Question

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

(1)當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，燈泡L正常發(fā)光，求此時(shí)通過R1的電流；

(2)只閉合S3，移動(dòng)滑片P，當(dāng)R2接入電路中的阻值為其最大值的時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，求滑動(dòng)變阻器的最大阻值；

(3)在保證各元件安全的條件下，求電路消耗的最小功率。

Answer 1

【答案】(1)0.2A；(2)40Ω；(3)0.6W

【解析】

(1)由電路圖知，當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，燈泡L與電阻R1并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器被短路。

此時(shí)通過R1的電流

(2)只閉合S3，燈泡L與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器電壓，電流表測電路中的電流。此時(shí)電流為0.2A，由圖乙知，燈泡兩端的電壓為4V，那么滑動(dòng)變阻器兩端的電壓

U2=U-UL=6V-4V=2V

此時(shí)接入電路的變阻器的阻值

且此時(shí)變阻器接入電路中的阻值為最大阻值的，則最大阻值40Ω。

(3) 當(dāng)只閉合開關(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)電路消耗的最小功率是0.6 W。