分析 (1)利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可以求解灯正常发光时的电阻;
(2)当断开S1、S3,闭合S2时,灯L与电阻R串联,整个电路消耗的电功率最小;利用P=UI求得电路消耗的总功率.
(3)只闭合S1、S3时,灯和R并联,利用I=$\frac{U}{R}$和Q=I2Rt求出产生的热量.
解答 解:(1)由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,
灯L正常发光时的电阻R=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{{(6V)}^{2}}{3W}$=12Ω,
(2)当断开S1、S3,闭合S2时,灯L与电阻R串联,
R总=RL+R=12Ω+6Ω=18Ω,
电路中的电流I=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{6V}{18Ω}$=$\frac{1}{3}$A,
电路消耗的总功率P=UI=6V×$\frac{1}{3}$A=2W;
(3)只闭合S1、S3时,灯和R并联,电路中的电流I′═$\frac{6V}{6Ω}$=1A,
电阻R在60s内产生的热量Q=I2Rt=(1A)2×6Ω×60s=360J.
答:(1)灯L正常发光时的电阻是12Ω;
(2)只闭合S2 时,电路消耗的总功率是2W;
(3)只闭合S1、S3时,电阻R在60s内产生的热量是360J.
点评 该题主要考查学生对于电功率、电热和电路状态的理解和掌握,属于中考的热点和难点.
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实验次数 | 动力F1/N | 动力臂L1/m | 阻力F2/N | 阻力臂L2/m |
1 | 2.0 | 0.04 | 4.0 | 0.02 |
2 | 1.0 | 0.02 | 0.5 | 0.01 |
3 | 2.5 | 0.03 | 1.5 | 0.05 |
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