Question

【題目】在如圖所示電路中，電源電壓6V恒定，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，燈泡的規(guī)格分別為L1“6V 1.8W”和L2“6V 1.2W”，滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格為“50Ω 1.5A”，不計(jì)溫度對燈絲電阻的影響。

求：（1）燈泡L1的電阻

（2）滑動(dòng)變阻器的滑片P放在a端時(shí)，閉合開關(guān)S1、S2、S3后，電流表的讀數(shù)是多少？

（3）閉合開關(guān)S1、S2，斷開S3時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使燈泡L1的實(shí)際功率為0.8W時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率是多少？

（4）若兩燈中只允許一盞燈工作，且要求電路元件安全使用，在滑片移動(dòng)過程中，整個(gè)電路至少消耗多少電功率？

Answer 1

【答案】（1）20Ω；（2）0.5A；（3）0.4W；（4）0.6W。

【解析】

（1）知道燈泡L1的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI=求出其電阻；（2）滑動(dòng)變阻器的滑片P放在a端時(shí)，閉合開關(guān)、、后，兩燈泡并聯(lián)，電流表測干路電流，兩燈泡兩端的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI求出通過兩燈泡的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出干路電流；（3）閉合開關(guān)、，斷開時(shí)，R與串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=R求出電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)P=UI求出滑動(dòng)變阻器消耗的電功率；（4）根據(jù)P=UI=求出的電阻，兩燈泡電阻最大的燈泡與滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián)時(shí)，電路中的總電阻最大，電路的總功率最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=UI=求出整個(gè)電路的最小電功率．

(1)由P=UI=可得,燈泡的電阻：，

(2)滑動(dòng)變阻器的滑片P放在a端時(shí),閉合開關(guān)、、后，兩燈泡并聯(lián)，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以,==U=6V，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，干路電流表的讀數(shù)：I

(3)閉合開關(guān)、,斷開時(shí),R與串聯(lián)，因串聯(lián)電路中電流處處相等，所以,由P=R可得,燈泡的實(shí)際功率為0.8W時(shí)電路中的電流：，，燈泡L1兩端的電壓：，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率：

(4)燈泡的電阻：，只閉合開關(guān)、，因電壓表的量程為0～3V，所以當(dāng)燈泡與滑動(dòng)變阻器30的阻值串聯(lián)，電路元件安全使用，電路中的總電阻最大，電路的總功率最小，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，整個(gè)電路的最小電功率：。