题目内容
8．
如图所示，电源电压为12V且保持不变，灯泡L标有“6V，3W”的字样，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，闭合开关S1，S2，调节滑片P：当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时，电压表的示数为U1，R0的功率为P01，当变阻器接入电路的阻值为R2时，电压表的示数为U2，R0的电功率为P02，已知U1：U2=1：2，R1：R2=3；1，P01+P02=4.5W．求：（1）S1闭合，S2断开，灯泡L正常发光时，电路的总功率；
（2）S1、S2闭合时，电阻R0的电功率P01和P02；
（3）电阻R0的阻值．
分析 （1）根据电路图可知，当S1闭合，S2断开时，灯泡、定值电阻以及滑动变阻器串联连接，先根据灯泡的额定电压和额定功率求出灯泡的额定电流，然后根据P=UI求出电路消耗的总功率；
（2）根据电路图可知，当S1、S2闭合时，灯泡被短路，定值电阻与滑动变阻器串联连接，先根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$表示出电阻R0的电功率P01和P02，然后根据U1与U2的比值可求出电阻R0的电功率P01和P02的比值，在根据P01和P02的关系求出P01和P02的大小；
（3）根据P=UI和欧姆定律表示出P01和P02的功率，然后结合功率之比、电压之比以及电阻之比求出U1和U2，最后根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电阻R0的阻值．
解答 解：（1）由P=UI可得，灯泡的额定电流：I=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
电路消耗的总功率：P=UI=12V×0.5A=6W；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，P01=$\frac{{U}_{1}^{2}}{{R}_{0}}$，P02=$\frac{{U}_{2}^{2}}{{R}_{0}}$；
因为U1：U2=1：2，所以P01：P02=1：4；
又因为P01+P02=4.5W，所以P01=$\frac{1}{5}$×4.5W=0.9W；P02=$\frac{4}{5}$×4.5W=3.6W；
（3）由欧姆定律可得，当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时，电路中的电流：I1=$\frac{12V-{U}_{1}}{{R}_{1}}$；
当滑动变阻器接入电路的阻值为R2时，电路中的电流：I2=$\frac{12V-{U}_{2}}{{R}_{2}}$；
则P01=U1$\frac{12V-{U}_{1}}{{R}_{1}}$-------①；P02=U2$\frac{12V-{U}_{2}}{{R}_{2}}$------②；
又已知P01：P02=1：4------③，U1：U2=1：2-------④，R1：R2=3：1--------⑤
把①②④⑤代入③式化简解得：U1=3V，U2=6V；
则当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时，电压表的示数为3V；
由P01=$\frac{{U}_{1}^{2}}{{R}_{0}}$可得，R0=$\frac{{U}_{1}^{2}}{{P}_{01}}$=$\frac{（3V）^{2}}{0.9W}$=10Ω．
答：（1）S1闭合，S2断开，灯泡L正常发光时，电路的总功率为6W；
（2）S1、S2闭合时，电阻R0的电功率P01和P02分别为0.9W和3.6W；
（3）电阻R0的阻值为10Ω．
点评 本题考查了串联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的辨别以及功率计算功率的选择，具有一定的难度．
在如图所示的电路中，灯泡L上标有“6V 3W”字样，当只闭合开关S1时，灯泡L恰能正常发光，电阻R1的功率为P1，当只闭合开关S2时，电流表的示数为0.3A，电阻R2的功率为P2，已知P1：P2=20：9，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则电阻R1与R2的比值为4：5．
| A． | 铜、铁、铝都是磁性材料 | |
| B． | 地磁场的S极在地理的北极附近 | |
| C． | 磁场是由磁感线组成的 | |
| D． | 导体在磁场中运动就会产生磁感应电流 |
| A． | 动能不变，重力势能减小 | B． | 动能增加，重力势能减小 | ||
| C． | 机械能守恒 | D． | 机械能增加 |
如图所示，小灯泡L上标有“10V 10W”字样，闭合开关S后，电流表的示数为0.5A，若不考虑小灯泡电阻随温度的变化，则此时小灯泡的电功率是2.5W，小灯泡在1min内消耗的电能是150J．