初中物理串联电路的电流规律计算题

温州地区常受台风侵袭，为测量风速，小明设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片 $P$的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆 $\mathit{MN}$上，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米 ${}^2$，均匀电阻丝 $\mathit{AB}$长为20厘米，阻值为10欧，电源电压 $U_0$恒为6伏，保护电阻 $R_0$为14欧，电压表量程 $0~3$伏。弹簧弹力 $F$与弹簧长度改变量 $x$的关系如图乙所示。无风时，滑片 $P$在 $A$处，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。

风级	一级	二级	三级	四级	五级	六级
风速 $v$（米 $/$秒）	$0.3~1.5$	$1.6~3.3$	$3.4~5.4$	$5.5~7.9$	$8.0~10.7$	$10.8~13.8$
风压 $p$（帕 $)$	$0.055~1.4$	$1.6~6.8$	$7.2~18$	$18.9~39$	$40~72$	$72.9~119$

表中风压 $p$是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力（即单位面积受到的风力）。测量时保证风垂直吹在挡风板上，不计一切摩擦阻力。

（1）在滑片 $P$左移的过程中，电路的总电阻　　。（选填“变大”、“不变”或“变小” $)$

（2）当电压表示数 $U$为2伏时，风速仪所测的风为几级？（写出计算过程）

（3）小明想在风速仪的电压表上直接标出风速，查阅资料后获知该挡风板所受的风力与风速的平方成正比。经计算，他画出了风速 $v$与电压表示数 $U$的关系曲线，如图丙所示。后因保护电阻 $R_0$损坏，他将其换成了阻值为5欧的电阻，请你在图丙坐标系中大致画出更换电阻后的风速 $v$与电压表示数 $U$的关系曲线，并在曲线上标出所能测量的最大风速的对应点 $Q$。

如图所示电路，电源电压为 $5V$不变，定值电阻 $R_0$阻值为 $5\Omega$，滑动变阻器 $R$上标有“ $20\Omega 1A$”字样，灯 $L$标有“ $3V1.2W$”，电压表量程为 $0~3V$．（不考虑灯丝电阻的变化，且保证各元件均安全）求：

（1）当 $S_1$闭合、 $S_2$接 $b$，灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？

（2）保持滑动变阻器滑片位置不动，当 $S_1$闭合、 $S_2$接 $a$时， $R_0$的电功率是多少？

（3）当 $S_1$闭合、 $S_2$接 $a$时， $R_0$的最小电功率是多少？

如图甲所示电路，电源电压不变，小灯泡 $L$ 上标有" $3.6V0.3A$ "字样，其 $I-U$ 图象如图乙所示。当闭合 $S_1$ 、断开 $S_2$ ，滑片移到某点 $a$ 时， $R_0$ 两端电压为 $10V$ ，电流表示数为 $I_a$ ，变阻器消耗的功率为 $P_a$ ；当闭合 $S_2$ 、断开 $S_1$ ，滑片移到某点 $b$ 时，小灯泡正常发光，电流表示数为 $I_b$ ．变阻器消耗的功率为 $P_b$ ．已知 $P_a:P_b=25:27$ ， $I_a:I_b=5:3$ ．求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？

（2）当闭合 $S_2$ 、断开 $S_1$ ，移动滑片使电流表示数为 $0.1A$ ，通电 $1\mathit{min}$ 电流通过小灯泡所做的功是多少？

（3）电源电压是多少？

如图甲所示电路，电源电压不变，小灯泡 $L$上标有“ $3.6V0.3A$”字样，其 $I-U$图象如图乙所示。当闭合 $S_1$、断开 $S_2$，滑片移到某点 $a$时， $R_0$两端电压为 $10V$，电流表示数为 $I_a$，变阻器消耗的功率为 $P_a$；当闭合 $S_2$、断开 $S_1$，滑片移到某点 $b$时，小灯泡正常发光，电流表示数为 $I_b$．变阻器消耗的功率为 $P_b$．已知 $P_a:P_b=25:27$， $I_a:I_b=5:3$．求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？

（2）当闭合 $S_2$、断开 $S_1$，移动滑片使电流表示数为 $0.1A$，通电 $1\mathit{min}$电流通过小灯泡所做的功是多少？

（3）电源电压是多少？

如图甲电路中，电源电压保持不变， $R_0$、 $R_1$均为定值电阻， $R_2$为滑动变阻器。闭合开关 $S$，改变 $R_2$的阻值，两电压表示数与电流表示数变化关系如图乙，当滑片在 $b$端时电流表示数为 $0.3A$。

（1）求 $R_2$的最大阻值。

（2）若滑片置于变阻器的中点位置， $R_2$消耗的电功率为 $0.8W$，求电源电压 $U$和 $R_0$的阻值。

（3）若滑动变阻器滑片每移动 $1\mathit{cm}$，阻值改变 $1\Omega$，设滑片从 $a$端向 $b$端滑动的距离为 $\mathit{xcm}$，写出 $R_2$消耗的电功率 $P$随 $x$变化的关系式，并由此关系式求出 $R_2$消耗电功率的最大值。

在如图甲所示的电路中，电源电压恒定，定值电阻R₁的阻值为16Ω，滑动变阻器的最大阻值是40Ω，小灯泡的额定电压为6V，通过小灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示。当开关S₂闭合，S₁、S₃断开时，滑动变阻器接入电路中的阻值为4Ω，小灯泡恰好正常发光。求：

（1）小灯泡的额定功率；

（2）电源电压；

（3）当开关S₁、S₂、S₃都闭合时，移动滑动变阻器的滑片P，当电路消耗的总功率为6W时，求滑动变阻器接入电路中的电阻值。

如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“3V 0.9W“字样，忽略温度对灯丝电阻的影响。当开关S₁、S₂闭合，滑片P置于a端时，小灯泡L正常发光，电流表示数为0.45A．求：

（1）灯丝的电阻和滑动变阻器的最大阻值；

（2）当开关S₁闭合，S₂断开，滑片P置于b端时，通电10s滑动变阻器R产生的热量。

在如图所示的电路中，灯泡L标有“6V 6W”字样，电源电压及灯泡电阻均保持不变，滑动变阻器最大阻值为20Ω，定值电阻R₀＝10Ω。

（1）当S、S₁都闭合，滑片p移动到最左端时，灯泡L正常发光。

求：①灯泡的额定电流和电源电压；②电流表的示数；

（2）当S闭合、S₁断开，且滑片P移动到最右端。求：通电1min电路产生的总热量。

如图所示，电源电压4V保持不变，小灯泡规格为“3V 1.5W”（灯丝电阻不变），电流表量程为0～0.6A．求：

（1）小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流是多少？

（2）电流表的示数为0.4A时，滑动变阻器的功率是多少？

（3）为了保证电路安全，电路允许消耗的最大功率是多少

如图是某电火锅加热器的简化电路图，电源电压是220V，R₁、R₂是发热电阻，开光接“1”时为低温挡，此时R₁的功率是11W，R₂的功率是99W，开关接“2”时为高温挡，试求：

（1）低温挡工作时，电路中的电流是多少？

（2）低温挡工作10min，消耗的电能是多少？

（3）高温挡的功率是多少？

如图甲所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器R₁的最大阻值是40Ω，小灯泡的额定电压为6V，它的电流随电压变化的图象如图乙所示。

（1）当只闭合开关S₁时，将滑动变阻器R₁的滑片调到中点，此时小灯泡恰好正常发光。求电源电压和小灯泡的额定功率；

（2）当只闭合开关S₂时，此时电流表的示数为0.4A，求电阻R₂的阻值，小灯泡的实际功率；

（3）当只闭合开关S₂时，通电1min，求电流通过电阻R₂产生的热量。

如图所示，电源电压9V恒定不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，滑动变阻器R₁标有“20Ω 2A”字样，定值电阻R₂＝10Ω。

（1）只闭合开关S₁，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡恰好正常发光，求此时电流表的示数和滑动变阻器接入电路的电阻值；

（2）把滑动变阻器的滑片P移至b端，只闭合开关S₂、S₃，求R₁两端的电压和10s内电流通过定值电阻R₂产生的热量。

如图所示，电源电压12V，且保持不变，R₁＝24Ω，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，灯丝电阻保持不变。求：

（1）小灯泡正常工作时的电流和电阻。

（2）闭合开关S、S₁、S₂，滑动变阻器调到阻值最大处，电流表示数为1A，求R₂的最大值。

（3）闭合开关S，断开开关S₁、S₂，安全使用的情况下，电路的最大功率。

如图所示，电源电压不变，灯L标有“6V 3W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），定值电阻R₀＝20Ω，当S、S₁都闭合滑片P在最右端时，灯L恰好正常发光，求：

（1）电源电压和灯L正常发光时的电阻。

（2）电流表的示数

（3）当S闭合S₁断开滑片P在最左端时，灯L的实际功率为0.75W，求滑动变阻器R₁的最大阻值

如图是一个温度可调的育苗箱电路，电源电压为36V，且保持不变。发热电阻R₁的阻值为40Ω，R₂为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端时，R₁的功率最大；将滑片P移到b端时，电路中的电流是0.4A．试求：

（1）R₁的最大功率是多少？

（2）滑动变阻器R₂的最大阻值是多少？

（3）将滑片P移到某一位置，R₂两端电压为16V时，通电5min，电流对整个电路做的功是多少？