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如图所示电路中,电源电压6V恒定,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,灯L1和L2的规格分别为“6V 1.8W”和“6V 1.2W”,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1.5A”,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,闭合开关S1、S2、S3后,电压表和电流表的读数是多少?
(2)若两灯中只允许一盏灯工作,且要求电路元件安全使用,在滑片移动过程中,整个电路至少消耗多少电功率?

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答案:
分析:(1)当滑动变阻器P放在最左端时, 滑动变阻器连入电路的阻值为0,电压表被短路,示数为0,灯L1和L2并联, 利用“铭牌”上的规格分别求的他们的电阻,然后利用欧姆定律计算即可. (2)若只有一盏灯工作,它与滑动变阻器串联,要求结果需要先判断电路元件安全使用的条件是什么? ①是电流,需求电路最大电流,由题意可知最大电流≤0.3A<0.6A; ②是电压,滑动变阻器两端电压≤3V,灯不会烧毁,求电功率分两种情况:灯L1和L2. 解答:解:(1)由题意知L1、L2的阻值R1、R2分别为:R1===20Ω,R2===30Ω 当P放在最左端时,滑动变阻器连入电路的阻值为0,电压表被短路,示数为0; L1、L2并联,电流表测量干路电流.∴I=I1+I2=+=+=0.5A. (2)只有一盏灯接入电路时,应是L1或L2与滑动变阻器串联,电路的总功率决定于电源电压和电流(电流表的示数). 电路中的总电阻R=R1(或R2)+Rp, ∴电路中的电流等于I==≤=0.3A<0.6A<1.5A, ∴电流表、滑动变阻器始终安全. 加在滑动变阻器两端的电压UP=U-U灯,若电压表安全,有UP=U-U灯≤3V, 若1:当让灯1工作时,则总电路的中电压表最大电压为3V,这总电阻最大为40欧姆 则:pmin===0.9W 2:当是灯2工作的时候,电路最大总电阻为60欧姆, 则:pmin===0.6W 答:(1)电压表和电流表的读数分别是0V、0.5A;(2)整个电路至少消耗的电功率是0.9W或0.6W.
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小明和小华做“探究导体电阻大小与长度关系”的实验他们准备在图中的A、B两点间接入待研究的电阻丝,电源电压恒定,忽略灯丝电阻随温度变化的影响,待用电阻丝的规格如下:
序号材料长度横截面积
1炭钢合金丝LS
2镍铬合金丝LS
3镍铬合金丝L2S
4镍铬合金丝2LS
(1)他们应选择序号为______的两根电阻丝来探究;
(2)正确选择后,他们将所选电阻丝分别接入A、B两点间,闭合开关,通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小.实验中,两次电流表指针均有偏转,但第二次的示数小于第一次的示数,说明第二次接人电路的电阻丝的阻值______(选填“较大”或“较小”),同时小华发现第二次实验中灯泡不亮,你认为原因是______
(3)以上(2)中判断电阻大小关系的方法在初中物理中经常用到,以下描述中能体现这种方法的是(______
A、水压使水管中形成水流,类似地,电压使电路中形成电流
B、根据物质在常态下的形状和体积是否固定,可将物质分为三态
C.通过观察木块被运动物体撞后移动距离的大小,可比较运动物体动能的大小
D、研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,应控制接触面粗糙程度相同
(4)科学研究表明:在导体的材料、横截面积和温度相同的条件下,导体电阻的大小与长度成正比.你认为他们用上述(2)中的方案能否得到这个结论?请用欧姆定律加以解释.
(5)若电流表损坏,换用一只电压表,仍然利用上述器材来探究导体电阻的大小与长度是否成正比,请画出一个能反映该实验原理的电路图.(电阻丝用电阻符号表示,导线根数不限.)

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