Question

【题目】如图所示是一个可以在普通灯泡和LED灯之间切换使用的电路图，L1为“6V 3W”的普通白炽灯，L2为“6V 1W”的LED灯，当S1、S2断开S3闭合时，移动滑片P可以改变灯泡L1的亮度，滑片P从一段滑到另一端时灯泡的电压在3V和6V之间变化，（灯泡电阻的变化可以忽略）求：

（1）灯泡L1正常发光时的电阻；

（2）滑动变阻器的最大阻值；

（3）当S1、S2、S3都闭合时，整个电路消耗的最小总功率。

Answer 1

【答案】（1）12Ω；（2）12Ω；（3）4W。

【解析】

（1）由P＝可得L1正常发光时的电阻为R1＝＝＝12Ω。

（2）当S1、S2断开S3闭合时，L1与R串联，滑片P在左端时，只有L1连入电路，此时灯泡电压等于电源电压，为UL1＝U＝6V；滑片P在右端时，L1与R的最大值串联，此时灯泡电压最小，为UL1′＝3V，此时电路中电流为IL1===0.25A。由串联电路的电压特点可得滑动变阻器电压为UR＝U﹣UL1′＝6V﹣3V＝3V，则滑动变阻器的最大阻值为R＝===12Ω。

（3）当S1、S2、S3都闭合时，L1被短路，L2与R并联。L2两端电压不变，则其功率不变。电路功率要最小，则须滑动变阻器功率最小，即其电阻要最大。因电源电压为6V，则L2正常发光，其功率为PL2＝1W。滑动变阻器消耗的最小功率为P滑＝＝＝3W。所以电路消耗的最小功率为P最小= PL2+ P滑＝1W+3W=4W。