Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓恒定不變，電壓表的量程為 0~15V，電流表的量程為0~0.6A，燈 L 上標(biāo)有“6V3W”字樣（不考慮燈絲電阻隨溫度的變化），定值電阻 R2=30Ω。當(dāng)只閉合開關(guān) S1、S2 時(shí)，調(diào)節(jié)滑片 P 至距 B 端 處時(shí)，燈 L 正常工作；當(dāng)只閉合開關(guān) S1、S3 時(shí)，調(diào)節(jié)滑片 P 至中點(diǎn)處時(shí)，電流表示數(shù)為 0.3 A，求：

(1)燈泡的電阻；

(2)電源電壓；

(3)在保證電路各元件安全的情況下，只閉合開關(guān) S1、S3 時(shí)，定值電阻 R2 的最小功率。

Answer 1

【答案】(1) 12Ω；(2) 18V；(3) 1.2W

【解析】

(1)燈泡電阻

RL===12Ω

燈泡電阻為12Ω。

(2)只閉合開關(guān)S1，S2時(shí)，由圖可知，R1與L串聯(lián)在電路中，當(dāng)調(diào)節(jié)滑片P距B端處時(shí)即變阻器接入電路的電阻為R1時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光，電路中的電流

I=I額===0.5A

電源電壓

U=I（RL+R1）=0.5A×（12Ω+R1） ①

調(diào)節(jié)滑片P至中點(diǎn)即接入電路的電阻為R1時(shí)，閉合開關(guān)S1、S3，由圖可知，R2與R1串聯(lián)，電流表示數(shù)為I'=0.3A，電源電壓

U=I'×（R2+R1）=0.3A×（30Ω+R1） ②

由①②可得

U=18V，R1=60Ω

電源電壓為18V。

(3) 只閉合開關(guān) S1、S3 時(shí)，R2與R1串聯(lián)，當(dāng)R1滑到最大值60Ω時(shí)，電壓表示數(shù)最大為

U1=U=18V=12V

電路是安全的，此時(shí)電路中的電流最小，R2 的電功率最小，此時(shí)R2兩端電壓為

U2=U-U1=18V-12V=6V

R2 的最小功率為

P===1.2W

R2 的最小功率為1.2W。

答：(1)燈泡L的電阻為12Ω；

(2)電源電壓為18V；

(3)在保證電路各元件安全的情況下，只閉合開關(guān)S1、S3時(shí)，定值電阻R2的最小功率為1.2W。