2014年青岛中考物理试题第23题及答案

2014年青岛中考物理试题第23题及答案（修改版）23．（4分）（2014•青岛）在如图所示的电路中，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变，电源电压U=6V，小灯泡R2标有（6V3W）字样，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V，滑动变阻器R3的最大阻值为20Ω，请画出该题的各个等效电路图．（1）只闭合开关S1和S3时，电路消耗的功率为6W，则闭合开关S1、S2和S3时，电路的总电阻R=？（2）在不损坏各元件的情况下，只闭合开关S1时，R1消耗的最大功率为P1，只闭合开关S2时，R2消耗的最小功率为P2，则P1：P2=？考点：欧姆定律的应用；电功率的计算专题：应用题；电路和欧姆定律；电能和电功率．分析：（1）只闭合开关S1和S3时，电路为R1的简单电路，根据P=求出R1的电阻；闭合开关S1、S2和S3时，电阻R1与灯泡R2并联，根据P=求出灯泡的电阻，根据电阻的并联求出电路中的总电阻；（2）只闭合开关S1时，R1与R3串联，电压表测R3两端的电压，电流表测电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电路中的电流为0.6A时电压表的示数，然后与电压表的量程相比较确定电路中的电流，根据P=UI求出R1的最大功率；只闭合开关S2时，灯泡与R3串联，电压表测R3两端的电压，电流表测电路中的电流，当电压表的示数为3V时，电路中的电流最小，灯泡消耗的电功率最小，根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压，根据P=求出最小功率，进一步得出答案．解答：解：（1）只闭合开关S1和S3时，R3被短路，等效电路图如图所示：由P=可得，R1的电阻：R1===6Ω，闭合开关S1、S2和S3时，R3被短路，等效电路图如图所示：灯泡的电阻：RL===12Ω，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻：R===4Ω；（2）只闭合开关S1时，等效电路图如图所示：电路中的电流为0.6A时，电压表的示数：U3=U﹣IR1=6V﹣0.6A×6Ω=2.4V＜3V，则电路中的电流最大为0.6A，此时R1消耗的电功率最大，P1=I2R1=（0.6A）2×6Ω=2.16W；只闭合开关S2时，等效电路图如下图所示：当电压表的示数为3V时，电路中的电流最小，灯泡消耗的电功率最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时R2两端的电压：U2=U﹣U3′=6V﹣3V=3V，R2消耗的最小功率为：P2===0.75W，则==．答：（1）闭合开关S1、S2和S3时，电路的总电阻为4Ω；（2）P1：P2=72：25．点评：本题考查了等效电路图的画法和串并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是第二问中确定出两元件的最大和最小功率．