解:(1)當S
1閉合,S
2、、S
3斷開時,
電路中的電流I=1A,電阻R
1和最大阻值的滑動變阻器R串聯(lián),
電路的總電阻:
R
總=
=
=20Ω
滑動變阻器的最大阻值:
R=R
總-R
1=20Ω-5Ω=15Ω.
(2)當S
1、S
2、S
3都閉合時,
電路中的電流I′=6A,滑動變阻器接入電路的電阻R′=
R=10Ω,
電阻R
2和此時的滑動變阻器R′并聯(lián);
通過滑動變阻器的電流:
I
R′=
=
=2A
通過電阻R
2的電流:
I
2=I′-I
R′=6A-2A=4A
電阻R
2的阻值:
R
2=
=
=5Ω.
(3)當S
1閉合,S
2、S
3斷開時,
R″=5Ω,電阻R
1和滑動變阻器R″串聯(lián),
電路的總電阻:
R
總″=R
1+R″=5Ω+5Ω=10Ω
電路中的電流:
I″=
=
=2A
R
1消耗的電功率:
P=I″
2R
1=(2V)
2×5Ω=20W.
答:(1)滑動變阻器的最大阻值為15Ω;(2)R
2的阻值為5Ω;(3)R
1消耗的電功率為20W.
分析:(1)當S
1閉合,S
2、S
3斷開時,電阻R
1和最大阻值的滑動變阻器R串聯(lián);根據(jù)歐姆定律求出總電阻,根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律求出滑動變阻器的最大阻值.
(2)當S
1、S
2、S
3都閉合時,電阻R
2和此時的滑動變阻器R′并聯(lián);根據(jù)歐姆定律求出通過滑動變阻器的電流,根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點求出通過電阻R
2的電流,再根據(jù)歐姆定律求出R
2的阻值.
(3)當S
1閉合,S
2、S
3斷開時,電阻R
1和滑動變阻器R″串聯(lián);根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律求出總電阻,根據(jù)歐姆定律求出電路中電流,最后根據(jù)P=I
2R求出R
1消耗的電功率.
點評:本題考查了串并聯(lián)電路電壓、電流、電阻規(guī)律和歐姆定律的應(yīng)用,以及電功率公式的計算,分清開關(guān)通斷時電路中用電器的狀態(tài)是解決本題的關(guān)鍵.