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1 [2024 吉林中考]图中仪表可以用来计量 （
A.导体的电阻
B.电路中的电流
C.用电器两端的电压
D.用电器在一段时间内消耗的电能
D
）A.导体的电阻
B.电路中的电流
C.用电器两端的电压
D.用电器在一段时间内消耗的电能
答案
题图上有kW·h,则该仪表为电能表。电能表是用来计量用电器在一段时间内消耗的电能的仪表,故A、B、C不符合题意,D符合题意。故选D。
解析
【分析】首先观察题图中的仪表，其名称为“单相电度表”，单位标注为kW·h（电能的单位），由此判断该仪表是电能表。需回忆常见电学仪表的用途：电阻用欧姆表测量，电流用电流表测量，电压用电压表测量，电能表用于测量用电器在一段时间内消耗的电能，据此分析选项即可。
【解析】题图中的仪表是电能表，单位为kW·h，电能表的作用是计量用电器在一段时间内消耗的电能。A选项，测量电阻的仪表是欧姆表，不符合；B选项，测量电路中电流的仪表是电流表，不符合；C选项，测量用电器两端电压的仪表是电压表，不符合；D选项，电能表用于计量用电器消耗的电能，符合题意。
【答案】D
【知识点】电能表的作用、电能的单位、常见电学仪表的用途
【点评】本题考查常见电学仪表的识别，属于基础识记类题目，难度较低，牢记各电学仪表的名称和功能、电能的单位即可轻松解答。
【难度系数】0.7
【解析】题图中的仪表是电能表，单位为kW·h，电能表的作用是计量用电器在一段时间内消耗的电能。A选项，测量电阻的仪表是欧姆表，不符合；B选项，测量电路中电流的仪表是电流表，不符合；C选项，测量用电器两端电压的仪表是电压表，不符合；D选项，电能表用于计量用电器消耗的电能，符合题意。
【答案】D
【知识点】电能表的作用、电能的单位、常见电学仪表的用途
【点评】本题考查常见电学仪表的识别，属于基础识记类题目，难度较低，牢记各电学仪表的名称和功能、电能的单位即可轻松解答。
【难度系数】0.7
2 [2024临沂中考]图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5 V，闭合开关后，“0.5 V 0.2 W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5 Ω的电动机正常工作1 s，则下列说法正确的是 (
A.指示灯正常发光时的灯丝电阻为0.8 Ω
B.电动机产生的热量为1.6 J
C.电动机的额定功率为0.08 W
D.电路的总电功率为1.8 W
D
)A.指示灯正常发光时的灯丝电阻为0.8 Ω
B.电动机产生的热量为1.6 J
C.电动机的额定功率为0.08 W
D.电路的总电功率为1.8 W
答案
指示灯正常发光时的灯丝电阻 $R_{\mathrm{L}}=\dfrac{U_{\mathrm{L}}^{2}}{P_{\mathrm{L}}}=\dfrac{(0.5\ \mathrm{V})^{2}}{0.2\ \mathrm{W}}=1.25\ \Omega$,故A不符合题意;由题图乙可知,电动机和指示灯串联,由$P=UI$可知,电路中的电流 $I=I_{\mathrm{L}}=\dfrac{P_{\mathrm{L}}}{U_{\mathrm{L}}}=\dfrac{0.2\ \mathrm{W}}{0.5\ \mathrm{V}}=0.4\ \mathrm{A}$,电动机产生的热量 $Q=I^{2}Rt=(0.4\ \mathrm{A})^{2}×0.5\ \Omega×1\ \mathrm{s}=0.08\ \mathrm{J}$,故B不符合题意;根据串联电路的电压特点可知,电动机正常工作时两端的电压 $U_{\mathrm{M}}=U-U_{\mathrm{L}}=4.5\ \mathrm{V}-0.5\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$,电动机的额定功率 $P_{\mathrm{M}}=U_{\mathrm{M}}I=4\ \mathrm{V}×0.4\ \mathrm{A}=1.6\ \mathrm{W}$,故C不符合题意;电路的总电功率 $P=UI=4.5\ \mathrm{V}×0.4\ \mathrm{A}=1.8\ \mathrm{W}$,故D符合题意。故选D。
解析
【分析】
首先明确电路中电动机与指示灯串联，根据串联电路电流处处相等的特点，指示灯正常发光时的电流即为电路中的电流。解题时需结合电功率公式、电热公式以及串联电路的电压规律，逐一分析各选项：先计算指示灯正常发光的电流，再分别计算各选项对应的物理量，判断其正确性。
【解析】
由图乙可知，电动机与指示灯串联，串联电路中电流处处相等。
指示灯正常发光时，其额定电压$ U_L = 0.5\ \mathrm{V} $，额定功率$ P_L = 0.2\ \mathrm{W} $，根据$ P = UI $可得电路中的电流：
$ I = I_L = \frac{P_L}{U_L} = \frac{0.2\ \mathrm{W}}{0.5\ \mathrm{V}} = 0.4\ \mathrm{A} $。
选项A：指示灯正常发光时的灯丝电阻，根据$ R = \frac{U^2}{P} $，得$ R_L = \frac{U_L^2}{P_L} = \frac{(0.5\ \mathrm{V})^2}{0.2\ \mathrm{W}} = 1.25\ \Omega ≠ 0.8\ \Omega $，故A错误。
选项B：电动机产生的热量，根据焦耳定律$ Q = I^2Rt $，代入数据得：$ Q = (0.4\ \mathrm{A})^2 × 0.5\ \Omega × 1\ \mathrm{s} = 0.08\ \mathrm{J} ≠ 1.6\ \mathrm{J} $，故B错误。
选项C：串联电路总电压等于各部分电压之和，电动机正常工作时两端电压$ U_M = U - U_L = 4.5\ \mathrm{V} - 0.5\ \mathrm{V} = 4\ \mathrm{V} $，电动机的额定功率$ P_M = U_MI = 4\ \mathrm{V} × 0.4\ \mathrm{A} = 1.6\ \mathrm{W} ≠ 0.08\ \mathrm{W} $，故C错误。
选项D：电路的总电功率，根据$ P = UI $，总电压$ U = 4.5\ \mathrm{V} $，电流$ I = 0.4\ \mathrm{A} $，得$ P = 4.5\ \mathrm{V} × 0.4\ \mathrm{A} = 1.8\ \mathrm{W} $，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路特点、电功率计算、电热计算
【点评】
本题以坦克玩具的简化电路为载体，考查串联电路的电流、电压规律，以及电功率、电热的相关计算，是中考电学的常见题型，需要学生熟练掌握相关公式和规律，逐一分析选项即可得出正确结论。
【难度系数】
0.6
首先明确电路中电动机与指示灯串联，根据串联电路电流处处相等的特点，指示灯正常发光时的电流即为电路中的电流。解题时需结合电功率公式、电热公式以及串联电路的电压规律，逐一分析各选项：先计算指示灯正常发光的电流，再分别计算各选项对应的物理量，判断其正确性。
【解析】
由图乙可知，电动机与指示灯串联，串联电路中电流处处相等。
指示灯正常发光时，其额定电压$ U_L = 0.5\ \mathrm{V} $，额定功率$ P_L = 0.2\ \mathrm{W} $，根据$ P = UI $可得电路中的电流：
$ I = I_L = \frac{P_L}{U_L} = \frac{0.2\ \mathrm{W}}{0.5\ \mathrm{V}} = 0.4\ \mathrm{A} $。
选项A：指示灯正常发光时的灯丝电阻，根据$ R = \frac{U^2}{P} $，得$ R_L = \frac{U_L^2}{P_L} = \frac{(0.5\ \mathrm{V})^2}{0.2\ \mathrm{W}} = 1.25\ \Omega ≠ 0.8\ \Omega $，故A错误。
选项B：电动机产生的热量，根据焦耳定律$ Q = I^2Rt $，代入数据得：$ Q = (0.4\ \mathrm{A})^2 × 0.5\ \Omega × 1\ \mathrm{s} = 0.08\ \mathrm{J} ≠ 1.6\ \mathrm{J} $，故B错误。
选项C：串联电路总电压等于各部分电压之和，电动机正常工作时两端电压$ U_M = U - U_L = 4.5\ \mathrm{V} - 0.5\ \mathrm{V} = 4\ \mathrm{V} $，电动机的额定功率$ P_M = U_MI = 4\ \mathrm{V} × 0.4\ \mathrm{A} = 1.6\ \mathrm{W} ≠ 0.08\ \mathrm{W} $，故C错误。
选项D：电路的总电功率，根据$ P = UI $，总电压$ U = 4.5\ \mathrm{V} $，电流$ I = 0.4\ \mathrm{A} $，得$ P = 4.5\ \mathrm{V} × 0.4\ \mathrm{A} = 1.8\ \mathrm{W} $，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路特点、电功率计算、电热计算
【点评】
本题以坦克玩具的简化电路为载体，考查串联电路的电流、电压规律，以及电功率、电热的相关计算，是中考电学的常见题型，需要学生熟练掌握相关公式和规律，逐一分析选项即可得出正确结论。
【难度系数】
0.6
3 [2024 枣庄中考]如图所示是一款电子握力计的电路原理图，M、N均为金属板，N固定不动，当握力F增大时，则下列说法正确的是 （
A.滑动变阻器R接入电路中的阻值变小
B.电压表示数增大
C.电阻R的电功率一定减小
D.电阻$R_0$的电功率增大
B
）A.滑动变阻器R接入电路中的阻值变小
B.电压表示数增大
C.电阻R的电功率一定减小
D.电阻$R_0$的电功率增大
答案
题图中,定值电阻$R_0$和滑动变阻器$R$串联,电压表测量滑动变阻器$R$两端的电压,当握力$F$增大时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电压表示数增大,电路中的总电阻增大,电路中的电流减小,由$P=I^2R$知电阻$R_0$的电功率减小,故A、D错误,B正确;当定值电阻$R_0$和滑动变阻器$R$阻值相同时,电阻$R$的电功率最大,当握力$F$增大时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,定值电阻$R_0$和滑动变阻器$R$阻值大小关系不确定,故电阻$R$的功率不一定减小,故C错误。故选B。
解析
【分析】
首先明确电路结构：定值电阻$R_0$与滑动变阻器$R$串联，电压表测量滑动变阻器$R$两端的电压。当握力$F$增大时，金属板$M$向左移动，滑动变阻器$R$接入电路的电阻丝长度变长，接入阻值变大。接下来根据串联电路的规律、欧姆定律和电功率公式，逐一分析各选项的正误。
【解析】
电路中$R_0$与$R$串联，电压表测$R$两端电压。当握力$F$增大时，滑动变阻器$R$接入电路的阻值变大，电路总电阻$R_{总}=R_0+R$变大，电源电压$U$不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$，电路中的电流$I$变小。
选项A：$F$增大时，滑动变阻器接入阻值变大，而非变小，A错误。
选项B：定值电阻$R_0$的阻值不变，电流$I$变小，由$U_0=IR_0$可知，$R_0$两端电压$U_0$变小；根据串联电路电压规律$U=U_0+U_R$，滑动变阻器两端电压$U_R=U-U_0$，因$U$不变、$U_0$变小，故$U_R$变大，即电压表示数增大，B正确。
选项C：滑动变阻器的功率$P_R=I^2R$，虽然电流$I$变小、$R$变大，但当$R=R_0$时，滑动变阻器的功率最大；由于不确定$R$与$R_0$的阻值关系，无法确定$P_R$一定减小，C错误。
选项D：$R_0$的功率$P_0=I^2R_0$，电流$I$变小、$R_0$不变，故$P_0$减小，D错误。
综上，答案为B。
【答案】
B
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律应用、电功率计算
【点评】
本题结合电子握力计的实际场景，考查串联电路的动态分析，需明确滑动变阻器阻值变化对电路电流、电压的影响，其中滑动变阻器功率的判断是易错点，需注意其功率随阻值变化的规律（当$R=R_0$时功率最大）。
【难度系数】
0.5
首先明确电路结构：定值电阻$R_0$与滑动变阻器$R$串联，电压表测量滑动变阻器$R$两端的电压。当握力$F$增大时，金属板$M$向左移动，滑动变阻器$R$接入电路的电阻丝长度变长，接入阻值变大。接下来根据串联电路的规律、欧姆定律和电功率公式，逐一分析各选项的正误。
【解析】
电路中$R_0$与$R$串联，电压表测$R$两端电压。当握力$F$增大时，滑动变阻器$R$接入电路的阻值变大，电路总电阻$R_{总}=R_0+R$变大，电源电压$U$不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$，电路中的电流$I$变小。
选项A：$F$增大时，滑动变阻器接入阻值变大，而非变小，A错误。
选项B：定值电阻$R_0$的阻值不变，电流$I$变小，由$U_0=IR_0$可知，$R_0$两端电压$U_0$变小；根据串联电路电压规律$U=U_0+U_R$，滑动变阻器两端电压$U_R=U-U_0$，因$U$不变、$U_0$变小，故$U_R$变大，即电压表示数增大，B正确。
选项C：滑动变阻器的功率$P_R=I^2R$，虽然电流$I$变小、$R$变大，但当$R=R_0$时，滑动变阻器的功率最大；由于不确定$R$与$R_0$的阻值关系，无法确定$P_R$一定减小，C错误。
选项D：$R_0$的功率$P_0=I^2R_0$，电流$I$变小、$R_0$不变，故$P_0$减小，D错误。
综上，答案为B。
【答案】
B
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律应用、电功率计算
【点评】
本题结合电子握力计的实际场景，考查串联电路的动态分析，需明确滑动变阻器阻值变化对电路电流、电压的影响，其中滑动变阻器功率的判断是易错点，需注意其功率随阻值变化的规律（当$R=R_0$时功率最大）。
【难度系数】
0.5
4 [2024南通中考]图甲是灯泡L的$I-U$图像，灯泡L的额定电压为2.5 V。将灯泡L接入图乙电路，已知电阻$R_0$的阻值为5 Ω，电流表量程为0~0.6 A，电源电压可调。在电路安全工作的前提下，下列判断正确的是（提示：可在图甲中作出电阻$R_0$的$I-U$图像）（
A.两条支路中的电流不可能相同
B.灯泡L的实际功率总比电阻$R_0$的功率大
C.电路总功率最大可达到1.5 W
D.电源可调的最大电压为1.8 V
D
）A.两条支路中的电流不可能相同
B.灯泡L的实际功率总比电阻$R_0$的功率大
C.电路总功率最大可达到1.5 W
D.电源可调的最大电压为1.8 V
答案
该题中,电流表在干路,最大干路电流为0.6 A,由题图甲可知,若灯泡正常发光,灯泡电流为0.26 A,定值电阻的电流 $I_0=\dfrac{U}{R_0}=\dfrac{2.5\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.5\ \mathrm{A}$,此时干路电流 $I=I_{\mathrm{L}}+I_0=0.26\ \mathrm{A}+0.5\ \mathrm{A}=0.76\ \mathrm{A},0.76\ \mathrm{A}＞0.6\ \mathrm{A}$,说明该电路最大电压不为2.5 V。由题图甲可知,电压为1.8 V时,灯泡电流为0.24 A,定值电阻的电流 $I_0'=\dfrac{U'}{R_0}=\dfrac{1.8\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.36\ \mathrm{A}$,此时干路电流 $I'=I_{\mathrm{L}}'+I_0'=0.24\ \mathrm{A}+0.36\ \mathrm{A}=0.6\ \mathrm{A}$,则该电路最大电压为1.8 V,故D正确。由题图甲中最左边一个点算出灯泡电阻 $R_1=\dfrac{U_1}{I_1}=\dfrac{0.1\ \mathrm{V}}{0.06\ \mathrm{A}}\approx1.67\ \Omega$,由题图甲可知,电压为1.8 V时,灯泡电流为0.24 A,此时灯泡电阻 $R_2=\dfrac{U_2}{I_2}=\dfrac{1.8\ \mathrm{V}}{0.24\ \mathrm{A}}=7.5\ \Omega$,则灯泡的电阻可在1.67 ~7.5 Ω内变化,当灯泡电阻与$R_0$相等时,电流相等,灯泡电阻可以达到5 Ω,故两支路电流可能相等,故A错误。并联电路中,灯泡与定值电阻两端电压相等,根据公式 $P=\dfrac{U^2}{R}$可知,电阻越大,实际功率越小,灯泡最大电阻为7.5 Ω,大于$R_0$,此时灯泡实际功率小于电阻功率,故B错误。干路电流最大为0.6 A,电压为1.8 V,此时电功率最大,为$P=1.8\ \mathrm{V}×0.6\ \mathrm{A}=1.08\ \mathrm{W}$,故最大功率为1.08 W,达不到1.5 W,故C错误。
解析
【分析】
首先明确电路结构：灯泡L与电阻R0并联，电流表测干路电流，量程为0~0.6A，因此干路最大电流为0.6A。并联电路中，各支路电压等于电源电压U，干路电流I=IL+I0，其中定值电阻R0的电流I0=U/R0（I0与U成正比，为直线），需结合图甲的灯泡I-U曲线，同时考虑电流表量程限制，逐一分析选项。
【解析】
1. 分析R0的电流规律：R0=5Ω，故I0=U/5。灯泡额定电压2.5V时，由图甲得IL=0.26A，此时I0=2.5V/5Ω=0.5A，干路电流I=0.26A+0.5A=0.76A＞0.6A，超过电流表量程，说明电源最大电压无法达到2.5V。
2. 确定电源最大电压：当干路电流最大为0.6A时，结合图甲，U=1.8V时，灯泡电流IL=0.24A，R0的电流I0=1.8V/5Ω=0.36A，干路电流I=0.24A+0.36A=0.6A，刚好符合电流表量程，因此电源最大电压为1.8V，故D正确。
3. 分析A选项：并联电路中，若灯泡电阻等于R0=5Ω，因支路电压相同，由I=U/R可知两支路电流相等。由图甲，当U=1V时，灯泡电流约0.2A，对应电阻R=1V/0.2A=5Ω，此时两支路电流相同，故A错误。
4. 分析B选项：并联电路功率公式为P=U²/R，灯泡电阻在1.67Ω~7.5Ω之间，当灯泡电阻大于5Ω时，其功率小于R0的功率，故B错误。
5. 分析C选项：电路最大总功率P=UI=1.8V×0.6A=1.08W，小于1.5W，故C错误。
【答案】
D
【知识点】
并联电路特点、电功率计算、I-U图像应用
【点评】
本题结合并联电路规律与I-U图像，需重点考虑电流表量程对电路的限制，考查学生对电路和图像的综合分析能力，是中考常见的电路分析题型。
【难度系数】
0.4
首先明确电路结构：灯泡L与电阻R0并联，电流表测干路电流，量程为0~0.6A，因此干路最大电流为0.6A。并联电路中，各支路电压等于电源电压U，干路电流I=IL+I0，其中定值电阻R0的电流I0=U/R0（I0与U成正比，为直线），需结合图甲的灯泡I-U曲线，同时考虑电流表量程限制，逐一分析选项。
【解析】
1. 分析R0的电流规律：R0=5Ω，故I0=U/5。灯泡额定电压2.5V时，由图甲得IL=0.26A，此时I0=2.5V/5Ω=0.5A，干路电流I=0.26A+0.5A=0.76A＞0.6A，超过电流表量程，说明电源最大电压无法达到2.5V。
2. 确定电源最大电压：当干路电流最大为0.6A时，结合图甲，U=1.8V时，灯泡电流IL=0.24A，R0的电流I0=1.8V/5Ω=0.36A，干路电流I=0.24A+0.36A=0.6A，刚好符合电流表量程，因此电源最大电压为1.8V，故D正确。
3. 分析A选项：并联电路中，若灯泡电阻等于R0=5Ω，因支路电压相同，由I=U/R可知两支路电流相等。由图甲，当U=1V时，灯泡电流约0.2A，对应电阻R=1V/0.2A=5Ω，此时两支路电流相同，故A错误。
4. 分析B选项：并联电路功率公式为P=U²/R，灯泡电阻在1.67Ω~7.5Ω之间，当灯泡电阻大于5Ω时，其功率小于R0的功率，故B错误。
5. 分析C选项：电路最大总功率P=UI=1.8V×0.6A=1.08W，小于1.5W，故C错误。
【答案】
D
【知识点】
并联电路特点、电功率计算、I-U图像应用
【点评】
本题结合并联电路规律与I-U图像，需重点考虑电流表量程对电路的限制，考查学生对电路和图像的综合分析能力，是中考常见的电路分析题型。
【难度系数】
0.4
5 [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 V，电流表量程为0~0.6 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 V
B.定值电阻$R_1$的阻值为5 Ω
C.电路的最小电功率为0.6 W
D.电流表示数的变化范围为0.2 ~0.3 A
D
）A.电源电压为7.5 V
B.定值电阻$R_1$的阻值为5 Ω
C.电路的最小电功率为0.6 W
D.电流表示数的变化范围为0.2 ~0.3 A
答案
由题图甲可知,$R_1$、$R_2$串联,电压表测$R_1$两端的电压,电流表测电路中的电流。由题图乙可知,当$R_2$接入电路的电阻为10 Ω时,$R_1$两端的电压为3 V,由串联电路的电压特点和分压原理可知,此时$R_1$的电阻与$R_2$接入电路的电阻之比$\dfrac{R_1}{R_2}=\dfrac{U_1}{U-U_1}$,即$\dfrac{R_1}{10\ \Omega}=\dfrac{3\ \mathrm{V}}{U-3\ \mathrm{V}}······①$;同理,当$R_2$接入电路的电阻为20 Ω时,$R_1$两端的电压为2 V,由串联电路的电压特点和分压原理可知,此时$R_1$的电阻与$R_2$接入电路的电阻之比$\dfrac{R_1}{R_2'}=\dfrac{U_1'}{U-U_1'}$,即$\dfrac{R_1}{20\ \Omega}=\dfrac{2\ \mathrm{V}}{U-2\ \mathrm{V}}······②$,由①②解得$R_1=10\ \Omega$,$U=6\ \mathrm{V}$,故A、B错误。由欧姆定律可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,电路中的最小电流$I_{\mathrm{小}}=\dfrac{U}{R_{\mathrm{总大}}}=\dfrac{U}{R_1+R_{2\mathrm{大}}}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega+20\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,则电路的最小电功率$P_{\mathrm{小}}=UI_{\mathrm{小}}=6\ \mathrm{V}×0.2\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{W}$,故C错误。由欧姆定律可知,当$R_1$两端的电压最大时,电路中的电流最大,因为电压表的量程为0 ~3 V,所以$R_1$两端的最大电压为3 V,则电路中的最大电流$I_{\mathrm{大}}=\dfrac{U_{1\mathrm{大}}}{R_1}=\dfrac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}＜0.6\ \mathrm{A}$,符合题意,因此电流表示数变化范围为0.2 ~0.3 A,故D正确。故选D。
解析
【分析】
首先明确电路连接：R₁与R₂串联，电压表测R₁两端电压，电流表测电路电流。解题思路：利用图乙中两组R₂阻值及对应R₁的电压，结合串联电路电压规律和欧姆定律，建立方程求解电源电压U和定值电阻R₁的阻值；再根据电表量程确定电路的最大、最小电流，进而判断各选项正误。
【解析】
由图甲可知，R₁与R₂串联，电压表测R₁两端电压，电流表测电路电流。
根据图乙，当R₂=10Ω时，R₁两端电压U₁=3V；当R₂'=20Ω时，R₁两端电压U₁'=2V。
串联电路总电压等于各部分电压之和，且电流处处相等，因此电源电压U可表示为：
当R₂=10Ω时：$U = U_1 + \frac{U_1}{R_1}R_2 = 3\ \mathrm{V} + \frac{3\ \mathrm{V}}{R_1} × 10\ \Omega$ ①
当R₂'=20Ω时：$U = U_1' + \frac{U_1'}{R_1}R_2' = 2\ \mathrm{V} + \frac{2\ \mathrm{V}}{R_1} × 20\ \Omega$ ②
联立①②解得：$R_1=10\ \Omega$，$U=6\ \mathrm{V}$，故A（电源电压7.5V）、B（R₁=5Ω）错误。
电路电流最小时，总电阻最大，即R₂接入最大阻值20Ω，总电阻$R_{总}=R_1+R_{2最大}=10\ \Omega+20\ \Omega=30\ \Omega$，
最小电流$I_{小}=\frac{U}{R_{总}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$，
电路最小电功率$P_{小}=UI_{小}=6\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{W}$，故C错误。
电路电流最大时，R₁两端电压最大，电压表量程为0~3V，因此R₁两端最大电压$U_{1最大}=3\ \mathrm{V}$，
最大电流$I_{大}=\frac{U_{1最大}}{R_1}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$，电流表量程0~0.6A，0.3A＜0.6A，符合安全要求，
故电流表示数变化范围为0.2A~0.3A，D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】
本题为串联电路动态分析题，需结合图像数据与电路基本规律求解电源电压和定值电阻阻值，再根据电表量程确定电流范围，关键在于利用串联电路特点建立方程，分析时需注意电路元件的安全限制。
【难度系数】
0.6
首先明确电路连接：R₁与R₂串联，电压表测R₁两端电压，电流表测电路电流。解题思路：利用图乙中两组R₂阻值及对应R₁的电压，结合串联电路电压规律和欧姆定律，建立方程求解电源电压U和定值电阻R₁的阻值；再根据电表量程确定电路的最大、最小电流，进而判断各选项正误。
【解析】
由图甲可知，R₁与R₂串联，电压表测R₁两端电压，电流表测电路电流。
根据图乙，当R₂=10Ω时，R₁两端电压U₁=3V；当R₂'=20Ω时，R₁两端电压U₁'=2V。
串联电路总电压等于各部分电压之和，且电流处处相等，因此电源电压U可表示为：
当R₂=10Ω时：$U = U_1 + \frac{U_1}{R_1}R_2 = 3\ \mathrm{V} + \frac{3\ \mathrm{V}}{R_1} × 10\ \Omega$ ①
当R₂'=20Ω时：$U = U_1' + \frac{U_1'}{R_1}R_2' = 2\ \mathrm{V} + \frac{2\ \mathrm{V}}{R_1} × 20\ \Omega$ ②
联立①②解得：$R_1=10\ \Omega$，$U=6\ \mathrm{V}$，故A（电源电压7.5V）、B（R₁=5Ω）错误。
电路电流最小时，总电阻最大，即R₂接入最大阻值20Ω，总电阻$R_{总}=R_1+R_{2最大}=10\ \Omega+20\ \Omega=30\ \Omega$，
最小电流$I_{小}=\frac{U}{R_{总}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$，
电路最小电功率$P_{小}=UI_{小}=6\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{W}$，故C错误。
电路电流最大时，R₁两端电压最大，电压表量程为0~3V，因此R₁两端最大电压$U_{1最大}=3\ \mathrm{V}$，
最大电流$I_{大}=\frac{U_{1最大}}{R_1}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$，电流表量程0~0.6A，0.3A＜0.6A，符合安全要求，
故电流表示数变化范围为0.2A~0.3A，D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】
本题为串联电路动态分析题，需结合图像数据与电路基本规律求解电源电压和定值电阻阻值，再根据电表量程确定电流范围，关键在于利用串联电路特点建立方程，分析时需注意电路元件的安全限制。
【难度系数】
0.6
