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    18．如图所示电路，电源电压为6V保持不变，灯L标有“6V 2W”字样（设灯丝的电阻不变），R1=36Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，当S1、S2都断开且滑动变阻器R2的滑片P在中点时，电流表的示数为0.2A．求：
    （1）R2的最大阻值是多少？
    （2）当S1、S2都闭合时，电流表、电压表的示数各是多少？
    （3）当S1、S2都断开时，在电路处于安全工作状态下，电路消耗的最小功率是多少？

    分析 （1）当S1、S2都断开且滑动变阻器R2的滑片P在中点时，灯泡L与$\frac{1}{2}$R2串联，电流表测电路中的电流，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡的电阻，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的电阻，然后求出R2的最大阻值；
    （2）当S1、S2都闭合时，L与R1并联，电压表被短路，电流表测干路电流，根据电阻的并联求出电路中的总电阻，利用欧姆定律求出电流表的示数；
    （3）当S1、S2都断开，电压表的示数最大时电路中的电流最小，电路消耗的功率最小，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，根据串联电路的电流特点求出电路中的电流，利用P=UI求出电路消耗的最小功率．

    解答 解：（1）当S1、S2都断开且滑动变阻器R2的滑片P在中点时，灯泡L与$\frac{1}{2}$R2串联，电流表测电路中的电流，
    由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡的电阻：
    RL=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{2W}$=18Ω，
    由I=$\frac{U}{R}$可得，电路中的总电阻：
    R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω，
    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
    所以，滑动变阻器接入电路中的电阻：
    $\frac{1}{2}$R2=R-RL=30Ω-18Ω=12Ω，
    则R2=24Ω；
    （2）当S1、S2都闭合时，L与R1并联，电压表被短路，电流表测干路电流，则电压表的示数为0V，
    因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
    所以，电路中的总电阻：
    R′=$\frac{{R}_{L}{R}_{1}}{{R}_{L}+{R}_{1}}$=$\frac{18Ω×36Ω}{18Ω+36Ω}$=12Ω，
    干路电流表的示数：
    I′=$\frac{U}{R′}$=$\frac{6V}{12Ω}$=0.5A；
    （3）当S1、S2都断开，电压表的示数U2=3V时，电路中的电流最小，电路消耗的功率最小，
    因串联电路中总电压等于各分电压之和，
    所以，灯泡两端的电压：
    UL′=U-U2=6V-3V=3V，
    因串联电路中各处的电流相等，
    所以，电路中的电流：
    I小=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{3V}{18Ω}$=$\frac{1}{6}$A，
    电路消耗的最小功率：
    P小=UI小=6V×$\frac{1}{6}$A=1W．
    答：（1）R2的最大阻值是24Ω；
    （2）当S1、S2都闭合时，电流表示数为0.5A、电压表的示数为0V；
    （3）当S1、S2都断开时，在电路处于安全工作状态下，电路消耗的最小功率是1W．

    点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是最后一问中电路最小电流的确定．

    练习册系列答案
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