Question

【題目】在如圖甲所示的電路中，電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變，電源電壓U=6V，小燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣，電流表的量程為0~0. 6A，電壓表的量程為0~3V，滑動變阻器的最大阻值為30Ω。

（1）求小燈泡的電阻；

（2）當(dāng)只閉合，滑片P在某兩點之間滑動時，電壓表和電流表的示數(shù)變化如乙圖象所示；若閉合、、時，求經(jīng)過電源的電流；

（3）所有開關(guān)可以任意閉合或斷開，在保證電路安全且電路中有電流的情況下，求電源消耗的最大功率和最小功率。

Answer 1

【答案】（1）12Ω；（2）0.8A；（3）最大功率為4.8W和最小功率為0.9W。

【解析】

本題考查動態(tài)電路中，電功率的綜合計算，根據(jù)開關(guān)的通斷分析電路簡化問題，進(jìn)而根據(jù)電功率相關(guān)知識求解。

(1)由題意可知，小燈泡的額定電壓為6V，額定功率為3W，

根據(jù)公式可得

小燈泡的電阻為

(2)當(dāng)只閉合時，電阻R1與R2串聯(lián)，電壓表測量R2兩端電壓，電流表測量電路中的電流，

由圖乙可知，當(dāng)R2兩端電壓為2V時，電路中的電流為0.2A，又因為電源電壓為6V，則R1兩端電壓為4V，由歐姆定律可知R1電阻為

若同時閉合、、，則電阻R1與燈泡L并聯(lián)，

通過電源的電流為

(3)當(dāng)閉合開關(guān)、、，滑動變阻器、電流表、電壓表短路，電阻R1與燈泡L并聯(lián)，此時接入電路中的電阻最小，電流最大，電功率最大，最大電功率為

當(dāng)只閉合時，電阻R1與R2串聯(lián)，為保證電路安全，移動滑動變阻器使電壓表示數(shù)為3V，此時電路在安全情況下總電阻最大，有最小功率，

由圖乙可知此時通過電路的電流為0.15A

則此時電路中的最小功率為

答：(1)小燈泡的電阻為12Ω；

(2)閉合、、時，經(jīng)過電源的電流為0.8A；

(3)所有開關(guān)可以任意閉合或斷開，在保證電路安全且電路中有電流的情況下，電源消耗的最大功率為4.8W和最小功率為0.9W。