Question

【題目】在如圖所示的電路中，電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變，電源電壓U=6V，小燈泡標有“6V 3W”字樣，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~3V，滑動變阻器R2的最大阻值為20Ω。

(1)只閉合開關S1和S3時，電路消耗的功率為6W，則閉合開關S1、S2和S3時，電路的總電流為多少？

(2)在不損壞各元件的情況下，求只閉合開關S1時，R1消耗的最大功率P1；只閉合開關S2時，燈泡消耗的最小功率P2。

Answer 1

【答案】(1)1.5A；(2)2.16W，0.75W

【解析】

(1)只閉合開關S1和S3時，電路為R1的簡單電路，通過R1的電流

閉合開關S1、S2和S3時，R1與L并聯(lián)，此時小燈泡正常工作，則通過小燈泡的電流

據(jù)并聯(lián)電路的電流特點得，此時電路的總電流

I=I1+IL=1A+0.5A=1.5A

(2)由題意知，R1的阻值

燈泡的阻值

只閉合開關S1時，R1與R2串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測R2兩端的電壓，據(jù)P=I2R得，當電路中的電流最大時，電功率最大，所以當電流表的示數(shù)I=0.6A時，R1消耗的最大電功率

只閉合開關S2時，L與R2串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測R2兩端的電壓，據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點及得，當電壓表的示數(shù)U2=3V時，燈泡的電功率最小，此時小燈泡兩端的電壓

燈泡消耗的最小功率

答：(1)閉合開關S1、S2和S3時，電路的總電流為1.5A；

(2)只閉合開關S1時，R1消耗的最大功率P1為2.16W，只閉合開關S2時，燈泡消耗的最小功率P2為0.75W。