分析 (1)L2正常工作时的电压和额定电压相等,根据图2读出对应的电流,根据欧姆定律求出正常工作时的电阻;
(2)闭合开关S1、S2,断开S3,滑片P置于最左端时,L1和L2并联,比较两灯泡的额定电压并根据并联电路的电压特点确定电源的电压确定正常发光的灯泡,根据图2读出通过L2的电流,利用并联电路的电流特点求出L1正常工作时的电流;
(3)若考虑L1和L2串联,比较两灯泡的额定电流,根据串联电路的电流特点判断发光的灯泡和电路中的电流,当滑片P置于最左端时,电源的电压最小,由图2读出此时灯泡L2两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的最小电压;当滑片P置于最右端时,电源的电压最大,此时灯泡L2两端的电压不变,根据欧姆定律和串联电路的电流特点求出L2两端的电压与变阻器两端的电压之比,进一步求出滑动变阻器两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的最大电压,进一步得出答案.
解答 解:(1)L2正常工作时的电压U2额=6V,由图2可知通过灯泡的电流I2额=1A,
由I=$\frac{U}{R}$可得,L2正常工作时的电阻:
R2=$\frac{{U}_{2额}}{{I}_{2额}}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω;
(2)闭合开关S1、S2,断开S3,滑片P置于最左端时,L1和L2并联,
因并联电路中各支路两端的电压,且U1额<U2额,
所以,L1正常发光,此时电源的电压U=3V,
由图2可知,此时通过L2的电流I2=0.8A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,L1正常工作时的电流:
I1=I-I2=1.4A-0.8A=0.6A;
(3)若考虑L1和L2串联,
因串联电路中各处的电流相等,且灯泡L2的额定电流大于灯泡L1的额定电流,
所以,正常发光灯泡是L1,电路的电流I′=0.6A,
当滑片P置于最左端时,电源的电压最小,由图2可知,此时灯泡L2两端的电压U2=2V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的最小电压:
U=U1+U2=3V+2V=5V;
当滑片P置于最右端时,电源的电压最大,由图2可知,此时灯泡L2两端的电压U2=2V,
由U=IR和R2:R=1:3可得,L2两端的电压与变阻器两端的电压之比:
$\frac{{U}_{R}}{{U}_{2}}$=$\frac{IR}{I{R}_{2}}$=$\frac{R}{{R}_{2}}$=$\frac{3}{1}$,
则滑动变阻器两端的电压:
UR=3U2=3×2V=6V,
则电源的最大电压:
U=U1+U2+UR=3V+2V+6V=11V,
所以,电源电压调节范围为5V~11V.
答:(1)L2正常工作时的电阻为6Ω;
(2)L1正常工作时的电流为0.6A;
(3)当L1与 L2串联时,在一只小灯泡正常发光条件下,电源电压的调节范围为5V~11V.
点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是根据图象读出电压和电流的对应的值,有一定的难度.
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