电学综合计算20题

2016年01月01日156252861的初中物理组卷
一．计算题〔共24小题〕
1．如下图，R0是阻值为8Ω的定值电阻，R为滑动变阻器，其上标有“100Ω 3A”字样，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，灯泡上标有“8V 1.6W”字样．
求：
〔1〕灯泡的额定电流；
〔2〕闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，求电源电压的大小；
〔3〕开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电流表的前提下，求R消耗电功率的最小值和最大值．
2．如下图，设电源电压U恒定不变，R为定值电阻，R′为滑动变阻器．闭合开关，移动滑动变阻器滑片改变变阻器阻值，记录多组电压表和电流表的示数分别为U1和I1，然后输入电脑绘制出U1﹣I1，图象如下，结合电路和U1﹣I1图象．
求：〔1〕电源电压U和定值电阻R的阻值．
〔2〕调节滑动变阻器R′，当R′的阻值多大时，变阻器R′消耗的功率最大，最大值是多少．
3．已知电源电压9V，R1=15Ω，电路连接如下图，将滑动变阻器的滑片P移到图中位置，使变阻器电阻R ap=R2，此时电压表的示数为4.8V．保持原电路不变，如果将电压表换成
电流表，求：
〔1〕电流表的示数．
〔2〕假设移动滑片P到某一点，使滑动变阻器消耗的电功率为1.2W，通过R1的电流．
4．在如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电源电压不变，闭合开关S 后，调节滑片P从a端移动到b端过程中，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示．
求：
〔1〕电路中电流最小时，1min内电流通过电阻R做的功；
〔2〕电源电压和定值电阻R0；
〔3〕假设电压表量程为0～15V，电流表量程为0～3A，为保证电表正常工作，定值电阻R0消耗的功率范围．
5．如下图，电源电压恒为4V，灯泡标有“4V 2W”字样〔灯丝电阻不变〕．当S1、S2都闭合，且滑动变阻器R2的滑片P在中点时，电流表示数为0.9A，此时灯泡的功率为P1，当S1、S2都断开时，灯泡实际消耗的功率为P2，且P2：P1=1：4．求：
〔1〕灯泡的额定电流；
〔2〕R2的最大阻值；
〔3〕当S1、S2都闭合时，电路消耗的最小功率；
〔4〕当S1、S2都断开时，R1工作2min消耗的电能．
6．如下图，电源电压保持不变，灯丝电阻不受温度影响，滑动变阻器的最大电阻为12Ω．当S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，电压表示数为6V；当S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，电流表的示数为2A．
〔1〕当S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，电压表的示数是多少？
〔2〕电源电压是多少？
〔3〕S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L在10min内消耗的电能是多少？
7．如下图，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 3W”的字样，滑动变阻器R1的阻值变化范围为0～36Ω，当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，小灯泡L刚好正常发光，电流表示数为0.75A．〔不考虑温度对灯泡电阻的影响〕求：
〔1〕电源电压；
〔2〕R2的阻值；
〔3〕在功率不为0的情况下，电路中最小功率与最大功率之比．
8．如下图电路，电源电压U和小灯泡L电阻不变，R1、R2是定值电阻，当开关S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为3V，电流表的示数为0.1A；当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表的示数为0.6A；电阻R2的电功率是3.6W．请求：
〔1〕电阻R1的电阻值为Ω，电源电压V．
〔2〕当开关S、S1闭合，S2断开时，电流10s内通过电阻R1所产生的热量．
〔3〕当开关S、S1、S2都闭合，小灯泡L正常发光，小灯泡L的额定电功率．
9．如下图，电源电压可调，灯泡L规格为“15V 45W”，且灯丝电阻不随温度变化．电流表量程为“O～O．6A”和“O～3A“，滑动变阻器的规格分别为“25Ω2A’和“1OΩ3A”．〔1〕将电源电压调到18V，闭合开关，移动P，使灯泡正常发光．求灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率．
〔2〕将电源电压调到l5V，用定值电阻R0替换灯泡，P置于中点A，闭合开关，电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置〔可能重新选择了电流表量程和变阻器R〕．然后将P从A 移到最左端B，两表示数的I﹣U关系如下图．通过计算判断所用变阻器的规格．
10．如图甲所示电路，电源电压为3V，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，当开关S1、S2都闭合后，电流表的示数为0.6A．
〔1〕求电阻R1的阻值；
〔2〕当S1闭合，S2断开时，将滑片P移到中点，电流表的示数如图乙所示，求电阻R2的最大阻值；
〔3〕当S1闭合，S2断开时，将滑片P从a端移至b端，求电路消耗的总功率的变化量．
11．如下图，电源电压不变，L是标有“12V，6W”的小灯泡，且其电阻不随温度变化，R1=16Ω，滑动变阻器R2的最大电阻值为24Ω，只闭合S，S2时灯L恰能正常发光．
求：
〔1〕电源电压．
〔2〕同时闭合开关S、S1、S2且滑片P位于最下端B时，电流表的示数．
〔3〕当闭合开关S时，电路的最小总功率和此时电压表的示数．
12．如下图，电源电压恒为20V．灯泡L上标有“12V 6W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V．当滑动变阻器R的滑片P在B点，且R AB=R时，只闭合S和S1，
灯泡L恰好正常发光．当只闭合S和S2，滑动变阻器R的滑片P分别在中点O和B点时，电压表示数之比U AO：U AB=3：2．〔不考虑温度对灯丝电阻的影响〕求：
〔1〕滑动变阻器R的最大电阻值；
〔2〕当滑动变阻器R的滑片P在中点O时，只闭合S和S1，电压表的示数是多少？〔3〕当只闭合S和S2，在保证电路安全的情况下，电阻R0消耗电功率最小时，滑动变阻器R消耗的电功率是多少？
13．如图甲所示的电路，电源电压保持不变．小灯泡L标有“4V，1.6W”字样，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2=20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．请画出该题的各个等效电路图．求：
〔1〕小灯泡正工作时的电阻是多少？
〔2〕只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，R2
消耗的电功率为1.25W．此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少？
〔3〕只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？
14．如图甲所示，在2015年某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料的承受的撞击力进行测试．在测试时将材料样品〔不计质量〕平放在压力传感器上，闭合开关s，由静止自由释放重物，经撞击后样品材料仍完好无损．从重物开始下落到撞击样品的这个过程中，电流表的示数I随时间t变化的图象如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示．电源的电压=24V，定值电阻R0=10Ω．求：
〔1〕在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是多少？
〔2〕在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少？
15．如下图电路，电源电压保持不变，电阻R1=10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S，灯泡电阻不随温度变化．当开关S1，S2都断开，滑动变阻器的滑片P滑动到中点时，电流表的读数为0.5A；当开关S1，S2都闭合，滑动变阻器的滑片P滑动到最右端时，电流表的示数为1A．求：〔1〕电源电压为多少；
〔2〕小灯泡的额定功率是多少；
〔3〕闭合开关S，调整开关S1，S2和滑动变阻器，电阻R1在1min内消耗的最大电能为多少？
16．如下图，电源电压和灯L的电阻保持不变，定值电阻R1=20Ω，灯L标有“6V 3W”字样．电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V．求：
〔1〕灯泡L的电阻为多少？
〔2〕将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S1、S2、S3时，电压表的示数为6V，电流表的示数为0.4A，滑动变阻器R2的最大阻值为多少？
〔3〕在确保电路安全的情况下，电路消耗的最小功率与最大电功率之比为多少？〔不考虑电路中无电流通过的情况〕．
17．在图甲所示的电路中，电源电压不变，电流表量程为0～3A，小灯泡的额定电压为4V，变阻器的最大阻值R为定值电阻R0的5倍．闭合开关S、S1，当滑片P置于中点时，灯正常发光，电流表示数为I1，滑动变阻器的电功率为P1；断开S1，闭合开关S、S2，当滑片P 置于最右端时，电流表示数为I2，滑动变阻器的电功率为P2，且P1：P2=8：9．图乙是该小灯泡I﹣U图象．求：
〔1〕小灯泡正常发光时的电阻值．
〔2〕R0的阻值和电源电压．
〔3〕在电路元件安全的情况下，求闭合S、S1与闭合S、S2时两次电路最大总功率的比值．18．如下图，电源电压为6V，小灯泡标有“4V，1.6W”的字样，定值电阻R=20Ω，不考虑温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器上标有“20Ω，1A”字样．求：
〔1〕小灯泡正常发光时的电阻；
〔2〕假设只闭合S，S1时，电路消耗的最小功率是多大？
〔3〕假设电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，当只闭合S与S2时，在保证电路中各元件安全的前提下，求滑动变阻器的取值范围．
19．实验室里有两只分别标有为6V 3W和6V 6W的小灯泡L1和L2，将它们连接到如下图的电源电压可调的电路中，闭合开关S1、S2、S3，滑片P置于最右端时，调节电源电压使小灯泡L1正常发光，电流表的示数为0.8A．电流表电压表均使用大量程〔0﹣3A，0﹣15V〕，不计温度对电阻影响．求：
〔1〕滑动变阻器的最大电阻．
〔2〕只闭合开关S2时，调节电源电压，保证灯泡安全前提下，电源电压的可调的最大值．〔3〕只闭合开关S1时，电路安全前提下，调节电源电压和滑动变阻器阻值，当电源电压调到最大时，此时滑动变阻器的功率为多少？
20．如图1所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L上标有“6V”字样，通过灯泡L的电流与电压关系如图象所示，闭合开关S，断开S1和S2，滑动变阻器的滑片在某处时，电流表的示数为0.4A；变阻器的滑片滑到另一处时，电压表的示数由8V变化到4V，电流表的示数变化了0.4A，已知R1：R2=1：4，R2为滑动变阻器的最大阻值．求：
〔1〕小灯泡正常发光时的电阻．
〔2〕电源电压．
〔3〕假设电压表选择0﹣15V的量程，电流表选择0﹣3A的量程，通过调整开关的状态和滑片的位置，求整个电路的最大和最小电功率〔最小电功率不可为零〕．
21．如下图电路，电源电压保持不变，灯L标有“6V”字样，通过灯泡L的电阻的电流与电压的关系如图象所示，只闭合S3滑动变阻器的滑片在某一位置C阻值为R C时，电流表的示数为0.8A，滑动变阻器的功率为P c，只闭合S2时，R2的功率为P2，已知P c：P2=8：5；R c：R2=2：5，滑动变阻器的最大阻值25Ω，电压表量程〔0﹣15V〕，电流表量程〔0﹣3A〕求：
〔1〕小灯泡正常发光的电阻和额定功率；
〔2〕电源的电压和R c的电阻；
〔3〕通过开关的通断和滑片的调节电路的最大功率和最小功率．
22．如下图，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，当开关S1、S2闭合，滑片P 置于b端时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.8A，求：
〔1〕电源的电压U；
〔2〕滑动变阻器的最大阻值R1；
〔3〕当开关S1闭合、S2断开，滑片P置于a端时，电流表的示数为0.2A，求此时R2的电功率．
23．如下图电路，电源电压恒为12V，电阻R1的阻值为5Ω，滑动变阻器R2上标有“10Ω，3A”的字样，小灯泡L上标有“12V，6W”的字样，电流表的量程为0～3A．
〔1〕当开关S1、S2、S都闭合时，求通过灯泡L的电流；
〔2〕当开关S1、S2、S都闭合时，电流表的示数为2A时，求R2消耗的电功率；
〔3〕当开关S1、S2都断开，S闭合时，为了确保测量准确，要求电流表示数不小于其量程的1/3，求滑动变阻器R2接入电路的最大阻值．
24．如图，R1=20Ω，已知R2＞R L．
求：〔1〕S1、S2、S3闭合时，R1的功率为1.8W，电流表的示数变为1.05A，求灯泡的电阻〔请写出思路〕
〔2〕只闭合S3，当滑动变阻器滑片滑至中点与滑至阻值最大处时，电流表变化了0.125A，求，此状态下灯泡功率的变化范围．
2016年01月01日156252861的初中物理组卷
参考答案与试题解析
一．计算题〔共24小题〕
1．〔2016•黔西南州〕如下图，R0是阻值为8Ω的定值电阻，R为滑动变阻器，其上标有“100Ω3A”字样，电流表A1的量程为0～3A，电流表A2的量程为0～3A，灯泡上标有“8V 1.6W”字样．
求：
〔1〕灯泡的额定电流；
〔2〕闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，求电源电压的大小；
〔3〕开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电流表的前提下，求R消耗电功率的最小值和最大值．
【分析】〔1〕根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，可利用公式I=计算出灯泡L额
定电流．
〔2〕闭合S，断开S1、S2，灯泡L与电阻R0串联，而此时灯泡正常工作，从而可以判断出灯泡两端的电压和电路中的电流，利用U=IR求出R0两端的电压，进而关口、根据串联电路的电压特点求出电源电压．
〔3〕开关S、S1、S2都闭合时，电阻R0和滑动变阻器R并联，灯泡被短路，电流表A1测通过电阻R0的电流，电流表A2测干路中的总电流．知道滑动变阻器的最大电阻，可利用公
式P=计算出R2上消耗电功率的最小值．知道定值电阻R1两端的电压和R1的阻值，可利用公式I=计算出此时通过R0的电流，又知道电流表A2量程为0～3A，从而可以判断
出干路中的最大电流，再利用并联电路电流的特点计算出通过R的最大电流，再利用公式P=UI计算出求R上消耗电功率的最大值．
【解答】解：〔1〕由P=UI得灯泡L额定电流为：
I额===0.2A．
〔2〕闭合S，断开S1、S2，灯泡L与电阻R0串联，灯泡正常发光，
则此时灯泡两端的电压为U L=I额=8V，此时电路中的电流为I=I额=0.2A，
由I=可知：
电阻R0两端的电压为：U0=IR0=0.2A×8Ω=1.6V，
所以，电源电压U=U0+U L=1.6V+8V=9.6V．
〔3〕开关S、S1、S2都闭合时，电阻R0和滑动变阻器R并联，灯泡被短路；电流表A1测通过电阻R0的电流，电流表A2测干路中的总电流．
由于滑动变阻器的最大电阻为R大=100Ω，则R消耗电功率的最小值为：
P min==9.62/100=0.9216W．
此时通过R0的电流为：I0==9.6/8=1.2A，
电流表A1测通过电阻R0的电流，电流表A2测干路中的总电流，电流表A1的量程为0～3A，电流表A2的量程为0～3A，
所以，通过R的最大电流为：I max=I﹣I0=3A﹣1.2 A=1.8A，
R消耗电功率的最大值为：P max=UI max=9.6V×1.8A=17.28W．
【点评】此题综合性较强，考查的内容较多．会区分串、并联，会用欧姆定律计算，会用电功率公式计算，知道串、并联电路的电压规律，电流规律．关键是公式及其变形的灵活运用，难点是开关断开闭合过程中对电路连接情况的影响．
2．〔2016•大庆〕如下图，设电源电压U恒定不变，R为定值电阻，R′为滑动变阻器．闭合开关，移动滑动变阻器滑片改变变阻器阻值，记录多组电压表和电流表的示数分别为U1和I1，然后输入电脑绘制出U1﹣I1，图象如下，结合电路和U1﹣I1图象．
求：〔1〕电源电压U和定值电阻R的阻值．
〔2〕调节滑动变阻器R′，当R′的阻值多大时，变阻器R′消耗的功率最大，最大值是多少．
【分析】〔1〕闭合开关S，R和R′串联，电压表测量的是滑动变阻器两端电压，在图象上选出两组数据，根据电源电压不变列出等式，解出电源电压和定值电阻的阻值；
〔2〕根据欧姆定律和串联电路的特点，利用P=I2R′=〔〕
2R′==即可判断变阻器R′消耗的最大功率，并求出．
【解答】解：〔1〕闭合开关S，R和R′串联，由图象可知，当电流为I=0.5A时，滑动变阻器两端电压为3V，
根据串联电路的特点和欧姆定律得：
U=IR+3V，
即：U=0.5A×R+3V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当电流为I′=1A时，滑动变阻器滑片在左端，电压表示数为0，
根据串联电路的特点和欧姆定律得：
U=I′R2，
即：U=1A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解两式联立得：R2=6Ω，U=6V；
〔2〕根据串联电路的特点和欧姆定律得：
变阻器R′消耗的功率P=I2R′=〔〕2R′==，
所以当R=R=6Ω时，变阻器R′消耗的功率最大为：
P最大=〔〕2R′=×6Ω=1.5W．
答：〔1〕电源电压U为6V；定值电阻R的阻值为．
〔2〕当R′的阻值为6Ω时，变阻器R′消耗的功率最大，最大值是1.5W．
【点评】此题考查的是学生对欧姆定律、串联电路的分压特点的理解和掌握，能够读懂图象和根据电压不变列出等式是解决此题的关键，难点是根据串联电路的特点和欧姆定律得出变阻器R′消耗的功率表达式．
3．〔2016•济宁〕已知电源电压9V，R1=15Ω，电路连接如下图，将滑动变阻器的滑片P移到图中位置，使变阻器电阻R ap=R2，此时电压表的示数为4.8V．保持原电路不变，如果
将电压表换成电流表，求：
〔1〕电流表的示数．
〔2〕假设移动滑片P到某一点，使滑动变阻器消耗的电功率为1.2W，通过R1的电流．
【分析】〔1〕电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，据此可知电路中R1与R2的最大阻值串联，电压表测滑片右侧部分电阻丝的阻值，根据串联电路的特点和欧姆定律得出等式即
可求出滑动变阻器的阻值；将电压表换成电流表后，R1与R2串联，电流表测电路中的电
流，根据电阻的串联和欧姆定律求出电流表的示数；
〔2〕设出滑动变阻器消耗的电功率为1.2W时电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出滑动变阻器两端的电压，根据P=UI表示出滑动变阻器消耗的电功率得出等式，解方程求出电路中的电流，根据欧姆定律和串联电路的特点求出滑动变阻器接入电路中的电阻为零时的最大电路、滑动变阻器接入电路中的电阻最大时的最小电流，然后确定电路中的电流即为通过R1的电流．
【解答】解：〔1〕因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，
所以，由电路图可知，电路中R1与R2的最大阻值串联，电压表测滑片右侧部分电阻丝的阻值，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且各处的电流相等，
所以，电路中的电流：
I1==，即=，
解得：R2=30Ω，
将电压表换成电流表后，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电流表的示数：
I2===A≈0.43A；
〔2〕设滑动变阻器消耗的电功率为1.2W时电路中的电流I，则R2两端的电压：
U2=U﹣IR1=9V﹣I×15Ω，
则滑动变阻器消耗的电功率：
P2=U2I=〔9V﹣I×15Ω〕I=1.2W，
整理可得：15I2﹣9A×I+1.2A2=0，
解得：I=0.2A或I=0.4A，
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时电路中的最大电流：
I大===0.6A，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的最小电流：
I小===0.2A，
因0.2A和0.4A均在0.2A～0.6A之间，
所以，电路中的电流可能为0.2A，也可能是0.4A．
答：〔1〕电流表的示数为0.43A；
〔2〕假设移动滑片P到某一点，使滑动变阻器消耗的电功率为1.2W，通过R1的电流可能为0.2A，也可能是0.4A．
【点评】此题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，要注意电压表更换为电流表时电路连接方式的判断．
4．〔2016•德州〕在如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电源电压不变，闭合开关S后，调节滑片P从a端移动到b端过程中，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示．
求：
〔1〕电路中电流最小时，1min内电流通过电阻R做的功；
〔2〕电源电压和定值电阻R0；
〔3〕假设电压表量程为0～15V，电流表量程为0～3A，为保证电表正常工作，定值电阻
R0消耗的功率范围．
【分析】由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流．〔1〕由图乙可知，电路中的最小电流和R两端的电压，根据W=UIt求出1min内电流通过电阻R做的功；
〔2〕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，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压；当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，根据图象读出电路中的电流，根据欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R0的阻值，进一步求出电源的电压；
〔3〕当电路中的电流最大时定值电阻R0消耗的功率最大，根据P=I2R求出R0消耗的最大功率，当电压表的示数最大时电路中的电流最小，R0消耗的电功率最小，根据串联电路的
电压特点求出R0两端的电压，根据P=求出R0消耗的最小功率，然后求出定值电阻R0
消耗的功率范围．
【解答】解：由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流．
〔1〕由图乙可知，电路中的最小电流I小=0.2A，R两端的电压U R=20V，
1min内电流通过电阻R做的功：
W R=U R I小t=20V×0.2A×60s=240J；
〔2〕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，
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=I小R0+U R=0.2A×R0+20V，
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，
由图象可知，电路中的最大电流I大=1.2A，
则电源的电压：
U=I大R0=1.2A×R0，
因电源的电压不变，
所以，0.2A×R0+20V=1.2A×R0，
解得：R0=20Ω，
电源的电压U=I大R0=1.2A×24Ω=24V；
〔3〕当电路中的电流最大时定值电阻R0消耗的功率最大，则R0消耗的最大功率：
P0大=〔I大〕2R0=〔1.2A〕2×20Ω=28.8W，
当电压表的示数最大时电路中的电流最小，R0消耗的电功率最小，
此时R0两端的电压：
U0小=U﹣U R大=24V﹣15V=9V，
R0消耗的最小功率：
P0小===4.05W，
定值电阻R0消耗的功率范围为4.05W～28.8W．
答：〔1〕电路中电流最小时，1min内电流通过电阻R做的功为240J；
〔2〕电源电压为24V，定值电阻R0为20Ω；
〔3〕定值电阻R0消耗的功率范围为4.05W～28.8W．
【点评】此题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，关键是从图象中读出有用的信息．
5．〔2016•玉林〕如下图，电源电压恒为4V，灯泡标有“4V 2W”字样〔灯丝电阻不变〕．当S1、S2都闭合，且滑动变阻器R2的滑片P在中点时，电流表示数为0.9A，此时灯泡的功率为P1，当S1、S2都断开时，灯泡实际消耗的功率为P2，且P2：P1=1：4．求：
〔1〕灯泡的额定电流；
〔2〕R2的最大阻值；
〔3〕当S1、S2都闭合时，电路消耗的最小功率；
〔4〕当S1、S2都断开时，R1工作2min消耗的电能．
【分析】〔1〕已知额定电压和额定功率即可利用P=UI即可求出额定电流；
〔2〕当S1、S2都闭合时，R2与灯泡L并联，电流表测干路电流；由于此时灯泡两端的实际电压与额定电压相等，则根据并联电路的电流特点求出通过变阻器的电流，利用欧姆定律求出滑动变阻器R2的滑片P在中点时连入电路的电阻，即可得出；
〔3〕当S1、S2都闭合时，R2与灯泡L并联，当滑动变阻器为最大阻值时，电路消耗的功率最小；利用P=求出R2功率，最后即可求出电路消耗的最小功率；
〔4〕当S1、S2都断开时，R1与灯泡L串联，根据灯泡实际消耗的功率求出灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，然后根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，利用W=UIt即可求出R1工作2min消耗的电能．
【解答】解：〔1〕由P=UI可得，灯泡的额定电流：I L额===0.5A；
〔2〕当S1、S2都闭合时，R2与灯泡L并联，电流表测干路电流；
由于此时U L实=U=4V=U L额，所以灯泡正常发光，则P1=P L额=2W，
通过灯泡的实际电流：I L=I L额=0.5A，
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知，
通过变阻器的电流：I2=I﹣I L=0.9A﹣0.5A=0.4A，
由I=得，滑动变阻器R2连入电路的电阻：R2′===10Ω；
此时滑片P在中点，所以R2的最大阻值：R2=2R2′=2×10Ω=20Ω；
〔3〕当S1、S2都闭合时，R2与灯泡L并联，当滑动变阻器为最大阻值时，电路消耗的功率最小；
则变阻器R2的功率：P变===0.8W，
并联电路各支路独立工作、互不影响，故灯泡的功率不变，仍然为P L额=2W，
所以电路消耗的最小功率：P最小=P L额+P变=2W+0.8W=2.8W；
〔4〕根据P=可得，灯泡的电阻：R L===8Ω；
当S1、S2都断开时，R1与灯泡L串联，
已知P2：P1=1：4，则P2=P1=×2W=0.5W；
由P=可得，灯泡两端电压：U L===2V，
串联电路中的电流：I′===0.25A，
由串联电路中总电压等于各分电阻两端的电压之和可知，
R1两端的电压：U1=U﹣U L=4V﹣2V=2V，
R1工作2min消耗的电能：W1=U1I′t=2V×0.25A×2×60s=60J．
答：〔1〕灯泡的额定电流为0.5A；
〔2〕R2的最大阻值为20Ω；
〔3〕当S1、S2都闭合时，电路消耗的最小功率为2.8W；
〔4〕当S1、S2都断开时，R1工作2min消耗的电能为60J．
【点评】此题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用，分清电路的连接方式和利用好灯泡的电功率之比是解题的关键．
6．〔2016•遵义〕如下图，电源电压保持不变，灯丝电阻不受温度影响，滑动变阻器的最大电阻为12Ω．当S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，电压表示数为6V；当S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，电流表的示数为2A．
〔1〕当S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，电压表的示数是多少？
〔2〕电源电压是多少？
〔3〕S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L在10min内消耗的电能是多少？
【分析】〔1〕当S、S1闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，灯L与R并联，电压表测量电流表两端的电压，电压表测量电流表两端电压，根据电流表相当于导线判断电压表的示数；〔2〕当S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L与R串联，电压表测量R
两端的电压，电流表测量电路电流；根据串联电路电压规律表示出电源电压；
S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，灯L与R并联，电流表测量干路电流；根据并联电路电流规律表示出电流关系；
联立关系式即可求出电源电压和灯泡的阻值；
〔3〕S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L与R串联，直接根据W=I2Rt 即可求出灯L在10min内消耗的电能．
【解答】解：
〔1〕当S、S1闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，灯L与R并联，电压表测量电流表两端的电压，因为电流表的内阻很小，所以电压表的时数为零〔几乎为零〕．。