专题05电路图与图像相结合的综合电学计算模型-2022中考物理压轴电学计算题和实验题之经典模型培优练习(原卷版+解析)

专题05电路图与图像相结合的综合电学计算模型1．如图甲所示，电源两端电压U总保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。图乙反映了开关闭合后，滑片P从最右端移动到最左端的过程中，ab两端电压U和通过电流I之间的关系图像（图中A、B两点分别对应两端）；图丙反映了滑动变阻器R2消耗的功率P与电流I之间的关系的部分图像。求：（1）R2的最大阻值R0为多大？（2）电源两端电压U总为多大？（3）当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率P总可能为多大？2．在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，R0是定值电阻，灯泡L1的额定电压为12V，且阻值不变，图乙是灯泡L2的U﹣I图像。（1）当开关S接a时，电压表示数为1.5V，电流表示数为0.25A，求R0的阻值；（2）当开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时L1消耗的功率为6W，求R0的实际功率；（3）开关S接b时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，在一段时间内L2消耗300J的电能，求电路闭合了多少分钟？3．如图甲所示，电源电压保持不变。灯L标有“6V3W”字样（灯丝电阻不随温度变化），电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，滑动变阻器R的最大电阻为200Ω。只闭合开关S1，滑片P置于b点时，滑动变阻器连入电路中的电阻为Rb，电流表示数为0.3A；只闭合开关S2，将滑片P从a点移动到b点的过程中，电压表的示数与电流表的示数的关系如图乙所示。已知Rb：R0＝12：5。求：（1）灯L灯丝的阻值；（2）电源电压和定值电阻R0的阻值；（3）电路消耗的最小功率。4．已知A灯标着“6V3W”，B灯标着“6V6W”，滑动变阻器R规格“50Ω2A”。A灯和B灯中电流随两端电压变化关系的图象如图1所示。则：（1）求A灯正常发光时的电阻；（2）将A，B两灯并联接在6V电源两端，求1min内电路消耗的电能；（3）将A灯与滑动变阻器R串联接在12V电源两端，图2所示，调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率是A灯功率的2倍时，求此时滑动变阻器接入电路中的电阻R滑与功率P滑。5．如图甲是电阻R1和灯泡L的电流随电压变化图像，灯泡L上标有“12V9.6W”的字样，将它们按图乙所示的电路连接，滑动变阻器上标有“20Ω5A”，电流表使用的量程是0～3A，电源电压不变。（1）求灯泡L正常发光时的电阻RL；（2）当只闭合开关S、S2，滑片P位于a端时，灯泡L的实际功率为1W，求电源电压；（3）求此电路消耗的最大功率。6．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端的过程中，测得定值电阻R1两端的电压与通过它的电流变化关系如图乙所示。求：（1）当定值电阻R1两端的电压为6V时，它的阻值；（2）滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时，定值电阻R1的电功率变化量；（3）滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端的过程中，在图乙中画出电压表V2的示数与通过电阻R2的电流的变化关系图象。7．如图甲是电阻R1和灯泡L的电流随电压变化图象，灯泡上标有“12V9.6W”的字样。将它们按图乙所示的电路连接，滑动变阻器上标有“20Ω1.5A”，电流表使用的量程是0～3A，电源电压不变。（1）求灯泡L正常发光时的电阻RL（2）当只闭合开关S、S2，滑片P位于a端时，灯泡L的实际功率为1W，求电源电压（3）开关和滑片分别置于什么位置时，电路消耗的电功率最大？最大功率是多少？8．如图甲所示，电源电压恒定，R1为定值电阻，闭合开关，当滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示，求：（1）R2的最大电阻值；（2）电源电压和R1阻值；（3）电路在最省电的工作状态时，R1的电功率。9．如图甲所示，电源电压恒为5V，小灯泡L上标有“4V2W”字样，定值电阻R1的阻值为25Ω，变阻器R2标有“20Ω1A”字样，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。（1）求小灯泡正常发光时的电阻。（2）闭合开关S、S1、S2，断开S3，移动变阻器R2的滑片P，使电流表的示数为0.56A，求此时变阻器R2消耗的电功率。（3）闭合开关S、S3，断开S1、S2，移动变阻器R2的滑片P，小灯泡L的U﹣I关系如图乙所示，在保证电路各元件安全工作的情况下，求变阻器R2允许接入电路的阻值范围。10．如图（a）所示电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V0.5A”字样，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器R1的最大阻值20Ω，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片P，得到电流表与电压表示数关系如图（b）所示。求：（1）小灯泡的额定功率；（2）电源电压及定值电阻R2的阻值；（3）只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图（c）所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围。11．如图甲所示，灯泡L标有“6V3W”的字样，电源电压及灯丝电阻保持不变，滑动变阻器最大阻值为100Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V．只闭合开关S、S2，移动滑片P的过程中，电流表示数与滑动变阻器连入电路的阻值变化关系如图乙所示，当滑片P在某一位置时，电流表的示数为I1，电压表示数为3V；只闭合开关S、S1，滑片P移动到另一位置时，电流表示数比I1减小了0.2A，滑动变阻器连入电路的阻值是定值电阻R0阻值的倍，求：（1）灯泡正常工作时的电阻；（2）电流表示数I1；（3）电源电压；（4）只闭合开关S、S1，在保证电流表、电压表和灯泡都安全的情况下，求滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围。12．如图甲所示，电源电压恒定，R0为定值电阻。将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示。求：（1）滑动变阻器R的最大阻值；（2）R0的阻值及电源电压；（3）当滑片滑到滑动变阻器的中点时，电阻R0消耗的功率。

专题05电路图与图像相结合的综合电学计算模型1．如图甲所示，电源两端电压U总保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。图乙反映了开关闭合后，滑片P从最右端移动到最左端的过程中，ab两端电压U和通过电流I之间的关系图像（图中A、B两点分别对应两端）；图丙反映了滑动变阻器R2消耗的功率P与电流I之间的关系的部分图像。求：（1）R2的最大阻值R0为多大？（2）电源两端电压U总为多大？（3）当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率P总可能为多大？【答案】（1）R2的最大阻值R0为20Ω；（2）电源两端电压U总为50V；（3）当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率P总可能为200W，也可能为300W。【解答】解：（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由乙图中A点可知，电流的最小值I1＝2A，此时R2两端电压U1＝40V，由I＝可得，R2的最大阻值：R0＝＝＝20Ω；（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U总＝I1R1+U1＝2A×R1+40V，当滑动变阻器阻值为0时，电流中的电流最大，由乙图中B点可知最大值I2＝10A，则电源的电压：U总＝I2R1＝10A×R1，因电源的电压不变，所以，2A×R1+40V＝10A×R1，解得：R1＝5Ω，电源电压U总＝I2R1＝10A×5Ω＝50V；（3）由丙图可知，当R2的功率为120W时，电路中的电流I＝4A，则电路消耗的总功率：P总＝U总I＝50V×4A＝200W；由乙图可知，当ab两端电压U2＝20V时电路中的电流I′＝6A，P2＝U2I′＝20V×6A＝120W，此时电路消耗的总功率：P总′＝U总I′＝50V×6A＝300W，所以，电路消耗的总功率P总可能为200W或300W。2．在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，R0是定值电阻，灯泡L1的额定电压为12V，且阻值不变，图乙是灯泡L2的U﹣I图像。（1）当开关S接a时，电压表示数为1.5V，电流表示数为0.25A，求R0的阻值；（2）当开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时L1消耗的功率为6W，求R0的实际功率；（3）开关S接b时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，在一段时间内L2消耗300J的电能，求电路闭合了多少分钟？【答案】（1）R0的阻值为6Ω；（2）当开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，则R0的实际功率为1.5W；（3）开关S接b时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，在一段时间内L2消耗300J的电能，则电路闭合2.5min。【解答】解：（1）当开关S接a时，R0与L1串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，由I＝可得，R0的阻值：R0＝＝＝6Ω；（2）当开关S接a，灯泡L1正常发光时，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝UI可得，电路中的电流：I＝＝＝0.5A，R0的实际功率：P0＝I2R0＝（0.5A）2×6Ω＝1.5W；（3）开关S接b时，两灯泡串联，由L1正常发光可知，电路中的电流为0.5A，由乙图知L2两端的电压为4V，由W＝UIt可得，电路工作的时间：t＝＝＝150s＝2.5min。3．如图甲所示，电源电压保持不变。灯L标有“6V3W”字样（灯丝电阻不随温度变化），电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，滑动变阻器R的最大电阻为200Ω。只闭合开关S1，滑片P置于b点时，滑动变阻器连入电路中的电阻为Rb，电流表示数为0.3A；只闭合开关S2，将滑片P从a点移动到b点的过程中，电压表的示数与电流表的示数的关系如图乙所示。已知Rb：R0＝12：5。求：（1）灯L灯丝的阻值；（2）电源电压和定值电阻R0的阻值；（3）电路消耗的最小功率。【答案】（1）灯L灯丝的阻值为12Ω；（2）电源电压为18V，定值电阻R0的阻值为20Ω；（3）电路消耗的最小功率为2.7W。【解答】解：（1）由P＝UI＝可知，灯L灯丝的阻值：RL＝＝＝12Ω；（2）只闭合开关S1，滑片P置于b点时，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，因为Rb：R0＝12：5，所以Rb＝2.4R0，由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝UL+Ub＝IbRL+IbRb＝0.3A×12Ω+0.3A×2.4R0……①只闭合开关S1，滑片P置于b点时，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，由图乙可知，滑动变阻器的滑片在a点时滑动变阻器两端的电压为8V，电路中的电流为0.5A，由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U0+Ua＝IaR0+Ua＝0.5A×R0+8V……②由①②解得：R0＝20Ω，U＝18V；（3）根据串联电路的电阻关系可知，当灯泡L或R0与滑动变阻器串联时，滑动变阻器接入电路的电阻越大，电路中的电流越小，根据P＝UI可知，整个电路消耗的功率越小；根据串联电路的分压规律可知，滑动变阻器接入电路中的电阻越大，其分担的电压越大，电压表的量程为0～15V，所以滑动变阻器分担的最大电压为15V；因为RL＜R0，所以在保证电路安全的情况下，定值电阻R0与滑动变阻器串联时，电路中的电阻最大，由欧姆定律可知，此时电路中的电流最小，定值电阻R0串联在电路中，当电压表示数为15V时，R0两端的电压为：U最小＝U﹣U最大＝18V﹣15V＝3V；此时电路中的电流为：I最小＝＝＝0.15A；故电路消耗的最小功率：P＝UI最小＝18V×0.15A＝2.7W。4．已知A灯标着“6V3W”，B灯标着“6V6W”，滑动变阻器R规格“50Ω2A”。A灯和B灯中电流随两端电压变化关系的图象如图1所示。则：（1）求A灯正常发光时的电阻；（2）将A，B两灯并联接在6V电源两端，求1min内电路消耗的电能；（3）将A灯与滑动变阻器R串联接在12V电源两端，图2所示，调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率是A灯功率的2倍时，求此时滑动变阻器接入电路中的电阻R滑与功率P滑。【答案】（1）A灯正常发光时的电阻为12Ω；（2）将A、B两灯并联接在6V电源两端，1min内电路消耗的电能为540J；（3）将A灯与滑动变阻器R串联接在12V电源两端，当滑动变阻器的功率是A灯功率的2倍时，此时滑动变阻器接入电路中的电阻为20Ω，滑动变阻器的功率为3.2W。【解答】解：（1）A灯标着“6V3W”，表示A灯的额定电压为6V，其额定功率为3W，由P＝可得，A灯正常发光时的电阻：RA＝＝12Ω；（2）将A、B并联接在6V电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，两灯泡两端的电压均为额定电压6V，实际功率和额定功率相等，即PA＝3W，PB＝6W，则电路的总功率：P总＝PA+PB＝3W+6W＝9W，由P＝可得，1min内电路消耗的电能：W总＝P总t＝9W×1×60s＝540J；（3）将A灯与滑动变阻器R串联接在12V电源两端时，因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器的功率是A灯功率的2倍，由P＝UI可得，U滑＝2UA′，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源电压：U＝U滑+UA′＝2UA′+UA′＝3UA′＝12V，解得：UA′＝4V，则U滑＝2UA′＝2×4V＝8V，由图象可知，UA′＝4V时，电路中的电流I＝0.4A，则滑动变阻器接入电路中的电阻：R滑＝＝20Ω；滑动变阻器的功率：P滑＝U滑I＝8V×0.4A＝3.2W。5．如图甲是电阻R1和灯泡L的电流随电压变化图像，灯泡L上标有“12V9.6W”的字样，将它们按图乙所示的电路连接，滑动变阻器上标有“20Ω5A”，电流表使用的量程是0～3A，电源电压不变。（1）求灯泡L正常发光时的电阻RL；（2）当只闭合开关S、S2，滑片P位于a端时，灯泡L的实际功率为1W，求电源电压；（3）求此电路消耗的最大功率。【答案】（1）灯泡L正常发光时的电阻RL为15Ω；（2）电源电压为12V；（3）此电路消耗的最大功率为24W。【解答】解：（1）根据P＝UI＝可知灯泡的电阻为：RL＝＝＝15Ω；（2）当只闭合开关S、S2，滑片P位于a端时，RL与滑动变阻器的最大阻值串联，由图象可知，当＝2V，通过灯泡的电流＝0.5A时，RL的实际功率：＝＝2V×0.5A＝1W；所以，灯泡L的实际功率为1W时，灯泡两端的电压＝2V，电路中电流＝0.5A，因串联电路中各处的电流相等，所以，滑动变阻器两端的电压：UR＝R＝0.5A×20Ω＝10V，所以，电源的电压：U＝UR+＝10V+2V＝12V；（3）根据P＝UI＝可知当电路中的电阻最小时电路消耗的功率最大；由于滑片P移到b端时，同时闭合开关S、S1、S2，灯泡与R1并联时总电阻最小，所以此时电路消耗的电功率最大；由于电源电压U＝12V，则灯泡正常工作，PL＝P额＝9.6W，由图象可知，当U1＝2V，通过电阻R1的电流I1＝0.2A，由I＝可知，电阻R1的阻值：R1＝＝＝10Ω；R1的实际功率：P1＝＝＝14.4W；所以此电路消耗的最大功率：P＝P1+PL＝14.4W+9.6W＝24W。6．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端的过程中，测得定值电阻R1两端的电压与通过它的电流变化关系如图乙所示。求：（1）当定值电阻R1两端的电压为6V时，它的阻值；（2）滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时，定值电阻R1的电功率变化量；（3）滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端的过程中，在图乙中画出电压表V2的示数与通过电阻R2的电流的变化关系图象。【答案】（1）定值电阻R1的阻值是4Ω；（2）滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时，定值电阻R1电功率的变化量是8W；（3）滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时，电压表V2的示数与通过电阻R2的电流的变化关系图像如图所示：。【解答】解：由图甲可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联接入电路，电压表V1测量定值电阻两端的电压，电压表V2测量滑动变阻器R2两端的电压，电流表测量电路中的电流，（1）由图乙可知，当定值电阻R1两端的电压为6V时，通过定值电阻R1的电流为1.5A，定值电阻R1的阻值R1＝＝＝4Ω；（2）由图乙可知，当滑片P在B端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知电路中的电流最小，根据U＝IR可知值电阻R1两端的电压最小，根据图乙可知定值电阻两端的电压为2V，通过定值电阻的电流为0.5A，滑片P在B端时定值电阻R1的电功率P1′＝U1′I1′＝2V×0.5A＝1W，当滑片P在A端时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，根据欧姆定律可知电路中的电流最大，根据U＝IR可知定值电阻R1两端的电压最大，根据图乙可知定值电阻两端的电压为6V，通过定值电阻的电流为1.5A，滑片P在A端时定值电阻R1的电功率P1＝U1I1＝6V×1.5A＝9W，定值电阻R1电功率的变化量ΔP＝ΔP＝P1﹣P1′＝9W﹣1W＝8W；（3）当滑片P在A端时，此时电压表V1的示数为电源电压，即电源电压为6V，滑动变阻器两端的电压U2＝U﹣U1＝U﹣IR1＝6V﹣4Ω×I，所以滑动变阻器两端的电压U2与电路中的电流I之间的关系是一次函数，所以电压表V2的示数与通过电阻R2的电流的变化关系图像如图所示：。7．如图甲是电阻R1和灯泡L的电流随电压变化图象，灯泡上标有“12V9.6W”的字样。将它们按图乙所示的电路连接，滑动变阻器上标有“20Ω1.5A”，电流表使用的量程是0～3A，电源电压不变。（1）求灯泡L正常发光时的电阻RL（2）当只闭合开关S、S2，滑片P位于a端时，灯泡L的实际功率为1W，求电源电压（3）开关和滑片分别置于什么位置时，电路消耗的电功率最大？最大功率是多少？【答案】（1）灯泡L正常发光时的电阻RL为15Ω；（2）电源电压为12V；（3）三个开关都闭合，滑片置于b端时，电路消耗功率最大；最大功率是24W。【解答】解：（1）根据P＝可知灯泡的电阻为RL＝＝＝15Ω；（2）当只闭合开关S、S2，滑片P位于a端时，RL与滑动变阻器的最大阻值串联，由图象可知，当UL1＝2V，通过灯泡的电流IL1＝0.5A时，RL的实际功率PL1＝UL1IL1＝2V×0.5A＝1W；所以，灯泡L的实际功率为1W时，灯泡两端的电压UL1＝2V，电路中电流IL1＝0.5A，因串联电路中各处的电流相等，所以，滑动变阻器两端的电压：UR＝IL1R＝0.5A×20Ω＝10V，所以，电源的电压：U＝UR+UL1＝10V+2V＝12V；（3）根据P＝可知当电路中的电阻最小时电路消耗的功率最大；由于滑片P移到b端时，同时闭合开关S、S1、S2，灯泡与R1并联时总电阻最小，所以此时电路消耗的电功率最大；由于电源电压U＝12V，则灯泡正常工作，PL＝P额＝9.6W，由图象可知，当U1＝2V，通过电阻R1的电流I1＝0.2A，由I＝得：R1＝＝＝10Ω；R1的实际功率P1＝＝＝14.4W；所以P＝P1+PL＝14.4W+9.6W＝24W。8．如图甲所示，电源电压恒定，R1为定值电阻，闭合开关，当滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示，求：（1）R2的最大电阻值；（2）电源电压和R1阻值；（3）电路在最省电的工作状态时，R1的电功率。【答案】（1）R2的最大电阻值为40Ω；（2）电源电压为6V，R1阻值为20Ω；（3）电路在最省电的工作状态时，R1的电功率为0.2W。【解答】解：由电路图可知，R1与滑动变阻器R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器R2两端的电压。（1）当滑片位于b端时接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，电流表的示数最小，由图像可知，U滑＝4V，电路中的最小电流Imin＝0.1A，由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值：R2＝＝＝40Ω；（2）当滑片位于a端时，R滑＝0，电路中仅为R1简单电路，此时的电流最大，由图像可知，电路中的最大电流Imax＝0.6A，由I＝可得，电源的电压：U总＝Imax×R1＝0.3A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①当滑片位于b端时，根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和和I＝可得：电源的电压：U总＝Imin×（R1+R2）＝0.1A×（R1+40Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得：R1＝20Ω，U总＝6V；（3）根据P＝UI可知：当电路中的电流最小时电路在最省电的工作状态，所以此时R1的功率为：P1最小＝Imin2R1＝（0.1A）2×20Ω＝0.2W。9．如图甲所示，电源电压恒为5V，小灯泡L上标有“4V2W”字样，定值电阻R1的阻值为25Ω，变阻器R2标有“20Ω1A”字样，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。（1）求小灯泡正常发光时的电阻。（2）闭合开关S、S1、S2，断开S3，移动变阻器R2的滑片P，使电流表的示数为0.56A，求此时变阻器R2消耗的电功率。（3）闭合开关S、S3，断开S1、S2，移动变阻器R2的滑片P，小灯泡L的U﹣I关系如图乙所示，在保证电路各元件安全工作的情况下，求变阻器R2允许接入电路的阻值范围。【答案】（1）小灯泡正常发光时的电阻为8Ω；（2）变阻器R2消耗的电功率为1.8W；（3）变阻器R2允许接入电路的阻值范围为2Ω~10Ω。【解答】解：（1）小灯泡正常发光时的电压UL＝4V，功率PL＝2W，由P＝UI＝可得，小灯泡正常发光时的电阻：RL＝＝＝8Ω；（2）闭合开关S、S1、S2，断开S3时，R1与R2并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过R1的电流：I1＝＝＝0.2A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.56A﹣0.2A＝0.36A，此时变阻器R2消耗的电功率：P2＝UI2＝5V×0.36A＝1.8W；（3）闭合开关S、S3，断开S1、S2时，灯泡L与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝0.5A，因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程为0~0.6A，变阻器R2允许通过的最大电流为1A，所以，电路中的最大电流I大＝0.5A，此时变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路的总电阻：R总＝＝＝10Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，变阻器R2接入电路中的最小阻值：R2小＝R总﹣RL＝10Ω﹣8Ω＝2Ω；当电压表的示数U2＝3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电阻之和，所以，电源的电压：U＝UL′+I′R2大＝UL′+I′×20Ω，由图像可知，当电路中的电流即通过灯泡的电流I′＝IL′＝0.3A、灯泡两端的电压UL′＝2V时符合，则滑动变阻器接入电路中的最大电阻：R2大＝＝＝10Ω，所以，变阻器R2允许接入电路的阻值范围为2Ω~10Ω。10．如图（a）所示电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V0.5A”字样，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器R1的最大阻值20Ω，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片P，得到电流表与电压表示数关系如图（b）所示。求：（1）小灯泡的额定功率；（2）电源电压及定值电阻R2的阻值；（3）只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图（c）所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围。【答案】（1）小灯泡的额定功率为2W；（2）电源电压为5V，定值电阻R2的阻值为10Ω；（3）只闭合开关S和S2，滑动变阻器R1允许的取值范围为2Ω～7.5Ω。【解答】解：（1）小灯泡的额定功率：P额＝U额l额＝4V×0.5A＝2W；（2）只闭合开关S、S1，定值电阻R2和滑动变阻器R1串联，电压表测量滑动变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流，调节滑动变阻器滑片P，得到电流表与电压表示数关系如图（b）所示。由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压：U＝U1+IR2，在图（b）中取两组数据代入公式，可得：U＝3.0V+0.2A×R2﹣﹣﹣﹣①U＝1.0V+0.4A×R2﹣﹣﹣﹣﹣②联立①②解得U＝5V，R2＝10Ω；（3）只闭合开关S和S2，灯泡L串联和滑动变阻器R1串联，电压表测量滑动变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流，由串联电路的分压规律可知，当电压表示数最大为3V时，R1接入电路的电阻最大，此时小灯泡两端电压为：UL＝U﹣U1大＝5V﹣3V＝2V，由图（c）可知电路中最小电流：I最小＝0.4A，则R1接入电路的最大电阻：R1大＝＝＝7.5Ω；灯泡L正常工作时电流：I最大＝0.5A＜0.6A（电流表安全），灯泡L正常工作时的电压为4V，此时滑动变阻器两端的电压：U1小＝U﹣UL额＝5V﹣4V＝1V，则R1接入电路的最小电阻：R1小＝＝2Ω，所以R1允许的取值范围是2Ω～7.5Ω。11．如图甲所示，灯泡L标有“6V3W”的字样，电源电压及灯丝电阻保持不变，滑动变阻器最大阻值为100Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V．只闭合开关S、S2，移动滑片P的过程中，电流表示数与滑动变阻器连入电路的阻值变化关系如图乙所示，当滑片P在某一位置时，电流表的示数为I1，电压表示数为3V；只闭合开关S、S1，滑片P移动到另一位置时，电流表示数比I1减小了0.2A，滑动变阻器连入电路的阻值是定值电阻R0阻值的倍，求：（1）灯泡正常工作时的电阻；（2）电流表示数I1；（3）电源电压；（4）只闭合开关S、S1，在保证电流表、电压表和灯泡都安全的情况下，求滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围。【答案】（1）灯泡正常工作时的电阻为12Ω；（2）电流表示数I1＝0.5A；（3）电源电压为18V；（4）滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围为24Ω～60Ω。【解答】解：（1）由P＝得，小灯泡正常工作时的电阻：RL＝＝＝12Ω；（2）只闭合开关S、S2，变阻器R与R0串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，当滑片P在某一位置时，由图象乙可知，当电流表示数为I1时，滑动变阻器连入电路的阻值为6Ω，则此时电流表的示数：I1＝＝＝0.5A；