6.两灯泡的电阻分别为$R_1$、$R_2$,且$R_1:R_2=2:3$,它们两端的电压分别为$U_1$、$U_2$,通过两灯泡的电流分别为$I_1$、$I_2$,两灯泡的电功率分别为$P_1$、$P_2$。(两灯泡的阻值不随温度的变化而变化)
(1)两灯泡串联时,$I_1:I_2=$
(2)两灯泡并联时,$I_1:I_2=$
(1)两灯泡串联时,$I_1:I_2=$
1:1
,$U_1:U_2=$2:3
,$P_1:P_2=$2:3
。(2)两灯泡并联时,$I_1:I_2=$
3:2
,$U_1:U_2=$1:1
,$P_1:P_2=$3:2
。答案
(1)1:1;2:3;2:3 (2)3:2;1:1;3:2
解析
【分析】
本题考查串并联电路的规律及电学公式的应用,解题思路为:①串联电路电流处处相等,并联电路各支路电压相等;②结合欧姆定律$I=\frac{U}{R}$推导电流、电压比例;③结合电功率公式$P=I^2R$(串联用)、$P=\frac{U^2}{R}$(并联用)推导电功率比例。
【解析】
(1) 两灯泡串联时:
根据串联电路的电流特点:电流处处相等,故$I_1:I_2=1:1$;
由欧姆定律$U=IR$,得$U_1=I_1R_1$,$U_2=I_2R_2$,则$U_1:U_2=(I_1R_1):(I_2R_2)=R_1:R_2=2:3$;
电功率公式$P=I^2R$,串联时电流$I$相同,故$P_1:P_2=(I_1^2R_1):(I_2^2R_2)=R_1:R_2=2:3$。
(2) 两灯泡并联时:
根据并联电路的电压特点:各支路两端电压相等,故$U_1:U_2=1:1$;
由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,得$I_1=\frac{U_1}{R_1}$,$I_2=\frac{U_2}{R_2}$,则$I_1:I_2=(\frac{U_1}{R_1}):(\frac{U_2}{R_2})=R_2:R_1=3:2$;
电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$,并联时电压$U$相同,故$P_1:P_2=(\frac{U_1^2}{R_1}):(\frac{U_2^2}{R_2})=R_2:R_1=3:2$。
【答案】
(1)1:1;2:3;2:3 (2)3:2;1:1;3:2
【知识点】
串联电路电流规律、并联电路电压规律、电功率与电阻的比例计算
【点评】
本题为电学基础比例题,核心是掌握串并联电路的基本规律,灵活运用欧姆定律和电功率公式推导比例,难度适中,是电学部分的常考题型。
【难度系数】
0.5
本题考查串并联电路的规律及电学公式的应用,解题思路为:①串联电路电流处处相等,并联电路各支路电压相等;②结合欧姆定律$I=\frac{U}{R}$推导电流、电压比例;③结合电功率公式$P=I^2R$(串联用)、$P=\frac{U^2}{R}$(并联用)推导电功率比例。
【解析】
(1) 两灯泡串联时:
根据串联电路的电流特点:电流处处相等,故$I_1:I_2=1:1$;
由欧姆定律$U=IR$,得$U_1=I_1R_1$,$U_2=I_2R_2$,则$U_1:U_2=(I_1R_1):(I_2R_2)=R_1:R_2=2:3$;
电功率公式$P=I^2R$,串联时电流$I$相同,故$P_1:P_2=(I_1^2R_1):(I_2^2R_2)=R_1:R_2=2:3$。
(2) 两灯泡并联时:
根据并联电路的电压特点:各支路两端电压相等,故$U_1:U_2=1:1$;
由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,得$I_1=\frac{U_1}{R_1}$,$I_2=\frac{U_2}{R_2}$,则$I_1:I_2=(\frac{U_1}{R_1}):(\frac{U_2}{R_2})=R_2:R_1=3:2$;
电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$,并联时电压$U$相同,故$P_1:P_2=(\frac{U_1^2}{R_1}):(\frac{U_2^2}{R_2})=R_2:R_1=3:2$。
【答案】
(1)1:1;2:3;2:3 (2)3:2;1:1;3:2
【知识点】
串联电路电流规律、并联电路电压规律、电功率与电阻的比例计算
【点评】
本题为电学基础比例题,核心是掌握串并联电路的基本规律,灵活运用欧姆定律和电功率公式推导比例,难度适中,是电学部分的常考题型。
【难度系数】
0.5
7.如图所示,电源电压不变。
(1)将定值电阻$R_1$和$R_2$串联后接在电源上,$R_1$消耗的功率为3 W,$R_2$消耗的功率为6 W,则$R_1$和$R_2$之比为

(2)若将它们并联后仍接在该电源上,则$R_1$和$R_2$消耗的功率之比为

(1)将定值电阻$R_1$和$R_2$串联后接在电源上,$R_1$消耗的功率为3 W,$R_2$消耗的功率为6 W,则$R_1$和$R_2$之比为
1:2
。(2)若将它们并联后仍接在该电源上,则$R_1$和$R_2$消耗的功率之比为
2:1
。答案
(1)1:2 (2)2:1
解析
【分析】
要解决这道题,需分两种电路状态分析:①串联电路:电流处处相等,电功率公式选$P=I^2R$,功率比等于电阻比;②并联电路:各支路电压相等,电功率公式选$P=\frac{U^2}{R}$,功率比等于电阻的反比。先利用串联时的功率比求出两电阻的比值,再代入并联时的功率比计算即可。
【解析】
(1) 当$R_1$与$R_2$串联时,串联电路中电流处处相等,即$I_1=I_2$。
根据电功率公式$P=I^2R$,两电阻的功率之比:
$\frac{P_1}{P_2}=\frac{I^2R_1}{I^2R_2}=\frac{R_1}{R_2}$
代入已知$P_1=3\ \mathrm{W}$,$P_2=6\ \mathrm{W}$,得:
$\frac{R_1}{R_2}=\frac{3\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{W}}=\frac{1}{2}$,故$R_1:R_2=1:2$。
(2) 当$R_1$与$R_2$并联时,并联电路中各支路电压相等,即$U_1=U_2$。
根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$,两电阻的功率之比:
$\frac{P_1'}{P_2'}=\frac{\frac{U^2}{R_1}}{\frac{U^2}{R_2}}=\frac{R_2}{R_1}$
由(1)知$R_1:R_2=1:2$,代入得:
$\frac{P_1'}{P_2'}=\frac{2}{1}$,故功率之比为$2:1$。
【答案】
(1)1:2 (2)2:1
【知识点】
串联电路特点、并联电路特点、电功率计算
【点评】
本题考查串并联电路的电功率计算,核心是掌握串并联电路的电流、电压规律,灵活运用电功率公式,属于基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.3
要解决这道题,需分两种电路状态分析:①串联电路:电流处处相等,电功率公式选$P=I^2R$,功率比等于电阻比;②并联电路:各支路电压相等,电功率公式选$P=\frac{U^2}{R}$,功率比等于电阻的反比。先利用串联时的功率比求出两电阻的比值,再代入并联时的功率比计算即可。
【解析】
(1) 当$R_1$与$R_2$串联时,串联电路中电流处处相等,即$I_1=I_2$。
根据电功率公式$P=I^2R$,两电阻的功率之比:
$\frac{P_1}{P_2}=\frac{I^2R_1}{I^2R_2}=\frac{R_1}{R_2}$
代入已知$P_1=3\ \mathrm{W}$,$P_2=6\ \mathrm{W}$,得:
$\frac{R_1}{R_2}=\frac{3\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{W}}=\frac{1}{2}$,故$R_1:R_2=1:2$。
(2) 当$R_1$与$R_2$并联时,并联电路中各支路电压相等,即$U_1=U_2$。
根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$,两电阻的功率之比:
$\frac{P_1'}{P_2'}=\frac{\frac{U^2}{R_1}}{\frac{U^2}{R_2}}=\frac{R_2}{R_1}$
由(1)知$R_1:R_2=1:2$,代入得:
$\frac{P_1'}{P_2'}=\frac{2}{1}$,故功率之比为$2:1$。
【答案】
(1)1:2 (2)2:1
【知识点】
串联电路特点、并联电路特点、电功率计算
【点评】
本题考查串并联电路的电功率计算,核心是掌握串并联电路的电流、电压规律,灵活运用电功率公式,属于基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.3
8. [2026合肥模拟]如图所示的是烟雾浓度检测仪的电路原理图,电源电压为6 V保持不变,$R_0$为定值电阻,$R_1$为气敏电阻,阻值随烟雾浓度的增大而增大,闭合开关S,某时刻电压表的示数为3 V,此时$R_1$的功率为$P_1$;当烟雾浓度增大时,电压表的示数为2 V,此时$R_1$的功率为$P_2$,则$P_1:P_2=$

9:8
。答案
9:8
解析
【分析】
首先明确电路为定值电阻$R_0$与气敏电阻$R_1$串联,电压表测定值电阻$R_0$两端的电压,电源电压恒定为6V。解题思路:①根据串联电路电压规律,求出不同电压表示数下$R_1$两端的电压;②利用欧姆定律计算对应电路中的电流;③根据电功率公式$P=UI$分别求出$P_1$和$P_2$,再计算两者的比值。
【解析】
已知电源电压$U=6V$,$R_0$与$R_1$串联,电压表测$R_0$两端电压:
1. 当电压表示数$U_{01}=3V$时:
电路电流$I_1=\frac{U_{01}}{R_0}=\frac{3V}{R_0}$,
$R_1$两端电压$U_{11}=U - U_{01}=6V - 3V=3V$,
此时$R_1$的功率$P_1=U_{11}I_1=3V×\frac{3V}{R_0}=\frac{9V^2}{R_0}$;
2. 当烟雾浓度增大,电压表示数$U_{02}=2V$时:
电路电流$I_2=\frac{U_{02}}{R_0}=\frac{2V}{R_0}$,
$R_1$两端电压$U_{12}=U - U_{02}=6V - 2V=4V$,
此时$R_1$的功率$P_2=U_{12}I_2=4V×\frac{2V}{R_0}=\frac{8V^2}{R_0}$;
3. 功率比值:$P_1:P_2=\frac{9V^2}{R_0}:\frac{8V^2}{R_0}=9:8$。
【答案】
9:8
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合烟雾浓度检测仪的实际电路,考查串联电路规律和电功率的计算,关键是明确电路连接方式,灵活运用电学基本公式,属于中等难度的电学应用题。
【难度系数】
0.5
首先明确电路为定值电阻$R_0$与气敏电阻$R_1$串联,电压表测定值电阻$R_0$两端的电压,电源电压恒定为6V。解题思路:①根据串联电路电压规律,求出不同电压表示数下$R_1$两端的电压;②利用欧姆定律计算对应电路中的电流;③根据电功率公式$P=UI$分别求出$P_1$和$P_2$,再计算两者的比值。
【解析】
已知电源电压$U=6V$,$R_0$与$R_1$串联,电压表测$R_0$两端电压:
1. 当电压表示数$U_{01}=3V$时:
电路电流$I_1=\frac{U_{01}}{R_0}=\frac{3V}{R_0}$,
$R_1$两端电压$U_{11}=U - U_{01}=6V - 3V=3V$,
此时$R_1$的功率$P_1=U_{11}I_1=3V×\frac{3V}{R_0}=\frac{9V^2}{R_0}$;
2. 当烟雾浓度增大,电压表示数$U_{02}=2V$时:
电路电流$I_2=\frac{U_{02}}{R_0}=\frac{2V}{R_0}$,
$R_1$两端电压$U_{12}=U - U_{02}=6V - 2V=4V$,
此时$R_1$的功率$P_2=U_{12}I_2=4V×\frac{2V}{R_0}=\frac{8V^2}{R_0}$;
3. 功率比值:$P_1:P_2=\frac{9V^2}{R_0}:\frac{8V^2}{R_0}=9:8$。
【答案】
9:8
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合烟雾浓度检测仪的实际电路,考查串联电路规律和电功率的计算,关键是明确电路连接方式,灵活运用电学基本公式,属于中等难度的电学应用题。
【难度系数】
0.5
9. [2026芜湖模拟改编]科学小组同学连接了如图所示的电路,电源电压不变,只闭合开关$S_1$,电流表的示数为0.4 A;断开开关$S_1$,将电流表和电压表的位置互换,再将开关$S_1$、$S_2$均闭合后,电流表的示数为1 A,电压表的示数为6 V。下列说法正确的是(

A.电源电压为9 V
B.电阻$R_2$的阻值为15 Ω
C.两表位置互换前后,电阻$R_1$两端的电压之比为$2:5$
D.两表位置互换前后,电阻$R_2$的功率之比为$25:9$
C
)A.电源电压为9 V
B.电阻$R_2$的阻值为15 Ω
C.两表位置互换前后,电阻$R_1$两端的电压之比为$2:5$
D.两表位置互换前后,电阻$R_2$的功率之比为$25:9$
答案
9.C
解析
【分析】
本题需分两种电路状态分析:①只闭合S₁时,R₁与R₂串联,电流表测串联电流;②电流表、电压表互换后,S₁、S₂均闭合时,R₁与R₂并联,电压表测电源电压,电流表测R₁支路电流。先根据并联状态求出电源电压、R₁阻值,再结合串联状态求出R₂阻值,最后逐一判断选项。
【解析】
1. 并联状态(两表互换,S₁、S₂都闭合):
此时R₁与R₂并联,电压表测电源电压,故电源电压U=6V;电流表测R₁的电流I₁'=1A,由欧姆定律得R₁=U/I₁'=6V/1A=6Ω。
2. 串联状态(只闭合S₁):
此时R₁与R₂串联,电流I=0.4A,电源电压U=I(R₁+R₂),代入U=6V、R₁=6Ω,得6V=0.4A×(6Ω+R₂),解得R₂=9Ω。
3. 选项分析:
A选项:电源电压为6V,不是9V,错误;
B选项:R₂=9Ω,不是15Ω,错误;
C选项:互换前R₁两端电压U₁=IR₁=0.4A×6Ω=2.4V;互换后R₁并联,电压等于电源电压6V,电压之比为2.4V:6V=2:5,正确;
D选项:互换前R₂的功率P₂前=I²R₂=(0.4A)²×9Ω=1.44W;互换后R₂的功率P₂后=U²/R₂=(6V)²/9Ω=4W,功率之比为1.44W:4W=9:25,错误。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、串并联电路特点、电功率计算
【点评】
本题核心是区分两种电路的连接方式,结合欧姆定律和电功率公式计算,考查电路分析与公式应用能力,需理清电表测量对象。
【难度系数】
0.5
本题需分两种电路状态分析:①只闭合S₁时,R₁与R₂串联,电流表测串联电流;②电流表、电压表互换后,S₁、S₂均闭合时,R₁与R₂并联,电压表测电源电压,电流表测R₁支路电流。先根据并联状态求出电源电压、R₁阻值,再结合串联状态求出R₂阻值,最后逐一判断选项。
【解析】
1. 并联状态(两表互换,S₁、S₂都闭合):
此时R₁与R₂并联,电压表测电源电压,故电源电压U=6V;电流表测R₁的电流I₁'=1A,由欧姆定律得R₁=U/I₁'=6V/1A=6Ω。
2. 串联状态(只闭合S₁):
此时R₁与R₂串联,电流I=0.4A,电源电压U=I(R₁+R₂),代入U=6V、R₁=6Ω,得6V=0.4A×(6Ω+R₂),解得R₂=9Ω。
3. 选项分析:
A选项:电源电压为6V,不是9V,错误;
B选项:R₂=9Ω,不是15Ω,错误;
C选项:互换前R₁两端电压U₁=IR₁=0.4A×6Ω=2.4V;互换后R₁并联,电压等于电源电压6V,电压之比为2.4V:6V=2:5,正确;
D选项:互换前R₂的功率P₂前=I²R₂=(0.4A)²×9Ω=1.44W;互换后R₂的功率P₂后=U²/R₂=(6V)²/9Ω=4W,功率之比为1.44W:4W=9:25,错误。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、串并联电路特点、电功率计算
【点评】
本题核心是区分两种电路的连接方式,结合欧姆定律和电功率公式计算,考查电路分析与公式应用能力,需理清电表测量对象。
【难度系数】
0.5
10. [2025枣庄中考改编]如图所示,电源电压不变,小灯泡L上标有“6 V 3 W”字样,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”,电流表的测量范围为0~0.6 A。当开关$S_1$、$S_2$同时闭合时,小灯泡正常发光,保持开关$S_1$始终闭合,通过调节电路,使电路消耗的最大功率为$P_1$,最小功率为$P_2$,则下列说法不正确的是(

A.小灯泡正常发光时的电阻为$12\ \Omega$
B.滑动变阻器滑片P向右移动时,灯泡亮度不变
C.电路中允许通过的最大电流是$1.5\ \mathrm{A}$
D.电路消耗的最大功率和最小功率之比$P_1:P_2=11:3$
C
)A.小灯泡正常发光时的电阻为$12\ \Omega$
B.滑动变阻器滑片P向右移动时,灯泡亮度不变
C.电路中允许通过的最大电流是$1.5\ \mathrm{A}$
D.电路消耗的最大功率和最小功率之比$P_1:P_2=11:3$
答案
10.C
解析
【分析】
首先明确电路结构:当开关$ S_1 $、$ S_2 $同时闭合时,灯泡$ L $与滑动变阻器$ R $并联,电流表测量滑动变阻器支路的电流;当仅闭合$ S_1 $、断开$ S_2 $时,电路为滑动变阻器的简单电路。解题时需结合并联电路特点、电功率公式、欧姆定律,逐一分析各选项的正误。
【解析】
1. 选项A分析:小灯泡正常发光时,根据电功率公式$ P = \frac{U^2}{R} $,可得小灯泡的电阻:
$ R_L = \frac{U_{额}^2}{P_{额}} = \frac{(6\ \mathrm{V})^2}{3\ \mathrm{W}} = 12\ \Omega $,故A正确。
2. 选项B分析:并联电路中各支路独立工作、互不影响。滑动变阻器滑片移动时,灯泡两端电压始终等于电源电压(等于额定电压),灯泡的实际功率不变,因此亮度不变,故B正确。
3. 选项C分析:灯泡正常发光时的电流:$ I_L = \frac{P_{额}}{U_{额}} = \frac{3\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}} = 0.5\ \mathrm{A} $。电流表量程为0~0.6 A,滑动变阻器允许的最大电流为1 A,因此滑动变阻器支路允许的最大电流为0.6 A。当$ S_1 $、$ S_2 $都闭合时,总电流最大,为$ I_{总最大} = I_L + I_{R最大} = 0.5\ \mathrm{A} + 0.6\ \mathrm{A} = 1.1\ \mathrm{A} $,并非1.5 A,故C错误。
4. 选项D分析:电路最大功率$ P_1 = U × I_{总最大} = 6\ \mathrm{V} × 1.1\ \mathrm{A} = 6.6\ \mathrm{W} $;当滑动变阻器接入最大电阻(20 Ω)且$ S_2 $断开时,电路功率最小,此时电流$ I_{最小} = \frac{U}{R_{最大}} = \frac{6\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.3\ \mathrm{A} $,最小功率$ P_2 = U × I_{最小} = 6\ \mathrm{V} × 0.3\ \mathrm{A} = 1.8\ \mathrm{W} $,则$ P_1:P_2 = 6.6\ \mathrm{W}:1.8\ \mathrm{W} = 11:3 $,故D正确。
综上,不正确的选项为C。
【答案】
C
【知识点】
并联电路特点、电功率计算、欧姆定律应用
【点评】
本题为电学综合题,需明确不同开关状态下的电路结构,结合元件额定参数分析电流、功率的最值,考查学生对电路规律的综合应用能力。
【难度系数】
0.4
首先明确电路结构:当开关$ S_1 $、$ S_2 $同时闭合时,灯泡$ L $与滑动变阻器$ R $并联,电流表测量滑动变阻器支路的电流;当仅闭合$ S_1 $、断开$ S_2 $时,电路为滑动变阻器的简单电路。解题时需结合并联电路特点、电功率公式、欧姆定律,逐一分析各选项的正误。
【解析】
1. 选项A分析:小灯泡正常发光时,根据电功率公式$ P = \frac{U^2}{R} $,可得小灯泡的电阻:
$ R_L = \frac{U_{额}^2}{P_{额}} = \frac{(6\ \mathrm{V})^2}{3\ \mathrm{W}} = 12\ \Omega $,故A正确。
2. 选项B分析:并联电路中各支路独立工作、互不影响。滑动变阻器滑片移动时,灯泡两端电压始终等于电源电压(等于额定电压),灯泡的实际功率不变,因此亮度不变,故B正确。
3. 选项C分析:灯泡正常发光时的电流:$ I_L = \frac{P_{额}}{U_{额}} = \frac{3\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}} = 0.5\ \mathrm{A} $。电流表量程为0~0.6 A,滑动变阻器允许的最大电流为1 A,因此滑动变阻器支路允许的最大电流为0.6 A。当$ S_1 $、$ S_2 $都闭合时,总电流最大,为$ I_{总最大} = I_L + I_{R最大} = 0.5\ \mathrm{A} + 0.6\ \mathrm{A} = 1.1\ \mathrm{A} $,并非1.5 A,故C错误。
4. 选项D分析:电路最大功率$ P_1 = U × I_{总最大} = 6\ \mathrm{V} × 1.1\ \mathrm{A} = 6.6\ \mathrm{W} $;当滑动变阻器接入最大电阻(20 Ω)且$ S_2 $断开时,电路功率最小,此时电流$ I_{最小} = \frac{U}{R_{最大}} = \frac{6\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.3\ \mathrm{A} $,最小功率$ P_2 = U × I_{最小} = 6\ \mathrm{V} × 0.3\ \mathrm{A} = 1.8\ \mathrm{W} $,则$ P_1:P_2 = 6.6\ \mathrm{W}:1.8\ \mathrm{W} = 11:3 $,故D正确。
综上,不正确的选项为C。
【答案】
C
【知识点】
并联电路特点、电功率计算、欧姆定律应用
【点评】
本题为电学综合题,需明确不同开关状态下的电路结构,结合元件额定参数分析电流、功率的最值,考查学生对电路规律的综合应用能力。
【难度系数】
0.4
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