题目内容
【题目】【2016·百色卷】如图所示,电源电压恒为6V,灯泡L标有“6V 3W”的字样,R1为定值电阻,R2为标有“20Ω 1A”字样的变阻器,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V.
(1)求灯泡L正常工作时的电流和电阻.
(2)当S1、S2、S3均闭合时,电流表的示数为1.7A,求R1的阻值.
(3)当闭合S1,断开S2、S3时,在保证电路中各元件安全工作的情况下,求变阻器R2连入电路的阻值为多大时电路总功率最小?此最小值为多少?
【答案】(1)0.5A,12Ω;(2)5Ω;(3)5Ω,3.6W
【解析】
(1)根据公式P=UI可得,灯泡L正常工作时的电流:IL=PL/UL=3W/6V=0.5A,根据公式I=U/R可得,灯泡的电阻:RL=UL/IL=6V/0.5A=12Ω;(2)当S1、S2、S3均闭合时,R1与L并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡正常发光,所以,通过灯泡的电流IL=0.5A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R1的电流:I1=I﹣IL=1.7A﹣0.5A=1.2A,则R1的阻值:R1=U/I1=6V/1.2A=5Ω;(3)当闭合S1,断开S2、S3时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,当电压表的示数U2=3V时,电路中的电流最小,电路的总功率最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压:U1=U﹣U2=6V﹣3V=3V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I′=U1/R1=3V/5Ω=0.6A,滑动变阻器接入电路中的电阻:R2=U2/I′=3V/0.6A=5Ω,电路的最小总功率:P=UI′=6V×0.6A=3.6W。
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