题目内容
10．
如图所示，电源电压为12V，并且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为18Ω，R0为12Ω，小灯泡上标有“6V 3W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）．求：（1）当S闭合，S1、S2都断开时，调节滑动变阻器，使整个电路消耗的总功率为最小，这个最小值是多少？
（2）闭合S、S1、S2，调节滑动变阻器，此时电流表示数变化为2.5A，求此时滑动变阻器的阻值．
分析 （1）当S闭合，S1、S2都断开时，灯泡L与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时整个电路消耗的总功率最小，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡的电阻，再根据电阻的串联和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出整个电路消耗的最小总功率；
（2）闭合S、S1、S2时，R0与滑动变阻器并联，电流表测干路电流，根据欧姆定律求出总电阻，利用电阻的并联求出滑动变阻器接入电路中的电阻．
解答 解：（1）当S闭合，S1、S2都断开时，灯泡L与滑动变阻器串联，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，整个电路消耗的总功率最小，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡的电阻：
RL=$\frac{{{U}_{2}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，整个电路消耗的最小总功率：
P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}+{R}_{ab}}$=$\frac{（12V）^{2}}{12Ω+18Ω}$=4.8W；
（2）闭合S、S1、S2时，R0与滑动变阻器并联，电流表测干路电流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，电路中的总电阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{12V}{2.5A}$=4.8Ω，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，$\frac{1}{R}$=$\frac{1}{{R}_{0}}$+$\frac{1}{{R}_{滑}}$，即$\frac{1}{4.8Ω}$=$\frac{1}{12Ω}$+$\frac{1}{{R}_{滑}}$，
解得：R滑=8Ω．
答：（1）当S闭合，S1、S2都断开时，整个电路消耗的最小总功率为4.8W；
（2）闭合S、S1、S2，调节滑动变阻器，此时电流表示数变化为2.5A时滑动变阻器的阻值为8Ω．
点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的判断．
名校课堂系列答案
如图甲所示，重力5N的铁块吸附在竖直放置足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用系铁块沿直线竖直向上运动．铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示，下列说法正确的是（ ）| A． | 磁性平板对铁块的吸引力等于5N | B． | 在0～2s内摩擦力逐渐变小 | ||
| C． | 在0～6s内摩擦力大小不变 | D． | 在2～6s内拉力逐渐增大 |
小明同学家里的电热饮水机有加热和保温两种功能，可由机内温控开关S0进行自动控制．小明从说明书上收集到加热功率为2200W，如图是电路原理图．求：| A． | 熔化 | B． | 汽化 | C． | 液化 | D． | 凝华 |
| A． |  | B． |  | C． |  | D． |  |
（1）根据如图图甲中给出的器材把实验电路图在图乙的方框中画出来；
（2）用笔画线代替导线，把图甲中器材连接成实验电路；
（3）闭合开关后，调节滑动变阻器，测得三组数据如表．根据表中数据，可算出小灯泡的额定功率P额=0.7瓦特．
| 实验次数 | 伏特表读数（伏特） | 安培表读数 （安培） |
| 1 | 1.5 | 0.17 |
| 2 | 2.5 | 0.28 |
| 3 | 3.0 | 0.31 |