题目内容
3．
如图所示，电源电压保持12V不变，L是标有“12V，6W”字样的小灯泡，其电阻不随温度变化，R=20Ω．（1）当S、S1闭合，S2断开，且滑片P位于滑动变阻器R0的中点时，电流表示数为 0.4A，求滑动变阻器R0的最大阻值．
（2）当S、S1、S2都闭合，且滑片P位于a端时，求电流表的示数．
（3）要使电路的总功率最小，请指出开关S、S1、S2的开闭情况和滑片P的位置，并求出电路的最小功率．
分析 （1）当S、S1闭合、S2断开，且P位于滑动变阻器R0的中点时，灯泡与滑动变阻器阻值的一半串联，电流表测电路中的电流，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡的电阻，再根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值；
（2）当S、S1、S2都闭合，且P位于a端时，灯泡与R并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两支路的电流，再根据并联电路的电流特点求出电流表的示数；
（3）当S、S1闭合，S2断开，且P位于b端时，电路中的总电阻最大，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知电路中的总功率最小，利用电阻的串联和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出其大小．
解答 解：（1）当S、S1闭合、S2断开，且P位于滑动变阻器R0的中点时，灯泡与滑动变阻器阻值的一半串联，电流表测电路中的电流，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，小灯泡的电阻：
RL=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（12V）^{2}}{6W}$=24Ω，
由欧姆定律可得，电路中的总电阻：
R总=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{12V}{0.4A}$=30Ω，
串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以$\frac{1}{2}$R0=R总-RL=30Ω-24Ω=6Ω，
则滑动变阻器的最大阻值：R0=12Ω；
（2）当S、S1、S2都闭合，且P位于a端时，灯泡与R并联，电流表测干路电流，
并联电路中各支路两端的电压相等，所以两支路的电流分别为：
IL=$\frac{U}{{R}_{L}}$=$\frac{12V}{24Ω}$=0.5A，IR=$\frac{U}{R}$=$\frac{12V}{20Ω}$=0.6A，
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以电流表的示数：
I=IL+IR=0.5A+0.6A=1.1A；
（3）由于RL＞R，则当S、S1闭合，S2断开，且P位于b端时，灯泡与R0并联时，电路中的总电阻最大，总功率最小，
P最小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}+{R}_{0}}$=$\frac{（12V）^{2}}{24Ω+12Ω}$=4W．
答：（1）滑动变阻器R0的最大阻值为12Ω；
（2）当S、S1、S2都闭合，且P位于a端时，电流表的示数为1.1A；
（3）当S、S1闭合、S2断开，且P位于b端时，电路中的总功率最小，最小功率为4W．
点评 本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是电路最小电功率的判断．
如图所示电路，电源两端电压和小灯袍的电阻保持不变．灯泡上标有“6V 3W”字样，闭合S、S1时，电流表的示数I1为0.4A，电阻R1的功率为P1；S、S1、S2、S3都闭合，滑片移到最左端时，电流表的示数I为2A，电阻R1的功率为P1'；已知P1：P1'=1：4．求：
（1）如图乙所示，温度的正确读数是9.5℃．如表表格中的内容是小明记录的实验数据，则水的沸点是98℃．
| 时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 温度/°C | 90 | 92 | 94 | 96 | 98 | 98 | 98 | 98 | 98 |
A．把烧杯和剩余盐水放在天平的左盘上，在右盘中加减砝码并调节游码的位置，使天平的栋梁平衡，测出质量为m1
B．将待测盐水倒入烧杯中，放在天平的左盘上，在右盘中加减砝码并调节游码的位置使天平的横梁平衡，测出烧杯和盐水的总质量m2
C．将烧杯中盐水一部分倒入量筒，测出量筒中盐水的体积
D．把天平放在水平台上，调节平衡螺母，使天平的横梁平衡
E．将数据填入表格并整理仪器
（1）该同学以上实验操作步骤中有一个步骤是不完善的，请你写出不完善步骤应补充的操作是将游码调到“0”刻度线处．完善后，请你把正确的实验操作顺序进行排列DBCAE（第二个空只填字母序号）
（2）请根据图中所给数据完成下表．
| 烧杯和盐水的总质量m2/g | 烧杯和剩余盐水的质量m1/g | 倒出盐水的质量m/g | 倒出盐水的体积V/cm3 | 盐水的密度 ρ/（g•cm-3） |
| 73 | 27 | 46 | 40 | 1.15 |
小华用如图甲所示电路测量小灯泡的额定功率，小灯泡上标有“3.8V”的字样，额定功率约1W，滑动变阻器标有“50Ω，1.5A”字样，电源电压恒为6V．| A． | 树上出现的雾凇 | B． | 拿到室内的冰块化成水 | ||
| C． | 室外冰冻的衣服变干 | D． | 室外行人嘴里呼出的“白气” |
猜想1：电流可能跟电压成正比
猜想2：电流可能跟电阻成反比
（1）在验证“猜想1”时，某同学的做法是：
①按图1所示电路连接实物图2，由于粗心，该同学的电路没有连接完整，请你帮他连接完电路．
②保持定值电阻R=10Ω不变，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，记下几组电压和电流值，并对实验数据进行分析，得到的结论是电阻一定时，通过导体的电流与电压成正比．
（2）为了继续验证“猜想2”，该同学接下来的做法是：
①在上一次实验中挑选了一组电流表示数为0.5A的实验数据作为本次实验的第一组数据．接着将10Ω的电阻换成25Ω的电阻，闭合开关后，该同学应右调节滑动变阻器的滑片，当观察到电压表示数为5V时，记录电流表示数．
②再将25Ω的电阻换成5Ω的电阻，为了正确完成实验，该同学还必须改变的连接．
（3）实验室购买了一批规格为“2.5V 0.8W”的小灯泡，小明同学还想探究数据是否合理，于是他将电阻换为灯泡进行实验．他设计了如图3所示的电路图．闭合开关后实验，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数较大，原因是灯泡断路．
（4）排除故障后，小明调节滑动变阻器的滑片得到了三组电压和电流的数据，填入他自己设计的表格．
| 次数 | 电压U/V | 电流I/A | 电功率P/W | 平均电功率P'/W |
| 1 | 2 | 0.34 | ||
| 2 | 2.5 | 0.4 | ||
| 3 | 3 | 0.44 |
Ⅱ小明操作规范读数正确，根据表中数据．当小灯泡两端电压为2.5V时，求得小灯光的电功率为1W，故小明认为该小灯光不合格．