Question

如图1所示电路中，灯L上标有“6V 4W”的字样，R_l的最大阻值为18Ω，R₂=4.5Ω．
（1）当开关S_l、S₃都断开、S₂闭合时，灯L正常发光，求电源电压；
（2）当开关S₁、S₂和S₃都闭合，且滑动触头P滑到b端，求电路中的总电流；
（3）当开关S₁闭合、S₂、S₃都断开．在滑动触头P由a端滑到b端的过程中，滑动变阻消耗的功率随其电阻R₁变化的情况如图2所示．由图象可知，当R₁为何值时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？（设电源电压恒定不变）

Answer

（1）当开关Sl、S3都断开、S2闭合时，灯泡与电阻R2串联，灯L正常发光，已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式I=可求电路的电流，再利用公式U=IR求出电阻R2两端的电压，电阻R2两端的电压与灯泡额定电压之和就是电源电压．
（2）当开关S1、S2和S3都闭合，且滑动触头P滑到b端，灯泡与滑动变阻器并联，滑动变阻器接入电路阻值最大，根据并联电阻的特点求出电路总电阻，再利用欧姆定律求出电路总电流．
（3）当开关S1闭合、S2、S3都断开，滑动变阻器与电阻R2串联，从图象上可以看出滑动变阻器消耗的最大功率和此时的电阻值．
【解析】
（1）当开关Sl、S3都断开、S2闭合时，灯泡与电阻R2串联，灯L正常发光，此时电路电流为IL===A，
电阻R2两端的电压U2=ILR2=A×4.5Ω=3V，所以电源电压为U=U2+UL=3V+6V=9V．
答：电源电压为9V．
（2）当开关S1、S2和S3都闭合，且滑动触头P滑到b端，灯泡与滑动变阻器并联，此时灯泡两端电压为9V，灯泡会被烧毁，所以电路中的总电流I===0.5A．
答：电路中的总电流为0.5A．
（3）从图象上可以看出，滑动变阻器消耗的最大功率为4.5W，此时接入电路的电阻为4.5Ω．