题目内容
11．
如图所示，电源电压为9V保持不变，小灯泡标有“6V 3W”，滑动变阻器的铭牌上标有“24Ω，1A”，电流表的量程为0～3A．当开关S1、S2断开，S3闭合时，小灯泡恰能正常发光．求：（1）小灯泡正常工作时的电阻？
（2）电阻R2的阻值？
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，要保护电路各元件安全，R2的最小阻值是多少
（4）分析开关和滑动变阻器的各种变化情况，整个电路工作时消耗的最小功率是多少？
分析 （1）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求灯正常发光时的电阻大小；
（2）当开关S1、S2断开，S3闭合时，R1与L串联，小灯泡恰能正常发光，根据分压原理求R1的电阻；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，R1与R2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通过R1的电流，根据并联电路的电流特点求出通过R2的最大电流，并与变阻器允许通过的电流比较，确定允许的最大电流，再根据欧姆定律求出R2的最小阻值；
（4）滑动变阻器的最大电阻大于R1的阻值，根据串联电阻的规律，当滑动变阻器的最大阻值与灯泡L串联时总电阻最大，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，此时电路消耗的功率最小．
解答 解：（1）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，灯泡正常工作时的电阻RL=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}=\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
（2）当开关S1、S2断开，S3闭合时，R1与灯串联，小灯泡恰能正常发光，灯的电压为6V，根据串联电路电压的规律，R1与的电压为9V-6V=3V，根据分压原理R1=$\frac{3V}{6V}$×12Ω=6Ω；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通过R1的电流：I1=$\frac{U}{{R}_{1}}=\frac{9V}{6Ω}$=1.5A，
当电流表的示数I大=3A时，根据并联电路电流的规律，此时通过R2的电流最大，为3A-1.5A=1.5A，但因变阻器允许通过的最大电流为1A＜1.5A，所以，通过R2的最大电流为I大=1A，此时变阻器连入电路中的电阻最小，
则R2的最小阻值：R2小=$\frac{U}{{I}_{大}}=\frac{9V}{1A}$=9Ω；
（4）灯泡的电阻：RL=12Ω，
当只闭合开关S1且滑片位于左端时，电路的总电阻最大，电路消耗的总功率最小，
整个电路工作时消耗的最小功率：
P小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2大}{+R}_{L}}=\frac{（9V）^{2}}{24Ω+12Ω}$=2.25W．
故答案为：（1）小灯泡正常工作时的电阻为12Ω；
（2）电阻R2的阻值6Ω；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，要保护电路各元件安全，R2的最小阻值是9Ω；
（4）分析开关和滑动变阻器的各种变化情况，整个电路工作时消耗的最小功率是2.25W．
点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，会判断电路中电阻最大时的连接方式是关键．
口算小状元口算速算天天练系列答案| A． | 根据公式R=$\frac{U}{I}$可知，导体的电阻跟电阻成正比 | |
| B． | 根据公式R=$\frac{U}{I}$可知，当不加电压时，导体的电阻跟电阻为零 | |
| C． | 根据公式R=$\frac{U}{I}$可用伏安法测导体的电阻 | |
| D． | 导体越长，导体的电阻就也大 |
小明在做“观察水的沸腾”实验时：
| A． | 一定带正电 | B． | 可能带负电，可能不带电 | ||
| C． | 一定不带电 | D． | 一定带负电 |
| A． |  自行车脚踏上刻有纹线 | B． |  轴承上装有滚珠 | ||
| C． |  汽车轮胎上刻有花纹 | D． |  自行车的车把上刻有条纹 |
