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    如图20所示电路，电源电压U=6V恒定，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0-3V，灯A上标有“6V  1.8W”，灯B上标有“6V  1.2W”，滑动变阻器R上标有“50Ω  1.5A”，设灯丝电阻为额定状态时的电阻，且不计温度对灯丝电阻的影响．
    求：
    （1）滑动变阻器的滑片P放在a端时，闭合所有开关后，电压表和电流表的读数分别是在多少？
    （2）如果只允许两盏灯中的一盏工作，且要求电路中各元件安全使用，在滑片P移动过程中，求整个电路消耗的最小电功率．

    【答案】分析：根据两灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，根据I=求出额定电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻；
    （1）开关均闭合，P在a端时，两灯泡并联，电流表测干路电流，电压表被短路，此时灯泡两端的电压和两灯泡的额定电压相等，通过两灯泡的电流和额的电流相等，根据并联电路的电流特点求出此时电流表的示数；
    （2）由电路图可知若两灯只许一盏灯工作时，两只灯泡的一只与滑动变阻器串联，由欧姆定律可知当滑动变阻器接入电路的电阻最小为0时，两只灯泡恰好正常工作，从而确定电路中灯泡、电流表、滑动变阻器始终安全；根据P=UI可知要使整个电路要消耗的电功率最小，只要电路中的电流最小即可；分别串联电路的电压特点和欧姆定律求出当电压表的示数最大时，电路中的最小电流，进一步求出最小电功率．
    解答：解：根据P=UI可得，两灯泡的额定电流分别为：
    I1===0.3A，I2===0.2A，
    根据欧姆定律可得，两灯泡的电阻分别为：
    R1===20Ω，R2===30Ω；
    （1）开关均闭合，P在a端时，两灯泡并联，电流表测干路电流，电压表被短路即示数为0V，
    ∵并联电路中各支路两端的电压相等，
    ∴此时两灯泡均正常发光，通过的电流和额的电流相等，
    ∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
    ∴此时干路电流表的示数I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A；
    （2）只允许一盏灯接入电路时，应是L1或L2与滑动变阻器串联，
    电路中的总电阻R=R1（或R2）+R，
    ∴电路中的电流I==，
    当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，两电路中的最大电流为0.3A，
    ∵0.3A＜0.6A＜1.5A，
    ∴两灯泡、电流表、滑动变阻器始终安全，
    根据串联电路的电阻分压特点可知，当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中的电流最小，
    此时两灯泡两端的电压为UL=U-UP=6V-3V=3V，
    当让灯L1工作时，电路中的最小电流：
    I1′===0.15A，
    当让灯L2工作时，电路中的最小电流：
    I2′===0.1A，
    所以电路的最小电功率为Pmin=UI2′=6V×0.1A=0.6W．
    答：（1）滑动变阻器的滑片P放在a端时，闭合所有开关后，电压表为0V，电流表的读数是0.5A；
    （2）如果只允许两盏灯中的一盏工作，且要求电路中各元件安全使用，在滑片P移动过程中，整个电路消耗的最小电功率为0.6W．
    点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是知道灯泡在额定电压下通过的电流和额的电流相等，难点是只闭合开关S1或S2时电路最小电流的确定．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：初中物理 来源：2011—2012学年度北京市西城区第一学期期末试卷九年级物理试卷 题型：单选题

    在探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”实验中，小亮根据实验目的设计出实验电路图，并按电路图连接实验器材如图所示。
    ⑴请你根据实物电路连接情况画出小亮设计的实验电路图。

    ⑵当电阻箱的示数为10Ω时，闭合开关S后，电压表的示数为12V，电流表无示数。无论小亮怎样移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表的示数都无变化。经检查，电压表和电流表均完好。小华提醒小亮，电路中有故障。小亮排除了电路故障后，保持电阻箱的示数为10Ω，并将滑动变阻器的滑片P移至A端，闭合开关S后，电流表的示数为0.2A。则滑动变阻器的最大阻值为________Ω。
    ⑶在实验中，当电阻箱接入电路的阻值改变后，移动滑动变阻器的滑片P，可使电阻箱两端的电压保持6V不变。当小亮将电阻箱的阻值由20Ω调为30Ω时，为保持电阻箱两端电压不变，应将滑动变阻器的滑片向________端移动。（选填“A”或“B”）
    ⑷当电阻箱接入电路的阻值为60Ω时，小亮发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数始终无法达到6V。此时小亮应采取的措施是________。（选填序号）
    A．更换一块新的电压表
    B．调节电源的输出电压到16V
    C．用“1A  100Ω”的滑动变阻器替换原来的滑动变阻器
    ⑸在实验中，当电阻箱的阻值调节为某一值时，电流表的示数如图20所示，请在表格中填写此时电阻箱接入电路的电阻值和电路中的电流值。

    ⑹请根据表格中的数据归纳通过导体的电流跟导体电阻的关系：在________的条件下，I＝________。

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    科目：初中物理 来源：2012年北京市房山区中考一模物理试卷（带解析） 题型：计算题

    如图20所示电路中，电源两端的电压U保持不变。当开关S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P距左端处时，电流表示数为I1，电压表示数为U1，滑动变阻器消耗的电功率为P1；当开关S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表示数为I2，电压表示数为U2，电阻R2消耗的电功率为P2；当开关S1、S2闭合，滑动变阻器的滑片P距左端处时，电流表示数为I3=1.5A，电压表的示数为U3。滑动变阻器消耗的电功率为P3=9W。已知：U1：U2=1：2；P1：P2=3：8。

    求：（6分）
    （1）电源两端的电压U；
    （2）滑动变阻器的最大电阻值；
    （3）电阻R2消耗的电功率P2。

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    科目：初中物理 来源：2012年北京市房山区中考一模物理试卷（解析版） 题型：计算题

    如图20所示电路中，电源两端的电压U保持不变。当开关S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P距左端处时，电流表示数为I1，电压表示数为U1，滑动变阻器消耗的电功率为P1；当开关S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表示数为I2，电压表示数为U2，电阻R2消耗的电功率为P2；当开关S1、S2闭合，滑动变阻器的滑片P距左端处时，电流表示数为I3=1.5A，电压表的示数为U3。滑动变阻器消耗的电功率为P3=9W。已知：U1：U2=1：2；P1：P2=3：8。

    求：（6分）

    （1）电源两端的电压U；

    （2）滑动变阻器的最大电阻值；

    （3）电阻R2消耗的电功率P2。

     

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    科目：初中物理 来源：2012届度北京市西城区第一学期期末试卷九年级物理试卷 题型：选择题

    在探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”实验中，小亮根据实验目的设计出实验电路图，并按电路图连接实验器材如图所示。

    ⑴请你根据实物电路连接情况画出小亮设计的实验电路图。

    ⑵当电阻箱的示数为10Ω时，闭合开关S后，电压表的示数为12V，电流表无示数。无论小亮怎样移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表的示数都无变化。经检查，电压表和电流表均完好。小华提醒小亮，电路中有故障。小亮排除了电路故障后，保持电阻箱的示数为10Ω，并将滑动变阻器的滑片P移至A端，闭合开关S后，电流表的示数为0.2A。则滑动变阻器的最大阻值为________Ω。

    ⑶在实验中，当电阻箱接入电路的阻值改变后，移动滑动变阻器的滑片P，可使电阻箱两端的电压保持6V不变。当小亮将电阻箱的阻值由20Ω调为30Ω时，为保持电阻箱两端电压不变，应将滑动变阻器的滑片向________端移动。（选填“A”或“B”）

    ⑷当电阻箱接入电路的阻值为60Ω时，小亮发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数始终无法达到6V。此时小亮应采取的措施是________。（选填序号）

    A．更换一块新的电压表

    B．调节电源的输出电压到16V

    C．用“1A  100Ω”的滑动变阻器替换原来的滑动变阻器

    ⑸在实验中，当电阻箱的阻值调节为某一值时，电流表的示数如图20所示，请在表格中填写此时电阻箱接入电路的电阻值和电路中的电流值。

    ⑹请根据表格中的数据归纳通过导体的电流跟导体电阻的关系：在________的条件下，I＝________。

     

     

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    科目：初中物理 来源： 题型：

    如图20所示电路，电源两端电压保持不变，闭合开关S，断开开关S1，调节滑动变阻器R2的滑片P使其接入电路的电阻值为其最大值的一半，电压表V1的示数为U1，电流表的示数为I1；闭合开关S、S1，此时小灯泡L正常发光，电流表的示数为I2；闭合开关S，断开开关S1，调节滑动变阻器R2滑片P至B端，电压表V2的示数为U2，再调节滑动变阻器R2的滑片P使接入电路的电阻值为其最大值的3/4，此时电路消耗的总功率P为1W。已知：，，忽略温度对灯丝电阻的影响。求 ：

    （1）电阻R1和灯丝电阻RL的比值；（2）小灯泡L的额定电功率。

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