Question

【題目】如圖1所示電路中，燈L上標有“6V 4W”的字樣，Rl的最大阻值為18Ω，R2=4.5Ω．

（1）當開關Sl、S3都斷開、S2閉合時，燈L正常發光，求電源電壓；

（2）當開關S1、S2和S3都閉合，且滑動觸頭P滑到b端，求電路中的總電流；

（3）當開關S1閉合、S2、S3都斷開．在滑動觸頭P由a端滑到b端的過程中，滑動變阻消耗的功率隨其電阻R1變化的情況如圖2所示．由圖象可知，當R1為何值時，滑動變阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？（設電源電壓恒定不變）

Answer 1

【答案】（1）9V．

（2）0.5A．

（3）從圖象上可以看出，滑動變阻器消耗的最大功率為4.5W，此時接入電路的電阻為4.5Ω．

【解析】試題分析：（1）當開關Sl、S3都斷開、S2閉合時，燈泡與電阻R2串聯，燈L正常發光，已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據公式I=可求電路的電流，再利用公式U=IR求出電阻R2兩端的電壓，電阻R2兩端的電壓與燈泡額定電壓之和就是電源電壓．

（2）當開關S1、S2和S3都閉合，且滑動觸頭P滑到b端，燈泡與滑動變阻器并聯，滑動變阻器接入電路阻值最大，根據并聯電阻的特點求出電路總電阻，再利用歐姆定律求出電路總電流．

（3）當開關S1閉合、S2、S3都斷開，滑動變阻器與電阻R2串聯，從圖象上可以看出滑動變阻器消耗的最大功率和此時的電阻值．

解：（1）當開關Sl、S3都斷開、S2閉合時，燈泡與電阻R2串聯，燈L正常發光，此時電路電流為IL===A，

電阻R2兩端的電壓U2=ILR2=A×4.5Ω=3V，所以電源電壓為U=U2+UL=3V+6V=9V．

答：電源電壓為9V．

（2）當開關S1、S2和S3都閉合，且滑動觸頭P滑到b端，燈泡與滑動變阻器并聯，此時燈泡兩端電壓為9V，燈泡會被燒毀，所以電路中的總電流I===0.5A．

答：電路中的總電流為0.5A．

（3）從圖象上可以看出，滑動變阻器消耗的最大功率為4.5W，此時接入電路的電阻為4.5Ω．