Question

【题目】如图1所示电路中，灯L上标有“6V 4W”的字样，Rl的最大阻值为18Ω，R2=4.5Ω．
（1）当开关Sl、S3都断开、S2闭合时，灯L正常发光，求电源电压；
（2）当开关S1、S2和S3都闭合，且滑动触头P滑到b端，求电路中的总电流；
（3）当开关S1闭合、S2、S3都断开．在滑动触头P由a端滑到b端的过程中，滑动变阻消耗的功率随其电阻R1变化的情况如图2所示．由图象可知，当R1为何值时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？（设电源电压恒定不变）

Answer 1

【答案】解：（1）当开关Sl、S3都断开、S2闭合时，灯泡与电阻R2串联，灯L正常发光，此时电路电流为IL=A，
电阻R2两端的电压U2=ILR2=A×4.5Ω=3V，所以电源电压为U=U2+UL=3V+6V=9V．
答：电源电压为9V．
（2）当开关S1、S2和S3都闭合，且滑动触头P滑到b端，灯泡与滑动变阻器并联，此时灯泡两端电压为9V，灯泡会被烧毁，所以电路中的总电流I==0.5A．
答：电路中的总电流为0.5A．
（3）从图象上可以看出，滑动变阻器消耗的最大功率为4.5W，此时接入电路的电阻为4.5Ω．
【解析】（1）当开关Sl、S3都断开、S2闭合时，灯泡与电阻R2串联，灯L正常发光，已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式I=可求电路的电流，再利用公式U=IR求出电阻R2两端的电压，电阻R2两端的电压与灯泡额定电压之和就是电源电压．
（2）当开关S1、S2和S3都闭合，且滑动触头P滑到b端，灯泡与滑动变阻器并联，滑动变阻器接入电路阻值最大，根据并联电阻的特点求出电路总电阻，再利用欧姆定律求出电路总电流．
（3）当开关S1闭合、S2、S3都断开，滑动变阻器与电阻R2串联，从图象上可以看出滑动变阻器消耗的最大功率和此时的电阻值．
【考点精析】利用欧姆定律及其应用对题目进行判断即可得到答案，需要熟知欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）．