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12. 如图所示的电路中，$R_1$为$10\ \Omega$，$R_2$为$20\ \Omega$.闭合开关S后，电流表的示数为$1\mathrm{ A}$.电源电压保持不变.求：
(1)$R_1$两端的电压$U_1$.
(2)$R_2$在$10\mathrm{ s$内所消耗的电能$W_2$.
(1)$R_1$两端的电压$U_1$.
(2)$R_2$在$10\mathrm{ s$内所消耗的电能$W_2$.
答案
解：
(1) 由图可知$R_1$与$R_2$串联，电流表测电路电流，
根据U=IR，$R_1$两端的电压$U_1=IR_1=1\ \mathrm{A}×10\ \Omega=10\ \mathrm{V}$。
$ (2) R_2$在10s内消耗的电能$W_2=I^2R_2t=(1\ \mathrm{A})^2×20\ \Omega×10\ \mathrm{s}=200\ \mathrm{J}$。
(1) 由图可知$R_1$与$R_2$串联，电流表测电路电流，
根据U=IR，$R_1$两端的电压$U_1=IR_1=1\ \mathrm{A}×10\ \Omega=10\ \mathrm{V}$。
$ (2) R_2$在10s内消耗的电能$W_2=I^2R_2t=(1\ \mathrm{A})^2×20\ \Omega×10\ \mathrm{s}=200\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】
首先判断电路连接方式：由图可知$R_1$与$R_2$串联，电流表测量电路中的电流，串联电路中电流处处相等，所以通过$R_1$、$R_2$的电流均为$1\ \mathrm{A}$。
对于(1)，要求$R_1$两端的电压，已知$R_1$的阻值和通过它的电流，直接利用欧姆定律公式$U=IR$即可计算；
对于(2)，要求$R_2$在$10\ \mathrm{s}$内消耗的电能，已知电流、电阻和时间，可利用电功公式$W=I^2Rt$进行计算。
【解析】
(1) 由图可知，$R_1$与$R_2$串联，电流表测电路中的电流，串联电路中电流处处相等，故通过$R_1$的电流$I=1\ \mathrm{A}$。
根据欧姆定律$U=IR$，可得$R_1$两端的电压：
$U_1=IR_1=1\ \mathrm{A}×10\ \Omega=10\ \mathrm{V}$
(2) 根据电功公式$W=I^2Rt$，可得$R_2$在$10\ \mathrm{s}$内所消耗的电能：
$W_2=I^2R_2t=(1\ \mathrm{A})^2×20\ \Omega×10\ \mathrm{s}=200\ \mathrm{J}$
【答案】
(1) $R_1$两端的电压为$10\ \mathrm{V}$；
(2) $R_2$在$10\ \mathrm{s}$内所消耗的电能为$200\ \mathrm{J}$。
【知识点】
串联电路电流规律，欧姆定律，电功的计算
【点评】
本题是串联电路的基础计算题，主要考查欧姆定律和电功公式的应用，解题的关键是明确串联电路中电流处处相等的特点，熟练掌握并运用相关公式进行计算，属于基础题型，易于掌握。
【难度系数】
0.9
首先判断电路连接方式：由图可知$R_1$与$R_2$串联，电流表测量电路中的电流，串联电路中电流处处相等，所以通过$R_1$、$R_2$的电流均为$1\ \mathrm{A}$。
对于(1)，要求$R_1$两端的电压，已知$R_1$的阻值和通过它的电流，直接利用欧姆定律公式$U=IR$即可计算；
对于(2)，要求$R_2$在$10\ \mathrm{s}$内消耗的电能，已知电流、电阻和时间，可利用电功公式$W=I^2Rt$进行计算。
【解析】
(1) 由图可知，$R_1$与$R_2$串联，电流表测电路中的电流，串联电路中电流处处相等，故通过$R_1$的电流$I=1\ \mathrm{A}$。
根据欧姆定律$U=IR$，可得$R_1$两端的电压：
$U_1=IR_1=1\ \mathrm{A}×10\ \Omega=10\ \mathrm{V}$
(2) 根据电功公式$W=I^2Rt$，可得$R_2$在$10\ \mathrm{s}$内所消耗的电能：
$W_2=I^2R_2t=(1\ \mathrm{A})^2×20\ \Omega×10\ \mathrm{s}=200\ \mathrm{J}$
【答案】
(1) $R_1$两端的电压为$10\ \mathrm{V}$；
(2) $R_2$在$10\ \mathrm{s}$内所消耗的电能为$200\ \mathrm{J}$。
【知识点】
串联电路电流规律，欧姆定律，电功的计算
【点评】
本题是串联电路的基础计算题，主要考查欧姆定律和电功公式的应用，解题的关键是明确串联电路中电流处处相等的特点，熟练掌握并运用相关公式进行计算，属于基础题型，易于掌握。
【难度系数】
0.9
13. 一个用电器在$220\mathrm{ V}$的电路中通过的电流是$0.5\mathrm{ A}$，$5\mathrm{ min}$内电流做功
$3.3×10^{4}$
$\mathrm{J}$，有$3.3×10^{4}$
$\mathrm{J}$的电能
转化为其他形式的能.答案
$\boldsymbol{3.3×10^4}$
$\boldsymbol{3.3×10^4}$
电能
$\boldsymbol{3.3×10^4}$
电能
解析
【分析】
要解决这道题，我们可以分两步思考：
1. 计算电流做功的多少：首先回忆电功的计算公式$ W = UIt $，题目中给出了电压$ U = 220\mathrm{V} $、电流$ I = 0.5\mathrm{A} $、时间$ t = 5\mathrm{min} $，需要先将时间单位统一为国际单位秒，再代入公式计算。
2. 分析能量转化：电流做功的过程本质上是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，因此转化的能量大小等于电流做的功。
【解析】
1. 统一时间单位：
$ t = 5\mathrm{min} = 5 × 60\mathrm{s} = 300\mathrm{s} $
2. 计算电流做功：
根据电功公式$ W = UIt $，代入已知数值：
$ W = 220\mathrm{V} × 0.5\mathrm{A} × 300\mathrm{s} = 3.3 × 10^4\mathrm{J} $
3. 分析能量转化：
电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，电流做了$ 3.3 × 10^4\mathrm{J} $的功，就有$ 3.3 × 10^4\mathrm{J} $的电能转化为其他形式的能。
【答案】
$\boldsymbol{3.3×10^4}$；$\boldsymbol{3.3×10^4}$；电能
【知识点】
1. 电功的计算
2. 电流做功的实质
【点评】
本题属于电学基础题，重点考查电功公式的应用和电流做功的能量转化规律。解题时需注意单位的统一（时间要转换为秒），同时明确电流做功与能量转化的关系：电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。
【难度系数】
0.9
要解决这道题，我们可以分两步思考：
1. 计算电流做功的多少：首先回忆电功的计算公式$ W = UIt $，题目中给出了电压$ U = 220\mathrm{V} $、电流$ I = 0.5\mathrm{A} $、时间$ t = 5\mathrm{min} $，需要先将时间单位统一为国际单位秒，再代入公式计算。
2. 分析能量转化：电流做功的过程本质上是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，因此转化的能量大小等于电流做的功。
【解析】
1. 统一时间单位：
$ t = 5\mathrm{min} = 5 × 60\mathrm{s} = 300\mathrm{s} $
2. 计算电流做功：
根据电功公式$ W = UIt $，代入已知数值：
$ W = 220\mathrm{V} × 0.5\mathrm{A} × 300\mathrm{s} = 3.3 × 10^4\mathrm{J} $
3. 分析能量转化：
电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，电流做了$ 3.3 × 10^4\mathrm{J} $的功，就有$ 3.3 × 10^4\mathrm{J} $的电能转化为其他形式的能。
【答案】
$\boldsymbol{3.3×10^4}$；$\boldsymbol{3.3×10^4}$；电能
【知识点】
1. 电功的计算
2. 电流做功的实质
【点评】
本题属于电学基础题，重点考查电功公式的应用和电流做功的能量转化规律。解题时需注意单位的统一（时间要转换为秒），同时明确电流做功与能量转化的关系：电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。
【难度系数】
0.9
14. 如图所示，电源电压恒定，$R_2$的阻值为$20\ \Omega$，只闭合开关S时，电流表示数为$0.3\mathrm{ A}$，则电源电压为
6
$\mathrm{V}$；当再闭合开关$S_1$时，电流表示数变化了$0.2\mathrm{ A}$，则$R_1$的阻值为30
$\Omega$，工作$1\mathrm{ min}$，电流通过$R_1$做的功为72
$\mathrm{J}$.答案
6
30
72
30
72
解析
【分析】
首先分析电路状态：只闭合开关S时，电路为$R_2$的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可求出电源电压；当再闭合开关$S_1$时，$R_1$与$R_2$并联，电流表测干路电流，并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以通过$R_2$的电流不变，电流表示数的变化量即为通过$R_1$的电流，再根据欧姆定律求出$R_1$的阻值，最后利用电功公式$W=UIt$求出电流通过$R_1$做的功。
【解析】
1. 计算电源电压：
只闭合开关S时，电路为$R_2$的简单电路，电流表测电路中的电流。
根据欧姆定律$U=IR$，可得电源电压：
$U = I_2 R_2 = 0.3\ \mathrm{A} × 20\ \Omega = 6\ \mathrm{V}$。
2. 计算$R_1$的阻值：
当再闭合开关$S_1$时，$R_1$与$R_2$并联，并联电路中各支路独立工作、互不影响，因此通过$R_2$的电流保持$0.3\ \mathrm{A}$不变。
电流表示数变化了$0.2\ \mathrm{A}$，该变化量即为通过$R_1$的电流，即$I_1 = 0.2\ \mathrm{A}$。
并联电路中各支路两端电压等于电源电压，故$U_1 = U = 6\ \mathrm{V}$。
根据欧姆定律$R = \frac{U}{I}$，可得$R_1$的阻值：
$R_1 = \frac{U_1}{I_1} = \frac{6\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 30\ \Omega$。
3. 计算电流通过$R_1$做的功：
工作时间$t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s}$，根据电功公式$W=UIt$，可得：
$W_1 = U I_1 t = 6\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A} × 60\ \mathrm{s} = 72\ \mathrm{J}$。
【答案】
6；30；72
【知识点】
欧姆定律的应用；并联电路的特点；电功的计算
【点评】
本题考查了并联电路的特点、欧姆定律和电功公式的应用，关键是明确电流表示数的变化量为通过$R_1$的电流，准确分析电路连接方式是解题的基础。
【难度系数】
0.6
首先分析电路状态：只闭合开关S时，电路为$R_2$的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可求出电源电压；当再闭合开关$S_1$时，$R_1$与$R_2$并联，电流表测干路电流，并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以通过$R_2$的电流不变，电流表示数的变化量即为通过$R_1$的电流，再根据欧姆定律求出$R_1$的阻值，最后利用电功公式$W=UIt$求出电流通过$R_1$做的功。
【解析】
1. 计算电源电压：
只闭合开关S时，电路为$R_2$的简单电路，电流表测电路中的电流。
根据欧姆定律$U=IR$，可得电源电压：
$U = I_2 R_2 = 0.3\ \mathrm{A} × 20\ \Omega = 6\ \mathrm{V}$。
2. 计算$R_1$的阻值：
当再闭合开关$S_1$时，$R_1$与$R_2$并联，并联电路中各支路独立工作、互不影响，因此通过$R_2$的电流保持$0.3\ \mathrm{A}$不变。
电流表示数变化了$0.2\ \mathrm{A}$，该变化量即为通过$R_1$的电流，即$I_1 = 0.2\ \mathrm{A}$。
并联电路中各支路两端电压等于电源电压，故$U_1 = U = 6\ \mathrm{V}$。
根据欧姆定律$R = \frac{U}{I}$，可得$R_1$的阻值：
$R_1 = \frac{U_1}{I_1} = \frac{6\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 30\ \Omega$。
3. 计算电流通过$R_1$做的功：
工作时间$t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s}$，根据电功公式$W=UIt$，可得：
$W_1 = U I_1 t = 6\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A} × 60\ \mathrm{s} = 72\ \mathrm{J}$。
【答案】
6；30；72
【知识点】
欧姆定律的应用；并联电路的特点；电功的计算
【点评】
本题考查了并联电路的特点、欧姆定律和电功公式的应用，关键是明确电流表示数的变化量为通过$R_1$的电流，准确分析电路连接方式是解题的基础。
【难度系数】
0.6
15. 如图甲所示为灯泡L的电流与电压关系的图像.将该灯泡接入如图乙电路，电阻$R$阻值为$10\ \Omega$，闭合开关S，电流表示数为$0.2\mathrm{ A}$，电源电压为
2
$\mathrm{V}$，此时灯泡L工作$1\mathrm{ min}$消耗的电能为30
$\mathrm{J}$.答案
2
30
30
解析
【分析】
首先分析电路：图乙中电阻R与灯泡L并联，电流表测R的电流。根据并联电路电压特点，电源电压等于R两端电压，可利用欧姆定律先算出R两端电压即电源电压；再从图甲中找到该电压下灯泡的电流，最后根据电能公式$W=UIt$计算灯泡1分钟消耗的电能。
【解析】
1. 计算电源电压：
由图乙可知，R与L并联，电流表测量通过R的电流，已知$I_R=0.2\ \mathrm{A}$，$R=10\ \Omega$。
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，变形可得R两端的电压：
$U_R=I_R R=0.2\ \mathrm{A} × 10\ \Omega=2\ \mathrm{V}$。
因为并联电路中电源电压等于各支路两端的电压，所以电源电压$U=U_R=2\ \mathrm{V}$。
2. 计算灯泡L工作1min消耗的电能：
由图甲可知，当灯泡两端电压$U_L=U=2\ \mathrm{V}$时，通过灯泡的电流$I_L=0.25\ \mathrm{A}$。
将时间单位换算为秒：$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$，
根据电能公式$W=UIt$，可得灯泡消耗的电能：
$W_L=U_L I_L t=2\ \mathrm{V} × 0.25\ \mathrm{A} × 60\ \mathrm{s}=30\ \mathrm{J}$。
【答案】
2；30
【知识点】
并联电路电压规律；欧姆定律；电能计算
【点评】
本题结合图像考查并联电路的特点、欧姆定律和电能的计算，关键是从图像中准确获取灯泡对应电压下的电流值，侧重对图像分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
首先分析电路：图乙中电阻R与灯泡L并联，电流表测R的电流。根据并联电路电压特点，电源电压等于R两端电压，可利用欧姆定律先算出R两端电压即电源电压；再从图甲中找到该电压下灯泡的电流，最后根据电能公式$W=UIt$计算灯泡1分钟消耗的电能。
【解析】
1. 计算电源电压：
由图乙可知，R与L并联，电流表测量通过R的电流，已知$I_R=0.2\ \mathrm{A}$，$R=10\ \Omega$。
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，变形可得R两端的电压：
$U_R=I_R R=0.2\ \mathrm{A} × 10\ \Omega=2\ \mathrm{V}$。
因为并联电路中电源电压等于各支路两端的电压，所以电源电压$U=U_R=2\ \mathrm{V}$。
2. 计算灯泡L工作1min消耗的电能：
由图甲可知，当灯泡两端电压$U_L=U=2\ \mathrm{V}$时，通过灯泡的电流$I_L=0.25\ \mathrm{A}$。
将时间单位换算为秒：$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$，
根据电能公式$W=UIt$，可得灯泡消耗的电能：
$W_L=U_L I_L t=2\ \mathrm{V} × 0.25\ \mathrm{A} × 60\ \mathrm{s}=30\ \mathrm{J}$。
【答案】
2；30
【知识点】
并联电路电压规律；欧姆定律；电能计算
【点评】
本题结合图像考查并联电路的特点、欧姆定律和电能的计算，关键是从图像中准确获取灯泡对应电压下的电流值，侧重对图像分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
