Question

【题目】如图所示电路，电源电压保持9V不变，灯泡L标有“6V，3W”字样，电流表量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。只闭合S1时，灯泡L刚好能正常发光。（不计灯丝电阻随温度的变化）求：

（1）小灯泡L的电阻；

（2）开关S、S1、S2都闭合时，为了保证电流表安全，R2最小只能取多少阻值？

（3）只闭合开关S2时，滑动变阻器R2的电功率最大值为多少？

Answer 1

【答案】（1）12；（2）6； (3) 1.6875W(取1.69W也对)

【解析】（1）因为灯的额定电压为UL＝6V，额定功率为PL＝3W，则由P＝可得灯的电阻为：RL＝ ＝＝12Ω；（2）只闭合S1时，R1和灯泡串联，灯泡L刚好能正常发光，则UL＝6V,UR＝UUR＝9V6V＝3V,根据串联电路的电压特点： ，即，解得R1＝6Ω，开关S、S1、S2都闭合时，两电阻并联，灯泡被短路，通过R1的电流I1＝＝1.5A，电流表量程为0～3A，则R2的最大电流： ＝3A1.5A＝1.5A，则R2最小值＝6Ω；（3）(3)只闭合开关S2时,R2与L串联,电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，灯泡的额定电流：IL＝＝0.5A，因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为03A，所以，电路中的最大电流为0.5A，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的最小电流：I小＝A，所以,电流的变化范围为A0.5A，设电路中的电流为I，则滑动变阻器消耗的电功率：P2＝U2I＝(UIRL)I＝(9VI×12Ω)I＝9V×II2×12Ω＝12Ω×(IA)2+W，当电路中的电流A<I＝A<0.5A时，滑动变阻器消耗的电功率最大，则P2大＝W＝ 1.6875W.