题目内容
运用知识解决问题：（1）电炉子工作时，电炉丝断了，将断的电炉丝接好后重新接入电路，工作不长时间又会烧断，为什么？
答：根据公式Q=
| U2 |
| R |
| U2 |
| R |
电压
电压
一定时，电流产生的热量跟电阻
电阻
成反比．断的电炉丝重新接好后，电炉丝的长度变短
短
，其电阻变小
小
，相同条件下，电流产生的热量多，因此将断的电炉丝接好后重新接入电路，工作不长时间又会烧断．（2）如图的电路盒面板上有：红、绿灯各一只，两个开关S1、S2，电流表二只，电源．在不打开盒子的情况下，为探究盒内电路结构，进行了如下实验：
| 只闭合开关 | S1 | S2 | S1和S2 | |
| 灯的发光情况 | 红灯 | 不亮 | 不亮 | 亮 |
| 绿灯 | 不亮 | 亮 | 亮 | |
| 电流表A1示数 | 没有示数 | 没有示数 | 有一定示数I1（I1＜I3） | |
| 电流表A2示数 | 没有示数 | 有一定示数I2 | 有一定示数I3（I3＞I2） | |
（3）如图电路中，已知电源电压6V恒定，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，灯L1和L2的规格分别为“6V 1.8W”和“6V 1.2W”，滑动变阻器R的规格为“50Ω 1.5A”，不计温度对灯丝电阻的影响，求：①变阻器的滑片p放在最左端时，闭合开关S1、S2、S3，电压表和电流表的读数是多少？
②若两灯中只允许一盏灯工作，且要求电路元件安全使用，在滑片移动过程中，整个电路至少消耗多少电功率？
分析：（1）由焦耳定律的变形公式判断，即Q=
t；但导体两端电压一定时，电流通过导体产生的热量跟电阻大小和通电时间成反比比．当断的电炉丝重新搭接后，导线的长度变短，因此电炉丝的电阻小，相同条件下，电流产生的热量多，更容易烧断．
（2）利用串、并联电路的特点，结合表格中的开关断开或闭合时，红绿灯的亮灭情况，以及电流示数的大小，判断出开关的作用和位置、电灯的连接方式以及电流表的位置．
（3）①滑片P放在最左端时，闭合开关S1、S2、S3后，电路为两灯泡并联，电流表测干路电流，根据欧姆定律和并联电路电流特点求出电流表的示数；
②根据P=UI可知，在电源电压不变时，电路的最小功率取决于电流的大小，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电阻较大的灯泡工作时，电路消耗的功率最小；根据电路元件安全使用的要求，进一步求出整个电路消耗的最小功率．
| U2 |
| R |
（2）利用串、并联电路的特点，结合表格中的开关断开或闭合时，红绿灯的亮灭情况，以及电流示数的大小，判断出开关的作用和位置、电灯的连接方式以及电流表的位置．
（3）①滑片P放在最左端时，闭合开关S1、S2、S3后，电路为两灯泡并联，电流表测干路电流，根据欧姆定律和并联电路电流特点求出电流表的示数；
②根据P=UI可知，在电源电压不变时，电路的最小功率取决于电流的大小，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电阻较大的灯泡工作时，电路消耗的功率最小；根据电路元件安全使用的要求，进一步求出整个电路消耗的最小功率．
解答：
解：（1）根据公式Q=
t可知，在相同时间内，电压一定时，电流产生的热量跟电阻成反比．断的电炉丝重新接好后，电炉丝的长度变 短，其电阻变小，相同条件下，电流产生的热量多，因此将断的电炉丝接好后重新接入电路，工作不长时间又会烧断．
故答案为：（1）
t 电压 电阻 短 小．
（2）①S1闭合时，两灯都不亮，整个电路都不工作，说明S1在干路中；
②闭合S2时，红灯都亮，绿灯L2不亮，电流表A2有示数，说明S2控制绿灯的工作，电流表可能在干路中，也可能与红灯串联；
③闭合S1和S2时，红、绿灯都亮，电流表都有示数，并且I1＜I3，I3＞I2，结合①②可得，红绿灯并联，开关S2控制整个电路，S1控制红灯所在的支路；电流表A2测量干路电流，电流表A1与红灯串联．
（3）①R1=
=
=20Ω；R2=
=
=30Ω．
滑片P放在最左端时，闭合开关S1、S2、S3后，电路为两灯泡并联，电压表被短路，故示数为0；
电流表测量干路电流I=I1+I2=
+
=0.5A；
②因为R1＜R2，所以当L2与滑动变阻器串联时，电路中消耗的功率的最小；
当滑动变阻器的阻值全部接入时，
电路的电流为I最小=
=
=0.075A，
滑动变阻器分得的电压为UR最大=I最小R=0.075A×50Ω=3.75V＞3V，
所以滑动变阻器不能全部接入电路，即滑动变阻器分得的电压为UR=3V时，电路中的电流最小；
此时灯泡分得的电压为U2′=U-UR=6V-3V=3V，电路中的电流为I″=
=0.1A，
因此整个电路消耗的最小功率P=UI″=6V×0.1A=0.6W．
答：①电压表的读数为0，电流表的读数为0.5A；
②电路的功率至少为0.6W．
解：（1）根据公式Q=| U2 |
| R |
故答案为：（1）
| U2 |
| R |
（2）①S1闭合时，两灯都不亮，整个电路都不工作，说明S1在干路中；
②闭合S2时，红灯都亮，绿灯L2不亮，电流表A2有示数，说明S2控制绿灯的工作，电流表可能在干路中，也可能与红灯串联；
③闭合S1和S2时，红、绿灯都亮，电流表都有示数，并且I1＜I3，I3＞I2，结合①②可得，红绿灯并联，开关S2控制整个电路，S1控制红灯所在的支路；电流表A2测量干路电流，电流表A1与红灯串联．
（3）①R1=
| ||
| P1 |
| (6V)2 |
| 1.8W |
| ||
| P2 |
| (6V)2 |
| 1.2W |
滑片P放在最左端时，闭合开关S1、S2、S3后，电路为两灯泡并联，电压表被短路，故示数为0；
电流表测量干路电流I=I1+I2=
| 6V |
| 20Ω |
| 6V |
| 30Ω |
②因为R1＜R2，所以当L2与滑动变阻器串联时，电路中消耗的功率的最小；
当滑动变阻器的阻值全部接入时，
电路的电流为I最小=
| U |
| R2+R |
| 6V |
| 50Ω+30Ω |
滑动变阻器分得的电压为UR最大=I最小R=0.075A×50Ω=3.75V＞3V，
所以滑动变阻器不能全部接入电路，即滑动变阻器分得的电压为UR=3V时，电路中的电流最小；
此时灯泡分得的电压为U2′=U-UR=6V-3V=3V，电路中的电流为I″=
| 3V |
| 30Ω |
因此整个电路消耗的最小功率P=UI″=6V×0.1A=0.6W．
答：①电压表的读数为0，电流表的读数为0.5A；
②电路的功率至少为0.6W．
点评：（1）本题考查焦耳定律公式的灵活应用．
（2）本题考查电路图的设计，关键是分析出电路中各用电器的连接情况，这是难点也是重点．
（3）本题考查电阻的计算与电流的计算，还有电功率的计算，关键是对电路的分析，难点是判断电路中最小电流的确定．
（2）本题考查电路图的设计，关键是分析出电路中各用电器的连接情况，这是难点也是重点．
（3）本题考查电阻的计算与电流的计算，还有电功率的计算，关键是对电路的分析，难点是判断电路中最小电流的确定．
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