题目内容
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如图1，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合开关S1，断开S2后，移动滑片P时，ab两端电压U和通过的电流I之间的关系图象如图2所示；灯泡标有“15V 15W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），则下列说法中正确的是（ ）
| A． | 电源电压为12V | |
| B． | R1的阻值为5Ω | |
| C． | 闭合开关S1，断开S2后，电路消耗的最大功率为55W | |
| D． | 改变两个开关的状态和调节滑动变阻器滑片，电路消耗的最小功率为9W |
分析 （1）闭合开关S1，断开S2后，R1与R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流，由电路特点结合图象，根据欧姆定律计算电源电压和R1以及R2最大值；由P=UI计算电路消耗功率的最大值；
（2）先由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算灯泡电阻，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析改变两个开关的状态和调节滑动变阻器滑片，电路消耗的最小功率并计算．
解答 解：
（1）由电路图知，闭合开关S1，断开S2，R1与R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流，
当滑片P在a端时，变阻器接入电路阻值为0，只有R1连入电路，此时电路中电流最大，由图象知此时电路中电流I=3A，
由欧姆定律可得：U=IR1=3A×R1，
当滑片P在b端时，变阻器连入阻值为最大值，此时电路中电流最小，电压表示数最大，由图象知此时电路中电流I′=1A，U2=10V，
由欧姆定律可得，变阻器最大值：R2=$\frac{{U}_{2}}{I′}$=$\frac{10V}{1A}$=10Ω，
由串联电路特点和欧姆定律可得：U=I′R1+U2=1A×R1+10V，
由电源电压不变可得：3A×R1=1A×R1+10V，
解得：R1=5Ω，
电源电压：U=U=IR1=3A×5Ω=15V．故A错误，B正确；
电路消耗的最大功率为：
P=UI=15V×3A=45W，故C错误；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡电阻：RL=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（15V）^{2}}{15W}$=15Ω，
电源电压一定，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电路中电阻最大时电路消耗功率最小，
因为RL＞R1，由图知，当只闭合S2时，即L与R2串联且滑片在b端最大值处时，电路消耗功率最小，
P最小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}+{R}_{2}}$=$\frac{（15V）^{2}}{15Ω+10Ω}$=9W，故D正确．
故选BD．
点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律的应用以及电功率公式的应用，能灵活运用相关公式，正确分析电路是关键．
| A． | 发明反射式望远镜 | B． | 发现万有引力定律 | ||
| C． | 发现光的色散现象 | D． | 发现摆的等时性 |
小李做验证“气体分子做无规则运动”实验时，将两个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体的玻璃瓶，口对口对接，中间用玻璃片隔开，如图所示．抽去玻璃片后，通过观察瓶内气体颜色时发现，空气与二氧化氮逐渐混合均匀．小李认为二氧化氮分子可以自发进入空气中，是气体分子做无规则运动现象．小红查阅资料发现：常温、常压下，二氧化氮气体的密度大于空气的密度，由于体积相同的二氧化氮比空气重，所以二氧化氮会进入空气，小李的实验并不能得出气体分子做无规则运动的结论．请针对小红的质疑，要求只利用图所示的装置，通过实验证明“气体分子做无规则运动”．请你写出主要实验步骤和相应的实验现象．
| A． | 重物能被拉起是因为受惯性力的作用 | |
| B． | 手拉绳子的力和绳子拉手的力是一对平衡力 | |
| C． | 重物受到的重力和动滑轮对重物的拉力是一对平衡力 | |
| D． | 重物对动滑轮的拉力小于动滑轮对重物的拉力 |
如图所示，在弹簧测力计的挂钩下悬挂一个盛有水的小水桶，用一细线栓一铁球，当用手提细线上端将小球从空气中缓慢浸没在水中，使其静止，且不与桶壁、桶底接触，水未溢出；此时弹簧测力计的示数会增大．（填“增大”、“减小”或“不变”）
（1）开关置于2时，热水器处于什么状态？
（2）R2的阻值多大？
（3）若水箱装满水，加热21min，不考虑热损失，水的温度可以升高多少？
| 电源 | 220V-50HZ | |
| 水箱容量 | 50L | |
| 功率 | 加热 | 2000W |
| 保温 | 900W | |
在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，小超同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡（正常发光时电阻约为10Ω）和一个标有“20Ω，1.5A”的滑动变阻器，设计了如图甲所示的电路．