题目内容
2．
如图所示，电源电压保持不变，定值电阻R=20Ω，滑动变阻器的最大阻值是12Ω，灯泡的额定电功率为2W．（1）当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P位于最左端a时，电流表的读数为O.3A，求：电源电压U；
（2）保持滑动变阻器滑片位置不变，再闭合开关S2，灯泡恰好正常发光，求：灯泡的电阻RL；（不考虑温度对电阻的影响）
（3）当滑动变阻器的滑片位于b端时，如果要让电路消耗的电功率最小，开关S1、S2应处于什么状态．电路消耗的最小功率为多少？
分析 （1）当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P位于最左端a时，电路为R的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；
（2）保持滑动变阻器滑片位置不变，再闭合开关S2时，灯泡与R并联，根据灯泡正常发光时的电压和额定电压相等可知额定电压，又知道灯泡的额定功率，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡的电阻；
（3）电路电阻最大时电路功率最小，根据电路图分析答题，然后由串联电路特点与电功率公式求出电功率．
解答 解：（1）当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P位于最左端a时，
电路为R的简单电路，电流表测电路中的电流，
根据欧姆定律可得，电源的电压：
U=IR=0.3A×20Ω=6V；
（2）保持滑动变阻器滑片位置不变，再闭合开关S2时，灯泡与R并联，
并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，
灯泡的额定电压UL额=U=6V，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡的电阻：
RL=$\frac{{U}_{L额}^{2}}{{P}_{L额}}$=$\frac{（6V）^{2}}{2W}$=18Ω；
（3）灯泡小于定值电阻阻值，当开关S1闭合、S2断开时，电路电阻最大，电路消耗的功率最小，
最小功率：P最小=$\frac{{U}^{2}}{R+{R}_{滑最大}}$=$\frac{（6V）^{2}}{20Ω+12Ω}$=1.125W；
答：（1）电源电压U为6V；
（2）灯泡的电阻RL为18欧姆．
（3）当开关S1闭合、S2断开时，电路消耗的电功率最小，电路消耗的最小功率为1.125W．
点评 本题考查了串联电路和并联电路特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别和知道灯泡正常发光时的电压与额定电压相等．
练习册系列答案
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12．
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10．
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| C． | U1＜U2，I1=I2 | |
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