Question

【题目】如图甲所示电路，电源电压恒为6 V，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示。电阻R1为30 Ω，滑动变阻器R2的额定电流为1 A，电流表的量程为0﹣0.6 A，电压表的量程为0～3 V。

(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，L正常发光，此时通过R1的电流是多少？

(2)只闭合开关S3，移动滑片P，当R2接入电路中的阻值为其最大阻值的时，电流表的示数为0.2 A，滑动变阻器的最大阻值是多少？

(3)在保证各元件安全的条件下，电路消耗的最大功率和最小功率各是多少？

Answer 1

【答案】(1)0.2A；(2)40Ω；(3)2.7 W；0.6 W

【解析】

(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，此时电路中只有灯泡L和电阻R1并联接入电路，电阻R2断路，灯泡L正常发光，则灯泡L和电阻R1两端的电压等于电源的电压为6V，由欧姆定律 得

(2)只闭合开关S3时，电路中灯泡L和电阻R2串联，由电流表的示数为0.2A通过图乙查得此时灯泡L对应的电压为4V，根据串联电路电压关系，有

U2=U－UL=6V－4V=2V

由欧姆定律得此时电阻R2的接入电路的阻值

电阻R2 的总电阻

(3)当开关S1、S2、S3都闭合时，电路为灯泡与R1并联，电阻最小，电路消耗的功率最大，灯泡两端电压为6V，由表格可知灯泡的电流为0.25A

Pmax=PL+P1=UIL+1.2W=6V×0.25A+1.2W=2.7 W

当只闭合开关S1时，R1与R2串联，移动滑动变阻器滑片至电压表示数为3V时，即总电压一半，各元件安全，由串联分压可知此时R2接入阻值等于R1阻值，此时电路阻值最大，电路消耗的功率最小，电路消耗的功率

答：(1)通过R1的电流是0.2A；

(2)滑动变阻器的最大阻值是40Ω；

(3)电路消耗的最大功率是2.7 W，最小功率是0.6 W。