如图所示，电源电压保持不变，R2为定值电阻，小灯泡L上标有6-优题课

如图所示，电源电压保持不变， $R_{2}$ 为定值电阻，小灯泡 $L$ 上标有“ $6 V 3 W$ ”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器 $R_{1}$ 的最大阻值为 $20 Ω$ ．只闭合 $S_{1}$ ，将滑动变阻器的滑片 $P$ 移动到 $A$ 端时， $L$ 正常发光；闭合所有开关时整个电路 $1 \min$ 消耗的电能为 $540 J$ ．已知电流表的量程为 $0 ~ 0.6 A$ ，电压表的量程为 $0 ~ 3 V$ ．求：

（1）电源电压。

（2） $R_{2}$ 的阻值。

（3）在保证电路安全的前提下，只闭合 $S_{1}$ 时移动滑片 $P$ 使电路消耗的功率最小，若此时电路的最小功率为

$P_{1}$ ；只闭合 $S_{2}$ 时移动滑片 $P$ 使电路消耗的功率最大，若此时电路的最大功率为 $P_{2}$ ．则 $P_{1}$ 和 $P_{2}$ 的比是多少。

科目物理题型计算题难度较难

知识点：串联电路的电流规律电功与电能的计算并联电路的电流规律串联电路的电压规律并联电路的电压规律电功率的计算欧姆定律的应用

如图甲所示电路，电源电压恒为 $6 V$ ，小灯泡 $L$ 的 $I - U$ 图像如图乙所示。电阻 $R_{1}$ 为 $30 Ω$ ，滑动变阻器 $R_{2}$ 的额定电流为 $1 A$ ，电流表的量程为 $0 - 0.6 A$ ，电压表的量程为 $0 ~ 3 V$ ．请画出该题的各个等效电路图。

（1）当开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 、 $S_{3}$ 都闭合时， $L$ 正常发光，此时通过 $R_{1}$ 的电流是多少？

（2）只闭合开关 $S_{3}$ ，移动滑片 $P$ ，当 $R_{2}$ 接入电路中的阻值为其最大阻值的 $\frac{1}{4}$ 时，电流表的示数为 $0.2 A$ ，滑动变阻器的最大阻值是多少？

（3）在保证各元件安全的条件下，电路消耗的最大功率和最小功率各是多少？

工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重 $600 N$ 的货物，绳子自由端被竖直拉上 $6 m$ ，额外功为 $300 J$ ．求滑轮组的机械效率

小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示），内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为 $220 V$ ，额定功率 $605 W$ ．问：

（1）小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入 $6 kg$ 初温为 $20^{°} C$ 的水，加热系统的加热电阻正常工作 $15 \min$ 将水加热到 $40^{°} C$ ，此加热过程中水吸收的热量是多少？消耗的电能是多少？ $[c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})]$

（2）当小明家的实际电压是 $200 V$ 时，加热电阻工作的实际功率是多少？

（3）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是 $12 V$ （按摩系统将交流电压转换为 $12 V)$ ，工作电流为 $4 A$ ，其电阻为 $0.5 Ω$ ，电动机工作中因发热损失的功率是多少？

2017年12月24日，我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机 $AG 600$ 首飞成功，可为“海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与安全保障。它的最大飞行速度为 $560 km / h$ ，最大航程为 $4500 km$ ，巡航速度（经济、节油的飞行速度）为 $500 km / h$ 。某次起飞前，飞机静止在水平跑道上，总质量为 $51 t$ ，轮胎与跑道的总接触面积为 $0.6 m^{2} (ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g = 10 N / kg)$ 。求：

（1）飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少？

（2）起飞后，飞机在空中直线飞行 $1400 km$ ，所需要的最短时间是多少？

（3）飞机到达目的地降落后，漂浮在水面上，排开水的质量为 $46 t$ ，此时飞机受到的重力是多少？舱底某处距水面 $1.5 m$ ，水对该处产生的压强是多少？

如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻 $R_{1} = 20 Ω$ ， $R_{2} = 10 Ω$ ， $R$ 是滑动变阻器。当滑动变阻器滑片 $P$ 移动到最右端，开关 $S_{1}$ 闭合，开关 $S_{2}$ 断开时，电流表的示数为 $0.3 A$ ；当滑动变阻器滑片 $P$ 移动到中点时，开关 $S_{1}$ 闭合 $S_{2}$ 断开时，电压表的示数为 $U_{1}$ ，保持滑动变阻器滑片 $P$ 位置不变，开关 $S_{2}$ 闭合 $S_{1}$ 断开时，电压表的示数为 $U_{2}$ ，且 $U_{1} : U_{2} = 2 : 3$ ，求：

（1）电源电压；

（2）滑动变阻器的最大阻值；

（3）要使整个电路消耗的电功率为最小，请写出：开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 的开闭状态，滑动变阻器滑片 $P$ 移动到的位置，并计算出最小电功率是多少？