4. 某灯泡的额定电压为3V，它的$I-U$图像如图15-6-4(a)所示。将灯泡接入如图15-6-4(b)所示的电路中，先将滑动变阻器的滑片P移至B端，闭合开关S，电压表示数为1.5V；再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V。已知电源电压恒定，滑动变阻器上标有“10$\Omega$ 2A”字样。下列说法中错误的是(
A.电源电压为4.5V
B.灯泡正常发光时，滑动变阻器接入阻值为3$\Omega$
C.灯泡的额定功率为1.5W
D.灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率为2.5W
D
)。A.电源电压为4.5V
B.灯泡正常发光时，滑动变阻器接入阻值为3$\Omega$
C.灯泡的额定功率为1.5W
D.灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率为2.5W
答案：4. D
解析：
解：
1. 滑片在B端时，灯与变阻器串联，电压表测灯电压$U_L=1.5\, V$，由图(a)得此时电流$I=0.3\, A$。
变阻器接入电阻$R_{ 滑}=10\,\Omega$，其电压$U_{ 滑}=IR_{ 滑}=0.3\, A×10\,\Omega=3\, V$。
电源电压$U=U_L+U_{ 滑}=1.5\, V+3\, V=4.5\, V$，A正确。
2. 灯正常发光时，$U_{ 额}=3\, V$，由图(a)得额定电流$I_{ 额}=0.5\, A$。
额定功率$P_{ 额}=U_{ 额}I_{ 额}=3\, V×0.5\, A=1.5\, W$，C正确。
3. 此时变阻器电压$U_{ 滑}'=U-U_{ 额}=4.5\, V-3\, V=1.5\, V$。
接入电阻$R_{ 滑}'=\frac{U_{ 滑}'}{I_{ 额}}=\frac{1.5\, V}{0.5\, A}=3\,\Omega$，B正确。
4. 变阻器功率$P_{ 滑}=U_{ 滑}'I_{ 额}=1.5\, V×0.5\, A=0.75\, W\neq2.5\, W$，D错误。
答案：D
1. 滑片在B端时，灯与变阻器串联，电压表测灯电压$U_L=1.5\, V$，由图(a)得此时电流$I=0.3\, A$。
变阻器接入电阻$R_{ 滑}=10\,\Omega$，其电压$U_{ 滑}=IR_{ 滑}=0.3\, A×10\,\Omega=3\, V$。
电源电压$U=U_L+U_{ 滑}=1.5\, V+3\, V=4.5\, V$，A正确。
2. 灯正常发光时，$U_{ 额}=3\, V$，由图(a)得额定电流$I_{ 额}=0.5\, A$。
额定功率$P_{ 额}=U_{ 额}I_{ 额}=3\, V×0.5\, A=1.5\, W$，C正确。
3. 此时变阻器电压$U_{ 滑}'=U-U_{ 额}=4.5\, V-3\, V=1.5\, V$。
接入电阻$R_{ 滑}'=\frac{U_{ 滑}'}{I_{ 额}}=\frac{1.5\, V}{0.5\, A}=3\,\Omega$，B正确。
4. 变阻器功率$P_{ 滑}=U_{ 滑}'I_{ 额}=1.5\, V×0.5\, A=0.75\, W\neq2.5\, W$，D错误。
答案：D
5. 在探究导体中电流与电压关系的实验中，得到了甲、乙两个元件的电流与电压数据，通过整理绘制出图15-6-5所示的图像，下列判断中正确的是(
A.甲、乙两个元件中的电流与电压都成正比
B.乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10$\Omega$
C.甲、乙两个元件串联起来接到电路中，甲元件的电流为0.2A时，$P_{甲}:P_{乙}=2:1$
D.若甲、乙两个元件并联后接到2V的电压下，电路消耗的总功率是1.2W
D
)。A.甲、乙两个元件中的电流与电压都成正比
B.乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10$\Omega$
C.甲、乙两个元件串联起来接到电路中，甲元件的电流为0.2A时，$P_{甲}:P_{乙}=2:1$
D.若甲、乙两个元件并联后接到2V的电压下，电路消耗的总功率是1.2W
答案：5. D
解析：
解：
A. 甲元件电流与电压成正比，乙元件不成正比，A错误。
B. 乙元件电流与电压不成正比，不是定值电阻，B错误。
C. 串联电流相等，$I=0.2A$时，$U_{甲}=1V$，$U_{乙}=2V$，$P_{甲}=U_{甲}I=0.2W$，$P_{乙}=U_{乙}I=0.4W$，$P_{甲}:P_{乙}=1:2$，C错误。
D. 并联电压相等，$U=2V$时，$I_{甲}=0.4A$，$I_{乙}=0.2A$，$P=U(I_{甲}+I_{乙})=2V×0.6A=1.2W$，D正确。
结论：D
A. 甲元件电流与电压成正比，乙元件不成正比，A错误。
B. 乙元件电流与电压不成正比，不是定值电阻，B错误。
C. 串联电流相等，$I=0.2A$时，$U_{甲}=1V$，$U_{乙}=2V$，$P_{甲}=U_{甲}I=0.2W$，$P_{乙}=U_{乙}I=0.4W$，$P_{甲}:P_{乙}=1:2$，C错误。
D. 并联电压相等，$U=2V$时，$I_{甲}=0.4A$，$I_{乙}=0.2A$，$P=U(I_{甲}+I_{乙})=2V×0.6A=1.2W$，D正确。
结论：D
6. 如图15-6-6(a)所示，电源电压恒为9V，灯泡上标有“6V 6W”字样，灯泡中电流随其两端电压的变化曲线如图15-6-6(b)所示。
(1) 当电流表示数为0.6A时，求电压表的示数。
(2) 当电压表示数为8V时，求滑动变阻器的功率。
(3) 当灯泡两端电压为6V时，求该电路5min消耗的电能。
(1) 当电流表示数为0.6A时，求电压表的示数。
(2) 当电压表示数为8V时，求滑动变阻器的功率。
(3) 当灯泡两端电压为6V时，求该电路5min消耗的电能。
答案：6. (1)7V (2)3.2W (3)2700J
解析：
(1)由图(a)可知，灯泡$L$与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中的电流。
当电流表示数为$0.6A$时，因串联电路中各处的电流相等，所以通过灯泡的电流也为$0.6A$。
由图(b)可知，当通过灯泡的电流$I = 0.6A$时，灯泡两端的电压$U_{L}=2V$。
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压$U = 9V$，所以电压表的示数：$U_{滑}=U - U_{L}=9V - 2V = 7V$。
(2)当电压表示数$U_{滑}' = 8V$时，灯泡两端的电压：$U_{L}'=U - U_{滑}'=9V - 8V = 1V$。
由图(b)可知，当灯泡两端的电压$U_{L}' = 1V$时，通过灯泡的电流$I' = 0.4A$，即电路中的电流为$0.4A$。
滑动变阻器的功率：$P_{滑}=U_{滑}'I' = 8V×0.4A = 3.2W$。
(3)灯泡上标有“$6V\ 6W$”字样，当灯泡两端电压$U_{L}'' = 6V$时，灯泡正常发光，其功率$P_{L}=6W$。
由$P = UI$可得，此时电路中的电流：$I''=\frac{P_{L}}{U_{L}''}=\frac{6W}{6V}=1A$。
该电路$t = 5min = 5×60s = 300s$消耗的电能：$W = UIt = 9V×1A×300s = 2700J$。
答案：(1)$7V$；(2)$3.2W$；(3)$2700J$。
当电流表示数为$0.6A$时，因串联电路中各处的电流相等，所以通过灯泡的电流也为$0.6A$。
由图(b)可知，当通过灯泡的电流$I = 0.6A$时，灯泡两端的电压$U_{L}=2V$。
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压$U = 9V$，所以电压表的示数：$U_{滑}=U - U_{L}=9V - 2V = 7V$。
(2)当电压表示数$U_{滑}' = 8V$时，灯泡两端的电压：$U_{L}'=U - U_{滑}'=9V - 8V = 1V$。
由图(b)可知，当灯泡两端的电压$U_{L}' = 1V$时，通过灯泡的电流$I' = 0.4A$，即电路中的电流为$0.4A$。
滑动变阻器的功率：$P_{滑}=U_{滑}'I' = 8V×0.4A = 3.2W$。
(3)灯泡上标有“$6V\ 6W$”字样，当灯泡两端电压$U_{L}'' = 6V$时，灯泡正常发光，其功率$P_{L}=6W$。
由$P = UI$可得，此时电路中的电流：$I''=\frac{P_{L}}{U_{L}''}=\frac{6W}{6V}=1A$。
该电路$t = 5min = 5×60s = 300s$消耗的电能：$W = UIt = 9V×1A×300s = 2700J$。
答案：(1)$7V$；(2)$3.2W$；(3)$2700J$。