初中物理串联电路的电流规律计算题

某同学为自家小鱼缸设计了一款具有“加热”和“保温、循环”功能的装置，电路图如图所示，其中电源电压为36V，电动机标有“12V 6W”字样。使用时，先闭合S₁，当鱼缸中水温低于20℃时，S₂自动闭合，装置处于“加热”状态；水温达到25℃时，S₂自动断开，电动机正常工作使水流动，装置处于“保温、循环”状态。求：

（1）“保温、循环”时，电动机正常工作的电流、加热管R₀两端的电压及阻值；

（2）“加热”时，加热管R₀的电功率；

（3）“加热”时，此装置5000s可将5.4kg的水由20℃加热到25℃．此时R₀的加热效率是多少？[c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）]

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

如图所示是一个灯泡和一个定值电阻的 $I-U$图象，根据图象所给信息计算：

（1）如果将灯泡和定值电阻并联，接在恒定电压为 $6V$的电源两端，求此时灯泡的电阻和定值电阻的阻值；

（2）如果将灯泡和定值电阻串联，接在恒定电压为 $6V$的电源两端，求此时灯泡两端电压以及此时灯泡的电阻。

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，甲是小聪设计的一种测定风力的装置示意图。一根由绝缘材料制成的轻质弹簧穿在光滑的金属杆上，金属杆左端 $M$通过线连入电路，弹簧右端与迎风板连接，导线接在迎风板上 $N$点并可随迎风板在金属杆上滑动且与金属杆接触良好均匀金属杆的阻值随长度均匀变化，测量时让迎风板止对风吹来的方向，电压表示数会随风力大小而变化。小聪听物理老师讲过电源内部其实是有电阻的，于是他把电源的内部结构剖析成如图乙所示，若已知电源电压 $E=4.5V$，定值电阻 $R=0.5\Omega$，电源内阻 $r=0.5\Omega$，金属杆接入电路中的电阻 $R_2$与迎风板所承受风力 $F$的关系如图丙所示。求

（1）无风时电源内部的发热功率 $\mathit{Pr}$；

（2）若要把电压表改为风力表，电压表为 $U_1=1.5V$刻度处所标风力 $F_1$的值。

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。

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？

如图所示电路，电源电压保持不变。

（1）滑动变阻器的铭牌上标有“ $10\Omega 2A$”字样，求滑动变阻器两端允许加的最大电压。

（2）当滑动变阻器接入电路的阻值分别为 $2\Omega$和 $8\Omega$时，滑动变阻器消耗的功率相同，求电阻 $R_0$的阻值。

在如图所示电路中，电流表量程为 $0~0.6A$，电压表量程为 $0?3V$，电阻 $R_2$的阻值为 $20\Omega$，灯泡 $R_1$的阻值和同一电源的电压均保持不变。请画出该题的各个等效电路图。

（1）只闭合开关 $S_2$、 $S_3$时，电流表示数为 $0.2A$，求电源电压是多少？

（2）只闭合开关 $S_1$、 $S_2$、 $S_3$时， $R_1$正常发光，电路总功率为 $2.4W$，求 $R_1$的阻值是多少？

（3）只闭合开关 $S_1$，滑动变阻器 $R_3$的滑片调至最右端， $R_3$两端的电压为 $U_3$；再将电源更换，保持滑片位置不变， $R_3$两端的电压变为 $U_3\text{'}$，电流表示数为 $0.15A$．已知 $U_3:U_3\text{'}=2:3$．求更换电源后，只闭合开关 $S_1$、 $S_4$时，在不损坏电流表、电压表和灯泡的情况下， $R_3$的阻值变化范围是多少？

调光台灯实际上是一个电灯与一个滑动变阻器串联，其原理可简化为如图所示的电路，灯 $L$标有“ $12V12W$”字样，滑片 $P$从 $d$转到 $a$的过程中： $d$点时可断开电路； $c$点时刚好接通电路； $b$点时灯刚好开始发光； $a$点时灯恰好正常发光。电源电压恒定不变，灯丝电阻不变。求：

（1）电源电压及灯丝的电阻各多大？

（2）转动滑片 $P$，使滑动变阻器接入电路的电阻为 $8\Omega$时，灯消耗的实际功率多大？

（3）若 $\mathit{bc}$的长度为 $\mathit{ac}$长的 $\frac{1}{7}$，灯丝电流增大到额定电流的 $\frac{1}{10}$时灯刚好开始发光，则滑动变阻器的最大阻值多大？

某学校教学楼有一额定电压为 $220V$ 的电热水器，它的工作电路如图所示，已知电阻 $R_2=217.8\Omega$，电源电压保持 $220V$不变，当 $S_1$、 $S_2$均闭合时，电热水器处于加热状态，消耗的功率为 $2\mathit{kW}$．只闭合 $S_1$，电热水器处于保温状态。求：

（1）电阻 $R_1$的阻值；

（2）电热水器处于保温状态消耗的功率；

（3）电热水器处于加热状态时，将 $5\mathit{kg}$水从 ${18}^{°}\text{C}$加热到 ${98}^{°}\text{C}$所需的时间 $[$不计热损失，水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$。