Question

【題目】小明同學(xué)為了增加所設(shè)計(jì)機(jī)器人的可觀賞性，他想用亮度可調(diào)節(jié)的紅、綠燈做它的眼睛，現(xiàn)已知紅燈L1規(guī)格為“6V 3W”，為了測(cè)出綠燈L2及電位器（滑動(dòng)變阻器）R的規(guī)格，他選用紅燈L1和綠燈L2及電位器R等元件涉及了如圖所示電路（電源電壓不變，不考慮燈絲電阻的變化）．求：

（1）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S、S1，斷開(kāi)S2，且電位器R的滑片P移至b端時(shí)，L1正常發(fā)光，流過(guò)L1的電流及電源的電壓；

（2）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S、S1和S2，且電位器的滑片P移至b端時(shí)，L2正常發(fā)光，電流表的示數(shù)增大了1A，燈L2的額定電壓和額定功率；

（3）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S、S2，斷開(kāi)S1，且電位器的滑片P移至R中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.25A，小明選用的電位器R的最大阻值；

（4）該電路消耗的最小電功率．

Answer 1

【答案】（1）0.5A， 6V；（2）6V， 6W；（3）36Ω；（4）0.75W

【解析】（1）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S、S1，斷開(kāi)S2，滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端時(shí)，只有L1連入電路，由P=UI可得，L1正常發(fā)光時(shí)的電流：I額1==0.5A；由于L1正常發(fā)光，則電源的電壓U=U額1=6V；（2）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S、S1、S2，滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端時(shí)，兩燈泡并聯(lián)，且兩燈泡均正常發(fā)光，由于并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，U額2=U額1=6V；由題意可知此時(shí)干路電流增加1A，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知燈L2的額定電流：I額2=△I=1A；所以，燈L2的額定功率：P額2=U額2I額2=6V×1A=6W；（3）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S、S2，斷開(kāi)S1，綠燈L2與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，由歐姆定律可得，電路中的總電阻：R==24Ω，由I=U/R可得，綠燈L2的電阻：R2==6Ω，串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，則滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻：R中=R﹣R2=24Ω﹣6Ω=18Ω；所以，滑動(dòng)變阻器的最大電阻R=2R中=2×18Ω=36Ω；（4）由I=U/R可得，紅燈L21的電阻：R1==12Ω＞6Ω，所以當(dāng)S、S1閉合、S2斷開(kāi)，滑片P在a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器的最大阻值與紅燈L1串聯(lián)，此時(shí)總電阻最大，電路中的電功率最小，則最小總功率：Pmin==0.75W。