四、计算题(8分)
17. 核心素养 科学思维「2025广东中考，★☆」小明设计了可改变灯泡亮度的电路，如图，电源电压U为6 V，灯泡L标有“6 V 0.5 A”，定值电阻R为12 Ω。
(1)S₂拨到1处时，闭合开关S₁，求L的电功率。
(2)S₂拨到2处时，闭合开关S₁，电流表示数为0.3 A，求：
①R两端的电压；
②L工作100 s消耗的电能。

17.解析 (1)S₂拨到1处时，闭合开关S₁，电路中只有灯泡L工作。电源电压U为6 V，灯泡L标有“6 V 0.5 A”，则通过灯泡L的电流为0.5 A，L的电功率 $P_\mathrm{L}=U_\mathrm{L}I_\mathrm{L}=6\ \mathrm{V}×0.5\ \mathrm{A}=3\ \mathrm{W}$；
(2)S₂拨到2处时，闭合开关S₁，灯泡L与电阻R串联，电流表测电路中的电流。①根据欧姆定律 $I=\frac{U}{R}$ 得，R两端的电压 $U_R=I_1R=0.3\ \mathrm{A}×12\ \Omega=3.6\ \mathrm{V}$；②根据串联电路的电压规律可知，此时灯泡L两端的电压 $U_\mathrm{L}'=U-U_R=6\ \mathrm{V}-3.6\ \mathrm{V}=2.4\ \mathrm{V}$，则L工作100 s消耗的电能 $W=U_\mathrm{L}'I_1t=2.4\ \mathrm{V}×0.3\ \mathrm{A}×100\ \mathrm{s}=72\ \mathrm{J}$。

【分析】
首先明确开关状态对应的电路结构：(1)S₂拨到1处、闭合S₁时，电路为灯泡L的简单电路，电源电压等于灯泡额定电压，灯泡正常工作，可利用额定参数计算电功率；(2)S₂拨到2处、闭合S₁时，灯泡L与定值电阻R串联，电流表测串联电流，①根据欧姆定律计算R两端电压；②利用串联电路电压规律求出L两端电压，再结合电能公式计算L消耗的电能。
【解析】
(1)当S₂拨到1处，闭合S₁时，电路中只有灯泡L接入，电源电压U=6V等于灯泡L的额定电压，灯泡正常发光，额定电流I_L=0.5A，根据电功率公式：
$P_\mathrm{L}=U_\mathrm{L}I_\mathrm{L}=6\ \mathrm{V}×0.5\ \mathrm{A}=3\ \mathrm{W}$；
(2)当S₂拨到2处，闭合S₁时，L与R串联，电流表测串联电路电流I=0.3A：
①根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，可得R两端的电压：
$U_R=IR=0.3\ \mathrm{A}×12\ \Omega=3.6\ \mathrm{V}$；
②串联电路总电压等于各部分电压之和，此时灯泡L两端电压：
$U_\mathrm{L}'=U-U_R=6\ \mathrm{V}-3.6\ \mathrm{V}=2.4\ \mathrm{V}$；
灯泡L工作100 s消耗的电能：
$W=U_\mathrm{L}'It=2.4\ \mathrm{V}×0.3\ \mathrm{A}×100\ \mathrm{s}=72\ \mathrm{J}$。
【答案】
(1)3 W；(2)①3.6 V；②72 J
【知识点】
欧姆定律、串联电路电压规律、电能计算
【点评】
本题通过开关变换电路连接方式，考察串联电路特点及电学基本公式的应用，属于基础电学计算题，需准确分析电路结构，熟练运用相关公式即可解答。
【难度系数】
0.6