Question

【題目】如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣，電阻R1=40Ω，電壓表的量程為0～3V，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)，S2、S3閉合時(shí)，燈泡L恰好正常發(fā)光．（不考慮溫度對(duì)電阻的影響）

（1）求燈泡L正常工作時(shí)的電阻和電源電壓．

（2）當(dāng)閉合S1，斷開(kāi)S2、S3，且把滑動(dòng)變阻器R2的滑片滑到最右端時(shí)，電流表的示數(shù)為0．1A，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為多大？

（3）當(dāng)斷開(kāi)S1、S2，閉合S3時(shí)，在保證電路安全的條件下，燈泡L消耗的最小功率為多少？并求出此種情況下電路1min 消耗的電能．

Answer 1

【答案】（1）12Ω；6V；（2）20Ω；（3）0．75W；90J

【解析】試題分析：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)，S2、S3閉合時(shí)，R1斷路，R2被短路，燈泡L恰好正常發(fā)光，電源電壓U=U額=6V；由P=得：燈泡L正常工作時(shí)的電阻：RL===12Ω；

（2）當(dāng)閉合S1，斷開(kāi)S2、S3，R1和R2串聯(lián)，把滑動(dòng)變阻器R2的滑片滑到最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值最大，

由I=得：電路總電阻：R===60Ω，

滑動(dòng)變阻器的最大阻值：R滑=R﹣R1=60Ω﹣40Ω=20Ω；

（3）當(dāng)斷開(kāi)S1、S2，閉合S3時(shí)，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表示數(shù)為3V時(shí)，電路中的電流最小；

則電路中的最小電流：I最小===0．25A，

燈泡消耗的最小功率：P=I2RL=（0．25A）2×12Ω=0．75W；

電路消耗的電能：W=UI最小t=6V×0．25A×60s=90J