Question

【題目】如圖甲所示電路，電源電壓恒為6 V，小燈泡L的I﹣U圖象如圖乙所示。電阻R1為30 Ω，滑動(dòng)變阻器R2的額定電流為1 A，電流表的量程為0﹣0.6 A，電壓表的量程為0～3 V。

(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，L正常發(fā)光，此時(shí)通過(guò)R1的電流是多少？

(2)只閉合開(kāi)關(guān)S3，移動(dòng)滑片P，當(dāng)R2接入電路中的阻值為其最大阻值的時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2 A，滑動(dòng)變阻器的最大阻值是多少？

(3)在保證各元件安全的條件下，電路消耗的最大功率和最小功率各是多少？

Answer 1

【答案】(1)0.2A；(2)40Ω；(3)2.7 W；0.6 W

【解析】

(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，此時(shí)電路中只有燈泡L和電阻R1并聯(lián)接入電路，電阻R2斷路，燈泡L正常發(fā)光，則燈泡L和電阻R1兩端的電壓等于電源的電壓為6V，由歐姆定律 得

(2)只閉合開(kāi)關(guān)S3時(shí)，電路中燈泡L和電阻R2串聯(lián)，由電流表的示數(shù)為0.2A通過(guò)圖乙查得此時(shí)燈泡L對(duì)應(yīng)的電壓為4V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓關(guān)系，有

U2=U－UL=6V－4V=2V

由歐姆定律得此時(shí)電阻R2的接入電路的阻值

電阻R2 的總電阻

(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，電路為燈泡與R1并聯(lián)，電阻最小，電路消耗的功率最大，燈泡兩端電壓為6V，由表格可知燈泡的電流為0.25A

Pmax=PL+P1=UIL+1.2W=6V×0.25A+1.2W=2.7 W

當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，R1與R2串聯(lián)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片至電壓表示數(shù)為3V時(shí)，即總電壓一半，各元件安全，由串聯(lián)分壓可知此時(shí)R2接入阻值等于R1阻值，此時(shí)電路阻值最大，電路消耗的功率最小，電路消耗的功率

答：(1)通過(guò)R1的電流是0.2A；

(2)滑動(dòng)變阻器的最大阻值是40Ω；

(3)電路消耗的最大功率是2.7 W，最小功率是0.6 W。