Question

如圖所示，電源電壓不變；燈L2上標有“6V、3W“字樣，L_l銘牌模糊不滑，滑動變阻器的最大阻值R為30Ω，當開關S_l、S₂，S₃都閉合時，Ll較暗，燈L₂正常發光．此時斷開S₁時，電流表示數減小了0.2A．（設燈絲電阻不變）求：
（1）燈L₂的阻值；
（2）電源電壓；
（3）燈L_l的阻值；
（4）開關及滑動變阻器分別處于什么狀態，整個電路功率最小并計算其值．（0除外）

Answer 1

【答案】分析：（1）由燈泡的銘牌可知額定電壓和額定功率，根據R=可求燈泡L₂的阻值；
（2）當開關S₁、S₂、S₃都閉合時，燈L₂正常發光．燈L₁與L₂并聯，電阻R被短路．故燈泡兩端的電壓即是電源電壓．
（3）當斷開S₁時，此時電路中只有燈泡L₂工作，減少了L₁支路的電流，故開關S₁、S₂、S₃都閉合時通過R₁支路的電流為0.2A，根據并聯電路的特點和歐姆定律求出燈L_l的阻值．
（4）根據P=可知，在電源的電壓不變，電路中的總電阻最大時整個電路功率最小；由電路圖可知當L₁和滑動變阻器的最大阻值串聯時電路中的電阻最大，即S₁閉合、S₂、S₃斷開；根據電阻的串聯特點和電功率公式求出最小值．
解答：解：S₁、S₂、S₃都閉合時，燈L與電阻R₁并聯，電阻R被短路；當斷開S₁時，此時電路中只有L₂工作．
（1）燈泡L₂的阻值：R_L2===12Ω；
（2）當開關S₁、S₂、S₃都閉合時，燈L₂正常發光．燈L₁與L₂并聯，電阻R被短路，
故燈泡L2的額定電壓即為電源電壓，U=U_L1=U_L2=6V；
（3）S₁斷開時，電流表的示數減小0.2A，
即I_L1=0.2A，
燈L_l的阻值R_L1===30Ω；
（4）S₁閉合、S₂、S₃斷開，滑動變阻器的滑片移到最右端時，整個電路功率最小；
最小值為：P_min===0.6W．
答：（1）燈L₂的阻值為12Ω；
（2）電源電壓為6V；
（3）燈L_l的阻值為30Ω；
（4）滑動變阻器的滑片移到最右端時，整個電路功率最小為0.6W．
點評：本題是一道難題，綜合性較強，考查的內容較多．要求會辨別串、并聯，會用歐姆定律計算，知道串、并聯電路的電壓規律，電流規律，電阻規律．