為保證電路安全，需要考慮以下問題：
1.電路中的電流既不能超過電流表的量程、滑動變阻器允許通過的最大電流值，又不能超過用電器的額定電流值。
2.用電器兩端的電壓既不能超過電壓表的量程，又不能超過用電器的額定電壓值。
3.如果各用電器串聯(lián)，那么將各用電器的最小額定電流當(dāng)做整個電路允許通過的最大電流；如果各用電器并聯(lián)，那么將各用電器的最小額定電壓當(dāng)做整個電路的總電壓。
1．（2022?銅仁市）如圖所示，電源電壓12V保持不變，小燈泡標(biāo)有“4V 1.6W”字樣（燈絲電阻不受溫度影響），滑動變阻器標(biāo)有“50Ω 1A”字樣，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V。閉合開關(guān)，保證各元件不損壞，下列選項正確的是（ ）
A．移動滑動變阻器滑片，小燈泡可能正常發(fā)光
B．電路中消耗的最大功率為4.8W
C．滑動變阻器兩端電壓變化范圍為9～10V
D．當(dāng)滑動變阻器滑片P置于b端時，滑動變阻器通電1min產(chǎn)生的熱量為140J
2．（2022?蘭州）如圖所示，電源電壓保持不變，滑動變阻器R標(biāo)有“30Ω 1A”，定值電阻R0的阻值為10Ω，小燈泡L標(biāo)有“6V 0.6A”，電流表的量程為0～3A。不考慮燈絲電阻的變化，只閉合S，滑片P移到R的中點時，小燈泡恰好正常發(fā)光。在保證電路安全的前提下，下列說法錯誤的是（ ）
A．小燈泡的電阻為10Ω
B．電源電壓為15V
C．小燈泡發(fā)光最暗時的功率約為1.4W
D．電路消耗總功率的最小值與最大值之比是1：8
3．（2022?泰安）如甲圖所示，燈泡L標(biāo)有“8V 4W”字樣，忽略溫度對燈絲電阻的影響，滑動變阻器R1標(biāo)有“50Ω 1A”字樣，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，定值電阻R2的電流隨電壓變化的圖象如乙圖所示。在保證電路安全和電表不超量程的情況下，當(dāng)閉合開關(guān)S、S1、S2時，通電30s，電路中電流所做的功為120J；當(dāng)閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1、S2時，燈泡的實際功率為PL；當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2，斷開開關(guān)S時，定值電阻R2消耗的最小功率為P2。下列說法中（ ）
①燈泡L的電阻為16Ω
②電源電壓為12V
③P2＝0.75W
④PL＝1W
A．只有①④正確B．只有②③正確
C．只有①②正確D．只有①③④正確
4．（2021?蘭州）如圖所示，電源電壓恒為6V，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，定值電阻R1的阻值為10Ω，滑動變阻器R2的規(guī)格為“20Ω 0.5A”。閉合開關(guān)S，在確保電路安全的前提下，移動滑動變阻器的滑片P，下列說法中正確的是（ ）
A．電路消耗的最大總功率為3W
B．電流表示數(shù)的變化范圍為0.2A～0.5A
C．滑動變阻器R2接入電路的最小阻值為2Ω
D．電阻R1消耗的最大功率為0.9W
5．（2021?貴港）如圖所示的電路，燈L標(biāo)有“6V 3.6W”字樣，電源電壓保持不變。當(dāng)閉合開關(guān)S，滑動變阻器R的滑片P移到最右端時，燈L正常發(fā)光；滑片P移到最左端時，電壓表示數(shù)為3.6V。假設(shè)燈絲電阻不受溫度影響，下列四個結(jié)論正確的是（ ）
①燈L正常發(fā)光時的電阻為12Ω
②電源電壓為6V
③滑動變阻器的最大阻值為20Ω
④電路消耗的總功率的變化范圍為1.44～3.6W
A．①②B．②④C．②③D．③④
6．（2021?黔東南州）如圖所示，電源電壓恒為4.5V，電流表的量程為“0～0.6A”，電壓表的量程為“0～3V”，燈泡L標(biāo)有“2.5V 1.25W”字樣（設(shè)燈絲電阻不變），滑動變阻器R的規(guī)格為“20Ω 1A”。閉合開關(guān)，在保證電路安全的情況下，移動滑片P的過程中，下列正確的是（ ）
A．電流表的示數(shù)最大為0.6A
B．滑動變阻器接入電路的最小電阻為4Ω
C．燈泡消耗的最小電功率為0.12W
D．電路消耗的最大功率為2.7W
7．（2020?金昌）如圖所示電路中，電源電壓保持不變，當(dāng)開關(guān)S閉合后，滑動變阻器R接入電路的電阻為3Ω時，小燈泡正常發(fā)光。若已知滑動變阻器R的規(guī)格是“15Ω 1A”，燈泡L標(biāo)有“2.5V 1.25W”字樣（不考慮燈泡電阻隨溫度的變化），電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V．要保證電路安全。下列說法正確的是（ ）
A．電源電壓為2.5V
B．電路消耗的最大功率3W
C．小燈泡的最小功率為0
D．電流表的示數(shù)變化范圍0.2A～0.5A
8．（2022?襄陽）如圖所示電路，電源電壓恒為15V，R1＝6Ω，R3＝3Ω，R2是規(guī)格為“30Ω 1A”的滑動變阻器。閉合開關(guān)S，在保證電路安全的情況下，滑片P在a、b間滑動（a、b都不是端點），滑動變阻器消耗的功率為P2，電阻R1消耗的功率為P1，則P2﹣P1最大值為 W。
9．（2022?遼寧）如圖甲所示，電源電壓為5V，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V。在保證所有元件安全的情況下，只閉合開關(guān)S、S1，最大范圍移動滑動變阻器滑片，繪制出電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)關(guān)系的圖象，如圖乙所示。只閉合開關(guān)S、S2，最大范圍移動滑動變阻器滑片，繪制出電壓表示數(shù)與滑動變阻器R2接入電路中阻值關(guān)系的圖象，如圖丙所示?；瑒幼冏杵鱎1的最大阻值為 Ω，燈泡的額定功率為 W，以上兩種情況，電路最大功率為 W。
10．（2022?梧州）在如圖所示的電路中，電源電壓恒定為6V，R1阻值為10Ω，閉合開關(guān)S，電流表的示數(shù)為0.9A。問：
（1）通過R1的電流是多少？
（2）R2的阻值是多少？
（3）現(xiàn)用一個規(guī)格為“50Ω 2A”的滑動變阻器替換R1或R2。要求：替換后，電源的最大電功率不小于15W，則電源的最小電功率是多少？
11．（2021?丹東）如圖所示，電源電壓恒定，燈泡L標(biāo)有“10V 5W”（燈絲電阻不變），定值電阻R1阻值為10Ω，電壓表量程0～15V，電流表量程0～0.6A，滑動變阻器R2標(biāo)有“40Ω 0.5A”字樣。當(dāng)S閉合，單刀雙擲開關(guān)S1接a，滑片置于某位置時，電壓表示數(shù)為5V，電流表示數(shù)為0.4A。求：
（1）燈絲電阻和電源電壓。
（2）在保證電路安全的前提下，且電路中有電阻或小燈泡工作時，整個電路總功率最小值。
（3）在保證電路安全的前提下，S1分別接a和b時，滑片從左端向右端滑動過程中，兩次電路總功率最大值之比。
電學(xué)專項突破3：電路安全問題
方法點撥：
為保證電路安全，需要考慮以下問題：
1.電路中的電流既不能超過電流表的量程、滑動變阻器允許通過的最大電流值，又不能超過用電器的額定電流值。
2.用電器兩端的電壓既不能超過電壓表的量程，又不能超過用電器的額定電壓值。
3.如果各用電器串聯(lián)，那么將各用電器的最小額定電流當(dāng)做整個電路允許通過的最大電流；如果各用電器并聯(lián)，那么將各用電器的最小額定電壓當(dāng)做整個電路的總電壓。
1．（2022?銅仁市）如圖所示，電源電壓12V保持不變，小燈泡標(biāo)有“4V 1.6W”字樣（燈絲電阻不受溫度影響），滑動變阻器標(biāo)有“50Ω 1A”字樣，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V。閉合開關(guān)，保證各元件不損壞，下列選項正確的是（ ）
A．移動滑動變阻器滑片，小燈泡可能正常發(fā)光
B．電路中消耗的最大功率為4.8W
C．滑動變阻器兩端電壓變化范圍為9～10V
D．當(dāng)滑動變阻器滑片P置于b端時，滑動變阻器通電1min產(chǎn)生的熱量為140J
【答案】C
【解答】解：由圖知，滑動變阻器與L串聯(lián)，電壓表測燈泡L兩端的電壓，電流表測電路中電流；
A、移動滑動變阻器的滑片，由于電壓表的量程為0～3V，所以小燈泡兩端的最大電壓為3V，小于小燈泡的額定電壓，所以小燈泡不能正常發(fā)光，故A錯誤；
B、由P＝UI可得燈光正常發(fā)光電流：
IL＝＝＝0.4A，
由P＝知小燈泡的電阻為：
RL＝＝＝10Ω，
由于電壓表的量程為0～3V，所以小燈泡兩端的最大電壓為3V，
通過小燈泡的最大電流為：
IL′＝＝＝0.3A＜IL＝0.4A，
由于滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，電流表的量程為0～0.6A，
所以電路中的最大電流為I大＝IL′＝0.3A，
電路中消耗的最大功率為：
P大＝UI大＝12V×0.3A＝3.6W，故B錯誤；
CD、當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時，滑動變阻器兩端的電壓最大，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知滑動變阻器兩端的最小電壓為：
U滑?。経﹣UV大＝12V﹣3V＝9V；
當(dāng)滑動變阻器滑片P置于b端時，滑動接入電路的電阻最大，
由I＝和串聯(lián)電路電阻的規(guī)律得電路中的最小電流為：
I小＝＝＝0.2A，
滑動變阻器兩端的最大電壓為：
U滑大＝I小R滑大＝0.2A×50Ω＝10V，故滑動變阻器兩端電壓變化范圍為9～10V，故C正確；
此時滑動變阻器通電1min產(chǎn)生的熱量為：
Q＝W＝U滑大I小t＝10V×0.2A×60s＝120J，故D錯誤。
故選：C。
2．（2022?蘭州）如圖所示，電源電壓保持不變，滑動變阻器R標(biāo)有“30Ω 1A”，定值電阻R0的阻值為10Ω，小燈泡L標(biāo)有“6V 0.6A”，電流表的量程為0～3A。不考慮燈絲電阻的變化，只閉合S，滑片P移到R的中點時，小燈泡恰好正常發(fā)光。在保證電路安全的前提下，下列說法錯誤的是（ ）
A．小燈泡的電阻為10Ω
B．電源電壓為15V
C．小燈泡發(fā)光最暗時的功率約為1.4W
D．電路消耗總功率的最小值與最大值之比是1：8
【答案】D
【解答】解：A、由I＝可知，小燈泡的電阻RL＝＝＝10Ω，故A正確；
B、由于小燈泡正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路特點可知，通過滑動變阻器R的電流IR＝IL＝0.6A，
由歐姆定律可知，滑動變阻器R兩端的電壓UR＝IRR′＝0.6A××30Ω＝9V，
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知，電源電壓U＝UL+UR＝6V+9V＝15V，故B正確；
C、當(dāng)滑動變阻器滑片P移到右端時，滑動變阻器接入電路的阻值最大R＝30Ω，
此時電路中的最小電流I小＝＝＝＝0.375A，
小燈泡發(fā)光最暗時的功率P＝I小2RL＝（0.375A）2×10Ω≈1.4W，故C正確；
D、要保證電路安全，分析電路可得，當(dāng)閉合開關(guān)S、S2和S1時，且通過滑動變阻器的電流為1A時，干路電流最大；
因并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等，
所以此時通過R0的電流：I0＝＝＝1.5A；
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以干路的最大電流：Imax＝1A+1.5A＝2.5A，
電路消耗的最大功率：Pmax＝UImax＝15V×2.5A＝37.5W；
當(dāng)S閉合，S1、S2都斷開，R與RL串聯(lián)，燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)時，電路電流最小，因串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和，
所以電路最小電流：Imin＝＝＝0.375A，
電路消耗的最小功率：Pmin＝UImin＝15V×0.375A＝5.625W；
則電路消耗總功率的最小值與最大值之比Pmin：Pmax＝5.625W：37.5W＝3：20，故D錯誤。
故選：D。
3．（2022?泰安）如甲圖所示，燈泡L標(biāo)有“8V 4W”字樣，忽略溫度對燈絲電阻的影響，滑動變阻器R1標(biāo)有“50Ω 1A”字樣，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，定值電阻R2的電流隨電壓變化的圖象如乙圖所示。在保證電路安全和電表不超量程的情況下，當(dāng)閉合開關(guān)S、S1、S2時，通電30s，電路中電流所做的功為120J；當(dāng)閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1、S2時，燈泡的實際功率為PL；當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2，斷開開關(guān)S時，定值電阻R2消耗的最小功率為P2。下列說法中（ ）
①燈泡L的電阻為16Ω
②電源電壓為12V
③P2＝0.75W
④PL＝1W
A．只有①④正確B．只有②③正確
C．只有①②正確D．只有①③④正確
【答案】A
【解答】解：①、已知燈泡L的額定電壓U額＝8V，燈泡L的額定功率P額＝4W，
由可知燈泡L的電阻為：＝＝16Ω，故①正確；
②、由歐姆定律結(jié)合圖乙中的數(shù)據(jù)可知電阻R2的阻值為：R2＝＝＝16Ω；
由圖甲可知，當(dāng)閉合開關(guān)S、S1、S2時，滑動變阻器和L被短路，電路中只有R2；
由W＝可知U2＝＝＝（8V）2，則電源電壓U＝8V，故②錯誤；
③、當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2，斷開開關(guān)S時，L被短路，R1和R2的串聯(lián)電路，電流表測電路中的電流，電壓表測R1兩端的電壓；
當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值最大時，其兩端的電壓最大，由電壓表的量程可知R1兩端的電壓最大為U1大＝3V，
由串聯(lián)電路的電壓特點可知R2兩端的電壓最小為：U2?。経﹣U1大＝8V﹣3V＝5V，
此時電路中最小電流為：I?。剑剑?.3125A，
由歐姆定律可知滑動變阻器接入電路的最大阻值為：R1＝＝＝9.6Ω，滑動變阻器的最大阻值50Ω，符合條件；
則R2的最小功率為：P2＝I小U2?。?.3125A×5V＝1.5625W，故③錯誤；
④、當(dāng)閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1、S2時，L和R2串聯(lián)，電流表測電路中的電流；
由串聯(lián)電路的電阻特點可知電路總電阻為：R＝R2+RL＝16Ω+16Ω＝32Ω，
此時電路中的電流為：I＝＝＝0.25A，
此時燈泡L的實際功率為：PL＝I2RL＝（0.25A）2×16Ω＝1W，故④正確；
綜上所述分析可知①④正確，故B、C、D錯誤，A正確。
故選：A。
4．（2021?蘭州）如圖所示，電源電壓恒為6V，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，定值電阻R1的阻值為10Ω，滑動變阻器R2的規(guī)格為“20Ω 0.5A”。閉合開關(guān)S，在確保電路安全的前提下，移動滑動變阻器的滑片P，下列說法中正確的是（ ）
A．電路消耗的最大總功率為3W
B．電流表示數(shù)的變化范圍為0.2A～0.5A
C．滑動變阻器R2接入電路的最小阻值為2Ω
D．電阻R1消耗的最大功率為0.9W
【答案】D
【解答】解：由電路圖可知，閉合開關(guān)S，定值電阻R1與滑動變阻器R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
當(dāng)電壓表的示數(shù)U1＝3V時，電路中的電流I＝＝＝0.3A，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表量程為0～0.6A，滑動變阻器允許通過的最大電流為0.5A，
所以，電路中的最大電流為0.3A，故B錯誤；
此時電路消耗的功率最大，電阻R1消耗的功率最大，滑動變阻器R2接入電路的阻值最小，
則電路消耗的最大功率：P大＝UI＝6V×0.3A＝1.8W，故A錯誤；
此時電路的總電阻：R總＝＝＝20Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動變阻器R2接入電路的最小阻值：R2?。絉總﹣R1＝20Ω﹣10Ω＝10Ω，故C錯誤；
電阻R1消耗的最大功率：P1大＝U1I＝3V×0.3A＝0.9W，故D正確。
故選：D。
5．（2021?貴港）如圖所示的電路，燈L標(biāo)有“6V 3.6W”字樣，電源電壓保持不變。當(dāng)閉合開關(guān)S，滑動變阻器R的滑片P移到最右端時，燈L正常發(fā)光；滑片P移到最左端時，電壓表示數(shù)為3.6V。假設(shè)燈絲電阻不受溫度影響，下列四個結(jié)論正確的是（ ）
①燈L正常發(fā)光時的電阻為12Ω
②電源電壓為6V
③滑動變阻器的最大阻值為20Ω
④電路消耗的總功率的變化范圍為1.44～3.6W
A．①②B．②④C．②③D．③④
【答案】B
【解答】解：由電路圖可知，閉合開關(guān)S，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
①燈泡正常發(fā)光時的電壓UL＝6V，功率PL＝3.6W，
由P＝UI＝可得，燈L正常發(fā)光時的電阻RL＝＝＝10Ω，故①錯誤；
②當(dāng)滑動變阻器R的滑片P移到最右端時，變阻器接入電路中的電阻為零，電路為燈泡L的簡單電路，
由燈L正常發(fā)光可知，電源的電壓U＝UL＝6V，故②正確；
③當(dāng)滑片P移到最左端時，變阻器接入電路中的電阻最大，其兩端的電壓UR＝3.6V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，燈泡兩端的電壓UL′＝U﹣UR＝6V﹣3.6V＝2.4V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流I＝＝＝0.24A，
則滑動變阻器的最大阻值：R大＝＝＝15Ω，故③錯誤；
④當(dāng)滑動變阻器R的滑片P移到最右端時，電路為燈泡的簡單電路，此時電路的總電阻最小，總功率最大，則P大＝PL＝3.6W，
當(dāng)滑片P移到最左端時，變阻器接入電路中的電阻最大，此時電路的電流最小，總功率最小，則P?。経I＝6V×0.24A＝1.44W，
所以，電路消耗的總功率的變化范圍為1.44～3.6W，故④正確。
綜上可知，②④正確。
故選：B。
6．（2021?黔東南州）如圖所示，電源電壓恒為4.5V，電流表的量程為“0～0.6A”，電壓表的量程為“0～3V”，燈泡L標(biāo)有“2.5V 1.25W”字樣（設(shè)燈絲電阻不變），滑動變阻器R的規(guī)格為“20Ω 1A”。閉合開關(guān)，在保證電路安全的情況下，移動滑片P的過程中，下列正確的是（ ）
A．電流表的示數(shù)最大為0.6A
B．滑動變阻器接入電路的最小電阻為4Ω
C．燈泡消耗的最小電功率為0.12W
D．電路消耗的最大功率為2.7W
【答案】B
【解答】解：由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
（1）根據(jù)P＝UI可得，燈的額定電流：
IL額＝＝＝0.5A，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，
所以，電路中的最大電流（即電流表的最大示數(shù)）為Imax＝IL額＝0.5A，故A錯誤；
由I＝可得，燈泡的電阻：
RL＝＝＝5Ω，
電流最大時，電路中的總電阻：
R＝＝＝9Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動變阻器接入電路中的最小阻值：
R滑＝R﹣RL＝9Ω﹣5Ω＝4Ω，故B正確；
該電路的最大功率：
Pmax＝UImax＝4.5V×0.5A＝2.25W，故D錯誤；
（2）當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中電流最小，燈泡的功率最小，
則電路中的最小電流：
Imin＝＝＝0.18A，
燈泡的最小功率：
PLmin＝（Imin）2RL＝（0.18A）2×5Ω＝0.162W，故C錯誤。
故選：B。
7．（2020?金昌）如圖所示電路中，電源電壓保持不變，當(dāng)開關(guān)S閉合后，滑動變阻器R接入電路的電阻為3Ω時，小燈泡正常發(fā)光。若已知滑動變阻器R的規(guī)格是“15Ω 1A”，燈泡L標(biāo)有“2.5V 1.25W”字樣（不考慮燈泡電阻隨溫度的變化），電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V．要保證電路安全。下列說法正確的是（ ）
A．電源電壓為2.5V
B．電路消耗的最大功率3W
C．小燈泡的最小功率為0
D．電流表的示數(shù)變化范圍0.2A～0.5A
【答案】D
【解答】解：由圖可知：燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡的電壓，電流表測串聯(lián)電路的電流。
A、當(dāng)開關(guān)S閉合后，滑動變阻器R接入電路的電阻為3Ω時，由于燈泡正常工作，則UL＝U額＝2.5V，電路中的最大電流I最大＝I額＝＝＝0.5A；
根據(jù)I＝可得：滑動變阻器兩端的電壓U滑＝I最大R滑＝0.5A×3Ω＝1.5V，所以電源電壓U＝UL+U滑＝2.5V+1.5V＝4V，故A錯誤；
B、電路消耗的最大功率P最大＝UI最大＝4V×0.5A＝2W，故B錯誤；
C、燈泡的電阻RL＝＝＝5Ω；已知電壓表量程為0～3V．則當(dāng)電壓表示數(shù)為3V．滑動變阻器連入電路的電阻最大，此時電路中的電流最??；根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各分電阻的兩端電壓之和可得：燈泡兩端的電壓UL′＝U﹣U滑最大＝4V﹣3V＝1V，則電路中電流為I′＝＝＝0.2A，滑動變阻器連入電路的電阻R滑′＝＝＝15Ω＝R滑最大；
所以，電路中的最小電流I最?。絀′＝0.2A，燈泡的最小功率PL最?。経L′I最小＝1V×0.2A＝0.2W；故C錯誤；
D、由于電流表測量電路中電流，所以電流表的示數(shù)變化范圍0.2A～0.5A，故D正確。
故選：D。
8．（2022?襄陽）如圖所示電路，電源電壓恒為15V，R1＝6Ω，R3＝3Ω，R2是規(guī)格為“30Ω 1A”的滑動變阻器。閉合開關(guān)S，在保證電路安全的情況下，滑片P在a、b間滑動（a、b都不是端點），滑動變阻器消耗的功率為P2，電阻R1消耗的功率為P1，則P2﹣P1最大值為 W。
【解答】解：由圖可知，三個電阻串聯(lián)接入電路，串聯(lián)電路各處電流相等，串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，
滑動變阻器消耗的功率等于電路總功率與定值電阻消耗的功率之差，
即P2＝UI﹣I2（R1+R3）＝15V×I﹣I2×（6Ω+3Ω），
電阻R1消耗的功率為P1＝I2R1＝I2×6Ω，
則P2﹣P1＝15V×I﹣I2×（6Ω+3Ω）﹣I2×6Ω＝15V×I﹣I2×15Ω，
根據(jù)拋物線的性質(zhì)可知當(dāng)I＝＝＝0.5A＜1A時，P2﹣P1有最大值，
最大值為P2﹣P1＝＝＝3.75W。
故答案為：3.75。
9．（2022?遼寧）如圖甲所示，電源電壓為5V，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V。在保證所有元件安全的情況下，只閉合開關(guān)S、S1，最大范圍移動滑動變阻器滑片，繪制出電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)關(guān)系的圖象，如圖乙所示。只閉合開關(guān)S、S2，最大范圍移動滑動變阻器滑片，繪制出電壓表示數(shù)與滑動變阻器R2接入電路中阻值關(guān)系的圖象，如圖丙所示?；瑒幼冏杵鱎1的最大阻值為 Ω，燈泡的額定功率為 W，以上兩種情況，電路最大功率為 W。
【解答】解：（1）只閉合開關(guān)S、S1，燈泡與滑動變阻器R1串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知，當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻最大時，滑動變阻器兩端的電壓最大，由圖乙可知，滑動變阻器兩端的最大電壓為4V，通過的最小電流為0.2A，由歐姆定律可知，滑動變阻器R1的最大阻值：R1大＝＝＝20Ω；當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，電路中的電流最大，由圖乙可知此時電路中電流為0.5A，即燈泡的額定電流為0.5A；
只閉合開關(guān)S、S2，燈泡與滑動變阻器R2串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時電路中的電流最大，由歐姆定律可知，此時滑動變阻器R2接入電路的電阻最小，由串聯(lián)電路的分壓原理可知，滑動變阻器R2兩端電壓最小，由圖丙可知此時滑動變阻器R2兩端的電壓為2V，由串聯(lián)電路的電壓特點可知，燈泡額定的電壓：U額＝5V﹣2V＝3V，所以燈泡的額定功率：P額＝U額I額＝3V×0.5A＝1.5W；
（2）由P＝UI可知，電源電壓一定時，電路中的電流最大時，電路的電功率最大，由題意可知，兩次電路中燈泡正常發(fā)光時電路中的電流最大，因此兩次電路中的最大電流都等于燈泡的額定電流，所以兩次電路消耗的最大功率：P＝UI額＝5V×0.5A＝2.5W。
故答案為：20；1.5；2.5。
10．（2022?梧州）在如圖所示的電路中，電源電壓恒定為6V，R1阻值為10Ω，閉合開關(guān)S，電流表的示數(shù)為0.9A。問：
（1）通過R1的電流是多少？
（2）R2的阻值是多少？
（3）現(xiàn)用一個規(guī)格為“50Ω 2A”的滑動變阻器替換R1或R2。要求：替換后，電源的最大電功率不小于15W，則電源的最小電功率是多少？
【解答】解：由圖可知，R1、R2并聯(lián)，電流表測干路的電流；
（1）由并聯(lián)電路的電壓特點可知，R1兩端的電壓U1＝U＝6V，
則通過R1的電流：
I1＝＝＝0.6A；
（2）由并聯(lián)電路的電流特點可知，通過R2的電流：
I2＝I﹣I1＝0.9A﹣0.6A＝0.3A，
由并聯(lián)電路的電壓特點可知，R2兩端的電壓U2＝U＝6V，
由歐姆定律可知，R2的阻值：
R2＝＝＝20Ω；
（3）由P＝UI可知，電路中的最小電流：
I最?。剑剑?.5A，
由滑動變阻器的規(guī)格可知，滑動變阻器允許通過的最大電流：
I滑大＝2A，
則通過定值電阻的最小電流：
I定?。絀最小﹣I滑大＝2.5A﹣2A＝0.5A＞0.3A，
因此滑動變阻器替換的是R2，
由歐姆定律可知，當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻最大時，通過滑動變阻器的電流最小，
由并聯(lián)電路的電壓特點可知，滑動變阻器兩端的電壓：U滑＝U＝6V，
通過滑動變阻器的最小電流：
I滑小＝＝＝0.12A，
由并聯(lián)電路的電流特點可知，電路中的最小電流：
I?。絀1+I滑?。?.6A+0.12A＝0.72A，
由并聯(lián)電路的特點可知，通過R1的電流不變，
則電源的最小電功率：
P小＝UI?。?V×0.72A＝4.32W。
答：（1）通過R1的電流是0.6A；
（2）R2的阻值是20Ω；
（3）更換后電源的最小電功率是4.32W。
11．（2021?丹東）如圖所示，電源電壓恒定，燈泡L標(biāo)有“10V 5W”（燈絲電阻不變），定值電阻R1阻值為10Ω，電壓表量程0～15V，電流表量程0～0.6A，滑動變阻器R2標(biāo)有“40Ω 0.5A”字樣。當(dāng)S閉合，單刀雙擲開關(guān)S1接a，滑片置于某位置時，電壓表示數(shù)為5V，電流表示數(shù)為0.4A。求：
（1）燈絲電阻和電源電壓。
（2）在保證電路安全的前提下，且電路中有電阻或小燈泡工作時，整個電路總功率最小值。
（3）在保證電路安全的前提下，S1分別接a和b時，滑片從左端向右端滑動過程中，兩次電路總功率最大值之比。
【解答】解：（1）由燈泡L銘牌“10V 5W”，可得燈絲電阻R＝＝＝20Ω；
根據(jù)題意當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S1接a時，由圖可知R1與滑動變阻器R2串聯(lián)，此時U2＝5V，I＝0.4A，R1＝10Ω，
所以電源電壓U＝U1+U2＝5V+0.4A×10Ω＝9V；
（2）由（1）知燈絲電阻R＝20Ω，R1＝10Ω，由題知滑動變阻器最大值R2＝40Ω，
分析右圖可知當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S1接b時，燈泡與滑動變阻器最大值串聯(lián)時電路總阻值最大，且電路安全，整個電路總功率最?。?br>＝＝1.35W；
（3）S1接a時，R1與滑動變阻器R2串聯(lián)，此時回路最小阻值Rmin＝R1＝10Ω，回路電流I＝＝0.9A＞0.5A，電路不安全，滑片從左端向右端滑動過程中，電路總功率最大值Pmax＝UImax＝9V×0.5A＝4.5W；
S1接b時，燈泡與滑動變阻器R2串聯(lián)，此時回路最小阻值Rmin＝R＝20Ω，回路電流I＝＝0.45A，電路安全，
所以＝＝4.05W，
兩次電路總功率最大值之比：＝10：9。
答：（1）燈絲電阻為20Ω，電源電壓為9V；
（2）在保證電路安全的前提下，整個電路總功率最小值為1.35W；
（3）電路總功率最大值之比為10：9。

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