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    2．如图所示的电路中，电源电压是9V，小灯泡L上标有“6V 6W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）
    （1）求小灯泡正常发光时电阻；
    （2）闭合开关S1和S2，为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的电阻的最小值是多少？
    （3）闭合开关S1、断开开关S2，滑动变阻器的滑片从某点滑动到另一点时，电压表的示数由5V变化到1V，电流变化了0.4A．求R0的值及该过程中灯泡的最大功率．

    分析 （1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算灯泡电阻；
    （2）闭合开关S1和S2，L与R1串联，电路要安全就不能超过灯泡的额定电压，由此根据串联电路特点、电功率及欧姆定律公式计算；
    （3）闭合开关S1、断开开关S2，L、R1、R0串联，电压表测R1两端电压，电流表测电路中电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律由电流相等列式计算R0的阻值，由P=I2R计算灯泡的最大功率．

    解答 解：
    （1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，小灯泡正常发光时的电阻：
    RL=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
    （2）由电路图知，当闭合S1、S2，小灯泡L与滑动变阻器R1串联，
    为保证电路安全，灯两端的最大电压为6V，此时变阻器允许接入电路的电阻为最小，
    由串联电路特点和P=UI可得，流过R1的电流：
    I1=I额=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
    R1两端的电压：U1=U-UL=9V-6V=3V，
    R1最小电阻：R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{3V}{1A}$=3Ω；
    （3）当闭合S1，断开S2，小灯泡L、滑动变阻器R1及R0串联，
    滑片从某点滑动到另一点时，滑动变阻器两端电压从5V变成1V，
    由串联电路的电压特点知，小灯泡与R0的串联总电压从U总=9V-5V=4V变化为U总′=9V-1V=8V．
    两电流：I′-I=0.4A，
    由串联电路特点和欧姆定律可得：$\frac{{U}_{总}′}{{R}_{L}+{R}_{0}}$-$\frac{{U}_{总}}{{R}_{L}+{R}_{0}}$=0.4A，
    即：$\frac{8V}{6Ω+{R}_{0}}$-$\frac{4V}{6Ω+{R}_{0}}$=0.4A
    解得：R0=4Ω；
    由题，当滑动变阻器两端电压为最小1V时，电路中电流最大，小灯泡功率也最大．此时小灯泡与R0的串联总电压为8V，
    由P=I2R可得灯泡最大功率：
    P最大=I最大2RL=（$\frac{8V}{6Ω+4Ω}$））2×6Ω=3.84W．
    答：（1）小灯泡正常发光时电阻6Ω；
    （2）闭合开关S1和S2，为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的电阻的最小值是3Ω；
    （3）R0的值为4Ω，该过程中灯泡的最大功率3.84W．

    点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的应用，关键是利用电压特点由电压表示表变化得到灯与的R0电压变化．

    练习册系列答案
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