrm{W}$,$\mathrm{R}$的功率$P_R=\frac{U^2}{R}=4.5\ \mathrm{W}$,总功率$P_{总}=4.5\ \mathrm{W}+4.5\ \mathrm{W}=9\ \mathrm{W}≠12\ \mathrm{W}$,C错误;
选项D:$\mathrm{L}_2$被短路,未接入电路,不是三者并联,D错误。
【答案】
B
【知识点】
电功率计算、串并联电路分析、欧姆定律应用
【点评】
本题考查电路分析与电功率计算,关键是明确开关通断时的电路结构,先计算定值电阻阻值,再逐一分析选项,需注意短路情况的判断,避免出错。
【难度系数】
0.5
2.如图所示的电路,电源电压不变,灯泡L上标有“6 V 3 W”字样,$R_1$、$R_2$为定值电阻。S闭合,$S_1$和$S_2$断开时,L正常发光,L和$R_1$的功率之比为$3:1$;当开关都闭合时,$R_1$和$R_2$的功率之比为$4:1$。下列判断错误的是(

A.电源电压为8 V
B.灯泡L正常发光时的电阻为$12\ \Omega$
C.$R_1=4\ \Omega$
D.开关都闭合时,$R_2$的功率是16 W
D
)A.电源电压为8 V
B.灯泡L正常发光时的电阻为$12\ \Omega$
C.$R_1=4\ \Omega$
D.开关都闭合时,$R_2$的功率是16 W
答案
2.D
解析
【分析】
首先明确不同开关状态下的电路连接方式:当S闭合、S₁和S₂断开时,灯泡L与R₁串联,此时L正常发光,可利用灯泡额定参数计算其电阻和额定电流;结合串联电路功率与电阻的关系求出R₁的阻值,再根据串联电路电压规律算出电源电压;当开关都闭合时,灯泡L被短路,R₁与R₂并联,利用并联电路功率与电阻的关系求出R₂的阻值,进而计算R₂的功率,最终判断各选项正误。
【解析】
1. 计算灯泡L的额定参数:
灯泡L标有“6 V 3 W”,根据公式 $ P = \frac{U^2}{R} $,得灯泡正常发光时的电阻:
$ R_L = \frac{U_{额}^2}{P_{额}} = \frac{(6\ \mathrm{V})^2}{3\ \mathrm{W}} = 12\ \Omega $,故B选项正确。
灯泡正常发光时的电流:$ I_{额} = \frac{P_{额}}{U_{额}} = \frac{3\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}} = 0.5\ \mathrm{A} $。
2. 分析S闭合、S₁和S₂断开时的串联电路:
此时L与R₁串联,串联电路电流处处相等,功率 $ P = I^2R $,因此功率比 $ \frac{P_L}{P_{R1}} = \frac{R_L}{R_1} = \frac{3}{1} $,代入 $ R_L=12\ \Omega $,得 $ \frac{12\ \Omega}{R_1} = 3 $,解得 $ R_1 = 4\ \Omega $,故C选项正确。
串联电路总电压等于各部分电压之和,电源电压 $ U = I_{额}(R_L + R_1) = 0.5\ \mathrm{A} × (12\ \Omega + 4\ \Omega) = 8\ \mathrm{V} $,故A选项正确。
3. 分析开关都闭合时的并联电路:
此时S₁闭合,灯泡L被短路,R₁与R₂并联,并联电路各支路电压等于电源电压。功率 $ P = \frac{U^2}{R} $,因此功率比 $ \frac{P_{R1}}{P_{R2}} = \frac{R_2}{R_1} = \frac{4}{1} $,代入 $ R_1=4\ \Omega $,得 $ R_2 = 16\ \Omega $。
R₂的功率:$ P_{R2} = \frac{U^2}{R_2} = \frac{(8\ \mathrm{V})^2}{16\ \Omega} = 4\ \mathrm{W} ≠ 16\ \mathrm{W} $,故D选项错误。
【答案】
D
【知识点】
电功率计算、串联电路规律、并联电路规律
【点评】
本题考查电路分析与电功率的综合计算,关键是明确不同开关状态下的电路连接方式,熟练运用电功率公式和串并联电路特点推导计算,属于中等难度的电路题。
【难度系数】
0.5
首先明确不同开关状态下的电路连接方式:当S闭合、S₁和S₂断开时,灯泡L与R₁串联,此时L正常发光,可利用灯泡额定参数计算其电阻和额定电流;结合串联电路功率与电阻的关系求出R₁的阻值,再根据串联电路电压规律算出电源电压;当开关都闭合时,灯泡L被短路,R₁与R₂并联,利用并联电路功率与电阻的关系求出R₂的阻值,进而计算R₂的功率,最终判断各选项正误。
【解析】
1. 计算灯泡L的额定参数:
灯泡L标有“6 V 3 W”,根据公式 $ P = \frac{U^2}{R} $,得灯泡正常发光时的电阻:
$ R_L = \frac{U_{额}^2}{P_{额}} = \frac{(6\ \mathrm{V})^2}{3\ \mathrm{W}} = 12\ \Omega $,故B选项正确。
灯泡正常发光时的电流:$ I_{额} = \frac{P_{额}}{U_{额}} = \frac{3\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}} = 0.5\ \mathrm{A} $。
2. 分析S闭合、S₁和S₂断开时的串联电路:
此时L与R₁串联,串联电路电流处处相等,功率 $ P = I^2R $,因此功率比 $ \frac{P_L}{P_{R1}} = \frac{R_L}{R_1} = \frac{3}{1} $,代入 $ R_L=12\ \Omega $,得 $ \frac{12\ \Omega}{R_1} = 3 $,解得 $ R_1 = 4\ \Omega $,故C选项正确。
串联电路总电压等于各部分电压之和,电源电压 $ U = I_{额}(R_L + R_1) = 0.5\ \mathrm{A} × (12\ \Omega + 4\ \Omega) = 8\ \mathrm{V} $,故A选项正确。
3. 分析开关都闭合时的并联电路:
此时S₁闭合,灯泡L被短路,R₁与R₂并联,并联电路各支路电压等于电源电压。功率 $ P = \frac{U^2}{R} $,因此功率比 $ \frac{P_{R1}}{P_{R2}} = \frac{R_2}{R_1} = \frac{4}{1} $,代入 $ R_1=4\ \Omega $,得 $ R_2 = 16\ \Omega $。
R₂的功率:$ P_{R2} = \frac{U^2}{R_2} = \frac{(8\ \mathrm{V})^2}{16\ \Omega} = 4\ \mathrm{W} ≠ 16\ \mathrm{W} $,故D选项错误。
【答案】
D
【知识点】
电功率计算、串联电路规律、并联电路规律
【点评】
本题考查电路分析与电功率的综合计算,关键是明确不同开关状态下的电路连接方式,熟练运用电功率公式和串并联电路特点推导计算,属于中等难度的电路题。
【难度系数】
0.5
3.新考法 如图所示的电路中,灯泡$\mathrm{L}_{1}$、$\mathrm{L}_{2}$上分别标有“9 V 6 W”“6 V 6 W”字样,电源电压保持不变,当开关$\mathrm{S}_{1}$闭合,$\mathrm{S}_{2}$无论接$a$还是$b$,都能使其中一个灯正常发光,则(

A.两灯正常发光时,$\mathrm{L}_{1}$更亮
B.两灯正常发光时的电阻相等
相等
C.电源电压为15 V
D.电阻$R$的阻值为$13.5\ \Omega$
C
)A.两灯正常发光时,$\mathrm{L}_{1}$更亮
B.两灯正常发光时的电阻相等
相等
C.电源电压为15 V
D.电阻$R$的阻值为$13.5\ \Omega$
答案
3.C
解析
【分析】
要解决此题,需先明确两灯泡的额定参数,再结合串联电路的特点,根据“开关$\mathrm{S}_{2}$接$a$或$b$时都能使其中一个灯正常发光”的条件,分两种状态建立等式求解电源电压和电阻$R$,最后逐一判断选项正误。
【解析】
1. 计算两灯正常发光时的电流和电阻:
对$\mathrm{L}_{1}$:额定电压$U_1=9\ \mathrm{V}$,额定功率$P_1=6\ \mathrm{W}$,正常发光电流$I_1=\frac{P_1}{U_1}=\frac{6\ \mathrm{W}}{9\ \mathrm{V}}=\frac{2}{3}\ \mathrm{A}$,电阻$R_1=\frac{U_1^2}{P_1}=\frac{(9\ \mathrm{V})^2}{6\ \mathrm{W}}=13.5\ \Omega$;
对$\mathrm{L}_{2}$:额定电压$U_2=6\ \mathrm{V}$,额定功率$P_2=6\ \mathrm{W}$,正常发光电流$I_2=\frac{P_2}{U_2}=\frac{6\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}}=1\ \mathrm{A}$,电阻$R_2=\frac{U_2^2}{P_2}=\frac{(6\ \mathrm{V})^2}{6\ \mathrm{W}}=6\ \Omega$。
2. 结合串联电路规律求电源电压和$R$:
当$\mathrm{S}_{1}$闭合、$\mathrm{S}_{2}$接$a$时,$R$与$\mathrm{L}_{1}$串联,$\mathrm{L}_{1}$正常发光,电源电压$U=I_1 R + U_1=\frac{2}{3}R +9$;
当$\mathrm{S}_{1}$闭合、$\mathrm{S}_{2}$接$b$时,$R$与$\mathrm{L}_{2}$串联,$\mathrm{L}_{2}$正常发光,电源电压$U=I_2 R + U_2=R +6$;
因电源电压不变,故$\frac{2}{3}R +9 = R +6$,解得$R=9\ \Omega$,代入得电源电压$U=1×9 +6=15\ \mathrm{V}$。
3. 判断选项:
A:两灯正常发光时功率均为6W,亮度相同,A错误;
B:两灯正常发光电阻为13.5Ω和6Ω,不相等,B错误;
C:电源电压为15V,C正确;
D:$R$阻值为9Ω,不是13.5Ω,D错误。
【答案】
C
【知识点】
电功率计算、串联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题结合开关切换的电路变化,利用串联电路电流、电压规律和电功率公式建立方程求解,需准确分析两种开关状态的电路连接,易错点是混淆灯泡正常发光的电流条件。
【难度系数】
0.5
要解决此题,需先明确两灯泡的额定参数,再结合串联电路的特点,根据“开关$\mathrm{S}_{2}$接$a$或$b$时都能使其中一个灯正常发光”的条件,分两种状态建立等式求解电源电压和电阻$R$,最后逐一判断选项正误。
【解析】
1. 计算两灯正常发光时的电流和电阻:
对$\mathrm{L}_{1}$:额定电压$U_1=9\ \mathrm{V}$,额定功率$P_1=6\ \mathrm{W}$,正常发光电流$I_1=\frac{P_1}{U_1}=\frac{6\ \mathrm{W}}{9\ \mathrm{V}}=\frac{2}{3}\ \mathrm{A}$,电阻$R_1=\frac{U_1^2}{P_1}=\frac{(9\ \mathrm{V})^2}{6\ \mathrm{W}}=13.5\ \Omega$;
对$\mathrm{L}_{2}$:额定电压$U_2=6\ \mathrm{V}$,额定功率$P_2=6\ \mathrm{W}$,正常发光电流$I_2=\frac{P_2}{U_2}=\frac{6\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}}=1\ \mathrm{A}$,电阻$R_2=\frac{U_2^2}{P_2}=\frac{(6\ \mathrm{V})^2}{6\ \mathrm{W}}=6\ \Omega$。
2. 结合串联电路规律求电源电压和$R$:
当$\mathrm{S}_{1}$闭合、$\mathrm{S}_{2}$接$a$时,$R$与$\mathrm{L}_{1}$串联,$\mathrm{L}_{1}$正常发光,电源电压$U=I_1 R + U_1=\frac{2}{3}R +9$;
当$\mathrm{S}_{1}$闭合、$\mathrm{S}_{2}$接$b$时,$R$与$\mathrm{L}_{2}$串联,$\mathrm{L}_{2}$正常发光,电源电压$U=I_2 R + U_2=R +6$;
因电源电压不变,故$\frac{2}{3}R +9 = R +6$,解得$R=9\ \Omega$,代入得电源电压$U=1×9 +6=15\ \mathrm{V}$。
3. 判断选项:
A:两灯正常发光时功率均为6W,亮度相同,A错误;
B:两灯正常发光电阻为13.5Ω和6Ω,不相等,B错误;
C:电源电压为15V,C正确;
D:$R$阻值为9Ω,不是13.5Ω,D错误。
【答案】
C
【知识点】
电功率计算、串联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题结合开关切换的电路变化,利用串联电路电流、电压规律和电功率公式建立方程求解,需准确分析两种开关状态的电路连接,易错点是混淆灯泡正常发光的电流条件。
【难度系数】
0.5
4. [2026合肥模拟改编]如图所示,电源两端电压不变,$R_1$是定值电阻,$R_2$是滑动变阻器。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向b端移动时,下列判断正确的是(

A.电流表A的示数变小,电压表$\mathrm{V}_1$的示数不变
B.电压表$\mathrm{V}_1$示数与电压表$\mathrm{V}_2$示数的比值变小
C.电压表$\mathrm{V}_2$的示数变大,电路消耗的总功率变大
D.电压表$\mathrm{V}_1$示数和电流表A示数的比值变大
B
)A.电流表A的示数变小,电压表$\mathrm{V}_1$的示数不变
B.电压表$\mathrm{V}_1$示数与电压表$\mathrm{V}_2$示数的比值变小
C.电压表$\mathrm{V}_2$的示数变大,电路消耗的总功率变大
D.电压表$\mathrm{V}_1$示数和电流表A示数的比值变大
答案
4.B
解析
【分析】
首先明确电路结构:R₁与R₂串联,电流表测电路中的电流;电压表V₁测定值电阻R₁两端的电压,电压表V₂测滑动变阻器R₂两端的电压。当滑片P向b端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻R₂变大,总电阻R总=R₁+R₂变大,电源电压U不变,根据欧姆定律I=U/R总,电路电流I变小;再结合串联电路电压规律和功率公式分析各电表示数变化及比值变化。
【解析】
1. 电路分析:R₁与R₂串联,电流表测串联电流,V₁测R₁电压,V₂测R₂电压,电源电压U保持不变。
2. 滑片移动对电流的影响:滑片P向b端移动,R₂接入电路的电阻变大,总电阻R总=R₁+R₂变大,由欧姆定律I=U/R总可知,电路电流I变小,即电流表示数变小。
3. 电压分析:定值电阻R₁的电压U₁=IR₁,因I变小、R₁不变,故U₁变小,即V₁示数变小;根据串联电路电压规律U=U₁+U₂,滑动变阻器的电压U₂=U-U₁,U不变、U₁变小,故U₂变大,即V₂示数变大。
4. 选项判断:
A选项:电流表示数变小,但V₁示数变小,A错误;
B选项:V₁与V₂的示数比值为U₁/U₂=(IR₁)/(IR₂)=R₁/R₂,R₂变大,该比值变小,B正确;
C选项:电路总功率P=UI,U不变、I变小,故总功率变小,C错误;
D选项:V₁示数与电流表示数的比值为U₁/I=R₁,R₁是定值,比值不变,D错误。
【答案】
B
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律应用、电功率计算
【点评】
本题为串联电路动态分析题,核心是明确各电表测量对象,结合欧姆定律和电路规律推导电表示数及比值变化,需注意串联电路的分压规律应用,难度中等。
【难度系数】
0.5
首先明确电路结构:R₁与R₂串联,电流表测电路中的电流;电压表V₁测定值电阻R₁两端的电压,电压表V₂测滑动变阻器R₂两端的电压。当滑片P向b端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻R₂变大,总电阻R总=R₁+R₂变大,电源电压U不变,根据欧姆定律I=U/R总,电路电流I变小;再结合串联电路电压规律和功率公式分析各电表示数变化及比值变化。
【解析】
1. 电路分析:R₁与R₂串联,电流表测串联电流,V₁测R₁电压,V₂测R₂电压,电源电压U保持不变。
2. 滑片移动对电流的影响:滑片P向b端移动,R₂接入电路的电阻变大,总电阻R总=R₁+R₂变大,由欧姆定律I=U/R总可知,电路电流I变小,即电流表示数变小。
3. 电压分析:定值电阻R₁的电压U₁=IR₁,因I变小、R₁不变,故U₁变小,即V₁示数变小;根据串联电路电压规律U=U₁+U₂,滑动变阻器的电压U₂=U-U₁,U不变、U₁变小,故U₂变大,即V₂示数变大。
4. 选项判断:
A选项:电流表示数变小,但V₁示数变小,A错误;
B选项:V₁与V₂的示数比值为U₁/U₂=(IR₁)/(IR₂)=R₁/R₂,R₂变大,该比值变小,B正确;
C选项:电路总功率P=UI,U不变、I变小,故总功率变小,C错误;
D选项:V₁示数与电流表示数的比值为U₁/I=R₁,R₁是定值,比值不变,D错误。
【答案】
B
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律应用、电功率计算
【点评】
本题为串联电路动态分析题,核心是明确各电表测量对象,结合欧姆定律和电路规律推导电表示数及比值变化,需注意串联电路的分压规律应用,难度中等。
【难度系数】
0.5
5.如图所示的电路中,电源电压恒为9 V,灯泡L上标有“6 V 6 W”字样,滑动变阻器标有“30 Ω 2 A”字样,下列说法正确的是 (

A.灯泡正常发光时的电阻为6 Ω
B.电路中的电流不超过2 A时,电路一定是安全的
C.当灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率为9 W
D.当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,小灯泡变亮
A
)A.灯泡正常发光时的电阻为6 Ω
B.电路中的电流不超过2 A时,电路一定是安全的
C.当灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率为9 W
D.当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,小灯泡变亮
答案
5.A
解析
【分析】
要判断各选项的正确性,需结合串联电路特点、电功率公式、欧姆定律逐一分析:先明确灯泡正常发光时的参数,再结合滑动变阻器的额定值、电路电流变化对灯泡亮度的影响等知识点,逐一验证每个选项的描述是否符合电学规律。
【解析】
选项A:灯泡正常发光时,额定电压$U_L=6\ \mathrm{V}$,额定功率$P_L=6\ \mathrm{W}$,根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$,可得灯泡正常发光时的电阻$R_L=\frac{U_L^2}{P_L}=\frac{(6\ \mathrm{V})^2}{6\ \mathrm{W}}=6\ \Omega$,该选项正确。
选项B:灯泡的额定电流$I_L=\frac{P_L}{U_L}=\frac{6\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}}=1\ \mathrm{A}$,滑动变阻器额定电流为$2\ \mathrm{A}$,电路安全的最大电流不能超过灯泡的额定电流(否则灯泡会烧坏),因此电路电流不超过$1\ \mathrm{A}$才安全,该选项错误。
选项C:灯泡正常发光时,电路电流$I=I_L=1\ \mathrm{A}$,滑动变阻器两端电压$U_R=U_{\mathrm{总}}-U_L=9\ \mathrm{V}-6\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$,滑动变阻器的电功率$P_R=U_R× I=3\ \mathrm{V}×1\ \mathrm{A}=3\ \mathrm{W}≠9\ \mathrm{W}$,该选项错误。
选项D:滑片$P$向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,电源电压不变,根据$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}$,电路电流变小;灯泡实际功率$P=I^2R_L$($R_L$为灯泡电阻,不变),电流变小则实际功率变小,小灯泡变暗,该选项错误。
【答案】
A
【知识点】
电功率计算、串联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题考查串联电路的电学规律应用,需结合电功率公式、欧姆定律分析各物理量的变化,易错点是忽略灯泡的额定电流,误将滑动变阻器额定电流作为电路最大电流,整体属于初中物理常规题型。
【难度系数】
0.5
要判断各选项的正确性,需结合串联电路特点、电功率公式、欧姆定律逐一分析:先明确灯泡正常发光时的参数,再结合滑动变阻器的额定值、电路电流变化对灯泡亮度的影响等知识点,逐一验证每个选项的描述是否符合电学规律。
【解析】
选项A:灯泡正常发光时,额定电压$U_L=6\ \mathrm{V}$,额定功率$P_L=6\ \mathrm{W}$,根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$,可得灯泡正常发光时的电阻$R_L=\frac{U_L^2}{P_L}=\frac{(6\ \mathrm{V})^2}{6\ \mathrm{W}}=6\ \Omega$,该选项正确。
选项B:灯泡的额定电流$I_L=\frac{P_L}{U_L}=\frac{6\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}}=1\ \mathrm{A}$,滑动变阻器额定电流为$2\ \mathrm{A}$,电路安全的最大电流不能超过灯泡的额定电流(否则灯泡会烧坏),因此电路电流不超过$1\ \mathrm{A}$才安全,该选项错误。
选项C:灯泡正常发光时,电路电流$I=I_L=1\ \mathrm{A}$,滑动变阻器两端电压$U_R=U_{\mathrm{总}}-U_L=9\ \mathrm{V}-6\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$,滑动变阻器的电功率$P_R=U_R× I=3\ \mathrm{V}×1\ \mathrm{A}=3\ \mathrm{W}≠9\ \mathrm{W}$,该选项错误。
选项D:滑片$P$向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,电源电压不变,根据$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}$,电路电流变小;灯泡实际功率$P=I^2R_L$($R_L$为灯泡电阻,不变),电流变小则实际功率变小,小灯泡变暗,该选项错误。
【答案】
A
【知识点】
电功率计算、串联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题考查串联电路的电学规律应用,需结合电功率公式、欧姆定律分析各物理量的变化,易错点是忽略灯泡的额定电流,误将滑动变阻器额定电流作为电路最大电流,整体属于初中物理常规题型。
【难度系数】
0.5
6.如图所示,电源电压不变。下列说法正确的是(

A.只闭合$\mathrm{S}_1$,将$P$向左移动,$R_1$消耗的功率增加
B.开关都闭合,将$P$向左移动,电压表的示数变大,电流表的示数变小
C.只闭合$\mathrm{S}_1$,将$P$向左移动一段距离,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变大
D.滑片$P$在某一位置不动且滑动变阻器不短路,开关都闭合比只闭合$\mathrm{S}_1$时,相同时间内电路消耗的总电能多
D
)A.只闭合$\mathrm{S}_1$,将$P$向左移动,$R_1$消耗的功率增加
B.开关都闭合,将$P$向左移动,电压表的示数变大,电流表的示数变小
C.只闭合$\mathrm{S}_1$,将$P$向左移动一段距离,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变大
D.滑片$P$在某一位置不动且滑动变阻器不短路,开关都闭合比只闭合$\mathrm{S}_1$时,相同时间内电路消耗的总电能多
答案
6.D
解析
【分析】要解决本题,需先明确不同开关闭合时的电路结构,确定各电表测量对象,再结合欧姆定律、电能公式逐一分析选项:①只闭合$\mathrm{S}_1$时,$\mathrm{S}_2$、$\mathrm{S}_3$断开,电路为滑动变阻器$\mathrm{R}_2$的简单电路,$\mathrm{R}_1$、$\mathrm{L}$未接入;②开关都闭合时,$\mathrm{R}_1$被短路,$\mathrm{L}$与$\mathrm{R}_2$并联,电流表测干路电流,电压表测$\mathrm{R}_2$滑片右侧电阻的电压。
【解析】
1. 逐一分析选项:
A选项:只闭合$\mathrm{S}_1$时,$\mathrm{R}_1$未接入电路,其消耗功率始终为0,不会随滑片移动变化,A错误。
B选项:开关都闭合时,$\mathrm{L}$与$\mathrm{R}_2$并联,电源电压不变,$\mathrm{R}_2$两端电压为电源电压,故$\mathrm{R}_2$的电流$I_{R2}=\frac{U}{R_{2总}}$不变;灯泡$\mathrm{L}$两端电压为电源电压,电流$I_L$不变,干路电流(电流表示数)不变,B错误。
C选项:只闭合$\mathrm{S}_1$时,电路总电阻为$\mathrm{R}_{2总}$,电源电压$U$不变,电路电流$I=\frac{U}{R_{2总}}$恒定,电流表示数变化量$\Delta I=0$,电压表示数变化量与电流表示数的比值无意义,C错误。
D选项:总电能$W=UIt$,电源电压$U$不变。只闭合$\mathrm{S}_1$时总电流$I_1=\frac{U}{R_{2总}}$;开关都闭合时,总电流$I_{总}=I_L + I_{R2}=I_L + \frac{U}{R_{2总}}$,显然$I_{总}>I_1$,因此相同时间内电路消耗的总电能$W_{总}=UI_{总}t > W_1=UI_1t$,D正确。
【答案】D
【知识点】电路动态分析、电能计算、欧姆定律
【点评】本题结合开关通断和滑片移动考查电路综合分析,需准确判断不同状态下的电路连接方式,再结合电学公式推导,是典型的电路类综合题。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 逐一分析选项:
A选项:只闭合$\mathrm{S}_1$时,$\mathrm{R}_1$未接入电路,其消耗功率始终为0,不会随滑片移动变化,A错误。
B选项:开关都闭合时,$\mathrm{L}$与$\mathrm{R}_2$并联,电源电压不变,$\mathrm{R}_2$两端电压为电源电压,故$\mathrm{R}_2$的电流$I_{R2}=\frac{U}{R_{2总}}$不变;灯泡$\mathrm{L}$两端电压为电源电压,电流$I_L$不变,干路电流(电流表示数)不变,B错误。
C选项:只闭合$\mathrm{S}_1$时,电路总电阻为$\mathrm{R}_{2总}$,电源电压$U$不变,电路电流$I=\frac{U}{R_{2总}}$恒定,电流表示数变化量$\Delta I=0$,电压表示数变化量与电流表示数的比值无意义,C错误。
D选项:总电能$W=UIt$,电源电压$U$不变。只闭合$\mathrm{S}_1$时总电流$I_1=\frac{U}{R_{2总}}$;开关都闭合时,总电流$I_{总}=I_L + I_{R2}=I_L + \frac{U}{R_{2总}}$,显然$I_{总}>I_1$,因此相同时间内电路消耗的总电能$W_{总}=UI_{总}t > W_1=UI_1t$,D正确。
【答案】D
【知识点】电路动态分析、电能计算、欧姆定律
【点评】本题结合开关通断和滑片移动考查电路综合分析,需准确判断不同状态下的电路连接方式,再结合电学公式推导,是典型的电路类综合题。
【难度系数】0.5
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