Question

【题目】如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电流表的量程为“”，小灯泡上标有“6V 3W”字样，只闭合S、S3，滑片在最左端时，灯正常发光。当S，S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为0.2A。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全，求：

(1)电源电压；

(2)R0的阻值；

(3)电路消耗的最大功率和最小功率。

Answer 1

【答案】（1）6V；（2）18Ω；（3）3W，1.125W

【解析】

(1)只闭合S、S3，滑片在最左端，小灯泡标注为L，此时为只有小灯泡接入电路的简单电路，电流表测电路电流，因为此时灯正常发光，由小灯泡铭牌可得电源电压

(2)当S，S2闭合，S1、S3断开时，此时灯泡L与R0串联，电流表测此时电路电流，不考虑灯丝电阻变化，根据，,则小灯泡电阻由铭牌可得

因为此时电流表示数为0.2A，根据串联电路电流规律，则通过小灯泡和R0电流为

由欧姆定律可得此时小灯泡分压为

根据串联分压规律，则R0分压为

由欧姆定律，可得R0电阻

(3)电源电压恒定，由可知，考虑电流表安全，当电路电流最大时，电路总电阻最小，电路总功率最大；根据电路图分析可得，当开关S、S1、S2、S3均闭合，小灯泡短路，滑片P在最右端，此时滑动变阻器最大阻值和R0并联，此时干路电流

此时滑动变阻器阻值最大，电路总电阻最大，干路电流超过电流表量程0.6A，所以该连接方式不符合题意；当开关S、S3闭合，S1、S2断开，滑片P在最左端，此时只有小灯泡接入电路，电路电阻最小，小灯泡实际电压等于小灯泡额定电压6V，此时小灯泡正常发光，电路电流最大，即

电流表安全，此时电路总功率为小灯泡正常工作功率，此时总功率最大，即

当电流表示数最小时，电路总电阻最大，此时电路总功率最小；根据电路图分析可得，当开关S、S3闭合，S1、S2断开，滑片P在最右端，此时小灯泡和滑动变阻器最大阻值串联，总电阻最大，电路电流最小，由可知，电路总功率最小。此时电路最小电流为

则电路最小功率

答：(1)该电路电源电压为6V；

(2)定值电阻R0的阻值18Ω；

(3)电路消耗的最大功率3W，最小功率1.125W。