Question

【題目】如圖所示電源電壓恒定，R1＝48Ω，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值是24Ω，小燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣，電流表的量程為0﹣3A．問(wèn)：

（1）小燈的電阻RL為多少？

（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S3斷開(kāi)、S2閉合、滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到中點(diǎn)時(shí)，燈泡L恰好正常發(fā)光，則電源電壓U為多少？

（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S2、S3斷開(kāi)，S1閉合時(shí)，通電5min，電流通過(guò)燈泡消耗的電能是多少？

（4）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，在電流不超過(guò)電流表量程的情況下，電路消耗的總功率的最大值和最小值分別是多少？

Answer 1

【答案】（1）12Ω；（2）12V；（3）144J；（4）36W、9W

【解析】

（1）由燈泡的銘牌可知：U額＝6V，P額＝3W，

燈泡的電阻為；

（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S3斷開(kāi)、S2閉合、滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到中點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)；因燈泡正常發(fā)光，所以燈泡兩端的電壓為UL＝6V，

電路中的電流為，

變阻器兩端的電壓，

電源的電壓為U＝UR+UL＝6V+6V＝12V；

（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S2、S3斷開(kāi)，S1閉合時(shí)，R1和燈泡串聯(lián)，

此時(shí)電路中的電流為，

燈泡5min消耗的電能為W＝（I′）2RLt＝（0.2A）2×12Ω×5×60s＝144J；

（4）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，R1和滑動(dòng)變阻器R2并聯(lián)，

由題意可知干路的最大電流I最大＝3A，

所以電路消耗的總功率的最大值為P最大＝UI最大＝12V×3A＝36W；

滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大時(shí)，干路的電流最小為：

，

所以電路消耗的總功率的最小值為P最小＝UI最小＝12V×0.75A＝9W。

答：（1）小燈的電阻RL為12Ω；

（2）電源電壓為12V；

（3）電流通過(guò)燈泡消耗的電能為144J；

（4）電路消耗的總功率的最大值和最小值分別為36W、9W。