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2．如图所示的电路中，电源电压恒为18V，灯泡L标有“9V 4.5W”字样，电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0〜0.6A，滑动变阻器标有“100Ω  1A”字样，当只闭合开关S1时，灯泡恰能正常发光，不计灯泡电阻随温度的变化．求：
（1）定值电阻R0的阻值；
（2）只闭合开关S2，电压表示数为12.6V，电流表的示数；
（3）只闭合开关S2，在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下，电路消耗的总功率变化范围．

分析 （1）只闭合S1时，灯泡L和R0串联，且灯泡正常发光；根据P=UI的变形公式求出电路中电流，然后根据欧姆定律的应用求出R0的阻值；
（2）只闭合开关S2，滑动变阻器与灯泡串联；根据串联电路电压规律求出灯泡两端电压，再根据欧姆定律求出电路电流，即电流表的示数；
（3）只闭合开关S2，滑动变阻器与灯泡串联；当灯泡两端电压为9V时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，根据欧姆定律求出电路中的电流，并结合电流表的量程确定电路中的最大电流，再根据P=UI求出电路中的最大功率；
当电压表的示数为15V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，根据欧姆定律和P=UI求出最小功率．

解答 解：（1）只闭合S1时，灯泡L和R0串联，且灯泡正常发光；
由P=UI可知，此时电路中的电流：I0=IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{4.5W}{9V}$=0.5A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，R0的阻值：R0=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$=$\frac{18V-9V}{0.5A}$=18Ω；
（2）只闭合开关S2，滑动变阻器与灯泡串联；
当电压表示数为12.6V时，灯L两端电压为：UL=U-UR=18V-12.6V=5.4V；
电流表的示数：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{5.4V}{18Ω}$=0.3A；
（3）只闭合开关S2，滑动变阻器与灯泡串联；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，灯丝的电阻：RL=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（9V）^{2}}{4.5W}$=18Ω；
当灯泡两端电压为9V时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，此时电路中的电流：I最大=IL=0.5A＜0.6A，因此电路中的最大电流为0.5A；
电路中的最大功率：P最大=UI最大=18V×0.5A=9W；
当电压表的示数为15V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，此时电路中的电流：I最小=$\frac{U-{U}_{R}}{{R}_{L}}$=$\frac{18V-15V}{18Ω}$=$\frac{1}{6}$A；
电路中的最小功率：P最小=UI最小=18V×$\frac{1}{6}$A=3W；
电路消耗功率的范围为3W～9W．
答：（1）定值电阻R0的阻值为18Ω；
（2）只闭合开关S2，电压表示数为12.6V，电流表的示数为0.3A；
（3）电路消耗功率的范围为3W～9W．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是根据灯泡的额定电流确定电路中的最大电流和电压表的最大示数确定电路中的最小电流，并且要知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．

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