初中物理串联电路的电流规律试题

实验室有一个电学黑箱，其外形如图1所示，箱体外有四个接线柱，箱盖上有一个塑料滑块。小明请同组的同学一起探究其内部结构，实验室老师提醒他们，内部元件只有一个滑动变阻器和两个定值电阻。滑动变阻器只有两个接线柱接入电路。

经过讨论，全组的意见是：先制作一个探测器，把这个探测器分别与黑箱外的接线柱相连。再根据测出的数据，推测内部的连接情况。

（1）甲组的小李组装了探测器，如图2所示，其中电源电压为 $3V$，电流表量程为 $0-0.6A$．对于其中阻值为 $5\Omega$的电阻 $R$，你认为它的作用是　　。

同学们把探测器的 $E$、 $F$端分别与黑箱的接线柱连接，闭合开关，移动滑块，记下的数据如表：

测试次数	与 $E$、 $F$连接的接线柱	电流表示数 $/A$
第1次	$A$、 $B$	$0.25~0.5$
第2次	$A$、 $C$	$0.12~0.2$
第3次	$A$、 $D$	$0.15~0.3$
第4次	$B$、 $C$	0.2
第5次	$B$、 $D$	0.3
第6次	$C$、 $D$	0.15

（2）在前三次测试中，只有一次未将滑动变阻器调到阻值最大、最小位置。是第　　次。

（3）滑动变阻器的最大阻值为　　；

（4）请在图3中作出箱内各元件连接电路图，并在定值电阻旁标明其阻值。

如图1所示电路中，电源电压不变， $R_1$是定值电阻， $R_2$由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体 $\mathit{EF}$、 $\mathit{FG}$、 $\mathit{GH}$连接而成，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长成正比， $P$是与 $R_2$良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关 $S$将 $P$从 $H$端移到 $E$端时，电流表示数 $I$与 $P$向左移动距离 $x$之间的关系如图2所示。已知 $R_1=10\Omega$，则 $($　　 $)$

A． $\mathit{EF}$导体每 $1\mathit{cm}$的电阻为 $2\Omega$

B． $\mathit{GH}$导体的电阻为 $5\Omega$

C．当电流表示数为 $0.5A$时， $x$的值为 $31\mathit{cm}$

D． $P$位于 $x=0\mathit{cm}$及 $x=23\mathit{cm}$两处时， $R_2$消耗的功率相等

如图所示，开关 $S$闭合后，灯 $L_1$、 $L_2$都能发光，则甲是　　（选填“电压表”或“电流表” $)$，若开关 $S$断开后，灯 $L_1$、 $L_2$都能发光，且甲、乙两表的示数之比为 $4:3$，则 $L_1$、 $L_2$电阻之比为　　。

如图是甲、乙两导体的电流与电压关系图象，由图可得乙的电阻是　　 $\Omega$，若把甲、乙两电阻串联在电路中，加在甲、乙两电阻上的电压之比 $U_{甲}:U_{乙}=$　　。

如图所示的电路中，在滑动变阻器 $R_1$的滑片从 $A$向 $B$滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A． $R_2$的阻值为 $10\Omega$

B．电源电压为 $16V$

C．当电流表示数为 $0.2A$时， $R_1$接入电路的阻值为 $20\Omega$

D．该电路的最大功率为 $4.05W$

如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关 $S$，滑动变阻器的滑片 $P$由 $b$向 $a$端移动过程中，小灯泡 $L$始终发光（忽略温度对小灯泡电阻的影响），下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．电流表示数变小

B．小灯泡的实际功率变小

C．电压表 $V_2$的示数与电流表 $A$的示数的比值变大

D．电压表 $V_1$与电压表 $V_2$示数之和保持不变

如图甲所示，电源电压和灯泡电阻保持不变，闭合开关 $S$后，当滑片 $P$从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的 $I-U$关系如图乙所示，则小灯泡的电阻值为　 $\Omega$，电源电压是　　 $V$。

如图所示，电源电压保持不变，闭合开关，当滑动变阻器的滑片 $P$向左滑动时，下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．电流表示数变小，电压表示数变小

B．电流表示数变小，电压表示数变大

C．电流表示数变大，电压表示数变小

D．电流表示数变大，电压表示数变大

如图所示，电源电压为 $12V$，滑动变阻器的规格为“ $50\Omega 2A$”， $L_1$和 $L_2$分别标有“ $6V3W$”和“ $6V9W$”的字样，闭合开关 $S$后，调节滑动变阻器的滑片，在保证电路安全的情况下（不考虑温度对灯丝的影响），下列说法正确的是 $($　　 $)$

A． $L_2$能正常发光

B．滑动变阻器接入电路的最小阻值是 $8\Omega$

C．电流表示数的变化范围是 $0~0.5A$

D．电路消耗的最大功率是 $12W$

新型 $\mathit{PTC}$发热材料可以自动调节电路的电功率，在生活中广泛应用，图甲是 $\mathit{PTC}$调试工作电路， $R_0$是保护电阻，阻值恒定； $R_1$是 $\mathit{PTC}$电阻，阻值随温度变化的图象如图乙所示。闭合开关 $S$，当温度从 ${20}^{°}\text{C}$升高到 ${120}^{°}\text{C}$的过程中 $($　　 $)$

A．电流表示数先变小后变大

B．电压表示数先变大后变小

C．电压表与电流表示数的比值先变小后变大

D．保护电阻 $R_0$消耗的功率先变小后变大

如图所示，电源电压为 $5V$，闭合开关 $S$，电压表的示数为 $1V$．则 $($　　 $)$

A．通过灯泡 $L_1$的电流比 $L_2$的电流大

B．灯泡 $L_1$两端的电压是 $1V$

C．灯泡 $L_1$和 $L_2$的电阻之比是 $4:1$

D．若灯泡 $L_2$灯丝烧断，电压表示数为零

在如图甲的电路中，电源电压保持不变， $R$为滑动变阻器，其规格为“ $20\Omega 1.5A$”，闭合开关 $S$，当滑片 $P$从一端滑到另一端的过程中测到 $R$的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示，则电源电压为　     　 $V$，定值电阻 $R_0$的阻值为　    　 $\Omega$。

在如图所示的电路中，电源电压为 $4.5V$保持不变，电压表量程 $0~3V$，电流表量程 $0~0.6A$，滑动变阻器 $R$的规格是“ $10\Omega 1A$”，灯泡 $L$标有“ $2.5V0.5A$”字样，若闭合开关 $S$，两电表示数均不超过所选的量程，灯泡两端电压不允许超过额定电压，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．电流表的示数变化范围 $0.3A~0.6A$

B．灯泡消耗的最小功率为 $0.9W$

C．电路消耗的最大总功率为 $2.7W$

D．滑动变阻器允许调节的阻值范围是 $4\Omega ~10\Omega$

某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表。图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换。 $R_0$、 $R_1$为电热丝， $R_2$为滑动变阻器， $R$为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。

（1）分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态？

（2）工作时若要提高电热水器的保温温度，如何调节保护电阻 $R_2$的滑片？

（3） $R_1$工作时的电阻是多大？

（4）电热水器处于加热状态时，工作 $4.2\mathit{min}$，可使 $1L$水的温度升高 ${40}^{°}\text{C}$．则该电热水器的效率是多少？ $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$

型号	$\mathit{LWLZ}20-19$
电源	$\mathit{AD}220V50\mathit{Hz}$
加热功率	$800W$
保温功率	$40W$
水容量	$1.0L$

标有“ $6V1.5W$”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的三只灯泡串联起来，接在 $12V$的电源两端，灯泡的电阻及实际功率约为 $($　　 $)$

A． $24\Omega 0.67W$B． $20\Omega 0.8W$C． $24\Omega 0.96W$D． $20\Omega 0.67W$