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    15．如图所示的电路中，灯L上标有“3V  0.3A”，滑动变阻器铭牌上标有“50Ω  1A”字样．设灯丝的阻值不变．
    （1）将滑动变阻器滑片移到最右端，闭合开关S1、S2、S3，这时电压表示数为9V，则电源电压是多少？
    （2）闭合开关S1、S2，断开开关S3，灯L正常发光时，灯L的电阻是多少？滑动变阻器工作10min消耗的电能是多少？
    （3）只闭合开关S1，断开开关S2、S3，要保证电路安全工作，则滑动变阻器的变化范围是多少？

    分析 （1）滑片在最右端，闭合开关S1、S2、S3，只有滑动变阻器连入电路中，电压表测变阻器两端电压，由电压表示数可得电源电压；
    （2）由灯泡规格，根据I=$\frac{U}{R}$计算灯泡电阻；S1、S2闭合，断开开关S3，灯泡与变阻器串联，灯泡正常发光，根据串联电路特点和W=UIt计算变阻器工作10min消耗的电能；
    （3）只闭合开关S1，断开开关S2、S3，灯泡与变阻器串联，电流表测电路中电流，由灯泡和变阻器规格确定电路中最大电流，从而计算变阻器的最小值．

    解答 解：
    （1）当闭合开关S1、S2、S3时，灯L被短路，电压表测的是滑动变阻器两端电压，也是电源电压，所以电源电压U=9V；
    （2）闭合开关S1、S2，断开开关S3时，灯L与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压，且灯L正常发光，
    已知灯泡额定电压和电流，由I=$\frac{U}{R}$可得灯L的电阻：
    RL=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{额}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
    由串联电路的电流特点知，通过滑动变阻器的电流：I滑=I额=0.3A，
    由串联电路的电压特点知，滑动变阻器两端的电压：U滑=U-UL=9V-3V=6V，
    滑动变阻器工作10min消耗的电能：W滑=U滑I滑t=6V×0.3A×600s=1080J；
    （3）只闭合开关S1，断开开关S2、S3时，电路中灯L、滑动变阻器、电流表串联．
    灯泡允许通过的最大电流0.3A，滑动变阻器允许通过的最大电流1A，
    由串联电路中电流处处相等知，为保证电路安全，允许通过的最大电流为0.3A，
    此时电路的总电阻最小：R总最小=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{9V}{0.3A}$=30Ω，
    滑动变阻器接入电路的最小电阻：R滑最小=R总最小-RL=30Ω-10Ω=20Ω，
    所以滑动变阻器的变化范围为：20Ω～50Ω．
    答：（1）电源电压是9V；
    （2）灯L的电阻是10Ω，闭合开关S1、S2，断开开关S3，滑动变阻器工作10min消耗的电能是1080J；
    （3）只闭合开关S1，断开开关S2、S3，要保证电路安全工作，则滑动变阻器的变化范围是20Ω～50Ω．

    点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律以及电功率的计算，正确识别电路是解题的关键．

    练习册系列答案
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