Question

【题目】如图所示电路，电源电压U=6V恒定，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V，灯A上标有“6V 1.8W”，灯B上标有“6V 1.2W”，滑动变阻器R上标有“50Ω 1.5A”，设灯丝电阻为额定状态时的电阻，且不计温度对灯丝电阻的影响．求：

（1）滑动变阻器的滑片P放在a端时，闭合所有开关后，电压表和电流表的读数分别是在多少？

（2）如果只允许两盏灯中的一盏工作，且要求电路中各元件安全使用，在滑片P移动过程中，求整个电路消耗的最小电功率．

Answer 1

【答案】（1）0.5A；（2）0.6W．

【解析】解答：根据P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为：I1＝＝0.3A,I2＝＝0.2A，根据欧姆定律可得，两灯泡的电阻分别为：R1＝＝20Ω,R2＝＝30Ω；

(1)开关均闭合，P在a端时，两灯泡并联，电流表测干路电流，电压表被短路即示数为0V，∵并联电路中各支路两端的电压相等，∴此时两灯泡均正常发光，通过的电流和额的电流相等，∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，∴此时干路电流表的示数I＝I1+I2＝0.3A+0.2A＝0.5A；(2)只允许一盏灯接入电路时,应是L1或L2与滑动变阻器串联，电路中的总电阻R＝R1(或R2)+R，∴电路中的电流I ;当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，两电路中的最大电流为0.3A，∵0.3A<0.6A<1.5A，∴两灯泡、电流表、滑动变阻器始终安全，根据串联电路的电阻分压特点可知，当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中的电流最小，此时两灯泡两端的电压为UL＝UUP＝6V3V＝3V，当让灯L1工作时，电路中的最小电流：I′1＝0.15A，当让灯L2工作时，电路中的最小电流：I′2＝＝0.1A，所以电路的最小电功率为Pmin＝UI′2＝6V×0.1A＝0.6W.

答：(1)滑动变阻器的滑片P放在a端时，闭合所有开关后，电压表为0V，电流表的读数是0.5A；(2)如果只允许两盏灯中的一盏工作，且要求电路中各元件安全使用，在滑片P移动过程中，整个电路消耗的最小电功率为0.6W.