5. (2024,内江)图 18 - 2 - 8 甲所示的是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪,其简化原理图如图 18 - 2 - 8 乙所示。在测试中,测试的同学向前水平推动测试仪的滑块(相当于向右移动图 18 - 2 - 8 乙中滑动变阻器的滑片 P),用电压表的示数反映被测试者的成绩。电源的电压恒为 6 V,电压表的测量范围为 0 ~ 3 V,电流表的测量范围为 0 ~ 0.6 A,滑动变阻器$ R_{1} $标有“20 Ω 1.5 A”的字样,电阻器$ R_{2} = 10 \Omega $,闭合开关 S。求：
(1)当滑动变阻器连入电路的阻值$ R_{1} = 2 \Omega $时,电压表的示数；
(2)在保证电路元器件安全的情况下,电路消耗总功率的最小值。

(1)1V;
(2)1.8W。
【解析】
(1)由题图可知,滑动变阻器与定值电阻$R_{2}$串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,当滑动变阻器连入电路的阻值$R_{1}=2\Omega $时,电路总电阻$R_{总}=$$R_{1}+R_{2}=2\Omega +10\Omega =12\Omega $,电路中的电流$I=\frac {U}{R_{总}}=$$\frac {6V}{12\Omega }=0.5A$,滑动变阻器两端的电压$U_{1}=IR_{1}=$$0.5A×2\Omega =1V$。
(2)由$P=UI$可知,电源电压恒定,电流越小,电路消耗的电功率越小,则滑动变阻器应该调大阻值。当滑动变阻器阻值变大,电压表示数也会相应变大。故当电压表示数为最大测量值3V时,定值电阻$R_{2}$两端电压也为3V,此时电路中有最小电流$I_{min}=I_{2}=\frac {U_{2}}{R_{2}}=\frac {3V}{10\Omega }=0.3A$,此时由$P=UI$可知,电路中的最小电功率$P_{min}=$$U_{总}I_{min}=6V×0.3A=1.8W$。

1. 灯泡的亮度由决定。标有“6 V 3 W”的灯泡的电阻为Ω,该灯泡的额定电流为A。(忽略温度对电阻的影响)

实际功率 12 0.5 【解析】灯泡亮度由实际功率决定;灯泡电阻$R=\frac {U_{额}^{2}}{P_{额}}=\frac {(6V)^{2}}{3W}=12\Omega$,额定电流$I_{额}=\frac {P_{额}}{U_{额}}=\frac {3W}{6V}=0.5A$。

实际功率 12 0.5

2. (2024,达州)某彩色电视机的铭牌如图 18 - 2 - 9 所示,其额定电功率为W,额定电流是A。当它正常工作时,60 s 内消耗的电能为J。
|××牌74厘米彩色电视机| |
|型 号: TCO2975GF| |
|电 源: ~50 HZ 220 V 生产许可证编号| |
|消耗功率: 110 W 0600 - 101 - 2025| |
|××电器股份有限公司| |

110 0.5$6.6×10^{3}$【解析】电视机的额定功率为 110 W,额定电流$I=\frac {P}{U}=\frac {110W}{220V}=0.5A$。电视机消耗的电能$W=Pt=110W×60s=6.6×10^{3}J$。

110；0.5；$6.6×10^{3}$

3. 一只电烙铁的铭牌上标着“220 V 100 W”字样,它正常工作时,电压是V,电阻是Ω。若将其接在 110 V 的电压下,则其实际功率是W。(忽略温度对电阻的影响)

220 484 25 【解析】电烙铁的额定电压为220 V,电阻$R=\frac {U^{2}}{P}=\frac {(220V)^{2}}{100W}=484\Omega $。将电烙铁接在 110 V 的电压下时,电烙铁的实际功率$P_{实}=$$\frac {U_{实}^{2}}{R}=\frac {(\frac {1}{2}U_{额})^{2}}{R}=\frac {\frac {1}{4}(U_{额})^{2}}{R}=\frac {1}{4}P_{额}=\frac {1}{4}×100W=25W$。

220；484；25
（1）电烙铁正常工作时电压等于额定电压，为220 V。
（2）电阻$R=\frac{U^{2}}{P}=\frac{(220\ V)^{2}}{100\ W}=484\ \Omega$。
（3）接在110 V电压下，实际功率$P_{实}=\frac{U_{实}^{2}}{R}=\frac{(110\ V)^{2}}{484\ \Omega}=25\ W$。

4. 将两只分别标有“6 V 3 W”“3 V 3 W”字样的小灯泡 $ L_1 $、$ L_2 $ 串联起来,直接接到电压恒定的电源两端,两灯泡均发光,此时两灯泡电压之比 $ U_1:U_2 $ = ;若两灯并联后接入 3 V 电路中,则 $ L_1 $、$ L_2 $ 两灯泡的实际电功率之比 $ P_1:P_2 $ = 。(忽略温度对灯丝电阻的影响)

$4:1$$1:4$【解析】$L_{1}$的电阻$R_{1}=\frac {U_{1}^{2}}{P_{1}}=\frac {(6V)^{2}}{3W}=$$12\Omega ,L_{2}$的电阻$R_{2}=\frac {U_{2}^{2}}{P_{2}}=\frac {(3V)^{2}}{3W}=3\Omega $。串联时电压比$U_{1}:U_{2}=R_{1}:R_{2}=12:3=4:1$;并联时电压均为3 V,由公式$P=\frac {U^{2}}{R}$知,电压相同,电功率之比$P_{1}:$$P_{2}=R_{2}:R_{1}=1:4$。

$L_{1}$的电阻$R_{1}=\frac{U_{1}^{2}}{P_{1}}=\frac{(6\ V)^{2}}{3\ W}=12\ \Omega$，$L_{2}$的电阻$R_{2}=\frac{U_{2}^{2}}{P_{2}}=\frac{(3\ V)^{2}}{3\ W}=3\ \Omega$。串联时，电流处处相等，由$U=IR$可得电压之比$U_{1}:U_{2}=R_{1}:R_{2}=12\ \Omega:3\ \Omega=4:1$；并联接入$3\ V$电路中，各支路电压相等，由$P=\frac{U^{2}}{R}$可得实际电功率之比$P_{1}:P_{2}=R_{2}:R_{1}=3\ \Omega:12\ \Omega=1:4$。
$4:1$；$1:4$