题目内容
13．
物理兴趣小组的实践活动中，小红同学自制了一个卡通猫，她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛．她选用规格为“6V 2W”的红灯和“6V 3W”的绿灯及“12Ω 1.5A”的滑动变阻器等元件设计了下图所示的电路．当闭合开关S、S1、S2，且滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光．（电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化）求：（1）当两灯都正常发光时电流表的示数为多少？
（2）请说明电路怎样连接时，该电路中的电功率最小？求出此时的最小电功率为多少？
分析 （1）当闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯泡并联，根据并联电路的电流特点和灯泡正常发光时的电流与额定电流相等确定电流表示数；
（2）比较两灯泡的电阻，电阻大的灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时电路中的总电阻最大，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知电路中的电功率最小，然后根据电阻的串联和电功率公式求出其大小．
解答 解：（1）当闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯泡并联，由题可知，两灯此时正常发光，电流表测干路电流I，
I=I红+I绿=$\frac{{P}_{红}}{U}$+$\frac{{P}_{绿}}{U}$=$\frac{2W}{6V}$+$\frac{3W}{6V}$≈0.83A；
（2）当P在a端，S、S1闭合，S2断开，此时电路中总电阻最大；
根据P=U2/R可知U一定，R最大时电功率P最小，
R红=$\frac{{U}_{红}^{2}}{{P}_{红}}$=$\frac{（6V）^{2}}{2W}$=18Ω，
R总=R红+R1=18Ω+12Ω=30Ω，
P小=UI=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{总}}$=$\frac{（6V）^{2}}{30Ω}$=1.2W．
答：（1）当两灯都正常发光时电流表的示数为0.83A；
（2）当P在a端，S、S1闭合，S2断开，电路中总电阻最大，此时该电路中的电功率最小，此时的最小电功率为1.2W．
点评 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等以及开关闭合、断开时电路连接方式的判断，难点是电路最小功率的判断．
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智趣寒假作业云南科技出版社系列答案
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