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    3．把标有“6V 3W”的小灯泡L与最大阻值为100Ω的滑动变阻器R连接在总电压恒为18V电路中，如图所示．电流表和电圧表选择的量程过程分别为“0～0.6A”和“0～15V”．要求闭合开关S后，两电表的示数均不超过所选量程，且灯泡L两端电压不超过额定值（设灯丝电阻不变）．求：
    （1）小灯泡的电阻；
    （2）当小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的功率；
    （3）为保证各电路元件安全，滑动变阻器R允许调节的阻值范围．

    分析 （1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出小灯泡的电阻；
    （2）小灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用P=UI求出滑动变阻器消耗的电功率．
    （3）比较灯泡的正常发光时的电流和电流表的量程确定电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，根据串联电路的特点和欧姆定律得出等式即可求出变阻器接入电路中的最大阻值，然后求出滑动变阻器R允许调节的阻值范围．

    解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，小灯泡的电阻：
    RL=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
    （2）因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，
    所以，电路中的电流：
    I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{6V}{12Ω}$=0.5A，
    因串联电路中总电压等于各分电压之和，
    所以，滑动变阻器两端的电压：
    UR=U-UL=18V-6V=12V，
    滑动变阻器消耗的功率：
    PR=URI=12V×0.5A=6W；
    （3）因灯泡正常发光时的电流为0.5A，电流表的量程为0～0.6A，
    所以，电路中的最大电流I=0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
    此时电路中的总电阻：
    R总=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{18V}{0.5A}$=36Ω，
    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
    所以，变阻器接入电路中的最小阻值：
    R小=R总-RL=36Ω-12Ω=24Ω，
    当电压表的示数UR大=15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
    此时灯泡两端的电压：
    UL小=U-UR大=18V-15V=3V，
    因串联电路中各处的电流相等，
    所以，电路中的电流：
    I′=$\frac{{U}_{L小}}{{R}_{L}}$=$\frac{{U}_{R大}}{{R}_{大}}$，即$\frac{3V}{12Ω}$=$\frac{15V}{{R}_{大}}$，
    解得：R大=60Ω，
    则滑动变阻器R允许调节的阻值范围为24Ω～60Ω．
    答：（1）小灯泡的电阻为12Ω；
    （2）当小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的功率为6W；
    （3）为保证各电路元件安全，滑动变阻器R允许调节的阻值范围为24Ω～60Ω．

    点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，会确定滑动变阻器接入电路中的最大和最小阻值是关键．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    14．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，若电键S由闭合到断开，电压表V1的示数将变大，电压表V2的示数将变小．电键S闭合后，滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，电压表V1示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值将不变．（均选填“变大”、“不变”或“变小”）

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    11．某班同学进行登楼比赛，看谁做功快．甲乙同学记录自己两次从一楼跑到确定的楼层所用的时间，并填入下面表格中，然后将有关的物理量也记录在下面的表格中．
    学生实验序号学生的质量 （千克）楼梯的高度 （米）登梯做的功 （焦耳）所用的时间 （秒）
    甲150315005
    250315008
    乙354612
    454316205
    （1）第3次实验乙同学做的功3240J．分析比较实验次数1、4，可以得出的初步结论是：当做功所用时间相同时，做功越多，做功越快．
    （2）分析比较实验次数1和2，可以得出的初步结论是做相同的功，所用时间越少的，做功越快．
    （3）分析比较实验次数2与3，若要比较甲乙两位同学做功的快慢，则可以比较做的功与所用时间的比值来确定哪位同学做功快．因此为了比较做功快慢，还应在表格中添加栏目是功/时间．
    （4）分析比较以上实验数据，可以得出登楼做功最快的学生是乙（选填“甲”或“乙”）．

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    18．如图所示的几种机械吊起同一物体（不计杠杆重、绳重、滑轮重以及机械间的摩擦），其中最省力的是（　　）
    A．B．C．D．

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    8．下列关于声现象的说法正确的是（　　）
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    15．如图甲是静止在水平地面上的拉杆旅行箱的示意图，O是轮子的转轴，O′是箱体的重心，以O为支点．画出力F的力臂L1和箱体所受重力的示意图．若要使图乙中小磁针的指向满足图示方向，且滑动变阻器的滑片向右端移动时通电螺丝管的磁性减弱，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整．

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    请回答下列问题：
    （1）当线圈通电时，周围就会产生磁场，这是电流的磁效应．
    （2）线圈中通入交流电，能使铝环跳起后停在空中．
    （3）铝环停在空中时磁场力和重力平衡．

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