题目内容
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）
【答案】分析：（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．
解答：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．
点评：本题考查电压、电流、电阻、电功率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是能正确判断出开关断开与闭合时电路的连接情况，要知道串联电路电压和并联电路电阻的规律．
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．
解答：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．
点评：本题考查电压、电流、电阻、电功率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是能正确判断出开关断开与闭合时电路的连接情况，要知道串联电路电压和并联电路电阻的规律．
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