（2013•遵义）如图所示，电路中电源电压和灯L的电阻保持不变，定值电阻R=20Ω，灯L标有“8V

_leeweidong_ 2023-03-17 05:09

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  2023-03-17 05:49

  （2013•遵义）如图所示，电路中电源电压和灯L的电阻保持不变，定值电阻R=20Ω，灯L标有“8V6.4W”字样，电流表用0～0.6A量程，电压表用0～15V量程．（1）灯泡L的电阻为多少？（2）开关S1闭合，S2、S3断开时，电压表的示数为6V，电源电压为多少？（3）将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S1、S2、S3时，电流表的示数为0.6A，滑动变阻器的最大电阻为多少？（4）当开关S2闭合，S1、S3断开，在确保电路安全的情况下，当电路消耗的功率最大时，滑动变阻器消耗的功率是多少？

  解题思路：（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI求出额定电流，根据欧姆定律求出电阻；

  （2）开关S1闭合，S2、S3断开时，R与L串联，电压表测R两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出灯泡两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的电压；

  （3）将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S1、S2、S3时，R与滑动变阻器的最大值并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R的电流，再根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流，利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；

  （4）当开关S2闭合，S1、S3断开，滑动变阻器与灯泡串联，根据灯泡的额定电流和电流表的量程确定电路中的最大电流，此时电路消耗的功率最大，根据欧姆定律求出灯泡两端的电压，利用串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用P=UI求出滑动变阻器消耗的功率．

  （1）根据P=UI可得，灯泡的额定电流：

  IL额=

  PL额

  UL额=[6.4W/8V]=0.8A，

  根据欧姆定律可得，灯泡的电阻：

  RL=

  UL额

  IL额=[8V/0.8A]=10Ω；

  （2）开关S1闭合，S2、S3断开时，R与L串联，电压表测R两端的电压，

  ∵串联电路中各处的电流相等，

  ∴电路中的电流：

  I=

  UR

  R=[6V/20Ω]=0.3A，

  此时灯泡两端的电压：

  UL=IRL=0.3A×10Ω=3V，

  ∵串联电路中总电压等于各分电压之和，

  ∴电源的电压：

  U=UR+UL=6V+3V=9V；

  （3）将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S1、S2、S3时，R与滑动变阻器的最大值并联，电流表测干路电流，

  ∵并联电路中各支路两端的电压相等，

  ∴通过R的电流：

  IR=[U/R]=[9V/20Ω]=0.45A，

  ∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，

  ∴通过滑动变阻器的电流：

  Iab=I-IR=0.6A-0.45A=0.15A，

  滑动变阻器的最大阻值：

  Rab=[U

  Iab=

  9V/0.15A]=60Ω；

  （4）当开关S2闭合，S1、S3断开，滑动变阻器与灯泡串联，

  ∵灯泡的额定电流为0.8A，电流表的量程为0～0.6A，

  ∴为确保电路安全，电路中的最大电流为0.6A，

  此时灯泡两端的电压：

  UL′=ImaxRL=0.6A×10Ω=6V，

  滑动变阻器两端的电压：

  U滑=U-UL′=9V-6V=3V，

  滑动变阻器消耗的功率：

  P滑=U滑Imax=3V×0.6A=1.8W．

  答：（1）灯泡L的电阻为10Ω；

  （2）电源电压为9V；

  （3）滑动变阻器的最大电阻为60Ω；

  （4）当开关S2闭合，S1、S3断开，在确保电路安全的情况下，当电路消耗的功率最大时，滑动变阻器消耗的功率是1.8W．

  点评：

  本题考点： 欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；并联电路的电流规律；串联电路的电压规律；并联电路的电压规律；电路的动态分析；电功率的计算．

  考点点评： 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别，要注意在确保电路安全的情况下电路最大电流的确定．
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