类型 5 电学综合计算1. 在如图所示电路中，小灯泡 L 标有“ 4V1.6W” 字样，定值电阻 R1=20Ω ，滑动变阻器 R2 允许通过的最大电流为 1A ，电流表 A1 的量程为 0~0.6A ，电流表 A2 的量程为 0~3A ，电压表的量程为 0~3V ，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。只闭合开关 S2 时，电压表的示数为 2V ；将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，此时电流表 A2 示数为 0.5A 。求：(1) 电源电压；(2) 滑动变阻器 R2 的最大阻值；(3) 只闭合开关 S3 ，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围。解： (1) 由 P=U2/R 可得，灯泡 L 的电阻： RL=UL 额2/PL 额 =(4V)2/1.6W=10Ω ，只闭合开关 S2 时，灯泡 L 与电阻 R1 串联，电压表测 L 两端的电压，此时电路中的电流： I=UL/RL=2V/10Ω=0.2A ，电源电压： U=I(RL+R1)=0.2A×(10Ω+20Ω)=6V ；(2) 将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，电阻 R1 与 R2 的最大阻值并联，电流表 A2 测干路电流，此时电路的总电阻： R=U/I′=6V/0.5A=12Ω ，1/R=1/R1+1/R2 ，即 1/12Ω=1/20Ω+1/R2 ，解得： R2=30Ω ，即滑动变阻器 R2 的最大阻值为 30Ω ；(3) 只闭合开关 S3 时，灯泡 L 与滑动变阻器 R2 串联，电流表 A1 测电路中的电流，电压表测 L 两端的电压，当电压表的示数 UL′=3V 时，灯泡两端的电压最大，其实际电功率最大， PLmax=U′L2/RL=(3V)2/10Ω=0.9W ，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡 L消耗的电功率最小，此时电路中的电流： Imin=U/(RL+R2)=6V/(10Ω+30Ω)=0.15A ，则灯泡的最小电功率： PLmin=I2minRL=(0.15A)2×10Ω=0.225W ，所以小灯泡电功率的变化范围为 0.225~0.9W 。2. 如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器 R 最大阻值为 10Ω ，小灯泡 L 标有“ 6V3W” 字样。闭合开关 S ､ S1 ､ S2 ，滑动变阻器滑片 P 移至最左端时，小灯泡 L 恰好正常发光。闭合开关 S ､ S1 ，断开开关 S2 ，电压表的示数为 3.6V ，忽略小灯泡电阻随温度的变化。求：(1) 电源电压及小灯泡 L 的电阻；(2)R1 的阻值；(3) 闭合开关 S ､ S2 ，断开开关 S1 ，滑动变阻器消耗的电功率为 0.72W 时，电流表的示数。解： (1) 由图知，闭合开关 S ､ S1 ､ S2 ，滑动变阻器滑片 P 移至最左端时，变阻器接入电路的阻值为 0 ，...
