初中物理练习题03电学压轴计算（解析版）

/5/5专题03电学压轴计算1．（2025·上海徐汇·二模）在图（a）所示的电路中，电流表A1、A的表盘均如图（b）所示，电源电压为12伏且保持不变，电阻R1的阻值为5欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω；1A”字样。(1)求开关S闭合后电流表A1的示数；(2)在不损坏电路元件的情况下，调整滑片位置，求R2消耗的最大功率及此时R2连入电路的阻值。【答案】(1)2.4安(2)7.2瓦，20欧【详解】（1）据图可知，开关S闭合后，电路是定值电阻和变阻器并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路电流，电流表A1的示数为（2）由于电流表的最大量程是0~3A，R1支路电流是2.4A，则变阻器的最大电流为电路是并联的，变阻器两端电压与电压电压相等，则R2消耗的最大功率为R2连入电路的阻值为2．（2025·上海崇明·二模）如图所示电路，电源电压为12伏且保持不变，闭合开关S，电流表示数为0．4安。(1)求电阻R1的阻值；(2)通电10秒钟，求通过R1的电流所做的功W1；(3)将电流表A改接入电路中的其他位置，移动滑动变阻器R2的滑片P，发现电流表的最大示数为2安，且电流表示数的最大变化量为1.2安。请判断电流表A在电路中接入的位置，及滑动变阻器R2对应的阻值范围。【答案】(1)30欧(2)48焦(3)①将电流表A接入干路中时，滑动变阻器R2对应的阻值范围为7.5Ω≤R2≤30Ω；②将电流表A接入R2所在支路中时，滑动变阻器R2对应的阻值范围为6Ω≤R2≤15Ω。【详解】（1）电阻R1的阻值（2）通电10秒钟，通过R1的电流所做的功（3）①将电流表A接入干路中时，干路电流最大为I大=2A，通过R2的最大电流为则R2最小电阻为通过R2的最小电流为则R2最大电阻为故滑动变阻器R2对应的阻值范围为7.5Ω≤R2≤30Ω；②将电流表A接入R2所在支路中时，通过R2的最大电流为I'2大=2A，则R2最小电阻为通过R2的最小电流为则R2最大电阻为故滑动变阻器R2对应的阻值范围为6Ω≤R2≤15Ω。3．（2025·上海松江·二模）在图（a）所示的电路中，电源电压为18伏且保持不变，滑动变阻器R2上标有“1安”字样，电压表表盘如图（b）所示。(1)若电阻两端的电压为6伏，通过的电流为0.4安，求通电10秒钟电流通过电阻所做的功；(2)若的阻值为10欧，移动变阻器的滑片，发现电路中最小的电流为0.3安，求变阻器允许接入电路的最大电阻；(3)在保证电路安全工作的前提下，移动变阻器的滑片时，发现滑片不能移到变阻器的任意一端，电压表示数的最大变化量为12伏，求的阻值。【答案】(1)24J(2)50Ω(3)15Ω【详解】（1）由图可知，R1、R2串联，电压表测R2两端的电压，通电10秒钟电流通过电阻R1所做的功为（2）当电路中最小的电流为0.3A，电路的总电阻为变阻器R2允许接入电路的最大电阻为R2max=R总-R1=60Ω-10Ω=50Ω（3）因为滑动变阻器的滑片不能移到滑动变阻器最大阻值一端，所以电压表的最大示数为U2大=15V电压表示数的最大变化量为12V，则电压表的最小示数为则R1两端的最大电压为因为滑动变阻器的滑片也不能移到最小端，所以电路中的最大电流为滑动变阻器允许通过的最大电流，即电路中的最大电流为I大=1A，则的阻值为4．（2025·上海虹口·二模）小华设计了一个电子量角器，电路如图所示。MN为半圆弧电阻，O为其圆心，金属滑片OP为其半径且与半圆弧电阻接触良好。接入电路的电阻RMP与指针旋转角度θ的关系如下表。若电源电压为6伏，电压表选择0~3伏量程。闭合开关，将滑片OP旋转至M处，通过电阻R1的电流为0.6安。指针旋转角度θ0°30°60°120°接入电路的电阻RMP（欧）02.5510(1)分析比较上表数据，可得出的结论是：_______________。(2)求电阻R1的阻值。(3)若指针旋转角度θ为60°，求电压表示数UMP。(4)为了满足用该量角器能测量0°~180°的需求，且电压表量程不变，小华想到以下方案：A用电阻R0替换电阻R1（R0的阻值小于R1）B用电压为U0的电源替换原电源（U0小于6伏）你认为方案______是可行的（选填“A”或“B”），根据该方案，求R0或U0的最大值。____【答案】(1)RMP与指针旋转角度θ成正比(2)10Ω(3)2V(4)B5V【详解】（1）分析比较上表数据，可得指针旋转角度增大几倍，电阻RMP接入电路的电阻增大为原来的几倍，因此可得RMP与指针旋转角度θ成正比。（2）由图可知，闭合开关，将滑片OP旋转至M处，RMP接入的阻值为0，通过电阻R1的电流为0.6安，则电阻R1的阻值（3）由表中数据可知，指针旋转角度θ为60°，RMP接入电路的电阻为5欧，根据串联电路电阻的关系和欧姆定律可得此时电路中的电流为则电压表示数UMP=IMPRMP=0.4A×5Ω=2V（4）[1][2]因为RMP与指针旋转角度θ成正比，所以当θ=180°时，RMP=15Ω，则当UMPmax=3V时，此时电路的电流为此时电阻R1两端的电压为U1max=I1maxR1=IMPmaxR1=0.2A×10Ω=2V此时的电源电压为U0max=U1max+UMPmax=2V＋3V=5V因此方案B是可行的。5．（2025·上海普陀·二模）小华做“测定小灯泡的电功率”实验，小灯泡的功率在1．2W左右。现有电源（电压保持不变）、待测小灯泡（标有“0．3A”字样）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。(1)他按照图（a）所示电路图正确连接实验电路，实验步骤正确。闭合开关S后，发现无论怎样移动滑片P，小灯泡L始终不发光。若电路中仅有一处故障，且只发生在变阻器R或灯L上。请通过电压表、电流表示数情况判断对应故障。______（写出所有情况）(2)他更换元件重新连接电路后，移动滑动变阻器滑片，发现小灯正常发光时电压表的示数如图（b）所示。（a）请写出小华判断小灯正常发光的依据。______（b）请通过计算说明图（b）中电压表所接量程______，以及小灯泡的额定功率______。【答案】(1)见解析(2)见解析0～15V1.05W【详解】（1）由图（a）可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，电流表测串联电路中的电流。无论怎样移动滑片P，小灯泡L始终不发光。电路中仅有一处故障，且只发生在变阻器R或灯L上。情况一：若小灯泡L断路，电路中没有电流，所以电流表的示数为0。此时电压表与电源两极相连，测量的是电源电压，由于电源电压保持不变，所以电压表有示数且示数等于电源电压。情况二：若滑动变阻器R断路，整个电路处于断路状态，电路中没有电流通过，所以电流表的示数为0。此时电压表与电源之间被断路，没有电流通过电压表，所以电压表无示数。情况三：若小灯泡L短路，电路为通路，电源电压全部加在滑动变阻器R两端，电路中有电流通过，所以电流表有示数。因为电压表并联在小灯泡L两端，小灯泡L短路时，电压表相当于与导线并联，所以电压表无示数。情况四：若滑动变阻器R短路，电路为通路，电源电压全部加在小灯泡L两端，电路中有电流通过，所以电流表有示数。因为电压表并联在小灯泡L两端，此时电压表测量的是电源电压，所以电压表有示数且示数等于电源电压。而题目中说无论怎样移动滑片P，小灯泡L始终不发光，所以这种情况不符合题意，应排除。综上，故障情况及对应的电流表、电压表示数情况如下：

电流表示数为0，电压表有示数且示数等于电源电压，故障为小灯泡L断路；电流表示数为0，电压表无示数，故障为滑动变阻器R断路；电流表有示数，电压表无示数，故障为小灯泡L短路。（2）[1]已知小灯泡标有“0.3A”为灯泡的额定电流，当电流表的示数为0.3A时，小灯泡正常发光。[2]已知小灯泡功率在1.2W左右，根据P=UI，若I=0.3A，则由图（b）可知，若电压表量程为0～3V，最大示数为3V，无法满足测量需求，所以电压表量程为0～15V。[3]图（b）中电压表量程为0～15V，分度值为0.5V，示数为3.5V。小灯泡的额定功率6．（2025·上海长宁·二模）在下图（a）所示电路中，电源电压为12伏，定值电阻的阻值为10欧，滑动变阻器标有“20Ω1A”字样。闭合开关S，电压表V的示数为8伏。求：(1)通过电阻的电流。(2)滑动变阻器接入电路的阻值。(3)移动滑片P，求电压表V允许的示数变化范围。【答案】(1)0.8A(2)5Ω(3)4V~10V【详解】（1）由图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，因此闭合开关S，电压表V的示数为8伏时，通过电阻的电流（2）根据串联电路电压的特点可知，滑动变阻器两端的电压为U滑=U-UR=12V-8V=4V根据串联电路电流的特点和欧姆定律可得，滑动变阻器接入电路的阻值（3）由题意知，闭合开关S，电压表V的示数为8伏，因此电压表选用大量程，而电源电压为12V，因此电压表不会超量程，根据串联分压可知，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，其两端的电压最大，即，解得U滑=8V；滑动变阻器标有“20Ω1A”字样，则电路允许通过的电流为1A，此时滑动变阻器接入电路的阻值最小，其两端的电压最小，此时电路的总电阻为则滑动变阻器接入的阻值为R滑小=R总小-R1=12Ω-10Ω=2Ω此时滑动变阻器两端的电压为U滑小=I大R滑小=1A×2Ω=2V因此电压表V允许的示数变化范围为4V~10V。7．（2025·上海宝山·二模）如图所示，两灯泡、在盒内的连接方式未知，电源电压为3伏且保持不变。闭合开关，两灯均发光，电流表读数为0.9安。若把取下，仍发光，电流表读数变为0.3安。(1)判断和的连接方式，并说明理由。(2)求取下后，10秒内消耗的电能。【答案】(1)并联，理由见解析(2)9J【详解】（1）L1和L2是并联连接的，因为取下后仍发光（取下后电流表仍有示数），说明两灯可独立工作，两灯互不影响。（2）10秒内消耗的电能

8．（2025·上海闵行·二模）随着人们生活水平的提高，家庭轿车保有量不断升高。(1)通常为燃油轿车提供动力的是四冲程汽油机。在某个冲程中，汽缸内的气体逐渐被压缩，体积不断减小，温度持续升高，这是通过___________的方式改变内能（选填“做功”或“热传递”），该过程属于___________冲程。(2)某汽车装有加热坐垫，它可以利用两个开关设置三挡温度调节，其内部简化电路如图所示，在该电路中电源电压保持不变，电阻阻值为36Ω。当开关闭合时，处于低温挡，通过的电流为1A；当开关、同时闭合时，处于高温挡，通过的电流为2A。求：（a）电源电压。（b）电阻的阻值。【答案】(1)做功压缩(2)（a）36V；（b）18Ω【详解】（1）[1][2]汽油机活塞向上运动，汽缸内的气体被压缩，体积不断减小，温度持续升高，内能增加，这是通过做功的方式改变内能，该过程属于压缩冲程。（2）（a）当开关闭合时，电路为R1的简单电路，处于低温挡，通过的电流为1A，电源电压（b）当开关、同时闭合时，两个电阻并联，处于高温挡，R2两端的电压等于电源电压，电阻R2的阻值9．（2025·上海静安·二模）在图所示的电路中，电源电压为，电阻的阻值为，电流表的表盘如图所示。(1)闭合开关，求电流表的示数；(2)在该电路中再接入一个滑动变阻器。若以两种不同方式先后接入电路、两点间时，电路中电流表示数所达到的最大值、最小值的部分数据如下表所示。根据相关信息，求：①允许通过变阻器的最大电流；②变阻器的最大阻值。电流表示数最小值电流表示数最大值方式一0.3A方式二2.9A【答案】(1)0.9A(2)2A，20Ω【详解】（1）由电路图可知，电流表测量通过R1的电流，则电流表的示数（2）①在该电路中再接入一个滑动变阻器，以两种不同方式先后接入电路、两点间，由表中数据可知，电流表示数最大值为2.9A，由于电阻串联时，电路中的总电阻越大，电路中的电流越小，所以方式二中，滑动变阻器与R1并联，由并联电路中电流规律可知，允许通过变阻器的最大电流②由表中数据可知，方式一中最小电流小于0.9A，所以方式一中，滑动变阻器与R1串联，当电路中的电流最小时，变阻器的阻值最大，由表中数据可知，电流表示数最小值为0.3A，则变阻器的最大阻值10．（2025·上海·二模）如图（a）所示电路，电源电压为12V且保持不变，滑动变阻器标有“20Ω

2A”字样，电阻的阻值为10Ω，开关S闭合。(1)求通过的电流。(2)求连入电路的最小阻值。(3)在干路中串联一个电流表，表盘如图（b）所示，电路能正常工作，在移动滑片的过程中，求电路总功率的最大值和最小值的比值。【答案】(1)1.2A(2)6Ω(3)【详解】（1）由图可知两个电阻并联，所以由欧姆定律公式变形可得（2）由公式可知，电压一定时，阻值越小，通过的电流越大，而通过电阻R1的最大电流为2A，所以R1连入电路的最小阻值（3）通过电阻R1的最小电流由并联电路的电流规律可得干路上的最小电流干路上的最大电流超出了电流表的最大量程，所以最大电流Imax=3A

则电路总功率的最大值和最小值的比值11．（2025·上海青浦·二模）在图（a）所示的电路中，电源电压为18伏不变，电阻R1的阻值为10欧，变阻器上标有“100欧1安”字样。

(1)闭合开关，当变阻器接入电路的电阻为80欧时，求通过电阻R1的电流I1。(2)在电路中某一元件两端并联一个电压表，闭合开关S，移动变阻器滑片，在电路安全工作的前提下，电压表指针的位置如图（b）所示。请判断电压表并联的位置并求出此时变阻器接入电路的电阻R2。【答案】(1)0.2A(2)见解析【详解】（1）由图可知，定值电阻和滑动变阻器串联，闭合开关，当变阻器接入电路的电阻为80欧时，根据串联电路电阻的特点和欧姆定律可知，通过电阻R1的电流（2）由于不知道电压表的量程，则电压表的示数为2.4V或12V，若电压表并联在R1两端，如果示数为12V，则舍去；如果示数为2.4V，可行。则此时变阻器接入电路的电阻若电压表并联在R2两端，如果示数为12V，则，如果示数为2.4V，，舍去。12．（2025·上海嘉定·二模）某物理兴趣小组做“探究电流与电阻关系”的实验，实验电路如图所示，所用电源电压为4.5V不变，滑动变阻器上标有“”字样。第一次实验时，所选电阻的阻值为5Ω，闭合开关S，移动滑片P至某位置时，电压表示数为2.0V。(1)求此时通过电阻的电流。(2)求通电10秒钟，电流通过变阻器所做的功。(3)为完成探究任务，应控制电压表示数为___________V，用不同定值电阻替换继续实验，在保证电路安全的情况下，求所用电阻的阻值范围________。【答案】(1)0.4A(2)10J(3)2.0V【详解】（1）如图，电阻和滑动变阻器串联，电压表测通过电阻R1的电压，电流表测电路中的电流，此时通过电阻的电流（2）变阻器两端的电压通电10秒钟，电流通过变阻器所做的功（3）在探究电流与电阻关系时，应控制电阻两端的电压不变，由第（1）问可知，为完成探究任务，应控制电压表示数为2.0V，由R2可知，通过电路的最大电流，定值电阻两端的电压不变，定值电阻的最小值根据串联电路分压原理可知解得的阻值范围为：13．（2025·上海黄浦·二模）在图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为15欧，闭合开关S，电流表的示数为0.4安。(1)求电源电压U。(2)现将定值电阻R2与R1以某种连接方式接入M、N接线柱，闭合开关S，电流表的示数如图（b）所示，求电阻R2的阻值。【答案】(1)6V(2)见解析【详解】（1）电源电压（2）当电路只接入R1时，电路中电流为0.4A，当定值电阻R2与R1以某种连接方式接入M、N接线柱时，电流表测总电流，若电流表所选量程为0~0.6A时，电路中的电流为0.2A，电路中电流变小，则总电阻变大，则R2与R1串联，总电阻为电阻R2的阻值若电流表所选量程为0~3A时，电路中的电流为1A，电路中电流变大，则总电阻变小，则R2与R1并联，则通过R2的电流电阻R2的阻值14．（6分）（2025·上海金山·二模）如图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“20欧，1安”的字样。（1）闭合开关S，移动变阻器的滑片P，当电流表示数如图（b）所示时，求：（a）电阻R1两端的电压U1；（b）10秒钟内电流通过电阻R1所做的功W1；（2）若在电路中并联一个电压表，闭合开关S，电压表示数为6V。在保证电路安全的情况下，向某一方向移动变阻器的滑片P，发现电压表示数逐渐变小，此过程中电压表示数的最大变化量为2V。求电源电压U。【解答】解：（1）（a）由图（b）可知，电流表选用大量程，分度值0.1A，其示数为0.5A，则电阻R1两端的电压为：U1＝IR1＝0.5A×10Ω＝5V；（b）10秒钟内电流通过电阻R1所做的功为：W1＝U1It＝5V×0.5A×10s＝25J；（2）假设一：电压表测R1两端的电压，闭合开关S，电压表示数为6V；当滑动变阻器R2阻值增大时，根据串联分压原理可知，滑动变阻器两端电压增大，根据串联电路电压规律可知，R1两端的电压减小，即电压表示数变小；当电压表示数变化量最大为2V时，R1两端的电压为6V﹣2V＝4V，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大；电路中的电流为：I=U滑动变阻器两端电压为：U滑＝IR滑大＝0.4A×20Ω＝8V，则电源电压为：U＝U滑+U'1＝8V+4V＝12V；假设二：电压表测R2两端的电压，闭合开关S，电压表示数为6V；当滑动变阻器R2阻值减小时，根据串联分压原理可知电压表示数减小；此时电路中的电流变大，因电流表选用大量程，且滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，故电路中最大电流为1A，此时R1两端的电压为：U''1＝I'R1＝1A×10Ω＝10V；因电压表示数的最大变化量为2V，此时滑动变阻器两端电压为6V﹣2V＝4V，则电源电压为：U'＝U'滑+U''1＝4V+10V＝14V；综上所述，电源电压为12V或14V。答：（1）（a）电阻R1两端的电压为5V；（b）10秒钟内电流通过电阻R1所做的功为25J；（2）电源电压为12V或14V。15．（6分）（2025·上海奉贤·二模）如图所示电路中，电源电压为6伏保持不变，滑动变阻器R1标有“50Ω1A”字样。①若R1接入电路的电阻为20欧，求闭合开关S后，通过R1的电流I1。②现有阻值为5欧的电阻R2和阻值为15欧的电阻R3选择其中一个电阻以某种方式接入原电路M、N两点之间。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.6安。请计算说明连接的方式以及所选的电阻、滑动变阻器R1对应接入电路的阻值。【解答】解：①若R1接入电路的电阻为20欧，闭合