题目内容
5．
如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 6W”的字样，滑动变阻器R1的阻值变化范围为0～50Ω．（灯丝的电阻不随温度变化）（1）当S、S1和S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，电流表的读数为1.6A，小灯泡恰能正常发光，求小灯泡电阻和R2的阻值？
（2）当滑动变阻器的滑片滑到b端，开关S、S1和S2应怎样闭合或断开才能使电路的总功率最小，该最小功率为多少？
分析 （1）当S、S1和S2都闭合，滑片滑到a端时，L与R2并联，电流表测干路电流，灯正常发光，由并联电路特点和欧姆定律计算R2的阻值；
（2）当滑动变阻器的滑片滑到b端，变阻器连入阻值最大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析电路中的最小功率，并计算．
解答 解：
（1）由图知，当S、S1和S2都闭合，当S、S1和S2都闭合，滑片滑到a端时，L与R2并联，电流表测干路电流，如图1所示：
此时灯泡刚好正常发光，由并联电路的电压特点可得：电源电压U=U2=UL=6 V，
由P=UI可知，通过灯泡的电流：IL=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
由欧姆定律可得灯泡电阻：RL=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω，
由并联电路的电流特点可得通过电阻R2的电流：I2=I-IL=1.6A-1A=0.6A，
所以R2的阻值：R2=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω；
（2）因为R2＞RL，由电路图知，当开关S闭合，S2闭合，S1断开，滑片P滑到b端时电路电阻最大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此时电路消耗的功率最小，等效电路图如图2所示，
此时电路功率：
P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{（6V）^{2}}{50Ω+10Ω}$=0.6W．
答：（1）小灯泡电阻是6Ω，R2的阻值是10Ω；
（2）当滑动变阻器的滑片滑到b端，当开关S闭合，S2闭合，S1断开能使电路的总功率最小，该最小功率为0.6W．
点评 本题考查了串联和并联电路特点、欧姆定律以及电功率公式的应用，正确分析电路是解答前提．
| A． |  手影 | B． |  水面“倒影” | C． |  水中的筷子弯折 | D． |  雨后的彩虹 |
| A． | 铁导线的电阻比镍铬合金线的电阻小 | |
| B． | 长度相同的导线，粗导线的电阻小于细导线的电阻 | |
| C． | 两根粗细相同的铜导线，长导线的电阻小于短导线的电阻 | |
| D． | 用拉长机将铜导线拉长后，电阻会增大 |
如图所示是小明探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件的实验装置，当导体ab向右运动，灵敏电流表指针向左偏转，那么ab向左运动时，灵敏电流表指针向右偏转；如果将磁体两极对调，ab向右运动灵敏电流表指针向左偏转．实验表明感应电流方向与导体运动的方向和磁场方向有关．此过程机械能转化为电能，利用这一原理可制成发电机．
小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时，做出了如下猜想．猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关．
猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关．
猜想三：导体的电阻可能与导体的材料有关．
实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如表所示
| 编号 | 材料 | 长度（m） | 横截面积（mm2） |
| A | 镍铬合金 | 0.25 | 1.0 |
| B | 镍铬合金 | 0.50 | 1.0 |
| C | 镍铬合金 | 0.25 | 2.0 |
| D | 锰铜合金 | 0.25 | 1.0 |
小明认为：电流表是多余的，观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小．
小红认为：灯泡是多余的，根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小．
小亮认为：灯泡和电流表同时使用更好，因为灯泡可以保护电路，从而防止烧坏电流表．
你赞同小亮（选填“小明”、“小红”或“小亮”）的观点．
（2）为了验证猜想二，可依次把M、N跟A和C（选填“A、B、C、D”）的两端相连，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根电阻丝电阻的大小．
（3）依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接，闭合开关，电流表的示数不同，分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小，可探究电阻跟长度的关系，其结论是当导体的材料和横截面积相同时，电阻的长度越长，导体的电阻越大．
（4）小丽在探究同样的课题时，手边只有一根电阻丝，那么，她利用这根电阻丝和上述电路，不能够完成猜想三 （选填“一”、“二”或“三”）的实验验证．
（5）以上方法在研究物理问题时经常用到，这种研究方法叫控制变量法．
如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程为”0～3V”，滑动变阻器R规格为”20Ω，1A”，灯泡L标有”3.0V，1.5W”字样（不考虑灯丝电阻变化）．请完成下列问题：