题目内容
【题目】如图所示，电源电压恒为20V，小灯泡L标有“12V 4.8W”字样，滑动变阻器R2标有“50Ω 1A”字样，电压表使用的量程为0~15V，电流表使用的量程为0~0.6A，R1为一定值电阻。当闭合开关S1时，灯泡L恰好正常发光，不计温度对灯丝电阻的影响，那么，通电15s，R1消耗的电能为__________J；在保证电路安全情况下，电路消耗的最大功率与最小功率之比为__________。
【答案】48 12∶1
【解析】
[1]灯泡L正常发光时的电流
IL=
=0.4A
当闭合开关S1时，灯泡和R1串联，灯泡L恰好正常发光，灯泡两端的电压是12V，由串联电路电压的规律可知电阻R1两端的电压
U1=U-UL=20V-12V=8V
由串联电路电流的规律可知通过R1的电流等于灯泡L1的电流，即
I1=IL=0.4A
通电15s，R1消耗的电能为
W=U1I1t=8V×0.4A×15s=48J
[2]灯泡的电阻
RL=
=30Ω
R1的阻值
R1=
=20Ω
若闭合S1、S2、S3时，灯泡被短路，滑动变阻器和定值电阻R1并联，由变阻器的字样可知通过变阻器的最大电流是1A，此时变阻器的电功率最大
P滑最大=UI滑最大=20V×1A=20W
R1的电功率
P1=
=20W
电路的最大功率
P最大= P滑最大+ P1=20W+20W=40W
灯泡的电阻大于定值电阻R1的阻值，所以只闭合开关S3时，灯泡和滑动变阻器串联，当电压表示数最大为15V时，滑动变阻器的电阻最大，电路的总电阻最大，总功率最小，灯泡两端的电压为
UL′=U-U滑′=20V-15V=5V
通过灯泡的电流
IL小=
电路的最小功率
P最小= UIL小=20V×
A=
W
电路消耗的最大功率与最小功率之比为
P最大∶P最小=40W∶W=12∶1
【题目】在“探究串联电路中电流的规律”实验时，小明的操作过程如下：
（1）提出问题：串联电路中各处的电流有什么关系？
（2）猜想与假设：_________________________________；
（3）设计并进行实验：
①设计实验电路图，作出对应的电路图（请将电流表接入电路A点，并在虚框内画出相应的电路图）；
（______）
②按电路图连接电路时，要求各元件连接的位置与电路图中元件符号的位置________，同时开关应处于________状态；
③分别把电流表接入图中A、B、C三处，并分别测出A、B、C三点的电流IA、IB、IC；
④换用不同规格的灯泡再进行几次测量；
⑤注意正确使用电流表，把实验结果如实地记录下来，并填写在下表.
实验次数 | A点的电流IA | B点的电流IB | C点的电流IC |
1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
2 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
（4）实验结论：串联电路的电流特点：__________；可用公式表达式为：___。
【题目】阅读材料，回答问题。
某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时，猜测弹性势能可能与形变量x成正比，也可能与形变量的平方x2 成正比。用如图所示的装置进行探究，将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上，刻度尺与杆平行，进行了如下操作：
①弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平面的高度h0；
②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出此时弹簧上端到水平面的高度h1；
③释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下端到水平面的高度h2；
④改变弹簧的压缩长度，重复步骤②③，将测出的数据记录在表格中，并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小铁块上升的距离Δh ；
实验次数 | h0/m | h1/m | h2/m | x/m | x2/m2 | Δh /m |
1 | 0.50 | 0.40 | 0.55 | 0.10 | 0.01 | 0.15 |
2 | 0.50 | 0.30 | 0.90 | 0.20 | 0.04 | 0.60 |
3 | 0.50 | 0.20 | 1.55 | 0.30 | 0.09 | 1.35 |
4 | 0.50 | 0.15 | 2.00 | 0.35 | 0.12 | 1.85 |
(1)实验中弹簧的形变量x＝_________________（用所测物理量符号表示）；
(2)本实验中，弹簧弹性势能大小是通过______________来间接反映的；
A.h1 B.h2 C.h2﹣h0 D.h2﹣h1
(3)该同学根据表中数据分别做出图（甲）Δh﹣x和图（乙）Δh﹣x2图像，由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与 ___________成正比。
