Question

16．如圖所示，電源為低壓可調(diào)電源，L₁，L₂分別標(biāo)有“9V，3W”“12V，6W”的字樣，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“40Ω，1A”的字樣，電流表A₁的量程為0～3A，A₂的量程為0～0.6A，電壓表V的量程為0～15V．當(dāng)電源電壓調(diào)至12V，S₁，S₂均閉合時(shí)，求變阻器上允許消耗的功率是3.6W≤P≤12W．

Answer 1

分析 由電路圖可知，S₁，S₂均閉合時(shí)，燈泡L₂與滑動(dòng)變阻器R₃并聯(lián)，電流表A₁測(cè)干路電流，電流表A₂測(cè)L₂支路的電流，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)變阻器消耗的電功率最小，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出消耗的最小功率；此時(shí)燈泡L₂兩端的電壓和額定電壓相等，燈泡正常發(fā)光，根據(jù)P=UI求出通過(guò)燈泡的電流，根據(jù)電流表A₁的量程和滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流確定通過(guò)滑動(dòng)變阻器的最大電流，根據(jù)P=UI求出變阻器的最大功率，然后得出答案．

解答 解：由電路圖可知，S₁，S₂均閉合時(shí)，燈泡L₂與滑動(dòng)變阻器R₃并聯(lián)，電流表A₁測(cè)干路電流，電流表A₂測(cè)L₂支路的電流，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，變阻器消耗的電功率最小，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，變阻器消耗的最小功率：
P_3小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{3}}$=$\frac{（12V）^{2}}{40Ω}$=3.6W，
因燈泡L₂兩端的電壓和額定電壓相等，
所以，由P=UI可得，通過(guò)L₂的電流：
I₂=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{6W}{12V}$=0.5A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，當(dāng)電流表A₁的示數(shù)為3A時(shí)，通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為2.5A，而這個(gè)電流大于變阻器允許通過(guò)的最大電流1A，
所以，通過(guò)滑動(dòng)變阻器的最大電流為1A，此時(shí)變阻器消耗的電功率最大，
P_3大=UI_3大=12V×1A=12W，
綜上可知，變阻器上允許消耗的功率是3.6W≤P≤12W．
故答案為：3.6；12．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)和電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是電路串并聯(lián)電路的辨別以及通過(guò)滑動(dòng)變阻器最大電流的確定．