苏科版物理九年级下册《第15章电功和电热》 单元测试卷
一、单选题：本大题共9小题，共18分。
1.如图所示，是通过额定电压为6 V小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象，若把这样的三只灯泡串联起来，接在12V的电源两端，则每只灯泡的电阻及实际功率为( )
A. B. C. D.
2.如图中，灯泡、分别标有“6V 3W”“6V 6W”字样，电源电压不变，开关S闭合。①只闭合，灯泡、L发光；②只闭合，灯泡、L发光。灯泡L在②中比在①中设灯丝电阻不变( )
A. 电功率较大，亮度较亮
B. 电功率较小，亮度较暗
C. 电功率相同，亮度相同
D. 电功率较大，亮度较暗
3.将标有“2V 1W”字样的小灯泡灯丝电阻不变和标有“”字样的滑动变阻器连接在如图所示的电路图中，其中电源两端电压恒为，电流表量程为，电压表量程为闭合开关，为保证电路安全，在移动滑动变阻器的滑片过程中，下列说法中正确的是( )
A. 电流表示数变化范围是 B. 电压表示数变化范围是
C. 滑动变阻器阻值变化范围是 D. 电路的最大功率是
4.如图甲所示，电源电压恒定，为定值电阻，R为热敏电阻。改变环境温度，定值电阻两端电压随温度t变化的关系如图乙所示，下列关于电路消耗的总功率P随温度t变化的关系图像，正确的是( )
A. B. C. D.
5.有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙，甲的额定功率为1800W，乙的额定功率为两个电热水壶都正常工作时，下列说法中正确的是( )
A. 甲电热水壶两端的电压较高
B. 电流通过甲电热水壶做功较快
C. 通过两个电热水壶的电流相等
D. 相同时间内，两个电热水壶消耗的电能一样多
6.LED灯具有节能、环保的特点，“”LED灯泡和“220V 60W“白炽灯泡正常发光的亮度相当，与白炽灯泡相比，LED灯泡可以节能约为( )
A. B. C. D.
7.将标有“6V3W”的灯泡和标有“3V3W”的灯泡并联起来，为保证其中一盏灯正常发光，且另一盏灯不会烧毁，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则电路中的最大总功率为( )
A. 9W B. C. D.
8.如图电路中，电源压为在a，b间接入灯“4V 2W”，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P使灯正常发光。断开开关取下灯，保持滑片P的位置不变，在a、b间接入“4V 4W”灯后闭合开关，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则正确的( )
A. 灯正常发光
B. 电压表的示数保持4V不变
C. 灯的实际功率为
D. 滑动变阻器接入电路的电阻为
9.如图甲所示电路，电源电压恒定不变，为定值电阻、R为电阻箱，调整电阻箱R的电阻值，电流表示数I的倒数与电阻箱阻值R的关系如图乙所示，以下说法中正确的是( )
A. 电源电压为
B. 通过的最大电流为2A
C. 调整电阻箱R的阻值，则R的最大功率为
D. 调整电阻箱R的阻值，则的最大功率为
二、填空题：本大题共7小题，共14分。
10.小聪家的电能表如图所示，小聪家有一个规格为“220V 1000W“的用电器，可能是______ 选填“台灯”、“电饭锅”或“电视机”。当电路中只有这一用电器正常工作，电能表的转盘转了______ 转。
11.某无人机由输出电压、容量的电池提供飞行能量，该电池最多可提供______的电能，若这些电能的用于飞行，当飞行功率为200W时，最长飞行时间为______h。
12.LED灯具有节能、环保的特点。一个“220V 5W”的LED灯与一个“220V 60W”的白炽灯亮度相当。若一个“220V 60W”的白炽灯每天正常工作2小时，30天消耗的电能是______ ，这些电能可供“220V 5W”的LED灯正常工作______ 小时。
13.一只灯泡标有“12V、6W”字样，它正常工作时电流是______A，若把它与另一只“12V、12W”的灯泡串联在电路中，为了让两只灯泡都能长时间发光，则所能加的最大电压是______V。
14.如图所示电路，电源电压恒定不变，R为定值电阻，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，滑动变阻器的消耗的电功率随电流变化关系如图乙所示，滑动变阻器的最大功率为______
15.如图所示电能表接在家庭电路中，为了不损坏电能表，接到此电能表上的用电器的总功率不能超过，则电能表括号内的数值是______ A。若此时电路中只有一个电磁炉在工作，且电能表转盘转过1080转用时，这个电磁炉的功率是______ W，电能表的示数变为______ 。
16.灯泡的额定电压为36V，通过它的电流随其两端电压变化的关系曲线如图甲所示。
将若干个此规格的灯泡串联接入220V电路中使用，则至少要串联______个灯泡。
将灯泡接入电路中，如图乙所示。滑动变阻器标有“”字样，当闭合开关S，滑片P位于中点c时，灯泡消耗的电功率为12W，则电源电压为______V。
三、实验探究题：本大题共2小题，共12分。
17.在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为，电源电压为。
用笔画线代替导线，将电路连接完整。
连接好电路闭合开关后，发现灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是______。
问题解决后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为时，为了让灯泡正常发光，此时应滑片向______左/右侧移动。
当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功串为______ W；
如表是实验中测量的几组数据，其中一个电流数据有误，此数据为______。
要完成上述表中数据测量，实验中滑动变阻器的总阻值至少为______；
小明打算只利用两电表中的电流表来测量小灯泡的额定功率，他增加了一个阻值为的定值电阻R和两个开关，设计了如图丙所示电路，请将电阻，电流表和灯泡的符号填入虚线框中便其能完成实验。
18.小华同学做“测量小灯泡的功率”实验，并探究小灯泡亮度与功率的关系，电源电压为4V，保持不变，小灯泡额定电压为。滑动变阻器标有“”字样。
图甲所示是小华正准备接入最后一根导线图中虚线所示时的实验电路。请指出图中在器材
操作上存在的不妥之处：______ 写出一点即可。
如表是记录与处理实验数据的表格部分，表中“★”处内容是______ 。
小灯泡规格 电压表的示数 电流表的示数 ★ 灯的亮度
/ /
当电压表的示数达到小灯泡的额定电压时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______ W。
小明认为中表格内数据不是真实的。请写出他判断的依据：______ 。
四、计算题：本大题共2小题，共16分。
19.如图所示，灯泡L标有“6V，3W”字样不考虑灯丝电阻变化，定值电阻。当开关、、全部闭合时，灯泡正常发光，电流表示数为。求：
定值电阻的阻值大小；
当闭合，、断开时，电路消耗的功率。
20.如图电路中，电源电压恒定，小灯泡L标有“，电阻的阻值为，滑动变阻器标有“”。当的滑片P置于最左端时，只闭合，灯泡正常发光。
求小灯泡的额定电流；
滑片P置于最左端，闭合、，求10s内电路消耗的总电能；
滑片P置于最右端，只闭合，移动滑片P，使的电功率占电路总功率的比值最小，则的电功率多大？
答案和解析
1.【答案】B
【解析】【分析】
根据串联电路的电压特点可得到三个这种灯泡串联时各灯的电压，由图象找到此时灯泡的电流，从而计算电阻的实际功率。
本题考查了串联电路的电压特点、欧姆定律和电功率公式的应用，关键是从图象中找到灯泡的电压和对应的电流。
【解答】
解：根据串联电路中总电压等于各部分两端电压之和，
所以三只相同的灯泡串联在12V电源上，每只灯泡两端电压，
由图象当，，
所以此时灯泡的电阻：；
此时每只灯泡的实际功率：所以ACD错误，B正确。
故选B。
2.【答案】A
【解析】解：
由可得两灯的电阻分别为：
，，
比较可知；
在开关S闭合的前提下，①只闭合，灯泡、L串联接入电路，②只闭合，灯泡、L串联接入电路，
因串联电路总电阻等于各部分电阻之和，且，所以，由欧姆定律可知，即在②中的电流大；
因灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，所以根据公式可知，灯泡L在②中比在①中的电功率大，亮度较亮。
故选：A。
根据电功率公式分别计算灯泡和灯泡的电阻，并比较两灯的电阻大小；
在开关S闭合的前提下，①只闭合，灯泡、L串联接入电路，②只闭合，灯泡、L串联接入电路；根据串联电路电阻规律可知电路①和电路②的总电阻的大小关系，根据欧姆定律可得通过两电路的电流的大小关系，根据电功率公式可知灯泡L在②中与在①中的电功率的大小关系，灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，据此解答。
本题考查了串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，题目有一定难度。
3.【答案】D
【解析】解：由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
根据可得，灯的额定电流：
，
由于串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为，
所以，电路中的最大电流为，
由得灯泡的电阻：，
电路中的最小总电阻：，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
；
滑动变阻器两端的最小电压为：
，
该电路的最大功率：
，故D正确；
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，此时电路中的电流：
，
此时滑动变阻器两端的电压：，
所以，当滑动变阻器接入电路中的电阻不能为，
则滑动变阻器两端的最大电压应为3V，所以，电压表示数的变化范围是，故B错误；
因串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和，
灯泡两端的最小电压为：，
电路中的最小电流为：，
则电流表示数的变化范围是，故A错误；
滑动变阻器接入电路中的最大电阻为：，
则滑动变阻器阻值变化范围是，故C错误。
故选D。
由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
知道灯泡的额定电压和额定功率，根据求出灯泡的额定电流，然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值，再根据求出该电路的最大功率；
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用求出电压表的最大示数与电压表的量程比较即可判断电压表的最大示数，然后根据串联电路的特点和欧姆定律求出最小电流和变阻器的最大电阻值。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据灯泡的额定电压和电流表的量程确定电路中的最大电流，对于选择题并不一定完全解答选项，只要有不正确的地方，本选项即为不正确。
4.【答案】C
【解析】解：由图甲电路图可知，定值电阻和电阻R串联，电压表测两端的电压，
为定值电阻，由可知，电路中的电流随温度t的变化图线与图乙类似，
电源的电压不变，由可知，电路消耗的总功率P与随温度t的变化图线也与图乙类似，由选项可知，C正确、ABD错误。
故选：C。
由图甲电路图可知，定值电阻和电阻R串联，电压表测两端的电压，根据欧姆定律得出电路中的电流随温度t的变化图线与图乙的关系，根据得出电路消耗的总功率P与随温度t的变化图线与图乙的关系，然后得出答案。
本题考查了欧姆定律和电功率公式的灵活应用，图像题是中考的难题之一。
5.【答案】B
【解析】【分析】
额定电压是指用电器正常工作时的电压；电功率是表示电流做功快慢的物理量；根据和来作出分析和解答。
此题主要考查的是学生对额定电压、电功率概念及其计算公式的理解和掌握，基础性题目。
【解答】
A、两电热水壶的额定电压相同，且都正常工作，所以它们两端的电压相等，故A错误。
B、甲的额定功率大于乙的额定功率，且都正常工作，根据电功率的物理意义可知，电流通过甲电热水壶做功较快，故B正确。
C、两电热水壶的额定电压相同，都正常工作时，甲的额定功率大，根据可知，通过甲的电流大，故C错误。
D、两个电热水壶都正常工作时，通电时间相同，甲的额定功率大，根据可知，甲消耗的电能多，故D错误。
6.【答案】D
【解析】解：设两种灯泡正常发光的时间为t，
，
消耗的电能为
白炽灯消耗的电能为
灯可以节约
故选
设两种灯泡正常发光的时间为t，利用公式计算消耗的电能；消耗的电能之差与白炽灯消耗的电能之比就是节约的百分比．
LED灯具有节能、环保、对人眼无危害等特点，现在已基本替代白炽灯．
7.【答案】C
【解析】解：因并联电路中各支路两端的电压相等，且保证其中一盏灯正常发光，且另一盏灯不会烧毁，
所以，两灯泡并联时，正常发光的是额定电压较小的灯泡，此时电源的电压，的功率为3W，
由可得，灯泡的电阻：
，
灯泡并联3V的电源上时的实际功率：
，
电路中的最大总功率：
。
故选：C。
两灯泡并联时它们两端的电压相等，为保证其中一盏灯正常发光且另一盏灯不会烧毁，则正常发光的为额定电压较小的灯泡，根据求出另一灯泡的电阻，再根据并联电路的电压特点和求出另一灯泡的电功率，两灯泡的电功率之和即为电路中的最大总功率。
本题考查了并联电路的特点和电功率公式的灵活应用，关键是知道两灯泡并联时为保证电路安全能正常发光的灯泡为额定电压较小的。
8.【答案】C
【解析】解：根据知，两灯泡的电阻分别为：
，，
AB、灯正常发光时，其两端的电压为4V，保持滑片P的位置不变，接入灯，两灯的电阻不同，则ab间的电压会发生变化，故灯不会正常发光，故AB错误；
CD、灯正常发光时的电流为：；
根据串联电路电压特点可知，滑动变阻器两端的电压为：
，
由欧姆定律得，滑动变阻器接入电路的电阻为：
，
换上后的总电阻为为：，
此时电路中的电流为：，
灯的实际功率为：，故C正确，故D错误。
故选：C。
本题考查了电路的动态分析，涉及到电功率公式和欧姆定律、串联电路特点的应用，要注意灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
9.【答案】C
【解析】解：闭合开关，R和串联，电流表测量电路电流。
AB、当电流表示数I的倒数为时，电路中电流为，此时R接入电路的电阻值为0，
根据欧姆定律可知此时通过的电流最大，为，故B错误；
根据欧姆定律可知电源电压①，
当电流表示数I的倒数为时，电路中电流为，此时R接入电路的电阻值为，
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压②，
联立①②可得：，；故A错误；
CD、调整电阻箱R的阻值，此时电路中的电流，根据可知R的电功率，
当时，R的电功率最大，为，故C正确，D错误。
故选：C。
闭合开关，R和串联，电流表测量电路电流。
当电流表示数I的倒数为时，电路中电流为，此时R接入电路的电阻值为0，根据欧姆定律可知此时通过的电流最大；
根据欧姆定律可得出电源电压的表达式；
当电流表示数I的倒数为时，电路中电流为，此时R接入电路的电阻值为，根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得出电源电压的表达式；
联立两表达式可得电源电压和的值；
调整电阻箱R的阻值，根据欧姆定律可得出此时电路中的电流，根据可知R的电功率的表达式，进而分析并得出当R的最大电功率。
本题考查电路分析、欧姆定律的应用和电功率的计算，综合性强，难度适中。
10.【答案】电饭锅 1500
【解析】解：台灯的额定功率一般小于40W，电饭锅的额定功率在1000W左右、电视机的额定功率在200W左右，所以规格为“220V 1000W”的用电器可能是电饭锅；
该用电器正常工作消耗的电能：
，
电能表的转盘转的圈数：
。
故答案为：电饭锅；1500。
估测台灯、电饭锅、电视机的额定功率，确认规格为“220V 1000W”的用电器是哪一种用电器；
利用求该用电器正常工作消耗的电能，表示电路中每消耗的电能，电能表的转盘转3000r，据此求电路中只有这一用电器正常工作电能表的转盘转的圈数。
本题考查了电功率的估测、消耗电能的计算，明确电能表相关参数的含义是关键。
11.【答案】
【解析】解：该无人机电池最多可提供的电能为：
；
由题意可知，输出的机械能：；
飞行功率，
由得，飞行时间为：
。
故答案为：；。
根据求出该无人机电池最多可提供的电能；先根据求出输出的机械能，然后根据得出飞行时间。
本题主要考查电功公式，功率公式及效率公式的应用，计算时注意单位要统一，难度不大。
12.【答案】
【解析】解：
若一个“220V 60W”的白炽灯每天正常工作2小时，则30天消耗的电能：
，
这些电能可供“220V 5W”的LED灯正常工作的时间：
。
故答案为：；720。
根据求出一个“220V 60W”的白炽灯每天正常工作2小时，30天消耗的电能；
根据得出这些电能可供“220V 5W”的LED灯正常工作多长时间。
本题考查了电功率公式及其变形公式的应用，计算时注意单位统一，属于基础题。
13.【答案】
【解析】解：由得灯泡的额定电流：
；
，
因为串联，为了让两只灯泡都能长时间发光，只能让第一盏灯正常发光，即电路中电流只能为，
由和得：
；
；
由欧姆定律可得：
电路中的电压：。
故答案为：；18。
根据串联电路电流的特点，即串联电路处处电流相等，为了确保每个用电器都不烧坏，选择较小的额定电流；然后根据串联电路电压的特点求出总电压。
两电阻串联时，电路中的电流相等，所以为了保证安全，以额定电流小的为准，这是本题的关键。
14.【答案】
【解析】解：由电路图可知，R与滑动变阻器串联。
由图像可知，滑片在某个位置时，变阻器消耗的功率为，电路中电流为，
根据可得此时滑动变阻器R的电压为：，
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压：
----------①
滑片在另一个位置时，变阻器消耗的功率为，电路中电流为，
此时滑动变阻器R的电压为：，
则电源电压：----------②
由①②解得：，；
设滑动变阻器接入电路中的电阻为，此时的功率为：
，
由数学知识可知，当时滑动变阻器的功率最大，最大为：
。
故答案为：。
由电路图可知，R与滑动变阻器串联。
由图像可知，滑片在某个位置时，变阻器消耗的功率为，电路中电流为；滑片在另一个位置时，变阻器消耗的功率为，电路中电流为，根据分别求出此时滑动变阻器的电压，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源电压不变列出等式即可求出定值电阻的阻值，进一步求出电源的电压；
根据电阻的串联和欧姆定律表示出滑动变阻器接入电路中的电阻为时电路中的电流，根据表示出滑动变阻器消耗的电功率，然后根据表达式得出变阻器消耗的功率最大时变阻器接入电路中的电阻和其最大值。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确判断出滑动变阻器消耗的电功率最大时变阻器接入电路中的阻值是关键。
15.【答案】
【解析】解：根据知，
电能表允许通过的最大电流为：
；
电能表的转盘转1080r消耗的电能为：
；
用电器的总功率为：
；
电能表原来的读数为：，
电能表现在的读数为：。
故答案为：20；1800；。
根据电能表上的参数可以根据公式计算出电能表允许通过的最大的电流；
根据转数可以求出所消耗的电能，然后利用得到用电器的总功率；
用现在电能表的读数加上消耗的电能即可算出电能表现在的示数。
此题主要考查了有关电能表参数的意义及有关的计算，同时考查了电功率的计算公式及其变形公式的应用，综合性较强，但难度不大。
16.【答案】7 44
【解析】解：
根据串联电路的电压特点可知，将若干个此规格的灯泡串联接入220V电路中使用，则至少要串联灯泡的个数是：个，为了防止烧毁灯泡，应该要串联7个这样的灯泡；
由题知，灯泡消耗的电功率为12W，由结合甲图可知，此时灯泡的电压20V，电流是，
由题知，此时滑片P位于中点，即变阻器的有效电阻是，
由欧姆定律可得变阻器的电压为：，
由串联电路电压特点可得总电压：。
故答案为：；。
在串联电路中，总电压等于各串联电阻电压之和，由此分析计算；
根据灯泡的功率是12W，结合甲图可以判断出灯泡的电压和电流，进而据滑片P位于中点，结合欧姆定律可以计算出变阻器的电压，即可得电源电压。
此题考查了串联特点和欧姆定律的应用，关键是从图象中找到有用的信息。
17.【答案】移动滑片，观察灯泡是否发光 右
【解析】测量小灯泡电功率时，电压表与小灯泡并联，滑动变阻器的正确接法是一上一下；答案如下图：
；
电压表、电流表均有示数，说明电路通路，小灯泡不亮有可能功率太小，接下来应该移动滑片，观察灯泡是否发光；
小灯泡两端电压为，要使小灯泡正常发光时，两端电压为，即增加灯泡两端电压，增大电路中电流，减小滑动变阻接入电路中的电阻，滑片应向右滑动；
当小灯泡正常发光时，由图乙知，电流表选用小量程，分度值为，示数为，故小灯泡的额定功率为；
小灯泡的电阻随着温度的升高而增大，即随着灯泡两端的电压的增大而增大，根据欧姆定律可知小灯泡的电阻从左向右依次是，、、、，所以最后一组数据有误；
根据表中数据，灯泡两端电压最小为，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，电压为，此时电路中的电流为，滑动变阻器的阻值为；
若不用电压表，根据并联电路各支路两端电压相等的特点，应让小灯泡和定值电阻并联，调节滑动变阻器，使通过定值电阻的电流I满足，则此时小灯泡两端电压就是，所以题图中最上边框内是小灯泡，左下框内是定值电阻R，右下框内是电流表，如下图所示。闭合开关S、，断开，调节滑片，使电流表示，此时小灯泡两端电压就是，然后再闭合，断开，读出电流表的示，则通过小灯泡的额定电流，则小灯泡额定功率。
故答案为：见解析；移动滑片，观察灯泡是否发光；右；；；；见解析。
根据滑动变阻器和电压表的正确使用方法连接实物图；
电压表、电流表均有示数，说明电路连接没有断路，小灯泡不亮有可能功率太小；
小灯泡正常发光时，两端电压为额定电压，即；
根据额定功率为计算即可；
小灯泡的电阻随着温度的升高而增大，即随着灯泡两端的电压的增大而增大；
小灯泡两端电压最小时，滑动变阻器接入电路中电阻最大，根据欧姆定律计算即可；
根据并联电路各支路两端电压相等的特点，小灯泡和定值电阻并联，判断题目中小灯泡、定值电阻R、电流表的位置。
本题综合考查电功率的测量及应用，综合性比较强，有一定的难度。
18.【答案】开关是闭合的滑动变阻器滑片未移动到阻值最大处灯的功率此时变阻器连入电路的电阻为，但变阻器的最大电阻为
【解析】解：连接电路时开关应处于断开状态，图中开关是闭合的；
探究小灯泡亮度与功率的关系，故表中所缺内容为灯的功率；
灯在额定电压下正常发光，当电压表的示数达到额定电压时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为，电流为，则小灯泡的额定功率为：；
由表中数据，根据串联电路的规律和欧姆定律，此时变阻器连入电路的电阻：，即大于变阻器的最大电阻，所以中表格内数据不是真实的。
故答案为：开关是闭合的滑动变阻器滑片未移到阻值最大处；灯的功率；；此时变阻器连入电路的电阻为，但变阻器的最大电阻为。
连接电路时开关要断开；滑动变阻器滑片要移到阻值最大处。
根据实验目的分析；
灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，根据得出小灯泡的额定功率；
由表中数据，根据串联电路的规律和欧姆定律求出变阻器连入电路的电阻与现有变阻器的电阻比较。
本题测量小灯泡的功率，考查注意事项、表格设计、操作过程及串联电路的规律和欧姆定律的运用。
19.【答案】解：当开关、、均闭合时，短路，灯L与并联，电流表测干路电流，
因为灯L正常发光，则有：；
由得，通过小灯泡电流：
；
根据并联电路电流的规律知，通过电流为：
，
由可得，定值电阻的阻值：
；
当开关闭合，和断开时，灯L与串联，
由可得，小灯泡电阻：
；
电路总电阻：
，
电路消耗的功率：
。
答：定值电阻的值为；
当闭合，、断开时，电路消耗的功率是。
【解析】当开关、、均闭合时，短路，灯L与并联，小灯泡恰好正常发光，由此可求得电源电压；然后根据欧姆定律可求得通过小灯泡的电流，再根据并联电路的电流规律可求得通过的电流，然后根据欧姆定律可求得电阻的值；
当开关闭合，和断开时，灯L与串联，根据小灯泡L标有“6V3W”字样求得小灯泡的电阻，然后可求得电路中的总电阻，然后利用可求得电路消耗的功率。
此题涉及到并联电路的电流规律，欧姆定律公式及其变形的应用，串联电路的电流特点，电功的计算等多个知识点，是一道综合性较强的题目。
20.【答案】解：根据得小灯泡正常发光的电流：
；
当的滑片P置于最左端时，只闭合，电路为只有灯泡L工作的电路，灯泡正常发光，说明灯泡两端的电压为电源电压，故；
滑片P置于最左端，闭合、，电路为灯泡L和电阻并联的电路，
通过电阻的电流为：，
干路的电流为：，
10s内电路消耗的总电能：；
滑片P置于最右端，只闭合，电路为电阻的和串联的电路，
滑动变阻器消耗的电功率为，
电路消耗的总功率为，
的电功率与电路总功率的比值：
，
要想使这个比值最小，则要最大，滑动变阻器接入电路的电阻最小，同时电流不能超过，即，
此时电路的总电阻为：，
的最小电阻为：；
当为时的电功率占电路总功率的比值最小，
则的电功率：
。
答：求小灯泡的额定电流为；
滑片P置于最左端，闭合、，10s内电路消耗的总电能为84J；
滑片P置于最右端，只闭合，移动滑片P，使的电功率占电路总功率的比值最小，则的电功率。
【解析】当的滑片P置于最左端时，只闭合，电路为只有灯泡L工作的电路，灯泡正常发光，说明灯泡两端的电压为电源电压。
根据算出小灯泡的额定电流；
滑片P置于最左端，闭合、，电路为灯泡L和电阻并联的电路，根据算出电阻的电流，根据并联电路电流的特点算出干路电流，根据算出消耗的电能；
滑片P置于最右端，只闭合，电路为电阻的和串联的电路，滑动变阻器消耗的电功率为，电路消耗的总功率为，根据的电功率占电路总功率的比值最小写出关系式和最大电流不超过，求出总电阻，根据串联电路电阻的关系算出的电阻，根据算出电功率。
此题主要考查的是学生对电功率、欧姆定律计算公式和串并联电路特点的认识和掌握，综合性较强，弄清电路结构是解决此题的关键。
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