Question

【题目】如图所示，电源电压恒定，小灯泡R1上标有“6V3W”字样（忽略灯丝电阻变化），滑动变阻器R2铭牌上标有“20Ω0.4A”字样，定值电阻R3=8Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，若闭合S2、断开S1、S3，此时电流表示数为0.3A，则电源电压为______V；若闭合S3，断开S1、S2，在保证电路安全的情况下，整个电路消耗的电功率最大值与最小值之差为____W．

Answer 1

【答案】 6 0.9

【解析】由P=U2/R可得，灯泡的电阻：R1 =U12/P1=(6V)2/3W=12Ω，闭合S2 、断开S1 、S3 时，R1 与R3 串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由I=U/R可得，电源的电压：U=I（R1 +R3 ）=0.3A×（12Ω+8Ω）=6V；

闭合S3 ，断开S1 、S2 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，灯泡的额定电流：I1 =U1/R1=3W/6V=0.5A，因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为0.4A，所以，电路中的最大电流I大 =0.4A，此时电路消耗的电功率最大，则P大 =UI大 =6V×0.4A=2.4W，当电压表的示数U2大 =3V时，电路中的电流最小，电路消耗的总功率最小，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大 =6V-3V=3V，此时电路中的电流：I小 =U1′/R1=3V/12Ω=0.25A，电路消耗的最小总功率：P小 =UI小 =6V×0.25A=1.5W，则整个电路消耗的电功率最大值与最小值之差：△P=P大 -P小 =2.4W-1.5W=0.9W。