题目内容
如图所示，电源电压恒定，R1=18Ω，滑动变阻器R2的最大值是24Ω，小灯泡L上标有“6V、3W”字样，电流表的量程为0～3A．（1）当开关S2闭合，S1、S3断开，滑动变阻器的滑片P滑至中点时，灯泡L恰好正常发光，则电源电压U为多大？
（2）当开关S1闭合，S2、S3断开，通电5分钟，电流通过灯泡L所做的功是多少？
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时调节滑动变阻器的滑片P，在电流不超过电流表量程的情况下，电路中用电器总功率的最大值和最小值分别是多少？
分析：（1）当开关S2闭合、S1、S3断开，、滑动变阻器的滑片P滑到中点时，滑动变阻器与灯泡串联；根据灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，求出灯泡两端的电压，再根据串联电路电流特点和I=
求出电路中的电流，最后根据串联电路电压特点和欧姆定律求出电源的电压；
（2）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，当开关S1闭合，S2、S3断开，R1和灯泡串联，根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据W=I2Rt求出灯泡5min消耗的电能；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，R1和滑动变阻器R2并联，电流表测干路电流，根据电流表的量程确定电路中的最大电流，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时干路电流最小，根据欧姆定律和并联电路的电流特点求出干路电流，最后根据P=UI求出电路消耗的总功率的最大值和最小值．
| P |
| U |
（2）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，当开关S1闭合，S2、S3断开，R1和灯泡串联，根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据W=I2Rt求出灯泡5min消耗的电能；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，R1和滑动变阻器R2并联，电流表测干路电流，根据电流表的量程确定电路中的最大电流，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时干路电流最小，根据欧姆定律和并联电路的电流特点求出干路电流，最后根据P=UI求出电路消耗的总功率的最大值和最小值．
解答：解：（1）当开关S1、S3断开、S2闭合、滑动变阻器的滑片P滑到中点时，滑动变阻器与灯泡串联；
∵灯泡正常发光，
∴灯泡两端的电压为UL=6V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴根据P=UI可得，电路中的电流：
I=IL=
=
=0.5A，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴电源的电压：
U=I×
R2+UL=0.5A×
×24Ω+6V=12V；
（2）灯泡的电阻：
RL=
=
=12Ω，
当开关S1闭合，S2、S3断开，R1和灯泡串联，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴此时电路中的电流：
I′=
=
=0.4A，
灯泡5min消耗的电能：
W=（I′）2RLt=（0.4A）2×12Ω×5×60s=576J；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，R1和滑动变阻器R2并联，
由题意可知干路的最大电流I最大=3A，
所以电路消耗的总功率的最大值：
P最大=UI最大=12V×3A=36W；
滑动变阻器接入电路的电阻最大时，干路的电流最小，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，
∴I最小=
+
=
+
=
A，
所以电路消耗的总功率的最小值：
P最小=UI最小=12V×
A=14W．
答：（1）电源电压为12V
（2）当开关S1闭合，S2、S3断开，通电5分钟，电流通过灯泡L所做的功是576J；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时调节滑动变阻器的滑片P，在电流不超过电流表量程的情况下，电路中用电器总功率的最大值和最小值分别是36W、14W．
∵灯泡正常发光，
∴灯泡两端的电压为UL=6V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴根据P=UI可得，电路中的电流：
I=IL=
| PL额 |
| UL额 |
| 3W |
| 6V |
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴电源的电压：
U=I×
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
（2）灯泡的电阻：
RL=
| UL |
| IL |
| 6V |
| 0.5A |
当开关S1闭合，S2、S3断开，R1和灯泡串联，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴此时电路中的电流：
I′=
| U |
| R1+RL |
| 12V |
| 18Ω+12Ω |
灯泡5min消耗的电能：
W=（I′）2RLt=（0.4A）2×12Ω×5×60s=576J；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，R1和滑动变阻器R2并联，
由题意可知干路的最大电流I最大=3A，
所以电路消耗的总功率的最大值：
P最大=UI最大=12V×3A=36W；
滑动变阻器接入电路的电阻最大时，干路的电流最小，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，
∴I最小=
| U |
| R1 |
| U |
| R2 |
| 12V |
| 18Ω |
| 12V |
| 24Ω |
| 7 |
| 6 |
所以电路消耗的总功率的最小值：
P最小=UI最小=12V×
| 7 |
| 6 |
答：（1）电源电压为12V
（2）当开关S1闭合，S2、S3断开，通电5分钟，电流通过灯泡L所做的功是576J；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时调节滑动变阻器的滑片P，在电流不超过电流表量程的情况下，电路中用电器总功率的最大值和最小值分别是36W、14W．
点评：本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活应用，关键是开关闭合断路和闭合时电路串并联的辨别，同时注意电流表的量程．
练习册系列答案
新课标同步训练系列答案
一线名师口算应用题天天练一本全系列答案
相关题目
从2011年5月1日起，执行酒驾重罚新规定．交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理相当如图所示，电源电压恒为9V，传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为80Ω．使用前要通过调零旋钮（即滑动变阻器Rl的滑片）对测试仪进行凋零，此时电压表的示数为8V．求：
（2013?大港区二模）在科技小组活动中，小明设计了一个电子秤，他想用电压表的读数来反映物体质量的大小，所用元件如图所示，电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，滑动变阻器的总电阻为R，总长度为L，滑动触头固定在安放托盘的轻弹簧上并能随轻弹簧一起自由滑动，对托盘每施加1N的压力，弹簧的长度就会缩短△L，当托盘中不放物体时，电压表的示数为零：当在托盘中放物体时，电压表的示数与被测物体的质量成正比．
某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器规格“20Ω l A”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化），在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（ ）
交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示，电源电压恒为9V．图中R1为酒精气体传感器，它的实质是一个电阻值随酒精气体浓度增大而减小的可变电阻．当酒精气体的浓度为0时，R1的阻值70Ω，电压表的示数为2V．求：
如图所示，电源电压恒为3V，知R1=12Ω，R2=6Ω．求：