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3.375
串联
48
L(或电源)
6
1.08
20
1.2
6
$1:1$
$1:4$
7.5
使接入电路的电阻值为最大的一端
保护
改变灯泡两端电压
0.32
1.216
【分析】
本题分为两部分求解：
1. 计算灯泡接9V电路时的实际功率：由于不考虑温度对电阻的影响，首先根据灯泡的额定电压和额定功率，利用公式$R = \frac{U_{额}^{2}}{P_{额}}$算出灯泡的电阻；再结合实际电压，用公式$P = \frac{U_{实}^{2}}{R}$计算实际功率。
2. 处理灯泡接36V电路正常发光的问题：灯泡正常发光时电压为额定电压12V，而电源电压36V高于额定电压，根据串联电路的分压特点，需串联一个电阻来分担多余的电压；先算出串联电阻需要分担的电压，再根据灯泡正常发光的电流（由$I = \frac{P_{额}}{U_{额}}$计算），利用欧姆定律$R = \frac{U}{I}$算出串联电阻的阻值。
【解析】
1. 计算灯泡的电阻：
已知灯泡额定电压$U_{额}=12V$，额定功率$P_{额}=6W$，由$P = \frac{U^{2}}{R}$变形得：
$R_{灯} = \frac{U_{额}^{2}}{P_{额}} = \frac{(12V)^{2}}{6W} = 24\Omega$
2. 计算灯泡接9V电路时的实际功率：
当灯泡接在9V电路中，实际电压$U_{实}=9V$，则实际功率：
$P_{实} = \frac{U_{实}^{2}}{R_{灯}} = \frac{(9V)^{2}}{24\Omega} = 3.375W$
3. 处理接36V电路的问题：
灯泡正常发光时电压为12V，电源电压36V远大于额定电压，为使灯泡正常发光，需串联一个电阻分压（串联电路总电压等于各部分电压之和）。
串联电阻分担的电压：$U_{阻}=U_{总}-U_{额}=36V - 12V = 24V$
灯泡正常发光的电流：$I = \frac{P_{额}}{U_{额}} = \frac{6W}{12V} = 0.5A$
串联电路电流处处相等，通过电阻的电流也为0.5A，由欧姆定律得电阻阻值：
$R_{阻} = \frac{U_{阻}}{I} = \frac{24V}{0.5A} = 48\Omega$
【答案】
3.375；串联；48
【知识点】
电功率的计算；串联分压原理；欧姆定律的应用
【点评】
本题考查电学核心公式的综合应用，关键是先利用额定值求出灯泡的固定电阻，再结合串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式解决实际问题，需要学生熟练掌握公式的变形及串联电路的基本规律，是电学基础综合题。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先分析不同开关状态下的电路连接：当$S_1$、$S_2$同时闭合时，电阻$R$被短路，电路为灯泡$L$的简单电路，电压表的测量对象可根据并联位置判断，结合灯泡正常发光的条件得到电压表示数；当$S_2$断开时，$L$与$R$串联，先利用灯泡额定值计算其电阻，再根据串联电路电流特点，用$P=I^2R$计算实际功率。
具体思考步骤：
1. 确定$S_1$、$S_2$闭合时的电路：$R$被短路，电压表并联在$L$（或电源）两端，$L$正常发光，故电压为额定电压；
2. 计算灯泡电阻：由$P=\frac{U^2}{R}$推导得出$R_L=\frac{U_{\mathrm{额}}^2}{P_{\mathrm{额}}}$；
3. $S_2$断开时，串联电路电流处处相等，代入$P_{\mathrm{实}}=I^2R_L$计算实际功率。
【解析】
1. 当开关$S_1$、$S_2$同时闭合时，电阻$R$被短路，电路为灯泡$L$的简单电路，电压表并联在灯泡$L$（或电源）两端；
因为灯泡$L$正常发光，所以电压表的示数等于灯泡的额定电压，即$\boldsymbol{6\ \mathrm{V}}$。
2. 计算灯泡的电阻：
由$P=\frac{U^2}{R}$可得，灯泡的电阻：
$R_L=\frac{U_{\mathrm{额}}^2}{P_{\mathrm{额}}}=\frac{(6\ \mathrm{V})^2}{3\ \mathrm{W}}=12\ \Omega$。
3. 当开关$S_2$断开时，灯泡$L$与电阻$R$串联，电路中电流$I=0.3\ \mathrm{A}$，
此时灯泡的实际功率：
$P_{\mathrm{实}}=I^2R_L=(0.3\ \mathrm{A})^2×12\ \Omega=\boldsymbol{1.08\ \mathrm{W}}$。
【答案】
L(或电源)；6；1.08
【知识点】
电路串并联判断；额定与实际功率；电功率计算
【点评】
本题考查电路动态分析与电功率的综合计算，关键是准确判断不同开关状态下的电路连接方式，熟练运用电功率公式进行推导计算，同时注意不考虑温度对电阻的影响这一条件的应用。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先分析电路状态：开关S断开时，电路为$ R_2 $的简单电路，电流表测量通过$ R_2 $的电流；开关S闭合时，$ R_1 $与$ R_2 $并联，电流表测量干路电流。
1. 求$ R_2 $的阻值：已知电源电压和S断开时的电流，根据欧姆定律$ R=\frac{U}{I} $即可计算$ R_2 $的阻值；
2. 求$ R_1 $消耗的功率：并联电路中各支路独立工作、互不影响，S闭合后通过$ R_2 $的电流仍为0.3A，根据并联电路的电流特点求出通过$ R_1 $的电流，再利用$ P=UI $计算$ R_1 $的功率；
3. 求2s内整个电路消耗的电能：利用$ W=UIt $，代入电源电压、干路电流和时间计算即可。
【解析】
1. 开关S断开时，电路为$ R_2 $的简单电路，电流表测通过$ R_2 $的电流。
根据欧姆定律 $ R = \frac{U}{I} $，可得$ R_2 $的阻值：
$ R_2 = \frac{U}{I_2} = \frac{6\,\mathrm{V}}{0.3\,\mathrm{A}} = 20\,\Omega $
2. 开关S闭合时，$ R_1 $与$ R_2 $并联，并联电路中各支路电流互不影响，因此通过$ R_2 $的电流仍为$ 0.3\,\mathrm{A} $。
根据并联电路的电流特点$ I_{\mathrm{总}} = I_1 + I_2 $，可得通过$ R_1 $的电流：
$ I_1 = I_{\mathrm{总}} - I_2 = 0.5\,\mathrm{A} - 0.3\,\mathrm{A} = 0.2\,\mathrm{A} $
$ R_1 $消耗的功率：
$ P_1 = U I_1 = 6\,\mathrm{V} × 0.2\,\mathrm{A} = 1.2\,\mathrm{W} $
3. 2s内整个电路消耗的电能：
$ W = U I_{\mathrm{总}} t = 6\,\mathrm{V} × 0.5\,\mathrm{A} × 2\,\mathrm{s} = 6\,\mathrm{J} $
【答案】
20；1.2；6
【知识点】
欧姆定律的应用；并联电路电流规律；电功与电功率计算
【点评】
本题考查了并联电路的特点、欧姆定律、电功率公式和电功公式的应用，关键是明确开关通断时电路的连接方式和电流表测量的对象。
【难度系数】
0.6
【分析】
这道题是串联电路的电学综合题，解题思路分三步：
1. 电流之比：根据串联电路“各处电流相等”的核心特点，可直接得出两灯的电流之比。
2. 实际功率之比：串联电路电流相同，结合功率公式$P=I^2R$，功率之比等于电阻之比，因此需先利用额定电压和额定功率计算两灯的电阻，再通过电阻比得到功率比。
3. 最大电源电压：要保证两灯安全工作，串联电路的最大电流不能超过两灯中额定电流较小的那个，先计算两灯的额定电流确定最大允许电流，再结合总电阻和欧姆定律算出电源的最大电压。
【解析】
1. 计算电流之比：
因为$L_1$与$L_2$串联，根据串联电路的电流规律，串联电路中各处电流相等，所以通过$L_1$和$L_2$的电流之比$I_1:I_2=1:1$。
2. 计算实际功率之比：
先根据$P=\frac{U^2}{R}$推导的$R=\frac{U^2}{P}$计算两灯的电阻：
对于$L_1$：$R_1=\frac{U_{额1}^2}{P_{额1}}=\frac{(6\mathrm{V})^2}{6\mathrm{W}}=6\Omega$；
对于$L_2$：$R_2=\frac{U_{额2}^2}{P_{额2}}=\frac{(6\mathrm{V})^2}{1.5\mathrm{W}}=24\Omega$；
由于串联电路中电流$I$相同，根据$P=I^2R$，实际功率之比$\frac{P_{实1}}{P_{实2}}=\frac{I^2R_1}{I^2R_2}=\frac{R_1}{R_2}=\frac{6\Omega}{24\Omega}=\frac{1}{4}$，即$1:4$。
3. 计算电源的最大安全电压：
先计算两灯的额定电流：
$I_{额1}=\frac{P_{额1}}{U_{额1}}=\frac{6\mathrm{W}}{6\mathrm{V}}=1\mathrm{A}$；
$I_{额2}=\frac{P_{额2}}{U_{额2}}=\frac{1.5\mathrm{W}}{6\mathrm{V}}=0.25\mathrm{A}$；
串联电路中，为保证两灯安全，电路允许的最大电流$I_{max}=I_{额2}=0.25\mathrm{A}$（因$0.25\mathrm{A}＜1\mathrm{A}$，电流不能超过额定电流更小的灯泡的额定电流）；
两灯总电阻$R_{总}=R_1+R_2=6\Omega+24\Omega=30\Omega$；
根据欧姆定律$U=IR$，电源的最大电压$U_{max}=I_{max}R_{总}=0.25\mathrm{A}×30\Omega=7.5\mathrm{V}$。
【答案】
$1:1$；$1:4$；$7.5$
【知识点】
串联电路电流规律；电功率的计算；欧姆定律的应用
【点评】
本题考查串联电路特点、电功率公式与欧姆定律的综合应用，核心是抓住串联电路的电流特点，以及“安全工作时电流取额定电流较小值”的原则，需要熟练掌握电学公式的灵活变形与串联电路的规律应用。
【难度系数】
0.6
【分析】
本题是“测量灯泡的电功率”的基础实验题，需分三个小问题逐一突破：
1. 电路连接：先根据灯泡额定参数确定电表量程，额定电压3.8V超过3V，电压表选0~15V；由额定功率小于2W，计算得额定电流小于0.53A，电流表选0~0.6A。再按照“电压表并联、滑动变阻器一上一下串联”的原则补全电路。
2. 滑动变阻器的作用：开关闭合前，滑片移到最大阻值处，是为了让电路初始电阻最大、电流最小，保护电路；实验中通过移动滑片改变接入电阻，从而改变灯泡两端电压，实现不同电压下的功率测量。
3. 功率计算：先根据电流表量程确定分度值，读出电流后，利用公式$P=UI$计算额定功率。
【解析】
(1) 电路连接操作：
电压表：因灯泡额定电压为3.8V，选择0~15V量程，将电压表的“15”接线柱与灯泡右接线柱相连，负接线柱与灯泡左接线柱相连，实现并联；
滑动变阻器：采用“一上一下”接线方式，将电源负极（左侧接线柱）与滑动变阻器的一个下端接线柱相连，滑动变阻器的上端接线柱与开关的负接线柱相连，完成串联（接线图见参考答案）。
(2) 开关闭合前，滑动变阻器滑片应移到接入电路电阻最大的一端，此时电路总电阻最大，电流最小，对电路起保护电路作用；实验过程中，滑动变阻器的另一个作用是改变灯泡两端的电压，以此测量灯泡在不同电压下的电功率。
(3) 电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，由图乙可知指针指向0.32A；根据额定功率公式$P=UI$，代入数据得：$P=3.8V×0.32A=1.216W$。
【答案】
(1) 如参考答案中的接线图所示；
(2) 接入电路电阻最大的一端；保护电路；改变灯泡两端的电压；
(3) 0.32；1.216
【知识点】
1. 伏安法测电功率
2. 滑动变阻器的使用
3. 电表读数与计算
【点评】
本题聚焦伏安法测电功率的核心实验环节，从电路连接、实验操作到数据计算全面考查，是电学实验的典型基础题型，能有效检验学生对实验原理和基本操作的掌握情况。
【难度系数】
0.7
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