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三、解答题（共 45 分）
15. （6 分）请在图中虚线框内画出开关 S 和电灯 L 的符号，并用笔画线代替导线将三孔插座接入电路.
15. （6 分）请在图中虚线框内画出开关 S 和电灯 L 的符号，并用笔画线代替导线将三孔插座接入电路.
答案：
15.如答图所示
第15题答图
15.如答图所示
第15题答图
16. （15 分）如图所示电路，灯 L 标有“6V 3W”字样，开关闭合后，当滑动变阻器的滑片 P 位于最左端时，灯 L 正常发光；当滑片 P 位于中点时，灯 L 的功率为 $ P_0 $；当滑片 P 位于最右端时，灯 L 的功率为 $ \frac{9}{16}P_0 $.电源电压不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响.求：
（1）灯 L 正常发光时的电阻.
（2）滑动变阻器的最大阻值.
（1）灯 L 正常发光时的电阻.
（2）滑动变阻器的最大阻值.
答案：
16.解:
(1)灯L正常发光时的电阻 $ R_{L} = \frac{U_{L}^{2}}{P_{L}} = \frac{(6V)^{2}}{3W} = 12\Omega $
(2)当滑动变阻器的滑片P位于最左端时，电路为灯L的简单电路，灯L正常发光，因此电源电压 $ U = U_{L} = 6V $
设滑动变阻器的最大阻值为R，当滑片P位于中点时，灯L与滑动变阻器串联，且滑动变阻器接入电路的阻值为 $ \frac{1}{2}R $，此时电路中的电流 $ I = \frac{U}{R_{L} + \frac{1}{2}R} = \frac{6V}{12\Omega + \frac{1}{2}R} $，则灯L的功率 $ P_{0} = I^{2}R_{L} = ( \frac{6V}{12\Omega + \frac{1}{2}R} )^{2} × 12\Omega $。当滑片P位于最右端时，灯L与滑动变阻器串联，且滑动变阻器接入电路的阻值为R，此时电路中的电流 $ I' = \frac{U}{R_{L} + R} = \frac{6V}{12\Omega + R} $，则灯L的功率 $ \frac{9}{16}P_{0} = I'^{2}R_{L} = ( \frac{6V}{12\Omega + R} )^{2} × 12\Omega $
联立以上两式解得滑动变阻器的最大阻值 $ R = 12\Omega $
(1)灯L正常发光时的电阻 $ R_{L} = \frac{U_{L}^{2}}{P_{L}} = \frac{(6V)^{2}}{3W} = 12\Omega $
(2)当滑动变阻器的滑片P位于最左端时，电路为灯L的简单电路，灯L正常发光，因此电源电压 $ U = U_{L} = 6V $
设滑动变阻器的最大阻值为R，当滑片P位于中点时，灯L与滑动变阻器串联，且滑动变阻器接入电路的阻值为 $ \frac{1}{2}R $，此时电路中的电流 $ I = \frac{U}{R_{L} + \frac{1}{2}R} = \frac{6V}{12\Omega + \frac{1}{2}R} $，则灯L的功率 $ P_{0} = I^{2}R_{L} = ( \frac{6V}{12\Omega + \frac{1}{2}R} )^{2} × 12\Omega $。当滑片P位于最右端时，灯L与滑动变阻器串联，且滑动变阻器接入电路的阻值为R，此时电路中的电流 $ I' = \frac{U}{R_{L} + R} = \frac{6V}{12\Omega + R} $，则灯L的功率 $ \frac{9}{16}P_{0} = I'^{2}R_{L} = ( \frac{6V}{12\Omega + R} )^{2} × 12\Omega $
联立以上两式解得滑动变阻器的最大阻值 $ R = 12\Omega $
17. (12 分)实验室里有一小灯泡的铭牌模糊不清，只能看清小灯泡的额定电流 $ I_{额} = 0.3A $，为了测出该小灯泡的额定功率，小明和小华分别设计了两种不同的测量方案，请你帮助完善.
方案一：
(1)请用笔画线代替导线帮小明补全图甲的实物电路.(要求：只连一根导线且不交叉)
(2)图甲中，闭合开关前，滑片 P 应位于
(3)当滑动变阻器的滑片位于某位置时，电流表的示数为 0.2A，为了测出小灯泡的额定功率，应向
(4)当电流表的示数为 0.3A 时，电压表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为
方案二：
(5)小华同学设计了如图丙所示的电路图，电源电压不变，$ R_1 $ 和 $ R_2 $ 为滑动变阻器，$ R_2 $ 的最大电阻为 $ R_0 $，实验步骤如下：
① 闭合开关 S 和 $ S_1 $，断开 $ S_2 $，调节 $ R_2 $，使电流表的示数为 0.3A；
② 保持 $ R_2 $ 滑片的位置不变，闭合开关 S 和 $ S_2 $，断开开关 $ S_1 $，调节 $ R_1 $，使电流表的示数仍为 0.3A；
③ 保持 $ R_1 $ 滑片的位置不变，接着将 $ R_2 $ 的滑片 P 调至最左端，记下电流表的示数为 $ I_1 $，再将 $ R_2 $ 的滑片 P 调至最右端，记下电流表的示数为 $ I_2 $，则小灯泡额定功率的表达式 $ P_{额} = $
方案一：
(1)请用笔画线代替导线帮小明补全图甲的实物电路.(要求：只连一根导线且不交叉)
(2)图甲中，闭合开关前，滑片 P 应位于
B
(选填“A”或“B”)端.(3)当滑动变阻器的滑片位于某位置时，电流表的示数为 0.2A，为了测出小灯泡的额定功率，应向
A
(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片.(4)当电流表的示数为 0.3A 时，电压表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为
0.75
W.方案二：
(5)小华同学设计了如图丙所示的电路图，电源电压不变，$ R_1 $ 和 $ R_2 $ 为滑动变阻器，$ R_2 $ 的最大电阻为 $ R_0 $，实验步骤如下：
① 闭合开关 S 和 $ S_1 $，断开 $ S_2 $，调节 $ R_2 $，使电流表的示数为 0.3A；
② 保持 $ R_2 $ 滑片的位置不变，闭合开关 S 和 $ S_2 $，断开开关 $ S_1 $，调节 $ R_1 $，使电流表的示数仍为 0.3A；
③ 保持 $ R_1 $ 滑片的位置不变，接着将 $ R_2 $ 的滑片 P 调至最左端，记下电流表的示数为 $ I_1 $，再将 $ R_2 $ 的滑片 P 调至最右端，记下电流表的示数为 $ I_2 $，则小灯泡额定功率的表达式 $ P_{额} = $
$ \frac{I_{额}^{2}I_{2}R_{0}}{I_{1} - I_{2}} $
(用 $ I_{额} $、$ R_0 $、$ I_1 $、$ I_2 $ 表示).
答案：
17.
(1)如答图所示
(2)B
(3)A
(4)0.75
(5)$ \frac{I_{额}^{2}I_{2}R_{0}}{I_{1} - I_{2}} $
第17题答图
17.
(1)如答图所示
(2)B
(3)A
(4)0.75
(5)$ \frac{I_{额}^{2}I_{2}R_{0}}{I_{1} - I_{2}} $
第17题答图
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