题目内容
【题目】如图所示的电路中,电源电压恒定不变,电压表的量程为 0~15V,电流表的量程为0~0.6A,灯 L 上标有“6V3W”字样(不考虑灯丝电阻随温度的变化),定值电阻 R2=30Ω。当只闭合开关 S1、S2 时,调节滑片 P 至距 B 端 处时,灯 L 正常工作;当只闭合开关 S1、S3 时,调节滑片 P 至中点处时,电流表示数为 0.3 A,求:
(1)灯泡的电阻;
(2)电源电压;
(3)在保证电路各元件安全的情况下,只闭合开关 S1、S3 时,定值电阻 R2 的最小功率。
【答案】(1) 12Ω;(2) 18V;(3) 1.2W
【解析】
(1)灯泡电阻
RL===12Ω
灯泡电阻为12Ω。
(2)只闭合开关S1,S2时,由图可知,R1与L串联在电路中,当调节滑片P距B端处时即变阻器接入电路的电阻为R1时,灯泡恰好正常发光,电路中的电流
I=I额===0.5A
电源电压
U=I(RL+R1)=0.5A×(12Ω+R1) ①
调节滑片P至中点即接入电路的电阻为R1时,闭合开关S1、S3,由图可知,R2与R1串联,电流表示数为I'=0.3A,电源电压
U=I'×(R2+R1)=0.3A×(30Ω+R1) ②
由①②可得
U=18V,R1=60Ω
电源电压为18V。
(3) 只闭合开关 S1、S3 时,R2与R1串联,当R1滑到最大值60Ω时,电压表示数最大为
U1=U=18V=12V
电路是安全的,此时电路中的电流最小,R2 的电功率最小,此时R2两端电压为
U2=U-U1=18V-12V=6V
R2 的最小功率为
P===1.2W
R2 的最小功率为1.2W。
答:(1)灯泡L的电阻为12Ω;
(2)电源电压为18V;
(3)在保证电路各元件安全的情况下,只闭合开关S1、S3时,定值电阻R2的最小功率为1.2W。