题目内容
某同学设计了一个能使灯泡以不同功率工作的电路，电路如图所示．灯泡的电阻是4欧，当滑动变阻器R3的滑片滑至最右端，开关S闭合时，灯泡正常发光，灯泡两端的电压是6伏；当开关S断开，滑动变阻器R3的滑片在最左端和在最右端时，电压表的示数之比为1：2；当开关S闭合，滑动变阻器的滑片在最左端和在最右端时，电压表的示数之比为2：5，则下列正确的是（ ）| A、电源电压是6V | B、灯泡的额定功率是4W | C、电阻R2的阻值2Ω | D、电阻R3的阻值4Ω |
分析：当滑动变阻器R3的滑片滑至最右端，开关S闭合时，灯泡正常发光，电路中只有灯泡工作，此时灯泡两端的电压就是电源电压；
当开关S断开，滑动变阻器R3的滑片在最左端时，电压表测量电阻R2与灯泡两端的电压，滑动变阻器、电阻、灯泡串联，在最右端时，电压表测量电源电压，灯泡与电阻串联；
当开关S闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压，在最右端时，电压表测量电源电压．
当开关S断开，滑动变阻器R3的滑片在最左端时，电压表测量电阻R2与灯泡两端的电压，滑动变阻器、电阻、灯泡串联，在最右端时，电压表测量电源电压，灯泡与电阻串联；
当开关S闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压，在最右端时，电压表测量电源电压．
解答：解：灯泡正常发光，灯泡两端的电压是6伏，所以电源电压也为6V，故A正确，
灯泡的额定功率P=
=
=9W，故B错误，
当开关S断开，滑动变阻器R3的滑片在最左端时，电阻R2与灯泡两端的电压U12与电源电压之比为1：2，所以电阻R2与灯泡两端的电压U12=3V，
当开关S闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，灯泡两端的电压与电源电压之比为2：5，所以灯泡两端的电压为UL=2.4V，滑动变阻器两端的电压为U3=6V-2.4V=3.6V，
电路电流I1=
=
=0.6A，所以滑动变阻器的最大阻值为R3=
=
=6Ω，故D错误，
当开关S断开，滑动变阻器R3的滑片在最左端时，滑动变阻器、电阻、灯泡串联，电阻R2与灯泡两端的电压U12=3V，所以滑动变阻器两端的电压为U3′=6V-3V=3V，
电路电流I=
=
=0.5A，灯泡两端的电压为U1=IR1=0.5A×4Ω=2V，所以电阻R2两端的电压为U2=3V-2V=1V，电阻R2=
=
=2Ω．故C正确．
故选A、C．
灯泡的额定功率P=
| U2 |
| R |
| (6V)2 |
| 4Ω |
当开关S断开，滑动变阻器R3的滑片在最左端时，电阻R2与灯泡两端的电压U12与电源电压之比为1：2，所以电阻R2与灯泡两端的电压U12=3V，
当开关S闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，灯泡两端的电压与电源电压之比为2：5，所以灯泡两端的电压为UL=2.4V，滑动变阻器两端的电压为U3=6V-2.4V=3.6V，
电路电流I1=
| UL |
| R1 |
| 2.4V |
| 4Ω |
| U3 |
| I1 |
| 3.6V |
| 0.6A |
当开关S断开，滑动变阻器R3的滑片在最左端时，滑动变阻器、电阻、灯泡串联，电阻R2与灯泡两端的电压U12=3V，所以滑动变阻器两端的电压为U3′=6V-3V=3V，
电路电流I=
| U3′ |
| R3 |
| 3V |
| 6Ω |
| U2 |
| I |
| 1V |
| 0.5A |
故选A、C．
点评：本题考查电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是开关断开与闭合时，以及滑动变阻器滑片移动的过程中电路的变化情况和电压表测量哪一部分电路两端的电压，要记住串联电路电压的规律．
练习册系列答案
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