题目内容
14．
如图所示的电路中，电源两端电压U保持不变．小灯泡L标有“6V 3W”字样，且灯丝电阻不变．当三个开关都闭合时，小灯泡正常发光，电流表示数为0.8A；当只闭合开关S，滑动变阻器的滑片置于某点时，其消耗的电功率为P，小灯泡L消耗功率是它额定功率的$\frac{1}{4}$．求：（1）定值电阻R；
（2）滑动变阻器消耗的电功率P．（请画出相关的等效电路图）
分析 先画出两种情况下的电路图．
（1）根据并联电路的电压特点和灯泡正常发光时的电压与电源的电压相等可知电源的电压，根据P=UI可得通过灯泡的电流，再根据并联电路的电流的特点求出通过通过R的电流，利用欧姆定律求出定值电阻R的阻值；
（2）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，根据题意求出图乙中灯泡消耗的电功率，利用P=I2R求出电路中的电流，利用P=UI求出电路消耗的总功率，根据电路的总功率等于各用电器功率之和求出滑动变阻器消耗的电功率．
解答 解：当三个开关都闭合时，等效电路图如图甲所示；
当只闭合开关S，滑动变阻器的滑片置于某点时，等效电路图如图乙所示．
（1）图甲中，因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，
所以，电源的电压U=6V，
由P=UI可得，通过灯泡的电流：
IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R的电流：
IR=I-IL=0.8A-0.5A=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，定值电阻R的阻值：
R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω；
（2）灯泡的电阻：
RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
图乙中灯泡消耗的电功率：
PL′=$\frac{1}{4}$PL=$\frac{1}{4}$×3W=0.75W，
由P=I2R可得，电路中的电流：
I′=$\sqrt{\frac{{P}_{L}′}{{R}_{L}}}$=$\sqrt{\frac{0.75W}{12Ω}}$=0.25A，
电路消耗的总功率：
P总=UI′=6V×0.25A=1.5W，
因电路消耗的总功率等于各用电器功率之和，
所以，滑动变阻器消耗的电功率：
P=P总-PL′=1.5W-0.75W=0.75W．
答：（1）定值电阻R的阻值为20Ω；
（2）滑动变阻器消耗的电功率P为0.75W．
点评 本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，画出两种情况的等效电路图和知道电路消耗的总功率等于各用电器功率之和是关键．
速度是表示物体运动快慢的物理量；一辆汽车做匀速直线运动的速度为15m/s，这速度读作15米每秒，其物理意义是汽车每秒钟通过的距离为15米．汽车上的速度表如图所示，汽车的速度是110km/h．
中国首次太空授课活动于2013年6月20日在天宫一号成功举行，神舟十号女航天员王亚平展示了太空环境下奇妙的物理现象．她用铁圈和水制作了一个水球，电视观众可以看到水球中出现了一个倒立的王亚平（如右图）．水球相当于一个凸透镜，所成的是一个倒立、缩小的实像（选填“实像”或“虚像”）．设水球的焦距为f，则水球到王亚平的距离应在2f以外范围内（选填“1f以内”、“1f和2f之间”或“2f以外”）| A． |  电热水器 | B． |  电风扇 | C． |  电饭锅 | D． |  电熨斗 |
| A． | 5Ω 1A | B． | 5Ω 0A | C． | 0.2Ω 0A | D． | 0Ω 0A |
