【題目】如圖所示,電源電壓U保持不變,滑動變阻器R2的最大阻值為50Ω。當S閉合,S1斷開,Pb端時,燈泡L的功率為0.4W,電流表的示數(shù)為0.2A;當S、S1均閉合,Pa端時,電流表的示數(shù)為1.5A。求:

1)燈L的電阻RL和電源電壓;

2)電阻R1的阻值;(不考慮溫度對電阻的影響)

3)整個電路消耗的最小功率。

【答案】110Ω和12V;(240Ω;(32.4W。

【解析】

(1)S閉合、S1斷開,Pb端時時,燈泡L與電阻R2串聯(lián)。此時,滑動變阻器電阻最大,根據(jù)功率和電阻的關系可得:

;

根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可得,電源電壓為:

U=IR=IRL+R2最大=0.2A×10Ω+50Ω=12V;

(2)S、S1均閉合,Pa端時,電路為RLR1并聯(lián)。流過燈泡的電流為:

則流過電阻R1的電流為:

I1=I′-IL=1.5A-1.2A=0.3A,

電阻R1的阻值為:

;

(3)根據(jù)功率公式P=UI可知,電源電壓一定,電流最小時,電功率最小。電流最小,所以電路中的電阻最大。當S閉合、S1斷開,Pb端時,燈泡L與電阻R2串聯(lián),電路中的電阻最大,消耗的功率最小。電路消耗的最小功率為:

P最小=UI=12V×0.2A=2.4W

答:(1)L的電阻RL和電源電壓分別為10Ω12V;(2)電阻R1的阻值為40Ω。(3)整個電路消耗的最小功率為2.4W。

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