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專題3　電學
【命題重點】電學內容是中考命題十分重要的內容,具體重難點一般落實在這些知識點上:串、并聯電路特點,電路設計,故障分析判斷,動態電路分析,歐姆定律,焦耳定律,電功、電功率的計算等。
【方法要點】利用電路圖協助分析,將題中相關信息標注在圖上相應元件附近,將復雜電路通過去表簡單化,并分析各表測量的對象。動態電路分析可以變動為靜,取幾個特殊點看變化。定律、公式在使用時應注意量的一一對應和適用條件。
【例題精析】
類型1　串、并聯電路
1．如圖所示的電路中，閉合開關S，兩只電壓表的指針偏轉角度相同，則燈L1和L2兩端的電壓之比U1：U2等于（　?。?br/>A．5：1 B．1：5 C．4：1 D．1：4
【解答】解：
由電路圖可知，閉合開關S，L1與L2串聯，電壓表V2測電源電壓，電壓表V1測L2兩端的電壓；
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，且兩個電壓表指針偏轉角度相同，
所以，V2用的是大量程，V1用的是小量程，且電壓表V2的示數是電壓表V1示數的5倍，
即：U＝5U2，
則L1兩端的電壓：U1＝U﹣U2＝5U2﹣U2＝4U2，
所以L1和L2兩端的電壓之比：
U1：U2＝4U2：U2＝4：1。
故選：C。
2．在如圖所示的部分電路中，V1表的示數是8V，V2表的示數是12V。若ab間的總電壓是17V，則燈L1兩端的電壓是 　5V　，燈L2兩端的電壓是 　3V　。
【解答】答：由圖可知，是串聯電路，電壓表V1測量L1、L2兩端電壓，電壓表V2測量L2、L3兩端電壓；
已知電壓表V1測量L1、L2兩端電壓，V1表的示數是8V，V2表的示數是12V。ab間的總電壓是17V，
因為串聯電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和，
所以L1兩端電壓為：U1＝Uab﹣UV2＝17V﹣12V＝5V，
L2兩端電壓為：U2＝UV1﹣U1＝8V﹣5V＝3V。
故答案為：5V；3V。
3．如圖所示，兩位同學分別設計了用一個單刀雙擲開關，一只電壓表，在不改變電路連接的前提下，能測出燈L1和L2兩端電壓的電路圖。請你判斷，設計的電路圖中 　甲?。ㄌ睢凹住被颉耙摇保﹫D是正確的。他們選擇正確的電路圖進行測量，當開關撥至1時，電壓表的示數為2V；當開關撥至2時，電壓表的示數為5V。則燈L1兩端電壓為 　2　V，燈L2兩端電壓為 　3　V。
【解答】解：由甲、乙電路圖可知，兩燈串聯，因為串聯電路兩端的電壓等于各部分電路兩端的電壓之和，所以要測量出兩燈兩端的電壓大小，可利用電壓表直接測量兩燈兩端的電壓，或利用電壓表測量出某燈兩端的電壓及兩燈的總電壓，從而得到另一燈兩端的電壓大小。
如圖乙，S撥至1時，電壓表測量燈L1兩端的電壓，S撥至2時，電壓表接在燈L2兩端，此時電壓表的正、負接線柱接反，不能測得燈L2兩端的電壓，故此設計錯誤；
如圖甲，當開關撥至1時，電壓表測量燈L1兩端的電壓，當開關撥至2時，電壓表測量兩燈的總電壓，根據串聯電路的電壓規律可求得燈L2兩端電壓，故此設計正確；
由題意可知，當開關撥至1時，電壓表的示數為2V；當開關撥至2時，電壓表的示數為5V，即：燈L1兩端電壓為U1＝2V，兩燈兩端的總電壓為U＝5V，則燈L2兩端電壓為U2＝U﹣U1＝5V﹣2V＝3V。
故答案為：甲；2；3。
4．在甲、乙兩個精密電子儀器中，為了便于調節電路中的電流，其調節部分都使用了R1、R2兩個滑動變阻器，如圖所示，其中R1的總電阻是200Ω，R2的總電阻是5000Ω，開始時兩滑動變阻器都處于最大阻值位置。下面的幾種調節中，能既快又準確地使電流表指針指到要求位置的是（　?。?br/>A．甲儀器先調節R1，再調節R2，乙儀器先調節R2，再調節R1
B．甲儀器先調節R2，再調節R1，乙儀器先調節R1，再調節R2
C．甲、乙兩儀器都是先調節R2，再調節R1
D．甲、乙兩儀器都是先調節R1，再調節R2
【解答】解：由題意可知，R2比R1大很多（R2＞＞R1），并聯時，并聯電路兩端電壓相等，電流表示數：I，調節R1阻值變化大，對電流影響大，所以要快速將電路中的電流調到要求位置，應先調節大電阻R1，再調節R2；
串聯時，電流表示數：I，調節R2阻值變化大，對電流影響大，所以要快速將電路中的電流調到要求位置，應先調節大電阻R2。
故選：A。
類型2　電路故障的判斷
1、如圖所示的電路中，正常發光的三盞燈中突然有兩盞燈L2、L3熄滅，經檢查保險絲完好，在插座沒有插入任何用電器的情況下，用試電筆插進插座的兩孔，氖管均發光。造成這一現象的原因是（　?。?br/>A．一定是插座發生短路了
B．一定是進戶的零線BD之間斷了
C．一定是進戶的零線BC之間斷了
D．一定是進戶的零線CD之間斷了
【解答】解：A、插座處發生短路，會使保險絲熔斷，試電筆的氖管不會發光，故A錯誤。
B、C、試電筆插進插座的兩孔，氖管均發光，說明零線的短路出在插座之前，即進戶的零線BC之間斷了，故B錯誤、C正確；
D、進戶的零線CD之間斷了，試電筆插進插座的兩孔，應只有一個孔氖管發光，故D錯誤。
故選：C。
2．如圖所示的家庭照明電路中某處存在故障。電工師傅為查明故障，在保險絲處接入一只“220V，40W”的燈泡L0。當只閉合開關S、S1時，燈泡L0正常發光，燈泡L1不發光；當只閉合開關S、S2時，L0和L2都呈暗紅色（比正常發光狀態暗得多）。由此可以確定（　?。?br/>A．L1燈頭接線處斷路 B．L1燈頭接線處短路
C．開關S1短路 D．L2燈頭接線處短路
【解答】解：
當只閉合S、S1時，L0、L1串聯，L0正常發光，L1不發光，這說明L1被短路，使L0直接接在電源上，從而使L0正常發光，故B正確，AC錯誤；
當只閉合S、S2時，L0、L2串聯，L0和L2都呈暗紅色，是因為L0、L2分得電壓都低于220V，所以L2支路正常，故D錯誤。
故選：B。
3、如圖所示的電路出現故障，總開關S跳閘后，復位時又立即跳閘。電工檢修時斷開所有開關，拔去保險絲，并在此處接入一只普通的白熾燈泡L0，當閉合開關S、S1時，L0正常發光，L1不發光；當閉合開關S、S2時，L0和L2都發出暗紅色光；則可以確定電路故障是（　?。?br/>A．燈L1斷路 B．燈L1短路 C．燈L2斷路 D．燈L2短路
【解答】解：
A、B、當只閉合S、S1時，L0正常發光，L1不發光，是因為L1被短路，使L直接接在電源上，正常發光。選項A不符合題意，選項B符合題意；
C、D、當只閉合S、S2時L0呈暗紅色，是因為L與該燈串聯接入電路，所分電壓低于220V，所以L2正常。此兩選項均不符合題意。
故選：B。
4、周六傍晚夜幕降臨，小科同學在家開燈時發現燈不亮。經檢查發現保險絲被燒斷。他在爸爸的協助下用一盞標有“220V 40W”的燈泡L0（檢驗燈泡）取代保險絲接入電路，如圖所示。然后進行如下操作，并觀察到相應的現象：當只閉合開關S1時，L0和L1均發光，且都比正常發光時暗；當只閉合開關S2時，L0正常發光，L2不發光。由此可以判斷（　?。?br/>A．只閉合開關S1時，L0兩端的電壓一定是110伏
B．L1所在的支路完好，L2所在的支路短路
C．只閉合開關S2時，L0的實際功率一定大于40 瓦
D．L1所在的支路短路，L2所在的支路斷路
【解答】解：（1）只閉合開關S1時，L0和L1均發光，但都比正常發光暗，說明L1支路工作正常，由于不知道兩燈泡的規格，無法判定實際電壓的大小，故A錯誤，D錯誤；
（2）當只閉合開關S2時，L0正常發光，L2不發光。說明L2短路，L0的實際功率一定等于40 瓦，故B正確，C錯誤。
故選：B。
類型3　動態電路分析
1、如圖所示電路，電源電壓恒定，定值電阻的阻值為R1，滑動變阻器的最大阻值為R2、已知R2＞R1，閉合開關S后，將滑動變阻滑片從左端向右端移動過程中（　?。?br/>A．電壓表V1的示數變大，電阻R1的電功率先變大后變小
B．電壓表V2的示數變小，滑動變阻器的電功率一直不變
C．電流表A的示數變大，電路消耗的總功率一直變大
D．電流表A的示數變大，電路消耗的總功率先變大后變小
【解答】解：由電路圖可知，R1與R2串聯，電壓表V1測R1兩端的電壓，電壓表V2測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流；
將滑動變阻器滑片從左端向右端移動過程中，接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，
由I可知，電路中的電流變大，即電流表的示數變大；
根據U＝IR可知，R1和R3兩端的電壓均增大，則電壓表V1的示數增大，
因為串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以滑動變阻器R2兩端的電壓變小，電壓表V2示數變?。?br/>由P＝I2R可知，R1的電功率都變大，故A錯誤；
由P＝UI可知，電源電壓一定時，電流變大，總功率變大，故C正確，D錯誤。
滑動變阻器功率為：P2R2，
當R滑＝R1+R3時，滑動變阻器的電功率最大，之后又逐漸減小，所以滑動變阻器的電功率是變化的，故B錯誤。
故選：C。
（多選）2．如圖所示，電源電壓不變，L燈絲電阻不變。下列說法正確的是（　　）
A．只閉合S1，將P向右移動一段距離，電壓表示數與電流表示數的比值變小，電壓表示數的變化量與電流表示數的變化量的比值也變小
B．只閉合S1，將P向右移動，R1消耗的功率增加
C．開關S1、S2閉合S3斷開，將P向左移動，電壓表示數變大，L的亮度變大，電流表示數變小
D．開關都閉合，將P向右移動，L消耗的功率不變，R2消耗的功率變大
【解答】解：
AB、由圖知，只閉合S1，R1、R2串聯，電壓表測R2兩端電壓，電流表測電路中電流。
P向右移動時，R2連入阻值變小，電路的總電阻變小，由歐姆定律可知，電路中電流變大，即電流表示數變大，由P＝I2R知R1消耗的功率增大，故B正確；
電壓表示數與電流表示數的比值為R2的阻值，R2連入電路的阻值變小，故電壓表示數與電流表示數的比值變?。?br/>由串聯電路的分壓原理可知，R2分得電壓減小，R1分得電壓增大，因為串聯電路中總電壓等于各部分電路兩端電壓之和不變，所以有：ΔU2＝ΔU1，
R1為定值電阻，由歐姆定律知，R1，即電壓表示數的變化量與電流表示數的變化量的比值不變，故A錯誤；
C、閉合S1、S2，斷開S3，此時燈泡與滑動變阻器并聯后再與R1串聯，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，電流表測干路電流，將P向左移動，滑動變阻器接入電路的電阻變大，總電阻變大，總電流變小，所以電流表示數變小；滑動變阻器接入電路的電阻變大使得其分擔的電壓變大，故電壓表示數增大，燈泡與滑動變阻器并聯，故燈泡兩端的電壓也變大，由P可知，燈泡的功率變大，燈泡變亮，故C正確；
D、由圖知，開關都閉合，L與R2并聯，R1短路，電壓表測電源電壓，電流表測干路電流，并聯電路中各支路間互不影響，所以燈泡功率不變，由并聯電路電壓特點知，將P向右移動，電壓表示數不變，R2連入電路的阻值變小，由P可知，R2消耗的功率變大，故D正確。
故選：BCD。
（多選）3．如圖所示電路，電源電壓為6V，定值電阻R的阻值為10Ω，電壓表接入0～3V量程，電流表接入0～0.6A量程，滑動變阻器標有“20Ω 0.5A”，閉合開關，在保證各元件安全的情況下，下列說法正確的是（　?。?br/>A．電流表示數變化范圍0.3A～0.6A
B．電壓表示數變化范圍2V～3V
C．滑動變阻器阻值變化范圍10Ω～20Ω
D．電路總功率最大值2.7W
【解答】解：由電路圖可知，定值電阻R與滑動變阻器串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
當電壓表的示數UR＝3V時，電路中的電流，
I0.3A，
因串聯電路中各處的電流相等，且滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，電流表的量程為0～0.6A，
所以，電路中的最大電流I大＝0.3A，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，電路消耗的總功率最大，
電路消耗的最大功率：P大＝UI大＝6V×0.3A＝1.8W，故D錯誤；
此時電路中的總電阻：
R總，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，滑動變阻器接入電路中的最小阻值：
R滑＝R總﹣R＝20Ω﹣10Ω＝10Ω，
又因為滑動變阻器接入電路的阻值最大為20Ω時，電流表和電壓表的示數都最小，可以保證各元件安全的情況，則滑動變阻器阻值變化范圍10Ω～20Ω，故C正確；
當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，電壓表的示數最小，
則電路中的最小電流：
I小，
所以，電流表示數變化范圍0.2A～0.3A，故A錯誤；
電壓表的最小示數：
UR′＝I小R＝0.2A×10Ω＝2V，
所以，電壓表示數變化范圍2V～3V，故B正確。
故選：BC。
4．如圖所示的電路中，電源電壓不變。閉合開關后，當滑片P在某一端點時，電流表示數為0.3A，小燈泡消耗的功率為0.9W；當滑片P移至中點時，電壓表示數變化了3V，此時小燈泡恰好正常發光，且消耗的功率為3W，則下列說法正確的（　　）
A．滑片P在最右端時，滑動變阻器消耗的功率為5.4W
B．小燈泡正常發光時的電阻為20Ω
C．滑動變阻器的最大阻值為50Ω
D．電源電壓為18V
【解答】解：由圖可知，該電路為燈泡和滑動變阻器的串聯電路，電流表測電路中的電流，電壓表測燈泡兩端的電壓；
閉合開關后，當滑片P在某一端點時，電流表示數為0.3A，即電路中的電流為I＝0.3A，小燈泡消耗的功率為PL＝0.9W，
由P＝UI可知此時燈泡兩端的電壓為：UL3V；
當滑片P移至中點時，電壓表示數變化了3V，因燈泡兩端電壓不可能為0V，故此時電壓表示數應為3V+3V＝6V，即燈泡兩端電壓為UL′＝6V，由此可知當滑片P移至中點時，燈兩端電壓變大，由串聯電路分壓特點可知滑動變阻器兩端的電壓變小，即滑動變阻器接入電路的阻值變小，說明當電流表示數為0.3A時，滑片在最右端；
當滑片P在最右端時，由串聯電路的電壓特點和歐姆定律可知電源電壓為：U＝UL+UR＝3V+IR＝3V+0.3A×R﹣﹣﹣①；
當滑片P在中點時，由P＝UI可知電路中的電流為：I′0.5A，
由串聯電路電壓的特點和歐姆定律可知電源電壓為：U＝UL′+U6VI′＝6V0.5A﹣﹣﹣②；
聯立①②可解得：R＝60Ω，U＝21V；
A、滑片P在最右端時，滑動變阻器消耗的功率為：PR＝I2R＝（0.3A）2×60Ω＝5.4W，故A正確；
B、已知滑片P在中點時，燈泡正常發光，此時燈泡兩端電壓為UL′＝6V，由I可知燈泡正常發光時的電阻為：RL12Ω，故B錯誤；
C、由上述分析可知滑動變阻器最大阻值為R＝60Ω，故C錯誤；
D、由上述分析可知電源電壓為U＝21V，故D錯誤。
故選：A。
5、如圖所示，電源電壓為18V，R0＝60Ω，滑動變阻器的規格為“100Ω 2A”，電流表的量程為“0～0.6A”，小燈泡上標有“12V 6W”字樣。不考慮燈絲電阻變化，并保證電路安全，則（　?。?br/>A．S、S1、S2都閉合，電路消耗的總功率最小值為5.4W
B．S、S1、S2都閉合，當電路消耗的總功率最大時，滑動變阻器接入電路的阻值是30Ω
C．S閉合，S1、S2都斷開，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是6～100Ω
D．S閉合，S1、S2都斷開，調節滑動變阻器，燈泡的功率變化范圍是0.5～6W
【解答】解：（1）S、S1、S2都閉合，燈被短路，滑動變阻器與R0并聯，電流表測干路電流，
通過定值電阻的電流：I00.3A，
當滑動變阻器接入電路阻值最大時，通過滑動變阻器的最小電流：Imin0.18A，
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，所以干路電流：I＝I0+Imin＝0.3A+0.18A＝0.48A，
電路消耗的總功率最小值：P?。経I＝18V×0.48A＝8.64W，故A錯誤；
由電流表的量程可知，干路中的最大電流為0.6A，
此時通過滑動變阻器的最大電流：I滑′＝I′﹣I0＝0.6A﹣0.3A＝0.3A，
滑動變阻器接入電路中的最小阻值：R滑′60Ω，故B錯誤；
（2）S閉合，S1、S2都斷開，滑動變阻器與L串聯，電流表測電路中的電流，
由P＝UI可得，燈泡的額定電流：IL0.5A，
因串聯電路中各處的電流相等，且滑動變阻器允許通過的最大電流為2A，電流表的量程為0～0.6A，
所以，電路中的最大電流I大＝0.5A，
由I可得，燈泡的電阻和電路中的最小總電阻分別為：
RL24Ω，R36Ω，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以滑動變阻器接入電路中的最小阻值：R滑?。絉﹣RL＝36Ω﹣24Ω＝12Ω；
因此滑動變阻器接入電路的阻值范圍是12～100Ω，故C錯誤；
當變阻器的最大電阻連入電路中時，電路中電流最小，燈的實際功率最??；
串聯電阻的規律，R總＝RL+R滑＝24Ω+100Ω＝124Ω，
由歐姆定律，電路小的最小電流：I最小A，
燈的最小功率：P燈＝I最小2×RL＝（A）2×24Ω≈0.5W，
故燈泡的功率變化范圍是0.5～6W，故D正確。
故選：D。
類型4　電功、電功率
1．同類型的A、B兩個燈泡，分別按圖中甲、乙兩種方式連接，電源電壓相同且恒定，已知RA＜RB，忽略燈絲電阻隨溫度的變化，且電路安全。兩電路均閉合開關后（　?。?br/>A．甲中A燈比B燈亮
B．乙中A燈比B燈亮
C．甲中A燈比乙中A燈亮
D．甲中的電路總功率比乙中的電路總功率要大
【解答】解：AB、由甲電路圖可知兩燈泡串聯，由乙電路圖可知兩燈泡并聯，已知RA＜RB，電源電壓相同且恒定，
燈泡的亮度由燈泡的實際功率決定，實際功率越大，燈泡越亮，
串聯電路各處電流相等，根據P＝I2R可知甲中B燈實際功率比A燈的大，所以B燈比A燈亮，故A錯誤；
并聯電路各支路兩端電壓相等，根據P可知乙中A燈的實際功率比B燈的大，即A燈比B燈亮，故B正確；
C、串聯電路總電壓等于各部分電壓之和，所以甲中A燈泡兩端的電壓小于電源電壓，根據并聯電路電壓規律可知乙中A燈泡兩端的電壓等于電源電壓，即甲中A燈泡兩端的實際電壓小于乙中A燈泡兩端的實際電壓，根據P可知乙中A燈的實際功率比甲中A燈的實際功率大，即乙中A燈比甲中A燈亮，故C錯誤；
D、串聯電路總電阻大于任何一個分電阻，并聯電路總電阻小于任何一個分電阻，所以甲中電路的總電阻大于乙中電路的總電阻，根據P可知甲中的電路總功率比乙中的電路總功率要小，故D錯誤。
故選：B。
2．某建筑工地需要架設臨時供電線路，實現照明和電加熱功能。其簡化電路如圖所示，供電處電壓U不變，從供電處到工地用長導線（有電阻）連接。閉合開關S1、S2時，加熱器和照明燈同時工作。斷開S2后與斷開S2前相比較，則（　?。?br/>A．照明燈亮度不變
B．照明燈亮度變弱
C．長導線上消耗的電能增加
D．整個供電線路消耗的電功率變小
【解答】解：
AB、設長導線的電阻為R0，由圖知，閉合開關S1、S2時，燈泡與加熱器并聯后再與R0串聯，設此時燈泡兩端電壓為UL，
斷開開關S2時，燈泡與R0串聯，設此時燈泡兩端電壓為UL′；
由于并聯電路的總電阻小于任何一個分電阻，
所以，斷開開關S2時，燈泡的電阻大于燈泡與加熱器并聯的總電阻，
導線的電阻不變，因燈泡的電阻大于燈泡與加熱器并聯的總電阻，根據串聯電路的分壓規律可知，燈泡兩端的電壓變大，即UL′＞UL，
燈泡的電阻可認為不變，由P知，PL′＞PL，即斷開開關S2時，燈泡的實際功率變大，所以燈泡變亮；故A、B錯誤；
C、斷開開關S2時，整個電路的電阻變大，電源電壓不變，由歐姆定律知，電路中電流減小，導線的電阻不變，由公式W＝I2Rt知，單位時間內長導線上消耗的電能減少，故C錯誤；
D、斷開開關S2時，整個電路的電阻變大，電源電壓不變，由P知，整個供電線路消耗的電功率變小，故D正確。
故選：D。
3．如圖甲所示的模擬調光燈電路中，電源電壓恒定，R1為定值電阻。閉合開關S后，將滑動變阻器R2的滑片P由最右端向左移動，直至燈泡L正常發光。此過程中，電流表A的示數隨兩電壓表V1、V2（電壓表V2未畫出）示數變化關系圖像如圖乙所示，則電源電壓為 　4.5　V，電路允許的最大功率為 　1.125　W；小燈泡正常發光時，定值電阻R1在1min消耗的電能為 　18.75　J；若R2的滑片可自由移動，燈泡能正常發光且安全，需串聯一個阻值為 　3　Ω的電阻。
【解答】解：由電路圖可知，閉合開關S后，燈泡、R1、R2串聯，電壓表V1測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流，由題意可知，電壓表V2未畫出。
（1）因燈泡兩端的電壓越大時通過的電流越大，所以圖乙中圖線①是小燈泡的I﹣U圖像，
由圖線②可知，電壓表V2的示數隨電流表示數的增大而減小，
所以電壓表V2測滑動變阻器兩端的電壓或測定值電阻和滑動變阻器兩端的電壓之和，
因串聯電路中各處的電流相等，且總電壓等于各分電壓之和，
所以，由電流相等時兩電壓表的示數之和不相等可知，電壓表V2測滑動變阻器R2兩端的電壓，即并聯在滑動變阻器R2兩端，因此圖像②表示R2的電流隨電壓變化關系；
當滑動變阻器的滑片處于最右端時，變阻器接入電路中的電阻最大，此時電路中的電流最小，
由圖乙可知，燈泡兩端的電壓UL＝0.5V，變阻器R2兩端的電壓U2＝3.5V，電路中的電流I＝0.1A，
則電源的電壓：U＝UL+U2+IR1＝0.5V+3.5V+0.1A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
當燈泡正常發光時，電路中的電流最大，
由圖乙可知，燈泡兩端的電壓UL′＝2.5V，變阻器R2兩端的電壓U2′＝0.75V，電路中的電流I′＝0.25A，
則電源的電壓：U＝UL′+U2′+I′R1＝2.5V+0.75V+0.25A×R1﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：R1＝5Ω，U＝4.5V；
電路允許的最大功率：P大＝UI′＝4.5V×0.25A＝1.125W，
小燈泡正常發光時，定值電阻R1在1min消耗的電能：W1＝I1′2R1t＝（0.25A）2×5Ω×60s＝18.75J；
（2）因為R2的滑片可自由移動，且燈泡能正常發光，所以R2的電阻可以為0，即R2＝0時，電路的電流為0.25A，
由I可得，此時電路的總電阻為：R總18Ω，
燈泡正常發光的電阻：RL10Ω，
因串聯電路的總電阻等于各部分電阻之和，所以需要串聯電阻的阻值：R串聯＝R總﹣RL﹣R1＝18Ω﹣10Ω﹣5Ω＝3Ω，
所以再串聯一個3Ω的電阻后，R2的滑片可自由移動，燈泡能正常發光且安全。
故答案為：4.5；1.125；18.75；3。
4．如圖所示為“無人機”，它具有4個旋翼，每個旋翼下方有一個電動機，可通過無線電進行操控，其在拍攝調查、無人配送等方面具有廣闊的前景
（1）起飛時，增大四個旋翼的轉速，使吹向下方的風量增加，無人機就會上升，這是因為力的作用是 　。
（2）該機一個旋翼的電動機額定功率為30瓦，額定旋翼電壓為15伏，電動機正常工作時通過的電流為多少安？
（3）該機所需的能量是由一塊輸出電壓為15伏，容量為5000mA h的電池提供。若飛行時電動機以額定功率運行則該機最多能飛行多少分鐘？
【解答】解：（1）增大四個旋翼的轉速，使吹向下方的風量增加，無人機就會上升，這是因為力的作用是相互的；
（2）電動機額定功率P＝30W，額定旋翼電壓V＝15V，
由P＝UI可得，電動機正常工作時通過的電流：
I2A；
（3）電池的輸出電壓U＝15V，容量為5000mA h，則電池儲存的能量：
W＝UIt＝15V×5000×10﹣3A×3600s＝2.7×105J，
由P可得，該機最多能飛行的時間：
t2250s＝37.5min。
解：（1）相互的；
（2）電動機正常工作時通過的電流為2A；
（3）若飛行時電動機以額定功率運行則該機最多能飛行37.5min。
5．如圖所示是一直流電動機提升重物的裝置。電源電壓U＝9V保持不變，已知電動機線圈電阻為1Ω．開關閉合后，電動機勻速提升重物，此時，電流表讀數為1A，電壓表讀數為5V．不計任何摩擦，求：
（1）10秒內該電路消耗的總電能；
（2）電動機的發熱功率；
（3）當重物的質量超過一定數值時，電動機將無法轉動，求此時電動機的電功率。
【解答】解：（1）10秒內該電路消耗的總電能：W＝UIt＝9V×1A×10s＝90J；
（2）電動機的發熱功率：P熱＝I2R線＝（1A）2×1Ω＝1W；
（3）當電動機不轉動時，相當于一個1Ω的電阻，定值電阻R＝5Ω；
由歐姆定律可得，此時電路中的電流：I′1.5A，
電動機的功率：P＝I′2R線＝（1.5A）2×1Ω＝2.25W。
答：（1）10秒內該電路消耗的總電能為90J；
（2）電動機的發熱功率為1W；
（3 ）電動機的電功率為2.25W。
【針對訓練】
類型1　串、并聯電路（圖像變化）
1．如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，電源電壓不變。閉合開關S后，滑片P從a端移動到b端，電流表示數I與電壓表示數U的變化關系如圖乙所示，則下列判斷不正確的是（　?。?br/>A．電源電壓為3V
B．R1的最大功率為0.2W
C．R2的最大阻值為10Ω
D．電路的總功率變化了1.2W
【解答】解：由圖1可知，兩電阻串聯，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大，由圖2可知I1＝0.6A，
由I可得，電源的電壓：
U＝I1R1＝0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，
由圖2可知，I2＝0.2A，U2＝2V，
則由I可得，滑動變阻器的最大阻值：
R210Ω，故C正確；
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的電壓：
U＝I2R1+U2＝0.2A×R1+2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②得：R1＝5Ω，U＝3V，故A正確；
當電路中的電流最小時，電路的總功率最小，則
P?。経I2＝3V×0.2A＝0.6W，
當電路中的電流最大時，電路為R1的簡單電路，其電功率最大即為電路的最大總功率，則
P1大＝P大＝UI1＝3V×0.6A＝1.8W，故B錯誤；
所以，電路的總功率的變化量：
△P＝P1大﹣P1小＝1.8W﹣0.6W＝1.2W，故D正確。
故選：B。
2．如圖甲所示，閉合開關后，在滑片P由b端向a端移動的過程中，電壓表示數U隨滑動變阻器的電阻R2變化關系圖象如圖乙所示，當滑片P在a端時，下列判斷不正確的是（　?。?br/>A．電壓表的示數為2V
B．滑動變阻器兩端電壓為4V
C．電流表的示數為0.2A
D．電路的總電阻為20Ω
【解答】解：由圖甲所示電路圖可知，定值電阻R1與滑動變阻器R2串聯，電壓表測定值電阻R1兩端電壓；電流表測量電路中的電流。
由圖甲所示電路可知，當滑片在b端時，電路為R1的簡單電路，電壓表測電源兩端電壓，
由圖乙所示圖象可知，電源電壓U＝6V；
當滑片位于a端時，R1與R2的最大阻值串聯，此時電壓表的示數最小，
由圖乙所示圖象可知，變阻器的最大阻值R2＝20Ω，電壓表的示數最小為U1最?。?V，
所以，此時電壓表的示數為U1＝2V，故A正確；
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以此時滑動變阻器兩端的電壓：
U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，故B正確；
則電路中電流為I0.2A，故C正確；
根據I可得總電阻：R30Ω，故D錯誤。
故選：D。
3．如圖1所示電路，電源電壓保持不變，當閉合開關S，調節滑動變阻器阻值從最大變化到最小，兩個電阻的“U﹣I”關系圖象如圖2所示。則下列判斷正確的是（　　）
A．電源電壓為10V
B．定值電阻R1的阻值為20Ω
C．滑動變阻器R2的阻值變化范圍為0～10Ω
D．變阻器滑片在中點時，電流表示數為0.3A
【解答】解：當滑動變阻器的阻值最大時，兩電阻串聯，干路電流最?。篒＝0.2A，電阻R1的電壓U1＝2V，滑動變阻器兩端的電壓U2＝4V；
所以電源電壓U＝U1+U2＝2V+4V＝6V，故A錯誤。
定值電阻R1的阻值為R110Ω，故B錯誤。
滑動變阻器的阻值最大為R220Ω，
所以滑動變阻器R2的阻值變化范圍為0～20Ω，故C錯誤。
變阻器滑片在中點時，滑動變阻器接入電路的電阻為10Ω，此時R1、R2的阻值相同，分得的電壓相同，從圖上看，此時電流表的示數為I＝0.3A。
故選：D。
4．在如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，開關S閉合后，將滑動變阻器的滑片由a端向b端移動的過程中，圖乙是將滑動變阻器的滑片由a端向b端移動的過程中小燈泡的I—U圖像（小燈泡的額定電壓為12V）。下列判斷正確的是（　?。?br/>①小燈泡的平均電阻為4.5Ω
②電壓表V示數變小，電路消耗的總功率變小
③滑動變阻器的最大阻值為9Ω
④電壓表V的示數與電流表A的比值變小
⑤滑片在a端和在b端時，小燈泡的功率變化了9W
A．②③ B．③④⑤ C．②③④ D．①②③④⑤
【解答】解：
（1）小燈泡的電阻受溫度影響較大，不同電壓時電阻不同，則不能計算平均電阻，故①錯誤；
（2）由圖可知：燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測燈泡兩端電壓；將滑動變阻器的滑片由a端向b端移動的過程中，滑動變阻器連入電路的電阻變大，根據歐姆定律可知電路中的電流變小，根據P＝UI可知總功率變小；
根據串聯電路的分壓特點可知滑動變阻器兩端的電壓變大，則燈泡兩端的電壓變小，即電壓表V的示數變小，故②正確；
（3）當滑片在a端時為燈泡的簡單電路，此時通過燈泡的電流最大，由圖象可知最大電流為：I最大＝2.0A，燈泡兩端電壓為：UL＝12V，則電源電壓U＝UL＝12V，
由于燈泡的額定電壓U額＝12V，則此時燈泡正常工作，燈泡電阻為：RL6Ω；
燈泡的最大功率：Pa＝UI最大＝12V×2A＝24W；
當滑片在b端時燈泡和滑動變阻器的最大阻值串聯，此時電路中電流最小，由圖象可知最小電流為：I最?。?.0A，燈泡兩端的最小電壓為：UL最小＝3V，
則燈泡電阻為：RL′3Ω；
根據歐姆定律可知電壓表V的示數與電流表A的比值為燈泡的電阻值，根據RL＝6Ω＞RL′＝3Ω可知：滑動變阻器的滑片由a端向b端移動的過程中電壓表V的示數與電流表A的比值變小，故④正確；
燈泡的最小功率：Pb＝UL最小I最?。?V×1A＝3W；
則滑動變阻器的滑片由a端向b端移動的過程中，小燈泡的功率變化量為：
ΔP＝Pa﹣Pb＝24W﹣3W＝21W，故⑤錯誤；
根據串聯電路的動電壓等于各用電器兩端的電壓之和可知：
滑動變阻器兩端的電壓：U滑＝U﹣UL最?。?2V﹣3V＝9V，
根據I可得滑動變阻器的最大阻值為：
R滑9Ω，故③正確。
由上分析可知：②③④正確。
故選：C。
類型2　電路故障的判斷
1．如圖所示，按電路圖連接好電路后，接通開關S，移動滑動變阻器的滑片，結果燈不發光，電流表指針不動，但電壓表有明顯的示數，電路故障可能是（　?。?br/>A．連線時，把電流表和電壓表互換了位置
B．小燈泡短路
C．滑動變阻器的滑片接觸不良
D．電流表燒壞了，造成短路
【解答】解：
A、若連線時兩表互換了位置，由于電壓表的電阻很大，所以電路中電流非常小，則燈泡不發光，電流表沒有示數，此時電壓表相當于接在電源兩端，有較明顯的示數，故A正確；
B、如果小燈泡被短路不能發光，但電路中會有較大電流，電流表有示數；電壓表同時被短路，無示數，故B錯誤；
C、若滑片接觸不良，電流將時斷時續，燈泡會時滅時亮，同時電流表、電壓表的示數時有時無，故C錯誤；
D、若電流表燒壞了，會造成斷路，燈泡不發光，電流表、電壓表都沒有示數，故D錯誤。
故選：A。
2．小明利用如圖所示電路分析串聯電路中的一些現象，下列判斷正確的是（　　）
A．若R短路，則電流表、電壓表均有示數
B．若L短路，則電流表有示數，電壓表示數為零
C．若R斷路，則電流表示數為零，電壓表有示數且接近電源電壓
D．若L斷路，則電流表示數為零，電壓表有示數且接近電源電壓
【解答】解：由圖可知，電阻R和燈泡串聯，電流表測量電路中的電流，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓；
A、若R短路，電流表測量電路中的電流，電流表有示數，電壓表測量一段導線兩端的電壓，電壓表示數為0，故A錯誤；
B、若L短路，電路中有電流，電流表有示數，電壓表測量電源電壓，有示數，故B錯誤；
C、若R斷路，電路中無電流，電流表示數為0；電壓表測量的是電源電壓，電壓表有示數，故C正確；
D、若L斷路，整個電路斷路，電流表和電壓表的示數都為0，故D錯誤。
故選：C。
3．如圖所示，閉合開關后小燈泡L1、L2都能發光。過了一會兒，小燈泡L1、L2同時都熄滅，且電流表和電壓表的示數均變為零。如果小燈泡L1、L2中只有一處故障，則故障可能是（　?。?br/>A．小燈泡 L1斷路 B．小燈泡L2斷路
C．小燈泡L1短路 D．小燈泡L2短路
【解答】解：A、若燈泡L1斷路，則整個電路中都沒有電流，燈都不亮，電壓表、電流表均無示數，故A正確；
B、若燈泡L2斷路，則電壓表會與燈L1串聯，電壓表分擔電源電壓有示數，燈不亮，電流表無示數，故B錯誤；
C、若燈泡L1短路，燈L2會分擔電源電壓，會變亮，電流表有示數，故C錯誤；
D、若燈泡L2短路，燈L1會分擔電源電壓，會變亮，電壓表、電流表均有示數，故D錯誤。
故選：A。
4．將“6V 3W”和“6V 6W”的兩只燈泡L1和L2接在電源兩端（如圖所示），不考慮燈絲電阻的變化，閉合開關，兩只燈泡都不亮，且電流表和電壓表的指針都不動，現將兩燈泡L1和L2的位置對調，再次閉合開關時，發現兩只燈泡仍不亮，電流表指針仍不動，但電壓表的指針卻有了明顯的偏轉；該電路的故障可能是：　燈L2斷路　。排除故障后，燈泡發光時，電路中允許通過的最大電流為 　0.5A　。
【解答】解：（1）由圖可知，兩燈泡串聯；閉合開關，兩只燈泡都不亮，電流表無示數，說明電路中有斷路故障；而電壓表無示數，說明電壓表與電源不能連通，則可能是燈L2斷路或電流表斷路；
將兩燈泡L1和L2的位置對調，閉合開關，電流表無示數，說明電路中仍然有斷路故障；此時電壓表有示數，說明電壓表兩接線柱到電源的正負極之間是通路，則電流表和燈泡L1都沒有斷路，所以可能是燈L2斷路；
（2）根據P＝UI可得，“6V 3W”和“6V 6W”的兩只燈泡L1和L2的額定電流分別為：
I10.5A，I21A，
由于串聯電路中電流處處相等，所以為了保護電路，電路中的最大電流I大＝I1＝0.5A。
故答案為：燈L2斷路；0.5A。
類型3　動態電路分析
1、新型PTC發熱材料可以自動調節電路的電功率，在生活中廣泛應用，圖甲是PTC調試工作電路，R0是保護電阻，阻值恒定；R1是PTC電阻，阻值隨溫度變化的圖象如圖乙所示。閉合開關S，當溫度從20℃升高到120℃的過程中（　?。?br/>A．電流表示數先變小后變大
B．電壓表示數先變大后變小
C．電流表與電壓表示數的比值先變小后變大
D．保護電阻消耗的功率先變大后變小
【解答】解：
A、甲圖中，兩電阻串聯，電壓表測R1的電壓，電流表測電路的電流，
由圖乙知，當溫度從20℃升高到120℃的過程中，R1的阻值先變小后變大，則根據電阻串聯的規律，總電阻先變小后變大，由歐姆定律可知，電路中的電流先變大后變小，即電流表示數先變大后變小，故A錯誤；
B、電路中的電流先變大后變小，根據U＝IR可知，定值電阻R0的電壓先變大后變小，由串聯電路電壓的規律可知，R1的電壓先變小后變大，即電壓表示數先變小后變大，故B錯誤；
C、根據歐姆定律可知，電壓表與電流表的比值等于PTC電阻R1的阻值，所以電壓表與電流表的比值先變小后變大，而電流表與電壓表的比值先變大后變小，故C錯誤；
D、因電路中的電流先變大后變小，所以根據P＝I2R0可知，保護電阻R0消耗的功率先變大后變小，故D正確。
故選：D。
2、有一種由酒精氣體傳感器制成的呼氣酒精測試儀被廣泛用來檢測酒駕，傳感器R1的阻值隨酒精氣體濃度的變化如圖甲，工作電路如圖乙，電源電壓恒為8V，定值電阻R2＝20Ω．求：
（1）被檢測者的酒精氣體濃度為0時，電壓表的示數是多少；
（2）現在公認的酒駕標準為0.2mg/ml≤酒精氣體濃度≤0.8mg/ml，當電流表示數為0.2A時，通過計算說明被檢測司機是否酒駕？
【解答】解：（1）由圖象可知，當被檢測者未喝酒時，即酒精氣體的濃度為0時，R1的電阻為60Ω，
由圖R1與R2串聯，電壓表測R1電壓，電流表測電路電流，
電路電流：I0.1A，
電壓表示數即R1兩端電壓U1＝IR1＝0.1A×60Ω＝6V；
（2）當電流表示數為I'＝0.2A時，
R2兩端電壓：U'2＝I'R2＝0.2A×20Ω＝4V，
R1的電阻：R'120Ω，
由甲圖可知，被檢測者的酒精氣體濃度為0.3mg/ml＞0.2mg/ml，所以被檢測者屬于酒駕。
答：（1）被檢測者的酒精氣體濃度為0時，電壓表的示數是6V；
（2）現在公認的酒駕標準為0.2mg/ml≤酒精氣體濃度≤0.8mg/ml，當電流表示數為0.2A時，被檢測司機屬于酒駕。
3．為延長蔬果保鮮時間，某同學幫助菜農設計了蔬果保鮮倉庫的自動制冷裝置。裝置如圖甲所示，控制電路中電源電壓恒為3伏，R1為熱敏電阻，R2阻值為10歐，電磁鐵線圈阻值忽略不計。R1阻值隨溫度的變化關系如圖乙所示。當溫度升高到啟動值時，控制電路中電流達到0.1安，銜鐵吸下，制冷器啟動工作；當溫度降低到設定值后。工作電路斷開，制冷器停止工作，如此進行間歇性循環工作。圖丙為工作電路某1小時內制冷器功率與時間的關系圖。
請完成下列問題：
（1）通過計算并結合圖乙確定該制冷器啟動工作的溫度。
（2）在圖丙所示的1小時內工作電路中制冷器消耗的總電能是多少？
【解答】解：（1）由圖可知，R1與R2串聯，
由I可得，該制冷器啟動工作的總電阻R30Ω，
則R1＝R﹣R2＝30Ω﹣10Ω＝20Ω，
查乙圖可知定該制冷器啟動工作的溫度5.6℃；
（2）在圖丙所示的1小時內工作時間t＝15min+10min+10min+10min＝45min＝2700s，
由P可得，制冷器消耗的總電能W＝Pt＝2400W×2700s＝6.48×106J。
答：（1）通過計算并結合圖乙確定該制冷器啟動工作的溫度為5.6℃。
（2）在圖丙所示的1小時內工作電路中制冷器消耗的總電能是6.48×106J。
4．如圖甲電路，電源電壓恒定不變，小燈泡L的額定電壓為12V，圖22乙中的A、B分別是燈泡L和電阻R1的U圖線。閉合開關S、S1，斷開S2，滑動變阻器的滑片移至a端時，小燈泡恰好正常發光。閉合開關S、S2，斷開S1，滑動變阻器滑片P移至中點時，電路中的電流為0.2A．求：
（1）小燈泡L的額定功率；
（2）滑動變阻器R2的最大阻值；
（3）電路的最大功率。
【解答】解：（1）閉合開關S、S1，斷開S2，滑動變阻器的滑片移至a端時，電路為燈泡L的簡單電路，
因額定電壓下燈泡正常發光，
所以，電源的電壓U＝UL＝12V；
由燈泡的電阻與溫度有關可知，圖線A為燈泡的I﹣U圖象，
由圖象可知，燈泡的額定電流IL＝0.5A，
則小燈泡L的額定功率：PL＝ULIL＝12V×0.5A＝6W；
（2）閉合開關S、S2，斷開S1，滑動變阻器滑片P移至中點時，R1與R2串聯，此時電路中的電流I＝0.2A，由圖象B可知，R1兩端的電壓U1＝8V，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R2兩端的電壓：U2＝U﹣U1＝12V﹣8V＝4V，
由I可知，滑動變阻器接入電路中的電阻：R220Ω，
則滑動變阻器R2的最大阻值R2＝40Ω；
（3）當開關全部閉合且滑動變阻器的滑片位于a端時，R1與L并聯，此時電路中的總電阻最小，總電流最大，電路的總功率最大，
因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，由圖象可知，當U＝12V時，通過燈泡的電流IL＝0.5A，通過R1的電流I1＝0.3A，
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，干路電流I′＝IL+I1＝0.5A+0.3A＝0.8A，
電路的最大功率：P＝UI′＝12V×0.8A＝9.6W。
答：（1）小燈泡L的額定功率為6W；
（2）滑動變阻器R2的最大阻值為40Ω；
（3）電路的最大功率為9.6W。
類型4　電功、電功率（檔位問題）
1．多功能煲湯燉鍋可以實現保溫、慢燉、快燉三種功能，使用時可通過旋鈕開關實現功能切換。下圖是模擬加熱原理圖，其中測試電源的電壓為5伏，四段電熱絲電阻均為5歐，保溫、慢燉、快燉所需加熱功率依次增大。下列說法正確的是（　?。?br/>A．開關旋至“1”檔，開啟快燉功能
B．開啟保溫功能，電路中的總電阻為5歐
C．從快燉到慢燉，電路總電流變化0.5安
D．快燉與慢燉電路總功率之比為2：1
【解答】解：
A、開關旋至“1”檔，兩個電阻串聯，此時電路總電阻：R串＝2R＝2×5Ω＝10Ω；
此時的總功率P12.5W；
開關旋至“2”檔，只有一個電阻工作，
此時的總功率P25W；
開關旋至“3”檔，兩個電阻并聯，并聯的電阻為：R并R5Ω＝2.5Ω，
此時的總功率P310W；
因此開關旋至“1”檔，為保溫擋；接“2”時為慢燉，接“3”時為快燉，故A錯誤；
B、開關旋至“1”檔，為保溫擋，總電阻為10Ω，故B錯誤；
C、快燉時，兩個電阻并聯，總電流為：I并2A；
慢燉時，只有一個電阻，總電流為：I1A；
則從快燉到慢燉，電路總電流變化：△I＝I并﹣I＝2A﹣1A＝1A，故C錯誤；
D、快燉與慢燉電路總功率之比：P3：P2＝10W：5W＝2：1，故D正確。
故選：D。
2．如圖所示是某電熱器的工作原理圖，R1、R2是發熱電阻，虛線框為電熱器的金屬外殼，它用一個旋轉開關可以實現電熱器多擋位工作的要求。其中旋轉開關內有一塊絕緣圓盤，在圓盤的左邊緣依次有4個金屬觸點，右邊緣是一金屬板，可繞中心軸轉動的開關旋鈕兩端各有一個金屬滑片，轉動開關旋鈕可以將左邊緣相鄰的兩個觸點與右邊緣的金屬板同時連通。如旋到圖中位置S時，金屬滑片將1、2兩觸點同時與右邊緣金屬板接通。若電源電壓為220V，則由圖可知：
（1）圖中P、Q兩個接頭中， 與零線相連。
（2）為安全起見，需在電路中安裝一總開關，該開關最好應安裝在圖中A、B、C、D、E中的
點處。
（3）如果R1＝R2＝48.4Ω，則當旋鈕開關旋到位置M時，電熱器通電1min產生的熱量是
　 J。
【解答】解：（1）圖中P、Q兩個接頭中，P接零線，Q接地線。
（2）為安全起見，需在電路中安裝一總開關，該開關最好應安裝在火線上，即開關接在C處。
（3）當旋鈕開關旋到位置M時，R1與 R2串聯，通電1min產生的熱量是：
Qt60s＝3.0×104J。
故答案為：（1）P；（2）C；（3）3.0×104。
3．飲水機是一種常見的家用電器，其工作原理可簡化為如圖所示的電路，其中S是一個溫控開關，當飲水機處于加熱狀態時，水被迅速加熱，達到預定溫度時，開關S自動切換到另一擋，飲水機便處于保溫狀態。若飲水機加熱時電功率為440W，而保溫時電功率為88W。（不考慮溫度對阻值的影響）。
（1）請分析說明溫控開關S接a或b時，飲水機分別對應的工作狀態。
（2）求電阻R1和R2的阻值。
（3）用電高峰期，飲水機兩端實際電壓只有198V，求飲水機在加熱狀態下的實際電功率。
【解答】解：（1）當開關S接a時R1與R2串聯，當開關S接b時電路為R1的簡單電路，因串聯電路中總電阻小于任何一個分電阻，所以，當開關S接a時電路的總電阻最大，電路中的電流最小，由P＝UI可知此時電路的功率最小，飲水機處于保溫狀態，則當開關S接b時，飲水機處于加熱狀態；
（2）當開關S接b時，電路為R1的簡單電路，飲水機處于加熱狀態，
則R1110Ω；
當開關S接a時，R1與R2串聯，飲水機處于保溫狀態，
電路的總電阻R總550Ω，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R2＝R總﹣R1＝550Ω﹣110Ω＝440Ω；
（3）用電高峰期，飲水機兩端實際電壓只有198V，飲水機在加熱狀態下的實際電功率：
P1′356.4W。
答：（1）當開關S接a時，飲水機處于保溫狀態，當開關S接b時，飲水機處于加熱狀態；
（2）電阻R1的阻值為110Ω，電阻R2的阻值為440Ω；
（3）用電高峰期，飲水機兩端實際電壓只有198V，飲水機在加熱狀態下的實際電功率為356.4W。
4、如圖所示為多功能電飯鍋的原理圖，其中S為溫控器（控制電飯鍋不超過某一個溫度，對電飯鍋起保護作用），三個燈泡為發熱電阻R1、R2、R3相應的工作指示燈，其功率忽略不計。下表中“★”表示對應的開關閉合，相應的指示燈亮?！啊瘛北硎緦拈_關斷開，相應的指示燈熄滅。功率格給出了相應狀態時電飯鍋的功率值。為了延長鍋的使用壽命，不得同時閉合擋位S1、S2、S3三個開關。電飯鍋的銘牌上標有220V50HZ的字樣。
擋位 S1 S2 S3 功率（W） 擋位 S1 S2 S3 功率（W）
1 ★ ● ● 400 4 ★ ★ ●
2 ● ★ ● 600 5 ★ ● ★ 1200
3 800 6 1400
根據圖表資料，分析計算：
（1）計算R1的阻值；
（2）分析3擋位時，S2、S1、S3閉合或斷開的情況；
（3）計算4擋位時，25分鐘消耗的電能；
（4）若S2、S1、S3均閉合，計算進線路中的電流；
（5）通過圖表分析歸納當電壓相同時，實際功率與電阻大小的一般規律。
【解答】解：
（1）工作指示燈消耗的電功率忽略不計，閉合開關S、S1時，電路可以看做R1的簡單電路，由表可知，此時功率為400W，
由P＝UI可得，R1的阻值：R1121Ω；
（2）由表格可知，1擋位時電路可以看做R1的簡單電路，2擋位時電路可以看做R2的簡單電路，
由3擋位的功率與1擋位和2擋位的功率無關可知，3擋位時電路可以看做R3的簡單電路，此時開關S3閉合，開關S1和S2斷開；
（3）由表格可知，4擋位時，開關S1、S2閉合，電路可以看做R1、R2并聯，
因并聯電路中各支路獨立工作、互不影響，
所以，4擋位的功率：P4＝P1+P2＝400W+600W＝1000W，
由P可得，25分鐘消耗的電能：W＝P4t＝1000W×25×60s＝1.5×106J；
（4）若S2、S1、S3均閉合，電路可以看做R1、R2、R3并聯，
此時電路的電功率P＝P2+P5＝600W+1200W＝1800W，
由P＝UI可得，進線路中的電流I8.18A；
（5）1擋位時電路可以看做R1的簡單電路，5擋位時電路可以看做R1、R2并聯，
因并聯電路中總電阻小于任何一個分電阻，即R1＞R5，
所以，由P1＜P5可知，當電壓相同時，電阻越小，實際功率越大。
答：（1）R1的阻值121Ω；
（2）3擋位時，開關S3閉合，開關S1和S2斷開；
（3）4擋位時，25分鐘消耗的電能1.5×106J；
（4）若S2、S1、S3均閉合，進線路中的電流約為8.18A；
（5）通過圖表分析歸納：當電壓相同時，電阻越小，實際功率越大。
類型3　動態電路分析
1．如圖，甲所示電路中，R為定值電阻，R1為滑動變阻器。圖乙是該滑動變阻器滑片從一端移至另一端過程中變阻器的電功率與其電阻的關系圖像。下列說法正確的是（　?。?br/>A．電源電壓為3V
B．電壓表的最大示數為2V
C．整個電路功率變化了0.1W
D．R的功率變化了3.2W
【解答】解：由圖甲可知，滑動變阻器R1和定值電阻R串聯，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流；
由圖乙可知，當滑動變阻器的阻值R1＝10Ω時，它的電功率為0.9W，
由P＝UI＝I2R可得，此時電路中電流I10.3A；
當滑動變阻器的阻值R1′＝20Ω時，它的電功率為0.8W，此時電路中電流I20.2A，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，且電源的電壓不變，
所以，由歐姆定律可得，電源的電壓：
U＝I1（R+R1）＝I2（R+R1′），即0.3A×（R+10Ω）＝0.2A×（R+20Ω），
解得：R＝10Ω；
電源的電壓U＝I1（R+R1）＝0.3A×（10Ω+10Ω）＝6V；
A、經計算可知電源電壓U＝6V，故A錯誤；
B、電壓表測變阻器兩端的電壓，當變阻器接入電路的阻值最大為20Ω，由串聯分壓的規律可知此時電壓表示數最大，且此時電流最小為I2＝0.2A，
則電壓表的最大示數UVmax＝I2R1max＝0.2A×20Ω＝4V，故B錯誤；
C、根據電功率公式P可知，電源電壓一定時，整個電路的電功率與總電阻成反比，
則滑動變阻器的阻值為0時，電路的總電阻最小，總功率最大，滑動變阻器的阻值為20Ω時，總電阻最大，總功率最小，
故Pmax3.6W，Pmin1.2W，
則整個電路電功率的變化量ΔP＝Pmax﹣Pmin＝3.6W﹣1.2W＝2.4W，故C錯誤；
D、根據電功率公式P＝IR可知，電流越大、定值電阻R的電功率越大，電流越小、定值電阻R的電功率越小，
當滑動變阻器的阻值為0時，總電阻最小，電流最大為Imax0.6A，
則定值電阻R的電功率最大為：PRmax＝Imax2R＝（0.6A）2×10Ω＝3.6W，
當滑動變阻器的阻值最大為20Ω時，總電阻最大，電流最小為I2＝0.2A，
則定值電阻R的電功率最小為：PRmin＝I22R＝（0.2A）2×10Ω＝0.4W，
所以定值電阻R電功率變化：ΔP′＝PRmax﹣PRmin＝3.6W﹣0.4W＝3.2W，故D正確。
故選：D。
（多選）2．如圖甲所示電路中，電源電壓不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V，小燈泡參數“？V？W”模糊不清。第一次只閉合開關S、S1，保證電路中所有元件都安全的前提下，最大范圍內移動滑片P。第二次只閉合開關S、S2，滑片P從左端移到右端；圖乙是這兩次實驗過程中電壓表與電流表示數的關系圖象。下列判斷正確的是（　?。?br/>A．電源電壓為10V
B．小燈泡參數為“3V 1.2W”
C．定值電阻R1阻值為20Ω
D．只閉合開關S、S1電路的總功率最大時，燈與滑動變阻器的功率之比為5：3
【解答】解：當只閉合開關S、S2時，該電路為R1和R2的串聯電路，電流表測電路中的電流，電壓表測R2兩端的電壓；由歐姆定律和串聯電路的電壓特點可知R2兩端的電壓為：U2＝U﹣I1R2，電源電壓U和電阻R2為定值，因此U2與I1之間是一次函數關系，即電壓表與電流表的示數關系為一次函數，由圖可知圖中傾斜直線代表的是第二次只閉合開關S、S2時的電表關系；而圖中曲線則代表的是第一次只閉合開關S、S1時的電表關系；
AC、當只閉合開關S、S2，R1和R2串聯，由圖乙可知當電流為I1＝0.2A時，電壓表的示數為4V，即R2兩端的電壓為U2＝4V，
由歐姆定律和串聯電路的電壓特點可知電源電壓為：U＝U1+U2＝I1R1+U2＝0.2A×R1+4V﹣﹣﹣①；
由圖乙可知當電流為I2＝0.4A時，電壓表的示數為0V，即R2兩端的電壓為0V，
由歐姆定律可知電源電壓為：U＝I2R1＝0.4A×R1﹣﹣﹣②；
聯立①②可解得：U＝8V，R1＝20Ω；故A錯誤，C正確；
B、當只閉合開關S、S1，該電路為R2和L的串聯電路，電壓表測R2兩端的電壓；
由圖乙可知，在移動滑片的過程中，電路中的電流最大為0.4A，即燈L的額定電流為IL＝0.4A，
此時電壓表的示數為3V，即R2兩端的電壓為U2′＝3V，
由串聯電路的電壓特點可知L兩端的額定電壓為：UL＝U﹣U2′＝8V﹣3V＝5V，
則燈L的額定功率為：PL＝ULIL＝5V×0.4A＝2W；
由上述分析可知燈泡的參數為“5V，2W”，故C錯誤；
D、只閉合開關S、S1時，由圖乙可知最大電流為0.4A，由P＝UI可知此時電路總功率最大；
此時R2兩端的電壓為U2′＝3V，燈兩端的電壓UL＝5V，
由P＝UI可知燈與滑動變阻器的功率之比為：PL：P2＝IUL：IU2′＝UL：U2′＝5V：3V＝5：3，故D正確。
故選：CD。
3．如圖1所示的電路中，電源電壓不變。閉合開關S后，滑動變阻器的滑片P由a端移動到中點時，測得電阻R兩端的電壓U與通過R的電流I的變化關系如圖2所示。求：
（1）電源電壓；
（2）R的阻值；
（3）變阻器的最大阻值。
【解答】解：
（1）由圖1知，當滑片在a端時滑動變阻器接入電路中的電阻為0Ω，電路為R的簡單電路，電路中的電阻最小，電流最大，
由圖2可知，電源的電壓U＝12V；
（2）由圖2可知，滑片在a端時，電路中的電流為I＝1.5A，
根據歐姆定律可得，R的阻值：
R8Ω；
（3）由圖1知，P滑到中點時，兩電阻串聯，變阻器連入阻值最大的，電壓表測R兩端電壓為4V，
由串聯電路的電壓特點可知，變阻器兩端的電壓：U滑＝U﹣UR＝12V﹣4V＝8V，
由圖象知，此時串聯電路的電流為0.5A，
所以滑動變阻器的最大阻值為：
Rab16Ω，
所以Rab＝32Ω
答：（1）電源電壓為12V；
（2）R的阻值為8Ω；
（3）變阻器的最大阻值32Ω。
類型4　電功、電功率
31.為響應寧波市政府提出的“創建海綿型城市”的號召,小科設計了如圖所示的市政自動排水裝置模型,控制電路由電壓為12V、最大容量為100Ah的器電池供電，蓄電池用“發電玻璃”制成的太陽能電板充電。R。為定值電阻,R為壓敏電阻，壓敏電陽通過杠桿AB0與圓柱形浮體相連， AB:BO =4:1,壓敏電陽的阻值隨壓力變化的關系如下表。（壓板、杠桿和硬質連桿的質量及電磁鐵線圈電阻忽略不計,所用綠燈紅燈及排水袋的額定電壓均為220V)
壓級電阻受到的壓力F/N 60 120 180 240 300 360 420 480 …
壓敏電陽R阻值/Ω 500 360 260 180 120 80 65 55 …
(1)當水位在安全位置以下時綠燈亮，排水泵不工作；當水位達到安全位置上限時紅燈亮，同時排水泵正常工作。請按要求完成圖中工作電路的連接。
(2)“發電玻璃”光電轉化率接近18%。要求在5h內對控制電路的蓄電池充滿電、則選用的 “發電玻璃”面積至少為 　m2。(太陽能輻射到每平方米地面上的平均功率按1000W計算，計算結果精確到0.1m')
(3)按照設計要求，當水位上升到浮體剛好全部浸入水中時，壓敏電阻受到壓力為360N，通過電磁鐵線圈的電流為100mA，排水泵啟動；當水位回落到浮體只有體積浸入水中時，杠桿ABO仍處于水平位置，線圈中電流為30mA，排水泵停止工作，則小科應選擇重力為多大的浮體。
(4)在實際調試過程中，小科發現水位已達到安全位置上限，但排水裝置還未啟動。如果在其他條件保持不變的前提下，使排水裝置符合設計要求。應將與壓敏電阻相連的壓板向 　 (填“左”成“右”)移動。
33. (1)見右圖 (2分)
(2) 1.3 (3分)
(3)解:當浮體剛好全部浸入水中時，壓敏電阻受到壓力FB為360N, 查表可知R=80Ω
R總 = = = 120Ω
Ro = R總 – R = 120Ω - 80Ω = 40Ω (1分)
根據杠桿平衡條件有: FALOA = FBLOB
FA = = 360N × = 72N
F浮 = G + FA' 即F浮 = G + 72N.... ① (1分)
當浮體只有體積浸入水中時 F浮' = F浮
R總' = = = 400Ω
R' = R總'–Ro = 400Ω - 60Ω = 360Ω (1分)
查表可知FB'= 120N (1分)
根據杠桿平衡條件有: FA'LOA = FB'LOB
FA' = = 120N × = 24N
F浮' = G + FA” 即 F浮 = G + 24N.... ② (1分)
由①、②得出; F浮 = 80N G = 8N (1分)
答:小科應選擇的浮體重力為8N。
(4)右 (2分)
2.如圖所示電路，電源電壓U不變，燈L1、L2上都標有“3V”字樣，且燈絲阻值不變，R1是定值電阻。閉合開關S，后，依次進行如下操作：①開關S2接1、2，移動滑片P，使電壓表V1示數為3V，此時電流表示數為0.3A；②開關S2接2、3，電流表示數為0.4A；③開關S2接4、5，電流表示數仍為0.4A，電壓表V2示數為2V。
請解答下列問題：
（1）燈L1、L2的額定功率分別是多少
（2）小科根據上述實驗數據，計算R1的阻值，分析如下：
操作①中，L1與R0串聯，L山兩端電壓為3V，通過L1的電流大小為0.3A。
操作②中，L1與R1并聯后（可看作一個阻值變小的電阻)與。串聯，通過L1與R1的總電流大小I為0.4A。假設此時L1兩端電壓為U1 ， 通過的電流為IL1。
可求得R1= =30Ω
老師指出：求解R1時，代人的“3V”“0.4A”“0.3A”三個數據中有錯誤。請你指出錯誤的數據： ▲ ， 并正確求解R1。
（3）當開關S2接4、5時，滑片P怎樣移動才能使L2正常工作 （要求說明移動方向和變化的阻值大?。?br/>【答案】 （1）解：操作①中，燈L1正常工作，UL1額=UL1=3V
燈L1的額定功率為：PL1額=PL1=UL1IL1=3V×0.3A=0.9W
根據操作③，可求出燈L2的電阻值為：RL2= =5Ω
因此，燈L2的額定功率為：RL2額= =1.8W
答：燈L1的額定功率為0.9瓦，燈L2的額定功率為1.8瓦。
（2）錯誤數據：3V、0.3A；
解法1：根據操作①可得，RL1= =10Ω
由于操作②和操作③中，電流表的示數都為0.4A，說明L1和R1并聯后與L2對電路的影響是等效的，所以 即
求得：R1=10Ω
答：定值電阻R1的阻值為10歐。
解法2：根據操作①可得，RL1= =10Ω
由于操作②和操作③中，電流表的示數都為0.4A，說明L1和R1并聯后與L2對
電路的影響是等效的，所以S2接2、3時，IL1’= =0.2A
I1=I-IL1'=0.4A-0.2A=0.2A所以R1= =10Ω
答：定值電阻R1的阻值為10歐。
（3）解：操作①中，L1與R0串聯，U=UL1+UR0=UL1+LR0R0
即：U=3V+0.3A×R0
同理，據操作③可得：U=2V+0.4A×R0
綜上二式可得：U=6V R0=10Ω
當S2接4、5時，R0與L2串聯，己知L2正常工作時UL2'=3V
此時，R0兩端的電壓UR0'=U-UL2'=6V-3V=3V 即：UR0'=UL2'=3V
所以R0’=RL2=5Ω，R0減小的阻值△R0=R0-R0'=10Ω-5V=5Ω
所以滑片P應向左移動
3．現有一個粗細均勻的金屬圓環，它是由一段銅絲和一段同種材料制成的電阻絲連接而成的。為了研究它的導電性，小科把它接入到如圖甲所示的電路中。實驗時，小科先將觸點M與圓環上的A點連接，再移動滑動變阻器R1的滑片P至最右端后，閉合開關S，將觸點N從A開始沿逆時針方向滑動一周，在觸點N滑動的過程中，觸點M、N之間的電阻等效于一個變化的電阻，記為RMN．設滑過弧MN的長為x，電流表示數I與x之間的關系如圖乙所示。已知電源電壓恒為4.5V，銅絲的阻值不計，觸點接觸良好。粗細均勻、同種材料制成的電阻絲阻值與其長度成正比。
（1）由圖乙可知，該金屬圓環中銅絲的長度是　 　cm。
（2）在觸點N滑動過程中，RMN的最大值是多少？
（3）每1cm電阻絲的阻值是 Ω．（提示：圖甲中M、N之間的電阻等效于M、N之間兩段弧形金屬絲并聯后的總電阻）
（4）如圖丙所示，把M、N接到圓環其中一條直徑的兩端，將滑片P移到最左端后閉合開關S，通電1min，電路消耗的電能為W．求W的最大值。（計算過程中不需要說明取最大值的理由）
【解答】解：
（1）當滑片在銅絲上移動時，金屬圓環的總電阻不變，根據歐姆定律可知，此時電路中的電流不變，
由圖乙可知，x從30cm到40cm的過程中，電路的電流不變，則該金屬圓環中銅絲的長度為40cm﹣30cm＝10cm；
（2）當x＝0或x＝50cm時，金屬圓環接入電路中的電阻為零，此時電路為R1的簡單電路，
由圖乙可知，電路中的電流I大＝0.9A，
由I可得，變阻器接入電路中的電阻R15Ω，
當電路中的電流最小時，電路的總電阻最大，金屬圓環接入電路中的電阻最大，
由圖乙可知，電路中的電流I?。?.5A，
此時電路的總電阻R總9Ω，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，M、N之間的最大值RMN大＝R總﹣R1＝9Ω﹣5Ω＝4Ω；
（3）由題意可知，M、N之間兩段弧形金屬絲并聯，分別設為R3、R4，如下圖所示：
因并聯電路中總電阻的倒數等于各分電阻倒數之和，
所以，，即RMN，
因金屬圓環中電阻絲的總電阻一定，即R3+R4的值不變，
所以，由數學知識“兩個正數和一定，兩數相同時乘積最大”可知，R3＝R4時，M、N之間的總電阻最大，
則RMN大，即4Ω，解得：R3＝R4＝8Ω，
金屬圓環中電阻絲的總電阻R環＝R3+R4＝8Ω+8Ω＝16Ω，
由圖乙可知，金屬圓環中電阻絲的總長度L＝50cm﹣10cm＝40cm，
所以，每1cm電阻絲的阻值是0.4Ω；
（4）把M、N接到圓環其中一條直徑的兩端，將滑片P移到最左端后，電路為圓環的簡單電路，
由電阻的并聯可知，當銅絲全部位于MN上方（或下方）時，上方（或下方）的電阻最小，電路的總電阻最小，
此時MN上、下兩部分電阻絲的電阻分別為R5＝25cm×0.4Ω/cm＝10Ω，R6＝R環﹣R5＝16Ω﹣10Ω＝6Ω，
此時電路的總電阻R總′3.75Ω
則通電1min，電路消耗的最大電能Wt60s＝324J。
答：（1）10；
（2）在觸點N滑動過程中，RMN的最大值是4Ω；
（3）0.4；
（4）通電1min，電路消耗電能的最大值為324J。
4.如圖甲所示電路，電源電壓恒定不變，燈泡L上標有“6V 2.4W"字樣，其燈絲電阻隨溫度的升高而增大；OA、OB、OC是三條阻值不同且不變、粗細均勻的金屬絲(同一條金屬絲的阻值與其長度成正比)。閉合開關S，當滑片P從A點滑到O點過程中，電流表示數和燈泡L亮度均保持不變。
（1）求燈泡L正常發光時，通過燈泡L的電流大小。
（2）金屬絲OA的電阻Ra=________Ω。
（3）繼續滑動圖甲中滑片P到OB段，當PB= OB時，電流表示數為0.36A；當PB= OB時，小燈泡正常發光。用圖甲中的電源、小燈泡和三條金屬絲連成圖乙所示電路。閉合開關S，使滑片P在OC上移動，當PO= OC時，電壓表示數為4.8V；當PO= OC時，電壓表示數為6.0V。求金屬絲OC的電阻Rc的大小和電源電壓大小。
34.答案： （1）解：燈泡L正常發光時，通過的電流I= =0.4A
答：燈泡L正常發光時，通過燈泡L的電流大小為0.4A。
（2）0
（3）解：本題的電路可以用下圖表示：
根據題意，可得四種電路連接情況：
①圖甲中，當PB= OB時，R變1= Rb ， 電路中的電流I1=0.36A
②圖甲中，當PB= OB時，R變2= Rb ， 燈L正常發光，電路中的電流l2= 0.4A
③圖乙中，當PO= OC時，R變3= Rc，燈L兩端電壓UL3=4.8V
④圖乙中，當PO= OC時，R變4= Rc，燈L兩端電壓UL4=6.0V，燈L正常發光)
由于②和④時，L都正常發光，即②和④電路是等效的
所以R變2=R變4 ， 即 Rb= Rc ,2Rb=Rc
因為U=U變+UL=I變R變+UL
所以由④得：U=I2R變4+UL4=0.4A× Rc+6.0V----(1)式
①中R變1= Rb= Rc ， 與R變3= Rc等大，即①和③電路是等效的
因為U=U變+UL=I變R變+UL
所以由③得：U=I3R變3+UL3=0.36A× Rc+4.8V-----(2)式
由(1)式和(2)式可解得：Rc=60Ω U=12V
答：金屬絲OC的電阻Rc的大小為60Ω，電源電壓為12V
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）專題3　電學
【命題重點】電學內容是中考命題十分重要的內容,具體重難點一般落實在這些知識點上:串、并聯電路特點,電路設計,故障分析判斷,動態電路分析,歐姆定律,焦耳定律,電功、電功率的計算等。
【方法要點】利用電路圖協助分析,將題中相關信息標注在圖上相應元件附近,將復雜電路通過去表簡單化,并分析各表測量的對象。動態電路分析可以變動為靜,取幾個特殊點看變化。定律、公式在使用時應注意量的一一對應和適用條件。
類型1　串、并聯電路
1．如圖所示的電路中，閉合開關S，兩只電壓表的指針偏轉角度相同，則燈L1和L2兩端的電壓之比U1：U2等于（　　）
A．5：1 B．1：5 C．4：1 D．1：4
2．在如圖所示的部分電路中，V1表的示數是8V，V2表的示數是12V。若ab間的總電壓是17V，則燈L1兩端的電壓是 　　，燈L2兩端的電壓是 　　。
3．如圖所示，兩位同學分別設計了用一個單刀雙擲開關，一只電壓表，在不改變電路連接的前提下，能測出燈L1和L2兩端電壓的電路圖。請你判斷，設計的電路圖中 　?。ㄌ睢凹住被颉耙摇保﹫D是正確的。他們選擇正確的電路圖進行測量，當開關撥至1時，電壓表的示數為2V；當開關撥至2時，電壓表的示數為5V。則燈L1兩端電壓為 　　V，燈L2兩端電壓為 　　V。
4．在甲、乙兩個精密電子儀器中，為了便于調節電路中的電流，其調節部分都使用了R1、R2兩個滑動變阻器，如圖所示，其中R1的總電阻是200Ω，R2的總電阻是5000Ω，開始時兩滑動變阻器都處于最大阻值位置。下面的幾種調節中，能既快又準確地使電流表指針指到要求位置的是（　?。?br/>A．甲儀器先調節R1，再調節R2，乙儀器先調節R2，再調節R1
B．甲儀器先調節R2，再調節R1，乙儀器先調節R1，再調節R2
C．甲、乙兩儀器都是先調節R2，再調節R1
D．甲、乙兩儀器都是先調節R1，再調節R2
類型2　電路故障的判斷
1、如圖所示的電路中，正常發光的三盞燈中突然有兩盞燈L2、L3熄滅，經檢查保險絲完好，在插座沒有插入任何用電器的情況下，用試電筆插進插座的兩孔，氖管均發光。造成這一現象的原因是（　?。?br/>A．一定是插座發生短路了
B．一定是進戶的零線BD之間斷了
C．一定是進戶的零線BC之間斷了
D．一定是進戶的零線CD之間斷了
2．如圖所示的家庭照明電路中某處存在故障。電工師傅為查明故障，在保險絲處接入一只“220V，40W”的燈泡L0。當只閉合開關S、S1時，燈泡L0正常發光，燈泡L1不發光；當只閉合開關S、S2時，L0和L2都呈暗紅色（比正常發光狀態暗得多）。由此可以確定（　　）
A．L1燈頭接線處斷路 B．L1燈頭接線處短路
C．開關S1短路 D．L2燈頭接線處短路
3、如圖所示的電路出現故障，總開關S跳閘后，復位時又立即跳閘。電工檢修時斷開所有開關，拔去保險絲，并在此處接入一只普通的白熾燈泡L0，當閉合開關S、S1時，L0正常發光，L1不發光；當閉合開關S、S2時，L0和L2都發出暗紅色光；則可以確定電路故障是（　?。?br/>A．燈L1斷路 B．燈L1短路 C．燈L2斷路 D．燈L2短路
4、周六傍晚夜幕降臨，小科同學在家開燈時發現燈不亮。經檢查發現保險絲被燒斷。他在爸爸的協助下用一盞標有“220V 40W”的燈泡L0（檢驗燈泡）取代保險絲接入電路，如圖所示。然后進行如下操作，并觀察到相應的現象：當只閉合開關S1時，L0和L1均發光，且都比正常發光時暗；當只閉合開關S2時，L0正常發光，L2不發光。由此可以判斷（　　）
A．只閉合開關S1時，L0兩端的電壓一定是110伏
B．L1所在的支路完好，L2所在的支路短路
C．只閉合開關S2時，L0的實際功率一定大于40 瓦
D．L1所在的支路短路，L2所在的支路斷路
類型3　動態電路分析
1、如圖所示電路，電源電壓恒定，定值電阻的阻值為R1，滑動變阻器的最大阻值為R2、已知R2＞R1，閉合開關S后，將滑動變阻滑片從左端向右端移動過程中（　?。?br/>A．電壓表V1的示數變大，電阻R1的電功率先變大后變小
B．電壓表V2的示數變小，滑動變阻器的電功率一直不變
C．電流表A的示數變大，電路消耗的總功率一直變大
D．電流表A的示數變大，電路消耗的總功率先變大后變小
（多選）2．如圖所示，電源電壓不變，L燈絲電阻不變。下列說法正確的是（　　）
A．只閉合S1，將P向右移動一段距離，電壓表示數與電流表示數的比值變小，電壓表示數的變化量與電流表示數的變化量的比值也變小
B．只閉合S1，將P向右移動，R1消耗的功率增加
C．開關S1、S2閉合S3斷開，將P向左移動，電壓表示數變大，L的亮度變大，電流表示數變小
D．開關都閉合，將P向右移動，L消耗的功率不變，R2消耗的功率變大
（多選）3．如圖所示電路，電源電壓為6V，定值電阻R的阻值為10Ω，電壓表接入0～3V量程，電流表接入0～0.6A量程，滑動變阻器標有“20Ω 0.5A”，閉合開關，在保證各元件安全的情況下，下列說法正確的是（　?。?br/>A．電流表示數變化范圍0.3A～0.6A
B．電壓表示數變化范圍2V～3V
C．滑動變阻器阻值變化范圍10Ω～20Ω
D．電路總功率最大值2.7W
4．如圖所示的電路中，電源電壓不變。閉合開關后，當滑片P在某一端點時，電流表示數為0.3A，小燈泡消耗的功率為0.9W；當滑片P移至中點時，電壓表示數變化了3V，此時小燈泡恰好正常發光，且消耗的功率為3W，則下列說法正確的（　?。?br/>A．滑片P在最右端時，滑動變阻器消耗的功率為5.4W
B．小燈泡正常發光時的電阻為20Ω
C．滑動變阻器的最大阻值為50Ω
D．電源電壓為18V
5、如圖所示，電源電壓為18V，R0＝60Ω，滑動變阻器的規格為“100Ω 2A”，電流表的量程為“0～0.6A”，小燈泡上標有“12V 6W”字樣。不考慮燈絲電阻變化，并保證電路安全，則（　　）
A．S、S1、S2都閉合，電路消耗的總功率最小值為5.4W
B．S、S1、S2都閉合，當電路消耗的總功率最大時，滑動變阻器接入電路的阻值是30Ω
C．S閉合，S1、S2都斷開，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是6～100Ω
D．S閉合，S1、S2都斷開，調節滑動變阻器，燈泡的功率變化范圍是0.5～6W
類型4　電功、電功率
1．同類型的A、B兩個燈泡，分別按圖中甲、乙兩種方式連接，電源電壓相同且恒定，已知RA＜RB，忽略燈絲電阻隨溫度的變化，且電路安全。兩電路均閉合開關后（　?。?br/>A．甲中A燈比B燈亮
B．乙中A燈比B燈亮
C．甲中A燈比乙中A燈亮
D．甲中的電路總功率比乙中的電路總功率要大
2．某建筑工地需要架設臨時供電線路，實現照明和電加熱功能。其簡化電路如圖所示，供電處電壓U不變，從供電處到工地用長導線（有電阻）連接。閉合開關S1、S2時，加熱器和照明燈同時工作。斷開S2后與斷開S2前相比較，則（　?。?br/>A．照明燈亮度不變
B．照明燈亮度變弱
C．長導線上消耗的電能增加
D．整個供電線路消耗的電功率變小
3．如圖甲所示的模擬調光燈電路中，電源電壓恒定，R1為定值電阻。閉合開關S后，將滑動變阻器R2的滑片P由最右端向左移動，直至燈泡L正常發光。此過程中，電流表A的示數隨兩電壓表V1、V2（電壓表V2未畫出）示數變化關系圖像如圖乙所示，則電源電壓為 　　V，電路允許的最大功率為 　　W；小燈泡正常發光時，定值電阻R1在1min消耗的電能為 　　J；若R2的滑片可自由移動，燈泡能正常發光且安全，需串聯一個阻值為 　　Ω的電阻。
4．如圖所示為“無人機”，它具有4個旋翼，每個旋翼下方有一個電動機，可通過無線電進行操控，其在拍攝調查、無人配送等方面具有廣闊的前景
（1）起飛時，增大四個旋翼的轉速，使吹向下方的風量增加，無人機就會上升，這是因為力的作用是 　。
（2）該機一個旋翼的電動機額定功率為30瓦，額定旋翼電壓為15伏，電動機正常工作時通過的電流為多少安？
（3）該機所需的能量是由一塊輸出電壓為15伏，容量為5000mA h的電池提供。若飛行時電動機以額定功率運行則該機最多能飛行多少分鐘？
5．如圖所示是一直流電動機提升重物的裝置。電源電壓U＝9V保持不變，已知電動機線圈電阻為1Ω．開關閉合后，電動機勻速提升重物，此時，電流表讀數為1A，電壓表讀數為5V．不計任何摩擦，求：
（1）10秒內該電路消耗的總電能；
（2）電動機的發熱功率；
（3）當重物的質量超過一定數值時，電動機將無法轉動，求此時電動機的電功率。
類型1　串、并聯電路（圖像變化）
1．如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，電源電壓不變。閉合開關S后，滑片P從a端移動到b端，電流表示數I與電壓表示數U的變化關系如圖乙所示，則下列判斷不正確的是（　?。?br/>A．電源電壓為3V
B．R1的最大功率為0.2W
C．R2的最大阻值為10Ω
D．電路的總功率變化了1.2W
2．如圖甲所示，閉合開關后，在滑片P由b端向a端移動的過程中，電壓表示數U隨滑動變阻器的電阻R2變化關系圖象如圖乙所示，當滑片P在a端時，下列判斷不正確的是（　?。?br/>A．電壓表的示數為2V
B．滑動變阻器兩端電壓為4V
C．電流表的示數為0.2A
D．電路的總電阻為20Ω
3．如圖1所示電路，電源電壓保持不變，當閉合開關S，調節滑動變阻器阻值從最大變化到最小，兩個電阻的“U﹣I”關系圖象如圖2所示。則下列判斷正確的是（　?。?br/>A．電源電壓為10V
B．定值電阻R1的阻值為20Ω
C．滑動變阻器R2的阻值變化范圍為0～10Ω
D．變阻器滑片在中點時，電流表示數為0.3A
4．在如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，開關S閉合后，將滑動變阻器的滑片由a端向b端移動的過程中，圖乙是將滑動變阻器的滑片由a端向b端移動的過程中小燈泡的I—U圖像（小燈泡的額定電壓為12V）。下列判斷正確的是（　?。?br/>①小燈泡的平均電阻為4.5Ω
②電壓表V示數變小，電路消耗的總功率變小
③滑動變阻器的最大阻值為9Ω
④電壓表V的示數與電流表A的比值變小
⑤滑片在a端和在b端時，小燈泡的功率變化了9W
A．②③ B．③④⑤ C．②③④ D．①②③④⑤
類型2　電路故障的判斷
1．如圖所示，按電路圖連接好電路后，接通開關S，移動滑動變阻器的滑片，結果燈不發光，電流表指針不動，但電壓表有明顯的示數，電路故障可能是（　?。?br/>A．連線時，把電流表和電壓表互換了位置
B．小燈泡短路
C．滑動變阻器的滑片接觸不良
D．電流表燒壞了，造成短路
2．小明利用如圖所示電路分析串聯電路中的一些現象，下列判斷正確的是（　?。?br/>A．若R短路，則電流表、電壓表均有示數
B．若L短路，則電流表有示數，電壓表示數為零
C．若R斷路，則電流表示數為零，電壓表有示數且接近電源電壓
D．若L斷路，則電流表示數為零，電壓表有示數且接近電源電壓
3．如圖所示，閉合開關后小燈泡L1、L2都能發光。過了一會兒，小燈泡L1、L2同時都熄滅，且電流表和電壓表的示數均變為零。如果小燈泡L1、L2中只有一處故障，則故障可能是（　?。?br/>A．小燈泡 L1斷路 B．小燈泡L2斷路
C．小燈泡L1短路 D．小燈泡L2短路
4．將“6V 3W”和“6V 6W”的兩只燈泡L1和L2接在電源兩端（如圖所示），不考慮燈絲電阻的變化，閉合開關，兩只燈泡都不亮，且電流表和電壓表的指針都不動，現將兩燈泡L1和L2的位置對調，再次閉合開關時，發現兩只燈泡仍不亮，電流表指針仍不動，但電壓表的指針卻有了明顯的偏轉；該電路的故障可能是：　　　　　　　　　　　　　　　　。排除故障后，燈泡發光時，電路中允許通過的最大電流為 　　　　。
類型3　動態電路分析
1、新型PTC發熱材料可以自動調節電路的電功率，在生活中廣泛應用，圖甲是PTC調試工作電路，R0是保護電阻，阻值恒定；R1是PTC電阻，阻值隨溫度變化的圖象如圖乙所示。閉合開關S，當溫度從20℃升高到120℃的過程中（　?。?br/>A．電流表示數先變小后變大
B．電壓表示數先變大后變小
C．電流表與電壓表示數的比值先變小后變大
D．保護電阻消耗的功率先變大后變小
2、有一種由酒精氣體傳感器制成的呼氣酒精測試儀被廣泛用來檢測酒駕，傳感器R1的阻值隨酒精氣體濃度的變化如圖甲，工作電路如圖乙，電源電壓恒為8V，定值電阻R2＝20Ω．求：
（1）被檢測者的酒精氣體濃度為0時，電壓表的示數是多少；
（2）現在公認的酒駕標準為0.2mg/ml≤酒精氣體濃度≤0.8mg/ml，當電流表示數為0.2A時，通過計算說明被檢測司機是否酒駕？
3．為延長蔬果保鮮時間，某同學幫助菜農設計了蔬果保鮮倉庫的自動制冷裝置。裝置如圖甲所示，控制電路中電源電壓恒為3伏，R1為熱敏電阻，R2阻值為10歐，電磁鐵線圈阻值忽略不計。R1阻值隨溫度的變化關系如圖乙所示。當溫度升高到啟動值時，控制電路中電流達到0.1安，銜鐵吸下，制冷器啟動工作；當溫度降低到設定值后。工作電路斷開，制冷器停止工作，如此進行間歇性循環工作。圖丙為工作電路某1小時內制冷器功率與時間的關系圖。
請完成下列問題：
（1）通過計算并結合圖乙確定該制冷器啟動工作的溫度。
（2）在圖丙所示的1小時內工作電路中制冷器消耗的總電能是多少？
4．如圖甲電路，電源電壓恒定不變，小燈泡L的額定電壓為12V，圖22乙中的A、B分別是燈泡L和電阻R1的U圖線。閉合開關S、S1，斷開S2，滑動變阻器的滑片移至a端時，小燈泡恰好正常發光。閉合開關S、S2，斷開S1，滑動變阻器滑片P移至中點時，電路中的電流為0.2A．求：
（1）小燈泡L的額定功率；
（2）滑動變阻器R2的最大阻值；
（3）電路的最大功率。
類型4　電功、電功率（檔位問題）
1．多功能煲湯燉鍋可以實現保溫、慢燉、快燉三種功能，使用時可通過旋鈕開關實現功能切換。下圖是模擬加熱原理圖，其中測試電源的電壓為5伏，四段電熱絲電阻均為5歐，保溫、慢燉、快燉所需加熱功率依次增大。下列說法正確的是（　?。?br/>A．開關旋至“1”檔，開啟快燉功能
B．開啟保溫功能，電路中的總電阻為5歐
C．從快燉到慢燉，電路總電流變化0.5安
D．快燉與慢燉電路總功率之比為2：1
2．如圖所示是某電熱器的工作原理圖，R1、R2是發熱電阻，虛線框為電熱器的金屬外殼，它用一個旋轉開關可以實現電熱器多擋位工作的要求。其中旋轉開關內有一塊絕緣圓盤，在圓盤的左邊緣依次有4個金屬觸點，右邊緣是一金屬板，可繞中心軸轉動的開關旋鈕兩端各有一個金屬滑片，轉動開關旋鈕可以將左邊緣相鄰的兩個觸點與右邊緣的金屬板同時連通。如旋到圖中位置S時，金屬滑片將1、2兩觸點同時與右邊緣金屬板接通。若電源電壓為220V，則由圖可知：
（1）圖中P、Q兩個接頭中， 與零線相連。
（2）為安全起見，需在電路中安裝一總開關，該開關最好應安裝在圖中A、B、C、D、E中的 點處。
（3）如果R1＝R2＝48.4Ω，則當旋鈕開關旋到位置M時，電熱器通電1min產生的熱量是　 J。
3．飲水機是一種常見的家用電器，其工作原理可簡化為如圖所示的電路，其中S是一個溫控開關，當飲水機處于加熱狀態時，水被迅速加熱，達到預定溫度時，開關S自動切換到另一擋，飲水機便處于保溫狀態。若飲水機加熱時電功率為440W，而保溫時電功率為88W。（不考慮溫度對阻值的影響）。
（1）請分析說明溫控開關S接a或b時，飲水機分別對應的工作狀態。
（2）求電阻R1和R2的阻值。
（3）用電高峰期，飲水機兩端實際電壓只有198V，求飲水機在加熱狀態下的實際電功率。
4、如圖所示為多功能電飯鍋的原理圖，其中S為溫控器（控制電飯鍋不超過某一個溫度，對電飯鍋起保護作用），三個燈泡為發熱電阻R1、R2、R3相應的工作指示燈，其功率忽略不計。下表中“★”表示對應的開關閉合，相應的指示燈亮。“●”表示對應的開關斷開，相應的指示燈熄滅。功率格給出了相應狀態時電飯鍋的功率值。為了延長鍋的使用壽命，不得同時閉合擋位S1、S2、S3三個開關。電飯鍋的銘牌上標有220V50HZ的字樣。
擋位 S1 S2 S3 功率（W） 擋位 S1 S2 S3 功率（W）
1 ★ ● ● 400 4 ★ ★ ●
2 ● ★ ● 600 5 ★ ● ★ 1200
3 800 6 1400
根據圖表資料，分析計算：
（1）計算R1的阻值；
（2）分析3擋位時，S2、S1、S3閉合或斷開的情況；
（3）計算4擋位時，25分鐘消耗的電能；
（4）若S2、S1、S3均閉合，計算進線路中的電流；
（5）通過圖表分析歸納當電壓相同時，實際功率與電阻大小的一般規律。
類型3　動態電路分析
1．如圖，甲所示電路中，R為定值電阻，R1為滑動變阻器。圖乙是該滑動變阻器滑片從一端移至另一端過程中變阻器的電功率與其電阻的關系圖像。下列說法正確的是（　?。?br/>A．電源電壓為3V
B．電壓表的最大示數為2V
C．整個電路功率變化了0.1W
D．R的功率變化了3.2W
（多選）2．如圖甲所示電路中，電源電壓不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V，小燈泡參數“？V？W”模糊不清。第一次只閉合開關S、S1，保證電路中所有元件都安全的前提下，最大范圍內移動滑片P。第二次只閉合開關S、S2，滑片P從左端移到右端；圖乙是這兩次實驗過程中電壓表與電流表示數的關系圖象。下列判斷正確的是（　?。?br/>A．電源電壓為10V
B．小燈泡參數為“3V 1.2W”
C．定值電阻R1阻值為20Ω
D．只閉合開關S、S1電路的總功率最大時，燈與滑動變阻器的功率之比為5：3
3．如圖1所示的電路中，電源電壓不變。閉合開關S后，滑動變阻器的滑片P由a端移動到中點時，測得電阻R兩端的電壓U與通過R的電流I的變化關系如圖2所示。求：
（1）電源電壓；
（2）R的阻值；
（3）變阻器的最大阻值。
類型4　電功、電功率
1.為響應寧波市政府提出的“創建海綿型城市”的號召,小科設計了如圖所示的市政自動排水裝置模型,控制電路由電壓為12V、最大容量為100Ah的器電池供電，蓄電池用“發電玻璃”制成的太陽能電板充電。R。為定值電阻,R為壓敏電阻，壓敏電陽通過杠桿AB0與圓柱形浮體相連， AB:BO =4:1,壓敏電陽的阻值隨壓力變化的關系如下表。（壓板、杠桿和硬質連桿的質量及電磁鐵線圈電阻忽略不計,所用綠燈紅燈及排水袋的額定電壓均為220V)
壓級電阻受到的壓力F/N 60 120 180 240 300 360 420 480 …
壓敏電陽R阻值/Ω 500 360 260 180 120 80 65 55 …
(1)當水位在安全位置以下時綠燈亮，排水泵不工作；當水位達到安全位置上限時紅燈亮，同時排水泵正常工作。請按要求完成圖中工作電路的連接。
(2)“發電玻璃”光電轉化率接近18%。要求在5h內對控制電路的蓄電池充滿電、則選用的 “發電玻璃”面積至少為 　m2。(太陽能輻射到每平方米地面上的平均功率按1000W計算，計算結果精確到0.1m')
(3)按照設計要求，當水位上升到浮體剛好全部浸入水中時，壓敏電阻受到壓力為360N，通過電磁鐵線圈的電流為100mA，排水泵啟動；當水位回落到浮體只有體積浸入水中時，杠桿ABO仍處于水平位置，線圈中電流為30mA，排水泵停止工作，則小科應選擇重力為多大的浮體。
(4)在實際調試過程中，小科發現水位已達到安全位置上限，但排水裝置還未啟動。如果在其他條件保持不變的前提下，使排水裝置符合設計要求。應將與壓敏電阻相連的壓板向 　 (填“左”成“右”)移動。
2.如圖所示電路，電源電壓U不變，燈L1、L2上都標有“3V”字樣，且燈絲阻值不變，R1是定值電阻。閉合開關S，后，依次進行如下操作：①開關S2接1、2，移動滑片P，使電壓表V1示數為3V，此時電流表示數為0.3A；②開關S2接2、3，電流表示數為0.4A；③開關S2接4、5，電流表示數仍為0.4A，電壓表V2示數為2V。
請解答下列問題：
（1）燈L1、L2的額定功率分別是多少
（2）小科根據上述實驗數據，計算R1的阻值，分析如下：
操作①中，L1與R0串聯，L山兩端電壓為3V，通過L1的電流大小為0.3A。
操作②中，L1與R1并聯后（可看作一個阻值變小的電阻)與。串聯，通過L1與R1的總電流大小I為0.4A。假設此時L1兩端電壓為U1 ， 通過的電流為IL1。
可求得R1= =30Ω
老師指出：求解R1時，代人的“3V”“0.4A”“0.3A”三個數據中有錯誤。請你指出錯誤的數據： ▲ ， 并正確求解R1。
（3）當開關S2接4、5時，滑片P怎樣移動才能使L2正常工作 （要求說明移動方向和變化的阻值大?。?br/>3．現有一個粗細均勻的金屬圓環，它是由一段銅絲和一段同種材料制成的電阻絲連接而成的。為了研究它的導電性，小科把它接入到如圖甲所示的電路中。實驗時，小科先將觸點M與圓環上的A點連接，再移動滑動變阻器R1的滑片P至最右端后，閉合開關S，將觸點N從A開始沿逆時針方向滑動一周，在觸點N滑動的過程中，觸點M、N之間的電阻等效于一個變化的電阻，記為RMN．設滑過弧MN的長為x，電流表示數I與x之間的關系如圖乙所示。已知電源電壓恒為4.5V，銅絲的阻值不計，觸點接觸良好。粗細均勻、同種材料制成的電阻絲阻值與其長度成正比。
（1）由圖乙可知，該金屬圓環中銅絲的長度是　　cm。
（2）在觸點N滑動過程中，RMN的最大值是多少？
（3）每1cm電阻絲的阻值是 　　Ω．（提示：圖甲中M、N之間的電阻等效于M、N之間兩段弧形金屬絲并聯后的總電阻）
（4）如圖丙所示，把M、N接到圓環其中一條直徑的兩端，將滑片P移到最左端后閉合開關S，通電1min，電路消耗的電能為W．求W的最大值。（計算過程中不需要說明取最大值的理由）
4.如圖甲所示電路，電源電壓恒定不變，燈泡L上標有“6V 2.4W"字樣，其燈絲電阻隨溫度的升高而增大；OA、OB、OC是三條阻值不同且不變、粗細均勻的金屬絲(同一條金屬絲的阻值與其長度成正比)。閉合開關S，當滑片P從A點滑到O點過程中，電流表示數和燈泡L亮度均保持不變。
（1）求燈泡L正常發光時，通過燈泡L的電流大小。
（2）金屬絲OA的電阻Ra=________Ω。
（3）繼續滑動圖甲中滑片P到OB段，當PB= OB時，電流表示數為0.36A；當PB= OB時，小燈泡正常發光。用圖甲中的電源、小燈泡和三條金屬絲連成圖乙所示電路。閉合開關S，使滑片P在OC上移動，當PO= OC時，電壓表示數為4.8V；當PO= OC時，電壓表示數為6.0V。求金屬絲OC的電阻Rc的大小和電源電壓大小。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）

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