Question

【题目】把一个标有“6V 3W”字样的小灯泡L接入如图甲所示的电路中，己知电阻R1=20Ω，滑动变阻器R2标有“50Ω 1A”字样，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，电源电压保持6V不变，图乙是灯L的I-U图象。

求：（1）小灯泡正常工作时的电阻；

（2）当S1、S2、S3都闭合，通过R1的电流；.

（3）只闭合S3在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率及此时R2的阻值。

Answer 1

【答案】（1）12Ω（2）0.3A（3）2.4W；75Ω

【解析】

(1)由知，小灯泡正常工作时的电阻

(2)当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L与定值电阻R1并联，因并联电路各支路两端电压相等且等于电源电压,则U1=U=6V，通过R1的电流

(3)只闭合开关S3，滑动变阻器R2与灯泡L串联，电压表测量滑动变阻器的电压U滑，当滑动变阻器接入电路的阻值变大时，电压表的示数变大，电路的电流变小，电路的功率变小；因为电压表的量程为03V，所以当电压表示数即变阻器两端电压最大U滑=3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路的功率最小；根据串联电路电压的规律知,此时小灯泡两端的电压为

由图象甲可知，此时通过灯泡的电流为0.4A，因串联电路电流处处相等,则电路中的电流

电路的最小功率

P小=UI=6V×0.4A=2.4W

此时变阻器接入电路的电阻

答：(1)小灯泡正常工作时的电阻是12Ω；

(2)当开关S1、S2、S3都闭合时，通过R1的电流是0.3A；

(3)只闭合开关S3，移动滑动变阻器R2的滑片，在保证各元件安全工作的条件下，电路的最小功率是2.4W，此时R2的阻值为7.5Ω。