题目内容
【题目】如图所示的电路中，小灯泡L标有“8V 4W”字样，定值电阻R1=120Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω，电流表使用的是“0 0.6A”量程．
（1）当开关S1、S3断开、S2闭合，滑动变阻器连入电路的电阻为8Ω时，小灯泡正常发光，求小灯泡的电阻和电源电压；
（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，为保证电路安全，求滑动变阻器连入电路的最小电阻和电路消耗的最大功率；
（3）当开关S1、S3断开、S2闭合，移动滑片P，使滑动变阻器的电功率为2W时，求滑动变阻器连入电路的电阻．
【答案】（1）小灯泡的电阻为16Ω，电源电压为12V；
（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，为保证电路安全，滑动变阻器连入电路的最小电阻为24Ω，电路消耗的最大功率为7.2W；
（3）当开关S1、S3断开、S2闭合，移动滑片P，使滑动变阻器的电功率为2W时，滑动变阻器连入电路的电阻为8Ω．
【解析】试题分析：（1）当开关S1、S3断开、S2闭合时，滑动变阻器与灯泡串联，由P=
计算灯泡电阻，由串联电路特点和欧姆定律计算电源电压；
（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，R2与R3并联，灯泡短路，由电流表量程，根据并联电路特点和欧姆计算计算变阻器连入的最小值，由P=UI计算最大电功率；
（3）当开关S1、S3断开、S2闭合时，设电路中电流为I′，由欧姆定律和电功率公式列式表示电源电压，计算出电路中电流，再由P=I2R计算滑动变阻器连入电路的电阻．
解：
（1）由实物图可知，当开关S1、S3断开、S2闭合时，滑动变阻器与灯泡串联，滑动变阻器连入电路的电阻为8Ω时，小灯泡正常发光，如图所示：
，
由P=
可得灯泡电阻：RL=
=
=16Ω；
由P=UI可得此时电路中电流：
I=
=
=0.5A，
由串联电路特点和欧姆定律可得电源电压：
U=I（RL+R2）=0.5A×（16Ω+8Ω）=12V；
（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，R2与R3并联，灯泡短路，如图所示：
，
已知电流表量程0 0.6A，为保证电路安全，I总≤0.6A，
由并联电路特点有：I2+I1≤0.6A，
即：
+
≤0.6A，
所以：R2≥24Ω；
电路的最大功率：P最大=UI最大=12V×0.6A=7.2W；
（3）当开关S1、S3断开、S2闭合时，如图所示：
，
U2′+UL′=12V，
由P=UI和I=
可知：
+I′RL=12V，
即：
+I′×16Ω=12V，
解得：I′=0.5A或I′=0.25A，
由P=I2R，
当I′=0.5A时，R2=
=
=8Ω，符合题意，
当I′=0.25A时，R2==
=32Ω，不符合题意，舍去．
答：（1）小灯泡的电阻为16Ω，电源电压为12V；
（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，为保证电路安全，滑动变阻器连入电路的最小电阻为24Ω，电路消耗的最大功率为7.2W；
（3）当开关S1、S3断开、S2闭合，移动滑片P，使滑动变阻器的电功率为2W时，滑动变阻器连入电路的电阻为8Ω．
各地期末复习特训卷系列答案
小博士期末闯关100分系列答案【题目】小洋同学在用电炉烧水时发现，将两个阻值不同的电炉分别接到家庭电路中时，电阻小的电炉烧水要热得快些，即在相同时间内电阻小的电炉产生的热量多些．于是，小洋同学猜想“电阻越小，发热功率越大”．而小惠同学在观察电炉烧水时却发现电炉丝热得发红，而与它相连的导线却几乎不发热．于是，小惠同学猜想“电阻越大，发热功率越大”．现有：镍铬合金丝做的电阻R1和R2，阻值分别为5Ω和10Ω；两个相同的容器中装有质量和初始温度都相同的煤油；温度计2支、滑动变阻器1个，电源1个、开关1个、导线若干．
（1）为了验证小洋同学的猜想，请利用以上器材设计实验，用笔画线代替导线连接好图甲的电路．
（2）下表是验证小洋同学的猜想时得到的实验数据：
加热时间/min | 0 | 8 | 16 | 24 |
R1所在容器中煤油的温度/℃ | 20.0 | 23.1 | 26.3 | 29.2 |
R2所在容器中煤油的温度/℃ | 20.0 | 21.6 | 23.2 | 24.7 |
从上述实验数据分析发现，发热功率与电阻的关系是 ．
（3）电流产生热量的多少不易直接测量，因此，在这个实验中是通过比较 来比较电阻R1、R2产生热量的多少，这种科学研究的方法叫 法．
（4）为验证小惠同学的猜想，请在图乙的方框中画出实验电路图．
（5）通过上面的实验请你评价两位同学的猜想是否矛盾，并简要说明理由．
