高频考点专题01 欧姆定律的应用 - 湖北省各地市2023年中考物理真题按题型难易度知识点分类汇编
目录
TOC \o "1-3" \h \z \u HYPERLINK \l "_Toc160976992" 一．选择题（共8小题） 1
HYPERLINK \l "_Toc160976993" 二．填空题（共3小题） 4
HYPERLINK \l "_Toc160976994" 三．计算题（共3小题） 5
HYPERLINK \l "_Toc160976995" 四．解答题（共1小题） 7
HYPERLINK \l "_Toc160976996" 一．选择题（共8小题） 9
HYPERLINK \l "_Toc160976997" 二．填空题（共3小题） 16
HYPERLINK \l "_Toc160976998" 三．计算题（共3小题） 19
HYPERLINK \l "_Toc160976999" 四．解答题（共1小题） 24
一．选择题（共8小题）
1．（2023 襄阳）将四个定值电阻a、b、c、d分别接入不同电路中，测出各电阻两端的电压U和通过的电流I，把测得的数据描点在坐标系中如图所示。根据图中信息判断，下列说法正确的是（ ）
A．b的阻值大于a的阻值
B．b的电功率大于a的电功率
C．通过c的电流最小
D．两端电压最大的是d
2．（2023 襄阳）如图所示，电源电压保持不变，将滑片P置于滑动变阻器上的任一点（非端点）。当开关S1、S2都闭合时，电压表和电流表的示数分别为U1、I1；当开关S1闭合，S2断开时，电压表和电流表的示数分别为U2、I2，则（ ）
A．U1＜U2 I1＞I2 B．U1＝U2 I1＞I2
C．U1＞U2 I1＞I2 D．U1＜U2 I1＜I2
3．（2023 恩施州）一间教室安装有10盏规格相同的日光灯，正常工作时，通过门边总控开关的电流是1.8A。自习时，为节能，关掉讲台的2盏灯，通过总控开关的电流变为（ ）
A．1.44A B．1.62A C．1.8A D．2.16A
4．（2023 鄂州）如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图象如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．曲线a是电流表示数与电压表V2示数的关系图象
B．电源电压为11V
C．灯的额定电流为0.2A
D．滑动变阻器的最大阻值是15Ω
5．（2023 荆州）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．a曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像
B．电源电压为8V
C．灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路的阻值为40Ω
D．灯泡的额定功率为3.5W
6．（2023 仙桃）某款电热杯有高、中、低三挡，简化电路如图所示，S1、S2不能同时闭合，R1的阻值为2.5Ω。只闭合S3时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．只闭合S1、S3时，电热杯处于低温挡
C．只闭合S3时，电热杯工作1min产生的热量为600J
D．加热100g水，水温由25℃升高到35℃，水吸收的热量为420J
7．（2023 随州）某科技小组设计了一个地磅，地磅内部简化电路如图。其工作原理是车辆开上地磅会压缩弹簧（弹簧处于弹性限度内）引起滑片P移动，当电路的电流I≥I0（I0为某一定值）时，电路中电铃会发出警示声（电铃可视为一个小电阻），表明车辆超重了。圆圈处是电压表可反映车辆的重量，R0为保护电阻，电源电压不变。下列说法正确的是（ ）
A．车辆越重，弹簧的弹性势能越小
B．车辆越轻，电压表的示数越小
C．车辆越重，电压表的示数越小
D．当地磅上无车辆时，电路消耗的总功率最大
8．（2023 武汉）在学校举行的劳动技术成果汇报展示活动中，小强同学展示了一辆自己组装的玩具车，它具有“原地灯光秀”“调速前进”和“定速后退”三种工作模式。通过控制开关S1、S2和滑动变阻器R1来改变灯L的亮度，实现“原地灯光秀”：通过改变直流电动机的转动方向及转速，实现“调速前进”或“定速后退”，如图所示。已知电源电压不变，标有“0.6A”灯L的电阻不变且RL＝10Ω，定值电阻R2＝5Ω。当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时，电流表A的最大示数为0.4A。关于下列结论：
①电源电压为9V
②玩具车“调速前进”时，电流表A的最大示数小于0.6A
③玩具车“定速后退”时，电路消耗的总功率小于2.4W
④S闭合，S1接1，S2接2时，玩具车处于“原地灯光秀”模式
其中正确的是（ ）
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
二．填空题（共3小题）
9．（2023 襄阳）如图所示的电路中，电源电压保持不变。只闭合开关S、S1时，电压表示数与电源电压之比为2：3；若只闭合开关S、S2时，电压表示数与电源电压之比为3：5，则R1与R2的阻值之比为 。
10．（2023 襄阳）定值电阻R与滑动变阻器串联在电压不变的电源上，如图所示。闭合开关，当滑片P在R'中点时，电压表的示数为6V；当滑片P从中点向左移动一段距离L时，电压表的示数变为7.2V；当滑片P从中点向右移动1.5L时，电压表的示数为 V。
11．（2023 湖北）如图是测量油箱内油量的装置，其中R是滑动变阻器的电阻片，AP是轻质滑杆，且AO＞OP，P是滑杆上可沿电阻片滑动的滑片，R0是定值电阻。油量减少时，浮子通过连杆带动滑杆绕O点转动，使滑片P在R上滑动。
（1）电路中的油量表相当于一只 （选填“电流表”、“电压表”或“电能表”）；
（2）浮子下降时，连杆对滑杆AP施加动力F1，此时滑杆是 （选填“省力”、“费力”或“省功”）杠杆，油量表示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
三．计算题（共3小题）
12．（2023 襄阳）L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图甲所示。图乙中R是“30Ω 1A”的滑动变阻器。
（1）L1正常发光时的电阻值；
（2）求把L1、L2并联在6V电源下，电路中消耗的总电功率；
（3）按图乙所示把L1、L2连接在另一恒定电源上，在不损坏电路元件的情况下进行如下操作：当滑片P移至某一位置时，使其中一盏灯正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1；当滑片P移至另一点时，电压表示数变化了4V，此时滑动变阻器消耗的功率为P2，且P1：P2＝8：9。求变阻器阻值变化范围。
13．（2023 荆州）如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V，3.6W”（电阻不随温度而变化），滑动变阻器R标有“30Ω，1A”，电流表的量程为0～3A。当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到距R最右端处时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡的电阻RL；
（2）通电10s电路消耗的电能；
（3）在保证电路安全的前提下，任意调整开关S、S1、S2的开闭状态，并移动变阻器的滑片P，电路消耗总功率的最小值与最大值之比。
14．（2023 仙桃）如图，小明设计的“电子浮力秤”由浮力秤和电路两部分构成。浮力秤中托盘与圆柱形塑料浮筒M通过硬质绝缘细杆固定连接，整体漂浮在装有足够深水的柱形薄壁容器中，且只能竖直移动。托盘的质量40g，M高20cm，底面积为100cm2，质量为160g；容器的底面积为300cm2。电路中R是滑动变阻器的电阻片（阻值均匀），长8cm，最大阻值16Ω；电源电压恒为4.5V；电压表量程为0～3V。托盘通过滑杆带动滑片P上下移动。托盘中不放物体时，调节水量，使滑片P正好位于R最上端，闭合开关S，电压表示数为0.9V（不计滑片、滑杆、细杆的质量，忽略摩擦阻力。工作中
水不溢出）。求：
（1）浮筒M的密度；
（2）R0的阻值；
（3）托盘中不放物体时，M浸入水中的深度；
（4）该“电子浮力秤”的称量。
四．解答题（共1小题）
15．（2023 恩施州）某实践小组用个最大阻值为10kΩ的直滑电位器、电压为24V的锂电池等元件，设计了一个电子秤，工作电路如图1所示，R0是个保护电阻，电压表连入0﹣15V量程。当开关接通，秤盘中未放物体时，表盘的示数为0；当放物体质量最大，滑片滑到最下端时，电表示数达到最大。求：
（1）R0的阻值。
（2）电路所消耗的功率。
（3）小敏同学还分享了另一种设计，如图2所示，请对此作出评价。
（4）若用一个压敏电阻代替直滑电位器（电路符号为）其阻值随所受压力变化情况如下表所示。请自选合适的元件，按上述要求，设计一个工作电路图（只画电路部分）。
F/N 20 40 60 80 100
R/Ω 12 10 8 6 4
高频考点专题01 欧姆定律的应用 - 湖北省各地市2023年中考物理真题按题型难易度知识点分类汇编
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1．（2023 襄阳）将四个定值电阻a、b、c、d分别接入不同电路中，测出各电阻两端的电压U和通过的电流I，把测得的数据描点在坐标系中如图所示。根据图中信息判断，下列说法正确的是（ ）
A．b的阻值大于a的阻值
B．b的电功率大于a的电功率
C．通过c的电流最小
D．两端电压最大的是d
【答案】B
【解答】解：A、由I＝的变形式R＝可知，电阻大小为图像纵、横坐标之比，由图像可知，各电阻的大小关系为：Ra＞Rb＝Rd＞Rc，故A错误；
B、由P＝UI可知，电功率的大小为图像纵横坐标之积，相当于以纵、横坐标为边的矩形面积，由图像可知，各电阻的电功率大小关系为：Pb＞Pa＝Pc＞Pd，故B正确；
C、根据图示可知，通过C的电流是最大的，故C错误；
D、根据图示可知，两端电压最大的是a和b，故D错误。
故选：B。
2．（2023 襄阳）如图所示，电源电压保持不变，将滑片P置于滑动变阻器上的任一点（非端点）。当开关S1、S2都闭合时，电压表和电流表的示数分别为U1、I1；当开关S1闭合，S2断开时，电压表和电流表的示数分别为U2、I2，则（ ）
A．U1＜U2 I1＞I2 B．U1＝U2 I1＞I2
C．U1＞U2 I1＞I2 D．U1＜U2 I1＜I2
【答案】C
【解答】解：假设滑动变阻器的滑片在中点；
当开关S1闭合，S2断开时，定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑片右侧电阻两端的电压，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I2＝，
电压表的示数：U2＝I2×R′；
当开关S1、S2都闭合时，定值电阻R与滑动变阻器阻值的一半串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，
此时电路中的电流：I1＝＞，
所以，I2＜I1；
电压表的示数：U1＝I1×R'，
因I2＜I1，则I2×R′＜I1×R'，即：U2＜U1。
故选：C。
3．（2023 恩施州）一间教室安装有10盏规格相同的日光灯，正常工作时，通过门边总控开关的电流是1.8A。自习时，为节能，关掉讲台的2盏灯，通过总控开关的电流变为（ ）
A．1.44A B．1.62A C．1.8A D．2.16A
【答案】A
【解答】解：教室里10盏相同的日光灯并联，已知通过门边总控开关的电流是1.8A，
因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和，
所以一盏日光灯正常发光时通过的电流是＝0.18A，
关掉讲台的2盏灯后，还有8盏日光灯正常发光，则此时干路中的电流为：
0.18A×8＝1.44A，故通过总控开关的电流变为1.44A。
故选：A。
4．（2023 鄂州）如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图象如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．曲线a是电流表示数与电压表V2示数的关系图象
B．电源电压为11V
C．灯的额定电流为0.2A
D．滑动变阻器的最大阻值是15Ω
【答案】B
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
ABD、当滑片位于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，
由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器两端的电压最大即电压表V2的示数最大，灯泡两端的电压最小即电压表V1的示数最小，则图象a表示电流表与电压表V1示数变化关系图象，图象b表示电流表与电压表V2示数变化关系图象，故A错误；
由图乙可知，电路中的最小电流I小＝0.2A，灯泡两端的电压UL＝2V，滑动变阻器两端的电压U滑＝9V，
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＝UL+U滑＝2V+9V＝11V，故B正确；
由I＝可得滑动变阻器的最大阻值：
R滑＝＝＝45Ω，故D错误；
C．灯正常发光时电路中的电流最大，滑动变阻器两端的电压最小，由图乙可知，此时电路中的电流I大＝0.6A，即小灯泡的额定电流为0.6A，故C错误。
故选：B。
5．（2023 荆州）如图甲所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置，两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．a曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像
B．电源电压为8V
C．灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路的阻值为40Ω
D．灯泡的额定功率为3.5W
【答案】D
【解答】解：由图甲可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V2测灯泡两端的电压，V1测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
A、由图甲可知，滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律可知此时电路中的电流变大，由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器两端的电压也变小，即电压表V1的示数，随着电流表示数的增大而减小，结合图乙可知，b曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像，则a曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像，故A错误；
B、由图乙可知电路中的电流为0.2A时，V1的示数为8V，V2的示数为1V，由串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U滑+UL小＝8V+1V＝9V，故B错误；
C、灯泡正常发光时电路中的电流最大，由图乙可知此时电路中的电流为0.5A，此时滑动变阻器两端的电压为2V，
由欧姆定律可知，此时滑动变阻器连入电路的阻值：R滑小＝＝＝4Ω，故C错误；
D、由串联电路的电压特点可知，灯泡正常发光时的电压：UL＝U﹣U滑小＝9V﹣2V＝7V，
则灯泡的额定功率：P额＝PL＝ULIL＝7V×0.5A＝3.5W，故D正确。
故选：D。
6．（2023 仙桃）某款电热杯有高、中、低三挡，简化电路如图所示，S1、S2不能同时闭合，R1的阻值为2.5Ω。只闭合S3时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．只闭合S1、S3时，电热杯处于低温挡
C．只闭合S3时，电热杯工作1min产生的热量为600J
D．加热100g水，水温由25℃升高到35℃，水吸收的热量为420J
【答案】C
【解答】解：A、只闭合S3时，电路为R1的简单电路，电路中的电流为2A，R1的阻值为2.5Ω，根据欧姆定律可得电源电压U＝I1R1＝2A×2.5Ω＝5V，故A错误；
B、闭合S1、S3时，两电阻并联接入电路，并联电路总电阻小于任一分电阻，根据P＝可知电热杯消耗的功率最大，处于高温挡，故B错误；
C、只闭合S3时，电热杯工作1min产生的热量Q＝W＝UI1t＝5V×2A×60s＝600J，故C正确；
D、加热100g水，水温由25℃升高到35℃，水吸收的热量为Q′＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×100×10﹣3kg×（35℃﹣25℃）＝4200J，故D错误。
故选：C。
7．（2023 随州）某科技小组设计了一个地磅，地磅内部简化电路如图。其工作原理是车辆开上地磅会压缩弹簧（弹簧处于弹性限度内）引起滑片P移动，当电路的电流I≥I0（I0为某一定值）时，电路中电铃会发出警示声（电铃可视为一个小电阻），表明车辆超重了。圆圈处是电压表可反映车辆的重量，R0为保护电阻，电源电压不变。下列说法正确的是（ ）
A．车辆越重，弹簧的弹性势能越小
B．车辆越轻，电压表的示数越小
C．车辆越重，电压表的示数越小
D．当地磅上无车辆时，电路消耗的总功率最大
【答案】B
【解答】解：
A、车辆越重，弹簧的弹性形变程度越大，弹性势能越大，故A错误；
BC、根据电路图可知，R、电铃与R0串联在电路中，电压表测量R0两端的电压；当车辆越轻时，对弹簧的压力越小，滑片会向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻越大，总电阻越大，根据欧姆定律可知，电路中的电流越小，根据U＝IR可知，定值电阻R0两端的电压越小，电压表示数越小，同理可知，车辆越重时，电压表示数越大，故B正确、C错误；
D、当地磅上无车辆时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路的总电阻越最大，根据欧姆定律可知，电路中的电流最小，由P＝UI可知，电路消耗的电功率最小，故D错误。
故选：B。
8．（2023 武汉）在学校举行的劳动技术成果汇报展示活动中，小强同学展示了一辆自己组装的玩具车，它具有“原地灯光秀”“调速前进”和“定速后退”三种工作模式。通过控制开关S1、S2和滑动变阻器R1来改变灯L的亮度，实现“原地灯光秀”：通过改变直流电动机的转动方向及转速，实现“调速前进”或“定速后退”，如图所示。已知电源电压不变，标有“0.6A”灯L的电阻不变且RL＝10Ω，定值电阻R2＝5Ω。当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时，电流表A的最大示数为0.4A。关于下列结论：
①电源电压为9V
②玩具车“调速前进”时，电流表A的最大示数小于0.6A
③玩具车“定速后退”时，电路消耗的总功率小于2.4W
④S闭合，S1接1，S2接2时，玩具车处于“原地灯光秀”模式
其中正确的是（ ）
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
【答案】D
【解答】解：根据题意，通过控制开关S1、S2和滑动变阻器R1来改变灯L的亮度，实现“原地灯光秀”，此时直流电动机不连入电路，因此S闭合，S1接1，S2接1时，玩具车处于“原地灯光秀”模式，故④错误；
当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时，电流表A的最大示数为0.4A，电源电压不变，根据I＝可知，电路中总电阻最小时电流最大，因此此时滑动变阻器R1连入电路的电阻为零，电路为灯L与R2的串联电路，电源电压为：
U＝I（RL+R2）＝0.4A×（10Ω+5Ω）＝6V；故①错误；
根据题意，通过改变直流电动机的转动方向及转速，实现“调速前进”或“定速后退”，说明玩具车前进时需要用滑动变阻器R1来实现“调速”，但后退时电路中没有滑动变阻器R1，以实现“定速”，因此S闭合，S1接1，S2接2时，玩具车处于“调速前进”模式；S闭合，S1接2，S2接1时，玩具车处于“定速后退”模式；
玩具车“调速前进”时，电源电压不变，根据I＝可知，电路中总电阻最小时电流最大，因此此时滑动变阻器R1连入电路的电阻为零，电路为灯L与直流电动机的串联电路，此时电路电流为I′＝＝，因为RM不为零，因此电路电流I′小于0.6A，电流表A的最大示数小于0.6A，故②正确；
玩具车“定速后退”时，电路消耗的总功率为：
P＝＝＝＝；
因为RM不为零，电路为灯L与直流电动机、定值电阻R2的串联电路，因此电路消耗的总功率小于2.4W，故③正确。
故选：D。
二．填空题（共3小题）
9．（2023 襄阳）如图所示的电路中，电源电压保持不变。只闭合开关S、S1时，电压表示数与电源电压之比为2：3；若只闭合开关S、S2时，电压表示数与电源电压之比为3：5，则R1与R2的阻值之比为 4：3 。
【答案】4：3。
【解答】解：由图可知，当只闭合开关S、S1时，R0、R1串联，电压表测量R1两端的电压，根据题意可知，U1：U＝2：3，
根据串联电路的电压特点可知，R1、R0两端的电压之比：U1：U0＝2：1，
根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知，＝＝＝，即R1＝2R0，
若只闭合开关S、S2时，R0、R2串联，电压表测量R2两端的电压，根据题意可知，U2：U＝3：5，
根据串联电路的电压特点可知，R2与R0两端的电压之比：U2：U0＝3：2，
根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知，＝＝＝，即R2＝R0，
则R1与R2的阻值之比：＝＝。
故答案为：4：3。
10．（2023 襄阳）定值电阻R与滑动变阻器串联在电压不变的电源上，如图所示。闭合开关，当滑片P在R'中点时，电压表的示数为6V；当滑片P从中点向左移动一段距离L时，电压表的示数变为7.2V；当滑片P从中点向右移动1.5L时，电压表的示数为 4.8 V。
【答案】4.8。
【解答】解：当滑片P在R'中点时，电压表的示数为6V，即U1＝×R＝6V﹣﹣﹣﹣①；
当滑片P从中点向左移动一段距离L时，电压表的示数变为7.2V，即U1′＝×R＝7.2V﹣﹣﹣﹣②，
由得＝，
解得：RL＝（R+R′）
当滑片P从中点向右移动1.5L时，电压表的示数为：
U1″＝×R＝×R＝×R＝××R＝×6V＝4.8V。
故答案为：4.8。
11．（2023 湖北）如图是测量油箱内油量的装置，其中R是滑动变阻器的电阻片，AP是轻质滑杆，且AO＞OP，P是滑杆上可沿电阻片滑动的滑片，R0是定值电阻。油量减少时，浮子通过连杆带动滑杆绕O点转动，使滑片P在R上滑动。
（1）电路中的油量表相当于一只 电流表 （选填“电流表”、“电压表”或“电能表”）；
（2）浮子下降时，连杆对滑杆AP施加动力F1，此时滑杆是 省力 （选填“省力”、“费力”或“省功”）杠杆，油量表示数 变小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）电流表；（2）省力；变小
【解答】解：（1）电路中的油量表相当于一只电流表；
（2）浮子下降时，连杆对滑杆AP施加动力F1，O是支点，AO＞OP；此时滑杆的动力臂比阻力臂长，是省力杠杆；
浮子下沉时，AOP逆时针转动，滑动变阻器接入电路的有效电阻变大，根据欧姆定律，电路中的电流变小，油量表示数变小。
故答案为：（1）电流表；（2）省力；变小。
三．计算题（共3小题）
12．（2023 襄阳）L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图甲所示。图乙中R是“30Ω 1A”的滑动变阻器。
（1）L1正常发光时的电阻值；
（2）求把L1、L2并联在6V电源下，电路中消耗的总电功率；
（3）按图乙所示把L1、L2连接在另一恒定电源上，在不损坏电路元件的情况下进行如下操作：当滑片P移至某一位置时，使其中一盏灯正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1；当滑片P移至另一点时，电压表示数变化了4V，此时滑动变阻器消耗的功率为P2，且P1：P2＝8：9。求变阻器阻值变化范围。
【答案】（1）L1正常发光时的电阻值6Ω；
（2）求把L1、L2并联在6V电源下，电路中消耗的总电功率10.8W；
（3）变阻器阻值变化范围是10Ω～20Ω。
【解答】解：（1）L1正常发光时的电压U1＝6V，I1＝1.0A；由I＝可得，此时L1正常发光时的阻值：R1＝＝＝6Ω；
（2）当把L1、L2并联在6V电源下，两个灯的电压都是6V，电流分别为：I1＝1.0A；I2＝0.8A；
干路中电流为I＝I1+I2＝1.0A+0.8A＝1.8A‘’
电路中消耗的总电功率P＝UI＝6V×1.8A＝10.8W。
（3）按图乙所示把L1、L2连接在另一恒定电源上，由电路图知三个用电器串联，电压表测量L1、L2两端的电压，
在不损坏电路元件的情况下进行如下操作：当滑片P移至某一位置时，使其中一盏灯正常发光，
根据串联电路中的电流处处相等，最大电流为0.8A，则两个灯泡的电压分别为3V和6V，此时电压表的示数为U'＝3V+6V＝9V；
滑动变阻器的电压为U源﹣9V，此时滑动变阻器消耗的功率为P1＝（U源﹣9V）×0.8A；
当滑片P移至另一点时，电压表示数变化了4V，因为保证电路安全，只能是电压表示数减小了4V，是5V，此时两个灯泡电流相同，电压之和为5V，根据图像知，此时I＝0.6A；此时滑动变阻器消耗的功率为P2＝（U源﹣5V）×0.6A；
根据P1：P2＝8：9，有[（U源﹣9V）×0.8A]：[（U源﹣5V）×0.6A]＝8：9；
解得U源＝17V；
则第一次变阻器阻值R小＝＝＝10Ω；
则第二次变阻器阻值R大＝＝＝20Ω；
则变阻器阻值变化范围是10Ω～20Ω。
答：（1）L1正常发光时的电阻值6Ω；
（2）求把L1、L2并联在6V电源下，电路中消耗的总电功率10.8W；
（3）变阻器阻值变化范围是10Ω～20Ω。
13．（2023 荆州）如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V，3.6W”（电阻不随温度而变化），滑动变阻器R标有“30Ω，1A”，电流表的量程为0～3A。当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到距R最右端处时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡的电阻RL；
（2）通电10s电路消耗的电能；
（3）在保证电路安全的前提下，任意调整开关S、S1、S2的开闭状态，并移动变阻器的滑片P，电路消耗总功率的最小值与最大值之比。
【答案】（1）小灯泡的电阻RL为10Ω；
（3）通电10s电路消耗的电能为72J；
（3）电路消耗总功率的最小值与最大值之比为3：22。
【解答】解：（1）小灯泡正常发光时的电阻RL＝＝＝10Ω；
（2）当S闭合，S1、S2断开，R和L串联，滑片P处于R的处，R＝×30Ω＝10Ω；
滑动变阻器的阻值与小灯泡的电阻相同，根据串联分压的特点，故UL＝UR＝6V，则电源电压U总＝6V+6V＝12V；
串联电路的电流I＝＝＝0.6A；
则10s消耗的电能W＝UIt＝12V×0.6A×10s＝72J；
（3）要保证电路安全，分析电路可得，当闭合开关S、S2和S1时，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大；
因并联电路中各支路两端电压相等，
所以此时通过R0的电流：I0＝＝＝1.2A；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路的最大电流：Imax＝1A+1.2A＝2.2A，
电路消耗的最大功率：Pmax＝UImax＝12V×2.2A＝26.4W；
S闭合，S1、S2都断开，R与L串联，当灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时，电路电流最小，因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电路最小电流：Imin＝＝＝0.3A，
电路消耗的最小功率：Pmin＝UImin＝12V×0.3A＝3.6W；
则电路消耗总功率的最小值与最大值之比Pmin：Pmax＝3.6W：26.4W＝3：22。
答：（1）小灯泡的电阻RL为10Ω；
（3）通电10s电路消耗的电能为72J；
（3）电路消耗总功率的最小值与最大值之比为3：22。
14．（2023 仙桃）如图，小明设计的“电子浮力秤”由浮力秤和电路两部分构成。浮力秤中托盘与圆柱形塑料浮筒M通过硬质绝缘细杆固定连接，整体漂浮在装有足够深水的柱形薄壁容器中，且只能竖直移动。托盘的质量40g，M高20cm，底面积为100cm2，质量为160g；容器的底面积为300cm2。电路中R是滑动变阻器的电阻片（阻值均匀），长8cm，最大阻值16Ω；电源电压恒为4.5V；电压表量程为0～3V。托盘通过滑杆带动滑片P上下移动。托盘中不放物体时，调节水量，使滑片P正好位于R最上端，闭合开关S，电压表示数为0.9V（不计滑片、滑杆、细杆的质量，忽略摩擦阻力。工作中
水不溢出）。求：
（1）浮筒M的密度；
（2）R0的阻值；
（3）托盘中不放物体时，M浸入水中的深度；
（4）该“电子浮力秤”的称量。
【答案】（1）浮筒M的密度为0.08g/cm3；
（2）R0的阻值为4Ω；
（3）托盘中不放物体时，M浸入水中的深度为2cm：
（4）该“电子浮力秤”的称量为1.05kg。
【解答】解：（1）浮筒 M 的体积：VM＝SMhM＝100×10﹣4m2×20×10﹣2m＝2×10﹣3m3＝2000cm3，
浮筒M的密度：ρM＝＝＝0.08g/cm3；
（2）由电路图可知，滑片P位于R最上端时，定值电阻与滑动变阻器R串联接入电路，电压表测量定值电阻两端电压，且电压表示数为0.9V，
根据串联电路中总电压等于各部分电压之和，可得滑动变阻器R两端电压：，
根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：，
则定值电阻的阻值：R0＝＝＝4Ω；
（3）托盘的重力：Gp＝mpg＝40×10﹣3kg×10N/kg＝0.4N，
浮筒M的重力：，
托盘中不放物体时，浮筒M所受的重力与托盘所受的重力之和等于浮筒M受到的浮力，则FM＝GM+Gp＝1.6N+0.4N＝2N，
浮筒M浸入水中的体积：VM1＝＝＝2×10﹣4m3，
浮筒M浸入水中的深度：＝2cm；
（4）由图可知托盘中物体的质量增加，滑片将向下移动，导致R接入电路的电阻变小，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流变大，根据U＝IR可知定值电阻两端的电压增大，所以当电压表示数变大时，托盘中物体的质量也越大，
电压表量程为0～3V，电压表示数最大为3V，根据串联电路电压规律可知此时R两端的电压：，
此时通过电路的电流：，
此时R接入电路的电阻：，
R是一根长为 8cm 的阻值均匀的电阻片，最大阻值为16Ω，即1cm的电阻为 2Ω，
电压表示数最大时，，
滑片向下移动 7cm＜8cm，即浮筒向下移动的距离 d＝7cm，电压表示数最大，
浮筒浸入水中深度的增加量等于水面上升的高度△h与浮筒向下移动的距离d之和，即△hM＝△h+d，
水面上升的高度：，
浮筒浸入水中深度Δh+d+2cm＝3.5cm+7cm+2cm＝12.5cm＜hM＝20cm，
即d＝7cm时，“电子浮力秤”称出物体的质量最大，
此时浮筒排开水的体积变化量：，
因为，
由G＝mg得“电子浮力秤”的称量为：。
答：（1）浮筒M的密度为0.08g/cm3；
（2）R0的阻值为4Ω；
（3）托盘中不放物体时，M浸入水中的深度为2cm：
（4）该“电子浮力秤”的称量为1.05kg。
四．解答题（共1小题）
15．（2023 恩施州）某实践小组用个最大阻值为10kΩ的直滑电位器、电压为24V的锂电池等元件，设计了一个电子秤，工作电路如图1所示，R0是个保护电阻，电压表连入0﹣15V量程。当开关接通，秤盘中未放物体时，表盘的示数为0；当放物体质量最大，滑片滑到最下端时，电表示数达到最大。求：
（1）R0的阻值。
（2）电路所消耗的功率。
（3）小敏同学还分享了另一种设计，如图2所示，请对此作出评价。
（4）若用一个压敏电阻代替直滑电位器（电路符号为）其阻值随所受压力变化情况如下表所示。请自选合适的元件，按上述要求，设计一个工作电路图（只画电路部分）。
F/N 20 40 60 80 100
R/Ω 12 10 8 6 4
【答案】（1）R0的阻值为6kΩ；
（2）电路所消耗的功率为0.036W；
（3）图1中，实践小组的设计电路中，直滑电阻始终接入了最大阻值，电路中的电流较小，根据公式P＝UI可知，实践小组的这个电子秤使用时电功率很小；而小敏同学分享的图2这种设计，电路中的直滑电阻接入电路的阻值随所秤物体的质量不同而不同，质量越小电路中接入的电阻越小，电流越大，电路中的电功率越大，使用相同时间时更费电。
（4）见上图
【解答】（1）当放物体质量最大，滑片滑到最下端时，电表示数达到最大，为15V，此时电路电流：
I＝I0＝＝1.5×10﹣3A，
由串联电路电压的特点可知，R0两端的电压：U0＝U﹣U1＝24V﹣15V＝9V，
由欧姆定律可知，R0的阻值：R0＝＝6000Ω＝6kΩ；
（2）电路所消耗的电功率：P＝UI＝24V×1.5×10﹣3A＝0.036W；
（3）图1中，实践小组的设计电路中，直滑电阻始终接入了最大阻值，电路中的电流较小，根据欧姆定律公式分析可得电压表示数与所秤物体重力成正比，同时根据公式P＝UI可知，实践小组的这个电子秤使用时电功率很小；而小敏同学分享的图2这种设计，电路中的直滑电阻接入电路的阻值随所秤物体的质量不同而不同，质量越小电路中接入的电阻越小，电流越大，电路中的电功率越大，使用相同时间时更费电。
（4）由表格中数据可知，压敏电阻的阻值随压力的增大而减小，为了使压力变大时仪表示数变大，应将电压表并联在定值电阻两端，电路部分如下图所示：
。
答：（1）R0的阻值为6kΩ；
（2）电路所消耗的功率为0.036W；
（3）图1中，实践小组的设计电路中，直滑电阻始终接入了最大阻值，电路中的电流较小，根据欧姆定律公式分析可得电压表示数与所秤物体重力成正比，同时根据公式P＝UI可知，实践小组的这个电子秤使用时电功率很小；而小敏同学分享的图2这种设计，电路中的直滑电阻接入电路的阻值随所秤物体的质量不同而不同，质量越小电路中接入的电阻越小，电流越大，电路中的电功率越大，使用相同时间时更费电。
（4）见上图。
