第二輪復(fù)習(xí)時應(yīng)打破章節(jié)的限制，完善并梳理初中物理知識結(jié)構(gòu)，找出知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系，要使前后知識聯(lián)系起來，系統(tǒng)鞏固知識，形成一個由知識點到知識面、最后到知識網(wǎng)絡(luò)的綜合體，使復(fù)習(xí)具有系統(tǒng)性。具體可以從以下幾點進(jìn)行專題復(fù)習(xí)：
1、按照知識點可以將初中物理分成力、熱、聲、光、電等版塊，用知識樹的形式把每個版塊涉及的內(nèi)容展現(xiàn)出來，建立相對獨立的知識體系。
2、按照中考題目類型，可以分為選擇、填空、實驗探究(包括操作實驗)、計算、信息綜合等專題，進(jìn)行專門練習(xí)，體會每種題型常見解題方法，使復(fù)習(xí)縱橫交錯。
3、通過對某些特殊知識點的深挖細(xì)究，達(dá)到對某一類知識或某一專題的融合、深化。
專題02 與“最值”問題和電路安全相關(guān)的復(fù)雜動態(tài)電路電學(xué)綜合計算模型
一．計算題（共12小題）
1．如圖甲所示，電源電壓為9V且不變，小燈泡L正常發(fā)光時的電壓為3V，滑動變阻器R1標(biāo)有“？Ω 1.5A”。只閉合開關(guān)S2，當(dāng)滑動變阻器接入最大阻值四分之一時，小燈泡L正常發(fā)光且電流表指針滿偏（電流表取0～0.6A量程）。電表表盤如圖乙所示。假設(shè)燈絲電阻不變。求：
（1）燈絲的電阻為多少Ω？
（2）只閉合開關(guān)S2時，在電路安全的情況下，求電路消耗的最小總功率為多少？
（3）閉合S1，斷開S2，將另一個電壓表V2接入電路，原電路連接不變，電流表量程不變，電壓表根據(jù)需要可以選擇合適的量程。當(dāng)滑片P置于某一位置時，三個電表指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)相同，且表V2示數(shù)大于表V1的示數(shù)，求R2可能的阻值？
【答案】（1）燈絲的電阻為5Ω；
（2）電路消耗的最小總功率為1.8W；
（3）R2的可能阻值為25Ω或20Ω。
【解答】解：（1）只閉合開關(guān)S2時，滑動變阻器R1與燈泡L串聯(lián)接入電路，電流表測量電路中的電流，當(dāng)滑動變阻器接入最大阻值的時，燈泡L正常發(fā)光，電流表指針滿偏，此時I＝0.6A；
又因為小燈泡L正常發(fā)光時的電壓為3V，所以燈絲的電阻RL＝；
（2）已知U電源＝9V，U燈＝3V，只閉合開關(guān)S2時，滑動變阻器R1與燈泡L串聯(lián)接入電路，則有：U滑＝U電源﹣U燈＝9V﹣3V＝6V；
此時滑動變阻器的四分之一接入電路，由歐姆定律可得：，所以R滑＝40Ω；
只閉合開關(guān)S2時，當(dāng)滑片滑到b端，電路中電流最小，由歐姆定律可得：Imin＝；
則電路消耗的最小總功率Pmin＝U電源Imin＝9V×0.2A＝1.8W；
（3）在保證原電路不變的情況下，表V2示數(shù)大于表V1的示數(shù)，說明V2的量程為15V，電壓表V2有兩種接法：
①電壓表V2與R2并聯(lián)，U2+U1＝9V，且U2＝5U1；
求得U1＝1.5V，U2＝7.5V；
由乙圖可知，電壓表V1的分度值為0.01V，所以電表偏轉(zhuǎn)的格數(shù)為n＝；
此時電流表的分度值為0.02A，則電流表的讀數(shù)為I′＝15×0.02A＝0.3A；
R2的阻值為：R2＝＝25Ω；
②電壓表V2與電源并聯(lián)，其讀數(shù)等于9V，則其偏轉(zhuǎn)的格數(shù)為n′＝；
則電壓表V1的示數(shù)為U1′＝18×0.01V＝1.8V，電流表的示數(shù)為I″＝18×0.02A＝0.36A，電阻R2兩端的電壓U2′＝U電源﹣U1′＝9V﹣1.8V＝7.2V；
R2的阻值為：R2′＝＝20Ω；
故R2的可能阻值為25Ω或20Ω。
2．如圖所示，電源電壓和燈泡電阻保持不變，電流表的量程為0～3A，電壓表量程為0～15V，滑動變阻器的規(guī)格為“120Ω 1A”。當(dāng)開關(guān)S、S2、S4閉合時，滑片P在最大值的處時電壓表示數(shù)為U1，電流表示數(shù)為I1，電路總功率為P1；滑片P在b端時電壓表示數(shù)為U2，電流表示數(shù)為I2，電路總功率為P2。當(dāng)開關(guān)S、S1、S2、S3閉合時，燈泡消耗的電功率為16.2W，P1：P2＝1：2，U1：U2＝2：1。均在電路安全的情況下，求：
（1）I1：I2；
（2）電源電壓；
（3）電路消耗的總功率最小值；
（4）當(dāng)電路消耗的總電功率最大時滑動變阻器的阻值．
【答案】（1）I1：I2＝1：2；
（2）電源電壓為18V；
（3）電路消耗的最小電功率是2.7W；
（4）當(dāng)電路消耗的總電功率最大時，滑動變阻器接入電路的阻值是60Ω。
【解答】解：
（1）由圖可知，當(dāng)開關(guān)S、S2、S4閉合，滑片P在最大值的處時，燈泡L、滑動變阻器R1、定值電阻R2串聯(lián)接入電路，電流表測量電路中的電流，電壓表測量滑動變阻器R1與定值電阻R2兩端的總電壓，此時滑動變阻器接入電路的阻值R1＝×120Ω＝30Ω；
當(dāng)開關(guān)S、S2、S4閉合，滑片P在b端時，燈泡L、定值電阻R2串聯(lián)接入電路，電流表測量電路中的電流，電壓表測量定值電阻R2兩端的總電壓，此時滑動變阻器接入電路的阻值為0；
當(dāng)開關(guān)S、S2、S4閉合，滑片P在最大值的處時，電路的總功率P1＝U電源①，
當(dāng)開關(guān)S、S2、S4閉合，滑片P在b端時，電路的總功率P2＝U電源②，
又P1：P2＝1：③
聯(lián)立①②③，解得I1：I2＝1：2；
（2）當(dāng)開關(guān)S、S2、S4閉合，滑片P在最大值的處時，此時滑動變阻器接入電路的阻值R1＝30Ω，
電壓表的示數(shù)U1＝I1（R1+R2）④；
當(dāng)開關(guān)S、S2、S4閉合，滑片P在b端時，電壓表的示數(shù)U2＝⑤
又U1：U2＝2：⑥，I1：I2＝1：⑦，
聯(lián)立④⑤⑥⑦，解得：定值電阻R2＝10Ω，
又I1＝，I2＝，代入⑦式解得燈泡的電阻RL＝20Ω；
當(dāng)開關(guān)S、S1、S2、S3閉合時，燈泡L、滑動變阻器R1、定值電阻R2并聯(lián)接入電路，電流表測量干路中的總電流，電壓表測量開關(guān)S3兩端的電壓，即電壓表示數(shù)為0，
此時燈泡兩端的電壓UL＝＝＝18V，
所以電源電壓U＝UL＝18V；
（3）根據(jù)P＝UI可知，當(dāng)電壓一定時，電路中的電流越小，總功率越小，根據(jù)歐姆定律可知，當(dāng)電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，所以電路要組成串聯(lián)，
當(dāng)開關(guān)S、S2、S4閉合，燈泡L、滑動變阻器R1、定值電阻R2串聯(lián)在電路中，
當(dāng)滑動變阻器移到最大阻值端時，電路中的電流I總1＝＝＝0.12A，此時電壓表示數(shù)U電壓表＝U滑動+U定＝I總1R滑最大+I總1R2＝0.12A×120Ω+0.12A×10Ω＝15.6V＞15V
所以當(dāng)電壓表示數(shù)為15V時，電路中的電流最小，此時燈泡L兩端的電壓UL′＝U﹣U電壓表′＝18V﹣15V＝3V，電路中的最小電流I最小＝IL′＝＝＝0.15A
電路消耗的最小電功率P最?。経I最?。?8V×0.15A＝2.7W；
（4）根據(jù)P＝UI可知，當(dāng)電壓一定時，電路中的電流越大，總功率越大，根據(jù)歐姆定律可知，當(dāng)電路中的電阻最小時，電路中的電流最大，所以電路要組成并聯(lián)，
當(dāng)開關(guān)S、S1、S2、S3閉合時，燈泡L、滑動變阻器R1、定值電阻R2并聯(lián)接入電路，
通過燈泡L的電流IL″＝＝＝0.9A，定值電阻R2的電流I2″＝＝＝1.8A，
由于電流表所選量程是0～3A，即干路中的電流最大為3A，
所以通過滑動變阻器的最大電流I滑最大＝I總﹣IL″﹣I2″＝3A﹣0.9A﹣1.8A＝0.3A，
滑動變阻器接入電路的阻值R滑″＝＝＝60Ω。
3．如圖所示，電源電壓和燈L的電阻保持不變，定值電阻R1＝20Ω，燈L標(biāo)有“6V 6W”字樣。電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V，求：
（1）燈泡L的電阻為多少？
（2）將滑動變阻器的滑片移到b端，閉合開關(guān)S1、S2、S3時，電壓表的示數(shù)為6V，電流表的示數(shù)為0.5A，滑動變阻器R2的最大阻值為多少？
（3）在確保電路安全的情況下，電路消耗的最小功率與最大電功率之比為多少？（不考慮電路中無電流通過的情況）。
【答案】（1）燈泡L的電阻為6Ω；
（2）滑動變阻器R2的最大阻值為30Ω；
（3）在確保電路安全的情況下，電路消耗的最小功率與最大電功率之比為5：18。
【解答】解：（1）根據(jù)P＝UI可得，燈泡的額定電流：
，
根據(jù)歐姆定律可得，燈泡的電阻：
；
（2）將滑動變阻器的滑片移到b端，閉合開關(guān)S1、S2、S3時，R1與滑動變阻器的最大值并聯(lián)，電流表測干路電流為0.5A，因為并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，因此電壓表與電源電壓都為6V；則通過R1的電流：
，
因為并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以通過滑動變阻器的電流：Iab＝I﹣I1＝0.5A﹣0.3A＝0.2A；
由I＝可知，滑動變阻器的最大阻值：；
（3）當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A時，電路中的功率最大，即最大功率：
P最大＝UI最大＝6V×0.6A＝3.6W；
當(dāng)開關(guān)S2閉合，S1、S3斷開，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，并且滑動變阻器接入電路在阻值最大時，電路消耗的功率最小，此時電路電流：
，
電路中的最小功率：
，
故P最小：P最大＝1W：3.6W＝5：18。
4．如圖所示電路，電源電壓恒定不變，定值電阻R1＝10Ω，R2＝30Ω，電流表A量程為0～3A，電壓表V1、V2的量程為0～3V、0～15V。閉合開關(guān)S，電流表的示數(shù)為0.3A。求：
（1）電阻R1消耗的功率；
（2）電源電壓；
（3）現(xiàn)有三個滑動變阻器：“20Ω 2A”、“100Ω 2A”、“150Ω 1A”，請選擇其中一個替換定值電阻R1或R2中的一個，要求閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑片，在保證電路中各元件都能安全工作的情況下電路中的電功率變化量最大。通過計算說明應(yīng)選擇哪個電阻，并求出電功率的最大變化量。
【答案】（1）電阻R1消耗的功率為0.9W；
（2）電源電壓為12V；
（3）應(yīng)選用“100Ω 2A”滑動變阻器替換R2，電路電功率的最大變化量為13.1W
【解答】解：由圖知，兩電阻串聯(lián)，電流表測電路中電流，電壓表V1測R1兩端電壓，電壓表V2測R2兩端電壓。
（1）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點知I＝0.3A，
R1消耗的功率：P1＝I2R1＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W；
（2）總電阻R＝R1+R2＝10Ω+30Ω＝40Ω，
由歐姆定律可得，電源電壓；U＝IR＝0.3A×40Ω＝12V；
（3）由P＝UI可知電源電壓一定，當(dāng)通過電路的電流變化最大時電路中的電功率變化量最大，
由ΔI＝可知電壓變化越大，通過電路的電流變化越大，由題意知，定值電阻R1＝10Ω，R2＝30Ω，所以應(yīng)用滑動變阻器替換R2，因為電源電壓大于3V，此時電壓表V1的量程改為0～15V。
當(dāng)用“20Ω 2A”的變阻器替換R2，滑動變阻器接入電路阻值最大時，通過電路的電流：I1＝＝＝0.4A，
滑動變阻器兩端的電壓為：UH1＝I1RH1＝0.4A×20Ω＝8V＜15V，
滑動變阻器接入電路的阻值為0時，通過電路的電流：I1′＝＝＝1.2A＜2A，電路安全，
電路電功率的最大變化量為：ΔP1＝﹣＝﹣＝9.6W；
當(dāng)用“100Ω 2A”的變阻器替換R2，滑動變阻器接入電路阻值最大時，通過電路的電流：I2＝＝≈0.11A，
滑動變阻器兩端的電壓為：UH2＝I2RH2＝0.11A×100Ω＝11V＜15V，電路安全，
電路電功率的最大變化量為：ΔP2＝﹣＝﹣≈13.1W；
用“150Ω 1A”的變阻器替換R2，滑動變阻器接入電路的阻值為0時，通過電路的電流：I3＝＝＝1.2A＞1A，電路不安全，
綜上可知，應(yīng)選用“100Ω 2A”滑動變阻器替換R2，電路電功率的最大變化量為13.1W。
。
5．如圖所示電路，電源電壓不變。定值電阻R1＝10Ω，滑動變阻器R2標(biāo)有“60Ω 1A”字樣，燈泡上標(biāo)有“8V 4W”字樣，燈泡阻值不受溫度影響。電流表可選用“0～0.6A”或“0～3A”兩種量程，電壓表可選用“0～3V”或“0～15V”量程。
（1）求燈泡正常發(fā)光時的電阻。
（2）閉合開關(guān)S和S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片在中點時，燈泡正常發(fā)光，求電路總功率。
（3）若電源電壓可變，電壓表只用“0～15V”量程。閉合開關(guān)S和S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器過程中，在電路安全的前提下，電流表的最大示數(shù)和最小示數(shù)如圖所示（兩次讀數(shù)時電流表可能更換了量程）。求電源電壓的可能值以及電路總功率的最大值。
【答案】（1）燈泡正常發(fā)光時的電阻為16Ω。
（2）閉合開關(guān)S和S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片在中點時，燈泡正常發(fā)光，電路總功率為11.5W。
（3）若電源電壓可變，電壓表只用“0～15V”量程。閉合開關(guān)S和S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器過程中，在電路安全的前提下，電源電壓的可能值為18V，電路總功率的最大值18W。
【解答】解：（1）根據(jù)P＝可知，燈泡正常發(fā)光時的電阻為：RL＝＝＝16Ω；
（2）閉合開關(guān)S和S2，燈泡和滑動變阻器串聯(lián)，滑片在中點時電阻為30Ω，此時燈泡正常發(fā)光，則：UL＝U額＝8V，
根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等可知電流為：
I＝I2＝IL＝＝＝0.5A，
故電路總功率為：P總＝UI＝I2R總＝I2（RL+R'2）＝（0.5A）2×（16Ω+30Ω）＝11.5W；
（3）閉合開關(guān)S和S1時，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
由圖可知，左邊電流表示數(shù)可能為1.5A、0.3A，右邊電流表示數(shù)可能為1A、0.2A，
由于滑動變阻器允許通過的最大電流是1A，所以電流表的示數(shù)不能是1.5A，
所以電流表的最大是值1A，最小值是0.3A，或電流表的最大值是0.3A，最小值是0.2A，
①當(dāng)最大電流為1A、最小電流為0.3A時，當(dāng)電流最小為0.3A時，滑片不能調(diào)到最右端，因為此時變阻器電壓為：U＝IR＝60Ω×0.3A＝18V，會超過電壓表的最大量程，故變阻器兩端最大電壓為15V，
此時電源電壓：U總＝IR1+U＝0.3A×10Ω+15V＝18V；
最大功率為：P大＝Ul大＝18V×1A＝18W；
②當(dāng)最大電流為0.3A、最小電流為0.2A時；當(dāng)電流最小為0.2A時，滑片能調(diào)到最右端，不會超過電壓表的最大量程，
此時電源電壓為：U＝IR＝I（R1+R2）＝0.2A×（10Ω+60Ω）＝14V，
但該情況下0.3A小于電路安全下電路中電流的最大值0.6A，故不合理舍去，
電源電壓的可能值為18V，電路總功率的最大值18W。
6．如圖甲所示的電路，電源電壓保持不變，小燈泡L標(biāo)有“2.5V 0.25A”字樣，其R﹣U圖像如圖乙所示，滑動變阻器R1的最大值為30Ω，定值電阻R2＝30Ω，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V。當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2和S3，將變阻器R1的滑片P調(diào)到中點時，電流表示數(shù)為0.45A。
（1）求小燈泡的額定功率；
（2）當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2和S3時，求整個電路消耗的最大功率；
（3）當(dāng)只閉合開關(guān)S和S1時，在保證各元件安全工作的情況下，求滑動變阻器R1允許的取值范圍。
【答案】（1）求小燈泡的額定功率為0.625W；
（2）當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2和S3時，整個電路消耗的最大功率是2.7W；
（3）當(dāng)只閉合開關(guān)S和S1時，在保證各元件安全工作的情況下，求滑動變阻器R1允許的取值范圍是8～16Ω。
【解答】解：（1）小燈泡的額定功率是：
PL額＝UL額IL額＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（2）只閉合開關(guān)S、S2和S3，將變阻器R的滑片P調(diào)到中點時，L短路，電路為R1與R2并聯(lián)，電流表測量干路電流；
并聯(lián)的總電阻，R并＝＝＝10Ω，
由I＝可得電源電壓：U＝IR并＝0.45A×10Ω＝4.5V；
由于電流表的量程為0～0.6A，則干路電流最大為0.6A，
所以最大功率P最大＝UI最大＝4.5V×0.6A＝2.7W；
（3）只閉合開關(guān)S、S1，燈泡L與R1串聯(lián)，R2不接入電路，移動變阻器的滑片P，向左移動時，R1變大，電壓表的示數(shù)也變大，當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時，R1最大，則R1的電壓U1大＝3V，此時小燈泡兩端的電壓為：UL＝U﹣U1大＝4.5V﹣3V＝1.5V，
由圖乙可知此時燈泡的電阻為：RL＝8Ω，
則I最小＝＝＝0.1875A，
所以由I＝可得R1連入電路的電阻：
R1＝＝＝16Ω；
當(dāng)滑片向右移動時，R1變小，電流表的示數(shù)變大，UL也變大，由于燈泡的額定電流為0.25A，
所以，電路中的最大電流為：I最大＝IL額＝0.25A＜0.6A（電流表安全），
此時燈泡正常工作，則燈泡兩端的電壓為：UL′＝2.5V，
R1兩端的電壓為：U1′＝U﹣UL′＝4.5V﹣2.5V＝2V，
R1連入電路的最小電阻：R1′＝＝＝8Ω，
所以在保證各元件安全的情況下，滑動變阻器R1允許的取值范圍是8～16Ω。
7．在如圖所示電路中，電源電壓恒為12V，定值電阻R0標(biāo)有“50Ω1A”，滑動變阻器標(biāo)有“50Ω1.5A”，電流表量程為0～3A，小燈泡上標(biāo)有“6V”字樣，當(dāng)開關(guān)S閉合，S1、S2都斷開，滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω時，電流表的示數(shù)為0.4A不考慮燈絲電阻隨溫度變化。求：
（1）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合，滑片P在b端時，電流表示數(shù)。
（2）燈泡的額定功率。
（3）當(dāng)電路總功率最大時，開關(guān)的斷開，閉合情況是怎樣的？并求出電路總功率的最大值。
【答案】（1）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2 都閉合，滑片P在b端時，電流表示數(shù)是0.48A；
（2）燈泡的額定功率是3.6W。
（3）當(dāng)電路總功率最大時，開關(guān)的斷開，閉合情況是閉合開關(guān)S、S1、S2；電路總功率的最大值是20.88W。
【解答】解：
（1）由圖知，閉合開關(guān)S、S1、S2，滑片P在b端時，R的最大阻值與R0并聯(lián)，燈泡L被短路，電流表測干路電流；
并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等，且干路電流等于各支路電流之和，
則干路電流（電流表的示數(shù)）：I＝I0+IR＝+＝+＝0.24A+0.24A＝0.48A，
（2）當(dāng)開關(guān) S 閉合，S1、S2 都斷開，R與RL串聯(lián)，滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω時，電流表的示數(shù)為 0.4A，不考慮燈絲電阻隨溫度變化，
串聯(lián)電路的總電阻：R總＝＝＝30Ω，
燈泡的電阻：RL＝R總﹣R滑＝30Ω﹣20Ω＝10Ω，
已知小燈泡的額定電壓為6V，
則小燈泡的額定功率：PL＝＝＝3.6W；
（3）當(dāng)干路的電流最大時，總電阻最小，總功率最大，由圖知，應(yīng)閉合開關(guān)S、S1、S2并聯(lián)，此時R與R0并聯(lián)，
根據(jù)1小題可知通過R0的電流為0.24A，因滑動變阻器標(biāo)有“50Ω 1.5A”，
所以可得干路中的最大電流為：
I′＝I0+IRmax＝0.24A+1.5A＝1.74A＜3A，
則電路總功率的最大值：
Pmax＝UI′＝12V×1.74A＝20.88W。
8．如圖所示，電源電壓恒定，小燈泡L標(biāo)有“2V，0.625W”的字樣（燈絲電阻不變），滑動變阻器R2的最大電阻為15Ω，R2的滑片調(diào)到最左端，閉合開關(guān)S1、S2時，小燈泡L正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.75A。求：
（1）電阻R1的阻值是多大？
（2）只閉合開關(guān)S1，R2的滑片調(diào)到最右端時，電壓表的示數(shù)是多少？
（3）電路接通時的最小電功率是多大？
【答案】（1）電阻R1的阻值是4.6Ω；
（2）只閉合開關(guān)S1，R2的滑片調(diào)到最右端時，電壓表的示數(shù)是0.6V；
（3）電路接通時的最小電功率是0.19W。
【解答】解：（1）當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2，滑動變阻器的滑片在最左端時，燈泡L與R1并聯(lián)，電壓表測量燈泡兩端的電壓即電源電壓。
因為燈泡正常發(fā)光，所以電源電壓為U＝U額＝2V，
由歐姆定律可知，小燈泡的電阻為：
RL＝＝＝6.4Ω；
小燈泡的額定電流為：
I額＝＝＝0.3125A，
根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律知，電阻R1的電流為：
I1＝I﹣I額＝0.75A﹣0.3125A＝0.4375A，
電阻R1的阻值：
R1＝＝≈4.6Ω；
（2）當(dāng)只閉合開關(guān)S1，滑動變阻器R2的滑片在最右端時，燈泡L和R2串聯(lián)，電流表A測量流過燈泡L和R2的電流，
電路的電流為：
I′＝＝＝≈0.093A，
小燈泡兩端的電壓為：
UL′＝I′RL＝0.093A×6.4Ω＝0.6V，即電壓表的示數(shù)為0.6V；
（3）因為RL＞R1，所以當(dāng)只閉合開關(guān)S1，滑動變阻器的滑片在最右端時，電路的總電阻最大，電流最小，電路的總功率最小，
最小功率為：
P最?。剑剑健?.19W。
9．如圖所示，電源電壓保持不變，定值電阻R＝20Ω，滑動變阻器的最大阻值是40Ω，燈泡標(biāo)有“6V 3W”，（不考慮燈泡電阻的變化）。當(dāng)只閉合開關(guān)S1，滑動變阻器的滑片P位于最右端b時，電流表的讀數(shù)為0.1A，求：
（1）電源電壓U。
（2）通過開關(guān)通斷和移動滑動變阻器滑片P，使電路中的總功率最大，求該最大總功率。
【答案】（1）電源電壓為6V；
（2）電路中的最大總功率為4.8W。
【解答】解：（1）當(dāng)只閉合開關(guān)S1，滑動變阻器的滑片P位于最右端b時，定值電阻R與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，電流表測電路中的電流，
由串聯(lián)電路的電阻特點和歐姆定律可知，電源的電壓：
U＝I小R總＝I?。≧+R滑大）＝0.1A×（20Ω+40Ω）＝6V；
（2）由P＝UI可知，電路中的電流最大時，總功率最大，
當(dāng)滑片移到a端，且兩開關(guān)都閉合時，燈泡L與定值電阻R并聯(lián)，
由并聯(lián)電路的電壓特點可知，燈泡L兩端的電壓為6V，燈泡能安全工作，
由并聯(lián)電路的電阻特點和歐姆定律可知，此時電路中的電流最大，
此時通過定值電阻的電流：
IR＝＝＝0.3A，
由P＝UI可知，通過燈泡L的電流：
IL＝＝＝0.5A，
由并聯(lián)電路的電流特點可知，此時電路中的總電流：
I＝IR+IL＝0.3A+0.5A＝0.8A，
電路中的最大總功率：
P＝UI＝6V×0.8A＝4.8W。
10．如圖所示的電路，電源電壓恒定不變，燈泡L上標(biāo)有“8V，8W”的字樣只閉合開關(guān)S1，將滑動變阻器R2的滑片P從最右端向左移動一段距離，此過程中電流表示數(shù)變化了0.2A，電壓表示數(shù)變化了2V；再閉合開關(guān)S2和S3，電流表示數(shù)又變化了1.2A，此時燈泡L恰好正常發(fā)光。求：
（1）定值電阻R1的阻值：
（2）只再閉合開關(guān)S2和S3時電流表的示數(shù)：
（3）只閉合S1時電路的最小電功率。
【答案】答：（1）定值電阻R1的阻值為10Ω；
（2）再閉合開關(guān)S2和S3時電流表的示數(shù)為1.8A；
（3）只閉合S1時電路的最小電功率為4.8W。
【解答】解：只閉合開關(guān)S1，R1與滑動變阻器R2串聯(lián)，滑片P位于最右端時，等效電路圖如圖1所示；
滑片P向左移動一段距離后，由于滑動變阻器R2的電阻減小了，則電路中電流變大，等效電路圖如圖2所示；
再閉合開關(guān)S2和S3時，滑動變阻器被短路，此時燈泡與R1并聯(lián)，根據(jù)電阻的串并聯(lián)特點可知，并聯(lián)時電路中電流變大，等效電路圖如圖3所示。
（1）根據(jù)P＝UI可得，燈泡正常發(fā)光時的電流：
IL＝＝＝1A；
圖3中，燈泡與R1并聯(lián)，由于燈泡正常發(fā)光，則根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等可知，電源電壓：
U＝U額＝8V；
由并聯(lián)電路的電流特點可知，通過R1的電流為：
I1＝I+0.2A+1.2A﹣1A＝I+0.4A，
根據(jù)I＝可得：U＝I1R1，
即：8V＝（I+0.4A）R1……①
圖1中，根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律可得：
U＝IR1+U2，
即：8V＝IR1+U2……②
圖2與圖1比較，由于滑動變阻器R2的電阻減小了，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知滑動變阻器兩端的電壓減小，則：
圖2中，電壓表示數(shù)為：U2′＝U2﹣ΔU＝U2﹣2V，
根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律可得：
U＝（I+0.2A）R1+U2′，
即：8V＝（I+0.2A）R1+U2﹣2V……③
解①②③可得：R1＝10Ω，U2＝4V，I＝0.4A；
（2）由圖3可知，再閉合開關(guān)S2和S3時電流表的示數(shù)：
I'＝IL+I1＝IL+I+0.4A＝1A+0.4A+0.4A＝1.8A；
（3）只閉合開關(guān)S1，滑片P位于最右端時電路中總功率最小為：
P最?。経I＝12V×0.4A＝4.8W。
11．在如圖所示的電路中，定值電阻R0＝10Ω，滑動變阻器R的最大阻值是40Ω，燈泡L上標(biāo)有“2V 0.8W“的字樣，忽略燈絲電阻的變化。只閉合開關(guān)S、S1，并把R的滑片移到滑動變阻器中點時電流表的示數(shù)為0.2A。
（1）求電源電壓。
（2）只閉合S、S2，移動滑動變阻器滑片時電路的電功率會發(fā)生變化，在保證電路安全的情況下，求電路的最大電功率是多少？
【答案】答：（1）電源電壓為6V；
（2）只閉合S、S2，在保證電路安全的情況下，電路的最大電功率是2.4W。
【解答】解：（1）只閉合開關(guān)S、S1，并把R的滑片移到滑動變阻器中點時，R0與R的一半電阻串聯(lián)，
由串聯(lián)電路的電阻特點，此時電路中的總電阻：R串＝R0+R＝10Ω+×40Ω＝30Ω，
由歐姆定律可知，電源電壓：
U總＝IR串＝0.2A×30Ω＝6V；
（2）只閉合S、S2，小燈泡L與滑動變阻器串聯(lián)，
由P＝UI可知，小燈泡的額定電流：
I額＝＝＝0.4A；
因此電路中的最大電流I最大＝I額＝0.4A，
因此電路的最大電功率：
P最大＝UI最大＝6V×0.4A＝2.4W。
12．如圖所示，電源電壓恒為5V，燈泡L上標(biāo)有“4V，1.6W”字樣，滑動變阻器R2上標(biāo)有“10Ω 1A”字樣，定值電阻R1的阻值為5Ω，電流表量程為0～0.6A。電壓表量程為0～3V.不計溫度對燈絲電阻的影響，求：
（1）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2閉合，S3斷開時，通電2min電流通過R1產(chǎn)生的熱量為多少；
（2）當(dāng)開關(guān)S、S3閉合，S1、S2斷開時，在確保電路元件安全的情況下，滑動變阻器R2的取值范圍。
【答案】（1）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2閉合，S3斷開時，通電2min電流通過R1產(chǎn)生的熱量為600J；
（2）當(dāng)開關(guān)S、S3閉合，S1、S2斷開時，在確保電路元件安全的情況下，滑動變阻器R2的取值范圍為2.5Ω～10Ω。
【解答】解：（1）由圖可知，當(dāng)開關(guān)S、S1、S2閉合，S3斷開時，定值電阻R1和滑動變阻器R2并聯(lián)，
則通電2min電流通過R1產(chǎn)生的熱量：Q＝W＝UI1t＝t＝×2×60s＝600J；
（2）由P＝UI可知，燈泡正常發(fā)光時的電流：IL＝＝＝0.4A；
由I＝可知，燈泡正常工作時的電阻：RL＝＝＝10Ω；
當(dāng)開關(guān)S、S3閉合，S1、S2斷開時，燈泡L與滑動變阻器R2串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
因串聯(lián)電路中各處電流相等，且電流表量程為0～0.6A，
所以，電路中的最大電流I大＝0.4A，此時變阻器接入電路中的電阻最小，
此時電路的總電阻：
R總′＝＝＝12.5Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，變阻器接入電路中的最小阻值：
R2?。絉總′﹣RL＝12.5Ω﹣10Ω＝2.5Ω，
當(dāng)滑動變阻器接入電路中電阻最大時，電路中的電流：
I＝＝＝＝0.25A＜0.6A，
電壓表的示數(shù)：
U2＝IR2大＝0.25A×10Ω＝2.5V＜3V，
所以，滑動變阻器接入電路中的最大阻值為10Ω，
電壓表的示數(shù)U1＝2.5V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，
則滑動變阻器R2的取值范圍是2.5Ω～10Ω。

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