《2025年新坐标同步练习九年级物理全一册人教版青海专用》

11. 如图所示的电路,电源电压保持6 V不变,小灯泡L标有“6 V 3 W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),电流表的测量范围为0～3 A,电压表的测量范围为0～3 V,电阻$R_1= 20 Ω,$滑动变阻器的规格为“50 Ω 1 A”。求：

(1)小灯泡的电阻；
(2)只闭合开关$S_1、$$S_2,R_2$接入电路中的电阻为8 Ω时,通电100 s电路消耗的电能；
(3)当所有开关都闭合时,电流表的示数；
(4)在保证电路安全的情况下,此电路的最小电功率。

答案： 11.解:
(1)小灯泡的额定电流
I额=$\frac{P_{额}}{U_{额}}$=$\frac{3\ W}{6\ V}$=0.5 A
则小灯泡的电阻
Rₗ=$\frac{U_{额}}{I_{额}}$=$\frac{6\ V}{0.5\ A}$=12 Ω.
(2)只闭合开关S₁、S₂,L和R₂串联,R₂
接入电路中的电阻为8 Ω时,电路中的
电流
I=$\frac{U}{R_{L}+R_{2}}$=$\frac{6\ V}{12\ \Omega+8\ \Omega}$=0.3 A
通电100 s电路消耗的电能
W=UIt=6 V×0.3 A×100 s=180 J.
(3)当所有开关都闭合时,R₁和L并
联,电流表测干路电流.电源电压保持
6 V不变,则灯泡正常发光,通过灯泡的
电流
Iₗ=I额=0.5 A
通过R₁的电流
I₁=$\frac{U}{R_{1}}$=$\frac{6\ V}{20\ \Omega}$=0.3 A
根据并联电路中电流规律,电流表的
示数
I干=Iₗ+I₁=0.5 A+0.3 A=0.8 A.
(4)只闭合开关S₃、S₂,R₁和R₂串联,
电压表测R₂两端的电压.电压表的测
量范围为0~3 V,为保证电路安全,电
压表示数为3 V时,此时电路中的电阻
最大,电功率最小.当电压表示数为3 V
时,R₁两端的电压
U₁=U-U₂=6 V-3 V=3 V
电路中的电流最小
I′=$\frac{U_{1}}{R_{1}}$=$\frac{3\ V}{20\ \Omega}$=0.15 A
电路的最小电功率
P=UI′=6 V×0.15 A=0.9 W.