Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒定，小燈泡標(biāo)有“12V 4W”字樣（燈泡阻值不變），滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“100Ω 0.5A”字樣，電流表量程為0~0.6A，電壓表量程為0-3V。當(dāng)三個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合，且滑動(dòng)變阻器滑片滑至最左端時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.4A。求：

（1）小燈泡的電阻值；

（2）電源電壓；

（3）定值電阻的阻值；

（4）S2斷開(kāi)、S和S1閉合時(shí)，保證電路安全時(shí)電路總功率的最小值和最大值．

Answer 1

【答案】（1）36Ω；（2）12V；（3）180Ω；（4）3W；4W。

【解析】

(1)已知燈泡的額定電壓和額定功率，由可得燈泡電阻：

；

(2)由題意可知，當(dāng)三個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合，滑動(dòng)變阻器滑片滑至最左端時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光；此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為零；與小燈泡并聯(lián)，所以電源電壓等于小燈泡兩端的電壓，即：

；

(3)由題意可知，當(dāng)三個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合，且滑動(dòng)變阻器滑片滑至最左端時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時(shí)與小燈泡并聯(lián)，電流表測(cè)量流過(guò)與小燈泡的總電流；而且電流表的示數(shù)為0.4A；由得，流過(guò)小燈泡的電流是：

；

由并聯(lián)電路電流特點(diǎn)可得，流過(guò)的電流是：

；

由歐姆定律得，定值電阻的阻值是：

；

(4)當(dāng)S2斷開(kāi)、S和S1閉合時(shí)，小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)量電路中的電流；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端時(shí)，電路中的電流最大，電路的總功率最大；此時(shí)只有小燈泡接入電路，電路的最大總功率等于此時(shí)小燈泡的消耗的電功率，即：

；

當(dāng)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為3V時(shí)，電路中的電流最小，電路的總功率最�。淮藭r(shí)小燈泡與串聯(lián)；此時(shí)最小電流是：

；

電路的最小總功率是：

。

答：(1)小燈泡的電阻值；

(2)電源電壓是12V；

(3)定值電阻的阻值是；

(4)S2斷開(kāi)、S和S1閉合時(shí)，保證電路安全時(shí)電路總功率的最小值是3W，最大值是4W。