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5. (2025·枣庄滕州期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。下列说法中 (
①电源电压为6 V ②定值电阻R的阻值为5 Ω ③滑动变阻器的最大阻值为10 Ω ④滑片P在b端时,通电1 min电阻R产生的热量为27 J
A.①④正确
B.①③正确
C.②③④正确
D.①②④正确
C
)①电源电压为6 V ②定值电阻R的阻值为5 Ω ③滑动变阻器的最大阻值为10 Ω ④滑片P在b端时,通电1 min电阻R产生的热量为27 J
A.①④正确
B.①③正确
C.②③④正确
D.①②④正确
答案
5.C 【解析】由图甲可知，定值电阻R与滑动变阻器$R_P$串联，电流表测电路中的电流，电压表测定值电阻R两端的电压。当滑片P在a端时，电路中只有R工作，电压表示数最大且等于电源电压，由图乙可知，电源电压$U=U_a=4.5\ \mathrm{V}$，此时电路中的电流$I_a=0.9\ \mathrm{A}$，定值电阻R的阻值$R=\frac{U_a}{I_a}=\frac{4.5\ \mathrm{V}}{0.9\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$，故①错误，②正确；当滑片P在b端时，由图乙可知，R两端的电压$U_b=1.5\ \mathrm{V}$，此时电路中的电流$I_b=0.3\ \mathrm{A}$，则$R_P$两端的电压$U_P=U-U_b=4.5\ \mathrm{V}-1.5\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$，则滑动变阻器的最大阻值$R_P=\frac{U_P}{I_b}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$，通电1 min电阻R产生的热量$Q=I_b^2 R t=(0.3\ \mathrm{A})^2×5\ \Omega×60\ \mathrm{s}=27\ \mathrm{J}$，故③④正确。
解析
【分析】
要解决本题，需先明确电路连接：定值电阻R与滑动变阻器Rp串联，电流表测电路总电流，电压表测定值电阻R两端电压。再结合滑片移动时的电路变化，对应图乙的I-U图像分析两个关键状态：滑片在a端时滑动变阻器接入电阻为0，电路仅含R，此时电压表示数等于电源电压；滑片在b端时滑动变阻器接入最大电阻，电路电流最小，对应图乙中电流最小的点。通过这两个状态的电压、电流值，结合欧姆定律和焦耳定律计算各物理量，判断四个说法的正误。
【解析】
由图甲可知，R与Rp串联，电流表测电路电流，电压表测R两端电压。
1. 当滑片P在a端时，滑动变阻器接入电阻为0，电路为R的简单电路，电压表示数等于电源电压。由图乙得此时电压为4.5V，故电源电压为4.5V，因此①“电源电压为6V”错误。
2. 定值电阻R的阻值：根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$，代入数据得$R=\frac{4.5\ \mathrm{V}}{0.9\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$，故②正确。
3. 当滑片P在b端时，滑动变阻器接入最大电阻，电路电流最小，由图乙得此时电流为0.3A，R两端电压为1.5V。滑动变阻器两端电压$U_P=U-U_R=4.5\ \mathrm{V}-1.5\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$，则滑动变阻器最大阻值$R_P=\frac{U_P}{I}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$，故③正确。
4. 滑片在b端时，通电1min（60s）电阻R产生的热量：根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，代入数据得$Q=(0.3\ \mathrm{A})^2×5\ \Omega×60\ \mathrm{s}=27\ \mathrm{J}$，故④正确。
综上，②③④正确，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律应用、焦耳定律
【点评】
本题结合串联电路特点，利用I-U图像分析电路不同状态，考查欧姆定律和焦耳定律的应用，关键是明确滑片在端点时的电路连接情况，正确读取图像中的电压、电流值，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需先明确电路连接：定值电阻R与滑动变阻器Rp串联，电流表测电路总电流，电压表测定值电阻R两端电压。再结合滑片移动时的电路变化，对应图乙的I-U图像分析两个关键状态：滑片在a端时滑动变阻器接入电阻为0，电路仅含R，此时电压表示数等于电源电压；滑片在b端时滑动变阻器接入最大电阻，电路电流最小，对应图乙中电流最小的点。通过这两个状态的电压、电流值，结合欧姆定律和焦耳定律计算各物理量，判断四个说法的正误。
【解析】
由图甲可知，R与Rp串联，电流表测电路电流，电压表测R两端电压。
1. 当滑片P在a端时，滑动变阻器接入电阻为0，电路为R的简单电路，电压表示数等于电源电压。由图乙得此时电压为4.5V，故电源电压为4.5V，因此①“电源电压为6V”错误。
2. 定值电阻R的阻值：根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$，代入数据得$R=\frac{4.5\ \mathrm{V}}{0.9\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$，故②正确。
3. 当滑片P在b端时，滑动变阻器接入最大电阻，电路电流最小，由图乙得此时电流为0.3A，R两端电压为1.5V。滑动变阻器两端电压$U_P=U-U_R=4.5\ \mathrm{V}-1.5\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$，则滑动变阻器最大阻值$R_P=\frac{U_P}{I}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$，故③正确。
4. 滑片在b端时，通电1min（60s）电阻R产生的热量：根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，代入数据得$Q=(0.3\ \mathrm{A})^2×5\ \Omega×60\ \mathrm{s}=27\ \mathrm{J}$，故④正确。
综上，②③④正确，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律应用、焦耳定律
【点评】
本题结合串联电路特点，利用I-U图像分析电路不同状态，考查欧姆定律和焦耳定律的应用，关键是明确滑片在端点时的电路连接情况，正确读取图像中的电压、电流值，难度适中。
【难度系数】
0.5
6. (2025·德州)如图甲所示，电源电压恒定，电压表$\mathrm{V}_1$量程为$0～15\ \mathrm{V}$，电压表$\mathrm{V}_2$量程为$0～3\ \mathrm{V}$，电流表$\mathrm{A}$量程为$0～0.6\ \mathrm{A}$，滑动变阻器规格为“$20\ \Omega\ \ 1\ \mathrm{A}$”。在保证电路元件安全的前提下，闭合开关$\mathrm{S}$，移动滑动变阻器的滑片$P$，某一电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示。则下列说法正确的有 (
①电源电压为$4.5\ \mathrm{V}$ ②定值电阻$R_1$的阻值为$2.5\ \Omega$ ③定值电阻$R_1$的最小电功率为$0.45\ \mathrm{W}$ ④滑动变阻器的调节范围为$2.5～20\ \Omega$
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
B
)①电源电压为$4.5\ \mathrm{V}$ ②定值电阻$R_1$的阻值为$2.5\ \Omega$ ③定值电阻$R_1$的最小电功率为$0.45\ \mathrm{W}$ ④滑动变阻器的调节范围为$2.5～20\ \Omega$
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
答案
6.B 【解析】由电路图可知，电阻$R_1$、$R_2$串联，电压表$\mathrm{V}_1$测量总电压U，电压表$\mathrm{V}_2$测量$R_2$两端的电压。闭合开关S，移动滑片P，电流表示数变大，滑动变阻器$R_2$接入电路的阻值减小，电压表$\mathrm{V}_1$示数保持不变，电压表$\mathrm{V}_2$示数变小，可知图乙是电压表$\mathrm{V}_2$示数与电流表示数关系的图像。当电路中的电流$I=0.3\ \mathrm{A}$时，电压表$\mathrm{V}_2$示数$U_2=3\ \mathrm{V}$，滑动变阻器的最大阻值$R_2=\frac{U_2}{I}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$，电源电压$U=3\ \mathrm{V}+0.3\ \mathrm{A}× R_1$ ①；当电路中的电流$I'=0.6\ \mathrm{A}$时，电压表$\mathrm{V}_2$的示数$U_2'=1.5\ \mathrm{V}$，此时滑动变阻器的最小阻值$R_2'=\frac{U_2'}{I'}=\frac{1.5\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=2.5\ \Omega$，电源电压$U=1.5\ \mathrm{V}+0.6\ \mathrm{A}× R_1$ ②；联立①②，解得$R_1=5\ \Omega$，电源电压$U=4.5\ \mathrm{V}$，滑动变阻器的调节范围为$2.5∼10\ \Omega$，故①正确，②④错误。由图乙可知，电路中的最小电流$I=0.3\ \mathrm{A}$，此时定值电阻$R_1$的电功率最小，即$P_1=I^2 R_1=(0.3\ \mathrm{A})^2×5\ \Omega=0.45\ \mathrm{W}$，故③正确。
解析
【分析】
首先明确电路结构：定值电阻$\mathrm{R}_1$与滑动变阻器$\mathrm{R}_2$串联，电压表$\mathrm{V}_1$测电源总电压（示数恒定），电压表$\mathrm{V}_2$测$\mathrm{R}_2$两端电压；结合串联电路规律，电流增大时$\mathrm{R}_2$阻值减小，$\mathrm{V}_2$示数减小，故图乙为$\mathrm{V}_2$示数与电流的关系图像。接下来利用串联电路电压规律$U=IR_1+U_2$，代入图像中两组数据联立求解$\mathrm{R}_1$和电源电压，再结合元件安全条件（电流表量程$0～0.6\ \mathrm{A}$、$\mathrm{V}_2$量程$0～3\ \mathrm{V}$）分析滑动变阻器的调节范围和$\mathrm{R}_1$的最小电功率，逐一判断四个说法的正误。
【解析】
由电路图可知，$\mathrm{R}_1$与$\mathrm{R}_2$串联，$\mathrm{V}_1$测电源电压，$\mathrm{V}_2$测$\mathrm{R}_2$两端电压，因此图乙是$\mathrm{V}_2$示数与电流的关系图像。
1. 求$\mathrm{R}_1$和电源电压：
根据串联电路电压规律$U = U_1 + U_2 = IR_1 + U_2$，代入图中两组数据：
当$I=0.3\ \mathrm{A}$时，$U_2=3\ \mathrm{V}$，得$U = 3\ \mathrm{V} + 0.3\ \mathrm{A}×\mathrm{R}_1$ ①；
当$I'=0.6\ \mathrm{A}$时，$U_2'=1.5\ \mathrm{V}$，得$U = 1.5\ \mathrm{V} + 0.6\ \mathrm{A}×\mathrm{R}_1$ ②；
联立①②，解得$\mathrm{R}_1=5\ \Omega$，电源电压$U=4.5\ \mathrm{V}$，故①正确，②错误（$\mathrm{R}_1$应为$5\ \Omega$）。
2. 分析滑动变阻器调节范围：
电路中最大电流由电流表量程决定，$I_{\mathrm{max}}=0.6\ \mathrm{A}$，此时$\mathrm{R}_2$最小阻值：$\mathrm{R}_{2\mathrm{min}}=\frac{U_2'}{I'}=\frac{1.5\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=2.5\ \Omega$；
电路中最小电流由$\mathrm{V}_2$量程决定（$U_2$最大$3\ \mathrm{V}$），此时$I_{\mathrm{min}}=0.3\ \mathrm{A}$，$\mathrm{R}_2$最大阻值：$\mathrm{R}_{2\mathrm{max}}=\frac{U_2}{I}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$；
故滑动变阻器调节范围为$2.5\ \Omega～10\ \Omega$，④错误。
3. 求$\mathrm{R}_1$的最小电功率：
$\mathrm{R}_1$的电功率$P_1=I^2\mathrm{R}_1$，电流最小时电功率最小，$I_{\mathrm{min}}=0.3\ \mathrm{A}$，故$P_{1\mathrm{min}}=(0.3\ \mathrm{A})^2×5\ \Omega=0.45\ \mathrm{W}$，③正确。
综上，正确的说法为①③，共2个，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合串联电路特点与图像分析，需先判断电压表对应的图像，再通过联立方程求解物理量，同时要注意元件安全的限制条件，是一道综合考查电学知识的中档题。
【难度系数】
0.5
首先明确电路结构：定值电阻$\mathrm{R}_1$与滑动变阻器$\mathrm{R}_2$串联，电压表$\mathrm{V}_1$测电源总电压（示数恒定），电压表$\mathrm{V}_2$测$\mathrm{R}_2$两端电压；结合串联电路规律，电流增大时$\mathrm{R}_2$阻值减小，$\mathrm{V}_2$示数减小，故图乙为$\mathrm{V}_2$示数与电流的关系图像。接下来利用串联电路电压规律$U=IR_1+U_2$，代入图像中两组数据联立求解$\mathrm{R}_1$和电源电压，再结合元件安全条件（电流表量程$0～0.6\ \mathrm{A}$、$\mathrm{V}_2$量程$0～3\ \mathrm{V}$）分析滑动变阻器的调节范围和$\mathrm{R}_1$的最小电功率，逐一判断四个说法的正误。
【解析】
由电路图可知，$\mathrm{R}_1$与$\mathrm{R}_2$串联，$\mathrm{V}_1$测电源电压，$\mathrm{V}_2$测$\mathrm{R}_2$两端电压，因此图乙是$\mathrm{V}_2$示数与电流的关系图像。
1. 求$\mathrm{R}_1$和电源电压：
根据串联电路电压规律$U = U_1 + U_2 = IR_1 + U_2$，代入图中两组数据：
当$I=0.3\ \mathrm{A}$时，$U_2=3\ \mathrm{V}$，得$U = 3\ \mathrm{V} + 0.3\ \mathrm{A}×\mathrm{R}_1$ ①；
当$I'=0.6\ \mathrm{A}$时，$U_2'=1.5\ \mathrm{V}$，得$U = 1.5\ \mathrm{V} + 0.6\ \mathrm{A}×\mathrm{R}_1$ ②；
联立①②，解得$\mathrm{R}_1=5\ \Omega$，电源电压$U=4.5\ \mathrm{V}$，故①正确，②错误（$\mathrm{R}_1$应为$5\ \Omega$）。
2. 分析滑动变阻器调节范围：
电路中最大电流由电流表量程决定，$I_{\mathrm{max}}=0.6\ \mathrm{A}$，此时$\mathrm{R}_2$最小阻值：$\mathrm{R}_{2\mathrm{min}}=\frac{U_2'}{I'}=\frac{1.5\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=2.5\ \Omega$；
电路中最小电流由$\mathrm{V}_2$量程决定（$U_2$最大$3\ \mathrm{V}$），此时$I_{\mathrm{min}}=0.3\ \mathrm{A}$，$\mathrm{R}_2$最大阻值：$\mathrm{R}_{2\mathrm{max}}=\frac{U_2}{I}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$；
故滑动变阻器调节范围为$2.5\ \Omega～10\ \Omega$，④错误。
3. 求$\mathrm{R}_1$的最小电功率：
$\mathrm{R}_1$的电功率$P_1=I^2\mathrm{R}_1$，电流最小时电功率最小，$I_{\mathrm{min}}=0.3\ \mathrm{A}$，故$P_{1\mathrm{min}}=(0.3\ \mathrm{A})^2×5\ \Omega=0.45\ \mathrm{W}$，③正确。
综上，正确的说法为①③，共2个，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合串联电路特点与图像分析，需先判断电压表对应的图像，再通过联立方程求解物理量，同时要注意元件安全的限制条件，是一道综合考查电学知识的中档题。
【难度系数】
0.5
7. (2025·滨州)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“10 V 5 W”字样,滑动变阻器$R_1$允许通过的最大电流为1 A,电流表量程为0～0.6 A,电压表量程为0～15 V。先只闭合开关S和$S_1$,将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点;再断开开关$S_1$,闭合开关$S_2$,将滑片P从a点向右移动到最右端b,图乙是这两次实验过程中绘制的电压表示数U和电流表示数I的关系图像。求:
(1)小灯泡L正常工作时的电流;
(2)电源电压;
(3)只闭合开关S和$S_1$,滑动变阻器$R_1$的阻值变化范围;
(4)只闭合开关S和$S_2$,滑片P在a点时,定值电阻$R_2$的电功率。
(1)小灯泡L正常工作时的电流;
(2)电源电压;
(3)只闭合开关S和$S_1$,滑动变阻器$R_1$的阻值变化范围;
(4)只闭合开关S和$S_2$,滑片P在a点时,定值电阻$R_2$的电功率。
答案
7.解：(1)小灯泡L正常工作时的电流：$I_\mathrm{L}=\frac{P_\mathrm{L}}{U_\mathrm{L}}=\frac{5\ \mathrm{W}}{10\ \mathrm{V}}=0.5\ \mathrm{A}$。
(2)只闭合开关S和$\mathrm{S}_1$，小灯泡L与滑动变阻器$R_1$串联，当滑片P移动到a点，由图乙曲线可知，此时电路中最大电流$I=0.5\ \mathrm{A}$，小灯泡L正常发光，此时电压表示数$U_{1a}=2\ \mathrm{V}$，电源电压：$U=U_\mathrm{L}+U_{1a}=10\ \mathrm{V}+2\ \mathrm{V}=12\ \mathrm{V}$。
(3)只闭合开关S和$\mathrm{S}_1$，小灯泡L与滑动变阻器$R_1$串联，P在a点时，小灯泡L正常发光，电压表示数最小$U_{1a}=2\ \mathrm{V}$，电流表示数最大$I=0.5\ \mathrm{A}$，滑动变阻器连入电路的最小阻值：$R_{1a}=\frac{U_{1a}}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=4\ \Omega$；P在b点时，由图乙曲线可知，电压表的最大示数$U_{1b}=10\ \mathrm{V}$，电流表的最小示数$I_b=0.25\ \mathrm{A}$，滑动变阻器连入电路的最大阻值：$R_{1b}=\frac{U_{1b}}{I_b}=\frac{10\ \mathrm{V}}{0.25\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$，故滑动变阻器$R_1$的阻值变化范围为$4∼40\ \Omega$。
(4)只闭合开关S和$\mathrm{S}_2$，滑片P在a点时，滑动变阻器$R_1$与定值电阻$R_2$串联，此时滑动变阻器$R_1$相当于一个定值电阻，其接入电路的电阻$R_{1b}=40\ \Omega$，电压表测量$R_1$滑片P左侧部分两端的电压，由图乙直线可知，P从a点滑动到最右端b点的过程中，电流表示数$I_b=0.25\ \mathrm{A}$不变，定值电阻$R_2$两端的电压不变，其电功率不变。P在最右端b点时，滑动变阻器的阻值$R_{1b}=40\ \Omega$，$U_b=10\ \mathrm{V}$，由串联电路电压的特点可知，定值电阻$R_2$两端的电压：$U_2=U-U_b=12\ \mathrm{V}-10\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$，定值电阻$R_2$的电功率：$P_2=U_2 I_b=2\ \mathrm{V}×0.25\ \mathrm{A}=0.5\ \mathrm{W}$，因此，P在a点时，定值电阻$R_2$的电功率也为$0.5\ \mathrm{W}$。
(2)只闭合开关S和$\mathrm{S}_1$，小灯泡L与滑动变阻器$R_1$串联，当滑片P移动到a点，由图乙曲线可知，此时电路中最大电流$I=0.5\ \mathrm{A}$，小灯泡L正常发光，此时电压表示数$U_{1a}=2\ \mathrm{V}$，电源电压：$U=U_\mathrm{L}+U_{1a}=10\ \mathrm{V}+2\ \mathrm{V}=12\ \mathrm{V}$。
(3)只闭合开关S和$\mathrm{S}_1$，小灯泡L与滑动变阻器$R_1$串联，P在a点时，小灯泡L正常发光，电压表示数最小$U_{1a}=2\ \mathrm{V}$，电流表示数最大$I=0.5\ \mathrm{A}$，滑动变阻器连入电路的最小阻值：$R_{1a}=\frac{U_{1a}}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=4\ \Omega$；P在b点时，由图乙曲线可知，电压表的最大示数$U_{1b}=10\ \mathrm{V}$，电流表的最小示数$I_b=0.25\ \mathrm{A}$，滑动变阻器连入电路的最大阻值：$R_{1b}=\frac{U_{1b}}{I_b}=\frac{10\ \mathrm{V}}{0.25\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$，故滑动变阻器$R_1$的阻值变化范围为$4∼40\ \Omega$。
(4)只闭合开关S和$\mathrm{S}_2$，滑片P在a点时，滑动变阻器$R_1$与定值电阻$R_2$串联，此时滑动变阻器$R_1$相当于一个定值电阻，其接入电路的电阻$R_{1b}=40\ \Omega$，电压表测量$R_1$滑片P左侧部分两端的电压，由图乙直线可知，P从a点滑动到最右端b点的过程中，电流表示数$I_b=0.25\ \mathrm{A}$不变，定值电阻$R_2$两端的电压不变，其电功率不变。P在最右端b点时，滑动变阻器的阻值$R_{1b}=40\ \Omega$，$U_b=10\ \mathrm{V}$，由串联电路电压的特点可知，定值电阻$R_2$两端的电压：$U_2=U-U_b=12\ \mathrm{V}-10\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$，定值电阻$R_2$的电功率：$P_2=U_2 I_b=2\ \mathrm{V}×0.25\ \mathrm{A}=0.5\ \mathrm{W}$，因此，P在a点时，定值电阻$R_2$的电功率也为$0.5\ \mathrm{W}$。
解析
【分析】
1. 第(1)问：小灯泡正常工作时，实际电压等于额定电压、实际功率等于额定功率，根据电功率公式$P=UI$变形可计算正常工作电流。
2. 第(2)问：只闭合$S$和$S_1$时，小灯泡$L$与滑动变阻器$R_1$串联，滑片移到$a$点时电路电流最大，此时小灯泡正常发光，结合图乙提取电流和电压表示数，电源电压为小灯泡额定电压与电压表示数之和。
3. 第(3)问：只闭合$S$和$S_1$时，分别计算滑片在$a$、$b$两点时滑动变阻器接入的电阻：$a$点电流最大、电压表示数最小，对应最小阻值；$b$点电流最小、电压表示数最大，对应最大阻值，从而得到阻值变化范围。
4. 第(4)问：只闭合$S$和$S_2$时，$R_1$与$R_2$串联，结合图乙可知电流不变，滑片在$a$点时，电源电压减去$R_1$的电压得到$R_2$的电压，再根据$P=UI$计算$R_2$的电功率。
【解析】
(1) 小灯泡正常工作时，$U_L=10\ \mathrm{V}$，$P_L=5\ \mathrm{W}$，由$P=UI$得正常工作电流：
$I_L=\frac{P_L}{U_L}=\frac{5\ \mathrm{W}}{10\ \mathrm{V}}=0.5\ \mathrm{A}$。
(2) 只闭合$S$和$S_1$时，$L$与$R_1$串联，滑片移到$a$点时电路电流最大，$L$正常发光，由图乙知此时电流$I=0.5\ \mathrm{A}$，电压表示数（$R_1$两端电压）$U_{1a}=2\ \mathrm{V}$，电源电压：
$U=U_L+U_{1a}=10\ \mathrm{V}+2\ \mathrm{V}=12\ \mathrm{V}$。
(3) 只闭合$S$和$S_1$时，滑片在$a$点时滑动变阻器接入最小电阻：
$R_{1a}=\frac{U_{1a}}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=4\ \Omega$；
滑片在$b$点时，由图乙知电流$I_b=0.25\ \mathrm{A}$，电压表示数$U_{1b}=10\ \mathrm{V}$，滑动变阻器接入最大电阻：
$R_{1b}=\frac{U_{1b}}{I_b}=\frac{10\ \mathrm{V}}{0.25\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$；
故$R_1$的阻值变化范围为$4\ \Omega～40\ \Omega$。
(4) 只闭合$S$和$S_2$时，$R_1$与$R_2$串联，由图乙知电流保持$0.25\ \mathrm{A}$不变，滑片在$b$点时$R_1$两端电压$10\ \mathrm{V}$，则$R_2$两端电压：
$U_2=U-U_{1b}=12\ \mathrm{V}-10\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$；
定值电阻$R_2$的电功率：
$P_2=U_2I_b=2\ \mathrm{V}×0.25\ \mathrm{A}=0.5\ \mathrm{W}$，因电流不变，滑片在$a$点时$R_2$电功率也为$0.5\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1) $0.5\ \mathrm{A}$；(2) $12\ \mathrm{V}$；(3) $4\ \Omega～40\ \Omega$；(4) $0.5\ \mathrm{W}$
【知识点】
电功率计算、欧姆定律应用、串联电路规律
【点评】
本题结合电路分析与图像信息，考查串联电路规律、欧姆定律及电功率计算，关键是分开关状态明确电路连接，从图像提取对应物理量，难度适中，需具备电路分析和图像解读能力。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问：小灯泡正常工作时，实际电压等于额定电压、实际功率等于额定功率，根据电功率公式$P=UI$变形可计算正常工作电流。
2. 第(2)问：只闭合$S$和$S_1$时，小灯泡$L$与滑动变阻器$R_1$串联，滑片移到$a$点时电路电流最大，此时小灯泡正常发光，结合图乙提取电流和电压表示数，电源电压为小灯泡额定电压与电压表示数之和。
3. 第(3)问：只闭合$S$和$S_1$时，分别计算滑片在$a$、$b$两点时滑动变阻器接入的电阻：$a$点电流最大、电压表示数最小，对应最小阻值；$b$点电流最小、电压表示数最大，对应最大阻值，从而得到阻值变化范围。
4. 第(4)问：只闭合$S$和$S_2$时，$R_1$与$R_2$串联，结合图乙可知电流不变，滑片在$a$点时，电源电压减去$R_1$的电压得到$R_2$的电压，再根据$P=UI$计算$R_2$的电功率。
【解析】
(1) 小灯泡正常工作时，$U_L=10\ \mathrm{V}$，$P_L=5\ \mathrm{W}$，由$P=UI$得正常工作电流：
$I_L=\frac{P_L}{U_L}=\frac{5\ \mathrm{W}}{10\ \mathrm{V}}=0.5\ \mathrm{A}$。
(2) 只闭合$S$和$S_1$时，$L$与$R_1$串联，滑片移到$a$点时电路电流最大，$L$正常发光，由图乙知此时电流$I=0.5\ \mathrm{A}$，电压表示数（$R_1$两端电压）$U_{1a}=2\ \mathrm{V}$，电源电压：
$U=U_L+U_{1a}=10\ \mathrm{V}+2\ \mathrm{V}=12\ \mathrm{V}$。
(3) 只闭合$S$和$S_1$时，滑片在$a$点时滑动变阻器接入最小电阻：
$R_{1a}=\frac{U_{1a}}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=4\ \Omega$；
滑片在$b$点时，由图乙知电流$I_b=0.25\ \mathrm{A}$，电压表示数$U_{1b}=10\ \mathrm{V}$，滑动变阻器接入最大电阻：
$R_{1b}=\frac{U_{1b}}{I_b}=\frac{10\ \mathrm{V}}{0.25\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$；
故$R_1$的阻值变化范围为$4\ \Omega～40\ \Omega$。
(4) 只闭合$S$和$S_2$时，$R_1$与$R_2$串联，由图乙知电流保持$0.25\ \mathrm{A}$不变，滑片在$b$点时$R_1$两端电压$10\ \mathrm{V}$，则$R_2$两端电压：
$U_2=U-U_{1b}=12\ \mathrm{V}-10\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$；
定值电阻$R_2$的电功率：
$P_2=U_2I_b=2\ \mathrm{V}×0.25\ \mathrm{A}=0.5\ \mathrm{W}$，因电流不变，滑片在$a$点时$R_2$电功率也为$0.5\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1) $0.5\ \mathrm{A}$；(2) $12\ \mathrm{V}$；(3) $4\ \Omega～40\ \Omega$；(4) $0.5\ \mathrm{W}$
【知识点】
电功率计算、欧姆定律应用、串联电路规律
【点评】
本题结合电路分析与图像信息，考查串联电路规律、欧姆定律及电功率计算，关键是分开关状态明确电路连接，从图像提取对应物理量，难度适中，需具备电路分析和图像解读能力。
【难度系数】
0.6
