压轴题08 电功和电功率
1．“道路千万条，安全第一条；行车不规范，亲人两行泪。”酒后不开车是每个司机必须遵守的交通法规。甲图是酒精测试仪工作电路原理图，电源电压U=6V；R1为气敏电阻，它的阻值随气体中酒精含量的变化而变化，如乙图所示。气体中酒精含量大于0且小于80mg/100mL为酒驾，达到或者超过80mg/100mL为醉驾。使用前通过调零旋钮（即滑动变阻器R2的滑片）对测试仪进行调零，此时电压表示数为U1=5V，调零后R2的滑片位置保持不变。
（1）当电压表示数为U1=5V时，求R1消耗的电功率
（2）当电压表示数为U1=5V时，求R2接入电路中的阻值
（3）某次检测中，电流表示数I1′=0.2A，请通过计算，判断此驾驶员属于酒驾还是醉驾。
【答案】（1）0.5W （2）10Ω （3）此驾驶员为酒驾．
【解析】
【详解】
（1）由图可知，当气体中酒精含量为0mg/100mL时，R1的阻值为50Ω由P=UI，
得：P1=
=
=0.5W；
（2）通过R1的电流为：I1=
=
=0.1A，因为R2与R1串联，所以通过R2的电流为：I2=I1=0.1A，由U总=U1+U2得R2两端的电压为：U2=U总−U1=6V−5V=1V，由得R2=
=
=10Ω；
（3）由得R’总=
=
=30Ω，因为R1与R2串联，则R总=R1+R2，此时R1的阻值为R1′=R总′−R2=30?−10?=20?，由图可知，R1的阻值随气体中酒精含量减小而增加，当R1=10?时，气体中酒精含量为80mg/100mL，则当R1′=20?时，气体中酒精含量大于0mg/100mL且小于80mg/100mL，故此驾驶员为酒驾。
2．如图所示，电源电压和灯L的电阻保持不变，定值电阻R1＝20Ω，灯L标有“6V 3W”字样。电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，求：
（1）灯泡L的电阻为多少？
（2）将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S1、S2、S3时，电压表的示数为6V，电流表的示数为0.4A，滑动变阻器R2的最大阻值为多少？
（3）在确保电路安全的情况下，电路消耗的最小功率与最大电功率之比为多少？（不考虑电路中无电流通过的情况）。
【答案】（1）12Ω；（2）60Ω；（3）5：36。
【解析】
【详解】
（1）根据P=UI可得，灯泡的额定电流：
，
根据欧姆定律可得，灯泡的电阻：
；
（2）将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S1、S2、S3时，R与滑动变阻器的最大值并联，电流表测干路电流；因为并联电路中各支路两端的电压相等，因此电压表测电源电压为6V；
则通过R的电流：
；
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过滑动变阻器的电流：
Iab=I﹣IR=0.4A﹣0.3A=0.1A；
由可得，滑动变阻器的最大阻值：
；
