电学竞赛题和相关例题
题目：
1. 有一个电源（可调电阻），一个灯泡，一个滑动变阻器，一个电流表，一个电压表，请设计一个电路图，使得当滑动变阻器的滑片向右移动时，灯泡的亮度变暗，电流表的示数变小，电压表的示数变大。
例题：
【题目】
在图示电路中，电源电压保持不变，R为滑动变阻器，R0为定值电阻，灯泡L标有“6V 3W”字样。当滑片P从左端滑到右端时，电流表和电压表的示数变化范围分别为0.5A～1A和4V～9V。求：
（1）电源电压；
（2）滑动变阻器的最大阻值；
（3）滑动变阻器在电路中消耗的最小功率。
【解答】
（1）根据灯泡的铭牌可知，灯泡的额定电流为0.5A，根据欧姆定律可得：灯泡的电阻RL=U额I额=6V×6V/3W=12Ω；
（2）当滑片在右端时，滑动变阻器全部接入电路中，此时电路中的电流最大，根据欧姆定律可得：电源电压U=I(R+RL)=0.5A×(R+12Ω)，滑动变阻器的最大阻值为R=U/I−RL−−−−−−−−−−√=9V/0.5A−12Ω−−−−−−√=3Ω；
（3）当滑片在左端时，滑动变阻器全部接入电路中，此时滑动变阻器消耗的功率最小，此时电路中的电流为I′=U′R0+R=4V/R0+3Ω，滑动变阻器的功率P′=I′2R=(4V/R0+3Ω)2×3Ω=4W。
答案：（1）电源电压为9V；（2）滑动变阻器的最大阻值为3Ω；（3）滑动变阻器在电路中消耗的最小功率为4W。
这道例题涵盖了滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用以及电功率的计算等知识点，适合作为电学竞赛题的例题。
以下是一道初三物理电学竞赛题及解答：
题目：有一个电源（可视为一个恒定电压源并联一个电阻R），一个灯泡和一个可变电阻串联。已知可变电阻的初始值为10欧姆，灯泡的电阻为6欧姆。当可变电阻减小到5欧姆时，灯泡两端的电压增加了2V。求电源的电压。
解答：
根据串联电路的电压分配原则，可得到以下关系：
电源电压 = 灯泡电压 + 可变电阻电压
又因为灯泡电压增加了2V，所以有：
电源电压 - 可变电阻电压 = 灯泡电压 + 2V
初始状态时，可变电阻的电流为：I = (电源电压 - 灯泡电压) / R_L
当可变电阻减小到5欧姆时，电流减少了：ΔI = I - I_R = (R_L - R_R) / R_L
根据欧姆定律，可得到以下关系：ΔV = ΔI × R_L = ΔI × (R_L - R_R) + ΔV_R
将以上三个式子代入题目中的条件中，可得：
ΔV_R = 2V
(电源电压 - 灯泡电压) × (R_L - R_R) / R_L = 2V
解以上方程组，可得电源电压为：U = 16V。
所以，电源的电压为16V。
初三物理电学竞赛题及例题常见问题
一、欧姆定律
1. 为什么在并联电路中，各支路两端电压相等？
2. 为什么在串联电路中，电流处处相等？
3. 为什么在串联电路中，电阻大的用电器产生的热量多？
二、电功率
1. 为什么电功率大的用电器产生的热量不一定多？
2. 为什么电功率小的用电器不一定省电？
例题：
1. 如图所示电路中，电源电压为6V，电阻R1的阻值为5欧，滑动变阻器R2的最大阻值为20欧。当开关S闭合后，滑动变阻器的滑片向右移动时，电压表的示数将（ ）
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
解题思路：本题考查了欧姆定律和电功率公式的应用，关键是知道串联电路中各处的电流相等。根据题意可知，滑动变阻器R2与电阻R1串联，当滑片向右移动时，接入电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小；根据串联电路的电压特点可知，滑动变阻器R2两端的电压变小，电阻R1两端的电压变大，即电压表的示数变大。故选A。
2. 某同学家中有一台电视机、一台洗衣机、两盏照明灯，它们是并联的。正常工作时电流分别为200mA、1A、300mA和250mA。如果干路中的电流不允许超过3A，通过计算说明他家最多能同时使用多少盏照明灯？
解题思路：根据并联电路的电流特点可知，电视机、洗衣机、照明灯两端的电压相等，再根据并联电路干路电流等于各支路电流之和求出各支路电流之和即可得出答案。
答案：他家最多能同时使用4盏照明灯。
以上是初三物理电学竞赛题及例题常见问题，通过这些问题的解答和练习，可以更好地掌握电学知识，为后续的学习打下坚实的基础。