题目内容
【题目】如图所示，电源电压恒定，R1=50Ω，滑动变阻器R2上标有“60Ω 1A”，小灯泡L上标有“10V 2W”字样(灯丝电阻不受温度影响)，电流表的量程为0~0.6A。
(1)当开关S2闭合，S1、S3断开，滑动变阻器的滑片P滑至中点时，灯泡L恰好正常发光，则电源电压U为多大?
(2)如何调节开关和滑动变阻器，使总电路消耗功率最小?以最小功率通电11分钟，电流对总电路做的功是多少?
(3)若开关S1闭合，调节另外两个开关和滑动变阻器，使总电路消耗功率最大，此时滑动变阻器接入电路的阻值是多少? (要求：把开关的闭合、断开情况说清楚，不能损坏电器。答案取整数)
【答案】(1)16V；(2) S2闭合，S1、S3断开，且滑动变阻器接入电路中的阻值最大；1538J；(3)57Ω
【解析】
(1)当开关S2闭合，S1、S3断开时，灯泡与滑动变阻器串联，灯泡的电阻
RL=
=
=50Ω
电路的电流
I=IL额=
=
=0.2A
电源电压
U=I(0.5R2+ RL)= 0.2A
(0.560Ω+50Ω)=16V
电源电压为16V。
(2)当开关S2闭合，S1、S3断开时，灯泡与滑动变阻器串联，且滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，电路中总电阻最大，电路总功率最小，此时电路总电阻
R大=R2+R1=60Ω+50Ω=110Ω
电路总功率
P=
=
2.33W
电流对总电路做的功
W=Pt=2.33W1160s=1538J
电流对总电路做的功1538J。
(3)三个开关都闭合，电阻R1与滑动变阻R2并联接入电路，此时干路中的电流最大为0.6Ａ，总功率最大。通过R1的电流
I1=
=
=0.32A
通过R2的电流
I2=I大- I1=0.6A-0.32A=0.28A
滑动变阻器接入电路的阻值为
R2′=
=
57Ω
滑动变阻器接入电路的阻值为57Ω。
答：(1)当开关S2闭合，S1、S3断开，滑动变阻器的滑片P滑至中点时，灯泡L恰好正常发光，则电源电压为16V；
(2)当开关S2闭合，S1、S3断开时，且滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，总电路消耗功率最小；以最小功率通电11分钟，电流对总电路做的功是1538J；
(3)若开关S1闭合，调节另外两个开关和滑动变阻器，使总电路消耗功率最大，此时滑动变阻器接入电路的阻值是57Ω。
【题目】某品牌易步车的部分参数如下表所示。质量为60kg的小梦从家骑行该品牌易步车上学（如图乙），以最大速度匀速行驶10min到达学校，行驶中易步车所受阻力为人和车总重的0.1倍，设该过程中电机始终以额定功率工作。（取g＝10N/kg）。求：
电池 | 4AH锂电池 |
电机额定功率 | 500W |
最大速度 | 18km/h |
单轮胎触地面积 | 25cm2 |
轮胎个数 | 2 |
车身自重 | 20kg |
(1)小梦在水平路面上骑易步车时，车对地面的压强；
(2)小梦上学过程中，易步车电机的效率。
