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    2021年中考物理压轴培优练《专题13电学比例》(含答案解析)

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    这是一份2021年中考物理压轴培优练《专题13电学比例》(含答案解析),共23页。

    压轴专题13 电学比例
    一.选择题(共16小题)
    1.(2018•攀枝花)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为4:3.此时灯L1和L2的电阻之比为(  )

    A.1:3 B.3:1 C.3:4 D.4:3
    【答案】A。
    【解析】
    由图知,如果甲、乙两个电表中任何一个为电流表,将会形成短路,因此甲、乙都为电压表,此时灯L1、L2串联连接,电压表乙测量L2两端电压,电压表甲测量电源电压;
    因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,且甲、乙两个电表的示数之比是4:3,
    所以灯L1、L2两端电压之比:U1:U2=(4﹣3):3=1:3;
    又因为串联电路电流相等,即I1=I2;
    所以,由I可得,R1:R2:U1:U2=1:3。
    2.(2018•南充)如图所示的电路,电源电压为3V,R1=15Ω,R2=5Ω,当开关S闭合时,下列分析正确的是(  )

    A.R1、R2两端电压之比为3:1 B.通过R1、R2电流之比为3:1
    C.R1、R2消耗的电功率之比为1:3 D.R1的电功率为1.8W
    【答案】C。
    【解析】由图知,两电阻并联,
    A、并联电路各支路两端的电压相等,所以R1、R2两端电压之比为1:1,故A错误;
    B、根据I可得,通过R1、R2电流之比为:
    I1、I2:1:3,故B错误;
    C、R1、R2消耗的电功率之比为:
    P1、P2:1:3,故C正确;
    D、因为两电阻并联,所以U1=U=3V,
    则R1的电功率:P10.6W,故D错误。
    3.(2019•青山区一模)如图所示,电源电压保持不变,R1:R2:R3=1:1:2.闭合开关S1、S2,电压表V1、V2的示数分别为U1、U2,电流表A的示数为I,只闭合开关S1,电压表V1、V2的示数分别为U1′、U2′,电流表A的示数为I′,则下列说法中错误的是(  )

    A.U1:U2=1:1 B.U1′:U2′=1:3
    C.I:I′=4:1 D.U2:U2′=2:3
    【答案】C。
    【解析】已知R1:R2:R3=1:1:2,可设R1=R2=R,R3=2R,
    闭合开关S1、S2时,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,
    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
    所以,电路中电流表的示数:
    I,
    两电压表的示数分别为:
    U1=IR1R,U2=IR2R,
    则U1:U2:1:1,故A正确;
    只闭合开关S1时,R1、R2、R3串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2和R3两端的电压之和,电流表测电路中的电流,
    此时电路中电流表的示数:
    I′,
    则I:I′:2:1,故C错误;
    两电压表的示数分别为:
    U1′=I′R1R,U2′=I′(R2+R3)(R+2R),
    则U1′:U2′:1:3,U2:U2′:2:3,故BD正确。
    4.(2019•苏州)额定电压均为6V的甲、乙两灯,I﹣U图线如图所示。下列说法正确的是(  )

    A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
    B.甲、乙两灯的额定功率之比为4:1
    C.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,电阻之比为3:2
    D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,实际功率之比为1:3
    【答案】D。
    【解析】
    A.由甲、乙曲线图可知,灯泡的电阻随电压的增大而增大。故A错误;
    B.由于甲、乙两灯的额定电压均为6V,由图象可知:I甲额=0.6A,I乙额=0.3A,
    则:,故B错误;
    C、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时,由图象可知:I甲=0.3A,I乙=0.2A,根据I可得电阻之比;
    ,故C错误;
    D.把甲、乙两灯串联接在8V的电源上时,通过它们的电流相等,且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和,由图象可知,当电路中的电流为0.3A,甲灯的实际电压为2V,乙灯的实际电压为6V时满足电源电压为8V,所以实际功率之比:P甲:P乙=U甲I:U乙I=2V:6V=1:3,故D正确。
    5.(2018•宿迁)如图所示,电源电压保持不变,先闭合开关S1,电压表示数为U1;再闭合开关S2,电压表示数为U2,电阻R1、R2的阻值之比为(  )

    A.U1:U2 B.U2:UI C.U2:(U2﹣U1) D.U1:(U2﹣U1)
    【答案】D。
    【解析】
    闭合开关S1、S2时,只有电阻R1连入电路,电压表测量电源电压,则电源电压为U=U2,
    只闭合开关S1时,定值电阻R1、R2串联,电压表测量R1的电压,则R1的电压为U′=U1;
    因串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和,
    所以R2的电压:U″=U﹣U′=U2﹣U1;
    串联时通过R1、R2的电流相等,
    根据欧姆定律可得R1、R2的阻值之比:

    6.(2017•达州)如图所示,电源电压不变,当只闭合S1时,电流表A1示数为I1,电流表A2示数为I2.当开关S1、S2都闭合时,电流表A1示数为I1',电流表A2示数为I2′,I2:I1=2:3,I2′:I1′=4:7,则电阻R1:R2:R3的比值为(  )

    A.2:3:4 B.3:4:7 C.2:1:4 D.4:2:1
    【答案】C。
    【解析】当只闭合S1时,R3未接入电路,R1、R2并联,电流表A1测干路电流I,电流表A2测支路R2的电流,
    ∵I2:I=2:3,I=I1+I2,
    ∴I2:I1=2:1,即I2=2I1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
    当S1、S2都闭合时,R1、R2和R3并联,电流表A1测干路电流I′,电流表A2测支路R2的电流I2′,
    所以I′=I1′+I2′+I3,
    因电源电压和R1、R2阻值都不变,I1′=I1,I2′=I2,
    则由①可知:I2′=2I1′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
    ∵I2′:I1′=4:7,
    ∴(I1′+I3):I2′=3:4﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
    由②③得:I3I1
    ∴R1:R2:R3::::2:1:4。
    7.(2019•达州)如图所示,电源电压保持不变,R1、R2、R3为定值电阻,且R2=R3=20Ω.闭合开关S,电压表V1和V2的示数之比为4:3,此时电路消耗的总功率为P1;若把电压表V1和V2分别换成电流表A1和A2,闭合开关S后电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数
    为I2,此时电路消耗的总功率为P2.则下列结果正确的是(  )

    A.R1=10Ω I1:I2=3:2 P1:P2=1:10
    B.R1=5Ω I1:I2=2:3 P1:P2=1:10
    C.R1=10Ω I1:I2=3:2 P1:P2=10:1
    D.R1=5Ω I1:I2=2:3 P1:P2=10:1
    【答案】A。
    【解析】
    由图知,当闭合开关S时,R1、R2、R3串联,电压表V1测R2和R3两端的电压之和,电压表V2测R1和R2两端的电压之和,
    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且各处的电流相等,
    所以,由I可得,两电压表的示数之比:

    解得:R1=10Ω,故BD错误;
    此时电路消耗的总功率:
    P1;
    若把电压表V1和V2分别换成电流表A1和A2时,R1、R2、R3并联,电流表A1测R1和R2支路电流之和,电流表A2测R2和R3支路的电流之和,
    因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,
    所以,两电流表的示数之比:
    I1:I2=():()=():():3:2,
    此时电路消耗的总功率:
    P2,
    则P1:P2:1:10,故A正确、C错误。
    8.(2019•邵阳)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=3R2,当S和S1闭合、S2断开时,电压表和电流表的示数分别为U1和I1;当S1断开、S和S2闭合时,电压表和电流表的示数分别为U2和I2,则U1:U2、I1:I2分别是(  )

    A.1:1、4:3 B.1:2、1:3 C.1:1、1:4 D.1:4、1:1
    【答案】A。
    【解析】当S1闭合、S2断开时,等效电路图如图1所示;当S1断开、S2闭合时,等效电路图如图2所示。

    电源的电压不变,且两种情况下电压表测电源的电压,
    所以两次电压表的示数不变,即U1:U2=1:1;
    两电阻并联,
    I1,I2
    则I1:I2═4:3。
    9.(2015•达州)灯L1标有“6V6W”字样,灯L2标有“12V12W”字样,将L1、L2连成如图所示电路,闭合开关S,两灯都能发光,则(  )

    A.灯L2比L1亮
    B.灯L1、L2实际电压之比为1:2
    C.若一电表示数突然减小,另两电表示数不变,则可能是灯L2灯丝断了
    D.若将灯L1、L2串联后接入电路,两灯都能发光,则实际功率之比为1:2
    【答案】D。
    【解析】由P可知,灯泡电阻:R16Ω,R212Ω;
    由图示电路图可知,两灯泡并联,电压表测电源电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流;
    A、两灯泡并联,灯泡两端电压U相等,R1<R2,由P可知:P1>P2,灯L1比L2亮,故A错误;
    B、两灯泡并联,它们两端的电压相等,灯泡实际电压之比为1:1,故B错误;
    C、电压表测电源电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流,如果灯L2灯丝断了,通过L2的电流为零,两电流表示数都变小,电压表示数不变,不符合题意,故C错误;
    D、若将灯L1、L2串联后接入电路,通过两灯泡的电流I相等,两灯都能发光,则实际功率之比:,故D正确;
    10.(2016•达州)如图所示的电路中,电源电压不变,只闭合开关S1时,电压表V1与V2的示数之比为3:2,只闭合开关S2时,电压表V1与V2的示数之比为5:3,则R1与R2的电阻之比为(  )

    A.4:3 B.2:3 C.3:5 D.5:3
    【答案】A。
    【解析】由电路图可知,只闭合开关S1时,R0与R1串联,电压表V2测R1两端的电压,电压表V1测电源的电压,
    因串联电路中总电压等于各分电压之和,
    所以,两电阻两端的电压之比:

    因串联电路中各处的电流相等,
    所以,由I可得,两电阻的阻值之比为:
    ,即R1=2R0;
    只闭合开关S2时,R0与R2串联,电压表V2测R2两端的电压,电压表V1测电源的电压,
    两电阻两端的电压之比:

    两电阻的阻值之比:
    ,即R2R0,
    R1与R2的电阻之比:
    R1:R2=2R0:R0=4:3。
    11.(2014•威海)如图所示,将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在甲图中灯L1的功率为4W,在乙图中灯L1的功率为9W.设灯丝电阻不变。下列说法中不正确的是(  )

    A.甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2:3
    B.L1、L2两灯灯丝电阻之比是2:1
    C.甲图中灯L1、L2的功率之比是2:1
    D.甲、乙两图电路消耗的总功率之比是3:2
    【答案】D。
    【解析】甲图中,灯L1的功率P1,乙图中,灯L1的功率P1′,
    所以,
    所以,故A正确。
    在甲图中,灯L2两端的电压为U2,两灯串联,所以,
    所以,
    串联电路电流相等,,
    所以,故B正确。
    在甲图中,灯L1的功率P1=I2R1,灯L2的功率P2=I2R2,
    所以,故C正确。
    在甲图中消耗的总功率P甲,在乙图中消耗的总功率P乙,
    所以,故D错误。
    12.(2017•南充)如图所示,电源电压保持不变,L1、L2、L3是电阻保持不变的灯泡,L2、L3完全相同。第一次开关S、S1、S2都闭合时,L1的电功率为25W;第二次只闭合开关S时,L1的电功率为16W.则下列说法正确的是(  )

    A.L1、L2两灯丝电阻之比为1:4
    B.只闭合S时,L1和L3的功率之比为1:4
    C.L1前后两次的电压之比为25:16
    D.前后两次电路消耗的总功率之比为25:4
    【答案】D。
    【解析】(1)由图知,开关S、S1、S2都闭合时,L1、L2并联,
    由并联电路特点和P可得此时L1的电功率:P125W…①
    由图知,只闭合开关S时,L1、L3串联,
    由P可得此时L1的电功率:P1′16W…②
    ①÷②可得:,故C错误;
    由电路串联电压特点知,,
    由串联电路的分压原理可知:,
    L2、L3是完全相同,所以:,故A错误;
    (2)只闭合开关S时,L1、L3串联,两灯电流相等,
    所以两灯的电功率比:,故B错误;
    (3)开关S、S1、S2都闭合时,L1、L2并联,
    由并联电路特点和欧姆定律可得电路中电流:I•
    只闭合开关S时,L1、L3串联,
    由串联电路特点和欧姆定律可得电路中电流:I′•
    由P=UI可得两次电路消耗的电功率之比:
    .故D正确。
    13.(2017•武汉模拟)如图所示电路,电源两端电压U保持不变,闭合开关S.当开关S1闭合时,电路消耗的电功率为P,电压表V1、V2的示数分别为U1和U2;开关S1断开时,电路消耗的电功率为P′,电压表V1、V2的示数分别为U1′和U2′,电阻R3消耗的电功率为6W.已知电阻R1=2Ω,U1:U1′=3:2,U2:U2′=15:16.则下列判断正确的是(  )

    A.R3=10Ω,R1:R2=1:5 B.R2=10Ω,R2:R3=3:5
    C.U=18V,P′=18W D.P=27W,P:P′=3:1
    【答案】C。
    【解析】闭合开关S,当开关S1闭合时,等效电路图如图1所示;
    开关S1断开时,等效电路图如图2所示;

    由图1和图2可得,①

    由①②可得:③
    因电源的电压不变,则
    U=I1(R1+R2)=I2(R1+R2+R3)
    把R1=2Ω和①③式代入得:R2=10Ω,R3=6Ω;
    所以R1:R2=1:5,R2:R3=5:3;
    由图2可知,I22R3=6W,
    所以I2=1A,代入①得I1=1.5A,
    电源的电压为U=I2(R1+R2+R3)=1A×(2Ω+10Ω+6Ω)=18V;
    P=UI1=18V×1.5A=27W,P'=UI2=18V×1A=18W;
    P:P'=3:2。
    14.(2011•攀枝花)如图所示,电源电压保持不变,R1:R2=1:4.只闭合S1时,电流表的示数为0.3A,R1消耗的功率为P1;只闭合S2 时,R0消耗的功率0.4W,R2消耗的功率为P2,且P1:P2=9:4.则下列结果正确的是(  )

    A.电源电压为24V B.R0的阻值为80Ω
    C.R2的阻值为320Ω D.R0先后两次消耗的功率之比为9:4
    【答案】C。
    【解析】只闭合S1时,R1消耗的功率为P1=I12R1,只闭合S2时,R2消耗的功率为P2=I22R2,
    因为 P1:P2=I12R1:I22R2=(0.3A)2R1:I22R2=9:4,
    所以只闭合S2时电路电流I2=0.1A,
    所以R0的阻值为:R040Ω,故B错误,
    只闭合S1时,电路电流I10.3A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
    只闭合S2时电路电流I20.1A﹣﹣﹣﹣②
    ①②联立代入数据可得:R1=80Ω,
    进一步得出R2=320Ω,电源电压U=36V,故A错误,C正确,
    R0第一次消耗的电功率PR=I12R0=(0.3A)2×40Ω=3.6W,所以R0先后两次消耗的功率之比为:
    PR:P0=3.6W:0.4W=9:1,故D错误。
    15.(2019•攀枝花)如图所示,电源电压不变,当开关S2断开,S1、S3闭合时,电流表示数为I1,电压表示数为U1;当开关S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为I2,电压表示数为U2.已知R1:R2=2:1,则(  )
    A., B.,
    C., D.,
    【答案】D。
    【解析】当开关S2断开,S1、S3闭合时,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,
    已知R1:R2=2:1,则R1=2R2,
    设电源的电压为U,则此时电压表的示数U1=U,
    因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,
    所以,电流表示数I1,
    当开关S2闭合,S1、S3断开时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
    所以,电路中的电流:I2,
    此时电压表示数:U2=I2R12R2,
    所以,,,故ABC错误、D正确。
    16.(2016•荆州)如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R3.若只闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片P置于A端时,电压表V1示数为U1,电压表V2示数为U2;若此时将滑动变阻器的滑片P移至B端,电压表V1示数为U1′,电压表V2示数为U2′,电流表A1示数为0.4A.已知:U1:U1′=1:2,U2:U2′=3:1,R2=3Ω.以下说法正确的是(  )

    A.R1的电阻为3Ω
    B.电源电压为8.4V
    C.当开关都闭合,滑片滑到B端时,电流表A2的示数为2.7A
    D.当开关都闭合,电路消耗的最小功率为33.6W
    【答案】D。
    【解析】只闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片P置于A端时,R1、R2串联,等效电路图如图甲所示;
    只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P移至B端时,等效电路图如图乙所示;
    开关都闭合,滑动变阻器的滑片P置于B端时的等效电路图如图丙所示;

    (1)图甲和图乙中,
    因电阻R2的阻值一定,且U2:U2′=3:1,
    所以,由I可得:,
    因为U1:U1′=1:2,
    所以:,
    即,
    解得:R3=5R1,
    电源电压一定时,则电流与总电阻成反比,
    所以,,
    解得:R1R23Ω=2Ω,R3=5R1=5×2Ω=10Ω,故A错误;
    图乙中,电源的电压:
    U=I′(R1+R2+R3)=0.4A×(2Ω+3Ω+10Ω)=6V,故B错误;
    (2)图丙中,因并联电路中各支路两端的电压相等,
    所以,各支路的电流分别为:
    I13A,I22A,I30.6A,
    因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
    所以A2表的示数为:
    IA2=I2+I3=2A+0.6A=2.6A,故C错误;
    变阻器连入阻值最大时,电路中电流最小,
    A1的示数为:IA1=I1+I2+I3=3A+2A+0.6A=5.6A。
    此时电路消耗的总功率最小:
    P=UIA1=6V×5.6A=33.6W,故D正确。
    二.填空题(共5小题)
    17.(2014•达州)将R1=12Ω、R2=6Ω两电阻串联在某一电源上,R1、R2消耗的功率之比P1:P2= 2:1 ,此时电路消耗的总功率为P;再将它们并联后接入同一电源上,电路的总电阻R′= 4Ω ,此时电路消耗的总功率为P′;则P:P′= 2:9 。
    【答案】2:1;4Ω;2:9;
    【解析】(1)串联电路的电流相等,
    根据P=I2R得:;
    串联电路的总阻值等于串联的各电阻之和,
    所以R=R1+R2=12Ω+6Ω=18Ω;
    (2)两电阻后接入∵并联电路的总阻值得倒数等于并联的各电阻的倒数之和,
    所以R′4Ω;【答案】D。

    (3)两电阻串联和并联时接在同一电源上,则电路两端的总电压相等,
    由P得:

    18.(2013•达州)如图所示的电路中,三个电阻R1、R2、R3的阻值分别为1Ω、2Ω、3Ω,开关闭合后,通过三个电阻的电流之比为 6:3:2 ,电流表A1、A2和A3的内阻均可忽略,它们的示数分别为I1、I2和I3,则I1:I2:I3= 5:9:11 。

    【答案】6:3:2;5:9:11。
    【解析】由电路图可知,三电阻并联,电流表A1测R2和R3支路的电流之和,电流表A2测R1和R2支路的电流之和,电流表A3测干路电流;
    ∵并联电路中各支路两端的电压相等,
    ∴根据欧姆定律可得:
    IR1,IR2,IR3,
    ∴IR1:IR2:IR3::6:3:2;
    ∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
    ∴I1=IR2+IR3,
    I2=IR1+IR2,
    I3=IR1+IR2+IR3,
    I1:I2:I3::5:9:11。
    19.(2015•达州)小王同学运用所学物理知识设计了如图所示的双向控制电路,电源电压恒定不变,灯L1标有“6V 6W”字样,灯L2标有“12V 6W”字样。当开关拨至1位置且滑片P滑到中点时,灯L1恰好正常发光;当开关拨至2位置且滑片P滑到A端时,灯L2恰好正常发光,则电源电压为 12 V,滑动变阻器R的最大阻值为 12 Ω;当灯L1、L2分别正常发光时,两种电路消耗的总功率之比为 2:1 。

    【答案】12;12;2:1。
    【解析】由图示电路图可知,当开关拨至2位置且滑片P滑到A端时,只有灯泡L2接入电路,灯泡两端电压等于电源电压,
    此时灯L2恰好正常发光,灯泡两端电压等于额定电压12V,由此可知,电源电压:U=12V;
    由图示电路图可知,当开关拨至1位置且滑片P滑到中点时,灯L1与滑动变阻器串联,
    此时灯L1恰好正常发光,则电路电流:I=IL11A,
    由I可知,6Ω,滑动变阻器最大阻值:R=2×6Ω=12Ω;
    灯泡L2正常发光时的电流:IL20.5A,
    当灯L1、L2分别正常发光时,两种电路消耗的总功率之比:;
    20.(2016•攀枝花)如图所示电路,电源电压一定,电阻R1的阻值为R2的2倍,当开关S1、S2都闭合时,电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为5I1,当开关S1、S2都断开时,电流表A1的示数I1′,则I1与I1′之比为 11:6 。

    【答案】11:6。
    【解析】(1)当开关S1、S2都闭合时,三电阻并联,电流表A1测R1的电流,电流表A2测R2、R3支路的电流之和,
    因并联电路中各支路两端的电压相等,
    所以,通过三电阻的电流:
    IR1,IR2,IR3,
    因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
    所以,电流表A1的示数:
    I1=IR1,
    通过R3的电流:
    IR3=I2﹣IR2=5I15,
    则IR3,
    解得:R3R2;
    (2)当开关S1、S2都断开时,三电阻串联,电流表A1测电路中的电流,
    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
    所以,电流表A1的示数:
    I1′,
    则I1:I1′:11:6。
    21.(2016•长沙)如图,电源电压恒定,灯L的规格为“24V72W”且工作时电阻保持不变,电压表的量程为0〜15V,电流表的量程为0〜3A,在电路安全的前提下,操作如下:当只闭合S、S3时,电路中的总功率为P1,电流表示数为I1:当只闭合S2、S3时,移动滑片使滑动变阻器的阻值为R,电流表示数为I2,电阻R1和滑动变阻器的总功率为10W;再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R,电流表示数为I3,灯L和滑动变阻器的总功率为9.72W,当只闭合S、S1、S2时,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的最小总功率为P4,此时电流表示数为I4.已知P1:P4=5:6,I2:I3=10:9,则灯L的电阻为 8 Ω,I1:I4= 5:6 ,当滑动变阻器R2的阻值为 32 Ω时,该电路消耗的功率最小。

    【答案】8;5:6;32。
    【解析】当只闭合S、S3时,只有灯泡连入电路,如图A所示;
    当只闭合S2、S3时,电阻R1、滑动变阻器和灯泡串联,滑动变阻器的阻值为R,如图所示B;
    再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R,如图C所示;
    当只闭合S、S1、S2时,电阻R1、滑动变阻器并联,如图D所示;

    (1)由P得:灯泡的电阻RL8Ω;
    (2)由图AD可知:电源电压不变,由P=UI得:

    (3)由图B可知:R总2=R1+R+RL,由图C可知:R总3=R1+2R+RL,
    则I2,I3;
    已知:I2:I3=10:9,则:10:9;
    即:R1=8R﹣RL=8R﹣8Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
    由P=I2R得:
    图B中电阻R1和滑动变阻器的总功率P′=I22(R1+R),即I22(R1+R)=10W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
    图C中灯泡和滑动变阻器的总功率P″=I32(RL+2R),即I32(8Ω+2R)=9.72W﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
    由于I2:I3=10:9,则得:
    3R1=20Ω+2R﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
    解①④方程得:R1=8Ω,R=2Ω;
    由②得:I21A,
    根据图B可知:电源电压U=I2(R1+R+RL)=1A×(8Ω+2Ω+8Ω)=18V,
    由电路图可知:该电路消耗的功率最小是只闭合S2、S3,R1、灯泡和滑动变阻器串联,
    由于此时电压表测量R1和滑动变阻器两端的电压,则电压表示数U′为最大15V时,电路中的电阻最大,电流最小,此时的功率最小;
    根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:
    灯泡两端的电压UL=U﹣U′=18V﹣15V=3V;
    此时电路中的电流I′=IL0.375A,
    由I得此时电路的最小电阻为R最小48Ω,
    根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知:
    滑动变阻器连入电路的最大阻值为:R滑=R最小﹣R1﹣RL=48Ω﹣8Ω﹣8Ω=32Ω。




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